KR102435884B1 - 신축 디스플레이 패널 장치 및 이의 영상 보정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 변형률에 따라 영상이 효과적으로 보정될 수 있는 신축 디스플레이 패널 장치 및 이의 영상 보정 방법을 제공한다. 여기서, 신축 디스플레이 패널 장치는 신축 디스플레이 패널부, 측정부 그리고 보정부를 포함한다. 측정부는 신축 디스플레이 패널부의 변형률을 측정한다. 보정부는 변형률을 기초로 신축 디스플레이 패널부의 영상을 보정한다. 신축 디스플레이 패널부는 전체에 걸쳐 변형률이 균일하고, 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지며, 변형률은 제1방향 변형률이다.

Description

신축 디스플레이 패널 장치 및 이의 영상 보정 방법{STRETCHABLE DISPLAY PANEL DEVICE AND METHOD OF CORRECTION IMAGE OF THE SAME}
본 발명은 신축 디스플레이 패널 장치 및 이의 영상 보정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변형률에 따라 영상이 효과적으로 보정될 수 있는 신축 디스플레이 패널 장치 및 이의 영상 보정 방법에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display device), 플라즈마 표시장치(PDP; Plasma Display Panel device), 전계방출 표시장치(FED; Field Emission Display device), 전기발광 표시장치(ELD; Electroluminescence Display device) 등을 들 수 있는데, 이들 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 우수한 성능을 보이고 있다. 이러한 표시장치는 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리기판을 사용하므로 경량 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다. 따라서 최근 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 및 신축성 있는 재료를 사용하여 휘어지거나 신축되어도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 신축(stretchable) 디스플레이 장치가 차세대 평판표시장치로 급부상중이다.
한편, 일반적인 신축 디스플레이 장치는 프와송비(Poisson's ratio)가 0.2 내지 0.45 사이에 있다. 따라서, 이러한 신축 디스플레이 장치가 일방향으로 신장되는 경우, 신장되는 방향에 수직한 방향으로는 수축하게 되며, 영상에 왜곡이 발생하게 된다.
즉, 프와송비가 양수인 경우에는 신장하는 방향과 수직인 방향으로는 수축하는 거동을 보이며, 디스플레이 장치에 표현되는 영상은 작은 크기를 기준으로 표현되므로 수축된 크기를 기준으로 영상을 표현해야 하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치를 신축하면, 표현되는 영상은 더 작아지는 문제가 발생할 수 있다.
프와송비가 양수인 경우에, 이러한 문제를 방지하기 위하여 화면의 가로와 세로 축을 동시에 신축(이축 신축)시키는 외부 구속조건을 가하기도 하지만, 이축 신축을 실제로 구현하기 위해서는 디스플레이 프레임을 복잡하게 구성해야 하는 문제점이 존재한다.
대한민국 공개특허공보 제2012-0038334호(2012.04.23. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 변형률에 따라 영상이 효과적으로 보정될 수 있는 신축 디스플레이 패널 장치 및 이의 영상 보정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 신축 디스플레이 패널부; 상기 신축 디스플레이 패널부의 변형률을 측정하는 측정부; 그리고 상기 변형률을 기초로 상기 신축 디스플레이 패널부의 영상을 보정하는 보정부를 포함하고, 상기 신축 디스플레이 패널부는 전체에 걸쳐 변형률이 균일하고, 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지며, 상기 변형률은 제1방향 변형률인 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보정부는 측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로 상기 영상을 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 신축 전의 상기 신축 디스플레이 패널부의 픽셀 번호(I,J)가 신축 후 픽셀 번호(i,j)에 대응되고, 상기 유효 프와송비(Nu)가 -1≤Nu<0 인 경우, 상기 보정부는 상기 픽셀 번호(i,j)를 식(3)을 이용하여 산출할 수 있다. 식(3) --- i = 정수화{I×((1-(S-1)Nu)/S)}, j=J, 상기 식(3)에서, S는 제1방향 신축률이다
본 발명의 실시예에 있어서, 신축 전의 상기 신축 디스플레이 패널부의 픽셀 번호(I,J)가 신축 후 픽셀 번호(i,j)에 대응되고, 상기 유효 프와송비(Nu)가 Nu<-1 인 경우, 상기 보정부는 상기 픽셀 번호(i,j)를 식(4)를 이용하여 산출할 수 있다. 식(4) --- i=I, j = 정수화{J×(S/(1-(S-1)Nu))}, 상기 식(4)에서, S는 제1방향 신축률이다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 신축 디스플레이 패널부; 상기 신축 디스플레이 패널부의 변형률을 측정하는 측정부; 그리고 상기 변형률을 기초로 상기 신축 디스플레이 패널부의 영상을 보정하는 보정부를 포함하고, 상기 신축 디스플레이 패널부는 변형률에 따라 복수의 영역으로 구획되어 있고, 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지며, 상기 측정부는 상기 영역별로 상기 신축 디스플레이 패널부의 제1방향 변형률을 측정하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보정부는 측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로 상기 영역별로 영상을 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측정부는 변형률 센서 및 상기 변형률 센서의 신호를 증폭하는 휘트스톤 브리지 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측정부는 디지털 이미지 상관(DIC; Digital Image Correlation) 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측정부는 전자기 메타 센서를 포함할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 전체에 걸쳐 변형률이 균일하고, 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지는 신축 디스플레이 패널부의 제1방향 변형률을 측정하는 변형률 측정단계; 그리고 측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로 영상을 보정하는 영상 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법을 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 변형률에 따라 복수의 영역으로 구획되어 있고, 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지는 신축 디스플레이 패널부에서 상기 영역별로 제1방향 변형률을 측정하는 변형률 측정단계; 그리고 측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로 상기 영역별로 영상을 보정하는 영상 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신축 디스플레이 패널부는 음수의 유효 프와송비를 가지기 때문에, 신축 디스플레이 패널부가 어느 일방향으로 신장 시에 이에 수직한 방향으로도 동시에 신장되는, 즉, 신축 디스플레이 구현에 유익한 거동을 보일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 신축 디스플레이 패널부의 변형률 및 유효 프와송비를 이용하여 신축 디스플레이 패널부의 신장 시에 보정을 통해 왜곡되지 않은 영상을 디스플레이 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 유효 프와송비를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 신축 디스플레이 패널부의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 신축 디스플레이 패널부의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 측정부의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 측정부의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 측정부의 또 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치를 나타낸 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 신축 디스플레이 패널부의 신축 예를 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 신축 디스플레이 패널 장치는 신축 디스플레이 패널부(110), 측정부(120) 그리고 보정부(130)를 포함할 수 있다.
신축 디스플레이 패널부(110)는 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)으로 신축이 가능할 수 있다.
한편, 일반적으로 프와송비는 재료에 생긴 가로변형과 세로변형과의 비로서, 아래 식(1)로 표현될 수 있다.
ν=-(εx/εy) --- 식(1)
여기서, ν는 프와송비, εx는 X축 방향 변형률, εy는 Y축 방향 변형률이다.
통상적으로 재료가 X축 방향으로 신장 변형되면, X축에 수직한 Y축 방향으로는 수축 변형되기 때문에, 프와송비는 플러스(+) 값을 가지게 된다. 프아송비는 모든 재료에서 0.5보다 작으며, 금속재료에서는 약 0.3이다.
이에 반해서, 본 발명에서는 유효 프와송비(Effective Poisson's ratio)가 적용될 수 있다. 그리고 유효 프와송비는 음수(-) 값을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 유효 프와송비를 설명하기 위한 예시도이며, 이하에서는 도 2를 더 포함하여 설명한다.
유효 프와송비가 음수라는 의미는 디스플레이 패널을 이루는 물질 자체의 프와송비는 음수가 아니지만, 디스플레이 패널의 일정 영역을 평균화하여 측정된 프와송비는 음수가 된다는 의미일 수 있다. 유효 프와송비가 음수인 구조체는 일방향으로 신장하여도 그에 수직한 방향으로 수축하지 않고 오히려 같이 신장되는 거동을 보일 수 있다.
즉, 도 2의 (a)에서 보는 바와 같이, 신축되지 않은 초기 상태의 신축 디스플레이 패널부(110)의 4개의 제1 기준점(P1)이 제1방향(D1)으로 이격된 거리를 A0라고 하고, 제2방향(D2)으로 이격된 거리를 B0라고 할 때, 도 2의 (b)에서와 같이 본 발명에 따른 신축 디스플레이 패널부(110)는 제1방향(D1)으로 신장될 때 동시에 제2방향(D2)으로도 신장될 수 있다.
신축 디스플레이 패널부(110)가 신장된 상태에서 제1 기준점(P1)이 제1방향(D1)으로 이격된 거리를 A라 하고, 제2방향(D2)으로 이격된 거리를 B라고 하면, 유효 프와송비는 아래 식(2)로 나타낼 수 있다.
Nu = -((B-B0)/B0)/((A-A0)/A0) --- 식(2)
여기서, Nu는 유효 프와송비, ((A-A0)/A0) 는 제1방향(D1) 변형률, ((B-B0)/B0)는 제2방향(D2) 변형률이다. 그리고, 제1방향(D1) 변형률 및 제2방향(D2) 변형률은 양수(+)가 되기 때문에, 유효 프와송비는 음수(-) 값을 가지게 될 수 있다. 또 다른 기준점인 제2 기준점(P2)을 적용하여 계산되더라도 유효 프와송비는 동일한 결과가 얻어질 수 있다.
그리고, 본 실시예에서 신축 디스플레이 패널부(110)는 패널 전체에 걸쳐 변형률이 균일할 수 있다. 여기서, 변형률이 균일하다는 의미는 변형 정도에 따라 변형률이 변할 수는 있으나, 패널 전체에 걸친 변형률은 균일함을 의미한다. 다시 말하면, 변형률이 균일하다는 의미는 각각 다른 힘을 적용하여 신축 디스플레이 패널부(110)를 신장시켰을 때, 적용되는 힘에 따라 변형률이 변할 수는 있으나, 해당 힘이 적용되었을 때 변형률은 신축 디스플레이 패널부 전체에 걸쳐 균일함을 의미한다. 이와 같이 패널 전체에 균일한 변형률이 구현되는 경우, 유효 프와송비는 변형률에 관계없이 상수를 가지거나, 또는 유효 프와송비는 변형률의 함수일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 신축 디스플레이 패널부의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 신축 디스플레이 패널부(110)가 정사각형의 픽셀(111)을 가지고, 이웃하는 픽셀(111)이 힌지 회전하도록 구성되는 경우,
신축률(A/A0) = sinθ + cosθ 로 표현될 수 있고,
이에 따라 Nu = -((B-B0)/B0)/((A-A0)/A0) = -1,
즉, 유효 프와송비는 -1 일 수 있다.
여기서, A0는 초기상태에서 제1 기준점(P1)의 제1방향(D1) 간격, B0는 초기상태에서 제1 기준점(P1)의 제2방향(D2) 간격, A는 신장된 상태에서 제1 기준점(P1)의 제1방향(D1) 간격, B는 신장된 상태에서 제1 기준점(P1)의 제2방향(D2) 간격이다. 즉, 도 3에 도시된 형태의 신축 디스플레이 패널부(110)는 변형률에 관계없이 유효 프와송비가 상수일 수 있다.
그리고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 신축 디스플레이 패널부의 다른 예를 나타낸 예시도인데, 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이, 신축 디스플레이 패널부(110)가 절개선(118)에 의해 구획되는 픽셀(111)을 가지는 형태인 경우, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이, 변형률(그래프의 가로축)의 크기에 따라 유효 프와송비(그래프의 세로축)가 변할 수 있다. 도 4의 (b)를 참조하면, 유효 프와송비는 음수에서 시작하여 0(zero)을 지나 양수로 변화한다. K1 내지 K4는 절개선(118)에 의해 형성되는 기공도(Porosity)가 각각 2%, 3%, 4% 및 5% 인 경우를 나타내는데, 유효 프와송비가 절개선(118)에 의해 형성되는 홀(hole)이 차지하는 기공도에 크게 영향을 받지는 않음을 알 수 있다. 이를 통해, 도 4에 도시된 형태의 신축 디스플레이 패널부(110)는 유효 프와송비가 변형률에 따른 함수임을 알 수 있다(도 4는 Taylor et al., Adv. Mater. (2013)에서 인용).
측정부(120)는 신축 디스플레이 패널부(110)의 변형률을 측정할 수 있으며, 이때 변형률은 제1방향(D1) 변형률일 수 있다. 전술한 바와 같이, 신축 디스플레이 패널부(110)는 전체에 걸쳐 변형률이 균일하기 때문에, 어느 한 방향의 변형률을 측정하게 되면, 이에 수직한 방향의 변형률도 계산될 수 있다. 측정부(120)는 여러 형태로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 측정부의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 측정부(120)는 변형률 센서 및 변형률 센서의 신호를 증폭하는 휘트스톤 브리지 회로를 포함할 수 있다. 변형률 센서는 신축 디스플레이 패널부(110)의 각 픽셀(111) 사이의 힌지 부분에 마련될 수 있다. 각 픽셀(111)에는 소자(112)가 실장될 수 있다. 변형률 센서는 제1방향(D1)의 변형률을 측정하기 위한 제1 변형률 센서(121) 또는 제2방향(D2)의 변형률을 측정하기 위한 제2 변형률 센서(122)를 가질 수 있다. 변형률 센서는 소자(112)가 실장된 면에 마련되거나, 또는 소자(112)가 실장된 면의 반대면에 형성될 수 있다.
휘트스톤 브리지 회로도 각 픽셀(111) 사이의 힌지 부분에 변형률 센서와 함께 마련될 수 있으나, 바람직하게는 변형이 발생하지 않는 부분인 각 픽셀(111)에 마련될 수 있다. 변형률 센서 및 휘트스톤 브리지 회로의 구성은 일반적으로 널리 알려진 형태로 구현될 수 있다.
다음으로, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 측정부의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 측정부(120)는 디지털 이미지 상관(DIC; Digital Image Correlation) 센서를 포함할 수 있다. 디지털 이미지 상관 센서는 각 픽셀(111)에 형성되는 기준점(P1)과, 기준점(P1) 사이의 거리를 측정하는 카메라(123)를 포함할 수 있다.
신축되지 않은 상태의 신축 디스플레이 패널부(110)의 4개의 기준점(P1)에서, 상측 2개의 기준점(P1)이 제1방향(D1)으로 이격된 거리를 L0라고 하고, 하측 2개의 기준점(P1)이 제1방향(D1)으로 이격된 거리를 M0라고 하고, 제2방향(D2)으로 이격된 거리를 T0라고 할 때, 도 6의 (b)와 같이 신축 디스플레이 패널부(110)가 신장된 후에 각 기준점(P1) 사이의 거리(L,M,T)는 카메라(123)의 의해 촬영되고, 디지털 이미지 상관(DIC) 방법을 통해 계산될 수 있으며, 이를 통해 변형률이 계산될 수 있다.
다음으로, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 측정부의 또 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 측정부(120)는 전자기 메타 센서를 포함할 수 있다. 전자기 메타 센서는 신축 디스플레이 패널부(110)의 각 픽셀(111) 사이의 힌지 부분에 마련될 수 있다. 전자기 메타 센서는 제1방향(D1)의 변형률을 측정하기 위한 제1 전자기 메타 센서(124) 및 제2방향(D2)의 변형률을 측정하기 위한 제2 전자기 메타 센서(125)를 가질 수 있다. 전자기 메타 센서는 편광된 적외선에 대하여 평면내(In-plane) 회전 각도에 따라 방사율이 달라지는 적외선 메타구조체를 포함할 수 있다.
제1방향(D1) 편광된 적외선을 이용하여 제1 전자기 메타 센서(124)의 제1방향 회전 각도가 적외선 카메라로 측정될 수 있다. 그리고, 제2방향(D2) 편광된 적외선을 이용하여 제2 전자기 메타 센서(125)의 제2방향 회전 각도가 적외선 카메라로 측정될 수 있으며, 제1방향 회전 각도 및 제2방향 회전 각도를 기초로, 기하학적인 관계식을 이용하여 제1 전자기 메타 센서(124) 및 제2 전자기 메타 센서(125)의 변위가 계산됨으로써 변형률이 계산될 수 있다. 전자기 메타 센서는 소자(112)가 실장된 면에 마련되거나, 또는 소자(112)가 실장된 면의 반대면에 형성될 수 있다.
보정부(130)는 측정부(120)에 의해 측정되는 변형률을 기초로 신축 디스플레이 패널부(110)의 영상을 보정할 수 있다. 보정부(130)는 측정된 제1방향 변형률 및 유효 프와송비를 기초로 영상을 보정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유효 프와송비는 신축 디스플레이 패널부의 신축 전 및 신축 후의 길이를 기초로 계산될 수 있는데, 이때, 유효 프와송비(Nu)는 -1≤Nu<0, 또는 Nu<-1의 경우에 있을 수 있다.
이하에서는 유효 프와송비가 -1≤Nu<0, 또는 Nu<-1 인 경우의 영상 보정 방법에 대해서 설명한다. 먼저, -1≤Nu<0 인 경우의 영상 보정 방법에 대해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8에서 보는 바와 같이, 신축되지 않은 상태의 신축 디스플레이 패널부(110)의 제1방향(D1) 길이는 A0이고, 제2방향(D2) 길이는 B0이며, 신축 디스플레이 패널부(110)가 신장된 후 제1방향(D1) 길이는 A이고, 제2방향(D2) 길이는 B일 수 있다. 그러면 이를 통해 유효 프와송비(Nu)가 계산될 수 있는데, 제1방향(D1)의 변형률이 제2방향(D2)의 변형률보다 큰 경우, -1≤Nu<0 이 될 수 있다.
-1≤Nu<0 인 경우, 신장된 신축 디스플레이 패널부(110)는 도 8의 (b)에서 보는 바와 같이 제1방향(D1)으로 연장된 형태가 될 수 있다. 그런데, 신축 전 영상(115)은 신축 후에도 왜곡이 없는 영상(115a)으로 디스플레이 되어야 하기 때문에, 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)으로 동일한 비율로 증가되어 제1 영역(116)에 표시됨이 바람직하다. 즉, 영상의 보정은 상대적으로 덜 늘어나는 제2방향(D2)을 기준으로 보정될 수 있다.
도 8의 (a)에서와 같이 신축 디스플레이 패널부(110)가 신축 전의 픽셀 위치 (I,J)에서 RGB 정보를 PIJ, 기준점(I,J)=(0,0), 0≤I≤Imax, 0≤J≤Jmax 라고 하고, 도 8의 (b)에서와 같이 신축 디스플레이 패널부(110)가 신축 후의 픽셀 위치 (i,j)에서 RGB 정보를 Qij, 기준점(i,j)=(0,0) 라고 하면, i는 제1방향의 신축률(S)과, 유효 프와송비(Nu)를 이용하여 아래 식(3)에 따라 정수화될 수 있다.
i = 정수화{I×((1-(S-1)Nu)/S)} --- 식(3)
여기서, S는 신축률(A/A0) 이고, "정수화"는 소수점 이하의 숫자가 있는 실수를 반올림 또는 반내림하여 그와 가까운 정수로 바꾸는 것을 의미한다. 픽셀의 위치 좌표, 또는 픽셀의 번호는 정수일 수 있으며, 따라서 "정수화"하여 신축 후 픽셀의 위치 좌표, 또는 픽셀의 번호도 정수로 얻어질 수 있다.
그리고, j=J로 하고, 신축 전의 RGB 정보 PIJ를 신축 후의 RGB 정보인 Qij에 적용함으로써, 신축 후의 픽셀 위치(i,j)를 구할 수 있다. 이를 통해, 패널이 신축되었을 때, 신축된 패널의 픽셀에 올바른 RBG 정보가 제공될 수 있다.
Nu=-1인 경우, 신축 전 픽셀의 RBG 정보는 신축 후에도 동일하게 적용될 수 있다.
정수화{Imax×((1-(S-1)Nu)/S)} < i < Imax인 경우, 신축 디스플레이 패널부(110)의 좌측부 및 우측부에는 잉여의 제2 영역(117)이 발생할 수 있다. 제2 영역(117)은 RGB 정보 Pij를 가질 수 있다. Pij에는 검은 영상이 디스플레이 되거나, 또는 날씨 정보 등의 추가 정보가 디스플레이 되도록 활용될 수 있다. 기준점은 패널의 중앙 지점이나, 또는 다른 곳으로 지정될 수 있다. 그리고, 제2 영역(117)은 도시된 바와 달리 신축 디스플레이 패널부(110)의 일측에만 형성되도록 할 수도 있다.
다음으로, Nu<-1 인 경우의 영상 보정 방법에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9에서 보는 바와 같이, 신축되지 않은 상태의 신축 디스플레이 패널부(110)의 제1방향(D1) 길이는 A0이고, 제2방향(D2) 길이는 B0이며, 신축 디스플레이 패널부(110)가 신장된 후 제1방향(D1) 길이는 A이고, 제2방향(D2) 길이는 B일 수 있다. 그러면 이를 통해 유효 프와송비(Nu)가 계산될 수 있는데, 제2방향(D2)의 변형률이 제1방향(D1)의 변형률보다 큰 경우 Nu<-1 이 될 수 있다.
Nu<-1 인 경우, 신장된 신축 디스플레이 패널부(110)는 도 9의 (b)에서 보는 바와 같이 제2방향(D2)으로 연장된 형태가 될 수 있다. 신축 전 영상(115)은 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)으로 동일한 비율로 증가되어 신축 후에도 왜곡이 없는 영상(115a)으로 제1 영역(116)에 디스플레이 될 수 있다. 즉, 영상의 보정은 상대적으로 덜 늘어나는 제1방향(D1)을 기준으로 보정될 수 있다.
도 9의 (a)에서와 같이 신축 디스플레이 패널부(110)가 신축 전의 픽셀 위치 (I,J)에서 RGB 정보를 PIJ, 기준점(I,J)=(0,0), 0≤I≤Imax, 0≤J≤Jmax 라고 하고, 도 9의 (b)에서와 같이 신축 디스플레이 패널부(110)가 신축 후의 픽셀 위치 (i,j)에서 RGB 정보를 Qij, 기준점(i,j)=(0,0) 라고 하고, i=I로 하면, j는 제1방향의 신축률(S)과, 유효 프와송비(Nu)를 이용하여 아래 식(4)에 따라 정수화될 수 있다.
j = 정수화{J×(S/(1-(S-1)Nu))} --- 식(4)
그리고, 신축 전의 RGB 정보 PIJ를 신축 후의 RGB 정보인 Qij에 적용함으로써, 신축 후의 픽셀 위치(i,j)를 구할 수 있다.
정수화{Jmax×(S/(1-(S-1)Nu))} < j < Jmax인 경우, 신축 디스플레이 패널부(110)의 상부 및 하부에는 잉여의 제2 영역(117)이 발생할 수 있다. 제2 영역(117)은 RGB 정보 Pij를 가질 수 있다. Pij에는 검은 영상이 디스플레이 되거나, 또는 날씨 정보 등의 추가 정보가 디스플레이 되도록 활용될 수 있다. 기준점은 패널의 중앙 지점이나, 또는 다른 곳으로 지정될 수 있다. 그리고, 제2 영역(117)은 도시된 바와 달리 신축 디스플레이 패널부(110)의 일측에만 형성되도록 할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10에서 보는 바와 같이, 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법은 변형률 측정단계(S210) 그리고 영상 보정단계(S220)를 포함할 수 있다.
변형률 측정단계(S210)는 전체에 걸쳐 변형률이 균일하고, 음수의 유효 프와송비를 가지는 신축 디스플레이 패널부의 제1방향 변형률을 측정하는 단계일 수 있다.
그리고, 영상 보정단계(S220)는 측정된 제1방향 변형률 및 유효 프와송비를 기초로 영상을 보정하는 단계일 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치를 나타낸 구성도이다. 본 실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치에서는 신축 디스플레이 패널부의 변형률 특성이 전술한 제1실시예의 신축 디스플레이 패널부의 변형률 특성과 다르고, 이에 따른 측정부 및 보정부의 특성이 다를 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치도 신축 디스플레이 패널부(310), 측정부(320) 그리고 보정부(330)를 포함할 수 있다.
그리고, 신축 디스플레이 패널부(310)는 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)으로 신축이 가능할 수 있다. 또한, 본 실시예의 신축 디스플레이 패널부(310)도 음수의 유효 프와송비를 가질 수 있다. 다만 본 실시예의 신축 디스플레이 패널부(310)는 변형률에 따라 복수의 영역으로 구획되어 있을 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 신축 디스플레이 패널부의 신축 예를 나타낸 예시도이다.
도 12에서 보는 바와 같이, 신축 디스플레이 패널부(310)는 제1 변형률 영역(316) 및 제2 변형률 영역(317)을 가질 수 있다. 그러나, 제1 변형률 영역(316) 전체에 걸친 변형률은 균일하며, 제2 변형률 영역(317) 전체에 걸친 변형률은 균일할 수 있다. 따라서, 제1 변형률 영역(316) 및 제2 변형률 영역(317) 각각만 놓고 보면, 제1실시예에서 신축 디스플레이 패널부(110)에 대해 설명한 내용이 모두 동일하게 적용될 수 있다. 그렇기 때문에, 본 실시예에 따른 신축 디스플레이 패널부(310)는 제1실시예의 신축 디스플레이 패널부 복수개가 하나의 신축 디스플레이 패널부를 형성하는 것으로 볼 수도 있다.
따라서, 측정부(320)는 신축 디스플레이 패널부(310)의 변형률을 측정하되, 측정부(320)는 영역(316,317)별로 제1방향 변형률을 측정할 수 있다.
그리고, 보정부(330)는 측정된 제1방향 변형률 및 유효 프와송비를 기초로 영역(316,317)별로 영상을 보정할 수 있다.
이를 통해, 도 12의 (a) 상태에서 (b)의 상태로 신축 디스플레이 패널부(310)가 신장되었을 때, 신장 전 제1 변형률 영역(316) 및 제2 변형률 영역(317)에 걸쳐 디스플레이 되는 영상(115)은 신축 디스플레이 패널부(310)가 신장 된 후에도 제1 변형률 영역(316a) 및 제2 변형률 영역(317a)에 왜곡됨이 없는 영상(115a)으로 디스플레이 될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법은 변형률 측정단계(S410) 그리고 영상 보정단계(S420)를 포함할 수 있다.
변형률 측정단계(S410)는 변형률에 따라 복수의 영역으로 구획되어 있고, 음수의 유효 프와송비를 가지는 신축 디스플레이 패널부에서 영역별로 제1방향 변형률을 측정하는 단계일 수 있다.
그리고, 영상 보정단계(S420)는 측정된 제1방향 변형률 및 유효 프와송비를 기초로 영역별로 영상을 보정하는 단계일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110,310: 신축 디스플레이 패널부
115,115a: 영상
116: 제1 영역
117: 제2 영역
120: 측정부
130: 보정부
316, 316a: 제1 변형률 영역
317,317a: 제2 변형률 영역
320: 측정부
330: 보정부

Claims (11)

  1. 신축 디스플레이 패널부;
    상기 신축 디스플레이 패널부의 변형률을 측정하는 측정부; 그리고
    상기 변형률을 기초로 상기 신축 디스플레이 패널부의 영상을 보정하는 보정부를 포함하고,
    상기 신축 디스플레이 패널부는 전체에 걸쳐 변형률이 균일하고,
    상기 신축 디스플레이 패널부는 제1방향으로 신장될 때 동시에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로도 신장되어 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지며,
    상기 변형률은 제1방향 변형률이고,
    상기 보정부는 측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로, 상기 영상이 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 증가되도록 보정하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    신축 전의 상기 신축 디스플레이 패널부의 픽셀 번호(I,J)가 신축 후 픽셀 번호(i,j)에 대응되고, 상기 유효 프와송비(Nu)가 -1≤Nu<0 인 경우,
    상기 보정부는 상기 픽셀 번호(i,j)를 식(3)을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
    식(3) --- i = 정수화{I×((1-(S-1)Nu)/S)}, j=J
    상기 식(3)에서, S는 제1방향 신축률이다.
  4. 제1항에 있어서,
    신축 전의 상기 신축 디스플레이 패널부의 픽셀 번호(I,J)가 신축 후 픽셀 번호(i,j)에 대응되고, 상기 유효 프와송비(Nu)가 Nu<-1 인 경우,
    상기 보정부는 상기 픽셀 번호(i,j)를 식(4)를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
    식(4) --- i=I, j = 정수화{J×(S/(1-(S-1)Nu))}
    상기 식(4)에서, S는 제1방향 신축률이다.
  5. 신축 디스플레이 패널부;
    상기 신축 디스플레이 패널부의 변형률을 측정하는 측정부; 그리고
    상기 변형률을 기초로 상기 신축 디스플레이 패널부의 영상을 보정하는 보정부를 포함하고,
    상기 신축 디스플레이 패널부는 변형률에 따라 복수의 영역으로 구획되어 있고,
    상기 신축 디스플레이 패널부는 제1방향으로 신장될 때 동시에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로도 신장되어 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지며,
    상기 측정부는 상기 복수의 영역의 영역별로 상기 신축 디스플레이 패널부의 제1방향 변형률을 측정하고,
    상기 보정부는 측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로, 상기 영역별로 상기 영상이 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 증가되도록 보정하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 측정부는 변형률 센서 및 상기 변형률 센서의 신호를 증폭하는 휘트스톤 브리지 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 측정부는 디지털 이미지 상관(DIC; Digital Image Correlation) 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 측정부는 전자기 메타 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치.
  10. 전체에 걸쳐 변형률이 균일하고, 제1방향으로 신장될 때 동시에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로도 신장되어 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지는 신축 디스플레이 패널부의 제1방향 변형률을 측정하는 변형률 측정단계; 그리고
    측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로, 상기 신축 디스플레이 패널부의 영상을 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 증가되도록 보정하는 영상 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법.
  11. 변형률에 따라 복수의 영역으로 구획되어 있고, 제1방향으로 신장될 때 동시에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로도 신장되어 음수의 유효 프와송비(Poisson's ratio)를 가지는 신축 디스플레이 패널부에서 상기 복수의 영역의 영역별로 제1방향 변형률을 측정하는 변형률 측정단계; 그리고
    측정된 상기 제1방향 변형률 및 상기 유효 프와송비를 기초로, 상기 영역별로 영상을 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 증가되도록 보정하는 영상 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 디스플레이 패널 장치의 영상 보정 방법.
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