KR20210116834A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치 및 그 구동 방법이 개시된다. 표시 장치는, 화소들을 포함하는 복수의 블록들로 구획되는 화소부; 입력 영상 데이터의 영상 프레임에 대한 프레임 부하를 산출하고, 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 계조값들을 스케일링함으로써 영상 데이터를 생성하는 타이밍 제어부; 상기 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 데이터 구동부; 상기 화소들에 연결된 제1 전원 라인에서 흐르는 전역 전류를 감지하는 전류 센서; 및 상기 블록들 중 기준 블록을 이용하여 결정된 단위 목표 전류를 상기 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로 보정하고, 상기 프레임 부하와 상기 보정된 단위 목표 전류를 이용하여 목표 전류를 산출하며, 상기 목표 전류와 상기 전역 전류를 비교하여 상기 스케일 팩터를 산출하는 스케일 팩터 제공부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
표시 장치는 복수의 화소들을 포함하며, 화소들이 표시하는 영상 프레임들은 서로 다른 부하 값(load value)을 가질 수 있다. 예를 들어, 매우 밝은 영상 프레임들은 비교적 큰 부하 값을 가질 수 있고, 매우 어두운 영상 프레임들은 비교적 작은 부하 값을 가질 수 있다.
부하 값이 클수록, 화소들이 필요로 하는 전류량이 증가할 수 있다. 예를 들어, 화소들에 공급되는 전류가 부족한 경우, 화소들이 표시하는 영상 프레임의 휘도가 목표 휘도보다 낮을 수 있다. 부하 값이 작을수록, 화소들이 필요로 하는 전류량이 감소할 수 있다. 예를 들어, 화소들에 공급되는 전류가 과다한 경우, 화소들이 표시하는 영상 프레임의 휘도가 목표 휘도보다 높을 수 있다.
본 발명의 일 목적은, 표시 영역의 위치별 발광 효율 편차를 고려하여 목표 전류를 설정하고, 설정된 목표 전류에 따라 화소들이 필요로 하는 전류량을 적절하게 제어할 수 있는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 표시 장치를 제공한다.
표시 장치는, 화소들을 포함하는 복수의 블록들로 구획되는 화소부; 입력 영상 데이터의 영상 프레임에 대한 프레임 부하를 산출하고, 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 계조값들을 스케일링함으로써 영상 데이터를 생성하는 타이밍 제어부; 상기 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 데이터 구동부; 상기 화소들에 연결된 제1 전원 라인에서 흐르는 전역 전류를 감지하는 전류 센서; 및 상기 블록들 중 기준 블록을 이용하여 결정된 단위 목표 전류를 상기 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로 보정하고, 상기 프레임 부하와 상기 보정된 단위 목표 전류를 이용하여 목표 전류를 산출하며, 상기 목표 전류와 상기 전역 전류를 비교하여 상기 스케일 팩터를 산출하는 스케일 팩터 제공부를 포함할 수 있다.
상기 스케일 팩터 제공부는, 상기 기준 블록을 이용하여 상기 단위 목표 전류를 결정하는 단위 목표 전류 결정부; 상기 계조값들에 따른 휘도 레벨을 상기 블록들마다 개별적으로 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들을 저장하는 메모리; 및 상기 단위 목표 전류를 상기 RGB 룩업 테이블들을 참조하여 결정되는 기준 비율만큼 보정하여 상기 보정된 단위 목표 전류를 생성하는 단위 목표 전류 보정부를 포함할 수 있다.
상기 스케일 팩터 제공부는, 상기 복수의 RGB 룩업 테이블들 중에서 상기 기준 블록에 대하여 정의된 기준 룩업 테이블을, 상기 RGB 룩업 테이블들과 각각 비교하여, 휘도 레벨 비율을 상기 블록들마다 산출하는 휘도 비율 산출부를 더 포함할 수 있다.
상기 휘도 레벨 비율은, 상기 기준 룩업 테이블에서 정의된 휘도 레벨과 상기 RGB 룩업 테이블들에서 각각 정의된 휘도 레벨 사이의 비율일 수 있다.
상기 스케일 팩터 제공부는, 상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율을 이용하여 상기 기준 비율을 산출하는 기준 비율 산출부를 더 포함할 수 있다.
상기 기준 비율은, 상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율의 중간값이나 평균값을 포함할 수 있다.
상기 휘도 레벨 비율은, 적색 계조값에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율, 녹색 계조값에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율, 및 청색 계조값에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율을 포함할 수 있다.
상기 기준 비율은, 상기 제1 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제1 기준 비율, 상기 제2 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제2 기준 비율, 및 상기 제3 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제3 기준 비율을 포함할 수 있다.
상기 기준 비율 산출부는, 상기 제1 기준 비율, 상기 제2 기준 비율, 및 상기 제3 기준 비율을 평균화하여 산출된 RGB 평균 비율을 상기 기준 비율로 결정할 수 있다.
상기 단위 목표 전류 보정부는, 상기 제1 기준 비율과 상기 단위 목표 전류를 곱하여, 보정된 제1 단위 목표 전류를 생성하고, 상기 제2 기준 비율과 상기 단위 목표 전류를 곱하여, 보정된 제2 단위 목표 전류를 생성하고, 상기 제3 기준 비율과 상기 단위 목표 전류를 곱하여, 보정된 제3 단위 목표 전류를 생성할 수 있다.
상기 스케일 팩터 결정부는, 상기 보정된 제1 단위 목표 전류와 상기 프레임 부하를 곱하여 제1 목표 전류를 산출하고, 산출된 제1 목표 전류를 상기 전역 전류와 비교하여 제1 스케일 팩터를 산출할 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 상기 제1 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 적색 계조값들을 스케일링할 수 있다.
상기 기준 블록은, 상기 화소부의 중앙에 배치된 블록일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, 표시 장치의 구동 방법을 제공한다.
표시 장치의 구동 방법은, 화소들을 포함하는 복수의 블록들 중에서 기준 블록을 이용하여 결정된 단위 목표 전류를 상기 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로 보정하는 단계; 입력 영상 데이터의 영상 프레임에 대하여 산출된 프레임 부하와 상기 보정된 단위 목표 전류를 이용하여 목표 전류를 산출하는 단계; 상기 목표 전류와 상기 화소들에 연결된 제1 전원 라인에서 감지된 전역 전류를 비교하여 스케일 팩터를 산출하는 단계; 상기 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 계조값들을 스케일링함으로써 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계는, 상기 계조값들에 따른 휘도 레벨을 상기 블록들마다 개별적으로 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들을 참조하여 결정되는 기준 비율만큼 상기 단위 목표 전류를 보정할 수 있다.
상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계는, 상기 RGB 룩업 테이블들 중에서 상기 기준 블록에 대하여 정의된 기준 룩업 테이블을 상기 RGB 룩업 테이블들과 비교하여, 상기 발광 특성 편차를 나타내는 휘도 레벨 비율을 상기 블록들마다 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 휘도 레벨 비율은, 상기 기준 룩업 테이블에서 정의된 휘도 레벨과 상기 RGB 룩업 테이블들에서 각각 정의된 휘도 레벨 사이의 비율일 수 있다.
상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계는, 상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율을 이용하여 상기 기준 비율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준 비율은, 상기 블록마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율의 중간값이나 평균값을 포함할 수 있다.
상기 휘도 레벨 비율은, 적색 계조값에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율, 녹색 계조값에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율, 및 청색 계조값에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율을 포함할 수 있다.
상기 기준 비율은, 상기 제1 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제1 기준 비율, 상기 제2 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제2 기준 비율, 및 상기 제3 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제3 기준 비율을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법은, 화소부의 각 블록별 RGB 룩업 테이블을 활용해 블록들 사이의 발광 효율 편차를 완화한 목표 전류를 설정하므로, 정확한 전류량 제어가 가능하다.
특히, 블록별 RGB 룩업 테이블을 활용할 경우, 적색 계조, 녹색 계조, 청색 계조 별로 세부적인 목표 전류 설정이 가능하며, 계조값들의 각 단계마다 다른 목표 전류 설정도 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 팩터 제공부를 도시한 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소부를 구획한 블록들을 나타낸 개념도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 목표 전류를 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 4a에 따른 블록들 각각에서의 발광 효율을 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스케일 팩터 제공부를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 룩업 테이블을 도시한 예시도이다.
도 9a 내지 도 9c는 계조값에 따른 휘도 레벨 비율을 나타낸 그래프들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 비율을 계조값에 따라 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준 비율을 계조값에 따라 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 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 실시예들에 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 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 타이밍 제어부(11), 데이터 구동부(12), 주사 구동부(13), 화소부(14), 전류 센서(15), 스케일 팩터 제공부(16)를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 외부로부터 공급되는 동기 신호들에 대응하여 주사 구동 제어 신호(SCS), 데이터 구동 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다. 주사 구동 제어 신호(SCS)는 주사 구동부(13)로 공급되고, 데이터 구동 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(12)로 공급될 수 있다.
주사 구동 제어 신호(SCS)는, 주사 개시 신호 및 클록 신호들을 포함할 수 있다. 주사 개시 신호는 주사 신호의 첫 번째 타이밍을 제어하기 위한 신호일 수 있다. 클럭 신호들은 주사 개시 신호를 시프트(shift)시키기 위해 사용될 수 있다. 데이터 구동 제어 신호(DCS)는, 소스 스타트 펄스 및 클록 신호들을 포함할 수 있다. 소스 스타트 펄스는 데이터의 샘플링 시작 시점을 제어할 수 있다. 클록 신호들은 샘플링 동작을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 외부로부터 입력 영상 데이터(RGB)를 수신할 수 있다. 입력 영상 데이터(RGB)는, 적어도 하나의 영상 프레임을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 영상 프레임은, 각각의 단위 도트(unit dot)에 대한 적색 계조 값(R), 녹색 계조 값(G), 및/또는 청색 계조 값(B)을 지시할 수 있다. 각각의 단위 도트(unit dot)는 하나의 화소와 대응할 수 있으나, 화소부(14)가 펜타일(pentile) 구조인 경우 인접한 단위 도트끼리 화소의 일부(예를 들어, 화소에 포함되는 부화소들의 일부)를 공유하므로, 단위 도트가 하나의 화소와 대응하지 않을 수도 있다.
타이밍 제어부(11)는, 입력 영상 데이터(RGB)의 각 영상 프레임에 대한 프레임 부하(frame load, FL)를 산출하여 스케일 팩터 제공부(16)에 제공하고, 스케일 팩터 제공부(16)로부터 수신한 스케일 팩터(scale factor, SF)를 이용하여 입력 영상 데이터(RGB)의 계조값들을 스케일링(scaling)하고, 스케일링된 계조값들을 이용하여 생성된 영상 데이터(mRGB)를 데이터 구동부(12)에 공급할 수 있다. 여기서, 프레임 부하(FL)는 영상 프레임을 표시 장치(10)가 표시하기 위한 부하(load)를 나타낸 값일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)의 모든 화소들이 최대 휘도로 발광해야 하는 영상 프레임(예를 들어 풀_화이트 영상 프레임)에 대한 프레임 부하는 100 일 수 있고, 모든 화소들이 비발광하는 영상 프레임에 대한 프레임 부하는 0일 수 있다. 즉, 프레임 부하(FL)는 0과 100 사이의 (%) 단위 값을 가질 수 있다. 다른 표현으로, 제1 영상 프레임의 계조값들이 모두 최대 계조값(예를 들어, 8 비트 기준으로 255)일 때, 제1 영상 프레임의 프레임 부하는 100일 수 있고, 제2 영상 프레임의 계조값들이 모두 최소 계조값(예를 들어, 0)일 때, 제2 영상 프레임의 프레임 부하는 0일 수 있다.
데이터 구동부(12)는 타이밍 제어부(11)로부터 데이터 구동 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터(mRGB)를 수신할 수 있다. 데이터 구동부(12)는, 영상 데이터(mRGB)에 상응하는 데이터 신호들(또는 데이터 전압들)을 데이터 라인들(DL[1], DL[2], DL[3], ..., DL[j], DL[j+1], ..., DL[q])로 공급할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(12)는, 주사 신호에 의하여 선택된 수평 라인에 배치된 화소(PX[i,j])들로 데이터 신호들을 공급할 수 있다. 이를 위하여, 데이터 구동부(500)는 주사 신호와 동기되도록 데이터 신호들을 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(11)가 입력 영상 데이터(RGB)를 스케일 팩터(SF)에 따라 스케일링하여 영상 데이터(mRGB)를 생성하고, 데이터 구동부(12)가 영상 데이터(mRGB)에 상응하는 데이터 신호(또는 전압)을 화소부(14)에 포함된 각 화소들로 공급함으로써, 화소들 각각의 구동 전류를 제어하는 과정을 전역 전류 관리(global current management, GCM)으로 지칭할 수 있다.
주사 구동부(13)는, 타이밍 제어부(11)로부터 주사 구동 제어 신호(SCS)를 수신하고, 주사 구동 제어 신호(SCS)에 기초하여 주사 라인들(SL[1], SL[2], SL[3], ..., SL[i], SL[i+1], ..., SL[p])로 주사 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 주사 신호들이 순차적으로 공급되면 화소(PX[i,j])들은 수평 라인 단위(또는 화소행 단위)로 선택되며, 선택된 화소(PX[i,j])들에 데이터 신호가 공급될 수 있다.
화소부(14)는, 복수의 화소들(PX[i,j], PX[i,j+1], PX[i+1,j])을 포함할 수 있다. 복수의 화소들(PX[i,j], PX[i,j+1], PX[i+1,j])은 p개의 행(p는 자연수)과 q개의 열(q는 자연수)로 구성될 수 있다. 동일한 행(이하, 수평 라인으로 혼용하여 지칭될 수 있음)에 배치되는 화소(PX[i,j])들은 동일한 주사 라인 및 동일한 발광 라인에 연결될 수 있다. 또한, 동일한 열(이하, 수직 라인으로 혼용하여 지칭될 수 있음)에 배치되는 화소(PX[i,j])들은 동일한 데이터 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, i(i는 p 이하의 자연수)번째 행 및 j(j는 q 이하의 자연수)번째 열에 배치되는 화소(PX[i,j])는, i번째 주사 라인(SL[i]) 및 j번째 데이터 라인(DL[j])에 연결될 수 있다.
화소들(PX[i,j], PX[i,j+1], PX[i+1,j])은, 제1 전원 전압이 공급되는 제1 전원 라인(VDDL)에 연결될 수 있고, 제2 전원 전압이 공급되는 제2 전원 라인(VSSL)에 연결될 수 있다. 제1 전원 전압과 제2 전원 전압은 화소부(14)의 각 화소(PX[i,j])에 포함된 발광 소자의 구동을 위한 전압들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전원 전압은 제1 전원 전압보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 제1 전원 전압은 양의 전압이고, 제2 전원 전압은 음의 전압일 수 있다. 제1 전원 라인(VDDL) 및/또는 제2 전원 라인(VSSL)은 화소들 중 일부 또는 전부에 공통적으로 연결될 수 있다.
화소부(14)는, 표시 패널(display panel)의 표시 영역에 배치될 수 있고, 타이밍 제어부(11), 데이터 구동부(12), 주사 구동부(13), 전류 센서(15), 스케일 팩터 제공부(16) 중 적어도 하나는 표시 패널의 비표시 영역에 배치될 수 있다.
전류 센서(15)는, 제1 전원 라인(VDDL) 및 제2 전원 라인(VSSL) 중 적어도 하나에서 흐르는 전역 전류(GC)를 감지하고, 전역 전류(GC)를 스케일 팩터 제공부(16)로 제공할 수 있다. 더욱 상세하게, 전류 센서(15)는, 제1 전원 라인(VDDL)에서 흐르는 전역 전류(GC)를 감지하고, 전역 전류(GC)를 스케일 팩터 제공부(16)로 제공할 수 있다. 제1 전원 라인(VDDL)이 모든 화소들에 공통적으로 연결되는 경우, 전류 센서(15)가 감지한 전역 전류(GC)는, 제1 전원 라인(VDDL)을 통해 모든 화소들에 공통적으로 공급되는 전류일 수 있다.
스케일 팩터 제공부(16)는, 타이밍 제어부(11)로부터 제공받은 프레임 부하(FL)와 단위 목표 전류(UTC)를 이용하여 목표 전류를 산출하고, 산출된 목표 전류와 전류 센서(15)로부터 제공받은 전역 전류(GC)를 비교하여 스케일 팩터(SF)를 생성하고, 생성된 스케일 팩터(SF)를 타이밍 제어부(11)로 제공할 수 있다. 스케일 팩터 제공부(16)의 전부 또는 일부는 타이밍 제어부(11)에 결합된 IC(Integrated Chip)로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서는 i 번째 행 및 j 번째 열에 배치되는 화소(PX[i,j])를 예로 들어 설명하지만, 다른 화소들도 동일하게 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 화소(PX[i,j])는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 저장 커패시터(Cst), 및 발광 소자(LD)를 포함한다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 전원 라인(VDDL)과 발광 소자(LD)의 제1 전극 사이에 연결되고, 제1 노드(N1)에 연결된 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터로 혼용하여 지칭될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DL[j])과 제1 노드(N1) 사이에 연결되고, 주사 라인(SL[i])과 연결된 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 스캔 트랜지스터로 명명될 수 있다.
발광 소자(LD)는, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제2 전원 라인(VSSL) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(LD)의 애노드 전극이 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 연결되고, 발광 소자(LD)의 캐소드 전극이 제2 전원 라인(VSSL)에 연결될 수 있다. 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode), 무기 발광 다이오드(inorganic light emitting diode), 퀀텀 닷 발광 다이오드(quantum dot light emitting diode) 등일 수 있다.
주사 라인(SL[i])에 턴_온 레벨(예를 들어, 하이 레벨)의 주사 신호가 공급되면, 제2 트랜지스터(T2)는 턴_온될 수 있다. 이때, 데이터 라인(DL[j])에 공급되는 데이터 신호가 제1 노드(N1)로 전달되고, 데이터 신호는 저장 커패시터(Cst)에 저장될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극 및 제2 전극 사이에는 저장 커패시터(Cst)의 제1 전극과 제2 전극 사이의 전압 차에 대응하는 구동 전류가 흐를 수 있다. 발광 소자(LD)는, 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급받은 구동 전류에 상응하는 휘도로 발광할 수 있다.
다음으로, 주사 라인(SL[i])에 턴_오프 레벨(예를 들어, 로우 레벨)의 주사 신호가 인가되면, 제2 트랜지스터(T2)가 턴_오프될 수 있다. 따라서, 데이터 라인(DL[j])과 저장 커패시터(Cst)의 제1 전극이 전기적으로 분리되며, 데이터 라인(DL[j])의 데이터 전압이 변동되더라도, 저장 커패시터(Cst)에 저장된 전압은 변동되지 않는다.
한편, 도 1에 따른 전류 센서(15)가 감지하는 전역 전류(GC)는, 화소들 각각에서 제1 트랜지스터(T1)를 통해 흐르는 구동 전류들을 모두 합산한 값일 수 있다. 이때, 구동 전류는 데이터 라인(DL[j])을 통해 인가되는 데이터 신호(또는 데이터 전압)에 따라 결정되고, 데이터 신호는 타이밍 제어부(11)로부터 공급하는 영상 데이터(mRGB)에 상응하는 신호이며, 영상 데이터(mRGB)는 스케일 팩터(SF)에 의해 스케일링 되므로, 스케일 팩터(SF)에 의해 각 화소에서 흐르는 구동 전류가 조절될 수 있다.
도 2에서는 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)를 n 형 트랜지스터로 도시하였으나, 게이트 전극에 인가되는 전압의 극성을 달리하여 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2) 중 적어도 하나를 p 형 트랜지스터로 변경할 수도 있다.
또한, 도 2에서는 2개의 트랜지스터들(T1, T2)만을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 화소(PX[i,j])는, 발광 제어 신호(emission control signal)를 수신하여 턴_온됨으로써, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 발광 소자(LD)의 애노드 전극을 서로 전기적으로 연결하는 트랜지스터를 더 포함할 수도 있고, 별도의 센싱 라인을 통해 공급되는 센싱 신호에 의해 턴_온됨으로써, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극 또는 발광 소자(LD)의 애노드 전극에 인가되는 전압이나 전류를 센싱하여 센싱 라인으로 전달하는 센싱 트랜지스터를 더 포함할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 팩터 제공부를 도시한 블록도이다. 도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소부를 구획한 블록들을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 스케일 팩터 제공부(16a)는, 스케일 팩터 결정부(161), 단위 목표 전류 결정부(162), 및 메모리(163)를 포함할 수 있다.
단위 목표 전류 결정부(162)는, 기준 블록(BLKR, 도 5 참조)을 이용하여 단위 목표 전류(UTC)를 결정하고, 결정된 단위 목표 전류(UTC)를 메모리(163)에 저장할 수 있다. 여기서 단위 목표 전류(UTC)는 단위 프레임 부하(예를 들면, 1 %)에 상응하는 영상 프레임을 화소부(14)에서 표시할 때 전류 센서(15)에 의해 획득된 전역 전류(GC)일 수 있다. 기준 블록(BLKR)은, 단위 프레임 부하에 상응하는 영상 프레임을 표시하기 위해 발광하는 화소들(예를 들어, 최대 계조값으로 발광하는 화소들)을 갖는 블록일 수 있다.
스케일 팩터 결정부(161)는, 단위 목표 전류(UTC)와 타이밍 제어부(11)로부터 획득한 프레임 부하(FL)를 기초로, 목표 전류를 결정하고, 결정된 목표 전류를 전류 센서(15)에서 획득한 전역 전류(GC)와 비교하여 스케일 팩터(SF)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 스케일 팩터 결정부(161)는, 프레임 부하(FL)와 단위 목표 전류(UTC)를 곱함으로써 목표 전류를 결정할 수 있다. 또한, 스케일 팩터 결정부(161)는, 목표 전류와 전역 전류 사이의 비율을 스케일 팩터(SF)로 결정할 수 있다. 또한, 스케일 팩터 결정부(161)는, 목표 전류가 전역 전류(GC)보다 큰 경우 1보다 큰 스케일 팩터(SF)를 산출할 수 있고, 목표 전류가 전역 전류(GC)보다 작은 경우 1보다 작은 스케일 팩터(SF)를 산출할 수 있다.
한편, 단위 목표 전류 결정부(162)가 단위 목표 전류(UTC)를 결정하기 위해서 단위 프레임 부하에 상응하는 영상 프레임을 화소부(14)에서 표시할 수 있다. 이를 위해 화소부(14)는 복수의 블록들로 구획될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 16개의 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15)로 구획된 화소부(14a)가 도시된다. 도 4b를 참조하면, 49개의 블록들(BLK001, BLK002, ..., BLK049)로 구획된 화소부(14b)가 도시된다.
도 4a를 참조하면, 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15)은 각각 하나 이상의 화소들을 포함할 수 있다. 이때, 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15)은 동일한 개수의 화소들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK16) 중 전부 또는 일부는 하나 이상의 화소를 공유할 수도 있고, 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK16) 중 일부는 다른 블록들보다 많은 화소를 포함할 수도 있다.
또한, 도 4a에서는 제1 방향(DR1)으로 5개의 블록과 제2 방향(DR2, 제1 방향과 수직한 방향일 수 있음)으로 3개의 블록으로 화소부(14a)를 구획하여, 총 15개의 블록들로 화소부(14a)를 구획하였으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4b에서와 같이, 제1 방향(DR1)으로 7개의 블록과 제2 방향(DR2)으로 7개의 블록으로 화소부(14b)를 구획하여, 총 49개의 블록들로 화소부(14b)를 구획할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 목표 전류를 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 화소부(14)를 구획한 다수의 블록들 중에서 중앙에 위치한 블록(예를 들면, 도 4a의 BLK08 또는 도 4b의 BLK025)을 기준 블록(BLKR)으로 선정하여 단위 목표 전류를 결정하는 예시도가 도시된다.
단위 목표 전류를 결정하기 위하여 기준 블록(BLKR)에서 박스 형태의 화이트 영역(WA)을 표시하고, 나머지 블록들(미도시)에서는 블랙 영역(BA)을 표시할 수 있다.
여기서, 중앙에 위치한 기준 블록(BLKR)에 포함된 화이트 영역(WA)은 단위 프레임 부하에 상응하는 영역으로서, 기준 블록(BLKR)의 크기와 동일하거나 도 5에 도시한 것처럼 기준 블록(BLKR)의 크기보다 작을 수도 있다.
예를 들어, 기준 블록(BLKR)에 포함된 화이트 영역(WA)을 화이트 계조(또는 최대 계조값)로 표시하고, 기준 블록(BLKR)의 화이트 영역(WA)을 제외한 나머지 영역에 포함된 블랙 영역(BA)을 블랙 계조(또는 계조값 0)로 표시할 경우, 프레임 부하가 1 %(즉, 단위 프레임 부하)일 수 있다.
따라서, 도 5와 같이 단위 프레임 부하를 갖는 영상 프레임을 화소부(14)에서 표시하였을 때, 단위 목표 전류 결정부(162)는, 전류 센서(15)에 의해 획득되는 전역 전류(GC)를 단위 목표 전류(UTC)로 결정할 수 있다.
이때, 단위 목표 전류 결정부(162)는 표시 장치(10)가 최초로 턴_온될 때 또는 공장에서 표시 장치(10)를 출하하기 전에 동작하여 단위 목표 전류(UTC)를 결정하고, 결정된 단위 목표 전류(UTC)를 메모리(163)에 저장할 수 있다.
상술한 것처럼, 단위 프레임 부하를 갖는 영상 프레임을 화소부(14)에서 표시할 때, 화이트 영역(WA)를 포함하는 블록(또는 계조값이 0이 아닌 영역을 포함하는 블록)은 단위 목표 전류(UTC)를 결정하기 위한 기준 블록(reference block, BLKR)이 될 수 있다. 예를 들어, 기준 블록(BLKR)은 화소부(14)의 중앙에 배치된 블록일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기준 블록은 화소부(14)의 엣지(edge)에 배치된 블록들 중 하나일 수도 있고, 코너(corner)에 배치된 블록들 중 하나일 수도 있다.
한편, 기준 블록(BLKR)을 화소부(14)에 포함되는 다수의 블록들 중 하나로 결정할 경우, 블록들 사이의 발광 효율이 일정한 것이 전제되어야 한다. 예를 들어, 다수의 블록들 사이에 발광 효율이 상이한 경우, 기준 블록(BLKR)을 달리함에 따라 단위 목표 전류(UTC)가 달라지게 되므로, 전역 전류 관리(GCM)에 오차가 발생할 수 있다.
도 6은 도 4a에 따른 블록들 각각에서의 발광 효율을 비교한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 도 4a에 따른 블록들(BLK01, BLK02, BLK03, ..., BLK15) 각각에 대한 발광 효율을 측정한 결과 그래프가 도시된다. 도 6에 도시된 그래프의 세로축으로 정의되는 발광 효율들(cd/A)은 각 블록들이 500 nit의 휘도로 발광하는 데 필요한 전류(A) 대비 광도(cd)를 의미한다.
도 5에서와 마찬가지로, 도 4a에 따른 화소부(14a)의 중앙에 위치한 블록(BLK08)을 기준 블록(BLKR)으로 사용하여, 단위 목표 전류(UTC)를 결정할 경우, 중앙에 위치한 블록(BLK08)의 발광 효율에 따라 단위 목표 전류(UTC)가 달라지는 문제가 있다.
도 4a에 따른 모든 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15)이 동일한 발광 효율을 가질 경우, 단위 목표 전류(UTC)는 항상 일정하지만, 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15)이 서로 다른 발광 효율 가질 경우, 단위 목표 전류(UTC)는 어느 블록을 기준 블록으로 하여 단위 목표 전류(UTC)를 결정하는 지에 따라 변동된다.
그런데, 도 6을 참조하면, 모든 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15)이 서로 다른 발광 효율을 갖는 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 중앙에 위치한 블록(BLK08)의 발광 효율은 6.08 cd/A 이지만, 4번 블록(BLK04)의 발광 효율은 5.92 cd/A 로 중앙에 위치한 블록(BLK08)보다 발광 효율이 0.16 cd/A 만큼 작다. 또한, 14번 블록(BLK14)의 발광 효율(6.40 cd/A)은 중앙에 위치한 블록(BLK08)의 발광 효율보다 0.32 cd/A 만큼 크다.
이처럼, 각 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15) 마다 발광 효율에 차이가 발생하므로, 화소부(14)의 특정 위치에 관계 없이 일정하게 전역 전류 관리(GCM)를 수행하기 위해서는, 블록들(BLK01, BLK02, ..., BLK15) 사이의 발광 효율 차이를 고려하여 단위 목표 전류(UTC)를 결정하는 것이 필요하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스케일 팩터 제공부를 나타낸 블록도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 룩업 테이블을 도시한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스케일 팩터 제공부(16b)는, 도 3에 도시한 스케일 팩터 제공부(16a)와 달리 화소부(14)를 구획하는 복수의 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로, 단위 목표 전류(UTC)를 보정하는 절차를 추가로 수행할 수 있다.
스케일 팩터 제공부(16b)는, 스케일 팩터 결정부(161), 단위 목표 전류 결정부(162), 메모리(163), 휘도 비율 산출부(164), 기준 비율 산출부(165), 및/또는 단위 목표 전류 보정부(166)를 포함할 수 있다.
단위 목표 전류 결정부(162)는 도 3에서와 마찬가지로, 기준 블록(BLKR)을 이용하여 단위 목표 전류(UTC)를 결정하고, 메모리(163)에 저장할 수 있다.
메모리(163)는, 계조값들에 따른 휘도 레벨을 블록들마다 개별적으로 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k], k는 1 이상이고, 블록들의 개수 이하인 자연수)을 미리 저장할 수 있다. 여기서 각각의 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k])은 적색 계조, 녹색 계조, 및 청색 계조 각각에 대하여 계조값에 따른 휘도 레벨(lv)을 정의한 테이블일 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 임의의 k 번째 블록에 대한 RGB 룩업 테이블(RGB LUT[k])이 도시된다. RGB 룩업 테이블(RGB LUT[k])은, 적색 계조값에 따른 휘도 레벨을 정의한 적색 계조 테이블(R_LUT[k]), 녹색 계조값에 따른 휘도 레벨을 정의한 녹색 계조 테이블(G_LUT[k]), 및 청색 계조값에 따른 휘도 레벨을 정의한 청색 계조 테이블(B_LUT[k])을 포함할 수 있다. 도 8에서 인덱스(index)는 적색 계조값, 녹색 계조값 및 청색 계조값을 나타낸 것이고, 성분값은 휘도 레벨일 수 있다. 여기서, 휘도 레벨은, k 번째 블록에 포함된 화소들로 공급되는 데이터 신호(또는 데이터 전압)의 레벨을 의미할 수 있다.
도 8에서는 64 개(4 byte 또는 32 bit)의 계조값에 따른 휘도 레벨을 정의한 적색 계조 테이블(R_LUT[k]), 녹색 계조 테이블(G_LUT[k]) 및 청색 계조 테이블(B_LUT[k])을 도시하였으나, 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 255개(8 bit)의 적색 계조값, 녹색 계조값, 및 청색 계조값에 대하여 휘도 레벨을 정의할 수도 있고, 64개의 적색 계조값, 녹색 계조값, 및 청색 계조값에 대하여 정의된 휘도 레벨을 인터폴레이션(interpolation)하여 255개의 적색 계조값, 녹색 계조값, 및 청색 계조값에 대한 휘도 레벨로 확장할 수도 있다.
복수의 블록들 각각에 대하여 계조값들에 따른 휘도 레벨을 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k])은, 휘도 색상 보정(Luminance Color Compensation, LCC)을 비롯한 여러 과정에서 각 블록들마다 미리 생성되고, 표시 장치(10)의 공장출하 전 메모리(163)에 저장될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 다른 스케일 팩터 제공부(16b)는, 복수의 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k])을 참조하여 단위 목표 전류(UTC)를 보정할 수 있다.
예를 들어, 단위 목표 전류 보정부(166)는, 복수의 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k])을 참조하여 결정되는 기준 비율(R_AVGratio[g], G_AVGratio[g], 및 B_AVGratio[g] 이거나 RGB_ratio[g], g는 1보다 크고 최대 계조값보다 작거나 같은 자연수)만큼, 단위 목표 전류(UTC)를 보정함으로써, 보정된 단위 목표 전류(UTC[g])를 생성할 수 있다.
휘도 비율 산출부(164)는, 복수의 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k]) 중에서, 기준 블록(BLKR)에 대하여 정의된 기준 룩업 테이블을, RGB 룩업 테이블들(RGB_LUT[k])과 각각 비교하여, 휘도 레벨 비율(R_ratio[k], G_ratio[k], B_ratio[k])을 블록들마다 산출할 수 있다.
여기서 휘도 레벨 비율은, 기준 룩업 테이블에서 정의된 휘도 레벨과 상기 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k])에서 각각 정의된 휘도 레벨 사이의 비율일 수 있다.
예를 들어, 기준 룩업 테이블에서 정의된 계조값 5에 따른 휘도 레벨 대비, RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k]) 각각에서 정의된 계조값 5에 따른 휘도 레벨을 산출함으로써, 계조값 5에 따른 휘도 레벨 비율을 산출할 수 있다. 이처럼, 휘도 레벨 비율은, RGB 룩업 테이블(RGB LUT[k])에 정의된 계조값들(예를 들어 도 8의 index 1~64)마다 각각 산출될 수 있다. 따라서, 휘도 레벨 비율은 블록들 사이의 발광 특성 편차를 비율로 나타낸 것과 상응하는 의미일 수 있다.
더욱 상세하게, 휘도 레벨 비율은, RGB 룩업 테이블에 정의된 적색 계조값들, 청색 계조값들, 녹색 계조값들마다 각각 산출될 수 있다. 따라서, 휘도 레벨 비율은, 적색 계조값에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율(R_ratio[k]), 녹색 계조값에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율(G_ratio[k]), 및 청색 계조값에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율(B_ratio[k])을 포함할 수 있다.
예를 들어, 임의의 k번째 블록과 대응하는 제1 휘도 레벨 비율(R_ratio[k])은 다음의 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 R_LUT[25]는 기준 블록(BLKR)을 도 4b와 같이 중앙에 배치된 25번 블록(BLK[025])으로 결정할 때, 기준 블록(BLKR)에 대한 적색 계조 테이블의 휘도 레벨이고, R_LUT[k]는 임의의 k번째 블록에 대한 적색 계조 테이블의 휘도 레벨일 수 있다. 상기 수학식 1은 적색 계조값들에 대하여 각각 연산될 수 있다.
예를 들어, 임의의 k번째 블록과 대응하는 제2 휘도 레벨 비율(G_ratio[k])은 다음의 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2를 참조하면, G_LUT[25]는 기준 블록(BLKR)을 도 4b와 같이 중앙에 배치된 25번 블록(BLK[025])으로 결정할 때, 기준 블록(BLKR)에 대한 녹색 계조 테이블의 휘도 레벨이고, G_LUT[k]는 임의의 k번째 블록에 대한 녹색 계조 테이블의 휘도 레벨일 수 있다. 상기 수학식 2는 녹색 계조값들에 대하여 각각 연산될 수 있다.
예를 들어, 임의의 k번째 블록과 대응하는 제3 휘도 레벨 비율(B_ratio[k])은 다음의 수학식 3과 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3을 참조하면, B_LUT[25]는 기준 블록(BLKR)을 도 4b와 같이 중앙에 배치된 25번 블록(BLK[025])으로 결정할 때, 기준 블록(BLKR)에 대한 청색 계조 테이블의 휘도 레벨이고, B_LUT[k]는 임의의 k번째 블록에 대한 청색 계조 테이블의 휘도 레벨일 수 있다. 상기 수학식 3은 청색 계조값들에 대하여 각각 연산될 수 있다.
기준 비율 산출부(165)는 블록들마다 산출된 휘도 레벨 비율(R_ratio[k], G_ratio[k], B_ratio[k])을 이용하여 기준 비율(R_AVGratio[g], G_AVGratio[g], 및 B_AVGratio[g])을 산출할 수 있다.
기준 비율은, 블록마다 산출된 휘도 레벨 비율(R_ratio[k], G_ratio[k], B_ratio[k])의 중간값이나 평균값을 포함할 수 있다.
더욱 상세하게 기준 비율은, 제1 휘도 레벨 비율(R_ratio[k])을 이용하여 산출된 제1 기준 비율(R_AVGratio[g]), 제2 휘도 레벨 비율(G_ratio[k])을 이용하여 산출된 제2 기준 비율(G_AVGratio[g]), 및 제3 휘도 레벨 비율(B_ratio[k])을 이용하여 산출된 제3 기준 비율(B_AVGratio[g])을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 기준 비율(R_AVGratio[g])은, 모든 블록들에 대한 제1 휘도 레벨 비율(R_ratio[k])의 평균값이나 중간값일 수 있고, 제2 기준 비율(G_AVGratio[g])은 모든 블록들에 대한 제2 휘도 레벨 비율(G_ratio[k])의 평균값이거나 중간값일 수 있고, 제3 기준 비율(B_AVGratio[g])은 모든 블록들에 대한 제3 휘도 레벨 비율(B_ratio[k])의 평균값이거나 중간값일 수 있다.
단위 목표 전류 보정부(166)는, 제1 기준 비율(R_AVGratio[g]), 제2 기준 비율(G_AVGratio[g]), 및/또는 제3 기준 비율(B_AVGratio[g])에 각각 단위 목표 전류(UTG)를 곱하여, 보정된 단위 목표 전류(UTG[g])를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 기준 비율(R_AVGratio[g])과 단위 목표 전류(UTG)를 곱하여, 보정된 제1 단위 목표 전류(R_UTG[g])를 생성할 수 있고, 제2 기준 비율과(G_AVGratio[g]) 단위 목표 전류(UTG)를 곱하여, 보정된 제2 단위 목표 전류(G_UTG[g])를 생성할 수 있고, 제3 기준 비율(B_AVGratio[g])과 단위 목표 전류(UTG)를 곱하여, 보정된 제3 단위 목표 전류(B_UTG[g])를 생성할 수 있다.
스케일 팩터 결정부(161)는, 보정된 제1 단위 목표 전류(R_UTG[g])와 프레임 부하(FL)를 곱하여 제1 목표 전류를 산출하고, 산출된 제1 목표 전류를 전역 전류(GC)와 비교하여 제1 스케일 팩터(R_SF[g])를 산출할 수 있다. 타이밍 제어부(11)는 제1 스케일 팩터(R_SF[g])를 이용하여 입력 영상 데이터(RGB)의 적색 계조값들을 스케일링할 수 있다.
스케일 팩터 결정부(161)는, 보정된 제2 단위 목표 전류(G_UTG[g])와 프레임 부하(FL)를 곱하여 제2 목표 전류를 산출하고, 산출된 제2 목표 전류를 전역 전류(GC)와 비교하여 제2 스케일 팩터(G_SF[g])를 산출할 수 있다. 타이밍 제어부(11)는 제2 스케일 팩터(G_SF[g])를 이용하여 입력 영상 데이터(RGB)의 녹색 계조값들을 스케일링할 수 있다.
스케일 팩터 결정부(161)는, 보정된 제3 단위 목표 전류(R_UTG[g])와 프레임 부하(FL)를 곱하여 제3 목표 전류를 산출하고, 산출된 제3 목표 전류를 전역 전류(GC)와 비교하여 제3 스케일 팩터(B_SF[g])를 산출할 수 있다. 타이밍 제어부(11)는 제3 스케일 팩터(B_SF[g])를 이용하여 입력 영상 데이터(RGB)의 청색 계조값들을 스케일링할 수 있다.
한편, 또 다른 예시로, 기준 비율 산출부(165)는, 제1 기준 비율(R_AVGratio[g]), 제2 기준 비율(G_AVGratio[g]), 및 제3 기준 비율(B_AVGratio[g])을 평균화하여 산출된 RGB 평균 비율(RGB_ratio[g])을 기준 비율로 결정할 수도 있다.
예를 들어, 임의의 계조값 g에 대한 RGB 평균 비율(RGB_ratio[g])은 다음의 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00004
수학식 4를 참조하면, 임의의 계조값 g에 대한 RGB 평균 비율(RGB_ratio[g])은 제1 기준 비율(R_AVGratio[g]), 제2 기준 비율(G_AVGratio[g]), 및 제3 기준 비율(B_AVGratio[g])을 합산하고, 3으로 나눈 값일 수 있다.
이처럼, RGB 평균 비율(RGB_ratio[g])을 기준 비율로 사용할 경우, 입력 영상 데이터의 적색 계조, 녹색 계조, 청색 계조의 구분 없이 RGB 평균 비율(RGB_ratio[g])에 따라 산출된 스케일 팩터(SF[g])를 입력 영상 데이터의 계조값들에 적용할 수 있다.
구체적으로, 단위 목표 전류 보정부(166)는, RGB 평균 비율(RGB_ratio[g])과 단위 목표 전류(UTG)를 곱하여, 보정된 단위 목표 전류(UTG[g])를 생성할 수 있다.
이러한 경우, 스케일 팩터 결정부(161)는, 보정된 단위 목표 전류(UTG[g])와 프레임 부하(FL)를 곱하여 목표 전류를 산출하고, 산출된 목표 전류를 전역 전류(GC)와 비교하여 스케일 팩터(SF[g])를 산출할 수 있다. 타이밍 제어부(11)는 스케일 팩터(SF[g])를 이용하여 입력 영상 데이터(RGB)의 계조값들을 스케일링할 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 기준 비율은 계조값들마다 각각 산출되므로, 보정된 단위 목표 전류도 계조값들마다 각각 결정된다. 따라서, 스케일 팩터도 계조값들마다 각각 결정되므로, 입력 영상 데이터의 계조값들에 따라 서로 다른 스켈일링 팩터가 적용될 수 있다. 예를 들어, 입력 영상 데이터의 계조값 5에 대해서는 스케일 팩터 1.2가 적용되고, 입력 영상 데이터의 계조값 30에 대해서는 스케일 팩터 0.9가 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 각 블록들이 갖는 발광 특성을 계조값 별로 모두 나타내고 있는 RGB 룩업 테이블들(RGB LUT[k])을 이용하기 때문에, 블록들 전체의 발광 특성 편차를 최소화할 수 있도록 단위 목표 전류(UTG)를 보정하며, 계조값들마다 다른 스케일 팩터(SF[g])를 적용할 수 있어 더욱 정교한 전역 전류 관리가 가능한 장점이 있다.
도 9a 내지 도 9c는 계조값에 따른 휘도 레벨 비율을 나타낸 그래프이다.
도 9a를 참조하면, 적색 계조값에 따른 휘도 레벨 비율을 나타낸 그래프가 도시되고, 도 9b를 참조하면, 녹색 계조값에 따른 휘도 레벨 비율을 나타낸 그래프가 도시되고, 도 9c를 참조하면, 청색 계조값에 따른 휘도 레벨 비율을 나타낸 그래프가 도시된다.
도 9a 내지 도 9c에서 가로축은 각각 적색 계조값, 녹색 계조값, 및 청색 계조값(Gray scale)이고, 세로축은 기준 블록(BLKR)의 휘도 레벨과 각 블록들의 휘도 레벨 사이의 비율을 나타낸 것이다.
도 9a 내지 도 9c에서는 도 4b에 따른 화소부(14b)를 대상으로, 중앙에 위치한 25번째 블록(BLK025)을 기준 블록(BLKR)으로 하여, 도 4b의 첫번째 블록(BLK001)에 대한 제1 내지 제3 휘도 레벨 비율(R-ratio[1], G-ratio[1], B-ratio[1]), 25번째 블록(BLK025)에 대한 제1 내지 제3 휘도 레벨 비율(R-ratio[25], G-ratio[25], B-ratio[25]), 및 49번째 블록(BLK049)에 대한 제1 내지 제3 휘도 레벨 비율(R-ratio[49], G-ratio[49], B-ratio[49])을 예시적으로 산출하였다.
기준 블록(BLKR)에 해당하는 25번째 블록(BLK025)에 대한 제1 내지 제3 휘도 레벨 비율(R_ratio[25], G_ratio[25], B_ratio[25])은, 비교 대상이 동일하므로 각 계조값에 대하여 모두 1인 것을 확인할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에서 도시된 그래프를 참조하면, 각 블록마다 서로 다른 휘도 레벨 비율을 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 기준 블록(BLKR)의 휘도 레벨을 나머지 다른 블록의 휘도 레벨과 비교하여 얻어진 휘도 레벨 비율은 기준 블록(BLKR)과 비교한 각 블록의 발광 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 도 9a 내지 도 9c에서와 같이 본 발명에 따른 휘도 레벨 비율은 계조값들(Gray Scale)마다 산출될 수 있으므로, 계조값들에 따른 각 블록 내 화소의 발광 특성 편차까지 고려할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 9a 내지 도 9c에서와 같이 같은 블록이라고 하더라도, 적색 계조, 녹색 계조, 청색 계조 중 어느 계조에 대한 휘도 레벨 비율인지에 따라 편차가 다르므로, 본 발명에서는 적색 계조, 녹색 계조, 청색 계조 사이의 발광 특성 편차를 추가로 고려할 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 비율을 계조값에 따라 나타낸 그래프이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준 비율을 계조값에 따라 나타낸 그래프이다.
도 10을 참조하면, 도 9a에서 도시한 블록들(BLK001, BLK025, BLK049)의 휘도 레벨 비율뿐만 아니라 도 4b에 따른 화소부(14b)의 모든 블록들(BLK001~BLK049)에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율들(R-ratio[k])을 계조값마다 평균하여 산출한 제1 기준 비율(R-AVGratio[g]), 모든 블록들(BLK001~BLK049)에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율들(G-ratio[k])을 계조값마다 평균하여 산출한 제2 기준 비율(G-AVGratio[g]), 모든 블록들(BLK001~BLK049)에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율들(B-ratio[k])을 계조값마다 평균하여 산출한 제3 기준 비율(B-AVGratio[g])이 도시된다.
도 11을 참조하면, 도 9a에서 도시한 블록들(BLK001, BLK025, BLK049)의 휘도 레벨 비율뿐만 아니라 도 4b에 따른 화소부(14b)의 모든 블록들(BLK001~BLK049)에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율들(R-ratio[k])을 계조값마다 중간값을 취하여 산출한 제1 기준 비율(R-AVGratio[g]), 모든 블록들(BLK001~BLK049)에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율들(G-ratio[k])을 계조값마다 중간값을 취하여 산출한 제2 기준 비율(G-AVGratio[g]), 모든 블록들(BLK001~BLK049)에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율들(B-ratio[k])을 계조값마다 중간값을 취하여 산출한 제3 기준 비율(B-AVGratio[g])이 도시된다.
예를 들어, 적색 계조값 0에 대하여 결정된 모든 블록들의 휘도 레벨 비율들의 평균값 또는 중간값을 산출하여, 적색 계조값 0에 대한 제1 기준 비율을 산출할 수 있다. 또한, 녹색 계조값 5에 대하여 결정된 모든 블록들의 휘도 레벨 비율들의 평균값 또는 중간값을 산출하여, 녹색 계조값 5에 대한 제2 기준 비율을 산출할 수 있다. 또한, 청색 계조값 41에 대하여 결정된 모든 블록들의 휘도 레벨 비율들의 평균값 또는 중간값을 산출하여, 청색 계조값 41에 대한 제3 기준 비율을 산출할 수 있다.
도 10 내지 도 11에 도시한 것처럼, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스케일 팩터 제공부(16b)는, 모든 블록들의 휘도 레벨 비율들에 대한 평균값 또는 중간값을 통해 단위 목표 전류(UTG)를 보정하기 위한 기준 비율을 산출한다. 따라서, 블록들 사이의 발광 특성 편차를 최소화할 수 있도록 블록들 전체의 평균 또는 중간 특성에 해당하는 단위 목표 전류로 기존의 단위 목표 전류(UTG)를 보정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 표시 장치의 구동 방법은, 화소들을 포함하는 복수의 블록들 중에서 기준 블록을 이용하여 결정된 단위 목표 전류를 상기 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로 보정하는 단계(S100); 입력 영상 데이터의 영상 프레임에 대하여 산출된 프레임 부하와 상기 보정된 단위 목표 전류를 이용하여 목표 전류를 산출하는 단계(S110); 상기 목표 전류와 상기 화소들에 연결된 제1 전원 라인에서 감지된 전역 전류를 비교하여 스케일 팩터를 산출하는 단계(S120); 상기 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 계조값들을 스케일링함으로써 영상 데이터를 생성하는 단계(S130); 및 상기 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계(S100)는, 상기 계조값들에 따른 휘도 레벨을 상기 블록들마다 개별적으로 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들을 참조하여 결정되는 기준 비율만큼 상기 단위 목표 전류를 보정할 수 있다.
상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계(S100)는, 상기 RGB 룩업 테이블들 중에서 상기 기준 블록에 대하여 정의된 기준 룩업 테이블을 상기 RGB 룩업 테이블들과 비교하여, 상기 발광 특성 편차를 나타내는 휘도 레벨 비율을 상기 블록들마다 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 휘도 레벨 비율은, 상기 기준 룩업 테이블에서 정의된 휘도 레벨과 상기 RGB 룩업 테이블들에서 각각 정의된 휘도 레벨 사이의 비율일 수 있다.
상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계(S100)는, 상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율을 이용하여 상기 기준 비율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준 비율은, 상기 블록마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율의 중간값이나 평균값을 포함할 수 있다.
상기 휘도 레벨 비율은, 적색 계조값에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율, 녹색 계조값에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율, 및 청색 계조값에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율을 포함할 수 있다.
상기 기준 비율은, 상기 제1 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제1 기준 비율, 상기 제2 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제2 기준 비율, 및 상기 제3 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제3 기준 비율을 포함할 수 있다.
표시 장치는, 도 1 내지 도 11에 따른 표시 장치(10)를 의미할 수 있다. 따라서, 상술한 단계들(S100~S140) 이외에도 표시 장치의 구동 방법은 도 1 내지 도 11에서 상술한 표시 장치(10)의 각 구성요소들의 동작이 포함될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
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.
10: 표시 장치 11: 타이밍 제어부
12: 데이터 구동부 13: 주사 구동부
14, 14a, 14b: 화소부 15: 전류 센서
16, 16a, 16b: 스케일 팩터 제공부 161: 스케일 팩터 결정부
162: 단위 목표 전류 결정부 163: 메모리
164: 휘도 비율 산출부 165: 기준 비율 산출부
166: 단위 목표 전류 보정부

Claims (20)

  1. 화소들을 포함하는 복수의 블록들로 구획되는 화소부;
    입력 영상 데이터의 영상 프레임에 대한 프레임 부하를 산출하고, 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 계조값들을 스케일링함으로써 영상 데이터를 생성하는 타이밍 제어부;
    상기 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 데이터 구동부;
    상기 화소들에 연결된 제1 전원 라인에서 흐르는 전역 전류를 감지하는 전류 센서; 및
    상기 블록들 중 기준 블록을 이용하여 결정된 단위 목표 전류를 상기 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로 보정하고, 상기 프레임 부하와 상기 보정된 단위 목표 전류를 이용하여 목표 전류를 산출하며, 상기 목표 전류와 상기 전역 전류를 비교하여 상기 스케일 팩터를 산출하는 스케일 팩터 제공부를 포함하는, 표시 장치.
  2. 청구항 1에서,
    상기 스케일 팩터 제공부는,
    상기 기준 블록을 이용하여 상기 단위 목표 전류를 결정하는 단위 목표 전류 결정부;
    상기 계조값들에 따른 휘도 레벨을 상기 블록들마다 개별적으로 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들을 저장하는 메모리; 및
    상기 단위 목표 전류를 상기 RGB 룩업 테이블들을 참조하여 결정되는 기준 비율만큼 보정하여 상기 보정된 단위 목표 전류를 생성하는 단위 목표 전류 보정부를 포함하는, 표시 장치.
  3. 청구항 2에서,
    상기 스케일 팩터 제공부는,
    상기 복수의 RGB 룩업 테이블들 중에서 상기 기준 블록에 대하여 정의된 기준 룩업 테이블을, 상기 RGB 룩업 테이블들과 각각 비교하여, 휘도 레벨 비율을 상기 블록들마다 산출하는 휘도 비율 산출부를 더 포함하는, 표시 장치.
  4. 청구항 3에서,
    상기 휘도 레벨 비율은,
    상기 기준 룩업 테이블에서 정의된 휘도 레벨과 상기 RGB 룩업 테이블들에서 각각 정의된 휘도 레벨 사이의 비율인, 표시 장치.
  5. 청구항 3에서,
    상기 스케일 팩터 제공부는,
    상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율을 이용하여 상기 기준 비율을 산출하는 기준 비율 산출부를 더 포함하는, 표시 장치.
  6. 청구항 5에서,
    상기 기준 비율은,
    상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율의 중간값이나 평균값을 포함하는, 표시 장치.
  7. 청구항 5에서,
    상기 휘도 레벨 비율은,
    적색 계조값에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율, 녹색 계조값에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율, 및 청색 계조값에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율을 포함하는, 표시 장치.
  8. 청구항 7에서,
    상기 기준 비율은,
    상기 제1 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제1 기준 비율, 상기 제2 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제2 기준 비율, 및 상기 제3 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제3 기준 비율을 포함하는, 표시 장치.
  9. 청구항 8에서,
    상기 기준 비율 산출부는,
    상기 제1 기준 비율, 상기 제2 기준 비율, 및 상기 제3 기준 비율을 평균화하여 산출된 RGB 평균 비율을 상기 기준 비율로 결정하는, 표시 장치.
  10. 청구항 8에서,
    상기 단위 목표 전류 보정부는,
    상기 제1 기준 비율과 상기 단위 목표 전류를 곱하여, 보정된 제1 단위 목표 전류를 생성하고, 상기 제2 기준 비율과 상기 단위 목표 전류를 곱하여, 보정된 제2 단위 목표 전류를 생성하고, 상기 제3 기준 비율과 상기 단위 목표 전류를 곱하여, 보정된 제3 단위 목표 전류를 생성하는, 표시 장치.
  11. 청구항 10에서,
    상기 스케일 팩터 결정부는, 상기 보정된 제1 단위 목표 전류와 상기 프레임 부하를 곱하여 제1 목표 전류를 산출하고, 산출된 제1 목표 전류를 상기 전역 전류와 비교하여 제1 스케일 팩터를 산출하고,
    상기 타이밍 제어부는 상기 제1 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 적색 계조값들을 스케일링하는, 표시 장치.
  12. 청구항 1에서,
    상기 기준 블록은,
    상기 화소부의 중앙에 배치된 블록인, 표시 장치.
  13. 화소들을 포함하는 복수의 블록들 중에서 기준 블록을 이용하여 결정된 단위 목표 전류를 상기 블록들 사이의 발광 특성 편차를 기초로 보정하는 단계;
    입력 영상 데이터의 영상 프레임에 대하여 산출된 프레임 부하와 상기 보정된 단위 목표 전류를 이용하여 목표 전류를 산출하는 단계;
    상기 목표 전류와 상기 화소들에 연결된 제1 전원 라인에서 감지된 전역 전류를 비교하여 스케일 팩터를 산출하는 단계;
    상기 스케일 팩터를 이용하여 상기 입력 영상 데이터의 계조값들을 스케일링함으로써 영상 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 영상 데이터에 상응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  14. 청구항 13에서,
    상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계는,
    상기 계조값들에 따른 휘도 레벨을 상기 블록들마다 개별적으로 정의하는 복수의 RGB 룩업 테이블들을 참조하여 결정되는 기준 비율만큼 상기 단위 목표 전류를 보정하는, 표시 장치의 구동 방법.
  15. 청구항 14에서,
    상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계는,
    상기 RGB 룩업 테이블들 중에서 상기 기준 블록에 대하여 정의된 기준 룩업 테이블을 상기 RGB 룩업 테이블들과 비교하여, 상기 발광 특성 편차를 나타내는 휘도 레벨 비율을 상기 블록들마다 산출하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  16. 청구항 15에서,
    상기 휘도 레벨 비율은,
    상기 기준 룩업 테이블에서 정의된 휘도 레벨과 상기 RGB 룩업 테이블들에서 각각 정의된 휘도 레벨 사이의 비율인, 표시 장치의 구동 방법.
  17. 청구항 15에서,
    상기 단위 목표 전류를 보정하는 단계는,
    상기 블록들마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율을 이용하여 상기 기준 비율을 산출하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  18. 청구항 17에서,
    상기 기준 비율은,
    상기 블록마다 산출된 상기 휘도 레벨 비율의 중간값이나 평균값을 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  19. 청구항 15에서,
    상기 휘도 레벨 비율은,
    적색 계조값에 대하여 산출된 제1 휘도 레벨 비율, 녹색 계조값에 대하여 산출된 제2 휘도 레벨 비율, 및 청색 계조값에 대하여 산출된 제3 휘도 레벨 비율을 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  20. 청구항 19에서,
    상기 기준 비율은,
    상기 제1 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제1 기준 비율, 상기 제2 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제2 기준 비율, 및 상기 제3 휘도 레벨 비율을 이용하여 산출된 제3 기준 비율을 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
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