JP2022163115A - ディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ディスプレイ領域で光学モジュールとオーバーラップする低解像度領域の境界部が認知される画質低下を改善し、低解像度領域の画質を高解像度領域と同等な認知水準に改善することができるディスプレイ装置を提供する。【解決手段】一実施例によるディスプレイ装置は、複数のピクセルが配置されたディスプレイ領域を含むパネルと、前記ディスプレイ領域とオーバーラップするように配置された光学モジュールとを含み、前記ディスプレイ領域は、前記光学モジュールとオーバーラップする多角形状の低解像度領域と前記低解像度領域に隣接した高解像度領域とを有し、前記低解像度領域には、前記高解像度領域と同一サイズの単位ピクセルが前記高解像度領域より低いピクセル密度で配置され、前記単位ピクセルに隣接した透過部が配置され、前記低解像度領域に隣接した前記高解像度領域の境界部で前記境界部の傾きによって前記境界部の単位ピクセル及び透過部が異なる形態に配置される。【選択図】 図1

Description

本発明は高解像度領域及び低解像度領域を有するディスプレイ領域で低解像度領域の画質を改善することができるディスプレイ装置に関するものである。
スマートフォン、タブレット型コンピュータなどの電子装置には、ディスプレイ装置とともに光学モジュール、例えばカメラモジュールが装着されている。
カメラモジュールは、電子装置のベゼル部を貫通する貫通孔の下に配置された構造が一般的であったが、最近にディスプレイ領域の拡張のためにベゼルのサイズが減少するのに伴い、ディスプレイ装置のディスプレイ領域の後にカメラモジュールが配置され、ディスプレイ領域の光透過を用いる構造が要求されている。
ディスプレイ領域のうちカメラモジュールとオーバーラップする領域は光透過率を充分に確保することができるように低いPPI(Pixels Per Inch)の低解像度が要求される。
ディスプレイ領域が高解像度領域及び低解像度領域を有する場合、高解像度領域と低解像度領域との間の境界部が視認され、低解像度領域の輝度低下によって低解像度領域が視認される画質低下が発生する問題点がある。
本発明はディスプレイ領域のうち光学モジュールとオーバーラップする低解像度領域の境界部が認知される画質低下を改善し、低解像度領域の画質を高解像度領域と同等な認知水準に改善することができるディスプレイ装置を提供する。
一実施例によるディスプレイ装置は、複数のピクセルが配置されたディスプレイ領域を含むパネルと、ディスプレイ領域とオーバーラップするように配置された光学モジュールとを含み、ディスプレイ領域は、光学モジュールとオーバーラップする多角形状の低解像度領域と低解像度領域に隣接した高解像度領域とを有し、低解像度領域には、高解像度領域と同一サイズの単位ピクセルが高解像度領域より低いピクセル密度で配置され、単位ピクセルに隣接した透過部が配置され、低解像度領域に隣接した高解像度領域の境界部で境界部の傾きによって境界部の単位ピクセル及び透過部が異なる形態に配置される。
低解像度領域は八角形状を有することができ、高解像度領域の境界部は傾きの異なる複数の境界部を有することができる。
高解像度領域の複数の境界部は、x軸方向に沿って配置され、y軸方向に向き合う第1及び第2境界部を含むことができ、第1及び第2境界部は、x軸方向に位置する2個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、各単位ピクセル面積の透過部とを含むことができ、第1境界部の2個の単位ピクセルの面積当たり透過部の位置と第2境界部の2個の単位ピクセルの面積当たり透過部の位置が相反することができる。
高解像度領域の複数の境界部は、x軸方向を基準に、45°の傾きの第1対角線方向に配置される第3及び第4境界部と、x軸方向を基準に、135°の傾きの第2対角線方向に配置される第5及び第6境界部とを含むことができ、第3及び第4境界部は、第1対角線方向に位置する2個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、各単位ピクセル面積の透過部とを含むことができ、第5及び第6境界部は、第2対角線方向に位置する2個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、各単位ピクセルの面積の透過部とを含むことができ、第3~第6境界部で2個の単位ピクセルの面積当たり透過部の位置は同一であってもよい。
高解像度領域の複数の境界部は、y軸方向に沿って配置され、x軸方向に向き合う第7及び第8境界部を含むことができ、第7及び第8境界部は、y軸方向に位置する4個単位ピクセルの面積当たり3個の単位ピクセルと、各単位ピクセル面積の透過部とを含むことができ、第7境界部の4個単位ピクセルの面積当たり透過部の位置と第8境界部の4個単位ピクセルの面積当たり透過部の位置が互いに異なることができる。
第7境界部の4個単位ピクセルの面積当たり一番目単位ピクセルの面積に第7境界部の透過部が位置することができ、第8境界部の4個単位ピクセルの面積当たり四番目単位ピクセルの面積に第8境界部の透過部が位置することができる。
低解像度領域は、4個単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、3個単位ピクセル面積の透過部とを含むことができる。
低解像度領域の面積は、低解像度領域と光学モジュールのオーバーラップ面積より大きくてもよい。
一実施例によるディスプレイ領域は、複数の光学モジュールは個別的にオーバーラップする複数の低解像度領域を含むことができる。
一実施例によるディスプレイ装置のタイミングコントローラーは、低解像度領域の映像データにカラー別に異なる加重値を適用して輝度を補償することができる。カラー別に異なる加重値は、高解像度領域に対する低解像度領域の輝度差をカラー別に測定した結果を用い、高解像度領域に対する低解像度領域のカラー別輝度の比率を用いて導出することができる。
タイミングコントローラーは、低解像度領域に対する入力3色(RGB)データを4色(WRGB)データに変換し、変換された4色データにカラー別加重値をそれぞれ適用して補正された4色データを生成し、補正された4色データを補正された3色データに変換して出力することができる。
カラー別加重値は、低解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数に対する高解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数の比を用いた最大加重値より小さくてもよい。
タイミングコントローラーは、カラー別加重値をγ補正処理し、γ補正処理されたカラー別加重値を変換された4色データにそれぞれ適用することができる。
カラー別加重値のうち、緑色加重値より赤色加重値及び青色加重値が大きく、白色加重値は緑色加重値より大きくて青色加重値より小さくてもよい。
タイミングコントローラーは、低解像度領域の映像データのうち、高解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数に対する低解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数の比を用いてカラー別加重値で補償可能な最大階調範囲を導出し、0階調以上かつ補償可能な最大階調範囲以下の階調はカラー別加重値を適用して輝度補償することができる。
タイミングコントローラーは、補償可能な最大階調範囲を超える高階調データは高解像度領域から低解像度領域に行くほど次第に輝度を減少させるスムージング処理を適用して輝度補償することができる。
一実施例によるディスプレイ装置は、低解像度領域の輝度を補償するとともに、八角形構造の低解像度領域に隣接した高解像度領域の境界部でその境界部の傾きによって単位ピクセルと透過部を異なるように配置することにより、低解像度領域の境界部の視認を防止し、低解像度領域の画質低下を改善することにより、全体画質を向上させることができる。
一実施例によるディスプレイ装置のディスプレイ領域を示す図である。 図1に示すディスプレイ領域のうちI-I’線についてのディスプレイ領域と光学モジュールのオーバーラップ構造を示す断面図である。 一実施例によるディスプレイ装置の回路構成を示すブロック図である。 一実施例による高解像度領域及び低解像度領域のピクセル配置構造を示す図である。 一実施例による一サブピクセルを例示した等価回路図である。 一実施例によるディスプレイ装置の輝度補償方法を示すフローチャートである。 一実施例による高解像度領域に対する低解像度領域の輝度偏差評価パターン及び評価方法を示す図である。 一実施例による高解像度領域に対する低解像度領域の輝度補償のためのカラー別最大補償量の導出結果を示すグラフである。 一実施例による低解像度領域の輝度補償効果を示す図である。 一実施例による高階調を有する低解像度領域の境界部に対するスムージング処理を示す図である。 一実施例による八角形状の低解像度領域を示す図である。 一実施例による高解像度領域及び低解像度領域の間のx方向境界部のピクセル配置構造を示す図である。 一実施例による高解像度領域及び低解像度領域の間の対角線方向境界部のピクセル配置構造を示す図である。 一実施例による高解像度領域及び低解像度領域の間のy方向境界部のピクセル配置構造を示す図である。 一実施例による境界部の最適ピクセル配置と低解像度領域の輝度補償効果を示す図である。 一実施例による境界部の最適ピクセル配置と低解像度領域の輝度補償効果を示す図である。 一実施例による境界部の最適ピクセル配置と低解像度領域の輝度補償効果を各カラー映像別に示す図である。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図1は一実施例によるディスプレイ装置のディスプレイ領域を示す図、図2は図1に示すディスプレイ領域のうちI-I’線についてのパネルのディスプレイ領域と光学モジュールのオーバーラップ構造を示す断面図である。
一実施例によるディスプレイ装置は、電子発光ディスプレイ装置(Electroluminescent Display)が適用されることができる。電子発光ディスプレイ装置は、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode;OLED)ディスプレイ装置、量子ドット発光ダイオード(Quantum-dot Light Emitting Diode)ディスプレイ装置、又は無機発光ダイオード(Inorganic Light Emitting Diode)ディスプレイ装置が用いられることができる。
図1及び図2を参照すると、一実施例によるディスプレイ装置は、複数のピクセルが配置されて映像を表示するディスプレイ領域DAと、ディスプレイ領域DAを取り囲む外郭部のベゼル領域BZとを有するパネル100を含む。ディスプレイ領域DAはピクセルアレイ領域又はアクティブ領域と表現されることができる。ベゼル領域BZは小さいか省略することができる。パネル100は、ディスプレイ領域DAと全体的にオーバーラップして使用者のタッチをセンシングするタッチセンサースクリーンをさらに含むことができ、タッチセンサースクリーンはパネル100に内蔵されるかパネル100のディスプレイ領域DA上に配置されることができる。
パネル100のディスプレイ領域DAは、ディスプレイ領域DAの大部分に相当する高解像度領域HAと、パネル100の後に配置された光学モジュール110とオーバーラップする低解像度領域LAとを有する。高解像度領域HAは単位ピクセルから構成され、PPI(Pixels per inch;以下、PPI)が高くてピクセル密度が高いピクセル配置構造を有する。低解像度領域LAは単位ピクセルに対応するピクセル領域(発光領域)と光透過のための透過領域とを含み、PPIが低くてピクセル密度が低いピクセル配置構造を有する。
低解像度領域LAとオーバーラップする光学モジュール110は、低解像度領域LAの透過領域によって、低解像度領域LAを透過する光学モジュール110の入射光又は出射光に対する透過率を充分に確保することができる。光学モジュール110の光透過率の確保のために、低解像度領域LAでピクセル領域が占める面積より透過部が占める面積が大きいことが好ましく、図2のように、低解像度領域LAのサイズがその低解像度領域LAと光学モジュール110がオーバーラップする領域のサイズより大きいことが好ましい。
ディスプレイ領域DAの低解像度領域LAを透過する光を用いる光学モジュール110はカメラモジュールであり得、赤外線センサー、照度センサー、RGBセンサー、指紋センサーのような多様な光学センサーの少なくとも1種の光学モジュールをさらに含むことができる。
例えば、図1(a)に示すように、パネル100のディスプレイ領域DAは高解像度領域HAによって取り囲まれる一つの低解像度領域LAを含むことができ、その低解像度領域LAの透過光を用いる光学モジュール110はカメラモジュールであり得る。図1(b)に示すように、パネル100のディスプレイ領域DAは、高解像度領域HAによって取り囲まれた複数の低解像度領域LAを含むことができ、複数の低解像度領域LAと個別的にオーバーラップする複数の光学モジュールは、カメラモジュール、照度センサー、指紋センサーなどを含むことができる。ディスプレイ領域DAに配置される低解像度領域LAの個数は必要に応じて変更可能である。その他にも、パネル100のディスプレイ領域DAのうち低解像度領域LAは必要によって多様な用途に用いられることができる。
一実施例によるディスプレイ装置は、低解像度領域LAが八角形状を有し、八角形構造の低解像度領域LAに隣接した高解像度領域HAの最外郭単位ピクセルから構成される境界部でその境界部の傾きによって異なる形態に単位ピクセルを除去する代わりに、透過部を配置することにより、低解像度領域LAと高解像度領域HAとの間の境界部が視認される認知画質低下を改善することができる。これについての具体的な説明は後述する。
また、一実施例によるディスプレイ装置は、高解像度領域HAに対するピクセル密度、すなわち発光する単位ピクセルの個数が小さい低解像度領域LAの輝度を高解像度領域HAと同等な水準に補償することにより、低解像度領域LAが視認される認知画質低下を改善することができる。これについての具体的な説明は後述する。
図3は一実施例によるディスプレイ装置の回路構成を示すブロック図、図4は一実施例による高解像度領域及び低解像度領域のピクセル配置構造を示す図、図5は一実施例による一サブピクセルの等価回路図である。
図3を参照すると、ディスプレイ装置は、パネル100、ゲートドライバー200、データドライバー300、タイミングコントローラー400などを含む。ゲートドライバー200及びデータドライバー300はパネル100を駆動するパネル駆動部と定義することができる。ゲートドライバー200、データドライバー300及びタイミングコントローラー400の全てを駆動部と定義することができる。
パネル100のディスプレイ領域DAは複数の単位ピクセルを含み、各単位ピクセルは、赤色R、緑色G及び青色Bのサブピクセルを用いて映像を表示する。図4に示すように、各単位ピクセルPは4個のサブピクセルRGBGから構成されることができる。図4に示すRGBGピクセル配置構造において、緑色Gサブピクセルを除いた赤色Rサブピクセル及び青色Bサブピクセルは水平方向に沿って交互に配置され、垂直方向に沿って交互に配置されることができる。
パネル100のディスプレイ領域DAは、高解像度領域HAと、パネル100の後に配置された光学モジュール110とオーバーラップする低解像度領域LAとを有する。
図4を参照すると、PPIの高い高解像度領域HAは単位ピクセルPから構成されたピクセル配置構造を有する。PPIの低い低解像度領域LAは、単位ピクセルPに対応するピクセル領域PAと、そのピクセル領域PAに隣接して配置された透過領域TAとを含んでピクセル密度の低いピクセル配置構造を有する。低解像度領域LAは、高解像度領域HAに対して1/4水準のPPIを有することができる。高解像度領域HAと低解像度領域LAで単位ピクセルPのサイズは同一であり得る。
低解像度領域LAで2*2単位ピクセルサイズのマスク領域Mを定義する場合、各マスク領域Mで、1個の単位ピクセルPのピクセル領域PAと、3個の単位ピクセルが除去された領域に対応する透過部TAとを有することにより、透過領域TAはピクセル領域PAのサイズより大きい面積を有することができる。言い換えれば、低解像度領域LAは、4個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルPと3個の単位ピクセルの面積に対応する透過部TAとを有することができる。
例えば、低解像度領域LAで、各ピクセル領域PAは奇数列と偶数列のいずれか一列では4k-3番目(kは正の整数)行に配置され、他の列では4k-1番目行に配置されることができ、残りの領域には透過部TAが配置されることができる。これにより、低解像度領域LAとオーバーラップする光学モジュールは、ピクセル領域PAより大きい透過部TAを通して光透過率を充分に確保し、カメラ性能又は光学センサーのセンシング性能を充分に発揮することができる。
各サブピクセルSPは、発光素子と、その発光素子を独立的に駆動するピクセル回路とを含む。発光素子は、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode)、量子ドット発光ダイオード(Quantum-dot Light Emitting Diode)、又は無機発光ダイオード(Inorganic Light Emitting Diode)が適用されることができる。ピクセル回路は、発光素子を駆動する駆動TFTと、駆動TFTにデータ信号を供給するスイッチングTFTを少なくとも含む複数のTFTと、スイッチングTFTを介して供給されたデータ信号に相応する駆動電圧Vgsを貯蔵して駆動TFTに供給するストレージキャパシタとを含む。その他にも、ピクセル回路は、駆動TFTの3電極(ゲート、ソース、ドレイン)をそれぞれ初期化するか、閾値電圧補償のために、駆動TFTをダイオード構造で連結させるか、発光素子の発光時間を制御する複数のTFTをさらに含むことができる。ピクセル回路の構成は3T1C(3個のTFT、1個のキャパシタ)、7T1C(7個のTFT、1個のキャパシタ)などのように多様な構成を適用することができる。
例えば、各ピクセルPは、図5に示すように、高電位駆動電圧(第1駆動電圧;EVDD)を供給する電源ラインと低電位駆動電圧(第2駆動電圧;EVSS)を供給する共通電極との間に接続された発光素子10と、発光素子10を独立的に駆動するために、第1及び第2スイッチングTFT ST1、ST2及び駆動TFT DTと、ストレージキャパシタCstとを少なくとも含むピクセル回路を備える。
発光素子10は、駆動TFT DTのソースノードN2と接続されたアノードと、EVSSラインPW2と接続されたカソードと、アノード及びカソードの間の有機発光層とを備える。アノードはサブピクセル別に独立的であるが、カソードは全体サブピクセルが共有する共通電極であり得る。発光素子10は、駆動TFT DTから駆動電流が供給されれば、カソードからの電子が有機発光層に注入され、アノードからの正孔が有機発光層に注入され、有機発光層で電子及び正孔の再結合によって蛍光又はリン光物質を発光させることにより、駆動電流の電流値に比例する明るさの光を発生する。
第1スイッチングTFT ST1はゲートドライバー200から一つのゲートラインGn1に供給されるスキャンパルスSCnによって駆動され、データドライバー300からデータラインDmに供給されるデータ電圧Vdataを駆動TFT DTのゲートノードN1に供給する。
第2スイッチングTFT ST2はゲートドライバー200から他のゲートラインGn2に供給されるセンスパルスSEnによって駆動され、データドライバー300からレファレンスラインRmに供給されるレファレンス電圧Vrefを駆動TFT DTのソースノードN2に供給する。一方、センシングモードの際、第2スイッチングTFT ST2は駆動TFT DTの特性又は発光素子10の特性が反映された電流をレファレンスラインRmに提供することができる。
駆動TFT DTのゲートノードN1及びソースノードN2の間に接続されたストレージキャパシタCstは第1及び第2スイッチングTFTST1、ST2を介してゲートノードN1及びソースノードN2にそれぞれ供給されたデータ電圧Vdataとレファレンス電圧Vrefの差電圧を駆動TFT DTの駆動電圧Vgsとして充電し、第1及び第2スイッチングTFT ST1、ST2がオフされる発光期間の間に充電された駆動電圧Vgsをホルディングする。
駆動TFT DTはEVDDラインPW1から供給される電流をストレージキャパシタCstから供給された駆動電圧Vgsによって制御し、駆動電圧Vgsによって決定された駆動電流を発光素子10に供給することにより発光素子10を発光させる。
ゲートドライバー200はタイミングコントローラー400から供給された複数のゲート制御信号に応じて制御され、パネル100のゲートラインを個別的に駆動する。ゲートドライバー200は各ゲートラインの駆動期間にゲートオン電圧のスキャン信号を該当ゲートラインに供給し、各ゲートラインの非駆動期間にはゲートオフ電圧を該当ゲートラインに供給する。
データドライバー300はタイミングコントローラー400から供給されたデータ制御信号に応じて制御され、タイミングコントローラー400から供給されたデジタルデータをアナログデータ信号に変換し、パネル100のデータラインのそれぞれに該当データ信号を供給する。ここで、データドライバー300はガンマ電圧生成部から供給された複数の基準ガンマ電圧が細分化した階調電圧を用いてデジタルデータをアナログデータ信号に変換する。データドライバー300はレファレンスラインにレファレンス電圧を供給することができる。
一方、データドライバー300は、タイミングコントローラー400の制御によってセンシングモードであるとき、データラインにセンシング用データ電圧を供給して各ピクセルを駆動させ、駆動されたピクセルの電気的な特性を示すピクセル電流をレファレンスラインRmを介して電圧としてセンシングし、デジタルセンシングデータに変換してタイミングコントローラー400に提供することができる。
タイミングコントローラー400は、外部システムから供給されたタイミング制御信号と内部に記憶されたタイミング設定情報を用いてゲートドライバー200及びデータドライバー300を制御する。タイミング制御信号は、ドットクロック、データイネーブル信号、垂直同期信号、水平同期信号などを含むことができる。タイミングコントローラー400は、ゲートドライバー200の駆動タイミングを制御する複数のゲート制御信号を生成してゲートドライバー200に供給する。タイミングコントローラー400はデータドライバー300の駆動タイミングを制御する複数のデータ制御信号を生成してデータドライバー300に供給する。
タイミングコントローラー400は供給された入力映像データに多様な映像処理を遂行し、映像処理されたデータをデータドライバー300に出力することができる。
特に、タイミングコントローラー400は、高解像度領域HAに比べてピクセル密度の小さい低解像度領域LAの輝度差をカラー別に異なる加重値(Weight)を適用して高解像度領域HAと同等な水準に補償して低解像度領域LAの認知画質を改善することができる。これについての具体的な説明は後述する。
タイミングコントローラー400は映像データを分析して平均画像レベルAPLによって最大輝度を制御することにより消費電力を減少させることができる。
タイミングコントローラー400は、映像データに対して各ピクセルの初期特性偏差補償、劣化(残像)補償のような画質向上処理をさらに遂行することができる。タイミングコントローラー400は、ゲートドライバー200及びデータドライバー300を制御してパネル100をセンシングモードで駆動し、データドライバー300を介してパネル100の各ピクセルの特性偏差と劣化が反映された駆動TF DTの閾値電圧、駆動TF DTの移動度、発光素子10の閾値電圧をセンシングするセンシング機能を遂行することができる。タイミングコントローラー400は、センシング結果を用いて各ピクセルの特性偏差及び劣化を補償する画質向上処理を遂行することができる。タイミングコントローラー400は、各サブピクセルで使われるデータをストレスデータとして累積し、累積されたストレスデータによって各サブピクセルの劣化を補償する画質向上処理をさらに遂行することができる。
図6は一実施例によるディスプレイ装置の低解像度領域に対する輝度補償方法を示すフローチャートであり、図3に示すタイミングコントローラー400によって遂行される。
図6を参照すると、タイミングコントローラー400は、低解像度領域LAに対するソース3色データRiGiBiを入力し、RGB-to-WRGB(3色-to-4色)変換方法を用いてソース3色データRiGiBiを4色データWRGBに変換する。例えば、タイミングコントローラー400は、次の式1のように、ソース3色データRiGiBiのうち最小値からWデータを生成し、RiGiBiデータのそれぞれからWデータを差し引いてRGBデータを生成することにより、ソース3色データRiGiBiを4色データWRGBに変換する。
[数1]
W=Min(Ri、Gi、Bi)
R=Ri-W
G=Gi-W
B=Bi-W
タイミングコントローラー400は、変換された4色データWRGBに、次の式2のように、カラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)をそれぞれ適用することによって補償された4色データW’R’G’B’を導出した後、補償された4色データW’R’G’B’を補償されたR’G’Bデータに変換して出力する。
Figure 2022163115000002
低解像度領域LAに対するWRGBデータの階調値が補償可能な最大階調範囲(WRGB Max Gray Range)を超えれば輝度補償が不可能であり、補償可能な最大階調範囲(WRGB Max Gray Range)は、前記式2のように、高解像度領域HAでマスク領域M内の単位ピクセル数(High_N)に対する低解像度領域LAでマスク領域M内の単位ピクセル数(Low_N)の比率を用いて決定することができる。例えば、図4に示すように、高解像度領域HAでマスク領域M内の単位ピクセル数(High_N)に対する低解像度領域LAでマスク領域M内の単位ピクセル数(Low_N)の比率が1/4の場合、前記式2による補償可能な最大階調範囲(WRGB Max Gray Range)は135階調値として算出されることができる。これにより、低解像度領域LAに対するWRGBデータにカラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)を適用した輝度補償は0階調以上135階調以下に相当するWRGBデータに対してのみ可能であり、135階調を超える高階調は輝度補償が不可であり得る。
前記式2で、カラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)は輝度差を補償するために決定された輝度補償値であるので、階調値であるWRGBデータに適用するとき、γ補正(De-gamma)を適用してγ補正処理されたカラー別加重値(Weight_W1/2.2、Weight_R1/2.2、Weight_G1/2.2、Weight_B1/2.2)をWRGBデータにカラー別に適用する。
前記式2で、カラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)はWRGBの最大加重値(WRGB Weight Max)以下に決定される。WRGBの最大加重値(WRGB Weight Max)は、前記式2のように、低解像度領域LAでマスク領域M内の単位ピクセル数(Low_N)に対する高解像度領域HAでマスク領域M内の単位ピクセル数(High_N)の比率として決定されることができる。例えば、図4に示すように、高解像度領域HAでマスク領域M内の単位ピクセル数(High_N)に対する低解像度領域LAでマスク領域M内の単位ピクセル数(Low_N)の比率が1/4の場合、WRGBの最大加重値(WRGB Weight Max)は4になることができ、カラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)は4以下に決定されることができる。
前記式2で、カラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)は図7に示す認知評価パターン及び評価方法に基づいて図8に示すグラフのように導出されることができる。
図7を参照すると、高解像度領域HAの複数の階調別(32、64、96、128、160)に0~255階調値をそれぞれ表示する256個の低階調領域LAを表示する評価パターンを用いた輝度認知評価に基づいて、高解像度領域HAに対する低解像度領域LAの輝度差をカラー別に、かつ階調別に測定することができる。その後、測定結果を用いて、図8に示す線形関数グラフのように、高解像度領域HAに対する低解像度領域LAの輝度の比率を有するカラー別加重値(Weight_W、Weight_R、Weight_G、Weight_B)を補償値として導出することができる。図8を参照すると、高解像度領域HAに対する低解像度領域LAの輝度差を低減するために、G加重値(Weight_G)よりR加重値(Weight_R)とB加重値(Weight_B)が大きい値が必要であることが分かる。言い換えれば、高解像度領域HAに対する低解像度領域LAの輝度差を低減するために、GデータよりR/Bデータがもっと高い輝度上昇率が必要であることが分かる。W加重値(Weight_W)はG加重値(Weight_G)より大きくてB加重値(Weight_B)より小さいことが分かる。
図9は一実施例による輝度補償方法を用いた低解像度領域の輝度補償効果を示す図である。
図9を参照すると、図9の(a)及び(b)のように、低解像度領域LAに対して一実施例によるカラー別加重値を用いた輝度補償を行う前には低解像度領域LAの輝度低下が認知されることが分かる。一方、タイミングコントローラー400で一実施例によるカラー別加重値を適用して低解像度領域LAの輝度を補償した場合、図9の(c)及び(d)のように、低解像度領域の輝度は高解像度領域と同等又は類似の水準に向上して低解像度領域の輝度低下が視認されないほどに改善されたことが分かる。
図10は一実施例による高階調を有する低解像度領域の境界部に対するスムージング処理を示す図である。
図10を参照すると、低解像度領域LAには、前述したように、輝度補償が不可能な高階調、例えば135階調を超えて255階調に近い高階調(高輝度)映像が表示されることができる。この場合、図10(a)のように、高解像度領域と低解像度領域との間の輝度差が境界部で大きく認知されることができる。これを改善するために、図10(b)のように、タイミングコントローラー400は高解像度領域から低解像度領域に行くほどピクセルの位置によって次第に輝度を減少させるスムージング映像処理を適用することができる。この結果、高解像度領域と低解像度領域との間の輝度差をピクセル位置によって次第に改善することができることが分かる。
図11は一実施例による八角形構造の低解像度領域を示す図である。
図11を参照すると、一実施例による低解像度領域LAは、図11の(a)及び(b)のように、八角形状を有することにより、高解像度領域HAと低解像度領域LAとの間の境界部の視認を防止するための境界部のピクセル配置構造に対する設計が可能である利点を有する。八角形構造の低解像度領域LAは、図11の(c)及び(d)のように、境界部の傾きが同一である場合、高解像度領域HAと低解像度領域LAとの間の輝度偏差又は色変化が一定であることが分かる。よって、低解像度領域LAの八角形構造は8個の辺と8個の頂点のみ考慮し、境界部の傾きによってその境界部のピクセル配置構造を異なるように適用することにより境界部の視認を改善することができる。
図12~図14は一実施例による高解像度領域及び低解像度領域の間の境界部傾きによる境界部のピクセル配置構造を示す図である。
図12~図14を参照すると、高解像度領域HAと低解像度領域LAで二つの領域が隣接する高解像度領域の最外郭単位ピクセルRGBGを境界部BAの単位ピクセルと定義することができる。八角形構造の低解像度領域LAに隣接した高解像度領域HAの境界部BAは、x軸方向を基準に、0°、45°、135°、90°の傾きを有する第1~第8境界部BA1~BA8を含む。第1~第8境界部BA1~BA8のそれぞれで該当境界部の傾きによって境界部BAの単位ピクセルを規則的な周期で除去する代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置された構造を有する。第1~第8境界部BA1~BA8は、該当境界部の傾きによって単位ピクセルと透過部TAの配置構造が互いに異なるように決定される。第1~第8境界部BA1~BA8は、該当境界部の傾きによって2個の単位ピクセル面積当たり1個の単位ピクセルと1個の単位ピクセル面積の透過部を含むか、4個の単位ピクセル面積当たり3個の単位ピクセルと1個の単位ピクセル面積の透過部を含むことができる。第1~第8境界部BA1~BA8は、低解像度領域LAのピクセル密度(PPI)より高くて高解像度領域HAのピクセル密度(PPI)より低いピクセル密度(PPI)を有する。
図12の(a)、(b)及び(c)を参照すると、低解像度領域LAの単位ピクセルに隣接した高解像度領域HAの第1及び第2境界部BA1、BA2は0°の傾きのx軸方向に位置し、y軸方向に互いに向き合う。第1及び第2境界部BA1、BA2は、x軸方向に位置する2個の単位ピクセル面積当たり1個の単位ピクセルと、1個の単位ピクセル面積の透過部とを含む。第1及び第2境界部BA1、BA2は、x軸方向に隣接した2個ずつの単位ピクセルのうち2k-1番目単位ピクセルが除去されるか、2k番目単位ピクセルが除去される代わり、該当除去領域に透過部TAが配置された構造を有する。第1境界部BA1で2k-1番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置され、第2境界部BA2では、第1境界部BA1と反対に2k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。これと反対に、第1境界部BA1で2k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置され、第2境界部BA2では2k-1番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置される。
図12の(b)を参照すると、第1及び第2境界部BA1、BA2に配置される単位ピクセルは隣接した低解像度領域LAの単位ピクセルと45°の対角線方向に隣接して配置されることができる。第1及び第2境界部BA1、BA2に配置される透過部TAは隣接した低解像度領域LAの単位ピクセルと45°の対角線方向に隣接して配置されることができる。
図13の(a)、(b)及び(c)を参照すると、低解像度領域LAの単位ピクセルに隣接した高解像度領域HAの第3及び第4境界部BA3、BA4は、x軸方向を基準に、45°の傾きの第1対角線方向に位置し、第5及び第6境界部BA5、BA6は、x軸方向を基準に、135°の傾きの第2対角線方向に位置する。第3及び第4境界部BA3、BA4は第2対角線方向に互いに向き合い、第5及び第6境界部BA5、BA6は第1対角線方向に互いに向き合う。
第3~第6境界部BA3、BA4、BA5、BA6は、第1対角線方向又は第2対角線方向に位置する2個の単位ピクセル面積当たり1個の単位ピクセルと、1個の単位ピクセル面積の透過部TAとを含む。第3及び第4境界部BA3、BA4で、45°の傾きの第1対角線方向に隣接した2個ずつの単位ピクセルのうち2k-1番目単位ピクセルが除去されるか、2k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置された構造を有する。第5及び第6境界部BA5、BA6で135°の傾きの第2対角線方向に隣接した2個ずつの単位ピクセルのうち2k-1番目単位ピクセルが除去されるか、2k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置された構造を有する。例えば、第3~第6境界部BA3、BA4、BA5、BA6で第1対角線方向に隣接するか第2対角線方向に隣接する2個ずつの単位ピクセルのうち2k-1番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。これとは違い、第3~第6境界部BA3、BA4、BA5、BA6で第1対角線方向に隣接するか第2対角線方向に隣接する2個ずつの単位ピクセルのうち2k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。
図13の(b)を参照すると、第3~第6境界部BA3、BA4、BA5、BA6に配置される単位ピクセルは、隣接した低解像度領域LAの単位ピクセルと45°又は135°の対角線方向に隣接するように配置されることができる。第3~第6境界部BA3、BA4、BA5、BA6に配置される透過部TAは隣接した低解像度領域LAの単位ピクセルとx軸方向に隣接して配置されることができる。
図14の(a)、(b)及び(c)を参照すると、低解像度領域LAの単位ピクセルに隣接した高解像度領域HAの第7及び第8境界部BA7、BA8は、x軸方向を基準に、90°の傾きのy軸方向に位置し、x軸方向に互いに向き合う。第7及び第8境界部BA7、BA8は、y軸方向に位置する4個単位ピクセル面積当たり3個単位ピクセルと、1個の単位ピクセル面積の透過部TAとを含む。第7及び第8境界部BA7、BA8でy軸方向に配置された4個ずつの単位ピクセルのうち4k-3番目単位ピクセルが除去されるか、4k番目単位ピクセルが除去される代わり、該当除去領域に透過部TAが配置された構造を有する。第7境界部BA7でy軸方向に配置された4個ずつの単位ピクセルのうち4k-3番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。第8境界部BA8でy軸方向に配置された4個ずつの単位ピクセルのうち4k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。一方、第7境界部BA7でy軸方向に配置された4個ずつの単位ピクセルのうち4k番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。第8境界部BA8でy軸方向に配置された4個ずつの単位ピクセルのうち4k-3番目単位ピクセルが除去される代わりに、該当除去領域に透過部TAが配置されることができる。
図14の(b)を参照すると、第7境界部BA7に配置される単位ピクセルは隣接した低解像度領域LAの透過部とx軸方向に隣接して配置され、第7境界部BA7に配置される透過部TAは隣接した低解像度領域LAの単位ピクセルとx軸方向に隣接して配置されることができる。第8境界部BA8に配置される単位ピクセルは隣接した低解像度領域LAの透過部又は単位ピクセルとx軸方向に隣接して配置され、第8境界部BA8に配置される透過部TAは隣接した低解像度領域LAの透過部とx軸方向に隣接して配置されることができる。
図15~図17は一実施例による境界部の最適ピクセル配置構造と低解像度領域の輝度補償効果を示す図である。
図15の(a)及び(b)を参照すると、図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例が適用される前には、低解像度領域LAで輝度補償された単位ピクセルが高解像度領域HAの単位ピクセルにすぐ隣接して低解像度領域LAの境界で輝線不良が発生し得る。
図15の(c)及び(d)を参照すると、低解像度領域LAに対する輝度補償と図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例の全てが適用された場合、低解像度領域LAの境界部が視認されないように改善され、低解像度領域LAの輝度低下が全部改善されたことが分かる。
図16の(a)を参照すると、図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例が適用される前には、低解像度領域LAで輝度補償された単位ピクセルが高解像度領域HAの単位ピクセルにすぐ隣接する場合、一般映像及び128階調映像で低解像度領域LAの境界部が輝線不良によって視認されることが分かる。
図16の(b)を参照すると、図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例が適用される前には、低解像度領域LAで透過部のみ高解像度領域HAの単位ピクセルにすぐ隣接する場合、一般映像及び128階調映像で低解像度領域LAの境界部が暗線不良によって視認されることが分かる。
図16の(c)を参照すると、低解像度領域LAに対する輝度補償と図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例の全てが適用された場合、一般映像及び128階調映像で低解像度領域LAの境界部が視認されないように改善され、低解像度領域LAの輝度低下が全部改善されたことが分かる。
図17を参照すると、ディスプレイ領域に128階調映像、赤色映像、緑色映像及び青色映像をそれぞれ表示する場合、図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例が適用される前には、各カラー別映像で低解像度領域LAの境界部が輝線不良又は暗線不良によって視認されることが分かる。一方、低解像度領域LAに対する輝度補償と図12~図14で説明した境界部に対するピクセル配置構造の実施例の全てが適用された場合、各カラー別映像で低解像度領域LAの境界部が視認されないように改善され、低解像度領域LAの輝度低下が全部改善されたことが分かる。
以上で説明したように、一実施例によるディスプレイ装置は、低解像度領域の輝度を補償するとともに、八角形構造の低解像度領域に隣接した高解像度領域の境界部でその境界部の傾きによって単位ピクセルと透過部を異なるように配置することにより、低解像度領域の境界部の視認を防止し、低解像度領域の画質低下を改善することにより、全体画質を向上させることができる。
以上で説明した内容から当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範疇内で多様な変更及び修正が可能であることが分かるであろう。よって、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って決定されなければならないであろう。
100 パネル
200 ゲートドライバー
300 データドライバー
400 タイミングコントローラー
HA 高解像度領域
LA 低解像度領域
DA ディスプレイ領域
BZ ベゼル領域
TA 透過部
BA1~BA8 境界部

Claims (16)

  1. 複数のピクセルが配置されたディスプレイ領域を含むパネルと、
    前記ディスプレイ領域とオーバーラップするように配置された光学モジュールとを含み、
    前記ディスプレイ領域は、前記光学モジュールとオーバーラップする多角形状の低解像度領域と前記低解像度領域に隣接した高解像度領域とを有し、
    前記低解像度領域には、前記高解像度領域と同一サイズの単位ピクセルが前記高解像度領域より低いピクセル密度で配置され、前記単位ピクセルに隣接した透過部が配置され、
    前記低解像度領域に隣接した前記高解像度領域の境界部で前記境界部の傾きによって前記境界部の単位ピクセル及び透過部が異なる形態に配置される、ディスプレイ装置。
  2. 前記低解像度領域は八角形状を有し、
    前記高解像度領域の境界部は傾きの異なる複数の境界部を有する、請求項1に記載のディスプレイ装置。
  3. 前記高解像度領域の複数の境界部は、x軸方向に沿って配置され、y軸方向に向き合う第1及び第2境界部を含み、
    前記第1及び第2境界部は、前記x軸方向に位置する2個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、各単位ピクセル面積当たり透過部とを含み、
    前記第1境界部の2個の単位ピクセルの面積当たり透過部の位置と前記第2境界部の2個の単位ピクセルの面積当たり透過部の位置が相反する、請求項2に記載のディスプレイ装置。
  4. 前記高解像度領域の複数の境界部は、x軸方向を基準に、45°の傾きの第1対角線方向に配置される第3及び第4境界部と、前記x軸方向を基準に、135°の傾きの第2対角線方向に配置される第5及び第6境界部とを含み、
    前記第3及び第4境界部は、前記第1対角線方向に位置する2個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、各単位ピクセル面積当たり透過部とを含み、
    前記第5及び第6境界部は、前記第2対角線方向に位置する2個の単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、各単位ピクセルの面積当たり透過部とを含み、
    前記第3~第6境界部で前記2個の単位ピクセルの面積当たり透過部の位置は同一である、請求項2に記載のディスプレイ装置。
  5. 前記高解像度領域の複数の境界部は、y軸方向に沿って配置され、x軸方向に向き合う第7及び第8境界部を含み、
    前記第7及び第8境界部は、前記y軸方向に位置する4個単位ピクセルの面積当たり3個の単位ピクセルと、各単位ピクセル面積の透過部とを含み、
    前記第7境界部の4個単位ピクセルの面積当たり透過部の位置と前記第8境界部の4個単位ピクセルの面積当たり透過部の位置が互いに異なる、請求項2に記載のディスプレイ装置。
  6. 前記第7境界部の4個単位ピクセルの面積当たり一番目単位ピクセルの面積に前記第7境界部の透過部が位置し、
    前記第8境界部の4個単位ピクセルの面積当たり四番目単位ピクセルの面積に前記第8境界部の透過部が位置する、請求項5に記載のディスプレイ装置。
  7. 前記低解像度領域は、4個単位ピクセルの面積当たり1個の単位ピクセルと、3個単位ピクセル面積の透過部とを含む、請求項1に記載のディスプレイ装置。
  8. 前記低解像度領域の面積は、前記低解像度領域と前記光学モジュールのオーバーラップ面積より大きい、請求項1に記載のディスプレイ装置。
  9. 前記光学モジュールを含む複数の光学モジュールと、
    前記低解像度領域を含む複数の低解像度領域とを含み、
    前記複数の低解像度領域と前記複数の光学モジュールは個別的にオーバーラップする、請求項1に記載のディスプレイ装置。
  10. 前記パネルを駆動する駆動部を含み、
    前記駆動部のうちタイミングコントローラーは、前記低解像度領域の映像データにカラー別に異なる加重値を適用して輝度を補償し、
    前記カラー別に異なる加重値は、前記高解像度領域に対する前記低解像度領域の輝度差をカラー別に測定した結果を用い、前記高解像度領域に対する前記低解像度領域のカラー別輝度の比率を用いて導出する、請求項1に記載のディスプレイ装置。
  11. 前記タイミングコントローラーは、
    前記低解像度領域に対する入力3色(RGB)データを4色(WRGB)データに変換し、
    前記変換された4色データに前記カラー別加重値をそれぞれ適用して補正された4色データを生成し、
    前記補正された4色データを補正された3色データに変換して出力する、請求項10に記載のディスプレイ装置。
  12. 前記カラー別加重値は、前記低解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数に対する前記高解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数の比を用いた最大加重値より小さい、請求項11に記載のディスプレイ装置。
  13. 前記タイミングコントローラーは、前記カラー別加重値をγ補正処理し、γ補正処理されたカラー別加重値を前記変換された4色データにそれぞれ適用する、請求項11に記載のディスプレイ装置。
  14. 前記カラー別加重値のうち、緑色加重値より赤色加重値及び青色加重値が大きく、白色加重値は前記緑色加重値より大きくて前記青色加重値より小さい、請求項13に記載のディスプレイ装置。
  15. 前記タイミングコントローラーは、
    前記低解像度領域の映像データのうち、前記高解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数に対する前記低解像度領域のマスク面積当たり単位ピクセル数の比を用いて前記カラー別加重値で補償可能な最大階調範囲を導出し、
    0階調以上かつ前記補償可能な最大階調範囲以下の階調に前記カラー別加重値を適用して輝度補償する、請求項11に記載のディスプレイ装置。
  16. 前記タイミングコントローラーは、前記補償可能な最大階調範囲を超える高階調データに前記高解像度領域から前記低解像度領域に行くほど次第に輝度を減少させるスムージング処理を適用して輝度補償する、請求項15に記載のディスプレイ装置。
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