KR20200085394A - 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

표시 장치는, 표시부를 포함한다. 표시부는 복수의 화소들을 포함한다. 데이터 변환부는, 화소들에 각각 대응하는 계조값들을 수신하고, 계조값들 각각을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 각각 리맵핑하여 제1 보상된 계조값들을 생성하며, 리맵핑된 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 제2 보상된 계조값들을 생성한다. 데이터 구동부는, 제2 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하여, 표시부에 제공한다. 여기서, 인접 계조값들은 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며, 인접 화소들 중 적어도 하나는 대상 화소와 다른 색으로 발광한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

표시 장치는 외부에서 인가되는 제어 신호들을 이용하여 표시 패널에 영상을 표시한다.

일반적으로, 표시 장치는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에서 발광되는 광들의 시간적 또는 공간적 합에 의해 표시 장치의 특정 지점(또는, 특정 영역)의 색상이 결정될 수 있다.

계조값이 상대적으로 낮은 저계조 영역에서, 화소들 각각의 감마 특성 및 화소들의 화이트 밸런스가 틀어지고, 원하는 휘도와 색상으로 영상이 표시되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 목적은 저계조 영역에서 표시 품질의 저하가 방지된 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들을 포함하는 표시부; 상기 화소들에 각각 대응하는 계조값들을 수신하고, 상기 계조값들 각각을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 각각 리맵핑하여 제1 보상된 계조값들을 생성하며, 상기 리맵핑된 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 제2 보상된 계조값들을 생성하는 데이터 변환부; 및 상기 제2 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하여, 상기 표시부에 제공하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 인접 계조값들은 상기 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며, 상기 인접 화소들 중 적어도 하나는 상기 대상 화소와 다른 색으로 발광한다.

일 실시예에 의하면, 상기 제2 계조 범위는 상기 제1 계조 범위보다 작을 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 계조 범위는 제1 저계조 영역 및 상기 제1 저계조 영역의 일부인 제2 저계조 영역을 포함하고, 상기 데이터 변환부는 상기 계조값들 중 상기 제1 및 제2 저계조 영역들에 포함된 제1 저계조값들을 상기 제2 저계조 영역 내 제2 저계조값들로 리맵핑할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 데이터 변환부는 상기 제1 저계조값들 및 상기 제2 저계조값들의 매핑 정보를 포함하는 룩업 테이블에 기초하여 상기 제1 보정된 계조값들을 생성할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들 중 하나가 커질수록 상기 대상 화소의 제1 보상된 계조값을 감소시켜 상기 대상 화소의 제2 보상된 계조값을 생성할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들에 기초하여 상기 대상 화소에 대한 제1 보상값을 산출하고, 상기 대상 화소의 상기 제1 보상된 계조값에서 상기 제1 보상값을 차연산하여 상기 대상 화소의 상기 제2 보상된 계조값을 산출할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들에 대응하여 각각 기 설정된 보상 계수들에 기초하여 상기 인접 계조값들을 가중치 합산하여 상기 제1 보상값을 산출할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 인접 화소들 중 상기 대상 화소와 동일한 행에 포함된 제1 인접 화소에 대한 제1 보상 계수는, 상기 인접 화소들 중 상기 대상 화소와 동일한 열에 포함된 제2 인접 화소에 대한 제2 보상 계수와 다를 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 보상 계수는 상기 제2 보상 계수보다 클 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 보상값은 상기 제1 보상된 계조값에 반비례할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 보상값은 상기 화소들의 전체 최대 휘도에 반비례할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 복수의 화소들은 제1 색으로 발광하는 제1 화소, 제2 색으로 발광하는 제2 화소 및 제3 색으로 발광하는 제3 화소를 포함하고, 상기 데이터 변환부는 제1 보상 계수들을 포함하는 제1 보상 필터를 이용하여 상기 제1 화소에 대한 보상된 계조값을 산출하고, 제2 보상 계수들을 포함하는 제2 보상 필터를 이용하여 제2 화소의 보상된 계조값을 산출하며, 상기 제2 보상 필터는 상기 제1 보상 필터와 다를 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 인접 화소들은 상기 대상 화소와 동일한 행에 포함될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 화소들은 펜타일(pentile) 구조로 배열될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 화소들은 스프라이프 구조로 배열될 수 있다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 복수의 화소들을 포함하는 표시부; 상기 화소들에 각각 대응하는 계조값들을 포함하는 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 보상된 계조값들을 생성하는 데이터 변환부; 및 상기 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하여, 상기 표시부에 제공하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 인접 계조값들은 상기 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며, 상기 인접 화소들 중 적어도 하나는 상기 대상 화소와 다른 색으로 발광한다.

일 실시예에 의하면, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들 중 하나가 커질수록 상기 대상 화소의 제1 보상된 계조값을 감소시켜 상기 대상 화소의 제2 보상된 계조값을 생성할 수 있다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 입력 계조값들 각각을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 각각 리맵핑하여 제1 보상된 계조값들을 생성하는 단계; 상기 리맵핑된 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 제2 보상된 계조값들을 생성하는 단계; 및 상기 제2 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 인접 계조값들은 상기 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며, 상기 인접 화소들 중 적어도 하나는 상기 대상 화소와 다른 색으로 발광한다.

일 실시예에 의하면, 상기 인접 계조값들 중 하나가 커질수록, 상기 대상 화소의 제2 보정된 계조값은 작아질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 보상된 계조값들을 생성하는 단계는, 상기 대상 화소의 제1 보상된 계조값에 기초하여 상기 대상 화소에 대한 글로벌 게인을 결정하는 단계; 및 상기 글로벌 게인 및 상기 인접 계조값들에 기초하여 상기 대상 화소에 대한 제2 보상된 계조값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 방법은 검사 방법은, 저계조 영역의 계조값을 리맵핑함으로써 화소들 각각의 감마 특성의 틀어짐을 보상하고, 또한, 리맵핑된 계조값을 인접 계조값들에 기초하여 보상함으로써 화소들의 화이트 밸러스의 틀어짐을 보상할 수 있다. 따라서, 저계조 영역에서의 표시 품질의 저하가 완화 또는 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2의 화소 및 인접 화소 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 인접 화소에 의한 화소의 발광 특성의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 표시 장치에 포함된 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 제어부에 포함된 제1 데이터 보상부에 의한 계조 리맵핑을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 5의 제어부에 포함된 제1 데이터 보상부에서 이용되는 룩업 테이블의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 5의 제어부에 의한 감마 곡선의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9a는 도 5의 제어부에 포함된 제2 데이터 보상부에서 사용되는 보상 필터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9b는 도 9a의 보상 필터의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 5의 제어부에서 도 9a의 보상 필터를 이용하여 계조를 보상하는 과정의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 5의 제어부에서 도 9b의 보상 필터를 이용하여 계조를 보상하는 과정의 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 12는 도 5의 제어부에서 사용되는 제1 게인의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 5의 제어부에서 사용되는 제2 게인의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 5의 제어부에 제공되는 테스트 데이터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 5의 제어부에서 도 9a의 보상 필터를 이용하여 계조를 보상하는 과정의 또 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 16은 도 5의 제어부에 포함된 제2 데이터 보상부에서 사용되는 보상 필터의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시부(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.

표시부(110)는 영상을 표시할 수 있다. 표시부(110)는 표시 패널로 구현될 수 있다.

표시부(110)는 데이터선들(DL1 내지 DLm, 단, m은 양의 정수), 게이트선들(GL1 내지 GLn, 단, n는 양의 정수), 및 화소(PX)를 포함할 수 있다. 화소(PX)는 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 게이트선들(GL1 내지 GLn)에 의해 구획된 영역에 배치될 수 있다. 화소(PX)는 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 게이트선들(GL1 내지 GLn)에 전기적으로 연결될 수 있다.

예를 들어, 제1 행 및 제1 열에 위치하는 화소(PX)는 제1 데이터선(DL1) 및 제1 게이트선(GL1)에 연결될 수 있다. 다른 예를 들어, 제n 행 및 제m 열에 위치하는 화소(PX)는 제m 데이터선(DLm) 및 제n 게이트선(GLn)에 연결될 수 있다.

다만, 화소(PX)가 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 화소(PX)는 인접한 행들에 대응하는 게이트선들(예를 들어, 화소(PX)가 포함된 행의 이전 행에 대응하는 게이트선 및 이후 행에 대응하는 게이트선)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나, 화소(PX)는 제1 전원선 및 제2 전원선과 전기적으로 연결되어, 제1 전원전압(VDD) 및 제2 전원전압(VSS)을 수신할 수 있다. 여기서, 제1 전원전압(VDD) 및 제2 전원전압(VSS)은 화소(PX)의 구동에 필요한 전압들일 수 있다.

화소(PX)는 해당 게이트선을 통해 제공되는 게이트 신호에 응답하여, 해당 데이터선을 통해 제공되는 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 화소(PX)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.

데이터 구동부(120)는 데이터 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터(DATA)에 기초하여 데이터 신호를 생성하고, 데이터 신호를 데이터선들(DL1 내지 DLm)에 제공할 수 있다. 여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(120)의 동작을 제어하는 신호이며, 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.

데이터 구동부(120)는 IC(예를 들어, 구동 IC)로 구현되고, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP) 형태로 표시부(110)와 연결될 수도 있다.

게이트 구동부(130)(또는, 스캔 구동부, 스캔 드라이버)는 게이트 제어 신호(GCS)에 기초하여 게이트 신호를 생성하고, 게이트 신호를 게이트선들(GL1 내지 GLn)에 제공할 수 있다. 여기서, 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 구동부(130)의 동작을 제어하는 신호이며, 개시 신호, 클럭 신호들 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부(130)는 클럭 신호들을 이용하여 개시 신호에 대응하는 게이트 신호(예를 들어, 개시 신호와 동일하거나 유사한 파형을 가지는 게이트 신호)를 순차적으로 생성 및 출력할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 시프트 레지스터(shift register)를 포함할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 표시부(110)의 일 영역(또는, 표시 패널의 일 영역) 상에 형성되거나, IC로 구현되어 테이프 캐리어 패키지 형태로 표시부(110)와 연결될 수도 있다.

제어부(140)는 외부(예를 들어, 그래픽 프로세서)로부터 입력 영상 데이터(RGB)(예를 들어, RGB 데이터) 및 제어 신호(CS)를 수신하고, 제어 신호(CS)에 기초하여 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다. 여기서, 입력 영상 데이터(RGB)는 화소(PX)에 대응하는 계조값을 포함할 수 있다.

제어 신호(CS)는 클럭 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 입력 영상 데이터(RGB)를 표시부(110)의 화소 배열에 부합하는 영상 데이터(DATA)로 변환하여 출력할 수 있다.

실시예들에서, 제어부(140)는 입력 영상 데이터(RGB)에 포함된 계조값을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 리맵핑(remapping)하여 리맵핑된 계조값(remapped grayscale)(또는, 제1 보상된 계조값)을 생성할 수 있다. 여기서, 제2 계조 범위는 제1 계조 범위보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 계조값을 0의 계조값 내지 255의 계조값 사이의 제1 계조 범위에서 14의 계조값 내지 255의 계조값 사이의 제2 계조 범위로 리맵핑할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 인접 계조값들에 기초하여 리맵핑된 계조값을 보상하여 보상된 계조값(또는, 제2 보상된 계조값)을 생성할 수 있다. 여기서, 인접 계조값들은 대상 화소(즉, 보상을 수행할 대상인 계조값에 대응하는 화소(PX))에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하는 계조값들(즉, 리매핑된 계조값들)이며, 인접 화소들 중 적어도 하나는 대상 화소와 다른 색으로 발광할 수 있다. 예를 들어, 제2 행 및 제2 열에 포함된 화소에 대한 인접 화소들은 제1 내지 제3 행들과 제1 내지 제3 열들이 교차하는 영역(또는, 도 1에 도시된 제1 영역(A1))에 배치되는 화소들 중 적어도 하나일 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(140)는 인접 계조값들 중 적어도 하나가 커질수록 대상 화소의 리맵핑된 계조값을 감소시켜, 대상 화소의 보상된 계조값을 생성할 수 있다.

이하에서는, 화소(PX)의 구조와 관련하여, 제어부(140)에서 계조값을 리맵핑하는 계조 리맹핍 및 계조 보상에 대해 설명하기로 한다.

한편, 도 1에서 제어부(140)는 데이터 구동부(120)에 독립적으로 구현된 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부(140)는 데이터 구동부(120)와 함께 하나의 IC로 구현되거나 데이터 구동부(120)에 포함될 수도 있다.

도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다. 도 3은 도 2의 화소 및 인접 화소 간의 관계를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 화소(PX)는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다.

제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 P형 트랜지스터(예를 들어, PMOS 트랜지스터)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 중 적어도 하나는 N형 트랜지스터(예를 들어, NMOS)로 구현될 수도 있다. 또한, 화소(PX)는 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 이외에 다른 트랜지스터들을 더 포함할 수도 있다.

제1 트랜지스터(T1)(또는, 구동 트랜지스터)는 제1 전원전압(VDD)이 인가되는 제1 전원선에 연결되는 제1 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제2 전극, 및 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.

제2 트랜지스터(T2)(또는, 스위칭 트랜지스터)는 데이터선(DL)에 연결되는 제1 전극, 제1 노드(N1)에 연결되는 제2 전극, 및 게이트선(GL)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 데이터선(DL)은 도 1에 도시된 데이터선들(DL1 내지 DLm) 중 하나이며, 게이트선(GL)은 도 1에 도시된 게이트선들(GL1 내지 DLn) 중 하나일 수 있다.

제2 트랜지스터(T2)는 게이트선(GL)을 통해 제공되는 게이트 신호에 응답하여 턴온되고, 데이터선(DL)을 통해 제공되는 데이터 신호를 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 게이트 신호는 트랜지스터를 턴온시키는 턴-온 전압 레벨을 가지는 펄스 신호일 수 있다.

스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1) 및 제1 전원선(즉, 제1 전원전압(VDD)이 인가되는 전원선) 사이에 연결될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)로 인가되는 데이터 신호를 일시적으로 저장할 수 있다. 이 경우, 제1 트랜지스터(T1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호에 응답하여 제1 전원선으로부터 제2 노드(N2)로 흐르는 구동 전류의 양을 조절할 수 있다.

발광 소자(LD)(또는, 발광 다이오드)는 제2 노드(N2)에 연결되는 애노드 전극(또는, 제1 화소 전극)과, 제2 전원전압(VSS)가 인가되는 제2 전원선에 연결되는 캐소드 전극(또는, 제2 화소 전극)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode) 또는 무기 발광 다이오드(inorganic light emitting diode)일 수 있다. 발광 소자(LD)는 구동 전류(또는, 구동 전류의 전류량)에 대응하는 휘도를 가지고 발광할 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 발광 소자(LD)를 중심으로 상호 인접한 화소들(PX1, PX2, PX3)이 간략하게 도시되어 있다. 화소들(PX1, PX2, PX3)은 도 1의 표시부(110)에 포함되고, 도 2의 화소(PX)와 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

실시예들에서, 제1 화소(PX1)는 제1 색으로 발광하는 제1 발광 소자(LD1)를 포함하고, 제2 화소(PX2)는 제2 색으로 발광하는 제2 발광 소자(LD2)를 포함하며, 제3 화소(PX3)는 제3 색으로 발광하는 제3 발광 소자(LD3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 소자(LD1)는 적색으로 발광하고, 제2 발광 소자(LD2)는 녹색으로 발광하며, 제3 발광 소자(LD3)는 청색으로 발광할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 소자들(LD1 내지 LD3)은 제1 내지 제3 기생 커패시터들(C_LD1, C_LD2, C_LD3)을 각각 포함할 수 있다.

제2 화소(PX2)에 인접한 제1 화소(PX1) 및 제3 화소(PX3)에 구동 전류가 흐르지 않는 경우를 가정하면(즉, IR=0, IB=0), 제2 화소(PX2)에 흐르는 제2 구동 전류(IG) 중 일부가 제1 내지 제3 발광 소자들(LD1, LD2, LD3)의 공통층(예를 들어, 제1 내지 제3 발광 소자들(LD1, LD2, LD3)에 공통적으로 포함된 층이나, 상호 인접한 층들)을 타고 제1 화소(PX1) 및 제3 화소(PX3)로 누설될 수 있다. 이하에서는, 이러한 누설을 측면 누설(lateral leakage)이라 정의하기로 한다. 즉, 제2 화소(PX2)로부터 제1 및 제3 화소들(PX1, PX3)로 이동하는 누설 전하(Qleakage)가 발생하고, 제2 화소(PX2)는 감소된 전하(Q-Qleakage)에 대응하여 원하는 휘도보다 낮은 휘도로 발광할 수 있다.

제2 구동 전류(IG)가 누설 전류보다 상대적으로 큰 경우(또는, 총 전하(Q)가 누설 전하(Qleakage)보다 상대적으로 큰 경우), 휘도가 감소되는 비율이 적고 사용자에게 시인되지 않을 수 있으나, 제2 구동 전류(IG)가 상대적으로 작은 경우 휘도가 감소된 비율이 상대적으로 크고 사용자에게 시인될 수 있다. 즉, 구동 전류가 상대적으로 작은 저전류 영역에서(또는, 상대적으로 작은 구동 전류에 대응하는 상대적으로 낮은 휘도를 가지는 저휘도 영역에서, 계조값들의 크기가 상대적으로 작은 저계조 영역에서), 화소의 발광 특성이 틀어지거나 감마 곡선이 쳐질 수 있다.

화소의 발광 특성의 변화를 설명하기 위해 도 4가 참조될 수 있다. 도 4는 도 3의 인접 화소에 의한 화소의 발광 특성의 변화를 나타내는 도면이다.

도 4 를 참조하면, 제1 내지 제4 곡선들(CURVE_D1 내지 CURVE_D4)은 입력 계조값(GRAY_IN)(즉, 도 1의 입력 영상 데이터(RGB)에 포함된 계조값)에 따른 휘도를 나타낸다. 제1 내지 제4 곡선들(CURVE_D1 내지 CURVE_D4)은 표시 장치(1)의 디밍 레벨별 감마 곡선들에 해당할 수 있다. 제4 곡선(CURVE_D4)은 제1 곡선(CURVE_D1)의 디밍 레벨보다 낮은 디밍 레벨에 대응할 수 있다. 여기서, 디밍 레벨은 표시 장치(1)의 최대 휘도 대비 최대 표시 휘도를 비율로 나타낸 것으로, 디밍 레벨이 높을수록 최대 표시 휘도가 높을 수 있다.

도 4에 도시된 제2 영역(A2)(즉, 계조값이 0 내지 32 이내인 저계조 영역)과 같이, 50% 디밍 레벨을 가지는 제3 실제 곡선(CURVE_D3')은 제3 곡선(CURVE_D3)(즉, 이상적인 감마 곡선)에 비해 낮은 휘도를 나타낸다. 유사하게, 25%제 디밍 레벨을 가지는 제4 실제 곡선(CURVE_D4')은 제4 곡선(CURVE_D4)에 비해 낮은 휘도를 나타내며, 예를 들어, 제4 실제 곡선(CURVE_D4') 상에서 14 이하의 계조값들은 거의 0의 휘도에 대응할 수 있다.

따라서, 제어부(140)는 입력 영상 데이터(RGB)의 휘도가 나타나지 않는 일부 계조 범위(예를 들어, 도 4에 도시된 14의 계조값 이하의 계조 범위)의 입력 계조값(GRAY_IN)을 휘도가 나타나는 계조 범위(예를 들어, 14의 계조값 보다 큰 계조 범위)의 계조값으로 리맵핑 할 수 있다.

도 5는 도 1의 표시 장치에 포함된 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 5에는 계조값을 리맵핑하고 보상하는 기능(예를 들어, 데이터 변환 기능)을 중심으로 제어부(140)가 예시적으로 도시되어 있다. 이하에서, 데이터 변환 기능을 수행하는 제어부(140)를 데이터 변환부(200)로 호칭하기로 한다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 데이터 변환부(200)는 제1 데이터 보상부(210) 및 제2 데이터 보상부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 변환부(200)는 메모리 장치(230)를 더 포함할 수 있다.

제1 데이터 보상부(210)(또는, 계조 리맵핑부)는 입력 영상 데이터(RGB)에 포함된 입력 계조값(GRAY_IN)을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 리맵핑하여 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)을 생성할 수 있다. 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)은 제1 변환 데이터(DATA1)에 포함될 수 있다.

제1 데이터 보상부(210)는 입력 계조값(GRAY_IN)을 리맵핑하기 이전에, 입력 영상 데이터(RGB)를 표시부(110) 내 화소(PX)의 배열에 대응하는 데이터 포맷으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 입력 영상 데이터(RGB)는 RGB 데이터이고, 화소(PX)는 RGBG 펜타일(pentile) 구조를 가지고 표시부(110)에 배열된 경우, 제1 데이터 보상부(210)는 RGB 데이터를 펜타일 화소 구조에 대응하는 RGBG 데이터로 변환할 수 있다. 이 경우, 제1 데이터 보상부(210)는 RGBG 데이터에 대해 계조 리맵핑 동작을 수행할 수 있다.

계조 리맵핑을 설명하기 위해 도 6이 참조될 수 있다. 도 6은 도 5의 제어부에 포함된 제1 데이터 보상부에 의한 계조 리맵핑을 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 그래프(GRAPH1)는 입력 영상 데이터(RGB)에 포함된 입력 계조값(GRAY_IN) 및 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)(또는, 제1 보상된 계조값)간의 관계를 나타낸다.

실시예들에서, 제1 계조 범위는 제1 저계조 영역 및 제1 저계조 영역의 일부인 제2 저계조 영역을 포함하고, 제1 데이터 보상부(210)는 제1 및 제2 저계조 영역들에 포함된 제1 저계조값들을 제2 저계조 영역 내 제2 저계조값들로 리맵핑할 수 있다.

예를 들어, 제1 데이터 보상부(210)는 계조값이 0 내지 32 인 제1 저계조 영역에 포함된 입력 계조값(GRAY_IN)을 계조값이 14 내지 32인 제2 저계조 영역에 포함된 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)으로 리맵핑 할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 데이터 보상부(210)는 도 4를 참조하여 설명한 제4 실제 곡선(CURVE_D4')에서 휘도가 나타나기 시작하는 제1 계조값(예를 들어, 14의 계조값)을 찾고, 제1 계조값을 시작 계조값(즉, 제2 계조 범위의 최소 계조값, 또는, 제2 저계조 영역의 최소 계조값)으로 설정할 수 있다. 또한, 제1 데이터 보상부(210)는 도 4를 참조하여 설명한 제4 실제 곡선(CURVE_D4')과 제4 곡선(CURVE_D4)(예를 들어, 2.2 감마 곡선)과 만나는 제2 계조값을 찾고, 제2 계조값을 끝 계조값(즉, 제2 계조 범위의 최대 계조값, 또는, 제2 저계조 영역의 최대 계조값)으로 설정할 수 있다. 이후, 예를 들어, 제1 데이터 보상부(210)는 계조값이 0 내지 32 인 제1 저계조 영역에 포함된 입력 계조값(GRAY_IN)을 계조값이 14 내지 32인 제2 저계조 영역에 포함된 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)으로 리맵핑 할 수 있다.

즉, 제1 데이터 보상부(210)는 아래의 수학식 1에 따라, 제1 계조 범위 내 입력 계조값(GRAY_IN)을 제2 계조 범위의 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)으로 리맵핑할 수 있다.

여기서, GRAY_END는 끝 계조값 또는 제2 계조 범위(또는, 제2 저계조 영역)의 최대 계조값이고 GRAY_START는 시작 계조값 또는 제2 계조 범위(또는, 제2 저계조 영역)의 최소 계조값일 수 있다.

일 실시예들에서, 제1 데이터 보상부(210)는 룩업 테이블(LUT)을 이용하여 입력 계조값(GRAY_IN)을 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)으로 리맵핑할 수 있다. 여기서, 룩업 테이블(LUT)은 입력 계조값(GRAY_IN) 및 리맵핑된 계조값(GRAY_RE) 간의 맵핑 정보를 포함하고, 메모리 장치(230)에 저장될 수 있다.

룩업 테이블(LUT)을 설명하기 위해, 도 7이 참조될 수 있다. 도 7은 도 5의 제어부에 포함된 제1 데이터 보상부에서 이용되는 룩업 테이블(LUT)의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 룩업 테이블(LUT)은 0 내지 32의 입력 계조값(GRAY_IN)에 대응하는 14 내지 32의 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 0의 입력 계조값(GRAY_IN)은 14의 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)에 대응하고, 입력 계조값(GRAY_IN)이 1의 계조값만큼 증가함에 따라 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)은 0.25의 계조값만큼 증가할 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 제2 데이터 보상부(220)는 인접 계조값들에 기초하여 리맵핑된 계조값(GRAY_RE)를 보상하여 보상된 계조값(GRAY_C)(또는, 제2 보상된 계조값)를 생성할 수 있다. 보상된 계조값(GRAY_C)는 제2 변환 데이터(DATA2)(또는, 데이터(DATA), 도 1 참조)에 포함될 수 있다.

제2 변환 데이터(DATA2)의 생성을 설명하기 위해 도 8이 참조될 수 있다. 도 8은 도 5의 제어부에 의한 감마 곡선의 변화를 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 도 3에 도시된 화소들(PX1 내지 PX3)별로, 계조 리맵핑을 수행함으로써, 화소들(PX1 내지 PX3) 각각의 발광 특성(또는, 감마 특성)은 기준 감마 특성(예를 들어, 2.2 감마 곡선)과 일치하도록 조절될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 화소(PX1)의 발광 특성을 나타내는 제1 감마 곡선(CURVE1)은 계조 리맵핑(또는, 제1 보상 작업)을 통해 기준 감마 곡선과 동일한 형상의 제1 보상된 감마 곡선(CURVE_RE1)으로 변환될 수 있다. 유사하게, 제2 화소(PX2)의 발광 특성을 나타내는 제2 감마 곡선(CURVE2)은 기준 감마 곡선과 동일한 형상의 제2 보상된 감마 곡선(CURVE_RE2)으로 변환되고, 제3 화소(PX3)의 발광 특성을 나타내는 제3 보상된 감마 곡선(CURVE_RE3)은 기준 감마 곡선과 동일한 형상의 제3 보상된 감마 곡선(CURVE_RE3)으로 변환될 수 있다.

다만, 제1 내지 제3 보상된 감마 곡선들(CURVE_RE1, CURVE_RE2, CUREV_RE3)을 하나의 화이트 감마 곡선(CURVE_W1)으로 합치는(merging) 경우, 화이트 감마 곡선(CUREV_W1)(또는, 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)의 화이트 밸런스)은 틀어져, 제1 내지 제3 보상된 감마 곡선들(CURVE_RE1, CURVE_RE2, CURVE_RE3)과는 다른 형상, 즉, 다른 감마 특성을 가질 수 있다.

제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)이 동시에 발광하는 경우, 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3) 각각에서 발생하는 측면 누설(lateral leakage)이 감소하기 때문이다.

따라서, 도 5에 도시된 제2 데이터 보상부(220)는 화이트 감마 곡선(CURVE_W1)에 대해 제2 보상을 수행하여, 화이트 감마 곡선(CURVE_W1)을 보정된 화이트 감마 곡선(CURVE_W2)으로 재조정할 수 있다. 여기서, 보정된 화이트 감마 곡선(CURVE_W2)는 기준 감마 곡선에 일치할 수 있다.

실시예들에서, 제2 데이터 보상부(220)는 아래의 수학식 2를 통해 대상 화소의 리매핑된 계조값(GRAY_RE)을 보상된 계조값(GRAY_C)로 보정할 수 있다.

여기서, GRAYij는 i번째 행 및 j번째 열에 위치하는 화소에 대응하는 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이며, GRAYij'는 GRAYij에 대한 보상된 계조값(GRAY_C)일 수 있다. a1 내지 a8은 인접 계조값들 각각의 보상 계수이며, G는 제1 게인이고, D는 제2 게인일 수 있다. 후술하여 설명하겠지만, 제1 게인(G)은 대상 화소의 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 클수록 감소하며, 예를 들어, 0 내지 1 사이의 값일 수 있다. 유사하게, 제2 게인(D)은 표시 장치(1)의 디밍 레벨이 높아질수록 감소하며, 예를 들어, 0 내지 1 사이의 값일 수 있다.

예를 들어, 제2 행 및 제2 열에 위치하는 화소의 보상된 계조값(GRAY_C)인, GRAY22'는 "GRAY22 - G * D * (a1 * GRAY11 + a2 * GRAY12 + a3 * GRAY13 + a4 * GRAY21 + a5 * GRAY23 + a6 * GRAY31 + a7 * GRAY32 + a8 * GRAY33)"과 같이 보정되거나 산출될 수 있다.

한편, 수학식 2를 통해 산출된 보상된 계조값(GRAY_C)이 음의 값을 가지는 경우에는, 제2 데이터 보상부(220)는 보상된 계조값(GRAY_C)을 0으로 치환되거나 잘라낼 수 있다(truncation).

수학식 2에 따라, 제2 데이터 보상부(220)는 인접 계조값들 중 하나가 커질수록 대상 화소의 리매핑된 계조값(GRAY_RE)을 감소시켜, 보상된 계조값(GRAY_C)을 생성할 수 있다.

실시예들에서, 제2 데이터 보상부(220)는 인접 계조값들에 기초하여 대상 화소에 대한 제1 보상값을 산출하고, 대상 화소의 리매핑된 계조값(GRAY_RE)에서 제1 보상값을 차연산하여 대상 화소의 보상된 계조값(GRAY_C)을 산출할 수 있다.

일 실시예에서, 제2 데이터 보상부(220)는 인접 계조값들에 대응하여 각각 기 설정된 보상 계수들(a1 내지 a8)을 가중치로 이용하여, 인접 계조값들을 가중치 합산하여 제1 보상값을 산출할 수 있다. 여기서, 보상 계수들(a1 내지 a8)은 보상 필터에 포함될 수 있다.

보상 필터의 설명을 위해 도 9a 및 도 9b가 참조될 수 있다. 도 9a는 도 5의 제어부에 포함된 제2 데이터 보상부에서 사용되는 보상 필터의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 9b는 도 9a의 보상 필터의 실시예들을 나타내는 도면이다.

먼저 도 9a를 참조하면, 보상 필터(FILTER1)는 3행 * 3열의 크기를 가지며, 제1 내지 제8 보상 계수들(a1 내지 a8) 및 기준 보상 계수(a0)를 포함할 수 있다. 기준 보상 계수(a0)는 대상 화소에 대응하는 리매핑된 계조값(GRAY_RE)에 적용되는 계수로, 예를 들어, 0일 수 있다.

실시예들에서, 제1 내지 제8 보상 계수들(a1 내지 a8)은 0.01 내지 0.15 사이의 상수이고, 제1 내지 8 보상 계수들(a1 내지 a8)의 총합은 0.5보다 작을 수 있다.

일 실시예에서, 인접화소들 중 대상 화소와 동일한 행에 포함된 제1 인접 화소에 대한 제1 보상 계수는, 인접화소들 중 대상 화소와 동일한 열에 포함된 제2 인접 화소에 대한 제2 보상 계수와 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 보상 계수는 제2 보상 계수보다 클 수 있다.

도 9b를 참조하면, 제1 보상 필터(FILTER_S1) 및 제2 보상 필터(FILTER_S2)가 예시적으로 도시되어 있다.

제1 보상 필터(FILTER_S1)에서, 대상 화소와 동일한 행에 포함된 제1 인접 화소에 대한 제1 보상 계수는, 즉, 도 9a에 도시된 제4 보상 계수(a4) 및 제5 보상 계수(a5)는 0.125이고, 대상 화소와 동일한 열에 포함된 제2 인접 화소에 대한 제2 보상 계수는, 즉, 도 9a에 도시된 제2 보상 계수(a2) 및 제7 보상 계수(a7)는 0.1이며, 제2 보상 계수(a2) 및 제7 보상 계수(a7)는 제4 보상 계수(a4) 및 제5 보상 계수(a5)보다 클 수 있다.

도 1을 참조하여 설명한 게이트 구동부(130)에 의해 표시부(110)(또는, 화소(PX))가 순차 구동 방식으로 영상을 표시함에 따라, 동일한 열에 포함되어 순차적으로 발광하는 인접 화소들보다, 동일한 행에 포함되어 동시에 발광하는 인접 화소들에 의한 측면 누설의 영향이 크게 작용할 수 있기 때문이다.

한편, 대상 화소를 기준으로 대각선 방향에 배치된 인접 화소들에 대한 제1 보상 계수(a1), 제3 보상 계수(a3), 제6 보상 계수(a6) 및 제8 보상 계수(a8)는 0.05이며, 나머지 보상 계수들(a2, a4, a5, a7)에 비해 매우 작을 수 있다. 화소 배치 구조에 따라 대상 화소를 기준으로 대각선 방향에 배치된 인접 화소들은 대상 화소로부터 상대적으로 이격되어 있어, 측면 누설의 영향이 상대적으로 적게 작용할 수 있기 때문이다.

유사하게, 제2 보상 필터(FILTER_S2)에서, 대상 화소와 동일한 행에 포함된 제1 인접 화소에 대한 제1 보상 계수는, 즉, 도 8에 도시된 제4 보상 계수(a4) 및 제5 보상 계수(a5)는 0.1로 가장 크고, 대상 화소와 동일한 열에 포함된 제2 인접 화소에 대한 제2 보상 계수는, 즉, 도 8에 도시된 제2 보상 계수(a2) 및 제7 보상 계수(a7)는 0.05이며, 제1 보상 계수(a1), 제3 보상 계수(a3), 제6 보상 계수(a6) 및 제8 보상 계수(a8)는 0.025로 가장 작을 수 있다.

실시예들에서, 제2 데이터 보상부(220)는 보상 필터(FILTER)(예를 들어, 제1 보상 필터(FILTER_S1), 또는, 제2 보상 필터(FILTER_S2))를 화소 단위로 이동시키면서, 필터 내부의 제1 보상값 또는, 보상된 계조값(GRAY_C)을 연속적으로 산출할 수 있다.

제2 데이터 보상부(220)의 보상된 계조값(GRAY_C)에 대한 산출 과정을 설명하기 위해 도 10이 참조될 수 있다. 도 10은 도 5의 제어부에서 도 9a의 보상 필터를 이용하여 계조를 보상하는 과정의 일 예를 설명하는 도면이다.

도 1, 도 9a 및 도 10을 참조하면, 도 1의 제1 영역(A1) 내 화소들이 예시적으로 도시되어 있으며, 화소들은 RGBG 펜타일 구조로 배열될 수 있다.

제1 단계(STEP1)에서, 제2 데이터 보상부(220)는 제21 녹색 화소(G21)에 대응하여 보상 필터(FILTER)를 배치시키고, 보상 필터(FILTER) 내부의 제11 적색 화소(R11), 제11 녹색 화소(G11), 제12 청색 화소(B12), 제21 청색 화소(B21), 제22 적색 화소(R22), 제31 적색 화소(R31), 제31 녹색 화소(G31), 및 제32 청색 화소(B32)에 대응하는 계조값들을 가중치 연산하여, 제21 녹색 화소(G21)에 대응하는 보상값 또는 보상된 계조값(GRAY_C)을 산출할 수 있다

참고로, 제2 데이터 보상부(220)는 화소들의 발광 색상을 고려하지 않고 화소들의 배치만을 고려하여 보상값 또는 보상된 계조값(GRAY_C)을 산출하며, 이에 따라, 대상 화소(예를 들어, 제21 녹색 화소(G21))와 다른 색상으로 발광하는 적어도 하나의 화소(예를 들어, 제11 적색 화소(R11), 제12 청색 화소(B12) 등)의 계조값이, 대상 화소의 보상값 또는 제2 보상된 계조값의 산출에 이용될 수 있다.

유사하게, 제2 단계(STEP2)에서, 제2 데이터 보상부(220)는 제22 적색 화소(R22)에 대응하여 보상 필터(FILTER)를 이동시키거나 배치시키고, 보상 필터(FILTER) 내부의 인접 화소들에 대응하는 계조값들을 가중치 연산하여, 제22 적색 화소(R22)에 대응하는 보상값 또는 제2 보상된 계조값을 산출할 수 있다.

하나의 행에 대한 보상값 또는 제2 보상된 계조값의 산출이 완료된 경우, 제3 단계(STEP3)와 같이, 제2 데이터 보상부(220)는 보상 필터(FILTER)를 다음 행의 제31 녹색 화소(G31)에 배치시켜 제31 녹색 화소(G31)에 대한 보상값 또는 제2 보상된 계조값을 산출할 수 있다.

이후, 제4 단계(STEP4)와 같이, 제2 데이터 보상부(220)는 보상 필터(FILTER)를 행 방향(또는, 수평 방향)으로 화소 단위로 이동시키면서 보상값 또는 제2 보상된 계조값의 산출을 반복적으로 수행할 수 있다.

실시예들에서, 제2 데이터 보상부(220)는 복수의 보상 필터들을 선택적으로 적용하여 보상값 또는 보상된 계조값(GRAY_C)을 산출할 수 있다.

보상 필터들을 선택적으로 적용하는 구성을 설명하기 위해 도 11이 참조될 수 있다. 도 11은 도 5의 제어부에서 도 9a의 보상 필터를 이용하여 계조를 보상하는 과정의 다른 일 예를 설명하는 도면이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 내지 제4 단계들(STEP1 내지 STEP4)에서, 제2 데이터 보상부(220)가 화소의 유형별로(또는, 발광 색상별로) 설정된 녹색 필터(FILTER_G), 적색 필터(FILTER_R), 및 청색 필터(FILTER_B)를 선택적으로 적용한다는 점에서, 도 10에서의 제2 데이터 보상부(220)의 동작과 상이하다. 예를 들어, 녹색 필터(FILTER_G)는 도 9b에 도시된 제1 보상 필터(FILTER_S1)이고, 적색 필터(FILTER_R) 및 청색 필터(FILTER_B)는 도 9b에 도시된 제2 보상 필터(FILTER_S2)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제1 단계(STEP1)에서 제2 데이터 보상부(220)는 제21 녹색 화소(G21)에 대해 녹색 필터(FILTER_G)를 적용하고, 제2 단계(STEP2)에서 제2 데이터 보상부(220)는 제22 적색 화소(R22)에 대해 적색 필터(FILTER_R)를 적용하며, 제3 단계(STEP3)에서 제2 데이터 보상부(220)는 제31 녹색 화소(G31)에 대해 녹색 필터(FILTER_G)를 적용하고, 제4 단계(STEP4)에서 제2 데이터 보상부(220)는 제32 청색 화소(B32)에 대해 청색 필터(FILTER_B)를 적용할 수 있다.

즉, 제2 데이터 보상부(220)는 인접한 화소별로 상이한 필터들(예를 들어, 녹색 필터(FILTER_G), 적색 필터(FILTER_R), 및 청색 필터(FILTER_B)) 중 하나를 선택적으로 적용하여, 보상값 또는 보상된 계조값(GRAY_C)을 산출할 수 있다.

실시예들에서, 수학식 2에 이용되는 제1 게인(G)은 대상 화소의 제1 보상된 계조값에 기초하여 설정되며, 제1 보상된 계조값이 클수록 감소하며, 0 내지 1 사이의 값을 가질 수 있다.

제1 게인(G)의 설명을 위해 도 12가 참조될 수 있다. 도 12는 도 5의 제어부에서 사용되는 제1 게인의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 12를 참조하면, 제1 게인(G)(또는, 글로벌 게인)은 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 제2 계조 범위의 시작 계조값(GRAY_START)과 같은 경우 최대값(예를 들어, 1)을 가지며, 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 제2 계조 범위의 끝 계조값(GRAY_END)과 같은 경우 최소값(예를 들어, 0)을 가질 수 있다.

도 6을 참조하여 예를 들면, 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 14인 경우 제1 게인(G)은 1의 값을 가지고, 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 32인 경우 제1 게인(G)은 0의 값을 가질 수 있다.

제1 게인(G)은 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 제2 계조 범위 내에서 증가할수록 선형적으로 감소하며, 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 제2 계조 범위의 끝 계조값(GRAY_END)보다 큰 경우 최소값, 예를 들어, 0의 값을 가질 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 작을수록 대상 화소의 측면 누설이 커지고, 또한 인접 화소들에 의한 영향성이 커질 수 있다. 따라서, 수학식 2에서 보상값(즉, 인접 화소들에 대응하는 인접 계조값들을 가중치 연산한 값)은 리매핑된 계조값(GRAY_RE)에 반비례하고, 대상 화소의 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 작을수록 인접 계조값들의 영향성이 크게 반영될 수 있다.

실시예들에서, 수학식 2에 이용되는 제2 게인(D)은 표시 장치(1)의 디밍 레벨에 기초하여 설정되며, 디밍 레벨이 높을수록 감소하며, 0 내지 1 사이의 값을 가질 수 있다.

제2 게인(D)의 설명을 위해 도 13이 참조될 수 있다. 도 13은 도 5의 제어부에서 사용되는 제2 게인의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 13을 참조하면, 제2 게인(D)(또는, 디밍 게인)은 최소 디밍 레벨(DIM_MIN)에서 최대값(Max Dimming Gain, 예를 들어, 1)을 가지며, 최대 디밍 레벨(DIM_MAX)에서 최소값(Min Dimming Gain, 예를 들어, 0)을 가지고, 디밍 레벨이 증가할수록 선형적으로 감소할 수 있다. 도 4를 참조하여 예를 들어, 디밍 레벨이 25%인 경우 제2 게인(D)은 1의 값을 가지고, 디밍 레벨이 100%인 경우 제2 게인(D)은 0.1의 값을 가질 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 디밍 레벨이 낮을수록 제1 보상된 계조값들이 전체적으로 작아지고, 이에 따라 대상 화소에 대한 측면 누설이 상대적으로 커지고, 또한 인접 화소들에 의한 영향성이 커지기 때문이다.

따라서, 수학식 2에서 보상값(즉, 인접 화소들에 대응하는 인접 계조값들을 가중치 연산한 값)은 디밍 레벨에 반비례하고, 디밍 레벨이 낮을수록 인접 계조값들의 영향성이 크게 반영될 수 있다.

도 5 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 데이터 변환부(200)(또는, 제어부(140))는 계조 리맵핑을 통해 저계조 영역(또는, 저전류 영역, 저휘도 영역)에서 화소들 각각의 감마 특성을 기준 감마 특성과 같아지도록 보정하고, 또한, 인접 계조들을 이용한 계조 보상을 통해 화소들에 의한 화이트 감마 특성(또는, 화이트 밸런스)을 기준 감마 특성과 같아지도록 보정할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)의 표시 품질의 저하가 방지될 수 있다.

도 14는 도 5의 제어부에 제공되는 테스트 데이터의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 14에는 표시부(110) 내 하나의 행에 포함된 화소들에 대한 라인 데이터들(DATA_L1 내지 DATA_L4)이 시간 순서에 따라 도시되어 있다.

도 1 및 도 14를 참조하면, 라인 데이터들(DATA_L1 내지 DATA_L4)에 대응하는 데이터 신호들은 도 1에 도시된 데이터선들(DL1 내지 DLm)을 통해 표시부(110)에 제공될 수 있다.

라인 데이터들(DATA_L1 내지 DATA_L4)은 3개의 데이터선들마다 반복되는 데이터 값들을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 데이터선들(DL1 내지 DL3)을 중심으로 라인 데이터들(DATA_L1 내지 DATA_L4)을 설명하기로 한다.

라인 데이터들(DATA_L1 내지 DATA_L4)은 제2 데이터선(DL2)에 대응하여 테스트 값(TEST)을 가지고, 제1 및 제3 데이터선들(DL1, DL3)에 대응하여 최소 계조값 또는 최대 계조값(MAX)을 가질 수 있다. 예를 들어, 테스트 값(TEST)은 도 6를 참조하여 설명한 제2 저계조 영역에 포함된 임의의 계조값으로, 예를 들어, 15의 계조값을 가질 수 있다. 예를 들어, 최소 계조값은 0의 계조값이고, 최대 계조값(MAX)은 255의 계조값일 수 있다.

제1 라인 데이터(DATA_L1)는 제1 및 제3 데이터선들(DL1, DL3)에 대응하여 최대 계조값(MAX)을 가질 수 있다. 제2 라인 데이터(DATA_L2)는 제1 데이터선(DL1)에 대응하여 최소 계조값을 가지며 제3 데이터선(DL3)에 대응하여 최대 계조값(MAX)을 가지고, 제3 라인 데이터(DATA_L3)는 제1 데이터선(DL1)에 대응하여 최대 계조값(MAX)을 가지며 제3 데이터선(DL3)에 대응하여 최소 계조값을 가지고, 제4 라인 데이터(DATA_L4)는 제1 라인 데이터(DATA_L1)와 동일할 수 있다.

표시 장치(1)(또는, 제어부(140))는 대상 화소의 계조값을 인접 화소들의 인접 계조값들을 이용하여 보상하므로, 제1 및 제3 데이터선들(DL1, DL3)에 대응하는 계조값들의 변화에 따라 제2 데이터선(DL2)에 대응하는 계조값(또는, 보상된 계조값(GRAY_C))이 변화하고, 이에 따라, 제2 데이터선(DL2)에 포함된 화소의 휘도 변화가 확인될 수 있다.

도 15는 도 5의 제어부에서 도 9a의 보상 필터를 이용하여 계조를 보상하는 과정의 또 다른 예를 설명하는 도면이다. 도 15에는 도 1의 제1 영역(A1) 내 화소들이 예시적으로 도시되어 있으며, 화소들은 스트라이프 구조로 배열될 수 있다.

도 10 및 도 15를 참조하면, 도 15에 도시된 화소들은 RGB 스트라이프 구조를 가진다는 점에서, 도 10에 도시된 RGBG 펜타일 구조의 화소들과 상이하다.

제어부(140)(또는, 도 5의 데이터 변환부(200))는, 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 내지 제3 단계들(STEP1 내지 STEP3)에 따라, 도 9a를 참조하여 설명한 보상 필터(FILTER)를 화소 단위로 이동시키면서 보상값 또는 보상된 계조값(GRAY_C)의 산출을 반복적으로 수행할 수 있다.

즉, 표시 장치(1)는 표시부(110) 내 화소의 배열 구조와 무관하게, 입력 영상 데이터에 대한 계조 보상을 수행할 수 있다.

도 16은 도 5의 제어부에 포함된 제2 데이터 보상부에서 사용되는 보상 필터의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 9a 내지 도 11 및 도 16을 참조하면, 도 16에 도시된 보상 필터들(FILTER_G, FILTER_B, FILTER_R)은 1행 * 3열의 크기를 가진다는 점에서, 도 9a 등을 참조하여 설명한 보상 필터(FILTER)와 상이하다.

보상 필터들(FILTER_G, FILTER_B, FILTER_R)에 따라, 인접 화소들의 인접 계조값들을 저장하기 위한 라인 메모리의 크기가 감소되거나 라인 메모리가 제거될 수 있다.

실시예들에서, 보상 필터들(FILTER_G, FILTER_B, FILTER_R)은 상호 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들어, 보상 필터들(FILTER_G, FILTER_B, FILTER_R)은 도 9b를 참조하여 설명한 제1 보상 필터(FILTER_S1)의 제2 행과 동일한 보상 계수들(예를 들어, 0.125, 0, 0.125)을 가질 수 있다. 다른 예로, 녹색 보상 필터(FILTER_G)는 도 9b를 참조하여 설명한 제1 보상 필터(FILTER_S1)의 제2 행과 동일한 보상 계수들(예를 들어, 0.125, 0, 0.125)을 가지고, 청색 및 적색 보상 필터들(FILTER_B, FILTER_R)은 도 9b를 참조하여 설명한 제2 보상 필터(FILTER_S2)의 제2 행과 동일한 보상 계수들(예를 들어, 0.1, 0, 0.1)을 가질 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1 및 도 17을 참조하면, 도 17의 방법은 도 1의 표시 장치(1)에서 수행될 수 있다.

도 17의 방법은 입력 영상 데이터(RGB)에 포함된 입력 계조값을 리맵핑하여 리매핑된 계조값(GRAY_RE)(또는, 제1 보상된 계조값)을 산출할 수 있다(S1710).

도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 도 17의 방법은, 수학식 1 또는 룩업 테이블(LUT)을 이용하여, 입력 계조값(GRAY_IN)을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위로 리맵핑하여, 리매핑된 계조값(GRAY_RE)을 산출할 수 있다.

이후, 도 17의 방법은 제1 보상된 계조값에 기초하여 글로벌 게인을 결정할 수 있다(S1720). 여기서, 글로벌 게인은 수학식 2 및 도 12를 참조하여 설명한 제1 게인(G)일 수 있다.

도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 17의 방법은 리매핑된 계조값(GRAY_RE)이 클수록 글로벌 게인(또는, 제1 게인(G))을 감소시킬 수 있다.

또한, 도 17의 방법은 표시 장치(1)의 디밍 레벨에 기초하여 디밍 게인을 결정할 수 있다. 여기서, 디밍 게인은 수학식 2 및 도 13을 참조하여 설명한 제2 게인(D)일 수 있다.

도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 도 17의 방법은 디밍 레벨이 높을수록 디밍 게인(또는, 제2 게인(D))을 감소시킬 수 있다.

이후, 도 17의 방법은 리매핑된 계조값(GRAY_RE)을 인접 계조값들 및 글로벌 게인에 기초하여 보정하여, 보상된 계조값(GRAY_C)(또는, 제2 보상된 계조값)을 산출할 수 있다(S1730).

도 17의 방법은, 앞서 설명한 수학식 2를 이용하여 보상된 계조값(GRAY_C)을 산출할 수 있으며, 또한, 도 9a 및 도 9b, 및 도 16을 참조하여 설명한 보상 필터들 중 적어도 하나를 이용하여 보상된 계조값(GRAY_C)(또는, 보상값)을 산출할 수 있다. 또한, 도 17의 방법은 도 10, 도 11, 및 도 16을 참조하여 설명한 바와 같이, 보상 필터를 화소 단위로 이동시키면서, 보상된 계조값(GRAY_C)을 연속적으로 산출할 수 있다. 보상된 계조값(GRAY_C)은 도 1을 참조하여 설명한 영상 데이터(DATA)에 포함되고, 데이터(DATA)는 데이터 구동부(120)에 제공될 수 있다.

이후, 도 17의 방법은 제2 보상된 계조값에 기초하여 데이터 신호를 생성할 수 있다(S1740).

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 데이터 구동부(120)는 영상 데이터(DATA), 즉, 영상 데이터(DATA)에 포함된 보상된 계조값(GRAY_C)에 기초하여 데이터 신호를 생성하고, 데이터 신호를 데이터선들(DL1 내지 DLm)을 통해 표시부(110)에 제공할 수 있다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 표시 장치
110: 표시부
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
140: 제어부
200: 데이터 변환부
210: 제1 데이터 보상부
220: 제2 데이터 보상부
230: 메모리 장치

Claims (20)

1. 복수의 화소들을 포함하는 표시부;
   상기 화소들에 각각 대응하는 계조값들을 수신하고, 상기 계조값들 각각을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 각각 리맵핑하여 제1 보상된 계조값들을 생성하며, 상기 리맵핑된 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 제2 보상된 계조값들을 생성하는 데이터 변환부; 및
   상기 제2 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하여, 상기 표시부에 제공하는 데이터 구동부를 포함하고,
   상기 인접 계조값들은 상기 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며, 상기 인접 화소들 중 적어도 하나는 상기 대상 화소와 다른 색으로 발광하는, 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제2 계조 범위는 상기 제1 계조 범위보다 작은, 표시 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 제1 계조 범위는 제1 저계조 영역 및 상기 제1 저계조 영역의 일부인 제2 저계조 영역을 포함하고,
   상기 데이터 변환부는 상기 계조값들 중 상기 제1 및 제2 저계조 영역들에 포함된 제1 저계조값들을 상기 제2 저계조 영역 내 제2 저계조값들로 리맵핑하는, 표시 장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 데이터 변환부는 상기 제1 저계조값들 및 상기 제2 저계조값들의 매핑 정보를 포함하는 룩업 테이블에 기초하여 상기 제1 보정된 계조값들을 생성하는, 표시 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들 중 하나가 커질수록 상기 대상 화소의 제1 보상된 계조값을 감소시켜 상기 대상 화소의 제2 보상된 계조값을 생성하는, 표시 장치.
6. 제5 항에 있어서, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들에 기초하여 상기 대상 화소에 대한 제1 보상값을 산출하고, 상기 대상 화소의 상기 제1 보상된 계조값에서 상기 제1 보상값을 차연산하여 상기 대상 화소의 상기 제2 보상된 계조값을 산출하는, 표시 장치.
7. 제6 항에 있어서, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들에 대응하여 각각 기 설정된 보상 계수들에 기초하여 상기 인접 계조값들을 가중치 합산하여 상기 제1 보상값을 산출하는, 표시 장치.
8. 제7 항에 있어서, 상기 인접 화소들 중 상기 대상 화소와 동일한 행에 포함된 제1 인접 화소에 대한 제1 보상 계수는, 상기 인접 화소들 중 상기 대상 화소와 동일한 열에 포함된 제2 인접 화소에 대한 제2 보상 계수와 다른, 표시 장치.
9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 보상 계수는 상기 제2 보상 계수보다 큰, 표시 장치.
10. 제7 항에 있어서, 상기 제1 보상값은 상기 제1 보상된 계조값에 반비례하는, 표시 장치.
11. 제10 항에 있어서, 상기 제1 보상값은 상기 화소들의 전체 최대 휘도에 반비례하는, 표시 장치.
12. 제7 항에 있어서, 상기 복수의 화소들은 제1 색으로 발광하는 제1 화소, 제2 색으로 발광하는 제2 화소 및 제3 색으로 발광하는 제3 화소를 포함하고,
    상기 데이터 변환부는 제1 보상 계수들을 포함하는 제1 보상 필터를 이용하여 상기 제1 화소에 대한 보상된 계조값을 산출하고, 제2 보상 계수들을 포함하는 제2 보상 필터를 이용하여 제2 화소의 보상된 계조값을 산출하며,
    상기 제2 보상 필터는 상기 제1 보상 필터와 다른, 표시 장치.
13. 제1 항에 있어서, 상기 인접 화소들은 상기 대상 화소와 동일한 행에 포함되는, 표시 장치.
14. 제1 항에 있어서, 상기 화소들은 펜타일(pentile) 구조로 배열되는, 표시 장치.
15. 제1 항에 있어서, 상기 화소들은 스프라이프 구조로 배열되는, 표시 장치.
16. 복수의 화소들을 포함하는 표시부;
    상기 화소들에 각각 대응하는 계조값들을 포함하는 입력 영상 데이터를 수신하고, 상기 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 보상된 계조값들을 생성하는 데이터 변환부; 및
    상기 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하여, 상기 표시부에 제공하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 인접 계조값들은 상기 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며,
    상기 인접 화소들 중 적어도 하나는 상기 대상 화소와 다른 색으로 발광하는, 표시 장치.
17. 제16 항에 있어서, 상기 데이터 변환부는 상기 인접 계조값들 중 하나가 커질수록 상기 대상 화소의 제1 보상된 계조값을 감소시켜 상기 대상 화소의 제2 보상된 계조값을 생성하는, 표시 장치.
18. 입력 계조값들 각각을 제1 계조 범위에서 제2 계조 범위 이내로 각각 리맵핑하여 제1 보상된 계조값들을 생성하는 단계;
    상기 리맵핑된 계조값들 각각을 인접 계조값들에 기초하여 보상하여 제2 보상된 계조값들을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 보상된 계조값들에 기초하여 데이터 신호들을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 인접 계조값들은 상기 화소들 중 대상 화소에 인접하여 배치된 인접 화소들에 대응하며, 상기 인접 화소들 중 적어도 하나는 상기 대상 화소와 다른 색으로 발광하는, 표시 장치의 구동 방법.
19. 제18 항에 있어서, 상기 인접 계조값들 중 하나가 커질수록, 상기 대상 화소의 제2 보정된 계조값은 작아지는, 표시 장치의 구동 방법.
20. 제18 항에 있어서, 상기 제1 보상된 계조값들을 생성하는 단계는,
    상기 대상 화소의 제1 보상된 계조값에 기초하여 상기 대상 화소에 대한 글로벌 게인을 결정하는 단계; 및
    상기 글로벌 게인 및 상기 인접 계조값들에 기초하여 상기 대상 화소에 대한 제2 보상된 계조값을 산출하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.

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