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KR101995866B1 - 디스플레이장치 및 그 제어방법 - Google Patents

디스플레이장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101995866B1
KR101995866B1 KR1020130012813A KR20130012813A KR101995866B1 KR 101995866 B1 KR101995866 B1 KR 101995866B1 KR 1020130012813 A KR1020130012813 A KR 1020130012813A KR 20130012813 A KR20130012813 A KR 20130012813A KR 101995866 B1 KR101995866 B1 KR 101995866B1
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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 디스플레이장치는, 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소가 구비된 디스플레이부와; 디스플레이부에 전원을 공급하는 전원공급부와; 복수의 화소 별로 프레임 단위의 영상신호를 디스플레이부에 표시 가능하도록 처리하는 영상처리부와; 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여, 분할된 서브 프레임 각각에 비트 가중치를 할당하고, 할당된 비트 가중치에 따라 각각의 서브 프레임 구간 별로 디스플레이부에 공급되는 전압이 조정되도록 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의하여, 각 서브 프레임 별로 구동전압이 가변되므로, 전력 손실을 저감하고 패널의 온도 상승을 방지할 수 있게 된다.

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 다이오드(OLED)를 이용한 디스플레이부가 구비된 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이장치 즉, 유기전계발광 표시장치(Organic Electroluminescence Display)는 최근 무게와 부피가 작은 모바일 디스플레이장치에서 대화면 디스플레이장치까지 그 적용영역이 점차 확대되고 있다.
OLED 디스플레이장치는 액정패널의 배면에서 빛을 제공하는 별도의 백라이트를 필요로 하지 않는 자체발광소자인 OLED를 포함하므로, 백라이트를 사용하지 않는 만큼 장치의 두께가 얇아지는 장점을 갖는다.
OLED 디스플레이장치는 통상적으로 전원공급단에서 제공되는 단일 전원전압(ELVDD)과 전원접지단의 접지전압(ELVSS) 사이에 R, G, B 각각의 OLED들을 배치하고, 각각의 OLED와 전원전압 사이에 전계효과 트랜지스터(FET)와 같은 스위칭소자를 연결하는 구성으로 이루어진다.
도 1은 일반적인 OLED 디스플레이장치의 전원공급을 위한 회로도이며, 도 2는 도 1의 회로도의 종래기술에 따른 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이장치는 Red, Green, Blue (또는 Red, Green, Blue, White) 각각에 대응하는 발광셀(OLED (R), OLED (G), OLED (B))과, 다수의 트랜지스터(예를 들어, TFT(thin film transistor))를 포함한다. OLED 디스플레이장치는 구동방법에 따라 PM(Passive Matrix) OLED와 AM(Active Matrix) OLED로 구분된다. AM OLED 디스플레이장치의 경우를 예로 들면, 발광셀에 대한 밝기정보를 기입하는 어드레스 구간(ADS)과, 어드레스 구간에 기입된 정보를 이용하여 실제 밝기를 표시하는 발광구간(light)으로 구분되어 구동될 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 어드레스 구간 동안에는 S1이 Low로 설정되어 캐패시터 C1, C2, C3에 밝기에 해당하는 전하가 충전되고, 발광구간 동안에는 어드레스 구간 동안 C1, C2, C3 각각에 충전된 전하에 의해 발광셀(OLED (R), OLED (G), OLED (B))이 발광하게 된다.
여기서, 각 RGB 발광셀은 ELVDD를 공통 구동전원으로 사용하며, 발광구간 동안에는 설정 밝기에 해당하는 순방향 전류(If)가 흐르고, 각 RGB 셀의 양단에는 도 2와 같이 순방향 전압강하(Vf)가 발생한다.
순방향 전류와 순방향 전압강하에 의하여 (ELVDD - Vf)에 해당하는 전압이 M1, M3, M5 양단에 인가되며, 스위치 M1, M3, M5에서는 (ELVDD - Vf)*If에 해당하는 전력손실이 발생한다. 이러한 전력손실은 열로 변환되어 패널의 온도를 상승시키고, 불필요한 전력소모를 증대시키는 요인으로 작용할 수 있다.
여기서, 순방향 전압강하는 RGB 셀에 흐르는 순방향 전류(If)의 함수이며, RGB 각각에 대응하는 셀의 밝기가 각 셀에 흐르는 순방향 전류(If)의 함수이므로, 각 RGB 셀의 설정 밝기에 따라 전력손실이 영향을 받게 된다. RGB 발광셀 각각의 순방향 전압강하(Vf) 특성은 서로 상이하며, 보통 B, G, R 순서이므로, 통상적으로 Vf가 제일 높은 B OLED 셀을 기준으로 ELVDD가 결정될 수 있다. 그러므로, 도 2와 같이 가장 밝은 B OLED 셀 보다는, G, R OLED 셀에서 전력손실이 상대적으로 더 발생한다.
또한, 종래의 OLED 디스플레이장치는 입력영상과 관계없이 공통 구동전원(ELVdd)이 특정 화소의 최대 계조(grayscale)(예를 들어, 도 2에 도시된 Blue 화소의 15gs)에 대응하도록 일정하게 고정되어 구동되므로, 도 2와 같이 각 화소의 OLED 셀 중에서 설정밝기가 감소하는 셀이 존재하는 경우 전력손실이 점차적으로 증가될 수 밖에 없다.
따라서, 종래의 공통 구동전원(ELVDD)을 사용하는 OLED 디스플레이장치에서는 각 발광셀의 특성에 따라 발생되는 전력손실을 최소화할 필요가 있다.
본 발명 실시예에 따른 디스플레이장치는, 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소가 구비된 디스플레이부와; 디스플레이부에 전원을 공급하는 전원공급부와; 복수의 화소 별로 프레임 단위의 영상신호를 디스플레이부에 표시 가능하도록 처리하는 영상처리부와; 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여, 분할된 서브 프레임 각각에 비트 가중치를 할당하고, 할당된 비트 가중치에 따라 각각의 서브 프레임 구간 별로 디스플레이부에 공급되는 전압이 조정되도록 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.
하나의 프레임에 포함된 서브 프레임의 개수는 영상신호의 구동 비트수에 대응할 수 있다.
비트 가중치는 대응하는 프레임의 화소의 계조에 따라 결정될 수 있다.
화소의 계조에 따라 할당된 비트 가중치에 대응하는 전압값 또는 전류값이 설정된 룩업테이블을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 복수의 화소 중 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소에 대응하는 전원이 복수의 화소 각각의 대응하는 서브 프레임 구간에 공통전원으로 공급되도록 전원공급부를 제어할 수 있다.
제어부는 서브 프레임의 최상위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최하위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
제어부는 서브 프레임의 차하위 비트 구간의 전압이 차상위 비트 구간의 절반이 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
제어부는 서브 프레임의 최하위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최상위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
제어부는 이전 서브 프레임의 전압에 대한 서브 프레임의 전압의 가변 횟수가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
제어부는 이전 서브 프레임의 전압에 대한 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
서브 프레임은 전압이 가변되는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함할 수 있다.
서브 프레임은 전압이 가변되는 전압 빌더 구간과, 가변된 전압을 안정화시키는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함할 수 있다.
제어부는 조정된 전압의 레벨에 소정 설정값을 더하여 전압을 재조정하도록 전원공급부를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명 실시예에 따른 유기 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이부를 갖는 디스플레이장치의 제어방법은, 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소 별로 영상신호의 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하는 단계와; 분할된 서브 프레임 각각에 비트 가중치를 할당하는 단계와; 할당된 비트 가중치에 따라 각각의 서브 프레임 구간 별로 디스플레이부에 공급되는 전압을 조정하는 단계와; 조정된 전압을 이용하여 서브 프레임 구간 별로 대응하는 계조를 표현하도록 영상신호를 처리하는 단계를 포함한다.
하나의 프레임에 포함된 서브 프레임의 개수는 영상신호의 구동 비트수에 대응할 수 있다.
비트 가중치는 대응하는 프레임의 화소의 계조에 따라 결정될 수 있다.
전압을 조정하는 단계는, 화소의 계조에 따라 할당된 비트 가중치에 대응하는 전류값 또는 전압값이 설정된 룩업테이블을 참조하는 단계를 포함할 수 있다.
전압을 조정하는 단계는, 복수의 화소 중 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소에 대응하는 전원이 복수의 화소 각각의 대응하는 서브 프레임 구간에 공급되도록 전압을 조정할 수 있다.
비트 가중치를 할당하는 단계는, 서브 프레임의 최상위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최하위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
비트 가중치를 할당하는 단계는 서브 프레임의 차하위 비트 구간의 전압이 차상위 비트 구간의 절반이 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
비트 가중치를 할당하는 단계는, 서브 프레임의 최하위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최상위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
비트 가중치를 할당하는 단계는, 이전 서브 프레임의 전압에 대한 서브 프레임의 전압의 가변 횟수가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
비트 가중치를 할당하는 단계는, 이전 서브 프레임의 전압에 대한 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
서브 프레임은 전압이 가변되는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함할 수 있다.
서브 프레임은 전압이 가변되는 전압 빌더 구간과, 가변된 전압을 안정화시키는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함할 수 있다.
제어부는 조정된 전압의 레벨에 소정 설정값을 더하여 전압을 재조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일반적인 OLED 디스플레이장치의 전원공급을 위한 회로도이며,
도 2는 도 1의 회로도의 종래기술에 따른 구동을 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디스플레이장치의 구성을 도시한 블록도이며.
도 4는 본 발명 일실시예에 따른 제어부의 구성을 상세하게 도시한 도면이며,
도 5는 도 4의 제어부의 동작을 순차적으로 도시한 도면이며,
도 6 및 도 7은 본 발명 실시예에 따라 하나의 프레임 구간 동안 디스플레이부에 공급되는 전원이 조정되는 예들을 도시한 도면이며,
도 8과 도 9는 종래기술과 본 발명에서 계조의 증가에 따른 OLED 디스플레이부에 공급되는 전류 크기의 변조를 영상신호의 구동 비트수가 8비트인 경우를 예로 들어 도시한 도면이며,
도 10 내지 도 13은 본 발명 실시예에 따라 연속되는 2개의 프레임에 대하여 각 서브 프레임 별로 디스플레이부(130)에 공급되는 전원이 가변되는 실시예들을 도시한 도면이며,
도 14는 본 발명 일실시예에 의한 디스플레이장치의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디스플레이장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(100)는 외부의 영상공급원(미도시)으로부터 제공되는 영상신호를 기 설정된 영상처리 프로세스에 따라서 처리하여 영상으로 표시한다.
본 실시예의 디스플레이장치(100)는 방송국의 송출장비로부터 수신되는 방송신호/방송정보/방송데이터에 기초한 방송 영상을 처리하는 TV로 구현되는 경우에 관해 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상이 디스플레이장치(100)의 구현 예시에 한정되지 않는 바, 디스플레이장치(100)는 TV 이외에도 영상을 처리 가능한 다양한 종류의 구현 예시 예컨대, 모니터 등에도 적용될 수 있다.
또한, 디스플레이장치(100)는 표시 가능한 영상의 종류가 방송 영상에 한정되지 않는 바, 예를 들면 디스플레이장치(100)는 다양한 형식의 영상공급원(미도시)으로부터 수신되는 신호/데이터에 기초한 동영상, 정지영상, 어플리케이션(application), OSD(on-screen display), 다양한 동작 제어를 위한 GUI(graphic user interface) 등의 영상을 표시하도록 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이장치(100)는 스마트 TV로 구현될 수 있다. 스마트 TV는 실시간으로 방송신호를 수신하여 표시할 수 있고, 웹 브라우저 기능을 가지고 있어 실시간 방송신호의 표시와 동시에 인터넷을 통하여 다양한 컨텐츠 검색 및 소비가 가능하고 이를 위하여 편리한 사용자 환경을 제공할 수 있는 TV이다. 또한, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 포함하고 있어 사용자에게 양방향 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 스마트TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 통하여 다양한 컨텐츠, 예를 들어 소정의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 사용자에게 제공할 수 있다. 이러한 어플리케이션은 다양한 종류의 서비스를 제공할 수 있는 응용 프로그램으로서, 예를 들어 SNS, 금융, 뉴스, 날씨, 지도, 음악, 영화, 게임, 전자 책 등의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(100)는 영상신호를 수신하는 영상수신부(110)와, 영상수신부(110)에 수신되는 영상신호를 처리하는 영상처리부(120)와, 영상처리부(120)에 의해 처리되는 영상신호를 영상으로 표시하는 디스플레이부(130)와, 디스플레이장치(100)의 각 구성에 전원을 공급하는 전원공급부(140)와, 각종 데이터/정보가 저장되는 저장부(150)와, 디스플레이장치(100)의 제반 구성의 동작을 제어하는 제어부(160)를 포함한다.
영상수신부(110)는 영상신호를 수신하여 영상처리부(120)에 전달하며, 수신하는 영상신호의 규격 및 디스플레이장치(100)의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 영상수신부(110)는 방송국(미도시)으로부터 송출되는 RF(radio frequency)신호를 무선으로 수신하거나, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, HDMI(high definition multimedia interface) 규격 등에 의한 영상신호를 유선으로 수신할 수 있다. 영상수신부(110)는 영상신호가 방송신호인 경우, 이 방송신호를 채널 별로 튜닝하는 튜너(tuner)를 포함한다.
또한, 영상신호는 외부기기로부터 입력될 수 있으며, 예컨대, 영상신호는 PC, AV기기, 스마트폰, 스마트패드 등과 같은 외부기기로부터 입력될 수 있다. 또한, 영상신호는 인터넷 등과 같은 네트워크를 통해 수신되는 데이터로부터 기인한 것일 수 있다. 이 경우, 디스플레이장치(100)는, 도시되지 않으나, 네트워크를 통해 통신을 수행하는 네트워크 통신부를 더 포함할 수 있다. 또한, 영상신호는 플래시메모리, 하드디스크 등과 같은 비휘발성의 저장부(150)에 저장된 데이터로부터 기인한 것일 수 있다. 저장부(150)는 디스플레이장치(100)의 내부 또는 외부에 마련될 수 있으며, 외부에 마련되는 경우 저장부(150)가 연결되는 연결부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
영상처리부(120)는 영상신호에 대해 기 설정된 다양한 영상처리 프로세스를 수행한다. 영상처리부(120)는 이러한 프로세스를 수행한 영상신호를 디스플레이부(130)에 출력함으로써, 디스플레이부(130)에 영상이 표시되게 한다.
영상처리부(120)가 수행하는 영상처리 프로세스의 종류는 한정되지 않으며, 예를 들면 다양한 영상 포맷에 대응하는 디코딩(decoding), 디인터레이싱(de-interlacing), 프레임 리프레시 레이트(frame refresh rate) 변환, 스케일링(scaling), 영상 화질 개선을 위한 노이즈 감소(noise reduction), 디테일 강화(detail enhancement), 라인 스캐닝(line scanning) 등을 포함할 수 있다. 영상처리부(120)는 이러한 각 프로세스를 독자적으로 수행할 수 있는 개별적 구성의 그룹으로 구현되거나, 또는 여러 기능을 통합시킨 SoC(system-on-chip)로 구현될 수 있다.
본 실시예의 영상처리부(120)는 후술하는 디스플레이부(130)의 복수의 화소 별로 프레임(frame) 단위의 영상신호를 디스플레이부(130)에 표시 가능하도록 처리한다.
디스플레이부(130)는 영상처리부(120)에 의해 처리되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시한다. 본 실시예의 디스플레이부(130)는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이장치 즉, 유기전계발광 표시장치(Organic Electroluminescence Display)로 구현될 수 있다.
디스플레이부(130)의 표시 패널(미도시)은 행(row)과 열(column)의 매트릭스(matrix) 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함한다. 복수의 화소들은 도 1에 도시된 바와 같이 유기 발광 다이오드(OLED)로 이루어진 발광셀(OLED (R), OLED (G), OLED (B))과, 각 발광셀들을 독립적으로 구동하는 셀 구동부를 포함할 수 있다.
전원공급부(140)는 후술하는 제어부(150)의 제어 신호에 의해 디스플레이부(130)의 표시 패널에 전원을 공급한다. 도 3에 도시된 전원공급부(140)는 디스플레이부(130)와 별도로 마련되어 있지만, 본 발명의 전원공급부는 이에 한정되지 않으며, 디스플레이부(130)에 포함되도록 마련될 수도 있다.
저장부(150)에는 제어부(160)의 제어에 따라서 한정되지 않은 데이터가 저장된다. 저장부(150)에 저장되는 데이터는, 예를 들면 디스플레이장치(100)의 구동을 위한 운영체제를 비롯하여, 이 운영체제 상에서 실행 가능한 다양한 어플리케이션, 영상데이터, 부가데이터 등을 포함한다.
본 실시예의 저장부(150)에는 화소의 계조(grayscale)에 따라 할당된 비트 가중치(bit weight)에 대응하는 전류값 또는 전압값이 설정된 룩업테이블(LUT)(151)이 더 저장될 수 있다. 후술하는 제어부(160)는 영상신호에 따른 각 화소의 계조에 할당된 비트 가중치에 대응하는 전류값 또는 전압값을 룩업테이블(151)로부터 읽어 내고, 읽은 전류값 또는 전압값에 대응하는 전원이 디스플레이부(130)에 공급되도록 전원공급부(140)를 제어하게 된다.
저장부(150)는 제어부(160)에 의해 액세스되며, 제어부(160)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행된다. 저장부(150)는 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(hard-disc drive)와 같은 비휘발성 저장매체로 구현된다.
제어부(160)는 디스플레이장치(100)의 다양한 구성에 대한 제어동작을 수행한다. 예를 들면, 제어부(160)는 영상처리부(120)가 처리하는 영상처리 프로세스의 진행, 리모트 컨트롤러로부터의 커맨드에 대한 대응 제어동작을 수행함으로써, 디스플레이장치(100)의 전체 동작을 제어한다.
제어부(160)는 예를 들어 CPU에 펌웨어/소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있다.
본 발명 디스플레이장치(100)의 영상처리부(120)는 프레임 단위로 영상신호를 리프레쉬하여 처리하도록 제어부(160)에 의해 제어된다.
본 실시예의 제어부(160)는 복수의 화소 별로 제공되는 프레임 단위의 영상신호에 대하여, 각 프레임(frame) 구간을 복수의 서브 프레임(sub-frame)(이하, 서브 필드(sub-field)라고도 한다)으로 즉, 시간 단위로 분할한다. 여기서, 프레임 당 서브 프레임의 개수는 영상신호의 구동 비트수에 대응할 수 있다. 즉, n 비트(bit) 영상을 표현하기 위해서는 하나의 프레임이 n개의 서브 프레임으로 나누어 동작하게 된다. 본 발명에서는 구동 비트수가 4비트 또는 8비트인 경우를 예로 들어 설명하며, 이에 따른 프레임 당 서브 프레임의 개수는 4개 또는 8개로 분할될 수 있다.
제어부(160)는 분할된 서브 프레임 각각에 소정 비트 가중치를 할당하고, 할당된 비트 가중치에 따라 각각의 서브 프레임 구간 별로 디스플레이부(130)에 공급되는 전압이 조정되도록 전원공급부(140)를 제어한다.
도 4는 본 발명 실시예에 따른 제어부(160)의 구성을 상세하게 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 제어부(160)의 동작을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제어부(160)는 가중치 할당부(Bit Weight Assign Controller)(161), 서브 프레임 제어부(Sub-frame Controller)(162), 전압 선택부(ELVdd_ref selector)(163), 전원공급 제어부(Voltage Source Controller)(164) 및 데이터 제어부(Data Controller)(165)를 포함할 수 있다.
가중치 할당부(161)는 서브 프레임 각각에 비트 가중치(bit weight)를 할당한다. 여기서, 비트 가중치는 대응하는 서브 프레임의 화소의 계조(grayscale)에 따라 결정될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 영상공급원으로부터 입력 영상신호 (Ri, Gi, Bi)를 입력받는다(201). 여기서, Ri, Gi, Bi는 영상신호에 대한 레드 화소(Red Pixel), 그린 화소(Green Pixel), 블루 화소(Blue Pixel) 각각의 전류값에 대응한다.
가중치 할당부(161)는 수신된 영상신호에 소정 비트 가중치를 할당하여, R, G, B 각 화소에 대한 서브 프레임 별 전류값(R(n)~R(1), G(n)~G(1), B(n)~B(1))을 할당한다(202). 여기서, 도 5의 n~1은 서브 프레임 번호(sub-frame number)로서 n=n인 첫번째 서브 프레임(제1 서브프레임, 1st sub-frame)으로부터 n=n-1인 두번째 서브 프레임(제2 서브 프레임, 2nd seb-frame), ... , n=0인 n번째 서브프레임(제n 서브 프레임, nth sub-frame)까지 순차적으로 증가 또는 감소한다. 또한, gr(n)~gr(1)은 서브 프레임 별 Red 화소의 전류 이득(gain), gg(n)~gg(1)은 서브 프레임 별 Green 화소의 전류 이득, gb(n)~gb(1)은 서브 프레임 별 Blue 화소의 전류 이득으로서, 서브 프레임 별로 R, G, B 각 화소에 할당되는 가중치가 된다.
첫번째 서브 프레임(제1 서브 프레임)의 경우를 도 5를 참조하여 예로 들면, 가중치 할당부(161)는 R, G, B 화소 각각에 gr(n), gg(n), gb(n)을 비트 가중치로서 할당한 R(n), G(n), B(n)를 연산한다. 서브 프레임 제어부(162)는 R(n), G(n), B(n)를 첫번째 서브 프레임의 영상신호에 대해 비트 가중치가 할당된 값으로 결정한다. 이렇게 각 화소별로 비트 가중치가 할당된 전류값은 서브 프레임 제어부(162)를 통해 전압 선택부(163)으로 전달된다.
전압 선택부(163)는 비트 가중치가 할당된 전류값 R(n), G(n), B(n)에 대하여 룩업 테이블(151)을 참조하여, 첫번째 서브 프레임 구간에 공급되는 전압 ELVdd를 결정한다(203). 여기서, ELVdd는 첫번째 서브 프레임 구간동안 공통적으로 OLED 셀에 공급되는 구동 전압으로서, R(n), G(n), B(n) 각각에 대응하여 룩업 테이블(151)에 저장된 전압 중 최대 전압(V(Max(R(n),G(n),B(n))))이 ELVdd로 선택될 수 있다. 따라서, R, G, B 화소 중 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소에 대응하는 전압이 서브 프레임 구간동안 공급될 수 있다. 이를 고려하여, 가중치 할당부(161)는 이전 서브 프레임의 전압에 대한 당해 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다.
전압공급 제어부(164)는 이렇게 결정된 최대 전압으로 구동 전압을 조정(ELVdd=Adj(Max(ELVdd)))하는 전압 스케일링(voltage scaling)을 수행하며(204). 첫번째 서브 프레임 구강 동안 디스플레이부(130) 즉, OLED가 조정된 전압을 공급받아 구동되도록 전원공급부(140)를 제어한다(205).
한편, 서브 프레임 제어부(162)는 첫번째 서브 프레임에 대응하는 영상신호를 데이터 제어부(165)로 전달하고, 데이터 제어부(165)는 첫번째 서브 프레임 기간 동안 영상신호에 대응하는 영상이 표시되도록 영상처리부(120) 및 디스플레이부(130)를 제어한다.
그리고, 이러한 202 내지 205의 제어과정은 다음 서브 프레임 즉, 두번째 서브 프레임으로 이동하여 수행된다(n=n-1)(206).
예를 들어, 두번째 서브 프레임(제2 서브 프레임)의 경우, 가중치 할당부(161)는 R, G, B 화소 각각에 gr(n-1), gg(n-1), gb(n-1)을 비트 가중치로서 할당한 R(n-1), G(n-1), B(n-1)를 연산하고, 서브 프레임 제어부(162)는 R(n-1), G(n-1), B(n-1)를 두번째 서브 프레임의 영상신호에 대해 비트 가중치가 할당된 값으로 결정한다. 이렇게 각 화소별로 비트 가중치가 할당된 전류값은 서브 프레임 제어부(162)를 통해 전압 선택부(163)으로 전달된다.
전압 선택부(163)는 비트 가중치가 할당된 전류값 R(n-1), G(n-1), B(n-1)에 대하여 룩업 테이블(151)을 참조하여, 두번째 서브 프레임 구간에 공급되는 전압 ELVdd를 결정한다(203). 여기서, ELVdd는 두번째 서브 프레임 구간동안 공통적으로 OLED 셀에 공급되는 구동 전압으로서, R(n-1), G(n-1), B(n-1) 각각에 대응하여 룩업 테이블(151)에 저장된 전압 중 최대 전압(V(Max(R(n-1),G(n-1),B(n-1))))이 ELVdd로 선택되며, R, G, B 화소 중 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소에 대응하는 전압이 대응하는 서브 프레임 구간에 공급될 수 있다.
전압공급 제어부(164)는 이렇게 결정된 최대 전압으로 구동 전압을 조정(전압 스케일링)하고(ELVdd=Adj(Max(ELVdd))(204), 두번째 서브 프레임 구강 동안 디스플레이부(130) 즉, AMOLED가 조정된 전압을 공급받아 구동되도록 전원공급부(140)를 제어한다(205).
이러한 202 내지 205의 전압 가변 및 제어과정은 마지막 서브 프레임 즉, n=0이 될 때까지 순차적으로 수행된다(206).
그리고, 서브 프레임 제어부(162)는 각 서브 프레임에 대응하는 영상신호를 데이터 제어부(165)로 전달하고, 데이터 제어부(165)는 각 서브 프레임 기간 동안 영상신호에 대응하는 영상이 표시되도록 영상처리부(120) 및 디스플레이부(130)를 제어한다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명 실시예에서는 각 서브 프레임에 비트 가중치를 할당하여 전류값을 연산하고, 룩업 테이블을 참조하여 연산된 전류값에 대응하는 각 서브프레임 별 전압값을 결정하도록 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명은 각 서브 프레임 별로 비트 가중치를 할당하고, 룩업 테이블을 이용하여 할당된 비트 가중치에 대응하는 전압값을 결정하고, 결정된 전압값에 따라 각 서브 프레임 별로 공급되는 전원을 스케일링하도록 구현되거나, 각 서브 프레임 별로 비트 가중치를 할당하고, 룩업 테이블을 이용하여 할당된 비트 가증치에 대응하는 전류값을 결정하여 해당 전류에 대응하는 전압이 각 서브 프레임 별로 스케일링되는 방식으로 구현될 수 있다.
이하, 각 서브 프레임 별로 비트 가중치가 할당되는 예를 도 6 내지 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명 실시예에 따라 하나의 프레임 구간 동안 디스플레이부에 공급되는 전원이 조정되는 예들을 도시한 도면이다. 도 6 및 도 7은 4비트 구동을 예로 들어 도시한 것으로, 하나의 프레임(1 frame)은 4개의 서브 프레임(4 sub-frame 또는 4 sub-field)으로 구성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 해당 프레임(1 frame) 동안 B가 15gs, G가 8gs, R이 6gs를 계조를 각각 표현하는 경우, 가중치 할당부(161)는 B OLED가 모든 서브프레임 구간에서 발광을 하도록 제1 서브 프레임부터 제4 서브 프레임(1st sub-frame - 4th sub-frame) 각각에 소정의 비트 가중치를 할당할 수 있다(gb(4)-gb(1). 여기서, 가중치 할당부(161)는 차하위 비트(예를 들어, 제2 프레임)가 차상위 비트(제1 프레임)의 절반의 전류값에 대응하도록 비트 가중치를 할당할 수 있다. 즉, 도 6과 같이 B가 15gs의 계조를 표현하는 경우, 제1 서브 프레임 내지 제4 서브 프레임 각각에는 8gs, 4gs, 2gs, 1gs에 대응하는 가중치가 할당될 수 있다.
또한, 가중치 할당부(161)는 G OLED가 최상위 비트(Most Significant Bit: msb) 구간인 제1 서브 프레임 구간에서만 발광하도록, 제1 서브 프레임에 8gs에 대응하는 비트 가중치를 할당할 수 있으며(gg(4)-gg(1)), R은 제2 서브 프레임 및 제3 서브 프레임 각각에 4gs 및 2gs에 대응하는 가중치를 할당하여 R OLED가 제2 서브 프레임 및 제3 서브 프레임에서만 발광하도록 할 수 있다(gr(4)-gr(1)).
여기서, 도 6의 실시예에서는, R, G, B 화소들 중에서 제1 서브 프레임 구간 동안에는 B 화소 및 G 화소에 최대 비트 가중치가 할당되고, 제2 서브 프레임 및 제3 서브 프레임 구간 동안에는 B 화소 및 R 화소에 최대의 비트 가중치가 할당되고, 제4 서브 프레임에서는 B 화소에 최대의 비트 가중치가 할당됨을 확인할 수 있다. 따라서, 각 서브 프레임 구간 별로 서로 다른 화소의 전압이 공통 구동 전압(ELVdd)으로 결정될 수 있다.
도 6에 도시된 본 발명 실시예에서, 각 서브 프레임(1st sub-frame - 4th sub-frame)은 가중치를 할당하여 가변된 전압에 따라 발광셀에 대한 밝기정보를 기입하는 어드레스 구간(ads)과, 어드레스 구간에 기입된 정보를 이용하여 실제 밝기를 표시하는 발광구간(light)으로 구분될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제4 서브 프레임의 각 어드레스 구간(ads) 동안에는 가중치를 할당하여 이전 서브 프레임에 대하여 전압을 가변하고 도 1에 도시된 S1이 Low로 설정되어 캐패시터 C1, C2, C3에 가변된 전압에 해당하는 전하가 충전되며, 제1 내지 제4 서브 프레임의 각 발광구간(light) 동안에는 각각의 어드레스 구간 동안 C1, C2, C3 각각에 충전된 전하에 의해 발광셀(OLED (R), OLED (G), OLED (B))이 발광하게 된다.
한편, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 각 서브 프레임(1st sub-frame - 4th sub-frame)이 어드레스 구간(ads)과 발광구간(light) 외에 별도의 전압 빌더 구간(build)을 더 가지도록 구현될 수 있다.
이렇게 전압 빌더 구간을 더 가지는 실시예의 경우, 각 서브 프레임은 전압 빌더 구간(build)에서 가중치를 할당하여 전압이 가변되어 발광셀에 대한 밝기정보가 기입되며, 어드레스 구간(ads)에서는 가변된 전압을 안정화시키고, 발광 구간(light)에서는 기입된 밝기정보에 따라 RGB 화소가 발광하게 된다.
구체적으로, 제1 내지 제4 서브 프레임의 각 전압 빌더 구간(build) 동안에는 가중치 할당에 따라 이전 서브 프레임에 대하여 전압을 가변하고, 어드레스 구간(ads) 동안에는 도 1에 도시된 S1이 Low로 설정되어 캐패시터 C1, C2, C3에 가변된 전압에 해당하는 전하가 충전되고, 제1 내지 제4 서브 프레임의 각 발광구간(light) 동안에는 각각의 어드레스 구간 동안 C1, C2, C3 각각에 충전된 전하에 의해 발광셀(OLED (R), OLED (G), OLED (B))이 발광하게 된다.
도 8과 도 9는 종래기술과 본 발명에서 계조의 증가에 따른 OLED 디스플레이부에 공급되는 전류 크기의 변조를 영상신호의 구동 비트수가 8비트인 경우를 예로 들어 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 OLED 디스플레이장치에서는 계조 증가 방향과 디스플레이부에 공급되는 전류(Ioled) 증가 방향이 일치하며, 1 프레임 동안 전류 크기가 가변되지 않고 일정하게 공급된다. 여기서, 도 8의 1 프레임 동안 공급되는 전류의 크기는, 후술하는 도 9의 실시예에서 제1 서브 프레임 구간에서 공급되는 전류 크기와 동일하다.
반면, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 OLED 디스플레이장치(100)에서는 계조 증가 방향과 디스플레이부에 공급되는 전류(Ioled) 증가 방향이 서로 일치하지 않음을 확인할 수 있다.
구체적으로, 도 9와 같은 8비트 구동의 경우, 하나의 프레임은 8개의 서브 프레임(1st sub-frame - 8th sub-frame)으로 분할되며, 각 서브 프레임에는 비트 가중치가 할당되어, 각 서브 프레임 별로 전류 크기가 가변되도록 결정된다. 여기서, 도 9의 실시예에서는 차하위 서브 프레임(제2 서브 프레임)의 전류 크기가 차상위 서브 프레임(제1 서브 프레임)의 전류 크기의 반으로 결정될 수 있다.
본 발명 OLED 디스플레이장치(100)의 디스플레이부(130)는 이렇게 각 서브 프레임 별로 결정된 전류에 따라 구동전압이 가변되는 DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) 방식으로 구동된다. 따라서, 본 발명에서는 도 9와 같이 계조의 증가폭에 비하여 하나의 프레임 전체에 공급되는 전류의 증가폭이 작아지게 됨을 확인할 수 있으며, 이에 따라 도 8의 종래기술과 비교하여 각 서브 프레임 구간 동안 OLED 셀들에서의 구동전압 ELVdd와 Vf간의 편차를 줄여, 하나의 프레임 구간 전체 동안 각 OLED 셀에서의 전력 소모가 감소한다.
본 발명 디스플레이장치(100)에서는 위와 같은 방식으로 시간 단위로 분할된 각 서브 프레임((1st sub-frame - 4th sub-frame) 또는 (1st sub-frame - 8th sub-frame)) 별로 전류의 이득(amplitude)(또는, 레벨(level)을 조절(scaling)하여 디스플레이부(130)에 구동전원이 공급되므로, 하나의 프레임 전 구간 동안 특정 화소(예를 들어, B)의 최대 계조에 대응하는 전원이 동일하게 공급되는 종래기술에 비하여, 전력소모가 보다 감소되며, 이에 따라 패널 온도의 상승이 저하될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에서는 B 화소의 계조를 기준으로 각 서브 프레임에 공급되는 전압(ELVDD)이 결정되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니므로 R 또는 G 화소의 계조를 기준으로 각 서브 프레임에 공급되는 전압을 결정하는 경우도 본 발명에 포함된다. 또한, 본 실시예에서는 OLED 디스플레이장치가 R, G, B 화소에 대응하는 OLED 셀로 구성된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 다른 OLED 셀 예를 들어 화이트(W) 화소를 더 구비하는 경우도 본 발명에 포함되며, 이 경우 R, G B, W 화소 중 어느 하나의 계조를 기준으로 각 서브 프레임에 공급되는 전압을 결정할 수 있을 것이다.
한편, 본 실시예의 OLED 디스플레이장치(100)의 제어부(160)는 각 서브프레임 별로 할당된 비트 가중치에 따라 조정(scaling)된 전압의 레벨에 소정값(α)을 더하여 전압을 재조정할 수 있다. 예를 들어, 전압 선택부(163)는 계조에 따른 비트 가중치가 반영된 전류값에 대응하는 전압값을 룩업 테이블(151)로부터 읽고, 읽어 낸 전압값에 소정 설정값(α)을 더하여 재조정된 전압이 각 서브 프레임에 공급되도록 선택할 수 있다. 여기서, 재조정을 위한 설정값(α)은 도 6 및 도 7과 같이 각 서브 프레임 별로 공급되는 전압 레벨에 비하여 작은 값으로 미리 결정되어, 룩업 테이블(151)에 저장될 수 있다. 이렇게, 구동 전압을 재조정하게 되면, 디스플레이부(130)에 보다 안정적인 구동 전압이 공급될 수 있다.
본 발명에서는 이전 서브 프레임의 전압에 대한 당해 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 6, 도 7 및 도 9에 도시된 본 발명 실시예에서는 복수의 서브 프레임 중 최상위 비트(Most Significant Bit: msb) 구간에 가장 높은 가중치가 할당되고, 최하위 비트(Least Significant Bit; lsb) 구간에 가장 낮은 가중치가 할당되며, 차하위 비트가 차상위 비트의 절반의 전류값에 대응하도록 비트 가중치를 할당하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 각 서브 프레임에 할당되는 가중치는 다양하게 변경하여 구현될 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 각 서브 프레임에 다양하게 가중치를 할당하는 실시예들을 설명하기로 한다.
도 10 내지 도 13은 본 발명 실시예에 따라 연속되는 2개의 프레임에 대하여 각 서브 프레임 별로 디스플레이부(130)에 공급되는 전원이 가변되는 실시예들을 도시한 도면이다. 도 10 내지 도 13은 도 6 및 도 7과 마찬가지로 4비트 구동을 예로 들어 도시한 것으로, 2개의 연속된 프레임(1st frame(a)및 2nd frame(b))) 각각이 4개의 서브 프레임(4 sub-frame)으로 구성된다.
본 발명 디스플레이장치(100)는 도 10에 도시된 바와 같이, 연속되는 2개의 프레임 즉, 제1 프레임(a)과 제2 프레임(b) 모두 최상위 비트 구간인 제1 서브 프레임(a1, b1)에 가장 높은 가중치가 할당되어 가장 큰 전압이 공급되고, 최하위 비트 구간인 제4 서브프레임(a4, b4)에 가장 낮은 가중치가 할당되어 가장 작은 전압이 공급되는 msb(Most Significant Bit) 방식으로 구동될 수 있다.
또한, 디스플레이장치(100)는 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(a)은 최상위 비트 구간인 제1 서브 프레임(a1)에 가장 높은 가중치가 할당되어 가장 큰 전압이 공급되고, 최하위 비트 구간인 제4 서브프레임(a4)에 가장 낮은 가중치가 할당되어 가장 작은 전압이 공급되는 msb 방식으로 구동되고, 제2 프레임(b)은 최상위 비트 구간인 제1 서브 프레임(b1)에 가장 낮은 가중치가 할당되어 가장 작은 전압이 공급되고, 최하위 비트 구간인 제4 서브 프레임(b4)에 가장 높은 가중치가 할당되어 가장 큰 전압이 공급되는 lsb(Least Significant Bit) 방식으로 구동될 수 있다.
도 11의 실시예의 경우, 제1 프레임의 마지막 서브 프레임(a4)과 제2 프레임의 첫번째 서브 프레임(b1)의 R, G, B 화소 각각에 대하여 동일한 가중치가 할당된다. 따라서, 연속되는 서브 프레임인 a4와 b1에 동일한 전압이 공급되므로, a4에서 b1로 서브 프레임 구간이 변경되더라도 전압을 가변할 필요가 없게 된다. 따라서, 도 11의 실시예는 도 10의 실시예와 비교하여 서브 프레임 구간 변경에 따른 전압의 가변 횟수가 감소하여, 이에 따른 전원 공급을 위한 제어 부담도 줄일 수 있게 된다.
도 11에서는 연속되는 2개의 프레임이 msb 방식 및 lsb 방식으로 구동하여 서브 프레임 별로 전압이 가변되는 실시예를 도시하고 있지만, 이러한 전압의 가변 횟수를 최소화하는 방식은 3개 이상의 연속되는 프레임에도 적용 가능하다. 예를 들어, 4개의 연속되는 프레임에 포함된 서브 프레임들에 대하여 순차적으로 msb, lsb, msb, lsb의 방식으로 구동할 수 있다. 또한, 본 발명은 4개의 연속되는 프레임이 각각 msb, lsb, lsb, msb로 순차적으로 구동하거나, lsb, msb, msb, lsb 방식으로 순차적으로 구동하는 경우도 포함한다.
한편, 도 10 및 도 11의 순차적 구동 방식은 도 12 및 도 13과 같이, 별도의 빌드 구간(build)을 포함하는 실시예의 경우에도 적용 가능하다.
구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(100)는 2개의 프레임 즉, 제1 프레임(a)과 제2 프레임(b) 모두 최상위 비트 구간인 제1 서브 프레임(a1, b1)에 가장 높은 가중치가 할당되어 가장 큰 전압이 공급되고, 최하위 비트 구간인 제4 서브프레임(a4, b4)에 가장 낮은 가중치가 할당되어 가장 작은 전압이 공급되는 msb 방식으로 구동될 수 있다.
또한, 디스플레이장치(100)는 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(a)은 최상위 비트 구간인 제1 서브 프레임(a1)에 가장 높은 가중치가 할당되어 가장 큰 전압이 공급되고, 최하위 비트 구간인 제4 서브프레임(a4)에 가장 낮은 가중치가 할당되어 가장 작은 전압이 공급되는 msb 방식으로 구동되고, 제2 프레임(b)은 최상위 비트 구간인 제1 서브 프레임(b1)에 가장 낮은 가중치가 할당되어 가장 작은 전압이 공급되고, 최하위 비트 구간인 제4 서브 프레임(b4)에 가장 높은 가중치가 할당되어 가장 큰 전압이 공급되는 lsb(Least Significant Bit) 방식으로 구동될 수 있다.
따라서, 도 13의 실시예의 경우, 제1 프레임의 마지막 서브 프레임(a4)과 제2 프레임의 첫번째 서브 프레임(b1)의 R, G, B 화소 각각에 대하여 동일한 가중치가 할당되어, 연속되는 서브 프레임인 a4와 b1에 동일한 전압이 공급되므로, 서브 프레임 구간이 변경되어도 전압을 가변할 필요가 없게 된다. 따라서, 도 13의 실시예는 도 12의 실시예와 비교하여 서브 프레임 구간의 변경에 따른 전압의 가변 횟수가 최소화되며, 이에 따른 전원 공급을 위한 제어부(160)의 부담도 최소화할 수 있게 된다.
이하, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(100)의 제어방법에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
도 14는 본 발명 일실시예에 의한 디스플레이장치(100)의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이장치(100)는 외부로부터 입력된 영상신호에 대하여 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 복수의 화소(R, G, B) 별로 영상신호의 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할할 수 있다(S301). 여기서, 하나의 프레임에 포함되는 서브 프레임의 개수는 디스플레이장치(100)에서 처리되는 영상신호의 구동 비트수에 대응하며, 예를 들어 4비트 구동의 경우 하나의 프레임은 4개의 서브 프레임으로 분할되며, 8비트 구동의 경우 하나의 프레임은 8개의 서브 프레임으로 분할될 수 있다.
제어부(160)는 단계 S301에서 분할된 서브 프레임 각각에 비트 가중치를 할당한다(S303). 여기서, 비트 가중치는 대응하는 프레임의 화소의 계조에 따라 결정될 수 있다.
단계 S303에서 제어부(160)는 서브 프레임의 최상위 비트 구간에 가장 큰 비트 가중치를 할당하고, 최하위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 비트 가중치를 할당할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 이전 서브 프레임의 전압에 대한 당해 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당할 수 있으며, 일례로 차하위 비트에 차상위 비트에 할당된 가중치의 절반의 가중치를 할당 가능하다.
또한, 단계 S303에서 제어부(160)는 서브 프레임의 최하위 비트 구간에 가장 큰 비트 가중치를 할당하고, 최상위 비트 구간에 가장 작은 비트 가중치를 할당할 수도 있으며, 이 경우 이전 서브 프레임의 전압에 대한 당해 서브 프레임의 전압의 가변 횟수가 최소가 되도록 비트 가중치를 할당하는 것이 바람직하다. 일례로 차하위 비트에 차상위 비트에 할당된 가중치의 2배의 가중치를 할당 가능하다.
제어부(160)는 단계 S303에서 할당된 비트 가중치에 따라 서브 프레임 별로 공급되는 전압을 가변하도록 전원공급부(140)를 제어할 수 있다(S305). 여기서, 제어부(160)는 저장부(150) 내의 룩업 테이블(151) 참조하여 각 화소(R, G, B) 별로 전압 레벨을 결정할 수 있으며, 각 화소 별 결정된 전압 중에서 최대 전압(즉, 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소의 전압)이 해당 서브 프레임 구간 동안 공급되도록 전압을 조정할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 단계 S305에서 조정된 전압의 레벨에 소정 설정값(α)을 더하여 전압을 재조정할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 서브 프레임 별로 단계 S305에서 조정된 가변 전압을 공급받아, 단계 S301에서 수신된 영상신호에 대응하는 영상을 표시하도록 디스플레이부(130)를 제어한다(S307).
이상에서 설명한 본 발명은 OLED 디스플레이장치가 AM(Active Matrix) OLED 디스플레이장치로 구현된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 구동방법에 따라 PM(Passive Matrix) 방식으로 구동되는 OLED 디스플레이장치에도 적용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 디스플레이부(130)가 구비된 디스플레이장치(100)는 영상신호의 프레임을 시간단위로 분할한 각 서브 프레임 별로 이득제어를 수행하여 구동전압을 가변하는 방식으로 전력 소모가 보다 감소될 수 있다.
구체적으로, 본 발명 실시예에 의한 OLED 디스플레이장치(100)는 각 서브 프레임 구간 별로 최적의 화소의 전압을 기준으로 공통 구동 전압(ELVdd)을 결정하므로, 하나의 프레임 구간 전체를 하나의 화소를 기준으로 구동 전압이 결정되는 경우에 비하여, 각 서브 프레임 구간 별로 전력 손실을 저감하고 불필요한 패널의 온도 상승도 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명 실시예에 의한 OLED 디스플레이장치(100)는 각 서브 프레임 별로 결정된 구동 전압에 소정값(α)을 더하여 재조정함으로써, 디스플레이부(130)에 보다 안정적인 구동 전압이 공급될 수 있다.
또한, 본 발명 실시예에 의한 OLED 디스플레이장치(100)는 서브 프레임 구간의 변경에 따른 전압의 가변 폭 및 전압의 가변 횟수를 최소화하여, 제어부(160)의 전원 제어부담을 줄일 수 있게 된다.
이에 따라, 디스플레이장치(100)의 동작의 안전성, 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
100 : 디스플레이장치 110 : 영상수신부
120 : 영상처리부 130 : 디스플레이부
140 : 전원공급부 150 : 저장부
151 : 룩업 테이블 160 : 제어부

Claims (26)

  1. 디스플레이장치에 있어서,
    유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소가 구비된 디스플레이부와;
    상기 디스플레이부에 전원을 공급하는 전원공급부와;
    상기 복수의 화소 별로 프레임 단위의 영상신호를 상기 디스플레이부에 표시 가능하도록 처리하는 영상처리부와; 및
    상기 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하여, 상기 분할된 서브 프레임 각각에 비트 가중치를 할당하고,
    상기 할당된 비트 가중치에 따라 상기 서브 프레임 각각에 대응하는 공통 전압을 결정하고,
    상기 결정된 공통 전압이 상기 서브 프레임 각각의 화소에 공급되도록 상기 전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는, 제1프레임의 마지막 서브 프레임의 화소와, 상기 제1프레임의 마지막 서브 프레임과 연속되는 제2프레임의 첫 서브 프레임의 화소에 동일한 크기의 상기 공통 전압이 공급되도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    하나의 프레임에 포함된 상기 서브 프레임의 개수는 상기 영상신호의 구동 비트수에 대응하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비트 가중치는 대응하는 프레임의 화소의 계조에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화소의 계조에 따라 할당된 비트 가중치에 대응하는 전압값 또는 전류값이 설정된 룩업테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 디스플레이장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 화소 중 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소에 대응하는 전압이 상기 복수의 화소 각각의 대응하는 서브 프레임 구간에 공통 전압으로 공급되도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서브 프레임의 최상위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최하위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서브 프레임의 차하위 비트 구간의 전압이 차상위 비트 구간의 절반이 되도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서브 프레임의 최하위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최상위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 이전 서브 프레임의 전압에 대한 상기 서브 프레임의 전압의 가변 횟수가 최소가 되도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 이전 서브 프레임의 전압에 대한 상기 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 프레임은 전압이 가변되는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 프레임은 전압이 가변되는 전압 빌더 구간과, 상기 가변된 전압을 안정화시키는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 결정된 공통 전압에 소정 전압을 더한 크기의 전압이 되도록 상기 결정된 공통 전압을 조정하고, 상기 조정된 공통 전압이 상기 서브 프레임 각각의 화소에 공급되도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 유기 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이부를 갖는 디스플레이장치의 제어방법에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소 별로 영상신호의 프레임을 복수의 서브 프레임으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 서브 프레임 각각에 비트 가중치를 할당하는 단계;
    상기 할당된 비트 가중치에 따라 상기 서브 프레임 각각에 대응하는 공통 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 공통 전압이 상기 서브 프레임 각각의 화소에 공급되는 단계를 포함하며,
    상기 결정된 공통 전압이 상기 서브 프레임 각각의 화소에 공급되는 단계는, 제1프레임의 마지막 서브 프레임의 화소와, 상기 제1프레임의 마지막 서브 프레임과 연속되는 제2프레임의 첫 서브 프레임의 화소에 동일한 크기의 상기 공통 전압이 공급되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    하나의 프레임에 포함된 상기 서브 프레임의 개수는 상기 영상신호의 구동 비트수에 대응하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 비트 가중치는 대응하는 프레임의 화소의 계조에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공통 전압을 결정하는 단계는, 상기 화소의 계조에 따라 할당된 비트 가중치에 대응하는 전류값 또는 전압값이 설정된 룩업테이블을 참조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 디스플레이장치의 제어방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 공통 전압을 결정하는 단계는, 상기 복수의 화소 중 가장 큰 비트 가중치가 할당된 화소에 대응하는 전압이 상기 복수의 화소 각각의 대응하는 서브 프레임 구간에 공급되도록 상기 공통 전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 비트 가중치를 할당하는 단계는, 상기 서브 프레임의 최상위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최하위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 비트 가중치를 할당하는 단계는, 상기 서브 프레임의 차하위 비트 구간의 전압이 차상위 비트 구간의 절반이 되도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 비트 가중치를 할당하는 단계는, 상기 서브 프레임의 최하위 비트 구간의 전압이 가장 크고, 최상위 비트 구간의 전압이 가장 작도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 가중치를 할당하는 단계는, 이전 서브 프레임의 전압에 대한 상기 서브 프레임의 전압의 가변 횟수가 최소가 되도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  23. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 가중치를 할당하는 단계는, 이전 서브 프레임의 전압에 대한 상기 서브 프레임의 전압의 차가 최소가 되도록 상기 비트 가중치를 할당하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  24. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 프레임은 전압이 가변되는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  25. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 프레임은 전압이 가변되는 전압 빌더 구간과, 상기 가변된 전압을 안정화시키는 어드레스 구간과, 화소가 발광하는 발광 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  26. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공통 전압을 결정하는 단계는, 상기 결정된 공통 전압에 소정 전압을 더한 크기의 전압이 되도록 상기 결정된 공통 전압을 조정하는 단계; 및 상기 조정된 공통 전압이 상기 서브 프레임 각각의 화소에 공급되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
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