KR102321815B1 - 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 복수의 화소들을 포함하고, 영상을 표시하는 표시 패널, 기 설정된 복수의 휘도 구간들 각각에 대응되는 복수의 감마 세트들을 포함하고, 영상의 휘도인 타겟(target) 휘도 레벨과 휘도 구간들을 비교하여 감마 세트들 중 하나인 타겟 감마 세트를 선택하며, 타겟 감마 세트를 이용하여 복수의 감마 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부, 타겟 휘도 레벨에 기초하여 입력 영상 데이터를 스케일링하는 제1 휘도 제어부, 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty ratio)를 결정하는 제2 휘도 제어부 및 입력 영상 데이터 및 감마 전압들에 기초하여 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디밍(dimming)을 이용하여 자연스럽게 영상의 휘도 제어를 하는 표시 장치 및 상기 표시의 구동 방법에 관한 것이다.
표시 장치에 사용되는 디밍 방식으로는, 레지스터(register) 디밍(또는 감마 디밍)과 임펄스 구동을 이용한 디밍 방식이 있다. 상기 레지스터 디밍은 감마 전압의 출력을 조절하여 발광 소자에 흐르는 전류를 조절함으로써 디밍하는 방식이고, 상기 임펄스 구동을 이용한 디밍은 데이터 전압이 아닌 발광 제어 신호를 조절하여 상기 발광 소자에 흐르는 전류를 직접 조절하는 방식이다. 즉, 임펄스 구동에 의한 디밍은 발광 신호를 주기적으로 온-오프 시키면서 휘도를 조절한다.
기존의 레지스터 디밍은 특정 휘도 구간에서 감마 전압(또는 계조 전압)의 역전이 발생하여 자연스러운 디밍이 어렵게 된다.
나아가, 저휘도, 예를 들면, 약 10cd/m2 이하의 휘도, 에서, 상기 레지스터 디밍이 사용되는 경우, 상기 계조 전압들이 겹치는 문제가 발생한다. 또한, 상기 저휘도에서 상기 임펄스 구동에 의한 디밍이 사용되는 경우, 발광 제어 신호의 오프 듀티비가 작아지게 되어, 색 변이(color shift)가 두드러지게 나타날 수 있다. 즉, 종래의 휘도 제어 방식은 자연스러운 휘도 제어(또는 디밍 제어)가 어렵다.
본 발명의 일 목적은 기 설정된 휘도 구간들에 따라 서로 다른 방식으로 디밍하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기 설정된 휘도 구간들에 따라 서로 다른 방식으로 디밍하는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하고, 영상을 표시하는 표시 패널, 기 설정된 복수의 휘도 구간들 각각에 대응되는 복수의 감마 세트들을 포함하고, 상기 영상의 휘도인 타겟(target) 휘도 레벨과 상기 휘도 구간들을 비교하여 상기 감마 세트들 중 하나인 타겟 감마 세트를 선택하며, 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 복수의 감마 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부, 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 입력 영상 데이터를 스케일링하는 제1 휘도 제어부, 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty ratio)를 결정하는 제2 휘도 제어부, 및 상기 입력 영상 데이터 및 상기 감마 전압들에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 휘도 구간들은 기 설정된 제1 기준 휘도 레벨 및 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 높은 기 설정된 제2 기준 휘도 레벨을 기준으로 제1 휘도 구간, 제2 휘도 구간 및 제3 휘도 구간으로 각각 구분(classify)되고, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 휘도 레벨보다 높은 기 설정된 복수의 서브(sub) 기준 휘도 레벨들을 기준으로 복수의 서브 구간들로 구분될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 세트들 중 하나는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 세트들 중 상기 하나를 제외한 나머지는 상기 복수의 서브 구간들에 각각 적용될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 휘도 제어부는, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨 및 감마 커브에 기초하여 상기 입력 영상 데이터를 스케일링함으로써 휘도 보정 영상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 전압 생성부는 상기 휘도 보정 영상 데이터에 기초하여 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 상기 감마 전압들을 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 휘도 제어부는 상기 서브 기준 휘도 레벨들 중 선택된 하나와 상기 타겟 휘도 레벨의 비율에 대응하여 상기 입력 영상 데이터를 선형적으로 스케일할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 휘도 제어부는, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨과 상기 제2 기준 휘도 레벨의 차이에 기초하여 상기 오프 듀티비를 선형적으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 제2 휘도 제어부는 상기 오프 듀티비를 기 설정된 값으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 휘도 제어부는 상기 제2 휘도 구간을 복수의 구간들로 구분하고, 상기 구간들에 따라 각각 서로 상이한 기울기로 상기 오프 듀티비를 조절할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 휘도 구간은 최소 휘도 레벨 내지 상기 제1 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하고, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 크고 상기 제2 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하며, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 크고 기 설정된 최대 휘도 레벨 이하의 구간에 상응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 전압 생성부는 상기 휘도 구간들 중 상기 타겟 휘도 레벨이 포함되는 구간인 타겟 구간을 판단하고, 상기 타겟 구간에 대응하는 상기 타겟 감마 세트를 활성화시키는 감마 세트 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널 구동부는 상기 표시 패널에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부, 상기 표시 패널에 상기 발광 제어 신호를 제공하는 발광 구동부, 상기 감마 전압들에 기초하여 생성된 데이터 전압을 상기 표시 패널에 제공하는 데이터 구동부 및 상기 스캔 구동부, 상기 발광 구동부 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은 기 설정된 복수의 휘도 구간들 각각에 대응하여 감마 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부에 포함되는 복수의 감마 세트들 중 타겟(target) 휘도 레벨에 대응하는 하나인 타겟 감마 세트를 선택하고, 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 상기 감마 전압 생성부에 제공되는 입력 영상 데이터를 스케일링하여 휘도 보정 영상 데이터를 생성하며, 상기 휘도 보정 영상 데이터 및 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 타겟 감마 전압들을 생성할 수 있다. 또한, 상기 표시 장치의 구동 방법은 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty ratio)를 조절하고, 상기 타겟 감마 전압들 및 상기 오프 듀티비에 기초하여 표시 패널에 상기 타겟 휘도 레벨로 발광하는 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 휘도 구간들은 제1 기준 휘도 레벨 및 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 높은 제2 기준 휘도 레벨을 기준으로 제1 휘도 구간, 제2 휘도 구간 및 제3 휘도 구간으로 각각 구분(classify)되고, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 높은 복수의 서브(sub) 기준 휘도 레벨들을 기준으로 복수의 서브 구간들로 각각 구분될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 세트들 중 하나는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 입력 영상 데이터를 스케일링하는 것은 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제3 휘도 구간에 포함되면, 감마 커브에 기초하여 상기 입력 영상 데이터를 휘도 변화에 비례하는 변환 영상 데이터로 변환한 후, 상기 변환 영상 데이터를 상기 타겟 휘도 레벨에 상응하도록 선형적으로 스케일링하여 휘도 보정 영상 데이터를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 오프 듀티비가 0(zero)%로 설정되고, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨과 상기 제2 기준 휘도 레벨의 차이에 기초하여 상기 오프 듀티비가 선형적으로 결정되며, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 오프 듀티비는 기 설정된 값으로 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법은 최저 휘도 구간에서 입력 데이터 전압을 스케일링한 데이터에 기초한 감마 전압 제어 및 오프 듀티비 제어(즉, 임펄스 구동 제어)를 동시에 수행하여 디밍 또는 휘도 제어를 할 수 있다. 따라서, 저휘도/저계조 영역에서 임펄스 구동 디밍에 의한 색 변이 및 레지스터 디밍에 의한 계조의 왜곡이 제거될 수 있다. 또한, 휘도 구간들에 따라, 상기 감마 전압 제어 및 상기 오프 듀티비 제어 중 적어도 하나를 수행함으로써 특정 계조에서의 레지스터 디밍에 의한 감마 전압의 역전 현상이 제거될 수 있다. 그러므로, 상기 표시 장치는 자연스러운 디밍을 제공하고, 휘도 정확도를 개선할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 감마 전압 생성부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 감마 전압 생성부가 휘도에 따라 감마 세트를 선택하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 표시 장치에 포함되는 제1 휘도 제어부가 입력 감마 전압을 변환하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 표시 장치에 포함되는 제1 휘도 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6는 도 5의 제1 휘도 제어부에 의해 감마 전압 생성부가 휘도에 따라 감마 전압을 출력하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 포함되는 제2 휘도 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 표시 장치에 포함되는 제2 휘도 제어부의 동작의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 9의 표시 장치의 구동 방법에서 입력 영상 데이터를 스케일링하는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 9의 표시 장치의 구동 방법에서 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 조절하는 일 예를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 감마 전압 생성부(200), 제1 휘도 제어부(300), 제2 휘도 제어부(400) 및 표시 패널 구동부(500)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널 구동부(500)는 스캔 구동부(520), 발광 구동부(540), 데이터 구동부(560) 및 제어부(580)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 복수의 화소들(120)을 포함하고, 영상을 표시할 수 있다. 표시 패널(100)은 복수의 스캔 라인들(SL1, ..., SLn)을 통해 스캔 구동부(520)와 연결될 수 있고, 복수의 발광 제어 라인(EL1, ..., ELn)을 통해 발광 구동부(540)와 연결될 수 있으며, 복수의 데이터 라인들(DL1, ..., DLm)을 통해 데이터 구동부(560)에 연결될 수 있다. 복수의 화소들(120)은 복수의 스캔 라인들(SL1, ..., SLn), 복수의 발광 제어 라인들(EL1, ..., ELn)과 복수의 데이터 라인들(DL1, ..., DLm)의 교차점들에 위치하기 때문에, 표시 패널(100)은 n*m개의 화소들(120)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 화소들(110) 각각은 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 유기 발광 다이오드는 발광 제어 라인들(EL1, ..., ELn)을 통해 전달된 발광 제어 신호에 응답하여 데이터 구동부(560)로부터 인가되는 데이터 전압에 대응되는 휘도의 빛을 발광한다.
감마 전압 생성부(200)는 복수의 계조들에 각각 대응되는 감마 전압들(VG)(또는, 계조 전압들)을 설정할 수 있다. 감마 전압 생성부(200)는 제어부(580)로부터 입력 영상 데이터(DATA1)를 제공받거나, 제1 휘도 제어부(300)로부터 보정된 입력 영상 데이터(DATA2)를 제공받을 수 있다. 감마 전압 생성부(200)는 입력 영상 데이터(DATA1) 또는 보정된 입력 영상 데이터(DATA2)에 기초하여 감마 보정된 복수의 감마 전압들(VG)을 생성하며, 감마 전압들(VG)을 데이터 구동부(560)로 출력할 수 있다. 감마 전압들(VG)의 개수는 표시 장치(1000)에서 표현되는 계조 수에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1000)는 256 계조를 갖고, 감마 전압들(VG)의 개수는 256개일 수 있다.
감마 전압 생성부(200)는 기 설정된 복수의 휘도 구간들 각각에 대응되는 복수의 감마 세트들(GSET1, ..., GSETk)을 포함할 수 있다. 감마 전압 생성부(200)는 상기 영상에 표시하려는 휘도인 타겟(target) 휘도 레벨과 상기 휘도 구간들을 비교하여 감마 세트들(GSET1, ..., GSETk) 중 하나인 타겟 감마 세트를 선택하며, 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 감마 전압들(VG)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 감마 전압 생성부(200)는 상기 감마 세트들 중 하나를 선택하고, 상기 감마 세트들에 기초하여 감마 전압들(VG)의 레벨을 조절함으로써 휘도 제어 또는 디밍을 수행할 수 있다. 즉, 감마 전압 생성부(200)는 레지스터 디밍 방식을 이용하여 디밍을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 휘도 구간들은 순차적으로 제1 휘도 구간, 제2 휘도 구간 및 제3 휘도 구간으로 구분되고, 상기 제3 휘도 구간은 기 설정된 복수의 서브(sub) 구간들로 구분될 수 있다. 이 때, 감마 세트들(GSET1, ..., GSETk) 중 하나, 예를 들면, 제1 감마 세트(GSET1)는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용될 수 있다. 또한, 제1 감마 세트(GSET1)를 제외한 나머지 감마 세트들(GSET2, ..., GSETk)은 상기 복수의 서브 구간들 각각에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 감마 전압 생성부(200)는 상기 휘도 구간들 중 상기 타겟 휘도 레벨이 포함되는 타겟 구간을 판단하고, 상기 타겟 구간에 대응하는 상기 타겟 감마 세트를 활성화시킬 수 있다. 감마 전압 생성부(200)의 구성 및 동작의 실시예에 대해서는 도 2를 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
제1 휘도 제어부(300)는 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 스케일링할 수 있다. 제1 휘도 제어부(300)는 상기 입력 영상 데이터(DATA1)는 표시 패널 구동부(500)로부터 제공받을 수 있다. 일 실시예에서, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 제1 휘도 제어부(300)는 상기 타겟 휘도 레벨 및 감마 커브에 기초하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 스케일링함으로써 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)를 생성할 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨이 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 제1 휘도 제어부(300)는 입력 영상 데이터(DATA1)의 스케일링을 수행하지 않는다. 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)는 감마 전압 생성부(200)의 입력단에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 감마 전압 생성부(200)는 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)에 기초하여 상기 타겟 휘도 레벨을 출력하기 위한 적절한 감마 전압들(VG)을 생성할 수 있다. 즉, 제3 휘도 구간 및/또는 상기 제1 휘도 구간에서 디밍 또는 휘도 제어가 수행되는 경우, 제1 휘도 제어부(300)의 데이터 스케일링 동작에 기초한 레지스터 디밍이 수행됨으로써, 휘도 변화에 따라 감마 전압들(VG)의 크기(amplitude)가 가변될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 휘도 구간은 약 0~10 cd/m2의 최저 휘도 구간에 상응하고, 상기 제3 휘도 구간은 약 100~300 cd/m2 의 중휘도 내지 고휘도 구간에 상응할 수 있다. 나아가, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 휘도 구간과 상기 제3 휘도 구간 사이의 저휘도 내지 중휘도 구간에 상응할 수 있다.
제2 휘도 제어부(400)는 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty ratio)를 결정할 수 있다. 상기 발광 제어 신호의 오프 듀티비는 한 프레임에 해당하는 구간에서 발광 제어 신호가 온(on)되는 구간의 비율이다. 제2 휘도 제어부(400)는 상기 오프 듀티비를 조절하는 임펄스 구동에 의한 디밍을 수행함으로써 휘도 제어를 할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 제2 휘도 제어부(400)는 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 상기 오프 듀티비를 선형적으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 상기 타겟 휘도 레벨이 감소할수록 상기 오프 듀티비가 선형적으로 증가할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 제2 휘도 제어부(400)는 상기 오프 듀티비를 기 설정된 값으로 결정할 수 있다. 즉, 상기 제1 휘도 구간에서, 발광 제어 신호(EL1, ..., ELn)의 상기 오프 듀티비는 특정 값으로 유지된다. 표시 장치(1000)는 상기 제2 휘도 구간 및 상기 제1 휘도 구간에서 제2 휘도 제어부(400)에 의해 상기 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 조절하여 화소(120)에 흐르는 구동 전류를 가변함으로써, 휘도 제어 또는 디밍 동작을 수행할 수 있다. 즉, 상기 제1 휘도 구간에서, 표시 장치(1000)는 감마 전압들(VG)의 크기 조절 및 상기 오프 듀티비의 조절을 동시에 수행함으로써, 휘도 제어 또는 디밍 동작을 수행할 수 있다.
표시 패널 구동부(500)는 입력 영상 데이터(DATA1) (또는, 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)) 및 감마 전압들(VG)에 기초하여 표시 패널(100)을 구동할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널 구동부(500)는 스캔 구동부(520), 발광 구동부(540), 데이터 구동부(560) 및 제어부(580)를 포함할 수 있다.
스캔 구동부(520)는 복수의 스캔 라인들(SL1, ..., SLn)을 통해 표시 패널(100)에 스캔 신호를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 라인들(SL1, ..., SLn) 각각은 표시 패널(100)의 각각의 화소행에 위치하는 화소들(120)에 연결될 수 있다.
발광 구동부(540)는 복수의 발광 제어 라인들(EL1, ..., ELn)을 통해 표시 패널(100)에 상기 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 발광 제어 라인들(EL1, ..., ELn) 각각은 표시 패널(100)의 각각의 화소행에 위치하는 화소들(120)에 연결될 수 있다.
데이터 구동부(560)는 복수의 데이터 라인들(DL1, ..., DLm)을 통해 선택된 감마 전압들(VG)에 기초한 상기 데이터 전압을 표시 패널(100)에 제공할 수 있다. 데이터 라인들(DL1, ..., DLm) 각각은 표시 패널(100)의 각각의 화소열에 위치하는 화소들(120)에 연결될 수 있다. 데이터 드라이버(560)는 제어부(580)로부터 수신한 제어 신호(CON3) 및 감마 전압 생성부(200)로부터 수신한 감마 전압들(VG)을 이용하여 아날로그 형태의 상기 데이터 전압을 생성할 수 있다.
제어부(580)는 제1 내지 제3 제어 신호들(CON1, CON2, CON3)에 기초하여 스캔 구동부(520), 발광 구동부(540) 및 데이터 구동부(560)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(580)는 외부의 그래픽 기기와 같은 화상 소스로부터 영상 데이터 및 입력 제어 신호(미도시)를 수신할 수 있다. 상기 입력 제어 신호는 메인 클럭 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 제어부(580)는 상기 영상 데이터에 기초하여 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞는 영상 데이터(DATA1)를 생성하여 데이터 드라이버(560) 또는 제1 휘도 제어부(300)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(580)는 상기 휘도 구간들 중 상기 타겟 휘도 레벨이 포함되는 구간인 타겟 구간을 판단하고, 상기 판단에 기초한 제4 및 제5 제어 신호들(CON4, CON5)을 생성하여 제1 및 제2 휘도 제어부들(300, 400)에 각각 제공하며, 4 및 제5 제어 신호들(CON4, CON5)에 기초하여 제1 및 제2 휘도 제어부들(300, 400)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 목표 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 제1 및 제2 휘도 제어부들(300, 400)이 디밍 동작을 수행하고, 상기 목표 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 제2 휘도 제어부(400)만이 디밍을 수행하며, 상기 목표 휘도 레벨이 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 제1 휘도 제어부(100)만이 디밍을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(1000)는 휘도 구간 별로 서로 다른 디밍 또는 휘도 제어 동작을 수행함으로써, 자연스러운 디밍이 제공되며, 휘도 정확도가 개선될 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 감마 전압 생성부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 감마 전압 생성부(200A)는 복수의 감마 세트들(220) 및 복수의 감마 전압들을 출력하는 감마 회로(240)를 포함할 수 있다. 감마 전압 생성부(200A)는 감마 세트들(220) 중 하나를 활성화시키는 감마 세트 제어부(260)를 더 포함할 수 있다.
감마 세트들(220)은 복수의 휘도 구간들 각각에 대응하여 활성화될 수 있다. 감마 세트들(220) 각각은 특정 휘도 레벨을 표현하는 기준 감마 전압들을 정의할 수 있다. 예를 들면, 감마 전압 생성부(200A)는 7개의 기준 휘도 레벨들에 각각 대응하는 7개의 감마 세트들(220)을 포함할 수 있다. 제1 감마 세트(GSET1)는 예를 들어, 제1 기준 휘도 레벨인 100cd/m2에 상응하는 감마 전압들을 정의할 수 있다. 감마 세트들(220)은 각각 상기 기준 휘도 레벨들을 포함하는 서로 다른 휘도 구간들에서 각각 동작할 수 있다. 이 때, 상기 기준 휘도 레벨들 사이의 휘도 레벨들을 표현하기 위해 상기 기준 감마 전압들을 보간하는 방법은 사용되지 않는다. 따라서, 특정 계조에서 감마 전압 레벨이 역전되지 않는다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)가 구현 가능한 휘도 구간은 낮은 휘도 순으로 제1 내지 제3 휘도 구간들로 구분될 수 있으며, 상기 제3 휘도 구간은 복수의 서브 구간들로 구분될 수 있다. 여기서, 제1 감마 세트(GSET1)는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용될 수 있다. 또한, 제1 감마 세트(GSET1)를 제외한 나머지 감마 세트들(GSET2, ..., GSETk)은 상기 복수의 서브 구간들 각각에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 감마 세트 제어부(260)에 의해 감마 세트들(220) 중에서 타겟 감마 세트(TGSET)가 선택되고, 타겟 감마 세트(TGSET)에 기초하여 감마 전압들(V0, ..., V255)이 생성될 수 있다.
감마 회로(240)는 영상 데이터(DATA) 및 타겟 감마 세트(TGSET)에 기초하여 감마 전압들(V0, ..., V255)을 출력할 수 있다. 감마 회로(240)는 감마 전압들(V0, ..., V255)을 출력하기 위해 복수의 선택기(또는, 멀티플렉서)들 및 복수의 저항 스트링들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 데이터(DATA)는 타이밍 제어부(580)로부터 제공되는 입력 영상 데이터(DATA1) 또는 제1 휘도 제어부(300)로부터 제공되는 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)일 수 있다. 예를 들어, 타겟 휘도 레벨이 제1 휘도 제어부(300)가 동작하지 않는 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 감마 세트 제어부(260)는 입력 영상 데이터(DATA1)를 제공받을 수 있다. 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 감마 세트 제어부(260)는 제1 휘도 제어부(300)로부터 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)를 제공받을 수 있다.
감마 세트 제어부(260)는 상기 휘도 구간들 중 타겟 휘도 레벨이 포함되는 구간인 타겟 구간을 판단하고, 상기 타겟 구간에 대응하는 감마 세트를 활성화할 수 있다. 상기 타겟 구간에 대응하는 감마 세트는 타겟 감마 세트(TGSET)로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 감마 세트 제어부(260)는 타겟 휘도 레벨 데이터(TLD)를 제1 휘도 제어부(300) 또는 제어부(580)로부터 제공받을 수 있다. 타겟 휘도 레벨 데이터(TLD)는 사용자 입력, 외광에 따른 휘도 제어, 배터리 전압에 따른 휘도 제어 등에 의해 결정된 타겟 휘도 레벨을 포함할 수 있다.
감마 세트 제어부(260)는 상기 타겟 감마 세트를 활성화하기 위한 감마 제어 신호(GCON)를 생성할 수 있다. 감마 제어 신호(GCON)에 의해 선택된 타겟 감마 세트(TGSET)는 감마 회로(240)의 감마 전압(V0, ..., V255)생성 구동에 이용될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 감마 전압 생성부가 휘도에 따라 감마 세트를 선택하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 표시 장치(1000)는 복수의 휘도 구간들 각각에 복수의 감마 세트들이 대응되도록 설정할 수 있다.
도 3은 6개의 감마 세트들로 기준 휘도 레벨들을 표현하는 것으로 도시되어 있지만, 감마 세트들의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 휘도 구간들은 기 설정된 제1 기준 휘도 레벨(L1) 및 제1 기준 휘도 레벨(L1)보다 높은 기 설정된 제2 기준 휘도 레벨(L2)을 기준으로 제1 휘도 구간(LR1), 제2 휘도 구간(LR2) 및 제3 휘도 구간(LR3)으로 각각 구분될 수 있다. 여기서, 제3 휘도 구(LR3)는 제2 휘도 레벨보다 높은 기 설정된 복수의 서브(sub) 기준 휘도 레벨들(SL1, ..., SL6)을 기준으로 복수의 서브 구간들(SR1, ..., SR5)로 구분될 수 있다. 여기서, 제1 휘도 구간(LR1)은 최소 휘도 레벨(Lmin) 내지 상기 제1 기준 휘도 레벨(L1) 이하의 구간에 상응하고, 제2 휘도 구간(LR2)은 제1 기준 휘도 레벨(L1)보다 크고 상기 제2 기준 휘도 레벨(L2) 이하의 구간에 상응하며, 제3 휘도 구간(LR3)은 상기 제2 기준 휘도 레벨(L2)보다 크고 기 설정된 최대 휘도 레벨(Lmax) 이하의 구간에 상응할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 휘도 구간은 약 0~10 cd/m2의 최저 휘도 구간에 상응하고, 상기 제3 휘도 구간은 약 100~300 cd/m2 의 중휘도 내지 고휘도 구간에 상응할 수 있다. 나아가, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 휘도 구간과 상기 제3 휘도 구간 사이의 저휘도 내지 중휘도 구간에 상응할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 감마 세트(GSET1)는 제2 기준 휘도 레벨(L2)을 표현하고, 제2 감마 세트 내지 제6 감마 세트들(GSET2, ..., GSET6)은 각각 제1 내지 제5 서브 기준 휘도 레벨들(SL1, ..., SL5)을 표현할 수 있다. 제1 감마 세트(GSET1)는 제1 휘도 구간(LR1) 및 제2 휘도 구간(LR2)에 포함되는 휘도 레벨들에 공통으로 적용될 수 있다. 제2 감마 세트(GSET2)는 제1 서브 구간(SR1)에 포함되는 휘도 레벨들에 적용될 수 있다. 마찬가지로, 제3 내지 제6 감마 세트들(GSET3, ..., GSET6)은 각각 제2 내지 제5 서브 구간(SR1)들에 적용될 수 있다. 때, 상기 기준 휘도 레벨들 사이의 휘도 레벨들을 표현하기 위해 상기 기준 감마 전압들을 보간하는 방법은 사용되지 않는다.
이와 같이, 디밍을 위한 감마 전압 제어 구동은 약 100 cd/m2 이상의 제3 휘도 구간(LR3)에서만 수행될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 표시 장치에 포함되는 제1 휘도 제어부가 입력 감마 전압을 변환하는 일 예를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1의 표시 장치에 포함되는 제1 휘도 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 3, 도 4a 내지 도 4c, 및 도 5를 참조하면, 제1 휘도 제어부(300)는 타겟 휘도 레벨에 기초하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 선형적으로 스케일링할 수 있다. 이 때, 상기 타겟 휘도 레벨은 제1 휘도 구간(LR1) 또는 제3 휘도 구간(LR3)에 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 휘도 제어부(300)는 상기 타겟 휘도 레벨이 제1 휘도 구간(LR1) 또는 제3 휘도 구간(LR3)에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨 및 감마 커브에 기초하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 스케일링함으로써 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 8비트의 입력 영상 데이터(DATA1)는 256 단계의 휘도를 표현할 수 있다. 입력 영상 데이터(DATA1)는 휘도에 선형적으로 비례하지 않으므로, 제1 휘도 제어부(300)는 입력 데이터(DATA1)를 감마 커브에 기초하여 변환 영상 데이터(DATA1')로 변환할 수 있다. 예를 들면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 휘도 제어부(300)는 입력 영상 데이터(DATA1)를 감마 2.2 커브로 변환할 수 있다. 따라서, 변환 영상 데이터(DATA1')는 시인되는 휘도에 실질적으로 비례할 수 있다. 이 때, 상기 감마 커브를 자연스럽게 구현하기 위해, 8비트의 입력 영상 데이터(DATA1)는 11비트의 변환 영상 데이터(DATA1')로 매핑될 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨이 감소되는 경우, 변환 영상 데이터(DATA1')와 휘도 관계는 도 4b에 도시된 화살표 방향으로 변화될 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 휘도 제어부(300)는 상기 타겟 휘도 레벨에 따라 변환 영상 데이터(DATA1')를 선형적으로 스케일링할 수 있다. 변환 영상 데이터(DATA1')는 휘도 변화에 실질적으로 비례하기 때문에, 변환 영상 데이터(DATA1')가 선형적으로 스케일링된 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)가 생성될 수 있다. 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)는 감마 전압 생성부(200)에 인가될 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨이 감소되는 경우, 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)와 휘도 관계는 도 4b에 도시된 화살표 방향으로 변화될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 휘도 제어부(300)는 입력 영상 데이터(DATA1) 휘도 구간에 따라 선형적으로 스케일링할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 목표 휘도 레벨이 제1 휘도 구간(LR1)에 포함되는 경우, 제1 휘도 제어부(300)는 제1 기준 휘도 레벨(L1)와 상기 타겟 휘도 레벨의 비율에 대응하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 선형적으로 스케일링할 수 있다. 제1 휘도 구간(LR1)은 약 0~10 cd/m2의 최저 휘도 구간이므로, 기존의 감마 전압을 조절하는 레지스터 디밍을 수행하게 되면, 매우 낮은 감마 전압이 요구되므로, 저계조들의 구분이 어려워지게 된다. 또한, 상기 임펄스 구동에 의한 디밍 방식을 사용하는 경우, 온 듀티가 너무 짧아지게 되어 색 변이(color shift)가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 상기 단점들을 극복하기 위해 제1 휘도 구간(LR1)에서 입력 영상 데이터 제어(스케일링)에 기초한 디밍을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 목표 휘도 레벨이 제3 휘도 구간(LR3)에 포함되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 휘도 제어부(300)는 서브 기준 휘도 레벨들(SL1, ..., SL5) 중 선택된 하나와 상기 타겟 휘도 레벨의 비율에 대응하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 선형적으로 스케일링할 수 있다. 상기 스케일링에 의해 생성된 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)는 감마 전압 생성부(200)에 제공될 수 있다.
도 6는 도 5의 제1 휘도 제어부에 의해 감마 전압 생성부가 휘도에 따라 감마 전압을 출력하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 감마 전압 생성부(200)는 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)에 기초하여 타겟 감마 세트를 이용하여 감마 전압들을 생성할 수 있다.
도 6은 제3 휘도 구간(LR3)에서 휘도가 제어되는 방식의 일 예를 보여준다.
제1 휘도 제어부(300)는 데이터 스케일링에 의해 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)를 출력할 수 있다. 감마 전압 생성부(200)는 타겟 휘도 레벨에 속하는 휘도 구간에 따라 타겟 감마 세트를 선택하고, 휘도 보정 영상 데이터(DATA2)에 기초하여 휘도 레벨 변화에 대해 선형적으로 감마 전압들의 출력을 조절할 수 있다. 다시 말하면, 제3 휘도 구간(LR3)에서의 휘도 제어 또는 디밍은 입력 영상 데이터(DATA1) 스케일링과 감마 제어를 조합하여 수행될 수 있다. 이 때, 오프 듀티비를 조절하는 제2 휘도 제어부(400)는 동작하지 않는다. 즉, 오프 듀티비는 실질적으로 0%일 수 있다.
도시되지는 않았지만, 표시 장치(1000)는 제1 휘도 구간(LR1)에서도 입력 영상 데이터(DATA1)의 스케일링에 의한 감마 제어로 디밍을 수행할 수 있다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 포함되는 제2 휘도 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 7을 참조하면, 제2 휘도 제어부(400)는 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 타겟 휘도 레벨이 제2 휘도 구간(LR2)에 포함되는 경우, 제2 휘도 제어부(400)는 상기 타겟 휘도 레벨과 제2 기준 휘도 레벨(L2)의 차이에 기초하여 상기 오프 듀티비를 선형적으로 결정할 수 있다. 제2 휘도 구간(LR2)은 약 10~100cd/m2 의 저휘도 내지 중휘고 구간에 상응할 수 있다. 제2 휘도 제어부(400)는 휘도에 비례하여 듀티비를 조정함으로써 화소의 구동 전류를 가변시킬 수 있다. 다시 말하면, 제2 휘도 구간(LR2)에서는 임펄스 구동 디밍이 적용될 수 있다.
제3 휘도 구간(LR3)에 상기 오프 듀티비를 제어하는 디밍이 적용되는 경우, 소비 전력이 상승되는 단점이 있으므로, 제1 휘도 구간(LR3)에 대해서는 제2 휘도 제어부(400)가 구동되지 않는다. 따라서, 제3 휘도 구간(LR3)에서 상기 오프 듀티비는 0%일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 타겟 휘도 레벨이 제1 휘도 구간(LR1)에 포함되는 경우, 제2 휘도 제어부(400)는 상기 오프 듀티비를 기 설정된 값(FD)으로 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 최저 휘도 구간에서 오프 듀티비를 증가시키게 되면, 발광 제어 신호의 온 듀티가 너무 짧아지게 되어 색틀어짐이 발생할 수 있다. 따라서, 제2 휘도 제어부(400)는 제1 휘도 구간(LR1)에서 상기 발광 제어 신호가 고정된 오프 듀티비(FD)를 가지도록 휘도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 고정된 오프 듀티비(FD)는 약 80%로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 타겟 휘도 레벨이 제1 휘도 구간(LR1)에 포함되는 경우, 제1 및 제2 휘도 제어부들(300, 400)이 모두 휘도 제어에 이용될 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨이 제2 휘도 구간(LR2)에 포함되는 경우, 제2 휘도 제어부(400)만이 사용됨으로써, 임펄스 구동에 의한 디밍 또는 휘도 제어가 수행될 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨이 제3 휘도 구간(LR3)에 포함되는 경우, 제1 휘도 제어부(300)만이 사용되어 입력 감마 전압(DATA1)의 선형 스케일링에 의해 감마 전압이 조절됨으로써, 디밍 또는 휘도 제어가 수행될 수 있다. 따라서, 저휘도 및/또는 저계조 영역에서 임펄스 구동 디밍에 의한 색틀어짐 현상이 제거될 수 있다. 또한, 특정 계조에서의 레지스터 디밍에 의한 감마 전압의 역전 현상이 제거될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예들에 의한 표시 장치(1000)는 자연스러운 디밍을 제공하고, 휘도 정확도를 개선할 수 있다.
도 8은 도 1의 표시 장치에 포함되는 제2 휘도 제어부의 동작의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제2 휘도부(400)는 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 휘도 제어부(400)는 제2 휘도 구간(LR2)을 복수의 구간들로 구분하고, 상기 구간들에 따라 각각 서로 상이한 기울기로 상기 오프 듀티비를 조절할 수 있다. 이에 따라, 좀 더 정밀한 휘도 제어 및 디밍 제어가 가능해질 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다. 도 10은 도 9의 표시 장치의 구동 방법에서 입력 영상 데이터를 스케일링하는 일 예를 나타내는 순서도이다. 도 11은 도 9의 표시 장치의 구동 방법에서 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 조절하는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 표시 장치의 구동 방법은 타겟 휘도 레벨에 대응하는 타겟 감마 세트를 선택(S100)하고, 입력 영상 데이터를 스케일링하여 휘도 보정 영상 데이터를 생성(S200)하며, 상기 타겟 감마 세트 및 상기 휘도 보정 영상 데이터를 이용하여 타겟 감마 전압들을 생성(S300)할 수 있다. 또한, 상기 표시 장치의 구동 방법은 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty rate)를 조절(S400)하고, 상기 타겟 감마 전압들 및 상기 오프 듀티비에 기초하여 표시 패널에 상기 타겟 휘도 레벨로 발광 하는 영상을 표시할 수 있다.
먼저 디밍 또는 휘도 제어가 수행되는 휘도 구간이 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 휘도 구간은 제1 기준 휘도 레벨 및 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 높은 제2 기준 휘도 레벨을 기준으로 제1 휘도 구간, 제2 휘도 구간 및 제3 휘도 구간으로 각각 구분되고, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 높은 복수의 서브(sub) 기준 휘도 레벨들을 기준으로 복수의 서브 구간들로 각각 구분될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 휘도 구간은 최소 휘도 레벨 내지 상기 제1 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하고, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 크고 상기 제2 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하며, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 크고 기 설정된 최대 휘도 레벨 이하의 구간에 상응할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 휘도 구간은 약 0~10 cd/m2의 최저 휘도 구간에 상응하고, 상기 제3 휘도 구간은 약 100~300 cd/m2 의 중휘도 내지 고휘도 구간에 상응할 수 있다. 나아가, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 휘도 구간과 상기 제3 휘도 구간 사이의 저휘도 내지 중휘도 구간에 상응할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 타겟 휘도 레벨에 대응하는 상기 타겟 감마 세트가 선택(S100)될 수 있다. 상기 타겟 감마 세트는 기 설정된 상기 복수의 휘도 구간들 각각에 대응하여 감마 전압들을 생성하는 복수의 감마 세트들 중 상기 타겟 휘도 레벨에 대응하는 하나이다. 일 실시예에서, 상기 감마 세트들 중 하나는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용될 수 있다. 상기 타겟 감마 세트를 선택하는 동작 및 감마 세트들에 대해서는 도 2 및 도 3를 참조하여 자세하게 설명하였으므로, 이에 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
휘도 보정 영상 데이터가 생성(S200)될 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 상기 감마 전압 생성부에 제공되는 입력 영상 데이터가 휘도 보정 영상 데이터로 스케일링될 수 있다. 먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 입력 영상데이터의 스케일링 과정은 상기 타겟 휘도 레벨이 어느 휘도 구간에 포함되는 지를 판단(S220)할 수 있다.
상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제3 휘도 구간에 포함되면, 상기 입력 영상 데이터가 감마 커브에 기초하여 휘도 변화에 비례하는 변환 영상 데이터로 변환(S240)될 수 있다. 예를 들면, 상기 입력 영상 데이터는 감마 2.2 커브로 변환됨으로써, 상기 변환 영상 데이터는 휘도 변화에 실질적으로 비례한 값을 가질 수 있다.
상기 변환 영상 데이터가 상기 타겟 휘도 레벨에 상응하도록 선형적으로 스케일링됨으로써 휘도 보정 영상 데이터가 생성(S260)될 수 있다. 상기 변환 영상 데이터는 휘도 변화에 실질적으로 비례하기 때문에, 상기 변환 영상 데이터가 선형적으로 스케일링된 휘도 보정 영상 데이터가 생성될 수 있다.
상기 타겟 휘도 레벨이 상기 중휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 입력 영상 데이터의 스케일링에 의한 감마 전압 제어 디밍은 수행되지 않는다.
상기 휘도 보정 영상 데이터 및 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 타겟 감마 전압들이 생성(S300)될 수 있다. 타겟 휘도 레벨에 따라 선택된 감마 세트에 의해 상기 타겟 감마 전압들이 조절됨으로써 휘도 디밍이 제어될 수 있다. 이와 같이, 상기 입력 영상 데이터를 스케일링한 결과에 기초하여 감마 전압을 조절하는 디밍은 상기 제1 구간 및 상기 제3 구간에서 수행될 수 있다.
상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 상기 발광 신호의 상기 오프 듀티비가 조절(S400)될 수 있다. 상기 표시 장치는 상기 임펄스 구동에 의한 디밍을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오프 듀티비는 각각의 휘도 구간에 따라 다르게 제어될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 타겟 휘도 레벨이 포함되는 휘도 구간을 판단(S420)할 수 있다. 예를 들어, 상기 타겟 휘도 레벨은 제1 내지 제3 휘도 구간들 중 하나에 포함될 수 있다. 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 오프 듀티비는 0%로 설정(S440)될 수 있다. 즉, 상기 제3 휘도 구간에서는, 임펄스 구동에 의한 디밍은 수행되지 않고, 입력 영상 데이터 스케일링에 의한 감마 전압 제어 디밍만이 수행될 수 있다.
상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨과 상기 제2 기준 휘도 레벨의 차이에 기초하여 상기 오프 듀티비가 선형적으로 결정(S460)될 수 있다. 즉, 제2 휘도 구간에서는, 임펄 구동에 의한 디밍만이 수행될 수 있다.
상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 오프 듀티비는 기 설정된 값으로 결정(S480)될 수 있다. 따라서, 상기 제1 휘도 구간에서는, 오프 듀티비를 특정 값으로 고정하는 상기 임펄스 구동 디밍과 상기 입력 영상 데이터 스케일링에 의한 상기 감마 전압 제어 디밍이 동시에 수행될 수 있다.
상기 휘도 구간에 따라 다른 방식으로 디밍하는 동작에 대해서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 자세하게 설명하였는 바, 이에 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은 휘도 구간들에 따라 상기 임펄스 구동 디밍 및 상기 입력 영상 데이터 스케일링에 의한 상기 감마 전압 제어 디밍 중 적어도 하나를 수행함으로써 휘도 변화가 자연스럽게 시인될 수 있다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 전자 기기에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터, 노트북, 디지털 카메라, 비디오 캠코더, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어, 차량용 네비게이션, 비디오폰, 감시 시스템, 추적 시스템, 동작 감지 시스템, 이미지 안정화 시스템 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 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: 표시 패널 120: 화소
200: 감마 전압 생성부 220: 감마 세트들
240: 감마 회로 260: 감마 세트 제어부
300: 제1 휘도 제어부 400: 제2 휘도 제어부
500: 표시 패널 구동부 520: 스캔 구동부
540: 발광 구동부 560: 데이터 구동부
580: 제어부 1000: 표시 장치

Claims (20)

  1. 복수의 화소들을 포함하고, 영상을 표시하는 표시 패널;
    기 설정된 복수의 휘도 구간들 각각에 대응되는 복수의 감마 세트들을 포함하고, 상기 영상의 휘도인 타겟(target) 휘도 레벨과 상기 휘도 구간들을 비교하여 상기 감마 세트들 중 하나인 타겟 감마 세트를 선택하며, 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 복수의 감마 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부;
    상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 입력 영상 데이터를 스케일링하는 제1 휘도 제어부;
    상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty ratio)를 결정하는 제2 휘도 제어부; 및
    상기 입력 영상 데이터 및 상기 감마 전압들에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동부를 포함하고,
    상기 휘도 구간들은 제1 휘도 구간, 제2 휘도 구간, 및 제3 휘도 구간으로 구분(classify)되고,
    상기 제1 휘도 제어부는 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 입력 영상 데이터를 스케일링 하며,
    상기 제2 휘도 제어부는 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 발광 제어 신호의 상기 오프 듀티비를 상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도 구간들은 기 설정된 제1 기준 휘도 레벨 및 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 높은 기 설정된 제2 기준 휘도 레벨을 기준으로 상기 제1 휘도 구간, 상기 제2 휘도 구간 및 상기 제3 휘도 구간으로 각각 구분되고,
    상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 높은 기 설정된 복수의 서브(sub) 기준 휘도 레벨들을 기준으로 복수의 서브 구간들로 구분되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 감마 세트들 중 하나는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 감마 세트들 중 상기 하나를 제외한 나머지는 상기 복수의 서브 구간들에 각각 적용되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 휘도 제어부는, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨 및 감마 커브에 기초하여 상기 입력 영상 데이터를 스케일링함으로써 휘도 보정 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 감마 전압 생성부는 상기 휘도 보정 영상 데이터에 기초하여 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 상기 감마 전압들을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 휘도 제어부는 상기 서브 기준 휘도 레벨들 중 선택된 하나와 상기 타겟 휘도 레벨의 비율에 대응하여 상기 입력 영상 데이터를 선형적으로 스케일링하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 휘도 제어부는, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨과 상기 제2 기준 휘도 레벨의 차이에 기초하여 상기 오프 듀티비를 선형적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 제2 휘도 제어부는 상기 오프 듀티비를 기 설정된 값으로 결정하는 것을 특징을 하는 표시 장치.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 휘도 제어부는 상기 제2 휘도 구간을 복수의 구간들로 구분하고, 상기 구간들에 따라 각각 서로 상이한 기울기로 상기 오프 듀티비를 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 휘도 구간은 최소 휘도 레벨 내지 상기 제1 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하고, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 크고 상기 제2 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하며, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 크고 기 설정된 최대 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 감마 전압 생성부는
    상기 휘도 구간들 중 상기 타겟 휘도 레벨이 포함되는 구간인 타겟 구간을 판단하고, 상기 타겟 구간에 대응하는 상기 타겟 감마 세트를 활성화시키는 감마 세트 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 표시 패널 구동부는
    상기 표시 패널에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부;
    상기 표시 패널에 상기 발광 제어 신호를 제공하는 발광 구동부;
    상기 감마 전압들에 기초하여 생성된 데이터 전압을 상기 표시 패널에 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 스캔 구동부, 상기 발광 구동부 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 기 설정된 복수의 휘도 구간들 각각에 대응하여 감마 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부에 포함되는 복수의 감마 세트들 중 타겟(target) 휘도 레벨에 대응하는 하나인 타겟 감마 세트를 선택하는 단계;
    상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 상기 감마 전압 생성부에 제공되는 입력 영상 데이터를 스케일링하여 휘도 보정 영상 데이터를 생성하는 단계;
    상기 휘도 보정 영상 데이터 및 상기 타겟 감마 세트를 이용하여 타겟 감마 전압들을 생성하는 단계;
    상기 타겟 휘도 레벨에 기초하여 발광 제어 신호의 오프 듀티비(off duty ratio)를 조절하는 단계;
    상기 타겟 감마 전압들 및 상기 오프 듀티비에 기초하여 표시 패널에 상기 타겟 휘도 레벨로 발광하는 영상을 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 휘도 구간들은 제1 휘도 구간, 제2 휘도 구간, 및 제3 휘도 구간으로 구분(classify)되고,
    상기 휘도 보정 영상 데이터를 생성하는 단계는 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우에 수행되며,
    상기 발광 제어 신호의 상기 오프 듀티비를 조절하는 단계는 상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 휘도 구간들은 제1 기준 휘도 레벨 및 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 높은 제2 기준 휘도 레벨을 기준으로 상기 제1 휘도 구간, 상기 제2 휘도 구간 및 상기 제3 휘도 구간으로 각각 구분되고,
    상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 높은 복수의 서브(sub) 기준 휘도 레벨들을 기준으로 복수의 서브 구간들로 각각 구분되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 감마 세트들 중 하나는 상기 제1 휘도 구간 및 상기 제2 휘도 구간에 공통으로 적용되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 감마 세트들 중 상기 하나를 제외한 나머지는 상기 복수의 서브 구간들에 각각 적용되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 입력 영상 데이터를 스케일링하는 단계는
    상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간 또는 상기 제3 휘도 구간에 포함되면, 감마 커브에 기초하여 상기 입력 영상 데이터를 휘도 변화에 비례하는 변환 영상 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 변환 영상 데이터를 상기 타겟 휘도 레벨에 상응하도록 선형적으로 스케일링하여 휘도 보정 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 오프 듀티비를 조절하는 단계는
    상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제3 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 오프 듀티비를 0(zero)%로 설정하는 단계;
    상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제2 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 타겟 휘도 레벨과 상기 제2 기준 휘도 레벨의 차이에 기초하여 상기 오프 듀티비를 선형적으로 결정하는 단계; 및
    상기 타겟 휘도 레벨이 상기 제1 휘도 구간에 포함되는 경우, 상기 오프 듀티비를 기 설정된 값으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 휘도 구간은 최소 휘도 레벨 내지 상기 제1 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하고, 상기 제2 휘도 구간은 상기 제1 기준 휘도 레벨보다 크고 상기 제2 기준 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하며, 상기 제3 휘도 구간은 상기 제2 기준 휘도 레벨보다 크고 기 설정된 최대 휘도 레벨 이하의 구간에 상응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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