KR20170021932A - 감마 전압 생성 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

감마 전압 생성 장치는 최대 기준 전압 및 최소 기준 전압을 수신하고, 최대 기준 전압과 최소 기준 전압 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압 및 하위 기준 감마 전압을 선택하는 기준 감마 선택부, 상위 기준 감마 전압에 기초하여 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 기준 감마 변환부, 및 변환 기준 감마 전압 및 상위 기준 감마 전압에 기초하여 복수의 계조 감마 전압들을 생성하는 감마 커브 조정부를 포함한다.

Description

감마 전압 생성 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{GAMMA VOLTAGE GENERATOR AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감마 전압 생성 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 표시 패널 및 구동부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 화소들을 포함한다. 구동부는 화소들에 스캔 출력 신호를 공급하는 스캔 구동부 및 화소들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. 데이터 구동부는 감마 전압 생성부로부터 출력되는 계조 감마 전압들에 기초하여 타이밍 제어부로부터 입력되는 디지털 형식의 영상 데이터를 아날로그 형식의 데이터 신호로 변환한다.
한편, 표시 장치는 디밍 레벨(dimming level)을 조정하기 위해 감마 커브를 조정할 수 있다. 즉, 감마 전압 생성부에서 디밍 레벨에 따라 계조 감마 전압들을 조정함으로써 휘도를 변경할 수 있다. 하지만, 감마 전압 생성부가 케스케이드(cascade) 구조를 갖는 경우, 상위 계조 감마 전압을 이용하여 하위 계조 감마 전압을 계산함에 따라 휘도 역전 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 디밍 레벨을 조정함에 따라 발생하는 휘도 역전 현상을 개선할 수 있는 감마 전압 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 감마 전압 생성 장치를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 전압 생성 장치는 최대 기준 전압 및 최소 기준 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압과 상기 최소 기준 전압 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압 및 하위 기준 감마 전압을 선택하는 기준 감마 선택부, 상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 상기 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 기준 감마 변환부, 및 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 복수의 계조 감마 전압들을 생성하는 감마 커브 조정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 감마 선택부는 디밍 레벨(dimming level)이 증가할수록 상기 상위 기준 감마 전압이 증가하도록 상기 상위 기준 감마 전압을 선택할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 감마 변환부는 상기 상위 기준 감마 전압이 증가할수록 상기 변환 기준 감마 전압이 감소하도록 상기 변환 기준 감마 전압을 조정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 변환 기준 감마 전압은 상기 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 선형적으로 감소할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 감마 선택부는 상기 최대 기준 전압 및 상기 최소 기준 전압을 분배하는 기준 저항 스트링, 하위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 하위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제1 기준 선택기, 및 상위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 상위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제2 기준 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 커브 조정부는 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압을 수신하고, 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압 사이의 전압들 중 복수의 중간 감마 전압들을 선택하는 제1 중간 감마 선택부, 및 상기 중간 감마 전압들을 분배함으로써 상기 계조 감마 전압들을 출력하는 계조 감마 출력부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 중간 감마 선택부는 서로 종속적으로 연결된 제3 내지 제N(단, N은 4이상의 정수) 스테이지들을 포함할 수 있다. 상기 제3 내지 제N 스테이지들 중 제K 스테이지(단, K는 3이상 N미만의 정수)는 상기 변환 기준 감마 전압 및 제(K+1) 스테이지에서 출력되는 제(K+1) 중간 감마 전압을 분배하는 제K 중간 저항 스트링, 및 제K 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제K 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제K 중간 감마 전압으로서 선택하는 제K 중간 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 커브 조정부는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 스테이지에서 출력되는 제3 중간 감마 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압 사이의 전압들 중 적어도 하나의 중간 감마 전압을 선택하는 제2 중간 감마 선택부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 중간 감마 선택부는 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 포함할 수 있다. 상기 제1 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제2 스테이지에서 출력되는 제2 중간 감마 전압을 분배하는 제1 중간 저항 스트링, 및 제1 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제1 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제1 중간 감마 전압으로서 선택하는 제1 중간 선택기를 포함할 수 있다. 상기 제2 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압을 분배하는 제2 중간 저항 스트링, 및 제2 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제2 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 제2 중간 감마 전압으로서 선택하는 제2 중간 선택기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 화소들에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부, 디밍 레벨(dimming level)에 상응하는 복수의 계조 감마 전압들을 출력하는 감마 전압 생성부, 상기 계조 감마 전압들에 기초하여 데이터 신호를 생성하고, 상기 화소들에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 및 상기 스캔 구동부, 상기 감마 전압 생성부, 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 전압 생성부는 최대 기준 전압 및 최소 기준 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압과 상기 최소 기준 전압 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압 및 하위 기준 감마 전압을 선택하는 기준 감마 선택부, 상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 상기 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 기준 감마 변환부, 및 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 상기 계조 감마 전압들을 생성하는 감마 커브 조정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 감마 선택부는 상기 디밍 레벨이 증가할수록 상기 상위 기준 감마 전압이 증가하도록 상기 상위 기준 감마 전압을 선택할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 감마 변환부는 상기 상위 기준 감마 전압이 증가할수록 상기 변환 기준 감마 전압이 감소하도록 상기 변환 기준 감마 전압을 조정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 변환 기준 감마 전압은 상기 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 선형적으로 감소할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 감마 선택부는 상기 최대 기준 전압 및 상기 최소 기준 전압을 분배하는 기준 저항 스트링, 하위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 하위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제1 기준 선택기, 및 상위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 상위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제2 기준 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 디밍 레벨이 증가할수록 상기 상위 기준 감마 전압이 높아지도록 상기 상위 선택 신호를 조정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 커브 조정부는 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압을 수신하고, 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압 사이의 전압들 중 복수의 중간 감마 전압들을 선택하는 제1 중간 감마 선택부, 및 상기 중간 감마 전압들을 분배함으로써 상기 계조 감마 전압들을 출력하는 계조 감마 출력부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 중간 감마 선택부는 서로 종속적으로 연결된 제3 내지 제N(단, N은 4이상의 정수) 스테이지들을 포함할 수 있다. 상기 제3 내지 제N 스테이지들 중 제K 스테이지(단, K는 3이상 N미만의 정수)는 상기 변환 기준 감마 전압 및 제(K+1) 스테이지에서 출력되는 제(K+1) 중간 감마 전압을 분배하는 제K 중간 저항 스트링, 및 제K 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제K 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제K 중간 감마 전압으로서 선택하는 제K 중간 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 디밍 레벨이 변동하는 경우, 상기 제1 중간 선택 신호를 조정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마 커브 조정부는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 스테이지에서 출력되는 제3 중간 감마 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압 사이의 전압들 중 적어도 하나의 중간 감마 전압을 선택하는 제2 중간 감마 선택부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 중간 감마 선택부는 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 포함할 수 있다. 상기 제1 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제2 스테이지에서 출력되는 제2 중간 감마 전압을 분배하는 제1 중간 저항 스트링, 및 제1 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제1 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제1 중간 감마 전압으로서 선택하는 제1 중간 선택기를 포함할 수 있다. 상기 제2 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압을 분배하는 제2 중간 저항 스트링, 및 제2 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제2 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 제2 중간 감마 전압으로서 선택하는 제2 중간 선택기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감마 전압 생성 장치는 디밍 레벨(dimming level)이 증가함에 따라 상위 기준 감마 전압을 증가시키고, 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 하위 기준 감마 전압을 상대적으로 낮은 변환 기준 감마 전압으로 변환한다. 따라서, 상기 감마 전압 생성 장치는 상위 기준 감마 전압에 기초하여 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환함으로써 디밍 레벨을 조정함에 따라 발생하는 휘도 역전 현상을 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 상기 감마 전압 생성 장치를 포함함으로써 디밍 레벨을 균형적으로 조정할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 데이터 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 감마 전압 생성부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함된 감마 전압 생성부의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 6 내지 도 9는 도 1의 표시 장치에서 휘도 역전 현상이 개선되는 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 스캔 구동부(200), 감마 전압 생성부(300), 데이터 구동부(400), 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 스캔 구동부(200)와 연결될 수 있다. 표시 패널(100)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 데이터 구동부(400)와 연결될 수 있다. 표시 패널(100)은 스캔 라인들(SL1 내지 SLn) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부마다 위치되는 n*m 개의 화소(PX)들을 포함할 수 있다.
스캔 구동부(200)는 제1 제어 신호(CTL1)에 기초하여 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 화소(PX)들에 스캔 신호를 공급할 수 있다.
감마 전압 생성부(300)는 디밍 레벨(dimming level)에 상응하는 복수의 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)을 출력할 수 있다. 감마 전압 생성부(300)는 디밍 신호를 포함하는 제2 제어 신호(CTL2)에 기초하여 디밍 레벨이 증가함(즉, 휘도가 낮아짐)에 따라 상위 기준 감마 전압을 증가시킬 수 있다. 감마 전압 생성부(300)는 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 하위 기준 감마 전압을 상대적으로 낮은 변환 기준 감마 전압으로 변환할 수 있다. 즉, 감마 전압 생성부(300)는 휘도 역전 현상을 개선하기 위해 상위 기준 감마 전압이 변동함에 따라 중간 감마 전압을 생성하기 위한 변환 기준 감마 전압을 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 감마 전압 생성부(300)는 최대 기준 전압 및 최소 기준 전압을 수신하고, 최대 기준 전압과 최소 기준 전압 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압 및 하위 기준 감마 전압을 선택하는 기준 감마 선택부, 상위 기준 감마 전압에 기초하여 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 기준 감마 변환부, 및 변환 기준 감마 전압 및 상위 기준 감마 전압에 기초하여 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)을 생성하는 감마 커브 조정부를 포함할 수 있다. 감마 전압 생성부(300)에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
데이터 구동부(400)는 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)에 기초하여 데이터 신호를 생성할 수 있다. 데이터 구동부(400)는 제3 제어 신호(CTL3)에 기초하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 화소(PX)들에 데이터 신호를 공급할 수 있다.
제어부(500)는 제1 내지 제3 제어 신호들(CTL1 내지 CTL3)을 생성하고, 스캔 구동부(200), 감마 전압 생성부(300), 및 데이터 구동부(400)를 제어할 수 있다. 제어부(500)는 사용자의 입력 또는 외부 입력에 따라 디밍 레벨을 변경하는 경우, 감마 커브를 변경하기 위해 감마 전압 생성부(300)에 디밍 신호를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(500)는 디밍 레벨이 증가할수록 상위 기준 감마 전압이 높아지도록 상위 선택 신호를 조정할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 디밍 레벨이 변동하는 경우, 하위 선택 신호 및 중간 선택 신호들을 조정할 수 있다.
추가적으로, 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 스캔 구동부(200), 감마 전압 생성부(300), 및 데이터 구동부(400)에 전원을 제공하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
따라서, 표시 장치(1000)는 감마 전압 생성 장치(300)를 포함함으로써 디밍 레벨을 조정함에 따라 발생하는 휘도 역전 현상을 개선하고, 디밍 레벨을 균형적으로 조정할 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 데이터 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 데이터 구동부(400)는 쉬프트 레지스터(420), 래치부(440), 디지털-아날로그 컨버터(460), 및 출력 버퍼부(480)를 포함할 수 있다.
쉬프트 레지스터(420)는 제어부로부터 수평 개시 신호(STH) 및 데이터 클럭 신호(DCLK)를 수신할 수 있다. 쉬프트 레지스터(420)는 데이터 클럭 신호(DCLK)에 동기하여 수평 개시 신호(STH)를 쉬프트시킴으로써 샘플링 신호를 생성할 수 있다.
래치부(440)는 샘플링 신호에 응답하여 입력 데이터(IDATA)를 래치할 수 있다. 래치부(440)는 래치된 입력 데이터를 로드 신호(LOAD)에 응답하여 출력할 수 있다.
디지털-아날로그 컨버터(460)는 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)에 기초하여 래치된 입력 데이터를 데이터 신호로 변환할 수 있다. 구체적으로, 감마 전압 생성부(300)는 제어부로부터 디밍 레벨에 따라 조정되는 디밍 신호(DIM)를 수신하고, 디밍 신호(DIM)에 상응하는 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)을 출력할 수 있다. 디지털-아날로그 컨버터(460)는 수신한 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)에 기초하여 디지털 형식의 입력 데이터를 아날로그 형식의 데이터 신호로 변환할 수 있다. 따라서, 디지털-아날로그 컨버터(460)는 디밍 레벨이 높을 수록 낮은 휘도에 상응하는 데이터 신호를 생성할 수 있다.
출력 버퍼부(480)는 디지털-아날로그 컨버터(460)로부터 출력된 데이터 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 출력할 수 있다.
비록, 도 4에서는 데이터 구동부(400)가 쉬프트 레지스터(420), 래치부(440), 디지털-아날로그 컨버터(460), 및 출력 버퍼부(480)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 데이터 구동부(400)는 다양한 구조를 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 감마 전압 생성부의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 1의 표시 장치에 포함된 감마 전압 생성부의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 감마 전압 생성 장치(300)는 기준 감마 선택부(320), 기준 감마 변환부(340), 및 감마 커브 조정부(360)을 포함할 수 있다.
기준 감마 선택부(320)는 최대 기준 전압(VREG1) 및 최소 기준 전압(VREG2)을 수신하고, 최대 기준 전압(VREG1)과 최소 기준 전압(VREG2) 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압(VGT) 및 하위 기준 감마 전압(VGB)을 선택하여 출력할 수 있다. 여기서, 상위 기준 감마 전압(VGT) 및 하위 기준 감마 전압(VGB)는 중간 감마 전압을 생성하기 위한 전압들이다. 일 실시예에서, 최소 기준 전압(VREG2)은 접지 전압일 수 있다. 기준 감마 선택부(320)는 디밍 레벨에 기초하여 상위 기준 감마 전압(VGT)을 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 감마 선택부(320)는 디밍 레벨이 증가할수록 상위 기준 감마 전압(VGT)이 증가하도록 상위 기준 감마 전압(VGT)을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 기준 감마 선택부(320)는 기준 저항 스트링(322), 제1 기준 선택기(324), 및 제2 기준 선택기(326)을 포함할 수 있다.
기준 저항 스트링(322)은 최대 기준 전압(VREG1) 및 최소 기준 전압(VREG2)을 분배할 수 있다. 기준 저항 스트링(322)은 최대 기준 전압(VREG1) 및 최소 기준 전압(VREG2)이 양단에 인가되고, 직렬로 연결된 복수개의 저항들을 포함할 수 있다. 기준 저항 스트링(322)에 포함된 저항들의 접점에서 복수의 전압들이 분배되어 출력될 수 있다.
제1 기준 선택기(324)는 하위 선택 신호(RVB)에 기초하여 기준 저항 스트링(322)에 의해 분배된 전압들 중 하나를 하위 기준 감마 전압(VGB)으로서 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 선택기(324)는 기준 저항 스트링(322)으로부터 상대적으로 최대 기준 전압(VREG1)에 가까운 복수의 전압들을 수신하고, 하위 선택 신호(RVB)에 기초하여 하위 기준 감마 전압(VGB)을 선택하여 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 기준 선택기(324)는 8개의 입력 전압들 중 하나를 선택하는 멀티플렉서(multiplexer)일 수 있다. 이 경우, 하위 선택 신호(RVB)는 3비트 레지스터 값에 상응할 수 있다.
제2 기준 선택기(326)는 상위 선택 신호(RVT)에 기초하여 기준 저항 스트링(322)에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상위 기준 감마 전압(VGT)으로서 선택할 수 있다. 예를 들어, 제2 기준 선택기(326)는 기준 저항 스트링(322)으로부터 상대적으로 최소 기준 전압(VREG2)에 가까운 복수의 전압들을 수신하고, 상위 선택 신호(RVT)에 기초하여 상위 기준 감마 전압(VGT)을 선택하여 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 기준 선택기(326)는 512개의 입력 전압들 중 하나를 선택하는 멀티플렉서일 수 있다. 이 경우, 상위 선택 신호(RVT)는 9비트 레지스터 값에 상응할 수 있다.
기준 감마 변환부(340)는 상위 기준 감마 전압(VGT)에 기초하여 하위 기준 감마 전압(VGB)을 변환 기준 감마 전압(VGC)으로 변환할 수 있다. 즉, 기준 감마 변환부(340)는 휘도 역전 현상을 개선하기 위해 상위 기준 감마 전압(VGT)이 변동함에 따라 중간 감마 전압들(VG3 내지 VG9)을 생성하기 위한 변환 기준 감마 전압(VGC)을 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 감마 변환부(340)는 상위 기준 감마 전압(VGT)이 증가할수록 변환 기준 감마 전압(VGC)이 감소하도록 변환 기준 감마 전압(VGC)을 조정할 수 있다. 예를 들어, 변환 기준 감마 전압(VGC)은 상위 기준 감마 전압(VGT)이 증가함에 따라 선형적으로 감소할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 감마 변환부(340)는 증폭기를 포함할 수 있다. 기준 감마 변환부(340)가 하위 기준 감마 전압(VGB)을 변환 기준 감마 전압(VGC)으로 변환하는 방법에 대해서는 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
감마 커브 조정부(360)는 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 상위 기준 감마 전압(VGT)에 기초하여 복수의 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)을 생성할 수 있다. 감마 커브 조정부(360)는 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 상위 기준 감마 전압(VGT)을 분배하고 분배된 전압들 중 중간 감마 전압들(VG1 내지 VG9)을 선택하며, 중간 감마 전압들(VG1 내지 VG9)로부터 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)을 생성하여 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 감마 커브 조정부(360)는 제1 중간 감마 선택부(362), 제2 중간 감마 선택부(364), 및 계조 감마 출력부(366)을 포함할 수 있다.
제1 중간 감마 선택부(362)는 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 상위 기준 감마 전압(VGT)을 수신하고, 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 상위 기준 감마 전압 사이(VGT)의 전압들 중 복수의 중간 감마 전압들(VG3 내지 VG9)을 선택할 수 있다.
제1 중간 감마 선택부(362)는 케스케이드(cascade) 구조를 갖는 스테이지들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 중간 감마 선택부(362)는 서로 종속적으로 연결된 제3 내지 제N(단, N은 4이상의 정수) 스테이지들을 포함할 수 있다. 제3 내지 제N 스테이지들 중 제K 스테이지(단, K는 3이상 N미만의 정수)는 제K 중간 저항 스트링 및 제K 중간 선택기를 포함할 수 있다. 제K 중간 저항 스트링은 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 제(K+1) 스테이지에서 출력되는 제(K+1) 중간 감마 전압을 분배할 수 있다. 제K 중간 선택기는 제K 중간 선택 신호에 기초하여 제K 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제K 중간 감마 전압으로서 선택할 수 있다. 예를 들어, 제3 스테이지는 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 제4 중간 감마 전압(VG4)을 분배하는 제3 중간 저항 스트링(361-3) 및 제3 중간 선택 신호(RV3)에 기초하여 제3 중간 저항 스트링(361-3)에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제3 중간 감마 전압(VG3)으로서 선택하는 제3 중간 선택기(363-3)을 포함할 수 있다. 또한, 최상위 스테이지인 제9 스테이지는 변환 기준 감마 전압(VGC) 및 상위 기준 감마 전압(VGT)을 분배하는 제9 중간 저항 스트링(361-9) 및 제9 중간 선택 신호(RV9)에 기초하여 제9 중간 저항 스트링(361-9)에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제9 중간 감마 전압(VG9)으로서 선택하는 제9 중간 선택기(363-9)을 포함할 수 있다.
제2 중간 감마 선택부(364)는 최대 기준 전압(VREG1) 및 제3 중간 감마 전압(VG3)을 수신하고, 최대 기준 전압(VREG1) 및 제3 중간 감마 전압(VG3) 사이의 전압들 중 적어도 하나의 중간 감마 전압(VG1 및 VG2)을 선택할 수 있다. 0 계조 감마 전압 및 1 계조 감마 전압이 다른 계조 감마 전압들에 비해 산포되어 있으므로, 0 계조 감마 전압 및 1 계조 감마 전압을 출력하기 위해 물리적인 제한이 발생할 수 있다. 감마 커브 조정부(360)는 제1 중간 감마 선택부(362)와는 별도로 제2 중간 감마 선택부(364)를 구비함으로써, 상대적으로 크기가 큰 저항열을 구비하지 않고 원하는 0 계조 감마 전압 및 1 계조 감마 전압을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 중간 감마 선택부(364)는 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 포함할 수 있다. 제1 스테이지는 최대 기준 전압(VREG1) 및 제2 중간 감마 전압(VG2)을 분배하는 제1 중간 저항 스트링(361-1) 및 제1 중간 선택 신호(RV1)에 기초하여 제1 중간 저항 스트링(361-1)에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제1 중간 감마 전압(VG1)으로서 선택하는 제1 중간 선택기(363-1)를 포함할 수 있다. 제2 스테이지는 최대 기준 전압(VREG1) 및 제3 중간 감마 전압(VG3)을 분배하는 제2 중간 저항 스트링(361-2) 및 제2 중간 선택 신호(RV2)에 기초하여 제2 중간 저항 스트링(361-2)에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제2 중간 감마 전압(VG2)으로서 선택하는 제2 중간 선택기(363-2)를 포함할 수 있다.
계조 감마 출력부(366)는 중간 감마 전압들(VG1 내지 VG9)을 분배함으로써 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)을 출력할 수 있다. 계조 감마 출력부(366)는 저항 스트링을 이용하여 중간 감마 전압들(VG1~VG9) 및 상위 감마 전압(VGT) 사이를 전압 분배함으로써 계조 감마 전압들(V0 내지 V255)를 생성할 수 있다. 여기서, 상위 감마 전압(VGT)은 255 계조 감마 전압(V255)으로 그대로 출력될 수 있다.
도 5는 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 감마 전압 생성부에 포함된 기준 감마 변환부는 휘도 역전 현상을 개선하기 위해 상위 기준 감마 전압이 변동함에 따라 변환 기준 감마 전압을 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 기준 감마 변환부는 상위 기준 감마 전압이 증가할수록 변환 기준 감마 전압이 감소하도록 변환 기준 감마 전압을 조정할 수 있다. 변환 기준 감마 전압은 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 선형적으로 감소할 수 있다. 예를 들어, 최소 기준 전압이 접지 전압인 경우, 변환 기준 감마 전압은 [수학식 1]을 이용하여 계산될 수 있다.
[수학식 1]
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여기서, VGC는 변환 기준 감마 전압, VREG1은 최대 기준 전압, VGB는 하위 기준 감마 전압, VGT는 상위 기준 감마 전압(또는 255 계조 감마 전압), K는 상수이다. K는 상위 기준 감마 전압 및 변환 기준 감마 전압의 관계를 나타내는 그래프에서 기울기에 상응할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 도 1의 표시 장치에서 휘도 역전 현상이 개선되는 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 6 내지 도 9을 참조하면, 감마 전압 생성 장치가 케스케이드(cascade) 구조를 갖는 중간 감마 선택부를 포함하는 경우, 상위 계조 감마 전압을 이용하여 하위 계조 감마 전압을 계산함에 따라 휘도 역전 현상이 발생할 수 있다. 감마 전압 생성 장치는 기준 감마 변환부를 포함함으로써, 상위 기준 감마 전압의 변동에 따라 변환 기준 감마 전압을 조정하고 휘도 역전 현상을 개선할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 비교예 감마 전압 생성 장치는 기준 감마 변환부를 포함하지 않고 고정된 하위 기준 감마 전압에 기초하여 중간 감마 전압 및 계조 감마 전압을 생성하였다. 비교예 감마 전압 생성 장치에서 생성된 255 계조 감마 전압(V255)은 상위 기준 감마 전압으로 설정되므로 디밍 레벨이 증가함에 따라 휘도 역전 현상이 발생하지 않았다. 하지만, 255 계조 감마 전압(V255) 이외의 계조 감마 전압에서는 상위 계조 감마 전압을 이용하여 하위 계조 감마 전압을 계산하기 때문에 휘도 역전 현상이 발생하였다. 예를 들어, 비교예 감마 전압 생성 장치에서 생성된 203 계조 감마 전압(V203), 151 계조 감마 전압(V151), 87 계조 감마 전압(V87), 51 계조 감마 전압(V51)은 디밍 레벨이 증가함에 따라 휘도 역전 현상이 발생하였다. 휘도 역전 현상은 제1 디밍 레벨을 제1 전압과 제1 디밍 레벨보다 1레벨 낮은 제2 전압의 차이(?V)가 양수가 되는 지점에서 발생한다. 휘도 역전 현상은 상대적으로 낮은 계조 감마 전압에서 더 빈번하게 발생하였다. 예를 들어, V51 계조 감마 전압(V51)에 대한 가 양수가 되는 휘도 역전 부분이 203 계조 감마 전압(V203)에 비해 빈번하게 발생하였다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 실험예 감마 전압 생성 장치는 기준 감마 변환부를 포함함으로써, 상위 기준 감마 전압이 변동함에 따라 중간 감마 전압을 생성하기 위한 변환 기준 감마 전압을 조정하였다. 실험예 감마 전압 생성 장치는 조정된 변환 기준 감마 전압에 기초하여 중간 감마 전압 및 계조 감마 전압을 생성하였다. 즉, 실험예 감마 전압 생성 장치는 디밍 레벨이 증가함(즉, 휘도가 낮아짐)에 따라 상위 기준 감마 전압을 증가시키고, 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 하위 기준 감마 전압을 상대적으로 낮은 변환 기준 감마 전압으로 변환하도록 상기 [수학식 1]을 이용하여 변환 기준 감마 전압을 조정하였다.
실험예 감마 전압 생성 장치는 상위 기준 감마 전압이 변동함에 따라 변환 기준 감마 전압을 조정함으로써, 케스케이드(cascade) 구조를 갖는 중간 감마 선택부에 의해 발생하는 휘도 역전 현상이 개선되었다. 예를 들어, 실험예 감마 전압 생성 장치에서 생성된 203 계조 감마 전압(V203), 151 계조 감마 전압(V151), 87 계조 감마 전압(V87), 51 계조 감마 전압(V51)은 디밍 레벨이 증가함에 따라 발생하는 휘도 역전 현상의 빈도수가 비교예 감마 전압 생성 장치에 비해 현저히 감소하였다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 전압 생성 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에서는 디밍 신호가 제어부로부터 공급되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 전자 기기에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 비디오 캠코더 등에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100: 표시 패널 200: 스캔 구동부
300: 감마 전압 생성부 320: 기준 감마 선택부
340: 기준 감마 변환부 360: 감마 커브 조정부
400: 데이터 구동부 500: 제어부
1000: 표시 장치

Claims (20)

  1. 최대 기준 전압 및 최소 기준 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압과 상기 최소 기준 전압 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압 및 하위 기준 감마 전압을 선택하는 기준 감마 선택부;
    상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 상기 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 기준 감마 변환부; 및
    상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 복수의 계조 감마 전압들을 생성하는 감마 커브 조정부를 포함하는 감마 전압 생성 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 기준 감마 선택부는 디밍 레벨(dimming level)이 증가할수록 상기 상위 기준 감마 전압이 증가하도록 상기 상위 기준 감마 전압을 선택하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 기준 감마 변환부는 상기 상위 기준 감마 전압이 증가할수록 상기 변환 기준 감마 전압이 감소하도록 상기 변환 기준 감마 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 변환 기준 감마 전압은 상기 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 기준 감마 선택부는
    상기 최대 기준 전압 및 상기 최소 기준 전압을 분배하는 기준 저항 스트링;
    하위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 하위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제1 기준 선택기; 및
    상위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 상위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제2 기준 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 감마 커브 조정부는
    상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압을 수신하고, 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압 사이의 전압들 중 복수의 중간 감마 전압들을 선택하는 제1 중간 감마 선택부; 및
    상기 중간 감마 전압들을 분배함으로써 상기 계조 감마 전압들을 출력하는 계조 감마 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제1 중간 감마 선택부는 서로 종속적으로 연결된 제3 내지 제N(단, N은 4이상의 정수) 스테이지들을 포함하고,
    상기 제3 내지 제N 스테이지들 중 제K 스테이지(단, K는 3이상 N미만의 정수)는
    상기 변환 기준 감마 전압 및 제(K+1) 스테이지에서 출력되는 제(K+1) 중간 감마 전압을 분배하는 제K 중간 저항 스트링; 및
    제K 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제K 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제K 중간 감마 전압으로서 선택하는 제K 중간 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 감마 커브 조정부는
    상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 스테이지에서 출력되는 제3 중간 감마 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압 사이의 전압들 중 적어도 하나의 중간 감마 전압을 선택하는 제2 중간 감마 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제2 중간 감마 선택부는 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 포함하고,
    상기 제1 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제2 스테이지에서 출력되는 제2 중간 감마 전압을 분배하는 제1 중간 저항 스트링, 및 제1 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제1 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제1 중간 감마 전압으로서 선택하는 제1 중간 선택기를 포함하고,
    상기 제2 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압을 분배하는 제2 중간 저항 스트링, 및 제2 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제2 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 제2 중간 감마 전압으로서 선택하는 제2 중간 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 전압 생성 장치.
  10. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 화소들에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부;
    디밍 레벨(dimming level)에 상응하는 복수의 계조 감마 전압들을 출력하는 감마 전압 생성부;
    상기 계조 감마 전압들에 기초하여 데이터 신호를 생성하고, 상기 화소들에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 스캔 구동부, 상기 감마 전압 생성부, 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 감마 전압 생성부는
    최대 기준 전압 및 최소 기준 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압과 상기 최소 기준 전압 사이의 전압들 중 상위 기준 감마 전압 및 하위 기준 감마 전압을 선택하는 기준 감마 선택부;
    상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 상기 하위 기준 감마 전압을 변환 기준 감마 전압으로 변환하는 기준 감마 변환부; 및
    상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압에 기초하여 상기 계조 감마 전압들을 생성하는 감마 커브 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 기준 감마 선택부는 상기 디밍 레벨이 증가할수록 상기 상위 기준 감마 전압이 증가하도록 상기 상위 기준 감마 전압을 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 기준 감마 변환부는 상기 상위 기준 감마 전압이 증가할수록 상기 변환 기준 감마 전압이 감소하도록 상기 변환 기준 감마 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 변환 기준 감마 전압은 상기 상위 기준 감마 전압이 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 기준 감마 선택부는
    상기 최대 기준 전압 및 상기 최소 기준 전압을 분배하는 기준 저항 스트링;
    하위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 하위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제1 기준 선택기; 및
    상위 선택 신호에 기초하여 상기 기준 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 상위 기준 감마 전압으로서 선택하는 제2 기준 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 디밍 레벨이 증가할수록 상기 상위 기준 감마 전압이 높아지도록 상기 상위 선택 신호를 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제10 항에 있어서, 상기 감마 커브 조정부는
    상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압을 수신하고, 상기 변환 기준 감마 전압 및 상기 상위 기준 감마 전압 사이의 전압들 중 복수의 중간 감마 전압들을 선택하는 제1 중간 감마 선택부; 및
    상기 중간 감마 전압들을 분배함으로써 상기 계조 감마 전압들을 출력하는 계조 감마 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제1 중간 감마 선택부는 서로 종속적으로 연결된 제3 내지 제N(단, N은 4이상의 정수) 스테이지들을 포함하고,
    상기 제3 내지 제N 스테이지들 중 제K 스테이지(단, K는 3이상 N미만의 정수)는
    상기 변환 기준 감마 전압 및 제(K+1) 스테이지에서 출력되는 제(K+1) 중간 감마 전압을 분배하는 제K 중간 저항 스트링; 및
    제K 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제K 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제K 중간 감마 전압으로서 선택하는 제K 중간 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 디밍 레벨이 변동하는 경우, 상기 제1 중간 선택 신호를 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 감마 커브 조정부는
    상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 스테이지에서 출력되는 제3 중간 감마 전압을 수신하고, 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압 사이의 전압들 중 적어도 하나의 중간 감마 전압을 선택하는 제2 중간 감마 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 제2 중간 감마 선택부는 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 포함하고,
    상기 제1 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제2 스테이지에서 출력되는 제2 중간 감마 전압을 분배하는 제1 중간 저항 스트링, 및 제1 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제1 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 제1 중간 감마 전압으로서 선택하는 제1 중간 선택기를 포함하고,
    상기 제2 스테이지는 상기 최대 기준 전압 및 상기 제3 중간 감마 전압을 분배하는 제2 중간 저항 스트링, 및 제2 중간 선택 신호에 기초하여 상기 제2 중간 저항 스트링에 의해 분배된 전압들 중 하나를 상기 제2 중간 감마 전압으로서 선택하는 제2 중간 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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