KR20140016558A - 영상표시장치의 휘도 보상을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로 특히, 영상표시장치에서 휘도 보상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명이 실시 예에 따른 영상표시장치의 휘도 보상 장치는 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 표시패널; 상기 표시패널의 게이트 및 데이터 라인들을 각각 구동하는 게이트 및 데이터 구동부; 상기 표시 패널에 복수개의 대표 포인트에서 측정된 휘도값을 획득하고, 상기 휘도값의 편차를 보상하기 위한 게인값을 산출하는 제어부; 상기 대표 포인트에서 측정된 휘도값과 상기 게인값을 저장하는 메모리부; 영상신호 출력 시 상기 메모리부에 기 저장된 상기 대표 포인트의 게인값으로 해당 픽셀을 보상하여 데이터 구동부로 공급하는 휘도 조정부;를 포함한다.

Description

영상표시장치의 휘도 보상을 위한 장치 및 방법{Apparatus and method of brightness compensation for image display device}
본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로 특히, 영상표시장치에서 휘도 보상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
OLED(Organic Light Emitting Diode) 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능한 표시장치이다.
OLED표시 장치를 구성하는 다수의 화소들 각각은 양극 및 음극 사이에 유기 발광층으로 구성된 OLED 화소와, 각 OLED 화소를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다. 화소회로는 주로 스위칭 트랜지스터 및 커패시터와 구동 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호를 커패시터에 충전하고, 구동 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압의 크기에 따라 OLED화소로 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써, OLED화소의 계조를 조절한다.
OLED표시 장치를 구동하는 구동회로 중 데이터 드라이버는 외부의 감마 전압 생성부로부터 공급되는 다수의 기준 감마 전압을 계조별 감마 전압으로 세분화하고, 세분화된 계조별 감마 전압을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환한다. OLED표시장치는 사용자의 휘도 조정 신호에 따라 최대 기준 감마 전압을 조정하는 방법으로 휘도를 조정한다.
특히 OLED가 적용된 표시장치 중 대면적의 디스플레이 장치의 경우 특정 컬러가 균일하게 분포된 상태의 영상이 표시될 때 화면의 위치에 따라서 휘도가 다르게 나타나는 불균일 현상이 발생할 수 있다. 또한 지속적인 휘도 불균일 현상에 따른 화질의 열화 현상이 초래될 수 있다.
따라서 영상을 디스플레이하는 경우 실제적인 영상과 차이가 나는 컬러 또는 상태의 영상으로 변질되어 디스플레이되는 현상이 발생될 수 있다.
본 발명은 자발광 소자를 이용하는 대면적 표시장치에서 휘도의 불균일에 따른 화질의 열하 현상을 저감시킬 수 있는 영상표시장치의 휘도 보상 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명이 실시 예에 따른 영상표시장치의 휘도 보상 장치는 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 표시패널; 상기 표시패널의 게이트 및 데이터 라인들을 각각 구동하는 게이트 및 데이터 구동부; 상기 표시 패널에 복수개의 대표 포인트에서 측정된 휘도값을 획득하고, 상기 휘도값의 편차를 보상하기 위한 게인값을 산출하는 제어부; 상기 대표 포인트에서 측정된 휘도값과 상기 게인값을 저장하는 메모리부; 영상신호 출력 시 상기 메모리부에 기 저장된 상기 대표 포인트의 게인값으로 해당 픽셀을 보상하여 데이터 구동부로 공급하는 휘도 조정부;를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 영상표시장치의 휘도 보상 방법은 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시 패널 상에 기 설정된 복수개의 대표 포인트에 해당하는 휘도값을 획득하는 단계; 상기 획득된 휘도값 중 최소값을 기준으로 상기 포인트간의 휘도 편차보상 게인값을 산출하는 단계; 상기 산출된 게인값과 상기 대표 포인트값을 매칭하여 룩업테이블로 저장하는 단계; 외부로부터 영상신호 입력 시 상기 영상 신호에 상기 룩업테이블을 기초하여 해당 게인값으로 휘도레벨을 보상하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상표시장치의 휘도 보상 장치 및 방법에 있어서, 자발광 소자를 이용하는 대면적 표시장치에서 휘도의 불균일을 저감하기 위한 픽셀에 대한 휘도 보상을 함으로써, 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휘도 조정을 위한 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 설정된 대표 포인트의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 대표 포인트에서 측정된 휘도값에 따른 게인값 산출을 설명하기 위한 예시표이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 대표 포인트를 이용한 휘도값 산출을 설명하기 위한 예시도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시장치의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 영상표시장치는 표시채널(1), 게이트 구동부(2), 데이터 구동부(3), 전원공급부(4), 제어부(5), 휘도 조정부(6) 및 메모리부(7)를 포함한다.
표시패널(1)은 복수의 서브 화소(P)들이 각 화소영역에 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시할 수 있다. 각 서브 화소(P)들은 발광 셀과 발광 셀을 독립적으로 구동하는 셀 구동부를 구비한다. 하나의 서브화소(P)는 어느 한 게이트 라일(GL)과 데이터 라인(DL) 전원라인(PL)에 접속될 수 있다.
게이트 구동부(2)는 제어부(5)로부터 출력되는 제어신호에 응답하여 게이트 온 신호를 순차적으로 생성하고, 게이트 출력 신호에 따라 게이트 온 신호의 펄스 폭을 제어할 수 있다. 그리고 게이트 온 신호를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 라인들은 게이트 온 전압이 공급되지 않은 기간에는 게이트 오프 전압이 공급될 수 있다.
데이터 구동부(3)는 제어부(5)로부터의 데이터 제어신호를 이용하여 RGB데이터를 아날로그 영상신호로 변환한다. 데이터 구동부(3)는 휘도 저정부(6)로부터 RGB에 대응되는 게인값을 이용하여 휘도값이 보상된 상태에서 영상이 출력되도록 할 수 있다.
제어부(5)는 표시패널(1)에 임의의 위치에 대표 포인트에서 측정된 휘도값을 획득하고, 상기 휘도값들의 편차를 보상하기 위한 게인값을 산출할 수 있다. 제어부(5)는 외부로부터 측정된 임의의 소정 위치에 지정된 대표 포인트 각각에서 풀 화이트 상태 또는 R, G, B 각각의 컬러 출력 상태의 화면에서 측정된 휘도값을 획득할 수 있다. 또한 제어부(5)는 상기 측정된 휘도값에 따른 휘도 편차 보상을 위한 게인값을 산출할 수 있다. 제어부(5)는 상기 대표 포인트의 휘도값 및 휘도 보상 게인값을 이용하여 룩업테이블을 생성하고, 대표 포인트 주변 포인트(픽셀)에 대한 휘도값 및 휘도 보상값을 연산할 수 있다.
제어부(5)는 풀 화이트 또는 R, G, B 각각의 컬러가 출력되는 상태에서 각 픽셀에 대한 휘도값을 획득하고, 상기 획득된 휘도 값 중 최소값을 기준으로 픽셀간의 휘도 편차를 보상하기 위한 게인값을 산출할 수 있다. 제어부(5)는 상기 산출된 게인값을 룩업테이블로 생성하여 메모리부(7)에 저장하도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(5)는 기 지정된 대표 포인트에 대한 휘도값 및 산출된 게인값을 기초하여 대표 포인트 외에 주변 픽셀 포인트들에 대해 보간법을 적용하여 휘도값 및 그에 따른 휘도값 편차에 따른 게인값을 산출할 수 있다.
휘도 조정부(6)는 제어부(5)에서 산출된 휘도값에 대응되는 게인값을 적용하여 영상이 표시패널(1)을 통하여 출력될 때 각 픽셀에 대한 휘도값을 보상할 수 있다.
메모리부(7)는 대표 포인트의 휘도값 대표 포인트 간의 휘도값 편차를 보상하기 위하여 제어부(5)에서 산출된 게인값을 저장할 수 있다. 또한 상기 대표 포인트의 휘도값 및 게인값을 이용하여 대표 포인트 이외의 픽셀 포인트 들에 대한 휘도값 및 게인값을 저장할 수 있다. 메모리부(7)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 대표 포인트의 위치 정보와 대표 포인트의 휘도값 및 휘도 편차 보상을 위해 산출된 게인값에 대한 정보를 룩업테이블(Look up Table) 형태로 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휘도 조정을 위한 동작 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 설정된 대표 포인트의 예시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 대표 포인트에서 측정된 휘도값에 따른 게인값 산출을 설명하기 위한 예시표이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면 상기 도 1에서 설명한 제어부(5)에서 대표 포인트에 대한 휘도값을 획득하고, 상기 획득된 휘도값에 대한 편차를 보상하기 위하여 게인값을 연산하는 동작을 상세히 설명한다.
제어부(5)는 도 3에 도시된 바와 같이 표시패널(1)에 물리적으로 기 설정된 소정 위치에 지정된 대표 포인트들(301) 각각의 휘도값을 획득할 수 있다.(210단계) 대표 포인트(301)들에 대한 휘도값은 표시패널(1)의 풀 화이트(full white)일 때. 각 대표 포인트들의 휘도를 측정한 값일 수 있다. 또한 표시패널(1)이 R, G, B 각각의 컬러를 일률적으로 표시하는 영상이 출력될 때, 각 대표 포인드의 휘도를 측정한 값일 수 있다.
제어부(5)에서 도 4의 표 (a)에 도시된 바와 같이 복수의 대포 포인트(301)로부터 휘도값을 획득할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 설정된 대표 포인트는 1920x1080 해상도에서 24개의 대표 포인트로부터 휘도값을 획득하는 것으로 예를 들어서 설명한다. 상기 해상도 및 대표 포인트는 영상표시장치의 특성에 따라 상이할 수 있으며, 특히 대표 포인트는 개수가 많을수록 포인트 간의 휘도값 편차 보상에 따른 화질 개선이 더욱 용이할 수 있다.
제어부(5)는 상기 도 4의 (a)의 예시표에서와 같이 획득된 대표 포인트의 휘도값 중 최소 휘도값(401a)를 기준을 휘도 차이 비율을 이용한 게인값을 산출할 수 있다.(220단계)
제어부(5)는 도 4의 (a)예시표에 도시된 바와 같이 대표 포인트의 휘도값 중 최소 휘도값(401a) 57.1을 확인하고, 상기 최소 휘도값의 게인값을 도 4의 (b)예시표에서와 같이 1로 설정한 경우 상기 최소 휘도값에 따른 대표 포인트들의 휘도 차이에 대해 비율 값으로 각각의 게인값을 산출할 수 있다.
즉, 제어부(5)는 하기의 [수학식 1]을 적용하여 산출할 수 있다.
[수학식 1]
2-(게인값 산출 대상 포인트의 휘도값/최소 휘도값)
제어부(5)는 상기 [수학식 1]에서 산출된 각각의 대표 포인트들에 대한 게인값에 대하여 도 4 (c)예시표에서와 같이 각각의 감마값을 적용하여 대표 포인트들 각각에 대한 휘도값 편차를 보상하기 위한 게인값을 산출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 감마값은 2.2가 적용된 것을 예를 들어 설명한다.
상기 산출된 휘도 보상 게인값들은 대표 포인트의 위치정보, 휘도값과 그룹핑되어 룩업테이블 형태로 메모리부(7)에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 표시 패널(1)이 풀 화이트일 때 대표 포인트들에 대한 휘도값을 측정하는 것으로 예를 들어 설명하였다. 이 외에도 표시 패널(1)이 풀 레드, 풀 그린 또는 풀 블루 상태일 때 대표 포인트 들에서 측정된 휘도값들에 대해 각각 휘도 보상을 위한 게인값을 산출하여 메모리부(6)에 저장되도록 할 수 있다. 상기와 같이 표시 패널이 R, G, B 상태의 휘도값에 따른 게인값은 각각 산출될 수 있으며 그에 따른 룩업 테이블은 R, G, B 세가지로 생성되어 저장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 대표 포인트를 이용한 휘도값 산출을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(5)는 대표 포인트들에 대한 휘도값 및 그에 따른 휘도 편차 보상을 위한 게인값을 산출하여 메모리부(6)에 저장하고, 외부로부터 영상신호가 입력되면 영상신호를 출력하기 위한 픽셀에 대한 휘도값을 보상할 수 있다. 대표 포인트들 이외의 픽셀 포인트들에 대해서는 상기 기 산출되어 저장된 대표 포인트 들에 대한 휘도값 및 게인값을 이용하여 산출될 수 있다.
제어부(5)는 도 5에 개시된 바와 같이 보간법에 의하여 게인값을 산출하기 위한 보상 포인트(x)의 위치를 확인한다. 제어부(5)는 상기 포인트(x)를 포함하는 대표 포인트 4개(a,b,c,d)에 대한 휘도값 및 휘도값에 따른 게인값을 메모리부(6)로부터 독출하고, 상기 포인트(x)의 휘도 게인값을 하기의 [수학식 2]에 의하여 산출할 수 있다.
Figure pat00001
상기의 [수학식 2]에서 M은 가로 픽셀, N은 세로 픽셀이고, i,j,m,n은 제1 대표 포인트와 제2 대표 포인트 사이의 픽셀 이격값을 나타낸다.
즉, 도 5에서는 각 대표 포인트 간의 픽셀을 256x256인 경우를 예를 들어 설명한다.
제어부(5)는 보상 포인트(x)에 대한 게인값을 산출하기 위하여 보상 포인트(x)를 포함하는 위치에 있는 대표 포인트 4개(a,b,c,d)를 추출하고, 각 대표 포인트가 이웃한 대표 포인트와의 이격거리를 나타내는 값을 카운트하여 상기 [수학식 2]에 적용하여 보상 포인트(x)에 대한 게인값을 산출할 수 있다.
또한 대표 포인트 들에 대한 게인값을 R, G, B각각의 상태에서 산출한 경우 상기 보상 포인트(x)에 대한 게인값을 R, G, B 상태에서 각각 산출할 수 잇다.
따라서 상기와 같이 대표 포인트들에 대한 휘도값 및 그에 따른 게인값을 기 산출하여 룩업테이블 형태로 저장하고, 외부로부터 영상이 입력되는 경우 상기 산출된 보상 포인트(x)에 대한 게인값을 해당 픽셀에 적용하여 영상을 출력할 수 있도록 함으로써, 영상의 화질 열하를 저감할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

Claims (9)

  1. 복수의 화소영역을 구비하여 형성된 표시패널;
    상기 표시패널의 게이트 및 데이터 라인들을 각각 구동하는 게이트 및 데이터 구동부;
    상기 표시 패널에 복수개의 대표 포인트에서 측정된 휘도값을 획득하고, 상기 휘도값의 편차를 보상하기 위한 게인값을 산출하는 제어부;
    상기 대표 포인트에서 측정된 휘도값과 상기 게인값을 저장하는 메모리부;
    영상신호 출력 시 상기 메모리부에 기 저장된 상기 대표 포인트의 게인값으로 해당 픽셀을 보상하여 데이터 구동부로 공급하는 휘도 조정부;를 포함하는
    휘도 보상 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 표시 패널이 풀 화이트(full white)일 때 상기 각 대표 포인트에서 측정된 휘도값 중 최소값을 기준으로 휘도 보상 게인값을 산출하는
    휘도 보상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 포인트에서 상기 표시패널이 R, G, B 각각의 상태일 때 측정된 휘도값 중 R, G, B 각각의 최소 휘도값을 기준으로 상기 R, G, B 각각의 휘도 보상 게인값을 산출하는
    휘도 보상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 대표 포인트 4개의 휘도 보상 게인값을 이용하여 상기 대표 포인트의 주변 포인트에 대한 휘도 보상 게인값을 산출하는
    휘도 보상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주변 포인트의 휘도 보상 게인 값은 하기의 [수학식]에 의해 산출됨을 특징으로 하는
    휘도 보상 장치
    [수학식]
    Figure pat00002

    x는 보상 포인트. M은 가로 픽셀, N은 세로 픽셀, a,b,c,d는 대표 포인트, i,j,m,n은 제1 대표 포인트와 제2 대표 포인트 사이의 픽셀 이격값.
  6. 복수의 화소 영역을 구비하여 형성된 표시 패널 상에 기 설정된 복수개의 대표 포인트에 해당하는 휘도값을 획득하는 단계;
    상기 획득된 휘도값 중 최소값을 기준으로 상기 포인트간의 휘도 편차보상 게인값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 게인값과 상기 대표 포인트값을 매칭하여 룩업테이블로 저장하는 단계;
    외부로부터 영상신호 입력 시 상기 영상 신호에 상기 룩업테이블을 기초하여 해당 게인값으로 휘도레벨을 보상하는 단계;를 포함하는
    휘도 보상 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 대표 포인트에 해당하는 휘도값 및 상기 휘도값에 대한 게인값은 상기 표시 패널이 풀 화이트(Full White)일 때, 휘도값 및 게인값을 산출하여 룩업테이블을 생성하여 저장하는
    휘도 보상 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 표시패널이 R, G, B 컬러 일때의 휘도값 및 그에 대응되는 게인값을 각각 산출하여 R, G, B 각각읜 룩업테이블을 생성하는
    휘도 보상 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 영상신호 입력 시 상기 룩업테이블로 저장된 대표 포인트 4개의 게인값을 리드하여 상기 대표 포인트의 주변 포인트에 대한 휘도 보상 게인값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 게인값으로 상기 영상신호가 출력되는 포인트의 휘도레벨을 보상하는 단계;를 더 포함하는
    휘도 보상 방법.
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