KR102565306B1 - 표시패널 및 터치표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은, 표시패널 및 터치표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들에 의해 정의된 다수의 서브픽셀들이 배열되고, 다수의 터치센서들이 내장되어 배치되되, 각 터치센서는 봉지층 상에 위치하고 2개 이상의 서브전극으로 이루어지며, 하나의 터치센서를 이루는 2개 이상의 서브전극은 서로 다른 층에 위치하며 전기적으로 연결되어 있는 구조를 가짐으로써, RC 지연을 저감시킬 수 있고 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

Description

표시패널 및 터치표시장치{TOUCH DISPLAY PANEL AND TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치패널을 내장하는 표시패널 및 터치표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공한다.
이러한 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이를 위해, 종래에는, 저항막 방식, 캐패시턴스 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등의 다양한 터치 방식 중 하나의 터치 방식을 채용하여 터치 센싱을 제공한다.
이러한 여러 가지의 터치 방식 중에서, 터치스크린 패널(터치패널)에 형성된 다수의 터치 전극을 통해 터치 전극 간의 캐패시턴스 또는 터치 전극과 손가락 등의 포인터 간의 캐패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식이 많이 채용되고 있다.
한편, 표시장치의 제작 편리성 향상 및 사이즈 축소 등을 위하여, 터치 전극들로 이루어지는 터치패널을 표시패널에 내장하기 위한 시도들이 이루어지고 있다.
한편, 여러 가지 표시장치 중 유기발광표시장치는, 자체 발광 형 표시장치로서, 다른 표시장치와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다.
또한, 유기발광표시장치는 저 전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비 비(contrast ratio; CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
이처럼 디스플레이 측면에서 상당한 이점이 있는 유기발광표시장치이지만, 표시패널에 터치패널을 내장하기 위해서는 상당한 어려움이나 많은 제약 사항들이 있다.
예를 들어, 유기발광표시패널의 신뢰성을 확보하기 위해, 수분, 공기 등이나 물리적인 충격, 또는 제조 공정 시 발생할 수 있는 이물로부터 보호하기 위한 봉지층 등을 유기발광표시패널의 전면에 형성해야 하는데, 이로 인해, 공정 상의 복잡도 및 어려움이 발생할 뿐만 아니라, 봉지층으로 인해, 표시 성능을 저하시키지 않으면서 터치 센싱을 정상적으로 가능하게 터치 센서의 배치 위치를 찾는데 상당한 어려움이 있다.
또한, 유기발광표시패널의 제작 공정 시, 유기물로 인해, 일반적으로 금속 물질로 되어 있는 터치 센서를 유기발광표시패널의 내부에 형성하기 위한 고온 공정이 자유롭지 못한 한계점이 있다.
이러한 유기발광표시패널의 구조적 특성 및 공정 등의 제약 요인으로 인해, 유기발광표시패널의 내부에 터치 센서로서의 터치 전극들을 배치시키기가 어려운 실정이다. 즉, 터치패널을 내장하는 유기발광표시패널을 구현하기가 상당히 어려운 실정이다.
따라서, 종래의 유기발광표시장치는, 터치패널을 유기발광표시패널에 내장시키는 것이 아니라, 유기발광표시패널 상에 부착하는 방식으로 터치 구조를 구현해 왔다.
이러한 경우, 유기발광표시패널과 터치패널을 별도로 제작하여 부착해야만 하기 때문에, 제작 공정이 복잡하고 유기발광표시장치의 두께도 두꺼워지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 봉지층(Encapsulation Layer) 상에 터치센서를 배치시켜 터치패널을 내장하는 TOE (Touch On Encapsulation Layer) 구조를 갖는 표시패널과 이를 포함하는 터치표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, RC 지연을 저감시킬 수 있고 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 구조를 갖는 표시패널 및 터치표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대면적의 패널 구현이 가능한 터치 구조를 갖는 표시패널 및 터치표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 더욱 얇은 봉지층을 필요로 하고 높은 터치 감도를 요구하는 모바일 디바이스 또는 웨어러블(wearable) 디바이스의 구현을 가능하게 하는 표시패널 및 터치표시장치를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명은, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들에 의해 정의된 다수의 서브픽셀들이 배열되고, 다수의 터치센서들이 배치되는 표시패널과, 다수의 터치센서들을 이용하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
각 터치센서는 봉지층 상에 위치할 수 있다.
각 터치센서는 2개 이상의 서브전극으로 이루어질 수 있다.
각 터치센서를 이루는 2개 이상의 서브전극은 서로 다른 층에 위치하며 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들이 배열되는 표시패널을 제공할 수 있다.
이러한 표시패널에서, 각 서브픽셀 영역에는, 제1 전극, 유기발광층 및 제2 전극으로 이루어진 유기발광다이오드와, 유기발광다이오드를 구동하기 위한 구동 트랜지스터가 배치될 수 있다.
유기발광다이오드의 제2 전극 상에 봉지층이 위치할 수 있다.
봉지층 상에 터치 센싱 시 이용되는 다수의 터치센서들이 배치될 수 있다.
각 터치센서는 2개 이상의 서브전극으로 이루어질 수 있다.
각 터치센서를 이루는 2개 이상의 서브전극은 서로 다른 층에 위치하며 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명은, 봉지층(Encapsulation Layer) 상에 터치센서를 배치시켜 터치패널을 내장하는 TOE (Touch On Encapsulation Layer) 구조를 갖는 표시패널과 이를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, RC 지연을 저감시킬 수 있고 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 구조를 갖는 표시패널 및 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 대면적의 패널 구현이 가능한 터치 구조를 갖는 표시패널 및 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 더욱 얇은 봉지층을 필요로 하고 높은 터치 감도를 요구하는 모바일 디바이스 또는 웨어러블(wearable) 디바이스의 구현을 가능하게 하는 표시패널 및 터치표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 터치표시장치의 구성도이다.
도 2a는 본 실시예들에 따른 표시패널을 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 실시예들에 따른 표시패널에 내장된 터치패널을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는본 실시예들에 따른 표시패널의 서브픽셀 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 표시패널에서 터치센서의 위치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서 터치센서와 제2전극 간의 기생 캐패시턴스와 이에 의한 터치 감도 영향을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 개구부가 없는 전극 타입의 터치센서를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 개구부가 있는 전극 타입의 터치센서를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 터치표시장치가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치스크린 패널의 예시도이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 터치표시장치가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치스크린 패널의 다른 예시도이다.
도 10은 본 실시예들에 따른 터치표시장치가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치스크린 패널의 또 다른 예시도로서, 개구부가 있는 전극 타입의 터치센서들이 배치된 터치스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 터치스크린 패널의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 10의 터치스크린 패널의 B-B' 단면을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 터치센서의 개구 영역과 발광 영역을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 터치센서의 다중 전극 구조와, 신호배선의 단일 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 터치센서의 다중 전극 구조와, 신호배선의 다중 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 터치센서의 터치 감도 향상 구조의 예시도이다.
도 19은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 터치센서의 보호 구조의 예시도이다.
도 20은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서 층간 보호 구조의 예시도이다.
도 21은 본 실시예들에 따른 터치표시장치에서 브릿지 패턴의 변경 예시도이다.
도 22는 본 실시예들에 따른 터치표시장치가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치스크린 패널의 또 다른 예시도로서, 개구부가 없는 전극 타입의 터치센서들이 배치된 터치스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 23은 도 22의 터치스크린 패널의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 24는 도 22의 터치스크린 패널의 B-B' 단면을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 실시예들에 따른 터치표시장치가 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치스크린 패널의 예시도로서, 개구부가 있는 전극 타입의 터치센서들이 배치된 터치스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 26은 도 25의 터치스크린 패널의 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.
도 27는 본 실시예들에 따른 터치표시장치가 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치스크린 패널의 예시도로서, 개구부가 없는 전극 타입의 터치센서들이 배치된 터치스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 28은 도 27의 터치스크린 패널의 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 구성도이고, 도 2a는 본 실시예들에 따른 표시패널(110)을 나타낸 도면이고, 도 2b는 본 실시예들에 따른 표시패널(110)에 내장된 터치패널(TP)을 나타낸 도면이다.
본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 표시패널(110), 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치센싱회로(140) 등을 포함할 수 있다.
표시패널(110)은, 영상표시를 위하여, 다수의 데이터라인(DL)과 다수의 게이트라인(GL)이 배치되며, 다수의 데이터라인(DL)과 다수의 게이트라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열될 수 있다.
데이터구동회로(120)는 표시패널(110)에 배치된 데이터라인들을 구동한다.
예를 들어, 디스플레이 구간 동안, 데이터구동회로(120)는 데이터라인들로 데이터전압을 공급할 수 있다.
게이트구동회로(130)는 표시패널(110)에 배치된 게이트라인들을 구동한다.
예를 들어, 디스플레이 구간 동안, 게이트구동회로(130)는 게이트라인들로 스캔신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
표시패널(110)은 터치센싱을 위한 터치센서들이 배치되는 터치패널(TP)의 역할도 할 수 있다.
이를 위해, 표시패널(110)에는 다수의 터치센서(터치전극)이 내장되어 배치될 수 있다.
즉, 표시패널(110)은 터치패널(TP)을 내장할 수 있다.
여기서, 터치패널(TP)은 표시패널(110)에서 터치센싱에 필요한 부분을 의미하며, 표시패널(110)에 배치된 터치센서들의 집합체를 의미할 수 있다.
터치센싱회로(140)는 표시패널(110)에 배치된 터치센서들을 표시패널(110)에 배치된 터치센서들을 이용하여 사용자의 터치에 대한 터치유무 및/또는 터치위치 등을 센싱한다.
본 실시예들에 따른 터치패널(TP)은, 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance) 기반의 터치구조를 가질 수도 있고, 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance) 기반의 터치구조를 가질 수도 있다.
본 실시예들에 따른 터치패널(TP)이 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance) 기반의 터치구조를 갖는 경우, 터치패널(TP)에 배치된 터치센서들은, 역할 및 기능 측면에서, 구동전극(송신전극이라고도 함)과 센싱전극(수신전극이라도 함)으로 나누어진다.
이 경우, 터치센싱회로(140)는 구동전극에 해당하는 터치센서로 터치구동신호를 공급하고, 센싱전극에 해당하는 터치센서로부터 수신된(검출된) 터치센싱신호를 토대로 터치유무 및/또는 터치좌표를 획득한다.
본 실시예들에 따른 터치패널(TP)이 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance) 기반의 터치구조를 갖는 경우, 터치패널(TP)에 배치된 터치센서들 각각은, 구동전극(송신전극이라고도 함)의 역할과 센싱전극(수신전극이라도 함)의 역할을 동시에 갖는다.
따라서, 터치센싱회로(140)는 터치센서로 터치구동신호를 공급하고, 터치구동신호가 공급된 터치센서로부터 터치센싱신호를 수신하고(검출하고), 수신된(검출된) 터치센싱신호를 토대로 터치유무 및/또는 터치좌표를 획득한다.
본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 영상을 표시한다.
이에, 아래에서는, 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 영상을 표시하기 위한 표시패널(110)에서의 서브픽셀 구조(서브픽셀 회로)를 살펴본다.
도 3a 및 도 3b는 본 실시예들에 따른 표시패널(110)의 서브픽셀(SP) 회로를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 각 서브픽셀(SP)은, 기본적으로, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)를 포함할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 각 서브픽셀(SP)은, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 해당하는 제1 노드(N1)로 데이터 전압(VDATA)을 전달해주기 위한 제1 트랜지스터(T1)와, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압(VDATA) 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지하는 스토리지 캐패시터(C1)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제1전극(E1, 애노드 전극 또는 캐소드 전극), 유기발광층(EL) 및 제2전극(E2, 캐소드 전극 또는 애노드 전극) 등으로 이루어질 수 있다.
일 예로, 유기발광다이오드(OLED)의 제2전극(E2)에는 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 유기발광다이오드(OLED)로 구동 전류를 공급해줌으로써 유기발광다이오드(OLED)를 구동해준다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3노드(N3)를 갖는다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드에 해당하는 노드로서, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(E1)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제3노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 노드로서, 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)와 제1 트랜지스터(T1)는, n 타입으로 구현될 수도 있고, p 타입으로도 구현될 수도 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 데이터 라인(DL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 사이에 전기적으로 연결되고, 게이트 라인을 통해 스캔 신호(SCAN)를 게이트 노드로 인가 받아 제어될 수 있다.
이러한 제1 트랜지스터(T1)는 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(VDATA)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.
스토리지 캐패시터(C1)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 스토리지 캐패시터(C1)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)이다.
도 3b를 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시패널(110)에 배치된 각 서브픽셀은, 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DRT), 제1 트랜지스터(T1) 및 스토리지 캐패시터(C1) 이외에, 제2 트랜지스터(T2)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 기준 전압(VREF: Reference Voltage)을 공급하는 기준 전압 라인(RVL: Reference Voltage Line) 사이에 전기적으로 연결되고, 게이트 노드로 스캔 신호의 일종인 센싱 신호(SENSE)를 인가 받아 제어될 수 있다.
전술한 제2 트랜지스터(T2)를 더 포함함으로써, 서브픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 상태를 효과적으로 제어해줄 수 있다.
이러한 제2 트랜지스터(T2)는 센싱 신호(SENSE)에 의해 턴-온 되어 기준 전압 라인(RVL)을 통해 공급되는 기준 전압(VREF)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 인가해준다.
도 3b의 서브픽셀 구조는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 초기화를 정확하게 해주는데 유리하고, 구동 트랜지스터(DRT)의 고유 특성치(문턱전압 또는 이동도), 유기발광다이오드(OLED)의 고유 특성치(예: 문턱전압)을 센싱하기 위해 유리한 구조이다.
한편, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 별개의 게이트 신호일 수 있다. 이 경우, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는, 서로 다른 게이트 라인을 통해, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드로 각각 인가될 수도 있다.
경우에 따라서는, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 동일한 게이트 신호일 수도 있다. 이 경우, 스캔 신호(SCAN) 및 센싱 신호(SENSE)는 동일한 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 공통으로 인가될 수도 있다.
도 4는 본 실시예들에 따른 표시패널(110)에서 터치센서(TS)의 위치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시패널(110)에서 터치센서(TS)는, 유기발광다이오드(OLED) 상에 위치하는 봉지층(400) 상에 배치될 수 있다.
여기서, 봉지층(400)은 유기발광층(EL)에 포함된 유기물질을 수분, 공기 등으로부터 보호하기 위한 층으로서, 캐소드 전극일 수 있는 유기발광다이오드(OLED)의 제2전극(E2) 상에 위치할 수 있다.
한편, 봉지층(400)은 메탈 금속일 수도 있고, 무기물로 되어 있을 수도 있고, 하나 이상의 유기물 층과 하나 이상의 무기물 층이 적층 되어 구성될 수도 있다.
이와 같이, 터치센서(TS)가 봉지층(400) 상에 형성된 터치구조를 TOE (Touch On Encapsulation Layer)라고 한다.
한편, 봉지층(400)과 터치센서(TS) 사이에 컬러필터 층이 추가로 존재하거나, 터치센서(TS) 상에 컬러필터 층이 추가로 존재할 수도 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서 터치센서(TS)와 제2전극(E2) 간의 기생 캐패시턴스(Cp)와 이에 의한 터치 감도 영향을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 터치센싱구간 동안, 소정의 전압을 갖는 터치구동신호가 터치센서(TS)에 인가될 수 있다.
이에 따라, 제2전극(E2)과 터치센서(TS) 사이에 전위치가 발생하여 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다.
터치센싱에 필요한 캐패시턴스는, 터치센서(TS) 간의 캐패시턴스이거나, 터치센서(TS)와 터치 오브젝트(예: 손가락, 펜 등) 간의 캐패시턴스이다.
따라서, 제2전극(E2)과 터치센서(TS) 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cp)는 기생 캐패시턴스에 해당한다.
터치패널(TP)을 내장하는 표시패널(110)을 구현하는 방안으로서, 터치센서(TS)를 봉지층(400) 상에 바로 형성하여 터치패널(TP)을 표시패널(110)에 내장하게 되면, 제2전극(E2)과 터치센서(TS) 사이의 거리(D)가 상당히 가까워질 수 있다.
이에 따라, 제2전극(E2)과 터치센서(TS) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 커지게 된다. 이로 인해, RC 지연(Resistive-Capacitive Delay)도 커지게 될 수 있다.
한편, 본 실시예들에 따른 표시패널(110)에서, 제2전극(E2)과 터치센서(TS) 사이의 거리(D)는 5 마이크로 미터(㎛) 이상일 수 있다.
이를 위해, 봉지층(400)은 5 마이크로 미터(㎛) 이상의 두께를 갖도록 형성되어 있을 수 있다.
전술한 바에 따르면, 제2전극(E2)과 터치센서(TS) 사이의 기생 캐패시턴스(Cp)를 줄여줄 수 있고, 이를 통해, RC 지연을 감소시켜 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
한편, 모바일 디바이스 또는 웨어러블 디바이스에서는 얇은 두께에 대한 요구 사항이 있기 때문에, 디바이스 두께의 요구 조건에 따라, 봉지층(400)의 최대 두께가 정해지는 경우, 봉지층(400)은 5 마이크로 미터 이상이고 최대 두께 이하가 되도록 설계되어야 할 것이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 개구부가 없는 전극 타입의 터치센서(TS)를 나타낸 도면이다.
각 터치센서(TS)는 개구부가 없는 투명전극일 수 있다.
이와 같이, 터치센서(TS)를 개구부(OA)가 없는 벌크 타입(통 전극 타입)으로 형성함으로써, 터치센서(TS)를 쉽게 패터닝할 수 있다. 또한 터치센서(TS)를 투명전극으로 형성함으로써, 서브픽셀 영역에서의 발광 성능에 영향을 끼치지 않는 터치센서(TS)를 표시패널(110)에 내장하여 형성할 수 있다.
도 7은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 개구부가 있는 전극 타입의 터치센서(TS)를 나타낸 도면이다.
각 터치센서(TS)는 하나 이상의 개구부(OA)가 있는 메쉬 타입의 전극일 수 있다.
1개의 터치센서(TS), 즉, 1개의 구동전극(Tx) 또는 1개의 센싱전극(Rx)은, 1개의 서브픽셀보다 큰 면적을 가질 수 있다.
예를 들어, 1개의 터치센서(TS)의 영역에는 수개 또는 수십 개의 서브픽셀이 존재할 수 있다.
이 경우, 각 터치센서(TS)는 불투명전극 또는 투명전극일 수 있다.
각 개구부(OA)는, 각 서브픽셀(SP)의 발광영역에 대응될 수 있다.
전술한 바에 따르면, 각 서브픽셀의 발광 효율을 떨어뜨리지 않고, 터치센서(TS)를 표시패널(110)에 내장하여 형성할 수 있다.
아래에서는, 전술한 바와 같이, TOE 구조적 특징으로 인해 커질 수 있는 RC 지연을 저감하여 터치 감도를 향상시킬 수 있는 TOE 구조를 설명한다.
도 8 내지 도 24를 참조하여, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치센싱을 위한 TOE 구조를 먼저 설명한다. 그리고, 도 25 내지 도 28을 참조하여, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치센싱을 위한 TOE 구조를 설명한다.
도 8은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)의 예시도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)에 배치되는 터치센서(TS)들은 다수의 구동라인(Tx line)과 다수의 수신라인(Rx line)을 포함할 수 있다.
도 8에서 각 구동라인(Tx line) 및 각 수신라인(Rx line)은 라인 형태로 되어 있다.
도 8을 참조하면, 표시패널(110)에는, 다수의 터치센서(TS)들의 전부 또는 일부와 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 신호배선(TL)들이 배치될 수 있다.
이러한 신호배선(TL)들을 통해, 터치센서(TS)들은 터치센싱회로(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.
각 구동라인(Tx line)에는 구동 신호배선(Lt)이 연결되고, 각 수신라인(Rx line)에는 센싱 신호배선(Lr)이 연결될 수 있다.
도 8에서, 교차영역(CA)에서 구동라인(Tx line)과 수신라인(Rx line)은 전기적으로 연결되어서는 안 된다.
구동라인(Tx line)과 수신라인(Rx line)은 서로 동일한 층에 존재할 수도 있고 서로 다른 층에 존재할 수도 있다.
도 9는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)의 다른 예시도이다.
도 9는 구동전극(Tx)과 센싱전극(Rx)을 동일한 층에 형성하는 구조의 한 예이다.
도 9를 참조하면, 다수의 터치센서(TS)들은, 다수의 구동전극(Tx)들과 다수의 센싱전극(Rx)들을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구동전극(Tx)들은 하나 이상의 구동브리지 패턴(Bt)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
전기적으로 연결된 구동전극(Tx)들은, 도 6에서 하나의 구동라인(Tx line)에 해당한다.
예를 들어, t1 지점의 구동전극(Tx), t2 지점의 구동전극(Tx), t3 지점의 구동전극(Tx) 및 t4 지점의 구동전극(Tx)은 구동브리지 패턴(Bt)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 구동라인(Tx line)을 형성한다. t5 지점의 구동전극(Tx), t6 지점의 구동전극(Tx), t7 지점의 구동전극(Tx) 및 t8 지점의 구동전극(Tx)은 구동브리지 패턴(Bt)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 구동라인(Tx line)을 형성한다. t9 지점의 구동전극(Tx), t10 지점의 구동전극(Tx), t11 지점의 구동전극(Tx) 및 t12 지점의 구동전극(Tx)은 구동브리지 패턴(Bt)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 구동라인(Tx line)을 형성한다. t13 지점의 구동전극(Tx), t14 지점의 구동전극(Tx), t15 지점의 구동전극(Tx) 및 t16 지점의 구동전극(Tx)은 구동브리지 패턴(Bt)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 구동라인(Tx line)을 형성한다.
동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구동전극(Tx)들 중 적어도 하나는 구동 신호배선(Lt)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9를 참조하면, 동일 열 또는 동일 행에 위치하는 센싱전극(Rx)들은 하나 이상의 센싱브리지 패턴(Br)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
전기적으로 연결된 센싱전극(Rx)들은, 도 6에서 하나의 수신라인(Rx line)에 해당한다.
예를 들어, r1 지점의 센싱전극 (Rx), r2 지점의 센싱전극 (Rx), r3 지점의 센싱전극 (Rx), r4 지점의 센싱전극 (Rx)및 t5 지점의 센싱전극 (Rx)은 센싱브리지 패턴(Br)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 수신라인(Rx line)을 형성한다. r6 지점의 센싱전극 (Rx), r7 지점의 센싱전극 (Rx), r8 지점의 센싱전극 (Rx), r9 지점의 센싱전극 (Rx)및 t10 지점의 센싱전극 (Rx)은 센싱브리지 패턴(Br)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 수신라인(Rx line)을 형성한다. r11 지점의 센싱전극 (Rx), r12 지점의 센싱전극 (Rx), r13 지점의 센싱전극 (Rx), r14 지점의 센싱전극 (Rx) 및 t15 지점의 센싱전극 (Rx)은 센싱브리지 패턴(Br)에 의해 전기적으로 연결되어, 1개의 수신라인(Rx line)을 형성한다.
동일 열 또는 동일 행에 위치하는 센싱전극(Rx)들 중 적어도 하나는 센싱 신호배선(Lr)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치센싱회로(140)는, 구동 신호배선(Lt)으로 터치구동신호를 공급하고, 센싱 신호배선(Lr)을 통해 수신된 터치센싱신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.
전술한 바와 같이, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치구조를 이용하여 터치를 센싱하게 되면, 실제 터치는 존재하지 않지만 터치가 존재하는 것처럼 인식되는 고스트(Ghost) 현상의 발생 없이, 정확한 터치 센싱을 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 9에 예시된 터치패널(TP)을 이루는 각 터치센서(TS)는 개구부(OA)가 없는 벌크 타입의 터치 전극일 수도 있고, 개구부(OA)가 있는 메쉬 타입의 터치 전극일 수도 있다.
도 10은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)의 또 다른 예시도이다.
도 10을 참조하면, 터치패널(TP)을 이루는 각 터치센서(TS)는, 개구부(OA)가 있는 메쉬 타입(Mesh Type)의 터치 전극으로 구성될 수 있다.
아래에서는, 도 11 내지 도 21을 참조하여, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식을 이용하고, 개구부가 있는 메쉬 타입으로 터치센서(TS)를 형성한 구조 하에서, RC 지연을 저감하여 터치 감도를 향상시킬 수 있는 TOE 구조를 설명한다.
도 11은 도 10의 터치패널(TP)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이고, 도 12는 도 10의 터치패널(TP)의 B-B' 단면을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시패널(110)에서, 캐소드 전극일 수 있는 제2전극(E2)이 위치하는 제2전극층(1110) 상에 봉지층(400)이 위치할 수 있다.
봉지층(400) 상에 터치 센싱 시 이용되는 터치센서(TS)가 위치할 수 있다.
각 터치센서(TS)는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)으로 이루어질 수 있다.
2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 전기적으로 연결될 수 있다.
뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치센싱구조 관점에서 보면, 터치센서(TS)는 구동전극(Tx)과 센싱전극(Rx)으로 나눌 수 있다.
도 11을 참조하면, 하나의 구동전극(Tx)은 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)으로 이루어질 수 있다.
하나의 구동전극(Tx)을 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
하나의 구동전극(Tx)을 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 절연층(1120)을 관통하는 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 12를 참조하면, 하나의 센싱전극(Rx)은 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)으로 이루어질 수 있다.
하나의 센싱전극(Rx)을 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
하나의 센싱전극(Rx)을 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 절연층(1120)을 관통하는 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10을 참조하면, A-A'과 B-B'의 교차 영역에서는, 2개의 구동전극(Tx)이 전기적으로 연결되고, 2개의 센싱전극(Rx)이 전기적으로 연결된다.
도 11을 참조하면, A지점에 위치한 구동전극(Tx)과 A'지점에 위치한 구동전극(Tx)은, 제1서브전극(SE1)과 동일한 물질로 된 구동브리지 패턴(Bt)에 의해 전기적으로 연결된다.
즉, A지점에 위치한 구동전극(Tx)의 제1서브전극(SE1)과 A'지점에 위치한 구동전극(Tx)의 제1서브전극(SE1)이, 제1서브전극 물질로 된 구동브리지 패턴(Bt)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 12를 참조하면, B지점에 위치한 센싱전극(Rx)과 B'지점에 위치한 센싱전극(Rx)은, 제2서브전극(SE2)과 동일한 물질로 된 센싱브리지 패턴(Br)에 의해 전기적으로 연결된다.
즉, B지점에 위치한 센싱전극(Rx)의 제2서브전극(SE2)과 B'지점에 위치한 센싱전극(Rx)의 제2서브전극(SE2)이, 제2서브전극 물질로 된 센싱브리지 패턴(Br)에 의해 전기적으로 연결된다.
구동브리지 패턴(Bt)과 센싱브리지 패턴(Br)은 서로 다른 서브전극 층에 위치한다.
예를 들어, 구동브리지 패턴(Bt)은 제1서브전극(SE1)이 형성되는 제1서브전극 층에 위치하고, 센싱브리지 패턴(Br)은 제2서브전극(SE2)이 형성되는 제2서브전극 층에 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치센서(TS)가 봉지층(400) 상에 배치하는 TOE 구조 하에서, 터치센서(TS)가 다중 전극 구조(SE1, SE2, …)로 되어 있기 때문에, 터치센서(TS)의 저항을 상당히 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 터치센서(TS)가 봉지층(400) 상에 배치하는 TOE 구조에서 커질 수밖에 없는 RC 지연을 감소시킬 수 있고 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
한편, 표시패널(110)에서 터치센싱회로(140)와 신호배선(TL)이 연결되는 패드(미도시)는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …) 중 하나의 서브전극과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치센서(TS)의 개구 영역과 발광 영역을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 하나의 터치센서(TS)는 다수의 서브픽셀의 발광 영역을 제외한 영역(TSA)에 형성된다.
이로 인해, 하나의 터치센서(TS)는 다수의 개구 영역(OA)이 존재하게 되며, 터치센서(TS)에 존재하는 다수의 개구 영역(OA) 각각은, 뱅크(1400)에 의해 정의되는 하나의 서브픽셀에서의 발광 영역에 대응된다.
도 15는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치센서(TS)의 다중 전극 구조와, 신호배선의 단일 배선 구조를 나타낸 도면이고, 도 16은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치센서(TS)의 다중 전극 구조와, 신호배선의 다중 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 다수의 터치센서(TS)와 터치센싱회로(140)를 전기적으로 연결해주는 다수의 신호배선(TL) 또한, 봉지층(400) 상에 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 다수의 신호배선(TL)이 봉지층(400) 상에 위치함으로써 완전한 TOE 구조를 만들어줄 수 있다.
다수의 신호배선(TL)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 단일 배선 구조로 되어 있을 수 있고, 도 16에 도시된 바와 같이, 다중 배선 구조로 되어 있을 수도 있다.
신호배선(TL)이 다중 배선 구조를 갖는 경우, 도 16에 도시된 바와 같이, 각 신호배선(TL)은 2개 이상의 서브배선(SL1, SL2)으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 각 신호배선(TL)은 2개 이상의 서브배선(SL1, SL2)으로 이루어짐으로써, 신호배선(TL)의 저항을 감소시켜, RC 지연을 감소시킬 수 있으며, 신호전달 성능을 높일 수 있다.
도 16에 도시된 TOE 구조에 대하여 터치센서/신호배선의 형성 방법을 아래에서 설명한다. 단, 터치센서(TS)에 해당하는 구동전극(Tx) 및 센싱전극(Rx)이 2개의 서브전극(SE1, SE2)으로 이루어져 있다고 가정하고, 신호배선(TL)에 해당하는 구동 신호배선(Lt) 및 센싱 신호배선(Lr)이 2개의 서브배선(SL1, SL2)으로 이루어져 있다고 가정한다.
(1) 터치센서(TS)에 해당하는 구동전극(Tx) 및 센싱전극(Rx) 각각의 제1서브전극(SE1)과, 인접한 구동전극(Tx)의 제1서브전극(SE1)을 연결해주는 구동브리지 패턴(Bt)과, 신호배선(TL)에 해당하는 구동 신호배선(Lt) 및 센싱 신호배선(Lr) 각각의 제1서브배선(SL1)이, 봉지층(400) 상에 형성된다.
(2) 제1서브전극(SE1), 구동브리지 패턴(Bt), 제1서브배선(SL1) 상에 절연층(1120)이 형성된다.
(3) 터치센서(TS)에 해당하는 구동전극(Tx) 및 센싱전극(Rx) 각각의 제2서브전극(SE2)과, 인접한 센싱전극(Tx)의 제2서브전극(SE2)을 연결해주는 센싱브리지 패턴(Br)과, 신호배선(TL)에 해당하는 구동 신호배선(Lt) 및 센싱 신호배선(Lr) 각각의 제2서브배선(SL2)이, 절연층(1120) 상에 형성된다.
이때, 제2서브전극(SE2)은 절연층(1120)에 형성된 컨택홀을 통해 제1서브전극(SE1)과 전기적으로 연결된다.
도 17 및 도 18은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치센서(TS)의 터치 감도 향상 구조의 예시도이다.
도 17을 참조하면, 다수의 터치센서(TS) 각각의 아래에 투명전극(1700)이 배치될 수 있다.
즉, 봉지층(400)과 터치센서(TS)의 제1서브전극(SE1) 사이에 투명전극(1700)이 배치될 수 있다.
또는, 투명전극(1700)은 다수의 터치센서(TS) 각각의 위에 배치될 수도 있다. 즉, 투명전극(1700)은, 터치센서(TS)을 이루는 2개 이상의 서브전극 중 가장 상단에 있는 서브전극(도 17의 SE2) 상에 배치될 수도 있다.
또는, 투명전극(1700)은, 다수의 터치센서(TS)들 각각을 이루는 2개 이상의 서브전극 사이에 배치될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 각 터치센서(TS)가 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)과 투명전극(1700)으로 이루어짐으로써, 저항이 더욱더 감소할 수 있다.
도 18을 참조하면, 투명전극(1700)은 서브전극(SE1, SE2)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 즉, 투명전극(1700)의 폭(W2)은 서브전극(SE1, SE2)의 폭(W1)보다 크다.
전술한 투명전극(1700)의 구조를 통해, 발광 영역의 감소 없이, 터치센서(TS)에 대한 실질적인 면적을 증가시켜, 터치 센싱에 관련된 캐패시턴스가 커지게 되어 터치 감도를 높여줄 수 있다.
전술한 투명전극(1700)의 구조는, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 구조 및 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 구조에 모두 적용될 수 있다.
도 19은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치센서(TS)의 보호 구조의 예시도이다.
도 19를 참조하면, 다수의 터치센서(TS) 상에 패시베이션 층(Passivation Layer, 1900)이 존재할 수 있다.
이러한 패시베이션 층(1900)에 의하면, 하부에 있는 터치센서(TS)를 보호해줄 수 있다.
도 20은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서 층간 보호 구조의 예시도이다.
도 20을 참조하면, 봉지층(400)과 다수의 터치센서(TS)들 사이에 버퍼 층(Buffer Layer, 2000)이 존재할 수 있다.
이러한 버퍼 층(2000)은 유기물 또는 무기물로 되어 있을 수 있다.
이러한 버퍼 층(2000)에 의해서, 패널 제작 중 또는 이후에, 금속 물질의 터치센서(TS)에 의해 봉지층(400)이 손상 받는 것을 방지할 수 있다.
도 21은 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서 브리지 패턴의 변경 예시도이다.
인접한 2개의 터치센서를 전기적으로 연결해주는 브릿지 패턴(Br)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 1개로 되어 있을 수도 있지만, 도 21에 도시된 바와 같이 2개 이상으로 되어 있을 수도 있다.
이를 통해, 브릿지 패턴(Br)의 저항이 감소하여 신호 전달 성능을 높여줄 수 있다.
아래에서는, 도 22 내지 도 24를 참조하여, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식을 이용하고, 개구부가 없는 벌크 타입으로 터치센서(TS)를 형성한 구조 하에서, RC 지연을 저감하여 터치 감도를 향상시킬 수 있는 TOE 구조를 설명한다.
도 22는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)의 또 다른 예시도로서, 개구부가 없는 전극 타입의 터치센서(TS)들이 배치된 터치패널(TP)을 나타낸 도면이고, 도 23은 도 22의 터치패널(TP)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이고, 도 24는 도 22의 터치패널(TP)의 B-B' 단면을 나타낸 도면이다.
도 23의 단면도는, 구동전극(Tx)의 개구부(OA)가 없다는 점을 제외하고는, 도 11의 단면도와 동일하다.
구동전극(Tx)을 이루는 제1서브전극(SE1)과 제2서브전극(SE2)은 몇 개 지점에서 컨택할 수도 있고 전면에서 컨택할 수도 있다.
도 24의 단면도는, 센싱전극(Rx)의 개구부(OA)가 없다는 점을 제외하고는, 도 12의 단면도와 동일하다.
센싱전극(Rx)을 이루는 제1서브전극(SE1)과 제2서브전극(SE2)은 몇 개 지점에서 컨택할 수도 있고 전면에서 컨택 할 수도 있다.
아래에서는, 도 25 내지 도 26을 참조하여, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식을 이용하고, 개구부가 있는 메쉬 타입으로 터치센서(TS)를 형성한 구조 하에서, RC 지연을 저감하여 터치 감도를 향상시킬 수 있는 TOE 구조를 설명한다.
도 25는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)의 예시도로서, 개구부가 있는 전극 타입의 터치센서(TS)들이 배치된 터치패널(TP)을 나타낸 도면이다.
도 25를 참조하면, 표시패널(110)에 내장된 다수의 터치센서(TS)들은 전기적으로 서로 분리된다.
표시패널(110)에는, 각 터치센서(TS)와 전기적으로 연결된 신호배선(TL)이 존재하며, 다수의 신호배선(TL)도 전기적으로 서로 분리되어 있다.
터치센싱회로(140)는, 신호배선(TL)으로 터치구동신호를 공급하고, 신호배선(TL)으로부터 수신된 터치센싱신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.
전술한 바와 같이, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치구조를 적용하는 경우, 터치센서들을 싱글 레이어(Single Layer)에 배치하기가 용이한 장점이 있어 터치패널을 내장하는 표시패널(110)의 두께를 얇게 해줄 수 있으며, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 방식에 비해 구동 및 센싱 방식이 상대적으로 간단하며, 노이즈(Noise)에 강인한 터치 센싱을 수행할 수 있다.
도 26은 도 25의 터치패널(TP)의 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.
도 26을 참조하면, 표시패널(110)에서, 캐소드 전극일 수 있는 제2전극(E2)이 위치하는 제2전극층(1110) 상에 봉지층(400)이 위치할 수 있다.
봉지층(400) 상에 터치 센싱 시 이용되는 셀프-캐패시턴스 기반의 터치센싱을 위한 터치센서(TS)가 위치할 수 있다.
각 터치센서(TS)는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)으로 이루어질 수 있다.
하나의 터치센서(TS)를 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 전기적으로 연결될 수 있다.
하나의 터치센서(TS)를 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 절연층(1120)을 관통하는 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
아래에서는, 도 27 내지 도 28을 참조하여, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식을 이용하고, 개구부가 없는 벌크 타입으로 터치센서(TS)를 형성한 구조 하에서, RC 지연을 저감하여 터치 감도를 향상시킬 수 있는 TOE 구조를 설명한다.
도 27는 본 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 하는 경우, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치패널(TP)의 예시도로서, 개구부가 없는 전극 타입의 터치센서(TS)들이 배치된 터치패널(TP)을 나타낸 도면이고, 도 28은 도 27의 터치패널(TP)의 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.
도 28을 참조하면, 표시패널(110)에서, 캐소드 전극일 수 있는 제2전극(E2)이 위치하는 제2전극층(1110) 상에 봉지층(400)이 위치할 수 있다.
봉지층(400) 상에 터치 센싱 시 이용되는 셀프-캐패시턴스 기반의 터치센싱을 위한 터치센서(TS)가 위치할 수 있다.
각 터치센서(TS)는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)으로 이루어질 수 있다.
하나의 터치센서(TS)를 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 전기적으로 연결될 수 있다.
하나의 터치센서(TS)를 이루는 2개 이상의 서브전극(SE1, SE2, …)은 절연층(1120)을 관통하는 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 28을 참조하면, 개구부가 없는 벌크 타입으로 터치센서(TS)는 투명전극일 수 있다.
이상에서 전술한 본 실시예들에 의하면, RC 지연을 저감시킬 수 있는 TOE 구조를 통해, 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
또한, RC 지연을 저감시킬 수 있는 TOE 구조로 인해, 대면적의 패널 구현에도 도움을 줄 수 있다.
또한, RC 지연을 저감시킬 수 있는 TOE 구조로 인해, 더욱 얇은 봉지층(400)을 필요로 하는 모바일 디바이스 또는 웨어러블(wearable) 디바이스의 구현을 가능하게 하고, 이러한 디바이스들에서 터치 감도를 향상시켜줄 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: 터치표시장치
110: 표시패널
120: 데이터구동회로
130: 게이트구동회로
140: 터치센싱회로

Claims (18)

  1. 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들에 의해 정의된 다수의 서브픽셀들이 배열되고, 다수의 터치센서들이 배치되며, 상기 다수의 터치센서들의 전부 또는 일부와 전기적으로 연결된 다수의 신호배선들이 배치되는 표시패널; 및
    상기 다수의 터치센서들을 이용하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 회로를 포함하고,
    상기 다수의 신호배선들 각각은,
    봉지층 상에 위치하며,
    제1서브배선 및 상기 제1서브배선과 전기적으로 연결되고 상기 제1서브배선 상에 위치되는 제2서브배선을 포함하는 터치표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브배선과 상기 제2서브배선 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 제1서브배선은 상기 봉지층 위에 위치하며,
    상기 제1서브배선은 상기 절연층의 컨택홀을 통해 상기 제2서브배선과 전기적으로 연결된 터치표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들은,
    다수의 구동전극들과 다수의 센싱전극들을 포함하고,
    동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구동전극들은 하나 이상의 구동브리지 패턴을 통해 전기적으로 연결되고,
    동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구동전극들 중 적어도 하나는 구동 신호배선과 전기적으로 연결되며,
    동일 열 또는 동일 행에 위치하는 센싱전극들은 하나 이상의 센싱브리지 패턴을 통해 전기적으로 연결되며,
    동일 열 또는 동일 행에 위치하는 센싱전극들 중 적어도 하나는 센싱 신호배선과 전기적으로 연결되고,
    상기 구동브리지 패턴과 상기 센싱브리지 패턴은 서로 다른 서브전극 층에 위치하고,
    상기 터치 센싱 회로는,
    상기 구동 신호배선으로 터치구동신호를 공급하고,
    상기 센싱 신호배선을 통해 수신된 터치센싱신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들은 전기적으로 서로 분리되고,
    상기 다수의 터치센서들의 각각과 전기적으로 연결된 상기 다수의 신호배선들이 존재하고,
    상기 터치 센싱 회로는,
    상기 다수의 신호배선들의 각각에 터치구동신호를 공급하고,
    상기 다수의 신호배선들의 각각으로부터 수신된 터치센싱신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치표시장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들 각각은 하나 이상의 개구부가 있는 메쉬 타입의 전극이고,
    상기 하나 이상의 개구부 각각은 상기 다수의 서브픽셀들 각각의 발광영역에 대응되는 터치표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들 각각의 위 또는 아래에 투명전극이 배치되거나,
    상기 다수의 터치센서들 각각을 이루는 2개 이상의 서브전극 사이에 상기 투명전극이 배치되는 터치표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 서브전극보다 큰 면적을 갖는 터치표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들 상에 위치하는 패시베이션층을 더 포함하는 터치표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층과 상기 다수의 터치센서들 사이에 위치하는 버퍼층을 더 포함하고,
    상기 봉지층과 상기 다수의 신호배선들 사이에 상기 버퍼층이 존재하는 터치표시장치.
  13. 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들이 배열되고, 다수의 터치센서들이 배치되며, 상기 다수의 터치센서들의 전부 또는 일부와 전기적으로 연결된 다수의 신호배선들이 배치되는 표시패널로서,
    상기 다수의 서브픽셀들의 각각의 영역에는, 제1 전극, 유기발광층 및 제2 전극으로 이루어진 유기발광다이오드와, 상기 유기발광다이오드를 구동하기 위한 구동 트랜지스터가 배치되고,
    상기 유기발광다이오드의 상기 제2 전극 상에 봉지층이 위치하며,
    상기 봉지층 상에 상기 다수의 터치센서들이 배치되고,
    상기 다수의 신호배선들 각각은 제1서브배선 및 상기 제1서브배선과 전기적으로 연결되고 상기 제1서브배선 상에 위치되는 제2서브배선을 포함하는 표시패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들 각각의 위 또는 아래에 투명전극이 배치되거나,
    상기 다수의 터치센서들 각각을 이루는 2개 이상의 서브전극 사이에 상기 투명전극이 배치되는 표시패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 서브전극보다 큰 면적을 갖는 표시패널.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 다수의 터치센서들 상에 위치하는 패시베이션층을 더 포함하는 표시패널.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 봉지층과 상기 다수의 터치센서들 사이에 위치하는 버퍼층을 더 포함하고,
    상기 봉지층과 상기 다수의 신호배선들 사이에 상기 버퍼층이 존재하는 표시패널.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1서브배선과 상기 제2서브배선 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 제1서브배선은 상기 봉지층 위에 위치하며,
    상기 제1서브배선은 상기 절연층의 컨택홀을 통해 상기 제2서브배선과 전기적으로 연결된 표시패널.
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