KR20220094410A - 디스플레이 장치 및 그의 영상 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 시청 특성에 따라 적응적으로 영상의 휘도를 조절하여 소비 전력 및 잔상을 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 영상 처리 방법에 관한 것으로, 일 측면에 따른 디스플레이 장치에서 영상 처리부는 센싱부에서 제공된 시청 거리와, 디스플레이 영역에서 시청자에게 출력 영상을 제공하는 시청 영역과, 시청 영역에 표시될 영상 특성을 고려하여 출력 영상의 피크 휘도를 제어하고, 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 각 픽셀의 휘도를 제어할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 영상 처리 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING IMAGE OF THE SAME}

본 명세서는 시청 특성에 따라 적응적으로 영상의 휘도를 조절하여 소비 전력 및 잔상을 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 영상 처리 방법에 관한 것이다.

발광 디스플레이 장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자를 이용하여 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능할 뿐만 아니라 자유로운 형상으로 구현이 가능한 장점이 있다.

발광 디스플레이 장치는 롤러블(Rollable) 디스플레이, 타일드(Tiled) 디스플레이, 대면적 디스플레이 등과 같이 영상을 표시하는 디스플레이 영역의 크기를 다양하게 가변할 수 있다.

발광 디스플레이 장치는 소비 전력을 저감하기 위하여, 입력 영상의 평균 화상 레벨(Average Picture Level; 이하 APL)에 따라 피크 휘도를 제어하는 방법을 이용하고 있다.

그러나, 관련 기술의 APL에 따른 피크 휘도 제어 방법은 다양한 형태의 디스플레이 장치에서 전체의 디스플레이 영역이 구동되지 않고 시청 면적의 크기가 가변하는 경우를 고려하지 않아 사용자의 시청 특성에 따른 적정 휘도를 결정하기 어려운 문제점이 있다.

위에서 설명한 배경기술의 내용은 본 명세서의 발명자가 본 명세서의 예를 도출하기 위해 보유하고 있었거나, 본 명세서의 예를 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 명세서의 출원 이전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 명세서는 시청 특성에 따라 적응적으로 영상의 휘도를 조절하여 소비 전력 및 잔상을 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 영상 처리 방법을 제공한다.

본 명세서의 예에 따른 해결하고자 하는 과제들은 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재 내용으로부터 본 명세서의 기술 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 측면에 따른 디스플레이 장치에서 영상 처리부는 센싱부에서 제공된 시청 거리와, 디스플레이 영역에서 시청자에게 출력 영상을 제공하는 시청 영역과, 시청 영역에 표시될 영상 특성을 고려하여 출력 영상의 피크 휘도를 제어하고, 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 각 픽셀의 휘도를 제어할 수 있다.

영상 처리부는 시청 거리와, 시청 영역의 크기를 이용하여 시청자의 시야각을 산출하고, 산출된 시야각과, 센싱부에서 제공된 주변 조도를 이용하여 글레어 평가 함수(UGR)의 결과가 수용 등급에 속하도록 출력 영상의 피크 휘도를 산출하고, 시청 영역 중 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역을 제외한 액티브 영역에 포함되는 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 액티브 영역의 발광 비율로 산출하고, 산출된 액티브 영역의 발광 비율에 따라 산출된 피크 휘도를 조절할 수 있다. 영상 처리부는 조절된 피크 휘도를 감마 전압 생성부에 제공하여 그 감마 전압 생성부의 최대 감마 전압을 조절할 수 있다.

영상 처리부는 시청 영역의 크기에 따라 화면 비율을 산출하고, 액티브 영역의 발광 비율과 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 가우시안 함수 형태의 콘벡스 파워 컨트롤(CPC) 게인을 산출하고, 산출된 화면 비율에 따라 CPC 게인의 적용 조건을 가변하고, CPC 게인의 적용 조건에 따라 시청 영역의 중앙부에서 주변부로 갈수록 각 픽셀의 휘도가 점진적으로 감소하도록 각 픽셀의 CPC 게인을 적용하여 각 픽셀의 휘도를 조절할 수 있다.

일 측면에 따른 디스플레이 장치는 패널을 롤링하는 롤링 장치를 더 포함하고, 영상 처리부는 패널의 롤링 상태에 따라 패널의 디스플레이 영역에서 가변하는 시청 영역의 크기를 검출하고, 디스플레이 영역 대비 시청 영역의 크기에 따라 화면 비율을 산출하며, 산출된 화면 비율에 따라 CPC 게인을 시청 영역의 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 한 방향으로 적용하는 CPC 적용 조건을 결정할 수 있다.

영상 처리부는 시청 영역의 크기가 감소되어 디스플레이 영역의 화면 비율 대비 시청 영역의 수직 비율이 감소된 경우, CPC 게인을 시청 영역의 수평 방향으로만 적용할 수 있다.

일 측면에 따른 타일드 디스플레이 장치에서 통합 제어부는 복수의 패널의 디스플레이 영역이 조합된 통합 디스플레이 영역에서 시청자의 시청 거리에 따른 시야각 영역을 시청자의 시청 영역으로 결정하고, 결정된 시청 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 발광 비율로 산출하고, 산출된 발광 비율에 따라 통합 디스플레이 영역에 표시되는 출력 영상의 피크 휘도를 조절하고, 통합 디스플레이 영역의 중심부에서 주변부로 갈수록 공간적인 휘도가 점진적으로 감소하도록 각 픽셀의 위치에 따른 각 픽셀의 휘도를 제어할 수 있다.

통합 제어부는 시청 영역에서 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역의 픽셀 수를 제외한 액티브 영역을 검출하고, 산출된 액티브 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 발광 비율로 산출할 수 있다.

통합 제어부는 복수의 디스플레이 영역의 배치 형태에 따라 통합 디스플레이 영역의 화면 비율을 산출하고, 산출된 화면 비율에 따라 가우시한 함수 형태의 CPC 게인을 통합 디스플레이 영역의 수평 방향과 수직 방향 중 적어도 한 방향으로 적용할 수 있다.

통합 제어부는 산출된 화면 비율이 각 디스플레이 영역의 화면 비율 대비 수직 비율이 감소된 경우 가우시한 함수 형태의 CPC 게인을 통합 디스플레이 영역의 수평 방향으로 적용할 수 있다.

일 측면에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리 방법은 시청자의 시청 거리와 주변 조도를 센싱하는 단계; 패널의 디스플레이 영역에서 시청자에게 출력 영상을 제공하는 시청 영역을 검출하는 단계; 시청 거리와, 시청 영역과, 시청 영역에 표시될 영상 특성을 고려하여 출력 영상의 피크 휘도를 제어하는 단계; 및 상기 시청 영역과 영상 특성을 고려하여 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 각 픽셀의 휘도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

피크 휘도를 제어하는 단계는 시청 거리와, 시청 영역의 크기를 이용하여 시청자의 시야각을 산출하는 단계; 산출된 시야각과, 주변 조도를 이용하여 글레어 평가 함수(UGR)의 결과가 수용 등급에 속하도록 출력 영상의 피크 휘도를 산출하는 단계; 시청 영역 중 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역을 제외한 액티브 영역에 포함되는 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 액티브 영역의 발광 비율로 산출하는 단계; 및 산출된 액티브 영역의 발광 비율에 따라 산출된 피크 휘도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

각 픽셀의 휘도를 제어하는 단계는 시청 영역의 크기에 따라 화면 비율을 산출하는 단계; 액티브 영역의 발광 비율과 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 가우시안 함수 형태의 콘벡스 파워 컨트롤(CPC) 게인을 산출하는 단계; 및 산출된 화면 비율에 따라 CPC 게인의 적용 조건을 가변하고, CPC 게인의 적용 조건에 따라 시청 영역의 중앙부에서 주변부로 갈수록 각 픽셀의 휘도가 점진적으로 감소하도록 각 픽셀의 CPC 게인을 적용하여 각 픽셀의 휘도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

일 측면에 따른 타일드 디스플레이 장치의 영상 처리 방법은 시청자의 시청 거리를 센싱하여 시청 거리에 따른 시청자의 시야각을 산출하는 단계; 복수의 디스플레이 영역이 조합된 통합 디스플레이 영역에서 시청자의 시청 거리에 따른 시야각 영역을 시청자의 시청 영역으로 결정하고, 결정된 시청 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 발광 비율로 산출하는 단계; 및 산출된 발광 비율에 따라 상기 통합 디스플레이 영역에 표시되는 출력 영상의 피크 휘도를 조절하고, 상기 통합 디스플레이 영역의 중심부에서 주변부로 갈수록 공간적인 휘도가 점진적으로 감소하도록 각 픽셀의 위치에 따른 각 픽셀의 휘도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

위에서 언급된 과제의 해결 수단 이외의 본 명세서의 다양한 예에 따른 구체적인 사항들은 아래의 기재 내용 및 도면들에 포함되어 있다.

일 측면에 따른 디스플레이 장치와 그의 영상 처리 방법은 영상 특성외에 시청자의 시청 환경과 시청 영역의 크기(시청 면적, 구동 면적) 및 액티브 영역의 크기를 포함하는 시청 특성을 반영하여 영상의 휘도를 적응적으로 조절함으로써 소비 전력과 잔상을 저감할 수 있고 화질을 향상시킬 수 있다.

일 측멱에 따른 디스플레이 장치와 그의 영상 처리 방법은 시청 영역의 면적(구동 면적)이 가변하는 롤러블(Rollable) 디스플레이 장치, 타일드(Tiled) 디스플레이 장치와, 시청 영역이 가변하는 대면적 디스플레이 장치에 모두 적용되어 소비 전력과 잔상을 저감할 수 있고 화질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 한 픽셀 회로 및 데이터 드라이버의 일부 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 한 픽셀 회로 및 데이터 드라이버의 일부 구성을 나타낸 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치에서 시청 면적의 가변 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 영상 처리부에 적용되는 UGR 평가 함수의 변수들을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치에서 시야각을 결정하는 변수들을 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 대면적 디스플레이 장치에서 액티브 영역을 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 발광 비율에 따른 피크 휘도 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 화면 비율에 따른 CPC 적용 조건을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 타일드 디스플레이 장치에서 시청자의 시청 거리에 따른 시야각을 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 타일드 디스플레이 장치에서 패널 배치 형태에 따른 CPC 적용 조건을 나타낸 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 타일드 디스플레이 장치에서 패널 배치 형태에 따른 CPC 적용 조건을 나타낸 도면이다.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 "포함한다," "갖는다," "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 오차 범위에 대한 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들면, "상에," "상부에," "하부에," "옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, 예를 들면, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, "후에," 에 "이어서," "다음에," "전에" 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, a, b 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결" "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 간접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있는 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

"적어도 하나"는 연관된 구성요소의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, "제1, 제2, 및 제3 구성요소의 적어도 하나"의 의미는 제1, 제2, 또는 제3 구성요소뿐만 아니라, 제1, 제2, 및 제3 구성요소의 두 개 이상의 모든 구성요소의 조합을 포함한다고 할 수 있다.

본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 명세서의 실시예를 살펴보면 다음과 같다. 도면에 도시된 구성요소들의 스케일은 설명의 편의를 위해 실제와 다른 스케일을 가지므로, 도면에 도시된 스케일에 한정되지 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 한 픽셀 회로 및 데이터 드라이버의 일부 구성을 나타낸 회로도이다.

일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 전계발광 디스플레이 장치(Electroluminescent Display)가 적용될 수 있다. 전계발광 디스플레이 장치는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 디스플레이 장치, 퀀텀닷 발광 다이오드(Quantum-dot Light Emitting Diode) 디스플레이 장치, 또는 무기 발광 다이오드(Inorganic Light Emitting Diode) 디스플레이 장치가 이용될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치는 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 영상 처리부(600)를 갖는 타이밍 컨트롤러(400), 감마 전압 생성부(500), 메모리(700), 센서부(800) 등을 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)는 패널(100)을 구동하는 패널 드라이버로 정의할 수 있다. 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 감마 전압 생성부(500) 등을 디스플레이 드라이버로 정의할 수 있다. 영상 처리부(600)는 타이밍 컨트롤러(400)에 내장될 수 있거나, 타이밍 컨트롤러(400)와 분리되어 타이밍 컨트롤러(400)의 이전단에 위치할 수 있다.

패널(100)은 서브픽셀들(P)이 매트릭스형으로 배열된 픽셀 어레이 영역에 해당하는 디스플레이 영역(DA)을 통해 영상을 표시한다. 기본 단위 픽셀은 적색광을 방출하는 적색 서브픽셀, 녹색광을 방출하는 녹색 서브픽셀, 청색광을 방출하는 청색 서브픽셀, 백색광을 방출하는 백색 서브픽들 중 3색 또는 4색 서브픽셀들로 구성되거나 2색 서브픽셀들로 구성될 수 있다

각 서브픽셀(P)은 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 픽셀 회로를 포함한다. 발광 소자는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode), 퀀텀닷 발광 다이오드(Quantum-dot Light Emitting Diode), 또는 무기 발광 다이오드(Inorganic Light Emitting Diode)가 적용될 수 있다. 픽셀 회로는 발광 소자를 구동하는 구동 TFT와, 구동 TFT에 데이터 신호를 공급하는 스위칭 TFT를 적어도 포함하는 복수의 TFT와, 스위칭 TFT를 통해 공급된 데이터 신호에 상응하는 구동 전압(Vgs)을 저장하여 구동 TFT에 공급하는 스토리지 커패시터를 포함한다. 이외에도 픽셀 회로는 구동 TFT의 3전극(게이트, 소스, 드레인)을 각각 초기화하거나, 문턱 전압 보상을 위해 구동 TFT를 다이오드 구조로 연결시키거나, 발광 소자의 발광 시간을 제어하는 복수의 TFT를 더 포함할 수 있다. 픽셀 회로의 구성은 3T1C(3개 TFT, 1개 커패시터), 7T1C(7개 TFT, 1개 커패시터) 등과 같이 다양한 구성이 적용될 수 있다.

예를 들면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 각 서브픽셀(SP)은 고전위 구동전압(제1 구동 전압; EVDD)을 공급하는 제1 전원 라인(PW1)과, 저전위 구동전압(제2 구동전압; EVSS)을 공급하는 제2 전원 라인(PW2) 사이에 접속된 발광 소자(10)와, 발광 소자(10)를 독립적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2) 및 구동 TFT(DT)와 스토리지 커패시터(Cst)를 적어도 포함하는 픽셀 회로를 구비할 수 있다.

발광 소자(10)는 구동 TFT(DT)의 소스 노드(N2)와 접속된 애노드와, 제2 전원 라인(PW2)과 접속된 캐소드와, 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층을 구비한다. 애노드는 서브픽셀별로 독립적이지만 캐소드는 전체 서브픽셀들이 공유하는 공통 전극일 수 있다. 발광 소자(10)는 구동 TFT(DT)로부터 구동 전류가 공급되면 캐소드로부터의 전자가 유기 발광층으로 주입되고, 애노드로부터의 정공이 유기 발광층으로 주입되어, 유기 발광층에서 전자 및 정공의 재결합으로 형광 또는 인광 물질을 발광시킴으로써, 구동 전류의 전류값에 비례하는 밝기의 광을 발생한다.

제1 스위칭 TFT(ST1)는 게이트 드라이버(200)로부터 한 게이트 라인(Gn1)에 공급되는 스캔 게이트 펄스(SCn)에 의해 구동되고, 데이터 드라이버(300)로부터 데이터 라인(Dm)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 TFT(DT)의 게이트 노드(N1)에 공급한다.

제2 스위칭 TFT(ST2)는 게이트 드라이버(200)로부터 다른 게이트 라인(Gn2)에 공급되는 센스 게이트 펄스(SEn)에 의해 구동되고, 데이터 드라이버(300)로부터 레퍼런스 라인(Rm)에 공급되는 레퍼런스 전압(Vref)을 구동 TFT(DT)의 소스 노드(N2)에 공급한다. 한편, 센싱 모드일 때 제2 스위칭 TFT(ST2)는 구동 TFT(DT)의 특성이나 발광 소자(10)의 특성이 반영된 전류를 레퍼런스 라인(Rm)으로 제공할 수 있다.

제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)는 도 2 및 도 3과 같이 서로 다른 게이트 라인(Gn1, Gn2)에 의해 제어되거나, 동일 게이트 라인에 의해 제어될 수 있다.

구동 TFT(DT)의 게이트 노드(N1) 및 소스 노드(N2) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)를 통해 게이트 노드(N1) 및 소스 노드(N2)에 각각 공급된 데이터 전압(Vdata)과 레퍼런스 전압(Vref)의 차전압을 구동 TFT(DT)의 구동 전압(Vgs)으로 충전하고, 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)가 오프되는 발광 기간 동안 충전된 구동 전압(Vgs)을 홀딩한다.

구동 TFT(DT)는 제1 전원 라인(PW1)으로부터 공급되는 전류를 스토리지 커패시터(Cst)로부터 공급된 구동 전압(Vgs)에 따라 제어하여 구동 전압(Vgs)에 의해 정해진 구동 전류를 발광 소자(10)로 공급함으로써 발광 소자(10)를 발광시킨다.

게이트 드라이버(200)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 복수의 게이트 제어 신호에 따라 제어되고, 패널(100)의 게이트 라인들을 개별적으로 구동할 수 있다. 게이트 드라이버(200)는 각 게이트 라인(Gn1, Gn2)의 구동 기간에 게이트 온 전압의 스캔 신호를 해당 게이트 라인에 공급하고, 각 게이트 라인(Gn1, Gn2)의 비구동 기간에는 게이트 오프 전압을 해당 게이트 라인에 공급한다.

전압 레벨이 서로 다른 복수의 레퍼런스 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 디스플레이 장치의 감마 특성에 대응하는 복수의 레퍼런스 감마 전압들을 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급할 수 있다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 감마 데이터에 따라 레퍼런스 감마 전압 레벨을 조절하여 데이터 드라이버(300)로 출력할 수 있다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터의 피크 휘도 제어에 따라 최대 감마 전압인 고전위 전원 전압을 조절할 수 있고, 고전위 전원 전압에 따라 복수의 기준 레퍼런스 감마 전압들을 조절하여 데이터 드라이버(300)로 출력할 수 있다.

데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 데이터 제어 신호에 따라 제어되고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 디지털 데이터를 디지털-아날로그 변환부(DAC)를 통해 아날로그 데이터 신호로 변환하며 패널(100)의 각 데이터 라인(Dm)에 해당 데이터 신호를 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(300)는 감마 전압 생성부(500)로부터 공급된 복수의 레퍼런스 감마 전압들이 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환한다.

데이터 드라이버(300)는 레퍼런스 전압(Vref)을 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 패널(100)의 레퍼런스 라인(Rm)에 공급한다. 데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 레퍼런스 전압(Vref)을 표시용과 센싱용으로 구분하여 공급할 수 있다.

데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 센싱부를 이용하여 각 레퍼런스 라인(Rm)을 통해 각 서브픽셀의 구동 특성을 나타내는 신호를 전압 센싱 방식 또는 전류 센싱 방식으로 센싱하고 센싱한 신호를 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 통해 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(400)에 공급할 수 있다.

예를 들면, 일 실시예에 따른 데이터 드라이버(300)는 각 서브픽셀(SP)의 구동 특성, 즉 구동 TFT(DT)의 이동도, 임계 전압이나 발광 소자(10)의 열화 정도가 반영된 신호를, 도 2에 도시된 전압 센싱 방식으로 센싱하거나, 도 3에 도시된 전류 센싱 방식으로 센싱할 수 있다.

도 2를 참조하면, 데이터 드라이버(300)는 레퍼런스 라인(Rm)의 라인 커패시터(Cref)와 샘플링 앤드 홀딩부(SH) 및 ADC를 통해 각 서브픽셀(SP)의 구동 특성을 센싱할 수 있다. 데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 센싱용 데이터(Vdata)를 DAC를 통해 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(Dm)으로 공급하고, 센싱용 레퍼런스 전압(Vref)을 제1 스위치(SW1)를 통해 레퍼런스 라인(Rm)으로 공급할 수 있다. 게이트 드라이버(200)로부터의 스캔 게이트 펄스(SCn) 및 센스 게이트 펄스(SEn)에 의해 선택된 서브픽셀(P)에서 구동 TFT(DT)는 제1 스위칭 TFT(ST1)를 통해 공급되는 센싱용 데이터 전압(Vdata)과, 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 공급되는 센싱용 레퍼런스 전압(Vref)에 의해 구동될 수 있고 발광 소자(10)에 전류를 공급할 수 있다. 구동 TFT(DT)의 전기적인 특성(임계 전압, 이동도) 또는 발광 소자(10)의 열화 특성(임계 전압, 내부 커패시턴스 Co)가 반영된 전류가 제2 스위칭 TFT(ST2)를 통해 플로팅 상태인 레퍼런스 라인(Rm)의 라인 커패시터(Cref)에 충전될 수 있다. 이어서, 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따른 샘플링 시점에서, 데이터 드라이버(300)는 레퍼런스 라인(Rm)에 충전된 전압을 샘플링 앤드 홀딩부(SH)를 통해 샘플링 및 홀딩하여 센싱하고, 센싱한 전압을 ADC를 통해 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(400)로 출력할 수 있다.

도 3을 참조하면, 데이터 드라이버(300)는 레퍼런스 라인(Rm)과 접속된 전류 적분기(CI), 샘플링 앤드 홀딩부(SH) 및 ADC를 통해 각 서브픽셀(SP)의 구동 특성을 센싱할 수 있다.

도 3을 참조하면, 데이터 드라이버(300)는 전류 적분기(CI)를 통해 센싱용 레퍼런스 전압(Vref)을 레퍼런스 라인(Rm)으로 공급할 수 있다. 제1 및 제2 스위칭 TFT(ST1, ST2)의 구동을 통해 구동 TFT(DT)의 전기적인 특성(임계 전압, 이동도) 또는 발광 소자(10)의 열화 특성(임계 전압, 내부 커패시턴스 Co)가 반영된 전류가 레퍼런스 라인(Rm)을 통해 전류 적분기(CI)에 공급되고, 전류 적분기(CI)는 공급받은 전류를 적분하여 전압으로 센싱할 수 있다. 데이터 드라이버(300-1)는 전류 적분기(CI)를 통해 센싱한 전압을 샘플링 앤드 홀딩부(SH) 및 ADC를 통해 센싱 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(400)로 출력할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(400)는 외부 시스템으로부터 공급받은 타이밍 제어 신호들과 내부에 저장된 타이밍 설정 정보를 이용하여 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)를 제어한다. 호스트 시스템은 컴퓨터, TV 시스템, 셋탑 박스, 태블릿이나 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 타이밍 제어 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(400)는 게이트 드라이버(200)의 구동 타이밍을 제어하는 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버(400)로 공급한다. 타이밍 컨트롤러(400)는 데이터 드라이버(300)의 구동 타이밍을 제어하는 복수의 데이터 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급한다.

타이밍 컨트롤러(400)는 영상 데이터에 대하여 각 서브픽셀(P)의 특성 편차 보상, 잔상 보상과 같은 보상 처리를 수행할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(400)는 패널 구동부(200, 300)를 제어하여 패널(100)을 센싱 모드로 구동하고, 데이터 드라이버(300)를 통해 패널(100)의 각 서브픽셀의 특성 편차나 열화가 반영된 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth), 구동 TFT(DT)의 이동도, 발광 소자(10)의 열화 정도(문턱 전압)를 센싱할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(400)는 센싱 결과를 기초하여 각 서브픽셀의 보상 데이터(Vth 보상 데이터, 이동도 보상 데이터, 열화 보상 데이터)를 생성할 수 있고, 생성된 보상 데이터를 메모리(700)에 저장할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(400)는 메모리(700)에 저장된 각 서브픽셀의 보상 데이터를 적용하여 각 서브픽셀의 영상 데이터를 보상함으로써, 각 픽셀의 특성 편차와 잔상을 보상하는 보상 처리를 수행할 수 있다.

디스플레이 장치의 센싱 모드들은 호스트 시스템의 지시에 따라 수행되거나, 호스트 시스템을 통한 사용자 요청에 의해 수행되거나, 타이밍 컨트롤러(400)의 구동 시퀀스에 따라 수행될 수 있다.

특히, 타이밍 컨트롤러(400)는 시청 환경, 시청 면적을 등을 고려한 시청 특성과, 액티브 영역의 영상 특성에 따라 영상의 휘도를 적응적으로 조절하는 영상 처리부(600)를 포함할 수 있다. 영상 처리부(600)는 타이밍 컨트롤러(400)와 분리되어 타이밍 컨트롤러(400)의 이전단에 위치할 수 있다.

센서부(800)는 시청자의 시청 위치, 시청 거리, 주변 조도를 센싱하여 영상 처리부(600)로 제공할 수 있다.

영상 처리부(600)는 시청 특성 및 영상 특성에 따라, 영상의 피크 휘도를 제어하는 피크 휘도 제어(Peak Luminance Control; PLC) 방법과, 공간적인 휘도 감소율을 제어하는 콘벡스 파워 컨트롤(Convex Power Control; CPC) 방법 중 적어도 하나를 이용함으로써, 소비 전력 및 잔상을 저감할 수 있고 화질을 향상시킬 수 있다.

영상 처리부(600)는 센서부(800)에서 센싱된 시청자의 시청 위치, 시청 거리, 디스플레이 영역(DA)에서 가변하는 시청 영역의 면적(시청 면적, 구동 면적)을 이용하여, 시청자의 시야각을 산출할 수 있다. 영상 처리부(600)는 디스플레이 영역(DA)에서 가변하는 시청 면적(구동 면적)을 이용하여 화면 비율을 산출할 수 있다. 영상 처리부(600)는 디스플레이 영역(DA)의 시청 면적(구동 면적)에서 블랙 표시 영역(비발광 영역, 비액티브 영역)을 제외한 액티브 영역을 검출할 수 있고, 그 액티브 영역에 표시되는 영상 특성(평균 화상 레벨 APL)을 나타내는 발광 비율을 산출할 수 있다.

영상 처리부(600)는 시청자의 시야각과, 센서부(800)에서 센싱된 주변 조도, 시청 면적의 크기 등을 이용하여 적합한 피크 휘도를 설정할 수 있고, PLC 방법을 이용하여 발광 비율에 따라 피크 휘도 제어 신호를 생성할 수 있다. 영상 처리부(600)는 피크 휘도 제어 신호를 감마 전압 생성부(500)로 출력하여 최대 감마 전압을 조절함으로써 패널(100)에 표시되는 출력 영상의 피크 휘도를 조절할 수 있다.

영상 처리부(600)는 디스플레이 영역(DA)에서 가변하는 시청 면적(구동 면적)을 이용하여 화면 비율을 산출할 수 있다. 영상 처리부(600)는 화면 비율과 발광 비율을 이용하여, 디스플레이 영역(DA) 중 시청 면적에서 공간적인 휘도 감소량을 결정하는 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 픽셀의 위치에 따라 생성할 수 있고, 생성된 게인을 적용하여 각 픽셀의 휘도를 조절함으로써 출력 영상의 휘도를 공간적으로 조절할 수 있다.

영성 처리부(600)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

일 실시예에 따른 영상 처리부(600)를 포함하는 디스플레이 장치는 시청 면적(구동 면적)이 가변하는 롤러블(Rollable) 디스플레이 장치, 복수의 디스플레이 장치를 포함하여 시청 면적이 가변하는 타일드(Tiled) 디스플레이 장치, 액티브 영역이 가변하는 대면적 디스플레이 장치 등에 모두 적용될 수 있고, PLC 방법과 CPC 방법 중 적어도 하나를 이용하여 소비 전력 및 잔상을 저감할 수 있고 화질을 향상시킬 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리부(600)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리부(600)는 시청 특성 검출부(610), PLC 적용부(620), CPC 적용부(630)를 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상 처리 방법은 시청 특성 검출 단계(S610), PLC 처리 단계(S620), CPC 처리 단계(S630)를 포함할 수 있다. 시청 특성 검출 단계(S610)는 시청 위치 센싱 단계(S602), 시청 거리 센싱 단계(S604), 시청 면적 검출 단계(S606), 액티브 영역의 크기 검출 단계(S608)를 포함할 수 있고, 주변 조도 센싱 단계(S612)를 추가적으로 포함할 수 있다. PLC 처리 단계(S620)는 시야각 산출 단계(S622), 적정한 피크 휘도 산출 단계(S24), 발광 비율 산출 단계(S626), PLC 적용 단계(S628)를 포함할 수 있다. CPC 처리 단계(S630)는 화면 비율 산출 단계(S632), CPC 적용 단계(S634)를 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 영상 처리부(600)에서 시청 특성 검출부(610)는 센싱부(800)에서 센싱된 시청자의 시청 위치, 시청 거리와 같은 시청자 센싱 정보를 공급받을 수 있(S602, S604). 시청 특성 검출부(610)는 패널(100)의 디스플레이 영역 중 시청자에게 영상을 제공하는 시청 면적(구동 면적)과, 그 시청 면적에서 블랙 영역을 제외한 액티브 영역의 크기(픽셀 수)를 검출할 수 있다(S606, S608). 시청 특성 검출부(610)는 센싱부(800)에서 센싱된 주변 조도를 공급받아 PLC 적용부(620)로 제공할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치의 디스플레이 영역에서 시청 면적의 가변 상태를 나타낸 도면이다.

시청 특성 검출부(610)는 도 6에 도시된 롤러블 디스플레이 장치와 같이 롤링 장치(120)의 롤러블 동작에 따라 패널(100, 100A)의 형태가 변화하는 경우 디스플레이 영역 중 영상을 표시하는 구동 면적, 즉 시청자에게 영상을 제공하는 시청 면적을 검출할 수 있다(S606). 시청 특성 검출부(610)는 롤링 장치(120)의 동작(롤링 모터의 회전 수 및 회전 상태)에 따라 패널(100, 100A)의 롤링 상태를 감지할 수 있고, 롤링 상태에에 따라 패널(100, 100A)의 디스플레이 영역에서 영상을 표시하는 시청 영역의 면적이나 크기를 검출할 수 있다.

예를 들면, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 패널(100)이 롤링 장치(120)에 의해 롤링되지 않은 상태에서 제1 높이(h1)을 갖는 디스플레이 영역을 통해 영상을 표시하는 경우 시청 면적의 크기는 패널(100)의 디스플레이 영역의 크기와 동일할 수 있다.

반면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 롤링 장치(120)에 의해 패널(100A)의 일부가 롤링되어 디스플레이 영역 중 제2 높이(h2)를 갖는 경우 시청 면적을 통해 영상을 표시하는 경우, 높이 비율(h2/h1)을 산출하여 전체 디스플레이 영역 대비 가변된(감소된) 시청 면적을 검출할 수 있다.

또한, 시청 특성 검출부(610)는 검출된 시청 면적에서 임계값 이상의 영역 크기에 블랙을 표시하는 비발광 영역(NA1, NA2)을 검출할 수 있고, 시청 면적에서 비발광 영역(NA1, NA2)을 제외한 나머지 발광 영역을 액티브 영역으로 검출할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, PLC 적용부(620)는 시청 특성 검출부(610)로부터 시청자의 시청 위치, 시청 거리, 시청 면적을 공급받아 시청자의 시야각을 산출할 수 있고(S622), 산출된 시야각과 주변 조도와 시청 면적 등을 이용하여 글레어(Glare) 평가 함수(UGR)의 결과가 수용 등급을 만족하는 적정한 피크 휘도를 산출할 수 있다(S624).

도 7은 일 실시예에 따른 영상 처리부(600) 및 영상 처리 방법에 적용되는 UGR 평가 함수의 변수들을 나타낸 도면이다.

PLC 적용부(620)는 도 7 및 아래 수학식 1과 같이 국제 조명 학회(CIE) 표준 모델로 제공된 통합 글레어 등급(Unified Glare Rating; 이하 UGR) 평가 함수를 이용하여 적합한 글레어 평가 등급(UGR=16~19)을 만족하도록 피크 휘도를 산출할 수 있다.

도 7 및 상기 수학식 1을 참조하면, Lb는 주변 조도를, P는 도 7에 도시된 시청자 정면으로부터의 각 픽셀의 위치 지수를, Ls는 피크 휘도를, ω는 시청자의 시야각 변수를 나타낸 것으로 도 7에 도시된 디스플레이 장치의 시청 면적(A)과, 시청 거리(r)에 따라 결정되는 시야각(θ)을 이용하여 상기 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치에서 시야각을 결정하는 변수들을 나타낸 도면이다.

예를 들면, PLC 적용부(620)는 도 8에 도시된 롤러블 디스플레이 장치에서 롤러블되는 패널(100)의 시청 면적(A)의 높이(h)와, 시청 거리(D)를 이용하여 시청자의 시야각(θ)을 산출할 수 있다.

PLC 적용부(620)는 글레어 평가 함수를 이용하여, 시청자의 시야각(θ), 각 픽셀의 위치 지수(P), 시청 면적(A), 주변 조도에 따라 글레어 평가 등급(UGR=16~19, 예를 들면 UGR=17)을 만족하는 피크 휘도(Ls)를 산출할 수 있다.

PLC 적용부(620)는 시청 특성 검출부(610)로부터 시청 면적 중 액티브 영역에 표시되는 영상의 평균 화상 레벨을 아래 수학식 2와 같이 발광 비율로 산출할 수 있다(S626).

상기 수학식 2에서 Active size는 패널(100)의 디스플레이 영역 또는 도 6에 도시된 바와 같이 가변된 시청 면적(디스플레이 영역의 전체 픽셀수 × h2/h1)에서 일정 크기 이상의 블랙 영역(NA1 or NA2)의 픽셀수를 제외한 액티브 영역의 픽셀 수를 의미한다.

도 9는 일 실시예에 따른 대면적 디스플레이 장치에서 액티브 영역을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 대면적 디스플레이 장치의 패널(100)에서 디스플레이 영역(DA) 중 액티브 영역(AA)의 크기(픽셀 수)는, 디스플레이 영역(DA)의 전체 픽셀 수에서 블랙 바를 표시하는 블랙 영역(NA)의 크기(픽셀 수)를 제외한 픽셀 수로 정의될 수 있다.

PLC 적용부(620)는 액티브 영역(AA)에서 포함되는 픽셀들의 R, G, B 서브픽셀 중 최대 계조값(max)을 모두 합산한 결과를 액티브 영역의 픽셀 수(Active size)로 평균한 평균 화상 레벨(APL)을 발광 비율로 산출할 수 있다.

PLC 적용부(620)는 산출된 발광 비율에 따라 피크 휘도를 조절하여 조절된 피크 휘도를 감마 전압 생성부(500)에 출력할 수 있다(S628).

도 10은 일 실시예에 따른 발광 비율에 따른 피크 휘도 관계를 나타낸 그래프이다.

PLC 적용부(620)는 도 9에 도시된 발광 비율과 피크 휘도 관계와 같이 발광 비율이 증가할수록 피크 휘도는 감소하도록 조절할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, CPC 적용부(630)는 시청 특성 검출부(610)로부터 시청 면적을 공급받아 화면 비율을 산출할 수 있고(S632), PLC 적용부(620)로부터 공급받은 발광 비율과 산출된 화면 비율을 이용하여 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 산출하고, CPC 게인을 적용하여 각 픽셀의 휘도를 조절함으로써 출력 영상의 휘도를 공간적으로 조절할 수 있다(S634).

CPC 적용부(630)는 시청 특성 검출부(610)로부터 공급받은 시청 면적에 따라 화면 비율을 산출할 수 있다(S632).

도 11은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치에서 화면 비율에 따른 CPC 적용 결과를 나타낸 도면이다.

도 11(a) 및 도 6(a)를 참조하면, 패널(100)이 롤링되지 않은 상태에서 디스플레이 영역 전체에 영상을 표시하는 경우, 시청 면적의 화면 비율은 디스플레이 영역의 화면 비율(16:9)과 동일하게 결정될 수 있다.

도 11(b) 및 도 6(b)를 참조하면, 롤링된 상태의 패널(100A, 100B)에서 디스플레이 영역의 일부에 영상을 표시하여 시청 면적이 가변(감소)하는 경우, 감소된 시청 면적의 비율(h2/h1)을 이용하여 시청 면적의 화면 비율(16:3)을 산출할 수 있다.

CPC 적용부(630)는 PLC 적용부(620)으로부터 공급받은 발광 비율에 따라 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 산출할 수 있고, 시청 면적의 화면 비율에 따라 CPC 적용 조건을 가변하고, 가변된 CPC 적용 조건에 따라 CPC 게인을 적용하여 각 픽셀의 위치에 따라 시청 면적의 중심부에서 주변부로 갈수록 휘도가 가우시안 함수 형태로 감소하도록 휘도를 조절할 수 있다(S634).

CPC 적용부(630)는 발광 비율에 따라 시그마(σ) 변수를 가변시킴으로써 가우시안 함수의 곡률(기울기)을 조절함으로써 각 픽셀의 위치에 따른 CPC 게인을 산출할 수 있다.

예를 들면, 발광 비율이 높을수록 시그마(σ) 변수가 감소하여 가우시안 함수의 곡률(기울기)이 감소하는 형태를 가질 수 있고, 발광 비율이 낮을수록 시그마(σ) 변수가 증가하여 가우시안 함수의 곡률(기울기)이 증가하는 형태를 가질 수 있다.

CPC 적용부(630)는 발광 비율에 따라 결정된 가우시안 함수를 이용하여 각 픽셀의 위치에 따른 CPC 게인을 산출할 수 있다.

특히, CPC 적용부(630)는 도 11에 도시된 바와 같이 롤러블 디스플레이 장치에서 시청 면적에 따라 화면 비율이 가변하는 경우, CPC 적용 조건을 가변시킬 수 있다.

예를 들면, 도 11(a)에 도시된 바와 같이 롤링되지 않은 패널(100)에 영상을 표시하여 디스플레이 영역의 화면 비율과 시청 면적의 화면 비율과 같은 경우, 즉 시청 면적이 가변하지 않은 경우 CPC 적용부(630)는 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 패널(100)의 수평 방향 및 수직 방향에 모두 적용함으로써 패널(100)의 중앙부에서 수평 방향 및 수직 방향의 주변부로 갈수록 휘도가 가우시안 형태로 감소하게 된다.

도 11(b)에 도시된 바와 같이 롤링된 상태의 패널(100B)에 의해 시청 면적이 감소하는 경우, 즉 감소된 시청 면적에 따라 디스플레이 영역의 화면 비율(16:9) 대비 수직 비율이 감소(16:3)하는 경우 CPC 적용부(630)는 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 패널(100)의 수평 방향에만 적용함으로써 패널(100)의 중앙부에서 수평 방향의 주변부로 갈수록 휘도가 가우시안 형태로 감소하게 된다.

도 12는 일 실시예에 따른 타일드 디스플레이 장치에서 시청자의 시청 거리에 따른 시야각을 나타낸 도면이고, 도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 타일드 디스플레이 장치에서 패널 배치 형태에 따른 CPC 적용 조건을 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 타일드 디스플레이 장치는 복수의 디스플레이 장치의 패널(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)을 조합한 통합 디스플레이 영역을 통해 영상을 표시할 수 있다.

복수의 디스플레이 장치는 일 실시예에 따른 영상 처리부(600)를 포함하는 통합 제어부(1000)를 포함할 수 있다. 통합 제어부(1000)는 앞서 설명한 바와 같이 시청 특성 및 영상 특성에 따라 PLC 방법과 CPC 방법을 적용하여 영상의 휘도를 적응적으로 조절하는 영상 처리부(600)를 포함할 수 있다. 통합 제어부(1000)는 영상 처리부(600)의 출력 영상을 분할하여 복수의 디스플레이 장치에 각각 분할 영상을 공급할 수 있다, 복수의 디스플레이 장치는 통합 제어부(1000)로부터 분할 영상을 공급받아 복수의 패널(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 각각 표시할 수 있다.

통합 제어부(1000)에 내장된 영상 처리부(600)는 시청자의 시청 거리에 따라 가변되는 시야각 영역(VA1, VA2, VA3)을 시청자의 시청 면적으로 결정할 수 있다. 영상 처리부(600)는 시야각(θ)에 따른 시청 면적(VA1, VA2, VA3)에서 블랙 영역(NA1, NA2)을 제외한 액티브 영역의 크기(픽셀 수)를 검출할 수 있다. 영상 처리부(600)는 아래 표 1과 같이 시야각(θ)에 따른 시청 면적(VA1, VA2, VA3)에서 검출된 액티브 영역에 포함되는 픽셀들의 R, G, B 서브픽셀 중 최대 계조값(max)을 모두 합산한 결과를 액티브 영역의 픽셀 수(number of pixels in θ)로 평균한 평균 화상 레벨(APL)을 발광 비율, 즉 시청 거리에 따른 발광 비율로 산출할 수 있다.

영상 처리부(600)는 시청 거리에 따라 산출된 발광 비율(APL)을 적용하여 피크 휘도를 조절할 수 있고, CPC 게인을 조절할 수 있다.

영상 처리부(600)는 타일드 디스플레이 장치에서 패널(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 배치 형태에 따라 통합 디스플레이 영역의 화면 비율을 시청 면적의 화면 비율로 산출할 수 있고, 통합 디스플레이 영역의 화면 비율(시청 면적의 화면 비율)에 따라 CPC 적용 조건을 가변할 수 있다.

예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이 복수의 패널(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)이 수직 방향 및 수평 방향으로 배치되어 통합 디스플레이 영역의 화면 비율(16:9)을 유지하는 경우 영상 처리부(600)는 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 통합 디스플레이 영역의 수평 방향 및 수직 방향에 모두 적용함으로써 통합 디스플레이 영역의 중앙부에서 수평 방향 및 수직 방향의 주변부로 갈수록 공간적인 휘도를 가우시안 형태로 감소시킬 수 있다.

한편, 도 14에 도시된 바와 같이 복수의 패널(100-1, 100-2, 100-3)이 수평 방향으로 배치되어 각 디스플레이 영역의 화면 비율(16:9) 대비 통합 디스플레이 영역의 수직 비율이 감소(16:3)한 경우 영상 처리부(600)는 가우시안 함수 형태의 CPC 게인을 통합 디스플레이 영역의 수평 방향에만 적용함으로써 통합 디스플레이 영역의 중앙부에서 수평 방향의 주변부로 갈수록 공간적인 휘도를 가우시안 형태로 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 영상 처리부(600)를 포함하는 디스플레이 장치는 시청 면적(구동 면적)이 가변하는 롤러블(Rollable) 디스플레이 장치, 복수의 디스플레이 장치를 포함하여 시청 면적이 가변하는 타일드(Tiled) 디스플레이 장치, 액티브 영역이 가변하는 대면적 디스플레이 장치 등에 모두 적용될 수 있으며, 시청 특성 및 영상 특성에 따라 PLC 방법과 CPC 방법 중 적어도 하나를 이용하여 소비 전력 및 잔상을 저감할 수 있고 화질을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 명세서의 다양한 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 명세서의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 기술 사상이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 기술 범위 또는 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 패널 200: 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버 400: 타이밍 컨트롤러
500: 감마 전압 생성부 600: 영상 처리부
700: 메모리 800: 센서부
610: 시청 특성 검출부 620: PLC 적용부
630: CPC 적용부 1000: 통합 제어부

Claims (20)

1. 복수의 픽셀이 배치된 디스플레이 영역을 포함하는 패널;
   상기 패널을 구동하는 패널 드라이버;
   입력 영상의 휘도를 조절하여 상기 패널 드라이버에 출력하는 영상 처리부; 및
   시청자의 시청 거리와 주변 조도를 센싱하는 센서부를 포함하고,
   상기 영상 처리부는
   상기 센싱부에서 제공된 시청 거리와, 상기 디스플레이 영역에서 상기 시청자에게 출력 영상을 제공하는 시청 영역과, 상기 시청 영역에 표시될 영상 특성을 고려하여 상기 출력 영상의 피크 휘도를 제어하고, 상기 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 상기 각 픽셀의 휘도를 제어하는 디스플레이 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상 처리부는
   상기 시청 거리와, 상기 시청 영역의 크기를 이용하여 상기 시청자의 시야각을 산출하고,
   상기 산출된 시야각과, 상기 센싱부에서 제공된 주변 조도를 이용하여 글레어 평가 함수(UGR)의 결과가 수용 등급에 속하도록 상기 출력 영상의 피크 휘도를 산출하고,
   상기 시청 영역 중 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역을 제외한 액티브 영역에 포함되는 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 상기 액티브 영역의 발광 비율로 산출하고,
   상기 산출된 액티브 영역의 발광 비율에 따라 상기 산출된 피크 휘도를 조절하는 디스플레이 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 영상 처리부는
   상기 조절된 피크 휘도를 감마 전압 생성부에 제공하여 그 감마 전압 생성부의 최대 감마 전압을 조절하는 디스플레이 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상 처리부는
   상기 시청 영역의 크기에 따라 화면 비율을 산출하고,
   상기 액티브 영역의 발광 비율과 상기 시청 영역에서 상기 각 픽셀의 위치에 따라 가우시안 함수 형태의 콘벡스 파워 컨트롤(CPC) 게인을 산출하고,
   상기 산출된 화면 비율에 따라 상기 CPC 게인의 적용 조건을 가변하고,
   상기 CPC 게인의 적용 조건에 따라 상기 시청 영역의 중앙부에서 주변부로 갈수록 각 픽셀의 휘도가 점진적으로 감소하도록 상기 각 픽셀의 CPC 게인을 적용하여 상기 각 픽셀의 휘도를 조절하는 디스플레이 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 패널을 롤링하는 롤링 장치를 더 포함하고,
   상기 영상 처리부는
   상기 패널의 롤링 상태에 따라 상기 패널의 디스플레이 영역에서 가변하는 상기 시청 영역의 크기를 검출하고,
   상기 디스플레이 영역 대비 상기 시청 영역의 크기에 따라 상기 화면 비율을 산출하며,
   상기 산출된 화면 비율에 따라 상기 CPC 게인을 상기 시청 영역의 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 한 방향으로 적용하는 상기 CPC 적용 조건을 결정하는 디스플레이 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 영상 처리부는
   상기 시청 영역의 크기가 감소되어 상기 디스플레이 영역의 화면 비율 대비 상기 시청 영역의 수직 비율이 감소된 경우, 상기 CPC 게인을 상기 시청 영역의 수평 방향으로만 적용하는 디스플레이 장치.
7. 복수의 픽셀이 배치된 디스플레이 영역을 각각 포함하는 복수의 패널의 조합을 통해 영상을 표시하는 복수의 디스플레이 장치;
   입력 영상을 분할한 복수의 분할 영상을 상기 복수의 디스플레이 장치 각각 공급하는 통합 제어부; 및
   시청자의 시청 거리를 센싱하는 센서부를 포함하고,
   상기 통합 제어부는
   복수의 패널의 디스플레이 영역이 조합된 통합 디스플레이 영역에서 상기 시청자의 시청 거리에 따른 시야각 영역을 상기 시청자의 시청 영역으로 결정하고, 상기 결정된 시청 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 발광 비율로 산출하고,
   상기 산출된 발광 비율에 따라 상기 통합 디스플레이 영역에 표시되는 출력 영상의 피크 휘도를 조절하고, 상기 통합 디스플레이 영역의 중심부에서 주변부로 갈수록 공간적인 휘도가 점진적으로 감소하도록 각 픽셀의 위치에 따른 각 픽셀의 휘도를 제어하는 타일드 디스플레이 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 통합 제어부는
   상기 시청 영역에서 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역의 픽셀 수를 제외한 액티브 영역을 검출하고, 상기 산출된 액티브 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 상기 발광 비율로 산출하는 타일드 디스플레이 장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 통합 제어부는
   상기 복수의 디스플레이 영역의 배치 형태에 따라 상기 통합 디스플레이 영역의 화면 비율을 산출하고,
   상기 산출된 화면 비율에 따라 가우시한 함수 형태의 CPC 게인을 상기 통합 디스플레이 영역의 수평 방향과 수직 방향 중 적어도 한 방향으로 적용하는 타일드 디스플레이 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 통합 제어부는
    상기 산출된 화면 비율이 상기 각 디스플레이 영역의 화면 비율 대비 수직 비율이 감소된 경우 상기 가우시한 함수 형태의 CPC 게인을 상기 통합 디스플레이 영역의 수평 방향으로 적용하는 타일드 디스플레이 장치.
11. 시청자의 시청 거리와 주변 조도를 센싱하는 단계;
    패널의 디스플레이 영역에서 상기 시청자에게 출력 영상을 제공하는 시청 영역을 검출하는 단계;
    상기 시청 거리와, 시청 영역과, 상기 시청 영역에 표시될 영상 특성을 고려하여 상기 출력 영상의 피크 휘도를 제어하는 단계; 및
    상기 시청 영역과 상기 영상 특성을 고려하여 상기 시청 영역에서 각 픽셀의 위치에 따라 상기 각 픽셀의 휘도를 제어하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 피크 휘도를 제어하는 단계는
    상기 시청 거리와, 상기 시청 영역의 크기를 이용하여 상기 시청자의 시야각을 산출하는 단계;
    상기 산출된 시야각과, 상기 주변 조도를 이용하여 글레어 평가 함수(UGR)의 결과가 수용 등급에 속하도록 상기 출력 영상의 피크 휘도를 산출하는 단계;
    상기 시청 영역 중 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역을 제외한 액티브 영역에 포함되는 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 상기 액티브 영역의 발광 비율로 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 액티브 영역의 발광 비율에 따라 상기 산출된 피크 휘도를 조절하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 피크 휘도를 제어하는 단계는
    상기 조절된 피크 휘도를 이용하여 감마 전압 생성부의 최대 감마 전압을 조절하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 각 픽셀의 휘도를 제어하는 단계는
    상기 시청 영역의 크기에 따라 화면 비율을 산출하는 단계;
    상기 액티브 영역의 발광 비율과 상기 시청 영역에서 상기 각 픽셀의 위치에 따라 가우시안 함수 형태의 콘벡스 파워 컨트롤(CPC) 게인을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 화면 비율에 따라 상기 CPC 게인의 적용 조건을 가변하고, 상기 CPC 게인의 적용 조건에 따라 상기 시청 영역의 중앙부에서 주변부로 갈수록 각 픽셀의 휘도가 점진적으로 감소하도록 상기 각 픽셀의 CPC 게인을 적용하여 상기 각 픽셀의 휘도를 조절하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 패널의 롤링 상태에 따라 상기 패널의 디스플레이 영역에서 가변하는 상기 시청 영역의 크기가 가변하고,
    상기 디스플레이 영역 대비 상기 시청 영역의 크기에 따라 상기 화면 비율이 산출되고,
    상기 산출된 화면 비율에 따라 상기 CPC 게인을 상기 시청 영역의 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 한 방향으로 적용하는 상기 CPC 적용 조건이 결정되는 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 시청 영역의 크기가 감소되어 상기 디스플레이 영역의 화면 비율 대비 상기 시청 영역의 수직 비율이 감소된 경우, 상기 CPC 게인을 상기 시청 영역의 수평 방향으로만 적용하는 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
17. 복수의 디스플레이 장치의 복수의 디스플레이 영역을 조합을 통해 출력 영상을 표시하는 타일드 디스플레이 장치에서,
    시청자의 시청 거리를 센싱하여 시청 거리에 따른 시청자의 시야각을 산출하는 단계;
    상기 복수의 디스플레이 영역이 조합된 통합 디스플레이 영역에서 상기 시청자의 시청 거리에 따른 시야각 영역을 상기 시청자의 시청 영역으로 결정하고, 상기 결정된 시청 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 발광 비율로 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 발광 비율에 따라 상기 통합 디스플레이 영역에 표시되는 출력 영상의 피크 휘도를 조절하고, 상기 통합 디스플레이 영역의 중심부에서 주변부로 갈수록 공간적인 휘도가 점진적으로 감소하도록 각 픽셀의 위치에 따른 각 픽셀의 휘도를 제어하는 단계를 포함하는 타일드 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 시청 영역에서 임계치 이상 크기의 블랙 표시 영역의 픽셀 수를 제외한 액티브 영역을 검출하고, 상기 산출된 액티브 영역에 포함된 픽셀들에 대한 평균 화상 레벨을 상기 발광 비율로 산출하는 타일드 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
19. 청구항 17에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 영역의 배치 형태에 따라 상기 통합 디스플레이 영역의 화면 비율을 산출하고,
    상기 산출된 화면 비율에 따라 가우시한 함수 형태의 CPC 게인을 상기 통합 디스플레이 영역의 수평 방향과 수직 방향 중 적어도 한 방향으로 적용하는 타일드 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 산출된 화면 비율이 상기 각 디스플레이 영역의 화면 비율 대비 수직 비율이 감소된 경우 상기 가우시한 함수 형태의 CPC 게인을 상기 통합 디스플레이 영역의 수평 방향으로 적용하는 타일드 디스플레이 장치의 영상 처리 방법.

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