KR20130061225A - 디스플레이 장치의 소비전력 저감을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 디스플레이 장치의 소비전력 저감을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
복수의 데이터 라인과 상기 데이터라인과 교차되는 복수의 게이트 라인과 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 접속된 복수의 TFT(Thin Film Transistor)와 RGBW픽셀 구조를 가지는 RGBW패널; 영상신호 입력 시 상기 영상신호의 RGB데이터를 색 공간 데이터로 변환하고, 상기 색공간 데이터로 변환된 순색 데이터 중 기준효율 미만인 순색 데이터에 대한 색포화도를 조정하는 색포화도 조정부;를 포함한다.

Description

디스플레이 장치의 소비전력 저감을 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for decressing power comsumption of display device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 디스플레이 장치의 소비전력 저감을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
OLED 표시 장치를 구성하는 다수의 화소 각각은 양극 및 음극 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED화소와 각 OLED화소를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다,
화소 회로는 주로 스위칭 트랜지스터 및 커패시터 구동 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호를 커패시터에 충전하고, 구동 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압의 크기에 따라 OLED화소로 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 OLED화소의 계조를 조절한다.
OLED 표시장치를 구동하는 구동회로 중 데이터 드라이버는 외부의 감마 전압 생성부로부터 공급되는 다수의 기준 감마 전압을 계조별 감마 전압으로 세분화하고, 세분화된 계조별 감마 전압을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환한다.
특히 WOLED(White OLED)를 포함하는 표시장치에서는 소비전력을 저감하기 위하여 전체 장치에 인가되는 전류를 낮추면 이에 비례하여 소비전력을 저감하게 된다. 하지만 인가 전류를 낮추는 방법으로 소비전력을 저감하는 경우 화질의 저하가 발생하게된다.
따라서, 컬러 필터를 사용하는 WOLED에서 효율이 낮은 컬러에 대한 화질은 급격하게 저하되어 영상의 변형 또는 실감도의 저하 현상이 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 화질의 저하를 최소화하고 소비전력을 저감하기 위한 디스플레이 장치 및 화질 제어 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 RGBW셀을 이용하여 디스플레이 장치에서 화질을 효과적으로 조절함으로써 감성화질을 저하시키지 않는 디스플레이 장치 및 화질 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 데이터 라인과 상기 데이터라인과 교차되는 복수의 게이트 라인과 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 접속된 복수의 TFT(Thin Film Transistor)와 RGBW픽셀 구조를 가지는 RGBW패널; 영상신호 입력 시 상기 영상신호의 RGB데이터를 색 공간 데이터로 변환하고, 상기 색공간 데이터로 변환된 순색 데이터 중 기준효율 미만인 순색 데이터에 대한 색포화도를 조정하는 색포화도 조정부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 화질 제어 방법은 입력되는 영상신호의 RGB데이터를 색공간 데이터(YUV)로 변환하는 단계; 상기 색 공간 데이터에서 순색 데이터에 대해 기 설정된 기준 효율값 이하인 순색 데이터를 추출하는 단계; 상기 추출된 순색 데이터에 대한 색 포화도를 조정하는 단계;를 포함한다.
상기와 같이 본 발명은 RGBW 4픽셀 구조에서 화질을 제어함으로써 화질의 저하를 최소화하고 소비전력을 절감할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치에서 화소 어레이의 일부를 나타내는 등가회로이다.
도 3은 도 1에 도시된 디스플레이 장치에서 색포화도 조정부에 대한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 화질 제어에 따라표현되는 색 영역을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 화질 제어 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 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 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시된 디스플레이 장치에서 화소 어레이의 일부를 나타내는 등가회로이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 RGBW패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 전원 공급부(140) 및 색포화도 조정부(150)를 포함한다.
RGBW패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. RGBW패널(110)은 데이터 라인들(D1 내지 Dn), 게이트 라인(G1 내지 Gn), TFT들 및 스토리 커패시터 등을 포함한 화소 어레이가 형성된다. 액정 셀들은 RFR에 접속되어 화소 전극들과 공통 전극 사이의 전계에 의해 구동된다.
RGBW패널(110)에서 픽셀 각각은 R서브픽셀, B서브 픽셀, G서브픽셀 및 W서브픽셀을 포함한다. 상부 유리기판에는 R서브픽셀 영역에 R컬러 필터, G서브픽셀에 G컬러필터 그리고 B서브픽셀에 B컬러필터가 형성된다. 그리고 상부 유리기판에서 W서브픽셀에는 컬러 필터가 형성되지 않는다.
기수데이터 라인들(D1, D3, ..., Dn-1)에는 R데이터 전압과 W데이터 전압이 공급되고 우수 데이터라인들(D2,D4, ...Dn)에는 G데이터 전압과 B데이터 전압이 공급된다. 기수 라인들의 액정 셀 들은 기수 게이트 라인들에 공급되는 게이트 펄스에 따라 턴온되는 TFT들을 통해 R데이터 전압과 G데이터 전압을 충전한다. 우수 라인들의 액정 셀 들은 우수 게이트 라인들에 공급되는 게이트 펄스에 따라 턴온되는 TFT들을 통해 W데이터 전압과 B데이터 전압을 충전한다.
RGBW패널(110)은 복수의 서브 화소(P)들이 상기 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하게 되는데, 각 서브 화소(P)는 발광 셀과 그 발광 셀을 독립적으로 구동하는 셀 구동부(DRV)를 구비한다. 이때 상기 서브 화소(P)에는 R, G, B 및 W 서브 화소를 포함한다.
구체적으로, 도 2를 참조하면 하나의 서브 화소(P)는 어느 한 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)에 접속된 셀 구동부(DRV), 셀 구동부(DRV)와 제 2 전원신호(GND)의 사이에 접속되어 등가적으로는 다이오드로 표현되는 발광 셀(OEL)을 구비한다.
셀 구동부(DRV)는 어느 한 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 제 1 스위칭 소자(T1), 제 1 스위칭 소자(T1)와 전원 라인(PL) 및 발광 셀(OEL) 사이에 접속된 제 2 스위칭 소자(T2), 전원 라인(PL)과 제 1 스위칭 소자(T1) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(C)를 구비한다.
제 1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 드레인 전극은 제 2 스위칭 소자(T2)의 게이트 전극에 접속된다. 이러한, 제 1 스위칭 소자(T1)는 게이트 라인(GL)에 게이트 온 신호가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 커패시터(C) 및 제 2 스위칭 소자(T2)의 게이트 전극으로 공급한다.
제 2 스위칭 소자(T2)의 소스 전극은 전원 라인(PL)과 접속되고 드레인 전극은 발광 셀(OEL)에 접속된다. 이러한, 제 2 스위칭 소자(T2)는 제 1 스위칭 소자로부터의 데이터 신호에 응답하여 전원 라인(PL)으로부터 발광 셀(OEL)로 공급되는 전류(I)을 제어함으로써 발광 셀(OLE)의 발광량을 조절하게 된다.
하지만 본 발명의 픽셀 구조는 도 1과 같은 구조에 한정되지 않고 RGBW서브 픽셀들을 포함하는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
색포화도 조정부(150)는 입력되는 영상신호에 대하여 RGB데이터를 색 공간 (YUV)데이터로 변환한다. 상기 변환된 색 공간 데이터로부터 순색 데이터를 추출하고, 상기 추출된 순색데이터에 대한 색 포화도를 조정하게 된다.
타이밍 컨트롤러(160)는 상기 색 포화도 조정부(150)에서 조정된 색 데이터를 포함한 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동회로(120)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(160)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 도트 클럭(CLK)등의 타이밍 신호를 이용하여 데이터 구동회로(120)와 게이트 구동회로(130)의 동작 타이밍을 제어한다.
데이터 구동부(120)는 쉬프트 레지스터, 래치, 디지털-아날로그 변환기, 출력 버퍼 등을 포함한다. 데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(160)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGBW)를 래치한다. 데이터 구동부(!20)는 디지털 비디오 데이터(RGBW)를 극성제어신호에 따라 아날로그 정극성/부극성 감마 보상 전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압을 발생하고 그 데이터 전압을 데이터 라인에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, AND게이트, 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 게이트 타이밍 제어신호에 응답하여 게이트 펄스를 게이트 라인들에 순차적으로 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치에서 색 포화도 조정부의 상세 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 색 포화도 조정부(150)는 색 데이터 변환부(151), 3D RGB데이터 조합부(152), 색 보정부(153) 및 메모리부(154)를 포함한다.
색 데이터 변환부(151)는 입력되는 영상신호에 대한 RGB데이터를 색 공간 데이터(YUV)데이터로 변환한다.
상기 색 데이터 변환부(151)의 색 데이터 변환을 위하여 영상 데이터를 일시 저장하는 프레임 버퍼를 더 포함할 수 있다.
색 보정부(153)는 상기 색 데이터 변환부(151)에서 변환된 색 공간 데이터 중 휘도 데이터를 제외한 순색 데이터에 대하여 색 포화도를 조정한다.
색 보정부(153)는 순색 데이터에 대한 색 포화도 조정 시 메모리부(154)에 기 저장된 순색 데이터의 레벨에 따른 효율값을 독출하여 색 포화도를 조정한다. 상기 조정되는 색 포화도는 전압 공급부에서 출력되는 전압값을 조정하게 된다. 상기 전압값은 상기 색 포화도 조정값에 따라 비례하여 조정된다.
메모리부(154)는 순색 데이터의 레벨에 대한 효율값을 저장한다. 상기 효율값은 입력되는 전압량에 따라 순색 데이터가 발광되는 정도에 따른 값을 나타낸다. 상기 색 보정부(153)에서 조정되는 색 포화도에 대한 적색, 청색 , 녹색 및 백색에 대한 조정값을 각각 저장할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예가 적용되는 컬러 필터를 사용하는 RGBW패널(110)을 포함하는 디스플레이 장치에서는 적색과 청색의 효율이 백색과 녹색의 셀에 대비하여 낮기 때문에 도 4에 도시된 바와 같이 조정 포인트를 조정하여 색 포화도를 제어하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 화질 제어에 따라표현되는 색 영역을 나타낸 도면이다.
RGBW4 픽섹 구종의 디스플레이장치에서 색은 기존의 RGB 삼원색으로 표시하였던 색을 3개의 영역으로 분할하여 GBW, GRW 및 BRW의 3가지 새 영역으로 구성된다.
W픽셀에 의해 표현되는 화이트 색 좌표를 목표 좌표로 이동시키기 위하여 RGB 색 공간의 상대 위치에 따라 도 4에서와 같이 R, G, B 및 W픽셀의 온/오프 에 따라 순색에 대한 포화도를 조정하게 된다.
디스플레이 장치는 상기 메모리부(154)로부터 독출된 색 포화도 조정값에 따라 공급 전압값을 조정하여 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
3D RGB 데이터 조합부(152)는 색 데이터 변환부(151)에서 입력된 휘도 성분데이터와 색 보정부(153)에서 색 포화도가 조정된 순색 데이터를 조합하여 영상 데이터를 재 조합한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 화질 제어 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 색 포화도 조정부(150)에서 조정되는 색 포화도 조정시 순색 데이터의 레벨이 변경되는 경우를 나타낸다. 도 5에서는 색 포화도 조정시 녹색의 경우 G, G1, G2의 경로로 이동하여 중간 색의 경우 각 사각형의 점이 안쪽으로 움직이록 조정한다.
이때 움직이는 경로는 인간이 같은색으로 느끼는 동일 색 커브(curve)상에서 이동되도록 한다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 RGBW 4픽셀을 포함하는 디스플레이 장치에서 색 공간데이터에 대하여 각각의 순색 데이터에 대하여 기준 효율값이 기준 미만인 색에 대하여 색 포화도를 조정함으로써, 화질저하를 최소화하면서 디스플레이 장치의 소비전력을 저감할 수 있도록 한다.

Claims (10)

  1. 복수의 데이터 라인과 상기 데이터라인과 교차되는 복수의 게이트 라인과 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 접속된 복수의 TFT(Thin Film Transistor)와 RGBW픽셀 구조를 가지는 RGBW패널;
    영상신호 입력 시 상기 영상신호의 RGB데이터를 색 공간 데이터로 변환하고, 상기 색공간 데이터로 변환된 순색 데이터 중 기준효율 미만인 순색 데이터에 대한 색포화도를 조정하는 색포화도 조정부;를 포함하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색포화도 조정부는
    상기 영상신호의 RGB데이터를 색 공간 데이터(YUV)로 변환하는 색 데이터 변환부;
    상기 색 데이터 변환부에서 변환된 색 공간 데이터로부터 순색데이터에 대한 색포화도를 조정하는 색 보정부;
    상기 색 보정부에서 조정되는 색 포화도에 대한 조정값과 상기 순색 데이터의 기준효율값을 저장하는 메모리부;를 포함하는
    디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리부는
    상기 색 보정부에서 조정되는 색 포화도에 대한 조정값에 대하여 적색, 청색, 녹색 및 백색에 대한 조정값을 각각 저장하는
    디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 메모리부는
    상기 색 보정부에서 조정되는 순색 데이터에 대한 색 포화도에 대하여 변환된 색 공간 데이터에 대응되는 색 포화도 조정값을 룩업 테이블로 저장하는
    디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 색 포화도 조정값에 따라 공급 전압값이 조정되는 전원 공급부를 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 색 포화도 조정부는
    상기 색 공간 데이터로 변환된 순색 데이터에서 청색과 적색에 대한 색 포화도를 조정하는
    디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입력되는 영상데이터를 일시 저장하는 프레임 버퍼를 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  8. 입력되는 영상신호의 RGB데이터를 색공간 데이터(YUV)로 변환하는 단계;
    상기 색 공간 데이터에서 순색 데이터에 대해 기 설정된 기준 효율값 이하인 순색 데이터를 추출하는 단계;
    상기 추출된 순색 데이터에 대한 색 포화도를 조정하는 단계;를 포함하는
    디스플레이 장치에서 소비전력 저감 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보정되는 색 포화도는 상기 변환된 색 공간 데이터의 순색 데이터에 대하여 적색, 청색값을 각각 조정하는
    디스플레이 장치에서 소비전력 저감 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 조정되는 색 포화도 조정값에 따라 전압값이 비례하여 조정되는
    디스플레이 장치에서 소비전력 저감 방법.
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