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KR102416884B1 - 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

표시장치와 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 표시장치는 입력 영상을 표시하는 표시패널, 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 설정된 휘도 상향 게인을 기초로 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상의 RGB데이터로 생성하는 영상휘도분석부와 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환하고, 공통 성분이 제거된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환하는 영상변환부와 제2 영상의 RGBW 데이터에 대한 비트보다 낮은 비트가 되도록 제3 영상의 RGBW 데이터로 인코딩하는 영상 인코딩부로 이루어지는 타이밍 컨트롤러 및 인코딩된 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장하는 프레임 메모리를 포함한다.

Description

표시장치와 그 구동방법{Display Device and Method of Driving the same}
본 발명은 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
유기전계발광표시장치에 사용되는 유기전계발광소자는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 자발광소자이다. 유기전계발광소자는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.
유기전계발광표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 서브 픽셀들에 스캔 신호, 데이터 신호 및 전원 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀에 포함된 트랜지스터 등이 구동된다. 이와 같이 구동되면, 유기 발광다이오드는 형성된 전류에 대응하여 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시한다.
유기전계발광표시장치 중 일부는 광효율을 증가시키면서 순색의 휘도 저하 및 색감 저하를 방지하기 위해 적색, 녹색, 청색 및 백색을 포함하는 서브 픽셀 구조를 갖는 유기전계발광표시장치(이하 RGBW OLED로 약기함)로 구현된다.
RGBW 데이터 각각이 10비트(bit)로 구현되는 경우, 하나의 서브 픽셀당 10비트 * RGBW(4개의 서브 픽셀) = 40 비트(bit)의 데이터가 필요하다.
RGBW OLED에서는 RGB데이터를 RGBW OLED 데이터로 변환하는 과정이 필요하다. 그리고, 종래 RGBW OLED에서는 PLC(Peak Luminance Control)와 같은 제어를 위해 RGBW 데이터를 프레임 메모리에 저장하는 과정이 필요하다.
종래 RGBW OLED에서는 RGB데이터 중에서 최소치만큼을 W 데이터로 할당하고, RGB데이터를 최소치만큼 낮춘다.
이와 같이, 프레임 메모리는 RGBW 데이터 중 하나의 데이터를 “0”으로 변환됨으로써, 40비트로 저장할 필요가 없다. 종래의 RGBW OLED는 40비트가 아닌 RGB데이터 중 어느 데이터가 “0”이 되었는지를 체크하는 2비트(마킹 비트(marking bit))와 RGB데이터 중 “0”이 아닌 데이터와 W 데이터를 포함하여 총 32비트가 필요하다. 즉, 종래의 RGBW OLED는 3개의 데이터 각각이 공급되는 3개의 서브 픽셀과 0 데이터가 공급되는 서브 픽셀을 나타내는 마킹 비트(marking bit)인 2비트를 사용하여 1 픽셀당 10비트 * 3개의 서브 픽셀 + 2비트 = 32 비트의 데이터가 프레임 메모리에 저장한다.
상술한 바와 같이, 종래의 RGBW OLED는 32비트의 데이터를 프레임 메모리에 저장하기 위해서는 반드시 RGBW 데이터 중 하나의 데이터를 “0”으로 변환하여야 하기 때문에 RGBW 데이터를 동시에 발광할 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라, 종래의 RGBW OLED에서는 구현 가능한 최대 휘도를 표현하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 프레임 메모리를 증가하지 않으면서 픽셀 단위로 구현 가능한 최대 휘도를 표현할 수 있는 표시장치와 그 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 구동방법은 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 휘도 상향 게인을 설정하고, 설정된 휘도 상향 게인을 기초로 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상의 RGB데이터로 생성하는 단계, 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환하고, 공통 성분이 차감된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환하는 단계 및 제2 영상의 RGBW 데이터에 대한 비트보다 낮은 비트가 되도록 제3 영상의 RGBW 데이터로 인코딩하여 저장하는 단계를 포함한다.
제3 영상의 RGBW 데이터는 R 데이터(R), G 데이터(G), B 데이터(B) 각각의 데이터 값이 선택적으로 “0”이 되거나 W 데이터(W)의 데이터 값이 “K”(K는 자연수)인 것을 체크할 수 있는 마킹 비트(marking bit) 데이터를 포함한다.
휘도 상향 게인의 조정 범위는 디스플레이되는 영상의 채도에 따라 1 이상 2 이하로 설정한다.
저장된 제3 영상의 RGBW 데이터를 마킹 비트(marking bit) 데이터에 기초하여 제2 영상의 RGBW 데이터로 디코딩하는 단계를 포함한다.
공통 성분이 차감된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값은 적어도 하나가 “0”인 것을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 입력 영상을 표시하는 표시패널, 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 설정된 휘도 상향 게인을 기초로 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상의 RGB데이터로 생성하는 영상휘도분석부와 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환하고, 공통 성분이 제거차감된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환하는 영상변환부와 제2 영상의 RGBW 데이터에 대한 비트보다 낮은 비트가 되도록 제3 영상의 RGBW 데이터로 인코딩하는 영상 인코딩부로 이루어지는 타이밍 컨트롤러 및 인코딩된 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장하는 프레임 메모리를 포함한다.
제3 영상의 RGBW 데이터는 R 데이터(R), G 데이터(G), B 데이터(B) 각각의 데이터 값이 선택적으로 “0”이 되거나 W 데이터(W)의 데이터 값이 “K”(K는 자연수)인 것을 체크할 수 있는 마킹 비트(marking bit) 데이터를 포함한다.
휘도 상향 게인의 조정 범위는 디스플레이되는 영상의 채도에 따라 1 이상 2 이하로 설정한다.
타이밍 컨트롤러는 저장된 제3 영상의 RGBW 데이터를 마킹 비트(marking bit) 데이터에 기초하여 제2 영상의 RGBW 데이터로 디코딩하는 영상 디코딩부를 포함한다.
공통 성분이 차감된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값 중 적어도 하나가 “0”인 것을 포함한다.
본 발명은 프레임 메모리를 증가하지 않으면서 RGBW 데이터를 동시 구동할 수 있어 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휘도를 향상하면서도 소비전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 RGBW 데이터를 동시에 구현하면서도 프레임 메모리의 대역폭(frame memory bandwidth)을 저감할 수 있다. 그 결과, 고속 구동에 따른 전력 소모 및 IC 발열 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 표시패널의 픽셀들 일부를 보여주는 예시도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 컨트롤러를 상세히 보여주는 블록도이다.
도 5는 채도에 따른 휘도 상향 게인을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 영상변환부가 변환하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 영상 인코딩부가 인코딩하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 영상 디코딩부가 디코딩하는 동작을 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(10), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 컨트롤러(130), 및 호스트 시스템(140) 등을 포함한다. 본 발명의 표시패널은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다.
본 발명은 아래의 실시 예에서 표시패널이 유기발광다이오드 소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(10)은 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 상부 및 하부기판을 포함한다. 표시패널(10)의 상부기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함하는 컬러필터 어레이가 형성되고, 하부기판에는 데이터 라인(D)들과 스캔 라인(G)들에 의해 정의된 셀 영역들에 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이가 형성된다. 표시패널(10)의 픽셀 어레이의 픽셀들 각각은 적어도 하나 이상의 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 유기발광다이오드 소자, 및 적어도 하나 이상의 캐패시터를 포함한다. 픽셀들 각각은 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터를 이용하여 유기발광다이오드 소자에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다. 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)로 구현될 수 있다.
표시패널(10)은 픽셀 구조에 따라 배면발광(Bottom emission), 및 전면발광(Top emission) 등의 형태로 화상을 표시한다.
도 2 및 도 3은 표시패널의 픽셀들 일부를 보여주는 예시 도면들이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 표시패널(10)의 픽셀들 각각은 적색(Red, 이하 'R') 서브 픽셀, 녹색(Green, 'G') 서브 픽셀, 청색(Blue, 'B') 서브 픽셀, 및 화이트(White, 이하 'W') 서브 픽셀를 포함한다. R 서브 픽셀는 R 컬러필터를 포함하여 적색 광을 발광하고, G 서브 픽셀는 G 컬러필터를 포함하여 녹색 광을 발광하며, B 서브 픽셀는 B 컬러필터를 포함하여 청색 광을 발광한다. 다만, W 서브 픽셀는 컬러필터를 포함하지 않으므로, 화이트광을 출력한다. R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀, 및 W 서브 픽셀는 도 2와 같이 수평방향으로 배열될 수 있다. 도 2에서 R 서브 픽셀, W 서브 픽셀, G 서브 픽셀, 및 B 서브 픽셀의 순으로 배열된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀, 및 W 서브 픽셀는 도 3과 같이 직사각형 형태로 배열될 수 있다. 도 3에서 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀가 한 행에 배열되고, B 서브 픽셀, 및 W 서브 픽셀가 다른 한 행에 배열된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
구동 회로부는 데이터 구동회로(120)와 게이트 구동회로(110)를 포함한다.
데이터 구동회로(120)는 다수의 소스 드라이브 IC들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 컨트롤러(130)로부터 RGBW 데이터(RGBW)를 입력 받는다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 데이터 타이밍 제어신호(DCS)에 응답하여 디지털 RGBW 비디오 데이터(RGBW)를 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 그 데이터 전압을 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급한다. 소스 드라이브 IC들은 COG(Chip On Glass) 방식이나 TAB(Tape Automated Bonding) 방식으로 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 접속될 수 있다.
게이트 구동회로(110)는 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 스캔 펄스를 표시패널(10)의 스캔 라인(G)들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동회로(110)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터 공급되는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock)에 따라 순차적으로 쉬프트하여 출력하는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력을 픽셀의 박막 트랜지스터 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동회로는 TAB 방식으로 표시패널(10)에 부착되거나, GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식으로 표시패널(10)의 하부 기판상에 형성될 수 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 쉬프터는 PCB(Printed Circuit Board)상에 실장되고, 쉬프트 레지스터는 표시패널(10)의 하부 기판상에 형성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(130)는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 호스트 시스템(140)으로부터 RGB데이터(RGB)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(130)는 호스트 시스템(140)으로부터 입력받은 RGB데이터(RGB)는 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 R 데이터, G데이터, 및 B 데이터를 이용하여 R 데이터, G 데이터, B 데이터, 및 W 데이터를 포함하는 RGBW 데이터(RGBW)로 변환한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 영상휘도분석부, 영상변환부, 영상 인코딩부 및 영상 디코딩부를 포함하며, RGB데이터(RGB)를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하여 데이터 구동회로(120)로 출력한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(130)는 게이트 타이밍 제어신호(GCS)를 게이트 구동회로(110)로 출력하고, 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 출력한다. 타이밍 신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블(Data Enable) 신호, 도트 클럭 등을 포함한다. 게이트 타이밍 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스, 게이트 쉬프트 클럭, 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스타트 펄스를 쉬프트시키기 위한 클럭 신호이다. 게이트 출력 인에이블 신호는 게이트 구동회로(110)의 출력 타이밍을 제어한다. 데이터 타이밍 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스는 데이터 구동회로(120)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로(120)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동회로(120)에 입력될 RGBW 데이터(RGBW)가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스와 소스 샘플링 클럭은 생략될 수 있다.
호스트 시스템(140)은 외부 비디오 소스 기기로부터 입력된 RGB데이터(RGB)를 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 타이밍 컨트롤러(130)에 공급한다.
프레임 메모리(150)는 인코딩된 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장한다. 프레임 메모리(150)는 일프레임동안 인코딩된 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 PLC(Peak Luminance Control)와 같은 제어를 위해 일프레임동안 프레임 메모리(150)에 인코딩된 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 컨트롤러를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 5는 채도에 따른 휘도 상향 게인을 보여주는 그래프이다. 이하에서, 도 4 및 도 5를 결부하여 타이밍컨트롤러(130)에 대하여 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 컨트롤러(130)는 영상휘도분석부(131), 영상변환부(132), 영상 인코딩부(133) 및 영상 디코딩부(134)를 포함할 수 있다.
영상휘도분석부(131)는 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 설정된 휘도 상향 게인을 기초로 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상의 RGB데이터로 생성한다. 영상휘도분석부(131)는 호스트 시스템(140)으로부터 입력되는 입력 영상의 RGB데이터에 대한 채도를 분석하고, 분석된 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 휘도 상향 게인을 설정한다. 영상휘도분석부(131)는 입력 영상의 RGB 데이터를 분석한 채도가 0%(퍼센트)인 무채색인 경우에는 휘도 상향 게인을 “2”로 설정한다. 영상휘도분석부(131)는 입력 영상의 RGB 데이터를 분석한 채도가 100%(퍼센트)인 유채색인 경우에는 휘도 상향 게인을 “1”로 설정한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 휘도 상향 게인은 입력 영상의 채도가 낮아질수록 선형적으로 증가하거나, 비선형적으로 증가할 수 있다.
휘도 상향 게인의 조정범위는 표시 패널의 상태, 주변환경의 온도 및 습도, 밝기 등에 따라 달라질 수 있다. 이때 추출되는 무채색에 대한 휘도 상향 게인은 W 데이터 + (R 데이터 + G 데이터 + B 데이터)에 의한 휘도 상향이므로, 최대 2배 이내로 설정하는 것이 바람직하다.
영상휘도분석부(131)는 설정된 휘도 상향 게인을 기초로 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상 데이터를 생성한다. 영상휘도분석부(131)는 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터 각각에 휘도 1이상 2 이하인 휘도 상향 게인을 곱하여 전체 RGB데이터(RGB)를 증가시킬 수 있다. 제1 영상 데이터는 RGB데이터(RGB)에 휘도 상향 게인을 곱한 RGB데이터(RGB)이다.
상술한 바와 같이, 영상휘도분석부(131)는 하나로 구성되어 입력 영상의 RGB데이터에 대한 채도를 분석함과 더불어 분석된 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 휘도 상향 게인을 설정하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 영상휘도분석부(131)는 입력 영상의 RGB데이터에 대한 채도를 분석하는 채도분석부(미도시)와 분석된 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 휘도 상향 게인을 설정하는 휘도게인설정부(미도시)로 분리되어 구성될 수도 있다.
영상변환부(132)는 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환하고, 공통 성분이 차감된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환한다. 영상변환부(132)는 휘도 상향 게인을 곱한 제1 영상의 RGB데이터(RGB)에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터로 치환하여 제1 영상의 RGB데이터(RGB)를 제2 영상의 RGBW 데이터(RGBW)로 변환한다.
영상변환부(132)는 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터로 치환하고, RGB데이터(RGB) 각각에서 W 데이터로 치환된 공통 성분을 차감할 수 있다. 이때 W 데이터는 동일한 양의 RGB데이터와 휘도, 색좌표가 서로 일치하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 휘도, 색좌표가 서로 일치하지 않을 경우에는 영상변환부(132)는 제2 영상의 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하는 과정에서 휘도 및 색좌표를 서로 일치시키기 위한, 색좌표 보정 등의 보정작업을 추가할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 선행문헌(공개번호 10-2009-0130045) 등을 통해 충분히 알 수 있으므로 생략하기로 한다.
영상변환부(132)는 RGBW 데이터(RGBW)를 디스플레이하는 기본 모드에서는 동작이 활성화되고, 엔지니어링(engineering) 시의 테스트(test) 모드에서는 비활성화될 수 있다. 영상변환부(132)가 비활성화되면, W데이터(W)는 데이터 값이 항상 “0” 이고, RGB데이터(RGB)는 영상변환부(132)의 입력과 동일하다. 이에 따라, RGB데이터(RGB) 각각은 “0” 또는 “0”보다 큰 데이터 값을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 영상변환부(132)는 비활성화되면 타이밍 컨트롤러(140)의 제어 하에 테스트 모드 신호를 후술할 영상 디코딩부(134)에 공급하고, 활성화되면 기본 모드 신호를 영상 디코딩부(134)에 공급한다.
영상 인코딩부(133)는 제2 영상의 RGBW 데이터를 인코딩하여 제3 영상의 RGBW 데이터로 생성한다. 영상 인코딩부(133)는 제3 영상의 RGBW 데이터의 비트가 제2 영상의 RGBW 데이터의 비트보다 저감되도록 인코딩한다. 영상 인코딩부(133)는 입력되는 영상데이터의 비트보다 낮은 비트가 되도록 영상데이터를 인코딩한다. 예를 들어, RGBW 데이터 중 하나의 데이터가 10비트(bit)라고 가정할 경우, 하나의 서브 픽셀당 10비트 * RGBW(4개의 서브 픽셀) = 40 비트(bit)가 필요하나, 영상 인코딩부(133)는 40 비트(bit)보다 낮은 비트인 32 비트(bit)로 저감시킨다.
RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W데이터(W)로 치환하는 경우, W데이터(W)는 10 비트이므로 치환 가능한 최대 데이터의 값이 “1023”이 된다. 영상 인코딩부(133)는 RGB데이터(RGB)의 공통 성분이 최대 데이터 값인 “1023”을 초과하지 않을 경우와 초과하는 경우로 구분하여 비트를 저감시킨다.
입력 영상의 RGB데이터(RGB)에 휘도 상향 게인을 곱한 후, RGB데이터(RGB)의 공통 성분이 1023을 초과하지 않는 경우는 다음과 같다.
RGB데이터(RGB)는 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 전부 치환함으로써, RGB데이터(RGB) 중 적어도 하나의 데이터 값은 “0”이 된다. 영상 인코딩부(133)는 RGB데이터(RGB) 중에서 데이터 값이 “0”보다 큰 데이터를 공통 성분으로 치환한 W 데이터와 함께 유효 데이터로 인식하여 인코딩한다. 영상 인코딩부(133)는 RGB데이터(RGB)에서 데이터 값이 “0”이면, 마킹 비트(marking bit) 데이터를 통해 인코딩한다. 마킹 비트(marking bit)는 2비트로 형성되어, RGB데이터(RGB) 중 어느 데이터가 “0”인지를 알 수 있다. 예를 들어, 마킹 비트가 01일 경우에는 R 데이터(R)가 0이고, 10일 경우에는 G 데이터(G)가 0이고, 11일 경우에는 B 데이터(B)가 0이고, 00일 경우에는 W 데이터(W)가 0으로 체크할 수 있다.
입력 영상의 RGB데이터(RGB)에 휘도 상향 게인을 곱한 후, RGB데이터(RGB)의 공통 성분이 1023을 초과하는 경우는 다음과 같다.
W 데이터(W)는 RGB데이터(RGB)의 공통 성분만큼 치환될 수 있다. 여기서 RGB데이터(RGB) 각각은 10 비트이므로, RGB데이터(RGB)의 공통 성분만큼 치환 가능한 최대 데이터의 값은 “1023”이 된다. 이에 따라, W 데이터(W)는 데이터 값이 “1023”으로 설정된다.
RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 전부 치환하더라도, RGB데이터(RGB)는 모두 “0” 보다 큰 데이터 값을 가진다. 여기서 W 데이터(W)는 치환 가능한 최대 데이터의 값으로 변환되기 때문에 데이터 값이 “1023”으로 설정된다. 이와 같이, W 데이터의 데이터 값이 “1023”으로 설정됨으로써, 영상 인코딩부(133)는 W 데이터를 유효 데이터가 아닌 마킹 비트 데이터를 이용하여 인코딩할 수 있다.
따라서, 영상 인코딩부(133)는 RGB데이터(RGB)에서 공통 성분인 W 데이터의 값인 “1023”를 뺀 나머지 데이터 값을 30비트로 인코딩하고, “1023”으로 설정된 W 데이터를 2비트인 마킹 비트(marking bit)에 적용하여 총 32비트로 변환할 수 있다.
상술한 바와 같이, 영상 인코딩부(133)는 40비트인 제2 영상의 RGBW 데이터를 인코딩하여 32비트인 제2 영상의 RGBW 데이터로 생성한다.
프레임 메모리(150)는 인코딩된 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장한다. 프레임 메모리는 일프레임 시간 동안 32비트인 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 PLC(Peak Luminance Control)와 같은 제어를 위해 일프레임 시간 동안 제3 영상의 RGBW 데이터를 프레임 메모리(150)에 저장할 수 있다. 프레임 메모리(150)는 32비트인 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장하기 때문에 대역폭을 저감할 수 있다. 이에 따라, 고속 구동에 따라 전력 소모를 줄이는 동시에 IC 발열도 낮출 수 있다.
영상 디코딩부(134)는 생성된 제3 영상의 RGBW 데이터를 디코딩한다. 영상 디코딩부(134)는 프레임 메모리에 저장된 32비트인 제3 영상의 RGBW 데이터를 디코딩하여 40비트인 제2 영상의 RGBW 데이터로 복원한다. 영상 디코딩부(134)는 마킹 비트(marking bit)를 분석하여 RGBW 데이터(RGBW) 중 어느 데이터가 “0”인 데이터 값을 가지고 있는지를 체크하고, “0”이 아닌 나머지 유효 데이터를 디코딩한다. 이때 영상 디코딩부(134)는 영상변환부(132)에서 공급되는 테스트 모드 신호 또는 기본 모드 신호를 통해 W 데이터의 데이터 값이 “0”인지 “1023”인지를 선택하고 선택된 W 데이터의 데이터 값으로 복원할 수 있다. 영상 디코딩부(134)는 테스트 모드 신호가 공급되면, W 데이터의 데이터 값을 “0”으로 선택하여 복원하고, 기본 모드 신호가 공급되면, W 데이터의 데이터 값을 “1023”으로 선택하여 복원한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 영상변환부가 변환하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 6을 살펴보면, 영상변환부(132)는 제1 영상의 RGB데이터를 제2 영상의 RGBW데이터로 변환한다. 영상변환부(132)는 휘도 상향 게인을 곱한 RGB데이터(RGB)에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터로 치환하고, 공통 성분이 차감된 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 휘도 상향 게인은 1.5배이고, RGB데이터(RGB)의 데이터 값 각각이 “1023”이라고 할 경우에 영상변환부(132)는 R 데이터(R)에 휘도 상향 게인 1.5를 곱하여 R 데이터(R)의 데이터 값이 “1534”가 되고, G 데이터(G)에 휘도 상향 게인 1.5를 곱하여 G 데이터(G)의 데이터 값이 “1534”가 되고, B 데이터(B)에 휘도 상향 게인 1.5를 곱하여 B 데이터(B)의 데이터 값이 “1534”가 된다.
여기서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분은 “1534”이다. W 데이터(W)는 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 모두 치환할 수 있다. 그러나, W 데이터(W)가 10bit 이므로 최대 “1023”의 데이터 값까지만 치환이 가능하다. 이에 따라, W 데이터(W)는 RGB데이터(RGB)의 공통 성분인 “1534”에서 “1023”까지 치환할 수 있다. 따라서, RGB데이터(RGB)의 각각은 “1534”에서 “1023”를 차감하고 남은 “511”이 RGB데이터(RGB)의 데이터 값이 되고, W 데이터(W)는 “1023”이 W 데이터(W)의 데이터 값이 된다.
상술한 바와 같이, 영상변환부(132)가 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환함으로써, RGBW 데이터(RGBW)의 데이터 값이 “0”보다 큰 데이터 값을 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 영상 인코딩부가 인코딩하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 7를 살펴보면, W 데이터(W)는 RGB데이터(RGB)의 공통 성분만큼 치환된다. RGB데이터(RGB) 중 공통 성분만큼 W 데이터(W)로 전부 치환됨으로써, RGB데이터(RGB) 중 하나의 데이터의 값이 “0”이 될 수 있다.
케이스 1(case1)은 R 데이터(R)의 데이터 값이 0인 경우이다. 영상 인코딩부(133)는 R 데이터(R)의 데이터 값이 “0”이기 때문에 GBW 데이터(GBW)가 유효 데이터가 된다. 영상 인코딩부(133)는 R 데이터(R)의 데이터 값이 “0”인 것을 2비트인 마킹 비트(marking bit) 01으로 인코딩하고, 유효 데이터인 GBW 데이터(GBW)의 데이터 값을 30비트로 인코딩할 수 있다.
케이스 2(case2)는 G 데이터(G)의 데이터 값이 “0”인 경우이다. 영상 인코딩부(133)는 G 데이터(G)의 데이터 값이 “0”이기 때문에 RBW 데이터(RBW)가 유효 데이터가 된다. 영상 인코딩부(133)는 G 데이터(G)의 데이터 값이 “0”인 것을 2비트인 마킹 비트(marking bit) 10으로 인코딩하고, 유효 데이터인 RBW 데이터(RBW)의 데이터 값을 30비트로 인코딩할 수 있다.
케이스 3(case3)은 B 데이터(B)의 데이터 값이 “0”인 경우이다. 영상 인코딩부(133)는 B 데이터(B)의 데이터 값이 “0”이기 때문에 RGW 데이터(RGW)가 유효 데이터가 된다. 영상 인코딩부(133)는 B 데이터(B)의 데이터 값이 “0”인 것을 2비트인 마킹 비트(marking bit) 11으로 인코딩하고, 유효 데이터인 RGW 데이터(RGW)의 값을 30비트로 인코딩할 수 있다.
케이스 4(case4)는 W 데이터(W)의 데이터 값이 “0”인 경우이다. 영상 인코딩부(133)는 W 데이터(W)의 데이터 값이 “0”이기 때문에 RGB데이터(RGB)가 유효 데이터가 된다. 영상 인코딩부(133)는 W 데이터(W)의 데이터 값이 “0”인 것을 2비트인 마킹 비트(marking bit) 00으로 인코딩하고, 유효 데이터인 RGB데이터(RGB)의 데이터값을 30비트로 인코딩할 수 있다. 케이스 5(case5)는 RGBW 데이터가 모두 0이 아닌 경우이다. 이 경우는 영상변환부(132)에서 RGB데이터의 공통성분이 “1023”을 초과하는 경우이므로, W 데이터의 데이터 값은 영상변환부(132)를 통해 ”1023”으로 미리 설정된다.
케이스 5는 상술한 바와 같이, 케이스 1 내지 케이스 4에 대한 조건을 먼저 확인한 후에 순차적으로 진행한다. 이에 따라, 케이스 5를 확인할 순서가 되면, W 데이터의 데이터 값이 “1023”이 된다는 것을 예측할 수 있다. 이에 따라, 영상 인코딩부(133)는 W 데이터(W)의 데이터 값이 “1023”인 것을 2비트인 마킹 비트(marking bit) 00으로 인코딩하고, 유효 데이터인 RGB데이터(RGB)를 30비트로 인코딩할 수 있다. 이에 따라, 마킹 비트(marking bit) 00인 경우에는 W 데이터 값이 “0” 또는 “1023”로 인코딩될 수 있다. 이를 디코딩하는 것에 대한 설명은 후술하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 RGBW데이터(RGBW)의 데이터 값이 모두 0이 아니더라도 32비트로 인코딩할 수 있다. 이에 따라, 프레임 메모리(150)의 대역폭(frame memory bandwidth)을 저감할 수 있다. 따라서, 큰 동작 주파수 대역이 아닌 작은 동작 주파수 대역으로 동작이 가능하기 때문에 고속 구동에 따른 전력 소모 및 IC 발열 등의 문제를 해결할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 영상 디코딩부가 디코딩하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 8을 살펴보면, 영상 디코딩부(134)는 생성된 제3 영상의 RGBW데이터를 디코딩하여 복원한다.
영상 디코딩부(134)는 마킹 비트(marking bit)를 순차적으로 분석하여 RGBW 데이터(RGBW) 중 어느 데이터의 데이터값이 “0”인지를 체크하고, “0”이 아닌 나머지 유효 데이터를 디코딩하여 복원한다.
영상 디코딩부(134)는 마킹 비트(marking bit)가 01일 경우에 R 데이터(R)의 데이터 값이 “0”이므로, 유효 데이터인 GBW 데이터(GBW)를 디코딩하여 복원할 수 있다. 영상 디코딩부(134)는 마킹 비트(marking bit)가 10일 경우에 G 데이터(G)의 데이터 값이 “0”이므로, 유효 데이터인 RBW 데이터(RBW)를 디코딩하여 복원할 수 있다. 영상 디코딩부(134)는 마킹 비트(marking bit)가 11일 경우에 B 데이터(B)의 데이터 값이 “0”이므로, 유효 데이터인 RGW 데이터(RGW)를 디코딩하여 복원할 수 있다.
영상 디코딩부(134)는 마킹 비트(marking bit)가 00일 경우에 W 데이터(W)의 값이 “0” 또는 “1023”일 수 있다. 이때 영상 디코딩부(134)는 테스트 모드 신호가 공급되면, W 데이터(W)의 데이터 값을 ”0”으로 판단하고, 유효 데이터인 RGB데이터(RGB)를 디코딩하여 복원한다. 또한, 영상 디코딩부(134)는 기본 모드 신호가 공급되면, W 데이터(W)의 데이터 값을 “1023”으로 판단하고, 유효 데이터인 RGB 데이터(RGB)에 W 데이터(W)의 데이터 값 “1023”과 함께 디코딩하여 복원한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 RGBW 데이터(RGBW)의 데이터 값이 모두 “0”이 아닌 경우에도 4 개의 서브 픽셀(Sub-Pixel)을 동시에 구현하면서도 프레임 메모리 대역폭(frame memory bandwidth)을 저감할 수 있다. 이에 따라, 고속 구동에 따른 전력 소모 및 IC 발열 등을 절감하면서도 휘도를 향상시킬 수 있다.
지금까지는 RGBW 데이터(RGBW)의 데이터 값이 하나만 “0”인 경우를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나 이상이 “0”인 경우에는 다음과 같다.
RGBW 데이터(RGBW)의 데이터 값이 적어도 하나가 “0”인 경우에는 데이터 값이 “0”인 데이터 중 하나만을 마킹 비트로 선택한다. 그리고, 데이터 값이 “0”인 나머지 데이터는 유효 데이터로 선택하여 인코딩한다. 이후의 동작은 도 1 내지 도 8에서 상술한 바와 실질적으로 동일하다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 RGB데이터(RGB)에서 공통 성분을 W데이터(W)로 치환하고, W데이터(W)의 최대 데이터 값인 “1023”으로 변환하여 이를 인코딩하고 디코딩하는 것을 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
자발광인 OLED 소자는 R 데이터, G 데이터, B 데이터 및 W 데이터 각각의 효율이 다르기 때문에 RGB 데이터를 조합하여 화이트(White)로 표현하는 것보다 W 데이터를 통해 화이트(White)로 표현하는 것이 소비전력 면에서 유리하다. 이러한 효율을 고려하여 OLED 소자는 화이트(W)의 감마(gamma) 전압을 RGB의 감마 전압과 다르게 설정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는 RGB데이터(RGB)에서 공통 성분인 W데이터(W)의 최대 데이터 값을 “1023”이 아닌 임의의 상수 K(K는 자연수)로 설정할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시패널 110 : 게이트 구동회로
120 : 데이터 구동회로 130 : 타이밍 컨트롤러
131 : 영상휘도분석부 132 : 영상변환부
133 : 영상 인코딩부 134: 영상 디코딩부
140 : 호스트 시스템 150 프레임 메모리

Claims (10)

  1. 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 휘도 상향 게인을 설정하고, 설정된 상기 휘도 상향 게인을 기초로 상기 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상의 RGB데이터로 생성하는 단계;
    상기 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환하고, 상기 공통 성분이 차감된 상기 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 제2 영상의 RGBW 데이터에 대한 비트보다 낮은 비트가 되도록 제3 영상의 RGBW 데이터로 인코딩하여 저장하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제3 영상의 RGBW 데이터는 R 데이터(R), G 데이터(G), B 데이터(B) 각각의 데이터 값이 선택적으로 “0”이 되거나 W 데이터(W)의 데이터 값이 “K”(K는 자연수)인 것을 체크할 수 있는 마킹 비트(marking bit) 데이터를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 휘도 상향 게인의 조정 범위는 디스플레이되는 영상의 채도에 따라 1 이상 2 이하로 설정하는 표시장치의 구동방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    저장된 상기 제3 영상의 RGBW 데이터를 상기 마킹 비트(marking bit) 데이터에 기초하여 상기 제2 영상의 RGBW 데이터로 디코딩하는 단계;를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공통 성분이 차감된 상기 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값은 적어도 하나가 “0”인 것을 표시장치의 구동방법.
  6. 입력 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 입력 영상의 RGB데이터의 채도에 따라 설정된 휘도 상향 게인을 기초로 상기 입력 영상의 RGB데이터를 상향 변조하여 제1 영상의 RGB데이터로 생성하는 영상휘도분석부와,
    상기 제1 영상의 RGB데이터에서 RGB데이터(RGB)의 공통 성분을 W 데이터(W)로 치환하고, 상기 공통 성분이 차감된 상기 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값이 모두 “0” 이 아닌 데이터 값을 가지는 제2 영상의 RGBW데이터로 변환하는 영상변환부와,
    상기 제2 영상의 RGBW 데이터에 대한 비트보다 낮은 비트가 되도록 제3 영상의 RGBW 데이터로 인코딩하는 영상 인코딩부로 이루어지는 타이밍 컨트롤러; 및
    인코딩된 상기 제3 영상의 RGBW 데이터를 저장하는 프레임 메모리;
    를 포함하고,
    상기 제3 영상의 RGBW 데이터는 R 데이터(R), G 데이터(G), B 데이터(B) 각각의 데이터 값이 선택적으로 “0”이 되거나 W 데이터(W)의 데이터 값이 “K”(K는 자연수)인 것을 체크할 수 있는 마킹 비트(marking bit) 데이터를 포함하는 표시장치.
  7. 삭제
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 휘도 상향 게인의 조정 범위는 디스플레이되는 영상의 채도에 따라 1 이상 2 이하로 설정하는 표시장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는
    저장된 상기 제3 영상의 RGBW 데이터를 상기 마킹 비트(marking bit) 데이터에 기초하여 상기 제2 영상의 RGBW 데이터로 디코딩하는 영상 디코딩부;를 포함하는 표시장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 공통 성분이 차감된 상기 RGB데이터(RGB) 각각의 데이터 값 중 적어도 하나가 “0”인 것을 표시장치.
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