KR102533624B1 - 표시 장치의 감마 보정 장치, 표시 장치의 감마 보정 방법, 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치의 감마 보정 장치는 원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서의 표시 장치의 휘도들을 측정하는 휘도 측정부, 측정된 휘도들에 기초하여 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 결정하는 감마 기준 전압 결정부, 기준 계조들에서의 측정된 휘도들에 기초하여 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 생성부, 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 기준 계조들의 목표 휘도들을 결정하는 목표 휘도 결정부, 및 룩업 테이블에서 기준 계조들의 목표 휘도들에 가장 근접한 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정하는 감마 보정 기준 계조 결정부를 포함한다.

Description

표시 장치의 감마 보정 장치, 표시 장치의 감마 보정 방법, 및 표시 장치{GAMMA CORRECTION DEVICE FOR A DISPLAY DEVICE, GAMMA CORRECTION METHOD FOR A DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY DEVCIE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표시 장치의 감마 보정 장치, 표시 장치의 감마 보정 방법, 및 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치와 같은 표시 장치는 제조 공정 상의 편차 등으로 인하여 완성 제품의 화질(예를 들어, 정면(Front of Screen) 특성)이 목표치에 도달하지 못하는 경우 해당 제품은 불량으로 판정될 수 있다. 화질이 목표치에 미치지 못하는 완성 제품을 모두 불량으로 판정하여 폐기하면 수율이 현저히 저하되므로, 표시 장치의 화질을 목표치에 맞게 후보정하는 것이 요구된다. 이에 따라, 표시 장치의 화질을 목표치에 맞추기 위해 표시 장치가 목표 감마 값에 상응하는 감마 특성을 가지게 하는 감마 보정이 수행될 수 있다. 구체적으로, 이러한 감마 보정 동작으로서, 표시 장치를 휘도 및/또는 색 좌표 측면에서 반복적으로 보정하는 멀티-타임 프로그래밍(Multi-Time Programming; MTP) 동작이 수행될 수 있다.
다만, 표시 장치의 감마 특성 및 화질을 향상시키도록 표시 장치의 휘도 및/또는 색 좌표를 더욱 정밀하게 조절하기 위해서는, 상기 MTP 동작에서의 표시 장치의 휘도 및/또는 색 좌표의 측정을 반복적으로 수행되어야 하므로, 각 표시 장치에 대한 MTP 동작의 택트 타임(tact time)이 과도하게 증가되는 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은 표시 장치의 감마 특성 및 화질을 향상시킬 수 있는 감마 보정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시 장치의 감마 특성 및 화질을 향상시킬 수 있는 감마 보정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 향상된 감마 특성 및 화질을 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 화소들을 포함하는 표시 패널, 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 저장하는 기준 계조 맵핑 테이블, 상기 기준 계조 맵핑 테이블에 저장된 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터가 나타내는 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑하는 계조 맵핑부, 상기 원본 계조들을 이용하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 상기 감마 보정 계조들을 표현하도록 디더링된 출력 데이터를 생성하는 디더링부, 및 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 데이터 드라이버를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 감마 보정 기준 계조들은 상기 기준 계조들에서 측정된 상기 표시 장치의 휘도들 및 목표 감마 값에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서 상기 표시 장치의 휘도들이 측정되고, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들이 결정되며, 상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들이 결정되고, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들이 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조들과 동일한 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들은 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들로 결정되고, 상기 기준 계조들 사이의 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들은 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들을 보간하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 상기 디더링부에 의해 수행되는 디더링의 비트 수의 합으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들은 상기 기준 계조들 중 최대 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들은 수학식 "Ytgt = Ymax * (Gmax / Gtgt) ^ TGV"을 이용하여 결정되고, 여기서, Ytgt는 상기 기준 계조의 상기 목표 휘도이고, Ymax는 상기 최대 기준 계조의 상기 측정된 휘도이며, Gtgt는 상기 기준 계조이고, Gmax는 상기 최대 기준 계조이며, TGV는 상기 목표 감마 값일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블이 생성되고, 상기 룩업 테이블에서 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들에 상응하는 상기 업스케일링 계조들이 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 원본 계조들 중 선택된 상기 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터를 저장하는 감마 테이블, 및 상기 감마 테이블에 저장된 상기 감마 보정 데이터에 기초하여 상기 원본 계조들 각각에 상응하는 데이터 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 드라이버는 상기 감마 전압 생성부로부터 상기 원본 계조들 각각에 상응하는 상기 데이터 전압들을 수신하고, 상기 디더링부로부터 상기 원본 계조들로 상기 감마 보정 계조들을 표현하는 상기 출력 데이터를 수신하며, 상기 화소들에 상기 출력 데이터의 상기 원본 계조들에 상응하는 상기 데이터 전압들을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조 맵핑 테이블은, 상기 기준 계조 맵핑 정보로서, 상기 기준 계조들 각각에 대하여 쉬프트 부호 비트 및 쉬프트량 비트들을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 계조 맵핑부는, 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 상기 기준 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑하고, 상기 감마 보정 기준 계조들을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 계조 맵핑부는, 상기 감마 보정 기준 계조들에 대한 상기 보간의 결과 값이 상기 디더링부에 의해 표현되는 계조가 아닌 경우, 상기 디더링부에 의해 표현되는 계조들 중 상기 보간의 결과 값에 가장 근접한 계조를 상기 감마 보정 계조로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 계조 맵핑부는, 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 상기 기준 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑하고, 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정하도록 상기 감마 보정 기준 계조들을 보간하는 1차 맵핑 계산부, 및 상기 디더링부에 의해 표현되는 계조들 중 상기 보간의 결과 값들에 가장 근접한 계조들을 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들로 결정하는 2차 맵핑 계산부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 입력 데이터에 감마 평탄화 동작을 수행하는 감마 평탄화부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 감마 보정 장치는, 원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서의 상기 표시 장치의 휘도들을 측정하는 휘도 측정부, 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 결정하는 감마 기준 전압 결정부, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 생성부, 상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들을 결정하는 목표 휘도 결정부, 및 상기 룩업 테이블에서 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정하는 감마 보정 기준 계조 결정부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 룩업 테이블 생성부는 상기 기준 계조들과 동일한 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들로 결정하고, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 룩업 테이블의 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 상기 표시 장치에서 수행되는 디더링의 비트 수의 합으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 감마 보정 장치는, 상기 표시 장치가 상기 감마 기준 전압들에 기초하여 데이터 전압들을 생성하도록, 상기 표시 장치에 상기 기준 계조들에서의 상기 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터를 기입하고, 상기 표시 장치가 상기 감마 보정 기준 계조들에 기초하여 상기 표시 장치의 입력 데이터가 나타내는 상기 원본 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들을 포함하는 감마 보정 계조들로 맵핑하도록, 상기 표시 장치에 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 기입할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 감마 보정 방법에서, 원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서 상기 표시 장치의 휘도들이 측정되고, 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들이 결정되며, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블이 생성되고, 상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들이 결정되고, 상기 룩업 테이블에서 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들이 결정된다.
본 발명의 실시예들에 따른 감마 보정 장치 및 감마 보정 방법은 기준 계조들에서 측정된 휘도들에 기초하여 감마 기준 전압들을 결정하는 동작(예를 들어, MTP(Multi-Time Programming) 동작) 후, 상기 MTP 동작 중 측정된 휘도들에 기초하여 표시 장치의 디더링 수준을 반영한 업스케일링 계조별 휘도의 룩업 테이블을 생성하고, 상기 룩업 테이블에서 목표 감마 값에 상응하는 각 기준 계조에서의 목표 휘도를 탐색하여 각 기준 계조를 상기 목표 휘도에 상응하는 업스케일링 계조로 조정하는 동작(예를 들어, AMG(Auto Micro-adjusting Gamma) 동작)을 수행함으로써, 상기 표시 장치의 감마 특성 및 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 상기 MTP 동작에 의한 감마 보정 데이터 및 상기 AMG 동작에 의한 기준 계조 맵핑 정보를 저장하고, 상기 감마 보정 데이터에 기초하여 감마 보정된 데이터 전압들을 생성함과 함께, 목표 감마 값에 상응하도록 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터의 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑함으로써, 향상된 감마 특성 및 향상된 화질을 가질 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 감마 보정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 감마 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3a는 기준 계조들에서 측정된 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 3a의 측정된 휘도들에 기초하여 생성되는 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 기준 계조들의 목표 휘도들을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 표시 장치에서 수행되는 1차 맵핑 및 2차 맵핑의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7의 표시 장치의 감마 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 10의 표시 장치의 감마 특성을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 포함하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 감마 보정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(200)에 대한 감마 보정 장치(100)는 감마 기준 전압 결정부(110), 휘도 측정부(130), 룩업 테이블 생성부(150), 목표 휘도 결정부(170) 및 감마 보정 기준 계조 결정부(190)를 포함할 수 있다.
감마 기준 전압 결정부(110)는 원본 계조들 중 선택된 기준 계조들(예를 들어, 탭 포인트(Tab-Point)들)에서의 감마 기준 전압들의 예측되는 전압 레벨들을 가지는 데이터 전압 신호들(SDV)을 표시 장치(200)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 원본 계조들은 0 계조 내지 255 계조의 256개의 계조들을 포함하고, 상기 기준 계조들은 상기 256개의 계조들 중 선택된 계조들일 수 있다. 휘도 측정부(130)는 상기 기준 계조들에서의 표시 장치(200)의 휘도들(및/또는 색 좌표들)을 측정할 수 있다. 감마 기준 전압 결정부(110)는 휘도 측정부(130)로부터 측정된 휘도들(ML)을 수신하고, 측정된 휘도들(ML)(및/또는 색 좌표들)이 원하는 목표 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다.
측정된 휘도들(ML)이 상기 목표 범위 내가 아닌 경우, 감마 기준 전압 결정부(110)는 변경된 전압 레벨들을 가지는 데이터 전압 신호들(SDV)을 표시 장치(200)에 제공하고, 휘도 측정부(130)를 이용하여 상기 변경된 전압 레벨들에서의 표시 장치(200)의 휘도들을 다시 측정할 수 있다. 또한, 측정된 휘도들(ML)이 상기 목표 범위 내인 경우, 감마 기준 전압 결정부(110)는 측정된 휘도들(ML)이 상기 목표 범위 내일 때 표시 장치(200)에 인가된 데이터 전압 신호들(SDV)의 전압 레벨들을 상기 기준 계조들에서의 상기 감마 기준 전압들의 전압 레벨들로 결정할 수 있다. 한편, 이와 같이 데이터 전압 조절 및 휘도 측정을 반복적으로 수행하여 상기 감마 기준 전압들을 결정하는 동작은 멀티-타임 프로그래밍(Multi-Time Programming; MTP) 동작이라 불릴 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 MTP 동작(및 후술되는 AMG(Auto Micro-adjusting Gamma) 동작)은 복수의 표시 패널들이 형성된 기판(예를 들어, 원장 기판)으로부터 스크라이빙된 표시 패널인 모듈 상태의 표시 장치(200)에 대하여 수행될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 이러한 MTP 동작은 복수의 휘도 레벨들 또는 복수의 디밍 레벨들에 대하여 각각 수행될 수 있다.
룩업 테이블 생성부(150)는 상기 MTP 동작 중 상기 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)(특히, 상기 감마 기준 전압들이 결정될 때 측정된 휘도들(ML))에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 표시 장치(200)의 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 원본 계조들은 1의 간격을 가지는 0 계조 내지 255 계조의 255개의 계조들을 표현하도록 8의 비트 수를 가지고, 상기 업스케일링 계조들은 0.125의 간격을 가지는 0.000 계조 내지 255.000 계조의 2,041개의 계조들을 표현하도록 11의 비트 수를 가질 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 표시 장치(200)에서 수행될 디더링 수준을 반영하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 표시 장치(200)에서 수행되는 디더링의 비트 수의 합으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 원본 계조들이 8의 비트 수를 가지고, 표시 장치(200)가 3-비트 디더링을 수행하는 경우, 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 11로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 룩업 테이블 생성부(150)는 상기 기준 계조들과 동일한 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 상기 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)로 결정하고, 상기 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기준 계조들이 1 계조 및 3 계조를 포함하고, 상기 1 계조에서의 측정된 휘도(ML)가 0.0131 nit이고, 상기 3 계조에서의 측정된 휘도(ML)가 0.0803 nit인 경우, 상기 룩업 테이블은 상기 업스케일링 계조로서 1.000 계조에 상응하는 상기 업스케일링 계조 휘도를 0.0131 nit로 저장하고, 상기 업스케일링 계조로서 3.000 계조에 상응하는 상기 업스케일링 계조 휘도를 0.0803 nit로 저장하고, 상기 1.000 계조와 상기 3.000 계조 사이의 상기 업스케일링 계조들 중 하나인 1.125 계조에 상응하는 상기 업스케일링 계조 휘도를 0.0131 + (0.0803 - 0.0131) * (1/16) = 0.0173 nit로 저장할 수 있다.
목표 휘도 결정부(170)는 상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 측정된 휘도(MML) 및 목표 감마 값(TGV)에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들(TL)은 상기 기준 계조들 중 최대 기준 계조(예를 들어, 255 계조)에서의 측정된 휘도(MML)에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 목표 휘도 결정부(170)는 수학식 "Ytgt = Ymax * (Gmax / Gtgt) ^ TGV"을 이용하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)을 결정할 수 있다. 여기서, Ytgt는 상기 기준 계조의 목표 휘도(TL)이고, Ymax는 상기 최대 기준 계조의 측정된 휘도(MML)이며, Gtgt는 상기 기준 계조이고, Gmax는 상기 최대 기준 계조이며, TGV는 상기 목표 감마 값일 수 있다. 예를 들어, 255 계조에서의 측정된 휘도(MML)가 649.5471 nit이고, 목표 감마 값(TGV)가 2.2인 경우, 상기 기준 계조들 중 하나인 3 계조의 목표 휘도(TL)는 649.5471 * (3 / 255)^2.2 = 0.0370 nit로 결정될 수 있다.
감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 룩업 테이블 생성부(150)에 의해 생성된 상기 룩업 테이블에서 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 상기 룩업 테이블에서 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하고, 상기 룩업 테이블에서 목표 휘도들(TL)에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들에 상응하는 상기 업스케일링 계조들을 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들로 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기준 계조들 중 하나인 3 계조에 대하여, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 상기 룩업 테이블에 저장된 상기 업스케일링 계조 휘도들 중 상기 3 계조의 목표 휘도(TL)인 0.0370 nit에 가장 근접한 업스케일링 계조 휘도를 탐색할 수 있다. 0.0370 nit에 가장 근접한 업스케일링 계조 휘도가 0.0383 nit인 경우, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 상기 룩업 테이블의 상기 업스케일링 계조들 중 0.0383 nit를 가지는 업스케일링 계조(예를 들어, 1.750 계조)를 상기 3 계조가 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조로 결정할 수 있다.
이와 같이, 감마 보정 장치(100)는 상기 MTP 동작 중 측정된 휘도들(ML)에 기초하여 표시 장치(200)의 디더링 수준을 반영한 상기 업스케일링 계조별 휘도의 상기 룩업 테이블을 생성하고, 상기 룩업 테이블에서 목표 감마 값(TGV)에 상응하는 각 기준 계조에서의 목표 휘도(TL)를 탐색하여 각 기준 계조를 목표 휘도(TL)에 상응하는 상기 업스케일링 계조, 즉 상기 감마 보정 기준 계조로 조정하는 동작을 수행할 수 있다. 이러한 목표 감마 값(TGV)에 상응하도록 상기 기준 계조들을 조정하는 동작은 AMG(Auto Micro-adjusting Gamma) 동작이라 불릴 수 있다.
또한, 감마 보정 장치(100)는 표시 장치(200)에 상기 MTP 동작에 의해 생성된, 상기 기준 계조들에서의 상기 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터, 및 상기 AMG 동작에 의해 생성된, 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 기입할 수 있다. 표시 장치(200)는 상기 감마 보정 데이터에 기초하여 상기 감마 기준 전압들에 상응하는 데이터 전압들, 즉 감마 보정된 데이터 전압들을 생성할 수 있고, 또한 목표 감마 값(TGV)에 더욱 상응하도록 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터의 상기 원본 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들을 포함하는 감마 보정 계조들로 맵핑할 수 있다. 예를 들어, 상기 3 계조를 가지는 입력 데이터가 수신될 때, 표시 장치(200)는 상기 3 계조를 상기 1.750 계조로 맵핑함으로써, 상기 3 계조에서 측정된 휘도(ML)인 0.0803 nit가 아닌, 목표 감마 값(TGV)에 기초하여 결정된 상기 3 계조의 목표 휘도(TL)인 0.0370 nit에 근접한 상기 1.750 계조에 상응하는 0.0383 nit로 발광할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(200)는 목표 감마 값(TGV)에 상응하는 감마 특성을 가질 수 있고, 향상된 화질을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 감마 보정 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3a는 기준 계조들에서 측정된 휘도들의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 3a의 측정된 휘도들에 기초하여 생성되는 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 4는 기준 계조들의 목표 휘도들을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 보정 장치(100)는 기준 계조들 각각에 대하여 데이터 전압 조절 및 휘도 측정을 반복적으로 수행하여 상기 기준 계조들에 각각 상응하는 감마 기준 전압들을 결정하는 동작은 MTP 동작을 수행하고(S210), 표시 장치(200)가 더욱 향상된 감마 특성을 가지도록 상기 기준 계조들을 감마 보정 기준 계조들로 조정하는 AMG 동작을 수행할 수 있다(S250).
상기 MTP 동작을 수행하도록(S210), 감마 기준 전압 결정부(110)는 각 기준 계조에서의 데이터 전압을 상기 감마 기준 전압의 예측되는 전압 레벨로 설정하고(S220), 휘도 측정부(130)는 상기 설정된 데이터 전압에 응답하여 발광하는 표시 장치(200)의 휘도를 측정할 수 있다(S230). 감마 기준 전압 결정부(110)는 측정된 휘도(ML)가 원하는 목표 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S240). 측정된 휘도(ML)가 상기 목표 범위를 벗어난 경우(S240: NO), 감마 기준 전압 결정부(110)는 상기 데이터 전압을 변경하고(S220), 휘도 측정부(130)는 상기 변경된 데이터 전압에 응답하여 발광하는 표시 장치(200)의 휘도를 다시 측정할 수 있다(S230).
측정된 휘도(ML)가 상기 목표 범위 내인 경우(S240: YES), 감마 기준 전압 결정부(110)는 측정된 휘도(ML)가 상기 목표 범위 내일 때 표시 장치(200)에 인가된 상기 데이터 전압을 상기 감마 기준 전압으로 결정할 수 있다. 감마 보정 장치(100)는 이러한 상기 감마 기준 전압의 결정을 복수의 기준 계조들에 대하여 각각 수행할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 감마 보정 장치(100)는 복수의 휘도 레벨들(또는 복수의 디밍 레벨들) 각각에 대하여 상기 복수의 기준 계조들에 상응하는 복수의 감마 기준 전압들을 결정할 수 있다.
상기 MTP 동작 후 상기 AMG 동작을 수행하도록(S250), 룩업 테이블 생성부(150)는 상기 MTP 동작 중 상기 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)에 기초하여 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블을 생성할 수 있다(S260). 일 실시예에서, 상기 룩업 테이블의 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 표시 장치(200)에서 수행되는 디더링의 비트 수의 합으로 결정될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 룩업 테이블 생성부(150)는 상기 기준 계조들과 동일한 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 상기 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)로 결정하고, 상기 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 0 계조 내지 255 계조의 상기 원본 계조들 중 0 계조, 1 계조, 3 계조, 7 계조, 12 계조, 24 계조, 37 계조, 54 계조, 92 계조, 160 계조, 215 계조 및 255 계조가 상기 기준 계조들로 선택될 수 있고, 상기 MTP 동작 중 표시 장치(200)의 휘도들이 상기 0 계조에서 0 nit로, 상기 1 계조에서 0.0131 nit로, 상기 3 계조에서 0.0803 nit로, 상기 7 계조에서 0.2947 nit로, 상기 12 계조 0.8748 nit로, 상기 24 계조에서 3.6745 nit로, 상기 37 계조에서 9.6883 nit로, 상기 54 계조에서 21.8432 nit로, 상기 92 계조에서 70.9473 nit로, 상기 160 계조에서 232.9655 nit로, 상기 215 계조에서 447.9854 nit로, 또한 상기 255 계조에서 649.5471 nit로 측정될 수 있다.
이 경우, 룩업 테이블 생성부(150)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 12개의 기준 계조들과 동일한 12 개의 업스케일링 계조들(310 내지 321)의 업스케일링 계조 휘도들(330 내지 341)을 상기 MTP 동작 중 상기 12 개의 기준 계조들에서 측정된 휘도들(ML)로 결정할 수 있다. 또한, 룩업 테이블 생성부(150)는 상기 12개의 기준 계조들에서의 측정된 휘도들(ML)을 보간하여 상기 12 개의 기준 계조들 사이의 업스케일링 계조들(350, 351)의 업스케일링 계조 휘도들(370, 371)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블(300)에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 0 계조와 상기 1 계조 사이의 업스케일링 계조들(350)의 업스케일링 계조 휘도들(370)은 상기 0 계조의 휘도인 0 nit와 상기 1 계조의 휘도인 0.0131 nit를 선형 보간하여 결정될 수 있다. 이와 유사하게, 룩업 테이블(300)에서, 상기 1 계조와 상기 3 계조 사이의 업스케일링 계조들(351)의 업스케일링 계조 휘도들(371)은 상기 1 계조의 휘도인 0.0131 nit와 상기 3 계조의 휘도인 0.0383 nit를 선형 보간하여 결정될 수 있다.
목표 휘도 결정부(170)는 상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 측정된 휘도(MML) 및 목표 감마 값(TGV)에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)을 결정할 수 있다(S270). 일 실시예에서, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들(TL)은 상기 기준 계조들 중 최대 기준 계조(예를 들어, 255 계조)에서의 측정된 휘도(MML)에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 목표 휘도 결정부(170)는 수학식 "Ytgt = Ymax * (Gmax / Gtgt) ^ TGV"을 이용하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)을 결정할 수 있다. 여기서, Ytgt는 상기 기준 계조의 목표 휘도(TL)이고, Ymax는 상기 최대 기준 계조의 측정된 휘도(MML)이며, Gtgt는 상기 기준 계조이고, Gmax는 상기 최대 기준 계조이며, TGV는 상기 목표 감마 값일 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 255 계조의 목표 휘도(TL)는 상기 255 계조에서의 측정된 휘도(MML)인 649.5471로 결정되고, 나머지 기준 계조들인 상기 0 계조, 상기 1 계조, 상기 3 계조, 상기 7 계조, 상기 12 계조, 상기 24 계조, 상기 37 계조, 상기 54 계조, 상기 92 계조, 상기 160 계조 및 상기 215 계조의 목표 휘도들(TL)은 목표 감마 값(TGV)인 2.2와 상기 255 계조에서의 측정된 휘도(MML)인 649.5471에 기초하여 0 nit, 0.0033 nit, 0.0370 nit, 0.2385 nit, 0.7806 nit, 3.5866 nit, 9.2954 nit, 21.3545 nit, 68.9534 nit, 232.9626 nit 및 446.2589 nit로 각각 결정될 수 있다.
감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 룩업 테이블 생성부(150)에 의해 생성된 룩업 테이블(300)에서 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정할 수 있다(S280). 일 실시예에서, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 룩업 테이블(300)에서 상기 기준 계조들의 목표 휘도들(TL)에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하고, 룩업 테이블(300)에서 목표 휘도들(TL)에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들에 상응하는 상기 업스케일링 계조들을 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 3b 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 1 계조의 목표 휘도(TL)가 0.0033 nit인 경우, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 룩업 테이블(300)에서 0.0033 nit와 가장 근접한 업스케일링 계조 휘도로서 0.0033 nit를 획득하고, 상기 1 계조가 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조로서 룩업 테이블(300)에서 0.0033 nit를 가지는 0.250 계조를 결정할 수 있다. 또한, 상기 3 계조의 목표 휘도(TL)가 0.0370 nit인 경우, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 룩업 테이블(300)에서 0.0370 nit와 가장 근접한 업스케일링 계조 휘도로서 0.0383 nit를 획득하고, 상기 3 계조가 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조로서 룩업 테이블(300)에서 0.0383 nit를 가지는 1.750 계조를 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 감마 보정 기준 계조 결정부(190)는 상기 0 계조, 상기 1 계조, 상기 3 계조, 상기 7 계조, 상기 12 계조, 상기 24 계조, 상기 37 계조, 상기 54 계조, 상기 92 계조, 상기 160 계조, 상기 215 계조 및 상기 255 계조의 상기 감마 보정 기준 계조들을 0.000 계조, 0.250 계조, 1.750 계조, 6.000 계조, 11.250 계조, 23.625 계조, 36.125 계조, 53.375 계조, 90.500 계조, 160.000 계조, 214.500 계조 및 255.000 계조로 각각 결정할 수 있다.
감마 보정 장치(100)는 표시 장치(200)에 상기 MTP 동작에 의해 생성된, 상기 기준 계조들에서의 상기 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터, 및 상기 AMG 동작에 의해 생성된, 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 기입할 수 있다(S290). 예를 들어, 상기 감마 보정 데이터는 상기 기준 계조들에서의 미리 정의된 감마 기준 전압들과 상기 MTP 동작에 의해 결정된 상기 감마 기준 전압들 사이의 차이, 즉 감마 오프셋의 형태로 저장될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조 맵핑 정보는 상기 기준 계조들 각각에 대하여 계조 증가 또는 계조 감소를 나타내는 쉬프트 부호 비트, 및 계조 변경량을 나타내는 쉬프트량 비트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 1 계조가 상기 감마 보정 기준 계조로서 0.250 계조로 맵핑되는 경우, 즉, 상기 1 계조가 계조 값의 관점에서 0.750만큼 감소되고, 0.125의 간격을 가지는 상기 업스케일링 계조들에서 6칸 감소되어야 하는 경우, 상기 1 계조에 대한 상기 기준 계조 맵핑 정보는 계조 감소를 나타내는 '1'의 쉬프트 부호 비트 및 6칸이 이동되어야 함을 나타내는 '0000110'의 쉬프트량 비트들을 포함할 수 있다.
표시 장치(200)는 상기 감마 보정 데이터에 기초하여 감마 보정된 데이터 전압들을 생성할 수 있고, 또한 목표 감마 값(TGV)에 더욱 상응하도록 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터의 상기 원본 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들을 포함하는 감마 보정 계조들로 맵핑할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(200)는 목표 감마 값(TGV)에 상응하는 감마 특성을 가질 수 있고, 향상된 화질을 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이고, 도 8은 도 7의 표시 장치에서 수행되는 1차 맵핑 및 2차 맵핑의 일 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 도 7의 표시 장치의 감마 특성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(400)는 표시 패널(410), 감마 테이블(430), 감마 전압 생성부(440), 기준 계조 맵핑 테이블(450), 계조 맵핑부(460), 디더링부(470), 및 데이터 드라이버(490)를 포함할 수 있다. 표시 장치(400)는 컨트롤러(420)로부터 제공되는 스캔 제어 신호(CONT1)에 기초하여 표시 패널(410)에 스캔 신호들을 제공하는 스캔 드라이버(480), 및 외부의 호스트(예를 들어, 그래픽 처리부(GPU))로부터 수신된 제어 신호(CONT) 및 입력 데이터(IDAT)에 기초하여 감마 전압 생성부(440), 스캔 드라이버(480) 및 데이터 드라이버(490)를 제어하는 컨트롤러(420)를 더 포함할 수 있다.
표시 패널(410)는 복수의 행들 및 복수의 열들을 가지는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각 화소는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 포함하고, 표시 패널(410)은 OLED 표시 패널일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
감마 테이블(430)은 표시 장치(400)에 제공되는 입력 데이터(IDAT)의 원본 계조들(예를 들어, 0 계조 내지 255 계조의 255 개의 계조들) 중 선택된 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터(GCD)를 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 감마 보정 데이터(GCD)는 상기 기준 계조들에서의 미리 정의된 감마 기준 전압들과 MTP 동작에 의해 결정된 감마 기준 전압들 사이의 차이, 즉 감마 오프셋의 형태로 저장될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
감마 전압 생성부(440)는 감마 테이블(430)에 저장된 감마 보정 데이터(GCD)에 기초하여 상기 원본 계조들 각각에 상응하는 데이터 전압들(DV)(또는 감마 전압들)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 감마 전압 생성부(440)는 상기 기준 계조들에 대하여 데이터 전압들(DV)로서 감마 보정 데이터(GCD)가 나타내는 감마 기준 전압들을 생성하고, 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들에 대하여 상기 감마 기준 전압들을 분할하여 데이터 전압들(DV)을 생성할 수 있다.
기준 계조 맵핑 테이블(450)은 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)를 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 계조 맵핑 테이블(450)은, 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)로서, 상기 기준 계조들 각각에 대하여 계조 증가 또는 계조 감소를 나타내는 쉬프트 부호 비트, 및 계조 변경량을 나타내는 쉬프트량 비트들을 저장할 수 있다.
계조 맵핑부(460)는 기준 계조 맵핑 테이블(450)에 저장된 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)에 기초하여 입력 데이터(IDAT)가 나타내는 상기 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑할 수 있다. 한편, 상기 감마 보정 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 디더링부(470)에 의해 수행되는 디더링의 비트 수의 합에 상응할 수 있다. 일 실시예에서, 계조 맵핑부(460)는 상기 원본 계조들 중 상기 기준 계조들을 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)가 나타내는 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑하고, 상기 감마 보정 기준 계조들을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정할 수 있다. 또한, 계조 맵핑부(460)는, 상기 감마 보정 기준 계조들에 대한 상기 보간의 결과 값이 디더링부(470)에 의해 표현되는 계조가 아닌 경우, 디더링부(470)에 의해 표현되는 계조들 중 상기 보간의 결과 값에 가장 근접한 계조를 상기 감마 보정 계조로 결정할 수 있다. 이러한 동작을 수행하도록, 일 실시예에서, 계조 맵핑부(460)는 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)에 기초하여 상기 기준 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑하고, 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정하도록 상기 감마 보정 기준 계조들을 보간하는 1차 맵핑 계산부(462), 및 디더링부(470)에 의해 표현되는 계조들 중 상기 보간의 결과 값들에 가장 근접한 계조들을 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들로 결정하는 2차 맵핑 계산부(464)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 1차 맵핑 계산부(462)는 상기 원본 계조들 중 기준 계조들(510 내지 521)을 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)가 나타내는 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑할 수 있다. 또한, 1차 맵핑 계산부(462)는 기준 계조들(510 내지 521) 사이의 원본 계조들(530, 531)이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정하도록 상기 감마 보정 기준 계조들을 선형 보간할 수 있다. 예를 들어, 1 계조(511)와 3 계조(512) 사이의 원본 계조(530)가 맵핑될 상기 감마 보정 계조는 1 계조(511)의 상기 감마 보정 기준 계조인 0.250과 3 계조(512)의 상기 감마 보정 기준 계조인 1.750을 선형 보간하여 결정되고, 3 계조(512)와 7 계조(513) 사이의 원본 계조들(531)이 맵핑될 상기 감마 보정 계조들은 3 계조(512)의 상기 감마 보정 기준 계조인 1.750과 7 계조(513)의 상기 감마 보정 기준 계조인 6.000을 선형 보간하여 결정도리 수 있다. 2차 맵핑 계산부(464)는 1차 맵핑의 결과를 디더링부(470)에 의해 표현되는 계조로 변경할 수 있다. 예를 들어, 1차 맵핑 계산부(462)에 의해 4 계조가 2.813 계조로 맵핑되는 것으로 계산된 경우, 2차 맵핑 계산부(464)는 상기 4 계조가 맵핑되는 계조를 디더링부(470)에 의해 표현되는 계조들 중 상기 2.813 계조에 가장 가까운 2.875 계조로 변경할 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 1 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 0.250 계조로 변환되고, 2 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 1.000 계조로 변환되며, 3 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 1.750 계조로 변환되고, 4 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 2.875 계조로 변환되며, 5 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 3.875 계조로 변환되고, 6 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 5.000 계조로 변환되며, 7 계조를 나타내는 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 6.000 계조로 변환될 수 있다.
디더링부(470)는 상기 원본 계조들을 이용하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 상기 감마 보정 계조들을 표현하도록 디더링된 출력 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 디더링부(470)는 시간적 디더링 및/또는 공간적 디더링이 수행된 출력 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디더링부(470)는 인접한 프레임들에서 0의 출력 데이터(ODAT) 및 1의 출력 데이터(ODAT)를 각각 출력하는 시간적 디더링을 수행하여 0.500의 출력 데이터(ODAT)를 표현할 수 있다. 다른 예에서, 디더링부(470)는 인접한 화소들에 대하여 0의 출력 데이터(ODAT) 및 1의 출력 데이터(ODAT)를 각각 출력하는 공간적 디더링을 수행하여 0.500의 출력 데이터(ODAT)를 표현할 수 있다. 이와 같이, 출력 데이터(ODAT)는 각 화소에 대하여 일 시점에서 1의 간격을 가지는 상기 원본 계조를 가지나, 상기 시간적 디더링 및/또는 상기 공간적 디더링에 의해 0.125의 간격을 가지는 상기 감마 보정 계조를 표현할 수 있다.
데이터 드라이버(490)는 출력 데이터(ODAT) 및 데이터 제어 신호(CONT)에 기초하여 상기 화소들에 데이터 전압들(DV)을 제공할 수 있다. 구체적으로, 데이터 드라이버(490)는 감마 전압 생성부(440)로부터 상기 원본 계조들 각각에 상응하는 데이터 전압들(DV)을 수신하고, 디더링부(470)로부터 상기 원본 계조들로 상기 감마 보정 계조들을 표현하는 출력 데이터(ODAT)를 수신하며, 상기 화소들에 출력 데이터(ODAT)의 상기 원본 계조들에 상응하는 데이터 전압들(DV)을 제공할 수 있다.
예를 들어, 입력 데이터(IDAT)가 3 계조를 나타내는 경우, 입력 데이터(IDAT)는 계조 맵핑부(460)에 의해 1.750 계조로 변환될 수 있다. 디더링부(470)는, 상기 1.750 계조를 표현하도록, 제1 프레임에서 1 계조를 나타내는 출력 데이터(ODAT)를 생성하고, 제2 내지 제4 프레임들에서 2 계조를 나타내는 출력 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 이 경우, 데이터 드라이버(490)는 상기 제1 프레임에서 화소에 상기 1 계조에 상응하는 데이터 전압(DV)을 제공하고, 상기 제2 내지 제4 프레임들에서 상기 화소에 상기 2 계조에 상응하는 데이터 전압(DV)을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 3 계조를 가지는 입력 데이터(IDAT)가 수신될 때, 표시 장치(400)는 상기 3 계조를 상기 1.750 계조로 맵핑함으로써, 목표 감마 값에 기초하여 결정된 상기 3 계조의 목표 휘도(또는 이에 근접한 휘도)로 발광할 수 있다. 즉, 표시 장치(400)는 상기 목표 감마 값에 상응하는 감마 특성을 가질 수 있고, 향상된 화질을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 표시 장치(400)에 대하여 MTP 동작만이 수행된 경우, 표시 장치(400)는 목표 감마 값에 상응하지 않는 감마 특성을 가질 수 있고, 특히 저 계조에서 원하는 수준의 감마 특성을 가지지 못할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(400)는 상기 MTP 동작에 의한 감마 보정 데이터(GCD)뿐만 아니라, AMG 동작에 의한 기준 계조 맵핑 정보(RGMI)를 저장함으로써, 상기 목표 감마 값에 상응하는 감마 특성을 가질 수 있다.
한편, 도 7에는 감마 테이블(430), 기준 계조 맵핑 테이블(450), 계조 맵핑부(460) 및 디더링부(470)가 컨트롤러(450)(예를 들어, 타이밍 컨트롤러)에 포함되는 예가 도시되어 있으나, 본 발명의 표시 장치(400)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 적어도 일부 구성요소들(예를 들어 감마 테이블(430) 및 계조 맵핑 테이블(450))이 컨트롤러(450) 외부에 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이고, 도 11은 도 10의 표시 장치의 감마 특성을 나타내는 도면이다.
도 10의 표시 장치(400a)는, 컨트롤러(420a)가 감마 평탄화부(465)를 더 포함하는 것을 제외하고, 도 7의 표시 장치(400)와 실질적으로 동일한 구성 및 동작을 가질 수 있다.
감마 평탄화부(465)는 입력 데이터(IDAT)에 감마 평탄화(Gamma Flatting) 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 감마 평탄화부(465)는 입력 데이터(IDAT)의 기준 계조들 사이의 일정한 간격을 점진적으로 증가 또는 감소시킴으로써, 기준 계조들 사이에서의 감마 특성을 향상시킬 수 있다. 한편, 도 10에는 감마 평탄화부(465)가 계조 맵핑부(460) 이후에 배치되는 예가 도시되어 있으나, 실시예에 따라 감마 평탄화부(465)는 계조 맵핑부(460) 앞 단에 배치될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 감마 평탄화부(465)를 포함하는 표시 장치(400a)의 감마 특성은 목표 감마 값, 예를 들어 2.2에 더욱 상응할 수 있고, 표시 장치(400a)는 더욱 향상된 화질을 가질 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 포함하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 전자 기기(1100)는 프로세서(1110), 메모리 장치(1120), 저장 장치(1130), 입출력 장치(1140), 파워 서플라이(1150) 및 표시 장치(1160)를 포함할 수 있다. 전자 기기(1100)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.
프로세서(1110)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1110)는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(CPU) 등일 수 있다. 프로세서(1110)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통하여 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라서, 프로세서(1110)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다.
메모리 장치(1120)는 전자 기기(1100)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(1120)는 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일 DRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.
저장 장치(1130)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다. 입출력 장치(1140)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스 등과 같은 입력 수단, 및 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 파워 서플라이(1150)는 전자 기기(1100)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다. 표시 장치(1160)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다.
표시 장치(1160)는 MTP 동작에 의한 감마 보정 데이터 및 AMG 동작에 의한 기준 계조 맵핑 정보를 저장하고, 상기 감마 보정 데이터에 기초하여 감마 보정된 데이터 전압들을 생성함과 함께, 목표 감마 값에 상응하도록 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터의 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑함으로써, 향상된 감마 특성 및 향상된 화질을 가질 수 있다.
실시예에 따라, 전자 기기(1100)는 휴대폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 컴퓨터(Table Computer), VR(Virtual Reality) 기기, 디지털 TV(Digital Television), 3D TV, 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC), 가정용 전자기기, 노트북 컴퓨터(Laptop Computer), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 내비게이션(Navigation) 등과 같은 표시 장치(1160)를 포함하는 임의의 전자 기기일 수 있다.
본 발명은 임의의 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, VR 기기, 디지털 TV, 3D TV, PC, 가정용 전자기기, 노트북 컴퓨터, PDA, PMP, 디지털 카메라, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 내비게이션 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 감마 보정 장치
110: 감마 기준 전압 결정부
130: 휘도 측정부
150: 룩업 테이블 생성부
170: 목표 휘도 결정부
190: 감마 보정 기준 계조 결정부
200: 표시 장치

Claims (20)

  1. 화소들을 포함하는 표시 패널;
    기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 저장하는 기준 계조 맵핑 테이블;
    상기 기준 계조 맵핑 테이블에 저장된 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터가 나타내는 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑하는 계조 맵핑부;
    상기 원본 계조들을 이용하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 상기 감마 보정 계조들을 표현하도록 디더링된 출력 데이터를 생성하는 디더링부; 및
    상기 출력 데이터에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하고,
    상기 원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서 표시 장치의 휘도들이 측정되고,
    상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들이 결정되며,
    상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들이 결정되고,
    상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들이 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 기준 계조들과 동일한 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들은 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들로 결정되고,
    상기 기준 계조들 사이의 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들은 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들을 보간하여 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 상기 디더링부에 의해 수행되는 디더링의 비트 수의 합으로 결정되는 것을 특징으로 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들은 상기 기준 계조들 중 최대 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들은 수학식 "Ytgt = Ymax * (Gmax / Gtgt) ^ TGV"을 이용하여 결정되고,
    여기서, Ytgt는 상기 기준 계조의 상기 목표 휘도이고, Ymax는 상기 최대 기준 계조의 상기 측정된 휘도이며, Gtgt는 상기 기준 계조이고, Gmax는 상기 최대 기준 계조이며, TGV는 상기 목표 감마 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블이 생성되고,
    상기 룩업 테이블에서 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들에 상응하는 상기 업스케일링 계조들이 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들로 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 원본 계조들 중 선택된 상기 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터를 저장하는 감마 테이블; 및
    상기 감마 테이블에 저장된 상기 감마 보정 데이터에 기초하여 상기 원본 계조들 각각에 상응하는 데이터 전압들을 생성하는 감마 전압 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 데이터 드라이버는 상기 감마 전압 생성부로부터 상기 원본 계조들 각각에 상응하는 상기 데이터 전압들을 수신하고, 상기 디더링부로부터 상기 원본 계조들로 상기 감마 보정 계조들을 표현하는 상기 출력 데이터를 수신하며, 상기 화소들에 상기 출력 데이터의 상기 원본 계조들에 상응하는 상기 데이터 전압들을 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 화소들을 포함하는 표시 패널;
    기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 저장하는 기준 계조 맵핑 테이블;
    상기 기준 계조 맵핑 테이블에 저장된 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터가 나타내는 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑하는 계조 맵핑부;
    상기 원본 계조들을 이용하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 상기 감마 보정 계조들을 표현하도록 디더링된 출력 데이터를 생성하는 디더링부; 및
    상기 출력 데이터에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하고,
    상기 기준 계조 맵핑 테이블은, 상기 기준 계조 맵핑 정보로서, 상기 기준 계조들 각각에 대하여 쉬프트 부호 비트 및 쉬프트량 비트들을 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 계조 맵핑부는,
    상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 상기 기준 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑하고,
    상기 감마 보정 기준 계조들을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 계조 맵핑부는, 상기 감마 보정 기준 계조들에 대한 상기 보간의 결과 값이 상기 디더링부에 의해 표현되는 계조가 아닌 경우, 상기 디더링부에 의해 표현되는 계조들 중 상기 보간의 결과 값에 가장 근접한 계조를 상기 감마 보정 계조로 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 화소들을 포함하는 표시 패널;
    기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 저장하는 기준 계조 맵핑 테이블;
    상기 기준 계조 맵핑 테이블에 저장된 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터가 나타내는 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑하는 계조 맵핑부;
    상기 원본 계조들을 이용하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 상기 감마 보정 계조들을 표현하도록 디더링된 출력 데이터를 생성하는 디더링부; 및
    상기 출력 데이터에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하고,
    상기 계조 맵핑부는,
    상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 상기 기준 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들로 맵핑하고, 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들을 결정하도록 상기 감마 보정 기준 계조들을 보간하는 1차 맵핑 계산부; 및
    상기 디더링부에 의해 표현되는 계조들 중 상기 보간의 결과 값들에 가장 근접한 계조들을 상기 기준 계조들 사이의 상기 원본 계조들이 맵핑되는 상기 감마 보정 계조들로 결정하는 2차 맵핑 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 화소들을 포함하는 표시 패널;
    기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 저장하는 기준 계조 맵핑 테이블;
    상기 기준 계조 맵핑 테이블에 저장된 상기 기준 계조 맵핑 정보에 기초하여 입력 데이터가 나타내는 원본 계조들을 감마 보정 계조들로 맵핑하는 계조 맵핑부;
    상기 원본 계조들을 이용하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 상기 감마 보정 계조들을 표현하도록 디더링된 출력 데이터를 생성하는 디더링부;
    상기 출력 데이터에 기초하여 상기 표시 패널을 구동하는 데이터 드라이버; 및
    상기 입력 데이터에 감마 평탄화 동작을 수행하는 감마 평탄화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 표시 장치의 감마 보정 장치에 있어서,
    원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서의 상기 표시 장치의 휘도들을 측정하는 휘도 측정부;
    상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 결정하는 감마 기준 전압 결정부;
    상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 생성부;
    상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들을 결정하는 목표 휘도 결정부; 및
    상기 룩업 테이블에서 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정하는 감마 보정 기준 계조 결정부를 포함하는 감마 보정 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 룩업 테이블 생성부는 상기 기준 계조들과 동일한 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들로 결정하고, 상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들을 보간하여 상기 기준 계조들 사이의 상기 업스케일링 계조들의 상기 업스케일링 계조 휘도들을 결정하는 것을 특징으로 하는 감마 보정 장치.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 룩업 테이블의 상기 업스케일링 계조들의 비트 수는 상기 원본 계조들의 비트 수와 상기 표시 장치에서 수행되는 디더링의 비트 수의 합으로 결정되는 것을 특징으로 하는 감마 보정 장치.
  19. 제16 항에 있어서, 상기 감마 보정 장치는,
    상기 표시 장치가 상기 감마 기준 전압들에 기초하여 데이터 전압들을 생성하도록, 상기 표시 장치에 상기 기준 계조들에서의 상기 감마 기준 전압들을 나타내는 감마 보정 데이터를 기입하고,
    상기 표시 장치가 상기 감마 보정 기준 계조들에 기초하여 상기 표시 장치의 입력 데이터가 나타내는 상기 원본 계조들을 상기 감마 보정 기준 계조들을 포함하는 감마 보정 계조들로 맵핑하도록, 상기 표시 장치에 상기 기준 계조들이 맵핑될 상기 감마 보정 기준 계조들을 나타내는 기준 계조 맵핑 정보를 기입하는 것을 특징으로 하는 감마 보정 장치.
  20. 표시 장치의 감마 보정 방법에 있어서,
    원본 계조들 중 선택된 기준 계조들에서의 상기 표시 장치의 휘도들을 측정하는 단계;
    상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 기준 계조들에서의 감마 기준 전압들을 결정하는 단계;
    상기 기준 계조들에서의 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 원본 계조들의 비트 수보다 큰 비트 수의 업스케일링 계조들에 각각 상응하는 상기 표시 장치의 업스케일링 계조 휘도들을 저장하는 룩업 테이블을 생성하는 단계;
    상기 기준 계조들 중 하나의 기준 계조에서의 상기 측정된 휘도 및 목표 감마 값에 기초하여 상기 기준 계조들의 목표 휘도들을 결정하는 단계; 및
    상기 룩업 테이블에서 상기 기준 계조들의 상기 목표 휘도들에 가장 근접한 상기 업스케일링 계조 휘도들을 탐색하여 상기 기준 계조들이 맵핑될 감마 보정 기준 계조들을 결정하는 단계를 포함하는 감마 보정 방법.
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