KR102599600B1 - 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 복수 개의 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널, 복수 개의 발광 소자로 전류를 인가하여 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부, 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보를 저장하는 스토리지 및, 영상의 계조에 기초하여 발광 소자의 타겟 휘도를 결정하고, 타겟 휘도 및 스토리지에 저장된 정보에 기초하여 발광 소자에 인가되는 전류의 세기를 조정하고 조정된 전류가 인가되는 듀티를 조정하도록 패널 구동부를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 구동 방법 {Display apparatus and driving method thereof }
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전류에 의해 구동되는 자발광 소자로 구성된 디스플레이를 구비하는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자이다. 최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.
이러한 발광 다이오드는 전류를 증가시킴에 따라 영상을 높은 휘도로 표시할 수 있게 된다. 다만, 전류 증가로 인해 소비 전력까지 증가하게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은, 각 서브 픽셀의 전류에 따른 휘도 특성에 기초하여 저전력으로 고휘도를 제공할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널, 상기 복수 개의 발광 소자로 전류를 인가하여 상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부, 상기 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보를 저장하는 스토리지 및, 영상의 계조에 기초하여 상기 발광 소자의 타겟 휘도를 결정하고, 상기 타겟 휘도 및 상기 스토리지에 저장된 정보에 기초하여 상기 발광 소자에 인가되는 전류의 세기를 조정하고 상기 조정된 전류가 인가되는 듀티를 조정하도록 상기 패널 구동부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 발광 소자에 인가되는 전류의 세기를 감소시키고, 상기 감소된 전류에 따라 하향 조정된 휘도 값을 보상하도록 상기 영상의 계조를 상향 조정하고, 상기 상향 조정된 계조에 대응되도록 상기 조정된 전류가 인가되는 듀티를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 영상의 계조에 대응되는 상기 발광 소자의 휘도와 동일한 휘도로 인지하는 동일 인지 휘도 범위에서 상기 발광 소자의 타겟 휘도를 결정할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 상기 휘도 정보는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키고 상기 감소된 전류가 인가되는 듀티를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여, 상기 타겟 휘도가 상기 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 휘도 구간 속하는 경우 상기 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키고 상기 전류가 인가되는 듀티를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 상기 휘도 정보는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 캘리브레이션된 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 제어 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 디스플레이 패널을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 각 로컬 영역에 디스플레이되는 영상의 최대 계조 값에 기초하여 상기 각 로컬 영역 별로 타겟 휘도 값을 결정하고, 각 로컬 영역의 타겟 휘도 값에 기초하여 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값이 결정되면, 로우 패스 필터링을 적용하여 상기 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 재조정할 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자는, R(Red) LED, G(Green) LED, B(Blue) LED로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널의 구동 방법은, 영상의 계조에 기초하여 상기 발광 소자의 타겟 휘도를 결정하는 단계 및, 상기 타겟 휘도 및 상기 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 상기 발광 소자에 인가되는 전류의 세기를 조정하고, 상기 조정된 전류가 인가되는 듀티를 조정하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 전류 값을 조정하는 단계는, 상기 발광 소자에 인가되는 전류의 세기를 감소시키고, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는, 상기 감소된 전류에 따라 하향 조정된 휘도 값을 보상하도록 상기 영상의 계조를 상향 조정하고, 상기 상향 조정된 계조에 대응되도록 상기 조정된 전류가 인가되는 듀티를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 영상의 계조에 대응되는 상기 발광 소자의 휘도와 동일한 휘도로 인지하는 동일 인지 휘도 범위에서 상기 발광 소자의 타겟 휘도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 상기 휘도 정보는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류 값을 조정하는 단계는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 전류 값을 조정하는 단계는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여, 상기 타겟 휘도가 상기 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 휘도 구간 속하는 경우 상기 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 상기 휘도 정보는, 상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 캘리브레이션된 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 제어 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자의 타겟 휘도를 결정하는 단계는, 상기 디스플레이 패널을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 각 로컬 영역에 디스플레이되는 영상의 최대 계조 값에 기초하여 상기 각 로컬 영역 별로 타겟 휘도 값을 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 전류 값을 조정하는 단계는, 각 로컬 영역의 타겟 휘도 값에 기초하여 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값이 결정되면, 로우 패스 필터링을 적용하여 상기 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 재조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자는, R(Red) LED, G(Green) LED, B(Blue) LED로 구현될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 휘도 품질을 유지하면서 디스플레이 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 도면들이다.
도 3a 내지 도 3d는 전류에 따른 LED 소자의 특성을 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 서브 픽셀 별 전류 증가에 따른 휘도 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 이해를 돕기 위한 전류의 세기, 듀티 및 소비 전력 간 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 구동 방법을 구체적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 8a 내지 도 8c은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 서브 픽셀 별 전류 게인에 따른 휘도 값 그래프를 나타내는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 영역 별 전류의 필터링 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 타겟 휘도 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1, 110-2, 110-3, 110-4....)을 물리적으로 연결한 형태로 구현될 수 있다. 여기서, 복수의 디스플레이 모듈 각각은 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 픽셀, 예를 들어 자발광 픽셀들을 포함할 수 있다. 특히, 디스플레이 모듈은 다수의 픽셀 각각이 LED 픽셀로 구현되는 LED 모듈 또는 복수의 LED 모듈들이 연결된 LED 캐비넷(cabinet)으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 모듈은, LCD(liquid crystal display), OLED(organic LED) AMOLED(active-matrix OLED), PDP(Plasma Display Panel) 등으로 구현될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디스플레이 모듈 각각이 LED 캐비넷으로 구현되는 경우를 상정하여 설명하도록 한다.
LED는 전기 에너지를 빛 에너지로 바꿔주는 광 반도체 소자이다. LED는 p-n 접합 다이오드의 일종으로, 빛이 발생되는 원리는 n 영역의 전자가 외부에서 공급되는 전류에 의해 p 영역으로 이동하게 되고 접합부(Juncuion)에서 전자와 정공이 재결합하게 된 후 전자(Electron)가 기저상태로 환원하면서 에너지 즉 빛을 발산하게 된다. 이 때 발광하는 빛의 파장 대는 에너지 밴드 값에 따라 다양한 형태로 형성되는데 파장에 따라 빛의 색이 결정된다.
또한, LED는 전류구동소자로서 전류의 세기에 따라 밝기가 달라지게 된다. 이에 따라 LED로 구성된 디스플레이에 고휘도를 구현하기 위해 전류 값을 증가시킬 수 있다. 하지만, 전류 값을 증가시키게 되면 소비 전력이 증가하게 되므로, 본 발명에서는 LED의 소자 특성을 이용하여 휘도를 유지시키면서 소비 전력을 감소시킬 수 있는 다양한 LED 구동 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2a에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 스토리지(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
디스플레이 패널(110)은 복수의 디스플레이 모듈을 포함한다. 특히, 디스플레이 패널(110)은 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1,...110-n)(n≥1)을 연결하여 조립한 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 복수의 디스플레이 모듈 각각은 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 픽셀, 예를 들어 자발광 픽셀들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라 디스플레이 패널(110)는 복수의 LED 모듈(적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 LED 모듈) 및/또는, 복수의 LED 캐비넷(cabinet)으로 구현될 수 있다. 또한 LED 모듈은 복수 개의 LED 픽셀들을 포함할 수 있는데, 일 예에 따라 LED 픽셀은 RGB LED로 구현될 수 있으며, RGB LED는 RED LED, GREEN LED 및 BLUE LED를 함께 포함할 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 디스플레이 패널(110)은 하나의 디스플레이 모듈로 구현되는 것도 가능하다.
패널 구동부(120)는 프로세서(140)의 제어에 따라 디스플레이 패널(110)을 구동한다. 예를 들어, 패널 구동부(120)는 프로세서(140)의 제어에 따라 디스플레이 패널(110)을 구성하는 각 자발광 소자, 예를 들어 LED 픽셀을 구동하기 위해 구동 전압을 인가하거나 구동 전류를 흐르게 함으로써, 각 LED 픽셀을 구동한다.
패널 구동부(120)는 도 2b에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1,...110-n) 각각에 연결된 적어도 하나의 LED 구동 모듈(120-1,..,120-n)을 포함한다. 적어도 하나의 LED 구동 모듈(120-1,..,120-n)은 후술하는 프로세서(140)로부터 입력되는 각각의 제어신호에 대응되도록 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1,...110-n)에 구동 전류를 공급하여 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1,...110-n)을 구동한다.
구체적으로, 적어도 하나의 LED 구동 모듈(120-1,..,120-n)은 프로세서(140)로부터 입력되는 각각의 제어 신호에 대응되도록 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1,...110-n)에 공급되는 구동 전류의 공급시간 또는 세기 등을 조절하여 출력한다.
적어도 하나의 LED 구동 모듈(120-1,..,120-n) 각각은 LED 소자에 인가되는 전류를 제어하는 적어도 하나의 LED 드라이버를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, LED 드라이버는 파워 서플라이(power supply) 후단에 배치되어 파워 서플라이로부터 전압을 인가받을 수 있다. 다만, 다른 실시 예에 따르면, 별도의 전원 장치로부터 전압을 인가받을 수도 있다. 또는, SMPS 및 LED 드라이버가 하나로 통합된 모듈 형태로 구현되는 것도 가능하다. 여기서, 파워 서플라이는 교류 전류를 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1,...110-n)에서 안정적으로 사용할 수 있도록 직류 전류로 변환해 각각의 시스템에 맞게 전원을 공급하는 하드웨어이다. 예를 들어, 파워 서플라이는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구현될 수 있다.
LED 드라이버는 주파수의 폭을 조절하여 밝기를 조절하는 PWM 방식을 이용할 수 있다. 즉, LED 드라이버는 주파수의 폭을 조절하는, 디밍(Dimming) 방식을 이용하여 영상의 다양한 계조를 표현할 수 있다.
LED 드라이버는 복수의 LED 소자를 포함하는 복수의 LED 영역 각각에 구비될 수 있다. 여기서, LED 영역은 상술한 LED 모듈보다 작은 영역이 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 LED 모듈은 기설정된 개수의 LED 소자를 포함하는 복수의 LED 영역으로 구분되고, 복수의 LED 영역 각각에 LED 드라이버가 구비될 수 있다. 이 경우, 각 영역 별로 전류 제어가 가능하게 된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, LED 드라이버는 LED 모듈 단위로 구비되는 것도 가능하다.
경우에 따라 적어도 하나의 디스플레이 모듈(110-1, ...110-n) 각각은 각 디스플레이 모듈의 동작을 제어하기 위한 서브 프로세서 및 서브 프로세서의 제어에 따라 각 디스플레이 모듈을 구동하는 구동 모듈을 포함하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 각 서브 프로세서 및 구동 모듈은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어(firmware) 또는 IC(integrated chip) 등으로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 각 서브 프로세서는 각각 분리된 반도체 IC로 구현될 수 있다.
스토리지(130)는 디스플레이 장치(100)의 동작에 필요한 다양한 데이터를 저장한다.
여기서, 스토리지(130)는 프로세서(140)에 포함된 롬(ROM), 램(RAM) 등의 내부 메모리로 구현되거나, 프로세서(140)와 별도의 메모리로 구현될 수도 있다. 이 경우, 스토리지(130)의 데이터 저장 용도에 따라 디스플레이 장치(100)에 임베디드된 메모리 형태로 구현되거나, 디스플레이 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리 형태로 구현될 수도 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(100)의 구동을 위한 데이터의 경우 디스플레이 장치(100)에 임베디드된 메모리에 저장되고, 디스플레이 장치(100)의 확장 기능을 위한 데이터의 경우 디스플레이 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리에 저장될 수 있다. 한편, 디스플레이 장치(100)에 임베디드된 메모리의 경우 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등과 같은 형태로 구현되고, 디스플레이 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리의 경우 메모리 카드(예를 들어, micro SD 카드, USB 메모리 등), USB 포트에 연결가능한 외부 메모리(예를 들어, USB 메모리) 등과 같은 형태로 구현될 수 있다.
특히, 스토리지(130)는 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보를 저장한다.
여기서, 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 휘도 정보는, 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 레벨 정보는 R/B/G LED 소자 별 전류 변화에 따른 휘도 변화 정도가 될 수 있다. LED는 전류구동소자로서 전류에 따라 밝기가 달라지며, R/G/B LED에는 각 색마다 고유의 저항 값이 있다. 이에 따라 동일한 전류와 전압을 가하게 되면 각각 걸리게 되는 전력이 달라지므로 각 R/G/B LED 별로 휘도가 차이가 나게 된다. 이와 같이 R/B/G LED 소자 별 전류 변화에 따른 휘도 변화에 대한 정보가 스토리지(130)에 저장되어 있을 수 있다.
또는, 휘도 정보는, 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 캘리브레이션된(모델링된) 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 제어 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 서브 픽셀 별의 휘도에 따른 전류 제어 정보는, 각 서브 픽셀의 전류에 따른 휘도 레벨 정보에 기초하여 캘리브레이션된 각 서브 픽셀의 휘도 별 전류 게인 정보가 될 수 있다.
이 경우, 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 게인 정보는, 전류 변화에 따른 R/B/G LED 소자 별 휘도 변화량이 유사하도록 전류 값을 캘리브레이션하여 획득한 각 서브 픽셀의 휘도 별 전류 게인 값이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전류 제어 정보는 전류 게인 값이 아닌, 전류 값 그 자체가 될 수도 있다.
또한, 스토리지(130)는 RGB 값을 XYZ 색좌표 값으로 변환하기 위한 변환 계수를 저장할 수 있다. 스토리지(130)는 LED 소자로 인가 가능한 전류 범위 내에서 각 전류 별 변환 계수를 저장할 수 있다. 예를 들어, R/G/B LED 소자 각각에 0~63mA 의 전류 인가가 가능하다면, Red LED의 0~63mA의 각 전류 별 변환 계수, Green LED의 0~63mA의 각 전류 별 변환 계수, Blue LED의 0~63mA의 각 전류 별 변환 계수를 저장할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 3*3 매트릭스 형태가 될 수 있으며, R/G/B LED 소자 각각의 각 전류 별 변환 계수는 미리 산출되어 스토리지(130)에 저장될 수 있다.
예를 들어, 스토리지(130)에 저장된 변환 계수는 전류 증가에 따른 각 서브 픽셀의 휘도 및 색상 특성에 기초하여 캘리브레이션된 각 전류 별 변환 계수가 될 수 있다.
구체적으로, R/G/B LED 소자 각각은 전류에 따라 휘도 및 색상 특성이 동일하게 변하는 것이 아니라, 상이하게 변하는 특징이 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 R/G/B LED 소자는 전류 증가에 따라 색좌표가 상이한 형태로 달라져 서로 다른 색상 시프트 특성을 가진다.
예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이 Red 픽셀은 전류 증가에 따라 x, y 좌표가 동일한 값을 유지하지만, 도 3b에 도시된 바와 같이 Green 픽셀은 x, y 좌표가 조금씩 변경되며, 도 3c에 도시된 바와 Blue 픽셀은 전류 증가에 따라 x, y 좌표가 상당량 변경되는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라 스토리지(130)에는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같은 R/G/B LED 소자의 전류에 따른 색상 특성 및 도 5에 도시된 바와 같은 R/G/B LED 소자의 전류에 따른 휘도 특성이 반영되어 산출된 R/G/B LED 소자의 각 전류 별 변환 계수가 저장되어 있을 수 있다.
그 밖에 스토리지(130)는 스토리지(120)는 픽셀 별 휘도 보정 계수, Binning group에 대한 정보, 픽셀 별 최대 휘도에 대한 정보, 픽셀 별 색상에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 여기서, Binning group 이란, LED 픽셀의 경우 최대한 동일한 특성(휘도, 색좌표 등)을 갖는 LED 픽셀 그룹이 될 수 있다.
예를 들어, 복수의 LED 픽셀 간 유니포미티(uniformity) 특성을 위해 최대 휘도(luminance)를 타겟 휘도에 맞추기 위하여 휘도 보정 계수(correction coefficient)를 활용하여 캘리브레이션을 통해 휘도를 하향 조정하게 된다. 이 경우, 휘도 보정 계수는 타겟 R/G/B 휘도를 구현하기 위한 3*3 매트릭스 형태가 될 수 있으며, 각 픽셀에 서로 다른 휘도 보정 계수를 적용하여 최대 휘도가 타겟 휘도가 되도록 하여 유니포미티(uniformity)를 구현할 수 있게 된다. 또한, R/G/B 요소 각각에 대응되는 3*3 매트릭스 형태의 파라미터에 기초하여 타겟 휘도를 구현하면서, 색 온도 또한 유니포미티(uniformity)를 갖도록 캘리브레이션될 수 있다.
또한, 스토리지(130)는 복수의 디스플레이 모듈 각각을 구성하는 픽셀의 개수, 픽셀의 사이즈 및 픽셀 간 간격에 대한 정보를 더 저장할 수 있다.
한편, 다른 실시 예에 따르면, 스토리지(130)에 저장된 상술한 정보들은, 스토리지(130)에 저장되어 있지 않고 외부 장치로부터 획득되는 것도 가능하다. 예를 들어, 일부 정보는, 셋탑 박스, 외부 서버, 사용자 단말 등과 같은 외부 장치로부터 실시간으로 수신될 수도 있다.
프로세서(140)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 여기서, 프로세서(140)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 영상에 대응되는 그래픽 처리를 위한 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit, 미도시)를 포함할 수 있다. 프로세서(130)는 코어(core, 미도시)와 GPU(미도시)를 포함하는 SoC(System On Chip)로 구현될 수 있다. 프로세서(140)는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어 및 그 배수의 코어를 포함할 수 있다.
프로세서(140)는 입력 영상에 기초하여 발광 소자의 타겟 휘도를 결정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 복수의 발광 소자의 최대 출력 휘도에 기초하여 입력 영상의 계조에 대응되는 타겟 휘도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(110)의 최대 출력 휘도가 1000nit 이고, 입력 영상의 계조가 200 계조(8비트 영상 기준)인 경우, 1000nit * 200/255에 기초하여 타겟 휘도를 결정할 수 있다.
다만, 경우에 따라서는 입력 영상의 계조에 대응되는 휘도보다 작은 휘도 값을 타겟 휘도로 결정할 수 있다. 예를 들어, JND(Just Noticeable Difference) 이론에 따라 사용자가 입력 영상의 계조에 대응되는 휘도 값과 동일한 휘도 값으로 인지하는 범위 내의 휘도 값을 타겟 휘도 값으로 결정할 수 있다.
프로세서(140)는 타겟 휘도가 결정되면, 전류 인가 시간을 조정하여 타겟 휘도를 구현하도록 패널 구동부(120)를 제어할 수 있다. 여기서, 전류 인가 시간은 전류 인가 듀티에 의해 조정될 수 있다. 즉, 동기신호에 기초한 기설정된 시간 구간에서 발광 소자의 전류 인가 듀티를 조정하여 전류 인가 시간을 조정할 수 있다. 이 경우 기설정된 시간 구간에서의 전류 인가 시간은 연속된 인가 시간이거나, 비연속된 인가 시간의 합으로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 방법을 도시한 도면이다.
도 4에 따르면, 영상의 계조 구현시 각 픽셀에 동일한 기설정된 전류를 인가하면서 각 픽셀의 계조 별로 전류 인가 시간을 상이하게 하여 해당 픽셀의 계조를 표현하게 된다. 여기서, 기설정된 전류는 해당 디스플레이 장치(100) 제작시, 디스플레이 패널(110)를 구성하는 복수의 발광 소자들의 특성에 기초하여 결정됨이 일반적이다.
예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 계조가 높은 영역의 픽셀은 전류 인가 시간을 길게 조정하고(311, 313), 계조가 낮은 영역의 픽셀은 전류 인가 시간을 짧게 조정하여(312) 대응되는 계조 값을 표현하게 된다.
다만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(140)는 타겟 휘도가 결정되면, 스토리지(130)에 저장된 정보에 기초하여 발광 소자에 인가되는 전류의 세기를 조정하고, 타겟 휘도를 구현하기 위하여 조정된 전류가 인가되는 시간을 조정하도록 패널 구동부(120)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 스토리지(130)에 저장된 정보에 기초하여 발광 소자에 인가되는 전류를 감소시키고 타겟 휘도를 구현하기 위하여 전류가 인가되는 듀티를 조정하도록 패널 구동부(120)를 제어할 수 있다.
프로세서(140)는 복수의 서브 픽셀 중 전류에 따른 휘도 증가 비율이 기설정된 값보다 큰 적어도 하나의 서브 픽셀에 대해 전류 값을 감소시키고 전류 인가 듀티를 증가시켜 타겟 휘도를 구현하도록 패널 구동부(120)를 제어할 수 있다.
프로세서(140)는 특정 서브 픽셀의 타겟 휘도가 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 휘도 구간 속하는 경우 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키고 전류가 인가되는 시간을 증가시켜 타겟 휘도를 구현하도록 패널 구동부(120)를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 서브 픽셀 별 전류 증가에 따른 휘도 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이 R/G/B LED 소자는 전류 증가에 따라 상이한 휘도 증가 특성을 가진다.
예를 들어, 도 5를 참고하면, Red LED는 전류 증가에 따라 휘도 증가율이 거의 일정하지만, Green LED 및 Blue LED는 일정 전류 구간까지 전류 증가 비율보다 휘도 증가율이 상대적으로 크다는 점을 확인할 수 있다. 즉, 일정 구간에서는 R/G/B LED 소자에 각각 동일한 전류를 흘려주더라도 G 가 가장 큰 상대 휘도 값을 가지고, R이 가장 작은 상대 휘도 값을 가지게 된다. 다만, 도 5는 일 예에 따른 R/G/B LED 소자의 특성을 도시한 것이며, R/G/B LED 소자의 특성은 제작 과정에 따라 달라질 수 있다.
이와 같은 소자의 특성을 이용하면, 동일한 휘도를 구현하면서 소비 전력을 상당량 감소시킬 수 있게 된다.
구체적인 설명을 위해 도 6a 내지 도 6c를 참고하도록 한다.
도 6a와 같이 Green LED에 10mA의 전류를 100ms 동안 인가하여 100nit의 휘도를 구현할 수 있으며, 이 경우 소비 전력이 7.8 Wh 인 경우를 가정하도록 한다.
이 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이 전류를 1/2 즉, 5mA로 감소시키면 Green LED 소자의 휘도 특성에 따라 휘도가 50%로 감소되는 것이 아니라, 약 70%로 감소 즉, 70 nit가 된다. 이 경우, Power = VfIf*ton의 전력 산출식에서 If가 1/2로 감소함에 따라 소비 전력은 3.9Wh로 감소하게 된다. 이에 따라 도 6c에 도시된 바와 같이 계조를 일정량 증가시키게 되면, 즉, ton를 142ms 까지 증가시키게 되면 동일한 휘도인 100nit를 표현하면서 소비 전력은 5.6Wh로 감소(약 30% 감소)하게 된다.
한편, 다른 실시 예에 따르면 프로세서(140)는 휘도 감소값을 결정하기 위해 상술한 바와 같이 JND(Just Noticeable Difference) 이론을 이용할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 사용자가 오리지널 휘도 값과 동일한 휘도 값으로 인지하는 범위 내의 휘도 값을 타겟 휘도 값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 오리지널 휘도 값이 100 nit이고, 90 ~ 100 nit를 사용자가 동일한 휘도 값으로 인지한다면, 90 nit를 타겟 휘도 값으로 결정할 수 있다. 여기서, 오리지널 휘도 값은, 영상의 원 계조에 대응되는 휘도 값이 될 수 있다.
즉, 해당 실시 예에서는 감소된 전류 감소에 따른 타겟 휘도 값을 JND 이론에 기초하여 결정하고, 전류 감소 만으로 타겟 휘도 값 구현이 가능한 경우에는 계조 보상을 수행하지 않을 수 있다. 다만, 전류 감소 만으로 타겟 휘도 값 구현이 가능하지 않은 경우에는 일부 계조 보상을 수행할 수 있음은 물론이다.
한편, 프로세서(140)는 디스플레이 패널(110)을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 각 영역 별로 타겟 휘도 값을 결정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 디스플레이 패널(110)을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 각 로컬 영역에 디스플레이되는 영상의 최대 계조 값에 기초하여 각 로컬 영역 별로 타겟 휘도 값을 결정할 수 있다.
이 후, 프로세서(140)는 각 로컬 영역의 타겟 휘도 값에 기초하여 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 결정할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값이 결정되면, 로우 패스 필터링을 적용하여 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 조정할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 각 로컬 영역에 인가되는 조정된 전류 값에 기초하여 보정 전 R, G, B 계조 값의 색좌표와, 보정 후 R', G', B' 계조 값의 색좌표가 일치하도록 보정된 R', G', B' 계조 값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 입력 영상의 R, G, B 계조 값을 조정 전 전류 값에 대응되는 변환 계수에 기초하여 X, Y, Z 색좌표 값으로 변환할 수 있다. 이어서, 프로세서(140)는 조정 후 전류 값에 대응되는 변환 계수의 역 행렬을 X, Y, Z 색좌표 값에 곱하여 보정 후 R', G', B' 계조 값을 산출할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 전류 조정에 따른 저전력 구동 방법에 대해 좀더 자세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 구동 방법을 구체적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 7에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전력 구동 방법은, 전류 게인 결정 단계(600), 필터링 단계(700), 이미지 보상 단계(800)로 구분될 수 있다. 다만, 필터링 단계(700)는 선택적으로 수행되지 않는 것도 가능하다.
전류 결정 단계(600)에서, 프로세서(140)는 입력 영상의 최대 계조 값을 산출(610)하고 최대 계조 값에 기초하여 대응되는 전류 조정 값(또는 전류 게인 값)(Local CG_R, Local CG_G, Local CG_B)을 산출할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 입력 영상 프레임을 복수 개의 로컬 영역으로 구분하고, 각 로컬 영역 별 최대 계조 값을 산출한 후, 각 로컬 영역 별로 대응되는 전류 조정 값(Local CG_R, Local CG_G, Local CG_B)을 산출할 수 있다. 여기서, 로컬 영역은, LED 드라이버가 각각 구비되어 전류 조정이 가능한 영역이 될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 하나의 LED 모듈은 기설정된 개수의 LED 소자를 포함하는 복수의 LED 영역으로 구분되고, 복수의 LED 영역 각각에 LED 드라이버가 구비될 수 있다. 이 경우, 각 로컬 영역 별로 전류 제어가 가능하게 된다.
이 경우, 프로세서(140)가 최대 계조 값에 기초하여 전류 조정 값을 산출하는 이유는 다음과 같다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전류 게인을 감소시킨 후, 전류 게인의 감소에 따라 하향 조정된 휘도 값을 계조 값을 높여 보상하게 되기 때문이다. 즉, 최대 계조 값을 가지는 픽셀 영역에 대해서는 더 높은 계조로 보정이 불가능하기 때문이다. 예를 들어, 특정 픽셀 영역이 1023 계조(10 비트 영상)인 경우 전류 게인을 감소시키게 되면, 하향 조정된 휘도 값을 보상하기 위하여 해당 픽셀 영역을 더 높은 계조로 보정하여 디스플레이해야 하는데, 1023 계조가 가장 높은 계조이므로 더 높은 계조로 보정하는 것이 불가능하기 때문이다. 이에 따라, 각 로컬 영역에서 최대 계조 값 표현이 가능한 전류 게인을 이용하게 되면, 이와 같은 문제를 해결할 수 있게 된다.
예를 들어, 제1 내지 제4 로컬 영역에 포함된 복수의 픽셀들의 최대 계조 값이 각각 255, 200, 50, 150 계조(8 비트 영상 기준)인 경우를 경우를 상정하도록 한다. 이 경우, 제1 로컬 영역의 경우 최대 계조 값을 가지는 픽셀의 계조를 상향 조정하는 것이 불가능하므로, 전류 값을 하향 조정하지 않을 수 있다. 다만, 제2 영역, 제3 영역, 제4 영역의 경우, 200, 50, 150 계조를 각각 255까지 상향 조정 가능하므로, 이에 기초하여 전류 값을 하향 조정할 수 있다. 예를 들어, 오리지널 전류 값이 45mA 인 경우, 제1 로컬 영역의 전류 값은 45mA를 유지하고 제2 내지 제4 영역의 전류 값은 각각 39mA, 9mA, 30mA가 될 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 입력 영상의 최대 계조 값을 그대로 이용하는 것이 아니라, 입력 영상의 최대 계조 값을 감마 테이블(또는 감마 커브)에 기초하여 변환한 최대 출력 휘도 값을 이용하여 조정될 전류 게인을 결정할 수 있다. 여기서, 감마 테이블(또는 감마 커브)은 입력되는 신호의 밝기(계조, Gray Level)와 출력되는 휘도의 관계에 따른 감마를 보여 주는 그래프이다. 구체적으로, X축이 입력되는 계조, 즉 Gray Level(주로 8 bit이며, 이 경우 256 단계의 Gray로 표현이 가능함), Y축이 출력되는 휘도(%), 그리고 기울기가 바로 감마값이 된다. 사람의 눈은 어두운 곳의 차이는 잘 구분하지만 밝은 곳의 차이는 잘 구분하지 못하기 때문에 감마값을 1로 정비례하게 설정을 해 놓는다면 높은 Gray로 갈수록 밝은 색을 잘 구분하지 못하게 된다. 이에 따라, 감마값은 사람의 눈에 최적화되도록 설정되며 NTSC(National Television System Committee) 표준 감마값인 2.2가 될 수 있다.
예를 들어, 하기와 같은 수학식 1에 기초하여 10 비트 입력 영상의 최대 계조 값을 대응되는 최대 출력 휘도 값으로 변환할 수 있다.
Figure 112016114720826-pat00001
여기서, γ=2.2 이다.
예를 들어, 상술한 실시 예에서 제1 내지 제4 영역의 최대 출력 휘도 값은 감마 테이블에서 각각 255, 2OO, 50, 150 계조에 대응되는 휘도 값 A, B, C, D가 될 수 있다.
이와 같이 특정 로컬 영역의 최대 계조 값에 대응되는 최대 출력 휘도 값이 산출되면, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 각 서브 픽셀 별 전류 게인에 따른 휘도 값 그래프에 기초하여 조정될 전류 게인을 산출할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 디스플레이 장치(100)가 최대 계조 값을 표현할 때(즉, 휘도 레벨로 발광할 때)를 기준으로 전류 게인 및 최대 휘도 값의 관계를 나타낸다. 예를 들어 도 8b에 도시된 그린 서브 픽셀의 그래프를 살펴보면, 전류 게인이 약 45인 경우 최대 휘도값(즉, 최대 계조에 대응되는 출력 휘도 값)이 약 800 nit 가 된다.
프로세서(140)는 특정 로컬 영역의 그린 서브 픽셀의 최대 계조 값에 대응되는 출력 휘도 값이 500 nit 인 경우, 도 7b 그래프에 따라 전류 게인을 약 18까지 감소시킬 수 있게 된다. 이와 같은 방법으로 Local CG_G 값이 결정되며, 레드 서브 픽셀 및 블루 서브 픽셀에 대해서도 각각 도 8a 및 도 8c의 그래프에 기초하여 조정될 전류 게인 즉, Local CG_R 값 및 Local CG_B 값이 결정될 수 있다.
이와 같이 전류 게인 결정 단계(600)에 의해 조정될 전류 게인이 결정되면, 필터링 단계(700)에서 조정된 전류 게인에 대한 필터링을 수행한다.
일 예로, 도 9에 도시된 바와 같은 필터링 마스크(720)에 의해 로우 패스 필터링(710)을 수행할 수 있다. 로우 패스 필터링(710)을 수행하는 이유는 각 로컬 영역 별 전류 게인 차이가 심하여 각 로컬 영역의 휘도 차이가 심한 경우를 보상하기 위한 것이다. 이에 따라 기설정된 필터링 마스크(또는 스무딩 마스크)를 이용하여 각 로컬 영역의 전류 게인에 대한 스무딩을 수행하여 자연스러운 휘도 변화를 표현할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 하나의 영상 프레임이 9 개의 LED 드라이버에 의해 각각 구동되는 9 개의 로컬 영역으로 구분되는 경우, 도시된 형태의 필터링 마스크(720)에 의해 필터링을 수행할 수 있다. 이 경우, 로우 패스 필터링(710)은 전류 게인 결정 단계(600)에서 결정된 각 로컬 영역 별 전류 게인에 대응되는 필터링 마스크(720)를 적용하는 형태로 수행될 수 있다.
다만, 필터링 단계(700)는 경우에 따라 생략 가능하다.
한편, 필터링 단계(700)에서 각 로컬 영역 별 전류 게인이 필터링되면, 이미지 보상 단계(800)에서는 필터링된 각 로컬 영역 별 전류 게인(Local CG_R_LPF, Local CG_G_LPF, Local CG_B_LPF)에 의해 하향 조정되는 출력 휘도를 보상하도록 영상의 계조를 보상한다.
프로세서(140)는 입력 영상의 원 계조에 대응되는 색좌표와 보정 계조에 대응되는 색좌표가 동일하도록 보정 계조를 산출할 수 있다. 구체적으로는, 프로세서(140)는 보정 전 전류가 인가되는 경우 입력 영상의 원 계조에 대응되는 색좌표와 감소된 전류가 인가되는 경우 보정된 계조에 대응되는 색좌표가 동일하도록 보정 계조를 산출할 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 세기 조정 및 계조 조정에 따라 색상이 시프트되는 것을 방지하기 위함이다.
이 경우, 프로세서(140)는 색좌표 산출을 위해, 계조 값을 상술한 감마 테이블(또는 감마 커브)에 기초하여 변환한 휘도 값을 이용할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 입력 영상의 계조를 상술한 감마 테이블(또는 감마 커브)에 기초하여 변환한 휘도 값을 산출할 수 있다. 하기 수학식 2에서 R, G, B는 입력 영상의 계조를 감마 변환한 휘도 값(이하, 입력 영상의 휘도 값이라 함)을 나타낸다. 하지만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 R, G, B를 영상의 계조값이라 부르기로 한다.
이어서, 프로세서(140)는 입력 영상의 계조 값 R, G, B를 XYZ 색 공간의 색좌표 값(또는 삼자 극치 값)으로 변환한다. 구체적으로, 프로세서(140)는 하기 수학식 2와 같이 보정 전 전류 값에 대응되는 변환 계수가 될 수 있으며, 상술한 바와 같이 스토리지(130)로부터 획득될 수 있다.
Figure 112016114720826-pat00002
이어서, 프로세서(140)는 하기 수학식 3과 같이 보정 전 전류가 인가되는 경우 입력 영상의 계조 값에 대응되는 색좌표(X, Y, Z)와 감소된 전류가 인가되는 경우 보정된 계조 값에 대응되는 색좌표(X', Y', Z')가 동일하도록 보정 계조를 산출할 수 있다.
Figure 112016114720826-pat00003
수학식 3에 의해 수학식 4가 도출된다.
Figure 112016114720826-pat00004
여기서, 좌변의 3*3 매트릭스는 보정 후 전류 값 즉, 감소된 전류 값에 대응되는 변환 계수가 될 수 있으며, 상술한 바와 같이 스토리지(130)로부터 획득될 수 있다.
이에 따라, 입력 영상의 보정된 계조 값 R', G', B'는 하기와 같은 수학식 5에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112016114720826-pat00005
한편, JND에 따라 휘도 값을 변경하는 경우, xyY 색공간에서 휘도 값 Y를 변경 즉, 감소시키는 방식을 이용할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 입력 영상의 R, G, B 계조 값을 X,Y,Z 색좌표를 변환할 수 있다. 여기서, R, G, B 계조 값은 실질적으로 계조 값이 상술한 바와 같이 감마 곡선에 의해 변환된 휘도 값이 될 수 있다.
이어서, 프로세서(140)는 X,Y,Z 색좌표를 다시 x,y,Y 색좌표로 변환할 수 있다. 이어서, 프로세서(140)는 JND 원리에 따라 사용자에게 동일한 휘도로 인지 가능한 휘도 값 Y"(Y"< Y)로 변경하고, 변경된 x, y, Y" 색좌표를 다시 X",Y", Z" 색좌표로 변환할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같은 방식으로 휘도 값 Y 에서 휘도 값 Y"로 휘도 조정을 수행할 수 있다.
이어서, 프로세서(140)는 X",Y",Z" 색좌표로부터 JND를 만족시키는 변환된 계조 값 R", G", B" 값을 획득할 수 있게 된다. 여기서, R", G", B" 값은 실질적으로 계조 값이 상술한 바와 같이 감마 곡선에 의해 변환된 휘도 값이 될 수 있다.
이를 순차적으로 표현하면 수학식 6과 같다.
Figure 112016114720826-pat00006
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방법에 따르면, 영상의 계조에 기초하여 발광 소자의 타겟 휘도를 결정한다(S1110). 여기서, 발광 소자는, R(Red) LED, G(Green) LED, B(Blue) LED로 구현될 수 있다.
이어서, 타겟 휘도 및 복수 개의 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 복수 개의 발광 소자에 인가되는 전류 값을 조정한다(S1120).
이 후, 타겟 휘도를 구현하도록 조정된 전류가 인가되는 듀티를 조정하여 디스플레이 패널을 구동한다(S1130).
전류 값을 조정하는 S1120 단계에서는, 발광 소자에 인가되는 전류를 감소시킬 수 있다. 이 경우 S1130 단계에서는 감소된 전류에 따라 하향 조정된 휘도 값을 보상하도록 영상의 계조를 상향 조정하고, 상향 조정된 계조에 대응되도록 조정된 전류가 인가되는 듀티를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 구동 방법은 영상의 계조에 대응되는 발광 소자의 휘도와 동일한 휘도로 인지하는 동일 인지 휘도 범위에서 발광 소자의 타겟 휘도를 결정할 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 휘도 정보는, 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보를 포함할 수 있다.
또한, 전류 값을 조정하는 S1120 단계에서는, 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시킬 수 있다.
또한, 전류 값을 조정하는 S1120 단계에서는, 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여, 타겟 휘도가 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 휘도 구간 속하는 경우 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시킬 수 있다.
또한, 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며, 휘도 정보는, 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 캘리브레이션된 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 제어 정보를 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자의 타겟 휘도를 결정하는 S1110 단계에서는, 디스플레이 패널을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 각 로컬 영역에 디스플레이되는 영상의 최대 계조 값에 기초하여 각 로컬 영역 별로 타겟 휘도 값을 결정할 수 있다. 이 경우, S1120 단계에서는, 각 로컬 영역의 타겟 휘도 값에 기초하여 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 구동 방법은 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값이 결정되면, 로우 패스 필터링을 적용하여 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 재조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존의 단위 디스플레이 모듈 및/또는 단위 디스플레이 모듈로 구성된 디스플레이 장치에 대한 소프트웨어/하드웨어 업그레이드 만으로도 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구동 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 구동 방법은 컴퓨터로 실행가능한 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 프로세서에 의해 실행되도록 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.　
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 패널 구동부 130: 스토리지
140: 프로세서

Claims (20)

  1. 복수 개의 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 복수 개의 발광 소자로 전류를 인가하여 상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부;
    상기 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보 및 입력 신호의 계조와 출력 휘도 간의 관계 정보를 저장하는 스토리지; 및
    상기 디스플레이 패널을 복수의 로컬 영역으로 식별하고,
    상기 복수의 로컬 영역 각각에 디스플레이되는 로컬 영상의 최대 계조 값을 산출하고,
    상기 스토리지에 저장된 관계 정보 및 상기 산출된 최대 계조 값에 기초하여 상기 각 로컬 영상의 타겟 휘도 값을 산출하고,
    상기 각 로컬 영상의 상기 타겟 휘도 값에 기초하여 상기 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 결정하고,
    상기 결정된 전류 값에 따라 조정된 휘도 값을 보상하기 위해 상기 각 로컬 영상의 계조를 식별하고,
    상기 로컬 영상의 원 계조에 대응되는 색 좌표와 상기 식별된 계조에 대응되는 색 좌표가 동일하도록 상기 식별된 계조를 보상하고,
    상기 보상된 계조 및 상기 저장된 휘도 정보에 기초하여 상기 결정된 전류 값의 듀티를 조정하여 상기 디스플레이 패널을 구동하도록 상기 패널 구동부를 제어하는 프로세서;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며,
    상기 휘도 정보는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보를 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키고 상기 감소된 전류가 인가되는 듀티를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여, 상기 타겟 휘도가 상기 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 휘도 구간 속하는 경우 상기 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키고 상기 전류가 인가되는 듀티를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며,
    상기 휘도 정보는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 캘리브레이션된 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 제어 정보를 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 로컬 영역에 인가되는 상기 전류 값이 결정되면, 로우 패스 필터링을 적용하여 상기 각 로컬 영역에 인가되는 상기 전류 값을 재조정하는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    R(Red) LED, G(Green) LED, B(Blue) LED로 구현되는, 디스플레이 장치.
  11. 복수 개의 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 복수의 로컬 영역으로 식별하는 단계;
    상기 복수의 로컬 영역 각각에 대스플레이되는 로컬 영상의 최대 계조 값을 산출하는 단계;
    입력 신호의 계조와 출력 휘도 간의 관계 정보 및, 상기 산출된 최대 계조 값에 기초하여 상기 각 로컬 영상의 타겟 휘도 값을 산출하는 단계;
    상기 각 로컬 영상의 상기 타겟 휘도 값에 기초하여 상기 각 로컬 영역에 인가되는 전류 값을 결정하는 단계;
    상기 결정된 전류 값에 따라 조정된 휘도 값을 보상하기 위해 상기 각 로컬 영상의 계조를 식별하는 단계;
    상기 로컬 영상의 원 계조에 대응되는 색 좌표와 상기 식별된 계조에 대응되는 색 좌표가 동일하도록 상기 식별된 계조를 보상하는 단계;
    상기 보상된 계조 및 상기 발광 소자의 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 상기 결정된 전류 값의 듀티를 조정하여 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계;를 포함하는 구동 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며,
    상기 휘도 정보는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보를 포함하는, 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키는, 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여, 상기 타겟 휘도가 상기 전류 증가 비율보다 휘도 증가 비율이 큰 휘도 구간 속하는 경우 상기 적어도 하나의 서브 픽셀로 인가되는 전류 값을 감소시키는, 구동 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 복수의 서브 픽셀을 포함하며,
    상기 휘도 정보는,
    상기 서브 픽셀 별 전류에 따른 휘도 정보에 기초하여 캘리브레이션된 서브 픽셀 별 휘도에 따른 전류 제어 정보를 포함하는, 구동 방법.
  18. 삭제
  19. 제11항에 있어서,
    상기 각 로컬 영역에 인가되는 상기 전류 값이 결정되면, 로우 패스 필터링을 적용하여 상기 각 로컬 영역에 인가되는 상기 전류 값을 재조정하는 단계;를 더 포함하는, 구동 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    R(Red) LED, G(Green) LED, B(Blue) LED로 구현되는, 구동 방법.
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