KR102630084B1

KR102630084B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR102630084B1
Application number: KR1020180171818A
Authority: KR
Inventors: 이준희; 홍희정; 박동원
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2024-01-25
Also published as: KR20200081862A

Abstract

본 발명의 표시장치는 표시패널, 시스템 제어부 및 디스플레이 구동부를 포함한다. 표시패널은 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되는 영역에 배치되는 픽셀들을 다수 포함한다. 시스템 제어부는 사용자의 시선이 향하는 초점영역과 초점영역 이외의 외곽영역을 결정하고, 외곽영역의 해상도를 초점영역의 해상도 보다 작게 설정하며, 초점영역에 기입되는 초점영역 데이터와 외곽영역에 기입되는 외곽영역 데이터를 출력한다. 디스플레이 구동부는 시스템 제어부로부터의 초점영역 데이터 및 외곽영역 데이터를 바탕으로 상기 표시패널을 구동한다. 시스템 제어부는 외곽영역 데이터의 크기나 프레임 레이트를 가변한다.

Description

표시장치{Display Device}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 개인 몰입형 표시장치에 관한 것이다.

가상 현실 기술은 국방, 건축, 관광, 영화, 멀티미디어, 게임 분야 등에서 가장 빠르고 발전하고 있다. 가상 현실은 입체 영상 기술을 이용하여 실제 환경과 유사하게 느껴지는 특정한 환경, 상황을 의미한다. 가상 현실 기술을 실현하기 위한 장치는 가상 현실(Virtual　Reality. VR) 기기 또는 증강 현실(Augmented Reality, AR) 기기로 나뉘어질 수 있다. 이러한 기기들은 HMD(Head Mounted Display), FMD(Face Mounted Display), EGD(Eye Glasses-type Display) 등 다양한 형태의 표시장치로 구조로 개발되고 있다.

가상 현실 기기는 그래픽 이미지 처리부로부터 생성된 영상 데이터가 디스플레이 구동부를 통해 표시패널의 픽셀들에 기입된다. 그래픽 이미지 처리부는 GPU(Graphic Processing Unit)로 구현될 수 있다. GPU로부터 디스플레이 구동부로 전송된 데이터는 시스템 처리 지연 시간과 표시장치의 지연 시간을 합한 총 지연 시간 이후에 데이터가 픽셀들에 표시된다. 시스템 처리 시간은 GPU에서 이미지 처리하는데 필요한 시간이다. 표시장치의 지연 시간은 디스플레이 구동부의 지연 시간과 픽셀의 응답 지연 시간의 합이다.

일반적인 표시장치는 디스플레이 구동부가 미리 정해진 영상데이터를 전송받기 때문에, 디스플레이 구동부로 영상데이터를 전송하는 시간이 일정하게 유지될 수 있다. 이에 반해서, 가상 현실 기기는 실시간으로 그래픽 렌더링을 수행하기 때문에, 영상 소스로부터 표시패널에서 영상이 표시될 때까지의 총 지연 시간(Total Latency)은 실시간으로 달라진다.

총 지연 시간은 화질에 큰 영향을 주기 때문에, 총 지연 시간을 줄이기 위한 방안이 모색되고 있다.

본 발명은 디스플레이 구동부로 영상데이터를 전송하는 과정에서 밴드폭을 줄일 수 있는 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의한 표시장치는 사용자의 시선으로부터 소외되는 외곽영역의 데이터의 크기를 가변하거나 프레임 레이트를 가변함으로써, 외곽영역 데이터를 전송하는 밴드폭을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 개인 몰입형 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 개인 몰입형 표시장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 초점영역과 외곽영역을 설명하는 도면이다.
도 4는 디스플레이 구동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 표시패널을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 표시패널의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 제1 실시 예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 9는 제2 실시 예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 제3 실시 예에 따른 구동 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 12는 제4 실시 예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 제5 실시 예에 따른 구동방법을 설명하는 도면들이다.
도 16 및 도 17은 제6 실시 예에 따른 구동방법을 설명하는 도면들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 개인 몰입형 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 개인 몰입형 표시장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3은 초점영역과 외곽영역을 설명하는 도면이다. 도 4는 디스플레이 구동부의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 개인 몰입형 표시장치(1000)는 표시패널(100)에 영상을 표시한다. 사용자는 어안 렌즈(Fisheye Lens)(4)를 통해서 표시패널(100)에 표시된 영상을 볼 수 있다.

본 발명의 개인 몰입형 표시장치(1000)는 센서(2), 카메라(6), 시스템 제어부(10), 디스플레이 구동부(200), 및 표시패널(100) 등을 포함한다.

센서(2)는 자이로 센서, 가속도 센서 등 다양한 센서를 포함한다. 카메라(6)는 사용자의 양안을 촬영하고, 촬영된 양안의 영상을 시스템 제어부(10)에 제공한다.

시스템 제어부(10)는 영상 데이터를 디스플레이 구동부(200)로 전송하고, 그 이외의 주변 기기를 제어한다.

시스템 제어부(10)는 메모리나 외부 비디오 소스와 연결되는 외부 기기 인터페이스, 사용자 명령을 수신하는 유저 인터페이스(User interface), 개인 몰입형 장치의 구동에 필요한 전원을 생성하는 전원부 등을 더 포함한다. 외부 기기 인터페이스, 유저 인터페이스, 전원부 등은 도면에서 생략되어 있다. 외부 기기 인터페이스는 Universal serial bus(USB), High definition　multimedia interface (HDMI) 등 공지된 다양한 인터페이스 모듈로 구현될 수 있다.

시스템 제어부(10)는 개인 몰입형 장치를 착용한 사용자가 상, 하, 좌, 우 움직일 때 센서 스크린 상에서 투영된 영상이 연동되어 사용자를 따라 함께 이동할 수 있도록 영상 데이터를 조절한다. 시스템 제어부(50)는 센서(2)로부터 수신된 신호에 응답하여 광학계 구동부(30)를 제어하여 사용자의 움직임에 따라 스크린 상에서 재현된 영상 데이터의 확대, 축소, 표시 영상의 각도, 표시 영상의 시프트(shift) 등을 조절한다.

시스템 제어부(10)는 미리 설정된 아이 트랙킹 알고리즘(eye tracking algorithm)을 바탕으로 사용자의 좌안 및 우안을 촬영하는 카메라(6)로부터의 영상 데이터를 분석하여 사용자의 시선이 향하는 초점영역(HA)을 추정한다. 시스템 제어부(10)는 포비에이티드 렌더링 알고리즘(foveated rendering algorithm)을 이용하여 초점영역(HA), 그 초점영역(HA)과 초점영역(HA) 밖의 외곽영역(LA)에서 입력 영상의 해상도를 조절한다. 초점영역(HA)은 제1 해상도로 영상이 표현되는 영역이고, 외곽영역(LA)은 제1 해상도 보다 낮은 제2 해상도로 영상이 표현되는 영역이다. 예를 들어, 초점영역의 데이터 해상도가 100%(full resolution)일 때, 시스템 제어부(10)는 외곽영역에 표시될 영상 데이터의 해상도를 25%로 낮춘다. 해상도를 25%로 낮추기 위해서 시스템 제어부(10)는 외곽영역(LA)에서 '4×4' 로 이루어지는 총 16개 단위 픽셀들 중에서 하나의 유효 픽셀을 선정하고, 유효 픽셀들의 영상데이터만을 디스플레이 구동부(200)에 전송할 수 있다. 이때, 외곽영역(LA)의 전체 픽셀 데이터에 대비하여 (1/16)개의 유효 픽셀 데이터를 외곽영역 데이터(LDATA)로 정의하기로 한다. 그리고, 본 명세서에서 1 개 픽셀의 영상데이터를 픽셀 데이터로 정의하기로 한다.

본 발명의 시스템 제어부(10)는 초점영역(HA)에 기입되는 초점영역 데이터(HDATA)와 외곽영역 데이터(LDATA)를 디스플레이 구동부(200)로 전송하는 과정에서, 소정 기간 내에서 외곽영역 데이터(LDATA)의 일부를 생략함으로써, 전체 영상데이터의 전송 속도를 빠르게 할 수 있다. 생략되는 외곽영역 데이터(LDATA)는 프레임 단위가 될 수 있다. 또는 외곽영역 데이터(LDATA)에서 특정 비트에 속하는 데이터가 될 수도 있다. 즉, 시스템 제어부(10)는 외곽영역 데이터(LDATA)의 크기나 프레임 레이트를 가변함으로써, 외곽영역 데이터(LDATA)를 전송하는 밴드폭을 감소시킬 수 있다.

디스플레이 구동부(200)로 전송되는 영상 데이터는 가상 현실 데이터, 증강 현실 데이터, 카메라에 의해 촬영된 외부 실제 환경의 영상 데이터, 그 이외 외부 비디오 소스로부터 수신된 영상 데이터를 포함할 수 있다. 가상/증강 현실 데이터는 2D 또는 3D 포맷 데이터로 디스플레이 구동부(200)로 전송될 수 있다. 디스플레이 구동부(200)는 표시패널(100)의 픽셀 개수에 대비하여 해상도가 낮은 외곽영역 데이터(LDATA)를 업스케일링(upscaling)하여 외곽영역(LA) 전체의 영상데이터를 생성할 수 있다.

디스플레이 구동부(200)는 초점영역(HA)의 픽셀 데이터에 해당하는 초점영역 데이터(HDATA) 및 외곽영역 데이터(LDATA)를 바탕으로 업스케일링 된 영상데이터를 표시패널(100)에 기입한다. 도 4에서와 같이, 디스플레이 구동부(200)는 타이밍 콘트롤러(210), 데이터 구동부(220), 및 게이트 구동부(230)를 포함한다.

타이밍 콘트롤러(210)는 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 제어신호 및 게이트 제어신호를 생성하고, 시스템 제어부(10)로부터 제공받은 영상데이터를 데이터 구동부(220)에 제공한다. 데이터 제어신호는 데이터 구동부(220)의 동작 타이밍을 제어하고, 게이트 제어신호는 게이트 구동부(230)의 동작 타이밍을 제어한다.

데이터 구동부(220)는 타이밍 콘트롤러(210)로부터 제공받는 데이터 제어신호 및 영상데이터(DATA)를 바탕으로 데이터전압을 생성하고 이를 데이터라인들에 공급한다.

게이트 구동부(230)는 타이밍 콘트롤러(210)로부터 제공받는 게이트 제어신호를 바탕으로 게이트신호를 생성하고 이를 게이트라인들에 출력한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 표시패널을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 표시패널의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 표시패널(100)은 데이터전압(Vdata)이 인가되는 데이터라인(DL)들, 스캔신호(SCAN)가 인가되는 스캔라인(SL)들, 및 데이터라인(DL)들과 스캔라인(SL)들의 직교 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열된 픽셀(P)들을 포함한다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 의해 발광한다. 구동 트랜지스터(DT)는 자신의 소스-게이트 간 전압(Vsg)에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 인가되는 구동전류를 제어한다. 보상회로(CC)는 구동 트랜지스터(DT)의 구동 특성을 보상하기 위한 것으로 트랜지스터들의 조합으로 구현될 수 있다.

도 5는 유기발광 표시패널의 실시 예를 도시하고 있지만, 본 발명을 구현하기 위한 표시패널은 이에 한정되지 않는다.

데이터 구동부(220)는 각 프레임 기간의 수직 액티브(VA) 동안 데이터라인(DL)을 통해서 픽셀(P)들에 데이터전압(Vdata)을 기입한다. 1 프레임 기간은 1 프레임 데이터가 표시패널의 모든 픽셀들에 기입되는데 소요되는 시간이다.

셔터부(110)는 셔터 제어신호(GS)에 응답하여, 고전위 구동전압(VDD)의 입력단과 픽셀(P)들을 전기적으로 연결시킨다. 셔터 제어신호(GS)는 수직 액티브(VA) 기간에서 턴-오프 전압을 유지하고, 수직 블랭크(VB) 기간에서 적어도 일정 기간 동안 턴-온 전압을 유지한다. 셔터 제어신호(GS)는 타이밍 콘트롤러(210)로부터 제공받을 수 있다.

수직 액티브(VA) 기간에서, 픽셀(P)들은 데이터전압(Vdata)을 제공받는다. 수직 액티브(VA) 기간 동안 각 픽셀(P)들과 고전위 구동전압(VDD)의 입력단은 전기적으로 차단되기 때문에, 각 픽셀(P)들은 발광하지 않는다.

수직 블랭크(VB) 기간에서, 셔터부(110)가 턴-온되어 각 픽셀(P)들은 동시에 고전위 구동전압(VDD)을 제공받고, 이에 따라 동시에 발광한다.

실시 예에 의한 표시패널(100)은 한 프레임의 영상 데이터를 기입한 이후에 모든 픽셀(P)들을 동시에 발광시켜서, 응답속도(Motion Picture Response Time; MPRT)를 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 표시장치에서 시스템 제어부(10)가 외곽영역 데이터(LDATA)를 전송하는 과정에서 밴드폭을 줄이는 실시 예들을 살펴보면 다음과 같다.

1 프레임 데이터에서 외곽영역 데이터가 n(n은 자연수)개의 픽셀 데이터를 포함할 때, 시스템 처리부는 임의의 프레임 데이터의 외곽영역 데이터 중에서 수 개의 픽셀 데이터를 스킵할 수 있다. 1 프레임 데이터는 디스플레이 구동부(200)가 표시패널(100)의 모든 픽셀(P)들을 구동하기 위해서 필요한 픽셀 데이터를 지칭한다. 스킵되는 픽셀 데이터의 개수는 1 개 이상일 수 있고, 한 프레임 데이터내의 모든 외곽영역 데이터가 스킵될 수도 있다.

그리고 디스플레이 구동부(200)는 시스템 제어부(10)로부터 제공받은 초점영역 데이터(HDATA) 및 외곽영역 데이터(LDATA)를 바탕으로 표시패널(100)을 구동한다. 디스플레이 구동부(200)는 시스템 제어부(10)로부터 스킵된 외곽영역 데이터(LDATA)에 대해서는 이전 프레임 기간에 기입된 영상데이터를 바탕으로 외곽영역(LA)을 구동한다.

픽셀 데이터의 개수를 생략하는 구체적인 실시 예들을 도 7 내지 도 12를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 7 및 도 8은 제1 실시 예에 의한 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

제1 실시 예는 시스템 제어부(10)가 제1 프레임 데이터의 외곽영역 데이터를 온전히 전송하고, 제2 프레임 데이터의 외곽영역 데이터를 스킵한 실시 예이다. 디스플레이 구동부(200)는 시스템 제어부(10)로부터 제공받은 초점영역 데이터(HDATA) 및 외곽영역 데이터(LDATA)를 바탕으로 표시패널을 구동한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 디스플레이 구동부(200)는 제1 프레임 기간(Frame1)에서, 제1 스캔기간(Ht) 동안 초점영역(HA)에 데이터전압(Vdata)을 기입하고, 제2 스캔기간(Lt) 동안 외곽영역(LA)에 데이터전압(Vdata)을 기입한다. 즉, 제1 스캔기간(Ht)은 초점영역(HA)에 데이터전압(Vdata)을 기입하는 기간에 해당하고, 제2 스캔기간(Lt)은 외곽영역(LA)에 데이터전압(Vdata)을 기입하는 기간에 해당한다. 이어서, 발광기간(Et)내에서 모든 픽셀(P)들을 발광시킨다.

이어지는 제2 프레임 기간(Frame2)에서, 제1 스캔기간(Ht) 동안 초점영역(HA)에 데이터전압(Vdata)을 기입하고, 외곽영역(LA)의 데이터전압(Vdata)은 기입하지 않는다. "LA Rest"는 제2 프레임 기간(Frame2)에서 외곽영역(LA)의 데이터전압(Vdata)을 기입하는 구간이 스킵된다는 것을 나타내고 있다. 따라서, 제2 프레임 기간(Frame2)의 발광기간(Et)에서, 외곽영역(LA)은 제1 프레임 기간(Frame1)에서 기입된 데이터전압(Vdata)을 바탕으로 발광한다.

외곽영역(LA)은 사용자의 시선으로부터 소외된 영역이기 때문에 프레임 레이트가 절반으로 감소한다고 할지라도 사용자의 시인성에는 거의 영향을 주지 않는다.

제1 실시 예는 제1 스캔기간(Ht)에 대비하여 제2 스캔기간(Lt)의 프레임 레이트(frame rate)를 '1/2'로 감소시킨다. 결과적으로 제1 실시 예에서 제2 프레임 기간(Frame2)은 도 8에서와 같이, 생략된 제2 스캔기간(Lt)만큼 감소한다.

그리고, 제2 스캔기간(Lt)의 프레임 레이트가 낮기 때문에, 시스템 제어부(10)에서 디스플레이 구동부(200)로 외곽영역 데이터(LDATA)를 전송하는 밴드폭(Bandwidth)를 줄일 수 있다.

도 9는 제2 실시 예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

제2 실시 예는 시스템 제어부(10)가 프레임 데이터에서 외곽영역 데이터의 절반에 해당하는 픽셀 데이터를 전송하고, 나머지 절반에 해당하는 픽셀 데이터를 생략하는 실시 예이다.

시스템 제어부(10)로부터 절단의 외곽영역 데이터(LDATA)를 전송받은 디스플레이 구동부(200)는 다음과 같은 구동을 수행한다.

도 9를 참조하면, 제2 실시 예의 디스플레이 구동부(200)는 제1 프레임 기간(Frame1)에서, 제1 스캔기간(Ht) 동안 초점영역(HA)에 데이터전압(Vdata)을 기입하고, 제2 스캔기간(Lt) 동안 외곽영역(LA)의 기수 번째 픽셀라인들에 데이터전압(Vdata)을 기입한다. 이어서, 발광기간(Et) 동안, 모든 픽셀(P)들을 발광시킨다. 픽셀라인은 동일한 스캔라인에 연결된 픽셀(P)들을 지칭한다.

이어지는 제2 프레임 기간(Frame2)에서, 제1 스캔기간(Ht) 동안 초점영역(HA)에 데이터전압(Vdata)을 기입하고, 제2 스캔기간(Lt) 동안 외곽영역(LA)의 우수 번째 라인들에 데이터전압(Vdata)을 기입한다. 이어서, 발광기간(Et) 동안 모든 픽셀(P)들을 발광시킨다. 이때, 외곽영역(LA)의 기수 번째 라인들은 제1 프레임 기간(Frame1)에서 기입된 데이터전압을 바탕으로 발광한다.

제2 실시 예는 제2 스캔기간(Lt)에 기입되는 외곽영역 데이터(LDATA)가 절반 수준이기 때문에, 시스템 제어부(10)에서 디스플레이 구동부(200)로 전송하는 외곽영역 데이터(LDATA)의 밴드폭을 줄일 수 있다. 또한, 제2 실시 예에서 모든 프레임 기간의 제2 스캔기간(Lt)이 절반 수준으로 감소되기 때문에 모든 프레임 기간을 동일한 수준으로 유지할 수 있다.

이하의 제3 실시 예 및 제4 실시 예는 스킵되는 제2 스캔기간을 활용하는 실시 예들이다.

도 10 및 도 11은 제3 실시 예에 따른 구동 타이밍을 설명하는 도면이다.

도 10은 초기 설정된 초점영역의 크기에 대응하여 제1 실시 예를 적용한 것을 설명하는 도면이다. 도 10은 초점영역이 i×j(i, j는 각각 자연수) 개의 픽셀을 포함하도록 렌더링한 것을 도시하고 있다. 도 10에서 "LA Rest"는 제2 프레임 기간(Frame2)에서 외곽영역(LA)의 데이터전압(Vdata)을 기입하는 구간이 스킵된다는 것을 나타내고 있다. 즉, 도 10에서 제2 프레임 기간(Frame2)의 제2 스캔기간(Lt)은 실제 구동 소요되는 시간을 지칭하는 것이 아니다.

도 11은 초점영역이 p×q(p, q는 각각 자연수) 개의 픽셀을 포함하도록 렌더링한 것을 도시하고 있다. 이때, p×q 개의 픽셀(P)을 i×j 개의 픽셀(P) 보다 많은 수를 지칭한다. 도 11에서, p×q 개의 픽셀(P)을 포함하는 초점영역에 대한 제1 스캔기간(Ht2)은 도 10에 도시된 i×j 개의 픽셀(P)을 포함하는 초점영역에 대한 제1 스캔기간(Ht1) 보다 긴 시간이 필요하다. 제3 실시 예는 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 프레임(Frame2)의 제2 스캔기간을 스킵하여 발생하는 여분의 시간을 제1 스캔시간(Ht2)에 할당할 수 있다. 따라서, 제3 실시 예에서는 프레임 기간을 늘리지 않으면서, 초점영역(HA)을 확대하는 데에 필요한 스캔기간을 확보할 수 있다. 도 11에서, "LA Rest"는 제2 프레임 기간(Frame2)에서 외곽영역(LA)의 데이터전압(Vdata)을 기입하는 구간이 스킵되는 구간을 지칭하고, 이처럼 스킵되는 구간 범위 내에서 제1 및 제2 프레임들(Frame1, Frame2)의 제1 스캔기간(Ht2)의 증가폭이 설정될 수 있다.

초점영역(HA)이 클수록 사용자가 높은 해상도로 확인할 수 있는 영역이 증가하기 때문에, 사용자가 느끼는 시각적인 오차는 감소한다.

따라서, 제3 실시 예는 제1 실시 예와 마찬가지로 1 프레임 기간을 감소시키면서, 초점영역(HA)을 확대하여 시각적인 오차를 줄일 수 있다.

도 12는 제4 실시 예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

도 12를 참조하면, 제4 실시 예는 제2 프레임 기간(Frame2)에서 스킵되는 제2 스캔기간(Lt)내에서 제2 프레임 기간(Frame2)의 발광기간(Et)을 할당할 수 있다. 따라서, 제2 프레임 기간(Frame2)의 발광기간(Et21)은 제1 프레임 기간(Frame1)의 발광기간(Et11) 보다 길게 확보할 수 있다. 다만, 특정 프레임의 발광 기간만이 길어지면 화질에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 제2 프레임 내에서 확장되는 발광기간(△t)을 제1 프레임 기간(Frame1) 및 제2 프레임 기간(Frame2)에 분배하여, 한 프레임의 확장되는 발광기간을 "(1/2)△t"로 설정할 수 있다. "△t"의 최대값은 스킵되는 제2 스캔기간(Lt)이 될 수 있다.

1 프레임 기간이 길어지지 않기 위해서, 제2 프레임 기간(Frame2)의 발광기간(Et)은 생략되는 제2 프레임 기간(Frame2)의 제2 스캔기간(Lt) 보다 짧게 설정된다.

제4 실시 예에 의하면, 소정의 프레임에서 제2 스캔기간(Lt)을 삭제하여 밴드폭을 줄이면서, 발광기간(Et)을 길게하여 발광 휘도를 높일 수 있다.

살펴본 바와 같이, 전술한 제1 내지 제4 실시 예에 의하면 일정 간격으로 프레임 기간에서 제2 스캔기간(Lt)을 삭제하여 1 프레임 기간을 줄일 수 있다. 제1 내지 제4 실시 예들에서 생략되는 제2 스캔기간(Lt) 내에서 추가적인 영상 알고리즘을 수행하여, 영상 표시 품질을 향상시킬 수도 있다.

전술한 실시 예들과 다르게, 시스템 제어부(10)는 외곽영역 데이터(LDATA)에서 각 픽셀 데이터의 비트 수를 가변할 수 있다. 이를 살펴보면 다음과 같다.

도 13은 외곽영역의 해상도가 조절된 실시 예를 도시하고 있다. 도 14는 해상도 조절을 위해서 샘플링 된 픽셀들의 데이터를 도시하고 있다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 초점영역(HA)의 해상도가 100%라고 할 때, 외곽영역(LA)의 해상도가 25%로 설정될 수 있다. 해상도를 낮추는 과정에서 선택된 유효 픽셀들은 제1 내지 제3 픽셀들(P1~P3)을 포함한다.

각 픽셀 데이터는 8비트로 이루어질 수 있다. 도 14에서, "P1_x"는 제1 픽셀(P1)의 x(x는 7이하의 정수)번 비트의 데이터를 지칭한다. 마찬가지로, "P2_x"는 제2 픽셀(P2)의 x번 비트의 데이터를 지칭하고, "P3_x"는 제3 픽셀(P3)의 x번 비트의 데이터를 지칭한다.

도 15는 제5 실시 예에 따른 영상데이터 변조를 설명하는 방법이다.

도 15를 참조하면, 제5 실시 예에서 시스템 제어부(10)는 유효 픽셀의 픽셀 데이터 중에서 적어도 최하위 비트의 데이터를 생략한 변조 픽셀 데이터를 생성한다. 그리고, 시스템 제어부(10)는 변조 데이터를 데이터 구동부로 전송한다.

실시 예로, 시스템 제어부(10)는 유효 픽셀의 픽셀 데이터의 0번 비트와 1번 비트에 해당하는 데이터를 생략하고, 2번 비트부터 7번 비트에 해당하는 데이터만을 전송한다.

디스플레이 구동부(200)는 6개 비트의 데이터를 전송받고, 각각의 비트를 2번 비트부터 7번 비트에 할당한다. 그리고, 디스플레이 구동부(200)는 0번 비트부터 1번 비트의 데이터값은 미리 설정된 절차에 따라 임의로 생성한다. 즉, 시스템 제어부(10)가 전송하는 데이터의 비트 수는 6개에 해당하지만, 디스플레이 구동부(200)는 8비트의 크기를 갖는 픽셀 데이터를 생성하고 이를 바탕으로 표시패널(100)을 구동한다.

8비트의 영상데이터는 '255'계조를 표시할 수 있으며, 이 중에서 0번 비트와 1번 비트에 해당하는 데이터는 최대 '3'에 해당한다. 따라서, 디스플레이 구동부(200)가 변조 데이터를 바탕으로 생성한 유효 픽셀의 픽셀 데이터는 변조되기 이전의 유효 픽셀의 픽셀 데이터에 대비하여 최대 '3'의 크기 편차가 발생할 수 있다. 외곽영역(LA)은 사용자의 시선으로부터 소외된 영역이기 때문에, 255 계조에서 '3'의 크기에 해당하는 계조값의 차이는 무시할 수 있는 정도이다.

이에 반해서, 본 발명은 2개 비트의 영상데이터를 삭제함으로써 시스템 제어부(10)와 디스플레이 구동부(200) 간의 데이터 전송량을 25% 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

도 16은 제6 실시 예에 따른 영상데이터 변조 방법을 나타내는 도면이다.

도 16을 참조하면, 제6 실시 예에서 시스템 제어부(10)는 전술한 제5 실시 예와 동일한 방법으로 변조 픽셀 데이터를 생성하고, 이를 디스플레이 구동부(200)에 전송한다. 이외에, 시스템 제어부(10)는 보조 유효 픽셀(P11)을 선정하고, 보조 유효 픽셀(P11)의 2번 비트부터 7번 비트까지의 데이터를 포함하는 변조된 보조 유효 픽셀 데이터를 전송한다.

'P4_x'는 보조 유효 픽셀의 x번 비트에 해당하는 데이터를 지칭한다. 디스플레이 구동부(200)는 유효 픽셀들 및 보조 유효 픽셀을 이용하여 업스케일링을 수행함으로써 외곽영역(LA)의 영상데이터를 생성한다.

즉, 제6 실시 예는 3개의 유효 픽셀들의 100% 영상데이터를 전송하는 것과 동일한 데이터량을 전송하면서, 4개의 유효 픽셀들을 바탕으로 영상 보간을 수행하기 때문에, 영상 보간의 정확도를 높이고 보다 실제 픽셀들의 영상데이터에 가까운 값을 획득할 수 있다.

제6 실시 예에서, 보조 유효 픽셀은 일정 간격 달라질 수 있다. 예컨대, 도 16에서와 같이 임의의 기간에서 보조 유효 픽셀(P11)은 제1 유효 픽셀(P1)과 제2 유효 픽셀(P2) 사이에서 선택될 수 있다. 그리고 일정 기간이 경과한 이후에, 도 17에서와 같이 보조 유효 픽셀(P21)은 제2 유효 픽셀(P2)과 제3 유효 픽셀(P3) 사이에서 선택될 수 있다.

제 5 실시 예 및 제6 실시 예는 제1 내지 제4 실시 예들과 결부되어 실시 될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 실시 예에서와 같이 외곽영역 데이터(LDATA) 중에서 일부의 픽셀 데이터를 스킵하고 일부의 픽셀 데이터만을 전송할 때, 전송되는 픽셀 데이터를 변조 데이터로 변환함으로써 밴드폭을 더욱 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100: 표시패널 200: 타이밍 콘트롤러
300: 데이터 구동회로 400,500: 게이트 구동회로

Claims

데이터라인들과 게이트라인들이 교차되는 영역에 배치되는 픽셀들을 다수 포함한 표시패널;
사용자의 시선이 향하는 초점영역과 상기 초점영역 이외의 외곽영역을 결정하고, 상기 외곽영역의 해상도를 상기 초점영역의 해상도 보다 작게 설정하며, 제1 프레임 기간에 상기 초점영역에 기입되는 초점영역 데이터와 상기 외곽영역에 기입되는 외곽영역 데이터를 출력하고, 제2 프레임 기간에 상기 외곽영역 데이터 중 적어도 하나 이상의 데이터를 스킵하는 시스템 제어부; 및
상기 시스템 제어부로부터의 상기 초점영역 데이터 및 상기 외곽영역 데이터를 바탕으로 상기 표시패널을 구동하는 디스플레이 구동부를 포함하고,
상기 시스템 제어부는
상기 외곽영역 데이터의 크기나 프레임 레이트를 가변하고,
상기 초점영역의 크기를 확대하고, 확대된 상기 초점영역의 크기로 인해서 길어지는 상기 제1 프레임 기간 및 상기 제2 프레임 기간의 스캔기간을, 상기 제2 프레임 기간에서 상기 외곽영역 데이터가 기입되는 기간 이내가 되도록 설정하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외곽영역 데이터는 n(n은 자연수)개 픽셀 데이터를 포함하고,
상기 시스템 제어부는
임의의 1 프레임 데이터의 상기 외곽영역 데이터 중에서, 적어도 1개 이상의 픽셀 데이터를 스킵하는 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 시스템 제어부는
제1 프레임 데이터 중에서, 상기 초점영역 데이터 및 상기 외곽영역 데이터를 모두 전송하고,
제2 프레임 데이터 중에서, 상기 초점영역 데이터를 모두 전송하고 상기 외곽영역 데이터는 모두 스킵하는 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 디스플레이 구동부는
상기 제1 프레임 기간의 스캔기간 동안, 상기 제1 프레임 데이터의 상기 초점영역 데이터 및 상기 외곽영역 데이터를 모두 기입하고,
상기 제1 프레임 기간의 발광기간 동안, 상기 제1 프레임 데이터의 초점영역 데이터 및 상기 제1 프레임 데이터의 외곽영역 데이터를 바탕으로 상기 픽셀들을 발광시키고,
상기 제2 프레임 기간의 스캔기간 동안, 상기 제2 프레임 데이터의 상기 초점영역 데이터를 기입하고, 상기 제2 프레임 데이터의 상기 외곽영역 데이터를 기입하는 과정을 스킵하며,
상기 제2 프레임 기간의 발광기간 동안, 상기 제2 프레임 데이터의 초점영역 데이터 및 상기 제1 프레임 데이터의 외곽영역 데이터를 바탕으로 상기 픽셀들을 발광시키는 표시장치.
삭제
제 4 항에 있어서,
상기 제2 프레임 기간의 발광기간은 상기 제1 프레임 기간의 발광기간 보다 더 길게 설정되되,
상기 제2 프레임 기간은 상기 제1 프레임 기간 보다 길지 않게 설정되는 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제2 프레임 기간은, 상기 스캔기간과 상기 발광기간 사이에서 화질 보상 구간이 더 추가되되,
상기 제2 프레임 기간은 상기 제1 프레임 기간 보다 길지 않게 설정되는 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 시스템 제어부는
제1 프레임 데이터 중에서, 상기 초점영역 데이터를 모두 전송하고, 상기 외곽영역 데이터 중에서 (n/2)개 픽셀 데이터를 포함하는 제1 그룹 데이터를 전송하고,
제2 프레임 데이터 중에서, 상기 초점영역 데이터를 모두 전송하고, 상기 외곽영역 데이터 중에서 상기 제1 프레임 기간에서 전송되지 않은 (n/2)개의 픽셀 데이터를 포함하는 제2 그룹 데이터를 전송하는 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 디스플레이 구동부는
제1 프레임 기간의 스캔기간 동안, 상기 제1 프레임 데이터의 상기 초점영역 데이터 및 상기 제1 그룹 데이터를 기입하고,
상기 제1 프레임 기간의 발광기간 동안, 상기 픽셀들을 발광시키고,
제2 프레임 기간의 스캔기간 동안, 상기 제2 프레임 데이터의 상기 초점영역 데이터 및 상기 제2 그룹 데이터를 기입하고,
제2 프레임 기간의 발광기간 동안, 상기 제2 프레임 데이터의 초점영역 데이터, 상기 제1 프레임 데이터의 상기 제1 그룹 데이터 및 상기 제2 프레임 데이터의 상기 제2 그룹 데이터를 바탕으로 상기 픽셀들을 발광시키는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외곽영역 데이터에서 픽셀 데이터 각각은 k(k는 자연수)개의 비트로 이루어지고,
상기 시스템 제어부는
상기 외곽영역 데이터 중에서 적어도 어느 하나의 픽셀 데이터의 최하위 비트의 데이터를 생략하여, k 보다 작은 개수의 비트를 갖는 변조 픽셀 데이터를 생성하고, 상기 변조 픽셀 데이터를 상기 디스플레이 구동부에 전송하는 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 디스플레이 구동부는
상기 변조 픽셀 데이터를 바탕으로, k개의 비트 수를 갖는 변조된 유효 픽셀 데이터를 생성하는 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 시스템 제어부는
상기 변조 픽셀 데이터와 동일한 비트 수를 갖는 변조 보조픽셀 데이터를 더 생성하되,
상기 변조 픽셀 데이터의 데이터량과 상기 변조 보조픽셀 데이터의 데이터량의 합이 상기 외곽영역 데이터의 데이터량 이하가 되도록 설정하는 표시장치.