KR20100131231A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 영상의 색상이나 밝기에 따라 배경 음악의 볼륨을 조절하여 소비 전력을 감소시킬 수 있는 기술을 개시한다. 이를 위해, 본 발명은 복수의 화소를 포함하고, 입력 영상 신호 및 입력 영상 제어 신호에 따라 복수의 화소를 선택적으로 발광시켜 영상을 표시하는 표시부와, 입력 영상 신호를 판독하여 한 프레임 단위로 복수의 화소 중 발광하는 화소의 비율에 대한 정보를 포함하는 온 픽셀 신호를 생성하는 신호 제어부와, 발광하는 화소의 비율을 소정의 범위로 구분하여 복수의 단계로 정의하고, 복수의 단계 중 온 픽셀 신호가 해당하는 단계를 검출하여 검출된 단계에 대응하는 비율만큼 볼륨을 조절하는 볼륨 제어부를 포함한다.
유기 발광 소자, 볼륨

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DESPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 기술이다.
표시장치는 기판 상에 매트릭스 형태로 복수의 화소를 배치하여 표시영역으로 하고, 각 화소에 주사선과 데이터선을 연결하여 화소에 데이터신호를 선택적으로 인가하여 디스플레이를 한다. 표시장치는 화소의 구동방식에 따라 패시브(Passive) 매트릭스형 발광 표시장치와 액티브(Active) 매트릭스형 발광 표시장치로 구분된다. 이 중 해상도, 콘트라스트, 동작속도의 관점에서 단위 화소 마다 선택하여 점등하는 액티브 매트릭스형이 주류가 되고 있다.
이러한 표시장치는 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA 등의 휴대 정보단말기 등의 표시장치나 각종 정보기기의 모니터로서 사용되고 있으며, 액정 패널을 이용한 LCD, 유기발광소자를 이용한 유기 전계 발광 표시장치, 플라즈마 패널을 이용한 PDP 등이 알려져 있다. 최근에 음극선관과 비교하여 무게와 부피가 작은 각종 발광 표시장치들이 개발되고 있으며 특히 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 유기 전계 발광 표시장치가 주목받고 있다.
표시 장치에 사진과 같은 정지 영상이 배경 음악과 함께 표시될 때 소비 전력이 증가한다.
본 발명은 영상의 색상이나 밝기에 따라 배경 음악의 볼륨을 조절하여 소비 전력을 감소시킬 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고, 입력 영상 신호 및 입력 영상 제어 신호에 따라 상기 복수의 화소를 선택적으로 발광시켜 영상을 표시하는 표시부; 상기 입력 영상 신호를 판독하여 한 프레임 단위로 상기 복수의 화소 중 발광하는 화소의 비율에 대한 정보를 포함하는 온 픽셀 신호를 생성하는 신호 제어부; 및 상기 발광하는 화소의 비율을 소정의 범위로 구분하여 복수의 단계로 정의하고, 상기 복수의 단계 중 상기 온 픽셀 신호가 해당하는 단계를 검출하여 상기 검출된 단계에 대응하는 비율만큼 볼륨을 조절하는 볼륨 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 볼륨 제어부는 상기 발광하는 화소의 비율이 소정의 기준값에 도달하기 전까지 볼륨을 일정하게 유지시킨다. 상기 볼륨 제어부는 상기 발광하는 화소의 비율이 상기 기준값에 도달하기 전까지의 볼륨을 기준으로 하여 단계별로 볼륨을 감소시킨다.
그리고, 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법은 입력 영상 신호 및 입력 영상 제어 신호에 따라 복수의 화소를 선택적으로 발광시켜 영상을 표시하는 단계; 상기 입력 영상 신호를 판독하여 한 프레임 단위로 상기 복수의 화소 중 발광하는 화소의 비율에 대한 정보를 포함하는 온 픽셀 신호를 생성하는 단계; 상기 발광하는 화소의 비율을 소정의 범위로 구분하여 복수의 단계로 정의하는 단계; 상기 복수의 단계 중 상기 온 픽셀 신호가 해당되는 단계를 검출하는 단계; 및 검출된 단계에 대응하는 비율로 볼륨을 조절하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 발광하는 화소의 비율이 소정의 기준값에 도달하기 전까지 볼륨을 일정하게 유지시키는 단계를 더 포함한다. 상기 볼륨을 조절하는 단계는 상기 발광하는 화소의 비율이 상기 기준값에 도달하기 전까지의 볼륨을 기준으로 하여 단계별로 볼륨을 감소시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면, 영상의 색상이나 밝기에 따라 배경 음악의 볼륨을 조절하여 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 화소(PX)의 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 표시 장치는 표시부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 신호 제어부(400), 볼륨 제어부(500) 및 사운드 출력부(600)를 포함한다. 표시부(100)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(G1~Gn, D1~Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 신호선(S1~Sn, D1~Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(S1~Sn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1~Dm)을 포함한다. 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
도 2를 참조하면, 각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, … , n) 주사선(Si)과 j번째(j=1, 2, … , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PXij)는 유기 발광 소자(organic light emitting element)(OLED), 구동 트랜지스터(M1), 커패시터(Cst), 스위칭 트랜지스터(M2) 및 발광 제어 트랜지스터(M3)를 포함한다.
구동 트랜지스터(M1)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다. 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(M2)와 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압(VDD)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(OLED)와 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(M1)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 전류(IOLED)를 흘린다.
스위칭 트랜지스터(M2)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다. 제어 단자는 주사선(Si)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(M1)와 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 주사선(Si)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터선(Dj)에 인가되는 데이터 신호, 즉 데이터 전압을 전달한다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 제어 단자에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴오프된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(OLED)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)일 수 있으며, 구동 트랜지스터(M1)의 출력 단자와 연결되어 있는 애노드(anode) 및 공통 전압(VSS)과 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(M1)가 공급하는 전류(IOLED)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
유기 발광 소자(OLED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이 경우에 일부 유기 발광 소자(OLED)는 백색의 빛을 낼 수 있으며 이렇게 하면 휘도가 높아진다. 이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기 발광 소자(OLED)가 백색의 빛을 낼 수 있으며, 일부 화소(PX)는 유기 발광 소자(OLED)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(M1)와 스위칭 트랜지스터(M2)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이다. 이 경우, 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자는 각각 게이트, 소스 및 드레인에 해당한다. 그러나 스위칭 트랜지스터(M2)와 구동 트랜지스터(M1) 중 적어도 하나는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 트랜지스터(M1, M2), 커패시터(Cst) 및 유기 발광 소자(OLED)의 연결 관계가 바뀔 수 있다. 도 2에 도시한 화소(PXij)는 표시 장치의 한 화소의 한 예이며, 적어도 두 개의 트랜지스터 또는 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 다른 형태의 화소가 사용될 수 있다.
다시, 도 1을 참고하면, 주사 구동부(200)는 표시부(100)의 주사선(S1~Sn)에 연결되어 있으며, 주사 제어신호(CONT1)에 따라 주사선(S1~Sn)에 순차적으로 주사 신호를 인가한다. 주사 신호는 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진다. 스위칭 트랜지스터(M2)가 p-채널 전계 효과 트랜지스터인 경우 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)은 각각 저전압과 고전압이다.
데이터 구동부(300)는 표시부(100)의 데이터선(D1~Dm)에 연결되어 있으며, 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 신호 제어부(400)로부터 입력되는 데이터 신호(DR, DG, DB)를 데이터 전압으로 변환하여 데이터선(D1~Dm)에 인가한다.
신호 제어부(400)는 외부로부터 입력 신호(IS), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 입력받아 영상 데이터 신호(DR, DG, DB), 주사 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2) 및 사운드 제어신호(CONT3)를 생성한다. 주사 제어신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 주사 제어신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다. 데이터 제어신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터 신호(DR, DG, DB)를 데이터 구동부(300)로의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1~Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 볼륨 제어신호(CONT3)는 한 프레임 내에서 온(on)이 되는 화소(PX) 수에 대한 정보를 포함하는 온 픽셀 신호(on pixel signal)(OPS)를 포함한다. 온 픽셀 신호(OPS)는 표시부(100)의 전체 화소(PX)의 수를 100%로 하여 온(on)이 되는 화소(PX)의 수에 대한 비율을 나타낸다. 예를 들어, 표시부(100)의 전체 화소(PX)이 100개일 때, 한 프레임 내에 온(on)이 되는 화소(PX)가 10개인 경우 온 픽셀 신호(OPS)는 10%에 해당하는 값으로 생성된다.
볼륨 제어부(500)는 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율을 단계별 로 정의하고, 온 픽셀 신호(OPS)가 해당하는 단계를 검출한다. 그리고, 볼륨 제어부(500)는 온 픽셀 신호(OPS)가 해당하는 단계에 대응하는 비율만큼 볼륨이 감소되도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에서는 볼륨 제어부(500)가 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율을 4단계로 정의한다. 즉, 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율이 60% 이상부터 70% 미만이면 제1 단계이고, 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율이 70% 이상부터 80% 미만이면 제2 단계이다. 그리고, 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율이 80% 이상부터 90% 미만이면 제3 단계이고, 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율이 90% 이상부터 100% 이하이면 제4 단계이다. 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 온(on) 화소(PX)의 비율에 대한 범위를 조절할 수 있고, 이에 따라 단계의 수를 증감시킬 수 있다. 그리고, 볼륨 제어부(500)는 기준 볼륨을 기준으로 하여 단계가 증가함에 따라 소정의 비율로 볼륨을 감소시킨다. 본 발명의 실시 예에서 제1 단계는 10%, 제2 단계는 15%, 제3 단계는 20%, 제4 단계는 30%만큼 볼륨을 감소시키는 경우를 예를 들어 설명한다. 그리고, 본 발명은 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율이 0%부터 60% 미만일 때까지 볼륨을 일정하게 하고, 이때의 볼륨을 기준 볼륨으로 정의한다. 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 기준 볼륨은 온(on) 화소(PX)의 비율에 대한 단계에 의해 조절될 수 있다. 또한, 각 단계별 볼륨 조절 비율은 소비 전력을 고려하여 증감될 수 있다.
사운드 출력부(600)는 볼륨 제어부(500)의 출력에 따라 사운드의 볼륨을 조절하여 출력한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 신호 제어부(400)는 입력 신호(IS)로부터 한 프레임 단위로 온(on)이 되는 화소(PX) 수를 검출하여, 전체 화소(PX)에 대한 온(on) 화소(PX)의 비율을 계산한다(단계 S1). 계산된 비율은 온 픽셀 신호(OPS)로 출력된다. 그 다음, 볼륨 제어부(500)는 단계 S1에서 계산된 비율에 해당하는 단계를 검출한다. 구체적으로, 볼륨 제어부(500)는 단계 S1에서 계산된 비율이 60% 이상부터 70% 미만의 범위에 속하는지 여부를 판단한다(단계 S2). 판단 결과, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하면 볼륨 제어부(500)는 출력되는 볼륨이 기준 볼륨보다 10%만큼 감소되도록 제어한다(단계 S3). 그리고, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하지 않으면 단계 S4를 진행한다. 단계 S4에서, 볼륨 제어부(500)는 단계 S1에서 계산된 비율이 70% 이상부터 80% 미만의 범위에 속하는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하면 볼륨 제어부(500)는 출력되는 볼륨이 기준 볼륨보다 15%만큼 감소되도록 제어한다(단계 S5). 그리고, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하지 않으면 단계 S6을 진행한다. 그 다음, 단계 S6에서, 볼륨 제어부(500)는 단계 S1에서 계산된 비율이 80% 이상부터 90% 미만의 범위에 속하는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하면 볼륨 제어부(500)는 출력되는 볼륨이 기준 볼륨보다 20%만큼 감소되도록 제어한다(단계 S7). 그리고, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하지 않으면 단계 S8을 진행한다. 그 다음, 단계 S8에서, 볼륨 제어 부(500)는 단계 S1에서 계산된 비율이 90% 이상부터 100% 이하의 범위에 속하는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 단계 S1에서 계산된 비율이 해당 범위에 속하면 볼륨 제어부(500)는 출력되는 볼륨이 기준 볼륨보다 30%만큼 감소되도록 제어한다(단계 S9).
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법은 한 프레임 단위의 영상 신호로부터 계산된 온(on) 픽셀 비율이 증가되면 볼륨을 단계적으로 감소시켜 소비 전력을 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 화소(PX)의 등가 회로도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.

Claims (6)

  1. 복수의 화소를 포함하고, 입력 영상 신호 및 입력 영상 제어 신호에 따라 상기 복수의 화소를 선택적으로 발광시켜 영상을 표시하는 표시부;
    상기 입력 영상 신호를 판독하여 한 프레임 단위로 상기 복수의 화소 중 발광하는 화소의 비율에 대한 정보를 포함하는 온 픽셀 신호를 생성하는 신호 제어부; 및
    상기 발광하는 화소의 비율을 소정의 범위로 구분하여 복수의 단계로 정의하고, 상기 복수의 단계 중 상기 온 픽셀 신호가 해당하는 단계를 검출하여 상기 검출된 단계에 대응하는 비율만큼 볼륨을 조절하는 볼륨 제어부
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 볼륨 제어부는 상기 발광하는 화소의 비율이 소정의 기준값에 도달하기 전까지 볼륨을 일정하게 유지시키는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 볼륨 제어부는 상기 발광하는 화소의 비율이 상기 기준값에 도달하기 전까지의 볼륨을 기준으로 하여 단계별로 볼륨을 감소시키는 표시 장치.
  4. 입력 영상 신호 및 입력 영상 제어 신호에 따라 복수의 화소를 선택적으로 발광시켜 영상을 표시하는 단계;
    상기 입력 영상 신호를 판독하여 한 프레임 단위로 상기 복수의 화소 중 발광하는 화소의 비율에 대한 정보를 포함하는 온 픽셀 신호를 생성하는 단계;
    상기 발광하는 화소의 비율을 소정의 범위로 구분하여 복수의 단계로 정의하는 단계;
    상기 복수의 단계 중 상기 온 픽셀 신호가 해당되는 단계를 검출하는 단계; 및
    검출된 단계에 대응하는 비율로 볼륨을 조절하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 발광하는 화소의 비율이 소정의 기준값에 도달하기 전까지 볼륨을 일정하게 유지시키는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 볼륨을 조절하는 단계는 상기 발광하는 화소의 비율이 상기 기준값에 도달하기 전까지의 볼륨을 기준으로 하여 단계별로 볼륨을 감소시키는 표시 장치의 구동 방법.
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