KR20190030065A - 듀티 구동 기능을 갖는 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

듀티 구동 기능을 갖는 표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 듀티 기능을 갖는 표시장치는 표시패널, 영상데이터 판독부, 계조 변조부 및 듀티 가변부를 포함한다. 영상데이터 판독부는 제n(n은 자연수) 프레임 기간의 입력 영상데이터들의 피크 계조 또는 평균 계조를 판독하고, 피크 계조 또는 평균 계조가 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호를 출력한다. 계조 변조부는 듀티 제어신호에 응답하여 입력 영상데이터들 각각의 계조값을 변조하여 변조 계조값을 생성하되, 변조 계조값 중에서 피크 계조를 변조한 피크 변조 계조값을 피크 계조 보다 크고 최대 계조 이하의 범위에 속하는 피크 변조 계조값으로 조절한다. 듀티 가변부는 듀티 제어신호에 응답하여, 제n 프레임 기간 동안 픽셀들의 발광기간을 감소키시도록 듀티 비를 조절한다.

Description

듀티 구동 기능을 갖는 표시장치 및 이의 구동방법{Display Device having Duty Driving Function and Driving Method thereof}
본 발명은 듀티 구동 기능을 갖는 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
평판 표시장치(FPD; Flat Panel Display)는 소형화 및 경량화에 유리한 장점으로 인해서 데스크탑 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라, 노트북컴퓨터, 태블릿 등의 휴대용 컴퓨터나 휴대 전화 단말기 등에 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정표시장치{Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전계 방출표시장치{Field Emission Display; FED) 및 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting diode Display; 이하, OLED) 등이 있다.
표시장치는 공정 상에서의 편차 또는 패널 특성으로 인한 휘도 변화 특성으로 표시패널에 얼룩이 보이거나 색 편차가 발생하는 문제점이 나타나기도 한다. 표시장치의 휘도 변화 특성을 개선하기 위한 방안 중에 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 구동 기술이 있다. 펄스폭 변조 기술은 휘도 모드에 따라 한 프레임 내에서 픽셀들을 발광시키는 기간과 픽셀들의 발광을 중지시키는 기간을 가변하여 휘도 특성을 개선하는 방법이다. 펄스폭 변조 기술은 높은 휘도를 표시하는 픽셀들의 표시 특성을 개선하는 데에는 효과적이지만, 낮은 계조 영역에서는 휘도 특성을 개선하는 데에 한계가 있다.
본 발명은 입력 영상데이터의 계조값이 낮을 경우에도 휘도 특성을 개선할 수 있는 듀티 구동 기능을 갖는 표시장치 및 이의 구동방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 듀티 기능을 갖는 표시장치는 표시패널, 영상데이터 판독부, 계조 변조부 및 듀티 가변부를 포함한다. 영상데이터 판독부는 제n(n은 자연수) 프레임 기간의 입력 영상데이터들의 피크 계조 또는 평균 계조를 판독하고, 피크 계조 또는 평균 계조가 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호를 출력한다. 계조 변조부는 듀티 제어신호에 응답하여 입력 영상데이터들 각각의 계조값을 변조하여 변조 계조값을 생성하되, 변조 계조값 중에서 피크 계조를 변조한 피크 변조 계조값을 피크 계조 보다 크고 최대 계조 이하의 범위에 속하는 피크 변조 계조값으로 조절한다. 듀티 가변부는 듀티 제어신호에 응답하여, 제n 프레임 기간 동안 픽셀들의 발광기간을 감소시키도록 듀티 비를 조절한다.
본 발명에 의한 표시장치의 듀티 구동방법은 제n(n은 자연수) 프레임 기간의 입력 영상데이터들의 피크 계조 또는 평균 계조를 판독하는 단계를 포함한다. 그리고 피크 계조 또는 평균 계조가 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호를 출력하는 단계를 포함한다. 이어서 듀티 제어신호에 응답하여 입력 영상데이터들 각각의 계조값을 변조하여 변조 계조값을 생성하되, 변조 계조값 중에서 피크 계조를 변조한 피크 변조 계조값을 피크 계조 보다 크고 최대 계조 이하의 범위에 속하는 피크 변조 계조값으로 조절하는 단계를 포함한다. 그리고 듀티 제어신호에 응답하여, 제n 프레임 기간 동안 픽셀들의 발광기간을 감소시키도록 듀티 비를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명은 저계조 영역의 데이터를 높은 계조값으로 변조하여 픽셀을 구동함으로써 휘도 편차로 인한 표시패널의 얼룩 및 색 편차 개선효과를 높일 수 있다. 특히 본 발명은 최고 휘도 모드로 구동하는 경우에도 저계조 영역의 데이터들을 변조할 수 있기 때문에 휘도 모드에 상관없이 휘도 편차를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 표시장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 듀티 구동부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 듀티 구동방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 계조 변조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 듀티 가변 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 듀티 구동에 의한 데이터전압 및 듀티 기간의 가변을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 발광제어신호의 타이밍을 설명하는 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
본 명세서는 유기발광 표시장치를 중심으로 설명하고 있지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고 다른 표시장치에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 표시장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 유기발광다이오드 표시장치는 픽셀(P)들이 매트릭스 형태로 배열되는 표시패널(100), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130,140) 및 타이밍 콘트롤러(110)를 구비한다.
표시패널(100)은 픽셀(P)들이 배치되어 영상을 표시하는 표시부(100A) 및 시프트레지스터(140)가 배치되고 영상을 표시하지 않는 비표시부(100B)를 포함한다.
표시부(100A)는 복수 개의 픽셀(P)를 포함하고, 각각의 픽셀(P)들이 표시하는 계조를 기반으로 영상을 표시한다. 픽셀(P)들은 제1 내지 제n 픽셀라인(HL1 내지 HL[n])들을 따라 배열된다. 각각의 픽셀(P)은 컬럼라인(Column Line)을 따라 배열되는 데이터라인(DL)과 연결되고, 픽셀라인(HL)을 따라 배열되는 게이트라인(GL)에 연결된다. 즉, 동일한 픽셀라인에 배치된 픽셀들은 동일한 게이트라인(GL)을 공유하여 동시에 구동된다. 그리고 제1 픽셀라인(HL1)에 배치된 픽셀들을 제1 픽셀(P1)들이라 정의하고, 제n 픽셀라인(HLn)에 배치된 픽셀들을 제n 픽셀(Pn)들이라고 정의할 때, 제1 픽셀(P1)들부터 제n 픽셀(Pn)들은 순차적으로 구동된다. 그리고, 하나의 스캔라인에 데이터를 기입하는 샘플링 기간을 1수평기간(1H)이라고 정의할 수 있다. 게이트라인(GL)은 픽셀 구조에 따라 복수의 에미션라인과 복수의 스캔라인을 포함할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(110)는 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130,140)의 구동 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(110)는 외부로부터 입력되는 영상데이터(RGB)를 표시패널(100)의 해상도에 맞게 재정렬한다. 타이밍 콘트롤러(110)는 데이터 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동부(130,140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다. 타이밍 콘트롤러(110)는 영상데이터(DATA)와 데이터 제어신호(DDC) 및 게이트 제어신호(GDC)를 듀티 구동부(10)로 제공한다.
듀티 구동부(10)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 영상데이터(DATA)를 제공받고, 프레임 단위로 영상데이터(DATA)의 계조값을 판독한다. 듀티 구동부(10)는 한 프레임 내의 영상데이터(DATA)들 중에서 피크 계조를 검출하고, 피크 계조가 임계치 이하일 경우에 영상데이터들의 계조값을 높여서 변조 계조값을 생성한다. 듀티 구동부는 변조 계조값을 갖는 변조 영상데이터(MDATA)들을 데이터 구동부(120)에 공급하고, 게이트 제어신호(GDC)의 타이밍을 가변한다. 듀티 구동부(10)의 자세한 설명은 후술하기로 한다.
데이터 구동부(120)는 데이터라인부(DL)를 구동하기 위한 것이다. 데이터 구동부(120)는 데이터 제어신호(DDC)를 기반으로 듀티 구동부(10)로부터 입력되는 영상데이터(DATA) 또는 변조 영상데이터(MDATA)를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL)들에 공급한다.
게이트 구동부(130,140)는 레벨 시프터(130) 및 시프트레지스터(140)를 포함한다. 레벨 시프터(130)는 IC 형태로 표시패널(100)에 접속되는 인쇄회로기판(미도시)에 형성되고, 시프트레지스터(140)는 표시패널(100)의 비표시영역(100B)에 형성되는 게이트-인-패널(Gate In Panel; 이하 GIP) 방식으로 형성된다.
레벨 시프터(130)는 클럭들 및 스타트신호(VST)를 레벨 쉬프팅한 후 시프트레지스터(140)에 공급한다. 시프트레지스터(140)는 GIP 방식에 의해 표시패널(100)의 비표시영역(100B)에서 다수의 박막 트랜지스터(이하 트랜지스터)조합으로 형성된다. 특히 게이트 구동부(130,140)는 듀티 구동부(10)의 게이트 제어신호(GDC)에 따라 게이트라인(GL)들에 인가되는 게이트펄스들의 타이밍을 제어한다.
도 2는 본 발명에 의한 듀티 구동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 듀티 구동부(10)는 영상데이터 판독부(11), 계조 변조부(14) 및 듀티 가변부(15)를 포함한다.
영상데이터 판독부(11)는 입력 영상데이터들 중에서 피크 계조 또는 입력 영상데이터들의 평균 계조가 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호를 출력한다.
계조 변조부(14)는 듀티 제어신호(S_d)에 응답하여 입력 영상데이터(DATA)들 각각의 계조값을 변조하여 변조 계조값을 생성한다. 듀티 가변부(15)는 변조 계조값 중에서 피크 계조를 변조한 피크 변조 계조값을 피크 계조 보다 크고 최대 계조 이하의 범위에 속하는 피크 변조 계조값으로 조절한다.
듀티 가변부(15)는 듀티 제어신호(S_d)에 응답하여, 한 프레임 기간 동안 픽셀들의 발광기간을 감소키시도록 듀티 비(duty ratio)를 조절한다.
도 3은 본 발명에 의한 듀티 구동부의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 듀티 구동부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
제1 단계(S301)에서, 피크 계조 판독부(12) 또는 평균계조 판독부(13)는 입력되는 영상데이터(DATA)를 판독한다. 피크 계조 판독부(12)는 프레임 단위로 영상데이터(DATA)를 판독하여, 한 프레임에 속하는 영상데이터(DATA)의 피크 계조를 검출한다. 피크 계조는 한 프레임 내의 영상데이터(DATA)들 중에서 가장 높은 계조를 피크 계조로 검출할 수 있다. 평균계조 판독부(13)는 프레임 단위로 영상데이터(DATA)를 판독하여, 한 프레임에 속하는 영상데이터(DATA)들의 평균 계조를 검출한다. 피크 계조 판독부(12) 및 평균계조 판독부(13)는 선택적으로 구동될 수 있다.
제2 단계(S303)에서, 피크 계조 판독부(12)는 피크 계조의 크기를 미리 설정된 제1 임계치와 비교한다. 제1 임계치는 휘도 특성을 개선할 대상이 되는 저계조의 영상데이터를 판별하기 위한 것이다. 피크 계조 판독부(12)는 피크 계조의 크기가 제1 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호(S_d)를 출력한다.
평균계조 판독부(13)는 평균 계조의 크기를 미리 설정된 제2 임계치와 비교한다. 제1 임계치와 제2 임계치의 크기를 동일할 수도 있고, 다르게 설정될 수도 있다. 이하, 본 명세서에서는 제1 및 제2 임계치를 임계치로 통일하기로 한다.
제3 단계(S305)에서. 영상데이터 판독부(11)가 듀티 제어신호(S_d)를 출력하지 않는 상태에서, 표시장치는 노멀 구동을 유지한다. 노멀 구동은 휘도 모드에 따라 프레임 기간 동안 발광 기간을 계속 유지하거나, 사용자 선택에 의한 휘도 모드에 따라서 발광 기간을 줄이는 구동방법을 의미한다.
제4 단계(S307)에서, 계조 변조부(14)는 듀티 제어신호(S_d)에 응답하여 영상데이터의 계조값을 변조한다. 계조 변조부(14)가 영상데이터(DATA)의 계조값을 변조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 피크 휘도에 따라 영상데이터의 계조값을 변조하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 4에서, 기준 감마커브(gamma_R)는 최대 휘도 모드에서의 2.2 감마커브를 지칭한다. 도 4에서, 기준 감마커브(gamma_R)는 최대 계조(G_max)가 255계조이고, 최대 휘도(L_max)가 1000니트로 설정된 감마커브를 도시하고 있다.
제1 내지 제4 데이터(data1, data2, data3, data4)는 임의의 한 프레임에 속한 영상데이터들의 일례를 나타내고 있다. 피크계조 판독부(12)에 의해서 듀티 제어신호(S_d)를 출력할 때, 피크 계조(G_peak)는 한 프레임에 속한 영상데이터들 중에서 가장 큰 계조를 지칭한다. 또는, 평균계조 판독부(13)에 의해서 듀티 제어신호(S_d)를 출력할 때, 피크 계조(G_peak)는 한 프레임에 속한 영상데이터들 중에서 평균 계조 이내의 계조 중에서 가장 큰 계조를 지칭한다.
도 4는 제4 데이터(data4)의 계조값에 해당하는 127계조를 피크 계조라고 간주한 일례를 도시하고 있다. 최대 휘도 모드에서 127계조가 표시하는 휘도가 200nit라고 할 때, 제n 프레임에서 각 픽셀들은 0니트 내지 200니트 범위 내에서 휘도를 표시한다.
계조 변조부(14)는 제n(n은 자연수) 프레임 영상데이터들 중에서의 피크 계조(G_peak)를 기준 감마커브(gamma_R) 상에서의 최대 계조(G_max)로 변조한다. 그리고 계조 변조부(14)는 제n 프레임 영상데이터들의 계조값을 피크 계조(G_peak)의 변화율과 동일한 변화율을 갖도록 변조시킨다. 결과적으로, 계조 변조부(14)는 0계조에서 피크 계조(G_peak)까지의 범위를 갖는 제n 프레임 영상데이터들의 계조 범위를 0계조에서 최대 계조(G_max)까지로 리스케일(recale)한다.
제n 프레임 영상데이터들을 리스케일 하는 방법은 피크 계조(G_peak)의 변화율을 이용할 수 있다. 0계조에서 피크 계조(G_peak) 범위 내에서 임의의 계조값(Gx)과 리스케일된 변조 계조값(G_mod)은 "G_peak:G_max = Gx:Gmod"의 관계가 있다. 따라서, 계조 변조부(14)는 제n 프레임에 속하는 임의의 계조값(Gx)에 대한 변조 계조값(G_mod)을 [수학식 1]을 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 1]
G_mod = (G_max/G_peak)×Gx
계조 변조부(14)는 변조 계조값(G_mod)들을 데이터 구동부(120)로 제공한다. 데이터 구동부(120)는 변조 계조값(G_mod)들을 이용하여 데이터전압을 생성한다.
제5 단계(S309)에서, 듀티 가변부(15)는 듀티 제어신호(S_d)에 응답하여, 듀티 비를 조절한다. 듀티 가변부(15)가 듀티 비를 조절하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5는 피크 휘도에 따라 듀티 비를 조절하는 방법을 나타내는 도면이다. 데이터 구동부(120)는 변조 계조값(G_mod)을 이용하여 데이터전압을 생성하기 때문에, 제n 프레임의 발광 기간을 동일하게 유지하면 제n 프레임 표시 영상의 휘도가 전체적으로 상승한다. 따라서, 듀티 가변부(15)는 변조 계조값(G_mod)의 크기에 따라 제n 프레임의 발광 기간을 가변한다.
도 5를 참조하여 듀티 비를 조절하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. 도 5에서, 기준 감마커브(gamma_R), 제1 내지 제4 데이터(data4)는 도 4에 도시된 일례와 동일하다.
기준 감마커브(gamma_R)에서 127계조를 갖는 제4 데이터(data4)가 표시한는 휘도가 200nit라고 할 때, 제4 데이터(data4)가 변조된 제4 변조 계조값(G_mod)은 255계조를 갖는다.
듀티 가변부(15)는 제n 프레임 영상이 전체적으로 높은 휘도를 표시하지 않도록, 제n 프레임 기간 내에서의 발광 기간을 감소시킨다. 한 프레임 기간에서 발광 기간이 차지하는 비율을 듀티 비(Duty Ratio)라고 정의할 때, 한 프레임 기간 동안 표시패널(100)이 표시하는 전체적인 휘도는 듀티 비에 선형적으로 비례한다. 따라서, 듀티 가변부(15)는 아래와 같은 [수학식 2]를 이용하여 듀티 비를 조절할 수 있다.
[수학식 2]
Duty_m=(L_max / L_peak)×100
[수학식 2]에서 변조 듀티 비(Duty_m)는 최대 계조(G_max)에 대비하여 피크 계조(G_peak)의 비율로 설정되는 듀티 비를 지칭한다. 따라서, [수학식 2]를 바탕으로 듀티 비를 조절하면, 제n 프레임 영상은 최대 휘도 모드에 대응하는 휘도를 표시한다. 표시장치는 휘도 모드에 따라서 이미 듀티 구동이 동작하고 있는 상태일 수 있다. 예컨대, 표시장치는 사용자 또는 미리 설정된 조건에 따라 듀티 비를 가변하여 255계조의 최대 휘도를 가변할 수 있다. 일례로, 255계조의 휘도값이 최대 휘도(L_max)의 50%의 휘도를 표시하는 휘도 모드를 설정하고 있다면, 듀티 구동부(10)는 피트 계조 또는 평균 계조에 상관없이 듀티 비를 50%로 설정한 상태이다. 사용자 선택에 의해서 미리 설정된 듀티 비를 설정 듀티 비(Duty_set)라고 할 때, 듀티 구동부(10)는 변조 듀티 비(Duty_m)를 설정 듀티 비(Duty_set)의 비율로 낮출 수 있다. 즉, 듀티 구동부(10)는 설정 듀티 비(Duty_set)가 a%이고, 변조 듀티 비(Duty_m)가 b%일 때, 휘도 모드 설정 상태에서의 변조 듀티 비를 "{(a/100)×(b/100)}100"으로 산출할 수 있다. 예컨대, 설정 듀티 비(Duty_set)가 50%이고, 변조 듀티 비(Duty_m)가 20%라고 하면, 50% 휘도 모드 설정 상태에서의 변조 듀티 비는 (20×50)/100=10(%)로 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 듀티 구동부에 의한 데이터전압을 비교한 도면이다.
도 6에서, 100% 듀티 구동전압(Duty_100)은 일반적인 최대 휘도 모드로 동작하였을 때에 도 4 및 도 5에서 설명한 제n 프레임 영상의 데이터전압이다. 20% 듀티 구동전압(Duty_20)은 본 발명의 듀티 구동부(10)에 의한 변조 계조값(G_mod)의 데이터전압을 나타낸다. 특히 도 6에 도시된 데이터전압들은 제4 데이터(data4)의 데이터전압을 나타내고 있으며, 제n 프레임과 제(n+1) 프레임에서 제4 데이터(data4)는 동일한 값을 나타내는 것을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 듀티 구동을 하지 않는 최대 휘도 모드 상태에서 제4 데이터(data4)는 일정한 127계조전압(V_127G)을 유지한다. 127계조전압(V_127G)은 최대 휘도 모드에서 127계조에 대응하는 200니트의 휘도를 표시하기 위해서 픽셀(P)들에 인가되는 데이터전압이다.
본 발명의 듀티 구동에 의하면 제4 데이터(data4)에 해당하는 계조는 계조 변조부에 의해서 255계조로 변조되고, 그 결과 제4 데이터(data4)를 인가받는 픽셀(P)은 최대 휘도 모드 상태에서 255계조전압(V_255G)을 이용하여 발광한다. 255계조전압(V_255G)은 최대 휘도 모드에서 255계조에 대응하는 1000니트의 휘도를 표시하기 위해서 픽셀(P)들에 인가되는 데이터전압이다. 또한, 본 발명의 듀티 구동에 의하면 제n 프레임 기간 동안에 픽셀(P)들은 20%의 듀티 비로 구동한다. 그 결과 제n 프레임 기간에서 20% 기간동안 발광을 유지하고, 80%기간 동안 발광을 중지한다.
도 7은 발광기간을 제어하기 위한 발광제어신호의 타이밍을 나타내는 도면이다. 도 7의 (a) 및 (b)는 발광제어신호가 턴-온 전압일 때에 픽셀들이 발광하는 실시 예를 바탕으로 도시되었다.
도 7의 (a)를 참조하면, 듀티 구동을 하지 않는 최대 휘도 모드 상태에서 제n 프레임 기간 동안, 픽셀(P)들에 인가되는 발광제어신호(EM)는 턴-온 전압을 유지한다.
이에 반해서, 도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명에 의한 듀티 구동을 할 때에, 제n 프레임 기간의 20%의 기간 동안 발광제어신호(EM)는 턴-온 전압을 유지하고, 제n 프레임 기간의 80%의 기간 동안 발광제어신호(EM)는 턴-오프 전압을 유지한다.
살펴본 바와 같이, 본 발명은 저계조 영역의 데이터를 높은 계조값으로 변조하여 픽셀을 구동함으로써 휘도 편차로 인한 표시패널의 얼룩 및 색 편차 개선효과를 높일 수 있다. 특히 본 발명은 최고 휘도 모드로 구동하는 경우에도 저계조 영역의 데이터들을 변조할 수 있기 때문에 휘도 모드에 상관없이 휘도 편차를 개선할 수 있다.
본 명세서는 듀티 구동부(10)가 타이밍 콘트롤러(110)의 외부에 배치되는 실시 예를 중심으로 설명되었지만, 듀티 구동부는 타이밍 콘트롤러의 내부에 배치될 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 듀티 구동부 100: 표시패널
110: 타이밍 콘트롤러 120: 데이터 구동부
130,140: 게이트 구동부

Claims (12)

  1. 다수의 픽셀들을 포함하는 표시패널;
    제n(n은 자연수) 프레임 기간의 입력 영상데이터들의 피크 계조 또는 평균 계조를 판독하고, 상기 피크 계조 또는 평균 계조가 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호를 출력하는 영상데이터 판독부;
    상기 듀티 제어신호에 응답하여 상기 입력 영상데이터들 각각의 계조값을 변조하여 변조 계조값을 생성하되, 상기 변조 계조값 중에서 상기 피크 계조를 변조한 피크 변조 계조값을 상기 피크 계조 보다 크고 최대 계조 이하의 범위에 속하는 피크 변조 계조값으로 조절하는 계조 변조부; 및
    상기 듀티 제어신호에 응답하여, 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 픽셀들의 발광기간을 감소시키도록 듀티 비(duty ratio)를 조절하는 듀티 가변부를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상데이터 판독부는
    프레임 기간 단위로 상기 입력 영상데이터들 각각을 비교하고, 상기 입력 영상데이터들 중에서 가장 높은 계조값을 상기 피크 계조로 설정하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상데이터 판독부는
    상기 제n 프레임에 속하는 상기 영상데이터들의 평균 계조를 산출하고, 상기 평균 계조가 상기 임계치 이하일 경우에, 상기 듀티 제어신호를 출력하는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조 변조부는
    상기 입력 영상데이터들이 0계조부터 상기 피크 계조 범위 내에 속하는 계조값일 때, 상기 입력 영상데이터들의 계조값 각각을 상기 0계조부터 최대 계조 범위 내에 속하는 변조 계조값으로 변조하는 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 계조 변조부는
    상기 피크 계조에 대비한 상기 피크 변조 계조값의 비율이, 상기 제n 프레임 내에서 임의의 입력 영상데이터 계조값에 대비한 상기 변조 계조값의 비율과 동일하도록 상기 제n 프레임 내에서 임의의 입력 영상데이터 계조값을 상기 변조 계조값으로 변조하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 계조 변조부는
    0계조부터 상기 피크 계조 범위에 속하는 임의의 계조값(Gx)이 변조된 변조 계조값(G_mod)를 다음의 [수학식1]을 이용하여 산출하되,
    [수학식 1]
    G_mod = (G_max/G_peak)×Gx
    이때, G_max는 표시장치의 최대 계조이고, G_peak는 상기 피크 계조의 계조값인 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 듀티 가변부는
    상기 피크 변조 계조값에 대응하는 휘도값에 대비한 상기 피크 계조에 대응하는 휘도값의 비율이, 100%의 듀티 비에 대비한 상기 제n 프레임의 듀티 비의 비율이 동일한 크기가 되도록 상기 제n 프레임 기간의 듀티 비를 제어하는 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 듀티 가변부는
    아래와 같은 [수학식 2]를 이용하여 듀티 비를 조절하여 변조 듀티비(Duty_m)로 듀티 구동을 하되,
    [수학식 2]
    Duty_m=(L_max / L_peak)×100
    이때, L_max 는 최대 휘도 모드에서 최대 계조에 대응하는 휘도값이고, L_peak는 최대 휘도 모드에서 상기 피크 계조에 대응하는 휘도값인 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조 계조값을 입력받고, 상기 변조 계조값을 바탕으로 데이터전압을 상기 픽셀들에 공급하는 데이터 구동부를 더 포함하는 표시장치.
  10. 표시패널에 배치되는 픽셀들의 발광 기간을 제어하는 듀티 구동방법에 있어서,
    제n(n은 자연수) 프레임 기간의 입력 영상데이터들의 피크 계조 또는 평균 계조를 판독하는 단계;
    상기 피크 계조 또는 평균 계조가 임계치 이하일 경우에 듀티 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 듀티 제어신호에 응답하여 상기 입력 영상데이터들 각각의 계조값을 변조하여 변조 계조값을 생성하되, 상기 변조 계조값 중에서 상기 피크 계조를 변조한 피크 변조 계조값을 상기 피크 계조 보다 크고 최대 계조 이하의 범위에 속하는 피크 변조 계조값으로 조절하는 단계; 및
    상기 듀티 제어신호에 응답하여, 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 픽셀들의 발광기간을 감소시키도록 듀티 비를 조절하는 단계를 포함하는 표시장치의 듀티구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 변조 계조값을 생성하는 단계 이후에,
    상기 변조 계조값을 이용하여 데이터전압을 생성하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 듀티 구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 듀티 비를 조절하는 단계 이후에,
    상기 픽셀들에 인가되는 발광제어신호의 타이밍을 조절하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 듀티 구동방법.
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