KR20160079246A - 얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치 - Google Patents

얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화질 저하를 개선할 수 있는 얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치에 관한 것으로, 본 발명은 영상 촬상부로부터 촬상된 테스트 영상을 다수개의 서브 영역으로 구분하고, 다수개의 서브 영역 중 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 주변 서브 영역의 휘도를 보상하여 얼룩 보상 데이터를 생성한다.

Description

얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치{DEFECT COMPENSATION APPARATUS AND IMAGE QUALITY COMPENSATION APPARATURS OF FLAT DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치에 관한 것으로, 특히 화질 저하를 개선할 수 있는 얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 화상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 장치 등이 각광받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 여기서, 각 화소는 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 적어도 스위칭 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 스토리지 커패시터와 구동 TFT를 포함하는 화소 구동 회로를 구비한다.
종래의 유기 발광 표시 장치는 각 화소에 동일한 데이터 전압을 공급하더라도 각 화소에 포함된 구동 박막 트랜지스터의 문턱 전압 편차와 채널 이동도(mobility)의 변화 및/또는 발광 소자의 열화 등에 의한 휘도 편차로 인해 얼룩 결함(mura) 등의 화질 왜곡 현상이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 화질 왜곡 현상은 유기 발광 표시 장치뿐만 아니라 다른 표시 장치에서도 발생하게 된다. 나아가, 화질 왜곡 현상은 표시 장치가 대면적화될수록 더욱 증가될 수 있다. 따라서, 표시 장치의 각 화소의 휘도 불균일 특성에 따라 발생되는 화질 저하를 개선할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 화질 저하를 개선할 수 있는 얼룩 보상 장치 및 그를 가지는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 영상 촬상부로부터 촬상된 테스트 영상을 다수개의 서브 영역으로 구분하고, 다수개의 서브 영역 중 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 주변 서브 영역의 휘도를 보상하여 얼룩 보상 데이터를 생성한다.
본 발명에서는 휘도 보상시 기준이 되는 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 주변 서브 영역의 얼룩 보상을 하게 되므로, 화질을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 얼룩 보상을 하게 되므로, 휘도 보상시 설정된 감마 커브가 틀어지는 변동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 감마 커버의 변동에 따른 휘도 재보상의 추가 공정이 불필요하므로 공정을 단순화할 수 있으며 비용을 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화질 보상 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 휘도 보상부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 도 1에 도시된 휘도 산출부에서 구분되는 각 서브 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 평판 표시 장치의 중심 서브 영역의 휘도값을 기준으로 얼룩 보상하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 데이터 처리부를 가지는 본 발명에 따른 평판 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 평판 표시 장치의 화질 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시된 얼룩 보상을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 평판 표시 장치의 화질 보상 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 화질 보상 장치는 테스트 영상 생성부(140)와, 영상 촬상부(120)와, 휘도 보상부(150) 및 얼룩 보상부(100) 및 메모리부(130)를 구비한다.
테스트 영상 생성부(140)는 서로 다른 계조값을 가지는 다수의 테스트 영상을 생성하고, 생성된 테스트 영상 각각에 대응되는 한 프레임의 입력 데이터를 순차적으로 평판 표시 장치에 공급한다. 예를 들어, 테스트 영상 생성부(140)는 16 그레이(gray)의 제1 테스트 영상, 32 그레이의 제2 테스트 영상, 64 그레이의 제3 테스트 영상, 128그레이의 제4 테스트 영상을 생성하고, 그 제1 내지 제4 테스트 영상 각각을 순차적으로 평판 표시 장치에 공급한다. 이에 따라, 평판 표시 장치의 표시 패널(110)에는 테스트 영상 생성부(140)로부터 공급되는 한 프레임의 입력 데이터에 따라 제1 내지 제4 테스트 영상 각각이 순차적으로 표시된다.
영상 촬상부(120)는 표시 패널(110)의 정면에 위치하여 표시 패널(110)에 순차적으로 표시되는 제1 내지 제4 테스트 영상 각각을 촬상하여 휘도 보상부(150) 및 얼룩 보상부(100)에 공급한다. 여기서, 영상 촬상부(120)는 예를 들어 전하 결합 소자(Charge Coupled Device; CCD) 카메라로 이루어진다.
휘도 보상부(150)는 도 2a에 도시된 바와 같이 영상 촬상부(120)로부터 촬상된 제1 내지 제4 테스트 영상 각각의 중앙에 위치하는 중앙 포인트(CP)의 휘도값을 산출한다. 산출된 중앙 포인트(CP)의 휘도값과, 각 그레이별 테스트 영상에 해당하는 목표 휘도값과의 차이가 임계치를 초과하는 경우, 휘도 보상부(150)는 휘도 보상 알고리즘을 적용하여 휘도 보상 데이터를 생성한다. 그 휘도 보상 데이터를 표시 패널(110)의 전체에 구현되는 각 테스트 영상에 동일하게 적용함으로써 각 그레이별 휘도를 보상한다. 이러한 휘도 보상을 통해 각 그레이별 테스트 영상의 휘도가 평활화됨과 동시에 테스트 영상의 얼룩이 강조된다. 이와 같이, 휘도가 보상된 각 테스트 영상에 해당하는 그레이에 대한 휘도 보상 데이터와, 선형 보간법을 이용하여 생성된 나머지 그레이에 대한 휘도 보상 데이터를 이용하여 도 2b와 같은 감마 커브를 산출한다.
얼룩 보상부(장치)(100)는 영상 촬상부(120)에서 촬상된 제1 내지 제4 테스트 영상 별 각 화소의 휘도값을 검출하고, 표시 패널(110)의 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 주변 서브 영역의 얼룩을 인지하고 얼룩을 보상한다.
이를 위해, 얼룩 보상부(100)는 제어부(102)와, 휘도값 산출부(104)와, 얼룩 검출부(106), 얼룩 보상 데이터 생성부(108)를 구비한다.
제어부(102)는 얼룩 검사부(100)의 전반적인 제어 동작을 수행한다. 특히, 제어부(102)는 테스트 영상 생성부(140)의 테스트 영상 공급 시점 및 영상 촬상부(120)의 촬상 시점의 동작을 제어한다.
휘도값 산출부(104)는 휘보 보상부(150)를 통해 휘도가 보상된 제1 내지 제4 테스트 영상 각각을 다수개의 서브 영역으로 분할하고, 각 서브 영역의 휘도값을 산출한다. 예를 들어, 휘도값 산출부(104)는 도 3에 도시된 바와 같이 영상 촬상부(120)에서 촬상된 제1 내지 제4 테스트 영상 각각을 9i(여기서, i는 자연수)+6개의 서브 영역(PSA,CSA)으로 분할하고, 각 서브 영역(PSA,CSA)에 위치하는 각 포인트의 휘도값을 산출한다.
얼룩 검출부(106)는 다수개의 서브 영역 중 중앙에 위치하는 중앙서브 영역(CSA)의 중앙 휘도값과, 중앙 서브 영역(CSA)을 제외한 나머지 주변 서브 영역(PSA)의 주변 휘도값들 각각을 비교하여 그 편차를 기초로 얼룩을 검출한다. 즉, 주변 휘도값들 각각과 중앙 휘도값을 비교하여 그 편차가 미리 설정된 임계값을 초과하면, 주변 서브 영역(PSA)에 얼룩 결함이 발생된 것으로 판단한다.
얼룩 보상 데이터 생성부(108)는 얼룩이 발생된 주변 서브 영역(PSA)의 주변 휘도값과, 중앙 서브 영역(CSA)의 중앙 휘도값의 차이를 줄이기 위해, 얼룩 보상 알고리즘을 적용하여 주변 서브 영역(PSA)의 휘도를 보상하기 위한 얼룩 보상 데이터를 생성한다. 즉, 얼룩 보상부(108)는 도 4에 도시된 바와 같이 중앙 휘도값(Lu_C)을 기준으로 주변 서브 영역에 위치하는 각 화소(PXL1,PXL2,PXL3,PXL4,...)의 휘도값이 높으면, 주변 서브 영역에 위치하는 각 화소(PXL1,PXL2,PXL3,PXL4,...)의 휘도를 낮출 수 있는 휘도 보상 데이터를 생성한다. 그리고, 중앙 휘도값(Lu_C)을 기준으로 주변 서브 영역의 각 화소(PXL1,PXL2,PXL3,PXL4,...)의 휘도값이 낮으면, 주변 서브 영역에 위치하는 각 화소(PXL1,PXL2,PXL3,PXL4,...)의 휘도를 높일 수 있는 얼룩 보상 데이터를 생성한다.
메모리(130)는 얼룩 보상 데이터 생성부(108)에서 생성된 얼룩 보상 데이터를 저장한다. 이 메모리(130)는 도 5에 도시된 평판 표시 장치의 데이터 처리부(162) 내에 포함되며, 표시 패널(110)의 각 화소의 휘도 불균일에 의한 얼룩 결함 등의 화질 왜곡 현상을 방지하기 위한 얼룩 보상 데이터를 평판 표시 장치에 제공한다.
데이터 처리부(162)는 메모리(130)에 저장된 얼룩 보정 데이터에 해당하는 게인값을 각 화소에 공급되는 입력 데이터에 적용하여 입력 데이터를 변조한다. 변조된 입력 데이터는 표시 패널(110)의 데이터 라인(DL)에 공급됨으로써 화질 왜곡이 발생되지 않은 영상이 표시 패널(110)에 구현된다.
도 5는 데이터 처리부를 가지는 본 발명에 따른 평판 표시 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 5에 도시된 평판 표시 장치는 데이터 드라이버(168)와, 스캔 드라이버(166)와, 타이밍 제어부(164)와, 표시 패널(110)을 구비한다.
표시 패널(110)은 매트릭스 형태로 배치된 다수의 화소들을 포함한다. 이러한 각 화소는 발광 소자와, 그 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 센싱 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함한다. 한편, 본 발명에서는 각 화소가 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 경우를 예로 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않고 액정셀을 포함하는 액정 표시 장치에도 적용될 수 있다.
스캔 드라이버(166)는 타이밍 제어부(164)로부터의 스캔 제어 신호에 응답하여 표시 패널(110)에 형성된 게이트 라인(GL)에 하이 상태 또는 로우 상태의 제1 게이트 전압을 공급한다.
데이터 드라이버(168)는 타이밍 제어부(164)로부터의 제어 신호 및 감마 전압을 이용하여 입력 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하고, 변화된 아날로그 형태의 데이터전압을 데이터 라인(DL)에 공급한다.
타이밍 제어부(164)는 스캔 드라이버(166) 및 데이터 드라이버(168)의 구동 타이밍을 제어하는 다수의 제어 신호를 생성함과 아울러 입력 데이터를 정렬하여 데이터 드라이버(168)에 공급한다. 여기서, 타이밍 제어부(164)에서 생성된 제어 신호들에는 스캔 드라이버(166)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 스캔 제어 신호(GCS)와, 데이터 드라이버(168)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 등이 포함된다.
이와 같은, 본 발명에 따른 평판 표시 장치는 데이터 처리부(162)를 이용하여 입력 데이터에 대응되는 얼룩 보상 데이터를 생성하여 입력 데이터의 휘도값을 보정함으로써 표시 패널(110)에 표시되는 각 화소의 휘도 불균일 특성에 따라 발생되는 얼룩 등의 화질 왜곡 현상을 개선 및 방지할 수 있다.
또한, 표시 패널(110)의 데이터 라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(168)가 표시 패널(110)의 양측에 위치하는 경우, 데이터 드라이버(168)와의 이격거리가 상대적으로 먼 표시 패널(110)의 중앙 서브 영역(CSA)에 공급되는 데이터 전압은 라인 저항의 증가로 표시 패널(110)의 주변 서브 영역(PSA)에 공급되는 데이터 전압보다 낮다. 이에 따라, 표시 패널(110) 전체에 동일 데이터 전압을 공급하더라도 표시 패널(110)의 중앙 서브 영역의 휘도는 표시 패널(110)의 주변 서브 영역(PSA)의 휘도보다 낮다. 이 경우, 표시 패널(110)의 중앙 서브 영역(CSA)의 휘도를 기준으로 주변 서브 영역(PSA)의 휘도를 낮추는 얼룩 보상을 실시하면, 주변 서브 영역(PSA)에 공급되는 데이터 전압이 상대적으로 낮아지므로 발광 소자 및 구동 트랜지스터의 열화를 최소화할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 휘도 보상부 및 얼룩 보상부를 포함하는 평판 표시 장치의 화질 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 평판 표시 장치의 제조가 완료된 후, 제품으로 출시되기 전에 평판 표시 장치의 표시 패널(110)의 화면 검사를 수행하여 전체 화소에 대한 얼룩 결함 및 휘도 왜곡의 보정을 수행한다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 각 화소에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱 전압 및/또는 이동도를 센싱하여, 각 화소에 포함된 구동 박막 트랜지스터의 문턱 전압 편차와 채널 이동도(mobility)의 변화 등에 의한 휘도 편차로 보상(S1단계)한다.
그런 다음, 접촉식 휘도계를 이용하여 테스트 영상의 중앙 서브 영역(CSA)의 휘도를 측정하고, 측정된 중앙 서브 영역(CSA)의 휘도값을 기초로 생성된 휘도 보상값을 이용하여 표시 패널(110) 전체의 휘도를 보상(S2단계)한다.
그런 다음, 표시 패널(110)의 다수의 서브 영역 각각의 휘도를 측정하여, 표시 패널(110)의 중앙 서브 영역(CSA)의 휘도값을 기준으로 주변 서브 영역(PSA)의 얼룩을 인지하고 주변 서브 영역(PSA)의 얼룩을 보상(S3단계)한다.
여기서, 얼룩 보상 방법에 대해 도 7을 결부하여 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 평판 표시 장치는 얼룩 불량 검사 장비 내부로 투입(S11단계)되어, 워크 스테이지 상에 안착된다. 워크 스테이지 상에 안착된 평판 표시 장치와, 영상 촬상부인 CCD카메라와 위치를 정렬(S12단계)한다. 위치가 정렬된 평판 표시 장치의 표시 패널(110)에는 16그레이의 제1 테스트 영상이 표시(S13단계)된다. 그런 다음, 표시 패널(110)에 표시되는 제1 테스트 영상을 촬상하여 제1 촬상 데이터를 생성한다.
그런 다음, 제1 촬상 데이터를 기초로 제1 테스트 영상 내에 포함된 각 서브 영역의 휘도값을 검출(S14단계)하고, 검출된 중앙서브 영역의 중앙 휘도값과, 주변 서브 영역의 주변 휘도값들 각각을 비교(S15단계)하여 그 차이를 기초로 얼룩을 검출한다. 즉, 주변 휘도값들 각각과, 중앙 휘도값을 비교하여 그 차이가 임계값을 초과하면, 주변 서브 영역에 얼룩 결함이 발생된 것으로 판단한다.
중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 얼룩이 발생된 주변 서브 영역의 휘도값을 보상하여 얼룩 보상 데이터를 생성(S16단계)하고, 그 얼룩 보상 데이터를 메모리에 저장(S17단계)한다.
그런 다음, 제1 테스트 영상과 다른 32그레이의 제2 테스트 영상을 생성(S18단계)하여 표시 패널에 표시(S13단계)한 후, 전술한 과정(S14단계,S15단계)을 통해 얼룩 보상 데이터를 생성(S16단계)하여 메모리에 저장(S17단계)한다. 그런 다음, 제2 테스트 영상과 다른 64그레이의 제3 테스트 영상을 생성(S18단계)하여 표시 패널에 표시(S13단계)한 후, 전술한 과정(S14단계,S15단계)을 통해 얼룩 보상 데이터를 생성(S16단계)하여 메모리에 저장(S17단계)한다. 그런 다음, 제3 테스트 영상과 다른 128그레이의 제4 테스트 영상을 생성(S18단계)하여 표시 패널에 표시(S13단계)한 후, 전술한 과정(S14단계,S15단계)을 통해 얼룩 보상 데이터를 생성(S16단계)하여 메모리에 저장(S17단계)한다.
이와 같이, 본 발명에서는 휘도 보상시 기준이 되는 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 얼룩 보상을 하게 되므로, 휘도 보상시 설정된 감마 커브가 틀어지는 변동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 감마 커버의 변동에 따른 휘도 재보상의 추가 공정이 불필요하므로 공정을 단순화할 수 있으며 비용을 감소할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100: 얼룩 보상부 110 : 표시 패널
120 : 영상 촬상부 130 : 메모리
140 : 테스트 영상 생성부 150 : 휘도 보상부

Claims (5)

  1. 표시 패널을 통해 표시되는 테스트 영상을 촬상하는 영상 촬상부와;
    상기 영상 촬상부로부터 촬상된 테스트 영상의 중앙에 위치하는 중앙 서브 영역의 휘도값을 기초로 상기 테스트 영상의 전체 휘도를 보상하는 휘도 보상부와;
    상기 휘도 보상된 상기 테스트 영상을 다수개의 서브 영역으로 구분하고, 상기 다수개의 서브 영역 중 중앙에 위치하는 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 상기 중앙 서브 영역을 제외한 나머지 주변 서브 영역의 휘도값을 보상하는 얼룩 보상부를 구비하는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼룩 보상부는
    상기 테스트 영상을 상기 다수개의 서브 영역으로 구분하여 각 서브 영역의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부와;
    상기 주변 서브 영역의 휘도값을 상기 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 보상하여 얼룩 보상 데이터를 생성하는 얼룩 보상 데이터 생성부를 구비하는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휘도 보상부에서의 상기 중앙 서브 영역의 휘도값은 상기 얼룩 보상부의 휘도값 산출부에서 산출된 상기 중앙 서브 영역의 휘도값과 동일한 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 휘도값 산출부는 상기 테스트 영상을 제9i+6(여기서, i는 자연수)개의 서브 영역으로 구분하여 각 서브 영역의 휘도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 화질 보상 장치.
  5. 표시 패널을 통해 표시되는 테스트 영상을 촬상하는 영상 촬상부와;
    상기 영상 촬상부로부터 촬상된 상기 테스트 영상을 다수개의 서브 영역으로 구분하여 각 서브 영역의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부와;
    상기 다수개의 서브 영역 중 중앙에 위치하는 중앙 서브 영역의 휘도값을 기준으로 상기 중앙 서브 영역을 제외한 나머지 주변 서브 영역의 휘도를 보상하여 얼룩 보상 데이터를 생성하는 얼룩 보상 데이터 생성부를 구비하는 얼룩 보상 장치.
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