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KR101041882B1 - 삼색 입력 신호（ｒ，ｇ，ｂ）에서 사색 출력신호（ｒ＇，ｇ＇，ｂ＇，ｗ）로의 변환 방법 - Google Patents

삼색 입력 신호（ｒ，ｇ，ｂ）에서 사색 출력신호（ｒ＇，ｇ＇，ｂ＇，ｗ）로의 변환 방법 Download PDF

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KR101041882B1
KR101041882B1 KR1020057024988A KR20057024988A KR101041882B1 KR 101041882 B1 KR101041882 B1 KR 101041882B1 KR 1020057024988 A KR1020057024988 A KR 1020057024988A KR 20057024988 A KR20057024988 A KR 20057024988A KR 101041882 B1 KR101041882 B1 KR 101041882B1
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마이클 유진 밀러
로날드 스티븐 콕
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글로벌 오엘이디 테크놀러지 엘엘씨
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Abstract

디스플레이를 구동하는 방법에 있어서, 각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 추가 원색과 XYZ 3자극치가 일치하는 색을 생성하도록 색 입력 신호(R,G,B)를 표준화하여 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)를 생성하는 단계와, 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)의 함수(F1)인 공통 신호(S)를 계산하는 단계와, 공통 신호(S)의 함수(F2)를 계산하고, 그 값을 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)에 각각 더하여 색 신호(Rn',Gn',Bn')를 생성하는 단계와, 각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 디스플레이 백광과 XYZ 3자극치가 일치하는 색을 생성하도록 색 입력 신호(Rn',Gn',Bn')를 표준화하여 사색 출력 신호 중 삼색 신호(R',G',B')를 생성하는 단계와, 공통 신호(S)의 함수(F3)를 계산하고 그 값을 네 번째 색상 출력 신호(W)에 할당하는 단계를 포함한다.

Description

삼색 입력 신호（Ｒ，Ｇ，Ｂ）에서 사색 출력 신호（Ｒ＇，Ｇ＇，Ｂ＇，Ｗ）로의 변환 방법{TRANSFORMING THREE COLOR INPUT SIGNALS TO MORE COLOR SIGNALS}
본 발명은 네 가지 이상의 원색을 지닌 컬러 OLED 디스플레이 상의 디스플레이를 위한 삼색 영상 신호의 색상 처리에 관한 것이다.
컬러 디지털 영상 표시 장치(additive color digital image display device)는 주지되어 있고, CRTs(cathode ray tubes), 액정 변조기(liquid crystal modulators), OLEDs(Organic Light Emitting Diodes)와 같은 솔리드 스테이트 발광기(solid-state light emitters) 등의 다양한 기술에 바탕을 둔다. 통상의 OLED 컬러 디스플레이 장치에서 화소는 적색, 녹색, 청색의 OLED를 포함한다. 이들 발광 원색은 색 영역(gamut)을 정의하고, 추가적으로 이들 삼색 OLED의 각각의 조도를 혼합함으로써(즉, 인간 시각 시스템의 통합 능력) 보다 다양한 컬러를 얻을 수 있다. OLED는 전자기 스펙트럼의 원하는 부분에서 에너지를 방출하도록 도핑되는 유기물질을 사용하여 컬러를 생성할 수 있고 대안으로, 광대역 방광(외관상 백색) OLED는 컬러 필터에 의해 약화 되어 적색, 녹색, 청색을 얻을 수 있다.
적색, 녹색, 청색과 함께 백색, 또는 거의 백색 OLED을, 이용함으로써 시간에 따른 전력 효율성 및/또는 휘도의 안정도를 개선한다. 시간에 따른 전력 효율성 및/또는 휘도의 안정도를 개선하는 다른 가능한 방법에는 하나 이상의 추가적인 무백색 OLED의 사용이 포함된다. 그러나, 컬러 디스플레이 장치상에 표시되는 이미지와 다른 데이터는 전형적으로 저장되거나 즉, 표준(예를 들어, sRGB) 또는 특정 원색(예를 들어, CRT 인광체)세트에 해당하는 세 가지 신호를 갖는 세 개의 채널에, 전송된다. 이 데이터는 전형적으로 표본화되어 발광 소자들의 특정한 공간 배열을 가정한다. OLED 디스플레이 장치에서 이들 발광 소자는 전형적으로 평면에 나란히 배열된다. 그러므로 인입 이미지 데이터가 삼색 디스플레이 장치상의 디스플레이용으로 샘플링된다면, 데이터는 세 채널 디스플레이 장치에서 사용되는 세 가지 OLED가 아니라, 한 화소당 네 가지 OLED를 지니는 디스플레이 상의 디스플레이용으로 또 리샘플링되어야 할 것이다.
CMYK 인쇄에서, 부족한 색 제거 또는 회색 성분 대체로 알려진 변환은 RGB에서 CMYK로 만들어지거나, 보다 구체적으로 CMY에서 CMYK로 이루어진다. 가장 기본적으로, 이들 변환은 CMY 값의 일부를 빼고 K값으로 동일한 값을 더한다. 이들 방법은 전형적으로 불연속 색조 시스템을 수반하기 때문에 이미지 구성 한계에 의해 복잡하지만, CMYK 이미지로 인쇄되는 기판층에 의해서 백색이 결정되기 때문에, 이들 방법은 색 처리에 있어서 비교적 단순하다. 연속 색조 가법 컬러 시스템에 유사한 알고리즘을 적용할 경우, 만일 추가적인 원색이 색 면에서 디스플레이 시스템 의 백광과 다르다면 색 에러를 유발할 것이다. 또한, 이들 시스템에 사용된 색은 일반적으로 서로 중첩되므로 사색이 디스플레이될 때 데이터를 공간적으로 리샘플링할 필요가 없을 것이다.
연속 필드(sequential-field) 색 투영 시스템에서는, 적, 녹 및 청 원색의 혼합인 백 원색을 사용하는 것으로 알려져 있다. 백색은 투영되어 적, 녹 및 청 원색에 의해 제공되는 휘도를 증가시키고 모두는 아니지만, 투영될 컬러 몇몇의 색 채도를 감소시킨다. 2002년 10월 17일에 발행된 Morgan 등의 미국 특허 제 6,453,067호에서 제안한 방법은 적색, 녹색 및 청색 명암도의 최소값에 의하여 백색의 명암도를 계산하는 방안과 그 다음으로 스케일링을 통해 변경된 적색, 녹색 및 청색 명암도를 계산하는 방법을 설명한다. 스케일링은 백색에 의해 제공되는 휘도 가법의 결과인 색 에러를 수정하는 것이지만, 스케일링에 의한 단순 수정은 백색의 가법으로 감소한 모든 색의 채도를 결코 복원하지 않을 것이다. 이 방법에서 감하는 단계가 부족하면 적어도 몇몇 색에서 색 에러가 발생하는 것이 당연하다. 추가 적으로, Morgan의 특허는 백색 원색이 디스플레이 장치의 원하는 백광과 색 면에서 다를 경우 발생하는 문제점을 적절히 해결하지 못한다. 이 방법은 평균 유효 표준 백광을 단순하게 적용하여 장치의 백광 주변의 좁은 범위로 백색 원색의 선택을 효과적으로 제한한다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 소자가 투영되어 공간적으로 서로 오버랩되므로 사색 장치상의 디스플레이용으로 데이터를 공간적으로 리샘플링할 필요가 없다.
Lee등에 의해 설명되는 유사한 방안(SID 2003 reference)은 적색, 녹색, 청 색 및 백색 화소를 지닌 컬러 LCD를 동작시키는 것이다. Lee 등은 적색, 녹색 및 청색 신호의 최소값으로 백색 신호를 계산한 다음 휘도를 최고로 개선하기 위해 적색, 녹색 및 청색 신호를 스케일링하여 전부는 아니지만 몇몇 색 에러를 수정한다. Lee 등의 방법은 Morgan과 마찬가지로 색이 부정확해지는 문제점을 가지고 있으며, 이로 인해 적색, 녹색, 청색 및 백색소자의 어레이로 인입되는 삼색의 데이터를 공간적으로 리 샘플링하는데 기준이 될 수 없다.
강유전성 LCD에서, 다른 방법은 1999년 7월 27일에 발행된 Tanioka의 미국 특허 제 5,929,843호에서 설명된다. Tanioka의 방법은 R,G 및 B신호의 최소값을 W신호에 할당하고 각 R,G 및 B신호로부터 동일하게 감하는 통상의 CMYK 방안과 유사한 알고리즘을 따른다. 공간적인 결함을 피하기 위해서, 이 방법은 최소 신호에 적용된 다양한 스케일 요소를 설명하고 그 결과 저 휘도에서 더 부드러운 색이 생성된다. CMYK 알고리즘과 유사하기 때문에 이 방법은 상술한 문제점과 동일한 문제점 즉, 디스플레이되는 백광과 상이한 컬러를 지닌 백색 화소로 인해 색 에러가 유발되는 문제점을 가진다. Morgan 등과 유사하게(상술된 미국 특허 제6,453,067호), 색 소자는 전형적으로 투영되어 공간상 서로 중첩되므로 데이터를 공간적으로 리샘플링할 필요가 없다.
OLED 표시 장치에서 빛을 생성하는 물리적 현상과 변조는 인쇄, 연속 필드 색 투영 분야에서 전형적으로 사용되는 디스플레이 장치 및 LCDs에 사용된 장치의 물리적인 현상과 현저하게 다르다는 것을 명심해야 한다. 이들 차이점은 삼색 입력 신호를 변환하는 방법에 상이한 제한을 부과한다. OLED 원리에 의해 OLED 디스 플레이 장치는 OLED 상의 광원을 점멸하는 능력이 있다는 것이 이들 차이점 중 하나이다. 이들 장치는 일정한 레벨로 유지되는 큰 광원으로부터 방광되는 빛을 변조하므로 연속 필드 디스플레이 장치와 LCD에서 전형적으로 사용되는 장치와는 차이가 있다. 또한, 높은 동작 전류밀도가 OLED의 수명을 단축한다는 것은 OLED 디스플레이 장치 분야에 주지되어 있다. 이 동일한 효과는 전술된 분야에서 적용된 장치의 특성은 아니다.
종래기술에서는 각 시각적 공간 위치에 모든 컬러 데이터를 제공하는 적층 OLED 디스플레이 장치가 논의되었지만, OLED 디스플레이 장치는 통상 단일 평면에 배열되는 OLED의 복수의 컬러로 구성된다. 디스플레이가 상이한 공간 장소에 있는 색 발광 소자를 제공할 때, 데이터를 공간 배열로 샘플링하는 것으로 알려져 있다. 예컨대, 1994년 8월 23일에 발행된 Benzschawel 등의 미국 특허 제5,341,153호는 상이한 컬러의 발광 소자가 상이한 공간 장소에 있는 저해상도 LCD상에 고해상도 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법을 논의한다. 이 방법을 사용시, 하위 화소 렌더링을 제공하는 형식으로 데이터를 샘플링할 경우에 각 발광 소자에 대한 신호를 생성하도록 샘플링되는 원 이미지의 공간 위치와 면적이 고려된다. 이 특허는 서로 다른 사색 발광 소자를 지닌 디스플레이 장치를 위한 데이터를 샘플링한다고 서술하지만, 통상의 삼색 이미지 신호에서 다른 사색 발광 소자를 지닌 디스플레이 장치상의 디스플레이용 이미지 신호로 변환하는 방법을 설명하지는 않는다. 추가 적으로, Benzschawel 등은 입력 데이터는 이미지 파일로부터 생성되고 이는 디스플레이보다 해상도가 높으며 모든 화소 위치에서 모든 색 발광 소자의 정보를 포함한 다고 가정한다.
또한 종래 기술은 발광소자의 제 1 공간 배열에서 제 2 공간 배열로 이미지 데이터를 리샘플링하는 방법을 포함한다. 2003년 2월 20일에 발행된 Brown Eliott 등의 미국 특허 출원 제2003/0034992A1호는 삼색 발광 소자의 하나의 공간적 배열을 지닌 디스플레이 장치상에서 표시하고자 했던 데이터를 삼색 발광 소자의 상이한 공간 배열을 가지는 디스플레이 장치로 표시하고자 하는 데이터로 리샘플링하는 방법을 논의한다. 구체적으로, 이 특허 출원은 통상적인 발광 소자의 배열을 갖는 디스플레이 장치상에 표시하고자 하는 삼색 데이터를 발광소자의 다른 배열을 가진 디스플레이 장치상에 표시하고자하는 삼색 데이터로 리샘플링하는 방법을 논의한다. 그러나, 이 출원은 사색 이상의 장치상에 표시하는 데이터의 변환을 논의하지는 않는다.
그러므로, 이미지 또는 다른 데이터를 포함하는 삼색 입력 신호를 네 개 이상의 출력 신호로 변환하는 개선된 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 삼원색으로 정의되는 색 영역에 해당하는 삼색 입력 신호(R,G,B)를 사원색으로 정의되는 색 영역과, W와 상이한 백광을 지닌 디스플레이를 구동하는 추가적인 원색(W)에 해당하는 사색 출력 신호(R',G',B',W)로 변환하는 방법에 있어서,
각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 추가 원색과 XYZ 3자극치가 일치하는 색을 생성함으로써 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)를 생성하는 것과 같이 색 입력 신호(R,G,B)를 표준화하는 단계;
표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)의 함수(F1)인 공통 신호(S)를 계산하는 단계;
공통 신호(S)의 함수(F2)를 계산하고, 그 값을 세 개의 표준 색 신호(Rn,Gn,Bn)에 각각 더하여 삼색 신호(Rn',Gn',Bn')를 생성하는 단계;
각 신호에서 동일한 양이 혼합되어 디스플레이 백광과 XYZ 3자극치가 일치하는 색을 생성함으로써 사색 신호중 삼색 신호(R',G',B')를 생성하는 것과 같이 색 입력 신호(Rn',Gn',Bn')를 표준화하는 단계;
공통 신호(S)의 함수(F3)을 계산하고 그 값을 네 번째 색상 출력 신호에 할당하는 단계를 포함한다.
도 1은 색 일치 영역과 색 불일치 영역을 설명하기에 유용한 종래 기술의 CIE 1931 색상도.
도 2는 본 발명의 방법을 예시하는 흐름도.
도 3은 종래 기술인 OLED 장치의 특성 곡선을 도시하는 그래프
도 4는 OLED 동작시 전류 밀도에 관한 OLED의 수명을 도시한 그래프.
도 5는 공간 보간법을 포함하는 본 발명의 방법을 예시하는 흐름도.
도 6a는 전형적인 종래 기술인 OLED의 RGB 줄무늬 배열을 도시한 도면.
도 6b는 전형적인 종래 기술인 OLED의 RGB 델타 배열을 도시한 도면.
도 7은 가정된 OLED 배열을 판정하는 방법을 예시하는 흐름도.
도 8a는 본 발명에 유용한 OLED의 RGBW 줄무늬 배열을 도시한 도면.
도 8b는 본 발명에 유용한 OLED의 RGBW 쿼드 배열을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 유용한 색 신호의 공간 리 샘플링을 수행하는 방법을 예시하는 흐름도.
본 발명은 4개 이상의 원색을 지닌 가법 디스플레이 장치상에 디스플레이하기 위해 이미지 또는 다른 데이터를 포함하는 3색 입력 신호를 4개 이상의 색출력 신호로 변환하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들어, 4색 중 하나씩 각각 발광하는 발광소자로 구성된 화소를 지닌 4색 OLED 디스플레이 장치를 구동하도록 표준 3색 RGB 입력 컬러 이미지 신호를 4색 신호로 변환하는데 유용하다.
도 1은 4색 OLED 디스플레이 장치의 원색을 가설 표현으로 디스플레이하는 1931 CIE 색상도이다. 적색(2), 녹색(4), 및 청색(6)은 삼각형(8)으로 묶여 색상 범위를 정의한다. 추가 원색(10)은 본 예의 색상도에서 거의 중심에 있기 때문에 대체로 백색이지만, 디스플레이의 백광에 위치할 필요는 없다. 다른 추가 원색(12)은 색상 범위(8) 외부에 도시되었고 이는 후술 될 것이다.
주어진 디스플레이 장치는 백광을 구비하는데, 이 분야에서 알려진 방법을 통해 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 통상적으로 조정가능하지만 본 예의 목적에서는 한정된다. 백광은 지정할 수 있는 가장 넓은 범위로 동작 될 삼원색이, 이 예에서는 적색, 녹색 및 청색, 혼합하여 나온 색이다. 백광은 일반적으로 xyY로 지칭되는 색도 좌표와 휘도에 의해 정의되고, 하기 방정식에 의해 CIE XYZ 3자극치로 변환될 수 있다.
Figure 112005076320377-pct00001
모든 3자극치가 휘도 Y에 의해 스케일링되는 것은 아니다. 엄밀히 말해서 XYZ 3자극치는
Figure 112005076320377-pct00002
와 같은 휘도 단위를 사용하는 것이 당연하다. 그러나 백광의 휘도는 흔히 100의 값을 이용하여 크기에 상관없는 양으로 표준화되어 효과적으로 휘도 백분율이 된다. 본 명세서에서, "휘도"라는 용어는 항상 휘도 백분율을 지칭하고, XYZ 3자극치도 동일한 의미로 사용될 것이다. 그러므로, xy색도치(0.3127,0.3290)를 갖는 D65의 일반 디스플레이 백광의 XYZ 3자극치는 (95.0,100.0,108.9)이다.
디스플레이 백광과 3개의 디스플레이 원색(이 예에서 적색, 녹색 및 청색)의 색도 좌표는 함께 형광체 매트릭스(phosphor matrix)를 명시하며, 그 계산 방법은 이 분야에서 잘 알려져 있다. 또한 구어성 용어인 "형광체 매트릭스"는 역사적으로는 발광 소자를 사용하는 CRT 디스플레이와 관련되지만 물리학적 형광체 물질을 포함하거나 또는 포함하지 않고 디스플레이를 수학적으로 설명하는데 보다 일반적으로 사용될 수 있음은 주지의 사실이다. 형광체 매트릭스는 명암도를 XYZ 3자극 치로 변환하여 디스플레이인 컬러 가법 시스템을 효율적으로 모델링하고, 이와 반대로, XYZ 3자극치를 명암도로 변환한다.
본 명세서에서 원색의 명암도는 원색의 휘도에 비례한 값으로 정의되고, 각 3원색의 단위 명암도를 혼합하면 디스플레이 백광과 동일한 XYZ 3자극치를 지닌 색자극이 생성되도록 스케일링된다. 또한 이 정의는 형광체 매트릭스라는 용어의 스케일링을 제한한다. 적색(0.637,0.3592), 녹색(0.2690,0.6580) 및 청색(0.1441,0.1885)의 색상 좌표와 D65 백광을 가지는 OLED 디스플레이의 예로 형광체 매트릭스(M3)가 있다.
Figure 112005076320377-pct00003
다음 식에서와 같이 형광체 매트릭스(M3)에 명암도를 열 벡터로 곱하여 XYZ 3자극치를 생성한다.
Figure 112005076320377-pct00004
I1은 적색의 명암도이고 I2는 녹색의 명암도이며 I3은 청색의 명암도이다.
형광체 매트릭스는 일반적으로 선형 매트릭스 변환이지만, 선형 매트릭스 변환의 개념은 명암도에서 XYZ 3자극치로 또는 XYZ 3자극치에서 명암도로 변환하는 임의의 변환이나 일련의 변환으로 일반화될 수 있다.
형광체 매트릭스는 또한 3색 이상의 원색을 처리하도록 일반화될 수 있다. 현재 예는 좌표(0.3405,0.3530)의 xy 색도를 가진 추가 원색 -백색에 가깝지만 D65 백광은 아닌- 을 포함한다. 임의대로 휘도가 100이 되도록 선택하면, 추가 원색의 XYZ 3자극치는 (96.5,100.0,86.8)이다. 이들 세 값은 그대로 형광체 매트릭스(M3)에 추가되어 네 번째 열을 생성할 수도 있지만, 편의를 위해 XYZ 3자극치는 적색, 녹색 및 청색 원색에 의해 정의되는 범위 내에서 가능한 최대값으로 스케일링된다.
형광체 매트릭스(M4)는 하기와 같다.
Figure 112005076320377-pct00005
전술한 식과 유사한 식으로 적색, 녹색, 청색 및 추가 원색에 상응하는 4 개의 값을 가진 명암도의 벡터를 디스플레이 장치에서 이들의 조합이 가질 수 있는 XYZ 3자극치로의 변형을 가능하게 한다.
Figure 112005076320377-pct00006
일반적으로, XYZ 3자극치로 색을 표현할 수 있는 형광체 매트릭스의 값은 역변환으로 디스플레이 장치상에서 그 색을 생성하는데 필요한 명암도를 구한다. 물론, 색상 범위는 재생성이 가능한 색상의 범위를 제한하고, XYZ 3자극치 의 범위를 벗어나면 명암도[0,1]의 범위를 벗어난다. 이러한 상태를 피하기 위해서 공지의 범위 맵핑 기술들이 적용되지만, 이들은 본 발명과 거의 관련이 없고 논의되지 않 을 것이다. 3x3 형광체 매트릭스(M3)의 경우에는 역변환이 단순하지만, 3x4 형광체 매트릭스(M4)의 경우에는 고유하게 정의되지 않는다. 본 발명은 3x4 형광체 매트릭스의 역변환 없이 4원색 채널 모두의 명암도 값을 할당하는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법은 삼원색(이 예에서 적색, 녹색 및 청색의 명암도)의 범위를 정의하는 색신호에서 비롯된다. 이들은 상술된 형광체 매트릭스(M3)의 역변환에 의한 XYZ 3자극치나, 선형적 또는 비선형적으로 인코딩된 RGB, YCC, 또는 다른 3채널 컬러 신호의 범위를 정의하는 원색과 다른 디스플레이 백광에 해당하는 명암도를 변환하는 공지의 방법에 의한 XYZ 3자극치를 통해 이루어진다.
도 2는 본 발명의 방법을 통상적인 단계로 도시한 흐름도이다. 3색 입력 신호(R,G,B)(22)는 제일 먼저 추가 원색(W)과 관련하여 표준화(24)된다. 하기의 OLED 예에서 적색, 녹색 및 청색의 명암도는 이들 각 3원색의 단위 명암도를 혼합하면 추가 원색(W)과 동일한 XYZ 3자극치를 가진 색자극을 생성하도록 표준화된다. 이것은 원색 영역을 사용하여 추가 원색의 색상을 재생성하는데 필요한 명암도의 역변환으로 열벡터로 기재된 적색, 녹색 및 청색의 명암도를 스케일링함으로써 달성할 수 있다.
Figure 112005076320377-pct00007
표준화된 신호(Rn,Gn,Bn)(26)는 F1함수(F1(Rn,Gn,Bn))인 공통 신호(S)를 계산하는데(28) 사용된다. 본 예에서, F1함수는 세 개중에서 음이 아닌 최소 신호를 선택하는 특수 최소 함수이다. 공통 신호(S)는 F2함수(F2(S))의 값을 계산하는데(30) 사용된다. 본 예에서, F2함수는 산술반전을 제공한다.
Figure 112005076320377-pct00008
F2함수의 출력은 표준화된 색신호(Rn,Gn,Bn)에 더해져(32), 원래의 원색 채널에 해당하는 표준 출력 신호(Rn',Gn',Bn')가 된다(34). 이들 신호는 원색 영역을 사용하여 추가 원색의 색상을 재생성하는데 필요한 명암도로 스케일링되어 디스플레이 백광에 표준화된 것이(36) 입력 색채널에 해당하는 출력 신호(R',G',B')이다.
Figure 112005076320377-pct00009
공통 신호(S)는 F3함수의 값을 계산하는데(40) 사용된다. 단순한 4색 OLED 예에서, F3함수는 단순한 항등 함수이다. F3함수의 출력은 추가 원색 (W)에 대한 색 신호인 출력 신호 W(42)에 할당된다. 본 예에서 4색 출력 신호는 명암도이고, 이는 4-값 벡터(R',G',B',W')로 또는 통상의 벡터(I1',I2',I3',I4')로 묶일 수 있다. 3x4 형광체 매트릭스(M4)와 이 벡터의 곱은 디스플레이 장치에 의해 생성될 XYZ 3자극치를 나타낸다.
Figure 112005076320377-pct00010
본 예에서, F1함수가 음이 아닌 최소 신호를 선택하면, F2함수와 F3함수의 선택에 따라 색 영역 내에 색 재생성이 얼마나 정확하게 이루어질지 결정된다. 만일 F2가 음의 기울기를 갖고 F3이 양의 기울기를 갖는 선형 함수라면, 적색, 녹색 및 청색에서 명암도를 감하고 추가 원색에 명암도를 가한 결과가 된다. 또한, F2와 F3은 부호는 반대지만 절대값은 동일한 기울기를 갖는 선형 함수라면, 적색, 녹색 및 청색에서 감한 명암도는 추가 원색에 할당된 명암도와 정확히 일치하여, 정확한 색을 재생하면서 3색 시스템과 동일한 휘도를 제공한다.
대신에 F3의 기울기가 F2의 기울기 보다 크다면, 시스템 휘도는 증가할 것이고 채도가 감소하면서 색 정확도는 감소할 것이다. F3의 기울기가 F2의 기울기 보다 작다면, 시스템 휘도는 감소할 것이고 채도가 증가하면서 색 정확도는 감소할 것이다. 만일 F2함수와 F3함수가 비선형 함수라면, F2는 감소하고 F2와 F3이 독립 축에 대해 대칭될 경우에 색 정확도는 여전히 유지될 수 있을 것이다.
어느 경우에서도, F2함수와 F3함수는 색 입력 신호에 의해 표현되는 색상에 따라서 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 이들 함수는 휘도가 증가하거나 채도가 감소함에 따라 기울기가 점점 가파르게 되거나, 입력 색신호(R,G,B)의 명도와 관련하여 변할 수도 있다. F2함수와 F3함수의 다수의 조합은 원색 영역에 관련하여 추가 원색을 상이한 레벨로 이용하면서 색 정확도를 제공할 것이다. 추가적으로, F2함수와 F3함수의 조합은 휘도의 면에서 색 정확도의 교환을 가능하게 한다. 본 설계에서 이들 함수의 선택 또는 디스플레이 장치의 용도는 사용 의도와 사양에 달려있다. 예컨대, 휴대용 OLED 디스플레이 장치는 하나 이상의 원색 영역보다 전 력 효율성이 높은 추가 원색을 최대로 이용함으로써 전력 효율과 배터리 수명 면에서 큰 이득이 된다. 디지털 카메라 또는 기타 이미징 장치에 이러한 디스플레이를 사용하기 위해서는 색의 정확도를 필요로 하는데 본 발명의 방법은 이 둘을 모두 제공한다.
본 발명에 의해 제공되는 표준화 단계는 추가 원색의 색상과는 상관없이 디스플레이 장치 영역 내에서 정확한 색 재생이 이루어지도록 한다. 추가 원색의 색상이 디스플레이 백광과 정확하게 동일한 특별한 경우에는, 이들 표준화 단계는 항등 함수로 축소되고, 단순한 백광을 대체하는 것과 동일한 결과를 생성한다. 다른 임의의 경우에서, 표준화 단계를 무시함으로써 발생하는 색 에러의 정도는 대부분 추가 원색과 디스플레이 백광 간의 색의 차이에 따른다.
표준화는 원색 영역에 의해 정의되는 영역의 외부에 추가 원색을 지닌 디스플레이 장치의 디스플레이용인 색 신호 변환에 특히 유용하다. 도 1로 되돌아가면, 추가 원색(12)은 영역(8) 외부에 도시되어 있다. 추가 원색이 영역 외부에 있기 때문에, 적색, 녹색 및 청색 원색을 사용하는 추가 원색은 색상을 재생성할 때 범위[0,1]를 초과한 명암도를 필요로 할 것이다. 물리적으로는 구현 불가능하지만 이들 값은 계산에 사용될 수 있다. 녹색 원색에 필요한 명암도는 음수이지만 이전에 기술한 것과 동일한 관계식이 추가 원색 색도 좌표(0.4050,0.1600)로 명암도를 표준화하는데 사용될 수 있다.
Figure 112005076320377-pct00011
적색, 녹색 및 청색 원색의 색 영역 외부의 색상, 특히 적-청 영역 경계선과 추가 원색 사이의 색상은 녹색 원색에는 음의 명암도를 필요로 할 것이고 적색과 청색 원색에는 양의 명암도를 필요로 할 것이다. 이 표준화 후에, 적색과 청색 값은 음수이고 녹색 값은 양수이다. F1함수는 음이 아닌 최소값으로 녹색을 선택하고 녹색은 추가 원색의 명암도로 부분 또는 전체가 대체된다. 음의 값들은 추가 원색의 명암도가 표준화를 되돌림에 의해 계산된 후에 없어진다.
Figure 112005076320377-pct00012
표준화 단계는 백색, 거의 백색 또는 다른 어떤 색이라도 가법 컬러 디스플레이에서 추가 원색으로 분명히 사용될 수 있도록 색 정확도를 유지한다. OLED 디스플레이에서, 제 2 청색, 제 2 녹색, 제 2 적색 발광기 또는 심지어 황색 또는 자주색처럼 영역이 확장된 발광기를 사용하는 것이 상당히 실용적인 것과 같이 디스플레이 백광으로는 아닐지라도 근접하게 백색 발광기를 사용하는 것은 유용하다.
제조 단가나 공정 시간은 계산에 의한 명암도의 근사치를 신호로 사용함으로써 절약될 수 있다. 이미지 신호는 비트-심도의 사용을 극대화하거나 사용될 디스플레이 장치의 특성 곡선(예:감마)을 고려하기 위해 흔히 비선형적으로 인코딩된다고 알려져 있다. 명암도는 이전에는 장치의 백광에서 표준화된 단위량으로 정의되 었으나, 본 방법에서 부호 값(255), 최대 전압, 최대 전류 또는 각 원색의 휘도 출력과 선형적으로 연관된 임의의 다른 양에 명암도를 스케일링하는 것은 가능하고 색 에러도 발생하지 않을 것이다.
감마 보정 부호 값과 같이 비선형적으로 관련된 양을 이용하여 명암도를 근사할 경우 색 에러가 발생한다. 그러나, 선형적으로부터 벗어난 정도와 어느 정도 밀접하게 사용되었는지에 따라 시간과 제조단가 절약을 고려할 때 그 에러는 만족스러울 정도로 줄어든다. 예컨대, 도 3은 OLED에 관한 특성 곡선 부호 값의 응답으로 OLED의 비선형 명암도를 도시하고 있다. 그 곡선에는 외관상 그 상부에서 하부보다 상당히 선형적이 되는 굴곡부(52)가 있다. 명암도를 근사하기 위해 부호값을 사용하는 것은 아마도 좋지 않은 선택일 수 있지만, 도시된 굴곡부(52)를 사용하여 부호값에서 상수(도 3에 도시된 예에서 약 175)를 감하는 것은 보다 나은 근사치를 만든다. 도 2에 도시된 방법으로 제공된 신호(R,G,B)는 하기와 같이 계산된다.
Figure 112005076320377-pct00013
본 이동은 도 2에 도시된 방법이 하기 단계에 의해 계산된 후에 삭제된다.
Figure 112005076320377-pct00014
본 근사치는 단순하게 룩업(lookup) 동작을 추가하여 대체하므로 공정 시간 또는 하드웨어 제조 단가를 절약할 수 있다.
본 발명을 삼색 입력를 사색 이상의 출력 신호로 변환하는데 이용하는 것은 도 2에 도시된 방법을 순차적으로 적용할 것을 필요로 한다. 이 방법을 각각 순차적으로 적용하여 추가 원색 중 하나에 대한 신호를 계산하고, 계산의 순서는 원색에 할당된 우선순위와 반대 순서로 결정된다. 예를 들어, 각각 (0.637,0.3592),(0.2690,0.6508) 및 (0.1441,0.1885)의 색도를 갖는 적색, 녹색 및 청색에 더하여 (0.3405,0.3530)의 색도를 갖는 연황색과 (0.2980,0.3105)의 색도를 갖는 연청색의 두 개의 추가 원색을 갖는 OLED 디스플레이 장치를 고려해 보자. 이 추가 원색은 각각 연황색과 연청색으로 불리울 것이다.
추가 원색의 우선순위를 정할 경우에 시간에 따른 휘도 안정성과 전력 효율성 또는 발광기의 다른 특성을 고려할 수 있다. 이러한 경우에, 황색의 전력 효율성이 연청색보다 훨씬 높다면 계산의 순서는 연청색을 우선 진행하고 그 다음에 황색을 진행한다. 적색, 녹색, 청색 및 연청색의 명암도가 계산되었다면, 남아있는 세 신호를 네 신호로 변환하기 위해 하나의 신호를 따로 설정해두어야 한다. 따로 설정된 값을 선택하는 것은 임의이지만 F1함수에 의해 계산된 최소 소스인 신호를 선택하는 것이 최상이다. 만일 그 신호가 녹색의 명암도라면, 황색의 명암도는 적색, 청색 및 연청색의 명암도를 기반으로 하여 계산된다. 5가지 모두는 결과적으로 디스플레이에 적색, 녹색, 청색, 연청색 및 황색 명암도로 출력된다. 디스플레이 장치에 이들의 조합으로 3x5 형광체 매트릭스가 생성될 수 있다. 이 기술은 삼색 입력 신호에서 시작되는 많은 추가 원색에 대한 신호를 계산하는 것으로 용이하 게 확장될 수 있다.
도 2에 설명된 방법은 RGB에서 R'G'B'W로의 변환이 OLED 장치의 물리적인 제약과 조화를 이룰 수 있도록 최적화되도록 더 변경될 수 있다. 본 발명의 발명자에 의해 수행된 수학적 시뮬레이션은 OLED 디스플레이의 수명의 모델링을 보여주는데, 이 시뮬리에션에서 백색 OLED의 색도 좌표가 디스플레이 백광의 색도 좌표와 거의 같으면 RGB OLED와 크기가 동일한 백색 OLED의 수명은 RGB OLED의 수명보다 현저하게 감소할 수 있음을 알 수 있다. 예컨대, 디지털 카메라의 뒷면에서 사용되도록 설계된 전형적인 디스플레이에서 적색, 녹색 및 청색 OLED의 투영 수명은 이 조건하에서 백색 OLED의 투영 수명의 두 배 이상이다. 디스플레이 장치의 수명이 가장 짧은 수명을 가진 OLED에 의해 제한되므로 사원색을 생성하는데 사용되는 사색 OLED의 수명 간에 더 나은 균형을 제공하는 것이 중요하다.
OLED의 수명이 OLED를 구동하는데 사용되는 전류 밀도에 달려있다는 것,즉 높은 전류 밀도가 수명을 현저하게 단축한다는 것을 이 기술 분야에 주지되어 있다. 도 4는 전류 밀도의 함수로서 OLED 수명 곡선을 도시한다. 또한 디스플레이의 전류 밀도는 OLED를 구동하는데 사용되는 전류에 비례하며, 전류는 생성되는 휘도에 비례하는 것으로 주지되어 있다. 그러므로, OLED에 고 명암도를 사용하지 않는다면 OLED의 수명은 증가할 수 있다.
도 2에 도시된 알고리즘은 R,G,B 명암도를 통상적으로 감소시키고 W 채널의 명암도를 증가시킨다. 백색의 색도 좌표를 백색 OLED의 색도 좌표와 거의 같게 생성하려 하면 적색, 녹색 및 청색 OLEDs의 수명은 증가되지만 백색 OLED는 고 명암 도를 생성한다. W에 대한 고 명암도를 사용하지 않기 위해서, F2와 F3은 S가 낮을 때보다 S가 높을 때 더 작은 절대값을 생성하도록 F2와 F3은 비선형 함수로 정의될 수 있다. 이들 함수는 수학적으로 또는 룩업 테이블(a look-up table)로 설명될 수 있다. 바람직한 룩업 테이블은 F2에는 -S를 F3에는 S를 제공하지만 S값이 몇몇 임계치보다 높을 경우 각각 -S와 S의 비율을 개별적으로 제공한다. W의 최대 명암도는 S의 분수와 컷-오프 값을 적당하게 선택함으로써 색 정확도의 손실 없이 선택될 수 있다. 그 다음에 W의 최대 명암도는 의도하는 애플리케이션에 있어서 백색 OLED의 수명을 적색, 녹색 및 청색 OLED의 수명과 동일하게 맞추도록 선택될 수 있다.
백색 OLED의 색도 좌표가 디스플레이 백광의 색도 좌표에 가까울 경우 RGB 신호의 표준화 단계(24,46) 또한 필요하지 않을 수 있다. 또는, 백색 원색에는 RGB 명암도를 표준화(24)하고 디스플레이 백광에는 표준화(36)하지 않을 수도 있다.
본 발명의 방법은 인입 데이터가 OLED 디스플레이 장치상의 OLED의 RGBW 패턴으로 공간적 리샘플링되도록 하는 이미지 공정 방법의 관점에서 구현될 수 있다. 이러한 방법에서, 상술된 방법을 사용하여 삼색 입력 신호는 네 개(또는 이상)의 신호로 전형적으로 변환된다. 그 다음에 리샘플링이 수행되어 네 개 또는 이상의 컬러 디스플레이 장치 내의 OLED에 적합한 명암도를 결정한다. 이 리샘플링 공정은 샘플링 면적, 샘플링 위치 및 의도된 각 OLED의 크기와 같은 관련된 디스플레이 특성을 고려할 수도 있다.
이 공정은 입력 데이터에 대한 의도된 RGB 디스플레이 형식을 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 단계에서 특별히 공간적으로 배열된 OLED를 지닌 디스플레이 장치에 대해서 이미지 데이터가 이미 샘플링되었다고 결정하면, 화소 내 동일한 공간 장소를 나타내는 삼색 입력 신호를 생성하는 예비 샘플링이 수행될 수 있다. 그 다음으로 삼색에서 사색으로 변환하여 디스플레이 장치상에 각 공간 장소에서의 사색 값을 결정한다.
도 5에 도시된 공정은 삼색 신호의 변환과 리샘플링에 사용될 수 있다. 이 공정은 선형 명암도를 갖는 삼색 입력 신호를 수신한다(60). 공간적으로 샘플링된 입력 신호의 샘플 형식이 판정된다(62). 샘플 형식이 판정되면, 삼색 입력 신호가 상이한 공간 장소를 갖는 OLED를 위해 제공될 것인지 판정한다(64). 만일 데이터가 상이한 공간 장소에 있는 발광 소자를 위한 것이라면, 데이터가 각 샘플링 장소에서 삼색 정보를 지니도록 리샘플링하는(66) 선택적인 단계가 수행되고, 그 결과로 삼색 입력 신호에 표시된 각 공간 장소에서의 컬러 값, 최후의 디스플레이 상의 각 공간 장소에서의 컬러 값, 기타 다른 공간 장소에서 컬러 값이 생성될 수 있다.
그 다음에 삼색 신호는 도 2에 도시되고 이미 논의된 방법을 사용하여 네 개 또는 이상의 색 신호를 구성하도록 변환된다(68). 이후에, 만일 이 리샘플링이 단계(66)에서 완료되지 않았다면 네 개 또는 이상의 출력 신호는 네 개 또는 이상의 컬러 디스플레이 장치의 공간 패턴으로 리샘플링된다(70). 이러한 기본적인 단계는 삼색에서 사색 이상의 공간 보간 공정에 적용될 수 있지만, 입력 신호를 판정하 는 단계와 데이터 리샘플링하는 단계는 여러 가지 복잡한 단계를 포함하는 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 이들 각각의 단계는 더욱 정교해질 것이다.
입력 신호 판정
삼색 입력 신호를 해당하는 원색과 하나의 추가 원색으로 정의되는 영역으로 적합하게 변환하기 위해서는 공간적으로 겹쳐진 입력 신호(즉, 각 공간 장소에서 삼색 입력 신호를 제공하는 신호)가 필요하다. 그러나, 종래 기술에 삼색 신호의 공간 보간법이 주지되어 있으므로, 입력 신호는 이미 발광 소자가 특별히 공간적으로 배열된 디스플레이 장치를 위해 샘플링되었을 수 있다. 예를 들어, 인입 신호는 도 6a에 도시된 줄무늬 패턴으로 배열된 적색(84), 녹색(86) 및 청색(88) OLED가 공통 배열을 구성하는 화소(82)를 갖는 디스플레이 장치(80)용으로 공간적으로 샘플링되었을 수 있다. 즉, MS 윈도우 2000 등의 컴퓨터 운영 시스템에서 전형적인 제공 절차는 줄무늬 패턴을 가지는 디스플레이 장치상에 정보를 디스플레이할 의도로 정보를 제공할 수 있다.
공간적으로 샘플링된 입력 신호의 형식을 판정하기 위해서 메타데이터 플래그 또는 신호 분석을 통해 의도된 데이터 형식과의 통신을 포함하는 많은 수단이 이용될 수 있다. 메타데이터를 사용하여 판정하기 위해서는, 삼색 입력 신호에는 디스플레이 장치에 있는 발광 소자들의 의도된 배열을 나타내는 하나 이상의 데이터 필드가 제공될 수 있다.
또한, 인입 신호는 데이터 내 임의의 공간 오프셋을 판정하기 위해 분석될 수 있다 . 이러한 분석을 수행하기 위해서는, 삼색 입력 신호가 리샘플링되었는지를 나타내는 인입 신호의 특성을 판정하는 것이 중요하다. 이 분석을 수행하는 하나의 방법은 도 7에 도시된다. 이 방법은 리샘플링 없이 색 입력 신호, 도 6a에 도시된 바대로 리샘플링되어 줄무늬 패턴으로 제공되는 색 입력 신호 및 도 6b에 도시된 바대로 리 샘플링되어 델타 패턴으로 제공되는 색 입력 신호의 상이한 세 가지 색 입력 신호를 자동으로 구별하게 한다. 이들 공간 배열은 디스플레이 산업에서 공통으로 이용되는 배열이므로, 이들 패턴은 본 예에 포함되었다. 그러나, 본 발명의 방법이 색 입력 신호가 다른 패턴으로 리샘플링되었는지를 판정하도록 확장될 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 7에 도시된바 대로, 에지 개선은 각 삼색 입력 신호에 대해서 수행된다(90). 도 6a에 도시된 줄무늬 패턴처럼, OLED 배열은 수평 방향으로 서로 떨어진 OLED로 구성되어 있으므로, 수평 에지 개선 절차는 이미지 신호에 적용될 수 있다. 각 수평 위치(i)에서의 값과 수직 위치(j)에서의 값을 다음의 식으로 계산함으로써 이러한 디지털 에지 개선 알고리즘을 적용할 수 있다.
Figure 112005076320377-pct00015
여기서,
Figure 112005076320377-pct00016
는 색 신호(c)에서 수평 위치(i)에 관한 개선된 값이고,
Figure 112005076320377-pct00017
는 색 신호(c)의 위치(i,j)에서의 입력 값이고,
Figure 112005076320377-pct00018
는 색 신호(c)에서 위치(i+1,j)에서의 입력 값이다.
그 다음에 세 개의 에지가 개선된 색 입력 신호에서 에지 화소가 판정된다 (92). 에지 화소를 결정하는 공통 기술은 개선 값에 임계치를 적용하는 것이다. 적당한 임계치보다 높은값을 가지는 위치가 에지 화소로서 고려된 임계치는 세 개의 에지가 개선된 색 신호에 있어서 동일하거나 서로 다를 수 있다.
그 다음에 모든 삼색 채널에서 신호를 가지는 하나 이상의 에지 위치가 정해진다(94). 이들 에지 위치는 그 값이 화소의 크기에 의해 결정되는 샘플링 윈도우 space 내에서 생성되는 임계치보다 큰 모든 값을 갖는 개선 화소를 포함하는 공간 위치를 판정함으로써 찾을 수 있을 것이다.
그 다음에 에지 특성의 위치가 판정된다(96). 예를 들어, 적당한 에지 특성은 각 에지 높이의 절반인 공간 위치가 될 수 있다. 에지 외형의 절반 높이를 계산하기 위해 제 2차 다항식 또는 S자 모양 함수 등을 에지 화소 위치의 3 내지 5개의 화소 내의 원래의 데이터에 적용할 수 있다. 그 다음에 함수의 한점, 즉, 최대 크기의 절반이 판정되고 이값의 공간 위치는 에지 특성의 위치로써 판정된다. 이 단계는 각 삼색 입력 신호 내 에지에 대해서 독립적으로 완료된다.
삼색 입력 신호에 대한 에지 특성의 공간 위치는 비교될 수 있고(98) 각 에지 특성의 정렬의 정도가 분석된다. 그러나, 이들 위치가 정확하지 않으므로 화소 에지의 공간 위치에 대한 상대적인 공간 위치가 각 색 신호 내 다수의 에지에 관해 판정되고, 각 색 입력 신호 내의 식별된 모든 에지 위치에 대해서는 평균화 된다(100).
그 다음에 각 색상에 대한 에지 특성의 평균 상대 위치는 다른 색상에 대한 에지 특성의 평균 상대 위치와 비교된다(102). 만일 삼색에 관한 이들 에지 특성 중 적어도 2개가 OLED의 폭보다 더 많이 벗어나면, 이전에 공간 리샘플링 단계가 수행되었다는 것을 의미한다. 이 비교를 통해서, 공간 리샘플링이 적용되었는지를 판정한다(104). 그 다음에 만일 세 개의 에지 특성 모두가 정렬되지 않으면, 도 6a에 도시된 줄무늬 패턴처럼, 신호는 하나 차원에 그들의 에너지 전부를 지닌 발광 소자의 패턴으로 보간된다. 그 다음에 만일 하나의 열에 두 가지 색상의 에지 특성이 이웃 열 위에 하나 이상의 색상의 에지 특성과 동일한 공간 위치에서 발생한다면, 도 6b에 도시된 델타 패턴처럼, 신호는 두 열을 교차하여 전개되는 발광 소자의 패턴으로 보간된다. 이 비교를 통해서, 디스플레이의 발광 소자의 가정된 공간 배열이 판정된다(106).
리샘플링
리샘플링은 도 6a와 도 6b에 도시된 바대로, 종래 기술의 줄무늬 패턴 또는 델타 패턴 상에 디스플레이하기 위한 형식에서, 모든 공간 배열에서 값을 나타내는 색 신호를 가지는 형식으로 데이터를 리샘플링하도록 수행되거나 모든 공간 배열에서 색 신호를 가지는 형식에서 도 8a에 도시된 줄무늬 패턴 또는 도 8b에 도시된 쿼드 패턴과 같이 백색 서브 픽셀을 포함하는 패턴으로 데이터를 리샘플링하는데 사용될 수 있다. 이들 각 도면에서 보이듯이, 디스플레이 장치(110)는 적색 OLED(114), 녹색 OLED(116), 청색 OLED(118) 및 백색 OLED(120)를 지닌 화소(112)로 구성된다.
다양한 리샘플링 기술은 이 기술 분야에 공지되어 있고 상술된 바와 같이 미 국 특허 출원 제2003/0034992A1호를 포함하는 다른 특허출원들과 Klompenhouwer 등의 "Subpixel Image Scaling for Color Matrix Displays", SID 02 Digest, pp.176-179에 기재되어 있다. 이들 기술은 통상적으로 동일한 기본 단계를 포함한다. 리샘플링을 수행하기 위해서, 단일 컬러 신호(예:적색, 녹색, 청색, 또는 백색)가 선택된다(130). 입력 신호의 샘플링 그리드(즉, 각 샘플링의 위치)가 판정된다(132). 그 다음에 원하는 샘플링 그리드(134)가 판정된다. 화소 내 공간 위치에 해당하는 샘플 포인트는 원하는 샘플링 그리드 안에서 선택된다(136). 만일 이 공간 위치에서 입력 신호 내에 샘플이 존재하지 않으면, 색 신호 안에서 인접한 입력 신호(즉, 공정에 리샘플링이 적용되는 때에 따라 삼색 입력 신호 또는 사색 입력 신호 중 하나) 값들은 하나 또는 두 개의 차원 내에 위치가 지정된다(138). 그 다음에 인접한 입력 신호 값에 의해 표현되는 공간 위치와 관련된 가중 비율의 한 세트가 계산된다(140). 이들 비율은 많은 수단에 의해 계산될 수 있는데, 이 수단은 각 공간 차원 내의 입력 신호에서 원하는 샘플 위치에서 인접한 샘플까지의 거리를 판정하고, 이 거리들을 가산하고, 각 거리를 선택된 샘플 포인트에서 각 차원에서 인접한 샘플의 위치까지의 거리의 합으로 나누는 방법을 포함한다. 그 다음에 인접한 입력 신호 값은 각각 개별 가중치가 곱해져서(142) 가중 입력 신호 값이 생성된다. 그 다음에 결과값들은 함께 더해져서(144) 원하는 샘플링 그리드 내의 선택된 위치에서 리샘플링된 데이터를 얻는다. 이 동일한 공정은 원하는 샘플링 그리드 내에서 각 그리드 위치에 대해 반복한(146) 후 각 색 신호에 대해 반복한다.
도 5에 도시된 바대로, 공간 리샘플링과 색 변환을 수행함으로써 결과 신호 는 삼색 신호에서 사색 이상의 컬러 신호로 변환될 뿐만 아니라, 하나의 가정 된 공간 샘플링을 가지는 삼색 신호에서 원하는 공간 샘플링을 가지는 삼색 이상의 신호로 변환된다.
이 방법은 특정 집적 회로적용 제품(asic), 프로그램 가능한 논리 장치, 디스플레이 드라이버 또는 소프트웨어 생산품으로 구현될 수 있다. 이 생산품 각각은 프로그램가능한 파라미터를 저장함으로써 조정될 함수 F1, F2 및 F3함수를 형성하게 할 수 있다. 이들 파라미터는 제조 환경 내에서 또는 이 파라미터에 액세스를 허용하는 소프트웨어 생산품을 통해 조정될 수 있다.
종래 기술은 OLED 디스플레이 장치 내 OLED 물질의 노화 또는 부식을 보정하는 방법을 제공한다. 이들 방법은 각 화소 내에서 각 원색 또는 각 원색의 휘도 추정을 제공하여 OLED 물질의 부식을 측정하고 예측하는 수단을 제공한다. 이 정보가 이용가능하면, 이 정보는 디스플레이의 비교 휘도 계산에 입력으로 사용될 수 있다. 이와 달리, 노화를 판정하는 방법을 갖는 디스플레이 장치는 장치 내에서 부식이 최대로 진행중인 원색에 대한 의존도가 감소하도록 F1, F2 및 F3 함수를 조정하는 것이 바람직하다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 신호를 갖는 디스플레이 장치에서, 임의의 또는 F1, F2 및 F3 함수 모두를 조정함으로써 적색, 녹색 및 청색 쪽으로 또는 백색 쪽으로 휘도 출력을 시프트시킬 수 있으며, OLEDs 이들 그룹 중 하나의 휘도 출력이 낮아지면 원하는 색상을 생성하는데 사용되는 OLED의 부식은 느리게 진행한다.
본 발명은 바람직한 특정 실시예에 구체적인 참조로서 상세하게 설명되었지 만, 본 발명의 사상과 범위 내에서 변경 및 수정될 수 있다.
본 발명은 디스플레이 시스템에서 추가 OLED가 디스플레이의 백광에 해당하지 않는 경우 색 정확도를 보존하는 변환을 제공한다는 장점이 있다. 추가 적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 이 변환으로 OLED 디스플레이 장치의 수명을 보존하도록 맵핑을 최적화할 수 있다. 또한 변환은 데이터를 OLED의 원하는 공간 배열로 공간적으로 재구성하는 방법을 제공할 수 있다.

Claims (37)

  1. 세 개의 영역(gamut) 정의 원색에 해당하는 삼색 입력 신호(R,G,B)를 세 개의 영역 정의 원색과 하나의 추가 원색(W)에 해당하는 사색 출력 신호(R',G',B',W)로 변환하여 W와는 상이한 백색 포인트(a white point)를 지닌 디스플레이를 구동하는 방법으로서,
    a) 각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 상기 추가 원색의 XYZ 3자극치(XYZ tristimulus values)와 동일한 XYZ 3자극치를 갖는 색을 생성하도록 색 입력 신호(R,G,B)를 표준화하여 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)를 생성하는 단계와,
    b) 상기 세 개의 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)의 함수 F1인 공통 신호(S)를 계산하는 단계와,
    c) 상기 공통 신호(S)의 함수 F2를 계산하고, 상기 F2의 계산 값에 상기 세 개의 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn) 각각을 더하여 삼색 신호(Rn',Gn',Bn')를 생성하는 단계와,
    d) 각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 디스플레이 백색 포인트의 XYZ 3자극치와 동일한 XYZ 3자극치를 갖는 색을 생성하도록 상기 삼색 신호(Rn',Gn',Bn')를 표준화하여 상기 사색 출력 신호 중의 삼색(R',G',B')을 생성하는 단계와,
    e) 상기 공통 신호(S)의 함수 F3을 계산하여 제 4의 색상 출력 신호(W)에 할당하는 단계를 포함하는 변환 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 함수 F1은 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)의 최소인 변환 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 함수 F1은 음이 아닌 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)의 최소인 변환 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 함수 F2는 음함수인 변환 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 F3은 선형 함수인 변환 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 선형 함수 F2와 F3은 정반대인 기울기를 갖는 변환 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 F3은 상기 색 입력 신호(R,G,B)의 값에 따라 변하는 변환 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 F3은 상기 색 입력 신호(R,G,B)에 의해 표시되는 색 채도가 감소함에 따라 기울기가 증가하는 변환 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 F3은 상기 색 입력 신호(R,G,B)에 의해 표시되는 휘도가 증가함에 따라 기울기가 증가하는 변환 방법.
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 F3은 상기 색 입력 신호(R,G,B)에 의해 표현되는 명도에 따라 변화하는 변환 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 색 입력 신호(R,G,B)는 각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 원하는 백색 포인트의 XYZ 3자극치와 동일한 XYZ 3자극치를 갖는 색을 생성하도록 표준화된 해당 원색의 명암도를 나타내는 변환 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 색 입력 신호(R,G,B)는 각각의 해당 원색의 명암도와 비선형적으로 연관되는 변환 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 색 입력 신호는 부호 값(code value)인 변환 방법.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 a 내지 e를 적용하여 상기 사색 출력 신호(R',G',B',W) 중 세 개를 네 개의 추가 색 출력 신호
    Figure 112009008184835-pct00019
    로 추가 변환하는 단계 - 여기서 A',B' 및 C'는 변환된 삼색 출력 신호이고,
    Figure 112009008184835-pct00020
    는 상기 디스플레이를 구동하는 추가 원색의 색 출력 신호임 - 와,
    임의의 수의 추가 원색을 위해 상기 추가 변환 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 각 반복하는 단계의 결과로서 생기는 상기 사색 출력 신호 중 추후 처리될 삼색의 선택은 현재 반복하는 단계에서 상기 함수 F1에 의존하는 변환 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 각 반복하는 단계의 결과로서 생기는 상기 사색 출력 신호 중 추후 처리될 삼색의 선택은 선택되는 원색의 전력 효율성에 의존하여 선택되는 변환 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    OLED 디스플레이 장치에서 상기 사색 출력 신호를 OLED의 공간 배열에 공간적으로 리샘플링하는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 공간적으로 리샘플링하는 단계는,
    a) 상기 디스플레이 장치에서 OLED에 해당하는 샘플 포인트를 선택하는 단계와,
    b) 상기 선택된 샘플 포인트에서의 상기 OLED의 색상에 해당하는 상기 사색 출력 신호 내의 인접한 출력 신호 값의 위치를 정하는 단계와,
    c) 상기 인접한 출력 신호 값에 의해 표현되는 공간 위치와 관련된 가중치 세트를 형성하는 단계와,
    d) 상기 인접한 출력 신호 값과 이들의 각 해당 가중치를 곱하여 가중 출력 신호 값을 생성하는 단계와,
    e) 상기 가중 출력 신호 값을 더하여 상기 선택된 샘플 포인트에 대한 리샘플링된 출력 값을 얻는 단계를 포함하는 변환 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼색 입력 신호는 화소 내의 상이한 공간 위치를 나타내고,
    상기 변환 방법은 상기 삼색 입력 신호를 리샘플링하여 상기 화소 내의 동일한 공간 위치를 표현하는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    a) 화소 내의 공간 위치에 해당하는 샘플 포인트를 선택하는 단계와,
    b) 상기 선택된 샘플 포인트에서의 색상에 해당하는 상기 삼색 입력 신호 내의 인접한 입력 신호 값의 위치를 정하는 단계와,
    c) 상기 인접한 입력 신호 값에 의해 표현되는 상기 공간 위치와 관련된 가중치 세트를 형성하는 단계와,
    d) 상기 인접한 입력 신호 값과 이들의 각각의 해당 가중치를 곱하여 가중 입력 신호 값을 생성하는 단계와,
    e) 상기 가중 입력 신호 값을 더하여 상기 선택된 샘플 포인트에 대한 리샘플링된 출력 값을 얻는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  23. 세 개의 영역 정의 원색에 해당하는 삼색 입력 신호(R,G,B)를 영역 정의 원색과 하나의 추가 원색(W)에 해당하는 사색 출력 신호(R',G',B',W)로 변환하여 OLED 디스플레이 장치의 수명을 개선하는 방법으로서,
    a) 상기 삼색 신호(R,G,B)의 함수 F1인 공통 신호(S)를 계산하는 단계와,
    b) 상기 S값이 낮을 때 함수 F2의 기울기보다 상기 S값이 높을 때 함수 F2의 기울기가 상대적으로 더 낮도록 상기 공통 신호(S)의 함수 F2를 계산하고, 상기 함수 F2를 상기 삼색 신호(R,G,B) 각각에 더하여 삼색 출력 신호(R',G',B')를 생성하는 단계와,
    c) 상기 S값이 낮을 때 함수 F3의 기울기보다 상기 S값이 높을 때 함수 F3의 기울기가 상대적으로 더 낮도록 상기 공통 신호(S)의 함수 F3을 계산하여 제 4의 색 출력 신호(W)에 할당하는 단계를 포함하는 변환 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 상기 추가 원색의 XYZ 3자극치와 동일한 XYZ 3자극치를 갖는 색을 생성하도록 색 입력 신호(R,G,B)를 표준화하여 표준화된 색 신호(Rn,Gn,Bn)를 생성하는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 함수 F1은 상기 색 신호(R,G,B)의 최소인 변환 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 함수 F2는 음함수인 변환 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 함수 F3은 비선형 함수인 변환 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 함수 F3은 정반대인 기울기를 갖는 변환 방법.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 함수 F3은 상기 색 입력 신호(R,G,B)의 값에 따라 변하는 변환 방법.
  30. 제 23 항에 있어서,
    상기 함수 F2와 F3은 상기 색 입력 신호(R,G,B)에 의해 표현되는 명도에 따라 변화하는 변환 방법.
  31. 제 23 항에 있어서,
    상기 색 입력 신호(R,G,B)는 각 신호에서 동일한 양을 혼합하여 원하는 백색 포인트의 XYZ 3자극치와 동일한 XYZ 3자극치를 갖는 색을 생성하도록 표준화된 해당 원색의 명암도를 나타내는 변환 방법.
  32. 삭제
  33. 제 23 항에 있어서,
    OLED 디스플레이 장치에서 상기 사색 출력 신호를 OLED의 공간 배열에 공간적으로 리샘플링하는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 공간적으로 리샘플링하는 단계는,
    a) 상기 디스플레이 장치에서 OLED에 해당하는 샘플 포인트를 선택하는 단계와,
    b) 상기 선택된 샘플 포인트에서의 상기 OLED의 색상에 해당하는 상기 사색 출력 신호 내의 인접한 출력 신호 값의 위치를 정하는 단계와,
    c) 상기 인접한 출력 신호 값에 의해 표현되는 공간 위치와 관련된 가중치 세트를 형성하는 단계와,
    d) 상기 인접한 출력 신호 값과 이들의 각 해당 가중치를 곱하여 가중 출력 신호 값을 생성하는 단계와,
    e) 상기 가중 출력 신호 값을 더하여 상기 선택된 샘플 포인트에 대한 리샘플링된 출력 값을 얻는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  35. 제 23 항에 있어서,
    상기 삼색 입력 신호는 화소 내의 상이한 공간 위치를 나타내고,
    상기 변환 방법은 상기 삼색 입력 신호를 리샘플링하여 상기 화소 내의 동일한 공간 위치를 표현하는 단계를 더 포함하는 변환 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    a) 화소 내의 공간 위치에 해당하는 샘플 포인트를 선택하는 단계와,
    b) 상기 선택된 샘플 포인트에서의 색상에 해당하는 상기 삼색 입력 신호 내의 인접한 입력 신호 값의 위치를 정하는 단계와,
    c) 상기 인접한 입력 신호 값에 의해 표현되는 상기 공간 위치와 관련된 가중치 세트를 형성하는 단계와,
    d) 상기 인접한 입력 신호 값과 이들의 각 해당 가중치를 곱하여 가중 입력 신호 값을 생성하는 단계와,
    e) 상기 가중 입력 신호 값을 더하여 상기 선택된 샘플 포인트에 대한 리샘플링된 입력 값을 얻는 단계를 포함하는 변환 방법.
  37. 세 개의 영역 정의 원색에 해당하는 삼색 입력 신호(R,G,B)를 영역 정의 원색과 하나의 추가 원색(W)에 해당하는 사색 출력 신호(R',G',B',W)로 변환하여 OLED 디스플레이 장치의 수명을 개선하는 방법으로서,
    a) 상기 삼색 신호(R,G,B)의 함수 F1인 공통 신호(S)를 계산하는 단계와,
    b) 상기 공통 신호(S)의 함수 F2를 계산하여 상기 삼색 신호(R,G,B) 각각에 더하여 삼색 신호(R',G',B')를 제공하는 단계와,
    c) 상기 공통 신호(S)의 함수 F3을 계산하여 제 4의 색상 출력 신호(W)에 할당하는 단계와,
    d) 상기 디스플레이 장치에서 OLED에 해당하는 샘플 포인트를 선택하는 단계와,
    e) 상기 선택된 샘플 포인트에서의 상기 OLED의 색상에 해당하는 상기 사색 출력 신호 내의 인접한 출력 신호 값의 위치를 정하는 단계와,
    f) 상기 인접한 출력 신호 값에 의해 표현되는 공간 위치와 관련된 가중치 세트를 형성하는 단계와,
    g) 상기 인접한 출력 신호 값과 이들의 각 해당 가중치를 곱하여 가중 출력 신호 값을 생성하는 단계와,
    h) 상기 가중 출력 신호 값을 더하여 상기 선택된 샘플 포인트에 대한 리샘플링된 출력 값을 얻는 단계를 포함하는 변환 방법.
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