KR20120139092A - 자발광 표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자발광 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 한 프레임 당 입력되는 전체 데이터들로부터 산출된 평균 계조값 보다 큰 계조값을 갖는 데이터에 대해서만 부스팅을 진행하며, 평균 계조값 보다 큰 계조값을 갖는 데이터에 대해서도, 평균 계조값과 각 데이터의 원래의 계조값의 차이에 차등적으로 부스팅을 진행할 수 있는, 자발광 표시장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 자발광 표시장치는, 자발광 소자로 구성된 복수의 서브화소들이 매트릭스 형태로 구성되어 있는 패널; 한 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들 중, 상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 차등적으로 부스팅을 수행하며, 차등적으로 부스팅된 부스팅 데이터와, 상기 패널 중 상기 부스팅 데이터에 해당되는 화소의 휘도를 제어할 수 있는 제어신호를 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 게이트 제어신호에 응답하여 상기 패널의 각 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 데이터 제어신호에 응답하여 상기 패널의 각 데이터라인에 화소신호를 공급하는 데이터 구동부; 및 타이밍 컨트롤러에서의 상기 부스팅 시 이용될 룩업테이블을 저장하고 있는 메모리부를 포함한다.

Description

자발광 표시장치 및 그 구동 방법{Self Light Emission Display Device And Its Driving Method}

본 발명은 자발광 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 평균화상레벨(APL)을 이용하여 휘도를 제어할 수 있는 자발광 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

유기발광표시장치(OLED) 및 플라즈마표시장치(PDP)와 같은 자발광 표시장치는, 일정 휘도의 백라이트를 상시 점등시키고 있는 액정표시장치(LCD)와는 달리, 입력되는 영상 신호에 따라 패널에 흐르는 전류량을 변화시켜 휘도를 제어하고 있다는 특징을 가지고 있다.

이러한 특성으로 인해, 자발광 표시장치에 있어서의 단위 시간당 소비 전력은 일정하게는 되지 않는다. 즉, 자발광 표시장치의 소비전력은 패널에 표시되는 내용에 따라 극단적으로 변화하고 있다. 따라서, 자발광 표시장치를 탑재한 전자기기가 배터리로 구동되는 경우에는, 표시 내용에 따라 전자기기의 사용시간이 극단적으로 변화하는 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 자발광 표시장치에서는 패널의 피크 휘도를 1프레임 단위로 조정하는 최대휘도제어(PLC : Peak Luminance Control) 방식을 이용하고 있다.

도 1은 종래의 자발광 표시장치에서의 화면 영역 축소에 따른 최대휘도제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 또한, 도 2는 종래의 자발광 표시장치에서의 계조별 휘도의 상관관계를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 종래의 자발광 표시장치에서 휘도 역전이 발생하는 상태를 설명하기 위한 예시도이며, 도 4는 종래의 자발광 표시장치에서의 피크 휘도별 휘도 역전 상태를 설명하기 위한 예시도이다.

상기한 바와 같이, 종래의 자발광 표시장치는 저 소비전력을 실현하기 위하여 평균화상레벨(APL : Average Picture Level)에 따른 휘도 컨트롤을 구현하고 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자발광 표시장치는 영상이 표시되는 패널의 전체표시영역 중 영상이 출력되고 있는 실제표시영역(Area)이 적어질수록, 휘도를 상승시켜 소비자의 욕구인 고휘도 고화질의 표시장치를 구현하고 있다.

예를 들어, 도 1의 (a)에서 평균화상레벨(APL)이 100%일 때, 즉, 계조값이 R,G,B(255, 255, 255)인 데이터들이 전체표시영역에서 출력되고 있을 때(이 경우 전체표시영역이 실제표시영역이 됨)의 휘도를 150nit라고 가정할 때, (b)에서 평균화상레벨(APL)이 60%일 때, 즉, 데이터의 계조값은 (a)에서와 같으나, 실제표시영역이 줄어들어 평균화상레벨이 60%로 줄어든 경우, 휘도는 150nit 보다 증가한 200nit로 나타날 수 있으며, (c)에서 평균화상레벨(APL)이 25%일 때, 즉, 데이터의 계조값은 (a) 및 (b)에서와 같으나, 실제표시영역이 (b)보다 더 줄어들어 평균화상레벨이 25%로 줄어든 경우, 휘도는 200nit 보다 증가한 500nit로 나타날 수 있다.

부연하여 설명하면, 종래의 자발광 표시장치는 동일한 계조값을 갖는 데이터가 입력되고 있더라도, 실제표시영역이 줄어들어, 전체표시영역에서 출력되는 전체 데이터들의 평균화상레벨(APL)이 줄어들면, 휘도를 증가시켜 줌으로써, 화질의 저하를 방지하는 한편, 소비 전력을 제어하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 목적, 즉, 실제표시영역의 변화에 따른 휘도 변화를 목적으로 최대휘도제어(PLC) 기능을 구현하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 실제표시영역이 전체표시영역인 상태에서 데이터들의 계조(Gray)가 변경되더라도, 평균화상레벨(APL)에 따라 휘도 부스팅(Boosting)의 차이로 인하여 휘도 역전 현상이 발생하는 문제점이 생기게 된다.

즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 계조값이 R,G,B(255, 255, 255)인 데이터들이 전체표시영역에서 출력되고 있을 때(이 경우 전체표시영역이 실제표시영역이 됨)의 휘도가 150nit라고 가정할 때, 도 1에서 설명된 바와 같이 실제표시영역이 줄어들지 않은 상태에서 데이터의 계조값만 도 2의 (b)와 같이 R,G,B(200, 200, 200)으로 줄어들더라도 전체적인 평균화상레벨(APL)은 약 59%로 줄어들게 되며, 이로 인해, 휘도가 201nit로 증가하게 된다. 이것은, 동일한 크기의 실제표시영역(전체표시영역)에서 출력되는 두 개의 데이터 중, 더 높은 계조값을 갖는 제1데이터(250, 250, 250) 보다, 더 낮은 계조값을 갖는 제2데이터(200, 200, 200)가 더 높은 휘도를 갖게 되는 것을 의미하므로, 휘도 역전 현상이 발생하고 있음을 의미한다.

이러한 휘도 역전 현상이 일어나는 원인은 도 3의 (a)에 도시된 그래프와 (b)에 도시된 표를 통해 알 수 있다.

즉, 자발광 표시장치의 경우, 일정한 광원을 통한 백라이트(Back Light) 방식의 액정표시장치와 다르게 저 소비전력, 고 휘도를 실현하기 위하여 필수 불가결 하게 평균화상레벨(APL)에 따른 전력 제어(Power Control)가 필요하다. 그러나, 이러한 제어 방법에 의하는 경우, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 계조(Gray)가 증가함에 따라 휘도 역시 순차적으로 증가하여, 특정 계조에서 최대의 휘도를 나타내지만, 이후, 계조가 증가하면서 다시 휘도가 줄어들게 되어, 특정 계조를 중심으로 휘도 역전 현상이 일어나고 있다.

이러한 휘도 역전 현상은, 도 4에 도시된 바와 같이, 최대 휘도가 높을 수록(A) 더 크게 발생되고, 최대 휘도가 낮을 수록(B) 더 적게 발생하고 있다.

즉, 상기한 바와 같이, 평균화상레벨(APL)에 따라 최대(Peak) 휘도를 올리는 방법은 저 소비전력과, 고 휘도를 실현하기 위한 중요한 방법이기는 하지만, 이를 위해 최대 휘도를 상승시키는 경우, 휘도 역전 현상이 발생된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 한 프레임 당 입력되는 전체 데이터들로부터 산출된 평균 계조값 보다 큰 계조값을 갖는 데이터에 대해서만 부스팅을 진행하며, 평균 계조값 보다 큰 계조값을 갖는 데이터에 대해서도, 평균 계조값과 각 데이터의 원래의 계조값의 차이에 차등적으로 부스팅을 진행할 수 있는, 자발광 표시장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자발광 표시장치는, 자발광 소자로 구성된 복수의 서브화소들이 매트릭스 형태로 구성되어 있는 패널; 한 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들 중, 상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 차등적으로 부스팅을 수행하며, 차등적으로 부스팅된 부스팅 데이터와, 상기 패널 중 상기 부스팅 데이터에 해당되는 화소의 휘도를 제어할 수 있는 제어신호를 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 게이트 제어신호에 응답하여 상기 패널의 각 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 데이터 제어신호에 응답하여 상기 패널의 각 데이터라인에 화소신호를 공급하는 데이터 구동부; 및 타이밍 컨트롤러에서의 상기 부스팅 시 이용될 룩업테이블을 저장하고 있는 메모리부를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자발광 표시장치 구동 방법은, 한 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들을 수신하는 단계; 상기 데이터들을 이용하여 상기 프레임의 평균화상레벨을 산출하는 단계; 상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 차등적으로 부스팅을 수행하며, 차등적으로 부스팅된 부스팅 데이터와, 상기 부스팅 데이터에 해당되는 화소의 휘도를 제어할 수 있는 제어신호를 출력하는 단계; 및 상기 부스팅 데이터와 상기 제어신호를 이용하여 패널의 각 화소에서 출력되는 광의 휘도를 제어하는 단계를 포함한다.

상술한 해결 수단에 따라 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

즉, 본 발명은 한 프레임 당 입력되는 전체 데이터들로부터 산출된 평균 계조값 보다 큰 계조값을 갖는 데이터에 대해서만 부스팅을 진행하며, 평균 계조값 보다 큰 계조값을 갖는 데이터에 대해서도, 평균 계조값과 각 데이터의 원래의 계조값의 차이에 차등적으로 부스팅을 진행함으로써, 자발광 표시장치의 전력 제어(Power Control) 시 발생되는 휘도 역전 현상을 개선하여 화질 저하를 방지할 수 있으며, 효과적인 전력 제어로 휘도 저감을 최소화하여 소비전력을 저감할 수 있다는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 자발광 표시장치에서의 화면 영역 축소에 따른 최대휘도제어 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 종래의 자발광 표시장치에서의 계조별 휘도의 상관관계를 설명하기 위한 예시도.
도 3은 종래의 자발광 표시장치에서 휘도 역전이 발생하는 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 종래의 자발광 표시장치에서의 피크 휘도별 휘도 역전 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 타이밍 컨트롤러의 구성을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동방법에 따라 휘도가 제어되고 있는 상태를 나타낸 예시도.
도 8은 도 7에서 설명된 자발광 표시장치의 구동방법에 따라 휘도 제어가 개선되었음을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 자발광 표시장치에서 발생될 수 있는 문제점을 설명하기 위한 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동 방법을 나타낸 일실시예 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 자발광 표시장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 제어신호(DCS)를 출력함과 아울러, 데이터(RGB)를 샘플링한 후에 재정렬하여 출력하는 타이밍 컨트롤러(910), 게이트 제어신호에 응답하여 패널(940)의 각 게이트라인(GL1?GLn)에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부(920), 데이터 제어신호에 응답하여 패널의 각 데이터라인(DL1?DLm)에 화소신호를 공급하는 데이터 구동부(930), 스캔펄스와 화소신호에 의해 구동되는 화소들이 매트릭스 형태로 구비되어 화상을 표시하는 패널(940) 및 타이밍 컨트롤러에서의 부스팅 시 이용될 룩업테이블을 저장하고 있는 메모리부(950)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명에 따른 자발광 표시장치는, 플라즈마표시장치(PDF : Plasma Display Panel device) 또는 유기발광장치(OLED : Organic Light Emitting Device)가 될 수 있으며, 상기한 바와 같은 각 구성요소들의 세부 구성은 각 장치별로 상이할 수 있는바, 이하에서는, 상기 구성요소들의 기능을 대략적으로 설명하기로 한다.

우선, 패널(940)은 상기한 바와 같이 자발광 표시장치가 플라즈마표시장치인지 또는 유기발광장치인지에 따라 세부 구성이 상이할 수 있으나, 기본적으로 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차 구조에 의해 정의되는 영역마다 형성된 서브화소들(941)로 구성된 화소 매트릭스를 구비한다. 이러한 화소 매트릭스 각각은 자발광 소자인 유기발광다이오드 또는 플라즈마로 구성될 수 있다.

이러한 서브 화소들(941)은 적색을 표시하기 위한 R서브화소, 녹색을 표시하기 위한 G서브화소, 청색을 표시하기 위한 B서브화소들로 구성되며, 이러한 R, G, B 서브화소들(941)의 조합으로 한 화소(942)에 대한 컬러가 구현될 수 있다.

한편, 이하에서 데이터라 함은 한 화소(942)를 표시하는 R, G, B 서브화소들(941)의 계조를 나타낸 것으로서, 이러한 데이터에 의해 한 화소에 컬러가 구현될 수 있다.

또한, 각 서브화소(941)에는 각 서브화소를 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다.

즉, 패널의 각 서브화소는 유기발광다이오드(OLED) 또는 플라즈마를 이용하여 빛을 발산하고 있고, 이를 위해 각 서브화소에는 유기발광다이오드 또는 플라즈마를 제어할 수 있는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있으며, 이러한 박막트랜지스터는 데이터라인과 게이트라인을 통해 인가되는 전류값 또는 전압값 또는 그 발광시간에 따라 각 서브화소를 자체적으로 발광시키는 기능을 수행한다.

다음으로, 타이밍 컨트롤러(910)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블(Data Enable), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(930)와 게이트 구동부(920)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 이러한 제어신호들은 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE), 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable : SOE), 극성제어신호(Polarity : POL) 등을 포함한다. 또한, 타이밍 컨트롤러는 입력되는 데이터(RGB)를 패널(940)에 맞게 재정렬하여 데이터 구동부(930)에 공급한다.

특히, 본 발명에 적용되는 타이밍 컨트롤러는 시스템으로부터 수신된 데이터를 각 프레임마다 분석하여, 각 프레임의 평균화상레벨(APL)을 산출한 후 그에 따라 각 서브화소의 휘도를 제어하는 기능을 수행한다.

즉, 본 발명은 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 부스팅된 데이터(이하, 간단히 '부스팅 데이터'라 함)에 따라 각 서브화소로 인가되는 전류값 또는 전압값 또는 발광시간을 가변시킴으로써, 서브화소들로부터 발광되는 빛의 휘도를 제어하기 위한 것으로서, 상기한 바와 같은 전류값 또는 전압값 또는 발광시간의 가변은 게이트 구동부 또는 데이터 구동부에서 이루어질 수도 있으며, 이를 위한 별도의 구성요소가 더 포함될 수도 있다. 그러나, 이러한 별도의 구성요소는 게이트 구동부 또는 데이터 구동부에 포함된 상태로 구성될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(910)의 세부 구성에 대한 구체적인 내용은 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.

다음으로, 데이터 구동부(930)는 타이밍 컨트롤러로부터 전송되는 제어신호에 따라 데이터(부스팅되지 않은 데이터 및 부스팅 데이터를 포함함)를 데이터라인으로 전송하여 각 서브화소들을 통해 공급하는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로, 게이트 구동부(920)는 타이밍 컨트롤러로부터 전송되는 제어신호에 따라 스캔펄스들을 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 기능을 수행한다.

여기서 게이트 구동부는 게이트라인을 통해 공급되는 스캔펄스의 전류값 또는 전압값 또는 발광시간을 제어함으로써, 서브화소들로부터 발광되는 빛의 휘도를 제어하는 기능을 수행할 수 있다.

마지막으로, 메모리부(950)는 각 데이터별로 출력되는 빛의 휘도를 제어할 수 있는 룩업테이블을 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 타이밍 컨트롤러(910)는 각 프레임의 평균화상레벨(APL)과 각 데이터의 계조값과 룩업테이블의 부스팅값을 이용하여 각 데이터의 휘도를 제어하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 타이밍 컨트롤러의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명에 적용되는 타이밍 컨트롤러는 상기한 바와 같이, 시스템으로부터 수신된 데이터를 각 프레임마다 분석하여, 각 프레임의 평균화상레벨(APL)을 산출한 후 그에 따라 각 데이터의 휘도를 제어하기 위한 제어신호를 출력하기 위한 것으로서, 이를 위해 타이밍 컨트롤러(910)는 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 수신부(911), 평균화상레벨 산출부(912), 제1비교부(913), 제2비교부(914), 부스팅부(915) 및 출력부(916)를 포함하고 있다.

우선, 데이터 수신부(911)는 시스템으로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행한다. 여기서, 데이터 수신부(911)는 각 프레임에 해당되는 데이터를 임시로 저장하고 있다가 순차적으로 출력하는 기능을 수행함으로써, 제1비교부(913)가 한 프레임의 각 데이터를 해당 프레임의 평균화상레벨(APL)과 비교할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로, 평균화상레벨 산출부(912)는 각 프레임의 데이터들을 이용하여 해당 프레임(1프레임)의 평균화상레벨(APL)을 산출하는 기능을 수행한다. 즉, 평균화상레벨 산출부(912)는 1 프레임 기간 중에 입력되는 영상 신호의 평균 계조값을 산출하는 기능을 수행한다.

다음으로, 제1비교부(913)는 각 프레임의 데이터들 각각의 계조를 해당 프레임의 평균화상레벨(APL)과 비교하여, 각각의 데이터의 계조값이 평균화상레벨보다 큰 값을 갖는지의 여부를 판단한다.

다음으로, 제2비교부(914)는 제1비교부를 통해 평균화상레벨보다 큰 계조값을 갖는 것으로 판단된 데이터에 대하여, 평균화상레벨보다 얼마만큼 큰 계조값을 가지고 있는지를 판단하는 기능을 수행한다. 즉, 제1비교부(913)는 각 데이터가 평균화상보다 큰 계조값을 갖는지 또는 작은 계조값을 갖는지의 여부를 비교하고 있으며, 제2비교부(913)는 큰 계조값을 갖는 데이터들이 구체적으로 평균화상레벨보다 얼마만큼 큰 계조값을 가지고 있는지를 비교하는 기능을 수행한다.

다음으로, 부스팅부(915)는 제2비교부(914)를 통해 파악된 각 데이터와 평균화상레벨과의 차이값에 매칭되어 있는 부스팅값을 메모리부의 룩업테이블을 통해 추출하여, 각 데이터를 추출된 부스팅값을 이용해 차등적으로 부스팅 시키는 기능을 수행한다.

마지막으로, 출력부(916)는 부스팅부(915)를 통해 차등적으로 부스팅된 데이터(이하, 간단히 '부스팅 데이터'라 함)를 출력하는 기능을 수행한다. 또한, 출력부는, 부스팅 데이터에 따라 게이트 구동부 또는 데이터 구동부를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 기능을 수행한다.

즉, 출력부는 부스팅부를 통해 부스팅된 각 부스팅 데이터에 따라 각 화소가 구동되어, 부스팅 데이터에 해당되는 휘도를 갖는 빛이 출력될 수 있도록 하는 제어신호를 생성하여, 데이터 구동부 또는 게이트 구동부로 전송하는 기능을 수행한다.

도 7은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동방법에 따라 휘도가 제어되고 있는 상태를 나타낸 예시도로서, 특히, 부스팅부(915)를 고려하지 않은 경우의 휘도의 상태를 나타낸 예시도이다. 또한, 도 8은 도 7에서 설명된 자발광 표시장치의 구동방법에 따라 휘도 제어가 개선되었음을 나타낸 예시도이다. 또한, 도 9는 본 발명에 따른 자발광 표시장치에서 발생될 수 있는 문제점을 설명하기 위한 예시도이다. 또한, 도 10은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 예시도로서, 도 7 내지 도 9를 통해 설명된 문제점을 해결한 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동방법을 설명하고 있다.

본 발명의 특징은 평균화상레벨(APL)의 계조값을 초과하는 화소에 대해서만 부스팅(Boosting)을 진행하여 휘도 역전을 제거하기 위한 것으로서, 도 7의 화살표 왼쪽 그림에 도시된 바와 같이, 평균화상레벨 산출부(912)에서 산출된 평균화상레벨(평균휘도 또는 평균계조) 보다 큰 계조값을 갖는 화소에 대하여만 부스팅을 진행하고 있다는 특징을 가지고 있다.

이에 의하면, 도 7의 화살표 오른쪽 그림에 도시된 바와 같이, 동일한 계조값을 갖으나 실제표시영역이 다른 경우, 즉, 실제표시영역의 축소에 따른 최대휘도제어가 정상적으로 실행될 수 있음을 알 수 있다.

예를 들어, 도 7의 (a)에서 평균화상레벨(APL)이 100%일 때, 즉, 계조값이 R,G,B(255, 255, 255)인 데이터들이 전체표시영역에서 출력되고 있을 때(이 경우 전체표시영역이 실제표시영역이 됨)의 휘도를 150nit라고 가정한다. 한편, (b)에서 평균화상레벨(APL)이 60%일 때, 즉, 데이터의 계조값은 (a)에서와 같으나, 실제표시영역이 줄어들어 평균화상레벨이 60%로 줄어든 경우, 화상이 출력되고 있는 실제표시영역의 데이터들은 평균화상레벨보다 큰 값을 가지게 되므로, 실제표시영역의 데이터들에 대하여는 부스팅이 이루어져 휘도가 150nit 보다 증가한 200nit로 나타날 수 있다. 또한, (c)에서 평균화상레벨(APL)이 25%일 때, 즉, 데이터의 계조값은 (a) 및 (b)에서와 같으나, 실제표시영역이 (b)보다 더 줄어들어 평균화상레벨이 25%로 줄어든 경우, 화상이 출력되고 있는 실제표시영역의 데이터들은 평균화상레베보다 더 계조큰 값을 가지게 되므로, 실제표시영역의 데이터들에 대하여는 부스팅이 이루어져 휘도가 200nit 보다 증가한 500nit로 나타날 수 있다.

또한, 본 발명은 도 8에 도시된 바와 같이, 실제표시영역이 전체표시영역인 상태에서 데이터들의 계조(Gray)가 변경되더라도, 평균화상레벨(APL)에 따라 휘도 부스팅(Boosting)의 차이로 인하여 휘도 역전 현상이 발생하지 않게 된다.

예를 들어, 계조값이 R,G,B(255, 255, 255)인 데이터들이 전체표시영역에서 출력되고 있을 때(이 경우 전체표시영역이 실제표시영역이 됨)의 휘도가 150nit라고 가정할 때, 실제표시영역이 줄어들지 않은 상태에서 데이터의 계조값만 R,G,B(200, 200, 200)으로 줄어들면 전체적인 평균화상레벨(APL)은 약 59%로 줄어들게 되므로, 종래에는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 휘도가 205nit로 증가하였으나, 본 발명에서는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 휘도가 136nit로 감소하였음을 알 수 있다. 즉, 계조값이 줄어들어 평균화상레벨이 줄어든 경우, 각 데이터는 평균화상레벨(평균휘도) 이하의 계조값을 갖게 되므로, 부스팅이 이루어지지 않게 되어, 계조 역전 현상이 발생하지 않게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이, 각 데이터들에 대하여 평균화상레벨과의 비교에 의해 일률적으로 부스팅 실행 여부를 결정하는 경우, 도 9에 도시된 바와 같은 화상이 출력되는 경우에는 본 발명이 정상적으로 실행되지 않을 수도 있다.

예를 들어, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 계조값이 R,G,B(255, 255, 255)인 제1데이터들이 전체표시영역에서 출력되고 있는 상태에서, 전체표시영역 중 일부분에 제1데이터보다 매우 낮은 계조값(R,G,B(0,0,0))을 갖는 선 등의 제2데이터가 표시되는 경우, 출력되는 휘도는 150+αnit가 될 것이다. 즉, 이 경우 높은 계조값(R,G,B(255, 255, 255))을 갖는 제1데이터들은 모두 평균화상레벨 보다 큰 값을 가지게 되므로, 모든 제1데이터에 대해 부스팅이 실행되어 전체 휘도는 검은 선이 없는 경우보다 조금 더 밝게 표시될 것이다.

그러나, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1데이터보다 낮은 계조값(R,G,B(200, 200, 200))을 갖는 제3데이터들이 전체표시영역에서 출력되고 있는 상태에서, 전체표시영역 중 일부분에 제3데이터보다 매우 낮은 계조값(R,G,B(0,0,0))을 갖는 선 등의 제2데이터가 표시되는 경우, 평균화상레벨(평균휘도)이 내려가므로, 제3데이터들에 부스팅이 실행되어, 해당 화소들이 250nit로 부스팅될 수 있다.

즉, 상기와 같은 경우, 높은 계조값의 제1데이터를 갖는 화소들의 휘도가, 제1데이터의 계조값보다 작은 계조값(R,G,B(250, 250, 250))의 제2데이터를 갖는 화소들보다 더 밝은 250nit로 표현될 수도 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 도 10에 도시된 바와 같이, 평균화상레벨(APL) 보다 큰 계조값을 갖는 데이터들에 대하여 평균화상레벨과의 차이값에 따라 차등적으로 부스팅을 수행하고 있다는 특징을 가지고 있다.

예를 들어, 본 발명은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1비교부(913)에서 일차적으로 평균화상레벨 보다 큰 계조값을 갖는 데이터들을 산출하며, 평균화상레벨 보다 큰 계조값을 갖는 데이터들에 대하여는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2비교부(914)에서 이차적으로 평균화상레벨과의 차이값을 산출한 후, 그 차이값에 따라 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 차등적인 부스팅값을 부여하고 있다는 특징을 가지고 있다. 이러한 각 차이값에 따른 차등적인 부스팅값은 메모리부(950)에 룩업테이블로 저장되어 있다.

즉, 본 발명은 평균화상레벨 보다 큰 계조값을 갖는 데이터들에 대하여 일률적인 부스팅값을 부여하는 것이 아니라, 평균화상레벨과의 차이값에 따라 서로 다른 부스팅값을 각 데이터에 매칭시켜 부스팅시키고 있다는 특징을 가지고 있다.

이러한 부스팅은 부스팅부(915)에서 이루어지고 있으며, 출력부(916)는 이처럼 부스팅된 각 부스팅 데이터들을 출력하기 위한 제어신호를 생성하여 게이트 구동부 또는 데이터 구동부로 전송함으로써, 해당 부스팅값을 갖는 데이터에 따른 휘도가 출력될 수 있도록 하고 있다.

즉, 룩업테이블을 이용한 차등적인 부스팅이 이루어지지 않는 경우, 일부 영역에 낮은 계조값의 데이터가 입력될 때, 평균 휘도 값이 내려가므로, 나머지 모든 화소가 일률적으로 부스팅되어 계조 역전 현상이 발생될 수도 있는바, 본 발명은 특히, 평균화상레벨(평균휘도)를 초과하는 화소의 각 계조값에 대해, 평균화상레벨과 데이터의 계조값의 차이에 따라 차등적으로 부스팅(Boosting)을 실행함으로 상기와 같은 문제를 해결하고 있다 .

도 11은 본 발명에 따른 자발광 표시장치의 구동 방법을 나타낸 일실시예 흐름도로서, 상기에서 설명된 본 발명의 내용을 흐름도로 나타낸 것이다.

우선, 타이밍 컨트롤러(910)의 데이터 수신부(911)를 통해 한 프레임에 해당되는 각 화소의 데이터(255~0)가 들어오면(S102)는 평균화상레벨 산출부(912)는 해당 프레임의 평균화상레벨(APL)을 산출한다(S104).

제1비교부(913)는 평균화상레벨 산출부로부터 전송되어오는 해당 프레임의 평균화상레벨과 해당 프레임의 각 화소의 데이터를 비교하여 각 데이터의 계조값이 평균화상레벨 이상인지의 여부를 판단한다(S106). 여기서, 제1비교부는 각 데이터의 계조값이 평균화상레벨 이상인지를 비교할 수도 있으나, 각 데이터의 계조값이 평균화상레벨 보다 큰 값을 갖는지의 여부를 비교할 수도 있으며, 이러한 비교 값은 다양하게 설정될 수 있고, 이에 따라 룩업테이블의 부스팅값도 다른 값으로 변경될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 각 데이터의 계조값이 평균화상레벨 이상인지의 여부를 비교하는 것을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

상기 판단결과, 평균화상레벨 이상이 아닌 경우, 해당 데이터에 대하여는 별도의 부스팅을 실행하지 않은 상태로 출력부(916)를 통해 출력한다(S114).

상기 판단결과, 평균화상레벨 이상인 경우, 제2비교부는 해당 데이터의 계조값이 평균화상레벨 보다 얼마만큼 높은지를 분석한다(S108).

한편, 부스팅부(915)는 제2비교부를 통해 분석된 해당 데이터와 평균화상레벨의 차이값에 해당되는 부스팅값을 메모리부(950)의 룩업테이블로부터 추출하여, 해당 부스팅값을 적용하여 차등적으로 데이터를 부스팅시킨다(S110).

마지막으로, 부스팅된 부스팅 데이터는 출력부(916)를 통해 출력된다(S112). 이처럼 해당 데이터와 평균화상레벨의 차이값에 따라 차등적으로 부스팅된 부스팅 데이터 및 이를 제어하기 위한 제어신호는 게이트 구동부 또는 데이터 구동부 중 적어도 어느 하나로 전송되어, 각 화소로 인가되는 전류값 또는 전압값을 제어하거나 또는 전류와 전압이 인가되는 시간을 제어함으로써, 각 화소에서 출력되는 휘도를 차등적으로 제어할 수 있다. 즉, 출력부는 부스팅 데이터에 대해 화소에 인가할 출력전압 또는 출력전류 또는 발광시간 등에 대한 제어신호를 데이터 구동부 또는 게이트 구동부로 전송함으로써, 패널에서 각 화소의 발광 휘도가 제어될 수 있도록 하고 있다.

상기한 바와 같은 본 발명은 자발광 표시장치의 소비전력을 저감시키기 위한 것으로서, 전력 소비량이 줄어들수록 인지되는 화질 저하 특성을 최소화할 수 있는 자발광 표시장치 구동 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 파워 제어(Power Control) 적용 시 발생되는 휘도 역전 현상을 최소화하기 위하여, 평균 휘도를 초과하는 화소에 대해서만 부스팅(Boosting)을 진행하도록 하고, 이에 발생되는 특수한 경우의 문제점을 개선하여 휘도 역전을 막을 수 있는 파워 제어를 구현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 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 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

910 : 타이밍 컨트롤러 920 : 게이트 구동부
930 : 데이터 구동부 940 : 패널
950 : 메모리부

Claims (10)

1. 자발광 소자로 구성된 복수의 서브화소들이 매트릭스 형태로 구성되어 있는 패널;
   한 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들 중, 상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 차등적으로 부스팅을 수행하며, 차등적으로 부스팅된 부스팅 데이터와, 상기 패널 중 상기 부스팅 데이터에 해당되는 화소의 휘도를 제어할 수 있는 제어신호를 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러;
   상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 게이트 제어신호에 응답하여 상기 패널의 각 게이트라인에 스캔펄스를 공급하는 게이트 구동부;
   상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 데이터 제어신호에 응답하여 상기 패널의 각 데이터라인에 화소신호를 공급하는 데이터 구동부; 및
   타이밍 컨트롤러에서의 상기 부스팅 시 이용될 룩업테이블을 저장하고 있는 메모리부를 포함하는 자발광 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는,
   한 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들 중, 상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 상기 평균화상레벨과의 차이값의 크기에 따라 차등적으로 부스팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 자발광 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어신호는 상기 화소로 인가되는 전류값 또는 전압값 또는 발광시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 자발광 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 게이트 구동부 또는 상기 데이터 구동부는 상기 제어신호에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 자발광 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는,
   상기 데이터들을 수신하는 수신부;
   상기 데이터들에 대하여 평균화상레벨을 산출하는 평균화상레벨 산출부;
   상기 평균화상레벨과 상기 데이터들 각각을 비교하여, 상기 평균화상레벨의 계조값 이상의 계조값을 갖는 데이터를 추출하는 제1비교부;
   상기 제1비교부에 의해 추출된 데이터의 계조값과 상기 평균화상레벨의 계조값의 차이값을 추출하는 제2비교부;
   상기 제2비교부에 의해 추출된 차이값에 해당되는 부스팅값을 상기 룩업테이블로부터 추출하여 상기 데이터에 대해 부스팅을 수행하는 부스팅부; 및
   상기 부스팅부에서 부스팅된 상기 부스팅 데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함하는 자발광 표시장치.
6. 한 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들을 수신하는 단계;
   상기 데이터들을 이용하여 상기 프레임의 평균화상레벨을 산출하는 단계;
   상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 차등적으로 부스팅을 수행하며, 차등적으로 부스팅된 부스팅 데이터와, 상기 부스팅 데이터에 해당되는 화소의 휘도를 제어할 수 있는 제어신호를 출력하는 단계; 및
   상기 부스팅 데이터와 상기 제어신호를 이용하여 패널의 각 화소에서 출력되는 광의 휘도를 제어하는 단계를 포함하는 자발광 표시장치 구동 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 차등적으로 부스팅을 수행하는 과정은,
   상기 프레임에 포함되어 있는 각 데이터들 중, 상기 프레임의 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 상기 평균화상레벨과의 차이값의 크기에 따라 차등적으로 부스팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 자발광 표시장치 구동 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 차등적으로 부스팅을 수행하는 과정은,
   상기 차이값 별로 부스팅값이 매칭되어 있는 룩업테이블을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자발광 표시장치 구동 방법.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 차등적으로 부스팅을 수행하는 과정은,
   상기 데이터들 각각을 상기 프레임의 평균화상레벨과 비교하는 단계;
   상기 비교 결과, 상기 평균화상레벨보다 작은 계조값을 갖는 데이터는 그대로 출력하는 단계;
   상기 비교 결과, 상기 평균화상레벨 이상의 계조값을 갖는 데이터에 대해, 상기 평균화상레벨과 얼마만큼의 차이값을 갖는지를 비교하는 단계;
   상기 데이터를 상기 차이값에 따라 룩업테이블을 이용하여 차등적으로 부스팅을 수행하는 단계; 및
   상기 부스팅 단계에서 부스팅된 부스팅 데이터와, 상기 부스팅 데이터에 해당되는 화소의 휘도를 제어할 수 있는 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 자발광 표시장치 구동 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 룩업테이블은 메모리부에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 자발광 표시장치 구동 방법.
    

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