KR20230064795A - 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법, 그리고 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치 - Google Patents

디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법, 그리고 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법, 그리고 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치를 개시하며, 상기 전압 강하 보상 장치는 디스플레이 패널의 밝기를 측정한 밝기값으로써 전압 강하 가중치를 생성하고 전압 강하 가중치를 어댑티브하게 조절하도록 구성될 수 있다.

Description

디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법, 그리고 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치{APPARATUS AND METHOD FOR IR DROP COMPENSATION OF DISPLAY PANEL, AND DISPLAY DRIVING APPARATUS HAVING IR DROP COMPENSATION FUNCTION}
본 발명은 디스플레이 패널의 전압 강하 보상(IR Drop compensation)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법, 그리고 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치에 관한 것이다.
디스플레이 패널은 화면을 표시하기 위하여 많은 수의 픽셀들을 구비하며, 픽셀들은 예시적으로 OLED 소자를 이용하여 구성될 수 있다. 전체 픽셀들은 예시적으로 매트릭스 구조로 배치될 수 있다.
화면을 표시하기 위한 디스플레이 데이터는 디스플레이 구동 장치에서 아날로그의 디스플레이 신호로 변환된다. 디스플레이 구동 장치는 디스플레이 패널의 일측에 구성되며, 디스플레이 패널의 디스플레이 신호 라인들을 통하여 디스플레이 신호들을 제공하도록 구성된다. 디스플레이 신호 라인들은 매트릭스 구조에서 컬럼들에 해당하며, 픽셀들은 해당하는 디스플레이 신호 라인들을 통하여 제공되는 디스플레이 신호를 수신할 수 있다.
이상적인 경우, 픽셀들은 디스플레이 패널 상 위치에 관계없이 동일한 그레이에 해당하는 디스플레이 신호를 동일한 레벨로 수신하여야 한다. 그리고, 동일한 그레이에 대응한 디스플레이 신호들이 전체 픽셀들에 제공될 때, 전체 픽셀들은 동일한 밝기로 발광되어야 한다.
그러나, 디스플레이 신호는 디스플레이 신호 라인들을 통하여 전달되는 거리가 먼 곳에 위치한 픽셀일수록 전압 강하(IR Drop)에 의해 거리만큼 낮아진 레벨로 제공될 수 있다. 상기한 이유로, 동일한 그레이에 대응한 디스플레이 신호들이 전체 픽셀들에 제공되면, 각 픽셀들은 디스플레이 구동 장치로부터 떨어진 거리만큼 작용하는 전압 강하에 의해 상대적으로 낮은 밝기로 발광될 수 있다.
즉, 동일한 그레이에 대응한 디스플레이 신호들이 전체 픽셀들에 제공되는 경우, 디스플레이 구동 장치에서 가까운 픽셀들은 상대적으로 밝게 발광하고, 디스플레이 구동 장치에서 멀수록 픽셀들은 점차 어둡게 발광하는 현상이 발생할 수 있다. 밝은 그레이일수록 상기한 전압 강하에 의한 밝기 편차는 더 커질 수 있다.
따라서, 상기한 전압 강하를 보상할 수 있는 기술이 디스플레이를 위한 장치에 적용될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 양질의 화면을 디스플레이 패널에 표시하기 위하여, 전압 강하에 의해 디스플레이 패널의 위치 별로 다른 레벨로 제공되는 디스플레이 신호를 보상할 수 있는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 전압 강하에 의해 디스플레이 신호가 픽셀의 위치 별로 다르게 인가되는 것을 보상할 수 있는 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 픽셀들의 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치와 더불어 추가적인 정보를 갖는 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치로써 전압 강하에 의해 디스플레이 신호가 픽셀의 위치 별로 다르게 인가되는 것을 보상함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 상기한 추가적인 정보로서 평균 픽셀 휘도와 디스플레이 밝기값 중 적어도 하나를 이용하여 전압 강하 가중치를 제어하여 픽셀들의 밝기값을 보상함에 있다.
본 발명의 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치는, 디스플레이 패널의 밝기를 측정하고, 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공하는 밝기 측정기; 상기 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치를 미리 지정된 복수의 위치 별로 생성하는 전압 강하 가중치 생성부; 및 상기 위치 별로 상기 밝기값을 제어하기 위한 상기 위치 별 어댑티브 제어값을 제공하고, 상기 위치 별로 상기 전압 강하 가중치와 상기 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치를 생성하는 어댑티브 제어부;를 구비함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법은, 밝기 측정기를 이용하여 측정한 디스플레이 패널의 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공하는 단계; 미리 지정된 복수의 위치 별로 상기 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치를 생성하는 단계; 상기 위치 별로 상기 밝기값을 제어하기 위한 어댑티브 제어값을 제공하는 단계; 및 상기 위치 별로 상기 전압 강하 가중치와 상기 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치를 생성하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치는, 디스플레이 패널의 미리 지정된 복수의 위치 별로 전압 강하 가중치와 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치를 저장하는 보상 정보 저장부; 및 디스플레이 데이터와 상기 보상 가중치를 수신하고, 상기 디스플레이 패널에서 표시되는 상기 디스플레이 데이터의 표시 위치에 인접한 복수의 위치 별 상기 보상 가중치들을 이용한 인터폴레이션에 의해 생성된 가중치를 이용하여 상기 디스플레이 데이터를 보상하며, 보상된 상기 디스플레이 데이터를 출력하는 보상부;를 구비함을 특징으로 한다.
본 발명은 위치에 따라 다르게 작용하는 전압 강하에 의한 픽셀의 밝기차를 전압 강하 가중치를 이용한 디스플레이 데이터의 보상으로 해소할 수 있으며, 그 결과 전압 강하의 영향을 해소한 양질의 화면이 디스플레이 패널에 표시될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기한 전압 강하 가중치를 평균 픽셀 휘도와 디스플레이 밝기값 중 적어도 하나를 이용하여 어댑티브하게 조절함으로써 휘도에 적절하게 디스플레이 데이터를 보상할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록도.
도 2는 디스플레이 패널 상 위치에 따라 픽셀의 밝기가 달라지는 것을 설명하기 위한 도면.
도 3은 위치 별 전압 강하 가중치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 위치 별 전압 강하 가중치를 이용하는 인터폴레이션을 설명하기 위한 도면.
도 5는 평균 픽셀 휘도에 따라 평균 픽셀 휘도 가중치를 설정하는 것을 설명하기 위한 그래프.
도 6은 디스플레이 밝기값에 따라 디스플레이 밝기값 가중치 세트를 선택하는 것을 설명하기 위한 그래프.
도 7은 디스플레이 패널의 위치 별로 디스플레이 밝기값 가중치가 다르게 설정되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 8은 디스플레이 장치의 일예를 나타내는 블록도.
도 9는 도 8의 디스플레이 구동 장치의 실시예를 나타내는 블록도.
본 발명은 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치 및 방법을 개시한다. 그리고, 본 발명은 상기한 전압 강하 보상 장치 및 방법에 의해 생성된 보상 가중치를 이용함으로써 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치를 개시한다.
먼저, 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치는 도 1과 같이 실시될 수 있으며, 도 1의 실시예에 의해 전압 강하 보상 방법이 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 전압 강하 보상 장치는 밝기 측정기(10), 전압 강하 가중치(IR DROP Weight) 생성부(20), 어댑티브 제어부(AC) 및 저장부(60)를 포함할 수 있다. 상기 전압 강하 가중치 생성부(20)는 이하 WLIRC 생성부(20)로 호칭한다.
먼저, 밝기 측정기(10)는 디스플레이 패널(도 2의 100)의 밝기를 측정하고, 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공하기 위하여 구성된다.
디스플레이 패널은 측정을 위하여 미리 설정된 그레이를 표시하기 위한 디스플레이 신호를 수신하도록 구성된다.
이상적인 경우, 디스플레이 패널의 모든 픽셀들은 해당 그레이의 동일한 밝기값을 갖도록 발광된다.
디스플레이 신호는 디스플레이 구동 장치(도 2의 120)에서 제공되며, 디스플레이 구동 장치는 타이밍 컨트롤러(도 8의 140)에서 제공되는 디스플레이 데이터를 아날로그의 디스플레이 신호로 변환하는 것이다.
디스플레이 신호는 디스플레이 패널의 일측을 통하여 제공되며 디스플레이 패널 상의 디스플레이 신호 라인들을 통하여 픽셀들에 전달될 수 있다.
상기한 환경에서, 전압 강하(IR Drop)가 디스플레이 패널의 일측과 각 픽셀들 사이에 형성되는 임피던스 요소에 의해 디스플레이 신호에 작용될 수 있다. 상기한 임피던스 요소는 디스플레이 신호를 전달하기 위한 거리가 달라지는 디스플레이 신호 라인들의 저항값을 포함할 수 있으며, 저항값은 픽셀들의 위치에 따라 변화될 수 있다.
상기한 전압 강하는 디스플레이 신호를 전달하는 거리가 먼 픽셀일수록 디스플레이 신호에 크게 작용할 수 있다. 그러므로, 디스플레이 신호는 전압 강하(IR Drop)에 의해 거리만큼 낮아진 레벨로 각 픽셀에 제공될 수 있다.
도 2는 위치 별 픽셀들의 밝기를 예시한다. 디스플레이 패널(100)의 각 영역은 픽셀을 의미하는 것으로 이해될 수 있고, 각 영역의 숫자는 밝기값을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
동일한 그레이의 디스플레이 신호가 디스플레이 구동 장치(120)에서 디스플레이 패널(100)에 인가되는 경우, 픽셀들은 디스플레이 신호가 전달되는 거리가 멀수록 낮아진 레벨의 디스플레이 신호에 의해 낮은 밝기값을 갖는 것을 이해할 수 있다. 즉, 도 2의 화살표 A의 방향으로 점차 픽셀들의 밝기값이 낮아지는 것을 알 수 있다.
밝기 측정기(10)는 동일한 그레이의 디스플레이 신호에 대응하여 차이를 갖는 픽셀들의 밝기를 측정하고, 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공할 수 있다.
예시적으로, 디스플레이 패널의 픽셀들 중 열화된 픽셀들에 의해 무라(Mura)가 발생하는 경우, 디무라(De-Mura)를 위하여 디스플레이 패널의 화면이 촬영될 수 있고, 촬영 이미지로써 디무라를 위한 정보를 추출할 수 있다.
촬영 이미지는 촬영한 시점에 따라 다른 밝기값을 가질 수 있다. 예시적으로, 디스플레이 패널의 에이징(Aging) 전과 후의 촬영 이미지는 다른 밝기값을 가질 수 있다. 또한, 촬영 이미지에서 디무라를 위한 정보를 추출하기 위해서 별도의 데이터 처리 과정이 필요하다.
그러므로, 촬영 이미지를 이용하여 전압 강하를 보상하기 위한 보상 가중치를 생성하는 것은 정확한 밝기값을 확보하기 어렵고 부가적인 데이터 처리 프로세스를 필요로 한다.
그러므로, 본 발명은 디스플레이 패널의 촬영 이미지를 이용하지 않고 밝기 측정기(10)로써 측정한 디스플레이 패널의 픽셀들의 밝기값들을 확보하도록 구성된다. 그러므로, 정확한 밝기값들로써 부가적인 데이터 처리 프로세스없이 원하는 보상 가중치를 획득할 수 있다.
한편, WLIRC 생성부(20)는 밝기 측정기(10)에서 측정된 디스플레이 패널(100)의 픽셀들의 밝기값들을 수신하고, 미리 지정된 복수의 위치 별로 밝기값을 선택하고, 선택된 위치들의 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성한다.
이를 위하여, WLIRC 생성부(20)는 도 3과 같이 밝기값을 선택할 위치들을 선택할 수 있다. 도 3에서 (a,a) 내지 (f,e)는 밝기값을 선택할 픽셀들의 위치 즉 좌표로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예는 상기한 도 3의 위치들 별로 전압강하 가중치 WLIRC를 생성할 수 있으며, 전압강하 가중치 WLIRC를 어댑티브(Adaptive)하게 제어한 보상 가중치 W를 생성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 예시적으로 위치 (b,c)의 보상 가중치는 Wbc로 표시되고, 위치 (b,d)의 보상 가중치는 Wbd로 표시되고, 위치 (c,c)의 보상 가중치는 Wcc로 표시되고, 위치 (c,d)의 보상 가중치는 Wcd로 표시된다.
예시적으로, 위치 P의 보상 가중치 Wp는 인접한 선택된 위치들의 보상 가중치들 즉 위치 (b,c)의 보상 가중치 Wbc, 위치 (b,d)의 보상 가중치 Wbd, 위치 (c,c)의 보상 가중치 Wcc 및 위치 (c,d)의 보상 가중치 Wcd를 이용한 연산에 의해 구해질 수 있다. 즉, 위치 P의 보상 가중치 Wp는 예시적으로 하기 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, Wp는 위치 P의 보상 가중치이고, WT는 선택된 픽셀들 간의 폭이며 예시적으로 위치(c,c)와 위치(c,d) 사이의 간격에 해당되며, HT는 선택된 픽셀들 간의 높이이고 예시적으로 위치(b,d)와 위치(c,d) 사이의 간격에 해당되고, w1은 위치(b,c)와 위치 P 간의 수평 거리에 해당되며, W2는 위치 P와 위치(b,d) 간의 수평 거리에 해당되고, h1은 위치(b,c)와 위치 P 간의 수직 높이 즉 수직 간격에 해당되며, h2는 위치 P와 위치(c,c) 간의 수직 높이 즉 수직 간격에 해당된다.
한편, WLIRC 생성부(20)는 선택된 밝기값들 중 가장 어두운 밝기값을 기준으로 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, WLIRC 생성부(20)는 밝기 측정기(10)의 픽셀들의 밝기값들에서 도 3과 같이 미리 지정된 복수의 위치 별로 밝기값을 선택하고, 선택된 밝기값들 중 가장 어두운 밝기값을 기준으로 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성할 수 있다. 이때, 가장 어두운 밝기값을 기준 밝기값으로 정의할 수 있다. 즉, 전압 강하 가중치 WLIRC는 해당 픽셀의 밝기값과 연산함으로써 기준 밝기값으로 변환할 수 있는 값을 갖도록 설정될 수 있으며, 연산으로서 곱셈이 적용될 수 있다.
상기한 바에 의해서, WLIRC 생성부(20)는 기준 밝기값보다 밝은 위치 별 밝기값을 기준 밝기값만큼 어두워지도록 조절하는 값을 가질 수 있디.
한편, 픽셀들은 레드, 그린 및 블루를 표현하기 위한 것들로 구분될 수 있다.
WLIRC 생성부(20)는 컬러 별 밝기의 차이를 고려하지 않는 화이트 모드와 컬러 별 밝기의 차이를 고려하는 컬러 모드로 구분하여 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성할 수 있다.
이를 위하여, WLIRC 생성부(20)는 화이트 모드를 위한 화이트 모드값과 컬러 모드를 위한 컬러 모드값들을 가질 수 있다. 컬러 모드값들은 레드, 그린 및 블루의 컬러 별로 다른 값을 가질 수 있다.
화이트 모드에서, WLIRC 생성부(20)는 모든 픽셀에 동일한 화이트 모드값을 적용하여 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성할 수 있다. 이때, WLIRC 생성부(20)는 가장 어두운 밝기값을 기준으로 선택된 위치 별로 밝기를 보상하기 위한 가중치를 생성하고, 상기한 가중치에 화이트 모드값을 연산한 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성 및 출력할 수 있다. 화이트 모드값과 가중치를 연산하는 것은 곱셈을 이용할 수 있다.
또한, 컬러 모드에서, WLIRC 생성부(20)는 픽셀들을 컬러 별로 구분하고, 픽셀들에 컬러에 해당하는 값의 컬러 모드값을 적용하여 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성할 수 있다. 이때, WLIRC 가중치 생성부(20)는 가장 어두운 밝기값을 기준으로 선택된 위치 별로 밝기를 보상하기 위한 가중치를 생성하고, 상기한 가중치에 컬러 모드값을 연산한 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성 및 출력할 수 있다. 컬러 모드값과 가중치를 연산하는 것은 곱셈을 이용할 수 있다.
한편, 어댑티브 제어부(AC)는 위치 별로 밝기값을 제어하기 위한 위치 별 어댑티브 제어값을 제공하고, 위치 별로 전압 강하 가중치 WLIRC와 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치 W를 생성할 수 있다.
이를 위하여, 어댑티브 제어부(AC)는 평균 픽셀 휘도 가중치(Average Pixel Luminance Weight) 생성부(30), 디스플레이 밝기값 가중치(Display Brightness Value Weight) 제공부(40) 및 연산부(50)를 포함하도록 구성된다. 상기 평균 픽셀 휘도 가중치 생성부(30)는 이하 WAPL 생성부(20)로 호칭하고, 디스플레이 밝기값 가중치 제공부(40)는 WDBV 제공부(40)로 호칭한다.
본 발명은 실시예로서 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL을 어댑티브 제어값으로 이용할 수 있고, 다른 실시예로서 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL과 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 연산한 값을 어댑티브 제어값으로 이용할 수 있다. 이때, 연산은 곱셈을 이용할 수 있다.
먼저, WAPL 생성부(20)는 위치 별로 밝기값들을 이용하여 평균 픽셀 휘도(Average Pixel Luminance : 이하, APL이라 함)를 보상하기 위한 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL을 생성하도록 구성된다.
화면의 밝기는 APL이 낮을수록 낮아지며, 그에 따른 디스플레이 신호의 전압 강하도 낮아진다. 반대로, 화면의 밝기는 APL이 높을수록 높아지며, 그에 따른 디스플레이 신호의 전압 강하도 높아진다. 그러므로, APL이 낮으면 가중치를 감소시킬 필요가 있고, APL이 높으면 가중치를 증가시킬 필요가 있다.
여기에서 선택된 위치의 APL은 선택된 위치를 포함하는 미리 설정된 일정 영역의 픽셀 휘도들의 평균으로 이해할 수 있다. 즉, APL은 일정 영역에 포함된 픽셀들의 밝기값의 평균에 해당하는 것으로 예시될 수 있다.
그리고, APL은 도 5와 같이 픽셀들의 밝기값이 분포하는 것에 대응하여 범위가 설정될 수 있으며, 상기한 APL의 범위에 대응하여 가중치(Weight)의 범위가 설정될 수 있다.
예시적으로, WAPL 생성부(30)는 APL의 범위를 복수의 서브 범위로 구분하고, 서브 범위 별로 다른 값의 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL가 설정될 수 있다.
도 5를 참조하면, WAPL 생성부(30)는 제1 휘도 기준값 APL1과 제2 휘도 기준값 APL2를 이용하여 평균 픽셀 휘도의 범위를 제1 서브 범위, 제2 서브 범위 및 제3 서브 범위로 구분할 수 있다. 제2 휘도 기준값 APL2는 제1 휘도 기준값 APL1 보다 높은 휘도 값을 갖는 것으로 설정될 수 있다.
제1 서브 범위는 제1 휘도 기준값 APL1 이하로 설정되며, WAPL 생성부(30)는 제1 서브 범위의 APL에 대하여 미리 지정된 제1 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL1을 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL로서 이용하도록 설정될 수 있다.
제2 서브 범위는 제2 휘도 기준값 APL2 이상으로 설정되며, WAPL 설정부(30)는 제2 서브 범위의 APL에 대하여 제1 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL1 보다 높은 미리 지정된 제2 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL2를 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL로서 이용하도록 설정될 수 있다.
제3 서브 범위는 제1 휘도 기준값 APL1과 제2 휘도 기준값 APL2 사이로 설정되며, WAPL 생성부(30)는 제3 서브 범위의 APL의 증가에 비례하는 값을 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL로서 이용하도록 설정될 수 있다. 예시적으로, 제3 서브 범위 특정한 평균 픽셀 휘도 APLP에 대응하여 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPLP가 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL로서 이용될 수 있다.
예시적으로, 제3 서브 범위에서 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL은 APL의 증가에 비례하는 2n 배로 증가하는 값을 가질 수 있다. 이때, n은 1 이상의 자연수이다.
연산부(50)는 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL를 어댑티브 제어값으로 이용할 수 있으며, 위치 별로 어댑티브 제어값과 전압 강하 가중치 WLIRC를 연산한 보상 가중치 W를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 바와 같이 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL과 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 연산한 값을 어댑티브 제어값으로 이용하도록 실시될 수 있다.
이를 위하여, WDBV 제공부(40)가 구성될 수 있으며, WDBV 제공부(40)는 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 제공하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 밝기값(Display Brightness Value : 이하, DBV라 함)은 디스플레이 패널의 밝기값을 전체 픽셀에 대하여 균등하게 증가 또는 감소하도록 제어하는 값으로 이해될 수 있다. 즉, 그레이 범위는 DBV의 변화에 따라 시프트되는 것으로 이해될 수 있다.
DBV가 높을수록 전압 강하가 커지고, DBV가 낮을수록 전압 강하가 작아진다. 그러므로, DBV가 높으면 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 증가시킬 필요가 있고, DBV가 낮으면 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 감소시킬 필요가 있다. 즉, 전압 강하 가중치 WLIRC가 DBV의 변화에 따라 어댑티브하게 조절될 필요가 있다.
WDBV 제공부(40)는 도 6과 같이 DBV가 변화되는 범위에 대응하여 설정될 수 있는 디스플레이 밝기값 가중치 세트 DBVset을 구비할 수 있다.
디스플레이 패널(100) 별로 디스플레이 밝기 기준값 DBVAP가 미리 설정된다. 상기한 디스플레이 밝기 기준값 DBVAP는 디스플레이 장치 내부의 어플리케이션 프로세서(Application Processor) 또는 임의의 저장 수단으로부터 제공될 수 있다. 하며,
WDBV 제공부(40)는 상기와 같이 제공되는 디스플레이 밝기 기준값 DBVAP에 대응하여 디스플레이 밝기값 가중치 세트 DBVset을 선택할 수 있다. 디스플레이 밝기값 가중치 세트 DBVset은 디스플레이 패널(100)을 도 7과 같이 복수의 수평 라인 단위로 구분하는 복수의 영역 별로 다른 값의 복수의 디스플레이 밝기값 가중치들 WDBV를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 복수의 수평 라인을 포함하는 복수의 영역들로 구분되며, 각 영역 별로 디스플레이 밝기값 가중치들 WDBV는 다르게 설정될 수 있다. 상기한 디스플레이 밝기값 가중치들 WDBV는 전압 강하에 의해 영역 별로 달라지는 밝기값을 고려하여 서로 다르게 설정될 수 있다. 도 7은 디스플레이 밝기값 가중치들 WDBV이 각 영역 별로 R1 내지 R5와 같이 다르게 설정된 것을 예시한다.
상기한 디스플레이 밝기값 가중치들 WDBV이 적용되는 영역들은 많을수록 좋지만 칩으로 제작되는 디스플레이 구동 장치(120)의 사이즈를 고려하여 설정될 수 있다.
상기한 WDBV 제공부(40)의 구성에 의해, 연산부(50)는 위치 별로 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV와 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL을 연산한 값을 어댑티브 제어값으로 이용할 수 있으며, 위치 별로 어댑티브 제어값과 전압 강하 가중치 WLIRC를 연산한 보상 가중치 W를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치는 전압 강하 보상 방법을 수행함에 따라 상기한 보상 가중치 W를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 전압 강하 보상 방법은, 밝기 측정기(10)를 이용하여 측정한 디스플레이 패널(100)의 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공하는 단계; 미리 지정된 복수의 위치 별로 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치 WLIRC를 생성하는 단계; 위치 별로 밝기값을 제어하기 위한 어댑티브 제어값을 제공하는 단계; 및 위치 별로 전압 강하 가중치 WLIRC와 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치 W를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기에서, 일 실시예로서 상기한 어댑티브 제어값을 제공하는 단계는 위치 별로 APL을 보상하기 위한 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL을 어댑티브 제어값으로 제공하고, 보상 가중치 W는 어댑티브 제어값과 전압 강하 가중치 WLIRC를 연산하여 생성할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서 상기한 어댑티브 제어값을 제공하는 단계는 위치 별로 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL과 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 연산한 값을 어댑티브 제어값으로 제공하고, 보상 가중치 W는 어댑티브 제어값과 전압 강하 가중치 WLIRC를 연산하여 생성할 수 있다.
상술한 바에 의해 생성된 보상 가중치 W는 저장부(60)에 저장될 수 있으며, 저장부(60)에 저장되는 보상 가중치 W는 디스플레이 패널(100)이 구성되는 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 장치(120)에 제공될 수 있다.
상기한 디스플레이 장치는 도 8을 참조하여 설명할 수 있다.
디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 디스플레이 구동 장치(120) 및 타이밍 컨트롤러(140)를 포함하도록 구성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(100)는 외부의 데이터 소스(도시되지 않음)로부터 제공되는 디스플레이 데이터를 수신하고, 디스플레이 데이터에 대한 패킷 PKT을 구성하여 디스플레이 구동 장치(120)로 제공한다.
디스플레이 구동 장치(120)는 패킷 PKT를 수신한 후 디스플레이 데이터를 복원하고, 디스플레이 데이터에 대응하는 디스플레이 신호 Sout를 생성하며, 디스플레이 신호 Sout를 디스플레이 패널(100)로 제공하도록 구성된다.
디스플레이 구동 장치(120)는 도 9와 같이 예시적으로 구성될 수 있다.
디스플레이 구동 장치(120)는 패킷 수신부(200), 보상부(210), 디스플레이 신호 생성부(220), 디스플레이 신호 출력부(230) 및 보상 정보 저장부(250)를 포함하도록 구성될 수 있다.
패킷 수신부(200)는 타이밍 컨트롤러(100)에서 제공되는 디스플레이 데이터에 대한 패킷 PKT을 수신하고 패킷 PKT에서 디스플레이 데이터를 복원하는 것이다.
보상부(210)는 디스플레이 데이터와 보상 가중치 W를 수신하도록 구성된다. 보상부(210)는 디스플레이 패널(100)에서 표시되는 디스플레이 데이터의 표시 위치에 인접한 복수의 위치 별 보상 가중치들 W을 이용한 인터폴레이션에 의해 생성된 가중치를 이용하여 디스플레이 데이터를 보상하며, 보상된 디스플레이 데이터를 출력하도록 구성된다.
보상 정보 저장부(240)는 디스플레이 패널(100)의 미리 지정된 복수의 위치 별로 전압 강하 가중치 WLIRC와 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치 W를 저장하고, 보상부(210)의 요청에 대응하여 표시 위치에 인접한 복수의 위치 별 보상 가중치들 W을 제공할 수 있다. 보상 정보 저장부(240)는 플래시(Flash) 등과 같은 메모리를 이용하여 구성될 수 있다.
전압 강하 가중치 WLIRC는 상술한 바와 같이 밝기 측정기(10)를 이용하여 측정한 디스플레이 패널(100)의 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 보상하기 위하여 미리 지정된 복수의 위치 별로 생성될 수 있다.
그리고, 어댑티브 제어값으로서 평균 픽셀 휘도 가중치 WAPL와 디스플레이 밝기값 가중치 WDBV를 이용할 수 있다. 어댑티브 제어값은 도 1 내지 도 7을 이용한 설명을 참조하여 이해될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 디스플레이 패널의 영상을 표시하기 위한 프레임 레이트(Frame Rate)는 다양하게 선택될 수 있다. 예시적으로, 프레임 레이트는 120Hz나 60Hz 등으로 설정될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널의 프레임 레이트(Frame Rate)는 모바일 장치용이나 모니터용 등의 용도에 따라 고정되거나 가변될 수 있다.
영상의 프레임은 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 구분되며, 수직 동기 신호(Vsync)의 한 주기는 한 프레임을 표시하는 수직 기간으로 이해할 수 있다.
수직 기간은 수직 백 포치(Vertical Back Porch) 기간, 수직 액티브(Vertical Active) 기간 및 수직 프론트 포치(Vertical Front Porch) 기간으로 구분될 수 있다. 수직 백 포치 기간은 수직 기간의 시작 시점으로부터 그 후 일정 시간에 해당된다. 그리고, 수직 액티브 기간은 수직 백 포치 기간 이후 프레임을 표시하기 위한 일정 시간에 해당된다. 수직 액티브 기간은 디스플레이 인에이블 신호(DE)에 동기하여 영상 신호가 출력되는 기간으로 이해될 수 있다. 그리고, 수직 프론트 포치 기간은 수직 액티브 기간 종료 시점부터 수직 기간의 종료 시점까지의 기간에 해당된다.
본 발명의 실시예는 수직 백 포치 기간 및 수직 액티브 기간에 디스플레이 패널의 위치 별로 다르게 작용하는 전압 강하에 대한 디스플레이 신호의 보상을 적용할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서, 보상부(210)는 수직 백 포치 기간 및 수직 액티브 기간에 복수의 위치 별 보상 가중치들 W을 이용한 인터폴레이션에 의해 생성된 가중치를 이용한 디스플레이 데이터의 보상을 수행할 수 있다.
보상부(210)는 디스플레이 데이터의 보상을 위하여 수직 기간 중 수직 백 포치 기간 및 수직 액티브 기간을 구분할 수 있도록 외부로부터 제어 신호(도시되지 않음)를 수신할 수 있다. 제어 신호는 수직 동기 신호에 연동한 카운트 결과 또는 수직 기간에 포함된 수평 주기를 구분하기 위한 수평 동기 신호(Hsync)를 카운트한 결과에 대응하여 생성 및 제공될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다.
상기와 같이 본 발명의 실시예는 상기와 같이 수직 백 포치 기간 및 수직 액티브 기간에 디스플레이 신호의 보상을 적용할 수 있으며, 추가적으로 소모 전력을 감소시키기 위하여 수직 프론트 포치 기간에 클럭 신호(CLK)의 게이팅을 수행할 수 있다.
예시적으로, 중간에 끊어짐이 없이 아주 매끄러운 주파수 변환(Seamless Frequency Change)을 지원하는 디스플레이 장치에서 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 구분되는 수직 기간 중 수직 프론트 포치 기간 동안 클럭 신호(CLK)를 게이팅 할 수 있다. 클럭 신호(CLK)의 게이팅은 디스플레이 구동 장치에 포함된 부품들 중 클럭 신호(CLK)를 필요로 하는 부품들에 클럭 신호(CLK)의 제공을 차단하는 것을 의미한다. 상기와 같이 클럭 신호(CLK0가 게이팅되면, 클럭 신호(CLK)에 의해 동작되는 부품들의 불필요한 동작과 불필요한 클럭신호의 토글링이 방지될 수 있으며, 그 결과 소모 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 디스플레이 신호 생성부(220)는 보상된 디스플레이 데이터에 대응하여 디스플레이 신호를 구동하도록 구성되고, 디스플레이 신호 출력부(230)는 디스플레이 신호 생성부(220)에 의해 구동되는 디스플레이 신호 Sout을 디스플레이 패널(120)로 제공하도록 구성된다.
상술한 본 발명은 디스플레이 패널(100)의 위치에 따라 다르게 작용하는 전압 강하에 의한 픽셀들의 밝기차를 전압 강하 가중치 WLIRC를 이용하여 해소할 수 있다. 그러므로, 디스플레이 패널(100)의 전체 픽셀들은 동일한 그레이에 대응하여 동일한 밝기로 발광할 수 있다. 그 결과, 전압 강하의 영향을 해소한 양질의 화면이 디스플레이 패널(100)에 표시될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널(100)의 위치에 따라 다르게 작용하는 전압 강하에 의한 픽셀들의 밝기차를 전압 강하 가중치 WLIRC를 어댑티브하게 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명은 평균 픽셀 휘도와 디스플레이 밝기값을 고려하여 디스플레이 패널(100)의 전체 픽셀들의 밝기를 조절할 수 있으며 전압 강하에 의한 영향이 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 디스플레이 패널의 밝기를 측정하고, 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공하는 밝기 측정기;
    상기 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치를 미리 지정된 복수의 위치 별로 생성하는 전압 강하 가중치 생성부; 및
    상기 위치 별로 상기 밝기값을 제어하기 위한 상기 위치 별 어댑티브 제어값을 제공하고, 상기 위치 별로 상기 전압 강하 가중치와 상기 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치를 생성하는 어댑티브 제어부;를 구비함을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치 생성부는 상기 복수의 위치의 상기 밝기값들 중 가장 어두운 밝기값을 기준으로 상기 전압 강하 가중치를 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치 생성부는 어두워지도록 상기 밝기값을 조절하는 상기 전압 강하 가중치를 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치 생성부는 화이트 모드값을 가지며, 화이트 모드에 대응하여 모든 컬러의 픽셀에 동일한 상기 화이트 모드값을 적용하여서 상기 전압 강하 가중치를 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치 생성부는 컬러 별로 다른 컬러 모드값을 가지며, 컬러 모드에 대응하여 상기 위치 별로 해당하는 컬러의 상기 컬러 모드값을 적용하여서 상기 전압 강하 가중치를 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 어댑티브 제어부는,
    상기 위치 별로 상기 밝기값들을 이용하여 평균 픽셀 휘도를 보상하기 위한 평균 픽셀 휘도 가중치를 생성하는 평균 픽셀 휘도 가중치 생성부; 및
    상기 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 어댑티브 제어값으로 이용하고, 상기 위치 별로 상기 어댑티브 제어값과 상기 전압 강하 가중치를 연산한 상기 보상 가중치를 생성하는 연산부;를 포함하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 평균 픽셀 휘도 가중치 생성부는 상기 평균 픽셀 휘도의 범위를 복수의 서브 범위로 구분하고, 상기 서브 범위 별로 다른 값의 상기 평균 픽셀 휘도 가중치를 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 평균 픽셀 휘도 가중치 생성부는 제1 휘도 기준값과 제2 휘도 기준값을 이용하여 상기 평균 픽셀 휘도의 범위를 제1 서브 범위, 제2 서브 범위 및 제3 서브 범위로 구분하고,
    상기 제2 휘도 기준값이 상기 제1 휘도 기준값 보다 높은 휘도 값을 가지며,
    상기 제1 휘도 기준값 이하의 상기 제1 서브 범위에서 미리 지정된 제1 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 평균 픽셀 휘도 가중치로서 이용하고,
    상기 제2 휘도 기준값 이상의 상기 제2 서브 범위에서 상기 제1 평균 픽셀 휘도 가중치 보다 높은 미리 지정된 제2 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 평균 픽셀 휘도 가중치로서 이용하며, 그리고,
    상기 제1 휘도 기준값과 상기 제2 휘도 기준값 사이의 상기 제3 서브 범위에서 상기 평균 픽셀 휘도의 증가에 비례하는 값의 제3 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 평균 픽셀 휘도 가중치로서 이용하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제3 서브 범위에서 상기 제3 평균 픽셀 휘도 가중치는 상기 평균 픽셀 휘도의 증가에 비례하는 2n 배로 증가하는 값을 가지며, n은 1 이상의 자연수인 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  10. 제6 항에 있어서, 상기 어댑티브 제어부는,
    디스플레이 밝기값 가중치를 제공하는 디스플레이 밝기값 가중치 제공부;를 더 포함하며,
    상기 연산부는 상기 위치 별로 상기 디스플레이 밝기값 가중치와 상기 평균 픽셀 휘도 가중치를 연산한 값을 상기 어댑티브 제어값으로 이용하고, 상기 위치 별로 상기 어댑티브 제어값과 상기 전압 강하 가중치를 연산한 상기 보상 가중치를 생성하고,
    디스플레이 밝기값 가중치 세트가 미리 설정된 디스플레이 밝기 기준값에 대응하도록 설정되며 상기 디스플레이 패널을 복수의 수평 라인 단위로 구분하는 복수의 영역 별로 다른 값의 복수의 디스플레이 밝기값 가중치들을 포함하며, 그리고,
    상기 디스플레이 밝기값 가중치 제공부는 상기 위치에 해당하는 상기 디스플레이 밝기값 가중치를 제공하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 장치.
  11. 밝기 측정기를 이용하여 측정한 디스플레이 패널의 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 제공하는 단계;
    미리 지정된 복수의 위치 별로 상기 밝기값을 보상하기 위한 전압 강하 가중치를 생성하는 단계;
    상기 위치 별로 상기 밝기값을 제어하기 위한 어댑티브 제어값을 제공하는 단계; 및
    상기 위치 별로 상기 전압 강하 가중치와 상기 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치를 생성하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치는 상기 복수의 위치의 상기 밝기값들 중 가장 어두운 밝기값을 기준으로 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치는 화이트 모드에 대응하여 모든 컬러의 픽셀에 동일한 화이트 모드값을 적용하여서 생성하고, 컬러 모드에 대응하여 상기 컬러 별로 다른 컬러 모드값을 적용하여서 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 어댑티브 제어값을 제공하는 단계는 상기 위치 별로 평균 픽셀 휘도를 보상하기 위한 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 어댑티브 제어값으로 제공하고,
    상기 보상 가중치는 상기 어댑티브 제어값과 상기 전압 강하 가중치를 연산하여 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 평균 픽셀 휘도 가중치는 상기 평균 픽셀 휘도의 범위를 복수로 구분한 서브 범위 별로 다른 값을 갖도록 생성하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 서브 범위는 제1 휘도 기준값 이하의 제1 서브 범위, 제2 휘도 기준값 이상의 제2 서브 범위 및 상기 제1 휘도 기준값과 상기 제2 휘도 기준값 사이의 제3 서브 범위로 구분하고,
    상기 제2 휘도 기준값이 상기 제1 휘도 기준값 보다 높은 휘도 값을 가지며,
    상기 제1 서브 범위에서 상기 평균 픽셀 휘도에 대응하여 미리 지정된 제1 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 평균 픽셀 휘도 가중치로서 이용하고,
    상기 제2 서브 범위에서 상기 평균 픽셀 휘도에 대응하여 미리 지정된 제2 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 평균 픽셀 휘도 가중치로서 이용하며,
    상기 제3 서브 범위에서 상기 평균 픽셀 휘도의 증가에 비례하는 값의 제3 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 평균 픽셀 휘도 가중치로서 이용하는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 어댑티브 제어값을 제공하는 단계는 상기 위치 별로 상기 평균 픽셀 휘도 가중치와 디스플레이 밝기값 가중치를 연산한 값을 상기 어댑티브 제어값으로 제공하고,
    디스플레이 밝기값 가중치 세트가 미리 설정된 디스플레이 밝기 기준값에 대응하도록 설정되며 상기 디스플레이 패널을 복수의 수평 라인 단위로 구분하는 복수의 영역 별로 다른 값의 복수의 디스플레이 밝기값 가중치들을 포함하며, 그리고,
    상기 위치에 해당하는 상기 디스플레이 밝기값 가중치가 상기 어댑티브 제어값의 연산에 이용되는 디스플레이 패널을 위한 전압 강하 보상 방법.
  18. 디스플레이 패널의 미리 지정된 복수의 위치 별로 전압 강하 가중치와 어댑티브 제어값을 연산한 보상 가중치를 저장하는 보상 정보 저장부;
    디스플레이 데이터와 상기 보상 가중치를 수신하고, 상기 디스플레이 패널에서 표시되는 상기 디스플레이 데이터의 표시 위치에 인접한 복수의 위치 별 상기 보상 가중치들을 이용한 인터폴레이션에 의해 생성된 가중치를 이용하여 상기 디스플레이 데이터를 보상하며, 보상된 상기 디스플레이 데이터를 출력하는 보상부;를 구비함을 특징으로 하는 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 전압 강하 가중치는 밝기 측정기를 이용하여 측정한 상기 디스플레이 패널의 전체 픽셀에 대한 밝기값들을 보상하기 위하여 미리 지정된 상기 복수의 위치 별로 생성되고,
    상기 위치 별로 평균 픽셀 휘도를 보상하기 위한 평균 픽셀 휘도 가중치를 상기 어댑티브 제어값으로 이용하며, 그리고,
    상기 평균 픽셀 휘도 가중치는 상기 평균 픽셀 휘도의 범위를 복수로 구분한 서브 범위 별로 다른 값을 갖도록 제공되는 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 어댑티브 제어값은 상기 평균 픽셀 휘도 가중치와 디스플레이 밝기값 가중치를 연산한 값을 이용하며,
    디스플레이 밝기값 가중치 세트가 미리 설정된 디스플레이 밝기 기준값에 대응하도록 설정되며 상기 디스플레이 패널을 복수의 수평 라인 단위로 구분하는 복수의 영역 별로 다른 값의 복수의 디스플레이 밝기값 가중치들을 포함하며, 그리고,
    상기 위치에 해당하는 상기 디스플레이 밝기값 가중치가 상기 어댑티브 제어값의 연산에 이용되는 전압 강하 보상 기능을 갖는 디스플레이 구동 장치.
  21. 제18 항에 있어서, 상기 보상부는,
    수직 동기 신호에 의해 한 주기가 구분되는 수직 기간 중, 수직 백 포치 기간과 수직 액티브 기간에 상기 보상 가중치들을 이용한 상기 인터폴레이션에 의해 생성된 상기 가중치를 이용하여 상기 디스플레이를 보상하는 디스플레이 구동 장치.
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