KR20170033496A

KR20170033496A - 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버

Info

Publication number: KR20170033496A
Application number: KR1020150131179A
Authority: KR
Inventors: 장서규; 박청훈; 박용규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-03-27
Also published as: KR102355579B1

Abstract

본 실시예들은, 유기발광표시장치에서 인-셀 터치 구조를 제공하기 위한 기술에 관한 것으로서, 유기발광표시패널에 적합한 인-셀 타입의 터치전극 구조를 갖고, 유기발광표시패널에서의 디스플레이 센싱 모드에서 사용되는 센싱라인을 터치 센싱 모드에서도 터치 센싱 관련 신호의 전달 용도로 공용화하여 사용할 수 있도록 해주는 센싱라인 구조와 스위치 구조를 갖는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 터치회로 및 디스플레이 드라이버에 관한 것이다.

Description

인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버{IN-CELL TOUCH TYPE ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND THE METHOD FOR DIRVING THE SAME, AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY PANEL, TOUCH CIRCUIT AND DISPLAY DRIVER}

본 실시예들은 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치에 관한 것이다.

요즈음, 터치 입력을 위한 터치 센싱 기능에 대한 요구 증대가 커지고 있다. 이를 위해서, TV, 모바일 디바이스, 모니터 등의 표시장치는 표시패널(Display Panel) 이외에 터치전극 등이 배치되는 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)을 포함해야만 한다.

하지만, 터치스크린 패널을 표시패널 상에 부착하는 애드-온(Add-On) 타입으로 구현하는 경우, 2가지의 패널로 인해, 표시장치의 사이즈가 커질 수밖에 없는 문제점이 있다.

따라서, 표시패널에 터치스크린 패널이 내장되는 인-셀(In-Cell) 타입의 터치 구조에 대한 개발도 이루어지고 있다.

한편, 스스로 발광하는 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용함으로써 응답속도가 빠르고, 발광효율, 휘도 및 시야각 등이 크다는 장점을 갖는 유기발광표시장치에서도, 인-셀 타입의 터치 구조를 적용하고자 하는 요구가 생겨나고 있다.

하지만, 유기발광표시패널의 경우, 패널 구조적인 특성으로 인해, 터치스크린 패널, 즉 터치전극을 내장하기 어려운 문제점이 있다. 이로 인해, 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치는 제대로 개발되지 못하고 있는 실정이다.

본 실시예들의 목적은, 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 다른 목적은, 유기발광표시패널에서의 서브픽셀 특성치를 센싱하기 위하여 디스플레이 센싱 모드에서 사용되는 센싱라인을 터치 센싱 모드에서도 터치전극과 터치회로 간의 신호 전달 용도로 사용할 수 있도록 해주는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 또 다른 목적은, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 필요한 신호라인으로서, 한 종류의 신호라인에 해당하는 센싱라인을 공용으로 사용할 수 있는 스위치 구조를 갖는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 또 다른 목적은, 디스플레이 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 필요한 신호라인으로서, 한 종류의 신호라인에 해당하는 센싱라인을 공용으로 사용할 수 있는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은, 다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 다수의 터치전극에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호를 순차적으로 출력하는 터치회로와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치회로에서 순차적으로 출력되는 터치 구동 신호를 다수의 터치전극으로 순차적으로 전달해주는 둘 이상의 센싱라인을 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.

이러한 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치에서, 둘 이상의 센싱라인은, 터치 센싱 모드 구간 동안, 다수의 터치전극으로 터치 구동 신호를 순차적으로 전달하고, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀로 디스플레이 센싱 관련 전압을 전달하는 공용화된 신호 라인일 수 있다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 다수의 터치전극에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호를 순차적으로 출력하는 터치회로와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치회로에서 순차적으로 출력되는 터치 구동 신호를 다수의 터치전극으로 순차적으로 전달해주는 둘 이상의 센싱라인을 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.

이러한 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치에서, 둘 이상의 센싱라인은, 터치 센싱 모드 구간 동안, 다수의 터치전극으로 터치 구동 신호를 순차적으로 전달하고, 디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀로 디스플레이 관련 전압을 전달하는 공용화된 신호 라인일 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극과, 유기발광표시패널에 배치된 둘 이상의 신호라인과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 신호라인을 통해 다수의 터치전극을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 터치회로와, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 신호라인을 통해 각 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 디스플레이 센싱 유닛을 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.

디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 배치된 둘 이상의 센싱라인을 통해 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 단계와, 디스플레이 센싱 모드 구간의 이전 또는 이후에 진행되는 터치 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인을 통해 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 단계를 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 터치 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호를 유기발광표시패널에 배치된 다수의 센싱라인을 통해 순차적으로 출력하는 터치 구동부와, 터치 구동 신호가 순차적으로 인가된 다수의 터치전극으로부터 터치 센싱 신호를 다수의 센싱라인을 통해 순차적으로 수신하여 터치를 센싱하는 터치 센싱부를 포함하는 터치회로를 제공할 수 있다.

이러한 터치회로에서, 터치 구동부 및 터치 센싱부는, 터치 센싱 모드가 아닌 다른 모드 구간에서도 신호 전달용으로 사용되는 둘 이상의 센싱라인을 통해 신호 출력 및 신호 수신을 수행할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 배치된 적어도 하나의 센싱라인을 통해 적어도 하나의 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 적어도 하나의 디스플레이 센싱 유닛과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 적어도 하나의 센싱라인을 통해 유기발광표시패널에 내장된 둘 이상의 터치전극을 터치 구동하여 터치를 센싱하는 터치 회로를 포함하는 디스플레이 드라이버를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 디스플레이 모드 구간 또는 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 배치된 적어도 하나의 센싱라인을 통해, 적어도 하나의 서브픽셀 내 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 미리 정해진 전압을 공급하는 디스플레이 구동부와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 적어도 하나의 센싱라인을 통해, 유기발광표시장치에 내장된 적어도 하나의 터치전극에 터치 구동 신호를 공급하는 터치 회로를 포함하는 디스플레이 드라이버를 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 데이터 전압을 전달하는 다수의 데이터 라인과, 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치 구동 신호가 순차적으로 인가되는 다수의 터치전극과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치 구동 신호를 다수의 터치전극으로 전달하고, 터치 센싱 모드 구간이 아닌 다른 모드 구간 동안 터치 구동 신호가 아닌 다른 신호를 전달하는 둘 이상의 센싱라인을 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시패널을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 유기발광표시패널에서의 서브픽셀 특성치를 센싱하기 위하여 디스플레이 센싱 모드에서 사용되는 센싱라인을 터치 센싱 모드에서도 터치전극과 터치회로 간의 신호 전달 용도로 사용할 수 있도록 해주는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 필요한 신호라인으로서, 한 종류의 신호라인에 해당하는 센싱라인을 공용으로 사용할 수 있는 스위치 구조를 갖는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 디스플레이 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 필요한 신호라인으로서, 한 종류의 신호라인에 해당하는 센싱라인을 공용으로 사용할 수 있는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널, 터치회로 및 디스플레이 드라이버를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에 배치된 각 서브픽셀의 구조의 예시도들이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 보상 회로에 대한 예시도이다.
도 4 및 도 5는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치에서 문턱전압 센싱 구동 및 이동도 센싱 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에 배치된 둘 이상의 센싱라인에 대한 배치 예시도이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 동작 모드를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치에서, 터치 센싱 시스템을 개략화하여 나타낸 도면이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치에서, 터치 센싱 시스템과 디스플레이 센싱 시스템의 연계 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치에서, 디스플레이 센싱 동작을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치에서, 터치 센싱 동작을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에 내장되어 배치된 각 터치전극의 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에서, 하나의 터치전극 열과 이와 대응되어 배치된 센싱라인들의 배치도이다.
도 14는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에서, 하나의 터치전극과 하나의 센싱라인 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에 3840*2160개의 서브픽셀이 배치되고, 4개의 서브픽셀 열마다 1개의 센싱라인이 공유되며, 1개의 터치전극이 20*20개의 서브픽셀과 대응되어 배치되는 경우, 1개의 터치전극 열과 1개의 터치전극을 나타낸 예시도이다.
도 16 및 도 17은 도 15의 예시된 1개의 터치전극 열에서, SL #1과 연결 가능한 터치전극 그룹(GR1)과 SL #2와 연결 가능한 터치전극 그룹(GR2)에 대한 시분할 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 터치회로의 터치 유무 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에서 터치전극 및 터치 검출 제어 트랜지스터 간의 연결 지점에 대한 단면도이다.
도 20은 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널에 8개의 센싱라인과 16개의 터치전극이 배치된 경우, 디스플레이 센싱 시스템 및 터치 센싱 시스템을 간략하게 나타낸 예시도면이다.
도 21 및 도 22는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치가 디스플레이 센싱 모드와 터치 센싱 모드를 연계 동작하기 위한 2가지 종류의 스위치 소자의 타이밍도들이다.
도 23은 본 실시예들에 따른 터치회로의 블록도이다.
도 24는 본 실시예들에 따른 디스플레이 드라이버의 블록도이다.
도 25는 본 실시예들에 따른 디스플레이 드라이버의 다른 블록도이다.
도 26은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 구동방법의 흐름도이다.
도 27은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 구동방법의 다른 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 서브픽셀(SP: Sub Pixel)이 배치된 유기발광표시패널(110)과, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(120)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(130)와, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하는 컨트롤러(140) 등을 포함한다.

컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급하여, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어한다.

이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

이러한 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있다.

데이터 드라이버(120)는, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 드라이버(120)는 '소스 드라이버'라고도 한다.

게이트 드라이버(130)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 드라이버(130)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.

게이트 드라이버(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.

데이터 드라이버(120)는, 게이트 드라이버(130)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.

데이터 드라이버(120)는, 도 1에서는 유기발광표시패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 유기발광표시패널(110)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.

게이트 드라이버(130)는, 도 1에서는 유기발광표시패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 유기발광표시패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.

전술한 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.

컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하는 것 이외에, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 출력한다.

예를 들어, 컨트롤러(140)는, 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.

여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.

또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.

여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 드라이버(120)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 드라이버(120)의 출력 타이밍을 제어한다.

데이터 드라이버(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인을 구동할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.

유기발광표시패널(110)에 배치되는 각 서브픽셀(SP)은 트랜지스터 등의 회로 소자를 포함하여 구성될 수 있다.

일 예로, 유기발광표시패널(110)에서 각 서브픽셀(SP)은 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 이를 구동하기 위한 구동 트랜지스터(Driving Transistor) 등의 회로 소자로 구성되어 있다.

각 서브픽셀(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.

도 2는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 배치된 각 서브픽셀의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 보상 회로에 대한 예시도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 각 서브픽셀은, 기본적으로, 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT: Driving Transistor)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 해당하는 제2노드(N2)로 데이터 전압을 전달해주기 위한 스위칭 트랜지스터(SWT: Switching Transistor)와, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지하는 스토리지 캐패시터(Cstg: Storage Capacitor)를 포함하여 구성될 수 있다.

유기발광다이오드(OLED)는 제1전극(예: 애노드 전극 또는 캐소드 전극), 유기층 및 제2전극(예: 캐소드 전극 또는 애노드 전극) 등으로 이루어질 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)는 유기발광다이오드(OLED)로 구동 전류를 공급해줌으로써 유기발광다이오드(OLED)를 구동해준다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)는 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제2노드(N2)는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 게이트 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3노드(N3)는 구동전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)와 스위칭 트랜지스터(SWT)는, 도 2의 예시와 같이 n 타입으로 구현될 수도 있고, p 타입으로도 구현될 수도 있다.

스위칭 트랜지스터(SWT)는 데이터 라인(DL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 제2노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되고, 게이트 라인을 통해 스캔 신호(SCAN)를 게이트 노드로 인가 받아 제어될 수 있다.

이러한 스위칭 트랜지스터(SWT)는 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제2노드(N2)로 전달해줄 수 있다.

스토리지 캐패시터(Cstg)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.

이러한 스토리지 캐패시터(Cstg)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)이다.

한편, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 경우, 각 서브픽셀(SP)의 구동 시간이 길어짐에 따라, 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DRT) 등의 회로 소자에 대한 열화(Degradation)가 진행될 수 있다.

이에 따라, 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DRT) 등의 회로 소자가 갖는 고유한 특성치(예: 문턱전압, 이동도 등)가 변할 수 있다.

이러한 회로 소자의 특성치 변화는 해당 서브픽셀의 휘도 변화를 야기한다. 따라서, 회로 소자의 특성치 변화는 서브픽셀의 휘도 변화와 동일한 개념으로 사용될 수 있다.

또한, 이러한 회로 소자 간의 특성치 변화의 정도는 각 회로 소자의 열화 정도의 차이에 따라 서로 다를 수 있다.

이러한 회로 소자 간의 특성치 편차는 서브픽셀 간의 휘도 편차를 야기한다. 따라서, 회로 소자 간의 특성치 편차는 서브픽셀 간의 휘도 편차와 동일한 개념으로 사용될 수 있다.

전술한 서브픽셀 휘도 변화와 서브픽셀 간 휘도 편차는, 서브픽셀의 휘도 표현력에 대한 정확도를 떨어뜨리거나 화면 이상 현상을 발생시키는 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

여기서, 회로 소자의 특성치(이하, "서브픽셀 특성치"라고도 함)는, 일 예로, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱전압 및 이동도 등을 포함할 수 있고, 경우에 따라서, 유기발광다이오드(OLED)의 문턱전압을 포함할 수도 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는 서브픽셀 휘도 변화와 서브픽셀 간 휘도 편차(회로 소자의 특성치 변화 및 회로 소자 간의 특성치 편차)를 센싱(측정)하는 센싱 기능과, 센싱 결과를 이용하여 서브픽셀 휘도 변화와 서브픽셀 간 휘도 편차를 보상해주는 보상 기능을 제공할 수 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 서브픽셀 휘도 변화와 서브픽셀 간 휘도 편차에 대한 센싱 및 보상 기능을 제공하기 위하여, 그에 맞는 서브픽셀 구조와, 센싱 및 보상 구성을 포함하는 보상 회로를 포함한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 배치된 각 서브픽셀은, 일 예로, 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 스토리지 캐패시터(Cstg) 이외에, 센싱 트랜지스터(SENT: Sensing Transistor)를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 센싱 트랜지스터(SENT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 기준전압(Vref: Reference Voltage)을 공급하는 센싱라인(SL) 사이에 전기적으로 연결되고, 게이트 노드로 스캔 신호의 일종인 센싱 신호(SENSE)를 인가 받아 제어될 수 있다.

이러한 센싱 트랜지스터(SENT)는 센싱 신호(SENSE)에 의해 턴-온 되어 센싱라인(SL)을 통해 공급되는 기준전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)에 인가해준다.

또한, 센싱 트랜지스터(SENT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)에 대한 전압 센싱 경로 중 하나로 활용될 수 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 센싱라인(SL)은, 디스플레이 모드 구간(화상 표시 모드 구간) 동안에는 화상 표시를 위한 기준전압(Vref)을 전달하는 역할을 하고, 디스플레이 센싱 모드 구간(서브픽셀 특성치 센싱 모드 구간) 동안에는 서브픽셀 특성치 센싱을 위한 기준전압(Vref)을 전달하는 역할을 한다.

또한, 후술하겠지만, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 센싱라인(SL)은, 터치 센싱 모드 구간 동안에는 터치전극(TE)으로 터치 구동 신호를 전달해주거나 터치 센싱 신호를 터치회로로 전달해주는 터치 관련 신호의 전달 역할도 할 수 있는 다용도의 신호 라인이다.

한편, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 별개의 게이트 신호일 수 있다. 이 경우, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는, 다른 게이트 라인을 통해, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 게이트 노드 및 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드로 각각 인가될 수도 있다.

경우에 따라서는, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 동일한 게이트 신호일 수도 있다. 이 경우, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 동일한 게이트 라인을 통해 스위칭 트랜지스터(SWT)의 게이트 노드 및 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드에 공통으로 인가될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 서브픽셀 특성치(구동 트랜지스터의 특성치, 유기발광다이오드의 특성)의 변화 및/또는 서브픽셀 특성치 간의 편차를 센싱하여 센싱 데이터를 출력하는 센싱부(310)와, 센싱 데이터를 저장하는 메모리(320)와, 센싱 데이터를 이용하여 서브픽셀 특성치의 변화 및/또는 서브픽셀 특성치 간의 편차를 보상해주는 보상 프로세스를 수행하는 보상부(330) 등을 포함할 수 있다.

센싱부(310)는 적어도 하나의 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 포함하여 구현될 수 있다.

각 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)는 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 내부에 포함될 수 있으며, 경우에 따라서는, 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 외부에 포함될 수도 있다.

보상부(320)는 컨트롤러(140)의 내부에 포함될 수 있으며, 경우에 따라서는, 컨트롤러(140)의 외부에 포함될 수도 있다.

센싱부(310)에서 출력되는 센싱 데이터는, 일 예로, LVDS (Low Voltage Differential Signaling) 데이터 포맷으로 되어 있을 수 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 센싱 구동을 제어하기 위하여, 즉, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압 인가 상태를 서브픽셀 특성치 센싱에 필요한 상태로 제어하기 위하여, 적어도 한 종류 이상의 스위치를 포함하는 스위칭부(SW)를 더 포함할 수 있다.

스위칭부(SW)는 센싱라인(SL)과 기준전압 공급노드를 연결해주는 제1스위치를 포함할 수 있는데, 이 제1스위치에 의해, 센싱라인(SL)으로의 기준전압(Vref)의 공급 여부가 제어될 수 있다.

제1스위치가 턴-온 되면, 기준전압(Vref)이 센싱라인(SL)으로 공급되어 턴-온 되어 있는 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)로 인가될 수 있다.

한편, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압이 서브픽셀 특성치를 반영하는 전압 상태가 되면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 등 전위일 수 있는 센싱라인(SL)의 전압도 서브픽셀 특성치를 반영하는 전압 상태가 될 수 있다. 이때, 센싱라인(SL) 상에 형성된 라인 캐패시터에 서브픽셀 특성치를 반영하는 전압이 충전될 수 있다.

스위칭부(SW)는 센싱라인(SL)과 센싱부(310)를 연결해주는 제2스위치를 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압이 서브픽셀 특성치를 반영하는 전압 상태가 되면, 제2스위치가 턴-온 되어, 센싱부(310)와 센싱라인(SL)이 연결될 수 있다.

이에 따라, 센싱부(310)는 서브픽셀 특성치를 반영하는 전압 상태인 센싱라인(SL)의 전압, 즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압을 센싱한다.

센싱부(310)는 센싱라인(SL)과 연결되면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압을 센싱한다.

여기서, 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 되어 있으면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압은 센싱라인(SL)의 전압과 동일 또는 유사하다.

따라서, 센싱부(310)는 센싱라인(SL)의 전압을 센싱함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압을 센싱할 수 있다.

전압 센싱 효율을 위해, 센싱부(310)는 센싱라인(SL) 상의 라인 캐패시터에 충전된 전압을 센싱함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압을 효율적으로 센싱할 수 있다.

디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 센싱부(310)가 센싱한 전압은, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱전압(Vth) 또는 문턱전압 변화(ΔVth)을 포함하는 전압 값(Vdata-Vth 또는 Vdata-ΔVth)이거나, 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도를 센싱하기 위한 전압 값일 수도 있다.

아래에서는, 구동 트랜지스터(DRT)에 대한 문턱전압 센싱 구동 및 이동도 센싱 구동에 대하여 간략하게 설명한다.

도 4는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서 문턱전압 센싱 구동을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서 이동 센싱 구동을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 5에서는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2)는 게이트 노드와 소스 노드인 것으로 가정한다.

도 4를 참조하면, 구동 트랜지스터(DRT)에 대한 문턱전압 센싱 구동 시, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 각각은 기준전압(Vref)과 문턱전압 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata)으로 초기화된다.

이후, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)가 플로팅(Floating) 되어, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압이 상승한다.

도 4를 참조하면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압은, 일정 시간 동안 상승하다가, 상승 폭이 서서히 줄어들어 포화하게 된다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 포화된 전압(Vs)은 데이터 전압(Vdata)과 문턱전압(Vth, 포지티브 값 또는 네거티브 값일 수 있음)의 차이(Vdata-Vth) 또는 데이터 전압(Vdata)과 문턱전압 변화(ΔVth)의 차이(Vdata-ΔVth)에 해당할 수 있다.

센싱부(310)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압이 포화되면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 포화된 전압을 센싱한다.

센싱부(410)에 의해 센싱된 전압(Vsense)은 데이터 전압(Vdata)에서 문턱전압(Vth)을 뺀 전압(Vdata-Vth) 또는 데이터 전압(Vdata)에서 문턱전압 편차(ΔVth)을 뺀 전압(Vdata-ΔVth)일 수 있다.

도 5를 참조하면, 이동도 센싱 구동 시, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 각각은 기준전압(Vref)과 이동도 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata+Vth_comp, Vth_comp는 이동도 센싱 이전에 이루어진 문턱전압 보상에 의해 가산된 전압임)으로 초기화된다.

이후, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2)가 모두 플로팅 되어 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)와 제2노드(N2)의 전압이 상승할 수 있다.

이때, 전압 상승 속도(시간에 대한 전압 상승치의 변화량(ΔV))는 구동 트랜지스터(DRT)의 전류 능력, 즉 이동도를 나타낸다.

따라서, 전류 능력(이동도)이 큰 구동 트랜지스터(DRT)일 수록, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압이 더욱 가파르게 상승한다.

센싱부(310)는 미리 정해진 일정 시간 동안 전압 상승이 이루어진 이후, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 상승된 전압(Vs), 즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압 상승에 따라 함께 전압 상승이 이루어진 센싱라인(SL)의 전압을 센싱한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 문턱전압 또는 이동도 센싱 구동에 따라 센싱부(310)는 문턱전압 센싱 또는 이동도 센싱을 위해 센싱된 전압(Vsense)을 디지털 값으로 변환하고, 변환된 디지털 값을 포함하는 센싱 데이터를 생성하여 출력한다.

센싱부(310)에서 출력된 센싱 데이터는 메모리(320)에 저장되거나 보상부(330)로 제공될 수 있다.

보상부(330)는 메모리(320)에 저장되거나 센싱부(310)에서 제공된 센싱 데이터를 토대로 해당 서브픽셀 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치(예: 문턱전압, 이동도) 또는 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치 변화(예: 문턱전압 변화, 이동도 변화)를 파악하고, 특성치 보상 프로세스를 수행할 수 있다.

여기서, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치 변화는 이전 센싱 데이터를 기준으로 현재 센싱 데이터가 변화된 것을 의미하거나, 기준 센싱 데이터를 기준으로 현재 센싱 데이터가 변화된 것을 의미할 수도 있다.

여기서, 구동 트랜지스터(DRT) 간의 특성치 또는 특성치 변화를 비교해보면, 구동 트랜지스터(DRT) 간의 특성치 편차를 파악할 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치 변화가 기준 센싱 데이터를 기준으로 현재 센싱 데이터가 변화된 것을 의미하는 경우, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치 변화로부터 구동 트랜지스터(DRT) 간의 특성치 편차(즉, 서브픽셀 휘도 편차)를 파악할 수도 있다.

특성치 보상 프로세스는, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱전압을 보상하는 문턱전압 보상 처리와, 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도를 보상하는 이동도 보상 처리를 포함할 수 있다.

문턱전압 보상 처리는 문턱전압 또는 문턱전압 편차(문턱전압 변화)를 보상하기 위한 보상값을 연산하고, 연산된 보상값을 메모리(320)에 저장하거나, 연산된 보상값으로 해당 영상 데이터(Data)를 변경하는 처리를 포함할 수 있다.

이동도 보상 처리는 이동도 또는 이동도 편차(이동도 변화)를 보상하기 위한 보상값을 연산하고, 연산된 보상값을 메모리(320)에 저장하거나, 연산된 보상값으로 해당 영상 데이터(Data)를 변경하는 처리를 포함할 수 있다.

보상부(330)는 문턱전압 보상 처리 또는 이동도 보상 처리를 통해 영상 데이터(Data)를 변경하여 변경된 데이터를 데이터 드라이버(120) 내 해당 소스 드라이버 집적회로(SDIC)로 공급해줄 수 있다.

이에 따라, 해당 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 변경된 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 해당 서브픽셀로 공급해줌으로써, 서브픽셀 특성치 보상(문턱전압 보상, 이동도 보상)이 실제로 이루어지게 된다.

디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 전술한 서브픽셀 특성치 보상이 이루어짐에 따라, 서브픽셀 간의 휘도 편차를 줄여주거나 방지해줌으로써, 화상 품질을 향상시켜줄 수 있다.

도 6은 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 배치된 둘 이상의 센싱라인(SL)에 대한 배치 예시도이다.

도 6을 참조하면, 둘 이상의 센싱라인(SL #1, SL #2, …)은, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안 또는 디스플레이 모드 구간 동안, 디스플레이 센싱 구동 용도 또는 디스플레이 용도(화상 표시 구동 용도)의 기준전압(Vref)을 해당 서브픽셀로 전달해주는 기준전압 라인 역할을 한다.

이러한 둘 이상의 센싱라인(SL #1, SL #2, ……)은 데이터 라인과 평행하게 배치될 수 있다.

둘 이상의 센싱라인(SL #1, SL #2, ……)은, 1개의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있고, 경우에 따라서는, 둘 이상의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있다.

도 6은, 둘 이상의 센싱라인(SL #1, SL #2, ……)이 4개의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치되는 경우를 예로 든 배치도이다.

도 6을 참조하면, 1개의 픽셀이 4개의 서브픽셀(적색 서브픽셀, 흰색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀)로 구성된 경우, 둘 이상의 센싱라인(SL #1, SL #2, ……)은 4개의 서브픽셀 열(적색 서브픽셀 열, 흰색 서브픽셀 열, 녹색 서브픽셀 열, 청색 서브픽셀 열)을 포함하는 1개의 픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있다.

한편, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 화상 표시를 위한 디스플레이 모드(디스플레이 구동 모드 또는 화상 표시 모드라고도 함)와, 서브픽셀 특성치를 센싱하기 위한 디스플레이 센싱 모드(서브픽셀 특성치 센싱 모드 또는 서브픽셀 특성치 보상 모드 또는 디스플레이 보상 모드라고도 함)로 동작할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는 터치 입력 기능을 제공할 수 있는데, 이를 위해, 터치를 센싱하는 기능을 제공할 수 있다.

따라서, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는 터치 센싱 모드(터치 구동 모드라고도 함)로도 동작할 수 있다.

아래에서는, 도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)가 디스플레이 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드로 동작하는 타이밍을 예시적으로 설명한다.

도 7은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 동작 모드를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 유기발광표시장치(100)는 사용자의 전원 오프 요청에 따라 파워 오프 신호가 발생한 이후, 디스플레이 센싱 모드로 동작할 수 있다.

파워 오프 신호의 발생 후, 디스플레이 센싱 모드를 오프-센싱(Off-Sensing)이 진행되는 모드라고 할 수 있다.

또한, 유기발광표시장치(100)는 파워 오프 신호가 발생하기 전, 즉, 화상 표시를 위한 디스플레이 모드 구간(Pd) 사이마다 디스플레이 센싱 모드로 동작할 수 있다.

이와 같이, 디스플레이 모드 구간(Pd) 사이마다의 디스플레이 센싱 모드를 온-센싱(On-Sensing)이 진행되는 모드라고 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 디스플레이 모드 구간(Pd) 이후, 터치 센싱 모드 구간(Pts)이 진행될 수 있다.

도 7을 참조하면, 디스플레이 모드 구간(Pd)과 터치 센싱 모드 구간(Pts) 사이에, 온-센싱 모드에 해당하는 디스플레이 센싱 모드 구간(Pds_on)이 진행될 수도 있고 진행되지 않을 수도 있다.

도 7을 참조하면, 파워 오프 신호의 발생 후, 오프-센싱 모드에 해당하는 디스플레이 센싱 모드(Pds_off)가 진행될 수 있다.

여기서, 온-센싱 모드는, 일 예로, 이동도 센싱 모드일 수 있으며, 경우에 따라서는 문턱전압 센싱 모드일 수도 있다.

그리고, 오프-센싱 모드는, 일 예로, 문턱전압 센싱 모드일 수 있으며, 경우에 따라서 이동도 센싱 모드일 수도 있다.

아래에서는, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)가 터치 센싱 모드로 동작하는 방식과 이를 위한 터치 센싱 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 8은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 터치 센싱 시스템을 개략화하여 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 유기발광표시패널(110)에 터치센서 역할을 하는 다수의 터치전극(TE)이 내장된 인-셀(In-Cell) 터치 타입일 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100)의 터치 센싱 시스템은, 유기발광표시패널(110)에 내장된 다수의 터치전극(TE)과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 다수의 터치전극(TE)에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호(TDS)를 순차적으로 출력하는 터치회로(800)와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치회로(800)에서 순차적으로 출력되는 터치 구동 신호(TDS)를 다수의 터치전극(TE)으로 순차적으로 전달해주는 둘 이상의 센싱라인(SL) 등을 포함할 수 있다.

다수의 터치전극(TE)은 x열과 y행의 매트릭스 타입(x*y)으로 배치될 수 있다.

즉, 유기발광표시패널(110)에는 x*y개의 터치전극(TE)이 매트릭스 타입으로 배치된다.

여기서, 둘 이상의 센싱라인(SL)은, 터치회로(800)와 다수의 터치전극(TE)을 전기적으로 연결해주는 신호라인으로서, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치회로(800)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)를 다수의 터치전극(TE)으로 순차적으로 전달해줄 수 있다.

이러한 둘 이상의 센싱라인(SL)은, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 디스플레이 센싱 모드 또는 디스플레이 모드에서 사용된 신호라인이기도 하다.

즉, 둘 이상의 센싱라인(SL)은, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀로 디스플레이 센싱 관련 전압을 전달해줄 수 있다.

여기서, 디스플레이 센싱 관련 전압은, 문턱전압 센싱 또는 이동도 센싱 구동 시, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)를 초기화시키는데 사용되는 기준전압(Vref)일 수 있다.

또한, 둘 이상의 센싱라인(SL)은, 디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀로 디스플레이 관련 전압을 전달해줄 수 있다.

여기서, 디스플레이 관련 전압은, 해당 서브픽셀 발광을 위해, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)를 초기화시키는데 사용되는 기준전압(Vref)일 수 있다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 센싱 모드에서 디스플레이 센싱 구동(서브픽셀 특성치 센싱 구동)을 위해 사용되는 센싱라인(SL)을 터치회로(800) 및 터치전극(TE) 간의 터치 관련 신호(예: TDS, TSS 등)의 전달 용도로도 사용함으로써, 즉, 디스플레이 센싱 모드와 터치 센싱 모드에 필요한 신호 라인으로서 센싱라인(SL)을 공용으로 사용함으로써, 유기발광표시패널(110)에서의 신호라인 개수를 줄일 수 있고, 이에 따라 패널 개구율을 높여줄 수 있다.

전술한 바와 같이, 유기발광표시장치(100)에서 각 서브픽셀은, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 해당하는 제2노드(N2)로 데이터 전압(Vdata)을 공급하는 스위칭 트랜지스터(SWT)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드에 해당하는 제1노드(N1)와 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드(N2) 사이에 연결된 스토리지 캐패시터(Cstg)를 포함할 수 있다.

디스플레이 센싱 모드 구간에서 센싱라인(SL)을 통해 전달되는 디스플레이 센싱 관련 전압은, 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드에 해당하는 제1노드(N1)로 인가되는 디스플레이 센싱 용도(문턱전압 센싱 용도 또는 이동도 센싱 용도)의 기준전압(Vref)일 수 있다.

전술한 바와 같이, 둘 이상의 센싱라인(SL)은, 디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀 각각으로 디스플레이 관련 전압을 전달할 수 있는데, 여기서, 디스플레이 관련 전압은, 디스플레이 모드 구간에서 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드에 인가되는 기준전압(Vref)인 일 수 있다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 모드에서 화상 표시 구동(디스플레이 구동)를 위해 사용된 센싱라인(SL)을 터치회로(800) 및 터치전극(TE) 간의 터치 관련 신호(예: TDS, TSS 등)의 전달 용도로도 사용함으로써, 즉, 여러 가지 모드에 필요한 신호 라인을 공용으로 사용함으로써, 패널 제작을 쉽게 해주고 패널 개구율을 높여줄 수 있다.

한편, 각 센싱라인(SL)은, 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해, 각 서브픽셀 내 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드에 해당하는 제1노드(N1)와 전기적으로 연결될 수 있다.

전술한 센싱 트랜지스터(SENT)를 이용하면, 디스플레이 센싱 모드 또는 디스플레이 모드에서 구동 트랜지스터(DRT)의 제1노드(N1)의 전압 상태를 효율적으로 제어할 수 있다. 또한, 터치 센싱 모드 구간에서, 센싱라인(SL)과 터치전극(TE)이 연결된 경우, 센싱 트랜지스터(SENT)를 턴-오프 시켜 서브픽셀 영향을 줄여줄 수도 있을 것이다.

도 9는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 터치 센싱 시스템과 디스플레이 센싱 시스템의 연계 구조를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 디스플레이 센싱 동작을 간략하게 나타낸 도면이며, 도 11은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)에서, 터치 센싱 동작을 간략하게 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 터치 센싱을 위한 터치 센싱 시스템과, 디스플레이 센싱(서브픽셀 특성치 센싱)을 위한 디스플레이 센싱 시스템을 포함할 수 있다.

디스플레이 센싱 시스템은, 서브픽셀의 디스플레이 센싱 구동을 위한 구동회로(데이터 드라이버, 게이트 드라이버, 컨트롤러 등), 센싱라인(SL), 디스플레이 센싱 유닛(ADC) 등을 포함한다.

터치 센싱 시스템은, 터치회로(800), 터치전극(TE), 센싱라인(SL) 등을 포함한다.

이렇듯, 센싱라인(SL)은 터치 센싱 시스템과 디스플레이 센싱 시스템의 공통 구성 요소이다.

따라서, 터치 센싱 시스템과 디스플레이 센싱 시스템은 유기적으로 연계하여 동작할 필요가 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 터치 센싱 시스템 및 디스플레이 센싱 시스템 간의 연계 동작을 위해, 2가지 종류의 스위치 소자를 포함할 수 있다.

먼저, 도 9를 참조하면, 터치 센싱 시스템 및 디스플레이 센싱 시스템 간의 연계 동작을 위한 2가지 종류의 스위치 소자는, 터치전극(TE)과 센싱라인(SL) 간의 연결 제어를 위한 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)를 포함할 수 있다.

터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는 둘 이상의 터치전극(TE) 각각에 대응된다. 즉, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는 1개의 터치전극(TE)마다 1개씩 존재한다.

도 11을 참조하면, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는, 터치 센싱 모드 구간 동안 턴-온 되어, 하나의 터치전극(TE)과 하나의 센싱라인(SL)을 연결해줄 수 있다.

따라서, 센싱라인(SL)은 터치 센싱 모드에서의 신호라인으로 동작할 수 있도록 해준다.

이에 따라, 터치회로(800)에서 출력된 터치 구동 신호(TDS)가 해당 센싱라인(SL)을 통해 해당 터치전극(TE)으로 전달되어, 해당 터치전극(TE)이 구동될 수 있다.

또한, 이러한 터치전극(TE)의 구동에 따라 터치전극(TE)과 관련한 캐패시터 변화에 따른 터치 센싱 신호(TSS)가 해당 센싱라인(SL)을 통해 터치회로(800)로 전달되어 터치 센싱이 이루어질 수 있다.

도 10을 참조하면, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는, 디스플레이 센싱 모드 구간에서는 턴-오프 될 수 있다.

이에 따라, 센싱라인(SL)은 터치전극(TE)가 미 연결됨으로써 디스플레이 센싱 모드에서의 신호라인으로 동작할 수 있도록 해준다.

전술한 바와 같이, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 턴-온 또는 턴-오프에 따라, 센싱라인(SL)이 터치 센싱 모드에 필요한 신호라인으로 동작하거나 디스플레이 센싱 모드에 필요한 신호라인으로 동작하도록 해줄 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하면, 터치 센싱 시스템 및 디스플레이 센싱 시스템 간의 연계 동작을 위한 2가지 종류의 스위치 소자는, 센싱라인(SL)이 디스플레이 센싱 유닛(ADC)와 연결되거나 터치회로(800)와 연결되는 것을 제어하는 센싱 타입 제어 스위치(STM)를 더 포함할 수 있다.

도 10을 참조하면, 센싱 타입 제어 스위치(STM)는, 디스플레이 센싱 모드 구간에, 둘 이상의 센싱라인(SL) 각각을 디스플레이 센싱 유닛(ADC)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.

이에 따라, 디스플레이 센싱 유닛(ADC)는, 각 센싱라인(SL)에 함께 전기적으로 연결된 4개의 서브픽셀 중 센싱 구동이 되는 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 해당 센싱라인(SL)을 통해 센싱할 수 있다.

이때, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는, 턴-오프 되어 있다.

도 11을 참조하면, 센싱 타입 제어 스위치(STM)는, 터치 센싱 모드 구간에, 각 센싱라인(SL)을 터치 회로(800)와 전기적으로 연결해줄 수 있다.

이때, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는, 턴-온 되어 있다

이에 따라, 터치 회로(800)는, 해당 센싱라인(SL)을 통해 원하는 터치전극(TE)을 구동(터치 구동)하고 터치전극(TE)을 센싱(터치 센싱)할 수 있다.

전술한 바와 같이, 센싱 타입 제어 스위치(STM)를 이용하여, 디스플레이 센싱과 터치 센싱 중 선택된 하나의 센싱 타입에 따라 디스플레이 센싱 또는 터치 센싱이 이루어지도록 해줄 수 있다.

한편, 하나의 센싱라인(SL)은 다수의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)가 순차적으로 턴-온 되어 하나의 터치전극 열에 속한 다수의 터치전극(TE)과 순차적으로 연결될 수 있다.

이러한 점으로 고려하여, 센싱 타입 제어 스위치(STM)는, 터치 센싱 모드 구간 동안, 각 센싱라인(SL)이 다수의 터치전극(TE)과 순차적으로 연결되는 타이밍에 동기화되어, 각 센싱라인(SL)을 터치회로(800)에 순차적으로 연결해줄 수 있다.

이 경우, 각 센싱라인(SL)을 다수의 터치전극(TE)과 순차적으로 연결해주는 다수의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ) 각각이 턴-온 되는 타이밍과 턴-오프 되는 타이밍에 동기화되어, 센싱 타입 제어 스위치(STM)는 턴-온과 턴-오프를 반복할 수 있다.

즉, 센싱 타입 제어 스위치(STM)의 제어 신호(게이트 신호)에 대한 턴-온 전압 레벨 구간은, 다수의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ) 각각의 턴-온 전압 레벨 구간과 대응된다.

또 다른 센싱 타입 제어 스위치(STM)의 온-오프 방식에 따르면, 센싱 타입 제어 스위치(STM)는, 터치 센싱 모드 구간 동안, 하나의 센싱라인(SL)이 다수의 터치전극(TE)과 순차적으로 연결되는 시간 동안, 하나의 센싱라인(SL)을 터치회로(800)에 지속적으로 연결해줄 수 있다.

이 경우, 센싱 타입 제어 스위치(STM)의 제어 신호(게이트 신호)에 대한 턴-온 전압 레벨 구간은, 다수의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ) 각각의 턴-온 전압 레벨 구간의 총 길이에 대응될 수 있다.

전술한 바와 같이, 센싱 타입 제어 스위치(STM)를 제어함으로써, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치 센싱 구동 또는 터치 센싱 등의 프로세스를 위한 터치회로(800) 또는 다른 스위칭 소자 등의 동작 속도 등을 고려하여, 하나의 센싱라인(SL)과 연결 가능한 다수의 터치전극(TE)에 대한 효율적인 터치 구동 및 터치 센싱을 가능하게 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)가 오프 되고, 센싱 타입 제어 스위치(STM)에 의해 센싱라인(SL)이 디스플레이 센싱 유닛(ADC)과 연결된다.

이에 따라, 디스플레이 센싱 유닛(ADC)은, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 해당 센싱라인(SL)을 통해 디스플레이 센싱 관련 전압(Vref)이 전달된 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 센싱할 수 있다.

전술한 바와 같이, 터치 센싱 모드 구간 동안, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)가 온 되고, 센싱 타입 제어 스위치(STM)에 의해 센싱라인(SL)이 터치회로(800)와 연결된다.

이에 따라, 터치회로(800)는, 터치 센싱 모드 구간 동안, 센싱라인(SL)을 통해 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 해당 센싱라인(SL)을 통해 센싱할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는 다른 시간 구간에서 터치 센싱 모드와 디스플레이 센싱 모드로 효율적으로 동작할 수 있다.

아래에서는, 위에서 설명한 터치 센싱 시스템에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 12는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 내장되어 배치된 각 터치전극(TE)의 영역을 설명하기 위한 도면이다.

이상에서 도 8을 참조하여 도시한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 내장된 x*y개의 터치전극(TE)은 x개의 열과 y개의 행으로 매트릭스 타입 형태로 배치된다(x와 y중 적어도 하나는 2 이상의 자연수).

여기서, x는 유기발광표시패널(110)에서 터치전극 열 개수이다. y는 유기발광표시패널(110)에서 터치전극 행 개수이다.

한편, 도 12를 참조하면, x*y개의 터치전극(TE) 각각은 m개의 열과 y개의 행으로 배치된 서브픽셀 영역과 대응된다(m과 n은 1 이상의 자연수일 수 있고, 동일하거나 서로 다른 값일 수 있음).

즉, 1개의 터치전극(TE)의 영역은 m*n개의 서브픽셀이 차지하는 영역과 대응된다.

따라서, m개의 열과 y개의 행으로 배치된 서브픽셀 영역에는, m개의 서브픽셀 열이 존재한다고 할 수 있고, n개의 서브픽셀 행이 존재한다고도 할 수 있다.

여기서, m은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 서브픽셀 열 개수이다. n은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 서브픽셀 행 개수이다. m과 n은 동일한 값일 수도 있고, 다른 값일 수도 있다.

이에 따르면, 1개의 터치전극(TE)의 영역 크기는 m*n개의 서브픽셀이 차지하는 영역 크기의 합 이상이 될 수 있다.

전술한 바와 같이, 각 터치전극(TE)의 영역은 하나의 서브픽셀의 영역과 대응될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀의 영역과 대응될 수 있는데, 터치 구동 및 터치 센싱의 원하는 효율에 따라, 하나의 터치전극(TE)의 영역과 대응되는 서브픽셀 개수를 조절할 수 있다.

한편, 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에는 배치되는 둘 이상의 센싱라인(SL)이 4개의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치되는 경우, 1개의 터치전극 열이 차지하는 영역에는 m/4개의 센싱라인(SL)이 배치될 수 있다.

즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 1개의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에는, m/4개의 센싱라인(SL #1, SL #2, … , SL #m/4)이 형성되어 있다.

따라서, 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)의 전체에는, (1/4)×m×x 개의 센싱라인(SL)이 배치될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 터치 구동 및 터치 센싱 효율(예: 터치 센싱 속도 등)에 따라 적합한 개수 또는 크기의 터치전극(TE)을 설계할 수 있다.

한편, 전술한 바에 따르면, 1개의 터치전극 열에 대응되는 센싱라인(SL)의 개수는, 1개의 터치전극 열을 이루는 터치전극(TE)의 개수 y(터치전극 행 개수)보다 적을 수도 있다.

이러한 경우, 1개의 센싱라인(SL)은, 둘 이상의 터치전극과 순차적으로 연결되어야 한다.

따라서, 터치회로(800)는, 1개의 센싱라인(SL)을 통해, k(k는 2 이상의 자연수)개의 터치전극(TE)을 시분할하여 구동을 해야 한다.

여기서, k는 1개의 센싱라인(SL)과 연결 가능하고 시분할 구동되는 터치전극(TE)의 개수이고, 1개의 센싱라인(SL)의 시분할 구동 개수일 수 있다.

이러한 k는 하기 수학식 1을 만족시키는 자연수로 설정될 수 있다.

상기 수학식 1에서, m은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 서브픽셀 열 개수이고, x는 유기발광표시패널(110)에서 터치전극 열 개수이다. 따라서, m*x는 유기발광표시패널(110) 내 서브픽셀 열의 총 개수이고, (1/4)*m*x는 유기발광표시패널(110) 내 센싱라인(SL)의 총 개수이다. 그리고, y는 유기발광표시패널(110)에서 터치전극 행 개수이다. x*y는 유기발광표시패널(110) 내 터치전극(TE)의 총 개수이다.

전술한 바에 따르면, 1개의 터치전극 열에 대응되는 센싱라인(SL)의 개수(m/4)가 1개의 터치전극 열을 이루는 터치전극(TE)의 개수(y, y=터치전극 행 개수)보다 적은 경우, 즉, 유기발광표시패널(110)에서의 터치전극(TE)의 총 개수(x*y)에 비해, 센싱라인(SL)의 총 개수((1/4)*m*x)가 적은 경우에도, 터치 구동 및 터치 센싱을 정상적으로 수행할 수 있다.

본 명세서에서는, 하나의 터치전극(TE)이 m*n개의 서브픽셀에 대응되는 것으로 정의하여, m은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 서브픽셀 열 개수로 정의하고, n은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 서브픽셀 행 개수로 정의했다.

이러한 서브픽셀 관점과는 다르게 픽셀 관점에서, 하나의 터치전극(TE)이 m*n개의 픽셀에 대응되는 것으로 정의하여, m은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 픽셀 열 개수로 정의하고, n은 하나의 터치전극(TE)이 차지하는 영역에 배치된 픽셀 행 개수로 정의할 수도 있다. 이 경우, 수학식 1은, m*x*k ≥ x*y로 바뀔 수 있다.

또한, 터치 센싱 모드 구간에서 터치 구동 및 터치 센싱을 위해 사용되는 각 센싱라인(SL)은 하나의 서브픽셀 열 또는 둘 이상의 서브픽셀 열과 대응되어 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 센싱라인(SL)의 배치 특성을 고려하여, 본 실시예들에 따른 터치 센싱 시스템에서 원하는 터치 구동 및 터치 센싱 효율에 따라 센싱라인(SL)의 개수를 조절할 수 있다.

도 13은 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에서, 하나의 터치전극 열과 이와 대응되어 배치된 센싱라인들(SL #1, SL #2, … , SL #m/4)의 배치도로서, 도 8의 x개의 터치전극 열 중에서 1개의 터치전극 열을 나타낸 도면이다. 도 14는 1개의 터치전극(TE)과 1개의 센싱라인(SL)의 연결 구조를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, y개의 터치전극(TE)으로 이루어진 하나의 터치전극 열에는, m/4개의 센싱라인(SL #1, SL #2, … , SL #m/4)이 배치된다.

상기 수학식 1에 따라, k값이 설정되면, 터치회로(800)는 1개의 센싱라인을 통해 k개의 터치전극(TE)을 시분할 구동한다.

이때, 1개의 센싱라인을 통해 함께 시분할 구동되는 터치전극들을 하나의 터치전극 그룹이라고 한다.

도 13을 참조하면, 센싱라인 SL #1을 통해 함께 시분할 구동되는 k개의 터치전극은 터치전극 그룹 GR1에 속한다. 센싱라인 SL #2를 통해 함께 시분할 구동되는 k개의 터치전극은 터치전극 그룹 GR2에 속한다. 센싱라인 SL #m/4를 통해 함께 시분할 구동되는 k개의 터치전극 또는 k보다 작은 개수의 터치전극은 터치전극 그룹 GRm/4에 속한다.

도 13을 참조하면, 상기 수학식 1에 따르면, x*y를 (1/4)*m*x로 나눈 값이 자연수가 아닌 경우, 센싱라인 SL #m/4를 통해 함께 시분할 구동되는 터치전극 개수는 k보다 작은 개수일 수 있다.

도 13을 참조하면, 각 터치전극(TE)은 해당 센싱라인(SL)과 컨택 지점(CNT)에서, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)를 통해 연결된다.

도 14를 참조하면, 각 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는, 터치 센싱 모드 구간 내에서 터치 센싱 타이밍에 따라 게이트 노드로 인가되는 터치 검출 제어 신호(Vdet)에 의해 턴-온 되어, 해당 센싱라인(SL)과 해당 터치전극(TE)을 연결해줄 수 있다.

이에 따라, 터치 센싱 모드 구간과 디스플레이 센싱 모드 구간에서 공용으로 사용되는 센싱라인(SL)을 터치 센싱 모드 구간과 디스플레이 센싱 모드 구간 각각에 맞게 터치전극(TE)과 연결시켜주거나 연결시키지 않을 수 있다.

도 14를 참조하면, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안에는, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)가 터치 검출 제어 신호(Vdet)의 로우 레벨 전압에 의해 턴-오프 된다. 이에 따라, 디스플레이 센싱 유닛(ADC)는 센싱라인(SL)을 통해, 4개의 서브픽셀(OLED1, DRT1, SENT1 등으로 이루어진 제1서브픽셀, OLED2, DRT2, SENT2 등으로 이루어진 제2서브픽셀, OLED3, DRT3, SENT3 등으로 이루어진 제3서브픽셀, OLED4, DRT14, SENT4 등으로 이루어진 제4서브픽셀) 중 하나의 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱할 수 있다.

아래에서는, 도 15 내지 도 17을 참조하여, 유기발광표시패널(110)이 3840*2160개의 서브픽셀로 설계된 경우를 예로 들어, 터치 센싱 시스템의 구조를 예시적으로 설명한다.

도 15는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 3840*2160개의 서브픽셀이 배치되고, 4개의 서브픽셀 열마다 1개의 센싱라인(SL)이 공유되며, 1개의 터치전극(TE)이 20*20개의 서브픽셀과 대응되어 배치되는 경우, 1개의 터치전극(TE) 열과 1개의 터치전극(TE)을 나타낸 예시도이다.

도 15를 참조하면, 유기발광표시패널(110)에 3840*2160개의 서브픽셀이 배치되고, 4개의 서브픽셀 열마다 1개의 센싱라인이 배치되는 경우, 유기발광표시패널(110)에는 960개(=3840/4)의 센싱라인(SL)이 존재한다.

도 15를 참조하면, 1개의 터치전극(TE)이 20*20개의 서브픽셀과 대응되는 경우, 즉, m과 n이 20인 경우, 유기발광표시패널(110)에는 192*108개의 터치전극(TE)이 존재한다.

즉, 유기발광표시패널(110)에는 192개의 터치전극 열이 존재한다. 그리고, 유기발광표시패널(110)에는 108개의 터치전극 행이 존재한다고도 할 수 있다(x=3840/20=192, y=2160/20=108).

도 15를 참조하면, 1개의 터치전극 열은 108개의 터치전극(TE 1, TE 2, … , TE 108)을 포함한다.

1개의 터치전극 열에 대응되어 배치되는 센싱라인 개수는, 5개(=m/4=20/5)이다.

도 15를 참조하면, 1개의 터치전극 열이 차지하는 영역에는, 5개의 센싱라인(SL #1, SL #2, SL #3, SL #4, SL #5)이 배치된다.

도 15를 참조하면, 1개의 터치전극 열에는 108개의 터치전극(TE 1, TE 2, … , TE 108)이 포함되지만, 1개의 터치전극 열이 차지하는 영역에는 5개의 센싱라인(SL #1, SL #2, SL #3, SL #4, SL #5)만이 배치된다.

따라서, 상기 수학식 1에 따르면, 1개의 센싱라인이 처리할 수 있는 터치전극 개수인 k는 22가 된다.

도 15를 참조하면, 센싱라인 SL #1을 통해, GR1에 속하는 22개의 터치전극(TE 1, … , TE 22)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #1은 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 1, … , CNT 22)을 통해 22개의 터치전극(TE 1, … , TE 22)과 순차적으로 연결된다.

도 15를 참조하면, 센싱라인 SL #2을 통해, GR2에 속하는 22개의 터치전극(TE 23, … , TE 44)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #2는 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 23, … , CNT 44)을 통해 22개의 터치전극(TE 23, … , TE 44)과 순차적으로 연결된다.

도 15를 참조하면, 센싱라인 SL #3을 통해, GR3에 속하는 22개의 터치전극(TE 45, … , TE 66)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #3는 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 45, … , CNT 66)을 통해 22개의 터치전극(TE 45, … , TE 66)과 순차적으로 연결된다.

도 15를 참조하면, 센싱라인 SL #4을 통해, GR4에 속하는 22개의 터치전극(TE 67, … , TE 88)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #4는 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 67, … , CNT 88)을 통해 22개의 터치전극(TE 67, … , TE 88)과 순차적으로 연결된다.

도 15를 참조하면, 센싱라인 SL #5을 통해, GR5에 속하는 20개의 터치전극(TE 89, … , TE 108)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #5는 20개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 89, … , CNT 108)을 통해 20개의 터치전극(TE 89, … , TE 108)과 순차적으로 연결된다.

도 16 및 도 17은 도 15의 예시된 1개의 터치전극(TE) 열에서, SL #1과 연결 가능한 터치전극 그룹(GR1)과 SL #2와 연결 가능한 터치전극 그룹(GR2)에 대한 시분할 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 16을 참조하면, 센싱라인 SL #1을 통해, GR1에 속하는 22개의 터치전극(TE 1, TE 2, TE 3, … , TE 22)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #1은 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ 1, TQ 2, TQ 3, … , TQ 22)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 1, CNT 2, CNT 3, … , CNT 22)을 통해 22개의 터치전극(TE 1, TE 2, TE 3, … , TE 22)과 순차적으로 연결된다.

도 16을 참조하면, 센싱라인 SL #2을 통해, GR2에 속하는 22개의 터치전극(TE 23, TE 24, TE 25, … , TE 44)이 시분할 구동된다. 즉, 센싱라인 SL #2은 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ 23, TQ 24, TQ 25, … , TQ 44)의 순차적인 턴-온에 따라, 22개의 컨택 지점(CNT 23, CNT 24, CNT 25, … , CNT 44)을 통해 22개의 터치전극(TE 23, TE 24, TE 25, … , TE 44)과 순차적으로 연결된다.

도 17을 참조하면, SL #1과 연결 가능한 터치전극 그룹(GR1)에 대한 터치 구동 및 센싱 구간에서, 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ 1, TQ 2, TQ 3, … , TQ 22)의 게이트 노드에는 22개의 터치 검출 제어 신호(Vdet 1, Vdet 2, Vdet 3, … , Vdet 22)가 순차적으로 인가된다.

SL #1과 연결 가능한 터치전극 그룹(GR1)에 대한 터치 구동 및 센싱 구간이 완료되면, SL #2와 연결 가능한 터치전극 그룹(GR2)에 대한 터치 구동 및 센싱 구간이 진행된다.

SL #2와 연결 가능한 터치전극 그룹(GR2)에 대한 터치 구동 및 센싱 구간 동안, 22개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ 23, TQ 24, TQ 25, … , TQ 44)의 게이트 노드에는 22개의 터치 검출 제어 신호(Vdet 23, Vdet 24, Vdet 25, … , Vdet 44)가 순차적으로 인가된다.

이상에서는, 터치 검출 제어 신호가 순차적으로 인가되는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 비 순차적으로 인가될 수도 있다.

도 18은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 터치회로(800)의 터치 유무 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 18을 참조하면, 터치 센싱 모드 구간에서는, 시분할 된 터치 검출 제어 신호(Vdet)에 의해 터치전극(TE)과 센싱라인(SL)이 연결되면, 터치회로(800)는 센싱라인(SL)을 통해 터치전극(TE)으로 터치 구동 신호(터치 검출 신호)를 인가한다.

도 18을 참조하면, 터치전극(TE)과 센싱라인(SL) 간에 형성된 캐패시터(Cts)로 인해, 센싱라인(SL)의 기생 캐패시터(Cp) 양단의 전위차(VREF)이 변동될 수 있다.

센싱라인(SL)의 기생 캐패시터(Cp) 양단의 전위차 변동량(ΔVREF)은 하기 수학식 2와 같다.

상기 수학식 2에서, Cts는 터치전극(TE)과 센싱라인(SL) 간의 캐패시터, Ct는 터치에 의한 캐패시터, Cp는 센싱라인(SL)의 기생 캐패시터이며, VREF는 기생 캐패시터 양단의 전위차이다.

터치회로(800)는 전위치 변동량(ΔVREF)을 토대로 터치 유무를 감지할 수 있다.

도 19는 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에서, 터치전극(TE) 및 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ) 간의 연결 지점에 대한 단면도이다.

도 19를 참조하면, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)의 소스-드레인 전극(1917)은, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)와는 다른 레이어에 위치하는 해당 터치 전극(TE)과 컨택홀(CNT)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 19는 터치전극(TE) 및 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ) 각각에 대한 형성 방식을 예시적으로 도시한 것으로서, 터치전극(TE) 및 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)는 다양한 방식으로 형성될 수 있을 것이다.

도 19를 참조하면, 사용자 시청 방향에 해당하는 기판(1901) 상에 터치전극(TE)이 위치하고, 터치전극(TE) 상에 버퍼층(1903)이 위치할 수 있다.

버퍼층(1903) 상에, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)가 형성될 위치에 대응되어 차광층(1905)이 존재한다.

차광층(1905) 상에 다른 버퍼층(1907)이 위치하고, 그 위에 액티브 층(1909)이 위치한다.

액티브 층(1909)의 양측은 도체화되어 소스-드레인 노드 역할을 할 수 있고, 액티브 층(1909)에서 도체화되지 않은 부분은 채널 역할을 한다.

액티브 층(1909)에서 도체화되지 않은 부분 상에 게이트 절연막(1911)이 위치하고, 그 위에 게이트 전극(1913)이 위치한다.

이렇게 하여, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)가 형성된다.

그 위에 층간 절연막(1915)이 위치하고, 층간 절연막 홀을 통해, 소스-드레인 전극(1917)이 액티브 층(1909)에서 도체화된 양측의 소스-드레인 노드와 컨택한다.

다시 그 위에, 패시베이션 층(1919)이 위치한다.

도 19를 참조하면, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)에 해당하는 소스-드레인 전극(1917) 중 한 전극은, 다층 컨택 홀(CNT)을 통해, 터치전극(TE)과 연결된다.

도 19를 참조하면, 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)에 해당하는 소스-드레인 전극(1917) 중 다른 한 전극은, 센싱라인(SL)과 연결된다.

전술한 바에 따르면, 터치전극(TE) 및 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ)를 유기발광표시패널(110)에 형성할 수 있는 하나의 방안이 될 수 있다.

도 20은 본 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)에 8개의 센싱라인(SL #1, SL #2, … , SL #8)과 16개의 터치전극(TE 11, TE 12, TE 13, TE 14, TE 21, TE 22, TE 23, TE 24, TE 31, TE 32, TE 33, TE 34, TE 41, TE 42, TE 43, TE 44)이 배치된 경우, 디스플레이 센싱 시스템 및 터치 센싱 시스템을 간략하게 나타낸 예시도면이다.

도 20을 참조하면, 본 실시예들에 따른 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100)는, 다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널(110)에 내장된 16개의 터치전극(TE 11, TE 12, TE 13, TE 14, TE 21, TE 22, TE 23, TE 24, TE 31, TE 32, TE 33, TE 34, TE 41, TE 42, TE 43, TE 44)과, 유기발광표시패널(110)에 배치된 8개의 센싱라인(SL #1, SL #2, … , SL #8)과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 8개의 센싱라인(SL #1, SL #2, … , SL #8)을 통해 16개의 터치전극(TE 11, TE 12, TE 13, TE 14, TE 21, TE 22, TE 23, TE 24, TE 31, TE 32, TE 33, TE 34, TE 41, TE 42, TE 43, TE 44)을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 터치회로(800)와, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 각 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 디스플레이 센싱 유닛(ADC 1, ADC 2) 등을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 센싱 모드와 터치 센싱 모드에 필요한 신호 라인으로서 센싱라인(SL)을 공용으로 사용함으로써, 유기발광표시패널(110)에서의 신호라인 개수를 줄일 수 있고, 이에 따라 패널 개구율을 높여줄 수 있다.

도 20을 참조하면, 본 실시예들에 따른 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100)는, 터치 센싱 모드 구간에, 8개의 센싱라인(SL #1, SL #2, … , SL #8)을 16개의 터치전극(TE 11, TE 12, TE 13, TE 14, TE 21, TE 22, TE 23, TE 24, TE 31, TE 32, TE 33, TE 34, TE 41, TE 42, TE 43, TE 44)에 순차적으로 연결해주기 위한 16개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ #1a, TQ #1b, TQ #2a, TQ #2b, TQ #3a, TQ #3b, TQ #4a, TQ #4b, TQ #5a, TQ #5b, TQ #6a, TQ #6b, TQ #7a, TQ #7b, TQ #8a, TQ #8b)를 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 터치전극 개수만큼의 터치 검출 제어 트랜지스터들(TQ #1a, TQ #1b, TQ #2a, TQ #2b, TQ #3a, TQ #3b, TQ #4a, TQ #4b, TQ #5a, TQ #5b, TQ #6a, TQ #6b, TQ #7a, TQ #7b, TQ #8a, TQ #8b)의 턴-온 또는 턴-오프에 따라, 다수의 센싱라인 SL #1, SL #2, … , SL #8)이 터치 센싱 모드에 필요한 신호라인으로 동작하거나 디스플레이 센싱 모드에 필요한 신호라인으로 동작하도록 해줄 수 있다.

도 20을 참조하면, 터치 센싱 모드 구간에 8개의 센싱라인 SL #1, SL #2, … , SL #8)을 터치회로(800)에 순차적으로 연결해주고, 디스플레이 센싱 모드 구간에 8개의 센싱라인 SL #1, SL #2, … , SL #8)을 디스플레이 센싱 유닛(ADC 1, ADC 2)에 연결해주는 센싱라인 개수만큼의 센싱 타입 제어 스위치(STM #1, STM #2, … , STM #8)를 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 센싱라인 개수만큼의 센싱 타입 제어 스위치(STM #1, STM #2, … , STM #8)를 이용하여, 디스플레이 센싱과 터치 센싱 중 선택된 하나의 센싱 타입에 따라 디스플레이 센싱 또는 터치 센싱이 이루어지도록 해줄 수 있다.

도 21 및 도 22는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치가 디스플레이 센싱 모드와 터치 센싱 모드를 연계 동작하기 위한 2가지 종류의 스위치 소자(터치 검출 제어 트랜지스터, 터치 타입 제어 스위치)의 타이밍도들이다. 단, 설명의 편의를 위해, 센싱라인 SL #1에 대하여 설명한다.

도 21을 참조하면, 터치 센싱 모드 구간 동안, 센싱 타입 제어 스위치(STM #1)은, 2개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ #1a, TQ #1b)에 의해 센싱라인 SL #1이 2개의 터치전극(TE 11, TE 21)과 순차적으로 연결되는 타이밍에 동기화되어, 센싱라인 SL #1을 터치회로(800)에 반복적으로 연결과 연결 해제를 반복할 수 있다.

이 경우, 센싱라인 SL #1을 2개의 터치전극(TE 11, TE 21)과 순차적으로 연결해주는 다수의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ #1a, TQ #1b) 각각이 턴-온 되는 타이밍과 턴-오프 되는 타이밍에 동기화되어, 센싱 타입 제어 스위치(STM #1)는 턴-온과 턴-오프를 반복할 수 있다.

즉, 센싱 타입 제어 스위치(STM #1)의 제어 신호(게이트 신호)에 대한 턴-온 전압 레벨 구간은, 2개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ #1a, TQ #1b) 각각의 턴-온 전압 레벨 구간과 대응된다.

도 22를 참조하면, 다른 스위치 소자 온-오프 방식에 따르면, 센싱 타입 제어 스위치(STM #1)는, 터치 센싱 모드 구간 동안, 하나의 센싱라인(SL #1)이 2개의 터치전극(TE 11, TE 21)과 순차적으로 연결되는 시간 동안, 하나의 센싱라인(SL #1)을 터치회로(800)에 지속적으로 연결해줄 수 있다.

이 경우, 센싱 타입 제어 스위치(STM #1)의 제어 신호(게이트 신호)에 대한 턴-온 전압 레벨 구간은, 2개의 터치 검출 제어 트랜지스터(TQ #1a, TQ #1b) 각각의 턴-온 전압 레벨 구간의 총 길이에 대응될 수 있다.

이상에서 설명한 본 실시예들에 따른 인-셀 타입의 유기발광표시장치(100)에서, 터치회로(800)는, 칩 형태로 데이터 드라이버(120) 등의 다른 드라이버와 별도로 구현될 수도 있고, 데이터 드라이버(120) 또는 다른 드라이버와 함께 칩 형태로 구현될 수도 있다.

도 23은 본 실시예들에 따른 터치회로(800)의 블록도이다.

도 23을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치회로(800)는, 터치 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널(110)에 내장된 다수의 터치전극(TE)에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호(TDS)를 유기발광표시패널(110)에 배치된 다수의 센싱라인(SL)을 통해 순차적으로 출력하는 터치 구동부(2310)와, 터치 구동 신호(TDS)가 순차적으로 인가된 다수의 터치전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 다수의 센싱라인(SL)을 통해 순차적으로 수신하여 터치를 센싱하는 터치 센싱부(2320) 등을 포함할 수 있다.

터치 센싱 모드가 아닌 다른 모드 구간(예: 디스플레이 센싱 모드 또는 디스플레이 모드) 동안, 터치 구동부(2310) 및 터치 센싱부(2320)는, 다수의 터치전극(TE)과 미 연결된 둘 이상의 센싱라인(SL)과 미 연결될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 터치 센싱 모드 구간, 디스플레이 모드 구간 및 디스플레이 센싱 모드 구간 각각에서 필요한 신호 라인으로서 센싱라인(SL)을 공용으로 사용하는 구조에서, 터치 구동 및 터치 센싱을 가능하게 해주는 터치회로(800)를 제공해줄 수 있다.

도 24는 본 실시예들에 따른 디스플레이 드라이버(2400)의 블록도이다.

도 24를 참조하면, 본 실시예들에 따른 디스플레이 드라이버(2400)는, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널(110)에 배치된 적어도 하나의 센싱라인(SL)을 통해 적어도 하나의 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 적어도 하나의 디스플레이 센싱 유닛(ADC)과, 터치 센싱 모드 구간 동안, 적어도 하나의 센싱라인(SL)을 통해 유기발광표시패널(110)에 내장된 둘 이상의 터치전극(TE)을 터치 구동하여 터치를 센싱하는 터치 회로(800) 등을 포함할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드를 모두 가능하게 하는 디스플레이 드라이버(2400)를 제공해줄 수 있다.

도 24를 참조하면, 디스플레이 드라이버(2400)는, 디스플레이 센싱 모드 구간에는 적어도 하나의 센싱라인(SL)을 적어도 하나의 디스플레이 센싱 유닛(ADC)과 연결해주고, 터치 센싱 모드 구간에는 적어도 하나의 센싱라인(SL)을 터치회로(800)와 연결해주는 센싱 타입 제어 스위치(STM)를 더 포함할 수 있다.

전술한 센싱 타입 제어 스위치(STM)의 스위칭 동작에 따라, 디스플레이 드라이버(240)는 디스플레이 센싱을 수행하거나 터치 센싱을 수행할 수 있다.

도 25는 본 실시예들에 따른 디스플레이 드라이버(2400)의 다른 블록도이다.

도 25를 참조하면, 본 실시예들에 따른 디스플레이 드라이버(2400)는, 디스플레이 모드 구간 또는 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널(110)에 배치된 적어도 하나의 센싱라인(SL)을 통해, 적어도 하나의 서브픽셀 내 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드에 미리 정해진 전압(예: 디스플레이 모드용 기준전압 또는 디스플레이 센싱 모드용 기준전압)을 공급하는 디스플레이 구동부(2510)와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 적어도 하나의 센싱라인(SL)을 통해, 유기발광표시장치(100)에 내장된 적어도 하나의 터치전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 터치 회로(800)를 포함할 수 있다.

이러한 디스플레이 드라이버(2400)는, 디스플레이 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 따라, 센싱 라인(SL)을 디스플레이 구동부(2510)와 연결해주거나, 디스플레이 센싱 유닛(ADC)와 연결해주거나, 터치회로(800)와 연결해주는 스위치 소자들(M1, M2, M3)을 더 포함할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 디스플레이 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드를 모두 가능하게 하는 디스플레이 드라이버(2400)를 제공해줄 수 있다.

전술한 디스플레이 드라이버(2400)는, 데이터 드라이버(120)의 데이터 구동 기능을 제공할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법은, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널(110)에 배치된 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 단계와, 디스플레이 센싱 모드 구간의 이전 또는 이후에 진행되는 터치 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 유기발광표시패널(110)에 내장된 다수의 터치전극(TE)을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 단계 등을 더 포함할 수 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법은, 디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 둘 이상의 서브픽셀의 발광 구동을 위한 기준전압(Vref)을 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는드레인 노드로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법을 이용하면, 터치 센싱 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 디스플레이 모드를 공용 신호 라인에 해당하는 센싱라인(SL)을 통해 효율적으로 제공할 수 있다.

도 26은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법의 흐름도이다.

도 26을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법은, 디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 둘 이상의 서브픽셀의 발광 구동을 위한 기준전압(Vref)을 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는드레인 노드로 공급하는 단계(S2610)와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 유기발광표시패널(110)에 내장된 다수의 터치전극(TE)을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 단계(S2620)와, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널(110)에 배치된 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 단계(S2630) 등으로 진행될 수 있다.

도 27은 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법의 다른 흐름도이다.

도 26을 참조하면, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 구동방법은, 디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 둘 이상의 서브픽셀의 발광 구동을 위한 기준전압(Vref)을 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는드레인 노드로 공급하는 단계(S2710)와, 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널(110)에 배치된 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 단계(S2720)와, 터치 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 센싱라인(SL)을 통해 유기발광표시패널(110)에 내장된 다수의 터치전극(TE)을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 단계(S2730) 등으로 진행될 수 있다.

도 26의 흐름도의 S2630 단계에서, 디스플레이 센싱 모드 구간은 파워 오프 신호 발생 이후에 진행되는 오프-센싱을 위한 구간일 수 있다.

도 27의 흐름도의 S2720 단계에서, 디스플레이 센싱 모드 구간은 파워 오프 신호 발생 이전에 진행되는 온-센싱을 위한 구간일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100) 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널(110), 터치회로(800) 및 디스플레이 드라이버(2400)를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 유기발광표시패널에서의 서브픽셀 특성치를 센싱하기 위하여 디스플레이 센싱 모드에서 사용되는 센싱라인을 터치 센싱 모드에서도 터치전극과 터치회로 간의 신호 전달 용도로 사용할 수 있도록 해주는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100) 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널(110), 터치회로(800) 및 디스플레이 드라이버(2400)를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 필요한 신호라인으로서, 한 종류의 신호라인에 해당하는 센싱라인을 공용으로 사용할 수 있는 스위치 구조를 갖는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100) 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널(110), 터치회로(800) 및 디스플레이 드라이버(2400)를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 디스플레이 모드, 디스플레이 센싱 모드 및 터치 센싱 모드 각각에 필요한 신호라인으로서, 한 종류의 신호라인에 해당하는 센싱라인을 공용으로 사용할 수 있는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치(100) 및 그 구동방법과, 유기발광표시패널(110), 터치회로(800) 및 디스플레이 드라이버(2400)를 제공할 수 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 유기발광표시장치
110: 유기발광표시패널
120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버
140: 컨트롤러
800: 터치회로
2400: 디스플레이 드라이버

Claims

다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극;
터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 다수의 터치전극에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호를 순차적으로 출력하는 터치회로; 및
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 터치회로에서 순차적으로 출력되는 상기 터치 구동 신호를 상기 다수의 터치전극으로 순차적으로 전달해주는 둘 이상의 센싱라인을 포함하고,
상기 둘 이상의 센싱라인은,
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 다수의 터치전극으로 상기 터치 구동 신호를 순차적으로 전달하고,
디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀로 디스플레이 센싱 관련 전압을 전달하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
상기 각 서브픽셀은,
유기발광다이오드와, 상기 유기발광다이오드를 구동하는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드로 데이터 전압을 공급하는 스위칭 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드와 상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드 사이에 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하고,
상기 디스플레이 센싱 관련 전압은,
상기 디스플레이 센싱 모드 구간에서 상기 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 상기 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 인가되는 기준전압인 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제2항에 있어서,
상기 둘 이상의 센싱라인은,
디스플레이 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 서브픽셀 각각으로 디스플레이 관련 전압을 전달하고,
상기 디스플레이 관련 전압은,
상기 디스플레이 모드 구간에서 상기 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 상기 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 인가되는 기준전압인 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제2항에 있어서,
상기 각 서브픽셀은,
상기 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드와 해당 센싱라인 사이에 전기적으로 연결된 센싱 트랜지스터를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치전극 각각의 영역은 둘 이상의 서브픽셀의 영역과 대응되는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
상기 각 센싱라인은 하나의 서브픽셀 열 또는 둘 이상의 서브픽셀 열과 대응되어 배치되는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
1개의 터치전극 열에 대응되어 배치된 센싱라인의 개수는, 1개의 터치전극 열을 이루는 터치전극의 개수 보다 적은 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
1개의 센싱라인은 둘 이상의 터치전극과 순차적으로 연결되는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제8항에 있어서,
상기 둘 이상의 터치전극 각각에 대응되고, 상기 터치 센싱 구동 모드 구간 동안, 하나의 터치전극과 하나의 센싱라인을 연결해주는 터치 검출 제어 트랜지스터를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제9항에 있어서,
상기 터치 검출 제어 트랜지스터는,
상기 터치 센싱 모드 구간 내에서 터치 센싱 타이밍에 따라 게이트 노드로 인가되는 터치 검출 제어 신호에 의해 턴-온 되어, 해당 센싱라인과 해당 터치전극을 연결해주는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제10항에 있어서,
상기 터치 검출 제어 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드는,
상기 터치 검출 제어 트랜지스터와는 다른 레이어에 위치하는 해당 터치 전극과 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 센싱 모드 구간 동안 상기 둘 이상의 센싱라인과 전기적으로 연결되는 디스플레이 센싱 유닛을 더 포함하고,
상기 디스플레이 센싱 유닛은,
상기 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 상기 디스플레이 센싱 관련 전압이 전달된 상기 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 센싱하고,
상기 터치회로는,
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 상기 터치 구동 신호가 순차적으로 인가된 상기 다수의 터치전극으로부터 터치 센싱 신호를 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 순차적으로 센싱하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제12항에 있어서,
상기 디스플레이 센싱 모드 구간에 상기 각 센싱라인을 상기 디스플레이 센싱 유닛에 전기적으로 연결해주고, 상기 터치 센싱 모드 구간에 상기 각 센싱라인을 상기 터치 회로와 전기적으로 연결해주는 센싱 타입 제어 스위치를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제13항에 있어서,
상기 센싱 타입 제어 스위치는,
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 각 센싱라인이 상기 다수의 터치전극과 순차적으로 연결되는 타이밍에 동기화되어, 상기 각 센싱라인을 상기 터치회로에 순차적으로 연결해주거나,
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 각 센싱라인이 상기 다수의 터치전극과 순차적으로 연결되는 시간 동안, 상기 각 센싱라인을 상기 터치회로에 지속적으로 연결해주는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치전극이 x개의 열과 y개의 행으로 배치되고, 상기 다수의 터치전극 각각은 m개의 열과 y개의 행으로 배치된 서브픽셀의 영역과 대응되며, 상기 둘 이상의 센싱라인은 4개의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치되고, 상기 둘 이상의 센싱라인은 (1/4)×m×x 개인 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제15항에 있어서,
상기 터치회로가 1개의 센싱라인을 통해 k개의 터치전극을 시분할하여 구동하는 경우, 상기 k는 하기 수학식에 따라 설정된 자연수인 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극;
터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 다수의 터치전극에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호를 순차적으로 출력하는 터치회로; 및
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 터치회로에서 순차적으로 출력되는 상기 터치 구동 신호를 상기 다수의 터치전극으로 순차적으로 전달해주는 둘 이상의 신호라인을 포함하고,
상기 둘 이상의 신호라인은,
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 다수의 터치전극으로 상기 터치 구동 신호를 순차적으로 전달하고,
디스플레이 모드 구간 동안, 둘 이상의 서브픽셀로 디스플레이 관련 전압을 전달하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제17항에 있어서,
상기 디스플레이 관련 전압은,
상기 디스플레이 모드 구간에서 상기 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 인가되는 기준전압인 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
다수의 서브픽셀이 배치된 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극;
상기 유기발광표시패널에 배치된 둘 이상의 신호라인;
터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 신호라인을 통해 상기 다수의 터치전극을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 터치회로; 및
디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 신호라인을 통해 각 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 디스플레이 센싱 유닛을 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제19항에 있어서,
상기 터치 센싱 모드 구간에, 상기 둘 이상의 신호라인을 상기 다수의 터치전극에 순차적으로 연결해주는 터치 검출 제어 트랜지스터를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
제19항에 있어서,
상기 터치 센싱 모드 구간에 상기 둘 이상의 신호라인을 상기 터치회로에 순차적으로 연결해주고, 상기 디스플레이 센싱 모드 구간에 상기 둘 이상의 신호라인을 상기 디스플레이 센싱 유닛에 연결해주는 센싱 타입 제어 스위치를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치.
인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치의 구동방법에 있어서,
디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 배치된 둘 이상의 센싱라인을 통해 둘 이상의 서브픽셀 각각에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 단계; 및
상기 디스플레이 센싱 모드 구간의 이전 또는 이후에 진행되는 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 상기 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 단계를 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치의 구동방법.
제22항에 있어서,
디스플레이 모드 구간 동안, 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 상기 둘 이상의 서브픽셀의 발광 구동을 위한 기준전압을 상기 둘 이상의 서브픽셀 각각에서의 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드로 공급하는 단계를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시장치의 구동방법.
터치 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 내장된 다수의 터치전극에 순차적으로 인가될 터치 구동 신호를 상기 유기발광표시패널에 배치된 다수의 센싱라인을 통해 순차적으로 출력하는 터치 구동부; 및
상기 터치 구동 신호가 순차적으로 인가된 상기 다수의 터치전극으로부터 터치 센싱 신호를 상기 다수의 센싱라인을 통해 순차적으로 수신하여 터치를 센싱하는 터치 센싱부를 포함하고,
상기 터치 구동부 및 상기 터치 센싱부는,
상기 터치 센싱 모드가 아닌 다른 모드 구간에서도 신호 전달용으로 사용되는 상기 둘 이상의 센싱라인을 통해 신호 출력 및 신호 수신을 수행하는 터치회로.
디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 배치된 적어도 하나의 센싱라인을 통해 적어도 하나의 서브픽셀에 대한 특성치 또는 특성치 변화를 센싱하는 적어도 하나의 디스플레이 센싱 유닛; 및
터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 적어도 하나의 센싱라인을 통해 상기 유기발광표시패널에 내장된 둘 이상의 터치전극을 터치 구동하여 터치를 센싱하는 터치 회로를 포함하는 디스플레이 드라이버.
제25항에 있어서,
상기 디스플레이 센싱 모드 구간에는 상기 적어도 하나의 센싱라인을 상기 적어도 하나의 디스플레이 센싱 유닛과 연결해주고, 상기 터치 센싱 모드 구간에는 상기 적어도 하나의 센싱라인을 상기 터치회로와 연결해주는 센싱 타입 제어 스위치를 더 포함하는 디스플레이 드라이버.
디스플레이 모드 구간 또는 디스플레이 센싱 모드 구간 동안, 유기발광표시패널에 배치된 적어도 하나의 센싱라인을 통해, 적어도 하나의 서브픽셀 내 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 미리 정해진 전압을 공급하는 디스플레이 구동부; 및
터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 적어도 하나의 센싱라인을 통해, 상기 유기발광표시장치에 내장된 적어도 하나의 터치전극에 터치 구동 신호를 공급하는 터치 회로를 포함하는 디스플레이 드라이버.
데이터 전압을 전달하는 다수의 데이터 라인;
게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인;
터치 센싱 모드 구간 동안, 터치 구동 신호가 순차적으로 인가되는 다수의 터치전극; 및
상기 터치 센싱 모드 구간 동안, 상기 터치 구동 신호를 상기 다수의 터치전극으로 전달하고, 상기 터치 센싱 모드 구간이 아닌 다른 모드 구간 동안 상기 터치 구동 신호가 아닌 다른 신호를 전달하는 둘 이상의 센싱라인을 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시패널.
제28항에 있어서,
상기 둘 이상의 센싱라인의 개수는 상기 다수의 터치전극의 개수보다 적은 인-셀 터치 타입의 유기발광표시패널.
제28항에 있어서,
상기 둘 이상의 터치전극 각각에 대응되고, 상기 터치 센싱 구동 모드 구간 동안, 하나의 터치전극과 하나의 센싱라인을 연결해주는 터치 검출 제어 트랜지스터를 더 포함하는 인-셀 터치 타입의 유기발광표시패널.