KR102508792B1 - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102508792B1
KR102508792B1 KR1020180091894A KR20180091894A KR102508792B1 KR 102508792 B1 KR102508792 B1 KR 102508792B1 KR 1020180091894 A KR1020180091894 A KR 1020180091894A KR 20180091894 A KR20180091894 A KR 20180091894A KR 102508792 B1 KR102508792 B1 KR 102508792B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pixel
photo
sensing
signal
data
Prior art date
Application number
KR1020180091894A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200016601A (ko
Inventor
정문수
이주희
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020180091894A priority Critical patent/KR102508792B1/ko
Priority to US16/522,497 priority patent/US11056055B2/en
Priority to CN201910682118.XA priority patent/CN110827726B/zh
Priority to EP19189299.1A priority patent/EP3608899B1/en
Priority to JP2019142662A priority patent/JP7030085B2/ja
Publication of KR20200016601A publication Critical patent/KR20200016601A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102508792B1 publication Critical patent/KR102508792B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3266—Details of drivers for scan electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3291—Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/36—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the display of a graphic pattern, e.g. using an all-points-addressable [APA] memory
    • G09G5/37—Details of the operation on graphic patterns
    • G09G5/377—Details of the operation on graphic patterns for mixing or overlaying two or more graphic patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/043—Compensation electrodes or other additional electrodes in matrix displays related to distortions or compensation signals, e.g. for modifying TFT threshold voltage in column driver
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G09G2300/0465—Improved aperture ratio, e.g. by size reduction of the pixel circuit, e.g. for improving the pixel density or the maximum displayable luminance or brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0828—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a digital to analog [D/A] conversion circuit
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G09G2310/027—Details of drivers for data electrodes, the drivers handling digital grey scale data, e.g. use of D/A converters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/061—Details of flat display driving waveforms for resetting or blanking
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/08—Details of timing specific for flat panels, other than clock recovery
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/029—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel
    • G09G2320/0295—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel by monitoring each display pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043—Preventing or counteracting the effects of ageing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/144—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light being ambient light

Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는, 복수 개 픽셀과 포토 센서를 구비하는 표시 패널, 데이터 구동 회로, 게이트 구동 회로 및 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 데이터 구동 회로에 포함된 소스 드라이브 IC는 DAC, 디스플레이 기간에 포토 센서로부터 전기 신호를 수신하고 블랭크 기간에 픽셀로부터 센싱 신호를 수신하기 위한 하나 이상의 센싱 유닛, 및 센싱 유닛이 출력하는 신호를 디지털 데이터로 변환하기 위한 ADC를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드의 외부 보상 회로와 포토 센서의 검출 회로를 융합하여 구동하는 표시 장치에 관한 것이다.
액티브 매트릭스 타입의 유기 발광 표시 장치는, 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 포함하며, 응답 속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 발광 표시 장치는 OLED를 포함한 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고 구동 TFT(Thin Film Transistor)가 영상 데이터의 계조에 대응하여 게이트 전극과 소스 전극 사이에 걸리는 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조절하여 휘도를 조절한다. OLED와 구동 TFT의 전기적 특성은 시간이 진행함에 따라 열화 되어 픽셀마다 차이가 생길 수 있다. 픽셀들의 전기적 특성(구동 TFT의 문턱 전압, 구동 TFT의 이동도, OLED의 문턱 전압)에 대응되는 센싱 정보를 측정하여 아날로그-디지털 컨버터(Analog Digital Converter, ADC)를 통해 디지털 센싱 데이터로 변환하고, 이를 기반으로 영상 데이터를 변조하는 외부 보상 기술이 알려져 있다.
최근 포토 센서를 디스플레이 패널에 내장하여 터치 입력이나 지문 센서와 같은 입력 장치로 활용하려는 시도가 있는데, 포토 센서는 빛의 세기에 따른 전하량을 정보로 저장하고 저장된 정보를 제어 신호에 따라 출력하는 소자이다. 포토 센서가 출력하는 신호를 입력 신호로 이용하기 위해서는 포토 센서의 출력을 ADC를 통해 디지털 데이터로 변환해야 한다.
외부 보상 회로로 픽셀의 전기적 특성을 측정하고 보상하는 표시 장치에 포토 센서와 같은 입력 장치를 추가하기 위해서는, 외부 보상 회로를 포함하는 소스 드라이브 IC와 포토 센서의 출력을 검출하기 위한 수신 드라이브 IC를 별도로 마련하고 별도로 동작시켜야 한다. 또한, 수평 방향의 각 픽셀 또는 몇 개의 픽셀을 묶은 한 단위의 픽셀마다, 소스 드라이브 IC와 수신 드라이브 IC에 ADC를 각각 하나씩 장착해야 하므로, 자원의 중복이 발생한다.
본 발명은 이러한 상황을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 외부 보상 회로와 포토 센서 검출 회로를 융합하여 구동하는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 픽셀의 전기적 특성을 출력하기 위한 센싱 라인과 포토 센서의 출력 라인을 통합하여 구동하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 영상 신호에 대응하여 발광하는 복수 개 픽셀과 입사하는 빛에 대응하여 전기 신호를 출력하는 복수 개의 포토 센서를 구비하는 표시 패널; 픽셀에 영상 신호를 제공하고, 픽셀로부터 해당 픽셀의 특징을 가리키는 센싱 신호를 수신하고 포토 센서로부터 전기 신호를 수신하기 위한 하나 이상의 소스 드라이브 IC를 포함하는 데이터 구동 회로; 픽셀과 포토 센서의 동작을 제어하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위한 게이트 구동 회로; 및 데이터 구동 회로와 게이트 구동 회로의 동작을 제어하기 위한 제어 신호와 표시 패널에 표시할 영상 데이터를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 소스 드라이브 IC는, 타이밍 컨트롤러가 제공하는 영상 데이터를 영상 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기(DAC); 픽셀에 영상 신호를 공급하는 디스플레이 기간에 포토 센서로부터 전기 신호를 수신하고 두 디스플레이 기간 사이 블랭크 기간에 픽셀로부터 센싱 신호를 수신하기 위한 하나 이상의 센싱 유닛; 및 센싱 유닛이 출력하는 신호를 디지털 데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 픽셀은, 인가되는 전류에 따라 빛을 방사하는 발광 다이오드, 게이트-소스 사이 전압에 따라 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 조절하는 구동 TFT, 스캔 신호에 응답하여 데이터 구동 회로가 제공하는 영상 신호를 구동 TFT의 게이트 전극에 제공하는 제1 스위칭 TFT, 스캔 신호에 따라 센싱 유닛과의 연결을 제어하는 제2 스위칭 TFT 및 구동 TFT에 인가되는 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 저장하기 위한 스토리지 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 픽셀은 센싱 라인을 통해 센싱 유닛과 연결되고 포토 센서는 포토 라인을 통해 센싱 유닛과 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 유닛은, 센싱 라인을 통해 픽셀에 기준 전압을 제공하는 것을 제어하는 제5 스위칭 TFT, 센싱 라인과 ADC의 연결을 제어하는 제6 스위칭 TFT, 포토 라인과 ADC의 연결을 제어하는 제7 스위칭 TFT 및 포토 라인을 통해 입력되는 전기 신호를 증폭하여 ADC에 전달하는 버퍼를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제5 스위칭 TFT 와 제7 스위칭 TFT 는 디스플레이 기간에 턴-온 되고 제6 스위칭 TFT 는 블랭크 기간에 턴-온 될 수 있다.
일 실시예에서, 픽셀과 포토 센서는 센싱 라인을 통해 센싱 유닛과 연결되고, 픽셀은 기준 전압을 공급하는 타이밍을 제어하기 위한 스위칭 TFT를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 유닛은, 같은 제어 신호에 따라 블랭크 기간에 센싱 라인과 ADC를 연결하는 제8 및 제9 스위칭 TFT, 제8 및 제9 스위칭 TFT 사이에 배치되어 센싱 신호에 대응하는 전압을 저장하는 센싱 유닛 커패시터, 디스플레이 기간에 센싱 유닛과 ADC를 연결하는 제10 스위칭 TFT 및 디스플레이 기간에 센싱 라인을 통해 입력되는 전기 신호를 증폭하여 ADC에 전달하는 버퍼를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 픽셀과 센싱 유닛은 센싱 라인을 통해 연결되고, 게이트 구동 회로는, 디스플레이 기간 중 데이터 구동 회로가 영상 신호를 제공하는 픽셀을 센싱 라인에 연결하도록 해당 픽셀에 턴-온 레벨의 센스 신호를 제공하고, 블랭크 기간 중 데이터 구동 회로가 센싱용 영상 신호를 제공하는 픽셀을 센싱 라인에 연결하도록 해당 픽셀에 턴-온 레벨의 센스 신호를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 포토 센서는, 입사되는 빛에 상응하는 전류를 출력하는 포토 TFT, 포토 TFT가 출력하는 전류를 충전하는 포토 커패시터, 및 스캔 신호에 따라 포토 커패시터와 센싱 유닛의 연결을 제어하는 제3 스위칭 TFT를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 포토 TFT와 제3 스위칭 TFT는 게이트 구동 회로가 생성하고 적어도 1 수평 기간 이상 이격된 스캔 신호에 의해 턴-온 될 수 있다.
일 실시예에서, 포토 센서의 제3 스위칭 TFT는 게이트 구동 회로가 해당 포토 센서에 대응하는 픽셀에 영상 신호가 인가되도록 해당 픽셀에 공급하는 제1 스캔 신호에 의해 제어되고, 포토 센서의 포토 TFT는 제1 스캔 신호보다 적어도 2 수평 기간 늦은 제2 스캔 신호에 의해 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 포토 센서는 대응하는 픽셀이 입력되는 영상 신호에 따라 발광하는 빛에 상응하는 전기 신호를 센싱 유닛에 출력하고, ADC는 전기 신호를 디지털 포토 데이터로 변환할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 영상 데이터와 픽셀이 발광하는 휘도의 상관 관계를 저장하는 룩업 테이블을 관리하고, 데이터 구동 회로로부터 전송되는 디지털 포토 데이터를 룩업 테이블의 대응하는 데이터와 비교하고, 비교 결과에 따라 패널에 표시할 영상 데이터를 보상할 수 있다.
일 실시예에서, ADC는 포토 센서가 출력하는 전기 신호를 디지털 포토 데이터로 변환하여 출력하고, 타이밍 컨트롤러는, 데이터 구동 회로로부터 전송되는 디지털 포토 데이터를 기준 값과 비교하여, 기준 값 이상의 디지털 포토 데이터를 출력하는 포토 센서의 좌표를 생성하고 생성된 좌표를 연결된 호스트 시스템에 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 호스트 시스템은, 타이밍 컨트롤러로부터 수신되는 좌표에 외부 입력이 있는 것을 표현하는 이미지를 생성하고, 표시 패널에 표시할 영상 데이터에 중첩하고, 중첩된 영상 데이터를 타이밍 컨트롤러에 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 포토 센서는 복수 개의 픽셀로 구성되는 픽셀 유닛마다 하나씩 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구동하는 방법은, 디스플레이 기간에 표시 패널에 포함된 복수 개의 픽셀에 순차적으로 데이터를 기입하고 발광시키는 단계; 및 두 디스플레이 기간 사이 블랭크 기간에 소정 픽셀 라인의 픽셀에 센싱용 데이터를 기입하고 해당 픽셀로부터 해당 픽셀의 특징을 가리키는 센싱 신호를 수신하고 이를 디지털 센싱 신호로 변환하는 단계를 포함하여 이루어지고, 발광시키는 단계는 표시 패널에 포함되고 입사하는 빛에 대응하여 전기 신호를 출력하는 복수 개의 포토 센서로부터 전기 신호를 수신하고 이를 디지털 포토 신호로 변환하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
외부 보상을 위한 회로와 포토 센싱을 위한 회로를 통합함으로써, 구동 회로의 일체화가 가능해지고 ADC의 개수를 줄여 비용 절감을 할 수 있다.
또한, 구동 회로의 일체화에 따라 베젤의 크기를 줄이는 효과가 발생한다.
또한, 외부 보상을 위한 센싱 라인과 포토 센서의 출력 라인을 통합함으로써, 픽셀의 개구율을 높일 수 있다.
또한, 표시 장치에 포토 센서를 채용함에 따라 터치 없이도 사용자 명령을 입력할 수 있게 된다.
또한, 포토 센서의 출력을 이용하여 OLED의 실제 출력 휘도를 기반으로 영상 데이터를 보상할 수 있다.
도 1은 픽셀 회로와 전압 센싱 방식의 외부 보상 회로의 연결을 도시한 것이고,
도 2는 포토 센서의 회로를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명에 따라 디스플레이 구간에 포토 센싱을 수행하고 블랭크 구간에 외부 보상을 수행하는 것을 개념적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치를 블록으로 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따라 포토 센서의 출력 데이터에 좌표 알고리즘을 적용하여 좌표 데이터를 얻는 것을 개념적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 패널에 장착되는 픽셀 회로와 포토 센싱 회로가 소스 드라이브 IC에 내장된 센싱 유닛에 연결되는 것을 도시한 것이고,
도 7은 도 6의 센싱 유닛을 구성하는 스위치의 동작 타이밍을 도시한 것이고,
도 8은 도 6의 픽셀 회로와 포토 센싱 회로를 구성하는 스위치의 동작 타이밍을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 표시 패널에 장착되는 픽셀 회로와 포토 센싱 회로가 소스 드라이브 IC에 내장된 센싱 유닛에 연결되는 것을 도시한 것이고,
도 10은 도 9의 센싱 유닛을 구성하는 스위치의 동작 타이밍을 도시한 것이고,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 포토 센싱 회로의 출력을 이용하여 픽셀의 휘도를 보상하는 것을 개념적으로 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 픽셀 회로와 전압 센싱 방식의 외부 보상 회로의 연결을 도시한 것이다.
도 1에서 픽셀 회로(PXL)는 표시 패널에 배열되고, 디지털-아날로그 컨버터(Digital-to-Analog Converter, DAC), 센싱 유닛(Sensing Unit, SU) 및 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter, ADC)는 소스 드라이브 IC에 내장된다.
DAC는 소스 드라이브 IC가 출력하는 디지털 데이터를 화상 표시용 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(Data Line, DL)을 통해 픽셀(PXL)에 인가한다.
센싱 유닛(SU)은, 픽셀 회로(PXL)에 포함된 구동 TFT(DT)에 흐르는 전류(Ids)에 대응하여 센싱 라인(SL)의 라인 커패시터(CSL)에 저장된 센싱 전압을 센싱 하는 것으로, 초기화 제어 신호(PRE)에 따라 기준 전압(Vref)을 제공하는 기준 전압 소스와 센싱 라인(Sensing Line, SL)의 연결을 제어하는 제1 스위치(SW1) 및 샘플링 제어신호(SAM)에 따라 센싱 라인(SL)과 ADC의 연결을 제어하는 제2 스위치(SW2)를 포함하여 구성될 수 있다. 제2 스위치(SW2)와 ADC 사이에 센싱 구동 때 아날로그 센싱 전압을 샘플링 하고 유지하기 위한 샘플&홀드부가 추가될 수도 있다.
구동 TFT(DT)에 흐르는 전류(Ids)에 따라 구동 TFT의 소스 노드(N2)의 전압이 변할 때, ADC는 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되는 특정 시점에 센싱 라인(SL)의 라인 커패시터(CSL)에 저장된 구동 TFT(DT)의 소스 노드 전압을 디지털 센싱 값으로 변환하여 출력한다.
픽셀(PXL)은, 구동 TFT(DT), 제1 스위칭 TFT(ST1), 제2 스위칭 TFT(ST2), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하여 구성된다. 제1 스위칭 TFT(ST1)는, 스캔 신호(SCAN)의 제어에 따라, 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가하고, 제2 스위칭 TFT(ST2)는 센스 신호(SENS)에 따라 기준 전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 인가하고, 구동 TFT(DT)는 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 OLED에 흐르는 전류를 제어한다.
외부 보상 방식은, 구동 TFT(DT)를 소스 팔로워(Source Follower) 방식으로 동작시킨 후 구동 TFT(DT)의 소스 단자의 전압을 센싱 전압으로 입력 받고, 센싱 전압을 ADC가 변환한 디지털 센싱 값(SD)을 토대로 구동 TFT(DT)의 문턱 전압 변화를 보상하기 위해 입력 디지털 비디오 데이터를 변조한다. 이러한 외부 보상은 센싱에 소요되는 시간이 비교적 길기 때문에 비표시 구간들 중 적어도 어느 하나에서 행해질 수 있다.
도 2는 포토 센서의 회로를 도시한 것이다.
포토 센서는 포토 TFT(PT), 포토 커패시터(CPT) 및 스위칭 TFT(ST)를 포함하여 구성된다. 포토 TFT(PT)는 스캔1(SCAN1) 신호가 온 상태를 유지하는 동안 입력되는 빛을 감지하여 전류를 생성하고, 포토 커패시터(CPT)는 스위칭 TFT(ST)가 오프 상태를 유지하는 동안 포토 TFT(PT)로부터 생성되는 전류를 충전하고, 스위칭 TFT(ST)는 스캔2(SCAN2) 신호에 따라 턴-온 되어 포토 커패시터(CPT)의 전압을 포토 라인(Photo Line, PL)에 공급하고, ADC는 포토 라인(PL)을 통해 전달되는 전압을 디지털 값으로 변환한다.
손가락, 펜, 눈동자와 같은 물체(object)가 포토 센서에 근접하거나 터치되면, 포토 센서에 입사되는 광량이 변화하고, 광량의 변화를 포토 라인(PL)을 통해 수신하여 처리하면 접근 또는 터치된 물체를 인식할 수 있게 된다. 또한, 레이저 포인터로부터 레이저 빔이 포토 센서에 입사하면 마찬가지로 포토 센서가 이를 감지하여 레이저 빔이 입사하는 위치 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 포토 센서는, 표시 패널에 내장되어, 터치 인식, 지문 인식, 홍채 인식, 레이저 포인터 인식 등과 같은 입력 장치로 사용될 수 있다.
포토 센서가, 표시 패널에 내장되어 터치나 포인터 인식을 위한 입력 장치로 사용되기 위해서는, 픽셀 단위(픽셀마다 하나의 포토 센서) 또는 소정 개수의 픽셀 그룹 단위(예를 들어 nXn개 픽셀마다 하나의 포토 센서)로 포토 센서가 장착되어야 하고, 또한 포토 센서의 출력을 인출하기 위한 배선, 즉 포토 라인이 필요하다.
데이터 라인이 진행하는 세로 방향(예를 들어 제1 방향)으로 나열된 포토 센서들을 묶어 하나의 포토 라인(PL)을 공유하게 한다고 하더라도, 게이트 라인이 진행하는 가로 방향(예를 들어 제1 방향과 수직인 제2 방향)으로 표시 패널의 가로 해상도에 해당하는 개수의 포토 라인 또는 가로 해상도를 n으로 나눈 개수의 포토 라인이 필요하다. 또한, 각 포토 라인에 ADC를 연결하거나 소정 개수의 포토 라인을 묶어 ADC를 연결하더라도, 많은 개수의 ADC를 표시 패널의 표시 영역 밖 베젤 영역에 배치해야 한다.
도 1에 도시한 것과 같이, 유기 발광 표시 장치에서 외부 보상을 위해 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 소스 드라이브 IC에 센싱 유닛과 ADC가 장착된다.
이러한 점에 착안하여, 본 발명은, 유기 발광 표시 장치에 포토 센서를 이용하는 입력 장치를 장착할 때, 외부 보상을 위한 ADC를 포토 센서의 출력에 함께 사용함으로써, 포토 센서의 출력을 변환할 ADC의 개수를 줄이고 베젤 영역이 커지는 것을 막을 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 디스플레이 구간에 포토 센싱을 수행하고 블랭크 구간에 외부 보상을 수행하는 것을 개념적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하여 설명한 것과 같이, 외부 보상 동작은 비표시 구간, 예를 들어 1 프레임에서 픽셀에 데이터를 기입하고 OLED를 발광시키는 디스플레이 기간(Display Period)를 제외한 블랭크 기간(Blank Period)에 수행될 수 있다. 소스 드라이브 IC에 포함된 ADC가 블랭크 기간에 동작하므로, ADC는 포토 센서의 출력을 블랭크 기간을 제외한 기간, 즉 디스플레이 기간에 디지털 값으로 변환해야 한다.
도 3에 도시한 것과 같이, 1 프레임 중에서, 디스플레이 기간에는 픽셀을 발광시키는 표시 동작과 포토 센서를 이용한 포토 센싱 동작이 이루어지고, 블랭크 기간에는 픽셀의 전기적 특성 변화를 센싱 하는 외부 보상 동작이 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치를 블록으로 도시한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 및 게이트 구동 회로(13)를 구비할 수 있다.
도 4의 표시 장치는, 외부 전원을 이용하여 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작에 필요한 전압을 생성하여 공급하고 고전위 구동 전압과 저전위 구동 전압을 생성하여 표시 패널(10)에 인가하는 전원 회로(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 표시 장치는 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 구동 회로(미도시)를 더 구비할 수 있다.
표시 패널(10)에는, 세로 방향(제1 방향)으로 진행하는 다수의 데이터 라인들(14), 센싱 라인들(14) 및 포토 라인들(14), 및 가로 방향(제2 방향)으로 배열되는 다수의 게이트 라인들(15)이 교차하고, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하는 교차 영역마다 픽셀들(PXL)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이를 형성한다.
게이트 라인들(15)은 데이터 전압 인가를 제어하기 위한 스캔 신호(SCAN)가 공급되는 다수의 제1 게이트 라인 및 픽셀(PXL)과 센싱 라인의 연결을 제어하기 위한 센스 신호(SENS)가 공급되는 다수의 제2 게이트 라인을 포함할 수 있다. 다만, 스캔 신호와 센스 신호가 같은 위상을 가질 때, 제1 및 제2 게이트 라인은 하나로 단일화될 수 있다.
픽셀 어레이에서, 같은 수평 라인에 배치되는 픽셀(PXL)은 데이터 라인들(14) 중 어느 하나, 센싱 라인들(14) 중 어느 하나, 제1 게이트 라인들 중 어느 하나, 제2 게이트 라인들 중 어느 하나에 접속되어 픽셀 라인을 형성한다.
하나의 픽셀 유닛에 포함된 다수의 픽셀들이 하나의 센싱 라인(14)을 공유할 수 있다. 픽셀 유닛은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀을 포함하는 3개의 서브 픽셀 또는 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 백색 서브픽셀을 포함한 4개의 서브픽셀로 구성될 수 있으나, 그에 한정되지 않는다.
또한, 표시 패널(10)에는, 하나의 픽셀 유닛마다 하나의 포토 센서(PS)가 배치되거나, 또는 가로 n개와 세로 n개의 픽셀 유닛 그룹에 하나의 포토 센서(PS)가 배치될 수 있다. 각 포토 센서(PS)는 세로 방향으로 진행하는 포토 라인들(14) 중 하나에 연결되고 가로 방향으로 진행하는 게이트 라인들(15) 중 하나 또는 두 개(도 2에서 SCAN1, SCAN2)에 연결될 수 있다. 또한, 각 포토 센서에는 소정의 전압 라인(도 2에서 V11, V22)이 연결될 수 있다. 포토 센서는 포토 TFT, 커패시터, 스위칭 TFT로 구성될 수 있다.
픽셀(PXL)은, 제1 게이트 라인을 통해 입력되는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 데이터 라인(14)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 입력 받고, 제2 게이트 라인을 통해 입력되는 센스 신호에 응답하여 센싱 유닛(SU)로부터 기준 전압(Vref)을 입력 받거나 센싱 유닛(SU)에 구동 TFT(DT)의 소스 전압을 출력할 수 있다. 동일 픽셀 라인에 배치된 픽셀들은 제1 게이트 라인으로부터 인가되는 스캔 신호 및 같은 제2 게이트 라인으로부터 인가되는 센스 신호에 따라 동시에 동작한다.
픽셀은, 전원 생성부로부터 고전위 구동 전압(EVDD)과 저전위 구동 전압(EVSS)을 공급 받고, 발광 소자, 구동 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 복수 개의 스위칭 트랜지스터를 구비할 수 있다. 발광 소자는 무기 전계 발광 소자나 유기 발광 다이오드 소자(OLED)가 될 수 있다. 이하에서는 편의상 OLED를 예로 들어 설명한다.
픽셀은 내부 보상 회로를 더 포함할 수 있다. 내부 보상 회로는 하나 이상의 스위칭 TFT들과 하나 이상의 커패시터를 포함하여 구동 TFT의 게이트를 초기화한 후에 구동 TFT의 문턱 전압과 이동도를 센싱 하여 데이터 전압을 보상한다. 내부 보상 회로는 공지된 어떠한 것으로도 적용할 수 있다.
픽셀을 구성하는 트랜지스터(또는 TFT)들은 P 타입 또는 N 타입의 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조로 구현되거나, 또는 P 타입과 N 타입이 혼용된 하이브리드 타입으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서 N 타입 트랜지스터를 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
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. 즉, MOSFET에서의 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다.
N 타입 MOSFET(NMOS)의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스에서 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. N 타입 MOSFET에서 전자가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. P 타입 MOSFET(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. P 타입 MOSFET에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다.
MOSFET의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예를 들어, MOSFET의 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 이하의 실시예에서 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되어서는 안 되고, 소스와 드레인 전극을 구분 없이 제1 및 제2 전극으로 칭하기도 한다.
표시 패널(10)에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱 되거나 픽셀들을 통해 센싱 될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시 패널(10) 위에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는 외부 호스트 시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동 회로(12)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍 신호를 입력 받아 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성한다. 제어 신호들은 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호(GCS)와 데이터 구동 회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호(DCS)를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 픽셀의 구동 특성을 센싱하고 그에 따른 보상 값을 갱신하기 위한 센싱 구동(또는 외부 보상 구동)과, 보상 값이 반영된 입력 영상을 표시하기 위한 디스플레이 구동을 정해진 제어 시퀀스에 따라 시간적으로 분리할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)의 제어 동작에 의해, 외부 보상 구동은 디스플레이 구동 사이의 수직 블랭크 기간(또는 버티컬 블랭크 시간)에 수행되거나 또는 디스플레이 구동이 시작되기 전의 파워 온 시퀀스 기간에서 수행되거나 또는 디스플레이 구동이 끝난 후의 파워 오프 시퀀스 기간에 수행될 수 있다.
수직 블랭크 기간은 입력 영상 데이터(DATA)가 기입되지 않는 기간으로서, 1 프레임 분의 입력 영상 데이터(DATA)가 기입되는 수직 액티브 기간들 사이마다 배치된다. 파워 온 시퀀스 기간은 구동 전원이 온 된 후부터 입력 영상이 표시될 때까지의 과도 기간을 의미한다. 파워 오프 시퀀스 기간은 입력 영상의 표시가 끝난 후부터 구동 전원이 오프 될 때까지의 과도 기간을 의미한다.
구동 TFT 특성 센싱 및 보상을 위한 외부 보상 구동은 시스템 전원이 인가되고 있는 도중에 표시 장치의 화면만 꺼진 상태, 예컨대, 대기 모드, 슬립 모드, 저전력 모드 등에서 수행될 수도 있다. 타이밍 컨트롤러(11)는 미리 정해진 감지 프로세스에 따라 대기 모드, 슬립 모드, 저전력 모드 등을 감지하고, 외부 보상 구동을 위한 제반 동작을 제어할 수 있다.
즉, 타이밍 컨트롤러(11)는, 외부 보상 구동에 따른 디지털 센싱 값(SD)을 데이터 구동 회로(12)로부터 입력 받고, 디지털 센싱 데이터(SD)를 기초로 입력 디지털 비디오 데이터(RGB)를 보상하여 데이터 구동 회로(12)에 공급함으로써, 구동 TFT의 전기적 특성을 보상하거나 또는 OLED의 열화를 보상할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따라 포토 센서의 출력 데이터에 좌표 알고리즘을 적용하여 좌표 데이터를 얻는 것을 개념적으로 도시한 것이다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 디스플레이 구동을 하는 디스플레이 기간에, 포토 센서의 출력 신호를 터치 또는 포인터 입력 신호로 검출하는 포토 센싱 구동을 수행할 수 있는데, 포토 센싱 구동에 따른 디지털 포토 데이터(PD)를 데이터 구동 회로(12)로부터 입력 받고, 이에 소정의 좌표 알고리즘을 적용하여 포토 센서를 통한 입력에 대응하는 좌표 데이터를 생성하고, 이를 연결된 호스트 시스템에 전송하여 터치 입력 또는 포인터 입력으로 사용할 수 있다.
즉, 타이밍 컨트롤러(11)는, 입력되는 디지털 포토 데이터(PD)를 기준 값과 비교하여, 기준 값을 넘는 디지털 포토 데이터(PD)를 출력하는 포토 센서에 터치나 포인터 입력이 있다고 판단하고 해당 포토 센서의 좌표를 구할 수 있는데, 하나의 클러스터를 이루는 복수 개의 포토 센서에서 출력되는 디지털 포토 데이터(PD)가 기준 값보다 클 때 해당 영역에 터치 또는 포인터 입력이 있다고 더 명확하게 판단하고 해당 영역의 중심 좌표를 계산할 수 있다.
호스트 시스템은, 타이밍 컨트롤러(11)로부터 디지털 포토 데이터(PD)에 대응하는 좌표 정보를 전달 받으면, 해당 좌표에 발생하는 터치에 따른 동작을 수행하거나, 또는 해당 좌표에 터치 또는 포인터 입력이 있는 것을 표현하는 이미지(예를 들어 소정 크기를 갖는 붉은 색의 원)를 생성하고 표시 패널(10)에 표시할 영상 데이터에 중첩하고 중첩된 영상 데이터를 타이밍 컨트롤러(11)에 출력할 수 있다.
데이터 구동 회로(12)는 타이밍 컨트롤러(11)의 제어에 따라 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들(14)로 출력하는데, 데이터 전압은 유기 발광 소자가 나타낼 이미지 신호에 대응되는 값일 수 있다.
또한, 데이터 구동 회로(12)는, 데이터 제어 신호(DDC)를 기반으로, 외부 보상 동작을 수행하는 블랭크 기간에, 센싱 유닛(SU)을 통해 픽셀의 구동 특징에 해당하는 센싱 라인의 전압을 센싱 하고 ADC를 통해 디지털 센싱 데이터(SD)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(11)에 출력한다.
또한, 데이터 구동 회로(12)는, 데이터 제어 신호(DDC)를 기반으로, 디스플레이 동작을 수행하는 디스플레이 기간에, 센싱 유닛(SU)을 통해 포토 센서(PS)의 출력에 해당하는 포토 라인의 전압을 센싱 하고 ADC를 통해 디지털 포토 데이터(PD)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(11)에 출력한다.
게이트 구동 회로(13)는, 타이밍 컨트롤러(11)의 제어에 따라 게이트 제어 신호(GDC)를 기반으로 스캔 신호와 센스 신호를 생성하되, 스캔 신호와 센스 신호를 행 순차 방식으로 생성하여 픽셀 라인마다 연결된 제1 및 제2 게이트 라인에 순차적으로 제공할 수 있다.
게이트 구동 회로(13)는, 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력 신호를 픽셀의 TFT 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적 회로들로 구성될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(13)는 GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식으로 표시 패널(10)의 하부 기판에 직접 형성될 수도 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 쉬프터는 PCB(Printed Circuit Board) 위에 실장되고, 쉬프트 레지스터는 표시 패널(10)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
모바일 기기나 웨어러블 기기에서 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13), 터치 구동 회로 등의 구동 회로, 타이밍 컨트롤러(11) 및 전원 회로는 하나의 집적 회로에 집적될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 패널에 장착되는 픽셀 회로와 포토 센싱 회로가 소스 드라이브 IC에 내장된 센싱 유닛에 연결되는 것을 도시한 것으로, 표시 패널에는 2개의 연속하는 픽셀 라인(PL#1, PL#2)에 각각 픽셀들과 포토 센서들이 배치되어 있다.
픽셀(PXL)은, 발광 다이오드, 구동 TFT(DT), 스토리지 커패시터(CST), 제1 스위칭 TFT(ST1) 및 제2 스위칭 TFT(ST2)를 포함하여 구성될 수 있다.
발광 다이오드, 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED)는 제2 노드(N2)에 접속된 애노드 전극, 저전위 구동 전압(EVSS)의 입력 단에 접속된 캐소드 전극, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 유기 화합물층을 포함한다.
구동 TFT(DT)는, 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 OLED에 입력되는 전류량을 제어하는데, 제1 노드(N1)에 접속된 게이트 전극, 고전위 구동 전압(EVDD)의 입력 단에 접속된 제1 전극 및 제2 노드(N2)에 접속된 제2 전극을 구비한다.
스토리지 커패시터(CST), 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다.
제1 스위칭 TFT(ST1)는 스캔 신호(SCAN11, SCAN21)에 응답하여 데이터 라인(DL)의 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(N1)에 인가하고, 게이트 전극은 스캔 신호(SCAN11)를 출력하는 제1 게이트 라인(15)에 접속되고, 제1 전극은 데이터 라인(14)에 접속하고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속한다.
제2 스위칭 TFT(ST2)는 센스 신호(SENS1, SENS2)에 응답하여 제2 노드(N2)와 센싱 라인(SL) 사이 연결을 제어한다. 제2 스위칭 TFT(ST2)는 제2 게이트 라인(15)에 접속된 게이트 전극, 센싱 라인(SL)에 접속된 제1 전극 및 제2 노드(N2)에 접속된 제2 전극을 구비한다.
포토 센서(Photo Sensor)는 포토 TFT(PT), 제3 스위칭 TFT(ST3) 및 포토 커패시터(CPT)를 포함하여 구성될 수 있다.
포토 TFT(PT)는, 포토 반도체층에 입사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는데, 게이트 전극이 제1 게이트 라인들(15) 중 하나에 연결되고, 제1 전극이 제1 전압(V11)의 입력단에 연결되고, 제2 전극이 포토 커패시터(CPT)의 제1 전극에 연결된다.
포토 TFT(PT)에서 생성되는 전류를 충전하는 포토 커패시터(CPT)는, 제1 전극이 포토 TFT(PT)의 제2 전극에 연결되고, 제2 전극은 제2 전압(V22)의 입력단에 연결될 수 있다.
제3 스위칭 TFT(ST3)는 포토 커패시터(CPT)와 포토 라인(PL)의 연결을 제어하는데, 게이트 전극은 제1 게이트 라인들(15) 중 다른 하나에 연결되고, 제1 전극은 포토 커패시터(CPT)의 제1 전극에 연결되고, 제2 전극은 포토 라인(PL)에 연결된다.
포토 TFT(PT)와 제3 스위칭 TFT(ST3)는 각각 게이트 구동 회로(13)가 출력하는 스캔 신호 중 하나를 이용할 수 있는데, 같은 픽셀 라인에 공급되는 스캔 신호를 이용하거나 다른 픽셀 라인에 공급되는 스캔 신호를 이용할 수 있다.
소스 드라이브 IC(S-IC)는 DAC, 센싱 유닛(Sensing Unit) 및 ADC를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 라인(DL)에 연결되는 DAC는, 디스플레이 구동 때, 데이터 제어 신호(DDC)에 따라 타이밍 컨트롤러(11)로부터 인가되는 입력 영상 데이터(DATA)를 디스플레이용 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 디스플레이용 데이터 전압(Vdata)은 입력 영상의 계조에 따라 달라지는 전압이다.
DAC는, 외부 보상 구동 때, 데이터 제어 신호(DDC)에 따라 센싱용 데이터 전압을 생성하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 센싱용 데이터 전압은 외부 보상 구동 때 픽셀(PXL)에 구비된 구동 TFT(DT)를 턴-온 시킬 수 있는 전압이다. 센싱용 데이터 전압은 모든 픽셀들에 대해 동일한 값으로 생성되거나 컬러마다 픽셀 특성이 다름을 감안하여 컬러마다 다른 값으로 생성될 수 있다.
센싱 유닛(Sensing Unit)은, 외부 보상 구동 때, 데이터 제어 신호(DDC)를 기반으로, 센싱 라인(SL)에 기준 전압(Vref)을 공급하거나 또는 센싱 라인(SL)의 센싱 라인 커패시터(CSL)에 저장되는, 픽셀(PLX)의 제2 노드(N2)의 전압(OLED나 구동 TFT에 대한 전기적 특성 값)을 샘플링 하고 홀딩 하여 ADC에 공급할 수 있다. 센싱 유닛은 전류 센싱형 또는 전압 센싱형으로 구현될 수 있는데, 도 6에서는 전압 센싱형을 도시하고 있다.
또한, 센싱 유닛은, 디스플레이 구동 때, 포토 센서의 포토 커패시터(CPT)에 저장되어 포토 라인(PL)을 따라 흐르는 전류(포토 센서가 입력되는 빛을 전류로 변환하여 커패시터에 축적한 포토 입력)을 증폭하여 ADC에 공급할 수 있다.
센싱 유닛은 제5 스위칭 TFT(ST5), 제6 스위칭 TFT(ST6), 제7 스위칭 TFT(ST7) 및 버퍼(Buffer)를 포함하여 구성될 수 있다.
제5 스위칭 TFT(ST5)는, 픽셀에 기준 전압(Vref)을 공급하는 것을 제어하기 위한 것으로, 게이트 전극은 제1 스위칭 신호(SW1)를 공급 받고, 제1 전극은 기준 전압(Vref)의 입력단에 연결되고, 제2 전극은 센싱 라인(SL)에 연결된다.
제6 스위칭 TFT(ST6), 센싱 라인(SL)과 ADC의 연결을 제어하는데, 게이트 전극은 제2 스위칭 신호(SW2)를 공급 받고, 제1 전극은 센싱 라인(SL)에 연결되고 제2 전극은 ADC에 연결된다.
제7 스위칭 TFT(ST7)는, 포토 라인(PL)과 ADC의 연결을 제어하는데, 게이트 전극은 제3 스위칭 신호(SW3)를 공급 받고, 제1 전극은 포토 라인(PL)에 연결되고 제2 전극은 버퍼(Buffer)에 연결된다.
(Buffer)는, 피드백 커패시터(미도시)에 의해 포토 라인(PL)을 통해 입력되는 포토 센서의 출력 전류를 적분하고 증폭하여 ADC에 전달한다.
ADC는 센싱 유닛이 출력하는 전압을 디지털 데이터로 변환하는데, 복수 개의 센싱 유닛이 하나의 ADC에 순차적으로 연결될 수 있다. 따라서, ADC는, 디스플레이 기간에는 복수 개의 포토 라인(PL)으로부터 순차적으로 포토 센싱 신호를 인가 받아 디지털 포토 데이터(PD)로 출력하고, 블랭크 기간에는 복수 개의 센싱 라인(SL)으로부터 순차적으로 제2 노드(N2)의 전압을 인가 받아 디지털 센싱 데이터(SD)로 출력할 수 있다.
도 7은 도 6의 센싱 유닛을 구성하는 스위치의 동작 타이밍을 도시한 것이고, 도 8은 도 6의 픽셀 회로와 포토 센싱 회로를 구성하는 스위치의 동작 타이밍을 도시한 것이다.
1 프레임은 영상 데이터를 표시 패널(10)에 표시하는 디스플레이 구동과 포토 센서에 축적된 전압을 검출하는 포토 센싱 구동을 수행하는 디스플레이 기간(수직 액티브 기간)(Display Period))과 외부 보상 구동을 수행하는 수직 블랭크 기간(Blank Period)으로 분할되어 구동된다.
도 7에서 블랭크 기간(Blank Period)에, 턴-오프 레벨의 제1 스위칭 신호(SW1, SW3)에 따라 제5 스위칭 TFT(ST5)가 센싱 라인(SL)에 기준 전압(Vref)을 공급하지 않고, 턴-온 레벨의 제2 스위칭 신호(SW2)에 따라 제6 스위칭 TFT(ST6)가 센싱 라인(SL)을 ADC에 연결하고, 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 신호(SW3)에 따라 제7 스위칭 TFT(ST7)가 포토 라인(PL)과 버퍼(Buffer)의 연결을 끊는다.
또한, 블랭크 기간(Blank Period)에, 외부 보상 구동을 수행할 픽셀 라인(도 7에서 i번째 픽셀 라인)의 제2 게이트 라인(15)에 턴-온 레벨의 센스 신호(SENS(i))가 인가되어 해당 픽셀 라인의 픽셀과 센싱 라인(SL)을 연결한다.
표시 장치는 블랭크 기간(Blank Period)에 픽셀의 구동 특징을 센싱 하는 외부 보상 동작을 수행한다. 즉, 블랭크 기간(Blank Period)에, 데이터 구동 회로(12)는 i번째 픽셀 라인에 속하는 모든 서브픽셀 또는 일부 서브픽셀의 데이터 라인(14, DL)에 센싱용 데이터 전압을 인가하고, 게이트 구동 회로(13)는 i번째 픽셀 라인의 제1 게이트 라인(15)에 스캔 펄스를 인가하여 제1 스위칭 TFT(ST1)을 턴-온 시켜 데이터 라인의(DL)의 센싱용 데이터 전압을 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(N1)에 인가하고, 이에 구동 TFT(DT)가 턴-온 되어 구동 TFT(DT)에 전류가 흘러 제2 노드(N2)에 센싱용 데이터 전압과 구동 TFT(DT)의 문턱 전압의 차 값에 해당하는 전압이 형성되고, 센싱 유닛이 제2 스위칭 TFT(ST2), 센싱 라인(SL) 및 제6 스위칭 TFT(ST6)를 거쳐 제2 노드(N2)의 전압을 센싱 하고 ADC가 이를 디지털 센싱 데이터(SD)로 변환하여 출력한다.
도 7에서 1 수평 기간(1H) 주기의 데이터 인에이블 신호(DE)에 맞추어 모든 픽셀 라인에 순차적으로 데이터 전압을 인가하는 디스플레이 기간(Display Period)에, 턴-온 레벨의 제1 스위칭 신호(SW1)에 따라 제5 스위칭 TFT(ST5)가 센싱 라인(SL)에 기준 전압(Vref)을 인가하고, 턴-오프 레벨의 제2 스위칭 신호(SW2)에 따라 제6 스위칭 TFT(ST6)가 센싱 라인(SL)과 ADC의 연결을 끊고, 턴-온 레벨의 제3 스위칭 신호(SW3)에 따라 제7 스위칭 TFT(ST7)가 포토 라인(PL)과 버퍼(Buffer)를 연결한다.
표시 장치는, 디스플레이 기간에, 제1 픽셀 라인(PL#1)부터 마지막 픽셀 라인까지 순차적으로 각 픽셀 라인에 포함된 픽셀(PXL)에 데이터 전압을 기입하고 OLED를 발광시켜 영상 데이터를 표시 패널(10)에 표시하고, 제1 픽셀 라인(PL#1)부터 마지막 픽셀 라인까지 순차적으로 각 픽셀 라인에 포함된(또는 소정 픽셀 라인 간격으로 배치된) 포토 센서(Photo Sensor)의 스위치를 제어하여 포토 센서에 입력되는 빛을 포토 커패시터(CPT)에 축적하고 포토 라인(PL)에 인가하고, 센싱 유닛과 ADC를 통해 디지털 포토 데이터(PD)로 출력하는 포토 센싱 구동을 수행한다.
도 8에서, 게이트 구동 회로(13)는, 1 수평 기간(1H) 간격으로, 제1 픽셀 라인(PL#1)부터 마지막 픽셀 라인까지 순차적으로 각 픽셀 라인의 픽셀에 스캔 신호와 센스 신호를 출력한다.
즉, 게이트 구동 회로(13)는, 첫 번째 수평 기간에, 제1 픽셀 라인(PL#1)의 제1 게이트 라인(15)에 펄스 폭이 1H인 스캔 신호(SCAN11)를 인가하여 제1 스위칭 TFT(ST1)를 턴-온 시켜 데이터 라인(DL)의 데이터 전압이 제1 노드(N1)에 인가되도록 하고, 제1 픽셀 라인(PL#1)의 제2 게이트 라인(15)에 펄스 폭이 1H보다 작은 센스 신호(SENS1)를 인가하여 제2 스위칭 TFT(ST2)를 턴-온 시켜 센싱 라인(SL)의 기준 전압(Vref)이 제2 노드(N2)에 인가되도록 한다. 턴-온 레벨의 센스 신호(SENS1)가 인가되는 동안 OLED는 기준 전압(Vref)으로 초기화되므로 초기화 기간이라 한다.
첫 번째 수평 기간의 중반 이후에, 스캔 신호(SCAN11)가 턴-온 레벨을 유지하고 센스 신호(SENS1)가 턴-오프 레벨로 바뀌면, 구동 TFT(DT)에는 초기화 기간에 설정된 게이트-소스 간 전위차(Vgs)에 상당하는 전류가 흐르고, 이에 구동 TFT(DT)의 소스 전극인 제2 노드(N2)의 전위는 구동 TFT(DT)의 게이트 전극인 제1 노드(N1)에 인가된 데이터 전압을 향해 상승하여 원하는 계조 레벨에 맞게 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전위차(Vgs)를 프로그래밍 하므로, 센싱 기간에 해당한다.
두 번째 수평 기간에 스캔 신호(SCAN11)가 턴-오프 레벨로 바뀌면, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 전위는 센싱 기간에 프로그래밍 된 전위차(Vgs)를 유지하면서 OLED의 문턱 전압 이상의 전압 레벨까지 상승한 후 유지되고, 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전위차(Vgs)에 상당하는 구동 전류가 OLED를 통해 흐르며, 그 결과 OLED가 발광하여 원하는 계조가 구현되고, 이 기간은 발광 기간에 해당한다.
첫 번째 픽셀 라인(PL#1)의 픽셀과 비슷하게, 두 번째 수평 기간에, 도 8에 도시한 것과 같은 두 번째 픽셀 라인(PL#2)의 픽셀에 스캔 신호(SCAN21)와 센스 신호(SENS2)가 인가되어 픽셀에 데이터 전압을 인가하고 OLED를 초기화하고 또한 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전위차(Vgs)를 프로그래밍 하고, 세 번째 수평 기간에 두 번째 픽셀 라인의 픽셀들이 발광한다.
한편, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치된 포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)의 게이트 전극에는 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)의 제1 게이트 라인(15)에 인가되는 스캔 신호(SCAN11)가 첫 번째 수평 기간에 인가되고, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치된 포토 센서의 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에는 세 번째 픽셀 라인(PL#3)의 제1 게이트 라인에 인가되는 스캔 신호가 세 번째 수평 기간에 인가된다.
이에 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치된 포토 센서는, 첫 번째 수평 기간에, 포토 커패시터(CPT)에 저장된 전하를 포토 라인(PL)과 센싱 유닛의 제7 스위칭 TFT(ST7)을 통해 센싱 유닛의 버퍼(Buffer)에 전달하고, 버퍼(Buffer)는 이를 적분하고 증폭하고 ADC가 이를 디지털 포토 데이터(PD)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(11)에 출력한다.
마찬가지로 두 번째 픽셀 라인(PL#2)에 배치된 포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)의 게이트 전극에는 두 번째 픽셀 라인(PL#2)의 제1 게이트 라인에 인가되는 스캔 신호(SCAN21)가 두 번째 수평 기간에 인가되고, 두 번째 픽셀 라인(PL#2)에 배치된 포토 센서의 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에는 네 번째 픽셀 라인(PL#4)의 제1 게이트 라인에 인가되는 스캔 신호가 네 번째 수평 기간에 인가된다. 이에 두 번째 픽셀 라인(PL#2)에 배치된 포토 센서는, 두 번째 수평 기간에 포토 커패시터(CPT)에 저장된 전하에 상응하는 디지털 포토 데이터(PD)를 출력할 수 있다.
포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)의 게이트 전극과 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에 각각 픽셀 라인에 인가하는 스캔 신호들을 인가할 때, 적어도 서로 1H 이상 이격된 스캔 신호를 인가하여 포토 TFT(PT)가 턴-온 되어 포토 커패시터(CPT)에 전하가 축적되는 동안 포토 커패시터(CPT)가 포토 라인(PL)에 연결되지 않도록 할 수 있다.
포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)의 게이트 전극과 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에 인가하는 스캔 신호의 순서를 도 8과 다르게 할 수도 있는데, 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에 제3 스위칭 TFT(ST3)의 게이트 전극에 인가하는 스캔 신호보다 더 빠른 스캔 신호를 인가할 수 있다. 즉, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치된 포토 센서의 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)의 제1 게이트 라인(15)에 인가되는 스캔 신호(SCAN11)를 첫 번째 수평 기간에 인가하고, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치된 포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)의 게이트 전극에는 세 번째 픽셀 라인(PL#3)의 제1 게이트 라인에 인가되는 스캔 신호(SCAN31)를 세 번째 수평 기간에 인가할 수도 있다.
한편, 가로 해상도가 3840이고 세로 해상도가 2160인 4K 표시 패널에서 6X6 픽셀 유닛 그룹마다 하나의 포토 센서를 배치한다면, 가로 방향으로 640(3840/6)개, 세로 방향으로 360(640)개의 포토 센서를 표시 패널에 배치할 수 있다.
데이터 구동 회로(12)에 8개의 소스 드라이브 IC가 장착되고 각 소스 드라이브 IC에 하나의 ADC가 배치된다면, 하나의 ADC는 6개의 수평 기간(6H) 동안 80(640/8)개의 센싱 유닛에서 포토 센싱 신호를 처리하게 된다. 1 수평 기간은 1s/60frames/2160=7.4us 정도이고 6H는 44.4us이다.
4Mhz로 동작하는 ADC가 하나의 샘플을 처리하는데 0.25us가 소요되고, 80개의 샘플을 처리하는데 0.25us x 80 = 20us가 소요되므로, 6H 동안 ADC가 80개의 포토 센싱 신호를 처리하는 데에는 아무런 문제가 없다.
이와 같이, 포토 센싱을 위한 별도의 수신 드라이브 IC를 삭제하고 외부 보상을 위한 소스 드라이브 IC에 통합함으로써, 드라이브 IC의 일체화가 가능해지고 ADC의 개수를 줄여 비용 절감을 할 수 있다. 또한, 드라이브 IC의 일체화에 따라 베젤의 크기를 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 표시 패널에 장착되는 픽셀 회로와 포토 센싱 회로가 소스 드라이브 IC에 내장된 센싱 유닛에 연결되는 것을 도시한 것이고, 도 10은 도 9의 센싱 유닛을 구성하는 스위치의 동작 타이밍을 도시한 것이다.
도 9에서는 포토 센서의 포토 라인(PL)을 생략하고 포토 센서를 픽셀의 센싱 라인(SL)에 연결한다. 도 6의 실시예에서는, 디스플레이 기간(Display Period)에, 센싱 라인(SL)을 통해 센싱 유닛에서 기준 전압(Vref)을 픽셀에 인가하고, 또한 포토 센서의 포토 커패시터(CPT)에 축적된 전하를 포토 라인(PL)을 통해 센싱 유닛에 전달한다. 도 6과는 달리, 도 9의 실시예에서는, 디스플레이 기간에, 센싱 라인(SL)을 통한 신호 전달이 중첩될 수 있으므로, 포토 라인(PL)과 센싱 라인(SL)을 통합하기 위해서는 기준 전압(Vref)을 픽셀에서 공급해야 한다.
이를 위해, 픽셀 회로(PXL)는 제4 스위칭 TFT(ST4)를 더 포함하는데, 제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극은 스캔 신호(SCAN14)를 출력하는 게이트 라인(15)에 연결되고, 제1 전극은 기준 전압(Vref)의 입력단에 연결되고, 제2 전극은 제2 노드(N2)에 연결된다.
센싱 유닛(Sensing Unit)은, 제8 스위칭 TFT(ST8), 제9 스위칭 TFT(ST9), 제10 스위칭 TFT(ST10), 센싱 유닛 커패시터(CSU) 및 버퍼(Buffer)를 포함하여 구성될 수 있다.
제8 스위칭 TFT(ST8)와 제9 스위칭 TFT(ST9)는, 센싱 라인(SL)과 ADC의 연결을 제어하는데, 제8/제9 스위칭 TFT(ST8/ST9)의 게이트 전극은 제4 스위칭 신호(SW4)를 공급 받고, 제8 스위칭 TFT(ST8)의 제1 전극은 센싱 라인(SL)에 연결되고 제2 전극은 센싱 유닛 커패시터(CSU)의 제1 전극에 연결되고, 제9 스위칭 TFT(ST9)의 제1 전극은 센싱 유닛 커패시터(CSU)의 제1 전극에 연결되고 제2 전극은 ADC에 연결된다.
센싱 유닛 커패시터(CSU)는, 외부 보상 동작 때 제2 노드(N2)의 전압을 저장하기 위한 것으로 도 6의 실시예에서 센싱 라인 커패시터(CSL)의 역할을 하고, 제1 전극은 제8 스위칭 TFT(ST8)의 제2 전극과 제9 스위칭 TFT(ST9)의 제1 전극에 연결되고 제2 전극은 소정 전압, 예를 들어 공통 전압을 공급하는 입력단에 연결된다.
제10 스위칭 TFT(ST10)는 센싱 라인(PL)과 ADC의 연결을 제어하는데, 게이트 전극은 제5 스위칭 신호(SW5)를 공급 받고, 제1 전극은 센싱 라인(SL)에 연결되고, 제2 전극은 버퍼에 연결된다.
도 9의 제10 스위칭 TFT(ST10)와 버퍼(Buffer)는 도 6의 제7 스위칭 TFT(ST7)와 버퍼(Buffer)와 같다.
도 10에서 블랭크 기간(Blank Period)에, 턴-온 레벨의 제4 스위칭 신호(SW4)에 따라 제8 및 제9 스위칭 TFT(ST8, ST9)가 센싱 라인(SL)을 ADC에 연결하고, 턴-오프 레벨의 제5 스위칭 신호(SW5)에 따라 제10 스위칭 TFT(ST10)가 센싱 라인(SL)과 버퍼(Buffer)의 연결을 끊는다.
또한, 블랭크 기간(Blank Period)에, 외부 보상 구동을 수행할 픽셀 라인(예를 들어 i번째 픽셀 라인)의 제2 게이트 라인(15)에 턴-온 레벨의 센스 신호(SENS(i))가 인가되어 해당 픽셀 라인의 픽셀과 센싱 라인(SL)을 연결한다. 하지만, 센스 신호(SENS)는, 디스플레이 기간(Display Period)에는, 모든 픽셀 라인에 대해서 턴-오프 레벨로 인가되어 픽셀과 센싱 라인(SL)의 연결을 끊는다.
도 9의 센싱 유닛의 동작은 도 6의 센싱 유닛에 대해 설명한 것과 거의 같아서, 설명을 생략한다.
제4 스위칭 TFT(ST4)의 게이트 전극에 인가되는 스캔 신호(SCAN14)는, 블랭크 기간(Blank Period)에는 턴-오프 레벨이고, 디스플레이 기간(Display Period)에는 도 8의 센스 신호(SENS1)와 같은 신호로 입력된다. 즉, 스캔 신호(SCAN14)는 해당 픽셀 라인에 스캔 신호가 입력되는 수평 기간의 초기에 턴-온 레벨로 입력되고 수평 기간의 후반에 턴-오프 레벨로 입력되어 해당 픽셀 라인의 픽셀에 초기화 기간과 센싱 기간을 제공한다.
역시, 도 9와 도 10의 실시예에서 디스플레이 기간에 픽셀의 OLED를 발광시키는 디스플레이 구동과 포토 센서에서 터치 또는 포인터 입력을 센싱 하는 포토 센싱 구동 및 블랭크 기간에 픽셀의 구동 특성을 센싱 하는 외부 보상 구동은 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 같아서, 그 설명을 생략한다.
도 9의 실시예와 같이 포토 라인을 생략하고 센싱 라인에 통합함으로써, 픽셀을 통과하는 배선의 개수를 줄임으로써 픽셀의 개구율을 높일 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 포토 센싱 회로의 출력을 이용하여 픽셀의 휘도를 보상하는 것을 개념적으로 도시한 것이다.
도 6 내지 도 10의 실시예는 외부 입력을 수신하기 위해 포토 센서를 사용하는 경우에 해당한다. 하지만, 픽셀마다 포토 센서가 배치되는 경우, 대응하는 픽셀이 발광하는 빛을 포토 센서가 감지하면 이를 픽셀의 휘도를 보상하는 데 사용할 수 있다.
OLED 발광층과 TFT 어레이가 수직으로 적층되는 수직 적층 구조에서, OLED 발광층에서 방사되는 빛은 표시 패널(10)의 표면뿐만 아니라 TFT 어레이를 향해 진행하기 때문에, TFT 어레이에 배치되는 포토 센서의 포토 TFT가 대응하는 픽셀이 발광하는 빛에 대응하는 전기 신호를 출력할 수 있다.
OLED 발광층과 TFT 어레이가 수평으로 배치되는 구조에서도, OLED 발광층에서 방사되는 빛은 뱅크(Bank)를 가로질러 수평 방향으로 진행하여 포토 센서에 진입할 수 있는데, 이웃 픽셀에서 발광하는 빛이 포토 센서로 진입하지 않도록 셀 경계에 있는 뱅크에 코팅 처리할 수도 있다.
포토 센서는 대응하는 픽셀이 발광하는 기간 동안 또는 발광하는 기간의 일부 동안 입사하는 빛을 이용하여 커패시터에 전하를 저장해야 한다. 따라서, 도 6이나 도 9의 포토 센서에서 포토 TFT(PT)의 게이트 전극에는 대응하는 픽셀이 발광하는 동안 턴-온 레벨의 신호가 인가되어야 한다.
도 8에서, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치되는 픽셀은 첫 번째 수평 기간에 초기화와 샘플링이 이루어지고 다음 두 번째 수평 기간부터 발광이 이루어진다. 이에, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)에 배치되는 포토 센서의 포토 TFT(PT)는, 두 번째 수평 기간 이후에 동작해야 하고, 게이트 전극에는 두 번째 픽셀 라인(PL#2)의 제1 게이트 라인(15)에 인가되는 스캔 신호(SCAN21) 또는 세 번째 픽셀 라인(PL#3)의 제1 게이트 라인(15)에 인가되는 스캔 신호(SCAN31)가 인가될 수 있다.
포토 커패시터(CPT)에 축적된 전하를 포토 라인(PL)에 인가하기 위한 포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)는 포토 TFT(PT)가 동작하는 시간 이후에 동작해야 한다. 하지만, 마지막 픽셀 라인의 포토 센서의 경우 포토 센서의 제3 스위칭 TFT(ST3)가 동작할 시간을 확보하기 어렵기 때문에, 포토 TFT(PT)가 동작하는 프레임과 같은 프레임이 아닌 다음 프레임에 제3 스위칭 TFT(ST3)가 포토 커패시터(CPT)에 축적된 전하를 포토 라인(PL)에 인가하는 편이 유리하다.
또한, 포토 센서가 배치되는 픽셀 라인에서 먼 픽셀 라인으로부터 스캔 신호를 인출하는 것도 픽셀 배선 구조를 복잡하게 하여 개구율을 낮추게 하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 도 8과 같이, 첫 번째 픽셀 라인(PL#1)의 포토 센서에서, 스캔 신호(SCAN12)로 제어되는 제3 스위칭 TFT(ST3)가 같은 픽셀 라인(PL#1)에 인가되는 스캔 신호(SCAN11)를 이용하여 이전 프레임에 첫 번째 픽셀 라인에 배치된 대응하는 픽셀의 발광에 의해 포토 커패시터(CPT)에 축적된 전하를 포토 라인(PL)에 전달할 수 있다. 또한, 스캔 신호(SCAN13)로 제어되는 포토 TFT(PT)가 두 수평 기간 이후(또는 두 픽셀 라인 아래) 인가되는 스캔 신호(SCAN31)를 이용하여 현재 프레임에 첫 번째 픽셀 라인에 배치되는 대응하는 픽셀이 발광하는 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 포토 커패시터(CPT)에 전하로 축적할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는, 소정 개수의 계조별 영상 데이터와 휘도의 상관 관계를 저장하는 룩업 테이블(LUT)을 관리하는데, 룩업 테이블에서 휘도는 포토 센서가 출력하는 디지털 포토 데이터(PD) 형태로 관리될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(11)는, 픽셀에 인가한 영상 데이터와 해당 영상 데이터로 픽셀을 발광시켜 포토 센서가 검출한 디지털 포토 데이터(PD)를 룩업 테이블(LUT)에 저장된 값과 비교하고, 이에 따라 픽셀의 전기적 특성의 변화를 판단하고, 해당 픽셀의 구동 특징을 보상할 수 있도록 픽셀에 인가할 영상 데이터를 변경할 수 있다.
이와 같이, 포토 센서를 이용하여 실제 출력되는 휘도를 기반으로 픽셀의 발광 특징의 변화를 보상할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시 패널 11: 타이밍 컨트롤러
12: 데이터 구동 회로 13: 게이트 구동 회로
14: 데이터 라인 15: 게이트 라인

Claims (17)

  1. 영상 신호에 대응하여 발광하는 복수 개 픽셀과 입사하는 빛에 대응하여 전기 신호를 출력하는 복수 개의 포토 센서를 구비하는 표시 패널;
    상기 픽셀에 상기 영상 신호를 제공하고 상기 픽셀로부터 해당 픽셀의 특징을 가리키는 센싱 신호를 수신하고 상기 포토 센서로부터 상기 전기 신호를 수신하기 위한 하나 이상의 소스 드라이브 IC를 포함하는 데이터 구동 회로;
    상기 픽셀과 포토 센서의 동작을 제어하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위한 게이트 구동 회로; 및
    상기 데이터 구동 회로와 게이트 구동 회로의 동작을 제어하기 위한 제어 신호와 상기 표시 패널에 표시할 영상 데이터를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고,
    상기 소스 드라이브 IC는,
    상기 타이밍 컨트롤러가 제공하는 영상 데이터를 상기 영상 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기(DAC);
    상기 픽셀에 상기 영상 신호를 공급하는 디스플레이 기간에 상기 포토 센서로부터 상기 전기 신호를 수신하고 두 디스플레이 기간 사이 블랭크 기간에 상기 픽셀로부터 상기 센싱 신호를 수신하기 위한 하나 이상의 센싱 유닛; 및
    상기 센싱 유닛이 출력하는 신호를 디지털 데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하여 구성되되,
    상기 픽셀은 센싱 라인을 통해 상기 센싱 유닛과 연결되고, 상기 포토 센서는 포토 라인을 통해 상기 센싱 유닛과 연결되고,
    상기 센싱 유닛은, 상기 센싱 라인을 통해 상기 픽셀에 기준 전압을 제공하는 것을 제어하는 제5 스위칭 TFT, 상기 센싱 라인과 상기 ADC의 연결을 제어하는 제6 스위칭 TFT, 상기 포토 라인과 상기 ADC의 연결을 제어하는 제7 스위칭 TFT 및 상기 포토 라인을 통해 입력되는 상기 전기 신호를 증폭하여 상기 ADC에 전달하는 버퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀은, 인가되는 전류에 따라 빛을 방사하는 발광 다이오드, 게이트-소스 사이 전압에 따라 상기 발광 다이오드에 인가되는 전류량을 조절하는 구동 TFT, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 구동 회로가 제공하는 영상 신호를 상기 구동 TFT의 게이트 전극에 제공하는 제1 스위칭 TFT, 상기 스캔 신호에 따라 상기 센싱 유닛과의 연결을 제어하는 제2 스위칭 TFT 및 상기 구동 TFT에 인가되는 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 저장하기 위한 스토리지 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제5 스위칭 TFT 와 제7 스위칭 TFT 는 상기 디스플레이 기간에 턴-온 되고, 상기 제6 스위칭 TFT 는 상기 블랭크 기간에 턴-온 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 픽셀과 포토 센서는 센싱 라인을 통해 상기 센싱 유닛과 연결되고,
    상기 픽셀은 기준 전압을 공급하는 타이밍을 제어하기 위한 스위칭 TFT를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 센싱 유닛은, 같은 제어 신호에 따라 상기 블랭크 기간에 상기 센싱 라인과 상기 ADC를 연결하는 제8 및 제9 스위칭 TFT, 상기 제8 및 제9 스위칭 TFT 사이에 배치되어 상기 센싱 신호에 대응하는 전압을 저장하는 센싱 유닛 커패시터, 상기 디스플레이 기간에 상기 센싱 유닛과 상기 ADC를 연결하는 제10 스위칭 TFT 및 상기 디스플레이 기간에 상기 센싱 라인을 통해 입력되는 상기 전기 신호를 증폭하여 상기 ADC에 전달하는 버퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀과 상기 센싱 유닛은 센싱 라인을 통해 연결되고,
    상기 게이트 구동 회로는, 상기 디스플레이 기간 중 상기 데이터 구동 회로가 상기 영상 신호를 제공하는 픽셀을 상기 센싱 라인에 연결하도록 해당 픽셀에 턴-온 레벨의 센스 신호를 제공하고, 상기 블랭크 기간 중 상기 데이터 구동 회로가 센싱용 영상 신호를 제공하는 픽셀을 상기 센싱 라인에 연결하도록 해당 픽셀에 상기 턴-온 레벨의 센스 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 포토 센서는, 입사되는 빛에 상응하는 전류를 출력하는 포토 TFT, 상기 포토 TFT가 출력하는 전류를 충전하는 포토 커패시터, 및 상기 스캔 신호에 따라 상기 포토 커패시터와 상기 센싱 유닛의 연결을 제어하는 제3 스위칭 TFT를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 포토 TFT와 상기 제3 스위칭 TFT는 상기 게이트 구동 회로가 생성하고 적어도 1 수평 기간 이상 이격된 스캔 신호에 의해 턴-온 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 포토 센서의 제3 스위칭 TFT는 상기 게이트 구동 회로가 해당 포토 센서에 대응하는 픽셀에 상기 영상 신호가 인가되도록 해당 픽셀에 공급하는 제1 스캔 신호에 의해 제어되고, 상기 포토 센서의 포토 TFT는 상기 제1 스캔 신호보다 적어도 2 수평 기간 늦은 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 포토 센서는 대응하는 픽셀이 입력되는 영상 신호에 따라 발광하는 빛에 상응하는 전기 신호를 상기 센싱 유닛에 출력하고, 상기 ADC는 상기 전기 신호를 디지털 포토 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 영상 데이터와 픽셀이 발광하는 휘도의 상관 관계를 저장하는 룩업 테이블을 관리하고, 상기 데이터 구동 회로로부터 전송되는 디지털 포토 데이터를 상기 룩업 테이블의 대응하는 데이터와 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 패널에 표시할 영상 데이터를 보상하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 ADC는 상기 포토 센서가 출력하는 전기 신호를 디지털 포토 데이터로 변환하여 출력하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 데이터 구동 회로로부터 전송되는 디지털 포토 데이터를 기준 값과 비교하여, 상기 기준 값 이상의 디지털 포토 데이터를 출력하는 포토 센서의 좌표를 생성하고 상기 생성된 좌표를 연결된 호스트 시스템에 전송하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 호스트 시스템은, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 수신되는 좌표에 외부 입력이 있는 것을 표현하는 이미지를 생성하고, 상기 표시 패널에 표시할 영상 데이터에 중첩하고, 상기 중첩된 영상 데이터를 상기 타이밍 컨트롤러에 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 포토 센서는 복수 개의 픽셀로 구성되는 픽셀 유닛마다 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 디스플레이 기간에 표시 패널에 포함된 복수 개의 픽셀에 순차적으로 데이터를 기입하고 발광시키는 단계; 및
    두 디스플레이 기간 사이 블랭크 기간에 소정 픽셀 라인의 픽셀에 센싱용 데이터를 기입하고 해당 픽셀로부터 해당 픽셀의 특징을 가리키는 센싱 신호를 수신하고 이를 디지털 센싱 신호로 변환하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 발광시키는 단계는, 상기 표시 패널에 포함되고 입사하는 빛에 대응하여 전기 신호를 출력하는 복수 개의 포토 센서로부터 전기 신호를 수신하고 이를 디지털 포토 신호로 변환하는 단계를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 센싱 신호를 상기 디지털 센싱 신호로 변환하는 단계는,
    상기 픽셀에 연결된 센싱 라인과 디지털-아날로그 변환기가 연결되도록 제5 스위칭 TFT를 턴온하는 단계를 포함하고,
    상기 전기 신호를 상기 디지털 포토 신호로 변환하는 단계는,
    상기 제5 스위칭 TFT를 턴오프하고, 상기 포토 신호에 연결된 포토 라인과 상기 디지털-아날로그 변환기가 연결되도록 제6 스위칭 TFT를 턴온하는 단계를 포함하는 표시 장치를 구동하는 방법.
KR1020180091894A 2018-08-07 2018-08-07 표시 장치 KR102508792B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180091894A KR102508792B1 (ko) 2018-08-07 2018-08-07 표시 장치
US16/522,497 US11056055B2 (en) 2018-08-07 2019-07-25 Display device
CN201910682118.XA CN110827726B (zh) 2018-08-07 2019-07-26 显示装置
EP19189299.1A EP3608899B1 (en) 2018-08-07 2019-07-31 Display device
JP2019142662A JP7030085B2 (ja) 2018-08-07 2019-08-02 表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180091894A KR102508792B1 (ko) 2018-08-07 2018-08-07 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200016601A KR20200016601A (ko) 2020-02-17
KR102508792B1 true KR102508792B1 (ko) 2023-03-13

Family

ID=67514364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180091894A KR102508792B1 (ko) 2018-08-07 2018-08-07 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11056055B2 (ko)
EP (1) EP3608899B1 (ko)
JP (1) JP7030085B2 (ko)
KR (1) KR102508792B1 (ko)
CN (1) CN110827726B (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11734944B2 (en) * 2017-08-03 2023-08-22 Himax Technologies Limited Display device with embedded biometric detection function in active region
CN109117733B (zh) * 2018-07-17 2020-06-30 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种指纹识别oled显示面板及显示装置
US10832623B2 (en) * 2018-11-13 2020-11-10 Xianyang Caihong Optoelectronics Technology Co., Ltd. Display panel and display method
KR102532091B1 (ko) * 2018-11-16 2023-05-15 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
US10838556B2 (en) 2019-04-05 2020-11-17 Apple Inc. Sensing system for detection of light incident to a light emitting layer of an electronic device display
CN112215215A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 群创光电股份有限公司 电子装置
US11611058B2 (en) 2019-09-24 2023-03-21 Apple Inc. Devices and systems for under display image sensor
US11527582B1 (en) 2019-09-24 2022-12-13 Apple Inc. Display stack with integrated photodetectors
US11592873B2 (en) 2020-02-14 2023-02-28 Apple Inc. Display stack topologies for under-display optical transceivers
US11295664B2 (en) * 2020-03-11 2022-04-05 Apple Inc. Display-synchronized optical emitters and transceivers
CN111091775B (zh) * 2020-03-22 2020-09-01 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示面板以及电子设备
KR20210142061A (ko) 2020-05-15 2021-11-24 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
US11327237B2 (en) 2020-06-18 2022-05-10 Apple Inc. Display-adjacent optical emission or reception using optical fibers
US11487859B2 (en) 2020-07-31 2022-11-01 Apple Inc. Behind display polarized optical transceiver
KR20220026661A (ko) * 2020-08-25 2022-03-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법
CN112164358B (zh) * 2020-09-28 2022-07-08 北京大学深圳研究生院 一种反馈信号检测方法及像素外模拟域补偿显示系统
CN112736117A (zh) * 2020-12-23 2021-04-30 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板
KR20220093541A (ko) * 2020-12-28 2022-07-05 엘지디스플레이 주식회사 무한 확장 표시장치와 그 구동방법
CN112785961A (zh) * 2021-03-11 2021-05-11 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素驱动电路及显示面板
US11839133B2 (en) 2021-03-12 2023-12-05 Apple Inc. Organic photodetectors for in-cell optical sensing
US11723131B2 (en) * 2021-04-09 2023-08-08 Innolux Corporation Display device
CN112804467B (zh) * 2021-04-15 2021-06-25 北京惠风智慧科技有限公司 一种基于多cmos传感器的图像编码方法及装置
FR3123493B1 (fr) * 2021-05-26 2023-05-26 Commissariat Energie Atomique Dispositif d’affichage a adressage par groupes de pixels
CN113920908B (zh) * 2021-10-28 2023-06-27 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 感测电路以及感测信号的侦测方法

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10254410A (ja) * 1997-03-12 1998-09-25 Pioneer Electron Corp 有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその駆動方法
JP4302346B2 (ja) * 2000-12-14 2009-07-22 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、電子機器
JP3959454B2 (ja) * 2001-10-22 2007-08-15 シャープ株式会社 入力装置および入出力装置
US7079091B2 (en) * 2003-01-14 2006-07-18 Eastman Kodak Company Compensating for aging in OLED devices
JP2007501953A (ja) * 2003-08-08 2007-02-01 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ エレクトロルミネセント表示装置
GB0320503D0 (en) * 2003-09-02 2003-10-01 Koninkl Philips Electronics Nv Active maxtrix display devices
US7859494B2 (en) * 2004-01-02 2010-12-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and driving method thereof
US20070182723A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Display device
JP2007256733A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Seiko Epson Corp 電気光学装置、その駆動方法、及び電子機器
US8199074B2 (en) * 2006-08-11 2012-06-12 Chimei Innolux Corporation System and method for reducing mura defects
JP2009042486A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Sanyo Electric Co Ltd エレクトロルミネッセンス表示装置
KR101453970B1 (ko) * 2007-09-04 2014-10-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치 및 그것의 구동 방법
JP2010113229A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Sony Corp 表示装置と電子機器
JP2010286814A (ja) * 2009-05-12 2010-12-24 Sony Corp 表示装置、光検出方法、電子機器
JP2011154154A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Sony Corp 表示装置およびその光検出方法
CA2692097A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-04 Ignis Innovation Inc. Extracting correlation curves for light emitting device
KR101717232B1 (ko) * 2010-08-19 2017-03-17 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP5474264B2 (ja) * 2012-01-05 2014-04-16 三菱電機株式会社 表示装置
KR102016391B1 (ko) 2012-12-03 2019-08-30 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 구동방법
KR102238468B1 (ko) * 2013-12-16 2021-04-09 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 다이오드 표시장치
KR102085167B1 (ko) * 2013-12-31 2020-03-06 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치 및 그의 구동방법
KR102153131B1 (ko) 2014-02-26 2020-09-08 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치
JP2015225537A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
KR102168879B1 (ko) * 2014-07-10 2020-10-23 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드의 열화를 센싱할 수 있는 유기발광 표시장치
KR101676259B1 (ko) * 2014-10-01 2016-11-16 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR102233719B1 (ko) * 2014-10-31 2021-03-30 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 다이오드 표시 장치 및 그 구동 방법
JP6618779B2 (ja) * 2014-11-28 2019-12-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
KR102320425B1 (ko) * 2014-12-24 2021-11-03 엘지디스플레이 주식회사 표시장치 및 데이터 구동부
KR102322708B1 (ko) * 2014-12-24 2021-11-09 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법
US10585506B2 (en) * 2015-07-30 2020-03-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device with high visibility regardless of illuminance of external light
KR102324661B1 (ko) 2015-07-31 2021-11-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
KR102364097B1 (ko) * 2015-08-07 2022-02-21 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
US10233398B2 (en) 2015-12-15 2019-03-19 Uop Llc Crystalline transition metal oxy-hydroxide molybdotungstate
CN110991351B (zh) 2016-01-31 2020-12-01 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于屏幕上指纹感应的屏幕下光学传感器模块
KR102603596B1 (ko) * 2016-08-31 2023-11-21 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치와 그의 열화 센싱 방법
KR102526355B1 (ko) * 2016-09-22 2023-05-02 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
CN106406622B (zh) 2016-10-14 2019-11-05 深圳市华星光电技术有限公司 Oled触控显示装置
KR102627275B1 (ko) 2016-10-25 2024-01-23 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP6756579B2 (ja) * 2016-10-26 2020-09-16 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
KR102570976B1 (ko) * 2016-11-25 2023-08-28 엘지디스플레이 주식회사 표시장치와 그 소자 특성 센싱 방법
JP2018101681A (ja) * 2016-12-20 2018-06-28 株式会社Ｊｏｌｅｄ 半導体装置および表示装置
CN107134259B (zh) 2017-06-28 2019-04-30 京东方科技集团股份有限公司 像素电路、驱动方法、显示模组、驱动方法和显示装置
KR102470567B1 (ko) * 2017-07-10 2022-11-24 엘지디스플레이 주식회사 광학센서 내장형 표시장치
KR102532091B1 (ko) * 2018-11-16 2023-05-15 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200016601A (ko) 2020-02-17
US11056055B2 (en) 2021-07-06
US20200051499A1 (en) 2020-02-13
CN110827726A (zh) 2020-02-21
JP2020024411A (ja) 2020-02-13
EP3608899A1 (en) 2020-02-12
EP3608899B1 (en) 2021-11-10
CN110827726B (zh) 2023-06-16
JP7030085B2 (ja) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102508792B1 (ko) 표시 장치
EP3125226B1 (en) Touch sensor integrated display device and method for driving the same
EP3130987B1 (en) Touch sensor integrated display device and method for driving the same
KR102350396B1 (ko) 유기발광 표시장치와 그의 열화 센싱 방법
EP3128401B1 (en) Touch sensor integrated display device and method for driving the same
KR102633409B1 (ko) 전계발광 표시장치와 그의 전기적 특성 센싱방법
CN110235193B (zh) 像素电路及其驱动方法、显示装置及其驱动方法
KR20180025531A (ko) 유기발광 표시장치와 그의 열화 센싱 방법
US11797114B2 (en) Light emitting display device, light emitting display panel, driving circuit, and driving method
US11422650B2 (en) Touch display device and a touch sensing method of the same using a sensing transistor
US11322060B2 (en) Display device
CN114023265B (zh) 显示装置以及包括该显示装置的移动终端
US20220037430A1 (en) Display Device and Mobile Terminal Device Including the Same
KR20210058232A (ko) 표시 장치
KR102484503B1 (ko) 유기 발광 표시 장치와 그 구동 방법
US11579717B2 (en) Touch display device and method for driving the same
KR20220093862A (ko) 표시 장치 및 그의 픽셀 특성 센싱 방법
KR102660305B1 (ko) 표시 장치
KR20230173537A (ko) 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법
KR20220096766A (ko) 터치표시장치 및 이의 구동방법
KR20190142124A (ko) 유기 발광 다이오드 표시 장치의 센싱 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant