JP2017129833A - 表示装置及び表示装置の光学補償方法 - Google Patents

表示装置及び表示装置の光学補償方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高階調で発生するパネルむらを補償することができる表示装置の光学補償方法を提供する。【解決手段】表示装置の光学補償方法は、第１階調を有するテストデータを、画素を備える表示装置に提供するステップ、前記テストデータに基づいて発光する前記画素の画素輝度を測定するステップ、及び前記第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より低い第２目標画素輝度及び前記画素の測定画素輝度に基づいて前記画素の補償階調を算出するステップを含むことができる。【選択図】図４

Description

本発明は表示装置に関し、より詳しくは、光学補償された表示装置及び表示装置の光学補償方法に関する。
有機発光表示装置は、有機発光ダイオード及び有機発光ダイオードを駆動する薄膜トランジスタを各々備える画素を含み、薄膜トランジスタは低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）の結晶化工程（例えば、溶融及び固化過程）により形成され、不均一な特性（例えば、電流−電圧特性）を有することができる。
薄膜トランジスタの不均一にかかわらず、画素が特定階調に基づいて特定輝度を有して発光するように、特定階調を補償する光学補償方法が提案された。しかしながら、高階調（例えば、最大階調）を基準に光学補償する時、高い輝度で発光する画素に対しては階調補償が可能であるが（即ち、階調値を低めることができるが）、低い輝度で発光する画素に対しては階調補償が不可能であるという問題点を有する（即ち、最大階調値以上に階調値を高めることができない）。したがって、高階調（例えば、最大階調）を有する入力データが表示装置に印加された場合、表示装置にはパネルむらが発生することがある。
本発明の一目的は、高階調で発生するパネルむらを補償することができる表示装置の光学補償方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、表示品質を向上させることができる表示装置を提供することにある。
本発明の一目的を達成するために、本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法は、第１階調を有するテストデータを、画素を備える表示装置に提供するステップ、前記テストデータに基づいて発光する前記画素の画素輝度を測定するステップ、及び前記第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より低い第２目標画素輝度及び前記画素の測定画素輝度に基づいて前記画素の補償階調を算出するステップを含むことができる。
一実施形態によれば、前記第１階調は前記表示装置で用いられる階調値のうち、最大階調値を有し、前記第１目標画素輝度は前記画素の階調−輝度特性及び前記第１階調に基づいて決定できる。
一実施形態によれば、前記第２目標画素輝度は前記第１目標画素輝度よりＢ（但し、Ｂは整数）ニットだけ低いことがある。
一実施形態によれば、前記補償階調は前記画素が前記第２目標画素輝度を有して発光するようにする第２階調及び前記第１階調の間の階調差でありうる。
一実施形態によれば、前記画素の補償階調を算出するステップは、前記第２目標画素輝度と前記測定画素輝度との間の画素輝度誤差を算出するステップ、及び前記第２目標画素輝度、前記画素輝度誤差、及び前記第１階調に基づいて前記補償階調を算出するステップを含むことができる。
一実施形態によれば、前記補償階調は前記画素輝度誤差に比例することができる。
一実施形態によれば、前記表示装置の光学補償方法は、前記補償階調を前記表示装置に備えられたメモリに格納するステップをさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記表示装置の光学補償方法は、前記第１階調及び前記第１目標画素輝度に基づいて前記表示装置に対する第２マルチタイムプログラミング（multi-time programming：ＭＴＰ）を遂行するステップをさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記第２マルチタイムプログラミングを遂行するステップは、前記テストデータを前記表示装置に提供するステップ、前記補償階調だけ第１階調を補償した第１補償階調に基づいて発光する前記画素の前記画素輝度を再測定するステップ、再測定画素輝度と前記第１目標画素輝度との間の輝度差を算出するステップ、及び前記輝度差が基準値を超過すれば、前記第１補償階調に対応する第１ガンマ電圧を変化させるステップを含むことができる。
一実施形態によれば、前記第２マルチタイムプログラミングを遂行するステップは、前記輝度差が前記基準値より小さい時まで、前記テストデータを前記表示装置に提供するステップ乃至前記第１ガンマ電圧を変化させるステップを繰り返すステップ、及び前記輝度差が前記基準値より小さい場合、前記変化された第１ガンマ電圧を格納するステップをさらに含むことができる。
本発明の一目的を達成するために、本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法は、第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より高い第３目標画素輝度及び前記第１階調に基づいて画素を備える表示装置に対する第１マルチタイムプログラミングを遂行するステップ、前記第１階調を有するテストデータを前記表示装置に提供するステップ、前記テストデータに基づいて発光する前記画素の画素輝度を測定するステップ、及び前記第１目標画素輝度及び前記画素の測定画素輝度に基づいて前記画素の補償階調を算出するステップを含むことができる。
一実施形態によれば、前記第１階調は前記表示装置で用いられる階調値のうちの最大階調値を有し、前記第１目標画素輝度は前記画素の階調−輝度特性及び前記第１階調に基づいて決定できる。
一実施形態によれば、前記第３目標画素輝度は前記第１目標画素輝度よりＣ（但し、Ｃは整数）ニットだけ高いことがある。
一実施形態によれば、前記補償階調は前記画素が前記第１階調に基づいて前記第１目標画素輝度を有して発光するように前記第１階調を補償することができる。
一実施形態によれば、前記画素の補償階調を算出するステップは、前記第１目標画素輝度と前記測定画素輝度との間の画素輝度誤差を算出するステップ、及び前記第１目標画素輝度、前記画素輝度誤差、及び前記第１階調に基づいて前記補償階調を算出するステップを含むことができる。
一実施形態によれば、前記表示装置の光学補償方法は、前記補償階調を前記表示装置に備えられたメモリに格納するステップをさらに含むことができる。
本発明の他の目的を達成するために、本発明の実施形態に従う表示装置は、画素を備える表示パネル、画素が入力データに含まれた第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光するように、前記第１階調を補償する補償階調を格納するメモリ、ノーマルモード及び補償モードを含み、前記補償モードが選択された場合、前記補償階調に基づいて前記第１階調を補償した第１補償階調を生成するタイミング制御部、及び前記第１補償階調に基づいてデータ信号を生成するデータ駆動部を含むことができる。
一実施形態によれば、前記画素は、前記補償モードが選択された場合、前記第１補償階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光することができる。
一実施形態によれば、前記タイミング制御部は、前記ノーマルモードが選択された場合、前記第１階調を前記第１補償階調として決定することができる。
一実施形態によれば、前記画素は、前記タイミング制御部で前記ノーマルモードが選択された場合、前記第１階調に基づいて前記第１目標画素輝度より低い第２目標画素輝度を有して発光することができる。
本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法は、第１階調（例えば、最大階調）及び第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度（例えば、最大輝度）より低い第２目標画素輝度に基づいて補償階調を算出し、画素が補償階調及び第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光するように後ＭＴＰ工程を遂行することができる。したがって、全ての画素は第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光するので、高階調で発生するパネルむらが除去できる。
また、本発明の実施形態に従う光学補償方法は、第１階調（例えば、最大階調）及び第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度（例えば、最大輝度）より高い第３目標画素輝度に基づいてマルチタイムプログラミングを遂行し、第１階調及び第１目標画素輝度に基づいて補償階調を算出することができる。したがって、光学補償方法は光学補償工程を簡素化させることができる。
本発明の実施形態に従う表示装置は前記光学補償方法により光学補償されるので（即ち、光学補償により生成された補償階調を用いるので）、表示品質を向上させることができる。
但し、本発明の効果は前記効果に限定されるものでなく、本発明の思想及び領域から外れない範囲で多様に拡張できる。
本発明の実施形態に従う表示装置を示すブロック図である。 図１の表示装置に含まれた画素のガンマ特性曲線の一例を示す図である。 図１の表示装置に含まれた画素が示す画素輝度の一例を示す図である。 図１の表示装置に含まれた画素のガンマ特性曲線の一例を示す図である。 図１の表示装置に含まれたタイミング制御部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法を示すフローチャート図である。 図４の光学補償方法に含まれた第２マルチタイムプログラミングを遂行する方法の一例を示すフローチャート図である。 図４の光学補償方法に含まれた第２マルチタイムプログラミングを説明する図である。 本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法を示すフローチャート図である。 図７の光学補償方法に含まれた第１マルチタイムプログラミングを説明する図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態をより詳細に説明する。図面上の同一な構成要素に対しては同一または類似の参照符号を使用する。
図１は、本発明の実施形態に従う表示装置を示すブロック図である。
図１を参照すると、表示装置１００は、表示パネル１１０、走査駆動部１２０、タイミング制御部１３０、及びデータ駆動部１４０を含むことができる。
表示装置１００は外部から提供される入力映像データ（例えば、第１データ（ＤＡＴＡ１））に基づいて映像を出力することができる。例えば、表示装置１００は有機発光表示装置でありうる。
表示パネル１１０は走査線（Ｓ１からＳｎ）、データ線（Ｄ１からＤｍ）、及び画素１１１を含むことができる（但し、ｎとｍは２以上の整数）。画素１１１は走査線（Ｓ１からＳｎ）及びデータ線（Ｄ１からＤｍ）の交差部に各々配置できる。画素１１１の各々は走査信号に応答してデータ信号を格納し、格納されたデータ信号に基づいて発光することができる。
走査駆動部１２０は、走査駆動制御信号（ＳＣＳ）に基づいて走査信号を生成することができる。走査駆動制御信号（ＳＣＳ）は、タイミング制御部１３０から走査駆動部１２０に提供できる。走査駆動制御信号（ＳＣＳ）は、スタートパルス及びクロック信号を含み、走査駆動部１２０はスタートパルス及びクロック信号に対応して順次に走査信号を生成するシフトレジスタを含んで構成できる。
タイミング制御部１３０は、走査駆動部１２０及びデータ駆動部１４０を制御することができる。タイミング制御部１３０は、走査駆動制御信号（ＳＣＳ）及びデータ駆動制御信号（ＤＣＳ）を生成し、前記生成された信号に基づいて走査駆動部１２０及びデータ駆動部１４０を制御することができる。
実施形態において、タイミング制御部１３０は第１モード（または、ノーマルモード）及び第２モード（または、補償モード）を含むことができる。第１モードで、タイミング制御部１３０は第１データ（ＤＡＴＡ１）に基づいて第２データ（ＤＡＴＡ２）を生成し（例えば、タイミング制御部１３０は第１データ（ＤＡＴＡ１）と実質的に同一な第２データ（ＤＡＴＡ２）を生成し）、第２モードで、タイミング制御部１３０は補償階調に基づいて第１データ（ＤＡＴＡ１）を補償して第２データ（ＤＡＴＡ２）を生成することができる。ここで、補償階調は画素１１１が特定階調に基づいて特定目標輝度を有して発光するように、特定階調を補償する階調補償値でありうる。例えば、補償階調は画素１１１が第１階調（最大階調）に基づいて第１目標画素輝度（最大画素輝度）を有して発光するように、第１階調を補償する階調補償値でありうる。この場合、タイミング制御部１３０は補償階調に基づいて第１階調を補償した第１補償階調を生成し、画素１１１は第１補償階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光することができる。
一実施形態において、第１モードが選択された場合、タイミング制御部１３０は第１階調を第１補償階調として決定することができる。即ち、第１モードで、タイミング制御部１３０は第１データ（ＤＡＴＡ１）と実質的に同一な第２データ（ＤＡＴＡ２）を生成することができる。この場合、画素１１１は第１データ（ＤＡＴＡ１）内の第１階調に基づいて第１目標画素輝度と異なる画素輝度（例えば、第１目標画素輝度より低い第２目標画素輝度）を有して発光することができる。
一実施形態において、タイミング制御部１３０は補償階調を格納するメモリを含むことができる。例えば、メモリは第１階調を補償する第１補償階調を含むことができる。ここで、第１階調は表示装置１００で用いられる最大階調値（例えば、０から２５５の階調のうちの２５５階調）を有することができる。
一実施形態において、タイミング制御部１３０は第１補償階調を補間して特定階調を補償する第２補償階調を算出することができる。例えば、タイミング制御部１３０は０階調を補償する補償階調値０及び２５５階調を補償する第１補償階調値−１０を補間して１２７階調を補償するための第２補償階調値−５を算出することができる。
データ駆動部１４０は第２データ（ＤＡＴＡ２）に基づいてデータ信号を生成し、表示パネル１１０（または、画素１１１）にデータ信号を供給することができる。データ駆動部１４０はデータ駆動制御信号（ＤＣＳ）に応答してデータ信号を表示パネル１１０に提供することができる。
実施形態において、データ駆動部１４０はガンマ補正値を含むことができる。ここで、ガンマ補正値は基準画素のガンマ特性曲線に従って特定画素１１１が特定階調に基づいて特定輝度を有して発光するように、特定画素１１１に供給されるガンマ電圧を補償するための補償電圧値でありうる。ガンマ補正値はマルチタイムプログラミングにより設定できる。例えば、ガンマ補正値は表示パネル１１０の中央に位置する画素１１１（または、画素）を基準に表示パネル１１０の製造工程過程で設定できる。この場合、データ駆動部１４０は基準画素のガンマ特性曲線及びガンマ補正値に基づいて補償されたガンマ電圧を生成することができる。
一方、表示装置１００は電源供給部をさらに含むことができる。電源供給部は、表示装置１００の駆動に必要な駆動電圧を生成することができる。駆動電圧は、第１電源電圧（ＥＬＶＤＤ）及び第２電源電圧（ＥＬＶＳＳ）を含むことができる。第１電源電圧（ＥＬＶＤＤ）は第２電源電圧（ＥＬＶＳＳ）より大きいことがある。
前述したように、本発明の実施形態に従う表示装置１００は第１階調（例えば、最大階調）に対する補償階調を含み、補償階調に基づいて第１データ（ＤＡＴＡ１）を補償し、補償された第１データ（ＤＡＴＡ１）（または、第２データ（ＤＡＴＡ２））に基づいて映像を表示することができる。したがって、表示装置１００は特定階調領域（例えば、高階調領域）で発生する輝度むらを解消し、表示品質を向上させることができる。
参考に、マルチタイムプログラミングは表示パネル１１０の中央に位置する画素（例えば、第１画素）のガンマ特性曲線（例えば、階調−輝度特性）を基準画素のガンマ特性曲線に一致させる工程であり、光学補償は表示パネルの全体の輝度を、第１画素を基準に均一化させる工程でありうる（即ち、表示パネル内に含まれた画素のうち、第１画素を除く残りの画素のガンマ特性を第１画素のガンマ特性と同一であるように、残りの画素に印加される階調を補正する工程でありうる）。
即ち、マルチタイムプログラミング工程を通じて表示パネル１１０内の全ての画素１１１の各々は基準ガンマ特性と実質的に同一な発光特性を有することができる。したがって、画素は特定入力データ（または、特定階調）に基づいて同一な輝度を有して発光することができる。
図２ａは図１の表示装置に含まれた画素のガンマ特性曲線の一例を示す図であり、図２ｂは図１の表示装置に含まれた画素が示す画素輝度の一例を示す図であり、図２ｃは図１の表示装置に含まれた画素のガンマ特性曲線の一例を示す図である。
図１及び図２ａを参照すると、表示パネル１１０内の画素１１１の配置位置によって、画素１１１のガンマ特性は異なって表れることがある。
第１曲線２１１は表示パネル１１０の中央に位置した第１画素のガンマ特性を示し、第２曲線２１２は表示パネル１１０の第１方向（例えば、走査駆動部１２０が配置された方向）に位置した第２画素のガンマ特性を示し、第３曲線２１３は表示パネル１１０の第２方向（例えば、データ駆動部１４０が配置された方向）に位置した第３画素のガンマ特性を示すことができる。ここで、ガンマ特性は階調及び輝度の間の相関関係でありうる。例えば、第１曲線２１１はガンマ曲線２．２でありうる。
第１曲線２１１に従って、第１画素は２５５階調に基づいてＡ ｎｉｔ（ニット）の輝度を有して発光することができる（但し、Ａは正の整数）。例えば、Ａ ｎｉｔは表示装置１００の最大目標輝度である３００ｎｉｔでありうる。
第２曲線２１２に従って、第２画素は２５５階調に基づいてＡ ｎｉｔより大きい（Ａ＋ｘ１）ｎｉｔを有して発光できる（但し、ｘ１は正の整数）。一方、第２画素は（２５５−ｙ１）階調に基づいてＡ ｎｉｔを有して発光することができる。したがって、表示装置１００は第２画素に提供される２５５階調をｙ１階調だけ減少させることによって２５５階調を補償し、第２画素は補償された２５５階調（即ち、２５５−ｙ１階調）に基づいて目標輝度であるＡ ｎｉｔを有して発光することができる。この場合、ｙ１は第２画素の２５５階調（または、第１階調）を補償する補償階調であり、メモリに格納できる。
第３曲線２１３に従って、第３画素は２５５階調に基づいてＡ ｎｉｔより小さい（Ａ−ｘ２）ｎｉｔを有して発光できる（但しｘ２は正の整数）。一方、第３画素は（２５５＋ｙ２）階調に基づいてＡ ｎｉｔを有して発光することができる。しかしながら、表示装置１００で用いられる最大階調は２５５（即ち、０から２５５階調範囲のうち、最も大きい階調は２５５）であるので、第３画素は光学補償（または、階調補償）を通じてＡ ｎｉｔを有して発光できないことがある。
図２ｂを参照すると、第１測定輝度曲線２３１は最大階調（例えば、２５５階調）に基づいて発光する画素の画素輝度を示し、第１から第３画素で測定された第１から第３画素輝度を含むことができる。第１測定輝度曲線２３１上で、第１輝度（Ｌ１）は第１画素で測定された第１画素測定輝度であり、第２輝度（Ｌ２）は第２画素で測定された第２画素測定輝度であり、第３輝度（Ｌ３）は第３画素で測定された第３画素測定輝度でありうる。
図２ｂに示すように、光学補償前には、第１測定輝度曲線２２１に従って、第１輝度（Ｌ１）は第１目標画素輝度と同一であり、第２輝度（Ｌ２）は第１目標画素輝度より大きく、第３輝度（Ｌ３）は第１目標画素輝度より小さいことがある。光学補償を遂行した従来の表示装置で、第２測定輝度曲線２２２に従って、第１輝度（Ｌ１）及び第２輝度（Ｌ２）は第１目標画素輝度と同一であるが、第３輝度（Ｌ３）は第１目標画素輝度より小さいことがある。これは、従来の表示装置は第３画素に対する階調補償が不可であるためである。
一方、本発明の実施形態に従う表示装置１００は最大階調及び最大階調に対応する第１目標画素輝度（例えば、Ａ ｎｉｔ）でない最大階調、及び第２目標画素輝度（例えば、Ｂｎｉｔ）に基づいて設定された補償階調を含むことができる。ここで、第２目標画素輝度は第１目標画素輝度より低いことがある。例えば、第２目標画素輝度は画素１１１（または、画素）の輝度偏差を考慮して充分のマージン（即ち、第１目標画素輝度及び第２目標画素輝度の間の輝度差）を有して設定できる。また、表示装置１００はマルチタイムプログラミング（または、第２マルチタイムプログラミング）を通じてガンマ電圧を再設定するので、表示装置１００内の画素１１１は補償された最大階調（即ち、補償階調及び最大階調の和）に基づいてＡ ｎｉｔの輝度を有して発光することができる。マルチタイムプログラミングに対しては図５及び図６を参照して詳細に説明する。
図２ｃを参照すると、第３曲線２１３に従って、第３画素は２５５−ｚ２に基づいてＢ ｎｉｔを有して発光することができる。この場合、第３画素の２５５階調（または、第１階調）を補償する補償階調はｚ２でありうる。
表示装置１００はマルチタイムプログラミングを通じて画素１１１が第４曲線２２３に基づいて発光するように、画素１１１のガンマ電圧を再設定することができる。ここで、第４曲線２２３は画素１１１の補償されたガンマ特性を示すことができる。
再度図２ｂを参照すると、本発明の実施形態に従う表示装置１００において、第３測定輝度曲線２２３に従って、画素１１１は２５５階調に基づいて第１輝度（Ｌ１）から第３輝度（Ｌ３）を有して発光し、第１輝度（Ｌ１）から第３輝度（Ｌ３）は第１目標画素輝度と各々同一でありうる。
前述したように、本発明の実施形態に従う表示装置１００に含まれた画素（例えば、第１から第３画素）は最大階調（例えば、２５５階調）に基づいて第１目標画素輝度（例えば、Ａ ｎｉｔ）を有して発光することができる。したがって、表示装置１００は高階調領域での（例えば、最大階調を表示する場合）輝度むら無しで、映像を表示することができる。
図３は、図１の表示装置に含まれたタイミング制御部の一例を示すブロック図である。
図３を参照すると、タイミング制御部１３０は輝度誤差算出ブロック３１０、補償階調算出ブロック３２０、及びメモリ３３０を含むことができる。
輝度誤差算出ブロック３１０は、第２目標画素輝度（Ｌ＿Ｔ２）と測定画素輝度（Ｌ＿Ｍ）との間の画素輝度誤差を算出することができる。ここで、測定画素輝度（Ｌ＿Ｍ）は、画素１１１が第１階調に基づいて発光する場合、画素１１１で測定された輝度であり、第２目標画素輝度（Ｌ＿Ｔ２）は第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より小さいことがある。図２ａを参照して例を挙げれば、測定画素輝度（Ｌ＿Ｍ）は最大階調２５５に基づいて発光する画素１１１で測定された輝度であり、第２目標画素輝度（Ｌ＿Ｔ２）は最大階調２５５に基づいて設定されたＡ ｎｉｔより小さいＢ ｎｉｔでありうる。
一方、測定画素輝度（Ｌ＿Ｍ）は外部の輝度測定装置（図示せず）を通じて測定されてタイミング制御部１３０に提供できる。例えば、タイミング制御部１３０は電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラから測定画素輝度を受信することができる。
補償階調算出ブロック３２０は、第２目標画素輝度（Ｌ＿Ｔ２）、画素輝度誤差（Ｌ＿Ｅ）、及び第１階調に基づいて補償階調を算出することができる。一実施形態において、補償階調算出ブロック３２０は以下の＜数式１＞に基づいて補償階調を算出することができる。
＜数式１＞
Ｇｃｏｍｐ＝Ｌ＿Ｔ２／Ｇｍａｘ＊Ｌｅｒｒ
（ここで、Ｇｃｏｍｐは補償階調、Ｌ＿Ｔ２は第２目標画素輝度、Ｇｍａｘは第１階調、Ｌｅｒｒは画素輝度誤差）
例えば、第２目標画素輝度が２８０ｎｉｔであり、第１階調は２５５であり、Ｌｅｒｒは４．５５の場合、補償階調は５でありうる（即ち、２８０／２５５＊４．５５＝５）。
即ち、補償階調算出ブロック３２０はガンマ特性曲線が特定領域（例えば、２００階調から２５５階調の範囲を有する領域）で線形であることを前提にし、＜数式１＞に基づいて補償階調を算出することができる。この場合、補償階調は画素輝度誤差に比例することができる。
メモリ３３０は補償階調を格納し、更新することができる。補償階調の最初設定値は０でありうる。例えば、メモリ３３０はＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read-only memory）のような不活性メモリ（non-volatile memory：ＮＶＭ）でありうる。
一方、タイミング制御部１３０はメモリ３３０に格納された補償階調に基づいて第１データ（ＤＡＴＡ１）を補償して第２データ（ＤＡＴＡ２）を生成することができる。
前述したように、タイミング制御部１３０は第２目標画素輝度及び測定画素輝度に基づいて補償階調を算出／格納し、補償階調に基づいて第１データ（ＤＡＴＡ１）を補償して第２データ（ＤＡＴＡ２）を生成することができる。
一方、図３で、輝度誤差算出ブロック３１０及び補償階調算出ブロック３２０はタイミング制御部１３０に含まれると図示されているが、輝度誤差算出ブロック３１０及び補償階調算出ブロック３２０はこれに限定されるものではない。例えば、輝度誤差算出ブロック３１０及び補償階調算出ブロック３２０はタイミング制御部１３０の外部に備えられるか、または表示装置１００と独立して具現できる。
図４は、本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法を示すフローチャートである。
図１及び図４を参照すると、図４の光学補償方法は図１の表示装置１００を対象にして遂行できる。
図４の光学補償方法はテストデータを表示装置１００に提供することができる（Ｓ４１０）。ここで、テストデータは第１階調を有し、第１階調は表示装置１００で用いられる階調のうち、最大階調値（即ち、最も大きい階調値）を有することができる。例えば、テストデータは２５５階調のみを含むことができる。
図４の光学補償方法はテストデータに基づいて発光する画素１１１の画素輝度を測定することができる（Ｓ４２０）。例えば、図４の光学補償方法は表示装置１００に独立的に具現された輝度測定装置を用いて表示装置１００に含まれた全ての画素の各々の画素輝度を測定することができる。
図４の光学補償方法は第２目標画素輝度及び測定画素輝度に基づいて画素１１１の補償階調を算出することができる（Ｓ４３０）。ここで、第２目標画素輝度は第１目標画素輝度より低く、第１目標画素輝度は画素１１１の階調−輝度間の相関関係（即ち、画素１１１のガンマ特性）及び第１階調に基づいて決定できる。図２ａを参照して例を挙げれば、第２目標画素輝度はＢ ｎｉｔであり、第１目標画素輝度はＡ ｎｉｔであり、第１階調は２５５階調でありうる。
一実施形態において、図４の光学補償方法は第２目標画素輝度と測定画素輝度との間の画素輝度誤差を算出し、第２目標画素輝度、画素輝度誤差、及び第１階調に基づいて補償階調を算出することができる。図３を参照して説明したように、図４の光学補償方法は＜数式１＞に基づいて補償階調を算出することができる。
一方、図４の光学補償方法は補償階調を表示装置１００に備えられたメモリに格納することができる。
この場合、表示装置１００に含まれた画素１１１（または、画素）は第１階調に基づいて第２目標画素輝度を有して発光することができる。即ち、表示装置１００に第１階調を含むデータが入力された場合、表示装置１００は第１階調を補償階調に基づいて補償し、画素１１１は補償された第１階調（即ち、第１補償階調）に基づいて発光するので、第２目標画素輝度を有して発光することができる。
したがって、表示パネルの輝度むらは解消できる。しかしながら、画素１１１は第１階調に基づいて第１目標画素輝度でない第２目標画素輝度を有して発光することができる。
実施形態において、図４の光学補償方法は第１階調及び第１目標画素輝度に基づいて表示装置１００に対する第２マルチタイムプログラミング（multi-time programming）（または、後マルチタイムプログラミング）を遂行することができる（Ｓ４４０）。ここで、第２マルチタイムプログラミングは光学補償（即ち、階調補償）の以後に遂行されるマルチタイムプログラミングでありうる。即ち、図４の光学補償方法は画素１１１が第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光するように、第１階調に基づいて設定されたガンマ電圧を調節（または、変化）することができる。この場合、画素１１１は調節されたガンマ電圧に基づいて第１目標画素輝度を有して発光することができる。
一実施形態において、図４の光学補償方法はテストデータを表示装置１００に提供し、第１補償階調（即ち、補償階調に基づいて補償された第１階調）に基づいて発光する画素１１１の画素輝度を再測定し、再測定画素輝度及び第１目標画素輝度の間の輝度差を算出し、輝度差が基準値を超過するか否かを判断することができる。
輝度差が基準値を超過すれば、図４の光学補償方法は第１補償階調に対応する第１ガンマ電圧を変化（または、調節）させることができる。例えば、図４の光学補償方法は輝度差が前記基準値より小さい時まで、テストデータを表示装置１００に提供するステップから第１ガンマ電圧を変化させるステップを繰り返して遂行することができる。以後、輝度差が基準値より小さければ、図４の光学補償方法は変化された第１ガンマ電圧を格納することができる。この場合、データ駆動部１４０は第１階調を受信する場合、第１ガンマ電圧に基づいてデータ電圧を生成することができる。第２マルチタイムプログラミングに対しては図５及び図６を参照して詳細に説明する。
前述したように、図４の光学補償方法は第１階調及び第２目標画素輝度（即ち、第１階調に対応する第１目標画素輝度より小さい第２目標画素輝度）に基づいて光学補償を遂行するので、特定階調（例えば、高階調領域）での輝度むらを補償することができる。また、図４の光学補償方法は第２マルチタイムプログラミングを通じてガンマ電圧を補償するので、画素１１１は第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して（即ち、画素輝度誤差無しで）正確に発光することができる。
図５は図４の光学補償方法に含まれた第２マルチタイムプログラミングを遂行する方法の一例を示すフローチャートであり、図６は図４の光学補償方法に含まれた第２マルチタイムプログラミングを説明する図である。
図５及び図６を参照すると、図５の方法はテストデータを表示装置１００に提供することができる（Ｓ５１０）。ここで、テストデータは先の図４を参照して説明したテストデータと実質的に同一でありうる。この場合、データ駆動部１４０はテストデータ（例えば、第１階調）及びガンマ補正値に基づいて（即ち、第１補償階調に基づいて）データ電圧を生成し、画素１１１はデータ電圧に基づいて発光することができる。ここで、ガンマ補正値は画素１１１の目標輝度と実際輝度との間の輝度誤差を補償するために設定された値であり、ガンマ補正値の最初設定値は０でありうる。例えば、画素１１１は図２ｃを参照して説明した第３曲線２１３に基づいて発光することができる。
図５の方法は画素１１１の画素輝度を測定することができる（Ｓ５２０）。例えば、図５の方法は輝度測定装置を用いて表示パネル１１０の中央に位置した画素１１１の画素輝度を測定することができる。
図５の方法は目標輝度及び実際輝度の間の輝度差を算出することができる（Ｓ５３０）。図２ｃを参照して例を挙げれば、第１階調に基づいて設定された目標輝度は第３曲線２１３上に表れて、画素輝度（即ち、実際輝度）は第４曲線２３３上に表れることができる。
図５の方法は輝度差が基準値（即ち、許容誤差範囲）以内か否かを判断することができる（Ｓ５４０）。ここで、許容誤差範囲は表示パネル１１０（または、表示装置１００）のガンマ設定（または、ガンマ曲線）の許容誤差範囲を示すことができる。図６を参照すると、第１輝度区間（Ａ１）は許容誤差範囲でありうる。第１輝度区間（Ａ１）は目標輝度（ＬＴ）を基準に臨界下限（ＬＬ）及び臨界上限（ＬＵ）を含むことができる。ここで、臨界上限（ＬＵ）は目標輝度（ＬＴ）を基準に許容誤差（ＴＯＬ）だけ大きく、臨界下限（ＬＬ）は目標輝度（ＬＴ）より許容誤差（ＴＯＬ）だけ低いことがある。即ち、図５の方法は測定画素輝度が第１輝度区間（Ａ１）以内か否かを判断することができる。
一実施形態において、図５の方法は、輝度差が許容誤差範囲以内であれば、第１ガンマ補正値をメモリに格納することができる（Ｓ５５０）。即ち、図５の検査方法は、測定画素輝度が第１輝度区間（Ａ１）以内であれば、表示パネル１１０が予め設定されたガンマ曲線に沿って正常に動作すると判断し、第１ガンマ補正値をメモリに格納することができる。
一実施形態において、図５の方法は、輝度差が許容誤差範囲を外れれば、輝度差に基づいて第１ガンマ補正値を補正することができる（Ｓ５６０）。例えば、測定画素輝度が第１輝度区間（Ａ１）でない第２輝度区間（Ａ２）に位置すれば、図５の検査方法は、測定画素輝度（または、実際画素輝度）を高めるために特定値だけ第１ガンマ補正値を増加させることができる。例えば、測定画素輝度が第１輝度区間（Ａ１）でない第３輝度区間（A３）に位置すれば、図５の検査方法は、測定画素輝度を低めるために特定値だけ第１ガンマ補正値を減少させることができる。
以後、図５の方法は画素輝度を測定するステップ（Ｓ５２０）乃至輝度差が許容誤差範囲以内か否かを判断するステップ（Ｓ５４０）を繰り返して遂行することができる。即ち、図５の方法は、補正された第１ガンマ補正値に基づいてテストデータに従う画素輝度を再測定し、目標画素輝度及び再測定された画素輝度の間の輝度差を再算出して、再算出された輝度差が許容誤差範囲以内か否かを判断することができる。
図５の方法は、再算出された輝度差が許容誤差範囲以内であれば、補正された第１ガンマ補正値をメモリに格納することができる。
一方、図５の方法は階調データ別に繰り返して遂行できる。例えば、図５の方法は総２５６個の階調値の各々に対して繰り返して遂行できる。例えば、図５の方法は総２５６個の階調値のうちから選択された８個の代表階調値に対して繰り返して遂行できる。
前述したように、図５の方法はテストデータに対する画素１１１の画素輝度（または、表示パネル１１０の輝度）が許容誤差範囲以内の時まで、第１ガンマ補正値の補正と第１ガンマ補正値に基づいた輝度測定を繰り返して遂行し、測定画素輝度が許容誤差範囲以内の場合のガンマ補正値をテストデータに対する第１ガンマ補正値として格納（または、設定）することができる。
図７は本発明の実施形態に従う表示装置の光学補償方法を示すフローチャートであり、図８は図７の光学補償方法に含まれた第１マルチタイムプログラミングを説明する図である。
図１、図７、及び図８を参照すると、図７の光学補償方法は図１の表示装置１００を対象にして遂行できる。
図７の光学補償方法は第１階調及び第３目標画素輝度に基づいて表示装置１００に対する第１マルチタイムプログラミングを遂行することができる（Ｓ７１０）。ここで、第３目標画素輝度は第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より高いことがある。図８を参照して例を挙げれば、第１目標画素輝度はＡ ｎｉｔであり、第３目標画素輝度はＣ ｎｉｔでありうる。第３目標画素輝度は画素１１１（または、画素）の輝度偏差を考慮して充分のマージン（即ち、第１目標画素輝度及び第３目標画素輝度の間の輝度差）を有して設定できる。一方、第１マルチタイムプログラミングは図４から図６を参照して説明した第２マルチタイムプログラミングと実質的に同一でありうる。したがって、重複する説明は省略する。図４から図６を参照して説明した第２マルチタイムプログラミングは光学補償（即ち、階調補償）の後に遂行され、第１マルチタイムプログラミングは光学補償（即ち、階調補償）の前に遂行できる。また、第２マルチタイムプログラミングは画素１１１が第１階調に基づいて第２目標画素輝度を有して発光するように、ガンマ電圧を設定（または、補正）し、第１マルチタイムプログラミングは画素１１１が第１階調に基づいて第３目標画素輝度を有して発光するように、ガンマ電圧を設定（または、補正）することができる。図８を参照すると、第６曲線８１０は予め設定された基準ガンマ特性曲線を示し、ガンマ曲線２．２でありうる。例えば、第６曲線８１０で、最大階調（例えば、２５５階調）に基づいて設定された輝度はＡ ｎｉｔでありうる。従来の光学補償方法は第６曲線８１０に基づいて第１マルチタイムプログラミングを遂行することができる。したがって、従来の光学補償方法により光学補償された（または、マルチタイムプログラミングが遂行された）従来の表示装置に備えられた画素は最大階調に基づいてＡ ｎｉｔを有して発光することができる。但し、画素はガンマ特性の偏差によって不均一な輝度を有することができる。
一方、第７曲線８２０は図７の方法で用いられる誤照準されたガンマ特性曲線を示すことができる。例えば、第７曲線８２０で、最大階調（例えば、２５５階調）に基づいて設定された輝度はＡ ｎｉｔでないＡ ｎｉｔより大きいＣ ｎｉｔでありうる。図８の方法は、第７曲線８２０に基づいて第１マルチタイムプログラミングを遂行することができる。したがって、表示装置１００に備えられた画素は最大階調に基づいてＣ ｎｉｔを有して発光することができる。
以後、図７の方法は階調補償（または、光学補償）を遂行することができる。即ち、図７の方法はテストデータを表示装置１００に提供し（Ｓ７２０）、テストデータに基づいて発光する画素１１１の画素輝度を測定し（Ｓ７３０）、第１目標画素輝度及び測定画素輝度に基づいて画素１１１の補償階調を算出することができる（Ｓ７４０）。
ここで、テストデータを表示装置１００に提供するステップ（Ｓ７２０）乃至画素１１１の補償階調を算出するステップ（Ｓ７４０）は、図４を参照して説明したテストデータを表示装置１００に提供するステップ（Ｓ４１０）乃至画素１１１の補償階調を算出するステップ（Ｓ４３０）と実質的に同一でありうる。したがって、重複する説明は省略する。
図４の方法は第２目標画素輝度及び測定画素輝度に基づいて画素１１１の補償階調を算出し（即ち、誤照準光学補償を遂行し）、図７の方法は第１目標画素輝度及び測定画素輝度に基づいて画素１１１の補償階調を算出することができる（即ち、正常な光学補償を遂行することができる）。
図２ｂを参照して説明した第３測定輝度曲線２２３のように、第１マルチタイムプログラミングが遂行された画素１１１は最大階調（例えば、２５５階調）に基づいて第１目標画素輝度（例えば、Ａ ｎｉｔ）でない第３目標画素輝度（例えば、Ｃ ｎｉｔ）を有して発光し、画素１１１のガンマ特性の偏差にもかかわらず画素１１１の最小輝度は第１目標画素輝度（例えば、Ａ ｎｉｔ）より大きいことがある。したがって、画素１１１が最大階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光するようにする補償階調は０より小さいことがある。
したがって、画素１１１は光学補償（または、階調補償）を通じて、相互同一な輝度を有して発光するだけでなく、第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して正確に発光することができる。図７の方法は、図４の方法と比較して、第２マルチタイムプログラミング（または、後マルチタイムプログラミング）を必要としないことがある。
前述したように、本発明の実施形態に従う光学補償方法は、第１階調（例えば、最大階調）及び第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度（例えば、最大輝度）より高い第３目標画素輝度に基づいてマルチタイムプログラミングを遂行し、第１階調及び第１目標画素輝度に基づいて補償階調を算出することができる。したがって、光学補償方法は光学補償工程を簡素化させることができる。
以上、本発明の実施形態に従う表示装置及び表示装置の光学補償方法に対して図面を参照して説明したが、前記の説明は例示的なものであって、本発明の技術的思想を外れない範囲で、該当技術分野で通常の知識を有する者により修正及び変更できる。
１００ 表示装置
１１０ 表示パネル
１１１ 画素
１２０ 走査駆動部
１３０ タイミング制御部
１４０ データ駆動部
２１１ 第１曲線
２１２ 第２曲線
２１３ 第３曲線
２２１ 第１測定輝度曲線
２２２ 第２測定輝度曲線
２２３ 第３測定輝度曲線
２３３ 第４曲線
３１０ 輝度誤差算出ブロック
３２０ 補償階調算出ブロック
３３０ メモリ
８１０ 第６曲線
８２０ 第７曲線

Claims (10)

  1. 第１階調を有するテストデータを、画素を備える表示装置に提供するステップと、
    前記テストデータに基づいて発光する前記画素の画素輝度を測定するステップと、
    前記第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より低い第２目標画素輝度及び前記画素の測定画素輝度に基づいて前記画素の補償階調を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする、表示装置の光学補償方法。
  2. 前記第１階調は前記表示装置で用いられる階調値のうちの最大階調値を有し、
    前記第１目標画素輝度は前記画素の階調−輝度特性及び前記第１階調に基づいて決定され、
    前記第２目標画素輝度は前記第１目標画素輝度よりＢ（但し、Ｂは整数）ニットだけ低く、
    前記補償階調は前記画素が前記第２目標画素輝度を有して発光するようにする第２階調及び前記第１階調の間の階調差であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置の光学補償方法。
  3. 前記画素の補償階調を算出するステップは、
    前記第２目標画素輝度と前記測定画素輝度との間の画素輝度誤差を算出するステップと、
    前記第２目標画素輝度、前記画素輝度誤差、及び前記第１階調に基づいて前記補償階調を算出するステップと、を含み、
    前記補償階調は前記画素輝度誤差に比例することを特徴とする、請求項２に記載の表示装置の光学補償方法。
  4. 前記補償階調を前記表示装置に備えられたメモリに格納するステップと、
    前記第１階調及び前記第１目標画素輝度に基づいて前記表示装置に対する第２マルチタイムプログラミング（multi-time programming：ＭＴＰ）を遂行するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置の光学補償方法。
  5. 前記第２マルチタイムプログラミングを遂行するステップは、
    前記テストデータを前記表示装置に提供するステップと、
    前記補償階調だけ第１階調を補償した第１補償階調に基づいて発光する前記画素の前記画素輝度を再測定するステップと、
    再測定画素輝度と前記第１目標画素輝度との間の輝度差を算出するステップと、
    前記輝度差が基準値を超過すれば、前記第１補償階調に対応する第１ガンマ電圧を変化させるステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項４に記載の表示装置の光学補償方法。
  6. 前記第２マルチタイムプログラミングを遂行するステップは、
    前記輝度差が前記基準値より小さい時まで、前記テストデータを前記表示装置に提供するステップ乃至前記第１ガンマ電圧を変化させるステップを繰り返すステップと、
    前記輝度差が前記基準値より小さい場合、前記変化された第１ガンマ電圧を格納するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置の光学補償方法。
  7. 第１階調に基づいて設定された第１目標画素輝度より高い第３目標画素輝度及び前記第１階調に基づいて画素を備える表示装置に対する第１マルチタイムプログラミングを遂行するステップと、
    前記第１階調を有するテストデータを前記表示装置に提供するステップと、
    前記テストデータに基づいて発光する前記画素の画素輝度を測定するステップと、
    前記第１目標画素輝度及び前記画素の測定画素輝度に基づいて前記画素の補償階調を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする、表示装置の光学補償方法。
  8. 前記第１階調は前記表示装置で用いられる階調値のうちの最大階調値を有し、
    前記第１目標画素輝度は前記画素の階調−輝度特性及び前記第１階調に基づいて決定され、
    前記第３目標画素輝度は前記第１目標画素輝度よりＣ（但し、Ｃは整数）ニットだけ高く、
    前記補償階調は前記画素が前記第１階調に基づいて前記第１目標画素輝度を有して発光するように前記第１階調を補償することを特徴とする、請求項７に記載の表示装置の光学補償方法。
  9. 前記補償階調を前記表示装置に備えられたメモリに格納するステップをさらに含み、
    前記画素の補償階調を算出するステップは、
    前記第１目標画素輝度と前記測定画素輝度との間の画素輝度誤差を算出するステップと、
    前記第１目標画素輝度、前記画素輝度誤差、及び前記第１階調に基づいて前記補償階調を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項８に記載の表示装置の光学補償方法。
  10. 画素を備える表示パネルと、
    画素が入力データに含まれた第１階調に基づいて第１目標画素輝度を有して発光するように、前記第１階調を補償する補償階調を格納するメモリと、
    ノーマルモード及び補償モードを含み、前記補償モードが選択された場合、前記補償階調に基づいて前記第１階調を補償した第１補償階調を生成するタイミング制御部と、
    前記第１補償階調に基づいてデータ信号を生成するデータ駆動部と、
    を含むことを特徴とする、表示装置。
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