KR102654572B1 - 발광표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상을 표시하는 표시 패널; 입력된 영상에 대한 평균화상레벨을 산출하는 평균화상레벨산출부; 상기 평균화상레벨을 기반으로 적어도 하나의 프레임별로 피크 휘도를 제어하는 피크휘도제어부; 및 상기 표시 패널의 한 화면에 상기 평균화상레벨이 서로 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 경우 상기 제1영상과 상기 제2영상의 밝기가 동일해지도록 상기 피크휘도제어부를 별도 제어하는 휘도설정신호를 출력하는 휘도설정부를 포함하는 발광표시장치를 제공한다.

Description

발광표시장치 및 이의 구동방법{Light Emitting Display and Driving Method of the same}

본 발명은 발광표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.

앞서 설명한 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.

위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있게 된다.

한편, 앞서 설명한 표시장치들 중 발광표시장치는 빠른 응답속도, 고휘도 및 시야각이 넓은 전기적 그리고 광학적 특성과 더불어 유연한 형태로 구현할 수 있는 기구적 특성 등과 같이 많은 장점이 있다. 그러나 발광표시장치는 표시패널의 구성면에서 개선점이 남아 있는바 이와 관련된 지속적인 연구가 필요하다.

본 발명은 화면의 밝기를 전체적으로 유사 동일하게 구현하고 유기 발광다이오드의 번인 현상 없이 영상을 구현함과 더불어 소자의 수명과 표시품질을 향상할 수 있는 발광표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 영상을 표시하는 표시 패널; 입력된 영상에 대한 평균화상레벨을 산출하는 평균화상레벨산출부; 상기 평균화상레벨을 기반으로 적어도 하나의 프레임별로 피크 휘도를 제어하는 피크휘도제어부; 및 상기 표시 패널의 한 화면에 상기 평균화상레벨이 서로 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 경우 상기 제1영상과 상기 제2영상의 밝기가 동일해지도록 상기 피크휘도제어부를 별도 제어하는 휘도설정신호를 출력하는 휘도설정부를 포함하는 발광표시장치를 제공한다.

상기 휘도설정부는 상기 제1영상과 상기 제2영상의 평균화상레벨이 서로 다르고, 상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나가 내부에 설정된 평균화상레벨을 넘으면, 상기 피크휘도제어부의 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경할 수 있다.

상기 휘도설정부는 상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하인 경우, 상기 피크휘도제어부의 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경할 수 있다.

상기 내부에 설정된 평균화상레벨은 상기 입력된 영상의 분석 그리고 사용자의 설정값을 기반으로 가변될 수 있다.

상기 피크휘도제어부는 상기 휘도설정신호에 대응하여 국부적 피크 휘도 제어를 위한 제1휘도제어신호를 출력하거나 전체적 피크 휘도 제어를 위한 제2휘도제어신호를 출력할 수 있다.

상기 피크휘도제어부는 상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하이면 상기 제2휘도제어신호를 출력하고, 상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 또는 60% 미만으로 내려가면 상기 제1휘도제어신호를 출력할 수 있다.

다른 측면에서 본 발명은 표시 패널을 노말 구동하는 단계; 상기 표시 패널의 구동 조건이 시네마모드로 변경된 경우, 상기 표시 패널의 모든 영역에 표현되는 영상의 밝기가 동일해지도록 피크 휘도 커브를 제어하는 단계; 및 상기 시네마모드가 내부에 설정된 시간을 초과한 경우, 상기 시네마모드를 종료하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법을 제공한다.

상기 피크 휘도 커브를 제어하는 단계는 상기 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경할 수 있다.

상기 표시 패널의 구동 조건이 시네마모드로 변경되고, 상기 표시 패널의 한 화면에 상기 평균화상레벨이 서로 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 경우 상기 제1영상과 상기 제2영상의 밝기가 동일해지도록 상기 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경할 수 있다.

상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하인 경우, 상기 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경할 수 있다.

본 발명은 표시 패널 상에 표현되는 영상들 중 평균화상레벨이 높은 구간이 존재할 경우 소비전력 기준을 위반하지 않는 범위 내에서 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하여 화면의 밝기를 전체적으로 유사 동일하게 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 유기 발광다이오드의 번인 현상 없이 영상을 구현함과 더불어 소자의 수명과 표시품질을 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 고객에게 휘도 저하 보상에 대한 선택권을 주어 사용자의 만족감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 서브 픽셀의 개략적인 회로 구성도이고, 도 3은 게이트인 패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 구성 예시도이고, 도 4는 시프트 레지스터 회로부의 배치예를 나타낸 도면이고, 도 5는 RGBW 서브 픽셀을 갖는 표시 패널의 구동을 위한 회로를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 프레임의 복잡도에 따른 휘도 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 영역 분석에 의한 국부적 휘도 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 전류 분석을 통한 휘도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 표시 패널의 한 화면에 두 개의 영상을 표시할 경우 관찰되는 평균화상레벨의 예시도이고, 도 11은 실시예에 따른 휘도설정부의 비동작 시 피크 휘도 커브를 보여주는 예시도이고, 도 12는 실시예에 따른 휘도설정부의 동작 시 피크 휘도 커브를 보여주는 예시도이고, 도 13 및 도 14는 실시예에 따른 휘도설정부의 동작과 비동작 간의 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 발광표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 스마트폰 등으로 구현된다. 발광표시장치는 무기 발광다이오드를 기반으로 구현되거나 유기 발광다이오드를 기반으로 구현된다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광다이오드를 기반으로 구현된 것을 일례로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 서브 픽셀의 개략적인 회로 구성도이고, 도 3은 게이트인 패널 방식 스캔 구동부와 관련된 장치의 구성 예시도이고, 도 4는 시프트 레지스터 회로부의 배치예를 나타낸 도면이고, 도 5는 RGBW 서브 픽셀을 갖는 표시 패널의 구동을 위한 회로를 나타낸 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치에는 영상 처리부(110), 타이밍 제어부(120), 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140), 전원 공급부(180) 및 표시 패널(150)이 포함된다.

영상 처리부(110)는 외부로부터 공급된 데이터신호(DATA)와 더불어 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 출력한다. 영상 처리부(110)는 데이터 인에이블 신호(DE) 외에도 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 중 하나 이상을 출력할 수 있으나 이 신호들은 설명의 편의상 생략 도시한다.

타이밍 제어부(120)는 영상 처리부(110)로부터 데이터 인에이블 신호(DE) 또는 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 등을 포함하는 구동신호와 더불어 데이터신호(DATA)를 공급받는다. 타이밍 제어부(120)는 구동신호에 기초하여 스캔 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등을 출력한다.

데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 디지털 형태의 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치한 후 감마 기준전압을 기반으로 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(130)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동부(130)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성될 수 있다.

스캔 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(140)는 게이트라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 스캔하이전압과 스캔로우전압으로 이루어진 스캔신호 등을 출력한다. 스캔 구동부(140)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되거나 표시 패널(150)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 형성된다. 게이트인 패널 방식 스캔 구동부와 관련된 설명은 이하에서 다룬다.

전원 공급부(180)는 표시 패널(150)에 배치된 제1전원라인(EVDD)과 제2전원라인(EVSS)에 연결된다. 전원 공급부(180)는 제1전원라인(EVDD)과 제2전원라인(EVSS)을 통해 제1전위전압(고전위전압)과 제2전위전압(저전위전압)을 출력한다. 제1전원라인(EVDD)과 제2전원라인(EVSS)을 통해 전달되는 제1전위전압(고전위전압)과 제2전위전압(저전위전압)은 표시 패널(150)의 서브 픽셀들(SP)에 인가된다.

표시 패널(150)은 전원 공급부(180)로부터 공급된 전압과 데이터 구동부(130) 및 스캔 구동부(140)로부터 공급된 데이터전압 및 스캔신호에 대응하여 영상을 표시한다. 표시 패널(150)은 영상을 표시할 수 있도록 동작하는 서브 픽셀들(SP)을 포함한다. 서브 픽셀들(SP)은 발광 특성(소자의 재료, 수명, 광도 등)에 따라 하나 이상 다른 발광 면적을 가질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)은 데이터라인(DL1), 게이트라인(GL1), 제1전원라인(EVDD) 및 제2전원라인(EVSS)에 전기적으로 연결된다. 하나의 서브 픽셀(SP)에는 빛을 발광하는 유기 발광다이오드(OLED)와 이를 구동하는 픽셀 회로(CC)가 포함된다.

픽셀 회로(CC)는 데이터전압을 전달하기 위한 스위칭 트랜지스터, 데이터전압을 저장하는 커패시터, 커패시터에 저장된 데이터전압 등을 기반으로 구동전류를 생성하는 구동 트랜지스터 등을 포함한다. 픽셀 회로(CC)는 구동 트랜지스터나 유기 발광다이오드(OLED) 등의 열화를 보상하기 위한 보상회로가 더 포함될 수도 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트인 패널 방식 스캔 구동부는 시프트 레지스터 회로부(131)(스캔신호 발생부)와 레벨 시프터부(135)(클록신호 및 전압 발생부)를 포함할 수 있다. 레벨 시프터부(135)는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 신호들을 기반으로 다수의 클록신호(Gclk)와 스타트신호(Gvst) 등을 생성 및 출력한다.

시프트 레지스터 회로부(131)는 레벨 시프터부(135)로부터 출력된 다수의 클록신호(Gclk)와 스타트신호(Gvst) 등을 기반으로 동작하며, 표시 패널(150)에 인가할 스캔신호들(Scan[1] ~ Scan[m])을 생성 및 출력한다.

시프트 레지스터 회로부(131)는 도 4(a)와 같이 표시 패널(150)의 좌우측 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 또한, 시프트 레지스터 회로부(131)는 도 4(b)와 같이, 표시 패널(150)의 상하측 비표시영역(NA)에 배치될 수도 있다. 시프트 레지스터 회로부(131)의 경우 표시영역(AA)의 좌우측 또는 상하측에 위치하는 비표시영역(NA)에 쌍을 이루며 배치된 것을 일례로 도시 및 설명하였으나 좌측, 우측, 상측 또는 하측에 하나만 배치될 수도 있으며, 이에 한정되지 않는다.

도 5에 도시된 바와 같이, 표시 패널(150)은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀(RGBW)로 이루어진 픽셀들(P)을 포함할 수 있다. 즉, 표시 패널(150)은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀(RGB) 외에도 백색 서브 픽셀(W)을 더 포함하는 서브 픽셀들을 기반으로 영상을 표현한다.

이처럼, 표시 패널(150)이 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀(RGBW)로 이루어진 픽셀들(P)을 포함하는 경우, 영상 처리부(110)와 타이밍 제어부(120) 중 적어도 하나는 표시 패널(150)의 픽셀 구조에 맞게 외부로부터 입력된 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변경할 수 있도록 구현될 수 있다. 또한, RGBW 데이터신호(RGBW)를 기반으로 표시 패널(150)을 직접 구동하는 데이터 구동부(130) 그리고 데이터 구동부(130)에 감마 전압을 제공하는 감마부(135)도 표시 패널(150)의 픽셀 구조에 맞게 구현될 수 있다.

이하, 본 발명에서는 표시 패널(150)이 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀(RGBW)로 이루어진 픽셀들(P)을 포함하는 것을 일례로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에서는 영상 처리부(110)와 타이밍 제어부(120)가 하나로 통합된 패널 제어부를 일례로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 프레임의 복잡도에 따른 휘도 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 영역 분석에 의한 국부적 휘도 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 전류 분석을 통한 휘도 제어를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 패널 제어부(110; 120)는 감마 보정부(111, GMA COR), 데이터 변환부(112, RGB TO RGBW), 색온도 보정부(113, WCT), 전류 예측부(114, CPRE), 평균화상레벨산출부(121, APL), 피크휘도제어부(122, PLC), 휘도설정부(123, PLCC), 온도휘도제어부(124, TPC), 자동전류제한부(125, ACL GL), 이득게인생성부(126, ACL GG), 휘도변환부(127, LUM TO DAC)를 포함할 수 있다.

감마 보정부(111, GMA COR)는 하나의 프레임 영상에 포함된 RGB 데이터신호(RGB)를 디-감마 처리하는 역할을 한다. 예컨대, 감마 보정부(111)는 외부로부터 입력된 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변환하는 연산 중 일어나는 비트 오버플로우(bit overflow) 등을 막기 위해 수신된 인버스 감마(Inverse Gamma)를 디-감마 처리하여 리니어(Linear) 형태로 바꾼 후 비트 스트레칭(bit stretching)을 할 수 있다. 여기서, RGB 데이터신호(RGB)는 감마 보정부(111)에 의한 비트 스트레칭에 의해 10비트(10 bit)에서 12비트(12 bit)로 변경되어 출력될 수 있다. 감마 보정부(111)는 룩업테이블을 이용하여 비트 스트레칭(bit stretching)을 수행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

데이터 변환부(112, RGB TO RGBW)는 감마 보정부(111)를 통해 출력된 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변환하는 역할을 한다. 데이터 변환부(112)를 이용하여 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변환하는 이유는 RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시 패널을 구동하기 위함이다.

색온도 보정부(113, WCT)는 데이터 변환부(112)를 통해 출력된 RGBW 데이터신호(RGBW)에서 W 데이터신호의 색좌표가 목표값과 다른 경우 나머지 RGB 데이터신호(RGB)를 필요한 양만큼 같이 점등시켜 원하는 색온도(또는 색좌표)가 표현되도록 보상하는 역할을 한다.

전류 예측부(114, CPRE)는 색온도 보정부(113)를 통해 출력된 RGBW 데이터신호(RGBW)와 자동전류제한부(125)를 통해 출력된 전류제한값을 기반으로 프레임별 총 전류를 예측하는 역할을 한다. 전류 예측부(114)는 RGBW 데이터신호(RGBW)의 히스토그램 분석을 통해 휘도 대표값들의 빈도수를 카운트하고, 피크 휘도가 적용된 휘도 대표값별로 대표 전류를 계산한 다음, 대표 전류에 해당 대표값의 카운트수를 곱한 결과를 모두 합산하고 프레임별 총전류를 계산하는 방식으로 프레임별 총 예측 전류를 산출할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

평균화상레벨산출부(121, APL)는 입력된 RGB 데이터신호(RGB)에 대한 평균화상레벨(Average Picture Level; APL)을 산출하는 역할을 한다. 평균화상레벨산출부(121)는 복수의 프레임(일정 양의 프레임)에 동일한 평균화상레벨이 적용되도록 제N번째 프레임 단위(예컨대 5 프레임 또는 30 프레임 등)로 평균 대표값을 다시 평균 등의 연산 과정으로 재연산할 수 있다. 이는 모든 프레임마다 연산을 하여 표현하면 플리커(Flicker) 등의 문제가 수반될 가능성이 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

평균화상레벨산출부(121)는 도 7과 같이 평균화상레벨(APL)을 기반으로 프레임의 복잡도를 산출하고 이에 따라 전류를 높이거나 낮추는 방식으로 휘도(Luminance)를 제어할 수 있는 산출값을 제공할 수 있다. 평균화상레벨산출부(121)는 영상의 움직임(Moving AVG)을 기반으로 평균화상레벨을 산출하거나 영상의 변화 감지(Scene Change Detection) 등을 기반으로 평균화상레벨을 산출할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

피크휘도제어부(122, PLC)는 평균화상레벨산출부(121)로부터 산출된 평균화상레벨을 기반으로 적어도 하나의 프레임별로 피크 휘도를 제어(Peak Luminance Control)하는 역할을 한다. 피크휘도제어부(122)는 소비전력 절감을 위해 평균화상레벨과 더불어 룩업테이블을 더 참고하는 방식으로 프레임별로 피크 휘도를 제어할 수 있다.

피크휘도제어부(122)는 도 8과 같이 평균화상레벨의 중/고 영역 분석에 의한 국부적 휘도 향상을 수행할 수 있다. 피크휘도제어부(122)는 국부적 피크 휘도 향상을 위한 로컬 부스팅(Local boosting)과 더불어 노말 피크를 초과하지 않는 범위에서 로컬 부스팅을 수행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

휘도설정부(123, PLCC)는 입력된 RGB 데이터신호(RGB)의 분석하고 또한 사용자의 설정값을 참고하여 피크휘도제어부(122)를 별도 제어할 수 있는데 이와 관련된 설명은 이하에서 다룬다. 휘도설정부(123)는 RGB 데이터신호(RGB)의 분석을 위해 평균화상레벨산출부(121)로부터 산출된 평균화상레벨을 참고할 수 있다.

온도휘도제어부(124, TPC)는 상온보다 높은 특정 온도 조건을 고려하여 프레임별로 피크 휘도를 추가 제어하는 역할을 한다. 온도휘도제어부(124)는 온도 조건에 따라 피크 휘도를 높이거나 낮출 수 있다.

자동전류제한부(125, ACL GL)는 프레임별 영상 분석 결과에 따라 프레임별 전류 이득을 자동 제한하는 역할을 한다. 자동전류제한부(125)는 프레임별 전류 이득을 자동 제한하기 위해 평균화상레벨산출부(121)로부터 출력된 평균화상레벨, 온도휘도제어부(124)로부터 출력된 온도 조건 및 이득게인생성부(126)로부터 출력된 리피트 게인(RPg) 등을 기반으로 프레임별 게인(FRAMEg)을 생성할 수 있다.

이득게인생성부(126, ACL GG)는 전류 예측부(114)로부터 출력된 현재의 RGBW 데이터신호(RGBW)에 대한 프레임별 총 예측 전류값(CURd)을 기반으로 이득을 생성하는 역할을 한다. 이득게인생성부(126)는 도 9와 같이, 전류 분석을 통한 휘도 제어를 할 수 있도록 입력 예상 전류 대비 출력 전류의 변화가 특정 예상 전류값 이후에서만 변화하도록 이득을 생성할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

휘도변환부(127, LUM TO DAC)는 자동전류제한부(125)로부터 최종 피크 휘도에 대한 휘도값을 전달받고 휘도값을 전압값으로 변환하는 역할을 한다. 휘도변환부(127)는 자동전류제한부(125)의 동작에 의해 전류제한된 데이터를 기준으로 구동 전압을 생성할 수 있도록 하므로 표시 패널 구동 시 소비전력을 절감할 수 있는 기반을 제공할 수 있다. 휘도변환부(127)는 디지털 아날로그 변환부 등을 기반으로 휘도값을 전압값으로 변환할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

프로그래머블 감마부(130, PGMA)는 휘도변환부(127)로부터 출력된 휘도값에 대응하는 전압값을 기반으로 프레임별 이득 전압값을 마련하고 이를 데이터 구동부(135, DIC)에 공급하는 역할을 한다. 한편, 프로그래머블 감마부(130)는 데이터 구동부(135)와 별도의 IC로 존재하는 것을 일례로 하였으나 이는 데이터 구동부(135)의 내부에 포함될 수도 있다.

이상 영상 처리부와 타이밍 제어부가 하나로 통합된 패널 제어부(110; 120)는 프레임 영상에 따라 휘도를 제어함과 더불어 국부적 휘도 향상 그리고 전류 분석을 통한 휘도 제어를 수행할 수 있다. 그리고 상기 실시예의 방식으로 표시 패널 구동 시 소비전력을 절감할 수 있다. 아울러, 상기 실시예의 방식은 휘도설정부(123)의 동작에 의해 평균화상레벨이 높은 구간(고APL)에서도 표시 패널의 화면 밝기를 균일하게 유지될 수 있는데 이를 설명하면 다음과 같다.

도 10은 표시 패널의 한 화면에 두 개의 영상을 표시할 경우 관찰되는 평균화상레벨의 예시도이고, 도 11은 실시예에 따른 휘도설정부의 비동작 시 피크 휘도 커브를 보여주는 예시도이고, 도 12는 실시예에 따른 휘도설정부의 동작 시 피크 휘도 커브를 보여주는 예시도이고, 도 13 및 도 14는 실시예에 따른 휘도설정부의 동작과 비동작 간의 관계를 설명하기 위한 도면들이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 표시 패널(150)의 한 화면에 평균화상레벨(APL)이 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 수 있다. 이하, 제1영상의 평균화상레벨(APL)은 50%이고, 제2영상의 평균화상레벨(APL)은 100%인 것을 일례로 설명한다.

도 6 및 도 11에 도시된 바와 같이, 표시 패널(150)의 한 화면에 평균화상레벨(APL)이 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 때 휘도설정부(123)가 동작하지 않는 경우 제1영상보다 평균화상레벨이 높은 제2영상에서 휘도가 급격히 어두워질 수 있다.

도 6 및 도 12에 도시된 바와 같이, 표시 패널(150)의 한 화면에 평균화상레벨(APL)이 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 때 휘도설정부(123)가 동작하는 경우 제1영상보다 제2영상의 평균화상레벨이 높더라도 휘도가 급격히 어두워진다거나 양자 간의 휘도 차이가 발생하지 않는다.

도 6, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 휘도설정부(123)는 표시 패널(150) 상에 평균화상레벨이 높은 구간(고APL)을 갖는 영상이 표현되더라도 소비전력 기준을 위반하지 않는 범위 내에서 피크 휘도 커브를 제어할 수 있다.

설명을 덧붙이면, 피크휘도제어부(122)는 도 8의 예와 같이 평균화상레벨(APL)의 25%부터 시작하여 100% 구간까지 휘도를 낮추고 경우에 따라 국부적으로 피크 휘도나 노말 피크를 향상할 수 있다. 그러나 피크휘도제어부(122)는 기본적으로 평균화상레벨(APL)에 대응하여 휘도를 낮추거나 높이기 때문에 평균화상레벨의 차이가 나는 두 영상을 한 화면에 표현할 때 발생할 수 있는 밝기의 비균일성 문제를 제어(대처)하기엔 어려움이 있다.

휘도설정부(123)는 피크휘도제어부(122)의 이러한 단점을 보완할 목적 및 효과로써 평균화상레벨의 차이가 나는 두 영상을 한 화면에 표현할 때 발생할 수 있는 밝기의 비균일성 문제를 해소하기 위해 소비전력 기준을 위반하지 않는 범위 내에서 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경(휘도를 인위적으로 올린 후 유지)하는 역할을 한다. 이를 위해, 휘도설정부(123)는 입력된 RGB 데이터신호(RGB)의 분석 그리고 사용자의 설정값을 기반으로 피크휘도제어부(122)를 별도 제어할 수 있는 휘도설정신호(PCN)를 생성 및 출력할 수 있다.

실험 결과에 따르면, 한 화면에 평균화상레벨이 다른 두 영상을 표시하더라도 양자 간에 차이가 미미하거나 어느 한쪽의 평균화상레벨이 높지 않은 경우 휘도설정부(123)가 동작하지 않더라도 도 11과 같은 현상은 유발되지 않았다. 그러나 양자 간에 차이가 크거나 어느 한쪽의 평균화상레벨이 70% 이상 높은 구간(고APL)에 해당하는 경우 휘도설정부(123)가 동작하지 않으면 도 11과 같은 현상이 유발될 가능성이 있었다.

따라서, 휘도설정부(123)는 예컨대 한 화면에 평균화상레벨이 다른 두 영상을 표시하더라도 양자 간에 차이가 미미하거나 어느 한쪽의 평균화상레벨이 70% 이상 높은 구간(고APL)을 가질 경우 동작할 수 있다. 휘도설정부(123)는 어느 한쪽의 평균화상레벨이 내부에 설정된 평균화상레벨을 넘을 경우 이를 평균화상레벨이 높은 구간(고APL)으로 정의할 수 있다. 이때, 평균화상레벨이 높은 구간(고APL)으로 정의되는 평균화상레벨은 70% 이상 100% 이하로 정의될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

이처럼, 휘도설정부(123)가 동작할 경우 한 화면에 평균화상레벨이 다른 두 영상이 표현되지만(평균화상레벨의 차이는 그대로 존재), 두 영상은 유사하거나 동일한 밝기를 갖게 된다. 즉, 휘도설정부(123)가 동작하면 국부적 피크 휘도 제어 방식에서 전체적 피크 휘도 제어 방식으로 휘도 제어 방식이 변경될 수 있다.

피크휘도제어부(122)는 휘도설정부(123)로부터 출력된 휘도설정신호(PCN)에 대응하여 국부적 피크 휘도 제어를 위한 제1휘도제어신호(PLC1)를 출력하거나 전체적 피크 휘도 제어를 위한 제2휘도제어신호(PLC2)를 출력할 수 있다. 그러므로 한 화면에 평균화상레벨이 다른 두 영상이 표현되고 또한 이들 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하이면 제2휘도제어신호(PLC2)가 출력될 수 있다. 하지만, 이후 평균화상레벨이 70% 또는 60% 미만으로 내려갈 경우, 제1휘도제어신호(PLC1)가 출력되도록 구동 조건이 변경될 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 한편, 이하에서는 표시 패널 상에 동영상 등의 시네마를 표현할 때 가장 널리 쓰일 수 있으므로 이를 기준으로 발광표시장치의 구동방법을 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 6 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치는 표시 패널(150)을 노말 구동(S110)하면서 시네마모드로 구동 조건이 변경(S120)되는지 여부를 주기적으로 판단할 수 있다. 이때, 표시 패널(150)의 구동 조건이 시네마모드로 변경되지 않으면(N), 노말 구동할 수 있다. 그러나 표시 패널(150)의 구동 조건이 시네마모드로 변경되면(시네마모드 ON, Y), 휘도설정부(123)를 구동하여 피크휘도제어부(122)를 시네마모드로 제어(S130)할 수 있다. 한편, 실시예의 표시 패널(150)은 유기 발광다이오드를 기반으로 하므로 이의 열화를 방지하기 위해 시네마모드로 구동 시 휘도설정부(123)의 구동 시간을 미리 설정(Timer Set)해 놓을 수 있다.

표시 패널(150)의 구동 조건이 시네마모드로 변경된 경우, 표시 패널(150) 상의 모든 영역에 표현되는 영상이 유사하거나 동일한 밝기(피크 휘도 커브를 직선 형태로 하기 때문)를 가질 수 있다. 그러나 앞서 설명하였듯이, 실시예의 표시 패널(150)은 유기 발광다이오드를 기반으로 하므로 이의 열화를 방지하기 위해 휘도설정부(123)의 구동 시간이 이미 설정된 상태이므로 이 시간의 초과 여부를 판단(S140)할 수 있다. 여기서, 휘도설정부(123)의 구동 시간(Timer)을 설정하는 nH는 3시간을 예로 들 수 있으나 이 시간은 사용자의 선택에 의해 변경될 수 있다.

휘도설정부(123)의 구동 시간(Timer)을 3시간으로 실험 결과 소비전력 및 열화 측면에서 큰 손실이 없었다. 단, 위의 실험은 영화의 러닝타임이 대부분 3시간이라는 것에 착안한 시뮬레이션에 해당하는바 구동 시간과 관련된 부분은 다양한 영상 조건을 토대로 설정값이 변경될 수 있다.

휘도설정부(123)의 구동 시간이 기 설정된 시간을 초과하지 않은 경우(N), 표시 패널(150)은 시네마모드로 피크 휘도가 제어될 수 있다. 그러나 휘도설정부(123)의 구동 시간이 기 설정된 시간을 초과한 경우(Y), 표시 패널(150)은 시네마모드를 종료(시네마모드 OFF)하고(S150), 노말 구동 모드로 변경될 수 있다. 한편, 시네마모드를 종료(시네마모드 OFF)할 경우 표시 패널(150)의 화면 상에“시네마 모드를 종료합니다.”라는 문구를 표시하며 자동 종료될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

이상 본 발명은 표시 패널 상에 표현되는 영상들 중 평균화상레벨이 높은 구간이 존재할 경우 소비전력 기준을 위반하지 않는 범위 내에서 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하여 화면의 밝기를 전체적으로 유사 동일하게 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 유기 발광다이오드의 번인 현상 없이 영상을 구현함과 더불어 소자의 수명과 표시품질을 향상할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 고객에게 휘도 저하 보상에 대한 선택권을 주어 사용자의 만족감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110; 120: 패널 제어부 121: 평균화상레벨산출부
122: 피크휘도제어부 123: 휘도설정부
130: 데이터 구동부 140:스캔 구동부
180: 전원 공급부 150: 표시 패널

Claims (10)

1. 영상을 표시하는 표시 패널;
   입력된 영상에 대한 평균화상레벨을 산출하는 평균화상레벨산출부;
   상기 평균화상레벨을 기반으로 적어도 하나의 프레임별로 피크 휘도를 제어하는 피크휘도제어부; 및
   상기 표시 패널의 한 화면에 상기 평균화상레벨이 서로 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 경우, 상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나가 상기 표시 패널 내부에 설정된 평균화상레벨을 넘으면, 휘도설정신호를 출력하는 휘도설정부를 포함하며,
   상기 피크휘도제어부는 상기 휘도설정신호를 공급받아, 상기 제1 및 제2영상의 밝기가 동일해지도록, 상기 피크휘도제어부의 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하는, 발광표시장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 휘도설정부는
   상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하인 경우, 상기 피크휘도제어부의 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하는 발광표시장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 표시 패널 내부에 설정된 평균화상레벨은
   상기 입력된 영상의 분석 그리고 사용자의 설정값을 기반으로 가변되는 발광표시장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 피크휘도제어부는
   상기 휘도설정신호에 대응하여 국부적 피크 휘도 제어를 위한 제1휘도제어신호를 출력하거나 전체적 피크 휘도 제어를 위한 제2휘도제어신호를 출력하는 발광표시장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 피크휘도제어부는
   상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하이면 상기 제2휘도제어신호를 출력하고, 상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 또는 60% 미만으로 내려가면 상기 제1휘도제어신호를 출력하는 발광표시장치.
7. 표시 패널의 구동을 노말 구동 또는 시네마모드 중 어느 하나로 판단하는 단계;
   상기 표시 패널이 시네마모드일 경우, 상기 표시 패널의 모든 영역에 표현되는 영상의 밝기가 동일해지도록 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하는 단계; 및
   상기 시네마모드가 내부에 설정된 시간을 초과한 경우, 상기 시네마모드를 종료하는 단계를 포함하는 발광표시장치의 구동방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 표시 패널의 한 화면에 평균화상레벨이 서로 다른 제1영상과 제2영상이 표시될 경우 상기 제1영상과 상기 제2영상의 밝기가 동일해지도록 상기 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하는 발광표시장치의 구동방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1영상과 상기 제2영상 중 하나의 평균화상레벨이 70% 이상 100% 이하인 경우, 상기 피크 휘도 커브를 직선 형태로 변경하는 발광표시장치의 구동방법.

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