KR102443579B1 - 표시 장치 및 표시 장치의 얼룩 보정 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 얼룩 보정 방법 Download PDF

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Abstract

얼룩 보정 방법은 촬영 장치를 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상을 생성하고, 촬영 영상으로부터 화소 위치에 따른 휘도 데이터를 도출하며, 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 주변 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 오프셋 데이터를 생성하고, 오프셋 데이터를 메모리 장치에 저장한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 얼룩 보정 방법{DIPLAY DEVICE AND METHOD OF COMPENSATING FOR DARK SPOTS THEREFOF}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치 및 표시 장치의 얼룩 보정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 표시 패널 및 구동부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 복수의 화소들을 포함한다. 구동부는 복수의 스캔 라인들에 스캔 출력 신호를 공급하는 스캔 구동부 및 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부를 포함한다.
일반적으로, 화소는 복수의 트랜지스터, 스토리지 캐패시터 및 유기 발광 다이오드를 포함한다. 화소들 사이의 편차(예를 들어, 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 산포)에 의해 화소들 간의 휘도의 차이가 발생하고, 휘도 차이가 얼룩으로 시인될 수 있다. 얼룩을 보정하기 위해 다양한 얼룩 보상 알고리즘(예를 들어, 가우시안 필터 알고리즘)을 이용하여 입력 영상 데이터를 보상하는 방법이 연구되고 있으나, 복잡한 연산에 의해 제품 생산 시간(tack time)이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 얼룩을 제거하고 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치의 얼룩 보정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 얼룩 보정 방법을 수행하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 얼룩 보정 방법은 촬영 장치를 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상을 생성하는 단계, 상기 촬영 영상으로부터 화소 위치에 따른 휘도 데이터를 도출하는 단계, 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 상기 주변 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 오프셋(offset) 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 오프셋 데이터를 메모리 장치에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 오프셋 데이터는 상기 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지(morphology) 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커널 크기 및 상기 감쇄율 중 적어도 하나는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감쇄율은 상기 커널 크기가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값이 커질수록 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 오프셋 데이터는 제1 방향으로 형성된 복수의 화소행들에 대해 상기 모폴로지 필터를 순차적으로 적용함으로써 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 오프셋 데이터는 제1 방향으로 형성된 복수의 화소행들에 대해 상기 모폴로지 필터를 순차적으로 적용하고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성된 복수의 화소열들에 대해 상기 모폴로지 필터를 순차적으로 적용함으로써 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 보정 대상 화소는 상기 휘도 데이터의 변곡점에 상응하는 화소로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 메모리 장치에 저장된 상기 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터를 보정 영상 데이터로 변환하는 단계 및 상기 보정 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널은 제1 계조 데이터에 상응하는 제1 영상 및 제2 계조 데이터에 상응하는 제2 영상을 각각 표시할 수 있다. 상기 오프셋 데이터는 상기 제1 영상으로부터 도출된 제1 오프셋 데이터와 상기 제2 영상으로부터 도출된 제2 오프셋 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 촬영 장치는 상기 촬영 영상의 상대 휘도를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 구비한 표시 패널, 상기 화소들에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부, 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 상기 주변 화소 사이의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 설정된 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터를 보정 영상 데이터로 변환하는 영상 데이터 보상부, 및 상기 보정 영상 데이터에 기초하여 데이터 신호를 생성하고 상기 화소들에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 오프셋 데이터는 상기 보정 대상 화소의 상기 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지(morphology) 필터를 반복적으로 적용할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커널 크기 및 상기 감쇄율 중 적어도 하나는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감쇄율은 상기 커널 크기가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소의 상기 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값이 커질수록 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 데이터 보상부는 상기 오프셋 데이터를 저장하는 메모리 장치, 및 상기 메모리 장치에 저장된 상기 오프셋 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터를 상기 보정 영상 데이터로 변환하는 데이터 변환부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널은 제1 계조 데이터에 상응하는 제1 영상 및 제2 계조 데이터에 상응하는 제2 영상을 각각 표시할 수 있다. 상기 메모리 장치는 상기 제1 영상으로부터 도출된 제1 오프셋 데이터와 상기 제2 영상으로부터 도출된 제2 오프셋 데이터를 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 얼룩 보정 방법은 얼룩으로 시인되는 보정 대상 화소에 대해 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지(morphology) 필터를 반복적으로 적용한다. 이에 따라, 보정 대상 화소와 주변 화소들 간의 거리가 멀어짐에 따라 주변 화소들의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 순차적으로 감소되는 오프셋(offset) 데이터가 생성된다. 따라서, 상기 얼룩 보정 방법은 오프셋 데이터에 기초하여 보정 대상 화소와 주변 화소들에 대한 입력 데이터를 보상함으로써 얼룩을 제거할 수 있다.
상기 얼룩 보정 방법은 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 이용하여 보정 대상 화소를 블러링(blurring) 처리하므로, 가우시안 필터(gaussian filter) 등의 얼룩 보정 알고리즘에 비해 연산량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 얼룩 보정 방법은 제품 생산 시간(tack time)을 감소시키고 생산 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 연산량이 감소됨에 따라 상기 얼룩 보정 방법의 얼룩 보정 알고리즘이 하드웨어로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 상기 얼룩 보정 방법을 이용하여 얼룩을 제거하고 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 얼룩 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 얼룩 보정 방법에서 생성된 촬영 영상의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 촬영 영상에서 A-A' 라인의 화소 위치에 따른 휘도 데이터의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1의 얼룩 보정 방법에서 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 오프셋 데이터를 생성하는 일 예를 나타내는 그래프들이다.
도 5는 도 1의 얼룩 보정 방법에서 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성된 오프셋 데이터의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 1의 얼룩 보정 방법에서 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성된 오프셋 데이터의 또 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 7내지 도 9는 도 1의 얼룩 보정 방법의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 10의 표시 장치에 포함된 영상 데이터 보상부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 얼룩 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치의 얼룩 보정 방법은 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 이용하여 오프셋 데이터를 생성함으로써 표시 장치의 얼룩을 보상할 수 있다.
구체적으로, 촬영 장치를 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상이 생성(S110)될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널은 특정 계조 데이터를 표시하는 영상을 표시하고, 촬영 장치는 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 촬영 장치는 촬영 영상의 상대 휘도를 측정할 수 있다. 촬영 영상의 상대 휘도만으로 오프셋 데이터를 산출할 수 있으므로, 고해상도 촬영 장치 대신 촬영 영상의 상대 휘도만을 측정하는 촬영 장치를 사용함으로써 비용이 절감될 수 있다.
화소들 간의 휘도의 차이를 확인하기 위해 촬영 영상으로부터 화소 위치에 따른 휘도 데이터가 도출(S130)될 수 있다. 일 실시예에서, 휘도 데이터는 화소 단위로 도출될 수 있다. 촬영 영상으로부터 화소 각각의 휘도 데이터를 산출함으로써 화소들 간의 휘도의 차이를 확인하고, 얼룩이 발생하는 화소를 보정 대상 화소로 결정할 수 있다. 예를 들어, 보정 대상 화소는 휘도 데이터의 변곡점에 상응하는 화소로 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 휘도 데이터는 메모리 용량 및 연산량을 줄이기 위해 복수의 화소들을 포함하는 화소 블록 단위로 도출될 수 있다.
보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 주변 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 오프셋 데이터가 생성(S150)될 수 있다. 여기서, 오프셋 데이터는 화소들 사이의 편차(예를 들어, 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 산포)를 보상하기 위한 데이터를 나타낸다. 기준 휘도 데이터는 휘도 데이터의 평균값으로 설정될 수 있다. 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 반복적으로 적용하여 보정 대상 화소와 인접한 주변 화소의 오프셋 데이터가 생성될 수 있다. 여기서, 커널 크기는 동일한 오프셋을 갖는 화소들의 길이를 나타내고, 감쇄율은 오프셋 데이터가 감소하는 비율(즉, 1 '필터 적용 후 오프셋 데이터 크기' / '필터 적용 전 오프셋 데이터의 크기')을 나타낸다. 커널 크기 및 감쇄율 중 적어도 하나는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동할 수 있다. 즉, 주변 화소의 휘도 데이터는 보정 대상 화소로부터의 거리가 멀어짐에 따라 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 적용하여 생성될 수 있다. 이에 따라, 오프셋 데이터는 상대적으로 단순한 연산을 통해 가우시안 분포(Gaussian distribution)와 유사한 형태를 가질 수 있다.
표시 장치에서 오프셋 데이터를 이용하여 입력 영상 데이터를 보상하기 위해 오프셋 데이터가 메모리 장치에 저장(S170)될 수 있다. 메모리 장치는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비휘발성 메모리는 플래시 메모리(Flash Memory), EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다.
메모리 장치에 저장된 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터가 보정 영상 데이터로 변환(S180)되고, 보정 영상 데이터에 상응하는 영상이 표시(S190)될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치는 룩업 테이블(look-up table)을 이용하여 오프셋 데이터 및 입력 영상 데이터에 상응하는 보정 영상 데이터를 도출할 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치는 오프셋 데이터와 게인값을 곱한값을 입력 영상 데이터에 합산함으로써 보정 영상 데이터를 산출할 수 있다.
메모리 장치에는 복수의 오프셋 데이터 세트들이 저장된 경우, 표시 장치는 입력 영상 데이터에 따라 오프셋 데이터 세트를 달리 적용함으로써 더 효과적으로 얼룩을 보정할 수 있다. 예를 들어, 계조 레벨이 상대적으로 낮은 경우 오프셋 데이터의 변화에 따라 휘도가 민감하게 변동할 수 있다. 따라서, 입력 영상 데이터가 특정 계조 레벨보다 낮은 경우, 제1 오프셋 데이터를 이용하여 입력 영상 데이터를 보상할 수 있다. 반면에, 입력 영상 데이터가 특정 계조 레벨보다 높은 경우, 제2 오프셋 데이터를 이용하여 입력 영상 데이터를 보상할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬영 영상을 생성하는 단계, 휘도 데이터가 도출하는 단계, 및 오프셋 데이터를 생성하는 단계는 표시 패널의 초기 설정을 위한 짧은 영역의 균일도(SRU; short range uniformity) 조정 장치에서 수행될 수 있다.
도 2는 도 1의 얼룩 보정 방법에서 생성된 촬영 영상의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 촬영 영상에서 A-A' 라인의 화소 위치에 따른 휘도 데이터의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 얼룩 보정 방법은 촬영 장치를 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상을 생성하고, 촬영 영상으로부터 화소 위치에 따른 휘도 데이터를 도출할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표시 패널은 특정 계조 데이터를 표시하는 영상을 표시하고, 촬영 장치는 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상을 생성할 수 있다. 촬영 영상은 화소들 사이의 편차에서 발생하는 얼룩(SP)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 오프셋 데이터는 제1 방향(D1)으로 형성된 복수의 화소행들에 대해 화소행의 얼룩(SP)을 보정하기 위한 모폴로지 필터를 순차적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널은 제1 내지 제N 화소행들을 포함하고, 제1 화소행부터 제N 화소행까지 순차적으로 모폴로지 필터를 적용할 수 있다.
다른 실시예에서, 오프셋 데이터는 제1 방향(D1)으로 형성된 복수의 화소행들에 대해 화소행의 얼룩(SP)을 보정하기 위한 모폴로지 필터를 순차적으로 적용하고, 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 형성된 복수의 화소열들에 대해 화소열의 얼룩(SP)을 보정하기 위한 모폴로지 필터를 순차적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널은 제1 내지 제N 화소행들을 포함하고, 제1 화소행부터 제N 화소행까지 각 화소행에 포함된 얼룩(SP)을 보정하는 모폴로지 필터를 순차적으로 적용할 수 있다. 또한, 표시 패널은 제1 내지 제M 화소열들을 포함하고, 제1 화소열부터 제M 화소열까지 각 화소열에 포함된 얼룩을 보정하는 모폴로지 필터를 순차적으로 적용할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 방향(D1)으로 형성된 A-A' 라인에 상응하는 화소행의 휘도 데이터는 하나의 변곡점(IP)을 포함할 수 있다. 변곡점(IP)의 화소는 휘도 편차에 의해 얼룩으로 인식될 수 있으므로, 변곡점(IP)에 상응하는 화소를 보정 대상 화소로 결정할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 얼룩 보정 방법은 표시 장치의 얼룩을 보상하기 위해 보정 대상 화소를 중심으로 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 이용하여 오프셋 데이터를 생성할 수 있다.
비록, 도 3에서는 화소행의 휘도 데이터는 하나의 변곡점을 포함하는 것으로 도시하였으나, 화소행의 휘도 데이터는 복수의 변곡점들을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1의 얼룩 보정 방법에서 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 오프셋 데이터를 생성하는 일 예를 나타내는 그래프들이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 오프셋 데이터는 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 즉, 보정 대상 화소로부터의 거리에 따라 커널 크기 단위로 모폴로지 필터를 반복적으로 적용시킴으로써 오프셋 데이터를 단계적으로 감소시킬 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값은 제1 오프셋 높이(OH1)일 수 있다. 보정 대상 화소를 중심으로 커널 크기(KS)에 상응하는 화소들의 오프셋 데이터는 제1 오프셋 높이(OH1)에 '1-감쇄율'을 곱한 제2 오프셋 높이(OH2)로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 오프셋 높이(OH1)가 30이고 감쇄율이 60%인 경우, 제2 오프셋 높이(OH2)는 12(즉, 30*(1-0.6)=12)로 설정될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 보정 대상 화소으로부터의 거리가 커널 크기(KS) 내지 커널 크기(KS)*2 범위에 위치하는 주변 화소들의 오프셋 데이터는 제2 오프셋 높이(OH2)에 '1-감쇄율'을 곱한 제3 오프셋 높이(OH3)로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 오프셋 높이(OH2)가 12이고 감쇄율이 60%인 경우, 제3 오프셋 높이(OH3)는 4.8(즉, 12*(1-0.6)=4.8)로 설정될 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 보정 대상 화소으로부터의 거리가 커널 크기(KS)*2 내지 커널 크기(KS)*3 범위에 위치하는 주변 화소들의 오프셋 데이터는 제3 오프셋 높이(OH3)에 '1-감쇄율'을 곱한 제4 오프셋 높이(OH4)로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제3 오프셋 높이(OH3)가 4.8이고 감쇄율이 60%인 경우, 제4 오프셋 높이(OH4)는 1.92(즉, 4.8*(1-0.6)=1.92)로 설정될 수 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 보정 대상 화소으로부터의 거리가 커널 크기(KS)*3 내지 커널 크기(KS)*4 범위에 위치하는 주변 화소들의 오프셋 데이터는 제4 오프셋 높이(OH4)에 '1-감쇄율'을 곱한 제5 오프셋 높이(OH5)로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제4 오프셋 높이(OH4)가 1.2이고 감쇄율이 60%인 경우, 제5 오프셋 높이(OH5)는 0.768(즉, 1.92*(1-0.6)=0.768)로 설정될 수 있다. 기 지정된 문턱값이 주변 화소들의 오프셋 데이터보다 작은 값을 갖는 동안 오프셋 데이터를 도출하기 위한 모폴로지 필터가 반복하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 문턱값이 1.5인 경우, 문턱값이 제5 오프셋 높이(OH5)보다 크므로 더 이상 모폴로지 필터를 적용하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 커널 크기(KS)는 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 커질수록 증가할 수 있다. 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 큰 경우 얼룩이 뚜렷하게 시인될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 큰 커널 크기(KS)를 적용함으로써 사용자에게 시인되지 않도록 넓은 범위에서 얼룩을 보정할 수 있다.
도 5는 도 1의 얼룩 보정 방법에서 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성된 오프셋 데이터의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 오프셋 데이터는 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 커널 크기 및 감쇄율 중 적어도 하나는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동할 수 있다. 일 실시예에서, 커널 크기는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가할 수 있다.
모폴로지 필터가 반복하여 적용될 때마다 커널 크기가 증가할 수 있다. 예를 들어, 제2 오프셋 높이(즉, 12)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 제1 커널 크기(KS1)를 가질 수 있다. 제3 오프셋 높이(즉, 4.8)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 양 측면에서 제1 커널 크기(KS1)보다 큰 제2 커널 크기(KS2)를 가질 수 있다. 제4 오프셋 높이(즉, 1.92)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 양 측면에서 제2 커널 크기(KS2)보다 큰 제3 커널 크기(KS3)를 가질 수 있다. 제5 오프셋 높이(즉, 0.768)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 양 측면에서 제3 커널 크기(KS3)보다 큰 제4 커널 크기(KS4)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 커널 크기는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 일정한 비율로 증가할 수 있다. 예를 들어, 제2 커널 크기(KS2)는 제1 커널 크기(KS1)의 약 1.2배일 수 있다. 제3 커널 크기(KS3)는 제2 커널 크기(KS2)의 약 1.2배일 수 있다. 제4 커널 크기(KS4)는 제3 커널 크기(KS3)의 약 1.2배일 수 있다.
이와 같이, 커널 크기가 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가하는 경우, 커널 크기가 고정된 경우에 비해 표시 패널의 얼룩이 더 부드럽게 보정될 수 있다.
도 6은 도 1의 얼룩 보정 방법에서 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성된 오프셋 데이터의 또 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 오프셋 데이터는 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 커널 크기 및 감쇄율 중 적어도 하나는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동할 수 있다. 일 실시예에서, 감쇄율은 커널 크기가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
모폴로지 필터가 반복하여 적용될 때마다 커널 크기 및 감쇄율이 증가할 수 있다. 예를 들어, 제1 오프셋 높이(OH1)가 30이고 제1 감쇄율이 40%인 경우, 제2 오프셋 높이(OH2)는 18(즉, 30*(1-0.4)=18)으로 설정될 수 있다. 제2 오프셋 높이(OH2)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 제1 커널 크기(KS1)를 가질 수 있다. 제2 오프셋 높이(OH2)가 18이고 제2 감쇄율이 50%인 경우, 제3 오프셋 높이(OH3)는 9(즉, 18*(1-0.5)=9)로 설정될 수 있다. 제3 오프셋 높이(OH3)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 양 측면에서 제1 커널 크기(KS1)보다 큰 제2 커널 크기(KS2)를 가질 수 있다. 제3 오프셋 높이(OH3)가 9이고 제3 감쇄율이 60%인 경우, 제4 오프셋 높이(OH4)는 3.6(즉, 9*(1-0.6)=3.6)으로 설정될 수 있다. 제4 오프셋 높이(OH4)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 양 측면에서 제2 커널 크기(KS2)보다 큰 제3 커널 크기(KS3)를 가질 수 있다. 제4 오프셋 높이(OH4)가 3.6이고 제4 감쇄율이 70%인 경우, 제5 오프셋 높이(OH5)는 1.08(즉, 3.6*(1-0.7)=1.08)으로 설정될 수 있다. 제5 오프셋 높이(OH5)를 갖는 화소들은 보정 대상 화소를 중심으로 양 측면에서 제3 커널 크기(KS3)보다 큰 제4 커널 크기(KS4)를 가질 수 있다.
이와 같이, 감쇄율은 커널 크기가 증가함에 따라 증가하도록 설정하는 경우, 표시 패널의 얼룩이 더 균일하게 보정될 수 있다.
비록, 도 4a 내지 도 6에서는 커널 크기 및 감쇄율이 일정하거나 또는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가하는 것으로 도시되었으나, 커널 크기 및 감쇄율은 다양한 방법으로 변동될 수 있다. 예를 들어, 커널 크기는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 감소할 수 있다. 이 경우, 커널 크기가 고정된 경우에 비해 좁은 범위에서 표시 패널의 얼룩이 보정될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 도 1의 얼룩 보정 방법의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 얼룩 보정 방법은 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 이용하여 오프셋 데이터를 생성함으로써 효과적으로 표시 장치의 얼룩을 보상할 수 있다. 또한, 얼룩 보정 방법은 상대적으로 간단한 연산으로 수행되는 모폴로지 필터를 이용하여 얼룩을 보정하므로, 가우시안 필터를 이용한 얼룩 보정 방법에 비해 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 촬영 영상으로부터 도출된 원본 휘도 데이터 변곡점(IP)을 가질 수 있고, 변곡점(IP) 부근에서 휘도 편차에 의한 얼룩이 시인될 수 있다. 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 반복적으로 적용하여 보정 대상 화소와 인접한 주변 화소의 오프셋 데이터가 생성될 수 있다. 오프셋 데이터를 이용하여 입력 영상 데이터를 보정함으로써, 변곡점(IP) 부근에서 휘도 편차가 감소될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 적용하는 경우, 가우시안 필터를 적용한 경우와 유사한 형태의 오프셋 데이터를 도출할 수 있다.
가우시안 필터를 이용한 얼룩 보정 방법은 [수학식 1]을 이용하여 오프셋 데이터를 도출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015119151952-pat00001
여기서, σ는 가우시안 필터의 성능을 조정하기 위한 인자를 나타낸다. 가우시안 필터는 복수의 제곱근 연산, 나눗셈 연산, 곱셈 연산이 필요하므로 연산량이 상대적으로 많다. 또한, 가우시안 필터에 포함된 나눗셈, 제곱근 연산은 하드웨어로 구현하기가 난해하다.
반면에, 모폴로지 필터는 [표 1]의 프로그램과 동일한 순서로 동작할 수 있다.
[표 1]
int kernel = 5;
float filterRatio = 0.4;
int loop = 0;
for(int h = 0; h < height; h++) {
while(stainGray > bgGray) {
int iFilterSize = (int)((float)Kernel / 2.0f) + 0.5;
for(int k = iFilterSize; k <= 0; k --) {
int iFilteredGray = bgGray + (stainGray * ((1-filterRatio) ^ loop));
image[posTargetPixel (loop * iFilterSize) - k] = image[posTargetPixel + (loop * iFilterSize) + k] = iFilteredGray;
}
loop++;
}
changeKernel(loop, kernel); // change kernel size
changeFilterRatio(loop, filterRatio); // change ratio
}
따라서, 변동 가능한 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터는 덧셈 연산, 뺄셈 연산, 및 곱셈 연산 만이 존재하므로 연산량이 상대적으로 적고 하드웨어로 구현하기가 상대적으로 용이하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 얼룩 보정 전에는 화소들 사이의 편차(예를 들어, 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 산포)에 의한 얼룩들이 표시 패널의 전반에 걸쳐 시인되었다. 이에 대해, 휘도 데이터의 변곡점에 기초하여 보정 대상 화소를 결정하고 커널 크기 5, 감쇄율 60%를 갖는 모폴로지 필터를 적용하였다. 그 결과, 표시 패널의 전반에서 균일한 휘도를 갖도록 얼룩이 보상되었다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 11은 도 10의 표시 장치에 포함된 영상 데이터 보상부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 스캔 구동부(200), 영상 데이터 보상부(300), 데이터 구동부(400), 및 타이밍 제어부(500)을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 스캔 라인들(SL1 내지 SLn) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부마다 위치되는 n*m 개의 화소(PX)들을 포함할 수 있다.
스캔 구동부(200)는 제1 제어 신호(CTL1)에 기초하여 복수의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 화소(PX)들에 스캔 신호를 제공할 수 있다.
영상 데이터 보상부(300)는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 주변 화소 사이의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 설정된 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터(IN_DATA)를 보정 영상 데이터(CP_DATA)로 변환할 수 있다. 오프셋 데이터는 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 커널 크기 및 감쇄율 중 적어도 하나는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동될 수 있다. 일 실시예에서, 커널 크기는 보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가할 수 있다. 일 실시예에서, 감쇄율은 상기 커널 크기가 증가함에 따라 증가할 수 있다. 일 실시예에서, 커널 크기는 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 커질수록 증가할 수 있다. 다만, 모폴로지 필터를 이용하여 오프셋 데이터를 산출하는 방법에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 영상 데이터 보상부(300)는 메모리 장치(320) 및 데이터 변환부(340)를 포함할 수 있다.
메모리 장치(320)는 오프셋 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리 장치에는 복수의 오프셋 데이터 세트들이 저장될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 제1 영상 및 제2 계조 데이터에 상응하는 제2 영상을 각각 표시할 수 있다. 제1 영상에 상응하는 제1 촬영 영상으로부터 제1 휘도 데이터가 도출되고, 제2 영상에 상응하는 제2 촬영 영상으로부터 제2 휘도 데이터가 도출될 수 있다. 제1 휘도 데이터에 기초하여 모폴로지 필터를 적용함으로써 제1 오프셋 데이터가 산출되고, 제2 휘도 데이터에 기초하여 모폴로지 필터를 적용함으로써 제2 오프셋 데이터가 산출될 수 있다. 제1 오프셋 데이터와 제2 오프셋 데이터가 메모리 장치(320)에 저장될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(1000)는 입력 영상 데이터(IN_DATA)의 계조 레벨에 따라 오프셋 데이터 세트를 선택적으로 적용함으로써 효과적으로 얼룩을 보정할 수 있다.
데이터 변환부(340)는 메모리 장치에 저장된 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터(IN_DATA)를 보정 영상 데이터(CP_DATA)로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 변환부(340)는 룩업 테이블을 이용하여 오프셋 데이터 및 입력 영상 데이터(IN_DATA)에 상응하는 보정 영상 데이터(CP_DATA)를 도출할 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 변환부(340)는 오프셋 데이터와 게인값을 곱한값을 입력 영상 데이터에 합산함으로써 보정 영상 데이터를 산출할 수 있다.
데이터 구동부(400)는 제3 제어 신호(CTL3)에 기초하여 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 화소(PX)들에 데이터 신호를 제공할 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 제1 내지 제3 제어 신호들(CTL1, CTL2, CTL3)에 기초하여 스캔 구동부(200), 영상 데이터 보상부(300), 및 데이터 구동부(400)를 제어할 수 있다.
비록, 도 10에서는 영상 데이터 보상부(300)가 타이밍 제어부(600) 및 데이터 구동부(400) 외부에 독립적으로 구현된 것으로 도시하였으나, 영상 데이터 보상부(300)는 타이밍 제어부(600) 내부에 구현되거나 또는 데이터 구동부(400) 내부에 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 얼룩 보정 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에서는 휘도 데이터 및 오프셋 데이터가 화소 단위로 생성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 휘도 데이터 및 오프셋 데이터는 메모리 용량 및 연산량을 줄이기 위해 복수의 화소들을 포함하는 화소 블록 단위로 생성될 수 있다.
본 발명은 표시 패널의 초기 설정을 위한 균일도 조정 장치 및 표시 장치를 구비한 전자 기기에 다양하게 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100: 표시 패널 200: 스캔 구동부
300: 영상 데이터 보상부 320: 메모리 장치
340: 데이터 변환부 400: 데이터 구동부
500: 타이밍 제어부

Claims (20)

  1. 촬영 장치를 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널을 촬영함으로써 촬영 영상을 생성하는 단계;
    상기 촬영 영상으로부터 화소 위치에 따른 휘도 데이터를 도출하는 단계;
    보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 상기 주변 화소의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 오프셋(offset) 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 오프셋 데이터를 메모리 장치에 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 오프셋 데이터는 상기 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지(morphology) 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 커널 크기 및 상기 감쇄율 중 적어도 하나는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 감쇄율은 상기 커널 크기가 증가함에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소의 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값이 커질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 오프셋 데이터는 제1 방향으로 형성된 복수의 화소행들에 대해 상기 모폴로지 필터를 순차적으로 적용함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 오프셋 데이터는 제1 방향으로 형성된 복수의 화소행들에 대해 상기 모폴로지 필터를 순차적으로 적용하고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성된 복수의 화소열들에 대해 상기 모폴로지 필터를 순차적으로 적용함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 보정 대상 화소는 상기 휘도 데이터의 변곡점에 상응하는 화소로 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 메모리 장치에 저장된 상기 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터를 보정 영상 데이터로 변환하는 단계;
    상기 보정 영상 데이터에 상응하는 영상을 표시하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 계조 데이터에 상응하는 제1 영상 및 제2 계조 데이터에 상응하는 제2 영상을 각각 표시하고,
    상기 오프셋 데이터는 상기 제1 영상으로부터 도출된 제1 오프셋 데이터와 상기 제2 영상으로부터 도출된 제2 오프셋 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 촬영 장치는 상기 촬영 영상의 상대 휘도를 측정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 얼룩 보정 방법.
  13. 복수의 화소들을 구비한 표시 패널;
    상기 화소들에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부;
    보정 대상 화소와 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 상기 주변 화소 사이의 휘도 데이터와 기준 휘도 데이터의 차이값이 감소되도록 설정된 오프셋 데이터에 기초하여 입력 영상 데이터를 보정 영상 데이터로 변환하는 영상 데이터 보상부; 및
    상기 보정 영상 데이터에 기초하여 데이터 신호를 생성하고 상기 화소들에 상기 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 오프셋 데이터는 상기 보정 대상 화소의 상기 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값에 커널 크기 및 감쇄율을 갖는 모폴로지(morphology) 필터를 반복적으로 적용함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 삭제
  15. 제13 항에 있어서, 상기 커널 크기 및 상기 감쇄율 중 적어도 하나는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 변동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소와 상기 주변 화소 사이의 거리가 멀어짐에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서, 상기 감쇄율은 상기 커널 크기가 증가함에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제15 항에 있어서, 상기 커널 크기는 상기 보정 대상 화소의 상기 휘도 데이터와 상기 기준 휘도 데이터의 차이값이 커질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제13 항에 있어서, 상기 영상 데이터 보상부는
    상기 오프셋 데이터를 저장하는 메모리 장치; 및
    상기 메모리 장치에 저장된 상기 오프셋 데이터에 기초하여 상기 입력 영상 데이터를 상기 보정 영상 데이터로 변환하는 데이터 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 계조 데이터에 상응하는 제1 영상 및 제2 계조 데이터에 상응하는 제2 영상을 각각 표시하고,
    상기 메모리 장치는 상기 제1 영상으로부터 도출된 제1 오프셋 데이터와 상기 제2 영상으로부터 도출된 제2 오프셋 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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