KR20210004427A - 터치 표시 장치 - Google Patents

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이재균
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이정훈
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Abstract

본 발명은 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 터치 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 기판의 액티브 영역 상에 배치되는 다수의 제1 터치 전극들과; 기판의 액티브 영역 상에 배치되며 다수의 제1 터치 전극들과 모양이 다른 다수의 제2 터치 전극들을 구비하며, 상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 터치 전극들보다 면적이 작은 적어도 2개의 서브 전극들이 연결되어 이루어진다. 이에 따라, 본 발명은 제1 및 제2 터치 전극들의 면적이 유사해져 터치 전극들의 면적 편차로 인해 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

터치 표시 장치{TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 터치 표시 장치를 제공하는 것이다.
터치 스크린은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 즉, 터치 스크린은 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환하며, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
일반적으로, 터치 스크린은 표시패널의 화면 형태로 설계된다. 표시패널은 적용 기기에 따라 곡선 부분이나 사선 부분과 같은 이형(異形) 형태로 설계될 수 있다.
이러한 터치 스크린에 이형 디자인이 적용되는 경우, 터치 전극의 위치에 따라서 터치 전극의 면적이 달라진다. 즉, 이형 디자인이 적용된 영역에 배치되는 터치 전극은 상대적으로 소면적으로 형성되고, 이형 디자인이 적용되지 않은 영역에 배치되는 터치 전극은 상대적으로 대면적으로 형성된다. 이 경우, 사용자가 소면적의 터치 전극에 사용자의 터치 입력이 발생하더라도 소면적의 터치 전극과 사용자의 터치 입력간의 접촉면적이 작으므로 터치 감도가 저하되게 된다.
또한, 터치 입력이 없음에도 불구하고, 소면적의 터치 전극으로부터 수신된 센싱 신호와, 대면적의 터치 전극으로부터 수신된 센싱 신호들 간의 차이가 발생된다. 이 경우, 터치 입력이 없음에도 불구하고, 터치 입력으로 감지되어 터치 정확도가 저하되게 된다.
상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 터치 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 표시 장치는 기판의 액티브 영역 상에 배치되는 다수의 제1 터치 전극들과; 기판의 액티브 영역 상에 배치되며 다수의 제1 터치 전극들과 모양이 다른 다수의 제2 터치 전극들을 구비하며, 상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 터치 전극들보다 면적이 작은 적어도 2개의 서브 전극들이 연결되어 이루어진다.
본 발명에서는 적어도 하나의 이형변을 가지는 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 어느 하나가 제1 터치 전극들보다 면적이 작은 적어도 2개의 서브 전극들이 연결되어 이루어진다. 이에 따라, 본 발명은 제1 및 제2 터치 전극들의 면적이 유사해져 터치 전극들의 면적 편차로 인해 터치 감도 및 터치 정확도 등과 같은 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 액티브 영역 내에 배치되는 제1 및 제2 터치 전극들의 면적이 유사하므로, 면적이 작은 터치 전극을 구비하지 않으므로, 터치 감도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 제1 터치 전극과 면적이 유사한 제2 터치 전극들의 이형변들이 사선 및 곡선을 가지는 액티브 영역의 가장자리를 따라 배치된다. 이에 따라, 제1 터치 전극과 면적이 유사해지도록 제2 터치 전극을 베젤 영역으로 확장하는 종래 구조에 비해 제2 터치 전극을 베젤 영역으로 확장할 필요가 없으므로, 네로우 베젤을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 표시 패널의 다른 형상을 나타내는 평면도들이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1의 A영역의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1에 도시된 제2 터치 전극의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 터치 전극들과 구동 회로부와의 접속 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 제1 내지 제3 터치 영역과 구동 회로부와의 접속 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 및 제2 터치 전극들을 이용한 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 제1 및 제2 터치 전극들이 적용된 터치 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 터치 표시 장치에서 개구영역을 마련하는 제2 터치 전극들을 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 구동 회로부와 표시 패널의 이형면 간의 배치 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 터치 표시 장치는 표시 패널(100)과, 구동 회로부(200)를 구비한다.
구동 회로부(200)는 터치 라인들(TL)을 통해 터치 전극들(TE1,TE2)에 터치 구동 신호를 공급하여 터치 입력을 센싱한다. 즉, 구동 회로부(200)는 터치 입력 유무에 따라 달라지는 터치 센서의 전하량을 분석하여 터치 입력을 판단하고, 터치 입력 위치의 좌표를 계산한다. 구동 회로부(200)는 표시 패널(100)에 배치되는 서브 화소들을 구동하는 표시 구동 회로와, 터치 전극(150)을 구동하는 터치 구동 회로가 함께 통합된 통합형 집적 회로(Touch Display Drive IC: TDDI)로 구현되거나, 표시 구동 회로와 터치 구동 회로가 개별로 구현될 수 있다.
표시 패널(100)은 터치 센싱 기능 및 디스플레이 기능을 수행한다. 이를 위해, 표시 패널(100)은 매트릭스 형태로 배열된 서브 화소들을 통해 영상을 표시하고, 다수개의 터치 전극들(TE1,TE2)을 이용하여 터치 센싱 기능을 수행한다. 다수개의 터치 전극들(TE1,TE2) 각각은 사용자의 터치에 의한 정전 용량 변화를 감지하는 자가 용량(Self-Capacitance) 방식의 터치 센서로 이용된다. 이러한 터치 전극(TE1,TE2)을 이용하는 자가 용량 센싱 방법은 터치 라인(TL)을 통해 공급되는 터치 구동 신호가 터치 전극(TE1,TE2)에 인가되면, 전하(Q)가 터치 센서에 축적되다. 이 때, 사용자의 손가락이나 전도성 물체가 터치 전극(TE1,TE2)에 접촉되면, 자가 용량 센서에 추가로 기생 용량이 연결되어 커패시턴스 값이 변한다. 따라서, 손가락이 터치된 터치 센서와 그렇지 않은 터치 센서 간에 커패시턴스(Capaciance) 값이 달라져 터치 입력 여부를 판단할 수 있다.
이러한 터치 센싱 기능 및 디스플레이 기능을 수행하는 표시 패널(100)은 웨어러블 기기, 플렉서블 기기, 계기판 등에서, 기존의 사각형 형태가 아닌 다양한 형태로 설계된다. 예를 들어, 표시 패널(100)에서 영상이 구현되는 액티브 영역(AA)은 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 사선을 가지는 형태, 도 2c에 도시된 원형, 도 2d에 도시된 타원형, 곡선을 가지는 형태, 또는 다각형 등 이형 디자인으로 설계된다.
이형 디자인으로 설계된 액티브 영역(AA)의 형상에 따라서 액티브 영역(AA)에 배치되는 터치 전극(TE1,TE2)의 형상도 달라진다. 즉, 본 발명의 터치 전극은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 다수의 제1 터치 전극들(TE1)과, 제1 터치 전극들(TE1)과 모양이 다른 다수의 제2 터치 전극들(TE2)을 구비한다.
제1 터치 전극들(TE1)은 액티브 영역(AA)의 경사면 또는 곡면 등의 이형면을 제외한 제1 액티브 영역(AA1)에 배치되며, 서로 동일한 형상을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 제1 터치 전극들(TE1)은 사각형 형상으로 형성되거나, 메쉬 형태로 이루어진 불투명 금속층의 가장 자리를 따라 형성되는 가상의 선들이 사각형 형상을 이루도록 형성된다.
다수의 제2 터치 전극(TE2)들은 제1 터치 전극(TE1)의 형상과 다른 이형으로 형성되며, 다수의 제2 터치 전극들(TE2) 중 적어도 어느 하나는 나머지 제2 터치 전극들(TE2)과 다른 형상을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 다수의 제1 터치 전극들은 직사각형 또는 정사각형의 형상으로 형성되며, 다수의 제2 터치 전극들(TE2) 중 적어도 어느 하나는 삼각형의 형상으로 형성되며, 다수의 제2 터치 전극들(TE2) 중 나머지 제2 터치 전극들(TE2)은 사선을 가지는 사각형의 형상으로 형성된다.
구체적으로, 제2 터치 전극들(TE2)은 제1 터치 전극들(TE1)과 다른 곡선 및 사선 중 적어도 어느 하나인 이형변(DS)을 가진다. 이러한 다수의 제2 터치 전극들(TE2)의 이형변(DS)은 액티브 영역(AA)의 가장자리를 따라 배치되므로 액티브 영역(AA)은 이형 디자인으로 설계될 수 있다.
이러한 제2 터치 전극들(TE2) 각각은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 이형변(DS)을 가지는 적어도 2개의 서브 전극들(SE)과, 적어도 2개의 서브 전극들(SE)을 연결하도록 서브 전극들(SE) 사이에 배치되는 적어도 하나의 더미 전극(DE)을 구비한다. 이러한 적어도 2개의 서브 전극들(SE)과 더미 전극(DE)이 연결됨으로써 제2 터치 전극(TE2)이 형성된다. 이 때, 적어도 2개의 이형의 서브 전극들(SE)과 더미 전극(DE) 각각은 제1 터치 전극(TE1)보다 면적이 작다.
도 3a에 도시된 제2 터치 전극(TE2)은 상하로 인접한 서브 전극들(SE)과, 그 서브 전극들(SE) 사이에 배치되는 더미 전극(DE)이 결합됨으로써 형성된다. 이 때, 더미 전극(DE)은 제1 터치 전극들(TE1) 사이의 이격 영역과 나란하게 배치된다.
도 3b 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 제2 터치 전극(TE2)은 상하 및 좌우 중 적어도 어느 하나로 인접한 서브 전극들(SE)과, 그 서브 전극들(SE) 사이에 배치되는 더미 전극(DE)이 결합됨으로써 형성된다. 도 3d에 도시된 더미 전극(DE)은 서브 전극들(SE)보다 작은 길이 및 폭을 가지도록 형성되므로, 서브 전극들(SE) 사이에는 오목부(CP)가 형성된다. 이에 따라, 도 3d에 도시된 더미 전극(DE)은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 더미 전극들(DE)에 비해 면적이 작으므로, 더미 전극(DE)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 서브 전극들(SE)과 더미 전극(DE)이 결합되어 형성되는 제2 터치 전극(TE2)은 도 4a 내지 도 4d에 도시된 어느 한 구조로 형성된다. 도 4a에 도시된 제2 터치 전극(TE2)은 내각의 합이 360도이고 적어도 하나의 사선인 이형변(DS)을 가지는 사각형으로 형성되거나, 도 4b에 도시된 제2 터치 전극(TE2)는 내각의 합이 360도 이상이고, 적어도 하나의 사선인 이형변(DS)을 가지는 오각형으로 형성된다. 도 4c에 도시된 제2 터치 전극(TE2)은 내각의 합이 180도이고 적어도 하나의 사선인 이형변(DS)을 가지는 삼각형으로 형성되거나, 도 4d에 도시된 제2 터치 전극(TE2)은 적어도 하나의 곡선인 이형변(DS)을 가지도록 형성된다.
이러한 제2 터치 전극(TE2)의 이형변(DS)의 길이, 제2 터치 전극(TE2)의 가로 길이(HL) 및 제2 터치 전극(TE2)의 세로 길이(VL) 중 어느 하나의 최장 길이는 제1 터치 전극(TE1)의 가로 및 세로 중 어느 하나의 최장 길이보다 길게 형성된다. 이 때, 제2 터치 전극(TE2) 각각은 제1 터치 전극(TE1) 각각과 유사한 면적으로 형성되도록 제2 터치 전극(TE2) 각각의 면적은 제1 터치 전극(TE1)의 면적과 최대 20%의 차이를 가지도록 형성된다. 즉, 다수의 제2 터치 전극들(TE2) 중 적어도 어느 하나의 제2 터치 전극(TE2)은 제1 터치 전극들(TE1) 각각의 면적의 100%를 초과하고 120%이내의 면적을 가지며, 다수의 제2 터치 전극(TE2) 중 나머지 제2 터치 전극(TE2)은 제1 터치 전극들(TE1) 각각의 면적의 80~100%의 면적을 가진다.
이와 같이, 본 발명에서는 제2 터치 전극들(TE2) 각각의 면적과 제1 터치 전극들(TE1) 각각의 면적 간의 편차가 적도록 형성된다. 이에 따라, 터치 입력이 없는 경우 제1 터치 전극들(TE1)로부터 수신된 제1 터치 센싱 신호와 제2 터치 전극들(TE2)로부터 수신된 제2 터치 센싱 신호들 간의 차이가 없어 정확한 터치 감지가 가능해진다.
또한, 본 발명에서는 액티브 영역(AA) 내에서 제1 및 제2 터치 전극들(TE1,TE2)의 면적이 유사해지므로, 사선 및 곡선을 가지는 액티브 영역(AA)의 가장자리를 따라 제2 터치 전극들(TE2)의 이형변(DS)들이 배치된다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극들(TE1,TE2)의 면적이 유사해지도록 제2 터치 전극(TE2)을 베젤 영역으로 확장할 필요가 없으므로, 네로우 베젤을 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2 터치 전극 각각과 구동 집적 회로와의 접속 관계를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이 구동 회로부(200)는 제1 및 제2 터치 전극(TE1, TE2)의 배치 관계에 따라서 다수개의 리드 아웃 집적 회로(ROIC)로 구현될 수 있다. 도 5에서는 구동 회로부(200)가 3개의 리드 아웃 집적 회로(ROIC)를 포함하고, 제1 및 제2 터치 전극들(TE1,TE2)이 8행9열의 매트릭스 타입으로 배열되어 있는 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 리드 아웃 집적 회로(ROIC1)는 제1 터치 전극들(TE1)로 이루어진 제1 내지 제3 터치 전극열이 배치된 제1 터치 영역(TA1)을 구동하고, 제2 리드 아웃 집적 회로(ROIC2)는 제1 및 제2 터치 전극들(TE1,TE2)로 이루어진 제4 내지 제6 터치 전극열이 배치된 제2 터치 영역(TA2)을 구동하고, 제3 리드 아웃 집적 회로(ROIC3)는 제1 및 제2 터치 전극들(TE1,TE2)로 이루어진 제7 내지 제9 터치 전극열이 배치된 제3 터치 영역(TA3)을 구동한다.
이 때, 제2 및 제3 리드 아웃 집적 회로(ROIC2,ROIC3)의 채널 개수는 제1 리드 아웃 집적 회로(ROIC1)의 채널 개수와 동일하다. 이에 따라, 제2 및 제3 터치 영역(TA2,TA3)의 터치 전극(TE1,TE2)의 전체 개수는 제1 터치 영역(TA1)의 터치 전극(TE1)의 전체 개수에 비해 적으므로, 제2 및 제3 리드 아웃 집적 회로(ROIC2,ROIC3)의 채널 중 일부는 사용되지 않는다. 이에 따라, 제2 및 제3 리드 아웃 집적 회로(ROIC2,ROIC3)의 데이터 처리 속도가 향상된다.
예를 들어, 제1 리드 아웃 집적 회로(ROIC1)는 도 6a에 도시된 바와 같이 제1 터치 영역(TA1)에 배치된 총 24개의 터치 전극들(TE1; #1~#24) 각각과 터치 라인(TL)을 통해 전기적으로 접속된다. 이 때, 제1 리드 아웃 집적 회로(ROIC1)의 24개의 채널은 터치 라인(TL)과 전기적으로 접속된다.
제2 리드 아웃 집적 회로(ROIC2)는 도 6b에 도시된 바와 같이 제2 터치 영역(TA2)에 배치된 총 18개의 터치 전극들(TE1,TE2;#1~#7,#9~#14,#17~#21) 각각과 총 18개의 터치 라인(TL)을 통해 접속된다. 이 때, 제2 리드 아웃 집적 회로(ROIC2)의 24개의 채널 중 총 18개의 채널은 터치 라인(TL)과 전기적으로 접속되고, 6개의 채널은 터치 라인(TL)과 접속되지 않는다. 터치 라인(TL)과 접속되지 않는 6개의 채널은 더미 채널로 이용된다.
제3 리드 아웃 집적 회로(ROIC3)는 도 6c에 도시된 바와 같이 제3 터치 영역(TA3)에 배치된 총 6개의 터치 전극들(TE1,TE2; #1~#3,#9~#10,#17) 각각과 총 6개의 터치 라인(TL)을 통해 접속된다. 이 때, 제3 리드 아웃 집적 회로(ROIC3)의 24개의 채널 중 총 6개의 채널은 터치 라인(TL)과 전기적으로 접속되고, 18개의 채널은 터치 라인(TL)과 접속되지 않는다. 터치 라인(TL)과 접속되지 않는 18개의 채널은 더미 채널로 이용된다.
한편, 제2 터치 전극들(TE2)이 배치되는 제2 및 제3 터치 영역(TA2,TA3)과 대응되는 터치 라인들(TL)은 제2 터치 전극(TE2)의 이형변(DS)과 마주보는 영역이 이형변을 따라 형성된다. 예를 들어, 제2 터치 전극(TE2)의 이형변(DS)이 사선(또는 곡선)인 경우, 터치 라인(TL)은 제2 터치 전극(TE2)의 이형변(DS)과 마주보는 영역이 사선(또는 곡선)으로 형성된다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 디스플레이 장치의 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 구동 회로부를 이루는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)는 다수의 터치 라인들(TL)과 전기적으로 연결된 차등 증폭기(AMP) 등을 포함한다. 도 7에서는 제2 터치 영역(TA2)에 배치되는 13번째 제1 터치 전극(TE1,#13)과 전기적으로 연결된 제1 터치 라인(TL1)과, 제2 터치 영역(TA2)에 배치된 14번째 제2 터치 전극(TE2, #14)과 전기적으로 연결된 제2 터치 라인(TL2)과 연결된 차동 증폭기(AMP)를 예로 들어 설명하기로 한다.
차동 증폭기(AMP)의 제1 반전 입력단은 터치 구동 신호를 제1 터치 라인(TL1)으로 송신하고, 제1 터치 라인(TL1)으로부터 제1 터치 센싱 신호(TS1)를 수신한다. 차동 증폭기(AMP)의 제1 반전 입력단은 터치 구동 신호를 제2 터치 라인(TL2)으로 송신하고, 제2 터치 라인(TL2)으로부터 제2 터치 센싱 신호(TS2)를 수신한다. 차동 증폭기(AMP)의 제1 반전 입력단과 출력단 사이와, 제2 반전 입력단과 출력단 사이에는 피드백 캐패시터(Cfb)가 전기적으로 연결된다.
이러한 차동 증폭기(AMP)는 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)으로부터 수신된 제1 터치 센싱 신호(TS1)와, 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2터치 전극(TE2)으로부터 수신된 제2 터치 센싱 신호(TS2)의 차이에 비례하는 터치 출력 신호(Tout)를 출력하는 차동 센싱 동작을 수행한다. 이러한 터치 출력 신호(Tout)를 기초로 터치 입력 유무 또는 터치 좌표를 확득할 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 터치 전극(TE1,TE2)의 면적은 유사하므로, 터치 입력이 없는 경우 제1 터치 전극들(TE1)로부터 수신된 제1 터치 센싱 신호(TS1)와 제2 터치 전극들(TE2)로부터 수신된 제2 터치 센싱 신호들(TS2) 간의 차이가 없으므로, 정확한 터치 감지가 가능해진다.
이와 같이, 제1 및 제2 터치 전극(TE1,TE2)을 가지는 터치 센서는 별도의 접착제 없이 도 8에 도시된 바와 같이 발광 소자(120) 상부에 직접 형성될 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 터치 표시 장치는 기판(111) 상에 매트릭스 형태로 배열된 발광 소자(120)와, 발광 소자(120) 상에 배치된 봉지 유닛(140)과, 봉지 유닛(140) 상에 배치된 터치 전극(TE1,TE2)을 구비한다.
기판(111)은 폴딩(folding) 또는 벤딩(bending)이 가능하도록 가요성(flexibility)을 가지는 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 형성된다. 예를 들어, 기판(111)은 PI(Polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PAR(polyarylate), PSF(polysulfone), COC(ciclic-olefin copolymer) 등의 재질로 형성된다.
기판(111) 상에는 화소 구동 회로에 포함되는 다수의 박막트랜지스터(130)가 배치된다. 박막 트랜지스터(130)는 멀티 버퍼막(112) 상에 배치되는 반도체층(134)과, 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 반도체층(134)과 중첩되는 게이트 전극(132)과, 층간 절연막(114) 상에 형성되어 반도체층(134)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(136,138)을 구비한다. 여기서, 반도체층(134)은 비정질 반도체 물질, 다결정 반도체 물질 및 산화물 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성된다.
발광 소자(120)는 애노드 전극(122)과, 애노드 전극(122) 상에 형성되는 적어도 하나의 발광 스택(124)과, 발광 스택(124) 위에 형성된 캐소드 전극(126)을 구비한다.
애노드 전극(122)은 보호막(108) 및 화소 평탄화층(118)을 관통하는 화소 컨택홀(116)을 통해 노출된 박막트랜지스터(130)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다.
적어도 하나의 발광 스택(124)은 뱅크(128)에 의해 마련된 발광 영역의 애노드 전극(122) 상에 형성된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 애노드 전극(122) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(124)은 전하 생성층을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광 스택(124)에서 생성된 백색광은 발광 스택(124) 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(124)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색 서브 화소의 발광 스택(124)은 적색광을, 녹색 서브 화소의 발광 스택(124)은 녹색광을, 청색 서브 화소의 발광 스택(124)은 청색광을 생성할 수도 있다.
캐소드 전극(126)은 발광 스택(124)을 사이에 두고 애노드 전극(122)과 대향하도록 형성되며 저전압 공급 라인과 접속된다.
봉지 유닛(140)은 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(120)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다. 이를 위해, 봉지 유닛(140)은 적어도 1층의 무기 봉지층(142)과, 적어도 1층의 유기 봉지층(144)을 구비한다. 본 발명에서는 제1 무기 봉지층(142), 유기 봉지층(144) 및 제2 무기 봉지층(146)이 순차적으로 적층된 봉지 유닛(140)의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 무기 봉지층(142)은 캐소드 전극(126)이 형성된 기판(111) 상에 형성된다. 제2 무기 봉지층(146)은 유기 봉지층(144)이 형성된 기판(111) 상에 형성되며, 제1 무기 봉지층(142)과 함께 유기 봉지층(144)의 상부면, 하부면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다.
이러한 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 외부의 수분이나 산소가 발광 스택(124)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 이 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 저온 분위기에서 증착되므로, 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)의 증착 공정시 고온 분위기에 취약한 발광 스택(124)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
유기 봉지층(144)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이 유기 봉지층(144)은 제1 무기 봉지층(142)이 형성된 기판(111) 상에 PCL, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 비감광성 유기 절연 재질 또는 포토아크릴과 같은 감광성 유기 절연 재질로 형성된다. 이러한 유기 봉지층(144)은 비액티브 영역(NA)을 제외한 액티브 영역(AA)에 배치된다. 이를 위해, 적어도 하나의 댐(106)은 유기 봉지층(144)이 비액티브 영역(NA)으로 확산되는 것을 차단하도록 배치된다. 적어도 하나의 댐(106)은 화소 평탄화층(118), 뱅크(128) 및 스페이서(도시하지 않음) 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로 형성된다. 이와 같은, 봉지 유닛(140) 상에는 다수의 터치 전극들(TE1,TE2) 및 터치 라인(TL) 이 배치된다.
다수의 터치 전극들(TE1,TE2)은 서로 교차하는 제1 및 제2 방향으로 분할되어 봉지 유닛(140) 상에 독립적으로 형성된다. 다수의 터치 전극들(TE1,TE2) 각각은 사용자의 터치 면적을 고려하여 다수개의 서브 화소와 대응되는 영역에 형성된다. 예를 들어, 1개의 터치 전극(TE1,TE2)은 1개의 서브 화소보다 수배에서 수백배 큰 영역과 대응되도록 형성된다.
이러한 터치 전극(TE1,TE2)은 Ta, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 불투명 금속을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성되거나, ITO, IZO, IGZO 또는 ZnO계의 투명 도전막 및 불투명 금속을 이용하여 다층 구조로 형성된다.
불투명 금속을 포함하는 터치 전극(TE1,TE2)은 투명 도전막을 이용하여 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 플레이트 형태로 형성되거나, 각 서브 화소의 발광 영역과 비중첩되고, 발광 영역들 사이에 배치되는 뱅크(128)와 중첩되는 메쉬 형태로 형성된다. 이러한 메쉬 형태의 터치 전극(TE1,TE2)은 투명 도전막보다 전도성이 좋아 터치 전극(TE1,TE2)을 저저항 전극으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 터치 전극(TE1,TE2) 자체의 저항과 커패시턴스 감소되어 RC 시정수가 감소되어 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 메쉬 형태의 터치 전극(TE1,TE2)들은 뱅크(128)의 선폭과 동일하거나 작은 선폭으로 뱅크(128)와 중첩되므로, 터치 전극(TE1,TE2)에 의해 개구율 및 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
다수의 터치 라인들(TL)은 액티브 영역(AA)에서 터치 전극들(TE1,TE2) 각각과 구동 회로부(200) 사이에 배치되어 이들을 전기적으로 접속된다. 다수의 터치 라인들(TL) 각각은 터치 절연막(156)을 관통하는 터치 컨택홀(170)을 통해 노출된 터치 전극(TE1,TE2)과 전기적으로 접속된다. 이러한 터치 라인들(TL)은 봉지 유닛(140)의 측면을 따라 액티브 영역에서 비액티브 영역으로 신장되도록 배치되어 터치 패드(160)와 전기적으로 접속된다.
터치 패드(160)는 패드 컨택홀(166)을 통해 전기적으로 접속되는 제1 및 제2 패드 전극(162,164)을 구비한다. 제1 패드 전극(162)은 소스 및 드레인 전극(136,138)과 동일 재질로 동일 평면 상에 배치된다. 제2 패드 전극(164)은 터치 라인(TL)과 동일 재질로 동일 평면 상에 배치된다. 이 제2 패드 전극(164)은 터치 버퍼막(148) 및 터치 절연막(156)을 관통하는 패드 컨택홀(166)을 통해 노출된 제1 패드 전극(162)과 전기적으로 접속된다. 이러한 제1 및 제2 패드 전극(162,164)을 구비하는 터치 패드(160)는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)를 포함하는 구동 회로부(200)와 전기적으로 접속된다.
이 터치 패드(160)를 노출시키도록 전극(TE1,TE2) 및 터치 라인(TL) 상에는 터치 보호막(158)이 배치된다. 터치 보호막(158)은 터치 전극(TE1,TE2)을 덮도록 형성되어 터치 전극(TE1,TE2)의 손상을 방지할 수 있다. 이 터치 보호막(158)은 에폭시 또는 아크릴과 같은 유기 절연 재질로 박막 또는 필름 형태로 형성되거나, SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 재질로 형성되거나, 편광 필름으로 형성된다.
한편, 본 발명에서는 액티브 영역(AA)의 가장자리에 제2 터치 전극(TE2)이 배치되는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 액티브 영역(AA)의 내부에 제2 터치 전극(TE2)이 배치될 수도 있다.
도 9a및 도 9b에 도시된 제2 터치 전극들(TE2)의 이형변(DS)은 액티브 영역 내에 개구 영역(OA)을 마련하도록 배치된다. 개구 영역(OA)은 도 9a에 도시된 바와 같이 홀(hole) 형태로 형성되거나, 도 9b에 도시된 바와 같이 노치(notch) 형태로 형성된다. 개구영역(OA)을 마련하는 제2 터치 전극들(TE2)은 상하 및 좌우 중 적어도 어느 하나로 인접한 서브 전극들(SE)과, 그 서브 전극들(SE) 사이에 배치되는 더미 전극(DE)이 결합됨으로써 형성된다.
또한, 본 발명에서는 터치 구동 회로와 표시 구동 회로가 함께 통합된 구동 회로부(200)와 액티브 영역(AA)의 이형면이 마주보도록 배치되는 구조를 예로 들어 설명하였다. 즉, 도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이 이형면으로만 이루어진 표시 패널 뿐만 아니라, 도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 바와 같이 이형면과 직선면을 가지는 표시 패널은 그 표시 패널의 액티브 영역(AA)의 이형면이 구동 회로부(200)와 마주보도록 배치된다.
이외에도 이형면 및 직선면을 가지는 표시 패널(100)은 도 10a에 도시된 바와 같이 그 표시 패널(100)의 직선면이 구동 회로부(200)와 마주보도록 배치되거나, 이형면 및 직선면의 적어도 2면이 구동 회로부(200)와 마주보도록 배치된다.
뿐만 아니라, 도 10b에 도시된 바와 같이 터치 구동 회로(201)와, 그 터치 구동 회로(201)와 개별로 구성된 표시 구동 회로(202)는 액티브 영역(AA)의 서로 다른 면에 배치될 수도 있다. 이 때, 터치 구동 회로(201)는 액티브 영역(AA)의 이형면 및 직선면 중 적어도 어느 하나와 마주보도록 배치된다. 그리고, 서브 화소들에 구동 신호를 공급하는 표시 신호 라인(DSL)과 전기적으로 연결된 표시 구동 회로(202)는 액티브 영역(AA)의 이형면 및 직선면 중 적어도 하나와 마주보도록 배치된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100 : 표시 패털 120 : 발광 소자
140 : 봉지 유닛 200 : 구동 회로부
TE1,TE2: 터치 전극 TL : 터치 라인

Claims (11)

  1. 기판과;
    상기 기판의 액티브 영역에 배치되는 다수의 제1 터치 전극들과;
    상기 기판의 액티브 영역에 배치되며 다수의 제1 터치 전극들과 모양이 다른 다수의 제2 터치 전극들과;
    상기 제1 및 제2 터치 전극들 각각과 전기적으로 접속되는 다수의 터치 라인들을 구비하며,
    상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 터치 전극들보다 면적이 작은 적어도 2개의 서브 전극들이 연결되어 이루어지는 터치 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 터치 전극들은 상기 제1 터치 전극들과 다른 곡선 및 사선 중 적어도 어느 하나인 이형(異形)변을 적어도 하나 가지는 터치 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 터치 전극들은
    상기 적어도 2개의 서브 전극들을 연결하도록 상기 서브 전극들 사이에 배치되는 적어도 하나의 더미 전극을 더 구비하며,
    상기 적어도 2개의 서브 전극들 및 상기 더미 전극 각각은 상기 이형변을 가지며,
    상기 적어도 2개의 서브 전극들 및 상기 더미 전극 각각은 상기 제1 터치 전극보다 면적이 작은 터치 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 더미 전극은 상기 제1 터치 전극들 사이의 영역과 나란하게 배치되는 터치 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 제2 터치 전극들의 이형변은 상기 액티브 영역의 가장 자리를 따라 배치되는 터치 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 제2 터치 전극들의 이형변은 상기 액티브 영역 내에 배치되어 상기 액티브 영역 내에 개구 영역을 마련하는 터치 표시 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 라인들은 상기 제2 터치 전극들의 이형변과 마주보는 영역이 상기 이형변을 따라 형성되는 터치 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 어느 하나의 상기 제2 터치 전극은 상기 제1 터치 전극들 각각의 면적의 100%를 초과하고 120%이내의 면적을 가지며,
    상기 다수의 제2 터치 전극 중 나머지 제2 터치 전극은 상기 제1 터치 전극들 각각의 면적의 80~100%의 면적을 가지는 터치 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 영역에 배치되는 발광 소자와;
    상기 발광 소자 상에 배치되는 봉지 유닛을 더 구비하며,
    상기 제1 및 제2 터치 전극들은 상기 봉지 유닛 상에 배치되며,
    상기 터치 라인들은 상기 봉지 유닛의 측면을 따라 배치되는 터치 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들과 연결되는 구동 회로부를 더 구비하며,
    상기 구동 회로부는 상기 액티브 영역의 이형면과 마주보도록 배치되는 터치 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들과 연결되는 구동 회로부를 더 구비하며,
    상기 구동 회로부는 상기 액티브 영역의 이형면 및 직선면 중 적어도 어느 하나와 마주보도록 배치되는 터치 표시 장치.
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