KR20230026592A - 표시 장치 - Google Patents

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고준철
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Abstract

표시 장치는 화소를 포함하는 표시 패널, 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 보상한 영상 데이터 신호를 출력하는 구동 컨트롤러, 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 상기 화소로 제공하는 데이터 구동 회로를 포함하되, 상기 구동 컨트롤러는 메모리, 상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 히스테리시스 계산부 및 상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 보상값을 계산하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 보상부를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 전자 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 모듈을 구비한다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답 속도를 가짐과 동시에 낮은 소비 전력으로 구동되는 장점이 있다.
유기 발광 표시 장치는 데이터 라인들 및 스캔 라인에 연결되는 화소들을 포함한다. 화소들은 일반적으로 유기 발광 다이오드와, 유기 발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 회로를 포함한다. 유기 발광 다이오드는 회로로부터 전달된 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
본 발명의 목적은 화소의 열화를 보상할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는 화소를 포함하는 표시 패널, 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 보상한 영상 데이터 신호를 출력하는 구동 컨트롤러, 및 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 상기 화소로 제공하는 데이터 구동 회로를 포함한다. 상기 구동 컨트롤러는 메모리, 상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 히스테리시스 계산부 및 상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 보상값을 계산하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 보상부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 제1 룩업 테이블을 포함하고, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 제1 룩업 테이블을 참조하여 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력한다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 영상 신호와 제1 가중치의 곱 및 상기 이전 히스테리시스 상태값과 제2 가중치의 곱의 합을 상기 현재 히스테리시스 상태값으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보상부는 제2 룩업 테이블을 포함하고, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 제2 룩업 테이블을 참조하여 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 보상값을 구하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화소는 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값은 상기 제1 내지 제3 색상 화소들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 상태값들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 표시 패널을 복수의 블록들로 구분하고, 상기 영상 신호 중 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 대푯값을 계산하고, 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 대푯값 및 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상태값을 계산하는 계산부 및 복수의 디더 패턴들을 이용하여 상기 상태값을 디더링하고, 상기 상태값의 디더링 결과에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력하는 디더링부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 미리 설정된 시간마다 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보상부는 상기 영상 신호와 이전 히스테리시스 상태값의 차이값을 계산하고, 차이값이 기준값보다 클 때 업데이트 신호를 액티브 레벨로 출력하는 차이값 계산부를 포함하고, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 업데이트 신호가 액티브 레벨일 때 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 업데이트 신호에 동기해서 동작하는 카운터를 포함하며, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 영상 신호, 상기 이전 히스테리시스 상태값 및 상기 카운터의 카운트 값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 프레임의 영상 신호와 상기 이전 프레임의 영상 신호를 비교하고, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 정지 영상 신호인지 판별하는 정지 영상 판별기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부 및 상기 보상부는 상기 현재 프레임의 영상 신호가 정지 영상 신호일 때 동작하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 화소를 포함하는 표시 패널, 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 보상한 영상 데이터 신호를 출력하는 구동 컨트롤러, 상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 상기 화소로 제공하는 데이터 구동 회로를 포함한다. 상기 구동 컨트롤러는 메모리, 상기 영상 신호 및 상기 영상 데이터 신호 중 어느 하나를 출력 신호로 출력하는 멀티플렉서, 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 히스테리시스 계산부 및 상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 보상값을 계산하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 보상부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 제1 룩업 테이블을 포함하고, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 제1 룩업 테이블을 참조하여 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호와 제1 가중치의 곱 및 상기 이전 히스테리시스 상태값과 제2 가중치의 곱의 합을 상기 현재 히스테리시스 상태값으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보상부는 제2 룩업 테이블을 포함하고, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 제2 룩업 테이블을 참조하여 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 보상값을 구하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 표시 패널을 복수의 블록들로 구분하고, 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 중 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 대푯값을 계산하고, 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 대푯값 및 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상태값을 계산하는 계산부 및 복수의 디더 패턴들을 이용하여 상기 상태값을 디더링하고, 상기 상태값의 디더링 결과에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력하는 디더링부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히스테리시스 계산부는 미리 설정된 시간마다 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보상부는 상기 영상 신호와 이전 히스테리시스 상태값의 차이값을 계산하고, 차이값이 기준값보다 클 때 업데이트 신호를 액티브 레벨로 출력하는 차이값 계산부를 포함하고, 상기 히스테리시스 계산부는 상기 업데이트 신호가 액티브 레벨일 때 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 화소의 히스테리시스 특성 변화를 계산하고, 이전 프레임의 히스테리시스 특성에 기반하여 현재 프레임의 영상 신호를 보상해서 영상 데이터 신호를 표시 패널로 제공할 수 있다. 그러므로 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 트랜지스터의 전압-전류 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 화소들로 제공되는 데이터 신호에 따른 휘도 변화를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 7은 표시 패널을 복수의 블록들로 나눈 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 메모리에 저장되는 현재 히스테리시스 상태값을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 히스테리시스 계산부에서 사용하는 제1 룩업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 10은 보상부에서 사용하는 제2 룩업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 11은 히스테리시스 계산부를 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 11에 도시된 계산부에서 사용하는 제3 룩업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 13은 히스테리시스 계산부의 디더링부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 표시 장치로 입력되는 영상 패턴들을 예시적으로 보여준다.
도 15a 및 도 15b는 표시 장치로 입력되는 영상 신호에 따른 이전 히스테리시스 상태값, 현재 히스테리시스 상태값 및 영상 데이터 신호를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 16a은 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화할 때 그리고 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화할 때 매 프레임마다 현재 히스테리시스 상태값을 업데이트한 경우를 예시적으로 보여준다.
도 16b는 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화할 때 그리고 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화할 때 1초마다 현재 히스테리시스 상태값을 업데이트한 경우를 예시적으로 보여준다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 21a는 제3 영상 패턴 및 제4 영상 패턴을 예시적으로 보여준다.
도 21b는 도 21에 도시된 제3 영상 패턴 및 제4 영상 패턴에 대응하는 영상 신호가 수신될 때 표시 장치에 표시되는 영상들을 예시적으로 보여준다.
도 21c는 도 21에 도시된 제3 영상 패턴 및 제4 영상 패턴에 대응하는 영상 신호가 수신될 때 표시 장치에 표시되는 영상들을 예시적으로 보여준다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 구동 컨트롤러(100), 데이터 구동 회로(200), 전압 발생기(300) 및 표시 패널(DP)을 포함한다.
구동 컨트롤러(100)는 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 구동 컨트롤러(100)는 데이터 구동 회로(200)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호(RGB)의 데이터 포맷을 변환한 영상 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 구동 컨트롤러(100)는 스캔 제어 신호(SCS), 데이터 제어 신호(DCS) 및 발광 제어 신호(ECS)를 출력한다.
데이터 구동 회로(200)는 구동 컨트롤러(100)로부터 데이터 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터 신호(DATA)를 수신한다. 데이터 구동 회로(200)는 영상 데이터 신호(DATA)를 데이터 신호들로 변환하고, 데이터 신호들을 후술하는 복수 개의 데이터 라인들(DL1-DLm)에 출력한다. 데이터 신호들은 영상 데이터 신호(DATA)의 계조 값에 대응하는 아날로그 전압들이다.
표시 패널(DP)은 스캔 라인들(GL0-GLn+1), 발광 제어 라인들(EML1-EMLn), 데이터 라인들(DL1-DLm) 및 화소들(PX)을 포함한다. 표시 패널(DP)은 스캔 구동 회로(SD) 및 발광 구동 회로(EDC)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(SD)는 표시 패널(DP)의 제1 측에 배열된다. 스캔 라인들(GL0-GLn+1)은 스캔 구동 회로(SD)로부터 제1 방향(DR1)으로 연장된다.
발광 구동 회로(EDC)는 표시 패널(DP)의 제2 측에 배열된다. 발광 제어 라인들(EML1-EMLn)은 발광 구동 회로(EDC)로부터 제1 방향(DR1)의 반대 방향으로 연장된다.
스캔 라인들(GL0-GLn+1) 및 발광 제어 라인들(EML1-EMLn)은 제2 방향(DR2)으로 서로 이격되어 배열된다. 데이터 라인들(DL1-DLm)은 데이터 구동 회로(200)로부터 제2 방향(DR2)의 반대 방향으로 연장되며, 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열된다.
도 4에 도시된 예에서, 스캔 구동 회로(SD) 및 발광 구동 회로(EDC)는 화소들(PX)을 사이에 두고 마주보고 배열되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스캔 구동 회로(SD) 및 발광 구동 회로(EDC)는 표시 패널(DP)의 제1 측 및 제2 측 중 어느 하나에 서로 인접하게 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 스캔 구동 회로(SD) 및 발광 구동 회로(EDC)는 하나의 회로로 구성될 수 있다.
복수의 화소들(PX)은 스캔 라인들(GL0-GLn+1), 발광 제어 라인들(EML1-EMLn), 그리고 데이터 라인들(DL1-DLm)에 각각 전기적으로 연결된다. 복수의 화소들(PX) 각각은 3개의 스캔 라인들 및 1개의 발광 제어 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 1 번째 행의 화소들은 스캔 라인들(GL0, GL1, GL2) 및 발광 제어 라인(EML1)에 연결될 수 있다. 또한 k+1 번째 행의 화소들은 스캔 라인들(GLk, GLk+1, GLk+2) 및 발광 제어 라인(EMLk+1)에 연결될 수 있다.
복수의 화소들(PX) 각각은 발광 다이오드(ED, 도 2 참조) 및 발광 다이오드의 발광을 제어하는 화소 회로(PXC, 도 2 참조)를 포함한다. 화소 회로(PXC)는 1개 이상의 트랜지스터 및 1개 이상의 커패시터를 포함할 수 있다. 스캔 구동 회로(SD) 및 발광 구동 회로(EDC)는 화소 회로(PXC)와 동일한 공정을 통해 형성된 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
복수의 화소들(PX) 각각은 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 수신한다.
스캔 구동 회로(SD)는 구동 컨트롤러(100)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 수신한다. 스캔 구동 회로(SD)는 스캔 제어 신호(SCS)에 응답해서 스캔 라인들(GL0-GLn+1)로 스캔 신호들을 출력할 수 있다. 스캔 구동 회로(SD)의 회로 구성 및 동작은 추후 상세히 설명된다.
일 실시예에 따른 구동 컨트롤러(100)는 화소들(PX)의 열화 특성을 계산하고, 계산된 열화 특성(예를 들면, 트랜지스터의 히스테리시스 특성)에 근거해서 영상 신호(RGB)를 보상하고, 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 2에는 도 1에 도시된 데이터 라인들(DL1-DLm) 중 i번째 데이터 라인(DLi), 스캔 라인들(GL0-GLn+1) 중 j-1번째 스캔 라인(GLj-1), j번째 스캔 라인(GLj), j+1번째 스캔 라인(GLj+1), 발광 제어 라인들(EML1-EMLn) 중 j번째 발광 제어 라인(EMLj)에 접속된 화소(PXij)의 등가 회로도를 예시적으로 도시하였다.
도 2에 도시된 복수의 화소들(PX) 각각은 도 1에 도시된 화소(PXij)의 등가 회로도와 동일한 회로 구성을 가질 수 있다. 화소(PXij)는 화소 회로(PXC) 및 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)(ED)를 포함한다. 이 실시예에서는 하나의 화소(PXij)가 하나의 발광 다이오드(ED)를 포함하는 예를 설명한다.
이 실시예에서 화소(PXij)의 화소 회로(PXC)는 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 및 하나의 커패시터(Cst)를 포함한다. 또한, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 각각은 LTPS(low-temperature polycrystalline silicon) 반도체층을 갖는 P-타입 트랜지스터이다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7)은 산화물 반도체를 반도체층으로 하는 N-타입 트랜지스터일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 중 적어도 하나가 N-타입 트랜지스터이고, 나머지는 P-타입 트랜지스터일 수 있다. 또한 본 발명에 따른 화소의 회로 구성은 도 5에 제한되지 않는다. 도 2에 도시된 화소 회로(PXC)는 하나의 예시에 불과하고 화소 회로(PXC)의 구성은 변형되어 실시될 수 있다.
j-1번째 스캔 라인(GLj-1), j번째 스캔 라인(GLj), j+1번째 스캔 라인(GLj+1) 및 j번째 발광 제어 라인(EMLj)은 j-1번째 스캔 신호(Gj-1), j번째 스캔 신호(Gj), j+1번째 스캔 신호(Gj+1) 및 발광 신호(EMj)를 각각 전달할 수 있다. 데이터 라인(DLi)은 데이터 신호(Di)를 전달한다. 데이터 신호(Di)는 표시 장치(DD, 도 1 참조)에 입력되는 영상 신호(RGB)에 대응하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 제1 내지 제3 구동 전압 라인들(VL1, VL2, VL3)은 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS), 초기화 전압(VINT)을 전달할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 제1 구동 전압 라인(VL1)과 연결된 제1 전극, 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 다이오드(ED)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결된 제2 전극, 커패시터(Cst)의 일단과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 라인(DLi)이 전달하는 데이터 신호(Di)를 전달받아 발광 다이오드(ED)에 구동 전류(Id)를 공급할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DLi)과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결된 제2 전극 및 j번째 스캔 라인(GLj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 j번째 스캔 라인(GLj)을 통해 전달받은 스캔 신호(Gj)에 따라 턴 온되어 데이터 라인(DLi)으로부터 전달된 데이터 신호(Di)를 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 전달할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결된 제2 전극 및 j번째 스캔 라인(GLj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)는 j번째 스캔 라인(GLj)을 통해 전달받은 스캔 신호(Gj)에 따라 턴 온되어 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극을 서로 연결하여 제1 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킬 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결된 제1 전극, 초기화 전압(VINT)이 전달되는 제3 전압 라인(VL3)과 연결된 제2 전극 및 j-1번째 스캔 라인(GLj-1)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제4 트랜지스터(T4)는 j-1번째 스캔 라인(GLj-1)을 통해 전달받은 스캔 신호(Gj-1)에 따라 턴 온되어 초기화 전압(VINT)을 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 전달하여 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 구동 전압 라인(VL1)과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결된 제2 전극 및 발광 제어 라인(EMLj)에 연결된 게이트 전극을 포함한다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결된 제1 전극, 발광 다이오드(ED)의 애노드에 연결된 제2 전극 및 발광 제어 라인(EMLj)에 연결된 게이트 전극을 포함한다.
제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)는 발광 제어 라인(EMLj)을 통해 전달받은 발광 신호(EMj)에 따라 동시에 턴 온되고 이를 통해 제1 구동 전압(ELVDD)이 다이오드 연결된 제1 트랜지스터(T1)를 통해 보상되어 발광 다이오드(ED)에 전달될 수 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극과 연결된 제1 전극, 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극과 연결된 제2 전극 및 j+1번째 스캔 라인(GLj+1)과 연결된 게이트 전극을 포함한다.
커패시터(Cst)의 일단은 앞에서 설명한 바와 같이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 있고, 타단은 제1 구동 전압 라인(VL1)과 연결되어 있다. 발광 다이오드(ED)의 캐소드(cathode)는 제2 구동 전압(ELVSS)을 전달하는 제2 구동 전압 라인(VL2)과 연결될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 한 프레임(F) 내 초기화 기간 동안 j-1번째 스캔 라인(GLj-1)을 통해 로우 레벨의 j-1번째 스캔 신호(Gj-1)가 제공된다. 로우 레벨의 j-1번째 스캔 신호(Gj-1)에 응답해서 제4 트랜지스터(T4)가 턴 온되며, 제4 트랜지스터(T4)를 통해 초기화 전압(VINT)이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 전달되어서 제1 트랜지스터(T1)가 초기화된다.
다음, 데이터 프로그래밍 및 보상 기간 동안 j번째 스캔 라인(GLj)을 통해 로우 레벨의 j번째 제1 스캔 신호(Gj)가 공급되면 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온된다. 제1 트랜지스터(T1)는 턴 온된 제3 트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스된다. 또한 로우 레벨의 j번째 스캔 신호(Gj)에 의해 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온된다. 그러면, 데이터 라인(DLi)으로부터 공급된 데이터 신호(Di)에서 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)만큼 감소한 보상 전압(Di-Vth)이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가된다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가된 게이트 전압은 보상 전압(Di-Vth)이 될 수 있다.
커패시터(Cst)의 양단에는 제1 구동 전압(ELVDD)과 보상 전압(Di-Vth)이 인가되고, 커패시터(Cst)에는 양단 전압 차에 대응하는 전하가 저장될 수 있다.
한편, 제7 트랜지스터(T7)는 j+1번째 스캔 라인(GLj+1)을 통해 로우 레벨의 j+1번째 스캔 신호(Gj+1)를 공급받아 턴 온된다. 제7 트랜지스터(T7)에 의해 구동 전류(Id)의 일부는 바이패스 전류(Ibp)로서 제7 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나갈 수 있다.
블랙 영상을 표시하는 제1 트랜지스터(T1)의 최소 전류가 구동 전류로 흐를 경우에도 발광 다이오드(ED)가 발광하게 된다면 제대로 블랙 영상이 표시되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PXij) 내 제7 트랜지스터(T7)는 제1 트랜지스터(T1)의 최소 전류의 일부를 바이패스 전류(Ibp)로서 발광 다이오드 쪽의 전류 경로 외의 다른 전류 경로로 분산시킬 수 있다. 여기서 제1 트랜지스터(T1)의 최소 전류란 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 문턱 전압(Vth)보다 작아서 제1 트랜지스터(T1)가 오프되는 조건에서의 전류를 의미한다. 이렇게 제1 트랜지스터(T1)를 오프시키는 조건에서의 최소 구동 전류(예를 들어 10pA 이하의 전류)가 발광 다이오드(ED)에 전달되어 블랙 휘도의 영상으로 표현된다. 블랙 영상을 표시하는 최소 구동 전류가 흐르는 경우 바이패스 전류(Ibp)의 우회 전달의 영향이 큰 반면, 일반 영상 또는 화이트 영상과 같은 영상을 표시하는 큰 구동 전류가 흐를 경우에는 바이패스 전류(Ibp)의 영향이 거의 없다고 할 수 있다. 따라서, 블랙 영상을 표시하는 구동 전류가 흐를 경우에 구동 전류(Id)로부터 제7 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나온 바이패스 전류(Ibp)의 전류량만큼 감소된 발광 다이오드(ED)의 발광 전류(Ied)는 블랙 영상을 확실하게 표현할 수 있는 수준으로 최소의 전류량을 가지게 된다. 따라서, 제7 트랜지스터(T7)를 이용하여 정확한 블랙 휘도 영상을 구현하여 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다. 이 실시예에서, 바이패스 신호는 로우 레벨의 j+1번째 스캔 신호(Gj+1)이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 발광 기간 동안 발광 제어 라인(EMLj)으로부터 공급되는 발광 신호(EMj)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경된다. 발광 기간 동안 로우 레벨의 발광 신호(EMj)에 의해 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)가 턴 온 된다. 그러면, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 게이트 전압과 제1 구동 전압(ELVDD) 간의 전압 차에 따르는 구동 전류(Id)가 발생하고, 제6 트랜지스터(T6)를 통해 구동 전류(Id)가 발광 다이오드(ED)에 공급되어 발광 다이오드(ED)에 전류(Ied)가 흐른다.
이와 같이, 발광 다이오드(ED)로 제공되는 전류(Ied)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압과 제1 구동 전압(ELVDD) 간의 전압 차 즉, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(이하, Vgs로 표기함)에 따라 결정될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)에 따라 변할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 트랜지스터(T1)의 전압-전류 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4에서 제1 곡선(CV1)은 k-1번째 프레임의 데이터 신호(Di)가 제1 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)의 전압-전류 특성이고, 제2 곡선(CV2)은 k-1번째 프레임의 데이터 신호(Di)가 제2 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)의 전압-전류 특성이다.
k-1번째 프레임의 데이터 신호(Di)가 제1 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)은 제1 전압(Vgs1)이고, k-1번째 프레임의 데이터 신호(Di)가 제2 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)은 제2 전압(Vgs2)인 것으로 가정한다.
k-1번째 프레임의 데이터 신호(Di)가 제1 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)를 통해 흐르는 전류는 제1 전류(Ids1)이고, k-1번째 프레임의 데이터 신호(Di)가 제1 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)를 통해 흐르는 전류는 제2 전류(Ids2)일 수 있다.
k번째 프레임에서 데이터 신호(Di)가 제3 계조 레벨일 때 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)은 제3 전압(Vgs3)일 수 있다.
k-1번째 프레임에서 제1 트랜지스터(T1)의 전압-전류 특성이 제1 곡선(CV1)이었다면 k번째 프레임에서 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 제3 전압(Vgs3)으로 변경될 때 제1 트랜지스터(T1)를 통해 흐르는 전류는 제3 전류(Ids3)일 수 있다
k-1번째 프레임에서 제1 트랜지스터(T1)의 전압-전류 특성이 제2 곡선(CV2)이었다면 k번째 프레임에서 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 제3 전압(Vgs3)으로 변경될 때 제1 트랜지스터(T1)를 통해 흐르는 전류는 제4 전류(Ids4)일 수 있다.
k번째 프레임에서 데이터 신호(Di)에 대응하는 전압이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극으로 제공될 때 k-1번째 프레임에서의 데이터 신호(Di)의 전압 레벨에 따라 제1 트랜지스터(T1)를 통해 흐르는 전류는 ΔIds만큼 차이가 있다. 이러한 전류 차는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)에 기인한다. 이와 같이, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)에 대한 문턱 전압(Vth)의 의존성은 트랜지스터의 히스테리시스(hysteresis)로 지칭될 수 있다.
도 5는 화소들로 제공되는 데이터 신호에 따른 휘도 변화를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 구간(P1)에서 화소들(PX, 도 1 참조) 중 제1 화소(PX1)로 제1 계조 레벨의 데이터 신호(Di, 도 2 참조)가 제공되고, 화소들(PX) 중 제2 화소(PX2)로 제2 계조 레벨의 데이터 신호(Di)가 제공되는 것을 가정한다. 제1 구간(P1)에서 제1 화소(PX1)의 휘도는 제1 휘도 레벨(L1)이고, 제2 화소(PX2)의 휘도는 제2 휘도 레벨(L2)일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 휘도 레벨(L1)은 제2 휘도 레벨(L2)보다 높다.
제2 구간(P2)의 시작 시점에 제1 계조 레벨과 제2 계조 레벨 사이의 제3 계조 레벨을 갖는 데이터 신호(Di, 도 2 참조)가 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)로 동일하게 제공될 수 있다.
제1 화소(PX1)의 히스테리시스 특성에 의해 제1 화소(PX1)의 휘도는 제3 계조 레벨에 대응하는 제3 휘도(L3)보다 낮은 휘도(L3-1)로 하강했다가 시간이 경과함에 따라 제3 휘도(L3)로 변화할 수 있다.
제2 화소(PX2)의 히스테리시스 특성에 의해 제2 화소(PX2)의 휘도는 제3 계조 레벨에 대응하는 제3 휘도(L3)보다 높은 휘도(L3-2)로 상승했다가 시간이 경과함에 따라 제3 휘도(L3)로 변화할 수 있다.
즉, 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)로 동일한 데이터 신호(Di, 도 2 참조)를 제공하더라도 제2 구간(P2)의 시작 시점부터 소정 시간동안 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)의 휘도는 서로 다를 수 있다. 이러한 휘도 차이는 사용자에게 시인될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 구동 컨트롤러(100)는 보상부(110), 메모리(120) 및 히스테리시스 계산부(130)를 포함한다.
히스테리시스 계산부(130)는 영상 신호(RGB) 및 메모리(120)에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산하고, 현재 히스테리시스 상태값((S[k])을 메모리(120)에 저장한다.
보상부(110)는 메모리(120)에 저장된 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 영상 신호(RGB)를 보상하고, 영상 데이터 신호(DATA)를 출력한다.
도 7은 표시 패널을 복수의 블록들로 나눈 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 히스테리시스 계산부(130)는 도 1에 도시된 화소들(PX) 각각에 대응하는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다. 그러나, 표시 패널(DP, 도 1 참조)의 크기가 크면 화소들(PX)의 개수가 많고, 그에 따라 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 저장하기 위한 메모리(120)의 크기도 커져야 한다.
히스테리시스 계산부(130)는 표시 패널(DP)을 복수의 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ??, Bb1-Bba)(a, b 각각은 자연수)로 나누고, 각 블록에 대한 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다. 복수의 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ..., Bb1-Bba) 각각은 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다.
히스테리시스 계산부(130)는 영상 신호(RGB) 중 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ..., Bb1-Bba) 각각에 대응하는 대푯값을 계산하고, 대푯값과 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
예를 들어, 히스테리시스 계산부(130)는 영상 신호(RGB) 중 블록들(B11)에 대응하는 대푯값 및 블록들(B11)에 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 블록들(B11)에 대응하는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
영상 신호(RGB) 중 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ..., Bb1-Bba) 각각에 대응하는 대푯값은 평균, 중앙값, 최빈값 등 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ..., Bb1-Bba)의 특성을 잘 나타낼 수 있는 값으로 선택될 수 있다.
도 8은 메모리에 저장되는 현재 히스테리시스 상태값을 예시적으로 보여주는 도면이다.
메모리(120)는 0번째 어드레스(Addr)부터 (bⅹa)-1번째 어드레스(Addr)까지 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ..., Bb1-Bba) 각각에 대응하는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 화소들(PX)은 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 색상 화소들은 레드 화소, 그린 화소 및 블루 화소를 포함할 수 있다. 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 제1 내지 제3 색상 화소들 각각에 대응하는 상태값들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)의 0번째 어드레스(Addr)에 저장되는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 블록(B11)에 대응하는 제1 색상 화소의 현재 히스테리시스 상태값(B11_R), 제2 색상 화소의 현재 히스테리시스 상태값(B11_G) 및 제3 색상 화소의 현재 히스테리시스 상태값(B11_B)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 사용자가 휘도 차를 인지하지 않을 수 있는 범위 내에서 최소 비트 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 영상 신호(RGB) 중 제1 색상 화소의 비트 폭이 8비트인 경우, 제1 색상 화소의 현재 히스테리시스 상태값(B11_R)은 8비트보다 작은 비트 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 색상 화소의 현재 히스테리시스 상태값(B11_R)은 6비트일 수 있다. 이와 같이, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])의 비트 폭을 감소시킴으로써 메모리(120)의 크기를 최소화할 수 있다.
도 9는 히스테리시스 계산부에서 사용하는 제1 룩업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 히스테리시스 계산부(130)는 제1 룩업 테이블(LUT1)을 포함할 수 있다. 히스테리시스 계산부(130)는 제1 룩업 테이블(LUT1)을 참조하여 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 대응하는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 신호(RGB), 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 각각 계조 레벨을 의미할 수 있다.
예를 들어, 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])이 63 계조 레벨이고, 영상 신호(RGB)가 191 계조 레벨이면, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 76 계조 레벨일 수 있다.
도 9에는 영상 신호(RGB)가 63, 127, 191 및 255 계조 레벨들이고, 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])이 0, 63, 127, 191 및 255 계조 레벨들인 경우의 현재 히스테리시스 상태값(S[k])들이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 영상 신호(RGB)는 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨들 중 어느 하나에 대응할 수 있다. 제1 룩업 테이블(LUT1)은 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨까지 모든 계조 레벨들에 각각 대응하는 영상 신호(RGB), 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 룩업 테이블(LUT1)은 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨 중 일부 계조 레벨들에 각각 대응하는 영상 신호(RGB)를 포함하고, 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨까지 일부 계조 레벨들에 각각 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 그에 따른 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 포함할 수 있다. 이 경우, 히스테리시스 계산부(130)는 보간 연산을 통해 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
도 9에 도시된 제1 룩업 테이블(LUT1)에 기재된 영상 신호(RGB), 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 예시에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
히스테리시스 계산부(130)는 도 9에 도시된 제1 룩업 테이블(LUT1)을 사용하지 않고, 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])의 연산으로 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 1]
S[k] = (RGB×p1) + (S[k-1]×p2)
수학식 1에서 p1은 제1 가중치이고, p2는 제2 가중치이다.
수학식 1은 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산하기 위한 일 예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 10은 보상부에서 사용하는 제2 룩업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 6 및 도 10을 참조하면, 보상부(110)는 제2 룩업 테이블(LUT2)을 포함할 수 있다. 보상부(110)는 제2 룩업 테이블(LUT2)을 참조하여 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 대응하는 보상값(CV)을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])은 각각 계조 레벨을 의미할 수 있다.
예를 들어, 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])이 63 계조 레벨이고, 영상 신호(RGB)가 191 계조 레벨이면, 보상값(CV)은 -1.5일 수 있다.
도 10에는 영상 신호(RGB)가 63, 127, 191 및 255 계조 레벨들이고, 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])이 0, 63, 127, 191 및 255 계조 레벨들인 경우의 보상값(CV)이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 영상 신호(RGB)는 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨들 중 어느 하나에 대응할 수 있다. 제2 룩업 테이블(LUT2)은 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨까지 모든 계조 레벨들에 각각 대응하는 영상 신호(RGB), 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 보상값(CV)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 룩업 테이블(LUT2)은 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨 중 일부 계조 레벨들에 각각 대응하는 영상 신호(RGB)를 포함하고, 0 계조 레벨부터 255 계조 레벨까지 일부 계조 레벨들에 각각 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 그에 따른 보상값(CV)을 포함할 수 있다. 이 경우, 보상부(110)는 보간 연산을 통해 보상값(CV)을 계산할 수 있다.
도 10에 도시된 제2 룩업 테이블(LUT2)에 기재된 영상 신호(RGB), 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 보상값(CV)은 예시에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
보상부(110)는 제2 룩업 테이블(LUT2)에 의해 구해진 보상값(CV)과 영상 신호(RGB)를 연산하여 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 보상부(110)는 영상 신호(RGB)에 보상값(CV)을 더해서 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다.
예를 들어, 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])이 63 계조 레벨이고, 영상 신호(RGB)가 191 계조 레벨이면, 보상값(CV)은 -1.5이다. 보상부(110)는 영상 신호(RGB)와 보상값(CV)을 더한 189.5를 영상 데이터 신호(DATA)로 출력할 수 있다.
도 11은 히스테리시스 계산부를 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 11에 도시된 계산부에서 사용하는 제3 룩업 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 히스테리시스 계산부(130)는 계산부(131) 및 디더링부(132)를 포함한다.
계산부(131)는 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 상태값(S'[k])을 출력할 수 있다. 계산부(131)로부터 출력되는 상태값(S'[k])은 소수점을 포함하는 숫자일 수 있다.
계산부(131)는 제3 룩업 테이블(LUT3)을 참조하여 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 대응하는 상태값(S'[k])을 출력할 수 있다. 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])이 정수이더라도 상태값(S'[k])은 소수를 포함할 수 있다. 1보다 작은 수 즉, 소수를 메모리(120)에 저장하기 위해서는 메모리(120)의 크기가 커져야 한다.
디더링부(132)는 상태값(S'[k])에 대한 디더링 연산을 수행하고, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 출력할 수 있다.
도 13은 히스테리시스 계산부의 디더링부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 디더링부(132)는 cⅹd 크기의(단, c, d 각각은 자연수) 복수의 디더 패턴들을 포함한다. 일 실시예에서, 디더링부(132)는 4x4 크기의 디더 패턴들(P01-P04, P11-P14, P21-P24, P31-P34)을 이용하여 상태값(S'[k])를 디더링할 수 있다. 4x4 크기의 디더 패턴들(P01-P04, P11-P14, P21-P24, P31-P34) 각각은 4x4 개의 화소들에 대응할 수 있다. 다시 말하면, 4x4 크기의 1개의 디더 패턴은 4x4 개의 화소들에 대응한다. 도 7에서 설명한 바와 같이, 상태값(S'[k])이 블록들(B11-B1a, B21-B2a, B31-B3a, ..., Bb1-Bba)에 각각 대응하는 경우, 4x4 크기의 1개의 디더 패턴은 4x4 개의 블록들에 대응한다.
디더링부(132)는 공간적 분산 방식으로 '1'의 위치가 분산되어 있는 제1 내지 제4 그룹(PG1 내지 PG4)의 디더 패턴들(P01-P04, P11-P14, P21-P24, P31-P34)을 채용하며, 매 프레임마다 제1 내지 제4 그룹(PG1 내지 PG4) 중 어느 한 그룹 내 디더 패턴들(P01-P04, P11-P14, P21-P24, P31-P34)을 번갈아 출력하는 시간적 분산 방식을 채용한다.
디더링부(132)는 상태값(S'[k])의 소수점 아래 값(즉, 소수)에 따라서 제1 내지 제4 그룹(PG1 내지 PG4)의 디더 패턴들(P01-P04, P11-P14, P21-P24, P31-P34)을 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 디더링부(132)는 상태값(S'[k])의 소수가 0 이상 이고 0.25보다 작을 때 제1 그룹(PG1)의 디더 패턴들(P01-P04)을 사용하고, 소수가 0.25 이상 이고 0.5보다 작을 때 제2 그룹(PG2)의 디더 패턴들(P11-P14)을 사용하며, 소수가 0.5 이상 이고 0.75보다 작을 때 제3 그룹(PG3)의 디더 패턴들(P21-P24)을 사용하고, 그리고 소수가 0.75 이상 이고 1보다 작을 때 제4 그룹(PG4)의 디더 패턴(P31-P34)을 사용한다. 디더링부(132)는 제2 내지 제4 그룹(PG2 내지 PG4)의 디더 패턴들(P11-P14, P21-P24, P31-P34) 중 선택된 디더 패턴이 '1'일 때 상태값(S'[k])의 소수를 제외한 정수를 '1'만큼 증가시켜서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])으로 출력하고, 선택된 디더 패턴이 '0'일 때 상태값(S'[k])의 소수를 제외한 정수를 그대로 현재 히스테리시스 상태값(S[k])으로 출력한다.
예를 들어, 상태값(S'[k])이 126.25일 때 디더링부(132)는 연속하는 4개의 프레임들에서 127, 126, 126, 126을 현재 히스테리시스 상태값(S[k])으로 순차적으로 출력하고, 4개의 프레임들동안 현재 히스테리시스 상태값(S[k])의 평균은 126.25일 수 있다.
히스테리시스 계산부(130)가 디더링부(132)를 포함함에 따라 정수인 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 출력하면서 양자화 오차(quantization error)를 최소화할 수 있다. 디더 패턴들(P01-P04, P11-P14, P21-P24, P31-P34)의 개수 및 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
도 14는 표시 장치로 입력되는 영상 신호 패턴들을 예시적으로 보여준다.
도 15a 및 도 15b는 표시 장치로 입력되는 영상 신호(RGB)에 따른 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]), 현재 히스테리시스 상태값(S[k]) 및 영상 데이터 신호(DATA)를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
먼저 도 6, 도 14 및 도 15a를 참조하면, 제1 영상 패턴(RGB1)에 대응하는 영상 신호(RGB)가 구동 컨트롤러(100)로 제공될 수 있다. 제1 영상 패턴(RGB1)은 표시 패널(DP)의 모든 화소들(PX)이 16 계조 레벨의 영상을 표시하는 패턴일 수 있다.
제1 영상 패턴(RGB1)에 대응하는 영상이 표시 패널(DP)에 장시간 표시되면, f 번째 프레임에서 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]), 현재 히스테리시스 상태값(S[k]) 및 영상 데이터 신호(DATA)는 각각 16 계조 레벨에 대응할 수 있다.
f 번째 프레임으로부터 1초 후부터 10초후까지 즉, f+60번째 프레임부터 f+600번째 프레임까지 제2 영상 패턴(RGB2)에 대응하는 영상 신호(RGB)가 구동 컨트롤러(100)로 제공될 수 있다. 제2 영상 패턴(RGB2)은 표시 패널(DP)의 제1 영역(A1)의 화소들(PX)이 0 계조 레벨의 영상을 표시하고, 제2 영역(A2)의 화소들(PX)이 128 계조 레벨의 영상을 표시하는 패턴일 수 있다.
히스테리시스 계산부(130)는 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산한다.
보상부(110)는 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 영상 데이터 신호(DATA)를 출력한다.
도 15a에 도시된 예에서, 제2 영상 패턴(RGB2)에 대응하는 영상이 표시 패널(DP)에 표시되는 동안 즉, f+60 번째 프레임부터 f+600 번째 프레임까지 제1 영역(A1)의 화소들(PX)에 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])은 16, 15, 14, ..., 9로 순차적으로 변화하고, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 15, 14, 13, ..., 8로 순차적으로 변화하며, 영상 데이터 신호(DATA)는 0으로 유지될 수 있다.
f+660 번째 프레임에서 제1 영상 패턴(RGB1)에 대응하는 영상 신호(RGB)가 다시 구동 컨트롤러(100)로 제공될 수 있다. 제1 영상 패턴(RGB1)은 표시 패널(DP)의 모든 화소들(PX)이 16 계조 레벨의 영상을 표시하는 패턴일 수 있다.
도 15a에 도시된 예에서, f+660 번째 프레임 및 f+720 번째 프레임에서 제1 영상 패턴(RGB1)에 대응하는 영상이 표시 패널(DP)에 표시되는 동안 제1 영역(A1)의 화소들(PX)에 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])은 8, 9로 순차적으로 변화하고, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 9, 10으로 순차적으로 변화하며, 영상 데이터 신호(DATA)는 14, 15로 순차적으로 변화될 수 있다.
도 6, 도 14 및 도 15b를 참조하면, 제2 영상 패턴(RGB2)에 대응하는 영상이 표시 패널(DP)에 표시되는 동안 즉, f+60 번째 프레임부터 f+600 번째 프레임까지 제2 영역(A2)의 화소들(PX)에 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])은 16, 23, 30, ..., 66으로 순차적으로 변화하고, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 23, 30, 36, ..., 70으로 순차적으로 변화되며, 영상 데이터 신호(DATA)는 124, 125, 126, ..., 127로 순차적으로 변화될 수 있다.
또한 f+660 번째 프레임 및 f+720 번째 프레임에서 제1 영상 패턴(RGB1)에 대응하는 영상이 표시 패널(DP)에 표시되는 동안 제2 영역(A2)의 화소들(PX)에 대응하는 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])은 70, 66로 순차적으로 변화하고, 현재 히스테리시스 상태값(S[k])은 66, 62로 순차적으로 변화하며, 영상 데이터 신호(DATA)는 18, 17로 순차적으로 변화될 수 있다.
도 15a에 도시된 것과 같이, 영상 신호(RGB)가 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화할 때 도 2에 도시된 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스 특성 변화는 크지 않다. 그러므로 화소(PX)로 제공되는 영상 데이터 신호(DATA)는 영상 신호(RGB)와 동일할 수 있다. 영상 신호(RGB)가 0 계조 레벨로 장시간(도 15a에 도시된 예에서, 10초 이상) 표시된 후 16 계조 레벨로 변경될 때 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스 특성을 보상하기 위해 영상 데이터 신호(DATA)는 14, 15로 순차적으로 변경될 수 있다.
도 15b에 도시된 것과 같이, 영상 신호(RGB)가 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화할 때 도 2에 도시된 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스 특성을 보상하기 위해 화소(PX)로 제공되는 영상 데이터 신호(DATA)는 124, 125, 126, 127로 순차적으로 변화할 수 있다. 또한 영상 신호(RGB)가 128 계조 레벨로 장시간(도 15a에 도시된 예에서, 10초 이상) 표시된 후 16 계조 레벨로 변경될 때 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스 특성을 보상하기 위해 영상 데이터 신호(DATA)는 18, 17로 순차적으로 변경될 수 있다.
도 15a 및 도 15b에는 1초 즉, 60프레임마다 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]), 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])의 변화를 도시하였다. 예를 들어, 현재 프레임이 f+120번째 프레임부터 f+179번째 프레임일 때 이전 프레임은 f+60번째 프레임이다. 즉, 보상부(110)는 f+120번째 프레임부터 f+179번째 프레임까지 f+60번째 프레임의 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])을 이용하여 현재 프레임의 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다.
이전 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])의 변경 주기는 도 15a 및 도 15b에 한정되지 않는다. 예를 들어, 매 프레임마다 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])이 업데이트될 수 있으며, 또는 수 프레임 내지 수십 프레임마다 히스테리시스 상태값(S[k-1]) 및 현재 히스테리시스 상태값(S[k])이 업데이트될 수 있다.
도 16a은 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화할 때 그리고 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화할 때 매 프레임마다 현재 히스테리시스 상태값을 업데이트한 경우를 예시적으로 보여준다.
도 16b는 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화할 때 그리고 입력 영상 신호가 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화할 때 1초마다 현재 히스테리시스 상태값을 업데이트한 경우를 예시적으로 보여준다.
도 6 및 도 16a를 참조하면, 곡선(C11)은 입력 영상 신호(RGB)가 1번째 프레임에서 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화할 때 히스테리시스 계산부(130)가 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 매프레임마다 업데이트한 경우를 보여준다. 곡선(C12)은 입력 영상 신호(RGB)가 1번째 프레임에서 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화했을 때 히스테리시스 계산부(130)가 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 매프레임마다 업데이트한 경우를 보여준다.
도 6 및 도 16b를 참조하면, 곡선(C21)은 입력 영상 신호(RGB)가 1번째 프레임에서 16 계조 레벨에서 128 계조 레벨로 변화했을 때 히스테리시스 계산부(130)가 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 1초마다(즉, 60 프레임마다) 업데이트한 경우를 보여준다. 곡선(C22)은 입력 영상 신호(RGB)가 1번째 프레임에서 16 계조 레벨에서 0 계조 레벨로 변화했을 때 히스테리시스 계산부(130)가 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 1초마다 업데이트한 경우를 보여준다.
도 6, 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 히스테리시스 계산부(130)가 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 매 프레임마다 업데이트하는 경우의 히스테리시스 상태값(S[k])은 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 1초마다 업데이트하는 경우의 현재 히스테리시스 상태값(S[k])과 유사함을 알 수 있다. 히스테리시스 계산부(130)는 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 주기적으로(예를 들면, 1초) 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 히스테리시스 계산부(130)는 일정한 주기뿐만 아니라 특정 이벤트가 있을 때 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다. 예를 들어, 이전 프레임의 영상 신호(RGB)와 현재 프레임의 영상 신호(RGB)의 계조 레벨 차이가 기준값보다 클 때 영상 신호(RGB) 및 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 히스테리시스 계산부(130)는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산하는 업데이트 주기를 가변할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 영상 신호(RGB)가 정지 영상일 때 구동 주파수를 낮추고, 영상 신호(RGB)가 동영상일 때 구동 주파수를 높이는 주파수 가변 모드로 동작할 수 있다. 히스테리시스 계산부(130)는 구동 주파수가 낮을 때 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 업데이트 하는 주기를 길게(예를 들면, 5초) 변경할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 17을 참조하면, 구동 컨트롤러(100-1)는 보상부(210), 메모리(220), 히스테리시스 계산부(230) 및 정지 영상 판별부(240)를 포함한다. 도 17에 도시된 보상부(210), 메모리(220) 및 히스테리시스 계산부(230)는 도 6에 도시된 보상부(110), 메모리(120) 및 히스테리시스 계산부(130)와 유사하게 동작하므로 중복되는 설명은 생략한다.
정지 영상 판별부(240)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)와 이전 프레임의 영상 신호(RGB')를 비교하고, 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 정지 영상 신호인지 판별한다. 만일 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 소정 시간동안 이전 프레임의 영상 신호(RGB')와 동일하면 정지 영상 판별부(240)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)를 정지 영상 신호로 판별할 수 있다.
정지 영상 판별부(240)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 정지 영상 신호인 것으로 판단될 때 액티브 레벨의 오프 신호(OFF)를 출력할 수 있다. 보상부(210) 및 히스테리시스 계산부(230)는 오프 신호(OFF)가 액티브 레벨이면 동작을 중지한다.
현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 정지 영상 신호일 때 도 2에 도시된 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스 특성에 의한 잔상 현상이 발생하지 않으므로 보상 동작이 불필요하다. 보상부(210) 및 히스테리시스 계산부(230)를 중지시킴으로써 구동 컨트롤러(100-1)의 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 18을 참조하면, 구동 컨트롤러(100-2)는 보상부(310), 메모리(320) 및 히스테리시스 계산부(330)를 포함한다. 도 18에 도시된 보상부(310), 메모리(320) 및 히스테리시스 계산부(330)는 도 6에 도시된 보상부(110), 메모리(120) 및 히스테리시스 계산부(130)와 유사하게 동작하므로 중복되는 설명은 생략한다.
보상부(310)는 차이값 계산부(311)를 포함한다. 차이값 계산부(311)는 영상 신호(RGB)와 메모리(320)로부터의 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])의 차이값을 계산한다.
차이값 계산부(311)는 화소들(PX, 도 1 참조)에 각각 대응하는 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])의 차이값을 계산한다. 계산된 차이값들 중 기준값보다 큰 차이값들의 개수가 소정 개수 이상이면 차이값 계산부(311)는 업데이트 플래그 신호(UF)를 액티브 레벨로 활성화한다.
히스테리시스 계산부(330)는 카운터(331)를 포함한다. 카운터(331)는 액티브 레벨의 업데이트 플래그 신호(UF)에 동기해서 카운트 업한다.
도 16b에 도시된 것과 같이, 히스테리시스 계산부(330)는 1초(60 프레임)마다 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
도 16b에 도시된 예에서, 히스테리시스 계산부(330)는 61번째 프레임부터 119번째 프레임까지 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산하지 않는다. 만일 70번째 프레임에서 업데이트 플래그 신호(UF)가 액티브 레벨로 천이하면, 히스테리시스 계산부(330)는 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산한다.
즉, 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])의 차이값이 크다면 미리 설정된 업데이트 주기(예를 들면, 1초)를 무시하고, 히스테리시스 계산부(330)는 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
또한 히스테리시스 계산부(330)는 카운터(331)의 카운트 값이 증가함에 따라 도 9에 도시된 제1 룩업 테이블(LUT1)의 현재 히스테리시스 상태값(S[k])에 일정한 가중치를 더한 값을 현재 히스테리시스 상태값(S[k])으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 히스테리시스 계산부(330)는 제1 룩업 테이블(LUT1)외 다른 룩업 테이블들을 더 포함하고, 카운터(331)의 카운트 값에 대응하는 룩업 테이블을 참조하여 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 히스테리시스 계산부(330)는 수학식 1에 의해 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다. 히스테리시스 계산부(330)는 카운터(331)의 카운트 값이 증가함에 따라 수학식 1의 제1 가중치(p1) 및 제2 가중치(p2)를 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 보상부(310) 내 차이값 계산부(311)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)와 이전 프레임의 영상 신호(RGB)의 차이값을 계산할 수 있다. 계산된 차이값들 중 기준값보다 큰 차이값들의 개수가 소정 개수 이상이면 차이값 계산부(311)는 업데이트 플래그 신호(UF)를 액티브 레벨로 활성화할 수 있다. 일 실시예에서, 보상부(310)는 이전 프레임의 영상 신호(RGB)를 저장하기 위한 버퍼 메모리를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보상부(310)는 이전 프레임의 영상 신호(RGB)를 메모리(320)에 저장하고, 차이값 계산부(311)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)와 메모리(320)에 저장된 이전 프레임의 영상 신호(RGB)의 차이값을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 보상부(310) 내 차이값 계산부(311)는 화소들(PX, 도 1 참조)에 각각 대응하는 영상 신호(RGB)와 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])의 차이값의 합을 계산한다. 계산된 차이값의 합이 기준값보다 크면 차이값 계산부(311)는 업데이트 플래그 신호(UF)를 액티브 레벨로 활성화한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 19는 참조하면, 구동 컨트롤러(100-3)는 보상부(410), 메모리(420) 및 히스테리시스 계산부(430)를 포함한다. 도 19에 도시된 보상부(410), 메모리(420) 및 히스테리시스 계산부(430)는 도 6에 도시된 보상부(110), 메모리(120) 및 히스테리시스 계산부(130)와 유사하게 동작하므로 중복되는 설명은 생략한다.
히스테리시스 계산부(430)는 영상 데이터 신호(DATA) 및 메모리(420)로부터의 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 20을 참조하면, 구동 컨트롤러(100-4)는 보상부(510), 메모리(520), 히스테리시스 계산부(530), 정지 영상 판별부(540) 및 멀티플렉서(550)를 포함한다. 도 20에 도시된 보상부(510), 메모리(520), 히스테리시스 계산부(530) 및 정지 영상 판별부(540)는 도 17에 도시된 보상부(210), 메모리(220), 히스테리시스 계산부(230) 및 정지 영상 판별부(240)와 유사하게 동작하므로 중복되는 설명은 생략한다.
멀티플렉서(550)는 선택 신호(SEL)에 응답해서 영상 신호(RGB) 및 영상 데이터 신호(DATA) 중 어느 하나를 출력 신호로 출력할 수 있다.
히스테리시스 계산부(530)는 멀티플렉서(550)로부터 제공되는 출력 신호와 메모리(520)로부터의 이전 히스테리시스 상태값(S[k-1])에 근거해서 현재 히스테리시스 상태값(S[k])을 계산할 수 있다.
정지 영상 판별부(540)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)와 이전 프레임의 영상 신호(RGB')를 비교하고, 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 정지 영상 신호인지 판별한다. 만일 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 소정 시간동안 이전 프레임의 영상 신호(RGB')와 동일하면 정지 영상 판별부(540)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)를 정지 영상 신호로 판별할 수 있다.
정지 영상 판별부(540)는 현재 프레임의 영상 신호(RGB)가 정지 영상 신호인 것으로 판단될 때 액티브 레벨의 오프 신호(OFF)를 출력할 수 있다. 보상부(510) 및 히스테리시스 계산부(530)는 오프 신호(OFF)가 액티브 레벨이면 동작을 중지한다.
도 21a는 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)을 예시적으로 보여준다.
도 21a를 참조하면, 제3 영상 패턴(RGB3)은 표시 패널(DP, 도 1 참조)의 제3 영역(A3)의 화소들(PX)이 0 계조 레벨의 영상을 표시하고, 제4 영역(A4)의 화소들(PX)이 128 계조 레벨의 영상을 표시하는 패턴일 수 있다. 제4 영상 패턴(RGB4)은 표시 패널(DP)의 모든 화소들(PX)이 16 계조 레벨의 영상을 표시하는 패턴일 수 있다.
도 6, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20에 도시된 구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)은 제3 영상 패턴(RGB3)에 대응하는 영상 신호(RGB)을 수신하고, 일정 시간이 경과한 후(예를 들면, 10초 후) 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상 신호(RGB)를 수신할 수 있다.
도 21b는 도 21a에 도시된 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상 신호(RGB)가 수신될 때 표시 장치에 표시되는 영상들을 예시적으로 보여준다.
도 6, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20에 도시된 구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)는 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상 신호(RGB)를 차례로 수신하고, 영상 신호(RGB)에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다.
구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)이 보상 동작을 수행하지 않는 경우, 도 21b에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP, 도 1 참조)에는 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상(IMG11) 및 영상(IMG12)이 차례로 표시될 수 있다.
구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)이 보상 동작을 수행하지 않는 경우, 제1 트랜지스터(T1, 도 2 참조)의 히스테리시스 특성에 의해 영상(IMG11)의 일부(AA1)가 영상(IMG12)에 잔상(AA2)으로 남을 수 있다.
도 21c는 도 21a에 도시된 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상 신호(RGB)가 수신될 때 표시 장치에 표시되는 영상들을 예시적으로 보여준다.
도 6, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20에 도시된 구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)는 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상 신호(RGB)를 차례로 수신하고, 영상 신호(RGB)에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA)를 출력할 수 있다.
구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)이 보상 동작을 수행하는 경우, 도 21c에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP, 도 1 참조)에는 제3 영상 패턴(RGB3) 및 제4 영상 패턴(RGB4)에 대응하는 영상(IMG21) 및 영상(IMG22)이 차례로 표시될 수 있다.
구동 컨트롤러들(100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4)이 보상 동작을 수행하는 경우, 제1 트랜지스터(T1, 도 2 참조)의 히스테리시스 특성이 보상되어 영상(IMG21)의 일부(AA1)가 영상(IMG12)에 영향을 주지 않는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
DD: 표시 장치
DP: 표시 패널
100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4: 구동 컨트롤러
110, 210, 310, 410, 510: 보상부
120, 220, 320, 420, 520: 메모리
130, 230, 330, 430, 530: 히스테리시스 계산부
200: 데이터 구동 회로
240, 540: 정지 영상 판별부
300: 전압 발생기
311: 차이값 계산부
331: 카운터
550: 멀티플렉서
SD: 스캔 구동 회로
EDC: 발광 구동 회로
PX: 화소
PXC: 화소 회로

Claims (20)

  1. 화소를 포함하는 표시 패널;
    영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 보상한 영상 데이터 신호를 출력하는 구동 컨트롤러; 및
    상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 상기 화소로 제공하는 데이터 구동 회로를 포함하되,
    상기 구동 컨트롤러는,
    메모리;
    상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 히스테리시스 계산부; 및
    상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 보상값을 계산하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 보상부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 제1 룩업 테이블을 포함하고,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 제1 룩업 테이블을 참조하여 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 영상 신호와 제1 가중치의 곱 및 상기 이전 히스테리시스 상태값과 제2 가중치의 곱의 합을 상기 현재 히스테리시스 상태값으로 출력하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상부는 제2 룩업 테이블을 포함하고,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 제2 룩업 테이블을 참조하여 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 보상값을 구하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값은 상기 제1 내지 제3 색상 화소들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 상태값들을 포함하는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는
    상기 표시 패널을 복수의 블록들로 구분하고,
    상기 영상 신호 중 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 대푯값을 계산하고,
    상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 대푯값 및 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하는 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는
    상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상태값을 계산하는 계산부; 및
    복수의 디더 패턴들을 이용하여 상기 상태값을 디더링하고, 상기 상태값의 디더링 결과에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력하는 디더링부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 미리 설정된 시간마다 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 영상 신호와 이전 히스테리시스 상태값의 차이값을 계산하고, 차이값이 기준값보다 클 때 업데이트 신호를 액티브 레벨로 출력하는 차이값 계산부를 포함하고,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 업데이트 신호가 액티브 레벨일 때 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 업데이트 신호에 동기해서 동작하는 카운터를 포함하며,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 영상 신호, 상기 이전 히스테리시스 상태값 및 상기 카운터의 카운트 값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산하는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 프레임의 영상 신호와 상기 이전 프레임의 영상 신호를 비교하고, 상기 현재 프레임의 영상 신호가 정지 영상 신호인지 판별하는 정지 영상 판별기를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부 및 상기 보상부는 상기 현재 프레임의 영상 신호가 정지 영상 신호일 때 동작하지 않는 표시 장치.
  13. 화소를 포함하는 표시 패널;
    영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 보상한 영상 데이터 신호를 출력하는 구동 컨트롤러;
    상기 영상 데이터 신호에 대응하는 데이터 신호를 상기 화소로 제공하는 데이터 구동 회로를 포함하되,
    상기 구동 컨트롤러는,
    메모리;
    상기 영상 신호 및 상기 영상 데이터 신호 중 어느 하나를 출력 신호로 출력하는 멀티플렉서;
    상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 현재 프레임의 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 히스테리시스 계산부; 및
    상기 영상 신호 및 상기 메모리에 저장된 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 보상값을 계산하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 보상부를 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 제1 룩업 테이블을 포함하고,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 제1 룩업 테이블을 참조하여 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호와 제1 가중치의 곱 및 상기 이전 히스테리시스 상태값과 제2 가중치의 곱의 합을 상기 현재 히스테리시스 상태값으로 출력하는 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 보상부는 제2 룩업 테이블을 포함하고,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 제2 룩업 테이블을 참조하여 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 대응하는 상기 보상값을 구하고, 상기 보상값에 따라 상기 영상 신호를 보상하여 상기 영상 데이터 신호를 출력하는 표시 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는
    상기 표시 패널을 복수의 블록들로 구분하고,
    상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 중 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 대푯값을 계산하고,
    상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 대푯값 및 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 복수의 블록들 각각에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하는 표시 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는
    상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 메모리에 저장된 이전 프레임의 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상태값을 계산하는 계산부; 및
    복수의 디더 패턴들을 이용하여 상기 상태값을 디더링하고, 상기 상태값의 디더링 결과에 대응하는 상기 현재 히스테리시스 상태값을 출력하는 디더링부를 포함하는 표시 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 히스테리시스 계산부는 미리 설정된 시간마다 상기 영상 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하고, 상기 현재 히스테리시스 상태값을 상기 메모리에 저장하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 영상 신호와 이전 히스테리시스 상태값의 차이값을 계산하고, 차이값이 기준값보다 클 때 업데이트 신호를 액티브 레벨로 출력하는 차이값 계산부를 포함하고,
    상기 히스테리시스 계산부는 상기 업데이트 신호가 액티브 레벨일 때 상기 멀티플렉서로부터의 상기 출력 신호 및 상기 이전 히스테리시스 상태값에 근거해서 상기 현재 히스테리시스 상태값을 계산하는 표시 장치.
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