KR100707640B1 - 발광 표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주변 광의 밝기에 따라 휘도를 조절하고, 화소부의 발광량에 따라 휘도를 제한하는 발광 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 표시장치는 데이터 신호, 주사 신호 및 발광 제어신호에 대응하여 발광하는 복수의 화소를 포함하는 화소부, 상기 화소부의 휘도를 제어하는 제어부, 주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 제어부에서 출력되는 신호에 따라 상기 발광 제어신호의 펄스폭을 조절하는 주사 구동부, 상기 제어부에서 출력된 감마 보정 신호에 따라 상기 데이터 신호의 계조값을 보정하고 보정된 데이터 신호를 복수의 데이터 선에 전달하는 데이터 구동부 및 상기 화소부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 제어부는 주변 광에 따라 상기 데이터 신호의 계조값을 조절하고, 한 프레임 구간 동안 발광하는 복수의 상기 화소의 데이터 신호를 합하여 데이터 신호의 계조값의 총합에 따라 상기 화소부에 유입되는 전류량을 제어한다.
밝기 제어, 발광 제어, 발광 표시장치, 광 감지
Description
도 1은 종래 기술에 의한 발광 표시장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 실시 예를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 발광 표시장치에서 채용한 밝기 제어부의 일례를 나타낸 도이다.
도 4는 밝기 제어부에 채용된 A/D 변환기의 일례를 나타낸 도이다.
도 5는 밝기 제어부에서 실시하는 감마 보정 회로의 일례를 나타낸 도이다.
도 6a 내지 도 6b는 감마 보정 회로에 따른 감마 커브를 나타낸 도이다.
도 7은 도 2의 제어부에 채용된 발광 제어부의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 룩업 테이블의 실시 예를 나타낸 표이다.
도 9는 도 2의 발광 표시장치에 채용된 화소의 일례를 나타낸 도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***
200: 제어부 213: 카운터
210: 밝기 제어부 214: A/D 변환기
211: 광감지부 222: 룩업 테이블
212: A/D 변환기 223: 휘도 제어 구동부
본 발명은 발광 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 주변 광의 밝기에 따라 휘도를 조절하고, 화소부의 총 발광량에 따라 밝기를 제어하는 발광 표시장치 및 그 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 발광 소자를 이용한 유기 발광 표시장치와 무기 발광 소자를 이용한 무기 발광 표시장치가 있다. 유기 발광 소자는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)로도 불리며, 애노드 전극, 캐소드 전극 및 이들 사이에 위치하여 전자와 정공의 결합에 의하여 발광하는 유기 발광 층을 포함한다. 무기 발광 소자는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)로도 불리며, 유기 발광 다이오드와 달리 무기물인 발광 층, 일례로 PN 접합 된 반도체로 이루어진 발광 층을 포함한다.
도 1은 종래 기술에 의한 발광 표시장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래 기술에 의한 발광 표시장치는 화소부(10), 전원 공급부(30), 주사 구동부(40) 및 데이터 구동부(50)를 포함하여 동작한다.
화소부(10)는 발광소자(미도시)를 각각 구비하는 n×m 개의 화소(5)와, 행방향으로 형성되어 주사 신호를 전달하는 n개의 주사선(S1,S2,...,Sn) 및 n개의 발광 제어선(E1,E2,...En), 열 방향으로 형성되어 데이터 신호를 전달하는 m 개의 데이터선(D1, D2,..., Dm)을 포함한다. 화소부(10)는 주사 신호, 발광 제어신호 및 데이터 신호 의해 발광소자(미도시)를 발광시켜 화상을 표시한다.
전원 공급부(30)는 화소부(10)에 제 1 전원(ELVdd)과 제 1 전원(ELVdd)보다 낮은 전위를 갖는 제 2 전원(ELVss)을 공급하여 제 1 전원(ELVss)과 제 2 전원(ELVss)의 전압 차이에 의해 각 화소(50)에서 데이터 신호에 대응되는 전류가 흐르도록 한다.
주사 구동부(40)는 주사 신호를 출력하여 주사선(S1,S2,...Sn)에 전달하고, 발광 제어신호를 출력하여 발광 제어선(E1,E2,...En)에 전달하는 수단이다.
데이터 구동부(50)는 데이터 선(D1, D2,..., Dm)과 접속되어 화소부(10)에 데이터 신호를 인가하는 수단이다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 발광 표시장치는 주변의 밝기와 관계없이 일정한 휘도로 화소(5)가 발광하여, 같은 계조를 표현하는 경우, 주변의 밝기가 어두운 경우 표시되는 화상보다 주변의 밝기가 밝은 경우 표시되는 화상의 선명도가 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 발광 표시장치의 고휘도로 발광하는 화소(5)가 많 은 경우 화소부(10)에 유입되는 전류가 커져 전원 공급 부(30)에 부하가 걸리게 되고, 이 때문에 전원 공급부(30)가 고출력을 갖게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 주변 광과 화소부의 발광량에 대응하여 밝기를 제어함으로써 전력 소모를 줄이고, 화질의 품위를 높일 수 있도록 하는 발광 표시장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로써, 본 발명의 제 1 측면은 데이터 신호, 주사 신호 및 발광 제어신호에 대응하여 발광하는 복수의 화소를 포함하는 화소부, 상기 화소부의 휘도를 제어하는 제어부, 주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 제어부에서 출력되는 신호에 따라 상기 발광 제어신호의 펄스폭을 조절하는 주사 구동부, 상기 제어부에서 출력된 감마 보정 신호에 따라 보정된 상기 데이터 신호를 복수의 데이터 선에 전달하는 데이터 구동부 및 상기 화소부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 제어부는 주변 광에 대응하는 상기 감마 보정신호를 출력하고, 한 프레임 구간 동안 입력되는 비디오 데이터를 합한 총합에 따라 상기 화소부에 유입되는 전류량을 제어하는 발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 측면은 화소부에 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광 표시장치 구동 방법에 있어서, (a) 주변광의 밝기에 따라 감마 보정값을 선택하여 데이터 신호를 조절하는 단계, (b) 한 프레임 구간 동안 입력되는 비디오 데이터를 합산한 프레임 데이터를 생성하는 단계 및 (c) 상기 프레임 데이터에 따라 화소부의 발광 시간을 조절하여 상기 화소부에 전달되는 전류량을 제어하는 단계를 포함하는 발광 표시장치 구동 방법을 제공하는 것이다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 의한 발광 표시장치를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 실시 예를 나타낸 도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 발광 표시장치는 화소부(100), 제어부(200), 전원 공급부(300), 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)를 포함하여 동작한다.
화소부(100)는 행방향으로 배열된 n개의 주사선(S1,S2,...,Sn) 및 발광 제어선(E1,E2,...En), 열 방향으로 배열된 m개의 데이터 선(D1,D2,...Dm)과 전기적으로 접속되어 있는 복수의 화소(1), 화소부(100)에 제 1 전원(ELVdd)을 공급하는 제 1 전원선(L1)과 제 2 전원(ELVss)을 전달하는 제 2 전원선(L2)을 포함한다. 이때, 제 2 전원선(L2)은 등가적으로 표현된 것이며 화소부(100) 전 영역에 형성되어 각 화소(1)에 전기적으로 접속될 수도 있다.
제어부(200)는 밝기 제어부(210)와 발광 제어부(220)로 구분하며, 밝기 제어부(210)는 주변 광의 밝기에 대응하는 감지 신호를 생성하고 감지 신호에 따라 감마값을 선택한다. 그리고, 선택된 감마값에 대응하는 감마 보정신호를 출력함으로 써 데이터 신호의 계조 전압을 조절하여 밝기를 제어한다. 한편, 발광 제어부(220)는 발광 제어신호의 펄스폭을 조절하여 화소부(100)에 흐르는 전류량을 조절하며, 소정의 전류 이상의 전류가 화소부(100)에 흐르는 것을 방지한다.
전원 공급부(300)는 화소부(100)에 제 1 전원선(L1)을 통해 제 1 전원(ELVdd)을 공급하고, 제 2 전원선(L2)을 통해 제 2 전원(ELVss)을 공급한다.
주사 구동부(400)는 주사선(S1,S2,...Sn)에 주사 신호를 공급하고, 발광 제어부(220)에서 출력되는 휘도 제어신호에 따라 발광 제어신호의 펄스폭을 조절한다.
데이터 구동부(500)는 밝기 제어부(210)에서 출력된 감마 보정 신호에 따라 보정된 데이터 신호를 데이터 선(D1,D2,...Dm)에 전달한다.
도 3은 본 발명의 발광 표시장치에서 채용한 밝기 제어부의 일례를 나타낸 도이다.
도 3을 참조하면, 밝기 제어부(210)는 광감지부(211), A/D 변환기(212), 카운터(213), 변환 처리부(214), 레지스터 생성부(215), 제 1 선택기(216), 제 2 선택기(217) 및 감마 보정 회로(218)를 포함하여 동작한다.
광감지부(211)는 주변광의 밝기를 측정하고, 주변광의 밝기를 복수의 단계로 구분하여 각 단계의 밝기에 대응하는 아날로그 감지 신호를 출력한다.
A/D 변환기(212)는 광감지부(211)에서 출력된 아날로그 감지 신호를 설정된 기준 전압과 비교하고, 이에 대응하는 디지털 감지 신호를 출력한다. 예를들어, 주변의 밝기가 가장 밝은 단계에서는 '11'의 감지 신호를 출력하고, 주변의 밝기가 다소 밝은 단계에서는 '10'의 감지 신호를 출력한다. 또한, 주변의 밝기가 다소 어두운 단계에서는 '01'의 감지 신호를 출력하며, 주변의 밝기가 가장 어두운 단계에서는 '00'의 감지 신호를 출력한다.
카운터(213)는 외부로부터 공급되는 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 일정 시간 동안 소정의 수를 카운팅하여 이에 대응되는 카운팅 신호(Cs)를 출력한다. 예를 들어, 2bit의 2진수 값을 참조한 카운터(213)의 경우, 카운터(320)는 수직 동기 신호(Vsync)가 입력될 때 '00'으로 초기화되고, 이후 클록 (CLK) 신호를 차례로 쉬프트 시키면서 '11'까지의 수를 카운팅한다. 그리고 다시 카운터(320)에 수직 동기 신호(Vsync)가 입력되면 초기화 상태로 재설정된다. 이와 같은 동작으로 카운터(320)는 한 프레임 기간 동안 '00'부터 '11'까지의 수를 차례로 카운팅 하게 된다. 그리고 카운팅 된 수에 대응되는 카운팅 신호(Cs)를 변환 처리부(214)로 출력한다.
변환 처리부(214)는 카운터(213)로부터 출력된 카운팅 신호(Cs)와 A/D 변환기(212)로 부터 출력된 감지 신호를 이용하여 각 레지스터의 설정값을 선택할 제어 신호를 출력한다. 즉, 카운터(213)가 소정의 신호를 출력할때 선택된 감지 신호에 대응하는 제어 신호를 출력하고 카운터에 의해 한 프레임의 구간동안 출력하는 제어 신호를 유지한다. 그리고, 다음 프레임이 되면 출력되는 제어 신호를 리셋하고 다시 A/D 변환기(212)에서 출력된 감지신호에 대응하는 제어신호를 출력하여 한 프레임 구간동안 유지한다. 예를 들어, 변환 처리부(214)는 주변광이 가장 밝은 상 태라면 '11'의 감지 신호에 대응하는 제어 신호를 출력하고 카운터(213)가 카운팅 하는 한 프레임 구간 동안에 제어 신호를 유지하고, 주변광이 가장 어두운 상태라면 '00'의 감지 신호에 대응하는 제어 신호를 출력하고 카운터(213)가 카운팅 하는 한 프레임 구간동안에 제어 신호를 유지한다. 또한, 주변광이 다소 밝은 상태 또는 주변광이 다소 어두운 상태일때에도 상술한 동작과 마찬가지로 각각 '10', '01'의 감지 신호에 대응하는 제어 신호를 출력하고 신호를 유지한다.
레지스터 생성부(215)는 주변광의 밝기를 복수의 단계로 나누고 각 단계에 대응하는 복수의 레지스터 설정값을 저장한다.
제 1 선택부(216)는 레지스터 생성부(215)에 저장된 복수의 레지스터 설정값 중 변환 처리부(214)에 의해 설정된 제어 신호에 대응하는 레지스터 설정값을 선택한다.
제 2 선택부(217)는 외부로부터 온, 오프를 조절하는 1 비트의 설정값을 입력받고, '1'이 선택되면, 상기 상술한 밝기 제어부(210)는 동작을 실시하고, '0'이 선택되면 발광 제어부는 오프(OFF)되어 선택적으로 주변광에 따라 밝기 제어를 할 수 있다.
감마 보정 회로(218)는 변환 처리부(214)에 의해 설정된 제어 신호에 따라 선택된 레지스터 설정값에 대응하는 복수의 감마 보정신호를 생성한다. 이때 제어 신호는 광감지부(211)에서 출력되는 감지 신호에 대응하게 되어 감마 보정신호는 주변광의 밝기에 따라 다른 값을 갖게 된다. 상기와 같은 동작은 R,G,B 별로 각각 발생한다.
도 4는 밝기 제어부에 채용된 A/D 변환기의 일례를 나타낸 도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, A/D 변환기는 제 1 내지 제 3 선택기(21,22,23), 제 1 내지 제 3 비교기(24,25,26) 및 덧셈기(27)를 포함한다.
제 1 내지 제 3 선택기(21,22,23)는 복수의 계조 전압(VHI 내지 VLO)을 생성하는 복수의 저항 열을 통해 분배된 복수의 계조 전압을 입력받고, 각각 다르게 설정된 2bit의 설정 값에 대응되는 계조 전압을 출력하여 이를 기준 전압(VH 내지 VL)으로 정한다.
제 1 비교기(24)는 아날로그 감지 신호(SA)와 제 1 기준 전압(VH)을 비교하여 그 결과를 출력한다. 예를 들어, 아날로그 감지 신호(SA)가 제 1 기준 전압(VH)보다 큰 경우에는 '1'을 출력하고, 아날로그 감지 신호(SA)가 제 1 기준 전압(VH)보다 작은 경우에는 '0'을 출력한다. 같은 방식으로, 제 2 비교기(25)는 아날로그 감지 신호(SA)와 제 2 기준 전압(VM)을 비교한 결과를 출력하고, 제 3 비교기(26)는 아날로그 감지 신호(SA)와 제 3 기준 전압(VL)을 비교한 결과를 출력한다. 또한, 제 1 내지 제 3 기준 전압(VH 내지 VL)을 가변시킴으로써, 동일한 디지털 감지 신호(SD)에 대응하는 아날로그 감지 신호(SA)의 영역을 변경시킬 수도 있다.
덧셈기(27)는 상기 제 1 내지 제 3 비교기(24 내지 26)에서 출력된 결과 값을 전부 더하여 2비트의 디지털 감지 신호(SD)로 출력한다.
제 1 기준 전압(VH)을 1V, 제 2 기준 전압(VM)을 2V, 제 3 기준 전압(VL)을 3V로 정하고, 아날로그 감지 신호(SA)의 전압 값은 주변 광이 밝을수록 커지는 것으로 가정하여 도 4에 표현된 A/D 변환기를 설명하면 다음과 같다. 아날로그 감지 신호(SA)가 1V보다 작은 경우 제 1 내지 제 3 비교기(24 내지 26)는 각각 '0','0' 및 '0'을 출력하고 이에 따라 덧셈기(27)는 '00'의 디지털 감지 신호(SD)를 출력한다. 아날로그 감지 신호(SA)가 1V 와 2V 사이인 경우에는 제 1 내지 제 3 비교기(24 내지 26)는 각각 '1', '0', '0'을 출력하고 이에 따라 덧셈기(27)는 '01'의 디지털 감지 신호(SD)를 출력한다. 같은 방식으로, 아날로그 감지 신호(SA)가 2V 와 3V 사이인 경우에 덧셈기(27)는 '10'의 디지털 감지 신호(SD)를 출력하고, 아날로그 감지 신호(SA)가 3V 이상인 경우에 덧셈기(27)는 '11'의 디지털 감지 신호(SD)를 출력한다. A/D 변환기는 이와 같은 방식으로 동작하여, 주변의 밝기를 네 단계로 나누어 가장 어두운 단계에서는 '00'을 출력하고, 다소 어두 단계에서는 '01'을 출력하고, 다소 밝은 단계에서는 '10'을 출력하고, 가장 밝은 단계에서는 '11'을 출력한다.
도 5는 밝기 제어부에서 실시하는 감마 보정 회로의 일례를 나타낸 도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 감마 보정 회로는 래더 저항(61), 진폭 조절 레지스터(62), 커브 조절 레지스터(63), 제 1 선택기(64) 내지 제 6 선택기(69) 및 계조 전압 증폭기(70)를 포함하여 동작한다.
래더 저항(61)은 외부로부터 공급되는 최상위 레벨 전압(VHI)을 기준 전압으로 정하고, 최하위 레벨 전압(VLO)과 기준 전압 사이에 포함된 복수의 가변 저항이 직렬로 연결된 구성으로 되어있으며, 래더 저항(61)을 통해 복수의 계조 전압을 생성한다. 또한, 래더 저항(61)값을 작게 하는 경우 진폭 조정 범위는 좁아지지만, 조정 정밀도는 향상된다. 반면 래더 저항(61)값을 크게 하는 경우 진폭 조정 범위는 넓어지나, 조정 정밀도는 낮아진다.
진폭 조절 레지스터(62)는 제 1 선택기(64)에 3비트의 레지스터 설정 값을 출력하고, 제 2 선택기(65)에 7비트의 레지스터 설정 값을 출력한다. 이때 설정 비트 수를 증가시켜 선택할 수 있는 계조수를 늘릴 수 있고, 레지스터 설정 값을 변경하여 계조 전압을 다르게 선택할 수도 있다.
커브 조절 레지스터(63)는 제 3 선택기(66) 내지 제 6 선택기(69) 각각에 4비트의 레지스터 설정 값을 출력한다. 이때, 레지스터 설정 값은 변경될 수 있으며 레지스터 설정 값에 따라 선택할 수 있는 계조 전압을 조절할 수 있다.
레지스터 생성부(215)에서 생성된 레지스터 값 중 상위 10비트는 진폭 조절 레지스터(62)에 입력되고, 하위 16비트는 커브 조절 레지스터(63)에 각각 입력되어, 레지스터 설정 값으로써 선택된다.
제 1 선택기(64)는 래더 저항(61)을 통해 분배된 복수의 계조 전압 중 진폭 조절 레지스터(62)에서 설정된 3비트의 레지스터 설정 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 이를 최상위 계조 전압으로써 출력한다.
제 2 선택기(65)는 래더 저항(61)을 통해 분배된 복수의 계조 전압 중 진폭 조절 레지스터(62)에서 설정된 7비트의 레지스터 설정 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 최하위 계조 전압으로써 출력한다.
제 3 선택기(66)는 제 1 선택기(64)에서 출력된 계조 전압과 제 2 선택기(65)에서 출력된 계조 전압 사이의 전압을 복수의 저항 열을 통해 복수의 계조 전압으로 분배하고 4비트의 레지스터 설정 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 출력한다.
제 4 선택기(67)에서는 제 1 선택기(64)에서 출력된 계조 전압과 제 3 선택기(66)에서 출력된 계조 전압 사이의 전압을 복수의 저항 열을 통해 분배하고 4비트의 레지스터 설정 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 출력한다.
제 5 선택기(35)에서는 제 1 선택기(31)와 제 4 선택기(34) 사이의 계조 전압 중 4비트의 레지스터 설정 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 출력한다.
제 6 선택기(36)에서는 제 1 선택기(31)와 제 5 선택기(35) 사이의 복수의 계조 전압 중 4비트의 레지스터 설정 값에 대응하는 계조 전압을 선택하여 출력한다. 상기와 같은 동작으로 커브 조정 레지스터(63)의 레지스터 설정 값에 따라 중간 계조부의 커브 조정을 가능하게 하여, 발광 소자 각각의 특성에 맞춰 감마 특성의 조정을 쉽게 할 수 있다. 또한, 감마 커브 특성을 아래로 볼록하게 하려면 작은 계조를 표시할수록 각계조간의 전위차가 커지도록 설정하고, 반면에 감마 커브 특성을 위로 볼록하게 조절하려면, 작은 계조를 표시할수록 각 계조간의 전위차가 작아지도록 각 래더 저항(61)의 저항값을 설정하면 된다.
계조전압 증폭기(37)는 화소부(100)에 표시할 복수의 계조 각각에 대응하는 복수의 계조 전압을 출력한다. 도 5에서는 64계조분에 대응하는 계조 전압의 출력을 나타내었다.
상기 상술한 동작은 R,G,B 각각의 발광 소자 자체 특성의 변동을 고려하여, R,G,B 가 거의 동일한 휘도 특성을 얻도록 R,G,B 그룹별로 감마 보정 회로를 설치하여 커브 조절 레지스터(63) 및 진폭 조절 레지스터(62)를 통한 진폭 및 커브를 R,G,B 별로 다르게 설정할 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 감마 보정 회로에 따른 감마 커브를 나타낸 도이다.
도 6a는 상위 레벨 계조 전압은 변화시키지 않고, 진폭 조절 레지스터(62)에 설정된 7비트의 레지스터 설정 값에 따라 하위 레벨 계조전압을 변화시켜 하위 레벨 계조 전압의 진폭을 조절할 수 있는 것을 나타내었다. 도면 부호 A1은 주변의 밝기가 가장 어두운 상태의 감지 신호에 대응하는 감마 곡선이고, 도면 부호 A2는 주변의 밝기가 다소 어두운 상태의 감지 신호에 대응하는 감마 곡선이다. 또한, 도면 부호 A3은 주변의 밝기가 다소 밝은 상태의 감지 신호에 대응하는 감마 곡선이고, 도면 부호 A4는 주변의 밝기가 가장 밝은 상태의 감지 신호에 대응하는 감마마 곡선이다. 이때, 계조 전압의 진폭 전압을 작게 조정하고자 하는 경우, 진폭 조절 레지스터(62)의 레지스터 설정 값을 조절해 제 2 선택기가 가장 높은 레벨 전압을 선택하도록 설정하면 된다. 또한, 계조 전압의 진폭 전압을 크게 조정하고자 하는 경우, 제 2 선택기가 가장 낮은 레벨 전압을 선택하도록 설정한다.
도 6b는 커브 조절 레지스터(63)에 설정된 레지스터 설정 값에 따라 상위 레벨 계조 전압과 하위 레벨 계조 전압은 변화시키지 않고, 중간 레벨의 계조 전압만 변화시켜 감마 커브를 조절하는 것을 나타내었다. 4비트의 레지스터 설정값을 제 3 선택기(33) 내지 제 6 선택기(36) 각각에 입력하고, 레지스터 설정값에 대응하는 네개의 감마값을 선택하여, 감마 커브를 생성한다. 오프 전압(Voff)은 블랙계조(계조값 0)에 대응하는 전압이고, 온 전압(Von)은 화이트 계조(계조값 63)에 대응하는 전압이다. 도면 부호 C2 곡선의 기울기의 변화 정도는 C1에 대응하는 곡선의 기울기 변화보다 크고, C3 곡선의 기울기의 변화 정도보다 작다. 도 6a 및 도 6b를 통해 감마 조절 레지스터의 설정 값을 변경함으로써, 계조 전압이 변경되어 감마 커브가 생성되고 이에 따라 화소부(100)에 포함된 화소(50)들 각각의 밝기 조절이 가능하다는 것을 알 수 있다.
도 7은 도 2의 제어부에 채용된 발광 제어부의 일례를 나타낸 도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 발광 제어부(220)는 화소부의 발광률에 따라 그 밝기를 제어하는 역할을 한다. 발광 제어부(220)는 데이터 합산부(221), 룩업 테이블(222) 및 휘도 제어 구동부(223)를 포함한다.
데이터 합산부(221)는 한 프레임 동안 발광하는 화소(50)들 각각에 입력된 비디오 데이터를 합한 값인 프레임 데이터에 대한 크기를 파악한다. 즉, 한 프레임 동안 발광하는 복수의 화소(1) 각각에 입력되는 비디오 데이터를 합하여 이를 프레임 데이터라 칭하고, 프레임 데이터의 크기가 크면 화소부(100)의 발광률이 높거나, 고계조의 화상을 표시하는 화소(1)가 많은 것을 의미한다. 즉, 프레임 데이터의 크기가 크면 화소부(100) 전체에 흐르는 전류의 양이 많다는 것을 의미하기 때문에 프레임 데이터의 크기가 소정의 값 이상이면 화소부(100)의 휘도를 제어하 여 전체 화소부(100)의 밝기를 감소시킨다. 그리고 화소부(100)의 밝기가 감소하는 경우에 발광하는 화소(1)는 높은 휘도를 갖게 되어 발광하지 않는 화소(1)와의 휘도 차이가 큰 상태 즉, 콘트라스트 비가 큰 상태를 유지하게 된다. 한편, 화소부(100)의 밝기가 감소하지 않는 경우에는 발광하는 화소(1)들의 발광 시간이 길게 유지됨으로써 그 휘도가 높아지게 되며 이에 따라 발광하는 화소(1)와 발광하지 않는 화소(1)의 명암비가 커지게 된다. 즉, 발광하는 화소(1)와 발광하지 않는 화소(1)의 명암비가 커짐으로써 화상이 더 선명하게 보일 수 있다.
룩업 테이블(222)은 프레임 데이터의 상위 5비트 값에 대응하는 발광 제어신호의 발광 구간과 비발광 구간의 비율에 대한 정보를 저장하고 있다. 룩업 테이블(222)에 저장된 정보를 이용하여, 한 프레임 동안 발광하는 화소부(100)의 밝기를 파악할 수 있다.
휘도 제어 구동부(223)는 화소부(100)의 프레임 데이터의 크기가 소정의 크기 이상이 되면 휘도 제어 신호를 출력하고, 출력된 휘도 제어 신호에 대응하여 화소부(100)에 입력되는 발광 제어신호의 발광 구간과 비발광 구간의 비율을 조절한다. 이때, 화소부(100)의 휘도의 증가에 비례하여, 휘도 제어 비율을 계속해서 증가 시키면, 화소부(100)의 휘도가 아주 높아지는 경우, 지나친 휘도 제어로 인해 충분히 밝은 화면을 제공하지 못하며, 이는 단순히 전체적인 밝기를 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 따라서, 휘도의 최대 제어 범위를 설정하여, 화소부(100) 전체의 밝기를 적당하게 조절하도록 한다.
도 8은 본 발명에 따른 룩업 테이블의 실시 예를 나타낸 표이다.
도 8은 화소부(100)의 휘도에 따라 발광비를 최대값의 50%까지 제한한 룩업 테이블(222)을 나타낸 것이다. 도 8을 참조하여 설명하면,
화소부(100)의 발광하는 영역의 비율이 전체 화소부(100)의 36% 이하인 경우에는 화소부(100)의 휘도를 제한하지 않고, 화소부(100)의 발광하는 영역의 비율이 전체 화소부(100)의 36% 이상인 경우에는 화소부(100)의 휘도를 제한하여 화소부(100)가 최대 휘도로 발광하는 면적이 증가하면 이에 따라 휘도를 제한하는 비율도 증가하도록 한다. 이때 발광하는 영역의 비율은 수학식 1에 의해 결정되는 변수이다.
또한, 지나친 휘도의 제한을 방지하기 위해 최대 제한 비율을 50%로 제한하여, 화소(50)의 대부분이 최대 휘도로 발광한다 하더라도, 휘도 제한 비율이 50% 이상이 되지 않도록 한다.
도 9는 도 2의 발광 표시장치에 채용된 화소의 일례를 나타낸 도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 화소(1)는 발광소자(OLED) 및 화소 회로를 포함 한다. 화소 회로는 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2), 제 3 트랜지스터(M3) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 그리고 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2) 및 제 3 트랜지스터(M3)는 각각 게이트, 소스 및 드레인을 가지며 스토리지 커패시터(Cst)는 제 1 전극과 제 2 전극을 가진다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스가 제 1 전원(ELVdd)과 연결되고 드레인이 제 2 트랜지스터(M2)의 소스에 연결되며 게이트가 제 1 노드(A)와 연결된다. 제 1 노드(A)는 제 3 트랜지스터(M3)의 드레인과 연결된다. 제 1 트랜지스터(M1)는 데이터 신호에 대응되는 전류를 발광소자(OLED)에 공급하는 기능을 수행한다.
제 2 트랜지스터(M2)는 소스가 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인과 연결되고, 드레인은 발광소자(OLED)의 애노드 전극에 연결되고, 게이트가 발광 제어선(En)에 연결되어 발광 제어신호에 응답한다. 따라서, 발광 제어신호에 따라 제1 트랜지스터(M1)에서 발광 소자(OLED)로 흐르는 전류의 흐름을 제어하여 발광 소자(OLED)의 발광을 제어한다.
제 3 트랜지스터(M3)는 소스가 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인이 제 1 노드(A)와 연결되며 게이트는 주사선(Sn)과 연결된다. 그리고 게이트에 인가되는 주사 신호에 따라 데이터 신호를 제 1 노드(A)에 전달한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제 1 전극이 제 1 전원(ELVdd)과 연결되고 제 2 전극이 제 1 노드(A)에 연결된다. 그리고 데이터 신호에 따른 전하를 충전하며, 충전된 전하에 의해 한 프레임의 시간 동안 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트에 신호를 인가하게 되어 제 1 트랜지스터(M1)의 동작을 한 프레임의 시간 동안 유지시킨 다.
본 발명에 의한 발광 표시장치 및 그 구동 방법은 주변 광에 따라 휘도를 조절하고, 화소부의 발광량에 따라 그 밝기를 조절함으로써 시인성 향상 및 소비 전력 절감의 효과가 있다.
Claims (19)
- 데이터 신호, 주사 신호 및 발광 제어신호에 대응하여 발광하는 복수의 화소를 포함하는 화소부;상기 화소부의 휘도를 제어하는 제어부;주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 제어부에서 출력되는 신호에 따라 상기 발광 제어신호의 펄스폭을 조절하는 주사 구동부;상기 제어부에서 출력된 감마 보정 신호에 따라 보정된 상기 데이터 신호를 복수의 데이터 선에 전달하는 데이터 구동부; 및상기 화소부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며,상기 제어부는 주변 광에 대응하는 상기 감마 보정신호를 출력하고, 한 프레임 구간 동안 입력되는 비디오 데이터를 합한 총합에 따라 상기 화소부에 유입되는 전류량을 제어하는 발광 표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제어부는주변 광의 밝기에 따라 감마 보정 값을 선택하고, 이에 대응하는 감마 보정신호에 따라 상기 데이터 신호를 조절하는 밝기 제어부; 및상기 비디오 데이터의 총합에 따라 상기 화소부에 유입되는 전류량을 제어하 는 발광 제어부를 포함하는 발광 표시장치.
- 제 2항에 있어서,상기 밝기 제어부는주변 광의 밝기에 대응하는 아날로그 감지신호를 출력하는 광감지부;상기 아날로그 감지 신호를 디지털 감지 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;상기 한 프레임의 구간 동안 소정의 수를 카운팅하여 이에 대응하는 카운팅 신호를 생성하는 카운터;상기 디지털 감지 신호와 상기 카운팅 신호를 이용하여, 이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 변환 처리부;상기 주변 광의 밝기를 복수의 단계로 나누고 각 단계에 대응하는 복수의 레지스터 설정값을 저장하는 레지스터 생성부;상기 레지스터 생성부에 저장된 복수의 레지스터 설정값 중 상기 변환 처리부에 의해 설정된 제어 신호에 대응하여 상기 복수의 레지스터 설정값 중 하나의 레지스터 설정값을 선택하여 출력하는 제 1 선택부; 및상기 변환 처리부의 상기 제어 신호에 따라 감마 보정신호를 생성하는 감마 보정회로를 포함하는 발광 표시장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 밝기 제어부는상기 밝기 제어부의 온, 오프를 제어하는 제 2 선택부를 포함하는 발광 표시장치.
- 제 3항에 있어서,상기 밝기 제어부에서 출력된 감마 보정신호에 따라 데이터 신호가 조절되는 발광 표시장치.
- 제 3항에 있어서,상기 감마 보정회로는레지스터 설정 비트에 따라 상위 레벨 계조 전압과 하위 레벨 계조 전압을 조절하는 진폭 조절 레지스터;레지스터 설정 비트에 의해 중간 레벨 계조 전압을 선택하여 감마 커브를 조절하는 커브 조절 레지스터;상기 진폭 조절 레지스터에 설정된 레지스터 설정 비트에 의해 상기 상위 레벨 계조 전압을 선택하는 제 1 선택기;상기 진폭 조절 레지스터에 설정된 레지스터 설정 비트에 의해 상기 하위 레벨 계조 전압을 선택하는 제 2 선택기;상기 커브 조절 레지스터에 설정된 레지스터 설정 비트에 따라 상기 중간 레벨 계조 전압을 각각 출력하는 제 3 내지 제 6 선택기; 및표시하고자 하는 복수의 계조에 대응하는 복수의 계조 전압을 출력하는 계조 전압 증폭기를 포함하는 발광 표시장치.
- 제 2항에 있어서,상기 발광 제어부는한 프레임 구간 동안 입력되는 비디오 데이터를 합산하여 프레임 데이터를 생성하는 데이터 합산부;상기 프레임 데이터의 크기에 따라 상기 화소부의 휘도 조절에 대한 정보를 저장하는 룩업 테이블; 및상기 룩업 테이블에 저장된 정보에 따라 휘도 제어신호를 출력하여 상기 발광 제어신호의 발광 구간과 비발광 구간의 비율을 조절하는 휘도 제어 구동부를 포함하는 발광 표시장치.
- 제 7항에 있어서,상기 룩업 테이블은 상기 프레임 데이터의 상위 5비트의 값과 대응하는 상기 발광 제어신호의 비율을 한 프레임간 유지하는 발광 표시장치.
- 제 7항에 있어서,상기 룩업 테이블은 바로 전 프레임에 관한 정보를 기준으로 하여 현재 프레임에 적용하는 발광 표시장치.
- 제 9항에 있어서,상기 룩업 테이블은 R,G,B 각각에 대응하는 정보를 저장하고 있는 발광 표시장치.
- 제 7항에 있어서,상기 데이터 합산부는R,G,B 각각에 대하여 프레임 데이터를 생성하는 발광 표시장치.
- 제 7항에 있어서,상기 프레임 데이터의 크기에 따라 상기 화소부의 발광 구간과 비발광 구간의 비율이 결정되는 발광 표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 화소부는 주변 광에 대응하는 감지 신호에 따라 감마 커브를 조절하여 그 휘도를 조절하는 발광 표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 화소부는 상기 프레임 데이터의 크기가 클수록 발광 제어신호의 발광 구간과 비발광 구간의 비율이 낮아지는 발광 표시장치.
- 화소부에 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광 표시장치 구동 방법에 있어서,(a) 주변광의 밝기에 따라 감마 보정값을 선택하여 데이터 신호를 조절하는 단계;(b) 한 프레임 구간 동안 입력되는 비디오 데이터를 합산한 프레임 데이터를 생성하는 단계; 및(c) 상기 프레임 데이터에 따라 화소부의 발광 시간을 조절하여 상기 화소부에 전달되는 전류량을 제어하는 단계를 포함하는 발광 표시장치 구동 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 프레임 데이터의 크기에 따라 상기 발광 시간을 저장하는 룩업 테이블을 구비하여 상기 룩업 테이블에 의해 상기 화소부에 전달되는 전류량을 제어하는 발광 표시장치 구동 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 룩업 테이블은 상기 프레임 데이터의 상위 비트를 이용하여 상기 발광시간을 저장하는 발광 표시장치 구동 방법.
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