KR102372014B1 - 표시장치의 휘도 저하 예측 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시장치의 휘도 저하 예측 방법 및 시스템에 관한 것으로, 카메라의 촬영 영상에서 픽셀값을 휘도로 변환하여 면 휘도로 변환하고, 이를 소정 시간 주기 반복하여 시간별 면 휘도를 메모리에 저장하고, 시간별 면 휘도를 바탕으로 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출한다.

Description

표시장치의 휘도 저하 예측 방법 및 시스템{PREDICTION METHOD AND SYSTEM FOR PREDICTING A LUMINANCE DECLINE OF DISPLAY DEVICE}

본 발명은 카메라 촬영 기반 면 휘도 모델링을 통한 표시장치의 휘도 저하 예측 방법 및 시스템에 관한 것이다.

유기 발광 다이오드 표시장치는 자발광소자이기 때문에 백라이트가 필요한 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮고, 더 얇게 제작될 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드 표시장치는 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 장점이 있다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 대화면 양산 기술 수준까지 공정 기술이 발전되어 액정표시장치와 경쟁하면서 시장을 확대하고 있다.

유기 발광 다이오드 표시장치의 픽셀들은 자발광 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함한다. OLED에는 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등의 유기 화합물층이 적층된다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흐르게 하여 픽셀의 OLED 내에서 전자와 정공이 유기물층에서 결합할 때 발광하는 현상을 이용하여 입력 영상을 재현한다.

유기 발광 다이오드 표시장치는 발광재료의 종류, 발광방식, 발광구조, 구동방식 등에 따라 다양하게 나뉘어질 수 있다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 발광방식에 따라 형광발광, 인광발광으로 나뉠 있고, 발광구조에 따라 전면발광(Top Emission) 구조와 배면발광 (Bottom Emission) 구조로 나뉘어질 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드 표시장치는 구동방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED)와 AMOLED(Active Matrix OLED)로 나뉘어질 수 있다.

OLED 표시장치의 픽셀들은 입력 영상의 데이터에 따라 OLED에 흐르는 구동전류를 조절하는 구동 TFT(Thin Film Transistor)를 포함한다.

픽셀들의 TFT는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조로 제작된다. 문턱 전압, 이동도 등과 같은 구동 TFT의 특성은 모든 픽셀들에서 동일하게 설계되어야 하지만, 공정 편차나 구동 시간, 구동 환경 등에 따라 구동 TFT의 특성이 불균일하다. 따라서, OLED 표시장치에는 구동 TFT의 특성 변화를 보상하기 위한 기술이 적용되고 있다. 구동 TFT의 특성 변화는 구동 TFT의 문턱 전압, 이동도와 같은 구동 TFT의 특성 변화를 의미한다.

OLED 표시장치에서 픽셀의 구동 특성 변화를 보상하기 위한 보상 방법은 내부 보상 방법과 외부 보상 방법으로 나뉘어진다.

내부 보상 방법은 구동 TFT들 간의 문턱 전압 편차를 픽셀 회로 내부에서 자동으로 보상한다. 내부 보상을 위해서는 OLED에 흐르는 전류가 구동 TFT의 문턱 전압에 상관없이 결정되도록 해야 하기 때문에, 픽셀 회로의 구성이 복잡하게 된다. 더욱이, 내부 보상 방법은 구동 TFT들 간의 이동도 편차를 보상하기가 어렵다.

외부 보상 방법은 구동 TFT들의 전기적 특성(문턱전압, 이동도)을 센싱(sensing)하고, 그 센싱 결과를 바탕으로 표시패널 외부의 보상 회로에서 픽셀 데이터를 변조함으로써 전기적 특성 편차를 보상한다. 최근에는 이러한 외부 보상 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 종래의 외부 보상 방법은 표시패널에서 픽셀들에 연결된 센싱 라인을 통해 각 픽셀로부터 센싱 전압을 직접 입력받고, 그 센싱 전압을 디지털 센싱 데이터로 변환한 후 타이밍 콘트롤러(timing controller)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러는 디지털 센싱 데이터를 기초로 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 변조하여 구동 TFT의 전기적 특성 편차를 보상한다.

기존의 내부 보상 방법과 외부 보상 방법을 구현하기 위해서는 픽셀 구조와 동작이 복잡하게 된다. 복잡한 픽셀 구조는 표시패널의 불량률을 높여 수율을 낮추고 픽셀의 개구율을 확보할 수 없으므로 표시패널의 해상도 향상을 어렵게 한다.

최근에는 유기 발광 다이오드 소자의 수명 예측 모델이 개발되어 유기 발광 표시장치에 그 예측 모델을 저장하여 예측 모델을 바탕으로 픽셀들의 열화를 보상하는 방법이 제안되고 있다. 이 방법은 표시패널의 제품 출하전 에이징(aging) 공정에서 표시패널들 각각에 대하여 휘도 계측기로 표시패널의 중앙부 한 지점의 휘도를 일정 시간 간격으로 측정하여 휘도 저하 추이를 도출하고, 그 휘도 저하 추이를 이용하여 예측 모델로 근사화하여 메모리에 저장한다.

그런데 이 방법은 표시패널의 한 지점만 휘도를 측정하기 때문에 휘도 저하 추이 예측시 실제 픽셀들의 열화 진행과 차이가 커 매우 부정확하다. 표시패널의 여러 지점에서 휘도를 측정할 수 있으나 ㅂ고수의 점 휘도계와 멀티 프로브(multi-probe)가 필요하면 측정 정확도 유지를 위한 프로브 고정 암(arm)이 추가로 필요하여 시스템 구축 비용이 크다.

점 휘도계가 실시간으로 픽셀 휘도를 정확하게 측정할 수 있지만 표시패널에서 특정 위치의 픽셀에 대해서만 휘도를 측정할 수 있기 때문에 여러 위치에서 표시패널의 휘도를 측정하려면 측정 시간이 증가하고 시스템 구축 비용이 상승한다. 여러 포인트에서 점 휘도계로 휘도를 측정하더라도 몇 개의 샘플 포인트에 대해서만 휘도가 측정되기 때문에 표시패널의 픽셀들 각각에서 열화 진행 차이를 예측 모델에서 정확하게 반영할 수 없다.

본 발명은 표시패널의 모든 픽셀들에 대한 휘도 저하 모델링 정확도를 높이도록 한 표시장치의 휘도 저하 예측 방법 및 시스템을 제공한다.

본 발명의 휘도 저하 예측 방법은 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이 상에서 소정 간격을 두고 이격된 일부 픽셀들의 휘도를 휘도 계측기로 측정하고 그 픽셀들의 휘도 측정값을 이용하여 다른 픽셀들의 휘도를 계산하는 단계와, 상기 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 카메라로 상기 픽셀 어레이를 촬영하는 단계와, 상기 카메라의 촬영 영상에서 픽셀값을 상기 휘도로 변환하여 면 휘도로 변환하는 단계와, 소정 시간 주기로 반복하여 시간별 면 휘도를 메모리에 저장하는 단계와, 상기 시간별 면 휘도를 바탕으로 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 단계와, 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 추출하여 룩업 테이블 데이터로 저장하는 단계를 포함한다.

본 발명의 휘도 저하 예측 모델 도출 방법은 상기 시간별 면 휘도에서 픽셀별로 휘도값들을 추출하여 휘도값들을 연결한 근사화한 직선을 도출하는 단계, 상기 휘도값들과 상기 근사화한 직선 간의 차이가 표준 편차 보다 큰 아웃 라이어를 추출하여 제거하는 단계, 및 상기 아웃라이어가 제거된 휘도값들을 연결한 근사화한 직선으로 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 휘도 저하 예측 시스템은 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이 상에서 소정 간격을 두고 이격된 일부 픽셀들의 휘도를 측정하는 휘도 계측기와, 상기 휘도 계측기를 통해 측정된 픽셀들의 휘도 측정값을 이용하여 다른 픽셀들의 휘도를 계산하는 보간 회로와, 상기 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이를 촬영하는 카메라와, 소정 시간 주기로 상기 카메라로 촬영된 영상에서 픽셀값을 상기 휘도로 변한하여 면 휘도를 발생하고, 시간별로 상기 면 휘도를 분리하여 메모리에 저장하는 휘도 변환 맵 처리부와, 시간별 면 휘도를 바탕으로 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 휘도 저하 예측 모델 도출부와, 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 추출하여 룩업 테이블 데이터로 저장하는 파마메터 추출부를 포함한다.

본 발명은 카메라로 표시패널을 촬영하고 그 촬영 영상의 픽셀값을 휘도로 변환하여 면 휘도를 발생하고, 면 휘도를 바탕으로 픽셀들 각각의 휘도 저하 예측 모델을 도출한다. 그 결과, 본 발명은 표시패널의 모든 픽셀들에 대한 열화 모델링 정확도를 높일 수 있다. 나아가, 본 발명은 휘도 저하 예측 모델을 계산할 때 사용되는 휘도값에서 아웃라이어를 제거하여 픽셀별 휘도 저항 모델의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은 에이징 공정에서 도출된 픽셀별 휘도 저하 모델을 표시장치에 저장하고, 이를 바탕으로 픽셀들의 휘도 저하를 보상함으로써 내부 보상 회로나 외부 보상 회로 없이 픽셀들의 휘도 저하를 보상할 수 있다.

본 발명의 표시장치는 상기 휘도 저하 예측 시스템을 통해 도출된 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 정의한 파라메터를 저장하는 메모리와, 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 바탕으로 상기 픽셀들의 휘도 저하를 보상하는 보상 회로를 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시에에 따른 표시장치의 휘도 저하 예측 방법을 간략히 보여 주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시에에 따른 표시장치의 휘도 저하 예측 시스템을 보여 주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 중앙 처리 장치의 예측 모델 처리부를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 4는 표시패널의 휘도 측정시 휘도 균일도와 카메라 촬영 영상의 휘도 균일도를 예시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 카메라 촬영 영상의 픽셀값(intensity)을 실제 휘도값(luminance)으로 변환하는 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 7은 휘도 저하 예측 모델을 보여 주는 도면이다.
도 8은 휘도 저하 예측 모델의 정확도를 높이기 위한 방법을 보여 주는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.

본 발명은 표시패널의 제품 출하 전 에이징 공정에서 카메라로 표시패널의 휘도를 촬영하여 얻어진 면 휘도를 바탕으로 표시패널별 유기 발광 다이오드의 열화를 예측한다. 여기서, 열화란 픽셀의 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT"라 한다)와 무관하게 각 소자 별 특성이 차이로 인한 수명 편차를 초래하는 열화를 의미한다. 기존의 외부 보상 회로는 표시패널의 제품 출하 후 실시간 센싱을 통해 얻어진 픽셀의 TFT 구동 특성 변화를 보상한다. 픽셀의 TFT 열화는 기존의 외부 보상 회로나 내부 보상 회로에 의해서 실시간으로 비교적 정확하게 보상될 수 있다. 이러한 외부 보상 회로나 내부 보상 회로에 의해서도 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 없다.

본 발명은 실시간 센싱을 통해 픽셀의 TFT 열화를 보상하는 것이 아니라 표시패널의 제품 출하전 표시패널 내의 모든 픽셀들의 휘도 저하를 예측한 예측 모델의 파라메터(parameter)를 표시장치의 메모리에 저장한다. 그리고 본 발명은 유기 발광 다이오드 표시장치의 사용 시간에 따른 각 픽셀들의 휘도 저하 예측 모델을 바탕으로 픽셀들의 열화를 보상한다. 본 발명의 내부 보상 회로나 외부 보상 회로 없이 모든 픽셀들에 대하여 휘도 저하 예측 모델을 적용하여 열화를 보상할 수 있다. 이러한 휘도 저하 예측 모델이 정확하다면 별도의 내부 보상 회로나 외부 보상 회로를 이용하지 않고 픽셀의 열화를 보상하여 유기 발광 다이오드 표시장치의 수명을 연장할 수 있다.

본 발명의 휘도 저하 예측 예측 방법은 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이 상에서 소정 간격을 두고 이격된 일부 픽셀들의 휘도를 측정하고 그 픽셀들의 휘도 측정값을 이용하여 다른 픽셀들의 휘도를 계산하는 제1 단계, 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 카메라로 픽셀 어레이를 촬영하는 제2 단계; 상기 카메라의 촬영 영상에서 픽셀값을 상기 휘도로 변환하여 면 휘도로 변환하는 제3 단계, 제2 및 제3 단계를 소정 시간 주기로 반복하여 시간별 면 휘도를 메모리에 저장하는 제4 단계, 시간별 면 휘도를 픽셀별로 취합하여 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 제5 단계, 및 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 룩업 테이블 데이터로 저장하는 제6 단계를 포함한다. 면 휘도는 모든 픽셀들의 휘도 정보를 포함한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시에에 따른 유기 발광 다이오드 소자의 수명 경향성 예측 방법 및 시스템을 보여 주는 도면들이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 예측 모델 시스템(100)은 카메라(10), 메모리(12) 및 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, 이하 “CPU”라 함)을 포함한다.

이 예측 모델 시스템(100)은 S1 단계에서 유기 발광 다이오드 표시장치의 제품 출하 전 에이징 공정에서 표시패널(300)에 적색, 녹색, 청색 및 백색을 표시하고 각 컬러에서 표시패널(300)의 픽셀 어레이를 카메라(10)로 촬영하여 모든 픽셀들의 휘도 데이터를 얻는다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 데이터는 픽셀들의 수명 경향성 분석을 위한 열화 가속화 패턴 영상이다. 휘도 저하는 청색 > 적색 > 녹색 > 백색 순으로 가속되는 경향이 있다.

카메라(10)는 각 컬러의 열화 가속화 패턴 영상이 표시되는 표시패널의 픽셀 어레이를 소정 시간 주기로 촬영하여 메모리(12)로 전송하여 저장한다. 소정 시간 주기는 24 시간일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

카메라(10)의 촬영 영상은 픽셀 인텐시티(pixel intensity)를 나타내는 8 bit의 데이터이기 때문에 휘도를 정확하게 표현하지 못한다. 카메라 촬영 영상의 픽셀 데이터는 상대값이다. 이에 비하여, 휘도 측정계는 픽셀의 휘도를 정확하게 측정한다. 휘도 측정계에 의해 측정된 휘도는 절대값이다.

CPU(14)는 S1 단계에서 미리 설정된 I2L (Intensity to Luminance) 알고리즘을 실행한다 I2L 알고리즘은 메모리(12)로부터 읽어 들인 카메라 촬영 영상의 픽셀 데이터를 휘도로 변환하여 카메라(10)에 의해 촬영된 면 휘도에서 모든 픽셀들의 휘도를 측정한다. CPU(14)는 I2L 알고리즘을 수행하여 카메라 광학 왜곡(Vignetting) 현상 없이 카메라 촬영 영상의 픽셀 인텐시티(pixel intensity)를 휘도로 변환한다.

CPU(10)는 S2 단계에서, 모든 픽셀들 각각에서 측정된 휘도를 바탕으로 휘도 저하 예측 모델을 도출하고 그 예측 모델의 파라메터를 계산한다. CPU(10)는 이 파라메터를 룩업 테이블(Look-up table, LUT) 데이터로 설정하여 픽셀별 휘도 저하 예측 모델이 저장된 룩업 테이블을 추출하여 메모리(12)에 저장한다(S3). 휘도 저하 예측 모델의 일 예는 도 6과 같다. 휘도 저하 예측 모델 y = ax+b를 정의하는 파라메터는 a와 b를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 따른 유기 발광 다이오드 표시장치는 보상 시스템(200)을 포함한다. 보상 시스템(200)은 타이밍 콘트롤러(timing controller, T-CON)(20)에 연결된 메모리(22)를 포함한다. 메모리(22)는 예측 모델 시스템(100)으로부터 모든 픽셀들의 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 정의한 룩업 테이블을 수신하여 저장한다.

타이밍 콘트롤러(20)는 보상 회로를 포함할 수 있다. 보상회로는 인터페이스 보드(24)를 통해 외부의 호스트 시스템으로부터 수신한 입력 영상의 데이터를 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 바탕으로 변조하여 픽셀들 각각의 열화를 보상한다. 보상 회로는 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터(a, b)를 바탕으로 픽셀의 휘도 저하를 보상하기 위한 보상값을 생성하고 그 보상값을 입력 영상의 데이터에 가산하거나 곱하여 입력 영상의 데이터를 변조할 수 있다.

본 발명의 유기 발광 다이오드 표시장치는 픽셀별 휘도 저하 예측 모델로 사용 시간이 경과될 때 모든 픽셀들의 열화 수준을 알 수 있다. 이 때문에 본 발명은 픽셀들의 구동 특성을 실시간 센싱할 필요 없이 픽셀의 열화 수준을 보상하기 위한 보상값을 생성할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 CPU(14)의 예측 모델 처리부를 상세히 보여 주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 예측 모델 처리부는 카메라 영상 취득부(31), 교정부(calibration)(32), 휘도 변환맵 계산부(33), I2L 수행부(34), 픽셀 휘도 맵핑부(35), 아웃 라이어(Outlier) 제거부(36), 휘도 저하 예측 모델 도출부(37), 및 예측 모델 파라메터 추출부(38)를 포함한다.

카메라 영상 취득부(31)는 카메라(10)의 촬영 영상 데이터를 수신하여 교정부(32)로 전송한다. 교정부(calibration)(32)는 카메라 광학 왜곡 보정을 위한 Weighted Least Square 기반의 방사형 대칭 다항식(Radially symmetric polynomial) 모델링 및 모델 파라메터 추정 방법으로 카메라 촬영 영상 데이터를 보상한다.

본 발명은 카메라 촬영 영상(I)을 면 휘도(L)로 변환하기 위한 비율(R)을 계산하기 위하여 휘도 계측기 예를 들면, CA-310으로 표시패널(300)의 픽셀 어레이 상에서 소정 개수(예: 9-points, 25-points)로 지정된 특정 지점들에 존재하는 픽셀들의 휘도를 정확하게 측정한 후에 이를 최소 자승법(Least Square)을 통해 카메라 촬영 영상 사이즈로 근사함으로써 카메라 촬영 영상과 1:1 대응으로 비율(R=C/I)을 계산할 수 있게 한다. 이러한 과정은 휘도 변환맵 계산부(33)에 의해 수행된다. 휘도 변환맵 계산부(33)는 카메라 촬영 영상의 픽셀값(I, pixel intensity)을 휘도로 변환하기 위한 휘도 변환 맵(Calibration Map)을 생성한다. 휘도 변환맵 계산부(33)는 휘도 계측기(CA-310)로 표시패널(300)의 휘도를 측정한 후, Least Square 기반의 다항식으로 모델링한 데이터(C)를 픽셀값(I)으로 나누어 주는 연산(R = C/I)을 처리하며, 이러한 과정을 카메라 셋업 시에 한 차례만 수행한다.

I2L 수행부(34)는 카메라 촬영 영상의 픽셀값을 I2L 휘도 변환 맵(Calibration Map)의 데이터를 곱하여 픽셀값들 각각을 휘도로 변환하여 모든 픽셀들의 휘도를 포함한 면 휘도 데이터를 시간별로 분리하여 메모리(12)에 저장한다. I2L 휘도 변환맵(Calibration Map)의 데이터는 픽셀들 각각에서 픽셀값 대 휘도의 변환 비율(R=C/I)이다.

픽셀 휘도 맵핑부(35)는 카메라 촬영 영상의 해상도(예: 8176 ⅹ 6132)를 표시패널의 해상도(예: 3840 x 2160)로 변환히고 소정 시간 주기로 구분된 시간별 휘도 데이터를 메모리(12)에 저장한다. 아웃라이어 제거부(36)는 도 7과 같이 픽셀들 각각에서 시간별로 얻어진 휘도(실제값) 중에서 과도하게 벗어나는 아웃라이어(outlier)를 제거한다.

휘도 저하 예측 모델 도출부(37)는 픽셀들 각각에서 아웃라이어가 제거된 시간별 휘도를 바탕으로 도 6과 같이 근사화한 직선으로 휘도 저하 예측 모델을 도출한다. 예측 모델 파라메터 추출부(38)는 픽셀들 각각에서 도출된 휘도 저하 예측 모델의 파라메터(a, b)를 추출하여 룩업 테이블 데이터로서 메모리(12)에 저장한다.

카메라 촬영 영상만으로는 그 영상의 픽셀값과 픽셀들의 실제 휘도와의 관계가 불명확하기 때문에 카메라 촬영 영상만으로 픽셀의 휘도를 측정하면 부정확하다. 또한, 카메라 특성으로 인한 광학 왜곡 현상(Vignetting)으로 인하여 카메라로 정확한 휘도를 측정할 수 없다. 표시패널의 모든 픽셀들에 동일 한 계조를 표시할 때 픽셀 편차로 인하여 최대 휘도와 최소 휘도의 차이가 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 표시패널의 모든 픽셀들에 계조 128을 표시할 때 휘도 균일도가 0.8일 수 있다. 이러한 표시패널의 픽셀 어레이를 카메라로 촬영하어 얻어진 영상 데이터의 휘도 균일도는 0.5 일 수 있다. 따라서, 픽셀들의 실제 휘도와 카메라 촬영 영상의 픽셀값 간의 차이가 크다.

도 5 및 도 6은 카메라 촬영 영상의 픽셀값(intensity)을 실제 휘도값(luminance)으로 변환하는 방법을 보여 주는 도면들이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명은 표시패널(300)에서 가속화 패턴 영상을 표시하고, 그 표시패널(300)에서 소정 간격을 사이에 두고 이격된 9 개의 샘플 포인트에 존재하는 픽셀들에 대하여 휘도 계측기(CA-310)로 휘도를 측정한다. 샘플 포인트 이외의 다른 위치의 픽셀들의 휘도는 샘플 포인트의 휘도 측정값들을 이용하여 보간 회로(Interpolation circuit)로 계산된다.

에이징 공정에서, 표시패널(300)에 열화 가속화 패턴 영상을 표시하고 소정 시간 간격으로 카메라(10)로 그 표시패널의 픽셀 어레이를 촬영한다. 카메라 촬영 영상은 픽셀들 각각에 대하여 픽셀값(I)으로 구성된다.

본 발명은 픽셀값(I)을 픽셀의 실제 휘도로 변환하기 위하여 픽셀들 각각에 대하여 픽셀값(I)과 휘도(C)의 비율(R = C/I)을 정의한 I2L 휘도 변환 맵(Calibration Map)을 생성한다. 본 발명은 카메라 촬영 영상의 픽셀값(I)을 휘도 변환 맵의 R=C/I에 곱하여 모든 픽셀들의 픽셀값(I)을 휘도로 변환함으로써 면 휘도 변환 영상을 생성한다.

휘도 계측기(CA-310)로 표시패널(300)의 휘도를 측정하는 단계와 휘도 변환 맵을 작성하는 단계는 카메라 셋업시 한 차례만 수행하여 룩업 테이블(LUT)로 저장한다. 그 이후, 본 발명은 카메라 촬영 영상의 픽셀값(I)을 룩업 테이블(LUT)에 입력하여 카메라 촬영 영상 만으로 면 휘도를 자동으로 생성할 수 있다. 이렇게 룩업 테이블이 설정되면, 카메라 촬영 영상의 픽셀값(I)을 룩업 테이블에 입력하면, 룩업 테이블에서 픽셀별 휘도 변환 비율(R)이 자동 선택된다. 픽셀값(I)에 휘도 변환 비율(R)을 승산기로 곱하면, 픽셀값(I)은 휘도(L)로 변환된다.

에이징 공정에서 열화 가속화 패턴 영상이 표시된 표시패널(300)은 카메라(10)에 의해 소정 시간 간격 예를 들어 24 시간 간격으로 촬영되어 면 휘도로 변환되어 시간별로 구분되어 메모리에 저장된다.

도 7은 휘도 저하 예측 모델을 보여 주는 도면이다. 도 8은 휘도 저하 예측 모델의 정확도를 높이기 위한 방법을 보여 주는 도면이다. 도 7 및 도 8에서, x축은 시간이고, y는 휘도이다.

본 발명은 도 7 및 도 8과 같이 시간별 면 휘도에서 픽셀별로 휘도값들을 추출하여 휘도값들을 연결한 근사화한 직선(도 7의 적색 직선과 도 8의 청색 직선 IRLS)을 도출하고, 휘도값들(실제값)과 근사화한 직선(예측값) 간의 차이가 표준 편차 보다 큰 아웃 라이어(outlier)를 추출하여 제거한다. 그리고 본 발명은 아웃라이어가 제거된 휘도값들을 연결한 근사화한 직선으로 픽셀별 휘도 저하 예측 모델(도 8의 적색 직선 LS)을 도출하여 보다 정확한 휘도 저하를 예측할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명은 카메라 촬영 기반으로 측정된 면 휘도가 구해지면, 면 휘도에서 픽셀별로 소정 시간 간격으로 측정된 휘도를 추출한다.

본 발명은 소정 시간 간격으로 측정된 휘도(실제값)을 연결하는 근사화한 직선(예측값)을 계산하여 휘도 저하 예측 모델을 도출한다. 휘도 저하 예측 모델은 도 7에 한정되는 것이 아니라 공지된 휘도 저하 예측 알고리즘을 적용할 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 픽셀별로 도출된 휘도 저하 예측 모델의 파라미터(a, b)는 룩업 테이블로 저장되어 픽셀들의 열화를 보상하기 위하여 데이터를 변조할 때 기초 데이터로 활용된다.

휘도 저하가 정확하게 예측되려면, 휘도 측정값이 정확하여야 하지만 측정 오류나 외부 환경에 의해 다른 측정값 보다 차이가 큰 아웃라이어(outlier)가 있을 수 있다. 이러한 아웃라이어(outlier)는 휘도 저하 예측을 부정확하게 한다. 따라서, 본 발명은 실제값과 예측값의 차이(residual, 도 7의 “r”)의 표준 편차를 비교하여 표준 편차보다 큰 아웃라이어(outlier)를 추출한 후에 그 아웃라이어에 곱해질 가중치를 낮추어 휘도 저하 예측 모델의 정확도를 높인다. 실제값은 카메라 촬영 영상으로부터 얻어진 면 휘도 측정값으로서 도 7에서 녹색 포인트이다. 예측값은 실제값들을 연결한 근사화된 직선으로서 도 7에서 적색 직선이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 카메라 12, 22 : 메모리
14 : CPU 20 : 타이밍 콘트롤러
31 : 카메라 영상 취득부 32 : 교정부
33 : 휘도 변환맵 계산부 34 : I2L 수행부
35 : 픽셀 휘도 맵핑부 36 : 아웃 라이어 제거부
37 : 휘도 저하 예측 모델 도출부 38 : 예측 모델 파라메터 추출부
100 : 예측 모델 시스템 200 : 보상 시스템
300 : 표시패널

Claims (5)

1. 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이 상에서 소정 간격을 두고 이격된 일부 픽셀들의 휘도를 휘도 계측기로 측정하고 그 픽셀들의 휘도 측정값을 이용하여 다른 픽셀들의 휘도를 계산하는 제1 단계;
   상기 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 카메라로 상기 픽셀 어레이를 촬영하는 제2 단계;
   상기 카메라의 촬영 영상에서 픽셀값을 상기 휘도로 변환하여 면 휘도로 변환하는 제3 단계;
   상기 제2 및 제3 단계를 소정 시간 주기로 반복하여 시간별 면 휘도를 메모리에 저장하는 제4 단계;
   상기 시간별 면 휘도를 바탕으로 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 제5 단계; 및
   상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 추출하여 룩업 테이블 데이터로 저장하는 제6 단계를 포함하는 표시장치의 휘도 저하 예측 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제5 단계는,
   상기 시간별 면 휘도에서 픽셀별로 휘도값들을 추출하여 휘도값들을 연결한 근사화한 직선을 도출하는 단계;
   상기 휘도값들과 상기 근사화한 직선 간의 차이가 표준 편차 보다 큰 아웃 라이어를 추출하여 제거하는 단계; 및
   상기 아웃라이어가 제거된 휘도값들을 연결한 근사화한 직선으로 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 단계를 포함하는 표시장치의 휘도 저하 예측 방법.
3. 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이 상에서 소정 간격을 두고 이격된 일부 픽셀들의 휘도를 측정하는 휘도 계측기;
   상기 휘도 계측기를 통해 측정된 픽셀들의 휘도 측정값을 이용하여 다른 픽셀들의 휘도를 계산하는 보간 회로;
   상기 표시패널의 픽셀 어레이에 영상을 표시하고 상기 픽셀 어레이를 촬영하는 카메라;
   소정 시간 주기로 상기 카메라로 촬영된 영상에서 픽셀값을 상기 휘도로 변한하여 면 휘도를 발생하고, 시간별로 상기 면 휘도를 분리하여 메모리에 저장하는 휘도 변환 맵 처리부;
   시간별 면 휘도를 바탕으로 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 휘도 저하 예측 모델 도출부; 및
   상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 추출하여 룩업 테이블 데이터로 저장하는 파마메터 추출부를 포함하는 표시장치의 휘도 저하 예측 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 시간별 면 휘도에서 픽셀별로 휘도값들을 추출하여 휘도값들을 연결한 근사화한 직선을 도출하고, 상기 휘도값들과 상기 근사화한 직선 간의 차이가 표준 편차 보다 큰 아웃 라이어를 추출하여 제거하는 아웃 라이어 제거부를 더 포함하고,
   상기 휘도 저하 예측 모델 도출부는
   상기 아웃라이어가 제거된 휘도값들을 연결한 근사화한 직선으로 상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 도출하는 표시장치의 휘도 저하 예측 시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 휘도 저하 예측 시스템을 통해 도출된 픽셀별 휘도 저하 예측 모델을 정의한 파라메터를 저장하는 메모리; 및
   상기 픽셀별 휘도 저하 예측 모델의 파라메터를 바탕으로 상기 픽셀들의 휘도 저하를 보상하는 보상 회로를 포함하는 표시장치.

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