KR20240063221A - 표시장치와 그 열화 보상 방법 및 표시장치를 포함한 모바일 단말기 - Google Patents

표시장치와 그 열화 보상 방법 및 표시장치를 포함한 모바일 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시장치와 그 열화 보상 방법 및 표시장치를 포함한 모바일 단말기에 관한 것으로, 표시장치는 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역을 포함한 표시패널; 상기 표시패널에서 미리 설정된 센싱 영역에서 상기 표시패널의 아래에 배치되거나 표시패널 내에 내장되어 상기 표시패널이 폴딩되거나 이동될 때 상기 제1 픽셀 영역의 적어도 일부와 상기 제2 픽셀 영역의 일부와 대향되는 제1 광학 소자; 및 열화 센싱 모드에서 구동되어 상기 제1 광학 소자로부터 수신된 센싱 데이터를 입력 받아 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 줄이는 픽셀 열화 보상 회로를 포함한다.

Description

표시장치와 그 열화 보상 방법 및 표시장치를 포함한 모바일 단말기{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF COMPENSATING FOR DETERIORATION THEREOF AND MOBILE TERMINAL INCLUDING THE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치와 그 열화 보상 방법, 및 표시장치를 포함한 모바일 단말기에 관한 것이다.
전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 대별된다. 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 유기 발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 발광 표시장치는 OLED(Organic Light Emitting Diode, OLED"라 함)가 픽셀들 각각에 형성된다. 유기 발광 표시장치는 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도, 시야각 등이 우수할 뿐 아니라, 블랙 계조를 완전한 블랙으로 표현할 수 있기 때문에 명암비(contrast ratio)와 색재현율이 우수하다.
모바일 단말기의 멀티 미디어 기능이 향상되고 있다. 예를 들어, 스마트 폰에 카메라가 기본으로 내장되고 있고 카메라의 해상도가 기존의 디지털 카메라 수준으로 높아지고 있고 광학 소자를 이용한 생체 인식이 적용되고 있는 추세에 있다. 스마트 폰의 전방 카메라는 화면 디자인을 제한하여 화면 디자인을 어렵게 하고 있다. 카메라가 차지하는 공간을 줄이기 위하여 노치(notch) 또는 펀치홀(punch hole)을 포함한 화면 디자인이 스마트 폰에 채택된 바 있지만, 카메라로 인하여 화면 크기가 여전히 제한되어 풀 스크린 디스플레이(Full-screen display)를 구현할 수 없었다.
풀 스크린 디스플레이를 구현하기 위하여, 표시패널의 화면과 중첩되도록 카메라 모듈이 배치될 수 있다. 카메라 모듈과 중첩되는 화면의 일부 표시 영역에서 픽셀 밀도 또는 PPI(Pixels Per Inch)를 낮추어 투과율을 높일 수 있다. 이 경우, 고 PPI 영역과 저 PPI 영역 간에 휘도 차이가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 픽셀 밀도가 서로 다른 픽셀 영역들 간에 데이터 전압을 다르게 하여 휘도 차이를 줄일 수 있으나, 픽셀 영역들 간에 시간이 지날수록 픽셀의 열화 수준에서 차이가 커질 수 있다. 픽셀 영역들 각각에서 픽셀들의 사용 빈도를 바탕으로 열화를 예측하여 픽셀들의 열화 보상 알고리즘을 적용할 수 있지만, 실제 사용 환경과 열화 예측값의 차이로 인하여 픽셀 열화 보상이 부정확하게 될 수 있다.
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 픽셀 밀도가 서로 다른 픽셀 영역들 간에 픽셀 열화를 정확하게 보상할 수 있는 표시장치와 그 열화 보상 방법 및 표시장치를 포함한 모바일 단말기를 제공한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역을 포함한 표시패널; 상기 표시패널에서 미리 설정된 센싱 영역에서 상기 표시패널의 아래에 배치되거나 표시패널 내에 내장되어 상기 표시패널이 폴딩되거나 이동될 때 상기 제1 픽셀 영역의 적어도 일부와 상기 제2 픽셀 영역의 일부와 대향되는 제1 광학 소자; 및 열화 센싱 모드에서 구동되어 상기 제1 광학 소자로부터 수신된 센싱 데이터를 입력 받아 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 줄이는 픽셀 열화 보상 회로를 포함한다.
상기 제2 픽셀 영역의 PPI(Pixels Per Inch)가 상기 제1 픽셀 영역의 PPI 보다 낮을 수 있다. 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀에 인가되는 최대 데이터 전압이 상기 제1 픽셀에 인가되는 최대 데이터 전압 보다 높을 수 있다.
상기 표시장치는 상기 제2 픽셀 영역과 중첩되도록 상기 표시패널 아래에 배치되는 제2 광학 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 표시패널의 상기 제3 픽셀 영역이 상기 센싱 영역과 중첩되고, 지문 인식 이벤트가 발생될 때 상기 제3 픽셀 영역의 적어도 일부 픽셀이 발광될 수 있다. 상기 열화 센싱 모드에서 상기 제3 픽셀 영역의 픽셀들이 발광되지 않을 수 있다.
상기 표시패널이 접힌 상태에서 상기 열화 센싱 모드로 진입될 수 있다. 상기 제1 광학 소자로부터 출력되는 센싱 데이터는 상기 제1 및 제2 픽셀 영역들 각각의 휘도값을 가질 수 있다.
상기 표시패널이 롤러에 감겨질 수 있다. 상기 롤러의 회전에 의해 상기 표시패널이 이동하여 상기 센싱 영역을 상기 제1 및 제2 픽셀 영역이 지나갈 때 상기 제1 및 제2 픽셀 영역 각각의 휘도값이 상기 제1 광학 소자에 의해 측정될 수 있다.
디스플레이 모드에서 상기 제1 픽셀 영역, 상기 제2 픽셀 영역 및 상기 제3 픽셀 영역의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되어 상기 입력 영상이 상기 표시패널 상에 표시될 수 있다. 상기 열화 센싱 모드에서 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 상기 입력 영상과 무관하게 미리 설정된 디스플레이 패턴 데이터가 기입되어 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들이 발광될 수 있다.
상기 픽셀 열화 보상 회로는 상기 제1 광학 소자로부터 입력 받은 상기 센싱 데이터를 바탕으로 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 측정하는 휘도 측정부; 및 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차에 대응하는 보상값을 도출하고, 상기 보상값을 초기 감마 보상 데이터에 더하여 디지털 감마 데이터를 업데이트하는 감마 보정부를 포함할 수 있다.
상기 감마 보정부는 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 디지털 감마 데이터로 변조할 수 있다.
상기 표시장치는 상기 감마 보정부에 의해 변조된 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 인가될 데이터 전압의 최대 전압이 상기 제1 픽셀 영역의 픽셀들에 인가될 데이터 전압의 최대 전압 보다 높을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 열화 보상 방법은 표시패널이 접힌 상태에서 디스플레이 패턴 데이터를 제1 픽셀 영역의 픽셀들과 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 기입하여 상기 픽셀들을 구동하는 단계; 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역과 대향하는 센싱 영역에 배치된 광학 소자를 구동하여 상기 광학 소자로부터 출력된 센싱 데이터로부터 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 측정하는 단계; 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 줄이는 보상값을 도출하여 상기 보상값을 이용하여 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 중 적어도 하나의 디지털 감마 데이터를 업데이트하는 단계; 상기 디지털 감마 데이터를 업데이트한 후 상기 디스플레이 패턴 데이터를 상기 픽셀들에 기입하여 상기 픽셀들을 구동하여 상기 광학 소자로부터 출력된 센싱 데이터로부터 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 다시 측정하는 단계; 및 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 소정의 허용값과 비교하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기는 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역을 포함한 표시패널; 상기 표시패널의 아래에 배치되거나 표시패널 내에 내장되어 상기 표시패널이 폴딩되거나 이동될 때 상기 제1 픽셀 영역의 적어도 일부와 상기 제2 픽셀 영역의 일부와 대향되는 센싱 영역 내에서 배치되는 제1 광학 소자; 디스플레이 모드에서 상기 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터를 기입하는 표시패널 구동부; 열화 센싱 모드에서 구동되어 상기 제1 광학 소자로부터 출력된 센싱 데이터를 입력 받아 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 줄이는 픽셀 열화 보상 회로; 및 지문 인식 모드에서 상기 제1 광학 소자로부터 수신된 지문 패턴 데이터를 바탕으로 사용자 인증을 처리하는 인증 프로세서를 포함한다. 상기 센싱 영역에서 상기 제1 픽셀 영역의 휘도값과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도값이 상기 제1 광학 소자에 의해 측정된다.
본 발명은 영상이 표시되는 화면에 센서가 배치되기 때문에 풀 스크린 디스플레이(Full-screen display)의 화면을 구현할 수 있다.
본 발명은 플렉시블 표시패널을 이용하여 화면 크기가 가변될 수 있는 표시장치에서 픽셀 영역들 간의 휘도차를 바탕으로 보상값을 도출하여 픽셀 영역들 간의 휘도차를 허용값 이하로 관리할 수 있다.
본 발명은 PPI와 데이터 전압의 차이로 인하여 픽셀들의 구동 시간이 경과할수록 픽셀들의 열화량 차이가 커지더라도 항상 픽셀 영역들 간의 휘도 차이를 허용값 이하로 줄일 수 있다.
본 발명은 픽셀 영역들 간의 픽셀 열화량 차이를 보상하여 표시장치와 모바일 단말기의 화질과 수명을 개선할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 단말기의 외관을 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면 구조를 보여주는 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 픽셀 영역의 픽셀 배치를 보여 주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 픽셀 영역의 픽셀 배치와 경계부 픽셀 영역을 보여 주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 기준 전압 범위와 픽셀 영역들간 디지털 감마 설정을 보여 주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 표시장치에 적용 가능한 다양한 픽셀 회로들을 보여 주는 회로도들이다.
도 9는 도 8에 도시된 픽셀 회로의 구동 방법을 보여 주는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치가 모바일 기기에 적용된 예를 보여 주는 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 폴더블 디스플레이의 표시패널이 접힌 상태에서 센싱 영역에 중첩되는 픽셀 영역의 픽셀들과, 센싱 영역에서 얻어지는 센싱 데이터를 보여 주는 도면들이다.
도 13은 시간이 경과할수록 제1 픽셀과 제2 픽셀 간에 휘도 차이가 커지는 예를 보여 주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 열화 보상회로를 보여 주는 회로도이다.
도 15는 열화 센싱 모드에서 픽셀들을 구동하기 위한 디스플레이 패턴의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 16은 열화 센싱 모드에서 광학 소자로부터 출력되는 센싱 데이터의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 17은 센싱 데이터의 초기값과 픽셀 열화후 현재값을 보여 주는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 순서도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 열화 보상 방법의 제어 수순을 단계적으로 보여 주는 순서도이다.
도 20은 제1 및 제2 픽셀 영역들의 픽셀들이 보상되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 21은 제2 픽셀 영역의 픽셀들이 보상되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 22a 및 도 22b는 열화 센싱 모드에서 픽셀 열화를 보상하기 위한 디지털 감마 데이터의 일 예를 보여 주는 도면들이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 24a 내지 도 24c는 롤러블 디스플레이의 센싱 영역에서 광학 소자에 의해 광전변환된 센싱 데이터를 표시장치에서 재현된 이미지를 보여 주는 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 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 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 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 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에', '~ 연결 또는 결합(connect, couple)', 교차(crossing, intersecting) 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계와 상호 연결 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'과 같은 언급이 없는 한 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.
실시예 설명에서, 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되지만, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
여러 실시예들의 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 발명의 표시장치에서 픽셀 회로와 게이트 구동부는 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 트랜지스터들은 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT(Thin Film Transistor), 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)을 포함한 LTPS TFT 등으로 구현될 수 있다. 트랜지스터들 각각은 p 채널 TFT 또는 n 채널 TFT로 구현될 수 있다.
트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 채널 트랜지스터(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.
게이트 신호는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. n 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH/VEH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL/VEL)일 수 있다. p 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL/VEL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH/VEL)일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 포함한 모바일 단말기(1000)의 외관을 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 모바일 단말기(1000)의 화면은 적어도 일부가 접힐 수 있는 플렉시블 표시패널을 이용한 폴더블 디스플레이로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이하에서, 본 발명의 표시장치는 폴더블 디스플레이를 중심으로 설명된다. “플렉시블 표시패널”은 '표시패널'로 약칭된다.
표시장치는 입력 영상이 재현되는 표시패널을 포함한다. 표시패널의 표시 영역은 제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC)을 포함한다. 제1 픽셀 영역(NML), 제2 픽셀 영역(UDC)은 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되는 디스플레이 픽셀들을 포함하여 입력 영상을 표시한다. 이하에서, “디스플레이 픽셀”은 '픽셀'로 약칭된다. 따라서, 플렉시블 표시패널은 제1 및 제2 픽셀 영역(NML, UDC)에서 입력 영상이 재현되는 풀 스크린 디스플레이(Full-screen display)를 구현할 수 있다.
제1 픽셀 영역(NML)은 표시 영역의 대부분을 차지하고, 고 PPI로 배치된 픽셀들을 포함한다. 제2 픽셀 영역(UDC)은 제1 표시 영역(NML)의 PPI 보다 낮은 PPI로 배치된 픽셀들을 포함한다.
모바일 단말기(1000)는 제1 광학 소자가 배치되는 센싱 영역(SA)을 포함한다. 제2 픽셀 영역(UDC)은 표시패널의 아래에 배치되는 제2 광학 소자와 중첩된다.
표시패널이 접힐 때 제1 픽셀 영역이 적어도 일부와 제2 픽셀 영역(UDC)의 적어도 일부가 센싱 영역(SA)과 대향될 수 있다. 이 때, 열화 센싱 모드로 진입하여 제1 광학 소자에 의해 제1 픽셀 영역의 휘도와 제2 픽셀 영역의 휘도가 측정될 수 있다. 열화 센싱 모드는 표시패널이 접힌 상태에서 소정 시간 주기로 설정되거나 사용자에 의해 설정될 수 있다.
제1 광학 소자는 광전소자를 포함하여 수광된 빛을 전기적인 신호로 변환하는 센서 픽셀들을 포함한다. 제1 광학 소자는 센싱 영역(SA)과 중첩되도록 표시패널의 픽셀 영역 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서 픽셀들은 표시패널의 아래에 배치되거나 표시패널의 제3 픽셀 영역 내에 인셀(In-cell) 형태로 내장될 수 있다. 제3 픽셀 영역은 입력 영상의 일부가 표시되는 픽셀들을 포함할 수 있다. 제3 픽셀 영역의 PPI는 제1 픽셀 영역(NML)과 같거나 낮을 수 있다. 제1 광학 소자가 표시패널의 아래에 배치되는 경우, 제3 픽셀 영역의 PPI는 제1 픽셀 영역(NML)과 같을 수 있다. 센서 픽셀들이 표시 패널의 제3 픽셀 영역에 내장되는 경우에 제3 픽셀 영역의 PPI는 센서 픽셀이 차지하는 영역으로 인하여 제1 픽셀 영역(NML) 보다 낮아질 수 있고, 제2 픽셀 영역(UDC)과 같을 수 있다.
제1 및 제1 광학 소자들 각각은 이미지 센서의 센서 픽셀들을 포함한 촬상 소자(또는 카메라), 적외선 센서 소자, 조도 센서 소자 등의 광학 소자일 수 있다. 제2 광학 소자는 전면 카메라 및/또는 적외선 센서 등을 포함하여 외부 실사 이미지를 촬영하거나 안면 인식에 이용될 수 있다. 제2 광학 소자는 안면 인식 이벤트가 발생될 때 적외선 광을 발산하고 사용자의 안면으로부터 반사되는 적외선을 광전변환할 수 있다. 제1 광학 소자는 픽셀들의 휘도 변화를 바탕으로 제1 및 제2 픽셀 영역들의 픽셀 열화를 센싱할 수 있다. 또한, 제1 광학 소자는 지문 인식 모드에서 지문 인식에 이용될 수 있다. 제1 및 제1 광학 소자들 각각은 프리즘과 같은 광경로 변환 소자, 이미지 센서에 광을 집광하는 렌즈 등을 포함할 수 있다.
제1 광학 소자는 센싱 영역 내에서 제1 픽셀 영역(NML)의 픽셀과 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀로부터 발산되는 빛을 수광하여 광전변환하여 센싱 데이터를 출력할 수 있다. 표시장치는 제1 광학 소자로부터 센싱 데이터를 입력 받아 제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC)의 휘도차를 줄이는 픽셀 열화 보상 회로를 포함할 수 있다. 픽셀 열화 보상 회로에 대하여는 도 14 이하의 도면들을 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
폴더블 디스플레이에서, 표시패널의 폴딩 방향, 폴딩/언폴딩 상태, 및 폴딩 각도에 따라 표시패널에서 활성화되는 픽셀 영역과 해상도가 달라질 수 있다. 표시패널의 폴딩 방향, 폴딩/언폴딩 상태, 및 폴딩 각도 등을 센싱하는 장치는 대한민국 공개 특허 10-2020-0142394 A　(2020.12.22), 미합중국 출원 공개 US 2020-0394984 A1(2020. 12. 17) 등에서 알려져 있다.
폴더블 디스플레이는 인 폴딩(infolding) 방식, 또는 아웃 폴딩(out folding) 방식으로 접힐 수 있다. 도 1에서 'FL'은 모바일 단말기(1000)의 폴더블 기구 구조에 의해 표시패널이 접힐 때 회전 중심 라인이다. 회전 중심 라인(FL)은 제2 픽셀 영역(UDC)과 센싱 영역(SA) 사이의 제1 픽셀 영역 내에서 존재한다. 인폴딩 방법에서, 도 1의 우측 상단에 도시된 바와 같이 표시패널이 제1 회전 방향 예를 들어, 반시계 방향으로 접힐 때 표시패널의 표시영역 또는 발광면이 접힌 표시패널의 안쪽에서 제2 픽셀 영역(UDC)과 센싱 영역(SA)이 마주보게 된다. 이 때, 픽셀 영역은 외부에 노출되지 않고 픽셀들은 구동되지 않는다. 표시패널이 언폴딩 상태에서 제2 회전 방향 예를 들어, 시계방향으로 펴질 때 표시 영역의 적어도 일부에 존재하는 픽셀들이 구동되어 입력 영상이 표시 영역에 표시된다.
본 발명은 인 폴딩 방식 또는 아웃 폴딩 방식의 폴더블 디스플레이에 적용 가능하다. 표시패널의 접힐 때, 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀들과 제1 광학 소자의 수광면이 마주볼 때, 제1 및 제2 표시 영역(NML, UDC)의 픽셀 열화가 센싱될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 표시패널의 단면 구조를 보여 주는 단면도들이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 표시패널(100)은 플라스틱 기판, 금속 기판 등의 유연한 기판 상에 픽셀들(P)이 배치된 플렉시블 표시패널로 구현될 수 있다. 폴더블 디스플레이에서, 표시패널의 제1 픽셀 영역(NML)은 제2 픽셀 영역(UDC)과 센싱 영역(SA) 사이에서 제1 픽셀 영역 내의 회전 중심 라인(FL)에서 접힐 수 있다.
표시패널의 픽셀 영역들(NML, UDC, SA)의 픽셀들 각각은 영상의 컬러 구현을 위하여 컬러가 다른 서브 픽셀들을 포함한다. 도 2a 및 도 2b에서 센싱 영역(SA)에서 픽셀들(R, G, B)이 존재할 수 있다. 다른 실시예서, 센싱 영역(SA)에 픽셀들이 배치되지 않을 수 있다. 서브 픽셀들은 적색 서브 픽셀(Red, R), 녹색 서브 픽셀(Green, G), 및 청색 서브 픽셀(Blue, B)을 포함한다. 도시하지 않았으나 픽셀들 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 서브 픽셀들 각각은 발광 소자를 구동하는 픽셀 회로를 포함할 수 있다.
제2 광학 소자(30)는 제2 픽셀 영역(UDC)과 중첩되도록 표시패널(100)의 아래에 배치된다. 제2 광학 소자(30)의 수광면에 렌즈(31)가 배치될 수 있다. 제1 광학 소자(40)는 도 2a에 도시된 바와 같이 센싱 영역(SA)과 중첩되도록 표시패널(100)의 아래에 배치될 수 있다. 제1 광학 소자(40)의 수광면에 렌즈(41)가 배치될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 표시패널(100)에서 센싱 영역(SA)의 회로층(120)과 발광 소자층(14) 중 적어도 일부에 센서 픽셀(S)이 내장될 수 있다. 이 경우, 표시패널(100)의 외부에 배치되는 제1 광학 소자(40)는 생략될 수 있다. 센서 픽셀(S)은 포토 다이오드와 같은 광전 소자와, 광전 소자를 구동하는 센서 구동 회로를 포함할 수 있다.
표시패널(100)은 X 축 방향의 폭, Y축 방향의 길이, 그리고 Z축 방향의 두께를 갖는다. 표시패널(100)은 기판 상에 배치된 회로층(12)과, 회로층(12) 상에 배치된 발광 소자층(14)을 포함할 수 있다. 발광 소자층(14) 상에 편광판(18)이 배치되고, 편광판(18) 위에 커버 글래스(20)가 배치될 수 있다.
회로층(12)은 데이터 라인들, 게이트 라인들, 전원 라인들 등의 배선들에 연결된 픽셀 회로, 게이트 라인들에 연결된 게이트 구동부 등을 포함할 수 있다. 회로층(12)은 센서 회로를 더 포함할 수 있다. 회로층(12)의 회로 소자는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현된 트랜지스터들과, 커패시터 등의 회로 소자를 포함할 수 있다. 회로층(12)의 배선과 회로 소자들은 복수의 절연층들과, 절연층을 사이에 두고 분리된 둘 이상의 금속층, 그리고 반도체 물질을 포함한 액티브층으로 구현될 수 있다.
발광 소자층(14)은 픽셀 회로에 의해 구동되는 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 OLED로 구현될 수 있다. 발광 소자는 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) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 발광 소자의 애노드 전극과 캐소드 전극에 전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하여 발광층(EML)에서 가시광이 방출된다. 발광 소자층(14)은 적색, 녹색 및 청색의 파장을 선택적으로 투과시키는 픽셀들 상에 배치되고, 컬러 필터 어레이를 더 포함할 수 있다. 발광 소자로 이용되는 OLED는 복수의 발광층들이 적층된 텐덤(Tandem) 구조일 수 있다. 텐덤 구조의 OLED는 픽셀의 휘도와 수명을 향상시킬 수 있다.
발광 소자층(14)은 보호막에 의해 덮일 수 있고, 보호막은 봉지층(encapsulation layer)에 의해 덮일 수 있다. 보호층과 봉지층은 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 무기막은 수분이나 산소의 침투를 차단한다. 유기막은 무기막의 표면을 평탄화한다. 유기막과 무기막이 여러 층들로 적층되면, 단일 층에 비해 수분이나 산소의 이동 경로가 길어져 발광 소자층(14)에 영향을 주는 수분/산소의 침투가 효과적으로 차단될 수 있다.
봉지층 상에 편광판(18)이 접착될 수 있다. 편광판(18)은 표시장치의 야외 시인성을 개선한다. 편광판(18)은 표시패널(100)의 표면으로부터 반사되는 빛을 줄이고, 회로층(12)의 금속으로부터 반사되는 빛을 차단하여 픽셀들의 밝기를 향상시킨다. 편광판(18)은 선편광판과 위상지연필름이 접합된 편광판 또는 원편광판으로 구현될 수 있다.
봉지층 상에 형성된 터치 센서층이 배치될 수 있다. 터치 센서층은 터치 입력 전후에 용량(capacitance)의 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱하는 정전 용량 방식의 터치 센서들을 포함할 수 있다. 터치 센서층은 터치 센서들의 용량을 형성하는 금속 배선 패턴들과 절연막들을 포함할 수 있다. 금속 배선 패턴들 사이에 터치 센서의 용량이 형성될 수 있다. 편광판(18)이 터치 센서층의 금속 패턴을 덮도록 봉지층 상에 배치될 수 있다. 상에 편광판이 배치될 수 있다. 편광판은 터치 센서층과 회로층(12)의 금속에 의해 반사된 외부 광의 편광을 변환하여 시인성과 명암비를 향상시킬 수 있다. 편광판은 선편광판과 위상지연필름이 접합된 편광판 또는 원편광판으로 구현될 수 있다. 편광판 상에 커버 글래스(Cover glass)(20)가 접착될 수 있다.
표시패널(100)은 봉지층 상에 배치되는 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다. 컬러 필터층은 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터와, 블랙 매트릭스 패턴을 포함할 수 있다. 컬러 필터층은 회로층(120)과 터치 센서층으로부터 반사된 빛의 파장 일부를 흡수하여 편광판의 역할을 대신하고 색순도를 높일 수 있다. 편광판 없이 광 투과율이 높은 컬러 필터층을 표시패널에 적용하여 표시패널(100)의 광투과율을 향상시키고 표시패널(100)의 두께와 유연성을 개선할 수 있다. 이 경우, 컬러 필터층 상에 커버 글래스(20)가 접착될 수 있다.
도 3은 제1 픽셀 영역의 픽셀 배치를 보여 주는 평면도이다. 도 4는 제2 픽셀 영역의 픽셀 배치를 보여 주는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 및 제2 픽셀 영역(NML, UDC) 각각에 서브 픽셀들(R, G, B)이 배치된다. 제2 픽셀 영역(UDC)은 소정 거리만큼 이격된 픽셀 그룹들(PG)과, 이웃한 픽셀 그룹들(PG) 사이에 배치된 투광부들(AG)을 포함한다.
제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀 그룹(PG)은 하나 또는 두 개의 픽셀이 포함되고, 두 개 내지 네 개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 픽셀 그룹(PG)의 제1 픽셀은 적색 및 제1 녹색 서브 픽셀(R, G)로 구성되고, 제2 픽셀은 청색 및 제2 녹색 서브 픽셀(R, G)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 픽셀 영역(UDC)에서 투광부(AG)는 픽셀이 없는 영역이다. 투광부들(AG)은 금속 배선이나 픽셀들을 포함하지 않고 투명한 절연 재료들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 투광부(AG)에는 캐소드 전극이 배치되지 않을 수 있다. 투광부들(AG)로 인하여, 제2 픽셀 영역(UDC)의 PPI 가 낮다. 투광부들(AG)의 형상은 도 4에서 원형으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 투광부들(AG)은 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태로 설계될 수 있다.
제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC) 간의 PPI 차이로 인하여 서브 픽셀들에 동일한 데이터 전압이나 전류를 인가하면 제2 픽셀 영역(UDC)에서 휘도가 낮아지고 제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC) 사이에서 경계선이 보일 수 있다.
픽셀 영역들(NML, UDC) 간 휘도 차이를 보상하기 위하여, 이종 감마 기술이 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 프로그래머블 감마 IC(Programmable gamma IC, P-GMA IC)는 제2 픽셀 영역(UDC)의 최대 휘도 이상의 휘도를 얻을 수 있는 아날로그 감마 기준 전압 범위(PGMA Range)로 감마 기준 전압들을 발생할 수 있다. 디지털 감마 보상 회로는 룩업 테이블(Look-up table, LUT)에 저장된 디지털 감마 데이터(DGMA Setting)를 이용하여 픽셀 데이터를 변조한다. 디지털 감마 데이터는 제1 픽셀 영역(NML)의 휘도 범위 내에서 컬러별, 계조별로 구분된 초기 감마 보상 데이터를 포함한다. 초기 감마 보상 데이터는 표시패널의 제품 출하 직후에 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML)의 휘도가 허용값 이내 또는 실실적으로 동일할 때 설정된 감마 보상 데이터이다. 디지털 감마 데이터는 제2 픽셀 영역(UDC)의 휘도 범위 내에서 컬러별, 계조별로 구분된 초기 감마 보상 데이터를 포함한다.
제2 픽셀 영역(UDC)의 최대 데이터 전압, 데이터 전압 범위(또는 동적 범위), 최대 휘도, 휘도 범위는 제1 픽셀 영역(UDC) 보다 크다. 열화 센싱 모드에서 측정된 픽셀 영역들(NML, UDC) 간 휘도차를 바탕으로 디지털 감마 데이터의 보상값이 도출될 수 있다. 폴더블 디스플레이의 경우, 표시패널(100)이 접힌 상태에서 열화 센싱 모드로 진입하여 픽셀 열화 보상 회로가 구동될 수 있다.
디지털 감마 보상 회로의 룩업 테이블에 저장되는 디지털 감마 데이터는 열화 센싱 모드에서 도출된 감마 보상값 만큼 업데이트될 수 있다. 도 5에서 'NML GMA'는 제1 픽셀 영역(NML)의 감마 보상 커브에 의해 정의된 휘도 범위이다. 'UDC GMA'는 제2 픽셀 영역(UDC)의 감마 보상 커브에 의해 정의된 휘도 범위이다.
표시패널(100)의 제조 공정에서 초래되는 공정 편차와 소자 특성 편차로 인하여 픽셀들 간에 구동 소자의 전기특성에서 차이가 있을 수 있고 이러한 차이는 픽셀들의 구동 시간이 경과됨에 따라 더 커질 수 있다. 픽셀들 간에 구동 소자의 전기적 특성 편차를 보상하기 위해, 표시장치에 내부 보상 기술 또는 외부 보상 기술이 적용될 수 있다.
내부 보상 기술은 픽셀 회로 각각에 구현된 내부 보상 회로를 이용하여 서브 픽셀별로 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하여 그 문턱 전압만큼 구동 소자의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 보상한다. 외부 보상 기술은 외부 보상 회로를 이용하여 구동 소자들의 전기적 특성에 따라 변하는 구동 소자의 전류 또는 전압을 실시간 센싱한다. 외부 보상 기술은 픽셀 별로 센싱된 구동 소자의 전기적 특성 편차(또는 변화) 만큼 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 변조함으로써 픽셀들 각각에서 구동 소자의 전기적 특성 편차(또는 변화)를 실시간 보상한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 표시장치에 적용 가능한 다양한 픽셀 회로들을 보여 주는 회로도들이다. 도 9는 도 8에 도시된 픽셀 회로의 구동 방법을 보여 주는 파형도이다.
도 6를 참조하면, 픽셀 회로는 발광 소자(EL), 발광 소자(EL)에 전류를 공급하는 구동 소자(DT), 스캔 펄스(SCAN)에 응답하여 데이터 라인(DL)을 제2 노드(n2)에 연결하는 스위치 소자(M01), 및 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3) 사이에 연결된 커패시터(Cst)를 포함한다. 구동 소자(DT)와 스위치 소자(M01)는 n 채널 트랜지스터들로 구현될 수 있다.
구동 소자(DT)는 제2 노드(n2)에 연결된 게이트 전극, 제1 노드(n1)에 연결된 제1 전극, 및 제3 노드(n3)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 픽셀 구동 전압(ELVDD)이 인가되는 VDD 라인(PL)은 제1 노드(n1)에 연결된다. 발광 소자(EL)는 제3 노드(n3)에 연결된 애노드 전극과, 픽셀 구동 전압(ELVDD) 보다 낮은 픽셀 기저 전압(ELVSS)이 인가되는 VSS 라인에 연결된 캐소드 전극을 포함한다.
구동 소자(DT)는 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 발광 소자(EL)에 전류를 공급하여 발광 소자(EL)를 구동한다. 발광 소자(EL)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이의 순방향 전압이 문턱 전압 이상일 때 턴-온되어 발광한다. 커패시터(Cst)는 구동 소자(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 연결되어 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 유지한다.
도 7을 참조하면, 픽셀 회로는 기준 전압 라인(REFL)과 구동 소자(DT)의 제2 전극 사이에 연결된 제2 스위치 소자(M02)를 더 포함한다. 이 픽셀 회로에서 구동 소자(DT)와 스위치 소자들(M01, MO2)은 n 채널 트랜지스터들로 구현될 수 있다.
제2 스위치 소자(M02)는 스캔 펄스(SCAN) 또는 별도의 센싱 펄스(SENSE)에 응답하여 기준 전압(Vref)을 제3 노드(n3)에 인가한다. 기준 전압(VREF)은 REF 라인(REFL)을 통해 픽셀 회로에 인가된다.
구동 소자(DT)의 채널을 통해 흐르는 전류 또는 구동 소자(DT)와 발광 소자(EL) 사이의 전압이 기준 라인(REFL)을 통해 센싱될 수 있다. 기준 라인(REFL)을 통해 흐르는 전류는 적분기를 통해 전압으로 변환되고 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-digital converter, 이하 “”라 함)를 통해 디지털 데이터 형태의 실시간 센싱 데이터로 변환된다. 실시간 센싱 데이터는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 또는 이동도 정보를 포함한다. 실시간 센싱 데이터는 데이터 연산부로 전송된다. 데이터 연산부는 ADC로부터의 실시간 센싱 데이터를 입력 받아 실시간 센싱 데이터를 바탕으로 선택된 룩업 테이블 데이터 또는 보상값을 픽셀 데이터에 더하거나 곱하여 픽셀들의 구동 편차와 열화를 보상할 수 있다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 픽셀 회로는 발광 소자(EL), 발광 소자(EL)에 전류를 공급하는 구동 소자(DT), 및 발광 소자(EL)와 구동 소자(DT)에 인가되는 전압을 스위칭하는 스위치 회로를 포함한다. 스위치 회로는 내부 보상 회로를 포함한다.
스위치 회로는 픽셀 구동 전압(ELVDD), 픽셀 기저 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vini)이 인가되는 전원 라인들(PL1, PL2, PL3), 데이터 라인(DL), 및 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3)에 연결되어 게이트 신호에 응답하여 발광 소자(EL)와 구동 소자(DT)에 인가되는 전압을 스위칭한다. 게이트 신호는 스캔 펄스[SCAN(N-1), SCAN(N)]와 발광 제어 펄스(이하, “펄스”라 함)[EM(N)]를 포함할 수 있다.
스위치 회로는 복수의 스위치 소자들(M1~M6)을 이용하여 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 샘플링하여 커패시터(Cst1)에 저장하고, 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 구동 소자(DT)의 게이트 전압을 보상하는 내부 보상 회로를 포함한다. 구동 소자(DT)와 스위치 소자들(M1~M6) 각각은 p 채널 TFT로 구현될 수 있다.
픽셀 회로의 구동 기간은 도 9에 도시된 바와 같이 초기화 기간(Tini), 샘플링 기간(Tsam), 및 발광 기간(Tem)으로 나뉘어질 수 있다.
제N 스캔 펄스[SCAN(N)]는 샘플링 기간(Tsam)에 게이트 온 전압(VGL)으로 발생되어 제1 게이트 라인(GL1)에 인가된다. 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]는 샘플링 기간에 앞선 초기화 기간(Tini)에 게이트 온 전압(VGL)으로 발생되어 제2 게이트 라인(GL2)에 인가된다. 발광 제어 펄스(이하, “펄스”라 함)[EM(N)]는 초기화 기간(Tini) 및 샘플링 기간(Tsam)에 게이트 오프 전압(VGH)으로 발생되어 제3 게이트 라인(GL3)에 인가된다.
초기화 기간(Tini) 동안, 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]가 게이트 온 전압(VGL)으로 발생되고, 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]와 EM 펄스[EM(N)] 각각의 전압이 게이트 오프 전압(VGH, VEH)이다. 샘플링 기간 동안(Tsam), 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]가 게이트 온 전압(VGL)의 펄스로 발생되고, 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]와 EM 펄스[EM(N)] 각각의 전압이 게이트 오프 전압(VGH)이다. 발광 기간(Tem)의 적어도 일부 기간 동안 EM 펄스[EM(N)]가 게이트 온 전압(VGL)으로 발생되고, 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]와 제N 스캔 펄스[SCAN(N)] 각각의 전압이 게이트 오프 전압(VGH, VEH)으로 발생된다.
초기화 기간(Tini) 동안, 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 제5 스위치 소자(M5)가 턴-온되어 픽셀 회로를 초기화한다. 샘플링 기간(Tsam) 동안, 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 제1 및 제2 스위치 소자들(M1, M2)이 턴-온되어 구동 소자(DT)의 문턱 전압만큼 보상된 데이터 전압(Vdata)이 커패시터(Cst1)에 저장된다. 이와 동시에, 제6 스위치 소자(M6)가 샘플링 기간(Tsam) 동안 턴-온되어 제4 노드(n4)의 전압을 기준 전압(VREF)으로 낮추어 발광 소자(EL)의 발광을 억제한다.
발광 기간(Tem) 동안, 제3 및 제4 스위치 소자들(M1, M2)이 턴-온되어 발광 소자(EL)가 발광된다. 발광 기간(Tem) 동안, 저 계조의 휘도를 정밀하게 표현하기 위하여, EM 펄스[EM(N)]가 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH) 사이에서 소정의 듀티비로 그 전압 레벨이 반전될 수 잇다. 이 경우, 제3 및 제4 스위치 소자들(M1, M2)이 발광 기간(Tem) 동안 EM 펄스[EM(N)]의 듀티비에 따라 온/오프를 반복할 수 있다.
발광 소자(EL)의 애노드 전극은 제4 및 제6 스위치 소자들(M4, M6) 사이의 제4 노드(n4)에 연결된다. 제4 노드(n4)는 발광 소자(EL)의 애노드 전극, 제4 스위치 소자(M4)의 제2 전극, 및 제6 스위치 소자(M6)의 제2 전극에 연결된다. 발광 소자(EL)의 캐소드 전극은 픽셀 기저 전압(ELVSS)이 인가되는 VSS 라인(PL3)에 연결된다. 발광 소자(EL)는 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 흐르는 전류(Ids)로 발광된다. 발광 소자(EL)의 전류 패스는 제3 및 제4 스위치 소자(M3, M4)에 의해 스위칭된다.
커패시터(Cst1)는 VDD 라인(PL1)과 제1 노드(n1) 사이에 연결된다. 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 보상된 데이터 전압(Vdata)이 커패시터(Cst1)에 충전된다. 서브 픽셀들 각각에서 데이터 전압(Vdata)이 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth) 만큼 보상되기 때문에 서브 픽셀들에서 구동 소자(DT)의 특성 편차가 보상된다.
제1 스위치 소자(M1)는 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3)를 연결한다. 제2 노드(n2)는 구동 소자(DT)의 게이트 전극, 커패시터(Cst1)의 제1 전극, 및 제1 스위치 소자(M1)의 제1 전극에 연결된다. 제3 노드(n3)는 구동 소자(DT)의 제2 전극, 제1 스위치 소자(M1)의 제2 전극, 및 제4 스위치 소자(M4)의 제1 전극에 연결된다. 제1 스위치 소자(M1)의 게이트 전극은 제1 게이트 라인(GL1)에 연결되어 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]를 공급 받는다. 제1 스위치 소자(M1)의 제1 전극은 제2 노드(n2)에 연결되고, 제1 스위치 소자(M1)의 제2 전극은 제3 노드(n3)에 연결된다.
제1 스위치 소자(M1)는 1 프레임 기간에서 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]가 게이트 온 전압(VGL)으로 발생되는 아주 짧은 1 수평 기간(1H) 동안 턴-온되기 때문에 오프 상태에서 누설 전류가 발생될 수 있다. 제1 스위치 소자(M1)의 누설 전류를 억제하기 위하여, 제1 스위치 소자(M1)는 두 개의 트랜지스터들이 직렬로 연결된 듀얼 게이트(dual gate) 구조의 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제2 스위치 소자(M2)는 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(n1)에 공급한다. 제2 스위치 소자(M2)의 게이트 전극은 제1 게이트 라인(GL1)에 연결되어 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]를 공급 받는다. 제2 스위치 소자(M2)의 제1 전극은 제1 노드(n1)에 연결된다. 제2 스위치 소자(M2)의 제2 전극은 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 데이터 라인(DL)에 연결된다. 제1 노드(n1)는 제2 스위치 소자(M2)의 제1 전극, 제3 스위치 소자(M2)의 제2 전극, 및 구동 소자(DT)의 제1 전극에 연결된다.
제3 스위치 소자(M3)는 EM 펄스[EM(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 VDD 라인(PL1)을 제1 노드(n1)에 연결한다. 제3 스위치 소자(M3)의 게이트 전극은 제3 게이트 라인(GL3)에 연결되어 EM 펄스[EM(N)]를 공급 받는다. 제3 스위치 소자(M3)의 제1 전극은 VDD 라인(PL1)에 연결된다. 제3 스위치 소자(M3)의 제2 전극은 제1 노드(n1)에 연결된다.
제4 스위치 소자(M4)는 EM 펄스[EM(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 제3 노드(n3)를 발광 소자(EL)의 애노드 전극에 연결한다. 제4 스위치 소자(M4)의 게이트 전극은 제3 게이트 라인(GL3)에 연결되어 EM 펄스[EM(N)]를 공급 받는다. 제4 스위치 소자(M4)의 제1 전극은 제3 노드(n3)에 연결되고, 제2 전극은 제4 노드(n4)에 연결된다.
제5 스위치 소자(M5)는 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 제2 노드(n2)를 Vini 라인(PL2)에 연결한다. 제5 스위치 소자(M5)의 게이트 전극은 제2 게이트 라인(GL2)에 연결되어 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]를 공급 받는다. 제5 스위치 소자(M5)의 제1 전극은 제2 노드(n2)에 연결되고, 제2 전극은 Vini 라인(PL2)에 연결된다. 제5 스위치 소자(M5)의 누설 전류를 억제하기 위하여, 제5 스위치 소자(M5)는 두 개의 트랜지스터들이 직렬로 연결된 듀얼 게이트 구조의 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제6 스위치 소자(M6)는 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 Vini 라인(PL2)을 제4 노드(n4)에 연결한다. 제6 스위치 소자(M6)의 게이트 전극은 제1 게이트 라인(GL1)에 연결되어 제N 스캔 펄스[SCAN(N)]를 공급 받는다. 제6 스위치 소자(M6)의 제1 전극은 Vini 라인(PL2)에 연결되고, 제2 전극은 제4 노드(n4)에 연결된다.
다른 실시예에서, 제5 및 제6 스위치 소자(M5, M6)의 게이트 전극은 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]이 인가되는 제2 게이트 라인(GL2)에 공통으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제5 및 제6 스위치 소자(M5, M6)는 제N-1 스캔 펄스[SCAN(N-1)]에 응답하여 동시에 턴-온될 수 있다.
구동 소자(DT)는 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 조절하여 발광 소자(EL)를 구동한다. 구동 소자(DT)는 제2 노드(n2)에 연결된 게이트, 제1 노드(n1)에 연결된 제1 전극, 및 제3 노드(n3)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 도 9에서 “”는 구동 소자(DT)의 게이트 전압 즉, 제2 노드(n2)의 전압이다.
픽셀 회로는 도 6 내지 도 8에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다. 예를 들어, 데이터 전압(Vdata)은 구동 소자(DT)의 게이트 전극에 인가되거나 구동 소자(DT)의 제1 전극 또는 제2 전극에 인가될 수 있다. 구동 소자(DT)의 채널 특성이나 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 전극에 따라 데이터 전압(Vdata)의 감마 특성 커브가 정감마 커브 또는 역감마 커브로 설정될 수 있다. n 채널 구동 소자(DT)의 제1 전극 또는 제2 전극에 데이터 전압(Vdata)이 인가되거나 p 채널 구동 소자(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압(Vdata)이 인가될 수 있다. n 채널 구동 소자(DT)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압(Vdata)은 정감마 커브에 의해 결정된 전압이다. n 채널 구동 소자(DT)의 제1 전극 또는 제2 전극에 인가되는 데이터 전압(Vdata)은 역감마 커브에 의해 결정된 전압이다. p 채널 구동 소자(DT)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압(Vdata)은 역감마 커브에 의해 결정된 전압이다. p 채널 구동 소자(DT)의 제1 전극 또는 제2 전극에 인가되는 데이터 전압(Vdata)은 정감마 커브에 의해 결정된 전압이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치가 모바일 단말기에 적용된 예를 보여 주는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100), 표시패널(100)의 픽셀들(P)에 입력 영상의 픽셀 데이터를 기입하기 위한 표시패널 구동부(110, 120), 표시패널 구동부를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(130), 및 표시패널(100)의 구동에 필요한 전원을 발생하는 전원부(150)를 포함한다.
표시패널(100)은 화면의 표시 영역 상에서 입력 영상을 표시하는 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이는 전술한 바와 같이 적어도 제1 픽셀 영역(NML)과, 제2 픽셀 영역(UDC)을 포함한다. 픽셀 어레이는 센싱 영역(SA)과 중첩되는 제3 픽셀 영역을 더 포함한다. 픽셀 어레이의 서브 픽셀들 각각은 도 6 내지 도 8과 같은 픽셀 회로를 이용하여 발광 소자(EL)를 구동할 수 있다.
디스플레이 모드에서, 제1 픽셀 영역(NML), 제2 픽셀 영역(UDC) 및 센싱 영역(SA)과 중첩되는 제3 픽셀 영역의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되어 입력 영상이 표시패널(100)의 표시 영역 상에 표시될 수 있다. 따라서, 제3 픽셀 영역의 픽셀들은 디스플레이 모드에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)과 함께 입력 영상을 표시한다.
제3 픽셀 영역의 픽셀들 중 적어도 일부는 지문 센싱 모드에서 사용자의 지문에 빛을 조사하도록 발광되어 광원 역할을 할 수 있다. 제3 픽셀 영역의 픽셀들은 열화 센싱 모드에서 발광되지 않는다.
표시패널(100)의 화면 상에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.
표시패널 구동부는 입력 영상의 픽셀 데이터를 서브 픽셀들에 기입하여 표시패널(100)의 화면 상에 입력 영상을 재현한다. 표시패널 구동부는 데이터 구동부(110)와, 게이트 구동부(120)를 포함한다. 표시패널 구동부는 데이터 구동부(110)와 데이터 라인들(DL) 사이에 배치된 디멀티플렉서(Demultiplexer, 112)를 더 포함할 수 있다. 디멀티플렉서(112)는 생략 가능하다.
표시패널 구동부는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 저속 구동 모드로 동작할 수 있다. 저속 구동 모드는 입력 영상을 분석하여 입력 영상이 미리 설정된 시간만큼 변화가 없을 때 표시장치의 소비 전력을 줄일 수 있다. 저속 구동 모드는 정지 영상이 일정 시간 이상 입력될 때 픽셀들(P)의 리프레쉬 레이트(Refresh rate)를 낮춤으로써 픽셀들(P)의 데이터 기입 주기를 길게 제어하여 소비 전력을 줄일 수 있다. 저속 구동 모드는 정지 영상이 입력될 때에 한정되지 않는다. 예컨대, 표시장치가 대기 모드로 동작하거나 사용자 명령이나 입력 영상이 소정 시간 이상 표시패널 구동부에 입력되지 않을 때 표시패널 구동부는 저속 구동 모드로 동작할 수 있다.
데이터 구동부(110)는 디지털 데이터인 입력 영상의 픽셀 데이터를 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog Converter, 이하 “”라 함)를 이용하여 데이터 전압(Vdata)을 발생한다. DAC는 디지털 데이터인 픽셀 데이터를 입력 받고, 전원부(150)의 감마 전압 발생회로부터로부터 감마 기준 전압을 입력 받는다. 데이터 구동부(110)는 분압 회로를 이용하여 감마 기준 전압을 픽셀 데이터의 계조들 각각에 대응하는 감마 보상 전압을 분압발생한다. 데이터 구동부(110)의 DAC는 데이터 구동부(110)의 채널들 각각에 배치된다. DAC는 픽셀 데이터의 비트에 응답하여 전압을 선택하는 스위치 소자 어레이를 이용하여 픽셀 데이터를 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 데이터 구동부(110)의 채널들 각각으로부터 출력된 데이터 전압(Vdata)은 표시패널(100)의 데이터 라인들(DL)에 공급되거나, 디멀티플렉서(112)를 통해 데이터 라인들(DL)에 공급될 수 있다. 외부 보상 회로의 ADC는 데이터 구동부(110)와 함께 드라이브 IC 내에 집적될 수 있다.
디멀티플렉서(112)는 데이터 구동부(110)의 채널들을 통해 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 복수의 데이터 라인들(DL)에 시분할하여 분배한다. 디멀티플렉서(112)로 인하여 데이터 구동부(110)의 채널수가 감소될 수 있다. 디멀티플렉서(112)는 생략될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(110)의 채널들은 데이터 라인들(DL)에 직접 연결된다.
게이트 구동부(120)는 픽셀 어레이의 TFT 어레이와 함께 표시패널(100) 상의 베젤 영역(Bezel, BZ) 상에 직접 형성되는 GIP(Gate in panel) 회로로 구현될 수 있다. 게이트 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 게이트 신호를 게이트 라인들(GL)로 출력한다. 게이트 구동부(120)는 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 게이트 신호를 시프트시킴으로써 그 신호들을 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 신호의 전압은 게이트 오프 전압과 게이트 온 전압 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 신호는 도 6 내지 도 8에 도시된 스캔 펄스, EM 펄스, 센싱 펄스 등을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(120)는 표시패널(100)의 좌우측 베젤들 각각에 배치되어 게이트 라인들(GL)에 더블 피딩(double feeding) 방식으로 게이트 신호를 공급할 수 있다. 더블 피딩 방식에서, 양측의 게이트 구동부(120)가 동기되어 하나의 게이트 라인의 양측 끝단에서 게이트 신호가 동시에 인가될 수 있다. 다른 실시예에서, 게이트 구동부(120)는 표시패널(100)의 좌우측 베젤들 중 어느 일측에 배치되어 게이트 라인들(GL)에 싱글 피딩(single feeding) 방식으로 게이트 신호를 공급할 수 있다.
게이트 구동부(120)는 제1 게이트 구동부(121)와 제2 게이트 구동부(122)를 포함할 수 있다. 제1 게이트 구동부(121)는 스캔 펄스와 센싱 펄스를 출력하고, 시프트 클럭에 따라 스캔 펄스와 센싱 펄스를 시프트한다. 제2 게이트 구동부(122)는 EM 펄스를 출력하고, 시프트 클럭에 따라 EM 펄스를 시프트한다. 베젤(bezel)이 없는 모델의 경우에, 제1 및 제2 게이트 구동부들(121, 122)을 구성하는 스위치 소자들 중 적어도 일부가 픽셀 어레이 내에 분산 배치될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 픽셀 데이터와, 픽셀 데이터와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭(CLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함한다. 수직 동기신호(Vsync)의 1 주기는 1 프레임 기간이다. 수평 동기 신호(Hsync)와 데이터 인에이블 신호(DE)의 1 주기는 1 수평 기간(1H)이다. 데이터 인에이블 신호(DE)의 펄스는 1 픽셀 라인의 픽셀들(P)에 기입될 1 라인 데이터와 동기된다. 데이터 인에이블 신호(DE)를 카운트하는 방법으로 프레임 기간과 수평 기간을 알 수 있으므로, 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)는 생략될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 입력 영상의 픽셀 데이터를 데이터 구동부(110)로 전송하고, 데이터 구동부(110), 디멀티플렉서(112), 및 게이트 구동부(120)를 동기시킨다. 타이밍 콘트롤러(130)는 외부 보상 기술이 적용된 표시패널 구동부에서 픽셀들(P)로부터 얻어진 실시간 센싱 데이터를 수신하여 픽셀 데이터를 변조하는 데이터 연산부를 포함할 수 있다. 이 경우, 타이밍 콘트롤러(130)는 데이터 연산부에 의해 변조된 픽셀 데이터를 데이터 구동부(110)로 전송할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 입력 프레임 주파수를 i 배 체배하여 입력 프레임 주파수×i(i는 0 보다 큰 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 표시패널 구동부(110, 112, 120)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다. 타이밍 콘트롤러(130)는 저속 구동 모드에서 픽셀들(P)의 리프레쉬 레이트를 낮추기 위하여 프레임 주파수를 1Hz ~ 30Hz 사이의 주파수로 낮출 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 바탕으로 데이터 구동부(110)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호, 디멀티플렉서(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어 신호, 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호를 발생한다.
타이밍 콘트롤러(130)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어 신호의 전압 레벨은 도면에서 생략된 레벨 시프터(level shifter)를 통해 게이트 하이 전압(VGH/VEH)과 게이트 로우 전압(VGL/VEL)으로 변환되어 게이트 구동부(120)에 공급될 수 있다. 레벨 시프터는 타이밍 콘트롤러(130)로부터 게이트 타이밍 제어 신호의 클럭을 입력 받아 스타트 펄스와 시프트 클럭 등 게이트 구동부(120)의 구동에 필요한 타이밍 신호를 출력한다. 레벨 시프터에 입력된 게이트 타이밍 제어 신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)은 레벨 시프터를 통해 게이트 로우 전압(VGL)으로 변환되고, 게이트 타이밍 제어 신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)은 게이트 하이 전압(VGH/VEH)으로 변환될 수 있다.
전원부(150)는 차지 펌프(Charge pump), 레귤레이터(Regulator), 벅 변환기(Buck Converter), 부스트 변환기(Boost Converter), 감마 전압 발생회로 등을 포함할 수 있다. 전원부(150)는 호스트 시스템으로부터의 직류 입력 전압을 조정하여 표시패널 구동부와 표시패널(100)의 구동에 필요한 전원을 발생한다. 전원부(150)는 감마 기준 전압, 게이트 하이 전압(VGH/VEH). 게이트 로우 전압(VGL/VEL), 픽셀 구동 전압(ELVDD), 픽셀 기저 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vini), 기준 전압(VREF) 등의 정전압(또는 직류 전압)을 출력할 수 있다.
감마 전압 발생회로는 프로그래머블 감마 IC로 구현될 수 있다. 프로그래머블 감마 IC는 레지스터 설정값(register setting)에 따라 감마 기준 전압을 가변할 수 있다. 감마 기준 전압은 데이터 구동부(110)에 공급된다. 게이트 오프 전압(VGH/VEH)과 게이트 온 전압(VGL/VEL)은 레벨 시프터와 게이트 구동부(120)에 공급된다. 픽셀 구동 전압(ELVDD), 저전위 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vini), 및 기준 전압(VREF)은 전원 라인들을 통해 픽셀 회로들에 공통으로 공급된다. 픽셀 구동 전압(ELVDD)은 픽셀 기저 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vini), 및 기준 전압(VREF) 보다 높은 전압으로 설정된다.
호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 차량 시스템, 홈 시어터 시스템, 모바일 단말기, 웨어러블 단말기의 메인 회로 보드일 수 있다. 호스트 시스템은 비디오 소스로부터의 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시패널의 해상도에 맞게 스케일링(scaling)하여 타이밍 콘트롤러(130)로 전송할 수 있다. 모바일 단말기(1000)에서 타이밍 콘트롤러(130), 데이터 구동부(110), 및 전원부(150)는 도 11에 도시된 바와 같이 하나의 드라이브 집적 회로(Drive IC, D-IC)에 집적될 수 있다. 도 11에서 도면 부호 “”은 호스트 시스템을 나타낸다.
호스트 시스템(200)은 인증 프로세서(210)를 포함한다. 인증 프로세서(210)는 광학 소자(들)로부터 수신된 데이터를 기반으로 생체 인증을 처리할 수 있다. 예를 들어, 인증 프로세서(210)은 안면 인식 프로세서와 지문 인식 프로세서 중 어느 하나를 포함하거나 둘 모두를 포함할 수 있다. 안면 인식 프로세서는 제2 광학 소자 예를 들면, 적외선 카메라로부터 수신된 안면 패턴 데이터를 미리 설정된 사용자의 안면 패턴의 특징점들과 비교하여 사용자 인증을 처리한다. 지문 인식 프로세서는 제1 광학 소자(40)로부터 수신된 지문 패턴 데이터를 미리 설정된 사용자의 지문 패턴과 비교하여 사용자 인증을 처리한다. 이하에서, “제1 광학 소자”를 “광학 소자”로 약칭한다.
사용자 인증 이벤트가 발생될 때 호스트 시스템(200) 또는 타이밍 콘트롤러(130)에 의해 광학 소자들(30, 40) 중 어느 하나가 구동될 수 있다. 열화 센싱 모드에서, 타이밍 콘트롤러(130) 또는 후술하는 픽셀 열화 보상 회로에 의해 표시패널이 접힌 상태에서(Unfold)에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들과 제1 광학 소자(40)가 구동될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 폴더블 디스플레이의 표시패널이 접힌 상태에서 센싱 영역에 중첩되는 픽셀 영역의 픽셀들과, 센싱 영역에서 얻어지는 센싱 데이터를 보여 주는 도면이다. 도 12a 내지 도 12c에서, 좌측 도면은 폴더블 디스플레가 접힌 상태를 보여 주는 단면도이고, 우측 도면은 센싱 영역(SA)에서 제1 광학 소자 또는 센서 픽셀들로부터 출력되는 센싱 데이터(SDATA)이다.
폴더블 디스플레이의 표시패널이 접힌 상태에서, 센싱 영역(SA)에 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)이 함께 중첩되도록 제2 픽셀 영역(UDC)이 표시패널(100)에 배치된다.
도 12a에 도시된 바와 같이 센싱 영역(SA)에 제2 픽셀 영역(UDC)의 모든 픽셀들과, 제2 픽셀 영역(UDC)과 가까운 제1 픽셀 영역(NML)의 일부가 중첩될 수 있다. 이 경우, 광학 소자(40)의 수광면에 제1 픽셀 영역(NML)의 모든 픽셀들과 제2 픽셀 영역(UDC)의 일부 픽셀들로부터 발생되는 빛에 의해 광학 소자(40)로부터 출력되는 센싱 데이터(SDATA)는 제1 픽셀 영역(NML)의 모든 픽셀들의 휘도값과 제2 픽셀 영역(UDC)의 일부 픽셀들의 휘도값을 포함한다.
도 12b 및 도 12c에 도시된 바와 같이 센싱 영역(SA)에 제2 픽셀 영역(UDC)의 일부와, 제2 픽셀 영역(UDC)과 가까운 제1 픽셀 영역(NML)의 일부가 중첩될 수 있다. 이 경우, 광학 소자(40)의 수광면에 제1 픽셀 영역(NML)의 일부 픽셀들과 제2 픽셀 영역(UDC)의 일부 픽셀들로부터 발생되는 빛에 의해 광학 소자(40)로부터 출력되는 센싱 데이터(SDATA)는 제1 픽셀 영역(NML)의 일부 픽셀들의 휘도값과 제2 픽셀 영역(UDC)의 일부 픽셀들의 휘도값을 포함한다.
PPI와 데이터 전압의 차이로 인하여, 제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀들 간에 열화량 차이가 시간이 경과할수록 커질 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC)의 초기 휘도는 동일하지만 시간이 경과할수록 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 픽셀 열화량 차이로 인하여 휘도차(ΔL)가 커진다. 제1 픽셀 영역(NML)과 제2 픽셀 영역(UDC) 각각의 픽셀 휘도값은 표시패널이 접힌 상태에서 진행되는 열화 센싱 모드에서 광학 소자(40)로부터 출력되는 센싱 데이터(SDATA)로부터 측정될 수 있다. 도 13에서 횡축은 시간(day)이고, 종축은 광학 소자(40)로부터 출력되는 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차[%]이다.
본 발명의 표시장치는 표시패널이 접힌 상태에서 열화 센싱 모드를 실시한다. 열화 센싱 모드는 픽셀 어레이에 영상이 표시되지 않는 미사용 기간일 수 있다. 열화 센싱 모드에서, 입력 영상의 픽셀 데이터와 무관하게 미리 설정된 디스플레이 패턴 데이터가 픽셀들에 기입되어 픽셀들이 발광된다. 폴더블 디스플레이에서 화면이 숨겨진 접힌 미사용 상태에서 픽셀들이 발광된다. 본 발명의 표시장치는 도 14와 같은 픽셀 열화 보상 회로를 이용하여 열화 센싱 모드에서 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도 차이(ΔL)가 미리 설정된 허용값 이내로 줄일 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 열화 보상회로를 보여 주는 회로도이다.
도 14를 참조하면, 픽셀 열화 보상회로는 광학 소자(40), 휘도 측정부(140), 및 감마 보정부(142)를 포함한다.
열화 센싱 모드에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들에 및 디스플레이 패턴 데이터가 기입되어 그 픽셀들이 구동되고, 광학 소자(40)가 구동한다. 도 10 및 도 11에 도시된 타이밍 콘트롤러(130) 또는 드라이브 IC(D-IC)는 휘도 측정부(140)와 감마 보정부(142)를 포함할 수 있다.
광학 소자(40)는 열화 센싱 모드에서 구동될 수 있다. 광학 소자(40)는 센싱 영역(SA) 내의 제1 및 제2 픽셀 영역(NML, UDC)의 픽셀들로부터 수신된 빛을 광전변환하여 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도값을 휘도 측정부(140)에 제공한다. 휘도 측정부(140)는 광학 소자(40)로부터 제1 픽셀 영역(NML)의 휘도값과 제2 픽셀 영역(UDC)의 휘도값을 입력 받아 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)를 측정(또는 산출)하여 감마 보정부(142)에 제공한다. 감마 보정부(142)는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)에 대응하는 보상값을 도출하고, 그 보상값을 초기 감마 보상 데이터에 더하여 디지털 감마 데이터를 업데이트한다. 그리고 감마 보정부(142)는 픽셀 데이터(DATA)를 입력 받아 디지털 감마 데이터로 픽셀 데이터를 변조하여 데이터 구동부(110)로 전송한다. 데이터 구동부(110)는 감마 보정부(142)에 의해 변조된 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들로 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(110)로부터 출력된 제2 픽셀 영역(UDC)의 데이터 전압 범위와 최대 전압은 제2 픽셀 영역(NML)의 데이터 전압 범위와 최대 전압 보다 크다.
도 15는 열화 센싱 모드에서 픽셀들을 구동하기 위한 디스플레이 패턴의 일 예를 보여 주는 도면이다. 디스플레이 패턴은 컬러별로 구분되고 계조별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패턴은 백색 패턴(PTN1), 적색 패턴(PTN2), 녹색 패턴(PTN3), 및 청색 패턴(PTN4)을 포함할 수 있다. 각 패턴들(PTN1, PTN2, PTN3, PTN4)은 계조별로 예를 들어, 계조 31(G31), 계조 63(G63), 계조 127(G127), 및 계조 255(G255)로 발생될 수 있다. 열화 센싱 모드에서 미리 설정된 순서대로 디스플레이 패턴 데이터가 픽셀들에 기입될 수 있다.
도 16은 열화 센싱 모드에서 광학 소자(40)로부터 출력되는 센싱 데이터의 일 예를 보여 주는 도면이다. 도 16에서, PTN1', PTN2', PTN3', 및 PTN4'은 센싱 데이터를 표시장치에 입력하여 이미지로 재현한 디스플레이 패턴이다.
도 16을 참조하면, 열화 센싱 모드에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들에 디스플레이 패턴 데이터가 기입되면, 광학 소자(40)로부터 출력되는 센싱 데이터는 도 16에 도시된 바와 같이 센싱 영역(SA) 내에서 발광되는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들의 휘도값을 포함한다.
도 17은 센싱 데이터의 초기값과 픽셀 열화후 현재값을 보여 주는 도면이다. 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들에 인가되는 데이터 전압의 휘도 범위와 최대 휘도값의 차이로 인하여, 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간에 픽셀들의 열화 진행 속도가 다른다. 제2 픽셀 영역들(UDC)의 픽셀들이 더 빠르게 열화될 수 있다. 이로 인하여, 픽셀들의 구동 시간이 길어질수록 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간에 휘도차(ΔL)가 커질 수 있다. 본 발명의 픽셀 열화 보상회로는 열화 센싱 모드가 실행될 때마다 측정되는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도차(ΔL)를 최소화하기 위한 보상값을 도출하여 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 픽셀 열화량 차이가 커지더라도 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도차(ΔL)를 줄인다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 순서도이다.
도 18을 참조하면, 폴더블 디스플레이가 접히지 않은 상태에서 입력 영상이 표시패널 구동부에 입력되면 픽셀 어레이의 모든 픽셀들이 구동되어 입력 영상을 표시한다(S101 내지 S103). 이 때, 제1 및 제2 픽셀 영역(NML, UDC) 뿐만 아니라, 센싱 영역(SA)과 중첩되는 제3 픽셀 영역의 픽셀들도 구동될 수 있다.
생체 정보를 바탕으로 사용자 인증이 필요한 이벤트가 발생되면, 광학 소자(30, 40)가 구동되어 사용자 인증이 처리된다(S104 내지 S105). 얼굴 인식 이벤트가 발생될 때, 제2 픽셀 영역(UDC)과 중첩되는 제2 광학 소자(30)가 구동되어 얼굴로부터 수신된 적외선 빛이 제2 광학 소자(30)에 의해 광전변환될 수 있다. 지문 인식 이벤트가 발생될 때, 센싱 영역(SA) 내의 제3 픽셀 영역과 중첩되는 제1 광학 소자(40)가 구동되어 센싱 영역(SA) 상의 지문으로부터 반사된 가시광 빛이 제1 광학 소자(40)에 의해 광전변환될 수 있다.
폴더블 디스플레이가 접힌 상태에서(S107), 열화 센싱 모드에서 픽셀들과 광학 소자(40)가 구동되어 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)간 픽셀 열화가 센싱될 수 있다.
픽셀 열화 보상 회로는 열화 센싱 모드에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들에 디스플레이 패턴 데이터를 기입하여 픽셀들을 구동한다. 또한, 픽셀 열화 보상 회로는 열화 센싱 모드에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도를 측정하기 위하여 광학 소자(40)를 구동한다(S108 및 S109). 픽셀 열화 보상 회로는 광학 소자(40)로부터 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 각각의 휘도값을 포함한 센싱 데이터를 수신하여 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)를 측정한다(S110). 픽셀 열화 보상 회로는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)를 최소화하기 위한 보상값을 도출하여 디지털 감마 데이터를 업데이트함으로써 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들 각각의 열화를 보상할 수 있다(S111)
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 열화 보상 방법의 제어 수순을 단계적으로 보여 주는 순서도이다.
도 19를 참조하면, 픽셀 열화 보상 회로는 열화 센싱 모드에서 디스플레이 패턴 데이터를 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들에 기입하여 픽셀들을 구동하고 광학 소자(40)를 구동한다(S191 및 S192).
픽셀 열화 보상 회로는 디스플레이 패턴 데이터에 의해 발광하는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도값을 포함한 센서 데이터를 광학 소자(40)로부터 수신하여 그 휘도차(ΔL)를 측정한다(S193). 픽셀 열화 보상 회로는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)를 최소화하기 위한 보상값을 도출하여 디지털 감마 데이터를 업데이트함으로써 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀 열화를 보상한다(S195).
픽셀 열화 보상 회로는 픽셀 열화 보상후, 디스플레이 패턴 데이터를 픽셀들에 기입하여 픽셀들을 구동하고 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)를 다시 측정한다(S196 및 S197).
픽셀 열화 보상 회로는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)와 허용값을 비교하여 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)가 허용값 예를 들어, 2[%]를 초과하면(S198), 휘도차(ΔL)가 허용값 이하가 될 때까지 S195 내지 S198 단계를 재수행하여 보상값으로 디지털 감마 데이터를 업데이트한다.
열화 센싱 모드에서 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들이 보상되거나 그 픽셀 영역들(NML, UDC) 중 어느 하나의 픽셀들이 보상될 수 있다. 도 20은 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들이 보상되는 예이다. 도 21은 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀들이 보상되는 예이다. 전술한 바와 같이, 픽셀들의 열화량은 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 휘도차(ΔL)를 바탕으로 도출된 보상값이 더해진 디지털 감마 데이터(도 22a 및 도 22b 참조)를 이용하여 픽셀 데이터를 변조함으로써 보상될 수 있다.
도 22a 및 도 22b는 열화 센싱 모드에서 픽셀 열화를 보상하기 위한 디지털 감마 데이터의 일 예를 보여 주는 도면들이다. 도 22a는 제1 픽셀 영역(NML)의 픽셀들에 기입될 픽셀 데이터의 디지털 감마 데이터의 일 예이다. 도 22b는 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀들에 기입될 픽셀 데이터의 디지털 감마 데이터의 일 예이다. 도 22a 및 도 22b에서, 디지털 감마 데이터는 미리 설정된 계조들 예를 들어, 계조 31(G31), 계조 63(G63), 계조 127(G127), 및 계조 255(G255) 각각에서 적색, 녹색 및 청색의 서브 픽셀들에 대한 감마 보상 데이터를 포함하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 22a 및 도 22b에서 휘도차 측정을 통해 도출되는 bold체의 글씨는 디지털 감마 데이터의 보상값의 일 예이다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC) 간의 PPI 차이로 인한 휘도차를 줄이기 위하여 제2 픽셀 영역(UDC)의 감마 특성 보상을 위한 디지털 감마 데이터의 초기값들은 제1 픽셀 영역(NML)의 그 것 보다 높은 값으로 설정된다.
제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 구동 시간이 경과함에 따라 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀들이 제1 픽셀 영역(NML)의 픽셀에 비해 더 빠르게 열화될 수 있다. 따라서, 제1 픽셀 영역(NML)의 픽셀 열화량 보다 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀 열화량이 더 크기 때문에 제2 픽셀 영역(UDC)에 대한 디지털 감마 데이터의 보상값은 제1 픽셀 영역(NML)에 대한 보상값 보다 더 클 수 있다.
본 발명의 표시장치는 폴더블 디스플레이에 적용되는 것에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다. 예를 들면, 도 23에 도시된 바와 같이 유연한 표시패널(100)과 롤러(231)를 이용하여 화면 크기가 가변될 수 있는 디스플레이 예를 들면, 롤러블 디스플레이나 슬라이더블 디스플레이에도 적용 가능하다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100)이 감겨진 롤러(231)를 더 포함할 수 있다. 롤러(231)는 호스트 시스템(200)에 의해 구동되는 모터에 연동하여 회전한다. 롤러(231)가 일 방향으로 회전되면 표시패널(100)의 화면이 커지는 반면, 그 반대 방향으로 회전되면 표시패널(100)의 화면이 작아질 수 있다.
표시패널(100)의 표시 영역은 제1 픽셀 영역(NML)과, PPI가 상대적으로 적은 제2 픽셀 영역(UDC)을 포함한다. 표시장치는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도차를 측정하기 위하여 표시 영역과 중첩되는 광학 소자(50)와, 픽셀 열화 보상 회로를 더 포함한다. 광학 소자(50)는 고정된 센싱 영역에 배치된다. 픽셀 열화 보상 회로는 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
표시패널(100)은 롤러(231)의 회전 방향에 따라 상하 방향 또는 좌우 방향으로 이동될 수 있다. 표시패널(100)이 이동될 때, 광학 소자(50)의 위치는 고정되어 있기 때문에 광학 소자(50)에 대한 제2 픽셀 영역(UDC)의 상대적인 위치가 변한다.
표시패널(100)이 이동할 때 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)이 센싱 영역을 지나갈 수 있다. 픽셀 열화 보상 회로는 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)이 센싱 영역을 지나갈 때 도 19에 도시된 픽셀 열화 보상 방법을 처리한다.
도 24a 내지 도 24c는 롤러블 디스플레이의 센싱 영역에서 광학 소자(50)에 의해 광전변환된 센싱 데이터를 표시장치에서 재현된 이미지를 보여 주는 도면들이다. 도 24a는 센싱 영역에서 좌우 방향에 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들의 휘도가 함께 측정되는 예이다. 도 24b는 센싱 영역에서 상하 방향에 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 픽셀들의 휘도가 함께 측정되는 예이다. 도 24c는 센싱 영역에서 제1 픽셀 영역(NML, UDC)의 픽셀들의 휘도와, 제2 픽셀 영역(UDC)의 픽셀들의 휘도가 시간차를 두고 측정되는 예이다. 픽셀 열화 보상 회로는 도 24a 내지 도 24c 중 적어도 어느 하나의 방법으로 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도차를 측정한 결과를 바탕으로 보상값을 도출하여 제1 및 제2 픽셀 영역들(NML, UDC)의 휘도차를 허용값 이내로 관리할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시패널 110: 데이터 구동부
120: 게이트 구동부 130: 타이밍 콘트롤러
D-IC: 드라이브 IC NML: 제1 픽셀 영역
UDC: 제2 픽셀 영역 SA: 센싱 영역
30, 40, 50: 광학 소자 1000: 모바일 단말기

Claims (18)

  1. 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역을 포함한 표시패널;
    상기 표시패널에서 미리 설정된 센싱 영역에서 상기 표시패널의 아래에 배치되거나 표시패널 내에 내장되어 상기 표시패널이 폴딩되거나 이동될 때 상기 제1 픽셀 영역의 적어도 일부와 상기 제2 픽셀 영역의 일부와 대향되는 제1 광학 소자; 및
    열화 센싱 모드에서 구동되어 상기 제1 광학 소자로부터 수신된 센싱 데이터를 입력 받아 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 줄이는 픽셀 열화 보상 회로를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 픽셀 영역의 PPI(Pixels Per Inch)가 상기 제1 픽셀 영역의 PPI 보다 낮고,
    상기 제2 픽셀 영역의 픽셀에 인가되는 최대 데이터 전압이 상기 제1 픽셀에 인가되는 최대 데이터 전압 보다 높은 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 픽셀 영역과 중첩되도록 상기 표시패널 아래에 배치되는 제2 광학 소자를 더 포함하는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 상기 제3 픽셀 영역이 상기 센싱 영역과 중첩되고,
    지문 인식 이벤트가 발생될 때 상기 제3 픽셀 영역의 적어도 일부 픽셀이 발광되고,
    상기 열화 센싱 모드에서 상기 제3 픽셀 영역의 픽셀들이 발광되지 않는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널이 접힌 상태에서 상기 열화 센싱 모드로 진입되고,
    상기 제1 광학 소자로부터 출력되는 센싱 데이터는 상기 제1 및 제2 픽셀 영역들 각각의 휘도값을 갖는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널이 롤러에 감겨지고, 상기 롤러의 회전에 의해 상기 표시패널이 이동하여 상기 센싱 영역을 상기 제1 및 제2 픽셀 영역이 지나갈 때 상기 제1 및 제2 픽셀 영역 각각의 휘도값이 상기 제1 광학 소자에 의해 측정되는 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이 모드에서 상기 제1 픽셀 영역, 상기 제2 픽셀 영역 및 상기 제3 픽셀 영역의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되어 상기 입력 영상이 상기 표시패널 상에 표시되고,
    상기 열화 센싱 모드에서 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 상기 입력 영상과 무관하게 미리 설정된 디스플레이 패턴 데이터가 기입되어 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들이 발광되는 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀 열화 보상 회로는,
    상기 제1 광학 소자로부터 입력 받은 상기 센싱 데이터를 바탕으로 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 측정하는 휘도 측정부; 및
    상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차에 대응하는 보상값을 도출하고, 상기 보상값을 초기 감마 보상 데이터에 더하여 디지털 감마 데이터를 업데이트하는 감마 보정부를 포함하는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감마 보정부는,
    입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 디지털 감마 데이터로 변조하는 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 감마 보정부에 의해 변조된 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 구동부를 더 포함하고,
    상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 인가될 데이터 전압의 최대 전압이 상기 제1 픽셀 영역의 픽셀들에 인가될 데이터 전압의 최대 전압 보다 높은 표시장치.
  11. 표시패널이 접힌 상태에서 디스플레이 패턴 데이터를 제1 픽셀 영역의 픽셀들과 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 기입하여 상기 픽셀들을 구동하는 단계;
    상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역과 대향하는 센싱 영역에 배치된 광학 소자를 구동하여 상기 광학 소자로부터 출력된 센싱 데이터로부터 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 측정하는 단계;
    상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 줄이는 보상값을 도출하여 상기 보상값을 이용하여 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 중 적어도 하나의 디지털 감마 데이터를 업데이트하는 단계;
    상기 디지털 감마 데이터를 업데이트한 후 상기 디스플레이 패턴 데이터를 상기 픽셀들에 기입하여 상기 픽셀들을 구동하여 상기 광학 소자로부터 출력된 센싱 데이터로부터 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 다시 측정하는 단계; 및
    상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 소정의 허용값과 비교하는 단계를 포함하는 표시장치의 열화 보상 방법.
  12. 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역을 포함한 표시패널;
    상기 표시패널의 아래에 배치되거나 표시패널 내에 내장되어 상기 표시패널이 폴딩되거나 이동될 때 상기 제1 픽셀 영역의 적어도 일부와 상기 제2 픽셀 영역의 일부와 대향되는 센싱 영역 내에 배치되는 제1 광학 소자;
    디스플레이 모드에서 상기 제1 픽셀 영역, 제2 픽셀 영역, 및 제3 픽셀 영역의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터를 기입하는 표시패널 구동부;
    열화 센싱 모드에서 구동되어 상기 제1 광학 소자로부터 출력된 센싱 데이터를 입력 받아 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도차를 줄이는 픽셀 열화 보상 회로; 및
    지문 인식 모드에서 상기 제1 광학 소자로부터 수신된 지문 패턴 데이터를 바탕으로 사용자 인증을 처리하는 인증 프로세서를 포함하고,
    상기 센싱 영역에서 상기 제1 픽셀 영역의 휘도값과 상기 제2 픽셀 영역의 휘도값이 상기 제1 광학 소자에 의해 측정되는 모바일 단말기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 픽셀 영역과 중첩되도록 상기 표시패널 아래에 배치되는 제2 광학 소자를 더 포함하고,
    상기 인증 프로세서는 안면 인식 모드에서 상기 제2 광학 소자로부터 수신된 데이터를 바탕으로 사용자 인증을 처리하는 모바일 단말기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시패널의 상기 제3 픽셀 영역이 상기 센싱 영역과 중첩되고,
    상기 지문 인식 모드에서 상기 제3 픽셀 영역의 적어도 일부 픽셀이 발광되고,
    상기 열화 센싱 모드에서 상기 제3 픽셀 영역의 픽셀들이 발광되지 않는 모바일 단말기.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시패널이 접힌 상태에서 상기 열화 센싱 모드로 진입되는 모바일 단말기.
  16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시패널이 롤러에 감겨지고, 상기 롤러의 회전에 의해 상기 표시패널이 이동하여 상기 센싱 영역을 상기 제1 및 제2 픽셀 영역이 지나갈 때 상기 제1 및 제2 픽셀 영역의 휘도값이 상기 제1 광학 소자에 의해 측정되는 모바일 단말기.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 열화 센싱 모드에서 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 상기 입력 영상과 무관하게 미리 설정된 디스플레이 패턴 데이터가 기입되어 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들이 발광되고,
    상기 픽셀 열화 보상 회로는,
    상기 제1 광학 소자로부터 입력 받은 상기 센싱 데이터를 바탕으로 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차를 측정하는 휘도 측정부; 및
    상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 간의 휘도차에 대응하는 보상값을 도출하고, 상기 보상값을 초기 감마 보상 데이터에 더하여 디지털 감마 데이터를 업데이트하는 감마 보정부를 포함하고,
    상기 감마 보정부는,
    입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 디지털 감마 데이터로 변조하는 모바일 단말기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 표시패널 구동부는,
    상기 감마 보정부에 의해 변조된 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 제2 픽셀 영역의 픽셀들에 인가될 데이터 전압의 최대 전압이 상기 제1 픽셀 영역의 픽셀들에 인가될 데이터 전압의 최대 전압 보다 높은 모바일 단말기.
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