KR102289716B1 - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 시청 정보 입력부, 모드 결정부, 구동부 및 표시 패널을 포함한다. 상기 시청 정보 입력부는 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는다. 상기 모드 결정부는 상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하고, 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리를 비교하여 정상 모드 및 특수 모드 중 하나를 선택한다. 상기 정상 모드가 선택되면, 상기 구동부는 입력 영상의 수직 해상도 및 프레임 주파수를 유지한다. 상기 특수 모드가 선택되면, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 증가시킨다. 상기 표시 패널은 상기 구동부의 수직 해상도 및 프레임 주파수에 기초하여 영상을 표시한다. 상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))이다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치 등과 같은 표시 장치는 표시 패널 및 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들에 연결되는 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 패널 구동부는 상기 게이트 라인들 각각에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부 및 상기 데이터 라인들 각각에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부를 포함한다.
상기 액정 표시 장치는 픽셀 전극을 포함하는 제1 기판, 공통 전극을 포함하는 제2 기판 및 상기 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함한다. 상기 두 전극에 전압을 인가하여 상기 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 상기 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
상기 유기 발광 다이오드 표시 장치는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 상기 유기 발광 다이오드는 애노드 전극(Anode)으로부터 제공되는 정공들과 캐소드 전극(Cathode)으로부터 제공되는 전자들이 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 사이의 발광층에서 결합하여 발광한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 표시 품질을 향상시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 표시 장치는 시청 정보 입력부, 모드 결정부, 구동부 및 표시 패널을 포함한다. 상기 시청 정보 입력부는 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는다. 상기 모드 결정부는 상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하고, 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리를 비교하여 정상 모드 및 특수 모드 중 하나를 선택한다. 상기 정상 모드가 선택되면, 상기 구동부는 입력 영상의 수직 해상도 및 프레임 주파수를 유지한다. 상기 특수 모드가 선택되면, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 증가시킨다. 상기 표시 패널은 상기 구동부의 수직 해상도 및 프레임 주파수에 기초하여 영상을 표시한다. 상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모드 결정부는 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 짧으면 상기 정상 모드를 선택하고, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 상기 특수 모드를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인들, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 픽셀들 각각은 복수의 서브 픽셀들을 포함하며, 상기 서브 픽셀들은 각 픽셀 내에서 상기 제1 방향으로 배열되고, 상기 구동부는 상기 특수 모드가 선택되면, 하나의 수평 구간 동안 서로 인접한 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인들, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 픽셀들 각각은 복수의 서브 픽셀들을 포함하며, 상기 서브 픽셀들은 각 픽셀 내에서 상기 제2 방향으로 배열되고, 상기 구동부는 상기 특수 모드가 선택되면, 하나의 수평 구간 동안 서로 동일한 색의 서브 픽셀들이 연결된 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 특수 모드는 제1 내지 제3 모드들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 모드에서, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 2 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 2배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 1 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 2배 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 모드에서, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 3 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 3배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 2 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 3배 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3 모드에서, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 3 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 3배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 2 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 3배 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모드 결정부는 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리의 차이에 기초하여 상기 제1 내지 제3 모드들 중 하나를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시청 정보 입력부는 화면에 시력 검사 패턴을 표시하여 상기 시청자의 시력 검사를 수행하여 상기 시력을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시청 정보 입력부는 카메라를 이용하여 상기 시청 거리를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시청 정보 입력부는 상기 표시 장치 주변의 조도 및 시청자의 수를 입력 받고, 상기 가변 상수(CP)는 입력 영상의 해상도, 상기 조도 및 상기 시청자의 수를 고려한 값이고, 0.5와 1.5 사이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 1 픽셀 피치(PP)는 단위 픽셀의 한 변의 길이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보상 프레임은 상기 서로 인접한 프레임들의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 생성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 표시 장치는 시청 정보 입력부, 모드 결정부, 구동부 및 표시 패널을 포함한다. 상기 시청 정보 입력부는 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는다. 상기 모드 결정부는 상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하고, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 특수 모드를 선택한다. 상기 특수 모드가 선택되면, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 n배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 n-1 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 n배 증가시킨다. 상기 표시 패널은 상기 구동부의 수직 해상도 및 프레임 주파수에 기초하여 영상을 표시한다. 상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))이다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는 단계, 상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하는 단계, 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리를 비교하여 정상 모드 및 특수 모드 중 하나를 선택하는 단계, 상기 정상 모드가 선택되면, 입력 영상의 수직 해상도 및 프레임 주파수대로 영상을 표시하는 단계, 및 상기 특수 모드가 선택되면, 하나의 수평 구간 동안 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 증가시켜서, 영상을 표시하는 단계를 포함한다. 상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력, CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정상 모드 및 상기 특수 모드 중 하나를 선택하는 단계는 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 짧으면 상기 정상 모드를 선택하고, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 상기 특수 모드를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시력 및 상기 시청 거리를 입력 받는 단계는 화면에 시력 검사 패턴을 표시하여 상기 시청자의 시력 검사를 수행하여 상기 시력을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시력 및 상기 시청 거리를 입력 받는 단계는 카메라를 이용하여 상기 시청 거리를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보상 프레임을 삽입하는 단계는 상기 서로 인접한 프레임들의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 상기 보상 프레임을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법에 따르면, 시청자의 시력, 표시 장치의 픽셀 피치 등에 기초하여 픽셀 인지 거리를 계산하고, 상기 시청자의 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 입력 영상의 수직 해상도를 감소시키고 프레임 주파수를 증가시킨다. 이에 따르면, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 멀어서 상기 시청자가 상기 표시 장치의 해상도를 완벽하게 인식할 수 없는 경우, 상기 수직 해상도를 낮추는 대신 상기 프레임 주파수를 증가시킴으로써, 픽셀들의 충전 시간을 확보하면서도 고주파수 구동을 달성할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 표시 품질을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 타이밍 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 3은 시청자의 픽셀 인지 거리 및 실제 시청 거리에 따른 픽셀 인지 여부를 나타내는 도면이다.
도 4는 1 픽셀 피치의 정의를 나타내는 도면이다.
도 5는 시력이 1.0인 시청자를 기준으로 해상도별 화면 크기(Diagonal Size)에 따른 픽셀 인지 거리(Pixel Perception Distance)를 나타내는 그래프이다.
도 6은 주파수별 수직 해상도(Vertical Resolution)에 따른 1 수평 구간의 길이(1 Line Scan Time)를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 타이밍 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 모드별 수직 해상도, 수평 해상도 및 주파수를 나타내는 표이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 모드별 각 프레임의 구성 및 지속 시간을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 정상 모드에서의 한 프레임의 데이터 신호 및 게이트 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 11a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 표시 패널의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11b는 도 10a에 따른 표시 장치에서 제1 모드에서의 한 프레임의 데이터 신호 및 게이트 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 12a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 표시 패널의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12b는 도 11a에 따른 표시 장치에서 제1 모드에서의 한 프레임의 데이터 신호 및 게이트 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100) 및 구동부를 포함한다. 상기 구동부는 타이밍 컨트롤러(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 시청 정보 입력부(600)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부 및 상기 표시부에 이웃하여 배치되는 주변부를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL) 및 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.
상기 픽셀들 각각은 픽셀 전극에 연결되는 스위칭 소자(미도시), 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 액정 캐패시터(미도시) 및 스토리지 캐패시터(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 픽셀들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 픽셀들 각각은 복수의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 픽셀들 각각은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 픽셀들 각각에서 상기 적색 서브 픽셀, 상기 녹색 서브 픽셀 및 상기 청색 서브 픽셀은 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 픽셀들 각각에서 상기 적색 서브 픽셀, 상기 녹색 서브 픽셀 및 상기 청색 서브 픽셀은 상기 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
상기 픽셀들의 배열들에 대해서는 도 11a 및 12a를 참조하여 상세히 후술한다.
상기 시청 정보 입력부(600)는 시청자의 시력을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 시청자는 상기 시청 정보 입력부(600)에 자신의 시력을 직접 입력할 수 있다. 이와는 달리, 상기 시청 정보 입력부(600)는 상기 시청자의 시력 검사를 수행하여 상기 시력을 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 시청 정보 입력부(600)는 상기 표시 패널(100)에 시력 검사 패턴을 표시하여 상기 시력 검사를 수행할 수 있다. 이와는 달리, 상기 시청 정보 입력부(600)는 고정된 시력을 사용할 수 있다.
상기 시청 정보 입력부(600)는 상기 시청자의 시청 거리를 입력 받을 수 있다. 상기 시청 거리는 상기 시청자와 상기 표시 장치 사이의 거리이다. 예를 들어, 상기 시청자는 상기 시청 정보 입력부(600)에 자신의 시청 거리를 직접 입력할 수 있다. 이와는 달리, 상기 시청 정보 입력부(600)는 카메라를 이용하여 상기 시청 거리를 측정할 수 있다. 상기 카메라는 스테레오 카메라일 수 있다. 상기 카메라는 ToF 카메라일 수 있다. 이와는 달리, 상기 시청 정보 입력부(600)는 고정된 시청 거리를 사용할 수 있다.
상기 시청 정보 입력부(600)는 상기 시력 및 상기 시청 거리를 포함하는 시청 정보(VI)를 상기 타이밍 컨트롤러(200)에 출력한다. 상기 시청 정보(VI)는 상기 표시 장치 주변의 조도, 시청자의 수 등을 더 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)는 외부의 장치(미도시)로부터 입력 영상 데이터(RGB) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 시청 정보 입력부(600)로부터 상기 시청 정보(VI)를 수신한다. 상기 입력 영상 데이터(RGB)는 적색 영상 데이터(R), 녹색 영상 데이터(G) 및 청색 영상 데이터(B)를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 데이터 인에이블 신호 및 마스터 클럭 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(RGB), 상기 입력 제어 신호(CONT) 및 상기 시청 정보(VI)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3) 및 데이터 신호(DAT)를 생성한다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT) 및 상기 시청 정보(VI)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT) 및 상기 시청 정보(VI)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 시청 정보(VI)를 근거로 상기 데이터 신호(DAT)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 데이터 신호(DAT)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 데이터 신호(DAT)는 상기 입력 영상 데이터(RGB)와 실질적으로 동일한 영상 데이터일 수도 있고, 상기 입력 영상 데이터(RGB)를 보정하여 발생된 보정 영상 데이터일 수도 있다. 예를 들어, 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 영상 데이터(RGB)에 대한 화질 보정, 얼룩 보정, 색 특성 보상(Adaptive Color Correction, 이하, ACC라 칭함) 및/또는 능동 커패시턴스 보상(Dynamic Capacitance Compensation, 이하, DCC라 칭함) 등을 선택적으로 수행하여 상기 데이터 신호(DAT)를 발생할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT) 및 상기 시청 정보(VI)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.
상기 타이밍 컨트롤러(200)에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 후술한다.
상기 게이트 구동부(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 출력한다.
상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)에 직접 실장(mounted)되거나, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP) 형태로 상기 표시 패널(100)에 연결될 수 있다. 한편, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부에 집적(integrated)될 수 있다.
상기 게이트 구동부(300)의 동작에 대해서는 도 10, 11b 및 12b를 참조하여 상세히 후술한다.
상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DAT)에 대응하는 값을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 타이밍 컨트롤러(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다.
상기 데이터 구동부(500)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DAT)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DAT)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압들로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압들을 상기 데이터 라인들(DL)에 출력한다.
상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)에 직접 실장되거나, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP) 형태로 상기 표시 패널(100)에 연결될 수 있다. 한편, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부에 집적될 수도 있다.
상기 데이터 구동부(500)의 동작에 대해서는 도 10, 11b 및 12b를 참조하여 상세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 타이밍 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 모드 결정부(220) 및 신호 생성부(240)를 포함할 수 있다.
상기 모드 결정부(220)는 상기 시청 정보 입력부(600)로부터 상기 시청 정보(VI)를 수신한다. 상기 시청 정보(VI)는 상기 시청자의 시력 및 시청 거리를 포함한다. 상기 시청 정보(VI)는 상기 표시 장치 주변의 조도, 상기 시청자의 수 등을 더 포함할 수 있다.
상기 모드 결정부(220)는 상기 시청 정보(VI)를 기초로 모드를 결정한다. 상기 모드에 따라 상기 표시 장치의 주파수 및 수직 해상도가 변경될 수 있다. 즉, 상기 모드에 따라 상기 표시 장치의 프레임별 지속 시간 및 데이터 신호(DAT) 및 게이트 신호들의 타이밍이 변경될 수 있다. 상기 모드 결정부(220)는 상기 결정된 모드에 따른 모드 선택 신호(M_SEL)를 상기 신호 생성부(240)에 출력한다.
상기 모드 결정부(220)가 상기 시청 정보(VI)를 기초로 상기 모드를 결정하는 방법은 도 3 내지 6을 참조하여 상세히 후술한다.
상기 신호 생성부(240)는 외부의 장치(미도시)로부터 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 수신하고, 상기 모드 결정부(220)로부터 상기 모드 선택 신호(M_SEL)를 수신한다.
상기 신호 생성부(240)는 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 기초로 상기 제1 제어 신호(CONT1), 상기 제2 제어 신호(CONT2), 상기 제3 제어 신호(CONT3) 및 상기 데이터 신호(DAT)를 생성한다. 상기 신호 생성부(240)는 상기 모드 선택 신호(M_SEL)를 기초로 상기 결정된 모드에 따라 상기 제1 제어 신호(CONT1), 상기 제2 제어 신호(CONT2), 상기 제3 제어 신호(CONT3) 및 상기 데이터 신호(DAT)를 다양하게 변화시킬 수 있다.
상기 모드별 구동 특성 변화는 도 7 내지 10, 11a, 11b, 12a 및 12b를 참조하여 상세히 후술한다.
도시하지는 않았으나, 상기 모드 결정부(220) 및 상기 신호 생성부(240)의 일부는 상기 타이밍 컨트롤러(200)와는 별개의 블록일 수 있다. 즉, 상기 타이밍 컨트롤러(200)의 외부에서, 상기 모드 결정부(220)가 상기 모드를 결정하고, 상기 신호 생성부(240)의 일부가 상기 결정된 모드에 따라 입력 영상의 구동 특성을 변화시킬 수 있다. 이 경우, 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 변화된 구동 특성에 따른 입력 영상 데이터 및 입력 제어 신호를 입력 받는다.
도 3은 시청자의 픽셀 인지 거리 및 실제 시청 거리에 따른 픽셀 인지 여부를 나타내는 도면이다. 도 4는 1 픽셀 피치의 정의를 나타내는 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 1 픽셀 피치(Pixel Pitch; PP)는 단위 픽셀에 포함되는 서브 픽셀들 및 블랙 매트릭스 부분을 포함하는 한 변의 길이를 의미한다. 상기 1 픽셀 피치는 표시 장치의 화면의 크기 및 해상도에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 1 사이클(Cycle)은 2 픽셀 피치를 의미한다.
시력이 1.0인 시청자의 분해능은 30 CPD(Cycle Per Degree) 또는 60 PPD(Pixels Per Degree)이다. 즉, 시력이 1.0인 시청자는 시청 각도 1˚ 내에 30 사이클(Cycle) 또는 60 개의 픽셀들이 위치하는 경우, 각 픽셀을 구분하여 인식할 수 있다. 다시 말해, 시력이 1.0인 시청자는 시청 각도 1/60˚ 내에 1 개의 픽셀이 위치하는 경우, 각 픽셀을 구분하여 인식할 수 있다.
표시 장치에서 시력이 1.0인 시청자가 각 픽셀을 구분하여 인식할 수 있는 픽셀 인지 거리(Pixel Perception Distance; PPD1.0)는 다음 수식을 만족한다.
PPD1.0 = PP / tan(1/60˚)
(PP = 해당 표시 장치의 1 픽셀 피치)
즉, 시력이 1.0인 시청자의 실제 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리(PPD1.0)보다 짧으면, 상기 시청자는 각 픽셀을 구분하여 인식할 수 있다. 상기 픽셀 인지 거리(PPD)는 표시 장치의 픽셀 피치 및 시청자의 시력에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 시력이 1.0인 시청자가 서로 다른 시청 거리(VD1, VD2)에서 인접한 3개의 픽셀들을 보는 경우를 가정한다.
도 3의 위쪽 그림을 참조하면, 상기 시청자의 시청 각도 2θ 내에 1 사이클 또는 2 개의 픽셀이 위치한다. 즉, 상기 시청자의 시청 각도 θ 내에 1 개의 픽셀이 위치한다. 상기 θ는 1/60˚보다 크다고 가정한다. 이 경우, 상기 수식에 의하면, 상기 시청자의 시청 거리(VD1)는 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD1.0)보다 짧다. 이 경우, 상기 시청자는 인접한 두 픽셀들을 구분하여 인식할 수 있다.
도 3의 아래쪽 그림을 참조하면, 상기 시청자의 시청 각도 2γ 내에 1 사이클 또는 2 개의 픽셀이 위치한다. 즉, 상기 시청자의 시청 각도 γ 내에 1 개의 픽셀이 위치한다. 상기 γ는 1/60˚보다 작다고 가정한다. 이 경우, 상기 수식에 의하면, 상기 시청자의 시청 거리(VD2)는 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD1.0)보다 길다. 이 경우, 상기 시청자는 인접한 두 픽셀들을 구분하여 인식할 수 없다.
이에 따르면, 도 3의 위쪽 그림의 경우, 시청자는 해당 표시 장치의 해상도를 인식할 수 있다. 즉, 상기 시청자는 해당 표시 장치의 해상도가 낮아지는 경우 해상도의 변화를 인식할 수 있다. 다만, 도 3의 아래쪽 그림의 경우, 시청자는 해당 표시 장치의 해상도를 완벽하게는 인식할 수 없다. 즉, 상기 시청자는 해당 표시 장치의 해상도가 낮아지는 경우 해상도의 변화를 인식하지 못할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 시청자의 시력이 A인 경우의 픽셀 인지 거리(PPD)는 다음 수식을 만족한다.
PPD = PPD1.0 * A * CP = A * CP * PP / tan(1/60˚)
(A = 시청자의 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수)
상기 CP는 입력 영상의 본 해상도, 표시 장치 주변의 조도, 시청자의 수 등을 고려한 가변 상수로서, 제조사가 입력해 놓는 값이다. 상기 CP는 0.5와 1.5 사이의 값을 가질 수 있다.
도 5는 시력이 1.0인 시청자를 기준으로 해상도별 화면 크기(Diagonal Size)에 따른 픽셀 인지 거리(Pixel Perception Distance)를 나타내는 그래프이다. 도 5의 그래프의 각 직선 끝에 표기된 숫자는 해상도를 의미한다.
도 3 및 5를 참조하면, 동일한 해상도에서는 화면 크기(Diagonal Size)가 클수록 1 픽셀 피치(1PP)가 길어지므로 픽셀 인지 거리(Pixel Perception Distance; PPD)가 길어진다. 예를 들어, 해상도가 1080P인 경우, 화면 크기(Diagonal Size)가 65 인치(inch)이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 2.58 m이고, 화면 크기(Diagonal Size)가 110 인치이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 4.36 m이다. 해상도가 2160P인 경우, 화면 크기(Diagonal Size)가 65 인치이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 1.29 m이고, 화면 크기(Diagonal Size)가 110이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 2.17 m이다.
동일한 화면 크기(Diagonal Size)에서는 해상도가 높을수록 1 픽셀 피치(1PP)가 짧아지므로 픽셀 인지 거리(Pixel Perception Distance; PPD)가 짧아진다. 예를 들어, 화면 크기(Diagonal Size)가 65 인치인 경우, 해상도가 1080P이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 2.58 m이고, 해상도가 2160P이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 1.29 m이다. 화면 크기(Diagonal Size)가 110 인치인 경우, 해상도가 1080P이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 4.36 m이고, 해상도가 2160P이면 픽셀 인지 거리(PPD)는 2.17 m이다.
이 경우, 예를 들어, 화면 크기가 65 인치이고 해상도가 2160P인 경우, 시청자의 시청 거리가 1.29 m보다 길면 상기 시청자는 2160P만큼의 해상도를 인식하지 못할 수 있다. 즉, 인접한 두 픽셀을 구분하여 인식하지 못할 수 있다. 따라서 이 경우, 해상도를 더 낮게 변화시켜도 시청자는 상기 변화를 인식하지 못할 수 있다.
도 6은 주파수별 수직 해상도(Vertical Resolution)에 따른 1 수평 구간의 길이(1 Line Scan Time)를 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 수직 해상도(Vertical Resolution)가 높을수록 1 수평 구간의 길이(1 Line Scan Time)가 짧아진다. 즉, 상기 수직 해상도(Vertical Resolution)가 높을수록 1 수평 라인의 픽셀들의 충전 시간이 짧아진다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 시청자의 시청 거리가 픽셀 인지 거리보다 길면, 표시 장치의 수직 해상도가 낮아지고 프레임 주파수가 증가하도록 모드를 변경할 수 있다. 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리의 차이에 따라 각기 다른 수직 해상도 및 프레임 주파수를 갖는 다양한 모드를 설정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 타이밍 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 모드별 수직 해상도, 수평 해상도 및 주파수를 나타내는 표이다. 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 모드별 각 프레임의 구성 및 지속 시간을 나타내는 도면이다.
도 1, 2 및 7 내지 9를 참조하면, 상기 신호 생성부(240)는 스케일러(242), MEMC부(244), 영상 제어부(246) 및 신호 출력부(248)를 포함할 수 있다.
상기 모드 결정부(600)는 상기 시청 정보(VI)를 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)를 계산한다. 구체적으로, 상기 모드 결정부(600)는 다음 수식을 통해 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)를 계산한다.
PPD = A * CP * PP / tan(1/60˚)
(A = 상기 시청자의 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수, PP = 해당 표시 장치의 1 픽셀 피치)
상기 CP는 입력 영상의 본 해상도, 표시 장치 주변의 조도, 시청자의 수 등을 고려한 가변 상수로서, 제조사가 입력해 놓는 값이다. 상기 CP는 0.5와 1.5 사이의 값을 가질 수 있다. 상기 PP는 해당 표시 장치의 1 픽셀 피치로서, 제조사가 입력해 놓거나 표시 장치의 크기, 화면 비율, 해상도 등을 기초로 도출될 수 있다.
상기 모드 결정부(600)는 상기 시청 정보(VI)를 기초로 상기 시청자의 시청 거리와 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)를 비교한다. 상기 모드 결정부(600)는 상기 시청자의 시청 거리가 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)보다 짧으면, 정상 모드(Normal)로 구동하도록 상기 모드 선택 신호(M_SEL)를 생성한다. 상기 모드 결정부(600)는 상기 시청자의 시청 거리가 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)보다 길면, 제1 모드(M1), 제2 모드(M2) 또는 제3 모드(M3)로 구동하도록 상기 모드 선택 신호(M_SEL)를 생성한다. 구체적으로, 상기 모드 결정부(600)는 상기 시청자의 시청 거리가 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)보다 길면, 상기 시청자의 시청 거리와 상기 시청자의 픽셀 인지 거리(PPD)와의 차이에 따라 제1 내지 제3 모드들(M1, M2, M3) 중 하나를 선택할 수 있다.
상기 스케일러(242)는 복수의 프레임 메모리들을 포함할 수 있다. 상기 스케일러(242)는 상기 모드 결정부(600)로부터 상기 모드 선택 신호(M_SEL)를 수신한다. 상기 스케일러(242)는 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 수신할 수 있다. 상기 스케일러(242)는 상기 모드 선택 신호(M_SEL)에 기초하여 상기 입력 영상 데이터(RGB)를 스케일링(Scaling) 할 수 있다. 상기 스케일러(242)는 상기 입력 영상 데이터(RGB)에 기초하여 정지 영상과 동영상을 구분하는 알고리즘을 포함할 수 있다.
상기 MEMC부(244)는 복수의 프레임 메모리들을 포함할 수 있다. 상기 MEMC부(244)는, 상기 표시 장치가 상기 제1 내지 제3 모드들(M1, M2, M3) 중 하나로 구동되는 경우, 인접한 두 프레임들 사이에 보상 프레임(Compensation Frame)을 삽입할 수 있다. 상기 보상 프레임(Compensation Frame)은 상기 인접한 두 프레임들의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 생성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 스케일러(242)의 동작은 상기 MEMC부(244)의 동작 이후에 이루어질 수 있다.
상기 영상 제어부(246)는 상기 모드 선택 신호(M_SEL)에 기초하여 구동 모드에 따라 영상의 해상도(Resolution) 및 프레임 주파수(Frame Rate)를 제어한다. 예를 들어, 상기 영상 제어부(246)는 상기 구동 모드에 따라 도 8과 같이 상기 해상도(Resolution) 및 상기 프레임 주파수(Frame Rate)를 제어한다.
도 8에서는 입력 영상의 수직 해상도(Vertical Resolution)가 V, 수평 해상도(Horizontal Resolution)가 H, 프레임 주파수(Frame Rate)가 FR인 경우를 가정한다.
상기 정상 모드(Normal)에서는 입력 영상의 수직 해상도(Vertical Resolution), 수평 해상도(Horizontal Resolution) 및 프레임 주파수(Frame Rate)대로 상기 표시 장치를 구동한다. 즉, 상기 정상 모드(Normal)에서는 수직 해상도(Vertical Resolution)가 V, 수평 해상도(Horizontal Resolution)가 H, 프레임 주파수(Frame Rate)가 FR가 되도록 상기 표시 장치를 구동한다. 상기 정상 모드(Normal)에서 한 프레임의 길이는 1/FR이다.
상기 제1 모드(M1)에서는 입력 영상의 수직 해상도(Vertical Resolution)를 2배 감소시키고, 프레임 주파수(Frame Rate)를 2배 증가시켜서 상기 표시 장치를 구동한다. 즉, 상기 제1 모드(M1)에서는 수직 해상도(Vertical Resolution)가 V/2, 수평 해상도(Horizontal Resolution)가 H, 프레임 주파수(Frame Rate)가 2FR가 되도록 상기 표시 장치를 구동한다. 상기 제1 모드(M1)에서 한 프레임의 길이는 1/2FR이다. 상기 제1 모드(M1)에서는 인접한 두 프레임들 사이에 1 개의 보상 프레임(Compensation Frame)을 삽입할 수 있다. 상기 보상 프레임(Compensation Frame)은 상기 인접한 두 프레임들의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 생성될 수 있다.
상기 제2 모드(M2)에서는 입력 영상의 수직 해상도(Vertical Resolution)를 3배 감소시키고, 프레임 주파수(Frame Rate)를 3배 증가시켜서 상기 표시 장치를 구동한다. 즉, 상기 제2 모드(M2)에서는 수직 해상도(Vertical Resolution)가 V/3, 수평 해상도(Horizontal Resolution)가 H, 프레임 주파수(Frame Rate)가 3FR가 되도록 상기 표시 장치를 구동한다. 상기 제2 모드(M2)에서 한 프레임의 길이는 1/3FR이다. 상기 제2 모드(M2)에서는 인접한 두 프레임들 사이에 2 개의 보상 프레임들(Compensation Frame)을 삽입할 수 있다. 상기 보상 프레임들(Compensation Frame)은 상기 인접한 두 프레임들 및 각 보상 프레임의 영상 데이터를 이용한MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 생성될 수 있다.
상기 제3 모드(M3)에서는 입력 영상의 수직 해상도(Vertical Resolution)를 4배 감소시키고, 프레임 주파수(Frame Rate)를 4배 증가시켜서 상기 표시 장치를 구동한다. 즉, 상기 제3 모드(M3)에서는 수직 해상도(Vertical Resolution)가 V/4, 수평 해상도(Horizontal Resolution)가 H, 프레임 주파수(Frame Rate)가 4FR가 되도록 상기 표시 장치를 구동한다. 상기 제3 모드(M3)에서 한 프레임의 길이는 1/4FR이다. 상기 제3 모드(M3)에서는 인접한 두 프레임들 사이에 3 개의 보상 프레임들(Compensation Frame)을 삽입할 수 있다. 상기 보상 프레임들(Compensation Frame)은 상기 인접한 두 프레임들 및 각 보상 프레임의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 생성될 수 있다.
상기 영상 제어부(246)는 상기 구동 모드에 따라 제어된 영상 정보를 상기 신호 출력부(248)에 제공할 수 있다.
상기 신호 출력부(248)는 상기 제어된 영상 정보를 기초로 상기 제1 제어 신호(CONT1), 상기 제2 제어 신호(CONT2), 상기 제3 제어 신호(CONT3) 및 상기 데이터 신호(DAT)를 생성하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 신호 출력부(248)는 상기 표시 패널(100)의 픽셀 배열에 따라 상기 제1 제어 신호(CONT1), 상기 제2 제어 신호(CONT2), 상기 제3 제어 신호(CONT3) 및 상기 데이터 신호(DAT)를 생성할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 모드 결정부(220), 상기 스케일러(242), 상기 MEMC부(244) 및 상기 영상 제어부(246)는 상기 타이밍 컨트롤러(200)와 별개의 블록일 수 있다. 즉, 상기 타이밍 컨트롤러(200)의 외부에서, 상기 모드 결정부(220)가 상기 모드를 결정하고, 상기 스케일러(242), 상기 MEMC부(244) 및 상기 영상 제어부(246)가 상기 결정된 모드에 따라 입력 영상의 구동 특성을 변화시킬 수 있다. 이 경우, 상기 타이밍 컨트롤러(200)는 상기 변화된 구동 특성에 따른 입력 영상 데이터 및 입력 제어 신호를 입력 받는다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 정상 모드에서의 한 프레임의 데이터 신호 및 게이트 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 1, 2 및 7 내지 10을 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 n 개의 게이트 라인들(GL)을 포함한다.
상기 정상 모드(Normal)에서 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 라인들(GL) 각각에 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn)을 출력한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 제1 수평 구간(1) 동안 제1 게이트 라인에 상기 제1 게이트 신호(GS1)를 출력하고, 제2 수평 구간(2) 동안 제2 게이트 라인에 상기 제2 게이트 신호(GS2)를 출력하며, 제n 수평 구간(n) 동안 제n 게이트 라인에 상기 제n 게이트 신호(GSn)를 출력한다.
상기 정상 모드(Normal)에서 상기 데이터 구동부(500)는 상기 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn)에 동기하여 데이터 전압들을 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 제1 게이트 신호(GS1)에 동기하여 상기 제1 수평 구간(1) 동안 제1 수평 라인(1)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력하고, 상기 제2 게이트 신호(GS2)에 동기하여 상기 제2 수평 구간(2) 제2 수평 라인(2)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력하며, 상기 제n 게이트 신호(GSn)에 동기하여 상기 제n 수평 구간(n) 제n 수평 라인(n)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력한다.
상기 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn) 각각의 하이 구간은 1 수평 구간(1H)이다. 상기 1 수평 구간(1H) 동안 상기 픽셀들에 상기 데이터 전압들이 충전된다.
도 11a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 표시 패널의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 11b는 도 11a에 따른 표시 장치에서 제1 모드에서의 한 프레임의 데이터 신호 및 게이트 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 1 및 도 11a를 참조하면, 표시 패널(100a)은 복수의 픽셀들을 포함한다. 단위 픽셀(P)은 복수의 서브 픽셀들(R, G, B)을 포함한다. 상기 표시 패널(100a)의 상기 단위 픽셀(P) 내에서 상기 서브 픽셀들(R, G, B)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 단위 픽셀(P) 내에서 상기 서브 픽셀들(R, G, B)은, 모두 동일한 게이트 라인(GL1)에 연결되고, 각각 서로 다른 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3)에 연결될 수 있다.
도1, 2, 7, 8, 11a 및 11b를 참조하면, 상기 표시 패널(100a)은 n 개의 게이트 라인들(GL)을 포함한다.
상기 제1 모드(M1)에서 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 라인들(GL) 각각에 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn)을 출력한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 제1 수평 구간(1) 동안 제1 및 제2 게이트 라인들에 각각 상기 제1 및 제2 게이트 신호들(GS1, GS2)을 출력하고, 제2 수평 구간(2) 동안 제3 및 제4 게이트 라인들에 각각 상기 제3 및 제4 게이트 신호들(GS3, GS4)을 출력하며, 제(n/2) 수평 구간(n/2) 동안 제n-1 및 제n 게이트 라인들에 각각 상기 제n-1 및 제n 게이트 신호들(GSn-1, GSn)을 출력한다.
상기 제1 모드(M1)에서 상기 데이터 구동부(500)는 상기 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn)에 동기하여 데이터 전압들을 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 제1 및 제2 게이트 신호들(GS1, GS2)에 동기하여 상기 제1 수평 구간(1) 동안 제1 수평 라인(1) 또는 제2 수평 라인(2)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력하고, 상기 제3 및 제4 게이트 신호들(GS3, GS4)에 동기하여 상기 제2 수평 구간(2) 동안 제3 수평 라인(3) 또는 제4 수평 라인(4)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력하며, 상기 제n-1 및 제n 게이트 신호들(GSn-1, GSn)에 동기하여 상기 제(n/2) 수평 구간(n/2) 동안 제n-1 수평 라인(n-1) 또는 제n 수평 라인(n)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력한다.
상기 제1 모드(M1)의 상기 보상 프레임(Compensation Frame)에서는 위와 실질적으로 동일한 타이밍을 갖는 게이트 신호들 및 데이터 전압들이 출력될 수 있다.
상기 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn) 각각의 하이 구간은 1 수평 구간(1H)이다. 상기 1 수평 구간(1H) 동안 상기 픽셀들에 상기 데이터 전압들이 충전된다.
도 12a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 포함되는 표시 패널의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 12b는 도 12a에 따른 표시 장치에서 제1 모드에서의 한 프레임의 데이터 신호 및 게이트 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 1 및 도 12a를 참조하면, 표시 패널(100b)은 복수의 픽셀들을 포함한다. 단위 픽셀(P)은 복수의 서브 픽셀들(R, G, B)을 포함한다. 상기 표시 패널(100b)의 상기 단위 픽셀(P) 내에서 상기 서브 픽셀들(R, G, B)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 단위 픽셀(P) 내에서 상기 서브 픽셀들(R, G, B)은, 모두 동일한 데이터 라인(DL1)에 연결되고, 각각 서로 다른 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 제1 및 제4 게이트 라인들(GL1, GL4)에는 적색 서브 픽셀들(R)이 연결될 수 있다. 제2 및 제5 게이트 라인들(GL2, GL5)에는 녹색 서브 픽셀들(G)이 연결될 수 있다. 제3 및 제6 게이트 라인들(GL3, GL6)에는 청색 서브 픽셀들(B)이 연결될 수 있다.
도 1, 2, 8, 9, 12a 및 12b를 참조하면, 상기 제1 모드(M1)에서 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 라인들(GL) 각각에 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn)을 출력한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 제1 수평 구간(1) 동안 상기 제1 및 제4 게이트 라인들(GL1, GL4)에 각각 상기 제1 및 제4 게이트 신호들(GS1, GS4)를 출력하고, 제2 수평 구간(2) 동안 상기 제2 및 제5 게이트 라인들(GL2, GL5)에 각각 상기 제2 및 제5 게이트 신호들(GS2, GS5)를 출력하며, 제3 수평 구간(3) 동안 제3 및 제6 게이트 라인들(GL3, GL6)에 각각 상기 제3 및 제6 게이트 신호들(GS3, GS6)를 출력한다.
상기 제1 모드(M1)에서 상기 데이터 구동부(500)는 상기 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn)에 동기하여 데이터 전압들을 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 제1 및 제4 게이트 신호들(GS1, GS4)에 동기하여 상기 제1 수평 구간(1) 동안 제1 수평 라인(1) 또는 제4 수평 라인(4)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력하고, 상기 제2 및 제5 게이트 신호들(GS2, GS5)에 동기하여 상기 제2 수평 구간(2) 동안 제2 수평 라인(2) 또는 제5 수평 라인(5)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력하며, 상기 제3 및 제6 게이트 신호들(GS3, GS6)에 동기하여 상기 제3 수평 구간(3) 동안 제3 수평 라인(3) 또는 제6 수평 라인(6)에 대응하는 데이터 신호(DAT)를 기초로 데이터 전압들을 출력한다.
상기 제1 모드(M1)의 상기 보상 프레임(Compensation Frame)에서는 위와 실질적으로 동일한 타이밍을 갖는 게이트 신호들 및 데이터 전압들이 출력될 수 있다.
상기 제1 내지 제n 게이트 신호들(GS1 ~ GSn) 각각의 하이 구간은 1 수평 구간(1H)이다. 상기 1 수평 구간(1H) 동안 상기 픽셀들에 상기 데이터 전압들이 충전된다.
즉, 상기 제1 모드(M1)에서는 하나의 수평 구간에 2 개의 게이트 라인들이 동시에 구동될 수 있다. 이에 따라, 수직 해상도가 2배 감소하고, 프레임 주파수가 2배 증가한다.
도시하지는 않았으나, 상기 제2 모드(M2)에서는 하나의 수평 구간에 3 개의 게이트 라인들이 동시에 구동될 수 있다. 이에 따라, 수직 해상도가 3배 감소하고, 프레임 주파수가 3배 증가한다. 상기 제3 모드(M3)에서는 하나의 수평 구간에 4 개의 게이트 라인들이 동시에 구동될 수 있다. 이에 따라, 수직 해상도가 4배 감소하고, 프레임 주파수가 4배 증가한다.
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 다양한 장치 및 시스템에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 휴대폰, 스마트 폰, PDA, PMP, 디지털 카메라, 캠코더, PC, 서버 컴퓨터, 워크스테이션, 노트북, 디지털 TV, 셋-탑 박스, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템, 스마트 카드, 프린터 등과 같은 다양한 전자기기에 유용하게 이용될 수 있다.
이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 100a, 100b: 표시 패널
200: 타이밍 컨트롤러 300: 게이트 구동부
400: 감마 기준 전압 생성부 500: 데이터 구동부
600: 시청 정보 입력부
P: 단위 픽셀 R: 적색 서브 픽셀
G: 녹색 서브 픽셀 B: 청색 서브 픽셀
GS1 ~ GSn: 게이트 신호들

Claims (20)

  1. 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는 시청 정보 입력부;
    상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하고, 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리를 비교하여 정상 모드 및 특수 모드 중 하나를 선택하는 모드 결정부;
    상기 정상 모드가 선택되면 입력 영상의 수직 해상도 및 프레임 주파수를 유지하고, 상기 특수 모드가 선택되면 하나의 수평 구간 동안 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 감소시키고 서로 인접한 프레임들 사이에 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 증가시키는 구동부; 및
    상기 구동부의 수직 해상도 및 프레임 주파수에 기초하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하고,
    상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모드 결정부는
    상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 짧으면 상기 정상 모드를 선택하고, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 상기 특수 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인들, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은 복수의 서브 픽셀들을 포함하며,
    상기 서브 픽셀들은 각 픽셀 내에서 상기 제1 방향으로 배열되고,
    상기 구동부는 상기 특수 모드가 선택되면, 하나의 수평 구간 동안 서로 인접한 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인들, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은 복수의 서브 픽셀들을 포함하며,
    상기 서브 픽셀들은 각 픽셀 내에서 상기 제2 방향으로 배열되고,
    상기 구동부는 상기 특수 모드가 선택되면, 하나의 수평 구간 동안 서로 동일한 색의 서브 픽셀들이 연결된 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특수 모드는 제1 내지 제3 모드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 모드에서, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 2 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 2배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 1 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 2배 증가시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 모드에서, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 3 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 3배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 2 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 3배 증가시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 모드에서, 상기 구동부는 하나의 수평 구간 동안 3 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 3배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 2 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 3배 증가시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 모드 결정부는 상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리의 차이에 기초하여 상기 제1 내지 제3 모드들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시청 정보 입력부는 화면에 시력 검사 패턴을 표시하여 상기 시청자의 시력 검사를 수행하여 상기 시력을 측정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 시청 정보 입력부는 카메라를 이용하여 상기 시청 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 시청 정보 입력부는 상기 표시 장치 주변의 조도 및 시청자의 수를 입력 받고,
    상기 가변 상수(CP)는 입력 영상의 해상도, 상기 조도 및 상기 시청자의 수를 고려한 값이고, 0.5와 1.5 사이인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 1 픽셀 피치(PP)는 단위 픽셀의 한 변의 길이인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 보상 프레임은 상기 서로 인접한 프레임들의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 모드 결정부는 상기 정상 모드 및 상기 특수 모드 중 하나를 선택하여 모드 선택 신호를 생성하고,
    상기 구동부는
    상기 모드 선택 신호에 기초하여 입력 영상 데이터를 스케일링(Scaling) 하는 스케일러;
    상기 특수 모드가 선택되면, 상기 서로 인접한 프레임들의 영상 데이터를 이용하여 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식으로 상기 보상 프레임을 생성하는 MEMC부; 및
    상기 모드 선택 신호에 기초하여 상기 수직 해상도 및 상기 프레임 주파수를 제어하는 영상 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는 시청 정보 입력부;
    상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하고, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 특수 모드를 선택하는 모드 결정부;
    상기 특수 모드가 선택되면 하나의 수평 구간 동안 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 입력 영상의 수직 해상도를 n배 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 n-1 개의 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 n배 증가시키는 구동부; 및
    상기 구동부의 수직 해상도 및 프레임 주파수에 기초하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하고,
    상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력(Decimal 값), CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 시청자의 시력 및 시청 거리를 입력 받는 단계;
    상기 시력을 기초로 상기 시청자의 픽셀 인지 거리를 계산하는 단계;
    상기 시청 거리와 상기 픽셀 인지 거리를 비교하여 정상 모드 및 특수 모드 중 하나를 선택하는 단계;
    상기 정상 모드가 선택되면, 입력 영상의 수직 해상도 및 프레임 주파수대로 영상을 표시하는 단계; 및
    상기 특수 모드가 선택되면, 하나의 수평 구간 동안 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호들을 출력시켜 상기 입력 영상의 수직 해상도를 감소시키고, 서로 인접한 프레임들 사이에 보상 프레임을 삽입하여 상기 입력 영상의 프레임 주파수를 증가시켜서, 영상을 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 픽셀 인지 거리는 A * CP * PP / tan(1/60˚) (A = 상기 시력, CP = 가변 상수, PP = 표시 장치의 1 픽셀 피치(Pixel Pitch))인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 정상 모드 및 상기 특수 모드 중 하나를 선택하는 단계는
    상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 짧으면 상기 정상 모드를 선택하고, 상기 시청 거리가 상기 픽셀 인지 거리보다 길면 상기 특수 모드를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 시력 및 상기 시청 거리를 입력 받는 단계는
    화면에 시력 검사 패턴을 표시하여 상기 시청자의 시력 검사를 수행하여 상기 시력을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 보상 프레임을 삽입하는 단계는
    상기 서로 인접한 프레임들의 영상 데이터를 이용한 MEMC(Motion Estimated Motion Compensation) 방식에 의하여 상기 보상 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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