KR102500568B1 - 터치표시장치 및 표시패널 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 터치표시장치 및 표시패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 캐소드가 형성되지 않은 영역에서 센싱 터치배선이 데이터 라인과 중첩되지 않도록 설계함으로써, 데이터 라인 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈에 강인한 터치 센서 구조를 제공할 수 있는 터치표시장치 및 표시패널에 관한 것이다.

Description

터치표시장치 및 표시패널{TOUCH DISPLAY DEVICE AND DISPLAY PANEL}
본 발명은 터치표시장치 및 표시패널에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치 중에는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공하는 터치표시장치가 있다.
이러한 터치표시장치가 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이를 위해, 여러 가지의 터치 센싱 방식 중, 다수의 터치전극에 형성되는 캐패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식이 많이 이용되고 있다.
종래의 터치표시장치에서, 표시패널이 터치패널을 내장하는 경우, 디스플레이 구동에 이용되는 데이터 라인의 노이즈가 터치전극이나 터치배선에 유입되어, 터치 센싱 신호의 신호 대 잡음비가 떨어지게 되고, 터치 감도가 저하되는 문제점이 있어 왔다.
이러한 배경에서, 본 발명의 실시예들의 목적은, 데이터 라인 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈에 강인한 터치 센서 구조를 갖는 터치표시장치 및 표시패널을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 데이터 라인 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈가 발생하더라도, 센싱 터치배선이 노이즈에 영향을 받지 않도록 하는 구조를 갖는 터치표시장치 및 표시패널을 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 액티브 영역에 배치되고, 다수의 구동 터치전극 라인과 다수의 센싱 터치전극 라인이 액티브 영역에 배치되며, 다수의 데이터 라인이 연장되거나 다수의 데이터 라인과 연결된 다수의 데이터 링크배선이 넌-액티브 영역에 배치되고, 다수의 구동 터치전극 라인에 연결된 다수의 구동 터치배선이 넌-액티브 영역에 배치되며, 다수의 센싱 터치전극 라인에 연결된 다수의 센싱 터치배선이 넌-액티브 영역에 배치되는 표시패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로와, 다수의 구동 터치배선 중 하나 이상으로 구동 신호를 출력하고, 다수의 센싱 터치배선 중 하나 이상으로부터 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
터치표시장치에서, 표시패널의 넌-액티브 영역에서, 다수의 데이터 링크배선 중 적어도 하나는 다수의 구동 터치배선의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
터치표시장치에서, 표시패널의 넌-액티브 영역에서, 다수의 센싱 터치배선은 다수의 데이터 링크배선과 미 중첩되는 터치표시장치.
터치표시장치에서, 표시패널의 넌-액티브 영역은, 다수의 구동 터치배선 중 적어도 하나와 다수의 데이터 링크배선 중 적어도 하나 사이에, 전압 인가 전극 (예: 공통 전극)이 미 존재하는 영역을 포함할 수 있다.
터치표시장치에서, 다수의 구동 터치전극 라인은 다수의 데이터 라인과 평행하게 배치되고, 다수의 센싱 터치전극 라인은 다수의 게이트 라인과 평행하게 배치될 수 있다.
터치표시장치에서, 다수의 구동 터치전극 라인 각각의 일 단이 구동 터치배선과 연결되거나, 다수의 구동 터치전극 라인 각각의 양 단이 구동 터치배선과 연결될 수 있다. 다수의 센싱 터치전극 라인 각각의 일 단이 센싱 터치배선과 연결되거나, 다수의 센싱 터치전극 라인 각각의 양 단이 센싱 터치배선과 연결될 수 있다.
터치표시장치에서, 다수의 구동 터치전극 라인 각각은 일체화 되거나 전기적으로 연결된 다수의 구동 터치전극으로 이루어지고, 다수의 센싱 터치전극 라인 각각은 일체화 되거나 전기적으로 연결된 다수의 센싱 터치전극으로 이루어질 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 액티브 영역에 배치되고, 다수의 구동 터치전극 라인과 다수의 센싱 터치전극 라인이 액티브 영역에 배치되며, 다수의 데이터 라인이 연장되거나 다수의 데이터 라인과 연결된 다수의 데이터 링크배선이 넌-액티브 영역에 배치되고, 다수의 구동 터치전극 라인에 연결된 다수의 구동 터치배선이 넌-액티브 영역에 배치되며, 다수의 센싱 터치전극 라인에 연결된 다수의 센싱 터치배선이 넌-액티브 영역에 배치되는 표시패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로와, 다수의 구동 터치배선 중 하나 이상으로 구동 신호를 출력하고, 다수의 센싱 터치배선 중 하나 이상으로부터 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
터치표시장치에서, 표시패널의 넌-액티브 영역에서, 다수의 센싱 터치배선은 다수의 데이터 링크배선과 미 중첩될 수 있다.
터치표시장치에서, 표시패널의 넌-액티브 영역에서, 다수의 데이터 링크배선 중 적어도 하나는 다수의 구동 터치배선의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 액티브 영역에 배치된 다수의 데이터 라인과, 다수의 데이터 라인이 연장되거나 다수의 데이터 라인과 연결된 다수의 데이터 링크배선과, 액티브 영역에 배치된 다수의 구동 터치전극 라인과 다수의 센싱 터치전극 라인과, 다수의 구동 터치전극 라인에 연결된 다수의 구동 터치배선과, 다수의 센싱 터치전극 라인에 연결된 다수의 센싱 터치배선을 포함하는 표시패널을 제공할 수 있다.
표시패널에는, 다수의 데이터 링크배선, 다수의 구동 터치배선 및 다수의 센싱 터치배선은 액티브 영역의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에 배치될 수 있다.
표시패널의 넌-액티브 영역에서, 다수의 데이터 링크배선 중 적어도 하나는 다수의 구동 터치배선의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 액티브 영역에 배치된 다수의 데이터 라인과, 다수의 데이터 라인이 연장되거나 다수의 데이터 라인과 연결된 다수의 데이터 링크배선과, 액티브 영역에 배치된 다수의 구동 터치전극 라인과 다수의 센싱 터치전극 라인과, 다수의 구동 터치전극 라인에 연결된 다수의 구동 터치배선과, 다수의 센싱 터치전극 라인에 연결된 다수의 센싱 터치배선을 포함하는 표시패널을 제공할 수 있다.
표시패널에서, 다수의 데이터 링크배선, 다수의 구동 터치배선 및 다수의 센싱 터치배선은 액티브 영역의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에 배치될 수 있다.
표시패널의 넌-액티브 영역에서, 다수의 센싱 터치배선은 다수의 데이터 링크배선과 미 중첩될 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 데이터 라인 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈에 강인한 터치 센서 구조를 갖는 터치표시장치 및 표시패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 데이터 라인 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈가 발생하더라도, 센싱 터치배선이 노이즈에 영향을 받지 않도록 하는 구조를 갖는 터치표시장치 및 표시패널을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 터치영역 내 터치 센서 구조를 개략화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 터치영역 내 터치 센서 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 서브픽셀 구조이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 다른 서브픽셀 구조이다.
도 6는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널에서, 비 메쉬 타입의 터치전극을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널에서, 메쉬 타입의 터치전극을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널에서, 메쉬 타입의 터치전극과 서브픽셀 간의 대응 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 터치영역에 대한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 터치영역에 대한 다른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 제1 터치 센서 구조를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 제1 터치 센서 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 제1 터치 센서 구조에 따라, 구동 터치배선들, 센싱 터치배선들 및 데이터 링크배선들이 넌-액티브 영역에 배치되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13의 일 부분에 대한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 제2 터치 센서 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 제2 터치 센서 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널의 제2 터치 센서 구조에 따라, 구동 터치배선들, 센싱 터치배선들 및 데이터 링크배선들이 넌-액티브 영역에 배치되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 17의 일 부분에 대한 단면도이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널에서, 메쉬 타입의 터치전극의 영역 내에 내부 더미메탈이 존재하는 경우를 나타낸 도면이다.
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 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 영상을 표시하기 위한 영상 표시 기능과, 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 영상 표시를 위해, 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)이 배치되는 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로는, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 구동 회로(DDC)와, 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(GDC)와, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하기 위한 디스플레이 컨트롤러(D-CTR) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 터치 센싱을 위해, 터치 센서(Touch Sensor)로서 다수의 터치전극들을 포함하는 터치패널(TSP)과, 터치패널(TSP)의 구동 및 센싱 처리를 수행하는 터치 센싱 회로(TSC) 등을 포함할 수 있다.
터치 센싱 회로(TSC)는 터치패널(TSP)을 구동하기 위하여 터치패널(TSP)로 구동 신호를 공급하고, 터치패널(TSP)로부터 센싱 신호를 검출하고, 이를 토대로, 터치유무 및/또는 터치위치(터치좌표)를 센싱한다.
이러한 터치 센싱 회로(TSC)는 구동 신호를 공급하고 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로(TDC)와, 터치유무 및/또는 터치위치(터치좌표)를 산출하는 터치 컨트롤러(T-CTR) 등을 포함하여 구현될 수도 있다.
터치 센싱 회로(TSC)는 하나 또는 둘 이상의 부품(예: 집적회로)으로 구현될 수 있으며, 디스플레이 구동 회로와 별도로 구현될 수도 있다.
또한, 터치 센싱 회로(TSC)의 전체 또는 일부는, 디스플레이 구동 회로 또는 그 내부 회로 중 하나 이상과 통합되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱 회로(TSC)의 터치 구동 회로(TDC)는 디스플레이 구동 회로의 데이터 구동 회로(DDC)와 함께 집적회로로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 터치전극들(TE)에 형성되는 캐패시턴스(Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로서, 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-capacitance) 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 표시패널(DISP)은, 유기발광다이오드 패널(OLED Panel), 액정표시패널(LCD Panel) 등의 다양한 타입일 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해, 유기발광다이오드 패널(OLED Panel)을 주로 예로 들어 설명한다.
또 한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 터치패널(TSP)은 표시패널(DISP)과 별도로 제작되어 표시패널(DISP)에 본딩 되는 외장형 타입일 수도 있고, 표시패널(DISP)의 제작 시 함께 제작되어 표시패널(DISP)의 내부에 존재되는 내장형 타입일 수도 있다.
터치패널(TSP)이 표시패널(DISP)의 내부에 존재하는 내장형 타입인 경우, 터치패널(TSP)은 표시패널(DISP)에 내장되는 터치전극들의 집합체로 볼 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치패널(TSP)이 표시패널(DISP)의 내부에 존재하는 내장형 타입인 것으로 가정한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 터치영역(Touch Area) 내 터치 센서 구조를 개략화하여 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 터치영역(Touch Area) 내 터치 센서 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시패널(DISP)의 터치영역(Touch Area)에는 터치전극들(TE)이 배치된다.
표시패널(DIPS)에서 터치영역은, 사용자가 터치입력을 할 수 있는 영역으로서, 화상이 표시되는 액티브 영역(A/A)일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱하는 경우, 표시패널(DISP)의 터치영역(Touch Area)에 배치되는 다수의 터치전극들(TE)은, 구동 신호가 인가되는 구동 터치전극(TEd)과, 센싱 신호가 센싱되고 구동 터치전극과 캐패시턴스를 형성하는 센싱 터치전극(TEs)으로 분류될 수 있다.
여기서, 구동 터치전극(TEd)은 구동전극, 송신전극, 또는 구동라인 등이라고도 한다. 센싱 터치전극(TEs)은 센싱전극, 수신전극, 또는 센싱라인 등이라고도 한다.
동일한 행 (또는 동일한 열)에 배치된 다수의 구동 터치전극(TEd)은 일체화 방식에 의해 (또는 브릿지 패턴(BP: Bridge Pattern)에 의한 연결 방식에 의해) 전기적으로 서로 연결되어 하나의 구동 터치전극 라인(DTEL: Driving TE Line)을 형성한다.
동일한 열 (또는 동일한 행)에 배치된 다수의 센싱 터치전극(TEs)은 브릿지 패턴(BP)에 의해 (또는 일체화 방식에 의해) 전기적으로 서로 연결되어 하나의 센싱 터치전극 라인(STEL: Sensing TE Line)을 형성한다.
이러한 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 터치 센싱 회로(TSC)는, 하나 이상의 구동 터치전극 라인(DTEL)으로 구동 신호를 인가하고, 하나 이상의 센싱 터치전극 라인(STEL)으로부터 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 토대로, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 구동 터치전극 라인(DTEL)과 센싱 터치전극 라인(STEL) 간의 캐패시턴스(뮤추얼-캐패시턴스)의 변화를 토대로 터치 유무 및/또는 터치 좌표 등을 검출한다.
구동 신호 및 센싱 신호 전달을 위해, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL) 및 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 각각은 하나 이상의 터치배선을 통해 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결된다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 서브픽셀 구조이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 다른 서브픽셀 구조이다.
도 4를 참조하면, 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 유기발광표시장치인 경우, 각 서브픽셀은, 기본적으로, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 해당하는 제1 노드(N1)로 데이터 전압을 전달해주기 위한 제1 트랜지스터(T1)와, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지하는 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함하여 구성될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제1전극(E1, 예: 애노드 전극 또는 캐소드 전극), 유기발광층(EL) 및 제2전극(E2, 예: 캐소드 전극 또는 애노드 전극) 등으로 이루어질 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 제2전극(E2)에는 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 유기발광다이오드(OLED)로 구동 전류를 공급해줌으로써 유기발광다이오드(OLED)를 구동해준다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3노드(N3)를 갖는다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드에 해당하는 노드로서, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(E1)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제3노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 노드로서, 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 데이터 라인(DL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 사이에 전기적으로 연결되고, 게이트 라인을 통해 스캔 신호(SCAN)를 게이트 노드로 인가 받아 제어될 수 있다.
이러한 제1 트랜지스터(T1)는 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 스토리지 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(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, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 제어, 또는 서브픽셀의 특성치(예: 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱전압 또는 이동도, 유기발광다이오드(OLED)의 문턱전압 등)를 센싱하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 서브픽셀은 제2 트랜지스터(T2)를 더 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 기준 전압(Vref)을 공급하는 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결되고, 게이트 노드로 스캔 신호의 일종인 센싱 신호(SENSE)를 인가 받아 제어될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 센싱 신호(SENSE)에 의해 턴-온 되어 기준 전압 라인(RVL)을 통해 공급되는 기준 전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 인가해준다.
또한, 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 대한 전압 센싱 경로 중 하나로 활용될 수 있다.
한편, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 별개의 게이트 신호일 수 있다. 이 경우, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는, 서로 다른 게이트 라인을 통해, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)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 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 공통으로 인가될 수도 있다.
구동 트랜지스터(DRT), 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 각각은 n 타입 트랜지스터 또는 p 타입 트랜지스터일 수 있다.
각 서브픽셀 구조는 도 4 및 도 5 이외에도 다양하게 변형될 수 있다.
도 6는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)에서, 비 메쉬 타입(Non-mesh type)의 터치전극(TE)을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE) 각각은 비 메쉬 타입(Non-mesh type)일 수 있다.
비 메쉬 타입의 터치전극(TE)은 오픈 영역(Open Area)이 없는 판 형태의 전극메탈일 수 있다.
이 경우, 터치 전극(TE)은 투명 전극일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)에서, 메쉬 타입(Mesh type)의 터치전극(TE)을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)에서, 메쉬 타입의 터치전극(TE)과 서브픽셀 간의 대응 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE) 각각은 메쉬 타입(Mesh type)일 수 있다.
메쉬 타입의 터치전극(TE)은 메쉬 타입으로 패터닝 된 전극메탈(EM)로 되어 있을 수 있다.
이에 따라, 메쉬 타입의 터치전극(TE)의 영역에는 다수의 오픈 영역(OA)이 존재할 수 있다.
도 8을 참조하면, 메쉬 타입으로 패터닝 된 전극메탈(EM)로 되어 있는 터치전극(TE)의 영역 내 존재하는 다수의 오픈 영역(OA) 각각은, 하나 이상의 서브픽셀의 발광 영역과 대응될 수 있다.
예를 들어, 하나의 터치전극(TE)의 영역 내 존재하는 다수의 오픈 영역(OA) 각각은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 청색 서브픽셀 등 중 하나 이상의 발광 영역과 대응될 수 있다.
다른 예로, 하나의 터치전극(TE)의 영역 내 존재하는 다수의 오픈 영역(OA) 각각은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀 및 흰색 서브픽셀 등 중 하나 이상의 발광 영역과 대응될 수 있다.
전술한 바와 같이, 평면에서 볼 때, 각 터치전극(TE)의 오픈 영역들(OA) 각각에 하나 이상의 서브픽셀의 발광 영역이 존재함으로써, 터치 센싱을 가능하게 하면서도, 표시패널(DISP)의 개구율 및 발광 효율을 더욱 높여줄 수 있다.
위에서 전술한 바와 같이, 하나의 터치전극(TE)의 외곽의 대략적인 윤곽은 마름모형 또는 직사각형(정사각형 포함 가능) 등일 수 있으며, 하나의 터치전극(TE)에서의 구멍에 해당하는 오픈 영역(OA) 또한, 마름모형 또는 직사각형(정사각형 포함 가능) 등일 수 있다.
하지만, 이러한 터치전극(TE)의 형상과 오픈 영역(OA)의 형상은, 서브픽셀의 형상, 서브픽셀들의 배열 구조, 터치 감도 등을 고려하여, 다양하게 변형되어 설계될 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 터치영역에 대한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 터치영역에 대한 다른 단면도이다.
도 9 및 도 10를 참조하면, 터치패널(TSP)이 표시패널(DISP)에 내장되고, 표시패널(DISP)이 유기발광표시패널로 구현되는 경우, 터치패널(TSP)은 표시패널(DISP) 내 봉지 층(ENCAP) 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 다수의 터치전극(TE) 등의 터치 센서 메탈(Touch Sensor Metal)은, 표시패널(DISP) 내 봉지 층(ENCAP) 상에 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 봉지층(ENCAP) 상에 터치전극들(TE)을 형성함으로써, 디스플레이 성능 및 디스플레이 관련 층(Layer) 형성에 큰 영향을 주지 않고, 터치전극들(TE)을 형성할 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10를 참조하면, 봉지층(ENCAP) 아래에 유기발광다이오드(OLED)의 제2 전극(E2)일 수 있는 캐소드(Cathode)가 존재할 수 있다.
봉지층(ENCAP)의 두께(T)는, 일 예로, 5 마이크로 미터 이상일 수 있다.
전술한 바와 같이, 봉지층(ENCAP)의 두께를 5 마이크로 미터 이상으로 설계함으로써, 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드(Cathode)와 터치전극들(TE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스를 줄여줄 수 있다. 이에 따라, 기생 캐패시턴스에 의한 터치감도 저하를 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 다수의 터치전극(TE) 각각은 전극메탈(EM)이 다수의 오픈 영역(OA)이 있는 메쉬 형태로 패터닝되어 있고, 다수의 오픈 영역들(OA)에는, 수직 방향으로 보면, 하나 이상의 서브픽셀 또는 그 발광 영역이 존재할 수 있다.
전술한 바와 같이, 평면에서 볼 때, 터치전극(TE)의 영역 내에 존재하는 오픈 영역들(OA) 각각의 위치에 하나 이상의 서브픽셀의 발광 영역이 대응되어 존재하도록, 터치전극(TE)의 전극 메탈(EM)이 패터닝 됨으로써, 표시패널(DISP)의 발광 효율을 높여줄 수 있다.
따라서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(BM)의 위치는 터치전극(TE)의 전극 메탈(EM)의 위치와 대응될 수 있다.
그리고, 다수의 컬러필터(CF)의 위치는 다수의 터치전극(TE)의 위치와 대응된다.
전술한 바와 같이, 다수의 오픈 영역들(OA)의 위치에 대응되는 위치에 다수의 컬러필터들(CF)가 위치함으로써, 유기발광표시패널(특히, 화이트 OLED를 이용하는 경우), 우수한 발광성능을 갖는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
다수의 컬러필터(CF)과 다수의 터치전극(TE) 간의 수직 위치 관계를 살펴보면, 다음과 같다.
도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 컬러필터(CF)와 블랙매트릭스(BM)는 다수의 터치전극들(TE) 상에 위치할 수 있다.
다수의 컬러필터들(CF)과 블랙매트릭스(BM)은, 다수의 터치전극들(TE) 상의 오버코트 층(OC) 상에 위치할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 컬러필터(CF)와 블랙매트릭스(BM)은 다수의 터치전극들(TE)의 하부에 위치할 수 있다.
다수의 터치전극(TE)은 다수의 컬러필터(CF)와 블랙매트릭스(BM) 상의 오버코트 층(OC) 상에 위치할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 발광 성능 등의 디스플레이 성능과 터치 성능을 고려하여, 컬러필터들(CF)과 터치전극들(TE) 간의 최적의 위치 관계를 갖는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
한편, 터치표시장치의 제작 편리성 향상 및 사이즈 축소 등을 위하여, 터치전극들(TE)로 이루어지는 터치패널(TSP)을 표시패널(DISP)에 내장하기 위한 시도들이 종래에도 이루어지고 있다.
하지만, 유기발광표시패널인 표시패널(DISP)에 터치패널(TSP)을 내장하기 위해서는 상당한 어려움이나 많은 제약 사항들이 있다.
가령, 유기발광표시패널인 표시패널(DISP)의 제작 공정 시, 유기물로 인해, 일반적으로 금속 물질로 되어 있는 터치전극들(TE)을 패널 내부에 형성하기 위한 고온 공정이 자유롭지 못한 한계점이 있다.
이러한 유기발광표시패널의 구조적 특성 및 공정 등의 제약 요인으로 인해, 유기발광표시패널인 표시패널(DISP)의 내부에 터치센서로서의 터치전극들(TE)을 배치시키기가 어려운 실정이었다. 따라서, 종래에는, 터치패널(TSP)을 유기발광표시패널인 표시패널(DISP)에 내장시키는 것이 아니라, 유기발광표시패널인 표시패널(DISP) 상에 부착하는 방식으로 터치구조를 구현해 왔다.
하지만, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 봉지층(ENCAP) 상에 터치전극들(TE)을 형성하는 등의 구조를 통해, 우수한 디스플레이 성능 및 터치 성능을 가질 수 있는 터치패널(TSP)이 내장된 유기발광표시패널인 표시패널(DISP)을 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 제1 터치 센서 구조를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 제1 터치 센서 구조를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 제1 터치 센서 구조에 따라, 구동 터치배선들(TLd), 센싱 터치배선들(TLs) 및 데이터 링크배선들(DLL)이 액티브 영역(A/A)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에 배치되는 구조를 나타낸 도면이다. 도 14는 도 13의 일 부분(A-A')에 대한 단면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 터치 패널(TSP)의 구동을 위해, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL) 각각은 하나 이상의 구동 터치배선(TLd)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 각 구동 터치배선(TLd)은 구동 터치패드(TPd)를 통해 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결된다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 터치 패널(TSP)의 센싱을 위해, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 각각은 하나 이상의 센싱 터치배선(TLs)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 각 센싱 터치배선(TLd)은 센싱 터치패드(TPs)를 통해 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결된다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 표시패널(DISP)의 영역 별 라인 배치 구조에 대하여 아래에서 설명한다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에는 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)이 배치된다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에는 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)과 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)이 배치된다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에는, 다수의 데이터 라인(DL)이 연장되거나 다수의 데이터 라인(DL)과 연결된 다수의 데이터 링크배선(DLL)이 배치된다. 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)에 연결된 다수의 구동 터치배선(TLd)이 배치된다. 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)에 연결된 다수의 센싱 터치배선(TLs)이 배치된다.
표시패널(DISP)의 제1 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 터치영역에 해당하는 액티브 영역(A/A)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 동일한 방향으로 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)이 배치될 수 있고, 다수의 데이터 라인(DL)과 동일한 방향으로 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)이 배치될 수 있다.
표시패널(DISP)의 제1 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에는, 다수의 데이터 라인(DL)이 연장되거나 다수의 데이터 라인(DL)과 연결된 다수의 데이터 링크배선(DLL)이 배치될 수 있고, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)에 연결된 다수의 구동 터치배선(TLd)이 배치될 수 있으며, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)에 연결된 다수의 센싱 터치배선(TLs)이 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 캐소드 형성 영역(C/A)은 액티브 영역(A/A)과 동일하거나 액티브 영역(A/A)보다 클 수 있다.
표시패널(DISP)의 제1 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에서, 다수의 센싱 터치배선(TLs)의 전체 또는 일부는 다수의 데이터 링크배선(DLL)의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
하지만, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에서, 다수의 구동 터치배선(TLd)은 다수의 데이터 링크배선(DLL)와 중첩되지 않을 수 있다.
도 14를 참조하면, 기판 또는 백 플레이트 상에 폴리이미드 층(PI)이 위치한다.
폴리이미디 층(PI)은 플렉서블(Flexible) 할 수 있다.
폴리이미디 층(PI)은 기판 상에 위치할 수도 있고, 기판 없이 존재할 수도 있다.
또한, 폴리이미디 층(PI) 없이, 기판만 존재할 수도 있다. 여기서, 기판은 플렉서블 할 수도 있고 플렉서블 하지 않을 수도 있다.
폴리이미드 층(PI) 상에 소스-드레인 층이 존재할 수 있다.
소스-드레인 층에는, 데이터 라인(DL) 등의 각종 신호 라인들과, 각종 트랜지스터의 소스/드레인 전극 등이 액티브 영역(A/A)에서 형성될 수 있다.
또한, 소스-드레인 층에는, 데이터 링크배선(DLL), 터치패드(예: TPs) 등이 넌-액티브 영역에 형성될 수 있다.
소스-드레인 층 상에는 평탄화 막(PLN)이 위치할 수 있다.
평탄화 막(L09) 상에, 각 서브픽셀의 발광 위치에 제1 전극(E1)이 위치하고, 제1 전극(E1) 상에 뱅크(BK)가 위치한다. 여기서, 제1 전극(E1)은 서브픽셀마다 존재하므로 픽셀 전극이라고 할 수 있다.
그리고, 인접한 2개의 뱅크(BK) 사이에서, 제1 전극(E1) 상에 유기 발광층(EL)이 위치한다.
유기 발광층(EL) 상에 제2 전극(E2)이 위치할 수 있다. 여기서, 제2 전극(E2)은 모든 서브픽셀 영역에 공통으로 형성되는 공통 전극일 수 있다.
제2 전극(E2) 상에, 수분, 공기 등의 침투 방지를 위한 봉지층(ENCAP)이 존재할 수 있다.
봉지층(ENCAP)은 1개의 층으로 되어 있을 수도 있고, 2개 이상의 층이 적층 되어 있을 수도 있다. 또한, 봉지층(ENCAP)은 금속 층으로 되어 있을 수도 있고, 유기물 층과 무기물 층이 둘 이상 적층 되어 있을 수도 있다.
도 14의 구현 예시의 경우, 봉지층(ENCAP)이 제1 봉지층(PAS1), 제2 봉지층(PCL) 및 제3 봉지층(PAS2)으로 적층된 경우이다. 여기서, 제1 봉지층(PAS1)은 제1 무기막이고, 제2 봉지층(PCL)은 유기막이고, 제3 봉지층(PAS2)은 제2 무기막일 수 있다.
한편, 패널 외곽에는 댐(DAM)이 존재할 수 있다.
댐(DAM)은 제1, 제2, 제3 봉지층(PAS1, PCL, PAS2) 중 하나 이상의 경계 지점 또는 그 근방에 형성될 수 있다. 그리고, 댐(DAM)은 뱅크(BK) 및 봉지층(ENCAP) 등이 적층 되어 높게 형성된 것일 수 있다.
댐(DAM)은 봉지층(ENCAP)이 패널 외곽으로 무너지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 댐(DAM)은 봉지층(ENCAP)의 일부가 연장되어 있기 때문에, 봉지 기능을 할 수 있고, 이에 따라, 측면에서 패널 안쪽으로 유입되는 수분 등으로부터의 픽셀 등을 보호해줄 수 있다.
한편, 봉지층(ENCAP) 상에 버퍼층(T-BUF)이 위치하고, 버퍼층(T-BUF) 상에 절연막(ILD)이 위치한다.
절연막(ILD) 상에, 터치전극(TEd, TEs)이 형성되고, 터치전극(TEd, TEs)과 2가지 터치패드(TPd, TPs)를 연결해주는 터치배선(TLd, TLs)이 형성된다.
터치배선(TLd, TLs)과 터치전극(TEd, TEs)은 서로 다른 층에 형성될 수도 있고 동일 층에 형성될 수도 있다.
각 터치전극(TEd, TEs)은 개구 영역(OA)이 있는 메쉬 타입으로 예를 든 것이다.
도 14는 도 13의 A-A' 단면도로서, 센싱 터치전극 라인(STEL)과, 이와 연결된 센싱 터치배선(TLs)과, 센싱 터치배선(TLs)와 연결된 센싱 터치패드(TPs)가 존재하는 영역을 나타낸 단면도이므로, 절연막(ILD) 상에 위치하는 터치전극과 터치배선은 센싱 터치전극(TEs)과 센싱 터치배선(TLs)에 해당하며, 센싱 터치배선(TLs)와 연결된 터치패드도 센싱 터치패드(TPs)에 해당한다.
도 14를 참조하면, 센싱 터치배선(TLs)은, 센싱 터치전극(TEs)과 연결되고 넌-액티브 영역에서 댐(DAM)이 있는 영역을 지나쳐서 댐 외곽영역까지 연장된다.
도 14에 도시된 바와 같이, 댐 외곽 영역까지 연장된 센싱 터치배선(TLs)의 일 부분은, 센싱 터치패드(TPs)의 역할을 할 수도 있고, 경우에 따라서, 소스-드레인 층에 형성된 전극 패턴에 컨택 되어, 전극 패턴과 함께 센싱 터치패드(TPs)의 역할을 할 수도 있다.
또한, 댐 외곽 영역까지 연장된 센싱 터치배선(TLs)의 일 부분이 소스-드레인 층에 형성된 전극 패턴과 연결되고, 이 전극 패턴이 센싱 터치패드(TPs)의 역할을 할 수도 있다.
한편, 봉지층(ENCAP)은 소정의 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 봉지층(ENCAP)의 두께는, 터치 구동 및 터치 센싱 시 RC 지연과, 터치 성능(터치 감도)에 끼치는 영향을 고려하여 설계될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 센싱 터치전극(TEs)을 봉지층(ENCAP) 상부에 형성하기 때문에, 센싱 터치전극(TEs)과 센싱 터치패드(TPs)를 연결해주는 센싱 터치배선(TLs)이 데이터 라인(DL) 또는 이와 연결된 데이터 링크배선(DDL)의 상부를 지나갈 수밖에 없다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 액티브 영역(A/A)에서, 센싱 터치전극(TEs)과 데이터 라인(DL) 사이에는 제2 전극(E2)이 존재한다. 구동 터치전극(TEd)과 데이터 라인(DL) 사이에도 제2 전극(E2)이 존재한다.
또한, 액티브 영역(A/A)의 외곽의 일부 영역에서도, 센싱 터치배선(TLs)과 데이터 링크배선(DLL) 사이에는 제2 전극(E2)이 존재한다.
이와 같이, 데이터 라인(DL) 및 데이터 링크배선(DLL)과, 센싱 터치전극(TEs) 및 센싱 터치배선(TLs) 사이에 제2 전극(E2)이 존재하여, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 센싱 터치전극(TEs) 및 센싱 터치배선(TLs)에 유입되는 것을 방지(차폐)해줄 수 있다. 예를 들어, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈는, 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 전압의 변화에 따라 발생할 수 있다.
하지만, 센싱 터치패드(TPs)에 가까워지게 되면, 공통전극에 해당하는 제2 전극(E2)이 존재하지 않기 때문에, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈(이하, 데이터 노이즈라고도 함)가 차폐되지 못한다.
이와 같이, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 센싱 터치배선(TLs) 또는 센싱 터치패드(TPs) 등에 유입됨에 따라, 터치 구동 회로(TDC)가 수신하는 센싱 신호의 신호 대 잡음비(SNR)가 떨어지게 되고, 터치감도도 크게 저하될 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 표시패널(DISP)은 데이터 노이즈에 강인한 제2 터치 센서 구조를 가질 수 있다. 이에 대하여, 도 15 내지 도 18을 참조하여 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조를 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조를 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조에 따라, 구동 터치배선들(TLd), 센싱 터치배선들(TLs) 및 데이터 링크배선들(DDL)이 넌-액티브 영역에 배치되는 구조를 나타낸 도면이고, 도 18은 도 17의 일 부분에 대한 단면도이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 터치 패널(TSP)의 구동을 위해, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL) 각각은 하나 이상의 구동 터치배선(TLd)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 각 구동 터치배선(TLd)은 구동 터치패드(TPd)를 통해 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결된다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 터치 패널(TSP)의 센싱을 위해, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 각각은 하나 이상의 센싱 터치배선(TLs)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 각 센싱 터치배선(TLd)은 센싱 터치패드(TPs)를 통해 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결된다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 표시패널(DISP)의 영역 별 라인 배치 구조에 대하여 아래에서 설명한다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에는 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)이 배치된다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에는 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)과 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)이 배치된다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에는, 다수의 데이터 라인(DL)이 연장되거나 다수의 데이터 라인(DL)과 연결된 다수의 데이터 링크배선(DLL)이 배치된다. 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)에 연결된 다수의 구동 터치배선(TLd)이 배치된다. 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)에 연결된 다수의 센싱 터치배선(TLs)이 배치된다.
표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 터치영역에 해당하는 액티브 영역(A/A)에는, 다수의 데이터 라인(DL)과 동일한 방향으로 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)이 배치될 수 있고, 다수의 게이트 라인(GL)과 동일한 방향으로 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)이 배치될 수 있다.
표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에는, 다수의 데이터 라인(DL)이 연장되거나 다수의 데이터 라인(DL)과 연결된 다수의 데이터 링크배선(DLL)이 배치될 수 있고, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)에 연결된 다수의 구동 터치배선(TLd)이 배치될 수 있으며, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)에 연결된 다수의 센싱 터치배선(TLs)이 배치될 수 있다.
도 17을 참조하면, 캐소드 형성 영역(C/A)은 액티브 영역(A/A)과 동일하거나 액티브 영역(A/A)보다 클 수 있다.
한편, 도 17 및 도 18을 참조하면, 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에서, 다수의 센싱 터치배선(TLs)은 다수의 데이터 링크배선(DLL) 과 중첩되지 않는다.
따라서, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 센싱 터치배선(TLs) 또는 센싱 터치패드(TPs) 등에 유입되는 현상을 방지해줄 수 있고, 이로 인해, 데이터 노이즈에 의한 터치감도 저하를 방지해줄 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조의 경우, 제1 터치 센서 구조에 비해서, 구동 터치전극 라인(DTEL)과 센싱 터치전극 라인(STEL)의 위치 및 방향이 변경되어 있다.
이에 따라, 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조의 경우, 구동 터치배선(TLd)과 센싱 터치배선(TLs)의 위치도 변경되고, 구동 터치패드(TPd)과 센싱 터치패드(TPs)의 위치도 변경되어 있다.
이러한 제2 터치 센서 구조의 경우, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에서, 다수의 데이터 링크배선(DLL) 중 적어도 하나는 다수의 구동 터치배선(TLd)의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
따라서, 제2 터치 센서 구조에 의하면, 구동 터치배선(TLd)이 데이터 링크배선(DLL)과 중첩되는 위치로 변경됨에 따라, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 센싱 터치배선(TLs) 또는 센싱 터치패드(TPs) 등에 유입되는 현상을 방지해줄 수 있고, 이를 통해, 터치 감도 저하를 방지해줄 수 있다.
물론, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 구동 터치배선(TLd) 또는 구동 터치패드(TPd) 등에 유입될 수는 있지만, 터치 감도에는 큰 영향을 끼치지 않는다.
도 18을 참조하면, 기판 또는 백 플레이트 상에 폴리이미드 층(PI)이 위치한다.
폴리이미드 층(PI) 상에 소스-드레인 층이 존재할 수 있다.
소스-드레인 층에는, 데이터 라인(DL) 등의 각종 신호 라인들과, 각종 트랜지스터의 소스/드레인 전극 등이 액티브 영역(A/A)에서 형성될 수 있다.
또한, 소스-드레인 층에는, 데이터 링크배선(DLL), 터치패드(예: TPs) 등이 넌-액티브 영역에 형성될 수 있다.
소스-드레인 층 상에는 평탄화 막(PLN)이 위치할 수 있다.
평탄화 막(L09) 상에, 각 서브픽셀의 발광 위치에 제1 전극(E1)이 위치하고, 제1 전극(E1) 상에 뱅크(BK)가 위치한다.
그리고, 인접한 2개의 뱅크(BK) 사이에서, 제1 전극(E1) 상에 유기 발광층(EL)이 위치한다.
유기 발광층(EL) 상에 제2 전극(E2)이 위치할 수 있다. 여기서, 제2 전극(E2)은 모든 서브픽셀 영역에 공통으로 형성되는 공통 전극일 수 있다.
제2 전극(E2) 상에, 수분, 공기 등의 침투 방지를 위한 봉지층(ENCAP)이 존재할 수 있다.
봉지층(ENCAP)은 1개의 층으로 되어 있을 수도 있고, 2개 이상의 층이 적층 되어 있을 수도 있다. 또한, 봉지층(ENCAP)은 금속 층으로 되어 있을 수도 있고, 유기물 층과 무기물 층이 둘 이상 적층 되어 있을 수도 있다.
도 18의 구현 예시의 경우, 봉지층(ENCAP)이 제1 봉지층(PAS1), 제2 봉지층(PCL) 및 제3 봉지층(PAS2)으로 적층된 경우이다. 여기서, 제1 봉지층(PAS1)은 제1 무기막이고, 제2 봉지층(PCL)은 유기막이고, 제3 봉지층(PAS2)은 제2 무기막일 수 있다.
한편, 패널 외곽에는 댐(DAM)이 존재할 수 있다.
댐(DAM)은 제1, 제2, 제3 봉지층(PAS1, PCL, PAS2) 중 하나 이상의 경계 지점 또는 그 근방에 형성될 수 있다. 그리고, 댐(DAM)은 뱅크(BK) 및 봉지층(ENCAP) 등이 적층 되어 높게 형성된 것일 수 있다.
댐(DAM)은 봉지층(ENCAP)이 패널 외곽으로 무너지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 댐(DAM)은 봉지층(ENCAP)의 일부가 연장되어 있기 때문에, 봉지 기능을 할 수 있고, 이에 따라, 측면에서 패널 안쪽으로 유입되는 수분 등으로부터의 픽셀 등을 보호해줄 수 있다.
한편, 봉지층(ENCAP) 상에 버퍼층(T-BUF)이 위치하고, 버퍼층(T-BUF) 상에 절연막(ILD)이 위치한다.
절연막(ILD) 상에, 터치전극(TEd, TEs)이 형성되고, 터치전극(TEd, TEs)과 2가지 터치패드(TPd, TPs)를 연결해주는 터치배선(TLd, TLs)이 형성된다.
터치배선(TLd, TLs)과 터치전극(TEd, TEs)은 서로 다른 층에 형성될 수도 있고 동일 층에 형성될 수도 있다.
각 터치전극(TEd, TEs)은 개구 영역(OA)이 있는 메쉬 타입으로 예를 든 것이다.
도 18은 도 17의 B-B' 단면도로서, 구동 터치전극 라인(DTEL)과, 이와 연결된 구동 터치배선(TLd)과, 구동 터치배선(TLd)와 연결된 구동 터치패드(TPd)가 존재하는 영역을 나타낸 단면도이므로, 절연막(ILD) 상에 위치하는 터치전극과 터치배선은 구동 터치전극(TEd)과 구동 터치배선(TLd)에 해당하며, 구동 터치배선(TLd)와 연결된 터치패드도 구동 터치패드(TPd)에 해당한다.
도 18을 참조하면, 구동 터치배선(TLd)은, 구동 터치전극(TEd)과 연결되고 넌-액티브 영역에서 댐(DAM)이 있는 영역을 지나쳐서 댐 외곽영역까지 연장된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 댐 외곽 영역까지 연장된 구동 터치배선(TLd)의 일 부분은, 구동 터치패드(TPd)의 역할을 할 수도 있고, 경우에 따라서, 소스-드레인 층에 형성된 전극 패턴에 컨택 되어, 전극 패턴과 함께 구동 터치패드(TPd)의 역할을 할 수도 있다.
또한, 댐 외곽 영역까지 연장된 구동 터치배선(TLd)의 일 부분이 소스-드레인 층에 형성된 전극 패턴과 연결되고, 이 전극 패턴이 구동 터치패드(TPd)의 역할을 할 수도 있다.
한편, 봉지층(ENCAP)은 소정의 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 봉지층(ENCAP)의 두께는, 터치 구동 및 터치 센싱 시 RC 지연과, 터치 성능(터치 감도)에 끼치는 영향을 고려하여 설계될 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 표시패널(DISP)의 제2 터치 센서 구조에 따르면, 공통전극에 해당하는 제2 전극(E2)이 존재하지 않는 영역(즉, 캐소드 형성 영역(C/A)의 외곽 영역)에서, 센싱 터치배선(TLs)과 데이터 링크배선(DLL)이 중첩하지 않는다.
따라서, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 센싱 터치배선(TLs) 또는 센싱 터치패드(TPs) 등에 유입되는 현상을 방지해줄 수 있다.
도 18을 참조하면, 제2 터치 센서 구조에 의하면, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역은, 다수의 구동 터치배선(TLs) 중 적어도 하나와 다수의 데이터 링크배선(DLL) 중 적어도 하나 사이에, 전압 인가 전극 (예: 공통 전극에 해당하는 제2 전극(E2))이 미 존재하는 영역을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에서는, 다수의 구동 터치배선(TLs) 중 적어도 하나와 다수의 데이터 링크배선(DLL) 중 적어도 하나 사이에 전압 인가 전극 (예: 공통 전극에 해당하는 제2 전극(E2))이 미 존재하기 때문에, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 구동 터치배선(TLs)에 유입될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 터치 센서 구조에 의하면, 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)은 다수의 데이터 라인(DL)과 평행하게 배치되고, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)은 다수의 게이트 라인(GL)과 평행하게 배치될 수 있다.
이러한 구조에 따르면, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)과 연결되는 다수의 구동 터치배선(TLs)이 넌-액티브 영역에서 다수의 데이터 링크배선(DDL)이 형성된 영역에 위치할 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL) 각각은 일체화 되거나 전기적으로 연결된 다수의 구동 터치전극(TEd)으로 이루어질 수 있다. 또한, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 각각은 일체화 되거나 전기적으로 연결된 다수의 센싱 터치전극(TEs)으로 이루어질 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL) 각각의 일 단이 구동 터치배선(TLs)과 연결되거나, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL) 각각의 양 단이 구동 터치배선(TLs)과 연결될 수 있다. 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 각각의 일 단이 센싱 터치배선(TLs)과 연결되거나, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 각각의 양 단이 센싱 터치배선(TLs)과 연결될 수 있다.
전술한 바에 따르면, 뮤추얼 캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위한 다양한 터치 센서 구조를 만들어줄 수 있다. 예를 들어, 하나의 구동 터치전극 라인에 1개의 구동 터치배선을 연결하면, 구동 터치배선의 형성 공간의 크기를 줄일 수 있다. 이에 비해, 하나의 구동 터치전극 라인에 2개의 구동 터치배선을 연결하면, 구동신호를 안정적으로 하나의 구동 터치전극 라인에 공급할 수 있다. 예를 들어, 하나의 센싱 터치전극 라인에 1개의 센싱 터치배선을 연결하면, 센싱 터치배선의 형성 공간의 크기를 줄일 수 있다. 이에 비해, 하나의 센싱 터치전극 라인에 2개의 구동 터치배선을 연결하면, 하나의 센싱 터치전극 라인으로부터 센싱 신호가 안정적으로 검출될 수 있다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에는, 다수의 데이터 링크배선(DLL)과 데이터 구동 회로(DDC)를 전기적으로 연결해주는 다수의 데이터 패드(DP)가 배치된다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역에는, 다수의 구동 터치배선(TLd)과 터치 센싱 회로(TSC)를 전기적으로 연결해주는 다수의 구동 터치패드(TPd)가 배치되며, 다수의 센싱 터치배선(TLs)과 터치 센싱 회로(TSC)를 전기적으로 연결해주는 다수의 센싱 터치패드(TPs)가 배치된다. 다수의 구동 터치패드(TPd)가 다수의 센싱 터치패드(TPs)보다 다수의 데이터 패드(DP)에 인접하게 배치된다.
전술한 바에 따르면, 다수의 센싱 터치배선(TLs)을 데이터 노이즈로부터 보호할 수 있는 패드 구조를 제공할 수 있다.
도 18을 참조하면, 표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에는, 다수의 픽셀 전극(E1)이 배치되고, 다수의 픽셀 전극(E1) 상에 공통 전극(E2)이 배치되며, 공통 전극(E2) 상에 봉지층(ENCAP)이 배치될 수 있다.
다수의 터치전극(TE)에 해당하는 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)과 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)은, 봉지층(ENCAP) 상에 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 봉지층(ENCAP) 상에 터치전극들(TE)을 형성함으로써, 디스플레이 성능 및 디스플레이 관련 층(Layer) 형성에 큰 영향을 주지 않고, 터치전극들(TE)을 형성할 수 있다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에서, 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)과 다수의 데이터 라인(DL) 사이에는 공통 전극(E2)이 위치할 수 있다.
표시패널(DISP)의 액티브 영역(A/A)에서, 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL)과 다수의 데이터 라인(DL) 사이에는 공통 전극(E2)이 위치할 수 있다.
액티브 영역(A/A)에서, 데이터 라인(DL)에서 발생하는 노이즈가 다수의 센싱 터치전극 라인(STEL) 및 다수의 구동 터치전극 라인(DTEL)에 유입되는 것을 방지(차폐)해줄 수 있다.
도 18을 참조하면, 표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역은 공통 전극(E2)이 미 형성된 영역(C/A의 외곽 영역)을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 공통 전극(E2)이 미 형성된 영역에서, 다수의 데이터 링크배선(DLL) 중 적어도 하나는 다수의 구동 터치배선(TLs)의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
표시패널(DISP)의 넌-액티브 영역은 공통 전극(E2)이 미 형성된 영역을 포함할 수 있다.
공통 전극이 미 형성된 영역에서, 다수의 센싱 터치배선(TLs)은 다수의 데이터 링크배선(DLL)과 미 중첩될 수 있다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 표시패널에서, 메쉬 타입의 터치전극(TE)의 영역 내에 내부 더미메탈이 존재하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부의 영역 내에는, 메쉬 타입으로 패터닝 된 전극메탈(EM)과 끊어진 하나 이상의 내부 더미메탈(INDUM)이 배치될 수 있다.
한편, 하나의 터치전극(TE)의 영역 내에 하나 이상의 내부 더미메탈(INDUM)이 존재하지 않고 전극메탈(EM)만 메쉬 타입으로 존재하는 경우, 화면 상에 전극메탈(EM)의 윤곽이 보이는 시인성 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 터치 전극 영역 내 내부 더미메탈(INDUM)을 형성함으로써, 하나의 터치전극(TE)이 메쉬 형태로 패터닝 된 경우에 발생할 수 있는 시인성 문제를 방지해줄 수 있다.
메쉬 형태로 전극메탈(EM)이 패터닝 되고, 이후, 메쉬 형태로 패터닝 된 전극메탈(EM)이 터치전극 형성을 위해 커팅 된다(터치전극 형성 커팅 처리).
이후, 하나의 터치전극 영역 내 메쉬 형태로 패터닝 되어 있는 전극메탈(EM)을 정해진 패턴으로 커팅하여(내부 더미메탈 형성 커팅 처리), 전극 메탈(EM)과 끊어진 내부 더미메탈(INDUM)을 형성할 수 있다.
이와 같이 내부 더미메탈(INDUM)을 형성하는 경우, 내부 더미메탈(INDUM)은 커팅 처리에 의해 전극 메탈(EM)에서 끊어진 일부분이다.
따라서, 터치 전극 영역 내 하나 이상의 내부 더미메탈(INDUM)은 다수의 터치전극(TE) 각각에 해당하는 전극메탈(EM)과 동일한 층에 배치되고 동일한 물질일 수 있다.
전술한 내부 더미메탈(INDUM)의 형성 방법에 따르면, 내부 더미메탈(INDUM)을 보다 쉽게 형성할 수 있으며, 단일 층에 전극 메탈(EM)과 더미메탈(DM)을 형성할 수 있는 이점도 있다.
도 20은 도 19에서 내부 더미메탈(INDUM)을 생략한 터치전극(TE)에 해당하는 전극메탈(EM)을 나타낸 도면이고, 도 15는 도 14를 개략화하여 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 하나의 터치전극(TE)에서 구동 신호가 인가되거나 센싱 신호가 수신되는 전극메탈 크기는, 내부 더미메탈(INDUM)이 차지하는 공간(IDA)만큼 줄어든 것을 알 수 있다
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈에 강인한 터치 센서 구조를 갖는 터치표시장치 및 표시패널(DISP)을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 구동 전극/배선의 노이즈가 발생하더라도, 센싱 터치배선(TLs)이 노이즈에 영향을 받지 않도록 하는 구조를 갖는 터치표시장치 및 표시패널(DISP)을 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.

Claims (9)

  1. 액티브 영역 및 넌-액티브 영역;
    제1 전극, 유기발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기발광다이오드;
    상기 액티브 영역에서 제1 방향으로 배치되는 다수의 게이트 라인;
    상기 액티브 영역에서 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되는 다수의 데이타 라인;
    상기 다수의 데이터 라인이 연장되거나 상기 다수의 데이터 라인과 연결된 다수의 데이터 링크배선;
    적어도 하나의 유기막과 적어도 하나의 무기막 포함하고 상기 제2 전극 상에 위치하는 봉지층;
    상기 다수의 데이터 라인과 동일한 상기 제 2방향으로 배치되는 다수의 구동 터치전극과 상기 다수의 게이트 라인과 동일한 상기 제1 방향으로 배치되는 다수의 센싱 터치전극을 포함하고 상기 봉지 층 상에 위치하는 터치센서;
    상기 다수의 구동 터치전극에 연결되고 상기 넌-액티브 영역에서 상기 제2 전극의 제1 부분을 중첩하는 다수의 구동 터치라인; 및
    상기 다수의 센싱 터치전극에 연결되고 상기 넌-액티브 영역에서 상기 제2 전극의 제2 부분을 중첩하는 다수의 센싱 터치라인을 포함하고,
    상기 다수의 구동 터치라인 중 적어도 하나는 상기 다수의 데이터 링크배선 중 적어도 하나를 중첩하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    구동신호가, 상기 다수의 구동 터치라인을 통해, 상기 다수의 구동 터치전극에 인가되고, 센싱신호가, 상기 다수의 센싱 터치라인을 통해, 상기 다수의 센싱 터치전극에 인가되는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 넌-액티브 영역에 배치되는 댐을 추가로 포함하고,
    상기 다수의 구동 터치라인 중 적어도 하나가, 상기 넌-액티브 영역에서, 상기 다수의 데이터 링크배선 중 적어도 하나와 상기 댐을 중첩하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 넌-액티브 영역에 배치되고 상기 다수의 데이터 링크배선에 전기적으로 연결되는 다수의 데이터 패드;
    상기 넌-액티브 영역에 배치되고 상기 다수의 구동 터치라인에 전기적으로 연결되는 다수의 구동 터치 패드; 및
    상기 넌-액티브 영역에 배치되고 상기 다수의 센싱 터치라인에 전기적으로 연결되는 다수의 센싱 터치 패드를 추가로 포함하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 넌-액티브 영역에서, 상기 다수의 센싱 터치라인은 상기 다수의 구동 터치라인 및 상기 다수의 데이터 링크배선의 바깥쪽에 배치되는 표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 넌-액티브 영역에서, 상기 다수의 센싱 터치 패드는 상기 다수의 구동 터치 패드 및 상기 다수의 데이터 패드의 바깥쪽에 배치되는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 구동 터치 패드는 상기 다수의 데이터 패드의 제1 측에 인접하게 배치된 제1 그룹과 상기 다수의 데이터 패드의 제2 측에 인접하게 배치된 제2 그룹을 포함하고, 상기 다수의 구동 터치 패드의 상기 제1 그룹은 상기 다수의 센싱 터치 패드와 상기 다수의 데이터 패드 사이에 위치하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 넌-액티브 영역에서 상기 제2 전극의 상기 제1 부분의 적어도 일부는 상기 다수의 구동 터치라인 및 상기 다수의 데이터 링크배선을 중첩하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 애노드 전극이고, 상기 제2 전극은 캐소드 전극인 표시장치.
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