KR102364380B1 - 표시 장치 및 그것의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그것의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 복수의 화소 유닛들이 배치된 표시 패널, 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트, 및 영상 신호들을 입력받아 상기 화소 유닛들에 제공하고, 상기 백라이트의 상기 광의 휘도를 제어하는 데이터 처리 회로를 포함하고, 상기 데이터 처리 회로는 상기 백라이트의 휘도 레벨을 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정한다.

Description

표시 장치 및 그것의 구동 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그것의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 품질을 향상 시킬 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적인 표시 장치는 레드, 그린, 및 블루의 삼원색을 이용하여 색을 표현한다. 따라서, 이러한 표시 장치에 사용되는 표시 패널은 레드, 그린, 및 블루 컬러들에 대응하는 화소들을 포함한다.
최근 레드, 그린, 블루, 및 주요색을 이용하여 색을 표시하는 표시 장치가 개발되고 있다. 주요색은 마젠타, 시안, 옐로우, 및 화이트 중 어느 하나일 수 있고, 2 이상의 색일 수 있다. 또한, 표시 영상의 휘도를 향상시키기 위해 레드, 그린, 블루 및 화이트 화소들을 포함하는 표시 장치가 개발되고 있다. 이러한 표시 장치는 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들을 제공받아 레드, 그린, 블루, 및 화이트 데이터 신호들로 변환한다.
변환된 레드, 그린, 블루, 및 화이트 데이터 신호들은 레드, 그린, 블루 및 화이트 화소들로 제공된다. 그 결과, 레드, 그린, 블루 및 화이트 화소들에 의해 영상이 표시된다.
본 발명의 목적은, 표시 품질을 향상 시킬 수 있는 표시 장치 및 그것의 구동 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 복수의 화소 유닛들이 배치된 표시 패널, 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트, 및 영상 신호들을 입력받아 상기 화소 유닛들에 제공하고, 상기 백라이트의 상기 광의 휘도를 제어하는 데이터 처리 회로를 포함하고, 상기 데이터 처리 회로는 상기 백라이트의 휘도 레벨을 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정한다.
상기 데이터 처리 회로는 상기 영상 신호들을 상기 표시 장치의 색역으로 매핑하여 출력하는 데이터 처리부, 및 상기 백라이트의 휘도 레벨을 상기 매핑된 영상 신호들을 이용하여 상기 사용자에게 시인되고 상기 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정하는 백라이트 휘도 제어부를 포함한다.
상기 데이터 처리부는 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들을 포함하는 상기 영상 신호들을 레드, 그린, 블루, 및 백색 영상 신호들로 변환한다.
상기 각각의 화소 유닛은, 레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들 중 두개를 포함하는 제1 화소 그룹 및 상기 레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들 중 나머지 두개를 포함하는 제2 화소 그룹을 포함한다.
상기 데이터 처리부는, 상기 영상 신호들을 입력받아 선형화 시키는 입력 감마부, 상기 선형화된 영상 신호들을 상기 표시 장치에 표시하기 위한 영상 신호들의 색역으로 매핑하는 색역 매핑부, 상기 색역 매핑부에서 매핑된 영상 신호들 중 상기 백라이트 휘도 제어부에서 결정된 휘도 레벨에 대응하는 색역을 벗어나는 영상 신호들을 상기 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위내로 변환하는 클램핑부, 상기 클램핑부에서 변환된 영상 신호들을 제공받아 상기 화소 유닛들의 화소들에 대응하는 영상 신호들로 렌더링하는 서브 화소 렌더링부, 및 상기 렌더링된 영상 신호들을 제공받아, 역감마 보정을 수행하는 출력 감마부를 포함한다.
상기 백라이트 휘도 제어부는, 상기 색역 매핑부에서 매핑된 영상 신호들에서 상기 각 화소 유닛에 대응하는 영상 신호들의 데이터 값들 중 최대값으로 정의되는 화소 휘도 데이터를 제공받고, 상기 백라이트에 대한 휘도 레벨을 소정의 개수의 빈들로 분리하고, 상기 각 빈의 레벨 범위에 포함되는 화소 휘도 데이터를 카운팅하는 히스토그램 분석부 및 i번째 빈이 최대 빈부터 소정의 휘도 레벨 값을 포함하는 빈까지의 구간으로 정의되는 빈 가중치 구간에 해당할 경우, 상기 i 번째 빈의 값에 빈 가중치를 곱하고, i+1번째 빈의 값을 상기 i번째 빈에 축적시키는 휘도 레벨 결정부를 포함하고, 상기 휘도 레벨 결정부는 상기 i 번째 빈의 값이 문턱 값보다 클 때, 상기 i 번째 빈의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 상기 백라이트의 상기 휘도 레벨을 결정한다.
상기 휘도 레벨 결정부는 상기 i 번째 빈의 값이 상기 문턱 값을 넘지 못할 경우, 상기 i를 1 감소시켜 하위 빈으로 이동한다.
상기 빈 가중치의 값은 1보다 크고, 상기 빈 가중치 구간에서 최대 빈부터 최소 빈으로 갈수록 작아진다.
상기 최대 빈에 곱해지는 최대 빈 가중치는 상기 사용자가 영상을 시인하기 위한 최소 개수의 화소 유닛들로 정의되는 최소 시인 화소 개수에 상기 최대 빈 가중치를 곱한 값이 상기 문턱값보다 크도록 설정된다.
상기 화소 휘도 데이터가 8비트 일 경우, 상기 소정의 휘도 레벨은 200 휘도 레벨로 설정된다.
상기 백라이트 휘도 제어부는, 상기 색역 매핑부에서 매핑된 영상 신호들에 가중치를 곱하고, 상기 가중치가 곱해진 영상 신호들 중 상기 화소 휘도 데이터를 결정하여 상기 휘도 레벨 결정부에 제공하는 색 가중부 및 상기 휘도 레벨 결정부에서 결정된 휘도 레벨을 이전 프레임의 휘도 값과 현재 프레임의 휘도 값의 중간 값으로 보정하여 출력하는 스무딩부를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 화소 유닛들에 제공되기 위한 영상 신호들을 표시 장치의 색역으로 매핑하는 단계, 백라이트의 휘도 레벨을, 상기 매핑된 영상 신호들을 이용하여, 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정하는 단계, 및 상기 휘도 레벨에 대응하는 광을 생성하여 상기 화소 유닛들에 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 표시 장치 및 그것의 구동 방법은 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 패널의 일부를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 처리 회로의 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 백라이트 휘도 제어부의 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 히스토그램 분석부의 히스토그램을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 5에 도시된 휘도 레벨 결정부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 도 6에 도시된 히스토그램에서 빈 가중치를 적용하지 않는 휘도 레벨 결정부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9 내지 12는 도 6에 도시된 히스토그램과 다른 히스토그램들 및 이러한 히스토 그램들에 따른 휘도 레벨 결정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 휘도 레벨 결정부에 의해 결정된 휘도 레벨에 기초한 색역 범위를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 백라이트 구동부(160), 및 백라이트(170)를 포함한다.
표시 패널(110)은 서로 마주 보는 2개의 기판들 및 2개의 기판들 사이에 배치된 액정층을 포함하는 액정 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(110)은 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn), 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm), 및 복수의 화소들(PX)을 포함한다. m 및 n은 자연수이다.
게이트 라인들(GL1~GLn)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 게이트 구동부(130)에 연결된다. 데이터 라인들(DL1~DLm)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 데이터 구동부(140)에 연결된다.
화소들(PX)은 서로 교차하는 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 데이터 라인들(DL1~DLm)에 의해 구획된 영역들에 배치된다. 따라서, 화소들(PX)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 화소들(PX)은 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 데이터 라인들(DL1~DLm)에 연결된다.
각 화소(PX)는 주요색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 블루, 및 화이트 색을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 주요색은 옐로우, 시안, 및 마젠타 등 다양한 색을 더 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(120)는 집적 회로 칩의 형태로 인쇄 회로 기판상에 실장되어 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)에 연결될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(120)는 외부(예를 들어, 시스템 보드)로부터 영상 신호들(R,G,B) 및 제어 신호(CS)를 수신한다.
영상 신호들(R,G,B)은 레드 영상 신호(R), 그린 영상 신호(G), 및 블루 영상 신호(B)를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 영상 신호들(R,G,B)을 이용하여 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들을 생성한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 데이터 구동부(140)와의 인터페이스 사양에 맞도록 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들의 데이터 포맷을 변환한다. 타이밍 컨트롤러(120)는 데이터 포맷이 변환된 영상 신호들(R',G',B',W')을 데이터 구동부(140)에 제공한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들을 이용하여 백라이트(170)의 휘도를 제어하는 백라이트 제어 신호(BCS)를 생성한다. 백라이트 제어 신호(BCS)는 백라이트 구동부(160)에 제공된다.
타이밍 컨트롤러(120)는 영상 신호들(R,G,B)을 이용하여 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들을 생성하고, 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들을 이용하여 백라이트 제어 신호(BCS)를 생성하기 위한 데이터 처리 회로(150)를 포함한다.
영상 신호들은 0 내지 255 계조에서 다양한 계조 값을 가질 수 있다. 영상 신호들이 저계조를 가질 수도 있다. 그러나, 영상 신호들의 계조에 상관없이 백라이트(170)가 100%의 휘도를 갖는 광을 발생할 경우, 소비 전력이 과도하게 많아질 수 있다.
데이터 처리 회로(150)는 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들의 계조 값을 분석하고, 분석한 데이터에 기초하여 백라이트(170)의 휘도를 소정의 값으로 결정한다. 그 결과 백라이트(170)의 소비 전력이 감소될 수 있다.
또한, 데이터 처리 회로(150)는 백라이트(170)의 휘도 레벨을 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정한다. 설정된 백라이트(170)의 휘도 레벨 값은 백라이트 제어 신호(BCS)로서 출력된다. 데이터 처리 회로(150)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 이하 상세히 설명될 것이다.
제어 신호(CS)는 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호, 행 구별 신호인 수평 동기 신호, 데이터가 들어오는 구역을 표시하기 위해 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호, 및 메인 클럭 신호를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(120)는 제어 신호(CS)에 응답하여 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호이다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호이다.
게이트 제어 신호(GCS)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호, 게이트 온 전압의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호, 및 게이트 온 전압의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호를 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(DCS)는 영상 신호들(R',G',B',W')이 데이터 구동부(140)로 전송되는 시작을 알리는 수평 시작 신호, 데이터 라인들(DL1~DLm)에 데이터 전압을 인가하라는 명령 신호인 로드 신호, 및 공통 전압에 대해 데이터 전압의 극성을 결정하는 극성 제어 신호를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(120)는 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(130)에 제공하고, 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(140)에 제공한다.
게이트 구동부(130)는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 게이트 신호들을 생성한다. 게이트 신호들은 순차적으로 출력될 수 있다. 게이트 신호들은 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 행 단위로 화소들(PX)에 제공된다.
데이터 구동부(140)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 영상 신호들(R',G',B',W')에 대응하는 아날로그 형태의 데이터 전압들을 생성하여 출력한다. 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 화소들(PX)에 제공된다.
게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)는 복수의 구동 칩들로 형성되어 가요성 인쇄 회로 기판상에 실장되고, 테이프 캐리어 패키지(TCP: Tape Carrier Package) 방식으로 표시 패널(110)에 연결될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 게이트 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)는 복수의 구동 칩들로 형성되어 표시 패널(110)에 칩 온 글래스(COG: Chip on Glass) 방식으로 실장될 수 있다. 또한, 게이트 구동부(130)는 화소들(PX)의 트랜지스터들과 함께 동시에 형성되어 ASG(Amorphous Silicon TFT Gate driver circuit) 형태로 표시 패널(110)에 실장될 수 있다.
백라이트 구동부(160)는 백라이트 제어 신호(BCS)에 응답하여 백라이트(170)가 소정의 휘도를 갖는 광(L)을 생성하도록 백라이트(170)를 구동한다. 백라이트(170)는 표시 패널(110)의 후방에 배치된다. 백라이트(170)는 광(L)을 생성하는 발광 다이오드들 또는 냉음극 형광 램프를 포함할 수 있다. 백라이트(170)에서 생성된 광(L)은 표시 패널(110)에 제공된다.
화소들(PX)은 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 제공받은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 라인들(DL1~DLm)을 통해 데이터 전압들을 제공받는다. 화소들(PX)은 데이터 전압들에 대응하는 계조를 표시함으로써, 영상이 표시될 수 있다. 데이터 전압들에 의해 구동되는 화소들(PX)은 백라이트(170)으로부터 제공받은 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시한다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
설명의 편의를 위해 도 2에는 제1 게이트 라인(GL1) 및 제1 데이터 라인(DL1)에 연결된 화소(PX)가 도시되었다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(110)은 제1 기판(111), 제1 기판(111)과 마주보는 제2 기판(112), 및 제1 기판(111)과 제2 기판(112) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다.
화소(PX)는 제1 게이트 라인(GL1) 및 제1 데이터 라인(DL1)에 연결된 트랜지스터(TR), 트랜지스터(TR)에 연결된 액정 커패시터(Clc), 및 액정 커패시터(Clc)에 병렬로 연결된 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 생략될 수 있다.
트랜지스터(TR)는 제1 기판(111)에 배치될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 제1 게이트 라인(GL1)에 연결된 게이트 전극, 제1 데이터 라인(DL1)에 연결된 소스 전극, 및 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 연결된 드레인 전극을 포함한다.
액정 커패시터(Clc)는 제1 기판(111)에 배치된 화소 전극(PE), 제2 기판(112)에 배치된 공통 전극(CE), 및 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다. 액정층(LC)은 유전체로서의 역할을 한다. 화소 전극(PE)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극에 연결된다.
도 2에서 화소 전극(PE)은 비 슬릿 구조이나, 이에 한정되지 않고, 화소 전극(PE)은 십자 형상의 줄기부 및 줄기부로부터 방사형으로 연장된 복수의 가지부들을 포함하는 슬릿 구조를 가질 수 있다.
공통 전극(CE)은 제2 기판(112)에 전체적으로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 공통 전극(CE)은 제1 기판(111)에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 중 적어도 하나는 슬릿을 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극(PE), 스토리지 라인(미 도시됨)으로부터 분기된 스토리지 전극(미 도시됨), 및 화소 전극(PE)과 스토리지 전극 사이에 배치된 절연층을 포함할 수 있다. 스토리지 라인은 제1 기판(111)에 배치되며, 게이트 라인들(GL1~GLm)과 동일층에 동시에 형성될 수 있다. 스토리지 전극은 화소 전극(PE)과 부분적으로 오버랩될 수 있다.
화소(PX)는 주요색 중 하나를 나타내는 컬러 필터(CF)를 더 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예로서 컬러 필터(CF)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 기판(112)에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 컬러 필터(CF)는 제1 기판(111)에 배치될 수 있다.
트랜지스터(TR)는 제1 게이트 라인(GL1)을 통해 제공받은 게이트 신호에 응답하여 턴 온된다. 제1 데이터 라인(DL1)을 통해 수신된 데이터 전압은 턴 온된 트랜지스터(TR)를 통해 액정 커패시터(Clc)의 화소 전극(PE)에 제공된다. 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가된다.
데이터 전압 및 공통 전압의 전압 레벨의 차이에 의해 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 전계가 형성된다. 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 형성된 전계에 의해 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동된다. 전계에 의해 구동된 액정 분자들에 의해 백라이트(170)으로부터 제공된 광 투과율이 조절되어 영상이 표시될 수 있다.
스토리지 라인에는 일정한 전압 레벨을 갖는 스토리지 전압이 인가될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 스토리지 라인은 공통 전압을 인가받을 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터에 충전된 전압을 보완해 주는 역할을 한다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 패널의 일부를 도시한 평면도이다.
설명의 편의를 위해 도 3에는 제1 내지 제4 게이트 라인들(GL1~GL4) 및 제1 내지 제4 데이터 라인들(DL1~DL4)에 연결된 화소들(PX)이 도시되었다.
도 3을 참조하면, 화소들(PX)은 각각 게이트 라인들(GL1~GL4) 중 대응하는 게이트 라인 및 데이터 라인들(DL1~DL4) 중 대응하는 데이터 라인에 연결된다.
화소들(PX)은 레드 색을 표시하는 복수의 레드 화소들(Rx), 그린 색을 표시하는 복수의 그린 화소들(Gx), 블루 색을 표시하는 복수의 블루 화소들(Bx), 및 화이트 색을 표시하는 복수의 화이트 화소들(Wx)을 포함한다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 화소들(PX)은 옐로우, 시안, 및 마젠타 색을 표시하는 옐로우 화소들, 시안 화소들, 및 마젠타 화소들을 더 포함할 수 있다.
레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들(R',G',B',W')은 데이터 전압들로 변환되어 레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들(Rx,Gx,Bx,Wx)에 제공된다.
화소들(PX)은 복수의 제1 화소 그룹들(PG1) 및 복수의 제2 화소 그룹들(PG2)로 그룹핑 될 수 있다. 제1 화소 그룹들(PG1) 및 제2 화소 그룹들(PG2)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)으로 교대로 배치될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 화소 그룹들(PG1,PG2)의 배치 구성은 도 3에 도시된 제1 및 제2 화소 그룹들(PG1,PG2)의 배치 구성에 한정되지 않고 다양하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 동일 행에 동일한 화소 그룹들이 배치되고, 제2 방향(DR2)으로 제1 화소 그룹(PG1) 및 제2 화소 그룹(PG2)이 반복해서 교대로 배치될 수 있다. 또한, 동일 열에 동일한 화소 그룹들이 배치되고, 제1 방향(DR1)으로 제1 화소 그룹(PG1) 및 제2 화소 그룹(PG2)이 반복해서 교대로 배치될 수 있다.
제1 화소 그룹들(PG1) 및 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 2k 개의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. k는 자연수이다. 즉, 제1 화소 그룹들(PG1) 및 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 짝수개의 화소들(PX)을 포함한다. 예시적인 실시 예로서 k는 1일 수 있으며, 이러한 경우, 도 3 도시된 바와 같이, 제1 화소 그룹들(PG1) 및 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 2 개의 화소들(PX)을 포함할 수 있다.
제1 화소 그룹들(PG1)은 각각 레드 화소(Rx), 그린 화소(Gx), 블루 화소(Bx), 및 화이트 화소(Wx) 중 두 개를 포함하고, 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 레드 화소(Rx), 그린 화소(Gx), 블루 화소(Bx), 및 화이트 화소(Wx) 중 나머지 두 개를 포함할 수 있다. 즉, 제1 화소 그룹들(PG1) 및 제2 화소 그룹들(PG2)은 서로 다른 색을 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 화소 그룹들(PG1)은 각각 레드 화소(Rx) 및 그린 화소(Gx)를 포함할 수 있다. 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 블루 화소(Bx) 및 화이트 화소(Wx)를 포함할 수 있다. 그러나, 화소들(PX)의 배치 구성은 도 3에 도시된 화소들(PX)의 배치 구성에 한정되지 않고 다양하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 화소 그룹들(PG1)은 각각 레드 화소(Rx) 및 블루 화소(Bx)를 포함하고, 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 그린 화소(Gx) 및 화이트 화소(Wx)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 화소 그룹들(PG1)은 각각 레드 화소(Rx) 및 화이트 화소(Wx)를 포함하고, 제2 화소 그룹들(PG2)은 각각 그린 화소(Gx) 및 블루 화소(Bx)를 포함할 수 있다.
영상을 표시하기 위한 최소 단위로 정의되는 픽셀 유닛(PXU)은 제1 방향(DR1)에서 서로 인접한 제1 화소 그룹(PG1) 및 제2 화소 그룹(PG2)을 포함할 수 있다. 즉, 표시 패널(110)에 복수의 픽셀 유닛들(PXU)이 배치되고, 각각의 픽셀 유닛(PXU)은 레드 화소(Rx), 블루 화소(Bx), 그린 화소(Gx), 및 화이트 화소(Wx)를 포함한다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 처리 회로의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 데이터 처리 회로(150)는 영상 신호들(R,G,B)을 표시 장치에 적합한 영상 신호들로 처리하는 데이터 처리부(151) 및 백라이트(170)의 휘도 값을 결정하는 백라이트 휘도 제어부(152)를 포함한다.
데이터 처리부(151)는 영상 신호들(R,G,B)을 표시 장치(100)의 색역으로 매핑하고, 레드 화소(Rx), 블루 화소(Bx), 그린 화소(Gx), 및 화이트 화소(Wx)에 적합한 영상 신호들로 변환하여 출력한다.
데이터 처리부(151)는 입력 감마부(1511), 색역 매핑부(1512), 클램핑부(1513), 서브 화소 렌더링부(1514), 및 출력 감마부(1515)를 포함한다.
입력 감마부(1511)는 영상 신호들(R,G,B)를 수신한다. 비선형 계조 디스플레이 특성을 갖는 영상 신호들(R,G,B)은 비선형적 특성을 갖는다. 입력 감마부(1511)는 비선형 특성을 갖는 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들(R,G,B)에 감마 함수를 적용하여 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들(R,G,B)을 선형화시킨다.
입력 감마부(1511) 이후의 블럭들에서 비선형 특성을 갖는 영상 신호들(R,G,B)를 이용하여 데이터가 처리될 경우, 소프트웨어적으로 많은 어려움이 있을 수 있다. 입력 감마부(1511)는 입력 감마부(1511) 이후의 블럭들에서 데이터의 처리가 용이하게 수행되도록 비선형 특성을 갖는 영상 신호들(R,G,B)을 선형화시키는 것이다. 선형화된 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들(Rin,Gin,Bin)은 색역 매핑부(1512)에 제공된다.
색역 매핑부(1512)는 선형화된 영상 신호들을 표시 장치(100)에서 표시하기 위한 영상 신호들의 색역으로 매핑한다. 예를 들어, 색역 매핑부(1512)는 선형화된 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들(Rin,Gin,Bin)을 이용하여 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)을 생성한다.
색역 매핑부(1512)는 수학식 1을 참조하여 화이트 비율(WR)을 산출한다.
Figure 112015017734552-pat00001
여기서, LR은 레드색 휘도 레벨, LG는 그릭색 휘도 레벨, LB는 블루색 휘도 레벨, 및 LW는 화이트색 휘도 레벨이다.
색역 매핑부(1512)는 화이트 비율(WR)을 이용하여 수학식 2에 따라서 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)을 생성한다.
Figure 112015017734552-pat00002
또한, 색역 매핑부(1512)는 색역 매핑 알고리즘(Gamut Mapping Algorizm: GMA)을 이용하여 레드, 그린 및 블루 영상 신호들(Rin,Gin,Bin)에 의한 RGB 색역을 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)에 의한 RGBW 색역으로 매핑시킨다.
입력된 영상 신호들(R,G,B)은 레드, 그린, 및 블루 영상 신호를 표시하기 위한 표시 장치에 적합한 영상 신호들이다. 그러나, 표시 장치(100)는 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들을 표시한다. 따라서, 색역 매핑부(1512)는 레드, 그린 및 블루 영상 신호들(Rin,Gin,Bin)을 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들로 변환하고, 레드, 그린, 블루, 및 화이트 영상 신호들을 표시 장치(100)에 적합한 색역으로 매핑한다.
색역 매핑부(1512)에서 출력되는 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)은 백라이트 휘도 제어부(152) 및 클램핑부(1513)에 제공된다.
백라이트 휘도 제어부(152)는 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)에 기초한 히스토그램을 이용하여 백라이트(170)의 휘도 레벨을 결정한다. 또한, 백라이트 휘도 제어부(152)는 백라이트(170)의 휘도 레벨을 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm) 중 최대 계조를 갖는 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정한다. 백라이트 휘도 제어부(152)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 이하 상세히 설명될 것이다.
색역 매핑부(1512)에서 출력되는 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm) 중 백라이트 휘도 제어부(152)에서 결정된 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위를 벗어나는 영상 신호들이 존재할 수 있다.
클램핑부(1513)는 백라이트 휘도 제어부(152)에서 결정된 휘도 레벨 값을 제공받는다. 클램핑부(1513)는 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm) 중 백라이트 휘도 제어부(152)에서 결정된 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위를 벗어나는 영상 신호들의 데이터 값들을 단축시켜 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위 내에 있도록 한다. 클램핑부(1513)에서 색역 범위내로 변환된 영상 신호들(Rc,Gc,Bc,Wc)은 서브 화소 렌더링부(1514)에 제공된다.
서브 화소 렌더링부(1514)는 렌더링 동작을 수행하기 위한 렌더링 필터(미 도시됨)를 포함한다. 서브 화소 렌더링부(1514)는 렌더링 필터를 이용하여 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rc,Gc,Bc,Wc)을 렌더링 한다. 렌더링 필터를 통해 렌더링된 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rr,Gr,Br,Wr)이 생성된다.
렌더링 동작에 의해 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rc,Gc,Bc,Wc)은 표시 패널(110)의 제1 및 제2 화소 그룹들(PG1,PG2)의 구조에 따라서 레드 및 그린 영상 신호들(Rr,Gr) 또는 블루 및 화이트 영상 신호들(Br,Wr)로 재구성된다. 즉, 서브 화소 렌더링부(1514)는 영상 신호들(Rc,Gc,Bc,Wc)을 제1 화소 그룹(PG1)의 레드 및 그린 화소들(Rx,Gx)과 제2 화소 그룹(PG2)의 블루 및 화이트 화소들(Bx,Wx)에 대응하는 영상 신호들로 렌더링한다.
렌더링된 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rr,Gr,Br,Wr)은 출력 감마부(1515)에 제공된다. 출력 감마부(1515)는 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rr,Gr,Br,Wr)에 대해 역 감마 보정을 수행하여 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rr,Gr,Br,Wr)을 감마 보정 전의 이미지 데이터들로 변환한다.
역 감마 보정이 수행된 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Ro,Go,Bo,Wo)은 타이밍 컨트롤러(120)에 의해 데이터 포맷이 변환되어 데이터 구동부(140)에 제공된다.
도 5는 도 4에 도시된 백라이트 휘도 제어부의 블록도이다. 도 6은 도 5에 도시된 히스토그램 분석부의 히스토그램을 설명하기 위한 개념도이다. 도 7은 도 5에 도시된 휘도 레벨 결정부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 백라이트 휘도 제어부(152)는 색 가중부(1521), 히스토그램 분석부(1522), 휘도 레벨 결정부(1523), 및 스므딩부(1524)를 포함한다.
색 가중부(1521)는 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)을 수신한다. 색 가중부(1521)는 색별로 휘도에 기여하는 정도에 따라 설정된 레드 가중치(RWT), 그린 가중치(GWT), 블루 가중치(BWT) 및 화이트 가중치(WWT)를 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)에 곱한다.
레드 가중치(RWT), 그린 가중치(GWT), 블루 가중치(BWT) 및 화이트 가중치(WWT)가 곱해진 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터들(Rw,Gw,Bw,Ww) 및 화소 휘도 데이터(PLD)는 다음과 같은 수학식 3으로 결정될 수 있다.
Figure 112015017734552-pat00003
여기서 YWT는 옐로우 가중치이다.
화소 휘도 데이터(PLD)는 레드, 그린, 블루 및 화이트 가중치들(RWT,GWT,BWT,WWT)이 곱해진 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터들(Rw,Gw,Bw,Ww)의 데이터값들 중 최대 값이다. 예를 들어, 각 픽셀 유닛(PXU)의 레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들(Rx,Gx,Bx,Wx)에 대응하는 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터들(Rw,Gw,Bw,Ww) 중 최대 값이 화소 휘도 데이터(PLD)이다. 즉, 화소 휘도 데이터(PLD)는 각 화소 유닛(PXU)에 대응하는 영상 신호들의 데이터 값들 중 최대값으로 정의된다.
이하, 레드, 그린, 블루 및 화이트 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)은 각각 8 비트 데이터인 것으로 가정한다.
색 가중부(1521)는 가중치가 곱해진 영상 신호들 중 화소 휘도 데이터(PLD)를 8 비트의 데이터로 표준화(normalizing)하여 히스토그램 분석부(1522)에 제공한다.
도 6을 참조하면, 히스토그램 분석부(1522)는 백라이트(170)에 대한 휘도 레벨을 소정의 개수의 등급으로 분리하고, 각 등급의 레벨 범위에 포함되는 화소 휘도 데이터(PLD)를 카운팅하여 히스토그램을 생성한다.
화소 휘도 데이터(PLD)가 8 비트 데이터인 경우, 화소 휘도 데이터(PLD)의 레벨 범위는 "0" 내지 "255"이고, 전체 레벨은 16개의 등급으로 나뉠수 있다. 따라서, 16개의 빈(bin)(0≤i≤15)을 갖는 히스토그램이 형성된다. i는 자연수이다. 빈들(i)은 디지털 휘도 값의 중첩되지 않는 범위를 나타낸다.
히스토그램의 수직 축은 각 빈(i)에서 픽셀 유닛들(PXU)의 숫자를 나타내고 수평 축은 백라이트(170)의 휘도 레벨을 나타낸다. 따라서, 수평 축 상에서 원점으로부터 가장 멀리 떨어진 빈(i)은 백라이트(170)의 가장 높은 휘도 레벨을 나타낸다.
히스토그램 분석부(1522)는 화소 휘도 데이터(PLD)를 수신하고, 화소 휘도 데이터(PLD)의 값에 해당하는 빈(i)을 카운팅한다. 예를 들어, 어느 한 화소 유닛에 대응하는 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터들(Rw,Gw,Bw,Ww) 중 최대값이 레드 데이터(Rw)이고, 이러한 레드 데이터(Rw)가 휘도 레벨 248 내지 255에 대응하는 값을 가질 수 있다.
이러한 경우, 히스토그램 분석부(1522)는 최대 등급인 15등급의 빈(i=15)의 값을 1 카운트한다. 이러한 동작에 의해, 각 빈(i)의 휘도 레벨을 최대값으로 갖는 단위 화소들(PXU)의 개수가 각 빈(i)에 축적될 수 있다.
휘도 레벨 결정부(1523)는 히스토그램을 이용하여 휘도 레벨을 결정한다.
도 7을 참조하면, 휘도 레벨 결정부(1523)는, i번째 빈(i)이 최대 빈(i=15)부터 소정의 휘도 레벨 값을 포함하는 빈까지의 구간으로 정의되는 빈 가중치 구간에 해당할 경우, i 번째 빈(i)의 값에 빈 가중치(W1,W2,W3,W4)를 곱하고, 상위 빈부터 하위 빈으로 이동하며 i+1번째 빈(i+1)의 값을 i번째 빈(i)에 축적시키다.
휘도 레벨 결정부(1523)는 i 번째 빈(i)의 값이 문턱 값(TH)보다 클 때, i 번째 빈(i)의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 백라이트(170)의 휘도 레벨을 결정한다. 휘도 레벨 결정부(1523)는 i 번째 빈(i)의 값이 문턱 값(TH)보다 작거나 같을 경우, i를 1 감소시켜 하위 빈으로 이동한다.
소정의 휘도 레벨값은 200일 수 있다. 따라서 15등급의 빈(i=15)부터 12 등급의 빈(i=12)까지 빈 가중치(W1,W2,W3,W4)가 각 빈(i=15~12)의 값에 곱해질 수 있다.
빈 가중치(W1,W2,W3,W4)의 값은 1보다 크다. 빈 가중치(W1,W2,W3,W4)의 값은 빈 가중치 구간에서 최대 빈부터 최소 빈으로 갈수록 작아진다. 예시적으로, 빈 가중치(W1,W2,W3,W4)는 제1 빈 가중치(W1), 제2 빈 가중치(W2), 제3 빈 가중치(W3), 및 제4 빈 가중치(W4)를 포함한다.
제1 빈 가중치(W1)는 최대 빈 가중치(W1)로서 15등급의 빈(i=15)의 값에 곱해지기 위한 값이다. 제2 빈 가중치(W2)는 제1 빈 가중치(W1)보다 작고 14등급의 빈(i=14)의 값에 곱해지기 위한 값이다. 제3 빈 가중치(W3)는 제2 빈 가중치(W2)보다 작고 13등급의 빈(i=13)의 값에 곱해지기 위한 값이다. 제4 빈 가중치(W4)는 제3 빈 가중치(W3)보다 작고 12등급의 빈(i=12)의 값에 곱해지기 위한 값이다.
빈 가중치 구간에서 최대 빈(i=15)에 곱해지는 최대 빈 가중치(W1)는, 최소 시인 화소 개수(PXmin)에 최대 빈 가중치(W1)를 곱한 값이 문턱 값(TH)보다 크도록 설정된다. 따라서, 최대 빈(i=15)의 값이 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 같을 경우, 최대 빈(i=15)의 값에 최대 빈 가중치(W1)를 곱한 값은 문턱 값(TH)보다 크다.
표시 장치(100)는 고 해상도를 추구하므로, 표시 장치(100)의 기술 개발에 따라서, 화소 유닛들(PXU)의 크기가 작아지고 있다. 따라서, 하나의 화소 유닛(PXU)으로 색을 표시할 경우, 하나의 화소 유닛(PXU)에 표시된 색은 사용자가 시인할 수 없다.
사용자가 영상을 시인하기 위해서 최소 개수 이상의 화소 유닛들(PXU)이 색을 표시해야 한다. 사용자가 영상을 시인할 수 있는 화소 유닛들(PXU)의 최소 개수는 최소 시인 화소 개수(PXmin)로 정의될 수 있다.
예시적으로, 최소 시인 화소 개수(PXmin)는 7개의 행 및 7개의 열들에 배열된 화소 유닛들(PXU)일 수 있다. 이러한 경우, 최소 시인 화소 개수(PXmin)는 49개로 설정될 수 있다. 사용자는 최소 49개의 화소 유닛들(PXU)이 색을 표시할 경우, 색을 시인할 수 있다.
도 7에서 최대 빈(i=15)의 값에 해당하는 화소 유닛들(PXU)의 개수(PXUs)는 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 같다. 최대 빈(i=15)의 값에 최대 빈 가중치(W1)가 곱해진다.
최대 빈(i=15)이 i 번째 빈이고, i+1 번째 빈(i=16)이 없으므로, 최대 빈(i=15)의 값은 최대 빈(i=15)의 값에 최대 빈 가중치(W1)를 곱한 값으로 결정된다. 최대 빈(i=15)의 값에 최대 빈 가중치(W1)를 곱한 값은 문턱 값(TH)보다 크다.
예시적으로, 제1 빈 가중치(W1)는 8, 제2 빈 가중치(W2)는 6, 제3 빈 가중치(W3)는 4, 및 제4 빈 가중치(W4)는 2일 수 있다. 또한, 문턱 값(TH)은 300으로 설정될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 내지 제4 빈 가중치(W1~W4)와 문턱 값(TH)은 다양한 값으로 설정될 수 있다. 최대 빈(i=15)의 값이 49일 경우, 최대 빈(i=15)의 값에 제1 가중치(W1)를 곱한 값은 문턱 값(TH)인 300을 넘는다.
제1 가중치(W1)를 곱한 최대 빈(i=15)의 값이 문턱 값(TH)을 넘으므로, 휘도 레벨 결정부(1523)는 i-1 번째 빈인 14 등급의 빈(i=14)의 값에 가중치를 곱하는 동작 및 히스토그램의 상위 빈으로부터 하위 빈으로 이동하며 빈(i)의 값을 축적시키는 동작을 수행하지 않는다. 휘도 레벨 결정부(1523)는 문턱 값(TH)을 넘는 15 등급의 빈(i=15)의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 휘도 레벨을 결정한다.
다시 도 5를 참조하면, 스무딩부(1524)는 이전 프레임에서 결정된 휘도 레벨과 현재 프레임에서 결정된 휘도 레벨 간의 편차를 완만하게 조절한다. 예를 들면, 이전 프레임의 휘도 레벨이 64(8 bits 기준)이고, 휘도 레벨 결정부(1533)에서 결정된 현재 프레임에 대한 휘도 레벨이 255 인 경우 휘도 변화가 크게 시인될 수 있다.
이러한 경우, 스무딩부(1524)는 휘도 레벨을 이전 프레임의 휘도 값과 현재 프레임의 휘도 값의 중간 값으로 보정할 수 있다. 따라서, 관찰자에게 시인되는 휘도 편차가 최소화될 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 히스토그램에서 빈 가중치를 적용하지 않는 휘도 레벨 결정부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 빈 가중치를 적용하지 않는 휘도 레벨 결정부는 히스토그램의 상위 빈으로부터 하위 빈으로 이동하며 빈(i)의 값을 축적시키고, 빈(i)의 값이 문턱 값(TH)보다 클때까지 빈(i)의 값을 축적 시킨다.
15등급의 빈(i=15)의 값이 14 등급의 빈(i=14)에 축적되고, 14등급의 빈(i=14)에 축적된 값이 13 등급의 빈(i=13)에 축적된다. 이러한 동작은 빈(i)에 축적된 값이 문턱 값(TH)보다 클때까지 수행된다.
11등급의 빈(i=11)에 축적된 값이 문턱 값(TH)보다 크다. 빈 가중치를 적용하지 않는 휘도 레벨 결정부는 11 등급의 빈(i=11)의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 백라이트(170)의 휘도 레벨을 결정한다. 이러한 경우, 색역은 11 등급의 빈(i=11)의 휘도 레벨에 대응하도록 결정된다. 그 결과, 11등급의 빈(i=11)보다 큰 등급의 빈들(i)에 해당하는 영상 신호들은 색역 밖의 값을 갖는다.
전술한 바와 같이, 클램핑부(154)는 색역 밖의 값을 갖는 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)을 색역 범위내로 변환 시킨다.
11등급의 빈(i=11)보다 큰 등급의 빈들(i)의 값은 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 같은 값이므로, 사용자가 시인할 수 있는 영상이다. 이러한 경우, 11등급의 빈(i=11)보다 큰 등급의 빈들(i)에 해당하는 영상 신호들은 11등급의 빈(i=11)에 해당하는 휘도 레벨보다 큰 휘도 레벨로 표시되어야 정상적으로 표시될 수 있다.
그러나, 실질적으로, 11등급의 빈(i=11)보다 큰 등급의 빈들(i)에 해당하는 영상 신호들은 보다 낮은 11등급의 빈(i=11)에 해당하는 휘도 레벨로 표시된다. 그 결과 영상이 정상적으로 표시되지 않을 수 있다. 즉, 색역 경계가 사용자가 시인할 수 있는 영상 신호들의 색역으로 설정되지 않아 이러한 문제점이 발생된다. 이러한 현상은 휘도 레벨 값이 200보다 크거나 같을 경우, 발생할 수 있고, 영상이 최대 빈의 값에 대응하는 포화색 영역에 가까울 수록 커진다.
본 발명의 실시 예에서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 전술한 문제가 가장 크게 발생될 수 있는 최대 빈(i=15)의 값에 가장 큰 빈 가중치(W1)를 곱하고, 200의 휘도 레벨 값을 포함하는 빈(i=12)까지 단계적으로 감소하는 빈 가중치(W2,W3,W4)가 빈(i=14,13,12)에 곱해진다. 또한, 최대 빈(i=15)의 값이 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 값을 경우, 최대 빈(i=15)의 값에 최대 빈 가중치(W1)를 곱한 값이 문턱 값(TH)을 넘도록, 최대 빈 가중치(W1)가 설정된다.
도 6 및 도 7에서 설명된 바와 같이, 15 등급의 빈(i=15)의 값이 사용자가 시인할 수 있는 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 같을 경우, 휘도 레벨은 15 등급의 빈(i=15)에 대응하는 휘도 레벨을 이용하여 결정된다. 이러한 경우, 휘도 레벨에 대응하는 색역이, 도 8에 도시된 휘도 레벨 결정부의 동작과 달리, 도 7에 도시된 휘도 레벨 결정부(1523)의 동작에 따라서, 15 등급의 빈(i=15)의 휘도 레벨에 대응하는 영역으로 확장된다.
즉, 백라이트(170)의 휘도 레벨은 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정된다. 따라서, 포화색 영역에 인접한 15 등급의 빈(i=15)에 해당하는 영상 신호들이 표시 패널(110)에서 정상적으로 표시될 수 있다.
도 9 내지 12는 도 6에 도시된 히스토그램과 다른 히스토그램들 및 이러한 히스토 그램들에 따른 휘도 레벨 결정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 15 등급의 빈(i=15)의 값에 해당하는 화소 유닛들의 개수(PXUs)는 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 작다. 14 등급의 빈(i=15)의 값은 0이고, 13 등급의 빈(i=13)의 값에 해당하는 화소 유닛들의 개수(PXUs)는 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 같다.
15 등급의 빈(i=15)의 값에 제1 가중치(W1)를 곱한 값은 문턱 값(TH)보다 작다. 14등급의 빈(i=14)의 값은 0이므로, 14등급의 빈(i=14)의 값에 제2 가중치(W2)를 곱한 값은 0이다. 15등급의 빈(i=15)의 값은 14등급의 빈(i=14)에 축적된다. 14 등급의 빈(i=14)의 값이 0이므로, 14 등급의 빈(i=14)에 축적된 값은 15 등급의 빈(i=15)의 값과 동일하고, 문턱 값(TH)보다 작다. 13 등급의 빈(i=13)의 값에 제3 가중치(W3)가 곱해진다.
15등급의 빈(i=15)에서 12등급의 빈(i=12)으로 갈수록 도 8에서 설명된 문제점이 작아지므로, 빈에 곱해지는 빈 가중치도 작아진다. 또한, 최대 빈의 값이 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 크거나 값을 경우, 최대 빈의 값에 최대 빈 가중치를 곱한 값이 문턱 값을 넘도록, 최대 빈 가중치가 설정된다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 13 등급의 빈(i=13)의 값에 제3 가중치(W3)가 곱해진 값은 문턱 값(TH)보다 작을 수 있다.
14 등급의 빈(i=14)에 축적된 값은 제3 가중치(W3)가 곱해진 13 등급의 빈(i=13)의 값에 축적된다. 그 결과 13 등급의 빈(i=13)에 축적된 값은 문턱 값(TH)보다 크다. 휘도 레벨 결정부(1523)는 문턱 값(TH)을 넘는 13 등급의 빈(i=13)의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 백라이트(170)의 휘도 레벨을 결정한다.
따라서, 색역은 13 등급의 빈(i=13)의 휘도 레벨에 대응하는 영역으로 설정된다. 15 등급의 빈(i=15)에 대응하는 영상 신호들은 색역 밖의 영상 신호들로서 클램핑부(1513)에 의해 색역 범위내로 이동된다. 15 등급의 빈(i=15)의 값은 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 작으므로, 사용자에게 시인되지 않을 수 있다. 즉, 실질적으로 15 등급의 빈(i=15)에 해당하는 영상이 표시되더라도, 문제가 발생하지 않을 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 15 등급의 빈(i=15)의 값과 14 등급의 빈(i=14)의 값은 0이므로, 15 등급의 빈(i=15)의 값과 14 등급의 빈(i=14)의 값에 제1 가중치(W1)와 제2 가중치(W2)를 곱한 값은 0이다. 따라서, 15 등급의 빈(i=15)과 14 등급의 빈(i=14)에 축적되는 값은 없다.
13 등급의 빈(i=13)의 값에 해당하는 화소 유닛들의 개수(PXUs)는 최소 시인 화소 개수(PXmin) 보다 크다. 13 등급의 빈(i=13)의 값에 제3 가중치(W3)를 곱한 값이 문턱 값(TH)보다 클 수 있다. 휘도 레벨 결정부(1523)는 문턱 값(TH)을 넘는 13 등급의 빈(i=13)의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 백라이트(170)의 휘도 레벨을 결정한다. 따라서, 색역은 13 등급의 빈(i=13)에 대응하는 영역으로 설정되어 13 등급의 빈(i=13)에 해당하는 영상이 정상적으로 표시될 수 있다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 13은 휘도 레벨 결정부에 의해 결정된 휘도 레벨에 기초한 색역 범위를 도시한 도면이다.
설명의 편의를 위해 도 13에 도시된 색역은 레드, 그린, 및 화이트 색역으로 도시되었다. 도 13에서 영상 신호들의 색역 분포는 회색으로 도시하였다. 도 13에서 영상 신호들의 색역 분포 중 최외각에 배치된 색은 최소 시인 화소 개수(PXmin)보다 많은 개수의 화소 유닛들(PXU)에 의해 표시되는 색으로 가정한다.
도 13을 참조하면, 빈 가중치가 적용되지 않을 경우, 휘도 레벨은 1 점 쇄선으로 도시된 50%로 설정될 수 있다. 즉, 백라이트(170)의 최대 휘도를 100%라 할경우, 백라이트(170)에서 생성된 광은 50%의 휘도 레벨을 갖는다. 이러한 경우, 50%의 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위 밖의 영상들은 정상적으로 표시되지 않을 수 있다.
그러나, 본 발명의 표시 장치(100)는 휘도 레벨을 1점 쇄선으로 도시된 영역에서 점선으로 도시된 영역으로 확장한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서 색역이 1점 쇄선의 영역에서 점선의 영역으로 확장된다. 그 결과, 영상이 정상적으로 표시될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 색역 매핑부(1512)에서 생성된 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)이 백라이트 휘도 제어부(152)에 제공된 후, 레드 가중치(RWT), 그린 가중치(GWT), 블루 가중치(BWT) 및 화이트 가중치(WWT)가 곱해진 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터들(Rw,Gw,Bw,Ww)이 생성된다.
이후, 단계(S110)에서 각 화소 유닛(PXU)에 대응하는 영상 신호들(Rm,Gm,Bm,Wm)의 데이터 값들 중 최대값으로 정의되는 화소 휘도 데이터(PLD)가 결정된다. 단계(S120)에서 백라이트(170)에 대한 휘도 레벨을 소정의 개수의 빈(i)으로 분리하고, 각 빈(i)의 레벨 범위에 포함되는 화소 휘도 데이터(PLD)를 카운팅한다.
단계(S130)에서 i번째 빈이 빈 가중치 구간에 행당할 경우, i 번째 빈(i)에 빈 가중치가 곱해지고, i+1 번째 빈(i+1)의 값을 i 번째 빈(i)에 축적한다. 단계(S140)에서 i 번째 빈(i)의 값이 문턱 값(TH)을 넘는지 여부가 검사된다.
i 번째 빈(i)의 값이 문턱 값(TH)보다 클 경우, 단계(S150)에서 i 번째 빈(i)의 값의 휘도 레벨을 이용하여 백라이트(170)의 휘도 레벨이 결정된다. i 번째 빈(i)의 값이 문턱 값(TH)보다 작거나 같을 경우, i를 1 감소시키고, 단계(S130)으로 진행된다. 이러한 동작에 의해, 포화색 영역에 인접한 영상 신호들이 정상적으로 표시될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 타이밍 컨트롤러 130: 게이트 구동부
140: 데이터 구동부 150: 데이터 처리 회로
160: 백라이트 구동부 170: 백라이트
151: 데이터 처리부 152: 백라이트 휘도 제어부
1511: 입력 감마부 1512: 색역 매핑부
1513: 클램핑부 1514: 서브 화소 렌더링부
1515: 출력 감마부 1521: 색 가중부
1522: 히스토그램 분석부 1523: 휘도 레벨 결정부
1524: 스프딩부

Claims (20)

  1. 복수의 화소 유닛들이 배치된 표시 패널;
    상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트; 및
    영상 신호들을 입력받아 상기 화소 유닛들에 제공하는 데이터 처리 회로를 포함하고,
    상기 데이터 처리 회로는,
    상기 영상 신호들을 상기 표시 패널의 색역으로 매핑하여 출력하는 데이터 처리부; 및
    상기 백라이트의 휘도 레벨을 상기 매핑된 영상 신호들을 이용하여 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정하는 백라이트 휘도 제어부를 포함하고,
    상기 백라이트 휘도 제어부는,
    상기 매핑된 영상 신호들에서 상기 각 화소 유닛에 대응하는 영상 신호들의 데이터 값들 중 최대값으로 정의되는 화소 휘도 데이터를 제공받고, 상기 백라이트에 대한 휘도 레벨을 소정의 개수의 빈들(bin)로 분리하고, 상기 각 빈의 레벨 범위에 포함되는 화소 휘도 데이터를 카운팅하는 히스토그램 분석부; 및
    i번째 빈이 최대 빈부터 소정의 휘도 레벨 값을 포함하는 빈까지의 구간으로 정의되는 빈 가중치 구간에 해당할 경우, 상기 i 번째 빈의 값에 빈 가중치를 곱하고, i+1번째 빈의 값을 상기 i번째 빈에 축적시키는 휘도 레벨 결정부를 포함하고,
    상기 휘도 레벨 결정부는 상기 i 번째 빈의 값이 문턱 값보다 클 때, 상기 i 번째 빈의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 상기 백라이트의 상기 휘도 레벨을 결정하고,
    상기 i 번째 빈은 최소 휘도 레벨부터 i 번째를 가리키고,
    상기 사용자에게 시인되는 영상 신호들은 상기 사용자가 영상을 시인하기 위한 최소 개수의 화소 유닛들에 표시되는 영상 신호들로 정의되고,
    상기 포화색 영역은 상기 빈들 중 최대 빈의 값에 대응하고, 상기 포화색 영역에 인접한 영상 신호들은, 상기 사용자에게 시인되는 영상 신호들 중 상기 최대 빈에 가장 가까운 영상 신호들로 정의되는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들을 포함하는 상기 영상 신호들을 레드, 그린, 블루, 및 백색 영상 신호들로 변환하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각각의 화소 유닛은,
    레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들 중 두개를 포함하는 제1 화소 그룹; 및
    상기 레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들 중 나머지 두개를 포함하는 제2 화소 그룹을 포함하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 영상 신호들을 입력받아 선형화 시키는 입력 감마부;
    상기 선형화된 영상 신호들을 상기 표시 장치에 표시하기 위한 영상 신호들의 색역으로 매핑하는 색역 매핑부;
    상기 색역 매핑부에서 매핑된 영상 신호들 중 상기 백라이트 휘도 제어부에서 결정된 휘도 레벨에 대응하는 색역을 벗어나는 영상 신호들을 상기 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위내로 변환하는 클램핑부;
    상기 클램핑부에서 변환된 영상 신호들을 제공받아 상기 화소 유닛들의 화소들에 대응하는 영상 신호들로 렌더링하는 서브 화소 렌더링부; 및
    상기 렌더링된 영상 신호들을 제공받아, 역감마 보정을 수행하는 출력 감마부를 포함하는 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 레벨 결정부는 상기 i 번째 빈의 값이 상기 문턱 값을 넘지 못할 경우, 상기 i를 1 감소시켜 하위 빈으로 이동하는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 빈 가중치의 값은 1보다 큰 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 빈 가중치의 값은 상기 빈 가중치 구간에서 최대 빈부터 최소 빈으로 갈수록 작아지는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 최대 빈에 곱해지는 최대 빈 가중치는 상기 사용자가 영상을 시인하기 위한 상기 최소 개수의 화소 유닛들로 정의되는 최소 시인 화소 개수에 상기 최대 빈 가중치를 곱한 값이 상기 문턱값보다 크도록 설정되는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 휘도 데이터가 8비트 일 경우, 상기 소정의 휘도 레벨은 200 휘도 레벨로 설정되는 표시 장치.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 백라이트 휘도 제어부는,
    상기 색역 매핑부에서 매핑된 영상 신호들에 가중치를 곱하고, 상기 가중치가 곱해진 영상 신호들 중 상기 화소 휘도 데이터를 결정하여 상기 휘도 레벨 결정부에 제공하는 색 가중부; 및
    상기 휘도 레벨 결정부에서 결정된 휘도 레벨을 이전 프레임의 휘도 값과 현재 프레임의 휘도 값의 중간 값으로 보정하여 출력하는 스무딩부를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 화소 유닛들에 제공되기 위한 영상 신호들을 표시 장치의 색역으로 매핑하는 단계;
    백라이트의 휘도 레벨을, 상기 매핑된 영상 신호들을 이용하여, 사용자에게 시인되고 포화색 영역에 인접한 영상 신호들의 색역 경계에 대응하는 값으로 설정하는 단계; 및
    상기 휘도 레벨에 대응하는 광을 생성하여 상기 화소 유닛들에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 백라이트의 휘도 레벨을 설정하는 단계는,
    상기 매핑된 영상 신호들에서 상기 각 화소 유닛에 대응하는 영상 신호들의 데이터 값들 중 최대값으로 정의되는 화소 휘도 데이터를 제공받는 단계;
    상기 백라이트에 대한 휘도 레벨을 소정의 개수의 빈들(bin)로 분리하고, 상기 각 빈의 레벨 범위에 포함되는 화소 휘도 데이터를 카운팅하는 단계;
    i번째 빈이 최대 빈부터 소정의 휘도 레벨 값을 포함하는 빈까지의 구간으로 정의되는 빈 가중치 구간에 해당할 경우, 상기 i 번째 빈의 값에 빈 가중치를 곱하는 단계;
    i+1번째 빈의 값을 상기 i번째 빈에 축적시키는 단계;
    상기 i 번째 빈의 값이 문턱 값보다 클 때, 상기 i 번째 빈의 값에 해당하는 휘도 레벨을 이용하여 상기 백라이트의 상기 휘도 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 i 번째 빈의 값이 상기 문턱 값보다 작거나 같을 경우, 상기 i를 1 감소시켜 상기 i 번째 빈의 값에 상기 빈 가중치를 곱하는 단계를 포함하고,
    상기 i 번째 빈은 최소 휘도 레벨부터 i 번째를 가리키고,
    상기 사용자에게 시인되는 영상 신호들은 상기 사용자가 영상을 시인하기 위한 최소 개수의 화소 유닛들에 표시되는 영상 신호들로 정의되고,
    상기 포화색 영역은 상기 빈들 중 최대 빈의 값에 대응하고, 상기 포화색 영역에 인접한 영상 신호들은, 상기 사용자에게 시인되는 영상 신호들 중 상기 최대 빈에 가장 가까운 영상 신호들로 정의되는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 영상 신호들은 레드, 그린, 및 블루 영상 신호들을 포함하고, 상기 매핑된 영상 신호들은 레드, 그린, 블루, 및 백색 영상 신호들을 포함하며,
    상기 각각의 화소 유닛은,
    레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들 중 두개를 포함하는 제1 화소 그룹; 및
    상기 레드, 그린, 블루, 및 화이트 화소들 중 나머지 두개를 포함하는 제2 화소 그룹을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 매핑 단계는,
    상기 영상 신호들을 입력받아 선형화 시키는 단계;
    상기 선형화된 영상 신호들을 상기 표시 장치에 표시하기 위한 영상 신호들의 색역으로 매핑하는 단계;
    상기 매핑된 영상 신호들 중 상기 휘도 레벨에 대응하는 색역을 벗어나는 영상 신호들을 상기 휘도 레벨에 대응하는 색역 범위내로 변환하는 단계;
    상기 변화된 영상 신호들을 제공받아 상기 화소 유닛들의 화소들에 대응하는 영상 신호들로 렌더링하는 단계; 및
    상기 렌더링된 영상 신호들을 제공받아, 역감마 보정을 수행하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 빈 가중치의 값은 1보다 크고, 상기 빈 가중치 구간에서 최대 빈부터 최소 빈으로 갈수록 작아지는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 최대 빈에 곱해지는 최대 빈 가중치는 상기 사용자가 영상을 시인하기 위한 상기 최소 개수의 화소 유닛들로 정의되는 최소 시인 화소 개수에 상기 최대 빈 가중치를 곱한 값이 상기 문턱값보다 크도록 설정되는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 화소 휘도 데이터가 8비트 일 경우, 상기 소정의 휘도 레벨은 200 휘도 레벨로 설정되는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 매핑된 영상 신호들에 가중치를 곱하고, 상기 가중치가 곱해진 영상 신호들 중 상기 화소 휘도 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 휘도 레벨을 이전 프레임의 휘도 값과 현재 프레임의 휘도 값의 중간 값으로 보정하여 출력하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.

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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106782368B (zh) * 2016-12-20 2018-04-10 武汉华星光电技术有限公司 一种显示面板的驱动方法及驱动装置
CN106791755B (zh) 2016-12-27 2018-11-23 武汉华星光电技术有限公司 一种rgbw像素渲染装置及方法
KR102582631B1 (ko) * 2018-01-11 2023-09-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 구동 방법 및 이를 채용한 유기 발광 표시 장치
US11373575B2 (en) 2018-10-25 2022-06-28 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11037481B1 (en) 2018-10-25 2021-06-15 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11069280B2 (en) 2018-10-25 2021-07-20 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US10607527B1 (en) 2018-10-25 2020-03-31 Baylor University System and method for a six-primary wide gamut color system
US11069279B2 (en) 2018-10-25 2021-07-20 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11062638B2 (en) 2018-10-25 2021-07-13 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11587491B1 (en) 2018-10-25 2023-02-21 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11289000B2 (en) 2018-10-25 2022-03-29 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11315467B1 (en) 2018-10-25 2022-04-26 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11488510B2 (en) 2018-10-25 2022-11-01 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11410593B2 (en) 2018-10-25 2022-08-09 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US10997896B2 (en) 2018-10-25 2021-05-04 Baylor University System and method for a six-primary wide gamut color system
US11475819B2 (en) 2018-10-25 2022-10-18 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11532261B1 (en) 2018-10-25 2022-12-20 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11341890B2 (en) 2018-10-25 2022-05-24 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11189210B2 (en) 2018-10-25 2021-11-30 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US10950161B2 (en) 2018-10-25 2021-03-16 Baylor University System and method for a six-primary wide gamut color system
US11403987B2 (en) 2018-10-25 2022-08-02 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US10950162B2 (en) 2018-10-25 2021-03-16 Baylor University System and method for a six-primary wide gamut color system
US11043157B2 (en) 2018-10-25 2021-06-22 Baylor University System and method for a six-primary wide gamut color system
US11030934B2 (en) 2018-10-25 2021-06-08 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
US11289003B2 (en) 2018-10-25 2022-03-29 Baylor University System and method for a multi-primary wide gamut color system
CN109243363A (zh) * 2018-11-16 2019-01-18 重庆秉为科技有限公司 一种全彩led的控制***
KR102671737B1 (ko) * 2018-12-03 2024-06-04 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 휘도 조절 방법
KR102622612B1 (ko) * 2018-12-20 2024-01-09 주식회사 엘엑스세미콘 백라이트의 전력 소비를 절감하기 위한 영상데이터처리장치 및 디스플레이 장치
WO2020211940A1 (en) * 2019-04-18 2020-10-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Multifocal display device and method
KR102612043B1 (ko) 2019-06-05 2023-12-07 엘지디스플레이 주식회사 발광 표시 장치 및 그 구동 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008249861A (ja) 2007-03-29 2008-10-16 Sharp Corp 画像表示装置及びそれを用いた携帯端末装置
JP2009003188A (ja) 2007-06-21 2009-01-08 Renesas Technology Corp 表示装置駆動回路、表示装置及び電子機器
JP2009282977A (ja) 2008-05-19 2009-12-03 Samsung Electronics Co Ltd 入力ガンマディザリングシステム及び方法
JP2010102017A (ja) 2008-10-22 2010-05-06 Funai Electric Co Ltd 液晶表示装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1165531A (ja) * 1997-08-20 1999-03-09 Fujitsu Ltd 画像表示装置および画像表示用ｌｓｉ
US20080085493A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Sun Benjamin J Methods for making provisional and long-term dental crowns and bridges
CN1946097A (zh) * 2006-10-16 2007-04-11 华为技术有限公司 背光灯亮度调节方法、装置及移动终端
US8139021B2 (en) 2008-05-19 2012-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Histogram-based dynamic backlight control systems and methods
TWI413078B (zh) * 2009-05-05 2013-10-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 色彩序列控制方法及使用其之場色序法顯示器
US8184089B2 (en) * 2009-07-29 2012-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight level selection for display devices
US8223180B2 (en) 2009-08-24 2012-07-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Gamut mapping which takes into account pixels in adjacent areas of a display unit
EP2489031B1 (en) 2009-10-15 2013-12-11 Koninklijke Philips N.V. Dynamic gamut control
KR101635006B1 (ko) * 2010-01-22 2016-07-01 삼성디스플레이 주식회사 광원의 휘도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치
US8866837B2 (en) * 2010-02-02 2014-10-21 Microsoft Corporation Enhancement of images for display on liquid crystal displays
US20120075353A1 (en) 2010-09-27 2012-03-29 Ati Technologies Ulc System and Method for Providing Control Data for Dynamically Adjusting Lighting and Adjusting Video Pixel Data for a Display to Substantially Maintain Image Display Quality While Reducing Power Consumption
CN102737603B (zh) * 2012-06-26 2017-03-29 中兴通讯股份有限公司 Lcd屏幕显示的方法及用于lcd屏幕显示的装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008249861A (ja) 2007-03-29 2008-10-16 Sharp Corp 画像表示装置及びそれを用いた携帯端末装置
JP2009003188A (ja) 2007-06-21 2009-01-08 Renesas Technology Corp 表示装置駆動回路、表示装置及び電子機器
JP2009282977A (ja) 2008-05-19 2009-12-03 Samsung Electronics Co Ltd 入力ガンマディザリングシステム及び方法
JP2010102017A (ja) 2008-10-22 2010-05-06 Funai Electric Co Ltd 液晶表示装置

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