CN112242121B - 电致发光显示设备以及在其中补偿亮度的方法 - Google Patents

电致发光显示设备以及在其中补偿亮度的方法 Download PDF

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Abstract

提供一种在包括包含像素的显示面板的电致发光显示设备中补偿亮度的方法。基于与像素相对应的输入像素值来生成全局电流值，其中，全局电流值指示流动通过显示面板的全局电流。关于输入像素值中的每个，基于输入像素值和全局电流值生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值。基于输入像素值生成指示伽马畸变的伽马补偿值，其中，伽马畸变是通过补偿输入像素值引起的。基于输入像素值、全局补偿值和伽马补偿值来生成补偿后的像素值。

Description

电致发光显示设备以及在其中补偿亮度的方法
对相关申请的交叉引用
该申请要求于2019年7月16日向韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2019-0085444号以及于2019年11月22日向韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2019-0151061号的优先权，这些韩国专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
示例实施例一般地涉及半导体集成电路，并且更具体地，涉及电致发光显示设备以及电致发光显示设备中补偿亮度的方法。
背景技术
随着信息技术的发展，显示设备对于向用户提供信息变得重要。诸如液晶显示器(LCD)、等离子显示器和电致发光显示器的各种显示设备已经获得普及。其中，使用通过电子和空穴的复合来发光的发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)，电致发光显示器具有快速的响应速度和降低的功耗。
电致发光显示器具有快速响应和低功耗的优点。典型的OLED显示设备使用各个像素的驱动晶体管来供给与数据信号相对应的电流，以通过各个像素的OLED生成光。这样，电致发光显示设备使用电流来显示图像。可以依赖于颜色像素(例如红色像素、绿色像素和蓝色像素)的发光率和/或依赖于输入图像数据来改变电致发光显示设备的显示面板的负载。亮度均匀性可能根据显示面板的负载的改变而劣化。
发明内容
一方面是提供一种能够增强亮度均匀性的电致发光显示设备中的补偿亮度的方法。
另一方面是提供一种具有增强的亮度均匀性的电致发光显示设备。
根据一个或多个示例实施例的一方面，提供了一种在包括包含多个像素的显示面板的电致发光显示设备中补偿亮度的方法。该方法包括：基于与多个像素相对应的多个输入像素值来生成全局电流值，该全局电流值指示流动通过显示面板的全局电流；关于多个输入像素值中的每个，基于输入像素值和全局电流值生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值；基于输入像素值生成指示伽马(gamma)畸变的伽马补偿值，该伽马畸变是通过补偿输入像素值而引起的；以及基于输入像素值、全局补偿值和伽马补偿值生成补偿后的像素值。
根据一个或多个示例实施例的另一方面，提供了一种生成补偿后的像素值的方法，补偿后的像素值用于在包括显示面板的电致发光显示设备中补偿亮度，显示面板包含多个像素的。该方法包括基于与多个像素相对应的多个输入像素值来生成全局电流值，该全局电流值指示流动通过显示面板的全局电流；提供包括多个全局补偿值的全局亮度偏差表，该多个全局补偿值与多个像素值和多个全局电流值的不同组合相对应；关于多个输入像素值中的每个，使用全局亮度偏差表生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值；基于输入像素值生成指示伽马畸变的伽马补偿值，该伽马畸变是通过补偿输入像素值而引起的；基于输入像素值和全局电流值，生成指示根据与输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值；以及生成与输入像素值、全局补偿值、局部补偿值和伽马补偿值之和相对应的补偿后的像素值。
根据一个或多个示例实施例的另一方面，提供了一种电致发光显示设备，其包括包含多个像素的显示面板以及亮度补偿电路。亮度补偿电路基于与多个像素相对应的多个输入像素值，生成全局电流值，该全局电流值指示流动通过显示面板的全局电流，关于多个输入像素值中的每个生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值，生成指示根据与输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值，并且生成指示通过补偿输入像素值引起的伽马畸变的伽马补偿值，以及基于输入像素值、全局补偿值、局部补偿值和伽马补偿值生成补偿后的像素值。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述中，将更加清楚地理解示例实施例，其中：
图1是示出根据示例实施例的在电致发光显示设备中补偿亮度的方法的流程图；
图2A是示出根据示例实施例的显示系统的框图；
图2B是示出根据示例实施例的电致发光显示设备的框图；
图3示出了根据示例实施例的亮度补偿电路的示例；
图4A、图4B和图4C是用于描述根据示例实施例的增强亮度均匀性的图；
图5A、图5B和图5C是示出在图3的亮度补偿电路中包括的全局补偿电路的示例实施例的框图；
图6A是示出像素值、全局电流值和亮度的关系的图；
图6B是用于描述根据示例实施例的补偿亮度的方法的全局补偿值的图；
图7是示出应用于根据示例实施例的亮度补偿电路的全局亮度偏差表的示例实施例的图；
图8是用于描述图5C的全局补偿电路的插值运算的图；
图9是用于描述显示面板的电压下降(drop)的图；
图10是示出在图3的亮度补偿电路中包括的局部补偿电路的示例实施例的框图；
图11A是示出像素位置与最大局部补偿值之间的关系的图；
图11B是示出全局电流值与比例系数之间的关系的图；
图12A至图13B是示出根据示例实施例的电压下降的补偿的图；
图14A至图15B是示出根据示例实施例的伽马补偿的图；以及
图16是示出根据示例实施例的移动设备的框图。
具体实施方式
在下文中将参考在其中示出了一些示例实施例的附图来更加全面地描述各种示例实施例。在附图中，相同的附图标记始终指代相同的元件。在下面的描述中，为了简洁，可以省略重复的描述。
根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过除了由于显示面板的电压下降的亮度偏差之外，还反映伽马畸变地补偿输入像素值来显著地增强亮度均匀性。
另外，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过经由比基于电流和/或电压的测量和控制的模拟方案更好的基于输入像素值的数字方案而补偿亮度偏差和伽马畸变，来增强亮度均匀性。
图1是示出根据示例实施例的在电致发光显示设备中补偿亮度的方法的流程图。
图1示出了在包括包含多个像素的显示面板的电致发光显示设备中补偿亮度的方法。参考图1，基于与多个像素相对应的多个输入像素值来生成全局电流值，其中，全局电流值指示流动通过显示面板的全局电流(S100)。
通常，显示面板以每帧单位来显示图像，并且全局电流值可以按照帧的单位来生成。换句话说，多个输入像素值可以每帧改变，并且因此，全局电流值可以每帧更新。
关于多个输入像素值的每个，基于输入像素值和全局电流值来生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值(S200)。
全局亮度偏差可以指示电压下降(IR下降、欧姆下降等)或负载效应，其通过依赖于输入图像而变化的电流和用于向显示面板供给电源电压的布线(wiring)的寄生电阻生成。
在一些示例实施例中，可以提供包括与多个像素值和多个全局电流值的不同组合相对应的多个全局补偿值的全局亮度偏差表，并且可以使用全局亮度偏差表来生成全局补偿值。下面将参考图5A至图8来描述生成全局电流值和全局补偿值的示例实施例。
基于输入像素值生成指示伽马畸变的伽马补偿值，该伽马畸变是通过补偿输入像素值而引起的(S300)。
在一些示例实施例中，可以提供包括与多个像素值相对应的多个伽马补偿值的伽马补偿表，并且可以使用伽马补偿表来生成全局补偿值。下面将参考图14A至图15B来描述生成伽马补偿值的示例实施例。
基于输入像素值和全局电流值，生成指示根据与输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值(S400)。
局部亮度偏差可以指示根据依赖于显示面板中的像素位置和输入像素值而改变的电压下降的亮度偏差。下面将参考图9至图11B来描述生成局部补偿值的示例实施例。
基于输入像素值、全局补偿值、局部补偿值和伽马补偿值来生成补偿后的像素值(S500)。
在一些示例实施例中，可以提供输入像素值、全局补偿值、局部补偿值和伽马补偿值之和作为补偿后的像素值。
在其他示例实施例中，可以省略生成局部补偿值。在这种情况下，可以认为局部补偿值为零，并且因此，可以提供输入像素值、全局补偿值和伽马补偿值之和作为补偿后的像素值。
这样，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过除了由于显示面板的电压下降的亮度偏差之外，还反映伽马畸变地补偿输入像素值，来显著地增强亮度均匀性。另外，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过经由比基于电流和/或电压的测量和控制的模拟方案更好的基于输入像素值的数字方案而补偿亮度偏差和伽马畸变，来增强亮度均匀性。
图2A是示出根据示例实施例的显示系统的框图。
显示系统10可以是具有图像显示的功能的各种电子设备，诸如移动电话、智能电话、平板式个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、可穿戴设备、便携式多媒体播放器(PMP)、手持设备、手持计算机等。
参考图2A，显示系统10可以包括主机处理器20和显示设备200。
主机处理器20可以控制显示系统10的整体操作。主机处理器10可以是应用处理器(AP)、基带处理器(BBP)、微处理单元(MPU)等。主机处理器20可以将输入图像数据IMG、时钟信号CLK和控制信号CTRL提供给显示设备200。例如，输入图像数据IMG可以包括RGB像素值并且具有w*h的分辨率，其中，w是水平方向上的像素数量并且h是垂直方向上的像素数量。
控制信号可以包括命令信号、水平同步信号、垂直同步信号、数据使能信号等。例如，输入图像数据IMG和控制信号CTRL可以按照分组的形式被提供给显示设备200中的显示驱动器(DDI)220。命令信号可以包括控制信息、图像信息和/或显示设置信息。控制信息可以用于控制显示驱动器220中的亮度补偿电路100以调整输入图像数据IMG。图像信息可以包括例如输入图像数据IMG的分辨率。显示设置信息可以包括例如面板信息、亮度设置值等。例如，主机处理器20可以提供根据用户输入或根据预定设置值的信息作为显示设置信息。
显示驱动器220可以基于输入图像数据IMG和控制信号CTRL来驱动显示面板210。显示驱动器220可以将数字输入图像信号IMG转换为模拟信号，并且基于模拟信号来驱动显示面板210。
显示驱动器220包括亮度补偿电路100。亮度补偿电路100可以补偿输入图像数据IMG的像素值，使得显示驱动器220可以基于补偿后的像素值来驱动显示面板210。如以下将描述的，亮度补偿电路100可以被实施为执行根据示例实施例的亮度补偿方法。
图2B是示出根据示例实施例的电致发光显示设备的框图。
参考图2B，显示设备200可以包括电致发光显示设备并且可以包括：包括多个像素行211的显示面板210和驱动显示面板210的显示驱动器220。显示驱动器220可以包括数据驱动器230、扫描驱动器240、定时控制器250、电源260、亮度补偿电路100和伽马电路270。
显示面板210可以通过多个数据线连接到显示驱动器220的数据驱动器230，并且可以通过多个扫描线连接到显示驱动器220的扫描驱动器240。显示面板210可以包括像素行211。即，显示面板210可以包括以具有多行和多列的矩阵布置的多个像素PX。连接到同一扫描线的一行像素PX可以称为一个像素行211。在一些示例实施例中，显示面板210可以是在不使用背光单元的情况下发光的自发光显示面板。例如，显示面板210可以是有机发光二极管(OLED)显示面板。
根据显示设备200的驱动方案，显示面板210中包括的每个像素PX可以具有各种配置。例如，显示设备200可以采用模拟或数字驱动方法来驱动。模拟驱动方法使用与输入数据相对应的可变电压电平产生灰度，而数字驱动方法使用其中LED发光的可变持续时间(time duration)产生灰度。模拟驱动方法难以实施，因为如果显示器大且具有高分辨率，则模拟驱动方法使用制造复杂的驱动集成电路(IC)。另一方面，数字驱动方法可以通过更简单的IC结构容易地实现高分辨率。随着显示面板的大小变得更大以及分辨率增加，数字驱动方法比模拟驱动方法可以具有更有利的特性。根据示例实施例的补偿亮度的方法可以应用于模拟驱动方法和数字驱动方法两者。
数据驱动器230可以通过数据线将数据信号施加到显示面板210。扫描驱动器240可以通过扫描线将扫描信号施加到显示面板210。
定时控制器250可以控制显示设备200的操作。定时控制器250可以向数据驱动器230和扫描驱动器240提供控制信号以控制显示设备200的操作。控制信号可以是预定的。在一些示例实施例中，数据驱动器230、扫描驱动器240和定时控制器250可以被实现为一个集成电路(IC)。在其他示例实施例中，数据驱动器230、扫描驱动器240和定时控制器250可以被实现为两个或更多个集成电路。至少包括定时控制器250和数据驱动器230的驱动模块可以被称为定时控制器嵌入式数据驱动器(TED)。
定时控制器250可以从主机处理器20接收输入图像数据IMG和输入控制信号。例如，输入图像数据可以包括红色(R)图像数据、绿色(G)图像数据和蓝色(B)图像数据。根据示例实施例，输入图像数据IMG可以包括白色图像数据、品红色(magenta)图像数据、黄色图像数据、青色图像数据等。在本公开中，使用RGB数据作为示例来描述输入图像数据IMG，但是输入图像数据IMG可以包括除了红色、绿色和蓝色数据之外的各种颜色数据。输入控制信号可以包括主时钟信号、数据使能信号、水平同步信号、垂直同步信号等。
主机处理器20可以向定时控制器250提供指示显示面板210的亮度信息的亮度设置值DBV。可以依赖于显示设备200的环境亮度自动地或者依赖于用户输入手动地确定亮度设置值DBV。亮度设置值DBV可以包括根据输入图像数据IMG确定的调光(dimming)信息。例如，亮度设置值DBV可以指示显示面板210的最大亮度值。
电源260可以向显示面板210提供高电源电压ELVDD和低电源电压ELVSS。另外，电源260可以向伽马电路270供给调节器电压VREG。
伽马电路270可以基于调节器电压VREG生成伽马参考电压GRV。
亮度补偿电路100可以基于与多个像素相对应的多个输入像素值来生成指示流动通过显示面板的全局电流的全局电流值，以及关于多个输入像素值中的每个生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值、和生成指示通过补偿输入像素值而引起的伽马畸变的伽马补偿值。另外，亮度补偿电路100可以基于输入像素值、全局补偿值和伽马补偿值来生成补偿后的像素值。
在一些示例实施例中，亮度补偿电路100还可以生成指示根据与输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值。在这种情况下，除了基于输入像素值、全局补偿值和伽马补偿值之外，亮度补偿电路100还可以基于局部补偿值来生成补偿后的像素值。
图3示出了根据示例实施例的亮度补偿电路的示例。
参考图3，亮度补偿电路100可以包括全局补偿电路(GIRD)120、伽马补偿电路(GMCC)140和局部补偿电路(LIRD)以及加法器180。
亮度补偿电路100可以关于输入图像数据DI执行根据示例实施例的亮度补偿方法,以输出补偿后的图像数据DO。输入图像数据DI可以按照帧的单位被提供，并且输入图像数据DI的每个帧可以包括与显示面板中包括的多个像素相对应的多个输入像素值。补偿后的图像数据DO可以包括与多个输入像素值相对应的多个补偿后的像素值。
全局补偿电路(GIRD)120可以基于与多个像素相对应的多个输入像素值来生成全局电流值，其中，全局电流值指示流动通过显示面板的全局电流。全局补偿电路120可以关于多个输入像素值中的每个、基于输入像素值和全局电流值生成并且提供指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值(GIC)。
通常，显示面板以每帧单位来显示图像，并且全局电流值可以按照帧的单位来生成。换句话说，多个输入像素值可以每帧改变，并且因此全局电流值可以每帧更新。全局亮度偏差可以指示电压下降(IR下降、欧姆下降等)或负载效应，其通过依赖于输入图像而变化的电流和用于向显示面板供给电源电压的线的寄生电阻生成。
局部补偿电路(LIRD)160可以基于输入像素值和全局电流值，生成指示根据与输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值(LIC)。局部亮度偏差可以指示根据依赖于显示面板中的像素位置和输入像素值而改变的电压下降的亮度偏差。
伽马补偿电路(GMCC)140可以基于输入像素值来生成指示伽马畸变的伽马补偿值(GC)，该伽马畸变是通过补偿输入像素值而引起的。
加法器180可以生成与输入像素值、全局补偿值、局部补偿值和伽马补偿值之和相对应的补偿后的像素值。每个补偿后的像素值对应于每个输入像素值。换句话说，亮度补偿电路100可以提供包括与输入图像数据DI中包括的多个输入像素值相对应的多个补偿后的像素值的补偿后的图像数据DO。
在一些示例实施例中，可以省略局部补偿电路(LIRD)160。在这种情况下，加法器180可以生成与输入像素值、全局补偿值和伽马补偿值之和相对应的补偿后的像素值。
这样，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过除了由于显示面板的电压下降的亮度偏差之外，还反映伽马畸变地补偿输入像素值来显著地增强亮度均匀性。另外，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过比基于电流和/或电压的测量和控制的模拟方案更好的基于输入像素值的数字方案补偿亮度偏差和伽马畸变，来增强亮度均匀性。
图4A、图4B和图4C是用于描述根据示例实施例的增强亮度均匀性的图。
在图4A、图4B和图4C中，“尼特(nit)”表示亮度单位，即cd/m2，并且“w255”表示例如当每个像素值由8位表示时的最大像素值。最大像素值可以依赖于像素值的位数而改变。
如果在电致发光显示设备中IR下降发生，则可能引起两种亮度偏差。第一，如图4A的CC11和CC12中所示，即使输入相同的输入像素值，在其他像素值不同时，输出亮度也可能不同。也就是说，例如，虽然在CC11和CC12中输入相同的输入像素值，但是在CC11中输出亮度为530尼特，而在CC12中输出亮度为650尼特。第二，如在图4B的CC21中所示，即使输入单色图像，输出亮度也可能根据显示面板的位置而不同。也就是说，例如，虽然在CC21中输入单色图像，但是在显示器顶部的输出亮度为500尼特，而在显示器底部的输出亮度为570尼特。
当将以上两种效应混合时，输出亮度可能根据输入图像数据和显示面板的位置两者而不同，如图4C中的CC31、CC32、CC33和CC43所示。
根据示例实施例，可以使用输入图像数据和亮度设置值来预期电压下降的量。通过基于预期的结果补偿输入图像数据和伽马畸变，可以增强亮度均匀性。结果，可以显著减小依赖于输入图像数据而变化的亮度偏差，并且可以如图4A的PC11和PC12、图4B的PC21以及图4C的PC31、PC32、PC33和PC34中所示，显示均匀图像。
图5A、图5B和图5C是示出在图3的亮度补偿电路中包括的全局补偿电路的示例实施例的框图，图6A是示出像素值、全局电流值和亮度的关系的图，图6B是用于描述根据示例实施例的补偿亮度的方法的全局补偿值的图，以及图7是示出应用于根据示例实施例的亮度补偿电路的全局亮度偏差表的示例实施例的图。
参考图5A，全局补偿电路120可以包括全局电流计算电路(ACC)121、目标亮度计算电路(TLC)122、提取器(EXTR)123和计算器124。图5A中所示的存储器(MEM)300可以是亮度补偿电路100的专用存储器，或者是亮度补偿电路100外部的、要由显示设备200共享的存储器。
全局电流计算电路(ACC)121可以基于与多个像素相对应的多个输入像素值I(x,y)来生成全局电流值Avg，使得全局电流值Avg可以指示流动通过显示面板的全局电流。在此，(x,y)表示x坐标和y坐标，即，在显示面板中的像素的位置。
全局电压下降(IR下降)示出与流动通过整个显示面板的全局电流成比例增加的特性。因此，可以预期全局电流以用于确定全局电压下降。在一些示例实施例中，指示全局电流的全局电流值Avg可以通过表达式1确定。
表达式1
Avg＝Kn*Σx,y{Wr*Ir(x,y)G+Wg*Ig(x,y)G+Wb*Ib(x,y)G}
在表达式1中，(x,y)表示像素的坐标，Ir(x,y)、Ig(x,y)和Ib(x,y)表示与颜色(r表示红色，g表示绿色以及b表示蓝色)像素相对应的输入像素值，Wr、Wg和Wb表示根据像素的颜色(r表示红色，g表示绿色以及b表示蓝色)的电流比率，以及G表示伽马值。例如，在一些实施例中，伽马值G可以被设置为2.2。Kn表示归一化常数，用于将全局电流值Avg调整到适当的尺度。∑x,y表示对每个帧的所有像素的求和。可以依赖于电致发光显示设备的特性来确定电流比例Wr、Wg和Wb。
这样，可以基于多个输入像素值的各个相乘值(即，反映伽马的值Ir(x,y)G、Ig(x,y)G、Ib(x,y)G与多个像素的颜色的电流比率(Wr、Wg和Wb)之和来提供全局电流值Avg。
根据全局电压下降的亮度偏差可以通过如表达式2的全局电流值Avg和输入像素值I(x,y)的亮度函数来表示。
表达式2
Lout(x,y)＝f(I(x,y),Avg)
在表达式2中，f表示亮度函数，I(x,y)表示每个输入像素值，Lout(x,y)表示与每个输入像素值I(x,y)和全局电流Avg的组合相对应的亮度。根据像素颜色，I(x,y)可以是Ir(x,y)、Ig(x,y)或Ib(x,y)。
图6A示出了亮度函数的示例。图6A的亮度函数指示与多个像素值和多个全局电流值的组合相对应的亮度值。可以使用如图6A所示的亮度函数的反函数来生成与每个输入像素值I(x,y)相对应的全局补偿值CIG(I(x,y))。
可以使用表达式2的亮度函数的反函数、如表达式3和表达式4那样确定与全局电压下降相对应的全局补偿值(GIC)。
表达式3
GIC(I(x,y))＝f-1(Lt(x,y),Avg)-I(x,y)
表达式4
Lt(x,y)＝Lmax*{I(x,y)/Imax}G
在表达式3和表达式4中，(x,y)表示像素的坐标，GIC(I(x,y))表示与像素相对应的全局补偿值，f-1表示亮度函数的反函数，Lt(x,y)表示与像素相对应的目标亮度值，Avg表示全局电流值，I(x,y)表示与像素相对应的输入像素值，Lmax表示最大亮度值，Imax表示最大输入像素值，并且G表示伽马值。
例如，在8位的输入像素值的情况下，Lmax表示当所有输入像素值为Imax＝255时的亮度。
目标亮度计算电路(TLC)122可以如表达式4中那样生成与每个输入像素值I(x,y)相对应的目标亮度值Lt(x,y)。
可以通过表达式3和表达式4来确定GIC(x,y)，并且图6B示出了确定GIC(x,y)的示例方法。如图6B中所示，当伽马值为2.2并且接通像素(on-pixel)比率(OPR)从100％改变为50％时，通过每个箭头来表示每个输入像素值的补偿值。
在一些示例实施例中，图5A中的存储器(MEM)300可以存储亮度函数的反函数f-1，并且提取器123可以使用反函数f-1计算与目标亮度值Lt(x,y)和全局电流值Avg相对应的反函数值f-1(Lt(x,y),Avg)。计算器124可以从反函数值f-1(Lt(x,y),Avg)中减去输入像素值I(x,y)以生成全局补偿值GIG(x,y)。
在一些示例实施例中，为了实现用于提供全局补偿值GIC(x,y)的硬件，可以使用如图5B所示的全局补偿预处理电路130来提供全局亮度偏差表GLDT。可以在将产品提供给用户之前或者在将产品提供给用户之后的初始阶段期间确定全局亮度偏差表GLDT。
参考图5B，全局补偿预处理电路130可以提供使用如参考图5A描述的全局电流计算电路(ACC)131、目标亮度计算电路(TLC)132、提取器(EXTR)133和计算器134所计算出的多个全局补偿值GIC(x,y)。样本提取器(SMPL)135可以在所提供的多个全局补偿值GIC(x,y)当中提取适当数量的样本，以提供具有减小的大小的全局亮度偏差表GLDT，并且因此可以对应于该减小的大小，提供存储全局亮度偏差表GLDT的存储器的大小。
如图5C中所示，存储器(MEM)300可以存储预先计算的全局亮度偏差表GLDT。图7示出了全局亮度偏差表GLDT的示例。
根据示例实施例，全局电流值Avg可以被归一化，使得全局电流值Avg的最大值对应于多个输入像素值中的最大像素值。例如，如图7中所示，全局电流值Avg可以被归一化，使得在8位的像素值的情况下，全局电流值Avg的最大值和输入像素值的最大值可以等于255。可以通过适当地调整表达式1中的归一化常数Kn来实施归一化。
例如，全局补偿值GIC(I(x,y))可以通过表达式5确定。
表达式5
GIC(I(x,y))＝Wgic_dbv*Intp{GLDT(I(x,y),Avg)}
在表达式5中，GLDT表示全局亮度偏差表，Wgic_dbv表示权重参数。权重参数Wgic_dbv可以依赖于亮度设置值DBV而变化。例如，可以实验地确定权重参数Wgic_dbv。全局补偿值GIC(I(x,y))可以通过如图7所示的采样查找表来实施，可以通过插值运算Intp{GLDT(I(x,y),Avg)}来计算采样值之间的中间值。
参考图5C，提取器(EXTR)127可以从全局亮度偏差表GLDT提取与输入像素值I(x,y)和全局电流值Avg相邻的参考全局补偿值RGLD。插值器(INTP)128可以通过关于参考全局补偿值RGLD执行插值运算，来生成与输入像素值I(x,y)和全局电流值Avg的组合相对应的全局补偿值GIC(x,y)。
图8是用于描述图5C的全局补偿电路的插值运算的图。
图8示出了确定与输入像素值I(x,y)＝26和全局电流值Avg＝245的组合相对应的全局补偿值GIC(26,245)的示例插值运算。
提取器(EXTR)127可以从图7的全局亮度偏差表GLDT中提取第一参考全局补偿值RGIC(24,221)＝69、第二参考全局补偿值RGIC(24,255)＝78、第三参考全局补偿值RGIC(35,221)＝73以及第四参考全局补偿值RGIC(35,255)＝86，以将提取的值提供给插值器(INTP)128。
插值器(INTP)128可以通过第一参考全局补偿值RGIC(24,221)＝69和第二参考全局补偿值RGIC(24,255)＝78的内部划分来计算第一值GV1；以及通过第三参考全局补偿值RGIC(35,221)＝73和第四参考全局补偿值RGIC(35,255)＝86的内部划分来计算第二值GV2。然后，插值器(INTP)128可以通过第一值GV1和第二值GV2的内部划分来计算最终的全局补偿值GIC(26,245)。
替选地，以类似的方式，插值器(INTP)128可以通过第一参考全局补偿值RGIC(24,221)＝69和第三参考全局补偿值RGIC(35,221)＝73的内部划分来计算第三值GA1；以及通过第二参考全局补偿值RGIC(24,255)＝78和第四参考全局补偿值RGIC(35,255)＝86的内部划分来计算第四值GA2。然后，插值器(INTP)128可以通过第三值GA1和第四值GA2的内部划分来计算最终的全局补偿值GIC(26,245)。
表达式6可以用于补偿全局电压下降和局部电压下降两者。
表达式6
O(x,y)＝I(x,y)+GC(I(x,y))+GIC(I(x,y))+LIC(x,y)
在表达式6中，(x,y)表示像素的坐标，O(x,y)表示与像素相对应的补偿后的像素值，I(x,y)表示与像素相对应的输入像素值，GC(I(x,y))表示与像素相对应的伽马补偿值，GIC(I(x,y))表示与像素相对应的全局补偿值，LIC(x,y)表示与像素相对应的局部补偿值。
表达式6-1可以用于仅补偿全局电压下降(即，并且排除局部电压下降)。
表达式6-1
O(x,y)＝I(x,y)+GC(I(x,y))+GIC(I(x,y))
图9是用于描述显示面板的电压下降的图。
参考图9，显示面板210可以包括电阻器或寄生电阻器的网格。显示面板210可以包括以行和列布置的多个像素PX。每个像素PX可以包括LED 31。例如，在每个像素PX中，从LED31输出的光量可以依赖于驱动电压或电源电压ELVDD而变化。
可以通过网格结构的布线将施加到显示面板210的电源电压ELVDD提供给像素PX，并且电压下降可能是由从电源PSU到每个像素PX的布线的电阻引起的。电源PSU的位置不限于图9所示的位置，并且可以多种地确定电源的位置。
可以通过单向布线将电源电压ELVDD提供给显示面板210，并且然后通过显示面板210内部的网格网络(meshed grid)结构将电源电压ELVDD提供给每个位置(x,y)的每个像素PX。由于单向布线而引起的电压下降可以称为全局电压下降，其引起如图4B中的CC21中所示的亮度偏差。由于网格网络结构而引起的电压下降可以被称为局部电压下降，其引起如图4A中的CC11和CC12中所示的亮度偏差。
图10是示出在图3的亮度补偿电路中包括的局部补偿电路的示例实施例的框图，图11A是示出像素位置与最大局部补偿值之间的关系的图，以及图11B是示出全局电流值与比例系数之间的关系的图。
参考图10，局部补偿电路(LIRD)160可以包括系数生成器(COE)161、位置跟踪器(POS)162、最大局部补偿值生成器(MLD)163和乘法器164。
位置跟踪器(POS)162可以证明与输入像素值I(x,y)相对应的像素位置(x,y)。可以根据图2B中的将像素连接到数据驱动器230的数据线和图2B中的将像素连接到扫描驱动器240的扫描线来确定像素位置(x,y)。
系数生成器(COE)161可以生成与全局电流值Avg相对应的比例系数LEC。例如，系数生成器161可以使用在存储器(MEM)300中存储的系数表LECT来提供比例系数LEC。
最大局部补偿值生成器(MLD)163可以生成与像素的位置(x,y)相对应的最大局部补偿值MLIC(x,y)。例如，最大局部补偿值生成器163可以使用在存储器300中存储的局部亮度偏差表LLDT来生成最大局部补偿值MLIC(x,y)。
乘法器164可以提供最大局部补偿值MLIC(x,y)和比例系数LEC的相乘值，来作为局部补偿值LIC(x,y)。
在图11A中，水平轴表示像素位置(x,y)并且垂直轴表示最大局部补偿值MLIC(x,y)。参考图11A，局部亮度偏差表LLDT中的最大局部补偿值MLIC(x,y)可以通过相对于诸如显示面板的公共电压的参考值的正值表示。尽管未示出，局部亮度偏差表LLDT中的最大局部补偿值MLIC(x,y)也可以通过负值表示。图11A示出了连续的最大局部补偿值MLIC(x,y)，但是在一些实施例中，局部亮度偏差表LLDT可以包括用于一些像素的采样离散值，以减小存储器(MEM)300的大小。局部亮度偏差表LLDT可以具有各种形式的分布，并且图11A示出了一个示例，其中，最大局部补偿值MLIC(x,y)随着像素位置(x,y)接近显示面板的中央部分而增加。
在图11B中，水平轴表示全局电流值Avg并且垂直轴表示比例系数LEC。图11B的曲线H1、H2和H3表示与具有不同操作特性的显示面板相对应的系数表LECT的示例。依赖于诸如薄膜晶体管的显示面板的特性、显示面板的发光效率等，显示面板可以具有系数表LECT的各种曲线。另外，曲线可以根据像素颜色而不同。
示例实施例不限于图10、图11A和图11B的示例，可以执行各种对局部电压下降的补偿。
图12A至图13B是示出根据示例实施例的电压下降的补偿的图。
关于各种输入图像BLK和IMG1～IMG6，图12A和图13A示出了未应用根据示例实施例的方法时的结果，而图12B和图13B示出了应用根据示例实施例的方法时的结果。
在图12A和图12B中，水平轴表示输入像素值并且垂直轴表示伽马值。通过表达式7来表示图12A和12B中使用的估计度量。
表达式7
伽马值＝log((L(p)–L(0))/(L(255)-L(0))/Log(p/255)
在表达式7中，p表示输入像素值，L(p)表示与输入像素值p相对应的亮度，以及255是当像素值的位数为8时的最大像素值。
与图12A的情况相比，图12B的情况示出了伽马值的偏差减小并且收敛到值2.2。
通过表达式8来表示图13A和13B中使用的估计度量。
表达式8
亮度比率Y(％)＝100x(测量的L./目标L.)
与图13A的情况相比，图13B的情况示出了测量的亮度(L)相对于目标亮度的比率Y收敛到100％，并且因此，可以增强亮度均匀性。
这样，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过除了由于显示面板的电压下降的亮度偏差之外，还反映伽马畸变地补偿输入像素值来显著地增强亮度均匀性。
用于将数据电压提供给显示面板的模拟伽马模块被转换为具有常数伽马值而同时未补偿电压下降，并且因此，在补偿电压下降之后伽马值会失真。为了解决该问题，示例实施例可以执行如表达式6和表达式6-1所表示的伽马补偿函数。伽马补偿值GC(I(x,y))＝GC(P)可以通过表达式9确定。
表达式9
GC(P)＝GC(I(x,y))
＝(Pmax+LIC(Ipmax,xc,yc)-LICmax)*(P/Pmax)-(P+LIC(Ip,xc,yc)+GIC(P))
在表达式9中，(x,y)表示像素的坐标，P＝I(x,y)表示与像素相对应的输入像素值，GC(P)表示当输入像素值为P时的伽马补偿值，Pmax表示最大像素值，Ip表示所有像素值为P的输入图像，Ipmax表示所有像素值为Pmax的输入图像，LIC(Ip,xc,yc)表示输入Ip时在指示显示面板的中心位置(xc,yc)处的局部补偿值，LIC(Ipmax,xc,yc)表示输入Ipmax时在(xc,yc)处的局部补偿值，以及LICmax表示输入Ipmax时局部补偿值的最大值。
表达式9中的第一项(Pmax+LIC(Ipmax,xc,yc)-LICmax)*(P/Pmax)对应于目标伽马补偿值，并且表达式9中的第二项(P+LIC(Ip,xc,yc)+GIC(P))对应于未应用伽马补偿时的全局补偿和局部补偿的结果。因此，伽马补偿值GC(P)可以对应于使用第一项变换第二项的结果。第一项表示最大局部电压下降发生时的补偿值。换句话说，第一项表示在显示面板的中心位置处能够达到最大亮度的补偿值。这样，最终的补偿后的像素值可以以输入像素值满足线性度(linearity)，同时使用第一项来补偿局部电压下降。
根据示例实施例，可以提供伽马补偿表以采用硬件来实施伽马补偿函数，并且可以如表达式10那样确定伽马补偿值。
表达式10
GC(P)＝GC(I(x,y))＝LICmax*Wgc_dbv*Intp{GCT(P)}
在表达式10中，GCT表示伽马补偿表，Wgc_dbv指示权重参数。权重参数Wgc_dbv可以依赖于亮度设置值DBV而变化。例如，可以实验地确定权重参数Wgc_dbv。
图14A至图15B是示出根据示例实施例的伽马补偿的图。
图14A表示根据表达式9计算的伽马补偿值GC(P)，并且图14B表示与表达式10相对应的插值运算。
使用图14A的伽马补偿值GC(P)，可以提供包括与多个像素相对应的多个伽马补偿值的伽马补偿表GCT。伽马补偿表GCT可以存储在存储器(MEM)300中，如参考图5B和图5C所描述地，并且图3中的伽马补偿电路(GMCC)140可以使用存储的伽马补偿表GCT来生成伽马补偿值GC(P)。
考虑到存储器(MEM)300的大小，伽马补偿表GCT可以包括多个像素的一部分的伽马补偿值。在这种情况下，伽马补偿电路(GMCC)140可以从伽马补偿表中提取与输入像素值相邻的参考伽马补偿值，并且通过关于参考伽马补偿值执行插值运算来生成与输入像素值相对应的伽马补偿值。
图15A和图15B示出了伽马补偿效应。
在图15A中，水平轴表示8位的输入像素值并且垂直轴表示转换为11位的输出像素值。在图15B中，水平轴表示8位的输入像素值并且垂直轴表示将O/Omax除以I/Imax的比率。在此，O表示输出像素值，Omax表示最大输出像素值，I表示输入像素值以及Imax表示最大输入像素值。
在图15A和图15B中，曲线11和13表示仅补偿电压下降时的结果，并且曲线12和14表示补偿电压下降和伽马畸变两者时的结果。
可以通过如图15A中的伽马补偿将曲线11增强为曲线12，并且如图15B中那样，输入和输出可以是均匀的。
这样，可以通过除了由于显示面板的电压下降的亮度偏差之外，还反映伽马畸变地补偿输入像素值来显著地增强亮度均匀性。
图16是示出根据示例实施例的移动设备的框图。
参考图16，移动设备700包括片上系统(“SoC”)710和多个功能模块740、750、760和770。移动设备700可以进一步包括存储器设备720、存储设备730和电力管理设备780。
SoC 710控制移动设备700的整体操作。在示例实施例中，例如，SoC 710控制存储器设备720、存储设备730和多个功能模块740、750、760和770。SoC 710可以是移动设备700中包括的应用处理器(“AP”)。
SoC 710可以包括CPU 712和电力管理系统PM系统714。存储器设备720和存储设备730可以存储用于移动设备700的操作的数据。在示例性实施例中，存储器设备720可以包括易失性存储设备，诸如动态随机存取存储器(“DRAM”)、静态随机存取存储器(“SRAM”)、移动DRAM等。在示例性实施例中，存储设备730可以包括非易失性存储器设备，诸如可擦除可编程只读存储器(“EPROM”)、电EPROM(“EEPROM”)、闪速存储器、相变随机存取存储器(“PRAM”)、电阻随机存取存储器(“RRAM”)、纳米浮栅存储器(“NFGM”)、聚合物随机存取存储器(“PoRAM”)、磁随机存取存储器(“MRAM”)、铁电随机存取存储器(FRAM)等。在示例性实施例中，存储设备730可以进一步包括固态驱动器(“SSD”)、硬盘驱动器(“HDD”)、CD-ROM等。
功能模块740、750、760和770执行移动设备700的各种功能。在示例性实施例中，移动设备700可以包括，例如，执行通信功能的通信模块740(例如，码分多址(“CDMA”)模块、长期演进(“LTE”)模块、射频(RF)模块、超宽带(“UWB”)模块、无线局域网(WLAN)模块、微波访问的全球互操作性(“WIMAX”)模块等)、执行相机功能的相机模块750、执行显示功能的显示模块760、执行触摸感测功能的触摸面板模块770等。在示例性实施例中，例如，移动设备700还可以包括全球定位系统(“GPS”)模块、麦克风(“MIC”)模块、扬声器模块、陀螺仪模块等。然而，移动设备700中的功能模块740、750、760和770不限于此。
电力管理设备780可以向SoC 710、存储器设备720、存储设备730以及功能模块740、750、760和770提供操作电压。
根据示例实施例，显示模块760包括亮度补偿电路762，其可以是如上所述的亮度补偿电路100。
这样，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过除了由于显示面板的电压下降的亮度偏差之外，还反映伽马畸变地补偿输入像素值，来显著地增强亮度均匀性。另外，根据示例实施例的电致发光显示设备和补偿亮度的方法可以通过经由比基于电流和/或电压的测量和控制的模拟方案更好的基于输入像素值的数字方案来补偿亮度偏差和伽马畸变，而增强亮度均匀性。
本发明构思可以应用于需要亮度均匀性的电致发光显示设备以及包括电致发光显示设备的任何设备和系统。例如，本发明构思可以应用于下述系统，诸如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字相机、摄录机、个人计算机(PC)、服务器计算机、工作站、膝上型计算机、数字电视、机顶盒、便携式游戏机、导航系统、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、万物互联(IoE)设备、电子书、虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备等。
前述是说明示例实施例，并且不解释为对其的限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，在实质上不脱离本发明构思的情况下，能够在示例实施例中进行许多修改。

Claims (20)

1.一种在包括显示面板的电致发光显示设备中补偿亮度的方法，所述显示面板包括多个像素，所述方法包括：
基于与所述多个像素相对应的多个输入像素值生成全局电流值，所述全局电流值指示流动通过所述显示面板的全局电流；
关于所述多个输入像素值中的每个，基于输入像素值和所述全局电流值生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值；
基于所述输入像素值生成指示伽马畸变的伽马补偿值，所述伽马畸变是通过补偿所述输入像素值而引起的；以及
基于所述输入像素值、所述全局补偿值和所述伽马补偿值生成补偿后的像素值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述全局电流值包括：
基于所述多个输入像素值与所述多个像素的颜色的电流比率的各个相乘值之和，来提供全局电流值。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对所述全局电流值归一化，使得所述全局电流值的最大值对应于所述多个输入像素值中的最大像素值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述全局补偿值包括：
提供亮度函数，所述亮度函数指示与多个像素值中的每个和多个全局电流值中的每个的组合相对应的亮度值；
生成与输入像素值相对应的目标亮度值；以及
使用亮度函数的反函数，生成与所述目标亮度值和所述全局电流值的组合相对应的全局补偿值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，分别地通过以下表达式来确定所述全局补偿值和所述目标亮度值：
GIC(I(x,y))＝f-1(Lt(x,y),Avg)-I(x,y)
Lt(x,y)＝Lmax*{I(x,y)/Imax}G
其中，(x,y)表示像素的坐标，GIC(I(x,y))表示与像素相对应的全局补偿值，f-1表示亮度函数的反函数，Lt(x,y)表示与像素相对应的目标亮度值，Avg表示全局电流值，I(x,y)表示与像素相对应的输入像素值，Lmax表示最大亮度值，Imax表示最大输入像素值，并且G表示伽马值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述全局补偿值包括：
提供全局亮度偏差表，所述全局亮度偏差表包括与多个像素值和多个全局电流值的不同组合相对应的多个全局补偿值；以及
使用所述全局亮度偏差表生成所述全局补偿值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，使用所述全局亮度偏差表生成所述全局补偿值包括：
从所述全局亮度偏差表中提取与所述输入像素值和所述全局电流值相邻的参考全局补偿值；以及
通过关于所述参考全局补偿值执行插值运算，生成与所述输入像素值和所述全局电流值的组合相对应的全局补偿值。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述全局亮度偏差表中，所述全局补偿值随着所述像素值增大而减小，并且所述全局补偿值随着所述全局电流值增大而增大。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述输入像素值和所述全局电流值，生成指示根据与所述输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述局部补偿值包括：
生成与所述全局电流值相对应的比例系数；
生成与所述像素的位置相对应的最大局部补偿值；以及
提供所述最大局部补偿值和所述比例系数的相乘值作为局部补偿值。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述补偿后的像素值包括：
提供所述输入像素值、所述全局补偿值、所述局部补偿值和所述伽马补偿值之和作为所述补偿后的像素值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述伽马补偿值由以下等式确定：
GC(P)＝GC(I(x,y))
＝(Pmax+LIC(Ipmax,xc,yc)-LICmax)*(P/Pmax)-(P+LIC(Ip,xc,yc)+GIC(P))
其中，(x,y)表示像素的坐标，P＝I(x,y)表示与像素相对应的输入像素值，GC(P)表示当输入像素值为P时的伽马补偿值，Pmax表示最大像素值，Ip表示所有像素值为P的输入图像，Ipmax表示所有像素值为Pmax的输入图像，LIC(Ip,xc,yc)表示输入Ip时在指示显示面板的中心位置(xc,yc)处的局部补偿值，LIC(Ipmax,xc,yc)表示输入Ipmax时在(xc,yc)处的局部补偿值，并且LICmax表示输入Ipmax时局部补偿值的最大值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述伽马补偿值包括：
提供包括与多个像素值相对应的多个伽马补偿值的伽马补偿表；以及
使用所述伽马补偿表生成所述伽马补偿值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，使用所述伽马补偿表生成所述伽马补偿值包括：
从伽马补偿表中提取与所述输入像素值相邻的参考伽马补偿值；以及
通过关于参考伽马补偿值执行插值运算，生成与所述输入像素值相对应的所述伽马补偿值。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述输入像素值、所述全局补偿值和所述伽马补偿值之和作为所述补偿后的像素值。
16.根据权利要求1所述的方法，还包括根据补偿后的像素值补偿亮度。
17.一种生成补偿后的像素值的方法，所述补偿后的像素值用于在包括显示面板的电致发光显示设备中补偿亮度，所述显示面板包括多个像素，所述方法包括：
基于与所述多个像素相对应的多个输入像素值生成全局电流值，所述全局电流值指示流动通过所述显示面板的全局电流；
提供包括多个全局补偿值的全局亮度偏差表，所述多个全局补偿值与多个像素值和多个全局电流值的不同组合相对应；
关于所述多个输入像素值中的每个，使用所述全局亮度偏差表生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值；
基于输入像素值生成指示伽马畸变的伽马补偿值，所述伽马畸变是通过补偿所述输入像素值而引起的；
基于所述输入像素值和所述全局电流值，生成指示根据与所述输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值；以及
生成与所述输入像素值、所述全局补偿值、所述局部补偿值和所述伽马补偿值之和相对应的补偿后的像素值。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，使用所述全局亮度偏差表生成所述全局补偿值包括：
从所述全局亮度偏差表中提取与所述输入像素值和所述全局电流值相邻的参考全局补偿值；以及
通过关于所述参考全局补偿值执行插值运算，生成与所述输入像素值和所述全局电流值的组合相对应的全局补偿值。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，生成所述伽马补偿值包括：
提供包括与多个像素值相对应的多个伽马补偿值的伽马补偿表；以及
使用所述伽马补偿表生成所述伽马补偿值。
20.一种电致发光显示设备，包括：
显示面板，包括多个像素；以及
亮度补偿电路，配置为：基于与所述多个像素相对应的多个输入像素值，生成全局电流值，所述全局电流值指示流动通过所述显示面板的全局电流，关于所述多个输入像素值中的每个生成指示根据全局电流的全局亮度偏差的全局补偿值，生成指示根据与输入像素值相对应的像素的位置的局部亮度偏差的局部补偿值，以及生成指示通过补偿所述输入像素值引起的伽马畸变的伽马补偿值，并且配置为基于所述输入像素值、所述全局补偿值、所述局部补偿值和所述伽马补偿值生成补偿后的像素值。
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