KR20230034742A - 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법 - Google Patents

디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서의 일 실시예는, 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 복수의 서브픽셀에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 디스플레이 패널; 상기 복수의 서브픽셀에 데이터 전압을 인가하며, 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 구동 회로; 및 상기 피드백 구동 전압의 편차를 바탕으로, 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인이 분기되는 위치에 따라 영상 데이터를 보상하고, 보상된 영상 데이터를 상기 구동 회로에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법{DISPLAY DEVICE, DRIVING CIRCUIT AND DISPLAY DRIVING METHOD}
본 명세서는 디스플레이 패널 내에서 위치에 따른 구동 전압의 편차를 보상할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치 (Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 디스플레이 장치 (Organic Light Emitting Display) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치 중 유기 발광 디스플레이 장치는, 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드를 이용함으로써, 응답 속도가 빠르고 명암비, 발광 효율, 휘도 및 시야각 등에서 장점이 존재한다.
이러한 유기 발광 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널에 배열된 다수의 서브픽셀(Sub-pixel) 각각에 배치된 유기 발광 다이오드를 포함하고, 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류 제어를 통해 유기 발광 다이오드를 발광시킴으로써 각각의 서브픽셀이 나타내는 휘도를 제어하며 이미지를 표시할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 구동에 필요한 여러 가지 구동 전압을 구동 회로 및 디스플레이 패널로 공급하기 위한 구동 전압 공급원과, 구동 전압을 전달하기 위한 다양한 구성들을 포함한다.
이러한 디스플레이 장치는 다수의 서브픽셀들이 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 패널은 서브픽셀들 각각을 구동하기 위해 게이트 구동 회로로부터 스캔 신호들을 공급받고, 데이터 구동 회로로부터 데이터 전압들을 공급받는다. 또한, 디스플레이 패널은 파워 관리 회로로부터 복수의 구동 전압들을 공급받는다.
디스플레이 패널에 인가되는 구동 전압은 디스플레이 장치의 일측에 위치하는 파워 관리 회로에서부터 공급되기 때문에, 파워 관리 회로에서 멀어질 수록 구동 전압이 하강하는 현상이 발생한다.
이로 인해, 디스플레이 패널 내에서 위치에 따라 서브픽셀이 나타내는 휘도에 편차가 발생하고, 영상의 균일성 및 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널 내에서 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압의 편차를 보상하기 위해서, 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로에 공통으로 입력되는 게이트 클럭의 펄스 폭을 변경할 수도 있지만, 게이트 클럭의 펄스 폭을 변경하는 경우에는 구동 트랜지스터의 특성값을 샘플링하는 시간이 달라지기 때문에 저휘도의 경우에 오히려 휘도 편차를 증가시키는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 명세서의 발명자들은 디스플레이 패널 내에서 위치에 따른 구동 전압의 편차를 보상할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 발명하였다.
본 명세서의 실시예들은 디스플레이 패널 내에서 복수의 위치로부터 구동 전압을 검출하고, 위치별 구동 전압의 편차에 따라 데이터 전압을 보상하는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 명세서의 실시예들은 디스플레이 패널 내의 복수의 위치에서 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되는 터치 라인을 통하여 효과적으로 구동 전압을 검출하고, 구동 전압의 편차에 따라 데이터 전압을 보상하는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있다.
이하에서 설명하게 될 본 명세서의 실시예들에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 서브픽셀에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인에서 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 디스플레이 패널; 복수의 서브픽셀에 데이터 전압을 인가하며, 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 구동 회로; 및 피드백 구동 전압의 편차를 바탕으로 상기 디스플레이 패널 내에서 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인이 분기되는 위치에 따라 영상 데이터를 보상하고, 보상된 영상 데이터를 구동 회로에 공급하도록 구성된 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 구동 회로는 복수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널의 미리 지정된 복수의 영역에서 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 차동 증폭 회로; 및 차동 증폭 회로에서 출력되는 차동 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 방법은 복수의 서브픽셀에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인에서 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 제 1 구동 전압 기준 피드백 라인으로부터 기준 피드백 구동 전압을 검출하는 단계; 상기 디스플레이 패널의 상이한 영역에 배치된 복수의 구동 전압 피드백 라인으로부터 복수의 피드백 구동 전압을 검출하는 단계; 기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 단계; 기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차에 따라 영상 데이터의 보상값을 결정하는 단계; 및 보상된 영상 데이터를 공급하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 실시예들에 따르면, 디스플레이 패널 내에서 위치에 따른 구동 전압의 편차를 보상할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 디스플레이 패널 내에서 복수의 위치로부터 구동 전압을 검출하고, 위치별 구동 전압의 편차에 따라 데이터 전압을 보상하는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 디스플레이 패널 내의 복수의 위치에서 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되는 터치 라인을 통하여 효과적으로 구동 전압을 검출하고, 구동 전압의 편차에 따라 데이터 전압을 보상하는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 디스플레이 구동 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은 위에서 언급되지 않은 또 다른 효과를 발생시킬 수 있으며, 이는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 시스템 예시도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 서브픽셀을 구성하는 회로의 예시 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 전달 경로를 예시로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 편차를 확인하기 위해서 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널 내에서 위치에 따라 서브픽셀 구동 전압의 편차를 검출하는 데이터 구동 회로의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널 내에서 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압의 편차를 바탕으로, 디스플레이 패널에 인가되는 데이터 전압의 보상 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 적용된 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 적용된 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 라인을 구동 전압 피드백 라인으로 이용하여 구동 전압 라인에 연결하는 경우의 단면을 예시로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 12는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~상에", "~상부에", "~하부에", "~옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
신호의 흐름 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "A 노드에서 B 노드로 신호가 전달된다"는 경우에도, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않은 이상, A 노드에서 다른 노드를 경유하여 B 노드로 신호가 전달되는 경우를 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 다수의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 연결되고, 다수의 서브픽셀(SP)이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널(110), 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(120), 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로(130), 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140), 및 파워 관리 회로(150)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(120)에서 전달되는 스캔 신호와 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(130)에서 전달되는 데이터 전압을 기반으로 영상을 표시한다.
액정 디스플레이의 경우, 디스플레이 패널(110)은 두 장의 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 모드로도 동작될 수 있을 것이다. 반면, 유기 발광 디스플레이의 경우, 디스플레이 패널(110)은 전면 발광(Top Emission) 방식, 배면 발광(Bottom Emission) 방식 또는 양면 발광(Dual Emission) 방식 등으로 구현될 수 있을 것이다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열될 수 있으며, 각 픽셀은 서로 다른 컬러의 서브픽셀(SP), 예를 들어 화이트 서브픽셀, 레드 서브픽셀, 그린 서브픽셀, 및 블루 서브픽셀로 이루어지며, 각 서브픽셀(SP)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다.
하나의 서브픽셀(SP)은 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 게이트 라인(GL)이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 데이터 전압을 충전하는 유기 발광 다이오드와 같은 발광 소자, 발광 소자에 전기적으로 연결되어 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 2,160 X 3,840 의 해상도를 가지는 디스플레이 장치(100)가 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 4개 서브픽셀(SP)로 이루어지는 경우, 2,160 개의 게이트 라인(GL)과 4개의 서브픽셀(WRGB)에 각각 연결되는 3,840 개의 데이터 라인(DL)에 의해, 모두 3,840 X 4 = 15,360 개의 데이터 라인(DL)이 구비될 수 있으며, 이들 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 지점에 각각 서브픽셀(SP)이 배치될 것이다.
게이트 구동 회로(120)는 컨트롤러(140)에 의해 제어되는데, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력함으로써 다수의 서브픽셀(SP)에 대한 구동 타이밍을 제어한다.
2,160 X 3,840 의 해상도를 가지는 디스플레이 장치(100)에서, 2,160 개의 게이트 라인(GL)에 대하여 제 1 게이트 라인으로부터 제 2,160 게이트 라인까지 순차적으로 스캔 신호를 출력하는 경우를 2,160상(2,160 phase) 구동이라 할 수 있다. 또는, 제 1 게이트 라인으로부터 제 4 게이트 라인까지 순차적으로 스캔 신호를 출력한 다음, 제 5 게이트 라인으로부터 제 8 게이트 라인까지 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 경우와 같이, 4개의 게이트 라인(GL)을 단위로 순차적으로 스캔 신호를 출력하는 경우를 4상 구동이라고 한다. 즉, N개의 게이트 라인(GL) 마다 순차적으로 스캔 신호를 출력하는 경우를 N상 구동이라고 할 수 있다.
이 때, 게이트 구동 회로(120)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(Gate Driving Integrated Circuit; GDIC)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)가 디스플레이 패널(110)의 베젤(Bezel) 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터(DATA)를 수신하고, 수신된 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 그런 다음, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력함으로써, 데이터 라인(DL)에 연결된 각 서브픽셀(SP)은 데이터 전압에 해당하는 밝기의 발광 신호를 디스플레이 한다.
마찬가지로, 데이터 구동 회로(130)는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(Source Driving Integrated Circuit; SDIC)를 포함할 수 있으며, 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 TAB(Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG(Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 디스플레이 패널(110) 상에 직접 배치될 수 있다.
경우에 따라서, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 COF(Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우에, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 회로 필름 상에 실장 되어, 회로 필름을 통해 디스플레이 패널(110)의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)에 여러 가지 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다. 즉, 타이밍 컨트롤러(140)는 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 제어하고, 다른 한편으로는 외부에서 수신한 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)에 전달한다.
이 때, 타이밍 컨트롤러(140)는 영상 데이터(DATA)와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable; DE), 메인 클럭(MCLK) 등을 포함하는 여러 가지 타이밍 신호를 외부의 호스트 시스템(200)으로부터 수신한다.
호스트 시스템(200)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 기기, 웨어러블 기기 중 어느 하나일 수 있다.
이에 따라, 타이밍 컨트롤러(140)는 호스트 시스템(200)으로부터 수신한 여러 가지 타이밍 신호를 이용하여 제어 신호를 생성하고, 이를 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 전달한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위해서, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 클럭(Gate Clock; GCLK), 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable; GOE) 등을 포함하는 여러 가지 게이트 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)가 동작을 시작하는 타이밍을 제어한다. 또한, 게이트 클럭(GCLK)은 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 또한, 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SCLK), 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable; SOE) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 데이터 샘플링을 시작하는 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SCLK)은 소스 구동 집적 회로(SDIC)에서 데이터를 샘플링하는 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 파워 관리 회로(150)를 포함할 수 있다.
파워 관리 회로(150)는 호스트 시스템(200)으로부터 공급되는 직류 입력 전압(Vin)을 조정하여 디스플레이 패널(100), 및 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 구동에 필요한 전원을 발생한다.
한편, 서브픽셀(SP)은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 지점에 위치하며, 각각의 서브픽셀(SP)에는 발광 소자가 배치될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 디스플레이 장치는 각각의 서브픽셀(SP)에 유기 발광 다이오드와 같은 발광 소자를 포함하며, 데이터 전압에 따라 발광 소자에 흐르는 전류를 제어함으로써 영상을 표시할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등 다양한 타입의 장치일 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 시스템 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 데이터 구동 회로(130)에 포함된 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 게이트 구동 회로(120)에 포함된 게이트 구동 집적 회로(GDIC)가 다양한 방식들(TAB, COG, COF 등) 중에서 COF(Chip On Film) 방식으로 구현된 경우를 예시로 나타낸 것이다.
게이트 구동 회로(120)에 포함된 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(GDIC)는 각각 게이트 필름(GF) 상에 실장될 수 있으며, 게이트 필름(GF)의 일측은 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 게이트 필름(GF)의 상부에는 게이트 구동 집적 회로(GDIC)와 디스플레이 패널(110)을 전기적으로 연결하기 위한 배선들이 배치될 수 있다.
마찬가지로, 데이터 구동 회로(130)에 포함된 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 각각 소스 필름(SF) 상에 실장될 수 있으며, 소스 필름(SF)의 일측은 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 소스 필름(SF)의 상부에는 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 디스플레이 패널(110)을 전기적으로 연결하기 위한 배선들이 배치될 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 다수의 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 다른 장치들 간의 회로적인 연결을 위해서, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(Source Printed Circuit Board; SPCB)과, 제어 부품들 및 각종 전기 장치들을 실장하기 위한 컨트롤 인쇄 회로 기판(Control Printed Circuit Board; CPCB)을 포함할 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에는 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 실장된 소스 필름(SF)의 타측이 연결될 수 있다. 즉, 소스 구동 집적 회로(SDIC)가 실장된 소스 필름(SF)은 일측이 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결되고, 타측이 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)에는 타이밍 컨트롤러(140)와 파워 관리 회로(Power Management IC)(150)가 실장될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(130)와 게이트 구동 회로(120)의 동작을 제어할 수 있다. 파워 관리 회로(150)는 디스플레이 패널(110), 데이터 구동 회로(130) 및 게이트 구동 회로(120) 등으로 구동 전압이나 전류를 공급할 수도 있고, 공급되는 전압이나 전류를 제어할 수 있다.
적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)은 적어도 하나의 연결 부재를 통해 회로적으로 연결될 수 있으며, 연결 부재는 예를 들어, 플렉서블 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit; FPC), 플렉서블 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; FFC) 등으로 이루어질 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)을 연결하는 연결 부재는 디스플레이 장치(100)의 크기 및 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)은 하나의 인쇄 회로 기판으로 통합되어 구현될 수도 있다.
위와 같은 구성으로 이루어진 디스플레이 장치(100)의 경우, 파워 관리 회로(150)는 디스플레이 구동 또는 특성값 센싱에 필요한 구동 전압을 플렉서블 인쇄 회로(FPC), 또는 플렉서블 플랫 케이블(FFC)을 통해 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)으로 전달한다. 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)으로 전달된 구동 전압은 소스 구동 집적 회로(SDIC)를 통해 디스플레이 패널(110) 내의 특정 서브픽셀(SP)을 발광하거나 센싱하기 위해 공급된다.
이 때, 디스플레이 장치(100) 내의 디스플레이 패널(110)에 배열된 각 서브픽셀(SP)은 발광 소자인 유기 발광 다이오드와, 이를 구동하기 위한 구동 트랜지스터 등의 회로 소자로 구성될 수 있다.
각 서브픽셀(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 서브픽셀을 구성하는 회로의 예시 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)에서, 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수 있으며, 발광 소자(ED)로서 유기 발광 다이오드가 배치될 수 있다.
예를 들어, 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 센싱 트랜지스터(SENT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(ED)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2), 및 제 3 노드(N3)를 가진다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)는 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되면, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(130)로부터 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 게이트 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)는 발광 소자(ED)의 애노드(Anode) 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 3 노드(N3)는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 인가되는 구동 전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결되며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.
이 때, 디스플레이 구동 기간에는 구동 전압 라인(DVL)으로 영상을 디스플레이 하는데 필요한 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 공급될 수 있는데, 예를 들어, 영상을 디스플레이 하는데 필요한 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 27V일 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SWT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 동작한다. 또한, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온되는 경우에는 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 전달함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 동작을 제어하게 된다.
센싱 트랜지스터(SENT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 센스 신호(SENSE)에 따라 동작한다. 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온되는 경우에는 기준 전압 라인(RVL)을 통해 공급되는 센싱용 기준 전압(Vref)이 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)에 전달된다.
즉, 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 제어함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1) 전압과 제 2 노드(N2) 전압을 제어하게 되고, 이로 인해 발광 소자(ED)를 구동하기 위한 전류가 공급될 수 있도록 한다.
이러한 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 하나의 게이트 라인(GL)에 함께 연결될 수도 있고, 서로 다른 게이트 라인(GL)에 연결될 수도 있다. 여기에서는 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)가 서로 다른 게이트 라인(GL)에 연결된 구조를 예시로 나타낸 것이며, 이 경우에는 서로 다른 게이트 라인(GL)을 통해 전달되는 스캔 신호(SCAN)와 센스 신호(SENSE)에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 독립적으로 제어할 수 있다.
반면, 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)가 하나의 게이트 라인(GL)에 연결된 경우에는 하나의 게이트 라인(GL)을 통해 전달되는 스캔 신호(SCAN) 또는 센스 신호(SENSE)에 의해 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 트랜지스터(SENT)를 동시에 제어할 수 있으며, 서브픽셀(SP)의 개구율(aperture ratio)이 증가할 수 있다.
한편, 서브픽셀(SP)에 배치된 트랜지스터는 n-타입 트랜지스터뿐만 아니라 p-타입 트랜지스터로 이루어질 수 있는데, 여기에서는 n-타입 트랜지스터로 구성된 경우를 예시로 나타내고 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되며, 한 프레임 동안 데이터 전압(Vdata)을 유지시켜준다.
이러한 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 유형에 따라 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제 3 노드(N3) 사이에 연결될 수도 있다. 발광 소자(ED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광 소자(ED)의 캐소드(Cathode) 전극으로 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
여기에서, 기저 전압(EVSS)은 그라운드 전압이거나 그라운드 전압보다 높거나 낮은 전압일 수 있다. 또한, 기전 전압(EVSS)은 구동 상태에 따라 가변될 수 있으며, 예를 들어, 디스플레이 구동 시점의 기저 전압(EVSS)과 센싱 구동 시점의 기저 전압(EVSS)이 서로 다르게 설정될 수 있다.
위에서 예를 들어 설명한 서브픽셀(SP)의 구조는 3T(Transistor) 1C (Capacitor) 구조로서, 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 커패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀(SP) 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀(SP) 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값, 예를 들어, 문턱 전압(threshold voltage)이나 이동도(mobility)를 효과적으로 센싱하기 위해서, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값 센싱 기간에 스토리지 커패시터(Cst)에 충전되는 전압에 의해 흐르는 전류를 측정하는 방법을 사용할 수 있는데, 이를 전류 센싱이라고 한다.
즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값 센싱 기간에 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 흐르는 전류를 측정함으로써, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값이나 특성값의 변화를 알아낼 수 있다.
이 때, 기준 전압 라인(RVL)은 기준 전압(Vref)을 전달해주는 역할 뿐만 아니라, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성값을 센싱하기 위한 센싱 라인의 역할도 하기 때문에, 기준 전압 라인(RVL)을 센싱 라인이라고 할 수 있을 것이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 전달 경로를 예시로 나타낸 도면이다. 여기에서는 도 2에 도시된 A 부분을 확대하여 도시하였다.
도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 서로 교차하는 복수의 데이터 라인(DL)과 복수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 디스플레이 패널(110)에 배치된다. 이 때, 각 서브픽셀(SP)은 복수의 데이터 라인(DL)에 나란한 방향으로 배치된 복수의 구동 전압 라인(DVL)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 공급받는다.
복수의 구동 전압 라인(DVL)은 각각 복수의 데이터 라인(DL)에 나란하도록 복수의 데이터 라인(DL) 사이에 형성되거나, 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀(SP)에 공유되도록 형성될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인(DVL)은 디스플레이 패널(110)의 상부 비표시 영역에 형성된 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)에 공통적으로 연결될 수 있다. 이 때, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 디스플레이 패널(110)의 상부 비표시 영역에 형성된 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)을 통해 복수의 구동 전압 라인(DVL)으로 전달되기 때문에, 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)과 복수의 구동 전압 라인(DVL)을 통칭해서 구동 전압 라인(DVL)으로 지칭할 수도 있을 것이다.
이러한 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)에는 파워 관리 회로(150)로부터 전달되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 복수의 데이터 구동 회로(130)를 통해 공급된다.
서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 복수의 구동 전압 라인(DVL)에 전달하기 위해서, 제 1 구동 전압 공급 라인(131), 제 2 구동 전압 공급 라인(132), 제 3 구동 전압 공급 라인(133) 및 제 4 구동 전압 공급 라인(134)이 배치될 수 있다.
제 1 구동 전압 공급 라인(131), 제 2 구동 전압 공급 라인(132), 및 제 3 구동 전압 공급 라인(133)은 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에서 전기적으로 연결되어 배치될 수 있다.
제 4 구동 전압 공급 라인(134)은 데이터 구동 회로(130) 내에서 소스 구동 집적 회로(SDIC)의 양측 또는 일측으로 분기되어 배치될 수 있으며, 제 3 구동 전압 공급 라인(133)과 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)을 전기적으로 연결할 수 있다.
제 3 구동 전압 공급 라인(133)은 소스 필름(SF)에 인접한 영역에 배치되어, 데이터 구동 회로(130)에 형성된 제 4 구동 전압 공급 라인(134)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 구동 전압 공급 라인(131)은 파워 관리 회로(150)에서 공급되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 한꺼번에 인가되는 부분에 해당하기 때문에, 제 3 구동 전압 공급 라인(133)보다 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
제 2 구동 전압 공급 라인(132)은 제 1 구동 전압 공급 라인(131)으로부터 분기되어 일정한 간격을 가지도록 배치될 수 있으며, 제 3 구동 전압 공급 라인(133)에 연결된다.
이 때, 파워 관리 회로(150)에서 출력되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 구동 전압 공급 라인(131, 132, 133, 134) 및 구동 전압 라인(DVL)을 통한 전달 과정에서, 배선의 저항 성분에 의해서 전압 강하(IR drop)가 발생하게 된다.
이에 따라, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 전압 강하를 검출하기 위해서, 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)에 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 배치하고, 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)에서의 전압 레벨을 측정할 수 있다.
그러나, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)은 구동 전압 라인(DVL)을 통해 디스플레이 패널(110)의 전체 영역에 공급된다. 따라서, 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)에 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 배치하는 경우에는, 디스플레이 패널(110)의 상부 비표시 영역에서의 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 측정할 수는 있지만 디스플레이 패널(110)에서 영상이 표시되는 액티브 영역에서의 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 측정할 수는 없는 단점이 있다.
이에 따라, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 복수 영역에 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출할 수 있는 복수의 구동 전압 피드백 라인을 배치하고, 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차에 따라 데이터 전압(Vdata)을 보상할 수 있도록 한다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 서브픽셀 구동 전압의 편차를 확인하기 위해서 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 데이터 구동 회로(130), 및 타이밍 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)는 복수의 서브픽셀(SP)을 통해 영상이 표시되는 액티브 영역(AA)과, 액티브 영역(AA)의 외측에 위치하며 게이트 구동 회로(120)나 데이터 구동 회로(130)와 같은 구동 회로가 위치하는 베젤 영역(BA)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 복수의 서브픽셀(SP)에 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동 전압 라인(DVL)과 구동 전압 라인(DVL)의 미리 지정된 영역(또는 위치, 또는 지점(point))에서 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1, EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)이 배치될 수 있다.
구동 전압 라인(DVL)은 데이터 구동 회로(130)에 인접한 디스플레이 패널(110)의 비표시 영역에 형성되어 구동 전압 라인(DVL)을 공통으로 연결하는 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)을 포함할 수 있다.
복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL) 중 하나는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 확인하기 위한 기준이 되는 구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용될 수 있다. 이러한 경우 구동 전압 기준 피드백 라인에 대응하는 전압을 기준으로 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차가 산출될 수 있다.
예를 들어, 구동 전압 기준 피드백 라인은 데이터 구동 회로(130)와 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL) 사이에 배치되는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)이 될 수 있다. 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)을 통해 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 제 1 피드백 구동 전압이라고 할 수 있을 것이다. 다만, 구동 전압 기준 피드백 라인은 디스플레이 패널(110) 또는 데이터 구동 회로(130)의 구조에 따라, 그 위치가 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)은 디스플레이 패널(110)의 상부 영역에서 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기되어 데이터 구동 회로(130)에 연결될 수 있다. 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)을 통해 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 제 2 피드백 구동 전압이라고 할 수 있을 것이다.
이 때, 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)은 디스플레이 패널(110) 상부 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 구동 트랜지스터(DRT)의 드레인 노드 또는 소스 노드에 연결될 수 있다. 이 경우, 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)과 구동 전압 라인(DVL)은 액티브 영역(AA)에 형성된 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)은 디스플레이 패널(110)의 중앙 영역에서 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기되어 데이터 구동 회로(130)에 연결될 수 있다. 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)을 통해 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 제 3 피드백 구동 전압이라고 할 수 있을 것이다.
이 때, 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)은 디스플레이 패널(110) 중앙 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 구동 트랜지스터(DRT)의 드레인 노드 또는 소스 노드에 연결될 수 있다. 이 경우, 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)과 구동 전압 라인(DVL)은 액티브 영역(AA)에 형성된 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)은 디스플레이 패널(110)의 하부 영역에서 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기되어 데이터 구동 회로(130)에 연결될 수 있다. 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)을 통해 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 제 4 피드백 구동 전압이라고 할 수 있을 것이다.
이 때, 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)은 디스플레이 패널(110) 하부 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 구동 트랜지스터(DRT)의 드레인 노드 또는 소스 노드에 연결될 수 있다. 이 경우, 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)과 구동 전압 라인(DVL)은 액티브 영역(AA)에 형성된 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이 때, 제 2 내지 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)은 디스플레이 패널(110)의 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기되고, 베젤 영역(BA)을 통해서 연장되어 데이터 구동 회로(130)에 연결되는 것이 바람직하다.
구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 검출을 위한 별도의 도전성 라인일 수도 있다.
또는, 터치 센싱이 가능한 디스플레이 장치(100)의 경우에는 터치 신호를 전달하는 터치 라인을 구동 전압 라인(DVL)에 전기적으로 연결함으로써 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL) 중 적어도 하나로 사용할 수도 있을 것이다. 터치 라인을 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL) 중 적어도 하나로 사용하는 경우, 터치 라인과 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출하는 구간과 터치 신호가 전달되는 구간은 시간적으로 상이할 수도 있다.
여기에서는 디스플레이 패널(110)의 상부 영역, 중앙 영역, 및 하부 영역에 제 2 내지 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)이 연결되는 경우를 예로 들어 도시하였지만, 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)의 위치와 개수는 다양하게 변경될 수 있을 것이다. 도 5에서는 데이터 구동 회로(130)가 배치된 부분을 최상부로 하여 순차적으로 상부 영역, 중앙 영역, 및 하부 영역이 배치되는 경우를 나타내었지만 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 제 2 내지 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)이 분기되는 지점인 상부 영역, 중앙 영역, 및 하부 영역은 구동 전압 라인(DVL)의 서로 구분되는 위치를 지칭하기 위한 용어일 뿐 이에 제한되지 않는다.
데이터 구동 회로(130)는 복수의 서브픽셀(SP)이 영상을 표시하도록 데이터 전압(Vdata)을 인가한다. 또한, 데이터 구동 회로(130)는 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 통해 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 비교하여, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 출력한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 바탕으로, 디스플레이 패널(110) 내의 위치에 따라 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)에 공급한다.
이에 따라, 디스플레이 패널(110) 내의 위치에 따라 상이한 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 반영하여 데이터 전압(Vdata)을 보상할 수 있으며, 그 결과 디스플레이 패널(110) 내에서 위치에 따른 휘도 편차를 최소화하고 영상 품질을 개선할 수 있다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널 내의 위치에 따라 서브픽셀 구동 전압의 편차를 검출하는 데이터 구동 회로의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)의 데이터 구동 회로(130)는 차동 증폭 회로(138)와 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다.
차동 증폭 회로(138)는 디스플레이 패널(110) 내의 복수 영역에서 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)으로부터 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 입력으로 하는 복수의 연산 증폭기(OP1, OP2, OP3)를 포함할 수 있다.
이 때, 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL) 중 하나는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 확인하기 위한 구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용될 수 있다. 여기에서는 데이터 구동 회로(130)와 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL) 사이에 배치되는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)이 구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용되는 경우를 예시로 나타내고 있다.
제 1 연산 증폭기(OP1)는 구동 전압 기준 피드백 라인에 해당하는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2) 사이의 편차에 따라 제 1 차동 전압(Vout1)을 출력한다.
이를 위해서, 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)은 제 1 저항(R1)을 통해서 제 1 연산 증폭기(OP1)의 반전 입력 단자(-)에 연결된다. 제 1 연산 증폭기(OP1)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결된다. 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)은 제 3 저항(R3)을 통해 제 1 연산 증폭기(OP1)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된다. 제 1 연산 증폭기(OP1)의 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에는 제 4 저항(R4)이 연결된다.
이에 따라, 제 1 연산 증폭기(OP1)는 구동 전압 기준 피드백 라인에 해당하는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)의 차이를 제 1 차동 전압(Vout1)으로 출력한다.
제 2 연산 증폭기(OP2)는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3) 사이의 편차에 따라 제 2 차동 전압(Vout2)을 출력한다.
제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)은 제 1 저항(R1)을 통해서 제 2 연산 증폭기(OP2)의 반전 입력 단자(-)에 연결된다. 제 2 연산 증폭기(OP2)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결된다. 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)은 제 3 저항(R3)을 통해 제 2 연산 증폭기(OP2)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된다. 제 2 연산 증폭기(OP2)의 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에는 제 4 저항(R4)이 연결된다.
이에 따라, 제 2 연산 증폭기(OP2)는 구동 전압 기준 피드백 라인에 해당하는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)의 차이를 제 2 차동 전압(Vout1)으로 출력한다.
제 3 연산 증폭기(OP3)는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4) 사이의 편차에 따라 제 3 차동 전압(Vout3)을 출력한다.
제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)은 제 1 저항(R1)을 통해서 제 3 연산 증폭기(OP3)의 반전 입력 단자(-)에 연결된다. 제 3 연산 증폭기(OP3)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결된다. 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)은 제 3 저항(R3)을 통해 제 3 연산 증폭기(OP3)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된다. 제 3 연산 증폭기(OP3)의 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에는 제 4 저항(R4)이 연결된다.
이에 따라, 제 3 연산 증폭기(OP3)는 구동 전압 기준 피드백 라인에 해당하는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)의 차이를 제 3 차동 전압(Vout1)으로 출력한다.
제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)이 디스플레이 패널(110)의 상부 비표시 영역에 위치하는 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)으로부터 분기되고, 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)이 디스플레이 패널(110) 상부 영역의 구동 전압 라인(DVL)에서 분기되며, 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)이 디스플레이 패널(110) 중앙 영역의 구동 전압 라인(DVL)에서 분기되고, 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)이 디스플레이 패널(110) 하부 영역의 구동 전압 라인(DVL)에서 분기되는 경우, 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)에서 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨이 가장 높고 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)에서 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨이 가장 낮을 것이다.
이 때, 제 1 내지 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1, EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)에서 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨은 데이터 구동 회로(130)로부터의 거리와 1차 함수의 관계로 낮아질 수도 있지만, 디스플레이 패널(110)에 배치된 여러 가지 회로 소자의 영향으로 데이터 구동 회로(130)로부터의 거리와 2차 함수 또는 3차 함수의 관계로 낮아질 수도 있을 것이다.
예를 들어, 제 1 저항(R1) 내지 제 4 저항(R4) 값이 모두 동일한 경우, 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)의 차이에 해당하는 제 1 차동 전압(Vout1)이 가장 작은 값을 나타내고, 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)의 차이에 해당하는 제 2 차동 전압(Vout2)이 중간 값을 나타내며, 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)과 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)의 차이에 해당하는 제 3 차동 전압(Vout3)이 가장 큰 값을 나타내게 된다.
이러한 차동 전압(Vout1, Vout2, Vout3)은 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)과 디스플레이 패널(110)의 각 영역 사이에 나타나는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차에 해당한다.
이 때, 제 1 내지 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1, EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)에서 검출되는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 레벨은 데이터 구동 회로(130)로부터의 거리와의 함수 관계를 고려하여, 차동 증폭 회로(138)를 구성하는 제 1 저항(R1) 내지 제 4 저항(R4)의 값은 변경될 수 있을 것이다.
연산 증폭기(OP1, OP2, OP3)에 의해서 출력되는 차동 전압(Vout1, Vout2, Vout3)은 연산 증폭기(OP1, OP2, OP3)의 출력 단자에 연결된 제 1 스위치(SW1) 내지 제 3 스위치(SW3)의 동작에 따라 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 전달된다.
아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 연산 증폭기(OP1, OP2, OP3)에 의해서 출력되는 차동 전압(Vout1, Vout2, Vout3)을 디지털 차동 신호로 변환하여, 타이밍 컨트롤러(140)에 전달한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에서 전달된 디지털 차동 신호를 바탕으로, 디스플레이 패널(110) 내의 위치에 따라 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)에 공급한다.
한편, 디스플레이 패널(110) 내에서 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차는 데이터 구동 회로(130)와의 거리뿐만 아니라, 디스플레이 패널(110)의 종류, 디스플레이 패널(110)이 발광하는 계조와 휘도에 의해서도 달라질 수 있다. 따라서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 종류, 영상을 표시하는 계조와 휘도에 따른 보상값을 각각 메모리(MEM)에 저장하고, 디스플레이 패널(110)이 발광하는 상황에 따라 영상 데이터(DATA)의 보상값을 각각 다르게 결정할 수도 있을 것이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널 내의 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압의 편차를 바탕으로, 디스플레이 패널에 인가되는 데이터 전압의 보상 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110) 내에서 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 보상하기 위한 구성들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 인가되는 디스플레이 구동 기간에, 디스플레이 패널(110)의 상부, 중앙 및 하부 영역에서 구동 전압 라인(DVL)을 통해 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 반영할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 여러 영역에서 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기된 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)의 전압 편차를 검출하는 차동 증폭 회로(138)와, 차동 증폭 회로(138)에서 출력되는 차동 전압을 디지털 차동 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(100)의 타이밍 컨트롤러(140)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에서 전달되는 디지털 차동 신호를 저장하거나 기준값을 미리 저장하고 있는 메모리(MEM), 및 수신된 디지털 차동 신호와 메모리(MEM)에 저장된 기준값을 비교하여 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 보상해주는 보상 회로(COMP)를 포함할 수 있다. 이 때, 보상 회로(COMP)에 의해 산출된 보상 값은 메모리(MEM)에 저장될 수 있다.
이에 따라, 타이밍 컨트롤러(140)는 보상 회로(COMP)에서 산출된 보상 값을 이용하여 데이터 구동 회로(130)에 공급할 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
이에 따라, 데이터 구동 회로(130)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 통해 보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 아날로그 신호 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하고, 변환된 데이터 전압(Vdata)을 출력 버퍼(BUF)를 통해 해당 데이터 라인(DL)으로 출력할 수 있다. 그 결과, 해당 서브픽셀(SP) 내에서 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차가 보상될 수 있다.
보상 회로(COMP)는 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 존재할 수도 있지만, 타이밍 컨트롤러(140)의 내부에 포함될 수도 있으며, 메모리(MEM)는 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 위치할 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(140)의 내부에 레지스터 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
한편, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)에서 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출하기 위한 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 별도의 도전성 라인으로 이루어질 수도 있지만, 터치 기능을 제공하는 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극과 터치 구동 회로를 연결하는 터치 라인을 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)의 전부 또는 일부로 사용할 수 있다.
터치 기능을 제공하는 디스플레이 장치(100)는 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 사용될 수 있는데, 뮤추얼 커패시턴스(Mutual capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 셀프 커패시턴스(Self capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
뮤추얼 커패시턴스(Mutual capacitance) 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 다수의 터치 전극들은 터치 구동 라인을 통해 터치 구동 신호가 인가되는 터치 구동 전극과, 터치 센싱 라인을 통해 터치 센싱 신호가 센싱되며 터치 구동 전극과 커패시턴스를 형성하는 터치 센싱 전극으로 분류될 수 있다. 이 때, 터치 구동 라인과 터치 센싱 라인을 포함하여 터치 라인으로 지칭하고, 터치 구동 신호와 터치 센싱 신호를 포함하여 터치 신호로 지칭할 수 있을 것이다.
이러한 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터 유무에 따라, 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극 사이에 발생하는 뮤추얼 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 각 터치 전극은 터치 구동 전극의 역할과 터치 센싱 전극의 역할을 모두 하게 된다. 즉, 하나의 터치 라인을 통해 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가되고, 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극으로부터 전달되는 터치 센싱 신호를 동일한 터치 라인을 통해 수신한다. 따라서, 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식에서는, 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극의 구분 및 터치 구동 라인과 터치 센싱 라인의 구분이 없게 된다.
이러한 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터와 터치 전극 사이에 발생하는 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
이와 같이, 디스플레이 장치(100)는 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 적용된 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 터치 라인(TL)이 배치된 디스플레이 패널(110)과, 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하는 터치 구동 회로(160)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 다수의 터치 전극(TE11~TE54)이 배치된 액티브 영역(AA)과 액티브 영역(AA)의 외측에 배치되며 터치 구동 회로(160)가 위치하는 베젤 영역(BA)을 포함할 수 있다.
여기에서는 디스플레이 패널(110) 내에 터치 전극(TE)이 5행 4열로 배치된 경우를 예로 들어서 설명하고 있으나, 이는 설명을 위한 하나의 예시에 지나지 않으며, 디스플레이 패널(110) 내에 배열되는 터치 전극(TE)은 다양한 구조로 이루어질 수 있을 것이다.
다수의 터치 전극(TE11~TE54)은 액티브 영역(AA) 내에서 서로 교차하는 행 및 열 방향으로 분할되어 있으며, 다수의 터치 전극(TE11~TE54)에는 각각 터치 라인(TL11~TL54)이 연결된다. 다수의 터치 라인(TL11~TL54)은 액티브 영역(AA)으로부터 열 방향을 따라 베젤 영역(BA)으로 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 제 1 행 제 1 열의 터치 전극(TE11)에는 제 1-1 터치 라인(TL11)이 연결되고, 제 1-1 터치 라인(TL11)은 제 2 방향(y)을 따라 액티브 영역(AA)으로부터 베젤 영역(BA)으로 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결된다. 또한, 제 2 행 제 1 열의 터치 전극(TE21)에는 제 2-1 터치 라인(TL21)이 연결되고, 제 2-1 터치 라인(TL21)은 제 1-1 터치 라인(TL11)과 나란하게 액티브 영역(AA)으로부터 베젤 영역(BA)으로 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결된다. 마찬가지로, 제 3 행 제 1 열의 터치 전극(TE31)에 연결되는 제 3-1 터치 라인(TL31)과, 제 4 행 제 1 열의 터치 전극(TE41)에 연결되는 제 4-1 터치 라인(TL41), 제 5 행 제 1 열의 터치 전극(TE51)에 연결되는 제 5-1 터치 라인(TL51) 역시 제 1-1 터치 라인(TL11) 및 제 2-1 터치 라인(TL21)과 나란하게 액티브 영역(AA)으로부터 베젤 영역(BA)으로 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결된다.
이와 같은 방식으로, 제 2 열에 배치된 제 1 행 제 2 열의 터치 전극(TE12) 내지 제 5 행 제 2 열의 전극들(TE52)은 제 1-2 터치 라인(TL12) 내지 제 5-2 터치 라인(TL52)에 각각 연결되고, 제 1-2 터치 라인(TL12) 내지 제 5-2 터치 라인(TL52)은 각각 액티브 영역(AA)으로부터 베젤 영역(BA)으로 나란하게 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결된다.
또한, 제 3 열에 배치된 제 1 행 제 3 열의 터치 전극(TE13) 내지 제 5 행 제 3 열의 터치 전극(TE53) 또한 제 1-3 터치 라인(TL13) 내지 제 5-3 터치 라인(TL53)에 각각 연결되고, 제 1-3 터치 라인(TL13) 내지 제 5-3 터치 라인(TL53)은 액티브 영역(AA)으로부터 베젤 영역(BA)으로 나란하게 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결된다.
제 4 열에 배치된 제 1 행 제 4 열의 터치 전극(TE14) 내지 제 5 행 제 4 열의 터치 전극(TE54) 또한 제 1-4 터치 라인(TL14) 내지 제 5-4 터치 라인(TL54)에 각각 연결되고, 제 1-4 터치 라인(TL14) 내지 제 5-4 터치 라인(TL54)도 액티브 영역(AA)으로부터 베젤 영역(BA)으로 나란하게 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 유기 발광 디스플레이 장치인 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(110)에 포함되며 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드의 상부에 위치하는 봉지층(Encapsulation Layer)의 상부에 배치될 수 있다. 이러한 터치 전극(TE)의 위치는 상부 발광 구조에 더 적합할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 유기 발광 디스플레이 장치인 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(110)의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 기판에 형성될 수 있다. 일 예로, 다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(110)에 포함되는 유기 발광 다이오드의 애노드 전극이거나, 또는 애노드 전극과 동일한 층에 형성되는 전극이거나, 애노드 전극보다 위 또는 아래의 다양한 층에 위치하는 전극일 수 있다. 이와 같이, 터치 전극(TE)이 박막 트랜지스터 기판에 형성되는 경우는 디스플레이 패널(110)이 하부 발광 구조인 경우에 더 적합할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)에 포함되는 다수의 터치 전극(TE)은 개구부가 없는 판 타입(Plate Type)일 수도 있고, 서브픽셀의 발광 효율을 위해 개구부가 있는 메쉬 타입(Mesh Type)일 수 있다. 다수의 터치 전극(TE)은 서브픽셀의 발광 효율을 위해 투명 전극이거나 투명 전극을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)에 포함되는 다수의 터치 전극(TE)은 터치 센싱을 위한 전용 전극일 수도 있고, 또는 디스플레이 구동과 터치 센싱에 모두 이용될 수 있는 전극일 수 있다.
이와 같이, 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 적용된 디스플레이 장치(100)의 경우, 터치 라인(TL)이 액티브 영역(AA)에 배치된 터치 전극(TE)으로부터 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결되기 때문에, 터치 라인(TL)은 액티브 영역(AA)에 배치될 수 있다.
이 경우, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출하기 위한 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 액티브 영역(AA) 내에서 구동 전압 라인(DVL)과 연결되는 터치 라인(TL)이 이용될 수 있다.
터치 구동 회로(160)는 디스플레이 패널(110)에서 터치의 유무 및 터치가 이루어진 위치를 센싱한다. 터치 구동 회로(160)에는 터치 전극(TE)을 구동하기 위하여 터치 구동 신호를 생성하는 구동 회로와 터치 전극을 센싱하고 터치의 유무 및 좌표 정보 등을 검출하기 위하여 터치 센싱 신호를 처리하는 센싱 회로가 포함된다. 터치 구동 회로(160)의 구동 회로와 센싱 회로는 리드 아웃 집적 회로(Read Out Integrated Circuit; ROIC)로 불리는 하나의 집적 회로 형태로 형성되거나 기능별로 구분되어 분리될 수 있다.
한편, 데이터 구동 회로(130)를 구현하는 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 터치 구동 회로(160)를 구현하는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)가 하나로 합쳐져서 통합 집적 회로(SRIC)로 구성될 수 있다.
소스 구동 집적 회로(SDIC), 리드 아웃 집적 회로(ROIC), 또는 통합 집적 회로(SRIC)를 통칭하여 구동 집적 회로라고 할 수 있다. 또한, 데이터 구동 회로(130)와 터치 구동 회로(160)를 통칭하여 구동 회로라고 할 수 있을 것이다.
따라서, 터치 센싱 방식이 적용된 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 복수 영역에서 구동 전압 라인(DVL)에 연결된 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 통해 검출된 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 데이터 구동 회로(130)와 터치 구동 회로(160)가 통합된 구동 회로에 전달되고, 구동 회로에서 디스플레이 패널(110) 내의 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 확인하여 데이터 전압(Vdata)을 보상할 수 있을 것이다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 적용된 경우를 예시로 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)에서 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 구조는 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)과 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)과 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 봉지층(ENCAP) 상에 위치할 수 있다.
복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)은 제 1 방향으로 배치되고, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배치될 수 있다.
복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)은 전기적으로 연결된 여러 개의 X-터치 전극(X-TE)으로 구성될 수 있고, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 전기적으로 연결된 여러 개의 Y-터치 전극(Y-TE)으로 구성될 수 있다.
여기서, 복수의 X-터치 전극(X-TE)과 복수의 Y-터치 전극(Y-TE)은 복수의 터치 전극(TE)에 포함되며 역할(기능)이 구분되는 전극들이다. 예를 들어, 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)을 구성하는 복수의 X-터치 전극(X-TE)은 터치 구동 전극이고, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)을 구성하는 복수의 Y-터치 전극(Y-TE)은 터치 센싱 전극일 수 있다. 이 경우, 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)은 터치 구동 전극 라인에 해당하고, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 터치 센싱 전극 라인에 해당한다.
이와 반대로, 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)을 구성하는 복수의 X-터치 전극(X-TE)은 터치 센싱 전극이고, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)을 구성하는 복수의 Y-터치 전극(Y-TE)은 터치 구동 전극일 수 있다. 이 경우, 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)은 터치 센싱 전극 라인에 해당하고, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 터치 구동 전극 라인에 해당한다.
터치 센싱을 위한 터치 센서 메탈은 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)과 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL) 이외에도, 터치 전극 라인(X-TEL, Y-TEL)과 터치 구동 회로(160)를 연결하는 복수의 터치 라인(TL)을 포함할 수 있다.
복수의 터치 라인(TL)은 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)에 연결되는 하나 이상의 X-터치 라인(X-TL)과, 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)에 연결되는 하나 이상의 Y-터치 라인(Y-TL)을 포함할 수 있다.
복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL) 각각은, 동일한 행(또는 열)에 배치되는 복수의 X-터치 전극(X-TE)과, 이들을 전기적으로 연결해주는 하나 이상의 X-터치 전극 연결 배선(X-CL)을 포함할 수 있다. 여기서, 인접한 2개의 X-터치 전극(X-TE)을 연결해주는 X-터치 전극 연결배선(X-CL)은 인접한 2개의 X-터치 전극(X-TE)과 일체화 된 금속일 수도 있고, 컨택홀을 통해 인접한 2개의 X-터치 전극(X-TE)과 연결되는 금속일 수도 있다.
복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 동일한 열(또는 행)에 배치되는 복수의 Y-터치 전극(Y-TE)과, 이들을 전기적으로 연결해주는 하나 이상의 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)을 포함할 수 있다. 여기서, 인접한 2개의 Y-터치 전극(Y-TE)을 연결해 주는 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)은 인접한 2개의 Y-터치 전극(Y-TE)과 일체화 된 금속일 수도 있고, 컨택홀을 통해 인접한 2개의 Y-터치 전극(Y-TE)과 연결되는 금속일 수도 있다.
X-터치 전극 라인(X-TEL)과 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)이 교차되는 영역(터치 전극 라인 교차 영역)에서는, X-터치 전극 연결 배선(X-CL)과 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)이 교차될 수 있다.
이와 같이, 터치 전극 라인 교차 영역에서, X-터치 전극 연결 배선(X-CL)과 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)이 교차되는 경우, X-터치 전극 연결 배선(X-CL)과 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)은 서로 다른 층에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)과 복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)이 교차되도록 배치되기 위해서, 복수의 X-터치 전극(X-TE), 복수의 X-터치 전극 연결 배선(X-CL), 복수의 Y-터치 전극(Y-TE), 및 복수의 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)은 둘 이상의 층에 위치할 수 있다.
복수의 X-터치 전극 라인(X-TEL)은 베젤 영역(BA)을 통해 연장되는 하나 이상의 X-터치 라인(X-TL)을 통해 해당하는 X-터치 패드(X-TP)와 전기적으로 연결된다. 즉, 하나의 X-터치 전극 라인(X-TEL)에 포함된 복수의 X-터치 전극(X-TE)중 최외곽에 배치된 X-터치 전극(X-TE)은 베젤 영역(BA)을 통해 연장된 X-터치 라인(X-TL)을 통해 해당하는 X-터치 패드(X-TP)와 전기적으로 연결된다.
복수의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 베젤 영역(BA)을 통해 연장되는 하나 이상의 Y-터치 라인(Y-TL)을 통해 해당하는 Y-터치 패드(Y-TP)와 전기적으로 연결된다. 즉, 하나의 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)에 포함된 복수의 Y-터치 전극(Y-TE) 중 최 외곽에 배치된 Y-터치 전극(Y-TE)은 베젤 영역(BA)을 통해 연장된 Y-터치 라인(Y-TL)을 통해 해당하는 Y-터치 패드(Y-TP)와 전기적으로 연결된다.
이와 같이, 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 적용된 디스플레이 장치(100)의 경우, 터치 라인(X-TL, Y-TL)은 액티브 영역(AA)에 배치된 터치 전극(TE)으로부터 베젤 영역(BA)을 통해 연장되어 터치 구동 회로(160)에 연결되기 때문에, 터치 라인(TL)은 액티브 영역(AA)에 배치될 수 있다.
이 경우, 구동 전압 라인(DVL)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)을 검출하기 위한 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 베젤 영역(BA)을 통해 연장되는 터치 라인(TL)을 이용할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 터치 구동 회로(160)는 데이터 구동 회로(130)와 분리될 수도 있지만, 데이터 구동 회로(130)를 구현하는 소스 구동 집적 회로(SDIC)와 터치 구동 회로(160)를 구현하는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)가 하나로 합쳐져서 통합 집적 회로(SRIC)로 구성될 수도 있다.
따라서, 뮤추얼 터치 센싱 방식이 적용된 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 복수 영역에서 구동 전압 라인(DVL)에 연결되고 베젤 영역(BA)을 통해 연장되는 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 통해 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 구동 회로에 전달되고, 구동 회로에서 디스플레이 패널(110) 내의 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 확인하여 데이터 전압(Vdata)을 보상할 수 있을 것이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 라인을 구동 전압 피드백 라인으로 이용하여 구동 전압 라인에 연결하는 경우의 단면을 예시로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)에서 액티브 영역(AA) 내에 위치하는 서브픽셀(SP)에는 구동 트랜지스터(DRT)가 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 또는 드레인 전극(DE)과, 반도체층(SEMI) 등을 포함할 수 있다. 이 때, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 벤딩 영역(BD)에 위치하는 제 1 노드 전극(NE1) 및 제 2 노드 전극(NE2)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(GE)과 반도체층(SEMI)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 중첩될 수 있다. 소스 전극(SE)은 절연층(INS) 상에 형성되어 반도체층(SEMI)의 일 측과 접촉하고, 드레인 전극(DE)은 절연층(INS) 상에 형성되어 반도체층(SEMI)의 타 측과 접촉할 수 있다.
발광 소자(ED)는 애노드 전극(또는 캐소드 전극)에 해당하는 제 1 전극(E1)과, 제 1 전극(E1) 상에 형성되는 발광층(EL)과, 발광층(EL) 위에 형성된 캐소드 전극(또는 애노드 전극)에 해당하는 제 2 전극(E2) 등을 포함할 수 있다.
제 1 전극(E1)은 평탄화막(PLN)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 제 1 트랜지스터(T1)의 소스 전극(SE)과 전기적으로 접속된다.
발광층(EL)은 뱅크(BANK)에 의해 마련된 발광 영역의 제 1 전극(E1) 상에 형성된다. 발광층(EL)은 제 1 전극(E1) 상에 정공 관련층, 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성될 수 있다. 제 2 전극(E2)은 발광층(EL)을 사이에 두고 제 1 전극(E1)과 대향하도록 형성될 수 있다.
봉지층(ENCAP)은 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(ED)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다. 이러한 봉지층(ENCAP)은 하나의 층으로 되어 있을 수도 있지만, 복수의 적층 구조(PAS1, PCL, PAS2)로 이루어질 수도 있다.
예를 들어, 봉지층(ENCAP)이 복수의 적층 구조(PAS1, PCL, PAS2)로 이루어진 경우, 봉지층(ENCAP)은 하나 이상의 무기 봉지층(PAS1, PAS2)과 하나 이상의 유기 봉지층(PCL)을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 봉지층(ENCAP)은 제 1 무기 봉지층(PAS1), 유기 봉지층(PCL) 및 제 2 무기 봉지층(PAS2)의 순서대로 적층될 수 있다.
여기에서, 유기 봉지층(PCL)은 적어도 하나의 유기 봉지층 또는 적어도 하나의 무기 봉지층을 더 포함할 수도 있다.
제 1 무기 봉지층(PAS1)은 발광 소자(ED)와 가장 인접하도록 캐소드 전극에 해당하는 제 2 전극(E2)이 형성된 기판(SUB) 상에 형성된다. 이러한 제 1 무기 봉지층(PAS1)은 일 예로, 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화 실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 제 1 무기 봉지층(PAS1)이 저온 분위기에서 증착되기 때문에, 제 1 무기 봉지층(PAS1)은 증착 공정이 진행되는 과정에서 고온 분위기에 취약한 유기물을 포함하는 발광층(EL)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
유기 봉지층(PCL)은 제 1 무기 봉지층(PAS1)보다 작은 면적으로 형성될 수 있으며, 이 경우, 유기 봉지층(PCL)은 제 1 무기 봉지층(PAS1)의 양끝단을 노출시키도록 형성될 수 있다. 유기 봉지층(PCL)은 디스플레이 장치(100)의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충 역할을 하며, 평탄화 성능을 강화하는 역할을 할 수 있다. 유기 봉지층(PCL)은 일 예로, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 유기 절연 재질로 형성될 수 있다.
한편, 유기 봉지층(PCL)이 잉크젯 방식을 통해 형성되는 경우, 베젤 영역(BA)과 액티브 영역(AA)의 경계 영역이나 비표시 영역 내의 일부 영역에 해당하는 댐 영역에 하나 또는 둘 이상의 댐(DAM)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 댐 영역은 비표시 영역에서 복수의 터치 패드(TP)가 형성된 패드 영역과 액티브 영역(AA) 사이에 위치하며, 이러한 댐 영역에는 액티브 영역(AA)과 인접한 1차 댐(DAM1)과 패드 영역에 인접한 2차 댐(DAM2)이 존재할 수 있다.
댐 영역에 배치되는 하나 이상의 댐(DAM)은 액상 형태의 유기 봉지층(PCL)이 액티브 영역(AA)에 적재될 때, 액상 형태의 유기 봉지층(PCL)이 비표시 영역의 방향으로 무너져 패드 영역을 침범하는 것을 방지할 수 있다.
1차 댐(DAM1) 또는 2차 댐(DAM2)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 1차 댐(DAM1) 또는 2차 댐(DAM2)이 뱅크(BANK) 및 스페이서(도시하지 않음) 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로 동시에 형성될 수 있다. 이 경우, 마스크 추가 공정 및 비용 상승 없이 댐 구조를 형성할 수 있다.
또한, 1차 댐(DAM1) 또는 2차 댐(DAM2)은 제 1 무기 봉지층(PAS1) 및 제 2 무기 봉지층(PAS2)이 뱅크(BANK) 상에 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 이 때, 유기물을 포함하는 유기 봉지층(PCL)은 1차 댐(DAM1)의 내측면에 위치하거나, 1차 댐(DAM1) 및 2차 댐(DAM2) 중 적어도 일부의 상부에 위치할 수 있다.
제 2 무기 봉지층(PAS2)은 유기 봉지층(PCL)이 형성된 기판(SUB) 상에 유기 봉지층(PCL) 및 제 1 무기 봉지층(PAS1) 각각의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제 2 무기 봉지층(PAS2)은 외부의 수분이나 산소가 제 1 무기 봉지층(PAS1) 및 유기 봉지층(PCL)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 이러한 제 2 무기 봉지층(PAS2)은 일 예로, 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화 실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 무기 절연 재질로 형성된다.
이러한 봉지층(ENCAP) 상에는 터치 버퍼층(T-BUF)이 배치될 수 있다. 터치 버퍼층(T-BUF)은 터치 전극(X-TE, Y-TE) 및 터치 전극 연결 배선(X-CL, Y-CL)을 포함하는 터치 센서 메탈과, 발광 소자(ED)의 제 2 전극(E2) 사이에 위치할 수 있다.
터치 버퍼층(T-BUF)은 터치 센서 메탈과, 발광 소자(ED)의 제 2 전극(E2) 사이의 이격 거리가 미리 정해진 최소 이격 거리(예: 1㎛)를 유지하도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 터치 센서 메탈과, 발광 소자(ED)의 제 2 전극(E2) 사이에 형성되는 기생 커패시턴스를 줄여주거나 방지해줄 수 있고, 이를 통해, 기생 커패시턴스에 의한 터치 감도 저하를 방지해줄 수 있다.
반면, 이러한 터치 버퍼층(T-BUF)이 없이, 봉지층(ENCAP) 상에 터치 전극(X-TE, Y-TE) 및 터치 전극 연결 배선(X-CL, Y-CL)을 포함하는 터치 센서 메탈이 배치될 수도 있다.
또한, 터치 버퍼층(T-BUF)은 터치 버퍼층(T-BUF) 상에 배치되는 터치 센서 메탈의 제조 공정 과정에 이용되는 약액(현상액 또는 식각액 등등) 또는 외부로부터의 수분 등이 유기물을 포함하는 발광층(EL)으로 침투되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 터치 버퍼층(T-BUF)은 약액 또는 수분에 취약한 발광층(EL)의 손상을 방지할 수 있다.
터치 버퍼층(T-BUF)은 고온에 취약한 유기물을 포함하는 발광층(EL)의 손상을 방지하기 위해 일정 온도(예: 100 ℃) 이하의 저온에서 형성 가능하고 저유전율을 가지는 유기 절연 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 버퍼층(T-BUF)은 아크릴 계열, 에폭시 계열 또는 실록산(Siloxan) 계열의 재질로 형성될 수 있다. 유기 절연 재질로 평탄화 성능을 가지는 터치 버퍼층(T-BUF)은 유기 발광 디스플레이 장치의 휘어짐에 따른 봉지층(ENCAP)을 구성하는 내부층(PAS1, PCL, PAS2)의 손상 및 터치 버퍼층(T-BUF) 상에 형성되는 터치 센서 메탈의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
뮤추얼-커패시턴스 기반의 터치 센싱 구조의 경우, 터치 버퍼층(T-BUF) 상에 X-터치 전극 라인(X-TEL) 및 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)이 배치되며, X-터치 전극 라인(X-TEL) 및 Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 교차되게 배치될 수 있다. Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 복수의 Y-터치 전극(Y-TE) 사이를 전기적으로 연결해 주는 복수의 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)을 포함할 수 있다.
이 때, 복수의 Y-터치 전극(Y-TE)과 복수의 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)은 층간 유전체(ILD)를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
복수의 Y-터치 전극(Y-TE)은 y축 방향을 따라 일정한 간격으로 이격될 수 있다. 이러한 복수의 Y-터치 전극(Y-TE)은 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)을 통해 y축 방향으로 인접한 다른 Y-터치 전극(Y-TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)은 터치 버퍼층(T-BUF) 상에 형성되며 층간 유전체(ILD)을 관통하는 터치 컨택홀을 통해 노출되어 y축 방향으로 인접한 2개의 Y-터치 전극(Y-TE)과 전기적으로 접속될 수 있다.
Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)은 뱅크(BANK)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)에 의해 개구율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
X-터치 전극 라인(X-TEL)은 복수의 X-터치 전극(X-TE) 사이를 전기적으로 연결해 주는 복수의 X-터치 전극 연결 배선(X-CL)을 포함할 수 있다. 복수의 X-터치 전극(X-TE)과 복수의 X-터치 전극 연결 배선(X-CL)은 층간 유전체(ILD)을 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
복수의 X-터치 전극(X-TE)은 층간 유전체(ILD) 상에서 x축 방향을 따라 일정한 간격으로 이격될 수 있다. 이러한 복수의 X-터치 전극(X-TE)은 X-터치 전극 연결 배선(X-CL)을 통해 x축 방향으로 인접한 다른 X-터치 전극(X-TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
X-터치 전극 연결 배선(X-CL)은 X-터치 전극(X-TE)과 동일 평면 상에 배치되어 별도의 컨택홀 없이 x축 방향으로 인접한 2개의 X-터치 전극(X-TE)과 전기적으로 접속되거나, x축 방향으로 인접한 2개의 X-터치 전극(X-TE)과 일체로 되어 있을 수 있다.
X-터치 전극 연결 배선(X-CL)은 뱅크(BANK)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, X-터치 전극 연결 배선(X-CL)에 의해 개구율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, Y-터치 전극 라인(Y-TEL)은 Y-터치 라인(Y-TL) 및 Y-터치 패드(Y-TP)를 통해 터치 구동 회로(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 마찬가지로, X-터치 전극 라인(X-TEL)은 X-터치 라인(X-TL) 및 X-터치 패드(X-TP)를 통해 터치 구동 회로(160)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이 때, X-터치 패드(X-TP) 및 Y-터치 패드(Y-TP)를 덮는 패드 커버 전극이 더 배치될 수도 있다.
X-터치 패드(X-TP)은 X-터치 라인(X-TL)과 별도로 형성될 수도 있고, X-터치 라인(X-TL)이 연장되어 형성될 수도 있다. Y-터치 패드(Y-TP)는 Y-터치 라인(Y-TL)과 별도로 형성될 수도 있고, Y-터치 라인(Y-TL)이 연장되어 형성될 수도 있다.
X-터치 패드(X-TP)가 X-터치 라인(X-TL)으로부터 연장되어 형성되고, Y-터치 패드(Y-TP)가 Y-터치 라인(Y-TL)으로부터 연장되어 형성되는 경우, X-터치 패드(X-TP), X-터치 라인(X-TL), Y-터치 패드(Y-TP) 및 Y-터치 라인(Y-TL)은 동일한 제 1 도전 물질로 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 도전 물질은, 일 예로, Al, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 금속을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 1 도전 물질로 된 X-터치 패드(X-TP), X-터치 라인(X-TL), Y-터치 패드(Y-TP) 및 Y-터치 라인(Y-TL)은 Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같이 적층된 3층 구조로 형성될 수 있다.
X-터치 패드(X-TP) 및 Y-터치 패드(Y-TP)를 덮을 수 있는 패드 커버 전극은 제1 및 Y-터치 전극(X-TE, Y-TE)과 동일 재질의 제 2 도전 물질로 구성될 수 있다. 여기서, 제 2 도전 물질은 내식성 및 내산성이 강한 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전물질로 형성될 수 있다. 이러한 패드 커버 전극은 터치 버퍼층(T-BUF)에 의해 노출되도록 형성됨으로써 터치 구동 회로(200)와 본딩되거나 또는 터치 구동 회로(200)가 실장된 회로 필름과 본딩될 수 있다.
여기서, 터치 버퍼층(T-BUF)은 터치 센서 메탈을 덮도록 형성되어 터치 센서 메탈이 외부의 수분 등에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 터치 버퍼층(T-BUF)은 유기 절연 재질로 형성되거나, 원편광판 또는 에폭시 또는 아크릴 재질의 필름 형태로 형성될 수 있다. 이러한 터치 버퍼층(T-BUF)은 봉지층(ENCAP) 상에 없을 수도 있다. 즉, 터치 버퍼층(T-BUF)은 필수적인 구성이 아닐 수도 있다.
Y-터치 라인(Y-TL)은 터치 라인 컨택홀을 통해 Y-터치 전극(Y-TE)과 전기적으로 연결되거나, Y-터치 전극(Y-TE)과 일체로 이루어질 수 있다.
이러한 Y-터치 라인(Y-TL)은 비표시 영역까지 연장되어 봉지층(ENCAP)의 상부 및 측면과 댐(DAM)의 상부 및 측면을 지나서 Y-터치 패드(Y-TP)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, Y-터치 라인(Y-TL)은 Y-터치 패드(Y-TP)를 통해 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
Y-터치 라인(Y-TL)은 Y-터치 전극(Y-TE)에서의 터치 센싱 신호를 터치 구동 회로(200)로 전달해주거나, 터치 구동 회로(200)로부터 터치 구동 신호를 공급받아 Y-터치 전극(Y-TE)에 전달해줄 수 있다.
이 때, 노치 영역(NT)과 벤딩 영역(BD)에서 Y-터치 라인(Y-TL)의 하부에는 컨택홀(CH)을 통해 연결되는 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL)이 배치될 수 있다. Y-터치 라인(Y-TL)과 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL)은 일정한 간격으로 형성된 적어도 하나의 컨택홀(CH)을 통해 전기적으로 연결되기 때문에, 동일한 터치 구동 신호 또는 터치 센싱 신호가 전달될 수 있다.
이와 같이, Y-터치 라인(Y-TL)과 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL)이 전기적으로 연결되는 경우, 터치 구동 신호 또는 터치 센싱 신호의 전달 과정에서 전기적 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 복수의 컨택홀(CH)을 통해서 Y-터치 라인(Y-TL)과 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL)을 연결하는 경우에는 일부 구간에서 Y-터치 라인(Y-TL) 또는 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL)에 단선이 발생하더라도 컨택홀(CH)을 통하여 터치 신호(터치 구동 신호 또는 터치 센싱 신호)가 우회할 수 있으므로 터치 센싱의 성능을 유지할 수 있다.
Y-터치 라인(Y-TL)과 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL)는 그 사이에 배치된 층간 유전체(ILD)에 의해서, 컨택홀(CH) 이외의 영역이 절연될 수 있다.
한편, 베젤 영역(BA)에는 복수의 Y-터치 라인(Y-TL1, Y-TL2, Y-TL3, Y-TL4)이 배치될 수 있으며, 그 하부에는 일체형 구조의 Y-터치 브릿지 전극(Y-BE)이 배치될 수 있다.
Y-터치 브릿지 전극(Y-BE)은 일체형 구조로 이루어져서, 상부에 위치한 Y-터치 라인(Y-TL1, Y-TL2, Y-TL3, Y-TL4)이 차지하는 면적을 커버할 수 있도록 Y-터치 라인(Y-TL1, Y-TL2, Y-TL3, Y-TL4)과 동일하거나 넓은 폭으로 형성될 수 있다.
이 때, Y-터치 브릿지 전극(Y-BE)은 디스플레이 패널(110)에 유입되는 노이즈 전하를 방전할 수 있도록 그라운드 전압(GND)에 연결되며, 벤딩 영역(BD)에 위치하는 Y-터치 브릿지 배선(Y-BL) 또는 제 2 노드 전극(NE2)과는 분리된다.
이로써, Y-터치 라인(Y-TL1, Y-TL2, Y-TL3, Y-TL4)이 차지하는 면적을 커버할 수 있도록 일체형 구조로 형성된 Y-터치 브릿지 전극(Y-BE)에 의해서 디스플레이 패널(110)에 유입되는 노이즈 전하가 그라운드 전압(GND)으로 용이하게 방전됨으로써, 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 센싱 성능을 향상시키고 디스플레이 구동에 따른 불량을 줄일 수 있다.
한편, X-터치 라인(X-TL)은 터치 라인 컨택홀을 통해 X-터치 전극(X-TE)과 전기적으로 연결되거나, X-터치 전극(X-TE)과 일체로 되어 있을 수 있다.
이러한 X-터치 라인(X-TL)은 비표시 영역까지 연장되어 봉지층(ENCAP)의 상부 및 측면과 댐(DAM)의 상부 및 측면을 지나서 X-터치 패드(Y-TP)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, X-터치 라인(X-TL)은 X-터치 패드(X-TP)를 통해 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
X-터치 라인(X-TL)은 터치 구동 회로(160)로부터 터치 구동 신호를 공급받아 X-터치 전극(X-TE)에 전달할 수 있고, X-터치 전극(X-TE)에서의 터치 센싱 신호를 터치 구동 회로(200)로 전달해줄 수도 있다.
X-터치 라인(X-TL) 및 Y-터치 라인(Y-TL)의 배치는 디스플레이 패널(110)의 설계 사항에 따라 다양하게 변경 가능할 것이다.
이러한 구조에서, 베젤 영역(BA)이나 액티브 영역(AA)에서 X-터치 라인(X-TL) 또는 Y-터치 라인(Y-TL)을 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)으로 이용하기 위해서, 피드백 컨택홀(FB_CH)을 통해 X-터치 라인(X-TL) 또는 Y-터치 라인(Y-TL)과 구동 전압 라인(DVL)을 전기적으로 연결할 수 있다.
구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 전극(SE) 또는 드레인 전극(DE)에 연결될 수 있다. 여기에서는 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)이 발광 소자(ED)의 애노드 전극에 해당하는 제 1 전극(E1)을 통해 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 전극(SE)에 전기적으로 연결되는 경우를 예시로 나타내고 있다.
한편, X-터치 전극(X-TE) 및 Y-터치 전극(Y-TE)의 상부에는 터치 보호막(PAC)이 배치될 수 있다. 이러한 터치 보호막(PAC)은 댐(DAM)의 앞 부분 또는 뒷 부분까지 확장되어 X-터치 라인(X-TL) 및 Y-터치 라인(Y-TL) 상에도 배치될 수 있다.
이와 같이, 터치 라인(TL)을 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)으로 이용하는 경우, 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호 또는 터치 센싱 신호가 전달되는 구간과 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 전달되는 구간은 시간적으로 분리될 수 있다.
도 11은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 정해진 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 수행하고, 정해진 터치 구동 기간(TP) 동안 손가락 또는 스타일러스에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동을 수행할 수 있다.
디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 시간적으로 분리된 기간일 수도 있으며, 이러한 구동 방식을 시간 분할 구동(Time Division Driving)이라고 할 수 있다.
시간 분할 구동 경우, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 교번할 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 교번하면서 시간적으로 분리되는 경우, 터치 구동 기간(TP)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크 기간(Blank)에 해당할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙되는 터치 동기 신호(Tsync)를 발생시켜서 이를 통해 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)을 식별하거나 제어할 수 있다. 즉, 터치 동기 신호(Tsync)는 터치 구동 기간(TP)을 정의하는 타이밍 제어 신호가 될 수 있다.
예를 들어, 터치 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨 구간 (또는 로우 레벨 구간)은 디스플레이 구동 기간(DP)에 대응될 수 있고, 터치 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨 구간 (또는 하이 레벨 구간)은 터치 구동 기간(TP)에 대응될 수 있다.
이 경우, 구동 회로는 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨인 터치 구동 기간(TP)에 터치 구동 신호를 터치 전극(TE)에 인가하고, 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 터치 신호를 이용하여 패시브 스타일러스 또는 액티브 스타일러스의 터치 유무 및 터치 좌표를 센싱할 수 있다.
한편, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 디스플레이 구동 기간(DP) 및 터치 구동 기간(TP)을 할당하는 방식과 관련하여, 일 예로, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 하나의 디스플레이 구동 기간(DP)과 하나의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하고, 하나의 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간(Blank)에 해당하는 하나의 터치 구동 기간(TP) 동안 패시브 스타일러스 및 액티브 스타일러스에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
다른 예로써, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP)과 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하고, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 둘 이상의 터치 구동 기간(TP) 동안 화면 전 영역 또는 일부 영역에서 패시브 스타일러스와 액티브 스타일러스에 의한 터치 입력을 1 차례 또는 2 차례 이상 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
이와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP)과 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하여 디스플레이 구동 및 터치 구동을 진행하는 경우에, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)에 해당하는 둘 이상의 블랭크 기간(Blank) 각각을 LHB(Long Horizontal Blank) 라고 한다.
이와 같이, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 시간적으로 분리되는 경우, 터치 라인(TL)을 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)으로 이용하더라도 터치 라인(TL)을 통해 터치 신호가 전달되는 구간과 서브픽셀 구동 전압(EVDD)이 전달되는 구간이 시간적으로 분리되기 때문에 서브픽셀 구동 전압(EVDD)과 터치 신호가 중첩되는 문제는 발생하지 않을 것이다.
반면, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 시간적으로 중첩되는 경우에는, 구동 전압 라인(DVL)과 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL) 사이에 스위치를 배치하여, 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 검출 구간과 터치 신호의 전달 구간을 분리할 수도 있을 것이다.
한편, 위에서는 디스플레이 패널(110) 내에서 위치에 따른 서브픽셀 구동 전압(EVDD)의 편차를 검출하는 경우를 예로 들어서 설명하였지만, 디스플레이 장치(100)에서 사용되는 그 밖의 구동 전압, 예를 들어 소스 구동 전압, 게이트 구동 전압 등에 대해서도 디스플레이 패널(110) 내의 위치에 따라 편차를 검출하여 보상할 수도 있을 것이다.
도 12는 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 방법은 구동 전압 기준 피드백 라인(EVDD_FBL1)으로부터 기준 피드백 구동 전압을 검출하는 단계(S100), 위치가 상이한 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)으로부터 복수의 피드백 구동 전압을 검출하는 단계(S200), 기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차를 계산하는 단계(S300), 기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차에 따라 영상 데이터(DATA)의 보상값을 결정하는 단계(S400), 및 보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 공급하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
구동 전압 기준 피드백 라인(EVDD_FBL1)으로부터 기준 피드백 구동 전압을 검출하는 단계(S100)는 디스플레이 패널(110)의 상부 비표시 영역에 형성된 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)에 연결된 구동 전압 기준 피드백 라인(EVDD_FBL1)을 통해 제 1 피드백 구동 전압을 검출하는 과정이다.
위치가 상이한 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2, EVDD_FBL3, EVDD_FBL4)으로부터 복수의 피드백 구동 전압을 검출하는 단계(S200)는 디스플레이 패널(110)의 상부 영역, 중앙 영역, 하부 영역의 구동 전압 라인(DVL)에 연결된 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2), 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3), 및 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)을 통해 제 2 피드백 구동 전압, 제 3 피드백 구동 전압, 및 제 4 피드백 구동 전압을 검출하는 과정이다.
기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차를 계산하는 단계(S300)는 구동 회로의 차동 증폭 회로(138)에서 기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압을 비교하여, 편차를 확인하는 과정이다.
기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차에 따라 영상 데이터(DATA)의 보상값을 결정하는 단계(S400)는 차동 증폭 회로(138)에서 계산된 기준 피드백 구동 전압과 복수의 피드백 구동 전압의 편차에 따라, 타이밍 컨트롤러(140)에서 영상 데이터(DATA)를 보상하는 과정이다.
보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 공급하는 단계(S500)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 구동 회로에 공급하고, 구동 회로에서 보상된 영상 데이터(DATA_comp)에 대응되는 데이터 전압(Vdata)을 디스플레이 패널(110)에 인가하는 과정이다.
이상에서 설명한 본 개시의 실시예들을 간략하게 설명하면 아래와 같다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 복수의 서브픽셀(SP)에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)이 배치된 디스플레이 패널(110); 상기 복수의 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 인가하며, 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 통해 검출된 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 구동 회로; 및 상기 피드백 구동 전압의 편차를 바탕으로, 상기 디스플레이 패널(110) 내에서 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)이 분기되는 위치에 따라 영상 데이터(DATA)를 보상하고, 보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 상기 구동 회로에 공급하도록 구성된 타이밍 컨트롤러(140)를 포함한다.
상기 복수의 구동 전압 라인(DVL)은 상기 구동 회로에 인접한 상기 디스플레이 패널(110)의 비표시 영역에 형성된 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL)을 포함한다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용되는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1); 상기 디스플레이 패널(110)의 상부 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2); 상기 디스플레이 패널(110)의 중앙 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3); 및 상기 디스플레이 패널(110)의 하부 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)을 포함한다.
상기 구동 전압 기준 피드백 라인(EVDD_FBL)은 상기 공통 구동 전압 라인(EVDD_CSL) 사이에 연결된다.
상기 구동 회로는 상기 구동 전압 기준 피드백 라인과 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 차동 증폭 회로(138); 및 상기 차동 증폭 회로(138)에서 출력되는 차동 전압(Vout)을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함한다.
상기 차동 증폭 회로(138)는 상기 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)이 제 1 저항(R1)을 통해서 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항(R3)을 통해 비반전 입력 단자(+)에 연결되고, 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에 제 4 저항(R4)이 연결되는 제 1 연산 증폭기(OP1); 상기 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)이 제 1 저항(R1)을 통해서 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항(R3)을 통해 비반전 입력 단자(+)에 연결되고, 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에 제 4 저항(R4)이 연결되는 제 2 연산 증폭기(OP2); 및 상기 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)이 제 1 저항(R1)을 통해서 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항(R3)을 통해 비반전 입력 단자(+)에 연결되고, 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에 제 4 저항(R4)이 연결되는 제 3 연산 증폭기(OP3)를 포함한다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은 상기 서브픽셀(SP)을 구성하는 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드에 전기적으로 연결된다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은 상기 디스플레이 패널(110)에 배치된 복수의 터치 전극(TE)에 연결되어, 터치 신호를 전달하는 터치 라인(TL)이다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인에 상기 터치 신호가 인가되지 않는 디스플레이 구동 기간(DP)에, 피드백 구동 전압이 검출된다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은 상기 복수의 서브픽셀(SP)을 통해 영상이 표시되는 액티브 영역(AA)의 외측에 위치하는 베젤 영역(BA)을 통해서 연장된다.
상기 구동 회로는 상기 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 전달하고, 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로(160)를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 구동 회로는 복수의 서브픽셀(SP)이 배치된 디스플레이 패널(110) 내의 미리 지정된 복수의 영역에서 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)을 통해 검출된 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 차동 증폭 회로(138); 및 상기 차동 증폭 회로(138)에서 출력되는 차동 전압(Vout)을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함한다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용되는 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1); 상기 디스플레이 패널(110) 내의 상부 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2); 상기 디스플레이 패널(110) 내의 중앙 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3); 및 상기 디스플레이 패널(110) 내의 하부 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)을 포함한다.
상기 차동 증폭 회로(138)는 상기 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2)이 제 1 저항(R1)을 통해서 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항(R3)을 통해 비반전 입력 단자(+)에 연결되고, 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에 제 4 저항(R4)이 연결되는 제 1 연산 증폭기(OP1); 상기 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3)이 제 1 저항(R1)을 통해서 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항(R3)을 통해 비반전 입력 단자(+)에 연결되고, 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에 제 4 저항(R4)이 연결되는 제 2 연산 증폭기(OP2); 및 상기 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)이 제 1 저항(R1)을 통해서 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 제 2 저항(R2)이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항(R3)을 통해 비반전 입력 단자(+)에 연결되고, 비반전 입력 단자(+)와 그라운드 사이에 제 4 저항(R4)이 연결되는 제 3 연산 증폭기(OP3)를 포함한다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)은 상기 디스플레이 패널(110)에 배치된 복수의 터치 전극(TE)에 연결되어, 터치 신호를 전달하는 터치 라인(TL)이며, 상기 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 전달하고, 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로(160)를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 구동 방법은 복수의 서브픽셀(SP)에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인(DVL)으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)이 배치된 디스플레이 패널(110)을 포함하는 디스플레이 장치(100)의 구동 방법에 있어서, 제 1 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL1)으로부터 기준 피드백 구동 전압을 검출하는 단계; 상기 디스플레이 패널(110) 내의 상이한 영역에 배치된 복수의 구동 전압 피드백 라인으로부터 복수의 피드백 구동 전압을 검출하는 단계; 상기 기준 피드백 구동 전압과 상기 복수의 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 단계; 상기 기준 피드백 구동 전압과 상기 복수의 피드백 구동 전압의 편차에 따라 영상 데이터(DATA)의 보상값을 결정하는 단계; 및 보상된 영상 데이터(DATA_comp)를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 디스플레이 패널(110) 내의 상이한 영역에 배치된 복수의 구동 전압 피드백 라인은 상기 디스플레이 패널(110) 내의 상부 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 2 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL2); 상기 디스플레이 패널(110) 내의 중앙 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 3 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL3); 및 상기 디스플레이 패널(110) 내의 하부 영역에서, 상기 구동 전압 라인(DVL)에 연결되는 제 4 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL4)을 포함한다.
상기 편차를 확인하는 단계는 상기 기준 피드백 구동 전압과 상기 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 구동 전압 피드백 라인(EVDD_FBL)에 터치 신호가 인가되지 않는 디스플레이 구동 기간(DP)에, 상기 기준 피드백 구동 전압 및 상기 피드백 구동 전압이 검출된다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로
130: 데이터 구동 회로
131, 132, 133, 134: 구동 전압 공급 라인
136: 데이터 전압 출력 회로
138: 차동 증폭 회로
140: 타이밍 컨트롤러
150: 파워 관리 회로
200: 호스트 시스템

Claims (19)

  1. 복수의 서브픽셀에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 복수의 서브픽셀에 데이터 전압을 인가하며, 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 구동 회로; 및
    상기 피드백 구동 전압의 편차를 바탕으로, 상기 디스플레이 패널 내에서 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인이 분기되는 위치에 따라 영상 데이터를 보상하고, 보상된 영상 데이터를 상기 구동 회로에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 전압 라인은
    상기 구동 회로에 인접한 상기 디스플레이 패널의 비표시 영역에 형성된 공통 구동 전압 라인을 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용되는 제 1 구동 전압 피드백 라인;
    상기 디스플레이 패널의 상부 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 2 구동 전압 피드백 라인;
    상기 디스플레이 패널의 중앙 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 3 구동 전압 피드백 라인; 및
    상기 디스플레이 패널의 하부 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 4 구동 전압 피드백 라인을 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 전압 기준 피드백 라인은
    상기 공통 구동 전압 라인 사이에 연결되는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동 회로는
    상기 구동 전압 기준 피드백 라인과 상기 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 차동 증폭 회로; 및
    상기 차동 증폭 회로에서 출력되는 차동 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차동 증폭 회로는
    상기 제 2 구동 전압 피드백 라인이 제 1 저항을 통해서 반전 입력 단자에 연결되고, 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 제 2 저항이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항을 통해 비반전 입력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자와 그라운드 사이에 제 4 저항이 연결되는 제 1 연산 증폭기;
    상기 제 3 구동 전압 피드백 라인이 제 1 저항을 통해서 반전 입력 단자에 연결되고, 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 제 2 저항이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항을 통해 비반전 입력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자와 그라운드 사이에 제 4 저항이 연결되는 제 2 연산 증폭기; 및
    상기 제 4 구동 전압 피드백 라인이 제 1 저항을 통해서 반전 입력 단자에 연결되고, 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 제 2 저항이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항을 통해 비반전 입력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자와 그라운드 사이에 제 4 저항이 연결되는 제 3 연산 증폭기를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    상기 서브픽셀을 구성하는 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    상기 디스플레이 패널에 배치된 복수의 터치 전극에 연결되어, 터치 신호를 전달하는 터치 라인인 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인에 상기 터치 신호가 인가되지 않는 디스플레이 구동 기간에, 피드백 구동 전압이 검출되는 디스플레이 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    상기 복수의 서브픽셀을 통해 영상이 표시되는 액티브 영역의 외측에 위치하는 베젤 영역을 통해서 연장되는 디스플레이 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동 회로는
    상기 터치 라인을 통해 터치 구동 신호를 전달하고, 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 복수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널 내의 미리 지정된 복수의 영역에서 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인을 통해 검출된 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 차동 증폭 회로; 및
    상기 차동 증폭 회로에서 출력되는 차동 전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 구동 회로.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    구동 전압 기준 피드백 라인으로 사용되는 제 1 구동 전압 피드백 라인;
    상기 디스플레이 패널 내의 상부 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 2 구동 전압 피드백 라인;
    상기 디스플레이 패널 내의 중앙 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 3 구동 전압 피드백 라인; 및
    상기 디스플레이 패널 내의 하부 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 4 구동 전압 피드백 라인을 포함하는 구동 회로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차동 증폭 회로는
    상기 제 2 구동 전압 피드백 라인이 제 1 저항을 통해서 반전 입력 단자에 연결되고, 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 제 2 저항이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항을 통해 비반전 입력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자와 그라운드 사이에 제 4 저항이 연결되는 제 1 연산 증폭기;
    상기 제 3 구동 전압 피드백 라인이 제 1 저항을 통해서 반전 입력 단자에 연결되고, 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 제 2 저항이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항을 통해 비반전 입력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자와 그라운드 사이에 제 4 저항이 연결되는 제 2 연산 증폭기; 및
    상기 제 4 구동 전압 피드백 라인이 제 1 저항을 통해서 반전 입력 단자에 연결되고, 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 제 2 저항이 연결되며, 상기 구동 전압 기준 피드백 라인이 제 3 저항을 통해 비반전 입력 단자에 연결되고, 비반전 입력 단자와 그라운드 사이에 제 4 저항이 연결되는 제 3 연산 증폭기를 포함하는 구동 회로.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    상기 디스플레이 패널에 배치된 복수의 터치 전극에 연결되어, 터치 신호를 전달하는 터치 라인이며,
    상기 터치 라인을 통해 터치 구동 신호를 전달하고, 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로를 포함하는 구동 회로.
  16. 복수의 서브픽셀에 구동 전압을 공급하는 구동 전압 라인으로부터 분기된 복수의 구동 전압 피드백 라인이 배치된 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    제 1 구동 전압 피드백 라인으로부터 기준 피드백 구동 전압을 검출하는 단계;
    상기 디스플레이 패널 내의 상이한 영역에 배치된 복수의 구동 전압 피드백 라인으로부터 복수의 피드백 구동 전압을 검출하는 단계;
    상기 기준 피드백 구동 전압과 상기 복수의 피드백 구동 전압의 편차를 확인하는 단계;
    상기 기준 피드백 구동 전압과 상기 복수의 피드백 구동 전압의 편차에 따라 영상 데이터의 보상값을 결정하는 단계; 및
    보상된 영상 데이터를 공급하는 단계를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 내의 상이한 영역에 배치된 복수의 구동 전압 피드백 라인은
    상기 디스플레이 패널 내의 상부 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 2 구동 전압 피드백 라인;
    상기 디스플레이 패널 내의 중앙 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 3 구동 전압 피드백 라인; 및
    상기 디스플레이 패널 내의 하부 영역에서, 상기 구동 전압 라인에 연결되는 제 4 구동 전압 피드백 라인을 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  18. 제 18 항에 있어서,
    상기 편차를 확인하는 단계는
    상기 기준 피드백 구동 전압과 상기 복수의 피드백 구동 전압을 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하는 디스플레이 구동 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 피드백 라인에 터치 신호가 인가되지 않는 디스플레이 구동 기간에, 상기 기준 피드백 구동 전압 및 상기 피드백 구동 전압이 검출되는 디스플레이 구동 방법.
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