JP2008015515A - 有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】有機発光ダイオード素子の寿命低下を防止し、低輝度範囲で映像のユニフォーミティが低下されることを防止する。
【解決手段】一画面の入力映像のデジタルデータを分析し一画面に示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する段階；分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように入力映像のデジタルデータを変調する段階；階調範囲別累積密度分布の分析結果、高階調範囲より低く、予め設定された特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、入力映像のガンマカーブ中、特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように入力映像のデジタルデータを変調する段階；及び高階調及び特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して有機発光ダイオード表示パネルに示す段階を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法に関し、特に、映像属性に対応してデータを変更して有機発光ダイオード素子の寿命低下を防止すると共に、画質を向上させることのできる有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法に関する。
最近、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重量及び体積を減少できる各種の平板表示装置が開発されている。このような平板表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）及び電界発光素子（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）等がある。
ＰＤＰは、構造と製造工程とが単純であるため、軽薄短小であると共に、大画面化に最も有利である表示装置として注目を浴びているが、発光効率と輝度が低く、消費電力が大きいという問題点がある。また、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、「ＴＦＴ」という）を使用するアクティブマトリクスＬＣＤは最も多用されている平板表示装置であるが、非発光素子であるため、別途のバックライトを必要とし、応答速度が遅いという問題点がある。
反面、電界発光素子は、発光層の材料によって無機発光ダイオード表示装置と有機発光ダイオード表示装置とに大別され、自発光する自発光装置として、応答速度が速く、発光効率、輝度及び視野角が大きいという利点がある。特に、有機発光ダイオード表示装置は、数十ボルトの低い直流電圧で駆動されると共に、速い応答速度を有し、高輝度が得られ、Ｒ、Ｇ、Ｂの多様な色を発光することができるため、次世代平板ディスプレイ装置に適している。
このような有機発光ダイオード表示装置は、画素毎に図１に示す有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤを有する。有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤは、陽極１００と陰極７０との間に電圧が印加されると、陰極７０から発生された電子は、電子注入層７８ａ及び電子輸送層７８ｂを通じて有機発光層７８ｃの方に移動する。また、陽極１００から発生された正孔は、正孔注入層７８ｅ及び正孔輸送層７８ｄを通じて有機発光層７８ｃの方に移動する。従って、有機発光層７８ｃでは、電子輸送層７８ｂと正孔輸送層７８ｄから供給された電子と正孔が衝突して再結合することによって光が発生し、この光は、陽極１００を通じて外部に放出されて画像が表示される。
図２は、従来の有機発光ダイオード表示装置を概略的に示すブロック図である。図２を参照すると、従来の有機発光ダイオード表示装置は、ゲートラインＧＬとデータラインＤＬの交差により定義された領域にそれぞれ配列された画素２８を備えるＯＬＥＤパネル２０と、ＯＬＥＤパネル２０のゲートラインＧＬを駆動するゲート駆動回路２２と、ＯＬＥＤパネル２０のデータラインＤＬを駆動するデータ駆動回路２４と、データ駆動回路２４に複数のガンマ電圧を供給するガンマ電圧生成部２６、データ駆動回路２４及びゲート駆動回路２２を制御するためのタイミング制御部２７を備える。
ＯＬＥＤパネル２０には画素２８がマトリクス状に配置される。そして、ＯＬＥＤパネル２０には、高電位電圧源ＶＤＤから高電位電圧の供給を受ける供給パッド１０と、基底電圧源ＧＮＤから基底電圧の供給を受ける基底パッド１２とが設けられる。高電位電圧及び基底電圧はそれぞれの画素２８に供給される。
ゲート駆動回路２２は、ゲートラインＧＬにゲート信号を供給してゲートラインＧＬを順次駆動する。
ガンマ電圧生成部２６は、データ駆動回路２４に複数のアナログガンマ電圧を供給する。ここで、ガンマ電圧生成部２６は、ＯＬＥＤパネル２０の特性に対応して、所定の傾きを有する正極性ガンマ電圧及び負極性ガンマ電圧を生成する。
タイミング制御部２７は、複数の同期信号を用いてデータ駆動回路２４を制御するためのデータ制御信号及びゲート駆動回路２２を制御するためのゲート制御信号を生成する。タイミング制御部２７から生成されたデータ制御信号は、データ駆動回路２４に供給されてデータ駆動回路２４を制御する。タイミング制御部２７から生成されたゲート制御信号は、ゲート駆動回路２２に供給されてゲート駆動回路２２を制御する。さらに、タイミング制御部２７は、スケーラから供給されるデジタルデータをＯＬＥＤパネル２０の解像度に合わせて再配置してデータ駆動回路２４に供給する。
画素２８のそれぞれは、ゲートラインＧＬにゲート信号が供給される場合、データラインＤＬからのデータ信号の供給を受けて、そのデータ信号に相応する光を発生する。このために、画素２８のそれぞれは、図３に示すように、基底電圧源ＧＮＤに陰極が接続された有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤと、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ及び高電位電圧源ＶＤＤに接続されて、有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの陽極に接続され、その有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤを駆動するためのセル駆動回路３０を備える。セル駆動回路３０は、スイッチングＴＦＴＴ１、駆動ＴＦＴＴ２及びキャパシタＣを備える。
スイッチングＴＦＴＴ１は、ゲートラインＧＬにゲート信号が供給されるとターンオンされて、データラインＤＬに供給されたデータ信号をノードＮに供給する。ノードＮに供給されたデータ信号はキャパシタＣに充電されると共に、駆動ＴＦＴＴ２のゲート端子に供給される。駆動ＴＦＴＴ２は、ゲート端子に供給されるデータ信号に応じて、高電位電圧源ＶＤＤから有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤに供給される電流量Ｉを制御することによって、有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの発光量を調節する。そして、スイッチングＴＦＴＴ１がターンオフされてもキャパシタＣでデータ信号が放電されるため、駆動ＴＦＴＴ２は次のフレームのデータ信号が供給される際まで高電位電圧源ＶＤＤからの電流Ｉを有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤに供給して、有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの発光を保持させる。ここで、実際のセル駆動回路３０は、前述の構造の外、様々な構造に設定されることができる。
データ駆動回路２４は、タイミング制御部２７からのデータ制御信号に応じて自身に供給されるデータ（ｄａｔａ）を階調値に対応するアナログガンマ電圧（データ信号）に変換し、そのデータ信号をデータラインＤＬに供給する。ここで、データ駆動回路２４は、ガンマ電圧生成部２６から供給される複数のアナログガンマ電圧の中、データに対応するいずれか一つのアナログガンマ電圧を用いてデータ信号を生成する。さらに詳細に説明すると、データ駆動回路２４は、データ（ｄａｔａ）の階調（Ｇｒａｙ Ｌｅｖｅｌ）に対応して、ガンマ電圧生成部２６から供給されるアナログガンマ電圧の中のいずれか一つの電圧値を選択し、選択された電圧信号をデータ信号としてデータラインＤＬに供給する。すると、ＯＬＥＤパネル２０でデータ階調に対応する輝度の映像が表示される。
ところで、有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤには、常に順方向の電流、即ち、陽極から陰極に流れる電流が印加されるため、図１において、有機発光層７８ｃの劣化現象は駆動時間が増加するほど印加電流によるストレスによって加重される。有機発光層７８ｃの劣化現象が加重されると、有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの寿命は短縮される。特に、表示映像の輝度が有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤに印加される電流の量に比例するため、高階調範囲に属するデータが支配的である高輝度映像でこのような問題点はさらに目立つようになる。
一方、従来の有機発光ダイオード表示装置において、スイッチングＴＦＴＴ１、駆動ＴＦＴＴ２は、優れた電界効果移動度（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）のため、ポリシリコンｐ−Ｓｉを含む半導体層を有する。このポリシリコン薄膜トランジスタは、非晶質シリコンａ−Ｓｉを用いるレーザアニーリングを通じて低温結晶化する方法（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ Ｓｉ：ＬＴＰＳ）によって製造される。ＬＴＰＳによる場合、生産費が節減されるという利点はあるが、これによって、表示映像にはレーザスキャンによるｔｉｔの跡（むら）が表れる。さらに、このようなむらは、低階調範囲に属するデータが支配的である低輝度映像でさらに視認されるため、従来の有機発光ダイオード表示装置は、低輝度範囲で映像のユニフォーミティ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下される問題がある。
従って、本発明の目的は、高階調範囲に属するデータが支配的である高輝度映像で、入力デジタルデータを変調して映像の輝度を低めることによって、有機発光ダイオード素子の寿命低下を防止できるようにする有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、低階調範囲に属するデータが支配的である低輝度映像で、入力デジタルデータを変調して映像の輝度を高めることによって、低輝度範囲で映像のユニフォーミティ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下されることを防止できるようにする有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
前記目的の達成のため、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置の駆動方法は、一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する段階；前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように前記入力映像のデジタルデータを変調する段階；前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、前記高階調範囲より低く、予め設定された特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように前記入力映像のデジタルデータを変調する段階；及び前記高階調及び特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して有機発光ダイオード表示パネルに示す段階を含む。
本発明に係る有機発光ダイオード表示装置は、有機発光ダイオード表示パネル;一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する映像分析部；前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように前記入力映像のデジタルデータを変調し、前記高階調範囲より低く、予め設定された特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように前記入力映像のデジタルデータを変調するデータ変調部；及び前記高階調及び特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記有機発光ダイオード表示パネルに示す駆動部を備える。
前述のように、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法は、高階調範囲に属するデータが支配的である高輝度映像で、入力デジタルデータを変調して映像の輝度を低めることによって有機発光ダイオード素子の寿命低下を防止することができる。
さらに、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法は、低階調範囲に属するデータが支配的である低輝度映像で、入力デジタルデータを変調して映像の輝度を高めることによって、低輝度範囲で映像のユニフォーミティ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下されることを防止することができる。
以下、図４〜図１１を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図４は、本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置を示すブロック図である。
図４を参照すると、本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、ゲートラインＧＬとデータラインＤＬとの交差により定義された領域にそれぞれ配列された画素１２８を備えるＯＬＥＤパネル１２０と、ＯＬＥＤパネル１２０のゲートラインＧＬを駆動するゲート駆動回路１２２と、ＯＬＥＤパネル１２０のデータラインＤＬを駆動するデータ駆動回路１２４と、データ駆動回路１２４に複数のガンマ電圧を供給するガンマ電圧生成部１２６と、一画面の入力映像のデジタルデータに対して所定の階調範囲別累積密度分布を分析し、その分析結果に基づいて所定の階調範囲内のガンマカーブの傾きが変わるように入力映像のデジタルデータを変調するデータ変調回路１２５と、変調されたデジタルデータをデータ駆動回路１２４に供給すると共に、データ駆動回路１２４及びゲート駆動回路１２２を制御するタイミング制御部１２７とを備える。
ＯＬＥＤパネル１２０には画素１２８がマトリクス状に配置される。そして、ＯＬＥＤパネル１２０には、高電位電圧源ＶＤＤから高電位電圧の供給を受ける供給パッド１１０と、基底電圧源ＧＮＤから基底電圧の供給を受ける基底パッド１１２が設けられる。供給パッド１１０に供給された高電位電圧及び基底パッド１１２に供給された基底電圧は、それぞれの画素１２８に供給される。
ゲート駆動回路１２２は、タイミング制御部１２７からのゲート制御信号ＧＤＣに応じてスキャン信号を順次発生するシフトレジスト、スキャン信号のスイング幅を画素１２８の駆動に適するレベルにシフトさせるためのレベルシフト及び出力バッファ等から構成される。このゲート駆動回路１２２は、スキャン信号をゲートラインＧＬに供給することによって、そのゲートラインＧＬに接続したスイッチングＴＦＴをターンオンさせて、アナログガンマ電圧が供給される１水平ラインの画素１２８を選択する。
データ駆動回路１２４は、シフトレジスタ、タイミング制御部１２７からの変調されたデジタルビデオデータＲ’Ｇ’Ｂ’を一時貯蔵するためのレジスタ、シフトレジスタからのクロック信号に応じてデータを１ライン分ずつ貯蔵し、貯蔵された１ライン分のデータを同時に出力するためのラッチ、ラッチからのデジタルデータ値に対応してアナログ正極性/負極性ガンマ電圧を選択するためのデジタル/アナログ変換器、正極性/負極性ガンマ電圧が供給されるデータラインＤＬを選択するためのアルチプレクサ及びマルチプレクサとデータラインＤＬとの間に接続された出力バッファ等から構成される。このデータ駆動回路１２４は、変調されたデジタルビデオデータＲ’Ｇ’Ｂ’の入力を受けて、そのデータＲ’Ｇ’Ｂ’をタイミング制御部１２７の制御下でスキャン信号に同期されるようにＯＬＥＤパネル１２０のデータラインＤＬに供給する。すると、ＯＬＥＤパネル１２０からは変調されたデータの階調に対応する輝度の映像が表示される。
ガンマ電圧生成部１２６は、データ駆動回路１２４に複数のアナログガンマ電圧を供給する。ここで、ガンマ電圧生成部１２６は、ＯＬＥＤパネル１２０の特性に対応して所定の傾きを有する正極性ガンマ電圧及び負極性ガンマ電圧を生成する。
データ変調回路１２５は、画面毎にヒストグラム、即ち、所定の階調範囲別ピクセルの累積密度分布を分析し、その分析結果に基づいて所定の階調範囲内のガンマカーブの傾きが変わるように入力映像のデジタルデータを変調する。ここで、入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きによって決定される。これを基準として、データ変調回路１２５は、ヒストグラムを分析して入力映像のデータが予め設定された高階調範囲内で支配的に表れる場合には、その高階調範囲のガンマカーブの傾きが基準傾きより低くなるように入力映像のデジタルデータを変調する。このデータ変調回路１２５を用いて、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置は、高輝度映像での輝度を一定部分低くすることによって、有機発光ダイオード素子の寿命低下を防止することができる。
さらに、データ変調回路１２５は、ヒストグラムを分析して入力映像のデータが予め設定された特定階調（低階調）範囲内で支配的に表れる場合には、その特定階調範囲のガンマカーブの傾きが基準傾きより高くなるように入力映像のデジタルデータを変調する。このデータ変調回路１２５を用いて、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置は、低輝度映像での輝度を一定部分高くすることによって、低輝度範囲で映像のユニフォーミティ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下されることを防止することができる。一方、データ変調回路１２５は、ヒストグラムを分析して入力映像のデータが予め設定された高階調範囲及び特定階調範囲内で支配的に表れない場合には、その高階調及び特定階調範囲のガンマカーブの傾きが基準傾きに固定されるように入力映像のデジタルデータを変調する。このようなデータ変調回路１２５は、タイミング制御部１２７に内蔵されることができる。
タイミング制御部１２７は、データ変調回路１２５から供給される変調されたデジタルビデオデータＲ’Ｇ’Ｂ’をＯＬＥＤパネル１２０の解像度に合わせて再配置し、データ駆動回路１２４に供給する。さらに、タイミング制御部１２７は、複数の同期信号を用いてデータ駆動回路１２４を制御するためのデータ制御信号及びゲート駆動回路１２２を制御するためのゲート制御信号を生成する。タイミング制御部１２７から生成されたデータ制御信号は、データ駆動回路１２４に供給されてデータ駆動回路１２４を制御する。タイミング制御部１２７から生成されたゲート制御信号は、ゲート駆動回路１２２に供給されてゲート駆動回路１２２を制御する。
図５は、データ変調回路を詳細に示す図面である。
図５を参照すると、データ変調回路１２５は、入力部２２０と、映像分析部２４０と、メモリ２６０と、データ変調部２８０とを備える。
入力部２２０は、外部からデジタルビデオデータＲＧＢ及び同期信号の入力を受ける。このような入力部２２０は、入力を受けたデジタルビデオデータＲＧＢを映像分析部２４０に供給する。
映像分析部２４０は、入力部２２０から供給されたデジタルビデオデータＲＧＢの映像属性を把握し、把握された映像属性に対応する制御信号をデータ変調部２８０に供給する。映像分析部２４０でデータの映像属性を把握するためには様々な方法が用いられる。即ち、映像分析部２４０は、一フレーム分のデータを複数の階調範囲に対応するように配置し、ヒストグラム（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）を生成することができる。
ここで、階調範囲はＯＬＥＤ特性によって多様に細分化されることができ、本発明の実施の形態では、説明の便宜上、図７に示すように、最低階調ｍｉｎ〜ａ、低階調ａ〜ｂ、中間階調ｂ〜ｃ、及び高階調ｃ〜ｍａｘに分けて説明する。例えば、図６に示すように、入力映像が高輝度の明るい映像である場合には、階調範囲別ピクセルの累積密度分布が、図７に示すように高階調ｃ〜ｍａｘ範囲で高く表れる。また、図９に示すように、入力映像が低輝度の暗い映像である場合には、階調範囲別ピクセルの累積密度分布が、図１０に示すように低階調ａ〜ｂ範囲で高く表れる。このような映像分析部２４０は、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲及び低階調ａ〜ｂ範囲に対するピクセルの累積密度が予め設定された基準値を超過すると、データ変調制御信号Ｃｄｍをデータ変調部２８０に供給する。基準値は実験によって定められることができる。
データ変調部２８０は、映像分析部２４０からのデータ変調制御信号Ｃｄｍに応じて、入力部２２０から供給されたデジタルビデオデータＲＧＢの階調値をメモリ２６０に貯蔵されたルックアップテーブルＬＵＴを用いて変調する。このルックアップテーブルＬＵＴには、第１階調値を有する入力データＲＧＢに対応して、第２階調値を有する出力データＲ’Ｇ’Ｂ’がマッピングされる。このような原理により、データ変調部２８０は、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲に対するピクセルの累積密度が予め設定された基準値を超過する場合、出力データＲ’Ｇ’Ｂ’の階調値が入力データＲＧＢの階調値よりさらに小さくなるように入力データＲＧＢを変調する。さらに、データ変調部２８０は、低階調ａ〜ｂ範囲に対するピクセルの累積密度が予め設定された基準値を超過する場合、出力データＲ’Ｇ’Ｂ’の階調値が入力データＲＧＢの階調値よりさらに大きくなるように入力データＲＧＢを変調する。
メモリ２６０は、映像分析部２４０からデータ変調部２８０にデータ変調制御信号Ｃｄｍが供給されると、所定の階調範囲、即ち、低階調ａ〜ｂ範囲及び高階調ｃ〜ｍａｘ範囲それぞれの入力データＲＧＢ階調値に対する出力データＲ’Ｇ’Ｂ’の階調値をデータ変調部２８０に供給する。このようなメモリ２６０には複数個のルックアップテーブルＬＵＴ１・・・・ＬＵＴｉが貯蔵される。従って、映像分析部２４０から制御信号の供給を受けたメモリ２６０は、制御信号に対応するルックアップテーブルＬＵＴ情報をデータ変調部２８０に供給するようになる。メモリ２６０に貯蔵されるルックアップテーブルＬＵＴは、多様な映像属性に対応して最適の画像及び有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの寿命低下を防止できるように実験的に決定される。
例えば、メモリ２６０には、暗い映像属性のデータに対応して、低階調ａ〜ｂ範囲で入力対出力比が向上されることのできるルックアップテーブルＬＵＴが貯蔵される。そして、メモリ２６０には、明るい映像属性のデータに対応して高階調ｃ〜ｍａｘ範囲で入力対出力比を低めて、有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの寿命低下を防止することのできるルックアップテーブルＬＵＴが貯蔵される。メモリ２６０は、タイミング制御部１２７の外部に設けられるか、またはタイミング制御部１２７の内部に設けられることができる。
図６は、入力映像が高輝度の明るい映像である場合の一例であり、図７は、図６に対する階調範囲別ピクセルの累積密度分布を示す図面であり、図８は、高階調入力データを変調して、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲での出力ガンマカーブの傾き変化を示すための図面である。
図６〜図８を参照して、本発明の実施の形態に係る高階調ｃ〜ｍａｘ範囲での入力映像のデジタルデータを変調する方法を説明すると下記のとおりである。まず、８ビットを有する入力データによって２５６階調の映像が表示されるＯＬＥＤパネルの解像度が１００×１００であり、ヒストグラムが四つの階調領域に分割されると仮定すると、一画面の総ピクセルデータ数は１００００である。このようなＯＬＥＤパネルに入力される映像の一フレームデータに対するヒストグラムの各階調領域当りの累積ピクセルデータ数を計算した結果が図７のグラフのとおりであると仮定する。
図６に示すように、入力映像が高輝度の明るい映像である場合には、階調範囲別ピクセルの累積密度分布が図７に示すように高階調ｃ〜ｍａｘ範囲で高く表れる。即ち、図７は、最低階調ｍｉｎ〜ａ領域に２００個のピクセルデータ、低階調ａ〜ｂ領域に３００個のピクセルデータ、中間階調ｂ〜ｃ領域に５００個のピクセルデータが存在するのに対して、高階調ｃ〜ｍａｘ領域に９０００個のピクセルデータが存在することを示す。従って、映像分析部２４０は、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲に対するピクセルの累積密度が予め設定された基準値Ｘ１を超過すると判断して、データ変調制御信号Ｃｄｍをデータ変調部２８０に供給する。ここで、基準値Ｘ１は、高階調ｃ〜ｍａｘ領域の累積ピクセル数がその外の領域ｍｉｎ〜ｃの累積ピクセル数の合計Ｙ１より所定値ｋ１だけさらに大きくなる際の値に定義することができる。ｋ１値は可変的な値であるため、基準値Ｘ１はＯＬＥＤパネルの特性によって複数個に設定することができる。
データ変調部２８０は、データ変調制御信号Ｃｄｍに応じて、図８に示すように、ピクセルデータ数が最も多い高階調ｃ〜ｍａｘ領域で有機発光ダイオード素子ＯＬＥＤの寿命低下を防止するように出力ガンマカーブの傾きを低めて階調表現範囲を狭くする。このような高階調ｃ〜ｍａｘ領域で、出力ガンマカーブの傾きは予め設定された最少臨界値Ａと基準値Ｂとの間で決定される。即ち、出力ガンマカーブの傾きは、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲に対するピクセルの累積密度が相対的に最も大きな値を有する場合には最少臨界値Ａに決定され、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲に対するピクセルの累積密度が相対的に最も小さな値を有する場合には基準値Ｂに決定される。このように、出力ガンマカーブの傾きが可変されるように、メモリ２６０には明るい映像属性のデータに対応して高階調ｃ〜ｍａｘ範囲で入力対出力比を低めることのできる複数のルックアップテーブルＬＵＴが貯蔵される。一方、この場合、高階調ｃ〜ｍａｘ範囲外の領域ｍｉｎ〜ｃの出力ガンマカーブのそれぞれは、予め設定された基準値に決定される。
図９は、入力映像が低輝度の暗い映像である場合の一例であり、図１０は、図９に対する階調範囲別ピクセルの累積密度分布を示す図面であり、図１１は、低階調入力データを変調して、低階調ａ〜ｂ範囲での出力ガンマカーブの傾き変化を示すための図面である。
図９〜図１１を参照して、本発明の実施の形態に係る低階調ａ〜ｂ範囲での入力映像のデジタルデータを変調する方法を説明すると下記のとおりである。まず、８ビットを有する入力データによって２５６階調の映像が示されるＯＬＥＤパネルの解像度が１００×１００であり、ヒストグラムが四つの階調領域に分割されると仮定すると、一画面の総ピクセルデータ数は１００００である。このようなＯＬＥＤパネルに入力される映像の一フレームデータに対するヒストグラムの各階調領域当り累積ピクセルデータ数を計算した結果が図１０のグラフのとおりであると仮定する。
図９に示すように、入力映像が低輝度の暗い映像である場合には、階調範囲別ピクセルの累積密度分布が図１０に示すように低階調ａ〜ｂ範囲で高く表れる。即ち、図１０は、最低階調ｍｉｎ〜ａ領域に１５００個のピクセルデータ、中間階調ｂ〜ｃ領域に１５００個のピクセルデータ、高階調ｃ〜ｍａｘ領域に２００個のピクセルデータが存在するに対して、低階調ａ〜ｂ領域には６８００個のピクセルデータが存在することを示す。従って、映像分析部２４０は、低階調ａ〜ｂ範囲に対するピクセルの累積密度が予め設定された基準値Ｘ２を超過すると判断して、データ変調制御信号Ｃｄｍをデータ変調部２８０に供給する。ここで、基準値Ｘ２は、低階調ａ〜ｂ領域の累積ピクセル数がその外の領域ｍｉｎ〜ａ、ｂ〜ｍａｘの累積ピクセル数の合計Ｙ２より所定値ｋ２だけさらに大きくなる際の値に定義されることができる。ｋ２値は可変的な値であるため、基準値Ｘ２はＯＬＥＤパネルの特性によって複数個に設定されることができる。
データ変調部２８０は、データ変調制御信号Ｃｄｍに応じて、図１０に示すように、ピクセルデータ数が最も多い低階調ａ〜ｂ領域で入力デジタルデータを変調して出力ガンマカーブの傾きを高めることによって、低輝度範囲で映像のユニフォーミティ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下されることを防止する。このような低階調ａ〜ｂ領域で、出力ガンマカーブの傾きは予め設定された最大臨界値Ｃと基準値Ｄとの間で決定される。即ち、出力ガンマカーブの傾きは、低階調ａ〜ｂ範囲に対するピクセルの累積密度が相対的に最も大きな値を有する場合には最大臨界値Ｃに決定され、高階調ａ〜ｂ範囲に対するピクセルの累積密度が相対的に最も小さな値を有する場合には基準値Ｄに決定される。このように、出力ガンマカーブの傾きが可変されるように、メモリ２６０には暗い映像属性のデータに対応して低階調ａ〜ｂ範囲で入力対出力比を高めることのできる複数のルックアップテーブルＬＵＴが貯蔵される。一方、この場合、低階調ａ〜ｂ範囲外の領域ｍｉｎ〜ａ、ｂ〜ｍａｘの出力ガンマカーブのそれぞれは、予め設定された基準値に決定される。
前述のように、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法は、高階調範囲に属するデータが支配的である高輝度映像で、入力デジタルデータを変調して映像の輝度を低めることによって有機発光ダイオード素子の寿命低下を防止することができる。
さらに、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置及びその駆動方法は、低階調範囲に属するデータが支配的である低輝度映像で、入力デジタルデータを変調して映像の輝度を高めることによって、低輝度範囲で映像のユニフォーミティ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が低下されることを防止することができる。
以上、説明した内容を通じて、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で種々なる変更および修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により定めなければならない。
従来の有機発光ダイオード表示装置の発光原理を説明するためのダイヤグラムを示す図面である。 従来の有機発光ダイオード表示装置を概略的に示すブロック図である。 図２に示す画素を詳細に示す回路図である。 本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置を示すブロック図である。 図４のデータ変調回路を詳細に示す構成図である。 入力映像が高輝度の明るい映像である場合の一例を示す図面である。 図６に対する階調範囲別ピクセルの累積密度分布を示す図面である。 高階調入力データを変調して、高階調範囲での出力ガンマカーブの傾きの変化を示す図面である。 入力映像が低輝度の暗い映像である場合の一例を示す図面である。 図９に対する階調範囲別ピクセルの累積密度分布を示す図面である。 低階調入力データを変調して、低階調範囲での出力ガンマカーブの傾きの変化を示す図面である。
符号の説明
１２０：ＯＬＥＤパネル １２２：ゲート駆動回路
１２４：データ駆動回路 １２６：ガンマ電圧生成部
１２５：データ変調回路 １２７：タイミング制御部
２２０：入力部 ２４０：映像分析部
２６０：メモリ ２８０：データ変調部

Claims (39)

  1. 一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に表示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する段階；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように前記入力映像のデジタルデータを変調する段階；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、前記高階調範囲より低く、予め設定された特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように前記入力映像のデジタルデータを変調する段階；
    前記高階調範囲及び特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して有機発光ダイオード表示パネルに表示する段階；
    を含むことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  2. 前記入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きに従って決定されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  3. 前記高階調範囲のガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより低い傾きに調整されることを特徴とする請求項２に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  4. 前記高階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  5. 前記データを変調する段階で、前記各階調範囲別ガンマカーブを連結し、前階調範囲のガンマカーブの終点と後階調範囲のガンマカーブの始点とを連結することを特徴とする請求項４に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  6. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより高い傾きに調整されることを特徴とする請求項２に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  7. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項６に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  8. 前記データを変調する段階で、前記各階調範囲別ガンマカーブを連結し、前階調範囲のガンマカーブの終点と後階調範囲のガンマカーブの始点とを連結することを特徴とする請求項７に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  9. 一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に表示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する段階；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように前記入力映像のデジタルデータを変調する段階；
    前記高階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して有機発光ダイオード表示パネルに表示する段階；
    を含むことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  10. 前記入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きに従って決定されることを特徴とする請求項９に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  11. 前記高階調範囲のガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより低い傾きに調整されることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  12. 前記高階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  13. 前記データを変調する段階で、前記各階調範囲別ガンマカーブを連結し、前階調範囲のガンマカーブの終点と後階調範囲のガンマカーブの始点とを連結することを特徴とする請求項１２に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  14. 一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に表示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する段階；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように前記入力映像のデジタルデータを変調する段階；
    前記特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して有機発光ダイオード表示パネルに表示する段階；
    を含むことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  15. 前記特定階調範囲は、予め設定された高階調範囲と低階調範囲との間で所定の区間に設定されることを特徴とする請求項１４に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  16. 前記入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きによって決定されることを特徴とする請求項１５に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  17. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより高い傾きに調整されることを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  18. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項１７に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  19. 前記データを変調する段階で、前記各階調範囲別ガンマカーブを連結し、前階調範囲のガンマカーブの終点と後階調範囲のガンマカーブの始点とを連結することを特徴とする請求項１８に記載の有機発光ダイオード表示装置の駆動方法。
  20. 有機発光ダイオード表示パネル;
    一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に表示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する映像分析部；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように前記入力映像のデジタルデータを変調し、前記高階調範囲より低く、予め設定された特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように前記入力映像のデジタルデータを変調するデータ変調部；
    前記高階調及び特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記有機発光ダイオード表示パネルに表示する駆動部；
    を備えることを特徴とする有機発光ダイオード表示装置。
  21. 前記階調範囲別累積密度分布の分析結果に基づいて前記映像分析部から発生されるデータ変調制御信号に応じて、前記高階調範囲及び前記特定階調範囲のそれぞれの入力デジタルデータにマッピングされる出力デジタルデータを前記データ変調部に供給するメモリをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  22. 前記メモリは、前記デジタルデータの入力対出力比を高めたり低めたりすることのできる複数のルックアップテーブルを備えることを特徴とする請求項２１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  23. 前記入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きに従って決定されることを特徴とする請求項２０に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  24. 前記高階調範囲のガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより低い傾きに調整されることを特徴とする請求項２３に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  25. 前記高階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項２４に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  26. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより高い傾きに調整されることを特徴とする請求項２３に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  27. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項２６に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  28. 有機発光ダイオード表示パネル;
    一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に表示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する映像分析部；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、高階調範囲のガンマカーブの傾きを低めるように前記入力映像のデジタルデータを変調するデータ変調部；
    前記高階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記有機発光ダイオード表示パネルに表示する駆動部；
    を備えることを特徴とする有機発光ダイオード表示装置。
  29. 前記階調範囲別累積密度分布の分析結果に基づいて発生されるデータ変調制御信号に応じて、前記高階調範囲の入力デジタルデータにマッピングされる出力デジタルデータを前記データ変調部に供給するメモリをさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  30. 前記メモリは、前記デジタルデータの入力対出力比を低めることのできるルックアップテーブルを備えることを特徴とする請求項２９に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  31. 前記入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きに従って決定されることを特徴とする請求項２８に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  32. 前記高階調範囲のガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより低い傾きに調整されることを特徴とする請求項３１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  33. 前記高階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記高階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項３２に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  34. 有機発光ダイオード表示パネル;
    一画面の入力映像のデジタルデータを分析して、前記一画面に示される映像の階調範囲別累積密度分布を分析する映像分析部；
    前記階調範囲別累積密度分布の分析結果、予め設定された高階調範囲と低階調範囲との間で所定の区間に設定される特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断されると、前記入力映像のガンマカーブ中、前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きを高めるように前記入力映像のデジタルデータを変調するデータ変調部；
    前記特定階調範囲で階調値が調整されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記有機発光ダイオード表示パネルに表示する駆動部；
    を備えることを特徴とする有機発光ダイオード表示装置。
  35. 前記階調範囲別累積密度分布の分析結果に基づいて発生されるデータ変調制御信号に応じて、前記特定階調範囲の入力デジタルデータにマッピングされる出力デジタルデータを前記データ変調部に供給するメモリをさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  36. 前記メモリは、前記デジタルデータの入力対出力比を高めることのできるルックアップテーブルを備えることを特徴とする請求項３５に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  37. 前記入力映像のデジタルデータに対する全階調範囲のガンマカーブは、各階調範囲別にそれぞれ異なるように設定された基準傾きに従って決定されることを特徴とする請求項３４に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  38. 前記特定階調範囲のガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが支配的であると判断される場合、前記基準傾きより高い傾きに調整されることを特徴とする請求項３７に記載の有機発光ダイオード表示装置。
  39. 前記特定階調範囲に該当するガンマカーブの傾きは、前記特定階調範囲に属するデータが他の階調範囲に属するデータより小さい場合、前記基準傾きに固定されることを特徴とする請求項３８に記載の有機発光ダイオード表示装置。
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