KR20200072649A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 스캔 라인 및 데이터 라인에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 적어도 하나의 스캔 펄스를 갖는 스캔 신호를 스캔 라인에 공급하는 스캔 구동부; 및 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안의 스캔 펄스의 개수를 조절하는 펄스 제어부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 전자 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용 하여 영상을 표시하는 것으로, 이는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
한편, 화소에 포함되는 구동 트랜지스터는 게이트 전압 변화에 따라 문턱 전압이 시프트되고 전류가 변하는 히스테리시스(hysteresis) 특성을 갖는다. 이러한 구동 트랜지스터의 히스테리시스 특성에 의해 해당 화소의 이전 데이터 전압에 따라 화소에서 설정된 전류와 다른 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 화소는 현재 프레임에서 원하는 휘도의 빛을 생성하지 못한다.
이러한 히스테리시스 특성의 개선을 위해 각각의 화소 행에 대응하여 복수의 스캔 펄스들을 갖는 스캔 신호를 공급하는 구동 방식이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 영상의 변화량에 따라 한 프레임에 공급되는 스캔 펄스들의 개수를 조절하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 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 표시 장치는 스캔 라인 및 데이터 라인에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 적어도 하나의 스캔 펄스를 갖는 스캔 신호를 상기 스캔 라인에 공급하는 스캔 구동부; 및 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안의 상기 스캔 펄스의 개수를 조절하는 펄스 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 변화량이 클수록 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수가 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 표시 영상이 정지 영상인 경우, 상기 한 프레임 동안 상기 스캔 라인으로 하나의 상기 스캔 펄스가 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펄스 제어부는, 영상 데이터를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리; 상기 이전 프레임의 상기 영상 데이터와 상기 현재 프레임의 상기 영상 데이터 사이의 계조 변화량을 산출하는 영상 변화량 산출부; 및 상기 계조 변화량과 기 설정된 임계 값들을 비교하여 상기 현재 프레임에 공급되는 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 상기 펄스 결정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 계조 변화량이 0인 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 스캔 펄스의 개수를 1로 결정하고, 상기 계조 변화량이 0보다 큰 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 임계 값들에 의해 구분되는 변화량 구간(variation range)에 따라 상기 스캔 펄스의 개수를 조절할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 변화량 산출부는, 상기 화소들 각각의 상기 이전 프레임의 계조와 상기 현재 프레임의 계조 차를 산출하는 제1 계산부; 및 상기 계조 차의 절대값의 총 합을 산출하여 상기 계조 변화량을 출력하는 제2 계산부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치는 상기 화소들 각각의 상기 이전 프레임의 계조, 상기 현재 프레임의 계조, 및 상기 스캔 펄스의 개수에 기초하여 계조 보상 값을 출력하는 데이터 오버-드라이빙부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 데이터 오버-드라이빙부는 이전 프레임의 계조와 상기 현재 프레임의 계조에 따른 상기 계조 보상 값이 저장된 복수의 룩업 테이블들을 포함하고, 상기 스캔 펄스의 개수에 따라 상기 룩업 테이블들 중 하나가 선택될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 동일한 계조 변화 조건에서 상기 스캔 펄스의 개수가 증가할수록 상기 계조 보상 값이 작을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펄스 제어부는, 상기 영상 데이터를 기 설정된 데이터 크기로 정량화(quantizing)하여 상기 프레임 메모리에 제공하는 퀀타이징부(quantizer); 및 상기 프레임 메모리로부터 출력되는 상기 정량화된 영상 데이터를 원본 데이터 크기로 디코딩하여 상기 영상 변화량 산출부 및 상기 데이터 오버-드라이빙부에 제공하는 디-퀀타이징부(de-quantizer)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치는 상기 영상 데이터에 상기 계조 보상 값이 적용된 보상된 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 상기 데이터 라인으로 공급하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펄스 제어부는, 상기 한 프레임의 전체 영상 특성을 추출하여 상기 프레임 메모리에 제공하는 글로벌 특성 추출부(global feature extractor); 상기 글로벌 특성 추출부로부터 수신하는 데이터를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리; 상기 이전 프레임의 상기 전체 영상 특성과 상기 현재 프레임의 상기 전체 영상 특성 사이의 변화량을 산출하는 영상 변화량 산출부; 및 상기 특성 변화량과 기 설정된 임계 값들을 비교하여 상기 현재 프레임에 공급되는 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 상기 펄스 결정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 글로벌 특성 추출부는, 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터의 총 합인 제1 특성을 산출하는 제1 특성 산출부; 및 상기 한 프레임의 상기 영상 데이터의 에지 성분의 총 합인 제2 특성을 산출하는 제2 특성 산출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 프레임 메모리는 상기 제1 특성 및 상기 제2 특성을 상기 프레임 단위로 저장할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 변화량 산출부는, 상기 이전 프레임의 상기 제1 특성과 상기 현재 프레임의 상기 제1 특성 사이의 변화량인 총 계조 변화량을 산출하는 제1 계산부; 및 상기 이전 프레임의 상기 제2 특성과 상기 현재 프레임의 상기 제2 특성 사이의 변화량인 에지 변화량을 산출하는 제2 계산부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 총 계조 변화량 및 상기 에지 변화량이 0인 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 스캔 펄스의 개수를 1로 결정하고, 상기 총 계조 변화량이 0보다 큰 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 임계 값들에 의해 구분되는 변화량 구간(variation range)에 따라 상기 스캔 펄스의 개수를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 이전 프레임의 영상 데이터와 현재 프레임의 영상 데이터로부터 영상 변화량을 산출하는 단계; 상기 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안 하나의 스캔 라인에 공급되는 스캔 신호의 스캔 펄스의 개수를 결정하는 단계; 및 상기 스캔 신호 및 데이터 신호를 화소에 공급하여 영상을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 단계는, 상기 영상 변화량이 0인 경우, 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수를 1로 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 변화량이 클수록 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수가 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 단계는, 화소들 각각의 상기 이전 프레임의 계조, 상기 현재 프레임의 계조, 및 상기 스캔 펄스의 개수에 기초하여 계조 보상 값을 결정하는 단계; 및 상기 계조 보상 값을 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 적용하여 상기 데이터 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법은 인접한 프레임들 사이의 영상 변화량(또는 계조 변화량)에 대응하여 한 프레임에 인가되는 스캔 펄스들의 개수를 적응적으로 변화시킬 수 있다. 따라서, 정지 영상(및 영상 변화가 매우 적은 영상)에서의 표시 품질 저하의 요인인 휘도 고스트 현상이 제거되고, 동영상에서의 영상 변환 효율이 개선될 수 있다. 따라서, 정지 영상 및 동영상 표시 품질이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법은 적응적으로 조절되는 스캔 펄스들의 개수에 따라 데이터 전압의 크기를 제어하는 데이터 오버-드라이빙 구동을 동시에 수행함으로써 정지 영상 및 동영상 표시 품질이 더욱 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 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2의 화소에 공급되는 신호들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 펄스 제어부에 포함되는 영상 변화량 산출부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6a 내지 도 6c는 계조 변화량에 따라 결정되는 스캔 펄스의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부 및 데이터 오버-드라이빙부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 데이터 오버-드라이빙부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부 및 데이터 오버-드라이빙부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 1의 표시 장치의 구동 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
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 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 펄스 제어부(100), 표시 패널(200), 스캔 구동부(300), 발광 구동부(400), 데이터 구동부 (500), 및 타이밍 제어부(600)를 포함할 수 있다.
펄스 제어부(100)는 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안의 스캔 신호의 스캔 펄스의 개수를 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 펄스 제어부(100)는 스캔 구동부(300)의 동작을 직접 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 펄스 제어부(100)는 타이밍 제어부(600) 내부에 포함될 수 있다. 예를 들어, 펄스 제어부(100)에서 결정된 스캔 펄스의 개수에 기초하여 타이밍 제어부(600)가 스캔 구동부(300)의 동작을 제어하는 제1 제어 신호(SCS)를 생성할 수 있다.
표시 패널(200)은 복수의 스캔 라인들(SL11 내지 SL1n, SL21 내지 SL2n), 복수의 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn), 및 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 포함하고, 스캔 라인들(SL1 내지 SLn, SL21 내지 SL2n), 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.
스캔 구동부(300)는 제1 제어 신호(SCS) 기초하여 스캔 라인들(SL1 내지 SLn, SL21 내지 SL2n)을 통해 화소(P)들에 스캔 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 스캔 구동부(300)는 타이밍 제어부(600)로부터 제1 제어 신호(SCS) 및 적어도 하나의 클럭 신호 등을 수신한다.
일 실시예에서, 제1 제어 신호(SCS)는 펄스 제어부(100)에서 생성될 수도 있다.
일 실시예에서, 스캔 신호는 복수의 스캔 펄스들을 포함할 수 잇다. 예를 들어, 스캔 펄스들은 바이어스 기간에 공급되는 적어도 하나의 바이어스 펄스 및 데이터 기입 기간에 공급되는 하나의 기입 펄스로 구분될 수 있다. 여기서, 스캔 펄스들은 화소(P)들에 포함되는 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트-온(gate-on) 전압에 상응할 수 있다.
또한, 바이어스 펄스들 및 기입 펄스는 동일한 전압 레벨 및 동일한 펄스 폭을 가질 수 있다. 일례로, 예를 들어, 화소(P)들에 포함되는 트랜지스터가 피모스(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터인 경우, 게이트-온 전압은 논리 로우 레벨로 설정될 수 있다. 화소(P)들에 포함되는 트랜지스터가 엔모스(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터인 경우, 게이트-온 전압은 논리 하이 레벨로 설정될 수 있다.
바이어스 펄스들에 응답하여 구동 트랜지스터에 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 일례로, 바이어스 전압은 소정의 이전 화소 행에 대응하는 데이터 전압일 수 있다.
기입 펄스에 응답하여 구동 트랜지스터에 해당 화소(P)의 실제 발광에 대응하는 데이터 전압이 인가될 수 있다. 해당 화소(P)는 상기 데이터 전압에 대응하는 계조(휘도)로 발광할 수 있다.
발광 구동부(400)는 제2 제어 신호(ECS)에 기초하여 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn)을 통해 화소(P)들에 발광 제어 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 발광 구동부(400)는 타이밍 제어부(600)로부터 제2 제어 신호(ECS) 및 클럭 신호 등을 수신한다. 발광 제어 신호는 화소 행들에 대하여 하나의 프레임을 발광 구간 및 비발광 구간으로 구분할 수 있다.
데이터 구동부(500)는 타이밍 제어부(600)로부터 제3 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터 신호(RGB)를 수신할 수 있다. 데이터 구동부(500)는 데이터 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터 신호(RGB)에 기초하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 화소(P)들로 데이터 신호(데이터 전압)를 공급할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(500)는 디지털 형태의 영상 데이터 신호(RGB)를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 이를 표시 패널(200)에 공급할 수 있다. 여기서, 영상 데이터 신호(RGB)는 외부 그래픽 소스 등으로부터 공급되는 영상 데이터(IDATA) 또는 데이터 오버-드라이빙부에 의해 생성된 보상 계조 값이 영상 데이터(IDATA)에 적용된 데이터일 수 있다.
타이밍 제어부(600)는 외부로부터 공급되는 타이밍 신호들에 기초하여 펄스 제어부(100), 스캔 구동부(300), 발광 구동부(400), 및 데이터 구동부(500)의 구동을 제어할 수 있다. 타이밍 제어부(600)는 스캔 시작 신호, 스캔 클럭 신호 등을 포함하는 제1 제어 신호(SCS)를 스캔 구동부(300)에 공급하고, 발광 제어 시작 신호, 발광 제어 클럭 신호 등을 포함하는 제2 제어 신호(ECS)를 발광 구동부(400)에 공급할 수 있다. 데이터 구동부(500)를 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 시작 신호, 소스 출력 인에이블 신호, 소스 샘플링 클럭 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 제어부(600)는 펄스 제어부(100)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 펄스 제어부(100)에 공급할 수 있다.
펄스 제어부(100), 스캔 구동부(300), 발광 구동부(400), 데이터 구동부(500), 및 타이밍 제어부(600) 중 적어도 일부는 필요에 따라 물리적 및/또는 기능적으로 통합될 수 있다.
표시 패널(200)에는 화소(P)의 발광을 위한 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)과 화소(P)의 초기화를 위한 제3 전원 전압(VINT)이 더 공급될 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이고, 도 3은 도 2의 화소에 공급되는 신호들의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 2에서는 설명의 편의를 위해 i번째 데이터 라인(DLi), j번째 스캔 라인, 및 j번째 발광 제어 라인(Elk)에 접속된 화소(10, 즉, (j, i) 화소)를 도시하기로 한다(단, i, j는 자연수).
도 2 및 도 3을 참조하면, 화소(10)는 유기 발광 다이오드(OLED), 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 내지 T7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 제6 및 제7 트랜지스터들(T6, T7)과 접속되고, 캐소드 전극은 제2 전원 전압(ELVSS)에 접속될 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(즉, 제1 트랜지스터(T1))로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성할 수 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 제3 전원 전압(VINT)과 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극 사이에 접속될 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 이전 스캔 신호(j-1번째 스캔 신호(Sj-1))를 수신할 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)는 j-1번째 스캔 신호(Sj-1)에 의해 턴-온되어 제3 전원 전압(VINT)을 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극으로 공급할 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)와 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속될 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 j번째 발광 제어 신호(Ej)를 수신할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 전원 전압(ELVDD)과 제1 트랜지스터(T1) 사이에 접속될 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 j번째 발광 제어 신호(Ej)를 수신할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1; 구동 트랜지스터)의 제1 전극은 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 제1 전원 전압(ELVDD)에 접속되고, 제2 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 j번째 스캔 신호(Sj, 현재 스캔 신호)를 수신할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온 될 때 제1 트랜지스터(T1)는 다이오드 형태로 접속될 수 있다. 이 때, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압 보상 동작이 수행될 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 노드(N1)와 제3 전원 전압(VINT) 사이에 접속될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 j-1번째 스캔 신호(Sj-1)를 수신할 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 j-1번째 스캔 신호(Sj-1)에 응답하여 턴-온되어 제1 노드(N1)로 제3 전원 전압(VINT)을 공급할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DLi)과 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극 사이에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 j번째 스캔 신호(Sj)를 수신할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 j번째 스캔 신호(Sj)에 응답하여 데이터 라인(DLi)과 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원(ELVDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 신호 및 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압에 대응하는 전압을 저장할 수 있다.
다만, 화소(10)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 j번째 스캔 신호 또는 j+1번째 스캔 신호를 수신할 수도 있다. 또한, 제7 트랜지스터(T7)의 구성은 생략될 수도 있다.
화소(10)는 도 3의 신호들에 의해 동작할 수 있다.
먼저, 발광 제어 라인으로 논리 하이 레벨의 발광 제어 신호(Ej)가 공급되어 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6)이 턴 오프될 수 있다. 즉, 이 기간 동안 화소(10)는 비발광 상태로 설정된다.
이후, 바이어스 기간(T_B) 동안 적어도 하나의 스캔 펄스(SP)들을 갖는 스캔 신호들(Sj-1, Sj)이 각각 순차적으로 화소(10)에 공급될 수 있다. j-1번째 스캔 신호(Sj-1)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압과 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전압을 소정의 전압 레벨로 초기화하기 위한 신호로 기능할 수 있다. j번째 스캔 신호(Sk)는 제1 트랜지스터(T1)에 데이터 전압(DATA)을 기입하기 위한 신호로 기능할 수 있다.
도 3에서는 스캔 펄스(SP)들이 3개인 것으로 도시되어 있으나, 스캔 펄스(SP)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 스캔 펄스(SP)들의 개수는 영상 변화량에 따라 조절될 수 있다.
j-1번째 스캔 신호(Sj-1)의 첫 번째 스캔 펄스(SP)가 공급되면, 제4 및 제7 트랜지스터들(T4, T7)이 턴 온될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 턴-온에 의해 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(제1 노드(N1))으로 제3 전원 전압(VINT)이 공급될 수 있다. 또한, 제7 트랜지스터(T7)의 턴-온에 의해 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 제3 전원 전압(VINT)이 공급될 수 있다. 이 때, 제1 트랜지스터(T1)는 온-바이어스(on-bias) 상태를 가질 수 있다.
바이어스 기간(T_B) 동안 j번째 스캔 신호(Sj)의 스캔 펄스(SP)가 공급되면, 제2 및 제3 트랜지스터들(T2, T3)이 턴 온될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 턴-온에 의해 j-2번째 화소 행 또는 j-4번째 화소 행에 대응하는 이전 데이터 전압이 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 공급될 수 있다. 또한, 제3 트랜지스터(T3)의 턴-온에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 다이오드 연결될 수 있다.
바이어스 기간(T_B)의 복수의 스캔 펄스(SP)들이 화소(10)에 공급됨으로써 인접한 프레임 사이의 급격한 계조 변화에 따른 휘도 왜곡이 개선될 수 있다. 즉, 영상 데이터 변화에 대응하는 영상 변환 효율(step efficiency)이 증가될 수 있다. 이와 같이, 바이어스 기간(T_B)에 복수의 스캔 펄스(SP)들을 공급하는 방식은 MC(motion clarity) 구동으로 정의될 수 있으며, 동영상 표시 품질이 개선될 수 있다.
그러나, 계조 표현을 위한 이전 데이터 전압(즉, 이전 화소행에 인가되는 데이터 전압)은 제3 전원 전압(VINT)보다 큰 값을 가지며, 이전 데이터 전압의 크기에 따라 제1 트랜지스터(T1)에 인가되는 온-바이어스 수준이 달라질 수 있다. 따라서, 바이어스 기간(T_B)의 삽입(즉, 복수의 스캔 펄스(SP)들의 공급)에 의해 표시 패널(200)의 상단의 데이터 전압(계조 값)에 따라 그 하단의 화소는 원치 않는 휘도로 발광할 수 있다.
특히, 블랙 텍스트(black text)를 포함하는 영상과 같이 계조 차이가 큰 영상이 표시되는 경우, 또는 영상의 상하 계조 차가 큰 정지 영상인 경우, 윤곽선 부분에서 화소들의 휘도가 의도치 않게 변할 수 있다. 예를 들어, 블랙 계조에 대응하는 높은 데이터 전압으로 인한 강한 온-바이어스 상태에 기인하여 블랙 패턴 하단 부분에서의 휘도가 상승될 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 바이어스 상태를 변동시키는 하는 스캔 펄스(SP)들의 개수를 영상 변화량(변화 정도)에 따라 적응적으로 조절함으로써, 정지 영상에서의 고스트 현상 등의 영상 품질 저하 개선 및 동영상에서의 영상 변환 효율 증가의 효과를 발현할 수 있다.
이후, 실질적인 화소 초기화 동작 및 데이터 기입 동작이 수행될 수 있다. 초기화 기간(T_I)에는 j-1번째 스캔 신호(Sj-1)의 스캔 펄스(SP)가 화소(10)에 공급되어 제4 및 제7 트랜지스터들(T4, T7)이 턴 온될 수 있다. 초기화 기간(T_I)은 데이터 기입을 위해 실질적으로 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전압을 초기화 하는 기간이다.
이후, 기입 기간(T_W)에 j번째 스캔 신호(Sk)의 기입 펄스(SP2)가 화소(10)로 공급되고, 화소(10)에 대응하는 데이터 전압(DATA, 도 2의 Di)이 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 공급될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 초기화 기간(T_I)과 기입 기간(T_W)은 비발광 기간에서의 마지막 스캔 펄스(SP)가 공급되는 기간을 의미한다. 예를 들어, 스캔 신호(Sj-1, Sj)가 하나의 스캔 펄스(SP)만을 갖는 경우, 비발광 기간은 바이어스 기간(T_B)을 포함하지 않고, 초기화 기간(T_I)과 기입 기간(T_W)만을 포함한다.
이 후, 발광 기간(T_E)에는 j번째 발광 제어 신호(Ej)가 논리 로우 레벨을 가지며, 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6)이 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 다이오드(OLED)는 데이터 전압(Di)에 대응하는 계조로 발광할 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 5는 도 4의 펄스 제어부에 포함되는 영상 변화량 산출부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 펄스 제어부(100)는 프레임 메모리(120), 영상 변화량 산출부(140), 및 펄스 결정부(160)를 포함할 수 있다.
펄스 제어부(100)는 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안의 스캔 펄스의 개수(NSP)를 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 영상 변화량이 클수록 한 프레임의 스캔 펄스(SP)의 개수가 증가할 수 있다. 표시 영상이 정지 영상인 경우, 한 프레임 동안 스캔 라인들로 각각 하나의 스캔 펄스(SP)가 공급될 수 있다.
프레임 메모리(120)는 영상 데이터(IDATA)를 프레임 단위로 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 프레임 메모리(120)는 한 프레임에 대응하는 영상 데이터(IDATA)를 저장할 수 있는 RAM(Random Access Memory)으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프레임 메모리(120)는 데이터의 손실 없이 영상 데이터(IDATA)를 저장 및 출력할 수 있다.
프레임 메모리(120)로부터 출력되는 영상 데이터(IDATA)는 이전 프레임의 영상 데이터(IDATA1)일 수 있다. 현재 프레임의 영상 데이터(IDATA2)는 프레임 메모리(120)에 제공됨과 동시에 영상 변화량 산출부(140)에 제공될 수 있다.
영상 변화량 산출부(140)는 이전 프레임의 영상 데이터(IDATA1)와 현재 프레임의 영상 데이터(IDATA2) 사이의 계조 변화량(G_V)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 변화량 산출부(140)는 제1 계산부(142) 및 제2 계산부(144)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 데이터(IDATA1, IDATA2)는 화소(P)들 각각에 대응하는 계조 값들을 포함할 수 있다. 계조가 8bit로 표현되는 경우, 각각의 화소(P)는 256가지 계조로 표현되며, 영상 데이터(IDATA1, IDATA2)는 이에 대응하는 계조 데이터를 포함할 수 있다.
제1 계산부(142)는 화소(P)들 각각의 이전 프레임의 계조와 현재 프레임의 계조의 계조 차를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 계산부(142)는 모든 화소(P)에 대한 계조 차를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 계산부(142)는 계조 차의 절대값(GDF)을 산출하고, 이를 제2 계산부(144)에 제공할 수 있다.
제2 계산부(144)는 계조 차의 절대 값(GDF)의 총합을 산출하여 계조 변화량(G_V)를 출력할 수 있다. 계조 변화량(G_V)은 화소 별 계조 차이의 누적값일 수 있다.
정지 영상이 표시되는 경우, 영상 변화가 없으며, 계조 변화량(G_V)은 0일 수 있다. 영상의 변화가 커질수록 계조 변화량(G_V)이 증가할 수 있다. 예를 들어, 특정 화소에서 계조 차이가 커질수록 또는 계조 변화를 갖는 화소(P)들의 개수가 증가할수록 계조 변화량(G_V)이 커질 수 있다.
펄스 결정부(160)는 계조 변화량(G_V)과 기 설정된 임계 값들(TH1 내지 TH3)을 비교하여 현재 프레임에 공급되는 스캔 펄스들의 개수(NSP)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 임계 값들(TH1 내지 TH3)이 3개인 경우, 4개의 변화량 구간들이 설정될 수 있고, 스캔 펄스들의 개수(NSP)는 1 내지 4 중 하나로 결정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 임계 값들의 개수 및 스캔 펄스들의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 계조 변화량(G_V)에 따라 한 프레임에 공급되는 하나의 스캔 신호는 최대 7개 또는 8개의 스캔 펄스들 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 계조 변화량(G_V)이 0인 경우, 펄스 결정부(160)는 스캔 펄스의 개수(NSP)를 1로 결정할 수 있다. 계조 변화량(G_V)이 0보다 큰 경우, 펄스 결정부(160)는 임계 값들(TH1 내지 TH3)에 의해 구분되는 변화량 구간(variation range)에 따라 스캔 펄스의 개수(NSP)를 조절할 수 있다.
예를 들어, 변화량 구간의 변화에 따라, 계조 변화량(G_V)이 클수록 스캔 펄스의 개수(NSP)가 증가될 수 있다. 이에 따라, 영상 변화가 심한 경우에는 스캔 펄스의 개수(NSP)가 증가됨으로써 영상 변환 효율이 개선될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(1000)는 인접한 프레임들 사이의 영상 변화량(또는 계조 변화량(G_V))에 대응하여 한 프레임에 인가되는 스캔 펄스들의 개수(NSP)를 적응적으로 변화시킬 수 있다. 따라서, 정지 영상 및 영상 변화가 매우 적은 영상에서의 휘도 고스트 현상 등의 표시 품질 및 동영상에서의 영상 변환 효율이 모두 개선될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 계조 변화량에 따라 결정되는 스캔 펄스의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
도 1 내지 도 6c를 참조하면, 펄스 제어부(100)(또는 펄스 결정부(160))는 계조 변화량(G_V)과 임계 값들(TH1 내지 TH3)을 비교하여 현재 프레임에 공급되는 스캔 펄스들의 개수(NSP)를 결정할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 임계 값들(TH1 내지 TH3)에 의해 계조 변화량(G_V) 구간은 제1 내지 제4 변화량 구간들(VR1 내지 VR4)로 구분될 수 있다. 예를 들어, 최대 계조 변화량(MAX)은 화소(P)들 전체가 최저 계조(예를 들어, 0계조)로부터 최고 계조(예를 들어, 255계조)로 변하는 경우의 계조 변화량 또는 화소(P)들 전체가 최고 계조로부터 최저 계조로 변하는 경우의 계조 변화량에 상응할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 임계 값(TH1)은 최대 계조 변화량(MAX)의 약 5%이고, 제2 임계 값(TH2)은 최대 계조 변화량(MAX)의 약 10%이며, 제3 임계 값(TH3)은 최대 계조 변화량(MAX)의 약 20%일 수 있다.
계조 변화량(G_V)이 0인 경우, 스캔 펄스의 개수(NSP)는 1일 수 있다. 또한, 제1 변화량 구간(VR1)에 대응하는 스캔 펄스의 개수(NSP)는 1일 수 있다. 제2 변화량 구간(VR2)에 대응하는 스캔 펄스의 개수(NSP)는 2이고, 제3 변화량 구간(VR3)에 대응하는 스캔 펄스의 개수(NSP)는 3이며, 제4 변화량 구간(VR4)에 대응하는 스캔 펄스의 개수(NSP)는 4일 수 있다. 이와 같이 설정된 펄스 제어부(100)를 포함하는 표시 장치(1000)는 최대 4개의 스캔 펄스들을 포함하는 스캔 신호를 출력할 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 임계 값들(TH1 내지 TH3), 변화량 구간들(VR1 내지 VR4), 및 변화량 구간들(VR1 내지 VR4)에 대응하는 스캔 펄스의 개수(NSP)가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 3개 또는 5개의 변화량 구간들에 대응하는 스캔 펄스(SP)들이 설정될 수도 있다.
예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 정지 영상에 대해서는 한 프레임 동안 j번째 화소(P)에 하나의 스캔 펄스(SP)가 인가될 수 있다. 또한, 계조 변화량(G_V)이 제2 변화량 구간(VR2)에 포함되는 경우, 한 프레임 동안 j번째 화소(P)에 2개의 스캔 펄스(SP)들이 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 한 프레임에 인가되는 스캔 펄스(SP)들이 증가할수록 발광 구간의 길이가 짧아질 수 있다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부 및 데이터 오버-드라이빙부의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 8은 도 7의 데이터 오버-드라이빙부의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 데이터 오버-드라이빙부의 구성을 제외하면 제1 내지 도 5에 따른 표시 장치와 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 표시 장치(1000)는 펄스 제어부(100), 표시 패널(200), 스캔 구동부(300), 발광 구동부(400), 데이터 구동부 (500), 타이밍 제어부(600), 및 데이터 오버-드라이빙부(700)를 포함할 수 있다.
펄스 제어부(100)는 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안의 스캔 신호의 스캔 펄스의 개수를 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 펄스 제어부(100)는 프레임 메모리(120), 영상 변화량 산출부(140), 및 펄스 결정부(160)를 포함할 수 있다.
프레임 메모리(120)는 영상 데이터(IDATA)를 프레임 단위로 저장할 수 있다. 영상 변화량 산출부(140)는 이전 프레임의 영상 데이터(IDATA1)와 현재 프레임의 영상 데이터(IDATA2) 사이의 계조 변화량(G_V)을 산출할 수 있다. 펄스 결정부(160)는 계조 변화량(G_V)과 기 설정된 임계 값들(TH1 내지 TH3)을 비교하여 현재 프레임에 공급되는 스캔 펄스들의 개수(NSP)를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 펄스 결정부(160)는 산출된 스캔 펄스들의 개수(NSP)를 데이터 오버-드라이빙부(700)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 오버-드라이빙부(700)는 화소(P)들 각각의 이전 프레임의 계조(G(k-1)), 현재 프레임의 계조(G(k)) 및 스캔 펄스의 개수(NSP)에 기초하여 계조 보상 값(COMP)을 출력할 수 있다. 계조 보상 값(COMP)은 해당 화소(P)의 계조 값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 계조 보상 값(COMP)은 화소(P)들 각각의 현재 영상 데이터(IDATA2)에 적용될 수 있다. 계조 보상 값(COMP)은 화소(P)들 또는 소정의 화소 그룹들마다 다를 수도 있다.
계조 보상 값(COMP)이 적용된 영상 데이터는 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환될 수 있다. 이 때, 원본 영상 데이터에 대응하는 전압보다 높은 전압이 계조 보상 값(COMP)에 의해 인가됨으로써 화소(P)의 반응 속도가 개선될 수 있다. 즉, 오버-드라이빙부(700)은 MC 구동을 추가적으로 보완하여 동영상 표시 품질을 더욱 개선시킬 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 오버-드라이빙부(700)는 이전 프레임의 계조와 현재 프레임의 계조에 따른 계조 보상 값(COMP)이 저장된 복수의 룩업 테이블들(LUT1 내지 LUT4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블들(LUT1 내지 LUT4)은 각각 변화량 구간들(도 6a의 VR1 내지 VR4)에 대응할 수 있다. 즉, 스캔 펄스의 개수(NSP)에 대응하여 룩업 테이블들(LUT1 내지 LUT4) 중 하나가 선택될 수 있다.
예를 들어, 제1 룩업 테이블(LUT1)은 스캔 펄스의 개수(NSP)가 1인 경우에 사용되고, 제2 룩업 테이블(LUT2)은 스캔 펄스의 개수(NSP)가 2인 경우에 사용될 수 있다. 마찬가지로, 제3 룩업 테이블(LUT3)은 스캔 펄스의 개수(NSP)가 3인 경우에 사용되고, 제4 룩업 테이블(LUT4)은 스캔 펄스의 개수(NSP)가 4인 경우에 사용될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 계조 보상 값(COMP)을 생성하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 데이터 오버-드라이빙부(700)는 이전 프레임의 계조(G(k-1)), 현재 프레임의 계조(G(k)), 및 스캔 펄스의 개수(NSP)를 이용하여 계조 보상 값(COMP)을 산출하는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 현재 프레임의 계조가 이전 프레임의 계조보다 큰 경우에만 계조 보상 값(COMP)이 생성될 수 있다. 또한, 계조 보상 값(COMP)은 기 설정된 최대 값을 초과하지 않도록 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 동일한 계조 변화 조건에서 스캔 펄스의 개수(NSP)가 증가할수록 계조 보상 값(COMP)은 감소할 수 있다. 예를 들어, 계조가 0계조로부터 100계조로 변하는 경우, 스캔 펄스의 개수(NSP)에 따라 계조 보상 값(COMP)이 다를 수 있다. 일례로, 제2 룩업 테이블(LUT2)의 계조 보상 값(COMP2)은 제1 룩업 테이블(LUT1)의 계조 보상 값(COMP1)의 약 80%(COMP2 = 0.8*COMP1)로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 제3 룩업 테이블(LUT3)의 계조 보상 값(COMP3)은 제1 룩업 테이블(LUT1)의 계조 보상 값(COMP1)의 약 60%(COMP3 = 0.6*COMP1)이고, 제4 룩업 테이블(LUT4)의 계조 보상 값(COMP4)은 제1 룩업 테이블(LUT1)의 계조 보상 값(COMP1)의 약 40%(COMP4 = 0.4*COMP1)일 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(500)는 영상 데이터(IDATA)에 계조 보상 값(COMP)이 적용된 보상된 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 데이터 라인으로 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(1000)는 스캔 신호를 제어하는 MC 구동과 스캔 펄스의 개수(NSP)에 따라 데이터 전압의 크기를 제어하는 데이터 오버-드라이빙 구동을 동시에 수행함으로써 정지 영상 및 동영상 표시 품질이 더욱 개선될 수 있다.
도 9는 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부 및 데이터 오버-드라이빙부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 표시 장치(1000)는 펄스 제어부(100A), 표시 패널(200), 스캔 구동부(300), 발광 구동부(400), 데이터 구동부 (500), 타이밍 제어부(600), 및 데이터 오버-드라이빙부(700A)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 펄스 제어부(100A)는 프레임 메모리(120A), 영상 변화량 산출부(140A), 및 펄스 결정부(160), 퀀타이징부(110), 및 디-퀀타이징부(130)를 포함할 수 있다.
퀀타이징부(110)는 영상 데이터(IDATA)를 기 설정된 데이터 크기로 정량화(quantizing)할 수 있다. 퀀타이징부(110)는 영상 데이터(IDATA)의 크기를 줄여 프레임 메모리(120A)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 영상 데이터(IDATA)의 크기가 8비트 (28)인 경우, 퀀타이징부(110)는 8bit의 영상 데이터를 2비트(22) 구간의 데이터로 재정렬할 수 있다. 일례로, 0~32계조의 영상 데이터(IDATA)는 1, 33~64계조의 영상 데이터(IDATA)는 2, 65~110계조의 영상 데이터(IDATA)는 3, 111~255계조의 영상 데이터(IDATA)는 4의 디지털 값으로 퀀타이징(정량화)될 수 있다.
이에 따라, 영상 데이터(IDATA)의 크기가 감소되며, 이를 저장하는 프레임 메모리(120A) 또한 절감될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 퀀타이징부(110)가 영상 데이터(IDATA)를 줄이는 비율이 이에 한정되는 것은 아니다.
디-퀀타이징부(130)는 프레임 메모리(120A)로부터 출력되는 정량화된 영상 데이터(QD)를 원본 데이터 크기로 디코딩할 수 있다. 디코딩된 영상 데이터(DQD)는 영상 변화량 산출부(140A) 및 데이터 오버-드라이빙부(700A)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 2비트의 정량화된 영상 데이터(QD)가 8비트의 디코딩된 영상 데이터(DQD)로 변환될 수 있다. 이 경우, 원본 영상 데이터(IDATA)의 0~32계조는 제1 계조(예를 들어 16계조)로 디코딩될 수 있다. 즉, 복수의 계조들이 하나의 계조 값으로 출력될 수 있다. 마찬가지로, 원본 영상 데이터(IDATA)의 33~64계조는 제2 계조(예를 들어, 48계조), 원본 영상 데이터(IDATA)의 65~110계조는 제3 계조(예를 들어, 88계조), 원본 영상 데이터(IDATA)의 111~255계조는 제4 계조(예를 들어. 183계조)로 디코딩될 수 있다.
즉, 이전 영상 프레임의 영상 데이터(IDATA1)는 퀀타이징부(110) 및 디-퀀타이징부(130)에 의해 일부 왜곡될 수 있다. 다만, 이러한 왜곡된 영상 데이터는 스캔 펄스(SP) 및 보상 계조 값(COMP)을 결정하기 위해서만 이용되므로, 표시 영상에 큰 영향을 주지 않는다.
이전 프레임의 영상 데이터(IDATA)에 대응하는 디코딩된 영상 데이터(DQD)는 현재 프레임의 영상 데이터(IDATA2)와 영상 변화량 산출부(140A)에 제공될 수 있다.
영상 변화량 산출부(140A)는 디코딩된 영상 데이터(DQD)와 현재 프레임의 영상 데이터(IDATA2)의 차이에 기초하여 계조 변화량(G_V)을 산출할 수 있다. 펄스 결정부(160)는 계조 변화량(G_V)과 기 설정된 임계 값들(TH1 내지 TH3)을 비교하여 현재 프레임에 공급되는 스캔 펄스의 개수(NSP)를 결정할 수 있다.
데이터 오버-드라이빙부(700A)는 이전 프레임의 영상 데이터(IDATA)에 대응하는 디코딩된 영상 데이터(DQD), 현재 프레임의 영상 데이터(IDATA), 및 스캔 펄스의 개수(NSP)에 기초하여 계조 보상 값(COMP)을 출력할 수 있다.
도 9의 영상 변화량 산출부(140A), 펄스 결정부(160), 및 데이터 오버-드라이빙부(700A)의 동작 및 기능은 도 4 및 도 7을 참조하여 설명된 기능과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 도 9의 표시 장치는 프레임 메모리(120A)에 저장되는 영상 데이터(IDATA)의 크기가 감소됨으로써, 프레임 메모리(120A)의 크기 및 용량이 절감될 수 있다. 따라서, 표시 장치의 제조 비용이 절감될 수 있다.
도 10은 도 1의 표시 장치에 포함되는 펄스 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 따른 펄스 제어부는 클로벌 특성부의 구성을 제외하면 제1 내지 도 5에 따른 펄스 제어부와 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 5 및 도 10을 참조하면, 펄스 제어부(100B)는 글로벌 특성 추출부(170), 프레임 메모리(120B), 영상 변화량 산출부(140B), 및 펄스 결정부(160B)를 포함할 수 있다.
글로벌 특성 추출부(170)는 한 프레임의 영상 특성(ITD)을 추출하여 프레임 메모리에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 영상 특성(ITD)은 전체 영상 데이터(IDATA)의 총 합인 제1 특성(FT1) 및 영상 데이터(IDATA)의 에지 성분의 총 합인 제2 특성(FT2)을 포함할 수 있다.
글로벌 특성 추출부(170)는 영상 변화를 개략적으로 예측함으로써 프레임 메모리(120B)의 부담을 줄여줄 수 있다.
일 실시예에서, 글로벌 특성 추출부(170)는 제1 특성 산출부(172) 및 제2 특성 산출부(174)를 포함할 수 있다.
제1 특성 산출부(172)는 한 프레임의 영상 데이터(IDATA)의 총 합인 제1 특성(FT1)을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 특성 산출부(172)는 영상 데이터(IDATA)에 포함되는 RGB 계조들의 총 합을 산출할 수 있다.
제2 특성 산출부(174)는 한 프레임의 영상 데이터(IDATA)의 에지 성분의 총 합인 제2 특성(FT2)을 산출할 수 있다. 에지 성분은 계조 차이 또는 휘도 차이가 큰 윤곽선 부분일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 특성(FT2)은 소벨(Sobel) 마스크, 프르윗(Prewitt) 마스크 등의 필터 알고리즘에 의해 산출될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 프레임 메모리(120B)의 부담을 더욱 줄이기 위해 제2 특성 산출부(174)는 생략될 수도 있다.
프레임 메모리(120B)는 전체 영상 데이터(IDATA)가 아닌 제1 특성(FT1) 및 제2 특성(FT2)을 프레임 단위로 저장할 수 있다.
변화량 산출부(140B)는 이전 프레임의 영상 특성(ITD1)과 현재 프레임의 영상 특성(ITD2) 사이의 변화량을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 변화량 산출부(140B)는 제1 계산부(142B) 및 제2 계산부(144B)를 포함할 수 있다.
제1 계산부(142B)는 이전 프레임의 제1 특성(FT11)과 현재 프레임의 상기 제1 특성(FT21) 사이의 변화량인 총 계조 변화량(TG_V)을 산출할 수 있다. 여기서, 제1 특성(FT11, FT21)은 전체 영상 데이터(IDATA)의 계조 합이므로, 도 5의 계조 차의 절대 값(GDF)과는 다르다. 예를 들어, 영상이 변환되더라도, 총 계조 변화량(TG_V)이 0일 수 있다.
따라서, 영상 변화 판단의 정확도 향상을 위해 보조적으로 제2 계산부(144B)가 필요하다. 제2 계산부(144B)는 이전 프레임의 제2 특성(FT21)과 현재 프레임의 제2 특성(FT22) 사이의 변화량인 에지 변화량(E_V)를 산출할 수 있다. 에지 변화량(E_V)으로부터 영상의 움직임이 파악될 수 있다. 따라서, 펄스 결정부(160B)는 총 계조 변화량(TG_V)과 에지 변화량(E_V)에 기초하여 정지 영상 및 동영상 여부를 판단하고, 영상의 변화량을 판단할 수 있다.
펄스 결정부(160B)는 특성 변화량(즉, 총 계조 변화량(TG_V) 및 에지 변화량(E_V))과 기 설정된 임계 값들(TH1a 내지 TH3a, TH1b 내지 TH3b)을 비교하여 현재 프레임에 공급되는 스캔 펄스의 개수(NSP)를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 총 계조 변화량(TG_V) 및 에지 변화량(E_V)이 0인 경우, 펄스 결정부(160B)는 스캔 펄스의 개수(NSP)를 1로 결정할 수 있다. 총 계조 변화량이 0보다 큰 경우, 펄스 결정부(160B)는 임계 값들(TH1a 내지 TH3a, TH1b 내지 TH3b)에 의해 구분되는 변화량 구간에 따라 스캔 펄스의 개수(NSP)를 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제3 계조 임계 값들(TH1a 내지 TH3a)은 총 계조 변화량(TG_V)과 비교되고, 제1 내지 제3 에지 임계 값들(TH1b 내지 TH3b)은 에지 변화량(E_V)과 비교될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 계조 임계 값들(TH1a 내지 TH3a)과 총 계조 변화량(TG_V)과의 비교 결과 및 제1 내지 제3 에지 임계 값들(TH1b 내지 TH3b)과 에지 변화량(E_V)의 비교 결과에 기초하여 스캔 펄스의 개수(NSP)가 결정될 수 있다.
예를 들어, 총 계조 변화량(TG_V) 및/또는 에지 변화량(E_V)이 증가함에 따라 스캔 펄스의 개수(NSP)가 증가할 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 영상 특성(ITD)에 기초하여 스캔 펄스의 개수(NSP)를 산출하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예예서, 화소행 및/또는 화소열 단위로 계조 변화량 및/또는 에지 변화량이 산출, 저장, 및 비교될 수 있다. 상기 알고리즘에 기초하여 영상 변화 정도가 분석되며, 분석 결과에 따라 스캔 펄스(NSP)의 개수가 결정될 수 있다.
한편, 도 10의 펄스 제어부(100B)에서 출력된 스캔 펄스의 개수(NSP)에 기초하여 데이터 오버-드라이빙 구동이 수행될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 펄스 제어부(100B)는 프레임 메모리(120B)의 부담 및 크기를 절감하면서 영상 변화에 적응적으로 스캔 펄스(NSP)의 개수를 조절할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이고, 도 12는 도 1의 표시 장치의 구동 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 장치의 구동 방법은 이전 프레임의 영상 데이터와 현재 프레임의 영상 데이터로부터 영상 변화량을 산출(S100)하고, 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안 하나의 스캔 라인에 공급되는 스캔 신호의 스캔 펄스의 개수를 결정(S200)하며, 스캔 신호 및 데이터 신호를 화소에 공급하여 영상을 표시(S300)할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 변화량이 0인 경우, 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수가 1로 결정될 수 있다. 또한, 영상 변화량이 클수록 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수가 증가할 수 있다.
따라서, 정지 영상 및 영상 변화가 매우 적은 영상에서의 휘도 고스트 현상 등의 표시 품질 및 동영상에서의 영상 변환 효율이 모두 개선될 수 있다.
일 실시예에서, 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안 하나의 스캔 라인에 공급되는 스캔 신호의 스캔 펄스의 개수를 결정(S200)하는 방법은 화소들 각각의 이전 프레임의 계조, 현재 프레임의 계조, 및 스캔 펄스의 개수에 기초하여 계조 보상 값을 결정(S240)하고, 계조 보상 값을 현재 프레임의 영상 데이터에 적용하여 데이터 신호를 생성(S280)하는 것을 포함할 수 있다.
이와, 같이, 영상 변화량에 따라 스캔 펄스의 개수 및 데이터 오버-드라이빙을 위한 계조 보상 값이 적응적으로 조절됨으로써, 정지 영상 및 동영상의 표시 품질이 크게 개선될 수 있다.
다만, 구체적인 표시 장치의 구동 방법은 도 1 내지 도 10을 참조하여 자세히 설명하였으므로, 이에 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은 영상 변화량에 따라 스캔 펄스의 개수를 적응적으로 조절함으로써, 정지 영상 및 동영상의 표시 품질이 크게 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: 화소 100, 100A, 100B: 펄스 제어부
110: 퀀타이징부 120: 프레임 메모리
130: 디-퀀타이징부 140: 영상 변화량 산출부
160: 펄스 결정부 170: 글로벌 특성 추출부
700, 700A: 데이터 오버-드라이빙부

Claims (20)

  1. 스캔 라인 및 데이터 라인에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    적어도 하나의 스캔 펄스를 갖는 스캔 신호를 상기 스캔 라인에 공급하는 스캔 구동부; 및
    이전 프레임과 현재 프레임 사이의 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안의 상기 스캔 펄스의 개수를 조절하는 펄스 제어부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 변화량이 클수록 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 표시 영상이 정지 영상인 경우, 상기 한 프레임 동안 상기 스캔 라인으로 하나의 상기 스캔 펄스가 공급되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 제어부는
    영상 데이터를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리;
    상기 이전 프레임의 상기 영상 데이터와 상기 현재 프레임의 상기 영상 데이터 사이의 계조 변화량을 산출하는 영상 변화량 산출부; 및
    상기 계조 변화량과 기 설정된 임계 값들을 비교하여 상기 현재 프레임에 공급되는 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 상기 펄스 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 계조 변화량이 0인 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 스캔 펄스의 개수를 1로 결정하고,
    상기 계조 변화량이 0보다 큰 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 임계 값들에 의해 구분되는 변화량 구간(variation range)에 따라 상기 스캔 펄스의 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 영상 변화량 산출부는
    상기 화소들 각각의 상기 이전 프레임의 계조와 상기 현재 프레임의 계조 차를 산출하는 제1 계산부; 및
    상기 계조 차의 절대값의 총 합을 산출하여 상기 계조 변화량을 출력하는 제2 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소들 각각의 상기 이전 프레임의 계조, 상기 현재 프레임의 계조, 및 상기 스캔 펄스의 개수에 기초하여 계조 보상 값을 출력하는 데이터 오버-드라이빙부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 데이터 오버-드라이빙부는 이전 프레임의 계조와 상기 현재 프레임의 계조에 따른 상기 계조 보상 값이 저장된 복수의 룩업 테이블들을 포함하고,
    상기 스캔 펄스의 개수에 따라 상기 룩업 테이블들 중 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 동일한 계조 변화 조건에서 상기 스캔 펄스의 개수가 증가할수록 상기 계조 보상 값이 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 펄스 제어부는
    상기 영상 데이터를 기 설정된 데이터 크기로 정량화(quantizing)하여 상기 프레임 메모리에 제공하는 퀀타이징부(quantizer); 및
    상기 프레임 메모리로부터 출력되는 상기 정량화된 영상 데이터를 원본 데이터 크기로 디코딩하여 상기 영상 변화량 산출부 및 상기 데이터 오버-드라이빙부에 제공하는 디-퀀타이징부(de-quantizer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상 데이터에 상기 계조 보상 값이 적용된 보상된 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 상기 데이터 라인으로 공급하는 데이터 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 제어부는
    상기 한 프레임의 전체 영상 특성을 추출하여 상기 프레임 메모리에 제공하는 글로벌 특성 추출부(global feature extractor);
    상기 글로벌 특성 추출부로부터 수신하는 데이터를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리;
    상기 이전 프레임의 상기 전체 영상 특성과 상기 현재 프레임의 상기 전체 영상 특성 사이의 변화량을 산출하는 영상 변화량 산출부; 및
    상기 특성 변화량과 기 설정된 임계 값들을 비교하여 상기 현재 프레임에 공급되는 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 상기 펄스 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 글로벌 특성 추출부는
    상기 한 프레임의 상기 영상 데이터의 총 합인 제1 특성을 산출하는 제1 특성 산출부; 및
    상기 한 프레임의 상기 영상 데이터의 에지 성분의 총 합인 제2 특성을 산출하는 제2 특성 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 프레임 메모리는 상기 제1 특성 및 상기 제2 특성을 상기 프레임 단위로 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 변화량 산출부는
    상기 이전 프레임의 상기 제1 특성과 상기 현재 프레임의 상기 제1 특성 사이의 변화량인 총 계조 변화량을 산출하는 제1 계산부; 및
    상기 이전 프레임의 상기 제2 특성과 상기 현재 프레임의 상기 제2 특성 사이의 변화량인 에지 변화량을 산출하는 제2 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 총 계조 변화량 및 상기 에지 변화량이 0인 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 스캔 펄스의 개수를 1로 결정하고,
    상기 총 계조 변화량이 0보다 큰 경우, 상기 펄스 결정부는 상기 임계 값들에 의해 구분되는 변화량 구간(variation range)에 따라 상기 스캔 펄스의 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 이전 프레임의 영상 데이터와 현재 프레임의 영상 데이터로부터 영상 변화량을 산출하는 단계;
    상기 영상 변화량에 기초하여 한 프레임 동안 하나의 스캔 라인에 공급되는 스캔 신호의 스캔 펄스의 개수를 결정하는 단계; 및
    상기 스캔 신호 및 데이터 신호를 화소에 공급하여 영상을 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 단계는
    상기 영상 변화량이 0인 경우, 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수를 1로 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 영상 변화량이 클수록 상기 한 프레임의 상기 스캔 펄스의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 스캔 펄스의 개수를 결정하는 단계는
    화소들 각각의 상기 이전 프레임의 계조, 상기 현재 프레임의 계조, 및 상기 스캔 펄스의 개수에 기초하여 계조 보상 값을 결정하는 단계; 및
    상기 계조 보상 값을 상기 현재 프레임의 영상 데이터에 적용하여 상기 데이터 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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