KR100629578B1 - 발광 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

발광 표시장치 및 그의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화소부의 콘트라스트를 높이고, 소비전력 및 룩업테이블의 메모리를 절감할 수 있도록 한 발광 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 발광 표시장치는 외부로부터 공급되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 생성된 합산 데이터에 대응하여 화소부의 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어부와, 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와, 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부 및 상기 주사신호, 발광 제어신호 및 데이터 신호를 공급받아 영상을 표현하는 복수의 화소를 구비하는 화소부를 구비하며, 상기 휘도 제어부는 상기 합산 데이터 중 일부의 합산 데이터에 대응하는 상기 발광 제어신호의 폭이 저장되는 룩업 테이블을 구비하며, 상기 룩업테이블에 저장되지 않은 합산 데이터의 대응하는 발광 제어신호의 폭은 상기 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭을 평균 연산하여 생성한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에서는 화소부의 콘트라스트를 높일 수 있고, 소비전력을 일정한 값 이하로 제한하며 눈의 피로를 경감시킬 수 있다. 또한, 룩업테이블에 사용되는 메모리를 절감할 수 있다.

Description

발광 표시장치 및 그의 구동방법{Light Emitting Display and Driving Method Using the Same}
도 1은 종래의 발광 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발광 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다
도 3은 도 2에 도시된 화소의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 2에 도시된 휘도제어부의 제 1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 룩업테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7a는 도 6에 도시된 룩업테이블에 따라 휘도를 제한했을 경우의 유효 발광면적에 대한 화소부의 최대 휘도를 나타내는 도면이다.
도 7b는 도 6에 도시된 룩업테이블에 따라 휘도를 제한했을 경우의 유효 발광면적에 대한 소비전력을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 휘도제어부의 제 2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 2에 도시된 휘도제어부의 제 3 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 룩업테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100: 화소부 11, 110: 화소
20, 300: 데이터 구동부 30, 400: 주사 구동부
40, 500: 전원 공급부 200: 휘도 제어부
210: 프레임 메모리 220: 데이터 합산부
230, 270: 제어부 235, 275: 룩업테이블
240: 휘도 제어신호 생성부 280: 평균 연산부
본 발명은 발광 표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 화소부의 콘트라스트를 높이고, 소비전력 및 룩업테이블의 메모리를 절감할 수 있도록 한 발광 표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관과 비교하여 무게가 가볍고 부피가 작은 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있으며 특히 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어나고 응답속도가 빠른 발광 표시장치가 주목받고 있다.
이러한 발광 표시장치로는 유기 발광소자를 이용한 유기 발광 표시장치와 무기 발광소자를 이용한 무기 발광 표시장치가 있다. 유기 발광소자는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)로도 호칭되며, 애노드 전극, 캐소드 전극 및 이들 사이에 위치하여 전자와 정공의 결합에 의하여 발광하는 유기 발광층을 포함한다. 무기 발광 소자는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)로도 호칭되며, 유기 발광 다이오드와 달리 무기물인 발광층, 일례로 PN 접합된 반도체로 이루어진 발광층을 포함한다.
도 1은 종래의 발광 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광 표시장치는 화소부(10), 데이터 구동부(20), 주사 구동부(30), 및 전원 공급부(40)를 구비한다.
화소부(10)는 발광소자(미도시)를 구비한 복수의 화소(11)로 이루어져 있으며, 각각의 화소들(11)은 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의하여 구획된 영역에 형성된다. 그리고 화소부(10)에는 제 1 전원(ELVdd)을 공급하기 위한 제 1 전원선(L1)과 제 2 전원(ELVss)을 공급하기 위한 제 2 전원선(L2)이 배선된다. 이 때, 제 2 전원선(L2)은 등가적으로 표현된 것이며 화소부(100) 전 영역에 형성되어 각 화소(110)에 전기적으로 접속될 수도 있다. 화소(11) 각각은 주사신호, 데이터 신호, 제 1 전원(ELVdd) 및 제 2 전원(ELVss)을 공급받아 영상을 표시한다.
데이터 구동부(20)는 데이터 신호를 생성한다. 데이터 구동부(20)에서 생성된 데이터 신호는 주사신호와 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급되어 각 화소(11)로 전달된다.
주사 구동부(30)는 주사신호를 생성한다. 주사 구동부(30)에서 생성된 주사 신호는 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급되어 각 화소(11)로 전달된다.
전원 공급부(40)는 제 1 전원(ELVdd) 및 제 1 전원(ELVdd)보다 낮은 전위를 갖는 제 2 전원(ELVss)을 각 화소(11)로 공급한다. 제 1 전원(ELVdd) 및 제 2 전원(ELVss)을 공급받은 각 화소(11)에는 데이터 신호에 대응되는 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 발광소자에서 빛이 발광하게 된다.
이와 같이 구성되는 종래의 발광 표시장치는 발광하는 화소(11)의 수가 많을수록 화소부(10)에 많은 전류가 흐른다. 특히, 발광하는 화소(11) 중 고계조를 표현하는 화소(11)가 많을 때 화소부(10)에는 더욱 많은 전류가 흐르게 된다. 이 경우, 전원 공급부(40)에는 많은 부하가 걸리게 된다. 이로 인해, 발광 표시장치의 전체 소비 전력이 증가하게 되며 전원 공급부(40)가 고출력을 가져야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 화소부 내에 고계조를 표현하는 화소가 많을 때 흐르는 전류량을 제한하여 휘도를 조절하는 발광 표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 휘도 조절시 사용되는 룩업테이블의 메모리를 절감할 수 있는 발광 표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 측면은 외부로부터 공급되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 생성된 합산 데이터에 대응하여 화소 부의 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어부와, 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와, 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와 및 상기 주사신호, 발광 제어신호 및 데이터 신호를 공급받아 영상을 표현하는 복수의 화소를 구비하는 화소부를 구비하며, 상기 휘도 제어부는 상기 합산 데이터 중 일부의 합산 데이터에 대응하는 상기 발광 제어신호의 폭이 저장되는 룩업 테이블을 구비하며 상기 룩업테이블에 저장되지 않은 합산 데이터에 대응하는 발광 제어신호의 폭은 상기 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭을 평균 연산하여 생성하는 발광 표시장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 휘도 제어부는 한 프레임 시간 동안 입력되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 합산 데이터의 최상위 비트를 포함한 적어도 두 개의 비트 값을 제어 데이터로써 제어부로 전송하는 데이터 합산부와, 상기 제어 데이터값 중 일부의 제어 데이터값에 대응하는 상기 발광 제어신호의 폭이 저장되는 룩업테이블과, 상기 제어 데이터값에 대해 상기 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭을 추출하여 휘도 제어신호 생성부로 전송하는 제어부 및 상기 제어부로부터 발광 제어신호의 폭에 대한 데이터값을 전달받아 휘도 제어신호를 생성하는 휘도 제어신호 생성부를 구비한다. 상기 휘도 제어부는 상기 제어부로부터 공급받은 적어도 두 개의 발광 제어신호의 폭을 평균하여 제어부로 전송하는 평균 연산부를 더 구비하며, 상기 제어부는 상기 데이터 합산부로부터 입력된 제어 데이터값에 대응하는 발광 제어신호의 폭이 상기 룩업테이블에 저장되어 있지 아니한 경우, 상 기 제어 데이터의 값과 가장 근접한 적어도 두 개의 제어 데이터값에 대응하는 발광 제어신호의 폭을 추출하여 평균 연산부로 전송하고, 평균 연산부에서 생성된 발광 제어신호의 폭을 전달받아, 이 값을 휘도 제어신호 생성부로 전송한다. 상기 룩업테이블에 저장되는 발광 제어신호의 폭은 상기 제어 데이터의 값이 증가할수록 화소부의 휘도가 감소되도록 설정된다. 상기 제어 데이터의 값이 최소값을 포함한 적어도 하나의 값을 가질 경우, 상기 룩업테이블에 저장되는 상기 발광 제어신호의 폭은 일정한 폭으로 유지된다.
본 발명의 제 2측면은 한 프레임 시간 동안 입력되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하는 단계와 상기 합산 데이터의 최상위 비트를 포함하는 적어도 두 개의 비트 값을 제어 데이터로써 추출하는 단계와, 상기 제어 데이터의 값에 대해 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭의 값을 추출하고, 상기 제어 데이터에 대응하는 발광 제어신호의 폭이 상기 룩업테이블에 저장되어 있지 않으면 상기 제어 데이터의 값과 가장 근접한 적어도 두 개의 제어 데이터값에 대응하는 발광 제어신호의 폭을 상기 룩업테이블에서 추출하여 평균 연산하여 발광 제어신호의 폭을 생성하는 단계 및 상기 생성된 발광 제어신호의 폭을 전달받아 화소부의 휘도를 제한하는 휘도 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 룩업테이블에 저장되는 발광 제어신호의 폭은 상기 제어 데이터의 값이 증가할수록 화소부의 휘도가 감소되도록 제어되고, 상기 제어 데이터의 값이 최소값을 포함하는 적어도 하나의 값일 경우, 상기 화소부의 휘도를 제 한하지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 2 내지 도 10을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발광 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 발광 표시장치는 화소부(100), 휘도 제어부(200), 데이터 구동부(300), 주사 구동부(400) 및 전원 공급부(500)를 구비한다.
화소부(100)는 복수의 주사선(S1 내지 Sn), 복수의 발광 제어선(E1 내지 En) 및 복수의 데이터선(D1 내지 Dm)에 의하여 구획된 영역에 복수의 화소(110)를 구비한다. 이들 각 화소(110)에는 제 1 전원선(L1) 및 제 2 전원선(L2)이 연결된다. 이 때, 제 2 전원선(L2)은 등가적으로 표현된 것이며 제 2 전원선(L2)는 화소부(100) 전 영역에 형성되어 각 화소(110)에 전기적으로 접속될 수도 있다. 화소부(100)의 행 방향에는 n(n 자연수)개의 주사선(S1 내지 Sn)과 n개의 발광 제어선(E1 내지 En)이 형성된다. 그리고 이와 교차되는 열방향에는 m(m은 자연수)개의 데이터선(Dm)이 형성된다.
휘도 제어부(200)는 한 프레임 시간 동안 입력되는 데이터 신호를 파악하여 화소부(100)의 휘도를 조절한다. 좀 더 자세히 상술하면, 휘도 제어부(200)는 한 프레임 시간 동안 공급된 데이터를 합산한 데이터를 생성한다. 이하, 한 프레임 내의 데이터의 합산값을 합산 데이터라 하기로 한다. 여기서, 고계조를 표현하는 화소(110)가 많을수록 합산 데이터의 값(비트값)이 커지고, 고계조를 표현하는 화소(110)가 적을수록 합산 데이터의 값이 작아진다. 합산 데이터를 생성한 휘도 제어부(200)는 합산 데이터의 값에 대응하여 화소부(100)의 영상의 밝기를 제어한다.
이를 상세히 설명하면, 휘도 제어부(200)는 합산 데이터의 값이 소정값 이상으로 설정될 때 화소부(100)의 휘도를 소정 밝기 이하로 제한한다. 이와 같이 합산 데이터의 값이 소정값 이상일 때 화소부(100)의 휘도가 제한되면 화소부(100)로 흐르는 전류량도 제한된다. 따라서, 전원 공급부(500)의 출력을 일정 범위로 제한할 수 있고, 이에 따라 소비전력도 일정 범위 내에서 유지할 수 있다. 또한, 화소부(100)의 휘도가 제한되기 때문에 장시간 화면을 보는 경우 눈의 피로를 덜 느낄 수 있게 된다.
그리고, 휘도 제어부(200)는 합산 데이터의 값이 소정값 이하로 설정될 때에는 화소부(100)의 휘도를 제한하지 않는다. 즉, 화소부(100)로 흐르는 전류량이 작을 때 화소부(100)의 휘도를 제한하지 않음으로써 화소부(100)의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
데이터 구동부(300)는 외부로부터 데이터(DATA)를 입력받아 데이터 신호를 생성한다. 생성된 데이터 신호는 데이터선(D1 내지 Dm)을 통해 화소부(100)로 공급된다.
주사 구동부(400)는 주사신호와 발광 제어신호를 생성한다. 주사 구동부 (400)에서 생성된 주사신호는 각각의 주사선(S1 내지 Sn)으로 공급되고, 발광 제어신호는 각각의 발광 제어선(E1 내지 En)으로 공급된다. 그리고, 주사 구동부(400)는 휘도 제어부(200)로부터 휘도를 제한하는 휘도 제어신호를 공급받아 이에 대응하는 폭을 갖는 발광 제어신호를 생성한다.
전원 공급부(500)는 제 1 전원선(L1)을 통해 제 1 전원(ELVdd)을 각 화소(110)로 공급한다. 또한, 전원공급부(500)는 제 2 전원선(L2)를 통해 제 1 전원(ELVdd)보다 낮은 전위를 갖는 제 2 전원(ELVss)을 각 화소(110)로 공급한다. 제 1 전원(ELVdd) 및 제 2 전원(ELVss)을 공급받은 각 화소(110)에는 데이터 신호에 대응되는 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 발광소자에서 빛이 발광하게 된다.
도 3은 도 2에 도시된 화소(110)의 일례를 나타내는 도면이다. 편의상, 도 3에서는 제 n 주사선(Sn), 제 n 발광 제어선(En) 및 제 m 데이터선(Dm)에 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 발광 표시장치의 화소(110)는 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2), 제 3 트랜지스터(M3), 스토리지 커패시터(Cst) 및 발광소자(OLED)를 구비한다.
제 1 트랜지스터(M1)의 제 1 전극은 데이터선(Dm)과 접속되고, 제 2 전극은 제 2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극 및 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 그리고, 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 주사선(Sn)과 접속된다. 이와 같은 제 1 트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온 되어 데 이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이 때, 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터 신호에 대응되는 전압이 충전된다.
제 2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 그리고, 제 2 트랜지스터(M2)의 제 1 전극은 제 1 전원(ELVdd) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측단자에 접속되고, 제 2 전극은 제 3 트랜지스터(M3)의 제 1 전극에 접속된다. 이와 같은 제 2 트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1 전원(ELVdd)로부터 제 3 트랜지스터(M3)의 제 1 전극으로 공급한다.
제 3 트랜지스터(M3)의 게이트 전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 그리고, 제 1 전극은 제 2 트랜지스터(M2)의 제 2 전극에 접속되고, 제 2 전극은 발광소자(OLED)의 애노드 전극에 접속된다. 이와 같은 제 3 트랜지스터(M3)는 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온 되어 제 2 트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류를 발광소자(OLED)로 공급한다. 발광 제어신호의 극성이 주사선의 극성과 반대이기 때문에, 제 3 트랜지스터(M3)는 제 1 트랜지스터(M1) 및 제 2 트랜지스터(M2)와 다른 타입의 도전형으로 형성된다. 예를 들어, 제 1 트랜지스터(M1) 및 제 2 트랜지스터(M2)가 PMOS 타입으로 형성되면, 제 3 트랜지스터(M3)는 NMOS타입으로 형성된다. 한편, 제 3 트랜지스터(M3)는 제 1 트랜지스터(M1) 및 제 2 트랜지스터(M2)와 같은 타입의 도전형으로 형성될 수도 있고, 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 화소의 구동 방법을 나타내는 파형도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 휘도 제어부(200)는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 이용하여 휘도를 제어한다. 다시 말하여, 휘도 제어부(200)는 합산 데이터의 값이 작은 경우 화소들(110)이 충분한 시간 동안 발광될 수 있도록 발광 제어신호(EMI)의 폭을 넓게 설정하고, 합산 데이터의 값이 큰 경우 화소들(110)의 휘도가 제한될 수 있도록 발광 제어신호(EMI)의 폭을 좁게 설정한다. 이 때, 도 3에 도시된 화소(110)는 발광 제어신호(EMI)에 의해 턴-온되는 트랜지스터로써 n타입의 트랜지스터를 사용하였기 때문에 발광 제어신호(EMI)의 폭이 넓으면 한 프레임 시간(1F) 동안 발광소자(OLED)의 발광구간도 넓어지게 된다. 따라서, 발광 제어신호(EMI)의 폭이 넒은 경우 한 프레임 시간(1F) 동안 더 많은 전류가 발광 소자(OLED)에 흐르게 되고, 화소(110)는 더 높은 휘도를 갖게 된다. 실제로, 합산 데이터의 값이 작은 경우 도 4a에서와 같이 발광 제어신호(EMI)의 폭은 제 1 기간(T1)으로 설정된다. 발광 제어신호(EMI)가 공급되는 제 1 기간(T1) 동안 제 3 트랜지스터(M3)가 턴-온되어 제 2 트랜지스터(M2)로부터 발광소자(OLED)로 소정의 전류가 공급되고, 이에 따라 발광소자(OLED)가 소정 휘도로 발광된다.
그리고, 합산 데이터의 값이 큰 경우 도 4b에서와 같이 휘도 제어부(200)는 화소들(110)의 휘도가 제한될 수 있도록 발광 제어신호(EMI)의 폭을 제 1 기간(T1)보다 좁은 제 2 기간(T2)으로 설정한다. 그러면 발광 제어신호(EMI)가 공급되는 제 2 기간(T2) 동안 제 3 트랜지스터(M3)가 턴-온되어 제 2 트랜지스터(M2)로부터 발광소자(OLED)로 소정의 전류가 공급되고, 이에 따라 발광소자(OLED)가 발광하게 된다. 이 경우, 발광 제어신호(EMI)의 폭이 제 1 기간(T1)보다 좁아졌기 때문에 한 프레임 시간(1F) 동안 발광소자(OLED)가 발광하는 시간이 줄어들게 되고, 발광소자(OLED)에는 더 적은 전류가 흐르게 되어, 휘도가 소정의 값으로 제한된다. 여기서, 주사신호(SS), 발광 제어신호(EMI), 및 데이터 신호(DATA)는 수직 동기신호(Vsync) 및 수평 동기신호(Hsync)에 의하여 주사 구동부(400)와 데이터 구동부(300)에서 생성된다.
한편, 발광 제어신호(EMI)에 의해 턴-온되는 제 3 트랜지스터(M3)는 제 1 트랜지스터(M1) 및 제 2 트랜지스터(M2)와 같은 타입의 도전형으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2), 및 제 3 트랜지스터(M3)가 모두 PMOS타입으로 형성될 수 있다. 이 경우, 발광 제어신호(EMI)가 인가되지 않는 구간에서 발광소자(OLED)가 발광하게 될 뿐, 그 외의 동작과정은 동일하다.
도 5는 도 2에 도시된 휘도 제어부(200)의 제 1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 휘도 제어부(200)는 데이터 합산부(220), 제어부(230), 룩업테이블(235), 및 휘도 제어신호 생성부(240)를 구비한다.
데이터 합산부(220)는 한 프레임 시간(1F) 동안 입력되는 데이터(DATA)를 합산하여 합산 데이터를 생성한다. 그리고, 데이터 합산부(220)는 합산 데이터의 최상위 비트를 포함한 적어도 두 개의 비트값(이하, 제어 데이터라 하기로 한다)을 제어부(230)로 전송한다. 편의상, 본 명세서에서는 합산 데이터의 상위 5비트 값을 전송하기로 한다. 즉, 제어 데이터는 5비트의 값을 가진다. 합산 데이터의 값이 크면 소정의 휘도 이상의 휘도 값을 가진 데이터가 많이 포함되어 있다는 것을 의미하고, 합산 데이터의 값이 작으면 소정의 휘도 이상의 휘도값을 가진 데이터가 적게 포함되어 있다는 것을 의미한다.
제어부(230)는 데이터 합산부(220)로부터 공급받은 제어 데이터를 이용하여 룩업테이블(235)에서 해당 발광 제어신호(EMI)의 폭을 추출한다. 그리고, 룩업테이블(235)에서 추출된 발광 제어신호(EMI)의 폭을 휘도 제어신호 생성부(240)로 공급한다.
룩업테이블(235)은 합산 데이터의 값에 따른 발광 제어신호(EMI)의 폭을 저장한다. 즉, 룩업테이블(235)은 제어 데이터에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 저장한다. 룩업테이블(235)에 저장되는 발광 제어신호(EMI)의 폭은 제어 데이터의 값이 작은 경우 넓게 설정되고, 제어 데이터의 값이 큰 경우 좁게 설정된다. 그리고, 화소부(100)의 휘도를 지나치게 제한하는 것을 방지하기 위하여 휘도를 최대로 제한하는 비율을 정해 화소부(100) 대부분의 화소가 최대 휘도로 발광하여도 발광 제어신호(EMI)의 폭이 소정의 값 이하가 되지 않도록 한다. 이 때, 발광표시장치에서 표현하는 영상이 정지영상인 경우와 동영상인 경우로 구분하여 영상의 종류에 따라 제한 범위를 다르게 한다. 예를 들어, 정지영상의 경우 최대로 휘도를 제한하는 비율이 50%가 되게 하고, 동영상의 경우 최대로 휘도를 제한하는 비율이 34%가 되게 할 수 있다.
휘도 제어신호 생성부(240)는 제어부(230)로부터 룩업테이블(235)에 저장된 발광 제어신호(EMI)의 폭을 전달받아 이에 대응하는 휘도 제어신호를 생성한다. 휘도 제어신호 생성부(240)에서 생성된 휘도 제어신호는 주사 구동부(400)로 입력된다. 그리고, 휘도 제어신호를 공급받은 주사 구동부(400)는 휘도 제어신호에 따라 지정된 폭을 갖는 발광 제어신호(EMI)를 생성한다.
도 6은 도 5에 도시된 룩업테이블의 일례를 나타내는 도면이다. 실제로, 룩업 테이블(235)에 저장되는 내용은 화소부(100)의 해상도, 크기 등에 의하여 실험적으로 다양하게 결정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 룩업 테이블(235)에는 합산 데이터의 상위 5비트값(즉, 제어 데이터)에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭이 저장된다. 여기서, 소비전력이 일정범위 내에서 제한될 수 있도록(즉, 휘도가 제한될 수 있도록) 제어 데이터의 값이 커질수록 발광 제어신호(EMI)의 폭이 좁아지도록 설정된다. 그리고, 제어 데이터가 최소값을 포함하는 적어도 하나의 값을 갖는 경우 발광 제어신호(EMI)의 폭은 일정폭을 유지한다.
실제로, 제어 데이터가 "4" 이하의 값으로 설정되는 경우 휘도가 제한되지 않도록 발광 제어신호(EMI)의 폭은 수평 동기신호(Hsync)의 325주기 만큼의 폭으로 설정된다. 이와 같이 제어 데이터가 최소값을 포함하는 적어도 하나의 값을 갖는 경우 발광 제어신호(EMI)의 폭이 제한되지 않으면 어두운 화상을 표시할 때 명암비가 향상되고, 이에 따라 콘트라스트가 향상된 영상을 표시할 수 있다.
그리고, 제어 데이터가 "5" 이상의 값으로 설정되는 경우 발광 제어신호 (EMI)의 폭은 서서히 좁아지게 된다. 이와 같이, 제어 데이터가 최소값을 포함하는 적어도 하나의 값보다 큰 값을 갖는 경우 발광 제어신호(EMI)의 폭이 좁아지면 휘도가 낮아져 소비전력을 일정범위 내에서 유지할 수 있다. 실제로, 고계조를 표현하는 화소의 수가 많을수록 제어 데이터의 값이 커지기 때문에 휘도를 제한하는 비율도 커지게 된다.
그리고, 지나치게 휘도를 제한하는 것을 방지하기 위하여 휘도를 최대로 제한하는 비율을 34%로 설정하여 유효 발광면적이 화소부(100) 면적의 대부분을 차지하더라도 휘도를 제한하는 비율이 34% 이하가 되지 않도록 한다. 이 경우의 룩업테이블(235)은 동영상인 경우에 적용하는 것이 바람직하다.
도 7a는 유효 발광면적에 대응하는 휘도를 나타내는 도면이다. 도 7a에서 유효 발광면적은 합산 데이터의 크기와 비례하는 값이다. 즉, 합산 데이터의 비트 값이 증가할수록 유효 발광면적은 증가하게 된다.
도 7a를 참조하면, 본 발명에서는 유효 발광면적이 커질수록 휘도가 제한되게 된다. 실제로, 화소부(100)에서 유효 발광면적이 대략 5%로 유지될 때 휘도는 대략 300cd/m2로 설정된다. 그리고, 화소부(100)에서 유효 발광면적이 대략 98%로 유지될 때 휘도는 대략 100cd/m2 로 유지된다. 이 경우에도 화소부(100)의 휘도를 최대한으로 제한하는 비율을 설정하여 유효 발광면적이 최대가 되어도 최대 휘도는 약 34%(즉, 동영상의 경우)이하로 떨어지지 않도록 한다.
도 7b는 유효 발광면적에 대응하는 소비전력을 나타내는 도면이다.
도 7b를 참조하면, 본 발명에서는 유효 발광면적이 커져도 소비 전력이 소정의 값 이하로 제한되게 된다. 실제로, 화소부(100)에서 유효 발광면적이 대략 50% 이하일 때 소비전력은 유효 발광면적에 거의 비례적으로 증가한다. 그리고, 화소부(100)에서 유효 발광면적이 대략 50% 이상일 때 소비전력은 대략 일정한 값으로 유지된다.
도 8은 도 2에 도시된 휘도제어부의 제 2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 휘도 제어부(200)는 데이터 합산부(220), 제어부(270), 룩업테이블(275), 평균 연산부(280) 및 휘도 제어신호 생성부(240)를 구비한다. 데이터 합산부(220) 및 휘도 제어신호 생성부(240)는 도 5에 나타난 제 1 실시예에서와 동일하게 동작한다. 따라서, 데이터 합산부(220) 및 휘도 제어신호 생성부(240)는 도 5와 동일한 도면 부호를 할당하고 간략하게 설명하기로 한다.
데이터 합산부(220)는 한 프레임 시간(1F) 동안 입력되는 데이터(DATA)를 합산하여 합산 데이터를 생성한다. 그리고, 데이터 합산부(220)는 합산 데이터의 상위 5비트값 즉, 제어 데이터를 제어부(270)로 전송한다.
룩업테이블(275)은 제어 데이터의 값 중 최대값과 최소값을 포함하는 일부의 제어 데이터 값에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 저장한다. 룩업테이블(275)에 저장되는 발광 제어신호(EMI)의 폭은 제어 데이터의 값이 작은 경우 넓게 설정 되고, 제어 데이터의 값이 큰 경우 좁게 설정된다.
제어부(270)는 데이터 합산부(220)로부터 공급받은 제어 데이터에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 룩업테이블(275)에서 추출한다. 그리고, 제어부(270)는 룩업테이블(275)에서 추출된 발광 제어신호(EMI)의 폭을 휘도 제어신호 생성부(240)로 공급한다. 이 때, 데이터 합산부(220)로부터 공급받은 제어 데이터에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭이 룩업테이블에(275)에 저장되어 있지 아니한 경우, 제어부(270)는 공급받은 제어 데이터와 가장 인접한 두 개의 제어 데이터값에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 룩업테이블(275)에서 추출하여 이 값들을 평균 연산부(280)로 전송한다. 실제로, 제어부(270)는 데이터 합산부(220)로부터 공급받은 제어 데이터보다 큰 값 중 최소값과 제어 데이터보다 작은 값 중 최대값에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 룩업테이블(275)에서 추출하여 평균 연산부(280)로 전송한다. 그리고 제어부(270)는 평균 연산부(280)에서 평균 연산한 값을 다시 전달받아, 이 값을 휘도 제어신호 생성부(240)로 전송한다.
평균 연산부(280)는 제어부(270)로부터 공급받은 두 개의 발광 제어신호(EMI)의 폭을 평균 연산하여 발광 제어신호(EMI)의 폭을 생성한다. 그리고, 평균 연산부(280)는 평균 연산시 생길 수 있는 소수점 이하의 값은 반올림, 올림 또는 내림의 방법을 사용하여 생성된 발광 제어신호(EMI)의 폭을 정수의 값으로 변환하여 다시 제어부(270)로 전송한다.
휘도 제어신호 생성부(240)는 제어부(270)로부터 공급받은 발광 제어신호(EMI)의 폭에 대응하는 휘도 제어신호를 생성한다. 휘도 제어신호 생성부(240)에서 생성된 휘도 제어신호는 주사 구동부(400)로 입력된다. 그리고, 휘도 제어신호를 공급받은 주사 구동부(400)는 휘도 제어신호에 따라 지정된 폭을 갖는 발광 제어신호(EMI)를 생성한다.
상술한 바에 따라, 본 제 2 실시예의 룩업테이블(275)은 발생 가능한 제어 데이터 값에 대한 발광 제어신호(EMI)의 폭을 모두 저장할 필요가 없게 된다. 즉, 발생 가능한 제어 데이터의 값 중 최소값과 최대값을 포함하여, 일부의 제어 데이터 값에 대한 발광 제어신호(EMI)의 폭만을 저장하면 된다. 이에 따라, 본 실시예에 의한 발광 표시장치에서는 룩업테이블(275)에 사용되는 메모리를 절감할 수 있다.
한편, 제어부(270)는 데이터 합산부(220)로부터 입력된 제어 데이터의 값과 가장 근접한 적어도 두 개의 제어 데이터의 값에 대응하는 발광 제어신호(EMI)의 폭을 룩업테이블로부터 추출하여 평균 연산할 수도 있다. 이 경우, 휘도 제어부(200)에서 평균 연산부(280)는 생략될 수 있다.
도 9는 도 2에 도시된 휘도 제어부의 제 3 실시예를 나타내는 도면이다. 도 9에서 도 8과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 휘도 제어부(200)는 프레임 메모리(210)를 더 구비한다. 프레임 메모리(210)는 외부로부터 공급되는 한 프레임분의 데이터를 저장한다. 그러면 데이터 합산부(225)는 프레임 메모리(210)에 저장된 데이터를 이용 하여 합산 데이터를 생성하고, 생성된 합산 데이터의 상위 5비트값 즉, 제어 데이터를 제어부(270)로 전송한다. 실제로, 도 9에 도시된 제 3 실시예에서는 프레임 메모리(210)의 구성을 제외한 나머지 구성은 도 8에 도시된 제 2 실시예와 동일하며, 따라서 제 2 실시예와 동일하게 동작하면서 휘도 제어신호를 생성한다.
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 룩업테이블(275)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 룩업테이블(275)에는 일부의 제어 데이터 값에 대해서만 발광 제어신호(EMI)의 폭이 저장되어 있다. 여기서, 제어 데이터의 값이 커질수록 발광 제어신호(EMI)의 폭은 좁아지도록 설정된다. 그리고, 제어 데이터의 값이 최소값을 포함하는 적어도 하나의 값을 갖는 경우 발광 제어신호(EMI)의 폭은 일정폭을 유지한다.
실제로, 제어 데이터의 값이 "4"이하의 값으로 설정되는 경우에는 휘도가 제한되지 않도록 발광 제어신호(EMI)의 폭은 수평 동기신호(Hsync)의 325주기 만큼의 폭으로 설정된다. 그리고, 제어 데이터의 값이 "5" 이상의 값으로 설정되는 경우, 발광 제어신호(EMI)의 폭은 서서히 좁아지게 된다. 이 때, 룩업테이블(275)에는 홀수의 제어 데이터 값에 대해서만 발광 제어신호(EMI)의 폭이 지정되어 있다.
앞서 도 8에서 상술한 바와 같이, 제어부(270)는 룩업테이블(275)에 저장되어 있지 않은 제어 데이터의 값(즉, 6이상의 짝수값)에 대해서는 가장 근접한 두 제어 데이터에 대한 발광 제어신호(EMI)의 폭을 검색하여 이를 평균 연산한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 표시장치 및 그의 구동 방법에 의하면, 화소부에 고계조를 표현하는 화소의 수가 적을 때에는 휘도를 제한하지 않아 화소부의 콘트라스트를 높일 수 있다. 그리고, 화소부에 고계조를 표현하는 화소의 수가 많을 때에는 휘도를 제한하여 소비전력을 일정한 값 이하로 제한하며, 더불어 눈의 피로를 경감시킬 수 있다. 또한, 룩업 테이블에는 일부의 제어 데이터에 대응하는 발광 제어신호의 폭을 저장함으로써 룩업테이블에 사용되는 메모리를 절감할 수 있다.

Claims (16)

  1. 외부로부터 공급되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 생성된 합산 데이터에 대응하여 화소부의 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어부;
    주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부;
    데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부; 및
    상기 주사신호, 발광 제어신호 및 데이터 신호를 공급받아 영상을 표현하는 복수의 화소를 구비하는 화소부를 구비하며,
    상기 휘도 제어부는
    상기 합산 데이터 중 일부의 합산 데이터에 대응하는 상기 발광 제어신호의 폭이 저장되는 룩업 테이블을 구비하며, 상기 룩업테이블에 저장되지 않은 합산 데이터에 대응하는 발광 제어신호의 폭은 상기 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭을 평균 연산하여 생성하는 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 제어부는
    한 프레임 시간 동안 입력되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하고, 합산 데이터의 최상위 비트를 포함한 적어도 두 개의 비트 값을 제어 데이터로써 제어부로 전송하는 데이터 합산부;
    상기 제어 데이터값 중 일부의 제어 데이터값에 대응하는 상기 발광 제어신호의 폭이 저장되는 상기 룩업테이블;
    상기 제어 데이터값에 대해 상기 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭을 추출하여 휘도 제어신호 생성부로 전송하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 발광 제어신호의 폭에 대한 데이터값을 전달받아 휘도 제어신호를 생성하는 휘도 제어신호 생성부를 구비하는 발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휘도 제어부는 상기 제어부로부터 공급받은 적어도 두 개의 발광 제어신호의 폭을 평균하여 상기 제어부로 전송하는 평균 연산부를 더 구비하는 발광 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 데이터 합산부로부터 입력된 제어 데이터값에 대응하는 발광 제어신호의 폭이 상기 룩업테이블에 저장되어 있지 아니한 경우, 상기 입력된 제어 데이터의 값과 가장 근접한 적어도 두 개의 제어 데이터의 값에 대응하는 발광 제어신호의 폭을 추출하여 상기 평균 연산부로 전송하는 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 평균 연산부로부터 입력된 발광 제어신호의 폭을 상기 휘도 제어신호 생성부로 전송하는 발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 룩업테이블에 저장되는 발광 제어신호의 폭은 상기 제어 데이터의 값이 증가할수록 상기 화소부의 휘도가 감소되도록 설정되는 발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 룩업테이블에 저장되는 발광 제어신호의 폭은 상기 제어 데이터의 값이 증가할수록 좁게 설정되는 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 데이터의 값이 최소값을 포함한 적어도 하나의 값을 가질 경우, 상기 룩업테이블에 저장되는 상기 발광 제어신호의 폭은 일정한 폭으로 유지되는 발광 표시장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 휘도 제어부는 한 프레임 분의 데이터를 저장하는 프레임 메모리를 더 구비하는 발광 표시장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 데이터 합산부로부터 입력된 제어 데이터의 값과 가장 근접한 적어도 두 개의 제어 데이터의 값에 대응하는 발광 제어신호의 폭을 상기 룩업테이블로부터 추출하여 평균 연산하는 발광 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 휘도 제어부에서 생성된 휘도 제어신호에 의해 발광 제어신호의 폭을 제어하는 발광 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소부에 구동 전압을 전달하는 전원 공급부를 더 구비하는 발광 표시장치.
  13. (a) 한 프레임 시간 동안 입력되는 데이터를 합산하여 합산 데이터를 생성하는 단계;
    (b) 상기 합산 데이터의 최상위 비트를 포함하는 적어도 두 개의 비트 값을 제어 데이터로써 추출하는 단계;
    (c) 상기 제어 데이터의 값에 대해 룩업테이블에 저장된 발광 제어신호의 폭의 값을 추출하고,
    상기 제어 데이터에 대응하는 발광 제어신호의 폭이 상기 룩업테이블에 저장되어 있지 않으면 상기 제어 데이터의 값과 가장 근접한 적어도 두 개의 제어 데이 터값에 대응하는 발광 제어신호의 폭을 상기 룩업테이블에서 추출하여 평균 연산하여 발광 제어신호의 폭을 생성하는 단계; 및
    (d) 상기 (c)단계에서 생성된 발광 제어신호의 폭을 전달받아 화소부의 휘도를 제한하는 휘도 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 룩업테이블에 저장되는 발광 제어신호의 폭은 상기 제어 데이터의 값이 증가할수록 상기 화소부의 휘도가 감소되도록 제어되는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 발광 제어신호의 폭은 상기 제어 데이터의 값이 증가할수록 좁게 설정되는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 데이터의 값이 최소값을 포함하는 적어도 하나의 값일 경우, 상기 화소부의 휘도를 제한하지 않는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동 방법.
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