KR20230057607A - 이미지 센서 장치, 롤러블 디스플레이 장치 및 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치는, 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 롤러블 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 픽셀들을 스캔하는 이미지 센서를 적어도 하나 이상 포함하는 이미지 센서부를 포함하고, 상기 이미지 센서는 복수 개의 이미지 센서 픽셀을 포함하는 이미지 센서 픽셀층을 복수 개 포함하고, 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가질 수 있다.
Description
본 발명은 이미지 센서 장치, 롤러블 디스플레이 장치 및 구동 방법 에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로 이미지 센서 장치를 이용하여 취득한 디스플레이 패널의 픽셀들에 대한 광학 정보를 기초로, 디스플레이 픽셀의 이사 영부를 판단하고, 이상 여부가 감지된 디스플레이 픽셀에 대해서는 입력 데이터를 보정하는 기술에 관한 발명이다.
플렉서블 디스플레이(Flexible display) 장치란, 종이처럼 얇고 유연한 기판을 통해 디스플레이 패널의 손상 없이 구부릴 수 있는 디스플레이 장치를 의미한다.
플렉서블 디스플레이 장치를 구현하는 기술에는 크게 액정을 이용한 LCD 방식과 유기발광물을 이용한 OLED 방식이 존재한다. 액정을 이용한 LCD 방식의 경우 편광판(Polarizer), 유리, 컬러필터, 액정, 유리, 편광판, 백라이트 유닛(Backlight Unit)의 순서로 적층 되어 구현되므로, 구조적인 특성상 유연성의 확보가 어려워 보다 다양한 형태와 모양을 구현하고 확장해 나가는데 어려움이 존재한다.
반면, OLED의 경우에는 편광판, 유리, 유기물 레이어, 유리의 순서로 적층 및 구현이 되므로 LCD에 비하여 유연성을 확보하는 것에 더 적합한 구조를 가지고 있다.
하지만 위의 두 방식 모두 적층 구조 중 유연성이 부족한 유리가 존재함에 의해, 일정 이상의 변형은 패널의 파손을 야기하여 디스플레이의 변형이 제한되는 문제점이 존재하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 유리를 필름 형태의 폴리이미드(Polyimide)로 대체하는 방법이 제안되었고, 이로 인해 디스플레이 장치의 변형이 좀 더 자유로워졌다. 그리고, 이러한 변화에 힘입어 플렉서블 디스플레이의 일종인 롤러블 디스플레이(Rollable display)가 발명되기 시작하였다.
일반적으로, 롤러블 디스플레이 장치는 편광판, 폴리이미드, 유기물 레이어, 폴리이미드 TFT로 순서로 적층되고, 롤러블 디스플레이의 구현에는 패널의 유연성이 보장되는 OLED를 사용하여 구현된다.
OLED는 개별적인 소자가 스스로 발광을 하여 화면을 디스플레이 하는 구조로써, 작동 중에 개별 소자들이 높은 온도를 발생시키는 단점이 존재하고, 이는 OLED 패널 내의 TFT소자 출력의 편차를 야기하여 화소의 균일도가 낮아지며, 낮아진 균일도에 의해 화면에 얼룩이 지는 문제가 존재한다.
이러한 균일도 문제를 해결하기 위해 내부/외부 보상이 이루어지는데, 내부보상이란 각 소자의 특징들을 이용하여 성능을 개선하는 회로적인 기법으로 TFT 소자의 출력 편차를 완화시키는 방식이며, 외부 보상 회로 방식은 패널 외부에 독립적인 회로를 구성하여 TFT의 전자 이동도, 문턱 전압 등을 센싱하여 TFT가 OLED에 인가하는 전압을 보상하는 방식이다.
그러나, 내부 보상 회로 방식은 TFT가 해상도에 비례하여 집적되는 단점이 존재하여, TFT가 내부 보상 회로의 절반수준으로 소모되며 보상 연산의 고속화가 가능한 외부 보상 회로 방식에 비해 성능이 좋지 않은 문제점지 존재하다보니, 현재는 보상 방법으로 외부 보상 회로를 사용하는 것이 일반적이며, 외부 보상 회로 중 사용할 수 있는 센서는 TFT, CMOS, CCD가 존재한다.
이중, TFT(thin film transistor)이미지 센서는 이미지 센서를 대형으로 제작하고 이미지 센서를 픽셀 배열화 하는 것이 가능하며, 공정 비용이 저렴하기 때문에 이로 인해 경제적인 이득을 불러오는 장점을 지니고 있는 반면, 상대적으로 작은 광 반응도(Photo responsivity) 탓에 유의미한 전류를 발생시키기 위해서는 상대적으로 충분히 긴 반응시간을 필요로 하는 문제점이 있다. 또한, 대형 TFT 이미지 센서의 경우 픽셀의 크기가 OLED 디스플레이 픽셀의 크기보다 크기 때문에, 저해상도의 이미지 센서로 고해상도의 디스플레이를 스캔해야 하는 문제점이 존재한다.
따라서, 일 실시예에 따른 이미지 센서 장치, 롤러블 디스플레이 장치 및 구동 방법은 상기 설명한 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 롤러블 디스플레이 장치에서 효율적으로 디스플레이 픽셀에 대해 보상을 할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
보다 구체적으로 본 발명은 저해상도의 이미지 센서를 이용하여 고해상도의 디스플레이 패널을 스캔할 때 발생되는 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 이미지 센서의 픽셀의 해상도가 디스플레이 픽셀의 해상도에 비해 낮아, 저해상도의 이미지 센서로 고해상도의 디스플레이 픽셀을 스캔하는 경우 필연적으로 발생하는 센싱 타임(sensing time) 및 photo responsivity 문제를 해결하기 위해 고안된 발명이다.
따라서, 본 발명은 종래의 기술과 다르게 적층되어 있는 이미지 픽셀층의 구조를 이용하여 디스플레이 패널의 픽셀들을 스캔한 후, 스캔된 데이터를 이용하여 디스플레이 패널의 픽셀들을 효율적으로 보상할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치는, 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 롤러블 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 픽셀들을 스캔하는 이미지 센서를 적어도 하나 이상 포함하는 이미지 센서부를 포함하고, 상기 이미지 센서는 복수 개의 이미지 센서 픽셀을 포함하는 이미지 센서 픽셀층을 복수 개 포함하고, 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 가로 방향을 기준으로 미리 설정된 동일한 개수의 이미지 센서 픽셀들을 포함할 수 있다.
상기 미리 설정된 동일한 개수는, 4개 내지 10개를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 오른쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동될 수 있다.
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 왼쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동될 수 있다.
상기 디스플레이 패널이 거동되어 롤-인 또는 롤-아웃 되는 롤 케이스;를 더 포함하고, 상기 이미지 센서부는, 상기 롤 케이스에 의해 가려져 거동 중인 상기 디스플레이 패널의 비노출 화면에 표시된 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기(light intensity)를 측정하는 광 센서를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서부는, 상기 롤 케이스 내부에서 거동 중인 상기 비노출 화면에 상기 테스트 영상 패턴을 기입하고 순차 스캔하여 상기 디스플레이 패널의 적어도 일부 화면을 대상으로 상기 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기를 측정할 수 있다.
상기 롤러블 디스플레이 장치는, 상기 측정된 광 세기를 분석하여 상기 비노출 화면에 구비된 픽셀들 간의 구동 특성 편차를 보상하기 위한 보상 파라미터를 생성하는 보상값 생성부 및 상기 보상 파라미터를 기반으로 상기 롤러블 디스플레이 패널의 픽셀들에 기입될 입력 영상의 픽셀 데이터를 보정하는 타이밍 콘트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 보상값 생성부는, 상기 비노출 화면의 거동 속도와 상기 테스트 영상 패턴의 스캔 시간을 기반으로 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 링크 시키는 이미지 취득부 및 상기 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 기반으로 상기 비노출 화면에 대한 상기 보상 파라미터를 픽셀 단위로 생성하는 보상 파라미터 연산부를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서부는, 상기 롤 케이스 내부에 고정되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법은, 복수의 디스플레이 픽셀들이 배치되어 있는 디스플레이 패널과, 롤-인 또는 롤-아웃을 위해 상기 디스플레이 패널이 거동되는 롤 케이스를 포함한 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 롤 케이스에 의해 가려져 거동 중인 상기 디스플레이 패널의 비노출 화면에 표시된 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기(light intensity)를 이미지 센서 로 측정하는 단계, 상기 측정된 광 세기를 분석하여 상기 비노출 화면에 구비된 픽셀들 간의 구동 특성 편차를 보상하기 위한 보상 파라미터를 생성하는 단계 및 상기 보상 파라미터를 기초로 상기 디스플레이 패널의 픽셀들에 기입될 입력 영상의 픽셀 데이터를 보정하는 단계를 포함하고, 상기 이미지 센서는, 복수 개의 이미지 센서 픽셀층을 포함하고, 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층은, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 가로 방향을 기준으로 미리 설정된 동일한 개수의 이미지 센서 픽셀들을 포함하며, 아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 오른쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동될 수 있다.
상기 보상 파라미터를 생성하는 단계는, 상기 비노출 화면의 거동 속도와 상기 테스트 영상 패턴의 스캔 시간을 기반으로 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 링크 시키는 이미지를 취득하는 단계 및 상기 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 기반으로 상기 비노출 화면에 대한 상기 보상 파라미터를 픽셀 단위로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 이미지 센서 장치는, 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 스캔하는 복수 개의 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서는 복수 개의 이미지 센서 픽셀을 포함하는 이미지 센서 픽셀층을 복수 개 포함하고, 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은, 가로 방향을 기준으로 미리 설정된 동일한 개수의 이미지 센서 픽셀들을 포함하며, 아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 오른쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동될 수 있다.
일 실시예에 따른 이미지 센서 장치, 롤러블 디스플레이 장치 및 구동 방법은 종래 기술과 다르게 적층되어 있는 복수 개의 이미지 센서 픽셀층을 이용하여 다수의 디스플레이 픽셀 라인을 스캔하기 때문에, 저해상도의 이미지 센서를 이용하여 고해상도의 디스플레이 패널의 픽셀을 스캔할 때 필연적으로 센싱 타임(sensing time) 및 photo responsivity 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 효과가 존재한다.
이에 따라, 플렉서블 디스플레이 패널에 존재하는 개별 픽셀값을 센싱할 수 있기 때문에, 조정이 필요한 픽셀만 선택적으로 입력 값을 보상하여 디스플레이 패널의 균일한 출력을 보장할 수 있는 장점이 존재한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치 외관의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 구동 방법을 보여주는 사시도이다.
도 3은 따른 롤러블 디스플레이의 구동을 위한 롤러블 디스플레이 패널, 모터 및 모터 구동부를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 광학특성을 센싱하는 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 롤러블 디스플레이 패널에 배치되는 디스플레이 픽셀 및 이미지 센서부의 이미지 센서 픽셀을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a)는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 픽셀층의 적층 구조를 도시한 도면이고, 도6의 (b)는 종래 기술에 따른 이미지 센서가 스캔하는 영역을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 및 이미지 센서부의 구조를 도시한 도면이고, 도 8 내지 도 9는 시간의 흐름에 따라 이동되는 디스플레이 패널을 스캔하는 이미지 센서부를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 여러 실시예에 따른 이미지 센서부의 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명한 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 구동 방법을 보여주는 사시도이다.
도 3은 따른 롤러블 디스플레이의 구동을 위한 롤러블 디스플레이 패널, 모터 및 모터 구동부를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 광학특성을 센싱하는 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 롤러블 디스플레이 패널에 배치되는 디스플레이 픽셀 및 이미지 센서부의 이미지 센서 픽셀을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a)는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 픽셀층의 적층 구조를 도시한 도면이고, 도6의 (b)는 종래 기술에 따른 이미지 센서가 스캔하는 영역을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 및 이미지 센서부의 구조를 도시한 도면이고, 도 8 내지 도 9는 시간의 흐름에 따라 이동되는 디스플레이 패널을 스캔하는 이미지 센서부를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 여러 실시예에 따른 이미지 센서부의 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명한 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
그리고, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치 외관의 사시도이며, 도 2는 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 구동 방법을 보여주는 사시도이고, 도 3은 따른 롤러블 디스플레이의 구동을 위한 롤러블 디스플레이 패널, 모터 및 모터 구동부를 도시한 도면이다.
도 1과 도2를 참조하면, 본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)는 롤러블 디스플레이 패널(100)과, 롤러블 디스플레이 패널(100)의 일측을 지지하는 제 1 지지부(170)와, 롤러블 디스플레이 패널(100)의 타측을 지지하는 제 2지지부(180)를 포함할 수 있다.
제1지지부(170)는 롤러블 디스플레이 패널(100)의 일측을 지지하여 롤러블 디스플레이 패널(100)이 거동될 때 패널의 구부러짐으로 인한 화면의 왜곡을 방지하는 역할을 할 수 있다. 제 2지지부(180)는 롤러블 디스플레이 패널(100)이 수납될 수 있는 내부 공간을 포함한 제 2지지부(180)로 구성될 수 있다. 제 2지지부(180)의 내부는 롤러블 디스플레이 패널(100)이 롤-인(roll-in) 또는 롤-아웃(roll-out)이 될 수 있도록 빈 공간이 수용될 수 있다.
롤러블 디스플레이 패널(100)은 입력 영상이 외부로 출력되는 화면 영역을 포함한다. 사용자는 화면 영역을 통해 롤러블 디스플레이 패널(100)로부터 출력되는 영상 정보를 인지할 수 있다.
롤러블 디스플레이 패널(100)은 자체의 유연성을 가지고 감거나 펴는 형태 변화를 반복적으로 수행할 수 있기 때문에, 제 2지지부(180) 내부로 롤-인 되거나 롤-아웃 될 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2지지부 내에 위치한 롤러(182)에 모터(310)가 기계적 에너지를 전달하면, 롤러블 디스플레이 패널(100)의 롤-인 또는 롤-아웃이 이루어지고, 모터의 회전방향 및 RPM은 모터 구동부(300)에 의하여 조절될 수 있다.
롤러블 디스플레이 패널(100)이 롤-인 되는 경우에는 도 3에 도시된 (a) -(b) -(c) 순서로 움직일 수 있으며, 롤러블 디스플레이 패널(100)이 롤-아웃 되는 경우에는 도 3 (c)-(b)-(a) 순서로 움직일 수 있다.
롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤-인 또는 롤-아웃 될 때 제 2지지부 내부의 가이드 라인을 통하여 롤러블 디스플레이 패널의 손상을 최소화 하는 방법으로 내부에 권취될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 광학특성을 센싱하는 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제 2지지부(180)의 콤팩트한 구성을 위해, 타이밍 콘트롤러(120)와 메모리(124)가 실장된 콘트롤 보드(125)는 롤러(182)에 마련된 수납홀 내에 배치될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예가 이로 한정되는 것은 아니고 제 2지지부(180)에는 롤러(182)에 연결된 모터(310)와, 모터 구동부(300)가 더 배치될 수 있다.
롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤러(182)에 감겨질 수 있다.
구체적으로, 모터(310)의 회전에 따라 롤러(182)가 회전하면, 롤러(182)를 따라 롤러블 디스플레이 패널(100)이 컬럼 방향(y1,y2)으로 이동한다. 따라서, 사용자는 롤러블 디스플레이 장치(10)의 정면에서 제 2지지부(180) 바깥의 노출 화면(EA)을 볼 수 있고, 제 2지지부(180) 내부에 위치하는 비 노출 화면(NA)을 볼 수 없다.
롤러(182)의 회전에 의해 롤러블 디스플레이 패널(100)이 컬럼 방향(y1,y2)으로 이동하면, 디스플레이 구동 회로는 제 2지지부(180) 내부에서 거동 중인 롤러블 디스플레이 패널(100)의 비노출 화면(NA)에 테스트 영상 패턴(즉, 테스트 전압)을 인가할 수 있고, 인가된 전압으로 인해 비노출 화면(NA)에 위치하는 디스플레이 픽셀들은 테스트 영상 패턴에 대응되는 밝기로 발광한다.
이미지 센서부(200)는 롤러블 디스플레이 패널(100)에 배치되어 있는 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 스캔하는 센서로서, 제 2지지부(180) 내부에서 비노출 화면(NA)과 대응되는 위치에 고정될 수 있다.
구체적으로, 이미지 센서부(200)는 제 2지지부(180) 내부의 고정된 위치에서, 연속적으로 거동 중인 비노출 화면(NA)을 순차적으로 스캔할 수 있다. 본 발명에 따른 이미지 센서부(200)는 디스플레이 패널의 픽셀을 스캔할 수 있는 센서이면 모든 센서가 차용될 수 있으나, 일 실시예로 TFT(Thin film Transistor), CCD(Charged Coupled Device), CMOS 등의 센서가 차용될 수 있다.
이미지 센서부(200)는 롤러블 디스플레이 패널(100)의 비노출 화면(NA)을 대상으로 각 픽셀의 열화 이미지를 빠르게 센싱할 수 있어, 이를 기초로 디스플레이 픽셀의 보상 신호를 쉽게 생성할 수 있기 때문에, 롤러블 디스플레이 장치가 처음 생산 당시 문제점이 존재하지 않았으나 출하된 이후에도 문제점이 발생한 후에도 실시간 보상이 가능하게 된다.
또한, 이미지 센서부(200)는 사용자가 인지할 수 없도록 제 2지지부(180) 내부에서 실시간으로 디스플레이 픽셀을 센싱하기 때문에 롤러블 디스플레이 장치(10)의 다양한 제품 요구 조건을 효과적으로 만족시킬 수 있다.
이미지 센서부(200)가 측정한 디스플레이 픽셀에 대한 측정 값은 보상값 생성부(250)로 전달될 수 있다. 보상값 생성부(250)는 도 4에 도시된 바와 같이 타이밍 콘트롤러(120)와 함께 컨트롤 보드(125) 상에 실장될 수 있으나, 본 발명의 실시 예는 이로 한정되는 것은 아니고, 보상값 생성부(250)는 호스트 시스템과 함께 시스템 보드 상에 실장될 수도 있다.
한편, 도 4에서는 이미지 센서부(200)가 롤러블 디스플레이 장치(10)의 일 구성요소로 구현되는 것을 전제로 설명하였으나, 본 발명에 따른 이미지 센서부(200)는 롤러블 디스플레이 장치(10)에만 적용되는 이미지 센서부가 아니며, 다른 디스플레이 장치(10)에서도 적용되거나, 디스플레이 장치와 다르게 독립적으로도 구현될 수 있다. 이미지 센서부가 디스플레이 장치와 독립적으로 구현되는 경우 그 특성에 따라 이미지 센서부는 이미지 센서 장치로 지칭될 수 있다.
도 5는 롤러블 디스플레이 패널에 배치되는 디스플레이 픽셀 및 이미지 센서부의 이미지 센서 픽셀을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 롤러블 디스플레이 패널(100)에는 복수 개의 디스플레이 픽셀(101)이 격자 형태로 배치될 수 있다. 롤러블 디스플레이 패널(100)에 배치되는 디스플레이 픽셀(101)의 수는 설계되는 해상도에 따라 달라진다. 따라서 해상도가 높아질수록 배치되는 디스플레이 픽셀의 수는 증가할 수 있다.
롤러블 디스플레이 패널(100)에 배치되는 복수 개의 디스플레이 픽셀(101)의 배치 형태는, 동일한 크기의 사각형 형태를 띄는 한 개의 픽셀이 상하좌우로 빈틈없이 롤러블 디스플레이 패널(100)의 크기만큼 위아래로 배치될 수 있다. 따라서, 디스플레이 픽셀(101)은 롤러블 디스플레이 패널(100)의 일 측면에서 타 측면까지 배열될 수 있다.
한편, 이미지 센서부(200)는 앞서 설명한 바와 같이 제 2지지부(180) 내부에서 롤러블 디스플레이 패널(100)과 일정한 거리를 두고 서로 대항되는 위치에 배치되어 있어, 디스플레이 패널(100)의 복수의 디스플레이 픽셀(101)들을 스캔할 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부(200)의 복수 개의 이미지 센서 픽셀(201)들을 롤러블 디스플레이 패널(100)이 위아래로 이동함에 따라, 각각의 이미지 픽셀(201)에 대응되는 위치를 지나가는 디스플레이 픽셀(101)들을 스캔할 수 있다.
일반적으로, 이미지 센서부는 복수 개의 이미지 센서를 포함하고 있으며, 이미지 센서는 복수 개의 이미지 센서 픽셀층을 포함하고 있고, 하나의 이미지 센서 픽셀층은 복수 개의 이미지 센서 픽셀들을 포함할 수 있다. 즉, 복수 개의 이미지 센서 픽셀들이 가로 방향으로 모여 한 줄의 이미지 센서 픽셀층을 이루고, 복수의 이미지 센서 픽셀층이 적층 구조로 모여 하나의 이미지 센서를 이루고, 복수의 이미지 센서가 가로 방향으로 모여 하나의 이미지 센서부를 구성하게 된다.
하나의 이미지 센서 픽셀은 각각의 이미지 센서 픽셀에 대응되는 위치를 지나가는 디스플레이 픽셀을 스캔할 수 있다. 따라서, 하나의 이미지 센서 픽셀층은 각각의 이미지 센서 픽셀층에 대응되는 위치를 이동하는 디스플레이 픽셀들이 발광하는 빛의 세기를 스캔할 수 있다.
이미지 센서 픽셀층은 미리 설정된 개수만큼 이미지 센서 픽셀들을 포함하고 있기 때문에, 하나의 이미지 센서 픽셀층에서 출력하는 센싱 값은 미리 설정된 개수만큼의 이미지 센서 픽셀들이 스캔한 복수 개의 디스플레이 픽셀들에 대한 데이터 값을 모두 합한 값이 된다. 따라서, 데이터 값이 픽셀 하나에 대한 값이 아닌 하나의 픽셀층에 대한 값이기 때문에, 종래 기술에 의할 경우 어느 디스플레이 픽셀이 정확히 발광을 하고 있는지, 어느 디스플레이 픽셀이 현재 작동이 정상적으로 작동하고 있지 않는지 판단할 수 없는 문제가 존재하였다. 이하 구체적으로 알아본다.
도 6의 (a)는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 픽셀층의 적층 구조를 도시한 도면이고, 도6의 (b)는 종래 기술에 따른 이미지 센서가 스캔하는 영역을 도시한 도면이다.
도 6의 (a)를 참고하면, 종래 기술에 따라 이미지 센서부(20)는 복수 개의 이미지 센서(21)를 포함하고 있고, 이미지 센서(21)는 복수 개의 이미지 센서 픽셀층(22)을 포함하고 있다. 이미지 센서 픽셀층(22)은 복수 개의 이미지 센서 픽셀을 포함하고 있으며, 이미지 센서 픽셀층(22)의 적층 구조는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 복수 개의 이미지 센서 픽셀층(22)이 서로 시작점과 끝점이 동일한 형태로 평행하게 적층되는 직사각형 구조로 구현된다.
이하, 설명의 편의를 위해 하나의 픽셀층에는 8개의 이미지 픽셀이 포함되어 있고, 이미지 센서(21)의 제일 아래층에 있는 이미지 센서 픽셀층을 제1픽셀층(22A)이라 지칭하고, 그 위에 있는 이미지 센서 픽셀층을 제2픽셀층(22B)이라 지칭한다.
디스플레이 패널(30)이 위로 이동하는 경우 이미지 센서(21)에 의해 스캔되는 영역의 모형은, 이미지 센서 픽셀층(22)이 직선 형태이기 때문에, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 직사각형 형태(X) 모양으로 스캔이 된다. 그리고 앞서 설명한 바와 같이 이미지 센서의 특성상, 디스플레이 픽셀에서 취득하는 정보는 하나의 이미지 센서 픽셀층(22)이 취득하는 값이 된다.
따라서, 도 6에 따라 스캔하는 경우 제1이미지 센서(21A)는 디스플레이 패널(30)에서 가장 위쪽 열에 배치되어 있는 복수 개의 디스플레이 픽셀들(8개라 가정하며, 왼쪽부터 X11, X12, X13, X14, X15, X16, X17, X18이라 지칭한다)을 스캔하게 되며, 이에 따라 제1이미지 센서(21A)가 가장 처음 취득하는 정보는 X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+X18 = A(스캔 값)가 된다. 그 후, 디스플레이 패널(30)이 한 줄 위로 올라가게 되면, 제2이지미 센서(21B)가 상기 8개의 픽셀들을 센싱하여 정보를 취득하게 되고, 이에 따라 제2이미지 센서(21B)가 취득한 정보는 X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+X18 = A2(스캔 값)가 된다.
어느 디스플레이 픽셀이 이상이 있는지 여부를 판단하기 위해서는 8개의 디스플레이 픽셀들에 대한 정보를 각각 알아야하며, 그러기 위해서는 디스플레이 픽셀들에 대한 방정식 변수가 총 8개이므로, 8개의 방정식이 필요하다. 그러나, 디스플레이 패널(30)이 위로 올라가도 이미지 센서(21)의 적층 구조는 직사각형 구조이기 때문에, 앞서 살펴본 바와 같이 제2이미미 센서(21B)가 취득하는 X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+X18=A(스캔 값)이 되므로, 제1이미지 센서(21A)가 취득한 식의 변수와 제2이미지 센서(21B)가 취득한 식은 동일하게 때문에 변수를 풀 수가 없다. 즉, 종래 기술에 따른 센서를 이용하여 디스플레이 픽셀들에 대한 정보를 취득하는 경우, 하나의 열에 해당하는 픽셀층에 대한 정보만 알 수 있을 뿐, 각각의 디스플레이 픽셀들에 대한 정보를 가지고 있는 변수를 풀 수가 없어 하나의 픽셀층에서 어느 픽셀이 문제가 있는지 정확히 알 수가 없는 단점이 존재한다. 그러나, 본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)는 이미지 센서의 적층 구조를 종래 기술과 다르게 하여 이러한 문제점을 해결하였는바, 이하 도면을 통해 자세히 알아본다.
도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 및 이미지 센서부의 구조를 도시한 도면이고, 도 8 내지 도 9는 시간의 흐름에 따라 이동되는 디스플레이 패널을 스캔하는 이미지 센서부를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 이미지 센서부(200)는 복수 개의 이미지 센서(210)를 포함하고 있고, 이미지 센서는 적층되어 있는 복수 개의 픽셀층(220)을 포함하고 있으며, 이미지 센서 픽셀층(220)은 모두 동일한, 미리 설정된 복수 개의 이미지 센서 픽셀(201)을 포함하고 있다. 그리고 이미지 센서부(200)에서 취득한 정보는 보상값 생성부(250)로 송신되며, 보상값 생성부(250)는 이미지 취득부(252)와 보상 파라미터 연산부(254)를 포함할 수 있다. 이에 대한 자세한 프로세스는 후술하도록 한다.
본 발명에 따른 이미지 센서(210)는 종래 기술과 다른 방식으로 이미지 센서 픽셀층(220)이 적층되어 있는데, 구체적으로, 종래 기술처럼 이미지 센서 칙셀층이 직사각형 구조로 적층이 되어 있지 않고, 하나의 이미지 센서(210)에서 복수개의 이미지 센서 픽셀층(220)의 가장 왼쪽 이미지 센서 픽셀이 가로 방향을 기준으로 서로 다른 위치를 갖도록 적층될 수 있다. 일 예로, 도면에서 도시된 바와 같이 하나의 이미지 센서(210)에서 가장 위의 픽셀층부터 아래 픽셀층으로 내려갈수록 픽셀층이 시작하는 가로 위치가 하나씩 오른쪽으로 증가하도록 이미지 센서 픽셀층이 배열될 수 있다.
한편, 도면에서는 이미지 센서 픽셀층이 한줄씩 아래로 내려오면서 시작점이 오른쪽으로 한칸씩으로 이동하는 것으로 도시하였으나, 이와 반대로 이미지 센서 픽셀층이 한줄씩 아래로 내려오면서 시작점이 왼쪽으로 한칸씩으로 이동하는 것으로 이미지 센서가 구현될 수 도 있다.
도 8과 도 9를 참조하여 디스플레이 패널(100)의 이동에 따라 이미지 센서부(200)가 취득하는 센서 값들을 설명하면, 도 8의 (a)와 같이 아직 디스플레이 이동하기 전에는 이미지 센서부(200)의 이미지 센서 픽셀층(220)이 스캔할 수 있는 디스플레이 픽셀들이 존재하지 않으므로 아무런 스캔 값도 측정되지 않는다.
그러나, 도 8의 (b)에서처럼 디스플레이 패널(100)이 위로 이동하게 되면, 이미지 센서(210)에서 가장 아래에 위치하는 제1이미지 픽셀층(210A)이 디스프렐이 패널(100)에서 가장 위쪽 열에 배치되어 있는 복수 개의 디스플레이 픽셀들(왼쪽부터 Y11, Y12, Y13, Y14, Y15, Y16, Y17, Y18??이라 지칭한다)을 스캔하게 되며, 이에 따라 픽셀들이 발광하는 광 세기(Light intensity)를 측정할 수 있는 제1이미지 픽셀층(210A)이 가장 처음 취득하는 정보는 Y11+Y12+Y13+Y14+Y15+Y16+Y17+Y18 = A1(스캔 값)가 된다.
그 후, 디스플레이 패널(100)이 이동하여 픽셀 크기만큼 한 줄 위로 올라가게 되면, 제2이미지 센서 픽셀층(210B)은 제1이미지 센서 픽셀층(210A)과 마찬가지로 8개의 픽셀들을 센싱할 수 있다. 그러나, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이 제2이미지 센서 픽셀층(210B)에서 가장 왼쪽에 있는 픽셀의 위치는 제1이미지 센서 픽셀층(210A)에서 가장 왼쪽에 있는 픽셀과 위치가 서로 다르므로, 제2이미지 센서 픽셀층(210B)이 취득하는 정보는 Y12+Y13+Y14+Y15+Y16+Y17+Y18+Y19 = A2(스캔 값)가 된다.
그 후, 디스플레이 패널(100)이 위로 또 이동하여 픽셀 크기만큼 한 줄 위로 올라가게 되면, 제3이미지 센서 픽셀층(210C)은 제1이미지 센서 픽셀층(210A) 및 제2이미지 센서 픽셀층(210B)과 마찬가지로 8개의 픽셀들을 센싱할 수 있다. 그러나, 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이 제3이미지 센서 픽셀층(210C)에서 가장 왼쪽에 있는 픽셀의 위치는 제1이미지 센서 픽셀층(210A) 및 제2이미지 센서 픽셀층(210B)의 가장 왼쪽에 있는 픽셀과 위치가 서로 다르므로, 제3이미지 센서 픽셀층(210C)이 취득하는 정보는 Y13+Y14+Y15+Y16+Y17+Y18+Y19+Y20 = A3(스캔 값)가 된다.
따라서, 디스플레이 패널(100)이 한 칸씩 위로 올라갈 때마다 생성되는 데이터에 대한 식은 서로 다른 변수에 의한 정보 값을 얻게 되므로, 모든 디스플레이 패널에 대해 스캔을 하게 되면 종래 기술과 다르게 각각의 디스플레이 픽셀들에 대한 정보를 얻을 수 있다.
즉, 이미지 센서 픽셀층 1개가 N개의 디스플레이 픽셀을 덮는 경우, 각각의 디스플레이 픽셀에 대한 정보를 취득하기 위해서는 N개의 식이 필요한데, 본 발명과 같이 각각의 이미지 센서 픽셀층(220)의 가장 왼쪽 이미지 센서 픽셀의 위치를 다르게 하면 한번씩 스캔할 때마다 서로 다른 변수에 대한 스캔값에 대한 정보를 가지는 식을 얻게 되므로, 방정식을 풀 수 있는 N개의 식을 얻을 수 있다. 따라서, 종래 기술과 다르게 방정식을 풀 수 있는 식들이 있으므로, 어느 디스플레이 픽셀이 정상적으로 작동하고 있는지 여부와 정상적으로 작동하고 있지 않은 디스플레이 픽셀이 어떤 픽셀인지 정확하게 취득할 수 있는 장점이 존재한다. 따라서, 정상적으로 작동하고 있지 않은 디스플레이 픽셀에 대해서만 선택적으로 보상을 할 수 있는 장점이 존재한다.
도 10은 본 발명의 여러 실시예에 따른 이미지 센서부의 구조를 도시한 도면이다.
도 10의 (a)를 참고하면, 본 발명에 따른 이미지 센서부(200)는 앞선 도면을 기준으로 설명하였던 실시예로서, 하나의 이미지 센서(210)는 복수 개의 이미지 센서 픽셀층(220A~220H)을 포함할 수 있으며, 각각의 이미지 센서 픽셀층은 한 칸씩 내려갈수록 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 오른쪽으로 이미지 픽셀 하나의 크기 만큼 이동할 수 있다.
도 10의 (b)는 본 발명에 따른 이미지 센서부(200)의 다른 실시예로서, 하나의 이미지 센서(210)는 복수 개의 이미지 센서 픽셀층(220A~220H)을 포함할 수 있으며, 각각의 이미지 센서 픽셀층은 가장 위에 있는 이미지 센서 픽셀층을 기준으로 한 칸씩 내려갈수록 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 오른쪽으로 이미지 픽셀 두개의 크기 만큼 이동되도록 배치될 수 있다.
그러나, 아래로 한 칸씩 내려갈수록 픽셀 두개의 크기만큼 이동되면 중간에 생략되어 정보를 얻을 수 없는 디스플레이 픽셀이 발생할 수 있으므로, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 제4이미지 센서 픽셀층(220D)은 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 제8이미지 센서 픽셀층(220H)의 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치보다 픽셀 하나 크기만큼 오른쪽에 있는 위치에 배치되도록 배치시킨 후, 다시 아래로 한 칸씩 내려갈수록 이미지 센서 픽셀의 가장 왼쪽에 위치하는 이미지 센서 픽셀이 오른쪽으로 두 칸씩 이동되도록 배치할 수 있다.
또한, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 일정한 규칙 없이 하나의 이미지 센서(210)에서 8개의 이미지 센서 픽셀층이 배치될 수 있는데, 이 때에도 서로 다른 값을 가지는 8개의 방정식을 얻기 위해서는 각각의 이미지 센서 픽셀층(220)에서 가장 왼쪽에 위치하는 이미지 센서 픽셀의 위치는 8개의 이미지 센서 픽셀층이 모두 가로방향으로 기준으로 서로 다른 위치에 배치되어 야 한다.
지금까지 본 발명에 따른 이미지 센서부(200)의 다양한 배치 구조에 대해 알아보았다. 이하, 본 발명에 따른 디스플레이 픽셀에 대한 보상 방법에 대해 알아본다.
도 10은 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명한 순서도이다.
일반적으로, 롤러블 디스플레이 장치의 경우 백 커버의 부재로 방열 특성이 좋지 않아 패널 온도가 쉽게 상승할 수 있고, 온도 상승으로 인한 잔상 품질이 악화될 수 있다. 기존에는 열화와 상관 관계가 있는 픽셀의 전기적 변화(전류 또는 전압변화)를 센싱하고, 열화와 전기적 인자 간의 관계를 나타내는 보상 룩업 테이블을 이용하여 픽셀들 간의 구동 특성 편차를 보상하는 방식을 사용하였다. 그러나 이 보상 방식은 패널 산포, 센싱 정확도, 외부 환경(온도, 스트레스) 요인으로 인해 보상 룩업 테이블의 산포를 발생시키며, 미보상 또는 과보상의 문제를 초래하였다.
그러나, 본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 경우 종래 기술과 다른 방법으로 보상을 실시할 수 있는데, 구체적으로 롤 케이스 내부에 마련된 광 센서로 롤 케이스 내부에서 거동 중인 롤러블 디스플레이 패널(100)의 각 픽셀에 대한 광학 특성을 측정하고, 광학 특성의 변화량에 기초하여 픽셀들 간의 구동 특성 편차를 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 픽셀 열화에 따른 광 특성 변화를 광 센서로 직접 센싱하기 때문에 잔상 보상 성능을 극대화할 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 광 센서로서 카메라를 활용함으로써 플렉시블 디스플레이 표시 패널에 구현되는 영상의 휘도 유니포머티를 보상할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 롤러블 디스플레이 장치(10)가 온 또는 오프되는 경우에 롤러블 디스플레이 패널(100)을 거동시킨다. (S10)
구체적으로, 롤러블 디스플레이 장치(10)가 온 되는 경우, 롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤-아웃을 위해 거동될 수 있다. 롤-아웃 동작시 롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤러로부터 풀려지면서 롤 케이스 내부에서 외부를 향해 거동될 수 있다. 롤-아웃 동작은 롤러블 디스플레이 패널(100)의 전체 화면이 롤 케이스 바깥으로 노출될까지 수행될 수 있다.
다음으로, 롤러블 디스플레이 장치(10)가 오프 되는 경우, 롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤-인을 위해 거동될 수 있다. 롤-인 동작시 롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤러에 감겨지면서 롤 케이스 내부에서 내부를 향해 거동될 수 있다. 롤-인 동작은 롤러블 디스플레이 패널(100)의 전체 화면이 롤 케이스 내부로 수납될까지 수행될 수 있다.
또한, 도면에는 표시하지 않았지만, 롤러블 디스플레이 장치(10)의 화면 비가 바뀌는 경우, 롤러블 디스플레이 패널(100)은 롤-인 및 롤-아웃을 위해 거동될 수 있다. 롤러블 디스플레이 패널(100)의 전체 화면이 롤 케이스 내부로 수납될까지 롤-인 동작이 수행된 후에, 설정된 화면비에 대응되도록 롤러블 디스플레이 패널(100)의 전체 화면 또는 일부 화면이 롤 케이스 바깥으로 노출될까지 롤-아웃 동작이 수행될 수 있다.
본 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 롤러블 디스플레이 패널(100)의 거동에 연동하여 광 센서를 포함하고 있는 이미지 센서부(200)를 동작시킬 수 있다.
이미지 센서부(200)는 롤 케이스에 의해 가려져 거동 중인 롤러블 디스플레이 패널(100)의 비노출 화면에 표시된 테스트 영상 패턴에 대한 광학 특성 즉, 광 세기(light intensity)를 측정할 수 있다.(S20)
이미지 센서부(200)는 롤 케이스 내부에서 거동 중인 비노출 화면을 순차 스캔하여 롤러블 디스플레이 패널(100)의 적어도 일부 화면(전체 화면 포함)을 대상으로 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기를 측정할 수 있다.
보상의 정확성이 높아지도록 테스트 영상 패턴은 서로 다른 복수의 계조 패턴들로 구현될 수 있다. 복수의 계조 패턴들은 상대적으로 계조가 높은 고계조 패턴과 상대적으로 계조가 낮은 저계조 패턴을 포함할 수 있다. 저계조 패턴은 구동 TFT의 문턱전압 변화 또는 OLED의 동작점 전압 변화를 판단하는 기준으로 활용될 수 있고, 고계조 패턴은 구동 TFT의 이동도 변화를 판단하는 기준으로 활용될 수 있다.
본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 픽셀에 포함된 소자(구동 TFT 및/또는 OLED)의 열화 정도에 따라 동일한 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기가 달라지는 특성을 보상에 활용하는 것에 특징이 존재한다.
즉, 본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 광 센서의 측정 결과를 분석하여 픽셀 단위 또는 블록 단위로 광 세기의 변화량을 추출하고, 이 변화량을 보상하기 위한 보상 파라미터를 생성할 수 있다(S30).
변화량을 판단하는 보상 기준은 설계치에 따라 달라질 수 있는데, 예컨대 초기 휘도 또는 타겟 휘도가 보상 기준이 될 수 있다.
본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 S20, S30을 반복 수행함으로써 보상 파라미터의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)의 구동 방법은 생성된 보상 파라미터를 기반으로 롤러블 디스플레이 패널(100)의 픽셀들에 기입될 입력 영상의 픽셀 데이터를 보정하여 OLED 또는 구동 TFT의 특성 편차를 보상할 수 있다. (S40)
도 11은 일 실시예에 따른 플랙서블 디스플레이의 장치 구조를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 구동 회로와 롤러블 디스플레이 패널(100)을 포함할 수 있다. 플렉시블 디스플레이 패널(100)은 유효 표시영역(AA) 내에 마련된 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이는 데이터 라인들(102)과 게이트 라인들(103)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 복수의 디스플레이 픽셀(101)을 포함한다.
복수의 디스플레이 픽셀(101) 각각은 자발광 소자인 OLED와, OLED의 구동에 필요한 구동 TFT와, 구동 TFT의 게이트-소스간 전압을 셋팅하기 위한 프로그래밍부를 포함할 수 있다. 프로그래밍부는 적어도 하나 이상의 스위치 TFT와, 적어도 하나 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있으나 본 발명의 실시예까 이에 한정되는 것은 아니다.
OLED의 발광량은 구동 TFT로부터 공급되는 전류량에 비례한다. 이러한 픽셀(101)에는 구동에 필요한 고전위 전원 전압과 저전위 전원 전압이 인가된다. 디스플레이 픽셀(101)을 구성하는 TFT들은 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 디스플레이 픽셀(101)을 구성하는 TFT들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
디스플레이 구동 회로는 데이터 구동회로(140), 게이트 구동회로(130) 및 타이밍 콘트롤러(120)를 포함하여 입력 영상의 픽셀 데이터를 롤러블 디스플레이 패널(100)의 복수의 디스플레이 픽셀(101)에 기입할 수 있다.
호스트 시스템은 입력 영상의 픽셀 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(120)로 전송할 수 있다.
호스트 시스템은 시스템 보드 상에 실장된다. 호스트 시스템은 사용자 명령/데이터를 수신하는 입력부, 메인전원을 발생하는 메인 전원부, 모터 구동부에 연결될 수 있다. 호스트 시스템은 롤러블 디스플레이 장치(10)의 전반적인 기능을 제어하고 방송 신호 수신 모듈, 셋톱 케이스, 메모리 등의 비디오 소스로부터 영상 신호를 수신하여 타이밍 콘트롤러(120)로 전송할 수 있다.
메인 전원부는 상용 교류 전원 또는 배터리에 연결되어 호스트 시스템의 직류 전원을 발생한다. 또한, 메인 전원부는 디스플레이 전원부에 직류 전원을 공급한다.
호스트 시스템은 외부의 비디오 소스에 연결되는 인터페이스와 음향 출력부를 더 포함한다. 호스트 시스템은 화면 비에 맞는 해상도로 입력 영상의 픽셀 데이터를 스케일링(scaling) 할 수 있다. 호스트 시스템은 스케일링된 입력영상의 픽셀 데이터 및 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(120)로 전송하고 또한, 롤-인 또는 롤-아웃을 지시하는 모드 신호를 타이밍 콘트롤러(120)로 전송할 수 있다.
호스트 시스템은 화면 모드들 각각을 지시하는 모드 신호를 모터 구동부에 공급한다. 모터 구동부는 모드 신호에 응답하여 화면 모드들 각각에서 정의된 화면 크기에 따라 미리 설정된 회전량으로 모터를 구동하여 노출 화면의 크기를 자동 조절한다.
타이밍 콘트롤러(120)는 호스트 시스템으로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 메인 클럭 (MCLK)등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(140)와 게이트 구동회로(130)의 동작 타이밍을 동기시킨다.
데이터 구동회로(140)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 게이트 구동회로(130)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(120)는 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터를 입력 받은 후, 광 측정에 기반한 보상 파라미터를 이용하여 픽셀 데이터를 보정할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(120)는 동일한 테스트 영상 패턴에 대한 광세기가 모든 픽셀들에서 균일하게 되도록 보상 파라미터를 이용하여 픽셀 데이터를 보정한 후, 데이터 구동회로(140)에 공급할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(120)는 광학 특성 측정을 위한 테스트 영상 패턴을 생성하여 데이터 구동회로(140)에 공급할수 있다.
데이터 구동회로(140)는 타이밍 콘트롤러(120)에서 보정된 픽셀 데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터 라인들(102)에 공급한다. 데이터 구동회로(140)는 타이밍 콘트롤러(120)에서 입력된 테스트 영상 패턴을테스트 전압으로 변환하여 데이터 라인들(102)에 공급한다.
게이트 구동회로(130)는 데이터전압 또는 테스트 전압에 동기되는 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인들(103)에 공급함으로써, 데이터 전압 또는 테스트 전압이 기입되는 롤러블 디스플레이 패널의 픽셀(101)들을 선택한다.
롤러블 디스플레이 패널(100)은 타이밍 콘트롤러(120), 데이터 구동회로(140), 게이트 구동회로(130) 등과 전기적으로 연결 및 접속되어 모듈화될 수 있다.
게이트 구동회로(130)는 GIP(Gate driver In Panel) 방식으로 롤러블 디스플레이 패널(100)의 비표시 영역상에 형성됨으로써, 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 롤-인 또는 롤-아웃을 용이하게 할 수 있다.
데이터 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; 이하 "PCB"라 함)(135)은 제1 연결 부재(145)를 통해 롤러블 디스플레이 패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 연결 부재(145) 상에는 데이터 구동회로(140)가 실장된다. 제1 연결 부재(145)는 데이터 구동회로(140)가 실장된 COF(Chip On Film)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 연결 부재(145)는 TCP(Tape Carrier Package) 방식으로 구현되어 데이터 PCB(135)와 롤러블 디스플레이 패널(100)을 전기적으로 연결시킬 수도 있다.
데이터 PCB(135)는 제2 연결 부재(127)를 통해 콘트롤 보드(125)와 연결될 수 있다. 콘트롤 보드(125)에는 타이밍 콘트롤러(120)와 메모리 등이 실장된다. 메모리에는 각 픽셀(101)에 대응되는 보상 파라미터가 등재된다. 보상 파라미터는 반복적인 광 센싱 동작에 연동하여 업데이트될 수 있다. 제2 연결 부재(127)는 FFC(Flexible Flat Cable)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 콘트롤 보드(125)는 호스트 시스템, 전원 발생부 등과 연결 케이블을 통해 연결될 수 있다.
지금까지 도면을 통해 본 발명의 구조, 작동 방법 및 효과에 대해 자세히 알아보았다.
일 실시예에 따른 이미지 센서 장치, 롤러블 디스플레이 장치 및 구동 방법은 종래 기술과 다르게 적층되어 있는 복수 개의 이미지 센서 픽셀층을 이용하여 다수의 디스플레이 픽셀 라인을 스캔하기 때문에, 저해상도의 이미지 센서를 이용하여 고해상도의 디스플레이 패널을 스캔할 때 필연적으로 센싱 타임(sensing time) 및 photo responsivity 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 효과가 존재한다.
이에 따라, 플렉서블 디스플레이 패널에 존재하는 개별 픽셀값을 센싱할 수 있기 때문에, 조정이 필요한 픽셀만 선택적으로 입력 값을 보상하여 디스플레이 패널의 균일한 출력을 보장할 수 있는 장점이 존재한다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있으며, 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속할 수 있다.
10: 롤러블 디스플레이 장치
100: 디스플레이 패널
101: 디스플레이 픽셀
200: 이미지 센서부
210: 이미지 센서
220: 이미지 센서 픽셀층
230: 이미지 센서 픽셀
100: 디스플레이 패널
101: 디스플레이 픽셀
200: 이미지 센서부
210: 이미지 센서
220: 이미지 센서 픽셀층
230: 이미지 센서 픽셀
Claims (15)
- 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 롤러블 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 픽셀들을 스캔하는 이미지 센서를 적어도 하나 이상 포함하는 이미지 센서부;를 포함하고,
상기 이미지 센서는 복수 개의 이미지 센서 픽셀을 포함하는 이미지 센서 픽셀층을 복수 개 포함하고,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가지는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
가로 방향을 기준으로 미리 설정된 동일한 개수의 이미지 센서 픽셀들을 포함하는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 미리 설정된 동일한 개수는,
4개 내지 10개를 포함하는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 오른쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동되는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 왼쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동되는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 디스플레이 패널이 거동되어 롤-인 또는 롤-아웃 되는 롤 케이스;를 더 포함하고,
상기 이미지 센서부는,
상기 롤 케이스에 의해 가려져 거동 중인 상기 디스플레이 패널의 비노출 화면에 표시된 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기(light intensity)를 측정하는 광 센서를 포함하는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 센서부는,
상기 롤 케이스 내부에서 거동 중인 상기 비노출 화면에 상기 테스트 영상 패턴을 기입하고 순차 스캔하여 상기 디스플레이 패널의 적어도 일부 화면을 대상으로 상기 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기를 측정하는 롤러블 디스플레이 장치. - 제7항에 있어서,
상기 측정된 광 세기를 분석하여 상기 비노출 화면에 구비된 픽셀들 간의 구동 특성 편차를 보상하기 위한 보상 파라미터를 생성하는 보상값 생성부; 및
상기 보상 파라미터를 기반으로 상기 롤러블 디스플레이 패널의 픽셀들에 기입될 입력 영상의 픽셀 데이터를 보정하는 타이밍 콘트롤러;를 더 포함하는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제8항에 있어서,
상기 보상값 생성부는,
상기 비노출 화면의 거동 속도와 상기 테스트 영상 패턴의 스캔 시간을 기반으로 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 링크 시키는 이미지 취득부; 및
상기 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 기반으로 상기 비노출 화면에 대한 상기 보상 파라미터를 픽셀 단위로 생성하는 보상 파라미터 연산부;를 포함하는, 롤러블 디스플레이 장치. - 제6항에 있어서,
상기 이미지 센서부는,
상기 롤 케이스 내부에 고정되어 있는, 롤러블 디스플레이 장치. - 복수의 디스플레이 픽셀들이 배치되어 있는 디스플레이 패널과, 롤-인 또는 롤-아웃을 위해 상기 디스플레이 패널이 거동되는 롤 케이스를 포함한 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
상기 롤 케이스에 의해 가려져 거동 중인 상기 디스플레이 패널의 비노출 화면에 표시된 테스트 영상 패턴에 대한 광 세기(light intensity)를 이미지 센서 로 측정하는 단계;
상기 측정된 광 세기를 분석하여 상기 비노출 화면에 구비된 픽셀들 간의 구동 특성 편차를 보상하기 위한 보상 파라미터를 생성하는 단계; 및
상기 보상 파라미터를 기초로 상기 디스플레이 패널의 픽셀들에 기입될 입력 영상의 픽셀 데이터를 보정하는 단계;를 포함하고,
상기 이미지 센서는, 복수 개의 이미지 센서 픽셀층을 포함하고,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층은,
가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가지는, 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법, - 제11항에 있어서,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
가로 방향을 기준으로 미리 설정된 동일한 개수의 이미지 센서 픽셀들을 포함하며, 아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 오른쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동되는, 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법. - 제12항에 있어서,
상기 보상 파라미터를 생성하는 단계는,
상기 비노출 화면의 거동 속도와 상기 테스트 영상 패턴의 스캔 시간을 기반으로 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 링크 시키는 이미지를 취득하는 단계; 및
상기 각 스캔 영역에 대응되는 표시 위치와 스캔 영상을 기반으로 상기 비노출 화면에 대한 상기 보상 파라미터를 픽셀 단위로 생성하는 단계;를 포함하는, 롤러블 디스플레이 장치의 구동 방법. - 복수 개의 디스플레이 픽셀들을 스캔하는 복수 개의 이미지 센서;를 포함하고,
상기 이미지 센서는 복수 개의 이미지 센서 픽셀을 포함하는 이미지 센서 픽셀층을 복수 개 포함하고,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 각각의 위치가, 가로 방향을 기준으로 상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층마다 서로 다른 위치에 배치되는 적층 구조를 가지는, 이미지 센서 장치. - 제11항에 있어서,
상기 복수 개의 이미지 센서 픽셀층들은,
가로 방향을 기준으로 미리 설정된 동일한 개수의 이미지 센서 픽셀들을 포함하며,
아래 방향으로 한 층씩 내려갈수록, 가장 왼쪽에 있는 이미지 센서 픽셀의 위치가 가로 방향을 기준으로 오른쪽으로 하나의 이미지 센서 픽셀의 크기만큼 이동되는, 이미지 센서 장치.
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