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KR102450611B1 - 타일드 디스플레이와 그 광학 보상 방법 - Google Patents

타일드 디스플레이와 그 광학 보상 방법 Download PDF

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KR102450611B1
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Abstract

본 발명은 타일드 디스플레이와 그 광학 보상 방법에 관한 것으로, 표시패널들 각각의 색좌표에서 정의된 색역 보다 작은 색역을 갖는 타겟 색좌표로 상기 표시패널들에 표시될 순색 데이터의 색좌표를 변환하고, 상기 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터 조합으로 변환하는 색좌표 보상부를 포함한다. 상기 타겟 색좌표는 상기 표시패널들 각각의 최대 RGB 색좌표 중에서 가장 작은 색좌표 보다 작은 색좌표로 선택된다. 상기 색좌표 보상부는 제1 순색의 데이터를 제1 순색 + 제2 순색, 제1 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 백색, 제1 순색 + 제2 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 제2 순색 + 백색, 제1 순색 + 제3 순색 + 백색 중 어느 하나의 컬러 조합으로 변환한다.

Description

타일드 디스플레이와 그 광학 보상 방법{TILED DISPLAY AND OPTICAL COMPENSATION METHOD THEREOF}
본 발명은 다수의 표시패널들을 이용하여 대화면을 구현하는 타일드 디스플레이와 그 광학 보상 방법에 관한 것이다.
디지털 사이니지(Digital Signage)는 상업 공간에서 대화면으로 시각 정보를 재현한다. 디지털 사이니지는 타일드 디스플레이를 이용한 멀티 비젼(multi vision) 또는 비디오월(video wall)로 알려진 대화면 디스플레이이다.
타일드 디스플레이는 대화면으로 접합된 다수의 표시패널들을 포함한다. 디지털 사이니지의 화질을 높이기 위하여, 표시패널들 간의 경계가 최소화되도록 표시패널들의 베젤(bezel)이 최소화되어야 하고 표시패널들 간의 화질 차이가 없어야 한다. 디지털 사이니지는 옥외에 설치될 수 있기 때문에 가혹한 외부 환경에 적합한 표시패널의 신뢰성을 요구하고 있고 태양빛에서도 선명한 화면을 제공할 수 있도록 높은 휘도를 요구하고 있다.
타일드 디스플레이를 구성하는 표시패널들은 제조 공정 상의 편차로 인하여 표시패널들 간의 색좌표 차이가 있을 수 있다. 이러한 표시패널들 간의 색좌표 차이를 줄일 수 있는 광학 보상 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 표시패널들 간의 순색 표현의 차이를 최소화할 수 있는 타일드 디스플레이와 그 광학 보상 방법을 제공한다.
본 발명의 타일드 디스플레이는 표시패널들 각각의 색좌표에서 정의된 색역 보다 작은 색역을 갖는 타겟 색좌표로 상기 표시패널들에 표시될 순색 데이터의 색좌표를 변환하고, 상기 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터 조합으로 변환하는 색좌표 보상부를 포함한다. 상기 타겟 색좌표는 상기 표시패널들 각각의 최대 RGB 색좌표 중에서 가장 작은 색좌표 보다 작은 색좌표로 선택된다.
상기 타일드 디스플레이의 광학 보상 방법은 표시패널들 각각의 색좌표에서 정의된 색역 보다 작은 색역을 갖는 타겟 색좌표로 상기 표시패널들에 표시될 순색 데이터의 색좌표를 변환하는 단계와, 상기 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터 조합으로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명은 타일드 디스플레이를 구성하는 표시패널들 각각의 색좌표에서 정의된 색역 보다 작은 색역을 갖는 타겟 색좌표로 순색 데이터의 색좌표를 변환하고, 상기 순색 데이터를 두 색 이상으로 표현함으로써 표시패널들 간의 순색 표현의 차이를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타일드 디스플레이 화면을 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널과, 표시패널 구동부를 보여 주는 블록도이다.
도 3은 픽셀 회로에 연결된 외부 보상 회로를 보여 주는 회로도이다.
도 4 및 도 5는 타일드 디스플레이의 후면을 보여 주는 도면들이다.
도 6은 타일드 디스플레이의 백색 색편차를 보여 주는 도면이다.
도 7은 타일드 디스플레이의 화면에 적색 이미지를 표시할 때 표시패널들 간의 적색 색좌표 편차를 보여 주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 보상 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 보상 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 12는 표시패널의 화면 내에서 적색 색좌표 편차가 있는 예를 보여 주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "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 복수로 해석될 수 있다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 발명의 타일드 디스플레이는 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED Display), 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 유기발광 다이오드 표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
유기 발광 표시장치의 픽셀들은 OLED와, 게이트-소스간 전압에 따라 OLED에 전류를 공급하여 OLED를 구동하는 구동소자를 포함한다. 구동 소자는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 구조의 TFT로 구현될 수 있다. 픽셀들 간에 그리고 서브 픽셀들 간에 OLED와 구동 소자가 균일하지 않을 수 있다. OLED와 구동 소자 전기적 특성이 화면 전체에서 균일하여야 하지만 공정 편차와 소자 특성 편차로 인하여 픽셀들 간에 차이가 있을 수 있고 디스플레이 구동 시간의 경과에 따라 변할 수 있다.
이러한 OLED와 구동 소자의 전기적 특성 편차를 보상하기 위해, 유기 발광 표시장치에 내부 보상 방법과 외부 보상 방법이 적용될 수 있다. 내부 보상 방법은 구동 소자의 전기적 특성에 따라 변하는 구동 소자의 게이트-소스 간 전압(Vgs)을 샘플링하고 그 게이트-소스간 전압 만큼 데이터 전압을 보상한다. 외부 보상 방법은 OLED와 구동 소자의 전기적 특성에 따라 변하는 픽셀의 전기적 특성을 센싱하고, 센싱 결과에 따라 결정된 보상값으로 입력 영상의 픽셀 데이터를 변조함으로써 픽셀들 간의 전기적 특성 편차와 픽셀들의 경시 변화에 따른 열화를 보상할 수 있다. 이하의 실시예에서, 본 발명의 타일드 디스플레이에서 표시패널들 각각에 외부 보상 회로가 적용된 예를 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 광학 보상은 표시패널들 각각의 색좌표를 모두 커버할 수 있는 모든 표시패널들의 공통된 색역의 색좌표로 순색 데이터의 색좌표를 변환한다. 또한, 본 발명의 광학 보상 방법은 타일드 디스플레이에서 순색 데이터를 두 가지 이상의 순색 데이터 조합 또는 하나 이상의 순색 데이터와 백색 데이터 조합으로 표현한다. 순색은 채도가 가장 높은 색을 의미하며, 실시예에서 적색(Red, R), 녹색(Green, G) 및 청색(Blue, B)을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에서, 본 발명의 전계 발광 표시장치는 외부 보상 회로가 적용된 예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 타일드 디스플레이는 다수의 표시패널들(PNL1~PNL12)과, 다수의 표시패널 구동부를 포함한다.
제N(N은 자연수) 표시패널(PNL(N))의 화면은 입력 영상을 표시하는 액티브 영역(AA)을 포함한다. 액티브 영역(AA)에 픽셀 어레이가 배치된다. 픽셀 어레이는 다수의 데이터 라인들(102), 데이터 라인들(102)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(104), 및 매트릭스 형태로 배치되는 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들 각각은 도 2의 예와 같이 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 도 2의 예에서 “W”는 백색 서브 픽셀, “R”은 적색 서브 픽셀, “G”는 적색 서브 픽셀, “B”는 청색 서브 픽셀을 각각 나타낸다. 서브 픽셀들 각각은 도 3과 같은 픽셀 회로를 포함한다.
표시패널들(PNL1~PNL12) 각각은 유기 발광 표시장치의 표시패널로 구현될 수 있다. 표시패널들(PNL1~PNL12)은 표시패널 구동부에 의해 구동되어 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시한다. 표시패널 구동부는 외부 보상 회로를 포함할 수 있다. 표시패널 구동부는 입력 영상을 화면 상에 표시하는 노멀 구동 모드(Normal driving mode)와, 픽셀들의 전기적 특성을 센싱하기 위한 센싱 모드(sensing mode)로 동작한다. 노멀 구동 모드에서, 표시패널 구동부는 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(130)의 제어 하에 입력 영상의 픽셀 데이터를 픽셀들에 기입한다. 센싱 모드에서 제N 표시패널 구동부는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 서브 픽셀별로 구동 소자의 전기적 특성을 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 보상값을 선택하여 구동 소자(DT)의 전기적 특성 변화를 보상한다.
표시패널 구동부는 표시패널들에 1:1로 연결되어 하나의 표시패널을 구동한다. 제N 표시패널 구동부는 제N 표시패널(PNL(N))에 연결되어 제N 표시패널(PNL(N))의 픽셀들을 구동하고 픽셀들의 전기적 특성을 센싱하여 센싱 결과를 바탕으로 픽셀들의 전기적 특성 차이와 열화를 보상한다. 제N 표시패널 구동부(110, 112, 120)는 데이터 구동부(110)와 게이트 구동부(120)를 구비한다. 데이터 구동부(110)와 데이터 라인들(102) 사이에 디멀티플렉서(Demultiplexer, 112)가 배치될 수 있다. 디멀티플렉서(112)는 생략될 수 있다.
제N 표시패널 구동부는 노멀 구동 모드에서 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 표시패널(100)의 픽셀들에 입력 영상의 데이터를 기입하여 화면 상에 입력 영상을 표시한다.
제N 표시패널 구동부는 디스플레이 모듈 전원부를 더 포함한다. 디스플레이 모듈 전원부는 메인 전원을 입력 받아 제N 표시패널 구동부의 구동 전원과, 제N 표시패널(PNL(N))의 아날로그 전원을 발생한다. 예를 들어, 디스플레이 모듈 전원부는 감마 기준 전압, 기준 전압(Vref), 게이트 하이 전압(VGH). 게이트 로우 전압(VGL) 등의 전원을 출력한다. 감마 기준 전압은 분압 회로에 의해 분압되어 픽셀 데이터의 계조 전압에 해당하는 감마 보상 전압으로 변환되어 데이터 구동부(110)에 공급된다. 전원부는 차지 펌프(Charge pump), 레귤레이터(Regulator), 벅 변환기(Buck Converter), 부스트 변환기(Boost Converter) 등을 포함한다.
데이터 구동부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog converter, 이하 “DAC”라 함)를 이용하여 매 프레임 기간마다 타이밍 콘트롤러(130)로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 데이터 전압(Vdata)은 디멀티플렉서(112)와 데이터 라인(102)을 통해 픽셀들에 인가된다. 디멀티플렉서(112)는 다수의 스위치 소자들을 이용하여 데이터 구동부(110)와 데이터 라인들(102) 사이에 배치되어 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인들(102)로 분배한다. 디멀티플렉서(112)에 의해 데이터 구동부(110)의 한 채널이 다수의 데이터 라인들에 시분할 연결되기 때문에 데이터 라인들(102)의 개수가 감소될 수 있다.
게이트 구동부(120)는 액티브 영역(AA)의 TFT 어레이와 함께 표시패널(100) 상의 베젤(bezel) 영역 상에 직접 형성되는 GIP(Gate in panel) 회로로 구현될 수 있다. 게이트 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 게이트 라인들(104)로 출력한다. 게이트 구동부(120)는 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 게이트 신호를 시프트시킴으로써 그 신호들을 게이트 라인들(104)에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 신호는 스캔 신호(SCAN)와 센싱 신호(SENSE)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 스캔 신호(SCAN)와 센싱 신호(SENS)는 입력 영상의 데이터 전압(Vdata) 또는 센싱용 데이터 전압(Vdata)에 동기될 수 있다. 입력 영상의 데이터 전압(Vdata)은 노멀 구동 모드에서 입력되는 픽셀 데이터의 계조 전압이다. 센싱용 데이터 전압(Vdata)은 입력 영상 데이터와 무관하게 설정된 소정의 전압으로서 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 센싱하기 위하여 구동 소자(DT)의 게이트 전압을 적절히 충전하는 전압이다.
게이트 신호(SCAN, SENSE)는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 스윙(swing)하는 펄스로 발생될 수 있다. 픽셀 회로의 스위치 소자들(M1, M2)은 게이트 신호(SCAN, SENSE)의 게이트 온 전압(VGH)에 응답하여 턴-온(turn-on)된다.
타이밍 콘트롤러(130)는 노멀 구동 모드(Normal driving mode)와 센싱 모드(sensing mode)에서 표시패널 구동부(110, 112, 120)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터와, 픽셀 데이터와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터를 데이터 구동부(110)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(130)에 수신된 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭 신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함할 수 있다.
호스트 시스템은 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시패널별로 분배하고, 표시패널들 각각의 타이밍 콘트롤러들(130)을 동기시킨다.
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 바탕으로 표시패널 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생하여 표시패널 구동부의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(130)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어신호의 전압 레벨은 도시하지 않은 레벨 시프터(Level shifter)를 통해 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압으로 변환되어 게이트 구동부(120)에 공급될 수 있다. 레벨 시프터는 게이트 타이밍 제어신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 로우 전압(VGL)으로 변환하고, 게이트 타이밍 제어신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)을 게이트 하이 전압(VGH)으로 변환한다.
타이밍 콘트롤러(130)는 프레임 레이트(Frame rate)를 입력 프레임 주파수 이상의 주파수로 조정할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 콘트롤러(130)는 입력 프레임 주파수를 i 배 체배하여 프레임 주파수×i(i는 0 보다 큰 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 표시패널 구동부의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.
타이밍 콘트롤러(130)는 제1 및 제2 보상부(131, 132)를 포함할 수 있다. 제1 보상부(131)는 외부 보상 방법으로 픽셀들 간 편차와 열화를 보상한다. 서브 픽셀별 픽셀 회로의 센싱 결과를 바탕으로 선택된 보상값으로 입력 영상의 픽셀 데이터를 보상한다. 제2 보상부(132)는 표시패널들(PNL1~PNL12) 간의 순색 색편차를 광학 보상하기 위하여 표시패널(PNL(N))의 픽셀들에 기입될 순색 데이터의 최대 색좌표를 미리 설정된 타겟 색좌표로 변환하고 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터 조합으로 변환한다. 표시패널 구동부들 각각에 색좌표 보상부(132)가 연결될 수 있다. 또한, 다수의 표시패널 구동부들에 하나의 색좌표 보상부(132)가 공통으로 연결될 수 있다. 광학 보상 알고리즘에 대한 상세한 설명을 후술하기로 한다.
제2 보상부(132)에서 타겟 색좌표 변환과 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터로 변환하는 방법은 타이밍 콘트롤러(130)에 연결된 메모리(ROM)에 저장되는 보상값들로 구현될 수 있다. 이 보상값들은 타겟 색좌표 변환과 순색 데이터 변환값을 반영한 룩업 테이블(Look-up table) 데이터로 설정될 수 있다. 타일드 디스플레이를 구성하는 개별 표시패널마다 최대 색좌표 수준이 서로 다르다. 이 때문에 광학보상 단계에서 표시패널들 각각의 최대 색좌표를 측정하고 해당 표시패널에 최적화된 보상값을 산출하여 각 표시패널들에서 타이밍 콘트롤러(130)에 연결된 메모리(ROM)에 보상값을 저장하여 표시패널 구동시 메모리로부터 보상값을 읽어 들여 표시패널들간 픽셀 데이터를 변조한다.
본 발명의 타일드 디스플레이에서, 제1 보상부(131)에서 서브 픽셀별로 구동 소자(DT) 및 OLED의 문턱 전압(Vth)과 구동 소자(DT)의 이동도(Mobility, μ_를 보상하는 외부 보상이 먼저 실시되고, 제2 보상부(132)를 이용하여 표시패널들(PNL1~PNL12) 간 휘도 및 색좌표 편차를 보상하는 광학보상이 실시될 수 있다.
표시패널들 각각에서 메모리에 저장된 보상값은 해당 패널에서 측정된 구동 소자 및 OLED의 각 패널의 보상값은 해당 패널에서 서브 픽셀별로 측정된 문턱 전압(Vth) 및 이동도(Mobility)와, 해당 패널의 휘도와 색좌표 값을 바탕으로 산출되어 제품 출하전에 메모리에 저장된다.
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외부 보상 회로는 도 3에 도시된 바와 같이 픽셀 회로에 연결된 센싱 라인(103), 센싱부(111) 및 센싱부(111)로부터 센싱 데이터(디지털 데이터)를 수신하는 제1 보상부(131)를 포함한다. DAC와 센싱부(111)는 데이터 구동부(110)의 IC(integrated circuit)에 집적될 수 있다. 보상부(131)는 타이밍 콘트롤러(130)에 내장될 수 있다.
외부 보상 회로는 소정의 기준 전압(Vref)으로 센싱 라인(103)과 구동 소자(DT)의 소스 전압(Vs) 즉, 제2 노드(n2)의 전압을 초기화한 후, 구동 소자(DT)의 소스 전압을 센싱하여 구동 소자(DT)의 전기적 특성(Vth, μ)을 센싱할 수 있다. 센싱부(111)는 센싱 모드에서 센싱 라인(103) 상의 전압을 샘플링하여 ADC를 통해 디지털 데이터로 변환하여 센싱 데이터를 출력한다.
보상부(131)의 룩업 테이블(Look-up table)에 서브 픽셀별로 OLED와 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth), 구동 소자(DT)의 이동도(μ)의 초기값이 저장되어 있다. 보상부(131)는 ADC를 통해 수신된 센싱 데이터를 룩업 테이블에 저장된 초기값과 비교하여 서브 픽셀의 구동 특성 변화를 보상하기 위한 보상값을 결정하고, 이 보상값으로 입력 영상의 픽셀 데이터를 변조함으로써 서브 픽셀의 전기적 특성 변화를 보상한다. 보상부(131)에 의해 변조된 픽셀 데이터는 데이터 구동부(110)로 전송되어 데이터 구동부(110)의 DAC에 의해 데이터 전압(Vdata)으로 변환되어 데이터 라인(102)으로 공급된다.
픽셀 회로는 도 3의 예와 같이, OLED와, OLED에 연결된 구동 소자(DT), 다수의 스위치 TFT(M1, M2), 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 구동 소자(DT)와 스위치 TFT(M1, M2)는 n 채널 트랜지스터(NMOS)로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
OLED는 데이터 전압(Vdata)에 따라 변하는 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 발생되는 전류로 발광된다. OLED는 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL), 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED의 애노드는 제2 노드(n2)를 통해 구동 소자(DT)에 연결되고, OLED의 캐소드는 저전위 전원 전압(VSS)이 인가되는 VSS 전극에 연결된다. 도 3에서 “Coled”는 OLED의 용량(Capacitance)이다.
제1 스위치 TFT(M1)는 스캔 신호(SCAN)에 따라 턴-온되어 데이터 라인(102)을 제1 노드(n1)에 연결하여 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(n1)에 연결된 구동 소자(DT)의 게이트에 공급한다. 제1 스위치 TFT(M1)는 제1 스캔 신호(SCAN)가 인가되는 제1 게이트 라인(1041)에 연결된 게이트, 데이터 라인(102)에 연결된 제1 전극, 및 제1 노드(n1)에 연결된 제2 전극을 포함한다.
제2 스위치 TFT(M2)는 센싱 신호(SENSE)에 따라 턴-온되어 기준 전압(Vref)을 제2 노드(n2)에 공급한다. 제2 스위치 TFT(M2)는 센싱 신호(SENSE)가 인가되는 제2 게이트 라인(1042)에 연결된 게이트, 기준 전압(Vref)이 인가되는 센싱 라인(103)에 연결된 제1 전극, 및 제2 노드(n2)에 연결된 제2 전극을 포함한다.
구동 소자(DT)는 자신의 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 OLED에 전류를 공급한다. 구동 소자(DT)는 제1 노드(n1)에 연결된 게이트, 픽셀 구동 전압(VDD)이 공급되는 VDD 라인(105)에 연결된 제1 전극(또는 드레인), 및 제2 노드(n2)를 통해 OLED의 애노드에 연결된 제2 전극(또는 소스)을 포함한다.
커패시터(Cst)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 연결된다. 커패시터(Cst)는 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 충전한다.
도 4 및 도 5는 타일드 디스플레이의 후면을 보여 주는 도면들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 타일드 디스플레이는 통합 콘트롤 박스(40), 다수의 콘트롤 보드(control board, 44)를 구비한다.
통합 콘트롤 박스(40)는 호스트 시스템, 외부 주변 기기를 호스트 시스템에 연결되는 인터페이스, 및 메인 전원부를 포함한다. 통합 콘트롤 박스(40)는 입력 영상의 해상도를 표시패널들(PNL1~PNL12) 각각의 해상도에 맞게 변환하여 케이블(42)을 통해 표시패널들(PNL1~PNL12)로 분배한다. 그리고 콘트롤 박스(40)는 메인 전원부로부터 생성된 메인 전원을 케이블(42)을 통해 콘트롤 보드들(44)에 공급한다.
콘트롤 보드(44)는 표시패널들(PNL1~PNL125)을 구동하기 위한 표시패널 구동부(110, 112, 120)에 연결된다. 콘트롤 보드들(44) 각각은 타이밍 콘트롤러(130)와 디스플레이 모듈 전원부를 포함한다. 콘트롤 보드들(44)은 도 4에 도시된 바와 같이 표시패널들(PNL1~PNL12)의 후면에 배치될 수 있다.
타일드 디스플레이의 설치 시공 용이성을 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 콘트롤 보드들(44)이 표시패널들(PNL1~PNL12)로부터 분리되어 별도의 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 표시패널들(PNL1~PNL12)의 후면에 작은 인터페이스 보드(48)가 배치될 수 있다. 인터페이스 보드(48)는 케이블(46)을 통해 콘트롤 보드(44)에 연결되고, 표시패널 구동부(110, 112, 120)에 연결된다. 인터페이스 보드(48)는 콘트롤 보드(44)로부터의 신호와 전원을 표시패널 구동부(110, 112, 120)에 공급한다.
도 6은 타일드 디스플레이의 백색 색편차를 보여 주는 도면이다. 도 7은 타일드 디스플레이의 화면에 적색 이미지를 표시할 때 표시패널들 간의 적색 색좌표 편차를 보여 주는 도면이다.
제품 출하전 광학 보상 회로를 이용하여 표시패널들(PNL1~PNL12)의 OLED 소자의 효율 및 색좌표 편차가 보상되고, 표시패널들(PNL1~PNL12)의 백색 색좌표(Wx, Wy)는 백색 데이터와 하나 이상의 순색 데이터의 조합 표현을 통해 미리 설정된 백색 타겟 색좌표(W'x, W'y)에 맞게 조정된다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이 표시패널들(PNL1~PNL12) 간의 백색 색좌표 편차가 작다.
적색, 녹색 및 청색과 같은 순색의 경우, 백색 색좌표에서 실시하는 광학 보상을 사용하지 않아 표시패널들(PNL1~PNL12)의 최대 색좌표가 그대로 표현되므로도 7에 도시된 바와 같이 표시패널들(PNL1~PNL12) 간에 색좌표 편차가 크다. 도 7은 표시패널들에 적색 이미지를 표시한 예이다. 표시패널들(PNL1~PNL12) 간 순색의 색좌표 차이는 표시패널들(PNL1~PNL12) 마다 표현하는 색의 차이가 인식되기 때문에 화질 저하를 초래한다.
색좌표 보상부(132)는 적색, 녹색 및 청색 등이 순색을 표현할 때 백색, 적색, 녹색 및 청색의 휘도 비율을 조합하여 미리 설정된 타겟(target) 적녹청(RGB) 색좌표(이하, “타겟 RGB 색좌표”라 함)에 맞게 광학 보상한다. 타겟 RGB 색좌표는 모든 표시패널들(PNL1~PNL12)의 RGB 색좌표를 모두 포함될 수 있도록 표시패널들(PNL1~PNL12)의 최대 색좌표로 정의된 색역(color gamut) 보다 작은 색좌표로 설정된다. 타일드 디스플레이가 세 매의 표시패널들로 구성될 때, 도 8의 예와 같이 타겟 RGB 색좌표는 표시패널들(패널#1~패널#3)의 최대 RGB 색좌표 중에서 가장 작은 색좌표 보다 작은 색좌표이다. 타겟 RGB 색좌표는 아래와 같이 표시패널들(패널#1~패널#3) 각각의 색좌표의 교집합을 만족하도록 설정되어 타일드 디스플레이를 구성하는 모든 표시패널들(패널#1~패널#3)의 RGB 색좌표 모두 커버(cover)한다.
타겟 RGB 색좌표 = 패널#1 RGB 최대 색좌표 ∩ 패널#2 RGB 최대 색좌표 ∩ 패널#3 RGB 최대 색좌표
도 9는 표시패널의 RGB 색좌표가 DCI 규격을 만족하는 색좌표이고, 타겟 RGB 색좌표가 BT709 규격을 만족하는 색좌표인 예를 보여 준다. 도 9에서 “Wsub”는 백색을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 표시패널들(PNL1~PNL12)의 RGB 색좌표가 DCI 100%의 색좌표일 때, 타겟 RGB 색좌표는 BT709 100%로 설정될 수 있다. 표 1은 색좌표값이다. 표 1에서, Wx 및 Wy는 표시패널(PNL1~PNL12)의 백색 색좌표이다. Rx 및 Ry는 표시패널(PNL1~PNL12)의 적색 색좌표이다. Gx 및 Gy는 표시패널(PNL1~PNL12)의 녹색 색좌표이다. Bx 및 By는 표시패널(PNL1~PNL12)의 청색 색좌표이다. W'x 및 W'y는 타겟 RGB 색좌표의 백색 색좌표이다. R'x 및 R'y는 타겟 RGB 색좌표의 적색 색좌표이다. G'x 및 G'y는 타겟 RGB 색좌표의 녹색 색좌표이다. B'x 및 B'y는 타겟 RGB 색좌표의 청색 색좌표이다.
표패널의 최대 RGB 색좌표
(DCI 수준)		 타겟 RGB 색좌표
(BT709 수준)
Wx 0.300 W'x 0.285
Wy 0.326 W'y 0.294
Rx 0.680 R'x 0.640
Ry 0.320 R'y 0.330
Gx 0.265 G'x 0.300
Gy 0.690 G'y 0.600
Bx 0.140 B'x 0.150
By 0.050 B'y 0.060
적색의 최상위 계조 255를 표현할 때 적색 데이터의 계조값 255만으로 적색을 표현할 수 있다. 그러나 이 방법은 표시패널들(PNL1~PNL12) 간에 적색의 최대 색좌표 산포에 따라 표시패널들(PNL1~PNL12) 간의 적색 색좌표에서 큰 차이를 초래할 수 있다. 본 발명은 적색, 녹색 및 청색 등의 순색 색좌표를 표시패널들(PNL1~PNL12)의 RGB 색좌표 보다 낮은 타겟 RGB 색좌표로 하향 조정하여 표시패널들간 순색의 색좌표 산포를 최소화한다. 따라서, 본 발명의 타일드 디스플레이는 표시패널들(PNL1~PNL12) 각각의 RGB 색좌표 보다 낮은 색역의 색좌표로 표시패널들(PNL1~PNL12)의 색좌표를 줄이기 때문에 색재현율이 표시패널들(PNL1~PNL12)의 색재현율 수준보다 낮다.
제2 보상부(132)는 표시패널들(PNL1~PNL12) 간의 순색 색좌표 차이를 최소화하기 위하여 적색, 녹색 및 청색 등의 순색을 표현할 때 둘 이상의 색을 혼합하여 대응하는 색들의 서브 픽셀들을 발광한다. 다시 말하여, 제2 보상부(132)는 백색, 적색, 녹색 및 청색을 아래의 광학 보상 방법과 같이 둘 이상의 색을 더하여 표시패널들(PNL1~PNL12) 간 순색의 편차를 보상한다.
제2 보상부(132)는 아래의 광학 보상 방법과 같이 입력 영상의 제1 순색의 데이터를 제1 순색 + 제2 순색, 제1 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 백색, 제1 순색 + 제2 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 제2 순색 + 백색, 제1 순색 + 제3 순색 + 백색 중 어느 하나의 컬러 조합으로 변환한다. 단, 제1 순색의 휘도를 100%라 할 때 위 컬러 조합 중에서 제1 순색의 휘도 비율이 50%를 초과하는 특성을 가진다. 여기서, 제1 순색은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나이다. 제2 순색은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 제1 순색을 제외한 나머지 두 색 중 어느 하나이다. 제3 순색은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 제1 및 제2 순색을 제외한 나머지 한 색 이다.
아래의 예는 백색, 적색, 녹색 및 청색 데이터의 광학 보상 방법이다.
W'255 gray = W+R or W+G or W+B or W+R+G or W+R+B or W+G+B
여기서, W'255 gray는 타겟 RGB 색좌표를 만족하는 계조값 255의 타겟 백색 데이터이다. W는 백색 데이터이다. R, G, B 는 각각 적색 데이터, 녹색 데이터 그리고 청색 데이터이다. 타겟 백색 데이터(W'255 gray)의 휘도에서 백색 데이터(W)의 휘도 비율이 50% 를 초과는 특성을 가진다.
R'255gray = R+G or R+B or R+W or R+G+B or R+G+W or R+B+W
여기서, R'255 gray는 타겟 RGB 색좌표를 만족하는 계조값 255의 타겟 적색 데이터이다. W는 백색 데이터이다. R, G, B 는 각각 적색 데이터, 녹색 데이터 그리고 청색 데이터이다. 타겟 적색 데이터(R'255 gray)의 휘도에서 적색 데이터(R)의 휘도 비율이 50% 를 초과는 특성을 가진다.
G'255gray = G+R or G+B or G+W or G+R+B or G+R+W or G+B+W
여기서, G'255 gray는 타겟 RGB 색좌표를 만족하는 계조값 255의 타겟 녹색 데이터이다. W는 백색 데이터이다. R, G, B 는 각각 적색 데이터, 녹색 데이터 그리고 청색 데이터이다. 타겟 녹색 데이터(G'255 gray)의 휘도에서 녹색 데이터(G)의 휘도 비율이 50% 를 초과는 특성을 가진다.
B'255gray = B+R or B+G or B+W or B+R+G or B+R+W or B+G+W
여기서, B'255 gray는 타겟 RGB 색좌표를 만족하는 계조값 255의 타겟 청색 데이터이다. W는 백색 데이터이다. R, G, B 는 각각 적색 데이터, 녹색 데이터 그리고 청색 데이터이다. 타겟 청색 데이터(B'255 gray)의 휘도에서 청색 데이터(B)의 휘도 비율이 50% 를 초과는 특성을 가진다.
표시패널의 휘도가 100nit인 경우, 표 1에서 정의된 타겟 RGB 색좌표(BT709)를 만족하는 백색(W'), 적색(R'), 녹색(G'), 및 청색(B')의 휘도비는 아래와 같다.
W' 100.00nit : R' 18.93nit : G' 71.22nit : B' 9.84nit
이 휘도비에서, 백색(W'), 적색(R'), 녹색(G'), 및 청색(B') 각각의 휘도는 아래와 같이 광학 보상된다.
W' 100.00nit = W 97.02nit + R 1.01nit + B 1.97nit
R' 18.93nit = R 16.47nit + G 1.02nit + W 1.44nit
G' 71.22nit = G 61.75nit + R 2.64nit + W 6.84nit
B' 9.84nit = B 7.90nit + R 0.58nit + W 1.36nit
제2 보상부(132)는 표시패널들(PNL1~PNL12) 각각의 화면 전체에서 모든 픽셀들에 대하여 전술한 광학 보상 방법을 적용하여 순색의 픽셀 데이터를 변조할 수 있다. 또한, 제2 보상부(132)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 표시패널 내에서 일부 영역의 픽셀들에 대하여 광학 보상 방법을 적용할 수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 보상 방법을 보여 주는 도면들이다. 도 11은 표시패널들(PNL1~PNL4) 각각의 중심을 지나는 x축 상에서 적색의 색좌표(R'x)를 나타낸다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 표시패널들(PNL1~PNL4) 각각에서 표시패널 내의 순색의 색좌표가 분균일할 수 있다. 이러한 패널 내 색좌표 편차를 줄이기 위하여, 제2 보상부(132)는 표시패널들(PNL1~PNL4) 간의 순색 색좌표를 줄이기 위하여 표시패널들(PNL1~PNL4) 각각의 외곽 픽셀 영역(92)을 중심으로 광학 보상을 적용할 수 있다. 따라서, 외곽 픽셀 영역(92)의 픽셀들에 기입될 순색(R', G', B') 데이터는 전술한 바와 같은 컬러 조합으로 휘도가 구현되고 축소된 타겟 RGB 색좌표로 변환되어 인접 패널들과의 색좌표 편차를 최소화시킨다.
도 12는 표시패널의 화면 내에서 적색 색좌표 편차가 있는 예를 보여 주는 도면이다. 도 12의 예는 표시패널의 중앙 픽셀 영역과 외곽 픽셀 영역 사이에 적색의 색좌표 편차가 클 때 표시패널들(PNL1~PNL4) 간의 경계에서 순색의 색좌표 간의 차이가 두드러지게 보여 준다. 본 발명은 도 12와 같이 표시패널 내에서 순색의 색좌표 편차가 있을 때 표시패널의 외곽 픽셀 영역을 중심으로 광학 보상을 적용하여 도 11과 같이 표시패널들(PNL1~PNL4) 간의 경계에서 색좌표 단차를 줄인다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
PNL1~PNL12, PNL(N) : 표시패널 40 : 통합 콘트롤 박스
42, 46 : 케이블 44 : 콘트롤 보드
48 : 인터페이스 보드 110 : 데이터 구동부
120 : 게이트 구동부 130 : 타이밍 콘트롤러
111 : 센싱부 131 : 제1 보상부
132 : 제2 보상부

Claims (14)

  1. 둘 이상의 표시패널들; 및
    상기 표시패널들 각각의 색좌표에서 정의된 색역 보다 작은 색역을 갖는 타겟 색좌표로 상기 표시패널들에 표시될 순색 데이터의 색좌표를 변환하고, 상기 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터 조합으로 변환하는 색좌표 보상부를 포함하고,
    상기 타겟 색좌표는 상기 표시패널들 각각의 최대 RGB 색좌표 중에서 가장 작은 색좌표 보다 더 작은 색좌표로 선택되고,
    상기 색좌표 보상부는,
    제1 순색 + 제2 순색, 제1 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 백색, 제1 순색 + 제2 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 제2 순색 + 백색, 제1 순색 + 제3 순색 + 백색 중 어느 하나의 컬러 조합으로 상기 제1 순색의 데이터를 변환하고,
    상기 제1 순색의 휘도를 100%라 할 때 상기 컬러 조합 중 제1 순색의 휘도 비율이 50%를 초과하는 타일드 디스플레이.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 순색은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나이고,
    상기 제2 순색은 상기 적색, 상기 녹색 및 상기 청색 중 상기 제1 순색을 제외한 나머지 두 색 중 어느 하나이고,
    상기 제3 순색이 상기 적색, 상기 녹색 및 상기 청색 중 상기 제1 순색과 상기 제2 순색을 제외한 나머지 한 색인 타일드 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널들을 각각 구동하는 다수의 표시패널 구동부들을 구비하고,
    상기 색좌표 보상부는 상기 표시패널 구동부들 각각에 연결되거나 다수의 표시패널 구동부에 공통으로 연결되는 타일드 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 순색 데이터가 표시패널 내의 일부 영역에 표시될 데이터인 타일드 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 일부 영역이 상기 표시패널의 외곽 픽셀 영역을 포함하는 타일드 디스플레이.
  9. 표시패널들 각각의 색좌표에서 정의된 색역 보다 작은 색역을 갖는 타겟 색좌표로 상기 표시패널들에 표시될 순색 데이터의 색좌표를 변환하는 단계; 및
    상기 순색 데이터를 서로 색이 다른 두 색 이상의 데이터 조합으로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 타겟 색좌표는 상기 표시패널들 각각의 최대 RGB 색좌표 중에서 가장 작은 색좌표 보다 더 작은 색좌표로 선택되고,
    제1 순색의 데이터가,
    제1 순색 + 제2 순색, 제1 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 백색, 제1 순색 + 제2 순색 + 제3 순색, 제1 순색 + 제2 순색 + 백색, 제1 순색 + 제3 순색 + 백색 중 어느 하나의 컬러 조합으로 변환되고,
    상기 제1 순색의 휘도를 100%라 할 때 상기 컬러 조합 중 상기 제1 순색의 휘도 비율이 50%를 초과하는 타일드 디스플레이의 광학 보상 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 순색 데이터가 표시패널 내의 일부 영역에 표시될 데이터인 타일드 디스플레이의 광학 보상 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 일부 영역이 상기 표시패널의 외곽 픽셀 영역을 포함하는 타일드 디스플레이의 광학 보상 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널들 각각의 서브 픽셀들에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED)와, 상기 유기 발광 다이오드를 구동하는 구동 소자의 문턱 전압과 이동도를 보상하는 픽셀 보상부를 더 포함하는 타일드 디스플레이.
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