KR20230074369A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 복수의 스캔 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 스캔 라인들을 통해 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버, 데이터 라인들을 통해 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 드라이버 및 스캔 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하고, 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고, 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 입력 영상 데이터를 디더링 처리한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 가변 프레임 모드를 지원하는 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
한편, 상기 표시 장치는 1초당 프레임 주파수에 대응하는 개수의 프레임 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 장치는 미리 정해진 프레임 주파수로 복수의 프레임 영상을 표시하거나, 또는 가변 입력 프레임 주파수에 대응하여 복수의 프레임 영상을 표시할 수 있다.
다만, 상기 표시 장치가 상기 가변 입력 프레임 주파수에 대응하여 복수의 프레임 영상을 표시하는 경우, 제1 프레임 주파수로 구동되는 표시 패널의 휘도와 상기 제1 프레임 주파수와 다른 제2 프레임 주파수로 구동되는 상기 표시 패널의 휘도가 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 장치의 프레임 주파수가 변경될 때 플리커(flicker)가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 가변 프레임 모드에서 영상 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 스캔 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 스캔 라인들을 통해 상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버, 상기 데이터 라인들을 통해 상기 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 드라이버 및 상기 스캔 드라이버 및 상기 데이터 드라이버를 제어하고, 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고, 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하는 계조 판단부, 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더 패턴들을 이용하여 디더링 처리하는 디더링 처리부 및 영상을 표시하는 상기 표시 패널의 표시면에 대응되는 상기 디더 패턴들이 저장되고, 상기 입력 영상 데이터에 대한 상기 디더 패턴들을 상기 디더링 처리부에 제공하는 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 가변 입력 프레임 주파수를 검출하여 프레임 주파수 정보를 생성하는 프레임 주파수 검부 및 상기 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터를 보정하여 출력 영상 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 디더 패턴들 각각은 상기 표시 패널의 표시면의 목표 계조값보다 높은 계조값을 갖는 제1 계조 영역 및 상기 표시 패널의 표시면의 상기 목표 계조값보다 낮은 계조값을 갖는 제2 계조 영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값은 2 이상의 계조차를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 목표 계조값은 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값의 평균값에 대응할 수 있다.
전술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 스캔 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 스캔 라인들을 통해 상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버, 상기 데이터 라인들을 통해 상기 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 드라이버 및 상기 스캔 드라이버 및 상기 데이터 드라이버를 제어하고, 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고, 상기 입력 영상 데이터에 대한 히스토그램 분석 결과를 이용하여 상기 입력 영상 데이터가 단색 패턴, 단일 패턴 및 혼색 패턴 중 어느 패턴을 나타내는지 판단하며, 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 상기 입력 영상 데이터가 제1 계조값 및 상기 제1 계조값과 다른 제2 계조값 중 어느 하나의 계조값을 갖도록 디더링 처리할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터가 상기 단일 패턴을 나타낸다고 판단되면 상기 입력 영상 데이터가 상기 제1 계조값을 갖도록 디더링 처리하고, 상기 입력 영상 데이터가 상기 혼색 패턴을 나타낸다고 판단되면 상기 입력 영상 데이터가 상기 제2 계조값을 갖도록 디더링 처리할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단일 패턴은 두 개의 단색들이 조합된 색을 나타내고, 상기 혼색 패턴은 복수의 단색들이 조합된 색을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 계조값은 상기 제1 계조값보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하는 계조 판단부, 상기 입력 영상 데이터의 상기 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램 분석 결과를 이용하여 상기 입력 영상 데이터가 상기 단색 패턴, 상기 단일 패턴 및 상기 혼색 패턴 중 어느 패턴을 나타내는지 판단하는 히스토그램 판단부, 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더 패턴들을 이용하여 디더링 처리하는 디더링 처리부 및 영상을 표시하는 상기 표시 패널의 표시면에 대응되는 상기 디더 패턴들이 저장되고, 상기 입력 영상 데이터에 대한 상기 디더 패턴들을 상기 디더링 처리부에 제공하는 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 가변 입력 프레임 주파수를 검출하여 프레임 주파수 정보를 생성하는 프레임 주파수 검출부 및 상기 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터를 보정하여 출력 영상 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 디더 패턴들 각각은 상기 표시 패널의 표시면의 목표 계조값보다 높은 계조값을 갖는 제1 계조 영역 및 상기 표시 패널의 표시면의 상기 목표 계조값보다 낮은 계조값을 갖는 제2 계조 영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값은 2 이상의 계조차를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 목표 계조값은 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값의 평균값에 대응할 수 있다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 단계, 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하는 단계 및 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리하는 단계는 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더 패턴들을 이용하여 디더링 처리하는 단계, 상기 입력 영상 데이터를 수신하는 단계 및 상기 입력 영상 데이터를 보정하여 출력 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 이의 구동 방법에 있어서, 상기 표시 장치의 컨트롤러는 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하며, 상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단하면 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리할 수 있다. 이에 따라, 상기 가변 입력 프레임 주파수의 변경 시의 상기 표시 장치의 플리커가 최소화 또는 감소될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상기 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 가변 입력 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 데이터의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 3은 데이터 보상이 수행되지 않는 경우 서로 다른 프레임 주파수들로 구동되는 표시 패널의 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 데이터 보상이 수행되지 않는 경우의 표시 패널의 휘도의 일 예 및 데이터 보상이 수행되는 경우의 표시 패널의 휘도의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 표시 장치의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 6은 입력 영상 데이터의 계조값에 따른 표시 장치의 플리커 수치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 표시 패널의 표시면에 대응되는 디더 패턴을 프레임 구간 단위로 나타내는 도면이다.
도 8a는 도 7의 제1 부분에 대한 계조값을 프레임 구간 단위로 나타내는 도면이다.
도 8b는 도 7의 제2 부분에 대한 계조값을 프레임 구간 단위로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9의 히스토그램 판단부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 1의 표시 장치를 포함하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 복수의 화소들(PX)을 포함하는 표시 패널(110), 복수의 화소들(PX)에 스캔 신호(SS)를 제공하는 스캔 드라이버(120), 감마 기준 전압들(VGR)을 생성하는 감마 전압 생성기(130), 복수의 화소들(PX)에 데이터 전압(VD)을 제공하는 데이터 드라이버(140), 스캔 드라이버(120), 감마 전압 생성기(130) 및 데이터 드라이버(140)를 제어하는 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 복수의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn), 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 및 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다(단, n 및 m은 2 이상의 정수). 스캔 라인들(SL1 내지 SLn) 각각은 제1 방향(예를 들어, 행 방향)으로 연장될 수 있고, 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, 열 방향)으로 연장될 수 있다. 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)은 서로 절연될 수 있다. 복수의 화소들(PX)은 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 교차하는 영역에 배열될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 화소들(PX) 각각은 스캔 신호(SS)에 응답하여 데이터 전압(VD)을 전송하는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터에 의해 전송된 데이터 전압(VD)을 저장하는 스토리지 커패시터, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 데이터 전압(VD)에 기초하여 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터에 의해 생성된 상기 구동 전류에 기초하여 발광하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자는 발광 다이오드(light emitting diode; LED), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED), 퀸텀 닷(quantum dot) 발광 소자 등을 포함할 수 있다.
스캔 드라이버(120)는 컨트롤러(150)로부터 수신된 스캔 제어 신호(SCTRL)에 기초하여 복수의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 복수의 화소들(PX)에 스캔 신호들(SS)을 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스캔 드라이버(120)는 복수의 화소들(PX)에 스캔 신호들(SS)을 행 단위로 순차적으로 제공할 수 있다. 또한, 스캔 제어 신호(SCTRL)는 스캔 시작 신호, 스캔 클록 신호 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스캔 드라이버(120)는 표시 패널(110)의 주변부에 집적 또는 형성될 수 있다. 선택적으로, 스캔 드라이버(120)는 하나 이상의 집적 회로(integrated circuit; IC)들로 구현될 수도 있다
감마 전압 생성기(130)는 컨트롤러(150)로부터의 감마 제어 신호(GCTRL)에 의해 제어되어 하나 이상의 감마 기준 전압들(VGR)을 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 감마 제어 신호(GCTRL)는 감마 기준 전압들(VGR)의 전압 레벨들을 나타내고, 감마 전압 생성기(130)는 감마 제어 신호(GCTRL)가 나타내는 상기 전압 레벨들에 상응하는 감마 기준 전압들(VGR)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 감마 전압 생성기(130)는 데이터 드라이버(140)의 외부에 위치할 수 있다. 선택적으로, 감마 전압 생성기(130)는 데이터 드라이버(140)에 포함될 수도 있다.
데이터 드라이버(140)는 컨트롤러(150)로부터 데이터 제어 신호(DCTRL) 및 출력 영상 데이터(ODAT)를 수신하고, 감마 전압 생성기(130)로부터 감마 기준 전압들(VGR)을 수신하며, 데이터 제어 신호(DCTRL), 출력 영상 데이터(ODAT) 및 감마 기준 전압들(VGR)에 기초하여 복수의 데이터 라인들(D1L 내지 DLm)을 통해 복수의 화소들(PX)에 데이터 전압들(VD)을 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 데이터 드라이버(140)는 감마 기준 전압들(VGR)에 기초하여 각각의 계조 레벨에 상응하는 각각의 계조 전압들을 생성하고, 상기 계조 전압들 중 출력 영상 데이터(ODAT)에 상응하는 계조 전압들들 선택하며, 복수의 화소들(PX)에 데이터 전압들(VD)로서 상기 선택된 계조 전압들을 제공할 수 있다. 또한, 데이터 제어 신호(DCTRL)는 출력 데이터 인에이블 신호, 수평 개시 신호, 로드 신호 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 데이터 드라이버(140)는 단일한 집적 회로로 구현될 수 있고, 상기 집적 회로는 타이밍 컨트롤러 임베디드 데이터 드라이버(timing controller embedded data driver; TED)로 지칭될 수 있다. 선택적으로, 데이터 드라이버(140)는 별개의 집적 회로들로 구현될 수도 있다.
컨트롤러(150)는 외부의 호스트 프로세서로부터 입력 영상 데이터(IDAT) 및 제어 신호(CTRL)를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(150)는 타이밍 컨트롤러이고, 상기 호스트 프로세서는 어플리케이션 프로세서(application processor; AP), 그래픽 처리 유닛(graphic processing unit; GPU) 또는 그래픽 카드일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 입력 영상 데이터(IDAT)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함하는 RGB 영상 데이터일 수 있다. 또한, 제어 신호(CTRL)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 입력 데이터 인에이블 신호, 마스터 클록 신호 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
컨트롤러(150)는 입력 영상 데이터(IDAT) 및 제어 신호(CTRL)에 기초하여 스캔 제어 신호(SCTRL), 감마 제어 신호(GCTRL), 데이터 제어 신호(DCTRL) 및 출력 영상 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 컨트롤러(150)는 스캔 드라이버(120)에 스캔 제어 신호(SCTRL)를 제공하여 스캔 드라이버(120)의 동작을 제어하고, 감마 전압 생성기(130)에 감마 제어 신호(GCTRL)를 제공하여 감마 전압 생성기(130)의 동작을 제어하며, 데이터 드라이버(140)에 출력 영상 데이터(ODAT) 및 데이터 제어 신호(DCTRL)를 제공하여 데이터 드라이버(140)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 호스트 프로세서는 매 프레임 구간마다 블랭크 구간의 시간 길이를 변경하여 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)(또는, 가변 프레임 레이트)로 입력 영상 데이터(IDAT)를 표시 장치(100)에 제공하고, 컨트롤러(150)는 상기 호스트 프로세서로부터 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 입력 영상 데이터(IDAT)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)는 소정의 최소 주파소로부터 소정의 최대 주파수까지의 가변 주파수 범위 내에서 가변될 수 있다. 예를 들어, 상기 최소 주파수는 약 48Hz이고, 상기 최대 주파수는 약 240Hz이며, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)의 상기 가변 주파수 범위는 약 48Hz 내지 약 240Hz일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
컨트롤러(150)는 표시 패널(110)을 가변 입력 주파수(VIFF)로 구동하도록 데이터 드라이버(140) 및 스캔 드라이버(120)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표시 패널(110)을 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 구동하는 표시 장치(100)의 모드는 가변 프레임 모드로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 상기 가변 프레임 모드는 프리-싱크(free-sync) 모드, 쥐-싱크(G-sync) 모드, 큐-싱크(Q-sync) 모드 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 가변 입력 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 데이터의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 호스트 프로세서의 렌더링(210, 220, 230)의 주기 또는 주파수가 일정하지 않을 수 있고, 상기 호스트 프로세서는 상기 가변 프레임 모드에서 이러한 렌더링(210, 220, 230)의 불일정한 주기 또는 주파수에 동기시켜 입력 영상 데이터(IDAT), 즉, 프레임 데이터(FD1, FD2, FD3)를 표시 장치(100)에 제공할 수 있다. 즉, 상기 가변 프레임 모드에서, 각 프레임 구간(FP1, FP2, FP3)은 일정한 시간 길이를 갖는 일정한 액티브 구간(AP1, AP2, AP3)을 가지나, 상기 호스트 프로세서는 각 프레임 구간(FP1, FP2, FP3)의 가변 블랭크 구간(VBP1, VBP2, VBP3)의 시간 길이를 변경시켜 표시 장치(100)에 가변 프레임 주파수(VIFF)로 프레임 데이터(FD1, FD2, FD3)를 제공할 수 있다.
제1 프레임 구간(FP1)에서 제2 프레임 데이터(FD2)가 약 240Hz의 주파수로 렌더링(210)되는 경우, 상기 호스트 프로세서는 표시 장치(100)에 약 240Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 제1 프레임 데이터(FD1)를 제공할 수 있다. 또한, 상기 호스트 프로세서는 제2 프레임 구간(FP2)의 액티브 구간(AP2) 동안 제2 프레임 데이터(FD2)를 출력하고, 제3 프레임 데이터(FD3)에 대한 렌더링(220)이 완료될 때까지 제2 프레임 구간(FP2)의 가변 블랭크 구간(VBP2)을 지속할 수 있다. 따라서, 제2 프레임 구간(FP2)에서 제3 프레임 데이터(FD3)가 약 48Hz의 주파수로 렌더링(220)되는 경우, 상기 호스트 프로세서는 표시 장치(100)에 제2 프레임 구간(FP2)의 가변 블랭크 구간(VBP2)의 시간을 증가시켜 약 48Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 제2 프레임 데이터(FD2)를 제공할 수 있다. 제3 프레임 구간(FP3)에서 제4 프레임 데이터(FD4)가 다시 약 240Hz의 주파수로 렌더링(230)되는 경우, 상기 호스트 프로세서는 표시 장치(100)에 다시 약 240Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 제3 프레임 데이터(FD3)를 제공할 수 있다.
즉, 상기 가변 프레임 모드에서, 각 프레임 구간(FP1, FP2, FP3)은 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)와 무관하게 일정한 시간 길이를 갖는 액티브 구간(AP1, AP2, AP3) 및 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 상응하는 가변 시간 길이를 갖는 가변 블랭크 구간(VBP1, VBP2, VBP3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가변 프레임 모드에서, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)가 감소할수록 가변 블랭크 구간(VBP1, VBP2, VBP3)의 시간이 증가될 수 있다. 상기 가변 프레임 모드에서, 컨트롤러(150)는 출력 영상 데이터(ODAT)로서 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 수신된 입력 영상 데이터(IDAT)를 데이터 드라이버(140)에 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)와 실질적으로 동일한 구동 주파수로 출력할 수 있다. 이에 따라, 상기 가변 프레임 모드를 지원하는 표시 장치(100)는 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 동기시켜 영상을 표시함으로써 프레임 주파수 불일치에 의해 발생되는 티어링(tearing) 현상을 방지할 수 있다.
다만, 상기 가변 프레임 모드에서 가변 입력 프레임 주파수(VIFF), 즉 표시 패널(110)의 상기 구동 주파수에 따른 데이터 보상(또는, 휘도 보상)이 수행되지 않는 경우, 표시 패널(110)의 휘도가 가변 입력 프레임 주파수(VIFF), 즉 표시 패널(110)의 상기 구동 주파수에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 가변 프레임 모드에서 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 따른 상기 데이터 보상이 수행되지 않는 경우, 동일한 시간 동안, 제1 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 각 화소(PX)가 초기화되는 횟수는 상기 제1 구동 주파수와 다른 제2 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 각 화소(PX)가 초기화되는 횟수와 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도는 상기 제2 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도와 다를 수 있다.
도 3은 데이터 보상이 수행되지 않는 경우 서로 다른 프레임 주파수들로 구동되는 표시 패널의 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 3은 상기 가변 프레임 모드에서 약 48Hz의 제1 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도(310)의 일 예 및 약 240Hz의 제2 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도(330)의 일 예를 도시하고 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 따른 상기 데이터 보상이 수행되지 않는 경우, 동일한 시간(예를 들어, 약 53ms) 동안 약 48Hz의 상기 제1 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 각 화소(PX)는 약 2.5번 초기화되고, 약 240Hz의 상기 제2 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 각 화소(PX)는 약 13번 오프될 수 있다. 이에 따라, 약 240Hz의 상기 제2 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 평균 휘도(AVGLUM2)는 약 48Hz의 상기 제1 구동 주파수로 구동되는 표시 패널(110)의 평균 휘도(AVGLUM1)보다 낮을 수 있다.
이러한 가변 입력 프레임 주파수(VIFF), 즉 표시 패널(110)의 상기 구동 주파수에 따른 표시 패널(110)의 휘도 차이를 제거 또는 감소시키도록, 표시 장치(100)는 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 따른 상기 데이터 보상을 수행할 수 있다.
도 4는 데이터 보상이 수행되지 않는 경우의 표시 패널의 휘도의 일 예 및 데이터 보상이 수행되는 경우의 표시 패널의 휘도의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 데이터 보상이 수행되지 않는 경우(350), 약 240Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도와 약 120Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도가 서로 다를 수 있다. 그러나, 상기 데이터 보상이 수행되는 경우(370), 약 240Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도와 약 120Hz의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 구동되는 표시 패널(110)의 휘도가 서로 유사할 수 있다.
가변 입력 프레임 주파수(VIFF)의 주파수 범위의 최소 주파수(예를 들어, 약 48Hz)로 기준 주파수(RFREQ)가 결정되고, 기준 주파수(RFREQ)인 상기 최소 주파수에서 상기 기준 휘도가 결정되며, 상기 최소 주파수에 상응하는 상기 기준 휘도에 기초하여 상기 데이터 보상이 수행될 수 있다.
이 경우, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 변경된 프레임 구간에서, 상기 데이터 보상이 잘못된 기준 휘도에 기초로 수행되고, 표시 패널(110)이 원치 않는 휘도(371, 372)를 가질 수 있다. 즉, 각 프레임 구간의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)는 상기 프레임 구간이 종료되는 시점, 즉 다음 프레임 구간이 시작되는 시점에 알 수 있고, 이에 따라 현재 프레임 구간에서의 상기 데이터 보상은 이전 프레임 구간의 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 상응하도록 수행될 수 있다.
따라서, 도 4의 370으로 도시된 바와 같이, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)가 약 240Hz로부터 약 120Hz로 변경된 프레임 구간에서는, 표시 패널(110)이 약 120Hz의 구동 주파수로 구동되나, 상기 데이터 보상은 약 240Hz의 기준 주파수로 수행되므로, 표시 패널(110)이 원치 않는 휘도(371)를 가질 수 있다. 또한, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)가 약 120Hz로부터 약 240Hz로 변경된 프레임 구간에서는, 표시 패널(110)이 약 240Hz의 구동 주파수로 구동되나, 상기 데이터 보상은 약 120Hz의 기준 주파수로 수행되므로, 표시 패널(110)이 원치 않는 휘도(372)를 가질 수 있다. 이 경우, 표시 장치(100)에서 플리커(flicker)가 발생할 수 있다.
가변 입력 프레임 주파수(VIFF)에 의한 표시 장치(100)의 플리커 발생을 감소시키도록, 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 제공되는 입력 영상 데이터(IDAT)를 디더링(dithering) 처리할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에 있어서, 표시 장치(100)의 컨트롤러(150)는 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 입력 영상 데이터(IDAT)를 수신하고, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하며, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 입력 영상 데이터(IDAT)를 디더링 처리할 수 있다. 여기서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작을 수 있다.
디더링 처리된 입력 영상 데이터(IDAT)의 시인성과 표시 장치(100)의 플리커 발생은 트레이드-오프(trade-off) 관계에 있다. 즉, 디더링 처리된 입력 영상 데이터(IDAT)의 시인성이 클수록 표시 장치(100)의 플리커가 감소될 수 있다. 다만, 디더링 처리된 입력 영상 데이터(IDAT)가 단색(예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 흰색, 회색 등)을 나타내는 경우, 디더링 처리된 입력 영상 데이터(IDAT)의 시인성이 증가될 수 있고, 이 경우, 표시 장치(100)의 표시 품질이 감소될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 다른 표시 장치(100)에 있어서, 표시 장치(100)의 컨트롤러(예를 들어, 도 9의 컨트롤러(151))는 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 입력 영상 데이터(IDAT)를 수신하고, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하며, 입력 영상 데이터(IDAT)에 대한 히스토그램 분석 결과를 이용하여 입력 영상 데이터(IDAT)가 단색 패턴, 단일 패턴 및 혼색 패턴 중 어느 패턴을 나타내는지 판단하고, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 입력 영상 데이터(IDAT)가 제1 계조값 및 상기 제1 계조값과 다른 제2 계조값 중 어느 하나의 계조값을 갖도록 디더링 처리할 수 있다.
예를 들어, 상기 단색 패턴은 적색, 녹색, 청색, 흰색, 회색 및 검은색 중 어느 하나의 색을 나타내고, 상기 단일 패턴은 두 개의 단색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 흰색, 회색, 검은색 등)이 조합된 색을 나타내며, 상기 혼색 패턴은 복수의 단색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 흰색, 회색, 검은색 등)이 조합된 색을 나타낼 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 표시 장치(100)의 컨트롤러(예를 들어, 도 9의 컨트롤러(151))는 입력 영상 데이터(IDAT)가 상기 단일 패턴을 나타낸다고 판단하면 입력 영상 데이터(IDAT)가 상기 제1 계조값을 갖도록 디더링 처리하고, 입력 영상 데이터(IDAT)가 상기 혼색 패턴을 나타낸다고 판단하면 입력 영상 데이터(IDAT)가 상기 제2 계조값을 갖도록 디더링 처리할 수 있다. 반면, 표시 장치(100)의 상기 컨트롤러는 입력 영상 데이터(IDAT)가 상기 단색 패턴을 나타낸다고 판단하면 입력 영상 데이터(IDAT)를 디더링 처리하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 계조값은 상기 제1 계조값보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 계조값은 약 4-계조이고, 상기 제2 계조값은 약 6-계조일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 1의 표시 장치의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다. 도 6은 입력 영상 데이터의 계조값에 따른 표시 장치의 플리커 수치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러(150)는 계조 판단부(410), 디더링 처리부(420), 메모리(430), 프레임 주파수 검출부(440) 및 데이터 생성부(450)를 포함할 수 있다.
계조 판단부(410)는 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 입력 영상 데이터(IDAT)를 수신하고, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단할 수 있다. 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위와 다를 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 계조 범위는 약 12-계조 이하이고, 상기 제2 계조 범위는 약 12-계조 초과일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 작을수록 표시 장치(100)의 플리커 수치가 큰 것을 확인할 수 있다. 반면, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 클수록 표시 장치(100)의 플리커 수치가 작은 것을 확인할 수 있다. 즉, 저계조 영역에서는 플리커의 시인성이 증가하고, 고계조 영역에서는 플리커의 시인성이 감소할 수 있다. 다시 말하면, 상기 고계조 영역에서는 입력 영상 데이터(IDAT)에 대한 디더링 동작이 필요하지 않을 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 계조 판단부(410)는 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고 특정 계조값을 갖는 입력 영상 데이터(IDAT')를 디더링 처리부(420)에 제공할 수 있다.
디더링 처리부(420)는 계조 판단부(410)로부터 제공된 입력 영상 데이터(IDAT')에 대해서 디더링 동작을 실행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 디더링 처리부(420)는 입력 영상 데이터(IDAT')가 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 경우 입력 영상 데이터(IDAT')를 디더 패턴들(DTP)을 이용하여 디더링 처리할 수 있다. 반면, 디더링 처리부(420)는 입력 영상 데이터(IDAT')가 상기 제2 계조 범위에 포함되는 경우 입력 영상 데이터(IDAT')를 디더링 처리하지 않을 수 있다. 디더링 처리부(420)는 디더링 처리된 또는 디더링 처리되지 않은 입력 영상 데이터(IDAT")를 데이터 생성부(450)에 제공할 수 있다.
디더링 처리부(420)는 디더링 동작을 실행하기 위해 메모리(430)로 디더 패턴들(DTP)을 요청할 수 있다. 예를 들어, 메모리(430)는 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 상기 룩업 테이블에는 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 입력 영상 데이터(IDAT')에 대응하는 디더 패턴들(DTP)이 저장될 수 있다. 따라서, 메모리(430)는 디더링 처리부(420)로부터 요청 신호(RS)가 수신되면, 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 입력 영상 데이터(IDAT')에 대한 디더 패턴들(DTP)을 디더링 처리부(420)에 제공할 수 있다.
프레임 주파수 검출부(440)는 제어 신호(CTRL)를 이용하여 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(CTRL)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다. 프레임 주파수 검출부(440)는 하나의 수직 동기 신호가 수신된 후 다음의 수직 동기 신호가 수신되기 직전까지 수신되는 수평 동기 신호를 카운팅하여 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)를 검출할 수 있다. 프레임 주파수 검출부(440)는 검출된 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)를 기반으로 프레임 주파수 정보(FFI)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프레임 주파수 정보(FFI)는 1초당 표시되는 프레임 영상의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
데이터 생성부(450)는 입력 영상 데이터(IDAT''), 제어 신호(CTRL) 및 프레임 주파수 정보(FFI)를 수신하고, 입력 영상 데이터(IDAT''), 제어 신호(CTRL) 및 프레임 주파수 정보(FFI)에 기초하여 출력 영상 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 데이터 생성부(450)는 수직 동기 신호에 따라 프레임 단위로 입력 영상 데이터(IDAT'')를 구분하고, 수평 동기 신호에 따라 스캔 라인들(예를 들어, 도 1의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)) 단위로 입력 영상 데이터(IDAT'')를 구분하여 출력 영상 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 또한, 데이터 생성부(450)는 입력 영상 데이터(IDAT'')를 보정하여 출력 영상 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다.
도 7은 도 1의 표시 패널의 표시면에 대응되는 디더 패턴을 프레임 구간 단위로 나타내는 도면이다. 도 8a는 도 7의 제1 부분에 대한 계조값을 프레임 구간 단위로 나타내는 도면이다. 도 8b는 도 7의 제2 부분에 대한 계조값을 프레임 구간 단위로 나타내는 도면이다.
도 1, 도 5 및 도 7을 참조하면, 영상을 표시하는 표시 패널(110)의 표시면에 복수의 디더 패턴들(DTP)이 대응될 수 있다. 예를 들어, 디더 패턴들(DTP) 각각은 8ⅹ8의 계조 영역들을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 디더 패턴들(DTP) 각각은 NⅹN의 계조 영역들을 포함할 수 있다(여기서, N은 1 이상의 자연수).
상술한 바와 같이, 공간적으로 분산된 복수의 디더 패턴들(DTP)이 표시 패널(110)의 상기 표시면에 대응하도록 설정될 수 있다. 다만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 디더 패턴(DTP)이 표시 패널(110)의 상기 표시면에 대응하는 크기로 설정될 수도 있다.
디더 패턴들(DTP) 각각에 구비된 복수의 계조 영역들은 제1 계조 영역(GA1) 및 제2 계조 영역(GA2)으로 구분될 수 있다. 제1 계조 영역(GA1)은 표시 패널(110)의 상기 표시면에 표시하고자 하는 목표 계조값보다 높은 계조값을 갖는 영역으로 정의되고, 제2 계조 영역(GA2)은 표시 패널(110)의 상기 표시면에 표시하고자 하는 목표 계조값보다 낮은 계조값을 갖는 영역으로 정의될 수 있다. 따라서, 제1 계조 영역(GA1)과 제2 계조 영역(GA2) 사이의 계조차는 1-계조보다 클 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 계조 영역(GA1)의 계조값과 제2 계조 영역(GA2)의 계조값의 평균값은 목표 계조값과 동일할 수 있다.
디더 패턴들(DTP) 각각의 제1 및 제2 계조 영역들(GA1, GA2)은 일정 시간에 따라 다른 배치 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 한 프레임 구간 단위로 디더 패턴들(DTP) 각각의 제1 및 제2 계조 영역들(GA1, GA2)은 다른 배치 구조를 가질 수 있다.
제1 프레임 구간(F1) 동안 디더 패턴(DTP)은 제1 패턴 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 디더 패턴(DTP)의 제1 부분(C1)은 제1 프레임 구간(F1) 동안 제2 계조 영역(GA2)으로 설정되고, 제2 부분(C2)은 제1 프레임 구간(F1) 동안 제1 계조 영역(GA1)으로 설정될 수 있다.
제2 프레임 구간(F2) 동안 디더 패턴(DTP)은 상기 제1 패턴 구조와 다른 제2 패턴 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 디더 패턴(DTP)의 제1 부분(C1)은 제2 프레임 구간(F2) 동안 제1 계조 영역(GA1)으로 설정되고, 제2 부분(C2)은 제2 프레임 구간(F2) 동안 제2 계조 영역(GA2)으로 설정될 수 있다.
제3 프레임 구간(F3) 동안 디더 패턴(DTP)은 상기 제1 패턴 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 및 제3 프레임 구간 동안 디더 패턴(DTP)은 동일한 패턴 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 디더 패턴(DTP)의 제1 부분(C1)은 제3 프레임 구간(F3) 동안 제2 계조 영역(GA2)으로 설정되고, 제2 부분(C2)은 제3 프레임 구간(F3) 동안 제1 계조 영역(GA1)으로 설정될 수 있다.
제4 프레임 구간(F4) 동안 디더 패턴(DTP)은 상기 제2 패턴 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2 및 제4 프레임 구간(F2, F4) 동안 디더 패턴(DTP)은 동일한 패턴 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 디더 패턴(DTP)의 제1 부분(C1)은 제4 프레임 구간(F4) 동안 제1 계조 영역(GA1)으로 설정되고, 제2 부분(C2)은 제4 프레임 구간(F4) 동안 제2 계조 영역(GA2)으로 설정될 수 있다.
다만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 디더 패턴(DTP)은 연속하는 제1 내지 제4 프레임 구간(F1, F2, F3, F4) 동안 서로 다른 패턴 구조들을 각각 가질 수도 있다.
도 7, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 디더 패턴(DTP)의 목표 계조값(T-gray)이 4-계조인 경우, 제1 계조 영역(GA1)은 목표 계조값(T-gray)보다 높은 계조값(예를 들어, 8-계조)을 가질 수 있고, 제2 계조 영역(GA1)은 목표 계조값(T-gray)보다 낮은 계조값(예를 들어, 0-계조)을 가질 수 있다. 즉, 제1 계조 영역(GA1)과 제2 계조 영역(GA2)은 8-계조의 계조차를 가질 수 있다.
제1 부분(C1)은 제1 및 제3 프레임(F1, F3) 구간 동안 0-계조를 갖고, 제2 및 제4 프레임 구간(F2, F4) 동안 8-계조를 가질 수 있다. 제2 부분(C2)은 제1 및 제3 프레임(F1, F3) 구간 동안 8-계조를 갖고, 제2 및 제4 프레임 구간(F2, F4) 동안 0-계조를 가질 수 있다.
이와 같이, 시간적 및 공간적으로 분산된 디더 패턴들(DTP)을 이용하여 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 제공되는 입력 영상 데이터(IDAT)를 디더링 처리함으로써, 표시 장치(100)의 플리커 발생이 감소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다. 도 10은 도 9의 히스토그램 판단부를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 도 10은 한 프레임 구간에 대한 입력 영상 데이터(IDAT)의 히스토그램을 나타내는 도면이다.
도 1, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨트롤러(151)는 계조 판단부(410), 디더링 처리부(420), 메모리(430), 프레임 주파수 검출부(440), 데이터 생성부(450) 및 히스토그램 판단부(460)를 포함할 수 있다. 다만, 도 9를 참조하여 설명하는 컨트롤러(151)는 히스토그램 판단부(411)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 5를 참조하여 설명한 컨트롤러(150)와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이하에서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 계조 판단부(410)는 가변 입력 프레임 주파수(VIFF)로 입력 영상 데이터(IDAT)를 수신하고, 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작을 수 있다.
계조 판단부(410)는 입력 영상 데이터(IDAT)의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고 특정 계조값을 갖는 입력 영상 데이터(IDAT1)를 히스토그램 판단부(460)에 제공할 수 있다.
히스토그램 판단부(460)는 입력 영상 데이터(IDAT1)의 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램 분석 결과를 이용하여 입력 영상 데이터(IDAT1)가 상기 단색 패턴, 상기 단일 패턴 및 상기 혼색 패턴 중 어느 패턴을 나타내는지 판단할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 단일 패턴은 두 개의 단색들이 조합된 색을 나타내고, 상기 혼색 패턴은 복수의 단색들이 조합된 색을 나타낼 수 있다. 히스토그램 판단부(460)는 특정 패턴을 나타내는 입력 영상 데이터(IDAT2)를 디더링 처리부(420)에 제공할 수 있다.
히스토그램 판단부(460)는 입력 영상 데이터(IDAT1)의 계조값을 16개의 등급으로 분리하고, 각 등급의 계조 범위에 포함되는 입력 영상 데이터(IDAT1)를 카운팅하여 상기 히스토그램을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입력 영상 데이터(IDAT1)의 계조 범위는 약 0-계조 내지 약 255-계조이고, 상기 전체 계조를 16 등급으로 나눌 수 있다.
히스토그램 판단부(460)는 각 등급에 해당하는 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수를 분석할 수 있다. 예를 들어, 히스토그램 판단부(460)는 각 등급에 해당하는 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수를 분석하여 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수가 많은 순서대로 3개의 등급을 선택하고, 상기 3개의 등급에 해당하는 입력 영상 데이터(IDAT)의 개수의 합을 계산하여 특정 임계값과 비교할 수 있다.
만약, 상기 히스토그램을 통해 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수의 합이 제1 임계값(TH1)을 초과한다고 판단되면 입력 영상 데이터(IDAT1)는 상기 단일 패턴을 나타내고, 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수의 합이 제2 임계값(TH2) 미만이라고 판단되면 입력 영상 데이터(IDAT1)는 상기 혼색 패턴을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 임계값(TH1)은 제2 임계값(TH2)보다 클 수 있다.
예를 들어, 제1 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)가 상기 단일 패턴을 나타낼 때, 히스토그램 판단부(460)는 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)에 대한 히스토그램을 생성할 수 있다. 만약, 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)의 상기 히스토그램 분석 결과를 이용하여 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수의 합이 제1 임계값(TH1)보다 작고 제2 임계값(TH2)보다 큰 것으로 판단되면 입력 영상 데이터(IDAT1)는 상기 제1 프레임 구간에서의 패턴을 유지할 수 있다. 다만, 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)의 로드(load) 변화량이 클 때, 상기 입력 영상 데이터(IDAT1)는 상기 혼색 패턴을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)의 로드 변화량이 클 때, 입력 영상 데이터(IDAT1)의 패턴이 변경될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)가 상기 혼색 패턴을 나타낼 때, 히스토그램 판단부(460)는 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)에 대한 히스토그램을 생성할 수 있다. 만약, 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)의 상기 히스토그램 분석 결과를 이용하여 입력 영상 데이터(IDAT1)의 개수의 합이 제1 임계값(TH1)보다 작고 제2 임계값(TH2)보다 큰 것으로 판단되면 입력 영상 데이터(IDAT1)는 상기 제1 프레임 구간에서의 패턴을 유지할 수 있다. 다만, 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)의 로드 변화량이 클 때, 입력 영상 데이터(IDAT1)는 상기 단일 패턴을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 제2 프레임 구간에서 입력 영상 데이터(IDAT1)의 로드 변화량이 클 때, 입력 영상 데이터(IDAT1)의 패턴이 변경될 수 있다.
디더링 처리부(420)는 입력 영상 데이터(DAT2)가 상기 제1 계조 범위에 포함되는 경우 입력 영상 데이터(DAT2)를 디던 패턴들(DTP)을 이용하여 디더링 처리할 수 있다. 반면, 디더링 처리부(420)는 입력 영상 데이터(DAT2)가 상기 제2 계조 범위에 포함되는 경우 입력 영상 데이터(DAT2)를 디더링 처리하지 않을 수 있다.
또한, 디더링 처리부(420)는 상기 단일 패턴 또는 상기 혼색 패턴을 나타내는 입력 영상 데이터(DAT2)를 디더링 처리할 수 있다. 반면, 디더링 처리부(420)는 상기 단색 패턴을 나타내는 입력 영상 데이터(DAT2)를 디더링 처리하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 디더링 처리부(420)는 입력 영상 데이터(DAT2)가 상기 단일 패턴을 나타내면 입력 영상 데이터(DAT2)가 상기 제1 계조값을 갖도록 디더링 처리하고, 입력 영상 데이터(DAT2)가 상기 혼색 패턴을 나타내면 입력 영상 데이터(DAT2)가 상기 제1 계조값보다 큰 상기 제2 계조값을 갖도록 디더링 처리할 수 있다.
디더링 처리부(420)는 상기 단일 패턴, 상기 혼색 패턴 또는 상기 단색 패턴을 나타내는 입력 영상 데이터(IDAT3)를 데이터 생성부(450)에 제공할 수 있다.
도 11은 도 1의 표시 장치를 포함하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다. 예를 들어, 도 10에 도시된 표시 장치(1160)는 도 1에 도시된 표시 장치(100)에 대응될 수 있다.
도 10을 참조하면, 전자 기기(1100)는 프로세서(1110), 메모리 장치(1120), 저장 장치(1130), 입출력 장치(1140), 파워 서플라이(1150) 및 표시 장치(1160)를 포함할 수 있다. 전자 기기(1100)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.
프로세서(1110)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1110)는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(CPU) 등일 수 있다. 프로세서(1110)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통하여 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1110)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다.
메모리 장치(1120)는 전자 기기(1100)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(1120)는 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일 DRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.
저장 장치(1130)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive, SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive, HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다. 입출력 장치(1140)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스 등과 같은 입력 수단, 및 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 파워 서플라이(1150)는 전자 기기(1100)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다. 표시 장치(1160)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 전자 기기(1100)는 스마트 폰(Smart Phone), 휴대폰(Mobile Phone), 태블릿 컴퓨터(Tablet Computer), 디지털 TV(Digital Television), 3D TV, 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC), 가정용 전자기기, 노트북 컴퓨터(Laptop Computer), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(Navigation) 등과 같은 표시 장치(1160)를 포함하는 임의의 전자 기기일 수 있다.
상술한 바에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 표시 장치를 구비할 수 있는 다양한 디스플레이 기기들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 고해상도 스마트폰, 휴대폰, 스마트패드, 스마트 워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북 등에 적용될 수 있다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 스캔 드라이버 130: 감마 전압 생성기
140: 데이터 드라이버 150, 151: 컨트롤러
410: 계조 판단부 420: 디더링 처리부
430: 메모리 440: 프레임 주파수 검출부
450: 데이터 생성부 460: 히스토그램 판단부

Claims (20)

  1. 복수의 스캔 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 스캔 라인들을 통해 상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버;
    상기 데이터 라인들을 통해 상기 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 드라이버; 및
    상기 스캔 드라이버 및 상기 데이터 드라이버를 제어하고, 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고,
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하는 계조 판단부;
    상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더 패턴들을 이용하여 디더링 처리하는 디더링 처리부; 및
    영상을 표시하는 상기 표시 패널의 표시면에 대응되는 상기 디더 패턴들이 저장되고, 상기 입력 영상 데이터에 대한 상기 디더 패턴들을 상기 디더링 처리부에 제공하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 가변 입력 프레임 주파수를 검출하여 프레임 주파수 정보를 생성하는 프레임 주파수 검출부; 및
    상기 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터를 보정하여 출력 영상 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 디더 패턴들 각각은 상기 표시 패널의 표시면의 목표 계조값보다 높은 계조값을 갖는 제1 계조 영역 및 상기 표시 패널의 표시면의 상기 목표 계조값보다 낮은 계조값을 갖는 제2 계조 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값은 2 이상의 계조차를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 목표 계조값은 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값의 평균값에 대응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 복수의 스캔 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 각각 연결되는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 스캔 라인들을 통해 상기 화소들에 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버;
    상기 데이터 라인들을 통해 상기 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 드라이버; 및
    상기 스캔 드라이버 및 상기 데이터 드라이버를 제어하고, 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하고,
    상기 입력 영상 데이터에 대한 히스토그램 분석 결과를 이용하여 상기 입력 영상 데이터가 단색 패턴, 단일 패턴 및 혼색 패턴 중 어느 패턴을 나타내는지 판단하며,
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 상기 입력 영상 데이터가 제1 계조값 및 상기 제1 계조값과 다른 제2 계조값 중 어느 하나의 계조값을 갖도록 디더링 처리하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 입력 영상 데이터가 상기 단일 패턴을 나타낸다고 판단되면 상기 입력 영상 데이터가 상기 제1 계조값을 갖도록 디더링 처리하고,
    상기 입력 영상 데이터가 상기 혼색 패턴을 나타낸다고 판단되면 상기 입력 영상 데이터가 상기 제2 계조값을 갖도록 디더링 처리하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 단일 패턴은 두 개의 단색들이 조합된 색을 나타내고, 상기 혼색 패턴은 복수의 단색들이 조합된 색을 나타내는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 제2 계조값은 상기 제1 계조값보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제8 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위 및 상기 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하는 계조 판단부;
    상기 입력 영상 데이터의 상기 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램 분석 결과를 이용하여 상기 입력 영상 데이터가 상기 단색 패턴, 상기 단일 패턴 및 상기 혼색 패턴 중 어느 패턴을 나타내는지 판단하는 히스토그램 판단부;
    상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더 패턴들을 이용하여 디더링 처리하는 디더링 처리부; 및
    영상을 표시하는 상기 표시 패널의 표시면에 대응되는 상기 디더 패턴들이 저장되고, 상기 입력 영상 데이터에 대한 상기 디더 패턴들을 상기 디더링 처리부에 제공하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 가변 입력 프레임 주파수를 검출하여 프레임 주파수 정보를 생성하는 프레임 주파수 검출부; 및
    상기 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터를 보정하여 출력 영상 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 디더 패턴들 각각은 상기 표시 패널의 표시면의 목표 계조값보다 높은 계조값을 갖는 제1 계조 영역 및 상기 표시 패널의 표시면의 상기 목표 계조값보다 낮은 계조값을 갖는 제2 계조 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값은 2 이상의 계조차를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 목표 계조값은 상기 제1 계조 영역의 계조값과 상기 제2 계조 영역의 계조값의 평균값에 대응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 가변 입력 프레임 주파수로 입력 영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 제1 계조 범위 및 상기 제1 계조 범위와 다른 제2 계조 범위 중 어느 범위에 포함되는지 판단하는 단계; 및
    상기 입력 영상 데이터의 계조값이 상기 제1 계조 범위에 포함되는 것으로 판단되면 상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 상기 제2 계조 범위보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제18 항에 있어서, 상기 입력 영상 데이터를 디더링 처리하는 단계는,
    상기 제1 계조 범위에 포함되는 계조값을 갖는 상기 입력 영상 데이터를 디더 패턴들을 이용하여 디더링 처리하는 단계;
    상기 입력 영상 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 입력 영상 데이터를 보정하여 출력 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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