KR101479993B1

KR101479993B1 - 4색 표시 장치 및 그 신호 변환 방법

Info

Publication number: KR101479993B1
Application number: KR20080100832A
Authority: KR
Inventors: 박경태; 이백운; 알렉산더
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2028-10-14
Also published as: US8810594B2; EP2178072A3; US20100091030A1; EP2178072A2; US8305388B2; US20130083094A1; KR20100041583A; EP2178072B1

Abstract

본 발명은 4색 영상 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 제1색을 표시하는 제1 화소, 제2색을 표시하는 제2 화소, 제3색을 표시하는 제3 화소, 그리고 제1 백색을 표시하는 백색 화소를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 화소는 합동으로 제2 백색을 표시하며, 상기 제1 백색과 상기 제2 백색의 비율이 계조에 따라 다르다. 이와 같이 하면, 4색 표시 장치에서 저휘도 백색광의 녹화 현상을 줄일 수 있다.

4색 표시 장치, 4색 변환, 감마 변환, 역감마변환, 유기 발광 표시 장치

Description

4색 표시 장치 및 그 신호 변환 방법 {FOUR COLOR DISPLAY DEVICE AND METHOD OF CONVERTING IMAGE SIGNAL THEREFOR}

본 발명은 4색 표시 장치 및 그 신호 변환 방법에 관한 것이다.

최근 들어 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display)를 비롯한 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.

이러한 평판 표시 장치는 통상 적색, 녹색 및 청색의 삼원색(three primary color)을 기본으로 하여 영상을 표현하지만, 특히 표시 장치나 유기 발광 표시 장치의 경우, 휘도 보강 등의 목적으로 이들 삼원색의 화소 외에 백색 화소를 추가하기도 한다. 이러한 4색 평판 표시 장치에서는 입력되는 3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 바꾸어 표시한다.

3색 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 방법은 여러 가지가 있다. 그 중 한 방법에서는 3색의 입력 영상 신호를 각각 휘도 신호로 변환하고 세 개의 휘도 신호가 가지는 값 중에서 최소값을 백색의 휘도 신호의 값으로 정의한 다음, 세 개의 휘도 신호 각각에서 이 최소값을 뺀다. 이렇게 구해진 네 개의 휘도 신호를 다시 영상 신호로 변환하면 4색의 영상 신호가 만들어진다.

그런데 4색 유기 발광 표시 장치의 백색 화소는 백색 유기 발광층을 포함한다. 그런데 현재 주로 사용되는 물질로 제작된 백색 유기 발광층이 내는 백색광의 색좌표는 저휘도에서 녹색으로 치우쳐 있다. 즉, 저휘도의 백색광이 녹화(綠化)(greenish)되는 현상이 나타난다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 4색 표시 장치, 특히 4색 유기 발광 표시 장치에서 저휘도 백색광의 녹화 현상을 줄이는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 제1색을 표시하는 제1 화소, 제2색을 표시하는 제2 화소, 제3색을 표시하는 제3 화소, 그리고 제1 백색을 표시하는 백색 화소를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 화소는 합동으로 제2 백색을 표시하며, 상기 제1 백색과 상기 제2 백색의 비율이 계조에 따라 다르다.

상기 제1 백색과 상기 제2 백색은 색좌표가 서로 다를 수 있다.

상기 제1 백색은 계조에 따라 색좌표가 달라질 수 있으며, 상기 제1 백색의 색좌표는 계조가 높아질수록 상기 제2 백색의 색좌표에 가까워질 수 있다.

상기 제1 백색의 비율은 낮은 계조보다 높을 수 있으며, 특히 계조가 소정 값보다 작으면 상기 제2 백색이 100%이고, 계조가 소정 값보다 크면 상기 제1 백색이 100%일 수 있다.

상기 제1 백색의 비율은 계조에 따라 연속해서 변화할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 3색의 입력 영상 신호를 3색의 출력 영상 신호와 백색 출력 영상 신호를 포함하는 4색 출력 영상 신호로 변환하여 표시하는 표시 장치로서, 상기 입력 영상 신호를 계조 순서로 배열하여 최대 입력 계조, 중간 입력 계조 및 최소 입력 계조를 구하는 배열부, 상기 최대 입력 계조, 상기 중간 입력 계조 및 상기 최소 입력 계조를 각각 감마 변환하여 최대 입력 휘도, 중간 입력 휘도 및 최소 입력 휘도를 생성하는 감마 변환부, 상기 최소 입력 휘도로부터 백색 출력 휘도를 구하고 상기 백색 출력 휘도에 기초하여 상기 최대 입력 휘도, 상기 중간 입력 휘도 및 상기 최소 입력 휘도를 변환하여 최대 출력 휘도, 중간 출력 휘도 및 최소 출력 휘도를 구하는 연산부, 상기 백색 출력 휘도, 상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도를 역감마 변환하여 백색 출력 계조, 최대 출력 계조, 중간 출력 계조 및 최소 출력 계조를 구하는 역감마 변환부, 상기 최대 출력 계조, 상기 중간 출력 계조 및 상기 최소 출력 계조의 배열 순서를 복원하여 상기 4색출력 영상 신호를 생성하는 배열 복원부, 그리고 상기 4색 출력 영상 신호에 따라 표시 동작을 수행하는 4색 화소를 포함하며, 상기 백색 출력 휘도는 적어도 일부 값에 대하여 상기 최소 입력 휘도의 비선형 함수이다.

상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도는 각각 상기 최대 입력 휘도, 상기 중간 입력 휘도 및 상기 최소 입력 휘도에서 상기 백색 출력 휘도를 뺀 값을 가질 수 있다.

상기 최소 입력 휘도가 소정 값보다 작으면 상기 백색 출력 휘도가 0이고, 상기 소정 값 이상이면 상기 백색 출력 휘도가 상기 최소 입력 휘도와 동일한 값을 가질 수 있다.

상기 백색 출력 휘도는 상기 최소 입력 휘도의 연속 증가 함수일 수 있다.

상기 백색 출력 휘도(WhtOut)와 상기 최소 입력 휘도(MinIn)는

WhtOut = (MinIn)^a × b

(단, a는 1보다 큰 상수, b는 임의의 상수)

를 충족할 수 있다. 상기 a=2이고 상기 b=1일 수 있다.

상기 연속 증가 함수는 변곡점을 가질 수 있다.

상기 연산부는, 상기 최소 입력 휘도를 상기 백색 출력 휘도로 변환하는 룩업 테이블, 그리고 상기 백색 출력 휘도에 기초하여 상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도를 구하는 가산기를 포함할 수 있다.

상기 룩업 테이블에 기억된 상기 최소 입력 휘도와 상기 백색 출력 휘도의 관계는 실험으로 정해질 수 있다.

이와 같이 하면, 4색 표시 장치에서 저휘도 백색광의 녹화 현상을 줄일 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 4색 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 4색 표시 장치의 화소 배치를 나타낸 도면이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(panel unit)(300), 주사 구동부(gate driver)(400), 데이터 구동부(data driver)(500) 및 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.

도 1을 참고하면, 표시판부(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(G1-Gn), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 주사선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

표시 장치의 한 예로서 유기 발광 표시 장치의 화소를 나타낸 도 2를 보면, 각 화소(PX), 예를 들면 i번째 주사선(Gi)(i=1, 2, , n)과 j번째 데이터선(Dj)(j=1, 2, , m)에 연결되어 있는 화소(PX)는 유기 발광 소자(LD), 구동 트랜 지스터(Qd), 축전기(Cst) 및 스위칭 트랜지스터(Qs)를 포함한다.

스위칭 트랜지스터(Qs)는 제어 단자(control terminal), 입력 단자(input terminal) 및 출력 단자(output terminal)를 가지는 삼단자 소자이다. 제어 단자는 주사선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 연결되어 있다. 이러한 스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사선(Gi)을 통해 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터 전압을 전달한다.

구동 트랜지스터(Qd) 또한 삼단자 소자로서, 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다. 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs)와 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압(Vdd)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)와 연결되어 있다. 이러한 구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.

축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 축전기(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Qs)를 통하여 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 오프된 뒤에도 이를 유지한다.

유기 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)일 수 있으며, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자와 연결되어 있는 애노드(anode) 및 공통 전압(Vcom)과 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표 시한다.

유기 발광 소자(LD)는 기본색(primary color) 및 흰색 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이렇게 합성된 빛에 백색광이 더해지면 전체 휘도가 높아진다.

이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기 발광 소자(LD)가 백색의 빛을 낼 수 있다. 이 경우, 일부 화소(PX)는 유기 발광 소자(LD)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 앞으로 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 내는 화소를 각각 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP), 청색 화소(BP) 및 백색 화소(WP)라 한다.

도 3을 참고하면, 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP), 청색 화소(BP) 및 백색 화소(WP)가 2ㅧ2 행렬의 형태로 배열되어 있다. 이와 같이 배열된 화소 집합을 "도트(dot)"라고 하며 영상 표시의 기본 단위가 된다. 표시 장치는 도트가 행 방향 및 열 방향으로 반복되어 배치되어 있는 구조를 가진다. 각 도트 내에서 적색 화소(RP)와 청색 화소(BP)가 대각선으로 마주 보며, 녹색 화소(GP)와 백색 화소(WP)가 대각선으로 마주하고 있다. 녹색 화소(GP)와 백색 화소(WP)가 대각선 방향으로 마주할 때 표시 장치의 색 특성이 가장 좋다.

그러나 이러한 4색의 화소(RP, GP, BP, WP)는 도 3의 바둑판 배열 이외에도 띠(stripe) 배열 또는 펜타일(pentile) 배열 등을 취할 수도 있다.

스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 비정질 규소 또는 다결정 규소로 이루어진 n채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이다. 그러나 이러한 트랜지스터(Qs, Qd) 중 적어도 하나는 p채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 소자(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 주사 구동부(400)는 표시판부(300)의 주사선(G1-Gn)에 연결되어 있으며 스위칭 트랜지스터(Qs)를 턴 온시킬 수 있는 고전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사선(G1-Gn)에 각각 인가한다.

데이터 구동부(500)는 표시판부(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며 영상 신호를 나타내는 데이터 신호를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

신호 제어부(600)는 주사 구동부(400), 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하며, 신호 보정부(610)를 포함한다. 신호 보정부(610)는 3색의 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)로부터 4색의 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout, Wout)를 생성한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판부(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판부(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 트랜지스터(Qs, Qd) 따위와 함께 표시판부(300)에 집 적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면, 이러한 표시 장치의 동작에 대하여 살펴본다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 3색, 예를 들면 적색, 녹색 및 청색의 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(ICON)를 수신한다. 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)는 3색 표시 장치의 각 화소(PX)가 표시할 휘도(luminance) 정보를 계조의 형태로 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개를 가지고 있다. 입력 제어 신호(ICON)의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록 신호, 데이터 인에이블 신호 등이 있다.

신호 제어부(600)의 신호 보정부(610)는 3색의 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)로부터 적색, 녹색, 청색 및 백색의 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout, Wout)를 생성한다.

신호 제어부(600)는 또한 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)와 입력 제어 신호(ICON)를 기초로 주사 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 내보내고, 데이터 제어 신호(CONT2)와 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout, Wout)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 고전 압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 주사 제어 신호(CONT1)는 또한 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호((Rout, Gout, Bout, Wout)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 4색의 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout, Wout)를 수신하고, 아날로그 전압으로 변환한다.

주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라, 주사선(G1-Gn)에 인가되는 주사 신호를 고전압(Von)으로 변환한다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가되며 화소(PX)는 이 데이터 전압을 기초로 표시를 수행하게 된다.

도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 경우, 스위칭 트랜지스터(Qs)가 전달한 데이터 전압이 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되고, 구동 트랜지스터(Qd)는 인가된 데이터 전압에 상응하는 구동 전류(ILD)를 유기 발광 소자(LD)에 출력한다. 유기 발광 소자(LD)는 구동 전류(ILD)에 상응하는 크기의 빛을 발광한다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 고전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

그러면, 도 4를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 보정부에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 보정부의 블록도이다.

도 4에 도시한 것처럼, 본 실시예에 따른 신호 보정부(610)는 배열부(arranging unit)(611), 감마 변환부(gamma converter)(612), 연산부(calculator)(613), 역감마 변환부(de-gamma converter)(614) 및 배열 복원부(re-arranging unit)(615)를 포함한다.

배열부(611)는 하나의 도트를 이루는 4개의 화소(RP, GP, BP, WP)에 대응하는 3개의 입력 영상 신호, 즉 적색 입력 신호(Rin), 녹색 입력 신호(Gin) 및 청색 입력 신호(Bin)의 계조를 비교하여 크기 순서대로 배열한다. 도 4에서 최대 입력 계조, 중간 입력 계조 및 최소 입력 계조를 각각 Max, Mid 및 Min로 나타내었다.

감마 변환부(612)는 Max, Mid 및 Min을 각각 감마 변환하여 MaxIn, MidIn 및 MinIn을 구한다. MaxIn, MidIn 및 MinIn은 각각 최대 입력 영상 신호, 중간 입력 영상 신호 및 최소 입력 영상 신호의 휘도를 규격화한 것으로서 앞으로 각각 최대 입력 휘도, 중간 입력 휘도 및 최소 입력 휘도라 하자.

연산부(613)는 정해진 규칙에 따라 백색 출력 영상 신호(Wout)의 휘도(WhtOut)(앞으로 "백색 출력 휘도"라 함)를 구하고, MaxIn, MidIn 및 MinIn에서 백색 휘도(Wht_GM)를 빼서 최대 출력 계조(Mx), 중간 출력 계조(Mn) 및 최소 출력 계조(Mn)에 대응하는 휘도, 즉 최대 출력 휘도(MaxOut), 중간 출력 휘도(MidOut) 및 최소 출력 휘도(MinOut)를 각각 구한다. MaxOut, MidOut, MinOut 또한 규격화된 값이다.

[수학식 1]

WhtOut = f(MaxIn, MidIn, MinIn)

MaxOut = MaxIn - WhtOut

MidOut = MidIn - WhtOut

MinOut = MinIn - WhtOut

역감마 변환부(614)는 이렇게 구해진 4개의 휘도를 역감마 변환하여 최대 출력 영상 신호, 중간 출력 영상 신호, 중간 출력 영상 신호 및 백색 출력 영상 신호의 계조를 구한다.

마지막으로 배열 복원부(615)는 이들의 순서를 복원하여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout, Wout)를 구한다.

단, 백색 화소(WP)의 추가로 인해서 생긴 휘도 증가분을 반영한다면, 다음과 같은 관계식이 성립할 수도 있다.

[수학식 2]

WhtOut = f(MaxIn, MidIn, MinIn)

MaxOut = s×MaxIn - WhtOut

MidOut = s×MidIn - WhtOut

MinOut = s×MinIn - WhtOut

여기에서 s는 휘도 증가분을 반영한 배율 인자로서 1보다 큰 값이다.

그러면 백색 출력 휘도(WhtOut)를 정하는 여러 가지 규칙에 대하여 도 5 내지 도 9를 참고하여 상세하게 설명한다.

이들 규칙을 정할 때 기준이 되는 기본 원칙은 저계조일 때는 백색 휘도를 작게 하여 백색 화소(WP)가 내는 빛이 전체 휘도에 기여하는 양을 줄이는 것이다. 이와 같이 하면 저계조일 때 백색 화소(WP)가 내는 백색 광이 목표 색좌표에서 벗어나는 현상, 특히 녹색화 현상으로 인한 화질 불량을 줄일 수 있다.

예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 화소(RP, GP, BP)가 내는 같은 양의 빛을 합하면 백색광이 만들어진다. 백색 화소(WP)가 내는백색과 이들 3색 화소(RP,GP, BP)가 합동으로 내는 백색은 색좌표가 서로 다들 수 있다. 백색 화소(WP)가 내는 백색을 제1 백색이라 하고 3색 화소(RP, GP, BP)가 합동으로 내는 백색을 제2 백색이라 하자. 계조가 비교적 높을 때에는 제1 백색과 제2 백색의 색좌표가 거의 같지만, 계조가 낮아지면 제1 백색의 색좌표가 제2 백색의 색좌표로부터 멀어질 수 있다. 즉, 계조에 따라서 제1 백색의 색좌표가 변하며, 특히 저계조일 때 목표 색좌표로부터 멀어질 수 있다. 특히 유기 발광 표시 장치의 경우 저계조일 때 제1 백색의 색좌표가 녹색 쪽으로 이동하여 녹화 현상이 나타날 수 있다. 그러므로 저계조일 때는 제1 백색의 비율을 낮추고 고계조로 갈수록 제1 백색의 비율을 높이는 것이다.

이에 대하여 구체적으로 설명한다.

종래 기술의 경우에는 계조와 관계 없이 백색 출력 휘도(WhtOut)이 최소 입력 휘도(MinIn)로 정해진다. 즉, 백색 출력 휘도(WhtOut)와 최소 입력 휘도(MinIn)의 관계가 선형적이다. 그러나 본 실시예에서는 백색 출력 휘도(WhtOut)가 최소 입력 휘도(MinIn)의 적어도 일부 값에 대해서는 비선형 함수가 되도록 한다.

먼저, 가장 간단한 방법으로는 최소 입력 휘도(MinIn)가 소정 값보다 작으면 백색 출력 휘도(WhtOut)를 0으로 놓고, 소정 값 이상이면 백색 출력 휘도(WhtOut)를 최소 입력 휘도(MinIn)와 동일하게 놓는 것이다. 즉,

[수학식 3]

WhtOut = 0 (MinIn < α),

WhtOut = MinIn (MinIn ≥ α)

즉, MinIn < α이면,

[수학식 4]

WhtOut = 0

MaxOut = MaxIn

MidOut = MidIn

MinOut = MinIn

이고, MinIn ≥ α이면,

[수학식 5]

WhtOut = MinIn

MaxOut = MaxIn - MinIn

MidOut = MidIn - MinIn

MinOut = 0

이 된다.

도 5는 이를 도식적으로 보여 주는 도면으로서, MinIn < α일 경우에는 백색 출력 영상 신호가 0이고, 적색, 녹색 및 청색 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout)는 적색, 녹색 및 청색 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)와 동일하다. MinIn ≥ α이면 백색 출력 영상 신호가 최소 입력 영상 신호와 동일하고, 최소 출력 영상 신호는 0이며, 최대 및 중간 출력 영상 신호는 어느 정도 크기를 가진다.

도 6은 적색, 녹색 및 청색 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)를 모두 동일한 계조로 했을 때 그 계조에 따른 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 영상 신호(Rout, Gout, Bout)의 휘도를 나타낸 것으로 한 지점에서 특이점(singularity)이 나타나는 것을 볼 수 있다. 이 특이점은 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)의 휘도가 α일 때 나타나며, 입력 영상 신호(Rin, Gin, Bin)의 휘도가 α보다 작을 때에는 적색, 녹색 및 청색 화소(RP, GP, BP)만으로 표시를 하다가 α 이상이 되면서 백색 화소(WP)만으로 표시를 하므로 이 같은 특이점이 생기게 되는 것이다.

도 6에서 나타난 것과 같은 특이점을 없애기 위해서 백색 출력 휘도(WhtOut)를 연속 증가 함수(continuous increasing function)로 정의할 수 있다. 한 예를 들면, 백색 출력 휘도(WhtOut)를 최소 입력 휘도(MinIn)의 제곱 함수로 정의할 수 있다.

[수학식 6]

WhtOut = (MinIn)² = MinIn × MinIn

MaxOut = MaxIn - (MinIn)²

MidOut = MidIn - (MinIn)²

MinOut = MinIn - (MinIn)²

도 7에는 백색 출력 휘도(White)와 3색 출력 휘도(RGB) 및 종래의 백색 출력 휘도[White(종래)]를 최소 입력 휘도(MinIn)의 함수로 나타내었다. 종래의 백색 출력 휘도란 WhtOut = MinIn으로 설정했을 때의 백색 출력 휘도를 의미한다.

이와 같이 하면, 저계조에서는 백색 화소(WP)보다는 다른 3색 화소(RP, GP, BP)가 담당하는 비율이 높지만 고계조로 갈수록 백색 화소(WP)가 담당하는 비율이 높아져 저계조에서 백색 화소(WP)의광특성이 좋지 않은 것을 보완할 수 있다.

이를 좀더 일반화해서 표현하면 다음과 같다.

[수학식 7]

WhtOut = (MinIn)^a × b

여기에서 a>1이고, a와 b는 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어 도 8에는 a=2.3, b=0.9인 경우가 나타나 있다.

이와 같이 수식으로 출력 휘도(MaxOut, MidOut, MinOut, WhtOut)을 구하는 방법 외에도 각 계조 또는 휘도 별로 적정한 값을 실험을 통하여 구하고 룩업 테이블 등에 기억시킨 다음 이를 활용하여 4색 변환을 수행할 수도 있다. 이렇게 하면 더욱 적절한 4색 변환을 수행할 수 있으며, 연산 과정을 거치지 않으므로 효율적이 다. 이 경우 감마 변환이나 감마 역변환 등을 거치지 않고 입력 영상 신호를 바로 출력 영상 신호로 변환할 수도 있다.

한 예가 도 9에 나와 있는데 백색 출력 휘도(WhtOut)를 나타내는 곡선에 변곡점이 있어 곡선의 형태가 대략 S자형이 되는 것을 알 수 있다.

도 10은 룩업 테이블을 활용한 4색 변환 과정을 보여 주는 예로서, 연산부(613)가 룩업 테이블(621) 및 가산기(622)를 포함한다.

룩업 테이블(621)에는 백색 출력 휘도(WhtOut)가 최소 입력 휘도(MinIn)의 함수로 기억되어 있으며, 이는 실험 등을 통해서 얻어진 것으로서 예를 들면 도 9와 같은 관계를 가질 수 있다. 따라서 룩업 테이블(621)은 최소 입력 휘도(MinIn)를 받아 백색 출력 휘도(WhtOut)로 변환한다.

가산기(adder)(622)는 감마 변환부(612)로부터 최대, 중간 및 최소 입력 휘도(MaxIn, MidIn, MinIn)를 받고, 룩업 테이블(621)로부터 백색 출력 휘도(WhtOut)를 받아 [수학식 1]에 나온 것과 같은 간단한 뺄셈을 통하여 최대, 중간 및 최소 출력 휘도(MaxOut, MidOut, MinOut)을 구한다.

도 11은 본 실시예에 따른 표시 장치의 계조별 색좌표(CIE1976)를 3색 표시 장치 및 종래의 4색 표시 장치와 비교한 것이고, 도 12는 본 실시예에 따른 표시 장치의 색좌표 차이(Δu'v')를 휘도의 함수로 나타낸 것이다. 도 11 및 도 12에 도시한 색좌표는 도 9와 같이 정해지는 4색 변환 방법을 통해서 얻어진 것이며, "종래"라고 표시한 것은 백색 출력 휘도(WhtOut)가 계조에 관계 없이 최소 입력 휘도(MinIn)로 정해지는 4색 표시 장치의 경우를 의미한다.

두 도면에서 알 수 있는 것처럼, 종래의 4색 표시 장치에 비하여 본 실시예의 4색 표시 장치가 계조 및 휘도에 따른 색좌표의 변화가 적음을 알 수 있다.

앞에서 설명한 변환 방법은 유기 발광 표시 장치뿐 아니라 표시 장치 등 다른 표시 장치에도 적용될 수 있으며, 저계조에서 백색 화소의 색특성이 나빠지는 모든 경우에 유용하게 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 4색 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 4색 표시 장치의 화소 배치를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 4색 변환 방법을 도식적으로 보여주는 도면이다.

도 6은 도 5의 4색 변환 방법으로 얻어진 백색광의 휘도를 계조의 함수로 나타낸 그래프이다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 4색 변환 방법에서 백색 출력 휘도를 최소 입력 휘도의 함수로 나타낸 그래프이다.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 연산부의 블록도이다.

도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 계조별 색좌표를 나타낸 그래프이다.

도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 색좌표 차이(Δu'v')를 휘 도의 함수로 나타낸 것이다.

* 도면 부호의 설명 *

300: 표시판부 400: 주사 구동부

500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부

610: 신호 보정부 611: 배열부

612: 감마 변환부 613: 연산부

614: 역감마 변환부 615: 배열 복원부

621: 룩업 테이블 622: 가산기

Cst: 유지 축전기 CONT1, CONT2: 제어 신호

D1-Dm: 데이터선 G1-Gn: 게이트선

ICON: 입력 제어 신호 LD: 유기 발광 소자

PX, RP, GP, BP, WP: 화소 Qs: 스위칭 트랜지스터

Qd: 구동 트랜지스터 Vcom: 공통 전압

Vdd: 구동 전압 Von: 고전압

Voff: 저전압

Claims

제1색을 표시하는 제1 화소,

제2색을 표시하는 제2 화소,

제3색을 표시하는 제3 화소, 그리고

제1 백색을 표시하는 백색 화소

를 포함하고,

상기 제1 내지 제3 화소는 합동으로 제2 백색을 표시하며,

상기 제1 백색과 상기 제2 백색의 비율이 계조에 따라 다르며,

상기 제1 백색은 계조에 따라 색좌표가 달라지는

표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 백색과 상기 제2 백색은 색좌표가 서로 다른 표시 장치.
삭제
제1항에서,

상기 제1 백색의 색좌표는 계조가 높아질수록 상기 제2 백색의 색좌표에 가까워지는 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 백색의 비율은 낮은 계조보다 높은 계조에서 더 높은 표시 장치.
제5항에서,

계조가 소정 값보다 작으면 상기 제2 백색이 100%이고, 계조가 소정 값보다 크면 상기 제1 백색이 100%인 표시 장치.
제5항에서,

상기 제1 백색의 비율은 계조에 따라 연속해서 변화하는 표시 장치.
3색의 입력 영상 신호를 3색의 출력 영상 신호와 백색 출력 영상 신호를 포함하는 4색 출력 영상 신호로 변환하여 표시하는 표시 장치로서,

상기 입력 영상 신호를 계조 순서로 배열하여 최대 입력 계조, 중간 입력 계조 및 최소 입력 계조를 구하는 배열부,

상기 최대 입력 계조, 상기 중간 입력 계조 및 상기 최소 입력 계조를 각각 감마 변환하여 최대 입력 휘도, 중간 입력 휘도 및 최소 입력 휘도를 생성하는 감마 변환부,

상기 최소 입력 휘도로부터 백색 출력 휘도를 구하고 상기 백색 출력 휘도에 기초하여 상기 최대 입력 휘도, 상기 중간 입력 휘도 및 상기 최소 입력 휘도를 변 환하여 최대 출력 휘도, 중간 출력 휘도 및 최소 출력 휘도를 구하는 연산부,

상기 백색 출력 휘도, 상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도를 역감마 변환하여 백색 출력 계조, 최대 출력 계조, 중간 출력 계조 및 최소 출력 계조를 구하는 역감마 변환부,

상기 백색 출력 계조, 상기 최대 출력 계조, 상기 중간 출력 계조 및 상기 최소 출력 계조의 배열 순서를 복원하여 상기 4색 출력 영상 신호를 생성하는 배열 복원부, 그리고

상기 4색 출력 영상 신호에 따라 표시 동작을 수행하는 4색 화소

를 포함하며,

상기 백색 출력 휘도는 적어도 일부 값에 대하여 상기 최소 입력 휘도의 비선형 함수인

표시 장치.
제8항에서,

상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도는 각각 상기 최대 입력 휘도, 상기 중간 입력 휘도 및 상기 최소 입력 휘도에서 상기 백색 출력 휘도를 뺀 값을 가지는 표시 장치.
제9항에서,

상기 최소 입력 휘도가 소정 값보다 작으면 상기 백색 출력 휘도가 0이고, 상기 소정 값 이상이면 상기 백색 출력 휘도가 상기 최소 입력 휘도와 동일한 값을 가지는 표시 장치.
제9항에서,

상기 백색 출력 휘도는 상기 최소 입력 휘도의 연속 증가 함수인 표시 장치.
제11항에서,

상기 백색 출력 휘도(WhtOut)와 상기 최소 입력 휘도(MinIn)는

WhtOut = (MinIn)^a × b

(단, a는 1보다 큰 상수, b는 임의의 상수)

를 충족하는 표시 장치.
제12항에서,

상기 a=2이고 상기 b=1인 표시 장치.
제11항에서,

상기 연속 증가 함수는 변곡점을 가지는 표시 장치.
제9항에서,

상기 연산부는,

상기 최소 입력 휘도를 상기 백색 출력 휘도로 변환하는 룩업 테이블, 그리고

상기 백색 출력 휘도에 기초하여 상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도를 구하는 가산기

를 포함하는

표시 장치.
제15항에서,

상기 룩업 테이블에 기억된 상기 최소 입력 휘도와 상기 백색 출력 휘도의 관계는 실험으로 정해진 표시 장치.
3색의 입력 영상 신호를 계조 순서로 배열하여 최대 입력 계조, 중간 입력 계조 및 최소 입력 계조를 구하는 단계,

상기 최대 입력 계조, 상기 중간 입력 계조 및 상기 최소 입력 계조를 각각 감마 변환하여 최대 입력 휘도, 중간 입력 휘도 및 최소 입력 휘도를 생성하는 단계,

상기 최소 입력 휘도로부터 백색 출력 휘도를 구하고 상기 백색 출력 휘도에 기초하여 상기 최대 입력 휘도, 상기 중간 입력 휘도 및 상기 최소 입력 휘도를 변환하여 최대 출력 휘도, 중간 출력 휘도 및 최소 출력 휘도를 구하는 단계,

상기 백색 출력 휘도, 상기 최대 출력 휘도, 상기 중간 출력 휘도 및 상기 최소 출력 휘도를 역감마 변환하여 백색 출력 계조, 최대 출력 계조, 중간 출력 계조 및 최소 출력 계조를 구하는 단계, 그리고

상기 백색 출력 계조, 상기 최대 출력 계조, 상기 중간 출력 계조 및 상기 최소 출력 계조의 배열 순서를 복원하여 4색의 출력 영상 신호를 생성하는 단계

를 포함하며,

상기 백색 출력 휘도는 적어도 일부 값에 대하여 상기 최소 입력 휘도의 비선형 함수인

표시 장치의 4색 변환 방법.
제17항에서,

상기 최소 입력 휘도가 소정 값보다 작으면 상기 백색 출력 휘도가 0이고, 상기 소정 값 이상이면 상기 백색 출력 휘도가 상기 최소 입력 휘도와 동일한 값을 가지는 표시 장치의 4색 변환 방법.
제17항에서,

상기 백색 출력 휘도는 상기 최소 입력 휘도의 연속 증가 함수인 표시 장치의 4색 변환 방법.
제19항에서,

상기 백색 출력 휘도(WhtOut)와 상기 최소 입력 휘도(MinIn)는

WhtOut = (MinIn)^a × b

(단, a는 1보다 큰 상수, b는 임의의 상수)

를 충족하는 표시 장치의 4색 변환 방법.