KR20170053204A - 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전압 조절장치는, 고계조 영상프레임 또는 저계조 영상프레임에 따라 스캔 신호를 변경함으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 표시장치는, 표시패널, 제1 및 제2 게이트 구동부, 타이밍 컨트롤러, 전압 분배부를 포함하고, 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 토대로 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하여, 스캔 신호를 변경함으로써, 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 표시장치 구동 방법은, 고계조 영상 프레임으로 판단된 경우와 저계조 영상 프레임으로 판단된 경우에 따라 표시패널에 공급하는 스캔 신호를 변경함으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.

Description

전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법{Voltage Controller, Display Device and Method for driving thereof}
본 발명은 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 표시장치로서 각광받고 있는 유기발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용함으로써 응답속도가 빠르고, 발광효율, 휘도 및 시야각 등이 큰 장점이 있다.
이러한 유기발광 표시장치는 유기발광 다이오드가 포함된 화소(서브픽셀)를 매트릭스 형태로 배열하고 스캔 신호에 의해 선택된 서브픽셀들의 밝기를 데이터의 계조에 따라 제어한다.
이러한 유기발광 표시장치의 표시패널에 배치되는 각 서브픽셀은, 기본적으로, 유기발광 다이오드를 구동하는 구동 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 게이트 노드에 데이터 전압을 전달해주는 스위칭 트랜지스터, 한 프레임 시간 동안 일정 전압을 유지해주는 역할을 하는 스토리지 캐패시터 등을 포함하여 구성될 수 있다.
최근에는 유기발광 표시장치의 소비전력을 절감하기 위해 입력되는 영상신호(R, G, B)에 따라 영상 프레임 별 최대 휘도를 제어하는 PLC(Peak Luminance Control; PLC) 알고리즘을 적용한 구동 방법이 제안되었다.
PLC 알고리즘에 의한 유기발광 표시장치의 구동 방법은 입력되는 영상 프레임에서 평균 화상 레벨(Average Picture Level; APL)을 산출하고, 산출된 APL값에 따라 최대 휘도값을 결정하는 기술이다. 여기서, PLC 구동 방법은 APL값이 높아질수록 휘도값을 낮게 설정함으로써 유기발광 표시장치의 소비전력을 절감한다.
그러나, 종래의 PLC 알고리즘을 적용한 구동 방법에서는 저계조 영상 프레임을 표시할 때 킥백 전압(ΔVp)으로 인한 데이터 전압의 강하로 화면 품질이 저하되는 문제가 있었다. 특히, PLC 알고리즘을 적용하는 경우, 고계조와 저계조의 영상 프레임을 표시할 때, 고휘도와 블랙 표시 특성을 향상시키기 위해 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압 차를 크게 변경하는데, 이로 인하여 킥백 전압(ΔVp)이 증가하여 저계조 영상에서 어두움 불량이 발생되고 있다.
본 발명은, 고계조 영상 프레임과 저계조 영상 프레임 구동시 게이트 전압을 서로 다르게 변경시킴으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 높은 계조전압들의 비율이 큰 고계조 영상 프레임과 낮은 계조전압들의 비율이 작은 저계조 영상 프레임에 대응하는 게이트 전압을 서로 다르게 변경함으로써, 스위칭 트랜지스터의 턴온 및 턴오프 특성을 개선한 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법을 제공하는 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전압 조절장치는, 표시패널에 대한 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하는 저장부, 상기 저장부에 저장된 영상 프레임 별 계조전압들을 토대로 고계조 영역의 계조전압들과 저계조 영역의 계조전압들을 산출하는 연산부, 상기 연산부의 산출값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 판단부, 상기 판단부에 의해 고계조 영상프레임 또는 저계조 영상프레임으로 판단되는 경우에 따라 상기 표시패널에 공급되는 스캔 신호를 변경하는 제어부를 포함함으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 표시장치는, 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 서브픽셀이 매트릭스 타입으로 배치된 표시패널, 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 스캔 신호를 공급하는 전압 분배부를 포함하고, 상기 표시패널에 대한 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하고, 저장된 계조전압들을 토대로 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하여, 상기 전압 분배부로부터 상기 표시패널에 공급되는 스캔 신호를 변경하는 전압 조절부를 더 포함함으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 표시장치 구동 방법은, 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 서브픽셀이 매트릭스 타입으로 배치된 표시패널과, 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부와, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 스캔 신호를 공급하는 전압 분배부를 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 표시패널에 대한 휘도 제어 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 토대로 상기 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 단계, 상기 고계조 영상 프레임으로 판단된 경우와 저계조 영상 프레임으로 판단된 경우에 따라 상기 표시패널에 공급하는 스캔 신호를 변경함으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
본 발명에 따른 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법은, 고계조 영상 프레임과 저계조 영상 프레임 구동시 게이트 전압을 서로 다르게 변경시킴으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법은, 높은 계조전압들의 비율이 큰 고계조 영상 프레임과 낮은 계조전압들의 비율이 작은 저계조 영상 프레임에 대응하는 게이트 전압을 서로 다르게 변경함으로써, 스위칭 트랜지스터의 턴온 및 턴오프 특성을 개선한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 서브픽셀 회로의 예시도들이다.
도 4는 PLC 알고리즘을 설명하기 위한 참조 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 저계조 영상 프레임 구동시 표시패널의 가장자리에서 발생하는 어두움 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서 스캔 신호를 변경하기 위한 전압 조절시스템을 도시한 블록도이다.
도 7은 도 6의 전압 조절부에 의해 영상 프레임 별 스캔 신호가 변경되는 모습을 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 유기발광 표시장치에서 저계조 영상 프레임 구동시 표시패널의 가장자리에서 어두움 불량 개선을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 유기발광 표시장치의 서브픽셀들의 휘도와 계조전압 관계를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 유기발광 표시장치에서 데이터 전압에 따라 트랜지스터의 네가티브 시프트 정도를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 구동방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광 표시장치(100)는, 표시패널(110), 데이터 구동부(120), 스캔 구동부, 타이밍 컨트롤러(140) 및 각 구동부와 타이밍 컨트롤러(140)에 전압을 공급하는 전원 분배부(150) 등을 포함한다. 상기 스캔 구동부는 제1 게이트 구동부(130a) 및 제2 게이트 구동부(130b)를 포함한다.
표시패널(110)에는, 서로 교차하는 방향으로 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)이 배치된다. 또한, 표시패널(110)에는, 다수의 서브픽셀(SP: Sub Pixel)이 매트릭스 타입으로 배치된다.
데이터 구동부(120)는, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급하여 다수의 데이터 라인을 구동한다.
제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b) 각각은, 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다. 여기서, 스캔 신호는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 구동부(120) 및 제1 및 제2 게이트 구동부들(130a, 130b)로 제어신호를 공급하여, 데이터 구동부(120) 및 제1 및 제2 게이트 구동부들(130a, 130b)을 제어한다.
이러한 타이밍 컨트롤러(140)는, 각 영상 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 영상 데이터를 데이터 구동부(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔 신호에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
스캔 구동부를 구성하는 제1 및 제2 게이트 구동부들(130a, 130b)은, 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 스캔 신호(게이트 하이 전압(VGH)) 또는 게이트 로우 전압(VGL))을 다수의 게이트 라인으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다.
구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이, 표시패널(110)의 양측에 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)가 위치하거나 일 측에 하나의 게이트 구동부만 위치할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)는 각각 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있고, 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)에는 쉬프트 레지스터, 레벨 쉬프터 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동부(120)는, 특정 게이트 라인이 열리면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들로 공급함으로써, 다수의 데이터 라인을 구동한다.
데이터 구동부(120)는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit, 데이터 드라이버 집적회로(Data Driver IC)라고도 함)를 포함할 수 있고, 소스 드라이버 집적회로(SDIC) 각각은, 쉬프트 레지스터, 래치, 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital Analog Converter), 출력 버터 등을 포함한다.
또한, 경우에 따라서, 서브픽셀 보상을 위해 아날로그 전압 값을 센싱하여 디지털 값으로 변환하고 센싱 데이터를 생성하여 출력하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
한편, 타이밍 컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력 영상의 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 수신한다.
타이밍 컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 영상 데이터를 데이터 구동부(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하는 것 이외에, 데이터 구동부(120), 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 구동부(120), 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)로 출력한다.
특히, 타이밍 컨트롤러(140)는 전압 분배부(150)에서 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)로 공급되는 스캔 신호(게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL))를 제어한다. 상기 전압 분배부(150)는 PMIC(Power Management IC)에 의해 구현될 수 있다.
도 1에 간략하게 도시된 표시패널(110)에 배치된 각 서브픽셀(SP)에는, 트랜지스터, 캐패시터 등의 회로 소자가 형성되어 있다. 예를 들어, 표시패널(110) 상의 각 서브픽셀에는 유기발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode), 둘 이상의 트랜지스터(Transistor) 및 하나 이상의 캐패시터(Capacitor) 등으로 이루어진 회로가 형성되어 있다.
아래에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 서브픽셀 회로를 예시적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치(100)에서, 각 서브픽셀은, 유기발광 다이오드(OLED)와, 구동회로로 구성된다.
구동회로는, 기본적으로, 2개의 트랜지스터(구동 트랜지스터(DRT: Driving Transistor), 스위칭 트랜지스터(SWT: Switching Transistor))와 1개의 캐패시터(스토리지 캐패시터(Cstg: Storage Capacitor))로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 유기발광 다이오드(OLED)는 제1전극(예: 애노드 전극 또는 캐소드 전극), 유기층 및 제2전극(예: 캐소드 전극 또는 애노드 전극)으로 이루어진다.
일 예로, 유기발광 다이오드(OLED)에서, 제1전극에는 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드가 전기적으로 연결되고, 제2전극에는 기저전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
도 2를 참조하면, 구동 트랜지스터(DRT)는, 유기발광 다이오드(OLED)로 구동 전류를 공급해주어, 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하는 트랜지스터이다.
이러한 구동 트랜지스터(DRT)는, 소스 노드 또는 드레인 노드에 해당하는 제1노드(N1 노드), 게이트 노드에 해당하는 제2노드(N2 노드)와, 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3노드(N3 노드)를 갖는다.
일 예로, 이러한 구동 트랜지스터(DRT)에서, N1 노드는 유기발광 다이오드(OLED)의 제1전극 또는 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있고, N2 노드는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있으며, N3 노드는 구동전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 스위칭 트랜지스터(SWT)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 해당하는 N2 노드로 데이터 전압(Vdata)을 전달해주는 트랜지스터이다.
이러한 스위칭 트랜지스터(SWT)는, 게이트 노드에 인가되는 스캔 신호(SCAN: 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL))에 의해 제어되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 N2 노드와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결된다.
도 2를 참조하면, 구동 트랜지스터(DRT)의 N1 노드와 N2 노드 사이에 스토리지 캐패시터(Cstg)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 스토리지 캐패시터(Cstg)는, 한 프레임 시간 동안 일정 전압을 유지해주는 역할을 한다.
도 3을 참조하면, 보상 구조를 갖는 서브픽셀 내 구동회로는, 일 예로, 3개의 트랜지스터(구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 센싱 트랜지스터(SENT: Sensing Transistor)와 1개의 캐패시터(스토리지 캐패시터(Cstg))로 구성될 수 있다.
이와 같이, 3개의 트랜지스터(DRT, SWT, SENT)와 1개의 캐패시터(Cstg)를 포함하여 구성된 서브픽셀을 "3T1C 구조"를 갖는다고 한다.
도 3을 참조하면, 구동 트랜지스터(DRT)는, 유기발광 다이오드(OLED)로 구동 전류를 공급해주어, 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하는 트랜지스터이다.
구동 트랜지스터(DRT)에서, N1 노드는 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극 또는 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있고, N2 노드는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있으며, N3 노드는 구동전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 스위칭 트랜지스터(SWT)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 해당하는 N2 노드로 데이터 전압(Vdata)을 전달해주는 트랜지스터이다.
이러한 스위칭 트랜지스터(SWT)는, 게이트 노드에 인가되는 스캔 신호(SCAN: 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL))에 의해 제어되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 N2 노드와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결된다.
한편, 도 3을 참조하면, 도 2의 기본적인 서브픽셀 구조에 비해 새롭게 추가된 센싱 트랜지스터(SENT)는, 게이트 노드에 인가되는 스캔 신호의 일종인 센스 신호(SENSE)에 의해 제어되고, 기준전압 라인(RVL: Reference Voltage Line)과 구동 트랜지스터(DRT)의 N1 노드 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 센싱 트랜지스터(SENT)는, 턴 온 되어, 기준전압 라인(RVL)을 통해 공급된 기준전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DRT)의 N1 노드(예: 소스 노드 또는 드레인 노드)에 인가해줄 수 있다.
또한, 센싱 트랜지스터(SENT)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 N1 노드의 전압을 기준전압 라인(RVL)과 전기적으로 연결된 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 센싱되도록 해주는 역할을 한다.
이러한 센싱 트랜지스터(SETN)의 역할은, 구동 트랜지스터(DRT)의 고유 특성치에 대한 보상 기능과 관련된 것이다. 여기서, 구동 트랜지스터(DRT)의 고유 특성치는, 일 예로, 문턱전압(Vth: Threshold Voltage), 이동도(Mobility) 등을 포함할 수 있다.
도 4는 PLC 알고리즘을 설명하기 위한 참조 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 유기발광 표시장치(100)는 PLC 알고리즘을 이용한 구동 방법에 따라 최저 휘도(Lmin: 예를 들어, 150 nit)와 최고 휘도(Lmax: 예를 들어, 500 nit)를 갖는 영상을 구현할 수 있다.
PLC(Peak Luminance Control) 알고리즘은 APL(Average Picture Level)을 연산하고, PLC를 이용하여 소비전력을 저감시키고 유기발광 다이오드의 수명 한계를 최소화하기 위해 사용된다.
여기서, APL(Average Picture Level)이란 입력 영상의 평균 영상 계조전압을 의미하며, 일 영상 프레임의 입력 영상의 기준 화이트 계조전압과 블랙 계조전압의 차이를 백분율한 값이다.
예를 들어, 입력 영상의 각 서브픽셀을 최대값으로 노말라이즈 한 값에 감마를 취하고 각 서브픽셀 휘도 비율을 곱한 값의 평균으로 구할 수 있다. 하지만, 본 발명의 유기발광 표시장치는 공지된 PLC 알고리즘들은 모두 적용 가능하다. 일 예로, 본 발명은 대한민국 공개특허공보 10-2006-0053903(2006.05.22.)에 개시된 PLC 알고리즘으로 적용될 수 있다.
PLC(Peak Luminance Control) 알고리즘은 각 영상 프레임의 APL(Average Picture Level)을 산출하고, 산출된 APL(Average Picture Level) 값에 따라 설정된 최대 휘도(PL: Peak Luminance)를 적용하여 입력 영상을 구현하도록 제어하는 알고리즘을 말한다.
예를 들어, 도 4에서 입력 영상 프레임의 APL(Average Picture Level)값이 35%인 경우, 최대 휘도(PL)는 Lmax와 Lmin 사이가 된다. Lmax가 500nit일 경우 35%의 APL의 최대 휘도(PL)는 450 nit 정도가 된다.
따라서, 입력 영상 프레임에 대해서 최대 휘도를 450 nit로 하여 영상 프레임 내의 각 계조들을 조절하여(계조전압들) 영상을 구현할 수 있고, 그 결과 유기발광 표시장치의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 유기발광 표시장치는 PLC 알고리즘에 의해 획득한 휘도 제어 정보를 토대로 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하고, 고계조 영상 프레임과 저계조 영상 프레임에 따라 스캔 신호를 서로 다르게 변경함으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도를 개선하면서 저계조 영상 프레임에서의 화질 저하를 방지하였다.
도 5a 및 도 5b는 저계조 영상 프레임 구동시 표시패널의 가장자리에서 발생하는 어두움 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 3과 함께 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 유기발광 표시장치가 PLC 알고리즘을 이용하여 구동할 때, 영상 프레임의 휘도 특성 및 데이터 전압의 전달 특성을 좋게 하기 위해 스위칭 트랜지스터(SWT)에 공급되는 스캔 신호(SCAN)의 편차를 크게 한다.
예를 들어, 스캔 신호(SCAN)의 게이트 하이 전압(VGH)은 더 높이고, 게이트 로우 전압(VGL)은 더 낮추어 스위칭 트랜지스터의 온/오프 특성을 좋게 한다.
하지만, 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(N2 노드 전압)은 스위칭 트랜지스터(SWT)의 동작에 의해 N2 노드로 전달되는데, 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)의 편차가 크면 수학식 1에 따라 킥백 전압(ΔVp)이 커져서 발광구간(Te: Emission)에서 N2 노드 전압(데이터 전압)의 강하가 크게 발생한다. 따라서, 발광구간(Te)에서 N2 노드와 N1 노드의 전압차이가 줄어들어 휘도가 저하된다.
Figure pat00001
………….(수학식 1)
(Cgs는 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성되는 기생 커패시터를 나타낸다)
즉, 도 5a를 참조하면, 유기발광 표시장치는 서브픽셀 별로 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치를 센싱하는 센싱(Sensing)단계와, 센싱단계에서 획득한 정보를 토대로 보상 데이터를 생성하고, 이를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여, 제2노드(N2)에 공급하는 라이팅(Writing)단계 및 유기발광 다이오드(OLED)를 발광하는 발광(Emission)단계로 구분할 수 있다.
즉, 라이팅 구간(Tw)의 데이터 전압(N2노드 전압)은 보상 값이 적용된 데이터 전압이나 게이트 로우 전압에서 킥백 전압(ΔVp)에 의해 급격히 감소한 후, 발광 구간(Te)에서는 요구되는 데이터 전압(점선)보다 낮은 데이터 전압(실선)으로 발광 하기 때문에 휘도 저하가 발생된다. 특히, 저계조 영상 프레임의 경우 전체적으로 데이터 전압의 크기가 작기 때문에 이와 같이 큰 킥백 전압(ΔVp)이 발생되면, 도 5b와 같이 어두움 불량으로 나타난다.
또한, 도 5b를 참조하면, 도 1과 같이, 유기발광 표시장치(100)가 표시패널(110)의 좌우측에 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)가 위치하는 구조일 경우, 게이트 라인(GL)의 라인 저항 및 라인 커패시턴스로 인하여 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b)에서 출력될 때, 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압의 편차가 가장 큰 것을 볼 수 있다. 반면, 표시패널(110)의 중심부 영역으로 스캔 신호가 전달되면서 게이트 하이 전압은 완만해진다.
따라서, 저계조 영상 프레임을 표시패널(110)에 표시할 때, 표시패널(110)의 양측 가장자리 영역에서 킥백 전압(ΔVp)으로 인한 어두움 불량이 가장 크게 발생된다.
본 발명에서는 PLC 알고리즘에 의해 획득한 휘도 제어 정보를 토대로 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하고, 영상 프레임 별 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압의 변경을 다르게 함으로써, 고계조 영상 프레임을 표시할 때에는 휘도 개선을 하면서 저계조 영상 프레임을 표시할 때에는 도 5b와 같은 어두움 불량을 방지하도록 하였다.
도 6은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서 스캔 신호를 변경하기 위한 전압 조절시스템을 도시한 블록도이고, 도 7은 도 6의 전압 조절부에 의해 영상 프레임 별 스캔 신호가 변경되는 모습을 도시한 도면이다.
도 1과 함께 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 유기발광 표시장치(100)는, 표시패널(110), 제1 및 제2 게이트 구동부(130a, 130b), 데이터 구동부(120), 타이밍 컨트롤러(140) 및 전압 분배부(150)를 포함한다.
또한, 본 발명의 유기발광 표시장치(100)는, 도 4에서 설명한 표시패널(110)에 대한 휘도 제어 정보를 획득하는 PLC 알고리즘(PLC)과 PLC 알고리즘(PLC)으로부터 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하고, 저장된 계조전압들을 토대로 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하여, 전압 분배부(150)로부터 표시패널(110)에 공급되는 스캔 신호를 변경하는 전압 조절부(600)를 더 포함한다.
상기 전압 조절부(600)는, 영상 프레임 별로 PLC 알고리즘(PLC)의 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하는 저장부(601)와, 저장부(601)에 저장된 영상 프레임 별 계조전압들을 토대로 고계조 영역의 계조전압들과 저계조 영역의 계조전압들을 산출하는 연산부(602)와, 연산부(602)의 산출값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 판단부(603)와, 판단부(603)에 의해 고계조 영상 프레임 또는 저계조 영상 프레임으로 판단되는 경우에 따라 표시패널(110)에 공급되는 스캔 신호를 변경하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부(604)를 포함한다.
보다 구체적으로 도 4에서 설명한 바와 같이, PLC 알고리즘(PLC)이 공급하는 휘도 제어 정보는 각 영상 프레임에 대한 산출된 APL, APL 값에 따라 설정된 최대 휘도(PL)에 적용되도록 계조전압들이 변경된 정보를 포함한다. 따라서, 휘도 제어 정보에는 영상 프레임의 각 서브픽셀(적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들 또는 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들)에 대한 휘도 정보와 계조전압 정보를 포함한다.
상기 전압 조절부(600)의 저장부(601)는 휘도 제어 정보를 토대로 각 영상 프레임 내의 서브픽셀들에 설정된 계조전압들을 저장한다. 연산부(602)는 저장부(601)로부터 영상 프레임 별 계조에 따른 계조전압들을 산출하는데, 예를 들어 영상 프레임에 포함된 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 및 청색(B)들 각각의 계조(0~255 gray) 별 계조전압들을 산출할 수 있다.
상기 연산부(602)에서 계조전압들이 산출되면, 미리 설정된 기준값과 비교하여 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단한다. 예를 들어, 영상 프레임의 계조들 중 4계조(gray)에서 32계조(gray)의 비율이 기준값 이상이면 이를 저계조 영상 프레임으로 판단하고, 영상 프레임의 계조들 중 200계조~255계조의 비율이 기준값 이상이면 이를 고계조 영상 프레임으로 판단할 수 있다. 즉, 고계조 영상 프레임은 휘도를 높여야 하는 고휘도 영상 프레임으로써, 높은 계조전압들이 많은 영상 프레임이고, 저계조 영상 프레임은 휘도를 낮춰야 하는 영상 프레임으로써, 낮은 계조전압들이 많은 영상 프레임으로 볼 수 있다.
상기 기준값은 표시장치의 구조, 영상 데이터, 사용 장소 등에 따라 다양한 기준값으로 설정될 수 있다. 또한, 영상 프레임의 계조들 중 4계조(gray)에서 32계조(gray)의 비율이 기준값 이상이면 저계조 영상 프레임으로 판단하고, 이외의 영상 프레임은 고계조 영상 프레임으로 판단하거나 계조 범위를 복수개로 구분하여 저계조 영상 프레임과 고계조 영상 프레임들을 복수개로 설정할 수 있다. 복수개의 계조별 영상 프레임들이 설정되면, 각각에 대해 스캔 신호의 변동율을 달리하여 구동할 수 있다.
상기와 같이, 판단부(603)에서 고계조 영상 프레임 또는 저계조 영상 프레임인지 판단되면, 이를 토대로 제어부(604)는 전압 분배부(150)에 제어신호를 공급하여, 스캔 신호(게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압)를 변경한다.
도 7을 참조하면, 전압 조절부(600)에 의해 영상 프레임이 고계조 영상 프레임으로 판단된 경우, 제어부(604)의 제어신호에 응답하여 전압 분배부(150)는 게이트 하이 전압(VGH)은 이전 게이트 하이 전압(점선) 보다 높이고(실선), 게이트 로우 전압(VGL)은 이전 게이트 로우 전압(점선) 보다 낮춘다. 즉, 고계조 영상 프레임에 대해서는 게이트 하이 전압(VGH)와 게이트 로우 전압(VGL)의 차이를 크게 하여 휘도 특성을 개선하였다.
뿐만 아니라, 스캔 신호의 편차를 크게 하기 위해 고계조 영상 프레임으로 판단된 경우, 게이트 하이 전압(VGH) 만을 높이거나, 게이트 로우 전압(VGL)만을 낮추어 휘도 특성을 개선할 수 있다.
또한, 전압 조절부(600)에 의해 영상 프레임이 저계조 영상 프레임으로 판단된 경우, 제어부(604)의 제어신호에 응답하여 전압 분배부(150)는 게이트 하이 전압(VGH)은 이전 게이트 하이 전압(점선) 보다 낮추고(실선), 게이트 로우 전압(VGL)은 이전 게이트 로우 전압(점선) 보다 높여준다. 즉, 저계조 영상 프레임에 대해서는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)의 차이를 작게 하여 킥백 전압(ΔVp)을 줄이고, 이로 인하여 저계조 영상 프레임에서 발생되는 어두움 불량을 개선하였다.
뿐만 아니라, 스캔 신호의 편차를 작게 하기 위해 저계조 영상 프레임으로 판단된 경우, 게이트 하이 전압(VGH) 만을 낮추거나, 게이트 로우 전압(VGL) 만을 높여 저계조 영역에서의 어두움 불량을 개선할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 고계조 영상 프레임을 구현할 때에는 게이트 하이 전압(VGH)와 게이트 로우 전압(VGL)의 차이가 크지만, 저계조 영상 프레임을 구현할 때에는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)의 차이가 작아짐으로써, 저계조 영상 프레임을 표시할 때에 발생하던 표시패널(110) 양측 가장자리의 어두움 불량을 개선하였다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 유기발광 표시장치에서 저계조 영상 프레임 구동시 표시패널의 가장자리에서 어두움 불량 개선을 설명하기 위한 도면이다.
도 3과 함께, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 유기발광 표시장치가 PLC 알고리즘을 이용하여 구동할 때, 도 7에서와 같이, 고계조 영상 프레임과 저계조 영상 프레임에서 서로 다른 스캔 신호(SCAN) 편차를 갖도록 하기 때문에 저계조 영상 프레임에서는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)의 차이가 줄어든다.
이로 인하여, 저계조 영상 프레임에서는 킥백 전압(ΔVp)이 줄어들고, 이로 인하여 N2 노드의 데이터 전압 강하 정도도 작아진다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 라이팅 구간(Tw)에서 보상 값이 적용된 데이터 전압은 수학식 1의 킥백 전압(ΔVp)에 의해 감소하나, 도 5a와 같이 급격히 감소하지 않는다. 따라서, 발광 구간(Te)에서의 데이터 전압의 강하가 크게 발생하지 않는 상태에서 유기발광 다이오드를 발광시키기 때문에 저계조 영상 프레임에서의 어두움 불량이 개선된다.
또한, 도 8b를 참조하면, 도 5b에서와 달리 표시패널(110)의 양측에서 공급되는 스캔 신호, 즉 게이트 하이 전압(VGH)이 낮춰지고, 게이트 로우 전압(VGL)이 높여져 편차가 줄어든 것을 볼 수 있다. 뿐만 아니라, 게이트 하이 전압(VGH) 만을 낮추거나 게이트 로우 전압(VGL) 만을 높일 경우에도 스캔 신호의 편차가 줄어든다.
따라서, 본 발명의 유기발광 표시장치는 저계조 영상 프레임을 표시패널(110)이 표시할 때, 표시패널(110)의 양측 가장자리 영역에서의 킥백 전압(ΔVp)을 작게 줄임으로써, 데이터 전압(N2 노드) 강하를 최소화 할 수 있는 이점이 있다. 이와 같이, 데이터 전압(N2 노드) 강하가 줄어들면, 요구되는 데이터 전압(점선)과 거의 근사한 데이터 전압으로 유기발광 다이오드를 발광시킬 수 있기 때문에 어두움 불량을 개선할 수 있다.
도 9는 본 발명의 유기발광 표시장치의 서브픽셀들의 휘도와 계조전압 관계를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 유기발광 표시장치에서 데이터 전압에 따라 트랜지스터의 네가티브 시프트 정도를 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 유기발광 표시장치가 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀로 구성된 픽셀을 갖거나 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀로 구성된 픽셀을 가질 경우, 각 칼라별 PLC 알고리즘 적용에 의한 휘도 제어 정보에서의 계조곡선(감마곡선)은 도 9와 같은 곡선을 갖는다.
즉, 계조곡선은 적색(R), 백색(W), 녹색(G) 및 청색(B)에서 계조전압들이 커질수록 휘도가 커지는 형태를 갖는다.
따라서, 휘도가 높은 고계조 영상 프레임의 경우 계조전압들이 큰 값을 갖기 때문에 고계조 영상 프레임에서 휘도 특성을 높이기 위해서는 스위칭 트랜지스터의 턴온 특성을 높이는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 도 6과 도 7에서 설명한 바와 같이, 고 계조전압들의 비율이 높은 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단하고, 고계조 영상 프레임을 표시할 때, 게이트 하이 전압(VGH)을 높이거나 게이트 로우 전압(VGL)을 낮추거나 게이트 하이 전압(VGH)은 높이고, 게이트 로우 전압(VGL)을 낮추면 고계조 영상 프레임의 휘도 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유기발광 표시장치의 각 서브픽셀에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 센싱 트랜지터를 포함한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 각 트랜지스터에는 트랜지스터에 광이 입사되어 트랜지스터의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 광차단층(LS: Light Shield)을 배치하고 있다.
하지만, 광차단층(LS)의 몸체 효과(Body Effect)로 인하여 각 트랜지스터의 문턱전압(Vth)이 시프트 되는 문제가 있고, 이로 인하여 트랜지스터의 구동 특성이 저하된다.
도 10은 스위칭 트랜지스터의 소스 노드 즉, 데이터 라인(DL)과 연결되는 전압(V)가 클수록 광차단층(LS)의 몸체 효과로 인한 스위칭 트랜지스터(SWT)의 네가티브 시프트(Negative Shift)가 커지는 것을 보여준다.
스위칭 트랜지스터(SWT)의 문턱전압(Vth)이 네가티브 시프트 되면, 턴-오프 전압이 인가된 상태에서도 스위칭 트랜지스터가 턴-온 되는 문제가 발생한다.
본 발명에서는 도 6과 도 7에서 설명한 바와 같이, 데이터 전압(계조전압)이 높은 고계조 영상 프레임을 표시할 때에는 스위칭 트랜지스터(SWT)에 인가되는 게이트 로우 전압(VGL)을 낮추거나 게이트 하이 전압(VGH)을 높이고, 게이트 로우 전압(VGL)은 낮추기 때문에 위와 같이, 몸체 효과에 의한 스위칭 트랜지스터의 동작 불량도 개선할 수 있는 효과가 있다.
즉, 높은 데이터 전압에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)의 문턱전압(Vth)이 더 낮아졌지만, 게이트 로우 전압(VGL)을 낮추기 때문에 네가티브 시프트가 발생하더라도 스위칭 트랜지스터(SWT)의 구동 특성은 저하되지 않는다.
마찬가지로 저계조 영상 프레임에서는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 네가티브 시프트 정도가 작기 때문에 게이트 로우 전압(VGL)을 높이더라도 네가티브 시프트에 의한 스위칭 트랜지스터(SWT)의 구동 특성이 저하되지 않는다.
이와 같이, 본 발명에서는 고계조 영상 프레임과 저계조 영상 프레임에 따라 서로 다르게 스캔 신호를 변경함으로써, 추가적으로 발생될 수 있는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 네가티브 시프트에 의한 성능 저하를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 11은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 구동방법을 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치 구동 방법은, PLC 알고리즘에 의해 획득한 휘도 제어 정보를 전압 조절부(600)가 제공받고(S801), 이를 토대로 영상 프레임 별 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장한다(S802).
그런 다음, 영상 프레임에 포함된 계조(0~255 gray) 별 계조전압들을 산출하고, 이를 토대로 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지를 판단한다(S803).
영상 프레임이 저계조 영상 프레임으로 판단될 경우, 표시패널(110)에 공급되는 게이트 하이 전압은 낮추고 게이트 로우 전압은 높이도록 스캔 신호(게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압)를 변경한다(S804). 뿐만 아니라, 게이트 하이 전압(VGH) 만을 낮추거나 게이트 로우 전압(VGL) 만을 높이는 방식으로 스캔 신호의 편차를 작게 변경할 수 있다.
상기 변경된 스캔 신호에 따라 유기발광 표시장치를 구동하여 저계조 영상 프레임 구현시 큰 킥백 전압(ΔVp)에 의해 발생하였던 어두움 불량을 개선하였다.
반면, 영상 프레임이 고계조 영상 프레임으로 판단될 경우, 표시패널(110)에 공급되는 게이트 하이 전압은 높이고 게이트 로우 전압은 낮추도록 스캔 신호의 편차를 크게 변경한다(S805). 뿐만 아니라, 게이트 하이 전압(VGH) 만을 높이거나, 게이트 로우 전압(VGL) 만을 낮추는 방식으로 스캔 신호의 편차를 크게 변경할 수 있다.
상기 고계조 영상 프레임에 대응하는 변경된 스캔 신호를 토대로 유기발광 표시장치를 구동함으로써, 고계조 영상 프레임의 고휘도 화질을 개선하였다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법은, 고계조 영상 프레임과 저계조 영상 프레임 구동시 게이트 전압을 서로 다르게 변경시킴으로써, 고계조 영상 프레임에서는 휘도 특성을 개선하면서 저계조 영상 프레임의 휘도 저하를 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전압 조절장치, 표시장치 및 이의 구동방법은, 높은 계조전압들의 비율이 큰 고계조 영상 프레임과 낮은 계조전압들의 비율이 작은 저계조 영상 프레임에 대응하는 게이트 전압을 서로 다르게 변경함으로써, 스위칭 트랜지스터의 턴온 및 턴오프 특성을 개선한 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기발광 표시장치
120: 데이터 구동부
130a: 제1 게이트 구동부
130b: 제2 게이트 구동부
140: 타이밍 컨트롤러
150: 전압 분배부
600: 전압 조절부

Claims (23)

  1. 표시패널에 대한 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 영상 프레임 별 계조전압들을 토대로 고계조 영역의 계조전압들과 저계조 영역의 계조전압들을 산출하는 연산부;
    상기 연산부의 산출값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부에 의해 고계조 영상프레임 또는 저계조 영상프레임으로 판단되는 경우에 따라 상기 표시패널에 공급되는 스캔 신호를 변경하는 제어부를 포함하는 전압 조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 높이는 전압 조절장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 로우 전압은 낮추는 전압 조절장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 높이고, 상기 게이트 로우 전압은 낮추는 전압 조절장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 낮추는 전압 조절장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 로우 전압은 높이는 전압 조절장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 낮추고, 상기 게이트 로우 전압은 높이는 전압 조절장치.
  8. 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 서브픽셀이 매트릭스 타입으로 배치된 표시패널;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부;
    상기 제1 및 제2 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 스캔 신호를 공급하는 전압 분배부를 포함하고,
    상기 표시패널에 대한 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하고, 저장된 계조전압들을 토대로 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하여, 상기 전압 분배부로부터 상기 표시패널에 공급되는 스캔 신호를 변경하는 전압 조절부를 더 포함하는 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전압 조절부는,
    상기 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 저장하는 저장부와,
    상기 저장부에 저장된 영상 프레임 별 계조전압들을 토대로 고계조 영역의 계조전압들과 저계조 영역의 계조전압들을 산출하는 연산부와,
    상기 연산부의 산출값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 판단부와,
    상기 판단부에 의해 고계조 영상프레임 또는 저계조 영상프레임으로 판단되는 경우에 따라 상기 표시패널에 공급되는 스캔 신호를 변경하는 제어부를 포함하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 높이는 표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 로우 전압은 낮추는 표시장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 높이고, 상기 게이트 로우 전압은 낮추는 표시장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 낮추는 표시장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 로우 전압은 높이는 표시장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 낮추고, 상기 게이트 로우 전압은 높이는 표시장치.
  16. 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 서브픽셀이 매트릭스 타입으로 배치된 표시패널과, 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부와, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 제1 및 제2 게이트 구동부에 스캔 신호를 공급하는 전압 분배부를 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 표시패널에 대한 휘도 제어 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 휘도 제어 정보를 수신하여 영상 프레임 별로 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 토대로 상기 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 단계; 및
    상기 고계조 영상 프레임으로 판단된 경우와 저계조 영상 프레임으로 판단된 경우에 따라 상기 표시패널에 공급하는 스캔 신호를 변경하는 표시장치 구동방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 단계는,
    상기 휘도 제어 정보에 대응하는 계조전압들을 영상 프레임 별로 저장하는 단계와,
    상기 저장된 영상 프레임 별 계조전압들을 토대로 고계조 영역의 계조전압들과 저계조 영역의 계조전압들을 산출하는 단계와,
    상기 산출값과 미리 설정된 기준값을 비교하여 영상 프레임이 고계조 영상 프레임인지 저계조 영상 프레임인지 판단하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 높이는 표시장치 구동방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 로우 전압은 낮추는 표시장치 구동방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 고계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 높이고, 상기 게이트 로우 전압은 낮추는 표시장치 구동방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 낮추는 표시장치 구동방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 로우 전압은 높이는 표시장치 구동방법.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 판단부가 영상 프레임을 저계조 영상 프레임으로 판단한 경우 상기 스캔 신호의 게이트 하이 전압은 낮추고, 상기 게이트 로우 전압은 높이는 표시장치 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3618047A1 (en) * 2018-08-29 2020-03-04 LG Display Co., Ltd. Gate driver, organic light emitting display device and driving method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140059098A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 엘지디스플레이 주식회사 피크휘도제어부를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법
KR20150079273A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 게이트 변조부를 포함하는 유기전계 발광표시장치 및 이의 구동방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140059098A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 엘지디스플레이 주식회사 피크휘도제어부를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법
KR20150079273A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 게이트 변조부를 포함하는 유기전계 발광표시장치 및 이의 구동방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3618047A1 (en) * 2018-08-29 2020-03-04 LG Display Co., Ltd. Gate driver, organic light emitting display device and driving method thereof
KR20200025091A (ko) * 2018-08-29 2020-03-10 엘지디스플레이 주식회사 게이트 드라이버, 유기발광표시장치 및 그의 구동방법
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