KR20190128017A - 구동 전압 설정 장치, 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법 및 표시 장치 - Google Patents

구동 전압 설정 장치, 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

구동 전압 설정 장치는 제1 표시 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치의 제1 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정하고, 제2 표시 휘도 조건에서 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치의 제2 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 제1 전압 결정부; 표시 장치가 예비 블랙 계조 전압을 이용하여 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 휘도 측정부; 및 제1 블랙 계조 전압과 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 제1 표시 휘도와 제2 표시 휘도 사이의 기 설정된 복수의 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 산출하는 제2 전압 결정부를 포함한다.

Description

구동 전압 설정 장치, 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법 및 표시 장치{DRIVING VOLTAGE SETTING DEVICE, METHOD OF SETTING DRIVING VOLTAGE FOR DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 전자 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표시 장치에 연결되어 구동 전압을 설정하는 구동 전압 설정 장치, 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법, 및 표시 장치에 관한 것이다.
제조 비용 절감을 위해서, 대면적의 원장 기판에 다수의 표시 장치들이 동시에 형성되고, 제조 설비가 이러한 표시 장치들을 스크라이빙(scribing)하여 개별 표시 장치들로 분리할 수 있다.
하지만 이러한 개별 표시 장치들은 재료 자체의 물성, 주변 환경에 의한 특성 변화 등에 의해 동일 구동 전압에 대한 휘도 편차를 갖는다. 종래에는 이를 해결하기 위하여 마진값을 크게 두어 전압값들을 설정하였는데, 이러한 경우 개별 표시 장치들에 대한 불필요한 소비 전력이 증가될 수 있다. 또한, 저휘도 또는 저계조 표시 시에도 불필요하게 큰 데이터 전압의 스윙 범위로 인하여 잔상, 색끌림 등이 시인될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 각각의 표시 장치 별로 표시 휘도 각각에 대응하여 적응적으로 블랙 계조 전압을 설정하는 구동 전압 설정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시 휘도 각각에 대응하여 적응적으로 블랙 계조 전압을 설정하는 구동 전압 설정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 표시 휘도 각각에 대응하여 적응적으로 블랙 계조 전압을 설정하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 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 구동 전압 설정 장치는 제1 표시 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치의 제1 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정하고, 제2 표시 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 제2 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 제1 전압 결정부; 상기 표시 장치가 상기 예비 블랙 계조 전압을 이용하여 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 휘도 측정부; 및 상기 제1 블랙 계조 전압과 상기 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 제1 표시 휘도와 상기 제2 표시 휘도 사이의 기 설정된 복수의 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 산출하는 제2 전압 결정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 블랙 계조 전압은 상기 표시 장치에 적용되는 상기 블랙 계조 전압들 중 가장 큰 블랙 계조 전압이고, 상기 제2 블랙 계조 전압은 상기 표시 장치에 적용되는 상기 블랙 계조 전압들 중 가장 작은 블랙 계조 전압일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 표시 휘도는 상기 표시 장치가 발광하는 최대 휘도이고, 제2 표시 휘도는 상기 표시 장치가 발광하는 최소 휘도일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 표시 휘도 조건은 상기 최대 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비(off-duty ratio)의 정보를 포함하고, 상기 제2 표시 휘도 조건은 상기 최소 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 저 전원 전압은 상기 표시 장치에 포함되는 발광 소자의 캐소드에 제공되는 전압이고, 상기 초기화 전압은 상기 발광 소자의 애노드 전압을 초기화하는 전압일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압 결정부는 상기 휘도 측정부로부터 제공되는 측정 휘도와 기 설정된 임계 블랙 휘도를 비교하는 비교부; 및 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도 이하인 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 상기 예비 블랙 계조 전압을 감소시키는 전압 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전압 제어부는, 상기 제1 표시 휘도 조건에서 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제1 마진(margin)을 적용한 값을 상기 제1 블랙 계조 전압으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 전압 제어부는, 상기 제2 표시 휘도 조건에서 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제2 마진을 적용한 값을 상기 제2 블랙 계조 전압으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 전압 결정부는 상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 제3 블랙 계조 전압으로 결정할 수 있다. 상기 제3 블랙 계조 전압은 상기 표시 휘도들 중 상기 표시 장치의 디밍(dimming) 방식이 변경되는 기준인 디밍 변경 표시 휘도에 대응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 전압 결정부는 상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압에 대해 상기 제2 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압을 로그 스케일로 선형 보간하여 상기 제2 표시 휘도와 상기 디밍 변경 표시 휘도 사이의 상기 표시 휘도들에 대응하는 상기 블랙 계조 전압들을 산출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압 결정부는 상기 제1 블랙 계조 전압 및 상기 제2 블랙 계조 전압을 상기 표시 장치에 제공하고, 상기 제2 전압 결정부는 상기 블랙 계조 전압들을 상기 표시 장치에 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치에 포함되는 발광 소자들이 상기 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압 및 초기화 전압을 결정하는 제3 전압 결정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법은 표시 장치에 포함되는 발광 소자들이 기 설정된 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압들 및 초기화 전압들을 결정하고; 최대 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 최대 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정하며; 최소 표시 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 최소 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정하고; 상기 제1 블랙 계조 전압과 상기 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 최대 표시 휘도와 상기 최소 표시 휘도를 제외한 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 최대 휘도 조건은 상기 최대 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비(off-duty ratio)의 정보를 포함하고, 상기 최소 표시 휘도 조건은 상기 최소 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 방법은 상기 최대 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 의한 측정 휘도와 기 설정된 임계 블랙 휘도를 비교하고, 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도 이하인 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 상기 예비 블랙 계조 전압을 감소시키며, 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제1 마진(margin)을 적용한 값을 상기 제1 블랙 계조 전압으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 방법은 상기 최소 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 의한 측정 휘도와 기 설정된 임계 블랙 휘도를 비교하고, 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도 이하인 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 상기 예비 블랙 계조 전압을 감소시키며, 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제2 마진(margin)을 적용한 값을 상기 제2 블랙 계조 전압으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 블랙 계조 전압들을 결정하는 방법은 상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 디밍 변경 표시 휘도에 대응하는 제3 블랙 계조 전압으로 결정하고, 상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압의 관계 및 상기 최소 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압의 관계를 로그 스케일로 선형 보간하여 상기 최소 표시 휘도와 상기 디밍 변경 표시 휘도 사이의 상기 표시 휘도들에 대응하는 상기 블랙 계조 전압들을 산출하며, 상기 제1 및 제2 블랙 계조 전압들을 포함하는 상기 블랙 계조 전압들을 상기 표시 장치에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 디밍 변경 표시 휘도는 상기 표시 휘도들 중 상기 표시 장치의 디밍(dimming) 방식이 변경되는 기준에 대응할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 기 설정된 표시 휘도들에 따라 저 전원 전압 및 블랙 계조 전압이 조절되도록 제어하는 제어부; 주사 라인을 통해 상기 표시 패널에 주사 신호를 제공하는 주사 구동부; 및 상기 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 영상에 상응하는 데이터 전압을 생성하고, 데이터 라인을 통해 상기 표시 패널에 상기 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 최대 표시 휘도에 적용되는 제1 블랙 계조 전압 및 최소 표시 휘도에 적용되는 제2 블랙 계조 전압이 저장된 메모리; 상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 상기 표시 휘도들 중 디밍 변경 표시 휘도에 적용되는 제3 블랙 계조 전압으로 결정하는 제1 계산부; 및 상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압의 관계 및 상기 최소 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압의 관계를 보간하여 상기 표시 패널이 발광해야 하는 타겟 표시 휘도에 적용되는 타겟 블랙 계조 전압을 산출하는 제2 계산부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 계산부는 상기 표시 휘도를 로그 스케일로 변환하여 상기 보간을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압 설정 장치 및 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법은 표시 휘도에 따라 블랙 계조 전압을 적응적으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 표시 휘도가 낮아짐에 따라 블랙 계조 전압이 작아질 수 있다. 이에 따라, 표시 휘도 감소에 대응하여 계조 전압의 스윙 범위가 작아지고, 구동 트랜지스터의 히스테리시스가 감소될 수 있다. 따라서, 저휘도에서의 블랙 계조 표시 불량 및 영상 변화 시의 잔상이 크게 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 휘도 감소에 대응하여 적응적으로 블랙 계조 전압을 감소시킴으로써 영상 변화 시의 잔상이 개선되고, 저휘도에서의 블랙 계조 표시 불량이 개선될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압 설정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 3의 화소의 구동 방법의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 1의 구동 전압 설정 장치에 포함되는 제1 전압 결정부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 구동 전압 설정 방법에 포함되는 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6의 구동 전압 설정 방법에 포함되는 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 9의 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 6의 구동 전압 설정 방법에 포함되는 블랙 계조 전압들을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 12a 및 도 12b는 표시 휘도에 따른 블랙 계조 전압의 일 예들을 나타내는 그래프들이다.
도 13은 표시 휘도에 따른 블랙 계조 전압의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 14는 표시 장치의 표시 휘도에 따라 설정되는 디밍 방식 및 블랙 계조 전압의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 3의 표시 장치에 포함되는 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압 설정 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 구동 전압 설정 장치(1000)는 제1 전압 결정부(100), 제2 전압 결정부(200), 및 휘도 측정부(300)를 포함할 수 있다.
구동 전압 설정 장치(1000)는 표시 장치(DD) 각각의 구동 특성에 부합하는 최적의 블랙 계조 전압을 개별 표시 휘도마다 설정하여 표시 장치(DD)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 구동 전압 설정 장치(1000)는 표시 장치의 화소에 제공되는 저 전원 전압 및 초기화 전압도 개별 표시 휘도 마다 설정할 수 있다.
제1 전압 결정부(100)는 제1 표시 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치의 제1 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정하고, 제2 표시 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 제2 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 블랙 계조 전압은 표시 장치(DD)에 적용되는 블랙 계조 전압들 중 가장 큰 블랙 계조 전압이고, 제2 블랙 계조 전압은 표시 장치(DD)에 적용되는 상기 블랙 계조 전압들 중 가장 작은 블랙 계조 전압일 수 있다. 예를 들어, 제1 블랙 계조 전압은 표시 장치(DD)의 최대 휘도에 대응하고, 제2 블랙 계조 전압은 표시 장치(DD)의 최소 휘도에 대응할 수 있다. 즉, 제1 표시 휘도는 표시 장치(DD)가 발광하는 최대 휘도이고, 제2 표시 휘도는 표시 장치(DD)가 발광하는 최소 휘도일 수 있다. 다시 말하면, 제1 전압 결정부(100)는 표시 장치(DD)의 최대 블랙 계조 전압 및 최소 블랙 계조 전압을 결정할 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 제1 블랙 계조 전압 및 제2 블랙 계조 전압에 대응하는 휘도가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 예비 블랙 계조 전압은 기 설정된 전압 범위 내에 포함되는 전압이며, 제1 전압 결정부(100)의 판단에 따라 상기 전압 범위 내에서 변화된다. 제1 전압 결정부(100)는 해당 표시 휘도에서 최적의 블랙 계조 및 블랙 휘도를 표현할 수 있는 예비 블랙 계조 전압을 제1 블랙 계조 전압 또는 제2 블랙 계조 전압으로 결정할 수 있다.
제1 전압 결정부(100)는 예비 블랙 계조 전압을 표시 장치(DD)에 제공할 수 있다. 제1 전압 결정부(100)는 제1 표시 휘도 조건 또는 제2 표시 휘도 조건에서 기 설정된 임계 블랙 휘도와 휘도 측정부(300)로부터 수신하는 측정 휘도를 비교하여 예비 블랙 계조 전압을 재설정할 수 있다. 제1 전압 결정부(100)는 임계 블랙 휘도와 측정 휘도의 비교 및 예비 블랙 계조 전압 재설정 구동을 반복하여 최적의 블랙 계조 전압을 탐색할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 표시 휘도 조건은 최대 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비(off-duty ratio)를 포함하고, 제2 표시 휘도 조건은 상기 최소 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비(off-duty ratio)를 포함할 수 있다.
제1 전압 결정부(100)에서 출력되는 제1 블랙 계조 전압은 표시 장치(DD)의 특성에 따라 다르게 결정될 수 있다. 마찬가지로, 제2 블랙 계조 전압 또한 표시 장치(DD) 별로 독립적으로 결정될 수 있다.
제1 전압 결정부(100)의 구체적인 구성 및 동작은 도 5 내지 도 9를 참조하여 상술하기로 한다.
제2 전압 결정부(200)는 제1 블랙 계조 전압과 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 제1 표시 휘도와 상기 제2 표시 휘도 사이의 기 설정된 복수의 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 산출할 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD)의 표시 휘도 변화에 따라 블랙 계조 전압이 적응적으로 변화할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전압 결정부(200)는 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋을 적용하여 결정된 제3 블랙 계조 전압과 제2 블랙 계조 전압을 보간하여 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 산출할 수 있다. 여기서, 제3 블랙 계조 전압은 표시 휘도들 중 표시 장치(DD)의 디밍 방식이 변경되는 기준이 디밍 변경 표시 휘도에 대응할 수 있다. 즉, 제3 블랙 계조 전압은 디밍 변경 표시 휘도에 적용될 수 있다. 예를 들어, 디밍 변경 표시 휘도보다 높은 휘도에 대해서는 표시 장치(DD)에 감마 디밍 방식이 적용되고, 디밍 변경 표시 휘도보다 낮은 휘도에 대해서는 표시 장치(DD)에 오프-듀티비 조절 디밍 방식이 적용될 수 있다. 디밍 변경 표시 휘도에 대해서는 실시예에 따라 상기 두 가지 디밍 방식 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
예를 들어, 블랙 계조 전압은 표시 휘도 하강에 따라 기 설정된 간격으로 작아질 수 있다. 따라서, 표시 휘도가 낮아질수록 블랙 계조 전압에 기초하여 생성되는 데이터 전압의 스윙 범위가 작을 수 있다. 이에 따라, 저휘도에서의 구동 트랜지스터의 히스테리시스가 감소되고, 잔상 불량이 개선될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 전압 결정부(200)는 표시 휘도마다 설정된 블랙 계조 전압들을 포함하는 데이터를 표시 장치(DD)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 전압 결정부들(100, 200)은 범용 또는 전용의 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 기록 매체와 프로세서를 포함할 수 있다. 기록매체와 프로세서는 물리적으로 동일한 장치에 포함될 수도 있지만, 클라우딩 기술 등을 이용하여 물리적으로 다른 장치에 포함될 수도 있다.
기록매체는 프로세서에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터 또는 프로그램이 저장될 수 있는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치, 하드디스크, 외장하드디스크, SSD, USB 저장 장치, DVD, 블루레이 디스크 등이 있다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 복수 장치의 조합일 수도 있으며, 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 있을 수도 있다.
휘도 측정부(300)는 표시 장치(DD)가 예비 블랙 계조 전압을 이용하여 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정할 수 있다. 휘도 측정부(300)는 제1 표시 휘도 조건에서의 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치(DD)가 출력되는 블랙 계조의 휘도를 측정할 수 있다. 또한, 휘도 측정부(300)는 제2 표시 휘도 조건에서의 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치(DD)가 출력되는 블랙 계조의 휘도를 측정할 수 있다.
휘도 측정부(300)에 의해 측정된 측정 휘도는 제1 전압 결정부(100)에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 휘도 측정부(300)는 광학 카메라 등의 촬상 장치, 광센서 등으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 구동 전압 설정 장치(1000)는 표시 장치(DD)에 포함되는 발광 소자들이 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압 및 초기화 전압을 결정하는 제3 전압 결정부를 더 포함할 수 있다. 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압 및 초기화 전압의 정보는 표시 장치(DD)의 메모리에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(10), 주사 구동부(20), 발광 구동부(30), 데이터 구동부(40), 및 제어부(50)를 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 전원 공급부(60)를 더 포함할 수 있다.
표시 장치(DD)는 평면 표시 장치, 플렉서블(flexible) 표시 장치, 커브드(curved) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 벤더블(bendable) 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시 장치는 투명 표시 장치, 미러(mirror) 표시 장치, 헤드 마운트(head-mounted) 표시 장치, 웨어러블(wearable) 표시 장치 등에 적용될 수 있다.
표시 패널(10)은 복수의 주사 라인들(SL1 내지 SLn), 복수의 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn), 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 포함하고, 주사 라인들(SL1 내지 SLn), 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 각각 연결되는 복수의 화소(P)들을 포함할 수 있다(단, n, m은 1보다 큰 정수). 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터와 복수의 스위칭 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
주사 구동부(20)는 주사 시작 신호(SFLM)에 기초하여 주사 라인들(SL1 내지 SLn)에 주사 신호를 제공할 수 있다.
발광 구동부(30)는 발광 제어 시작 신호(EFLM)에 기초하여 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn)에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다.
데이터 구동부(40)는 제어부(50)로부터 제공되는 데이터 제어 신호(DCS), 영상 데이터(RGB), 및 블랙 계조 전압(VREG)에 기초하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터 전압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(40)는 블랙 계조 전압(VREG)에 기초하여 디지털 형식의 영상 데이터(RGB)를 아날로그 형식의 데이터 전압으로 변환할 수 있다.
블랙 계조 전압(VREG)은 표시 패널(10)이 블랙 영상을 표시하기 위한 데이터 전압에 대응하며, 데이터 전압의 최상위 전압일 수 있다. 데이터 구동부(40)는 데이터 전압의 최상위 전압을 분압하여 복수의 계조 전압들을 생성함으로써 전체 계조들을 계조 전압들로 표현할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(40)는 블랙 계조 전압(VREG) 각각에 대한 감마 코드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감마 코드는 소정의 표시 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG) 및 이를 포함하는 계조 전압들의 정보를 포함할 수 있다.
제어부(50)는 표시 휘도들에 따라 저 전원 전압(ELVSS) 및 블랙 계조 전압(VREG)이 조절되도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(50)는 현재 표시 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG)을 데이터 구동부(40)에 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(50)는 블랙 계조 전압(VREG)에 대응하는 명령을 데이터 구동부(40)에 제공할 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(40)는 블랙 계조 전압(VREG)을 생성하는 구성을 포함하며, 상기 명령에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG)을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(50)는 저 전원 전압(ELVSS)의 크기를 제어하는 전원 제어 신호(CON)를 출력할 수 있다. 전원 공급부(60)는 전원 제어 신호(CON)에 기초하여 표시 휘도에 대응하는 저 전원 전압(ELVSS)을 조절할 수 있다. 또한, 전원 제어 신호(CON)는 초기화 전압(VINT)의 크기를 제어할 수도 있다. 초기화 전압(VINT) 또한 표시 휘도에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(50)는 외부의 그래픽 컨트롤러(도시되지 않음)로부터 RGB 화상 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 수신하고, 이러한 신호들에 기초하여 주사 시작 신호(SFLM), 발광 제어 시작 신호(EFLM), 데이터 제어 신호(DCS) 및 RGB 화상 신호에 상응하는 영상 데이터(RGB)를 생성하는 타이밍 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(40) 및 제어부(50)는 하나의 드라이버-IC로 구현될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 다수의 데이터 구동부들이 필요한 경우, 다수의 드라이버-IC들 각각이 데이터 구동부(40)를 포함하고, 제어부(50)는 다수의 드라이버-IC들을 제어하기 위해 별도로 존재할 수도 있다.
일 실시예에서, 제어부(50)는 최대 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압 및 최소 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압이 저장된 메모리, 상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 상기 표시 휘도들 중 디밍 변경 표시 휘도에 대응하는 제3 블랙 계조 전압으로 결정하는 제1 계산부, 및 상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압의 관계 및 상기 제2 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압의 관계를 로그 스케일로 선형 보간하여 상기 표시 패널이 발광해야 하는 타겟 표시 휘도에 대응하는 타겟 블랙 계조 전압을 산출하는 제2 계산부를 포함할 수 있다. 제어부(50)의 구체적인 구성 및 동작은 도 14 등을 참조하여 상술하기로 한다.
전원 공급부(60)는 제어 신호(CON)에 기초하여 고 전원 전압(ELVDD), 저 전원 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 고 전원 전압(ELVDD)은 화소(P)의 구동 트랜지스터의 일 전극에 공급되는 구동 전압이고, 저 전원 전압(ELVSS)은 유기 발광 다이오드의 캐소드에 공급되는 공통 전압일 수 있다. 전원 공급부(60)는 제어 신호(CON)에 포함되는 명령에 응답하여 현재의 표시 휘도에 대응하는 저 전원 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 생성할 수 있다.
화소에 포함되는 발광 소자, 예를 들어, 유기 발광 소자는 소자 특성 상 휘도 변화에 따라 바이어스가 변한다. 제어부(50)는 표시 휘도에 각각 대응하는 저 전원 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)의 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 휘도 변화에도 발광 소자들이 포화 영역에서 안정적으로 구동될 수 있다. 전원 공급부(60)는 표시 휘도에 연계하여 저 전원 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 표시 패널(10)에 공급할 수 있다.
기존의 표시 장치는 최악의 구동 조건(worst case)을 산정하여, 어떠한 구동 조건에서도 화소의 안정적인 동작을 보장하는 하나의 블랙 계조 전압(VREG)을 전체 휘도에 대해 일괄적으로 적용한다. 그러나, 이 경우, 전체 계조를 표현(예를 들어, 하기 위한 계조 전압의 스윙 범위(예를 들어, 블랙 계조 전압과 화이트 계조 전압 사이의 전압차)이 증가되고, 소비 전력이 증가된다. 또한, 계조 전압의 스윙 범위가 큰 경우, 화소(P)의 구동 트랜지스터의 히스테리시스가 증가된다. 이에 따라, 블랙 휘도로부터 화이트 휘도로 변하거나, 저계조 영상이 고계조 영상으로 변할 때, 컬러 시프트 및/또는 잔상 등이 시인될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압 설정 장치(1000) 및 표시 장치(DD)는 표시 휘도에 따라 블랙 계조 전압(VREG)을 적응적으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 표시 휘도가 낮아짐에 따라 블랙 계조 전압(VREG)이 작아질 수 있다. 이에 따라, 표시 휘도 감소에 따라 계조 전압의 스윙 범위가 작아지고, 구동 트랜지스터의 히스테리시스가 감소될 수 있다. 따라서, 저휘도에서의 블랙 계조 표시 불량 및 영상 변화 시의 잔상이 크게 개선될 수 있다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이고, 도 4는 도 3의 화소의 구동 방법의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 화소는 구동 트랜지스터(TD), 제1 내지 제6 트랜지스터, 유기 발광 다이오드(EL) 및 저장 커패시터를 포함할 수 있다. 화소는 j열(단, j는 자연수), 제k행(단, k는 1보다 큰 자연수)에 배치되는 (j, k) 화소인 것으로 설명하기로 한다.
구동 트랜지스터(TD)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 결합될 수 있다. 구동 트랜지스터(TD)는 제3 노드에 결합되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제k 주사 신호(Sk)의 스캔에 의해 데이터 전압(Dj)을 화소에 전달하는 스캔 트랜지스터이다. 제1 트랜지스터(T1)는 제j 데이터 라인과 제1 노드(N1) 사이에 결합될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제k 주사 신호(Sk)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(TD)에 대한 데이터 전압(Dj) 기입 및 문턱 전압 보상을 수행하는 역할을 할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이에 결합될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 제k 주사 신호(Sk)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제k 주사 신호(Sk)에 의해 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온되면, 구동 트랜지스터(TD)가 다이오드 연결되고, 구동 트랜지스터(TD)의 문턱 전압 보상이 수행될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 초기화 전압(VINT)을 전달하는 도전 라인과 제3 노드(N3) 사이에 결합될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 제k-1 주사 신호(Sk-1)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제k-1 주사 신호(Sk-1)에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온되면, 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극으로 초기화 전압(VINT)이 공급될 수 있다. 예를 들어, 초기화 전압(VINT)은 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전압을 초기화하는 초기화 전압일 수 있다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전압이 초기화 전압(VINT)으로 초기화될 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 고 전원 전압(ELVDD)을 전달하는 전원 라인과 제1 노드(N1) 사이에 결합될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 제k 발광 제어 신호(EMk)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제2 노드(N2)와 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드(N4) 사이에 결합될 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 제k 발광 제어 신호(EMk)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 초기화 전압(VINT)을 전달하는 도전 라인과 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드(N4) 사이에 결합될 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)는 제k 주사 신호(Sk)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제k 주사 신호(Sk)에 의해 제6 트랜지스터(T6)가 턴 온되면, 초기화 전압(VINT)이 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드(N4)에 공급될 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전압이 초기화 전압(VINT)으로 초기화될 수 있다. 여기서, 초기화 전압(VINT)은 표시 패널의 휘도 변화에 따라 달라질 수 있다.
저장 커패시터(CST)는 고 전원 전압(ELVDD)을 전달하는 상기 전원 라인과 제3 노드(N3) 사이에 결합될 수 있다.
유기 발광 다이오드(EL)의 캐소드는 저 전원 전압(ELVSS)을 전달하는 전원 라인에 연결될 수 있다. 여기서, 저 전원 전압(ELVSS)은 표시 패널의 휘도 변화에 따라 달라질 수 있다.
저 전원 전압(ELVSS)과 초기화 전압(VINT)은 유기 발광 다이오드(EL)가 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록 휘도 변화에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 초기화 전압(VINT)의 전압 레벨과 제2 전원 전압(ELVSS)은 다른 변화율로 변화할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널의 휘도의 변화에 따라 유기 발광 다이오드(EL)에 인가되는 순방향 바이어스의 크기가 달라질 수 있다. 또한, 저휘도 및 저계조에서 의도치 않은 블랙 휘도 상승 등의 표시 불량이 개선되고, 안정적인 블랙 휘도 및 저계조 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스캔 신호들이 순차적으로 턴-온 레벨을 가지면서 데이터 전압(DATA)이 화소에 인가될 수 있다.
데이터 라인(Dj)에는 이전 화소행에 대한 데이터 전압(Dj-1, 또는 계조 전압)이 인가되고, 제k-1 주사 라인에는 턴-온 레벨(논리 로우 레벨)의 제k-1 주사 신호(Sk-1)가 인가될 수 있다.
이 때, 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온되고, 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 초기화 전압이 인가될 수 있다.
이 때, 제k 주사 라인에는 턴-오프 레벨(논리 하이 레벨)의 제k 주사 신호(Sk-1)가 인가되므로, 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)은 턴-오프 상태이고, 이전 화소행(Dj)에 대한 계조 전압이 화소로 인입되는 것이 방지될 수 있다.
이후, 데이터 라인에는 현재 화소행에 대한 데이터 전압(Dj)이 인가되고, 제k 주사 라인에는 턴-온 레벨의 제k 주사 신호(Sk)가 인가될 수 있다. 이에 따라 트랜지스터들(TD, T1, T2)이 도통될 수 있다. 데이터 전압(Dj)이 스토리지 커패시터(CST)에 전달되고, 스토리지 커패시터(CST)는 고 전원 전압(ELVDD)과 데이터 전압(Dj)의 차이에 해당하는 전하량을 저장할 수 있다.
이 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴 온되고, 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드 전압이 초기화 전압(VINT)으로 초기화될 수 있다.
주사 신호(Sk-1, Sk)가 턴-온 레벨을 갖는 구간에 중첩하여 발광 제어 신호(EMk)는 턴-오프 레벨을 가질 수 있다.
이 후, 발광제어 라인에 턴-온 레벨의 발광 제어 신호(EMk)가 인가됨에 따라, 스토리지 커패시터(CST)에 축적된 전하량에 대응하는 구동 전류가 구동 트랜지스터(T1)를 통해 유기 발광 다이오드(EL)로 흐를 수 있다. 유기 발광 다이오드(EL)는 발광 제어 신호(EMk)가 다시 턴-오프 레벨을 가 때까지 발광할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압 설정 장치(1000) 및 표시 장치(DD)는 발광 휘도(표시 휘도)에 따라 블랙 계조 전압(VREG)을 변화시킬 수 있다. 또한, 표시 휘도에 따라 저 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(VINT), 및 발광 제어 신호(EMk)의 오프-듀티비가 변할 수 있다.
블랙 계조 전압(VREG)은 계조 전압들의 크기를 결정하는 기준 전압이다. 따라서, 블랙 계조 전압(VREG)의 변화에 의해 각각의 계조에 대응하는 계조 전압들(데이터 전압들)이 표시 휘도에 따라 변할 수 있다. 또한, 소정의 휘도 범위에서는 발광 제어 신호(EMk)의 오프-듀티비 조절로 표시 휘도가 변할 수 있다.
도 5는 도 1의 구동 전압 설정 장치에 포함되는 제1 전압 결정부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 제1 전압 결정부(100)는 비교부(120) 및 전압 제어부(140)를 포함할 수 있다.
제1 전압 결정부(100) 제1 블랙 계조 전압(VREG1) 및 제2 블랙 계조 전압(VREG2)을 결정할 수 있다. 제1 블랙 계조 전압(VREG1)은 표시 장치(DD)에 적용되는 최대 블랙 계조 전압이고, 표시 장치(DD)가 발광 하는 최대 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압일 수 있다. 제2 블랙 계조 전압(VREG2)은 표시 장치(DD)에 적용되는 최소 블랙 계조 전압이고, 표시 장치(DD)가 발광하는 최소 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(DD)는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG) 및 소정의 표시 휘도 조건에 기초하여 발광할 수 있다. 휘도 측정부(300)는 표시 장치(DD)의 휘도를 측정하여 측정 휘도(ML)를 비교부(120)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전압 결정부(100)는 제1 표시 휘도 조건 및 제2 표시 휘도 조건 각각에 대한 제1 블랙 계조 전압(VREG1) 및 제2 블랙 계조 전압(VREG2)을 결정할 수 있다. 제1 표시 휘도 조건에서 결정된 제1 블랙 계조 전압(VREG1)은 최대 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압일 수 있다. 제2 표시 휘도 조건에서 결정된 제2 블랙 계조 전압(VREG2)은 최소 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 표시 휘도 조건은 최대 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 제2 표시 휘도 조건은 최소 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보를 포함할 수 있다.
비교부(120)는 휘도 측정부(300)로부터 제공되는 측정 휘도(ML)와 기 설정된 임계 블랙 휘도(LTH)를 비교할 수 있다. 임계 블랙 휘도(LTH)는 해당 표시 장치가 충분한 블랙 계조를 출력할 수 있는지 여부를 판단하는 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 임계 블랙 휘도(LTH)는 약 0.005 nit로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 임계 블랙 휘도(LTH)는 제품에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.
비교부(120)는 측정 휘도(ML)와 임계 블랙 휘도(LTH)와의 비교 결과(CR)를 전압 제어부(140)에 제공할 수 있다.
측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH) 이하인 경우, 전압 제어부(140)는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에서, 전압 제어부(140)는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 소정의 감소 오프셋을 적용하여 새로운 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)을 설정할 수 있다. 새로운 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)은 다시 표시 장치(DD)에 제공될 수 있다.
새로운 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 의한 측정 휘도(ML)가 다시 비교부(120)에 제공될 수 있다. 비교부(120)와 전압 제어부(140)는 상술한 동작을 반복할 수 있다.
측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)보다 큰 경우, 전압 제어부(140)는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 소정의 마진을 적용한 값을 제1 블랙 계조 전압(VREG1) 또는 제2 블랙 계조 전압(VREG2)으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)에 제1 표시 휘도 조건이 적용된 경우, 최종적으로 산출된 블랙 계조 전압은 최대 휘도에 적용되는 제1 블랙 계조 전압(VREG1)으로 결정될 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)에 제2 표시 휘도 조건이 적용된 경우, 최종적으로 산출된 블랙 계조 전압은 최대 휘도에 적용되는 제1 블랙 계조 전압(VREG1)으로 결정될 수 있다.
이와 같이, 제1 전압 결정부(100)는 개별 표시 장치(DD)의 휘도를 반복 측정함으로써 최대 휘도에 적용되는 제1 블랙 계조 전압(VREG1) 및 최소 휘도에 적용되는 제2 블랙 계조 전압(VREG2)을 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 표시 장치(DD)에 대한 구동 전압 설정 방법은 표시 장치(DD)에 포함되는 발광 소자들이 기 설정된 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압들 및 초기화 전압들을 결정(S100)하고, 최대 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치(DD)의 최대 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정(S200)하며, 최소 표시 휘도 조건에서 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치(DD)의 최소 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정(S300)하고, 상기 제1 블랙 계조 전압과 상기 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 최대 표시 휘도와 상기 최소 표시 휘도를 제외한 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 결정(S400)하는 것을 포함할 수 있다.
표시 장치에 포함되는 발광 소자들이 기 설정된 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압들 및 초기화 전압들이 결정(S100)될 수 있다. 저 전원 전압은 화소에 포함되는 유기 발광 다이오드의 캐소드에 공급되는 공통 전압이고, 초기화 전압은 유기 발광 다이오드의 애노드 전압을 초기화하는 전압일 수 있다.
저 전원 전압들 및 초기화 전압들은 공지된 다양한 설정 방식을 통해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 저 전원 전압들 및 초기화 전압들과 표시 휘도 사이의 관계를 포함하는 데이터가 표시 장치(DD)의 메모리에 저장될 수 있다. 저 전원 전압들 및 초기화 전압들은 표시 장치(DD)의 구성 특성에 따라 표시 장치(DD) 별로 다른 값으로 결정될 수 있다.
최대 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치(DD)의 최대 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압이 결정(S200)될 수 있다. 예를 들어, 제1 블랙 계조 전압은 약 750 nit의 표시 휘도에 적용되는 블랙 계조 전압일 수 있다. 제1 블랙 계조 전압에 기초하여 최대 표시 휘도에 적용되는 전체 계조 전압들이 산출될 수 있다.
최소 표시 휘도 조건에서 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치(DD)의 최소 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압이 결정(S300)될 수 있다. 예를 들어, 제2 블랙 계조 전압은 약 2 nit의 표시 휘도에 적용되는 블랙 계조 전압일 수 있다. 여기서, 제2 블랙 계조 전압은 제1 블랙 계조 전압보다 클 수 없다.
상기 제1 블랙 계조 전압과 상기 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 최대 표시 휘도와 상기 최소 표시 휘도를 제외한 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들이 결정(S400)될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 블랙 계조 전압과 제2 블랙 계조 전압을 선형 보간하여 소정의 표시 휘도에 적용되는 블랙 계조 전압이 산출될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 휘도의 감소에 따라 블랙 계조 전압의 크기가 감소될 수 있다.
상기 S200 내지 S400의 구동 방법은 도 7 내지 도 12b를 참조하여 상술하기로 한다.
도 7은 도 6의 구동 전압 설정 방법에 포함되는 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 8은 도 7의 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 및 도 5 내지 도 8을 참조하면, 제1 블랙 계조 전압(VREG1)을 결정하는 방법은 최대 휘도 조건에서 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 의한 표시 장치(DD)의 휘도를 측정(S220)하고, 측정 휘도(ML)와 기 설정된 임계 블랙 휘도(LTH)를 비교(S240)하며, 측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH) 이하인 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)을 감소(S260)시키고, 측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)보다 큰 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 제1 마진(MV1)을 적용한 값을 제1 블랙 계조 전압(VREG1)으로 결정(S280)할 수 있다.
최대 휘도 조건에서 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 의한 표시 장치(DD)의 휘도가 측정(S220)될 수 있다. 최대 휘도 조건은 표시 장치(DD)가 최대 휘도를 표시할 때 적용되는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보일 수 있다. 예를 들어, 최대 휘도가 약 750 nit 인 경우, 아래의 표 1과 같이, 저 전원 전압(ELVSS)은 약 -3.6V, 초기화 전압(VINT)은 약 -4.4V, 오프-듀티비(AOR)는 약 2.9%로 결정될 수 있다.
AOR ELVSS VINT
최대 휘도 조건 2.9% -3.6V -4.4V
여기서, 오프-듀티비(AOR)는 한 프레임에서 발광 제어 신호의 턴-온 구간에 대한 턴-오프 구간의 비율일 수 있다.
또한, 초기의 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)은 약 6.7V로 설정될 수 있다.
상기 최대 휘도 조건의 정보와 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 표시 장치(DD)에 제공될 수 있다. 표시 장치(DD)는 상기 최대 휘도 조건에서 블랙 휘도를 출력할 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)는 worst case에서의 블랙 휘도를 출력할 수 있다. 휘도 측정부(300)가 표시 장치(DD)의 휘도를 측정하여 측정 휘도(ML)를 출력할 수 있다. 측정 휘도(ML)는 측정된 블랙 휘도일 수 있다.
비교부(120)에 의해 측정 휘도(ML)와 임계 블랙 휘도(LTH)가 비교(S240)될 수 있다. 예를 들어, 임계 블랙 휘도(LTH)는 약 0.005nit로 설정될 수 있다.
측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH) 이하인 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 감소(S260)될 수 있다. 즉, 이는 이전에 설정된 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)보다 낮은 전압에서도 휘도 들뜸 없이 정상적인 블랙 휘도가 출력될 수 있는지를 판단하는 과정이다. 일 실시예에서, 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)을 기 설정된 차감값(DV1)으로 감산하여 새로운 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 결정될 수 있다. 일례로, 차감값(DV1)은 약 0.1V일 수 있다. 이 경우, 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 0.1V씩 감소되면서 측정 휘도(ML)와 임계 블랙 휘도(LTH)가 비교될 수 있다.
새로운 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)은 다시 표시 장치(DD)에 제공될 수 있다.
즉, 측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)를 초과할 때까지 S220 내지 S260의 과정이 반복될 수 있다.
측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)보다 큰 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 제1 마진(MV1)을 적용한 값이 제1 블랙 계조 전압(VREG1)으로 결정(S280)될 수 있다.
제1 마진(MV1)은 온도 변화에 의한 화소의 특성 변화, 측정 휘도(ML)의 계측 오차, 비교 동작에서의 편차 등을 반영하기 위한 값이고, 신뢰성 재고를 위해 설정된 값이다. 예를 들어, 제1 마진은 약 0.2V로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제1 마진(MV1)은 0일 수도 있다.
일 실시예에서, 제1 블랙 계조 전압(VREG1)은 최대 표시 휘도에 적용되는 블랙 계조 전압(VREG1)일 수 있다.
제1 블랙 계조 전압(VREG1)이 산출되는 동작은 도 8과 같이 보일 수 있다. 예를 들어, 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 약 6.7V부터 0.1V씩 감소되면서 표시 장치의 휘도가 측정될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 6.0V일 때, 측정 휘도(ML)가 약 0.0084 nit 이고, 이는 임계 블랙 휘도(LTH)를 초과한다. 이에 따라, 6.0V에 제1 마진(MV1)이 적용된 6.1V가 제1 블랙 계조 전압(VREG1)으로 결정될 수 있다. 여기서, 제1 마진(MV1)은 0.1V로 설정될 수 있다.
도 9는 도 6의 구동 전압 설정 방법에 포함되는 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 10은 도 9의 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10의 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 방법은 표시 휘도 조건을 제외하면 도 8 및 도 9의 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 방법과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1, 및 도 5 내지 도 10을 참조하면, 제2 블랙 계조 전압(VREG2)을 결정하는 방법은 최소 휘도 조건에서 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 의한 표시 장치(DD)의 휘도를 측정(S320)하고, 측정 휘도(ML)와 기 설정된 임계 블랙 휘도(LTH)를 비교(S340)하며, 측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH) 이하인 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)을 감소(S360)시키고, 측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)보다 큰 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 제2 마진(MV2)을 적용한 값을 제2 블랙 계조 전압(VREG2)으로 결정(S380)할 수 있다.
최소 휘도 조건은 표시 장치(DD)가 최소 휘도를 표시할 때 적용되는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보일 수 있다. 예를 들어, 최소 휘도가 약 2 nit인 경우, 아래의 표 2와 같이, 저 전원 전압(ELVSS)은 약 3.1V, 초기화 전압(VINT)은 약 -3.3V, 오프-듀티비(AOR)는 약 98.1%로 결정될 수 있다.
AOR ELVSS VINT
최소 휘도 조건 98.1% 3.1V -3.3V
초기의 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)은 약 6.7V로 설정될 수 있다.
표시 장치(DD)는 상기 최대 휘도 조건에서 블랙 휘도를 출력할 수 있다. 측정 휘도(ML)는 휘도 측정부(300)에 의해 측정되는 블랙 휘도일 수 있다.
측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH) 이하인 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 감소(S260)될 수 있다. 예를 들어, 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 0.1V씩 감소되면서 측정 휘도(ML)와 임계 블랙 휘도(LTH)가 비교될 수 있다.
즉, 측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)를 초과할 때까지 S220 내지 S260의 과정이 반복될 수 있다.
측정 휘도(ML)가 임계 블랙 휘도(LTH)보다 큰 경우, 측정 휘도(ML)에 대응하는 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)에 제2 마진(MV2)을 적용한 값이 제2 블랙 계조 전압(VREG2)으로 결정(S380)될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 최소 표시 휘도 조건에서, 예비 블랙 계조 전압(P_VREG)이 5.1V일 때, 측정 휘도(ML)가 약 0.0075 nit 이고, 이는 임계 블랙 휘도(LTH)를 초과한다. 이에 따라, 5.1V에 제2 마진(MV2)이 적용된 5.2V가 제2 블랙 계조 전압(VREG2)으로 결정될 수 있다. 제2 마진(MV2)은 제1 마진(MV1)과 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.
나머지 표시 휘도들에서의 블랙 계조 전압들은 제1 및 제2 블랙 계조 전압(VREG1, VREG2)들 사이의 범위를 벗어날 수 없다.
도 11은 도 6의 구동 전압 설정 방법에 포함되는 블랙 계조 전압들을 결정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 12a 및 도 12b는 표시 휘도에 따른 블랙 계조 전압의 일 예들을 나타내는 그래프들이다.
도 1, 및 도 5 내지 도 12b를 참조하면, 블랙 계조 전압들을 결정(S400)하는 방법은 제1 블랙 계조 전압(VREG1)에 기 설정된 오프셋을 적용한 값을 디밍 변경 표시 휘도(DDL)에 대응하는 제3 블랙 계조 전압(VREG3)으로 결정(S420)하고, 디밍 변경 표시 휘도(DDL)와 제3 블랙 계조 전압(VREG3)의 관계 및 최소 표시 휘도(LDL)와 제2 블랙 계조 전압(VREG2)의 관계를 로그 스케일로 선형 보간하여 최소 표시 휘도(LDL)와 디밍 변경 표시 휘도(DDL) 사이의 표시 휘도(DL)들에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG)들을 산출(S440)하며, 제1 및 제2 블랙 계조 전압들(VREG1, VGRE2)을 포함하는 블랙 계조 전압(VREG)들을 표시 장치(DD)에 제공(S460)하는 것을 포함할 수 있다.
제1 블랙 계조 전압(VREG1)에 기 설정된 오프셋을 적용한 값이 디밍 변경 표시 휘도(DDL)에 대응하는 제3 블랙 계조 전압(VREG3)으로 결정(S420)될 수 있다. 디밍 변경 표시 휘도(DDL)는 표시 휘도(DL)들 중 표시 장치(DD)의 디밍 방식이 변경되는 기준에 대응할 수 있다. 디밍 변경 표시 휘도(DDL)보다 높은 휘도에 대해서는 표시 장치(DD)에 감마 디밍 방식이 적용되고, 디밍 변경 표시 휘도(DDL)보다 낮은 휘도에 대해서는 표시 장치(DD)에 오프-듀티비 조절 디밍 방식이 적용될 수 있다. 디밍 변경 표시 휘도(DDL)에 대해서는 실시예에 따라 상기 두 가지 디밍 방식 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
예를 들어, 최대 표시 휘도(또는 제1 표시 휘도)는 약 750 nit 이고, 디밍 변경 표시 휘도(DDL)는 약 100 nit 일 수 있다. 제1 블랙 계조 전압(VREG1)이 약 6.1V라면, 제3 블랙 계조 전압(VREG3)은 약 6.0V일 수 있다. 즉, 오프셋이 0.1일 수 있다. 예를 들어, 감마 디밍 구간에 대응하는 휘도 구간에서 블랙 계조 전압(VREG)이 약 6.1V로 유지되거나, 6.1V에서 6.0V로 선형적으로 감소되도록 설정될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 오프셋이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 오프셋이 0일 수도 있고, 감마 디밍 구간에서 제1 블랙 계조 전압(VREGE1)이 일정하게 유지될 수 있다.
최소 표시 휘도(LDL)와 디밍 변경 표시 휘도(DDL) 사이의 표시 휘도들에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG)들이 산출될 수 있다. 전체 표시 휘도들 각각에 대한 블랙 계조 전압(VREG)이 개별적으로 설정될 수 있다. 즉, 블랙 계조 전압(VREG)의 크기는 표시 휘도에 연계하여 조절될 수 있다.
도 12a는 표시 장치(DD)의 휘도 실측에 의한 표시 휘도(DL) 별 최적의 블랙 계조 전압(VREG)들을 보여준다. 예를 들어, 휘도 실측은 2 nit, 4 nit, 7 nit, 10 nit, 15 nit, 30 nit, 60 nit, 100 nit로 정의되는 대표 표시 휘도 들에서 수행될 수 있다. 여기서, 0 내지 100 nit 사이의 휘도 구간은 오프-듀티비 조절 디밍 방식이 적용되는 구간이다. 즉, 도 12a에 도시된 바와 같이, 표시 휘도(DL)와 블랙 계조 전압(VREG)의 관계는 지수 함수 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 블랙 계조 전압(VREG)은 도 12a의 지수 함수가 적용된 알고리즘에 의해 모든 표시 휘도(DL)들에 따라 적응적으로 변할 수 있다.
일 실시예에서, 블랙 계조 전압(VREG)들은 제2 블랙 계조 전압(VREG2)과 제3 블랙 계조 전압(VREG3)의 보간에 의해 산출될 수 있다. 예를 들어, 표시 휘도(DL)를 로그 스케일로 변환하고, 제2 블랙 계조 전압(VREG2)과 제3 블랙 계조 전압(VREG3)을 선형 보간함으로써 각각의 표시 휘도(DL)에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG)들이 결정될 수 있다.
도 12b에 도시된 바와 같이, 표시 휘도(DL)가 로그 스케일로 변환된 그래프의 A점과 B점 사이의 기울기에 기초하여 최소 표시 휘도(LDL)와 디밍 변경 표시 휘도(DDL) 사이의 표시 휘도(DL)들에 대한 블랙 계조 전압(VREG)이 산출될 수 있다.
예를 들어, 표시 휘도 x에 대한 블랙 계조 전압(VREG) y는 아래의 [수학식 1]에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Y2 - y = S*(Ln(X2) - Ln(x))
여기서, Y2는 제3 블랙 계조 전압(VREG3), S는 기울기, X2는 디밍 변경 표시 휘도(DDL)일 수 있다. 또한, 기울기(S)는 아래의 [수학식 2]로 표현될 수 있다.
[수학식 2]
S = (Y2 - Y1)/((Ln(X2) - Ln(X1))
여기서, Y1은 제2 블랙 계조 전압(VREG2), X1은 최저 표시 휘도(LDL)일 수 있다.
따라서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 블랙 계조 전압(VREG)은 로그 스케일의 표시 휘도(DL)와 대략적으로 선형 관계를 가질 수 있다. [수학식 1]에 소정의 표시 휘도(DL)가 입력되면, 이에 대응하는 블랙 계조 전압(VREG)이 산출될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 최소 휘도(LDL)와 디밍 변경 표시 휘도(DDL) 사이의 표시 휘도(DL)들 각각에 대한 블랙 계조 전압(VREG)을 산출하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 블랙 계조 전압(VREG)들은 공지된 다양한 산출 방식에 의해 알고리즘 또는 하드웨어 등으로 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 오프-듀티비 조절 디밍 구간에서 표시 휘도(VREG)의 감소에 따라 블랙 계조 전압(VREG)은 감소될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 블랙 계조 전압(VREG)의 변화가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 휘도(VREG)의 증가에 따라 블랙 계조 전압(VREG)은 계단 함수 형태로 증가할 수도 있다.
모든 표시 휘도(DL)들에 대한 블랙 계조 전압(VREG)이 설정된 데이터가 표시 장치(DD)에 제공(기록)(S460)될 수 있다. 일 실시예에서, 도 1의 구동 전압 설정 장치(1000)는 상기 과정을 통해 모든 표시 휘도(DL)들에 대한 블랙 계조 전압(VREG)이 설정된 데이터를 표시 장치(DD)에 제공(기록)할 수 있다. 표시 장치(DD)는 메모리 등을 이용하여 상기 데이터를 저장하고, 표시 휘도(DL)에 따라 블랙 계조 전압(VREG)을 변경하여 영상을 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압 설정 장치(1000) 및 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법은 휘도 측정을 통해 얻은 제2 및 제3 블랙 계조 전압들(VREG2, VREG3)을 이용하여 표시 휘도(DL)에 대응하여 블랙 계조 전압(VREG)을 적응적으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 표시 휘도 감소에 따라 계조 전압의 스윙 범위가 작아지고, 구동 트랜지스터의 히스테리시스가 감소될 수 있다. 따라서, 저휘도에서의 블랙 계조 표시 불량 및 영상 변화 시의 잔상 시인 불량이 개선될 수 있다.
도 13은 표시 휘도에 따른 블랙 계조 전압의 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 14는 표시 장치의 표시 휘도에 따라 설정되는 디밍 방식 및 블랙 계조 전압의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 블랙 계조 전압(VREG)은 표시 휘도(DL) 및 디밍 모드에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
디밍 변경 표시 휘도(DDL)를 기준으로 표시 장치(DD)의 디밍 방식이 달라진다. 표시 휘도(DL)가 디밍 변경 표시 휘도(DDL)보다 큰 경우, 감마 디밍 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어, 101 nit 내지 750 nit의 고휘도 구간에서는 블랙 계조 전압(VREG)이 제1 블랙 계조 전압(VREG1)(예를 들어, 6.1V)으로 균일할 수 있다. 감마 디밍 구간(GAMMA DIMMING)에서는 발광 제어 신호의 오프-듀티비가 변하지 않는다.
일 실시예에서, 디밍 변경 표시 휘도(DDL)에서는 제1 블랙 계조 전압(VREG1)에 소정의 오프셋이 적용된 제3 블랙 계조 전압(VREG3)이 표시 장치(DD)에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 오프-듀티비 조절 디밍 (AID DIMMING) 구간에서는 제2 블랙 계조 전압(VREG2)과 제3 블랙 계조 전압(VREG3)의 차이에 기초하여 표시 휘도(DL)의 변화에 따라 블랙 계조 전압(VREG)이 조절될 수 있다. 예를 들어, 도 13의 블랙 계조 전압(VREG) 산출 방법을 통해 표시 휘도(DL)의 감소에 따라 블랙 계조 전압(VREG)이 작아질 수 있다.
도 15는 도 3의 표시 장치에 포함되는 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 15를 참조하면, 제어부(50)는 메모리(52), 제1 계산부(54), 및 제2 계산부(56)를 포함할 수 있다.
메모리(52)는 최대 표시 휘도에 적용되는 제1 블랙 계조 전압(VREG1) 및 최소 표시 휘도에 적용되는 제2 블랙 계조 전압(VREG2)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 블랙 계조 전압들(VREG1, VREG2)은 도 1의 구동 전압 설정 장치(1000)에 의해 생성되어 메모리(52)에 기록될 수 있다. 메모리(52)는 표시 패널(10)이 발광해야 하는 타겟 표시 휘도(TDL)의 정보를 수신할 수 있다. 메모리(52)는 타겟 표시 휘도(TDL)에 기초하여 제1 블랙 계조 전압(VREG1) 및 제2 블랙 계조 전압(VREG2)을 독출할 수 있다. 제1 블랙 계조 전압(VREG1)은 제1 계산부(54)에 제공되고, 제2 블랙 계조 전압(VREG2)은 제2 계산부(56)에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(52)는 각각의 표시 휘도들에 대응하는 저 전원 전압(ELVSS)의 정보 및 표시 휘도들에 대응하는 초기화 전압(VINT)의 정보를 포함할 수 있다. 메모리(52)는 타겟 표시 휘도(TDL)에 적용되는 저 전원 전압(ELVSS)의 정보를 포함하는 저 전원 전압 명령(ELVSS_CON)을 전원 공급부(60)에 제공할 수 있다. 또한, 표시 휘도(TDL)에 적용되는 초기화 전압(VINT)의 정보를 포함하는 초기화 전압 명령(VINT_CON)을 전원 공급부(60)에 제공할 수 있다.
전원 공급부(60)는 저 전원 전압 명령(ELVSS_CON) 및 초기화 전압 명령(VINT_CON)에 응답하여 타겟 표시 휘도(TDL)에 적용되는 저 전원 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 생성할 수 있다.
제1 계산부(54)는 제1 블랙 계조 전압(VREG1)에 기 설정된 오프셋을 적용한 값을 디밍 변경 표시 휘도에 적용되는 제3 블랙 계조 전압(VREG3)으로 결정할 수 있다.
제2 계산부(56)는 디밍 변경 표시 휘도와 제3 블랙 계조 전압(VREG3)의 관계 및 최소 표시 휘도와 제2 블랙 계조 전압(VREG2)의 관계를 보간하여 타겟 표시 휘도(TDL)에 적용되는 타겟 블랙 계조 전압(T_VREG)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 계산부(56)는 표시 휘도를 로그 스케일로 변환하여 보간을 수행할 수 있다.
타겟 블랙 계조 전압(T_VREG)을 산출하는 방법은 도 11 내지 도 12b를 참조하여 상술하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시예에서, 메모리(52)는 각각의 표시 휘도에 대응하는 블랙 계조 전압들의 모든 정보를 가질 수도 있다. 이 경우, 메모리(52)의 사이즈가 증가할 수 있으나, 제1 및 제2 계산부들(54, 56) 구성이 생략될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(DD)는 2 및 제3 블랙 계조 전압들(VREG2, VREG3)을 이용하여 표시 휘도(DL)에 대응하여 블랙 계조 전압(VREG)을 적응적으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 표시 휘도 감소에 따라 계조 전압의 스윙 범위가 작아지고, 구동 트랜지스터의 히스테리시스가 감소될 수 있다. 따라서, 저휘도에서의 블랙 계조 표시 불량 및 영상 변화 시의 잔상 시인 불량이 개선될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 표시 패널 20: 주사 구동부
30: 발광 구동부 40: 데이터 구동부
50: 제어부 52: 메모리
54: 제1 계산부 56: 제2 계산부
60: 전원 공급부 100: 제1 전압 결정부
120: 비교부 140: 전압 제어부
200: 제2 전압 결정부 300: 휘도 측정부
1000: 구동 전압 설정 장치

Claims (20)

  1. 제1 표시 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 장치의 제1 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정하고, 제2 표시 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 제2 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 제1 전압 결정부;
    상기 표시 장치가 상기 예비 블랙 계조 전압을 이용하여 표시하는 블랙 계조의 휘도를 측정하는 휘도 측정부; 및
    상기 제1 블랙 계조 전압과 상기 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 제1 표시 휘도와 상기 제2 표시 휘도 사이의 기 설정된 복수의 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 산출하는 제2 전압 결정부를 포함하는 구동 전압 설정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 블랙 계조 전압은 상기 표시 장치에 적용되는 상기 블랙 계조 전압들 중 가장 큰 블랙 계조 전압이고, 상기 제2 블랙 계조 전압은 상기 표시 장치에 적용되는 상기 블랙 계조 전압들 중 가장 작은 블랙 계조 전압인 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 표시 휘도는 상기 표시 장치가 발광하는 최대 휘도이고, 제2 표시 휘도는 상기 표시 장치가 발광하는 최소 휘도인 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 표시 휘도 조건은 상기 최대 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비(off-duty ratio)의 정보를 포함하고, 상기 제2 표시 휘도 조건은 상기 최소 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 저 전원 전압은 상기 표시 장치에 포함되는 발광 소자의 캐소드에 제공되는 전압이고, 상기 초기화 전압은 상기 발광 소자의 애노드 전압을 초기화하는 전압인 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 전압 결정부는
    상기 휘도 측정부로부터 제공되는 측정 휘도와 기 설정된 임계 블랙 휘도를 비교하는 비교부; 및
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도 이하인 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 상기 예비 블랙 계조 전압을 감소시키는 전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전압 제어부는, 상기 제1 표시 휘도 조건에서 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제1 마진(margin)을 적용한 값을 상기 제1 블랙 계조 전압으로 결정하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 전압 제어부는, 상기 제2 표시 휘도 조건에서 상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제2 마진을 적용한 값을 상기 제2 블랙 계조 전압으로 결정하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 전압 결정부는 상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 제3 블랙 계조 전압으로 결정하고,
    상기 제3 블랙 계조 전압은 상기 표시 휘도들 중 상기 표시 장치의 디밍(dimming) 방식이 변경되는 기준인 디밍 변경 표시 휘도에 대응하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 전압 결정부는 상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압에 대해 상기 제2 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압을 로그 스케일로 선형 보간하여 상기 제2 표시 휘도와 상기 디밍 변경 표시 휘도 사이의 상기 표시 휘도들에 대응하는 상기 블랙 계조 전압들을 산출하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전압 결정부는 상기 제1 블랙 계조 전압 및 상기 제2 블랙 계조 전압을 상기 표시 장치에 제공하고,
    상기 제2 전압 결정부는 상기 블랙 계조 전압들을 상기 표시 장치에 제공하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 장치에 포함되는 발광 소자들이 상기 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압 및 초기화 전압을 결정하는 제3 전압 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 전압 설정 장치.
  13. 표시 장치에 포함되는 발광 소자들이 기 설정된 표시 휘도들 각각에 대하여 포화 영역에서 구동되도록, 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 저 전원 전압들 및 초기화 전압들을 결정하는 단계;
    최대 휘도 조건에서 가변하는 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 최대 표시 휘도에 대응하는 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 단계;
    최소 표시 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 표시 장치의 최소 표시 휘도에 대응하는 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 블랙 계조 전압과 상기 제2 블랙 계조 전압에 기초하여 상기 최대 표시 휘도와 상기 최소 표시 휘도를 제외한 상기 표시 휘도들 각각에 대응하는 블랙 계조 전압들을 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 최대 휘도 조건은 상기 최대 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비(off-duty ratio)의 정보를 포함하고, 상기 최소 표시 휘도 조건은 상기 최소 휘도에 대응하는 저 전원 전압, 초기화 전압, 및 오프-듀티비의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 블랙 계조 전압을 결정하는 단계는
    상기 최대 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 의한 측정 휘도와 기 설정된 임계 블랙 휘도를 비교하는 단계;
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도 이하인 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 상기 예비 블랙 계조 전압을 감소시키는 단계; 및
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제1 마진(margin)을 적용한 값을 상기 제1 블랙 계조 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 블랙 계조 전압을 결정하는 단계는
    상기 최소 휘도 조건에서 상기 예비 블랙 계조 전압에 의한 측정 휘도와 기 설정된 임계 블랙 휘도를 비교하는 단계;
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도 이하인 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 상기 예비 블랙 계조 전압을 감소시키는 단계; 및
    상기 측정 휘도가 상기 임계 블랙 휘도보다 큰 경우, 상기 측정 휘도에 대응하는 예비 블랙 계조 전압에 제2 마진(margin)을 적용한 값을 상기 제2 블랙 계조 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 블랙 계조 전압들을 결정하는 단계는
    상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 디밍 변경 표시 휘도에 대응하는 제3 블랙 계조 전압으로 결정하는 단계;
    상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압의 관계 및 상기 최소 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압의 관계를 로그 스케일로 선형 보간하여 상기 최소 표시 휘도와 상기 디밍 변경 표시 휘도 사이의 상기 표시 휘도들에 대응하는 상기 블랙 계조 전압들을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 블랙 계조 전압들을 포함하는 상기 블랙 계조 전압들을 상기 표시 장치에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 디밍 변경 표시 휘도는 상기 표시 휘도들 중 상기 표시 장치의 디밍(dimming) 방식이 변경되는 기준에 대응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에 대한 구동 전압 설정 방법.
  18. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    기 설정된 표시 휘도들에 따라 저 전원 전압 및 블랙 계조 전압이 조절되도록 제어하는 제어부;
    주사 라인을 통해 상기 표시 패널에 주사 신호를 제공하는 주사 구동부; 및
    상기 블랙 계조 전압에 기초하여 표시 영상에 상응하는 데이터 전압을 생성하고, 데이터 라인을 통해 상기 표시 패널에 상기 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제어부는
    최대 표시 휘도에 적용되는 제1 블랙 계조 전압 및 최소 표시 휘도에 적용되는 제2 블랙 계조 전압이 저장된 메모리;
    상기 제1 블랙 계조 전압에 기 설정된 오프셋(offset)을 적용한 값을 상기 표시 휘도들 중 디밍 변경 표시 휘도에 적용되는 제3 블랙 계조 전압으로 결정하는 제1 계산부; 및
    상기 디밍 변경 표시 휘도와 상기 제3 블랙 계조 전압의 관계 및 상기 최소 표시 휘도와 상기 제2 블랙 계조 전압의 관계를 보간하여 상기 표시 패널이 발광해야 하는 타겟 표시 휘도에 적용되는 타겟 블랙 계조 전압을 산출하는 제2 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제2 계산부는 상기 표시 휘도를 로그 스케일로 변환하여 상기 보간을 수행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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