KR20210008199A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 표시부를 포함한다. 표시부는 화소들을 포함한다. 전원 공급부는 전원제어신호에 기초하여 감마전원전압을 생성한다. 감마전압 생성부는 감마전원전압 및 감마제어신호에 기초하여 감마 전압들을 생성한다. 데이터 구동부는 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터에 포함된 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성하며, 데이터 신호를 화소들에 제공한다. 전원제어부는 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 기초하여 전원제어신호 및 감마제어신호를 조절한다. 여기서, 감마전원전압의 전압 레벨은 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 비례한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 표시 패널 및 구동부를 포함한다. 표시 패널은 주사선들, 데이터선들 및 화소들을 포함한다. 구동부는 주사선들에 주사 신호를 순차적으로 제공하는 주사 구동부 및 데이터선들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부를 포함한다. 화소들 각각은 해당 주사선을 통해 제공되는 주사 신호에 응답하여 해당 데이터선을 통해 제공되는 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
데이터 구동부는 외부로부터 제공되는 전원전압을 분압하여, 복수의 계조들에 대응하는 감마 전압들을 생성하고, 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터의 계조값을 데이터 신호로 변환할 수 있다.
시간 경과에 따라 화소(또는, 화소 내 트랜지스터, 발광 소자)가 열화될 수 있고, 화소가 동일한 휘도로 발광하기 위한 데이터 신호의 전압 레벨은 달라 질 수 있으며, 이를 위해 감마 전압들의 전압 범위는 화소의 열화 보상을 위한 보상 마진을 포함하며, 감마 전압들의 생성에 이용되는 전원전압도 보상 마진을 고려하여 상대적으로 높게 설정된다.
그러나, 전원전압의 전압 레벨이 높아질수록, 표시 장치의 소비 전력이 증가될 수 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는, 화소들을 포함하는 표시부; 전원제어신호에 기초하여 감마전원전압을 생성하는 전원 공급부; 상기 감마전원전압 및 감마제어신호에 기초하여 감마 전압들을 생성하는 감마전압 생성부; 상기 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터에 포함된 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성하며, 상기 데이터 신호를 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부; 및 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 기초하여 상기 전원제어신호 및 상기 감마제어신호를 조절하는 전원제어부를 포함한다. 여기서, 상기 감마전원전압의 전압 레벨은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨에 비례한다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치는 상기 전원제어신호에 대한 제1 설정값, 상기 감마제어신호에 대한 제2 설정값들, 및 룩업 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 제1 설정값은 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 설정값들은 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨을 기준으로 상기 감마 전압들의 상대적인 위치를 나타내고, 상기 룩업 테이블은 계조 전압들 중 상기 계조값에 대응하는 계조 전압에 대한 선택값을 포함하며, 상기 계조 전압들은 상기 감마 전압들을 분압하여 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원제어부는, 상기 저장부로부터 상기 전원제어신호의 상기 제1 설정값, 상기 감마제어신호의 상기 제2 설정값들 및 상기 룩업 테이블을 로딩하는 저장 블록; 및 상기 제1 설정값, 상기 제2 설정값들, 및 상기 룩업 테이블에 기초하여 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨을 산출하며, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값에 기초하여 상기 감마전원전압의 목표 전압 레벨을 산출하고, 상기 목표 전압 레벨에 기초하여 상기 전원제어신호의 상기 제1 설정값 및 상기 감마제어신호의 상기 제2 설정값들을 각각 갱신하는 전원제어 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원제어부는, 상기 제1 설정값에 기초하여 상기 감마전원전압의 예상 전압 레벨을 산출하고, 상기 감마전원전압의 상기 예상 전압 레벨 및 상기 제2 설정값들 중 제1 감마 설정값에 기초하여 제1 감마 전압을 산출하며, 상기 제1 감마 전압 및 상기 룩업 테이블에 기초하여 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 산출하고, 상기 제1 감마 전압은 상기 감마 전압들 중 가장 큰 전압 레벨을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 감마 전압은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨보다 상기 마진 설정값만큼 큰 전압 레벨을 가지며, 상기 마진 설정값은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨의 약 10% 내지 15% 이내일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨은 상기 제1 감마 전압의 상기 전압 레벨보다 상기 마진 설정값만큼 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 룩업 테이블의 상기 선택값은 가변될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨은, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하 이하인 경우 최대 계조값에 대응하며, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하보다 큰 경우 상기 최대 계조값에 대응하는 전압 레벨보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들은 제1 색으로 발광하는 제1 화소, 제2 색으로 발광하는 제2 화소, 및 제3 색으로 발광하는 제3 화소를 포함하고, 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨은 상기 제1 화소에 대응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시부의 구동 시간이 증가할수록, 상기 마진 설정값은 커질 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은 감마전원전압 및 감마제어신호에 기초하여 감마 전압들을 생성하며, 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터에 포함된 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성하며, 상기 데이터 신호를 화소에 제공하는 표시 장치에서 수행될 수 있다. 상기 구동 방법은 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 추출하는 단계; 상기 최대 전압 레벨에 기초하여 상기 감마전원전압의 목표 전압 레벨을 결정하는 단계; 및 상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨에 기초하여 상기 감마제어신호를 가변시켜 상기 감마 전압들 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하고, 상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨에 비례할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 구동 방법은 상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨 및 상기 가변된 감마제어신호를 저장부에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감마전원전압의 목표 전압 레벨은, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨을 추출하는 단계는, 상기 감마전원전압 및 제1 감마 설정값에 기초하여 상기 감마 전압들 중 가장 큰 전압 레벨을 가지는 제1 감마 전압을 산출하는 단계; 및 상기 제1 감마 전압 및 기 설정된 룩업 테이블에 기초하여 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 감마 설정값은 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨을 기준으로 상기 제1 감마 전압의 상대적인 위치를 나타내며, 상기 룩업 테이블은 계조 전압들 중 상기 계조값에 대응하는 계조 전압에 대한 선택값을 포함하고, 상기 계조 전압들은 상기 감마 전압들을 분압하여 생성되며, 상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값을 합산하여 산출될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨은, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하 이하인 경우 최대 계조값에 대응하며, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하보다 큰 경우 상기 최대 계조값에 대응하는 전압 레벨보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법은, 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 기초하여 최적의 감마전원전압을 설정하고, 감마전원전압에 따라 감마 전압들에 대한 감마제어신호를 변경함으로써, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4a는 도 1의 표시 장치의 최대 휘도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 1의 표시 장치에 표시되는 영상의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5a는 감마전원전압과 데이터 신호간의 관계를 설명하는 도면이다.
도 5b는 도 3의 표시 장치에 의한 감마전원전압의 변화를 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1의 표시 장치에 포함된 화소들의 발광 특성의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 3의 표시 장치에 제공되는 마진 설정값의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명은 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시부(110)(또는, 표시 패널), 주사 구동부(120)(또는, scan driver, gate driver), 데이터 구동부(130)(또는, data driver, source driver), 타이밍 제어부(140)(또는, timing controller), 저장부(150)(또는, 메모리 장치), 전원 공급부(160)(또는, PMIC), 및 감마전압 생성부(170)를 포함할 수 있다.
표시부(110)는 주사선들(SL1 내지 SLn, 단, n은 양의 정수)(또는, 게이트선들), 데이터선들(DL1 내지 DLm, 단, m은 양의 정수), 및 화소(PX)를 포함할 수 있다. 화소(PX)는 주사선들(SL1 내지 SLn) 및 데이터선들(DL1 내지 DLm)에 의해 구획된 영역(예를 들어, 화소 영역)에 배치될 수 있다.
화소(PX)는 상호 다른 색들로 발광하는 화소들(PX1, PX2, PX3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(PX1)는 제1 색(예를 들어, 적색)으로 발광하고, 제2 화소(PX2)는 제2 색(예를 들어, 녹색)으로 발광하며, 제3 화소(PX3)는 제3 색으로 발광할 수 있다.
화소(PX)는 주사선들(SL1 내지 SLn) 중 적어도 하나 및 데이터선들(DL1 내지 DLm) 중 하나에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(PX1)는 제i 주사선(SLi) 및 제j 데이터선(DLj)에 연결될 수 있다(단, i 및 j 각각은 양의 정수). 유사하게, 제2 화소(PX2)는 제i 주사선(SLi) 및 제j+1 데이터선(DLj+1)에 연결되고, 제3 화소(PX3)는 제i 주사선(SLi) 및 제j+2 데이터선(DLj+2)에 연결될 수 있다.
화소(PX)는 주사선(SLi)을 통해 제공되는 주사 신호(또는, 현재 시점에 제공된 주사 신호, 게이트 신호)에 응답하여 데이터선(예를 들어, 제j 데이터선(DLj))을 통해 제공되는 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
표시부(110)에는 제1 및 제2 전원전압들(VDD, VSS)이 제공될 수 있다. 전원전압들(VDD, VSS)은 화소(PX)의 동작에 필요한 전압들이며, 제1 전원전압(VDD)은 제2 전원전압(VSS)의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 제1 및 제2 전원전압들(VDD, VSS)은 별도의 전원 공급부로부터 또는 전원 공급부(160)로부터 표시부(110)에 제공될 수 있다.
주사 구동부(120)는 주사 제어 신호(SCS)에 기초하여 주사 신호를 생성하고, 주사 신호를 주사선들(SL1 내지 SLn)에 순차적으로 제공할 수 있다. 여기서, 주사 제어 신호(SCS)는 개시 신호, 클럭 신호들 등을 포함하고, 타이밍 제어부(140)로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(120)는 클럭 신호들을 이용하여 펄스 형태의 개시 신호에 대응하는 펄스 형태의 주사 신호를 순차적으로 생성 및 출력하는 쉬프트 레지스터(shift register)(또는, 스테이지)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(140)로부터 제공되는 영상 데이터(DATA2) 및 데이터 제어 신호(DCS)에 기초하여 데이터 신호들(또는, 데이터 전압)을 생성하고, 데이터 신호들을 표시부(110)(또는, 화소(PX))에 제공할 수 있다. 여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(130)의 동작을 제어하는 신호이며, 유효 데이터 신호의 출력을 지시하는 로드 신호(또는, 데이터 인에이블 신호) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 데이터 구동부(130)는 감마 전압들(GAMMAS)을 이용하여 영상 데이터(DATA2)에 포함된 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 감마 전압들(GAMMAS)은 감마전압 생성부(170)로부터 제공될 수 있다. 데이터 구동부(130)의 보다 구체적인 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
타이밍 제어부(140)는 외부(예를 들어, 그래픽 프로세서)로부터 입력 영상 데이터(DATA1) 및 제어 신호(CS)를 수신하고, 제어 신호(CS)에 기초하여 주사 제어 신호(SCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성하며, 입력 영상 데이터(DATA1)를 변환하여 영상 데이터(DATA2)를 생성할 수 있다. 여기서, 제어 신호(CS)는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 클럭(CLK) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(140)는 RGB 포맷의 입력 영상 데이터(DATA1)를 표시부(110) 내 화소 배열에 부합하는 RGBG 포맷의 영상 데이터(DATA2)로 변환할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 제어부(140)는 영상 데이터(DATA2)에 포함된 계조값을 화소별로 누적하여 화소별 구동 시간(또는, 누적 데이터, 열화 데이터)를 생성하고, 누적 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터(DATA1)를 보상할 수 있다. 타이밍 제어부(140)는 화소의 열화에 대응하여, 입력 영상 데이터(DATA1)(또는, 영상 데이터(DATA2))에 포함된 계조값을 보상할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 제어부(140)는 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하를 산출할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(140)는 입력 영상 데이터(DATA1)에 포함된 계조값들을 평균하여 부하를 산출하며, 부하는 최대 부하를 기준으로 비율로 표현될 수 있다. 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하는, 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 추출하는데 이용될 수 있다.
실시예들에서, 타이밍 제어부(140)는 저장부(150)로부터 전원제어신호(C_AVDD1)(또는, 제1 전원제어신호) 및 감마제어신호(C_GAMMAS1)(또는, 제1 감마제어신호)를 수신하고, 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 기초하여 전원제어신호(C_AVDD1) 및 감마제어신호(C_GAMMAS1)를 조절할 수 있다. 여기서, 전원제어신호(C_AVDD1)는 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨(또는, 전압 정보)을 나타내는 제1 설정값을 포함하고, 제1 설정값에 따라 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨이 조절되거나 가변될 수 있다. 감마제어신호(C_GAMMAS1)는 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨을 기준으로 감마 전압들 각각의 상대적인 위치(또는, 크기, 전압 레벨)를 나타내는 제2 설정값들(또는, 감마 설정값들)을 포함하고, 감마전원전압(AVDD) 및 제2 설정값들에 따라 감마 전압들(GAMMAS)의 전압 레벨들이 조절되거나 가변될 수 있다. 데이터 신호의 최대 전압 레벨은 데이터 신호가 가질 수 있는 가장 큰(또는, 가장 높은) 전압 레벨을 나타내며, 예를 들어, 데이터 신호의 최대 전압 레벨은 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하가 기준 부하(예를 들어, 20%) 이하인 경우 최대 계조값(예를 들어, 255의 계조값)에 대응할 수 있다. 최대 전압 레벨에 대해서는 도 4a를 참조하여 후술하기로 한다.
저장부(150)는 전원제어신호(C_AVDD1) 및 감마제어신호(C_GAMMAS1)를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(150)는 룩업 테이블을 저장할 수 있다. 룩업 테이블은 영상 데이터(DATA2)(또는, 입력 영상 데이터(DATA1))에 포함된 계조값들과 계조 전압들간의 관계를 포함하며, 예를 들어, 룩업 테이블은 계조 전압들 중 특정 계조값에 대응하는 계조 전압에 대한 선택값을 포함할 수 있다. 계조 전압들은 감마 전압들(GAMMAS)을 분압하여 생성되며, 예를 들어, 9개의 감마 전압들(GAMMAS)을 분압하여 1000개 이상의 계조 전압들이 생성되며, 선택값에 따라 256개의 계조값들에 대응하는 계조 전압들 중 일부만이 선택될 수 있다. 룩업 테이블은 화소들(PX1, PX2, PX3)별로 설정될 수 있다. 룩업 테이블은 타이밍 제어부(140)를 통해 데이터 구동부(130)에 제공되며, 데이터 구동부(130)는 룩업 테이블(또는, 선택값)에 기초하여 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성할 수 있다.
저장부(150)는 비휘발성 기억 장치(EEPROM)으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전원 공급부(160)는 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)(또는, 제2 전원제어신호)를 수신하고, 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 생성할 수 있다. 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨은 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)에 따라 가변될 수 있으며, 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 비례할 수 있다. 감마전원전압(AVDD)의 변화 및 감마전원전압(AVDD) 및 데이터 신호의 최대 전압 레벨 간의 관계에 대해서는 도 5b를 참조하여 후술하기로 한다.
감마전압 생성부(170)는 감마전원전압(AVDD) 및 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2)(또는, 제2 감마제어신호)에 기초하여 감마 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 감마전압 생성부(170)는 복수의 저항들로 구성되어 감마전원전압(AVDD)을 분압하는 적어도 하나의 저항 스트링과, 적어도 하나의 저항 스트링의 특정 노드를 선택하여 노드 전압(즉, 분압된 전압)을 감마 전압으로서 출력하는 디코더들을 포함할 수 있다. 이 경우, 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2)(및 감마제어신호(C_GAMMAS1))는 특정 노드에 대한 선택값들을 포함하며, 예를 들어, 감마전압 생성부(170)가 9개의 감마 전압들(GAMMAS)을 생성하는 경우, 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2)는 9개의 감마 전압들(GAMMAS)에 대응하는 9개의 선택값들을 포함할 수 있다.
한편, 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 타이밍 제어부(140), 전원 공급부(160) 및 감마전압 생성부(170) 중 적어도 하나는 표시부(110)에 형성되거나, IC로 구현되어 테이프 캐리어 패키지 형태로 표시부(110)에 연결될 수 있다. 또한, 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 타이밍 제어부(140), 전원 공급부(160) 및 감마전압 생성부(170) 중 적어도 2개는 하나의 IC로 구현될 수도 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다. 도 1에 도시된 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2), 및 제3 화소(PX3)는 상호 실질적으로 동일하므로, 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2), 및 제3 화소(PX3)를 포괄하여, 제1 화소(PX1)를 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 화소(PX1)는 발광 소자(LED), 제1 트랜지스터(T1, 구동 트랜지스터), 제2 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
발광 소자(LED)의 애노드 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 접속되고, 캐소드 전극은 제2 구동 전원(VSS)에 접속될 수 있다. 발광 소자(LED)는 유기 발광 다이오드로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 무기 발광 다이오드 등으로 구현될 수도 있다. 발광 소자(LED)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 전류량에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 제1 구동 전원(VDD)에 접속되고, 제2 전극은 발광 소자(LED)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 발광 소자(LED)로 흐르는 전류량을 제어한다.
제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 데이터선(DLj)에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 주사선(SLi)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 주사선(SLi)으로 주사 신호(S[n])가 공급될 때 턴-온되어, 데이터선(DLj)으로부터의 데이터 신호(DATA)를 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 발광 소자(LED)의 애노드 전극 사이에 접속될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)의 전압을 저장할 수 있다.
도 2에서 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 N형 트랜지스터로 구현된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 P형 트랜지스터로 구현될 수도 있다. 또한, 도 2에 도시된 제1 화소(PX1)의 회로 구조는 예시적인 것으로, 제1 화소(PX1)가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 제1 화소(PX1)는 발광 소자(LED)의 발광 특성 및/또는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압 등을 측정하기 위한 회로 소자(예를 들어, 발광 소자(LED)의 애노드 전극과 별도의 센싱선에 연결되는 센싱 트랜지스터)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 3에는 타이밍 제어부(140)의 감마전원의 조절 기능을 중심으로, 표시 장치(100)가 간략하게 도시되어 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 타이밍 제어부(140)는 저장 블록(141) 및 전원제어 블록(142)(또는, 전원제어부)를 포함할 수 있다.
저장 블록(141)(또는, 메모리 장치)은 저장부(150)로부터 전원제어신호(C_AVDD1)의 제1 설정값, 감마제어신호(C_GAMMAS1)의 제2 설정값들 및 룩업 테이블(C_LUT1)(또는, 룩업 테이블 코드)을 로딩할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 룩업 테이블(C_LUT1)은 계조 전압들 중 계조값에 대응하는 계조 전압에 대한 선택값을 포함할 수 있다. 저장 블록(141)은 비휘발성 기억 장치 또는 휘발성 기억 장치로 구현될 수 있다.
전원제어 블록(142)은 전원제어신호(C_AVDD1)(또는, 제1 설정값), 감마제어신호(C_GAMMAS1)(또는, 제2 설정값들 중 적어도 하나) 및 룩업 테이블에 기초하여 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 산출하며, 데이터 신호의 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값(MARGIN1)에 기초하여 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨을 산출하고, 목표 전압 레벨에 기초하여 전원제어신호(C_AVDD1)의 제1 설정값, 감마제어신호(C_GAMMAS1)의 제2 설정값들, 룩업 테이블(C_LUT1)의 선택값들을 각각 조절하거나 갱신할 수 있다.
전원제어 블록(142)의 보다 구체적인 동작에 대해 설명한 이후에, 다른 구성들(예를 들어, 데이터 구동부(130))에 대해 설명하기로 한다.
데이터 신호의 최대 전압 레벨을 설명하기 위해, 도 4a 및 도 4b가 참조될 수 있다.
도 4a는 도 1의 표시 장치의 최대 휘도의 변화를 나타내는 도면이다. 도 4b는 도 1의 표시 장치에 표시되는 영상의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 표시 장치(100)의 최대 휘도는 입력 영상 데이터(DATA1, 도 1 참조)의 부하(LOAD)에 따라 가변될 수 있다. 여기서, 부하(LOAD)는 타이밍 제어부(140)에서 입력 영상 데이터(DATA1)에 포함된 계조값들에 기초하여 산출되며, 예를 들어, 입력 영상 데이터(DATA1)의 평균 계조값일 수 있다.
표시 장치(100)의 부하(LOAD)가 제1 기준 부하(LOAD1) 이하인 경우, 최대 휘도는 제2 휘도값(BR2)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 제2 영상(IMAGE2)은 일부 영역에서 최대 휘도(PEAK WHITE)를 가지고, 나머지 영역에서 블랙 휘도를 가질 수 있다. 즉, 제2 영상(IMAGE2)에 대응하는 입력 영상 데이터(DATA1)는 일부 영역에서만 최대 계조값(예를 들어, 255의 계조값)을 가지고, 나머지 영역에서는 최저 계조값(예를 들어, 0의 계조값)을 가질 수 있다. 이 경우, 부하(LOAD)는 제1 기준 부하(LOAD1)(예를 들어, 20%) 이하이고, 일부 영역에서의 휘도는 B 니트(예를 들어, 500 nit) 일 수 있다.
표시 장치(100)의 부하(LOAD)가 제1 기준 부하(LOAD1)를 초과하여 증가할수록, 최대 휘도는 감소될 수 있다.
표시 장치(100)의 부하(LOAD)가 제2 기준 부하(LOAD2) 이상인 경우, 최대 휘도는 제1 휘도값(BR1)을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 4b에 도시된 제1 영상(IMAGE1)은 전체 영역에서 최대 휘도를 가지는 풀 화이트 영상(FULL WHITE)일 수 있다. 즉, 제1 영상(IMAGE1)에 대응하는 입력 영상 데이터(DATA1)는 전체 영역에서 최대 계조값(예를 들어, 255의 계조값)을 가질 수 있다. 이 경우, 부하(LOAD)는 제2 기준 부하(LOAD2)(예를 들어, 80%) 이상이고, 제1 영상(IMAGE1)의 전체 휘도는 A 니트(예를 들어, 150 nit) 일 수 있다.
즉, 제2 영상(IMAGE2)의 최대 휘도(PEAK WHITE)를 나타내기 위해 화소(PX)에 흐르는 전류는, 제1 영상(IMAGE1)을 나타내기 위해 화소(PX)에 흐르는 전류보다 크고, 화소(PX)의 회로 구조(도 2 참조)에 따라 제2 영상(IMAGE2)에 대응하는 데이터 신호(즉, 최대 계조값에 대응하는 데이터 신호)는 제1 영상(IMAGE1)에 대응하는 데이터 신호보다 클 수 있다.
따라서, 데이터 신호의 최대 전압 레벨은, 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하(LOAD)가 제1 기준 부하(LOAD1) 이하인 경우 최대 계조값(예를 들어, 255의 계조값)에 대응하며, 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하(LOAD)가 제1 기준 부하(LOAD1)보다 큰 경우 최대 계조값에 대응하는 전압 레벨보다 클 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 전원제어 블록(142)은 전원제어신호(C_AVDD1)의 제1 설정값에 기초하여 감마전원전압(AVDD)의 예상 전압 레벨을 산출하고, 감마전원전압(AVDD)의 예상 전압 레벨 및 감마제어신호(C_GAMMAS1)의 제2 설정값들 중 제1 감마 설정값(C_GAMMA1)(또는, 제1 감마 코드)에 기초하여 제1 감마 전압을 산출하며, 제1 감마 전압 및 룩업 테이블(C_LUT1)에 기초하여 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨을 산출할 수 있다. 여기서, 제1 감마 전압은 감마 전압들 중 가장 큰 전압 레벨을 가질 수 있다.
또한, 전원제어 블록(142)은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값(MARGIN1)에 기초하여 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨을 산출하고, 목표 전압 레벨에 기초하여 전원제어신호(C_AVDD1), 감마제어신호(C_GAMMAS1), 룩업 테이블(C_LUT1)을 각각 조절할 수 있다.
전원제어 블록(142)에서 전원제어신호(C_AVDD1), 감마제어신호(C_GAMMAS1), 룩업 테이블(C_LUT1)을 조절하는 구성을 설명하기 위해, 도 5a 및 도 5b가 참조될 수 있다.
도 5a는 감마전원전압과 데이터 신호간의 관계를 설명하는 도면이다. 도 5b는 도 3의 표시 장치에 의한 감마전원전압의 변화를 설명하는 도면이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 전원제어신호(C_AVDD1)에 따라 감마전원전압(AVDD)은 제1 전압 레벨(V1)을 가질 수 있으며, 예를 들어, 제1 전압 레벨(V1)은 13.5V 일 수 있다. 감마전원전압(AVDD)은 다양한 표시 장치들, 다양한 마진 설정값들을 고려하여 충분히 높게 설정될 수 있다.
감마 전압들(GAMMAS)은 감마전원전압(AVDD)과 기준 전압(예를 들어, 접지, 0 V)를 분압하여 생성되며, 예를 들어, 감마 전압들(GAMMAS) 중 제1 감마 전압(GAMMA1)은 제2 전압 레벨(V2)(예를 들어, 12.5V)을 가지며, 감마 전압들(GAMMAS) 중 마지막 감마 전압(GAMMA9)(또는, 제9 감마 전압)은 제3 전압 레벨(V3)(예를 들어, 1.0V)을 가질 수 있다.
한편, 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨(즉, 최대 휘도(PEAK WHITE)에서의 전압 레벨)은 제4 전압 레벨(V4)을 가지며, 예를 들어, 8.4V일 수 있다. 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨은, 앞서 설명한 바와 같이, 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하(LOAD)가 제1 기준 부하(LOAD1) 이하인 경우, 룩업 테이블(C_LUT1)에 의해 도출될 수 있다.
예를 들어, 룩업 테이블(C_LUT1)은 제4 전압 레벨(V4)(또는, 최대 전압 레벨)에 대응하여 "6000"의 선택값(CODE)과, 제2 전압 레벨(V2)(또는, 제1 감마 전압(GAMMA1))에 대응하여 "8191"의 선택값(CODE)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 전압 레벨(V3)(또는, 마지막 감마 전압(GAMMA9))에 대응하여 "0"의 선택값(CODE)을 포함할 수 있다. 이 경우, 타이밍 제어부(140)는 제1 감마 전압(GAMMA1) 및 선택값들에 기초하여 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨을 산출할 수 있다. 선택값(CODE)은 13비트의 값을 가지는 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 신호(DATA)의 기준 전압 범위는 제3 전압 레벨(V3) 및 제4 전압 레벨(V4) 사이의 제1 범위(RANGE1)(예를 들어, 1.0V 내지 8.4V)로 도출될 수 있다.
한편, 제1 감마 전압(GAMMA1)(또는, 제2 전압 레벨(V2)) 및 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨(또는, 제4 전압 레벨(V4)) 사이의 보상 마진(MARGIN_T)(예를 들어, 8.4V 내지 12.5V)이 화소(PX, 도 1)의 열화 보상을 위해 설정될 수 있다.
다만, 실제 화소(PX)의 열화 보상을 위한 마진 설정값(MARGIN1)(또는, 제1 보상 마진)은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨(예를 들어, 제4 전압 레벨(V4))의 약 10% 내지 15% 이내이며, 예를 들어, 마진 설정값(MARGIN1)은 약 1.0V일 수 있다. 예를 들어, 화소(PX) 내 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위한 보상 마진은 약 0.5V이고, 화소(PX) 내 발광 소자의 열화를 보상하기 위한 보상 마진은 약 0.5V일 수 있다.
나머지 보상 마진(MARGIN2)(또는, 제2 보상 마진)은, 예를 들어, 8.4V 내지 12.5V 사이의 전압 범위는 사용되지 않을 수 있다.
즉, 감마전원전압(AVDD) 및 제1 감마 전압(GAMMA1)에 따라 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 범위는 제2 범위(RANGE2)(예를 들어, 1.0V 내지 12.5V)로 설정되나, 나머지 보상 마진(MARGIN2)은 데이터 신호(DATA)의 생성에 이용되지 않고, 나머지 보상 마진(MARGIN2)은 소비 전력만을 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(또는, 타이밍 제어부(140), 전원제어 블록(142))은 데이터 신호(DATA)의 기준 전압 범위(즉, 제1 범위(RANGE1)) 및 마진 설정값(MARGIN1)에 기초하여, 감마전원전압(AVDD)을 조절할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 전원제어 블록(142)은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨(예를 들어, 제4 전압 레벨(V4))을 산출하고, 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨에 기초하여 제1 감마 전압(GAMMA1) 및 감마전원전압(AVDD)을 조절하거나 재설정할 수 있다.
예를 들어, 전원제어 블록(142)은 제1 감마 전압(GAMMA1_C)을 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨보다 마진 설정값(MARGIN1)만큼 큰 전압 레벨(예를 들어, 약 9.4V의 제2 전압 레벨(V2_C))을 가지도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 전원제어 블록(142)은 감마전원전압(AVDD)이 제1 감마 전압(GAMMA1_C)의 전압 레벨보다 마진 설정값(MARGIN1)만큼 큰 전압 레벨(예를 들어, 약 10.4V의 제1 전압 레벨(V1_C))을 가지도록 설정할 수 있다. 다른 예로, 전원제어 블록(142)은 감마전원전압(AVDD)이 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨보다 마진 설정값(MARGIN1)만큼 큰 전압 레벨을 가지도록 설정할 수도 있다.
따라서, 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨이 감소되고, 제1 감마 전압(GAMMA1_C)의 전압 레벨이 감소될 수 있다. 한편, 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨에 대한 선택값(CODE)은 기존 "6000"에서 "7500"으로 변화될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 조절된 전원제어신호(C_AVDD2), 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2), 및 조절된 룩업 테이블(C_LUT1)은 저장 블록(141)을 통해 저장부(150)에 저장될 수 있다.
전원제어 블록(142)은 표시 장치(100)의 제조 과정(예를 들어, 광학 보상 공정)에서 전원제어신호(C_AVDD1), 감마제어신호(C_GAMMAS1), 룩업 테이블(C_LUT1)을 조절할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전원제어 블록(142)은, 특정 이벤트 발생시(예를 들어, 표시 장치(100)가 턴온되는 경우), 또는 주기적으로(예를 들어, 표시 장치(100)의 구동 시간이 기준 시간을 경과할 때마다), 전원제어신호(C_AVDD1), 감마제어신호(C_GAMMAS1), 룩업 테이블(C_LUT1)을 조절할 수 있다.
전원 공급부(160)는 저장부(150)로부터 타이밍 제어부(140)를 통해 제공되는 전원제어신호(C_AVDD1) 또는 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(160)는 초기 구동시 전원제어신호(C_AVDD1)에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 생성하고, 저장부(150) 내 전원제어신호(C_AVDD1)가 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)로 갱신된 경우에 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 생성할 수 있다.
감마전압 생성부(170)는 감마전원전압(AVDD) 및 감마제어신호(C_GAMMAS1)(또는, 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2))에 기초하여 감마 전압들(GAMMAS)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 감마전압 생성부(170)는 초기 구동시 감마제어신호(C_GAMMAS1)에 기초하여 감마 전압들(GAMMAS)을 생성하고, 저장부(150) 내 감마제어신호(C_GAMMAS1)가 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2)로 갱신된 경우에 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2)에 기초하여 감마 전압들(AVDD)을 생성할 수 있다.
한편, 타이밍 제어부(140), 저장부(150), 전원 공급부(160), 및 감마전압 생성부(170)는 I2C(또는, two wire interface; TWI) 통신 기술을 이용하여 상호 간에 신호들을 전송할 수 있다.
데이터 구동부(130)는 디코더(131)(또는, 디지털-아날로그 컨버터, DAC) 및 출력 버퍼(132)를 포함할 수 있다. 데이터 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, 래치 등을 더 포함할 수 있다.
디코더(131)는 감마 전압들(GAMMAS) 및 룩업 테이블(C_LUT1)(또는, 조절되거나 갱신된 룩업 테이블(C_LUT2))에 기초하여 영상 데이터(DATA2) 내 계조값에 대응하는 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다. 영상 데이터(DATA2) 및 룩업 테이블(C_LUT1)은 USI(Unified Standard Interface) 등을 통해 데이터 구동부(130)로부터 디코더(131)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 디코더(131)는 감마 전압들(GAMMAS)을 분압하여 계조 전압들을 생성하고, 계조 전압들 및 조절된 룩업 테이블(C_LUT2)에 기초하여 영상 데이터(DATA2) 내 디지털 형태의 계조값을 아날로그 형태의 데이터 신호(DATA)(또는, 데이터 전압)으로 변환할 수 있다.
출력 버퍼(132)는 데이터 신호(DATA)를 표시부(110)(또는, 화소(PX))에 제공할 수 있다.
도 3 내지 도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 타이밍 제어부(140)는 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨에 기초하여 전원제어신호(C_AVDD1)(또는, 감마전원전압(AVDD)), 감마제어신호(C_GAMMAS1)(또는, 감마 전압들(GAMMAS), 제1 감마 전압(GAMMA1)), 및 룩업 테이블(C_LUT1)을 조절하거나 갱신할 수 있다. 이에 따라, 감마전원전압(AVDD)이 감소되고, 표시 장치(100)의 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 6은 도 1의 표시 장치에 포함된 화소들의 발광 특성의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 1, 도 3 및 도 6을 참조하면, 제1 곡선(CURVE_S1)은 제1 화소(PX1)(예를 들어, 적색 화소)의 발광 특성(또는, 전압 및 휘도(또는, 전류)간의 관계)을 나타내고, 제2 곡선(CURVE_S2)은 제2 화소(PX2)(예를 들어, 녹색 화소)의 발광 특성을 나타내며, 제3 곡선(CURVE_S3)은 제3 화소(PX3)(예를 들어, 청색 화소)의 발광 특성을 나타낼 수 있다. 동일한 데이터 신호(예를 들어, 제4 전압 레벨(V4))가 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)에 인가되더라도, 화소(PX)에 포함된 발광 소자의 크기, 색상 등에 따라, 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)은 상호 다른 휘도로 발광할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)의 동작점(예를 들어, 최대 휘도로 발광하기 위한 데이터 전압)은 상호 다를 수 있다.
실시예들에서, 데이터 구동부(130)(또는, 전원제어 블록(142))는 제1 화소(PX1)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제1 최대 전압 레벨, 제2 화소(PX2)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제2 최대 전압 레벨, 및 제3 화소(PX3)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제3 최대 전압 레벨을 각각 산출하고, 제1 내지 제3 최대 전압 레벨들에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(130)는 제1 화소(PX1)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제1 최대 전압 레벨을 산출하고, 제1 최대 전압 레벨에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 조절할 수 있다. 여기서, 제1 화소(PX1)의 제1 최대 전압 레벨은 제2 화소(PX2)의 제2 최대 전압 레벨 및 제3 화소(PX3)의 제2 최대 전압 레벨보다 클 수 있다. 예를 들어, 감마전압 생성부(170)에서 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)에 대한 감마 전압들(GAMMAS)을 공통적으로 생성하는 경우, 데이터 구동부(130)는 제1 화소(PX1)의 제1 최대 전압 레벨에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 조절할 수 있다.
도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 화소(PX1)가 최대 휘도(BR_MAX_S1)로 발광하는 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨은 제4 전압 레벨(V4)일 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(100)는 감마전원전압(AVDD)을 제1 전압 레벨(V1_C)로 감소될 수 있다. 제1 감마 전압(GAMMA1)이 제1 전압 레벨(V1_C)보다 큰 경우, 제1 지점(P1)에 대응하는 제1 감마 전압(GAMMA1)은 제1 보상된 지점(P1')에 대응하는 제1 감마 전압(GAMMA1_C)으로 감소될 수 있다.
한편, 제1 감마 전압(GAMMA1), 감소된 제1 감마 전압(GAMMA1_C), 제2 감마 전압에 대응하는 제1 지점(P1), 제1 보상된 지점(P1'), 제2 지점(P2) 등은 제3 곡선(CURVE_S3)의 변곡점들(즉, 접선의 기울기가 급격히 변하는 지점들)일 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 구동부(130)는 제1 화소(PX1)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제1 최대 전압 레벨을 산출하고, 제1 최대 전압 레벨에 기초하여 제1 서브 전원제어신호를 조절하며, 제2 화소(PX2)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제2 최대 전압 레벨을 산출하고, 제2 최대 전압 레벨에 기초하여 제2 서브 전원제어신호를 조절하며, 제3 화소(PX3)에 대한 데이터 신호(DATA)의 제3 최대 전압 레벨을 산출하고, 제3 최대 전압 레벨에 기초하여 제3 서브 전원제어신호를 조절할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 서브 전원제어신호들은 전원제어신호(C_AVDD1)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 감마전압 생성부(170)가 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)에 대한 감마 전압들(GAMMAS)을 각각 생성하는 제1 내지 제3 서브 감마전압생성회로들을 포함하는 경우, 제1 서브 전원제어신호에 기초하여 제1 서브 감마전압생성회로에 대한 제1 서브 감마전원전압이 조절되고, 제2 서브 전원제어신호에 기초하여 제2 서브 감마전압생성회로에 대한 제2 서브 감마전원전압이 조절되며, 제3 서브 전원제어신호에 기초하여 제3 서브 감마전압생성회로에 대한 제3 서브 감마전원전압이 조절될 수도 있다. 이 경우, 표시 장치(100)의 소비 전력이 보다 감소될 수 있다.
도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 표시 장치(100)가 동작점들이 상호 다른 화소들(PX1, PX2, PX3)을 포함하는 경우, 표시 장치(100)는 화소들(PX1, PX2, PX3) 각각에 대한 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 모두 산출하거나, 화소들(PX1, PX2, PX3) 중 특정 화소에 대한 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 산출하고, 산출 결과에 기초하여 감마전원전압(AVDD)을 조절할 수 있다.
도 7은 도 3의 표시 장치에 제공되는 마진 설정값의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 표시 장치(100)(또는, 표시부(110, 도 1 참조))의 구동 시간(TIME)이 증가할수록, 마진 설정값(MARGIN1)은 커질 수 있다. 여기서, 구동 시간(TIME)은 계조값과 발광 시간에 비례할 수 있으며, 온도 등의 구동 조건에 따라 가중될 수도 있다.
예를 들어, 마진 설정값(MARGIN1)은 초기 설정값(V_M1, 예를 들어, 1.0V)를 가지고, 제1 그래프(GR1)를 따라 구동 시간(TIME)에 비례하여 선형적으로 증가될 수 있다. 다른 예로, 마진 설정값(MARGIN1)은 제2 그래프(GR2)를 따라 증가되며, 구동 시간(TIME)이 증가할수록 마진 설정값(MARGIN1)의 증가폭이 감소될 수도 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 마진 설정값(MARGIN1)의 변화가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마진 설정값(MARGIN1)은 계단 형태로(또는, 단계적으로) 커질 수도 있다.
감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨은, 마진 설정값(MARGIN1)에 비례하여 높아질 수 있다. 즉, 현재 시점에서의 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨은, 이전 시점에서의 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨에 비해, 높을 수 있다.
도 8은 본 발명은 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1, 도 3, 및 도 8을 참조하면, 도 8의 방법은 도 1의 표시 장치(100)에서 수행될 수 있다.
도 8의 방법은 기 설정된 설정 정보로 구동 될 수 있다(S810).
여기서, 설정 정보는 도 3을 참조하여 설명한 전원제어신호(C_AVDD1), 감마제어신호(C_GAMMAS1), 및 룩업 테이블(C_LUT1)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(100)가 턴온되는 경우(또는, 초기 구동되는 경우, 광학 보상 공정이 수행되는 경우), 타이밍 제어부(140)는 저장부(150)에 저장된 전원제어신호(C_AVDD1), 감마제어신호(C_GAMMAS1), 및 룩업 테이블(C_LUT1)을 로딩하여 전원 공급부(160), 감마전압 생성부(170), 및 데이터 구동부(130)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 제어부(140)는 외부 보상 회로를 통해 감지된 화소(PX)의 특성 정보(예를 들어, 구동 트랜지스터의 문턱 전압)에 기초하여, 입력 영상 데이터(DATA1)에 포함된 계조값을 보상할 수 있다. 이 경우, 계조값에 기초하여 생성되는 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨이 변화될 수 있다.
일 실시예에서, 감마전압 생성부(170)는 화소(PX)의 특성 정보에 기초하여, 감마 전압들을 조절할 수 있다. 예를 들어, 감마전압 생성부(170)는 화소(PX)의 특성 정보에 기초하여 가변되는 오프셋 값을 감마 전압들에 부여함으로써, 감마 전압들을 조절할 수 있다.
따라서, 데이터 신호의 실제 전압 범위가 결정될 수 있다.
이후, 도 8의 방법은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨을 추출할 수 있다(S820).
여기서, 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨은, 도 4a를 참조하여 설명한 바와 같이, 입력 영상 데이터(DATA1)의 부하가 기준 부하(예를 들어, 20%) 이하인 경우 최대 계조값(예를 들어, 255의 계조값)에 대응할 수 있다.
도 3 및 도 5a를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 8의 방법은, 감마전원전압(AVDD) 및 제1 설정값에 기초하여 감마 전압들(GAMMAS) 중 가장 큰 전압 레벨을 가지는 제1 감마 전압(GAMMA1)을 산출하고, 제1 감마 전압(GAMMA1) 및 기 설정된 룩업 테이블(C_LUT1)에 기초하여 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨을 산출할 수 있다. 여기서, 제1 설정값은 감마제어신호(C_GAMMAS1)에 포함되고, 감마전원전압(AVDD)의 전압 레벨을 기준으로 감마 전압들(GAMMAS)의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
즉, 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨은, 도 3 및 도 5a를 참조하여 설명한 바와 같이, 룩업 테이블(C_LUT1)을 통해 도출되거나, 별도의 센서를 통해 획득될 수도 있다.
도 8의 방법은, 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨에 기초하여 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨을 결정할 수 있다(S830).
도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 8의 방법은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨 및 마진 설정값(MARGIN1)에 기초하여, 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨 및 마진 설정값(MARGIN1)을 합산하여 산출될 수 있다. 따라서, 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨에 비례할 수 있다.
또한, 도 8의 방법은 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨에 기초하여 감마제어신호(C_GAMMAS1)를 가변시켜 감마 전압들 중 적어도 하나를 조절할 수 있다(S840).
도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 8의 방법은 데이터 신호(DATA)의 최대 전압 레벨보다 마진 설정값(MARGIN1)만큼 큰 전압 레벨을 가지도록, 제1 감마 전압(GAMMA1)이 조절될 수 있다.
이후, 도 8의 방법은, 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨(또는, 조절된 감마전원전압(AVDD_C, 도 5b 참조)) 및 가변된 감마 전압들(예를 들어, 조절된 제1 감마 전압(GAMMA1_C))에 기초하여 설정 정보를 갱신할 수 있다.
즉, 도 8의 방법은, 감마전원전압(AVDD)의 목표 전압 레벨(또는, 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)) 및 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2)를 저장부(150)에 저장할 수 있다(S850). 또한, 도 8의 방법은 조절된 룩업 테이블(C_LUT2)을 저장부(150)에 저장할 수 있다.
이후, 도 8의 방법은, 갱신된 설정 정보(즉, 저장부(150)에 저장된 조절된 전원제어신호(C_AVDD2)) 및 조절된 감마제어신호(C_GAMMAS2))에 기초하여 구동될 수 있다(S860).
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시부
120: 주사 구동부 130: 데이터 구동부
131: 디코더 132: 출력 버퍼
140: 타이밍 제어부 141: 저장 블록
142: 전원제어 블록 150: 저장부
160: 전원 공급부 170: 감마전압 생성부

Claims (15)

  1. 화소들을 포함하는 표시부;
    전원제어신호에 기초하여 감마전원전압을 생성하는 전원 공급부;
    상기 감마전원전압 및 감마제어신호에 기초하여 감마 전압들을 생성하는 감마전압 생성부;
    상기 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터에 포함된 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성하며, 상기 데이터 신호를 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨에 기초하여 상기 전원제어신호 및 상기 감마제어신호를 조절하는 전원제어부를 포함하고,
    상기 감마전원전압의 전압 레벨은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨에 비례하는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전원제어신호에 대한 제1 설정값, 상기 감마제어신호에 대한 제2 설정값들, 및 룩업 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 제1 설정값은 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨을 나타내며,
    상기 제2 설정값들은 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨을 기준으로 상기 감마 전압들의 상대적인 위치를 나타내고,
    상기 룩업 테이블은 계조 전압들 중 상기 계조값에 대응하는 계조 전압에 대한 선택값을 포함하며,
    상기 계조 전압들은 상기 감마 전압들을 분압하여 생성되는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 전원제어부는,
    상기 저장부로부터 상기 전원제어신호의 상기 제1 설정값, 상기 감마제어신호의 상기 제2 설정값들 및 상기 룩업 테이블을 로딩하는 저장 블록; 및
    상기 제1 설정값, 상기 제2 설정값들, 및 상기 룩업 테이블에 기초하여 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨을 산출하며, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값에 기초하여 상기 감마전원전압의 목표 전압 레벨을 산출하고, 상기 목표 전압 레벨에 기초하여 상기 전원제어신호의 상기 제1 설정값 및 상기 감마제어신호의 상기 제2 설정값들을 각각 갱신하는 전원제어 블록을 포함하는, 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 전원제어부는, 상기 제1 설정값에 기초하여 상기 감마전원전압의 예상 전압 레벨을 산출하고, 상기 감마전원전압의 상기 예상 전압 레벨 및 상기 제2 설정값들 중 제1 감마 설정값에 기초하여 제1 감마 전압을 산출하며, 상기 제1 감마 전압 및 상기 룩업 테이블에 기초하여 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 산출하고,
    상기 제1 감마 전압은 상기 감마 전압들 중 가장 큰 전압 레벨을 가지는, 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 감마 전압은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨보다 상기 마진 설정값만큼 큰 전압 레벨을 가지며,
    상기 마진 설정값은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨의 약 10% 내지 15% 이내인, 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨은 상기 제1 감마 전압의 상기 전압 레벨보다 상기 마진 설정값만큼 큰, 표시 장치.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 룩업 테이블의 상기 선택값은 가변되는, 표시 장치.
  8. 제4 항에 있어서, 상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨은, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하 이하인 경우 최대 계조값에 대응하며, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하보다 큰 경우 상기 최대 계조값에 대응하는 전압 레벨보다 큰, 표시 장치.
  9. 제3 항에 있어서, 상기 화소들은 제1 색으로 발광하는 제1 화소, 제2 색으로 발광하는 제2 화소, 및 제3 색으로 발광하는 제3 화소를 포함하고,
    상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨은 상기 제1 화소에 대응하는, 표시 장치.
  10. 제3 항에 있어서, 상기 표시부의 구동 시간이 증가할수록, 상기 마진 설정값은 커지는, 표시 장치.
  11. 감마전원전압 및 감마제어신호에 기초하여 감마 전압들을 생성하며, 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터에 포함된 계조값에 대응하는 데이터 신호를 생성하며, 상기 데이터 신호를 화소에 제공하는 표시 장치에서,
    상기 데이터 신호의 최대 전압 레벨을 추출하는 단계;
    상기 최대 전압 레벨에 기초하여 상기 감마전원전압의 목표 전압 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨에 기초하여 상기 감마제어신호를 가변시켜 상기 감마 전압들 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨에 비례하는, 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨 및 상기 가변된 감마제어신호를 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 감마전원전압의 목표 전압 레벨은, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값에 기초하여 결정되는, 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨을 추출하는 단계는,
    상기 감마전원전압 및 제1 감마 설정값에 기초하여 상기 감마 전압들 중 가장 큰 전압 레벨을 가지는 제1 감마 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 감마 전압 및 기 설정된 룩업 테이블에 기초하여 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 감마 설정값은 상기 감마전원전압의 상기 전압 레벨을 기준으로 상기 제1 감마 전압의 상대적인 위치를 나타내며,
    상기 룩업 테이블은 계조 전압들 중 상기 계조값에 대응하는 계조 전압에 대한 선택값을 포함하고,
    상기 계조 전압들은 상기 감마 전압들을 분압하여 생성되며,
    상기 감마전원전압의 상기 목표 전압 레벨은 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨 및 외부로부터 제공된 마진 설정값을 합산하여 산출되는, 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 데이터 신호의 상기 최대 전압 레벨은, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하 이하인 경우 최대 계조값에 대응하며, 상기 영상 데이터의 부하가 기준 부하보다 큰 경우 상기 최대 계조값에 대응하는 전압 레벨보다 큰, 표시 장치의 구동 방법.
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