KR20150000673A

KR20150000673A - 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치 및 방법, 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR20150000673A
Application number: KR20130073079A
Authority: KR
Inventors: 장준우; 김성진
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-05
Also published as: KR102020283B1

Abstract

본 발명은 사용자가 화질 저하를 인지할 수 없는 범위 내에서 소비 전력을 저감할 수 있는 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치 및 방법, 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치는 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터를 상기 표준 색역보다 좁은 범위의 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터로 변환하는 색좌표 축소부; 프레임 단위로 상기 R'G'B' 데이터를 분석하여 프레임 대표값을 산출하고, 산출된 프레임 대표값에 따라 상기 입력 영상의 피크 휘도를 설정하기 위한 게인값을 산출하는 휘도 설정부; 및 상기 게인값에 따라 상기 R'G'B' 데이터의 휘도를 보정하는 데이터 보정부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

디스플레이 장치의 휘도 제어 장치 및 방법, 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LUMINANCE OF DISPLAY DEVICE, DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}

본 발명은 소비 전력을 저감할 수 있는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근, 평판 표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 및 유기 발광 표시 장치 등과 같은 여러 가지의 평판 표시 장치가 실용화되고 있다. 이러한, 평판 표시 장치 중에서 유기 발광 표시 장치는 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.

일반적인 유기 발광 표시 장치는 각 화소에 데이터 전압을 인가하여 데이터 전압에 대응되는 데이터 전류에 따라 유기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하여 소정의 영상을 표시한다.

상기 유기 발광 소자는 자체 발광 방식이므로 영상에 따라 소비 전력이 일정하지 않게 된다. 이에 따라, 종래의 유기 발광 표시 장치는 소비 전력을 저감하기 위하여, 영상의 평균 영상 레벨(Average Picture Level; APL)에 따라 영상의 휘도를 변화시키는 피크 휘도 제어(Peak Luminance Control) 방식의 알고리즘을 적용하고 있다.

종래의 피크 휘도 제어 방식의 알고리즘은, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임 단위로 입력 영상의 평균 영상 레벨(APL)을 검출하여 1% 내지 100%의 범위로 정규화하고, 설정된 피크 휘도 제어 곡선(Peak Luminance Control Curve)을 기반으로 상기 정규화된 평균 영상 레벨(APL)에 따라 입력 영상에 대한 표시 영상의 피크 휘도를 조절한다.

그러나, 종래의 피크 휘도 제어 방식의 알고리즘은 평균 영상 레벨(APL)과 피크 휘도 제어 곡선에 의해 표시 영상의 피크 휘도가 조절되기 때문에 화질 저하가 발생되거나 소비 전력 저감 효과가 없다는 문제점이 있다.

일 예로서, 입력 영상이 높은 평균 영상 레벨(APL)을 가질 경우, 표시 영상의 휘도가 상대적으로 많이 감소하여 화질 저하 현상이 발생된다는 문제점이 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 입력 영상이 39%의 평균 영상 레벨(APL)을 가질 경우, 피크 휘도의 감소로 인해 표시 영상이 어두워지고, 이러한 휘도 변화는 사용자에게 인지될 수 있다.

다른 예로서, 피크 휘도 제어 곡선에 영향을 받지 않는 영상의 경우, 소비 전력의 저감 효과가 없다는 문제점이 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 입력 영상이 25%의 평균 영상 레벨(APL)을 가질 경우, 피크 휘도의 감소가 없기 때문에 소비 전력의 저감 효과가 없게 된다.

따라서, 사용자가 화질 저하를 인지할 수 없는 범위 내에서 소비 전력을 저감할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 사용자가 화질 저하를 인지할 수 없는 범위 내에서 소비 전력을 저감할 수 있도록 한 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치 및 방법, 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치는 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터를 상기 표준 색역보다 좁은 범위의 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터로 변환하는 색좌표 축소부; 프레임 단위로 상기 R'G'B' 데이터를 분석하여 프레임 대표값을 산출하고, 산출된 프레임 대표값에 따라 상기 입력 영상의 피크 휘도를 설정하기 위한 게인값을 산출하는 휘도 설정부; 및 상기 게인값에 따라 상기 R'G'B' 데이터의 휘도를 보정하는 데이터 보정부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 색좌표 축소부는 상기 타겟 색역에 따라 상기 RGB 데이터에 대응되는 상기 R'G'B' 데이터가 맵핑되어 있는 룩-업 테이블을 이용하여 상기 RGB 데이터를 상기 R'G'B' 데이터로 변환할 수 있다.

상기 표준 색역은 HDTV의 표준 색역이고, 상기 타겟 색역은 상기 표준 색역의 전체 면적의 80% 이상 100% 미만의 범위로 설정될 수 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 복수의 화소를 포함하는 디스플레이 패널; 외부로부터 입력되는 입력 영상의 색역 및 휘도를 보정하여 보정 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함하는 타이밍 제어부; 및 상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 상기 보정 데이터에 대응되는 영상을 상기 각 화소에 표시하는 패널 구동부를 포함하며, 상기 데이터 처리부는 상기 휘도 제어 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 화소 각각은 상기 보정 데이터에 대응되는 전류에 의해 발광하는 발광 소자를 포함하여 구성될 수 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법은 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터를 상기 표준 색역보다 좁은 범위의 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터로 변환하는 단계; 프레임 단위로 상기 R'G'B' 데이터를 분석하여 프레임 대표값을 산출하고, 산출된 프레임 대표값에 따라 상기 입력 영상의 피크 휘도를 설정하기 위한 게인값을 산출하는 단계; 및 상기 게인값에 따라 상기 R'G'B' 데이터의 휘도를 보정하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 RGB 데이터를 상기 R'G'B' 데이터로 변환하는 단계는 상기 타겟 색역에 따라 상기 RGB 데이터에 대응되는 상기 R'G'B' 데이터가 맵핑되어 있는 룩-업 테이블을 이용하여 상기 RGB 데이터를 상기 R'G'B' 데이터로 변환할 수 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법은 외부로부터 입력되는 입력 영상의 색역 및 휘도를 보정하여 보정 데이터를 생성하는 단계(A); 및 상기 보정 데이터에 대응되는 영상을 디스플레이 패널의 각 화소에 표시하는 단계(B)를 포함하며, 상기 단계(A)는 상기 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 표준 색역을 갖는 입력 영상의 색역을 사용자(또는 사람)가 인지할 수 없는 수준으로 설정된 타겟 색역으로 축소시킨 후 피크 휘도 제어 알고리즘을 수행함으로써 사용자가 화질 저하를 인지할 수 없는 범위 내에서 디스플레이 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다. 특히, 본 발명은 색역 축소를 통해 피크 휘도 제어 알고리즘에 영향을 받지 않는 입력 영상에 대해서도 화질 저하 없이 디스플레이 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.

도 1은 종래의 피크 휘도 제어 방식에 따른 피크 휘도 제어 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 피크 휘도 제어 방식에 따른 입력 영상과 표시 영상을 비교하여 나타내는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 색역 축소에 따른 사용자들의 색 인지 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 색역 축소 방법을 설명하기 위한 색좌표계이다.
도 6은 본 발명에 따른 색역 축소 방법의 시뮬레이션 결과를 나타내는 색좌표계이다.
도 7은 본 발명에 따른 색역 변환 룩-업 테이블의 구성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 표준 색역을 갖는 입력 영상의 색역을 사용자(또는 사람)가 인지할 수 없는 수준으로 변환 또는 축소시킴으로써 입력 영상을 화질 저하 없이 표시함과 동시에 디스플레이 장치의 소비 전력을 저감시키는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 발명은 후술되는 표준 색역에 대한 색역 축소에 따른 사용자들의 색 인지 특성에 기초하여 사용자가 인지할 수 없는 수준의 타겟 색역을 기반으로, 표준 색역을 갖는 입력 영상의 색역을 상기 타겟 색역으로 축소시킴으로써 입력 영상을 화질 저하 없이 표시함과 동시에 디스플레이 장치의 소비 전력을 저감시킨다. 여기서, 표준 색역은 NTSC의 색역 대비 72%로 규정되어 있는 HDTV의 표준 색역인 BT.709이다. 그리고, 상기 타겟 색역은 표준 색역(CG_BT.709)의 전체 면적의 80% 이상 100% 미만의 범위로 설정될 수 있는데, 이 경우, 상기 타겟 색역(CG_target)은 NTSC 표준 색역의 전체 면적의 57% 이상 72% 미만의 범위로 설정될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치 및 방법, 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 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 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치(1)는 색좌표 축소부(10), 휘도 설정부(20), 및 데이터 보정부(30)를 포함하여 구성된다.

상기 색좌표 축소부(10)는 외부로부터 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)를 입력받아, 입력된 RGB 데이터를 상기 표준 색역보다 좁은 범위의 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터(R'G'B')로 변환한다. 예를 들어, 상기 색좌표 축소부(10)는 상기 타겟 색역에 따라 상기 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)에 대응되는 상기 R'G'B' 데이터가 맵핑(Mapping)되어 있는 색역 변환 룩-업 테이블(Look-up Table; 미도시)을 이용하여 상기 RGB 데이터(RGB)를 상기 R'G'B' 데이터(R'G'B')로 변환한다. 즉, 상기 색좌표 축소부(10)는 상기 색역 변환 룩-업 테이블에서 입력되는 RGB 데이터(RGB)의 계조값에 대응되는 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 선택하여 출력하는 방식으로 상기 RGB 데이터(RGB)를 상기 R'G'B' 데이터(R'G'B')로 변환한다. 상기 색역 변환 룩-업 테이블에 맵핑되는 데이터에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 휘도 설정부(20)는 상기 색좌표 축소부(10)로부터 출력되는 상기 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 입력받아, 프레임 단위로 상기 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 분석하여 프레임 대표값(APL)을 산출하고, 산출된 프레임 대표값(APL)에 따라 입력 영상의 피크 휘도를 설정하기 위한 게인값(Vgain)을 산출한다. 예를 들어, 상기 휘도 설정부(20)는 대표값 산출부(22) 및 게인값 산출부(24)를 포함하여 구성된다.

상기 대표값 산출부(22)는 상기 색좌표 축소부(10)로부터 입력되는 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 프레임 단위로 분석하여 프레임 대표값(APL)을 산출한다. 즉, 상기 대표값 산출부(22)는 입력되는 현재 프레임의 R'G'B' 데이터(R'G'B')의 계조값에 기초하여 현재 프레임 영상의 평균 영상 레벨(Average Picture Level)을 산출하고, 산출된 평균 영상 레벨을 프레임 대표값(APL)으로 출력한다.

일 예에 따른 대표값 산출부(22)는 디스플레이 패널에 형성되어 있는 각 단위 화소의 R'G'B' 데이터(R'G'B')에 기초하여, 상기 각 단위 화소의 최대 계조값을 추출하고, 추출된 각 단위 화소의 최대 계조값을 평균화함과 아울러 0% 내지 100%의 범위를 정규화하여 상기 프레임 대표값(APL)을 산출할 수 있다.

다른 예에 다른 대표값 산출부(22)는, 하기의 수학식 1을 이용하여 0% 내지 100%의 범위로 정규화되는 프레임 대표값(APL)을 산출할 수 있다.

상기 수학식 1에서, V는 수직 라인, H는 수평 라인, max(R', G', B')는 단위 화소의 최대 계조값, 255는 8비트 입력 영상 데이터의 최대 계조값(2⁸), 및 2.2는 감마값을 의미한다.

또 다른 예에 따른 대표값 산출부(22)는 전술한 상기 각 단위 화소의 최대 계조값에 기초한 상기 프레임 대표값(APL)을 산출하는 방법 이외에 공지된 다양한 방법을 이용하여 상기 프레임 대표값(APL)을 산출할 수도 있다.

상기 게인값 산출부(24)는 상기 대표값 산출부(22)로부터 입력되는 상기 프레임 대표값(APL)에 대응되는 피크 게인값(Vgain)을 산출하여 데이터 보정부(30)에 제공한다. 여기서, 상기 게인값 산출부(24)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임 대표값(APL)에 따른 영상의 피크 휘도값에 대응되는 피크 게인값(Vgain)이 맵핑되어 있는 피크 게인 룩-업 테이블(미도시)에서 상기 프레임 대표값(APL)에 대응되는 피크 게인값(Vgain)을 출력하는 방식으로 상기 피크 게인값(Vgain)을 산출할 수 있다.

상기 데이터 보정부(30)는 상기 색좌표 축소부(10)로부터 입력되는 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 상기 휘도 설정부(20)로부터 입력되는 피크 게인값(Vgain)에 따라 보정하여 피크 휘도가 제어된 보정 데이터(MR, MG, MB)를 생성하고, 설정된 데이터 인터페이스 방식에 따라 보정 데이터(MR, MG, MB)를 디스플레이 장치(미도시)로 전송한다.

일 실시 예에 따른 데이터 보정부(30)는 각 단위 화소의 R'G'B' 데이터(R'G'B')의 계조값과 피크 게인값(Vgain)에 기초하여 각 단위 화소의 보정값을 산출하고, 산출된 각 단위 화소의 보정값에 따라 각 단위 화소에 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 보정하여 보정 데이터(MR, MG, MB)를 생성한다.

다른 실시 예에 따른 데이터 보정부(30)는 각 단위 화소의 R'G'B' 데이터(R'G'B') 각각에 상기 피크 게인값(Vgain)을 승산 연산(×)하여 보정 데이터(MR, MG, MB)를 생성한다.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치를 이용한 피크 휘도 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 인지할 수 없는 수준의 색역 범위를 가지도록 표준 색역 대비 일정 비율로 축소된 타겟 색역을 기반으로, 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)를 상기 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터(R'G'B')로 변환한다.

그런 다음, 상기 변환된 한 프레임의 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 분석하여 프레임 대표값(APL)을 산출하고, 산출된 프레임 대표값(APL)에 대응되는 피크 게인값(Vgain)을 산출한다.

그런 다음, 상기 피크 게인값(Vgain)에 기초하여 상기 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 보정하여 보정 데이터(MR, MG, MB)를 생성하고, 생성된 보정 데이터(MR, MG, MB)를 디스플레이 장치로 전송한다.

이상과 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치 및 방법은 표준 색역을 갖는 입력 영상의 색역을 상기 타겟 색역으로 변환한 이후에 피크 휘도 제어 알고리즘을 수행함으로써 화질 저하 없이 소비 전력을 저감할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 피크 휘도 제어 장치 및 방법이 자발광 디스플레이 장치에 적용될 경우, 상기 타겟 색역에 기초한 색좌표 변환을 통해 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)의 계조값을 감소시킴으로써 자발광 디스플레이 패널에 공급되는 데이터 신호의 전압(또는 전류)값을 색역 축소만큼 감소시킬 수 있고, 이를 통해 화질 저하 없이 디스플레이 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.

도 4는 색역 축소에 따른 사용자들의 색 인지 특성을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 색역 축소 방법을 설명하기 위한 색좌표계이며, 도 6은 본 발명에 따른 색역 축소 방법의 시뮬레이션 결과를 나타내는 색좌표계이다.

먼저, 도 4에서 알 수 있듯이, 디스플레이 장치에서 NTSC 표준 색역을 67%까지 축소하여도 50% 이상의 사용자들은 상기 표준 색역(CG_BT _.709) 대비 색 차이를 인지하지 못하는 것을 알 수 있다. 나아가, 디스플레이 장치에서 상기 NTSC 표준 색역을 57%까지 축소하여도 대부분의 사용자들은 상기 표준 색역(CG_BT _.709) 대비 색 차이를 인지하지만 허용 가능하다는 것을 알 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 색역 축소 방법은 도 4에 도시된 색역 축소에 따른 사용자들의 색 인지 특성을 기반으로, 도 5에 도시된 바와 같이, NTSC 표준 색역 대비 72%로 규정되어 있는 HDTV의 표준 색역을 표준 색역(CG_BT.709)으로 설정하고, 설정된 타겟 색역(CG_target)의 범위가 도출될 때까지, 아래의 수학식 2 내지 5를 통해 표준 색역(CG_BT.7 ₀₉)의 RGB 색좌표(P_R _, _BT _.709,P_G _, _BT _.709, P_B _, _BT _.709)와 백색 색좌표(P_white)간 거리(l_R, l_G, l_B)를 조절 인자(w)에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 표준 색역(CG_BT _.709)의 RGB 색좌표(P_R _, _BT _.709,P_G _, _BT _.709, P_B _, _BT _.709)를 축소시킴으로써 상기 설정된 타겟 색역(CG_target)의 RGB 색좌표(P_R,t, P_G,t, P_B,t)를 도출한다.

상기 설정된 타겟 색역(CG_target)은 상기 수학식 5의 조절 인자(w)에 따른 표준 색역(CG_BT.709)의 RGB 색좌표(P_R _, _BT _.709,P_G _, _BT _.709, P_B _, _BT _.709)와 백색 색좌표(P_white)간 거리(l_R, l_G, l_B)에 따라, 표준 색역(CG_BT.709)의 전체 면적의 80% 이상 100% 미만의 범위로 설정될 수 있는데, 이 경우, 상기 타겟 색역(CG_target)은 NTSC 표준 색역의 전체 면적의 57% 이상 72% 미만의 범위로 설정될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 색역 변환 룩-업 테이블의 구성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 7을 참조하여 본 발명에 따른 색역 변환 룩-업 테이블의 구성 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4 내지 도 6을 참조하여 전술한 본 발명에 따른 색역 축소 방법에 기초하여 타겟 색역(CG_target)의 RGB 색좌표(P_R,t, P_G,t, P_B,t)를 설정한다(S110).

그런 다음, 표준 색역을 갖는 테스트 입력 영상의 RGB 데이터를 디감마 보정(de-gamma correction)하여 선형 RGB 데이터(sRGB)로 변환한다(S120).

그런 다음, 상기 선형 RGB 데이터(sRGB)의 색공간을 XYZ 색공간 값으로 변환한다(S130). 여기서, 상기 XYZ 색공간 값은 3×3 행렬에 의해 변환된 1931 CIE XYZ 삼자극치 값(Tristimulus [0027] value)으로 이루어질 수 있다.

그런 다음, 설정된 타겟 색역(CG_target)의 RGB 색좌표(P_R,t, P_G,t, P_B,t)와 표준 색역(CG_BT _.709) 대비 상기 타겟 색역(CG_target)의 축소 비율 상수([α_Rα_G α_B])를 이용하여, 아래의 수학식 7의 연산 과정을 통해 색역 변환을 위한 색 공간 변환 매트릭스(M)를 도출한 다음, 상기 XYZ 색공간 값과 상기 색 공간 변환 매트릭스(M)를 승산 연산(×)함으로써 선형 R'G'B' 색공간 값(sR'G'B')을 산출한다(S140).

그런 다음, 상기 산출된 선형 R'G'B' 색공간 값(sR'G'B')을 비선형 감마 보정함으로써 상기 타겟 색역을 가지는 비선형 R'G'B' 데이터(R'G'B')를 산출한다(S150).

그런 다음, 상기 RGB 데이터를 입력 어드레스로 하여 상기 산출된 비선형 R'G'B' 데이터(R'G'B') 값을 맵핑하여 상기 어드레스의 레지스터에 저장함으로써 색역 변환 룩-업 테이블을 구성한다(S160).

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(110), 타이밍 제어부(120), 및 패널 구동부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 디스플레이 패널(110)은 복수의 데이터 라인과 복수의 주사 라인의 교차에 의해 정의되는 화소 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 복수의 화소는 패널 구동부(130)로부터 공급되는 데이터 신호(Vdata)에 대응되는 데이터 전류를 출력하기 위한 적어도 2개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 가지는 화소 회로(미도시), 및 상기 화소 회로로부터 공급되는 데이터 전류에 의해 발광하는 발광 소자(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 타이밍 제어부(120)는 데이터 처리부(122), 및 제어 신호 생성부(124)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 데이터 처리부(122)는 외부로부터 입력되는 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)의 색역을 상기 표준 색역보다 좁은 범위로 설정된 타겟 색역으로 변환하여 R'G'B' 데이터를 생성하는 색역 변환 알고리즘을 수행한 다음, 상기 R'G'B' 데이터를 프레임 단위로 분석하여 입력 영상의 피크 휘도를 보정하는 피크 휘도 제어 알고리즘을 수행해 보정 데이터(MR, MG, MB)를 생성한다. 또한, 상기 데이터 처리부(122)는 상기 보정 데이터(MR, MG, MB)를 상기 디스플레이 패널(110)의 화소 배치 구조에 대응되도록 정렬하여 패널 구동부(130)에 공급한다. 이러한, 상기 데이터 처리부(122)는, 상기 색역 변환 알고리즘과 피크 휘도 제어 알고리즘 각각의 순차적인 수행하기 위하여, 도 3 내지 도 7을 참조하여 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 피크 휘도 제어 장치(1)를 포함하여 구성된다. 이에 따라, 상기 데이터 처리부(122)에 포함되는 상기 피크 휘도 제어 장치(1)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

상기 제어 신호 생성부(124)는 상기 패널 구동부(130)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 주사 제어 신호(SCS)와 데이터 제어 신호(DCS) 각각을 생성한다. 즉, 상기 제어 신호 생성부(124)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 동기 신호(TSS)를 기초해 주사 제어 신호(SCS)와 데이터 제어 신호(DCS) 각각을 생성한다.

상기 패널 구동부(130)는 주사 구동부(132), 및 데이터 구동부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 주사 구동부(132)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 주사 제어 신호(SCS)에 따라 주사 신호(SS)를 생성하여 복수의 주사 라인(SL) 각각에 공급한다. 이러한, 주사 구동부(132)는 전술한 디스플레이 패널(110)의 박막 트랜지스터 형성 공정과 함께 형성되는 GIP(Gate In Panel) 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일측 또는/및 타측 비표시 영역에 형성되거나, 칩 형태로 형성되어 COG(Chip On Glass) 방식으로 상기 비표시 영역에 실장될 수 있다.

상기 데이터 구동부(134)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)와 각 화소의 보정 데이터(MR, MG, MB)를 입력받으며, 기준 감마 전압 생성부(미도시)로부터 복수의 기준 감마 전압을 입력받는다. 이에 따라, 상기 데이터 구동부(134)는 상기 복수의 기준 감마 전압을 이용하여 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 각 화소의 보정 데이터(MR, MG, MB)를 아날로그 형태의 데이터 신호(Vdata)로 변환하여 디스플레이 패널(110)의 수평 기간 단위로 각 화소의 데이터 라인에 공급한다.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부로부터 입력되는 표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)의 색역을 상기 표준 색역보다 좁은 범위로 설정된 타겟 색역으로 변환하여 R'G'B' 데이터를 생성하는 색역 변환 알고리즘을 수행한 다음, 상기 R'G'B' 데이터를 프레임 단위로 분석하여 입력 영상의 피크 휘도를 보정하는 피크 휘도 제어 알고리즘을 수행해 보정 데이터(MR, MG, MB)를 생성한다. 이러한, 상기 색역 변환 알고리즘과 피크 휘도 제어 알고리즘 각각은 도 3 내지 도 7을 참조하여 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 피크 휘도 제어 방법과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

그런 다음, 상기 보정 데이터(MR, MG, MB)를 디스플레이 패널(110)의 화소 배치 구조에 대응되도록 정렬한다.

그런 다음, 복수의 주사 라인 각각에 주사 신호(SS)를 순차적으로 공급하고, 이와 동기되도록 상기 정렬된 보정 데이터(MR, MG, MB)를 아날로그 형태의 데이터 신호(Vdata)로 변환하여 복수의 데이터 라인에 공급함으로써 상기 정렬된 보정 데이터(MR, MG, MB)에 대응되는 영상을 각 화소에 표시한다.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 표준 색역을 갖는 입력 영상의 색역을 상기 타겟 색역으로 축소시킨 후 피크 휘도 제어 알고리즘을 수행함으로써 표시 영상의 화질 저하 없이 소비 전력을 저감할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 상기 타겟 색역에 기초한 색좌표 변환을 통해 입력 영상의 RGB 데이터(RGB)의 계조값을 감소시킴으로써 발광 소자를 포함하는 각 화소에 공급되는 데이터 신호의 전압(또는 전류)값을 색역 축소만큼 감소시키고, 이를 통해 표시 영상의 화질 저하 없이 디스플레이 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에서, 상기 디스플레이 패널(110)은 발광 소자를 포함하는 것으로 가정하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 디스플레이 패널(110)은 유기 발광 디스플레이 패널 이외의 플라즈마 디스플레이 패널 등의 자발광 평판 디스플레이 패널일 수 있다.

도 9 및 도 10은 종래와 본 발명에 있어서, 영상별 소비 전력을 비교하여 나타내는 도면들이다.

도 9 및 도 10 각각에서 알 수 있듯이, 본 발명의 표시 영상별 소비 전력은 종래의 영상별 소비 전력에 비해 감소된 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 본 발명은 피크 휘도 제어 곡선에 영향을 받지 않는 영상의 경우에도 화질 저하 없이 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 본 발명의 영상 각각의 화질은 사용자가 인지할 수 없는 수준으로 축소된 색역을 가지기 때문에 종래의 영상과 비교하여 화질 저하 현상이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1: 피크 휘도 제어 장치 10: 색좌표 축소부
20: 휘도 설정부 22: 대표값 산출부
24; 게인값 산출부 30: 데이터 보정부
110: 디스플레이 패널 120: 타이밍 제어부
122: 데이터 처리부 130: 패널 구동부
132: 주사 구동부 134: 데이터 구동부

Claims

표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터를 상기 표준 색역보다 좁은 범위의 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터로 변환하는 색좌표 축소부;
프레임 단위로 상기 R'G'B' 데이터를 분석하여 프레임 대표값을 산출하고, 산출된 프레임 대표값에 따라 상기 입력 영상의 피크 휘도를 설정하기 위한 게인값을 산출하는 휘도 설정부; 및
상기 게인값에 따라 상기 R'G'B' 데이터의 휘도를 보정하는 데이터 보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 색좌표 축소부는 상기 타겟 색역에 따라 상기 RGB 데이터에 대응되는 상기 R'G'B' 데이터가 맵핑되어 있는 룩-업 테이블을 이용하여 상기 RGB 데이터를 상기 R'G'B' 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 표준 색역은 HDTV의 표준 색역이고,
상기 타겟 색역은 상기 표준 색역의 전체 면적의 80% 이상 100% 미만의 범위로 설정된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 휘도 제어 장치.
복수의 화소를 포함하는 디스플레이 패널;
외부로부터 입력되는 입력 영상의 색역 및 휘도를 보정하여 보정 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함하는 타이밍 제어부; 및
상기 타이밍 제어부의 제어에 따라 상기 보정 데이터에 대응되는 영상을 상기 각 화소에 표시하는 패널 구동부를 포함하며,
상기 데이터 처리부는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 휘도 제어 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 화소 각각은 상기 보정 데이터에 대응되는 전류에 의해 발광하는 발광 소자를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
표준 색역을 갖는 입력 영상의 RGB 데이터를 상기 표준 색역보다 좁은 범위의 타겟 색역을 갖는 R'G'B' 데이터로 변환하는 단계;
프레임 단위로 상기 R'G'B' 데이터를 분석하여 프레임 대표값을 산출하고, 산출된 프레임 대표값에 따라 상기 입력 영상의 피크 휘도를 설정하기 위한 게인값을 산출하는 단계; 및
상기 게인값에 따라 상기 R'G'B' 데이터의 휘도를 보정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 RGB 데이터를 상기 R'G'B' 데이터로 변환하는 단계는 상기 타겟 색역에 따라 상기 RGB 데이터에 대응되는 상기 R'G'B' 데이터가 맵핑되어 있는 룩-업 테이블을 이용하여 상기 RGB 데이터를 상기 R'G'B' 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 표준 색역은 HDTV의 표준 색역이고,
상기 타겟 색역은 상기 표준 색역의 전체 면적의 80% 이상 100% 미만의 범위로 설정된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법.
외부로부터 입력되는 입력 영상의 색역 및 휘도를 보정하여 보정 데이터를 생성하는 단계(A); 및
상기 보정 데이터에 대응되는 영상을 디스플레이 패널의 각 화소에 표시하는 단계(B)를 포함하며,
상기 단계(A)는 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.