KR102587620B1 - 표시장치와 그 휘도 제어 방법 - Google Patents

표시장치와 그 휘도 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 표시장치는 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 APL 분석부; 상기 입력 영상의 APL을 기반으로 각 서브 픽셀의 계조 데이터를 휘도로 변환하여 APL에 따른 휘도를 출력하는 휘도 변환부; 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 전류밀도 계산부; 상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮추는 휘도 조절부; 및 상기 휘도 조절부에서 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터로 변환하여 얻어진 보정 데이터를 출력하는 출력부를 구비한다.

Description

표시장치와 그 휘도 제어 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING LUMINANCE THEREOF}
본 발명은 표시장치와 그 휘도 제어 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display, 이하 "OLED 표시장치"라 함), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등이 있다. 액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 공정 기술과 구동 기술의 발달에 힘입어 가격이 낮아지고 성능이 높아져 소형 모바일 기기부터 대형 텔레비젼까지 거의 모든 표시장치에 적용되어 가장 널리 이용되고 있다.
OLED 표시장치는 자발광소자이기 때문에 백라이트가 필요한 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮고, 더 얇게 제작될 수 있다. 또한, OLED 표시장치는 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 장점이 있다. OLED 표시장치는 액정표시장치와 경쟁하면서 시장을 확대하고 있다.
OLED 표시장치의 픽셀들은 자발광 소자인 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함한다. OLED에는 도 1과 같이 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등의 유기 화합물층이 적층된다. OLED 표시장치는 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흐르게 하여 픽셀의 OLED 내에서 전자와 정공이 유기물층에서 결합할 때 발광하는 현상을 이용하여 입력 영상을 재현한다.
OLED 표시장치는 발광재료의 종류, 발광방식, 발광구조, 구동방식 등에 따라 다양하게 나뉘어질 수 있다. OLED 표시장치는 발광방식에 따라 형광발광, 인광발광으로 나뉠 있고, 발광구조에 따라 전면 발광(Top Emission) 구조와 배면 발광(Bottom Emission) 구조로 나뉘어질 수 있다. 또한, OLED 표시장치는 구동방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED)와 AMOLED(Active Matrix OLED)로 나뉘어질 수 있다.
표시장치의 소비 전력을 효과적으로 줄이기 위해서, 평균 화상 레벨(Average Picture level, 이라 "APL"이라 함)을 기반으로 표시 영상의 휘도를 제어하는 기술이 알려져 있다. APL은 1 프레임 영상 데이터에서 가장 밝은 색의 휘도 평균으로 정의되고, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, R은 적색 데이터, G는 녹색 데이터, B는 청색 데이터를 의미한다. Max(R, G, B)는 R, G, B 중 최대값이고, SUM{Max(R, G, B)}는 R, G, B 중 최대값의 합이다.
밝은 픽셀 데이터의 개수가 많은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 높다. 반면에, 밝은 픽셀 데이터의 개수가 적은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 낮다. 피크 휘도 제어(Peak Luminance Control : PLC) 방법(이하, "PLC 제어 방법"이라 함)은 도 2에 도시된 PLC 커브를 바탕으로 APL이 임계치(APLth) 이하일 경우에 픽셀들의 휘도를 피크 휘도(Lmax)로 제어하여 대비비(Contrast ratio)를 향상시키고, APL이 임계치(APLth)를 초과하는 경우에는 APL에 비례하여 픽셀들의 휘도를 최소 휘도(Lmin)까지 점차 낮춤으로써 소비 전력을 줄인다. 표시패널의 픽셀들은 PLC 커브에 의해 제한된 피크 휘도(Lmax) 이하로 발광한다.
이러한 PLC 제어 방법은 APL만을 기초로 휘도를 제어하기 때문에, 옐로우(yellow) 등과 같은 제2 차색(secondary color)을 대상으로 피크 휘도(Lmax)를 재현하는 경우, 국부적으로 전류 밀도가 높아져 온도가 상승하게 되고, 그에 따라 열화가 발행하게 된다. 제2 차색은 적색, 녹색, 청색 중 두 가지 원색으로 이루어지는 컬러로서, 옐로우, 시안(Cyan), 마젠(Magenta) 등을 의미한다.
따라서, 본 발명의 목적은 APL뿐만 아니라 전류 밀도를 더 기초로 휘도를 제어하여 화질을 개선하고 소비전력을 감축함은 물론이거니와, 국부적인 전류 밀도 상승으로 인한 열화 발생을 방지할 수 있도록 한 표시장치와 그 휘도 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시장치는 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 APL 분석부; 상기 입력 영상의 APL을 기반으로 각 서브 픽셀의 계조 데이터를 휘도로 변환하여 APL에 따른 휘도를 출력하는 휘도 변환부; 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 전류밀도 계산부; 상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮추는 휘도 조절부; 및 상기 휘도 조절부에서 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터로 변환하여 얻어진 보정 데이터를 출력하는 출력부를 구비한다.
상기 휘도 조절부는, 상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 작거나 또는 같은 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도로 유지한다.
상기 전류밀도 계산부는, 각 픽셀에 포함된 서브 픽셀들의 전류 밀도를 더하여 각 픽셀의 전류 밀도를 계산한다.
상기 전류밀도 계산부는, 각 서브 픽셀의 전류 밀도를 계산하기 위해, 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 각 서브 픽셀의 효율로 나누고, 그 나눈 결과를 각 서브 픽셀의 개구율로 나눈다.
상기 입력 영상은 적색(R) 계조 데이터, 녹색(G) 계조 데이터, 청색(B) 계조 데이터 외에 백색(W) 계조 데이터를 더 포함한다.
이 표시장치는 미리 저장된 변환 매트릭스를 이용하여 R,G,B 계조 데이터를 R,G,B,W 계조 데이터로 변환하여 상기 APL 계산부에 공급하는 데이터 변환부를 더 구비한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 방법은 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 단계; 상기 입력 영상의 APL을 기반으로 각 서브 픽셀의 계조 데이터를 휘도로 변환하여 APL에 따른 휘도를 출력하는 단계; 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 단계; 상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮추는 단계; 및 상기 전류 밀도에 따라 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터로 변환하여 얻어진 보정 데이터를 출력하는 단계를 구비한다.
본 발명은 APL뿐만 아니라 전류 밀도를 더 기초로 휘도를 제어하여 화질을 개선하고 소비전력을 감축함은 물론이거니와, 국부적인 전류 밀도 상승으로 인한 열화 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 OLED의 구조와 그 발광 원리를 보여주는 도면이다.
도 2는 PLC 제어 방법에 따른 PLC 커브를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 회로를 보여주는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 제어 방법을 보여주는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 회로를 보여주는 블록도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘도 제어 방법을 보여주는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 휘도 제어 회로를 포함한 표시장치를 보여주는 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 회로를 보여주는 블록도이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 제어 방법을 보여주는 도면들이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 회로는 APL 분석부(12), 휘도 변환부(14), 전류밀도 계산부(16), 휘도 조절부(18), 및 출력부(20)를 포함한다.
APL 분석부(12)는 입력 영상의 RGB 3원색의 계조 데이터를 프레임 단위로 분석하여 입력 영상의 APL을 계산한다(S10,S20).
휘도 변환부(14)는 입력 영상의 APL을 기반으로 각 서브 픽셀의 계조 데이터(R_gray,G_gray,B_gray)를 휘도로 변환하여 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV)를 출력한다(S30). 구체적으로, 휘도 변환부(14)는 각 서브 픽셀의 RGB 계조 데이터(R_gray,G_gray,B_gray)를 미리 설정된 계조 전달 함수(Vr,Vg,Vb)에 적용하여 휘도로 변환한다. 이때, 휘도 변환부(14)는 입력 영상의 APL에 기반한 PLC(Peak Luminance Control) 가중치를 상기 휘도 변환 결과에 반영하여 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV)를 출력한다.
전류밀도 계산부(16)는 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV)를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산한다(S40). 전류밀도 계산부(16)는 각 픽셀에 포함된 RGB 서브 픽셀들의 전류 밀도를 더하여 각 픽셀의 전류 밀도를 계산할 수 있다. 구체적으로, 전류밀도 계산부(16)는 각 서브 픽셀의 전류 밀도를 계산하기 위해, 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV)를 각 서브 픽셀의 효율로 나누고, 그 나눈 결과를 각 서브 픽셀의 개구율로 나눌 수 있다. 효율 및 개구율은 제품 스펙에서 미리 정해지는 값이다.
휘도 조절부(18)는 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 전류 밀도가 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮춘다(S50,S60). 이렇게 APL뿐만 아니라 전류 밀도를 더 기초하여 휘도를 제어하면, 화질을 개선하고 소비전력을 감축할 수 있음은 물론이거니와, 국부적인 전류 밀도 상승으로 인한 열화 발생을 방지할 수 있다.
한편, 휘도 조절부(18)는 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 작거나 또는 같은 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도로 유지한다(S50,S70).
출력부(20)는 휘도 조절부(18)에서 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터(R_D2V,G_D2V,B_D2V)로 변환하고, 변환 결과 얻어진 보정 데이터(R'G'B')를 출력한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 회로를 보여주는 블록도이다. 그리고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘도 제어 방법을 보여주는 도면들이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 휘도 제어 회로는 데이터 변환부(10), APL 분석부(12), 휘도 변환부(14), 전류밀도 계산부(16), 휘도 조절부(18), 및 출력부(20)를 포함한다.
데이터 변환부(10)는 미리 설정된 변환 매트릭스를 통해 입력 영상의 RGB 3원색의 계조 데이터를 RGBW 4원색의 계조 데이터로 변환한다(S10,S15). RGBW 4원색의 계조 데이터는 스펙트럼 교환 (spectrum exchange) 방식의 변환 매트릭스를 통해 생성될 수 있다. 백색(W) 서브 픽셀로부터 발생되는 백색광은 R 파장, G 파장 및 B 파장의 빛을 포함한다. 입력 RGB 계조 데이터가 표시되는 RGB 서브 픽셀들의 빛과, 변환후 RGBW 계조 데이터가 표시되는 RGBW 서브 픽셀들의 빛이 정확히 동일하여야 한다. 스펙트럼 교환 방식은 W 서브 픽셀에서 발생되는 RGB 파장의 광량만큼 RGB 서브 픽셀들의 RGB 파장의 광량을 줄이기 위하여, W 서브 픽셀에 기입될 W 데이터를 생성하고 RGB 서브 픽셀들에 기입되는 RGB 픽셀 데이터를 차감한다. 따라서, RGB 픽셀 데이터는 RGBW 변환 후에 W 데이터의 휘도 상승분 만큼 감소될 수 있다
APL 분석부(12)는 입력 영상의 RGBW 4원색의 계조 데이터를 프레임 단위로 분석하여 입력 영상의 APL을 계산한다(S20).
휘도 변환부(14)는 입력 영상의 APL을 기반으로 각 서브 픽셀의 계조 데이터(R_gray,G_gray,B_gray)를 휘도로 변환하여 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV)를 출력한다(S30). 구체적으로, 휘도 변환부(14)는 각 서브 픽셀의 RGBW 계조 데이터(R_gray,G_gray,B_gray,W_gray)를 미리 설정된 계조 전달 함수(Vr,Vg,Vb,Vw)에 적용하여 휘도로 변환한다. 이때, 휘도 변환부(14)는 입력 영상의 APL에 기반한 PLC(Peak Luminance Control) 가중치를 상기 휘도 변환 결과에 반영하여 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV,W_LV)를 출력한다.
전류밀도 계산부(16)는 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV,W_LV)를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산한다(S40). 전류밀도 계산부(16)는 각 픽셀에 포함된 RGBW 서브 픽셀들의 전류 밀도를 더하여 각 픽셀의 전류 밀도를 계산할 수 있다. 구체적으로, 전류밀도 계산부(16)는 각 서브 픽셀의 전류 밀도를 계산하기 위해, 각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도(R_LV,G_LV,B_LV,W_LV)를 각 서브 픽셀의 효율로 나누고, 그 나눈 결과를 각 서브 픽셀의 개구율로 나눌 수 있다. 효율 및 개구율은 제품 스펙에서 미리 정해지는 값이다.
휘도 조절부(18)는 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 전류 밀도가 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮춘다(S50,S60). 이렇게 APL뿐만 아니라 전류 밀도를 더 기초하여 휘도를 제어하면, 화질을 개선하고 소비전력을 감축할 수 있음은 물론이거니와, 국부적인 전류 밀도 상승으로 인한 열화 발생을 방지할 수 있다.
한편, 휘도 조절부(18)는 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 작거나 또는 같은 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도로 유지한다(S50,S70).
출력부(20)는 휘도 조절부(18)에서 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터(R_D2V,G_D2V,B_D2V,W_D2V)로 변환하고, 변환 결과 얻어진 보정 데이터(R'G'B'W')를 출력한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), 입력 영상의 계조 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 표시하는 표시패널 구동부를 포함한다. 표시패널 구동부는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(110) 등을 포함한다.
표시패널(10)의 픽셀 어레이에는 다수의 데이터 라인들(111)과 다수의 스캔 라인들(또는 게이트 라인들)(112)이 교차된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 매트릭스 형태로 배치되어 입력 영상을 표시하는 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 R 서브 픽셀, G 서브픽셀, B 서브 픽셀을 포함할 수 있으며, W 서브 픽셀을 더 포함할 수도 있다. 서브 픽셀들 각각은 OLED, 스위치 소자, 구동 소자, 스토리지 커패시터 등을 포함한다. 스위치 소자와 구동 소자는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현될 수 있다. OLED는 도 1과 같이 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등이 적층된 유기 화합물층들로 구성될 수 있다. 스위치 소자는 스캔 라인으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인을 통해 입력되는 데이터 전압을 구동 소자의 게이트에 인가한다. 구동 소자는 게이트 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조절한다. 스토리지 커패시터는 구동 소자의 게이트-소스 간에 연결된다. 픽셀들 각각에는 도시하지 않은 내부 보상회로나 구동소자의 특성 변화를 센싱하기 위한 센싱 회로가 추가될 수 있다. 내부 보상회로는 구동 소자의 문턱전압과 이동도 변화를 보상하는 회로이다. 센싱 회로는 표시패널(100)의 외부에 위치할 수 있다.
데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 입력된 입력 영상의 보정 데이터를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고 그 데이터 전압을 데이터 라인들(111)로 출력한다. 데이터 구동부(102)에 입력되는 보정 데이터는 APL뿐만 아니라 전류 밀도에 더 기초하여 휘도가 조절된 입력 영상의 디지털 비디오 데이터이다.
게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(110)의 제어 하에 데이터 구동부(102)의 출력 전압에 동기되는 스캔 펄스(또는 게이트 펄스)를 스캔 라인들(112)에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 스캔 펄스를 순차적으로 시프트시켜 데이터가 기입되는 픽셀들을 라인 단위로 순차적으로 선택한다.
타이밍 콘트롤러(110)는 입력 영상의 RGB 계조 데이터를 입력 받아 전술한 휘도 제어 회로로 전송하고 휘도 제어 회로로부터 출력된 보정 데이터를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 휘도 제어 회로는 타이밍 콘트롤러(110) 내에 내장되거나 또는, 타이밍 콘트롤러(110)와 독립적으로 콘트롤 인쇄 회로 기판 상에 실장될 수도 있다.
그리고 타이밍 콘트롤러(110)는 입력 영상의 계조 데이터와 동기되어 입력되는 타이밍 신호들을 바탕으로 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함한다. 화질 향상 장치는 타이밍 콘트롤러(110)에 내장될 수 있다. 타이밍 콘트롤러(110)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터와 타임이 신호들을 수신할 수 있다. 호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
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 : 데이터 변환부 12 : APL 분석부
14 : 휘도 변환부 16 : 전류밀도 계산부
18 : 휘도 조절부 20 : 출력부

Claims (12)

  1. 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 APL 분석부;
    각 서브 픽셀의 계조 데이터를 미리 설정된 계조 전달 함수에 적용하여 휘도로 변환하고 상기 입력 영상의 APL에 기반하는 피크휘도제어(PLC) 가중치를 휘도 변환 결과에 반영하여 APL에 따른 휘도를 출력하는 휘도 변환부;
    각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 전류밀도 계산부;
    상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮추는 휘도 조절부; 및
    상기 휘도 조절부에서 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터로 변환하여 얻어진 보정 데이터를 출력하는 출력부를 구비하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 조절부는,
    상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 작거나 또는 같은 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도로 유지하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류밀도 계산부는,
    각 픽셀에 포함된 서브 픽셀들의 전류 밀도를 더하여 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류밀도 계산부는,
    각 서브 픽셀의 전류 밀도를 계산하기 위해,
    각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 각 서브 픽셀의 효율로 나누고, 그 나눈 결과를 각 서브 픽셀의 개구율로 나누는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 영상은 적색(R) 계조 데이터, 녹색(G) 계조 데이터, 청색(B) 계조 데이터 외에 백색(W) 계조 데이터를 더 포함하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    미리 저장된 변환 매트릭스를 이용하여 R,G,B 계조 데이터를 R,G,B,W 계조 데이터로 변환하여 상기 APL 분석부에 공급하는 데이터 변환부를 더 구비하는 표시장치.
  7. 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 단계;
    각 서브 픽셀의 계조 데이터를 미리 설정된 계조 전달 함수에 적용하여 휘도로 변환하고 상기 입력 영상의 APL에 기반하는 피크휘도제어(PLC) 가중치를 휘도 변환 결과에 반영하여 APL에 따른 휘도를 출력하는 단계;
    각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 기초로 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 단계;
    상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 큰 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도보다 낮추는 단계; 및
    상기 전류 밀도에 따라 조절된 각 서브 픽셀의 휘도를 전압 데이터로 변환하여 얻어진 보정 데이터를 출력하는 단계를 구비하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각 픽셀의 전류 밀도를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 상기 전류 밀도가 상기 임계값보다 작거나 또는 같은 픽셀의 경우 그 픽셀에 포함된 각 서브 픽셀의 휘도를 상기 APL에 따른 휘도로 유지하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 단계는,
    각 픽셀에 포함된 서브 픽셀들의 전류 밀도를 더하여 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각 픽셀의 전류 밀도를 계산하는 단계는,
    각 서브 픽셀의 전류 밀도를 계산하기 위해,
    각 서브 픽셀의 APL에 따른 휘도를 각 서브 픽셀의 효율로 나누고, 그 나눈 결과를 각 서브 픽셀의 개구율로 나누는 표시장치의 휘도 제어 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 입력 영상은 적색(R) 계조 데이터, 녹색(G) 계조 데이터, 청색(B) 계조 데이터 외에 백색(W) 계조 데이터를 더 포함하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 단계에 앞서, 미리 저장된 변환 매트릭스를 이용하여 R,G,B 계조 데이터를 R,G,B,W 계조 데이터로 변환하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 휘도 제어 방법.
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