KR20230010095A - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시 패널, 카메라 및 휘도 보상부를 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함한다. 상기 카메라는 상기 표시 패널의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널의 상기 제2 영역에 대응하여 배치된다. 상기 휘도 보상부는 상기 카메라에서 촬상된 상기 표시 패널의 촬상 데이터를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법 {DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 상기 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 패널에서 카메라(또는 센서)가 배치되지 않는 노멀 영역 및 카메라(또는 센서)가 배치되는 카메라 영역(또는 센서 영역)의 휘도 차이를 보상하기 위해 상기 표시 장치에 내장된 상기 카메라(또는 센서)에서 얻은 데이터를 이용하는 표시 장치 및 상기 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 상기 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부, 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 구동 제어부를 포함한다.
표시 장치는 추가적인 기능을 수행하기 위해 카메라 및 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 카메라 및 상기 센서가 상기 표시 패널의 하부에 배치되는 경우, 상기 카메라 및 상기 센서의 동작을 위해 상기 표시 패널에 투과 영역이 형성될 수 있으며, 상기 표시 패널의 상기 투과 영역에 의해 상기 표시 패널 내에서 영상의 휘도차가 발생할 수 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 표시 장치에 내장된 카메라(또는 센서)에서 얻은 데이터를 이용하여 표시 패널의 휘도 차이를 보상하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 카메라 및 휘도 보상부를 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함한다. 상기 카메라는 상기 표시 패널의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널의 상기 제2 영역에 대응하여 배치된다. 상기 휘도 보상부는 상기 카메라에서 촬상된 상기 표시 패널의 촬상 데이터를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널의 상기 하면에는 상기 표시 패널의 상기 하면을 향하여 진행하는 광을 차단하는 스크린 페인트가 배치되며, 상기 표시 패널의 상기 하면은 상기 제2 영역에 대응하여 상기 스크린 페인트가 배치되지 않는 스크린 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스크린 홀의 크기는 상기 제2 영역의 크기보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라는 상기 표시 패널의 상기 하면으로부터 상기 스크린 홀의 내부 영역을 촬상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라는 상기 제2 영역을 둘러싸는 보상 표시 영역에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 보상 표시 영역은 상기 제2 영역을 모두 포함하고, 상기 제1 영역의 일부분을 포함할 수 있다. 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 전체에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 휘도 보상부는 상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 촬상 데이터의 휘도를 LUM1, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제2 영역은 원형이고 상기 제2 영역의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제2 영역의 단위 면적당 휘도는 (LUM2-LUM1)/πr2일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 휘도 보상부는 상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제3 촬상 데이터의 휘도를 LUM3, 상기 보상 표시 영역은 원형이고 상기 보상 표시 영역의 반지름을 R, 제2 영역은 원형이고 상기 제2 영역의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제1 영역의 단위 면적당 휘도는 (LUM3-LUM2)/π(R2-r2)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보상 표시 영역의 크기는 상기 스크린 홀의 크기와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보상 표시 영역의 크기는 상기 스크린 홀의 크기보다 작고, 상기 제2 영역의 크기보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제2 영역에 대응하는 제1 계조 데이터를 수신하여 상기 제2 영역의 상기 휘도가 상기 제1 영역의 상기 휘도와 일치하게 하는 제2 계조 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제1 영역의 계조 별 휘도인 LN 및 상기 제2 영역의 최대 휘도인 LUMAX를 측정하고, 상기 제1 영역의 기준에서 상기 LUMAX에 대응하는 계조값 GMAX를 판단할 수 있다. 계조값 X에 대한 상기 제1 영역의 휘도가 LNX라고 하고, 상기 계조값 X에 대한 상기 제2 계조 데이터를 GX라고 하며, 상기 표시 패널의 감마값이 γ라고 할 때, GX=GMAX(LNX/LUMAX)1/γ를 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제1 영역에 대응하는 제1 계조 데이터를 수신하여 상기 제1 영역의 상기 휘도가 상기 제2 영역의 상기 휘도와 일치하게 하는 제2 계조 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 픽셀 구조의 픽셀 밀도는 상기 제2 픽셀 구조의 픽셀 밀도보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 4개의 픽셀을 포함할 수 있다. 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 3개의 픽셀 및 1개의 투과창을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 4개의 픽셀을 포함할 수 있다. 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 2개의 픽셀 및 2개의 투과창을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 표시 장치는 표시 패널, 포토 센서 및 휘도 보상부를 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함한다. 상기 포토 센서는 상기 표시 패널의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널의 상기 제2 영역에 대응하여 배치된다. 상기 휘도 보상부는 상기 포토 센서에서 센싱된 상기 표시 패널의 광량 데이터를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함하는 표시 패널의 하면에서 상기 제2 영역에 대응하여 배치되는 카메라를 이용하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단하는 단계, 상기 카메라를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단하는 단계, 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 기초로 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라는 상기 제2 영역을 둘러싸는 보상 표시 영역에 영상을 표시하여 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 보상 표시 영역은 상기 제2 영역을 모두 포함하고, 상기 제1 영역의 일부분을 포함할 수 있다. 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 전체에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 제2 영역의 휘도를 판단하는 단계는 상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 제1 영역의 휘도를 판단하는 단계는 상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
이와 같은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 따르면, 표시 패널에서 카메라(또는 센서)가 배치되지 않는 노멀 영역 및 카메라(또는 센서)가 배치되는 카메라 영역(또는 센서 영역)의 휘도 차이를 보상하기 위해 상기 표시 장치에 내장된 상기 카메라(또는 센서)에서 얻은 데이터를 이용하여 상기 휘도 차이를 보상할 수 있다.
이와 같이 내장 카메라(또는 센서)를 이용하여 상기 표시 패널의 휘도 차이를 보상하는 경우, 추가적인 보상 장치 없이 실시간으로(예컨대, 파워 온 구간 또는 파워 오프 구간) 표시 패널의 휘도 차이를 보상할 수 있다. 결과적으로, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널의 상면을 나타내는 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 노멀 영역과 카메라 영역의 휘도 차이를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 표시 패널의 상면을 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 1의 표시 패널의 하면을 나타내는 개념도이다.
도 6은 도 1의 표시 패널의 측면 및 카메라를 나타내는 개념도이다.
도 7a는 도 1의 표시 패널의 제1 영역의 픽셀 구조를 나타내는 개념도이다.
도 7b는 도 1의 표시 패널의 제2 영역의 픽셀 구조의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 7c는 도 1의 표시 패널의 제2 영역의 픽셀 구조의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 8은 도 1의 표시 패널의 제2 영역 및 스크린 홀을 나타내는 개념도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 2의 제1 영역의 휘도 및 제2 영역의 휘도를 판단하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 1의 구동 제어부의 휘도 보상부를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 10의 휘도 보상부의 동작을 나타내는 그래프이다.
도 12는 도 10의 휘도 보상부의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널의 제2 영역 및 스크린 홀을 나타내는 개념도이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널의 제1 영역의 휘도 및 제2 영역의 휘도를 판단하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널의 상면을 나타내는 개념도이다.
도 16은 도 15의 표시 패널의 하면을 나타내는 개념도이다.
도 17은 도 15의 표시 패널의 측면 및 포토 센서를 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 구동 제어부(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400) 및 데이터 구동부(500)를 포함한다. 상기 표시 장치는 카메라를 더 포함할 수 있다. 상기 카메라는 상기 표시 패널(100)의 하면에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 구동 제어부(200) 및 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 제어부(200), 상기 감마 기준 전압 생성부(400) 및 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수 있다. 적어도 상기 구동 제어부(200) 및 상기 데이터 구동부(500)가 일체로 형성된 구동 모듈을 타이밍 컨트롤러 임베디드 데이터 구동부(Timing Controller Embedded Data Driver, TED)로 명명할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부(AR) 및 상기 표시부(AR)에 이웃하여 배치되는 주변부(PR)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들(P)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.
상기 구동 제어부(200)는 외부의 장치로부터 입력 영상 데이터(IMG) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 백색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 마젠타색(magenta) 영상 데이터, 황색(yellow) 영상 데이터 및 시안색(cyan) 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 근거로 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 상기 구동 제어부(200)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성하여 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.
상기 게이트 구동부(300)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 출력한다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부(PR)에 집적될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부(PR)에 실장될 수 있다.
상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)와 상기 데이터 구동부(500)는 일체로 형성될 수도 있다.
상기 데이터 구동부(500)는 상기 구동 제어부(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인(DL)에 출력한다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부(PR)에 집적될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변부(PR)에 실장될 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 패널(100)의 상면을 나타내는 개념도이다. 도 3a 및 도 3b는 노멀 영역(PA)과 카메라 영역(PB)의 휘도 차이를 나타내는 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 패널(100)의 하면에는 상기 카메라가 배치될 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 상기 카메라가 배치되지 않는 노멀 영역(PA, 제1 영역) 및 상기 카메라가 배치되는 카메라 영역(PB, 제2 영역)을 포함할 수 있다. 상기 카메라가 배치되는 상기 카메라 영역(PB)의 둘레에 대응하는 상기 표시 패널(100)의 상면의 일부분을 카메라 홀(CH)이라고 부를 수 있다. 여기서, 상기 카메라 홀(CH)을 실제로 홀이 형성된 것을 의미하지 않을 수 있다. 상기 카메라 홀(CH)은 상기 카메라 영역의 외곽의 경계선을 의미할 수 있다.
상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)에는 픽셀들이 배치될 수 있다. 다만, 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)은 서로 다른 픽셀 구조를 가질 수 있다. 상기 카메라 영역(PB)의 경우 상기 표시 패널(100)의 하면에 배치되는 카메라를 통해 전면을 촬상해야 하기 때문에 상기 픽셀들 사이에 투과창이 형성될 수 있다.
만약, 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)이 동일한 픽셀 크기를 가지며, 동일한 구동력을 갖는다면, 상기 노멀 영역(PA)의 휘도가 상기 카메라 영역(PB)의 휘도보다 클 수 있다. 그러나, 상기 카메라 영역(PB)의 휘도를 보상하기 위해 상기 픽셀의 트랜지스터를 크게 제조하여 상기 카메라 영역(PB)의 휘도를 보상하게 된다. 이러한 경우에는 상기 카메라 영역(PB)의 휘도가 상기 노멀 영역(PA)의 휘도보다 오히려 클 수도 있다.
이와 같이, 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)은 서로 다른 픽셀 구조를 가지므로 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)은 동일한 계조에 대해 서로 다른 휘도를 나타내게 된다. 상기 표시 장치의 제조 단계에서 외부 산업용 카메라를 이용하여 상기 표시 패널(100)의 전면을 촬상하여 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 휘도 차이에 대한 보상을 수행할 수 있다. 그러나, 이와 같이 보상하더라도 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 서로 다른 픽셀 구조 및 그를 보상하기 위한 구동 전류의 차이로 인해 시간이 흐를수록 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 휘도 차이가 다시 발생하게 된다.
도 3a를 보면, 동일 계조에 대해 상기 카메라 영역(PB)의 휘도가 상기 노멀 영역(PA)의 휘도보다 큰 경우를 예시하였다. 상기 카메라 영역(PB)의 휘도는 CB로 나타내었고, 상기 노멀 영역(PA)의 휘도는 CA로 나타내었다.
G1의 계조에 대해 상기 카메라 영역(PB)은 L2의 휘도를 갖고, 상기 노멀 영역(PA)은 L1의 휘도를 가질 수 있다. 이 경우에 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 휘도를 일치시키기 위해, 상기 카메라 영역(PB)의 휘도가 L1로 감소되도록(a에서 d로 이동), 상기 카메라 영역(PB)의 입력 계조가 G1일 때, 상기 카메라 영역(PB)의 보상 계조를 G0으로 보상할 수 있다.
이와는 달리, 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 휘도를 일치시키기 위해, 상기 노멀 영역(PA)의 휘도가 L2로 증가되도록(c에서 b로 이동), 상기 노멀 영역(PA)의 입력 계조가 G1일 때, 상기 노멀 영역(PA)의 보상 계조를 G2로 보상할 수 있다.
도 3b를 보면, 동일 계조에 대해 상기 노멀 영역(PA)의 휘도가 상기 카메라 영역(PB)의 휘도보다 큰 경우를 예시하였다. 상기 카메라 영역(PB)의 휘도는 CB로 나타내었고, 상기 노멀 영역(PA)의 휘도는 CA로 나타내었다.
G1의 계조에 대해 상기 노멀 영역(PA)은 L2의 휘도를 갖고, 상기 카메라 영역(PB)은 L1의 휘도를 가질 수 있다. 이 경우에 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 휘도를 일치시키기 위해, 상기 노멀 영역(PA)의 휘도가 L1로 감소되도록(a에서 d로 이동), 상기 노멀 영역(PA)의 입력 계조가 G1일 때, 상기 노멀 영역(PA)의 보상 계조를 G0으로 보상할 수 있다.
이와는 달리, 상기 노멀 영역(PA) 및 상기 카메라 영역(PB)의 휘도를 일치시키기 위해, 상기 카메라 영역(PB)의 휘도가 L2로 증가되도록(c에서 b로 이동), 상기 카메라 영역(PB)의 입력 계조가 G1일 때, 상기 카메라 영역(PB)의 보상 계조를 G2로 보상할 수 있다.
상기한 바와 같이, 이와 같은 보상을 수행하는 경우에 상기 노멀 영역(PA)과 상기 카메라 영역(PB)이 동일한 계조를 표현하기 위해 서로 다른 구동 전류를 입력 받게 되며, 이러한 보상 동작이 반복되는 경우 상기 노멀 영역(PA)과 상기 카메라 영역(PB)의 픽셀의 발광 소자의 열화 정도에 차이가 생길 수 있다. 따라서, 제조 단계에서 1회 보상을 수행하는 경우 표시 장치의 이용 시간이 증가함에 따라 노멀 영역(PA)과 상기 카메라 영역(PB)에 휘도 차이가 발생하는 문제가 있다.
도 4는 도 1의 표시 패널(100)의 상면을 나타내는 개념도이다. 도 5는 도 1의 표시 패널(100)의 하면을 나타내는 개념도이다. 도 6은 도 1의 표시 패 패널(100)의 측면 및 카메라(CM)를 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 표시 패널은 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역(노멀 영역) 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역(카메라 영역)을 포함한다. 상기 카메라(CM)는 상기 표시 패널(100)의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널(100)의 상기 제2 영역(카메라 영역)에 대응하여 배치된다.
도 4에서 상기 제1 영역은 상기 카메라 홀(CH)의 외부 영역을 의미하고, 상기 제2 영역은 상기 카메라 홀(CH)의 내부 영역을 의미할 수 있다.
도 5를 보면, 상기 표시 패널(100)의 상기 하면에는 상기 표시 패널(100)의 상기 하면을 향하여 진행하는 광을 차단하는 스크린 페인트(SC)가 배치되며, 상기 표시 패널(100)의 상기 하면은 상기 제2 영역에 대응하여 상기 스크린 페인트가 배치되지 않는 스크린 홀(SH)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 스크린 홀(SH)의 크기는 상기 제2 영역(CH의 내부)의 크기보다 클 수 있다.
상기 카메라(CM)가 영상을 촬상할 수 있는 범위는 상기 스크린 홀(SH)의 크기로 정의될 수 있다. 상기 카메라(CM)는 상기 표시 패널(100)의 상기 하면으로부터 상기 스크린 홀(SH)의 내부 영역을 촬상할 수 있다.
도 7a는 도 1의 표시 패널(100)의 제1 영역의 픽셀 구조를 나타내는 개념도이다. 도 7b는 도 1의 표시 패널(100)의 제2 영역의 픽셀 구조의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 7b를 참조하면, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 상기 제1 픽셀 구조의 픽셀 밀도는 상기 제2 영역(카메라 영역)의 상기 제2 픽셀 구조의 픽셀 밀도보다 클 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 4개의 픽셀(예컨대, P11, P12, P21, P22)을 포함할 수 있다. 도 7b를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 3개의 픽셀(P11, P21, P22) 및 1개의 투과창(W1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 픽셀은 제1 색 서브 픽셀(R11, R12, R21, R22), 제2 색 서브 픽셀(G11, G12, G21, G22) 및 제3 색 서브 픽셀(B11, B12, B21, B22)을 포함할 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 4개의 픽셀(예컨대, P13, P14, P23, P24)을 포함할 수 있다. 도 7b를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 3개의 픽셀(P13, P14, P23) 및 1개의 투과창(W2)을 포함할 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 4개의 픽셀(예컨대, P31, P32, P41, P42)을 포함할 수 있다. 도 7b를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 3개의 픽셀(P32, P41, P42) 및 1개의 투과창(W3)을 포함할 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 4개의 픽셀(예컨대, P33, P34, P33, P34)을 포함할 수 있다. 도 7b를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 3개의 픽셀(P33, P34, P44) 및 1개의 투과창(W4)을 포함할 수 있다.
도 7b에서 상기 2행 2열로 배치되는 3개의 픽셀과 1개의 투과창이 픽셀 그룹을 형성한다고 할 때, 상기 픽셀 그룹 내에서 상기 투과창의 위치는 이웃한 픽셀 그룹 내에서 상기 투과창의 위치와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀 그룹(P11, P21, P22, W1) 내에서 상기 투과창(W1)의 위치는 상기 제1 픽셀 그룹(P11, P21, P22, W1)과 이웃한 제2 픽셀 그룹(P32, P41, P42, W2) 내에서 상기 투과창(W2)의 위치와 상이할 수 있다. 도 7b에서 보듯이, 상기 제1 픽셀 그룹 내에서 상기 투과창(W1)의 위치는 1사분면인 반면, 상기 제2 픽셀 그룹 내에서 상기 투과창(W2)의 위치는 4사분면일 수 있다.
도 7c는 도 1의 표시 패널의 제2 영역의 픽셀 구조의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 7a 및 도 7c를 참조하면, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 상기 제1 픽셀 구조의 픽셀 밀도는 상기 제2 영역(카메라 영역)의 상기 제2 픽셀 구조의 픽셀 밀도보다 클 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 4개의 픽셀(예컨대, P11, P12, P21, P22)을 포함할 수 있다. 도 7c를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 2개의 픽셀(P11, P22) 및 2개의 투과창(W1, W2)을 포함할 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 4개의 픽셀(예컨대, P13, P14, P23, P24)을 포함할 수 있다. 도 7c를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 2개의 픽셀(P13, P24) 및 2개의 투과창(W3, W4)을 포함할 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 4개의 픽셀(예컨대, P31, P32, P41, P42)을 포함할 수 있다. 도 7c를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 2개의 픽셀(P31, P42) 및 2개의 투과창(W5, W6)을 포함할 수 있다.
도 7a를 보면, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 4개의 픽셀(예컨대, P33, P34, P33, P34)을 포함할 수 있다. 도 7b를 보면, 상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 또 다른 2개의 픽셀(P33, P44) 및 2개의 투과창(W7, W8)을 포함할 수 있다.
도 8은 도 1의 표시 패널(100)의 제2 영역(CH의 내부) 및 스크린 홀(SH)을 나타내는 개념도이다. 도 9a 내지 도 9c는 도 2의 제1 영역의 휘도 및 제2 영역의 휘도를 판단하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 10은 도 1의 구동 제어부(200)의 휘도 보상부(220)를 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 상기 카메라(CM)는 상기 제2 영역(CH의 내부)을 둘러싸는 보상 표시 영역(본 실시예에서는 SH의 내부)에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 본 실시예에서, 예를 들어, 상기 보상 표시 영역의 크기는 상기 스크린 홀(SH)의 크기와 동일할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 스크린 홀(SH)과 상기 제2 영역의 외곽선(CH)은 동심원일 수 있고, 상기 스크린 홀(SH)의 반지름(2r)이 상기 제2 영역의 외곽선(CH)의 반지름(r)의 2배일 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 카메라(CM)에서 촬상된 상기 표시 패널(100)의 촬상 데이터를 이용하여 상기 제1 영역(노멀 영역)의 휘도 및 상기 제2 영역(카메라 영역)의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널(100)에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 휘도 보상부(220)를 포함할 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 입력 계조값(GR1)을 입력 받아 휘도를 보상하는 보상 계조값(GR2)을 생성할 수 있다. 상기 휘도 보상부(220)는 상기 카메라(CM)에서 촬상된 상기 표시 패널(100)의 촬상 데이터를 이용하여 판단된 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 기초로 상기 보상 계조값(GR2)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도는 상기 표시 장치의 파워 오프 시점에 측정될 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도는 상기 표시 장치의 파워 온 시점에 측정될 수 있다.
도 9a를 보면, 상기 카메라(CM)는 상기 제2 영역을 둘러싸는 보상 표시 영역(SH의 내부)에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)은 상기 제2 영역(CH의 내부, 카메라 영역)을 모두 포함하고, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 일부분을 포함할 수 있다. 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(SH의 내부) 전체(AC, AN1)에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
도 9b를 보면, 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(SH의 내부) 중 상기 제1 영역(AN1, 노멀 영역)에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역(AC, 카메라 영역)에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
상기 제1 촬상 데이터의 휘도를 LUM1, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제2 영역(CH의 내부)은 원형이고 상기 제2 영역(CH의 내부)의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제2 영역(CH의 내부, 카메라 영역)의 단위 면적당 휘도는 (LUM2-LUM1)/πr2일 수 있다.
상기 제1 촬상 데이터의 휘도(LUM1)는 블랙 영상을 표시할 때에 발생하는 기본 휘도값을 의미하며, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도(LUM2)에서 상기 제1 촬상 데이터의 휘도(LUM1)를 뺄셈하여 상기 카메라 영역(CH의 내부)의 네트(net) 휘도를 얻을 수 있다. 상기 카메라 영역(CH의 내부)의 네트 휘도를 상기 카메라 영역(CH의 내부)의 넓이인 πr2으로 나누면, 상기 카메라 영역(CH의 내부)의 단위 면적당 휘도를 얻을 수 있다.
도 9c를 보면, 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(SH의 내부) 중 상기 제1 영역(AN1, 노멀 영역)에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역(AC, 카메라 영역)에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에서, 상기 보상 표시 영역의 외부(SH의 외부, AN2)는 항상 블랙 영상을 표시하는 것으로 도시하였다. 본 실시예에서, 상기 보상 표시 영역의 외부(SH의 외부, AN2)는 상기 스크린 홀(SH)의 외부이므로 상기 카메라(CM)에 의해 촬상되지 않는 영역일 수 있다. 따라서, 상기 보상 표시 영역의 외부(SH의 외부, AN2)가 어떤 영상을 표시하는지는 상기 보상에 거의 영향을 주지 않을 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제3 촬상 데이터의 휘도를 LUM3, 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)은 원형이고 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)의 반지름을 2r, 제2 영역(CH의 내부)은 원형이고 상기 제2 영역(CH의 내부)의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 단위 면적당 휘도는 (LUM3-LUM2)/3πr2일 수 있다.
상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하면, SH의 내부 중 CH의 내부를 제외한 도넛 모양의 형상을 갖는 AN1 영역의 휘도를 얻을 수 있다. 상기 SH의 내부 중 CH의 내부를 제외한 도넛 모양의 AN1의 휘도를 상기 도넛 모양의 AN1의 넓이인 3πr2으로 나누면, 상기 노멀 영역의 단위 면적당 휘도를 얻을 수 있다.
도 11은 도 10의 휘도 보상부(220)의 동작을 나타내는 그래프이다. 도 12는 도 10의 휘도 보상부(220)의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 예를 들어, 상기 휘도 보상부(220)는 상기 제2 영역(카메라 영역)에 대응하는 제1 계조 데이터(GR1)를 수신하여 상기 제2 영역(카메라 영역)의 상기 휘도(LU)가 상기 제1 영역(노멀 영역)의 상기 휘도(LN)와 일치하게 하는 제2 계조 데이터(GR2)를 생성할 수 있다.
도 11에서는 상기 노멀 영역의 휘도(LN)가 상기 카메라 영역의 휘도(LU)보다 크게 측정된 경우를 예시하였다. 도 11에서 CN은 상기 노멀 영역의 휘도(LN)를 나타내는 곡선을 의미하고, CU는 상기 카메라 영역의 휘도(LU)를 나타내는 곡선을 의미한다. 상기 휘도 보상부(220)는 상기 제2 영역(카메라 영역)에 대응하는 상기 제1 계조 데이터(GR1)를 수신하여 상기 제2 영역(카메라 영역)의 상기 휘도(LU)가 상기 제1 영역(노멀 영역)의 상기 휘도(LN)와 일치하도록 상기 제1 계조 데이터(GR1)를 상기 제2 계조 데이터(GR2)로 보상할 수 있다.
이와는 달리, 상기 휘도 보상부(220)는 상기 제1 영역(노멀 영역)에 대응하는 제1 계조 데이터를 수신하여 상기 제1 영역(노멀 영역)의 상기 휘도가 상기 제2 영역(카메라 영역)의 상기 휘도와 일치하게 하는 제2 계조 데이터를 생성할 수도 있다.
도 12에서, 상기 휘도 보상부(220)는 상기 제1 영역의 계조 별 휘도인 LN 및 상기 제2 영역의 최대 휘도인 LUMAX를 측정하고, 상기 제1 영역의 기준에서 상기 LUMAX에 대응하는 계조값 GMAX를 판단할 수 있다. 도 12에서 상기 GMAX는 350계조(G350)일 수 있다. 계조값 X에 대한 상기 제1 영역의 휘도가 LNX라고 하고, 상기 계조값 X에 대한 상기 제2 계조 데이터를 GX라고 하며, 상기 표시 패널의 감마값이 γ라고 할 때, GX=GMAX(LNX/LUMAX)1/γ를 만족할 수 있다.
예를 들어, 1계조(G1)에 대한 상기 노멀 영역의 휘도(LN)는 LN1이고, 상기 1계조(G1)에 대한 상기 제2 계조 데이터를 GX1이라고 하며, 상기 표시 패널(100)의 감마값이 γ라고 할 때, GX1=GMAX(LN1/LUMAX)1/γ를 만족할 수 있다. 상기 GX1에 대응하는 상기 카메라 영역의 휘도는 LU1일 수 있다.
예를 들어, 23계조(G23)에 대한 상기 노멀 영역의 휘도(LN)는 LN23이고, 상기 23계조(G23)에 대한 상기 제2 계조 데이터를 GX23이라고 하며, 상기 표시 패널(100)의 감마값이 γ라고 할 때, GX23=GMAX(LN23/LUMAX)1/γ를 만족할 수 있다. 상기 GX23에 대응하는 상기 카메라 영역의 휘도는 LU23일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 휘도 보상부(220)는 도 12에서와 같이 대표 계조값들에 대해서만 상기 노멀 영역의 휘도(LN)를 저장하며, 상기 대표 계조값들의 사이의 중간 데이터는 인터폴레이션을 통해 생성할 수 있다. 상기 휘도 보상부(220)가 상기 대표 계조값들에 대해서만 상기 노멀 영역의 휘도(LN)를 저장하는 경우, 메모리 사이즈를 감소시킬 수 있고, 보상 시간을 단축할 수 있다. 도 12에서는 대표 계조값을 G1, G11, G23, G35, G51, G87, G151, G203, G255로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에 따르면, 표시 패널(100)에서 카메라(CM)가 배치되지 않는 노멀 영역 및 카메라(CM)가 배치되는 카메라 영역의 휘도 차이를 보상하기 위해 상기 표시 장치에 내장된 상기 카메라(CM)에서 얻은 데이터를 이용하여 상기 휘도 차이를 보상할 수 있다.
이와 같이 내장 카메라(CM)를 이용하여 상기 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상하는 경우, 추가적인 보상 장치 없이 실시간으로(예컨대, 파워 온 구간 또는 파워 오프 구간) 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상할 수 있다. 결과적으로, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널(100)의 제2 영역(CH의 내부) 및 스크린 홀(SH)을 나타내는 개념도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 스크린 홀의 크기를 제외하면, 도 1 내지 도 12의 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 7c 및 도 9a 내지 도 13을 참조하면, 상기 카메라(CM)는 상기 제2 영역(CH의 내부)을 둘러싸는 보상 표시 영역(본 실시예에서는 SH의 내부)에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 본 실시예에서, 예를 들어, 상기 보상 표시 영역의 크기는 상기 스크린 홀(SH)의 크기와 동일할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 스크린 홀(SH)과 상기 제2 영역의 외곽선(CH)은 동심원일 수 있고, 상기 스크린 홀(SH)의 반지름(R)이 상기 제2 영역의 외곽선(CH)의 반지름(r)보다 클 수 있다.
도 8에서는 상기 스크린 홀(SH)의 반지름(R)이 상기 제2 영역의 외곽선(CH)의 반지름(r)의 2배인 경우를 예시하였으나, 본 실시예에서는 상기 스크린 홀(SH)의 반지름(R)이 상기 제2 영역의 외곽선(CH)의 반지름(r)보다 큰 다양한 경우로 본 발명을 일반화할 수 있다.
예를 들어, 상기 스크린 홀(SH)의 반지름(R)은 상기 제2 영역의 외곽선(CH)의 반지름(r)의 3배일 수도 있고, 상기 스크린 홀(SH)의 반지름(R)은 상기 제2 영역의 외곽선(CH)의 반지름(r)의 1.5배일 수도 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 카메라(CM)에서 촬상된 상기 표시 패널(100)의 촬상 데이터를 이용하여 상기 제1 영역(노멀 영역)의 휘도 및 상기 제2 영역(카메라 영역)의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널(100)에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 휘도 보상부(220)를 포함할 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 입력 계조값(GR1)을 입력 받아 휘도를 보상하는 보상 계조값(GR2)을 생성할 수 있다. 상기 휘도 보상부(220)는 상기 카메라(CM)에서 촬상된 상기 표시 패널(100)의 촬상 데이터를 이용하여 판단된 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 기초로 상기 보상 계조값(GR2)을 생성할 수 있다.
도 9a를 다시 참조하면, 상기 카메라(CM)는 상기 제2 영역을 둘러싸는 보상 표시 영역(SH의 내부)에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)은 상기 제2 영역(CH의 내부, 카메라 영역)을 모두 포함하고, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 일부분을 포함할 수 있다. 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(SH의 내부) 전체(AC, AN1)에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
도 9b를 다시 참조하면, 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(SH의 내부) 중 상기 제1 영역(AN1, 노멀 영역)에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역(AC, 카메라 영역)에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
상기 제1 촬상 데이터의 휘도를 LUM1, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제2 영역(CH의 내부)은 원형이고 상기 제2 영역(CH의 내부)의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제2 영역(CH의 내부, 카메라 영역)의 단위 면적당 휘도는 (LUM2-LUM1)/πr2일 수 있다.
도 9c를 다시 참조하면, 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(SH의 내부) 중 상기 제1 영역(AN1, 노멀 영역)에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역(AC, 카메라 영역)에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제3 촬상 데이터의 휘도를 LUM3, 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)은 원형이고 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)의 반지름을 R, 제2 영역(CH의 내부)은 원형이고 상기 제2 영역(CH의 내부)의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 단위 면적당 휘도는 (LUM3-LUM2)/π(R2-r2)일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 표시 패널(100)에서 카메라(CM)가 배치되지 않는 노멀 영역 및 카메라(CM)가 배치되는 카메라 영역의 휘도 차이를 보상하기 위해 상기 표시 장치에 내장된 상기 카메라(CM)에서 얻은 데이터를 이용하여 상기 휘도 차이를 보상할 수 있다.
이와 같이 내장 카메라(CM)를 이용하여 상기 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상하는 경우, 추가적인 보상 장치 없이 실시간으로(예컨대, 파워 온 구간 또는 파워 오프 구간) 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상할 수 있다. 결과적으로, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널의 제1 영역의 휘도 및 제2 영역의 휘도를 판단하는 방법을 나타내는 개념도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 스크린 홀의 크기와 보상 표시 영역의 크기가 일치하지 않는 것을 제외하면, 도 1 내지 도 12의 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 7c 및 도 10 내지 도 14c를 참조하면, 상기 카메라(CM)는 상기 제2 영역(CH의 내부)을 둘러싸는 보상 표시 영역(본 실시예에서는 HX의 내부)에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 본 실시예에서, 예를 들어, 상기 보상 표시 영역(HX의 내부)의 크기는 상기 스크린 홀(SH)의 크기보다 작을 수 있다. 상기 스크린 홀(SH)은 상기 스크린 페인트에 의해 정의되는 영역이며, 상기 노멀 영역의 단위 면적당 휘도를 얻기 위해, 상기 스크린 홀(SH)의 영역에 맞추어 화이트 영상을 반드시 표시해야 하는 것은 아니다. 따라서, 상기 노멀 영역의 단위 면적당 휘도를 얻기 위해, 상기 스크린 홀(SH) 내부 영역보다 작은 상기 보상 표시 영역(HX의 내부)에만 상기 화이트 영상을 표시할 수 있다.
도 14a를 보면, 상기 카메라(CM)는 상기 제2 영역을 둘러싸는 스크린 홀(SH)의 내부에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 상기 스크린 홀(SH)은 상기 제2 영역(CH의 내부, 카메라 영역)을 모두 포함하고, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 일부분을 포함할 수 있다. 상기 카메라(CM)는 상기 스크린 홀(SH)의 내부 전체(AC, AN1)에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
도 14b를 보면, 상기 카메라(CM)는 상기 스크린 홀(SH)의 내부 중 상기 제1 영역(AN1, 노멀 영역)에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역(AC, 카메라 영역)에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
상기 제1 촬상 데이터의 휘도를 LUM1, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제2 영역(CH의 내부)은 원형이고 상기 제2 영역(CH의 내부)의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제2 영역(CH의 내부, 카메라 영역)의 단위 면적당 휘도는 (LUM2-LUM1)/πr2일 수 있다.
도 14c를 보면, 본 실시예에서, 상기 스크린 홀(SH)의 내부 전체에 화이트 영상이 표시되지 않고, 상기 스크린 홀(SH)보다 작은 상기 보상 표시 영역(HX의 내부, AN11)에만 상기 화이트 영상이 표시될 수 있다. 상기 카메라(CM)는 상기 보상 표시 영역(HX의 내부) 중 상기 제1 영역(AN11, 노멀 영역)에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역(AC, 카메라 영역)에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 이 때, 상기 스크린 홀(SH)의 내부이지만 상기 보상 표시 영역의 외부(HX의 외부)인 상기 제1 영역(AN12, 노멀 영역)에는 블랙 영상이 표시될 수 있다.
도 14a 내지 도 14c에서, 상기 스크린 홀(SH)의 외부(AN2)는 항상 블랙 영상을 표시하는 것으로 도시하였다. 본 실시예에서, 상기 스크린 홀(SH)의 외부(AN2)는 상기 카메라(CM)에 의해 촬상되지 않는 영역일 수 있다. 따라서, 상기 스크린 홀(SH)의 외부(AN2)가 어떤 영상을 표시하는지는 상기 보상에 거의 영향을 주지 않을 수 있다.
상기 휘도 보상부(220)는 상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단할 수 있다.
상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제3 촬상 데이터의 휘도를 LUM3, 상기 보상 표시 영역(HX의 내부)은 원형이고 상기 보상 표시 영역(SH의 내부)의 반지름을 RI, 제2 영역(CH의 내부)은 원형이고 상기 제2 영역(CH의 내부)의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제1 영역(노멀 영역)의 단위 면적당 휘도는 (LUM3-LUM2)/π(RI2-r2)일 수 있다.
상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하면, HX의 내부 중 CH의 내부를 제외한 도넛 모양의 형상을 갖는 AN11 영역의 휘도를 얻을 수 있다. 상기 HX의 내부 중 CH의 내부를 제외한 도넛 모양의 AN11의 휘도를 상기 도넛 모양의 AN11의 넓이인 π(RI2-r2)으로 나누면, 상기 노멀 영역의 단위 면적당 휘도를 얻을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 표시 패널(100)에서 카메라(CM)가 배치되지 않는 노멀 영역 및 카메라(CM)가 배치되는 카메라 영역의 휘도 차이를 보상하기 위해 상기 표시 장치에 내장된 상기 카메라(CM)에서 얻은 데이터를 이용하여 상기 휘도 차이를 보상할 수 있다.
이와 같이 내장 카메라(CM)를 이용하여 상기 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상하는 경우, 추가적인 보상 장치 없이 실시간으로(예컨대, 파워 온 구간 또는 파워 오프 구간) 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상할 수 있다. 결과적으로, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널(100)의 상면을 나타내는 개념도이다. 도 16은 도 15의 표시 패널(100)의 하면을 나타내는 개념도이다. 도 17은 도 15의 표시 패널(100)의 측면 및 포토 센서(PS)를 나타내는 개념도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 카메라가 아닌 포토 센서를 포함하는 것을 제외하면, 도 1 내지 도 12의 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1, 도 7a 내지 도 12 및 도 15 내지 도 17을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 구동 제어부(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400) 및 데이터 구동부(500)를 포함한다. 상기 표시 장치는 포토 센서(PS)를 더 포함할 수 있다. 상기 포토 센서(PS)는 상기 표시 패널(100)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 표시 패널은 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역(노멀 영역) 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역(센서 영역)을 포함한다. 상기 포토 센서(PS)는 상기 표시 패널(100)의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널(100)의 상기 제2 영역(센서 영역)에 대응하여 배치된다.
상기 표시 패널(100)의 하면에는 상기 포토 센서(PS)가 배치될 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 상기 포토 센서(PS)가 배치되지 않는 노멀 영역(제1 영역) 및 상기 포토 센서(PS)가 배치되는 센서 영역(제2 영역)을 포함할 수 있다. 상기 포토 센서(PS)가 배치되는 상기 센서 영역의 둘레에 대응하는 상기 표시 패널(100)의 상면의 일부분을 센서 홀(PH)이라고 부를 수 있다. 여기서, 상기 센서 홀(PH)을 실제로 홀이 형성된 것을 의미하지 않을 수 있다. 상기 센서 홀(PH)은 상기 센서 영역의 외곽의 경계선을 의미할 수 있다.
상기 노멀 영역 및 상기 센서 영역에는 픽셀들이 배치될 수 있다. 다만, 상기 노멀 영역 및 상기 센서 영역은 서로 다른 픽셀 구조를 가질 수 있다.
도 15에서 상기 제1 영역은 상기 센서 홀(PH)의 외부 영역을 의미하고, 상기 제2 영역은 상기 센서 홀(PH)의 내부 영역을 의미할 수 있다.
도 16을 보면, 상기 표시 패널(100)의 상기 하면에는 상기 표시 패널(100)의 상기 하면을 향하여 진행하는 광을 차단하는 스크린 페인트(SC)가 배치되며, 상기 표시 패널(100)의 상기 하면은 상기 제2 영역에 대응하여 상기 스크린 페인트가 배치되지 않는 스크린 홀(SH)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 스크린 홀(SH)의 크기는 상기 제2 영역(PH의 내부)의 크기보다 클 수 있다.
상기 포토 센서(PS)가 광을 센싱할 수 있는 범위는 상기 스크린 홀(SH)의 크기로 정의될 수 있다. 상기 포토 센서(PS)는 상기 스크린 홀(SH)을 통해 상기 표시 패널(100)의 광량을 센싱할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 포토 센서(PS)에서 센싱된 상기 표시 패널(100)의 광량 데이터를 이용하여 상기 제1 영역(노멀 영역)의 휘도 및 상기 제2 영역(센서 영역)의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널(100)에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 휘도 보상부(220)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 표시 패널(100)에서 포토 센서(PS)가 배치되지 않는 노멀 영역 및 포토 센서(PS)가 배치되는 센서 영역의 휘도 차이를 보상하기 위해 상기 표시 장치에 내장된 상기 포토 센서(PS)에서 얻은 데이터를 이용하여 상기 휘도 차이를 보상할 수 있다.
이와 같이 내장 포토 센서(PS)를 이용하여 상기 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상하는 경우, 추가적인 보상 장치 없이 실시간으로(예컨대, 파워 온 구간 또는 파워 오프 구간) 표시 패널(100)의 휘도 차이를 보상할 수 있다. 결과적으로, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 따르면, 노멀 영역과 카메라 영역(또는 센서 영역)의 휘도 차이를 보상하여 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 패널 200: 구동 제어부
220: 휘도 보상부 300: 게이트 구동부
400: 감마 기준 전압 생성부 500: 데이터 구동부

Claims (20)

  1. 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널의 상기 제2 영역에 대응하여 배치되는 카메라; 및
    상기 카메라에서 촬상된 상기 표시 패널의 촬상 데이터를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 휘도 보상부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시 패널의 상기 하면에는 상기 표시 패널의 상기 하면을 향하여 진행하는 광을 차단하는 스크린 페인트가 배치되며, 상기 표시 패널의 상기 하면은 상기 제2 영역에 대응하여 상기 스크린 페인트가 배치되지 않는 스크린 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스크린 홀의 크기는 상기 제2 영역의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 카메라는 상기 표시 패널의 상기 하면으로부터 상기 스크린 홀의 내부 영역을 촬상하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 카메라는 상기 제2 영역을 둘러싸는 보상 표시 영역에 표시되는 영상을 촬상하여 상기 촬상 데이터를 얻고,
    상기 보상 표시 영역은 상기 제2 영역을 모두 포함하고, 상기 제1 영역의 일부분을 포함하며,
    상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 전체에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻고,
    상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻으며,
    상기 휘도 보상부는 상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 촬상 데이터의 휘도를 LUM1, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제2 영역은 원형이고 상기 제2 영역의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제2 영역의 단위 면적당 휘도는 (LUM2-LUM1)/πr2인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻고,
    상기 휘도 보상부는 상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 촬상 데이터의 휘도를 LUM2, 상기 제3 촬상 데이터의 휘도를 LUM3, 상기 보상 표시 영역은 원형이고 상기 보상 표시 영역의 반지름을 R, 제2 영역은 원형이고 상기 제2 영역의 반지름을 r이라고 할 때, 상기 제1 영역의 단위 면적당 휘도는 (LUM3-LUM2)/π(R2-r2)인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 보상 표시 영역의 크기는 상기 스크린 홀의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 보상 표시 영역의 크기는 상기 스크린 홀의 크기보다 작고, 상기 제2 영역의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제2 영역에 대응하는 제1 계조 데이터를 수신하여 상기 제2 영역의 상기 휘도가 상기 제1 영역의 상기 휘도와 일치하게 하는 제2 계조 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제1 영역의 계조 별 휘도인 LN 및 상기 제2 영역의 최대 휘도인 LUMAX를 측정하고, 상기 제1 영역의 기준에서 상기 LUMAX에 대응하는 계조값 GMAX를 판단하며,
    계조값 X에 대한 상기 제1 영역의 휘도가 LNX라고 하고, 상기 계조값 X에 대한 상기 제2 계조 데이터를 GX라고 하며, 상기 표시 패널의 감마값이 γ라고 할 때, GX=GMAX(LNX/LUMAX)1/γ를 만족하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제1 영역에 대응하는 제1 계조 데이터를 수신하여 상기 제1 영역의 상기 휘도가 상기 제2 영역의 상기 휘도와 일치하게 하는 제2 계조 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구조의 픽셀 밀도는 상기 제2 픽셀 구조의 픽셀 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 4개의 픽셀을 포함하고,
    상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 3개의 픽셀 및 1개의 투과창을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 4개의 픽셀을 포함하고,
    상기 제2 픽셀 구조는 2행 2열로 배치되는 2개의 픽셀 및 2개의 투과창을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 하면에 배치되고, 상기 표시 패널의 상기 제2 영역에 대응하여 배치되는 포토 센서; 및
    상기 포토 센서에서 센싱된 상기 표시 패널의 광량 데이터를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 판단하여 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 휘도 보상부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제1 픽셀 구조를 갖는 제1 영역 및 상기 제1 픽셀 구조와 상이한 제2 픽셀 구조를 갖는 제2 영역을 포함하는 표시 패널의 하면에서 상기 제2 영역에 대응하여 배치되는 카메라를 이용하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단하는 단계;
    상기 카메라를 이용하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 영역의 휘도 및 상기 제2 영역의 휘도를 기초로 상기 표시 패널에 인가되는 영상 데이터를 보상하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 제2 영역을 둘러싸는 보상 표시 영역에 영상을 표시하여 촬상 데이터를 얻고,
    상기 보상 표시 영역은 상기 제2 영역을 모두 포함하고, 상기 제1 영역의 일부분을 포함하며,
    상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 전체에 블랙 영상을 표시한 상태에서 제1 촬상 데이터를 얻고,
    상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 블랙 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 화이트 영상을 표시한 상태에서 제2 촬상 데이터를 얻으며,
    상기 제2 영역의 휘도를 판단하는 단계는
    상기 제2 촬상 데이터에서 상기 제1 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제2 영역의 휘도를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 카메라는 상기 보상 표시 영역 중 상기 제1 영역에 상기 화이트 영상을 표시하고 상기 제2 영역에 상기 화이트 영상을 표시한 상태에서 제3 촬상 데이터를 얻고,
    상기 제1 영역의 휘도를 판단하는 단계는
    상기 제3 촬상 데이터에서 상기 제2 촬상 데이터를 뺄셈하여 상기 제1 영역의 휘도를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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