KR102062914B1 - 3원색 표시장치 및 그의 픽셀데이터 랜더링 방법 - Google Patents

3원색 표시장치 및 그의 픽셀데이터 랜더링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 3원색 표시장치는 제1 색 서브 픽셀, 제2 색 서브 픽셀, 제3 색 서브 픽셀1, 및 제3 색 서브 픽셀2를 각각 포함한 다수의 3원색 단위 픽셀들을 포함하는 표시패널; 및 제1 수평 해상도에 대응되도록 입력되는 픽셀 데이터1과 픽셀 데이터2를 기반으로 상기 제1 수평 해상도의 절반인 제2 수평 해상도에 대응되도록 랜더링 데이터를 생성하되, 상기 랜더링 데이터에 대한 휘도의 인지적 수평 해상도를 상기 제1 수평 해상도만큼 증가시키기 위해, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제1 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제2 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀1에 입력될 랜더링 데이터를 결정하며, 상기 픽셀 데이터2에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀2에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 픽셀데이터 랜더링회로를 구비한다.

Description

3원색 표시장치 및 그의 픽셀데이터 랜더링 방법{3 PRIMARY COLOR DISPLAY DEVICE AND PIXEL DATA RENDERING METHOD OF THEREOF}
본 발명은 3원색(3 primary color) 표시장치에 관한 것이다.
정보 표시장치에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 활발히 진행되고 있다. 평판 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device) 등이 있다.
평판 표시장치는 일반적으로 R(적색), G(녹색) 및 B(청색)을 포함한 3원색의 조합으로 다양한 컬러를 표시한다. 통상 3원색 표시장치는 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀을 각각 포함한 다수의 단위 픽셀들을 이용하여 다양한 컬러 정보와 휘도 정보를 표현한다.
한편, 입력 영상을 가공, 전송하는 기술이 비약적으로 발전함에 따라 고해상도를 구현할 수 있는 표시장치에 대한 관심도 커지고 있다. 최근에는 FHD(Full High Definition) 해상도를 구현할 수 있는 3원색 표시장치는 물론이거니와, UD(Ultra Definition) 해상도를 구현할 수 있는 3원색 표시장치에 대한 연구도 진행되고 있다. UD 해상도는 그 크기가 수직 및 수평으로 각각 FHD 해상도에 비해 2배이다. UD 해상도를 구현하기 위한 3원색 표시장치의 수평 및 수직 방향으로의 픽셀수는, FHD 해상도를 구현하기 위한 3원색 표시장치의 그것에 비해 2배가 되어야 한다. 하지만, 3원색 표시장치에서 수평 및 수직 방향으로의 픽셀수를 각각 2배로 늘리는 것은 개구율 감소, 공정 마진 확보 어려움, 제조 비용 증가, 수명 감소 등 여러 문제점으로 인해 구현이 쉽지 않다. 이러한 어려움 때문에 도 1과 같은 DFHD 해상도를 구현할 수 있는 3원색 표시장치가 제안되고 있다. DFHD 해상도는 1920(수평 픽셀수)×2160(수직 픽셀수)으로서, 수평 해상도(1920)는 FHD와 동일하고, 수직 해상도(2160)는 UD와 동일하다. DFHD는 FHD 대비 수직 방향으로의 해상도만 2배로 증가된 것이다.
DFHD 해상도를 구현할 수 있는 3원색 표시장치에 UD 해상도의 영상 데이터가 입력되는 경우, 표시장치의 물리적 수평 해상도는 입력 영상의 수평 해상도의 절반밖에 안되기 때문에 수평 방향으로 영상 데이터의 손실이 불가피하다. 이러한 손실을 최소화하기 위해 다양한 리사이즈(resize) 기법들이 사용된다. 그러나, 리사이즈된 영상은 입력 영상에 비해 수평 해상도가 절반으로 줄어드는 문제가 있다.
도 2에는 UD 입력 영상을 DFHD 해상도에 맞게 리사이즈 시키는 일 예가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 화이트 영상을 구현하기 위한 최대 계조 레벨(예를 들어, 8 비트 데이터를 대상으로 255gray)의 제1 입력 픽셀 데이터(R1G1B1)와, 블랙 영상을 구현하기 위한 최소 계조 레벨(0gray)의 제2 입력 픽셀 데이터(R2G2B2)가 UD 영상으로서 입력될 때, 이 UD 영상은 회색 영상을 구현하기 위한 중간 계조 레벨(186gray)의 출력 픽셀 데이터(RoGoBo)로 리사이징 처리된다. 출력 픽셀 데이터(RoGoBo)에는 제1 입력 픽셀 데이터(R1G1B1)와 제2 입력 픽셀 데이터(R2G2B2)가 모두 반영되어 있다. 하지만, 출력 픽셀 데이터(RoGoBo)에 의한 출력 영상의 수평 해상도는 UD 영상에 비해 절반으로 줄어들게 된다.(이 예에서, 2개의 수평 해상도 정보(화이트 영상, 블랙 영상)는 1개의 수평 해상도 정보(회색 영상)로 감소되고 있음)
따라서, 본 발명의 목적은 물리적 해상도 증가없이 유효 해상도를 증가시킬 수 있도록 한 3원색 표시장치 및 그의 픽셀데이터 랜더링 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치는 제1 색 서브 픽셀, 제2 색 서브 픽셀, 제3 색 서브 픽셀1, 및 제3 색 서브 픽셀2를 각각 포함한 다수의 3원색 단위 픽셀들을 포함하는 표시패널; 및 제1 수평 해상도에 대응되도록 입력되는 픽셀 데이터1과 픽셀 데이터2를 기반으로 상기 제1 수평 해상도의 절반인 제2 수평 해상도에 대응되도록 랜더링 데이터를 생성하되, 상기 랜더링 데이터에 대한 휘도의 인지적 수평 해상도를 상기 제1 수평 해상도만큼 증가시키기 위해, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제1 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제2 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀1에 입력될 랜더링 데이터를 결정하며, 상기 픽셀 데이터2에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀2에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 픽셀데이터 랜더링회로를 구비한다.
상기 제3 색 서브 픽셀1과 상기 제3 색 서브 픽셀2는, 상기 제1 색 서브 픽셀 및 상기 제2 색 서브 픽셀을 사이에 두고 양측에 배치되어 상기 3원색 단위 픽셀을 구성한다.
상기 제1 색은 녹색으로 선택되고, 상기 제2 색은 청색으로 선택되며, 상기 제3 색은 적색으로 선택될 수 있다.
상기 제1 색은 적색으로 선택되고, 상기 제2 색은 청색으로 선택되며, 상기 제3 색은 녹색으로 선택될 수 있다.
상기 제1 색은 적색으로 선택되고, 상기 제2 색은 녹색으로 선택되며, 상기 제3 색은 청색으로 선택될 수 있다.
상기 제1 색 서브 픽셀, 상기 제2 색 서브 픽셀, 상기 제3 색 서브 픽셀1, 및 상기 제3 색 서브 픽셀2는 서로 동일한 면적비를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치의 픽셀데이터 랜더링 방법은 제1 색 서브 픽셀, 제2 색 서브 픽셀, 제3 색 서브 픽셀1, 및 제3 색 서브 픽셀2를 각각 포함한 다수의 3원색 단위 픽셀들을 포함하는 표시패널에 표시될 영상 데이터를 입력받는 단계; 및 제1 수평 해상도에 대응되도록 입력되는 상기 영상 데이터의 픽셀 데이터1과 픽셀 데이터2를 기반으로 상기 제1 수평 해상도의 절반인 제2 수평 해상도에 대응되도록 랜더링 데이터를 생성하는 단계를 포함하고; 상기 랜더링 데이터를 생성하는 단계는, 상기 랜더링 데이터에 대한 휘도의 인지적 수평 해상도를 상기 제1 수평 해상도만큼 증가시키기 위해, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제1 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 단계; 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제2 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 단계; 상기 픽셀 데이터1에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀1에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 픽셀 데이터2에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀2에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 표시장치의 물리적 수평 해상도에 비해 2배로 높은 수평 해상도를 갖는 입력 영상을 단위 픽셀을 구성하는 4개의 서브 픽셀들에 대응되게 랜더링 처리함으로써, 표시장치의 물리적 해상도 증가없이 인지적 수평 해상도를 입력 영상의 수평 해상도에 가깝게 높일 수 있다.
도 1은 UD 해상도 및 DFHD 해상도를 각각 구현하기 위한 종래 3원색 표시장치의 단위 픽셀 구성을 보여주는 도면.
도 2는 UD 입력 영상을 DFHD 해상도에 맞게 리사이즈 시키는 종래 기술의 일 예를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치를 보여주는 도면.
도 4는 DFHD와 동일한 물리적 해상도를 가지고 인지 해상도를 UD에 가깝게 구현하기 위한 본 발명의 3원색 표시장치의 단위 픽셀 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 단위 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 보여주는 도면.
도 6은 픽셀데이터 랜더링회로를 상세히 보여주는 도면.
도 7은 픽셀 구성의 다양한 예들과 그에 따른 랜더링 데이터의 결정 예들을 보여주는 도면.
도 8a 내지 도 8c는 각각 도 7의 케이스 1 내지 케이스 3에 따른 휘도의 인지적 수평 해상도 증가를 보여주는 도면들.
도 9는 본 발명을 적용했을 때의 수평 해상도를 종래 기술의 리사이즈 기법에 따른 수평 해상도와 비교하여 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치의 픽셀데이터 랜더링 방법을 순차적으로 보여주는 도면.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치를 보여준다. 도 4는 DFHD와 동일한 물리적 해상도를 가지고 인지 해상도를 UD에 가깝게 구현하기 위한 본 발명의 3원색 표시장치의 단위 픽셀 구성을 보여준다. 그리고, 도 5는 본 발명의 단위 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 보여준다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치는 표시패널(10), 타이밍 콘트롤러(11), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 픽셀데이터 랜더링회로(14) 등을 구비한다.
3원색 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광표시소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 이하에서는, 3원색 표시장치가 액정표시소자로 구현되는 경우를 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상은 그에 한정되지 않고 다른 평판 표시소자에도 적용될 수 있음은 물론이다.
표시패널(10)은 두 장의 유리기판과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(GL)이 교차된다. 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 표시패널(10)에는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 액정셀들 각각은 TFT(Thin Film Transistor), TFT에 접속된 화소전극, 및 스토리지 커패시터 등을 포함한다. 표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극 등이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정셀들 각각은 서브 픽셀을 구현하며, 4개의 서브 픽셀들이 1개의 단위 픽셀을 구성한다. 표시패널(10)의 물리적 해상도는 단위 픽셀의 개수에 의해 결정된다. 표시패널(10)의 물리적 해상도가 도 4와 같이 DFHD인 경우에는 수평 방향으로 1920개의 단위 픽셀들이 형성되고 수직 방향으로 2160개의 단위 픽셀들이 형성되어, 전체적으로 1920×2160개의 단위 픽셀들이 표시패널(10)에 구비되게 된다. 단위 픽셀은 도 4에서와 같이, 제1 색 서브 픽셀(C1), 제2 색 서브 픽셀(C2), 제3 색 서브 픽셀1(C3), 및 제3 색 서브 픽셀2(C3')를 포함한다. 제3 색 서브 픽셀1(C3)과 제3 색 서브 픽셀2(C3')는, 제1 색 서브 픽셀(C1) 및 제2 색 서브 픽셀(C2)을 사이에 두고 양측에 배치되어 3원색 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 여기서, 제1 색, 제2 색, 제3 색은 서로 다르며, 각각 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나일 수 있다. 이러한 단위 픽셀들에 도 5와 랜더링 데이터가 입력되면, 하나의 픽셀 내에서 2개의 픽셀 휘도가 나타남으로써, 인지 해상도가 UD에 가깝게 구현될 수 있게 된다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 후술한다. 표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
본 발명에서 적용 가능한 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
직하형 백라이트 유닛(15)은 표시패널(10)의 아래에 다수의 광학시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛(15)은 표시패널(10)의 아래에 다수의 광학시트들과 도광판이 적층되고 도광판의 측면에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 광원들은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 및 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)와 같은 선광원들로 구현될 수 있으며, 또한 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(11)는 외부의 시스템 보드로부터 입력되는 3원색 영상 데이터(DATA)를 픽셀데이터 랜더링회로(14)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 픽셀데이터 랜더링회로(14)에서 랜더링 처리된 3원색 랜더링 데이터(MDATA)를 데이터 구동회로(12)에 공급한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 영상 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 체배하여 60×N(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작을 제어할 수 있다.
데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터 3원색 랜더링 데이터(MDATA)를 입력받는다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 3원색 랜더링 데이터(MDATA)를 정극성/부극성 감마전압인 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(DL)에 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동회로(12)는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들을 포함한다. 데이터 드라이브 집적회로는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 3원색 랜더링 데이터(MDATA)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 정극성/부극성의 감마전압을 선택하는 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압이 공급되는 데이터라인(DL)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인(DL) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 구비한다.
게이트 구동회로(13)는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들을 포함한다. 게이트 드라이브 집적회로는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 구비한다. 게이트 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 게이트라인들(GL)에 공급함으로써, 데이터전압이 인가될 수평 라인을 선택한다. 게이트 구동회로(13)의 쉬프트 레지스터는 GIP(Gate driver In Panel) 방식에 따라 하부 유리기판에 직접 형성될 수 있다.
픽셀데이터 랜더링회로(14)는 표시패널(10)의 물리적 수평 해상도보다 2배 높은 제1 수평 해상도에 대응되도록 입력되는 3원색 영상 데이터(DATA)를 이용하여 표시패널(10)의 물리적 수평 해상도와 동일한 제2 수평 해상도에 대응되도록 3원색 랜더링 데이터(MDATA)를 생성한다. 픽셀데이터 랜더링회로(14)는 도 5와 같이 2개의 3원색 영상 데이터(DATA) 즉, 3원색 픽셀 데이터1(R1G1B1)과 3원색 픽셀 데이터2(R2G2B2)를 이용하여 1개의 3원색 랜더링 데이터(MDATA, 즉 C3o,C1o,C2o,C3o')를 생성한다.
인간의 공간 주파수 분해능은 컬러에 비해 휘도에서 더 높다. 픽셀데이터 랜더링회로(14)는 3원색 랜더링 데이터(MDATA, 즉 C3o,C1o,C2o,C3o')에 대한 휘도의 인지적 수평 해상도를 상기 제1 수평 해상도에 가깝게 증가시키기 위해, 상기 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제1 색 서브 픽셀(C1)에 입력될 랜더링 데이터(C1o)를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제2 색 서브 픽셀(C2)에 입력될 랜더링 데이터(C2o)를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1(R1G1B1)에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀1(C3)에 입력될 랜더링 데이터(C3o)를 결정하며, 상기 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀2(C3')에 입력될 랜더링 데이터(C3o')를 결정한다. 이러한 픽셀데이터 랜더링회로(14)는 타이밍 콘트롤러(11)에 내장될 수 있다.
도 6은 픽셀데이터 랜더링회로(14)를 상세히 보여준다. 도 7은 픽셀 구성의 다양한 예들과 그에 따른 랜더링 데이터의 결정 예들을 보여준다. 그리고, 도 8a 내지 도 8c는 각각 도 7의 케이스 1 내지 케이스 3에 따른 휘도의 인지적 수평 해상도 증가를 보여준다.
도 6을 참조하면, 픽셀데이터 랜더링회로(14)는 데이터 선택부(141)와 데이터 랜더링부(142)를 구비한다.
데이터 선택부(141)는 3원색 영상 데이터(DATA)를 입력받고, 다양한 공지의 방법을 이용하여 3원색 영상 데이터(DATA)의 수평 해상도를 표시패널의 물리적 수평 해상도와 비교한다. 3원색 영상 데이터(DATA)의 수평 해상도가 표시패널의 물리적 수평 해상도보다 크면, 데이터 선택부(141)는 3원색 영상 데이터(DATA)로부터 서로 이웃한 3원색 픽셀 데이터1(R1G1B1)과 3원색 픽셀 데이터2(R2G2B2)를 선택하여, 데이터 랜더링부(142)에 공급한다.
데이터 랜더링부(142)는 데이터 선택부(141)로부터 입력되는 3원색 픽셀 데이터1(R1G1B1)과 3원색 픽셀 데이터2(R2G2B2)를 이용하여 3원색 랜더링 데이터(C3o,C1o,C2o,C3o')를 생성한다. 3원색 랜더링 데이터(C3o,C1o,C2o,C3o')는 인지적 공간 주파수를 늘릴 수 있는 값으로 결정되어야 한다. 즉, 3원색 랜더링 데이터(C3o,C1o,C2o,C3o')는 표시패널에서 느껴지는 휘도의 인지적 수평 해상도를 3원색 영상 데이터(DATA)의 수평 해상도에 가깝게 증가시키는 값으로 결정된다. 이를 위해, 제1 색 서브 픽셀(C1)에 입력될 랜더링 데이터(C1o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 결정되고, 제2 색 서브 픽셀(C2)에 입력될 랜더링 데이터(C2o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 결정된다. 그리고, 제3 색 서브 픽셀1(C3)에 입력될 랜더링 데이터(C3o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1)에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 결정되고, 제3 색 서브 픽셀2(C3')에 입력될 랜더링 데이터(C3o')는 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 결정된다.
1개의 단위 픽셀 내에서 인지되는 휘도의 공간 주파수는 도 8a 내지 도 8c에서와 같이 2개이다. 즉, 각 단위 픽셀 내에서, 랜더링 데이터 C3o, C1o, 및 C2o에 의해 구현되는 휘도 성분1(Y1)과 랜더링 데이터 C1o, C2o 및 C3o'에 의해 구현되는 휘도 성분2(Y2)을 포함하여 2개의 휘도가 나타난다. 이를 통해 휘도의 인지적 수평 해상도가 3원색 영상 데이터(DATA)의 수평 해상도에 가깝게 증가되는 것이다.
도 7의 CASE1은 1개의 녹색 서브 픽셀과 1개의 청색 서브 픽셀과 2개의 적색 서브 픽셀들로 단위 픽셀을 구현한 경우로서, 이에 따르면 상기 제1 색은 녹색으로 선택되고, 상기 제2 색은 청색으로 선택되며, 상기 제3 색은 적색으로 선택된다.
이 경우, 녹색 서브 픽셀(C1)에 입력될 랜더링 데이터(C1o)는 도 8a와 같이 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 녹색 데이터들(G1,G2)의 평균 휘도값(Go)에 대응되는 계조값으로 결정되고, 청색 서브 픽셀(C2)에 입력될 랜더링 데이터(C2o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 청색 데이터들(B1B2)의 평균 휘도값(Bo)에 대응되는 계조값으로 결정된다. 그리고, 적색 서브 픽셀1(C3)에 입력될 랜더링 데이터(C3o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1)에 포함된 적색 데이터(R1)의 계조값으로 결정되고, 적색 서브 픽셀2(C3')에 입력될 랜더링 데이터(C3o')는 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 적색 데이터(R2)의 계조값으로 결정된다.
예컨대, 화이트 영상을 구현하기 위한 최대 계조 레벨(예를 들어, 8 비트 데이터를 대상으로 255gray)의 픽셀 데이터1(R1G1B1)과, 블랙 영상을 구현하기 위한 최소 계조 레벨(0gray)의 픽셀 데이터2(R2G2B2)가 UD 영상으로서 입력될 때, 본 발명의 픽셀데이터 랜더링회로(14)에서 생성되는 랜더링 데이터 C3o, C1o, C2o 및 C3o'는 각각 255 계조의 적색 데이터(R1), 186 계조의 녹색 데이터(Go), 186 계조의 청색 데이터(Bo), 0 계조의 적색 데이터(R2)로 결정된다.
통상의 표시장치에서 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 휘도(Y) 기여분은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112013089209118-pat00001
수학식 1에서, RGB는 각각 휘도 도메인 값으로 감마(예컨대, 2.2)가 적용된 디지털 휘도값을 나타낸다.
랜더링 데이터 C3o, C1o, C2o의 계조값을 휘도 도메인 값으로 변환하고, 그 결과를 수학식 1에 대입하면, 휘도 성분1(Y1)이 대략 0.65로 산출된다. 그리고, 랜더링 데이터 C1o, C2o, C3o'의 계조값을 휘도 도메인 값으로 변환하고, 그 결과를 수학식 1에 대입하면, 휘도 성분2(Y2)이 대략 0.35로 산출된다. 상대적으로 높은 휘도 성분1(Y1)는 UD 입력 영상의 화이트 휘도에 대응되는 것이고, 상대적으로 낮은 휘도 성분2(Y2)는 UD 입력 영상의 블랙 휘도에 대응되는 것이다. 휘도 성분 1 및 2(Y1,Y2) 간의 차이가 클수록 휘도의 인지적 수평 해상도는 UD 입력 영상의 수평 해상도에 가깝게 느껴지게 된다.
한편, 도 7의 CASE2는 1개의 적색 서브 픽셀과 1개의 청색 서브 픽셀과 2개의 녹색 서브 픽셀들로 단위 픽셀을 구현한 경우로서, 이에 따르면 상기 제1 색은 적색으로 선택되고, 상기 제2 색은 청색으로 선택되며, 상기 제3 색은 녹색으로 선택된다.
이 경우, 적색 서브 픽셀(C1)에 입력될 랜더링 데이터(C1o)는 도 8b와 같이 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 적색 데이터들(R1,R2)의 평균 휘도값(Ro)에 대응되는 계조값으로 결정되고, 청색 서브 픽셀(C2)에 입력될 랜더링 데이터(C2o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 청색 데이터들(B1B2)의 평균 휘도값(Bo)에 대응되는 계조값으로 결정된다. 그리고, 녹색 서브 픽셀1(C3)에 입력될 랜더링 데이터(C3o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1)에 포함된 녹색 데이터(G1)의 계조값으로 결정되고, 녹색 서브 픽셀2(C3')에 입력될 랜더링 데이터(C3o')는 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 녹색 데이터(G2)의 계조값으로 결정된다.
예컨대, 화이트 영상을 구현하기 위한 최대 계조 레벨(예를 들어, 8 비트 데이터를 대상으로 255gray)의 픽셀 데이터1(R1G1B1)과, 블랙 영상을 구현하기 위한 최소 계조 레벨(0gray)의 픽셀 데이터2(R2G2B2)가 UD 영상으로서 입력될 때, 본 발명의 픽셀데이터 랜더링회로(14)에서 생성되는 랜더링 데이터 C3o, C1o, C2o 및 C3o'는 각각 255 계조의 녹색 데이터(G1), 186 계조의 적색 데이터(Ro), 186 계조의 청색 데이터(Bo), 0 계조의 녹색 데이터(G2)로 결정된다.
랜더링 데이터 C3o, C1o, C2o의 계조값을 휘도 도메인 값으로 변환하고, 그 결과를 수학식 1에 대입하면, 휘도 성분1(Y1)이 대략 0.8로 산출된다. 그리고, 랜더링 데이터 C1o, C2o, C3o'의 계조값을 휘도 도메인 값으로 변환하고, 그 결과를 수학식 1에 대입하면, 휘도 성분2(Y2)이 대략 0.2로 산출된다. 상대적으로 높은 휘도 성분1(Y1)는 UD 입력 영상의 화이트 휘도에 대응되는 것이고, 상대적으로 낮은 휘도 성분2(Y2)는 UD 입력 영상의 블랙 휘도에 대응되는 것이다. 휘도 성분 1 및 2(Y1,Y2) 간의 차이가 클수록 휘도의 인지적 수평 해상도는 UD 입력 영상의 수평 해상도에 가깝게 느껴지게 된다. CASE2는 CASE1에 비해 휘도 성분 1 및 2(Y1,Y2) 간의 차이가 더 크기 때문에 인지적 수평 해상도 증가 효과가 더 좋다.
한편, 도 7의 CASE3은 1개의 적색 서브 픽셀과 1개의 녹색 서브 픽셀과 2개의 청색 서브 픽셀들로 단위 픽셀을 구현한 경우로서, 이에 따르면 상기 제1 색은 적색으로 선택되고, 상기 제2 색은 녹색으로 선택되며, 상기 제3 색은 청색으로 선택된다.
이 경우, 적색 서브 픽셀(C1)에 입력될 랜더링 데이터(C1o)는 도 8c와 같이 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 적색 데이터들(R1,R2)의 평균 휘도값(Ro)에 대응되는 계조값으로 결정되고, 녹색 서브 픽셀(C2)에 입력될 랜더링 데이터(C2o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1) 및 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 녹색 데이터들(G1G2)의 평균 휘도값(Go)에 대응되는 계조값으로 결정된다. 그리고, 청색 서브 픽셀1(C3)에 입력될 랜더링 데이터(C3o)는 픽셀 데이터1(R1G1B1)에 포함된 청색 데이터(B1)의 계조값으로 결정되고, 청색 서브 픽셀2(C3')에 입력될 랜더링 데이터(C3o')는 픽셀 데이터2(R2G2B2)에 포함된 청색 데이터(B2)의 계조값으로 결정된다.
예컨대, 화이트 영상을 구현하기 위한 최대 계조 레벨(예를 들어, 8 비트 데이터를 대상으로 255gray)의 픽셀 데이터1(R1G1B1)과, 블랙 영상을 구현하기 위한 최소 계조 레벨(0gray)의 픽셀 데이터2(R2G2B2)가 UD 영상으로서 입력될 때, 본 발명의 픽셀데이터 랜더링회로(14)에서 생성되는 랜더링 데이터 C3o, C1o, C2o 및 C3o'는 각각 255 계조의 청색 데이터(B1), 186 계조의 적색 데이터(Ro), 186 계조의 녹색 데이터(Go), 0 계조의 청색 데이터(B2)로 결정된다.
랜더링 데이터 C3o, C1o, C2o의 계조값을 휘도 도메인 값으로 변환하고, 그 결과를 수학식 1에 대입하면, 휘도 성분1(Y1)이 대략 0.55로 산출된다. 그리고, 랜더링 데이터 C1o, C2o, C3o'의 계조값을 휘도 도메인 값으로 변환하고, 그 결과를 수학식 1에 대입하면, 휘도 성분2(Y2)이 대략 0.45로 산출된다. 상대적으로 높은 휘도 성분1(Y1)는 UD 입력 영상의 화이트 휘도에 대응되는 것이고, 상대적으로 낮은 휘도 성분2(Y2)는 UD 입력 영상의 블랙 휘도에 대응되는 것이다. 휘도 성분 1 및 2(Y1,Y2) 간의 차이가 클수록 휘도의 인지적 수평 해상도는 UD 입력 영상의 수평 해상도에 가깝게 느껴지게 된다. CASE3은 CASE1 및 CASE2에 비해 휘도 성분 1 및 2(Y1,Y2) 간의 차이가 더 작아 인지적 수평 해상도 증가 효과가 비교적 낮다. 다만, CASE3는 표시장치를 유기발광표시소자로 구현하는 경우에 있어 서브 픽셀 구성이 매우 용이하다. 유기발광표시소자에서 청색 유기발광다이오드는 발광 효율이 낮고 수명이 짧기 때문에, 표시패널의 휘도 균일도를 확보하기 위해 청색 유기발광다이오드는 적색 및 녹색 유기발광다이오드에 비해 더 큰 면적으로 형성되어야 한다. CASE3와 같이 1개의 적색 서브 픽셀과 1개의 녹색 서브 픽셀과 2개의 청색 서브 픽셀들로 단위 픽셀을 구현하면 휘도 균일도 확보 차원에서 보다 유리하다. CASE3의 경우 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 및 2개의 청색 서브 픽셀들은 서로 동일한 면적비를 가질 수 있으며, 이로 인해 제조 공정이 보다 용이해 질 수 있다.
도 9는 본 발명을 적용했을 때의 수평 해상도를 종래 기술의 리사이즈 기법에 따른 수평 해상도와 비교하여 보여준다.
도 9를 참조하면, 본 발명을 적용했을 때의 인지적 수평 해상도는 레퍼런스 해상도(즉, 입력 영상의 수평 해상도)에 가깝게 증가되므로, 해상도 챠트 상에서 선들이 뭉쳐지는 정도가 종래 기술에 비해 훨씬 덜하다. 해상도 챠트를 통해 명확히 알 수 있듯이, 본 발명은 기존 대비 고정세 표현에 매우 용이하다. 위에서 살펴 봤듯이, 해상도 증가 효과는 CASE2>CASE1>CASE1 순으로 나타난다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3원색 표시장치의 픽셀데이터 랜더링 방법을 순차적으로 보여준다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 픽셀데이터 랜더링 방법은 3원색 영상 데이터가 입력되면 공지의 방법을 통해 3원색 영상 데이터의 수평 해상도를 표시패널의 물리적 수평 해상도와 비교한다.(S10,S20)
본 발명의 픽셀데이터 랜더링 방법은 3원색 영상 데이터의 수평 해상도가 표시패널의 물리적 수평 해상도보다 크면, 3원색 영상 데이터로부터 서로 이웃한 3원색 픽셀 데이터1과 3원색 픽셀 데이터2를 선택한다.(S30)
본 발명의 픽셀데이터 랜더링 방법은 3원색 픽셀 데이터1과 3원색 픽셀 데이터2를 이용하여 3원색 랜더링 데이터(C3o,C1o,C2o,C3o')를 생성하되, 표시패널에서 느껴지는 휘도의 인지적 수평 해상도가 3원색 영상 데이터의 수평 해상도에 가깝게 증가되도록 하기 위해, 제1 색 서브 픽셀(C1)에 입력될 랜더링 데이터(C1o)를 픽셀 데이터1 및 픽셀 데이터2에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 결정하고, 제2 색 서브 픽셀(C2)에 입력될 랜더링 데이터(C2o)를 픽셀 데이터1 및 픽셀 데이터2에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 결정한다. 그리고, 본 발명의 픽셀데이터 랜더링 방법은 제3 색 서브 픽셀1(C3)에 입력될 랜더링 데이터(C3o)를 픽셀 데이터1에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 결정하고, 제3 색 서브 픽셀2(C3')에 입력될 랜더링 데이터(C3o')를 픽셀 데이터2에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 결정한다.(S40)
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로
14 : 픽셀데이터 랜더링회로 141 : 데이터 선택부
142 : 데이터 랜더링부

Claims (7)

  1. 가로 방향으로 제3 색 서브 픽셀1, 제1 색 서브 픽셀, 제2 색 서브 픽셀, 및 제3 색 서브 픽셀2 순서로 배열되는 3원색 단위 픽셀 복수 개를 포함하고, 세로 방향으로 같은 색의 서브 픽셀들이 배열되는 표시패널; 및
    제1 수평 해상도에 대응되도록 입력되는 픽셀 데이터1과 픽셀 데이터2를 기반으로 상기 제1 수평 해상도의 절반인 제2 수평 해상도에 대응되도록 랜더링 데이터를 생성하되, 상기 랜더링 데이터에 대한 휘도의 인지적 수평 해상도를 상기 제1 수평 해상도만큼 증가시키기 위해, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제1 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제1 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1 및 2에 포함된 제2 색 데이터들의 평균 휘도값에 대응되는 계조값으로 상기 제2 색 서브 픽셀에 입력될 랜더링 데이터를 결정하고, 상기 픽셀 데이터1에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀1에 입력될 랜더링 데이터를 결정하며, 상기 픽셀 데이터2에 포함된 제3 색 데이터의 계조값으로 상기 제3 색 서브 픽셀2에 입력될 랜더링 데이터를 결정하는 픽셀데이터 랜더링회로를 구비하고,
    상기 제2 수평 해상도에 대응되도록 생성되는 랜더링 데이터에 대한 휘도의 인지적 수평 해상도를 결정하는 서브 픽셀들의 면적과 상기 제1 수평 해상도에 대응하는 단위 픽셀의 면적이 다른 것을 특징으로 하는 3원색 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 색은 녹색으로 선택되고, 상기 제2 색은 청색으로 선택되며, 상기 제3 색은 적색으로 선택되는 것을 특징으로 하는 3원색 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 색은 적색으로 선택되고, 상기 제2 색은 청색으로 선택되며, 상기 제3 색은 녹색으로 선택되는 것을 특징으로 하는 3원색 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 색은 적색으로 선택되고, 상기 제2 색은 녹색으로 선택되며, 상기 제3 색은 청색으로 선택되는 것을 특징으로 하는 3원색 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 색 서브 픽셀, 상기 제2 색 서브 픽셀, 상기 제3 색 서브 픽셀1, 및 상기 제3 색 서브 픽셀2는 서로 동일한 면적비를 갖는 것을 특징으로 하는 3원색 표시장치.
  7. 삭제
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