KR102205798B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

복수개의 화소를 포함하는 표시부, 상기 복수개의 화소에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부, 상기 복수개의 화소에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 상기 복수개의 화소에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부 및 상기 스캔 구동부, 데이터 구동부 및 전원 공급부와 각각 연결되고, 상기 스캔 신호, 상기 데이터 신호 및 상기 구동 전원을 제어하는 스캔 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 전원 제어 신호를 각각 생성하여 전달하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출하는 소비전력 산출부, 상기 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출하는 최대 계조값 산출부 및 산출된 소비전력이 기준값 이상일 때, 최대 계조값에 따라 구동 전원의 전압 레벨을 변경하는 전압 레벨 결정부를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로 특히, 화질을 개선한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 블랙 매트릭스 또는 화소 정의막에 의해 정의되는 영역에 구비되는 복수개의 화소를 포함한다. 표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등으로 분류된다.
표시 장치가 대형화 및 고해상도화 되어감에 따라 표시 장치의 소비 전력도 증가한다. 특히, 유기 발광 표시 장치는 자발광 소자를 이용하기 때문에 소비 전력이 크다. 따라서, 유기 발광 표시 장치의 소비 전력 감소를 위한 알고리즘 개발이 활발하게 진행되고 있다.
소비 전력을 절감하기 위한 방법은 표시 장치에 공급되는 전류를 줄이는 방법과 표시 장치에 인가되는 전압을 줄이는 방법이 있다. 표시 장치에 인가되는 전압을 줄이는 방법은 복수개의 화소의 최대 계조값을 이용하여 표시 장치에 인가되는 전압을 결정한다.
즉, 프레임 단위로 복수개의 화소의 계조값을 비교하여, 최대 계조값을 산출하고, 이에 따라 해당 프레임에 인가되는 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 결정한다. 따라서, 최대 계조값이 높은 프레임의 경우 인가되는 구동 전원의 전압 레벨을 높이고, 최대 계조값이 낮은 프레임의 경우 인가되는 구동 전원의 전압 레벨을 낮출 수 있다.
이러한 구동 방법은 종래 계조나 휘도등의 변화에 상관없이 일정한 구동 전원이 인가되는 구동 방법에 비하여 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 다만, 표시 영상의 전체적인 밝기가 어두운 경우, 인가되는 구동 전원의 전압 레벨 차이로 인하여 표시 영상의 휘도가 달라지는 플리커링(flickering) 현상이 발생될 수 있다.
도 1은 표시 영상의 전체적인 휘도가 낮은 경우(예를 들어, 평균 계조값이 10인 경우), 연속되는 프레임(a, b)의 최대 계조값(a:255, b:100)을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, a 프레임의 최대 계조값은 255이므로 a 프레임은 15V의 구동 전압이 인가되고, b 프레임의 최대 계조값은 100이므로 b 프레임은 11.16V의 구동 전압이 인가될 수 있다. 즉, 연속되는 프레임에 각각 다른 구동 전압이 인가되기 때문에 동일한 평균 계조값을 갖더라도 각각 다른 휘도로 표시된다.
이러한 현상은 특히, 표시 영상의 전체적인 휘도가 낮은 경우 두드러지게 발생할 수 있는데, 저휘도일수록 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨이 변화될 가능성이 크고 데이터를 보정해 주더라도 데이터 양자화에 따른 오류가 보정 전 휘도 대비 크기 때문이다.
이에 본 발명에서는 소비 전력을 줄임과 동시에 저휘도에서 발생하는 화질 저하 현상을 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하고자 한다.
복수개의 화소를 포함하는 표시부, 상기 복수개의 화소에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부, 상기 복수개의 화소에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 상기 복수개의 화소에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부 및 상기 스캔 구동부, 데이터 구동부 및 전원 공급부와 각각 연결되고, 상기 스캔 신호, 상기 데이터 신호 및 상기 구동 전원을 제어하는 스캔 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 전원 제어 신호를 각각 생성하여 전달하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출하는 소비전력 산출부, 상기 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출하는 최대 계조값 산출부 및 산출된 소비전력이 기준값 이상일 때, 최대 계조값에 따라 구동 전원의 전압 레벨을 변경하는 전압 레벨 결정부를 포함하는 표시장치를 제공한다.
상기 전압 레벨 결정부는 산출된 소비전력이 기준값 이상일 때, 최대 계조값이 클수록 구동 전원의 전압 레벨을 증가시킬 수 있다.
상기 전압 레벨 결정부는 상기 프레임의 소비전력이 기준값 미만인 경우, 상기 구동 전원의 전압 레벨을 유지시킬 수 있다.
상기 전압 레벨 결정부는 동일한 최대 계조값에서 고소비전력 패턴일수록 구동 전원의 전압 레벨을 감소시킬 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 전압 레벨 결정부에서 출력된 전압 레벨 신호에 따라 전원 공급부를 제어하는 전원 제어부를 더 포함할 수 있다.
복수개의 화소, 상기 복수개의 화소에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부 및 상기 구동 전원을 제어하는 전원 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 영상 데이터를 프레임 단위로 분석하는 분석 단계, 상기 분석된 결과에 따라 상기 전원 제어 신호를 생성하는 전원 제어 신호 생성 단계, 및 상기 생성된 전원 제어 신호에 따라 변경된 구동 전원을 상기 복수개의 화소에 공급하는 전원 공급 단계를 포함하는 표시 장치 구동 방법을 제공한다.
상기 분석 단계는, 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출하는 소비전력 산출 단계, 상기 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출하는 최대 계조값 산출 단계 및 상기 소비전력 산출 단계 및 최대 계조값 산출 단계에서 산출된 소비전력 및 최대 계조값을 이용하여 구동 전원의 전압 레벨을 결정하는 결정 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정 단계는 상기 소비전력 산출 단계에서 산출된 소비전력이 기준값 이상인 경우, 상기 구동 전원의 전압 레벨을 상기 최대 계조값에 따라 변경시킬 수 있다.
상기 소비전력 산출 단계에서 산출된 소비전력이 기준값 이상인 경우, 상기 최대 계조값이 클수록 상기 구동 전원의 전압 레벨을 증가시킬 수 있다.
상기 소비전력 산출 단계에서 동일한 최대 계조값에서 고소비전력 패턴일수록 상기 구동 전원의 전압 레벨을 감소시킬 수 있다.
상기 결정 단계는 상기 소비전력 산출 단계에서 산출된 소비전력이 기준값 미만인 경우, 상기 구동 전원의 전압 레벨을 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법은 프레임 당 요구되는 소비 전력을 계산하여, 소비 전력에 따라 인가되는 구동 전원의 전압 레벨을 조절함으로써, 소비 전력을 줄임과 동시에 화질 저하 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 구동 전원의 전압 레벨을 조절하는 알고리즘을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 화소를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 분석부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소비전력 및 최대 계조값에 따른 전압 레벨값을 나타낸 도표다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저소비전력 패턴의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고소비전력 패턴의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전압 레벨 조절하는 알고리즘을 적용한 경우와 종래 전압 레벨을 조절하는 알고리즘을 적용한 경우의 소비전력 차이를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 표시부(100), 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 전원 공급부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
표시부(100)는 복수개의 스캔 라인(S1~Sn), 복수개의 데이터 라인(D1~Dm), 스캔 라인 및 데이터 라인에 의해 구분되는 화소 영역에 배치되는 복수개의 화소(P), 및 복수개의 화소(P)에 구동 전원을 공급하는 복수개의 전원 라인(P1~Pm)을 포함한다. 스캔 라인(S1~Sn)은 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 데이터 라인(D1~Dm) 및 전원 라인(P1~Pm)은 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다.
스캔 구동부(200)는 제어부(500)로부터 인가되는 스캔 제어 신호(SCS)에 따라 스캔 신호를 순차적으로 발생하여 복수개의 스캔 라인(S1~Sn)에 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(300)는 제어부(500)로부터 인가되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 제어부(500)로부터 입력되는 영상 데이터(ImD)를 복수개의 데이터 라인(D1~ Dm)에 순차적으로 공급한다.
전원 공급부(400)는 제어부(500)로부터 인가되는 전원 제어 신호에 따라 구동 전원(ELVDD, ELVSS)의 전압 레벨을 변경하여서 전원 라인(P1~Pn)에 공급한다. 전원 제어 신호는 예를 들어 펄스폭 변조 신호(PWM)일 수 있다. 펄스폭 변조 신호(PWM)는 그 듀티비(Duty Ratio)를 다르게 하여 전원 공급부(400)에서 공급되는 구동 전원의 전압 레벨을 조절할 수 있다.
제어부(500)는 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 전원 공급부(400)와 연결되고, 외부로부터 영상 신호(ImS), 동기 신호(Hsync, Vsync) 및 클럭 신호(CLK)등을 전달 받아 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 전원 공급부(400)를 제어하는 제어 신호를 생성한다.
외부로부터 입력되는 영상 신호(ImS)는 각 화소(P)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있다. 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 즉, 영상 신호(ImS)는 계조 데이터를 포함한다.
상술한 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 전원 공급부(400) 및 제어부(500) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(100) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막 위에 장착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다. 또는 각종 신호 배선(S1~Sn, D1~Dm)과 함께 표시부(100)에 집적될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화소를 나타낸 회로도이다.
도 3을 참조하면, 화소(P)는 유기 발광 소자(OLED), 스캔 라인(SL)에서 인가되는 스캔 신호에 의해 턴-온(turn-on)되어 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터(Ts), 전달된 데이터 신호에 대응하는 전압값을 충전하는 저장 커패시터(Cst), 저장 커패시터(Cst)에 충전된 전압값에 따라 유기 발광 소자(OLED)로 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터(Td)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극은 저장 커패시터(Cst)의 일측 단자에 연결되고, 제1 전극은 저장 커패시터(Cst)의 타측 단자 및 구동 전원(ELVDD)에 연결되며, 제2 전극은 유기발광 다이오드(OLED)에 연결된다. 유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(Td)를 통하여 제공되는 전류량에 대응되는 휘도의 빛을 생성한다.
즉, 구동 트랜지스터(Td)는 자신의 게이트-소스 간 전압 Vgs(즉, 데이터 신호에 대응되는 전압값)에 대응하여 구동 전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 소자(OLED)에 흐르는 전류량을 제어한다.
따라서, 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨은 구동 트랜지스터(Td)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)보다 큰 값을 가져야 한다. 다시 말하면, 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨의 최대값은 구동 트랜지스터(Td)에 입력되는 데이터 신호에 따라 달라질 수 있다.
도 3에서 화소(P)는 2Tr1C 구조인 것으로 도시되었으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 화소(P)는 구동 트랜지스터(Td)의 문턱 전압을 보상하거나 초기화하기 위한 추가적인 트랜지스터 및 이를 구동하기 위한 보상 신호를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 3에서 화소(P)를 구성하는 트랜지스터는 PMOS 트랜지스터인 것으로 도시되었으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 화소(P)를 구성하는 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터로 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(500)는, 영상 정렬부(510), 데이터 제어부(520), 스캔 제어부(530), 영상 분석부(540), 및 전원 제어부(550)를 포함한다.
영상 변환부(510)는 외부 장치로부터 공급되는 영상 정보인 데이터 신호(ImS)를 표시부(100)의 해상도 및 데이터 출력 순서 등에 맞도록 영상 데이터(ImD)로 변환하여 데이터 구동부(300)에 제공한다.
데이터 제어부(520)는 외부 장치로부터 공급되는 동기신호(HSync, VSync) 및 클럭 신호(CLK)에 따라 데이터 제어 신호(DCS)를 생성하여 데이터 구동부(300)에 제공한다.
스캔 제어부(530)는 외부 장치로부터 공급되는 동기신호(HSync, VSync) 및 클럭 신호(CLK)에 따라 스캔 제어 신호(SVS)를 생성하여 스캔 구동부(200)에 제공한다.
영상 분석부(540)는 외부 장치로부터 공급되는 영상 정보인 데이터 신호(ImS)를 프레임 단위로 분석하여, 분석된 결과 값(DS)을 후술할 전원 제어부(550)에 제공한다. 영상 분석부(540)는 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력 및 최대 계조값을 산출하고, 산출된 소비전력 및 최대 계조값을 이용하여 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 결정한다. 영상 분석부(540)의 자세한 구성에 대해서는 후술하기로 한다.
전원 제어부(550)는 영상 분석부(540)에서 결정된 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨의 듀티 제어 신호(DS)에 따라 전원 공급부(400)(도 2 참조)를 제어하기 위한 전원 제어 신호를 생성하여 전달한다. 전원 제어 신호는 예를 들어 펄스폭 변조 신호(PWM)일 수 있다. 펄스폭 변조 신호(PWM)는 그 듀티비(Duty Ratio)를 다르게 하여 전원 공급부(400)에서 공급되는 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 분석부를 나타낸 도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 분석부(540)는, 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출하는 소비전력 산출부(541), 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출하는 최대 계조값 산출부(542) 및 소비전력 산출부(541) 및 상기 최대 계조값 산출부(542)에서 산출한 한 프레임의 소비전력 및 최대 계조값을 이용하여 구동 전원의 전압 레벨 결정하는 전압 레벨 결정부(543)을 포함한다.
소비전력 산출부(541)는 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출한다. 즉, 프레임 단위로 복수개의 화소(P)에 공급되는 영상 데이터에 의한 소비전력값을 산출한다. 이때 산출되는 소비전력은 실제 소비전력이 아니라 계산된 값이다.
예를 들어, 소비전력 산출부(541)는 프레임당 소비전력을 계산하기 위해서 각 화소에 공급되는 영상 데이터 값(즉, 계조값)을 이용할 수 있다. 따라서, 복수개의 화소 각각의 계조값을 이용하여 해당 프레임에 소모되는 소비전력을 산출해 낼 수 있다. 즉, 영상 신호가 256(=28)의 계조(gray)를 갖는다고 보면, 어떤 한 프레임을 구성하는 전체 화소의 계조값이 모두 255인 경우, 소비전력은 최대값(max_power)을 갖는다. 마찬가지로 어떤 한 프레임을 구성하는 전체 화소의 계조값이 모두 1인 경우, 소비전력은 최소값(min_power)을 갖는다.
다시 말하면, 소비전력 산출부(541)은 프레임을 구성하는 전체 화소 각각의 계조값을 이용하여 예상되는 소비전력을 산출해낼 수 있다. 즉, 소비전력 산출부(541)는 소비전력의 최대값(max_power) 또는 최소값(min_power)을 기준으로 해당 프레임의 소비전력을 나타낼 수 있다.
최대 계조값 산출부(542)는 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출한다. 즉, 한 프레임을 구성하는 복수개의 화소의 계조값 중에서 최대값을 산출한다.
전압 레벨 결정부(543)는 소비전력 산출부(541) 및 상기 최대 계조값 산출부(542)에서 산출한 한 프레임의 소비전력 및 최대 계조값을 이용하여 구동 전원의 전압 레벨을 결정한다.
전압 레벨 결정부(543)는 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 기준값 미만인 경우, 구동 전원을 전압 레벨을 유지하도록 하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 전압 레벨 결정부(543)은 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 기준값 이상인 경우, 최대 계조값 산출부(542)에서 산출된 최대 계조값에 따라 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 변경하도록 하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 기준값 이상인 경우, 최대 계조값 산출부(542)에서 산출된 최대 계조값이 클수록 상기 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 증가시키고, 최대 계조값이 작을수록 상기 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 감소시킨다.
기준값은 모든 화소를 최대 계조로 표현할 때(예를 들어 모든 화소를 255계조로 표현할 때) 소비전력 최대값(max_power)을 기준으로 정해질 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일실시예에서 기준값은 소비전력 최대값(max_power)의 30%로 정해질 수 있다. 이하에서, 설명의 편의상 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이, 소비전력 최대값(max_power)의 30% 미만인 경우를 저소비전력 패턴, 30% 이상 내지 70% 미만인 경우를 중소비전력 패턴, 및 70% 이상인 경우를 고소비전력 패턴이라고 한다.
따라서, 전압 레벨 결정부(543)는 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 소비전력 최대값(max_power)의 30% 미만인 경우, 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 유지하도록 하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 전압 레벨 결정부(543)는 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 소비전력 최대값(max_power)의 30% 이상인 경우, 최대 계조값 산출부(542)에서 산출된 최대 계조값에 따라 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 변경하도록 하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
즉, 본 발명에서 제안하는 구동 방법은 기준값을 설정하여, 기준값 보다 높은 소비전력 패턴인 경우 구동 전원의 전압 레벨을 변경하고, 기준값보다 낮은 소비전력 패턴인 경우 구동 전원의 전압 레벨을 유지한다. 이러한 구동 방법을 통해 저휘도(저소비전력 패턴)에서 인지되는 화질 저하를 개선할 수 있다.
또한, 전압 레벨 결정부(543)는 소비전력 및 최대 계조값에 따라 미리 정해진 룩업 테이블 형태의 전압 레벨값을 참조하여 구동 전원의 전압 레벨을 결정할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소비전력 및 최대 계조값에 따른 전압 레벨값을 나타낸 도이다. 구체적으로, 도 6은 기준값이 소비전력 최대값(max_power)의 30%인 경우, 소비전력 및 최대 계조값에 따른 전압 레벨 값을 나타내는 룩업 테이블의 일례이다. 도 6에서 가로축은 소비전력 산출부에서 산출된 소비전력을 나타내고, 세로축은 최대 계조값 산출부에서 산출된 최대 계조값을 나타낸다.
특히, 소비전력 최대값(max_power)의 30% 미만인 경우를 저소비전력 패턴, 30% 이상 내지 70% 미만인 경우를 중소비전력 패턴, 및 70% 이상인 경우를 고소비전력 패턴이라고 한다.
도 6을 참조하면, 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 소비전력 최대값(max_power)의 30% 미만인 경우, 전압 레벨 결정부(543)는 최대 계조값에 상관없이 일정한 전압 레벨값을 출력한다. 또한, 소비전력 산출부(541)에서 산출된 소비전력이 소비전력 최대값(max_power)의 30% 이상인 경우, 전압 레벨 결정부(543)는 최대 계조값에 대응되는 전압 레벨값을 출력한다.
즉, 소비전력 최대값(max_power)의 30% 이상일 때, 최대 계조값이 증가할수록 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨도 증가하고, 최대 계조값이 감소할수록 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨도 감소한다.
한편, 최대 계조값이 동일한 경우에 고소비전력 패턴에 대하여 표시 장치의 소비전력을 더 많이 제한하는 구동방법이 사용될 수 있다. 즉, 표시 장치의 소비전력을 제한하기 위하여, 예를 들어 최대 소비전력 패턴(프레임을 구성하는 전체 화소의 계조값이 모두 255인 경우)에 상응하는 영상데이터가 화소에 입력되는 경우, 전압 레벨 결정부(543)가 255*0.3=76.5 계조에 상응하는 구동 전원(ELVDD)의 전압 제어 신호를 전원 제어부(550)로 출력한다.
이에 따라, 전원 제어부(550)는 소비전력을 제한하기 위하여 전원 공급부(400)에서 출력되는 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨을 12.7V로 낮춘다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 최대 계조값이 255이고 소비전력최대값이 100%일 때, 구동 전원(ELVDD)의 전압값은 12.7V이며, 최대 계조값이 255이고 소비전력최대값이 70%일 때, 구동 전원(ELVDD)의 전압값은 13.2V이다.
본 발명의 일실시예에 따른 구동방법에 의하면, 고소비전력 패턴이 표시될 때 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨값이 원래 전압 레벨값(15V)보다 낮게 인가되고 저소비전력 패턴이 표시될 때 구동 전원(ELVDD)의 전압 레벨값은 원래 전압 레벨값에서 큰 변동이 없다. 그 결과, 고소비전력 패턴이 표시되는 경우, 화소의 전류 감소량이 크기 때문에 저소비전력 패턴보다 소비 전력 감소폭이 더 크다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저소비전력 패턴의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 구체적으로, 도 7은 저소비전력 패턴(평균 계조값이 10인 경우)에서 연속되는 프레임(a, b)의 최대 계조값(a:255, b:100)을 나타낸 도이다.
본 발명에 따른 구동 방법에 따르면, 저소비전력 패턴이기 때문에 최대 계조값에 상관없이 a 및 b 프레임 모두 15V의 구동 전압이 인가될 수 있다. 즉, 일정한 구동 전원의 전압 레벨에 의하여 휘도 변화가 없어 플리커링이 발생하지 않게 된다.이에 반하여 종래 기술에 따른 구동방법에 의하면, a 프레임의 최대 계조값은 255이므로 a 프레임은 15V의 구동 전압이 인가되고, b 프레임의 최대 계조값은 100이므로 b 프레임은 12.57V의 구동 전압이 인가될 수 있다.
이 경우, 저소비전력 패턴에서 최대 계조값의 차이에 따라 인가되는 구동 전원의 전압 레벨 차이(15V→12.57V, 전압 변동폭: 2.43V)가 크다. 그러나, 소비 전류량이 낮기 때문에 실제로 소비 전력 감소량은 0~0.6%로 계산되어 소비 전력 감소 효과가 매우 낮다. 즉, 구동 전원의 전압의 변동에 의한 휘도 변화가 커져 플리커링이 발생할 가능성이 높다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고소비전력 패턴의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 구체적으로, 도 8은 고소비전력 패턴(평균 계조값이 180인 경우)에서 연속되는 프레임(a, b)의 최대 계조값(a:255, b:200)이 변하는 경우를 나타낸 도이다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 고소비전력 패턴의 경우, a 프레임에서 12.7V의 구동 전압이 인가되고, b프레임에서 12.3V의 구동 전압이 인가될 수 있다.
저소비전력 패턴에 비하여 고소비전력 패턴의 경우, 최대 계조값 차이에 따라 인가되는 구동 전원의 전압 레벨의 변동폭(12.7V->12.3V, 0.4V)이 작다.
따라서, 휘도 변화가 적기 때문에 플리커링이 잘 시인되지 않는다. 그러나 화소의 전류 감소량이 크기 때문에 저소비전력 패턴보다 소비 전력 감소폭이 더 크다. 즉, 고소비전력 패턴에서 소비 전류량이 높기 때문에, 실제 절감되는 소비 전력은 4.6%~5.3%이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 결과적으로 저소비전력 패턴의 경우 구동 전원의 전압 레벨을 유지하고, 고소비전력 패턴의 경우 구동 전원의 전압 레벨의 차이를 최대 계조값에 따라 변경하게 되면, 플리커링 현상을 현저히 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전압 레벨을 조절하는 구동방법을 적용한 경우와 종래 전압 레벨을 조절하는 구동방법을 적용한 경우의 소비전력 차이를 나타낸 그래프이다.
구체적으로, 도 9는 표준 소비전력 동영상에 본 발명의 일실시예에 따른 전압 레벨 조절하는 구동방법을 적용한 경우와, 종래 전압 레벨을 조절하는 구동방법을 적용한 경우 소비전력 절감율을 나타낸 그래프이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 구동방법의 경우 종래 알고리즘에 비하여 소비전력이 약 0.4% 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 소비전력 증가량은 거의 없으나, 저소비전력 패턴에서 플리커링이 발생하지 않게 된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 표시부
200 : 스캔 구동부
300 : 데이터 구동부
400 : 전원 공급부
500 : 제어부
510 : 영상정렬부
520 : 데이터 제어부
530 : 스캔 제어부
540 : 영상분석부
541 : 소비전력 산출부
542 : 최대 계조값 산출부
543 : 전압 레벨 결정부
550 : 전원 제어부

Claims (11)

  1. 복수개의 화소를 포함하는 표시부;
    상기 복수개의 화소에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부;
    상기 복수개의 화소에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부;
    상기 복수개의 화소에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 스캔 구동부, 데이터 구동부 및 전원 공급부와 각각 연결되고, 상기 스캔 신호, 상기 데이터 신호 및 상기 구동 전원을 제어하는 스캔 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 전원 제어 신호를 각각 생성하여 전달하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출하는 소비전력 산출부;
    상기 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출하는 최대 계조값 산출부; 및
    산출된 소비전력이 기준값 이상일 때, 최대 계조값이 클수록 구동 전원의 전압 레벨을 증가시키는 전압 레벨 결정부;를 포함하는 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 레벨 결정부는 상기 프레임의 소비전력이 기준값 미만인 경우, 상기 구동 전원의 전압 레벨을 유지시키는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 레벨 결정부는 동일한 최대 계조값에서 고소비전력 패턴일수록 구동 전원의 전압 레벨을 감소시키는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 레벨 결정부에서 출력된 전압 레벨 신호에 따라 전원 공급부를 제어하는 전원 제어부;를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 복수개의 화소, 상기 복수개의 화소에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부 및 상기 구동 전원을 제어하는 전원 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    영상 데이터를 프레임 단위로 분석하는 분석 단계;
    상기 분석된 결과에 따라 상기 전원 제어 신호를 생성하는 전원 제어 신호 생성 단계; 및
    상기 생성된 전원 제어 신호에 따라 변경된 구동 전원을 상기 복수개의 화소에 공급하는 전원 공급 단계;를 포함하며,
    상기 분석 단계는,
    한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 소비전력을 산출하는 소비전력 산출 단계;
    상기 한 프레임을 구성하는 영상 데이터의 최대 계조값을 산출하는 최대 계조값 산출 단계; 및
    상기 소비전력 산출 단계 및 최대 계조값 산출 단계에서 산출된 소비전력 및 최대 계조값을 이용하여 구동 전원의 전압 레벨을 결정하는 결정 단계;를 포함하며,
    상기 결정 단계는 상기 소비전력 산출 단계에서 산출된 소비전력이 기준값 이상인 경우, 상기 최대 계조값이 클수록 상기 구동 전원의 전압 레벨을 증가시키는 표시 장치 구동 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서, 동일한 최대 계조값에서 고소비전력 패턴일수록 상기 구동 전원의 전압 레벨을 감소시키는 표시 장치 구동 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 결정 단계는 상기 소비전력 산출 단계에서 산출된 소비전력이 기준값 미만인 경우, 상기 구동 전원의 전압 레벨을 유지시키는 표시 장치 구동 방법.
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