KR20230105775A - 표시 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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최명일
김성현
김영수
임기호
조의리
최덕운
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Abstract

표시 장치는 복수의 화소들 및 복수의 센서들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널을 제어하는 구동 컨트롤러 및 상기 복수의 센서들로부터 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함한다. 상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 제1 비폴딩 영역 및 제2 비폴딩 영역으로 구분되고, 상기 구동 컨트롤러는 미세 먼지 감지 모드동안 상기 복수의 화소들 중 상기 제1 비폴딩 영역에 배치된 화소들이 발광 모드로 동작하고, 상기 복수의 센서들 중 상기 제2 비폴딩 영역에 배치된 센서들이 수광 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 리드아웃 회로는 상기 제2 비폴딩 영역에 배치된 상기 센서들로부터 수신된 상기 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산한다.

Description

표시 장치 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF OPERATION THEREOF}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 표시 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 구비한다. 표시 장치들은 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력 방식 외에 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공할 수 있는 표시 장치를 구비할 수 있다.
최근 휴대폰과 같은 개인 표시 장치가 널리 사용됨에 따라 다양한 기능을 갖는 표시 장치의 필요성이 증대되고 있다.
본 발명의 목적은 미세 먼지 측정 기능을 포함하는 표시 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는 복수의 화소들 및 복수의 센서들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널을 제어하는 구동 컨트롤러 및 상기 복수의 센서들로부터 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함한다. 상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 제1 비폴딩 영역 및 제2 비폴딩 영역으로 구분되고, 상기 구동 컨트롤러는 미세 먼지 감지 모드동안 상기 복수의 화소들 중 상기 제1 비폴딩 영역에 배치된 화소들이 발광 모드로 동작하고, 상기 복수의 센서들 중 상기 제2 비폴딩 영역에 배치된 센서들이 수광 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 리드아웃 회로는 상기 제2 비폴딩 영역에 배치된 상기 센서들로부터 수신된 상기 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산한다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서들 각각은 광감지 소자 및 상기 광감지 소자에 연결되고, 외부 광에 대응하는 상기 감지 신호를 출력하는 센서 구동 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서 구동 회로는 리셋 전압을 수신하는 제1 전극, 제1 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 리셋 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 리셋 트랜지스터, 구동 전압을 수신하는 제1 전극, 제2 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 상기 제1 센싱 노드와 연결된 게이트 전극을 포함하는 증폭 트랜지스터 및 상기 제2 센싱 노드와 연결된 제1 전극, 리드아웃 라인과 연결된 제2 전극 및 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 출력 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리드아웃 회로는 상기 리드아웃 라인과 연결되고, 상기 리드아웃 라인으로부터 상기 감지 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리셋 트랜지스터는 N-타입 트랜지스터이고, 상기 증폭 트랜지스터 및 상기 출력 트랜지스터는 P-타입 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들 각각은 발광 소자 및 상기 발광 소자 및 적어도 하나의 스캔 신호에 응답해서 상기 발광 소자를 구동하는 화소 구동 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화소 구동 회로는 제1 구동 전압을 수신하는 제1 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제2 전극 및 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터, 데이터 라인과 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 전극 사이에 연결되고, 제1 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터 및 상기 제1 트랜지스터의 상기 제2 전극과 상기 제1 트랜지스터의 상기 게이트 전극 사이에 연결되고, 제2 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 P-타입 트랜지스터이고, 상기 제3 트랜지스터는 N-타입 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서 구동 회로 내 상기 출력 트랜지스터의 상기 게이트 전극으로 제공되는 상기 스캔 신호는 상기 화소 구동 회로 내 상기 제2 트랜지스터의 상기 게이트 전극으로 제공되는 상기 제1 스캔 신호와 동일한 신호일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는 유기 발광 다이오드이고, 상기 광감지 소자는 유기 포토 다이오드일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 영상을 표시하는 표시면을 포함하고, 상기 표시 패널이 상기 폴딩축을 기준으로 인-폴딩될 때 상기 표시면의 상기 제1 비폴딩 영역 및 상기 제2 비폴딩 영역이 서로 마주볼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시면의 상기 제1 비폴딩 영역 및 상기 제2 비폴딩 영역 사이의 각도가 기준 범위 내에 있을 때 상기 구동 컨트롤러는 상기 미세 먼지 감지 모드로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 각각은 복수의 화소들 및 복수의 센서들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널을 제어하는 구동 컨트롤러 및 상기 복수의 센서들로부터 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하되, 상기 복수의 화소들 각각은 발광 소자 및 상기 발광 소자에 연결되어 상기 발광 소자를 구동하는 화소 구동 회로를 포함하고, 상기 복수의 센서들 각각은 광감지 소자 및 상기 광감지 소자에 연결되고, 외부 광에 대응하는 감지 신호를 출력하는 센서 구동 회로를 포함하며, 상기 구동 컨트롤러는 미세 먼지 감지 모드동안 상기 제1 영역에 배치된 상기 복수의 화소들이 발광 모드로 동작하고, 상기 제2 영역에 배치된 상기 복수의 센서들이 수광 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 리드아웃 회로는 상기 제2 영역에 배치된 상기 복수의 센서들로부터 수신된 상기 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서 구동 회로는 리셋 전압을 수신하는 제1 전극, 제1 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 리셋 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 리셋 트랜지스터, 구동 전압을 수신하는 제1 전극, 제2 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 상기 제1 센싱 노드와 연결된 게이트 전극을 포함하는 증폭 트랜지스터 및 상기 제2 센싱 노드와 연결된 제1 전극, 리드아웃 라인과 연결된 제2 전극 및 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 출력 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화소 구동 회로는 제1 구동 전압을 수신하는 제1 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제2 전극 및 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터, 데이터 라인과 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 전극 사이에 연결되고, 제1 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터 및 상기 제1 트랜지스터의 상기 제2 전극과 상기 제1 트랜지스터의 상기 게이트 전극 사이에 연결되고, 제2 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는 유기 발광 다이오드이고, 상기 광감지 소자는 유기 포토 다이오드일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역으로 구분될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치의 동작 방법은 표시 패널의 제1 영역에 배치된 화소들이 발광하는 단계, 상기 표시 패널의 제2 영역에 배치된 센서들이 수광하는 단계, 상기 센서들로부터 수신된 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산하는 단계, 및 상기 미세 먼지 농도를 상기 표시 패널에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역으로 구분될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서들 각각은 광감지 소자 및 상기 광감지 소자에 연결되고, 외부 광에 대응하는 상기 감지 신호를 출력하는 센서 구동 회로를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 지문을 감지하기 위한 광학식 지문 센서를 포함한다. 표시 장치는 광학식 지문 센서를 이용하여 미세 먼지를 감지할 수 있다. 따라서 표시 장치를 사용하는 사용자의 편익이 증대될 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 표시 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 표시 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 표시 장치의 아웃-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 3a는 일 실시예의 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 표시 장치의 폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널의 일부 영역을 확대한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 및 센서의 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 화소 및 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8a 및 도 8b는 미세 먼지 감지 모드동안 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 보여주는 플로우차트이다.
도 10은 표시 장치에 표시된 미세 먼지 측정 결과를 예시적으로 보여준다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 표시 장치의 인-폴딩(inner-folding) 과정을 나타낸 사시도이다.
일 실시예의 표시 장치(DD)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 휴대폰, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 명세서에서는 표시 장치(DD)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
도 1a 및 도 1b에서는 표시 장치(DD)가 폴딩된 형태로 변형되는 폴더블 표시 장치로 도시되었으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 표시 장치(DD)는 휘어지거나 롤링되어 형태가 변형될 수 있는 플렉서블 표시 장치일 수 있다.
한편, 도 1a 및 이하 도면들에서는 제1 방향축(DR1) 내지 제3 방향축(DR3)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 또한 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 제1 내지 제3 방향으로 설명될 수 있으며, 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 제1 방향축(DR1) 및 제1 방향축(DR1)과 교차하는 제2 방향축(DR2)이 정의하는 표시면(FS)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 표시면(FS)을 통해 이미지(IM)를 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD)는 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2) 각각에 평행한 표시면(FS)으로 제3 방향축(DR3) 방향을 향해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 본 명세서에서는 이미지(IM)가 표시되는 방향을 기준으로 각 구성들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 도면에 도시되지 않았으나, 표시 장치(DD)는 전면뿐만 아니라 배면(BS) 즉, 제3 방향축(DR3)의 반대 방향을 향해 이미지를 표시할 수도 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 표시 장치(DD)의 외부에서 제공되는 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 입력은 사용자의 손 등 신체의 일부에 의한 접촉은 물론 표시 장치(DD)와 근접하거나, 소정의 거리로 인접하여 인가되는 외부 입력(예를 들어, 호버링)을 포함할 수 있다. 또한, 힘, 압력, 온도, 광 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
표시 장치(DD)의 표시면(FS)은 액티브 영역(F-AA) 및 주변 영역(F-NAA)을 포함할 수 있다. 액티브 영역(F-AA)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 액티브 영역(F-AA)을 통해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 또한, 액티브 영역(F-AA)에서 다양한 형태의 외부 입력을 감지할 수 있다. 주변 영역(F-NAA)은 액티브 영역(F-AA)에 인접한다. 주변 영역(F-NAA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 주변 영역(F-NAA)은 액티브 영역(F-AA)을 에워쌀 수 있다. 이에 따라, 액티브 영역(F-AA)의 형상은 실질적으로 주변 영역(F-NAA)에 의해 정의될 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 주변 영역(F-NAA)은 액티브 영역(F-AA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 생략될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 다양한 형상의 액티브 영역을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
액티브 영역(F-AA)에는 센싱 영역(SA)이 포함될 수 있다. 센싱 영역(SA)에는 다양한 전자 모듈들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈은 카메라 모듈, 스피커, 광 감지 센서, 및 열 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센싱 영역(SA)은 표시면(FS)을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 표시면(FS)을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 전자 모듈은 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
센싱 영역(SA)은 액티브 영역(F-AA) 및 주변 영역(F-NAA)에 의해 둘러싸일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱 영역(SA)은 액티브 영역(F-AA) 내에 배치될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다. 도 1a 등에서는 하나의 센싱 영역(SA)을 예시적으로 도시하였으나, 센싱 영역(SA)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.
센싱 영역(SA)은 액티브 영역(F-AA)의 일부분일 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD)는 센싱 영역(SA)에서도 영상을 표시할 수 있다. 센싱 영역(SA)에 배치된 전자 모듈들이 비활성화될 때 센싱 영역(SA)은 표시면으로서 영상 또는 이미지를 표시할 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD)의 배면(RS)은 표시면(FS)과 마주하는 면일 수 있다. 일 실시예에서 배면(RS)은 표시 장치(DD)의 외부면으로 영상 또는 이미지가 표시되지 않을 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되지 않으며 배면(RS)은 영상 또는 이미지가 표시되는 제2 표시면의 기능을 할 수 있다. 배면(RS)은 다양한 구성들을 포함하는 전자 모듈이 배치되는 전자 모듈 영역(EMA)을 포함할 수 있다.
표시 장치(DD)는 폴딩 영역(FA1) 및 비폴딩 영역(NFA1, NFA2)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 복수 개의 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)을 포함할 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD)는 폴딩 영역(FA1)을 사이에 두고 배치된 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 한편, 도 1a 및 도 1b에서는 하나의 폴딩 영역(FA1)을 포함하는 표시 장치(DD)의 실시예를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되지 않으며 표시 장치(DD)에는 복수 개의 폴딩 영역들이 정의될 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 복수 개의 폴딩 축들을 기준으로 폴딩되어 표시면(FS)의 일부가 마주하도록 폴딩될 수 있으며, 폴딩축의 개수 및 이에 따른 비폴딩 영역의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 제1 폴딩축(FX1)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 도 1b에 도시된 제1 폴딩축(FX1)은 제1 방향축(DR1) 방향으로 연장되는 가상의 축으로 제1 폴딩축(FX1)은 표시 장치(DD)의 단변 방향과 나란한 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 폴딩축(FX1)의 연장 방향은 제1 방향축(DR1) 방향에 한정되지 않는다.
제1 폴딩축(FX1)은 표시면(FS) 상에서 제1 방향축(DR1)을 따라 연장되거나 배면(RS) 하부에서 제1 방향축(DR1)을 따라 연장되는 것일 수 있다. 도 1b를 참조하면, 일 실시예에서 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 서로 마주보고, 표시 장치(DD)는 표시면(FS)이 외부에 노출되지 않도록 인-폴딩될 수 있다.
도 2a는 일 실시예에 따른 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 표시 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다. 도 2c는 도 2a에 도시된 표시 장치의 아웃-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
일 실시예의 표시 장치(DD-a)는 제1 방향축(DR1)과 나란한 일 방향으로 연장되는 제1 폴딩축(FX1)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 도 2b에서 제1 폴딩축(FX1)의 연장 방향이 표시 장치(DD-a)의 장변의 연장 방향과 나란한 경우를 도시하였다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD-a)는 적어도 하나의 폴딩 영역(FA1) 및 폴딩 영역(FA1)에 인접한 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)을 포함할 수 있다. 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)은 폴딩 영역(FA1)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다.
폴딩 영역(FA1)은 소정의 곡률 및 곡률반경을 갖는다. 일 실시예에서 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 서로 마주보고, 표시 장치(DD-a)는 표시면(FS)이 외부에 노출되지 않도록 인-폴딩(inner-folding)될 수 있다.
또한, 도 2c에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD-a)는 표시면(FS)이 외부에 노출되도록 아웃-폴딩(outer-folding)될 수 있다. 한편, 일 실시예에서 표시 장치(DD-a)는 비폴딩된 상태에서 표시면(FS)이 사용자에게 시인되고, 인-폴딩된 상태에서 배면(RS)이 사용자에게 시인될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD-a)는 배면(RS)을 포함할 수 있고, 배면(RS)은 표시면(FS)의 적어도 일부와 대향하는 면으로 정의될 수 있다. 인-폴딩된 상태에서 배면(RS)이 사용자에게 시인될 수 있다.
표시 장치(DD)의 표시면(FS)은 액티브 영역(F-AA) 및 주변 영역(F-NAA)을 포함할 수 있다. 액티브 영역(F-AA)에는 센싱 영역(SA)이 포함될 수 있다. 센싱 영역(SA)에는 다양한 전자 모듈들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈은 카메라 모듈, 스피커, 광 감지 센서, 및 열 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센싱 영역(SA)은 표시면(FS)을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 표시면(FS)을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 전자 모듈은 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
또한, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 배면(RS)에 배치된 센싱 영역을 더 포함할 수 있다. 배면(RS)에 배치된 센싱 영역에도 카메라, 스피커, 광 감지 센서 등이 배치될 수 있다.
도 3a는 일 실시예의 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 표시 장치의 폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 표시 장치(DD-b)는 펼쳐진 상태에서 제1 방향축(DR1) 및 제1 방향축(DR1)과 교차하는 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한 표시면(FS)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD-b)는 표시면(FS)을 통해 이미지(IM)를 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD-b)는 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2) 각각에 평행한 표시면(FS)으로 제3 방향축(DR3)을 향해 이미지(IM)를 표시할 수 있다.
표시면(FS)은 센싱 영역(SA)을 포함할 수 있다. 센싱 영역(SA)은 액티브 영역(F-AA)의 일부분일 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD)는 센싱 영역(SA)에서도 영상을 표시할 수 있다. 센싱 영역(SA)에 배치된 전자 모듈들이 비활성화될 때 센싱 영역(SA)은 표시면으로서 영상 또는 이미지를 표시할 수 있다. 센싱 영역(SA)에는 다양한 전자 모듈들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈은 카메라, 스피커, 광 감지 센서, 및 열 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센싱 영역(SA)은 표시면(FS)을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 표시면(FS)을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 전자 모듈은 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
일 실시예의 표시 장치(DD-b)는 제1 및 제2 폴딩 영역들(FA1, FA2) 및 제1 내지 제3 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2, NFA3)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD-b)는 제2 방향축(DR2)의 역방향으로 순차적으로 배열된 제1 비폴딩 영역(NFA1), 제1 폴딩 영역(FA1), 제2 비폴딩 영역(NFA2), 제2 폴딩 영역(FA2), 및 제3 비폴딩 영역(NFA3)를 포함할 수 있다. 제1 비폴딩 영역(NFA1)와 제2 비폴딩 영역(NFA2)는 제1 폴딩 영역(FA1)를 사이에 두고 이격된 것이고, 제2 비폴딩 영역(NFA2)와 제3 비폴딩 영역(NFA3)는 제2 폴딩 영역(FA2)를 사이에 두고 이격된 것일 수 있다.
폴딩 영역과 비폴딩 영역 각각의 개수는 도 3a 및 도 3b에 도시된 것에 한정되지 않으며 폴딩 영역의 개수는 3개 이상, 비폴딩 영역의 개수는 4개 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제3 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2, NFA3) 각각의 면적은 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제3 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2, NFA3) 각각의 면적은 서로 상이할 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD-b)는 제1 방향축(DR1)을 따라 연장된 제1 폴딩축(FX1)을 기준으로 폴딩되는 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제1 방향축(DR1)을 따라 연장되고 제1 폴딩축(FX1)과 이격된 제2 폴딩축(FX2)을 기준으로 폴딩되는 제2 폴딩 영역(FA2)을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 폴딩축(FX1) 및 제2 폴딩축(FX2)의 연장 방향은 제1 방향축(DR1) 방향에 한정되지 않는다.
일 실시예의 표시 장치(DD-b)에서 제1 폴딩 영역(FA1)는 제1 폴딩 방향축(FD1)으로 폴딩되고, 제2 폴딩 영역(FA2)는 제2 폴딩 방향축(FD2)으로 폴딩되는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 폴딩 방향축(FD1)은 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 표시면(FS)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 표시면(FS)이 서로 마주하도록 폴딩될 수 있다.
제2 폴딩 방향축(FD2)은 제3 비폴딩 영역(NFA3)의 표시면(FS)이 외부로 노출되도록 폴딩될 수 있다. 따라서, 제2 폴딩 방향축(FD2)은 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 배면(RS)과 제3 비폴딩 영역(NFA3)의 배면(RS)이 서로 마주하도록 폴딩될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 폴딩축(FX1)은 표시면(FS) 상부에 위치하는 가상의 축일 수 있으며, 제2 폴딩축(FX2)은 제2 방향축(DR2)으로 연장되는 가상의 축으로 배면(RS) 하부에 위치하는 것일 수 있다.
본 발명에서 표시 장치(DD-b)의 일 부분이 제1 폴딩 방향축(FD1)을 따라 폴딩되는 것을 인-폴딩 상태로 폴딩된 것으로 정의할 수 있으며, 표시 장치(DD-b)의 일 부분이 제2 폴딩 방향축(FD2)을 따라 폴딩되는 것을 아웃-폴딩 상태로 폴딩된 것으로 정의할 수 있다.
도 1a 내지 도 3b에 도시된 실시예에서, 표시 장치들(DD, DD-a)은 펼침 동작으로부터 인-폴딩 또는 아웃-폴딩 동작이 상호 반복되도록 구성될 수 있으나 실시예가 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서 표시 장치(DD, DD-a)는 펼침 동작, 인-폴딩 동작, 및 아웃-폴딩 동작 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 1a 내지 도 3b에서는 표시 장치(DD, DD-a)가 폴딩된 형태로 변형되는 폴더블 표시 장치로 도시되었으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 표시 장치(DD)는 휘어지거나 롤링되어 형태가 변형될 수 있는 플렉서블 표시 장치일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 구동 컨트롤러(100), 데이터 구동 회로(200), 스캔 구동 회로(300), 발광 구동 회로(400), 리드아웃 회로(500) 및 전압 발생기(600)를 포함한다.
구동 컨트롤러(100)는 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 구동 컨트롤러(100)는 데이터 구동 회로(200)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호(RGB)의 데이터 포맷을 변환한 영상 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 구동 컨트롤러(100)는 스캔 제어 신호(SCS), 데이터 제어 신호(DCS) 및 발광 제어 신호(ECS)를 출력한다.
데이터 구동 회로(200)는 구동 컨트롤러(100)로부터 데이터 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터 신호(DATA)를 수신한다. 데이터 구동 회로(200)는 영상 데이터 신호(DATA)를 데이터 신호들로 변환하고, 데이터 신호들을 후술하는 복수 개의 데이터 라인들(DL1-DLm)에 출력한다. 데이터 신호들은 영상 데이터 신호(DATA)의 계조 값에 대응하는 아날로그 전압들이다.
전압 발생기(600)는 표시 패널(DP)의 동작에 필요한 전압들을 발생한다. 이 실시예에서, 전압 발생기(600)는 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS), 제1 초기화 전압(VINT1), 제2 초기화 전압(VINT2) 및 리셋 전압(VRST)을 발생한다.
표시 패널(DP)은 스캔 라인들(GIL1-GILn, GCL1-GCLn, GWL1-GWLn+1), 발광 제어 라인들(EML1-EMLn), 데이터 라인들(DL1-DLm), 리드아웃 라인들(RL1-RLm), 화소들(PX) 및 센서들(FX)을 포함한다.
표시 패널(DP)은 투과 영역(TA)(도 1 참조)에 대응하는 표시 영역(DA) 및 베젤 영역(BZA)(도 1에 도시됨)에 대응하는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 화소들(PX) 및 센서들(FX)은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
스캔 구동 회로(300) 및 발광 구동 회로(400)는 표시 패널(DP)의 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(300)는 표시 패널(DP)의 제1 측에 배열된다. 스캔 라인들(GIL1-GILn, GCL1-GCLn, GWL1-GWLn+1)은 스캔 구동 회로(300)로부터 제1 방향축(DR1)으로 연장된다.
스캔 라인들(GIL1-GILn, GCL1-GCLn, GWL1-GWLn+1) 및 발광 제어 라인들(EML1-EMLn)은 제2 방향축(DR2)으로 서로 이격되어 배열된다. 데이터 라인들(DL1-DLm)은 데이터 구동 회로(200)로부터 제2 방향축(DR2)의 반대 방향으로 연장되며, 제1 방향축(DR1)으로 서로 이격되어 배열된다.
도 3에 도시된 예에서, 스캔 구동 회로(300) 및 발광 구동 회로(400)는 화소들(PX)을 사이에 두고 마주보고 배열되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스캔 구동 회로(300) 및 발광 구동 회로(400)는 표시 패널(DP)의 제1 측 및 제2 측 중 어느 하나에 서로 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(300) 및 발광 구동 회로(400)는 하나의 회로로 구성될 수 있다.
복수의 화소들(PX)은 스캔 라인들(GIL1-GILn, GCL1-GCLn, GWL1-GWLn+1), 발광 제어 라인들(EML1-EMLn), 그리고 데이터 라인들(DL1-DLm)에 각각 전기적으로 연결된다. 복수의 화소들(PX) 각각은 4개의 스캔 라인들 및 1개의 발광 제어 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 1 번째 행의 화소들은 스캔 라인들(GIL1, GCL1, GWL1, GWL2) 및 발광 제어 라인(EML1)에 연결될 수 있다. 또한 j 번째 행의 화소들은 스캔 라인들(GILj, GCLj, GWLj, GWLj+1) 및 발광 제어 라인(EMLj)에 연결될 수 있다.
복수의 화소들(PX) 각각은 발광 소자(ED, 도 6 참조) 및 발광 소자(ED)의 발광을 제어하는 화소 구동 회로(PXC, 도 6 참조)를 포함한다. 화소 구동 회로(PXC)는 1개 이상의 트랜지스터 및 1개 이상의 커패시터를 포함할 수 있다. 스캔 구동 회로(300) 및 발광 구동 회로(400)는 화소 구동 회로(PXC)와 동일한 공정을 통해 형성된 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
복수의 화소들(PX) 각각은 전압 발생기(600)로부터의 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS), 제1 초기화 전압(VINT1) 및 제2 초기화 전압(VINT2)을 수신한다.
스캔 구동 회로(300)는 구동 컨트롤러(100)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 수신한다. 스캔 구동 회로(300)는 스캔 제어 신호(SCS)에 응답해서 스캔 라인들(GIL1-GILn, GCL1-GCLn, GWL1-GWLn+1)로 스캔 신호들을 출력할 수 있다.
발광 구동 회로(400)는 표시 패널(DP)의 제2 측에 배열된다. 발광 제어 라인들(EML1-EMLn)은 발광 구동 회로(400)로부터 제1 방향축(DR1)의 반대 방향으로 연장된다. 발광 구동 회로(400)는 발광 제어 라인들(EML1-EMLn)로 발광 제어 신호들을 출력할 수 있다.
센서들(FX) 각각은 광감지 소자(OPD, 도 6 참조) 및 센서 구동 회로(SDC, 도 6 참조)를 포함한다. 센서 구동 회로(SDC)는 1개 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 및 센서 구동 회로(SDC)는 화소 구동 회로(PXC)와 동일한 공정을 통해 형성된 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
센서들(FX) 각각은 스캔 라인들(GWL1-GWLn+1) 중 대응하는 1개의 스캔 라인 및 리드아웃 라인들(RL1-RLm) 중 1개의 리드아웃 라인과 연결될 수 있다. 이 실시예에서, 센서들(FX)의 개수는 화소들(PX)의 개수와 동일할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)에 배치되는 센서들(FX)의 개수는 화소들(PX)의 개수보다 작을 수 있다.
리드아웃 회로(500)는 구동 컨트롤러(100)로부터 리드아웃 제어 신호(RCS)를 수신한다. 리드아웃 회로(500)는 리드아웃 제어 신호(RCS)에 응답해서 리드아웃 라인들(RL1-RLm)로부터 감지 신호를 수신하고, 리드아웃 신호(FSS)를 구동 컨트롤러(100)로 제공할 수 있다. 리드아웃 회로(500)로부터 구동 컨트롤러(100)로 제공되는 리드아웃 신호(FSS)는 사용자의 지문에 대응하는 지문 감지 신호일 수 있다. 일 실시예에서, 리드아웃 회로(500)로부터 구동 컨트롤러(100)로 제공되는 리드아웃 신호(FSS)는 공기 중의 미세 먼지 측정 결과인 미세 먼지 신호일 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 리드아웃 회로는 센서들(FX)로 리셋 신호(RST, 도 6 참조)를 제공할 수 있다. 이 실시예에서, 리셋 신호(RST)는 센서들(FX)로 공통으로 제공되는 신호이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널의 일부 영역을 확대한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(DP)의 제1 표시 영역(DA1)에는 화소들(PXR, PXG, PXB)이 배치된다. 화소들(PXR, PXG, PXB) 각각은 발광 소자(ED_R, ED_G, ED_B) 및 화소 구동 회로(PDC)를 포함한다. 센서들(FX) 각각은 광감지 소자(OPD) 및 센서 구동 회로(SDC)를 포함한다.
화소들(PXR, PXG, PXB) 및 센서들(FX)은 제1 방향축(DR1)으로 번갈아 배치되고, 제2 방향축(DR2)으로 번갈아 배치된다. 화소들(PXR, PXG, PXB)은 제1 컬러(예를 들면, 레드(R))의 광을 출력하는 발광 소자(이하, 제1 발광 소자(ED_R)라 함)를 포함하는 제1 화소들(PXR), 제2 컬러(예를 들면, 그린(G))의 광을 출력하는 발광 소자(이하, 제2 발광 소자(ED_G)라 함)를 포함하는 제2 화소들(PXG) 및 제3 컬러(예를 들면, 블루(B))의 광을 출력하는 발광 소자(이하, 제3 발광 소자(ED_B)라 함)를 포함하는 제3 화소들(PXB)을 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 화소들(PXR) 및 제3 화소들(PXB)은 제1 방향축(DR1)뿐만 아니라 제2 방향축(DR2)을 따라 서로 교대로 반복되어 배치될 수 있다. 제2 화소들(PXG)은 제1 및 제2 방향축(DR1, DR2)을 따라 배열될 수 있다.
센서들(FX) 각각은 제1 및 제2 방향축(DR1, DR2) 각각에서 서로 인접하는 제1 화소(PXR) 및 제3 화소(PXB) 사이에 배치될 수 있다. 또한 센서들(FX) 각각은 제1 및 제2 방향축(DR1, DR2) 각각에서 두 개의 제2 화소들(PXG) 사이에 배치될 수 있다.
화소들(PX) 및 센서들(FX)의 배열 구조는 도 5에 한정되지 않으며 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 제1 발광 소자(ED_R)는 제2 발광 소자(ED_G)보다 큰 사이즈를 가질 수 있다. 또한, 제3 발광 소자(ED_B)는 제1 발광 소자(ED_R)보다 크거나 동일한 사이즈를 가질 수 있다. 제1 내지 제3 발광 소자들(ED_R, ED_G, ED_B) 각각의 사이즈는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형하여 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 내지 제3 발광 소자들(ED_R, ED_G, ED_B)은 서로 동일한 사이즈를 가질 수도 있다.
또한, 제1 내지 제3 발광 소자들(ED_R, ED_G, ED_B) 각각이 사각 형상을 갖는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 내지 제3 발광 소자들(ED_R, ED_G, ED_B) 각각의 형상은 다각형, 원형, 타원형 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 다른 일 예로, 제1 내지 제3 발광 소자들(ED_R, ED_G, ED_B)의 형상은 서로 상이할 수 있다. 즉, 제2 발광 소자(ED_G)는 원 형상을 갖고, 제1 및 제3 발광 소자들(ED_R, ED_B)는 사각 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예에서, 센서 구동 회로(SDC)가 차지하는 면적은 화소 구동 회로(PDC)가 차지하는 면적보다 작을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 및 센서의 회로도이다.
도 6에는 도 4에 도시된 복수의 화소들(PX) 중 하나의 화소(PXij) 및 복수의 센서들(FX) 중 하나의 센서(FXij)가 예시적으로 도시된다. 도 4에 도시된 복수의 화소들(PX) 각각은 도 6에 도시된 화소(PXij)의 등가 회로도와 동일한 회로 구성을 가질 수 있다. 또한 도 4에 도시된 복수의 센서들(FX) 각각은 도 6에 도시된 센서(FXij)의 등가 회로도와 동일한 회로 구성을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 화소(PXij)는 화소 구동 회로(PXC) 및 적어도 하나의 발광 소자(ED)를 포함한다. 발광 소자(ED)는 발광 다이오드(light emitting diode)일 수 있다. 본 발명의 일 예로, 발광 소자(ED)는 유기 발광층을 포함하는 유기발광 다이오드일 수 있다. 일 실시예에 따른 화소 구동 회로(PXC)는 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7) 및 하나의 커패시터(Cst)를 포함한다.
제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 중 제3 및 제4 트랜지스터들(T3, T4)은 산화물 반도체를 반도체층으로 하는 N-타입 트랜지스터이고, 제1, 제2, 제5, 제6, 제7 트랜지스터들(T1, T2, T5, T6, T7) 각각은 저온 폴리 실리콘(low-temperature polycrystalline silicon, LTPS) 반도체층을 갖는 P-타입 트랜지스터일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 모두가 P-타입 트랜지스터일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 모두가 N-타입 트랜지스터일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1-T7) 중 적어도 하나가 N-타입 트랜지스터이고, 나머지는 P-타입 트랜지스터일 수 있다. 본 발명에 따른 화소 구동 회로(PDC)의 구성은 도 6에 도시된 실시예에 제한되지 않는다. 도 6에 도시된 화소 구동 회로(PDC)는 하나의 예시에 불과하고 화소 구동 회로(PDC)의 구성은 변형되어 실시될 수 있다.
스캔 라인들(GILj, GCLj, GWLj, GWLj+1)은 스캔 신호들(GIj, GCj, GWj, GWj+1)을 각각 전달하고, 발광 제어 라인(EMLj)은 발광 제어 신호(EMj)를 전달할 수 있다. 데이터 라인(DLi)은 데이터 신호(Di)를 전달한다. 데이터 신호(Di)는 표시 장치(DD, 도 4 참조)에 입력되는 영상 신호(RGB)에 대응하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 제1 내지 제4 구동 전압 라인들(VL1, VL2, VL3, VL4)은 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS), 제1 초기화 전압(VINT1) 및 제2 초기화 전압(VINT2)을 전달할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 제1 구동 전압 라인(VL1)과 연결된 제1 전극(SE), 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 소자(ED)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결된 제2 전극, 커패시터(Cst)의 일단과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 라인(DLi)이 전달하는 데이터 신호(Di)를 전달받아 발광 소자(ED)에 구동 전류(Id)를 공급할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DLi)과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(SE)과 연결된 제2 전극 및 스캔 라인(GWLj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 스캔 라인(GWLj)을 통해 전달받은 스캔 신호(GWj)에 따라 턴 온되어 데이터 라인(DLi)으로부터 전달된 데이터 신호(Di)를 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(SE)으로 전달할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결된 제2 전극, 스캔 라인(GCLj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)는 스캔 라인(GCLj)을 통해 전달받은 스캔 신호(GCj)에 따라 턴 온되어 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극을 서로 연결하여 제1 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킬 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결된 제1 전극, 제1 초기화 전압(VINT1)이 전달되는 제3 구동 전압 라인(VL3)과 연결된 제2 전극 및 스캔 라인(GILj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제4 트랜지스터(T4)는 스캔 라인(GILj)을 통해 전달받은 스캔 신호(GIj)에 따라 턴 온되어 제1 초기화 전압(VINT1)을 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 전달하여 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 구동 전압 라인(VL1)과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(SE)과 연결된 제2 전극 및 발광 제어 라인(EMLj)에 연결된 게이트 전극을 포함한다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결된 제1 전극, 발광 소자(ED)의 애노드에 연결된 제2 전극 및 발광 제어 라인(EMLj)에 연결된 게이트 전극을 포함한다.
제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)는 발광 제어 라인(EMLj)을 통해 전달받은 발광 제어 신호(EMj)에 따라 동시에 턴 온되고 이를 통해 제1 구동 전압(ELVDD)이 다이오드 연결된 제1 트랜지스터(T1)를 통해 보상되어 발광 소자(ED)에 전달될 수 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극과 연결된 제1 전극, 제4 전압 라인(VL4)과 연결된 제2 전극 및 스캔 라인(GWLj+1)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제7 트랜지스터(T7)는 스캔 라인(GWLj+1)을 통해 전달받은 스캔 신호(GWj+1)에 따라 턴 온되어 발광 소자(ED)의 애노드의 전류를 제4 전압 라인(VL4)으로 바이패스한다.
커패시터(Cst)의 일단은 앞에서 설명한 바와 같이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 있고, 타단은 제1 구동 전압 라인(VL1)과 연결되어 있다. 발광 소자(ED)의 캐소드(cathode)는 제2 구동 전압(ELVSS)을 전달하는 제2 구동 전압 라인(VL2)과 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 화소(PXij)의 구조는 도 6에 도시한 구조에 한정되는 것은 아니고 한 화소(PXij)가 포함하는 트랜지스터의 수와 커패시터의 수 및 연결 관계는 다양하게 변형 가능하다.
센서(FXij)는 광감지 소자(OPD) 및 센서 구동 회로(SDC)를 포함한다. 광감지 소자(OPD)는 포토 다이오드일 수 있다. 본 발명의 일 예로, 광감지 소자(OPD)는 광전 변환층으로 유기 물질을 포함하는 유기 포토 다이오드일 수 있다. 광감지 소자(OPD)의 애노드는 제1 센싱 노드(SN1)에 연결되고, 캐소드는 제2 구동 전압(ELVSS)을 전달하는 제2 구동 전압 라인(VL2)과 연결될 수 있다.
센서 구동 회로(SDC)는 3개의 트랜지스터들(ST1~ST3)을 포함한다. 3개의 트랜지스터들(ST1~ST3)은 각각 리셋 트랜지스터(ST1), 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3)일 수 있다. 리셋 트랜지스터(ST1), 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3) 중 일부는 P-타입 트랜지스터일 수 있고, 일부는 N-타입 트랜지스터일 수 있다. 본 발명의 일 예로, 증폭 트랜지스터(ST2)는 P-타입 트랜지스터일 수 있고, 리셋 트랜지스터(ST1) 및 출력 트랜지스터(ST3)는 N-타입 트랜지스터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 리셋 트랜지스터(ST1), 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3)가 모두 N-타입 트랜지스터이거나, 모두 P-타입 트랜지스터일 수도 있다.
리셋 트랜지스터(ST1), 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3) 중 일부(예를 들어, 리셋 트랜지스터(ST1))는 화소(PXij)의 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)와 동일한 N-타입 트랜지스터일 수 있다. 리셋 트랜지스터(ST1), 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3) 중 일부(예를 들어, 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3))는 화소(PXij)의 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)와 동일한 P-타입 트랜지스터일 수 있다.
본 발명에 따른 센서 구동 회로(SDC)의 회로 구성은 도 6에 제한되지 않는다. 도 6에 도시된 센서 구동 회로(SDC)는 하나의 예시에 불과하고 센서 구동 회로(SDC)의 구성은 변형되어 실시될 수 있다.
리셋 트랜지스터(ST1)는 리셋 전압(VRST)을 수신하는 리셋 전압 라인(VL5)에 연결된 제1 전극, 제1 센싱 노드(SN1)와 연결된 제2 전극 및 리셋 신호(RST)를 수신하는 리셋 라인(RSTL)에 연결된 게이트 전극을 포함한다. 리셋 트랜지스터(ST1)는 리셋 신호(RST)에 응답해서 제1 센싱 노드(SN1)의 전위를 리셋 전압(VRST)으로 리셋시킬 수 있다. 본 발명의 일 예로, 리셋 신호(RST)는 한 프레임 시작에서 활성 레벨(예를 들면, 하이 레벨)로 천이하는 펄스 신호일 수 있다. 일 실시예에서, 리셋 신호(RST)는 스캔 신호들(GIj, GCj) 중 어느 하나와 동일한 신호일 수 있다. 일 실시예에서, 리셋 전압(VRST)은 제2 구동 전압(ELVSS)보다 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다.
증폭 트랜지스터(ST2)는 제1 구동 전압(ELVDD)을 수신하는 제1 구동 전압 라인(VL1)에 연결된 제1 전극, 제2 센싱 노드(SN2)와 연결된 제2 전극 및 제1 센싱 노드(SN1)와 연결된 게이트 전극을 포함한다. 증폭 트랜지스터(ST2)는 제1 센싱 노드(SN1)의 전위에 따라 턴 온되어 제2 센싱 노드(SN2)로 제1 구동 전압(ELVDD)을 인가할 수 있다.
증폭 트랜지스터(ST2)의 제1 전극은 제1 구동 전압(ELVDD) 대신 제1 초기화 전압(VINT1)을 수신할 수 있다.
출력 트랜지스터(ST3)는 제2 센싱 노드(SN2)와 연결된 제1 전극, 리드아웃 라인(RLi)과 연결된 제2 전극 및 스캔 신호(GWj)를 수신하는 스캔 라인(GWLj)에 연결된 게이트 전극을 포함한다. 출력 트랜지스터(ST3)는 스캔 신호(GWj)에 응답해서 감지 신호(FSi)를 리드아웃 라인(RLi)으로 전달할 수 있다.
센서(FXij)의 회로 구성은 도 6에 도시된 실시예에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 리셋 트랜지스터(ST1)의 게이트 전극은 스캔 라인(GCLj)과 연결되고, 출력 트랜지스터(ST3)의 게이트 전극은 스캔 라인(GILj)과 연결될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 화소 및 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 한 프레임(Fs)은 화소(PXij)의 동작에 따라 발광 구간(EP) 및 비발광 구간(NEP)을 포함할 수 있다. 발광 구간(EP)은 발광 제어 신호(EMj)의 로우 레벨 구간(즉, 활성 구간)에 대응하고, 비발광 구간(NEP)은 발광 제어 신호(EMj)의 하이 레벨 구간(즉, 비활성 구간)에 대응할 수 있다.
비발광 구간(NEP)은 초기화 구간과 데이터 프로그래밍 및 보상 구간을 포함할 수 있다.
초기화 구간 동안 스캔 라인(GILj)을 통해 하이 레벨의 스캔 신호(GIj)가 제공되면, 제4 트랜지스터(T4)가 턴 온된다. 제4 트랜지스터(T4)를 통해 제1 초기화 전압(VINT1)이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 전달되어서 제1 트랜지스터(T1)가 초기화된다.
다음, 데이터 프로그래밍 및 보상 구간 동안 스캔 라인(GCLj)을 통해 하이 레벨의 스캔 신호(GCj)가 공급되면 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온된다. 제1 트랜지스터(T1)는 턴 온된 제3 트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스된다. 이때 스캔 라인(GWLj)을 통해 로우 레벨의 스캔 신호(GWj)가 공급되면, 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온된다. 그러면, 데이터 라인(DLi)으로부터 공급된 데이터 신호(Di)에서 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압만큼 감소한 보상 전압이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가된다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가된 게이트 전압은 보상 전압이 될 수 있다.
커패시터(Cst)의 양단에는 제1 구동 전압(ELVDD)과 보상 전압이 인가되고, 커패시터(Cst)에는 제1 구동 전압(ELVDD)과 보상 전압의 차에 대응하는 전하가 저장될 수 있다.
한편, 제7 트랜지스터(T7)는 스캔 라인(GWLj+1)을 통해 로우 레벨의 스캔 신호(GWj+1)를 공급받아 턴 온된다. 제7 트랜지스터(T7)에 의해 구동 전류(Id)의 일부는 바이패스 전류(Ibp)로서 제7 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나갈 수 있다.
블랙 영상을 표시하는 제1 트랜지스터(T1)의 최소 전류가 구동 전류로 흐를 경우에도 발광 소자(ED)가 발광하게 된다면 제대로 블랙 영상이 표시되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PXij) 내 제7 트랜지스터(T7)는 제1 트랜지스터(T1)의 최소 전류의 일부를 바이패스 전류(Ibp)로서 발광 다이오드 쪽의 전류 경로 외의 다른 전류 경로로 분산시킬 수 있다. 여기서 제1 트랜지스터(T1)의 최소 전류란 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압이 문턱 전압보다 작아서 제1 트랜지스터(T1)가 오프되는 조건에서의 전류를 의미한다. 이렇게 제1 트랜지스터(T1)를 오프시키는 조건에서의 최소 구동 전류(예를 들어 10pA 이하의 전류)가 발광 소자(ED)에 전달되어 블랙 휘도의 영상으로 표현된다. 블랙 영상을 표시하는 최소 구동 전류가 흐르는 경우 바이패스 전류(Ibp)의 우회 전달의 영향이 큰 반면, 일반 영상 또는 화이트 영상과 같은 영상을 표시하는 큰 구동 전류가 흐를 경우에는 바이패스 전류(Ibp)의 영향이 거의 없다고 할 수 있다. 따라서, 블랙 영상을 표시하는 구동 전류가 흐를 경우에 구동 전류(Id)로부터 제7 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나온 바이패스 전류(Ibp)의 전류량만큼 감소된 발광 소자(ED)의 발광 전류(Ied)는 블랙 영상을 확실하게 표현할 수 있는 수준으로 최소의 전류량을 가지게 된다. 따라서, 제7 트랜지스터(T7)를 이용하여 정확한 블랙 휘도 영상을 구현하여 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다. 이 실시예에서, 바이패스 신호는 로우 레벨의 스캔 신호(GWj+1)이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 발광 구간(EP) 동안 발광 제어 라인(EMLj)으로부터 공급되는 발광 제어 신호(EMj)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경된다. 발광 구간(EP) 동안 로우 레벨의 발광 제어 신호(EMj)에 의해 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)가 턴 온 된다. 그러면, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 게이트 전압과 제1 구동 전압(ELVDD) 간의 전압 차에 따르는 구동 전류(Id)가 발생하고, 제6 트랜지스터(T6)를 통해 구동 전류(Id)가 발광 소자(ED)에 공급되어 발광 소자(ED)에 전류(Ied)가 흐른다.
한 프레임(Fs)의 시작에서 리셋 신호(RST)가 하이 레벨로 천이하면, 리셋 트랜지스터(ST1)가 턴 온되어서 제1 센싱 노드(SN1)는 리셋 전압(VRST)으로 초기화될 수 있다.
센서(FXij)의 광 노출 구간은 화소(PXij)의 발광 구간(EP)에 대응할 수 있다. 발광 구간(EP)동안 발광 제어 신호(EMj)는 로우 레벨로 유지된다. 광감지 소자(OPD)는 발광 구간(EP)동안 광에 노출된다. 광은 화소(PXij)의 발광 소자(ED)로부터 출력된 광일 수 있다.
만일 사용자의 손이 표시면을 터치하면, 광감지 소자(OPD)는 지문의 융선(ridge) 또는 융선 사이의 골(valley)에 의해 반사된 광에 대응하는 광전하들을 생성하고, 생성된 광전하들은 제1 센싱 노드(SN1)에 축적될 수 있다.
증폭 트랜지스터(ST2)는 게이트 전극으로 입력되는 제1 센싱 노드(SN1)의 전하량에 비례하여 소스-드레인 전류를 발생시키는 소스 팔로워 증폭기(source follower amplifier)일 수 있다.
스캔 신호(GWj)가 비활성 레벨 즉, 로우 레벨인 동안 출력 트랜지스터(ST3)는 턴 오프 상태로 유지된다. 스캔 신호(GWj)가 활성 레벨 즉, 로우 레벨로 천이하면 출력 트랜지스터(ST3)가 턴 온된다. 출력 트랜지스터(ST3)가 턴 온 되면, 증폭 트랜지스터(ST2)를 통해 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호(FSi)가 리드아웃 라인(RLi)으로 출력될 수 있다.
이와 같이 표시 패널(DP)에는 화소(PXij) 및 센서(FXij)가 구비되고, 화소(PXij)를 구동하기 위한 스캔 신호(GWj)를 이용하여 센서(FXij)가 구동될 수 있다. 특히, 화소(PXij)의 제2 트랜지스터(T2)로 공급되는 초기화 스캔 신호(SIj) 및 보상 스캔 신호(SCj)가 센서(FXij)의 리셋 트랜지스터(ST1) 및 출력 트랜지스터(ST3)로 공급될 수 있다. 따라서, 센서(FXij)를 구동하는데 필요한 별도의 신호 배선 또는 회로가 불필요하므로, 센서(FXij)를 표시 패널(DP)에 배치하더라도, 개구율 감소를 최소화 또는 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 광감지 소자(OPD)는 외부 광이 미세 먼지와 충돌하여 산란된 광을 수신하고, 수신된 광에 대응하는 광전하가 제1 센싱 노드(SN1)에 축적될 수 있다. 제1 센싱 노드(SN1)에 축적된 광전하에 대응하는 전류가 증폭 트랜지스터(ST2) 및 출력 트랜지스터(ST3)를 통해 리드아웃 라인(RLi)으로 출력될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 미세 먼지 감지 모드동안 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 및 도 8a를 참조하면, 미세 먼지 감지 모드동안 표시 장치(DD)는 부분적으로 인-폴딩된 상태일 수 있다.
미세 먼지 감지 모드동안 구동 컨트롤러(100)는 표시 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 화소들(PX)이 발광 모드로 동작하고, 표시 패널(DP)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 배치된 센서들(FX)이 수광 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 화소들(PX)로부터 출력되는 광(L)은 공기 중의 미세 먼지(FD)를 거쳐 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 배치된 센서들(FX)로 전달될 수 있다.
광(L)은 미세 먼지(FD)와 부딪히면 산란하게 된다. 표시 장치(DD)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이에 미세 먼지(FD)의 입자가 많을수록 광(L)의 산란 현상이 커지므로 산란광의 양은 미세 먼지(FD)의 질량 농도에 비례할 수 있다.
미세 먼지 감지 모드동안 리드아웃 회로(500)는 리드아웃 라인들(RL1-RLm)로부터 수신된 리드아웃 신호들(FS1-FSm)에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산하고, 계산된 미세 먼지 농도에 대응하는 리드아웃 신호(FSS)를 구동 컨트롤러(100)로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 리드아웃 회로(500)는 리드아웃 라인들(RL1-RLm)로부터 수신된 리드아웃 신호들(FS1-FSm)을 구동 컨트롤러(100)로 제공할 수 있다. 미세 먼지 감지 모드동안 구동 컨트롤러(100)는 리드아웃 회로(500)로부터 수신된 리드아웃 신호들(FS1-FSm)에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산할 수 있다. 구동 컨트롤러(100)는 계산된 미세 먼지 농도에 대한 정보를 표시 패널(DP)에 표시할 수 있다.
다른 실시예에서, 표시 장치(DD)는 도면에 도시되지 않았으나, 미세 먼지 농도 계산을 위한 프로세서(예를 들면, 어플리케이션 프로세서, 호스트 프로세서, CPU 등)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 구동 컨트롤러(100)는 리드아웃 회로(500)로부터 수신된 리드아웃 신호(FSS)를 프로세서로 제공할 수 있다. 프로세서는 구동 컨트롤러(100)를 통해 리드아웃 회로(500)로부터 제공된 리드아웃 신호(FSS)에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산할 수 있다.
표시면(FS)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이의 각도(A)는 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 화소들(PX)로부터 출력되는 광(L)이 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 배치된 센서들(FX)로 충분히 전달될 수 있는 기준 범위로 제한될 수 있다. 예를 들어, 표시면(FS)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이의 각도(A)는 45도 이하일 수 있다.
사용자의 조작에 의해 표시면(FS)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이의 각도(A)가 미리 설정된 기준 범위 내에 있을 때 표시 장치(DD)는 미세 먼지 감지 감지 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 미세 먼지 감지 모드동안 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 화소들(PX)은 미리 설정된 색상 및/또는 휘도의 광을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 미세 먼지 감지 모드동안 패널(DP)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 배치된 화소들(PX)은 비동작 상태일 수 있다. 미세 먼지 감지 모드동안 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 센서들(FX)은 비동작 상태일 수 있다. 일 실시예에서, 미세 먼지 감지 모드동안 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 센서들(FX)은 동작하되, 리드아웃 회로(500)가 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 센서들(FX)로부터 감지 신호를 수신하지 않을 수 있다.
도 4 및 도 8b를 참조하면, 미세 먼지 감지 모드동안 표시 장치(DD)는 부분적으로 인-폴딩된 상태일 수 있다.
미세 먼지 감지 모드동안 구동 컨트롤러(100)는 표시 패널(DP)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 배치된 화소들(PX)이 발광 모드로 동작하고, 표시 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치된 센서들(FX)이 수광 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에는 미세 먼지 감지 모드동안 표시 장치(DD)의 동작을 보여주나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 표시 장치(DD-a) 및 도 3a 및 도 3b에 도시된 표시 장치(DD-b)도 표시 장치(DD)와 유사하게 미세 먼지 감지 모드로 동작할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에는 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 어느 하나에 배치된 화소들(PX)이 발광하고, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 다른 하나에 배치된 센서들(FX)이 수광하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 모두에 배치된 화소들(PX)이 발광하고, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 모두에 배치된 센서들(FX)이 수광할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 어느 하나에 배치된 화소들(PX) 중 일부만 발광하고, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 다른 하나에 배치된 센서들(FX) 중 일부만 수광할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 보여주는 플로우차트이다.
도 4 및 도 9를 참조하면, 구동 컨트롤러(100)는 미세 먼지 감지 모드동안 표시 패널(DP)의 제1 영역에 배치된 화소들(PX)이 발광하도록 제어한다(단계 S100). 일 실시예에서, 표시 패널(DP)의 제1 영역은 도 7a에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)일 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)의 제1 영역은 표시 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1) 전체 또는 일부일 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)의 제1 영역은 도 7b에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)일 수 있다.
구동 컨트롤러(100)는 표시 패널(DP)의 제2 영역에 배치된 센서들(FX)이 수광하도록 제어한다(단계 S110). 일 실시예에서, 표시 패널(DP)의 제2 영역은 도 7b에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)일 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)의 제2 영역은 표시 패널(DP)의 제2 비폴딩 영역(NFA2) 전체 또는 일부일 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)의 제2 영역은 도 7b에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)의 제1 비폴딩 영역(NFA1)일 수 있다.
리드아웃 회로(500)는 미세 먼지 감지 모드동안 표시 패널(DP)의 제2 영역에 배치된 센서들(FX)로부터 수신된 리드아웃 신호들(FS1-FSm)에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산한다(단계 S120). 리드아웃 회로(500)는 계산된 미세 먼지 농도에 대응하는 리드아웃 신호(FSS)를 구동 컨트롤러(100)로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 리드아웃 회로(500)는 리드아웃 라인들(RL1-RLm)로부터 수신된 리드아웃 신호들(FS1-FSm)을 구동 컨트롤러(100)로 제공할 수 있다. 구동 컨트롤러(100)는 리드아웃 회로(500)로부터 수신된 리드아웃 신호(FSS)에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산할 수 있다.
구동 컨트롤러(100)는 계산된 미세 먼지 농도에 대한 정보를 표시 패널(DP)에 표시할 수 있다(단계 S130).
도 10은 표시 장치(DD)에 표시된 미세 먼지 측정 결과를 예시적으로 보여준다.
도 4 및 도 10을 참조하면, 구동 컨트롤러(100)는 미세 먼지 측정 결과에 대응하는 이미지(IM)가 표시면(FS)에 표시되도록 제어할 수 있다.
도 10에 도시된 미세 먼지 측정 결과에 대응하는 이미지(IM)는 일 예에 불과하며, 이미지(IM)는 다양하게 변경될 수 있다. 사용자는 표시 장치(DD)의 표시면(FS)에 표시된 이미지(IM)를 통해 미세 먼지 농도를 직관적으로 용이하게 파악할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시 장치 DP: 표시 패널
PX: 화소 FX: 센서
100: 구동 컨트롤러 200: 데이터 구동 회로
300: 스캔 구동 회로 400: 발광 구동 회로
500: 리드아웃 회로 600: 전압 발생기
ST1: 리셋 트랜지스터 ST2: 증폭 트랜지스터
ST3: 출력 트랜지스터 OPD: 광감지 소자

Claims (20)

  1. 복수의 화소들 및 복수의 센서들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널을 제어하는 구동 컨트롤러; 및
    상기 복수의 센서들로부터 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하되,
    상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 제1 비폴딩 영역 및 제2 비폴딩 영역으로 구분되고,
    상기 구동 컨트롤러는 미세 먼지 감지 모드동안 상기 복수의 화소들 중 상기 제1 비폴딩 영역에 배치된 화소들이 발광 모드로 동작하고, 상기 복수의 센서들 중 상기 제2 비폴딩 영역에 배치된 센서들이 수광 모드로 동작하도록 제어하고,
    상기 리드아웃 회로는 상기 제2 비폴딩 영역에 배치된 상기 센서들로부터 수신된 상기 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서들 각각은
    광감지 소자; 및
    상기 광감지 소자에 연결되고, 외부 광에 대응하는 상기 감지 신호를 출력하는 센서 구동 회로를 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 구동 회로는
    리셋 전압을 수신하는 제1 전극, 제1 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 리셋 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 리셋 트랜지스터;
    구동 전압을 수신하는 제1 전극, 제2 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 상기 제1 센싱 노드와 연결된 게이트 전극을 포함하는 증폭 트랜지스터; 및
    상기 제2 센싱 노드와 연결된 제1 전극, 리드아웃 라인과 연결된 제2 전극 및 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 출력 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 상기 리드아웃 라인과 연결되고, 상기 리드아웃 라인으로부터 상기 감지 신호를 수신하는 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 리셋 트랜지스터는 N-타입 트랜지스터이고,
    상기 증폭 트랜지스터 및 상기 출력 트랜지스터는 P-타입 트랜지스터인 표시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 화소들 각각은,
    발광 소자; 및
    상기 발광 소자 및 적어도 하나의 스캔 신호에 응답해서 상기 발광 소자를 구동하는 화소 구동 회로를 포함하는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화소 구동 회로는,
    제1 구동 전압을 수신하는 제1 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제2 전극 및 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터;
    데이터 라인과 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 전극 사이에 연결되고, 제1 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터; 및
    상기 제1 트랜지스터의 상기 제2 전극과 상기 제1 트랜지스터의 상기 게이트 전극 사이에 연결되고, 제2 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 P-타입 트랜지스터이고, 상기 제3 트랜지스터는 N-타입 트랜지스터인 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 구동 회로 내 상기 출력 트랜지스터의 상기 게이트 전극으로 제공되는 상기 스캔 신호는 상기 화소 구동 회로 내 상기 제2 트랜지스터의 상기 게이트 전극으로 제공되는 상기 제1 스캔 신호와 동일한 신호인 표시 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 유기 발광 다이오드이고,
    상기 광감지 소자는 유기 포토 다이오드인 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 영상을 표시하는 표시면을 포함하고,
    상기 표시 패널이 상기 폴딩축을 기준으로 인-폴딩될 때 상기 표시면의 상기 제1 비폴딩 영역 및 상기 제2 비폴딩 영역이 서로 마주보는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 표시면의 상기 제1 비폴딩 영역 및 상기 제2 비폴딩 영역 사이의 각도가 기준 범위 내에 있을 때 상기 구동 컨트롤러는 상기 미세 먼지 감지 모드로 동작하는 표시 장치.
  13. 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 각각은 복수의 화소들 및 복수의 센서들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널을 제어하는 구동 컨트롤러; 및
    상기 복수의 센서들로부터 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하되,
    상기 복수의 화소들 각각은 발광 소자 및 상기 발광 소자에 연결되어 상기 발광 소자를 구동하는 화소 구동 회로를 포함하고,
    상기 복수의 센서들 각각은 광감지 소자 및 상기 광감지 소자에 연결되고, 외부 광에 대응하는 감지 신호를 출력하는 센서 구동 회로를 포함하며,
    상기 구동 컨트롤러는 미세 먼지 감지 모드동안 상기 제1 영역에 배치된 상기 복수의 화소들이 발광 모드로 동작하고, 상기 제2 영역에 배치된 상기 복수의 센서들이 수광 모드로 동작하도록 제어하고,
    상기 리드아웃 회로는 상기 제2 영역에 배치된 상기 복수의 센서들로부터 수신된 상기 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 센서 구동 회로는
    리셋 전압을 수신하는 제1 전극, 제1 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 리셋 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 리셋 트랜지스터;
    구동 전압을 수신하는 제1 전극, 제2 센싱 노드와 연결된 제2 전극 및 상기 제1 센싱 노드와 연결된 게이트 전극을 포함하는 증폭 트랜지스터; 및
    상기 제2 센싱 노드와 연결된 제1 전극, 리드아웃 라인과 연결된 제2 전극 및 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 출력 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 화소 구동 회로는,
    제1 구동 전압을 수신하는 제1 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제2 전극 및 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터;
    데이터 라인과 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 전극 사이에 연결되고, 제1 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터; 및
    상기 제1 트랜지스터의 상기 제2 전극과 상기 제1 트랜지스터의 상기 게이트 전극 사이에 연결되고, 제2 스캔 신호를 수신하는 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 유기 발광 다이오드이고,
    상기 광감지 소자는 유기 포토 다이오드인 표시 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역으로 구분되는 표시 장치.
  18. 표시 패널의 제1 영역에 배치된 화소들이 발광하는 단계;
    상기 표시 패널의 제2 영역에 배치된 센서들이 수광하는 단계;
    상기 센서들로부터 수신된 감지 신호에 근거해서 미세 먼지 농도를 계산하는 단계; 및
    상기 미세 먼지 농도를 상기 표시 패널에 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 폴딩축을 기준으로 폴딩되는 폴딩 영역, 및 상기 폴딩 영역에 인접한 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역으로 구분되는 표시 장치의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 센서들 각각은
    광감지 소자; 및
    상기 광감지 소자에 연결되고, 외부 광에 대응하는 상기 감지 신호를 출력하는 센서 구동 회로를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
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