KR20230102897A - 발광표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널; 상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및 상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 상기 표시패널은 영상 표현 시 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높은 발광표시장치를 제공할 수 있다.

Description

발광표시장치 및 이의 구동방법{Light Emitting Display Device and Driving Method of the same}
본 발명은 발광표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display Device: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있다.
본 발명은 색상 가산성(Color additivity)을 고려하여 W 휘도를 끌어올리는 화질 상향을 가능하게 하면서도 소비전력을 절감하는 것이다.
본 발명은 RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널; 상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및 상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 상기 표시패널은 영상 표현 시 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높은 발광표시장치를 제공할 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 상기 표시패널에 구현할 영상에 대한 평균화상레벨 산출 시, 입력 영상에 따라 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨과 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 상기 제2평균화상레벨을 기반으로 상기 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 피크휘도를 더 높이는 피크휘도제어신호를 생성할 수 있다.
상기 제2평균화상레벨은 하기의 수식을 기반으로 산출되며, 제2평균화상레벨(CAPL) = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100, 상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값일 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 입력 영상에서 W 영상이 적은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 가변하지 않고 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 낮추는 피크휘도제어신호를 생성할 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 입력 영상에서 W 영상이 많은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 가변하지 않고 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 높이는 피크휘도제어신호를 생성할 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 입력 영상에서 W 영상이 적은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 높이는 대신 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 낮추는 피크휘도제어신호를 생성할 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 입력 영상에서 W 영상이 많은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 낮추는 대신 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 높이는 피크휘도제어신호를 생성할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널, 상기 표시패널을 구동하는 구동부 및 상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 발광표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다. 발광표시장치의 구동방법은 입력 영상에 따라 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨과 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및 상기 제1평균화상레벨 또는 제2평균화상레벨을 기반으로 피크휘도제어신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 표시패널은 영상 표현 시 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높을 수 있다.
상기 제2평균화상레벨은 하기의 수식을 기반으로 산출되며, 제2평균화상레벨(CAPL) = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100, 상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값일 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널; 상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및 상기 구동부를 제어하고, 입력 영상에 따라 채도 성분이 고려된 평균화상레벨을 산출하고, 상기 채도 성분이 고려된 평균화상레벨을 기반으로 RGB 피크휘도의 합보다 W 피크휘도를 더 높이는 피크휘도제어신호를 생성하는 타이밍 제어부를 포함하는 발광표시장치를 제공할 수 있다.
상기 표시패널은 상기 피크휘도제어신호에 대응하여 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높은 영상을 표시할 수 있다.
상기 채도 성분이 고려된 평균화상레벨(CAPL)은 하기의 수식을 기반으로 산출되며, CAPL = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100, 상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값일 수 있다.
본 발명은 효율이 좋은 W 서브 픽셀의 특성을 살려 입력 데이터신호의 채도에 따라 화질 저하 없이 수명 유지가 가능한 범위 내에서 풀 화이트(Full White)의 휘도를 상향할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 색상 가산성(Color additivity)을 고려하여 W 휘도를 끌어올리는 화질 상향을 가능하게 하면서도 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치예를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치를 설명하기 위한 도면들이고, 도 10은 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식을 비교 설명하기 위한 피크휘도 제어커브를 나타낸 도면이고, 도 11 내지 도 14는 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식 간의 차이점을 설명하기 위한 휘도 제어커브를 나타낸 도면들이다.
도 15 내지 도 18은 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식 간의 차이점을 나타낸 예시도들이다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 자동차 전기장치, 스마트폰 등으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 표시장치는 발광표시장치(Light Emitting Display Device: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD) 등으로 구현될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 무기 발광다이오드 또는 유기 발광다이오드를 기반으로 빛을 직접 발광하는 발광표시장치를 일례로 한다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발광표시장치는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180) 등을 포함할 수 있다.
영상 공급부(세트 또는 호스트시스템)(110)는 외부로부터 공급된 영상 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 영상 데이터신호와 더불어 각종 구동신호를 출력할 수 있다. 영상 공급부(110)는 데이터신호와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(120)에 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(120)는 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 및 각종 동기신호(수직 동기신호인 Vsync, 수평 동기신호인 Hsync) 등을 출력할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상 공급부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC) 등에 응답하여 스캔신호(또는 스캔전압)를 출력할 수 있다. 스캔 구동부(130)는 게이트라인들(GL1~GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 스캔신호를 공급할 수 있다. 스캔 구동부(130)는 IC 형태로 형성되거나 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(150) 상에 직접 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압을 기반으로 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 데이터전압을 공급할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 IC 형태로 형성되어 표시패널(150) 상에 실장되거나 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 고전위의 제1전원과 저전위의 제2전원을 생성하고, 제1전원라인(EVDD)과 제2전원라인(EVSS)을 통해 출력할 수 있다. 전원 공급부(180)는 제1전원 및 제2전원뿐만아니라 스캔 구동부(130)의 구동에 필요한 전압(예: 게이트하이전압과 게이트로우전압을 포함하는 게이트전압)이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압(드레인전압과 하프드레인전압을 포함하는 드레인전압) 등을 생성 및 출력할 수 있다.
표시패널(150)은 스캔신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호, 제1전원 및 제2전원 등에 대응하여 영상을 표시할 수 있다. 표시패널(150)의 서브 픽셀들은 직접 빛을 발광한다. 표시패널(150)은 유리, 실리콘, 폴리이미드 등 강성 또는 연성을 갖는 기판을 기반으로 제작될 수 있다. 그리고 빛을 발광하는 서브 픽셀들은 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 픽셀 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색을 포함하는 픽셀로 이루어질 수 있다.
예컨대, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1데이터라인(DL1), 제1게이트라인(GL1), 제1전원라인(EVDD) 및 제2전원라인(EVSS)에 연결될 수 있고, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터, 유기 발광다이오드 등으로 이루어진 픽셀회로를 포함할 수 있다. 발광표시장치에서 사용되는 서브 픽셀(SP)은 빛을 직접 발광하는바 회로의 구성이 복잡하다. 또한, 빛을 발광하는 유기 발광다이오드는 물론이고 유기 발광다이오드의 구동에 필요한 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 보상회로 또한 다양하다. 따라서, 서브 픽셀(SP)을 블록의 형태로 단순 도시하였음을 참조한다.
한편, 위의 설명에서는 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 등을 각각 개별적인 구성인 것처럼 설명하였다. 그러나 발광표시장치의 구현 방식에 따라 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 중 하나 이상은 하나의 IC 내에 통합될 수 있다.
도 3 및 도 4는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 게이트인패널 방식 스캔 구동부의 배치예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 스캔 구동부(130)는 시프트 레지스터(131)와 레벨 시프터(135)를 포함할 수 있다. 레벨 시프터(135)는 타이밍 제어부(120) 및 전원 공급부(180)로부터 출력된 신호들 및 전압들을 기반으로 구동클록신호들(Clks)과 스타트신호(Vst) 등을 생성할 수 있다. 구동클록신호들(Clks)은 2상, 4상, 8상 등 위상이 다른 J(J는 2 이상 정수)상의 형태로 생성될 수 있다.
시프트 레지스터(131)는 레벨 시프터(135)로부터 출력된 신호들(Clks, Vst) 등을 기반으로 동작하며 표시패널에 형성된 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 스캔신호들(Scan[1] ~ Scan[m])을 출력할 수 있다. 시프트 레지스터(131)는 게이트인패널 방식에 의해 표시패널 상에 박막 형태로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 레벨 시프터(135)는 시프트 레지스터(131)와 달리 IC 형태로 독립적으로 형성되거나 전원 공급부(180)의 내부에 포함될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 게이트인패널 방식 스캔 구동부에서 스캔신호들을 출력하는 시프트 레지스터(131a, 131b)는 표시패널(150)의 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 시프트 레지스터(131a, 131b)는 도 5a와 같이 표시패널(150)의 좌우측 비표시영역(NA)에 배치되거나, 도 5b와 같이 표시패널(150)의 상하측 비표시영역(NA)에 배치될 수 있다. 한편, 도 5a 및 도 5b에서는 시프트 레지스터(131a, 131b)가 비표시영역(NA)에 배치된 것을 일례로 도시 및 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치를 설명하기 위한 도면들이고, 도 10은 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식을 비교 설명하기 위한 피크휘도 제어커브를 나타낸 도면이고, 도 11 내지 도 14는 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식 간의 차이점을 설명하기 위한 휘도 제어커브를 나타낸 도면들이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 픽셀(PIX)을 포함하는 표시패널(150)을 기반으로 영상을 표시할 수 있다. 표시패널(150)에 배치된 하나의 픽셀(PIX)은 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg), 청색 서브 픽셀(SPb) 및 백색 서브 픽셀(SPw)을 포함할 수 있다.
도 7(a) 내지 도 7(e)에 도시된 바와 같이, 하나의 픽셀(PIX)에 포함된 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg), 청색 서브 픽셀(SPb) 및 백색 서브 픽셀(SPw)은 표시패널의 구현 방식에 따라 배치 순서가 달라질 수 있다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 타이밍 제어부(120)는 영상 공급부(110)로부터 인가된 적색, 녹색 및 청색 데이터신호(이하 RGB 데이터신호)(RGB)를 영상 처리하여 백색, 적색, 녹색, 청색 데이터신호(이하 WRGB 데이터신호)(WRGB)로 변환하여 출력할 수 있다. 이처럼, 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg), 청색 서브 픽셀(SPb) 및 백색 서브 픽셀(SPw)을 포함하는 표시패널(150)을 구동하기 위해서는 타이밍 제어부(120)의 영상 처리를 통해 RGB 데이터신호(RGB)를 WRGB 데이터신호(WRGB)로 생성할 필요가 있다.
또한, 타이밍 제어부(120)는 감마부(145)로부터 출력되는 감마전압값(GMA)을 변경하기 위한 피크휘도제어신호(PLCS)를 출력할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 WRGB 데이터신호(WRGB)와 감마부(145)로부터 출력된 감마전압값(GMA)을 기반으로 표시패널에 인가할 데이터전압을 생성할 수 있다. 따라서, 표시패널의 피크휘도를 제어하기 위해서는 타이밍 제어부(120)의 영상 처리에 대응하여 피크휘도제어신호(PLCS)를 생성할 필요가 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 타이밍 제어부(120)는 백색, 적색, 녹색, 청색 데이터신호(WRGB)와 더불어 피크휘도제어신호(PLCS)를 생성하기 위해 다양한 영상 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해, 타이밍 제어부(120)는 디감마부(121), 데이터변환부(122), 영상처리부(123), 평균화상레벨산출부(124), 채도제어부(125), 피크휘도제어부(126), 채도전류제어부(127), 채도피크제어부(128) 등을 포함할 수 있다.
디감마부(121)는 하나의 프레임에 포함된 RGB 데이터신호(RGB)를 디감마 처리하는 역할을 할 수 있다. 디감마부(121)는 외부로부터 입력된 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변환하는 연산 중 유발될 수 있는 비트 오버플로우(bit overflow) 등을 막기 위해 수신된 인버스 감마(Inverse Gamma)를 디감마 처리하여 리니어(Linear) 형태로 바꾼 후 비트 스트레칭(bit stretching)을 할 수 있다. 디감마부(121)는 디감마 룩업테이블을 이용하여 비트 스트레칭을 할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
데이터변환부(122)는 디감마부(121)를 통해 출력된 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변환하는 역할을 할 수 있다. 데이터변환부(122)는 내부에 설정된 변환 수식을 기반으로 RGB 데이터신호(RGB)를 RGBW 데이터신호(RGBW)로 변환할 수 있다.
영상처리부(123)는 데이터변환부(122)를 통해 출력된 RGBW 데이터신호(RGBW)에 대해 각종 영상 처리를 수행하는 역할을 할 수 있다. 영상처리부(123)는 RGBW 데이터신호(RGBW)를 보상하기 위한 게인이나 특정 가중치 등을 가감할 수 있다. 한편, 데이터변환부(122)와 영상처리부(123)는 하나로 통합되어 알고리즘 처리부로 명명될 수도 있다.
평균화상레벨산출부(124)는 디감마부(121)를 통해 출력된 RGB 데이터신호(RGB)에 대한 평균 대표값을 연산하여 평균화상레벨(Average Picture Level)을 산출하는 역할을 할 수 있다. 평균화상레벨산출부(124)는 RGB 데이터신호(RGB) 또는 RGB 데이터신호(RGB)를 YCbCr 데이터신호 등으로 변환한 후 이들로부터 평균화상레벨을 산출할 수 있다.
평균화상레벨산출부(124)는 플리커(Flicker) 등을 저감하기위해, 복수의 프레임에 동일한 평균화상레벨이 적용되도록 기산출된 평균 대표값을 특정 프레임마다 재연산할 수도 있다.
채도제어부(125)는 평균화상레벨의 산출 동작 시, 채도 성분이 더 고려되도록 평균화상레벨산출부(124)와 선택적으로 연동하는 역할을 할 수 있다. 채도제어부(125)는 RGB 데이터신호(RGB)에서 채도양을 추출하고 영상 처리한 후 채도 성분에 따른 정량적인 채도 성분값(CHRO)을 가지고 있을 수 있다.
채도제어부(125)는 평균화상레벨산출부(124)와의 선택적 연동을 위해, 채도 성분값(CHRO)을 평균화상레벨산출부(124)에 전달하거나 전달하지 않을 수 있다. 채도제어부(125)의 선택적 연동에 의해 평균화상레벨산출부(124)는 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨(APL)과 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨(CAPL)을 산출할 수 있다. 채도제어부(125)의 연동 시 평균화상레벨산출부(124)는 다음의 수식을 기반으로 제2평균화상레벨(CAPL)을 산출할 수 있다.
CAPL = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100
상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값이다. 상기의 수식에서, chroma gain은 0.0 ~ 1.0일 수 있다.
상기의 수식을 통해 알 수 있듯이, 채도제어부(125)에서 평균화상레벨산출부(124)로 전달되는 채도 성분값(CHRO)은 채도 성분에 따른 게인값에 해당할 수 있다.
채도전류제어부(127)와 채도피크제어부(128)는 평균화상레벨산출부(124)에서 제2평균화상레벨(CAPL)을 산출할 경우, 채도에 따른 전류와 채도에 따른 피크 휘도가 제어되도록 피크휘도제어부(126)와 선택적으로 연동하는 역할을 할 수 있다.
채도전류제어부(127)와 채도피크제어부(128)는 피크휘도제어부(126)의 피크휘도제어신호(PLCS) 생성 시 제2평균화상레벨에 따른 전류값(CAPC)과 제2평균화상레벨에 따른 피크 휘도값(CAPP)이 더 고려되도록 일종의 참조값을 구성하므로 채도제어부(125)에 통합될 수 있다.
피크휘도제어부(126)는 평균화상레벨산출부(124)로부터 산출된 제1평균화상레벨(APL) 또는 제2평균화상레벨(CAPL)을 이용하여 적어도 하나의 프레임별로 최대 휘도를 제어하는 역할을 할 수 있다. 피크휘도제어부(126)는 제1평균화상레벨(APL) 또는 제2평균화상레벨(CAPL)을 기반으로 감마부로부터 출력되는 감마전압값을 변경하기 위한 피크휘도제어신호(PLCS)를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 제어방식은 채도 성분을 정량화하여 피크휘도를 제어하므로 RGB 순색 영역이 낮아져도 기존 대비 더 높게 W 휘도를 구현할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 제어방식은 RGB 순색 영역을 낮추게 됨에 따라 소비전력을 절감하면서도 W 휘도를 끌어올릴 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 제어방식은 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨(APL)을 기반으로 피크휘도(PL)가 정해진다. 이와 달리, 실시예에 따른 제어방식은 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨(CAPL)을 기반으로 피크휘도(PL)가 정해진다. 한편, 도 10에서는 실시예의 이해를 돕기 위해 W 피크휘도 커브를 과장하여 도시한 것임을 참고한다.
실시예에 따른 제어방식은 W 피크휘도가 가변될 때 RGB 피크휘도가 낮아지거나 가변되지 않고 유지되도록 어크로매틱 부분(achromatic)과 크로매틱 부분(chromatic)에 대한 독립 제어가 가능하다. 또한, 실시예에 따른 제어방식은 RGB 피크휘도와 W 피크휘도가 함께 가변되지 않고 독립적으로 가변되지만, 채도 성분에 따른 게인값이나 보정 변수에 따라 RGB 피크휘도와 W 피크휘도가 달라질 수 있다.
도 11 내지 도 13과 같이, 실시예에 따른 제어방식은 비교예와 동일한 RGB 피크휘도를 가질 수 있다. 그러나, 실시예에 따른 제어방식은 도 14와 같이, 표시패널에 형성된 소자의 효율만큼 최대 출력이 가능하도록 비교예에 따른 제어방식 대비 W 피크휘도를 상향 가변(도 14의 실시예(CAPL) 및 비교예(APL) 참고)할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 제어방식은 RGB 제어 없이 W만 단독으로 최대 효율을 구현하도록 제어할 수 있다.
통상, RGBW 서브 픽셀을 기반으로 영상을 표시하는 방식은 컬러필터가 없는 W 서브 픽셀(고효율 서브 픽셀)의 고효율 특성을 그대로 사용할 수 있으나, W 서브 픽셀의 고효율 특성을 최대한 이용하기 위해서는 색상 가산성(Color additivity)을 고려하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 실시예에 따른 제어방식은 W 서브 픽셀의 고효율 특성을 최대한 이용할 수 있도록 색상 가산성과 관련된 채도 성분값을 고려하여 평균화상레벨을 산출하고 이를 기반으로 RGBW 서브 픽셀에 대한 피크휘도를 가변한다.
이하, RGBW 서브 픽셀 각각이 풀 사이즈의 패턴을 표현할 경우, 비교예에 따른 제어방식과 실시예에 따른 제어방식 간의 차이를 설명하면 다음과 같다.
비교예는 색비율을 맞추기 위해 R = 20nit, G = 70nit, B=10nit, W=100nit로 영상을 표현할 수 있다. 즉, 비교예는 RGB 피크휘도의 합과 W 피크휘도가 동일하게 "R 피크휘도 + G 피크휘도 + B 피크휘도 = W 피크휘도" 관계를 갖도록 설정될 수 있다.
이와 달리, 실시예는 R = 10nit, G = 35nit, B = 5nit, W = 200nit와 같이 RGB는 낮은쪽으로 W는 높은쪽으로 휘도를 제어할 수 있고 또한 RGB 와 W의 휘도를 개별적으로 제어할 수도 있다. 즉, 실시예는 RGB 피크휘도의 합보다 W 피크휘도가 상대적으로 더 높은 "R 피크휘도 + G 피크휘도 + B 피크휘도 < W 피크휘도" 관계를 갖도록 설정될 수 있다.
이때, RGBW의 휘도 변경 폭은 적용 제품에 따라 다르게 설정 가능함을 참고한다. 그리고, 실제 출력시 해당 휘도는 채도에 따라 연동되어 출력 영상에 따라 내부 알고리즘에 의해 자동으로 변경될 수 있음을 참고한다. 또한, 채도에 따라 표시패널의 W 휘도는 변동될 수 있음을 참고한다.
실시예에 따른 제어방식은 채도에 따라 휘도를 제어하는 방식이다. 따라서, 실시예에 따른 제어방식으로 구동 시, 채도가 낮을 경우 W 휘도는 기본 구동(노말 구동)을 할 때보다 더 밝게 나타날 수 있다. 예컨대, 제품에 설정된 휘도가 150nit일 경우, 실시예에 따른 제어방식으로 구동 시, 250nit 이상 가능하다. 덧붙여, 실시예에 따른 제어방식으로 구동 시, RGB를 동시에 낮출 수 있기 때문에 제품에 설정된 R의 휘도가 50nit 라도 25nit 로 출력할 수도 있다.
이하, 표시패널에 특정 영상(예: RGB를 기반으로 구현된 무지개 패턴의 계조가 점진적으로 변하는 영상)을 표시한 후 휘도를 변경할 경우, 비교예에 따른 제어방식과 실시예에 따른 제어방식 간의 차이를 설명하면 다음과 같다.
비교예는 1 프레임 영상에서 동일 계조를 표현하는 영상 측정 시 RGB 휘도 합(또는 RGB 피크휘도의 합)이 W 휘도(또는 W 피크휘도)와 다를 수 있다. 비교예는 색상 가산성을 고려하지 않고 RGB 휘도 또는 W 휘도를 강제로 끌어올리거나 끌어 내리는 방식으로 휘도 가변(RGB 휘도합과 W 휘도 불일치)이 일어나기 때문이다.
반면, 실시예는 1 프레임 영상에서 동일 계조를 표현하는 영상 측정 시 RGB 휘도 합(또는 RGB 피크휘도의 합)과 W 휘도(또는 W 피크휘도)가 동일할 수 있다. 실시예는 RGB 휘도 = W 휘도 관계가 벗어나지 않도록 색상 가산성을 고려한 휘도 가변(RGB 휘도합과 W 휘도 일치)이 일어나기 때문이다.
이하, W 영상이 적은 경우(W 영상이 없는 경우 포함) 그리고 W 영상이 많은 경우를 일례로 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식 간의 차이점을 설명한다.
도 15 내지 도 18은 비교예에 따른 피크휘도 제어방식과 실시예에 따른 피크휘도 제어방식 간의 차이점을 나타낸 예시도들이다.
도 15의 제1예시와 같이 W 영상이 적은 경우, 실시예에 따른 제어방식(CAPL)은 독립 제어가 가능하므로 RGB 휘도를 가변하지 않고 W 휘도만 낮출 수 있지만, 비교예에 따른 제어방식(APL)은 RGB 휘도와 W 휘도가 함께 낮아질 수 있다.
도 16의 제2예시와 같이 W 영상이 많은 경우, 실시예에 따른 제어방식(CAPL)은 독립 제어가 가능하므로 RGB 휘도를 가변하지 않고 W 휘도만 높일 수 있지만, 비교예에 따른 제어방식(APL)은 RGB 휘도와 W 휘도가 함께 높아질 수 있다.
도 17의 제3예시와 같이 W 영상이 적은 경우, 실시예에 따른 제어방식(CAPL)은 독립 제어가 가능하므로 RGB 휘도를 높이는 대신 W 휘도만 낮출 수 있지만, 비교예에 따른 제어방식(APL)은 RGB 휘도와 W 휘도가 함께 낮아질 수 있다.
도 18의 제4예시와 같이 W 영상이 많은 경우, 실시예에 따른 제어방식(CAPL)은 독립 제어가 가능하므로 RGB 휘도를 낮추는 대신 W 휘도만 높일 수 있지만, 비교예에 따른 제어방식(APL)은 RGB 휘도와 W 휘도가 함께 높아질 수 있다.
도 15 내지 도 18의 예시를 참고하면, 실시예에 따른 피크휘도 제어방식은 채도에 따라 W에 가까운 영상일 수록 휘도가 상승할 수 있다. 이때, RGB는 W 대비 상대적으로 낮은 피크휘도를 구현하는 커브를 가지므로 채도가 높을수록 휘도가 낮아질 수 있다. 달리 설명하면, 채도가 높을수록 순색 커브를 따라갈 수 있다. 이를 간략히 설명하면, "W 영상 : 채도 = 0 -> 낮은 APL -> 휘도 상승" 그리고 "RGB 영상 : 채도 = 100 -> 높은 APL -> 순색 PLC 설정 휘도"로 정의할 수 있다.
그러나 앞서 설명한 예시들과 달리, W 영상과 RGB 영상이 함께 존재하는 경우, W 휘도에 따라 RGB 휘도 또한 함께 높아질 수도 있다. 즉, W 휘도에 따라 RGB 휘도 또한 동시 상향 가능하다. 이와 같은 동작이 가능한 이유는 입력 영상에 따라 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨과 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨 중 적어도 하나를 산출하고 이를 기반으로 휘도를 제어할 수 있기 때문이다.
이상 본 발명은 효율이 좋은 W 서브 픽셀의 특성을 살려 입력 데이터신호의 채도에 따라 화질 저하 없이 수명 유지가 가능한 범위 내에서 풀 화이트(Full White)의 휘도를 상향할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 색상 가산성(Color additivity)을 고려하여 W 휘도를 끌어올리는 화질 상향을 가능하게 하면서도 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
120: 타이밍 제어부 124: 평균화상레벨산출부
125: 채도제어부 126: 피크휘도제어부
127: 채도전류제어부 128: 채도피크제어부
150: 표시패널

Claims (13)

  1. RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고,
    상기 표시패널은 영상 표현 시 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높은 발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 표시패널에 구현할 영상에 대한 평균화상레벨 산출 시, 입력 영상에 따라 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨과 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨 중 적어도 하나를 산출하는 발광표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 제2평균화상레벨을 기반으로 상기 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 피크휘도를 더 높이는 피크휘도제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2평균화상레벨은
    하기의 수식을 기반으로 산출되며,
    제2평균화상레벨(CAPL) = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100,
    상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값인 발광표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    입력 영상에서 W 영상이 적은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 가변하지 않고 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 낮추는 피크휘도제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    입력 영상에서 W 영상이 많은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 가변하지 않고 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 높이는 피크휘도제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    입력 영상에서 W 영상이 적은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 높이는 대신 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 낮추는 피크휘도제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    입력 영상에서 W 영상이 많은 경우 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 휘도를 낮추는 대신 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 휘도를 높이는 피크휘도제어신호를 생성하는 발광표시장치.
  9. RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널, 상기 표시패널을 구동하는 구동부 및 상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 발광표시장치의 구동방법에 있어서,
    입력 영상에 따라 채도 성분이 고려되지 않은 제1평균화상레벨과 채도 성분이 고려된 제2평균화상레벨 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및
    상기 제1평균화상레벨 또는 제2평균화상레벨을 기반으로 피크휘도제어신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 표시패널은 영상 표현 시 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높은 발광표시장치의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2평균화상레벨은
    하기의 수식을 기반으로 산출되며,
    제2평균화상레벨(CAPL) = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100,
    상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값인 발광표시장치의 구동방법.
  11. RGBW 서브 픽셀을 포함하는 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하고, 입력 영상에 따라 채도 성분이 고려된 평균화상레벨을 산출하고, 상기 채도 성분이 고려된 평균화상레벨을 기반으로 RGB 피크휘도의 합보다 W 피크휘도를 더 높이는 피크휘도제어신호를 생성하는 타이밍 제어부를 포함하는 발광표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표시패널은
    상기 피크휘도제어신호에 대응하여 상기 RGB 서브 픽셀로 구현되는 RGB 피크휘도의 합보다 상기 W 서브 픽셀로 구현되는 W 피크휘도가 더 높은 영상을 표시하는 발광표시장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 채도 성분이 고려된 평균화상레벨(CAPL)은
    하기의 수식을 기반으로 산출되며,
    CAPL = (total pixel sum (MAX (R,G,B) / 255 × ((MAX (R,G,B) - (1 - chroma gain) × MIN (R,G,B) ) / MAX (R,G,B) ) ) / total pixel count) × 100,
    상기의 수식에서, total pixel sum은 전체 픽셀의 합, MAX (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최대값, MIN (R,G,B)는 RGB 데이터신호의 최소값, chroma gain은 채도 성분에 따른 게인값, total pixel count는 전체 픽셀의 카운트값인 발광표시장치.
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