KR101329966B1 - 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법 - Google Patents

유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치와 컴퓨터 시스템을 공용하여 휘도를 조절할 수 있는 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나로 출력하는 단계와; 상기 펄스폭 변조 신호 또는 상기 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하여 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 단계와; 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 단계와; 상기 피크 휘도값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 단계와; 상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 최대 감마전압값을 조절하는 단계와; 상기 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여 적/녹/청 기준 감마전압 세트를 생성하는 단계를 포함하는 OLED 표시 장치의 휘도 제어 방법을 제공한다.
Figure R1020090089639
OLED, LCD, 컴퓨터 시스템 공용, 외부 휘도 조절 게인, 피크 휘도값

Description

유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법{APPRATUS AND METHOD FOR CONTROLLING BRIGHTNESS OF ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시 장치에 관한 것으로, 특히 컴퓨터 시스템을 액정 표시 장치와 공용하여 휘도 조정이 가능한 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
OLED 표시 장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다. OLED 표시 장치를 구성하는 다수의 화소들 각각은 양극 및 음극 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED 화소와, 각 OLED 화소를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다. 화소 회로는 주로 스위칭 트랜지스터 및 커패시터와 구동 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호를 커패시터에 충전하고, 구동 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압의 크기에 따라 OLED 화소로 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 OLED 화소의 계조를 조절한다.
OLED 표시 장치에서 데이터 드라이버는, 외부의 감마 전압 생성부로부터 공 급되는 다수의 기준 감마 전압을 계조별 감마 전압으로 세분화하고, 세분화된 계조별 감마 전압을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호(전류 또는 전압 신호)로 변환한다. OLED 표시 장치는 사용자의 휘도 조정 신호에 따라 최대 기준 감마 전압을 조정하는 방법으로 휘도를 조정한다.
반면에, 데이터 신호에 따라 액정 배열 방향의 가변으로 백라이트로부터의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하는 액정 표시 장치는, 사용자의 휘도 조정 신호에 따라 백라이트 유닛의 휘도를 조정한다.
이에 따라, 자발광 소자인 OLED 표시 장치와 타발광 소자인 액정 표시 장치의 휘도 조정 방식이 서로 다르므로, 액정 표시 장치와 OLED 표시 장치가 노트북 컴퓨터 등의 컴퓨터 시스템을 공용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액정 표시 장치와 컴퓨터 시스템을 공용하여 휘도를 조절할 수 있는 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치는 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호로 변환하여 출력하는 펄스폭 제어부와 휘도 제어 데이터를 데이터 통신 프로토콜을 이용하여 출력하는 마스터 중 어느 하나를 포함하는 컴퓨터 시스템과; 상기 컴퓨터 시스템의 제 어에 응답하여 상기 펄스폭 제어부로부터의 펄스폭 변조 신호와 상기 마스터로부터의 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하는 선택부와; 상기 선택부로부터의 펄스폭 변조 신호 또는 휘도 제어 데이터를 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 노멀라이저와; 상기 컴퓨터 시스템으로부터의 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 피크 휘도값 검출부와; 상기 피크 휘도값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 곱셈기와; 상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 최대 감마전압값을 조절하는 최대 감마전압 조절부와; 상기 최대 감마전압 조절부로부터의 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여, 적/녹/청 각각의 기준 감마전압 세트를 생성하는 기준 감마전압 생성부를 구비한다.
상기 노멀라이저는 화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하여 상기 곱셈기로 출력하고; 상기 곱셈기는 상기 피크 휘도값 및 상기 외부 휘도 조절 게인과 함께 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 상기 최종 피크 휘도값을 산출한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치는 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호로 변환하여 출력하는 펄스폭 제어부와 휘도 제어 데이터를 데이터 통신 프로토콜을 이용하여 출력하는 마스터 중 어느 하나를 포함하는 컴퓨터 시스템과; 상기 컴퓨터 시스템의 제어에 응답하여 상기 펄스폭 제어부로부터의 펄스폭 신호와 상기 마스터로부터의 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하는 선택부와; 상기 선택부로부터의 펄스폭 변조 신호 또는 휘도 제어 데이터를 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하고, 화상 표시부의 광학 특성에 따라 미 리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하는 노멀라이저와; 상기 컴퓨터 시스템으로부터의 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 피크 휘도값 검출부와; 상기 피크 휘도값과 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 제1 곱셈기와; 상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 최대 감마전압값을 1차 조절하는 최대 감마전압 조절부와; 상기 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 상기 적/녹/청 최대 감마전압값을 2차 조절하는 제2 곱셈기와; 상기 제2 곱셈기로부의 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여 적/녹/청 각각의 기준 감마전압 세트를 생성하는 기준 감마전압 생성부를 구비한다.
본 발명의 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치는 상기 펄스폭 변조 제어부로부터의 펄스폭 변조 신호에서 듀티비를 추출하는 펄스폭 변조 추출부와; 상기 마스터로부터의 휘도 제어 데이터를, 그 휘도 제어 데이터와 함께 전송되는 어드레스 및 커맨드 코드에 따라 내장 레지스터에 저장하는 슬레이브를 추가로 구비하고; 상기 노멀라이즈는 상기 선택부를 경유한 상기 듀티비 또는 상기 내장 레이즈터로부터 상기 선택부를 경유한 상기 휘도 제어 데이터를 0~1 범위를 갖는 상기 외부 휘도 조절 게인으로 정규화한다.
상기 내장 레지스터는 상기 광학 보상 파라미터 및 상기 휘도 제어 데이터를 저장하고, 상기 내장 레지스터 저장된 데이터를 전원이 오프되더라도 유지하는 외부 메모리를 추가로 구비한다.
본 발명의 OLED 표시 장치의 휘도 제어 방법은 상기 최대 감마전압 조절부로 부터의 상기 적/녹/청 최대 감마전압값을 아날로그 감마전압으로 변환하여 상기 기준 감마전압 생성부로 공급하는 디지털-아날로그 변환기를 추가로 구비한다. 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 적/녹/청 최대 감마전압을 생성하는 전원부에 내장된다.
상기 마스터와 슬레이브는 SMBus, I2C, SPI 통신 프로토콜 중 하나를 이용한다.
상기 컴퓨터 시스템은 액정 표시 장치와 공용하고; 상기 펄스 폭 변조 제어부 또는 상기 마스터는 상기 액정 표시 장치의 백라이트 휘도를 제어할 수 있다
본 발명의 OLED 표시 장치의 휘도 제어 방법은 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나로 출력하는 단계와; 상기 펄스폭 변조 신호 또는 상기 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하여 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 단계와; 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 단계와; 상기 피크 휘도값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 단계와; 상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 최대 감마전압값을 조절하는 단계와; 상기 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여 적/녹/청 기준 감마전압 세트를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 OLED 표시 장치의 휘도 제어 방법은 화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하는 단계를 추가로 포함하고; 상기 피크 휘도값 및 상기 외부 휘도 조절 게인과 함께 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 상기 최종 피크 휘도값을 산출한다.
본 발명의 OLED 표시 장치의 휘도 제어 방법은 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나로 출력하는 단계와; 상기 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하여 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 단계와; 화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하는 단계와; 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 단계와; 상기 피크 휘도값과 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 단계와; 상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 최대 감마전압값을 1차 조절하는 단계와; 상기 1차 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 상기 적/녹/청 최대 감마전압값을 2차 조절하는 단계와; 상기 2차 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여, 적/녹/청 기준 감마전압 세트를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법은 액정 표시 장치와 컴퓨터 시스템을 공용할 수 있도록, 컴퓨터 시스템으로부터 공급되는 외부 휘도 제어 정보(PWM 신호 또는 SMBUs/I2C/SPI 통신 프로토콜의 휘도 제어 데이터)를 외부 휘도 조절 게인값으로 노멀라이즈한다. 그 다음, 노멀라이즈된 외부 휘도 조절 게인값을 피크 휘도값 및 광학 보상 게인값과 모두 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하고, 산출된 최종 피크 휘도값에 따라 R/G/B 각각의 최대 감마전압을 조정함으 로써 OLED 표시 장치의 휘도를 조정할 수 있다.
이와 달리, 본 발명에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치 및 방법은 피크 휘도값과 광학 보상 게인의 곱으로 산출된 최종 피크 휘도값에 따라 R/G/B 각각의 최대 감마전압값을 선택하고, 선택된 R/G/B 각각의 최대 감마전압값에 노멀라이즈된 외부 휘도 조절 게인값을 곱셈함으로써, 휘도 제어 정보에 따라 R/G/B 최대 감마전압값을 조절하여서 OLED 표시 장치의 휘도를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 OLED 표시 장치(100)는 외부의 컴퓨터 시스템(10)과 접속되어 구동된다. 다시 말하여, 컴퓨터 시스템(10)은 OLED 표시 장치(100)을 구동하기 위한 구동 전원(VCC), 비디오 데이터, 다수의 동기 신호를 공급하고, 사용자로부터의 휘도 제어에 따라 OLED 표시 장치(100)의 휘도를 조절하기 위한 휘도 조정 신호를 공급한다.
컴퓨터 시스템(10)은 사용자의 휘도 제어에 따라 듀티비가 가변되는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하 PWM) 신호를 생성하여 휘도 조정 신호로 출력하는 PWM 제어부(12)를 구비한다. 이와 달리, 컴퓨터 시스템(10)은 사용자의 휘도 제어에 따른 휘도 제어 데이터와 어드레스 정보 및 커맨드 코드(Command Code)를 포함하는 휘도 제어 정보를 시스템 관리 버스(System Management Bus; 이하 SMBus) 통신 방식으로 출력하는 SMBus 마스터(14)를 구비할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스 템(10)는 SMBus 통신 프로토콜 뿐만 아니라 I2C, SPI 등의 통신 프로토콜을 이용하여 휘도 제어 정보를 출력할 수 있고, 이하에서는 SMBus 통신 프로토콜을 이용한 경우만을 예로 들어 설명한다. 도 1에서는 설명의 편의상 컴퓨터 시스템(10)이 PWM 제어부(12) 및 SMBus 마스터(14)를 모두 포함하는 것으로 도시하였으나, 실제로 컴퓨터 시스템(10)는 휘도 제어를 위한 PWM 제어부(12) 또는 SMBus 마스터(14)를 구비한다. 이러한 컴퓨터 시스템(10)이 액정 표시 장치(미도시)를 구동하는 경우 PWM 제어부(12)로부터의 PWM 신호 또는 SMBus 마스터(14)로부터의 휘도 제어 정보는 액정 표시 장치의 백라이트를 구동하는 백라이트 구동부로 공급되어 백라이트의 발광시간 및/또는 구동전압을 제어함으로써 백라이트의 휘도, 즉 액정 표시 장치의 휘도를 제어한다. 또한, 컴퓨터 시스템(10)은 도 1에 도시된 OLED 표시 장치(100)를 구동할 수 있다.
OLED 표시 장치(100)는 타이밍 컨트롤러(110), 메모리(140), 전원부(150), 기준 감마 전압 생성부(160), 데이터 드라이버(170), 게이트 드라이버(180) 및 화상 표시부(190)를 구비한다.
컴퓨터 시스템(10)의 전원부(미도시)로부터의 베이스 구동 전압(VCC)은 전원부(150)에 공급됨과 아울러 타이밍 컨트롤러(110), 메모리(140), 데이터 드라이버(170)의 디지털 구동 전압(DVDD)으로 공급된다. 전원부(150)는 베이스 구동 전압(VCC)를 아날로그 구동 전압(AVDD)으로 변환하여 기준 감마전압 생성부(160) 및 데이터 드라이버(170)로 공급한다. 또한, 전원부(150)는 베이스 구동 전압(VCC)를 차지 펌핑(Charge Pumping) 방식으로 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하여 게이트 드라이버(180)로 공급한다. 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하는 차지 펌프 회로는 전원부(150)와 분리되어 구성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(110)은 제어 신호 생성부(112), 비디오 처리부(114), 휘도 제어부(120)를 구비한다.
제어 신호 생성부(112)는 컴퓨터 시스템(10)으로부터의 도트 클럭, 데이터 이네이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호를 포함하는 다수의 동기 신호 중 적어도 2개의 동기 신호를 이용하여 데이터 드라이버(170) 및 게이트 드라이버(180)의 구동 타이밍을 각각 제어하는 다수의 제어 신호를 생성하여 출력한다.
비디오 처리부(114)는 컴퓨터 시스템(10)으로부터의 화상 표시부(170)에 적합하게 비디오 데이터를 정렬하여 데이터 드라이버(170)로 출력한다. 또한 비디오 처리부(114)는 화질 향상 등을 위한 다양한 데이터 변조 방법을 통해 입력 비디오 데이터를 변조하여 데이터 드라이버(170)로 출력하기도 한다.
휘도 제어부(120)는 소비 전력 감소 및 광학 보상을 위해 입력 데이터에 따라 휘도를 조정함과 아울러, 컴퓨터 시스템(10)으로부터의 외부 휘도 조정 신호에 따라 휘도를 조정하고, 조정된 최종 휘도 데이터를 전원부(150)의 DAC(152)로 출력한다.
휘도 제어부(120)는 컴퓨터 시스템(10)의 평균화소레벨(Average Pixel Level; 이하 APL) 검출부(122) 및 피크 휘도 세팅부(124)를 구비하는 피크 휘도 검 출부와, PWM 추출부(130), SMBus 슬레이브(132), 레지스터(134), 선택부(136), 노멀라이저(Normalizer; 138), 곱셈기(124), 최대 감마전압 조절부(128)를 구비한다.
피크 휘도 검출부에서 APL 검출부(122)는 컴퓨터 시스템(10)으로부터의 비디오 데이터를 적어도 프레임 단위로 분석하여 APL 값을 검출한다. APL값은 한 프레임에서 피크 휘도를 갖는 화소수(즉 한 화면에서 화이트 화소가 차지하는 면적)을 나타낸다.
피크 휘도 검출부에서 피크 휘도 세팅부(124)는 미리 설정된 APL 함수를 이용하여 APL 검출부(122)로부터의 APL값에 따른 피크 휘도값(%)을 결정하여 출력한다. 피크 휘도 세팅부(124)에서는 레지스터(134)에 내장된 APL 커브 데이터에 기초하여 도 2a와 같은 APL 커브를 결정하는 APL 함수가 미리 설정되고, 이러한 APL 함수는 레지스터(134)에 저장된 APL 커브 데이터에 따라 조절될 수 있다. 피크 휘도 세팅부(122)는 미리 설정된 APL 함수를 이용하여 분석한 APL값에 따른 피크 휘도값을 결정하여 출력한다. 피크 휘도 세팅부(124)는 미리 설정된 APL값에 따라 피크 휘도값이 맵핑된 LUT을 이용하여 검출된 APL값에 따른 피크 휘도값을 선택하여 출력할 수 있다.
PWM 추출부(130)는 컴퓨터 시스템(10)의 PWM 제어부(12)로부터 외부 휘도 조정을 위한 PWM 신호가 입력되는 경우 입력된 PWM 신호의 펄스폭을 나타내는 0~100% 사이의 듀티비(%)를 추출하여 출력한다.
SMBus 슬레이브(132)는 컴퓨터 시스템(10)의 SMBus 마스터(132)로부터 외부 휘도 조정을 위한 휘도 제어 정보가 입력되는 경우, 입력된 휘도 제어 정보에 포함 된 어드레스 및 커맨드 코드에 따라 휘도 제어 데이터를 레지스터(134)의 해당 어드레스에 저장한다. 예를 들면, SMBus 마스터(14)로부터 SMBus 슬레이브(132)로 공급되는 휘도 제어 데이터는 8비트 또는 16비트 데이터가 이용될 수 있다.
레지스터(134)는 SMBus 슬레이브(132)로부터의 휘도 제어 데이터, 전술한 피크 휘도 제어부(124)의 APL 함수를 설정하는 APL 커브 데이터, 화상 표시부(190)의 광학 특성에 따른 패널 편차를 보상하기 위한 광학 보상 파라미터 등이 저장된다. 레지스터(134)에 저장된 데이터들은 EEPROM과 같은 외부 메모리(140)에 미리 저장되어 있고, OLED 표시 장치(100)가 턴-온되면 I2C 통신 방식을 통해 외부 메모리(140)로부터 리드되어서 레지스터(134)에 저장된다. 특히, SMBus 슬레이브(132)를 통해 레지스터(134)에 저장된 휘도 제어 데이터는 I2C 통신 방식을 통해 외부 메모리(140)에 저장되어서 OLED 표시 장치(100)가 턴-오프되더라도 사용자가 설정한 휘도 제어 데이터를 유지할 수 있다.
선택부(136)는 컴퓨터 시스템(10)의 휘도 제어 방식을 지시하는 제어 신호에 따라 PWM 추출부(130)로부터의 듀티비 또는 레지스터(134)로부터의 휘도 제어 데이터를 선택하여 노멀라이저(138)로 출력한다. 컴퓨터 시스템(10)이 PWM 제어부(12)를 이용하는 경우 이를 지시하는 제어 신호에 응답하여 선택부(136)는 PWM 추출부(130)로부터의 듀티비를 선택하여 노멀라이저(138)로 출력한다. 이와 달리, 컴퓨터 시스템(10)이 SMBus 마스터(14)를 이용하는 경우 이를 지시하는 제어 신호에 응답하여 선택부(136)는 레지스터(134)로부터의 휘도 제어 데이터를 선택하여 노멀라이저(138)로 출력한다.
노멀라이저(138)는 레지스터(134)로부터의 광학 보상 파라미터를 입력하고 내장된 제1 연산부(미도시)를 이용하여 다음 수학식과 같은 연산으로 광학 보상 게인을 산출하고 산출된 광학 보상 게인(0.5~1.5)을 곱셈기(124)로 출력한다.
[수학식 1]
광학 보상 게인 = (광학 보상 파라미터+128)/256 = 0.5~1.5
여기서, 광학 보상 파라미터는 8비트임
더불어, 노멀라이저(138)는 선택부(136)를 경유하여 PWM 추출부(130)로부터의 듀티비가 입력되면, 내장된 제2 연산부(미도시)를 이용하여 듀티비를 0~1의 외부 휘도 게인으로 정규화하여 곱셈기(124)로 출력한다.
또한, 노멀라이저(138)은 선택부(136)를 경유하여 레지스터(134)로부터의 휘도 제어 데이터가 입력되면, 내장된 제3 연산부(미도시)를 이용하여 다음 수학식 2의 연산으로 외부 휘도 게인을 산출하고 산출된 외부 휘도 게인(0.004~1)을 곱셈기(124)로 출력한다.
[수학식 2]
외부 휘도 조절 게인 = (휘도 제어 데이터+1)/256 = 0.5~1.5
여기서, 휘도 제어 데이터는 8비트임.
곱셈기(124)는 피크 휘도 세팅부(124)로부터의 피크 휘도값과, 노멀라이저(138)로부터의 광학 보상 게인 및 외부 휘도 게인을 모두 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하고, 산출된 최종 피크 휘도값을 최대 감마전압 조절부(120)로 출력한다.
최대 감마전압 조절부(120)로부터는 곱셈기(124)로부터의 최종 피크 휘도값에 따른 R, G, B 각각의 최대 감마전압 데이터를 선택하여 출력한다. 최대 감마전압 조절부(120)는 다양한 최종 피크 휘도값에 따라 R, G, B 각각의 최대 감마전압 데이터가 맵핑된 룩업 테이블을 이용함으로써, 곱셈기(124)로부터의 최종 피크 휘도값에 따른 R, G, B 각각의 최대 감마전압 데이터를 룩업 테이블에서 선택하여 디지털-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter; 이하 DAC)(152)로 출력한다.
이와 같이, 휘도 제어부(120)는 입력 데이터를 분석하여 산출한 피크 휘도값과, 광학 보상 게인 및 외부 휘도 조절 게인을 모두 곱셈하여 산출된 최종 피크 휘도값에 따라 R/G/B 최대 감마전압을 조절함으로써 OLED 표시 장치(100)의 휘도를 조절한다.
디지털-아날로그 변환기(152)는 타이밍 컨트롤러(110)의 휘도 제어부(120)로부터 공급된 R/G/B 최대 감마전압 데이터를 아날로그 신호인 R/G/B 최대 감마전압으로 변환하여 기준 감마전압 생성부(160)로 공급한다.
한편, DAC(152)는 도 2와 같이 전원부(150)에 내장되어서 하나의 전원칩을 구성할 수 있다. 도 2와 같이 DAC(152)가 전원부(150)에 내장되는 경우 타이밍 컨트롤러(110)는 I2C 통신 방식을 이용하여 휘도 제어부(120)로부터의 피크 휘도값에 따른 R/G/B 최대 감마전압 데이터를 전원부(150)의 DAC(152)로 공급하고, DAC(152)는 R/G/B 최대 감마전압 데이터를 아날로그 신호인 R/G/B 최대 감마전압으로 변환하여서 기준 감마전압 생성부(160)로 공급한다
기준 감마전압 생성부(160)는 R/G/B별로 서로 다른 기준 감마전압 세트를 생 성하여 데이터 드라이버(170)로 공급한다. 기준 감마전압 생성부(160)는 R/G/B별로 최대 감마전압 입력단과 직렬 접속된 R/G/B 저항 스트링을 구비한다. R 저항 스트링은 DAC(152)로부터의 R 최대 감마전압을 분압하여 다수의 R 기준 감마전압을 포함하는 R 기준 감마전압 세트를 생성하여 데이터 드라이버(180)로 출력한다. G/B 저항 스트링 각각도 DAC(152)로부터의 G/B 최대 감마전압 각각을 분압하여 G/B 기준 감마전압을 세트를 생성하여 데이터 드라이버(180)로 출력한다. 예를 들면, 기준 감마전압 생성부(160)는 R/G/B 각각의 기준 감마전압 세트는 7개 또는 11개의 기준 감마전압을 포함한다.
데이터 드라이버(170)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터의 제어 신호에 따라 타이밍 컨트롤러(110)로부터의 비디오 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 화상 표시부(170)의 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(170)는 기준 감마전압 생성부(160)로부터의 R/G/B별 기준 감마전압 세트를 R/G/B 비디오 데이터의 계조값에 각각 대응하는 감마전압으로 세분화한 다음, 세분화된 R/G/B별 감마전압 세트를 이용하여 R, G, B 비디오 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환한다.
게이트 드라이버(180)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터의 제어 신호에 따라 화상 표시부(190)의 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 예를 들면, 게이트 드라이버(180)는 화상 표시부(190)의 트랜지스터가 PMOS 트랜지스터인 경우 각 게이트 라인이 구동되는 스캔 기간에서는 게이트 턴-온 전압인 게이트 로우 전압을 공급하고, 나머지 기간에서는 게이트 턴-오프 전압인 게이트 하이 전압을 공 급한다. 이와 달리, 화상 표시부(190)의 트랜지스터가 NMOS 트랜지스터인 경우 게이트 하이 전압이 게이트 턴-온 전압으로 공급되고, 게이트 로우 전압이 게이트 턴-오프 전압으로 공급된다.
화상 표시부(190)는 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 전원 라인(PL)과 접속된 다수의 R/G/B 서브화소(PXL)를 구비한다. 각 서브화소(PXL)는 OLED 소자를 구동하기 위하여 스위칭 및 구동 트랜지스터(SM, DM)와 1개의 커패시터(Cst)를 포함한다. 스위칭 및 구동 트랜지스터(SM, DM)는 PMOS 또는 NMOS 트랜지스터로 형성된다. 게이트 라인(DL)에 공급되는 게이트 턴-온 전압에 의해 스위칭 트랜지스터(SM)가 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호가 커패시터(C)에 구동 전압(VDD)과 데이터 신호의 차전압으로 충전된다. 구동 트랜지스터(DM)은 커패시터에 충전된 차전압에 따른 구동 전류를 공급하여 OLED 소자를 발광시키고, OLED는 구동 전류에 비례하는 계조를 표시한다.
이와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 OLED 표시 장치(100)는 액정 표시 장치와 컴퓨터 시스템(10)을 공용할 수 있도록, 컴퓨터 시스템(10)으로부터 공급되는 외부 휘도 제어 정보(PWM 신호 또는 SMBUs의 휘도 제어 데이터)를 컴퓨터 시스템(10)의 휘도 제어 방식에 따라 선택하고 선택된 휘도 제어 정보를 외부 휘도 조절 게인값으로 노멀라이즈한다. 그 다음, 노멀라이즈된 외부 휘도 조절 게인값을 피크 휘도값 및 광학 보상 게인값과 모두 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하고, 산출된 최종 피크 휘도값에 따라 R/G/B 각각의 최대 감마전압을 조정함으로써 OLED 표시 장치의 휘도를 조정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 OLED 표시 장치는 도 1에 도시된 OLED 표시 장치와 대비하여서 휘도 제어부(220)가 최대 감마전압 조절부(228)로부터의 R/G/B 최대 감마전압 데이터를 노멀라이저(238)로부터의 외부 휘도 조절 게인과 곱셈하는 제2 곱셈기(230)을 추가로 구비한다는 점에서 차이가 있으므로, 중복된 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 제1 곱셈기(124)는 피크 휘도값 세팅부(124)로부터의 피크 휘도값과 노멀라이저(238)로부터의 광학 보상 게인값을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하고, 산출된 최종 피크 휘도값을 최대 감마전압 조절부(220)로 출력한다.
최대 감마전압 조절부(220)는 제1 곱셈기(124)로부터의 최종 피크 휘도값에 따른 R, G, B 각각의 최대 감마전압 데이터를 선택하여 출력한다.
제2 곱셈기(230)는 최대 감마전압 조절부(220)로부터의 R/G/B 최대 감마전압 데이터와 노멀라이저(238)로부터의 외부 휘도 조절 게인을 곱셈함으로써, 외부 휘도 제어 정보에 따라 R/G/B 최대 감마전압값을 조절하여서 OLED 표시 장치(100)의 휘도를 조절할 수 있다.
이와 같이, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 OLED 표시 장치(100)는 액정 표시 장치와 컴퓨터 시스템(10)을 공용할 수 있도록, 컴퓨터 시스템(10)으로부터 공급되는 외부 휘도 제어 정보(PWM 신호 또는 SMBUs의 휘도 제어 데이터)를 컴퓨터 시스템(10)의 휘도 제어 방식에 따라 선택하고 선택된 휘도 제어 정보를 외부 휘도 조 절 게인값으로 노멀라이즈한다. 그 다음, 피크 휘도값과 광학 보상 게인의 곱으로 산출된 최종 피크 휘도값에 따라 R/G/B 각각의 최대 감마전압값을 선택하고, 선택된 R/G/B 각각의 최대 감마전압값에 노멀라이즈된 외부 휘도 조절 게인값을 곱셈함으로써, 휘도 제어 정보에 따라 R/G/B 최대 감마전압값을 조절하여서 OLED 표시 장치(100)의 휘도를 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 휘도 제어 장치를 나타낸 블록도.

Claims (13)

  1. 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호로 변환하여 출력하는 펄스폭 제어부와 휘도 제어 데이터를 데이터 통신 프로토콜을 이용하여 출력하는 마스터 중 어느 하나를 포함하는 컴퓨터 시스템과;
    상기 컴퓨터 시스템의 제어에 응답하여 상기 펄스폭 제어부로부터의 펄스폭 변조 신호와 상기 마스터로부터의 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하는 선택부와;
    상기 선택부로부터의 펄스폭 변조 신호 또는 휘도 제어 데이터를 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 노멀라이저와;
    상기 컴퓨터 시스템으로부터의 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 피크 휘도값 검출부와;
    상기 피크 휘도값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 곱셈기와;
    상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 조절하는 최대 감마전압 조절부와;
    상기 최대 감마전압 조절부로부터의 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여, 적/녹/청 각각의 기준 감마전압 세트를 생성하는 기준 감마전압 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노멀라이저는 화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하여 상기 곱셈기로 출력하고;
    상기 곱셈기는 상기 피크 휘도값 및 상기 외부 휘도 조절 게인과 함께 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 상기 최종 피크 휘도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  3. 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호로 변환하여 출력하는 펄스폭 제어부와 휘도 제어 데이터를 데이터 통신 프로토콜을 이용하여 출력하는 마스터 중 어느 하나를 포함하는 컴퓨터 시스템과;
    상기 컴퓨터 시스템의 제어에 응답하여 상기 펄스폭 제어부로부터의 펄스폭 신호와 상기 마스터로부터의 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하는 선택부와;
    상기 선택부로부터의 펄스폭 변조 신호 또는 휘도 제어 데이터를 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하고, 화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하는 노멀라이저와;
    상기 컴퓨터 시스템으로부터의 입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 피크 휘도값 검출부와;
    상기 피크 휘도값과 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 제1 곱셈기와;
    상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 1차 조절 하는 최대 감마전압 조절부와;
    상기 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 상기 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 2차 조절하는 제2 곱셈기와;
    상기 제2 곱셈기로부의 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여 적/녹/청 각각의 기준 감마전압 세트를 생성하는 기준 감마전압 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 펄스폭 변조 제어부로부터의 펄스폭 변조 신호에서 듀티비를 추출하는 펄스폭 변조 추출부와;
    상기 마스터로부터의 휘도 제어 데이터를, 그 휘도 제어 데이터와 함께 전송되는 어드레스 및 커맨드 코드에 따라 내장 레지스터에 저장하는 슬레이브를 추가로 구비하고;
    상기 노멀라이즈는 상기 선택부를 경유한 상기 듀티비 또는 상기 내장 레이즈터로부터 상기 선택부를 경유한 상기 휘도 제어 데이터를 0~1 범위를 갖는 상기 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 내장 레지스터는 상기 광학 보상 파라미터 및 상기 휘도 제어 데이터를 저장하고,
    상기 내장 레지스터 저장된 데이터를 전원이 오프되더라도 유지하는 외부 메모리를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 최대 감마전압 조절부로부터의 상기 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 아날로그 감마전압으로 변환하여 상기 기준 감마전압 생성부로 공급하는 디지털-아날로그 변환기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 적/녹/청 각각의 최대 감마전압을 생성하는 전원부에 내장된 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 마스터와 슬레이브는 SMBus, I2C, SPI 통신 프로토콜 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은 액정 표시 장치와 공용하고;
    상기 펄스 폭 변조 제어부 또는 상기 마스터는 상기 액정 표시 장치의 백라이트 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 장치.
  10. 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나로 출력하는 단계와;
    상기 펄스폭 변조 신호 또는 상기 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하여 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 단계와;
    입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 단계와;
    상기 피크 휘도값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 단계와;
    상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 조절하는 단계와;
    상기 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여 적/녹/청 각각의 기준 감마전압 세트를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하는 단계를 추가로 포함하고;
    상기 피크 휘도값 및 상기 외부 휘도 조절 게인과 함께 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 상기 최종 피크 휘도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 방법.
  12. 외부 휘도 제어 정보를 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나로 출력하는 단계와;
    상기 펄스폭 변조 신호 및 휘도 제어 데이터 중 어느 하나를 선택하여 외부 휘도 조절 게인으로 정규화하는 단계와;
    화상 표시부의 광학 특성에 따라 미리 설정된 광학 보상 파라미터를 광학 보상 게인으로 정규화하는 단계와;
    입력 비디오 데이터를 분석하여 피크 휘도값을 검출하는 단계와;
    상기 피크 휘도값과 상기 광학 보상 게인을 곱셈하여 최종 피크 휘도값을 산출하는 단계와;
    상기 최종 피크 휘도값에 따라 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 1차 조절하는 단계와;
    상기 1차 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값과 상기 외부 휘도 조절 게인을 곱셈하여 상기 적/녹/청 각각의 최대 감마전압값을 2차 조절하는 단계와;
    상기 2차 조절된 적/녹/청 최대 감마전압값을 이용하여, 적/녹/청 각각의 기 준 감마전압 세트를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 방법.
  13. 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서
    상기 적/녹/청 기준 감마전압 세트를 생성하기 이전에, 상기 적/녹/청 최대 감마전압값을 아날로그 감마전압으로 변환하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 표시 장치의 휘도 제어 방법.
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