KR20160035192A - 표시장치와 그 휘도 향상 방법 - Google Patents

표시장치와 그 휘도 향상 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시장치와 그 휘도 향상 방법에 관한 것이다. 이 표시장치는 APL 분석부, 제1 휘도 조절부, RGBW 데이터 생성부, 제2 휘도 조절부, 및 표시패널 구동부를 포함한다. 제1 휘도 조절부는 입력 영상의 APL이 미리 설정된 낮은 APL 구간에 속하면, 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터들 중에서 저채도의 픽셀 데이터를 추출하여 저채도 픽셀 데이터에 미리 설정된 휘도 게인을 곱하여 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시키고 휘도 향상 초과분을 출력한다. 제2 휘도 조절부는 제1 휘도 조절부로부터 수신된 휘도 향상 초과분을 RGBW 픽셀 데이터의 RGB 픽셀 데이터에 더하여 최종 RGBW 데이터를 출력한다.

Description

표시장치와 그 휘도 향상 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF BOOSTING LUMINANCE THEREOF}
본 발명은 표시장치와 그 휘도 향상 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display, 이하 "OLED 표시장치"라 함), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등이 있다. 액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 공정 기술과 구동 기술의 발달에 힘입어 가격이 낮아지고 성능이 높아져 소형 모바일 기기부터 대형 텔레비젼까지 거의 모든 표시장치에 적용되어 가장 널리 이용되고 있다.
OLED 표시장치는 자발광소자이기 때문에 백라이트가 필요한 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮고, 더 얇게 제작될 수 있다. 또한, OLED 표시장치는 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 장점이 있다. OLED 표시장치는 액정표시장치와 경쟁하면서 시장을 확대하고 있다.
OLED 표시장치의 픽셀들은 자발광 소자인 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함한다. OLED에는 도 1과 같이 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등의 유기 화합물층이 적층된다. OLED 표시장치는 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흐르게 하여 픽셀의 OLED 내에서 전자와 정공이 유기물층에서 결합할 때 발광하는 현상을 이용하여 입력 영상을 재현한다.
OLED 표시장치는 발광재료의 종류, 발광방식, 발광구조, 구동방식 등에 따라 다양하게 나뉘어질 수 있다. OLED 표시장치는 발광방식에 따라 형광발광, 인광발광으로 나뉠 있고, 발광구조에 따라 전면 발광(Top Emission) 구조와 배면 발광(Bottom Emission) 구조로 나뉘어질 수 있다. 또한, OLED 표시장치는 구동방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED)와 AMOLED(Active Matrix OLED)로 나뉘어질 수 있다.
표시장치의 소비 전력을 효과적으로 줄이기 위해서는, 전력 소비에 큰 영향을 끼치는 화면의 휘도를 낮추는 것이 필요하다. 그러나 단순히 휘도를 낮추면 소비 전력을 낮출 수 있으나 화질이 열화될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 표시 영상의 휘도를 낮추면 평균 화상 레벨(Average Picture level, 이라 "APL"이라 함)이 높은 밝은 영상에서 휘도가 과도하게 낮아질 수 있다. 평균 화상 레벨(APL)은 1 프레임 영상 데이터에서 가장 밝은 색의 휘도 평균으로 정의되고, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서, R은 적색 데이터, G는 녹색 데이터, B는 청색 데이터를 의미한다. Max(R, G, B)는 R, G, B 중 최대값이고, SUM{Max(R, G, B)}는 R, G, B 중 최대값의 합이다.
밝은 픽셀 데이터의 개수가 많은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 높다. 반면에, 밝은 픽셀 데이터의 개수가 적은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 낮다. 픽셀 데이터가 8 bit 일 때, 피크 화이트 계조(Peak white gray level)는 계조값 255 이다.
도 2에서, 화면 전체의 픽셀들 중에서 대략 25%의 픽셀들이 피크 화이트 계조를 표시하고 나머지 픽셀들이 블랙 계조 0(zero)를 표시하면, APL은 25%이다. 이에 비하여, 화면 전체의 픽셀들이 피크 화이트 계조 255를 표시할 때 APL은 100%이다. 이하에서, 피크 휘도(peak luminance)는 APL = 25% 일 때의 휘도로 정의되고, 풀 화이트 휘도(full white luminance)는 APL = 100 %의 휘도로 정의된다.
피크 휘도는 풀 화이트 휘도에 비하여 화면의 부하가 낮기 때문에 더 높다. OLED 표시장치의 경우에, 풀 화이트 휘도에서 픽셀들의 OLED에 더 많은 전류가 흘러 풀 화이트 휘도 보다 더 밝게 발광한다. 피크 휘도 제어(Peak Luminance Control : PLC) 방법(이하, "PLC 제어 방법"이라 함)은 도 3에 도시된 PLC 커브를 바탕으로 APL이 낮을 경우에 감마보상전압을 높여 피크 휘도를 높여 대비비(Contrast ratio)를 향상시키고, APL이 높으면 감마보상전압을 낮추어 소비 전력을 낮춘다. 감마보상전압을 높이면 픽셀의 OLED 전류가 많이 흘러 그 픽셀의 휘도가 높아지지만 소비 전력이 증가한다. 도 3에서 "Normal" 은 APL에 무관하게 픽셀의 피크 휘도가 일정한 경우이다.
PLC 커브는 픽셀의 피크 휘도를 제한하여 소비 전력을 줄인다. 표시패널의 픽셀들은 PLC 커브에 의해 제한된 피크 휘도 이하로 발광한다. PLC 커브는 도 4와 같이 APL에서 픽셀들의 피크 휘도를 높이는 반면, APL이 높아질수록 픽셀들의 피크 휘도를 낮춘다. 도 4와 같이 PLC 제어 방법에 의하면 같은 계조(gray scale level)에서 APL에 따라 픽셀들의 피크 휘도가 달라진다.
자발광 표시장치에서 픽셀들의 휘도를 높이면, 소비 전력이 크게 높아지기 때문에 화질을 향상시키기가 어렵다. 따라서, 소비 전력을 크게 증가시키지 않으면서 화질을 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명은 소비 전력의 증가를 억제하면서 화질을 향상시킬 수 있는 표시장치와 그 화질 휘도 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 표시장치는 APL 분석부, 제1 휘도 조절부, RGBW 데이터 생성부, 제2 휘도 조절부, 및 표시패널 구동부를 포함한다.
APL 분석부는 입력 영상의 APL을 계산한다. 제1 휘도 조절부는 입력 영상의 APL이 미리 설정된 낮은 APL 구간에 속하면, 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터들 중에서 저채도의 픽셀 데이터를 추출하여 저채도 픽셀 데이터에 미리 설정된 휘도 게인을 곱하여 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시키고 휘도 향상 초과분을 출력한다.
RGBW 데이터 생성부는 제1 휘도 조절부로부터 RGB 픽셀 데이터를 수신하여 RGBW 픽셀 데이터를 출력한다. 제2 휘도 조절부는 제1 휘도 조절부로부터 수신된 휘도 향상 초과분을 RGBW 픽셀 데이터의 RGB 픽셀 데이터에 더하여 최종 RGBW 데이터를 출력한다.
표시패널 구동부는 최종 RGBW 픽셀 데이터를 표시패널의 픽셀 어레이에 표시한다.
상기 표시장치의 휘도 향상 방법은 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 단계, 상기 입력 영상의 APL이 미리 설정된 낮은 APL 구간에 속하면 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시키고 휘도 향상 초과분을 출력하는 단계, RGBW 픽셀 데이터를 발생하는 단계, 및 상기 휘도 향상 초과분을 상기 RGBW 픽셀 데이터의 RGB 픽셀 데이터에 더하여 최종 RGBW 데이터를 표시패널에 표시하는 단계를 포함한다
본 발명은 낮은 APL 구간에서 저채도의 픽셀 데이터들만 휘도를 향상함으로써 소비 전력의 증가를 억제하면서 화질을 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명은 저채도 픽셀 데이터의 화질 향상 방법으로 가독성과 선명도가 저하될 수 있는 블록을 추정하여 선명도를 향상함으로써 화질을 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 OLED 구조와 그 발광 원리를 보여 주는 도면이다.
도 2는 피크 휘도와 풀 화이트 휘도에서 발광되는 픽셀들을 보여 주는 도면들이다.
도 3은 PLC 제어 방법의 PLC 커브를 보여 주는 그래프이다.
도 4는 APL에 따른 휘도 변화를 보여 주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 휘도 향상 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 휘도 향상 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 7은 낮은 APL 구간에서 확보된 전류 마진 내에서 향상되는 픽셀의 휘도를 보여 주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 저채도 픽셀의 휘도 향상 방법과 일반적인 PLC 제어 방법을 비교한 도면이다.
도 9는 블록별 영상의 복잡도를 판단하는 방법을 보여 주는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 적용 전후를 비교한 실험 결과를 보여 주는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 PLC 제어 방법에서 APL이 낮을 때 픽셀의 피크 휘도를 최대로 하되, 표시패널의 전류 마진(margin)을 확보한다. 본 발명은 낮은 APL의 PLC 제어 방법에서 확보된 전류 마진을 이용하여 APL이 낮은 영상에서 고명도 및 저채도 픽셀 휘도를 높이고 영상의 복잡도를 분석하여 선명도를 높임으로써 소비 전력을 크게 높이지 않으면서 화질을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 표시장치에서, 1 픽셀은 적색(R) 서브 픽셀, 녹색(G) 서브 픽셀, 청색(B) 서브 픽셀, 및 백색(W) 서브 픽셀을 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 휘도 향상 방법은 입력 영상의 APL을 계산하고 APL이 낮은 영상에서 저채도 픽셀 데이터를 추출한다.(S1 내지 S3)
고명도 및 저채도 픽셀 데이터는 입력 RGB 픽셀 데이터의 명도와 채도 비율을 계산하는 방법으로 선택될 수 있다. 이를 위하여, 본 발명은 입력 픽셀 데이터의 명도와 채도 비율을 계산하여 그 결과를 채도 게인(saturation gain)으로서 산출한다. 입력 픽셀 데이터는 적색(R) 데이터, 녹색(G) 데이터 및 청색(B) 데이터를 포함한 3 원색 데이터이다. 채도 게인(Gains)은 아래의 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
여기서, Max(R, G, B)는 R, G, B 중 최대값이고, Min(R, G, B)}는 R, G, B 중 최소값이다.
예를 들어, 8 bit 픽셀 데이터의 R 데이터, G 데이터, B 데이터 값이 200, 200, 200이면 채도가 없는 무채색 데이터이다. 이 경우에, 게인은 (Gains) = min/max = 200/200 = 1로 최대 값으로 계산된다. 반면에, 고채도의 픽셀 데이터의 경우에 게인은 0에 가까운 값으로 계산된다. 게인은 0~1의 값을 갖는다.
이어서, 본 발명의 휘도 향상 방법은 S4 단계에서 APL이 소정의 기준값 이하로 낮은 APL 구간에서 미리 설정된 전류 마진 범위 내에서 설정된 휘도 게인을 저채도 픽셀 데이터의 RGB 각각에 곱하여 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 높인다. 휘도 게인은 1~2의 값으로 설정될 수 있으나 이에 한정되지 안는다. 휘도 게인은 도 7 및 도 8과 같이 낮은 APL 구간 내에서 APL이 높아질수록 낮아지는 커브를 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 휘도 게인은 낮은 APL 구간 내에서 최소 APL일 때 최대값으로 설정되고 APL이 낮아질 수록 점차 낮아지는 값으로 설정수 있다.
S4 단계에서, 모든 픽셀 데이터의 휘도를 향상시키면 소비 전력이 크게 향상될 수 있을 뿐 아니라 고채도의 휘도를 변경하면 색감이 달라질 수 있다. 본 발명의 휘도 향상 방법은 낮은 APL 구간에서 저채도 픽셀 데이터만 휘도를 높여 소비 전력의 증가를 억제하면서 대비비를 더 개선하여 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 휘도 향상 방법은 입력 픽셀 데이터를 RGBW의 4 색 데이터로 변환한다. RGBW 픽셀 데이터는 스펙트럼 교환 (spectrum exchange) 방식으로 생성될 수 있다. 백색(W) 서브 픽셀로부터 발생되는 백색광은 R 파장, G 파장 및 B 파장의 빛을 포함한다. 입력 RGB 픽셀 데이터가 표시되는 RGB 서브 픽셀들의 빛과, 변환후 RGBW 픽셀 데이터가 표시되는 RGBW 서브 픽셀들의 빛이 정확히 동일하여야 한다. 스펙트럼 교환 방식은 W 서브 픽셀에서 발생되는 RGB 파장의 광양 만큼 RGB 서브 픽셀들의 RGB 파장의 광양을 줄이기 위하여, W 서브 픽셀에 기입될 W 데이터를 생성하고 RGB 서브 픽셀들에 기입되는 RGB 픽셀 데이터를 차감한다. 따라서, RGB 픽셀 데이터는 RGBW 변환 후에 W 데이터의 휘도 상승분 만큼 감소될 수 있다.
S4 단계에서 휘도가 향상된 저채도 픽셀 데이터 변환후 값이 최대 계조 값을 초과하여 오버 플로(overflow)가 발생되면 그 초과분을 RGBW 변환후의 RGB 각각에 더한다. 예를 들어, 8 bit 데이터의 경우에, 저채도 픽셀 데이터에 휘도 게인이 곱해진 결과가 255를 초과하여 그 초과분을 RGBW 변환후의 RGB 각각에 더한다. R 데이터의 초과분은 RGBW 픽셀 데이터의 R 데이터에 가산되고, G 데이터의 초과분은 RGBW 픽셀 데이터의 G 데이터에 가산된다. R 데이터의 초과분은 RGBW 픽셀 데이터의 B 데이터에 가산된다. W 데이터는 변경되지 않는다. W 데이터가 변경되면 표시영상의 색감이 변할 수 있다.
본 발명의 휘도 향상 방법은 낮은 APL 구간에서 미리 확보된 전류 마진 내에서 저채도 픽셀의 휘도를 향상한다. 그 결과, 본 발명은 소비 전력의 증가를 억제하면서 색감 저하 없이 화질을 향상시킬 수 있다.
저채도 픽셀들이 밀집하여 배치되면, 그 영역 내에서 모든 픽셀들의 휘도가 향상하여 가독성과 선명도가 저하될 수 있다. 이를 보상하기 위하여, 본 발명은 영상의 복잡도를 분석하여 저채도 픽셀들의 휘도 향상 결과 선명도가 저하될 수 있는 영역을 미리 추정하여 그 영역 내의 픽셀 데이터들에 대하여 가독성과 선명도를 향상시킨 후에 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시킨다.(S5 및 S6) 영상의 복잡도는 1 프레임 분량의 화면을 다수의 블록들로 분할하고 블록 단위로 픽셀 데이터의 주파수를 검출하는 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF)나, 에지 검출 필터(edge detection filter)를 통해 블록별로 계산된 에지 개수를 계산하는 방법으로 판단될 수 있다. 본 발명의 휘도 향상 방법은 블록별로 계산된 픽셀 데이터가 미리 정해진 주파수 범위 이내이면 해당 블록의 픽셀 데이터를 샤프니스 필터(sharpness filter)에 입력하여 선명도를 향상시킬 수 있다. 다른 실시예로서, 본 발명의 휘도 향상 방법은 블록별로 계산된 에지 개수가 미리 정해진 에지 개수 범위 이내이면 해당 블록의 픽셀 데이터를 샤프니스 필터에 입력하여 선명도를 향상시킬 수 있다.
도 7은 낮은 APL 구간에서 확보된 전류 마진 내에서 향상되는 픽셀의 휘도를 보여 주는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 저채도 픽셀의 휘도 향상 방법과 일반적인 PLC 제어 방법을 비교한 도면이다. 도 7에서, 빗금친 부분이 낮은 APL 구간에서 확보된 전류 마진이다. 낮은 APL 구간에서 저채도 픽셀의 휘도는 전류 마진 내에서 허용된 범위 내에서 향상된다. 도 8은 본 발명의 저채도 픽셀의 휘도 제어 방법과 일반적인 PLC 제어 방법을 비교한 도면이다. 도 8에서, WLB(White Luminance Boosting) 커브는 낮은 APL 구간에서 확보된 전류 마진 내에서 저채도 픽셀의 휘도 향상을 정의한다. Normal 커브는 일반적인 PLC 커브를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 휘도 향상 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 휘도 향상 장치는 APL 계산부(12), 제1 휘도 조절부(14), RGBW 데이터 생성부(16), 제2 휘도 조절부(18), 블록 선택부(20), 및 선명도 조절부(22)를 포함한다.
입력 영상의 픽셀 데이터는 RGB 3 원색의 픽셀 데이터이다. APL 계산부(12)는 입력 영상의 APL을 프레임 단위로 계산한다. 제1 휘도 조절부(14)는 APL이 미리 설정된 낮은 APL 구간의 영상이면 그 영상에서 저채도 픽셀 데이터를 추출하여 저채도 픽셀 데이터에 휘도 게인을 곱하여 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시킨다. 제1 휘도 조절부(14)는 선명도 조절부(22)에 의해 선명도가 향상된 블록의 픽셀 데이터가 입력되면 입력 영상 대신에 선명도 조절부(22)로부터 입력된 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시킨다. 제1 휘도 조절부(14)는 저채도 픽셀 데이터의 휘도 향상 결과 오버 플로가 발생되면 초과분을 제2 휘도 조절부(18)에 공급한다.
RGBW 데이터 생성부(16)는 제1 휘도 조절부(14)로부터 수신한 RGB 픽셀 데이터(R'G'B')에 W 데이터를 추가하여 RGBW 데이터(R'G'B'W)를 발생한다. 제2 휘도 조절부(18)는 제1 휘도 조절부(14)로부터 수신된 휘도 향상 초과분을 RGBW 변환후의 RGB 픽셀 데이터에 더하여 최종 RGBW 데이터(R″G″B″W)를 출력한다.
블록 선택부(20)는 입력 영상을 도 9와 같이 다수의 블록들(B11~B34)로 가상 분할하고, 블록별로 영상의 복잡도를 계산하여 저채도 픽셀 데이터의 휘도 향상 후 가독성과 선명도가 저하될 수 있는 블록을 선택한다. 블록 선택부(20)는 픽셀 데이터의 주파수나 에지 개수에 따라 블록별 복잡도를 판단할 수 있다. 따라서, 블록 선택부(20)는 블록 단위로 입력 영상의 복잡도를 판단하여 저채도 픽셀의 휘도 향상후 가독성과 선명도 저하가 발생되는 블록을 추정한다. 블록 선택부(20)는 도 9의 예에서 B13, B14, B23, B24를 선택할 수 있다. 선명도 조절부(22)는 블록 선택부(20)에 의해 선택된 블록(B13, B14, B23, B24)의 픽셀 데이터들을 샤프니스 필터에 입력하여 그 블록의 선명도를 향상시켜 제1 휘도 조절부(14)에 공급한다. 샤프니스 필터는 공지된 어떠한 것도 적용 가능하다.
도 10a 및 도 10b는 샤프니스 필터의 적용 전후를 비교한 실험 영상을 보여 주는 도면들이다. 도 10a는 저채도 픽셀 데이터의 휘도 향상 전의 실험 영상이다. 도 10b는 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시킨 후 적색 원으로 표시된 블록의 픽셀 데이터에 한하여 샤프니스 필터로 선명도를 강화한 실헌 영상이다. 도 10a 및 도 10b의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 휘도 향상 방법을 적용한 결과, 저채도 픽셀의 휘도가 향상되어 대비비가 향상될 수 있고 이로 인하여 가독성과 선명도가 저하될 수 있는 블록만 선택적으로 선명도를 강화하여 화질을 더 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), RGBW 픽셀 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 표시하는 표시패널 구동부를 포함한다. 표시패널 구동부는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(110) 등을 포함한다.
표시패널(10)의 픽셀 어레이에는 다수의 데이터 라인들(11)과 다수의 스캔 라인들(또는 게이트 라인들)(12)이 교차된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 매트릭스 형태로 배치되어 입력 영상을 표시하는 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 R 서브 픽셀, G 서브픽셀, B 서브 픽셀 및 W 서브 픽셀로 나뉘어진다. 서브 픽셀들 각각은 OLED, 스위치 소자, 구동 소자, 스토리지 커패시터 등을 포함한다. 스위치 소자와 구동 소자는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현될 수 있다. OLED는 도 1과 같이 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등이 적층된 유기 화합물층들로 구성될 수 있다. 스위치 소자는 스캔 라인으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인을 통해 입력되는 데이터 전압을 구동 소자의 게이트에 인가한다. 구동 소자는 게이트 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조절한다. 스토리지 커패시터는 구동 소자의 게이트-소스 간에 연결된다. 픽셀들 각각에는 도시하지 않은 내부 보상회로나 구동소자의 특성 변화를 센싱하기 위한 센싱 회로가 추가될 수 있다. 내부 보상회로는 구동 소자의 문턱전압과 이동도 변화를 보상하는 회로이다.
데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 입력된 RGBW 픽셀 데이터(R″G″B″W)를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고 그 데이터 전압을 데이터 라인들(11)로 출력한다. 데이터 구동부(102)에 입력되는 픽셀 데이터는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터이다.
게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(110)의 제어 하에 데이터 구동부(102)의 출력 전압에 동기되는 스캔 펄스(또는 게이트 펄스)를 스캔 라인들(12)에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 스캔 펄스를 순차적으로 시프트시켜 데이터가 기입되는 픽셀들을 라인 단위로 순차적으로 선택한다.
타이밍 콘트롤러(110)는 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터를 입력 받아 전술한 화질 향상 장치로 전송하고 화질 향상 장치로부터 출력된 RGBW 데이터(R″G″B″W)를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(110)는 입력 영상의 픽셀 데이터와 동기되어 입력되는 타이밍 신호들을 바탕으로 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함한다. 화질 향상 장치는 타이밍 콘트롤러(110)에 내장될 수 있다. 타이밍 콘트롤러(110)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터와 타임이 신호들을 수신할 수 있다. 호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
12 : APL 계산부 14 : 제1 휘도 조절부
16 : RGBW 데이터 생성부 18 : 제2 휘도 조절부
20 : 블록 선택부 22 : 선명도 조절부
100 : 표시패널 102 : 데이터 구동부
104 : 게이트 구동부 110 : 타이밍 콘트롤러

Claims (6)

  1. 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 APL 분석부;
    상기 입력 영상의 APL이 미리 설정된 낮은 APL 구간에 속하면, 상기 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터들 중에서 저채도의 픽셀 데이터를 추출하여 상기 저채도 픽셀 데이터에 미리 설정된 휘도 게인을 곱하여 상기 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시키고 휘도 향상 초과분을 출력하는 제1 휘도 조절부;
    상기 제1 휘도 조절부로부터 RGB 픽셀 데이터를 수신하여 RGBW 픽셀 데이터를 출력하는 RGBW 데이터 생성부;
    상기 제1 휘도 조절부로부터 수신된 휘도 향상 초과분을 상기 RGBW 데이터 생성부로부터 수신한 RGBW 픽셀 데이터의 RGB 픽셀 데이터에 더하여 최종 RGBW 데이터를 출력하는 제2 휘도 조절부; 및
    상기 최종 RGBW 픽셀 데이터를 표시패널의 픽셀 어레이에 표시하는 표시패널 구동부를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 영상을 다수의 블록들로 가상 분할하고, 블록별로 영상의 복잡도를 판단하여 그 결과를 바탕으로 블록을 선택하는 블록 선택부; 및
    상기 블록 선택부에 의해 선택된 블록에 한하여 상기 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터들을 샤프니스 필터에 입력하여 선택된 블록 내의 선명도를 향상시키는 선명도 조절부를 더 포함하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 휘도 조절부는 상기 선명도 조절부에 의해 선명도가 향상된 블록의 픽셀 데이터 중에서 저채도 데이터의 휘도를 향상시키는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 휘도 조절부는 상기 낮은 APL 구간 내에서 미리 확보된 전류 마진 내에서 상기 저채도 픽셀의 휘도를 향상시키는 표시장치.
  5. 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산하는 단계;
    상기 입력 영상의 APL이 미리 설정된 낮은 APL 구간에 속하면, 상기 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터들 중에서 저채도의 픽셀 데이터를 추출하여 상기 저채도 픽셀 데이터에 미리 설정된 휘도 게인을 곱하여 상기 저채도 픽셀 데이터의 휘도를 향상시키고 휘도 향상 초과분을 출력하는 단계;
    상기 RGB 픽셀 데이터로부터 RGBW 픽셀 데이터를 발생하는 단계; 및
    상기 휘도 향상 초과분을 상기 RGBW 픽셀 데이터의 RGB 픽셀 데이터에 더하여 최종 RGBW 데이터를 표시패널에 표시하는 단계를 포함하는 표시장치의 휘도 향상 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력 영상을 다수의 블록들로 가상 분할하고, 블록별로 영상의 복잡도를 판단하여 그 결과를 바탕으로 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 블록 선택부에 의해 선택된 블록에 한하여 상기 입력 영상의 RGB 픽셀 데이터들을 샤프니스 필터에 입력하여 선택된 블록 내의 선명도를 향상시키는 단계를 더 포함하는 표시장치.
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