KR20220021059A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 화소부, 및 구동 주파수 및 요구 휘도에 따라 상이한 발광 주기를 가지는 발광 제어 신호를 상기 화소부에 출력하는 발광 구동부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}
본 개시는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며, 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성한다. 여기자가 여기 상태(exited state)로부터 기저 상태(ground state)로 변하면서 에너지를 방출하여 발광한다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비 전력으로 구동되기 때문에 차세대 디스플레이로 각광받고 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치에서 저휘도를 표현하는 구동 구간에서 구동 전류의 세밀한 제어가 용이하지 않아, 발광 제어 신호의 듀티비를 조절하여 구동하는 방법이 제안되었다. 이때, 오프 구간의 폭이 커짐에 따라 블랙 구동 시간이 길어져 플리커가 시인되는 문제점을 해결하기 위해 발광 제어 신호의 사이클을 늘려서 구동할 수 있다.
다만, 신호의 사이클을 늘리게 되면 동화상에서 계단형 블러(blur)가 나타나게 되고, 구동 전압이 증가하게 되는 문제점이 있다.
실시예들은 계단형 블러, 구동 전압의 증가를 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 화소부, 및 구동 주파수 및 요구 휘도에 따라 상이한 발광 주기를 가지는 발광 제어 신호를 상기 화소부에 출력하는 발광 구동부를 포함한다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도를 입력 받아 상기 발광 주기를 결정하여 상기 발광 구동부에 출력하는 발광 주기 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 주기 제어부는 상기 구동 주파수를 수신하는 구동 주파수 수신부, 상기 요구 휘도를 수신하는 요구 휘도 수신부, 상기 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정하는 듀티비 결정부, 및 상기 발광 주기를 결정하는 발광 주기 결정부를 포함할 수 있다.
상기 듀티비 결정부는 상기 요구 휘도가 낮을수록 상기 오프 듀티비를 높게 설정할 수 있다.
상기 발광 주기 결정부는 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비로부터 상기 발광 주기를 결정할 수 있다.
상기 발광 주기 결정부는 룩업 테이블을 이용하여 상기 발광 주기를 도출해내고, 상기 룩업 테이블은 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비에 따라 플리커가 시인되지 않는 최소 발광 주기에 대한 정보를 저장할 수 있다.
상기 구동 주파수가 100Hz 이상인 경우 상기 발광 주기는 1회일 수 있다.
상기 구동 주파수가 90Hz 인 경우, 상기 요구 휘도가 150nit 미만이면 상기 발광 주기는 1회이고, 상기 요구 휘도가 150nit 이상이면 상기 발광 주기는 1회 이상일 수 있다.
상기 구동 주파수가 90Hz 이고, 상기 요구 휘도가 400nit 이상인 경우, 상기 오프 듀티비가 50% 이하이면 상기 발광 주기는 1회이고, 상기 오프 듀티비가 50% 초과이면 상기 발광 주기는 6회일 수 있다.
상기 화소부는 상기 복수의 화소 각각에 연결되어 있는 복수의 스캔선, 복수의 데이터선 및 복수의 발광 제어선을 포함하고, 상기 발광 제어선은 상기 발광 구동부로부터 상기 발광 제어 신호를 상기 화소부에 전달할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법은 표시 장치의 구동 주파수를 수신하는 단계, 상기 표시 장치의 화면의 밝기를 대표하는 요구 휘도를 수신하는 단계, 및 상기 구동 주파수 및 상기 요구 휘도에 따라 상기 화소부에 출력하는 발광 제어 신호의 발광 주기를 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법은 상기 요구 휘도에 따라 상기 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 오프 듀티비를 결정하는 단계에서, 상기 요구 휘도가 낮을수록 상기 오프 듀티비를 높게 결정할 수 있다.
상기 발광 제어 신호의 발광 주기를 결정하는 단계에서, 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비에 따라 상기 발광 주기를 결정할 수 있다.
상기 발광 제어 신호의 발광 주기를 결정하는 단계는 상기 구동 주파수와 기준 주파수를 비교하는 단계, 상기 요구 휘도와 기준 휘도를 비교하는 단계, 및 상기 발광 주기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 주파수와 상기 기준 주파수를 비교하여 상기 구동 주파수가 상기 기준 주파수 이상인 경우 상기 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다.
상기 기준 주파수는 100Hz 일 수 있다.
상기 요구 휘도와 상기 기준 휘도를 비교하여 상기 요구 휘도가 상기 기준 휘도 미만인 경우 상기 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다.
상기 기준 휘도는 상기 구동 주파수에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
상기 요구 휘도와 상기 기준 휘도를 비교하여 상기 요구 휘도가 상기 기준 휘도 이상인 경우 룩업 테이블을 참조하여 상기 발광 주기를 결정하고, 상기 룩업 테이블은 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비에 따라 플리커가 시인되지 않는 최소 발광 주기에 대한 정보를 저장할 수 있다.
실시예들에 따르면, 플리커가 시인되지 않는 경우에는 신호의 사이클을 늘리지 않음으로써, 계단형 블러, 구동 전압의 증가를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 개략적인 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 회로도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 발광 주기 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 표시 장치의 다양한 발광 제어 신호를 나타낸 파형도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 표시 장치의 요구 휘도에 따른 베이스 휘도 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 나타낸 그래프이다.
도 6은 구동 주파수 및 휘도에 따른 복합 플리커 지수를 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8은 오프 듀티비 및 휘도에 따른 복합 플리커 지수를 나타낸 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법의 일부 단계를 나타낸 순서도이다.
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.
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 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 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.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
먼저, 도 1을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 개략적인 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치는 화소부(10), 타이밍 제어부(20), 데이터 구동부(30), 게이트 구동부(40), 발광 구동부(50) 및 전원 공급부(60)를 포함할 수 있다.
화소부(10)는 제1 방향으로 연장되어 스캔 신호(SL1 내지 SLn)를 전달하는 복수의 스캔선들(151) 및 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)를 전달하는 복수의 발광 제어선들(155), 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 데이터 전압(DL1 내지 DLm)을 전달하는 복수의 데이터선들(171), 및 이러한 복수의 신호선들과 연결되며 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들(PX)을 포함한다. 각 화소(PX)는 스캔선(151) 및 데이터선(171)으로부터 각각 스캔 신호(SL1 내지 SLn) 및 데이터 전압(DL1 내지 DLm)을 공급받는다. 또한, 발광 제어선(155)으로부터 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)를 공급받는다. 각 화소(PX)는 스캔 신호(SL1 내지 SLn), 데이터 전압(DL1 내지 DLm), 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn), 구동 전압(ELVDD) 및 공통 전압(ELVSS)에 대응하여 발광함으로써, 화상을 표시한다. 각 화소(PX)는 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)에 응답하여 발광 시간이 조절될 수 있다.
타이밍 제어부(20)는 외부의 영상 소스로부터 제1 영상 데이터(DATA) 및 이의 표시를 제어하기 위한 입력 제어 신호들, 예를 들면 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync) 및 클럭신호(CLK) 등을 입력 받는다. 타이밍 제어부(20)는 입력되는 제1 영상 데이터(DATA)를 영상 처리하여 화소부(10)의 화상 표시에 적합하도록 보정된 제2 영상 데이터(DATA')를 생성할 수 있고, 생성된 제2 영상 데이터(DATA')를 데이터 구동부(30)에 제공한다. 또한, 타이밍 제어부(20)는 입력 제어 신호들에 기초하여 데이터 구동부(30), 게이트 구동부(40), 발광 구동부(50) 및 전원 공급부(60)의 구동을 제어하는 구동 제어 신호들(DCS, SCS, EDCS, PCS)을 생성하여 출력한다.
한편, 타이밍 제어부(20)는 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)의 온/오프 듀티비 및 발광 주기를 조절하는 발광 주기 제어부(25)를 포함할 수 있다. 발광 주기 제어부(25)는 요구 휘도에 따라 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)의 온/오프 듀티비를 결정하고, 구동 주파수, 요구 휘도 및 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)의 온/오프 듀티비로부터 발광 주기를 조절할 수 있다. 예를 들면, 요구 휘도가 높은 경우 오프 듀티비를 상대적으로 낮게 설정할 수 있다. 또한, 구동 주파수가 낮을수록, 요구 휘도가 낮을수록, 오프 듀티비가 높을수록 발광 주기를 크게 조절할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 이하 도 3 이후의 설명에서 더욱 기술하도록 한다.
데이터 구동부(30)는 복수의 데이터선들(171)과 연결되며, 타이밍 제어부(20)의 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 데이터 신호(DL1 내지 DLm)를 생성하고, 생성된 데이터 신호(DL1 내지 DLm)를 데이터선들(171)에 출력한다. 이때, 데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(20)에서 제공되는 디지털 형태의 제2 영상 데이터(DATA')를 아날로그 형태의 데이터 전압(DL1 내지 DLm)으로 변환하여 데이터선들(171)에 출력한다. 데이터 전압(DL1 내지 DLm)은 감마 기준 전압을 기반으로 생성되며, 데이터 구동부(30)는 감마 기준 전압 생성부(미도시)로부터 감마 기준 전압을 제공받을 수 있다. 데이터 구동부(30)는 화소부(10)의 화소(PX) 중 소정의 행에 포함되어 있는 복수의 화소 각각에 데이터 신호(DL1 내지 DLm)를 순차적으로 전달한다.
게이트 구동부(40)는 복수의 스캔선들(151)과 연결되며, 타이밍 제어부(20)의 스캔 제어 신호(SCS)에 응답하여 스캔 신호(SL1 내지 SLn)를 생성하고, 생성된 스캔 신호(SL1 내지 SLn)를 스캔선들(151)에 출력한다. 스캔 신호(SL1 내지 SLn)에 따라 한 행씩의 화소들(PX)이 순차적으로 선택되어 데이터 신호(DL1 내지 DLm)가 제공될 수 있다. 게이트 구동부(40)는 기설정된 구동 주파수에 따라 스캔 신호(SL1 내지 SLn)를 공급할 수 있으며, 구동 주파수는 타이밍 제어부(20)에 의해 제어될수 있다.
발광 구동부(50)는 복수의 발광 제어선들(155)과 연결되며, 타이밍 제어부(20)의 발광 주기 제어 신호(ECCS)에 의해 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)를 생성하여 발광 제어선들(155) 각각에 전달한다. 이때, 발광 주기 제어 신호(ECCS)에 응답하여 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)의 온/오프 듀티비 및 발광 주기가 조절된다. 즉, 발광 제어 신호(EM1 내지 EMn)에 따라 화소들(PX)의 발광 시간 및 한 프레임 내에서의 발광 횟수가 조절될 수 있다.
전원 공급부(60)는 전원 제어 신호(PCS)에 따라 화소부(10)에 고전위의 구동 전압(ELVDD) 및 저전위의 공통 전압(ELVSS)을 인가할 수 있다. 전원 공급부(60)는 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)을 생성하기 위한 DC-DC 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 전원 공급부(60)로부터 구동 전압(ELVDD) 및 공통 전압(ELVSS)을 공급받은 화소들(PX) 각각은, 구동 전압(ELVDD)으로부터 유기 발광 소자를 경유하여 공통 전압(ELVSS)까지 흐르는 전류에 의하여 데이터 전압에 대응하는 빛을 발광할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 2는 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 화소(PX)는 여러 신호선들에 연결되어 있는 복수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 유지 커패시터(Cst), 그리고 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 영상이 표시되는 표시 영역을 포함하고, 표시 영역에는 이러한 화소(PX)가 다양한 형태로 배열되어 있다.
복수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)는 구동 트랜지스터(T1)를 포함하며, 스캔선(151)에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 즉, 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)를 포함하고, 그 외의 트랜지스터는 발광 다이오드(LED)를 동작시키는데 필요한 동작을 하기 위한 트랜지스터(이하 보상 트랜지스터라 함)다. 이러한 보상 트랜지스터(T4, T5, T6, T7)는 제4 트랜지스터(T4), 제5 트랜지스터(T5), 제6 트랜지스터(T6) 및 제7 트랜지스터(T7)를 포함할 수 있다.
복수의 신호선은 스캔선(151), 전단 스캔선(151a), 발광 제어선(155), 바이패스 제어선(154), 데이터선(171), 구동 전압선(172), 초기화 전압선(127) 및 공통 전압선(741)을 포함할 수 있다. 바이패스 제어선(154)은 전단 스캔선(151a)의 일부이거나 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 또는 바이패스 제어선(154)은 스캔선(151)의 일부이거나 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
스캔선(151)은 게이트 구동부에 연결되어 스캔 신호(SLn)를 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)에 전달한다. 전단 스캔선(151a)은 게이트 구동부에 연결되어 전단에 위치하는 화소(PX)에 인가되는 전단 스캔 신호(SLn-1)를 제4 트랜지스터(T4)에 전달한다. 발광 제어선(155)은 발광 구동부에 연결되어 있으며, 발광 다이오드(LED)가 발광하는 시간을 제어하는 발광 제어 신호(EMn)를 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)에 전달한다. 바이패스 제어선(154)은 바이패스 신호를 제7 트랜지스터(T7)에 전달한다.
데이터선(171)은 데이터 구동부에서 생성되는 데이터 전압을 전달하는 배선으로 데이터 전압에 따라서 발광 다이오드(LED)가 발광하는 휘도가 변한다. 구동 전압선(172)은 구동 전압을 인가한다. 초기화 전압선(127)은 구동 트랜지스터(T1)를 초기화하는 초기화 전압을 전달한다. 공통 전압선(741)은 공통 전압을 인가한다. 구동 전압선(172), 초기화 전압선(127) 및 공통 전압선(741)에 인가되는 전압은 각각 일정한 전압이 인가될 수 있다.
이하에서는 복수의 트랜지스터에 대하여 살펴본다.
구동 트랜지스터(T1)는 인가되는 데이터 전압에 따라서 출력되는 전류의 크기를 조절하는 트랜지스터이다. 출력되는 구동 전류(Id)가 발광 다이오드(LED)에 인가되어 발광 다이오드(LED)의 밝기를 데이터 전압에 따라서 조절한다. 이를 위하여 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극(S1)은 구동 전압을 인가 받을 수 있도록 배치된다. 제1 전극(S1)은 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극(S1)은 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극(D2)과도 연결되어 데이터 전압도 인가 받는다. 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극(D1, 출력 전극)은 발광 다이오드(LED)를 향하여 전류를 출력할 수 있도록 배치된다. 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극(D1)은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있다. 한편, 게이트 전극(G1)은 유지 커패시터(Cst)의 일 전극(제2 유지 전극(E2))과 연결되어 있다. 이에 유지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 따라서 게이트 전극(G1)의 전압이 변하고 그에 따라 구동 트랜지스터(T1)가 출력하는 구동 전류(Id)가 변경된다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 전압을 화소(PX) 내로 받아들이는 트랜지스터이다. 게이트 전극(G2)은 스캔선(151)과 연결되어 있고, 제1 전극(S2)은 데이터선(171)과 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극(D2)은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극(S1)과 연결되어 있다. 스캔선(151)을 통해 전달되는 스캔 신호(SLn)에 따라 제2 트랜지스터(T2)가 켜지면, 데이터선(171)을 통해 전달되는 데이터 전압이 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극(S1)으로 전달된다.
제3 트랜지스터(T3)는 데이터 전압이 구동 트랜지스터(T1)를 거쳐 변화된 보상 전압이 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2)에 전달되도록 하는 트랜지스터이다. 게이트 전극(G3)이 스캔선(151)과 연결되어 있고, 제1 전극(S3)이 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극(D1)과 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극(D3)은 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 스캔선(151)을 통해 전달 받은 스캔 신호(SLn)에 따라 켜져서 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 제2 전극(D1)을 연결시키고, 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극(D1)과 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2)도 연결시킨다.
제4 트랜지스터(T4)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1) 및 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2)을 초기화시키는 역할을 한다. 게이트 전극(G4)은 전단 스캔선(151a)과 연결되어 있고, 제1 전극(S4)은 초기화 전압선(127)과 연결되어 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극(D4)은 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극(D3)을 경유하여 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 연결되어 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 전단 스캔선(151a)을 통해 전달 받은 전단 스캔 신호(SLn-1)에 따라 초기화 전압을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1) 및 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2)에 전달한다. 이에 따라 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압 및 유지 커패시터(Cst)가 초기화된다. 초기화 전압은 저전압값을 가져 구동 트랜지스터(T1)를 턴 온 시킬 수 있는 전압일 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 구동 전압을 구동 트랜지스터(T1)에 전달시키는 역할을 한다. 게이트 전극(G5)은 발광 제어선(155)과 연결되어 있고, 제1 전극(S5)은 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 제5 트랜지스터(T5)의 제2 전극(D5)은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극(S1)과 연결되어 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 구동 트랜지스터(T1)에서 출력되는 구동 전류(Id)를 발광 다이오드(LED)로 전달하는 역할을 한다. 게이트 전극(G6)은 발광 제어선(155)과 연결되어 있고, 제1 전극(S6)은 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극(D1)과 연결되어 있다. 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극(D6)은 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있다.
제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)는 발광 제어선(155)을 통해 전달 받은 발광 제어 신호(EMn)에 따라 동시에 켜지며, 제5 트랜지스터(T5)를 통하여 구동 전압이 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극(S1)에 인가되면, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 전압(즉, 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극(E2)의 전압)에 따라서 구동 트랜지스터(T1)가 구동 전류(Id)를 출력한다. 출력된 구동 전류(Id)는 제6 트랜지스터(T6)를 통하여 발광 다이오드(LED)에 전달된다. 발광 다이오드(LED)에 전류(Iled)가 흐르게 되면서 발광 다이오드(LED)가 빛을 방출한다.
제7 트랜지스터(T7)는 발광 다이오드(LED)의 애노드를 초기화시키는 역할을 한다. 게이트 전극(G7)은 바이패스 제어선(154)과 연결되어 있고, 제1 전극(S7)은 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있고, 제2 전극(D7)은 초기화 전압선(127)과 연결되어 있다. 바이패스 제어선(154)은 전단 스캔선(151a)에 연결되어 있을 수 있으며, 바이패스 신호는 전단 스캔 신호(SLn-1)와 동일한 타이밍의 신호가 인가될 수 있다. 바이패스 제어선(154)은 전단 스캔선(151a)에 연결되지 않고 전단 스캔 신호(SLn-1)와 별개의 신호를 전달할 수도 있다. 바이패스 신호(GB)에 따라 제7 트랜지스터(T7)가 턴 온 되면 초기화 전압이 발광 다이오드(LED)의 애노드로 인가되어 초기화된다.
유지 커패시터(Cst)의 제1 유지 전극(E1)은 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 제2 유지 전극(E2)은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1), 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극(D3) 및 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극(D4)과 연결되어 있다. 그 결과 제2 유지 전극(E2)은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 전압을 결정하며, 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극(D3)을 통하여 데이터 전압을 인가 받거나, 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극(D4)을 통하여 초기화 전압을 인가 받는다.
한편, 발광 다이오드(LED)의 애노드는 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극(D6) 및 제7 트랜지스터(T7)의 제1 전극(S7)과 연결되어 있으며, 캐소드는 공통 전압을 전달하는 공통 전압선(741)과 연결되어 있다.
상기에서 하나의 화소가 7개의 트랜지스터(T1 내지 T7)와 1개의 유지 커패시터(Cst)를 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 트랜지스터의 수와 커패시터의 수, 그리고 이들의 연결 관계는 다양하게 변경될 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 발광 주기 제어부(25)에 대해 더욱 설명하면 다음과 같다.
도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 발광 주기 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치의 발광 주기 제어부(25)는 구동 주파수를 수신하는 구동 주파수 수신부(251), 요구 휘도를 수신하는 요구 휘도 수신부(253), 발광 제어 신호의 온/오프 듀티비를 결정하는 듀티비 결정부(255), 및 발광 주기를 결정하는 발광 주기 결정부(257)를 포함할 수 있다.
구동 주파수 수신부(251)는 타이밍 제어부(20)에서 결정된 구동 주파수를 수신할 수 있다. 구동 주파수는 1초에 보여줄 수 있는 이미지의 수를 의미한다. 이때, 이미지는 한 프레임의 이미지를 의미하는 것으로서, 구동 주파수를 프레임 레이트(frame rate)라고도 한다. 예를 들면, 일 실시예에 의한 표시 장치는 60Hz의 구동 주파수로 구동될 수 있다. 즉, 1초에 60개의 이미지를 차례로 출력하여 동영상을 표현할 수 있다. 다른 예로서, 일 실시예에 의한 표시 장치는 120Hz의 구동 주파수로 구동될 수 있다. 즉, 1초에 120개의 이미지를 차례로 출력하여 동영상을 표현할 수 있다. 이처럼 구동 주파수를 높이게 되면, 동영상을 표현할 때 움직임이 더 자연스럽게 보일 수 있고, 빠른 구동을 위해 구동 전압이 증가할 수 있다. 구동 주파수는 필요에 따라 60Hz, 90Hz, 120Hz, 240Hz 등 다양하게 구동될 수 있다. 구동 주파수 수신부(251)는 이러한 구동 주파수에 대한 정보를 수신할 수 있다.
요구 휘도 수신부(253)는 외부에서 설정된 화면의 요구 휘도에 대한 정보를 수신한다. 요구 휘도는 표시 장치의 화면의 밝기를 대표하는 휘도 값으로서, 예를 들면, 한 프레임의 화면을 표시하는데 필요한 최대 휘도 값을 의미할 수 있다. 어두운 곳에서는 화면의 요구 휘도를 낮게 설정하는 것이 소비 전력 측면에서 유리하고, 밝은 곳에서는 화면의 요구 휘도를 높게 설정하는 것이 시인성 측면에서 유리하다. 따라서, 사용자가 필요에 따라 요구 휘도를 설정할 수 있으며, 이에 대한 정보를 요구 휘도 수신부(253)가 수신할 수 있다. 예를 들면, 최대 휘도를 400nit 수준으로 설정할 수도 있고, 최대 휘도를 50nit 수준으로 설정할 수도 있다. 이때, 요구 휘도를 사용자가 설정하지 않더라도 자동으로 변경되도록 설정할 수도 있다. 예를 들면, 별도의 광감지 센서를 통해 외부의 광을 감지하여, 감지되는 광량이 많은 경우 밝은 장소로 인식하여 자동으로 요구 휘도를 높여줄 수 있다. 또한, 감지되는 광량이 적은 경우에는 어두운 장소로 인식하여 자동으로 요구 휘도를 낮춰줄 수도 있다.
듀티비 결정부(255)는 요구 휘도 수신부(253)로부터 요구 휘도에 대한 정보를 전달 받아 발광 제어 신호의 온/오프 듀티비를 결정할 수 있다. 발광 제어 신호에 따라 발광 다이오드(LED)에 전류(Iled)가 흘러 빛을 방출하게 된다. 이처럼 빛을 방출하는 구간을 발광 구간이라 하고, 발광 구간의 길이는 발광 제어 신호에 따라 정해진다. 이때, 발광 제어 신호의 온/오프 듀티비를 조절함으로써, 표시 계조를 제어할 수 있다. 표시 계조는 발광 구간 동안 발광하는 휘도의 총량에 의해 정해질 수 있다. 동일한 데이터 신호를 인가 받았을 때 발광 제어 신호의 온 듀티비가 높을수록 발광 구간의 길이가 길어지고, 한 발광 구간 동안 방출하게 되는 빛의 양이 증가하여 표시 계조가 높아질 수 있다. 또한, 동일한 데이터 신호를 인가 받았을 때 발광 제어 신호의 오프 듀티비가 높을수록 발광 구간의 길이가 짧아지고, 한 발광 구간 동안 방출하게 되는 빛의 양이 감소하여 표시 계조가 낮아질 수 있다. 따라서, 요구 휘도 수신부(253)로부터 전달 받은 요구 휘도가 높은 경우 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 상대적으로 낮게 설정할 수 있다. 이때, 발광 제어 신호의 온 듀티비는 상대적으로 높게 설정될 수 있다. 또한, 요구 휘도 수신부(253)로부터 전달 받은 요구 휘도가 낮은 경우 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 상대적으로 높게 설정할 수 있다. 이때, 발광 제어 신호의 온 듀티비는 상대적으로 낮게 설정될 수 있다.
발광 주기 결정부(257)는 구동 주파수 수신부(251)로부터 구동 주파수에 대한 정보를 전달 받고, 듀티비 결정부(255)로부터 요구 휘도 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비에 대한 정보를 전달 받아 발광 주기를 결정할 수 있다. 발광 주기는 한 프레임 내에서 발광 제어 신호의 온/오프가 반복되는 횟수를 의미한다.
발광 제어 신호의 오프 듀티비를 높게 설정한 경우 블랙 상태로 표시되는 시간이 길어지고, 발광/비발광 구간의 주기적인 반복을 사용자의 눈이 인지하게 되고, 이는 플리커 현상으로 나타날 수 있다. 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 이러한 플리커 현상이 시인되는 것을 방지하기 위해 플리커 발생이 예상되는 경우 한 프레임 내에서 발광 제어 신호의 온/오프가 수 회 반복되도록 구동할 수 있다. 예를 들면, 한 프레임 내에서 발광 제어 신호의 온/오프가 2회 반복되도록 구동할 수 있다. 또는 한 프레임 내에서 발광 제어 신호의 온/오프가 4회 또는 6회 반복되도록 구동할 수 있다. 이처럼 발광 제어 신호의 온/오프가 수 회 반복되는 경우 계단형 블러 현상이 나타날 수 있고, 구동 전압이 증가할 수 있다. 따라서 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 플리커가 시인되지 않을 것으로 예상되는 경우에는 한 프레임 내에서 발광 제어 신호의 온/오프가 반복되지 않도록 구동하고, 플리커가 시인될 것으로 예상되는 경우에는 한 프레임 내에서 발광 제어 신호의 온/오프가 적어도 2회 이상 반복되도록 구동할 수 있다. 즉, 발광 주기 결정부(257)는 구동 주파수, 요구 휘도, 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비에 대한 정보로부터 플리커 발생 여부를 예측하여 발광 제어 신호의 온/오프의 반복 구동 여부를 결정할 수 있다. 이때, 발광 주기 결정부(257)는 룩업 테이블(LUT, Look-Up Table)을 포함할 수 있다. 룩업 테이블은 구동 주파수, 요구 휘도, 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비에 따라 플리커가 시인되지 않는 최소 발광 주기에 대한 정보를 저장할 수 있다. 발광 주기 결정부(257)는 입력된 구동 주파수, 요구 휘도, 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비에 대한 정보로부터 룩업 테이블을 이용하여 플리커가 발생하지 않을 수 있는 발광 제어 신호의 최소 발광 주기를 도출해낼 수 있다. 따라서, 발광 제어 신호의 발광 주기를 1회 또는 수회로 고정하지 않고, 선택적으로 조절함으로써 플리커의 발생을 방지함과 동시에 계단형 블러의 발생이나 구동 전압의 증가를 최소화할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 일 실시예에 의한 표시 장치의 온/오프 듀티비 및 발광 주기의 변화에 따른 다양한 발광 제어 신호에 대해 설명한다.
도 4는 일 실시예에 의한 표시 장치의 다양한 발광 제어 신호를 나타낸 파형도이다. 가장 위에 위치하는 파형이 수직 동기신호(Vsync)이고, 그 아래에 5가지 발광 제어 신호가 차례로 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치는 60Hz로 구동될 수 있다. 수직 동기신호(Vsync)가 인가되고, 발광 제어 신호가 인가된다. 이때, 발광 제어 신호의 오프 전압이 먼저 인가되고, 이어 온 전압이 인가될 수 있다.
첫 번째 발광 제어 신호(1cycle 0.2%)의 경우 한 프레임 내에서 1회의 오프 전압과 1회의 온 전압이 인가된다. 이때, 오프 듀티비는 약 0.2% 이고, 온 듀티비는 약 99.8% 일 수 있다.
두 번째 발광 제어 신호(2cycle 25%)의 경우 한 프레임 내에서 2회의 오프 전압과 2회의 온 전압이 인가된다. 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압의 순서로 인가될 수 있다. 이때, 오프 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 오프 듀티비는 약 25% 이다. 또한, 온 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 온 듀티비는 약 75% 이다. 두 번째 발광 제어 신호(2cycle 25%)의 경우 첫 번째 발광 제어 신호(1cycle 0.2%)에 비해 오프 듀티비가 증가하고, 발광 주기가 증가하였다. 두 번째 발광 제어 신호(2cycle 25%)에서는 오프 듀티비를 증가시킴으로써, 더 낮은 휘도를 표현할 수 있다. 또한, 발광 주기를 증가시킴으로써, 실질적으로 한 프레임 내에서 2회의 발광이 이루어져 120Hz로 구동되는 효과가 나타난다고 볼 수 있다.
세 번째 발광 제어 신호(2cycle 50%)의 경우 한 프레임 내에서 2회의 오프 전압과 2회의 온 전압이 인가된다. 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압의 순서로 인가될 수 있다. 이때, 오프 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 오프 듀티비는 약 50% 이다. 또한, 온 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 온 듀티비는 약 50% 이다. 세 번째 발광 제어 신호(2cycle 50%)의 경우 두 번째 발광 제어 신호(2cycle 25%)에 비해 오프 듀티비가 증가하고, 발광 주기는 유지된다. 세 번째 발광 제어 신호(2cycle 50%)에서는 오프 듀티비를 증가시킴으로써, 더 낮은 휘도를 표현할 수 있다. 또한, 실질적으로 한 프레임 내에서 2회의 발광이 이루어져 120Hz로 구동되는 효과가 나타난다고 볼 수 있다.
네 번째 발광 제어 신호(4cycle 25%)의 경우 한 프레임 내에서 4회의 오프 전압과 4회의 온 전압이 인가된다. 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압의 순서로 인가될 수 있다. 이때, 오프 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 오프 듀티비는 약 25% 이다. 또한, 온 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 온 듀티비는 약 75% 이다. 네 번째 발광 제어 신호(4cycle 25%)의 경우 첫 번째 발광 제어 신호(1cycle 0.2%)에 비해 오프 듀티비가 증가하고, 발광 주기가 증가하였다. 네 번째 발광 제어 신호(4cycle 25%)에서는 오프 듀티비를 증가시킴으로써, 더 낮은 휘도를 표현할 수 있다. 또한, 발광 주기를 증가시킴으로써, 실질적으로 한 프레임 내에서 4회의 발광이 이루어져 240Hz로 구동되는 효과가 나타난다고 볼 수 있다.
다섯 번째 발광 제어 신호(4cycle 50%)의 경우 한 프레임 내에서 4회의 오프 전압과 4회의 온 전압이 인가된다. 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압 - 오프 전압 - 온 전압의 순서로 인가될 수 있다. 이때, 오프 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 오프 듀티비는 약 50% 이다. 또한, 온 전압이 인가되는 전체 시간을 고려하면, 온 듀티비는 약 50% 이다. 다섯 번째 발광 제어 신호(4cycle 50%)의 경우 네 번째 발광 제어 신호(4cycle 25%)에 비해 오프 듀티비가 증가하고, 발광 주기는 유지된다. 다섯 번째 발광 제어 신호(4cycle 50%)에서는 오프 듀티비를 증가시킴으로써, 더 낮은 휘도를 표현할 수 있다. 또한, 실질적으로 한 프레임 내에서 4회의 발광이 이루어져 240Hz로 구동되는 효과가 나타난다고 볼 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치에서는 발광 주기 제어부가 발광 제어 신호의 온/오프 듀티비 및 발광 주기를 결정하고, 이를 발광 구동부에 전달함으로써, 다양한 발광 제어 신호가 출력될 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 일 실시예에 의한 표시 장치의 요구 휘도에 따라 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정하는 예에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예에 의한 표시 장치의 요구 휘도에 따른 베이스 휘도 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가장 좌측에 위치하는 1번의 경우 일 실시예에 의한 표시 장치의 요구 휘도를 약 350nit로 설정할 수 있다. 이때, 베이스 휘도를 약 350nit로 하고, 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 약 0% 로 하여 약 350nit의 요구 휘도를 구현할 수 있다. 요구 휘도는 실제로 화면에 출력되는 휘도를 의미하고, 베이스 휘도는 화소에 공급되는 전압에 의해 표현될 수 있는 최대 휘도를 의미한다. 동일한 베이스 휘도에 따른 전압이 공급되더라도, 오프 듀티비를 조절함으로써, 실제로 화면에 출력되는 휘도를 조절할 수 있다.
1번에서 7번 사이의 구간에서 요구 휘도는 약 350nit에서 약 250nit로 감소할 수 있다. 이때, 오프 듀티비는 약 0%로 유지하면서, 베이스 휘도를 약 350nit에서 약 250nit로 감소시킴으로써, 약 350nit 내지 약 250nit의 요구 휘도를 구현할 수 있다.
7번에서 13번 사이의 구간에서 요구 휘도는 약 250nit에서 약 150nit로 감소할 수 있다. 이때, 베이스 휘도는 약 250nit로 유지하면서, 오프 듀티비를 약 0%에서 약 40%로 증가시킴으로써, 약 250nit 내지 약 150nit의 요구 휘도를 구현할 수 있다.
13번에서 30번 사이의 구간에서 요구 휘도는 약 150nit에서 약 70nit로 감소할 수 있다. 이때, 오프 듀티비는 약 40%로 유지하면서, 베이스 휘도를 약 250nit에서 약 120nit로 감소시킴으로써, 약 150nit 내지 약 70nit의 요구 휘도를 구현할 수 있다.
30번 에서 61번 사이의 구간에서 요구 휘도는 약 70nit에서 약 0nit로 감소할 수 있다. 이때, 베이스 휘도는 약 120nit로 유지하면서, 오프 듀티비를 약 40%에서 약 100%로 증가시킴으로써, 약 70nit 내지 약 0nit의 요구 휘도를 구현할 수 있다.
상기에서 요구 휘도를 구현하기 위해 베이스 휘도 및 오프 듀티비를 조절하는 방법의 예시에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 앞서 설명한 바와 같이, 일부 구간에서 베이스 휘도를 유지하면서 오프 듀티비를 변화시키고, 다른 일부 구간에서는 오프 듀티비를 유지하면서 베이스 휘도를 변화시켜 요구 휘도를 구현할 수 있다. 이때, 구간의 설정은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 요구 휘도를 구현하기 위한 베이스 휘도 및 오프 듀티비의 수치도 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여, 구동 주파수, 휘도, 오프 듀티비 및 발광 주기에 따른 복합 플리커 지수에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 6은 구동 주파수 및 휘도에 따른 복합 플리커 지수를 나타낸 그래프이다. 도 6에서 오프 듀티비는 40%로, 발광 주기는 1회로 고정된다. 도 7 및 도 8은 오프 듀티비 및 휘도에 따른 복합 플리커 지수를 나타낸 그래프이다. 도 7에서 구동 주파수는 90Hz로, 발광 주기는 1회로 고정된다. 도 8에서 구동 주파수는 120Hz로, 발광 주기는 1회로 고정된다.
복합 플리커 지수는 플리커 현상이 나타나는 정도를 수치로 나타낸 것으로서, 광 파형을 추출하여 주파수 성분으로 변환한 후 주파수 성분에 민감도를 반영한 수치이다. 복합 플리커 지수가 높을수록 플리커 현상이 더 크게 나타날 수 있다. 복합 플리커 지수가 1 이하인 경우 플리커 현상이 시인되지 않아 무시할 수 있는 정도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 오프 듀티비 및 발광 주기가 고정된 상태에서 동일한 휘도를 나타낼 때 구동 주파수가 증가할수록 복합 플리커 지수가 감소하는 경향을 나타낸다. 예를 들면, 휘도가 약 50nit 일 때 구동 주파수가 75 이상이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 휘도가 약 100nit 일 때 구동 주파수가 80 이상이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 휘도가 약 250nit 일 때 구동 주파수가 85 이상이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 휘도가 약 400nit 일 때 구동 주파수가 90 이상이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다.
또한, 오프 듀티비 및 발광 주기가 고정된 상태에서 동일한 구동 주파수에서 휘도가 낮아질수록 복합 플리커 지수가 감소하는 경향을 나타낸다. 예를 들면, 구동 주파수가 75Hz 일 때 휘도가 약 50nit 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 구동 주파수가 80Hz 일 때 휘도가 약 100nit 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 구동 주파수가 85Hz 일때 휘도가 약 250nit 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 구동 주파수가 90Hz 일 때 휘도가 약 400nit 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 구동 주파수가 90Hz 이상일 때는 휘도에 관계 없이 복합 플리커 지수가 1 이하일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 구동 주파수 및 발광 주기가 고정된 상태에서 동일한 휘도를 나타낼 때 오프 듀티비가 감소할수록 복합 플리커 지수가 감소하는 경향을 나타낸다. 예를 들면, 휘도가 약 400nit 일 때 오프 듀티비가 약 50% 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 휘도가 약 200nit 일 때 오프 듀티비가 약 65% 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 휘도가 약 100nit 이하 일 때 오프 듀티비에 관계 없이 복합 플리커 지수가 1 이하일 수 있다.
또한, 구동 주파수 및 발광 주기가 고정된 상태에서 동일한 오프 듀티비를 가질 때 휘도가 낮아질수록 복합 플리커 지수가 감소하는 경향을 나타낸다. 예를 들면, 오프 듀티비가 약 80% 일 때 휘도가 약 100nit 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 오프 듀티비가 약 60% 일 때 휘도가 약 200nit 이하이면 복합 플리커 지수가 1 이하이다. 또한, 오프 듀티비가 약 40% 이하 일 때 휘도에 관계 없이 복합 플리커 지수가 1 이하일 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 구동 주파수 및 발광 주기가 고정된 상태에서 동일한 휘도를 나타낼 때 오프 듀티비가 감소할수록 복합 플리커 지수가 감소하는 경향을 나타낸다. 또한, 구동 주파수 및 발광 주기가 고정된 상태에서 동일한 오프 듀티비를 가질 때 휘도가 낮아질수록 복합 플리커 지수가 감소하는 경향을 나타낸다. 도 8의 경우 구동 주파수가 120Hz 인 경우로서, 오프 듀티비 및 휘도에 따라 복합 플리커 지수가 달라지나 모두 1 이하인 것으로 나타났다. 따라서, 구동 주파수가 120Hz 인 경우에는 플리커가 시인되지 않는 것으로 볼 수 있다.
도 6 내지 도 8의 그래프 분석에 따라 복합 플리커 지수가 1 이하인 경우에는 플리커 현상이 시인되지 않는 것으로 보아 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. 또한, 복합 플리커 지수가 1 이상인 경우에는 플리커 현상이 시인되는 것으로 보아 발광 주기를 2회 이상으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 구동 주파수가 120Hz 인 경우에는 휘도 및 오프 듀티비에 관계 없이 복합 플리커 지수가 1 이하이므로 발광 주기를 1회로 할 수 있다. 구동 주파수가 100Hz 인 경우에도 휘도 및 오프 듀티비에 관계 없이 복합 플리커 지수가 1 이하이므로 발광 주기를 1회로 할 수 있다. 구동 주파수가 90Hz 인 경우에는 100nit 이하의 저휘도에서는 오프 듀티비에 관계 없이 복합 플리커 지수가 1 이하이므로 발광 주기를 1회로 할 수 있다. 구동 주파수가 90Hz 인 경우 250nit 이상의 고휘도에서는 오프 듀티비가 낮은 경우에는 복합 플리커 지수가 1 이하이므로 발광 주기를 1회로 하고, 오프 듀티비가 높은 경우에는 복합 플리커 지수가 1 이상이므로 발광 주기를 2회 이상으로 할 수 있다. 구동 주파수가 90Hz 이고, 휘도가 400nit 인 경우 오프 듀티비가 50% 이하이면 발광 주기를 1회로 하고, 오프 듀티비가 50% 초과이면 발광 주기를 6회로 할 수 있다.
이처럼 다양한 경우의 수를 고려하여 구동 주파수, 요구 휘도, 오프 듀티비에 따라 복합 플리커 지수가 1 이하가 될 수 있는 발광 주기의 횟수를 룩업 테이블로 구성할 수 있다. 즉, 구동 주파수, 요구 휘도 및 오프 듀티비에 대한 정보를 입력하면 발광 주기를 결정할 수 있다. 이에 따라 결정된 발광 주기의 정보를 오프 듀티비의 정보와 함께 발광 구동부로 전달하여, 발광 제어 신호를 출력할 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 9는 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 먼저 일 실시예에 의한 표시 장치는 구동 주파수를 수신한다. (S1100) 일 실시예에 의한 표시 장치의 발광 주기 제어부의 구동 주파수 수신부가 표시 장치의 구동 주파수를 수신할 수 있다. 예를 들면, 구동 주파수는 60Hz, 90Hz, 120Hz 등으로 이루어질 수 있다.
이어, 발광 주기 제어부의 요구 휘도 수신부가 요구 휘도를 수신할 수 있다. (S1200) 예를 들면, 요구 휘도는 약 400nit, 250nit, 100nit, 50nit 등으로 이루어질 수 있다.
이어, 발광 주기 제어부의 듀티비 결정부가 요구 휘도에 대한 정보를 전달 받아 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정할 수 있다. (S1300) 예를 들면, 오프 듀티비는 약 0%, 20%, 40%, 60%, 80% 등으로 이루어질 수 있다. 요구 휘도가 400nit 일 때 오프 듀티비는 약 0% 일 수 있고, 요구 휘도가 150nit 일 때 오프 듀티비는 약 40% 일 수 있다. 요구 휘도가 낮을수록 오프 듀티비를 높게 설정할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 요구 휘도에 따른 오프 듀티비의 값은 다양하게 변경될 수 있다. 요구 휘도는 베이스 휘도 및 오프 듀티비를 조절하여 구현할 수 있다. 특히, 저휘도의 범위에서 오프 듀티비를 증가시켜 요구 휘도를 구현하는 것이 유리하다.
이어, 발광 주기 제어부의 발광 주기 결정부가 구동 주파수, 요구 휘도 및 발광 제어 신호의 오프 듀티비에 대한 정보를 전달 받아 발광 주기를 결정할 수 있다. (S1400) 예를 들면, 구동 주파수가 120Hz 인 경우 요구 휘도 및 오프 듀티비에 관계 없이 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. 구동 주파수가 90Hz, 요구 휘도가 400nit, 오프 듀티비가 0% 인 경우 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. 구동 주파수가 90Hz, 요구 휘도가 400nit, 오프 듀티비가 60% 인 경우 발광 주기를 6회로 결정할 수 있다.
이어, 발광 주기 제어부가 결정된 발광 주기에 대한 정보를 출력할 수 있다. (S1500) 발광 주기 제어부는 결정된 발광 주기 및 오프 듀티비에 대한 정보를 발광 구동부로 전달할 수 있다. 발광 구동부는 전달 받은 정보에 따라 발광 제어 신호를 화소부로 출력할 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여 발광 주기를 결정하는 단계(S1400)에 대해 더욱 설명하면 다음과 같다.
도 10은 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법의 일부 단계를 나타낸 순서도이다. 도 10은 발광 주기를 결정하는 단계를 더 세분화하여 나타내었다.
도 10에 도시된 바와 같이, 발광 주기 제어부의 발광 주기 결정부는 전달 받은 구동 주파수를 기준 주파수와 비교한다. (S1410) 구동 주파수가 기준 주파수 이상인 경우 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. (S1420) 예를 들면, 구동 주파수가 100Hz 이상인 경우 요구 휘도 및 오프 듀티비에 관계 없이 플리커가 시인되지 않으므로 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. 즉, 기준 주파수를 100Hz 로 하여 구동 주파수가 100Hz 이상인 경우 요구 휘도 및 오프 듀티비에 대한 정보와 관계 없이 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. 구동 주파수가 100Hz 미만인 경우에는 다음 단계로 넘어갈 수 있다. 이때, 기준 주파수를 100Hz 로 설명하였으나, 이는 하나의 예시에 불과하며 기준 주파수는 다양하게 변경될 수 있다.
이어, 요구 휘도를 기준 휘도와 비교한다. (S1430) 요구 휘도가 기준 휘도 미만인 경우 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. (S1420) 이때, 기준 휘도는 구동 주파수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 구동 주파수가 90Hz 일 경우 기준 휘도가 150nit 일 수 있다. 구동 주파수가 90Hz 이고, 요구 휘도가 150nit 미만인 경우에는 발광 주기를 1회로 결정할 수 있다. 구동 주파수가 90Hz 이고, 요구 휘도가 150nit 이상인 경우에는 다음 단계로 넘어갈 수 있다. 이때, 구동 주파수가 90Hz 일 때 기준 휘도를 150nit 로 설명하였으나, 이는 하나의 예시에 불과하며 기준 휘도는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 구동 주파수 별 기준 휘도는 다양하게 설정될 수 있다.
이어, 구동 주파수가 기준 주파수 미만이고, 요구 휘도가 기준 휘도 이상인 경우에는 룩업 테이블을 참조하여 발광 주기를 결정할 수 있다. (S1440) 룩업 테이블은 구동 주파수, 요구 휘도 및 오프 듀티비에 따라 복합 플리커 지수가 1 이하가 될 수 있는 최소 발광 주기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 룩업 테이블을 통해 플리커가 시인되지 않도록 할 수 있는 최소 발광 주기에 대한 정보를 도출해낼 수 있다.
이러한 과정을 통해 도출해낸 발광 주기에 대한 정보를 출력할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법에 따르면, 발광 제어 신호의 발광 주기를 고정하지 않고, 선택적으로 조절할 수 있다. 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법에서는 플리커가 시인되지 않을 것으로 예상되는 경우에는 발광 주기를 1회로 결정하여 구동하고, 플리커가 시인될 것으로 예상되는 경우에는 발광 주기를 2회 이상으로 결정하여 구동할 수 있다. 이처럼 발광 제어 신호의 발광 주기를 선택적으로 조절하여 구동함으로써, 발광 주기를 1회로 고정하여 구동하는 경우에 비해 플리커의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 발광 제어 신호의 발광 주기를 선택적으로 조절하여 구동함으로써, 발광 주기를 수회, 예를 들면 6회로 고정하여 구동하는 경우에 비해 계단형 블러의 발생을 최소화할 수 있고, 구동 전압을 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 화소부
20: 타이밍 제어부
25: 발광 주기 제어부
30: 데이터 구동부
40: 게이트 구동부
50: 발광 구동부
60: 전원 공급부
251: 구동 주파수 수신부
253: 요구 휘도 수신부
255: 듀티비 결정부
257: 발광 주기 결정부

Claims (20)

  1. 복수의 화소를 포함하는 화소부, 및
    구동 주파수 및 요구 휘도에 따라 상이한 발광 주기를 가지는 발광 제어 신호를 상기 화소부에 출력하는 발광 구동부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도를 입력 받아 상기 발광 주기를 결정하여 상기 발광 구동부에 출력하는 발광 주기 제어부를 더 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 발광 주기 제어부는
    상기 구동 주파수를 수신하는 구동 주파수 수신부,
    상기 요구 휘도를 수신하는 요구 휘도 수신부,
    상기 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정하는 듀티비 결정부, 및
    상기 발광 주기를 결정하는 발광 주기 결정부를 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 듀티비 결정부는 상기 요구 휘도가 낮을수록 상기 오프 듀티비를 높게 설정하는 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 발광 주기 결정부는 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비로부터 상기 발광 주기를 결정하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 발광 주기 결정부는 룩업 테이블을 이용하여 상기 발광 주기를 도출해내고,
    상기 룩업 테이블은 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비에 따라 플리커가 시인되지 않는 최소 발광 주기에 대한 정보를 저장하고 있는 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 구동 주파수가 100Hz 이상인 경우 상기 발광 주기는 1회인 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 구동 주파수가 90Hz 인 경우,
    상기 요구 휘도가 150nit 미만이면 상기 발광 주기는 1회이고,
    상기 요구 휘도가 150nit 이상이면 상기 발광 주기는 1회 이상인 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 구동 주파수가 90Hz 이고, 상기 요구 휘도가 400nit 이상인 경우,
    상기 오프 듀티비가 50% 이하이면 상기 발광 주기는 1회이고,
    상기 오프 듀티비가 50% 초과이면 상기 발광 주기는 6회인 표시 장치.
  10. 제5항에서,
    상기 화소부는
    상기 복수의 화소 각각에 연결되어 있는 복수의 스캔선, 복수의 데이터선 및 복수의 발광 제어선을 포함하고,
    상기 발광 제어선은 상기 발광 구동부로부터 상기 발광 제어 신호를 상기 화소부에 전달하는 표시 장치.
  11. 표시 장치의 구동 주파수를 수신하는 단계,
    상기 표시 장치의 화면의 밝기를 대표하는 요구 휘도를 수신하는 단계, 및
    상기 구동 주파수 및 상기 요구 휘도에 따라 상기 화소부에 출력하는 발광 제어 신호의 발광 주기를 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 요구 휘도에 따라 상기 발광 제어 신호의 오프 듀티비를 결정하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 오프 듀티비를 결정하는 단계에서,
    상기 요구 휘도가 낮을수록 상기 오프 듀티비를 높게 결정하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 발광 제어 신호의 발광 주기를 결정하는 단계에서,
    상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비에 따라 상기 발광 주기를 결정하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 발광 제어 신호의 발광 주기를 결정하는 단계는
    상기 구동 주파수와 기준 주파수를 비교하는 단계,
    상기 요구 휘도와 기준 휘도를 비교하는 단계, 및
    상기 발광 주기를 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 구동 주파수와 상기 기준 주파수를 비교하여 상기 구동 주파수가 상기 기준 주파수 이상인 경우 상기 발광 주기를 1회로 결정하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 기준 주파수는 100Hz인 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제15항에서,
    상기 요구 휘도와 상기 기준 휘도를 비교하여 상기 요구 휘도가 상기 기준 휘도 미만인 경우 상기 발광 주기를 1회로 결정하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 기준 휘도는 상기 구동 주파수에 따라 다른 값을 가지는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 요구 휘도와 상기 기준 휘도를 비교하여 상기 요구 휘도가 상기 기준 휘도 이상인 경우 룩업 테이블을 참조하여 상기 발광 주기를 결정하고,
    상기 룩업 테이블은 상기 구동 주파수, 상기 요구 휘도 및 상기 오프 듀티비에 따라 플리커가 시인되지 않는 최소 발광 주기에 대한 정보를 저장하고 있는 표시 장치의 구동 방법.
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