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KR102671311B1 - 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR102671311B1
KR102671311B1 KR1020190032014A KR20190032014A KR102671311B1 KR 102671311 B1 KR102671311 B1 KR 102671311B1 KR 1020190032014 A KR1020190032014 A KR 1020190032014A KR 20190032014 A KR20190032014 A KR 20190032014A KR 102671311 B1 KR102671311 B1 KR 102671311B1
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Abstract

본 발명은 표시 패널의 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 구동 전원 전압들을 기초로, 목표 밝기에 대응하여 상기 표시 패널에 제공할 구동 전원 전압을 결정하는 구동 전원 전압 설정부 및 상기 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 목표 휘도들을 기초로, 상기 목표 밝기에 대응하는 목표 휘도를 결정하고, 상기 목표 휘도를 구현하기 위한 감마 전압들을 설정하는 감마 전압 설정부를 포함하되, 상기 구동 전원 전압 및 상기 감마 전압들은, 상기 표시 패널의 주변 조도에 따라 동일한 기준 밝기에 대하여 상이하게 설정되는, 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

Description

휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치{Luminance control unit and display device including the same}
본 발명은 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 입력 영상 데이터에 기초하여 영상을 표시할 수 있다. 표시 장치는 입력 영상 데이터의 평균 화면 레벨(Average Pixel Level; APL)에 따라, 입력 영상 데이터의 휘도를 변조시킴으로써, 표시 장치의 소비 전력을 절감시킬 수 있다. 이를 자동 전류 제한(Auto Current Limit; ACL) 기능이라 한다.
또는, 표시 장치는 입력 영상 데이터의 평균 화면 레벨에 따라 저전위 구동 전원 전압을 조정하여 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 콘텐츠 적응형 전력 절감(Content Adaptive Power Saving; CAPS) 기능이라 한다.
ACL 기능은 APL에 따라 일괄적으로 입력 영상 데이터의 휘도를 변조시키기 때문에, 높은 APL 영상에서도 고휘도 발광을 원하는 사용자의 요구를 만족시킬 수 있다. 또한, CAPS 기능은 저전위 구동 전원 전압 조정에 따라 약명점 현상이 발생할 수 있다.
본 발명은 주변 조도에 따라 구동 전원 전압을 결정하고, 결정된 구동 전원 전압에 따라 목표 밝기를 제한하는 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 평균 화면 레벨이 임계값보다 클 때, 주변 조도에 따라 적응적으로 휘도 보정을 수행함으로써, 화질 열화 없이 소비 전력을 감소시킬 수 있는 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 휘도 제어부는, 표시 패널의 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 구동 전원 전압들을 기초로, 목표 밝기에 대응하여 상기 표시 패널에 제공할 구동 전원 전압을 결정하는 구동 전원 전압 설정부 및 상기 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 목표 휘도들을 기초로, 상기 목표 밝기에 대응하는 목표 휘도를 결정하고, 상기 목표 휘도를 구현하기 위한 감마 전압들을 설정하는 감마 전압 설정부를 포함하되, 상기 구동 전원 전압 및 상기 감마 전압들은, 상기 표시 패널의 주변 조도에 따라 동일한 기준 밝기에 대하여 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 주변 조도가 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 최대값은 상기 표시 패널의 최대 기준 밝기보다 작게 설정될 수 있다.
또한, 상기 구동 전원 전압 설정부는, 상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 구동 전원 전압들을 임계 구동 전원 전압으로 동일하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 제1 임계 밝기는, 상기 임계 구동 전원 전압에 의해 구동될 때 상기 표시 패널에 비정상 출력이 시인되지 않는 기준 밝기들의 최소값일 수 있다.
또한, 상기 휘도 제어부는, 입력 영상 데이터의 평균 화면 레벨(Average Pixel Level; APL)이 APL 임계값 이상일 때, 상기 감마 전압들을 보정하는 휘도 변조부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 휘도 변조부는, 상기 목표 밝기에 기초하여 상기 목표 휘도에 대한 보정 휘도를 결정하고, 상기 보정 휘도를 구현하도록 상기 감마 전압들을 보정할 수 있다.
또한, 상기 휘도 변조부는, 상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 보정 휘도를 동일하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 휘도 변조부는, 상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 상기 최대값에 대한 상기 목표 휘도와 상기 보정 휘도 사이의 차이가 임계 보정 오프셋에 대응하도록 상기 보정 휘도를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 목표 밝기에 기초하여 구동 전원 전압을 결정하고, 상기 목표 밝기에 대응하는 목표 휘도를 구현하기 위한 감마 전압들을 설정하는 휘도 제어부, 상기 감마 전압들에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동부 및 상기 결정된 구동 전원 전압을 상기 표시 패널에 제공하는 전원 제공부를 포함하되, 상기 구동 전원 전압 및 상기 감마 전압들은, 상기 표시 패널의 주변 조도에 따라 동일한 목표 밝기에 대하여 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 휘도 제어부는, 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 구동 전원 전압들을 포함하고, 상기 목표 밝기에 기초하여 상기 표시 패널에 제공할 상기 구동 전원 전압을 결정하는 구동 전원 전압 설정부 및 상기 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 목표 휘도들을 포함하고, 상기 목표 밝기에 기초하여 상기 목표 휘도 및 상기 목표 휘도를 구현하기 위한 상기 감마 전압들을 설정하는 감마 전압 설정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주변 조도가 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 최대값은 상기 표시 패널의 최대 기준 밝기보다 작게 설정될 수 있다.
또한, 상기 구동 전원 전압 설정부는, 상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 구동 전원 전압들을 임계 구동 전원 전압으로 동일하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 휘도 제어부는, 입력 영상 데이터의 평균 화면 레벨(Average Pixel Level; APL)이 APL 임계값 이상일 때, 상기 감마 전압들을 보정하는 휘도 변조부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 휘도 변조부는, 상기 목표 밝기에 기초하여 상기 목표 휘도에 대한 보정 휘도를 결정하고, 상기 보정 휘도를 구현하도록 상기 감마 전압들을 보정할 수 있다.
또한, 상기 휘도 변조부는, 상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 보정 휘도를 동일하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 휘도 변조부는, 상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 상기 최대값에 대한 상기 목표 휘도와 상기 보정 휘도 사이의 차이가 임계 보정 오프셋에 대응하도록 상기 보정 휘도를 설정할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치는, 저조도 환경에서 저전위 구동 전원 전압과 목표 밝기를 제한함으로써 표시 패널에서 약명점이 시인되는 것을 방지하고 화질을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 휘도 제어부 및 이를 포함하는 표시 장치는, 주변 조도에 따라 ACL 기능에 따른 휘도 보정을 적응적으로 수행함으로써, 표시 패널의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 휘도 제어부의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 기준 밝기들에 대응하는 저전위 구동 전원 전압들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 기준 밝기들에 대응하는 목표 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 휘도 변조가 수행되는 경우에, 기준 밝기들에 대응하는 목표 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 고조도 환경에서 기준 밝기, 목표 휘도, 저전위 구동 전원 전압이 설정된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 저조도 환경에서 기준 밝기, 목표 휘도, 저전위 구동 전원 전압이 설정된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 휘도 제어부의 다른 예를 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 1에 도시된 휘도 제어부의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 휘도 제어부(200), 표시 패널 구동부(400) 및 전원 제공부(500)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 복수의 화소들(P)을 포함하고, 영상을 표시할 수 있다. 표시 패널(100)은 복수의 스캔 라인들을 통해 스캔 구동부(420)와 연결될 수 있고, 복수의 발광 제어 라인(EL1 내지 ELn)을 통해 발광 구동부(440)와 연결될 수 있으며, 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 데이터 구동부(460)에 연결될 수 있다. 복수의 화소들(P)은 복수의 스캔 라인들, 복수의 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn)과 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차점들에 위치하기 때문에, 표시 패널(100)은 n*m개의 화소들(P)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 화소들(P) 각각은 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 유기 발광 다이오드는 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn)을 통해 전달된 발광 제어 신호에 응답하여 데이터 구동부(460)로부터 인가되는 데이터 전압에 대응되는 휘도의 빛을 발광한다. 일 실시 예에서, 화소들(P) 각각은 스캔 구동부(420)로부터, 스캔 신호(GW1 내지 GWn), 초기화 신호(GI1 내지 GIn) 및 바이패스 신호(GB1 내지 GBn)를 제공받을 수 있다. 초기화 신호(GI1 내지 GIn)는 스캔 신호(GW1 내지 GWn)의 이전 스캔 신호에 상응하고, 바이패스 신호(GB1 내지 GBn)는 스캔 신호(GW1 내지 GWn)의 다음 스캔 신호에 상응할 수 있다. 초기화 신호(GI1 내지 GIn)는 화소(P)에 포함되는 구동 트랜지스터의 게이트 전압을 초기화할 수 있다. 바이패스 신호(GB1 내지 GBn)는 블랙 휘도를 들뜸을 방지하기 위해 화소(P)에 포함되는 유기 발광 다이오드의 애노드 전압을 초기화할 수 있다.
표시 패널(100)에 포함되는 화소(P)의 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
휘도 제어부(200)는 휘도 제어를 이용하여 표시 패널(100)이 표시하는 영상의 휘도를 제어할 수 있다. 특히, 본 발명의 다양한 실시 예에서, 휘도 제어부(200)는 표시 장치의 주변 조도(LUX)에 따라 상이한 휘도 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 휘도 제어부(200)는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)에 대응하여 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 결정하는 구동 전원 전압 결정부, 주변 조도(LUX)에 대응하여 기준 밝기에 대한 목표 휘도를 결정하고, 목표 휘도에 기초하여 감마 전압들을 설정하는 감마 전압 설정부 및 입력 영상 데이터(DATA)의 평균 화면 레벨(Average Pixel Level; APL)에 따라 감마 전압들을 보정하는 휘도 변조부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 휘도 제어부(200)는 제어부(480) 내에 포함되거나, 전원 제공부(500) 내에 포함될 수도 있다. 휘도 제어부(200)의 휘도 제어 방법에 대해서는 이하에서 도 3 내지 도 8을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
표시 패널 구동부(400)는 입력 영상 데이터(DATA) 및 감마 전압들(GV0 내지 GV255)에 기초하여 표시 패널(100)을 구동할 수 있다. 일 실시 예에서, 표시 패널 구동부(400)는 스캔 구동부(420), 발광 구동부(440), 데이터 구동부(460) 및 제어부(480)를 포함할 수 있다.
스캔 구동부(420)는 복수의 스캔 라인들을 통해 표시 패널(100)에 스캔 신호를 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 스캔 구동부(420)는 스캔 라인들을 통해 표시 패널(100)에 스캔 신호(GW1 내지 GWn), 초기화 신호(GI1 내지 GIn) 및 바이패스 신호(GB1 내지 GBn)를 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 스캔 라인들 각각은 표시 패널(100)의 각각의 화소행에 위치하는 화소들(P)에 연결될 수 있다.
발광 구동부(440)는 복수의 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn)을 통해 표시 패널(100)에 상기 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELn) 각각은 표시 패널(100)의 각각의 화소행에 위치하는 화소들(P)에 연결될 수 있다.
데이터 구동부(460)는 선택된 감마 전압들(GV0 내지 GV255)에 기초한 데이터 전압을 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 표시 패널(100)에 제공할 수 있다. 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 각각은 표시 패널(100)의 각각의 화소열에 위치하는 화소들(P)에 연결될 수 있다.
제어부(480)는 제1 내지 제4 제어 신호들(CON1 내지 CON4)에 기초하여 스캔 구동부(420), 발광 구동부(440), 데이터 구동부(460), 전원 제공부(500)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(480)는 외부의 그래픽 기기와 같은 화상 소스로부터 영상 데이터(DATA) 및 입력 제어 신호(미도시)를 수신할 수 있다.
전원 제공부(500)는 휘도 제어부(200)의 제어에 기초하여 고전위 구동 전원 전압(ELVDD), 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 표시 패널(100)에 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 전원 제공부(500)는 휘도 제어부(200) 내에 포함될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전원 제어부(500)는 초기화 전원 전압(VINT)을 표시 패널(100)로 더 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 초기화 전원 전압(VINT)은 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)에 기초하여 설정될 수 있으나, 본 발명이 이로써 제한되지 않는다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 내지 제7 트랜지스터(T1 내지 T7), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(EL)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1, 구동 트랜지스터)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극과 연결되는 게이트 전극, 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 고전위 구동 전원 전압(ELVDD)과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드와 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(VDATA)를 전달받아 유기 발광 다이오드(EL)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2, 스위칭 트랜지스터)는 스캔 라인(SLn)과 연결되는 게이트 전극, 데이터 라인(DL)과 연결되는 제1 전극 및 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 스캔 라인(SLn)을 통해 전달받은 스캔 신호(GW)에 따라 턴 온되어 데이터 신호(VDATA)를 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 전달할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3, 보상 트랜지스터)는 스캔 라인(SLn)과 연결되는 게이트 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결되는 제1 전극 및 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극, 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극 및 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 함께 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 스캔 신호(GW)에 따라 턴 온되어 제1 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시키고, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 보상할 수 있다.
제4 트랜지스터(T4, 초기화 트랜지스터)는 초기화 라인(SLn-1)(예를 들어, 이전 스캔 라인)과 연결되는 게이트 전극, 초기화 전원 전압(VINT)과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극, 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극 및 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 함께 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 초기화 신호(GI)에 따라 턴 온되어 초기화 전원 전압(VINT)을 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 전달하여 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 초기화 전원 전압(VINT)은 표시 패널 전체에 제공되는 글로벌 전압일 수 있다. 또한, 초기화 신호(GI)는 이전 스캔 신호에 상응할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5, 동작 제어 트랜지스터)는 발광 제어 라인(ELn)과 연결되는 게이트 전극, 고전위 구동 전원 전압(ELVDD)과 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 발광 제어 신호(EM)에 기초하여 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 고전위 구동 전원 전압(ELVDD)과의 연결을 제어할 수 있다.
제6 트랜지스터(T6, 발광 제어 트랜지스터)는 발광 제어 라인(ELn)과 연결되는 게이트 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극 및 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극과 연결되는 제1 전극 및 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드와 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)는 발광 제어 신호(EM)에 따라 동시에 턴 온됨으로써, 유기 발광 다이오드(EL)에 발광 전류가 흐를 수 있게 한다.
제7 트랜지스터(T7, 바이패스 트랜지스터)는 바이패스 제어 라인(SLn+1)(즉, 다음 스캔 라인)과 연결되는 게이트 전극, 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극 및 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드와 함께 연결되는 제1 전극 및 초기화 전원 전압(VINT)에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)는 바이패스 제어 라인(SLn+1)으로부터 제공되는 바이패스 신호(GB)에 따라 턴 온되어 유기 발광 다이오드(EL)의 애노드에 초기화 전압(VINT)을 인가할 수 있다. 따라서, 유기 발광 다이오드(EL)가 초기화될 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)는 블랙 영상 또는 블랙 휘도를 명확하게 표시하기 위해 필요한 소자이다. 바이패스 신호(GB)는 스캔 신호(GW)의 다음 스캔 신호에 상응할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 고전위 구동 전원 전압(ELVDD) 사이에 연결될 수 있다.
유기 발광 다이오드(EL)의 애노드는 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극 및 제7 트랜지스터(T7)의 제1 전극에 함께 연결되고, 캐소드는 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 표시 장치의 주변 조도 및 목표 밝기에 대응하여 휘도 제어부(200)에 의해 결정된 전압일 수 있다. 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 표시 패널 전체에 제공되는 글로벌 전압일 수 있다.
한편, 도 2에서는 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 내지 T7)이 p 타입 트랜지스터인 경우를 도시하지만, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 다양한 실시 예에서, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 내지 T7) 중 적어도 일부 또는 전부는 n 타입 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 화소(P)의 구조 및 구동 방법은 트랜지스터 타입의 변경에 대응하여 다양하게 변형될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 휘도 제어부의 일 예를 나타낸 블록도이고, 도 4는 기준 밝기들에 대응하는 저전위 구동 전원 전압들의 일 예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5는 기준 밝기들에 대응하는 목표 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 휘도 변조가 수행되는 경우에, 기준 밝기들에 대응하는 목표 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 휘도 제어부(200)는 구동 전원 전압 결정부(220), 감마 전압 설정부(240) 및 휘도 변조부(260)를 포함할 수 있다.
휘도 제어부(200)는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)에 기초하여 저전위 구동 전원 전압(ELVSS) 및 감마 전압(GV0 내지 GV255)을 결정할 수 있다. 또한, 휘도 제어부(200)는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL에 기초하여, 결정된 감마 전압(GV0 내지 GV255)에 대한 보정을 수행할 수 있다.
구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값 보다 크거나 같은 경우에 대하여, 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10)에 각각 대응하는 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS0 내지 ELVSS10)을 포함할 수 있다. 또한, 구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작은 경우에 대하여, 기준 밝기들(DBVL 내지 DBV10)에 각각 대응하는 저전위 구동 전원 전압들(ELVSSL 내지 ELVSS10)을 포함할 수 있다. 여기서, 조도 임계값은, 예를 들어 50 lux일 수 있다.
제0 기준 밝기(DBV0)는 가장 밝은 밝기에 상응하고, 제10 기준 밝기(DBV10)는 가장 어두운 밝기에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제0 기준 밝기는 표시 장치의 최대 밝기로써, 약 2000 lux에 상응하고, 제10 기준 밝기는 약 100 lux에 상응할 수 있다.
제L 기준 밝기(DBVL)는, 제0 기준 밝기(DBV0)와 제1 기준 밝기(DBV1) 사이의 값을 가질 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다. 제L 기준 밝기(DBVL)는 후술될 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)에서 허용되는 기준 밝기의 최대값일 수 있다.
일 실시 예에서, 표시 장치에서 제공하는 최대 기준 밝기가 2000 lux인 경우, 제L 기준 밝기(DBVL)는 1880 lux이고, 제1 기준 밝기(DBV1)는 1500 lux일 수 있다. 제L 기준 밝기(DBVL)가 설정되면, 사용자 또는 애플리케이션 등에 의해 목표 밝기(TB)가 제L 기준 밝기(DBVL)보다 큰 값으로 설정되는 것이 제한될 수 있다.
도 4의 제1 라인(401)을 참조하면, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같을 때, 제0 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS0 내지 ELVSS10)은 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제0 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS0 내지 ELVSS10) 중 제0 저전위 구동 전원 전압(ELVSS0)이 가장 낮은 전압에 상응하고, 제10 저전위 구동 전원 전압(ELVSS10)이 가장 높은 전압에 상응할 수 있다.
도 4의 제2 라인(402)을 참조하면, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작을 때, 제L 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSSL 내지 ELVSS10)은 제10 기준 밝기(DBV10)로부터 제1 임계 밝기(LTH1)까지 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 작은 값으로 설정되고, 제1 임계 밝기(LTH1)로부터 제L 기준 밝기(DBVL)까지 동일한 값, 즉 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 임계 밝기(LTH1)는 동일한 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)에 의해 구동되더라도 표시 패널(100) 상에서 얼룩과 같은 비정상 출력이 시인되지 않는 기준 밝기들의 최소값일 수 있다. 여기서, 동일한 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)이란, 후술되는 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)일 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 임계 밝기(LTH1)는 제1 기준 밝기(DBV1)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 임계 밝기(LTH1)는 제1 기준 밝기(DBV1)이고, 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)은 제1 저전위 구동 전원 전압(ELVSS1)일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 제L 기준 밝기(DBVL) 및 제1 기준 밝기(DBV1)에 대한 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)으로 동일하게 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 도 4에 도시된 것과 같이 제1 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS1 내지 ELVSS10)은 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같은 경우 및 작은 경우에 대하여 동일하게 설정될 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)를 입력받을 수 있다. 구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)에 기초하여 제0 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS0 내지 ELVSS10) 또는 제L 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSSL 내지 ELVSS10) 중 하나를 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)으로 선택할 수 있다.
예를 들어, 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기에 상응하는 경우, 구동 전원 전압 결정부(220)는 제k 저전위 구동 전원 전압을 저전위 구동 전원 전압으로 결정할 수 있다. 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기와 제k-1 기준 밝기 사이에 상응하는 경우, 구동 전원 전압 결정부(220)는 제k 저전위 구동 전원 전압 및 제k-1 저전위 구동 전원 전압을 보간(interpolation)하여 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 결정할 수 있다.
구동 전원 전압 결정부(220)는 결정된 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 전원 제공부(500)로 제공할 수 있다. 전원 제공부(500)에 제공된 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 표시 패널(100)로 공급될 수 있다.
감마 전압 설정부(240)는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같은 경우에 대하여, 제0 내지 제10 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10)에 각각 대응하는 제0 내지 제10 목표 휘도들(TL0 내지 TL10)을 포함할 수 있다. 또한, 감마 전압 설정부(240)는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작은 경우에 대하여, 제L 내지 제10 기준 밝기들(DBVL 내지 DBV10)에 각각 대응하는 제L 내지 제10 목표 휘도들(TLL 내지 TL10)을 포함할 수 있다.
여기서, 조도 임계값은, 예를 들어 50 lux일 수 있다. 목표 휘도(TL)는 해당 기준 밝기에서 허용하는 휘도의 최대값으로, 예를 들어, 화이트 계조에서의 휘도일 수 있다.
도 5의 제1 라인(501)을 참조하면, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같을 때, 제0 내지 제10 목표 휘도들(TL0 내지 TL10)은 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제0 내지 제10 목표 휘도들(TL0 내지 TL10) 중 제0 목표 휘도(TL0)가 가장 높은 휘도에 상응하고, 제10 목표 휘도(TL10)가 가장 낮은 휘도에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제0 목표 휘도(TL0)는 1200 nit이고, 제10 목표 휘도(TL10)는 2 nit일 수 있다.
도 5의 제2 라인(502)을 참조하면, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작을 때, 제L 내지 제10 목표 휘도들(TLL 내지 TL10)은 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제L 내지 제10 목표 휘도들(TLL 내지 TL10) 중 제L 목표 휘도(TLL)가 가장 높은 휘도에 상응하고, 제10 목표 휘도(TL10)가 가장 낮은 휘도에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제L 목표 휘도(TLL)는 1000 nit이고, 제10 목표 휘도(TL10)는 2 nit일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 제L 기준 밝기(DBVL)는 제0 기준 밝기(DBV0)보다 어두운 밝기를 가지므로, 제L 목표 휘도(TLL)는 제0 목표 휘도(TL0)보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 일 예로, 제L 기준 밝기(DBVL)가 제0 기준 밝기(DBV0)와 제1 기준 밝기(DBV1) 사이의 값을 가지는 경우, 제L 목표 휘도(TLL)는 제0 목표 휘도(TL0)와 제1 목표 휘도(TL1) 사이의 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제0 목표 휘도(TL0)가 2000 nit 이고 제1 목표 휘도(TL1)가 650 nit일 때, 제L 목표 휘도(TLL)는 1000 nit로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 도 5에 도시된 것과 같이 제1 내지 제10 목표 휘도들(TL1 내지 TL10)은 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같은 경우 및 작은 경우에 대하여 동일하게 설정될 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
감마 전압 설정부(240)는 주변 조도(LUX)와 목표 밝기(TB)에 기초하여, 목표 휘도(TL)를 결정할 수 있다. 목표 휘도(TL)가 결정되면, 감마 전압 설정부(240)는 해당 목표 휘도(TL)를 구현하기 위한 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 설정할 수 있다.
예를 들어, 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기에 상응하는 경우, 감마 전압 설정부(240)는 제k 목표 휘도를 구현할 수 있도록 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 설정할 수 있다. 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기와 제k-1 기준 밝기 사이에 상응하는 경우, 감마 전압 설정부(240)는 제k 목표 휘도 및 제k-1 목표 휘도를 보간(interpolation)하여 목표 휘도(TL)를 결정할 수 있다.
휘도 변조부(260)는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 APL 임계값보다 큰 경우에, 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10, DBVL 내지 DBV10) 각각에 대응하는 보정 휘도들(RL0 내지 RL10, RLL 내지 RL10)을 포함할 수 있다. APL 임계값은 예를 들어 입력 영상 데이터(DATA)의 최대 APL에 대한 65%의 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 보정 휘도들(RL0 내지 RL10, RLL 내지 RL10)은 주변 조도(LUX)에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같은 경우에 대하여, 제0 내지 제10 보정 휘도들(TL0 내지 TL10)이 설정될 수 있다. 또한, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작은 경우에 대하여, 제L 내지 제10 보정 휘도들(TLL 내지 TL10)이 설정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 보정 휘도들(RL0 내지 RL10, RLL 내지 RL10)은 상술한 목표 휘도들(TL0 내지 TL10, TLL 내지 TL10)에 보정 오프셋(offset)을 적용하여 결정되는 값으로, 제2 임계 밝기(LTH2)보다 밝은 기준 밝기에서 목표 휘도들(TL0 내지 TL10, TLL 내지 TL10) 보다 작게 설정될 수 있다. 제2 임계 밝기(LTH2)는 예를 들어, 제2 기준 밝기(DBV2)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다. 또한, 제2 임계 밝기(LTH2)는 상술한 제1 임계 밝기(LTH1)보다 작은 값으로 설정될 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
도 6의 제1 라인(601)을 참조하면, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같을 때, 제2 임계 밝기(LTH2)부터 제0 기준 밝기(DBV0)까지 보정 오프셋(offset)은 증가할 수 있다. 제2 임계 밝기(LTH2) 보다 밝은 기준 밝기들(DBV0, DBV1)에 대해 보정 오프셋(offset)은 상이하게 결정될 수 있다
도 6의 제2 라인(602)을 참조하면, 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작을 때, 제2 임계 밝기(LTH2)부터 제1 임계 밝기(LTH1)까지 보정 오프셋(offset)은 증가할 수 있다. 또한, 제1 임계 밝기(LTH1)부터 제L 기준 밝기(DBVL)까지 보정 오프셋(offset)은 동일한 값, 즉 임계 보정 오프셋(offsetTH)으로 설정될 수 있다. 임계 보정 오프셋(offsetTH)은 최대 목표 휘도, 예를 들어 제L 목표 휘도(TLL)의 35%로 설정될 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
휘도 변조부(260)는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 APL 임계값보다 큰 경우에, 보정 휘도들(RL0 내지 RL10, RLL 내지 RL10)에 기초하여 감마 전압 설정부(240)에서 설정된 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 보정할 수 있다. 즉, 휘도 변조부(260)는 주변 조도(LUX)와 목표 밝기(TB)에 기초하여 보정 휘도(RL)를 결정하고, 결정된 보정 휘도(RL)를 구현할 수 있도록 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 보정할 수 있다.
목표 휘도(TL)가 보정 휘도(RL)로 보정되면, 고계조에 대한 감마 전압(예를 들어, GV255)이 감소하고, 감소된 고계조 감마 전압에 대응하여 전체 감마 전압들이 감소될 수 있다. 전체 감마 전압들(GV0 내지 GV255)이 감소되면, 보정된 감마 전압들(GV0' 내지 GV255')에 의해 구동되는 표시 패널(100)의 소비 전력이 감소될 수 있다.
한편, 상기와 같은 실시 예는, 도 2에 도시된 것과 같이 화소(P) 내의 트랜지스터들(T1 내지 T7)이 p 타입으로 구현되는 경우를 상정한다. 다른 실시 예에서, 화소(P) 내의 트랜지스터들(T1 내지 T7)이 n 타입으로 구현되는 경우, 목표 회도(TL)가 보정 휘도(RL)로 보정될 때, 저계조에 대한 감마 전압(예를 들어, GV0)이 감소할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 감소된 저계조 감마 전압에 대응하여 전체 감마 전압들이 감소될 수 있다. 이하의 실시 예들에서도 이러한 변형이 동일하게 적용될 수 있다.
휘도 변조부(260)는 보정된 감마 전압들(GV0' 내지 GV255')을 데이터 구동부(460)로 출력할 수 있다.
한편, 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 APL 임계값보다 작거나 같은 경우에, 휘도 변조부(260)에 의한 목표 휘도(TL)의 보정은 수행되지 않을 수 있다. 이러한 실시 예에서, 휘도 변조부(260)는 감마 전압 출력부(260)에서 설정된 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 보정하지 않고, 그대로 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 휘도 제어부(200)는 표시 패널에 공통적으로 인가되는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)에 따라 저전위 구동 전원 전압(ELVSS) 및 감마 전압을 제어할 수 있다. 특히, 휘도 제어부(200)는 저조도 환경에서 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)으로 제한하고, 기준 밝기(DBV)를 최대 기준 밝기보다 작은 값(즉, 제L 기준 밝기(DBVL))으로 제한함으로써, 표시 패널(100)에서 약명점이 시인되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 휘도 제어부(200)는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL에 따라 휘도 보정을 수행함으로써, 표시 패널(100)의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 7은 고조도 환경에서 기준 밝기, 목표 휘도, 저전위 구동 전원 전압이 설정된 일 예를 나타내는 도면이고, 도 8은 저조도 환경에서 기준 밝기, 목표 휘도, 저전위 구동 전원 전압이 설정된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 휘도 제어부(200)는 복수의 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10, DBVL 내지 DBV10)에 대응하는 복수의 저전위 전압들, 복수의 목표 휘도들을 포함할 수 있다.
표시 장치의 저전위 전압(ELVSS)들 및 목표 휘도(TL)들은 복수의 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10, DBVL 내지 DBV10)에 따라 구분될 수 있다. 고조도 환경에서 기준 밝기(DBV)는 제0 내지 제10 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10)로 구분될 수 있다. 여기서 제0 기준 밝기(DBV0)는 최고 밝기이고, 제10 기준 밝기(DBV10)는 최저 밝기일 수 있다. 저조도 환경에서 기준 밝기(DBV)는 제L 내지 제10 기준 밝기들(DBVL 내지 DBV10)로 구분될 수 있다. 여기서, 제L 기준 밝기(DBVL)는 제0 기준 밝기(DBV0)보다 어두운 밝기일 수 있다.
고조도 환경에서, 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)들은 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제0 기준 밝기(DBV0)에서 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 -5V로 설정되고, 제10 기준 밝기(DBV10)에 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 -1.5V로 설정될 수 있다.
저조도 환경에서, 제L 기준 밝기(DBVL)에 대응하는 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 제0 기준 밝기(DBV0)에 대응하는 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)보다 크게 설정된다. 예를 들어, 제L 기준 밝기(DBVL)의 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 제1 기준 밝기(DBV1) 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)과 동일한 값, 즉 -5V로 설정될 수 있다.
고조도 환경에서, 목표 휘도(TL)는 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제0 기준 밝기(DBV0)에서 목표 휘도(TL)는 1200 nit로 설정되고, 제10 기준 밝기(DBV10)에 목표 휘도(TL)는 2 nit로 설정될 수 있다. 그러나, 이는 하나의 실시 예로써, 본 발명의 범위가 상기의 수치들로 제한되지 않는다.
저조도 환경에서, 제L 기준 밝기(DBVL)에 대응하는 목표 휘도(TL)는 제0 기준 밝기(DBV0)에 대응하는 목표 휘도(TL)보다 작게 설정된다. 예를 들어, 제0 기준 밝기(DVB0)에 대응하는 목표 휘도(TL)가 2000 nit로 설정될 때, 제L 기준 밝기(DBVL)의 목표 휘도(TL)는 1000nit로 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 휘도 제어부(200)는 입력 영상 데이터(DATA)의 휘도 변조를 위한 임계 보정 오프셋(offsetTH)을 더 포함할 수 있다. 임계 보정 오프셋(offsetTH)은 저조도에서 설정될 수 있으며, 제L 기준 밝기(DBVL)에 대해 설정될 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 휘도 제어부의 다른 예를 나타낸 블록도이다.
도 9를 참조하면, 휘도 제어부(200')는 구동 전원 전압 결정부(220), 감마 전압 설정부(240') 및 휘도 변조부(260')를 포함할 수 있다.
휘도 제어부(200')는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)에 기초하여 저전위 구동 전원 전압(ELVSS) 및 감마 전압(GV0 내지 GV255)을 결정할 수 있다. 또한, 휘도 제어부(200)는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL에 기초하여, 결정된 감마 전압(GV0 내지 GV255)에 대한 보정을 수행할 수 있다.
구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값 보다 크거나 같은 경우에 대하여, 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10)에 각각 대응하는 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS0 내지 ELVSS10)을 포함할 수 있다. 또한, 구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작은 경우에 대하여, 기준 밝기들(DBVL 내지 DBV10)에 각각 대응하는 저전위 구동 전원 전압들(ELVSSL 내지 ELVSS10)을 포함할 수 있다. 여기서, 조도 임계값은, 예를 들어 50 lux일 수 있다.
제0 기준 밝기(DBV0)는 가장 밝은 밝기에 상응하고, 제10 기준 밝기(DBV10)는 가장 어두운 밝기에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제0 기준 밝기는 표시 장치의 최대 밝기로써, 약 2000 lux에 상응하고, 제10 기준 밝기는 약 100 lux에 상응할 수 있다.
제L 기준 밝기(DBVL)는, 제0 기준 밝기(DBV0)와 제1 기준 밝기(DBV1) 사이의 값을 가질 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다. 제L 기준 밝기(DBVL)는 후술될 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)에서 허용되는 기준 밝기의 최대값일 수 있다.
일 실시 예에서, 표시 장치에서 제공하는 최대 기준 밝기가 2000 lux인 경우, 제L 기준 밝기(DBVL)는 1880 lux이고, 제1 기준 밝기(DBV1)는 1500 lux일 수 있다. 제L 기준 밝기(DBVL)가 설정되면, 사용자 또는 애플리케이션 등에 의해 목표 밝기(TB)가 제L 기준 밝기(DBVL)보다 큰 값으로 설정되는 것이 제한될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 임계 밝기(LTH1)는 동일한 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)에 의해 구동되더라도 표시 패널(100) 상에서 얼룩과 같은 비정상 출력이 시인되지 않는 기준 밝기들의 최소값일 수 있다. 여기서, 동일한 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)이란, 후술되는 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)일 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 임계 밝기(LTH1)는 제1 기준 밝기(DBV1)일 수 있으나, 이로써 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 임계 밝기(LTH1)는 제1 기준 밝기(DBV1)이고, 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)은 제1 저전위 구동 전원 전압(ELVSS1)일 수 있다. 이러한 실시 예에서, 제L 기준 밝기(DBVL) 및 제1 기준 밝기(DBV1)에 대한 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 임계 저전위 구동 전원 전압(ELVSSTH)으로 동일하게 설정될 수 있다.
구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)를 입력받을 수 있다. 구동 전원 전압 결정부(220)는 주변 조도(LUX) 및 목표 밝기(TB)에 기초하여 제0 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSS0 내지 ELVSS10) 또는 제L 내지 제10 저전위 구동 전원 전압들(ELVSSL 내지 ELVSS10) 중 하나를 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)으로 선택할 수 있다.
예를 들어, 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기에 상응하는 경우, 구동 전원 전압 결정부(220)는 제k 저전위 구동 전원 전압을 저전위 구동 전원 전압으로 결정할 수 있다. 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기와 제k-1 기준 밝기 사이에 상응하는 경우, 구동 전원 전압 결정부(220)는 제k 저전위 구동 전원 전압 및 제k-1 저전위 구동 전원 전압을 보간(interpolation)하여 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 결정할 수 있다.
구동 전원 전압 결정부(220)는 결정된 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)을 전원 제공부(500)로 제공할 수 있다. 전원 제공부(500)에 제공된 저전위 구동 전원 전압(ELVSS)은 표시 패널(100)로 공급될 수 있다.
감마 전압 설정부(240')는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 크거나 같은 경우에 대하여, 제0 내지 제10 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10)에 각각 대응하는 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10)을 포함할 수 있다. 또한, 감마 전압 설정부(240')는 주변 조도(LUX)가 조도 임계값보다 작은 경우에 대하여, 제L 내지 제10 기준 밝기들(DBVL 내지 DBV10)에 각각 대응하는 감마 전압 세트들(GVSETL 내지 GVSET10)을 포함할 수 있다.
각각의 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10)은 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 포함할 수 있다. 임의의 감마 전압 세트에 포함되는 감마 전압들(GV0 내지 GV255)은, 해당 감마 전압 세트에 매핑되는 기준 밝기의 목표 휘도(TL)를 구현하도록 설정될 수 있다. 목표 휘도(TL)는 더 밝은 기준 밝기에 대하여 더 큰 값으로 설정될 수 있지만, 이로써 한정되지 않는다.
감마 전압 설정부(240')는 주변 조도(LUX)와 목표 밝기(TB)에 기초하여, 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10) 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기에 상응하는 경우, 감마 전압 설정부(240')는 제k 목표 휘도에 대응하는 감마 전압 세트를 선택할 수 있다.
일 실시 예에서, 목표 밝기(TB)가 목표 밝기(TB)가 제k 기준 밝기와 제k-1 기준 밝기 사이에 상응하는 경우, 감마 전압 설정부(240')는 제k 기준 휘도에 대응하는 감마 전압 세트들의 감마 전압들(GV0 내지 GV255) 및 제k-1 기준 휘도에 대응하는 감마 전압 세트들의 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 보간하여 감마 전압 세트를 생성할 수도 있다.
감마 전압 설정부(240')는 선택된 감마 전압 세트를 휘도 변조부(260)로 전달할 수 있다.
휘도 변조부(260')는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 APL 임계값보다 큰 경우에, 감마 전압 설정부(240')로부터 전달된 감마 전압 세트의 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 보정할 수 있다. APL 임계값은 예를 들어 입력 영상 데이터(DATA)의 최대 APL에 대한 65%의 값으로 설정될 수 있다.
휘도 변조부(260')는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 APL 임계값보다 큰 경우에, 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10)에 대한 보정된 감마 전압 세트들(GVSET0' 내지 GVSET10', GVSETL' 내지 GVSET10')을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 휘도 변조부(260')는 감마 전압 설정부(240')로부터 전달된 감마 전압 세트에 대응하여, 보정된 감마 전압 세트를 선택할 수 있다.
휘도 변조부(260')는 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10) 내에 포함되는 감마 전압들(GV0 내지 GV255)에 대한 보정값들을 포함할 수도 있다. 이러한 실시 예에서, 휘도 변조부(260')는 감마 전압 설정부(240')로부터 전달된 감마 전압 세트를, 대응되는 보정값들을 이용하여 보정할 수 있다.
일 실시 예에서, 감마 전압 설정부(240')가 보간에 의해 생성된 감마 전압 세트를 전달한 경우, 휘도 변조부(260')는 기저장된 보정된 감마 전압 세트들(GVSET0' 내지 GVSET10', GVSETL' 내지 GVSET10') 또는 보정값들을 보간하여, 보정된 감마 전압 세트를 생성할 수도 있다.
보정된 감마 전압 세트들(GVSET0' 내지 GVSET10', GVSETL' 내지 GVSET10')은 주변 조도(LUX) 및 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10, DBVL 내지 DBV10)에 대응하여 기설정된 보정 휘도(RL)를 구현하기 위한 보정된 감마 전압들(GV0' 내지 GV255')을 포함할 수 있다. 보정 휘도(RL)는 기준 밝기들(DBV0 내지 DBV10, DBVL 내지 DBV10)에 대응하는 목표 휘도(TL)들을 보정 오프셋(offset)에 기초하여 보정한 휘도일 수 있다.
휘도 변조부(260')는 선택된 보정 감마 전압 세트를 데이터 구동부(460)로 출력할 수 있다.
한편, 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 APL 임계값보다 작거나 같은 경우에, 휘도 변조부(260')에 의한 감마 전압들(GV0 내지 GV255)의 보정은 수행되지 않을 수 있다. 이러한 실시 예에서, 휘도 변조부(260')는 감마 전압 출력부(260')로부터 전달된 감마 전압 세트를 보정하지 않고 그대로 출력할 수 있다.
감마 전압 세트가 데이터 구동부(460)로 출력되면, 데이터 구동부(460)는 수신된 감마 전압 세트에 기초하여, 입력 영상 데이터(DATA)에 대응하는 데이터 전압을 생성할 수 있다.
도 9에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 대하여, 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예들이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 도 9를 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예에서, 주변 밝기(LUX), 목표 밝기(TB) 및 입력 영상 데이터(DATA)의 APL에 대응하여 선택되는 감마 전압 세트의 감마 전압들(GV0 내지 GV255)은, 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예들에 따라 미리 설정되고, 휘도 제어부(200')의 각 구성 요소들 내에 저장되는 것일 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 휘도 제어부의 또 다른 예를 나타낸 블록도이다. 도 10을 참조하면, 휘도 제어부(200'')는 구동 전원 전압 결정부(220) 및 감마 전압 설정부(240'')를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 9의 실시 예와 비교하여, 도 10의 실시 예에 따른 휘도 제어부(200'')는 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 임계값보다 작거나 같은 경우에 주변 조도(LUX)에 대응하는 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10) 및 입력 영상 데이터(DATA)의 APL이 임계값보다 큰 경우에 주변 조도(LUX)에 대응하는 보정 감마 전압 세트들(GVSET0' 내지 RGVSET10', GVSETL' 내지 GVSET10')을 저장할 수 있다. 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10) 및 보정 감마 전압 세트들(GVSET0' 내지 RGVSET10', GVSETL' 내지 GVSET10')은 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 실시 예들에 의해 설정된 것과 동일한 감마 전압들(GV0 내지 GV255)을 포함할 수 있다.
이러한 실시 예에서, 감마 전압 설정부(240'')는 주변 조도(LUX), 입력 영상 데이터(DATA)의 APL 및 목표 밝기(TB)에 기초하여, 감마 전압 세트들(GVSET0 내지 GVSET10, GVSETL 내지 GVSET10) 및 보정 감마 전압 세트들(GVSET0' 내지 RGVSET10', GVSETL' 내지 GVSET10') 중 어느 하나의 감마 전압 세트를 선택할 수 있다.
상기와 같은 실시 예에서, 감마 전압 설정부(240'')는 추가적인 저장 공간을 필요로 할 수 있지만, 감마 전압을 결정하기 위한 실시간 연산을 필요로 하지 않으므로, 더욱 빠른 데이터 처리가 이루어질 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 패널
200: 휘도 제어부
220: 구동 전원 전압 결정부
240: 감마 전압 설정부
260: 휘도 변조부
400: 표시 패널 구동부
420: 스캔 구동부
440: 발광 구동부
460: 데이터 구동부
480: 제어부
500: 전원 제공부

Claims (16)

  1. 표시 패널의 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 구동 전원 전압들을 기초로, 목표 밝기에 대응하여 상기 표시 패널에 제공할 구동 전원 전압을 결정하는 구동 전원 전압 설정부; 및
    상기 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 목표 휘도들을 기초로, 상기 목표 밝기에 대응하는 목표 휘도를 결정하고, 상기 목표 휘도를 구현하기 위한 감마 전압들을 설정하는 감마 전압 설정부를 포함하되,
    상기 구동 전원 전압 및 상기 감마 전압들은,
    상기 표시 패널의 주변 조도에 따라 동일한 기준 밝기에 대하여 상이하게 설정되고,
    상기 구동 전원 전압 설정부는, 상기 주변 조도가 조도 임계값 미만일 때, 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 구동 전원 전압들을 임계 구동 전원 전압으로 동일하게 설정하는, 휘도 제어부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 최대값은 상기 표시 패널의 최대 기준 밝기보다 작게 설정되는, 휘도 제어부.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 임계 밝기는,
    상기 임계 구동 전원 전압에 의해 구동될 때 상기 표시 패널에 비정상 출력이 시인되지 않는 기준 밝기들의 최소값인, 휘도 제어부.
  5. 제1항에 있어서,
    입력 영상 데이터의 평균 화면 레벨(Average Pixel Level; APL)이 APL 임계값 이상일 때, 상기 감마 전압들을 보정하는 휘도 변조부를 더 포함하는, 휘도 제어부.
  6. 제5항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 목표 밝기에 기초하여 상기 목표 휘도에 대한 보정 휘도를 결정하고, 상기 보정 휘도를 구현하도록 상기 감마 전압들을 보정하는, 휘도 제어부.
  7. 제6항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 보정 휘도를 동일하게 설정하는, 휘도 제어부.
  8. 제7항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 최대값에 대한 상기 목표 휘도와 상기 보정 휘도 사이의 차이가 임계 보정 오프셋에 대응하도록 상기 보정 휘도를 설정하는, 휘도 제어부.
  9. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 목표 밝기에 기초하여 구동 전원 전압을 결정하고, 상기 목표 밝기에 대응하는 목표 휘도를 구현하기 위한 감마 전압들을 설정하는 휘도 제어부;
    상기 감마 전압들에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동부; 및
    상기 결정된 구동 전원 전압을 상기 표시 패널에 제공하는 전원 제공부를 포함하되,
    상기 구동 전원 전압 및 상기 감마 전압들은,
    상기 표시 패널의 주변 조도에 따라 동일한 목표 밝기에 대하여 상이하게 설정되고,
    상기 휘도 제어부는 상기 주변 조도가 조도 임계값 미만일 때, 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 구동 전원 전압들을 임계 구동 전원 전압으로 동일하게 설정하는, 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 휘도 제어부는,
    복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 구동 전원 전압들을 포함하고, 상기 목표 밝기에 기초하여 상기 표시 패널에 제공할 상기 구동 전원 전압을 결정하는 구동 전원 전압 설정부; 및
    상기 복수 개의 기준 밝기들에 각각 대응하는 복수 개의 목표 휘도들을 포함하고, 상기 목표 밝기에 기초하여 상기 목표 휘도 및 상기 목표 휘도를 구현하기 위한 상기 감마 전압들을 설정하는 감마 전압 설정부를 포함하는, 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 최대값은 상기 표시 패널의 최대 기준 밝기보다 작게 설정되는, 표시 장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 휘도 제어부는,
    입력 영상 데이터의 평균 화면 레벨(Average Pixel Level; APL)이 APL 임계값 이상일 때, 상기 감마 전압들을 보정하는 휘도 변조부를 더 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 목표 밝기에 기초하여 상기 목표 휘도에 대한 보정 휘도를 결정하고, 상기 보정 휘도를 구현하도록 상기 감마 전압들을 보정하는, 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 제1 임계 밝기보다 큰 기준 밝기들에 대응하여 상기 보정 휘도를 동일하게 설정하는, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 휘도 변조부는,
    상기 주변 조도가 상기 조도 임계값 미만일 때, 상기 기준 밝기들의 상기 최대값에 대한 상기 목표 휘도와 상기 보정 휘도 사이의 차이가 임계 보정 오프셋에 대응하도록 상기 보정 휘도를 설정하는, 표시 장치.
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