KR20160019588A - 표시 장치 및 표시 방법 - Google Patents

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Abstract

전원 생성부, 제어부, 소스 드라이버 및 표시 패널을 포함하는 표시 장치가 제공된다. 상기 전원 생성부는 제1 픽셀 구동 전압, 상기 제1 픽셀 구동 전압의 레벨보다 낮은 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 아날로그 구동 전압을 생성한다. 상기 제어부는 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 최고 계조값을 추출하며, 상기 최고 계조값에 따라 상기 영상 데이터를 보정 데이터로 변환하고, 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 최고 계조값에 대응하는 제1레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제2 레벨을 갖도록 전원 생성부를 제어한다. 상기 소스 드라이버는 상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압을 이용하여 계조 전압들을 생성하고, 상기 계조 전압들 중에서 상기 보정 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 출력한다. 상기 표시 패널은 상기 영상 신호를 수신하고, 상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시한다.

Description

표시 장치 및 표시 방법{Display apparatus and display method}
본 발명은 표시 장치 및 표시 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유기 발광 표시 장치 및 이를 이용한 표시 방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 개발되고 있다. 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치들 중에서 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 핸드폰, 태블릿, 노트북 등과 같은 소형 전자 제품에서 많이 사용되고 있다. 이러한 소형 전자 제품은 배터리 전원을 사용하는 휴대형 제품으로서 동작 가능 시간의 향상에 대한 소비자의 요구가 지속적으로 증가하고 있다. 동작 가능 시간을 늘이기 위해서, 소형 전자 제품에서 가장 큰 소비 전력을 소모하는 평판 표시 장치의 소비 전력을 감소시키는 방법이 필요하다. 평판 표시 장치는 디지털 영상 데이터를 아날로그 데이터인 계조 전압으로 변환하고 계조 전압을 픽셀에 인가함으로써 영상을 표시한다.
본 발명은 화질의 저하 없이 소비 전력을 효과적으로 절감시킬 수 있는 표시 장치 및 표시 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 전원 생성부, 제어부, 소스 드라이버 및 표시 패널을 포함한다. 상기 전원 생성부는 제1 픽셀 구동 전압, 상기 제1 픽셀 구동 전압의 레벨보다 낮은 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 아날로그 구동 전압을 생성한다. 상기 제어부는 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 최고 계조값을 추출하며, 상기 최고 계조값에 따라 상기 영상 데이터를 보정 데이터로 변환하고, 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 최고 계조값에 대응하는 제1레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제2 레벨을 갖도록 전원 생성부를 제어한다. 상기 소스 드라이버는 상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압을 이용하여 계조 전압들을 생성하고, 상기 계조 전압들 중에서 상기 보정 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 출력한다. 상기 표시 패널은 상기 영상 신호를 수신하고, 상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시한다.
상기 표시 장치의 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 제1 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 제2 레벨을 갖도록 상기 전원 생성부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 전원 생성부는 상기 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 따라서 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압을 생성할 수 있다.
상기 표시 장치의 다른 예에 따르면, 상기 표시 장치는 한 프레임의 상기 영상 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터로부터 상기 최고 계조값을 추출할 수 있다. 상기 표시 패널이 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 동안, 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제1 레벨의 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 표시 패널에 인가되고, 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제2 레벨의 아날로그 구동 전압이 상기 소스 드라이버에 인가될 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값인 경우, 상기 제2 픽셀 구동 전압은 제3 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압은 제4 레벨을 가질 수 있다. 상기 최고 계조값이 그레이에 대응하는 값인 경우, 상기 제2 픽셀 구동 전압은 상기 제3 레벨보다 높은 상기 제1 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압은 상기 제4 레벨보다 낮은 상기 제2 레벨을 가질 수 있다. 상기 최고 계조값이 작을수록 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 높아지고 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 낮아질 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 표시 패널은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀들 각각은 상기 영상 신호의 전압 레벨이 높을수록 작은 크기의 구동 전류를 생성하는 P형 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 방법에 따르면, 영상 데이터가 수신된다. 상기 영상 데이터의 최고 계조값이 추출된다. 상기 최고 계조값에 따라 상기 영상 데이터가 보정 데이터로 변환된다. 제1 픽셀 구동 전압, 상기 제1 픽셀 구동 전압보다 레벨이 낮고 상기 최고 계조값에 대응하는 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 최고 계조값에 대응하는 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압이 생성된다. 상기 아날로그 구동 전압을 기초로 계조 전압들이 생성되고, 상기 계조 전압들 중에서 상기 보정 데이터에 대응하는 상기 계조 전압이 영상 신호로 출력된다. 상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상이 표시된다.
상기 표시 방법의 일 예에 따르면, 상기 최고 계조값이 추출되는 단계에서, 상기 최고 계조값에 대응하는 제어 신호가 생성될 수 있다. 상기 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 아날로그 구동 전압이 생성되는 단계에서, 상기 제어 신호가 수신되고, 상기 제어 신호에 따라 제1 레벨을 갖는 상기 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압이 생성될 수 있다.
상기 표시 방법의 다른 예에 따르면, 한 프레임의 상기 영상 데이터가 저장될 수 있다. 상기 최고 계조값은 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터에서 추출될 수 있다. 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨 및 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 상기 최고 계조값에 따라 한 프레임마다 가변될 수 있다.
상기 표시 방법의 또 다른 예에 따르면, 상기 최고 계조값이 작아질수록, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 증가하고, 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 감소할 수 있다.
상기 표시 방법의 또 다른 예에 따르면, 상기 최고 계조값이 그레이에 대응하는 경우, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 상기 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값인 경우에 상기 제2 픽셀 구동 전압이 갖는 레벨보다 높고, 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 상기 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값인 경우에 상기 아날로그 구동 전압이 갖는 레벨보다 낮을 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 최고 계조값 추출부, 전원 생성부, 계조 전압 생성부, 영상 신호 출력부, 및 표시 패널을 포함한다. 상기 최고 계조값 추출부는 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 최고 계조값을 추출한다. 상기 전원 생성부는 제1 픽셀 구동 전압, 상기 최고 계조값에 대응하는 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 최고 계조값에 대응하는 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압을 생성한다. 상기 계조 전압 생성부는 상기 아날로그 구동 전압을 이용하여 상기 최고 계조값에 따른 계조 전압들을 생성한다. 상기 영상 신호 출력부는 상기 계조 전압들 중에서 상기 영상 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 출력한다. 상기 표시 패널은 상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시한다.
상기 표시 장치의 일 예에 따르면, 상기 표시 장치는 복수의 감마 곡선 데이터들을 저장하는 감마 데이터 저장부를 더 포함할 수 있다. 상기 계조 전압 생성부는 상기 감마 데이터 저장부로부터 독출되는 상기 최고 계조값에 대응하는 감마 곡선 데이터를 이용하여 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 제1 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 제2 레벨을 갖는 환경에 적합한 상기 계조 전압들을 생성할 수 있다.
상기 표시 장치의 다른 예에 따르면, 수신되는 상기 영상 데이터의 상기 최고 계조값이 변함에 따라, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨 및 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 상기 최고 계조값에 따라 가변될 수 있다. 상기 최고 계조값이 작아질수록, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 증가하고 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 감소할 수 있다.
상기 표시 장치의 또 다른 예에 따르면, 상기 표시 패널은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀들 각각은 상기 영상 신호의 전압 레벨이 높을수록 작은 크기의 구동전류를 생성하는 P형 트랜지스터, 및 상기 구동 전류에 의해 상기 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 발광하는 발광 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면 수신된 영상 데이터의 최고 계조값에 따라 아날로그 구동 전압의 레벨과 제2 픽셀 구동 전압의 레벨을 조절함으로써 화질 저하 없이 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 픽셀의 회로도를 예시적으로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 감마 곡선을 예시적으로 도시한다.
도 4a는 일 실시예에 따른 계조에 대한 휘도 비의 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4b는 일 실시예에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제4 레벨에서 제2 레벨로 낮춘 경우의 계조에 대한 휘도 비의 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4c는 일 실시예에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨이 제2 레벨로 낮아지는 것에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제3 레벨에서 제1 레벨로 높인 경우의 계조에 대한 휘도 비의 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4d는 일 실시예에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨이 제2 레벨로 낮아지고 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨이 제1 레벨로 높아진 것에 대응하여 영상 데이터(RGB Data)를 보정 데이터(CData)로 보정하기 위한 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따라 최고 계조값에 대응하여 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 변경하고 영상 데이터(RGB Data)를 보정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 방법을 설명하는 블록도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 소비 전력 절감 효과를 설명하는 표이다.
본 발명은 다양하게 변형되고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 통해 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
평판 표시 장치에는 액정 표시 장치, 전계 방출 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 등이 있으나, 본 명세서에서는 유기 발광 표시 장치를 중심으로 본 발명의 다양한 실시예들이 설명된다. 그러나, 본 발명은 유기 발광 표시 장치로 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 영상을 표시하는 표시 패널(110), 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 제어부(140), 및 전원 생성부(150)를 포함한다. 제어부(140)는 타이밍 컨트롤러로 지칭될 수 있다.
전원 생성부(150)는 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD), 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD)의 레벨보다 낮은 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS) 및 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성하며, 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 표시 패널(110)에 제공하고, 아날로그 구동 전압(AVDD)을 소스 드라이버(130)에 제공한다.
제어부(140)는 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 및 전원 생성부(150)에 전기적으로 연결된다. 제어부(140)는 영상 데이터(RGB Data)를 수신하고, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값을 추출하며, 추출된 상기 최고 계조값에 따라 영상 데이터(RGB Data)를 보정 데이터(CData)로 변환하고, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 상기 최고 계조값에 대응하는 제1 레벨을 갖고, 아날로그 구동 전압(AVDD)이 상기 최고 계조값에 대응하는 제2 레벨을 갖도록 전원 생성부(150)를 제어한다. 제어부(140)는 입력된 영상 데이터(RGB Data)를 저장하는 저장부(141)를 포함할 수 있다. 저장부(141)에는 영상 데이터(RGB Data)를 한 프레임씩 저장할 수 있다. 도 1에서 저장부(141)는 제어부(140) 내에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않으며, 저장부(141)는 제어부(140) 외부에 별도의 장치로 구현될 수 있다.
소스 드라이버(130)는 전원 생성부(150) 및 제어부(140)에 전기적으로 연결된다. 소스 드라이버(130)는 전원 생성부(150)에서 생성되는 제2 레벨의 아날로그 구동 전압(AVDD), 및 제어부(140)에서 생성되는 보정 데이터(CData)를 수신한다. 소스 드라이버(130)는 제2 레벨의 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 계조 전압들을 생성하고, 상기 계조 전압들 중에서 상기 보정 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 표시 패널(110)에 출력한다.
게이트 드라이버(120)는 제어부(140)에 전기적으로 연결되어 제어부(140)의 제어에 따라 스캔 신호로도 지칭되는 게이트 펄스 신호를 생성하며, 상기 게이트 펄스 신호를 표시 패널(110)에 출력한다.
표시 패널(110)은 영상을 표시하기 위해 복수의 픽셀들(115)을 포함하며, 소스 드라이버(130)로부터 영상 신호를 수신하고 전원 생성부(150)로부터 공급된 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시한다.
제어부(140)는 영상 데이터(RGB Data)를 분석하여 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값을 추출할 수 있다. 일 예에 따르면, 제어부(140)는 영상 데이터(RGB Data)의 각 프레임마다 최고 계조값을 추출할 수 있다. 저장부(141)는 입력되는 영상 데이터(RGB Data) 중에서 한 프레임에 해당하는 영상 데이터(RGB Data)를 저장하며, 제어부(140)는 저장부(141)에 저장된 한 프레임의 영상 데이터(RGB Data)로부터 최고 계조값을 추출할 수 있다. 이러한 과정을 통해서, 최고 계조값은 매 프레임마다 입력되는 영상 데이터(RGB Data)에 따라 가변할 수 있다.
다른 예에 따르면, 제어부(140)는 영상 데이터(RGB Data)를 분석하여 영상 데이터(RGB Data)가 동영상 데이터인 경우 매 프레임마다 최고 계조값을 추출하고, 영상 데이터(RGB Data)가 정지 영상 데이터인 경우, 다른 영상 데이터가 입력되기 전까지 최고 계조값을 유지할 수도 있다.
제어부(140)는 최고 계조값에 대응하는 제어 신호(cs)를 생성하여 전원 생성부(150)에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 제어부(140)는 매 프레임마다 최고 계조값이 추출되는 경우, 매 프레임마다 제어 신호(cs)를 생성할 수 있다. 제어 신호(cs)는 전원 생성부(150)가 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 최고 계조값에 대응하여 상기 제1 레벨을 갖고 아날로그 구동 전압(AVDD)이 최고 계조값에 대응하여 상기 제2 레벨을 갖도록 전원 생성부(150)를 제어하기 위한 신호이다. 일 예에 따라서, 전원 생성부(150)가 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)를 생성하는 제1 전원 생성부(미 도시) 및 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성하는 제2 전원 생성부(미 도시)를 별도로 포함하는 경우, 제어 신호(cs)는 상기 제1 전원 생성부를 제어하기 위한 제1 제어 신호, 및 상기 제2 전원 생성부를 제어하기 위한 제2 제어 신호를 포함할 수 있으며, 상기 제1 제어 신호는 상기 제1 전원 생성부에 제공되고, 상기 제2 제어 신호는 상기 제2 전원 생성부에 제공될 수 있다.
전원 생성부(150)는 제어 신호(cs)를 수신하고, 제어 신호(cs)에 따라서 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨과 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 조절할 수 있다. 전원 생성부(150)는 제어 신호(cs)에 따라서 상기 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 생성하고, 상기 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성할 수 있다. 일 예에 따르면, 전원 생성부(150)에서 생성되는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)과 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨들은 영상 데이터(RGB Data)에 따라 가변할 수 있다.
제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨과 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨이 변함에 따라서, 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 영상의 화질은 왜곡될 수 있다. 이러한 화질 저하를 방지하기 위하여, 제어부(140)는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 상기 제1 레벨을 갖고 아날로그 구동 전압(AVDD)이 상기 제2 레벨을 갖는 환경에 적합하도록 영상 데이터(RGB Data)를 보정 데이터(CData)로 변환(또는 감마 보정)할 수 있다. 제어부(140)에서 생성된 보정 데이터(CData)는 소스 드라이버(120)에 제공되고, 소스 드라이버(120)는 제어부(140)의 제어에 따라 보정 데이터(CData)에 대응하는 영상 신호를 데이터 라인을 통해 픽셀들(115)에 제공한다. 픽셀들(115)은 상기 영상 신호에 따라 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 픽셀의 회로도를 예시적으로 도시한다.
도 2를 참조하면, 픽셀(115)은 제1 스위칭 소자(M1), 제2 스위칭 소자(M2), 커패시터(C) 및 발광 소자(OLED)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 소자(M1)와 제2 스위칭 소자(M2)는 각각 P형 트랜지스터일 수 있다. 그러나, 도 1의 픽셀(115)은 도 2에 도시된 픽셀 회로를 갖는 것으로 한정되지 않는다. 도 1의 픽셀(115)은 스위칭 소자들(M1, M2)의 특성(예컨대, 문턱 전압)을 보상하기 위한 보상 회로 등을 더 포함할 수 있다. 도 1의 픽셀(115)은 셋 이상의 스위칭 소자들을 포함하거나, 둘 이상의 커패시터를 포함할 수도 있다. 또한, 스위칭 소자들(M1, M2)이 반드시 P형 트랜지스터이어야 하는 것도 아니다. 스위칭 소자들(M1, M2) 중 적어도 일부는 N형 트랜지스터로 형성될 수 있다. 그러나, 실시예들을 용이하게 이해할 수 있도록, 제1 스위칭 소자(M1)가 P형 트랜지스터인 것으로 가정하여 설명한다.
표시 패널(110)은 복수의 픽셀들(115), 및 픽셀들(115)에 연결되는 복수의 데이터 라인들(DL) 및 복수의 게이트 라인들(GL)을 포함한다. 픽셀들(115)은 각각 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인(GL)이 교차하는 위치에 배치되어 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 데이터 라인들(DL)은 도 1의 소스 드라이버(130)에 연결되어, 소스 드라이버(130)로부터 제공되는 영상 신호들을 픽셀들(115)에 전달한다. 게이트 라인들(GL)은 도 1의 게이트 드라이버(120)에 연결되어, 게이트 드라이버(120)로부터 제공되는 스캔 신호들을 픽셀들(115)에 전달한다.
픽셀(115)은 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 연결된다. 픽셀(115)은 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD)을 공급받고, 발광 소자(OLED)의 캐소드 전극은 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)에 연결될 수 있다. 다른 예에 따르면, 발광 소자(OLED)의 애노드 전극이 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD)에 연결될 수 있다.
제1 스위칭 소자(M1)는 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트, 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD)이 공급되는 제1 연결 단자(예컨대, 소스), 및 발광 소자(OLED)의 애노드 전극에 연결되는 제2 연결 단자(예컨대, 드레인)을 포함한다. 제2 스위칭 소자(M2)는 게이트 라인(GL)에 연결되는 게이트, 데이터 라인(DL)에 연결되는 제1 연결 단자(예컨대, 소스), 및 제1 노드(N1)에 연결되는 제2 연결 단자(예컨대, 드레인)을 포함한다. 커패시터(C)는 제1 노드(N1)와 제2 픽셀 구동 전압(ELVDD)을 공급하는 라인 사이에 연결된다.
제2 스위칭 소자(M2)는 게이트 라인(GL)을 통해 전달되는 스캔 신호에 응답하여, 데이터 라인(DL)을 통해 전달되는 영상 신호를 제1 노드(N1)에 전달한다. 커패시터(C)는 제1 노드(N1)에 인가된 영상 신호의 전압을 저장한다. 제1 스위칭 소자(M1)는 커패시터(C)에 저장된 영상 신호의 전압에 대응하여 구동 전류(예컨대, 드레인 전류)를 생성하며, 구동 전류를 발광 소자(OLED)에 제공한다. 발광 소자(OLED)는 상기 구동 전류에 의해 발광함으로써, 상기 영상 신호에 대응하는 밝기를 표시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 스위칭 소자(M2)가 P형 트랜지스터로 형성되는 경우, 제2 스위칭 소자(M2)는 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD)의 레벨과 영상 신호의 전압 레벨의 차이에 비례하는 크기를 갖는 구동 전류를 생성한다. 다시 말하면, 영상 신호의 전압 레벨이 높을수록 구동 전류의 크기는 작아지고 발광 소자(OLED)는 낮은 휘도로 발광하며, 영상 신호의 전압 레벨이 낮을수록 구동 전류의 크기가 커지고 발광 소자(OLED)는 높은 휘도로 발광한다.
다시 도 1을 참조하면, 영상 데이터(RGB Data)는 표시 패널(110) 내의 각 픽셀들(115)이 표시할 계조들을 포함한다. 계조들은 0 계조에서 255 계조까지 예컨대 256개의 단계들을 포함할 수 있다. 이 경우, 0 계조는 표시 패널(110)이 표시할 수 있는 가장 낮은 휘도인 풀 블랙(full black)을 나타내고, 255 계조는 표시 패널(110)이 표시할 수 있는 가장 높은 휘도인 풀 화이트(full white)를 나타낼 수 있다. 본 명세서에서, 그레이는 풀 블랙과 풀 화이트가 아닌 계조들(즉, 1 계조 내지 254 계조)을 의미한다. 그러나, 일부 응용제품에 따라서 그레이는 풀 화이트가 아닌 계조들(즉, 0 계조 내지 254 계조)을 의미할 수도 있다. 본 명세서에서는 용이한 이해를 위하여 영상 데이터(RGB Data)의 계조값은 0 이상 255 이하이고, 0 계조는 풀 블랙을 의미하고, 255 계조는 풀 화이트를 의미하는 것으로 가정하여 설명한다. 그러나, 계조들이 예컨대, 1024 단계들을 포함하는 경우, 영상 데이터(RGB Data)이 계조값은 0 이상 1023 이하일 수도 있다.
소스 드라이버(130)는 영상 데이터(RGB Data)의 계조값에 대응하는 영상 신호를 출력하기 위하여, 계조 전압들을 생성한다. 계조 전압은 감마 전압으로 지칭될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 감마 곡선을 예시적으로 도시한다.
도 3을 참조하면, 계조에 따른 계조 전압의 그래프가 도시된다. 도 3에 도시된 그래프는 감마 곡선으로 지칭될 수 있다. 도 3에 도시된 그래프는 표시 패널(110)의 픽셀들(115)이 P형 트랜지스터로 형성되는 구동 트랜지스터를 포함하는 경우에 적용되는 감마 곡선을 나타낸다. 도 3에 도시된 그래프는 예시적이며, 픽셀(115)의 회로 구성에 따라 달라질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 계조가 높아질수록(즉, 계조가 255에 가까워질수록) 계조 전압의 레벨은 낮아지고, 계조가 낮아질수록(즉, 계조가 0에 가까워질수록) 계조 전압의 레벨은 높아진다. 0 계조에서 255 계조까지의 모든 계조들을 표현하기 위하여, 계조 전압들은 0 계조에 대응하는 전압 레벨(gv0) 내지 255 계조에 대응하는 전압 레벨(gv255)을 갖는다. 이 경우, 계조 전압들의 레벨들은 제1 범위(G1)를 갖는다.
만약 영상 데이터(RGB Data)의 계조들 중에서 가장 높은 최고 계조가 예컨대, 241 계조인 경우(즉, 최고 계조값이 241인 경우), 계조 전압들은 0 계조에 대응하는 전압 레벨(gv0) 내지 241 계조에 대응하는 전압 레벨(gv241)만을 가질 수 있다. 이 경우, 계조 전압들의 레벨들은 제2 범위(G2)를 갖는다.
계조 전압들은 전원 생성부(150)에 의해 생성되는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 생성된다. 예컨대, 계조 전압들은 직렬로 연결되는 저항들을 이용하여 아날로그 구동 전압(AVDD)을 전압 분배(voltage dividing)함으로써 생성될 수 있다. 아날로그 구동 전압(AVDD)은 0 계조에 대응하는 전압 레벨(gv0)보다 높거나 이와 동일한 레벨을 가질 수 있다.
영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조가 255 계조보다 낮은 예컨대, 241 계조인 경우, 계조 전압들의 레벨들의 범위는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 범위(G1)보다 좁은 제2 범위(G2)를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 범위(G2)에 대응하여 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨은 감소될 수 있다. 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 낮춤에 따라, 전원 생성부(150)에서 소모하는 전력은 감소될 수 있다.
아래에서는 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조가 255 계조보다 낮은 계조인 경우에, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 낮추고 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 높임으로써 전력 소모를 감소시키면서도 화질이 저하되지 않도록 감마 보정을 수행하는 방법에 대하여 도 4a 내지 도 4d를 참조로 자세히 설명한다. 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 241인 것으로 가정하여 설명한다.
아래의 설명에서 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 255(즉, 풀 화이트)인 경우에, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 갖는 레벨을 제3 레벨로 지칭하고, 아날로그 구동 전압(AVDD)이 갖는 레벨을 제4 레벨로 지칭한다. 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 갖는 상기 제3 레벨은 접지 전압 레벨보다 낮을 수 있으며, 일 실시예에 따라 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 상기 제3 레벨보다 높일 경우, 접지 전압 레벨에 가까워지므로 전력 소모는 추가적으로 감소된다.
도 4a는 일 실시예에 따른 계조에 대한 휘도 비의 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4a를 참조하면, 계조가 높아질수록 휘도 비도 높아진다. 도 4a의 그래프의 y축(즉, 휘도 비)은 255 계조(예컨대, 풀 화이트)에 대응하는 휘도(예컨대, 450nit)에 대한 각 계조에 대응하는 휘도의 비율을 나타낸다.
영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 예컨대 241인 경우, 영상은 241 계조에 대응하는 휘도(예컨대, 425nit) 이하의 휘도들로 표시된다. 즉, 영상을 표시하는데 241 계조에 대응하는 휘도보다 큰 휘도가 표현되지 않는다. 241 계조에 대응하는 휘도보다 큰 휘도를 표시할 필요가 없으므로, 아날로그 구동 전압(AVDD)을 낮출 수 있다.
예컨대, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 255인 경우에 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨(즉, 제4 레벨)은 예컨대, 7.8V일 수 있으며, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 241인 경우에 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨(즉, 제2 레벨)은 예컨대, 7.27V일 수 있다. 아날로그 구동 전압(AVDD)의 제2 레벨은 제4 레벨에 비해 약 530mV정도 낮으며, 약 11% 정도의 소비 전력 감소를 가질 수 있다.
영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 작아질수록, 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 영상을 표시하는데 사용되는 휘도들의 범위는 작으므로, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 제2 레벨은 낮아질 수 있다.
도 4b는 일 실시예에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제4 레벨에서 제2 레벨로 낮춘 경우의 계조에 대한 휘도 비의 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4b를 참조하면, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제4 레벨에서 제2 레벨로 낮출 경우, 높은 휘도는 표현될 수 있지만, 낮은 휘도는 표현되지 않는다. 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 낮출 경우, 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 생성되는 계조 전압들의 레벨들도 전체적으로 낮아진다. 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, P형 트랜지스터로 형성된 구동 트랜지스터를 갖는 픽셀(151)은 영상 신호의 전압 레벨이 높을수록 낮은 휘도로 발광하고 영상 신호의 전압 레벨이 낮을수록 높은 휘도로 발광한다. 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 낮춤으로써, 높은 레벨의 계조 전압들이 픽셀들(151)에 인가되지 않으므로 픽셀(151)은 낮은 휘도를 표현할 수 없게 된다.
예컨대, 최고 계조값이 241인 경우, 241의 최고 계조값에 대응하여 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제2 레벨로 낮출 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 휘도 비가 0% 내지 약 5.5%인 저계조 영역의 계조들이 표현되지 않을 수 있다.
도 4c는 일 실시예에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨이 제2 레벨로 낮아지는 것에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제3 레벨에서 제1 레벨로 높인 경우의 계조에 대한 휘도 비의 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4c를 참조하면, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제3 레벨에서 제1 레벨로 높일 경우, 높은 휘도가 표현되지 않지만, 낮은 휘도는 표현될 수 있다. 즉, 발광 소자(OLED)의 캐소드 전극에 인가되는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 높일 경우, 픽셀(151)의 구동 전류의 크기가 감소하게 되며, 픽셀(151)이 표시할 수 있는 휘도들도 전체적으로 낮아지게 된다. 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제2 레벨로 낮춘 것에 대응하여, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제1 레벨로 높일 경우, 도 4b에 도시된 표현이 불가능한 저계조 영역의 계조들이 표현될 수 있게 된다.
예컨대, 휘도 비가 0% 내지 약 5.5%인 저계조 영역(예컨대, 0nit 내지 25nit)을 표현하기 위해서, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제3 레벨에서 예컨대, 1.5V만큼 높인 제1 레벨로 변경할 경우, 전체적인 휘도가 25 nit만큼 낮아지므로, 도 4c의 그래프와 같이 표현할 수 없는 계조 영역이 고계조 영역으로 이동된다. 그에 따라, 예컨대 425 nit보다 큰 휘도들이 표현되지 않지만, 예컨대 0 nit 내지 425 nit의 휘도들은 표현될 수 있다. 241 계조에 대응하는 휘도는 예컨대 425 nit이므로 최고 계조값이 241인 영상 데이터(RGB Data)는 모두 표현될 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 1.5V만큼 높일 경우, 전원 생성부(150)에서 소모되는 전력은 약 15%정도 감소될 수 있다.
영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 작아질수록, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 제2 레벨이 낮아지고, 그에 따라 표현되지 않는 저계조 영역이 넓어지게 된다. 따라서, 전체적으로 휘도를 더 많이 낮추어야 하며, 이를 위해 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 제1 레벨은 더욱 높아질 수 있다.
도 4d는 일 실시예에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨이 제2 레벨로 낮아지고 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨이 제1 레벨로 높아진 것에 대응하여 영상 데이터(RGB Data)를 보정 데이터(CData)로 보정하기 위한 그래프를 예시적으로 도시한다.
도 4d에 표시된 곡선 A는 도 4c의 그래프에 표시된 곡선과 동일하다. 곡선 A에 따르면, 255 계조일 때, 425 nit가 표현된다. 그러나, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값은 241이므로, 241 계조일 때 425 nit가 표현되어야 한다. 또한, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨과 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 변경하였으므로, 곡선 A는 일정한 감마(예컨대, 2.2 감마)를 갖지 않을 수 있다. 이러한 문제로 인하여, 영상 데이터(RGB Data)를 보정하지 않을 경우, 화질이 저하될 수 있다.
도 4d에 표시된 곡선 B는 곡선 A를 감마 보정한 곡선이다. 곡선 B에 따르면, 241 계조에서 425 nit가 표현된다. 또한, 곡선 B는 일정한 감마(예컨대, 2.2. 감마)를 갖도록 설정될 수 있다.
도 1을 참조하면, 영상 데이터(RGB Data)는 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨이 제4 레벨이고 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨이 제3 레벨인 환경에서 정확한 계조로 표시 패널(110)에 표현될 수 있다. 상술한 바와 같이, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 255보다 작은 값(예컨대, 241)인 경우, 일 실시예에 따르면, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨은 최고 계조값에 대응하여 제2 레벨로 변경되고 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨은 최고 계조값에 대응하여 제1 레벨로 변경된다. 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 계조 전압들이 생성되고 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)가 표시 패널(110)에 인가되는 환경에 적합하도록, 영상 데이터(RGB Data)는 보정 데이터(CData)로 제어부(140)에 의해 변환된다.
도 5는 일 실시예에 따라 최고 계조값에 대응하여 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 변경하고 영상 데이터(RGB Data)를 보정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 5(a)는 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 영상이다. 영상 데이터(RGB Data)는 최고 계조값이 예컨대, 241이 영상이다. 도 5(a)의 가장 좌측 영역은 0 계조로 표현되고 가장 우측 영역은 241 계조로 표현된다.
도 5(b)는 최고 계조값에 대응하여 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제2 레벨로 낮춘 후의 영상이다. 도 4b를 참조로 앞에서 설명한 바와 같이, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 낮춤에 따라 저계조 영역의 휘도들이 표현되지 않는다. 도 5(b)의 가장 좌측 영역은 80 계조로 표현되고, 가장 우측 영역은 255 계조로 표현된다.
도 5(c)는 최고 계조값에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제1 레벨로 높인 후의 영상이다. 도 4c를 참조로 앞에서 설명한 바와 같이, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨 변경에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 높임에 따라, 전체적으로 휘도가 낮아지게 된다. 그에 따라, 고계조 영역의 휘도들이 표현되지 않는다. 도 5(c)의 가장 좌측 영역은 0 계조로 표현되고, 가장 우측 영역은 241 계조로 표현된다. 그러나, 도 5(c)의 중간 영역에서는 계조에 정확히 대응하는 휘도가 표현되지 않는다.
도 5(d)는 최고 계조값에 대응하여 영상 데이터(RGB Data)를 보정 데이터(CData)로 보정한 후의 영상이다. 도 4d를 참조로 앞에서 설명한 바와 같이, 아날로그 구동 전압(AVDD)와 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 변경에 대응하여 영상 데이터(RGB Data)를 보정 데이터(CData)로 변환함으로써, 도 5(a)와 동일한 영상이 표현될 수 있다.
도 5에서 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값이 241인 예에 대하여 설명되었지만, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값은 매 프레임마다 달라질 수 있다. 최고 계조값이 작을수록 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 제1 레벨은 높아지고 아날로그 구동 전압(AVDD)의 상기 제2 레벨은 낮아진다. 반대로, 최고 계조값이 커질수록 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 제1 레벨은 낮아지고 아날로그 구동 전압(AVDD)의 상기 제2 레벨은 높아진다. 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값(예컨대, 255)인 경우, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨은 제3 레벨로 낮아지고, 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨은 제4 레벨로 높아진다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 방법을 설명하는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 각 프레임마다 저장부(141), 제어부(140), 전원 생성부(150), 소스 드라이버(130) 및 표시 패널(110)이 수행하는 동작이 도시된다. 도 6에서는 각 프레임마다 최고 계조값이 변하고 그에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVDD)의 레벨들이 변하는 것으로 설명되어 있지만, 이는 예시적이며 다른 주기(예컨대, 수 프레임, 1초 등)마다 최고 계조값 및 그에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVDD)의 레벨들이 변하거나, 정지 영상이 다른 정지 영상으로 바뀔 때마다 최고 계조값 및 그에 따라 아날로그 구동 전압(AVDD) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVDD)의 레벨들이 변할 수도 있다.
제어부(140)는 영상 데이터(RGB Data)를 수신한다. 제1 프레임의 영상 데이터가 수신되면, 제어부(140)는 제1 프레임의 영상 데이터를 저장부(141)에 저장한다. 제어부(140)는 저장부(141)에 저장된 제1 프레임의 영상 데이터를 분석하여, 제1 프레임의 영상 데이터의 최고 계조값을 추출한다.
제어부(140)는 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 및 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 결정한다. 제어부(140)는 최고 계조값들 각각에 대응하는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 및 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하고, 제1 프레임의 최고 계조값이 추출되면, 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하는 정보를 상기 메모리로부터 독출하는 방식으로 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 및 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 결정할 수 있다.
제어부(140)는 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하여 제1 프레임의 영상 데이터를 제1 프레임의 보정 데이터로 변환 또는 감마 보정을 수행한다. 제어부(140)는 제1 프레임의 최고 계조값을 포함하는 수식을 이용하여 제1 프레임의 영상 데이터를 제1 프레임의 보정 데이터로 변환할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제어부(140)는 최고 계조값들 각각에 대응하는 영상 데이터와 보정 데이터의 매핑 테이블들을 저장하는 메모리를 포함하고, 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하는 매핑 테이블을 상기 메모리로부터 독출하고, 독출된 매핑 테이블을 이용하여 제1 프레임의 영상 데이터를 제1 프레임의 보정 데이터로 변환할 수 있다.
제2 프레임의 영상 데이터가 수신되면, 제어부(140)는 전원 생성부(150)가 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하는 레벨들을 각각 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS) 및 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성하도록 제어 신호(cs)를 이용하여 전원 생성부(150)를 제어한다. 전원 생성부(150)는 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하는 제1 프레임 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS) 및 제1 프레임의 최고 계조값에 대응하는 제1 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성한다. 전원 생성부(150)는 제1 프레임 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 표시 패널(110)에 출력하고, 제1 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 소스 드라이버(130)에 출력한다.
제어부(140)는 제1 프레임의 보정 데이터를 소스 드라이버(130)에 출력한다. 소스 드라이버(130)는 제1 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 수신하고, 제1 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 계조 전압들을 생성한다. 소스 드라이버(130)는 제1 프레임의 보정 데이터를 수신하고, 생성된 계조 전압들 중에서 제1 프레임의 보정 데이터에 대응하는 계조 전압을 선택하여 영상 신호로서 표시 패널(110)에 출력한다.
표시 패널(110)은 소스 드라이버(130)로부터 영상 신호를 수신하고, 픽셀들(151)을 이용하여 제1 프레임의 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시한다. 이 때, 픽셀들(151)은 전원 생성부(150)에서 생성된 제1 프레임 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨보다 높은 레벨을 갖는 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD)을 이용하여 영상을 표시한다.
표시 패널(110)이 제1 프레임의 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 동안, 전원 생성부(150)는 제1 프레임 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 생성하여 표시 패널(110)에 출력하고, 제1 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성하여 소스 드라이버(130)에 출력한다. 이 때, 제어부(140)는 제2 프레임의 영상 데이터를 저장부(141)에 저장한다. 제어부(140)는 제2 프레임의 영상 데이터로부터 제2 프레임의 최고 계조값을 추출하고, 제2 프레임의 최고 계조값에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 결정하고 제2 프레임의 영상 데이터를 제2 프레임의 보정 데이터로 변환한다.
제3 프레임의 영상 데이터가 수신되면, 제어부(140)의 제어에 따라 전원 생성부(150)는 제2 프레임의 최고 계조값에 대응하여 제2 프레임 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 생성하여 표시 패널(110)에 출력하고, 제2 프레임의 최고 계조값에 대응하여 제2 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성하여 소스 드라이버(130)에 출력한다. 소스 드라이버(130)는 제2 프레임 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 제2 프레임의 최고 계조값에 대응하는 계조 전압들을 생성하고, 제2 프레임의 보정 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 표시 패널(110)에 출력한다. 표시 패널(110)은 소스 드라이버(130)로부터 영상 신호를 수신하고, 픽셀들(151)을 이용하여 제2 프레임의 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시한다.
표시 패널(110)이 제2 프레임의 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 동안, 제어부(140)는 제3 프레임의 영상 데이터를 수신하여 저장부(141)에 저장한다. 이와 같은 방식으로 표시 장치(100)는 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 영상을 표시하면서, 각 프레임마다 최고 계조값에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 조절함으로써 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(200)는 최고 계조값 추출부(242), 전원 생성부(250), 계조 전압 생성부(231), 영상 신호 출력부(232), 및 표시 패널(210)을 포함한다. 최고 계조값 추출부(242)는 영상 데이터(RGB Data)를 수신하고, 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값을 추출한다. 최고 계조값 추출부(242)는 최고 계조값에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 전원 생성부(250)는 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD), 상기 최고 계조값에 대응하는 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS) 및 상기 최고 계조값에 대응하는 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 생성한다. 전원 생성부(250)는 상기 제어 신호에 응답하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨을 제1 레벨로 변경하고 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 제2 레벨로 변경할 수 있다.
계조 전압 생성부(231)는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 상기 최고 계조값에 따른 계조 전압들을 생성한다. 영상 신호 출력부(232)는 상기 계조 전압들 중에서 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 출력한다. 표시 패널(210)은 제1 픽셀 구동 전압(ELVDD) 및 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시한다.
최고 계조값 추출부(242)는 제어부(240) 내에 포함될 수 있다. 제어부(240)는 영상 데이터(RGB Data)를 한 프레임씩 저장하는 저장부(241)를 포함할 수 있다. 저장부(141)에는 영상 데이터(RGB Data)를 한 프레임씩 저장할 수 있다. 제어부(240)는 도 1의 제어부(140)에 대응할 수 있다.
계조 전압 생성부(231) 및/또는 영상 신호 출력부(232)는 소스 드라이버(230) 내에 포함될 수 있다. 계조 전압 생성부(231)는 소스 드라이버(230) 외부에 배치되고, 계조 전압들을 소스 드라이버(230)에 제공할 수 있다. 소스 드라이버(230)는 도 1의 소스 드라이버(130)에 대응할 수 있다.
전원 생성부(250), 게이트 드라이버(220) 및 표시 패널(210)은 각각 전원 생성부(150), 게이트 드라이버(120) 및 표시 패널(110)에 대응할 수 있다. 표시 패널(210)은 영상을 표시하는 복수의 픽셀들(215)을 포함한다. 도 1의 표시 장치(100)와 실질적으로 대응하는 구성요소들에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다.
표시 장치(200)는 최고 계조값들 각각에 대응하는 감마 곡선 데이터들을 저장하는 감마 데이터 저장부(243)를 더 포함할 수 있다. 감마 데이터 저장부(243)는 제어부(240)에 포함될 수 있다.
계조 전압 생성부(231)는 감마 데이터 저장부(243)로부터 독출되는 상기 최고 계조값에 대응하는 감마 곡선 데이터(GCD)를 이용하여, 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 제1 레벨을 갖고 아날로그 구동 전압(AVDD)이 제2 레벨을 갖는 환경에 적합한 계조 전압들을 생성할 수 있다. 일 예에 따르면, 최고 계조값 추출부(242)가 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값을 추출하면, 제어부(240)는 감마 데이터 저장부(243)로부터 상기 최고 계조값에 대응하는 감마 곡선 데이터(GCD)를 독출하고, 감마 곡선 데이터(GCD)를 이용하여 계조 전압 생성부(231)가 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압(AVDD)을 이용하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 제1 레벨을 갖는 환경에 적합한 계조 전압들을 생성하도록 계조 전압 생성부(231)를 제어할 수 있다.
영상 신호 출력부(232)는 계조 전압 생성부(231)로부터 계조 전압들을 수신하고, 계조 전압들 중에서 제어부(240)로부터 수신된 영상 데이터(RGB Data)에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 표시 패널(210)에 출력할 수 있다. 표시 장치(200)는 영상 데이터(RGB Data)를 감마 보정하지 않고 계조 전압들을 감마 보정함으로써 제어부(240)의 데이터 처리량을 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 최고 계조값에 대응하여 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)이 제1 레벨을 갖고 아날로그 구동 전압(AVDD)이 제2 레벨을 갖도록 함으로써, 소스 드라이버(230)의 구동 전압 및 표시 패널(210)의 구동 전압이 감소되어, 표시 장치(200)의 전체 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 소비 전력 절감 효과를 설명하는 표이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상 데이터(RGB Data)의 최고 계조값에 따라 제2 픽셀 구동 전압(ELVSS)의 레벨 및 아날로그 구동 전압(AVDD)의 레벨을 조절하지 않는 종래의 표시 장치에 비해 대략 약 14% 정도의 소비 전력이 절감되었다. 또한, 시청자는 일 실시예에 따른 표시 장치에 의해 표시되는 영상과 종래의 표시 자치에 의해 표시되는 영상의 화질 차이를 인지할 수 없었다. 도 8의 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)은 동일한 영상 데이터를 2개의 표시 장치에 입력하였을 때 각 표시 장치에서 표시되는 영상들의 차이를 수치로 나타낸 것으로서, 두 영상의 차이가 없다면 PSNR 값은 무한대가 되며, 일반적으로 PSNR 값이 40dB 이상인 경우 인간은 시각으로 차이를 인지할 수 없다고 알려져 있다. 도 8의 표에서 PSNR 값은 대략 52.8 dB 정도이므로, 일 실시예에 따른 표시 장치에 의해 표시되는 영상은 종래의 표시 자치에 의해 표시되는 영상에 비해 화질의 저하가 없었다. 따라서, 일 실시예에 따른 표시 장치는 화질 저하 없이 소비 전력을 절감할 수 있다.
100, 200: 표시 장치
110, 210: 표시 패널
115, 215: 픽셀
120, 220: 게이트 드라이버
130, 230: 소스 드라이버
140, 240: 제어부
141, 241: 저장부
150, 250: 전원 생성부
231: 계조 전압 생성부
232: 영상 신호 출력부
242: 최고 계조값 추출부
243: 감마 데이터 저장부

Claims (20)

  1. 제1 픽셀 구동 전압, 상기 제1 픽셀 구동 전압의 레벨보다 낮은 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 아날로그 구동 전압을 생성하는 전원 생성부;
    영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 최고 계조값을 추출하며, 상기 최고 계조값에 따라 상기 영상 데이터를 보정 데이터로 변환하고, 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 최고 계조값에 대응하는 제1레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제2 레벨을 갖도록 전원 생성부를 제어하는 제어부;
    상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압을 이용하여 계조 전압들을 생성하고, 상기 계조 전압들 중에서 상기 보정 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 출력하는 소스 드라이버; 및
    상기 영상 신호를 수신하고, 상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 제1 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 제2 레벨을 갖도록 상기 전원 생성부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고,
    상기 전원 생성부는 상기 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 따라서 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    한 프레임의 상기 영상 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터로부터 상기 최고 계조값을 추출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 표시 패널이 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 동안, 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제1 레벨의 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 표시 패널에 인가되고, 상기 최고 계조값에 대응하는 상기 제2 레벨의 아날로그 구동 전압이 상기 소스 드라이버에 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값인 경우, 상기 제2 픽셀 구동 전압은 제3 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압은 제4 레벨을 가지며,
    상기 최고 계조값이 그레이에 대응하는 값인 경우, 상기 제2 픽셀 구동 전압은 상기 제3 레벨보다 높은 상기 제1 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압은 상기 제4 레벨보다 낮은 상기 제2 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최고 계조값이 작을수록 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 높아지고 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 낮아지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 복수의 픽셀들을 포함하고,
    상기 복수의 픽셀들 각각은 상기 영상 신호의 전압 레벨이 높을수록 작은 크기의 구동 전류를 생성하는 P형 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터의 최고 계조값을 추출하는 단계;
    상기 최고 계조값에 따라 상기 영상 데이터를 보정 데이터로 변환하는 단계; 및
    제1 픽셀 구동 전압, 상기 제1 픽셀 구동 전압보다 레벨이 낮고 상기 최고 계조값에 대응하는 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 최고 계조값에 대응하는 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압을 생성하는 단계;
    상기 아날로그 구동 전압을 기초로 계조 전압들을 생성하고, 상기 계조 전압들 중에서 상기 보정 데이터에 대응하는 상기 계조 전압을 영상 신호로 출력하는 단계; 및
    상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시하는 단계를 포함하는 표시 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 최고 계조값을 추출하는 단계는 상기 최고 계조값에 대응하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 아날로그 구동 전압을 생성하는 단계는 상기 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 따라 제1 레벨을 갖는 상기 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 레벨을 갖는 상기 아날로그 구동 전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    한 프레임의 상기 영상 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 최고 계조값은 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터에서 추출되는 것을 특징으로 하는 표시 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨 및 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 상기 최고 계조값에 따라 한 프레임마다 가변되는 것을 특징으로 하는 표시 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 최고 계조값이 작아질수록, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 증가하고, 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 감소하는 것을 특징으로 하는 표시 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 최고 계조값이 그레이에 대응하는 경우,
    상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 상기 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값인 경우에 상기 제2 픽셀 구동 전압이 갖는 레벨보다 높고,
    상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 상기 최고 계조값이 풀 화이트에 대응하는 값인 경우에 상기 아날로그 구동 전압이 갖는 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 표시 방법.
  15. 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 최고 계조값을 추출하는 최고 계조값 추출부;
    제1 픽셀 구동 전압, 상기 최고 계조값에 대응하는 제1 레벨을 갖는 제2 픽셀 구동 전압 및 상기 최고 계조값에 대응하는 제2 레벨을 갖는 아날로그 구동 전압을 생성하는 전원 생성부;
    상기 아날로그 구동 전압을 이용하여 상기 최고 계조값에 따른 계조 전압들을 생성하는 계조 전압 생성부;
    상기 계조 전압들 중에서 상기 영상 데이터에 대응하는 계조 전압을 영상 신호로서 출력하는 영상 신호 출력부; 및
    상기 제1 픽셀 구동 전압 및 상기 제2 픽셀 구동 전압을 이용하여 상기 영상 신호에 대응하는 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    복수의 감마 곡선 데이터들을 저장하는 감마 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 계조 전압 생성부는 상기 감마 데이터 저장부로부터 독출되는 상기 최고 계조값에 대응하는 감마 곡선 데이터를 이용하여 상기 제2 픽셀 구동 전압이 상기 제1 레벨을 갖고 상기 아날로그 구동 전압이 상기 제2 레벨을 갖는 환경에 적합한 상기 계조 전압들을 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    수신되는 상기 영상 데이터의 상기 최고 계조값이 변함에 따라, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨 및 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 상기 최고 계조값에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 최고 계조값이 작아질수록, 상기 제2 픽셀 구동 전압의 상기 제1 레벨은 증가하고 상기 아날로그 구동 전압의 상기 제2 레벨은 감소하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 표시 패널은 복수의 픽셀들을 포함하고,
    상기 복수의 픽셀들 각각은 상기 영상 신호의 전압 레벨이 높을수록 작은 크기의 구동전류를 생성하는 P형 트랜지스터, 및 상기 구동 전류에 의해 상기 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 발광하는 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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