KR20200046801A - 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이 - Google Patents
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Abstract
평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 상기 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 투명 전극 패턴과 상기 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이는, 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴, 영상출력을 위해 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴을 제어하는 디스플레이 구동 회로, 터치센싱을 위해 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴과 디스플레이 구동 회로를 연결하는 멀티 플렉서, 터치센서 제어구간에서 멀티 플렉서를 통해 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴과 연결되는 터치 구동 회로를 포함한다.
Description
본 발명은 유기 발광 다이오드 중 수동형 유기 발광 다이오드(PMOLED)를 이용한 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, PMOLED에서 인-셀 구조로 터치를 구현할 수 있는 PMOLED 디스플레이에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드는 음극과 양극 사이에 위치한 발광층에서 직접 빛을 내기 때문에 백라이트가 필요 없으며, 빛의 표현 범위가 LCD보다 넓으며 검정 수준이 뛰어나다는 장점이 있다. 즉, 유기 발광 다이오드에서 음극과 양극에 전압을 걸면 각각의 극에서 전자와 정공(正孔)을 주입하며, 주입된 전자와 정공이 각각의 전자수송층, 정공수송층을 통과해 발광층에서 결합한다.
결합에 의한 에너지로 발광층의 발광재료가 들뜬 상태가 되는데, 들뜬 상태에서 다시 기저상태로 돌아갈 때에 빛을 발생한다. 들뜬 상태(일중항)에서 그대로 기저상태로 돌아가는 발광이 형광이며, 일중항 상태에서 다소 에너지 준위가 낮은 삼중항 상태를 경유해 기저상태에 돌아갈 때의 발광을 이용하면 인광(燐光)이다. 들뜬 상태가 되어도 빛으로 잘 이용하지 못하는 에너지는 방사되지 않고 불활성화할 수가 있다.
유기 발광 다이오드에서 음극에는 알루미늄과 은·마그네슘 합금, 칼슘 등의 금속박막을 사용하며, 양극에는 ITO(Indium Tin Oxide)이라고 불리는 산화 인듐 주석 등의 투명한 금속박막을 사용할 수 있다. 음극과 양극 사이에 형성된 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함할 수 있으며, 음극과 양극 사이에 구동 전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다. 발생한 빛은 반사면에 반사되고 투명 전극과 기판(유리판과 플라스틱판 등)을 투과한다.
유기 발광 다이오드는 그 제어방식에 따라서 수동형 유기 발광 다이오드(PMOLED)와 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLDED)로 구분될 수 있다.
PMOLED는 화면 상에 배열된 발광소자의 가로축과 세로축에 각각 전압을 넣어 그 교차점을 빛나게 하는 방식으로 구조가 비교적 간단하고 생산 비용도 적게 들지만 정교한 화면을 구현할 수 없다는 단점이 있다. AMOLED는 PMOLED의 단점을 극복하기 위한 것으로서, 발광소자마다 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자의 발광 여부를 개별적으로 제어할 수 있다는 장점을 가지며 최근에는 그 화면 크기도 대형 기기에 적용될 수 있을 만큼 그 적용범위를 넓히고 있다.
등록특허 제10-1170806호는 수동형 매트릭스(passive matrix)에 대한 소자를 언급하고 있지만, 구체적으로 PMOLED에 터치 기능을 구현하는 방법에 대해서는 아무런 내용을 개시하고 있지 않다.
본 발명은 PMOLED에서 인-셀 타입으로 터치 기능을 구현하되, 상호 정전 용량의 변화를 이용해서 터치 영역을 감지할 수 있는 PMOLED 디스플레이를 제공한다.
본 발명은 PMOLED에서 터치 기능을 구현하기 위해서 개선된 구조를 갖는 PMOLED 디스플레이를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 상기 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 투명 전극 패턴과 상기 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이는, 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴, 영상출력을 위해 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴을 제어하는 디스플레이 구동 회로, 터치센싱을 위해 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴과 디스플레이 구동 회로를 연결하는 멀티 플렉서, 터치센서 제어구간에서 멀티 플렉서를 통해 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴과 연결되는 터치 구동 회로를 포함한다.
본 실시예의 PMOLED 디스플레이는 디스플레이 프레임을 시분할하여 영상출력을 위한 디스플레이 제어구간과 터치센싱을 위한 터치센서 제어구간을 반복적으로 구현하며, 디스플레이 제어구간에서 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴을 이용하여 디스플레이 구동 회로는 영상을 출력하며, 터치센서 제어구간에서 터치 구동 회로는 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 뮤추얼 전극 패턴을 이용하여 상호 정전 용량의 변화를 통해 신체 접촉의 위치를 감지할 수 있다.
본 명세서에서, 뮤추얼 전극 패턴은 투명 전극 패턴과의 상호 작용을 통해서 터치센싱을 할 수 있지만, 하부 전극 패턴과의 상호 작용을 통해서도 터치센싱을 할 수 있고, 투명 전극 패턴과 하부 전극 패턴 모두와의 상호 작용을 통해서도 터치센싱을 할 수가 있다.
또한, 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴 중 선택된 전극 패턴은 모든 전극 패턴이 마치 하나의 전극인 것처럼 쇼트되어 작동할 수 있지만, 인접한 적극 패턴들이 복수개의 그룹을 형성하여 작동할 수가 있고, 그룹화 없이 각 전극 패턴들이 개별적으로 뮤추얼 전극 패턴과 상호 작용을 통해서 신체 접촉의 위치 감지에 이용될 수가 있다.
본 실시예에서 뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공될 수 있다. 2개의 뮤추얼 전극 패턴이 디스플레이 영역의 좌우에 제공되는 경우 좌우에 대한 1차원적 신체 접촉 위치를 감지할 수 있으며, 2개의 뮤추얼 전극 패턴이 디스플레이 영역의 상하에 제공되는 경우 상하에 대한 1차원적 신체 접촉 위치를 감지할 수 있다. 또한, 4개의 뮤추얼 전극 패턴이 디스플레이 영역의 상하 좌우에 각각 제공되는 경우, 상하 좌우에 대한 2차원적 신체 접촉 위치를 감지할 수 있다.
뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 주변에 긴 직사각형 형상 또는 긴 삼각형 형상으로 제공될 수 있으며, 긴 삼각형 형상으로 제공되는 경우 뮤추얼 전극 패턴의 길이 방향에 대한 위치 감지도 가능할 수 있다. 또한, 긴 삼각형 형상으로 제공되는 경우, 2개의 뮤추얼 전극 패턴이 서로 마주하도록 제공되어 길이 방향에 대한 감지 및 좌우 동일한 폭으로 제공되도록 할 수 있다.
뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 일측에서 하나로 제공될 수 있지만, 다르게는 일측 또는 일변을 따라 복수개로 분할되어 제공될 수 있다. 복수개로 분할되는 경우, 뮤추얼 전극 패턴은 트랜스미터 또는 리시버 전극으로 작동하여 그 배열 방향에 따른 위치 감지에 사용될 수가 있다.
뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공되고, 터치센서 제어구간에서 뮤추얼 전극 패턴이 제공되지 않은 디스플레이 영역의 상하 또는 좌우 주변에 대응하여, 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴 중 상하 또는 좌우 끝에 배치된 전극 패턴을 뮤추얼 전극 패턴으로 이용할 수 있다. 즉, 한 쌍의 뮤추얼 전극 패턴만 사용하는 경우, 1차원적인 위치 감지만 가능한데, 뮤추얼 전극 패턴이 배치되지 않더라도 양단에 위치한 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴을 이용하여도 2차원적인 위치 감지가 가능하다.
뮤추얼 전극 패턴은 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴과 동일층에 형성될 수 있지만, 이 외에도 디스플레이 영역을 덮는 투명 커버에 형성될 수 있으며, 디스플레이 하부에 배치되는 인쇄회로기판에 형성될 수 있다. 즉, 뮤추얼 전극 패턴은 하부 전극 패턴이나 투명 전극 패턴과 동일층에 제공될 수 있지만, 반드시 하부 전극 패턴이나 투명 전극 패턴과 동일층에 제공될 필요가 없으며, 상호 정전 용량의 변화에 영향을 줄 수 있을 정도라면 상하로 이격된 높이에 제공될 수가 있다.
또한, 뮤추얼 전극 패턴은 투명 전극 패턴과 동일한 ITO 등을 재질로 형성될 수 있지만, 하부 전극 패턴과 동일한 금속 박막을 패터닝하여 제공될 수도 있고, 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴과 동일한 박막을 에칭하여 제공될 수도 있지만, 별도 위치에서 별도로 제작될 수도 있다.
각 투명 전극 패턴이 개별적으로 작동하여 뮤추얼 전극 패턴과 상응할 수 있지만, 터치센싱을 위한 터치 구동 회로는 터치센서 제어구간에서만 인접한 복수개의 투명 전극 패턴을 그룹화하고, 그룹화된 투명 전극 패턴을 하나의 전극으로 사용하여 뮤추얼 전극 패턴과의 상호 정전 용량 변화를 측정할 수 있다.
물론, 투명 전극 패턴 전체를 하나의 그룹으로 기능하도록 하여 상호 정전 용량을 측정할 수도 있고, 투명 전극 패턴 중 일부만 선택하여 하나의 그룹으로 정의하고, 이들을 이용하여 상호 정전 용량을 측정할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 뮤추얼 전극 패턴이 터치 구동 신호를 발송하는 트랜스미터 전극으로 작동하고 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴이 터치 구동 신호에 대응하는 터치 종동 신호를 생성하는 리시버 전극으로 작동할 수 있지만, 반대로 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴이 트랜스미터 전극으로 작동하고, 뮤추얼 전극 패턴이 리시버 전극으로 작동하게 할 수도 있다. 여기서 터치센서 제어구간에서는 터치 구동 회로와 연결된 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴이 이용될 수 있으며, 설계에 따라서 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴 중 전부 또는 일부가 터치센서 제어구간에 이용될 수 있다.
PMOLED의 경우, 투명 전극 패턴과 하부 전극 패턴 사이에 잔류하는 캐패시턴스로 인해서, 터치센싱이 원활하지 않을 수 있다. 이에 본 실시예에서는 터치센싱을 하는 단계에서 리시버 전극으로 사용되지 않는 전극은 플로팅 시킬 수 있다.
본 실시예에서 디스플레이 제어구간 이전에 모든 하부 전극 패턴에 영상 기준전압을 일률적으로 공급할 수가 있다. 이는 터치센싱을 위한 전압 설정값과 영상 출력을 위한 전압 설정값이 상이할 수 있기 때문이다. 여기서 영상 기준전압은 약 5V 이상 약 20V 이하의 범위 내에서 설정될 수가 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 하부 전극 패턴과 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 투명 전극 패턴과 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이는, 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴, 뮤추얼 전극 패턴과 연결되어 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호를 제공하는 제1 터치 구동 회로, 하부 전극 패턴과 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 연결되어 영상출력 및 터치센싱을 제어하기 위한 신호를 전달하는 멀티 플렉서, 멀티 플렉서와 연결되어 디스플레이 제어구간에서 영상출력을 제어하기 위한 디스플레이 구동 신호를 제공하는 디스플레이 구동 회로, 및 멀티 플렉서와 연결되어 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호에 의한 터치 종동 신호를 수신하는 제2 터치 구동 회로를 포함할 수 있다.
뮤추얼 전극 패턴은 트랜스미터 전극으로서 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공될 수 있으며, 뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 일 변을 따라 복수개로 분할되어 제공될 수 있다. 뮤추얼 전극 패턴이 분할되어 제공된 경우, 제1 터치 구동 회로는 터치센서 제어구간에서 각각의 뮤추얼 전극 패턴에 순차적으로 터치 구동 신호를 제공할 수 있으며, 멀티 플렉서는 터치 구동 신호에 의해 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴에서 생성되는 터치 종동 신호를 제2 터치 구동 회로로 전달할 수 있다.
터치 종동 신호를 생성하는 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴은 하나로 그룹화되어 하나의 전극으로서 기능을 할 수 있지만, 다르게는 전체 전극 패턴의 개수보다는 상대적으로 적은 수의 전극으로 그룹화되어 기능할 수도 있다. 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴들이 복수개의 그룹으로 그룹화된 경우, 터치 종동 신호는 마주하는 뮤추얼 전극 패턴에 의한 좌우 또는 상하에 대한 위치 정보를 포함할 수 있으며, 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴의 배열 방향(좌우 또는 상하에 수직한 방향)에 따른 위치에 대한 정보도 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 하부 전극 패턴과 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 투명 전극 패턴과 상기 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이는, 하부 전극 패턴과 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 연결되어 영상출력 및 터치센싱을 제어하기 위한 신호를 전달하는 멀티 플렉서, 멀티 플렉서와 연결되어 디스플레이 제어구간에서 영상출력을 제어하기 위한 디스플레이 구동 신호를 제공하는 디스플레이 구동 회로, 멀티 플렉서와 연결되어 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호를 제공하는 제1 터치 구동 회로, 하부 전극 패턴 및 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴, 및 뮤추얼 전극 패턴과 연결되어 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호에 의한 터치 종동 신호를 수신하는 제2 터치 구동 회로를 포함할 수 있다.
뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공될 수 있으며, 뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 일측 또는 일변을 따라 복수개로 분할되어 제공될 수 있다. 뮤추얼 전극 패턴이 분할되어 제공된 경우, 멀티 플렉서는 터치센서 제어구간에서 제1 터치 구동 회로로부터 제공되는 터치 구동 신호를 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴에 전달할 수 있으며, 제2 터치 구동 회로는 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호에 의해 뮤추얼 전극 패턴에서 생성되는 터치 종동 신호를 수신할 수 있다.
여기서 선택된 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴은 터치 구동 신호를 수신하여 뮤추얼 전극 패턴으로 발송할 수 있으며, 이때 하나로 그룹화되어 하나의 전극으로서 기능을 할 수 있다.
이 외에도 터치 구동 신호를 발송하는 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴은 복수개로 그룹화되고, 그룹화된 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴은 하나의 전극으로 기능할 수 있다. 터치센서 제어구간에서 각 그룹의 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴에 터치 구동 신호가 순차적으로 제공될 수 있으며, 뮤추얼 전극 패턴으로부터 생성된 터치 종동 신호는 뮤추얼 전극 패턴에서 감지될 수 있으며, 이 터치 종동 신호는 하부 전극 패턴 또는 투명 전극 패턴의 배열 방향에 따른 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 PMOLED 디스플레이 및 그 제어방법에 따르면, PMOLED에서 인-셀 타입으로 터치 기능을 구현할 수 있으며, PMOLED에서 상호 정전 용량의 변화를 이용한 터치 기능을 간단하게 구현할 수 있다.
또한, PMOLED에서 터치 기능을 구현함에 있어서 구동 전압의 일괄적인 리셋 등을 이용함으로써, 잔류 캐패시턴스 등에 의한 영향을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, PMOLED에서 터치 기능을 구현하기 어려웠던 점은, PMOLED의 영상출력을 위한 실행 조건에서 터치 기능을 구현하기가 쉽지 않았다. 하지만, 본 발명의 PMOLED 디스플레이 및 그 제어방법에서는 PMOLED의 영상출력을 위한 조건을 만족하면서 뮤추얼 방식의 터치센싱을 위한 조건도 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이의 사용례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 전극 패턴 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2의 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 구동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 7은 도 6의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 구동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 10은 도 9의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 종동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 12는 도 11의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 종동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 전극 패턴 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 2의 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 구동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 7은 도 6의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 구동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 10은 도 9의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 종동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 12는 도 11의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 종동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용은 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이의 사용례를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 전극 패턴 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 2의 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이(100)는 PMOLED 디스플레이를 포함하는 소형 장비 또는 웨어러블 장비에 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 소형 웨어러블 밴드에 적용되는 경우로 설명하지만, 다른 실시예에서는 다양한 장비의 디스플레이 모듈에 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 보면, PMOLED 디스플레이(100)는 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴(110), 하부 전극 패턴(110)에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴(120), 디스플레이 영역(115)에서 투명 전극 패턴(120) 좌우로 제공되는 한 쌍의 뮤추얼 전극 패턴(130), 및 하부 전극 패턴(110)과 투명 전극 패턴(120) 사이에 개재되는 유기 화합물층(미도시)을 포함한다. 투명 전극 패턴(120)과 하부 전극 패턴(110)은 디스플레이 구동 회로(140)와 연결되며, 디스플레이 구동 회로(140)의 제어를 통해서 화소 별로 PMOLED 디스플레이(100)를 통해서 원하는 영상 또는 문자 등을 표시할 수가 있다.
후술하는 도 4 및 도 5와 같이, 본 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이(100)는 디스플레이 프레임(frame time) 별로 투명 전극 패턴(120)과 하부 전극 패턴(110)의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 다른 시간대에서 구현하며, 영상출력과 터치센싱이 교번적으로 진행되도록 할 수 있다.
본 실시예에 따르면, PMOLED 디스플레이(100)는 디스플레이 구동 회로(140) 외에 터치 감지부(150)를 더 포함하며, 터치 감지부(150)는 터치 구동 신호를 생성하는 제1 터치 구동 회로(152) 및 터치 구동 신호에 대응하여 생성되는 터치 종동 신호를 수신하는 제2 터치 구동 회로(154)를 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(140)와 터치 감지부(150)는 기능적으로 서로 분리되어 있지만, 하나의 집적회로(IC)에 같이 형성될 수도 있고, 본 실시예에서와 같이 기능적으로 물리적으로 서로 분리될 수도 있다.
다만, 터치센싱을 위해서 별도의 터치 센서를 사용하지 않고, 본 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이(100)는 상대적으로 상부에 위치한 투명 전극 패턴(120) 및 그 주변에 배치된 뮤추얼 전극 패턴(130)을 이용하여 터치센싱을 할 수가 있다. 이를 위해서 투명 전극 패턴(120)과 디스플레이 구동 회로(140)가 연결되며, 터치 감지부(150)와 투명 전극 패턴(120)이 전기적으로 연결될 수 있다. 디스플레이 제어구간에서 터치 감지부(150)를 끄고 투명 전극 패턴(120)과 디스플레이 구동 회로(140)가 기능적으로 연결될 수 있으며, 터치 제어구간에서 디스플레이 구동회로(140)를 끄고 터치 감지부(150)와 투명 전극 패턴(120)이 기능적으로 연결될 수가 있다.
이 외에도 멀티 플렉서 등을 이용하여 투명 전극 패턴(120)과 제2 터치 구동 회로(154)를 선택적으로 연결할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 구동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 터치센싱을 하는 단계에서 투명 전극 패턴(120) 전부를 쇼트하여 하나의 전극으로 기능하도록 하였으며, 제1 터치 구동 회로(152)는 뮤추얼 전극 패턴(130)에 순차적으로 터치 구동 신호(TX1, TX2)를 제공할 수 있다.
제1 터치 구동 회로(152)는 일측 뮤추얼 전극 패턴에 제1 터치 구동 신호(TX1)를 제공하고, 그 이후에 다른 뮤추얼 전극 패턴에 제2 터치 구동 신호(TX2)를 제공할 수 있다. 제1 터치 구동 신호(TX1)에 대응하여 투명 전극 패턴(120)에서 제1 터치 종동 신호가 생성될 수 있으며, 이는 제2 터치 구동 회로(154)로 전달될 수 있다. 또한, 제2 터치 구동 신호(TX2)에 대응하여 투명 전극 패턴(120)에서 제2 터치 종동 신호가 생성될 수 있으며, 이는 제2 터치 구동 회로(154)로 전달될 수 있다.
터치 감지부(150)는 제1 및 제2 터치 종동 신호를 통해서, 디스플레이 영역에서 신체가 좌우 중 어디에 가깝게 터치 되었는지를 확인할 수 있다. 여기서 터치 구동 신호는 펄스 형태의 사각파 이외에도 사인판, 삼각파 등일 수 있다. 본 실시예에서는 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호(TX1, TX2)를 시분할로 구분하는 경우를 설명하였지만, 그 외에도 터치 구동 신호는 코드분할 또는 주파수분할 등을 이용하여 구분될 수도 있다.
디스플레이 제어구간에서 하부 전극 패턴(110)에는 약 10 V 정도의 전압이 형성될 수 있으며, 이 경우 투명 전극 패턴(120)과 하부 전극 패턴(110)에 펄스 형태의 구동 전압 신호를 바로 제공한다면 잔류하는 전압으로 인해 터치센싱이 원활하지 않을 수 있다. 이를 해결하기 위해서, 본 실시예에서는 모든 하부 전극 패턴(110)에 리셋 등의 과정이 추가될 수가 있다.
터치센서 제어구간이 끝나면 디스플레이 제어구간 이전에 모든 하부 전극 패턴(110)에 약 5V 이상 20V 이하의 영상 기준전압을 일률적으로 공급할 수 있다. 일 예로, 약 10V의 영상 기준전압을 모든 하부 전극 패턴(110)에 공급함으로써, 디스플레이를 위한 화소들을 리셋하여 전체적으로 유기 발광 다이오드가 발광하지 않은 최초 상태를 유지하도록 할 수가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 PMOLED 디스플레이(100)는 디스플레이 프레임을 시분할하여 영상출력을 위한 디스플레이 제어구간과 터치센싱을 위한 터치센서 제어구간을 반복적으로 구현할 수 있다. 디스플레이 제어구간에서 디스플레이 구동 회로(140)는 하부 전극 패턴(110) 및 투명 전극 패턴(120)을 이용하여 영상을 출력할 수 있으며, 터치센서 제어구간에서 터치 감지부(150)는 하부 전극 패턴(110) 및 투명 전극 패턴(120) 중 적어도 하나와 뮤추얼 전극 패턴(130)을 이용하여 상호 정전 용량의 변화를 통해 신체 접촉의 위치를 감지할 수 있다.
본 실시예에서 뮤추얼 전극 패턴(130)은 투명 전극 패턴(120)과의 상호 작용을 통해서 터치센싱을 할 수 있지만, 다른 실시예에서는 하부 전극 패턴이 투명 전극 패턴을 대신하여 뮤추얼 전극 패턴과 상호 작용을 하여 터치센싱을 할 수 있고, 투명 전극 패턴과 하부 전극 패턴 모두가 뮤추얼 전극 패턴과의 상호 작용을 통해서도 터치센싱을 할 수가 있다.
또한, 본 실시예의 뮤추얼 전극 패턴(130)은 투명 전극 패턴(120)을 중심으로 디스플레이 영역(115)의 좌우로 대칭적으로 제공되지만, 다른 실시예에 따르면 뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 상하에서 대칭적으로 제공될 수 있고, 이 경우 투명 전극 패턴보다는 하부 전극 패턴이 이용되는 것이 바람직할 수도 있다.
본 실시예에서 뮤추얼 전극 패턴(130)은 투명 전극 패턴(120)과 동일층에 형성될 수 있지만, 경우에 따라서는 하부 전극 패턴(110)과 동일층에 형성될 수 있다. 뮤추얼 전극 패턴(130)이 투명 전극 패턴(120)과 동일층에 형성되는 경우, 뮤추얼 전극 패턴(130)은 ITO, IZO와 같은 투명 도전막이나 금속 박막을 에칭하여 형성될 수 있으며, 하부 전극 패턴과 동일층에 형성하는 경우에는 뮤추얼 전극 패턴을 하부 전극 패턴과 동일한 금속 박막을 에칭하여 형성할 수도 있다.
이 외에도, 뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역의 주변이라면 하부 전극 패턴이나 투명 전극 패턴과 다른 높이에서도 형성될 수 있다. 예를 들어, 뮤추얼 전극 패턴은 디스플레이 영역을 덮는 투명 커버에 형성될 수 있으며, 디스플레이 하부에 배치되는 인쇄회로기판에도 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 투명 전극 패턴(120) 전체를 하나의 그룹으로 기능하도록 하여 상호 정전 용량을 측정할 수 있지만, 투명 전극 패턴(120) 중 일부만 선택하여 하나의 그룹으로 정의하고, 이들을 이용하여 상호 정전 용량을 측정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도들이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 뮤추얼 전극 패턴(230)은 디스플레이 영역의 주변에 긴 삼각형 형상으로 제공될 수 있으며, 긴 삼각형 형상으로 제공되는 경우 뮤추얼 전극 패턴(230)의 길이 방향에 대한 위치 감지도 가능할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 디스플레이 영역의 일측으로 2개의 뮤추얼 전극 패턴(230, 230-1)이 서로 마주하도록 제공되어, 상하 방향에 따른 뮤추얼 전극 패턴(230, 230-1)의 폭을 일정하게 유지할 수 있으며, 뮤추얼 전극 패턴(230, 230-1)을 이용한 길이 방향에 대한 위치 감지를 구현할 수 있다. 물론, 뮤추얼 전극 패턴(230, 230-1)이 좌우로 대칭을 이루며 제공되었기 때문에, 도 3의 디스플레이와 같이 좌우에 대한 터치 위치의 감지도 수행할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 뮤추얼 전극 패턴(230-2)은 좌우로 대칭을 이루며 제공되되, 디스플레이 영역의 좌우에서 상하 반향을 따라 복수개로 분할되어 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이 복수개로 분할되는 경우, 뮤추얼 전극 패턴(230-2)은 트랜스미터 또는 리시버 전극으로 작동할 수 있으며, 시분할, 코드분할, 주파수분할 등을 이용하여 그 배열 방향에 따른 위치 감지에 사용될 수가 있다. 물론, 뮤추얼 전극 패턴(230, 230-1)이 좌우로 대칭을 이루며 제공되었기 때문에, 도 3의 디스플레이와 같이 좌우에 대한 터치 위치의 감지도 수행할 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면, 2쌍의 뮤추얼 전극 패턴(230-3, 230-4)이 디스플레이 영역의 상하 및 좌우에 각각 제공될 수도 있다. 좌우로 배열된 뮤추얼 전극 패턴(230-3)은 좌우 위치 감지에 이용될 수 있으며, 상하로 배열된 뮤추얼 전극 패턴(230-4)은 상하 위치 감지에 이용될 수 있다.
도 3의 뮤추얼 전극 패턴(130)이 디스플레이 영역의 좌우에만 제공되어 좌우 방향에 대한 1차원적 신체 접촉 위치를 감지할 수 있는 반면, 본 실시예에서는 4개의 뮤추얼 전극 패턴(230-3, 230-4)이 디스플레이 영역의 상하 및 좌우에 제공되는 경우 2차원적으로 신체 접촉 위치를 감지할 수 있다.
도 5의 (d)를 참조하면, 좌우로 배치된 뮤추얼 전극 패턴(130)이 아닌 투명 전극 패턴(120-1)을 이용하여서도 2차원적인 신체 접촉 위치를 감지할 수 있다. 이를 위해 터치센서 제어구간에서 뮤추얼 전극 패턴(130)이 제공되지 않은 방향, 즉 디스플레이 영역의 상하 방향에 대응하여, 투명 전극 패턴 중 상하 끝에 배치된 하나 또는 그 이상의 전극 패턴(120-1)을 뮤추얼 전극 패턴으로 이용할 수 있다. 상하 끝에 배치된 투명 전극 패턴(120-1)은 디스플레이 제어구간에서는 영상출력을 위해 기능을 할 수 있으며, 터치센서 제어구간에서만 임시로 뮤추얼 전극 패턴과 유사한 기능을 하도록 할 수가 있다. 이를 위해서, 제1 터치 구동 회로 또는 제2 터치 구동 회로가 투명 전극 패턴 중 상하 끝에 배치된 전극 패턴(120-1)에 멀티 플렉서 등을 통해 연결될 수가 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이며, 도 7은 도 6의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 구동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, PMOLED 디스플레이는 하부 전극 패턴(310), 투명 전극 패턴(320), 하부 전극 패턴(310)과 투명 전극 패턴(320) 사이에 개재되는 유기 화합물층(미도시), 디스플레이 영역의 좌우로 대칭을 이루며 상하 방향으로 분할된 복수개의 뮤추얼 전극 패턴(330), 각 뮤추얼 전극 패턴(330)과 연결되는 복수개의 제1 터치 구동 회로(352), 영상출력을 제어하는 디스플레이 구동 회로(340), 제2 터치 구동 회로(354)를 포함한다.
본 실시예의 PMOLED 디스플레이는 디스플레이 프레임(frame time) 별로 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하며, 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간에서 투명 전극 패턴(320), 하부 전극 패턴(310), 뮤추얼 전극 패턴(330)을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제1 터치 구동 회로(352)는 터치센서 제어구간에서 각각 연결된 뮤추얼 전극 패턴(330)에 순차적으로 터치 구동 신호(TX1, TX2, TX3 ~ TXn)를 제공하며, 투명 전극 패턴(320)은 터치 종동 신호(SEG(RX))를 생성하여 제2 터치 구동 회로(354)로 전달할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서 터치 구동 신호는 시분할 방식으로 제공되지만, 경우에 따라서는 코드분할 또는 주파수분할 등의 방식으로 제공될 수도 있다. 또한, 투명 전극 패턴(320)은 세그먼트 전극이자 리시버 전극으로 사용되지만, 하부 전극 패턴이 공통 전극이자 리시버 전극으로 사용될 수가 있다.
본 실시예에서 투명 전극 패턴(320)은 컨트롤러 장치(IC)를 통해 쇼트되어 하나의 전극으로서 기능을 하지만, 전체가 아닌 일부만 리시버 전극으로 활용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이는 하부 전극 패턴(410), 투명 전극 패턴(420), 유기 화합물층(미도시), 디스플레이 영역의 좌우로 대칭을 이루는 뮤추얼 전극 패턴(430), 각 뮤추얼 전극 패턴(430)과 연결되는 제1 터치 구동 회로(452), 투명 전극 패턴(420)과 연결된 멀티 플렉서(460), 멀티 플렉서(460)와 연결되어 영상출력을 제어하는 디스플레이 구동 회로(440), 및 멀티 플렉서(460)와 연결되어 터치센싱을 수행하는 제2 터치 구동 회로(454)를 포함한다.
본 실시예의 PMOLED 디스플레이는 디스플레이 프레임(frame time) 별로 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하며, 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간에서 투명 전극 패턴(420), 하부 전극 패턴(410), 뮤추얼 전극 패턴(430)을 제어할 수 있다.
참고로, 터치센서 제어구간에서 멀티 플렉서(460)는 투명 전극 패턴을 4개의 그룹(420-1~420-4)으로 그룹화하며, 회로적으로 그룹화된 투명 전극 패턴들은 각각 하나의 전극으로서 기능을 할 수 있다.
구체적으로, 제1 터치 구동 회로(452)는 터치센서 제어구간에서 각각 연결된 뮤추얼 전극 패턴(430)에 순차적으로 터치 구동 신호(TX1, TX2)를 제공하며, 4개의 그룹의 투명 전극 패턴(420-1~420-4)은 각각 터치 종동 신호를 생성하여 멀티 플렉서(460)를 통해 제2 터치 구동 회로(454)로 전달할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서 터치 구동 신호는 시분할 방식으로 제공되지만, 경우에 따라서는 코드분할 또는 주파수분할 등의 방식으로 제공될 수도 있다. 또한, 4개의 그룹의 투명 전극 패턴(420-1~420-4)은 리시버 전극으로 사용되지만, 다른 실시예에서는 하부 전극 패턴이 그룹화되어 리시버 전극으로 사용될 수가 있다.
4개의 그룹의 투명 전극 패턴(420-1~420-4)에 의해서 생성된 터치 종동 신호는 디스플레이 영역의 상하 방향에 대한 위치 정보를 포함할 수 있으며, 뮤추얼 전극 패턴(430)이 좌우로 대칭을 이루며 제공되었기 때문에, 터치 종동 신호로부터 좌우에 대한 터치 위치의 감지도 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이며, 도 10은 도 9의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 종동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, PMOLED 디스플레이는 하부 전극 패턴(510), 투명 전극 패턴(520), 하부 전극 패턴(510)과 투명 전극 패턴(520) 사이에 개재되는 유기 화합물층(미도시), 디스플레이 영역의 좌우로 대칭을 이루며 상하 방향으로 분할된 복수개의 뮤추얼 전극 패턴(530), 각 뮤추얼 전극 패턴(530)과 연결되는 복수개의 제2 터치 구동 회로(554), 투명 전극 패턴(520)과 연결된 멀티 플렉서(560), 멀티 플렉서(560)와 연결되어 영상출력을 제어하는 디스플레이 구동 회로(540), 및 멀티 플렉서(560)와 연결되어 터치센싱을 수행하는 제1 터치 구동 회로(552)를 포함한다.
본 실시예의 PMOLED 디스플레이는 디스플레이 프레임(frame time) 별로 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하며, 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간에서 투명 전극 패턴(520), 하부 전극 패턴(510), 뮤추얼 전극 패턴(530)을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제1 터치 구동 회로(552)는 터치센서 제어구간에서 각각 연결된 투명 전극 패턴(520)에 터치 구동 신호(SEG(TX))를 제공하며, 뮤추얼 전극 패턴(530)은 터치 종동 신호(RX1, RX2, RX3 ~ RXn)를 생성하여 제2 터치 구동 회로(554)로 전달할 수 있다.
이전 실시예에서는 뮤추얼 전극 패턴이 터치 구동 신호를 발송하는 트랜스미터 전극으로 작동하고, 투명 전극 패턴(하부 전극 패턴 포함)이 터치 구동 신호에 대응하는 터치 종동 신호를 생성하는 리시버 전극으로 작동을 하였다면, 본 실시예에서는 투명 전극 패턴(520)이 트랜스미터 전극으로 작동하고, 상하 방향을 따라 분할된 뮤추얼 전극 패턴(530)이 리시버 전극으로 작동한다. 여기서 터치센서 제어구간에서는 터치 구동 회로와 연결된 투명 전극 패턴(520)은 하나의 전극으로서 터치 구동 신호를 동시에 발송하며, 뮤추얼 전극 패턴(530)은 손가락 위치(F)에 따라 터치 구동 신호에 대응하는 터치 종동 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 도 11에서 점선으로 도시된 바와 같이, 뮤추얼 전극 패턴 중 하나(RX2)에서 터치 종동 신호가 생성되는 것을 이용하여 손가락의 접촉 위치(F)를 감지할 수 있다.
본 실시예에서 투명 전극 패턴(520)은 컨트롤러 장치(IC)를 통해 쇼트되어 하나의 전극으로서 기능을 하지만, 전체가 아닌 일부만 리시버 전극으로 활용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이의 회로 구조를 설명하기 위한 구조도이고, 도 12는 도 11의 PMOLED 디스플레이에서 디스플레이 프레임별로 시분할한 상태에서 뮤추얼 전극 패턴에 터치 종동 신호를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 PMOLED 디스플레이는 하부 전극 패턴(610), 투명 전극 패턴(620), 유기 화합물층(미도시), 디스플레이 영역의 좌우로 대칭을 이루는 뮤추얼 전극 패턴(630), 각 뮤추얼 전극 패턴(630)과 연결되는 제2 터치 구동 회로(654), 투명 전극 패턴(620)과 연결된 멀티 플렉서(660), 멀티 플렉서(660)와 연결되어 영상출력을 제어하는 디스플레이 구동 회로(640), 및 멀티 플렉서(660)와 연결되어 터치센싱을 수행하는 제1 터치 구동 회로(652)를 포함한다.
본 실시예의 PMOLED 디스플레이는 디스플레이 프레임(frame time) 별로 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하며, 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간에서 투명 전극 패턴(620), 하부 전극 패턴(610), 뮤추얼 전극 패턴(630)을 제어할 수 있다.
참고로, 터치센서 제어구간에서 멀티 플렉서(660)는 투명 전극 패턴을 4개의 그룹(620-1~620-4)으로 그룹화하며, 회로적으로 그룹화된 투명 전극 패턴들은 각각 하나의 전극으로서 기능을 할 수 있다.
구체적으로, 제1 터치 구동 회로(652)는 터치센서 제어구간에서 각각 연결된 4개 그룹의 투명 전극 패턴(620-1~620-4)에 순차적으로 터치 구동 신호(SEG(TX1)~SEG(TX4))를 제공하며, 4개의 그룹의 투명 전극 패턴(620-1~620-4)은 멀티 플렉서(660)를 통해 전달된 터치 구동 신호(SEG(TX1)~SEG(TX4))를 순차적으로 발송할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서 터치 구동 신호는 시분할 방식으로 제공되지만, 경우에 따라서는 코드분할 또는 주파수분할 등의 방식으로 제공될 수도 있다. 또한, 4개의 그룹의 투명 전극 패턴(620-1~620-4)이 트랜스미터 전극으로 사용되지만, 다른 실시예에서는 하부 전극 패턴이 그룹화되어 트랜스미터 전극으로 사용될 수가 있다.
4개의 그룹의 투명 전극 패턴(620-1~620-4)에 의해서 발송된 터치 구동 신호(SEG(TX1)~SEG(TX4))에 의해서 분할된 뮤추얼 전극 패턴(630)에서는 각각 터치 종동 신호가 생성될 수 있으며, 생성된 터치 종동 신호는 제2 터치 구동 회로(654)로 전달될 수 있다.
뮤추얼 전극 패턴(630)에서 생성된 터치 종동 신호는 디스플레이 영역의 상하 방향에 대한 터치된 위치의 정보를 포함할 수 있으며, 뮤추얼 전극 패턴(630)이 좌우로 대칭을 이루며 제공되었기 때문에, 터치 종동 신호로부터 좌우에 대한 터치된 위치의 감지도 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : PMOLED 디스플레이 110 : 하부 전극 패턴
120 : 투명 전극 패턴 130 : 뮤추얼 전극 패턴
140 : 디스플레이 구동 회로 150 : 터치 감지부
120 : 투명 전극 패턴 130 : 뮤추얼 전극 패턴
140 : 디스플레이 구동 회로 150 : 터치 감지부
Claims (23)
- 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 상기 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 투명 전극 패턴과 상기 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이에 있어서,
상기 하부 전극 패턴 및 상기 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴;
상기 영상출력을 위해 상기 하부 전극 패턴 및 상기 투명 전극 패턴을 제어하는 디스플레이 구동 회로;
상기 터치센싱을 위해 상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 상기 디스플레이 구동 회로를 연결하는 라인 상에 개재되는 멀티 플렉서;
상기 터치센서 제어구간에서 상기 멀티 플렉서를 통해 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴과 연결되는 터치 구동 회로;를 포함하며,
상기 터치센서 제어구간에서 상기 터치 구동 회로와 연결된 상기 하부 전극 패턴 및 상기 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 상기 뮤추얼 전극 패턴 간의 상호 정전 용량 변화를 이용하여, 상기 디스플레이 영역 상의 신체 접촉의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 주변에 긴 직사각형 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 주변에 긴 삼각형 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 일 변을 따라 복수개로 분할되어 제공되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공되고,
상기 터치센서 제어구간에서 상기 뮤추얼 전극 패턴이 제공되지 않은 상기 디스플레이 영역의 상하 또는 좌우 주변에 대응하여, 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴 중 상하 또는 좌우 끝에 배치된 전극 패턴을 뮤추얼 전극 패턴으로 이용하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴과 동일층에 형성되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역을 덮는 투명 커버에 형성되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 하부의 인쇄회로기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 투명 전극 패턴 중 인접한 복수개의 투명 전극 패턴을 그룹화하고, 그룹화된 상기 투명 전극 패턴을 하나의 전극으로 사용하여 상기 뮤추얼 전극 패턴과의 상호 정전 용량 변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 터치 구동 회로와 연결된 상기 하부 전극 패턴 및 상기 투명 전극 패턴 중 적어도 하나를 트랜스미터 전극 또는 리시버 전극으로 사용하는 것에 대응하여, 상기 뮤추얼 전극 패턴을 그에 대응하는 리시버 전극 또는 트랜스미터 전극으로 사용하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 디스플레이 제어구간 이전에 상기 하부 전극 패턴에 영상 기준전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제12항에 있어서,
상기 영상 기준전압은 5V 이상 20V 이하의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 상기 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 투명 전극 패턴과 상기 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이에 있어서,
상기 하부 전극 패턴 및 상기 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴;
상기 뮤추얼 전극 패턴과 연결되어 상기 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호를 제공하는 제1 터치 구동 회로;
상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 연결되어 영상출력 및 터치센싱을 제어하기 위한 신호를 전달하는 멀티 플렉서;
상기 멀티 플렉서와 연결되어 상기 디스플레이 제어구간에서 상기 영상출력을 제어하기 위한 디스플레이 구동 신호를 제공하는 디스플레이 구동 회로; 및
상기 멀티 플렉서와 연결되어 상기 터치센서 제어구간에서 상기 터치 구동 신호에 의한 터치 종동 신호를 수신하는 제2 터치 구동 회로;
를 포함하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제14항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제14항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 일 변을 따라 복수개로 분할되어 제공되며,
상기 제1 터치 구동 회로는 상기 터치센서 제어구간에서 각각의 상기 뮤추얼 전극 패턴에 순차적으로 상기 터치 구동 신호를 제공하고,
상기 멀티 플렉서는 상기 터치 구동 신호에 의해 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴에서 생성되는 상기 터치 종동 신호를 상기 제2 터치 구동 회로로 전달하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제14항에 있어서,
상기 터치 종동 신호를 생성하는 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴은 하나로 그룹화된 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제14항에 있어서,
상기 터치 종동 신호를 생성하는 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴은 복수개로 그룹화되고, 그룹화된 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴은 하나의 전극으로 기능하여 상기 터치 종동 신호는 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴의 배열 방향에 따른 위치에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 평행하게 배열된 복수개의 하부 전극 패턴, 상기 하부 전극 패턴에 수직한 방향으로 평행하게 배열된 복수개의 투명 전극 패턴, 및 상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 사이에 개재되는 유기 화합물층을 포함하고, 디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 투명 전극 패턴과 상기 하부 전극 패턴의 제어를 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)하여 영상출력 및 터치센싱을 구현하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이에 있어서,
상기 하부 전극 패턴과 상기 투명 전극 패턴 중 적어도 하나와 연결되어 영상출력 및 터치센싱을 제어하기 위한 신호를 전달하는 멀티 플렉서;
상기 멀티 플렉서와 연결되어 상기 디스플레이 제어구간에서 상기 영상출력을 제어하기 위한 디스플레이 구동 신호를 제공하는 디스플레이 구동 회로;
상기 멀티 플렉서와 연결되어 상기 터치센서 제어구간에서 터치 구동 신호를 제공하는 제1 터치 구동 회로;
상기 하부 전극 패턴 및 상기 투명 전극 패턴에 의해서 정의되는 디스플레이 영역의 주변에 제공되는 복수개의 뮤추얼 전극 패턴; 및
상기 뮤추얼 전극 패턴과 연결되어 상기 터치센서 제어구간에서 상기 터치 구동 신호에 의한 터치 종동 신호를 수신하는 제2 터치 구동 회로;
를 포함하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제19항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 좌우 또는 상하에 상호 대칭적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제19항에 있어서,
상기 뮤추얼 전극 패턴은 상기 디스플레이 영역의 일 변을 따라 복수개로 분할되어 제공되며,
상기 멀티 플렉서는 상기 터치센서 제어구간에서 상기 제1 터치 구동 회로로부터 제공되는 상기 터치 구동 신호를 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴에 전달하고,
상기 제2 터치 구동 회로는 상기 터치센서 제어구간에서 상기 터치 구동 신호에 의해 상기 뮤추얼 전극 패턴에서 생성되는 상기 터치 종동 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제19항에 있어서,
상기 터치 구동 신호를 발송하는 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴은 하나로 그룹화된 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이. - 제19항에 있어서,
상기 터치 구동 신호를 발송하는 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴은 복수개로 그룹화되고, 그룹화된 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴은 하나의 전극으로 기능하고, 상기 터치센서 제어구간에서 각 그룹의 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴에 상기 터치 구동 신호가 순차적으로 제공되고, 상기 뮤추얼 전극 패턴으로부터 생성된 상기 터치 종동 신호는 상기 하부 전극 패턴 또는 상기 투명 전극 패턴의 배열 방향에 따른 위치에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 유기 발광 다이오드 디스플레이.
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