JP7288028B2 - 発光表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は低階調（低輝度）領域での染み現象を改善し、色正確度及び階調表現力を向上させることができる発光表示装置及びその駆動方法に関する。
表示装置は、液晶を用いた液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）のような自発光素子を用いた発光表示装置を主に用いる。
発光表示装置は電子と正孔の再結合で発光層を発光させる自発光素子を用いるので、輝度が高くて駆動電圧が低く、超薄膜化が可能であるだけでなく、自由な形状への具現が可能な利点がある。
発光表示装置を構成する各サブピクセルは、発光素子と、発光素子を独立的に駆動するピクセル回路とを含み、ピクセル回路は複数の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）及びストレージキャパシターを含む。ピクセル回路の駆動ＴＦＴは、ストレージキャパシターを介してデータ信号に相応する駆動電圧Ｖｇｓを受け、発光素子を駆動する電流（Ｉｄｓ）を調節することにより、発光素子の発光量を制御する。
発光表示装置は、低階調の表現の際、低電流によって分別可能な階調（輝度）ステップを表現することができなくて低階調表現力が落ちることがある。発光表示装置はカラー別に低階調表現力が落ちる特定のポイント及びガンマ形態が異なるので、低階調領域で輝度偏差による染み現象と色ずれのようなアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）が発生し得る。発光表示装置は、各発光素子の使用量による寿命偏差による輝度偏差が発生して残像が発生し得る。
特開２０１８－０３６６１９号公報
本発明は、低階調（低輝度）領域での染み現象を改善し、色正確度及び階調表現力を向上させることができる発光表示装置及びその駆動方法を提供する。
本発明は、発光素子間の寿命偏差を低減して残像を改善することができる発光表示装置及びその駆動方法を提供する。
一実施例による表示装置は、入力最大輝度によって選択された閾値を基準に、前記閾値未満の映像データを、階調再現マスクを用いて前記閾値と最小値のいずれか一つに変換して出力し、前記閾値以上の映像データは維持して出力する映像処理部と、発光素子を有する複数のサブピクセルを含むパネルと、前記映像処理部の出力を前記パネルに提供するパネル駆動部とを含む。また、別の一実施例による発光表示装置は、発光素子を有する複数のサブピクセルを含むパネルを含み、前記パネルが少なくとも１つの領域において各色の閾値未満の低階調を表示する場合、前記少なくとも１つの領域は、０階調の値を示す少なくとも１つのサブピクセルを含み、前記少なくとも１つの領域における前記０階調の値を示す少なくとも１つのサブピクセルは、０階調の値よりも高い階調の値を有する映像データを受信する。
前記閾値未満の低階調領域で、前記パネルに対する駆動時間の経過によって、前記閾値を表示するサブピクセルの位置と前記最小値を表示するサブピクセルの位置とを可変可能にする。各発光素子の累積使用量と前記閾値によって、前記閾値を表示するサブピクセルの位置と前記最小値を表示するサブピクセルの位置とが可変可能にする。
一実施例による前記映像処理部は、複数の最大輝度別に、カラー別に異なるように設定された複数の閾値の中で前記入力最大輝度に対応する各カラーの閾値を選択して出力する閾値ルックアップテーブルと、以前フレームの出力を各発光素子の使用量として累積する素子使用量累積部と、前記閾値ルックアップテーブルから出力された各カラーの閾値と前記素子使用量累積部に保存された各発光素子の累積使用量を考慮して各カラーの前記階調再現マスクを生成して出力するマスク生成部と、入力映像データを前記各カラーの閾値と比較し、前記各カラーの閾値未満の映像データは前記各カラーの階調再現マスクで決定された各マスク値と比較し、前記各カラーの閾値又は最小値に変換して出力し、前記各カラーの閾値以上の映像データは維持して出力する階調再現処理部とを含む。
一実施例による発光表示装置の駆動方法は、複数の最大輝度別に、カラー別に異なるように設定された複数の閾値の中で入力最大輝度に対応する各カラーの閾値を選択して出力する閾値選択段階と、以前フレームの出力を複数のサブピクセルのそれぞれに対する発光素子使用量として累積する素子使用量累積段階と、前記選択された各カラーの閾値と前記各発光素子の累積使用量を考慮して各カラーの階調再現マスクを生成するマスク生成段階と、入力映像データを前記各カラーの閾値と比較し、前記各カラーの閾値未満の映像データは前記各カラーの階調再現マスクで該当マスク値と比較して前記各カラーの閾値又は最小値に変換して出力し、前記各カラーの閾値以上の映像データは維持して出力する階調再現段階と、前記階調再現段階の出力をパネルに表示する表示段階とを含む。また、別の一実施例による表示装置を駆動する際の色の不均一性を改善するために低階調領域において輝度の偏差を低減するための方法は、第１期間の間に、選択された閾値未満の低階調の値を有する各サブピクセルのためのデータ信号を用いて、所定の領域におけるサブピクセルの第１の組を駆動し、且つ、前記所定の領域において０階調の値を有することとなるサブピクセルの第２の組を駆動しない段階と、第２期間の間に、前記所定の領域において０階調の値を有することとなるサブピクセルの前記第１の組を駆動せず、且つ、前記選択された閾値未満の低階調の値を有する各サブピクセルのためのデータ信号を用いて、所定の領域におけるサブピクセルの前記第２の組を駆動する段階とを含む。
前記マスク生成部（マスク生成段階）は、前記各カラーの階調再現マスクに対応するサブピクセルの各発光素子の累積使用量によって付与した順序値と、ガンマ定数と、前記各カラーの閾値と、前記階調再現マスクの大きさとを考慮して前記該当サブピクセルにそれぞれ対応するマスク値を決定し、前記各カラーの階調再現マスクを生成できる。
前記階調再現処理部（階調再現処理段階）は、前記各カラーの閾値未満のデータが前記各カラーの階調再現マスクの各マスク値より大きければ、該当データを前記各カラーの閾値に変換して出力し、前記各カラーの閾値未満のデータが前記各カラーの階調再現マスクの各マスク値以下であれば、該当データを前記最小値に変換して出力する。
前記映像処理部は、前記各カラーの閾値が階調値であるとき、前記以前フレームの出力を輝度値に変換して前記素子使用量累積段階に出力する輝度変換段階をさらに含むことができる。
前記映像処理部は、前記各カラーの閾値が輝度値であるとき、前記階調再現処理部の入力端に位置し、前記入力映像データである階調値を輝度値に変換して前記階調再現処理部に出力する輝度変換部と、前記階調再現処理部の出力である輝度値を階調値に変換して出力する階調変換部とをさらに含み、前記素子使用量累積部は、前記階調再現処理部の出力を前記以前フレームの出力として受けて累積できる。
前記発光表示装置は、前記各カラーの閾値未満の低階調領域に前記各カラーの階調再現マスクを適用し、各カラーの閾値と最小値の組合せで低階調領域の輝度を再現できる。
一実施例は、発光表示装置の最大輝度及び各発光素子の寿命を考慮した階調再現マスクを生成及び適用し、均一度及び階調表現力に優れた閾値と最小値（０）の組合せで低階調を再現することにより、低階調領域の輝度偏差を低減して染み現象を改善することができ、色正確度及び低階調表現力を向上できる。
一実施例は、表示装置の最大輝度変更によって変わる各カラーの閾値を用いて階調再現マスクを生成及び適用することにより、輝度変更にかかわらず、低階調領域での染み現象を改善し、色正確度及び低階調表現力を向上できる。
一実施例は、各発光素子の使用量によって階調再現マスクの各マスク値を可変して閾値のサブピクセル位置と最小値のサブピクセル位置を可変することにより、発光素子間の寿命偏差を低減でき、発光素子の寿命による輝度偏差を低減できるので、残像現象を改善できる。
本発明の一実施例による発光表示装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示す一サブピクセルを例示した等価回路図である。 本発明の一実施例による映像処理部の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の一実施例による映像処理方法を段階的に示すフローチャートである。 本発明の一実施例によるマスク生成及び階調再現方法を例示的に示す図である。 本発明の一実施例による映像処理部の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の一実施例による映像処理方法を段階的に示すフローチャートである。 本発明の一実施例による発光表示装置の表示映像を比較例と比較して示す図である。 本発明の一実施例による発光表示装置の低階調表示結果を比較例と比較して示す図である。 本発明の一実施例による発光表示装置の映像処理技術に対する適用可否を検証することができる方法を示す図である。
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による発光表示装置の構成を示すブロック図、図２は図１に示す一サブピクセルの構成を例示した等価回路図である。
図１を参照すると、発光表示装置は、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、及びガンマ電圧生成部５００を含むことができる。
パネル１００は、ピクセルアレイを介して映像を表示する。ピクセルアレイは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のサブピクセルＰを含むことができ、白色（Ｗ）のサブピクセルをさらに含むことができる。一方、パネル１００はピクセルアレイとオーバーラップするタッチセンサーが内蔵されるか付着されたパネルであり得る。
各サブピクセルＰ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。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を保存して駆動ＴＦＴに供給するストレージキャパシターとを含む。
例えば、各サブピクセルＳＰは、図２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ーＣｓｔを少なくとも含むピクセル回路とを備える。一方、ピクセル回路は、図２の構成の他にも、多様な構成を適用可能である。
スイッチングＴＦＴ ＳＴ１、ＳＴ２及び駆動ＴＦＴ ＤＴは、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）ＴＦＴ、ポリシリコン（ｐｏｌｙ－Ｓｉ）ＴＦＴ、酸化物（Ｏｘｉｄｅ）ＴＦＴ、又は有機（Ｏｒｇａｎｉｃ）ＴＦＴなどを用いることができる。
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供給ライン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から一ゲートラインＧｎ１に供給されるゲートパルス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に供給されるゲートパルス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。
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ーＣｓｔは第１及び第２スイッチングＴＦＴ ＳＴ１、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との間の差電圧を駆動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を維持する。
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ー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。
図１に示すゲートドライバー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表現されることがある。
ゲートドライバー２００は、タイミングコントローラー４００から複数のゲート制御信号を受けてシフト動作をしてパネル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。ゲートドライバー２００はピクセルアレイのＴＦＴとともに形成されてゲートインパネル（Ｇａｔｅ Ｉｎ Ｐａｎｅｌ；ＧＩＰ）の形態でパネル１００に内蔵され得る。
ガンマ電圧生成部５００はレベルの異なる複数の基準ガンマ電圧を生成してデータドライバー３００に供給する。ガンマ電圧生成部５００は、タイミングコントローラー４００の制御によって、表示装置のガンマ特性に対応する複数の基準ガンマ電圧を生成するか調節してデータドライバー３００に供給できる。
データドライバー３００はタイミングコントローラー４００から受けたデータ制御信号によって制御され、タイミングコントローラー４００から受けたデジタルデータをアナログデータ信号に変換してパネル１００のデータラインに供給する。データドライバー３００は、ガンマ電圧生成部５００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、レファレンス電圧Ｖｒｅｆをタイミングコントローラー４００の制御によってパネル１００のレファレンスラインに供給できる。
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、データライン及びレファレンスラインにセンシング用データ電圧及びレファレンス電圧をそれぞれ供給することができる。センシングモードで駆動されるサブピクセルＰで、駆動ＴＦＴ ＤＴはデータラインＤｍ及び第１スイッチングＴＦＴ ＳＴ１を介して供給されるセンシング用データ電圧Ｖｄａｔａと、レファレンスラインＲｍ及び第２スイッチングＴＦＴ ＳＴ２を介して供給されるレファレンス電圧Ｖｒｅｆとを受けて駆動できる。駆動ＴＦＴ ＤＴの電気的な特性（閾値電圧Ｖｔｈ、移動度）又は発光素子１０の劣化特性が反映された電流を第２スイッチングＴＦＴ ＳＴ２を介してレファレンスラインＲｍのラインキャパシターに電圧として充電するか、レファレンスラインＲｍと接続された電流積分器を介して電圧に変換できる。データドライバー３００は、各サブピクセルＰの特性が反映された電圧を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に出力できる。
タイミングコントローラー４００は、ホストシステムからソース映像及びタイミング制御信号を受ける。ホストシステムは、コンピュータ、ＴＶシステム、セットトップボックス、タブレット、携帯電話などの携帯端末機のシステムのいずれか一つであり得る。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、供給されたタイミング制御信号と内部に保存されたタイミング設定情報を用い、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に供給し、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、ソース映像に対する多様な映像処理を行う映像処理部６００を含むことができる。映像処理部６００はタイミングコントローラー４００から分離されてタイミングコントローラー４００の入力端に接続するように位することができる。この場合、映像処理部６００の出力をタイミングコントローラー４００を介してデータドライバー３００に供給できる。
映像処理部６００は、最大輝度によって低階調表現力問題が発生する低階調領域を判別し、階調再現マスクを適用して閾値と最小値（０階調）の組合せで低階調領域の輝度を再現できる。言い換えれば、映像処理部６００は、最大輝度によって変わる閾値を基準に表現力問題が発生する閾値未満の低階調領域を、均一度及び階調表現力に優れた閾値と最小値（０階調）の分散配置による平均組合せで再現できる。各カラーの閾値は、均一度及び階調表現力に優れた各カラーの階調値又は輝度値の中で最小値であり得る。カラー別閾値を発光素子の均一度及び階調表現力に優れた最小電流値に対応させられる。
このために、映像処理部６００は、環境及び使用者によって変更可能な最大輝度によって他のカラー別閾値を用い、カラー別閾値より低い映像データを、階調再現マスクを用いてカラー別閾値又は最小値（０）に変換して出力できる。
特に、映像処理部６００は、最大輝度によって変わる各カラーの閾値と各発光素子の使用量による寿命を考慮して各カラーの階調再現マスクを生成できる。映像処理部６００は、各発光素子の使用量を累積し、各発光素子の累積使用量順と各カラーの閾値を適用して階調再現マスクの各マスク値を決定することにより、閾値最小値（０）の適用位置を可変にできる。この結果、映像処理部６００は発光素子間の寿命偏差を低減できる。映像処理部６００は、閾値以上の映像データはそのまま維持して出力する。映像処理部６００の低階調再現処理方法についての具体的な説明は後述する。
映像処理部６００は、低階調再現処理以前に画質補正、劣化補正、消費電力減少のための輝度補正などを含む複数の映像処理をさらに遂行することができる。
一方、タイミングコントローラー４００は、映像処理部６００の出力をデータドライバー３００に供給するに先立ち、メモリに保存された各サブピクセルの特性偏差に対する補償値を適用してさらに補正することができる。センシングモードの際、タイミングコントローラー４００は、データドライバー３００を介してパネル１００の各サブピクセルＰの特性をセンシングし、センシング結果を用いてメモリに保存された各サブピクセルの補償値をアップデートできる。
このように、一実施例による映像処理部６００を含む発光表示装置は、最大輝度を変更したにもかかわらず、低階調領域の輝度偏差を低減して染み現象を改善でき、色正確度及び低階調表現力を向上でき、発光素子の寿命による輝度偏差を低減して残像現象を改善できる。
図３は本発明の一実施例による映像処理部の構成を概略的に示すブロック図、図４は本発明の一実施例による映像処理方法を示すフローチャートである。図４に示す映像処理方法は図３に示す映像処理部６００によって遂行される。
図３を参照すると、一実施例による映像処理部６００は、最大輝度入力部６０２、閾値ルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ－Ｕｐ Ｔａｂｌｅ；ＬＵＴ）６０４、マスク生成部６０６、映像入力部６０８、階調再現処理部６１０、映像出力部６１２、及び輝度変換部６１４を含むことができる。映像処理部は図３に示す構成以外にも他の必要な構成をさらに含むことができる。
図３及び図４を参照すると、最大輝度入力部６０２は、外部から最大輝度を受けて閾値ルックアップテーブル６０４及び輝度変換部６１４に供給する（Ｓ４０２）。最大輝度は表示装置で設定された最大輝度であり、使用者の輝度調整によって調節された最大輝度であり、又は照度センサーなどのセンサーによってセンシングされた外部環境によって調節された最大輝度であり得る。
閾値ルックアップテーブル６０４は、供給された最大輝度に対応する映像データの閾値を選択してマスク生成部６０６及び階調再現処理部６１０に供給する（Ｓ４０４）。閾値ルックアップテーブル６０４には複数の最大輝度（複数の最大輝度範囲）にそれぞれ対応して階調表現に優れたデータの閾値がカラー別に予め設定されてルックアップテーブルの形態に保存されている。Ｒ、Ｇ、Ｂ閾値は各カラーで均一度及び階調表現に優れた階調値（輝度値）の中で最小階調値（輝度値）であり得る。図３及び図４はＲ、Ｇ、Ｂ閾値が階調値の場合を例示したものである。Ｒ、Ｇ、Ｂガンマ形態が異なるので、階調表現に優れた閾値はカラー別に異なるように設定されることができ、Ｒ、Ｇ、Ｂ閾値は最大輝度の変化によって異なるように設定されることができる。言い換えれば、階調表現に優れたＲ、Ｇ、Ｂデータのそれぞれの閾値は最大輝度別に、カラー別に異なるように設定されることができる。例えば、最大輝度が高いほど、各カラーの閾値を低くできる。
映像入力部６０８は、外部から入力映像を受けて階調再現処理部６１０に出力する（Ｓ４０６）。
輝度変換部６１４は、階調再現処理部６１０から供給された以前フレームＮ－１の出力である階調データを輝度データに変換して出力する（Ｓ４１１）。輝度変換部６１４は、デガンマ演算処理によって非線形カラー値であるＲ、Ｇ、Ｂ階調データを線形カラー値に変換し、最大輝度を適用することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ輝度データに変換できる。
素子使用量累積部６０５は、輝度変換部６１４から供給された以前フレームＮ－１のＲ、Ｇ、Ｂ輝度データを各発光素子の使用量ＤＢ（Ｄａｔａ ｂａｓｅ）に累積させる（Ｓ４１２）。
マスク生成部６０６は、素子使用量累積部６０５から各カラーの階調再現マスクに対応する複数サブピクセルの発光素子に対する使用量を読み出して各発光素子に対する使用量順を決定する（Ｓ４１４）。マスク生成部６０６は、各発光素子の使用量順及びカラー別閾値とマスクの大きさを考慮して各サブピクセルに対するマスク値を決定し、各サブピクセルのマスク値から構成された各カラーの階調再現マスクを生成する（Ｓ４１６）。ここで、マスク生成部６０６は、各サブピクセルに対するマスク値の決定の際、ガンマ定数をさらに適用できる。
階調再現処理部６１０は、映像入力部６０８からＲ、Ｇ、Ｂデータを受け、閾値ルックアップテーブル６０４からＲ、Ｇ、Ｂ閾値を受け、マスク生成部６０６からＲ、Ｇ、Ｂ再現マスクを受ける。階調再現処理部６１０は、Ｒ、Ｇ、ＢデータをＲ、Ｇ、Ｂ閾値のそれぞれと比較し、各カラーデータが各カラー閾値未満の低階調データであるかを判断する（Ｓ４２２）。
階調再現処理部６１０は、各カラーデータが各カラー閾値以上であれば（Ｎ）、各カラーデータを維持して出力する（Ｓ４２３）。
階調再現処理部６１０は、各カラーデータが各カラー閾値より小さい低階調データであれば（Ｙ）、該当カラーデータを該当カラーの階調再現マスクに含まれた該当サブピクセルのマスク値と比較する（Ｓ４２４）。階調再現処理部６１０は、各カラーデータが各サブピクセルのマスク値より大きければ（Ｙ）、該当カラーデータを該当カラーの閾値に変換して出力する（Ｓ４２６）。階調再現処理部６１０は、各カラーデータが各サブピクセルのマスク値以下であれば（Ｎ）、該当カラーデータを最小値（０階調）に変換して出力する（Ｓ４２８）。これにより、階調再現処理部６１０は、各カラー閾値未満の低階調（低輝度）データを該当カラー閾値と最小値（０）の組合せで再現する。
映像出力部６１２は、階調再現処理部６１０の出力データを取り合わせて出力映像を供給する（Ｓ４３０）。
図５は本発明の一実施例によるマスク生成方法及び階調再現方法を例示的に示す図である。図５（ａ）～図５（ｃ）は図３のマスク生成部６０６で行われるマスク生成方法を、図５（ｄ）～図５（ｆ）は図３の階調再現処理部６１０で行われる低階調再現方法を示す。
図５（ａ）に示すように、マスク生成部６０６は、素子使用量累積部６０５から階調再現マスクに属する複数（例えば８＊８）のサブピクセルに対する各発光素子使用量を読み出し、発光素子使用量の少ないものから多いものの順に昇順に整列（ｓｏｒｔｉｎｇ）する。マスク生成部６０６は、カラー別に階調再現マスクに属する各発光素子の使用量を整列する。
図５（ｂ）に示すように、マスク生成部６０６は、カラー別階調再現マスクを構成する複数のセルのそれぞれに発光素子使用量によって順序値（１～６４）を付与し、付与した順序値（１～６４）はガンマ定数を考慮した順序値ＬＵＴを用いて加工され得る。
図５（ｃ）に示すように、マスク生成部６０６は、加工された各セルの順序値と、各カラーの閾値と、階調再現マスクの大きさ（８＊８）とを考慮して各セルのマスク値を決定し、８＊８個のマスク値からなるカラー別階調再現マスクを生成する。
図５（ｄ）に示すように、階調再現処理部６１０は、入力映像から各カラーの階調再現マスクに対応する複数（８＊８）の入力データをカラー別に抽出する。
図５（ｅ）に示すように、階調再現処理部６１０は、入力データを各カラーの閾値、階調再現マスクのマスク値と比較して階調再現を遂行する。階調再現処理部６１０は、入力データが各カラーの閾値以上であれば、入力データを維持して出力する。階調再現処理部６１０は、入力データが各カラーの閾値未満でありながら階調再現マスクの各マスク値より大きければ、入力データを各カラーの閾値に変換して出力する。階調再現処理部６１０は、入力データが各カラーの閾値未満でありながら階調再現マスクの各マスク値以下であれば、入力データを最小値（０）に変換して出力する。
その結果、階調再現処理部６１０は、階調再現マスクの大きさに相当する６４個の３２階調入力データを、図５（ｆ）に示すように、１４個の６４階調（Ｇの閾値）出力データと５０個の０階調出力データの組合せで再現できる。
図６は本発明の一実施例による映像処理部の構成を概略的に示すブロック図であり、図７は本発明の一実施例による映像処理方法を段階的に示すフローチャートである。
図３に示す映像処理部６００と図４に示す映像処理方法は階調データに基づいて低階調再現を遂行した反面、図６に示す映像処理部６００Ａと図７に示す映像処理方法は輝度データに基づいて低階調再現を遂行するという点で違いがあるので、重複構成についての説明は省略する。
図６に示す映像処理部６００Ａには、図３に示す映像処理部６００に比べて、映像入力部６０８と階調再現処理部６１０Ａとの間に各カラーの階調データを各カラーの輝度データに変換する輝度変換部６０９が挿入される。階調再現処理部６１０と映像出力部６１２との間には各カラーの輝度データを各カラーの階調データに変換する階調変換部６１１が挿入される。一方、図３の素子使用量累積部６０５と接続された輝度変換部６１４は図６の実施例では除去される。素子使用量累積部６０５は、階調再現処理部６１０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ輝度データを以前フレームの出力として受けて各発光素子の使用量として累積させられる。閾値ルックアップテーブル６０４に保存されたＲ、Ｇ、Ｂ閾値は各カラーで均一度及び階調表現に優れた輝度値の中で最小値である。
図７に示す映像処理方法は、図４に示す映像処理方法に比べて、映像入力部６０８の映像入力段階（Ｓ４０６）と階調再現処理部６１０のＲ、Ｇ、Ｂデータと閾値の比較段階（Ｓ４２２）との間に輝度変換部６０９の輝度変換段階（Ｓ４０７）をさらに含む。階調再現処理部６１０の出力段階（Ｓ４２６、Ｓ４２８、Ｓ４２３）と映像出力部６１２の映像出力段階（Ｓ４３０）との間に階調変換部６１１の階調変換段階（Ｓ４２９）をさらに含む。一方、図４の発光素子の使用量累積段階（Ｓ４１２）以前の輝度変換段階（Ｓ４１１）は除去される。
図８は本発明の一実施例による発光表示装置の表示映像を比較例と比較して示す図であり、図９は本発明の一実施例による発光表示装置の低階調表示結果を比較例と比較して示す図である。図８の３番目の比較図において、発光表示装置は水平方向に４色が帯状に延びる映像を表示する。４色は、上から順に白色、赤色、緑色、青色である。また、水平方向に図面視で左から右へ徐々に階調が高くなるように表示する。
図８（ａ）に示す比較例の発光表示装置に表示された映像は低階調表現力が良くなくて画質問題がある反面、図８（ｂ）に示す一実施例の発光表示装置に表示された映像は低階調表現力が向上し、画質が向上したことが分かる。図８（ａ）の比較例は青色に比べて低電流が供給される緑色及び赤色の低階調表現力に問題がある反面、図８（ｂ）の実施例は全ての色で低階調表現力が向上したことが分かる。
図９（ａ）に示す比較例の発光表示装置に表示された単色の低階調映像は輝度が不均一であって染み現状の画質問題がある反面、図９（ｂ）に示す一実施例の発光表示装置に表示された単色の低階調映像は均一度が向上し、染み現象が改善したことが分かる。
図１０は本発明の一実施例による発光表示装置の映像処理技術の適用可否を立証する方法を示す図である。
図１０（ａ）に示す比較例は、３２階調入力映像を無駆動サブピクセルと駆動サブピクセルの組合せで表現可能であるが、２５５階調及び０階調が交互に現れるドットパターン映像を長期間（Ｔ）表示した後、３２階調入力映像をまた表示するとき、図１０（ａ）のように０階調を表示する無駆動サブピクセルの位置と各カラーの閾値を表示する駆動サブピクセルの位置を固定できる。
一方、図１０（ｂ）に示す実施例は、３２階調入力映像を初期駆動の際には、図１０（ａ）のように無駆動サブピクセルと駆動サブピクセルの組合せで表現するが、２５５階調及び０階調が交互に現れるドットパターン映像を長期間（Ｔ）表示した後、３２階調入力映像をまた表示すれば、０階調を表示する無駆動サブピクセルの位置と各カラーの閾値を表示する駆動サブピクセルの位置を各サブピクセルの使用量によって変更することが分かる。
したがって、同じ低階調入力映像を表示しても、各サブピクセルの使用量によって無駆動サブピクセルの位置と駆動サブピクセルの位置とが変更されることを確認することによって本発明の適用可否を確認できる。
以上説明したように、一実施例は、発光表示装置の最大輝度及び各発光素子の寿命を考慮した階調再現マスクを生成及び適用し、均一度及び階調表現力に優れた閾値と最小値の組合せで低階調を再現することにより、低階調領域の輝度偏差を低減して染み現象を改善でき、色正確度及び低階調表現力を向上できる。
一実施例は、表示装置の最大輝度変更によって変わるカラー別閾値を用いて階調再現マスクを生成及び適用することにより、輝度変更にかかわらず、低階調領域での染み現象を改善し、色正確度及び低階調表現力を向上できる。
一実施例は、各発光素子の使用量によって階調再現マスクの各マスク値を可変して閾値及び最小値の適用位置を可変とすることにより、発光素子間の寿命偏差を低減でき、発光素子の寿命による輝度偏差を低減でき、残像現象を改善できる。
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、特許請求範囲によって決定されなければならない。
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
６００、６００Ａ 映像処理部

Claims (5)

  1. 入力最大輝度によって選択された閾値を基準に、前記閾値未満の映像データを、前記閾値および０階調の値のいずれか一つに変換する映像処理部と、
    発光素子を有する複数のサブピクセルを含むパネルと、
    を含み、
    前記パネルが少なくとも１つの領域において各色の閾値未満の低階調を表示する場合、前記少なくとも１つの領域は、前記０階調の値を示す少なくとも１つのサブピクセルを含み、前記少なくとも１つの領域以外の領域は、前記閾値を示す少なくとも１つのサブピクセルを含み、
    前記０階調の値を示す前記少なくとも１つのサブピクセルの位置は、各発光素子の累積使用量と前記閾値によって変化する、
    発光表示装置。
  2. 入力最大輝度によって選択された閾値を基準に、前記閾値未満の映像データを、前記閾値および０階調の値のいずれか一つに変換する映像処理部と、
    発光素子を有する複数のサブピクセルを含むパネルと、
    を含み、
    前記パネルが少なくとも１つの領域において各色の閾値未満の低階調を表示する場合、前記少なくとも１つの領域は、前記０階調の値を示す少なくとも１つのサブピクセルを含み、前記少なくとも１つの領域以外の領域は、前記閾値を示す少なくとも１つのサブピクセルを含み、
    前記０階調の値を示す前記少なくとも１つのサブピクセルの位置は、前記パネルに対する駆動時間の経過によって変化する、
    発光表示装置。
  3. 前記０階調の値を示す前記少なくとも１つのサブピクセルの位置は、前記閾値未満の映像データが同一であっても、前記パネルに対する駆動時間の経過によって変化する、請求項２に記載の発光表示装置。
  4. 前記０階調の値を示す前記少なくとも１つのサブピクセルは、駆動していないサブピクセルである、請求項１に記載の発光表示装置。
  5. 表示装置を駆動する際の色の不均一性を改善するために低階調領域において輝度の偏差を低減するための方法であって、
    入力最大輝度によって選択された閾値を基準に、前記閾値未満の映像データを、前記閾値および０階調の値のいずれか一つに変換する段階と、
    第１期間の間に、選択された閾値未満の低階調の値を有する各サブピクセルのためのデータ信号を用いて、所定の領域におけるサブピクセルの第１の組を駆動し、且つ、前記所定の領域において前記０階調の値を有することとなるサブピクセルの第２の組を駆動しない段階と、
    第２期間の間に、前記所定の領域において前記０階調の値を有することとなるサブピクセルの前記第１の組を駆動せず、且つ、前記選択された閾値未満の低階調の値を有する各サブピクセルのためのデータ信号を用いて、所定の領域におけるサブピクセルの前記第２の組を駆動する段階と、
    を含む、方法。
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