KR20080095664A - 다색 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 이 장치는 제1색, 제2색, 제3색 및 백색을 나타내는 복수의 화소, 상기 제1 내지 제3색을 나타내는 세 개의 입력 영상 신호가 나타내는 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 상기 입력 영상 신호를 상기 제1 내지 제3색 및 백색을 나타내는 네 개의 출력 영상 신호로 변환하는 신호 처리부, 그리고 상기 출력 영상 신호에 기초하여 데이터 전압을 생성하고, 상기 데이터 전압을 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. 따라서, 백색 화소가 만들어 내는 백색광과 제1색 내지 제3색이 합쳐서 내는 백색광의 차이에 의한 출력 영상 신호의 색오차를 극복하고 휘도를 유지할 수 있다.
유기 발광 표시 장치, 휘도, 데이터 구동부

Description

다색 표시 장치 및 그 구동 방법{MULTI-COLOR DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 배치를 나타내는 평면도이다.
도 4은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 처리부의 블록도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리부의 블록도이다.
도 6는 본 발명의 예시에 따른 색좌표를 나타낸 그래프이다.
도 7는 본 발명의 예시에 따른 색분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 색분포를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 4색 이상을 나타내는 화소를 포함하는 다색 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 음극선관(CRT)을 대체할 수 있는 평판 표시 장치가 활발하게 연구되고 있다. 평판 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있으며 삼원색을 나타내는 복수의 화소를 포함한다. 세 개의 화소에서 나오는 세 개의 색이 합쳐져 하나의 색이 결정되며, 평판 표시 장치는 각 화소의 휘도를 적절히 제어함으로써 원하는 영상을 표시한다.
그러나 이와 같이 삼원색 화소 만으로 영상을 표시하는 경우 광 효율이 떨어질 수 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치(organic light emitting device)의 경우 색상에 따라서 유기 발광 다이오드의 발광층 재료의 특성이 떨어지는 등으로 인하여 발광층의 발광 효율이 더욱 떨어질 수 있다.
이에 따라 삼원색 화소에 더하여 백색광을 내는 백색 화소를 추가하는 방법이 제시되었다.
이러한 4색 표시 장치는 삼원색, 예를 들면, 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대한 입력 영상 신호를 받아 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소에 대한 출력 영상 신호를 생성한다.
한편, 이러한 4색 표시 장치에서는, 백색 화소가 만들어 내는 백색광과 적색, 녹색 및 청색 화소가 합쳐서 내는 백색광의 색좌표 및 휘도가 다를 수 있다. 또한 백색 화소가 나타내는 백색광과 적색, 녹색 및 청색 화소가 합쳐진 백색광의 차이는 색분포의 왜곡을 일으킨다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 백색 화소가 나타내는 백색 광과 적색, 녹색 및 청색 화소가 합쳐진 백색광의 차이를 극복할 수 있는 4색 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 제1색, 제2색, 제3색 및 백색을 나타내는 복수의 화소,
상기 제1 내지 제3색을 나타내는 세 개의 입력 영상 신호가 나타내는 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 상기 입력 영상 신호를 상기 제1 내지 제3색 및 백색을 나타내는 네 개의 출력 영상 신호로 변환하는 신호 처리부, 그리고
상기 출력 영상 신호에 기초하여 데이터 전압을 생성하고, 상기 데이터 전압을 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 적색, 녹색 및 청색을 나타내는 세 개의 입력 영상 신호를 수신하는 단계,
상기 입력 영상 신호에 기초하여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 예비 휘도 신호를 생성하는 단계,
상기 네 개의 예비 휘도 신호가 나타내는 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 보정 휘도 신호를 생성하는 단계, 그리고
보정 휘도 신호에 기초하여 출력 영상 신호를 생성하는 단계를 포함하며,
상기 예비 휘도 신호의 휘도 보상은 이전 프레임에서 한 화면을 표시하는 복수의 보정 휘도 신호 중 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도 이상의 휘도를 가지는 빈도수에 따라 결정된다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 표시 장치의 한 예로서 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 배치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시판(display panel)(300), 표시판(300)에 연결된 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결되어 있는 계조 전압 생성부(800) 및 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm), 복수의 전압선(도시하지 않음), 그리고 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(G1-Gn) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1- Dm)을 포함한다. 주사선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 분리되어 있다. 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 각 전압선(도시하지 않음)은 구동 전압(Vdd) 등을 전달한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소(PX), 예를 들면 i번째 주사선(Gi)(i=1, 2, …, n)과 j번째 데이터선(Dj)(j=1, 2,…, m)에 연결되어 있는 화소(PX)는 유기 발광 다이오드(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 축전기(Cst) 및 스위칭 트랜지스터(Qs)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(Qs)는 삼단자 소자로서, 제어 단자(control terminal), 입력 단자(input terminal) 및 출력 단자(output terminal)를 가진다. 제어 단자는 주사선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 연결되어 있다. 이러한 스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사선(Gi)을 통해 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터 전압을 전달한다.
구동 트랜지스터(Qd) 또한 삼단자 소자로서, 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다. 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs)와 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압(Vdd)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)와 연결되어 있다. 이러한 구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 축전기(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Qs)를 통하여 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 오프된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)일 수 있으며, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자와 연결되어 있는 애노드(anode) 및 공통 전압(Vcom)과 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 유기 발광 소자(LD)는 기본색(primary color) 및 흰색 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이렇게 합성된 빛에 백색광이 더해지면 전체 휘도가 높아진다.
이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기 발광 소자(LD)가 백색의 빛을 낼 수 있다. 이 경우, 일부 화소(PX)는 유기 발광 소자(LD)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 앞으로 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 내는 화소, 즉 적색 화소(PR), 녹색 화소(PG), 청색 화소(PB) 및 백색 화소(PW)가 2*2 행렬의 형태로 배열되어 있다. 이와 같이 배열된 화소 집합을 "도트(dot)"라고 하면, 유기 발광 표시 장치는 도트가 행 방향 및 열 방향으로 반복되어 배치되어 있는 구조를 가진다. 각 도트 내에서 적색 화소(PR)와 청색 화소(PB)가 대각선으로 마주보며, 녹색 화소(PG)와 백색 화소(PW)가 대각선으로 마주하고 있다. 녹색 화소(PG)와 백색 화소(PW)가 대각선 방향으로 마주할 때 유기 발광 표시 장치의 색 특성이 가장 좋다.
그러나, 이러한 4색의 화소(PR, PG, PB, PW)는 도 3의 바둑판 배열 이외에도 띠(stripe) 배열 또는 펜타일(pentile) 배열 등을 취할 수도 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 비정질 규소 또는 다결정 규소로 이루어진 n채널 전계 효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor, FET)이다. 그러나 이러한 트랜지스터(Qs, Qd) 중 적어도 하나는 p채널 MOSFET일 수 있다. 또한 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 주사 구동부(400)는 표시판(300)의 주사선(G1-Gn)에 연결되어 스위칭 트랜지스터(Qs)를 턴 온시킬 수 있는 고전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사선(G1-Gn)에 각각 인가 한다.
데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 영상 신호를 나타내는 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
계조 전압 생성부(800)는 복수의 계조 전압 집합을 생성하여 데이터 구동부(500)로 출력한다. 계조 전압 집합은 발광 재료의 발광 효율 및 수명을 고려하여 색상 별로 다르게 설정될 수 있다.
신호 제어부(600)는 주사 구동부(400), 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
또한 신호 제어부(600)는 3색의 입력 영상 신호(R, G, B)로부터 4색의 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 생성하는 신호 처리부(900)를 포함한다. 이러한 신호 처리부(900)에 대하여는 뒤에서 상세히 설명한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Qs, Qd) 따위와 함께 표시판(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또 는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면, 이러한 유기 발광 표시 장치의 동작에 대하여 살펴본다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 삼색의 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 삼색을 기준으로 한 각 화소(PX)의 휘도(luminance)에 대응하는 값(계조)을 가지고 있는 디지털 신호로서, 가질 수 있는 계조의 수효는, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개이다. 각 계조가 나타내는 휘도는 표시 장치의 감마 곡선에 의하여 주어지며, 입력 영상 신호(R, G, B) 또는 계조를 휘도로 변환하는 것을 "감마 변환"이라 한다.
입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 처리부(900)는 삼색의 입력 영상 신호(R, G, B)로부터 적색, 녹색, 청색 및 백색의 예비 영상 신호를 추출하고, 네 개의 예비 영상 신호를 보정한 다음, 이를 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하여, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 생성한다.
신호 제어부(600)는 또한 주사 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 내보내고, 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 고전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 주사 제어 신호(CONT1)는 또한 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호((R', G', B', W')의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 4색의 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 수신하고, 아날로그 전압으로 변환한다.
주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터 공급되는 주사 제어 신호(CONT1)에 따라, 주사선(G1-Gn)에 인가되는 주사 신호를 고전압(Von)으로 변환한다.
그러면, 해당하는 화소행의 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 온되고, 구동 트랜지스터(Qd)는 턴 온된 스위칭 트랜지스터(Qs)를 통하여 해당 데이터 전압을 인가 받는다. 각각의 구동 트랜지스터(Qd)는 인가된 데이터 전압에 상응하는 구동 전류(ILD)를 유기 발광 소자(LD)에 출력한다. 이에 따라 유기 발광 소자(LD)는 구동 전류(ILD)에 상응하는 크기의 빛을 발광한다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 고전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
그러면, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 처리부(900)에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 처리부(910)의 블록도이다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 신호 처리부(910)는 외부에서 복수의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합을 받아 각각의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합으로부터 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4색 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 생성한다. 신호 처리부(910)는 전처리부(911), 보정부(912) 및 역감마 변환부(913)를 포함한다.
전처리부(911)는 외부에서 복수의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합을 받아 각각의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합으로부터 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4색 예비 휘도 신호(LR, LG, LB, LW)를 생성한다. 전처리부(911)는 제1 신호 배열부(signal ordering unit) (914), 감마 변환부(gamma converter) (915), 제1 연산부(calculator) (916) 및 제2 신호 배열부(917)를 포함한다.
제1 신호 배열부(signal ordering unit) (914)는 외부에서 복수의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합을 받아 각각의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합 내에 속하는 세 개의 입력 영상 신호(R, G, B)를 그 계조에 따라 배열한다. 그 배열 방법으로는 각 입력 영상 신호(R, G, B)의 계조가 높은 순서로 배열할 수 있다.
이와 같이 배열하였을 때, 계조가 높은 입력 영상 신호(R, G, B)부터 차례대로 제1 신호(D1), 제2 신호(D2) 및 제3 신호(D3)라고 하고, 제1, 제2 및 제3 신호(D1, D2, D3)의 계조를 차례대로 제1 계조, 제2 계조 및 제3 계조라고 하자.
감마 변환부(gamma converter) (915)는 제1 내지 제3 신호(D1, D2, D3)를 감마 변환하여 제1, 제2 및 제3 계조에 상응하는 제1 휘도, 제2 휘도 및 제3 휘도를 가지는 제1 휘도 신호(L1), 제2 휘도 신호(L2) 및 제3 휘도 신호(L3)를 생성한다.
제1 연산부(calculator) (916)는 제1 내지 제3 휘도 신호(L1, L2, L3)에 기초하여 백색 예비 휘도 신호(LW)를 생성하고, 제1 내지 제3 휘도 신호(L1, L2, L3)를 제1 내지 제3 기본 휘도 신호(L1', L2', L3')로 변환한다.
예를 들면, 제1 내지 제3 휘도 신호(L1, L2, L3) 중 가장 낮은 휘도인 제3 휘도를 백색 예비 휘도 신호(LW)가 가지는 휘도로 정의하고. 제1 내지 제3 기본 휘도 신호(L1', L2', L3')는 제1 내지 제3 휘도에서 백색 예비 휘도 신호(LW)의 휘도인 제3 휘도를 뺀 휘도를 갖도록 정의할 수 있다. 따라서, 제1 기본 휘도 신호(L1')는 제1 휘도에서 제3 휘도를 뺀 휘도를 가지며, 제2 기본 휘도 신호(L2')는 제2 휘도에서 제3 휘도를 뺀 휘도를 가지며, 제3 기본 휘도 신호(L3')는 0의 휘도를 가질 수 있다.
제2 신호 배열부(917)는 제1 내지 제3 기본 휘도 신호(L1', L2', L3')를 색정보에 따라 재배열하여 적색, 녹색 및 청색의 3색 예비 휘도 신호(LR, LG, LB)로 정의한다.
이후, 보정부(912)는 전처리부(911)에서 생성된 4색 예비 휘도 신호(LR, LG, LB, LW)를 받아 색온도를 보정하여 4색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')로 변환한다.
이때, 보정부(912)는 아래의 식과 같은 연산을 수행한다.
Figure 112007031333587-PAT00001
수학식 1의 a, b, c 및 d는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 색 보정 상수이다. 4색의 색 보정 상수(a, b, c, d)는 백색 화소(PW)의 유기 발광 소자(LD)가 나타내는 백색 (앞으로 "화소 백색" 이라 함)과 적색, 녹색 및 청색의 3색 화소(PR, PG, PB)로 만들어 내는 백색 (앞으로 "합성 백색" 이라 함)의 색온도 및 휘도의 차이로 발생하는 색분포 왜곡을 줄이기 위한 상수로서, 재료의 특성에 따라 달라진다. 따라서, 색 보정 상수(a, b, c, d)는 화소 백색은 고정된 상태에서, 적색, 녹색 및 청색의 3색 화소의 출력 영상 신호를 보정한다. 색 보정 상수(a, b, c, d)는 화소 백색과 합성 백색의 색좌표 및 휘도를 맞추기 위한 값으로 결정되며, 일반적으로 1을 넘지 않는다.
예를 들면, 적색, 녹색 및 청색의 입력 영상 신호의 휘도가 같은 값인 경우에, 입력 영상 신호를 백색 화소를 사용하여 표시하는 백색과 적색, 녹색 및 청색 화소를 사용하여 표시하는 백색의 색좌표 및 휘도가 같도록 색 보정 상수(a, b, c, d)를 결정한다. 예를 들면, 적색, 녹색 및 청색의 입력 영상 신호의 휘도가 (10, 10, 10)인 경우에, 이를 백색 화소를 사용하여 (10*d) 값을 가지는 백색으로 표시하는 경우와, 적색, 녹색 및 청색 화소를 사용하여 (10*a, 10*b, 10*c) 값을 가지는 백색으로 표시하는 경우에 색좌표 및 휘도가 동일한 값을 갖도록 색 보정 상수(a, b, c, d)를 결정한다.
이후, 역감마 변환부(913)는 4색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')를 받아 역감마 변환하여 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 생성한다.
아래에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리부에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리부(930)의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 신호 처리부(930)는 3색 입력 영상 신호(R, G, B)를 받아 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4색 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 생성한다. 본 실시예에 따른 신호 처리부(930)는 전처리부(931), 보정부(932) 및 후처리부(933)를 포함한다.
전처리부(931)는 외부에서 복수의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합을 받아 각각의 3색 입력 영상 신호(R, G, B) 집합으로부터 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4색 예비 휘도 신호(LR, LG, LB, LW)를 생성한다. 전처리부(931)는 제1 신호 배열 부(signal ordering unit) (934), 감마 변환부(gamma converter) (935), 제1 연산부(calculator) (936) 및 제2 신호 배열부(937)를 포함한다. 본 실시예에 따른 신호 처리부(930)의 전처리부(931)는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 처리부(910)의 전처리부(911)와 실질적으로 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
보정부(932)는 전처리부(931)에서 생성된 4색 예비 휘도 신호(LR, LG, LB, LW)를 받아 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 4색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')로 변환한다. 보정부(932)는 제2 연산부(940)와 휘도 보상 변수 결정부(941)를 포함한다.
제2 연산부(940)는 전처리부(931)에서 생성된 4색 예비 휘도 신호(LR, LG, LB, LW)와 휘도 보상 변수 결정부(941)에서 결정된 휘도 보상 변수(s)를 받아 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 4색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')로 변환한다.
이때, 제2 연산부(940)는 아래의 식과 같은 연산을 수행한다.
Figure 112007031333587-PAT00002
수학식 2의 a, b, c 및 d는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 색 보정 상수이며, s는 휘도 보상 변수이다. 4색의 색 보정 상수(a, b, c, d)는 앞서 설명한 바와 같이 정의된 상수이다. 휘도 보상 변수(s)는 휘도를 보상하기 위한 변수이다. 휘도 보상 변수(s)는 초기값이 설정되어 있으며, 이후에는 휘도 보상 변수 결정부(941)로부터 입력되는 값으로 정의한다.
휘도 보상 변수 결정부(941)는 4색 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')를 받아 휘도 보상 변수(s)를 결정하여 제2 연산부(940)로 출력한다.
이하, 휘도 보상 변수(s)를 결정하는 방법을 살펴보자.
출력 영상의 휘도는 백색 출력 영상 신호의 영향을 많이 받으며, 백색의 색 보정 상수(d)와 휘도 보상 변수(s)를 더한 값이 1을 넘는 경우는 휘도 보상이 필요 이상 과대하게 일어난다는 의미이다. 따라서, 휘도 보상 변수(s)는 백색의 색 보정 상수(d)와 더한 값이 1을 넘지 않아야 한다. 그러나 적색, 녹색 및 청색의 색 보정 상수(a, b, c)와 더한 값은 1을 넘을 수 있다.
휘도 보상 변수 결정부(941)는 4색 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')를 받아, 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW') 중 표시 장치의 최대 계조가 표시할 수 있는 휘도 이상의 휘도를 가지는 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')의 개수를 세어 초과 개수로 정의한다. 따라서, 한 번의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')에 대한 초과 개수는 4를 넘을 수 없다.
이후, 한 프레임의 초과 개수를 모두 더하여 초과 합계를 구한다. 이때, 초과 합계의 값이 너무 크면 휘도 보상이 필요 이상 과대하게 일어난다는 의미이고, 초과 합계의 값이 너무 작으면 휘도 보상이 안되고 있다는 의미이므로, 초과 합계의 값은 어느 정도 일정한 범위 안에서 유지되어야 한다. 그러므로 초과 합계의 값이 상한보다 큰 경우는 휘도 보상 변수(s)를 이전의 휘도 보상 변수(s)에서 소정 의 값(
Figure 112007031333587-PAT00003
)을 뺀 값으로 설정하고, 초과 합계의 값이 하한보다 작은 경우는 휘도 보상 변수(s)를 이전의 휘도 보상 변수(s)에 소정의 값(
Figure 112007031333587-PAT00004
)을 더한 값으로 설정한다. 이때, 상한, 하한 및 소정의 값(
Figure 112007031333587-PAT00005
)은 실험적으로 구해지는 값이다.
후처리부(933)는 보정부(932)로부터 4색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')를 받아 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도 이상의 휘도를 가지는 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')를 보정하고 역감마 변환을 하여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 출력한다. 후처리부(933)는 클리핑부(938)와 역감마 변환부(939)를 포함한다.
클리핑부(938)는 4색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')를 받아 최종 휘도 신호(LR'', LG'', LB'', LW'')로 보정한다. 적색, 녹색, 청색 및 백색의 보정 휘도 신호(LR', LG', LB', LW')가 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도 이상의 휘도를 가지는 경우, 그 값을 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도로 제한한다. 따라서 최종 휘도 신호(LR'', LG'', LB'', LW'')는 모두 표시 가능한 휘도값을 가진다.
이후, 역감마 변환부(939)는 4색의 최종 휘도 신호(LR'', LG'', LB'', LW'')를 역감마 변환하여 적색, 녹색, 청색 및 백색 출력 영상 신호(R', G', B', W')를 출력한다.
도 6는 본 발명의 예시에 따른 색좌표를 나타낸 그래프이고, 도 7는 본 발명의 예시에 따른 색분포를 나타낸 그래프이다.
도 6의 색좌표는 국제조명위원회(CIE: Commission Internationale de l'Eclairage)에서 정한 표색법을 나타낸 것으로서, 분광광도계로 잰 측정값을 기초로 x, y의 좌표를 만든 것이다. x, y 좌표는 색온도를 나타내는 것으로서, 색온도는 휘도를 제외한 색의 나머지 성질, 즉 색상 및 채도와 관련되어 있다.
색좌표에 도시된 말굽 모양의 곡선은 각 파장에서 단색광의 색온도를 도표 위에서 구하고 그것들을 선으로 연결한 후 순자색과 순적색의 색온도점을 연결한 것으로서, 이 안에 모든 색이 포함된다.
말굽 모양의 곡선 안에 표시되어 있는 삼각형은 적색, 녹색 및 청색의 삼색 화소를 포함하는 표시 장치가 나타낼 수 있는 색의 범위를 정의한 것으로서, 삼각형의 꼭지점(nR, nG, nB)이 적색, 녹색, 청색의 순색을 나타낸다.
도 6에 나타낸 예시에서, 합성 백색(n1)의 색온도 및 휘도와 화소 백색(n2)의 색온도 및 휘도는 아래의 표 1과 같다.
Figure 112007031333587-PAT00006
표 1에서 나타낸 바와 같이, 합성 백색과 화소 백색은 그 색온도 및 휘도가 다르다.
도 7은 본 발명의 실시예를 적용하지 않고 일반적인 방법으로 사색 변환을 한 경우의 색 분포를 나타낸다. 도 7의 색 분포는 전체적으로 삼각형을 이루는 세 개의 정점을 포함하며, 각각의 정점은 적색, 녹색 및 청색(R, G, B)을 나타내고, 삼각형은 세 가지 색(R, G, B)의 혼합으로 표시할 수 있는 색의 경계를 나타내고 있다. 즉, 삼각형의 경계와 안쪽에 위치하는 점들은 적색, 녹색 및 청색(R, G, B)을 혼합하여 만들 수 있는 색의 분포를 나타내고 있다. 색 분포의 가운데 정점(W)은 백색을 나타내며, 백색 정점(W)을 중심으로 점들이 사방으로 퍼져나가는 형태를 이룬다. 그런데, 백색 정점(W)을 중심으로 특정한 방향으로 늘어선 점들이 일직선이 아니고 휜 형태이다. 예를 들어, 백색 정점(W)에서 녹색 정점(G)을 향해 나가는 일련의 정점들은 일직선을 이루지 않으며, 백색 정점(W)을 기준으로 휘어지는 것을 볼 수 있다. 또한, 백색 정점(W)에서 청색 정점(B)을 향해 나가는 일련의 점들과 백색 정점(W)에서 적색 정점(R)을 향해 나가는 정점들도 백색 정점(W)을 기준으로 휘어지는 것을 볼 수 있다. 또한, 전체적인 점들의 분포가 백색 정점(W)으로 집중되는 현상이 나타남을 볼 수 있다. 즉, 전체 색분포를 볼 때, 왜곡이 발생한다.
도 8은 도 5에 도시한 실시예에 따른 표시 장치에서 색 분포를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시한 실시예에 따른 표시 장치에서, 표 1과 같은 합성 백색(n1) 및 화소 백색(n2)을 가지는 표시 장치에서 실험을 통해 얻은 적정한 색 보정 상수는 a= 0.85, b= 0.88, c=1.0, d=0.7 였다. 이때 4색의 색 보정 상수(a, b, c, d)는 모두 1보다 작거나 같은 값을 가진다. 도 5에 도시한 실시예에 따른 표시 장치에서, 휘도 보상 변수(s)는 -0.17~0.17 의 범위를 가진다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 본 발명의 예시의 색 분포를 나타내며, 도 8의 색분포는 백색 정점(W)을 기준으로 색분포가 일직선으로 퍼져나가는 형태를 가진다. 즉, 백색 정점(W)을 중심으로 특정한 방향으로 늘어선 점들이 일직선을 이룬다. 예를 들어, 백색 정점(W)에서 녹색 정점(G)을 향해 나가는 일련의 정점들은 일직선을 이루고 있으며, 백색 정점(W)에서 청색 정점(B)을 향해 나가는 일련의 점들과 백색 정점(W)에서 적색 정점(R)을 향해 나가는 정점들도 백색 정점(W)을 기준으로 일직선을 이루고 있다. 또한, 전체적인 점들의 분포가 백색 정점(W)으로 집중되는 현상이 개선된 것을 볼 수 있다.
이와 같이 색 보정 상수(a, b, c, d) 및 휘도 보상 변수(s)를 이용함으로써 백색 화소(PW)가 나타내는 백색과 3색의 화소(PR, PG, PB)로 만들어 내는 백색의 색온도 차이로 발생하는 색오차를 줄이며 휘도를 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 4색 화소를 가지는 표시 장치에서 색 보정 상수와 휘도 보상 변수를 이용하여 색좌표 오차를 극복하고 휘도를 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 제1색, 제2색, 제3색 및 백색을 나타내는 복수의 화소,
    상기 제1 내지 제3색을 나타내는 세 개의 입력 영상 신호가 나타내는 색온도를 보정하고 휘도를 보상하여 상기 입력 영상 신호를 상기 제1 내지 제3색 및 백색을 나타내는 네 개의 출력 영상 신호로 변환하는 신호 처리부, 그리고
    상기 출력 영상 신호에 기초하여 데이터 전압을 생성하고, 상기 데이터 전압을 상기 화소에 공급하는 데이터 구동부
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 입력 영상 신호에 기초하여 상기 제1 내지 제3색 및 백색을 나타내는 네 개의 예비 휘도 신호를 생성하고,
    상기 예비 휘도 신호를 휘도 보상값과 색 보정값에 기초하여 보정 휘도 신호로 보정하고,
    상기 보정 휘도 신호에 기초하여 상기 네 개의 출력 영상 신호를 생성하는
    표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 휘도 보상값은 휘도 보상 변수에 의해 결정되며,
    상기 휘도 보상 변수는 이전 프레임에서 한 화면을 표시하는 복수의 보정 휘도 신호 중 표시장치의 최대 계조가 표시하는 휘도 이상의 휘도를 가지는 빈도수에 따라 결정되는
    표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 빈도수가 상한과 하한을 가지는 일정 범위에 포함되는 경우는 이전 프레임의 휘도 보상 변수 값이 유지되며,
    상기 빈도수가 상기 상한보다 큰 경우는 이전의 휘도 보상 변수의 값에서 소정의 값을 뺀 값이 상기 휘도 보상 변수로 결정되고,
    상기 빈도수가 상기 하한보다 작은 경우는 이전의 휘도 보상 변수에 상기 소정의 값을 더한 값이 상기 휘도 보상 변수로 결정되는
    표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 보정 휘도 신호는,
    Figure 112007031333587-PAT00007
    (단, a, b, c 및 d는 색 보정 상수, s는 휘도 보상 변수, LR, LG, LB 및 LW는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 예비 휘도 신호, LR', LG', LB' 및 LW' 녹색, 청색 및 백색의 보정 휘도 신호를 의미함)
    를 충족하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 휘도 보상 변수와 상기 백색 색 보정 상수를 더한 값이 1보다 작거나 같은 값을 가지는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 제1 내지 제3색의 입력 영상 신호를 기초로 하여 백색 예비 휘도 신호의 휘도를 정의하고, 상기 백색 예비 휘도 신호의 휘도에 따라 상기 제1 내지 제3색의 예비 휘도 신호의 휘도를 연산하는
    표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 백색 예비 휘도 신호의 휘도는 상기 입력 영상 신호의 휘도 중 최소값이며, 상기 제1 내지 제3색의 예비 휘도 신호의 휘도는 상기 제1 내지 제3색의 입력 영상 신호의 휘도에서 상기 백색 예비 휘도 신호의 휘도를 뺀 값인
    표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 신호 처리부는 상기 보정 휘도 신호를 역감마 변환하여 출력 영상 신호를 생성하며,
    상기 보정 휘도 신호를 역감마 변환하기 전에, 상기 보정 휘도 신호의 휘도가 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도를 넘는 경우에 상기 보정 휘도 신호의 휘도를 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도로 보정하는
    표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 화소는 유기 발광 소자를 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,
    상기 제1 내지 제3색은 삼원색인 표시 장치.
  12. 적색, 녹색 및 청색을 나타내는 세 개의 입력 영상 신호를 수신하는 단계,
    상기 입력 영상 신호에 기초하여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 예비 휘도 신호를 생성하는 단계,
    상기 네 개의 예비 휘도 신호가 나타내는 색온도를 보정하고 휘도를 보상하 여 적색, 녹색, 청색 및 백색의 보정 휘도 신호를 생성하는 단계, 그리고
    보정 휘도 신호에 기초하여 출력 영상 신호를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 예비 휘도 신호의 휘도 보상은 이전 프레임에서 한 화면을 표시하는 복수의 보정 휘도 신호 중 표시 장치의 최대 계조가 표시하는 휘도 이상의 휘도를 가지는 빈도수에 따라 결정되는
    표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 예비 휘도 신호를 생성하는 단계는,
    상기 입력 영상 신호를 그 계조가 큰 것부터 차례로 제1, 제2 및 제3 입력 영상 신호로 정렬하는 단계,
    상기 제3 입력 영상 신호에서 백색 예비 휘도 신호를 결정하는 단계,
    상기 백색 예비 휘도 신호에 기초하여, 상기 입력 영상 신호를 보정하여 적색, 녹색 및 청색의 예비 휘도 신호로 보정하는 단계를 더 포함하는
    표시 장치의 구동 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 휘도 보상은 휘도 보상 변수에 의해 결정되며,
    상기 휘도 보상 변수는 상기 빈도수가 상한과 하한을 가지는 일정 범위에 포함되는 경우는 이전 프레임의 휘도 보상 변수 값이 유지되며,
    상기 빈도수가 상기 상한보다 큰 경우는 이전의 휘도 보상 변수의 값에서 소정의 값을 뺀 값이 상기 휘도 보상 변수로 결정되고,
    상기 빈도수가 상기 하한보다 작은 경우는 이전의 휘도 보상 변수에 소정의 값을 더한 값이 상기 휘도 보상 변수로 결정되는
    표시 장치의 구동 방법.
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