KR101476434B1 - Organic Light Emitting Diode Panel and Touch Screen System comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 및 제2스캔 라인 및 데이터 라인; 상기 제1스캔 라인으로부터 인가되는 제1스캔 신호에 의해 턴온되어 상기 데이터 라인으로부터 인가되는 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터; 상기 스위칭 트랜지스터로부터 데이터 신호를 전달받아 이를 저장하는 커패시터; 상기 데이터 신호에 의해 턴-온되며, 상기 데이터 신호에 상응하는 구동 전류를 발생시키는 구동 트랜지스터; 상기 구동 전류에 의해 발광하는 유기 발광 다이오드; 및 상기 유기 발광 다이오드와 상기 구동 트랜지스터 사이에 연결되고, 상기 제2스캔 라인으로부터 인가되는 제2스캔 신호에 의해 턴온되어 상기 구동 전류의 변화량을 감지하는 센싱 트랜지스터를 포함하는 다수의 서브픽셀을 구비한 유기전계발광패널 이를 포함하는 터치 스크린 시스템을 제공한다. The present invention relates to a liquid crystal display device including first and second scan lines and data lines; A switching transistor that is turned on by a first scan signal applied from the first scan line and transmits a data signal applied from the data line; A capacitor for receiving a data signal from the switching transistor and storing the data signal; A driving transistor which is turned on by the data signal and generates a driving current corresponding to the data signal; An organic light emitting diode emitting light by the driving current; And a sensing transistor connected between the organic light emitting diode and the driving transistor and being turned on by a second scan signal applied from the second scan line to sense a change amount of the driving current, An organic electroluminescence panel and a touch screen system including the same are provided.
유기전계발광표시패널, 터치, 센싱 Organic electroluminescent display panel, touch, sensing
Description
본 발명은 유기전계발광패널 및 이를 포함하는 터치 스크린 시스템에 관한 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent panel and a touch screen system including the same.
최근, 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 실용화되고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, the importance of flat panel displays (FPDs) has been increasing with the development of multimedia. In response to this, various kinds of devices such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), an organic light emitting display A planar display of a branch has been put into practical use.
평면형 디스플레이들은 소형화되면서도 많은 기능을 제공하고 있는데, 특히 터치 스크린은 상기와 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이와 함께 자주 사용된다. Planar displays are becoming smaller and more functional, and touch screens are often used with a variety of planar displays as described above.
즉, 종래의 터치 스크린은 별도의 디바이스로서 제조되어 패널의 표면에 기계적 장착 수단에 의하여 결합되었다.That is, the conventional touch screen is manufactured as a separate device and joined to the surface of the panel by mechanical mounting means.
그러나, 패널과 터치 스크린의 기계적 장착 수단에 의한 결합은 부품 수, 중 양 및 제조 비용을 상승시킬 뿐만 아니라, 디스플레이의 두께를 증가시킨다. 또한, 터치되는 부분이 복수일 경우, 즉, 멀티 터치되는 경우 그 위치들을 정확하게 감지하지 못하는 문제가 있다. However, the combination of the panel and the mechanical mounting means of the touch screen not only increases the number of parts, weight and manufacturing cost, but also increases the thickness of the display. Further, when there are a plurality of portions to be touched, that is, when the touched portions are multi-touched, the positions are not accurately detected.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 트랜지스터를 구동 소자로 사용한 유기전계발광패널에 터치 센싱 구조를 내장함으로써 별도의 센싱 디바이스(device)가 없어도 터치 입력을 인식하고 그 터치의 위치를 파악할 수 있는 유기전계발광패널 및 이를 포함하는 터치 스크린 시스템을 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an organic electroluminescence panel in which a plurality of transistors are used as a driving device, and a touch sensing structure is built in the organic electroluminescence panel, And a touch screen system including the organic electroluminescence panel.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be understood from the following description in order to clearly understand those skilled in the art to which the present invention belongs .
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 및 제2스캔 라인 및 데이터 라인; 상기 제1스캔 라인으로부터 인가되는 제1스캔 신호에 의해 턴온되어 상기 데이터 라인으로부터 인가되는 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터; 상기 스위칭 트랜지스터로부터 데이터 신호를 전달받아 이를 저장하는 커패시터; 상기 데이터 신호에 의해 턴-온되며, 상기 데이터 신호에 상응하는 구동 전류를 발생시키는 구동 트랜지스터; 상기 구동 전류에 의해 발광하는 유기 발광 다이오드; 및 상기 유기 발광 다이오드와 상기 구동 트랜지스터 사이에 연결되고, 상기 제2스캔 라인으로부터 인가되는 제2스캔 신호에 의해 턴온되어 상기 구동 전류의 변화량을 감지하는 센싱 트랜지스터를 포함하는 다수의 서브픽셀을 구비한 유기전계발광패널을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a display device including first and second scan lines and a data line; A switching transistor that is turned on by a first scan signal applied from the first scan line and transmits a data signal applied from the data line; A capacitor for receiving a data signal from the switching transistor and storing the data signal; A driving transistor which is turned on by the data signal and generates a driving current corresponding to the data signal; An organic light emitting diode emitting light by the driving current; And a sensing transistor connected between the organic light emitting diode and the driving transistor and being turned on by a second scan signal applied from the second scan line to sense a change amount of the driving current, An organic electroluminescent panel is provided.
또한, 본 발명은 다수의 서브픽셀을 포함하는 유기전계발광패널; 상기 유기전계발광패널과 전기적으로 연결되어 상기 유기전계발광패널에서 흐르는 구동 전류의 변화량을 측정하는 리드아웃부(Readout IC); 상기 리드아웃부로부터 출력되는 신호를 전기적 신호로 변환하는 변환기; 및 상기 변환기로부터 신호를 인가받아 상기 외부의 터치 위치를 인식하는 영상신호처리부를 포함하며, 상기 서브픽셀은 제1 및 제2스캔 라인 및 데이터 라인, 상기 제1스캔 라인으로부터 인가된 제1스캔 신호에 의해 턴온되어 상기 데이터 라인으로부터 인가된 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 신호를 저장하는 커패시터, 상기 데이터 신호에 의해 턴-온되며, 상기 데이터 신호와 전원 전압의 차이에 해당하는 구동 전류를 발생시키는 구동 트랜지스터, 상기 구동 전류에 의해 발광하는 유기 발광 다이오드 및 상기 유기 발광 다이오드와 상기 구동 트랜지스터 사이에 연결되고, 상기 제2스캔 라인으로부터 인가된 제2스캔 신호에 의해 턴온되어 상기 구동 전류의 양을 감지하는 센싱 트랜지스터를 포함하는 터치 스크린 시스템을 제공한다.The present invention also relates to an organic electroluminescence panel comprising a plurality of subpixels; A readout IC electrically connected to the organic electroluminescence panel and measuring a change amount of a driving current flowing in the organic electroluminescence panel; A converter for converting a signal output from the lead-out unit into an electrical signal; And a video signal processing unit receiving a signal from the transducer and recognizing the external touch position, wherein the sub-pixel includes first and second scan lines and a data line, a first scan signal applied from the first scan line, A switching transistor that is turned on by the data line and transfers a data signal applied from the data line, a capacitor that stores the data signal, a driving current that is turned on by the data signal, An organic light emitting diode which emits light by the driving current and a second scan signal which is connected between the organic light emitting diode and the driving transistor and is turned on by a second scan signal applied from the second scan line, A touch screen system including a sensing transistor for sensing The ball.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 유기전계발광패널 및 이를 포함하는 터치 스크린 시스템은 복수의 트랜지스터를 이용한 유기전계발광패널에 터치 센서를 내장함으로써 별도의 센서 디바이스가 불필요하고, 경량 박형의 디스플레이를 구현할 수 있으며, 터치 센서가 유기전계발광패널의 제조 공정과 동일한 공정에 의해 형성되므로 제조 시간 및 제조 비용이 감소되는 효과가 있다.The organic electroluminescent panel and the touch screen system including the organic electroluminescent panel according to the present invention have a touch sensor incorporated in an organic electroluminescent panel using a plurality of transistors, thereby eliminating the need for a separate sensor device and realizing a lightweight thin display And since the touch sensor is formed by the same process as the manufacturing process of the organic electroluminescence panel, the manufacturing time and the manufacturing cost are reduced.
또한, 터치 센서를 통해 감지한 신호를 크기 및 이미지 형태로 변환할 수 있어 사용자에 의한 터치 지점과 터치의 세기를 파악할 수 있다.In addition, a signal detected through the touch sensor can be converted into a size and an image form, so that the user can grasp the touch point and the strength of the touch.
게다가, 각 서브픽셀에 터치 센서가 구비되므로 멀티 터치에 대한 센싱이 효과적이다. In addition, since each sub-pixel is provided with a touch sensor, sensing for multi-touch is effective.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널 및 이를 포함하는 터치 스크린 시스템에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an organic electroluminescent panel and a touch screen system including the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널을 포함하는 터치 스크린 시스템을 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating a touch screen system including an organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템은, 유기전계발광패널(100)을 포함하는 유기전계발광모듈(200), 디지털 보드(Digital board; 300) 및 시스템(system; 400)을 포함한다. 1, a touch screen system according to an exemplary embodiment of the present invention includes an organic
유기전계발광패널(100)은 복수의 서브픽셀을 포함하는 표시부를 포함한다.The organic
그리고, 유기전계발광패널(100)은 유기전계발광패널(100)에 구동신호를 인가하기 위한 스캔 구동부(210), 데이터 구동부(220) 및 유기전계발광패널(100)에서 터치에 의해 발생된 출력 신호를 측정하기 위한 리드아웃부(Readout IC: 230)와 연결된다. 따라서, 유기전계발광모듈(200)은 유기전계발광패널(100)과 그 외부의 스캔 구동부(210), 데이터 구동부(220) 및 리드아웃부(230)를 포함한다.The organic
디지털 보드(Digital board: 300)는 유기전계발광모듈(200)에 연결되며, 리 드아웃부(230)를 통해 출력되는 신호를 인가받아 신호 처리를 수행한다. The
즉, 디지털 보드(300)는 스캔 구동부(210) 및 데이터 구동부(220)를 제어하기 위한 제어신호를 인가하는 타이밍 콘트롤러와, 리드아웃부(230)에서 출력된 신호들을 전기적 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital converter: ADC), 및 영상 신호 처리부(Display, Display signal prosessor, DSP)를 포함할 수 있다. That is, the
이러한 디지털 보드(300)는 외부의 컴퓨터와 같은 시스템(400)에 연결된다. 디지털 보드(300)의 영상 신호 처리부에서 처리된 신호는 시스템 인터페이스를 통하여 시스템(400)에 전달되며, 시스템(400)은 그에 해당하는 동작을 수행할 수 있다. The
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널(100)의 구조를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the structure of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널을 나타낸 등가 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram illustrating an organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a timing diagram illustrating an operation of the organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널은 일방향으로 배열된 제1스캔 라인(S10)과 제2스캔 라인(S11), 제1스캔 라인(S10)과 제2스캔 라인(S11)과 교차하는 데이터 라인(Dm)이 형성되어 있으며, 이러한 제1스캔 라인(S10)과 제2스캔 라인(S11), 데이터 라인(Dm)의 교차에 의해 서브픽셀 영역(sub-pixel)이 정의된다.2, the organic electroluminescent panel according to the embodiment of the present invention includes a first scan line S10 and a second scan line S11 arranged in one direction, a first scan line S10, A sub-pixel region (sub-pixel) is formed by the intersection of the first scan line S10, the second scan line S11, and the data line Dm. Is defined.
즉, 서브픽셀 영역(sub-pixel)은 두 개의 스캔 라인(S10, SS11)과 하나의 데이터 라인(Dm)에 의해 정의되며, 각 서브픽셀 영역(sub-pixel) 내부에는 스위칭 트랜지스터(T1)와 구동 트랜지스터(T2), 커패시터(Cst), 유기 발광 다이오드(OLED), 및 센싱 트랜지스터(T3)로 구성된다.That is, the sub-pixel area is defined by two scan lines S10 and SS11 and one data line Dm. In each sub-pixel area, A driving transistor T2, a capacitor Cst, an organic light emitting diode OLED, and a sensing transistor T3.
스위칭 트랜지스터(T1)는 제1스캔 라인(S10)과 데이터 라인(Dm)에 각각 접속되어 제1스캔 라인(S10)을 통해 인가되는 제1스캔 신호에 따라 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)된다. The switching transistor T1 is connected to the first scan line S10 and the data line Dm and is turned on or turned off according to a first scan signal applied through the first scan line S10. - Turn-off.
그리고, 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1스캔 라인(S10)과 접속되고, 스위칭 트랜지스터(T1)의 제1전극 및 제2전극은 각각 데이터 라인(Dm) 및 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극과 연결된다. The gate electrode of the switching transistor T1 is connected to the first scan line S10 and the first electrode and the second electrode of the switching transistor T1 are connected to the gate of the data line Dm and the gate of the driving transistor T2, Electrode.
커패시터(Cst)는 어느 하나의 전극이 스위칭 트랜지스터(T1)의 제1전극과 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극 사이에 접속되고, 다른 전극이 구동 트랜지스터(T2)의 제2전극과 전원 전압(VDD) 사이에 각각 접속되어, 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-온되면 데이터 라인(Dm)을 통해 인가되는 데이터 신호를 임시 저장하였다가 구동 트랜지스터(T2)에 제공한다. One of the electrodes of the capacitor Cst is connected between the first electrode of the switching transistor Tl and the gate electrode of the driving transistor T2 and the other electrode thereof is connected to the second electrode of the driving transistor T2 and the power source voltage VDD And temporarily stores the data signal applied through the data line Dm and provides the data signal to the driving transistor T2 when the switching transistor T1 is turned on.
구동 트랜지스터(T2)는 스위칭 트랜지스터(T1)의 스위칭 동작에 따라 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호를 받아 구동전류를 발생시켜 이를 유기 발광 다이오드(OLED)로 제공하는 역할을 한다. The driving transistor T2 receives the data signal stored in the capacitor Cst according to the switching operation of the switching transistor T1 and generates a driving current to supply the driving current to the organic light emitting diode OLED.
이의 유기적인 연결 관계를 살펴보면, 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 스위칭 트랜지스터(T1)의 제2전극과 접속되고, 구동 트랜지스터(T2)의 제1전극은 유기 발광 다이오드(OLED)에 접속되며, 구동 트랜지스터(T2)의 제2전극은 전원 전압(VDD)에 전기적으로 접속된다. The gate electrode of the driving transistor T2 is connected to the second electrode of the switching transistor T1. The first electrode of the driving transistor T2 is connected to the organic light emitting diode OLED. And the second electrode of the driving transistor T2 is electrically connected to the power source voltage VDD.
따라서, 구동 트랜지스터(T2)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호에 의해 턴-온되며, 커패시터(Cst)로부터 인가받은 데이터 신호와 전원 전압(Vgnd)의 차이에 해당하는 구동 전류를 발생시킨다. Accordingly, the driving transistor T2 is turned on by the data signal stored in the capacitor Cst and generates a driving current corresponding to the difference between the data signal applied from the capacitor Cst and the power source voltage Vgnd.
유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(T2)의 구동 전류에 의해 발광하게 된다. 여기서, 유기 발광 다이오드(OLED)는 일단이 구동 트랜지스터(T2)의 제1전극과 연결되고 타단이 접지 전압(Vgnd)과 접속되어, 정방향의 바이어스(bias)가 인가된다. The organic light emitting diode OLED emits light by the driving current of the driving transistor T2. Here, the organic light emitting diode OLED has one end connected to the first electrode of the driving transistor T2 and the other end connected to the ground voltage Vgnd, so that a positive bias is applied.
센싱 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터(T2)에서 발생하는 구동 전류의 양을 감지한다. 보다 상세하게, 외부의 터치에 의해 유기 발광 다이오드(OLED)를 통해 발광하는 빛이 구동 트랜지스터(T2)로 입사되는 경우, 빛이 구동 트랜지스터(T2)의 채널 영역에 입사되면 빛에 의하여 구동 전류의 양이 일시적으로 증가하게 된다. 즉, 한 프레임 동안, 구동 트랜지스터는 커패시터에 저장된 데이터 신호에 의하여 동일한 양의 구동 전류를 발생시키는데, 터치에 의하여 빛이 구동 트랜지스터에 조사되면, 구동 전류의 양이 변화할 수 있다. 따라서, 센싱 트랜지스터(T3)는 빛의 조사에 의하여 변화하는 구동 전류의 변화량을 감지하게 되고, 구동 전류의 변화량을 통하여 외부의 터치 여부를 판단할 수 있게 한다.The sensing transistor T3 senses the amount of the driving current generated in the driving transistor T2. More specifically, when light emitted through the organic light emitting diode OLED by an external touch is incident on the driving transistor T2, when light is incident on the channel region of the driving transistor T2, The amount is temporarily increased. That is, during one frame, the driving transistor generates the same amount of driving current by the data signal stored in the capacitor. When light is irradiated to the driving transistor by the touch, the amount of driving current may change. Therefore, the sensing transistor T3 senses the amount of change of the driving current that changes due to the irradiation of the light, and makes it possible to determine whether the external touch is made through the amount of change of the driving current.
이러한 센싱 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제2스캔 라인(S11)과 접속되고, 센싱 트랜지스터(T3)의 제1전극은 유기 발광 다이오드(OLED)와 구동 트랜지스 터(T2)의 제1전극 사이에 연결되며, 센싱 트랜지스터(T3)의 제2전극은 리드아웃 라인(Readout line)에 접속된다. 따라서, 센싱 트랜지스터(T3)는 제2스캔 라인(S11)을 통해 인가되는 제2스캔 신호에 의해 턴-온되고, 이때 구동 트랜지스터(T2)의 구동 전류는 센싱 트랜지스터의 제2전극을 통하여 리드아웃부(도1의 230)로 제공된다. The gate electrode of the sensing transistor T3 is connected to the second scan line S11 and the first electrode of the sensing transistor T3 is connected between the organic light emitting diode OLED and the first electrode of the driving transistor T2. And the second electrode of the sensing transistor T3 is connected to a readout line. Accordingly, the sensing transistor T3 is turned on by the second scan signal applied through the second scan line S11. At this time, the driving current of the driving transistor T2 is coupled to the second electrode of the sensing transistor through the second electrode of the sensing transistor (230 in FIG. 1).
도 3에 도시된 구동 타이밍도를 살펴보면, 유기 발광 다이오드(OLED) 양측에 전원 전압(VDD) 및 접지 전압(Vgnd)이 각각 인가되고, 제1스캔 라인(S10)을 통해 제1스캔 신호(Vgate1)가 인가되며 이와 동시에 데이터 라인(Dm)을 통해 데이터 신호(Vdata)가 인가된다. 그리고, 제1스캔 신호(Vgate1)가 인가된 후 제2스캔 라인(S11)을 통해 제2스캔 신호(Vgate2)가 인가됨으로써 발광 구간과 센싱 구간이 동시에 존재한다. 3, the power supply voltage VDD and the ground voltage Vgnd are applied to both sides of the organic light emitting diode OLED, and the first scan signal Vgate1 And at the same time, the data signal Vdata is applied through the data line Dm. After the first scan signal (Vgate1) is applied, the second scan signal (Vgate2) is applied through the second scan line (S11), so that the light emission period and the sensing period exist at the same time.
이를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널의 구동 방법을 상세히 설명하면, 제1스캔 신호(Vgate1)가 인가되면, 제1스캔 신호(Vgate1)에 의해 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-온된다. 이때 데이터 라인(Dm)을 통해 인가되는 데이터 신호(Vdata)가 인가되며, 이는 커패시터(Cst)에 저장된다. 데이터 신호(Vdata)는 구동 트랜지스터(T2)에 공급되어 구동 트랜지스터(T2)를 구동한다. 이후, 구동 트랜지스터(T2)에서 발생한 구동 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급하여 자체적으로 빛을 발광한다. The driving method of the organic light emitting display panel according to an embodiment of the present invention will now be described in detail. When the first scan signal Vgate1 is applied, the switching transistor T1 is turned on by the first scan signal Vgate1, Is turned on. At this time, the data signal Vdata applied through the data line Dm is applied, which is stored in the capacitor Cst. The data signal Vdata is supplied to the driving transistor T2 to drive the driving transistor T2. Thereafter, a driving current generated in the driving transistor T2 is supplied to the organic light emitting diode OLED to emit light.
제1스캔 신호(Vgate1)가 인가된 후 제2스캔 라인(S11)을 통해 인가되는 제2스캔 신호(Vgate2)가 인가되면 센싱 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터에서 발생한 구동 전류의 양을 센싱한다. After the first scan signal Vgate1 is applied and the second scan signal Vgate2 applied through the second scan line S11 is applied, the sensing transistor T3 senses the amount of the driving current generated in the driving transistor.
즉, 제2스캔 신호(Vgate2)가 인가되는 구간(t2) 동안, 센싱 트랜지스터(T3)는 이 제2스캔 신호(Vgate2)에 의해 턴-온되며, 구동 트랜지스터(T2)에서 발생한 구동 전류는 센싱 트랜지스터를 통하여 리드아웃부(도1의 230)로 흐르게 된다. That is, during the period t2 during which the second scan signal Vgate2 is applied, the sensing transistor T3 is turned on by the second scan signal Vgate2, and the driving current generated in the driving transistor T2 is sensed And flows to the lead-out portion (230 in FIG. 1) through the transistor.
이때, 외부에서 터치가 발생되지 않으면 센싱 트랜지스터(T3)를 통해 출력되는 전류는 한 프레임 동안 거의 일정하게 나타나고, 외부에서 터치가 발생되면 센싱 트랜지스터(T3)를 통해 출력되는 전류가 급격하게 증가하게 되므로, 이를 통해 터치 여부를 판단할 수 있게 된다. At this time, if no external touch is generated, the current output through the sensing transistor T3 is almost constant for one frame, and when a touch is generated from outside, the current output through the sensing transistor T3 rapidly increases , Whereby it is possible to judge whether or not the touch is made.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템의 리드아웃부를 나타낸 회로도이다. 4 is a circuit diagram showing a lead-out unit of a touch screen system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템에 구비되는 리드아웃부(230)는 유기전계발광패널(100)의 센싱 트랜지스터(T3)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭기(232), 제1 및 제2커패시터(C1,C2)를 포함할 수 있다.The lead-out
증폭기(232)는 일 예로 오피 엠피(OP-AMP)일 수 있으며, 이 경우 오피 엠프의 (-) 입력단은 리드아웃 라인에 연결된 제1 커패시터(C1)와 연결되고, 오피 엠프의 (+) 입력단은 기준 전압(Vref)과 연결되며, 오피 엠프의 출력단은 (-) 입력단과 연결된 제2 커패시터(C2)와 접속된다. In this case, the (-) input terminal of the operational amplifier is connected to the first capacitor C1 connected to the lead-out line, and the (+) input terminal of the
따라서, 이와 같이 구성되는 리드아웃부(230)는 센싱 트랜지스터(도2의 T3)로부터 출력되는 신호를 검파하여 증폭시킴으로써 터치 여부를 파악할 수 있게 한 다.Therefore, the lead-out
리드아웃부(230)를 통해 증폭된 출력 신호(Vout)는 다음과 같은 수학식에 의해 산출된다. The output signal Vout amplified through the lead-out
여기서, Vin은 n번째 서브픽셀(pixel)에 해당하는 센싱 트랜지스터로부터 출력되는 전압이다. Here, Vin is a voltage output from the sensing transistor corresponding to the n-th sub-pixel.
이상에서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널 및 이를 포함하는 터치 스크린 시스템은 영상 이미지를 구현하기 위한 구조와 터치를 센싱하기 위한 구조를 동일한 평면 상에 형성하였다. The organic electroluminescent panel and the touch screen system including the organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention configured as described above have a structure for realizing an image image and a structure for sensing a touch on the same plane.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널은 터치 센싱 기능을 포함하면서도 제조 비용이 낮으며, 또한 패널의 무게가 작고 두께가 얇다는 장점이 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널은 패널의 전면적에 걸쳐 각 서브픽셀 내에 터치 센싱 기능까지 형성되므로 터치가 여러 지점에서 발생하였을 경우 즉, 멀티 터치에 대한 센싱이 가능하다. Accordingly, the organic electroluminescent panel according to the embodiment of the present invention has a touch sensing function, low manufacturing cost, and a small panel thickness and a small thickness. In addition, since the organic electroluminescent panel according to the embodiment of the present invention has a touch sensing function in each sub-pixel over the entire surface of the panel, it is possible to sense multi-touch when a touch occurs at various points.
도 5은 터치시, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널의 동작을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널의 구동 트랜지스터에 빛이 조사된 경우와 조사되지 않을 경우에 따른 전류 특성을 도시한 그래프이다. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention when touching. FIG. 6 is a cross- FIG. 5 is a graph showing current characteristics according to the case where the light is irradiated and the case where the light is not irradiated. FIG.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널은 소정의 기판(110) 상에 스위칭 트랜지스터(도시하지 않음)와 구동 트랜지스터(T2), 센싱 트랜지스터(도시하지 않음)가 형성되고, 최상단에 커버 기판(130)을 접착하여 인캡슐레이션(encapsulation)된다. 5, an organic electroluminescent panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a switching transistor (not shown), a driving transistor T2, and a sensing transistor (not shown) formed on a
이중 구동 트랜지스터(T2)는 기판(110) 상의 게이트 전극(121), 게이트 절연막(122), 반도체층(123), 제1전극(124a), 제2전극(124b)을 포함한다. 여기서, 제1전극(124a) 및 제2전극(124b)은 소스 전극 또는 드레인 전극 중 어느 하나 일 수 있다.The dual driving transistor T2 includes a
소정의 기판(110) 상에 형성된 게이트 전극(121)과 동일 평면 상에는 게이트 전극(121)의 일부에서 분기된 스캔 라인(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.A scan line (not shown) branched from a part of the
그리고, 게이트 전극(121)의 상부에는 게이트 절연막(122)이 덮이고, 게이트 절연막(122)의 상부에는 도핑되지 않은 비정질 실리콘 물질 또는 일정 영역에 불순물이 도핑된 폴리 실리콘으로 이루어진 반도체층(123)이 형성된다. 반도체층(123) 상에서 게이트 전극(121)과 대응되는 영역은 채널부로 쓰인다. 제1전극(124a) 및 제2전극(124b), 즉 소스 전극 및 드레인 전극은 반도체층(123) 상에서 채널부로 쓰이는 영역을 노출시키며 서로 이격되도록 형성된다. A
그리고, 도시하지 않았지만 제2전극(124b)과 동일한 평면상에는 제2전극(124b)으로부터 분기되어 연장된 데이터 라인이 형성될 수 있다. Although not shown, a data line extended from the
그리고, 상기 반도체층(123)이 비정질 실리콘으로 이루어진 경우, 제1전극(124a) 및 제2전극(124b)과 반도체층(123) 간의 계면에는 저항성 접촉층(ohmic contact layer)(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. When the
구동 트랜지스터(T2)의 상부에는 실리콘 질화막(SiNx) 등의 무기 절연 물질이나 유기 절연 물질로 이루어진 보호막(125)이 형성되고, 보호막(125)에는 제2전극(124b)을 노출시키는 콘택홀(도시하지 않음)이 형성되어 발광 다이오드의 애노드(126)가 구동 트랜지스터의 제2전극(124b)과 연결된다. A
애노드(126) 상에는 애노드(126)의 일부를 노출시키는 뱅크층(127) 및 캐소드(129)가 형성되며, 노출된 애노드126)와 캐소드(129) 사이의 발광 영역에는 유기 발광층(128)이 형성되어, 빛을 발광한다. A
도면에서는 일 실시예로 빛이 전면으로 발광하는 전면 발광 타입(tip emission Type)을 도시하였으나, 필요에 따라 후면 또는 양면 발광 타입도 적용 가능하다. Although FIG. 1 illustrates a top emission type in which light is emitted to the front side in one embodiment, a rear or both-side emission type may be applied as needed.
전면 발광 타입의 경우, 애노드(126)는 반사금속막 및 투명도전막, 또는 접착층, 반사금속막 및 투명도전막을 포함할 수 있으며, 캐소드(129)는 얇은 금속막을 포함하는 투과 전극일 수 있다. 이때, 접착층으로는 투명도전막 또는 금속막이 사용될 수 있으며, 반사금속막으로는 반사도가 뛰어난 은 또는 알루미늄 등이 사용될 수 있다. 이와는 달리, 반사전극인 캐소드를 하부에 형성하고, 투명 전극인 애노드를 상부에 형성할 수도 있으며, 이 경우 인버트 구조(inverted-OLED)가 될 수 있다.In the case of the front emission type, the
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널의 터치 센싱 구현을 위한 동작 과정을 도 2와 연계하여 설명하면, 게이트 전극(121)에 분 기된 스캔 라인 즉, 제1스캔 라인(S10)에 제1스캔 신호가 인가되면 서브픽셀내 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-온되어 해당 서브픽셀(pixel)의 데이터 라인(Dm)을 통하여 데이터 신호가 인가된다. Referring to FIG. 2, an operation of the organic light emitting display according to an embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 2, The switching transistor T1 in the sub-pixel is turned on and a data signal is applied through the data line Dm of the corresponding sub-pixel.
인가된 데이터 신호는 커패시터(Cst)에 저장되고, 구동 트랜지스터(T2)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호와 전원 전압(VDD)의 차이에 해당하는 구동 전류를 발생시켜 이를 유기 발광 다이오드(OLED)에 전달한다. 각 서브픽셀에는 정방향의 바이어스가 인가되므로 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 전류에 상응하는 빛을 발광하고, 이로써 유기전계발광패널은 데이터 신호에 상응하는 이미지를 표시한다. The applied data signal is stored in the capacitor Cst and the driving transistor T2 generates a driving current corresponding to the difference between the data signal stored in the capacitor Cst and the power source voltage VDD, . Since a positive bias is applied to each sub-pixel, the organic light emitting diode OLED emits light corresponding to the driving current, and thus the organic electroluminescent panel displays an image corresponding to the data signal.
한편, 제1스캔 신호의 인가와 동시에 제2스캔 라인(S11)에 제2스캔 신호가 인가되면 터치 센서인 센싱 트랜지스터(T3)가 턴-온되고, 구동 트랜지스터(T2)의 전류를 감지하여 리드아웃 라인(Readout line)으로 전달한다. Meanwhile, when the second scan signal is applied to the second scan line S11 simultaneously with the application of the first scan signal, the sensing transistor T3, which is a touch sensor, is turned on and the current of the driving transistor T2 is sensed. To the readout line.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 사용자에 의하여 유기전계발광패널 상의 일정 지점에 터치가 이루어지면, 해당 지점에서 전면으로 발광하던 빛은 반사되어 구동 트랜지스터(T2)의 후면으로 산란된다. 이때, 빛의 조사에 의하여 구동 트랜지스터(T2)에서 발생하는 구동 전류의 양이 증가하게 되어, 구동 전류의 양이 일시적으로 변화한다.5, when a user touches a certain point on the organic electroluminescent panel, the light emitted from the corresponding point to the front surface is reflected and scattered to the rear surface of the driving transistor T2. At this time, the amount of the driving current generated in the driving transistor T2 by the irradiation of light increases, and the amount of the driving current temporarily changes.
이러한 현상을 제2스캔 신호가 인가되는 구간 동안 센싱 트랜지스터(T3)를 통해 검출하게 된다. This phenomenon is detected through the sensing transistor T3 during a period in which the second scan signal is applied.
즉, 터치가 이루어진 지점에서는 빛이 산란되어 구동 트랜지스터(T2) 측으로 전달하게 되고 이로 인해 구동 트랜지스터(T2)에서 발생하는 구동 전류의 양이 일 시적으로 증가하게 된다. That is, at the point where the touch is made, the light is scattered and transmitted to the driving transistor T2 side, which causes the amount of the driving current generated in the driving transistor T2 to increase temporarily.
도 6을 참조하면, 구동 트랜지스터(T2)의 채널층에 빛이 조사된 경우(illumination)와 조사되지 않은 경우(Dark)에 흐르는 전류를 각각 도시한 그래프가 도시되어 있다. Referring to FIG. 6, there is shown a graph showing the current flowing through the channel layer of the driving transistor T2 when illumination is irradiated and when the light is not irradiated (Dark), respectively.
구동 트랜지스터(T2)의 Vgs가 오프 상태인 조건에서, 구동 트랜지스터(T2)에 빛이 조사된 경우 오프 커런트(off current)의 양이 급격하게 변화된 것을 알 수 있다. It can be seen that the amount of off current is abruptly changed when light is applied to the driving transistor T2 under the condition that Vgs of the driving transistor T2 is in an off state.
이와 같이 빛에 의해 변화된 구동 트랜지스터(T2)의 전류량을 센싱 트랜지스터(T3)를 통해 리드아웃 라인(Readout line)으로 전달하게 된다. The amount of current of the driving transistor T2 changed by light is transmitted to the readout line through the sensing transistor T3.
리드아웃 라인(Readout line)을 통해 전달받은 신호는 리드아웃부를 거쳐 디지털 보드로 전달되며, 디지털 보드는 이를 프로세싱하여 시스템으로 전달한다. 그리고, 시스템은 인가된 신호에 해당하는 동작을 수행하게 된다. The signal transmitted through the readout line is transmitted to the digital board through the lead-out unit, and the digital board processes the signal and transmits it to the system. Then, the system performs an operation corresponding to the applied signal.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널을 포함하는 터치 스크린 시스템에서 터치 위치를 감지하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 블럭도이다. 7 is a block diagram illustrating a signal processing process for sensing a touch position in a touch screen system including an organic electroluminescent panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 각 서브픽셀 내 센싱 트랜지스터(T3)를 구비한 터치 센서(150)로부터 발생된 출력 전류는 리드아웃 라인(Readout line)을 통해 리드아웃부(230)로 전달된다. Referring to FIG. 7, the output current generated from the
여기서, 출력 전류는 앞서 설명한 바와 같이 유기 발광 다이오드에서 발광하는 빛의 반사에 의해 변화된 구동 박막트랜지스터의 전류를 말한다. Here, the output current refers to the current of the driving thin film transistor which is changed by reflection of light emitted from the organic light emitting diode as described above.
리드아웃부(230)는 출력 전류를 전압으로 변환시켜 디지털 보드(300) 상에 위치하는 아날로그/디지털 변환기(310)로 전송한다. 그러면, 아날로그/디지털 변환기(310)는 리드아웃부(230)를 통해 전송받은 신호를 디지털 신호로 변환한 후 영상 신호 처리부(330)로 전달한다.The lead-out
영상 신호 처리부(330)는 아날로그/디지털 변환기(310)를 통해 전달받은 신호를 이미지 형태로 인식하여 임계치(Threshold) 이상의 신호를 갖는 영역을 검출하고, 이를 터치된 부분으로 결정한다. The
즉, 사용자의 손가락 외에 빛을 반사시킬 수 있는 물체에 의하여도 빛의 반사가 발생할 수 있으므로, 신호의 세기가 임계치 이상인 영역들을 검색하여 터치가 이루어진 접촉 부분을 결정한다. That is, reflection of light may be caused by an object that can reflect light in addition to the finger of a user, so that regions with a strength of a signal exceeding a threshold value are searched to determine a touched portion.
상기한 과정을 통한 터치 스크린 시스템은 리드아웃부(230) 및 디지털 보드(300) 등에 의해 전류의 크기 및 신호 형태를 변환할 수 있어, 사용자에 의한 터치 지점과 터치의 세기를 파악할 수 있다. The touch screen system through the above process can convert the magnitude and the signal shape of the current by the lead-out
이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널을 포함하는 터치 스크린 시스템은 터치 센서가 각 서브픽셀 내에 내장되는 구조이므로 멀티 터치에 대한 센싱이 가능하다. Accordingly, the touch screen system including the organic electroluminescent panel according to the embodiment of the present invention is capable of sensing multi-touch because the touch sensor is built in each sub-pixel.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널을 포함하는 터치 스크린 시스템을 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating a touch screen system including an organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널을 나타낸 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram illustrating an organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.3 is a timing chart for explaining the operation of the organic electroluminescent panel according to the embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 시스템의 리드아웃부를 나타낸 회로도이다.4 is a circuit diagram showing a lead-out unit of a touch screen system according to an embodiment of the present invention.
도 5은 스크린 터치시, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널의 동작을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view illustrating an operation of the organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention when a screen is touched.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광패널의 구동 트랜지스터에 빛이 조사된 경우와 조사되지 않을 경우에 따른 전류 특성을 도시한 그래프이다. FIG. 6 is a graph illustrating current characteristics of a driving transistor of an organic electroluminescent panel according to an exemplary embodiment of the present invention when light is irradiated or not. FIG.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광패널을 포함하는 터치 스크린 시스템에서 터치 위치를 감지하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 블럭도이다. FIG. 7 is a block diagram illustrating a signal processing process for detecting a touch position in a touch screen system including an organic electroluminescent panel according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS (S)
100: 유기전계발광패널 200: 유기전계발광모듈100: organic electroluminescence panel 200: organic electroluminescence module
210: 스캔 구동부 220: 데이터 구동부210: scan driver 220:
230: 라드아웃부 300: 디지털 보드230: a rod out part 300: a digital board
400: 시스템 110: 기판400: system 110: substrate
121: 게이트 전극 122: 게이트 절연막121: gate electrode 122: gate insulating film
123: 반도체층 124a, 124b: 제1전극, 제2전극123:
125: 보호막 126: 애노드125: protective film 126: anode
127: 뱅크층 128: 유기발광층127: bank layer 128: organic light emitting layer
129: 캐소드 130: 커버 기판129: cathode 130: cover substrate
150: 터치 센서150: touch sensor
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