KR20050065356A - 발광 디스플레이 장치의 컬러 보정 - Google Patents

Abstract

각각이 상이한 실제 기본 컬러들의 광을 방출하는 3개 이상의 서브-픽셀들을 구비하는 복수개의 픽셀들을 가진 고정 포맷의 발광 디스플레이 장치를 보정하는 보정 방법이 설명된다. 본 방법은, 실제의 기본 컬러 각각에 대해 개별적으로, 디스플레이의 픽셀들 80% 이상이 도달할 수 있는 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 단계, 판정된 가상 목표 기본 컬러들에 의해 정의되는 컬러 영역을 판정하는 단계 및, 가상 목표 기본 컬러에 도달할 수 없는 픽셀들에 대해, 판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하기 위해 서브-픽셀들에 대한 구동 전류들을 조정하는 단계를 포함한다. 확장된 범위의 컬러들, 즉, 색도 다이어그램에서 측정되는 바와 같은, n개의 가상 기본 컬러 기반의 전자 멀티컬러 디스플레이에 의해 제공되는 컬러 영역보다 많은 컬러들의 컬러 영역을 가진 디스플레이가 설명된다. 이러한 고정 포맷의 발광 디스플레이 장치로, 컬러 및/또는 휘도가 균일한 이미지가 생성될 수 있다.

Description

발광 디스플레이 장치의 컬러 보정{COLOUR CALIBRATION OF EMISSIVE DISPLAY DEVICES}

본 발명은 발광 디스플레이, 특히 평판 디스플레이와 같은 고정 포맷의 발광 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 이러한 디스플레이의 컬러 보정(colour calibration)을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

전자 디스플레이는 투과성 또는 발광성 재료들을 사용해 화상 또는 광을 생성할 수 있다. 발광 재료들은 대개 인광성 또는 전계발광성 재료들이다. (Sharp, Planar, LiteArray 또는 iFire/Westaim에 의해 제조된 EL-디스플레이, 예를 들어, 박막 TFEL 디스플레이와 같은) 박막 및 후막 ELD(electroluminescent displays)에 응용된 무기 전계발광성 재료를 예로 들 수 있다. 다른 그룹은 소분자나 폴리머 기술 또는 인광성 OLED(phosphorescent Organic Light Emitting Diode)를 구비한 계층들에 적층된 (OLED 재료와 같은) 유기 전계발광성 재료들인데, 이 전계발광성 재료들에는 인광성 재료가 도핑되어 있다. 재료들의 또 다른 그룹은, 널리-상용되고 있는 CRT(cathode ray tubes) 또는 PDP(plasma displays)에서 그리고 레이저 빔이 프로젝션 스크린에 포함된 형광 물질을 여기시키는데 사용되는 레이저 다이오드 프로젝션 디스플레이와 같은 신기술에서도 흔히 사용되는 형광 물질이다.

각각이 작은 영역에 걸쳐 광을 생성하거나 제어하는 "셀들" 또는 "픽셀들"의 행렬 또는 어레이를 구비하는 고정 포맷 디스플레이, 및 이러한 고정 포맷이 없는 디스플레이, 예를 들어, CRT 디스플레이와 같은, 2가지의 기본적 디스플레이 타입들이 존재한다. 고정 포맷의 경우, 디스플레이될 이미지의 픽셀과 디스플레이의 셀간에 관계가 존재한다. 대개, 이것은 일-대-일 관계이다. 각 셀은 개별적으로 어드레싱되고 구동될 수 있다. LED(Light Emitting Diode), FED(Field Emission Diode), 플라즈마, EL, OLED, 및 PLED(Polymeric Light Emitting Diode) 디스플레이와 같은, 발광형의 고정 포맷 특히 직시형 디스플레이(direct view display)는 종래의 CRT 디스플레이가 지나치게 부피를 차지하거나 그리고/또는 지나치게 무거운 경우에 사용되어 왔으며, LCD(Liquid Crystal displays)와 같은 비발광 디스플레이에 대한 대안을 제공한다. 고정 포맷 수단은, CRT에서와 같은 스캐닝 전자빔을 사용하는 대신에, 개별적으로 어드레스 가능한 발광 셀들 또는 픽셀 구조들의 어레이를 구비한다. 고정 포맷은 디스플레이의 픽셀화(pixelation) 뿐만 아니라 이미지 신호의 개별적인 부분들이 디스플레이의 특정 픽셀들에 할당된다는 사실과 관련이 있다. 컬러 CRT에서도, 스크린의 형광체 트라이어드(phosphor triads)는 픽셀을 표현하지 않으며, 이미지의 샘플들이 어떤 방식으로든 픽셀에 따라 정렬된다는 것을 보장하기 위한 요구 사항이나 메커니즘도 존재하지 않는다. "고정 포맷"이라는 용어는, 디스플레이가, 예를 들어, 타일링을 통해, 더 큰 어레이들로 확장될 수 있는지의 여부와는 무관하다. 고정 포맷 디스플레이는 픽셀 어레이들의 어셈블리들을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 고정 포맷 디스플레이는 타일형 디스플레이일 수 있으며, 자체가 슈퍼-모듈들(super-modules)로 타일링되어 있는 타일형 어레이들로 이루어진 모듈들을 구비할 수 있다. 따라서, "고정 포맷"은 어레이의 고정 사이즈가 아니라 디스플레이가 어레이로 또는 어레이들의 그룹으로 한 세트의 어드레스 가능한 픽셀들을 갖는다는 사실과 관련이 있다. 단일 기판상에 제작된 단일 유닛으로 초대형 고정 포맷 디스플레이를 만들기는 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해, 몇개의 디스플레이 유닛들 또는 "타일들"이 서로 인접하게 배치되어 더 큰 디스플레이를 형성할 수 있는데, 다시 말해, 복수개의 디스플레이 소자 어레이들이 물리적으로 나란히 배열되어 하나의 이미지로 보여질 수 있다. 패킷화된 데이터 전송에 의한 다양한 디스플레이 장치들로의 이미지 데이터 전송은 디스플레이된 이미지의 타일로의 분리를 비교적 용이하게 한다.

컬러 디스플레이를 제조하는 경우, 컬러들은 레드(R), 그린(G), 및 블루(B)(이에 제한되지 않음)와 같은 기본 컬러들로부터의 혼합광을 통해 얻어진다. 고정 포맷 발광 디스플레이의 경우, 분리되거나 누적된 개개의 "기본 컬러(primary)" 이미터 계층들이 이러한 컬러들을 생성한다. 기본 컬러 이미터 계층들이 서로 나란히 또는 일반적으로 서로 인접하게 적층되면, 전방의 최소 소정 거리(결합 거리)에서, 관찰자는 기본 컬러 이미터들을 구별할 수 없으며 결과적인 혼합 컬러만을 볼 수 있을 뿐이다. 대부분의 컬러 디스플레이들은 바이컬러(bicolor) 또는 풀 컬러(full colour)인데, 이들은 각각 픽셀 당 2개의 기본 컬러 이미터들 또는 3개 이상의 기본 컬러 이미터들을 의미한다.

화이트를 포함하여, 가능한 많은 컬러들을 생성하기 위해서는, 각각의 방출 파장들이 가능한, 예를 들어, 순수 레드, 순수 그린, 및 순수 블루와 같은 순수 컬러들(pure colours)에 근접한 3개 이상의 기본 컬러 이미터들이 필요하다. 컬러 지각 이론(theory of colour perception)은 예를 들어, R. L. Myers가 쓴 2002년도 Wiley 출판사의 "Display Interfaces"에 의해 잘 알려져 있다. 기본 컬러들은, 실제 컬러들의 범위를 벗어난 이론적 개념으로서만 존재한다. 보다 유용한 컬러 공간 및 컬러 좌표계, 예를 들어, CIE 색도 다이어그램(chromaticity diagram)이 표준화되어 있다. 통상적으로 고정 포맷 디스플레이에서는, 통상적으로 RGB 픽셀 소자들이라고 하는 레드, 그린, 및 블루 픽셀 소자들이 사용된다. 통상적인 OLED 및 LED 재료들(각각 그래프 10 및 11)이 배치되어 있는 CIE 색도 다이어그램을 도 1에 나타낸다. 이 다이어그램상의 위치들은 통상적인 OLED 디스플레이(그래프 10)에서의 레드 RO, 그린 GO, 블루 BO에 대한 것 뿐만 아니라 LED 디스플레이(그래프 11)에서의 레드 RL, 그린 GL, 블루 BL의 위치를 보여준다.

마지막으로, 고정 포맷 디스플레이를 위한 이미터들은 소정의 발광 스펙트럼을 가진다. 물론, 각각의 재료는 상이한 기본 파장을 가진다. 이것이, 픽셀에 따라 어떤 컬러들이 생성될 수 있는지를 명확하게 결정한다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 복수개의 LED들 및 복수개의 OLED들은 (예를 들어, 제조 공정에서의 변동으로 인해) 그들의 발광 스펙트럼에 변화를 보인다는 것을 알 수 있다. 사람의 눈은 컬러 차이에 아주 민감하기 때문에, 많은 픽셀들간의 컬러 변화는, "고정 패턴 노이즈(fixed pattern noise)" 또는 "디더링(dithering)"으로 알려진 성가신 결과를 초래하고 또한 인지될 수 있다.

또한, 차별화된 노화 과정에서, 개개의 서브-픽셀들은 발광 효율 및/또는 컬러가 상이하게 변할 수 있다. 서브-픽셀들의 발광 효율 및/또는 컬러들이 노화 중에 변화하며 모든 서브-픽셀들이 거의 동일한 방식으로 노화하지 않으면, 컬러 및/또는 휘도 차이는 시간에 따라 점점 더 커질 수도 있다.

US-2003/0443088은 이 문제에 대한 해결책을 설명한다. 소정 디스플레이의 경우, 선적 이전에 최종 테스트의 일부로서 공장에서 서브-픽셀 각각의 컬러가 특징지워진다. 각 픽셀에 의해 표현되는 컬러는 픽셀들의 전체 모집단에 있어서 최소의 컬러 영역(smallest colour gamut)으로 설정된다. 다시 말해, 각 픽셀로부터 방출되는 컬러는 디스플레이의 모든 픽셀들이 실현할 수 있는 최소 컬러 영역으로 한정된다.

이러한 접근은 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 의해 표시되는 컬러들의 실질적인 균일성을 가정한다. 그러나, 이것은 소정 디스플레이로 실현할 수 있는 잠재적인 컬러 영역을 희생시킨다.

본 발명의 목적은, 고정 포맷 발광 디스플레이 장치의 거의 모든 픽셀들에 의해 어드레스될 수 있는 잠재적 컬러 영역을 확장하는 것이다. 바람직하게도, 이러한 고정 포맷 발광 디스플레이 장치로, 컬러 및/또는 휘도가 균일한 이미지가 생성된다.

이러한 맥락에서, 컬러들의 범위는, 이미지를 재생하기 위해 n(n>=3)개의 가상 기본 컬러들을 포함하는 멀티컬러의 전자 발광 디스플레이상에 디스플레이될 수 있는 컬러들의 영역을 의미한다. 컬러들의 확장된 범위는, 예를 들어, 색도 다이어그램에서 측정된 바와 같은, n개의 가상 기본 컬러 기반의 멀티컬러 전자 디스플레이에 대한 컬러 영역을 초과하는 컬러들의 영역을 의미한다.

상기 목적은 본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해 실현된다.

일 태양으로, 본 발명은, 각각이 상이한 실제 기본 컬러들의 광을 방출하기 위한 3개 이상의 서브-픽셀들을 구비하는 복수개의 픽셀들을 가진 고정 포맷 발광 디스플레이 장치를 보정하기 위한 보정 방법을 제공하는데, 본 방법은, 각각의 실제 기본 컬러에 대해 개별적으로, 디스플레이 장치의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 단계; 판정된 가상 목표 기본 컬러들에 의해 정의되는 컬러 영역을 판정하는 단계; 및 가상 목표 기본 컬러에 도달할 수 없는 픽셀들에 대해, 판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하기 위해 서브-픽셀들에 대한 구동 전류들을 조정하는 단계를 포함한다. 컬러 필드 내의 어떤 컬러도 하나 이상의 가상 기본 컬러 또는 하나 이상의 가상 기본 컬러 중 2 이상과 임의의 실제 기본 컬러의 조합, 예를 들어, 하나 이상의 가상 기본 컬러 중 2 이상과 임의의 실제 기본 컬러의 선형 조합에 의해 도달될 수 있다. 디스플레이의 수명 동안에 가상 목표 기본 컬러들이 변경될 수 있는 것도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 이것은, 예를 들어, 실제의 기본 컬러들이 (차별화된) 노화 또는 다른 환경 영향들로 인해 변경될 경우에 필요할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 가상 목표 기본 컬러의 컬러 좌표들을 판정하는 단계는 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대응되는 실제 기본 컬러들의 컬러 좌표들에 의해 형성되는 구름 형태(cloud)의 무게 중심(centre of gravity)을 판정하는 단계를 포함한다. 가상 목표 기본 컬러에 대해 판정된 컬러 좌표들의 값들은 구름 형태의 무게 중심에 대한 컬러 좌표의 개별적인 값들과 최대 20%만큼 상이할 수 있다. 본 방법은, 판정될 가상 목표 기본 컬러에 대응되는 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대한 실제 기본 컬러들의 컬러 좌표들에 의해 형성되는 구름 형태의 무게 라인(line of gravity)을 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들은, 무게 라인으로부터 최대 20%까지만 상이하도록, 무게 라인상에서 또는 무게 라인으로부터의 편차 내에서 선택될 수 있다.

각각의 가상 목표 기본 컬러에 대한 목표 휘도(target luminance)는, 모든 또는 거의 모든(예를 들어, 80% 이상) 실제 기본 컬러들이 대응되는 가상 기본 컬러의 목표 휘도를 실현할 수 있도록 판정되는 것이 바람직하다. 서버-픽셀들에 대한 구동 전류들은 목표 휘도를 실현하도록 조정된다. 가상 목표 기본 컬러에 대한 목표 휘도 판정은, 디스플레이 장치가 사용될 애플리케이션에 의존할 수 있다. 가상 목표 기본 컬러들에 대한 목표 휘도는 향상된 휘도 균일성을 제공하도록 또는 더 높은 절대 휘도값을 제공하도록 선택될 수 있다. 가상 목표 기본 컬러들에 대한 목표 휘도 판정은 가상 목표 기본 컬러들이 1차로 판정된 이후에 수행될 수 있다. 이것은 측정 프로세스의 반복을 의미하는데, 이는 디스플레이 애플리케이션이 사용되는 동안의 노화로 인해 필요할 수 있다. 다른 방법으로, 가상 목표 기본 컬러들은, 디스플레이 애플리케이션이 변경될 때, 따라서, 서브-픽셀들의 노화와 무관하게, 2차로 판정될 수도 있다. 이는, 디스플레이가 복수개의 디스플레이 모드를 갖는 것으로 간주될 수도 있다. 애플리케이션에 따라 상이한 디스플레이 모드가 선택될 수 있는데, 각각은 가상 목표 기본 컬러들의 특정 선택에 대응한다.

본 방법은, 디스플레이 장치의 모든 서브-픽셀들이 실현할 수 있는 가상 목표 기본 컬러를 판정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 방법은, 디스플레이 장치의 모든 서브-픽셀들이 실현할 수 있는 컬러 영역을 판정하는 단계도 포함할 수 있다.

통상적으로, 가상 목표 기본 컬러들의 다수의 선형 조합들이 컬러 영역을 형성하는데 사용된다.

각각의 기본 컬러에 대해 개별적으로, 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 단계는, 디스플레이 장치가 사용되는 애플리케이션에 의존할 수 있다. 일부 애플리케이션들에서는, 채도(colour saturation)가 더 중요한 반면, 다른 애플리케이션들에서는 컬러 균일성(colour uniformity)이 더 중요할 수 있다. 양자는 상이한 가상 목표 기본 컬러들에 대응될 수 있다. 컬러 균일성보다는 채도에 대해 더 양호한 결과를 얻도록, 가상 목표 기본 컬러들을 판정할 수 있다. 채도보다는 컬러 균일성에 대해 더 양호한 결과를 얻도록, 가상 목표 기본 컬러들을 판정할 수 있다.

본 보정 방법은, 1회 이상 수행된 후에, 예를 들어, 노화 영향들을 보상하기 위해, 또는, 예를 들어, 채도보다 컬러 균일성이 더 중요한 또는 그 반대인 디스플레이 장치의 다른 모드로 변환하기 위해, 반복될 수 있다.

가상 목표 기본 컬러들의 수는 실제 기본 컬러들의 수와 동일할 수 있다.

판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하기 위해 서브-픽셀들에 대한 구동 전류를 조정하는 단계는 음의 구동 자극값(negative drive stimulus value)을 가진 제1의 실제 기본 컬러에 대해서 뿐만 아니라 양의 구동 자극값을 가진 하나 이상의 다른 실제 기본 컬러에 대해서도 구동 전류를 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 제1의 실제 기본 컬러 및 하나 이상의 다른 실제 기본 컬러에 대한 구동 전류를 조정하는 단계는, 판정된 컬러 영역 내에 실현될 컬러가 자극 좌표계의 평면상에 직교하게 투영되도록 수행될 수 있는데, 이 평면은 음의 구동 자극을 갖지 않는 2개의 실제 기본 컬러들에 대한 자극 좌표들에 의해 확장된다.

다른 태양으로, 본 발명은, 각각이 상이한 실제 기본 컬러들의 광을 방출하기 위한 3개 이상의 서브-픽셀들을 구비하는 복수개의 픽셀들을 가진 고정 포맷 발광 디스플레이 장치를 제공한다. 본 디스플레이 장치는, 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대응되는 실제 기본 컬러들의 컬러 좌표들에 의해 형성되는 구름 형태의 무게 중심을 판정함으로써, 각각의 실제 기본 컬러에 대해 개별적으로, 디스플레이 장치의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 수단, 판정된 가상 목표 기본 컬러들에 의해 정의되는 컬러 영역을 판정하는 수단 및, 가상 목표 기본 컬러에 도달할 수 없는 픽셀들에 대해, 판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하기 위해 서브-픽셀들에 대한 구동 전류들을 조정하는 수단을 구비한다.

일례로써, 본 발명의 원리들을 예시하는, 첨부 도면들을 참조하는 다음의 상세한 설명으로부터, 본 발명의 다양한 특징들, 사양들 및 이점들을 명백히 알 수 있다. 이 설명은, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라, 단지 예를 들기 위해 제시된 것이다. 다음에서 인용하는 참조 도면들은 첨부 도면들을 의미한다.

상이한 도면들에서, 동일한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 요소들을 의미한다.

특정 실시예들에 대해 그리고 소정 도면들을 참조하여 본 발명을 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 청구항들에 의해서만 한정될 뿐이다. 설명된 도면들은 개략적인 것일 뿐이며 비한정적이다. 도면들에서, 일부 요소들의 크기는 과장되어 있을 수 있으며 설명을 위해 실제 크기에 비례하여 도시되지 않았을 수도 있다.

OLED 디스플레이, 특히 OLED 타일형 디스플레이를 참조하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 OLED 디스플레이들에 한정되는 것은 아니며 임의의 타일형 또는 모놀리식(monolithic) 발광 디스플레이에도 사용될 수 있다.

다음에서 발광 픽셀 구조는, 다수의 픽셀 소자들, 예를 들어, 레드, 그린, 및 블루 픽셀 소자들을 구비할 수 있는 고정 포맷의 발광 픽셀을 의미한다. 각각의 픽셀 소자 또는 컬러 소자 자체가 하나 이상의 서브-소자들로 이루어져 있을 수도 있다. 따라서, 픽셀 구조는 서브-픽셀 소자들을 구비할 수 있다. 픽셀 구조는 단색이거나 컬러일 수 있다. 또한, 어레이는 수동 또는 능동 행렬일 수 있다.

또한, 상세한 설명 및 청구항들에서의 제1, 제2, 제3 등의 용어는 유사한 소자들을 구별하는데 사용되는 것으로 반드시 순차적 또는 시간적 순서를 설명하려는 것은 아니다. 이렇게 사용된 용어들은 적절한 환경하에서 교환될 수 있으며 여기에 설명된 본 발명의 실시예들은 여기에 설명되거나 도시된 것과 다른 순서로 동작할 수도 있다는 것을 알 수 있다.

청구항들에서 사용된 "구비하는"이라는 용어는 이후에 열거된 수단에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며 다른 소자들 또는 단계들을 제외하지 않는다. 따라서, "수단 A 및 B를 구비하는 장치"라는 표현의 범위가 A 및 B의 컴포넌트들만으로 이루어진 장치들에 한정되어서는 안된다. 이는, 본 발명과 관련하여, 본 장치의 관련 컴포넌트들이 A 및 B라는 것을 의미할 뿐이다.

예를 들어, OLED 디스플레이의 종래 제조 방법으로는, 뷰어(viewer)에게 가장 근접하며 디스플레이 방향을 향하고 있는, 대개는 유리 기판인 투명 기판(2)을 가진, 도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같은 픽셀 구조가 얻어진다. 이 기판 뒤에는, 일련의 계층들(4 내지 8), 예를 들어, 적어도 제1 투명 전극(4), 유기 발광 소자(6), 및 제2 전극(8)이 적층된다. 유기 발광 재료는 각 픽셀 구조에서의 각 컬러, 예를 들어, 각 픽셀 구조에 대한 3개의 컬러 소자들(6, 레드, 그린, 및 블루)을 위해 증착된다. 따라서, 각 픽셀 구조는, 픽셀 구조의 각 컬러 소자로부터 방출되는 광 에너지를 조절하는 것에 의해, 백색광 또는 임의의 컬러를 방출할 수 있다. 일반적으로 각각 전자 및 홀 전송 계층(7 및 5)과 같은 추가 계층들이 적층된다("Display Interfaces", R. L.Myers, Wiley, 2002의 4-13를 변경한 도 2 참고).

각 컬러는 그에 대한 CIE 컬러 공간에서의 3 자극값들(X, Y, Z)에 의해 설명될 수 있다. Y 값은 사람 눈의 밝기 지각에 대한 영향을 나타내며 밝기 또는 휘도라고 한다. 컬러는 Y 및 컬러 함수 x, y, z에 의해서도 설명될 수 있는데, 이 경우, 이고 이다.

본 발명에 따르면, 고정 포맷의 발광 디스플레이를 제조하는 동안 또는 제조한 후에, 그에 대한 각 픽셀이 특징지워진다. 이는, 예를 들어, 픽셀 소자들 각각에 대한 구동 자극에 대해 각 픽셀의 컬러 특징 및 휘도를 개별적으로 측정하고, 그에 따라, 모든 픽셀들의 레드(R), 그린(G), 및 블루(B) 성분들을 측정함으로써 수행될 수 있다. 이런 방법으로, 각 픽셀에 대한 컬러 영역을 알게 된다. 도 3은, 예를 들어, 고정 포맷의 발광 디스플레이에 대한 개별적인 3개 픽셀의 컬러 영역을 도시한다. 예를 들어, 제1 픽셀은 레드 컬러(R1), 블루 컬러(B1), 및 그린 컬러(G1)를 방출한다. 제1 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R1B1G1으로 주어진다. 제2 픽셀은 레드 컬러(R2), 블루 컬러(B2), 및 그린 컬러(G2)를 방출한다. 제2 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R2B2G2로 주어진다. 제3 픽셀은 레드 컬러(R3), 블루 컬러(B3), 및 그린 컬러(G3)를 방출한다. 제3 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R3B3G3로 주어진다. 이들 3개 픽셀의 컬러 영역이 도 3의 CIE 컬러 공간에 플로팅되어 있다. x축은 CIE x 컬러 좌표이고 y축은 CIE y 컬러 좌표이다. 정확한 계산을 수행하기 위해, 계산은 3 자극값들(X, Y, Z)에 기초하거나 CIEx, CIEy, 및 Y에 기초해야 한다. 다시 말해, 휘도를 고려해야 한다는 점이 중요하다. 실제로, 디스플레이는 3개 픽셀 이상을 구비하며 이들 픽셀 각각의 컬러 영역이 측정된다. 다른 컬러 공간에서도 동일한 논지를 적용할 수 있다.

전체 디스플레이의 컬러 영역은 디스플레이의 모든 또는 거의 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 컬러 영역으로, 예를 들어, 디스플레이의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 컬러 영역으로 축소된다. "픽셀에 의해 도달될 수 있는 컬러"라는 용어는, 그룹으로서의 픽셀 소자들이 특정 컬러를 방출할 수 있게 하는, 픽셀의 픽셀 소자들에 대한 구동 전류가 존재한다는 것을 의미한다. 도 3의 소정 예에서, G로 표시된 점은, 픽셀들 중 하나의 그린 서브-픽셀을 조작하는 것이 아니라 픽셀의 서브-픽셀들의 조합을 조작하는 것에 의한 것임에도 불구하고, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 그린 컬러(most saturated green colour)를 제공하는 점이다. R로 표시된 점은, 그들의 서브-픽셀들의 조합을 조작함으로써, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 레드를 제공하고, B로 표시된 점은, 픽셀들 각각에 대해 그들의 서브-픽셀들을 조작함으로써, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 블루를 제공한다. R, G, B로 표시된 점들을 계산할 수 있는 한가지 알고리즘은 컬러 점들간의 라인들 및 그 라인들의 교차점들을 계산하는 것일 수 있다. 그러나, 일반적으로는, 모든 보정 계수들(C; 다음의 수학식 2 참고)이 0 이상인 목표 컬러 좌표값들을 판정한다. 따라서, 디스플레이의 컬러 영역은, US-2003/0043088에 설명된 바와 같이, 삼각형 RGB로 축소될 수 있다. 본 발명에 대한 상세한 설명 및 청구항들에서는, R, G 및 B를 가상 기본 컬러들이라 한다. 이들은 실제 기본 컬러들이 아니므로 가상 기본 컬러들이라 하는데, 가상 기본 컬러들(R, G 및 B)을 형성하기 위해서는 픽셀에 대한 2 이상의 실제 기본 컬러들의 분수 성분들이 조합되어야 한다. 제2 및 제3 서브-픽셀 컬러들의 분수 성분들은 제1 서브-픽셀의 컬러를, 그 제1 컬러의 모든 또는 거의 모든 서브-픽셀들이 실현할 수 있는 비교적 작은 컬러 영역으로 가져오는데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 레드 및/또는 블루는 그린 서브-픽셀의 표현된 컬러를 바꾸는데 사용될 수 있다.

본 발명의 발명자는, 이 방법이 디스플레이의 컬러 영역을 지나치게 축소시키며, 축소된 컬러 영역 삼각형 RGB를 벗어나긴 하지만 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 컬러들이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 이들 컬러들은, 도 3의 빗금친 영역들(A1, A2, A3)에 의해 지시되는 컬러 필드들에 해당된다. 본 설명의 남은 부분에서, 이 영역들은 컬러 필드라 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 가상의 기본 컬러들(R, G, B) 이외의 다른 목표 기본 컬러들을 사용함으로써 이러한 축소된 컬러 영역이 확장된다. 본 명세서에서는, 이들 다른 목표 기본 컬러들을 "가상 목표 기본들(virtual target primaries)" 또는 "가상 목표 기본 컬러들"이라 한다. 가상 목표 기본 컬러들은, 이들이 디스플레이의 대다수 픽셀들에 의해, 즉, 디스플레이의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 방식으로 선택된다. 가상 목표 기본 컬러들에 대한 선택은, 디스플레이가 사용될 애플리케이션에 의존한다. 애플리케이션에 따라, 컬러 균일성보다 채도가 더 중요하거나 그 반대일 수 있으며, 그에 따라 다른 선택의 가상 목표 기본 컬러들이 얻어진다.

본 발명의 보정 알고리즘에 사용될 수 있는 가상 목표 기본 컬러들의 일례가 Rt, Gt, 및 Bt에 의해 지시되는 점들로서 도 3에 제시되어 있다. 컬러 영역 RtGtBt는 축소된 컬러 영역 RGB를 확장시키며 새로운 컬러 영역 내부의 컬러들이 디스플레이의 대다수 픽셀들에 의해 도달될 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 3 및 후술하는 도 4a는 각각 디스플레이에 대한 3개 및 4개 픽셀들의 컬러 삼각형들을 나타낸다. 그러나, 실제 디스플레이는 훨씬 많은 픽셀들, 간단하게는 수만개의 픽셀들, 심지어는 수백만개의 픽셀들을 구비한다. 1M 픽셀들, 3M 픽셀들, 4M 픽셀들 또는 6M 픽셀들의 디스플레이는 극히-평범한 디스플레이이다. 특히, 도 3 및 도 4a의 도면은 주의를 환기시키기 위한 것일 뿐이다. 간략화를 위해, 이들은 본 발명의 "80% 이상" 사양을 나타내거나 도시하지 않는다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 수만개의 픽셀들만을 구비하는 작은 디스플레이라 하더라도 디스플레이의 모든 픽셀들에 대응되는 컬러 삼각형들을 도면에 명백하게 나타내는 것은 실질적으로 불가능하다. 4개 픽셀에 대해서도, 도시된 상이한 컬러 삼각형들을 분명히 구분하기가 쉽지 않다. 따라서, 픽셀들의 80% 이상 뿐만 아니라 모든 픽셀들이 선택된 가상 목표 컬러 기본 컬러에 도달할 수 있다는 것을 이들 도면에 나타내는 것은 불가능하기 때문에, 도 3 및 도 4a는 본 발명에 대한 일례를 나타내는 것이 아니다. 그러나, 당업자는, 도 3 및 도 4a를 볼 때, 그리고 본 설명을 읽으면, 그 의미, 즉, 가상 목표 기본 컬러들에 도달할 수 있는 더 많은 픽셀들이 존재하며 일부의 픽셀들, 20% 미만의 픽셀들만이 도달할 수 없다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 이점은, 컬러 영역을 확장하기 위해 실제 기본 컬러들이 픽셀들에 추가될 필요가 없다는 점이다. 실제 기본 컬러들을 픽셀에 부가한다는 것은, 픽셀이, 예를 들어, 3개의 컬러 소자들을 구비하는 대신에, WO 02/101644에 설명된 바와 같이, 4개 이상의 컬러 소자들을 구비한다는 것을 의미한다. 일반적으로, 이것은, 네 번째(또는 그 이상의) 기본 컬러가 기존의 능동 픽셀 영역에 추가될 수 있도록 하기 위해 기존의 3개 기본 컬러들의 사이즈를 축소시킴으로써 이루어진다. 그러나, 예를 들어, OLED의 경우, 기본 컬러에 대한 능동 영역의 사이즈 축소는, 이것이 동일한 방법으로 구동된다면, 그 컬러의 수명 단축을 초래하게 된다. 처음의 3개 기본 컬러들의 동일한 사이즈를 유지하면서 네번째 기본 컬러를 추가하기 위해 픽셀을 더 크게 만듦으로써, 네 번째(또는 그 이상의) 컬러 소자 추가가 이루어질 수도 있다. 이는 해상도의 손실을 초래할 것이다. 또한, 기본 컬러들의 추가는 대응되는 디스플레이에 대한 구동 회로의 복잡도를 증가시킨다. 가상 목표 기본 컬러들(Rt, Gt, 및 Bt)의 컬러 좌표들은 다음과 같은 방법으로 판정될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같은 4개 픽셀들을 생각한다. 도 4a는, 고정 포맷 발광 디스플레이의 개별적인 4개 픽셀들에 대한 컬러 영역을 가진 CIE 컬러 다이어그램을 도시한다. 예를 들어, 제1 픽셀은 레드 컬러(R1), 블루 컬러(B1), 및 그린 컬러(G1)를 방출한다. 제1 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R1B1G1으로 주어진다. 제2 픽셀은 레드 컬러(R2), 블루 컬러(B2), 및 그린 컬러(G2)를 방출한다. 제2 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R2B2G2로 주어진다. 제3 픽셀은 레드 컬러(R3), 블루 컬러(B3), 및 그린 컬러(G3)를 방출한다. 제3 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R3B3G3로 주어진다. 제4 픽셀은 레드 컬러(R4), 블루 컬러(B4), 및 그린 컬러(G4)를 방출한다. 제4 픽셀의 컬러 영역은 삼각형 R4B4G4로 주어진다. 역시, 실제 디스플레이는 4개보다 훨씬 많은 픽셀들을 구비하며, 이들 픽셀 각각의 컬러 영역이 측정된다. 디스플레이의 모든 각 픽셀에 의해 도달될 수 있는 축소된 디스플레이 컬러 영역이 컬러 영역 삼각형 RGB로 지시된다. 도 4a에 제시된 예에서, G로 지시된 점은, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 그린 컬러를 제공하는 점이고, R로 지시된 점은, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 레드를 제공하며, B로 지시된 점은, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 블루를 제공한다. 가상 목표 기본 컬러들을 계산하기 위해 R, G, 및 B가 공지될 필요는 없으므로, 가상 기본 컬러들(R, G, B)의 명시적 계산은 불필요하다. 그러나, 도 4a는 가상 목표 기본 컬러들(Rt, Gt, 및 Bt)로 실현된 컬러 영역의 확장을 양호하게 도시하므로, 명료화를 위해, R, G, 및 B의 위치가 도 4a에 도시되어 있다.

가상 목표 기본 컬러들을 정의함으로써, 전체 디스플레이의 컬러 영역은, 디스플레이의 거의 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 (도 4a에서는 그렇게 표현되지 않은) 컬러 영역 RtGtBt(예를 들어, 가상 목표 기본 컬러들에 대한 선택에 따라 Rt1Gt1Bt1 또는 Rt2Gt2Bt2)로 확장된다.

도 4a에 주어진 예에 있어서, G로 표시된 점은, 픽셀들에 대한 서브-픽셀들의 조합을 조작함으로써 픽셀들 각각에 대해, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 그린 컬러를 제공하는 점이고, R로 지시된 점은, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 레드를 제공하며, B로 지시된 점은, 여전히 모든 픽셀들에 의해 도달될 수 있는 가장 선명한 블루를 제공한다. 가상 목표 기본 컬러들의 컬러 좌표들을 계산하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 한가지 방법은 다음과 같을 수 있다. 점 Gt(각각 Rt 및 Bt)를 계산하기 위해서, 먼저 사각형 G1G2G3G4(각각 R1R2R3R4 및 B1B2B3B4)의 무게 중심 Gz(각각 Rz 및 Bz)를 판정한다. 당업자에게 n-각의 무게 중심을 판정하는 방법들은 주지의 사실이다. 이 사각형들의 무게 라인도 판정된다. 무게 라인은 무게 중심을 통과하는 가상 라인이다. 이 경우에, 무게 중심은 하나의 기본 컬러에 대한 복수개 픽셀들로부터의 컬러 점들의 구름 형태에 의해 정의된다. 특히 바람직한 무게 라인은 무게 중심을 통과하며 도 4a상의 화이트 K1에 대한 컬러 목표점을 향한다. 그러나, 사용자는 그의 선호(preference)에 따라, 상이한 무게 라인을 선택할 수 있다. LED 월(LED wall)은 CRT 프로젝터와 유사한 것이 바람직하기 때문에, 이러한 선호로는, 예를 들어, 기본 컬러 레드에 추가 블루를 배치하고 싶어하지 않는 것을 예로 들 수 있다. 또한, 특히 사용자의 눈을 통해 컬러들을 평가하는 것은 주관적인 지각의 문제이다. 예를 들어, 어떤 사용자가 선명한 블루 컬러로서 선호하는 것이 다른 사람들이 좋아하는 것과는 상이할 수 있다. 통상적인 방법으로 기본 컬러들을 수정하기 위해서는, 선택된 무게 라인이 화이트 점을 향하고 있는 디폴트 라인으로부터 벗어날 수 있다. 이 경우, 목표점에 도달할 수 있는 LED 갯수가 감소될 수 있다. 기본 컬러 점에서 목표점까지의 거리가 많이 변하기 때문에, 보정 인자의 변동 또한 증가할 수 있다.

그 다음, 가상 목표 기본 컬러들은 선택된 무게 라인을 따라 또는 선택된 무게 라인의 20% 내에서 선택된다. 예를 들어, 가상 목표 기본 컬러들의 CIE x 및 CIE y 컬러 좌표값들은 무게 라인상에 위치하는 임의의 점에 대한 컬러 좌표값에 비해 20% 크거나 20% 작을 수 있다. 컬러 균일성은 덜 중요한 반면, 양호한 채도를 갖는 디스플레이를 원한다면, 가상 목표 기본 컬러들은, 무게 중심에 근접하게 선택될 것이다(예를 들어, 무게 중심 20% 내의, 예를 들어, 도 4a의 Gt1, Rt1, 및 Bt1). 예를 들어, 가상 목표 기본 컬러들의 CIE x 및 CIE y 컬러 좌표값들은 무게 중심의 컬러 좌표값에 비해 20% 크거나 20% 작을 수 있다. 디스플레이의 컬러 균일성은 아주 중요하지만 채도는 덜 중요하다면, 도 4a에 표시된 바와 같이, 가상 목표 기본 컬러들은, 예를 들어, 점들 Gt2, Rt2, 및 Bt2로, 가상 기본 컬러들의 방향을 향해 무게 라인을 따라 무게 중심으로부터 벗어날 수 있다.

실제 디스플레이는 일반적으로 4개보다 훨씬 많은 픽셀들을 구비한다. 따라서, 레드, 그린, 및 블루의 n-각들은 실제 디스플레이에서 각각 실제 레드, 그린, 및 블루 기본 컬러들을 포함하는 CIE 컬러 다이어그램상의 레드, 그린, 및 블루의 구름 형태들일 것이다. 그 다음, 적절한 수치 계산 및/또는 근사를 수행함으로써, 실제 기본 컬러 좌표 구름 형태들의 무게 중심 및 무게 라인이 판정된다.

그들의 실제 기본 컬러들에 대한 컬러 좌표들이 소정 경계 내에 있도록 픽셀들을 선택하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 확장된 컬러 영역 삼각형을 획득하기 위한 계산들을 모두 다시 실시할 필요없이, 타일형 디스플레이의 타일을, 이 또한 소정 경계 내에 있는 실제 기본 컬러들을 가진 픽셀들을 구비하는 다른 타일로 교체할 수 있다.

가상 목표 기본 컬러들의 목표 휘도를 계산하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 한가지 방법이 도 4b에 도시되어 있다. 이 도면의 벡터 TR은 가상 목표 레드 기본 컬러를 나타낸다. 벡터 TR의 방향은, 상술한 방법에 의해 판정될 수 있는 가상 목표 기본 컬러 Rt의 컬러 좌표들에 의해 판정된다. 이 벡터의 길이는 가상 목표 레드 기본 컬러의 휘도를 판정한다. 목표 휘도는, 디스플레이를 형성하는 모든 픽셀들 또는 거의 모든 픽셀들에 의해 실현될 수 있는 최대 휘도와 동일하게 설정된다.

이러한 실현 가능한 최대 목표 휘도를 판정하기 위해, 각 픽셀의 기본 컬러 각각에 대한 3 자극 벡터들을 고려해야 한다. 실제 기본 컬러들 Rx, Gx, 및 Bx를 가진 디스플레이의 한 픽셀(즉, 픽셀 x)에 대한 이러한 3 자극 벡터들이 도 4b에 도시되어 있다. 이러한 픽셀 x로 실현될 수 있는 가상 목표 기본 컬러 Rt의 실현 가능한 최대 목표 휘도는 벡터 Rx의 끝점을 통과하며 벡터 Bx 및 Gx에 의해 형성되는 평면에 평행한 평면과 벡터 Tr의 교차점에 의해 판정된다. 동일한 추론이 디스플레이의 모든 픽셀들에 대해 수행되어야 한다. 이런 방법으로 판정된 최소 벡터 TR이 디스플레이의 모든 픽셀에 의해 실현될 수 있는 목표 휘도를 판정한다. 애플리케이션에 따라서, 벡터 TR의 길이를 선택함으로써, 디스플레이의 거의 모든 픽셀들, 예를 들어, 디스플레이의 픽셀들 80%가 실현할 수 있는 목표 휘도가 판정될 수 있다.

레드의 가상 목표 기본 컬러에 대한 목표 휘도 판정 방법을 설명하였다. 블루 및 그린의 가상 목표 기본 컬러들에 대한 목표 휘도도 유사한 방법으로 판정된다.

디스플레이를 위한 가상 목표 기본 컬러들 Rt, Gt, 및 Bt의 컬러 좌표들 및 목표 휘도가 판정되고 나면, 디스플레이 장치상에 표현된 모든 컬러들은 픽셀들의 픽셀 컬러 소자들에 대한 구동 자극 또는 그에 따른 서브-픽셀들의 구동 자극으로 변환되어야 한다. 예를 들어, 컬러 K1(도 4a)이 표현되어야 한다면, 적용될 구동 자극이, 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, Rt1, Gt1, 및 Bt1과 같은 가상 목표 기본 컬러들의 함수로 공지되어야 한다. 3-자극값 X, Y, 및 Z에 대해 계산이 수행된다.

컬러 K1에 Rt1, Gt1, 및 Bt1에 대한 "구동 자극"

대한 3자극값들 목표 자극값들

그 다음, Rt1, Gt1, 및 Bt1에 대한 구동 자극은 관련 픽셀에 대한 구동 자극으로 변환되어야 하는데, 예를 들어, 컬러 K1이 실제 기본 컬러들 R1, G1, 및 B1을 가진 제1 픽셀에 의해 표현되어야 한다면, 가상 목표 기본 컬러들 Rt1, Gt1, 및 Bt1에 대한 구동 자극은 실제 기본 컬러들 R1, G1, 및 B1에 대한 구동 자극으로 변환된다.

이는 다음과 같이 수행될 수 있다. 컬러 좌표들(x, y) 및 휘도 Y, 즉, 픽셀 각각에 대한 각각의 기본 컬러 Rp, Gp, Bp의 3 자극값들 X, Y, 및 Z는 공지되어 있다. 새로운 가상 목표 기본 컬러들 Rt1, Gt1, 및 Bt1을 재생하기 위한 레드 R1, 그린 G1, 및 블루 B1의 서브-픽셀들에 대한 보정값들은 다음과 같이 계산될 수 있다. 이 계산들은 3-자극값들 X, Y, 및 Z에 대해 수행되어야 한다(수학식 2).

Rt1, Gt1, 및 Bt1에 대한 R1, G1, 및 B1에 대한 보정값들

목표 3 자극값들 소정 3 자극값들

이러한 선형 방정식들의 세트를 계산함으로써, 보정값들(C₁ 내지 C₉)이 판정될 수 있다. 그 다음, 컬러 K1을 표현하기 위해 실제 기본 컬러들 레드 R1, 그린 G1, 및 블루 B1에 대한 구동 자극이, 수학식 2를 수학식 1에 대입함으로써 얻어지는 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 디스플레이의 컬러 영역 또는 확장된 컬러 영역 밖에 해당되거나 그리고/또는 디스플레이의 모든 픽셀들에 의해 실현될 수 없는 컬러들이 표현되어야 한다면, 수학식 1 내지 수학식 3에 따라, 구동 자극에 대한 음의 성분들이 적용되어야 한다. 예를 들어, 컬러 K4는 디스플레이의 컬러 영역 밖에, 심지어 확장된 컬러 영역 밖에 해당한다(도 4a 참고). 이는, 컬러 K4가 디스플레이의 모든 픽셀들에 의해 표현될 수 없다는 것을 의미한다. 도 4a에서 볼 수 있는 바와 같이, 컬러 K4는 제1 픽셀(기본 컬러들 R1, G1, B1)에 의해 그리고 제4 픽셀(기본 컬러들 R4, G4, B4)에 의해 표현될 수 있으며 제2 픽셀(기본 컬러들 R2, G2, B2)이나 제3 픽셀(기본 컬러들 R3, G3, B3)에 의해서는 표현될 수 없다. 제2 픽셀을 이용해 컬러 K4를 표현하기 위해서는, 음의 자극값이 픽셀 P2의 블루 성분 B에 적용되어야 한다. 그러나, 음의 자극값들을 적용하는 것은 물리적으로 불가능하다.

종래 기술에서는, 음의 자극값들을 0으로 설정하여 이 문제를 해결한다. 그러나, 이로 인해, 양의 보정값들은 과대 평가될 수 있으므로, 불량 컬러들이 초래될 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 음의 자극값들을 단순히 0으로 설정하는 대신에, 표현 불가능한 컬러 K4를, 컬러 K4를 표현하고자 할 때 양의 자극값들을 갖게 될 2개의 기본 컬러들에 의한 확장면상에 직각으로 투영한다. 이는, 음의 자극값이 0으로 설정될 뿐만 아니라 다른 자극값들도 수정되거나 수정될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 과정이, 3개의 실제 또는 가상 기본 컬러들 R, G 및 B에 의한 컬러 공간 확장을 도시하는 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 3-자극 X, Y, Z 좌표계로 도시되어 있다. 도 5에서, K4가 G 기본 컬러에 대해 음의 구동 자극값을 갖기 때문에, 컬러 K4는 실제 또는 가상 기본 컬러들 R, G, 및 B에 의해 표현될 수 없다. 음의 자극값을 0으로 설정할 경우, K4'에 대응되는 컬러가 획득되는데, 이는 R 및 B에 대해서는 K4를 표현하기 위한 것과 동일한 구동 자극값들에 대응된다. 본 발명에 따르면, 표현 불가능한 K4를 B 및 R에 의한 확장면으로 직각으로 투영함으로써, K4"에 대응되는 컬러가 얻어지는데, 이는, R 및 B에 대해, 컬러 K4를 표현하고자 할 경우에 계산된 원래의 것들과 상이할 수 있는 구동 자극값들에 대응된다. 적어도 기본 컬러 R에 대한 구동 자극값이 계산된 원래의 것과 상이하다는 것은 도 5에서 쉽게 알 수 있다. 표현 불가능한 컬러 점들의 직각 투영이 음의 구동 자극값들을 0으로 설정함으로써 얻어진 컬러 점들보다 소정의 표현-불가능한 컬러 점에 더 가깝다는 것도 알 수 있다.

컬러에 대한 평면으로의 직각 투영을 실행하는 것은 벡터곱에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 컬러 를 , 및 에 의한 확장면상으로 투영하기 위해서는, 다음을 계산한다.

그 다음, 는 0으로 설정된다. 이를 통해, 디스플레이하고자 하는 컬러에 가장 근접한 컬러가 실현된다.

픽셀의 컬러 영역 삼각형 밖에 해당되는 컬러들을 표현하기 위한 본 발명에 따른 상기 방법의 이점은, 이들 컬러들이, 컬러 영역 내에 효과적으로 표현될 경우, 종래 기술 방법들보다, 실제로 원하지만 표현 불가능한 컬러에 더 근접한 컬러로 표현된다는 점이다.

본 발명의 일 태양에서는, 복수개의 픽셀을 가진 고정 포맷의 발광 디스플레이 장치가 제공된다. 각각의 픽셀은 상이한 실제 기본 컬러들의 광을 방출하기 위한 3개 이상의 서브-픽셀들을 구비한다. 디스플레이 장치는, 각각의 실제 기본 컬러에 대해 개별적으로, 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대응되는 실제 기본 컬러들의 컬러 좌표들에 의해 형성되는 구름 형태의 무게 중심을 판정함으로써, 디스플레이 장치의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 수단을 구비한다. 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 수단은 디스플레이 장치의 실제 기본 컬러들에 대한 컬러 좌표들을 저장하기 위한 일종의 메모리와 조합된, 마이크로프로세서, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), PLA(Programmable Logic Array), PAL(Programmable Array Logic) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array)와 같은 계산 유닛일 수 있다. 또한, 디스플레이 장치는 판정된 가상 목표 기본 컬러들에 의해 정의된 컬러 영역을 판정하는 수단 및, 가상 목표 기본 컬러에 도달할 수 없는 픽셀들에 대해, 판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하기 위해 서브-픽셀들에 대한 구동 전류들을 조정하는 수단을 구비한다. 컬러 영역을 판정하는 수단은 상술한 바와 같은 계산 수단일 수 있으며 구동 전류들을 조정하는 수단은 제어 유닛일 수 있다.

본 발명의 컬러 보정 알고리즘은, 도 6a에 나타낸 관련 컴포넌트들만을 가진 간략한 기능 블록도의 (대형-스크린의 OLED 디스플레이에 사용하기 적합한) OLED 모듈 프로세싱 시스템을 사용해 구현될 수 있다. OLED 회로 내의 OLED 장치 각각에 대한 컬러 좌표들은 (x, y, Y)의 형태로 EEPROM(360)에 저장되는데, x 및 y는 기본 컬러 이미터들의 컬러 좌표들이고 Y는 휘도로 정의된다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, EEPROM(360)에는 언제든 다른 정보가 저장될 수 있다. EEPROM으로의 통신은 EEPROM I/O 버스를 통해 실현된다.

EEPROM(360)은 임의 타입의 전기적으로 소거 가능한 저장 매체이다. 또한, EEPROM(360)은 선행 비디오 프레임에 사용된 최근에 계산된 컬러 보정값들을 저장한다.

OLED 회로(310)는, 양의 전압원들, 일정한 전류 드라이버들, 및 수개의 능동 스위치들을 포함하는 관련 구동 회로를 가진 복수개의 OLED 장치들을 포함한다. OLED 회로 내에서 OLED 어레이의 행들에 양의 전압원들을 접속하는 뱅크 스위치들은 뱅크 스위치 컨트롤러(320)의 VOLED COTROL 버스에 의해 제어된다. OLED 회로 내에서 OLED 어레이의 열들에 일정한 전류 드라이버들을 접속하는 능동 스위치들은 CCD 컨트롤러(330)의 PWM COTROL 버스에 의해 제어된다.

모듈 인터페이스(370)는, 다른 것들 중에서, OLED 회로(310) 내의 OLED 장치 각각에 대한 EEPROM(360)으로부터 현재의 컬러 좌표 정보(x, y, Y 형태의 3-자극값들)를 수집한다. 또한, 모듈 인터페이스(370)는 타일 프로세싱 시스템으로부터, 선행-처리기(340)에 현재의 비디오 프레임에 대한 컬러 보정 수행 방법을 지시하는 제어 데이터, 즉, CONTROL(X) 버스를 수신한다.

선행-처리기(340)는, 다른 것들 중에서, 모듈 인터페이스(370)로부터의 정보를 사용해 현재의 비디오 프레임에 대한 로컬 컬러 보정을 전개한다. 선행-처리기(340)는 현재의 비디오 프레임을 기술하는 RGB(X) 신호의 RGB 데이터와 새롭게 개발된 컬러 보정 알고리즘들을 조합해 디지털 제어 신호들, 즉, 각각 뱅크 스위치 컨트롤러(320) 및 CCD 컨트롤러(330)에 대한 BANK CONTROL 및 CCD CONTROL을 생성한다. 이들 신호는, 요구되는 해상도 및 컬러-보정 레벨의 소정 프레임을 생성하기 위해, OLED 회로(310) 내의 어떤 OLED 장치들이 어떤 강도와 컬러로 발광해야 하는지를 정확하게 지시한다.

CCD 컨트롤러(330)는 선행-처리기(340)로부터의 데이터를, OLED 회로(310) 내의 OLED 어레이에 가변 전류량들을 전달하는 전류원들을 구동하기 위해 PWM 신호들, 즉, PWM CONTROL 버스로 변환한다. PWM CONTROL 버스 내의 각 펄스폭은, 소정 OLED 장치가 활성화되어 전류를 전달할 시간량을 지시한다. 또한, CCD 컨트롤러(330)는 각각의 전류원에 구동 전류량에 관한 정보를 송신한다. 각각의 CCD가 구동하는 전류량은 컬러 보정 알고리즘들 및 RGB(X) 신호에 기초해 선행-처리기(340)에 의해 판정된다.

뱅크 스위치 컨트롤러(320)는 선행-처리기(340)로부터 뱅크 제어 데이터, 즉, BANK CNTROL 버스를 수신하며 이 제어 데이터를 VOLED CONTROL 버스를 통해 대응되는 OLED들에 전송한다.

본 발명에 따른 컬러 보정 알고리즘은 모듈식 디스플레이뿐만 아니라 고정 사이즈 디스플레이에도 사용될 수 있다. 다음의 설명은 모듈식 디스플레이의 경우에 대한 것이다. 고정 사이즈 디스플레이에 있어서는, 본 설명은 하나의 소프트웨어 레벨만이 존재하는 경우로 변경될 수 있다. 본 컬러 보정 알고리즘은, "Control system for a tiled large-screen emissive display"라는 명칭의 계류 중인 특허 출원에 설명되어 있는 바와 같은 고급 소프트웨어 제어 시스템을 사용해 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이는 복수개의 디스플레이 모드들을 가질 수 있다. 애플리케이션에 따라, 상이한 디스플레이 모드가 선택될 수 있는데, 각각의 디스플레이 모드는 가상 목표 기본 컬러들에 대한 특정 선택에 대응된다. 그 다음, 예를 들어, 어떤 애플리케이션에 대해서는 양호한 컬러 균일성이 필요할 수 있는 한편 다른 애플리케이션들에 대해서는 채도가 더 중요할 수 있는 것과 같이, 요구 사항들에 따라, 보정이 변경될 수 있다. 균일성과 채도 사이에서 절충해야 한다. 예를 들어, 소스 재료가 HDTV 재료(큰 컬러 삼각형)를 포함한다면, 채도를 강조하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 경우로서, 소스 재료 자체가 (이미 다소 큰) 일반적인 LED 삼각형에 도달할 수 없다면, 양호한 채도에 초점을 두는 것은 소용이 없으며 이 경우에는 컬러 균일성에 모든 초점이 맞춰지게 된다.

도 6b는 (O)LED 디스플레이 소프트웨어 시스템(60)의 기능 블록도를 도시한다. 표현된 (O)LED 디스플레이 소프트웨어 시스템(60)은 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61), 타일 소프트웨어 컴포넌트(62), 및 모듈 소프트웨어 컴포넌트(63)를 포함한다. (O)LED 디스플레이 소프트웨어 시스템(60)은 모듈식의 대형-스크린 (O)LED 디스플레이 시스템에 대한 전반적인 소프트웨어 제어를 제공한다. 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61)는 최상위 레벨의 소프트웨어 제어를 나타내고, 타일 소프트웨어 컴포넌트(62)는 중간 레벨의 소프트웨어 제어를 나타내며, 모듈 소프트웨어 컴포넌트(63)는 하부 레벨의 소프트웨어 제어를 나타낸다. 동작시에, 정보는 모든 레벨들 사이를 통과하며 그에 따라 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61)의 제어하에 특정 동작들이 분배된다. 보다 구체적으로 도 6b를 참조하면, 최상위 레벨의 컨트롤러로서, 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61)가 (다른 것들 중에서) (O)LED 타일들에 대한 적응성 보정 알고리즘들(adaptive calibration algorithms)을 실행한다.

중간-레벨의 컨트롤러로서, 타일 소프트웨어 컴포넌트(62)가 (다른 것들 중에서) (O)LED 모듈들에 대한 적응성 보정 알고리즘들을 실행한다.

하부-레벨의 컨트롤러로서, 모듈 소프트웨어 컴포넌트(63)가 (다른 것들 중에서) 개별적인 (O)LED 장치들 또는 픽셀들에 대한 적응성 보정 알고리즘들을 실행한다. 일반적으로, 보정 알고리즘은 (O)LED 디스플레이 소프트웨어 시스템(60)의 모든 레벨에서 기본적으로 동일하다. 이 알고리즘은 타일 소프트웨어 컴포넌트(62) 및/또는 모듈 소프트웨어 컴포넌트(63)에 의해 실행되지만, 판정 또는 정보 수집은 통상적으로, 값들을 한 레벨에서 후속 레벨로 전달하는 것에 의해, 최상위 레벨의 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61)에서 수행된다. 따라서, (O)LED 장치들의 클러스터, (O)LED 모듈들의 클러스터, 및 (O)LED 타일들의 클러스터는 (O)LED 디스플레이 소프트웨어 시스템(60)을 통해 동일한 방법으로 보정된다.

예를 들어, 적응성 보정 알고리즘을 통해, 소정 (O)LED 모듈 내의 모든 (O)LED 장치들에 대해 균일한 출력이 보장되지만, 이것이 소정 (O)LED 타일 내의 모든 (O)LED 모듈들에 대해 균일한 출력이 보장된다는 의미는 아니다. 따라서, 일단 (O)LED 모듈들이 자체적으로 균일하면, 모든 (O)LED 모듈들의 출력들은 부가적으로 각 (O)LED 타일 내의 그들의 이웃들과도 균일해야 한다. 마찬가지로, 일단 (O)LED 타일들이 자체적으로 균일하면, 모든 (O)LED 타일들의 출력들은 부가적으로 디스플레이 월의 각 (O)LED 서브-디스플레이 내의 그들의 이웃들과도 균일해야 한다. 적응성 보정 알고리즘을 사용하면, 최하위로부터 최상부까지의 모든 레벨에서 다음과 같이 동일한 알고리즘이 실행된다.

1) 모듈 소프트웨어 컴포넌트(63)의 적응성 보정 알고리즘은 각각의 (O)LED 모듈에 대한 모든 (O)LED 장치에 대해 x,y,Y의 광 출력 및 컬러 좌표들을 판독한다. 다음으로, 최적의 목표 x,y,Y 좌표들이 계산된다. 그 다음, 값들은 다음으로 높은 레벨, 즉, 타일 소프트웨어 컴포넌트(62)로 전달된다.

2) 타일 소프트웨어 컴포넌트(62)의 적응성 보정 알고리즘은 각각의 (O)LED 타일에 대한 (O)LED 모듈 각각의 최적의 목표 x,y,Y 광 출력 및 컬러 좌표들을 판독한다. 다음으로, 최적의 목표 x,y,Y 좌표들이 계산된다. 그 다음, 값들은 다음으로 높은 레벨, 즉, 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61)로 전달된다.

3) 시스템 소프트웨어 컴포넌트(61)의 적응성 보정 알고리즘은 디스플레이 월의 (O)LED 서브-디스플레이 각각에 대한 (O)LED 타일 모두를 판독하고 보정한다. 다음으로, (O)LED 서브-디스플레이 각각은 디스플레이 월에 대한 최적의 목표 (O)LED 서브-디스플레이 x,y,Y 좌표들로 보정된다. 이런 방법으로, 균일한 이미지가 전체 디스플레이 월에 걸쳐 보장된다.

본 명세서에서는 바람직한 실시예들, 특정 구조들 및 구성들 뿐만 아니라 재료들을 본 발명에 따른 장치들에 대해 논의하였지만, 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서, 형태 및 세부 사항에 대한 다양한 변화 및 변경이 가능할 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 고정 포맷 발광 디스플레이 장치의 실질적인 모든 픽셀들에 의해 어드레스될 수 있는 잠재적 컬러 영역을 확장할 수 있다. 바람직하게도, 이러한 고정 포맷 발광 디스플레이 장치로, 컬러 및/또는 휘도가 균일한 이미지가 생성될 수 있다.

도 1은 CIE 다이어그램, 유럽 방송 표준(European Broadcasting Standard), 및 소정 OLED와 LED 재료들의 컬러 출력을 도시하는 도면.

도 2는 통상적인 OLED 픽셀 구조의 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3개의 상이한 픽셀들에 대한 컬러 영역, 및 축소된 컬러 영역의 확장을 개략적으로 도시하는 도면.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 상이한 픽셀들에 대한 컬러 영역, 및 축소된 컬러 영역의 확장에 사용되는 방법을 개략적으로 도시하는 도면.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 목표 기본 컬러(target virtual primary)의 목표 휘도를 계산하는데 사용되는 방법을 개략적으로 도시하는 도면.

도 5는 RGB 컬러 공간, 및 그 컬러 공간을 정의하는 기본 컬러들에 의해 그 컬러 공간 밖에 해당하는 컬러를 표시하는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시하는 도면.

도 6a는 대형-스크린 디스플레이에서의 사용에 적합한 본 발명의 컬러 보정 알고리즘을 구현하는 OLED 모듈 프로세싱 시스템에 대한 간략화된 버전의 기능 블록도.

도 6b는 본 발명에 따른 발광 디스플레이 소프트웨어 시스템의 기능 블록도.

상이한 도면에서, 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 요소들을 의미한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

60 : (O)LED 디스플레이 소프트웨어 시스템

61 : 시스템 소프트웨어 컴포넌트

62 : 타일 소프트웨어 컴포넌트

63 : 모듈 소프트웨어 컴포넌트

310 : OLED 회로

320 : 뱅크 스위치 컨트롤러

330 : CCD 컨트롤러

340 : 선행-처리기

360 : EEPROM

370 : 모듈 인터페이스

Claims (20)

1. 각각이 상이한 실제 기본 컬러들(real primary colours)의 광을 방출하기 위한 3개 이상의 서브-픽셀들을 구비하는 복수개의 픽셀들을 가진 고정 포맷의 발광 디스플레이 장치(fixed format emissive display device)를 보정하기 위한 보정 방법에 있어서,

   각각의 실제 기본 컬러에 대해 개별적으로, 상기 디스플레이 장치의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 가상 목표 기본 컬러(virtual target primary colour)에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 단계;

   상기 판정된 가상 목표 기본 컬러들에 의해 정의되는 컬러 영역(colour gamut)을 판정하는 단계; 및

   가상 목표 기본 컬러에 도달할 수 없는 픽셀들에 대해, 상기 판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하도록 상기 서브-픽셀들에 대한 구동 전류들을 조정하는 단계

   를 포함하고,

   상기 가상 목표 기본 컬러에 대한 상기 컬러 좌표들을 판정하는 단계는 상기 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대응되는 실제 기본 컬러들의 상기 컬러 좌표들에 의해 형성되는 구름 형태(cloud)의 무게 중심(centre of gravity)을 판정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   가상 목표 기본 컬러에 대해 판정된 상기 컬러 좌표들의 상기 값들은 상기 구름 형태의 무게 중심에 대한 상기 컬러 좌표의 개별적인 값들과 최대 20%까지 상이한 보정 방법.
3. 제1항에 있어서,

   판정될 상기 가상 목표 기본 컬러에 대응되는 상기 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대한 실제 기본 컬러들의 상기 컬러 좌표들에 의해 형성된 구름 형태으 무게 라인(line of gravity)을 판정하는 단계를 더 포함하는 보정 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 가상 목표 기본 컬러들의 상기 컬러 좌표들에 대한 상기 값이 상기 무게 라인 상에 위치하는 점에 대한 상기 컬러 좌표들의 상기 값과 최대 20%까지 상이하도록, 상기 무게 라인 상에서 또는 상기 무게 라인으로부터 떨어진 곳에서 상기 가상 목표 기본 컬러에 대한 상기 컬러 좌표들을 선택하는 단계를 더 포함하는 보정 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실제 기본 컬러들 모두 또는 거의 모두가 상기 대응되는 가상 기본 컬러의 상기 목표 휘도를 실현할 수 있도록 각각의 가상 목표 기본 컬러에 대한 목표 휘도(target luminance)가 판정되며, 상기 서브-픽셀들에 대한 상기 구동 전류들은 상기 목표 휘도를 실현하도록 조정되는 보정 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 디스플레이 장치의 모든 픽셀들이 실현할 수 있는 가상 목표 기본 컬러를 판정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 가상 목표 기본 컬러의 상기 목표 휘도 판정은 상기 디스플레이 장치가 사용될 애플리케이션에 의존하는 보정 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 가상 목표 기본 컬러들의 상기 목표 휘도는 향상된 밝기 균일성(brightness uniformity)을 제공하도록 선택되는 보정 방법.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 가상 목표 기본 컬러들의 상기 목표 휘도는 더 높은 절대 밝기값을 제공하도록 선택되는 보정 방법.
10. 제6항 또는 제7항에 있어서,

    상기 가상 목표 기본 컬러들의 상기 목표 휘도를 판정하는 단계는 가상 목표 기본 컬러들이 1차로 판정된 후에 수행되는 보정 방법.
11. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 디스플레이 장치의 모든 픽셀들이 실현할 수 있는 컬러 영역을 판정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
12. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 가상 목표 기본 컬러들의 선형 조합들을 사용하여 상기 컬러 영역을 형성하는 보정 방법.
13. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

    각각의 기본 컬러에 대해 개별적으로, 가상 목표 기본 컬러에 대한 상기 컬러 좌표들을 판정하는 단계는 상기 디스플레이 장치가 사용되는 상기 애플리케이션에 의존하는 보정 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 가상 목표 기본 컬러들은, 컬러 균일성보다 채도에 대해서 더 양호한 결과들을 제공하도록 판정되는 보정 방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 가상 목표 기본 컬러들은, 채도보다 컬러 균일성에 대해서 더 양호한 결과들을 제공하도록 판정되는 보정 방법.
16. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 보정 방법이 1회 이상 수행된 후에 상기 보정 방법을 반복하는 단계를 더 포함하는 보정 방법.
17. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 가상 목표 기본 컬러들의 수는 상기 실제 기본 컬러들의 수와 동일한 보정 방법.
18. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 판정된 컬러 영역 내의 컬러를 실현하기 위해 상기 서브-픽셀들로의 구동 전류를 조정한느 단계는 음의 구동 자극값을 갖는 제1의 실제 기본 컬러뿐만 아니라 양의 구동 자극값을 갖는 하나 이상의 다른 실제 기본 컬러에 대해서도 상기 구동 전류를 조정하는 단계를 포함하는 보정 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 제1의 실제 기본 컬러 및 하나 이상의 다른 실제 기본 컬러에 대한 구동 전류를 조정하는 단계는 상기 판정된 컬러 영역 내에서 실현될 컬러가 자극 좌표계의 평면 상에 직각으로 투영되도록 조정되고, 상기 평면은 음의 구동 자극을 갖지 않는 2개의 실제 기본 컬러들에 대한 자극 좌표들에 의해 확장되는 보정 방법.
20. 각각이 상이한 실제 기본 컬러들의 광을 방출하기 위한 3개 이상의 서브-픽셀들을 구비하는 복수개의 픽셀들을 가진 고정 포맷의 발광 디스플레이 장치에 있어서,

    상기 디스플레이 장치의 모든 픽셀들에 대응되는 실제 기본 컬러들에 대한 컬러 좌표들에 의해 형성되는 구름 형태의 무게 중심을 판정함으로써, 각각의 실제 기본 컬러에 대해 개별적으로, 상기 디스플레이 장치의 픽셀들 80% 이상에 의해 도달될 수 있는 가상 목표 기본 컬러에 대한 컬러 좌표들을 판정하는 수단;

    상기 판정된 가상 목표 기본 컬러들에 의해 정의되는 컬러 영역을 판정하는 수단; 및

    가상 목표 기본 컬러에 도달할 수 없는 픽셀들에 대해, 상기 판정된 컬러 여역 내의 컬러를 실현하기 위해 상기 서브-픽셀들에 대한 구동 전류들을 조정하는 수단

    을 구비하는 고정 포맷의 발광 디스플레이 장치.