KR20150078029A

KR20150078029A - 감마전압 발생부와 이를 포함하는 표시장치

Info

Publication number: KR20150078029A
Application number: KR1020130167069A
Authority: KR
Inventors: 구수일
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-08

Abstract

본 발명은 디지털 감마 처리 및 피크휘도제어에 의해 광학특성 편차를 균일하게 하여 표시품질을 향상시킬 수 있도록 한 감마전압 발생부와 이를 포함하는 영상표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 감마전압 발생부 및 이를 포함하는 표시장치는 외부에서 입력되는 이미지데이터에 대한 계조레벨를 선택하는 보상을 수행하는 광학보상부; 상기 이미지데이터의 출력을 위한 감마전압을 생성하고, 상기 보상이 이루어진 보상 이미지데이터를 상기 감마전압을 이용하여 출력하는 감마전압 출력부; 상기 이미지데이터에 대한 APL(Average Picture Level)을 산출하여 피크휘도를 조절하기 위한 휘도제어이득을 산출하고, 외부에서 입력되는 휘도제어신호에 상기 휘도제어이득을 반영하여 PLC(Peak Luminance Control) 휘도제어신호를 생성하는 피크휘도 제어부; 및 PLC 휘도제어신호에 의해 결정되는 휘도에 따라 상기 보상 이미지데이터의 출력휘도가 조절되도록 상기 감마전압 출력부의 상기 감마전압 생성을 제어하고, 상기 휘도에서의 상기 이미지데이터의 상기 계조레벨을 선택하도록 상기 광학보상부를 제어하는 휘도제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

감마전압 발생부와 이를 포함하는 표시장치{Gamma Reference Voltage Generator And Display Device Using The Same}

본 발명은 감마전압 발생부와 이를 포함하는 표시장치에 관한 것으로 특히, 디지털 감마 처리 및 피크휘도제어에 의해 광학특성 편차를 균일하게 하여 표시품질을 향상시킬 수 있도록 한 감마전압 발생부와 이를 포함하는 영상표시장치에 관한 것이다.

발광표시장치 및 액정표시장치의 표시패널은 스캔 구동회로로부터 스캔신호와 데이터 구동회로로부터의 데이터 전압에 의해 영상을 표시한다. 이를 위해 데이터 구동회로는 감마전압 발생회로로부터 출력되는 감마전압을 이용하여 타이밍컨트롤러(Timing Controller)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 표시패널에 공급하게 된다.

이를 위해 감마전압 발생회로는 데이터의 계조에 따라 필요한 각기 다른 전압을 출력하는 탭전압 출력부 및 탭전압 출력부로 전압을 출력하기 위한 회로를 포함하여 구성된다. 이러한 감마전압 발생회로에는 복수의 논리소자와 복수로 저항으로 구성되는 복수의 저항 스트링(String)과 같은 많은 수의 소자가 복잡하게 구성되어 감마전압을 출력하게 된다.

한편, 발광표시장치 중 OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 표시장치는 소비전력을 절감하기 위해 입력되는 영상데이터에 따라 표시영상의 최대 휘도를 제어하는 PLC(Peak Luminance Control)구동방법을 적용한다. PLC 구동방법은 입력되는 영상 데이터를 분석하여 평균 화상 레벨(Average Picture Level : 이하 APL) 또는 평균휘도(Average Luminance : 이하 AL)을 산출해내고, APL 함수를 참조하여 APL값에 따른 피크 휘도값을 결정하여 표시장치를 구동하는 방법이다. 이러한 PLC 구동은 APL 또는 AL 값이 높아질수록 피크 휘도값을 낮게 설정함으로써 소비전력을 절감한다.

그러나 종래의 PLC 구동방법은 감마전압 발생회로에 PLC 구동을 위한 회로를 구성하고, PLC 구동회로부터 출력되는 전압을 조절함으로써 이루어진다. 때문에 이를 위해 출력전압을 조절하기 위해 실험적으로 설정되는 PLC LUT(Lookup Table : 이하 LUT)를 레지스터를 이용하여 저장 후 사용하게 된다.

이로 인해 종래의 PLC 구동방법은 피크휘도 셋의 구성을 위한 레지스터 및 레지스터를 이용하여 출력전압을 가변하는 회로가 표시장치에 구성되어야 하며, 이를 위해 감마전압 발생회로의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, OLED와 같은 표시장치의 표시소자들은 발광효율이 서로 다른데 이로 인해 출력전압만을 가변하는 PCL 구동방법에서 PLC 이득을 크게 할수록 광학특성 편차가 커지게 되어 표시품질의 저하가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 디지털 감마 처리 및 피크휘도제어에 의해 광학특성 편차를 균일하게 하여 표시품질을 향상시킬 수 있도록 한 감마전압 발생부와 이를 포함하는 영상표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 감마전압 발생부 및 이를 포함하는 표시장치는 외부에서 입력되는 이미지데이터에 대한 계조레벨를 선택하는 보상을 수행하는 광학보상부; 상기 이미지데이터의 출력을 위한 감마전압을 생성하고, 상기 보상이 이루어진 보상 이미지데이터를 상기 감마전압을 이용하여 출력하는 감마전압 출력부; 상기 이미지데이터에 대한 APL(Average Picture Level)을 산출하여 피크휘도를 조절하기 위한 휘도제어이득을 산출하고, 외부에서 입력되는 휘도제어신호에 상기 휘도제어이득을 반영하여 PLC(Peak Luminance Control) 휘도제어신호를 생성하는 피크휘도 제어부; 및 PLC 휘도제어신호에 의해 결정되는 휘도에 따라 상기 보상 이미지데이터의 출력휘도가 조절되도록 상기 감마전압 출력부의 상기 감마전압 생성을 제어하고, 상기 휘도에서의 상기 이미지데이터의 상기 계조레벨을 선택하도록 상기 광학보상부를 제어하는 휘도제어부;를 포함하여 구성된다.

상기 피크휘도제어부는 APL을 산출하는 APL 산출부와 상기 APL이 미리 정해진 기준 휘도 이상인 경우 상기 이미지데이터의 휘도를 현재휘도 모드의 최대 밝기(100%) 내지 미리 정해지는 하한값 내에서 조절되도록 상기 휘도제어이득을 산출하여, 상기 휘도제어이득 상기 휘도제어신호에 반영하는 피크휘도 결정부;를 포함하여 구성된다.

상기 피크휘도제어부는 직교좌표계에서 상기 최대밝기와 기준휘도에 의해 정의되는 제1지점과 하한값과 최대APL에 의해 정의되는 제2지점을 연결하는 선형식에 의해 상기 휘도제어이득을 산출한다.

상기 휘도제어부는 미리 설정되고 전압과 계조의 관계가 서로 다른 기울기를 가지는 선형식으로 정의되는 복수의 휘도모드에 의해 상기 감마전압의 생성 또는 상기 광학보상을 제어한다.

상기 휘도제어부는 상기 PLC휘도제어신호에 의해 결정되는 상기 휘도가 상기 휘도모드에 정의되지 않은 휘도인 경우 복수의 상기 휘도모드를 보간하여 상기 휘도에 대한 상기 계조레벨 또는 상기 감마전압 출력을 위한 전압범위를 산출한다.

상기 감마전압 출력부는 미리 설정되는 제1기준전압과 제2기준전압을 분압하여 복수의 전압을 출력하는 기준휘도제어부; 상기 휘도에 따라 상기 휘도제어부로부터 전달되는 선택비트에 의해 상기 복수의 전압 중 어느 하나 이상을 선택하여 최대휘도전압 및 최소휘도전압을 선택하는 감마전압 선택부; 및 상기 감마전압 선택부의 상기 최대휘도전압과 상기 최소휘도전압을 분압한 탭전압을 출력하는 분압회로;를 구비하는 감마전압부를 포함하여 구성된다.

상기 감마전압 출력부는 상기 보상이미지를 입력받아 상기 보상이미지에 대응되는 상기 탭전압을 선택하여 출력하는 출력부;를 더 포함하여 구성된다.

상기 휘도제어부는 상기 휘도제어신호에 의해 결정된 상기 휘도가 미리 정해진 휘도모드 이하의 휘도인 경우 미리 정해진 저계조 영역에 대한 상기 광학보상 도는 상기 감마전압의 생성을 결정된 상기 휘도에 비해 높은 휘도의 선형식을 이용하여 수행한다.

상기 감마전압 생성부는 상기 저계조 영역에 대한 상기 감마전압의 생성을 위해 상기 복수의 출력전압 중 어느 하나 이상을 선택하여 출력하는 저계조 전압 선택부를 더 포함하여 구성되고, 상기 분압회로는 상기 저계조 영역에 대한 상기 감마전압 생성을 위해 상기 저계조 전압 선택부에 의해 선택된 전압과 상기 최소휘도전압을 분압하여 출력한다.

상기 저계조전압선택부는 상기 최대휘도전압의 1/2에 해당하는 전압을 선택하한다.

표시패널의 서브픽셀별로 저장되는 오프셋과 게인을 이용하여 상기 보상이미지의 외부보상을 수행하는 외부보상부;를 더 포함하여 구성된다.

상기 저계조 영역의 실제 선형식 기울기와 상기 저계조 영역의 상기 광학보상 또는 상기 감마전압 생성을 위해 사용되는 상기 높은 휘도의 선형식의 기울기 차를 보상하기 위해 상기 저계조 영역에 대한 상기 오프셋을 보상하는 스케일러;를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 감마전압 발생부와 이를 포함하는 영상장치는 디지털 감마 처리 및 피크휘도제어에 의해 광학특성 편차를 균일하게 하면서도 선형적인 피크휘도의 제어가 가능하며, 감마전압 발생부의 회로 구성을 단순화하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 피크휘도 제어부를 포함하는 감마전압 발생부의 구성을 도시한 예시도이다.
도 2는 피크휘도 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 휘도제어신호와 휘도 특성의 선형관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 감마전압 발생부의 구성을 도시한 구성 예시도이다.
도 5는 비선형 광학 보상을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 광학보상을 위한 계조(G)와 전압(V) 간의 관계를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 감마전압 출력부(20)의 감마전압부를 도시한 회로도이다.
도 8은 미리 설정된 휘도모드와 휘도모드 사이의 보상된 값 기반으로 보간된 휘도모드의 색좌표 실험 데이터 및 휘도 데이터를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 휘도제어부가 적용된 표시장치의 일예를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 이해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 피크휘도 제어부를 포함하는 감마전압 발생부의 구성을 도시한 예시도이다. 또한, 도 2는 피크휘도 제어를 설명하기 위한 예시도이다. 그리고, 도 3은 휘도제어신호와 휘도 특성의 선형관계를 설명하기 위한 예시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 감마전압 발생부는 피크휘도 제어부(200)를 포함하여 구성되며, 피크휘도 제어부(200)는 APL 산출부(210) 및 피크휘도결정부(220)를 포함하여 구성된다. 여기서 감마전압 발생부(10)의 다른 구성에 대해서는 하기에서 다른 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

APL 산출부(210)는 이미지 데이터로부터 휘도 정보를 추출하고, 휘도 정보의 합을 평균화하여 평균화상레벨(또는 평균 휘도, 이하 "APL"로 통칭함)을 산출한다. APL은 1프레임 기간의 휘도 평균값을 의미한다. 그리고, 산출된 APL을 피크휘도결정부(220)에 전달한다. 이를 위해 APL 산출부(210)는 휘도 및 색자청보 산출부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 휘도 및 색차정보 산출부는 이미지 데이터로부터 미리 정해진 수식에 대입하여 휘도와 색차정보(YCbCr)를 산출한다.

피크휘도결정부(220)는 APL을 전달받아 APL에 따른 휘도제어이득(PLC_G)을 결정한다. 이를 위해 도 2에서와 같이 피크휘도결정부(220)는 APL이 미리 정해진 기준휘도(AL_H) 이상인지 판단하고, 기준 휘도(AL_H) 이상에서는 피크휘도를 낮추기 위한 휘도제어이득(PLC_G)을 결정하게 된다. 좀더 구체적으로 피크휘도결정부(220)는 기준휘도(AL_H) 미만의 APL을 100%로 가정하고, 기준휘도(AL_H) 이상에서는 100%의 APL에 대한 감쇠이득인 휘도제어이득(PLC_G)을 결정하게 되며, 휘도제어이득(PLC_G)에 의해 감소되는 피크휘도는 미리정해지는 피크휘도 하한값(PLC_H) 이상의 범위에서 한정된다. 즉, APL이 기준휘도(AL_H)와 거의 같은 값인 경우 피크휘도(PL)가 100%가 되도록 제어되며, APL이 최대휘도인 경우 피크휘도(PL)가 하한값(PLC_H)과 같아지게 제어한다. 특히, 이러한 피크휘도이득(PLC_G)은 선형식에 의해 결정되며, 이러한 선형식은 수학식 1과 같다. 이 수학식1은 APL이 기준휘도(AL_H)일 때 피크휘도가 최대(100%)이며 APL이 커질수록 피크휘도(PL)가 하한값(PLC_H)에 가까워지는 선형식이다.

피크휘도결정부(220)는 APL, 기준휘도(AL_H) 및 하한값(PLC_G)을 이용하여 휘도제어이득(PLC_G)을 산출하게 된다. 즉, 피크휘도결정부(220)는 직교좌표상에 정의되는 두 지점을 연결하는 선형식으로부터 휘도제어이득(PLC_G)를 산출한다. 이때 제1지점(P1)은 현재 휘도모드의 최대 밝기와 기준휘도(AL_H)에 의해 정의되는 좌표(도 2에서 (AL_H, 100)), 제2지점(P2)는 하한값(PLC_H)와 최대APL에 의해 정의되는 좌표(도 2에서 (100, PLC_H))이다. 여기서, 최대 APL이 반드시 100%이어야 하는 것은 아니며 사용자에 의해 설정될 수 있는 값이다.

피크휘도결정부(220)에 의해 휘도제어이득(PLC_G)을 산출하는 수학식 1은 휘도제어신호(DBV)와 휘도가 선형(Linear)적인 관계이기 때문에 적용이 가능하다. 이에 대한 실험데이터가 도 3에 도시되어 있다. 도 3은 휘도제어신호(DBV)를 통해 선택되는 휘도모드 255, 170, 80, 0에 대해 각각 광학보상을 수행하고, 휘도제어신호(DBV)에 의해 선택된 휘도모드 사이의 휘도를 보간법에 의해 산출하여 적용한 예가 나타나 있다.

도 3에서는 A는 휘도제어신호(DBV)에 선택되는 휘도모드 255, 170, 80, 0에 대해 이상적인 경우 광학보상에 의해 각각 300nit, 215nit, 130nit, 45nit로 휘도 제어가 이루어짐을 나타낸다. 즉, 이상적인 경우 휘도제어신호(DBV)에 의해 선택되는 휘도모드를 광학보상하면, 도 3의 A와 같은 직선을 얻을 수 있다.

그리고, B의 경우 본 발명에 의해 광학보상을 수행하고, 이에 따른 휘도변화를 산출한 값이다. B의 경우 휘도제어신호(DBV)를 통해 선택되는 휘도모드 255, 170, 80, 0에 대해 각각 광학보상을 수행한 결과, 선택된 휘도모드에서는 이상적인 경우와 거의 동일한 휘도를 얻을 수 있었다. 그리고, 선택된 휘도모드 사이의 값, 대표적으로 213, 128, 43에 대한 휘도는 이상적인 경우에 비해 근소한 차이로 낮은 휘도가 출력되었음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서 휘도제어를 위해 이용되는 휘도제어신호(DBV)는 휘도에 대해 선형적인 특성을 나타냄을 확인할 수 있다. 때문에, 피크휘도제어시 상기한 수학식 1을 적용하여 피크휘도를 조절하는 것이 가능하며, 특히 이때 피크휘도 또한 선형적으로 조절하는 것이 가능함을 확인할 수 있다. 즉, 피크휘도제어를 위해 선형 특성을 가지는 휘도제어신호(DBV)의 비율을 제어하고, 이를 통해 휘도를 선형적으로 제어하는 것이 가능해진다.

피크휘도결정부(220)는 상기한 값들을 수학식1에 의해 직접 연산하거나, 미리 준비되어 메모리에 저장된 PLC LUT(Lookup table)로부터 값을 선택하여 휘도제어이득(PLC_G)을 결정할 수 있다.특히, 이 휘도제어이득(PLC_G)은 0~1 또는 0 ~100%의 값으로 산출된다. 이는 하기에서 설명될 휘도모드에서 피크휘도(PL)가 휘도모드에 의해 설정되는 최대 밝기에 대한 비율로 제어되기 때문이다. 즉, 휘도제어이득(PLC_G)이 0.8로 결정되었다고 가정할 때, 휘도모드가 250nit로 설정된 경우 피크휘도(PL)는 200nit 즉 현재 휘도모드의 80% 밝기가 된다. 마찬가지로 동일한 휘도제어이득(PLC_G)이 결정되었을 때 휘도모드가 400nit인 경우 피크휘도(PL)는 320nit가 된다. 또한, 피크휘도결정부(220)는 APL이 기준휘도(AL_H) 미만의 값인 경우 휘도제어이득(PLC_G)을 1 또는 100%로 유지하게 된다.

또한, 피크휘도결정부(220)는 결정된 휘도제어이득(PLC_G)을 휘도제어신호(DBV)와 연산하여 휘도제어이득(PLC_G)이 반영된 PLC 휘도제어신호(DBV_PLC)를 산출하고, 산출된 PLC 휘도제어신호(DBV_PLC)를 감마전압 발생부(10)의 휘도조정부(11)에 전달하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 감마전압 발생부의 구성을 도시한 구성 예시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 감마전압 발생부(10)는 휘도 조정부(11), 광학보상부(14), 외부보상부(15), 스케일러(17), 감마전압 출력부(20) 및 저장부(18)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 감마전압 발생부(10)는 종래의 감마전압 발생회로와 달리 디지털 처리에 의해 휘도 조정을 수행하고, 각 휘도에 따른 광학보상과 외부보상을 수행하여 정해진 출력전압이 출력되도록 감마전압 출력부(20)를 제어한다. 구체적으로 본 발명의 감마전압 발생부(10)는 디지털 감마 처리에 의해 기존 감마전압 발생회로의 기능의 대부분을 디지털 감마처리에 의해 대신하도록 함으로써 기존 감마전압 발생회로의 구성에 대해 단순한 구성의 감마전압 출력부를 구성하는 것이 가능하다. 좀더 구체적으로 기존 감마 발생회로는 최대휘도 제어를 위한 회로, 사용자에 의해 설정되는 휘도의 최저 및 최고 감마전압 선택회로, 선택된 감마전압을 분압하여 출력하는 탭전압 출력부, 피크 휘도 조절회로의 대부분을 생략하여 최대휘도 제어 회로와, 탭전압 출력부의 기능을 겸하는 감마전압 선택부로 단순화하여 감마전압 출력부를 구성할 수 있다.

특히 본 발명의 감마전압 발생부(10)는 종래에 이용되던 복수의 저항 스트링(R-String), 복수의 논리소자를 생략하여 구성할 수 있어 구동회로의 단순화 및 소형화가 가능해지며, 각종 광학 및 외부 보상이 용이해져 원하는 색좌표 및 정확한 화상의 표현이 가능해진다. 이를 통해 본 발명의 감마전압 발생부(10)가 적용되는 표시장치는 외부보상을 구동회로에서 용이하게 수행할 수 있게 됨으로써 픽셀에 외부보상을 위해 구성되는 구동소자의 간소화가 가능해지고 이를 통해 해상도를 포함한 표시품질의 향상이 가능해진다. 이러한 감마전압 발생부(10)의 각 구성에 대해 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

휘도조정부(11)는 입력되는 이미지데이터에 대한 보상이 수행되도록 함과 아울러 보상이 이루어진 이미지데이터의 출력을 위한 감마전압 생성을 제어한다. 좀더 구체적으로 휘도조정부(11)는 피크휘도제어부(200)로부터 PLC 휘도제어신호(DBV_PLC)를 입력받아 광학보상이 이루어질 범위를 한정하고, 외부보상시 저계조에 대한 스케일링이 수행되도록 스케일값을 스케일러(17)에 제공한다. 또한, 휘도조정부(11)는 휘도제어신호(DBV)에 따라 정해지는 휘도모드에 따른 감마전압 출력이 이루어지도록 최대휘도전압(VMAX), 최소휘도전압(VMIN) 및 기준전압(Vref)을 설정하는 역할을 한다.

좀더 구체적으로 휘도조정부(11)는 PLC 휘도제어신호(DBV_PLC)에 의해 표시패널의 휘도가 결정되면, 결정된 휘도에 따라 이미지데이터가 표시될 수 있도록 감마전압부출력부(20)의 최대휘도전압(VMAX)과 최소휘도전압(VMIN)을 설정한다. 이를 위해 휘도조정부(11)는 감마레지스터(12)에 의해 제공되는 제1 및 제2기준전압(Vreg1, AM0)에 의해 제한되는 전압범위 내에서의 전압을 선택하여 최대휘도전압(VMAX)과 최소휘도전압(VMIN)을 설정한다. 그리고, 최대휘도전압(VMAX)과 최소휘도전압(VMIN)의 선택을 위한 선택비트(G1023, G1)를 감마전압출력부(20)에 전달하여, 휘도전압이 결정되게 한다. 또한, 이러한 휘도전압의 결정에 있어서 휘도조정부(11)는 외부에서 입력되는 피크휘도제어이득(PLC Gain)을 반영하여 휘도전압의 범위가 조절된다.

또한, 휘도조정부(11)는 광학보상부(14)에 의해 광학보상 이미지데이터가 생성될 때 설정된 휘도모드에 적합한 광학보상 이미지데이터가 생성되도록 적용계조값(LI)을 제공한다. 구체적으로 휘도조정부(11)는 같은 이미지데이터가 입력되더라도 광학보상부(14)가 휘도모드에 따라 다른 계조를 선택하도록 적용계조값(LI)을 광학보상부(14)에 제공하며, 광학보상부(14)는 적용계조값(LI)에 의해 이미지데이터의 계조 및 색좌표를 휘도모드에 적합한 계조 및 색좌표로 조정하게 된다.

이를 위해 휘도조정부(11)는 선형화된 보상식에 의해 결정되는 디지털감마 룩업테이블(13)에 의해 휘도모드에 따른 적용계조값, 최대휘도전압(VMAX), 최소휘도전압(VMIN) 및 기준전압(VREF) 및 스케일값을 산출한다.

광학보상부(14)는 외부에서 입력되는 이미지데이터(Image Data)에 대한 광학보상을 수행하여 표시패널의 특성에 맞게 휘도 및 색좌표를 조정하고, 광학보정된 이미지데이터를 외부보상부(15)에 전달한다. 이를 위해 광학보상부(14)는 휘도조정부(11)에 의해 설정된 휘도모드(Gn)에 적합한 색좌표 및 휘도로 이미지데이터의 광학보정을 수행한다. 특히, 이 과정에서 광학보상부(14)는 이미지데이터의 휘도를 세분화하여 더 높은 해상도의 이미지데이터를 생성할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 일례로 입력되는 이미지데이터는 256계조의 8bit 데이터일 수 있으나, 광학보정된 이미지데이터는 1024계조의 10bit데이터로 변환될 수 있다. 이를 위해 광학보상부(14)는 휘도조정부(11)로부터 적용계조값을 적용하여 광학보상을 수행한다. 이에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

외부보상부(15)는 광학보정된 이미지데이터를 제공받아 외부보상을 수행한다. 이를 위해 저장부(18)의 메모리(16)에는 외부보상을 위해 각 서브픽셀별 이득 및 오프셋이 설정되어 저장된다. 그리고, 외부보상부(15)는 각 서브픽셀별 이득 및 오프셋을 적용하여 광학보정된 이미지데이터에 외부보상을 수행하여 외부보상 이미지데이터를 생성하고, 이를 감마전압 출력부에 전달하게 된다. 여기서 외부보상은 서브픽셀의 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth) 및 특성(이동도)의 차이로 인해 동일한 전압을 인가했을 때 각 서브픽셀별로 다른 구동전류 및 이로 인한 밝기의 차이가 발생하는 것을 방지하여, 차이를 감소시키기 위해 보상전압을 부여하는 것을 의미한다. 좀더 구체적으로 외부보상부(15)은 데이터에 대한 외부보상을 위해 저장부(18)의 메모리(16)에 저장된 옵셋값과 게인값을 광학보상된 이미지데이터에 적용하여 외부보상 이미지데이터를 생성한다. 이를 위해 이미지데이터에 게인값을 곱하고 여기에 옵셋값을 가산함으로써 외부보상 이미지데이터를 생성할 수 있다. 특히, 이때 전달되는 옵셋값은 스케일러(17)에 의해 스케일링 된 값일 수 있다. 이러한 스케일링에 대해서는 하기에서 광학보상과 휘도조정부(11)의 보다 구체적인 설명에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

스케일러(17)는 옵셋값의 조정이 필요한 경우 휘도조정부(11)로부터 전달되는 스케일값에 의해 옵셋값을 조절하는 역할을 한다. 이 스케일러(17)는 곱산기로 구성되어 휘도조정부(11)에서 전달되는 스케일값과 옵셋값을 곱하기 연산하여 스케일링된 옵셋값을 출력할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

감마전압 출력부(20)는 외부보정 이미지데이터를 제공받아 외부보정 이미지 데이터에 해당하는 감마전압을 표시패널에 출력한다. 이를 위해 감마전압 출력부(20)는 감마전압부와 외부보상 이미지데이터에 따라 감마전압 제공부의 탭전압을 선택하는 출력부를 포함하여 구성된다. 특히, 감마전압부는 기준휘도제어부, 감마전압선택부 및 분압회로를 포함하여 구성된다. 감마전압부는 휘도조정부를 통해 전달되는 제1 및 제2기준전압(Vreg1, AM0)과 휘도모드(Gn)를 전달받는다. 그리고 감마전압부는 제1 및 제2기준전압(Vreg1, AM0)에 의해 설정되는 전압범위에서 휘도모드(Gn)에 적합한 최대휘도전압(Vmax)과 최소휘도전압(Vmin)을 설정한다. 그리고, 출력부는 설정된 최대휘도전압(Vmax)과 최소휘도전압(Vmin) 사이의 전압을 탭전압부로부터 분압하여 출력회로를 통해 표시패널에 출력하게 된다. 이에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

저장부(17)는 휘도조정, 감마전압 생성, 디지털 감마, 외부보상과 같은 휘도제어를 위한 각종정보가 저장된다. 이를 위해 저장부는 레지스터, 플래쉬 메모리와 같은 다양한 저장수단에 의해 구성될 수 있다. 구체적으로 저장부(17)는 제1 및 제2기준전압(Vreg1, AM0), 최대휘도전압 선택비트(G1023), 최소휘도전압 선택비트(G0), 기준전압 선택비트(G200)를 포함하여 구성된다. 그리고, 저장부(17)는 디지털 감마 조정을 위한 데이터가 저장된 디지털 감마 룩업테이블이 저장된 DG메모리(13) 및 외부보상을 위해 서브픽셀 각각의 오프셋(Offset)과 게인값이 저장된 메모리(16)를 포함하여 구성된다.

도 5는 비선형 광학 보상을 설명하기 위한 예시도이다.

도 5에서 수평축은 계조(G)이고 수직측은 각 계조에 대한 전압을 나타낸다. 이러한 도 5를 참조하면, 기존과 같은 광학보상을 위한 수식에 의해서는 계조(G) 또는 밝기와 전압(V)의 관계가 도 5와 같은 비선형인 곡선의 형태로 나타난다.

즉, 표시패널의 계조에 따른 전압차이가 균등하게 분배되지 않는 형태이다. 좀더 상세히 설명하면, 1계조(G)와 300계조(G300) 까지의 전압 변화값(V2-V1)과 300계조에서 600계조(G600)까지의 전압 변화값(V3-V2)가 서로 다른 값을 가지게 된다.

이러한 곡선을 이용하여 디지털 감마 처리를 하는 경우 곡선의 연산을 위한 연산절차가 복잡하여 하나의 이미지 데이터를 처리하데 소요되는 시간이 크게 증가하거나, 이를 처리하기 위한 처리부의 연산 능력이 고성능이어야 하며 이는 비용문제 또는 화질문제로 이어지게 된다.

특히, 본 발명에서와 같이 표시패널의 밝기 조절이 가능한 경우 광학보상을 위한 기존 수식을 이용한 연산은 더욱 복잡해지고 더 큰 연산능력을 요구하게 된다.

때문에 본 발명에서 도 6에서와 같이 계조(G)와 전압(V)간의 관계가 선형적으로 나타나는 선형식을 이용하여 광학보상을 수행하고, 선형식 이용에 따른 오차는 외부보상을 통해 보상하여 이미지 처리를 수행한다.

도 6은 본 발명의 광학보상을 위한 계조(G)와 전압(V) 간의 관계를 나타낸 것으로 휘도제어신호(DBV)에 의해 각기 다른 휘도에 적용되는 선형식을 도시한 그래프이다.

도 6을 참조하면, 본 발명은 광학보상을 위한 계조(G)와 전압(V)을 선형화된 선형식을 이용하여 수행한다. 즉, 휘도제어신호(DBV)에 의해 휘도가 600nit로 설정되고, 표시패널의 표현계조가 256계조라면, 각 계조(G)간의 전압차이는 (VMAX-VMIN)/256으로 단순화된다. 마찬가지로, 휘도가 300nit로 결정된 경우 각 계조(G)간의 전압차이는 (VMAX2-VMIN2)/256으로 결정된다. 이때, VMAX, VMAX2는 최대휘도전압, VMIN, VMIN2는 최소휘도전압이 된다.

특히, 본 발명에서는 미리 정해지는 휘도모드에 따라 입력되는 휘드모드를 보간하여 계조 및 각 계조의 전압을 선택하게 된다. 예를들어 미리 600nit와 300nit의 휘도에 대한 선형식 또는 이에 대한 LUT(Lookup Table)만을 정해 놓고 정해진 선형식 사이의 계조 및 각 계조의 전압은 보간법(interpolation)에 의해 추정한다. 즉, 도 3에서와 같이 휘도제어신호(DBV)에 의해 400nit의 휘도로 설정되면, 600nit와 300nit 비율을 고려하여 400nit에 해당하는 계조별 전압(점선)을 추정하여 광학보상에 적용하게 된다. 이러한 추정이 가능한 것은 광학보상을 위한 디지털 감마가 도 6에 도시된 바와 같이 선형식으로 미리 결정되기 때문이다. 이와 같은 방법으로 이미지 데이터의 계조별 전압레벨을 조정하게 된다.

이와 같은 광학보상이 이루어지는 경우 이미지 데이터에 의해 표현하고자 하는 휘도와 실제 표시패널에 의해 출력되는 이미지는 휘도가 달라지게 되고, 사용자가 느끼는 색감이나 밝기가 이미지 데이터를 통해 표시하고자 하는 색감이나 밝기와 달라지게 된다.

이러한 차이를 보상하기 위해 외부보상이 수행된다. 외부보상을 위한 파라메터들, 즉 각 서브픽셀별 게인과 오프셋은 저장부(16)의 메모리에 저장된다. 이때, 서브픽셀별 게인과 오프셋은 단순히 서브픽셀별 구동 소자의 문턱전압 및 방전기울기에 의해서만 산정되지 않고, 선형식에 의해 수행된 광학보상을 보상하도록 하는 값이 저장된다.

즉, 기존의 외부보상은 서브픽셀별 구동소자의 문턱전압 및 방전 기울기를 고려하여 오프셋과 게인을 설정함으로써 각 서브픽셀별 밝기를 균일화하도록 하는 것인 반면, 본 발명에서는 광학보상에 의해 부족한 휘도 또는 과도한 휘도를 조절하기 위한 값이 오프셋과 게인에 반영된다. 때문에 광학보상에 의해 이미지데이터에 의해 표현하고자 하는 휘도에 비해 낮은 휘도는 외부보상에 의해 높여지고, 표현하고자 하는 휘도에 비해 높은 휘도는 외부보상에 의해 낮아지게 한다. 이를 통해 외부보상부는 광학보상에서 선형식에 적용되어 균등하게 레벨이 나뉘어진 계조 및 전압에 부합하는 이미지의 출력이 이루어지도록 광학보상 이미지 데이터에 게인과 오프셋을 적용하여 외부보상 이미지데이터를 생성하게 된다. 이를 위해 각 서브픽셀의 게인과 오프셋은 외부보상이 이루어진 데이터를 표시패널에 출력하고 이를 광학장비로 측정 분석하여 각 서브픽셀별 게인과 오프셋을 산출하여 실험적으로 작성된다.

한편, 이러한 PLC 휘도제어신호(DBV_PLC)에 의한 구동시 낮은 휘도로 설정되는 경우 저계조의 표현이 불명확해지는 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어 도 6에서 휘도가 300nit로 설정된 경우 저계조를 표현하는 부분 P1에서 O까지의 저계조 영역에서는 어두운 부분의 표현이 정확하지 않고 밝은 화면으로 표현될 수 있다. 때문에, 이러한 휘도모드가 미리 정해진 휘도 이하의 낮은 휘도를 지정하는 경우 저계조 부분의 광학보상은 고계조의 예를 들어 600nit 또는 400nit의 선형식의 값을 이용하여 광학보상 및 외부보상이 이루어지도록 하게 된다.

이를 통해 어두운 영상 즉 휘도가 낮은 저계조의 영상을 표현하는 이미지 데이터가 표현하고자 아는 저계조를 충분히 표현할 수 있도록 저계조 구간은 지정된 휘도모드의 휘도보다 높은 휘도의 휘도모드 선형식을 따라 보상이 이루어진다.

한편, 이와 같이 낮은 휘도의 휘도모드에서 저계조 구간이 높은 휘도의 휘도모드 선형식을 따라가는 경우 외부보상을 위해 각 서브픽셀의 전류를 측정하고 이를 통해 외부보상을 수행하는 외부보상부(15)가 측정값과의 차이로 인해 필요한 보상에 못미치는 보상을 수행하고, 이로 인해 저계조의 표현이 불완전하게 된다. 즉, 300nit로 설정된 경우 외부보상부(15)에 저계조 표현을 위한 광학보상 이미지데이터가 입력되면, 외부보상부(15)는 300nit의 해당 저계조에서 서브픽셀에 공급되어야할 전류를 기준으로 보상을 수행하게 된다. 이로 인해 더 낮은 전압에 의해 더 적은 전류가 공급되어야 하는 해당 계조에서 많은 전류가 공급되어 원하는 계조에 비해 밝은 이미지가 출력되게 된다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 스케일러(17)는 휘도조정부(11)로부터 전달되는 스케일값에 의해 오프셋을 변경하여 외부보상부(15)에 전달하게 된다. 즉, 스케일러(17)는 P1 내지 Gmin 구간의 저계조 표현시 설정된 휘도모드의 선형식 기울기가 높은 휘도모드의 선형식 기울기와 같아지도록 오프셋을 스케일값에 의해 조절하게 된다. 이를 통해 외부보상부(15)에 의한 저계조 보상이 높은 휘도모드의 선형식에 의해 수행되도록 하고, 이를 통해 저계조 구간의 각 계조간 전압차이를 크게함으로써 낮은 계조의 표현이 명확히 이루어질 수 있게 한다.

한편, 도 7은은 본 발명에 따른 감마전압 출력부(20)의 감마전압부를 도시한 회로도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 감마전압 출력부(20)는 도시된 감마전압부(30)와 출력부(미도시)를 포함하여 구성된다. 출력부는 감마전압부(30)에 의해 분압된 탭전압이 출력되면 외부보상부(15)에 의해 입력되는 외부보상 이미지데이터에 의해 분압된 탭전압을 출력하고, 출력회로에 의해 표시패널의 해당 서브픽셀에 출력함으로써 이미지데이터의 표시를 수행하게 된다.

이를 위해 감마전압 출력부(20)는 휘도모드에 다른 탭전압을 출력하도록 구성된다.

이를 위해 감마전압부(30)는 기준휘도제어부(40), 감마전압 선택부(50) 및 분압회로(60)를 포함하여 구성된다.

기준휘도제어부(40)는 레지스터의 제1기준전압(VREG1)과 제2기준전압(AM0)를 이용하여 최대휘도전압(VMAX)과 최소휘도전압(VMIN)의 설정을 위한 전압을 제공한다. 이를 위해 기준휘도제어부(40)는 제1기준전압(VREG1)과 제2기준전압(AM0)을 분압하여 K(K는 자연수)개의 출력을 제공하는 저항 스트링(R-String)을 포함하여 구성된다.

감마전압선택부(50)는 휘도제어신호에 따라 다른 값으로 주어지는 최대휘도전압 선택비트(G1023) 및 최소전압선택비트(G1)에 의해 기준휘도제어부(40)로부터 출력되는 K개의 출력전압을 선택하여 최대휘도전압(Vmax)과 최소휘도전압(Vmin)을 선택하여 분압회로에 제공한다. 특히, 감마전압선택부(50)는 전술한 도 6에서 저계조 구간에 대해 다른 선형식을 적용하기 위한 즉, 스케일값이 적용된 오프셋의 적용을 위한 기준전압을 선택하여 분압회로에 제공한다. 이 기준전압도 기준전압 선택비트(G200)에 의해 제공되는 값에 의해 선택되도록 할 수 있으나, 연산 처리의 용이함을 위해 최대휘도전압(Vmax)의 1/2 전압이 설정되도록 할 수 있다. 여기서 최대휘도전압(Vmax)와 최소휘도전압(Vmin)의 선택을 위한 선택비트는 전술한 바와 같이 미리 정해진 몇 개의 휘도모드에 대한 값을 제공하고, 휘도제어신호가 미리 지정된 휘도모드 사이의 휘도를 설정하는 값인 경우 휘도모드 사이의 보간에 의해 전압을 선택 또는 출력하도록 하는 것이 가능하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

분압회로(60)는 최대휘도전압(Vmax)와 최소휘도전압(Vmin) 및 기준전압(VREF)을 분압한 탭전압을 출력하여 출력부에 제공한다.

도 8은 미리 설정된 휘도모드와 휘도모드 사이의 보상된 값 기반으로 보간된 휘도모드의 색좌표 실험 데이터 및 휘도 데이터를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 도면에서 GCS(Gray Color Shift) 즉, 색좌표를 나타낸 그래프이고, 하단의 도면은 휘도모드에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 전술한 바와 같이 광학보상을 수행하기 위해 선형식을 설정하고 이 선형식에 의한 광학보상을 수행한다. 특히, 미리 몇 개의 휘도모드를 설정하고 각 휘도모드에 대한 보상값을 계조별 전압 특성이 선형식이 되도록 설정한다.

각 휘도모드는 선형식에 의해 광학보상을 수행하고, 휘도모드 사이의 휘도는 보간법에 의해 산출하여 출력하게 된다. 그리고, 광학보상이 이루어진 이미지데이터에 대해서는 외부보상을 통해 미세조정을 수행함으로써 정확한 계조 및 휘도 표현이 이루어진 이미지 데이터를 출력하게 된다.

도 8에는 255, 170, 80, 0으로 휘도모드가 설정되고, 각 휘도모드는 각각 300nit, 215nit, 130nit 및 45nit의 휘도로 표현되도록 한 경우와, 이들 사이의 휘도모드 213, 128, 43을 보간법에 의해 추정하여 표현하도록 한 경우의 그래프이다.

도 8의 색좌표 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이 단색을 대상으로 휘도모드 설정, 보간법 및 선형식 적용시에도 색좌표의 편차가 일정하여 색의 표현이 정상적으로 이루어짐을 확인할 수 있다.

또한 휘도에 있어서도 이상적인 경우 본 발명의 휘도제어를 이용한 경우 이상적인 경우와 차이가 거의 없음을 확인할 수 있다. 다만 휘도는 휘도모드에 따라 각 휘도모드에서 표현되는 휘도의 차이만 있을 뿐이다.

도 9는 본 발명에 따른 휘도제어부가 적용된 표시장치의 일예를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(110), 데이터구동회로(120), 감마전압 발생회로(10 : 10a, 10b), 게이트구동회로(140), 타이밍 컨트롤러(150) 및 호스트 시스템(60)을 포함하여 구성되며, 감마전압 발생회로는 피크휘도제어부(200)를 더 포함하여 구성된다.

표시패널(110)은 타이밍 컨트롤러(150)의 제어 하에 영상을 표시한다. 표시패널(110)은 상부 및 하부기판을 포함한다. 표시패널(110)의 하부기판은 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 셀 영역들에 화소가 정의된다. 표시패널(110)은 액정패널일 수도 있고, 발광표시장치, 예를들어 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널일 수도 있다. 각 화소는 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 접속된 TFT(Thin Film Transistor)와 TFT에 접속된 화소를 포함한다. 표시패널(110)이 액정패널인 경우 화소는 액정 커패시터(Clc)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

피크휘도제어부(200)는 전술한 바와 같이 이미지데이터를 이용하여 APL을 산출하고, 기준휘도(AL_H)와 비교하여 기준휘도(AL_H) 이상의 APL을 가지는 이미지데이터에 대한 PLC 이득을 산출하고, 이를 이용하여 PLC 휘도제어신호(DBV_PLC)를 생성하여 감마전압 발생회로(10)에 전달한다. 이러한 피크휘도제어부(200)는 전술한 바와 같이 기준휘도(AL_H) 이상의 고휘도 영역의 피크휘도를 100% 내지 피크휘도 하한값(PLC_H) 사이에서 조정하여 전력소감를 저감하게 된다. 이에 대해서는 도 1 및 도2를 통해 상세히 설명하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

데이터 구동회로(120)는 감마전압 출력부(20)의 출력부(10b)로 구성될 수 있다. 이러한 데이터구동회로(120)는 감마전압부(30)로부터 탭전압을 공급받고, 타이밍 컨트롤러(150)로부터 데이터제어신호(DCS)를 제공받아 외부보상 이미지데이터를 데이터제어신호(DCS)에 따라 표시패널(120)에 공급한다. 이를 위해 데이터 구동회로(120)는 데이터 레지스터(121), 쉬프트 레지스터(122), 2라인 래치(123), DAC(Digital-to-Analog Converter, 124) 및 출력회로(125)를 포함하여 구성된다. 상기한 기재에서와 같이 레지스터(121), 쉬프트 레지스터(122), 2라인 래치(123), DAC(Digital-to-Analog Converter, 124) 및 출력회로(125)는 감마전압 출력부(20)의 출력부(10b)로 구성될 수 있다. 다만, 여기에서는 설명의 편의를 위해 데이터 구동회로(120)에 출력부(10b)가 구성된 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다.

데이터레지스터(121)는 외부보상부(15)로부터 공급되는 외부보상 이미지 데이터를 병렬 데이터로 변환하여 2라인 래치(123)에 공급한다. 쉬프트 레지스터(122)는 소스 스타트 펄스(SSP)를 소스 샘플링 클럭(SSC)에 맞추어 쉬프트시킴으로써 샘플링 클럭을 순차적으로 발생한다. 2라인 래치(123)는 쉬프트 레지스터(122)로부터 순차적으로 입력되는 샘플링 클럭을 기준으로 데이터 레지스터(121)로부터 입력되는 외부보상 이미지 데이터를 샘플링하고 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 응답하여 래치된 데이터들을 출력한다. DAC(124)는 감마전압부로부터 탭전압을 공급받고, 탭전압에 의해 2라인 래치(123)로부터 입력되는 외부보상 이미지데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환한다. 출력회로(1250는 소스출력 인에이블신호(SOE)에 응답하여 출력 버퍼(buffer)를 통해 데이터 전압을 데이터 라인들에 공급한다.

게이트구동회로(140)는 타이밍 컨트롤러(150)의 제어하에 데이터전압에 동기되는 스캔 펄스를 표시패널(110)의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 게이트구동회로(140)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 공급되는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse)를 게이트 쉬프트 클러(Gate Shift Clock)에 따라 순차적으로 쉬프트하여 출력하는 쉬프트 레지스터, 쉬프트레지스터의 출력을 화소의 TFT의 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 출력버퍼등을 포함하여 구성될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(150)는 다양한 인터페이스를 통해 호스트 시스템(160)으로부터 디지털 비디오 데이터를 입력받아 감마전압 발생부(10)에 전달한다. 또한 타이밍 컨트롤러(150)는 동기신호를 호스트 시스템(160)으로부터 입력받는다. 여기서 타이밍컨트롤러(150)에 입력되는 동기신호는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에블 신호, 도트 클럭과 같은 타이밍 신호일 수 있으며, 이러한 신호를 모두 외부에서 제공받거나, 일부를 제공받아 나머지를 자체적으로 생성하여 출력할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이 타이밍 컨트롤러(150)는 타이밍 신호에 기초하여 데이터 구동회로(120)와 게이트 구동회로(140)의 구동을 위한 데이터제어신호(DCS), 게이트 제어신호(GCS)를 포함하는 제어신호를 생성하여 출력한다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 감마전압 생성부 11 : 휘도조정부
12 : 감마레지스터 13 : 디지털 감마 룩업테이블
14 : 광학보상부 15 : 외부보상부
16 : 메모리 17 : 스케일러
18 : 저장부 20 : 감마전압 출력부
160 : 호스트 시스템 150 : 타이밍 컨트롤러
140 : 게이트 구동회로 110 : 표시패널
200 : 피크휘도 제어부 210 : APL 산출부
220 : 피크휘도 결정부 250 : 연산부

Claims

외부에서 입력되는 이미지데이터에 대한 계조레벨를 선택하는 보상을 수행하는 광학보상부;
상기 이미지데이터의 출력을 위한 감마전압을 생성하고, 상기 보상이 이루어진 보상 이미지데이터를 상기 감마전압을 이용하여 출력하는 감마전압 출력부;
상기 이미지데이터에 대한 APL(Average Picture Level)을 산출하여 피크휘도를 조절하기 위한 휘도제어이득을 산출하고, 외부에서 입력되는 휘도제어신호에 상기 휘도제어이득을 반영하여 PLC(Peak Luminance Control) 휘도제어신호를 생성하는 피크휘도 제어부; 및
PLC 휘도제어신호에 의해 결정되는 휘도에 따라 상기 보상 이미지데이터의 출력휘도가 조절되도록 상기 감마전압 출력부의 상기 감마전압 생성을 제어하고, 상기 휘도에서의 상기 이미지데이터의 상기 계조레벨을 선택하도록 상기 광학보상부를 제어하는 휘도제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 1 항에 있어서,
상기 피크휘도제어부는
APL을 산출하는 APL 산출부와
상기 APL이 미리 정해진 기준 휘도 이상인 경우 상기 이미지데이터의 휘도를 현재휘도 모드의 최대 밝기(100%) 내지 미리 정해지는 하한값 내에서 조절되도록 상기 휘도제어이득을 산출하여, 상기 휘도제어이득 상기 휘도제어신호에 반영하는 피크휘도 결정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 2 항에 있어서,
상기 피크휘도제어부는
직교좌표계에서 상기 최대밝기와 기준휘도에 의해 정의되는 제1지점과 하한값과 최대APL에 의해 정의되는 제2지점을 연결하는 선형식에 의해 상기 휘도제어이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 2 항에 있어서,
상기 휘도제어부는
미리 설정되고 전압과 계조의 관계가 서로 다른 기울기를 가지는 선형식으로 정의되는 복수의 휘도모드에 의해 상기 감마전압의 생성 또는 상기 광학보상을 제어하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 4 항에 있어서,
상기 휘도제어부는
상기 PLC휘도제어신호에 의해 결정되는 상기 휘도가 상기 휘도모드에 정의되지 않은 휘도인 경우 복수의 상기 휘도모드를 보간하여 상기 휘도에 대한 상기 계조레벨 또는 상기 감마전압 출력을 위한 전압범위를 산출하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 5 항에 있어서,
상기 감마전압 출력부는
미리 설정되는 제1기준전압과 제2기준전압을 분압하여 복수의 전압을 출력하는 기준휘도제어부;
상기 휘도에 따라 상기 휘도제어부로부터 전달되는 선택비트에 의해 상기 복수의 전압 중 어느 하나 이상을 선택하여 최대휘도전압 및 최소휘도전압을 선택하는 감마전압 선택부; 및
상기 감마전압 선택부의 상기 최대휘도전압과 상기 최소휘도전압을 분압한 탭전압을 출력하는 분압회로;를 구비하는 감마전압부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 6 항에 있어서,
상기 감마전압 출력부는
상기 보상이미지를 입력받아 상기 보상이미지에 대응되는 상기 탭전압을 선택하여 출력하는 출력부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 6 항에 있어서,
상기 휘도제어부는
상기 휘도제어신호에 의해 결정된 상기 휘도가 미리 정해진 휘도모드 이하의 휘도인 경우
미리 정해진 저계조 영역에 대한 상기 광학보상 도는 상기 감마전압의 생성을 결정된 상기 휘도에 비해 높은 휘도의 선형식을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 8 항에 있어서,
상기 감마전압 생성부는
상기 저계조 영역에 대한 상기 감마전압의 생성을 위해 상기 복수의 출력전압 중 어느 하나 이상을 선택하여 출력하는 저계조 전압 선택부를 더 포함하여 구성되고,
상기 분압회로는 상기 저계조 영역에 대한 상기 감마전압 생성을 위해 상기 저계조 전압 선택부에 의해 선택된 전압과 상기 최소휘도전압을 분압하여 출력하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 9 항에 있어서,
상기 저계조전압선택부는 상기 최대휘도전압의 1/2에 해당하는 전압을 선택하는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 9 항에 있어서,
표시패널의 서브픽셀별로 저장되는 오프셋과 게인을 이용하여 상기 보상이미지의 외부보상을 수행하는 외부보상부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
제 9 항에 있어서,
상기 저계조 영역의 실제 선형식 기울기와 상기 저계조 영역의 상기 광학보상 또는 상기 감마전압 생성을 위해 사용되는 상기 높은 휘도의 선형식의 기울기 차를 보상하기 위해 상기 저계조 영역에 대한 상기 오프셋을 보상하는 스케일러;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 감마전압 생성부.
상기 제 1 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 상기 감마전압 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.