JP5547729B2 - 有色ピクセルの輝度値を調整するための方法 - Google Patents

Description

本発明は発光ディスプレイ、及びそのようなディスプレイの寿命を改善するための方法に関する。

現在の市場には数多くの放射型ディスプレイデバイスが存在する。市販されているディスプレイの中には、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイのような、薄膜で被覆されたエレクトロルミネセンスディスプレイがある。これらのディスプレイは、能動回路を利用するアクティブマトリックスバックプレーン、又は発光素子の行及び列に共通の信号を与えるパッシブマトリックスバックプレーンを用いて駆動することができる。

一般的な従来技術のＯＬＥＤディスプレイでは、ＯＬＥＤに供給される電流密度が高くなると、種々の色の放射体、たとえば、赤色、緑色、及び青色のＯＬＥＤのルミナンスが増加することがわかっている。電流密度からルミナンスへの伝達関数は通常、一次関数に従って挙動する。それゆえ、ディスプレイのルミナンスを高めるために、所与の面積を有するＯＬＥＤに対して供給される電流を増加しなければならない。色のバランスが取れたディスプレイを保持するために、３つのＯＬＥＤへの電流を異なって調整して、赤色：緑色：青色の所望の比を維持しなければならない。

残念なことに、ＯＬＥＤを駆動するために用いられる電流密度、それゆえ、ルミナンスを高めると、ＯＬＥＤを駆動するために必要とされる電力が増加するだけでなく、ＯＬＥＤの寿命が短くなる。おそらく、より重要なのは、全体的な経時変化ではなく、種々の色の経時変化が同じでないという事実である。それゆえ、いくつかの色のルミナンスが、他のルミナンスよりも速く劣化することになる。バランスが取れたフルカラーディスプレイを維持するために、着色材料の相対的なルミナンスがディスプレイの寿命全体を通じて維持されることが重要である。

ディスプレイの全寿命は、相対的な色効率の変化、及びルミナンス出力の減少を通じて短くなる可能性がある。或る特定の色の光を生成する１つのＯＬＥＤ材料が、たとえば、頻繁に使用することを通じて、他の色の光を生成する他の材料よりも急速に劣化する場合には、その材料から出力される特定の光が、他の色に対して減少することになる。この色差のある出力は、ディスプレイの色バランスを変更し、画像の色バランスが著しく崩れる場合があり、それは全体的なルミナンスが減少することよりもはるかに目につく。このように特定の色のルミナンス及び光出力の減少は、その特定の色の明度を高めることによって補償することができるが、そのような解決策は経時変化の速度を速め、かつ電力使用量を増やすので、ディスプレイの相対的な色効率の変化を悪化させる。代替的には、耐久性のある色のルミナンスを下げることができるが、これはディスプレイの全体的な明度を低下させる。ディスプレイの有効寿命を最大にするために、絶対ルミナンスの損失を最小限に抑えながら、カラー素子の相対ルミナンスを維持することができる時間を最大にすることが重要である。

特許文献１において、キム（Kim）等によって、発光材料の面積が等しくないフラットパネルディスプレイが検討されている。赤色、緑色、及び青色の発光素子の相対的なサイズが、ＯＬＥＤディスプレイ内で利用される着色材料の発光効率に基づいて調整される。いくつかのディスプレイ構成では、市販の赤色のＯＬＥＤ材料が、既存の緑色及び青色のＯＬＥＤ材料よりも著しく低い発光効率を有する。既存の赤色ＯＬＥＤ材料の効率が低いことから、等しいサイズのサブピクセルを維持したい場合には、所望の光出力を得るために、低い発光効率の材料に与えなければならない正方形面積当たりの電力を増加しなければならない。この判断基準を用いて、キムは緑色及び青色の発光面積よりも大きな赤色の発光面積を有するＯＬＥＤディスプレイを提案する。こうして、異なる着色材料にわたって、面積当たりの相対電力を概ね等しくすることができる。しかしながら、キム他によって提案されるディスプレイレイアウトを最適にすることは、必ずしも、３つの材料の寿命が最適化される設計に導くとは限らない。

山田（Yamada）による特許文献２は、等しくない発光素子面積を有するＯＬＥＤディスプレイを開示しており、ＯＬＥＤディスプレイの寿命を改善することを目的として、発光素子の面積が調整される。山田は、目的の発光素子面積を求めようとするときに、材料の放射効率、各放射材料の色度、及び目標とするディスプレイの色度を考慮する。しかしながら、山田は、異なる材料の固有の経時的なルミナンス安定性の差のような、デバイス寿命に影響を及ぼすことになるＯＬＥＤ材料の他の重要な特性を検討していない。さらに重要なのは、典型的な製造手法が、種々の有色サブピクセルの面積の最大差を制限する。したがって、この手法だけでは、材料の放射効率の差の全てを、或いは光学特性、又は異なる色のサブピクセルを形成するために通常用いられる異なる材料の固有のルミナンス安定性の差のような他の重要な要因を補償することはできない。

米国特許出願公開第２００２／００１４８３７号 米国特許第６，３６６，０２５号

エレクトロルミネセンスディスプレイの寿命を改善することが必要とされている。

この目的は、有色ピクセルの輝度値を調整するための方法であって、各該ピクセルは第１のサブピクセル、第２のサブピクセル及び第３のサブピクセルを有し、該サブピクセルのそれぞれは異なる色の光を放射し、該第１のサブピクセルの寿命は、他の有色サブピクセルの寿命よりも少なく、
ａ．ピクセル毎に、各ピクセル内の各有色サブピクセルの輝度に対応する輝度値を受信すること、及び
ｂ．緑と赤の間の中間色を生成するときは、前記第１のサブピクセルの輝度を無調整にし、青色、シアン色又はマゼンタ色を生成するときに、各ピクセル内の前記第１のサブピクセルの輝度値を低減することにより調整すること
を含み、
前記サブピクセル色は赤色、緑色及び青色であり、
前記第１のサブピクセルは青色サブピクセルであり、
前記有色サブピクセルはエレクトロルミネセンスディスプレイの一部であり、
前記調整は、前記ピクセルの前記青色、シアン色またはマゼンタ色の彩度値に基づくものであり、前記彩度値は、前記第１のサブピクセルの輝度値から前記第２のサブピクセルの輝度値及び第３のサブピクセルの輝度値の単純平均又は重み付け平均のいずれかの関数の値を引いた差として算出され、
スケーリングされたパネル輝度値が超えることができない最大限界Ｌ_Ｂとしきい値Ｔ_Ｂとの指定に基づいて傾きパラメータｍ_Ｂが次式により計算され、
ｍ_Ｂ＝（Ｌ_Ｂ−Ｔ_Ｂ）／（１−Ｔ_Ｂ）
スケーリングされたパネル輝度値Ｂ’として、前記第１のサブピクセルの輝度値が前記しきい値よりも小さな値の場合に前記第１のサブピクセルの輝度値に等しく設定され、前記第１のサブピクセルの輝度値が前記しきい値よりも大きな値の場合に次式により
Ｂ’＝ｍ _Ｂ ＊Ｂ
前記第１のサブピクセルの輝度値に前記傾きパラメータをかけた値が計算され、
算出された彩度値によって前記第１のサブピクセルの輝度値Ｂと算出されたスケーリングされた輝度値Ｂ’との差としての輝度差値を重み付けし、重み付けされた輝度差値を前記第１のサブピクセルの輝度値から減算することによって制限された輝度値を得る、有色ピクセルの輝度値を調整するための方法により達成される。

本発明の利点は、観察者に許容可能な色を提供しながら、エレクトロルミネセンスディスプレイの寿命を延ばすことができることである。ディスプレイ消費電力の削減、及び画像品質の改善を含む他の利点も、結果として達成することができる。

本発明を実施する際に用いることができるディスプレイの一実施形態を示す図である。 本発明の方法の一実施形態を示す図である。

次に図１を参照すると、本発明を実施する際に用いることができるディスプレイの一実施形態が示される。そのディスプレイは、ＯＬＥＤディスプレイのようなエレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイ１０と、本発明の方法を提供するためのコントローラー５０とを備えることができる。コントローラー５０は、入力画像信号６０を受信し、入力画像信号を処理し、ＥＬディスプレイ１０を駆動するための駆動信号７０を与えることができるデジタルプロセッサ、アナログプロセッサのうちのいずれか１つ又は任意の組み合わせとすることができる。ＥＬディスプレイ１０は有色ピクセルのアレイ１５を含み、各ピクセルは、それぞれ異なる色の光を放射する、少なくとも第１のサブピクセル２０、第２のサブピクセル３０、及び第３のサブピクセル４０、たとえば、青色、緑色、及び赤色のサブピクセルを含む。

全てのサブピクセルが同等のルミナンス値、たとえば、中間色又は白色のディスプレイを形成するために必要とされるルミナンス値に駆動されるときに、有色サブピクセルのうちの１つ、たとえば、第１のサブピクセル２０は、他の有色サブピクセルの寿命よりも少ない、又は短い寿命を有することがよく見られる。時間の経過と共に、これは、ディスプレイの色のバランスを変更する可能性がある。したがって、わずか１つの色のサブピクセルによって、ディスプレイ全体の有効寿命が短くなる可能性がある。これらの特定のサブピクセルの寿命を延ばすことができれば、ディスプレイ全体の有効寿命も延びることになる。これは、本発明の有色ピクセルの輝度値を調整するための方法を通じて達成することができる。ピクセル毎に、コントローラー５０は、入力画像信号６０の輝度値を受信する。その輝度値は、各ピクセル１５内の各有色サブピクセルの輝度に対応する。コントローラー５０は、観察者に許容可能なピクセル色を提供できるという条件で、各ピクセル１５内の第１のサブピクセル２０の輝度値を下げることができる。この方法が後に説明されるであろう。

青色、赤色及びマゼンタ色を含む、低ルミナンスの高彩度の色は、多くの場合に、より高いルミナンスの高彩度の色よりも高い彩度で見える。それゆえ、画像品質の劣化をほとんど、又は全く知覚されることなく、これらの色に関して、輝度を下げるなどのいつかの操作を実行することができる。実際には、特に青色、赤色及びマゼンタ色の場合に、数多くのシーンにおいて、そのような操作によってディスプレイの知覚品質を改善することができることがわかっている。高彩度の色、通常は低いルミナンスの高彩度の色を生成するときに、いくつかの有色サブピクセルのルミナンス値を下げることによって、エレクトロルミネセンスディスプレイにおいてこれらの色を形成するために必要とされる電流が減少し、それゆえ、そのディスプレイのための全消費電力も減少する。さらに、或る特定の有色サブピクセルが、他のサブピクセルよりも少ない寿命を有する可能性があるので、これらのサブピクセルの消費電力を下げることによって、これらのサブピクセルに供給される平均電流も減少し、それにより、そのサブピクセルの寿命、さらにはディスプレイの有効寿命が延びることになる。本明細書における方法は、ピクセルの彩度に基づいてサブピクセルの輝度値を調整することによって、これを果たす。彩度の低い色、又は中間色を生成するときに、低ルミナンスの高彩度の色ピクセルの輝度値のうちの１つ又は複数を、これらの同じピクセルのルミナンスを変更することなく下げる。

この検討の残りの部分では、青色サブピクセルが第１のサブピクセル、すなわち最も少ない寿命を有するサブピクセルであり、赤色及び緑色サブピクセルが第２及び第３のサブピクセルであると仮定されることになる。ＯＬＥＤディスプレイでは、青色発光サブピクセルが最も短い寿命を有する場合が多い。しかしながら、色に関係なく、当業者はこの方法を、他のサブピクセルよりも少ない寿命を有する発光ディスプレイの任意のサブピクセルに適用できることは理解されよう。

ここで図２を参照し、合わせて図１も参照すると、本発明の有色ピクセルの輝度値を調整する方法の一実施形態が示される。コントローラー５０が、各ピクセル内の各有色サブピクセルの輝度に対応する輝度値を受信することができる。その輝度値は、入力画像のピクセルのアレイのための赤色、緑色及び青色コード値を含む、入力画像信号６０を形成する（ステップ１１０）。入力画像信号６０を、任意の数の標準規格又は他の測定基準において符号化することができる。たとえば、入力画像信号６０をｓＲＧＢ標準規格に従って符号化することができ、入力画像信号をｓＲＧＢ画像信号として与えることができる。表１は、いくつかの色例、及びこれらの色を描画するためのｓＲＧＢコード値のリストを提供する。彩度の低い青色に対して高彩度の青色のルミナンスを下げるときに、このデータを用いて、この特定の実施形態の処理ステップが例示されるであろう。

その後、コントローラー５０は、入力画像信号６０のコード値を各有色サブピクセルの輝度に対応するパネル輝度値に変換することができる（ステップ１２０）。これは、当該技術分野においてよく知られている標準的な操作であり、通常は２つのステップを含む。第一に、トーンスケール操作が実行され、入力コード値の輝度が、入力色空間の非線形トーンスケール（ｓＲＧＢの場合の２．２のガンマ）から、ＥＬディスプレイ１０内の各サブピクセル２０、３０及び４０のルミナンス出力と線形である空間に変換される。第二に、行列操作が実行され、入力画像の色を、入力色空間（たとえば、ｓＲＧＢ）から、ディスプレイパネルの原色（すなわち、サブピクセル色）に回転する。入力画像信号６０をパネル輝度値に変換することによって、本発明の一部として行なわれることになるパネル輝度値の任意の操作が、サブピクセルのルミナンスの出力の変化を引き起こすことになり、その変化は、その操作に比例する。たとえば、所与のパネル輝度値を２分の１に下げることによって、個々のピクセルのルミナンス出力も２分の１に減少する。ＥＬディスプレイ内の各サブピクセル２０、３０及び４０のルミナンス出力は、個々のサブピクセルを駆動するための電流及び電流密度に比例するので、所与のパネル輝度を２分の１に下げることによって、個々のサブピクセルを駆動するために用いられる電流密度も同じ割合だけ下がる。当該技術分野において示されるように、低い電流密度で駆動されるほど、ＥＬ発光素子の劣化の速度が遅くなる。表２は、表１に示される色の場合のパネル輝度値（１に正規化される）を提供する。これらの値を計算するために、ディスプレイ原色がｓＲＧＢ仕様に一致し（それは、入力赤色、緑色及び青色の輝度値の３色毎の行列操作が３×３恒等行列で実行されることを意味する）、ディスプレイ駆動値とルミナンスとの関係は、２．２の指数を用いるガンマ関数によって厳密に記述できるものと仮定される。

その後、入力画像信号６０内のピクセル毎のパネル輝度値の関数として、感色性彩度値が計算される（ステップ１３０）。ピクセル毎のこの計算は、この方法における他のピクセルの輝度は無関係である。この実施形態では、青色サブピクセルの平均電流密度だけを低減すべきであるものと仮定しており、この感色性彩度値は、青感性彩度値である。一実施形態では、彩度は、第１のサブピクセル（この実施形態では青色サブピクセル）に対応する輝度値、及び残りのサブピクセル（赤色及び緑色）の輝度値の最小値の関数として計算される。彩度は、最初に、或るピクセルのための青色パネル輝度値（Ｂ）が同じピクセルのための赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）パネル輝度値の最小値よりも大きいか否かを判断することによって計算される。大きい場合には、感色性彩度値（青感性値の場合Ｓ_B）が、青色パネル輝度値と、赤色及び緑色パネル輝度値の最小値との間の差に等しい値を割り当てられる（式１ａ）。そうでない場合には、０の値を割り当てられる（式２）。色は、その色のためのＳの値を増加させる場合に彩度の増加であると見なされ、たとえば、Ｓ_Bが１に接近するのに応じて、彩度が増加する。しかしながら、この検討のために、その色のためのＳ、たとえば、Ｓ_Bが０でない場合には、その色は高彩度であると見なされる。これは以下のように表すことができる。
if（Ｂ＞ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ））
Ｓ_B＝Ｂ−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ） （式１ａ）
else
Ｓ_B＝０ （式２）
end

後に説明されることになる調整は、ピクセルの彩度に基づく。したがって、調整時にこの感色性彩度値を適用することによって、青色、シアン色又はマゼンタ色の全ての場合に、青色パネル輝度値が低減されるであろう。すなわち、緑色と赤色との間の全ての飽和色の場合に、青色パネル輝度値が低減されるであろう。

上記の彩度値（式１ａ）は、この方法において用いることができる唯一の彩度値ではない。別の特定の有用な実施形態では、感色性彩度値は、第１のサブピクセルに対応する輝度値、及び残りのサブピクセルの輝度値の最大値の関数として計算される。したがって、図１ａの最小関数は最大関数で置き換えられる（図１ｂ）。
Ｓ_B＝Ｂ−ｍａｘ（Ｒ，Ｇ） （式１ｂ）

この比較的わずかな変更を行うことによって、そのアルゴリズムは、純粋なシアン色及びマゼンタ色、又はシアン色と緑色との間、又はマゼンタ色と赤色との間の任意の色に影響を及ぼすことなく、青色（すなわち、シアン色とマゼンタ色との間の色）の場合にのみ、青色パネル輝度値が低減されるように調整されるであろう。他の有用な実施形態は、感色性彩度値を、第１のサブピクセルに対応する輝度値と、残りのサブピクセルの輝度値の単純平均（式１ｃ）又は重み付け平均（式１ｄ）のいずれかの関数として計算することを含む。
Ｓ_B＝Ｂ−（Ｒ＋Ｇ）／２ （式１ｃ）
Ｓ_B＝Ｂ−（Ｒ＋３Ｇ）／４ （式１ｄ）

式１ｄのような重み付け平均の使用は、マゼンタ色の場合よりも、シアン色の場合に低い彩度値を与える。先に言及されたように、マゼンタ色の知覚彩度は、マゼンタ色のルミナンスが減少するのに応じて増加し、それは多くの場合に、ディスプレイの知覚画像品質を改善する。しかしながら、シアン色は多くの場合にルミナンスが高く、これらの色のルミナンスを大きく下げることは、シーンによっては、画像品質の低下に繋がる恐れがある。シアンに向かうほど重く重み付けられる平均値の関数として彩度値Ｓ_Bを計算することによって、そのアルゴリズムは、青色又はマゼンタ色の場合よりも、シアン色のルミナンス値の低下を小さくすることになり、結果として、全体的な画像品質が高められるであろう。

表３は、上記の最小関数（式１ａ）を用いるときの、表２内のパネル輝度値のためのＳ_Bのための値の例を示す。表に示されるように、Ｓ_Bの値は、表２内の青色パネル輝度値が赤色及び緑色パネル輝度値の最小値よりも大きいときにはいつでも、０よりも大きい。青色パネル輝度値が大きく、かつ色毎の青色パネル輝度値と赤色及び緑色パネル輝度値の最小値との差が最も大きいときに、Ｓ_Bの値はより大きいことにも注目すべきである。それゆえ、この値は、青色サブピクセルが、赤色又は緑色サブピクセルのために必要とされる電流密度よりもはるかに高い電流密度に駆動されることになるときはいつでも最も大きくなり、有色サブピクセルのルミナンス損失率の差が減少する。

その後、少なくとも１つの色チャネル、たとえば、青色チャネルの場合に、輝度差値（Ｄ_B）が計算される（ステップ１４０）。この計算は、スケーリングされたパネル輝度値が超えることができない最大限界（Ｌ_B）と、それより高い場合にスケーリングされたパネル輝度値が低減されることになるしきい値（Ｔ_B）とを指定することを含むことができる。パネル輝度値が０〜１の範囲にあると仮定して、最初に傾きパラメータ（ｍ_B）が以下のように計算される。
ｍ_B＝（Ｌ_B−Ｔ_B）／（１−Ｔ_B） （式３）

その後、Ｔ_Bよりも小さな全ての値の場合に、スケーリングされたパネル輝度値Ｂ’をＢに等しく設定することができる。Ｔ_Bよりも大きな値の場合、Ｂ’は以下のように計算することができる。
Ｂ’＝ｍ_B ^*Ｂ （式４）

Ｌ_Bを０．５、Ｔ_Bを０と仮定して、Ｂ’値も表３において示される。Ｂ’は、青色成分を有する全ての色の場合に０よりも大きい。その後、輝度差値（Ｄ_B）が、以下のように計算される。
Ｄ_B＝（Ｂ−Ｂ’） （式５）

Ｄ_Bの値が表３において示される。その後、式６の項Ｓ_B ^*Ｄ_Bによって示されるような彩度値によって、輝度差値が重み付けされる（ステップ１５０）。項Ｓ_B ^*Ｄ_Bは、輝度値に対する調整である。このような調整は、所与の範囲内の連続関数であり、（項Ｓ_Bに起因して）第２及び第３のサブピクセルの輝度値に依存する。重み付けされた輝度差を元のパネル輝度から減算することによって、制限されたパネル輝度（Ｂ’’）が計算される（ステップ１６０）。この計算は以下のように表すことができる。
Ｂ’’＝Ｂ−Ｓ_B ^*Ｄ_B （式６）

結果として生成される値が表３に示される。その調整はピクセルの彩度に基づいており、Ｓ_Bが０であるときにはいつでも、たとえば、或るピクセルの入力輝度値が中間色（すなわち、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）を示すときには、制限されたパネル輝度値Ｂ’’がＢに等しくなるようにする。しかしながら、Ｓ_Bが増加するとき、Ｂ”が（Ｂ−Ｄ_B）に接近し、青色サブピクセルの制限されたパネル輝度値（Ｂ”）が低下する。ライトブルー色の場合に示されるような、Ｓ_Bの中間値の場合に、結果として生成されるＢ”の値はＢ’とＢとの間にあり、彩度の増加と共に、制限を徐々に大きくできるようにする。

青色サブピクセルの輝度の調整は、無調整（たとえば、白色の場合）から、受信した輝度値の半分（たとえば、青色）までの範囲にある。最大調整は、Ｌ_Bの値によって決定され、この場合には０．５である。ディスプレイによっては、その調整は、無調整から、受信した輝度値の４分の１までの範囲内にあることが有用である場合がある。後者は、０．２５に等しいＬ_Bを設定することによって、現在の実施形態において達成される。

制限された青色パネル輝度値の結果として生成された値を、任意の残りのチャネル（たとえば、Ｒ、Ｇ）からのパネル輝度値（複数可）と合成して、ディスプレイを駆動することができる。しかしながら、或る低減されない量の赤色及び緑色光放射と共に、低減された青色パネル輝度値を含む色は、或る度合いの色相回転を受けることになり、それは望ましくない。それゆえ、青色パネル輝度値が低減されるのに応じて、ピクセルのための赤色／緑色パネル輝度値も処理することが望ましい。色相回転を回避し、観察者に許容可能なピクセル色を与えるために、制限された青色パネル輝度値（Ｂ”）を入力青色パネル輝度値（Ｂ）で割ることによって、低減比が求められる。その後、赤色及び緑色パネル輝度値（すなわち、残りのチャネルのための輝度値）を同じピクセル内の低減比と乗算して、残りのチャネルのためのパネル輝度をスケーリングする（ステップ１７０）。これは、以下のように示される。
Ｒ’＝Ｒ^*（Ｂ”／Ｂ） （式７）
Ｇ’＝Ｇ^*（Ｂ”／Ｂ） （式８）

結果として生成される処理済みのパネル輝度値が表４に示される。

しきい値Ｔ_Bが０であるとき、比Ｂ”／Ｂは以下の式によって計算できることに留意されたい。
Ｂ”／Ｂ＝１−（１−Ｌ_B）Ｂ＋（１−Ｌ_B）ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ） （式９）

その後、この比をＲ、Ｇ及びＢ値と乗算して、処理済みのパネル輝度値、それぞれＲ’、Ｇ’及びＢ”を与えることができる。

その後、これらの結果として生成される処理済みのパネル輝度値を、駆動信号７０としてディスプレイ１０に与えることができる（ステップ１８０）。この過程は、赤色、緑色、黄色、白色を含む、入力信号の大部分の色に影響を及ぼさないことがわかっている。変更される色において、実際の色相シフトは生じない。青色、シアン色及びマゼンタ色はルミナンスが低いが、これらの色は通常、彩度が高く見える。さらに、それらの画像は、自然に、かつ知覚画像品質が高く見え続ける。

上記の方法は高品質の結果を提供するが、当業者は、説明されたばかりの過程を実施するか、又はわずかに変更するために数多くのオプションが存在することを理解されよう。たとえば、Ｂ’の計算中に、しきい値Ｔ_Bにおいて変曲点を有する、２つの部分からなる一次式が適用される。しかしながら、この関数の代わりに、他の関数を用いることもできる。たとえば、しきい値Ｔ_Bを０に等しく設定することができ、結果として一次関数が生成される。代替的には、異なる傾きを有する２つの一次式部分を与えることができ、それらの傾きは１ではなく、それにより、出力トーンスケールの形状を変更できるようにする。或る実施形態では、しきい値Ｔ_Bよりも小さい値の場合に小さな傾きを、しきい値より大きい場合に大きな傾きを含むことが有用であることがある。そのような関数は、高い入力青色パネル輝度値の場合にクリッピングが現れるのを少なくすることができる。代替的には、感色性彩度値（Ｓ_B）のために他の重み付け又は関数を適用することができる。しかしながら、その実施態様にかかわらず、高いルミナンスの白色点における画像をほとんど、又は全く変更することなく提示できるようにしながら、入力画像信号の少なくとも１つの色の輝度が、入力画像信号値及び彩度の両方を増加させるのに応じて低減され、それにより、飽和色を表示するときに、寿命が短いサブピクセルを駆動するために必要とされる電流密度を低減する。

それゆえ、赤色又は緑色サブピクセルよりも短い寿命を有する青色サブピクセルを有する一般的なＯＬＥＤディスプレイは、青色の彩度の関数として青色サブピクセルから生成されるルミナンスを低減することになる。ただし、彩度は式１ａ、１ｂ、１ｃ又は１ｄに示されるような方法を用いて定義される。これらの方法はそれぞれ、一般的に、ディスプレイ白色点において表示されることになる色からの距離がＣＩＥ１９３１ｘ，ｙ色度図のような標準的な色度空間内で増加するのに応じて、彩度を増加させる。すなわち、本明細書における方法を用いるとき、概ね０である赤色及び緑色コード値と共に、ディスプレイ内のピクセルに入力される青色コード値は、同じ青色コード値を用いるが、その青色コード値以上である赤色及び緑色コード値を有する同じ青色サブピクセルによって生成されるルミナンスよりも著しく小さい青色サブピクセルルミナンスを生成するであろう。そのディスプレイは通常、等しい赤色、緑色及び青色コード値に応答して、ディスプレイの白色点付近の色を生成することになるが、０に近い赤色及び緑色コード値と共に、０とは大きく異なる青色コード値から形成される色の色度座標が１９３１ＣＩＥ色度図内にプロットされるとき、ディスプレイ白色点から大きな（すなわち、０．１よりも大きな）距離を有する色を生成するであろう。

ＥＬディスプレイ１０は、全てのサブピクセルが同等のルミナンス値に駆動されるときに、他の有色サブピクセル３０及び４０の寿命よりも短い寿命を有する第１のサブピクセル２０を含む、任意のＥＬディスプレイとすることができる。そのようなディスプレイは通常、カソード及びアノードを含む、一対の電極と接触しているエレクトロルミネセンス層を含むであろう。エレクトロルミネセンス層は純粋な有機小分子又はポリマー材料を含むことができ、通常、タン（Tang）他に対して１９８８年９月６日に発行された米国特許第４，７６９，２９２号、及びヴァンスライク（VanSlyke）他に対して１９９１年１０月２９日に発行された米国特許第５，０６１，５６９号を含む、当該技術分野において記述されるような、有機正孔輸送層、有機発光層、及び有機電子輸送層を通常含む。そのようなデバイスは、有機発光ダイオード、又はＯＬＥＤと呼ばれ、そのようなデバイスのアレイから形成されるディスプレイは、ＯＬＥＤディスプレイと呼ばれる。代替的には、エレクトロルミネセンス層は有機材料及び無機材料の組み合わせから形成することができ、通常、バウェンディ（Bawendi）等に対して２００５年３月１日に発行された米国特許第６，８６１，１５５号において記述される発光層のような無機発光層と共に、有機正孔輸送層及び電子輸送層を通常含む。代替的には、エレクトロルミネセンス層は、２００７年３月１５日に公開された米国特許出願公開第２００７／００５７２６３号において記述されるデバイスのように、完全に無機材料から形成することができる。そのようなデバイスは、被覆可能無機発光ダイオード（coatable inorganic light-emitting diode）、又はＣＩＬＥＤと呼ばれ、そのようなデバイスのアレイから形成されるディスプレイは、ＣＩＬＥＤディスプレイと呼ばれる。

ＥＬディスプレイ１０は、３つ以上の異なる色のピクセルを含むであろう。これら３つ以上の異なる色のサブピクセルの色度座標が、ＣＩＥ１９３１色度図のような色度図内にプロットされるとき、有色サブピクセルのうちの３つ以上のサブピクセルの座標が、取り得る最も大きな面積を有する多角形を形成することになり、それはディスプレイの色域を表す。本発明の方法は通常、他の原色を形成するときに他の有色サブピクセルの輝度値を必ずしも下げることなく、他の有色サブピクセルよりも少ない寿命を有する少なくとも第１の有色サブピクセルから原色を形成するときに、そのサブピクセルの輝度値を下げるであろう。たとえば、上記の例において記述されるように、第１のサブピクセル２０、第２のサブピクセル３０及び第３のサブピクセル４０がディスプレイの色域を形成する。ピクセルが３つの原色のうちの１つ（青色）を放射するときに、青色サブピクセルの輝度値のみが低減され、他の原色（赤色及び緑色）を放射するときには低減されない。別の例では、赤色、緑色、青色及び白色サブピクセルを有するディスプレイでは、赤色、緑色及び青色の色度座標がディスプレイの色域を形成することになり、緑色又は赤色原色を形成するときに、それぞれ緑色又は赤色サブピクセルの輝度値を低減することなく、青色原色を形成するときに、青色サブピクセルの輝度値を低減することができる。

ボロソン（Boroson）他による米国特許出願公開第２００７／０１３９４３７号は、色域を画定する３つのサブピクセル（たとえば、赤色、緑色及び青色）並びに色域内の第４のサブピクセル（たとえば、白色）を有するフルカラー画像を生成するためのＯＬＥＤディスプレイを記述し、色域を画定する３つのサブピクセルによって生成されるピークルミナンスの合計は、ディスプレイピークルミナンスよりも小さい。この開示では、ＯＬＥＤディスプレイは、色域を画定するサブピクセル毎にピーク電流を調整し、低減するための駆動手段を含み、色域を画定するサブピクセルのためのピーク電流が公称ピーク電流の合計未満になるようにすることが記述される。このようにして、電力要件を低減することができ、デバイス寿命を改善することに繋がる。しかしながら、ボロソン他は、色域内サブピクセルの存在を必要とし、色域を画定する全てのサブピクセルに同等にその方法を適用する。したがって、色域を画定するサブピクセルのうちの１つが他のサブピクセルよりも少ない寿命を有する場合には最適ではない。

対照的に、本発明は、寿命が少ないサブピクセルに対して優先的に輝度の低下、それゆえ電流の低減を適用する。さらに、本発明は、特定の有色サブピクセルによって生成される色の彩度を基にして、その方法を構成する。このようにして、その特定の有色サブピクセルの寿命を延ばすことになり、１つの有色サブピクセルの劣化によって引き起こされる可能性があるディスプレイの色の変化を低減するであろう。

１０ ディスプレイ
１５ ピクセル
２０ 第１のサブピクセル
３０ 第２のサブピクセル
４０ 第３のサブピクセル
５０ コントローラー
６０ 入力画像信号
７０ 駆動信号
１００ 方法
１１０ ステップ
１２０ ステップ
１３０ ステップ
１４０ ステップ
１５０ ステップ
１６０ ステップ
１７０ ステップ
１８０ ステップ

Claims (8)

1. 有色ピクセルの輝度値を調整するための方法であって、各該ピクセルは第１のサブピクセル、第２のサブピクセル及び第３のサブピクセルを有し、該サブピクセルのそれぞれは異なる色の光を放射し、該第１のサブピクセルの寿命は、他の有色サブピクセルの寿命よりも少なく、
   ａ．ピクセル毎に、各ピクセル内の各有色サブピクセルの輝度に対応する輝度値を受信すること、及び
   ｂ．緑と赤の間の中間色を生成するときは、前記第１のサブピクセルの輝度を無調整にし、青色、シアン色又はマゼンタ色を生成するときに、各ピクセル内の前記第１のサブピクセルの輝度値を低減することにより調整すること
   を含み、
   前記サブピクセル色は赤色、緑色及び青色であり、
   前記第１のサブピクセルは青色サブピクセルであり、
   前記有色サブピクセルはエレクトロルミネセンスディスプレイの一部であり、
   前記調整は、前記ピクセルの前記青色、シアン色またはマゼンタ色の彩度値に基づくものであり、前記彩度値は、前記第１のサブピクセルの輝度値から前記第２のサブピクセルの輝度値及び第３のサブピクセルの輝度値の単純平均又は重み付け平均のいずれかの関数の値を引いた差として算出され、
   スケーリングされたパネル輝度値が超えることができない最大限界Ｌ_Ｂとしきい値Ｔ_Ｂとの指定に基づいて傾きパラメータｍ_Ｂが次式により計算され、
   ｍ_Ｂ＝（Ｌ_Ｂ−Ｔ_Ｂ）／（１−Ｔ_Ｂ）
   スケーリングされたパネル輝度値Ｂ’として、前記第１のサブピクセルの輝度値が前記しきい値よりも小さな値の場合に前記第１のサブピクセルの輝度値に等しく設定され、前記第１のサブピクセルの輝度値が前記しきい値よりも大きな値の場合に次式により
   Ｂ’＝ｍ _Ｂ ＊Ｂ
   前記第１のサブピクセルの輝度値Ｂに前記傾きパラメータをかけた値が計算され、
   算出された彩度値によって前記第１のサブピクセルの輝度値Ｂと算出されたスケーリングされた輝度値Ｂ’との差としての輝度差値を重み付けし、重み付けされた輝度差値を前記第１のサブピクセルの輝度値から減算することによって制限された輝度値を得る、有色ピクセルの輝度値を調整するための方法。
2. 前記第１のサブピクセルの輝度は、無調整から前記受信した輝度値の半分までの範囲内に入るように調整される、請求項１に記載の方法。
3. 前記調整は前記範囲内で連続的であり、前記第２のサブピクセル及び前記第３のサブピクセルの輝度値に依存する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のサブピクセルの輝度は、無調整から前記受信した輝度値の４分の１までの範囲内に入るように調整される、請求項１に記載の方法。
5. 前記調整は前記範囲内で連続的であり、前記第２のサブピクセル及び前記第３のサブピクセルの輝度値に依存する、請求項４に記載の方法。
6. 前記彩度値は、前記第１のサブピクセルに対応する前記輝度値、及び残りのサブピクセルの輝度値の最小値の関数として計算される、請求項１に記載の方法。
7. 前記エレクトロルミネセンスディスプレイは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである、請求項１に記載の方法。
8. 前記エレクトロルミネセンスディスプレイは被覆可能無機発光ダイオード（ＣＩＬＥＤ）ディスプレイである、請求項１に記載の方法。

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