KR20150070559A - 표시장치와 그 휘도 제어 방법 - Google Patents

표시장치와 그 휘도 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시장치와 그 휘도 제어 방법에 관한 것으로, PLC(Peak Luminance Control) 커브를 균등 분할하여 다수의 PLC 포인트들을 설정하고, 상기 PLC 커브가 낮아질 때 APL이 가장 높은 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하는 휘도 제어부를 포함한다.

Description

표시장치와 그 휘도 제어 방법{DISPLAY DEVICE AND LUMINANCE CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 표시장치와 그 휘도 제어 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display, 이하 "OLED 표시장치"라 함), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등이 있다. 액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 공정 기술과 구동 기술의 발달에 힘입어 가격이 낮아지고 성능이 높아져 소형 모바일 기기부터 대형 텔레비젼까지 거의 모든 표시장치에 적용되어 가장 널리 이용되고 있다.
OLED 표시장치는 자발광소자이기 때문에 백라이트가 필요한 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮고, 더 얇게 제작될 수 있다. 또한, OLED 표시장치는 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 장점이 있다. OLED 표시장치는 액정표시장치와 경쟁하면서 시장을 확대하고 있다.
OLED 표시장치의 픽셀들은 자발광 소자인 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함한다. OLED에는 도 1과 같이 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등의 유기 화합물층이 적층된다. OLED 표시장치는 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흐르게 하여 픽셀의 OLED 내에서 전자와 정공이 유기물층에서 결합할 때 발광하는 현상을 이용하여 입력 영상을 재현한다.
OLED 표시장치는 발광재료의 종류, 발광방식, 발광구조, 구동방식 등에 따라 다양하게 나뉘어질 수 있다. OLED 표시장치는 발광방식에 따라 형광발광, 인광발광으로 나뉠 있고, 발광구조에 따라 전면 발광(Top Emission) 구조와 배면 발광(Bottom Emission) 구조로 나뉘어질 수 있다. 또한, OLED 표시장치는 구동방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED)와 AMOLED(Active Matrix OLED)로 나뉘어질 수 있다.
표시장치의 소비 전력을 효과적으로 줄이기 위해서는, 전력 소비에 큰 영향을 끼치는 화면의 휘도를 낮추는 것이 필요하다. 그러나 단순히 휘도를 낮추면 소비 전력을 낮출 수 있으나 화질이 열화될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 표시 영상의 휘도를 낮추면 평균 화상 레벨(Average Picture level, 이라 "APL"이라 함)이 높은 밝은 영상에서 휘도가 과도하게 낮아질 수 있다. 평균 화상 레벨(APL)은 1 프레임 영상 데이터에서 가장 밝은 색의 휘도 평균으로 정의되고, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서, R은 적색 데이터, G는 녹색 데이터, B는 청색 데이터를 의미한다. Max(R, G, B)는 R, G, B 중 최대값이고, SUM{Max(R, G, B)}는 R, G, B 중 최대값의 합이다.
밝은 픽셀 데이터의 개수가 많은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 높다. 반면에, 밝은 픽셀 데이터의 개수가 적은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 낮다. 픽셀 데이터가 8 bit 일 때, 피크 화이트 계조(Peak white gray level)는 계조값 255 이다.
도 2에서, 화면 전체의 픽셀들 중에서 대략 25%의 픽셀들이 피크 화이트 계조를 표시하고 나머지 픽셀들이 블랙 계조 0(zero)를 표시하면, APL은 25%이다. 이에 비하여, 화면 전체의 픽셀들이 피크 화이트 계조 255를 표시할 때 APL은 100%이다. 이하에서, APL = 25% 일 때의 휘도를 피크 휘도(peak luminance)라 하고, APL = 100 %의 휘도를 풀 화이트 휘도(full white luminance)라 한다.
피크 휘도는 풀 화이트 휘도에 비하여 화면의 부하가 낮기 때문에 더 높다. OLED 표시장치의 경우에, 풀 화이트 휘도에서 픽셀들의 OLED에 더 많은 전류가 흘러 풀 화이트 휘도 보다 더 밝게 발광한다. 피크 휘도 제어(Peak Luminance Control : PLC) 방법(이하, "PLC 제어 방법"이라 함)은 도 3에 도시된 PLC 커브를 바탕으로 APL이 높아질수록 휘도를 낮추어 소비 전력을 낮춘다. PLC 커브는 픽셀의 최대 휘도를 정의한다. 표시패널의 픽셀들은 PLC 커브에 의해 제한된 최대 휘도 이하로 발광한다. PLC 커브는 도 3과 낮은 APL에서 픽셀들의 최대 휘도를 피크휘도 수준으로 높이는 반면, APL이 높아질수록 픽셀들의 최대 휘도를 낮추도록 APL에 따른 휘도값들을 정의한다.
도 3과 같이 PLC 커브는 수학식 2와 같다. PLC 커브를 8 개의 PLC 포인트들로 균등 분할할 수 있다. 사용자가 유저 인터페이스(User Interface, UI)를 통해 휘도를 조절하면 수학식 2에서 k가 사용자의 휘도 조절양에 비례하여 조절되어 모든 APL에서 PLC 포인트들의 휘도가 일정한 비율로 조절된다.
Figure pat00002
여기서, i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
k는 휘도 조정 변수로서 k = 1.00 ~ 0 이다.
P0는 피크 휘도이고, Pi는 피크 휘도 보다 낮은 제i PLC 포인트의 휘도이다.
종래의 PLC 제어 방법은 사용자가 표시장치의 휘도를 낮출 때 풀 화이트 휘도와 명암비(Contrast ratio)가 과도하게 낮아지는 문제가 있다. 도 4는 OLED 표시장치의 휘도가 90%(k=0.9), 80%(k=0.8), 65%(k=0.65), 30%(k=0.3), 20%(k=0.2)로 낮아질 때 PLC 커브의 휘도값 변화를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 표 안의 숫자는 휘도를 결정하는 디지털 값이다. 디지털 값이 높을수록 픽셀들의 휘도가 높아진다. 디지털 값은 I2C 통신을 통해 표시장치의 타이밍 콘트롤러로 전송될 수 있다. 이하에서 디지털 값을 휘도 값으로 설명하기로 한다.
PLC 포인트들의 초기 휘도 값은 P0=255, P1=255, P2=205, P3=185, P4=165, P5=145, P6=120, P7=100로 설정될 수 있다.
사용자가 OLED 표시장치의 휘도를 90%(k=0.90)로 낮추면, 수학식 2에 의해 PLC 포인트들의 휘도 값은 P0=218, P1=192, P2=175, P3=158, P4=141, P5=124, P6=103, P7=86로 낮아진다. 이 경우에 OLED 표시장치의 휘도가 모든 APL에서 초기값에 비하여 90%로 낮아진다.
사용자가 OLED 표시장치의 휘도를 80%(k=0.80)로 낮추면, 수학식 2에 의해 PLC 포인트들의 휘도 값은 P0=184, P1=162, P2=148, P3=133, P4=119, P5=104, P6=86, P7=72로 낮아진다. 이 경우에 OLED 표시장치의 휘도가 모든 APL에서 초기 휘도 값에 비하여 80%로 낮아진다.
종래의 PLC 제어 방법에 의하면 사용자에 의해 표시장치의 휘도가 낮아질 때 모든 APL에서 일정 비율로 휘도가 낮아지기 때문에 도 4의 아래 그래프에서 점선 원으로 표시된 바와 같이 풀 화이트 휘도가 과도하게 낮아진다. 풀 화이트 휘도는 화면에서 대부분의 픽셀들이 점등하기 때문에 휘도 저하가 두드러지게 보이게 되고 명암비를 현저히 떨어뜨린다. 따라서, PLC 제어 방법에서 풀 화이트 휘도의 과도한 저하가 초래되는 문제를 방지할 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명은 PLC 제어 방법에서 풀 화이트 휘도와 명암비를 개선할 수 있도록 한 표시장치와 그 휘도 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 표시장치는 PLC 커브를 균등 분할하여 다수의 PLC 포인트들을 설정하고, 상기 PLC 커브가 낮아질 때 상기 APL이 가장 높은 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하는 휘도 제어부를 포함한다.
상기 휘도 제어부는 상기 PLC 포인트들의 휘도를 아래의 수식과 같이 제어한다.
Figure pat00003
여기서, i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
k = 1.00 ~ 0
P0는 피크 휘도의 초기 휘도이고, P'0는 상기 피크 휘도의 조정된 휘도이다. Pi는 상기 피크 휘도 보다 낮은 제i PLC 포인트의 초기 휘도이고, P'i은 상기 제i PLC 포인트에서 조정된 휘도이다.
상기 표시장치의 휘도 제어 방법은 APL에 따라 픽셀들의 최대 휘도를 정의한 PLC 커브를 설정하는 단계; 상기 PLC 커브를 균등 분할하여 다수의 PLC 포인트들을 설정하는 단계; 및 상기 PLC 커브가 낮아질 때 상기 APL이 가장 높은 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하는 단계를 포함한다.
본 발명은 사용자에 의해 표시장치의 휘도가 낮아질 때 표시장치에서 풀 화이트의 휘도를 초기 휘도로 제한한다. 그 결과, 본 발명은 표시장치에서 풀 화이트 휘도에서 휘도와 명암비를 개선할 수 있다.
도 1은 OLED 구조와 그 발광 원리를 보여 주는 도면이다.
도 2는 피크 휘도와 풀 화이트 휘도에서 발광되는 픽셀들을 보여 주는 도면들이다.
도 3은 PLC 제어 방법에서 PLC 커브를 보여 주는 그래프이다.
도 4는 PLC 제어 방법에서 풀 화이트 휘도가 저하되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 방법을 보여 주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 픽셀의 등가 회로도이다.
도 8은 도 6에 도시된 휘도 제어부를 상세히 보여 주는 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 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.
본 발명의 표시장치는 이하의 실시예에서 OLED 표시장치를 중심으로 설명되지만 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 PDP에도 적용될 수 있다.
본 발명의 휘도 제어 방법은 PLC 커브를 8 개로 균등 분할할 때 얻어진 8 개의 PLC 포인트들의 휘도(P0, P1...P6, P7)를 수학식 3과 같이 조절한다. PLC 커브의 분할 수와 PLC 포인트들의 개수는 8로 한정되지 않는다. 예컨대, PLC 커브는 N(N은 2 이상의 양의 정수) 개의 PLC 포인트들에서 분할되어 N 개의 구간들로 분할될 수 있다. 사용자가 유저 인터페이스(UI)를 통해 표시장치의 휘도를 조절하면 수학식 3에서 k가 사용자의 휘도 조절양에 따라 조절되고, 그 결과 PLC 포인트들의 휘도가 조절된다.
Figure pat00004
여기서, i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
k = 1.00 ~ 0
P0는 피크 휘도의 초기 휘도 값이고, P'0는 피크 휘도의 조정된 휘도 값이다. P'0는 사용자가 표시장치의 휘도를 낮출 때 낮게 조정된다. Pi는 피크 휘도 값 보다 낮은 제i PLC 포인트의 초기 휘도 값이다. P'i은 제i PLC 포인트에서 조정된 휘도 값이다.
본 발명의 휘도 제어 방법은 유저 인터페이스(UI)를 통해 사용자가 표시장치의 휘도를 낮출 때 전체 APL에서 피크 휘도부터 풀 화이트 휘도까지 일정한 비율로 휘도를 조정하는 것이 아니라, 피크 휘도부터 임계 PLC 포인트까지의 APL 구간의 휘도를 피크 휘도 수준의 휘도(P0×k)로 유지하고 임계 PLC 포인트 보다 큰 APL 구간에서 휘도를 점진적으로 낮추어 풀 화이트 휘도의 과도한 저하를 방지한다. 피크 휘도부터 임계 PLC 포인트까지의 APL 구간에는 도 5와 같이 2 개의 이상의 PLC 포인트들을 포함할 수 있다. 임계 PLC 포인트는 Pi < P'0 를 충족하는 APL 구간에서 APL이 가장 낮은 PLC 포인트이다. 수학식 3과 같이 Pi가 P'0 이상이면 P'i은 P'0를 유지하는 반면, Pi가 P'O 보다 작으면 P'i은 Pi로 제한된다.
도 5는 OLED 표시장치의 휘도가 사용자에 의해 90%(k=0.9), 80%(k=0.8), 65%(k=0.65), 30%(k=0.3), 20%(k=0.2)로 낮아질 때 본 발명의 휘도 제어 방법을 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, PLC 포인트들의 초기 휘도 값은 P0=255, P1=255, P2=205, P3=185, P4=165, P5=145, P6=120, P7=100로 설정될 수 있다.
사용자가 OLED 표시장치의 휘도를 90%(k=0.90)로 낮추면, 수학식 3에 의해 PLC 포인트들의 휘도 값은 P'0=P0×0.9=218, P'1=P'0=218, P'2=P2=205, P'3=P3=185, P'4=P4=165, P'5=P5=145, P'6=P6=120, P'7=P7=86로 낮아진다. P'1은 Pi > P'0이므로 P'1 = P'0 = 218 이고, P'2 ~ P'7은 Pi < P'0이므로 P2 ~ P7로 순차적으로 낮아진다.
사용자가 OLED 표시장치의 휘도를 80%(k=0.80)로 낮추면, 수학식 3에 의해 PLC 포인트들의 휘도 값은 P'0=P0×0.8=184, P'1=P'0=184, P'2=P'0=184, P'3=P'0=184, P'4=P4=165, P'5=P5=145, P'6=P6=120, P'7=P7=100로 낮아진다. P'1 ~ P'3은 Pi > P'0이므로 P'1 = P'0 = 184 이고, P'4 ~ P'7은 Pi < P'0이므로 P2 ~ P7로 순차적으로 낮아진다.
따라서, 본 발명의 휘도 제어 방법은 사용자에 의해 표시장치의 휘도가 낮아질 때 APL이 가장 높은 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하여 풀 화이트 휘도의 과도한 저하를 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 표시장치는 풀 화이트 휘도 저하를 제한하여 풀 화이트 휘도에서 휘도와 명암비를 개선할 수 있다.
본 발명의 OLED 표시장치는 PLC 커브를 바탕으로 APL에 따라 픽셀들의 휘도를 낮춘다. PLC 커브의 휘도는 사용자에 의해 OLED 표시장치의 휘도가 낮아질 때 도 5와 같이 낮아진다. 본 발명의 OLED 표시장치는 사용자가 휘도를 낮추기를 원할 때 수학식 3과 도 5와 같이 낮아 지는 PLC 커브를 바탕으로 픽셀들의 최대 휘도를 제어한다.
본 발명은 휘도 제어 방법은 PLC 커브의 휘도에 비례하여 고전위 픽셀 전원 전압(VDD)을 조절하거나, PLC 커브의 휘도에 비례하여 감마보상전압을 조절하거나 혹은, PLC 커브의 휘도에 비례하여 입력 영상의 데이터 계조를 조절하는 방법이 가능하다. 또한, 본 발명은 휘도 제어 방법은 위 3 방법들 중 2 방법 이상을 함께 적용하여 픽셀들의 휘도를 조절할 수도 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(10), 표시패널 구동부, 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(16), 휘도 제어부(100), 전원부(18) 등을 포함한다.
표시패널(10)의 픽셀 어레이에는 다수의 데이터 라인들(13)과 다수의 스캔 라인들(또는 게이트 라인들)(15)이 교차된다. 표시패널(10)의 픽셀 어레이는 매트릭스 형태로 배치되어 입력 영상을 표시하는 픽셀들(P)을 포함한다. 픽셀들(P) 각각은 도 7과 같이 OLED, 스위치 소자(T1), 구동 소자(T2), 스토리지 커패시터(Cst) 등을 포함한다. 스위치 소자(T1)와 구동 소자(T2)는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현될 수 있다. OLED는 도 1과 같이 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등이 적층된 유기 화합물층들로 구성될 수 있다. 스위치 소자(T1)는 스캔 라인(15)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인(14)을 통해 입력되는 데이터 전압을 구동 소자(T2)의 게이트에 인가한다. 스위치 소자(T1)의 게이트는 스캔 라인(15)에 연결된다. 스위치 소자(T1)의 드레인은 데이터 라인(14)에 연결되고, 스위치 소자(T1)의 소스는 구동 소자(T2)의 게이트에 연결된다. 구동 소자(T2)는 게이트 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조절한다. 구동 소자(T1)의 드레인에는 픽셀 구동을 위한 고전위 픽셀 전원 전압(VDD)이 인가된다. 구동 소자(T2)의 소스는 OLED의 애노드에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 소자(DRTFT)의 게이트-소스 간에 연결된다. OLED의 애노드는 구동 소자(DRTFT)의 소스에 연결되고, OLED의 캐소드는 저전위 전원 전압(VSS)에 연결된다. 픽셀들(P) 각각에는 도시하지 않은 내부 보상회로나 구동소자의 특성 변화를 센싱하기 위한 센싱 회로가 추가될 수 있다. 내부 보상회로는 구동 소자(T2)의 문턱전압과 이동도 변화를 보상하는 회로이다.
표시패널 구동부는 데이터 구동부(12)와 스캔 구동부(13)를 포함한다. 표시패널 구동부는 타이밍 콘트롤러(16)로부터의 입력된 픽셀 데이터를 표시패널(10)에 기입하여 표시패널(10)에 입력 영상을 재현한다.
데이터 구동부(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력된 입력 영상의 픽셀 데이터를 아날로그 감마보상전압(Vgamma)으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고 그 데이터 전압을 데이터 라인들(13)로 출력한다. 데이터 구동부(12)에 입력되는 픽셀 데이터는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터이다.
스캔 구동부(14)는 타이밍 콘트롤러(16)의 제어 하에 데이터 구동부(12)의 출력 전압에 동기되는 스캔 펄스(또는 게이트 펄스)를 스캔 라인들(15)에 공급한다. 스캔 구동부(14)는 스캔 펄스를 순차적으로 시프트시켜 데이터가 기입되는 픽셀들을 라인 단위로 순차적으로 선택한다.
휘도 제어부(100)는 입력 영상의 매 프레임 마다 APL을 계산한다. 휘도 제어부(100)는 유저 인터페이스(UI)(110)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 따라 PLC 커브를 조정하기 위하여 도 5와 같이 PLC 포인트들의 휘도 값을 조정한다. 휘도 제어부는 사용자 데이터에 따라 가변되는 PLC 포인트들을 포함한 PLC 커브 데이터를 타이밍 콘트롤러(16)에 전송한다. PLC 커브 데이터는 I2C 통신을 통해 8 bit data로 타이밍 콘트롤러(16)에 전송될 수 있다. 휘도 제어부(100)로부터 출력되는 PLC 커브 데이터는 매 프레임 기간마다 버티컬 블랭크 기간(Vertical blank period)에 타이밍 콘트롤러(16)에 전송될 수 있다. 버티컬 블랭크 기간은 제N(N은 양의 정수) 프레임 기간과 제N+1 프레임 기간 사이에서 데이터가 없는 기간이다. 휘도 제어부(100)는 타이밍 콘트롤러(16) 또는 호스트 시스템(host system)(200)에 내장될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(16)는 입력 영상의 픽셀 데이터, PLC 커브 데이터 및 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 콘트롤러(16)는 입력 영상의 픽셀 데이터 또는 변조된 픽셀 데이터(DATA')를 데이터 구동부(12)로 전송하고, 타이밍 신호들을 바탕으로 데이터 구동부(12)와 스캔 구동부(13)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함한다.
타이밍 콘트롤러(16)는 데이터 변조기(20)를 이용하여 PLC 커브를 바탕으로 입력 영상의 픽셀 데이터의 계조를 변조하거나, 전원부(18)를 제어하여 PLC 커브를 바탕으로 고전위 픽셀 전원 전압(VDD) 또는 감마보상전압(Vgamma)을 조절할 수 있다. 데이터 변조기(20)는 룩업 테이블(Look-up table, LUT)로 구현될 수 있다. 룩업 테이블은 PLC 커브 데이터를 입력 받아 그 휘도 값에 비례하도록 미리 설정된 데이터를 출력함으로써 픽셀 데이터의 계조를 PLC 커브의 휘도에 비례하는 계조 값으로 변조한다. 타이밍 콘트롤러(16)는 PLC 커브의 휘도에 비례하는 디지털 값으로 PLC 제어 데이터를 발생하여 그 PLC 제어 데이터로 전원부(18)의 출력을 제어할 수 있다.
전원부(18)는 호스트 시스템(200)으로부터의 직류 입력 전원(Vin)을 입력 받아 고전위 픽셀 전원 전압(VDD)과 감마보상전압(Vgamma)을 발생한다. 전원부(18)는 타이밍 콘트롤러(16)의 제어 하에 고전위 픽셀 전원 전압(VDD) 및/또는 감마보상전압(Vgamma)을 조정한다. 고전위 픽셀 전원 전압(VDD)과 감마보상전압(Vgamma)의 전압은 PLC 커브의 휘도와 비례한다. 예를 들어, 고전위 픽셀 전원 전압(VDD)과 감마보상전압(Vgamma)은 PLC 커브의 휘도 값이 낮아질수록 낮은 전압으로 출력되는 반면, PLC 커브의 휘도 값이 높아질수록 높은 전압으로 출력될 수 있다.
호스트 시스템(200)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(200)은 유저 인터페이스(110)를 통해 입력되는 사용자 데이터를 휘도 제어부(100)에 전송한다. 도 5 및 도 8에서, "OLED Light"은 사용자 데이터이다.
유저 인터페이스(110)는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller), 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 구현될 수 있다.
도 8은 휘도 제어부(100)를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 휘도 제어부(100)는 APL 계산부(102), 휘도 조정부(104), 보간부(106), PLC 커브 데이터 전송부(108) 등을 포함한다.
APL 계산부(102)는 입력 영상의 매 프레임 마다 APL을 계산한다. APL 계산부(102)는 PLC 커브의 초기 휘도 데이터를 타이밍 콘트롤러(16)로부터 수신하여 그 PLC 커브 데이터를 입력 영상의 APL과 함께 휘도 조정부(104)에 공급할 수 있다. 이는 표시패널(10)은 휘도, 전류, 구동 특성에서 편차가 있을 수 있기 때문이다. 타이밍 콘트롤러(16)에 연결된 메모리에는 표시패널의 특성 편차를 반영한 PLC 커브의 초기 휘도 데이터가 저장될 수 있다.
APL 계산부(102)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 PLC 커브 데이터를 수신하지 않고, 내장 메모리에 미리 저장된 PLC 커브의 초기 휘도 데이터를 휘도 조정부(104)에 전송할 수도 있다.
휘도 조정부(104)로 전송되는 PLC 커브의 초기 휘도 데이터는 데이터의 연산량을 줄이기 위하여 전술한 바와 같이 PLC 커브를 N 개로 균들 분할하여 N 개의 PLC 포인트들의 초기 휘도값만을 포함할 수 있다.
휘도 조정부(104)는 유저 인테페이스(110)를 통해 입력되는 사용자 데이터(OLED Light)에 따라 선택된 PLC 포이트들 각각의 휘도를 수학식 3과 같이 조정한다. 보간부(106)는 PLC 포인트들 사이의 APL 구간의 휘도를 선형 보간법으로 산출한다. 그 결과, 보간부(106)는 이웃한 PLC 포인트들을 잇는 PLC 커브 데이터를 포함한 PLC 커브의 전체 데이터를 출력한다.
PLC 커브 데이터 전송부(108)는 보간부(106)로부터 입력된 PLC 커브 데이터를 타이밍 콘트롤러(16)로 전송한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동부 14 : 스캔 구동부
16 : 타이밍 콘트롤러 100 : 휘도 제어부
200 : 호스트 시스템 102 : APL 계산부
104 : 휘도 조정부 106 : 보간부
108 : PLC 커브 데이터 전송부 110 : 유저 인터페이스

Claims (9)

  1. 입력 영상의 평균 화상 레벨(Average Picture level : APL)에 따라 픽셀들의 최대 휘도를 정의한 PLC(Peak Luminance Control) 커브를 바탕으로 픽셀들의 휘도를 제어하는 표시장치에 있어서,
    상기 PLC 커브를 균등 분할하여 다수의 PLC 포인트들을 설정하고, 상기 PLC 커브가 낮아질 때 상기 APL이 가장 높은 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하는 휘도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 제어부는 상기 PLC 포인트들의 휘도를 아래의 수식과 같이 제어하는 휘도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
    Figure pat00005

    여기서, i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
    k = 1.00 ~ 0
    P0는 피크 휘도의 초기 휘도이고, P'0는 상기 피크 휘도의 조정된 휘도이다. Pi는 상기 피크 휘도 보다 낮은 제i PLC 포인트의 초기 휘도이고, P'i은 상기 제i PLC 포인트에서 조정된 휘도이다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휘도 제어부는,
    사용자 데이터에 따라 상기 PLC 커브가 낮아질 때 상기 피크 휘도부터 임계 PLC 포인트까지의 APL 구간에서 휘도를 상기 P0×k로 유지하고, 상기 임계 PLC 포인트 보다 큰 APL 구간에서 휘도를 점진적으로 낮추고,
    상기 임계 PLC 포인트는 Pi < P'0 를 충족하는 APL 구간에서 APL이 가장 낮은 PLC 포인트인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피크 휘도부터 상기 임계 PLC 포인트까지의 APL 구간에 2 개의 이상의 PLC 포인트들이 존재하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    픽셀 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고, 상기 데이터 전압을 표시장치의 데이터 라인으로 출력하는 데이터 구동부;
    상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 펄스를 상기 표시장치의 스캔 라인에 공급 스캔 구동부; 및
    상기 픽셀 데이터를 상기 데이터 구동부로 전송하고 상기 데이터 구동부와 상기 스캔 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 포함하고,
    상기 타이밍 콘트롤러는 상기 PLC 커브를 바탕으로 상기 픽셀 데이터의 계조를 변조하거나, 상기 고전위 픽셀 전원 전압 또는 상기 감마보상전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시장치는 유기 발광 다이오드 표시장치(OLED Display), 플라즈마 디스플레이 패13-널(PDP) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 입력 영상의 평균 화상 레벨(Average Picture level : APL)에 따라 픽셀들의 최대 휘도를 정의한 PLC(Peak Luminance Control) 커브를 설정하는 단계;
    상기 PLC 커브를 균등 분할하여 다수의 PLC 포인트들을 설정하는 단계; 및
    상기 PLC 커브가 낮아질 때 상기 APL이 가장 높은 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 PLC 포인트의 휘도를 초기 휘도로 제한하는 단계는,
    상기 PLC 포인트들의 휘도를 아래의 수식과 같이 제어하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
    Figure pat00006

    여기서, i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
    k = 1.00 ~ 0
    P0는 피크 휘도의 초기 휘도이고, P'0는 상기 피크 휘도의 조정된 휘도이다. Pi는 피크 휘도 보다 낮은 제i PLC 포인트의 초기 휘도이고, P'i은 상기 제i PLC 포인트에서 조정된 휘도이다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 픽셀들에 고전위 전원 전압을 공급하는 단계;
    픽셀 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고, 상기 데이터 전압을 표시장치의 데이터 라인으로 출력하는 단계; 및
    상기 PLC 커브를 바탕으로 상기 픽셀 데이터의 계조를 변조하거나, 상기 고전위 픽셀 전원 전압 또는 상기 감마보상전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
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