KR20220066631A - 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20220066631A
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common electrode
touch
common
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백상윤
이철우
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 디스플레이 패널에 배치된 다수의 공통 전극의 일부만 터치 전극으로 구동함으로써, 터치 센싱 기능을 구현함에 따른 배선의 증가와 개구율의 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 터치 전극으로 구동하는 공통 전극과 터치 전극으로 구동하지 않는 공통 전극 간의 전체적인 저항 및 위치에 따른 저항 분포를 동일 또는 유사하게 조절함으로써, 다수의 공통 전극 중 일부 공통 전극을 터치 전극으로 구동함에 따른 디스플레이 구동 상의 이상을 방지하며 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치{TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치와 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용된다.
디스플레이 장치는, 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 손가락이나 펜에 의한 터치를 인식하고, 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행할 수 있다.
터치 인식이 가능한 디스플레이 장치는, 일 예로, 디스플레이 패널 상에 배치되거나 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 다수의 터치 전극을 구동하고 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치 시 발생하는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널에는 다수의 터치 전극을 구동하기 위해 다수의 터치 전극 각각과 전기적으로 연결되는 다수의 터치 라인이 배치될 수 있다. 디스플레이 패널의 크기가 증가할수록 디스플레이 패널에 배치되는 터치 전극의 수가 증가하므로, 터치 전극과 연결되는 터치 라인의 수도 증가할 수 있다.
디스플레이 패널에 배치되는 터치 라인의 수가 증가하면 액티브 영역에 배치되는 배선의 추가로 인해 디스플레이 패널의 개구율이 감소될 수 있다. 또한, 터치 라인과 터치 구동 회로 간의 전기적인 연결을 위해 디스플레이 패널에 배치되는 패드의 수가 증가할 수 있다.
따라서, 터치 인식이 가능한 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널의 개구율 감소와 베젤 영역의 증가를 방지하며, 디스플레이 패널에 터치 센싱을 위한 구성을 배치할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에서 터치 전극으로 구동되는 전극의 수와 터치 라인의 수를 감소시키면서, 터치 센싱의 성능을 유지할 수 있는 방안을 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에서 터치 전극으로 구동되는 전극과 터치 전극으로 구동되지 않는 전극의 배치로 인한 디스플레이 구동 상의 이상을 방지할 수 있는 방안을 제공한다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 서로 분리되어 배치된 다수의 제1 공통 전극들 및 다수의 제2 공통 전극들, 다수의 제1 공통 전극들 각각과 터치 구동 회로 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제1 공통 전극 라인들 및 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되고 적어도 일부는 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에서 서로 전기적으로 연결되는 다수의 제2 공통 전극 라인들을 포함하고, 터치 구동 회로는 다수의 제1 공통 전극 라인들과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 멀티플렉서를 포함하며, 터치 구동 회로의 중앙에 인접한 제1 공통 전극 라인과 멀티플렉서를 연결하는 배선의 저항은 터치 구동 회로의 외곽에 인접한 제1 공통 전극 라인과 멀티플렉서를 연결하는 배선의 저항보다 큰 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 서로 분리되어 배치된 다수의 제1 공통 전극들 및 다수의 제2 공통 전극들, 다수의 제1 공통 전극들 각각과 터치 구동 회로 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제1 공통 전극 라인들, 터치 구동 회로와 터치 전원 회로 사이를 전기적으로 연결하는 제1 전원 공급 라인, 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 다수의 제2 공통 전극 라인들 및 다수의 제2 공통 전극 라인들과 터치 전원 회로 사이를 전기적으로 연결하는 제2 전원 공급 라인을 포함하고, 제2 전원 공급 라인은, 터치 구동 회로의 제1 측에 배치된 제1 부분, 터치 구동 회로의 제2 측에 배치된 제2 부분 및 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에 배치되고 제1 부분 및 제2 부분과 다수의 제2 공통 전극 라인 사이를 연결하며 논-액티브 영역에서 다수의 제1 공통 전극 라인들 중 적어도 하나와 둘 이상의 지점에서 교차하는 공통 전극 라인 연결부를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 서로 분리되어 배치된 다수의 제1 공통 전극들 및 다수의 제2 공통 전극들, 다수의 제1 공통 전극들 각각과 전기적으로 연결되고 서로 절연된 다수의 제1 공통 전극 라인들 및 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되고 적어도 일부는 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에서 서로 전기적으로 연결되는 다수의 제2 공통 전극 라인들을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널에 내장된 공통 전극을 분리된 구조로 배치하고, 분리된 공통 전극의 일부를 터치 전극으로 이용함으로써, 디스플레이 패널에 배치되는 터치 전극의 수와 터치 라인의 수를 감소시키며 터치 센싱 기능을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 공통 전극을 터치 전극으로 구동하는 회로 내 보상 저항을 배치하거나, 공통 전극과 연결된 배선의 저항을 조절함으로써, 공통 전극 중 터치 전극으로 구동하는 전극과 터치 전극으로 구동하지 않는 전극 간의 저항 편차를 감소시키고 양 전극 간의 저항 편차로 인한 디스플레이 구동 상의 이상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동을 위한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 구동을 위한 구성의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 구동을 위한 구성의 배치 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 공통 전극 중 터치 전극으로 구동하는 제1 공통 전극의 회로 연결 구조와 터치 전극으로 구동하지 않는 제2 공통 전극의 회로 연결 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 제1 공통 전극의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극의 회로 연결 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 6과 도 7은 도 5에 도시된 회로 연결 구조에 따른 저항 분포를 나타낸 도면이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 제1 공통 전극의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극의 회로 연결 구조의 다른 예시와 그 예시에 따른 저항 분포를 나타낸 도면이다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 제1 공통 전극의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극의 회로 연결 구조의 다른 예시와 그 예시에 따른 저항 분포를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9a에 도시된 회로 연결 구조의 구현 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 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 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들의 시간 관계 또는 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동을 위한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)는, 액티브 영역(AA)과 논-액티브 영역(NA)을 포함하는 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 서브픽셀(SP)이 배치될 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.
게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다.
각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수도 있다. 경우에 따라서, 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.
데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터, 및 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있다. 경우에 따라, 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(110)에 연결된 필름 상에 실장되고, 필름 상의 배선들을 통해 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 인쇄 회로 기판 또는 가요성 인쇄 회로 등 상에 실장될 수 있다. 그리고, 컨트롤러(140)는, 인쇄 회로 기판 또는 가요성 인쇄 회로 등을 통해 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라, 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(140)는, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
컨트롤러(140)는, 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE: Data Enable), 및 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 및 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는, 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 및 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은, 소스 드라이버 집적 회로(SDIC) 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는, 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 및 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로(150)를 더 포함할 수 있다.
각각의 서브픽셀(SP)은, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역일 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 유형에 따라 액정이 배치되거나 발광 소자가 배치될 수 있다.
일 예로, 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 디스플레이 패널(110)로 광을 조사하는 백라이트 유닛과 같은 광원 장치를 포함하고, 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에는 액정이 배치된다. 그리고, 각각의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압이 인가됨에 따라 형성되는 전계에 의해 액정의 배열을 조정함으로써, 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내며 이미지를 표시할 수 있다.
다른 예로, 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우, 다수의 서브픽셀(SP)에 유기발광다이오드(OLED)와 여러 회로 소자가 배치될 수 있다. 그리고, 서브픽셀(SP)에 배치된 유기발광다이오드(OLED)로 공급되는 전류를 제어함으로써, 영상 데이터에 대응하는 밝기를 각각의 서브픽셀(SP)이 나타낼 수 있다.
또는, 서브픽셀(SP)에 배치된 발광 소자는 발광다이오드(LED)이거나, 마이크로 발광다이오드(μLED)일 수도 있다.
설명의 편의상, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 액정 디스플레이 장치인 경우를 예시로 설명하나, 이에 한정되지는 아니한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱하는 기능을 제공한다.
터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110) 상에 배치되거나, 디스플레이 패널(110)에 내장되는 전극을 이용하여 터치 센싱을 수행할 수 있다. 그리고, 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 패널(110)에 내장된 전극을 이용하여 터치 센싱을 수행하는 경우, 디스플레이 구동을 위해 디스플레이 패널(110)에 내장된 전극이 터치 센싱을 위한 전극으로 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동을 위한 구성의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 공통 전극(CE)이 서로 분리되어 배치된 디스플레이 패널(110)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(110)은, 다수의 공통 전극(CE) 각각과 전기적으로 연결된 다수의 공통 전극 라인(CL)을 포함할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 공통 전극(CE)을 구동하는 터치 구동 회로(200)를 포함할 수 있다. 터치 구동 회로(200)는, 일 예로, 연성 필름(300) 상에 배치될 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은, 디스플레이 구동 기간에 공통 전압(Vcom)을 공급받을 수 있다. 공통 전압(Vcom)은, 정전압일 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은, 터치 센싱 기간에 터치 구동 신호(TDS)를 공급받을 수 있다. 터치 구동 신호(TDS)는, 교류 전압일 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은, 디스플레이 구동 기간에 공통 전압(Vcom)을 공급받음으로써, 디스플레이 구동을 위한 전극의 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 다수의 공통 전극(CE)은, 터치 센싱 기간에 터치 구동 신호(TDS)를 공급받음으로써, 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)의 기능을 수행할 수 있다.
터치 센싱 기간은, 일 예로, 디스플레이 구동 기간과 시간적으로 구분되는 기간일 수 있다. 디스플레이 구동 기간과 시간적으로 분리된 터치 센싱 기간에 다수의 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 공급되며 터치 센싱이 수행될 수 있다.
다른 예로, 터치 센싱 기간은 디스플레이 구동 기간의 적어도 일부 기간과 동일할 수 있다.
이러한 경우, 디스플레이 구동 기간에 다수의 공통 전극(CE)으로 펄스 형태의 터치 구동 신호(TDS)가 공급될 수 있다. 그리고, 데이터 라인(DL)으로 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조된 데이터 전압(Vdata)이 공급됨으로써, 터치 센싱과 디스플레이 구동이 동시에 수행될 수 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 공통 전극 라인(CL)을 통해 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 전극 라인(CL)은, 터치 라인(TL)으로 볼 수도 있다.
터치 구동 회로(200)는, 연성 필름(300) 상에 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(200)는, 디스플레이 패널(110)의 적어도 일 측에 위치할 수 있으며, 디스플레이 패널(110)에 따라 하나 이상의 터치 구동 회로(200)가 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(200)는, 별도의 회로로 배치될 수 있다. 경우에 따라, 터치 구동 회로(200)는, 데이터 구동 회로(130)와 통합된 회로로 배치될 수 있다.
터치 구동 회로(200)는, 전원 공급 라인(PL)을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 터치 구동 회로(200)는, 공통 전극 라인(CL)을 통해 공통 전극(CE)으로 공통 전압(Vcom)을 공급하거나, 터치 구동 신호(TDS)를 공급할 수 있다.
터치 구동 회로(200)는, 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 공통 전극(CE)으로부터 터치 센싱 신호를 수신할 수 있다. 터치 구동 회로(200)는, 터치 센싱 신호에 기초하여 터치 센싱 데이터를 생성하고 출력할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 구동 회로(200)를 제어하고, 터치 구동 회로(200)에 의해 출력된 터치 센싱 데이터에 기초하여 터치 유무와 터치 좌표를 검출하는 터치 컨트롤러(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널(110)에 배치된 공통 전극(CE)을 이용하여 터치 센싱을 수행함으로써, 별도의 전극을 디스플레이 패널(110)에 배치하지 않고 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 센싱을 디스플레이 구동과 시분할하여 수행하거나, 디스플레이 구동과 동시에 터치 센싱을 수행하며 변조된 데이터 전압(Vdata)을 공급함으로써, 디스플레이 구동에 영향을 주지 않으면서 터치 센싱을 수행할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 공통 전극(CE) 중 일부 공통 전극(CE)만 터치 전극(TE)으로 이용함으로써, 터치 센싱을 위한 배선과 패드의 증가를 최소화하며 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동을 위한 구성의 배치 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하면, 디스플레이 패널(110)은, 액티브 영역(AA)에 배치된 다수의 제1 공통 전극(CE1)과 다수의 제2 공통 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 다수의 제1 공통 전극(CE1)과 다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 디스플레이 구동을 위한 공통 전극(CE)이 분할되어 배치된 전극일 수 있다.
다수의 제1 공통 전극(CE1)과 다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 일 예로, 수평 방향을 따라 교번하여 배치될 수 있다. 다수의 제1 공통 전극(CE1)과 다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 다른 예로, 수직 방향을 따라 교번하여 배치될 수 있다.
또한, 도 3a에 도시된 예시와 같이, 다수의 제1 공통 전극(CE1)과 다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 수평 방향 및 수직 방향을 따라 교번하여 배치될 수 있다.
다수의 제1 공통 전극(CE1) 각각은 제1 공통 전극 라인(CL1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다수의 제2 공통 전극(CE2) 각각은 제2 공통 전극 라인(CL2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다수의 제1 공통 전극(CE1)은, 제1 공통 전극 라인(CL1)을 통해 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(200)는, 제1 전원 공급 라인(PL1)을 통해 전원을 공급받을 수 있다.
다수의 제1 공통 전극(CE1)은, 터치 구동 회로(200)로부터 공통 전압(Vcom)을 공급받거나, 터치 구동 신호(TDS)를 공급받을 수 있다.
따라서, 다수의 제1 공통 전극(CE1)은, 디스플레이 구동 기간에 디스플레이 구동을 위한 전극의 기능을 제공하고, 터치 센싱 기간에 터치 전극(TE)의 기능을 제공할 수 있다. 그리고, 제1 공통 전극 라인(CE1)은, 터치 라인(TL)으로 볼 수도 있다.
다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 제2 공통 전극 라인(CL2)을 통해 전압 또는 신호를 공급받을 수 있다.
제2 공통 전극 라인(CL2)은, 일 예로, 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에서 제2 전원 공급 라인(PL2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)은, 일 예로, 터치 구동 회로(200)의 일 측에 배치되는 제1 부분(PL2a), 터치 구동 회로(200)의 타 측에 배치되는 제2 부분(PL2b), 및 논-액티브 영역(NA)에서 제2 공통 전극 라인(PL2)과 교차하는 방향으로 배치되는 공통 전극 라인 연결부(PL2c)를 포함할 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)의 제1 부분(PL2a)과 제2 부분(PL2b)은, 일 예로, 터치 구동 회로(200)가 실장되는 연성 필름(300) 상에 배치될 수 있다. 제1 부분(PL2a)과 제2 부분(PL2b)이 분기되는 지점과 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역(AA) 사이에 터치 구동 회로(200)가 위치할 수 있다. 즉, 제1 부분(PL2a)과 제2 부분(PL2b)은, 터치 구동 회로(200)의 전단에서 분기될 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)의 공통 전극 라인 연결부(PL2c)는, 일 예로, 논-액티브 영역(NA)에 배치되고, 둘 이상의 제2 공통 전극 라인(PL2)과 연결될 수 있다.
공통 전극 라인 연결부(PL2c)는, 제2 전원 공급 라인(PL2)의 일부분일 수 있으나, 경우에 따라, 제2 전원 공급 라인(PL2)과 별도로 배치되는 배선일 수도 있다.
공통 전극 라인 연결부(PL2c)는, 제1 공통 전극 라인(CL1)과 교차하는 방향으로 배치되므로, 공통 전극 라인 연결부(PL2c)의 적어도 일부분은 제1 공통 전극 라인(CL1)이 배치되는 층과 다른 층에 배치될 수 있다.
공통 전극 라인 연결부(PL2c)에 의해, 디스플레이 패널(110)에 배치된 둘 이상의 제2 공통 전극 라인(PL2)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 공통 전극 라인(PL2)은, 공통 전극 라인 연결부(PL2c)가 배치되는 층에 배치될 수도 있고, 공통 전극 라인 연결부(PL2c)가 배치되는 층과 다른 층에 배치될 수도 있다. 따라서, 경우에 따라, 제2 공통 전극 라인(CL2)의 적어도 일부분도 제1 공통 전극 라인(CL1)이 배치되는 층과 다른 층에 배치될 수 있다.
다수의 제2 공통 전극(CE2) 각각과 전기적으로 연결된 다수의 제2 공통 전극 라인(PL2)이 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에서 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 다수의 제2 공통 전극(CE2) 중 적어도 둘 이상은 물리적으로 분리되고, 전기적으로 연결될 수 있다.
다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 디스플레이 구동 기간에 제2 전원 공급 라인(PL2)에 의해 공급되는 공통 전압(Vcom)을 제2 공통 전극 라인(CL2)을 통해 공급받을 수 있다. 따라서, 다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 디스플레이 구동 기간에 디스플레이 구동을 위한 전극의 기능을 수행할 수 있다.
다수의 제2 공통 전극(CE2)은, 터치 센싱 기간에 제2 전원 공급 라인(PL2)에 의해 공급되는 로드 프리 구동 신호(LFD)를 공급받을 수 있다.
로드 프리 구동 신호(LFD)는, 터치 구동 신호(TDS)에 대응하는 신호일 수 있다. 터치 구동 신호(TDS)에 대응하는 신호는, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수, 위상 및 진폭 중 적어도 하나 이상의 동일한 신호를 의미할 수 있다. 또는, 경우에 따라, 터치 센싱 기간에 다수의 제2 공통 전극(CE2)으로 특정 신호가 공급되지 않을 수도 있다.
터치 센싱 기간에 다수의 제1 공통 전극(CE1)으로 터치 구동 신호(TDS)가 공급됨으로써, 터치 센싱이 수행될 수 있다.
그리고, 터치 센싱 기간에 다수의 제2 공통 전극(CE2)으로 로드 프리 구동 신호(LFD)가 공급됨으로써, 제2 공통 전극(CE2)과 제1 공통 전극(CE1)의 기생 캐패시턴스가 저감될 수 있다.
따라서, 제1 공통 전극(CE1)을 구동하여 터치 센싱을 수행하는 기간에 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2) 간의 기생 캐패시턴스로 인해 터치 센싱의 정확도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
제2 공통 전극(CE2)의 주변 영역에 다수의 제1 공통 전극(CE1)이 배치되므로, 터치 발생 시 제2 공통 전극(CE2)의 주변 영역에 배치된 다수의 제1 공통 전극(CE1)을 통해 검출되는 터치 센싱 신호에 기초하여 터치 유무와 터치 위치를 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널(110)에 배치된 공통 전극(CE)을 분할하여 터치 전극(TE)으로 구동함에 있어서, 공통 전극(CE) 중 일부만 터치 전극(TE)으로 이용함으로써 터치 센싱을 위한 배선, 패드 및 채널의 증가를 최소화하며 터치 센싱의 기능을 구현할 수 있다.
또한, 터치 전극(TE)으로 구동하지 않는 제2 공통 전극(CE2)과 연결된 제2 공통 전극 라인(CL2)을 감소시켜 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역(AA)에 배치되는 배선의 수를 더욱 감소시킬 수 있다.
도 3b를 참조하면, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역(AA)에 다수의 제1 공통 전극(CE1)과 다수의 제2 공통 전극(CE2)이 배치될 수 있다.
다수의 제1 공통 전극(CE1) 각각은 서로 물리적으로 분리되고 전기적으로 분리될 수 있다. 다수의 제1 공통 전극(CE1) 각각은 제1 공통 전극 라인(CL1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다수의 제1 공통 전극(CE1) 각각은 제1 공통 전극 라인(CL1)을 통해 공급되는 전압 또는 신호에 따라, 디스플레이 구동을 위한 전극의 기능을 수행하거나, 터치 전극(TE)의 기능을 수행할 수 있다.
다수의 제2 공통 전극(CE2) 각각은 서로 물리적으로 분리될 수 있다. 그리고, 다수의 제2 공통 전극(CE2)의 적어도 일부는 제2 공통 전극 라인(CL2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
다수의 제2 공통 전극(CE2) 각각은 제2 공통 전극 라인(CL2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제2 공통 전극 라인(CL2)이 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에서 전기적으로 연결됨으로써, 다수의 제2 공통 전극(CE2)이 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 동일한 라인(행 또는 열)에 배치되는 둘 이상의 제2 공통 전극(CE2)이 동일한 제2 공통 전극 라인(CL2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 도 3b의 1001이 지시하는 영역과 같이, 동일한 열에 배치되는 제2 공통 전극(CE2)이 동일한 제2 공통 전극 라인(CL2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
개별적으로 구동이 요구되는 제1 공통 전극(CE1)과 연결되는 제1 공통 전극 라인(CL1)은 제1 공통 전극(CE1) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 터치 전극(TE)으로 구동하지 않으며 동시에 구동되는 제2 공통 전극(CE2)과 연결되는 제2 공통 전극 라인(CL2)의 적어도 일부는 둘 이상의 제2 공통 전극(CE2)과 연결됨으로써, 액티브 영역(AA)에 배치되는 공통 전극 라인(CL)의 수를 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 패널(110)에 배치된 공통 전극(CE)의 일부만 터치 전극(TE)으로 구동함으로써, 터치 센싱을 위한 배선 등의 증가를 최소화하며 터치 센싱 기능을 구현할 수 있다.
한편, 터치 전극(TE)으로 구동하는 제1 공통 전극(CE1)의 배선 연결 구조와 터치 전극(TE)으로 구동하지 않는 제2 공통 전극(CE2)의 배선 연결 구조가 상이하므로, 제1 공통 전극(CE1)으로 전압 또는 신호가 공급되는 경로의 로드와 제2 공통 전극(CE2)으로 전압 또는 신호가 공급되는 경로의 로드 사이에 차이가 존재할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 공통 전극(CE) 중 터치 전극(TE)으로 구동하는 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 터치 전극(TE)으로 구동하지 않는 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 예시를 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b와 같이, 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2)은 교번으로 배치된다. 도 4 및 이하 도면(도 5, 도 8a 및 도 9a)은 제1 공통 전극(CE1)과 연결된 배선의 저항 분포와 제2 공통 전극(CE2)과 연결된 배선의 저항 분포를 용이하게 설명하기 위하여, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조를 각각 분리하여 도시한 도면이다.
도 4에서 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 예시를 참조하면, 제1 공통 전극(CE1)은 제1 공통 전극 라인(CL1)에 의해 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 구동 회로(200)는, 제1 공통 전극(CE1)을 순차적으로 구동하기 위한 멀티플렉서(210)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 공통 전극 라인(CL1)은, 멀티플렉서(210)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 제1 공통 전극 라인(CL1)은, 액티브 영역(AA)에 배치되며 제1 공통 전극(CE1)과 전기적으로 연결되는 제1 공통 전극 구동 라인(CL1a)과 논-액티브 영역(NA)에 배치되며 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결되는 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)을 포함할 수 있다.
제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)은, 터치 구동 회로(200) 내 배치된 멀티플렉서(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)과 멀티플렉서(210) 사이는 터치 구동 회로(200) 내에 배치되고 일정한 저항을 갖는 배선에 의해 연결될 수 있다.
터치 구동 회로(200)는, 제1 전원 공급 라인(PL1)에 의해 터치 전원 회로(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전원 회로(400)는, 전원 공급 회로(500)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 터치 전원 회로(400)는, 일 예로, 전원 공급 회로(500)로부터 공급받은 전압과 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 펄스 형태의 터치 구동 신호(TDS)를 터치 구동 회로(200)로 출력할 수 있다.
터치 전원 회로(400)는, 전원 공급 회로(500)로부터 공급받은 전압을 이용하여 공통 전압(Vcom)을 터치 구동 회로(200)로 출력할 수 있다.
도 4에서 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 예시를 참조하면, 제2 공통 전극(CE2)은 제2 공통 전극 라인(CL2)에 의해 제2 전원 공급 라인(PL2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 제2 공통 전극 라인(CL2)은, 액티브 영역(AA)에 배치되며 제2 공통 전극(CE2)과 전기적으로 연결되는 제2 공통 전극 구동 라인(CL2a)과 논-액티브 영역(NA)에 배치되며 제2 전원 공급 라인(PL2)과 전기적으로 연결되는 제2 공통 전극 링크 라인(CL2b)을 포함할 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)은, 연성 필름(300) 상에 배치되는 제1 부분(PL2a)과 제2 부분(PL2b)을 포함할 수 있다. 제2 전원 공급 라인(PL2)은, 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에 배치되며, 다수의 제2 공통 전극 라인(CL2)과 연결되는 공통 전극 라인 연결부(PL2c)를 포함할 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)은, 연성 필름(300) 상에서 터치 구동 회로(200)를 우회하며 배치될 수 있다. 경우에 따라, 제2 전원 공급 라인(PL2)의 일부분은, 연성 필름(300) 상에 배치되는 터치 구동 회로(200)의 내부에 배치될 수도 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)은, 터치 전원 회로(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)은, 터치 전원 회로(400)에 의해 공급되는 로드 프리 구동 신호(LFD) 또는 공통 전압(Vcom)을 제2 공통 전극 라인(CL2)을 통해 제2 공통 전극(CE2)으로 공급할 수 있다.
경우에 따라, 제2 공통 전극(CE2)으로 공통 전압(Vcom)만 공급할 경우, 제2 전원 공급 라인(PL2)은 전원 공급 회로(500)와 직접 연결될 수도 있다.
제1 공통 전극 라인(CL1)과 제2 공통 전극 라인(CL2)으로 전압 또는 신호가 공급되는 경로를 다르게 함으로써, 디스플레이 패널(110)에 배치된 공통 전극(CE)의 일부를 이용하여 터치 센싱 기능을 구현할 수 있다.
여기서, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조가 다르므로, 제1 공통 전극(CE1)으로 신호가 공급되는 경로의 로드와 제2 공통 전극(CE2)으로 신호가 공급되는 경로의 로드가 상이할 수 있다.
일 예로, 제1 공통 전극(CE1)과 전기적으로 연결되는 제1 공통 전극 라인(CL1)은 서로 전기적으로 분리되어 배치되는 반면, 제2 공통 전극(CE2)과 전기적으로 연결되는 제2 공통 전극 라인(CL2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있으므로 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 로드가 클 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 로드와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 로드 사이의 차이를 감소시켜, 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2) 간의 로드 편차로 인한 디스플레이 구동 상의 이상을 방지할 수 있는 방안을 제공한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다. 도 6과 도 7은 도 5에 도시된 회로 연결 구조에 따른 저항 분포를 나타낸 도면이다.
도 5에서 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조를 참조하면, 제1 공통 전극(CE1)은 제1 공통 전극 라인(CL1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 공통 전극 라인(CL1)은, 터치 구동 회로(200)에 배치된 멀티플렉서(210)와 전기적으로 연결될 수 있다.
멀티플렉서(210)는, 제1 전원 공급 라인(PL1)을 통해 터치 전원 회로(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 구동 회로(200)는, 멀티플렉서(210)와 제1 전원 공급 라인(PL1) 사이에 전기적으로 연결된 보상 저항(220)을 포함할 수 있다.
보상 저항(220)은, 멀티플렉서(210)와 터치 전원 회로(400) 사이의 경로의 저항을 높여주기 위한 저항으로서, 보상 저항(220)의 형태는 특별히 한정되지 아니한다. 그리고, 보상 저항(220)은, 터치 구동 회로(200) 내부에 위치할 수 있으나, 경우에 따라, 터치 구동 회로(200)의 외부에 위치할 수도 있다.
보상 저항(220)은, 터치 구동 회로(200) 내부에서, 공통 전압(Vcom)이 공급되는 경로 상에 위치할 수 있다.
보상 저항(220)이 공통 전압(Vcom)이 공급되는 경로 상에 위치하므로, 디스플레이 구동 기간에 제1 공통 전극(CE1)으로 공통 전압(Vcom)이 공급되는 경로의 저항이 증가할 수 있다.
도 5에서 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조를 참조하면, 제2 공통 전극(CE2)으로 전압 또는 신호가 공급되는 경로 상에 전술한 보상 저항(220)과 같은 구성은 배치되지 않을 수 있다.
따라서, 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항은 그대로 유지되고, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 저항만 증가할 수 있다.
도 6을 참조하면, 보상 저항(220)을 터치 구동 회로(200) 내에 배치하기 전에 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 전체적인 저항은 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 전체적인 저항보다 작을 수 있다.
터치 구동 회로(200) 내에 보상 저항(220)을 배치함에 따라, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 전체적인 저항이 증가할 수 있다.
보상 저항(220)의 배치로 인해, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 전체적인 저항과 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 전체적인 저항이 동일 또는 유사해질 수 있다.
따라서, 디스플레이 구동 기간에 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2)으로 동일한 공통 전압(Vcom)이 인가될 경우, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 로드와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 로드 사이의 편차를 감소시켜 디스플레이 구동 상의 이상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 보상 저항(220)에 의해 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2) 간의 전체적인 로드 편차를 감소시킬 수 있다. 또한, 공통 전극 라인(CL)이나 전원 공급 라인(PL)의 저항을 조절함으로써, 공통 전극 라인(CL)의 위치에 따른 저항 분포의 편차도 감소시킬 수 있다.
도 5와 도 7을 참조하면, 제1 공통 전극 라인(CL1)의 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)의 길이는 터치 구동 회로(200)의 외곽에 인접할수록 증가할 수 있다.
따라서, 도 5에서 1002가 지시하는 영역과 같이, 터치 구동 회로(200)의 외곽에 인접하게 위치하는 제1 공통 전극 라인(CL1)의 저항이 터치 구동 회로(200)의 중앙에 인접하게 위치하는 제1 공통 전극 라인(CL1)의 저항보다 클 수 있다.
반면, 제2 공통 전극 라인(CL2)은, 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에 배치된 공통 전극 라인 연결부(PL2c)에 연결되므로, 외곽에서 중앙으로 갈수록 저항이 증가할 수 있다.
그러므로, 도 7에 도시된 그래프와 같이, 제1 공통 전극(CE1)의 위치에 따른 저항 분포는 중앙으로 갈수록 감소하는 경향을 나타내고, 제2 공통 전극(CE2)의 위치에 따른 저항 분포는 중앙으로 갈수록 증가하는 경향을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 1차적으로 보상 저항(220)에 의해 전체적인 저항을 유사하게 조절할 수 있다. 그리고, 제1 공통 전극(CE1)의 위치에 따른 저항 분포 및 제2 공통 전극(CE2)의 위치에 따른 저항 분포 중 적어도 하나를 조절함으로써, 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 차이에 따른 저항의 편차를 더욱 감소시킬 수 있다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 다른 예시와 그 예시에 따른 저항 분포를 나타낸 도면이다.
도 8a를 참조하면, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조에서 터치 구동 회로(200) 내에 멀티플렉서(210)와 제1 전원 공급 라인(PL1) 사이에 전기적으로 연결되는 보상 저항(220)이 배치될 수 있다.
보상 저항(220)의 배치로 인해 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 전체적인 저항이 증가할 수 있다.
터치 구동 회로(200) 내에 배치되고, 제1 공통 전극 라인(CL1)과 멀티플렉서(210) 사이를 전기적으로 연결하는 배선의 저항은 일정하지 않을 수 있다.
일 예로, 도 8a에서 1004가 지시하는 영역과 같이, 터치 구동 회로(200)의 외곽에 인접한 제1 공통 전극 라인(CL1)과 멀티플렉서(210) 사이를 연결하는 배선의 저항보다 터치 구동 회로(200)의 중앙에 인접한 제1 공통 전극 라인(CL1)과 멀티플렉서(210) 사이를 연결하는 배선의 저항이 클 수 있다.
터치 구동 회로(200) 내에서 멀티플렉서(210)의 출력단에 연결되는 배선의 저항이 멀티플렉서(210)의 중앙으로 갈수록 증가할 수 있다.
멀티플렉서(210)의 출력단에 연결되는 배선의 저항이 터치 구동 회로(200)의 중앙으로 갈수록 증가하므로, 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)의 저항이 터치 구동 회로(200)의 외곽으로 갈수록 증가하는 것과 상호 보완될 수 있다.
도 8b에 도시된 예시와 같이, 터치 구동 회로(200) 내에 배치되는 멀티플렉서(210)의 저항은 중앙으로 갈수록 증가하는 분포를 나타내고, 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에 배치된 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)의 저항은 중앙으로 갈수록 감소하는 분포를 나타낼 수 있다.
그리고, 멀티플렉서(210)의 저항 분포와 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)의 저항 분포가 합쳐져 터치 구동 회로(200)의 중앙으로 갈수록 저항이 약간씩 증가하는 분포를 나타낼 수 있다.
따라서, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 저항 분포가 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포와 유사한 분포를 나타낼 수 있다.
보상 저항(220)에 의해 전체적인 저항을 유사하게 조절하고, 터치 구동 회로(200) 내 멀티플렉서(210)의 출력단 부분의 저항을 조절함으로써 공통 전극 라인(CL)의 위치에 따른 저항 분포를 유사하게 조절할 수 있다.
이를 통해, 터치 전극(TE)으로 구동하는 연결 구조를 갖는 제1 공통 전극(CE1)과 터치 전극(TE)으로 구동하지 않는 연결 구조를 갖는 제2 공통 전극(CE2) 간의 저항 편차를 더욱 감소시킬 수 있다. 그리고, 공통 전극(CE)의 일부가 터치 전극(TE)으로 구동하는 터치 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동 상의 이상을 방지할 수 있다.
또는, 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포를 조절하는 방식에 의해, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조 간의 저항 편차를 감소시킬 수도 있다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 다른 예시와 그 예시에 따른 저항 분포를 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조에서 터치 구동 회로(200) 내 보상 저항(220)이 배치될 수 있다. 그리고, 터치 구동 회로(200) 내 배치된 멀티플렉서(210)의 출력단의 저항은 일정하거나 유사할 수 있다.
제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조에서 제2 전원 공급 라인(PL2)은 다수의 제2 공통 전극 라인(CL2) 중 중앙에 위치한 제2 공통 전극 라인(CL2)과 먼저 연결될 수 있다.
일 예로, 제2 전원 공급 라인(PL2)의 공통 전극 라인 연결부(PL2c)는 제1 부분(PL2a) 및 제2 부분(PL2b)에서 중앙을 향해 연장될 수 있다. 공통 전극 라인 연결부(PL2c)는, 중앙에 위치하는 제2 공통 전극 라인(CL2)과 먼저 연결되고, 외곽을 향해 연장될 수 있다. 공통 전극 라인 연결부(PL2c)는, 외곽을 향해 연장되며 제2 공통 전극 라인(CL2)과 순차적으로 연결될 수 있다.
따라서, 도 9a에서 1005가 지시하는 영역이 나타내는 저항 분포는 중앙에서 외곽으로 갈수록 증가하는 분포를 나타낼 수 있다.
1005가 지시하는 영역이 나타내는 저항 분포에 의해, 제2 공통 전극(CE2)에 연결되는 제2 공통 전극 라인(CL2)이 나타내는 저항 분포는, 도 9b에 도시된 예시와 같이, 외곽으로 갈수록 증가하는 분포를 나타낼 수 있다.
제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포가 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 저항 분포와 유사해질 수 있다.
도 10은 도 9a에 도시된 회로 연결 구조의 구현 예시를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 공통 전극 라인(CL1)은, 터치 구동 회로(200)와 전기적으로 연결되고, 링크 영역(LA), 정전기 방전 영역(ESD), 및 더미 영역(DA) 상을 지나 액티브 영역(AA)으로 연장될 수 있다.
링크 영역(LA)은, 제1 공통 전극 링크 라인(CL1b)의 적어도 일부분이 배치되는 영역일 수 있다. 링크 영역(LA)은, 제2 전원 공급 라인(PL2)의 일부분이 배치되는 영역일 수 있다. 경우에 따라, 링크 영역(LA)에 제2 공통 전극 링크 라인(CL2b)의 일부분이 배치될 수 있다.
정전기 방전 영역(ESD)은, 디스플레이 패널(110)로 유입되는 정전기를 방전시키기 위한 패턴 또는 배선이 배치된 영역일 수 있다.
더미 영역(DA)은, 디스플레이 구동하지 않는 더미 픽셀이 배치된 영역일 수 있다.
제1 공통 전극 라인(CL1)은 제1 공통 전극(CE1)과 터치 구동 회로(200) 사이를 전기적으로 연결하며, 제1 공통 전극(CE1)으로 터치 구동 신호(TDS) 또는 공통 전압(Vcom)을 공급할 수 있다.
제2 공통 전극 라인(CL2)은, 액티브 영역(AA)과 논-액티브 영역(NA)에 배치될 수 있다. 제2 공통 전극 라인(CL2)은, 논-액티브 영역(NA)에서 제2 전원 공급 라인(PL2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)은, 링크 영역(LA)과 정전기 방전 영역(ESD) 상에서 측부를 따라 배치될 수 있다. 제2 전원 공급 라인(PL2)은, 논-액티브 영역(NA)의 일부 영역에서 중앙을 향해 연장될 수 있다.
일 예로, 제2 전원 공급 라인(PL2)은, 더미 영역(DA) 상에서 중앙으로 연장되고, 중앙에서 다시 외곽으로 연장될 수 있다. 제2 전원 공급 라인(PL2)은, 도 10에 도시된 예시와 같이, 더미 영역(DA)의 중앙에서 분리된 구조일 수 있다. 또는, 제2 전원 공급 라인(PL2)은, 더미 영역(DA)의 양측에서 중앙을 향해 연장되며 더미 영역(DA)의 중앙에서 서로 연결된 구조일 수 있다. 제2 전원 공급 라인(PL2)의 구조는, 중앙에 위치하는 제2 공통 전극 라인(CL2)의 저항보다 외곽에 위치하는 제2 공통 전극 라인(CL2)의 저항이 크게 할 수 있는 다양한 구조일 수 있다.
따라서, 1006이 지시하는 영역에 나타난 바와 같이, 제2 전원 공급 라인(PL2)의 적어도 일부분은 제1 공통 전극 라인(CL1)과 둘 이상의 지점에서 교차할 수 있다. 그리고, 제2 전원 공급 라인(PL2)의 적어도 일부분은 제1 공통 전극 라인(CL1)과 다른 층에 배치될 수 있다.
따라서, 제1 공통 전극 라인(CL1)과 교차하는 방향으로 배치되는 제2 전원 공급 라인(PL2)의 공통 전극 라인 연결부(PL2c)는 제1 공통 전극 라인(CL1)이 배치된 층과 다른 층에 배치되며, 제1 공통 전극 라인(CL1)과 둘 이상의 지점에서 교차할 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)이 중앙으로 연장되고 다시 외곽으로 연장되며, 제2 공통 전극 라인(CL1)과 순차적으로 연결될 수 있다. 따라서, 중앙에 위치하는 제2 공통 전극 라인(CL2)인 CL2(1)의 저항보다 외곽에 위치하는 제2 공통 전극 라인(CL2)인 CL2(n)의 저항이 클 수 있다.
제2 전원 공급 라인(PL2)과 제2 공통 전극 라인(CL2)의 연결 구조에 의해 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포가 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 저항 분포와 유사해질 수 있다.
그리고, 제2 전원 공급 라인(PL2)이 중앙으로 연장되고 다시 외곽으로 연장되는 부분이 더미 영역(DA) 상에 배치되므로, 논-액티브 영역(NA)에 배치되는 다른 배선이나 패턴에 영향을 주지 않고 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포를 조절할 수 있다.
또한, 전술한 예시들은, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 저항 분포를 조절하거나, 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포를 조절하는 경우를 나타내나, 경우에 따라, 제1 공통 전극(CE1)의 회로 연결 구조의 저항 분포와 제2 공통 전극(CE2)의 회로 연결 구조의 저항 분포를 같이 조절함으로써, 저항 분포의 편차를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널(110)에 내장된 다수의 공통 전극(CE)의 일부를 터치 전극(TE)으로 구동함으로써, 별도의 전극을 배치하지 않고, 배선, 패드 등의 증가를 최소화하며 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
또한, 터치 구동 회로(200) 내에 보상 저항(220)을 배치함으로써, 터치 전극(TE)으로 구동하는 제1 공통 전극(CE1)과 터치 전극(TE2)으로 구동하지 않는 제2 공통 전극(CE2) 간의 저항 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 터치 구동 회로(200) 내의 멀티플렉서(210)의 출력단의 저항을 조절하거나, 서로 전기적으로 연결되는 제2 공통 전극(CE2)으로 전원을 공급하는 경로의 저항을 조절함으로써, 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2)의 위치에 따른 저항 분포를 유사하게 조절할 수 있다.
따라서, 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2) 사이의 전체적인 저항과 위치에 따른 저항 분포가 유사해지도록 함으로써, 공통 전극(CE) 중 일부 공통 전극(CE)만 터치 전극(TE)으로 구동하여 터치 센싱을 수행하는 터치 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동 상의 이상을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 200: 터치 구동 회로
210: 멀티플렉서 220: 보상 저항
300: 연성 필름 400: 터치 전원 회로
500: 전원 공급 회로

Claims (19)

  1. 디스플레이 패널의 액티브 영역에 서로 분리되어 배치된 다수의 제1 공통 전극들 및 다수의 제2 공통 전극들;
    상기 다수의 제1 공통 전극들 각각과 터치 구동 회로 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제1 공통 전극 라인들; 및
    상기 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되고, 적어도 일부는 상기 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에서 서로 전기적으로 연결되는 다수의 제2 공통 전극 라인들을 포함하고,
    상기 터치 구동 회로는 상기 다수의 제1 공통 전극 라인들과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 멀티플렉서를 포함하며,
    상기 터치 구동 회로의 중앙에 인접한 상기 제1 공통 전극 라인과 상기 멀티플렉서를 연결하는 배선의 저항은 상기 터치 구동 회로의 외곽에 인접한 상기 제1 공통 전극 라인과 상기 멀티플렉서를 연결하는 배선의 저항보다 큰 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로와 터치 전원 회로 사이를 전기적으로 연결하는 제1 전원 공급 라인; 및
    상기 다수의 제2 공통 전극 라인들과 상기 터치 전원 회로 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 터치 구동 회로를 우회하여 배치된 제2 전원 공급 라인을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로 내에 배치되고, 상기 멀티플렉서와 상기 제1 전원 공급 라인 사이에 전기적으로 연결된 보상 저항을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전원 공급 라인은,
    상기 디스플레이 패널의 상기 논-액티브 영역에 배치되고, 상기 다수의 제2 공통 전극 라인들과 교차하는 방향으로 배치되며, 상기 다수의 제2 공통 전극 라인들 중 적어도 하나와 연결된 공통 전극 라인 연결부를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공통 전극 라인 연결부는,
    상기 디스플레이 패널의 상기 논-액티브 영역에 배치된 더미 영역 상에 위치하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전원 공급 라인은 상기 터치 구동 회로의 제1 측에 배치되는 제1 부분과, 상기 터치 구동 회로의 제2 측에 배치되는 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 분기되는 지점과 상기 디스플레이 패널의 상기 액티브 영역 사이에 상기 터치 구동 회로가 위치하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전원 공급 라인의 적어도 일부분은 상기 디스플레이 패널의 상기 논-액티브 영역에서 상기 제1 공통 전극 라인이 배치된 층과 다른 층에 위치하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 공통 전극 라인들의 적어도 일부분은 상기 다수의 제2 공통 전극 라인들이 배치된 층과 다른 층에 위치하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 공통 전극들과 상기 다수의 제2 공통 전극들은 교번하여 배치된 터치 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 공통 전극들과 상기 다수의 제2 공통 전극들로 제1 기간에 동일한 레벨의 공통 전압이 공급되고,
    상기 다수의 제1 공통 전극들로 제2 기간에 터치 구동 신호가 공급되며,
    상기 다수의 제2 공통 전극들로 상기 제2 기간에 상기 터치 구동 신호에 대응하는 신호가 공급되는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호는 순차적으로 공급되고, 상기 터치 구동 신호에 대응하는 신호는 동시에 공급되는 터치 디스플레이 장치.
  12. 디스플레이 패널의 액티브 영역에 서로 분리되어 배치된 다수의 제1 공통 전극들 및 다수의 제2 공통 전극들;
    상기 다수의 제1 공통 전극들 각각과 터치 구동 회로 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제1 공통 전극 라인들;
    상기 터치 구동 회로와 터치 전원 회로 사이를 전기적으로 연결하는 제1 전원 공급 라인;
    상기 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 다수의 제2 공통 전극 라인들; 및
    상기 다수의 제2 공통 전극 라인들과 상기 터치 전원 회로 사이를 전기적으로 연결하는 제2 전원 공급 라인을 포함하고,
    상기 제2 전원 공급 라인은,
    상기 터치 구동 회로의 제1 측에 배치된 제1 부분;
    상기 터치 구동 회로의 제2 측에 배치된 제2 부분; 및
    상기 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에 배치되고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분과 상기 다수의 제2 공통 전극 라인 사이를 연결하며, 상기 논-액티브 영역에서 상기 다수의 제1 공통 전극 라인들 중 적어도 하나와 둘 이상의 지점에서 교차하는 공통 전극 라인 연결부를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 상기 다수의 제1 공통 전극 라인들과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 멀티플렉서를 포함하며,
    상기 터치 구동 회로의 중앙에 인접한 상기 제1 공통 전극 라인과 상기 멀티플렉서를 연결하는 배선의 저항과 상기 터치 구동 회로의 외곽에 인접한 상기 제1 공통 전극 라인과 상기 멀티플렉서를 연결하는 배선의 저항은 동일한 터치 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로 내에 배치되고, 상기 멀티플렉서와 상기 제1 전원 공급 라인 사이에 전기적으로 연결된 보상 저항을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 공통 전극 라인 연결부에서, 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분과 상기 터치 구동 회로의 외곽에 인접한 상기 제2 공통 전극 라인 사이를 연결하는 구간의 길이는 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분과 상기 터치 구동 회로의 중앙에 인접한 상기 제2 공통 전극 라인 사이를 연결하는 구간의 길이보다 큰 터치 디스플레이 장치.
  16. 디스플레이 패널의 액티브 영역에 서로 분리되어 배치된 다수의 제1 공통 전극들 및 다수의 제2 공통 전극들;
    상기 다수의 제1 공통 전극들 각각과 전기적으로 연결되고, 서로 절연된 다수의 제1 공통 전극 라인들; 및
    상기 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되고, 적어도 일부는 상기 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에서 서로 전기적으로 연결되는 다수의 제2 공통 전극 라인들
    을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 제1 공통 전극들 각각은 다른 제1 공통 전극과 물리적으로 분리되고, 전기적으로 분리된 터치 디스플레이 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 제2 공통 전극들 각각은 다른 제2 공통 전극과 물리적으로 분리되고, 상기 다수의 제2 공통 전극들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 터치 디스플레이 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 제1 공통 전극 라인들과 상기 다수의 제2 공통 전극 라인들은 터치 전원 회로로부터 출력되는 공통 전압을 공급받고, 상기 다수의 제1 공통 전극 라인들이 상기 터치 전원 회로로부터 출력된 상기 공통 전압을 공급받는 경로 상에 위치하는 보상 저항을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
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