KR102424857B1 - 표시 장치 및 표시 장치 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치 구동 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 발광 소자 및 상기 발광 소자와 연결되며 초기화 전압을 수신하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 패널, 영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 패널의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 제1 오프셋 전압 결정부, 및 상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램 또는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비에 따른 영상의 유형에 따라 제2 오프셋 전압을 결정하는 제2 오프셋 전압 결정부를 포함하고, 상기 초기화 전압은 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 근거로 결정될 수 있다.

Description

표시 장치 및 표시 장치 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 특성이 향상된 표시 장치 및 표시 장치 구동 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 발광 소자를 포함하고, 발광 소자는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생시킬 수 있다. 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답 속도를 갖고, 또한 낮은 소비 전력으로 구동되는 장점이 있다. 다만, 발광 소자로 충분한 양의 전류가 전달되지 않는 경우, 첫 번째 프레임 응답 속도가 저하될 수 있다. 또한, 누설 전류에 의해 발광 소자가 발광하는 경우, 블랙의 영상에서 화소가 발광하는 현상이 발생할 수 있다. 그 결과 색 변화 등의 화질 저하 현상이 발생될 수 있다.
본 발명은 발광 소자로 제공되는 초기화 전압을 적응적으로 제공하여, 표시 특성이 향상된 표시 장치 및 표시 장치 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자 및 상기 발광 소자와 연결되어 초기화 전압을 수신하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 패널, 영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 패널의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 제1 오프셋 전압 결정부, 상기 영상 데이터 중 블랙 데이터를 검출하여, 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단하고, 영상 데이터를 분석하는 후속 동작 진행 여부를 결정하는 블랙 영상 검출부, 상기 후속 동작 진행 여부에 따라, 상기 영상 데이터를 분석하는 영상 분석부, 및 상기 영상 분석부의 분석 결과에 근거하여, 제2 오프셋 전압을 결정하는 제2 오프셋 전압 결정부를 포함하고, 상기 초기화 전압은 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 근거로 결정될 수 있다.
상기 영상 분석부는 상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램을 분석하는 영상 히스토그램 분석부이고, 상기 영상 히스토그램 분석부는 상기 영상 데이터의 히스토그램 분석 결과를 상기 제2 오프셋 전압 결정부로 출력할 수 있다.
상기 제2 오프셋 전압 결정부는 상기 히스토그램 분석 결과를 근거로 상기 영상 데이터의 영상 유형을 판단하고, 상기 영상 유형에 따라 상기 제2 오프셋 전압을 결정할 수 있다.
상기 영상 데이터는 하나 이상의 색 성분으로 구성되고, 상기 제2 오프셋 전압 결정부는 상기 색 성분을 고려하여 상기 제2 오프셋 전압을 결정하고, 상기 색 성분이 녹색인 경우의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨은 상기 색 성분이 적색 또는 청색인 경우의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨보다 높을 수 있다.
상기 영상 유형은 제1 영상 유형 및 제2 영상 유형을 포함하고, 상기 제1 영상 유형의 저계조 데이터 빈도는 상기 제2 영상 유형의 저계조 데이터 빈도보다 높고, 상기 제1 영상 유형일 때의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨은 상기 제2 영상 유형일 때의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨보다 높을 수 있다.
상기 영상 분석부는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비를 판단하는 평균 온 픽셀비 판단부이고, 상기 평균 온 픽셀비 판단부는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비 정보를 포함하는 신호를 상기 제2 오프셋 전압 결정부로 출력할 수 있다.
상기 제2 오프셋 전압 결정부는 상기 평균 온 픽셀비 정보가 복수로 구분된 온 픽셀비의 구간들 중 어느 구간에 속하는지 판단하고, 상기 구간에 따라 상기 제2 오프셋 전압을 결정할 수 있다.
상기 구간들은 제1 구간 및 상기 제1 구간보다 상기 온 픽셀비가 높은 제2 구간을 포함하고, 상기 제1 구간에 대응하는 제2 오프셋 전압의 레벨은 상기 제2 구간에 대응하는 제2 오프셋 전압보다 높은 레벨을 가질 수 있다.
상기 발광 소자는 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함하고, 상기 바이패스 트랜지스터는 상기 애노드 전극에 연결되고, 상기 캐소드 전극은 기준 전압을 수신할 수 있다.
상기 기준 전압, 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 합하여 예비 초기화 전압을 출력하는 가산기를 더 포함할 수 있다.
상기 가산기로부터 출력된 N번째 프레임의 제1 예비 초기화 전압 및 N+1번째 프레임의 제2 예비 초기화 전압을 수신하고, 상기 제1 예비 초기화 전압의 레벨과 상기 제2 예비 초기화 전압의 레벨 사이의 전압 레벨을 갖는 상기 초기화 전압을 출력하는 페이드 인/아웃 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 블랙 영상 검출부는 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이하인 경우 상기 후속 동작을 진행하는 것으로 결정하고, 상기 영상 분석부 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이하인 경우에만 상기 영상 데이터를 분석할 수 있다.
상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이상인 경우, 상기 제2 오프셋 전압은 0V일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 전극 및 기준 전압을 수신하는 캐소드 전극을 포함하는 발광 소자 및 상기 애노드 전극으로 초기화 전압을 전달하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 장치를 구동하는 방법은 영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 패널의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 단계, 상기 영상 데이터의 계조를 분석하여, 영상의 유형을 결정하는 영상 유형 결정 단계, 상기 영상의 유형에 따라 제2 오프셋 전압을 결정하는 단계, 및 상기 기준 전압, 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 합산하여 상기 초기화 전압을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 유형 결정 단계는 상기 영상 데이터 중 블랙 데이터를 검출하는 단계, 및 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이하인 경우 상기 영상의 유형을 결정할 수 있다.
상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이상인 경우, 상기 제1 오프셋 전압과 상기 제2 오프셋 전압의 합은 상기 발광 소자의 컷-인 전압 이하로 설정될 수 있다.
상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이상인 경우, 상기 제2 오프셋 전압을 0V로 설정할 수 있다.
상기 영상 유형 결정 단계는 상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 유형 결정 단계는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자 및 상기 발광 소자와 연결되며 초기화 전압을 수신하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 패널, 영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 패널의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 제1 오프셋 전압 결정부, 및 상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램 또는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비에 따른 영상의 유형에 따라 제2 오프셋 전압을 결정하는 제2 오프셋 전압 결정부를 포함하고, 상기 초기화 전압은 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 근거로 결정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초기화 전압은 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램 또는 영상 데이터의 평균 온 픽셀비에 따른 영상의 유형을 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 초기화 전압을 영상의 유형에 따라 적응적으로 설정할 수 있다. 따라서, 영상의 유형에 따라 블랙의 영상이 밝게 보이는 현상이 방지되도록 초기화 전압이 조절되거나, 프레임 응답 속도가 향상될 수 있도록 초기화 전압이 조절될 수 있다. 그 결과, 표시 장치의 표시 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.
도 6a는 본 발명의 비교 예에 따른 표시 패널이 표시하는 영상의 광량을 측정한 그래프이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널이 표시하는 영상의 광량을 측정한 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
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.
"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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 신호 제어부(210), 데이터 구동부(220), 게이트 구동부(230), 발광 제어부(240), 온도 검출부(250) 및 전원 공급부(260)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 유기발광 표시패널(organic light emitting display panel)일 수 있다. 표시 패널(100)은 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm), 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn), 복수의 발광 제어 라인들(EL1-ELn) 및 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다.
복수의 게이트 라인들(GL1-GLn) 및 복수의 발광 제어 라인들(EL1-ELn)은 제1 방향(DR1)으로 연장하며, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다. 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)은 제2 방향(DR2)으로 연장하며, 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다.
복수의 데이터 라인들(DL1-DLm), 복수의 발광 제어 라인들(EL1-ELn), 및 복수의 게이트 라인들(GL1-GLn)은 화소 영역들을 정의하며, 화소 영역들에는 영상을 표시하는 화소들(PX)이 구비될 수 있다. 도 1에는 제1 데이터 라인(DL1), 제1 게이트 라인(GL1), 및 제1 발광 제어 라인(EL1)에 연결된 화소(PX)를 일 예로 도시하였다.
화소(PX)는 주요색(primary color) 중 하나 또는 혼합색 중 하나를 표시할 수 있다. 상기 주요색은 레드, 그린, 또는 블루를 포함할 수 있고, 상기 혼합색은 화이트, 옐로우, 시안, 마젠타 등 다양한 색상을 포함할 수 있다. 다만, 화소(PX)가 표시하는 색상이 이에 제한되는 것은 아니다.
신호 제어부(210, 또는 타이밍 컨트롤러)는 외부로부터 제공되는 제어 신호(CS), 영상 데이터(RGB), 및 전원 전압(PS)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 전원 전압(PS)은 배터리(미도시)로부터 제공될 수 있다.
신호 제어부(210)는 제1 제어 신호(CS1) 및 영상 데이터 신호(R'G'B')를 데이터 구동부(220)로 출력하고, 제2 제어 신호(CS2)를 게이트 구동부(230)로 출력하고, 제3 제어 신호(CS3)를 발광 제어부(240)로 출력하고, 제4 제어 신호(CS4)를 전원 공급부(260)로 출력할 수 있다.
제1 제어 신호(CS1)는 데이터 구동부(220)를 제어하기 위한 신호이고, 제2 제어 신호(CS2)를 게이트 구동부(230)를 제어하기 위한 신호이고, 제3 제어 신호(CS3)는 발광 제어부(240)를 제어하기 위한 신호이고, 제4 제어 신호(CS4)는 전원 공급부(260)를 제어하기 위한 신호이다.
데이터 구동부(220)는 제1 제어 신호(CS1)에 응답해서 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)에 데이터 신호를 제공할 수 있다. 데이터 구동부(220)는 독립된 집적 회로 칩으로 구현되어서 표시 패널(100)의 일 측에 전기적으로 연결되거나, 표시 패널(100)의 소정 영역에 집적될 수 있다. 데이터 구동부(220)가 독립된 집적 회로 칩으로 제공되는 경우, 상기 집적 회로 칩은 단일의 칩으로 제공되거나, 복수의 칩들로 제공될 수 있다. 게이트 구동부(230)는 제2 제어 신호(CS2)에 응답해서 게이트 라인들(GL1-GLn)에 게이트 신호를 제공할 수 있다. 게이트 구동부(230)는 표시 패널(100)의 소정 영역에 집적될 수 있다.
게이트 구동부(230)는 비정질-실리콘 박막 트랜지스터(amorphous Silicon Thin Film Transistor a-Si TFT)를 이용한 ASG(Amorphous silicon gate), 산화물 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로 구현될 수 있다. 또한, 게이트 구동부(230)는 독립된 집적 회로 칩으로 구현되어 표시 패널(100)의 일 측에 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 제어부(240)는 제3 제어 신호(CS3)에 응답해서 발광 제어 라인들(EL1-ELn)에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 발광 제어부(240)는 표시 패널(100)의 소정 영역에 집적될 수도 있고, 독립된 집적 회로 칩으로 구현되어 표시 패널(100)의 일 측에 전기적으로 연결될 수 있다.
온도 검출부(250)는 표시 장치(1000)의 온도를 센싱하고, 센싱된 온도에 대응하는 온도 센싱 신호(TS)를 신호 제어부(210)로 제공할 수 있다. 온도 검출부(250)는 표시 패널(100)의 소정 영역에 집적 될 수 있다. 이 경우, 온도 검출부(250)는 표시 패널(100)의 온도를 센싱할 수 있다. 온도 검출부(250)는 온도에 따라 소정의 값이 변하는 능동 소자 또는 수동 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도 검출부(250)는 저항 값이 변하는 소자를 포함하거나, 온도에 따라 오프셋 전압이 변화하는 다이오드 또는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 온도 검출부(250)가 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
전원 공급부(260)는 제4 제어 신호(CS4)에 응답하여, 제1 기준 전압(ELVDD), 제2 기준 전압(ELVSS), 제1 초기화 전압(Vint1), 및 제2 초기화 전압(Vint2)을 표시 패널(100)로 제공할 수 있다.
신호 제어부(210), 데이터 구동부(220), 게이트 구동부(230), 발광 제어부(240), 온도 검출부(250) 및 전원 공급부(260)는 전자 회로의 집합으로 구성될 수 있다. 신호 제어부(210), 데이터 구동부(220), 게이트 구동부(230), 발광 제어부(240), 온도 검출부(250) 및 전원 공급부(260) 중 적어도 일부는 동일한 칩 안에 집적화될 수 있다. 예를 들어, 신호 제어부(210), 및 전원 공급부(260)는 동일한 칩 안에 집적화될 수 있다. 하지만, 이는 일 예를 기재한 것으로, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 초기화 전압(Vint2)은 영상 데이터(RGB)의 휘도 구간, 표시 패널(100)의 온도, 및 영상의 유형을 고려하여 결정될 수 있다. 상기 영상의 유형은 예를 들어, 영상 데이터(RGB)의 계조 별 영상 히스토그램 또는 영상 데이터(RGB)의 평균 온 픽셀비를 분석하여 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제2 초기화 전압(Vint2)은 상기 영상의 유형에 따라 적응적으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 신호 제어부(210)는 블랙의 영상을 포함하는 영상 데이터(RGB)가 입력되는 경우, 블랙의 영상을 표시하는 화소들이 발광하는 것을 방지하도록 제2 초기화 전압(Vint2)을 조절할 수 있다. 또한, 신호 제어부(210)는 블랙의 영상을 포함하지 않는 영상 데이터(RGB)가 입력되는 경우, 프레임 응답 속도가 향상될 수 있도록 제2 초기화 전압(Vint2)을 조절할 수 있다. 이에 대해서는, 도 3 내지 도 5에서 보다 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소(PX)는 화소 회로(PXC) 및 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
발광 소자(OLED)는 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 표시 패널(100, 도 1 참조)의 종류에 따라, 발광 소자(OLED)는 무기발광 다이오드 또는 유기-무기 하이브리드 발광 다이오드를 포함할 수도 있다.
화소 회로(PXC)는 복수의 트랜지스터들(T1-T7) 및 스토리지 커패시터(Cap)를 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터들(T1-T7)은 구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 제1 발광 제어 트랜지스터(T5), 제2 발광 제어 트랜지스터(T6), 및 바이패스 트랜지스터(T7)를 포함할 수 있다.
화소 회로(PXC)는 초기화 트랜지스터(T4)의 게이트 전극에 제1 게이트 신호(GS1)를 전달하는 제1 게이트 라인(GLa), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3) 및 바이패스 트랜지스터(T7) 각각의 게이트 전극에 제2 게이트 신호(GS2)를 전달하는 제2 게이트 라인(GLb), 제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6) 각각의 게이트 전극에 발광 제어 신호(EM)를 전달하는 발광 제어 라인(EL), 데이터 신호(DATA)를 전달하는 데이터 라인(DL), 제1 기준 전압(ELVDD)을 전달하는 전원 라인(PL), 구동 트랜지스터(T1)를 초기화 하는 제1 초기화 전압(Vint1)을 전달하는 제1 초기화 라인(IL1), 및 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)을 초기화하는 제2 초기화 전압(Vint2)를 전달하는 제2 초기화 라인(IL2)에 연결될 수 있다.
구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 스토리지 커패시터(Cap)의 제1 전극과 연결된다. 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극은 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)를 경유하여 전원 라인(PL)과 연결된다. 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극은 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)와 전기적으로 연결된다. 구동 트랜지스터(T1)는 스위칭 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(DATA)를 전달받아 발광 소자(OLED)에 구동 전류(Id)를 공급한다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제2 게이트 라인(GLb)과 연결된다. 스위칭 트랜지스터(T2)의 소스 전극은 데이터 라인(DL)과 연결된다. 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극과 연결되고, 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)를 경유하여 전원 라인(PL)과 연결된다. 스위칭 트랜지스터(T2)는 제2 게이트 라인(GLb)을 통해 전달받은 제2 게이트 신호(GS2)에 따라 턴 온 되어 데이터 신호(DATA)를 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터(T2)는 제2 게이트 신호(GS2)가 로우 레벨일 때, 턴-온 될 수 있다. 이 때, 스토리지 커패시터(Cap)는 데이터 신호(DATA)에 대응하는 전압을 저장한다.
보상 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제2 게이트 라인(GLb)에 연결되어 있다. 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극과 연결되고, 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)과 연결된다. 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극은 스토리지 커패시터(Cap)의 제1 전극, 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 있다. 보상 트랜지스터(T3)는 제2 게이트 라인(GLb)을 통해 전달받은 제2 게이트 신호(GS2)에 따라 턴 온 되어 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극을 서로 연결하여 구동 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결(diode connection)시킨다.
초기화 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 제1 게이트 라인(GLa)과 연결된다. 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극은 제1 초기화 라인(IL1)에 연결된다. 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극은 스토리지 커패시터(Cap)의 제1 전극, 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결된다. 초기화 트랜지스터(T4)는 제1 게이트 라인(GLa)을 통해 전달받은 제1 게이트 신호(GS1)에 따라 턴 온되어 제1 초기화 전압(Vint1)을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 전달하여 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압을 초기화시킨다. 예를 들어, 초기화 트랜지스터(T4)는 제1 게이트 신호(GS1)가 로우 레벨일 때, 턴-온 될 수 있다.
제1 발광 제어 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 발광 제어 라인(EL)과 연결된다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)는 전원 라인(PL)과 구동 트랜지스터(T1) 사이에 연결될 수 있다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)의 소스 전극은 전원 라인(PL)과 연결된다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)의 드레인 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극 및 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극과 연결된다.
제2 발광 제어 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 발광 제어 라인(EL)과 연결된다. 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)는 구동 트랜지스터(T1)와 발광 소자(OLED) 사이에 연결될 수 있다. 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)의 소스 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극 및 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극과 연결된다. 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)의 드레인 전극은 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)과 연결된다.
제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어 라인(EL)을 통해 전달받은 발광 제어 신호(EM)에 따라 턴 온된다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)의 게이트 전극에 발광 제어 신호(EM)가 인가됨에 따라 제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)는 턴 온되어 발광 소자(OLED)에 구동 전류(Id)가 흐른다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 소자(OLED)에 구동 전류(Id)가 흐르는 타이밍을 결정할 수 있다.
발광 제어 신호(EM)는 온 레벨 및 오프 레벨을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 온 레벨은 발광 제어 신호(EM)가 로우 레벨일 때일 수 있고, 오프 레벨은 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨일 때일 수 있다. 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨일 때, 제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)가 턴-오프 된다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)가 턴-오프되면 전원 라인(PL)과 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극이 전기적으로 차단된다. 따라서, 하이 레벨의 발광 제어 신호(EM)가 제공되는 동안 발광 소자(OLED)는 발광하지 않을 수 있다.
바이패스 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 제2 게이트 라인(GLb)에 연결된다. 바이패스 트랜지스터(T7)의 소스 전극은 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)에 연결된다. 바이패스 트랜지스터(T7)의 드레인 전극은 제2 초기화 라인(IL2)에 연결된다. 바이패스 트랜지스터(T7)는 제2 게이트 라인(GLb)을 통해 전달받은 제2 게이트 신호(GS2)에 따라 턴 온되어 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)을 초기화시킨다. 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)은 데이터 신호(DATA)가 공급될 때, 제2 초기화 전압(Vint2)에 의해 초기화될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제2 초기화 전압(Vint2)은 다양한 전압 레벨을 가질 수 있다. 영상 데이터(RGB)가 제1 영상 유형인 경우와 제2 영상 유형인 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 제1 영상 유형은 전체 영상이 차지하는 면적 대비 블랙의 영상이 차지하는 면적이 소정 비율 이상인 영상 유형일 수 있고, 상기 제2 영상 유형은 전체 영상이 차지하는 면적 대비 블랙의 영상이 차지하는 면적이 소정 비율 이하인 영상 유형일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 영상 유형에서 신호 제어부(210, 도 1 참조)는 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨이 제2 기준 전압(ELVSS)의 레벨 대비 낮은 값을 갖도록 설정할 수 있다. 이 경우, 제2 초기화 전압(Vint2)에 의해 발광 소자(OLED)에 충전되어있던 전하가 방전될 수 있다. 따라서, 누설 전류가 발광 소자(OLED)로 유입되어, 발광 소자(OLED)가 발광되는 현상이 방지될 수 있다. 다만, 상기 제1 영상 유형에서 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1 영상 유형에서 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨은 블랙의 영상이 떠 보이지 않는 범위 내에서 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 초기화 전압(Vint2)과 제2 기준 전압(ELVSS)의 차가 컷-인 전압(cut-in)이하의 값이 되도록 설정될 수 있다. 상기 컷-인 전압이란, 발광 소자(OLED)에 전류가 흘러, 발광될 수 있는 최저 전압을 의미할 수 있다. 상기 최저 전압은 예를 들어, 0.5V일 수 있다.
상기 제2 영상 유형에서 신호 제어부(210, 도 1 참조)는 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨이 제2 기준 전압(ELVSS)의 레벨 대비 높은 값을 갖도록 설정할 수 있다. 이 경우, 발광 소자(OLED)에는 포워드 바이어스가 인가될 수 있고, 그 결과, 프레임 응답 속도가 향상될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cap)의 제2 전극은 전원 라인(PL)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cap)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극, 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극 및 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극에 연결된다.
발광 소자(OLED)의 캐소드 전극(CTD)은 제2 기준 전압(ELVSS)을 수신한다. 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(T1)로부터 구동 전류(Id)를 전달받아 발광한다.
발광 제어 신호(EM)가 온 레벨 즉, 로우 레벨을 가지면, 제1 발광 제어 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)가 턴-온 된다. 제1 발광 제어 트랜지스터(T5)가 턴-온되면 제1 기준 전압(ELVDD)이 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극에 제공된다. 제2 발광 제어 트랜지스터(T6)가 턴-온되면 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극과 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)이 전기적으로 접속된다. 그러면, 발광 소자(OLED)는 제공받는 구동 전류(Id)의 전류량에 대응하여 소정 휘도의 광을 생성한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 화소(PX)를 구성하는 복수의 트랜지스터들(T1-T7) 및 스토리지 커패시터(Cap) 의 개수와 연결관계는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 신호 제어부(210) 내의 제2 기준 전압(ELVSS)과 제2 초기화 전압(Vint2)을 설정하는 기능을 갖는 회로들의 블록도를 도시한 것이다. 신호 제어부(210)는 직접 회로(integrated circuit, IC)로 제공될 수 있으며, 각 블록은 기능을 설명하기 위해 구분된 것이다. 즉, 신호 제어부(210)의 각 블록 구성들은 복수의 회로 소자 및 배선들을 포함할 수 있다.
신호 제어부(210)는 휘도 구간 판단부(211), 제2 기준 전압 결정부(212), 제1 오프셋 전압 결정부(213), 블랙 영상 검출부(214), 영상 분석부(215), 제2 오프셋 전압 결정부(216) 및 가산기(217)를 포함할 수 있다.
휘도 구간 판단부(211)는 영상 데이터(RGB)를 수신하고, 영상 데이터(RGB)의 휘도 구간을 판단할 수 있다. 휘도 구간은 최대 휘도 기준으로 미리 설정된 다수의 휘도 단계들을 포함할 수 있다. 아래의 표 1에서는 휘도 구간을 예시적으로 나타내었다. 일반 모드는 예를 들어 60Hz로 구동되는 표시 모드 일 수 있고, 고주파 모드는 예를 들어 75Hz 이상의 주파수로 구동되는 표시 모드일 수 있다. 영상이 표시되는 모드에 따라 휘도 단계들은 상이하게 구분될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 다른 실시예에서, 고주파 모드는 생략될 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 저주파 모드가 추가될 수도 있다.
구분 휘도(밝기) 단계
일반 모드 750 cd/m2
650 cd/m2
300 cd/m2
100 cd/m2
60 cd/m2
30 cd/m2
15 cd/m2
10 cd/m2
7 cd/m2
4 cd/m2
2 cd/m2
고주파 모드 100 cd/m2
60 cd/m2
45 cd/m2
30 cd/m2
휘도 구간 판단부(211)는 영상 데이터(RGB)의 휘도 구간을 판단한 후, 이에 대한 정보를 포함하는 휘도 구간 신호(DS)를 제2 기준 전압 결정부(212) 및 제1 오프셋 전압 결정부(213)로 출력할 수 있다.
제2 기준 전압 결정부(212)는 휘도 구간 신호(DS) 및 온도 센싱 신호(TS)를 수신하고, 휘도 구간과 온도 대응하는 제2 기준 전압(ELVSS)을 결정할 수 있다. 제2 기준 전압(ELVSS)은 휘도 구간 및 온도에 따라 설정된 고정 값들 중에서 선택될 수 있다.
제1 오프셋 전압 결정부(213)는 휘도 구간 신호(DS) 및 온도 센싱 신호(TS)를 수신하고, 그에 대응하는 제1 오프셋 전압(V1)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 오프셋 전압 결정부(213)는 휘도 및 온도에 대응하는 데이터가 맵핑된 테이블을 포함할 수 있다. 상기 테이블의 일 예를 표 2에 도시하였다.
Figure 112018020878211-pat00001
표 2를 참조하면, 제1 오프셋 전압 결정부(213)에는 각 휘도 값과 각 온도에 대응하는 데이터가 저장되어 있을 수 있다. 표 2에서는 상기 데이터는 (x)비트의 데이터를 가질 수 있고, 예를 들어, 상기 (x)값은 9일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 데이터는 오프셋 전압 값이 저장된 메모리를 이용하기 위한 값(예를 들어, 메모리 어드레스 값)일 수 있다. 상기 메모리의 일 예를 표 3에 도시하였다. 상기 데이터가 표 3의 00을 가리키는 경우, 제1 오프셋 전압(V1)은 1.5V일 수 있고, 상기 데이터가 표 3의 0F를 가리키는 경우, 제1 오프셋 전압(V1)은 0V일 수 있다.
hex 오프셋 전압(V)
00 1.5
01 1.4
02 1.3
03 1.2
... ...
0E 0.1
0F 0.0
10 -0.1
... ...
1B -1.2
1C -1.3
1D -1.4
1E -1.5
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서, 상기 데이터는 제1 오프셋 전압(V1) 값을 직접 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 메모리는 생략될 수 있다. 제1 오프셋 전압(V1)의 최대값은 블랙의 영상이 떠 보이지 않는 범위 내에서 설정될 수 있다. 블랙의 영상이 떠 보인다는 것은 블랙을 표시하는 화소의 발광 소자(OLED, 도 2 참조)가 발광하여 소정의 휘도를 표시되고, 이를 사용자가 인식하는 것을 의미한다.
제1 오프셋 전압(V1)의 최대 값은 아래의 수학식에 따라 계산된 휘도를 넘지 않는 범위내에서 설정될 수 있다.
Figure 112018020878211-pat00002
예를 들어, 표시 패널(100, 도 1참조)의 감마값이 2.1 내지 2.3 사이의 값을 갖고, 최대 휘도가 750 cd/m2 이고, 최대 감마 계조가 255인 경우를 예로 들어 설명한다. 기준 계조는 저계조 값을 가질 수 있다. 기준 계조는 48 이하일 수 있으며, 예를 들어 기준 계조는 11 일 수 있다.
이 경우, 상기 수식에 의해 구해진 최대 값은 감마값이 2.1일 때의 값인 1.019 cd/m2일 수 있다. 제1 오프셋 전압(V1)의 최대 값은 상기 계산 최대 값을 넘지 않도록 튜닝 될 수 있다. 예를 들어, 제1 오프셋 전압(V1)의 최대 값은 공정 편차를 감안하여 감마값이 2.15일 때의 값인 0.870 cd/m2의 휘도를 갖는 전압 값으로 설정될 수 있다. 즉, 제1 오프셋 전압(V1)이 최대 전압인 1.5V로 설정되더라도, 발광 소자(OLED)에서 방출되는 광은 0.870 cd/m2를 넘지 않을 수 있다.
블랙 영상 검출부(214)는 영상 데이터(RGB) 중 블랙 데이터를 검출한다. 블랙 영상 검출부(214)는 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단한다.
상기 블랙 데이터는 표시 휘도가 0 cd/m2 이상 0.1 cd/m2 이하인 영상 데이터(RGB)를 포함할 수 있다. 다만, 블랙 데이터의 기준은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 블랙 데이터의 기준은 0 cd/m2 이상 0.005 cd/m2 이하인 경우를 의미할 수도 있다.
블랙 영상 검출부(214)는 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 블랙 영상 검출부(214)는 전체 표시 영역 대비 블랙 데이터를 표시하는 화소가 모여 있는 영역의 밀집 비율을 계산하여, 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단할 수 있다.
블랙 영상 검출부(214)는 상기 밀집 비율이 기준 비율 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 기준 비율은 10 퍼센트 일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 상기 밀집 비율의 기준은 사용자의 인지 특성에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 밀집 비율의 기준은 5 퍼센트일 수 있다.
블랙 영상 검출부(214)는 상기 밀집 비율에 따라 후속 동작 진행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 블랙 영상 검출부(214)는 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우, 후속 동작을 진행하지 않는 것으로 결정할 수 있고, 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이하인 경우, 후속 동작을 진행하는 것으로 결정할 수 있다. 상기 후속 동작이란, 영상 분석부(215)에 의한 동작을 의미한다.
블랙 영상 검출부(214)는 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우, 제2 오프셋 전압(V2a)을 출력할 수 있다. 제2 오프셋 전압(V2a)은 0V 이하 일 수 있다. 예를 들어, 제2 오프셋 전압(V2a)은 0V 일 수 있다.
상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상일 때, 제2 오프셋 전압(V2a)이 0V 이상의 값을 갖는 경우, 애노드 전극(AND, 도 2 참조)에 인가되는 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨이 상승될 수 있다. 이 경우, 발광 소자(OLED, 도 2 참조)에 포워드 바이어스가 인가될 수 있고, 그 결과, 발광 소자(OLED)가 광을 방출할 수 있다.
발광 소자(OLED)에 블랙 데이터가 인가됨에도 불구하고 발광 소자(OLED)가 발광되면, 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상이기 때문에 블랙 영상에 광이 발광되고 있음이 사용자에 의해 시인될 수 있다. 즉, 블랙의 영상이 떠 보이는 현상이 발생될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상인 경우, 제2 오프셋 전압(V2a)을 0V 이하로 준다. 따라서, 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨 상승이 방지될 수 있고, 그 결과 블랙의 영상이 떠 보이는 현상이 방지될 수 있다.
도 3에서는 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상일 때, 블랙 영상 검출부(214)가 제2 오프셋 전압(V2a)을 직접 가산기(217)로 출력하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 블랙 영상 검출부(214)는 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이상일 때 제2 오프셋 전압 결정부(216)로 소정의 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 상기 소정의 신호에 대응하는 제2 오프셋 전압(V2a)을 가산기(217)로 출력할 수 있다.
영상 분석부(215)는 블랙 영상 검출부(214)의 결정에 따라 동작할 수 있다. 즉, 상기 밀집 비율이 상기 기준 비율 이하인 경우, 영상 분석부(215)의 동작이 진행될 수 있다. 따라서, 필요한 경우에만 영상 분석부(215)의 동작이 진행되기 때문에 전력 소비 효율이 향상될 수 있다.
영상 분석부(215)는 영상 데이터(RGB)의 계조 별 영상 히스토그램 또는 영상 데이터(RGB)의 온 픽셀비를 분석할 수 있다. 이에 대한 설명은 이하 도 4 및 도 5에서 구체적으로 설명한다.
영상 분석부(215)는 영상 데이터(RGB)의 분석 결과를 제2 오프셋 전압 결정부(216)로 출력한다.
제2 오프셋 전압 결정부(216)는 상기 분석 결과를 수신하고, 그에 대응하는 제2 오프셋 전압(V2)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 영상 유형에 대응하는 데이터가 맵핑되어 있는 테이블을 포함할 수 있다. 상기 테이블의 일 예를 표 4에 기재하였다.
영상 유형 데이터
유형 1 (x)bits
유형 2 (x)bits
유형 3 (x)bits
유형 4 (x)bits
... ...
유형 X (x)bits
표 4를 참조하면, 제2 오프셋 전압 결정부(216)에는 영상 유형에 대응하는 데이터가 저장되어 있을 수 있다. 표 4에서 상기 데이터는 (x)비트의 데이터를 가질 수 있고, 예를 들어, 상기 (x)값은 9일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 데이터는 오프셋 전압 값이 저장된 메모리를 이용하기 위한 값(예를 들어, 메모리 어드레스 값)일 수 있다. 상기 메모리의 일 예는 앞서 설명된 표 3에 도시하였다.
제1 오프셋 전압 결정부(213) 및 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 동일한 메모리(예를 들어, 표 3)로부터 오프셋 전압 값을 읽어 들일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 오프셋 전압 결정부(213)와 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 서로 다른 메모리를 참조하여 제1 오프셋 전압(V1)과 제2 오프셋 전압(V2)을 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 표 4에 기재된 상기 데이터는 제2 오프셋 전압(V2) 값을 직접 포함할 수 있다. 이 경우, 표 3에 도시된 메모리가 생략될 수 있다.
가산기(217)는 제2 기준 전압(ELVSS), 제1 오프셋 전압(V1), 및 제2 오프셋 전압(V2a 또는 V2)를 수신한다. 가산기(217)는 제2 기준 전압(ELVSS), 제1 오프셋 전압(V1), 및 제2 오프셋 전압(V2a 또는 V2)를 합산하여 제2 초기화 전압(Vint2)을 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다. 도 4를 설명함에 있어서, 도 3에서 설명된 것과 동일한 블록에 대해서는 해당 설명을 생략하고, 동일한 도면 부호를 병기한다.
도 4를 참조하면, 신호 제어부(210a)의 영상 분석부(215, 도 3 참조)는 영상 히스토그램 분석부(215a)일 수 있다.
영상 히스토그램 분석부(215a)는 매 프레임의 영상 데이터(RGB)를 수신하고, 이를 근거로 각 계조별 히스토그램을 작성할 수 있다. 영상 히스토그램 분석부(215a)는 한 프레임의 각 계조값에 대응하는 데이터의 빈도를 룩업 테이블로 저장할 수 있다. 영상 히스토그램 분석부(215a)는 영상 데이터(RGB)의 히스토그램 분석 결과(HR)를 제2 오프셋 전압 결정부(216)로 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 영상 히스토그램 분석부(215a)는 영상 데이터(RGB)의 색상 별 히스토그램을 작성할 수 있다. 히스토그램 분석 결과(HR)는 색상 별 히스토그램 분석 결과를 포함할 수 있다.
제2 오프셋 전압 결정부(216)는 히스토그램 분석 결과(HR)를 근거로 영상 데이터(RGB)의 영상 유형을 판단할 수 있다.
영상 유형은 다양하게 설정될 수 있다. 영상 유형에 대해 예를 들어 설명한다. 예를 들어, 제1 영상 유형은 제1 저계조(예를 들어, 0계조 이상 40 계조 이하)의 데이터 빈도가 가장 높은 비율을 차지하고, 상기 비율이 전체 데이터의 30% 이상 50% 이하인 유형일 수 있다. 제2 영상 유형은 저계조(예를 들어, 41계조 이상 80계조 이하)의 데이터 빈도가 가장 높은 비율을 차지하고, 상기 비율이 전체 데이터의 30% 이상 50% 이하인 유형일 수 있다. 제3 영상 유형은 중계조(예를 들어, 81 계조 이상 120계조 이하)이하의 데이터 빈도가 가장 높은 비율을 차지하고, 상기 비율이 전체 데이터의 30% 이상 50% 이하인 유형일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 영상 유형의 기준은 이해를 돕기 위해 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
첫 번째 프레임 응답 속도는 고계조의 영상보다 저계조의 영상에서 더 저하될 수 있다. 따라서, 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 상대적으로 저계조의 데이터 빈도가 높은 영상 유형으로 판단될 때, 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨이 상대적으로 높은 값을 갖도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영상 유형일 때의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨은 상기 제3 영상 유형일 때의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨보다 높을 수 있다.
영상 히스토그램 분석부(215a)를 거쳐 제2 오프셋 전압 결정부(216)에서 영상 유형이 판단되는 영상 데이터(RGB)는 이미 블랙 영상 검출부(214)를 거쳐 전체 표시 영역 대비 블랙 데이터를 표시하는 화소가 모여 있는 영역의 밀집 비율 이하인 것으로 판단된 영상이다. 즉, 상기 제1 영상 유형에 속하는 영상이 표시될 때, 발광 소자(OLED, 도 2 참조)의 양단에 포워드 바이어스가 인가되더라도, 첫 번째 프레임 응답 속도가 향상될 뿐, 블랙이 떠 보이는 현상은 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 표시 장치(1000, 도 1 참조)의 표시 특성이 향상될 수 있다.
영상 데이터(RGB)는 하나 이상의 색 성분으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 상기 색 성분을 고려하여 제2 오프셋 전압(V2)을 결정할 수도 있다. 첫 번째 프레임 응답 속도는 색 성분에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 적색, 청색 및 녹색 중 녹색의 화소의 응답 속도가 가장 느릴 수 있다. 따라서, 이를 고려하여 영상 유형을 구분할 수 있다.
예를 들어, 한 프레임의 영상이 상기 제1 영상 유형에 속하더라도, 녹색의 색 성분이 많은 경우에는 이를 제4 영상 유형으로 설정할 수 있다. 이 경우, 제1 영상 유형일 때의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨과 제4 영상 유형일 때의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨은 서로 상이할 수 있다. 제4 영상 유형의 프레임 응답 속도를 향상시키기 위해, 제4 영상 유형의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨이 제1 영상 유형의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨보다 높을 수 있다.
가산기(217)는 제2 기준 전압(ELVSS), 제1 오프셋 전압(V1), 및 제2 오프셋 전압(V2a 또는 V2)를 수신한다. 가산기(217)는 제2 기준 전압(ELVSS), 제1 오프셋 전압(V1), 및 제2 오프셋 전압(V2a 또는 V2)를 합산하여 예비 초기화 전압(Vint2a)을 페이드 인/아웃 조절부(218)로 출력할 수 있다.
페이드 인/아웃 조절부(218)는 복수의 프레임들 각각의 예비 초기화 전압(Vint2a)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 페이드 인/아웃 조절부(218)는 N 번째 프레임의 제1 예비 초기화 전압(Vint2a)과 N+1 번째 프레임의 제2 예비 초기화 전압(Vint2a)을 수신할 수 있다. 상기 N은 양의 정수이다.
페이드 인/아웃 조절부(218)는 비교기를 포함할 수 있다. 페이드 인/아웃 조절부(218)는 제1 예비 초기화 전압(Vint2a)과 제2 예비 초기화 전압(Vint2a)을 비교하여, 그 사이의 전압 레벨을 갖는 제2 초기화 전압(Vint2)을 출력할 수 있다. 따라서, 페이드 인/아웃 조절부(218)에 의해 제2 초기화 전압(Vint2)의 급격한 변화가 방지되어, 영상이 왜곡되는 현상이 감소될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부의 블록도이다. 도 5를 설명함에 있어서, 도 3 및 도 4에서 설명된 것과 동일한 블록에 대해서는 해당 설명을 생략하고, 동일한 도면 부호를 병기한다.
도 5를 참조하면, 신호 제어부(210b)의 영상 분석부(215, 도 3 참조)는 예를 들어 평균 온 픽셀비 판단부(215b)일 수 있다.
평균 온 픽셀비 판단부(215b)는 영상 데이터(RGB)를 수신하고 평균 온 픽셀비를 산출한다. 평균 온 픽셀비는 아래의 수식에 의해 계산될 수 있다. 전체 화소의 개수는 해상도에 대응되고, 최대 계조 값은 예를 들어 255일 수 있다.
Figure 112018020878211-pat00003
평균 온 픽셀비 판단부(215b)는 평균 온 픽셀비 정보를 포함하는 평균 온 픽셀비 신호(OPR)를 제2 오프셋 전압 결정부(216)로 출력할 수 있다. 평균 온 픽셀비 신호(OPR)는 평균 온 픽셀비에 대한 수치 정보를 포함한다. 상기 정보는 하나의 값일 수 있다.
도 4의 히스토그램 분석 결과(HR, 도 4 참조)는 하나의 프레임의 각 계조값에 대응하는 데이터의 빈도를 저장한 룩업 테이블을 포함한다. 도 4와 비교하였을 때, 도 5의 평균 온 픽셀비 신호(OPR)는 하나의 값만을 포함하기 때문에, 게이트 수가 도 4의 실시예에 비해 상대적으로 적을 수 있고, 그 결과 전력 소모가 감소될 수 있다.
제2 오프셋 전압 결정부(216)는 평균 온 픽셀비 신호(OPR)를 수신하고, 그에 대응하는 제2 오프셋 전압(V2)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 오프셋 전압 결정부(216)는 평균 온 픽셀비 정보가 복수로 구분된 온 픽셀비의 구간들에 대응하는 데이터가 맵핑되어 있는 테이블을 포함할 수 있다. 상기 테이블의 일 예를 표 5에 기재하였다.
평균 온 픽셀비 데이터
0%이상 10%미만 9bits
10%이상 20%미만 9bits
20%이상 30%미만 9bits
30%이상 40%미만 9bits
40%이상 50%미만 9bits
50%이상 60%미만 9bits
60%이상 70%미만 9bits
70%이상 80%미만 9bits
80%이상 100%이하 9bits
0%이상 10%미만의 평균 온 픽셀비 구간을 제1 구간으로 정의하고, 50%이상 60%미만의 평균 온 픽셀비 구간을 제2 구간으로 정의한다. 상기 제1 구간의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨과 상기 제2 구간의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구간에서 저계조의 데이터를 수신하는 화소의 비율이 상기 제2 구간에서 저계조의 데이터를 수신하는 화소의 비율보다 높을 수 있다. 따라서, 상기 제1 구간의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨이 상기 제2 구간의 제2 오프셋 전압(V2)의 레벨보다 높을 수 있다. 즉, 발광 소자(OLED, 도 2참조)의 양단에 인가되는 포워드 바이어스가 제2 구간보다 제1 구간에서 더 강하게 걸릴 수 있다. 그 결과, 저계조의 데이터를 수신하는 화소의 비율이 상대적으로 많은 제1 구간에서 첫 번째 프레임 응답 속도가 향상될 수 있다.
상기 제1 구간에 속하는 영상 데이터(RGB)는 이미 블랙 영상 검출부(214)를 거쳐 전체 표시 영역 대비 블랙 데이터를 표시하는 화소가 모여 있는 영역의 밀집 비율 이하인 것으로 판단된 영상이다. 즉, 상기 제1 구간에 속하는 영상이 표시될 때, 발광 소자(OLED, 도 2 참조)의 양단에 포워드 바이어스가 인가되면, 첫 번째 프레임 응답 속도는 향상되고, 블랙이 떠 보이는 현상은 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 표시 장치(1000, 도 1 참조)의 표시 특성이 향상될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 비교 예에 따른 표시 패널이 표시하는 영상의 광량을 측정한 그래프이다.
본 발명의 비교 예에 따른 표시 패널은 고정된 레벨을 갖는 제2 초기화 전압을 수신할 수 있다. 제2 초기화 전압의 레벨이 고정된 경우, 제2 초기화 전압의 레벨은 블랙의 영상이 표시될 때, 발광 소자가 발광하지 않는 값을 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 초기화 전압과 제2 기준 전압 사이의 차는 발광 소자의 컷-인 전압을 넘지 않도록 설정될 수 있다. 제2 초기화 전압과 제2 기준 전압 사이의 차가 상기 컷-인 전압을 넘는 경우, 발광 소자는 발광할 수 있다.
본 발명의 비교 예에 따르면, 발광 소자가 발광하여야 하는 경우에도, 제2 초기화 전압이 발광 소자가 발광되지 않을 정도로 설정되기 때문에, 첫 번째 프레임(1st frame)에서의 응답 속도가 저하될 수 있다. 본 발명의 비교 예에서, 첫 번째 프레임(1st frame)의 개시 시점부터 광량이 첫 번째 프레임(1st frame)의 최대 광량의 50%에 도달할 때까지 시간(t1)은 8.4ms일 수 있다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널이 표시하는 영상의 광량을 측정한 그래프이다.
도 6b는 표시 패널(100, 도 1 참조)은 영상 유형에 따라 전압 레벨이 적응적으로 변화되는 제2 초기화 전압(Vint2, 도 1 참조)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전체 표시 영역 대비 블랙 데이터를 표시하는 화소가 모여 있는 영역의 밀집 비율이 기준 비율 이상인 경우, 제2 초기화 전압(Vint2)의 레벨은 발광 소자(OLED, 도 2 참조)가 발광하지 않는 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 초기화 전압(Vint2)과 제2 기준 전압(ELVSS, 도 1 참조) 사이의 차는 발광 소자(OLED)의 컷-인 전압을 넘지 않도록 설정될 수 있다.
또한, 전체 표시 영역 대비 블랙 데이터를 표시하는 화소가 모여 있는 영역의 밀집 비율이 기준 비율 이하인 경우, 제2 초기화 전압(Vint2)은 제2 기준 전압(ELVSS)보다 높은 레벨을 갖도록 설정될 수 있다. 이 경우, 발광 소자(OLED)에는 포워드 바이어스가 인가될 수 있다. 제2 초기화 전압(Vint2)과 제2 기준 전압(ELVSS)의 차는 0 이상일 수 있다. 예를 들어, 제2 초기화 전압(Vint2)과 제2 기준 전압(ELVSS)의 차는 발광 소자(OLED)의 컷-인 전압 이상일 수 있다.
도 6b에 도시된 그래프는, 전체 표시 영역 대비 블랙 데이터를 표시하는 화소가 모여 있는 영역의 밀집 비율이 기준 비율 이하인 조건에서 표시 패널(100)이 표시하는 영상의 광량을 측정한 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 조건에서 제2 초기화 전압(Vint2)에 의해 발광 소자(OLED)에 포워드 바이어스가 인가되기 때문에, 첫 번째 프레임(1st frame)에서의 응답 속도가 향상될 수 있다. 첫 번째 프레임(1st frame)의 개시 시점부터 광량이 첫 번째 프레임(1st frame)의 최대 광량의 50%에 도달할 때까지 시간(t1a)은 4.7ms일 수 있다. 도 6a에서 설명된 비교 예와 비교하면, 첫 번째 프레임 응답 속도가 약 44% 향상될 수 있다.
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 정하여져야만 할 것이다.
1000: 표시 장치 100: 표시 패널
210: 신호 제어부 220: 데이터 구동부
230: 게이트 구동부 240: 발광 제어부
250: 온도 검출부 260: 전원 공급부
211: 휘도 구간 판단부 212: 제2 기준 전압 결정부
213: 제1 오프셋 전압 결정부 214: 블랙 영상 검출부
215: 영상 분석부 216: 제2 오프셋 전압 결정부
217: 가산기 218: 페이드 인/아웃 조절부

Claims (20)

  1. 발광 소자 및 상기 발광 소자와 연결되어 초기화 전압을 수신하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 패널;
    영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 패널의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 제1 오프셋 전압 결정부;
    상기 영상 데이터 중 블랙 데이터를 검출하여, 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단하고, 영상 데이터를 분석하는 후속 동작 진행 여부를 결정하는 블랙 영상 검출부;
    상기 후속 동작 진행 여부에 따라, 상기 영상 데이터를 분석하는 영상 분석부; 및
    상기 영상 분석부의 분석 결과에 근거하여, 제2 오프셋 전압을 결정하는 제2 오프셋 전압 결정부를 포함하고, 상기 초기화 전압은 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 근거로 결정된 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는 상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램을 분석하는 영상 히스토그램 분석부이고, 상기 영상 히스토그램 분석부는 상기 영상 데이터의 히스토그램 분석 결과를 상기 제2 오프셋 전압 결정부로 출력하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 오프셋 전압 결정부는 상기 히스토그램 분석 결과를 근거로 상기 영상 데이터의 영상 유형을 판단하고, 상기 영상 유형에 따라 상기 제2 오프셋 전압을 결정하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 영상 데이터는 하나 이상의 색 성분으로 구성되고, 상기 제2 오프셋 전압 결정부는 상기 색 성분을 고려하여 상기 제2 오프셋 전압을 결정하고, 상기 색 성분이 녹색인 경우의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨은 상기 색 성분이 적색 또는 청색인 경우의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨보다 높은 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 영상 유형은 제1 영상 유형 및 제2 영상 유형을 포함하고,
    상기 제1 영상 유형의 저계조 데이터 빈도는 상기 제2 영상 유형의 저계조 데이터 빈도보다 높고, 상기 제1 영상 유형일 때의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨은 상기 제2 영상 유형일 때의 상기 제2 오프셋 전압의 레벨보다 높은 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비를 판단하는 평균 온 픽셀비 판단부이고, 상기 평균 온 픽셀비 판단부는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비 정보를 포함하는 신호를 상기 제2 오프셋 전압 결정부로 출력하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 오프셋 전압 결정부는 상기 평균 온 픽셀비 정보가 복수로 구분된 온 픽셀비의 구간들 중 어느 구간에 속하는지 판단하고, 상기 구간에 따라 상기 제2 오프셋 전압을 결정하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 구간들은 제1 구간 및 상기 제1 구간보다 상기 온 픽셀비가 높은 제2 구간을 포함하고, 상기 제1 구간에 대응하는 제2 오프셋 전압의 레벨은 상기 제2 구간에 대응하는 제2 오프셋 전압보다 높은 레벨을 갖는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함하고, 상기 바이패스 트랜지스터는 상기 애노드 전극에 연결되고, 상기 캐소드 전극은 기준 전압을 수신하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기준 전압, 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 합하여 예비 초기화 전압을 출력하는 가산기를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가산기로부터 출력된 N번째 프레임의 제1 예비 초기화 전압 및 N+1번째 프레임의 제2 예비 초기화 전압을 수신하고, 상기 제1 예비 초기화 전압의 레벨과 상기 제2 예비 초기화 전압의 레벨 사이의 전압 레벨을 갖는 상기 초기화 전압을 출력하는 페이드 인/아웃 조절부를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 영상 검출부는 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이하인 경우 상기 후속 동작을 진행하는 것으로 결정하고, 상기 영상 분석부 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이하인 경우에만 상기 영상 데이터를 분석하는 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이상인 경우, 상기 제2 오프셋 전압은 0V인 표시 장치.
  14. 애노드 전극 및 기준 전압을 수신하는 캐소드 전극을 포함하는 발광 소자 및 상기 애노드 전극으로 초기화 전압을 전달하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 장치의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 단계;
    상기 영상 데이터의 계조를 분석하여, 영상의 유형을 결정하는 영상 유형 결정 단계;
    상기 영상의 유형에 따라 제2 오프셋 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 기준 전압, 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 합산하여 상기 초기화 전압을 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치 구동 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 영상 유형 결정 단계는,
    상기 영상 데이터 중 블랙 데이터를 검출하는 단계; 및
    상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이하인 경우 상기 영상의 유형을 결정하는 표시 장치 구동 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이상인 경우, 상기 제1 오프셋 전압과 상기 제2 오프셋 전압의 합은 상기 발광 소자의 컷-인 전압 이하로 설정되는 표시 장치 구동 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 블랙 데이터가 인가될 화소들의 밀집 정도가 전체 표시 영역 대비 소정의 퍼센트 이상인 경우, 상기 제2 오프셋 전압을 0V로 설정하는 표시 장치 구동 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 영상 유형 결정 단계는 상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램을 분석하는 단계를 포함하는 표시 장치 구동 방법.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 영상 유형 결정 단계는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비를 판단하는 단계를 포함하는 표시 장치 구동 방법.
  20. 발광 소자 및 상기 발광 소자와 연결되며 초기화 전압을 수신하는 바이패스 트랜지스터를 갖는 화소를 포함하는 표시 패널;
    영상 데이터의 휘도 구간 및 상기 표시 패널의 온도를 근거로 제1 오프셋 전압을 결정하는 제1 오프셋 전압 결정부; 및
    상기 영상 데이터의 계조 별 영상 히스토그램 또는 상기 영상 데이터의 평균 온 픽셀비에 따른 영상의 유형에 따라 제2 오프셋 전압을 결정하는 제2 오프셋 전압 결정부를 포함하고,
    상기 초기화 전압은 상기 제1 오프셋 전압 및 상기 제2 오프셋 전압을 근거로 결정된 표시 장치.
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