KR102553525B1 - 터치 디스플레이 패널, 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 패널 및 장치에 관한 것으로서, 디스플레이 전극과 터치 전극 사이에 실딩 전극을 배치하고 터치 전극에 인가되는 신호와 대응되는 신호로 실딩 전극을 구동함으로써, 실딩 전극을 통해 디스플레이 노이즈를 차단하고 터치 전극으로부터 검출되는 터치 센싱 신호의 감도를 개선할 수 있다. 또한, 터치 센싱 신호의 감도 개선을 통해, 터치 전극의 자기 정전 용량 검출에 기반한 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있도록 하며, 자기 정전 용량 검출에 의한 터치 센싱 기능과 상호 정전 용량 검출에 의한 터치 센싱 기능을 함께 제공하는 터치 디스플레이 패널 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

터치 디스플레이 패널, 터치 디스플레이 장치{TOUCH DISPLAY PANEL, TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 패널과 터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기발광 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.
일 예로, 터치 인식이 가능한 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널 상에 배치되거나 내장된 터치 전극으로 터치 구동 신호를 인가하고, 사용자의 터치에 의해 발생하는 캐패시턴스의 변화를 센싱하여 터치 유무와 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.
그러나, 이러한 터치 인식 기능을 제공하는 디스플레이 패널에는 디스플레이 구동을 위한 각종 전압, 신호 등이 인가되는 전극, 신호 라인 등이 배치되어 있어, 이러한 디스플레이 전극과 터치 전극 간에 형성되는 기생 캐패시턴스에 의해 터치 센싱의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 전극으로부터 검출되는 터치 센싱 신호의 디스플레이 노이즈를 제거하여 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있는 터치 디스플레이 패널 및 장치와 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 전극의 자기 정전 용량 변화에 따라 검출되는 터치 센싱 신호의 정확도를 향상시킬 수 있는 터치 디스플레이 패널 및 장치와 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 전극의 자기 정전 용량 변화 및 상호 정전 용량 변화 중 적어도 하나를 센싱하여 터치를 인식할 수 있는 터치 디스플레이 패널 및 장치와 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되는 디스플레이 전극과, 디스플레이 전극 상에 위치하고 터치 구동 신호가 인가되는 다수의 터치 전극들과, 디스플레이 전극과 다수의 터치 전극들 사이에 배치되고 터치 전극들 중 적어도 하나의 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가되는 기간 동안 터치 구동 신호에 대응되는 실딩 신호가 인가되는 적어도 하나의 실딩 전극을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되는 디스플레이 전극과, 디스플레이 전극 상에 위치하고 제1 방향으로 서로 연결된 다수의 제1 터치 전극들과, 디스플레이 전극 상에 위치하고 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 연결된 다수의 제2 터치 전극들과, 다수의 제1 터치 전극들과 다수의 제2 터치 전극들을 구동하는 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치에서, 구동 회로는, 제1 기간 동안 다수의 제1 터치 전극들 중 적어도 하나의 제1 터치 전극으로 제1 터치 구동 신호를 출력하고 제1 터치 센싱 신호를 수신하며, 제2 기간 동안 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 하나의 제2 터치 전극으로 제2 터치 구동 신호를 출력하고 제2 터치 센싱 신호를 수신할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되는 디스플레이 전극과, 디스플레이 전극 상에 배치된 봉지층과, 봉지층 상에 배치된 적어도 하나의 실딩 전극과, 적어도 하나의 실딩 전극 상에 위치하고 적어도 하나의 실딩 전극과 절연된 다수의 터치 전극들과, 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나의 터치 전극으로 터치 구동 신호를 출력하고 적어도 하나의 실딩 전극으로 터치 구동 신호에 대응되는 실딩 신호를 출력하는 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 전극과 터치 전극 사이에 터치 구동 신호와 대응되는 실딩 신호가 인가되는 실딩 전극을 배치함으로써, 디스플레이 전극과 터치 전극 간의 기생 캐패시턴스를 제거하여 터치 센싱 신호의 디스플레이 노이즈를 감소시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 전극으로부터 검출되는 터치 센싱 신호의 디스플레이 노이즈를 제거함으로써, 터치 전극의 자기 정전 용량 변화에 따라 검출되는 터치 센싱 신호에 기초한 터치 센싱의 정확도를 개선할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 전극의 자기 정전 용량 변화에 기초한 터치 센싱의 정확도를 개선함으로써, 터치 전극의 자기 정전 용량 변화에 기초한 터치 센싱 기능과 상호 정전 용량 변화에 기초한 터치 센싱 기능을 함께 제공할 수 있는 터치 디스플레이 패널 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 터치 라인의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a와 도 3b는 도 2에 도시된 터치 디스플레이 장치에서 A-A' 부분의 단면의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 실딩 전극의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 터치 디스플레이 장치에서 B-B' 부분의 단면의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4에 도시된 터치 디스플레이 장치에서 B-B' 부분의 단면의 다른 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 실딩 전극의 배치 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 8a와 도 8b는 도 7에 도시된 터치 디스플레이 장치에서 C-C' 부분의 단면의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 실딩 전극의 배치 구조의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 10a는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치에서 D-D' 부분의 단면의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10b는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치에서 E-E' 부분의 단면의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11과 도 12는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치의 구동 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 15는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치의 구동 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 회로의 구동 방법의 과정의 예시를 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 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)과, 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. 그리고, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 터치를 센싱하는 터치 구동 회로(150)를 포함할 수 있다.
터치 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 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된다.
또한, 터치 디스플레이 패널(110)에는, 다수의 터치 전극(TE)이 배치되거나 내장될 수 있으며, 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(150)를 서로 전기적으로 연결하는 다수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 구동을 위한 구성을 먼저 설명하면, 게이트 구동 회로(120)가 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다. 그리고, 데이터 구동 회로(130)가 서브픽셀(SP)로 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압을 공급하여 서브픽셀(SP)이 영상 데이터의 계조에 해당하는 밝기를 나타내도록 함으로써 이미지를 표시한다.
구체적으로, 게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 터치 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 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 베젤 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터(또는 입력 데이터)를 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.
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, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 하며, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
컨트롤러(140)는, 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 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), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 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), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
이러한 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 터치 구동 회로(150) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
각각의 서브픽셀(SP)은, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되며, 터치 디스플레이 장치(100)의 유형에 따라 액정이 배치되거나 발광 소자가 배치될 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우, 각각의 서브픽셀(SP)에 유기발광다이오드(OLED)가 배치된다. 또한, 각각의 서브픽셀(SP)에 컬러 필터가 배치될 수 있다. 그리고, 데이터 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어함으로써, 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(150)를 이용하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 전극(TE)과 이러한 터치 전극(TE)을 구동하고 터치를 검출하는 터치 구동 회로(150)의 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)에는 다수의 터치 전극(TE)과, 터치 전극(TE)을 터치 구동 회로(150)와 연결하는 다수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
이러한 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치되거나, 내장될 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)은 투명한 통전극 형태를 갖거나, 불투명한 메시 형태를 가질 수 있다. 또는, 터치 전극(TE)은 투명하거나 불투명한 전극 형태를 가질 수 있으며, 이때, 터치 전극(TE)은 필요에 따라 오픈 영역을 포함할 수 있다. 즉, 터치 전극(TE)의 적어도 일부분에 개구된 영역이 존재할 수 있으며, 일 예로, 각각의 서브픽셀(SP)에서 발광 영역과 대응하는 부분에 개구된 영역이 위치할 수 있다.
이러한 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 회로(150)와 연결될 수 있다.
터치 구동 회로(150)은, 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)과 연결되는 터치 센싱 회로와, 터치 센싱 회로를 제어하며 터치를 검출하는 터치 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 터치 컨트롤러의 제어에 따라 터치 센싱 회로로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 터치 전원 회로를 포함할 수 있다.
이러한 터치 구동 회로(150)의 적어도 일부는 데이터 구동 회로(130)와 일체로 구현될 수도 있다.
터치 센싱 회로는, 터치 컨트롤러의 제어에 따라 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고, 다수의 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신한다.
이러한 터치 센싱 회로는, 터치 전극(TE)과 일대일로 연결된 터치 라인(TL)을 통해 각각의 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 예시와 같이, 다수의 터치 전극(TE)이 서로 분리되어 배치되고, 터치 라인(TL)은 컨택홀(CH)을 통해 각각의 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 터치 센싱 회로는, 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하며, 터치에 의해 발생하는 자기 정전 용량의 변화를 센싱할 수 있다.
또는, 터치 전극(TE)이 구동 전극과 센싱 전극으로 구분되어 배치되고, 터치 센싱 회로는 구동 전극 및 센싱 전극과 각각 연결될 수 있다.
이러한 경우, 터치 센싱 회로는 구동 전극으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 센싱 전극으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하며, 터치에 의해 발생하는 구동 전극과 센싱 전극 사이의 상호 정전 용량의 변화를 센싱할 수 있다.
터치 센싱 회로는, 수신된 터치 센싱 신호(TSS)를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고 변환된 센싱 데이터를 터치 컨트롤러로 전송한다.
터치 컨트롤러는, 터치 센싱 회로의 구동을 제어하며 터치 센싱 회로로부터 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터를 기반으로 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 검출할 수 있다.
즉, 터치 컨트롤러는, 센싱 데이터로부터 자기 정전 용량의 변화 또는 상호 정전 용량의 변화를 검출하고, 검출된 정전 용량의 변화에 기초하여 터치 유무와, 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.
이때, 터치 전극(TE)이 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치되거나 내장됨에 따라, 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 디스플레이 구동을 위한 전극과 터치 전극(TE) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다.
그리고, 이러한 기생 캐패시턴스(Cp)는 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)에 영향을 줄 수 있다.
도 3a와 도 3b는 이러한 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 간에 형성되는 기생 캐패시턴스(Cp)의 예시를 나타낸 것으로서, 도 2에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)에서 A-A' 부분의 단면의 예시들을 나타낸 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(300)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우를 예시로 나타낸 것으로서, 도 3a는 터치 전극(TE)이 온-셀 형태로 배치된 구조의 예시를 나타낸 것이고, 도 3b는 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치된 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 3a를 참조하면, 디스플레이 기판(300) 상에 디스플레이 구동을 위한 전압, 신호 등이 인가되는 신호 라인(310)이 배치되고, 신호 라인(310) 상에 신호 라인 절연층(320)이 배치될 수 있다.
신호 라인 절연층(320) 상에 제1 전극(330)이 배치되고, 발광 영역을 정의하는 뱅크(340)가 배치될 수 있다. 그리고, 제1 전극(330) 상에 유기발광층(340)이 배치되며, 유기발광층(340)과 뱅크(350) 상에 제2 전극(360)이 배치될 수 있다.
여기서, 제1 전극(330)은 애노드 전극이고, 제2 전극(360)은 캐소드 전극일 수 있다. 그리고, 도 3a와 도 3 b는 전면 발광 구조를 예시로 나타낸 것으로서, 제2 전극은 투명하거나 반투명한 물질일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 배면 발광 구조에 적용될 수도 있다.
제2 전극(360) 상에 봉지층(370)이 배치될 수 있으며, 봉지층(370)까지 포함하여 디스플레이 부분을 구성할 수 있다.
이러한 디스플레이 부분 상에 접착층(400)이 배치되고, 터치 센싱을 위한 터치 부분이 배치될 수 있다.
이러한 터치 부분은, 터치 기판(410), 터치 기판(410) 상에 배치된 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)을 포함할 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL) 사이에 배치되는 터치 절연층(430)과, 최상위층에 배치되는 터치 보호층(440)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 부분 상에 접착층(400)에 의해 부착된 터치 부분을 통해 터치 센싱이 가능한 터치 디스플레이 패널(110)을 형성할 수 있다.
또는, 봉지층(370) 상에 터치 전극(TE), 터치 라인(TL) 등을 배치함으로써, 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치된 터치 디스플레이 패널(110)을 형성할 수도 있다.
도 3b를 참조하면, 봉지층(370) 상에 터치 버퍼층(420)이 배치되고, 터치 버퍼층(420) 상에 터치 라인(TL)이 배치된다. 그리고, 터치 라인(TL) 상에 터치 절연층(430)이 배치되고, 터치 절연층(430) 상에 터치 전극(TE)이 배치된다.
터치 절연층(430)에 형성된 컨택홀(CH)을 통해 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)이 전기적으로 연결될 수 있으며, 터치 전극(TE) 상에 터치 보호층(440)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 봉지층(370) 상에 직접 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)을 배치함으로써, 터치 인식이 가능한 터치 디스플레이 장치(100)를 용이하게 구현할 수 있다.
이때, 디스플레이 부분에서 터치 부분과 가장 근접하게 배치된 디스플레이 전극인 제2 전극(360)과 터치 전극(TE) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다. 이러한 기생 캐패시턴스(Cp)는 터치 디스플레이 패널(110)의 두께가 얇아짐에 따라 더욱 커질 수 있다.
그리고, 이러한 기생 캐패시턴스(Cp)에 의해 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)에 노이즈가 발생할 수 있다. 이러한 노이즈는 터치 센싱 성능에 영향을 줄 수 있으며, 특히, 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화를 검출하여 터치를 인식하는 경우 터치를 잘못 인식하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 이러한 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 간의 기생 캐패시턴스(Cp)에 의해 터치 센싱 신호(TSS)의 디스플레이 노이즈를 저감시킴으로써, 터치 센싱의 정확도를 향상시키며 컴팩트한 구조로 구현할 수 있도록 하는 터치 디스플레이 패널(110)과 터치 디스플레이 장치(100)를 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 센싱 신호(TSS)의 디스플레이 노이즈를 저감시키는 구조의 예시를 나타낸 것으로서, 터치 디스플레이 패널(110)에 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)과 노이즈 저감을 위한 실딩 전극(SE)이 배치된 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 패널(110)은 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE) 각각과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인(TL)을 포함할 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE), 터치 라인(TL)의 하부에 배치되고 디스플레이 구동을 위한 전압, 신호가 인가되는 전극, 배선 등을 포함할 수 있다.
또한, 터치 디스플레이 패널(110)은, 디스플레이 구동을 위한 전압 등이 인가되는 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이에 배치되는 실딩 전극(SE)을 포함할 수 있다.
여기서, 디스플레이 전극은 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 전극 중 터치 전극(TE)과 가장 근접하게 위치하는 전극을 의미할 수 있으며, 도 4에서는 제2 전극(360)인 캐소드 전극을 예시로 나타낸다.
이러한 실딩 전극(SE)은, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극이 중첩하는 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
또한, 실딩 전극(SE)은, 다수의 터치 전극(TE) 중 인접한 두 개의 터치 전극(TE) 사이의 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
이러한 실딩 전극(SE)은, 도 4에 도시된 예시와 같이, 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이에 통전극 형태로 배치될 수도 있고, 터치 전극(TE)과 대응되는 형태로 분리되어 배치될 수도 있다.
또한, 실딩 전극(SE)은, 투명하거나 반투명한 물질로 이루어질 수 있으며, 캐소드 전극과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다.
일 예로, 실딩 전극(SE)은, 일정한 투명도 이상(예, 90% 이상)을 갖는 물질(예, ITO 등)일 수도 있고, 반투명한 물질(예, AgMg 또는 AgMg를 포함하는 혼합 물질 등)일 수도 있다. 그리고, 캐소드 전극도 실딩 전극(SE)과 동일한 물질일 수 있다.
또는, 실딩 전극(SE)과 캐소드 전극은, 투명도가 서로 다른 물질일 수도 있으며, 실딩 전극(SE)의 투명도가 캐소드 전극의 투명도보다 높을 수 있다.
그리고, 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 기간에, 실딩 전극(SE)으로 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 실딩 신호(SS)가 인가될 수 있다.
여기서, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 실딩 신호(SS)는, 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 주파수와 위상을 갖는 신호일 수 있다. 또한, 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 진폭을 갖는 신호일 수 있다.
이와 같이, 실딩 전극(SE)이 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극이 중첩하는 영역과 중첩되도록 배치됨으로써, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 간에 직접적인 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극의 사이에 위치하는 실딩 전극(SE)과 디스플레이 전극 간에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다.
또한, 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 기간에 실딩 전극(SE)으로 실딩 신호(SE)가 인가됨에 따라, 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE) 간에 캐패시턴스가 형성되지 않을 수 있다.
따라서, 디스플레이 전극에 의해 형성될 수 있는 기생 캐패시턴스(Cp)에 따른 노이즈를 실딩 전극(SE)이 차단하는 역할을 할 수 있다. 그리고, 실딩 전극(SE)은 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 실딩 신호(SS)가 인가된 상태이므로, 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)에 영향을 주지 않을 수 있다.
이를 통해, 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)의 감도를 증가시킬 수 있다.
또한, 터치 센싱 신호(TSS)의 디스플레이 노이즈를 감소시키고, 터치 센싱 신호(TSS)의 감도를 증가시킴에 따라, 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화 검출을 통한 터치 센싱 성능을 개선할 수 있다.
이하에서는, 도 5a 내지 6c를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 실딩 전극(SE)이 배치된 구조의 구체적인 예시들을 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)에서 B-B' 부분의 단면의 예시들을 나타낸 것이다.
도 5a와 도 5b는 터치 전극(TE)이 온-셀 형태로 배치된 구조에서 실딩 전극(SE)이 배치된 구조의 예시를 나타낸 것이고, 도 5c는 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치된 구조에서 실딩 전극(SE)이 배치된 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 5a를 참조하면, 디스플레이 부분을 구성하는 봉지층(370) 상에 실딩 전극(SE)이 배치될 수 있다.
그리고, 실딩 전극(SE) 상에 접착층(400)이 배치되고, 접착층(400) 상에 터치 기판(410), 터치 전극(TE), 터치 라인(TL) 등이 배치될 수 있다.
즉, 실딩 전극(SE)은, 디스플레이 부분의 공정 과정에서 봉지층(370) 상에 배치되어 구현될 수 있다. 그리고, 실딩 전극(SE) 상에 접착층(400)을 통해 부착되는 터치 기판(410), 터치 전극(TE), 터치 라인(TL) 등과 함께 터치 부분을 구성할 수 있다.
또는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 부분의 봉지층(370) 상에 접착층(400)이 배치되고, 접착층(400) 상에 실딩 전극(SE)이 배치될 수도 있다.
즉, 실딩 전극(SE)은, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 사이에서 제작 공정의 방식, 편의 등에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치되는 구조에서 실딩 전극(SE)이 배치될 수도 있다.
도 5c를 참조하면, 실딩 전극(SE)이 봉지층(370) 상에 배치될 수 있다.
그리고, 실딩 전극(SE) 상에 터치 버퍼층(420)이 배치되고, 터치 버퍼층(420) 상에 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다. 여기서, 터치 버퍼층(420)은, 실딩 전극(SE)과 터치 라인(TL)이 서로 절연되도록 하는 역할을 할 수 있다.
터치 라인(TL) 상에 터치 절연층(430)과 터치 전극(TE), 그리고 터치 보호층(440)이 배치될 수 있다.
따라서, 터치 센싱 기능을 제공하며, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 사이에 실딩 전극(SE)이 배치된 터치 디스플레이 장치(100)를 용이하게 구현하도록 할 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 부분에서 터치 전극(TE)과 가장 근접한 디스플레이 전극인 제2 전극(360)과 터치 전극(TE) 사이에 실딩 전극(SE)이 배치됨에 따라, 제2 전극(360)과 터치 전극(TE) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성되지 않도록 할 수 있다.
그리고, 실딩 전극(SE)과 제2 전극(360) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성되고, 실딩 전극(SE)과 터치 전극(TE)은 서로 등전위 상태가 되도록 함으로써, 실딩 전극(SE)이 디스플레이 노이즈를 차단하고 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)의 감도를 개선할 수 있도록 한다.
이러한 실딩 전극(SE)에 의해 터치 센싱 신호(TSS)의 디스플레이 노이즈가 저감되고 터치 센싱 신호(TSS)의 감도가 개선됨에 따라, 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)을 보다 다양한 구조로 배치할 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)에서 B-B' 부분의 단면의 다른 예시들을 나타낸 것이다.
도 6a와 도 6b는 터치 전극(TE)이 온-셀 형태로 배치된 구조의 예시를 나타내고, 도 6c는 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치된 구조의 예시를 나타낸다.
도 6a와 도 6b를 참조하면, 터치 부분에서 터치 기판(410) 상에 터치 전극(TE)이 배치되고, 터치 전극(TE) 상에 터치 절연층(430)이 배치된다. 그리고, 터치 절연층(430) 상에 터치 라인(TL)이 배치되고, 터치 라인(TL) 상에 터치 보호층(440)이 배치된다.
그리고, 터치 라인(TL)은 터치 절연층(430)에 형성된 컨택홀(CH)을 통해 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)의 하부에 위치하는 실딩 전극(SE)이 디스플레이 전극에 의한 디스플레이 노이즈를 차단하므로, 터치 전극(TE)이 디스플레이 전극과 보다 가깝게 위치할 수도 있다.
그리고, 터치 라인(TL)보다 넓은 면적을 갖는 터치 전극(TE)을 터치 라인(TL)의 하부에 배치하고, 컨택홀(CH)을 통해 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)을 전기적으로 연결시킴으로써, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)의 컨택 공정을 보다 용이하게 수행하도록 할 수 있다.
마찬가지로, 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치된 구조에서도 터치 라인(TL)이 터치 전극(TE)보다 상부에 위치할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 봉지층(470) 상에 실딩 전극(SE)이 배치되고, 실딩 전극(SE) 상에 터치 버퍼층(420)이 배치된다. 그리고, 터치 버퍼층(420) 상에 터치 전극(TE)이 배치되며, 터치 버퍼층(420)에 의해 실딩 전극(SE)과 터치 전극(TE)은 서로 절연될 수 있다.
터치 전극(TE) 상에 터치 절연층(430), 터치 라인(TL)이 배치되며, 터치 라인(TL)은 터치 절연층(430)에 형성된 컨택홀(CH)을 통해 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 사이에 디스플레이 노이즈를 차단하는 실딩 전극(SE)을 배치함에 따라, 터치 전극(TE)이 배치되는 위치를 보다 다양하게 선택할 수 있다. 따라서, 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)을 설계 편의 등을 고려하여, 다양한 구조로 배치할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 필요에 따라, 실딩 전극(SE)으로 실딩 신호(SS)를 공급하며 실딩 전극(SE) 등과 중첩되어 배치되는 실딩 라인(SL)을 더 포함할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE)의 배치 구조의 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 사이에 배치된 실딩 전극(SE)을 포함한다. 그리고, 각각의 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인(TL)과, 실딩 전극(SE)과 전기적으로 연결되는 다수의 실딩 라인(SL)을 포함할 수 있다.
다수의 터치 라인(TL) 각각은, 하나의 터치 전극(TE)과 적어도 하나의 제1 컨택홀(CH1)을 통해 전기적으로 연결된다. 그리고, 터치 구동 회로(150)로부터 출력된 터치 구동 신호(TDS)를 터치 전극(TE)으로 인가하고 터치 센싱 신호(TSS)를 터치 구동 회로(150)로 전달한다.
다수의 실딩 라인(SL)은 적어도 하나의 제2 컨택홀(CH2)을 통해 실딩 전극(SE)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 터치 구동 회로(150)나 별도로 배치된 구동 회로로부터 출력된 실딩 신호(SS)를 실딩 전극(SE)으로 인가한다. 이때, 제2 컨택홀(CH2) 형성을 위해서 도 7에 도시된 것처럼, 터치 전극(TE)의 적어도 일부의 형태나 모양을 변경할 수도 있다. 또한, 터치 전극(TE)의 형태를 변경하지 않고, 터치 전극(TE)이 배치된 영역 이외에 다른 위치에 제2 컨택홀(CH2)을 형성하여, 실딩 라인(SL)을 통해 실딩 신호(SS)를 실딩 전극(SE)으로 인가할 수 있다.
이러한 실딩 라인(SL)은, 터치 라인(TL)과 동일한 층에 배치될 수 있으며, 터치 라인(TL), 터치 전극(TE)과 절연된 상태로 배치될 수 있다.
따라서, 실딩 전극(SE)은, 터치 디스플레이 패널(110)의 외곽 영역에 배치된 배선을 통해 실딩 신호(SS)를 인가받을 수도 있고, 도 7에 도시된 예시와 같이, 실딩 전극(SE)과 중첩되도록 배치된 실딩 라인(SL)을 통해 실딩 신호(SS)를 인가받을 수도 있다.
그리고, 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 기간 동안 실딩 전극(SE)에 실딩 신호(SS)가 인가되도록 함으로써, 실딩 전극(SE)이 디스플레이 노이즈를 차단하고 터치 센싱 신호(TSS)에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.
도 8a와 도 8b는 도 7에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)에서 C-C' 부분의 단면의 예시들을 나타낸 것으로서, 터치 전극(TE)이 인-셀 형태로 배치된 구조를 예시로 나타낸 것이다.
도 8a를 참조하면, 봉지층(370) 상에 실딩 전극(SE)이 배치되고, 실딩 전극(SE) 상에 터치 버퍼층(420)이 배치된다. 그리고, 터치 버퍼층(420) 상에 터치 전극(TE)이 배치되고, 터치 전극(TE) 상에 터치 절연층(430)이 배치된다.
터치 절연층(430) 상에 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL)이 배치되고, 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL) 상에 터치 보호층(440)이 배치될 수 있다.
여기서, 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL)은 동일한 층에 배치되고, 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
그리고, 터치 라인(TL)은, 터치 절연층(430)에 형성된 제1 컨택홀(CH1)을 통해 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결되고, 실딩 라인(SL)은, 터치 버퍼층(420)과 터치 절연층(430)에 형성된 제2 컨택홀(CH2)을 통해 실딩 전극(SE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 실딩 전극(SE)과 전기적으로 연결되며 실딩 전극(SE)으로 실딩 신호(SS)를 인가하는 실딩 라인(SL)을 용이하게 배치할 수 있다.
또한, 이러한 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL)이 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE) 사이에 배치되도록 할 수도 있다.
도 8b를 참조하면, 봉지층(370) 상에 실딩 전극(SE)이 배치되고, 실딩 전극(SE) 상에 터치 버퍼층(420)이 배치된다. 그리고, 터치 버퍼층(420) 상에 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL)이 배치되고, 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL) 상에 터치 절연층(430)이 배치된다. 터치 전극(TE)은, 터치 절연층(430) 상에 배치된다.
따라서, 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL)은, 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE) 사이에서 동일한 층에 배치될 수 있다.
그리고, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)은, 터치 절연층(430)에 형성된 제1 컨택홀을(CH1)을 통해 서로 전기적으로 연결되고, 실딩 라인(SL)과 실딩 전극(SE)은, 터치 버퍼층(420)에 형성된 제2 컨택홀(CH2)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 터치 라인(TL)과 실딩 라인(SL)이 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE) 사이에 배치되도록 함으로써, 실딩 라인(SL)과 실딩 전극(SE)을 서로 연결하기 위한 제2 컨택홀(CH2)에 의한 터치 전극(TE)의 면적 감소를 최소화할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예들은, 자기 정전 용량 변화 검출을 통해 터치를 센싱하는 터치 전극(TE)의 구조를 예시로 설명하고 있으나, 상호 정전 용량 변화 검출을 통해 터치를 센싱하는 터치 전극(TE)의 구조에도 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE)의 배치 구조의 또 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 사이에 배치된 다수의 실딩 전극(SE)을 포함할 수 있다.
다수의 터치 전극(TE)은, 제1 방향으로 서로 연결된 다수의 제1 터치 전극(TE1)과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 연결된 다수의 제2 터치 전극(TE2)을 포함할 수 있다.
그리고, 인접한 두 개의 제1 터치 전극(TE1)을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)과, 인접한 두 개의 제2 터치 전극(TE2)을 서로 연결하는 하나 이상의 제2 터치 전극 연결 패턴(TE_CP2)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)과 제2 터치 전극 연결 패턴(TE_CP2)은 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
일 예로, 도 9에 도시된 예시와 같이, 제2 터치 전극 연결 패턴(TE_CP2)은, 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 동일한 층에 배치되며, 인접한 두 개의 제2 터치 전극(TE2)을 서로 연결할 수 있다. 그리고, 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)은, 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 다른 층에 배치되며, 컨택홀(CH3, CH4)를 통해 인접한 두 개의 제1 터치 전극(TE1)을 서로 연결할 수 있다.
다수의 실딩 전극(SE)은, 다수의 제1 터치 전극(TE1) 각각과 대응되도록 배치된 다수의 제1 실딩 전극(SE1)과, 다수의 제2 터치 전극(TE2) 각각과 대응되도록 배치된 다수의 제2 실딩 전극(SE2)을 포함할 수 있다. 제1 실딩 전극(SE1)과 제2 실딩 전극(SE2)의 면적은 각각 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)의 면적보다 클 수 있다.
그리고, 다수의 제1 실딩 전극(SE1)은 제1 터치 전극(TE1)과 동일하게 제1 방향으로 서로 연결되고, 다수의 제2 실딩 전극(SE2)은 제2 터치 전극(TE2)과 동일하게 제2 방향으로 서로 연결될 수 있다.
또한, 인접한 두 개의 제1 실딩 전극(SE1)을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)과, 인접한 두 개의 제2 실딩 전극(SE2)을 서로 연결하는 하나 이상의 제2 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP2)을 포함할 수 있다.
이러한 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)과 제2 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP2)도 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
일 예로, 도 9에 도시된 예시와 같이, 제2 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP2)은, 제1 실딩 전극(SE1) 및 제2 실딩 전극(SE2)과 동일한 층에 배치되어 인접한 두 개의 제2 실딩 전극(SE2)을 서로 연결할 수 있다. 그리고, 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)은, 제1 실딩 전극(SE1) 및 제2 실딩 전극(SE2)과 다른 층에 배치되어 컨택홀(CH5, CH6)을 통해 인접한 두 개의 제1 실딩 전극(SE1)을 서로 연결할 수 있다.
여기서, 실딩 전극(SE)을 서로 연결하는 패턴 중 일부는 터치 전극(TE)을 서로 연결하는 패턴과 중첩되도록 배치되고, 다른 일부는 터치 전극(TE)을 서로 연결하는 패턴과 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 예로, 도 9에 도시된 예시와 같이, 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)과 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)은 서로 동일한 층에 배치될 수 있다. 그리고, 그리고, 제2 터치 전극 연결 패턴(TE_CP2)과 제2 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP2)은 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.
도 10a와 도 10b는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극 연결 패턴(TE_CP)과 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP)이 배치되는 부분의 단면 구조의 예시를 나타낸 것이다.
여기서, 도 10a는 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)이 배치되는 D-D' 부분의 단면의 예시를 나타내고, 도 10b는 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)이 배치되는 E-E' 부분의 단면의 예시를 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 봉지층(370) 상에 제1 실딩 전극(SE1)과 제2 실딩 전극(SE2)이 배치된다. 그리고, 인접한 두 개의 제2 실딩 전극(SE2)을 서로 연결하는 제2 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP2)이 배치된다.
제1 실딩 전극(SE1)과 제2 실딩 전극(SE2) 상에 터치 버퍼층(420)이 배치되고, 터치 버퍼층(420) 상에 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)이 배치된다. 또한, 터치 버퍼층(420) 상에 인접한 두 개의 제2 터치 전극(TE2)을 서로 연결하는 제2 터치 전극 연결 패턴(TE_CP2)이 배치된다.
제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 상에 터치 절연층(430)이 배치되고, 터치 절연층(430) 상에 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)이 배치된다.
이러한 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)은, 터치 절연층(430) 상에 형성된 제3 컨택홀(CH3)과 제4 컨택홀(CH4)을 통해 인접한 두 개의 제1 터치 전극(TE1)을 서로 연결할 수 있다.
제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1) 상에 터치 보호층(440)이 배치되며, 제1 터치 전극 연결 패턴(TE_CP1)과 동일한 층에 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)이 배치될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 터치 절연층(430) 상에 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)이 배치된다. 그리고, 제1 실딩 전극 연결 패턴(SE_CP1)은, 터치 버퍼층(420)과 터치 절연층(430)에 형성된 제5 컨택홀(CH5)과 제6 컨택홀(CH6)을 통해 인접한 두 개의 제1 실딩 전극(SE1)을 서로 연결할 수 있다.
이와 같이, 제1 실딩 전극(SE1)과 제2 실딩 전극(SE2)이 각각 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 대응되는 위치에 배치됨으로써, 터치 전극(TE)과 디스플레이 전극 간에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성되지 않도록 하며 터치 센싱 신호(TSS)의 디스플레이 노이즈를 방지할 수 있도록 한다.
또한, 제1 실딩 전극(SE1)과 제2 실딩 전극(SE2)이 각각 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 동일한 연결 구조로 배치됨에 따라, 실딩 전극(SE)을 통해 디스플레이 노이즈를 차단하는 터치 구동이 가능하도록 할 수 있다.
도 11과 도 12는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)의 구동 방식의 예시를 나타낸 것으로서, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 사이의 상호 정전 용량을 검출하여 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 것이다.
도 11과 도 12를 참조하면, 터치 구동 회로(150)는, 제1 터치 전극(TE1)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고, 제1 실딩 전극(SE1)으로 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 실딩 신호(SS)를 출력한다.
그리고, 터치 구동 회로(150)는, 제2 터치 전극(TE2)과 제2 실딩 전극(SE2)은 동일한 정전압 상태를 유지하도록 제어하며, 일 예로, 제2 터치 전극(TE2)과 제2 실딩 전극(SE2)은 터치 센싱을 위한 기준 전압이 인가된 상태일 수 있다.
이와 같이, 서로 대응되도록 배치된 제1 터치 전극(TE1)과 제1 실딩 전극(SE1)으로 대응되는 신호가 인가되므로, 제1 터치 전극(TE1)과 제1 실딩 전극(SE1) 사이의 캐패시턴스 Cts1을 저감 또는 제거하여 신호 지연을 방지할 수 있다.
또한, 서로 대응되도록 배치된 제2 터치 전극(TE2)과 제2 실딩 전극(SE2)이 등전위를 유지하므로, 제2 터치 전극(TE2)과 제2 실딩 전극(SE2) 사이의 캐패시턴스 Cts2를 저감 또는 제거하여 신호 지연을 방지할 수 있다.
터치 구동 회로(150)는, 제2 터치 전극(TE2)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하고, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 사이의 상호 정전 용량을 검출하여 상호 정전 용량 변화에 기초한 터치 센싱을 수행할 수 있다.
따라서, 디스플레이 전극에 의해 형성되는 기생 캐패시턴스(Cp)에 의한 디스플레이 노이즈를 방지하며, 터치 전극(TE)의 상호 정전 용량 변화에 기초한 터치 센싱을 수행하도록 할 수 있다.
그리고, 이러한 터치 전극(TE)과 실딩 전극(SE)의 배치 구조를 통해 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화 검출에 기초한 터치 센싱을 수행할 수도 있다.
도 13 내지 도 15는 도 9에 도시된 터치 디스플레이 장치(100)의 구동 방식의 다른 예시를 나타낸 것으로서, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 각각의 자기 정전 용량을 검출하여 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 것이다.
도 13과 도 15를 참조하면, 터치 구동 회로(150)는, 제1 기간(P1)에 제1 터치 전극(TE1)으로 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력하고, 제1 실딩 전극(SE1)으로 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 대응되는 제1 실딩 신호(SS1)를 출력한다.
그리고, 제1 터치 전극(TE1)으로부터 제1 터치 센싱 신호(TSS1)를 수신하여 제1 터치 전극(TE1)의 자기 정전 용량 변화를 검출할 수 있다.
여기서, 제1 실딩 전극(SE1)이 제1 터치 전극(TE1)과 대응되도록 배치되어 디스플레이 노이즈를 차단해주므로, 제1 터치 전극(TE1)의 자기 정전 용량 변화 검출의 감도가 향상될 수 있다.
도 14와 도 15를 참조하면, 터치 구동 회로(150)는, 제2 기간(P2)에 제2 터치 전극(TE2)으로 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 출력하고, 제2 실딩 전극(SE2)으로 제2 터치 구동 신호(TDS2)와 대응되는 제2 실딩 신호(SS2)를 출력한다.
그리고, 제2 터치 전극(TE2)으로부터 제2 터치 센싱 신호(TSS2)를 수신하여 제2 터치 전극(TE2)의 자기 정전 용량 변화를 검출할 수 있다.
마찬가지로, 제2 실딩 전극(SE2)이 디스플레이 노이즈를 차단하는 역할을 함으로써, 제2 터치 전극(TE2)의 자기 정전 용량 변화 검출의 감도가 향상될 수 있다.
터치 구동 회로(150)는, 제1 기간(P1)에 검출된 제1 터치 전극(TE1)의 자기 정전 용량 변화와 제2 기간(P2)에 검출된 제2 터치 전극(TE2)의 자기 정전 용량 변화에 기초하여, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
이와 같이, 제1 실딩 전극(SE1), 제2 실딩 전극(SE2)을 통해 디스플레이 노이즈를 차단할 수 있도록 함으로써, 제1 터치 전극(TE1), 제2 터치 전극(TE2) 각각의 자기 정전 용량 검출을 통한 터치 센싱이 가능하도록 한다.
또한, 자기 정전 용량 검출을 통한 터치 센싱 기능과 상호 정전 용량 검출을 통한 터치 센싱 기능을 함께 제공함으로써, 필요에 따라, 자기 정전 용량 센싱과 상호 정전 용량 센싱을 통한 터치 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 회로(150)의 구동 방법의 과정의 예시를 나타낸 것이다.
도 16을 참조하면, 터치 구동 회로(150)는 제1 기간(P1) 동안 제1 터치 전극(TE1) 및 제1 터치 전극(TE1)과 대응되도록 배치된 제1 실딩 전극(SE1)을 구동한다(S1600). 그리고, 제1 터치 전극(TE1)으로부터 제1 터치 센싱 신호(TSS1)를 수신한다(S1610).
터치 구동 회로(150)는 제2 기간(P2) 동안 제2 터치 전극(TE2) 및 제2 터치 전극(TE2)과 대응되도록 배치된 제2 실딩 전극(SE2)을 구동한다(S1620). 그리고, 제2 터치 전극(TE2)으로부터 제2 터치 센싱 신호(TSS2)를 수신한다(S1630).
터치 구동 회로(150)는 제1 터치 센싱 신호(TSS1)와 제2 터치 센싱 신호(TSS2)에 기초하여 사용자의 터치를 검출한다(S1640).
또한, 터치 구동 회로(150)는 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)을 동시에 구동하여 상호 정전 용량 변화에 기초한 터치 센싱을 수행할 수도 있다. 이때, 제1 실딩 전극(SE1)과 제2 실딩 전극(SE2)은 각각 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 대응되도록 구동될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이에 실딩 전극(SE)을 배치하고 터치 전극(TE)으로 인가되는 신호와 대응되는 신호를 실딩 전극(SE)으로 인가해줌으로써, 실딩 전극(SE)이 디스플레이 노이즈를 차단하며 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)의 감도를 개선할 수 있도록 한다.
또한, 디스플레이 노이즈 제거를 통해, 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화 검출의 정확도를 향상시켜줌으로써, 자기 정전 용량 검출에 기반한 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있도록 한다.
또한, 자기 정전 용량 검출에 기초한 터치 센싱 기능과 상호 정전 용량 검출에 기초한 터치 센싱 기능을 함께 제공할 수 있도록 함으로써, 필요에 따라, 자기 정전 용량 검출 및 상호 정전 용량 검출 중 적어도 하나에 기초한 터치 센싱을 수행할 수 있는 터치 디스플레이 패널(110)과 터치 디스플레이 장치(100)를 제공할 수 있도록 한다.
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: 터치 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 150: 터치 구동 회로
300: 디스플레이 기판 310: 신호 라인
320: 신호 라인 절연층 330: 제1 전극
340: 뱅크 350: 유기발광층
360: 제2 전극 370: 봉지층
400: 접착층 410: 터치 기판
420: 터치 버퍼층 430: 터치 절연층
440: 터치 보호층

Claims (20)

  1. 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되는 디스플레이 전극;
    상기 디스플레이 전극 상에 위치하고, 터치 구동 신호가 인가되는 다수의 터치 전극들;
    상기 다수의 터치 전극들 각각과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들; 및
    상기 디스플레이 전극과 상기 다수의 터치 전극들 사이에 배치되고, 상기 터치 전극들 중 적어도 하나의 터치 전극으로 상기 터치 구동 신호가 인가되는 기간 동안 상기 터치 구동 신호에 대응되는 실딩 신호가 인가되는 적어도 하나의 실딩 전극을 포함하고,
    상기 다수의 터치 라인들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 실딩 전극 및 상기 디스플레이 전극과 적어도 부분적으로 수직으로 중첩하되, 상기 다수의 터치 라인들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 실딩 전극과 상기 다수의 터치 전극들 사이에 배치되거나, 상기 다수의 터치 전극들 상에 배치되는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 실딩 전극은,
    상기 디스플레이 전극과 상기 다수의 터치 전극들이 서로 중첩되는 영역과 중첩되도록 배치된 터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 실딩 전극은,
    상기 다수의 터치 전극들 중 인접한 두 개의 터치 전극들 사이의 영역의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치된 터치 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들과 동일한 층에 배치되고,
    상기 다수의 터치 전극들과 절연되며, 상기 적어도 하나의 실딩 전극과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 실딩 라인을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 전극, 상기 적어도 하나의 실딩 전극 및 상기 다수의 터치 전극들은 서로 절연된 터치 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극들은,
    제1 방향으로 서로 연결된 다수의 제1 터치 전극들과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 연결된 다수의 제2 터치 전극들을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 실딩 전극은,
    상기 제1 방향으로 서로 연결되고 상기 다수의 제1 터치 전극들 각각과 대응되도록 배치된 다수의 제1 실딩 전극들과, 상기 제2 방향으로 서로 연결되고 상기 다수의 제2 터치 전극들 각각과 대응되도록 배치된 다수의 제2 실딩 전극들을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 제1 실딩 전극들 각각의 면적은 상기 다수의 제1 터치 전극들 각각의 면적보다 크고, 상기 다수의 제2 실딩 전극들 각각의 면적은 상기 다수의 제2 터치 전극들 각각의 면적보다 큰 터치 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 제1 터치 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제1 터치 전극 연결 패턴과, 상기 다수의 제2 터치 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제2 터치 전극 연결 패턴과,
    상기 다수의 제1 실딩 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제1 실딩 전극 연결 패턴과, 상기 다수의 제2 실딩 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제2 실딩 전극 연결 패턴을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 터치 전극 연결 패턴과 상기 적어도 하나의 제1 실딩 전극 연결 패턴은 동일한 층에 배치되고,
    상기 적어도 하나의 제2 터치 전극 연결 패턴과 상기 적어도 하나의 제2 실딩 전극 연결 패턴은 적어도 일부분이 서로 중첩된 터치 디스플레이 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    제1 기간 동안 상기 다수의 제1 터치 전극들 중 적어도 하나의 제1 터치 전극으로 상기 터치 구동 신호가 인가되고, 상기 다수의 제1 실딩 전극들 중 적어도 하나의 제1 실딩 전극으로 상기 실딩 신호가 인가되며,
    제2 기간 동안 상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 하나의 제2 터치 전극으로 상기 터치 구동 신호가 인가되고, 상기 다수의 제2 실딩 전극들 중 적어도 하나의 제2 실딩 전극으로 상기 실딩 신호가 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  11. 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되는 디스플레이 전극;
    상기 디스플레이 전극 상에 위치하고, 제1 방향으로 서로 연결된 다수의 제1 터치 전극들;
    상기 디스플레이 전극 상에 위치하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 연결된 다수의 제2 터치 전극들;
    상기 디스플레이 전극과 상기 다수의 제1 터치 전극들 사이에 위치하고, 상기 다수의 제1 터치 전극들 각각과 수직으로 중첩하면서 대응되도록 배치된 다수의 제1 실딩 전극;
    상기 디스플레이 전극과 상기 다수의 제2 터치 전극들 사이에 위치하고, 상기 제2 터치 전극들 각각과 수직으로 중첩하면서 대응되도록 배치된 다수의 제2 실딩 전극; 및
    제1 기간 동안 상기 다수의 제1 터치 전극들 중 적어도 하나의 제1 터치 전극으로 제1 터치 구동 신호를 출력하고 제1 터치 센싱 신호를 수신하며, 제2 기간 동안 상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 하나의 제2 터치 전극으로 제2 터치 구동 신호를 출력하고 제2 터치 센싱 신호를 수신하는 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호와 상기 제2 터치 구동 신호는 서로 주파수와 위상이 동일한 터치 디스플레이 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 제1 실딩 전극들 각각의 면적은 상기 다수의 제1 터치 전극들 각각의 면적보다 크고, 상기 다수의 제2 실딩 전극들 각각의 면적은 상기 다수의 제2 터치 전극들 각각의 면적보다 큰 터치 디스플레이 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 제1 터치 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제1 터치 전극 연결 패턴과, 상기 다수의 제2 터치 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제2 터치 전극 연결 패턴과,
    상기 다수의 제1 실딩 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제1 실딩 전극 연결 패턴과, 상기 다수의 제2 실딩 전극들을 서로 연결하는 적어도 하나의 제2 실딩 전극 연결 패턴을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 터치 전극 연결 패턴과 상기 적어도 하나의 제1 실딩 전극 연결 패턴은 동일한 층에 배치되고,
    상기 적어도 하나의 제2 터치 전극 연결 패턴과 상기 적어도 하나의 제2 실딩 전극 연결 패턴은 적어도 일부분이 서로 중첩된 터치 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 구동 회로는,
    상기 제1 기간 동안 상기 다수의 제1 실딩 전극들 중 적어도 하나의 제1 실딩 전극으로 상기 제1 터치 구동 신호에 대응되는 제1 실딩 신호를 출력하고,
    상기 제2 기간 동안 상기 다수의 제2 실딩 전극들 중 적어도 하나의 제2 실딩 전극으로 상기 제2 터치 구동 신호에 대응되는 제2 실딩 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 구동 회로는,
    제3 기간 동안 상기 다수의 제1 터치 전극들 중 적어도 하나의 제1 터치 전극으로 제3 터치 구동 신호를 출력하고, 상기 다수의 제2 터치 전극들 중 적어도 하나의 제2 터치 전극으로부터 제3 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 디스플레이 장치.
  18. 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되는 디스플레이 전극;
    상기 디스플레이 전극 상에 배치된 봉지층;
    상기 봉지층 상에 배치된 적어도 하나의 실딩 전극;
    상기 적어도 하나의 실딩 전극 상에 위치하고, 상기 적어도 하나의 실딩 전극과 절연된 다수의 터치 전극들;
    상기 다수의 터치 전극들 각각과 전기적으로 연결된 다수의 제1 신호 라인들; 및
    상기 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나의 터치 전극으로 터치 구동 신호를 출력하고, 상기 적어도 하나의 실딩 전극으로 상기 터치 구동 신호에 대응되는 실딩 신호를 출력하는 구동 회로를 포함하고,
    상기 다수의 제1 신호 라인들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 실딩 전극 및 상기 디스플레이 전극과 적어도 부분적으로 수직으로 중첩하되, 상기 다수의 제1 신호 라인들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 실딩 전극과 상기 다수의 터치 전극들 사이에 배치되거나, 상기 다수의 터치 전극들 상에 배치되는 터치 디스플레이 패널.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 실딩 전극은,
    상기 다수의 터치 전극들 중 인접한 두 개의 터치 전극들 사이의 영역과 중첩되도록 배치된 터치 디스플레이 패널.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 다수의 제1 신호 라인들과 동일한 층에 배치되고, 상기 다수의 터치 전극들과 절연되며, 상기 적어도 하나의 실딩 전극과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제2 신호 라인을 더 포함하는 터치 디스플레이 패널.
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