KR20070027555A - 컬러 디스플레이 - Google Patents
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Abstract
밝기 능력에 이익이 되도록 컬러 렌더링 능력을 희생함으로써, 컬러 디스플레이 시스템(200)에서 전력이 절감된다. 시스템(200)은 복수의 광 방출기(202, 204, 206)를 포함한다. 이러한 방출기에는 제 1 총 전력 입력으로 합해지는 각각의 초기 전력 입력이 공급되어, 각 광 방출기가 초기 제 1 컬러 농도, 제 2 컬러 농도 및 제 3 컬러 농도를 각각 제공하고, 이들은 결합되어 처음 총 밝기로서 사람의 눈에 인지 가능하게 된다. 전력 입력이 이후 각각의 제 2 전력 입력으로 각 광 방출기에 공급함으로써, 제 2 총 전력 입력으로 감소되어, 상기 제 1 총 전력 입력보다 적은 제 2 총 전력 입력이 얻어진다.
Description
본 발명은 컬러 디스플레이 시스템과 그러한 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터, 이동 전화기, PDA와 디지털 카메라와 같은 전자 디바이스 분야에서의 소비자의 요구는, 이제 이들 디바이스의 컬러 디스플레이가 덜 화려한 텍스트 정보와 함께 밝고 화려한 이미지를 나타낼 수 있도록 엄격한 요구 사항을 강요하고 있다.
또한, 그러한 디바이스의 휴대 가능성에 대한 더 나은 개선에 대한 요구도 존재하고, 이는 소형이고 경량인 디자인에 대한 요구 사항을 수반한다. 하지만, 경량에 대한 요구는 종종 배터리 용량에 대한 요구 사항과 충돌을 일으키고, 이는 긴 배터리 동작 시간을 유지하도록 디바이스에 대해 더 엄격한 에너지 소비 요구 사항을 초래한다.
컬러 LCD 패널과 같은 작금의 디스플레이 시스템은, 충분히 가시적인 파장 스펙트럼으로 디스플레이를 비추기 위해, 형광 튜브를 사용한다. 컬러 정보는 픽셀의 그룹에 관해 잘못된 컬러를 흡수하여, 적색, 녹색 및 청색 이미지가 이들 픽셀의 개별 그룹에 의해 얻어질 수 있도록, 디스플레이 패널에 흡수형 컬러 필터를 통 합함으로써 달성된다.
이들 유형의 디바이스의 배터리 동작 수명을 개선하기 위해서, 백라이트 시스템은 통상 제품이 메인(main)에 연결될 때 백라이트 시스템을 고전력 모드로 설정하고, 디바이스가 배터리로 동작하는 동안, 백라이트 시스템을 더 낮은 전력 모드로 설정하는 것이 가능하도록, 구성된다.
그러므로, 형광 튜브를 사용하는 조명 방법을 이용하는 현재의 기술에서, 백라이트 시스템의 상이한 전력 설정이 가능한 유일한 길은, 형광 튜브에 전력을 덜 공급하는 것이고, 이는 디스플레이의 밝기가 낮다는 문제를 초래한다.
US 6,262,710호는 폴리머 디스플레이에 관한 전력 절감을 설명한다. 상이한 컬러 공간의 효과에 관련된 계산이, 디바이스의 컬러 렌더링(rendering) 능력을 유지하면서, 낮은 전력 소비를 하게 하는 해결책을 찾기 위해 사용된다. 그러한 계산은 복잡하고, 따라서 디스플레이를 동작시키기 위해 필요한 제어 회로의 복잡한 디자인을 요구한다.
그러므로 본 발명의 목적은 종래 기술의 컬러 디스플레이 시스템의 전력 소비에 관련된 결점을 극복하는 것이다.
이러한 목적은 컬러 디스플레이 시스템과 그러한 시스템을 동작하는 방법에 의해 달성되는데, 이러한 시스템은 적어도 제 1 컬러 광 방출기, 제 2 컬러 광 방출기 및 제 3 컬러 광 방출기를 포함한다. 이들 광 방출기에는 각각 PC1 ,0, PC2 ,0 및 PC3,0로 표시된 처음 전력 입력이 공급되고, 이들은 합해져 제 1 총 전력 입력이 되며, 이를 통해 각 광 방출기가 처음 제 1 컬러 강도, 제 2 컬러 강도 및 제 3 컬러 강도를 각각 제공하여, 이들이 결합되어 처음 총 밝기로서 사람의 눈에 인지 가능하게 된다. 이후 각 광 방출기에 각각 PC1 ,1, PC2 ,1 및 PC3 ,1로 표시된 제 2 전력 입력을 공급함으로써, 전력 입력이 제 2 총 전력 입력으로 감소되고, 이를 통해 상기 제 1 총 전력 입력보다 작은 제 2 총 전력 입력이 얻어지며, 그 전력 비는 PC3 ,1/PC3 ,0 < PC2,0/PC2,1과 PC1 ,1/PC1 ,0 < PC2 ,0/PC2 ,1이 된다.
전력 입력의 감소 후, 광 방출기의 결합된 강도는 전력 입력의 감소 전의 처음 총 밝기와 실질적으로 같은 총 밝기로서 사람 눈에 바람직하게 인지 가능하게 된다.
제 2 컬러 광 방출기로의 전력 입력이 증가되어, 제 2 컬러 강도를 생성하여 이러한 제 2 컬러 강도가 제 1 컬러 강도와 제 3 컬러 강도와 결합하여 실질적으로 상기 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 되는 것이 또한 바람직하다.
바람직한 일 실시예에서, 각각의 제 1 컬러 광 방출기와 제 3 컬러 광 방출기로의 전력 입력은 실질적으로 0이다.
시스템은 또한 적어도 제 4 컬러 광 방출기를 포함할 수 있고, 이 경우 전력이 상기 제 4 컬러 광 방출기에 입력되어, 제 4 컬러 광 방출기가 제 4 컬러 강도를 생성하며, 이러한 제 4 컬러 강도가 제 2 컬러 강도와 결합하고, 실질적으로 상기 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하다.
바람직한 일 실시예에서, 전력 입력은 PC3 ,1/PC3 ,0 < 0.7*PC2 ,0/PC2 ,1이고 PC1,1/PC1,0 < 0.7*PC2 ,0/PC2 ,1인 것으로 서로 관련되어 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서는, 전력 입력이 PC3 ,1/PC3 ,0 < 0.5*PC2 ,0/PC2 ,1이고 PC1,1/PC1,0 < 0.5*PC2 ,0/PC2 ,1인 것으로 서로 관련되어 있다.
제 1, 제 2 및 제 3 컬러는 바람직하게 각각 적색, 녹색 및 청색이고, 제 4 컬러는 청록색, 황색 및 호박색을 포함하는 그룹 중 임의의 하나이다.
예컨대, LED-백리트(backlit) LCD 디스플레이와 같은 적색, 녹색 및 청색 광을 생성하기 위해 개별 광 방출기를 사용함으로써, 개별 사용 모드에 관해 컬러 균형이 최적화, 즉 컬러 렌더링 능력에 관한 상이한 요구 사항에 적응될 수 있어, 전력 사용과, 따라서 그로 인한 배터리 동작 수명이 개선될 수 있다. 사람의 눈이 스펙트럼의 녹색 부분에서 가장 민감도가 크므로, 백색 컬러를 녹색 쪽으로 이동시키고, 동시에 광 방출기로의 전력 공급을 감소시킴으로써, 디스플레이의 동일한 밝기를 유지하는 것이 가능하다.
통상적인 컬러 디스플레이 시스템에서, 녹색, 적색 및 청색 광은 완전한 백색 이미지를 생성할 때 인지된 밝기에 60%, 30% 및 10%를 기여한다. 본 발명에 따른 디스플레이 시스템이 PC에 통합되면, 적색과 청색 광 방출기, 예컨대 LED는 완전히 스위칭 오프될 수 있고, 한편 녹색 광 방출기는 예컨대 워드-편집(word-editing)만이 요구되는 환경에서 66%까지 끌어 올려진다(boosted). 그 결과, 인지된 밝기는 변경되지 않고, 동시에 디스플레이 시스템의 전력 소비는 50%까지 감소된다. 그러한 경우의 결점은 녹색 화상만이 관찰될 수 있고, 또한 모든 문자가 녹색으로 나타나게 된다는 점이다.
비록 제 4 광 방출기를 추가한다는 것이 복잡성이 더해진다는 것을 의미하지만, LED의 형태로 된 청록색 또는 호박색 광 방출기가 매우 효율적이며, 일반적으로 전력 절감이라는 장점에 기여하면서 다수의 매력적인 컬러가 여전히 달성될 수 있고, 엔드 유저(end user)의 흥미를 끄는 제품을 개발할 디자인 자유를 준다. 또한, 청록색 LED는 예컨대 청색 LED보다 더 긴 수명을 가진다. 그러므로 좀더 복잡해진다는 것은 디바이스의 수명이 더 길어진다는 것으로 보상받을 수 있다.
본 발명의 방법은 특히, 적색, 녹색 및 청색 광이 LED-백리트 LCD 제품, 폴리-LED 디스플레이, 레이저 기반의 디스플레이 등과 같은 개별 광 방출 소자에 의해 생성되는 제품에 유용하다.
본 발명의 이들 및 다른 양상은 이후 설명된 실시예를 참조하여 분명해지고, 더 자세히 설명된다.
도 1a는 상이한 파장의 광에 대한 사람 눈의 상대적인 민감도를 도시하는 도면.
도 1b는 CIE 1391 색도 도표.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시스템의 블록도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시스템의 블록도.
이제 본 발명을 RGB 컬러 공간에서 특성을 가지는 광 방출기의 예를 참조하여 설명한다. 백리트 LCD, 폴리-LED 및 스캐닝 레이저 시스템에서의 애플리케이션의 정성적인 예가 제시되고, 이후 정량적인 실험과 시뮬레이션의 설명이 이어진다.
사람의 눈은 도 1a의 도면에 도시된 것과 같은 상이한 파장의 광에 민감하다. 상대적인 민감도가 나노미터의 단위를 가진 파장의 함수로서 그려져 있다. 점선으로 그려진 곡선(101)은 로드(rod), 즉 본질적으로 밝기의 측면에서만 민감한 눈의 요소의 상대적인 민감도를 보여준다. 실선으로 된 곡선(102)은 원뿔, 즉 상이한 컬러에 민감한 눈의 요소의 상대적인 민감도를 보여준다. 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 또한 도 1a에 도시되어 있다. 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명에서, 사람 눈에 인지 가능한 스펙트럼에서의 광에 대한 참조가 이루어진다. 그러한 스펙트럼 범위는 약 400㎚에서 약 700㎚의 범위를 가진다.
도 1b는 아래에 논의될 실험과 시뮬레이션에서 사용된 색역(color gamut)을 한정하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 청록색(C) 및 호박색(A)의 자취를 예시하는 잘 알려진 CIE 1931 색도 도표를 도시한다.
도 2에는 이른바, LCD용 백라이트 시스템의 형태로, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 시스템이 도시되어 있다. 시스템(200)은, 예컨대 휴대용 컴퓨터, PDA, 이동 전화기, 디지털 카메라, 또는 전력 면에서 효율적인 디스플레이 시스템을 요구하는 임의의 다른 유형의 전자 디바이스의 부분을 형성할 수 있다. 비록, 자세하게 도시되어 있지는 않지만, 도 2에서 참조 번호(220)라고 표시된 전자 디바이스와 같 은 것은 컬러 디스플레이 시스템(200)을 동작시키기 위해 필요한 임의의 다른 신호뿐만 아니라, 컬러 디스플레이 시스템(200)에 의해 디스플레이될 데이터의 공급과 같은 상기 디스플레이 시스템의 정상적인 동작을 위해 요구되는 모든 기능들을 가진다. 명확하게 하기 위해, 전자 디바이스(220)의 기능이 자세하게 설명되지 않음이 당업자에게는 분명하게 될 것이다.
컬러 디스플레이 시스템(200)은, 광 방출 다이오드(LED), 즉 적색 LED(202), 녹색 LED(204) 및 청색 LED(206)의 형태로 된 다수의 광 방출기로의 전력 입력을 제어하는 제어 회로(212)를 포함한다. LED에 관한 전원은 제어 회로(212)에 시스템(200)에서 연결된 배터리(214)에 의해 개략적으로 예시되어 있다. 컬러 디스플레이 시스템(200)은 통상, 도 2에 예시된 3개의 LED 보다 많은 복수의 LED를 포함한다.
제어 회로(212)에 의해 제어될 때, LED(202, 204, 206)로의 전력 입력은 광학 확산기(208)로 방출되는 적색 광(203), 녹색 광(205) 및 청색 광(207)에 의해 도 2에 예시된 바와 같이, 각 LED로부터의 광의 방출을 초래한다. 당업자에게는 자명한 것처럼, 이러한 확산기는 광 방출기(202, 204, 206)로부터 나오는 광의 "혼합물(blend)"을 생성하고, 백색 광(209)의 거의 연속 스펙트럼을 형성하는 광을 방출한다. 백색 광(209)은 전자 디바이스(220)의 회로로부터의 제어 신호와 결합하여, 제어 회로(212)에 의해 컬러 이미지를 생성하도록 제어되는 LCD 유닛(210)에 입사된다.
제 1 동작 모드에서, 디스플레이 시스템(200)은 광 방출기(202, 204, 206)에 각각 초기 적색, 녹색 및 청색 방출기 전력 입력이 제공되는 식으로 동작한다. 이들 개별 전력 값은 합해져서, 제 1 총 전력 입력으로 된다. 전력 입력을 광으로 전환함으로써, 각 광 방출기(202, 204, 206)는 처음에 적색, 녹색 및 청색 강도(intensity)를 각각 만들고, 이들은 결합하여, 즉 확산기(208)로부터 나오는 "혼합된(blended)" 광(209)이 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 된다.
제 2 동작 모드에서, 적색(202) 및 청색(206) 광 방출기로의 전력 입력은 감소된다. 이를 통해 제 1 총 전력 입력보다 적은 제 2 총 전력 입력이 얻어지고, 각 광 방출기(202, 204, 206)가 적색, 녹색 및 청색 강도를 각각 만들어내며, 이들이 결합된 것이 실질적으로 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 된다.
대안적인 일 실시예에서, 도 2에 예시된 시스템은 LED 대신 레이저 램프의 형태로 된 광 방출기를 포함할 수 있다.
광 방출기로의 전력은, 적색 밝기가 녹색 밝기의 33% 미만이 되고, 청색 밝기가 녹색 밝기의 12% 미만이 되도록 바람직하게 제어된다. 대안적으로, 광 방출기로의 전력은 적색 및 청색 밝기가 0이 되도록 제어된다.
당업자에게 분명하게 되듯이, 전술한 동작은 바람직하게 제어기(212)에서의 논리 회로와 전자 디바이스(220)에서의 소프트웨어 명령어의 결합에 의해 구현된다.
도 3은 소위 폴리-LED 시스템의 형태로 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 시스템(300)을 도시한다. 이 시스템(300)은, 예컨대 휴대용 컴퓨터, PDA, 이동 전화기, 디지털 카메라 또는 전력 면에서 효율적인 디스플레이 시스템을 요구하는 임의 의 다른 유형의 전자 디바이스의 부분을 형성할 수 있다. 비록 자세히 도시되지는 않았지만, 도 3에서 참조 번호(320)로 표시된 전자 디바이스는 컬러 디스플레이 시스템(300)에 의해 디스플레이될 데이터의 공급과, 컬러 디스플레이 시스템(300)을 동작시키는데 필요한 임의의 다른 신호와 같은 상기 디스플레이의 정상적인 동작을 위해 요구되는 모든 기능을 가진다. 이는 당업자에게 분명하므로, 명확하게 하기 위해 전자 디바이스(320)의 기능이 자세히 설명되지 않는다.
컬러 디스플레이 시스템(300)은 X 구동기 회로(306)와 Y 구동기 회로(308)에 의해, 광 방출 다이오드(LED)(302)의 형태로 된 광 방출기(310)의 매트릭스로의 전력 입력을 제어하는 제어 회로(312)를 포함한다. 각각 매트릭스(310)에서 R, G 및 B로 표시된 바와 같은 적색, 녹색 및 청색 LED들 외에, 청록색 LED(304)가 또한 존재한다. LED의 매트릭스(310)에 관한 전력원은, 제어 회로(312)에 시스템(300)에서 연결된 배터리(314)에 의해 개략적으로 예시되어 있다.
제어 회로(312)와 디스플레이 시스템(320)을 통합하는 디바이스의 회로(320)에 의해 제어될 때, LED의 매트릭스(310)로의 전력 입력은 컬러 이미지가 LED의 매트릭스(310) 위에 만들어지도록, 각 LED로부터의 광의 방출을 초래한다. 만들어진 이미지는 매트릭스(310)에서의 LED의 특성에 의해 한정된 색역을 담게 된다.
제 1 동작 모드에서, 디스플레이 시스템(300)은 매트릭스(310)의 광 방출기에 각각 처음 적색, 녹색, 청색 및 청록색 방출기 전력 입력이 제공되는 식으로 동작한다. 이들 개별 전력 값은 합해져서 제 1 총 전력 입력이 된다. 전력 입력을 광으로 전환함으로써, 매트릭스(310)에서의 각각의 광 방출기는 처음에 적색, 녹색, 청색 및 청록색 강도를 각각 생성하고, 이들은 사람의 눈에 제 1 총 밝기로서 인지 가능하다.
제 2 동작 모드에서, 매트릭스(310)의 적색과 청색의 광 방출기로의 전력 입력은 감소된다. 이렇게 해서 제 1 총 전력 입력보다 작은 제 2 총 전력 입력이 얻어지고, 매트릭스(310)의 각각의 광 방출기가 적색, 녹색, 청색 및 청록색 강도를 생성하며, 이들이 결합하여 사람의 눈에 실질적으로 제 1 총 밝기로서 인지 가능하게 된다.
광 방출기로의 전력은 적색 밝기가 녹색 밝기보다 33% 작고, 청색 밝기가 녹색 밝기보다 12% 작게 되는 식으로 바람직하게 제어된다. 대안적으로, 광 방출기로의 전력은, 적색 및 청색 밝기가 0이 되는 식으로 제어된다.
당업자에게는 자명하듯이, 전술한 동작은 제어기(212)에서의 논리 회로와 전자 디바이스(220)에서의 소프트웨어 명령어의 결합에 의해 바람직하게 구현된다.
또한, 호박색 LED가 청록색 LED 대신 사용될 수 있거나, 5개의 컬러(예컨대, 적색, 녹색, 청색, 청록색 및 호박색)를 담고 있는 폴리-LED 디스플레이가 사용될 수 있다.
도 4는 소위 스캐닝 레이저 시스템의 형태로 된 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 시스템(400)을 도시한다. 이 시스템(400)은, 예컨대 휴대용 이미지 프로젝션 시스템이나 전력면에서 효율적인 디스플레이 시스템을 요구하는 임의의 다른 유형의 전자 디바이스의 부분을 형성할 수 있다. 도 2와 도 3을 참조하여 설명된 이전 실시예에서처럼, 컬러 디스플레이 시스템(400)은 그러한 디바이스에 의해 제어된 다.
컬러 디스플레이 시스템(400)은, 광 방출 레이저, 즉 적색 레이저(402), 녹색 레이저(404), 청색 레이저(406) 및 청록색 레이저(408)의 형태로 된 광 방출기로의 전력 입력을 제어하는 제어 회로(412)를 포함한다. 레이저(402, 404, 406, 408)에 관한 전원은 시스템(400)에서 제어 회로(412)에 연결된 배터리(414)로 개략적으로 예시되어 있다.
제어 회로(412)에 의해 제어될 때와, 그 회로에 의해 레이저(402, 404, 406, 408)로의 전력 입력은 각각 레이저 빔(403, 405, 407, 409)의 형태로 된 각 레이저로부터의 광 방출을 초래한다. 레이저 빔(403, 405, 407, 409)은 접힘 거울(420)과 이색성 거울(422)로 이루어진 시스템을 거쳐 이동하여, 복합 빔(411)을 형성하고, 이러한 복합 빔(411)은 스캔 유닛(427)에 의해 제어된 스캔 거울(426)에서 반사되어, 참조 번호(428)에 의해 표시된 것과 같은 이미지를 형성한다. 스캔 유닛(427)은 당업자에게는 잘 알려져 있으므로, 그것의 동작은 설명되지 않는다.
만들어진 이미지(427)는 레이저(402, 404, 406, 408)의 특성에 의해 한정된 것과 같은 색역을 담게 된다.
제 1 동작 모드에서, 디스플레이 시스템(400)은 광 방출기(402, 404, 406, 408)에 각각 처음 적색, 녹색, 청색 및 청록색 방출기 전력 입력이 제공되는 식으로 동작한다. 이들 개별 전력 값이 합해져서 제 1 총 전력 입력이 된다. 전력 입력을 광으로 전환함으로써, 각각의 광 방출기(402, 404, 406, 408)가 처음에 적색, 녹색, 청색 및 청록색 강도를 각각 생성하고, 이들은 사람의 눈에 제 1 총 밝기로 서 인지 가능하게 된다.
제 2 동작 모드에서, 전력 입력은 적색 및 청색 광 방출기(402, 406)로 감소한다. 이로 인해 제 1 총 전력 입력보다 작은 제 2 총 전력 입력이 얻어지고, 각 광 방출기는 각각 적색, 녹색, 청색 및 청록색 강도를 생성하며, 이들이 결합하여 사람 눈에 실질적으로 제 1 총 밝기로서 인지 가능하게 된다.
광 방출기(402, 404, 406, 408)로의 전력은 적색 밝기가 녹색 밝기의 33%보다 적게 되고, 청색 밝기가 녹색 밝기의 12% 보다 적게 되는 식으로 바람직하게 제어된다. 대안적으로, 광 방출기로의 전력은 적색 및 청색 밝기가 0이 되는 식으로 제어된다.
게다가, 황색 레이저가 청록색 레이저 대신 사용될 수 있건, 5개의 컬러(예컨대, 적색, 녹색, 청색, 청록색 및 황색)를 담고 있는 스캐닝 레이저 프로젝션 시스템이 사용될 수 있다.
종래의 고체 상태의 LED를 사용하는 실험을 통해 다음 결과가 얻어졌다. 표 1a는 그러한 LED의 특성에 관한 타당한 정보를 보여준다.
LED 컬러 | x | y | 성능(루멘/와트) |
적색 | 0.700 | 0.299 | 44 |
녹색 | 0.207 | 0.709 | 30 |
청색 | 0.152 | 0.026 | 10 |
표 1a에서, x값과 y값은 도 1b에 개략적으로 예시된 CIE-1931 색도 도표에서의 각 컬러의 위치를 가리킨다.
표 1a의 LED를 사용하여 얻은 실험 결과가 표 1b에 나타나 있다.
LED 컬러 | 처음 전력(와트) | 감소된 전력(와트) |
적색 | 0.22 | 0.93 |
녹색 | 1.00 | 0.0 |
청색 | 0.13 | 0.0 |
총 전력 | 1.35 | 0.93 |
총 플럭스(루멘) | 41 | 41 |
x 컬러 | 0.313 | 0.700 |
y 컬러 | 0.329 | 0.299 |
표 1b의 결과로부터 알 수 있는 것처럼, 전력 입력을 녹색 및 청색 LED으로 감소시키고, 전력을 적색 LED까지 증가시킨 후, 총 감소된 전력과 처음 전력 사이에 69%의 비(즉, 0.93/1.35)가 얻어지고, 동시에 LED로부터의 결합된 광의 41 루멘의 총 출력을 유지하게 된다. 표 1b는 또한 LED 출력과 전력 감소 후의 출력의 처음 결합에 관한 도 1b의 CIE 색도 도표에서의 x 포인트와 y 포인트를 보여준다. 도표의 중심(즉, 백색) 부분에 가까운 포인트(x, y)=(0.313, 0.329)로부터 도표의 적색 부분에 더 가까운 포인트(x, y)=(0.700, 0.299)로의 이동(shift)이 존재한다.
이제 LED에 관한 이론상 성능 값을 사용한 시뮬레이션이 표 2a와 표 2b에 나타난다. LED 효능(efficacy)은 시뮬레이션을 위해 사용된 LED 데이터가 바로 최신 기술이 되는 식으로 개선된다고 가정된다. LED 효능의 발전에 관련된 논의는, "The economics of new goods", Breshnahan, T.F. et al., eds., pp. 29-70, The University of Chicago Press, 1997에 있는 Nordhaus, W.D.와, Bergh A.등에 의한 "SSL-LED Roadmap 2002", Physics Today 54, pp 42-47, December 2001에서 발견될 수 있다.
표 2a는 표 1a와 유사하고, 또한 호박색 LCD와 청록색 LCD에 관한 데이터를 보여준다.
LED 컬러 | x | y | 성능(루멘/와트) |
적색 | 0.700 | 0.299 | 50 |
녹색 | 0.207 | 0.709 | 170 |
청색 | 0.152 | 0.026 | 10 |
호박색 | 0.563 | 0.435 | 120 |
청록색 | 0.084 | 0.413 | 50 |
표 2b는 표 2a의 LED를 사용하는 시뮬레이션 결과를 보여준다. 전력 비와 플럭스 비("전력 %"와 "플럭스 %"로 각각 표시된)가 또한 표에 나타나고, 이들은 많은 플럭스를 유지하면서, 39% 내지 52%의 범위를 갖는 전력 비를 얻는 것이 가능하다는 것을 예시한다.
상이한 시뮬레이션에서 결합된 컬러에 관한 색도 도표에서의 x 포인트와 y 포인트는 그러한 도표의 녹색 부분 쪽으로 향하는 경향이 있음을 주목해야 한다.
실제 디자인된 제품은 다수의 방식으로 본 발명을 사용할 수 있다. 예컨대, 전자 사진/비디오 인식 회로를 통합하는 제품에서는, 디스플레이의 백색 포인트 설정(그리고 개별 컬러의 광원으로의 전력 구동과 같은)이 디스플레이된 이미지 콘텐츠로 자동으로 조정된다.
전력 절감 모드에서 실제 선택된 컬러는, 가장 효율적인 컬러(가장 높은 휘도 효율을 가지는 광원의 컬러인) 대신 시각적으로 눈에 띄는 제품(기계적인 하우징의 컬러에 관련하여 눈에 띄는 디스플레이 컬러를 가지는 제품)을 얻기 위해 선택될 수 있다.
LED 컬러 | 처음 전력(W) | 감소된 전력(W) | 감소된 전력(W) | 감소된 전력(W) |
적색 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
녹색 | 0.90 | 1.23 | 0.70 | 1.00 |
청색 | 0.68 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
호박색 | 0.00 | 0.00 | 0.30 | 0.00 |
청록색 | 0.00 | 0.00 | 0.30 | 0.00 |
총 전력 | 2.58 | 1.23 | 1.30 | 1.00 |
총 플럭스 | 210 | 209 | 170 | 170 |
x 컬러 | 0.313 | 0.207 | 0.294 | 0.207 |
y 컬러 | 0.325 | 0.709 | 0.592 | 709 |
플럭스 %: | 1.00 | 0.81 | 0.81 | |
전력 %: | 0.48 | 0.50 | 0.39 |
LED 컬러 | 처음 전력(W) | 감소된 전력(W) | 감소된 전력(W) | 감소된 전력(W) |
적색 | 1.00 | 0.33 | 0.33 | 0.15 |
녹색 | 0.90 | 0.90 | 0.74 | 1.00 |
청색 | 0.68 | 0.23 | 0.23 | 0.15 |
호박색 | 0.0 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
청록색 | 0.0 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
총 전력: | 2.58 | 1.46 | 1.30 | 1.30 |
총 플럭스(L): | 210 | 172 | 145 | 179 |
x 컬러: | 0.313 | 0.269 | 0.277 | 0.236 |
y 컬러: | 0.325 | 0.478 | 0.450 | 0.555 |
플럭스 %: | 0.82 | 0.69 | 0.85 | |
전력 %: | 0.57 | 0.50 | 0.50 |
LED 컬러 | 처음 전력(W) | 감소된 전력(0.00W) | 감소된 전력(W) |
적색 | 1.00 | 0.00 | 0.15 |
녹색 | 0.98 | 1.00 | 0.90 |
청색 | 0.68 | 0.25 | 0.10 |
호박색 | 0.0 | 0.00 | 0.00 |
청록색 | 0.0 | 0.00 | 0.20 |
총 전력: | 2.58 | 1.25 | 1.35 |
총 플럭스(L): | 210 | 173 | 172 |
x 컬러: | 0.313 | 0.191 | 0.231 |
y 컬러: | 0.325 | 0.514 | 0.565 |
플럭스 %: | 0.82 | 0.82 | |
전력 %: | 0.48 | 0.52 |
요약하면, 전력은 밝기 능력에 이익이 되도록 컬러 렌더링 능력을 희생함으로써 컬러 디스플레이 시스템에서 절감된다. 이러한 시스템은 복수의 광 방출기를 포함한다. 이러한 방출기에는 각각의 처음 전력 입력이 공급되고, 이들 각 처음 전력 입력은 합해져서 제 1 총 전력 입력을 형성함으로써, 각 광 방출기가 처음 제 1 컬러 강도, 제 2 컬러 강도 및 제 3 컬러 강도를 각각 제공하며, 이들은 결합하여 처음 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 된다. 이후 전력 입력은, 각 광 방출기에 각각의 제 2 전력 입력을 공급함으로써, 제 2 총 전력 입력으로 감소되어, 제 1 총 전력 입력보다 작은 제 2 총 전력 입력이 얻어진다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 컬러 디스플레이 시스템 분야에 이용 가능하다.
Claims (21)
- 적어도 제 1 컬러 광 방출기(202, 402), 제 2 컬러 광 방출기(204, 404) 및 제 3 컬러 광 방출기(206, 406)를 포함하는 컬러 디스플레이 시스템(200, 300, 400)의 동작 방법으로서, 각 광 방출기에는 각각 PC1 ,0, PC2 ,0 및 PC3 , 0로 표시된 처음 전력 입력이 공급되고, 이들은 합해져 제 1 총 전력 입력(P0)이 되며, 이를 통해 각 광 방출기가 처음 제 1 컬러 강도, 제 2 컬러 강도 및 제 3 컬러 강도를 각각 제공하여, 이들이 결합되어 처음 총 밝기로서 사람의 눈에 인지 가능하게 되는, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법에 있어서,전력 입력은 각 광 방출기에 각각 PC1 ,1, PC2 ,1 및 PC3 ,1로 표시된 제 2 전력 입력을 공급하고, 이를 통해 상기 제 1 총 전력 입력(P0) 보다 작은 제 2 총 전력 입력(P1)이 얻어지며, 그 전력 비는 PC3 ,1/PC3 ,0 < PC2 ,0/PC2 ,1과 PC1 ,1/PC1 ,0 < PC2 ,0/PC2 ,1인 것을 특징으로 하는, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 1항에 있어서, 전력 입력의 감소 후, 광 방출기의 결합된 강도는 전력 입력의 감소 전의 처음 총 밝기와 실질적으로 같은 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능한, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 1항에 있어서, 제 2 컬러 광 방출기로의 전력 입력이 증가되어, 제 2 컬러 강도를 생성하고, 이러한 제 2 컬러 강도가 제 1 컬러 강도와 제 3 컬러 강도와 결합하며, 실질적으로 상기 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능한, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 3항에 있어서, 각 제 1 컬러 광 방출기와 제 3 컬러 광 방출기로의 전력 입력은 실질적으로 0인, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 시스템은 또한 적어도 제 4 컬러 광 방출기(304, 408)를 포함하고, 이 경우 전력이 상기 제 4 컬러 광 방출기에 입력되어, 제 4 컬러 광 방출기가 제 4 컬러 강도를 생성하며, 이러한 제 4 컬러 강도가 제 2 컬러 강도와 결합하고, 실질적으로 상기 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능한, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 1항에 있어서, PC3 ,1/PC3 ,0 < 0.7*PC2 ,0/PC2 ,1이고 PC1 ,1/PC1 ,0 < 0.7*PC2 ,0/PC2 ,1인, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 1항에 있어서, PC3 ,1/PC3 ,0 < 0.5*PC2 ,0/PC2 ,1이고 PC1 ,1/PC1 ,0 < 0.5*PC2 ,0/PC2 ,1인, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 컬러, 상기 제 2 컬러 및 상기 제 3 컬러는 각각 적색, 녹색 및 청색인, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 제 4 컬러는 청록색, 황색 및 호박색을 포함하는 그룹 중 임의의 하나인, 컬러 디스플레이 시스템의 동작 방법.
- 적어도 제 1 컬러 광 방출기(202, 402), 제 2 컬러 광 방출기(204, 404) 및 제 3 컬러 광 방출기(206, 406)와, 각 광 방출기에 각각 PC1 ,0, PC2 ,0, PC3 , 0로 표시된 처음 전력 입력을 공급하도록 배치된 제어 회로(212, 312, 412)를 포함하는 컬러 디스플레이 시스템(200, 300, 400)으로서, 이들 처음 전력 입력은 합해져서 제 1 총 전력 입력(P0)이 되고, 이를 통해 각 광 방출기가 각각 처음 제 1 컬러 강도, 제 2 컬러 강도 및 제 3 컬러 강도를 제공하며, 이들이 결합하여 사람 눈에 처음 총 밝기로서 인지 가능하게 되는, 컬러 디스플레이 시스템에 있어서,상기 시스템은 각 광 방출기에 각각 PC1 ,1, PC2 ,1, PC3 ,1로 표시된 제 2 전력 입력을 공급하여, 상기 제 1 총 전력 입력(P0)보다 작은 제 2 총 전력 입력(P1)이 얻어지고, 전력 비가 PC3 ,1/PC3 ,0 < PC2 ,0/PC2 ,1과 PC1 ,1/PC1 ,0 < PC2 ,0/PC2 ,1이 되게 제 2 총 전력 입력(P1)으로 전력 입력을 감소시키도록 제어 회로가 배치되는 것을 특징으로 하는, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 10항에 있어서, 상기 제어 회로는 전력 입력의 감소 후, 광 방출기의 결합된 강도가 전력 입력의 감소 전의 처음 총 밝기와 실질적으로 같은 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 되도록 배치되는, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 제어 회로는 제 1 컬러 강도와 제 3 컬러 강도와 결합하여, 실질적으로 상기 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 하는 제 2 컬러 강도를 생성하도록, 제 2 컬러 광 방출기로의 전력 입력을 증가시키도록 배치되는, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 12항에 있어서, 상기 제어 회로는 각각의 제 1 컬러 광 방출기와 제 3 컬러 광 방출기로의 전력 입력을 실질적으로 0으로 감소시키도록 배치되는, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 13항에 있어서, 상기 시스템은 또한 적어도 제 4 컬러 광 방출기(304, 408)를 포함하고, 상기 제어 회로는 제 4 컬러 광 방출기로 전력을 입력하여, 이를 통해 제 4 컬러 광 방출기가 제 4 컬러 강도를 생성하며, 이러한 제 4 컬러 강도가 제 2 컬러 강도와 결합하고, 실질적으로 상기 제 1 총 밝기로서 사람 눈에 인지 가능하게 되도록 배치되는, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 10항에 있어서, PC3 ,1/PC3 ,0 < 0.7*PC2 ,0/PC2 ,1이고 PC1 ,1/PC1 ,0 < 0.7*PC2 ,0/PC2 ,1인, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 10항에 있어서, PC3 ,1/PC3 ,0 < 0.5*PC2 ,0/PC2 ,1이고 PC1 ,1/PC1 ,0 < 0.5*PC2 ,0/PC2 ,1인, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 10항에 있어서, 상기 제 1 컬러, 상기 제 2 컬러 및 상기 제 3 컬러는 각각 적색, 녹색 및 청색인, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 14항 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 4 컬러는 청록색, 황색 및 호박색을 포함하는 그룹 중 임의의 하나인, 컬러 디스플레이 시스템.
- 제 10항에 따른 컬러 디스플레이 시스템을 포함하는 전자 디바이스.
- 제 19항에 있어서, 상기 디바이스는 배터리로 전력이 공급되는, 전자 디바이스.
- 제 19항 또는 제 20항에 있어서, 이미지 신호 콘텐츠에 따라, 전력 레벨을 광 방출기에 맞추는 전자 회로를 담고 있는, 전자 디바이스.
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