KR20210135702A - 디스플레이 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20210135702A
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신승용
이계훈
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정종훈
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Abstract

저 휘도 영역에서 발광 소자에 흐르는 구동 전류의 크기를 고정시키고 구동 전류의 인가 기간을 제어하는 디스플레이 장치는, 발광 소자; 단위 프레임 당 상기 발광 소자에 요구되는 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자를 제어하는 프로세서; 및 상기 단위 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 휘도 값을 결정하고 상기 복수의 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 상기 결정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값보다 작으면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간을 결정하고, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시킨다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어방법{display apparatus and control method thereof}
개시된 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동 전류의 크기 및 인가 시간을 제어하여 발광 소자의 휘도 값을 제어하는 디스플레이 장치에 관한 발명이다.
일반적으로 디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 영상 정보를 사용자에게 시각적으로 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치로는, 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 장치는 다양한 종류의 디스플레이 패널을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 음극선관 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 패널, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하도록 배치되고, 데이터 라인과 게이트 라인이 교차되는 지점에 대응하는 복수 개의 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 이 때, 복수 개의 픽셀은 데이터 라인들로부터 데이터 신호를 입력 받고, 각각의 픽셀에 대응되는 데이터 전압을 입력 받기 위한 스캔 신호를 제공 받는다.
복수 개의 픽셀에 포함된 발광 소자의 휘도는 발광 소자에 흐르는 구동 전류의 크기에 의해 조절되므로, 발광 소자가 낮은 휘도 값으로 턴온되기 위해서는 작은 크기의 구동 전류가 요구된다.
다만, 발광 소자에 흐르는 구동 전류의 크기가 작으면 발광 소자의 특성 때문에 색 좌표의 오차가 발생할 수 있다는 문제점이 존재한다.
개시된 발명의 일 측면은, 저 휘도 영역에서 발광 소자에 흐르는 구동 전류의 크기를 고정시키고 구동 전류의 인가 기간을 제어하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는 발광 소자; 단위 프레임 당 상기 발광 소자에 요구되는 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자를 제어하는 프로세서; 및 상기 단위 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 휘도 값을 결정하고 상기 복수의 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 상기 결정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값보다 작으면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간을 결정하고, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같거나 짧고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧아지도록 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임을 결정하고, 상기 복수의 서브 프레임 중에서 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속하지 않은 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간보다 짧으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 발광 기간이 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 모두를 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이에 기초하여 상기 제1 휘도 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 휘도 값은, 상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값일 때의 상기 발광 소자의 휘도 값일 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치의 제어방법은, 단위 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법에 있어서, 상기 단위 프레임 당 발광 소자에 요구되는 그레이 레벨을 결정하고; 상기 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 휘도 값을 결정하고 상기 복수의 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 상기 결정된 휘도 값으로 턴온시키고; 상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값보다 작으면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간을 결정하고, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하는 것은, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같거나 짧고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧아지도록 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임을 결정하고; 상기 복수의 서브 프레임 중에서 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속하지 않은 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임으로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간보다 짧으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하는 것은, 상기 발광 기간이 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 모두를 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하는 것;을 포함하고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하는 것은, 상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하는 것;을 포함하고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시키는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시키는 것은,상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이에 기초하여 상기 제1 휘도 값을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 휘도 값은, 상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값일 때의 상기 발광 소자의 휘도 값일 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 저 휘도 영역에서 발광 소자에 흐르는 구동 전류의 크기를 고정시킴으로써 발광 소자의 색 좌표의 오차를 방지할 수 있다.
또한, 저 휘도 영역에서 디스플레이 장치의 화면의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 분해 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 백라이트 유닛을 분해 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 발광 소자의 구동 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러의 스캔 신호 생성 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 고 휘도 영역에서 일 실시예에 의한 발광 소자에 인가되는 구동 전류를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11은 저 휘도 영역에서 일 실시예에 의한 발광 소자에 인가되는 구동 전류를 나타낸 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
디스플레이 장치(1)는 외부로부터 수신되는 영상 데이터를 처리하고, 처리된 영상 데이터를 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(1)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치, 휴대용 연산장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(1)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(1)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 텔레비전 방송 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다.
디스플레이 장치(1)는, 외관을 형성하고, 디스플레이 장치(1)를 구성하는 각종 부품을 수용 또는 지지하는 본체(10) 및 영상을 표시하는 액정 패널(161)을 포함한다.
본체(10) 내부에는 액정 패널(161)에 영상을 표시하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 면광(surface light)을 전방으로 방출하는 백라이트 유닛(200)과, 백라이트 유닛(200)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(161)과, 액정 패널(161) 및 백라이트 유닛(200)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(145)와, 액정 패널(161) 및 백라이트 유닛(200)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(155)를 포함할 수 있다.
또한, 본체(10)는 베젤(102), 프레임 미들 몰드(103), 바텀 샤시(104) 및 후면 커버(105)를 포함할 수 있다. 베젤(102), 프레임 미들 몰드(103), 바텀 샤시(104) 및 후면 커버(105)는, 전원 어셈블리(145), 제어 어셈블리(155), 액정 패널(161), 및 백라이트 유닛(200)을 지지하고 고정할 수 있다.
일반적으로, 액정 패널(161)은 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질이 마련된 액정층에 계조 전압을 인가하여, 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 영상 데이터를 표시한다.
한편, 액정 패널(161)은 복수 개의 화소로 구성될 수 있다. 여기서, 화소는 액정 패널(161)을 통해 표시되는 화면을 구성하는 최소 단위로써, 도트 또는 픽셀이라 하기도 하나, 이하에서는 설명의 편의상 픽셀로 통일하여 설명하기로 한다.
각각의 픽셀은 영상 데이터를 나타내는 전기적 신호를 수신하고, 수신된 전기적 신호에 대응하는 광학 신호를 출력할 수 있다. 이처럼, 액정 패널(161)에 포함된 복수의 픽셀이 출력하는 광학 신호가 조합되어 액정 패널(161)에 영상 데이터가 표시될 수 있다.
이 때, 각각의 픽셀에는 픽셀 전극이 마련되어 있으며, 게이트 라인과 스캔 라인에 연결된다. 게이트 라인과 스캔 라인은 당업자에게 기 공지된 방법에 의해 구성될 수 있으며, 이에 관한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
또한, 액정 패널(161)은 자체적으로 발광할 수 없기 때문에, 앞서 설명한 바와 같이, 디스플레이 장치(1)에는 액정 패널(161)로 백라이트를 투사하는 백라이트 유닛(200)이 마련될 수 있다.
이에 따라, 디스플레이 장치(1)는 액정 패널(161)의 액정층에 인가되는 계조 전압의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 백라이트의 투과율을 조절함으로써, 원하는 영상 데이터를 표시할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type) 등으로 구현될 수 있으며, 이외에도 당업자에게 기 공지된 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는, 백라이트 유닛(200)이 직하형으로 마련되는 것을 예로 설명한다. 다만, 본원발명의 실시예가 상기 예에 한정되는 것은 아니며, 백라이트 유닛(200)은, 기 공지된 다양한 형태로 구현될 수 있다.
백라이트 유닛(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 광을 생성하는 발광 소자 어레이(230), 광을 반사시키는 반사 시트(201), 광을 분산시키는 확산판(diffuser plate, 202), 광 휘도를 향상시키는 광학 시트(203)를 포함할 수 있다.
발광 소자 어레이(230)는, 백라이트 유닛(200)의 최후방에 마련되며, 복수의 발광 소자(232)를 포함할 수 있다. 또한, 발광 소자(232) 각각은 발광 소자(232)를 구동 시키기 위한 별도의 구동 회로를 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(232)는 액정 패널(161)에 대향하도록 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 전방을 향하여 광을 방출할 수 있다.
또한, 발광 소자 어레이(230)는, 복수의 발광 소자(232)를 지지 및 고정하는 지지체(231)를 포함할 수 있다.
복수의 발광 소자(232)는 균일한 휘도를 갖도록 미리 정해진 배열로 실장될 수 있다. 예를 들면, 복수의 발광 소자(232)는 지지체(231)에 등간격으로 실장될 수 있다. 지지체(231)에 복수의 발광 소자(232)가 배치되는 형태는 다양할 수 있다.
이 때, 지지체(231)는 복수의 발광 소자(232)에 전력을 공급할 수 있다. 즉, 지지체(231)를 통하여 복수의 발광 소자(232) 각각에 전류가 인가되고 전력이 공급될 수 있다. 지지체(231)는 복수의 발광 소자(232)에 전력을 공급하기 위한 전도성 전력 공급 라인을 포함하는 합성 수지로 구성되거나 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)으로 구성될 수 있다.
복수의 발광 소자(232) 각각은, 공급되는 전류에 기초하여 자체 발광할 수 있는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 또는 양자점 유기 발광 다이오드(quantum dot-organic light emitting diode, QD-OLED) 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 발광 소자의 유형은, 이에 한정되는 것은 아니며, 전류에 따라 광을 방출하는 소자이면 제한 없이 포함될 수 있다.
복수의 발광 소자(232)는 공급되는 전류의 크기에 따라 서로 다른 세기의 광을 방출할 수 있다. 복수의 발광 소자(232)는 공급되는 구동 전류가 증가할수록 강한 세기의 광을 방출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 LCD형 디스플레이 장치인 경우, 백라이트 유닛에 마련된 발광 소자는 백색 광을 방출하는 백색 LED일 수 있으며, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 퀀텀 닷 시트(Quantum dot sheet; QD Sheet)를 포함하는 QLED형 디스플레이 장치에 해당하는 경우, 백라이트 유닛에 마련된 발광 소자는 청색 광을 방출하는 청색 LED일 수 있다.
반사 시트(201)는 발광 소자 어레이(230)의 전방에 마련되고, 백라이트 유닛(200)의 후방으로 진행하는 광을 전방으로 반사시킬 수 있다.
반사 시트(201)에는 발광 소자(232)에 대응하는 위치에 관통홀(201a)이 형성된다. 또한, 발광 소자(232)는 관통 홀(201a)을 통과하여, 반사 시트(201) 전방으로 돌출될 수 있다. 발광 소자(232)는 반사 시트(201)의 전방에서 다양한 방향으로 광을 방출하므로, 발광 소자(232)로부터 방출된 광의 일부는 후방으로 진행할 수 있다. 반사 시트(201)에 포함되는 반사 필름은 발광 소자(232)로부터 후방으로 방출된 광을 전방으로 반사시킬 수 있다.
확산판(202)은 발광 소자 어레이(230) 및 반사 시트(201)의 전방에 마련될 수 있고, 발광 소자 어레이(230)의 발광 소자(232)로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있다.
발광 소자(232)는 백라이트 유닛(200) 후면의 곳곳에 위치한다. 복수의 발광 소자(232)가 백라이트 유닛(200)의 후면에 등간격으로 배치되더라도, 발광 소자(232)의 위치에 따라 휘도의 불균일이 발생할 수 있다. 확산판(202)은 발광 소자로 인한 휘도의 불균일을 제거하기 위하여 발광 소자로부터 방출된 광을 확산판(202) 내에서 확산시킬 수 있다. 이와 같이, 확산판(202)은 발광 소자 어레이(230)로부터 입사된 광을 전면으로 균일하게 방출할 수 있다.
이러한 확산판(202)은 광 확산을 위한 확산제가 첨가된 폴리 메틸 메타아크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC)로 구성될 수 있다.
광학 시트(203)는 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(203)는 확산 시트, 제1 프리즘 시트, 제2 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트를 포함할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)은, 실시예에 따라, 발광 소자(232)에서 방출된 광의 색을 변환할 수 있는 양자점(quantum dot) 필름(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 양자점 필름은 확산판(202)과 광학 시트(203) 사이에 마련될 수 있다. 이외에도 백라이트 유닛(200)은, 실시예에 따라 다양한 시트를 포함할 수 있다.
이상에서는, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 LCD형 디스플레이 장치이거나 QLED형 디스플레이 장치인 경우를 가정하여 디스플레이 장치(1)의 물리적인 구성을 설명하였다.
다만, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 OLED 형 디스플레이 장치일 수 있으며, 디스플레이 장치(1)가 OLED형 디스플레이 장치인 경우 액정 패널(161)이 생략될 수 있다.
즉, 디스플레이 장치(1)가 OLED형 디스플레이 장치인 경우, 백라이트 유닛(200)에 마련된 복수의 발광 소자(232)는 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자를 포함할 수 있으며, 적색 발광 소자로부터 방출되는 적색 광, 녹색 발광 소자로부터 방출되는 녹색 광, 청색 발광 소자로부터 방출되는 청색 광의 조합에 의하여 영상이 형성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 각각의 발광 소자와 연결된 스캔 트랜지스터(TS)에게 스캔 신호를 전달하는 다수의 스캔 라인(S1, S2 … Sn), 다수의 스캔 라인(S1, S2 … Sn)에 교차되도록 형성되며 각각의 발광 소자(232)에 데이터 전압을 전달하는 다수의 데이터 라인(D1, D2, D3 … Dm )을 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(1)는 외부로부터 입력된 영상 데이터에 기초하여 발광 소자(232)를 제어하는 프로세서(150), 영상 데이터의 단위 프레임을 동일한 기간을 갖는 복수의 서브 프레임으로 분할하여 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(160), 타이밍 컨트롤러(160)의 제어에 기초하여 다수의 스캔 라인(S1, S2 …Sn)에 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버(220), 및 프로세서(150)의 제어에 기초하여 다수의 데이터 라인(D1, D2, D3 … Dm )에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버(210)를 포함할 수 있다.
프로세서(150)는 타이밍 컨트롤러(160)와 단일의 IC로 마련되거나, 별도의 IC로 마련될 수 있으며, 제어 어셈블리(155)에 포함될 수 있다.
프로세서(150) 및/또는 타이밍 컨트롤러(160)는 외부로부터 입력된 영상 데이터에 기초하여 단위 프레임 당 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨을 결정할 수 있으며, 그레이 레벨에 기초하여 데이터 드라이버(210)와 게이트 드라이버(220)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 게이트 드라이버(220)는, 스캔 라인(S1, S2 …Sn)의 일 단부 또는 양 단부와 연결될 수 있으며, 프로세서(150) 및/또는 타이밍 컨트롤러(160)로부터 제공되는 스캔 신호에 기초하여 펄스 전압을 발광 소자 어레이(230) 상에 배열된 스캔 라인(S1, S2 …Sn)에 인가할 수 있다.
게이트 드라이버(220)는, 적어도 하나의 게이트 드라이브 IC를 포함할 수 있으며, 게이트 드라이브 IC는, 발광 소자 어레이(230)의 크기, 해상도 등과 같은 규격에 따라 결정될 수 있다.
즉, 게이트 드라이버(220)의 게이트 드라이브 IC는 스캔 신호를 입력 받아, 스캔 라인(S1, S2 …Sn)을 통해 순차적으로 온/오프 전압, 즉 온/오프 신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 게이트 드라이브 IC는 스캔 라인(S1, S2 …Sn)에 연결된 스캔 트랜지스터(TS)를 순차적으로 턴 온/오프 시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 데이터 드라이버(210)는, 프로세서(150) 및/또는 타이밍 컨트롤러(160)로부터 입력 받은 제어 신호에 기초하여 데이터 전압의 출력 타이밍, 데이터 전압의 크기, 및 극성 등을 설정하고, 공급 타이밍에 맞추어 데이터 라인(D1, D2, D3 … Dm )을 통해 적절한 데이터 전압을 출력할 수 있다.
즉, 데이터 드라이버(210)는, 프로세서(150)의 제어에 따라, 각 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨에 대응하는 데이터 전압을 대응하는 데이터 라인(D1, D2, D3 … Dm )을 통하여 해당 발광 소자(232)로 공급할 수 있다.
다시 말해, 데이터 드라이버(210)는, 프로세서(150)로부터 수신된 영상 데이터에 대응하는 휘도 데이터(그레이 레벨)를 아날로그 형태 및/또는 디지털 형태의 데이터 전압으로 변환하여 발광 소자 어레이(230) 상에 배열된 데이터 라인(D1, D2, D3 … Dm )에 각각 인가할 수 있다.
데이터 드라이버(210)는, 적어도 하나의 데이터 드라이브 IC를 포함할 수 있으며, 데이터 드라이브 IC의 개수는 발광 소자 어레이(230)의 크기, 해상도 등과 같은 규격에 따라 결정될 수 있다.
발광 소자 어레이(230)에 마련된 발광 소자들(232)은 각각 프로세서(150) 및/또는 타이밍 컨트롤러(160)의 제어에 기초하여 특정 휘도 값으로 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
도 4에는 발광 소자(232)가 적색, 녹색 및 청색 발광 소자인 것을 예로 들었으나, 발광 소자(232)는 백색 발광 소자 및/또는 청색 발광 소자일 수 있다.
이하에서는 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 스캔 라인(SL)에 연결되어 발광 소자(232)를 구동시키는 구동 회로를 자세하게 살펴본다.
도 5 는 일 실시예에 의한 발광 소자의 구동 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 발광 소자의 구동 회로는 스캔 트랜지스터(TS), 구동 트랜지스터(TD), 캐패시터(C), 및 발광 소자(232)를 포함할 수 있다.
스캔 트랜지스터(TS)의 게이트는 스캔 라인(SL)과 연결되어 스캔 신호를 게이트 전압으로 공급받아 온/오프될 수 있으며, 스캔 트랜지스터(TS)의 소스는 데이터 라인(DL)과 연결되어 데이터 전압에 대응하는 전하량을 캐패시터(C)로 전달할 수 있다.
캐패시터(C)는 충전된 전하량에 기초하여 구동 트랜지스터(TD)의 게이트로 게이트 전압을 공급할 수 있으며, 구동 트랜지스터(TD)는 게이트 전압과 소스 전압의 차이에 기초하여 구동 전류를 발광 소자(232)에 인가할 수 있다.
발광 소자(232)의 구동 회로는 도 5에 도시된 회로에 한정되지 않으며, 발광 소자(232)를 구동시킬 수 있는 모든 구동 회로가 채용될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 5에 도시된 회로의 관점에서 디스플레이 장치(1)의 제어방법을 설명한다.
이상으로 디스플레이 장치(1)의 각종 구성과 내부 회로 구성을 살펴보았다.
이하에서는 디스플레이 장치(1)의 각종 구성을 이용한 디스플레이 장치의 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 6은 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고, 도 7은 일 실시예에 의한 타이밍 컨트롤러의 스캔 신호 생성 타이밍을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 고 휘도 영역에서 일 실시예에 의한 발광 소자에 인가되는 구동 전류를 나타낸 도면이고, 도 9 내지 도 11은 저 휘도 영역에서 일 실시예에 의한 발광 소자에 인가되는 구동 전류를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 프로세서(150)는 영상 데이터에 기초하여 단위 프레임 당 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨을 결정할 수 있다(1000).
영상 데이터가 단위 프레임의 한 픽셀 당 11비트의 데이터를 할애할 때, 단위 프레임 당 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨은 0~2047의 범위에서 결정될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(160)는 단위 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하고 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 복수의 서브 프레임 각각은 동일한 기간을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(160)는 단위 프레임을 N개의 서브 프레임으로 분할하고, 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성할 수 있다.
복수의 서브 프레임 각각이 동일한 기간을 갖고, 단위 프레임의 기간이 8.3ms라고 가정하면, 하나의 서브 프레임의 기간은 8.3ms를 N으로 나눈 값에 해당할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(160)는 영상 데이터의 비트 수에 기초하여 서브 프레임의 개수를 결정하고, 단위 프레임을 결정된 개수의 서브 프레임으로 분할할 수 있다.
예를 들어, 영상 데이터가 단위 프레임의 한 픽셀 당 11비트의 데이터를 할애할 때, 타이밍 컨트롤러(160)는 단위 프레임을 128개의 서브 프레임으로 분할하고 128개의 서브 프레임에 대응하는 스캔 신호를 생성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 프로세서(150)는 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상인지 판단할 수 있다(1100).
미리 설정된 값은 저 휘도/고 휘도 영역의 분리 기준이 되는 그레이 레벨의 값으로 미리 설정될 수 있으며, 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(150)는 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 1024 이상인지 판단할 수 있다.
그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면(1100의 예), 프로세서(150)는 그레이 레벨에 기초하여 발광 소자(232)의 휘도 값을 결정하고(1150), 복수의 서브 프레임 모두에서 발광 소자(232)를 결정된 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다(1160).
구체적으로, 도 8을 참조하면, 프로세서(150)는 복수의 서브 프레임 모두에서 스캔 트랜지스터(TS)가 턴온된 기간에, 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 전압의 진폭을 조절하여 발광 소자(232)에 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다.
즉, 프로세서(150)는 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨에 기초하여 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압의 크기를 결정할 수 있으며, 복수의 서브 프레임 모두에서 스캔 트랜지스터(TS)가 턴온된 기간에 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압을 인가함으로써 발광 소자(232)에 흐르는 구동 전류를 제어하여 발광 소자(232)를 결정된 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다.
결론적으로 프로세서(150)는 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면, 발광 소자(232)에 흐르는 구동 전류의 진폭을 제어하여 발광 소자(232)의 휘도를 제어할 수 있다.
예를 들어, 미리 설정된 값이 1024(10000000000)이고 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 1523(10111110011)이면, 프로세서(150)는 데이터 드라이버(210)를 제어하여 복수의 서브 프레임 모두에서 하위 10비트인 499(0111110011)에 대응되는 데이터 전압(예를 들어, 4V)을 출력할 수 있다.
프로세서(150)는 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 미리 설정된 값보다 작으면(1100의 아니오), 그레이 레벨에 기초하여 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리할 수 있다(1200).
이후 프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 발광 소자(232)를 턴오프시키거나 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다(1300).
구체적으로, 프로세서(150)는 그레이 레벨에 기초하여, 발광 소자(232)가 요구되는 그레이 레벨에 대응되는 휘도를 출력하기 위해 발광되어야 하는 발광 기간을 결정할 수 있으며, 발광 소자(232)의 발광 기간에 기초하여 데이터 전압이 출력되어야 하는 서브 프레임의 개수를 결정할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 발광 소자(232)의 발광 기간과 같거나 짧고, 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 발광 소자(232)의 발광 기간의 차이가 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧아지도록 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임을 결정할 수 있으며, 복수의 서브 프레임 중에서 제1 서브 프레임 그룹에 속하지 않은 서브 프레임을 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임으로 결정할 수 있다.
프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 발광 기간과 같으면, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 발광 소자(232)를 턴오프시킬 수 있다
또한, 프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 발광 기간보다 짧으면, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 발광 소자(232)를 턴오프시킬 수 있다. 이 때, 프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 발광 기간의 차이에 기초하여 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정할 수 있다.
미리 설정된 휘도 값은, 그레이 레벨이 미리 설정된 값일 때의 발광 소자(232)의 휘도 값을 의미할 수 있다.
예를 들어, 미리 설정된 값이 1024(10000000000)인 경우, 하위 10비트인 0(0000000000)에 대응되는 데이터 전압(예를 들어, 2V)에 따른 발광 소자(232)의 휘도 값이 미리 설정된 휘도 값으로 결정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 복수의 서브 프레임의 개수가 128개 이고 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 248(00011111000)인 경우, 프로세서(150)는 상위 8비트인 31(00011111)와 하위 3비트인 0(000)에 기초하여 발광 기간을 31에 대응되는 기간으로 결정할 수 있다. 이 때, 프로세서(150)는 복수의 프레임 128개 중에서 31개의 서브 프레임(서브 프레임#1, #2, #3, … #31)을 제1 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있으며, 나머지 97개의 서브 프레임(서브 프레임#32, #33, #34, … #128)을 제2 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있다.
위와 같은 경우, 제1 서브 프레임 그룹에 속한 31개의 서브 프레임(서브 프레임#1, #2, #3, … #31)의 기간의 합은 31에 대응되는 발광 기간과 동일하므로, 프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 31개의 서브 프레임 모두(서브 프레임#1, #2, #3, … #31)에서 미리 설정된 진폭을 갖는 데이터 전압을 출력하여, 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 97개의 서브 프레임 모두(서브 프레임#32, #33, #34, … #128)에서 발광 소자(232)를 턴오프시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 복수의 서브 프레임의 개수가 128개 이고 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 250(00011111010)인 경우, 프로세서(150)는 상위 8비트인 31(00011111)과 하위 3비트인 2(010)에 기초하여 발광 기간을 (31+2/8=31.25)에 대응되는 기간으로 결정할 수 있다. 이 때, 프로세서(150)는 복수의 프레임 128개 중에서 31개의 서브 프레임(서브 프레임#1, #2, #3, … #31)을 제1 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있으며, 나머지 97개의 서브 프레임(서브 프레임#32, #33, #34, … #128)을 제2 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있다.
위와 같은 경우, 제1 서브 프레임 그룹에 속한 31개의 서브 프레임(서브 프레임#1, #2, #3 … #31)의 기간의 합은 31.25에 대응되는 발광 기간보다 짧다. 따라서, 프로세서(150)는 제1 서브 프레임 그룹에 속한 31개의 서브 프레임(서브 프레임#1, #2, #3 … #31) 모두에서 발광 소자를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온 시키고, 제2 서브 프레임 그룹(서브 프레임#32, #33, #34, … #128) 중 적어도 하나의 서브 프레임(서브 프레임 #32)에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 나머지 서브 프레임 모두(서브 프레임#33, #34, … #128)에서 발광 소자(232)를 턴오프시킬 수 있다.
도 10은 제2 서브 프레임 그룹(서브 프레임#32, #33, #34, … #128) 중 하나의 제1 서브 프레임(서브 프레임 #32)에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것을 예로 들었지만, 프로세서는 제2 서브 프레임 그룹(서브 프레임#32, #33, #34, … #128) 중 복수 개의 제1 서브 프레임(서브 프레임#33, #35)에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시킬 수도 있다.
이 때, 프로세서(150)는 하위 3비트인 2(010)에 기초하여 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)가 제1 서브 프레임의 개수를 1개로 정한 경우, 제1 서브 프레임으로 결정된 서브 프레임#32에서 출력되는 데이터 전압의 크기는 제1 서브 프레임 그룹의 서브 프레임들(서브 프레임 #1, #2, #3 … #31)에서 출력되는 데이터 전압의 크기의 2/8로 결정될 수 있다.
또 다른 예로, 프로세서(150)가 제1 서브 프레임의 개수를 2개로 정한 경우, 제1 서브 프레임으로 결정된 임의의 서브 프레임#33, #35에서 출력되는 데이터 전압의 크기는 제1 서브 프레임 그룹의 서브 프레임들(서브 프레임 #1, #2, #3 … #31)에서 출력되는 데이터 전압의 크기의 1/8로 결정될 수 있다.
프로세서(150)는 발광 기간과 단위 프레임의 기간의 차이가 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 복수의 서브 프레임(서브 프레임#1, #2, #3, … #128) 중 어느 하나의 서브 프레임(#128)을 제2 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있으며, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시키고, 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두(서브 프레임#1, #2, #3, … #127)에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다.
이 때, 프로세서(150)는 발광 기간과 단위 프레임의 기간의 차이에 기초하여 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임(#128)의 제1 휘도 값을 결정할 수 있다.
예를 들어, 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 1023(01111111111)인 경우, 프로세서(150)는 상위 8비트인 127(01111111)와 하위 3비트인 7(111)에 기초하여 발광 기간을 127+7/8에 대응되는 기간으로 결정할 수 있다. 이 때, 프로세서(150)는 복수의 프레임 127개(서브 프레임#1, #2, #3, … #127)를 제1 서브 프레임 그룹으로 결정하고, 나머지 하나의 서브 프레임(서브 프레임#128)을 제2 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있다.
이 때, 프로세서(150)는 128개의 서브 프레임 중 제1 서브 프레임 그룹에 속한 127개의 서브 프레임에서 출력되는 데이터 전압의 진폭이 미리 설정된 진폭이 되도록, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 1개의 서브 프레임에서 출력되는 데이터 전압의 진폭이 다른 서브 프레임에서 출력되는 데이터 전압의 진폭의 7/8가 되도록 데이터 드라이버(210)를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(150)는 발광 소자(232)의 발광 기간이 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 복수의 서브 프레임 모두를 제2 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있으며, 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 발광 소자(232)를 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시킬 수 있다.
이 때, 프로세서(150)는 그레이 레벨에 기초하여 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정할 수 있다.
도 11을 참조하면, 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 2(00000000110)인 경우, 프로세서(150)는 발광 기간을 6/8에 대응되는 기간으로 결정할 수 있고, 이 때 프로세서(150)는 복수의 프레임 128개 모두(서브 프레임#1, #2, #3 … #128)를 제2 서브 프레임 그룹으로 결정할 수 있다.
이 때, 프로세서(150)는 제2 서브 프레임 그룹에 속한 제1 서브 프레임의 개수를 1개로 결정할 수 있으며, 임의의 한 개의 제1 서브 프레임인 서브 프레임#1에서 출력되는 데이터 전압의 진폭이 미리 설정된 진폭의 6/8가 되도록 데이터 드라이버(210)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(150)는 제1 서브 프레임의 개수를 3개로 결정할 수 있으며, 임의의 세 개의 제1 서브 프레임인 서브 프레임#1, #3, #5에서 출력되는 데이터 전압의 진폭이 미리 설정된 진폭의 2/8가 되도록 데이터 드라이버(210)를 제어할 수 있다.
위와 같이, 본 개시에 의하면, 발광 소자(232)에 요구되는 그레이 레벨이 미리 설정된 값보다 작은 저 휘도 영역에서 발광 소자(232)에 흐르는 전류의 크기를 고정시키고 전류가 출력되는 기간을 제어하여 디스플레이 장치(1)의 화면의 균일도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면 전류 변화에 따라 발광 소자(232)의 파장이 변하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임에서는 발광 소자(232)에 흐르는 전류의 크기를 제어함으로써, 서브 프레임 개수가 그레이 레벨을 표현하는 비트 수와 대응되지 않더라도 모든 그레이 레벨을 표현할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 기록 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 기록 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 디스플레이 장치 150: 프로세서
160: 타이밍 컨트롤러 161: 액정 패널
200: 백라이트 유닛 210: 데이터 드라이버
220: 게이트 드라이버 232: 발광 소자

Claims (20)

  1. 발광 소자;
    단위 프레임 당 상기 발광 소자에 요구되는 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자를 제어하는 프로세서; 및
    상기 단위 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 휘도 값을 결정하고 상기 복수의 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 상기 결정된 휘도 값으로 턴온시키고,
    상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값보다 작으면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간을 결정하고, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같거나 짧고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧아지도록 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임을 결정하고,
    상기 복수의 서브 프레임 중에서 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속하지 않은 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임으로 결정하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간보다 짧으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 발광 기간이 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 모두를 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하고,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면,
    상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하고,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시키는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이에 기초하여 상기 제1 휘도 값을 결정하는 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 휘도 값은,
    상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값일 때의 상기 발광 소자의 휘도 값인 디스플레이 장치.
  11. 단위 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여 각각의 서브 프레임에 대응되는 스캔 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법에 있어서,
    상기 단위 프레임 당 발광 소자에 요구되는 그레이 레벨을 결정하고;
    상기 그레이 레벨이 미리 설정된 값 이상이면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 휘도 값을 결정하고 상기 복수의 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 상기 결정된 휘도 값으로 턴온시키고;
    상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값보다 작으면, 상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 발광 소자의 발광 기간을 결정하고, 상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 미리 설정된 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하는 것은,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같거나 짧고, 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧아지도록 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임을 결정하고;
    상기 복수의 서브 프레임 중에서 상기 제1 서브 프레임 그룹에 속하지 않은 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임으로 결정하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간과 같으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합이 상기 발광 기간보다 짧으면, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,
    상기 제1 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 각각의 기간의 합과 상기 발광 기간의 차이에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하는 것은,
    상기 발광 기간이 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 모두를 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하는 것;을 포함하고,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키고, 상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 해당하지 않는 나머지 서브 프레임 모두에서 상기 발광 소자를 턴오프시키는 것을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임 중 적어도 하나의 제1 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,
    상기 그레이 레벨에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 개수와 상기 적어도 하나의 제1 서브 프레임의 휘도 값을 결정하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 발광 기간에 기초하여 상기 복수의 서브 프레임을 제1 서브 프레임 그룹과 제2 서브 프레임 그룹으로 분리하는 것은,
    상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이가 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임의 기간보다 짧으면, 상기 복수의 서브 프레임 중 어느 하나의 서브 프레임을 상기 제2 서브 프레임 그룹으로 결정하는 것;을 포함하고,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 턴오프시키거나 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 휘도 값으로 턴온시키는 것은,상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시키는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 서브 프레임 그룹에 속한 서브 프레임에서 상기 발광 소자를 상기 미리 설정된 휘도 값보다 작은 제1 휘도 값으로 턴온시키는 것은,
    상기 발광 기간과 상기 단위 프레임의 기간의 차이에 기초하여 상기 제1 휘도 값을 결정하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제어방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 미리 설정된 휘도 값은,
    상기 그레이 레벨이 상기 미리 설정된 값일 때의 상기 발광 소자의 휘도 값인 디스플레이 장치의 제어방법.
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