KR20200011194A - 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들에 의하면, 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인이 교차하여 정의되는 영역에 복수의 픽셀이 배치되고, 각 픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀 및 백색 서브픽셀을 포함하는 표시패널, 게이트라인에 게이트신호를 인가하는 게이트 드라이브 회로, RGBW 데이터에 대응하여 데이터라인에 데이터신호를 인가하는 데이터드라이브 회로, 게이트 드라이브 회로와 데이터드라이브 회로를 제어하고, RGB 데이터를 전달받아 RGBW 데이터를 데이터드라이브회로에 공급하는 제어부, 및 RGB 데이터를 전달받아 RGBW 데이터의 색대비비를 산출하고, 산출된 색대비비에 대응하여 RGBW 데이터에 추가 백색 데이터를 합산하는 데이터처리부를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

표시장치 및 그의 구동방법{DISPLAY APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 실시예들은 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 최근에는 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들(Flat Panel Display, FPD)이 개발 및 시판되고 있다. 예를 들어, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode)와 같은 여러가지 평판표시장치가 활용되고 있다. 표시장치는 적색(Red, 이하 'R') 데이터, 녹색(Green, 이하 'G') 데이터, 및 청색(Blue, 이하 'B') 데이터를 포함하는 영상데이터를 전달받아 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀, 청색서브픽셀에 대응하여 발생된 빛을 혼합하여 색을 표시할 수 있다.
최근에는 표시패널의 휘도를 높여 다양한 환경에서 사용할 수 있도록 한다. 하지만, 표시패널의 휘도가 높아지면 소비전력이 증가하게 되는 문제가 발생하게 된다. 표시패널에 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀, 청색서브픽셀에 백색 서브픽셀을 추가함으로써 소비전력을 높이지 않고 휘도를 높일 수 있다.
하지만, 특정 유채색 중에서는 색의 특성상 색의 휘도가 높아지는 것이 인지되지 않을 수 있다. 색의 휘도가 높아지는 것이 인지되지 않게 되면 다른 색과의 색대비비가 높아지고 이로 인해 색의 왜곡이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한, 휘도를 낮추게 되면 색대비비를 낮춰 색의 왜곡을 최소화시킬 수 있지만 고휘도로 영상을 표시하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 실시예들의 목적은 휘도를 향상시킬 수 있는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 실시예들의 다른 목적은 소비전력을 저감할 수 있는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 실시예들의 다른 목적은 표시되는 영상의 색이 왜곡을 최소화하는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공할 수 있다.
일측면에서 본 발명의 실시예들은, 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인이 교차하여 정의되는 영역에 복수의 픽셀이 배치되고, 각 픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀 및 백색 서브픽셀을 포함하는 표시패널, 게이트라인에 게이트신호를 인가하는 게이트 드라이브 회로, 최종 RGBW 데이터에 대응하여 상기 데이터라인에 데이터신호를 인가하는 데이터드라이브 회로, 게이트 드라이브 회로와 상기 데이터드라이브 회로를 제어하고, 최종 RGBW 데이터를 상기 데이터드라이브회로에 공급하는 제어부, 및 RGB 데이터를 전달받아 최종 RGBW 데이터를 출력하되, RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하고 RGBW 데이터를 이용하여 색대비비를 산출하며, 산출된 색대비비에 대응하여 RGBW 데이터에 추가 백색 데이터를 합산하여 최종 RGBW 데이터를 산출하는 데이터처리부를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
다른 일측면에서 본 실시예들은 픽셀이 적색, 녹색, 청색, 백색 서브픽셀을 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서, RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계, 변환된 RGBW 데이터에 게인을 적용하여 보정된 RGBW 데이터를 산출하는 단계, 색대비비와 H-K 효과 게인를 이용하여 추가 백색 데이터를 산출하는 단계, 및 보정된 RGBW 데이터에 산출된 추가 백색 데이터를 합산을 하여 최종 RGBW 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 휘도를 향상시킬 수 있는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 소비전력을 저감할 수 있는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 표시되는 영상의 색이 왜곡을 최소화하는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에서 표시되는 색역에 대한 도면이다.
도 3a은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에서 하나의 픽셀에 대한 일 실시예이다.
도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에ㅓ 하나의 픽셀에 대한 일 실시예이다.
도 4는 표시장치에서 표시되는 영상에서 색대비비를 설명하는 개념도이다.
도 6은 도 1에 도시된 데이터처리부의 제2실시예를 나타내는 구조도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 표시패널(110), 게이트드라이브회로(120), 데이터드라이브회로(130), 제어부(140) 및 데이터처리부(150)를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 복수의 게이트라인(G1,?,Gn)과 복수의 데이터라인(D1,…,Dm)이 교차하여 정의되는 영역에 복수의 픽셀(101)이 배치될 수 있다. 표시패널(110)에 포함된 각 픽셀(101)은 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀, 청색 서브픽셀, 백색 서브픽셀을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니뎌, 하나의 픽셀이 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀, 청색 서브픽셀을 포함하고 이웃한 다른 픽셀이 백색 서브픽셀, 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀을 포함하고 또다른 픽셀이 녹색서브픽셀, 청색 서브픽셀, 백색 서브픽셀을 포함할 수 있다. 표시패널(110)은 컬러필터를 포함하고 컬러필터에 의해 각 서브픽셀들에서 방출되는 빛이 필터링되어 적색, 녹색, 청색, 백색을 표현할 수 있다. 또한, 백색 서브픽셀 상에는 컬러필터가 배치되지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110)이 컬러필터를 포함하지 않고 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀, 청색 서브픽셀, 백색 서브픽셀 각각이 적색, 녹색, 청색, 백색의 빛을 발광할 수 있다.
게이트드라이브회로(120)는 복수의 게이트라인(G1,…,Gn)에 게이트신호를 인가할 수 있다. 게이트드라이브회로(120)는 복수의 게이트라인(G1,…,Gn)에 순차적으로 게이트신호를 인가할 수 있다. 여기서, 게이트드라이브회로(120)는 표시패널(110)의 일측에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110)의 양측에 배치될 수 있다. 게이트드라이브회로(120)가 표시패널(110)의 양측에 배치되는 경우 하나의 게이트드라이브회로(120)는 홀수번째 게이트라인에 연결되고 다른 하나의 게이트드라이브회로는 짝수번째 게이트라인에 연결될 수 있다.
데이터드라이브회로(130)는 RGBW 데이터에 대응하여 복수의 데이터라인(D1,…,Dm)에 데이터신호를 인가할 수 있다. RGBW 데이터는 픽셀의 네가지 서브픽셀에 대응하여 영상신호이다. RGBW 데이터는 디지털 신호이고 데이터신호는 데이터라인(D1,…,Dm)에 인가되는 전압일 수 있다. 또한, 데이터드라이브회로(130)는 디지털신호인 RGBW 데이터를 전달받아 소정의 전압을 갖는 데이터신호로 변환하여 복수의 데이터라인(D1,…,Dm)에 전달할 수 있다. 여기서, 데이터드라이브회로(130)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110)의 해상도, 크기 등에 대응하여 복수 개로 구현될 수 있다. 데이터드라이브회로(130)에서 제공하는 데이터신호는 게이트신호가 전달받은 게이트라인(G1,…,Gn)에 연결되어 있는 복수의 픽셀에 전달될 수 있다.
제어부(140)는 게이트드라이브회로(120)와 데이터드라이브회로(130)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 RGBW 데이터를 데이터드라이브회로(130)에 공급할 수 있다. 제어부(140)는 타이밍 컨트롤러일 수 있다.
데이터처리부(150)은 RGB 데이터를 전달받아 RGBW 데이터를 산출할 수 있다. 데이터처리부(150)은 RGB 데이터를 이용하여 RGBW 데이터를 산출하고 산출된 RGBW 데이터에 게인과 레티넥스 이론을 적용하여 산출되는 최종 RGBW 데이터를 산출할 수 있다. 데이터처리부(150)는 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환할 때, RGBW 데이터에서 색대비비를 정량화하고 정량화된 색대비비에 대응하여 특정한 유채색의 휘도를 높알 수 있다. 데이터처리부(150)는 특정한 유채색의 휘도가 높아지도록 하기 위해 백색 서브픽셀의 휘도를 높일 수 있다. 이를 위해, 데이터처리부(150)는 추가백색 데이터를 RGBW 데이터에 합산할 수 있다. 여기서, RGB 데이터는 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터 중 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, RGBW 데이터는 적색 데이터, 녹색 데이터 청색 데이터, 백색 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(140)와 데이터처리부(150)는 서로 구별되는 구성인 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 게이트드라이브회로(120), 데이터드라이브회로(130), 제어부(140)는 각각 집적회로로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(140)는 타이밍 컨트롤러일 수 있다. 또한, 게이트드라이브회로(120)는 표시패널(110)이 형성된 기판 상에 배치되고 게이트신호를 출력하는 GIP(Gate in panel) 회로로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에서 표시되는 색역에 대한 도면이고, 도 3a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에서 하나의 픽셀에 대한 일 실시예이다. 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에ㅓ 하나의 픽셀에 대한 일 실시예이다. 또한, 도 4는 표시장치에서 표시되는 영상에서 색대비비를 설명하는 개념도이다.
도 2 및 도 3a을 참조하면, 도 1에 도시된 표시장치(100)의 각 픽셀(101)은 적색서브픽셀(101R), 녹색서브픽셀(101G), 청색 서브픽셀(101B) 및 백색서브픽셀(101W)의 네개의 서브픽셀을 포함할 수 있다. 여기서, 네개의 서브픽셀(101R, 101G, 101B, 101W)의 크기는 동일한 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 네개의 서브픽셀(101R, 101G, 101B, 101W)이 나란하게 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 픽셀(101)이 네개의 서브픽셀(101R, 101G, 101B, 101W)을 포함하면, 표시패널(100)이 동일한 크기와 해상도를 갖을 때 픽셀(101)이 네개의 서브픽셀101R, 101G, 101B, 101W)을 갖는 경우가 세개의 서프픽셀을 갖는 경우 보다 각 서브픽셀의 면적이 75%로 작아지게 된다. 따라서, 픽셀이 네개의 서브픽셀(101R, 101G, 101B, 101W)을 갖게 되면, 픽셀이 3개의 서브픽셀을 갖는 경우 보다 적색, 녹색, 청색의 색역이 75%로 낮아지게 된다. 하지만, 백색 서브픽셀(101W)에 의해 색역을 높일 수 있어 네개의 서프픽셀(101R, 101G, 101B, 101W)을 포함하는 픽셀(101)이 표현할 수 있는 색역은 도 2의 점 A,B,C,D,E,F 로 나타내는 육각형이 될 수 있다. 하지만, 네개의 서브픽셀(101R, 101G, 101B, 101W)에서 표현할 수 있는 색역의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 점 A와 점 D를 잇는 직선 X는 채도가 0인 백색이 표시되는 부분을 의미할 수 있다.
즉, 네 개의 서브픽셀(101R, 101G, 101B, 101W) 중 적색서브픽셀(101R), 녹색서브픽셀(101G), 청색 서브픽셀(101B)을 이용하여 색을 표현하게 되면 색을 표현하는 범위가 낮아지게 되지만, 백색 서브픽셀(101W)을 이용하여 휘도를 보상함으로써 픽셀(101)이 표현하는 색의 범위를 넓힐 수 있다. 이때, 표시패널(110)의 휘도를 높이기 위해 RGB 데이터로 색을 표현하는 경우보다 RGBW 데이터로 색을 표현할 때 백색 서브픽셀(101W)의 휘도를 더 높게 설정하여 표시패널(110)이 고휘도를 표현할 수 있게 할 수 있다.
색대비비를 설명하기 위해 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 중앙부에 유채색이 표시되는 유채색 영역(110c)이 배치되고 유채색의 주변에 무채색이 표시되는 무채색 영역(110a)이 표시패널(110)에 배치되는 영상으로 설명을 한다. 하지만 표시패널(110)에 표시되는 영상은 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 무채색은 백색일 수 있다. 일반적으로 RGBW 데이터신호를 조절하여 무채색 영역(110a)의 휘도를 높게 하면, 유채색 영역(110c)의 휘도 역시 높아질 수 있다. 따라서, 표시패널(110)의 휘도가 높아질 때 유채색 영역(110c)과 무채색 영역(110a)의 휘도가 높아져 표시패널(110)에서 표시되는 유채색 영역(110c)과 무채색 영역(110a)의 색대비비는 RGB 데이터를 이용하는 경우에 유채색 영역(110c)과 무채색 영역(110a)의 색대비비와 동일하게 유지될 수 있다. 따라서, RGB 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널에서 표시되는 영상과 RGBW 데이터를 이용하여 영상을 표시하는 표시패널에서 표시되는 영상은 색감이 동일하게 느껴질 수 있다.
하지만, 표시패널(110)에서 표시하는 유채색이 노란색 계열인 경우에 노란색 계열의 특성상 노란색 계열에 대응하는 데이터신호의 계조전압을 조절하여 휘도를 높이더라도 사용자는 휘도가 높아지는 것을 인지하지 못하게 될 수 있다. 또한, 노란색을 표현하는 RGB 데이터의 경우 적색 데이터와 녹색 데이터만이 존재하고 청색 및 백색데이터가 존재하지 않알 수 있다. 또한, 노란색을 표현할 때 적색 데이터와 녹색 데이터는 계조값이 최대일 수 있다. 따라서, 데이터신호의 계조전압을 조절하여 노란색 계열의 유채색의 휘도를 높일 수 없다. 이로 인해, 표시패널(110)이 표현하는 영상이 높은 휘도를 갖도록 할 때, 무채색이 표시되는 무채색 영역(110a)은 계조전압을 높이면 사람이 휘도가 높아진 것을 인식할 수 있다. 하지만, 유채색 영역(110c)가 노란색 계열의 색을 표현하는 경우에는 계조전압을 높이더라도 노란색 계열의 색은 휘도는 높아지는 것이 인식되지 않게 된다. 이로 인해, 사용자는 노란색의 유채색 영역(110c)과 무채색 영역(110a)의 색대비비를 크게 느끼게될 수 있다. 노란색 계열의 색은 노란색, 주황색 일 수 있다. 또한, 유채색 영역 중 노란색 계열의 색을 표시하는 유채색 영역과 다른 색을 표시하는 유채색 영역 간의 색대비비도 커질 수 있다. 색대비비가 커지게 되면, RGB 데이터를 이용하는 표시패널과 RGBW 데이터를 이용하는 표시패널에서 동일한 영상을 표시할 때 사용자는 색감차이를 인식할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 색대비비를 낮춰야 한다. 무채색 영역의 휘도를 낮추면 색대비비가 낮아진다. 하지만, 무채색 영역의 휘도를 낮추게 되면 표시패널(110)이 고휘도를 표현하지 못하게 될 수 있다. 따라서, RGBW 데이터를 이용하는 효과를 얻을 수 없다.
표시패널(110)이 고휘도로 영상을 표시하도록 하기 위해, 본 발명의 실시예들에서는 노란색 계열의 색이 표시되는 경우, 노란색 계열의 색을 표시하는 유채색 영역에 대응하는 위치에 배치되어 있는 백색 서브픽셀(101W)의 휘도를 높여 노란색 계열의 색에 백색이 추가되도록 할 수 있다. 노란색 계열의 색에 백색이 추가되면 사람은 휘도가 높아진 것으로 인지할 수 있다. 유채색 영역(110c)의 휘도가 높아지게 되면 무채색 영역(110a)의 휘도를 낮추지 않더라도 색대비비가 낮아질 수 있다. 노란색을 표시하는 픽셀에 포함되어 이는 백색 서브픽셀(101W)의 휘도를 높임으로써 노란색 계열의 색에 백색이 추가되도록 할 수 있다. 이를 위해 픽셀(101)에 전달되는 RGBW 데이터에 추가 백색 데이터를 추가할 수 있다. 추가되는 백색 데이터의 양은 제한될 수 있다.
여기서, 하나의 픽셀이 4개의 서브픽셀을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 도 3b에 도시되어 있는 것과 같이 하나의 픽셀(101a,101b,101c)이 3개의 서브픽셀을 포함하며, 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브픽셀과, 백색(W), 적색(R), 녹색(G) 서브픽셀과, 청색(B), 백색(W), 적색(R)의 서브픽셀을 포함할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 데이터처리부의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 5를 참조하면, 데이터처리부(150)는 RGB 데이터(RGB)를 전달받아 RGBW 데이터(RGBW)의 색대비비를 산출하고, 산출된 색대비비에 대응하여 RGBW 데이터(RGBW)에 추가 백색 데이터를 추가할 수 있다. 또한, 데이터처리부(150)는 메모리(160)를 더 포함할 수 있다.
데이터처리부(150)는 RGB 데이터(RGB)를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하고, RGBW 데이터(RGBW)에 대응하는 프레임 게인값과 픽셀 게인값을 산출할 수 있다. 데이터처리부(150)는 산출된 프레임 게인값과 픽셀 게인값에 대응하여 최종게인값을 산출하고, 최종게인값에 대응하여 RGBW 데이터(RGBW)를 보정하여 보정 RGBW 데이터(R'G'B'W')를 산출할 수 있다. 또한, 데이터처리부(150)는 보정 RGBW 데이터(R'G'B'W')의 색대비비에 대응하여 보정 RGBW 데이터(R'G'B'W')에 추가 백색 데이터를 추가함으로써 최종 RGBW 데이터(R'G"B"W") 를 생성하여 출력할 수 있다.
또한, 데이터처리부(150)는 색대비비를 산출할 때 색대비비가 기설정된 값이면, 표시패널(110) 상의 픽셀들의 프레임 게인의 평균값 및 픽셀 게인의 평균값과, 하나의 프레임 중 하나의 픽셀에 표시되는 프레임 게인 및 픽셀 게인에 대응하여 보정 RGBW 데이터(R'G'B'W')에 추가될 추가 백색 데이터를 결정할 수 있다.
색대비비가 기설정된 값이면 표시패널(110)에 표시되는 유채색이 노란색 계열인 것으로 판단할 수 있다. 기절정된 값은 표시패널(110)의 일지점의 프레임 게인과 H-K 효과 게인의 합이 표시패널(110)의 프레임 게인의 평균과 H-K 효과 게인의 평균값의 합보다 더 작은 것을 의미할 수 있다. H-K 효과 게인은 동일한 색상에서 채도가 높으면 증가하되, 노란색 계열과 청록색 계열에서 높을 수 있다.
데이터처리부(150)는 먼저, 게인을 산출하고 산출된 게인에 따라 변환된 RGBW 데이터를 보정된 RGBW 데이터로 보정할 수 있다. 산출되는 게인은 프레임 게인, 픽셀 게인, 최종 게인일 수 있다. 프레임 게인은 보정된 RGBW 데이터를 이용한 히스토그램으로 산출할 수 있다. 픽셀 게인은 색상 별로 기설정될 수 있다. 최종 게인은 프레임 게인과 픽셀 게인을 이용하여 산출할 수 있다. 최종 게인은 프레임 게인과 픽셀 게인을 합산한 값일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 보정된 RGBW 데이터를 이용하여 색대비비를 정량화하여 산출할 수 있다. 색대비비를 정량화하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사람이 인지할 수 있는 인지색을 하기의 수학식 1을 이용하여 정량화할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, N은 표시패널(110) 상의 픽셀의 수를 의미하고, I는 휘도를 의미한다.
레티넥스 이론(Retinex theory)에 의하면, 사람이 색을 인지할 때 일지점의 색을 독립적으로 인지하는 것이 아니고 주변색의 영향을 받아 인지하기 때문에 인지색에 대한 일지점의 휘도에 대응하는 색상값에서 다른 지점들의 휘도의 평균값을 차감하여 산출할 수 있어 상기의 수학식 1과 같이 인지색을 정량화할 수 있다.
또한, 사람이 휘도를 인지할 때 낮은 휘도에서는 작은 휘도 변화도 급격한 휘도변화로 인지하지만, 높은 휘도에서는 큰 휘도변화도 작은 휘도변화로 인지할 수 있다. 즉, 휘도는 로그 함수에 대응할 수 있다. 따라서, 인지색을 정량화한 함수는 수학식 1과 같이 로그함수로 표현할 수 있다.
그리고, 하기의 수학식 2와 수학식 3을 상기의 수학식 1에 적용함으로써, 프레임 게인과 H-K 효과 게인을 적용할 수 있다
Figure pat00002
Figure pat00003
여기서, K는 프레임 게인을 의미하고, H는 H-K 효과 게인을 의미하고,
Figure pat00004
는 추가되는 백색 데이터를 의미한다.
상기의 수학식 2와 수학식 3은 휘도에 프레임 게인과 HK 효과 게인을 적용하고 추가될 백색 데이터값에 의한 휘도값을 적용할 수 있다.
또한, 수학식 3은 유채색 또는 무채색에 따라 주변색에 대한 휘도값을 나타낸다.
상기의 수학식 3에서
Figure pat00005
는 주변 유채색의 휘도를 의미하고
Figure pat00006
는 주변 무채색의 휘도를 의미할 수 있다. 즉, 유채색에는 추가 백색 데이터가 합산되지만 무채색의 경우에는 추가 백색 데이터가 합산되지 않는 것을 표현한다.
H-K 효과(HK effect: helmholtz-kohlrausch effect)는 일정한 밝기에서 채도가 높아질수록 더 밝아 보이는 효과를 설명한 것이다. 따라서, 프레임 게인 뿐만 아니라 K와 H-K 효과게인 H를 적용하여 H-K 효과에 따라 채도에 대응하여 휘도값을 일지점과 주변의 휘도 값을 산출할 수 있다.
그리고, 수학식 2와 수학식 3을 수학식 1에 대입하여 하기의 수학식 4를 얻을 수 있다. 하기의 수학식 4는 인지된 색의 색상을 나타낸다.
Figure pat00007
여기서, N은 표시패널(110)에서 총 픽셀의 수를 의미하고 P는 표시패널에서 유채색의 픽셀 수를 의미한다. 여기서, 유채색은 노란색 계열의 색일 수 있다. 그리고,
Figure pat00008
와
Figure pat00009
는 일지점에 대한 프레임 게인과 H-K 효과 게인이고
Figure pat00010
와
Figure pat00011
는 표시패널 상의 모든 지점에 대한 프레임게인의 평균값과 H-K 효과 게인의 평균 값이다. 따라서, 인지된 색은 상기의 수학식 1과 달리 레티넥스 이론과 H-K 효과가 모두 적용된다.
그리고, 수학식 1과 수학식 4의 차이를 이용하여 인지색과 실제색 간의 색대비비를 하기의 수학식 5를 이용하여 정량화할 수 있다.
Figure pat00012
그리고, 상기의 수학식 5가 "0"의 값이 되도록 추가 백색 데이터를 조절할 수 있다. 따라서, 상기의 수학식 5에서
Figure pat00013
가 음수이면 백색 데이터를 추가하여 수학식 5가 "0"이 될 수 있다.
Figure pat00014
가 음수인 것은 평균값보다 인식된 값이 더 작은 경우를 의미한다. 즉, 휘도를 높이더라도 휘도변화를 인식하지 못한 경우를 의미한다.
또한,
Figure pat00015
가 음수인 경우 일지점에서 표시되는 픽셀에서 표시하는 색이 노란색 계열인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 추가 백색 데이터는 하기의 수학식 6에 대응할 수 있다.
Figure pat00016
여기서, Y는 휘도를 의미하고, saturation은 채도를 의미한다. AdditiveRatio는 백색 데이터가 추가되는 비율을 의미하고, AdditiveRatiopre는 이전 프레임의 AdditiveRatio를 의미한다. TH_ADDITVIVE _VALUE는 허용 Additive value의 총량일 수 있다. 또한,
Figure pat00017
는 피드백 필터의 속도 조절계수일 수 있다. 피드백 필터의 속도조절 계수는 하나의 프레임과 다음 프레임 간에 휘도 변화가 큰 경우 사람이
TH_ADDITVIVE _VALUE를 이용하여 유채색에 백색 데이터를 추가하는 것에 한계를 설정할 수 이다. TH_ADDITVIVE _VALUE는 색상별로 설정된 값일 수 있다.
따라서, 유채색 영역에 백색 데이터를 추가함으로써 무채색 영역과 유채색 영역 간의 색대비비를 줄일 수 있어 영상의 왜곡을 방지할 수 있다. 또한, 휘도를 낮추지 않게 되어 표시패널(110)이 고휘도의 영상을 표시할 수 있다.
메모리(160)는 상기의 수학식 1 내지 수학식 6을 적용하는 알고리듬이 저장될 수 있다. 또한, 메모리(160)는 색상 별로 픽셀 게인이 저장될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 데이터처리부의 제2실시예를 나타내는 구조도이다.
도 6을 참조하면, 데이터처리부(150)는 RGB 데이터(RGB)를 입력받아 RGBW 데이터(RGBW)로 변환하는 데이터변환부(150a)와, RGBW 데이터(RGBW)의 프레임게인을 산출하는 제1연산부(151)와, RGBW 데이터(RGBW)의 픽셀 게인을 산출하는 제2연산부(152)와, 제1연산부(151)와 제2연산부(152)에서 산출된 프레임게인과 픽셀게인을 이용하여 최종게인을 산출하는 제3연산부(153)와, 제3연산부(153)에서 산출된 최종게인을 RGBW 데이터에 적용하여 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')를 출력하는 제4연산부(154)와, 제3연산부(153)에서 산출된 최종게인을 이용하여 색대비비를 정량화하는 제5연산부(155)와, RGB 데이터를 이용하여 H-K 효과 게인을 산출하는 제6연산부(156)와, 제6연산부(156)에서 산출된 H-K 효과 게인과 정량화된 색대비비를 이용하여 추가 백색 데이터를 산출하는 제7연산부(157), 및 추가백색 데이터를 제4연산부(154)에서 최종게인에 의해 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')에 합산하여 최종 RGBW 데이터(R"G"B"W")를 출력하는 제8연산부(158)를 포함할 수 있다.
데이터변환부(150a)는 RGB 데이터(RGB)를 입력받아 RGBW 데이터(RGBW)로 변환할 수 있다. 표시패널(110)은 적색, 녹색, 청색 및 백색의 서브픽셀을 포함하고 있기 때문에 데이터변환부(150a)는 RGBW 데이터(RGBW)가 표시패널에 공급되도록 한다. 데이턴변환부(150a)에서 변환된 RGBW 데이터(RGBW)는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 서브픽셀에 입력되는 데이터 중 어느 하나만 포함될 수 이다. 또한, 휘도를 높이거나 수명을 높이 위해 RGB 데이터(RGB)에 포함되어 있는 적색, 녹색, 백색 데이터의 계조를 낮추고 낮춘 계조에 대응하여 백색 데이터를 추가하여 RGB 데이터(RGB)를 RGBW 데이터(RGBW)로 변환할 수 있다.
데이터처리부(150)는 정량화된 색대비비에 따라 추가 백색데이터를 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')에 합산할 수 있어 노란색 계열의 유채색에 백색 데이터를 합산할 수 있다. 따라서, 노란색 계열의 색의 휘도를 높일 수 있어 무채색과 유채색 간의 색대비비를 낮추게 된다. 따라서, RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하여 영상을 표시하더라도 영상에 왜곡이 발생되지 않은 것으로 인지하게 할 수 있다.
제1연산부(151)는 히스토그램을 이용하여 프레임 게인을 산출할 수 있다. 제1연산부는 변환된 RGBW 데이터(R'G'B'W')를 휘도에 대해 배열한 히스토그램을 이용하여 프레임 게인을 산출할 수 있다. 프레임 게인은 최대값으로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 노이즈 등으로 인해 프레임 게인이 왜곡될 수 있어 최대값 보다 일정값 정도 낮은 값을 채택할 수 있다.
제2연산부(152)는 RGBW 데이터(RGBW)의 픽셀 게인을 산출할 수 있다. 픽셀게인은 색상별로 설정되어 있고 RGBW 데이터(RGBW)를 이용하여 파악된 색상에 의해 픽셀 게인을 산출할 수 있다. 픽셀 게인은 색상별로 기저장되어 있을 수 있다. 픽셀 게인은 채도가 높을수록 낮아질 수 있다.
제3연산부(153)는 최종 게인을 산출할 수 있다. 최종 게인은 프레임 게인과 픽셀 게인을 이용하여 산출될 수 있다. 최종 게인을 산출할 때 프레임 게인과 픽셀 게인을 합산할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제4연산부(154)는 산출된 최종 게인을 변환된 RGBW 데이터(RGBW)에 적용하여 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')를 산출할 수 있다.
제5연산부(155)는 산출된 최종게인을 이용하여 색대비비를 정량화할 수 있다. 색대비비를 정량화할 때 로그함수를 이용할 수 있다. 제5연산부(155)는 기설정된 알고리듬을 적용하여 색대비비를 정량화할 수 이다. 제5연산부(155)는 기설정된 알고리듬에 의해 상기의 수학식 1 내지 5를 적용할 수 있다. 또한, 제5연산부(155)에서 정량화된 색대비비에 의해 제3연산부(153)에서 산출된 픽셀 게인을 보정할 수 있다.
제6연산부(156)는 RGB 데이터를 이용하여 H-K 효과 게인을 산출할 수 있다. 제6연산부(156)는 H-K 효과 게인을 영상의 채도와 hue값에 대응하여 산출할 수 있다. 산출된 H-K 효과 게인에 의해 제5연산부(155)의 색대비비에 대한 정보를 보정할 수 있다.
제7연산부(157)는 제5연산부(155)에서 산출된 색대비비에 대응하여 추가백색 데이터를 결정할 수 있다. 제7연산부(157)은 상기의 수학식 5가 "0"이 되도록 추가 백색 데이터를 결정할 수 있다. 또한, 추가 백색 데이터는 상기의 수학식 6에 따라 결정될 수 있다.
제8연산부(158)는 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')에 추가 백색 데이터를 합산하여 최종 RGBW 데이터(R"G"B"W")를 산출할 수 있다. 추가 백색 데이터가 합산되면 유채색에 백색이 추가되어 유채색의 휘도가 증가되게 될 수 있다. 백색이 추가되는 양이 많아지면 채도가 떨어질 수 있어 추가되는 양은 상기의 수학식 6과 같이 제한할 수 있다.
도 7은 본 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 표시장치의 구동방법은 복수의 화소를 포함하며, 각 픽셀는 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 및 백색 서브픽셀을 포함하는 표시장치에 적색, 녹색, 청색 데이터를 포함하는 RGB 데이터를 전달함으로써 표시장치가 영상을 표시하게 할 수 있다. 표시장치의 구동방법은 RGBW 데이터를 이용하여 영상을 표시할 때, 유채색과 무채색간의 색대비비를 낮춰 영상의 왜곡이 발생되지 않은 것으로 인식되도록 영상을 표시할 수 있다.
이를 위해, 표시장치의 구동방법은 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환한다.(S700) 표시패널에 포함되어 있는 픽셀이 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 및 백색 서브픽셀의 4개의 서브픽셀을 포함하고 있어 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환한다. 이때, RGB 데이터는 영상에 따라 세가지 색 모두를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 변환된 RGBW 데이터 역시 영상에 따라 네가지 색 모두를 포함하지 않을 수 있다. 또한, RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환할 때 RGB 세가지 데이터 중 휘도가 가장 낮은 데이터에 대응하는 데이터를 W로 변환하고 휘도가 가장 낮은 데이터는 RGBW 데이터에 포함되지 않게 할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 변환된 RGBW 데이터에 게인을 적용하여 보정된 RGBW 데이터를 산출할 수 있다. (S710) 게인은 프레임 게인, 픽셀 게인을 포함할 수 있다. 프레임 게인은 변환된 RGBW 데이터의 히스토그램을 이용하여 산출할 수 있다. 히스토그램은 휘도에 따른 변환된 RGBW 데이터의 데이터 분포가 되도록 하고 히스토그램에서 최대값을 산출하여 프레임 게인으로 설정할 수 있다. 픽셀 게인은 색상별로 설정된 값을 이용할 수 있다. 프레임 게인과 픽셀 게인에 대응하여 최종 게인을 산출할 수 있다. 최종 게인에 의해 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')를 산출할 수 있다.
그리고, 색대비비와 H-K 효과 게인을 이용하여 추가 백색 데이터를 산출할 수 있다. (S720) 추가백색 데이터는 상기의 수학식 6을 통해 산출할 수 있다. 상기의 수학식 6에 의해 산출된 추가 백색 데이터가 상기의 수학식 5에 적용되면 수학식 5는 "0"의 값을 갖게 될 수 있다. 수학식 5 가 "0" 되는 것은 일지점의 색과 주변색의 인지색의 차이가 존재하지 않는 것이 된다. H-K 효과 게인은 채도와 휴(hue)에 대응하여 설정된 게인일 수 있다. H-K 효과 게인은 동일한 색상에서 채도가 높으면 증가하되, 노란색 계열과 청록색 계열에서 높을 수 있다.
그리고, 보정된 RGBW 데이터(R'G'B'W')에 산출된 추가 백색 데이터를 합산을 하여 최종 RGBW 데이터(R"G"B"W")를 산출할 수 있다.(S730) 최종 RGBW 데이터(R"G"B"W")는 인지색의 차이가 존재하지 않기 때문에 색대비비가 낮아지게 되고 이로 인해 영상이 왜곡된 것으로 인식하지 않게 될 수 있다. 그리고, 최종 RGBW 데이터(R"G"B"W")를 도 1에 도시된 제어부(140)에 전달하면, 제어부(140)는 최종 RGBW 데이터(R"G"B"W")를 도 1에 도시된 데이터드라이브회로(130)에 전달함으로써, 영상이 표시패널(110)에 표시되게 할 수 있다. 색대비비가 낮기 때문에 표시패널(110)은 고휘도로 영상을 표시할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
150a: 데이터변환부
151: 제1연산부
152: 제2연산부
153: 제3연산부
154: 제4연산부
155: 제5연산부
156: 제6연산부
157: 제7연산부
158: 제8연산부
RGBW: RGBW 데이터
R'G'B'W': 보정된 RGBW 데이터
R"G"B"W": 최종 RGBW 데이터

Claims (10)

  1. 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인이 교차하여 정의되는 영역에 복수의 서브픽셀이 배치되고, 각 서브픽셀은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀 및 백색 서브픽셀을 포함하는 표시패널;
    상기 게이트라인에 게이트신호를 인가하는 게이트 드라이브 회로;
    최종 RGBW 데이터에 대응하여 상기 데이터라인에 데이터신호를 인가하는 데이터드라이브 회로;
    상기 게이트 드라이브 회로와 상기 데이터드라이브 회로를 제어하고, 상기 최종 RGBW 데이터를 상기 데이터드라이브회로에 공급하는 제어부; 및
    RGB 데이터를 전달받아 최종 RGBW 데이터를 출력하되, RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하고 상기 RGBW 데이터를 이용하여 색대비비를 산출하며, 산출된 상기 색대비비에 대응하여 상기 RGBW 데이터에 추가 백색 데이터를 합산하여 상기 최종 RGBW 데이터를 산출하는 데이터처리부를 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터처리부는
    상기 RGB 데이터를 상기 RGBW 데이터로 변환하고, 상기 RGBW 데이터에 대응하는 프레임 게인과 픽셀 게인을 산출하고, 상기 프레임 게인과 상기 픽셀 게인에 대응하여 최종게인을 산출하고, 상기 최종게인에 대응하여 상기 RGBW 데이터를 보정하되, 상기 RGBW 데이터의 색대비비에 대응하여 상기 RGBW 데이터에 상기 추가 백색 데이터를 합산하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터처리부는 상기 색대비비를 산출할 때 상기 색대비비가 기설정된 값이면, 표시패널 상의 픽셀들의 상기 프레임 게인의 평균값 및 상기 픽셀 게인의 평균값과 상기 하나의 프레임 중 하나의 픽셀에 표시되는 프레임 게인 및 상기 픽셀 게인에 대응하여 상기 추가 백색 데이터를 결정하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기절정된 값은 표시패널의 일지점의 프레임 게인과 H-K 효과 게인의 합이 표시패널의 프레임 게인의 평균과 H-K 효과 게인의 평균값의 합보다 더 작은 값인 표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 데이터처리부는
    입력받은 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 데이터변환부와, RGBW 데이터의 프레임게인을 산출하는 제1연산부;
    RGBW 데이터의 픽셀 게인을 산출하는 제2연산부;
    제1연산부와 제2연산부에서 산출된 프레임게인과 픽셀게인을 이용하여 최종게인을 산출하는 제3연산부;
    제3연산부에서 산출된 최종게인을 RGBW 데이터에 적용하는 제4연산부;
    제3연산부에서 산출된 최종게인을 이용하여 색대비비를 정량화하는 제5연산부;
    RGB 데이터를 이용하여 H-K 효과 게인을 산출하는 제6연산부;
    제6연산부에서 산출된 H-K 효과 게인과 정량화된 색대비비를 이용하여 추가 백색 데이터를 산출하는 제7연산부; 및
    추가백색 데이터를 제4연산부에서 최종게인이 적용된 RGBW 데이터에 합산하는 제8연산부를 포함하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 색대비비는 상기 RGBW 데이터는 로그함수를 이용하여 정량화하는 표시장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 픽셀게인은 색상 별로 다르게 설정된 표시장치.
  8. 픽셀이 적색, 녹색, 청색, 백색 서브픽셀을 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서,
    RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 단계;
    변환된 RGBW 데이터에 게인을 적용하여 보정된 RGBW 데이터를 산출하는 단계;
    색대비비와 H-K 효과 게인를 이용하여 추가 백색 데이터를 산출하는 단계; 및
    보정된 RGBW 데이터에 산출된 추가 백색 데이터를 합산을 하여 최종 RGBW 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    보정된 RGBW 데이터를 산출하는 단계에서,
    상기 보정된 RGBW 데이터를 일지점에 대응하는 픽셀의 휘도와 표시패널의 휘도의 평균을 이용하여 상기 색대비비를 정량화하여 산출하는 표시장치의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 색대비비는 프레임 게인, 픽셀 게인, H-K 효과 게인에 대응하여 산출되는 표시장치의 구동방법.

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