KR20210149947A - 구동 제어부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법 - Google Patents

구동 제어부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

구동 제어부는 영상 분석부, 계조 설정부 및 시간 공간 배치부를 포함한다. 상기 영상 분석부는 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정한다. 상기 계조 설정부는 감마값 및 상기 피크 휘도를 수신하여 경계 계조 및 최소 계조를 결정한다. 상기 시간 공간 배치부는 상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치한다. 상기 구동 제어부는 상기 경계 계조 이하인 저계조 영역에서 디지털 방식으로 표시 패널을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서 아날로그 방식으로 상기 표시 패널을 구동한다.

Description

구동 제어부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법 {DRIVING CONTROLLER, DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME AND METHOD OF DRIVING DISPLAY PANEL USING THE SAME}
본 발명은 구동 제어부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상시킬 수 있는 구동 제어부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 입력 영상을 기초로 영상을 표시하고, 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 상기 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부, 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 구동 제어부를 포함한다.
표시 패널의 특성에 따라 저계조 영역에서는 표시 영상의 감마값이 타겟 감마값을 벗어나기 쉽고, 표시 영상의 색좌표가 타겟 색좌표를 벗어나기 쉬우며, 저계조 영역에서 얼룩이 시인되는 문제가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 상세하게는 저계조 영역에 대응하여 디지털 방식으로 구동하고, 상기 저계조 영역이 아닌 일반 계조 영역에 대응하여 아날로그 방식으로 구동하며, 입력 영상에 따라 상기 저계조 영역 및 상기 일반 계조 영역의 경계를 나타내는 경계 계조를 설정하여 표시 품질을 향상시키는 구동 제어부를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 구동 제어부를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치를 이용하는 표시 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 구동 제어부는 영상 분석부, 계조 설정부 및 시간 공간 배치부를 포함한다. 상기 영상 분석부는 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정한다. 상기 계조 설정부는 감마값 및 상기 피크 휘도를 수신하여 경계 계조 및 최소 계조를 결정한다. 상기 시간 공간 배치부는 상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치한다. 상기 구동 제어부는 상기 경계 계조 이하인 저계조 영역에서 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 이용하여 표시 패널을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서 상기 입력 영상 데이터의 계조에 대응하는 데이터 신호를 기초로 상기 표시 패널을 구동한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계조 설정부는 상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 최소 계조는 고정될 수 있다. 상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조는 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계조 설정부는 상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 최소 계조는 고정될 수 있다. 상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조는 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계조 설정부는 복수의 디지털 구동 구간을 정의할 수 있다. 상기 계조 설정부는 제1 입력 계조 구간에 대하여 제1 경계 계조 및 제1 최소 계조를 설정할 수 있다. 상기 계조 설정부는 상기 제1 입력 계조 구간보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간에 대하여 제2 경계 계조 및 제2 최소 계조를 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 경계 계조는 상기 제2 경계 계조보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 최소 계조는 상기 제2 최소 계조와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 최소 계조는 상기 제2 최소 계조보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경계 계조, 상기 최소 계조 및 상기 감마값을 수신하여 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 최대 개수를 결정하는 하프톤 설정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이가 증가할수록 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수는 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계조 설정부는 복수의 디지털 구동 구간을 정의할 수 있다. 상기 계조 설정부는 제1 입력 계조 구간에 대하여 제1 경계 계조 및 제1 최소 계조를 설정할 수 있다. 상기 계조 설정부는 상기 제1 입력 계조 구간보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간에 대하여 제2 경계 계조 및 제2 최소 계조를 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하프톤 설정부는 상기 입력 영상 데이터의 입력 계조에 관계 없이 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수를 일정하게 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하프톤 설정부는 상기 입력 영상 데이터의 입력 계조에 따라 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수를 가변하도록 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력 영상 데이터의 상기 입력 계조가 감소할수록 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수는 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계조 설정부는 레드 서브 픽셀의 특성값, 그린 서브 픽셀의 특성값 및 블루 서브 픽셀의 특성값을 더 수신할 수 있다. 상기 계조 설정부는 상기 감마값, 상기 피크 휘도 및 상기 레드 서브 픽셀의 특성값, 상기 그린 서브 픽셀의 특성값 및 상기 블루 서브 픽셀의 특성값을 기초로 상기 레드 서브 픽셀의 경계 계조 및 최소 계조, 상기 그린 서브 픽셀의 경계 계조 및 최소 계조, 상기 블루 서브 픽셀의 경계 계조 및 최소 계조를 각각 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레드 서브 픽셀의 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조, 상기 그린 서브 픽셀의 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조, 상기 블루 서브 픽셀의 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조 및 상기 감마값을 수신하여 상기 레드 서브 픽셀의 상기 최소 계조를 갖는 상기 레드 서브 픽셀의 최대 개수, 상기 그린 서브 픽셀의 상기 최소 계조를 갖는 상기 그린 서브 픽셀의 최대 개수, 상기 블루 서브 픽셀의 상기 최소 계조를 갖는 상기 블루 서브 픽셀의 최대 개수를 결정하는 하프톤 설정부를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 게이트 구동부, 구동 제어부 및 데이터 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 입력 영상 데이터를 기초로 영상을 표시한다. 상기 게이트 구동부는 상기 표시 패널에 게이트 신호를 출력한다. 상기 구동 제어부는 상기 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정하고, 감마값 및 상기 피크 휘도를 기초로 경계 계조 및 최소 계조를 결정하며, 상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치하여 데이터 신호를 생성하고, 상기 경계 계조 이하인 저계조 영역에서 디지털 방식으로 상기 표시 패널을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서 아날로그 방식으로 상기 표시 패널을 구동한다. 상기 데이터 구동부는 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 상기 표시 패널에 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동 제어부는 상기 경계 계조, 상기 최소 계조 및 상기 감마값을 기초로 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 최대 개수를 결정할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 구동 방법은 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정하는 단계, 감마값 및 상기 피크 휘도를 기초로 경계 계조 및 최소 계조를 결정하는 단계 및 상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치하여 데이터 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널의 구동 방법은 상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하는 단계 및 상기 데이터 전압을 상기 표시 패널에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조가 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 최소 계조는 고정되고, 상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조는 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조가 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 최소 계조는 고정되고, 상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조는 감소할 수 있다.
이와 같은 구동 제어부, 표시 장치 및 표시 패널의 구동 방법에 따르면, 저계조 영역에 대응하여 표시 패널을 디지털 방식으로 구동하고, 상기 저계조 영역이 아닌 일반 계조 영역에 대응하여 상기 표시 패널을 아날로그 방식으로 구동하며, 입력 영상에 따라 상기 저계조 영역 및 상기 일반 계조 영역의 경계를 나타내는 경계 계조 및 최소 계조를 적응적으로 설정할 수 있다.
따라서, 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이를 일정 수준 이하로 유지하여 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이로 인해 플리커가 발생하는 문제를 방지할 수 있고, 상기 디지털 방식으로 인해 타겟 계조를 표시할 수 있는 해상도가 감소하는 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 구동 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 구동 제어부의 동작을 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 표시 패널이 32계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 1의 표시 패널이 24계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 6은 도 1의 표시 패널이 16계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 7은 도 1의 표시 패널이 8계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 8은 도 1의 표시 패널이 0계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 9는 도 2의 계조 설정부에 입력되는 감마값에 따른 계조 및 휘도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 2의 계조 설정부에 입력되는 감마값에 따른 계조 및 이웃 계조 간 휘도차를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 2의 계조 설정부에 입력되는 피크 휘도에 따른 계조 및 휘도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 도 2의 계조 설정부에 입력되는 피크 휘도에 따른 계조 및 이웃 계조 간 휘도차를 나타내는 그래프이다.
도 13은 이웃 계조 간 휘도차에 따른 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값을 나타내는 그래프이다.
도 14는 디지털 방식 표현 계조에 따른 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값을 나타내는 그래프이다.
도 15는 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 고정되고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다.
도 16은 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 고정되고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조 및 최소 계조를 나타내는 표이다.
도 17은 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 고정되고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다.
도 18은 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 고정되고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조 및 최소 계조를 나타내는 표이다.
도 19는 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다.
도 20은 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조 및 최소 계조를 나타내는 표이다.
도 21은 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다.
도 22는 도 2의 하프톤 설정부에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조 및 최소 계조를 나타내는 표이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 제어부를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 구동 제어부(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400) 및 데이터 구동부(500)를 포함한다.
예를 들어, 상기 구동 제어부(200) 및 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 제어부(200), 상기 감마 기준 전압 생성부(400) 및 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수 있다. 적어도 상기 구동 제어부(200) 및 상기 데이터 구동부(500)가 일체로 형성된 구동 모듈을 타이밍 컨트롤러 임베디드 데이터 구동부(Timing Controller Embedded Data Driver, TED)로 명명할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부 및 상기 표시부에 이웃하여 배치되는 주변부를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.
상기 구동 제어부(200)는 외부의 장치로부터 입력 영상 데이터(IMG) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 백색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 마젠타색(magenta) 영상 데이터, 황색(yellow) 영상 데이터 및 시안색(cyan) 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 근거로 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 상기 구동 제어부(200)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성하여 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.
상기 구동 제어부(200)에 대해서는 도 2 내지 도 18을 참조하여 상세히 후술한다.
상기 게이트 구동부(300)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 출력한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널의 상기 주변부 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널의 상기 주변부 상에 집적될 수 있다.
상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다.
상기 데이터 구동부(500)는 상기 구동 제어부(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인(DL)에 출력한다.
도 2는 도 1의 구동 제어부(200)를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 1의 구동 제어부(200)의 동작을 나타내는 그래프이다. 도 4는 도 1의 표시 패널(100)이 32계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다. 도 5는 도 1의 표시 패널(100)이 24계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다. 도 6은 도 1의 표시 패널(100)이 16계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다. 도 7은 도 1의 표시 패널(100)이 8계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다. 도 8은 도 1의 표시 패널(100)이 0계조를 표시하는 방식을 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 상기 구동 제어부(200)는 경계 계조 이하인 저계조 영역에서는 디지털 방식으로 상기 표시 패널(100)을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서는 아날로그 방식으로 상기 표시 패널(100)을 구동할 수 있다. 상기 디지털 구동 방식에서는 비연속적인 제1 데이터 및 제2 데이터만을 이용하여 입력 계조를 표현할 수 있다. 예를 들어, 상기 디지털 구동 방식에서는 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 시간적, 공간적으로 배치하여 상기 입력 계조를 표현할 수 있다. 상기 아날로그 구동 방식에서는 연속하는 데이터 신호들 중에서 상기 입력 계조에 대응하는 데이터 신호를 결정하여, 상기 데이터 신호로 상기 입력 계조를 표현할 수 있다. 상기 데이터 신호는 아날로그 데이터 신호일 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 영상 분석부(210), 계조 설정부(220) 및 시간 공간 배치부(240)를 포함한다. 상기 구동 제어부(200)는 상기 하프톤 설정부(230)를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 분석부(210)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 수신할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 분석하여 피크 휘도(LP)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 분석부(210)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 최고 계조를 기초로 상기 피크 휘도(LP)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 분석부(210)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 평균 계조를 기초로 상기 피크 휘도(LP)를 결정할 수 있다. 상기 영상 분석부(210)는 상기 피크 휘도(LP)를 상기 계조 설정부(220)에 출력할 수 있다.
상기 계조 설정부(220)는 감마값(GM) 및 상기 피크 휘도(LP)를 수신할 수 있다. 상기 감마값(GM)은 사용자 또는 제조자에 의해 설정되는 값일 수 있다. 상기 계조 설정부(220)는 상기 감마값(GM) 및 상기 피크 휘도를 수신하여 상기 경계 계조(GSS) 및 최소 계조(GSM)를 결정할 수 있다. 상기 계조 설정부(220)는 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 상기 하프톤 설정부(230) 및 상기 시간 공간 배치부(240)로 출력할 수 있다.
상기 경계 계조(GSS)는 상기 디지털 구동 계조 영역과 상기 아날로그 구동 계조 영역을 구별하는 경계를 나타낼 수 있다. 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)는 상기 디지털 구동 계조 영역을 구동하기 위해 사용되는 기준 계조일 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)가 항상 0 계조인 것은 아니며, 상기 최소 계조(GSM)는 0보다 크고 상기 경계 계조(GSS)보다 작은 범위에서 적절히 설정될 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)는 상기 입력 영상 데이터의 최소 계조와는 상이할 수 있다.
상기 하프톤 설정부(230)는 상기 경계 계조(GSS), 상기 최소 계조(GSM) 및 상기 감마값(GM)을 수신할 수 있다. 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 경계 계조(GSS), 상기 최소 계조(GSM) 및 상기 감마값(GM)을 기초로 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)를 결정할 수 있다. 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)를 상기 시간 공간 배치부(240)로 출력할 수 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 계조 설정부(220)로부터 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 수신할 수 있다. 상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)만을 이용하여 상기 디지털 구동 계조 영역 내의 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 경계 계조(GSS)를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 제2 데이터를 시간적, 공간적으로 배치하여 상기 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 하프톤 설정부(230)로부터 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)를 수신할 수 있다. 상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 개수가 상기 최대 개수(NGSM)를 초과하지 않도록 상기 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
도 3을 보면, 상기 경계 계조(GSS)가 32계조인 경우를 예시하였다. 상기 32계조 이하의 입력 계조에 대해서는 디지털 구동 방식으로 상기 데이터 신호(DATA)가 생성될 수 있다. 상기 32계조 초과의 입력 계조에 대해서는 아날로그 구동 방식으로 상기 데이터 신호(DATA)가 생성될 수 있다. 상기 디지털 구동 방식에서는 상기 경계 계조(GSS)에 대응하는 제1 데이터 및 상기 기준 계조(GSM)에 대응하는 제2 데이터를 시간적, 공간적으로 배치하여 상기 입력 계조를 표현할 수 있다. 상기 아날로그 구동 방식에서는 상기 입력 계조에 대응하는 하나의 아날로그 데이터 신호로 상기 입력 계조를 표현할 수 있다. 도 3에서는 상기 감마값(GM)이 1.0인 경우를 예시하였고, 상기 피크 휘도(LP)가 화이트 휘도(Yw) 기준으로 1000nit인 경우를 예시하였다.
도 4를 보면, 32계조를 나타내기 위해, 상기 구동 제어부(200)는 32계조(경계 계조)에 대응하는 제1 데이터만이 각 픽셀에 인가되도록 할 수 있다.
도 5를 보면, 24계조를 나타내기 위해, 상기 구동 제어부(200)는 32계조(경계 계조)에 대응하는 제1 데이터와 0계조(최소 계조)에 대응하는 제2 데이터가 3:1의 비율로 각 픽셀에 인가되도록 할 수 있다. 도시하지 않았으나, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터는 3:1의 비율을 유지하되, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 표시하는 픽셀의 위치는 프레임마다 가변하도록 설정될 수 있다.
도 6을 보면, 16계조를 나타내기 위해, 상기 구동 제어부(200)는 32계조(경계 계조)에 대응하는 제1 데이터와 0계조(최소 계조)에 대응하는 제2 데이터가 1:1의 비율로 각 픽셀에 인가되도록 할 수 있다. 도시하지 않았으나, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터는 1:1의 비율을 유지하되, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 표시하는 픽셀의 위치는 프레임마다 가변하도록 설정될 수 있다.
도 7을 보면, 8계조를 나타내기 위해, 상기 구동 제어부(200)는 32계조(경계 계조)에 대응하는 제1 데이터와 0계조(최소 계조)에 대응하는 제2 데이터가 1:3의 비율로 각 픽셀에 인가되도록 할 수 있다. 도시하지 않았으나, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터는 1:3의 비율을 유지하되, 상기 제1 데이터와 상기 제2 데이터를 표시하는 픽셀의 위치는 프레임마다 가변하도록 설정될 수 있다.
도 8을 보면, 0계조를 나타내기 위해, 상기 구동 제어부(200)는 0계조(최소 계조)에 대응하는 제2 데이터만이 각 픽셀에 인가되도록 할 수 있다.
도 4 내지 도 8의 구동 방식에서는, 상기 32계조(경계 계조)에 대응하는 제1 데이터와 0계조(최소 계조)에 대응하는 제2 데이터의 휘도 차이가 크게 나는 경우, 상기 구동 과정에서 플리커가 시인되는 문제가 있을 수 있다. 또한, 최소 계조를 갖는 픽셀의 개수가 많은 경우, 최소 계조 표시로 인한 얼룩이 시인되는 문제가 있을 수 있다.
도 3 내지 도 8에서는 최대 계조가 255계조인 경우를 예시하여 설명하였으나, 본 발명의 상기 최대 계조는 255계조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)가 8bit를 갖는 경우, 상기 최대 계조는 255계조일 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)가 9bit를 갖는 경우, 상기 최대 계조는 511계조일 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)가 10bit를 갖는 경우, 상기 최대 계조는 1023계조일 수 있다.
도 3 내지 도 8에서는 경계 계조(GSS)가 32계조인 경우를 예시하여 설명하였으나, 본 발명의 상기 경계 계조(GSS)는 32계조에 한정되지 않는다.
도 3 내지 도 8에서는 상기 피크 휘도(LP)가 화이트 휘도(Yw) 기준으로 1000nit인 경우를 예시하여 설명하였으나, 본 발명의 상기 피크 휘도(LP)는 1000nit에 한정되지 않는다.
도 9는 도 2의 계조 설정부(220)에 입력되는 감마값(GM)에 따른 계조 및 휘도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 10은 도 2의 계조 설정부(220)에 입력되는 감마값(GM)에 따른 계조 및 이웃 계조 간 휘도차를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 상기 계조 설정부(220)는 상기 감마값(GM)이 감소할수록 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 결정할 수 있다.
도 9 및 도 10을 보면, 상기 감마값(GM)이 작은 경우(e.g. GAMMA 1.0), 상기 저계조 영역의 상기 이웃 계조 간 휘도차가 상기 감마값(GM)이 큰 경우(e.g. GAMMA 2.2)보다 더 크게 나타난다. 여기서, 상기 이웃 계조 간 휘도차란 1 계조를 이동할 때의 휘도의 차이를 의미한다.
본 실시예에서 상기 디지털 구동은 상기 저계조 영역에서만 적용되므로, 상기 저계조 영역에서는 상기 감마값이 감소할수록 이웃 계조 간 휘도차가 큰 것으로 볼 수 있다. 상기 이웃 계조 간 휘도차가 크면, 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)의 차이를 작게 설정하여야 상기 플리커를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 최소 계조(GSM)가 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 최소 계조(GSM)는 0계조로 고정될 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)가 고정되면, 상기 감마값(GM)이 감소할수록 상기 경계 계조(GSS)는 감소할 수 있다.
도 11은 도 2의 계조 설정부(220)에 입력되는 피크 휘도(LP)에 따른 계조 및 휘도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 12는 도 2의 계조 설정부(220)에 입력되는 피크 휘도(LP)에 따른 계조 및 이웃 계조 간 휘도차를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 상기 계조 설정부(220)는 피크 휘도(LP)가 증가할수록 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 결정할 수 있다.
도 11 및 도 12를 보면, 상기 피크 휘도(LP)가 큰 경우(e.g. 2000nit), 상기 이웃 계조 간 휘도차가 상기 피크 휘도(LP)가 작은 경우(e.g. 1000nit)보다 더 크게 나타난다.
즉, 상기 피크 휘도(LP)가 증가할수록 이웃 계조 간 휘도차가 크게 나타나며, 상기 이웃 계조 간 휘도차가 크면, 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)의 차이를 작게 설정하여야 상기 플리커를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 최소 계조(GSM)가 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 최소 계조(GSM)는 0계조로 고정될 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)가 고정되면, 상기 피크 휘도(LP)가 증가할수록 상기 경계 계조(GSS)는 감소할 수 있다.
도 13은 이웃 계조 간 휘도차에 따른 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)을 나타내는 그래프이다. 도 14는 디지털 방식 표현 계조에 따른 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)을 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 14를 참조하면, 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 경계 계조(GSS), 상기 최소 계조(GSM) 및 상기 감마값(GM)을 수신하여 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)를 결정할 수 있다.
상기 경계 계조(GSS)의 휘도 및 상기 최소 계조(GSM)의 휘도의 차이가 증가할수록 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NGSM)는 감소할 수 있다. 상기 경계 계조(GSS)의 휘도 및 상기 최소 계조(GSM)의 휘도의 차이가 크면 플리커 발생 우려가 크므로, 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)가 감소하도록 설정될 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 개수가 작으면 작을수록 플리커 발생 우려는 감소한다.
또한, 도 13에서 보듯이, 상기 이웃 계조 간 휘도차가 증가할수록 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NGSM)는 감소할 수 있다. 상기 이웃 계조 간 휘도차가 증가할수록 플리커 발생 우려가 크므로, 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)가 감소하도록 설정될 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 개수가 작으면 작을수록 플리커 발생 우려는 감소한다.
또한, 도 14에서 보듯이, 상기 디지털 구동 영역의 범위가 클수록 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NGSM)는 감소할 수 있다. 상기 디지털 구동 영역의 범위가 클수록 플리커 발생 우려가 크므로, 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSM)가 감소하도록 설정될 수 있다. 상기 최소 계조(GSM)를 갖는 픽셀의 개수가 작으면 작을수록 플리커 발생 우려는 감소한다.
도 15는 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 고정되고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다. 도 16은 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 고정되고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조(GSS) 및 최소 계조(GSM)를 나타내는 표이다.
도 1 내지 도 16을 참조하면, 상기 계조 설정부(220)는 복수의 디지털 구동 구간을 정의할 수 있다. 도 16의 표를 보면, 상기 디지털 구동 구간은 제1 내지 제6 디지털 구동 구간을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 계조 설정부(220)는 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대하여 제1 경계 계조(32G) 및 제1 최소 계조(0G)를 설정하고, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대하여 제2 경계 계조(23G) 및 제2 최소 계조(0G)를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제1 경계 계조(32G)는 아날로그 구동 영역과 디지털 구동 영역의 경계를 나타낼 수 있다. 상기 제2 경계 계조(32G)는 제1 입력 계조 구간 및 제2 입력 계조 구간의 경계를 나타낼 수 있다.
상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 경계 계조(32G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 경계 계조(23G)보다 클 수 있다. 반면, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 최소 계조(0G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 최소 계조(0G)와 동일하게 설정할 수 있다.
상기 계조 설정부(220)는 상기 제2 입력 계조 구간(22G-17G)보다 작은 계조를 갖는 제3 입력 계조 구간(16G-12G)에 대하여 제3 경계 계조(17G) 및 제3 최소 계조(0G)를 설정하고, 상기 제3 입력 계조 구간(16G-12G)보다 작은 계조를 갖는 제4 입력 계조 구간(11G-8G)에 대하여 제4 경계 계조(12G) 및 제4 최소 계조(0G)를 설정하고, 상기 제4 입력 계조 구간(11G-8G)보다 작은 계조를 갖는 제5 입력 계조 구간(7G-4G)에 대하여 제5 경계 계조(8G) 및 제5 최소 계조(0G)를 설정하고, 상기 제5 입력 계조 구간(7G-4G)보다 작은 계조를 갖는 제6 입력 계조 구간(3G-0G)에 대하여 제6 경계 계조(4G) 및 제6 최소 계조(0G)를 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 입력 계조에 관계 없이 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 일정하게 설정할 수 있다. 도 15에서, 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)는 일정하게 도시되어 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 초과하지 않는 범위에서 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 이용하여 상기 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
도 17은 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 고정되고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다. 도 18은 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 고정되고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조(GSS) 및 최소 계조(GSM)를 나타내는 표이다.
도 1 내지 도 18을 참조하면, 상기 계조 설정부(220)는 복수의 디지털 구동 구간을 정의할 수 있다. 도 18의 표를 보면, 상기 디지털 구동 구간은 제1 내지 제6 디지털 구동 구간을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 계조 설정부(220)는 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대하여 제1 경계 계조(32G) 및 제1 최소 계조(23G)를 설정하고, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대하여 제2 경계 계조(23G) 및 제2 최소 계조(17G)를 설정할 수 있다.
상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 경계 계조(32G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 경계 계조(23G)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 최소 계조(0G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 최소 계조(17G)보다 클 수 있다.
상기 계조 설정부(220)는 상기 제2 입력 계조 구간(22G-17G)보다 작은 계조를 갖는 제3 입력 계조 구간(16G-12G)에 대하여 제3 경계 계조(17G) 및 제3 최소 계조(12G)를 설정하고, 상기 제3 입력 계조 구간(16G-12G)보다 작은 계조를 갖는 제4 입력 계조 구간(11G-8G)에 대하여 제4 경계 계조(12G) 및 제4 최소 계조(8G)를 설정하고, 상기 제4 입력 계조 구간(11G-8G)보다 작은 계조를 갖는 제5 입력 계조 구간(7G-4G)에 대하여 제5 경계 계조(8G) 및 제5 최소 계조(4G)를 설정하고, 상기 제5 입력 계조 구간(7G-4G)보다 작은 계조를 갖는 제6 입력 계조 구간(3G-0G)에 대하여 제6 경계 계조(4G) 및 제6 최소 계조(0G)를 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 입력 계조에 관계 없이 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 일정하게 설정할 수 있다. 도 17에서, 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)는 일정하게 도시되어 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 초과하지 않는 범위에서 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 이용하여 상기 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 저계조 영역에 대응하여 표시 패널을 디지털 방식으로 구동하고, 상기 저계조 영역이 아닌 일반 계조 영역에 대응하여 상기 표시 패널을 아날로그 방식으로 구동하며, 입력 영상에 따라 상기 저계조 영역 및 상기 일반 계조 영역의 경계를 나타내는 경계 계조 및 최소 계조를 적응적으로 설정할 수 있다.
따라서, 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이를 일정 수준 이하로 유지하여 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이로 인해 플리커가 발생하는 문제를 방지할 수 있고, 상기 디지털 방식으로 인해 타겟 계조를 표시할 수 있는 해상도가 감소하는 문제를 최소화할 수 있다.
도 19는 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다. 도 20은 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 1000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조(GSS) 및 최소 계조(GSM)를 나타내는 표이다.
도 1 내지 도 14, 도 19 및 도 20을 참조하면, 상기 계조 설정부(220)는 복수의 디지털 구동 구간을 정의할 수 있다. 도 20의 표를 보면, 상기 디지털 구동 구간은 제1 내지 제3 디지털 구동 구간을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 계조 설정부(220)는 제1 입력 계조 구간(31G-19G)에 대하여 제1 경계 계조(32G) 및 제1 최소 계조(0G)를 설정하고, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-19G)보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간(18G-11G)에 대하여 제2 경계 계조(23G) 및 제2 최소 계조(0G)를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제1 경계 계조(32G)는 아날로그 구동 영역과 디지털 구동 영역의 경계를 나타낼 수 있다. 상기 제2 경계 계조(32G)는 제1 입력 계조 구간 및 제2 입력 계조 구간의 경계를 나타낼 수 있다.
상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 경계 계조(32G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 경계 계조(23G)보다 클 수 있다. 반면, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 최소 계조(0G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 최소 계조(0G)와 동일하게 설정할 수 있다.
상기 계조 설정부(220)는 상기 제2 입력 계조 구간(18G-11G)보다 작은 계조를 갖는 제3 입력 계조 구간(10G-0G)에 대하여 제3 경계 계조(17G) 및 제3 최소 계조(0G)를 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 입력 계조에 따라 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 가변하도록 설정할 수 있다. 도 19에서, 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)는 가변하도록 도시되어 있다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 상기 입력 계조가 감소할수록 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)는 증가할 수 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 초과하지 않는 범위에서 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 이용하여 상기 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
도 21은 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 최소 계조 픽셀 개수를 나타내는 그래프이다. 도 22는 도 2의 하프톤 설정부(230)에서 설정하는 최소 계조 픽셀 개수의 최대값(NGSM)이 입력 계조에 따라 가변하고 피크 휘도가 2000nit인 경우, 입력 계조에 따른 경계 계조(GSS) 및 최소 계조(GSM)를 나타내는 표이다.
도 1 내지 도 14, 도 19 내지 도 22를 참조하면, 상기 계조 설정부(220)는 복수의 디지털 구동 구간을 정의할 수 있다. 도 22의 표를 보면, 상기 디지털 구동 구간은 제1 내지 제3 디지털 구동 구간을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 계조 설정부(220)는 제1 입력 계조 구간(31G-19G)에 대하여 제1 경계 계조(32G) 및 제1 최소 계조(19G)를 설정하고, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-19G)보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간(18G-11G)에 대하여 제2 경계 계조(23G) 및 제2 최소 계조(11G)를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 제1 경계 계조(32G)는 아날로그 구동 영역과 디지털 구동 영역의 경계를 나타낼 수 있다. 상기 제2 경계 계조(32G)는 제1 입력 계조 구간 및 제2 입력 계조 구간의 경계를 나타낼 수 있다.
상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 경계 계조(32G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 경계 계조(23G)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제1 입력 계조 구간(31G-23G)에 대한 상기 제1 최소 계조(19G)는 제2 입력 계조 구간(22G-17G)에 대한 상기 제2 최소 계조(11G)보다 클 수 있다.
상기 계조 설정부(220)는 상기 제2 입력 계조 구간(18G-11G)보다 작은 계조를 갖는 제3 입력 계조 구간(10G-0G)에 대하여 제3 경계 계조(17G) 및 제3 최소 계조(0G)를 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하프톤 설정부(230)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 입력 계조에 따라 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 가변하도록 설정할 수 있다. 도 21에서, 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)는 가변하도록 도시되어 있다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)의 상기 입력 계조가 감소할수록 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)는 증가할 수 있다.
상기 시간 공간 배치부(240)는 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수(NSGM)를 초과하지 않는 범위에서 상기 경계 계조(GSS) 및 상기 최소 계조(GSM)를 이용하여 상기 입력 계조에 대응하는 상기 데이터 신호(DATA)를 생성할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 저계조 영역에 대응하여 표시 패널을 디지털 방식으로 구동하고, 상기 저계조 영역이 아닌 일반 계조 영역에 대응하여 상기 표시 패널을 아날로그 방식으로 구동하며, 입력 영상에 따라 상기 저계조 영역 및 상기 일반 계조 영역의 경계를 나타내는 경계 계조 및 최소 계조를 적응적으로 설정할 수 있다.
따라서, 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이를 일정 수준 이하로 유지하여 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이로 인해 플리커가 발생하는 문제를 방지할 수 있고, 상기 디지털 방식으로 인해 타겟 계조를 표시할 수 있는 해상도가 감소하는 문제를 최소화할 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 제어부를 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 따른 구동 제어부, 표시 장치 및 표시 패널의 구동 방법은 구동 제어부의 구성 및 동작을 제외하면, 도 1 내지 도 18의 구동 제어부, 표시 장치 및 표시 패널의 구동 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 및 도 23을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 구동 제어부(200A), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400) 및 데이터 구동부(500)를 포함한다.
상기 구동 제어부(200A)는 경계 계조 이하인 저계조 영역에서는 디지털 방식으로 상기 표시 패널(100)을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서는 아날로그 방식으로 상기 표시 패널(100)을 구동할 수 있다.
상기 구동 제어부(200A)는 영상 분석부(210), 계조 설정부(220A) 및 시간 공간 배치부(240)를 포함한다. 상기 구동 제어부(200A)는 상기 하프톤 설정부(230A)를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 분석부(210)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 수신할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 분석하여 피크 휘도(LP)를 결정할 수 있다. 상기 영상 분석부(210)는 상기 피크 휘도(LP)를 상기 계조 설정부(220A)에 출력할 수 있다.
상기 계조 설정부(220A)는 감마값(GM) 및 상기 피크 휘도(LP)를 수신할 수 있다. 상기 계조 설정부(220A)는 레드 서브 픽셀의 특성값, 그린 서브 픽셀의 특성값 및 블루 서브 픽셀의 특성값(RGBCH)을 더 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 레드 서브 픽셀의 특성값, 상기 그린 서브 픽셀의 특성값 및 상기 블루 서브 픽셀의 특성값(RGBCH)은 상기 레드 서브 픽셀의 이웃 계조 간 휘도차, 그린 서브 픽셀의 이웃 계조 간 휘도차 및 블루 서브 픽셀의 이웃 계조 간 휘도차일 수 있다.
상기 계조 설정부(220A)는 상기 레드 서브 픽셀의 특성값, 상기 그린 서브 픽셀의 특성값 및 상기 블루 서브 픽셀의 특성값(RGBCH), 상기 감마값(GM), 상기 피크 휘도(LP)를 수신하여 상기 레드 서브 픽셀, 상기 그린 서브 픽셀 및 상기 블루 서브 픽셀의 상기 경계 계조(GSSR/GSSG/GSSB) 및 최소 계조(GSMR/GSMG/GSMB)를 각각 결정할 수 있다. 상기 계조 설정부(220A)는 상기 경계 계조(GSSR/GSSG/GSSB) 및 상기 최소 계조(GSMR/GSMG/GSMB)를 상기 하프톤 설정부(230A) 및 상기 시간 공간 배치부(240)로 출력할 수 있다.
상기 하프톤 설정부(230A)는 상기 레드 서브 픽셀의 특성값, 상기 그린 서브 픽셀의 특성값 및 상기 블루 서브 픽셀의 특성값(RGBCH), 상기 경계 계조(GSSR/GSSG/GSSB) 및 상기 최소 계조(GSMR/GSMG/GSMB) 및 상기 감마값(GM)을 수신할 수 있다. 상기 하프톤 설정부(230A)는 상기 레드 서브 픽셀의 특성값, 상기 그린 서브 픽셀의 특성값 및 상기 블루 서브 픽셀의 특성값(RGBCH), 상기 경계 계조(GSSR/GSSG/GSSB) 및 상기 최소 계조(GSMR/GSMG/GSMB) 및 상기 감마값(GM)을 기초로 상기 레드 서브 픽셀, 상기 그린 서브 픽셀 및 상기 블루 서브 픽셀의 상기 최소 계조(GSMR/GSMG/GSMB)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSMR/NGSMG/NGSMB)를 결정할 수 있다. 상기 하프톤 설정부(230A)는 상기 최소 계조(GSMR/GSMG/GSMB)를 갖는 픽셀의 최대 개수(NGSMR/NGSMG/NGSMB)를 상기 시간 공간 배치부(240)로 출력할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 저계조 영역에 대응하여 표시 패널을 디지털 방식으로 구동하고, 상기 저계조 영역이 아닌 일반 계조 영역에 대응하여 상기 표시 패널을 아날로그 방식으로 구동하며, 입력 영상에 따라 상기 저계조 영역 및 상기 일반 계조 영역의 경계를 나타내는 경계 계조 및 최소 계조를 적응적으로 설정할 수 있다.
따라서, 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이를 일정 수준 이하로 유지하여 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이로 인해 플리커가 발생하는 문제를 방지할 수 있고, 상기 디지털 방식으로 인해 타겟 계조를 표시할 수 있는 해상도가 감소하는 문제를 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 구동 제어부, 표시 장치 및 표시 패널의 구동 방법에 따르면, 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 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.
100: 표시 패널 200, 200A: 구동 제어부
210: 영상 분석부 220, 220A: 계조 설정부
230, 230A: 하프톤 설정부 240: 시간 공간 배치부
300: 게이트 구동부 400: 감마 기준 전압 생성부
500: 데이터 구동부

Claims (25)

  1. 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정하는 영상 분석부;
    감마값 및 상기 피크 휘도를 수신하여 경계 계조 및 최소 계조를 결정하는 계조 설정부; 및
    상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치하는 시간 공간 배치부를 포함하고,
    상기 경계 계조 이하인 저계조 영역에서 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 이용하여 표시 패널을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서 상기 입력 영상 데이터의 계조에 대응하는 데이터 신호를 기초로 상기 표시 패널을 구동하는 구동 제어부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계조 설정부는 상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조를 결정하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최소 계조는 고정되고,
    상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조는 감소하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  4. 제1항에 있어서, 상기 계조 설정부는 상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조를 결정하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  5. 제4항에 있어서, 상기 최소 계조는 고정되고,
    상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조는 감소하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  6. 제1항에 있어서, 상기 계조 설정부는 복수의 디지털 구동 구간을 정의하고,
    상기 계조 설정부는 제1 입력 계조 구간에 대하여 제1 경계 계조 및 제1 최소 계조를 설정하고,
    상기 계조 설정부는 상기 제1 입력 계조 구간보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간에 대하여 제2 경계 계조 및 제2 최소 계조를 설정하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 경계 계조는 상기 제2 경계 계조보다 큰 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 최소 계조는 상기 제2 최소 계조와 동일한 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 최소 계조는 상기 제2 최소 계조보다 큰 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  10. 제1항에 있어서, 상기 경계 계조, 상기 최소 계조 및 상기 감마값을 수신하여 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 최대 개수를 결정하는 하프톤 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  11. 제10항에 있어서, 상기 경계 계조의 휘도 및 상기 최소 계조의 휘도의 차이가 증가할수록 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수는 감소하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  12. 제10항에 있어서, 상기 계조 설정부는 복수의 디지털 구동 구간을 정의하고,
    상기 계조 설정부는 제1 입력 계조 구간에 대하여 제1 경계 계조 및 제1 최소 계조를 설정하고,
    상기 계조 설정부는 상기 제1 입력 계조 구간보다 작은 계조를 갖는 제2 입력 계조 구간에 대하여 제2 경계 계조 및 제2 최소 계조를 설정하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하프톤 설정부는 상기 입력 영상 데이터의 입력 계조에 관계 없이 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수를 일정하게 설정하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  14. 제13항에 있어서, 상기 하프톤 설정부는 상기 입력 영상 데이터의 입력 계조에 따라 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수를 가변하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  15. 제14항에 있어서, 상기 입력 영상 데이터의 상기 입력 계조가 감소할수록 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 상기 최대 개수는 증가하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  16. 제1항에 있어서, 상기 계조 설정부는 레드 서브 픽셀의 특성값, 그린 서브 픽셀의 특성값 및 블루 서브 픽셀의 특성값을 더 수신하고,
    상기 계조 설정부는 상기 감마값, 상기 피크 휘도 및 상기 레드 서브 픽셀의 특성값, 상기 그린 서브 픽셀의 특성값 및 상기 블루 서브 픽셀의 특성값을 기초로 상기 레드 서브 픽셀의 경계 계조 및 최소 계조, 상기 그린 서브 픽셀의 경계 계조 및 최소 계조, 상기 블루 서브 픽셀의 경계 계조 및 최소 계조를 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  17. 제16항에 있어서, 상기 레드 서브 픽셀의 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조, 상기 그린 서브 픽셀의 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조, 상기 블루 서브 픽셀의 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조 및 상기 감마값을 수신하여 상기 레드 서브 픽셀의 상기 최소 계조를 갖는 상기 레드 서브 픽셀의 최대 개수, 상기 그린 서브 픽셀의 상기 최소 계조를 갖는 상기 그린 서브 픽셀의 최대 개수, 상기 블루 서브 픽셀의 상기 최소 계조를 갖는 상기 블루 서브 픽셀의 최대 개수를 결정하는 하프톤 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 제어부.
  18. 입력 영상 데이터를 기초로 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부; 및
    상기 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정하고, 감마값 및 상기 피크 휘도를 기초로 경계 계조 및 최소 계조를 결정하며, 상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치하여 데이터 신호를 생성하고, 상기 경계 계조 이하인 저계조 영역에서 디지털 방식으로 상기 표시 패널을 구동하고, 상기 경계 계조 초과인 일반 계조 영역에서 아날로그 방식으로 상기 표시 패널을 구동하는 구동 제어부; 및
    상기 데이터 신호를 기초로 데이터 전압을 생성하여 상기 표시 패널에 출력하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 구동 제어부는 상기 경계 계조, 상기 최소 계조 및 상기 감마값을 기초로 상기 최소 계조를 갖는 픽셀의 최대 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 입력 영상 데이터를 분석하여 피크 휘도를 결정하는 단계;
    감마값 및 상기 피크 휘도를 기초로 경계 계조 및 최소 계조를 결정하는 단계; 및
    상기 경계 계조를 갖는 제1 데이터 및 상기 최소 계조를 갖는 제2 데이터를 시간적 공간적으로 배치하여 데이터 신호를 생성하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 데이터 신호를 데이터 전압으로 변환하는 단계; 및
    상기 데이터 전압을 상기 표시 패널에 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조가 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 최소 계조는 고정되고,
    상기 피크 휘도가 증가할수록 상기 경계 계조는 감소하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조의 차이가 감소하도록 상기 경계 계조 및 상기 최소 계조가 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 최소 계조는 고정되고,
    상기 감마값이 감소할수록 상기 경계 계조는 감소하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
KR1020200066460A 2020-06-02 2020-06-02 구동 제어부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법 KR20210149947A (ko)

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