KR20110031381A - 디스플레이 수명의 개선 방법 - Google Patents

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Abstract

각각의 픽셀이 제 1 서브픽셀, 제 2 서브픽셀, 및 제 3 서브픽셀을 구비하는, 컬러를 가진 픽셀들의 세기 값들을 조절하는 방법이 제공되어 있으며, 각각의 서브픽셀들은 다른 컬러의 광을 방출하고 제 1 서브픽셀의 수명은 다른 컬러를 가진 서브픽셀들의 수명들보다 낮고, 각각의 픽셀에 대해, 각각의 픽셀 안의 각각의 컬러 서브픽셀의 세기에 대응하는 세기 값들을 수신하는 단계; 및 각각의 픽셀 안의 제 1 서브픽셀의 세기 값을 낮추고 관찰자에 허용가능한 픽셀 컬러를 여전히 제공하는 단계를 포함한다.

Description

디스플레이 수명의 개선 방법{Method for improving display lifetime}
본 발명은 발광 디스플레이들 및 이와 같은 디스플레이들의 수명을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다.
다양한 방출 디스플레이 디바이스들이 오늘날 시장에 존재한다. 이용가능한 디스플레이들 중에서 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들과 같은, 박막의, 코팅된, 전계발광(electro-luminescent) 디스플레이들이 있다. 이들 디스플레이들은 액티브 회로를 활용하는 액티브 매트릭스 백플레인(active matrix backplane)들, 또는 발광 소자들의 행들 및 열들로 공통 신호들을 제공하는, 패시브 매트릭스 백플레인(passive matrix backplane)들을 사용하여 구동된다.
전형적인 종래 기술의 OLED 디스플레이들에서, 다른 컬러의 에미터들, 예를 들어 적색, 녹색 및 청색 OLED의 휘도가 OLED로 전달된 전류 밀도가 증가됨에 따라 증가함이 공지되어 있다. 전류 밀도로부터 휘도로의 전달 함수는 전형적으로 선형 함수에 따라 행동한다. 그러므로, 디스플레이의 휘도를 증가시키기 위해, 주어진 영역을 가지는 OLED로 전달된 전류를 증가시켜야 한다. 컬러-밸런스(color-balanced) 디스플레이를 유지하기 위해, 전류는 적:녹:청 휘도의 바람직한 비를 유지하기 위해 3 개의 OLED로 차등하여 조절되어야 한다.
불행하게도, OLED를 구동하는데 사용된 전류 밀도, 및 이에 따른 휘도를 증가하는 것은 OLED를 구동하는데 필요한 전력을 증가시킬 뿐만 아니라, OLED의 수명을 감소시킨다. 아마도 더 큰 중요성은 전체 노화가 아니라 다른 컬러들의 노화가 동일하지 않다는 사실이다. 그러므로, 몇 가지 컬러들의 휘도는 다른 것들보다 더 빠르게 저하할 것이다. 잘-밸런스된, 풀 컬러 디스플레이를 유지하기 위해, 컬러를 가진(colored) 물질들의 상대적 휘도가 디스플레이 수명에 전체에 유지되어야 하는 것은 중요하다.
디스플레이의 전체 수명은 휘도 출력을 감소시키는 것뿐만 아니라 상대적 컬러 효율성에서의 변화를 통해 감소할 수 있다. 광의 특정 컬러를 발생하는 하나의 OLED 물질이 예를 들어, 더 많은 사용을 통해, 광의 다른 컬러들을 발생하는 다른 물질들보다 더 빠르게 저하된다면, 물질로부터의 특정 광 출력은 다른 컬러들에 비해 감소될 것이다. 이 차등 컬러 출력 변화는 디스플레이의 컬러 밸런스를 변경하여, 이미지들이 심각한 컬러 언밸런스를 가질 수 있고, 이는 전체 휘도에서의 감소보다 훨씬 더 주목할만하다. 특정 컬러의 밝기를 증가하는 것에 의해 특정 컬러의 휘도 및 광 출력에서의 이러한 감소를 보상할 수 있는 동안, 이와 같은 해결방법은 노화률 및 전력 사용을 증가시키고 디스플레이에서 상대적 컬러 효율성에서의 변화를 악화시킨다. 대안으로는, 더 강건한(robust) 컬러들의 휘도를 감소시킬 수 있지만, 그러나 이는 디스플레이의 전체 밝기를 떨어뜨린다. 디스플레이의 사용가능한 수명을 극대화시키기 위해, 컬러 요소들의 상대적 휘도가 절대 휘도의 손실을 최소화하는 동안 유지될 수 있는 시간을 극대화하는 것이 중요하다.
발광 물질의 동일하지 않은 영역들을 가지는 평패널 디스플레이들은 미국 특허 출원 2002/0014837에 김(Kim) 등에 의해 논의되어 있다. 적색, 녹색 및 청색 발광 소자들의 상대적 크기는 OLED 디스플레이에서 활용된 컬러 물질들의 휘도 효율성에 기초하여 조절된다. 몇 디스플레이 구성에서, 이용가능한 적색 OLED 물질들은 현재의 녹색 및 청색 OLED 물질들보다 상당히 더 낮은 휘도 효율성을 가진다. 현재의 적색 OLED 물질들의 낮은 효율성 때문에, 동일한 크기의 서브-픽셀들을 유지하기를 바란다면, 낮은 휘도 효율성 물질에 제공되어야 하는 제곱 면적당 전력은 원하는 광 출력을 달성하기 위해 증가되어야한다. 이 기준을 이용하여, 김은 적색 및 청색-발광 영역들보다 더 큰 적색-발광 영역을 가지는 OLED 디스플레이를 제안하였다. 따라서, 면적당 상대적 전력은 다른 컬러를 가진 물질들에 걸쳐 다소 동일하게 될 수 있다. 그러나, 김 등에 의해 제안된 디스플레이 레이아웃의 최적화는 3 개의 물질들의 수명이 최적화되는 설계로 반드시 이를 유도하지 않는다.
야마다(Yamada)에 의한 미국 특허 6,366,025는 동일하지 않은 발광 소자 영역들을 가지는 OLED 디스플레이를 개시하고 있으며, 발광 소자들의 영역들은 OLED 디스플레이의 수명을 개선하는 목표를 가지고 조절된다. 야마다는 물질의 방출 효율성, 방출 물질들의 각각의 색도(chromaticity), 및 목표 발광 소자 영역들을 결정하려고 시도하는 경우 타겟 디스플레이의 색도를 고려한다. 그러나, 야마다는 다른 물질들의 시간에 걸쳐 내재하는 휘도 안정성에서의 차이와 같은, 장치 수명에 영향을 미칠 OLED 물질들의 다른 중요한 특성들을 설명하는데 실패하였다. 더 중요하게는, 전형적 제조 접근법은 다른 컬러를 가진 서브픽셀들의 영역들에서의 최대 차이를 한정한다. 이와 같이, 이러한 접근은 물질들의 방출 효율성에서의 모든 차이를 보상할 수 없거나, 또는 다른 컬러를 가진 서브픽셀들을 형성하는데 전형적으로 사용되는 다른 물질들의 내재하는 휘도 안정성에서의 광학 특성들 또는 차이들과 같은 다른 중요한 요인들을 보상할 수 없다.
전계발광 디스플레이들에 대한 개선된 수명에 대한 요구가 존재한다.
이러한 목적은 각각의 픽셀이 제 1 서브픽셀, 제 2 서브픽셀, 및 제 3 서브픽셀을 구비하고, 컬러를 가진 픽셀들의 세기 값들을 조절하는 방법에 의해 달성되고, 각각의 서브픽셀들은 다른 컬러이며 제 1 서브픽셀의 수명은 다른 컬러를 가진 서브픽셀들의 수명들보다 낮으며,
a. 각각의 픽셀에 대해, 각각의 픽셀 안의 각각의 컬러 서브픽셀의 세기에 대응하는 세기 값들을 수신하는 단계; 및
b. 각각의 픽셀 안의 제 1 서브픽셀의 세기 값을 낮추고 관찰자에 허용가능한 픽셀 컬러를 여전히 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이점은 관측자에 허용가능한 컬러를 제공하는 동안 전계발광 디스플레이의 수명을 연장할 수 있다는 것이다. 디스플레이 전력 소모에서의 감소 및 개선된 이미지 품질을 포함하는 다른 이점들이 또한 생길 수 있다.
도 1은 본 발명의 이행에 사용될 수 있는 디스플레이에 관한 일 실시예를 도시하고; 그리고
도 2는 본 발명의 방법에 관한 일 실시예를 도시한다.
본 발명의 이행에 사용될 수 있는 디스플레이에 관한 일 실시예가 도시되어 있는 도 1을 참고한다. 디스플레이는 본 발명의 방법을 제공하기 위하여, OLED 디스플레이와 같은, 전계발광(EL) 디스플레이(10), 및 제어기(50)를 포함한다. 제어기(50)는 입력 이미지 신호(60)를 수신하고, 입력 이미지 신호를 처리하고, EL 디스플레이(10)를 구동하기 위해 구동 신호(70)를 제공할 수 있는 디지털 또는 아날로그 프로세서들 중 임의 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. EL 디스플레이(10)는 컬러를 가진 픽셀들(15)의 어레이를 포함하며, 각각의 픽셀은 적어도 하나의 제 1 서브픽셀(20), 제 2 서브픽셀(30), 및 제 3 서브픽셀(40)을 포함하고, 이들의 각각은 다른 컬러, 예를 들어 청색, 녹색, 적색 서브픽셀들의 광을 방출한다.
모든 서브픽셀들이 등가의 휘도 값들, 예를 들어 중성 또는 백색 디스플레이를 생성하는데 필요한 휘도 값들로 구동되는 경우 컬러를 가진 서브픽셀들 중 하나, 예를 들어 제 1 서브픽셀(20)이 다른 컬러를 가진 서브픽셀들의 수명들보다 더 낮거나 또는 더 짧은 수명을 가짐을 종종 알 수 있다. 시간에 걸쳐, 이는 디스플레이의 컬러 밸런스를 변경시킬 수 있다. 따라서, 전체 디스플레이의 사용가능한 수명은 하나의 컬러의 서브픽셀들에 의해 단축될 수 있다. 이들 특정 서브픽셀들의 수명이 연장될 수 있다면, 전체 디스플레이의 유용한 수명은 연장될 것이다. 이는 본 발명의 컬러를 가진 픽셀들의 세기 값들을 조절하기 위한 방법을 통해 달성될 수 있다. 각각의 픽셀에 대해, 제어기(50)는 입력 이미지 신호(60)의 일부로서 세기 값들을 수신한다. 세기 값들은 각각의 픽셀(15) 안의 각각의 컬러 서브픽셀의 세기에 대응한다. 허용가능한 픽셀 컬러가 관찰자에 제공될 수 있다면, 제어기(50)는 각각의 픽셀(15) 안의 제 1 서브픽셀(20)의 세기 값을 낮출 수 있다. 이러한 방법을 더 설명될 것이다.
청색, 적색 및 자홍색(magenta)을 포함하는, 낮은 휘도의 포화된(saturated) 컬러는 종종 더 높은 휘도의 포화된 컬러보다 더 많이 포화되는 것으로 보인다. 그러므로, 세기를 감소시키는 것과 같은, 몇 가지 조작들이 이미지 품질의 어떠한 인지된 손실도 없이 또는 작은 손실을 가지는 이들 컬러들 상에서 수행될 수 있다. 사실은, 많은 장면들 내에서, 이와 같은 조작이 특히 청색, 적색 및 자홍색에 대해, 디스플레이의 인지된 품질을 개선할 수 있음은 당해 기술에 관찰되어 왔다. 포화된, 전형적으로 낮은 휘도 컬러들을 발생하는 경우 컬러를 가진 몇 개의 서브픽셀들의 세기 값을 낮추는 것은 전계발광 디스플레이 안의 이들 컬러들을 형성하는데 필요한 전류를 감소시키며, 따라서 디스플레이를 위한 전체 전력 소모를 감소시킨다. 또한, 소정의 컬러를 가진 서브픽셀들이 다른 것들보다 더 낮은 수명을 가질 수 있기 때문에, 이들 서브픽셀들의 전력 소모를 감소시키는 것은 서브픽셀들에 공급된 평균 전류를 감소시킬 것이며, 이에 의해 서브픽셀들의 수명을 연장하고 디스플레이의 사용가능한 수명을 연장한다. 방법은 픽셀의 컬러 포화도(color saturation)에 기초한 서브픽셀들의 세기 값들로의 조절을 이용해 이를 달성한다. 낮은 휘도의 포화된 컬러 픽셀들의 하나 이상의 세기 값들은 덜 포화되거나 또는 중성의 컬러들을 발생하는 경우 이들 동일한 픽셀들의 휘도를 변경하지 않고 감소된다.
이 논의의 나머지 부분에서, 청색 서브픽셀이 제 1 서브픽셀, 즉 가장 낮은 수명을 가지는 서브픽셀이고, 적색 및 녹색 서브픽셀들이 제 2 및 제 3 서브픽셀들이라고 가정할 것이다. OLED 디스플레이들에서, 종종 청색-발광 서브픽셀이 가장 짧은 수명을 가지는 경우이다. 그러나, 당업자가 컬러와 무관하게, 다른 것들보다 더 낮은 수명을 가지는 발광 디스플레이의 임의 서브픽셀에 이 방법을 적용할 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 컬러를 가진 픽셀들의 세기 값들을 조절하는 방법에 관한 일 실시예가 도시되어 있는 도 2를 보며, 또한 도 1을 참고한다. 제어기(50)는 각각의 픽셀 안의 각각의 컬러를 가진 서브픽셀의 세기에 대응하는 세기 값들을 수신할 수 있다. 세기 값들은 입력 이미지의 픽셀들의 어레이에 대한 적색, 녹색 및 청색 코드 값들을 포함하는 입력 이미지 신호(60)를 형성한다(단계 110). 입력 이미지 신호(60)는 임의 개수의 표준 또는 다른 메트릭(metric)들에서 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 입력 이미지 신호(60)는 sRGB 이미지 신호로서 입력 이미지 신호를 제공하는, sRGB 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 표 1은 몇 가지의 예시적인 컬러들 및 이들 컬러들을 렌더링하기 위한 sRGB 코드 값들의 목록을 제공한다. 이 데이터는 덜 포화된 청색 컬러들에 관하여 포화된 청색 컬러들의 휘도를 감소시키는 경우 이 특정 실시예의 처리 단계들을 설명하는데 사용될 것이다.
Figure pct00001
제어기(50)는 각각의 컬러를 가진 서브픽셀들의 세기에 대응하는 패널 세기 값들로 입력 이미지 신호(60)의 코드 값들을 변환할 수 있다(단계 120). 이는 당업자에 주지된 표준 조작이고 전형적으로 2 단계들을 포함한다. 먼저, 입력 코드 값들의 세기가 입력 컬러 공간(space)의 비선형 톤스케일(tonescale)(예를 들어, sRGB에 대한 2.2의 감마)로부터 EL 디스플레이(10) 안의 서브픽셀들(20, 30 및 40)의 각각의 휘도 출력을 가지는 선형인 공간으로 변환되는 톤스케일 조작이 수행된다. 두 번째로, 입력 컬러 공간(예를 들어, sRGB)로부터의 입력 이미지의 컬러들을 디스플레이 패널의 원색들(color primaries)(즉, 서브픽셀 컬러들)로 회전하는 매트릭스(matrix) 조작이 수행된다. 입력 이미지 신호(60)를 패널 세기 값들로 변환함으로써, 이 방법의 일부로서 행해지는 패널 세기 값들의 임의 조작은 조작에 비례하는 서브픽셀들의 휘도의 출력에서의 변화를 발생할 것이다. 예를 들어, 2배로 주어진 패널 세기 값들을 낮추는 것은 2배로 개별 서브픽셀들의 휘도 출력을 감소시킨다. EL 디스플레이 내의 서브픽셀들(20, 30 및 40)의 각각의 휘도 출력이 개별 서브픽셀들을 구동하기 위한 전류 및 전류 밀도에 비례하기 때문에, 2배로 주어진 패널 세기를 감소시키는 것은 또한 동일한 배수로 개별 서브픽셀을 구동하는데 사용된 전류 밀도를 감소시킨다. 종래 기술에 도시된 바와 같이, EL 발광 소자들은 낮은 전류 밀도를 이용해 구동되는 경우 덜 빠르게 쇠퇴한다. 표 2는 표 1에 도시된 컬러들에 대한 (1로 정규화된) 패널 세기 값들을 제공한다. 이들 값들을 계산하기 위해, 디스플레이 원색들이 (입력 적색, 녹색 및 청색 세기 값들의 각각의 트리플릿(triplet)에 대한 매트릭스 조작이 3x3 단위 매트릭스로 수행되는 것을 의미하는) sRGB 사양과 일치하고 디스플레이 구동 값과 휘도 관계가 2.2의 지수(exponent)로 감마 함수에 의해 정확하게 설명될 수 있다고 가정한다.
Figure pct00002
컬러-감지(color-sensitive) 포화 값은 입력 이미지 신호(60) 안의 각각의 픽셀에 대한 패널 세기 값들의 함수로서 계산된다(단계 130). 각각의 픽셀에 대한 이 계산은 이 방법에서 다른 픽셀들의 세기들에 의존한다. 청색 서브픽셀의 평균 전류 밀도만이 감소된다고 가정하는 이 실시예에서, 이 컬러-감지 포화 값은 청색-감지 포화 값이다. 일 실시예에서, 색 포화도는 제 1 서브픽셀(이 실시예에서의 청색 서브픽셀)에 대응하는 세기 값 및 남은 (적색 및 녹색) 세기 값들의 최소치의 함수로서 계산된다. 색 포화도는 픽셀에 대한 청색 패널 세기 값(B)이 동일한 픽셀에 대한 적색(R) 및 녹색(G) 패널 세기 값들의 최소치보다 더 큰 지를 먼저 결정함으로써 계산될 수 있다. 크다면, 컬러-감지 포화 값(청색-감지 값인 SB)은 청색 패널 세기 값과 적색 및 녹색 패널 세기 값의 최소치 사이의 차이와 동일한 값으로 할당된다(식 1a). 그렇지 않다면, 0의 값이 할당된다(식 2). 컬러는, 이 컬러에 대한 S의 값들을 증가시키기 위한 포화도에서의 증가로 고려된다, 예를 들어 SB가 1에 접근함에 따라 포화도가 증가한다. 그러나, 이 설명을 위하여, 컬러는 이 컬러에 대한 S가, 예를 들어 SB가 0이 아니라면, 포화되는 것으로 고려된다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
if (B>min(R,G))
SB=B-min(R,G) (식 1a)
else
SB=0 (식 2)
end
이하 설명되는 조절은 픽셀의 컬러 포화도에 기초한다. 따라서, 조절에서 이 컬러-감지 포화 값을 적용하는 것에 의해, 청색 패널 세기 값들은 모든 청색, 청록색(cyan) 또는 자홍색에 대해 감소될 것이다. 즉, 청색 패널 세기 값들은 녹색과 적색 사이의 모든 포화된 컬러들에 대해 감소될 것이다.
위의 포화 값(식 1a)은 이 방법에서 사용될 수 있는 유일한 포화 값이 아니다. 또다른 특히 유용한 실시예에서, 컬러-감지 포화 값은 제 1 서브픽셀에 대응하는 세기 값 및 남아있는 세기 값들의 최대치의 함수로서 계산된다. 따라서, 식 1a의 최소 함수는 최대 함수(식 1b)로 교체된다.
SB=B-max(R,G) (식 1b)
이 상대적으로 미묘하게 변화함으로써, 알고리즘은 순청록색 및 자홍색, 또는 청녹색과 녹색 사이의 또는 자홍색과 적색 사이의 임의 컬러들에 영향을 미치지 않고, 청색 패널 세기 값들이 청색들(즉, 청록색과 자홍색 사이의 컬러들)에 대해서만 감소되도록 조절될 것이다. 다른 유용한 실시예들은 제 1 서브픽셀에 대응하는 세기 값 및 남아있는 세기 값들의 단순 평균(식 1c) 또는 가중 평균(식 1d)의 함수로서 컬러-감지 포화 값을 계산하는 것을 포함한다.
SB=B-(R+G)/2 (식 1c)
SB=B-(R+3G)/4 (식 1d)
식 1d에서와 같은 가중 평균의 사용은 자홍 컬러들보다 청녹 컬러들에 대해 더 낮은 포화 값들을 제공한다. 초기에 언급한 바와 같이, 자홍 컬러들의 인지된 포화도는 자홍 컬러들의 휘도가 감소됨에 따라 증가되고, 이는 디스플레이의 인지된 이미지 품질을 종종 개선한다. 그러나, 청녹 컬러들은 휘도에서 종종 높으며, 이들 컬러들에서의 휘도의 큰 감소는 몇 장면들의 이미지 품질을 감소시킬 수 있다. 청녹색을 향해 더 많이 가중된 평균의 함수로서 포화 값 SB를 계산함으로써, 알고리즘은 청색 또는 자홍 컬러들보다 청녹색들의 휘도 값에서의 더 작은 감소를 제공할 것이며, 전체 더 높은 이미지 품질을 가져온다.
표 3은 전술한 min 함수(식 1a)를 사용하여 표 2에서의 패널 세기 값들에 대한 SB에 대한 예시적 값들을 나타낸다. 도시된 바와 같이, SB의 값은 표 2에서의 청색 패널 세기 값이 적색 및 녹색 패널 세기 값의 최소치보다 더 큰 어느 때나 0보다 크다. 또한 청색 패널 세기 값이 큰 경우 SB의 값이 더 크며 청색 패널 세기와 각각의 컬러에 대한 적색 및 녹색 패널 세기 값의 최소치 사이의 차이가 가장 크다는 점을 유의할만 하다. 그러므로, 이값은 청색 서브픽셀이 적색 또는 녹색 서브픽셀에 대해 필요한 것보다 훨씬 더 높은 전류 밀도들로 구동될 때마다 가장 클 것이며, 컬러를 가진 서브픽셀들의 차등 휘도 손실의 비율을 감소시킨다.
세기 차 값(DB)은 적어도 하나의 컬러 채널, 예를 들어 청색 채널에 대해 계산된다(단계 140). 이 계산은 스케일링된 패널 세기 값이 초과할 수 없는 최대 한계(LB) 및 스케일링된 패널 세기 값들이 감소될 역치(TB)의 사양을 포함할 수 있다. 패널 세기 값들이 0 내지 1 범위에 있다고 가정하면, 기울기 파라미터(mB)는 다음과 같이 먼저 계산된다:
mB=(LB-TB)(1-TB) (식 3)
스케일링된 패널 세기 값 B'는 TB보다 적은 모든 값들에 대한 B와 동일하게 설정될 수 있다. TB보다 더 큰 값들에 대해, B'는 다음과 같이 계산될 수 있다:
B'=mB*B (식 4)
0.5의 LB 및 0.B'의 TB가 청색 콘텐츠를 가지는 모든 컬러들에 대해 0보다 크다고 가정하며, B' 값들은 표 3에 또한 도시되어 있다. 세기 차 값(DB)은 다음과 같이 계산된다:
DB=(B-B') (식 5)
DB의 값들이 표 3에 도시되어 있다. 세기 차 값은 식 6의 항 SB*DB에 의해 도시된 바와 같이 포화도 값에 의해 가중된다(단계 150). 항 SB*DB은 세기 값으로의 조절이다. 따라서 조절은 주어진 범위 내의 연속적 함수이며 제 2 및 제 3 서브픽셀들의 세기 값에 (항 SB 때문에) 좌우된다. 제한된 패널 세기(B")는 원래의 패널 세기로부터의 가중된 세기 차를 차감함으로써 계산된다(단계 160). 이 계산은 다음과 같이 표현될 수 있다:
B"=B-SB*DB (식 6)
결과로 생긴 값들이 표 3에 도시되어 있다. 조절은 픽셀의 컬러 포화도에 기초하여, 제한된 패널 세기 값 B"는 SB가 0일 때마다, 예를 들어 한 픽셀에 대한 입력 세기 값들이 중성 컬러(즉, R=G=B)를 표시하는 경우, B와 동일하다. 그러나, SB가 증가함에 따라, B"는 (B-DB)에 접근하며 청색 서브픽셀의 제한된 패널 세기 값(B")이 낮아진다. 광 청색에 대해 도시된 바와 같이, SB의 중간 값들에 대해, B"의 결과로 생긴 값은 B'와 B 사이이며, 포화도에서의 증가에 따라 한계에서의 느린 증가들을 허용한다.
Figure pct00003
청색 서브픽셀들의 세기의 조절은 (예를 들어, 백색에 대해) 어떠한 조절도 없는 것에서 (예를 들어, 청색에 대해) 수신된 세기 값의 절반으로의 범위 안에 있다. 최대 조절은 LB의 값에 의해 결정되고, 이는 이 경우에 0.5이다. 조절이 어떠한 조절도 없는 것으로부터 수신된 세기 값의 1/4로의 범위 내에 있는 몇 디스플레이들에 대해 유용할 수 있다. 후자는 0.25와 동일하게 LB를 설정함으로써 현재 실시예 내에서 달성된다.
제한된 청색 패널 세기 값의 결과로 생긴 값은 디스플레이를 구동하기 위해 임의 남아있는 채널들(예를 들어, R, G)로부터 패널 세기 값(들)과 결합될 수 있다. 그러나, 소정의 감소되지 않은 양의 적색 및 녹색 발광과 함께 감소된 청색 패널 세기 값을 포함하는 컬러들은 원하지 않은, 어느 정도의 색조 회전(hue rotation)을 겪을 것이다. 그러므로, 감소된 청색 패널 세기 값을 가지고 픽셀들에 대한 적색 및 녹색 패널 세기 값들을 처리하는 것이 바람직하다. 색조 회전을 피하고 관측자에 허용가능한 픽셀 컬러를 제공하기 위해, 감소비는 입력 청색 패널 세기 값(B)에 의해 제한된 청색 패널 세기 값(B")을 나눔으로써 결정된다. 적색 및 녹색 패널 세기 값들(즉, 남아있는 채널들에 대한 세기 값들)은 동일한 픽셀 내의 감소비만큼 곱해지고, 남아있는 채널들에 대한 패널 세기들을 스케일링한다(단계 170). 이는 다음과 같이 도시된다:
R'=R*(B"/B) (식 7)
G'=G*(B"/B) (식 8)
결과로 생긴 처리된 패널 세기 값들이 표 4에 도시되어 있다.
Figure pct00004
역치 값 TB가 0인 경우, 비 B"/B는 다음과 같이 계산될 수 있음을 유의한다:
B"/B=1-(1-LB)B+(1-LB)min(R,G) (식 9)
이 비는 처리된 패널 세기 값들 R', G' 및 B" 각각을 제공하기 위해 R, G, 및 B 값들에 의해 곱해질 수 있다.
이들 결과로 생긴 처리된 패널 세기 값들은 이후 구동 신호(70)로 디스플레이(10)에 제공될 수 있다(단계 180). 이 과정이 적색, 녹색, 황색 및 백색을 포함하는 입력 이미지들로의 대부분의 컬러들 상에 어떠한 영향도 미치지 않음을 보았다. 수정되는 컬러들 내의 어떠한 실질적 색조 이동(hue shift)도 존재하지 않는다. 청색, 청녹색, 및 자홍색 컬러들은 휘도에서 낮지만, 이들 컬러들은 전형적으로 더 높은 포화도의 출현을 가질 것이다. 또한, 이미지들은 인지된 이미지 품질에 있어서 높고 자연스럽게 계속하여 보인다.
설명된 바와 같이 방법이 높은 품질의 결과들을 제공하는 반면, 당업자는 많은 옵션들이 설명된 처리를 이행하거나 또는 약간 수정하기 위해 존재함을 이해할 것이다. 예를 들어, B'의 계산 동안, 2-부분(two-part) 선형 방정식은 역치 TB에서 변곡점을 이용해 적용된다. 그러나, 다른 함수들이 이 함수를 대신하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 역치 TB는 0과 동일하게 설정될 수 있어, 선형 함수를 야기한다. 대안으로는, 각각의 2 개의 선형 부분들은 다른 기울기를 가질 수 있으며, 각각 1과 다르고, 출력 톤스케일 형태가 수정되도록 한다. 몇 실시예에서, 역치 TB보다 작은 값에 대한 더 작은 기울기 및 역치를 초과한 더 큰 기울기를 포함하는 것이 유용할 수 있다. 이와 같은 함수는 높은 입력 청색 패널 세기 값들을 위한 클리핑(clipping)의 출현을 감소시킬 수 있다. 대안으로는, 다른 가중들 또는 함수들이 컬러 감지 포화 값(SB)에 대해 적용될 수 있다. 그러나, 이행에 상관없이, 입력 이미지 신호의 적어도 하나의 컬러의 세기는 포화된 컬러들을 디스플레이하는 경우 더 짧은 수명을 가지는 서브픽셀들을 구동하기 위해 필요한 전류 밀도를 감소시키기 위해 입력 이미지 신호 값 및 색 포화도를 모두 증가하기 위한 함수로서 감소될 것이며, 반면 높은 휘도의 백색 포인트에서의 이미지들이 약간의 수정 또는 어떠한 수정 없이 표현되도록 한다.
그러므로, 적색 또는 녹색 서브픽셀보다 더 짧은 수명의 청색 서브픽셀을 가지는, 전형적인 OLED 디스플레이는 청색의 포화도의 함수로서 청색 서브픽셀로부터 감소된 휘도를 발생할 것이며, 포화도는 식 1a, 1b, 1c, 또는 1d에 도시된 바와 같은 방법들을 사용하여 정의된다. 각각의 이들 방법은 디스플레이되는 컬러로부터 디스플레이 백색 포인트로의 거리가 CIE 1931 x,y 색도도(chromaticity diagram)와 같은 표준 색도 공간들에서의 증가함에 따라 포화도에서 증가를 일반적으로 제공할 것이다. 즉, 방법을 사용하여, 0 근처의 적색 및 녹색 코드 값들과 함께 디스플레이 안의 픽셀들로의 청색 코드 값 입력은 동일한 청색 코드 값을 사용하지만 청색 코드 값들과 동일하거나 또는 이보다 큰 적색 및 녹색 코드값들을 가지는 동일한 청색 서브픽셀의 의해 발생된 것보다 상당히 더 낮은 청색 서브픽셀 휘도를 발생할 것이다. 이 디스플레이는 동일한 적색, 녹색 및 청색 코드 값들에 응답하여 디스플레이의 백색 포인트 근처의 컬러를 전형적으로 발생할 것이지만, 그러나 0 근처의 적색 및 녹색 코드 값과 함께 0과는 상당히 다른 청색 코드 값으로부터 형성된 컬러들의 색도 좌표들이 1931 CIE 색도도 내에 그려지는 경우 디스플레이 백색 포인트로부터의 큰 (즉 0.1 보다 큰) 거리를 가지는 컬러들을 발생할 것이다.
EL 디스플레이(10)는 모든 서브픽셀들이 등가의 휘도 값들로 구동되는 경우 다른 컬러를 가진 서브픽셀들(30 및 40)의 수명들보다 더 짧은 수명을 가지는, 제 1 서브픽셀(20)을 포함하는 임의 EL 디스플레이일 수 있다. 이와 같은 디스플레이들은 캐소드 및 애노드를 포함하는, 한 쌍의 전극들과 접촉하는 전계발광 층들을 전형적으로 포함할 것이다. 전계-발광 층들은 탕(Tang) 등에 의해 1988년 9월 6일에 발행된, US 4,769,292 및 밴슬라이크(VanSlyke) 등에 의해 1991년 10월 29일에 발행된 US 5,061,569를 포함하는, 종래 기술에 설명된 바와 같이, 유기 정공-수송, 유기 발광 및 유기 전자-수송 층들을 전형적으로 포함하는, 순수 유기 소분자 또는 고분자(polymeric) 물질들을 포함할 수 있다. 이와 같은 디바이스들은 유기 발광 다이오드들, 또는 OLED라 불리며, 이와 같은 디바이스들의 어레이로부터 형성된 디스플레이들은 OLED 디스플레이들로 불린다. 전계발광 층들은 대안으로 바웬디(bawendi) 등에 의해 2005년 3월 1일 발행된 US 6,861,155에 설명된 발광 층들과 같은, 무기 발광 층들을 가지는, 유기 정공-수송 및 전자-수송 층들을 전형적으로 포함하는, 유기 및 무기 물질들의 조합으로부터 형성될 수 있다. 대안으로는, 전계발광 층들은 2007년 3월 15일에 발표된 미국 특허 출원 제 2007/0057263에 설명된 디바이스들과 같은 완전히 무기 물질들로부터 형성될 수 있다. 이와 같은 디바이스들은 코팅가능 무기 발광 다이오드들(coatable inorganic light-emmiting diodes), 또는 CILED라 불리며, 이와 같은 디바이스들의 어레이로부터 형성된 디바이스들은 CILED 디스플레이들로 불린다.
EL 디스플레이(10)는 다른 컬러를 가진 3 개 이상의 서브픽셀들을 포함할 것이다. 이들 다른 컬러를 가진 3 개 이상의 서브픽셀들의 색도 좌표들이 CIE 1931 색도도와 같은, 색도도에 그려지는 경우, 컬러를 가진 3 개 이상의 서브픽셀들의 좌표들은 가장 큰 가능한 영역을 가지는 다각형을 형성할 것이며, 이는 디스플레이의 색 영역(color gamut)을 나타낸다. 본 발명의 방법은 제 1 서브픽셀로부터 원색을 형성하는 경우, 다른 컬러를 가진 서브픽셀들보다 더 낮은 수명을 가지는, 적어도 하나의 제 1 컬러를 가진 서브픽셀들의 세기 값을 전형적으로 더 낮출 것이며, 반면 다른 원색들을 형성하는 경우 다른 컬러를 가진 서브픽셀들의 세기 값을 낮추는 것을 반드시 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 이전에 예에서 설명된 바와 같이, 제 1(20), 제 2(30) 및 제 3(40) 서브픽셀들은 디스플레이의 영역(gamut)을 형성한다. 픽셀이 3원색 중 하나(청색)를 방출하는 경우 그리고 다른 원색(적색 및 녹색)들을 방출하는 경우가 아니면 청색 컬러를 가진 서브픽셀의 세기 값만이 감소된다. 또다른 예에서, 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브픽셀들을 가지는 디스플레이에서, 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들의 색도 좌표들은 디스플레이의 영역을 형성할 것이며, 청색 컬러를 가진 서브픽셀의 세기 값은, 녹색 또는 적색의 원색을 각각 형성하는 경우 녹색 또는 적색의 서브픽셀의 세기 값을 감소시키지 않고 청색의 원색을 형성하는 경우 감소될 수 있다.
보로슨(Boroson) 등에 의한 미국 특허 출원 공개공보 제 2007/0139437호는 3 개의 영역-정의(gamut-defining) 서브픽셀들(예를 들어 적색, 녹색 및 청색) 및 3 개의 영역-정의 서브픽셀들에 의해 발생된 피크 휘도의 합이 디스플레이 피크 휘도보다 낮은 제 4 영역내(within-gamut) 서브픽셀(예를 들어 백색)을 가지는 풀 컬러 이미지를 발생하기 위한 OLED 디스플레이를 설명한다. 이 명세서에서, OLED 디스플레이는, 영역-정의 픽셀들에 대한 피크 전류들이 공칭 피크 전류들의 합보다 적도록 영역-정의 서브픽셀들의 각각에 대한 피크 전류를 규제하고 감소하기 위한 구동 수단들을 포함하는 것으로 설명되어 있다. 이와 같이, 감소된 전력 요건을 제공하고 개선된 장치 수명을 가져올 수 있다. 그러나, 보론 등은 영역내 서브픽셀의 존재를 요구하며 모든 영역-정의 서브픽셀들에 동일하게 방법을 적용하였다. 따라서, 영역-정의 서브픽셀들 중 하나가 다른 서브픽셀들보다 낮은 수명을 가지는 경우에 최적화되지 않는다.
대조적으로, 본 발명은 바람직하게는, 낮은 수명을 가지는 서브픽셀에 세기 및 이에 의한 전류에 있어서의 감소를 적용한다. 또한, 본 발명은 특정 컬러를 가진 서브픽셀의 의해 발생된 컬러의 포화도에 따른 방법에 기초한다. 이와 같이, 특정 컬러를 가진 서브픽셀의 수명을 연장할 것이며, 하나의 컬러의 서브픽셀의 저하에 의해 유발될 수 있는 디스플레이 컬러 변화를 감소시킨다.
10 디스플레이
15 픽셀
20 서브픽셀
30 서브픽셀
40 서브픽셀
50 제어기
60 입력 이미지 신호
70 구동 신호
100 방법
110 단계
120 단계
130 단계
140 단계
150 단계
160 단계
170 단계
180 단계

Claims (13)

  1. 각각의 픽셀이 제 1 서브픽셀, 제 2 서브픽셀, 및 제 3 서브픽셀을 구비하는, 컬러를 가진 픽셀들의 세기 값들을 조절하는 방법으로서,
    각각의 서브픽셀들은 다른 컬러의 광을 방출하고 제 1 서브픽셀의 수명은 다른 컬러를 가진 서브픽셀들의 수명들보다 낮으며,
    a. 각각의 픽셀에 대해, 각각의 픽셀 안의 각각의 컬러 서브픽셀의 세기에 대응하는 세기 값들을 수신하는 단계; 및
    b. 각각의 픽셀 안의 제 1 서브픽셀의 세기 값을 낮추고 관찰자에 허용가능한 픽셀 컬러를 여전히 제공하는 단계를 포함하는 조절 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 서브픽셀의 세기는 어떠한 조절도 없는 것부터 수신된 세기 값의 절반의 범위 안에 있도록 조절되는 조절 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    조절은 상기 범위 내에서 연속적이며 제 2 및 제 3 서브픽셀들의 세기 값에 따라 좌우되는 조절 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 서브픽셀의 세기는 어떠한 조절도 없는 것부터 수신된 세기 값의 1/4의 범위 안에 있도록 조절되는 조절 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    조절은 상기 범위 내에서 연속적이며 제 2 및 제 3 서브픽셀들의 세기 값에 따라 좌우되는 조절 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    조절은 픽셀의 컬러 포화도에 기초하는 조절 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    컬러 포화도는 제 1 서브픽셀에 대응하는 세기 값 및 남아있는 세기 값들의 최소치의 함수로서 계산되는 조절 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    컬러 포화도는 제 1 서브픽셀에 대응하는 세기 값 및 남아있는 세기 값들의 가중 평균의 함수로서 계산되는 조절 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    서브픽셀 컬러들은 적색, 녹색 및 청색인 조절 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제 1 서브픽셀은 청색 서브픽셀은 조절 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    컬러를 가진 픽셀들은 전계발광 디스플레이의 일부인 조절 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    전계발광 디스플레이는 OLED 디스플레이인 조절 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    전계발광 디스플레이는 CILED 디스플레이인 조절 방법.
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