KR20160017336A - 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치 - Google Patents

인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터와, 애노드 전극, 유기층 및 캐소드 전극으로 이루어진 유기발광다이오드가 형성된 제1기판; 제1기판상에 형성된 봉지층; 봉지층 상에 형성된 다수의 터치전극; 다수의 터치전극을 덮도록 형성되는 수지층; 및 수지층 상에 위치하며, 다수의 컬러필터 및 블랙매트릭스가 형성된 제2기판를 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공한다.

Description

인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH STRUCTURE OF IN-CELL TYPE}
본 실시예들은 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에 관한 것이다.
종래, 유기발광표시장치에 적용된 터치 구조는, 글래스(Glass) 및/또는 필름(File)을 이용해 터치스크린패널(TSP: Touch Screen Panel)을 별도로 형성한 후, 터치스크린패널을 유기발광표시패널에 부착시켜, 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 만든다.
이러한 유기발광표시장치가 전술한 종래 터치 구조를 갖는 경우, 유기발광표시패널의 외부에 터치센서(즉, 터치전극)을 부착하는 형태이므로, 별도의 글래스 및 강화유리 또는 보호 필름을 사용해야 한다.
또한, 터치스크린패널을 유기발광표시패널에 부착하는 공정이 복잡하고 부착을 위한 재료비다 많이 드는 문제점이 있다.
또한, 유기발광표시장치가 종래 터치 구조를 갖는 경우, 터치스크린패널이 두껍기 때문에, 유기발광표시장치의 디자인 설계에 많은 제약이 따르고, 플렉서블(Flexible) 유기발광표시장치를 제작하는데에도 상당한 제약 사항으로 작용한다.
또한, 유기발광표시장치가 종래 터치 구조를 갖는 경우, 컬러필터 상판에 메탈 메쉬(Metal Mesh) 형태로 터치전극들을 형성하기 때문에, 박막트랜지스터(TFT) 하판과 합착 시, 패드부 컨택을 위한 추가적인 공정이 더 필요하고 어려운 문제점이 있다.
본 실시예들은 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공한다.
본 실시예들은 제조 공정을 간단하게 하고 플렉서블 제품을 제작할 수 있도록 하는 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공한다.
본 실시예들은 휘도 저감 및 시인성 저하를 방지하고 개구율을 높일 수 있는 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공한다.
본 실시예들은 터치 구동 및 터치 센싱 시, 불필요한 기생 캐패시터의 형성을 방지할 수 있는 유기발광표시장치를 제공한다.
본 실시예들은 정확한 터치 센싱이 가능한 터치 구동을 하는 유기발광표시장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터와, 애노드 전극, 유기층 및 캐소드 전극으로 이루어진 유기발광다이오드가 형성된 제1기판; 상기 제1기판상에 형성된 봉지층; 상기 봉지층 상에 형성된 다수의 터치전극; 상기 다수의 터치전극을 덮도록 형성되는 수지층; 및 상기 수지층 상에 위치하며, 다수의 컬러필터 및 블랙매트릭스가 형성된 제2기판를 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공한다.
상기 다수의 터치전극은, 상기 블랙매트릭스의 패턴 영역 안에 형성될 수 있다.
다른 실시예는, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 형성되고 다수의 터치전극이 형성된 유기발광표시패널; 상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부; 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부; 및 상기 다수의 터치전극으로 인가되는 터치구동신호를 출력하는 터치 집적회로를 포함하되, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 상기 터치전극으로 상기 터치구동신호가 인가될 때, 상기 유기발광표시패널에 형성된 여러 종류의 도전체 중에 적어도 하나로 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공한다.
상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 도전체는, 상기 터치구동신호가 상기 터치전극으로 인가되고 있는 동안, 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호의 미인가될 때에는, 상기 터치전극과 기생 캐패시터를 발생시키는 도전체일 수 있다.
상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 도전체는, 유기발광다이오드의 전극, 데이터 라인, 게이트 라인 및 구동전압 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예들은 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 제조 공정을 간단하게 하고 플렉서블 제품을 제작할 수 있도록 하는 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 휘도 저감 및 시인성 저하를 방지하고 개구율을 높일 수 있는 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 터치 구동 및 터치 센싱 시, 불필요한 기생 캐패시터의 형성을 방지할 수 있는 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 정확한 터치 센싱이 가능한 터치 구동을 하는 유기발광표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 실시예들에 따른 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 유기발광표시패널에 내장된 터치스크린패널의 터치전극 구조의 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 유기발광표시패널에 내장된 터치스크린패널의 평면도이다.
도 5 내지 도 7은 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 유기발광표시패널에 내장된 터치스크린패널을 형성하는 과정을 나타낸 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널의 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널을 형성하는 일부 과정을 나타낸 단면도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 유기발광표시패널에 내장된 터치스크린패널의 평면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널의 단면도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치의 터치 센싱 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치의 터치 구동 및 터치 센싱의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치의 터치 센싱 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치전극과 유기발광다이오드의 전극(예: 캐소드 전극) 사이에 형성되는 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)와, 이에 따른 터치 센싱 감도가 저하되는 현상을 나타낸 도면이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치전극과 유기발광다이오드의 전극(예: 캐소드 전극) 사이에 기생 캐패시터(Ccathode)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널에 형성되는 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)와, 이에 따른 터치 센싱 감도가 저하되는 현상을 나타낸 도면이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20은 2T1C 화소 구조 하에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 21 및 도 22는 4T2C 화소 구조 하에서, 터치스크린패널이 내장된 유기발광표시패널에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 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 실시예들에 따른 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)는, 유기발광표시패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140), 적어도 하나의 터치 집적회로(150) 및 파워 집적회로(160) 등을 포함한다.
유기발광표시패널(110)에는, 다수의 데이터 라인(DL: Data Line) 및 다수의 게이트 라인(GL: Gate Line)이 서로 교차하는 방향으로 형성되어 있고, 하나의 데이터 라인과 적어도 하나의 게이트 라인이 서로 교차하는 지점마다 화소(P: Pixel)가 형성된다.
유기발광표시패널(110)의 각 화소(P)는, 화소 설계 방식에 따라, 하나의 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode), 둘 이상의 트랜지스터(Transistor)와 하나 이상의 캐패시터(Capacitor) 등이 형성되어 있다.
데이터 구동부(120)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
게이트 구동부(130)는 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 구동부(120)로 영상 데이터를 출력하고, 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal) 및 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal) 등의 제어신호를 출력하여 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어한다.
한편, 실시예들에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100) 및 유기발광표시패널(110)은 디스플레이 모드와 터치 모드로 동작할 수 있다.
가령, 한 프레임(Frame) 구간을 디스플레이 모드 구간과 터치 모드 구간으로 나누어, 디스플레이 모드 구간에서는 유기발광표시장치(100) 및 유기발광표시패널(110)은 디스플레이 모드로 동작하고, 터치 모드 구간에서는 유기발광표시장치(100) 및 유기발광표시패널(110)은 터치 모드로 동작한다.
이와 같이, 터치 모드 구간에서, 유기발광표시장치(100) 및 유기발광표시패널(110)이 터치 모드로 동작하기 위하여, 유기발광표시장치(100)는 터치 구동 및 터치 센싱을 위한 터치스크린패널(TSP: Touch Screen Panel)을 포함해야 한다.
실시예들에 따른 유기발강표시장치(100)는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖기 때문에, 유기발광표시패널(110)은 터치 구동 및 터치 센싱을 위한 터치스크린패널(TSP)을 내장한다.
이와 같이, 유기발광표시패널(110)이 터치스크린패널(TSP)을 내장하기 때문에, 유기발광표시패널(110)에는, 터치 구동 및 터치 센싱을 위하여, 다수의 터치전극(Touch Electrode)이 형성되어 있다.
여기서, 다수의 터치전극은, 터치 방식(예: 자체 캐패시턴스(Self Capacitance) 방식, 상호 캐패시턴스(Mutual Capacitance) 방식 등)에 따라 형성 구조 및 위치 등이 달라질 수 있다.
도 2는 실시예들에 따른 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 실시예들에 따른 유기발광표시패널(110)은, 레이어 스택 구조(Layer Stack Structure) 관점에서, 제1기판(200)과, 제1기판(200) 상에 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터가 형성된 트랜지스터 형성층(202)과, 화소 영역마다, 트랜지스터 형성층(202) 상에 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(예: 애노드 전극)이 형성된 제1전극 형성층(204)과, 제1전극 형성층(204) 상에 형성되고 빛을 발광하는 유기층(206)과, 유기층(260) 상에, 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(예: 애노드 전극)과 대응하는 유기발광다이오드(OLED)의 제2전극(예: 캐소드 전극)이 형성된 제2전극 형성층(208)과, 제2전극 형성층(208) 상에 형성된 봉지층(Encapsulation Layer, 210)과, 봉지층(210) 상에 다수의 터치전극(Touch Electrode)이 형성된 터치전극 형성층(212)과, 터치전극 형성층(212)에 형성된 다수의 터치전극을 덮도록 형성되는 수지층(Resin Layer, 214)과, 수지층(214) 상에 다수의 컬러필터가 형성된 색변환층(216)과, 색변환층(216) 상에 형성된 제2기판(218)과, 제2기판(218) 상에 형성된 접착층(220)과, 접착층(220) 상에 위치한 커버(222) 등을 포함한다.
여기서, 유기발광다이오드(OLED)는, 제1전극 형성층(204)에 형성된 제1전극, 유기층(206)과, 제2전극 형성층(208)에 형성된 제2전극으로 구성된다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해, 제1전극 형성층(204)에 형성된 제1전극을 애노드(Anode) 전극, 제2전극 형성층(208)에 형성된 제2전극을 캐소드(Cathode) 전극이라고 한다.
트랜지스터 형성층(202)에는, 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터가 형성될 수 있는데, 둘 이상의 트랜지스터는, 구동전압 라인(VDD Line)으로부터 구동전압(VDD)을 공급받아 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극으로 구동 전류를 공급하여 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(Driving Transistor)와, 데이터 라인과 구동 트랜지스터의 게이트 노드 사이에 연결되며, 게이트 라인으로 인가된 스캔 신호에 의해 제어되며, 턴 온(Turn On) 되어 데이터 라인에서 공급된 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 노드에 인가해주는 스위칭 트랜지스터(Switching Transistor) 등을 포함한다.
또한, 트랜지스터 형성층(202)에는, 각 화소 영역마다, 둘 이상의 트랜지스터 중 구동 트랜지스터와 유기발광다이오드(OLED) 사이에 유기발광다이오드(OLED)의 발광을 제어하는 발광 제어 트랜지스터가 더 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 발광 제어 트랜지스터는, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우에는 유기발광다이오드(OLED)의 발광 동작에 맞추어 온-오프 될 수 있으나, 구동 모드가 터치 모드일 때에는 턴 오프 되어, 유기발광다이오드(OLED)로 전류가 흐르지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 트랜지스터 형성층(202)에는, 한 프레임 동안 전압을 유지해주는 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor) 등의 적어도 하나의 캐패시터가 형성된다.
트랜지스터 형성층(202)에 형성된 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드는, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결된다. 이때, 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드 전극에는 기저전압(VSS)이 인가된다.
색변환층(216)에 형성된 다수의 컬러필터(CF: Color Filter) 사이마다 블랙매트릭스(Black Matrix)가 형성될 수 있다.
본 실시예들에 따른 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치전극 형성층(212)은 봉지층(210) 상에 위치한다. 즉, 봉지층(210) 상에 다수의 터치전극이 형성된다.
본 실시예들에 따른 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 봉지층(210) 상에 위치한 터치전극 형성층(212)은, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(TSP: Touch Screen Panel)의 역할을 한다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해, 터치전극 형성층(212)을 터치스크린패널(212)이라고 한다.
이러한 터치스크린패널(212)을 구성하는 다수의 터치전극은, 터치방식에 따라 그 형성 방식이 달라질 수 있다.
본 실시예들에 따른 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)는, 기본적으로, 손가락 등의 포인터의 유무에 따른 캐패시턴스의 변화에 기초하여 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하여 터치 센싱을 하는 캐패시턴스 터치 방식을 사용한다.
이러한 캐패시턴스 터치 방식은, 일 예로, 상호 캐패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과 자체 캐패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식 등으로 나눌 수 있다.
캐패시턴스 터치 방식의 한 종류인 상호 캐패시턴스 터치 방식은, 다수의 터치전극이 다수의 가로방향 전극 및 다수의 세로방향 전극으로 구성되어, 가로방향 전극 및 세로방향 전극 중 한 방향의 전극이 터치구동신호(구동전압)이 인가되는 Tx 전극("구동 전극"이라고도 함)이 되고, Tx 전극과 캐패시턴스를 형성하는 Rx 전극("센싱 전극"이라고도 함)이 되어, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 Tx 전극과 Rx 전극 간의 캐패시턴스(상호 캐패시턴스)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 터치 방식이다.
캐패시턴스 터치 방식의 다른 한 종류인 자체 캐패시턴스 터치 방식은, 다수의 터치전극과 손가락, 펜 등의 포인터 사이에 캐패시턴스(자체 캐패시턴스)를 형성하고, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 터치전극과 포인트 간의 캐패시턴스 값을 측정하여 이를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 방식이다. 이러한 자체 캐패시턴스 터치 방식은, 상호 캐패시턴스 터치 방식과는 다르게, 각 터치전극을 통해 구동전압(터치구동신호)이 인가되고 동시에 센싱된다. 따라서, 자체 캐패시턴스 터치 방식에서는, Tx 전극과 Rx 전극의 구분이 없다.
아래에서는, 상호 캐패시턴스 터치 방식을 사용하는 경우, 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)를 일 실시예로 설명하고, 자체 캐패시턴스 터치 방식을 사용하는 경우, 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)를 다른 실시예로 설명한다.
먼저, 도 3 내지 도 9를 참조하여, 일 실시예에 따른 인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)를 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)의 터치전극 구조의 예시도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)은 다수의 터치전극으로 구성된다. 즉, 봉지층(210) 상에 다수의 터치전극이 형성됨으로써, 터치스크린패널(212)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)을 구성하는 다수의 터치전극은, 봉지층(210) 상에 제1방향(예: 세로방향)으로 형성되고, 서로 나란하게 이격되어 있는 다수의 제1터치전극(310)과, 제1터치전극(310) 상에 제1방향과 교차하는 제2방향(예: 가로방향)으로 형성되며, 서로 나란하게 이격되어 있는 다수의 제2터치전극(320)으로 이루어져 있다.
일 실시예에 따른 유기발광표시패널(110)에 형성된 제1터치전극(310) 및 제2터치전극(320)은 Tx 전극 및 Rx 전극이다.
다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320) 각각이 교차하는 지점이 센서 노드(Sensor Node)가 된다.
일 실시예에 따른 유기발광표시패널(110)에서, 제1터치전극(310) 및 제2터치전극(320)은 액티브 영역(Active Area, 300)에 형성될 수 있다.
상호 캐패시턴스 터치 방식으로 터치 구동 및 터치 센싱을 위하여, 터치 집적회로(150)는, 다수의 제1터치전극(310)으로 터치구동신호를 순차적으로 인가하여, 각 제1터치전극(310)과 다수의 제2터치전극(320) 각각에서의 캐패시턴스 변화를 순차적으로 검출하고, 이를 토대로, 손가락 등의 포인트가 터치된 지점의 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)을 더욱 상세하게 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)은, 다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)과, Rx 전극에 해당하는 다수의 제2터치전극(320) 각각의 일 측 또 타 측과 연결된 다수의 라우팅 배선(430)과, Tx 전극에 해당하는 다수의 제1터치전극(310)과 연결된 다수의 제1패드(410)와, 다수의 라우팅 배선(430)과 연결된 다수의 제2패드(420) 등으로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1기판(200) 상에 트랜지스터 형성층(202)부터 봉지층(21)까지 형성된 이후, 봉지층(210) 상부에 다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)이 형성된다.
다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)은, 일 예로, 페이스트(Ag Paste) 등을 이용하여 프린팅(Printing) 방식으로 패터닝 될 수 있다.
유기발광표시장치(100)의 휘도 저감 및 시인성 저하를 방지하고 개구율을 높이기 위하여, 컬러필터 상판, 즉 제2기판(218)에서의 블랙매트릭스 패턴 영역 안에 다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)이 형성되도록 할 수 있다.
이를 위해, 일 예로, 다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320) 각각의 선폭(Wte1, Wte2)은 블랙매트릭스의 폭(Wbm) 이하가 되어야 한다. 이때, 다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320) 각각의 선폭(Wte1, Wte2)과 블랙매트릭스의 폭(Wbm)은 해상도를 고려하여 결정될 수 있다.
한편, 다수의 제1패드(410) 및 다수의 제2패드(420)는, 적어도 하나의 터치 집적회로(150)와 연결될 수 있다. 경우에 따라서는, 다수의 제1패드(410) 및 다수의 제2패드(420)는, 적어도 하나의 터치 집적회로(150)가 위치한 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)과 연결된 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable)이 연결될 수도 있다.
적어도 하나의 터치 집적회로(150)는, 다수의 제1패드(410)를 통해, Tx 전극에 해당하는 다수의 제1터치전극(310)으로 터치구동신호를 인가해준다.
적어도 하나의 터치 집적회로(150)는, 다수의 라우팅 배선(430) 및 다수의 제2패드(420)를 통해, Rx 전극에 해당하는 다수의 제2터치전극(320)에서의 수신 신호(Rx 신호)를 수신하여, 캐패시턴스 변화를 검출한다.
도 5 내지 도 7은 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)을 형성하는 과정을 나타낸 평면도이다.
도 5를 참조하면, TFT(Thin Film Transistor) 공정 시, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1기판(200) 상에 봉지층(210)까지 형성한 이후, 봉지층(210) 상부에 액티브 영역(300)의 외부 영역에 다수의 라우팅 배선(430), 다수의 제1패드(410) 및 다수의 제2패드(420)을 형성한다.
도 6을 참조하면, 액티브 영역(300)에, 봉지층(210) 상부에 다수의 제1터치전극(310)을 프린팅 방식에 의해 형성할 수 있다.
이후, 절연층을 증착한다.
도 7을 참조하면, 증착된 절연층 상부에 다수의 제2터치전극(320)을 형성한다.
이렇게 하여, 유기발광표시장치(100)의 인 셀 타입의 터치 구조를 구현할 수 있다. 즉, 유기발광표시패널(110)에 터치스크린패널(212)을 내장시킬 수 있다.
이러한 인 셀 타입의 터치 구조는 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conducting Film)를 이용한 패드 컨택(Pad Contact)이 필요하지 않기 때문에, 생산성 측면에서 매우 유리할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)의 단면도로서, 도 7의 A-A' 절취 단면도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)은, 기본적으로는 도 2의 구조로 되어 있다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)은 다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)이 서로 다른 층에 형성된다는 점에서, 터치스크린패널(212)의 부분만 약간 다를 뿐 나머지 부분은 동일하다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)은, 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터와, 애노드 전극, 유기층 및 캐소드 전극으로 이루어진 유기발광다이오드(OLED)가 형성된 제1기판(200) 상에 형성된 봉지층(210)과, 봉지층(210) 상에 형성된 다수의 제1터치전극(310)과, 다수의 제1터치전극(320)을 덮으면서 형성된 절연층(800)과, 절연층(800) 상에 형성된 다수의 제2터치전극(320)과, 다수의 제2터치전극(320)을 덮도록 형성되는 수지층(214)과, 수지층(214) 상에 위치하며, 다수의 컬러필터(810a, 810b, 810c) 및 블랙매트릭스(820)가 형성된 제2기판(218) 등을 포함한다.
절연층(800)은, 다수의 제1터치전극(310)과 다수의 제2터치전극(320) 사이에 형성되어, 다수의 제1터치전극(310)과 다수의 제2터치전극(320)를 절연시켜주는 층이다.
한편, 도 8을 참조하면, 봉지층(210) 상에는, 다수의 제2터치전극(320) 각각의 일 측 또 타 측과 접촉되어 형성된 다수의 라우팅 배선(430)이 더 형성된다.
또한, 봉지층(210) 상에는, 다수의 제1터치전극(310)과 연결되는 다수의 제1패드(410)와, 다수의 라우팅 배선(430)과 연결되는 다수의 제2패드(420)가 더 형성될 수 있다.
여기서, 다수의 제1패드(410) 및 다수의 제2패드(420)는 적어도 하나의 터치 집적회로(150)와 연결될 수 있다. 경우에 따라서는, 다수의 제1패드(410) 및 다수의 제2패드(420)는, 적어도 하나의 터치 집적회로(150)가 위치한 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)과 연결될 수도 있다.
다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)은, 블랙매트릭스(820)의 패턴 영역 안에 형성될 수 있다.
다수의 제1터치전극(310) 및 다수의 제2터치전극(320)이 블랙매트릭스(820)의 패턴 영역 안에 형성되도록, 다수의 제1터치전극(310) 각각의 폭(Wte1) 및 다수의 제2터치전극(320) 각각의 폭(Wte2)은, 블랙매트릭스(820)의 폭(Wbm) 이하일 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)을 형성하는 일부 과정을 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 봉지층(210)을 형성한 이후, 봉지층(210) 상에 다수의 제1터치전극(310)이 형성된다.
다수의 제1터치전극(310)을 덮도록, 절연층(800)을 형성한다.
절연층(800) 상에 다수의 제2터치전극(320)을 제1터치전극(310)이 형성되는 제1방향과 교차하는 제2방향으로 형성한다.
그리고, 다수의 제2터치전극(320)의 일측 및/또는 타측에 라우팅 배선(430)을 접촉시켜 형성한다.
그 위에, 수지층(214)을 통해, 화소영역에 대응되어 다수의 컬러필터(810a, 810b, 810c)가 형성되고 화소영역의 경계영역에 블랙매트릭스(820)가 형성된 제2기판(218)을 합착시킨다.
도 10은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)의 평면도이다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 유기발광표시패널(110)에 내장된 터치스크린패널(212)은, 서로 이격된 블록 형태의 전극이고, 동일한 층에 모두 형성된 다수의 터치전극(1000)과, 다수의 터치전극(1000) 각각에 연결된 다수의 신호 라인(1010) 등으로 구성된다.
도 10을 참조하면, 적어도 하나의 터치 집적회로(150)는, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 다수의 신호 라인(1010)을 통해 다수의 터치전극(1000)으로 터치구동신호를 순차적으로 인가하여 터치 센싱 프로세스를 수행한다.
한편, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서는, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 다수의 터치전극(1000)으로 터치구동신호가 인가될 때, 불필요한 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 다수의 터치전극(1000)으로 인가되는 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 유기발광표시패널(110)에 형성된 여러 종류의 도전체 중에 적어도 하나로 더 인가될 수 있다.
여기서, 터치전극(1000)으로 인가되는 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 도전체는, 터치전극(1000)으로 터치구동신호가 인가되고 있는 동안, 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 인가되지 않았을 때에는, 터치전극(1000)과 기생 캐패시터를 발생시키는 도전체이다.
구동 모드가 터치 모드인 경우, 터치전극(1000)으로 인가되는 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 도전체는, 일 예로, 유기발광다이오드(OLED)의 전극, 데이터 라인, 게이트 라인 및 구동전압 라인 중 적어도 하나일 수 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)은, 기본적으로는 도 2의 구조와 동일하게 되어 있다.
다만, 도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 유기발광표시패널(110)에는, 다수의 터치전극(1000)이 서로 이격되어 블록 형태로 동일한 층에 형성됨으로써, 터치스크린패널(212)이 내장되는 구조로 되어 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)의 터치 센싱 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)는, 기본적으로, 자체 캐패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식으로 터치 구동 및 터치 센싱을 수행한다.
도 12를 참조하면, 자체 캐패시턴스 터치 방식은, 다수의 터치전극(1000)과 손가락, 펜 등의 포인터 사이에 형성되는 자체 캐패시턴스(Cfinger)에 기반하여 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 방식이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)의 터치 구동 및 터치 센싱의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)의 터치 센싱 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)는, 한 프레임 구간 동안, 터치 모드로 동작하는 구간 동안, 터치구동신호(Vo)를 각 터치전극(1000)으로 인가하여, 해당 터치전극(1000)과 손가락, 펜 등의 포인터 사이의 자체 캐패시턴스(Cfinger)를 센싱한다.
도 14를 참조하면, 터치 유무에 따라, 해당 터치전극(1000)과 손가락, 펜 등의 포인터 사이의 자체 캐패시턴스(Cfinger)가 형성되었느냐 형성되지 않았느냐에 따라, RC(Resistance Capacitance) 지연이 달라질 수 있다. 이러한 RC 지연을 이용하여 터치 유무 및 터치 좌표 등을 센싱한다.
도 14를 참조하면, 이상적으로는, 터치구동신호(Vo)가 인가되다가 인가되지 않으면, 초기전압(Vo)에 해당하는 터치구동신호(Vo)가 인가되었다가 끊어진 터치전극(1000)에 대한 센싱전압(Vsensor)이 바로 Vo에서 영(Zero)로 떨어져야만 하지만, RC 지연 현상 때문에, 서서히 센싱전압(Vsensor)이 하강하게 된다.
도 14를 참조하면, 이러한 전압 하강의 속도는, 터치 유무에 따라 달라진다.
도 14를 참조하면, 터치가 있는 경우에는, 전압 하강이 천천히 이루어지고, 터치가 없는 경우에는 전압 하강이 보다 빨리 이루어진다.
도 14를 참조하면, 터치가 없는 경우에는, 센싱전압(Vsensor)이 하강하면서 임계 전압(Vx)에 도달하는 시간이 t0이지만, 터치가 있는 경우에는, 센싱전압(Vsensor)이 하강하면서 임계 전압(Vx)에 도달하는 시간이 t0보다 긴 ttouch이 된다.
도 14를 참조하면, 자체 캐패시턴스(Cfinger)의 증가로 인해, △t만큼의 지연이 발생하고, 이러한 지연을 기초로 터치 유무 및 터치 좌표를 검출할 수 있다.
따라서, 자체 캐패시턴스(Cfinger)가 형성된 터치전극(1000)에 대한 센싱전압(Vsensor)에 대한 전압 하강의 속도, 즉, 임계 전압(Vx)에 도달하는 시간을 측정하여, 터치 유무 및 터치 좌표를 검출할 수 있다.
도 15는 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치전극(1000)과 유기발광다이오드(OLED)의 전극(예: 캐소드 전극) 사이에 형성되는 기생 캐패시터(Ccathode)와, 이에 따른 터치 센싱 감도가 저하되는 현상을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 전술한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)는, 손가락 등의 포인터와 터치전극(1000) 사이에 형성된 자체 캐패시턴스(Cfinger)를 이용하여, 터치 센싱을 하게 된다.
하지만, 터치구동신호(Vo)가 터치전극(1000)에 인가됨에 따라, 터치전극(1000)의 하부 층에 해당하는 제2전극 형성층(208)에 형성된 캐소드 전극(1500)과 터치전극(1000) 사이에 캐패시턴스(Ccathode)가 형성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 캐소드 전극(1500)과 터치전극(1000) 사이에 형성되는 캐패시턴스(Ccathode)는 기생 캐패시턴스(Parasite Capacitance) 성분이다.
캐소드 전극(1500)과 터치전극(1000) 사이에 형성되는 캐패시턴스(Ccathode), 즉 기생 캐패시턴스가 없을 때에 비해, RC 지연이 달라진다.
이는, RC 지연을 결정하는 C 값이 자체 캐패시턴스(Cfinger)와 기생 캐패시턴스(Ccathode)의 합성 값으로 변하기 때문이다.
따라서, 캐소드 전극(1500)과 터치전극(1000) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스(Ccathode)에 의해, 터치 센싱 감도가 크게 떨어질 수 있다.
도 16은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치전극(1000)과 유기발광다이오드(OLED)의 전극(예: 도 15의 캐소드 전극(1500)) 사이에 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 터치전극(1000)과 유기발광다이오드(OLED)의 전극(예: 캐소드 전극) 사이에 기생 캐패시터(Ccathode)가 형성되는 것을 방지하기 위하여, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 다수의 터치전극(1000)으로 터치구동신호가 인가되고 있는 동안, 제1기판(200)에 형성된 유기발광다이오드(OLED)의 전극으로 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(VSS_TM)가 더 인가될 수 있다.
여기서, 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(VSS_TM)가 인가되는 유기발광다이오드(OLED)의 전극은, 일 예로, 도 15의 캐소드 전극(1500)일 수도 있고, 화소 설계 방식에 따라서는, 애노드 전극일 수도 있다.
적어도 하나의 터치집적회로(150)는, 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(VSS_TM)를 유기발광다이오드(OLED)의 전극으로 직접 인가할 수 있다.
이와는 다르게, 적어도 하나의 터치집적회로(150)는, 파워 집적회로(160)로 제어 신호(예: 터치 모드 인에이블 신호 등)를 출력하고, 파워 집적회로(160)가 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(VSS_TM)를 유기발광다이오드(OLED)의 전극으로 인가해줄 수 있다.
도 17은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)에 형성되는 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)와, 이에 따른 터치 센싱 감도가 저하되는 현상을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 터치전극(1000)으로 터치구동신호가 인가될 때, 터치전극(1000)과 캐소드 전극(1500) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스(Ccathode) 뿐만 아니라, 유기발광표시패널(110)에 형성된 다른 종류의 도전체와 터치전극(1000) 사이에도 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 17을 참조하면, 터치전극(1000)으로 터치구동신호가 인가될 때, 터치전극(1000)과 캐소드 전극(1500) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스(Ccathode) 이외에, 터치전극(1000)과 데이터 라인(DL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cdata), 터치전극(1000)과 게이트 라인(GL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cgate) 중 하나 이상이 더 형성될 수 있다.
경우에 따라서, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL) 이외에, 유기발광표시패널(110)에 형성된 구동전압 라인(VDD Line) 등의 다른 도전체(1700)와 터치전극(1000) 사이에도, 기생 캐패시턴스(Cothers)가 형성될 수 있다.
만약, 터치전극(1000)으로 터치구동신호가 인가될 때, 터치전극(1000)과 캐소드 전극(1500) 사이에 기생 캐패시턴스(Ccathode), 터치전극(1000)과 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cdata), 터치전극(1000)과 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cgate), 다른 도전체(1700)와 터치전극(1000) 사이에 기생 캐패시턴스(Cothers)가 형성된 경우, 4개의 기생 캐패시턴스(Ccathode, Cdata, Cgate, Cothers)와 1개의 자체 캐패시턴스(Cfinger)가 병렬로 연결된 형태가 되어, 자체 캐턴스(Cfinger)만 있을 때보다, 총 캐패시턴스 값이 커져서, RC 지연이 커지게 된다. 이로 인해, 정확한 터치 센싱을 할 수 없다.
도 18은 다른 실시예에 따른 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 캐소드 전극(1500), 데이터 라인(DL)과, 게이트 라인(GL)과, 구동전압 라인(VDD) 등의 다른 도전체(1700) 중에서 적어도 하나로 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호를 더 인가해줌으로써, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
신호 인가 방식과 관련하여, 적어도 하나의 터치집적회로(150)는, 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호를 데이터 라인(DL)과, 게이트 라인(GL)과, 구동전압 라인(VDD) 등의 다른 도전체(1700) 중 적어도 하나로 직접 인가할 수 있다.
또는, 적어도 하나의 터치집적회로(150)는 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(120) 및 파워 집적회로(160) 중 적어도 하나로 제어 신호를 출력하고, 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(120) 및 파워 집적회로(160) 중 적어도 하나가 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호를 데이터 라인(DL)과, 게이트 라인(GL)과, 구동전압 라인(VDD) 등의 다른 도전체(1700) 중 적어도 하나로 인가할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 적어도 하나의 터치집적회로(150)는 파워 집적회로(160)로 제어 신호를 출력하고, 파워 집적회로(160)는 제어 신호에 따라 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(VSS_TM)를 캐소드 전극(1500)으로 인가해줄 수 있다.
적어도 하나의 터치집적회로(150)는 파워 집적회로(160)로 제어 신호를 출력하고, 파워 집적회로(160)는 제어 신호에 따라 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(VDD_TM)를 구동전압 라인(VDD Line)으로 인가해줄 수 있다.
여기서, 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호가 인가되는 구동전압 라인은, 모든 구동전압 라인일 수도 있고, 현 시점에서 터치구동신호(Vo)가 인가되는 해당 터치전극(1000)와 기생 캐패시턴스를 형성할 수 있는 위치에 있는 적어도 하나의 구동전압 라인일 수도 있다.
적어도 하나의 터치집적회로(150)는 파워 집적회로(160) 또는 데이터 구동부(120)로 제어 신호를 출력하고, 파워 집적회로(160) 또는 데이터 구동부(120)는 제어 신호에 따라 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(DATA_TM)를 데이터 라인(DL)으로 인가해줄 수 있다.
여기서, 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호가 인가되는 데이터 라인은, 모든 데이터 라인일 수도 있고, 현 시점에서 터치구동신호(Vo)가 인가되는 해당 터치전극(1000)와 기생 캐패시턴스를 형성할 수 있는 위치에 있는 적어도 하나의 데이터 라인일 수도 있다.
적어도 하나의 터치집적회로(150)는 파워 집적회로(160) 또는 게이트 구동부(130)로 제어 신호를 출력하고, 파워 집적회로(160) 또는 게이트 구동부(130)는 제어 신호에 따라 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호(SCAN_TM)를 게이트 라인(GL)으로 인가해줄 수 있다.
여기서, 터치구동신호(Vo)와 동일하거나 대응되는 신호가 인가되는 게이트 라인은, 모든 게이트 라인일 수도 있고, 현 시점에서 터치구동신호(Vo)가 인가되는 해당 터치전극(1000)와 기생 캐패시턴스를 형성할 수 있는 위치에 있는 적어도 하나의 게이트 라인일 수도 있다.
도 19 및 도 20은 2T1C 화소 구조 하에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 19 및 도 20은, 각 화소(P)가 1개의 유기발광다이오드(OLED)이외에, 2개의 트랜지스터(T1, T2)와 1개의 스토리지 캐패시터(Cst)로 구성된 2T(Transistor)1C(Capacitor) 화소 구조를 갖는 경우, 기생 캐패시턴스가 형성된 것을 방지하기 위한 방법을 나타낸 도면이다. 단, 도 19 및 도 20에서는, 2개의 트랜지스터(T1, T2)가 P 타입인 것으로 예시되어 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 한 프레임 구간 동안, 디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구동과 터치 모드를 위한 터치 구동으로 나누어져 이루어진다.
도 19를 참조하면, 터치 모드를 위한 터치 구동 시, 터치전극(1000)으로 터치구동신호(Vo)가 인가되고, 캐소드 전극(1500)으로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(VSS_TM)가 인가된다.
따라서, 캐소드 전극(1500)과 터치전극(1000) 사이에는 기생 캐패시턴스(Ccathode)가 형성되지 않는다.
이때, 구동 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T1으로 구동전압 라인(VDD Line)에서 공급되는 구동전압(VDD)은 로우 레벨로 떨어지고, 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2의 게이트로 인가되는 스캔 신호 G[n]은 하이 레벨로 유지되어, 트랜지스터 T2는 오프 상태가 된다. 또한, 데이터 라인(DL)에서 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2로 공급되는 데이터 전압(Data)도 공급되지 않는다.
도 20을 참조하면, 터치 모드를 위한 터치 구동 시, 터치전극(1000)으로 터치구동신호(Vo)가 인가되고, 캐소드 전극(1500)으로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(VSS_TM)가 인가된다.
또한, 구동전압 라인(VDD Line)은, 구동 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T1으로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(VDD_TM)에 해당하는 구동전압(VDD)을 공급한다.
또한, 게이트 라인(GL)은, 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2의 게이트로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(SCAN_TM)를 스캔 신호 G[n]로서 공급한다.
또한, 데이터 라인(DL)은, 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2로 공급되는 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(DATA_TM)를 데이터 전압(Data)으로서 공급한다.
따라서, 터치전극(1000)과 캐소드 전극(1500) 사이에 기생 캐패시턴스(Ccathode), 터치전극(1000)과 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cdata), 터치전극(1000)과 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cgate), 다른 도전체(1700)에 해당하는 구동전압 라인(VDD Line)과 터치전극(1000) 사이에 기생 캐패시턴스(Cothers)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 21 및 도 22는 4T2C 화소 구조 하에서, 터치스크린패널(212)이 내장된 유기발광표시패널(110)에 여러 가지의 기생 캐패시터(Parasite Capacitor)가 형성되는 것을 방지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 21 및 도 22는, 각 화소(P)가 1개의 유기발광다이오드(OLED)이외에, 4개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)와 2개의 스토리지 캐패시터(Cst1, Cst2)로 구성된 4T2C 화소 구조를 갖는 경우, 기생 캐패시턴스가 형성된 것을 방지하기 위한 방법을 나타낸 도면이다. 단, 도 21 및 도 22에서는, 4개의 트랜지스터(T1, T2)가 P 타입인 것으로 예시되어 있다.
도 21 및 도 22에서의 4T2C 화소 구조는, 화소 보상 기능을 제공하기 위하여, 도 19 및 도 20에 비해, 트랜지스터 및 캐패시터가 더 포함된 것이다.
또한, 도 21 및 도 22에서의 4T2C 화소 구조의 경우, 구동 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T1과 유기발광다이오드(OLED) 사이에 발광 제어 트랜지스터(Emittion Control Transistor)에 해당하는 트랜지스터 T4를 더 포함한다.
이러한 트랜지스터 T4는 스캔 신호 EM[n]에 따라 제어되어 온-오프 되어, 유기발광다이오드(OLED)의 발광을 제어한다.
가령, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 발광 제어 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T4는, 유기발광다이오드(OLED)의 발광 동작 타이밍에 맞추어 턴 온 및 턴 오프될 수 있다.
구동 모드가 터치 모드인 경우, 발광 제어 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T4는, 하이 레벨의 스캔 신호 EM[n]를 게이트로 인가받아 턴 오프 될 수 있다. 이에 따라, 터치 모드 구간에서, 유기발광다이오드(OLED)가 불필요하게 발광되는 것을 방지할 수 있다.
도 21을 참조하면, 터치 모드를 위한 터치 구동 시, 터치전극(1000)으로 터치구동신호(Vo)가 인가되고, 캐소드 전극(1500)으로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(VSS_TM)가 인가된다.
따라서, 캐소드 전극(1500)과 터치전극(1000) 사이에는 기생 캐패시턴스(Ccathode)가 형성되지 않는다.
이때, 구동 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T1으로 구동전압 라인(VDD Line)에서 공급되는 구동전압(VDD)은 로우 레벨로 떨어지고, 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2의 게이트로 인가되는 스캔 신호 G[n]은 하이 레벨로 유지되어, 트랜지스터 T2는 오프 상태가 된다. 또한, 데이터 라인(DL)에서 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2로 공급되는 데이터 전압(Data)도 공급되지 않는다.
도 22를 참조하면, 터치 모드를 위한 터치 구동 시, 터치전극(1000)으로 터치구동신호(Vo)가 인가되고, 캐소드 전극(1500)으로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(VSS_TM)가 인가된다.
또한, 구동전압 라인(VDD Line)은, 구동 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T1으로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(VDD_TM)에 해당하는 구동전압(VDD)을 공급한다.
또한, 게이트 라인(GL)은, 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2의 게이트로 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(SCAN_TM)를 스캔 신호 G[n]로서 공급한다.
또한, 데이터 라인(DL)은, 스위칭 트랜지스터에 해당하는 트랜지스터 T2로 공급되는 터치구동신호(Vo)와 동일 또는 대응되는 신호(DATA_TM)를 데이터 전압(Data)으로서 공급한다.
따라서, 터치전극(1000)과 캐소드 전극(1500) 사이에 기생 캐패시턴스(Ccathode), 터치전극(1000)과 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cdata), 터치전극(1000)과 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cgate), 다른 도전체(1700)에 해당하는 구동전압 라인(VDD Line)과 터치전극(1000) 사이에 기생 캐패시턴스(Cothers)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예들은 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 제조 공정을 간단하게 하고 플렉서블 제품을 제작할 수 있도록 하는 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 휘도 저감 및 시인성 저하를 방지하고 개구율을 높일 수 있는 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 터치 구동 및 터치 센싱 시, 불필요한 기생 캐패시터의 형성을 방지할 수 있는 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 실시예들은 정확한 터치 센싱이 가능한 터치 구동을 하는 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기발광표시장치 110: 유기발광표시패널
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
140: 타이밍 컨트롤러 150: 터치 집적회로
160: 파워 집적회로 200: 제1기판
202: 트랜지스터 형성층 204: 제1전극 형성층
206: 유기층 208: 제2전극 형성층
210: 봉지층 212: 터치전극 형성층
214: 수지층 216: 색변환층
218: 제2기판 220: 접착층
220: 커버 310: 제1터치전극
320: 제2터치전극 410: 제1패드
420: 제2패드 430: 라우팅 배선
800: 절연층 810a, 810b, 810c: 컬러필터
820: 블랙매트릭스 1000: 터치전극
1010: 신호라인 1500: 캐소드 전극

Claims (17)

  1. 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터와, 애노드 전극, 유기층 및 캐소드 전극으로 이루어진 유기발광다이오드가 형성된 제1기판;
    상기 제1기판 상에 형성된 봉지층;
    상기 봉지층 상에 형성된 다수의 터치전극;
    상기 다수의 터치전극을 덮도록 형성되는 수지층; 및
    상기 수지층 상에 위치하며, 다수의 컬러필터 및 블랙매트릭스가 형성된 제2기판를 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치전극은,
    상기 블랙매트릭스의 패턴 영역 안에 형성된 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 터치전극이 상기 블랙매트릭스의 패턴 영역 안에 형성되도록,
    상기 다수의 터치전극 각각의 폭은, 상기 블랙매트릭스의 폭 이하인 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치전극은,
    상기 봉지층 상에 제1방향으로 형성되고, 서로 나란하게 이격되어 있는 다수의 제1터치전극; 및
    상기 제1터치전극 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 형성되며, 서로 나란하게 이격되어 있는 다수의 제2터치전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 제1터치전극과 상기 다수의 제2터치전극 사이에 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 제2터치전극 각각의 일 측 또 타 측과 접촉되어 형성된 다수의 라우팅 배선;
    상기 다수의 제1터치전극과 연결되는 다수의 제1패드; 및
    상기 다수의 라우팅 배선과 연결되는 다수의 제2패드를 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 제1패드를 통해 상기 다수의 제1터치전극으로 터치구동신호를 순차적으로 인가해주고, 상기 다수의 제2패드를 통해 상기 다수의 제2터치전극에서의 수신신호를 수신하는 적어도 하나의 터치 집적회로를 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치전극은 서로 이격된 블록 형태의 전극으로서, 동일한 층에 모두 형성되고,
    상기 다수의 터치전극 각각에 연결된 다수의 신호 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    구동 모드가 터치 모드인 경우, 상기 다수의 신호 라인을 통해 상기 다수의 터치전극으로 터치구동신호를 순차적으로 인가하여 터치 센싱 프로세스를 수행하는 적어도 하나의 터치 집적회로를 더 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 모드가 상기 터치 모드인 경우,
    상기 제1기판에 형성된 상기 유기발광다이오드의 전극으로 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 터치집적회로가 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호를 상기 유기발광다이오드의 전극으로 직접 인가하거나,
    상기 적어도 하나의 터치집적회로가 파워 집적회로로 제어 신호를 출력하고, 상기 파워 집적회로가 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호를 상기 유기발광다이오드의 전극으로 인가하는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  12. 제9항에 있어서,
    각 화소 영역마다, 상기 둘 이상의 트랜지스터 중 구동 트랜지스터와 상기 유기발광다이오드 사이에 발광 제어 트랜지스터가 더 형성된 경우,
    상기 구동 모드가 상기 터치 모드일 때, 상기 발광 제어 트랜지스터는 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 구동 모드가 상기 터치 모드인 경우,
    데이터 라인, 게이트 라인 및 구동전압 라인 중 적어도 하나로 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 터치집적회로가 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호를 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 구동전압 라인 중 적어도 하나로 직접 인가하거나,
    상기 적어도 하나의 터치집적회로가 데이터 구동부, 게이트 구동부 및 파워 집적회로 중 적어도 하나로 제어 신호를 출력하고, 상기 데이터 구동부, 상기 게이트 구동부 및 상기 파워 집적회로 중 적어도 하나가 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호를 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 구동전압 라인 중 적어도 하나로 인가하는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  15. 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 형성되고 다수의 터치전극이 형성된 유기발광표시패널;
    상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부; 및
    상기 다수의 터치전극으로 인가되는 터치구동신호를 출력하는 터치 집적회로를 포함하되,
    구동 모드가 터치 모드인 경우,
    상기 터치전극으로 상기 터치구동신호가 인가될 때, 상기 유기발광표시패널에 형성된 여러 종류의 도전체 중에 적어도 하나로 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 도전체는,
    상기 터치구동신호가 상기 터치전극으로 인가되고 있는 동안, 상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호의 미인가될 때에는, 상기 터치전극과 기생 캐패시터를 발생시키는 도전체인 것을 특징으로 하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 신호가 더 인가되는 도전체는,
    유기발광다이오드의 전극, 데이터 라인, 게이트 라인 및 구동전압 라인 중 적어도 하나를 포함하는 인 셀 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치.

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