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KR101897277B1 - 디스플레이 장치 및 화질 제어 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 화질 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 4픽셀 구조의 디스플레이 장치에서 화질을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
복수의 데이터 라인과 상기 데이터 라인과 교차되는 복수의 게이트 라인과, 상기 데이터라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 접속된 복수의 TFT(Thin Film Transistor)와 RGBW 픽셀 구조를 가지는 RGBW 패널; 이미지 입력 시 명도대비 이미지의 화이트 휘도레벨에 대한 계조를 조정하고, 상기 계조값이 조정된 화이트의 휘도를 조정하는 평균휘도레벨(APL :Average Picture level)조정부;를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 화질 제어 방법{Display device, Method for controlling a picture quility}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 4픽셀 구조의 디스플레이 장치에서 화질을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
OLED 표시 장치를 구성하는 다수의 화소 각각은 양극 및 음극 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED 화소와 각 OLED 화소를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다.
화소 회로는 주로 스위칭 트랜지스터 및 커패시터와 구동 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호를 커패시터에 충전하고, 구동 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압의 크기에 따라 OLED 화소로 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써, OLED화소의 계조를 조절한다.
OLED 표시장치를 구동하는 구동회로 중 데이터 드라이버는 외부의 감마 전압 생성부로부터 공급되는 다수의 기준 감마 전압을 계조별 감마 전압으로 세분화하고, 세분화된 계조별 감마 전압을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환한다.
소비전력을 개선하기 위하여 RGBW의 4픽셀 구조를 사용하는 OLED TV에서 종래의 RGB 셀 조정에 추가하여 화이트 셀의 조정이 요구된다. APL구동은 자체 발광하는 디스플레이 소자에서 APL(Average picture load)에 따라 파워가 선형적으로 비례할 때 이를 제한하기 위하여 휘도에 비례하는 파워를 조정함으로써 최대 휘도 레벨을 조정한다.
하지만, 전체적인 영상에 대한 평균 휘도값을 조정하게 됨으로써 사용자가 느끼는 화질에 대해서는 부각되는 화질의 조정상태를 느끼기에는 부족한 문제점이 있다. 또한, 사용자가 요구하는 화질의 수준으로 조정되지 않음에 따라 감성화질에 대한 욕구는 충족되지 않는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예에서는 RGBW셀을 이용한 디스플레이에서 전원 절감효과를 가지면서도 화질을 개선하기 위한 디스플레이 및 화질 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 RGBW셀을 이용하는 디스플레이 장치에서 화질을 효과적으로 조절함으로써, 감성화질을 개선하기 위한 디스플레이 장치 및 화질 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 데이터 라인과 상기 데이터 라인과 교차되는 복수의 게이트 라인과, 상기 데이터라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 접속된 복수의 TFT(Thin Film Transistor)와 RGBW 픽셀 구조를 가지는 RGBW 패널; 이미지 입력 시 명도대비 이미지의 화이트 휘도 레벨에 대한 계조를 조정하고, 상기 계조값이 조정된 화이트의 휘도를 조정하는 평균휘도레벨(APL :Average Picture level)조정부;를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 화질 제어 방법은 입력되는 RGB데이터로부터 픽셀들에 대한 순색 휘도를 산출하는 단계; 상기 RGB데이터로부터 화이트 휘도를 산출하는 단계; 상기 산출된 순색 휘도 및 화이트 휘도로부터 명도 대비율을 산출하는 단계; 상기 명도 대비율에 따라 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값을 산출하는 단계; 상기 산출된 계조값으로 화이트 휘도 레벨을 조정하는 단계;를 포함한다.
상기와 같이 본 발명은 RGBW 4픽셀 구조에서 컬러 영상과 화이트 영상 간에 상이한 APL을 적용하여 화이트 영상이 부각되도록 표현함으로 동일한 소비전력에서도 선명한 영상을 사용자에게 제공할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치에서 화소 어레이의 일부를 나타내는 등가 회로이다.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치에서 APL보상부의 상세 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치에서 화질 제어를 위한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치에서 화소 어레이의 일부를 나타내는 등가 회로이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 RGBW패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동부(12), 게이트 구동부(13), APL조정부(14) 및 전원공급부(15)를 포함한다.
RGBW패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. RGBW패널(10)은 데이터라일들(D1 내지 Dn과 게이트 라인(G1 내지 Gn)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정 셀들을 포함한다.
RGBW패널(10)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(D1 내지 Dn), 게이트라인(G1 내지 Gn), TFT들 및 스토리 커패시터 등을 포함한 화소 어레이가 형성된다. 액정 셀들은 TFT에 접속되어 화소 전극들과 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다.
RGBW패널(10)에서 픽셀 각각은 R서브픽셀, G서브픽셀, B서브픽셀 및 W서브픽셀을 포함한다. 상부 유리기판에는 R서브픽셀 영역에 R컬러필터, G서브픽셀에 G컬러필터 그리고 B서브필터에 B컬러필터가 형성된다. 그리고 상부 유리기판에서 W서브픽셀에는 컬러 필터가 형성되지 않는다.
기수데이터 라인들(D1, D3, ...Dn-1)에는 R데이터 전압과 W데이터 데이터 전압이 공급되고 우수 데이터라인들(D2, D4, ....Dn)에는 G데이터 전압과 B데이터 데이터 전압이 공급된다. 기수 라인들의 액정 셀 들은 기수게이트라인들(G1, G3..., Gn-1)에 공급되는 게이트 펄스에 따라 턴온되는 TFT들을 통해 R데이터 전압과 G데이터 전압을 충전한다. 우수 라인들의 액정 셀 들은 우수 게이트라인들(G2, G4,...Gn)에 공급되는 게이트 펄스에 따라 턴온되는 TFT 들을 통해 W데이터 전압과 B데이터 전압을 충전한다.
하지만, 본 발명의 픽셀구조는 도 2와 같은 구조에 한정되지 않고 RGBW서브 픽셀들을 포함하는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
APL조정부(14)는 명도대비가 발생하는 이미지의 입력 데이터를 검출하고 상기 명도대비가 발생하는 이미지에서 순색의 색감 이상으로 RGBW패널(10)에서 색감을 느낄 수 있도록 화이트 휘도 또는 순색의 명도를 조절한다.
타이밍 컨트롤러(11)는 상기 APL조정부(14)dp 의해 생성된 화이트 데이터와 RGB데이터를 포함한 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(11)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어한다.
타이밍 컨트롤러(11)는 1 수평기간의 데이터 인에이블 신호를 카운트하여 프레임기간을 판단할 수 있으므로 타이밍 컨트롤러(11)에 입력되는 타이밍 신호들 중에서 수직 동기신호(Vsync)와 수평 동기신호(Hsync)가 생략될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(11)에서 생성되는 구동회로들(12, 13)의 제어신호들은 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호, 및 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다.
데이터 구동회로(12)는 쉬프트 레지스터, 래치, 디지털-아날로그 변환기, 출력 버퍼 등을 포함한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 컨트롤러(11)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGBW)를 래치한다. 데이터 구동회로(12)는 디지털 비디오 데이터(RGBW)를 극성제어신호에 따라 아날로그 정극성/부극성 감마보상 전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압을 발생하고 그 데이터전압을 데이터라일들(D1 내지 Dn)에 공급한다.
게이트 구동회로(13)는 쉬프트 레지스터, AND게이트, 레벨 쉬프터, 출력버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동회로(130)는 게이트 타이밍 제어신호에 응답하여 게이트 펄스를 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치에서 APL보상부의 상세 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, APL조정부(14)는 프레임버퍼(141), 픽셀 분석부(142), 화이트 휘도 산출부(143), 데이터 변환부(144) 및 화이트 보정부(145)를 포함한다.
프레임 버퍼(141)는 입력 RGB 디지털 비디오 데이터를 일시 저장한 후 데이터 변환부(144)에 공급하여 데이터 변환부(144)에 입력되는 RGB디지털 비디오 데이터와 화이트 보정부(145)의 출력을 동기시킨다.
픽셀 분석부(142)는 입력 RGB 디지털 비디오 데이터로부터 픽셀들 각각에 대하여 휘도를 산출한다.
화이트 휘도 산출부(143)는 입력 RGB디지털 비디오 데이터로부터 픽셀들 각각의 화이트 휘도를 산출한다. 화이트 휘도 산출부(143)는 입력 RGB디지털 비디오 데이터에 픽셀값이 R=170~255, G=170~255, B=170~255 일 때 해당 픽셀 데이터를 화이트 데이터로 판단할 수 있다.
화이트 보정부(145)는 픽셀분석부(142) 및 화이트 휘도 산출부(143)로부터 추출된 휘도를 기초하여 명도대비가 나타나는 이미지 또는 순색을 검출한다. 명도대비가 나타나는 이미지는 화이트 배경에 특정 색상의 이미지를 포함하는 경우일 수 있다. 화이트 보정부(145)는 명도 대비가 발생하는 이미지에서 화이트에 대한 휘도값을 조정하기 위하여 계조값을 조정할 수 있다.
상기 계조값은 상기 화이트 보정부(145)에 메모리(미도시)에 저장된 룩업테이블로부터 상기 명도 대비값에 따른 휘도 조정을 위한 계조값을 독출할 수 있다. 또는 연산회로(미도시)에서 상기 명도대비 또는 상기 화이트 휘도 산출부(143)로부터 산출된 화이트 휘도에 따른 조정 계조값을 연산하여 산출할 수 있다.
데이터 변환부(144)는 프레임 버퍼(141)를 통해 입력되는 RGB 디지털 비디오 데이터와 화이트 보상부(145)로부터 입력되는 보정된 화이트 휘도값을 입력받아 RGBW픽셀들을 동기화한다.
도 4는 본 발명의 실시 예가 적용되는 디스플레이 장치에서 화질 제어를 위한 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치는 외부로부터 또는 기 저장된 디지털 비디오 데이터의 RGB데이터를 입력받는다.(405단계)
디스플레이 장치는 상기 입력된 RGB데이터로부터 픽셀들에 대한 순색 휘도를 산출한다.(410단계)
디스플레이 장치는 RGB데이터로 부터 화이트 휘도를 산출한다.(415단계)
디스플레이 장치는 상기 산출된 RGB데이터의 픽셀에 대한 휘도와 화이트 휘도로부터 명도 대비율을 산출한다.
디스플레이 장치는 상기 산출된 명도 대비율에 따라 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값을 산출한다. 상기 계조값은 상기 화이트 휘도 레벨을 상기 명도 대비율에 따라 조정하기 위한 값일 수 있다. 상기 산출된 계조값으로 화이트 휘도 레벨을 조정한다.
상기 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값은 상기 명도 대비율에 따라 연산하거나. 룩업 테이블(미도시)로부터 독출하여 산출될 수 있다.
상기 명도 대비율이 소정 기준값 이상으로 산출되지 않은 경우 상기 화이트 휘도 레벨을 미 조정하거나, 룩업테이블에 기 저장된 화이트 휘도 레벨 조정값에 따라 해당 화이트 휘도 레벨을 조정한다.
상기 명도 대비율에 따라 화이트 휘도 레벨뿐 아니라 상기 화이트를 제외한 순색에 대한 휘도 레벨을 동시에 조정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 화이트 휘도 레벨을 조정 시 상기 화이트 휘도가 부가될 수 있도록 화이트 휘도 레벨을 증가시켜 조정할 수 있다.

Claims (12)

  1. 복수의 데이터 라인과 상기 데이터 라인과 교차되는 복수의 게이트 라인과, 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 접속된 복수의 TFT(Thin Film Transistor)와 RGBW 픽셀 구조를 가지는 RGBW 패널; 및
    입력되는 RGB 데이터로부터, 픽셀들 각각에 대하여 순색 휘도 및 화이트 휘도를 각각 산출하고,
    산출된 순색 휘도 및 화이트 휘도로부터 명도 대비율을 산출하고,
    산출된 명도 대비율에 기초하여 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값을 산출하고, 산출된 계조값에 기초하여 상기 화이트 휘도 레벨을 조정하는 평균휘도레벨(APL :Average Picture level)조정부를 포함하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 APL조정부는
    상기 입력되는 RGB데이터를 저장하는 프레임 버퍼;
    상기 순색 휘도를 산출하는 픽셀 분석부;
    상기 화이트 휘도를 산출하는 화이트 휘도 산출부; 및
    상기 픽셀 분석부 및 상기 화이트 휘도 산출부에서 산출된 상기 순색 휘도 및 상기 화이트 휘도에 기초하여 상기 명도 대비율을 산출하고, 상기 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값을 조정하여 상기 화이트 휘도 레벨을 조정하는 화이트 보정부를 포함하는
    디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화이트 보정부는
    조정될 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값을 상기 명도 대비율에 따라 연산하는
    디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 화이트 보정부는
    조정될 화이트 휘도 레벨에 대한 계조값을 상기 명도 대비율에 따른 기 저장된 룩업 테이블로부터 독출하는
    디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 화이트 보정부는
    상기 입력된 RGB데이터로부터 상기 명도 대비율이 산출되지 않으면, 상기 입력된 데이터의 계조에 따라 화이트 픽셀에 공급되는 화이트 데이터에 대한 휘도를 조정하는
    디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 화이트 보정부는
    상기 입력된 RGB데이터로부터 상기 명도 대비율이 산출되면, 상기 화이트 휘도 레벨을 조정하기 위한 계조값에 따라 상기 화이트 휘도 레벨을 증가시키는
    디스플레이 장치.
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