KR20180045704A - 유기발광표시장치 - Google Patents

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황상수
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 별도의 터치패널을 포함하지 않으면서도 터치기능을 제공할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하기 위한 것으로, 제 1 기판의 일면에 배치되고 제 1 구동 전원라인을 포함하는 트랜지스터 어레이, 제 2 기판과 상기 트랜지스터 어레이 사이에 배치되는 유기발광소자 어레이, 상기 제 1 기판의 다른 일면에 대향하는 제 3 기판과 상기 제 1 기판 사이에 배치되는 블랙매트릭스, 및 상기 제 3 기판과 상기 블랙매트릭스 사이에 배치되고 상기 제 1 구동 전원라인에 교차하는 터치수신전극을 포함한다. 그리고, 각 수직기간 중 일부인 터치감지기간 동안, 상기 제 1 구동 전원라인 중 상호 인접하고 상호 연결되는 둘 이상의 제 1 구동 전원라인으로 각각 이루어진 터치송신전극과, 상기 터치수신전극을 이용하여 터치를 감지한다. 이로써, 별도의 터치패널을 포함하지 않으면서도, 터치기능을 제공할 수 있으므로, 박형화 및 경량화에 유리하고, 터치패널에 의한 표시기능의 저하가 방지될 수 있다.

Description

유기발광표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기발광표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 기능이 내장될 수 있는 유기발광표시장치에 관한 것이다.
표시장치(Display Device)는 TV, 휴대폰, 노트북 및 태블릿 등과 같은 다양한 전자기기에 적용된다. 이에 표시장치의 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
표시장치의 대표적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device: ELD), 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.
그 중 유기발광표시장치(OLED)는 유기발광소자를 이용하여 영상을 표시하는 장치이다. 여기서, 유기발광소자는 자체발광형 소자이므로, 유기발광표시장치는 별도의 광원이 없이도 영상을 표시할 수 있다. 이에 따라, 유기발광표시장치는 액정표시장치에 비해 경량화 및 박형화에 유리한 장점이 있다.
한편, 최근 사용자의 편의를 향상시키기 위해, 표시장치는 터치스크린으로 구현될 수 있도록 터치패널을 내장하는 구조로 개발 및 상용화되고 있다. 터치패널은 사람의 손 또는 물체의 접촉 지점을 감지하여 사용자의 명령을 입력 받는 기능을 제공한다.
일반적인 터치패널 내장형 표시장치는 표시패널에 별도의 터치패널을 부착시키는 방식, 즉 애드-온(ADD-ON) 방식으로 구현될 수 있다.
그러나, 애드-온 방식의 경우, 별도의 터치패널을 부가함에 따라 표시장치의 경량화 및 박형화에 한계가 있고, 별도의 터치패널에 의해 표시특성이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 표시패널의 일부 구성요소들을 터치를 감지하기 위한 전극으로 이용하는 인-셀(IN-CELL) 방식이 제안되었다.
액정표시장치의 경우, 표시패널 중 상판과 하판 사이의 액정층을 이용하여 터치를 감지하기 위한 정전용량을 구현할 수 있으므로, 인-셀 방식으로 터치패널을 내장하기에 용이하다.
그러나, 유기발광표시장치의 경우, 표시패널이 정전용량을 구현하기에 적절한 구성요소를 포함하지 않으므로, 정전용량을 구현하기 위한 별도의 구성요소를 부가하여야만 한다. 이 뿐만 아니라, 유기발광표시장치의 표시패널은 유기발광소자의 열화를 방지하기 위해 산소 또는 수분을 차단하는 밀봉 구조로 이루어짐에 따라, 터치 감지를 위한 별도의 구성요소가 부가되기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 유기발광표시장치에 인-셀 방식으로 터치패널을 내장하기 위한 방안이 연구되고 있다.
본 발명은 인-셀 방식과 유사하게 표시패널의 일부 구성요소를 이용하여 터치를 감지할 수 있어, 경량화 및 박형화에 유리하고, 터치패널에 의한 표시특성의 저하를 방지할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 예시는 별도의 터치패널을 포함하지 않으면서도 터치기능을 제공할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 예시에 따른 유기발광표시장치는 제 1 기판의 일면에 배치되고 제 1 구동 전원라인을 포함하는 트랜지스터 어레이, 제 2 기판과 상기 트랜지스터 어레이 사이에 배치되는 유기발광소자 어레이, 상기 제 1 기판의 다른 일면에 대향하는 제 3 기판과 상기 제 1 기판 사이에 배치되는 블랙매트릭스, 및 상기 제 3 기판과 상기 블랙매트릭스 사이에 배치되고 상기 제 1 구동 전원라인에 교차하는 터치수신전극을 포함한다. 그리고, 각 수직기간 중 일부인 터치감지기간 동안, 상기 제 1 구동 전원라인 중 상호 인접하고 상호 연결되는 둘 이상의 제 1 구동 전원라인으로 각각 이루어진 터치송신전극과, 상기 터치수신전극을 이용하여 터치를 감지한다.
이와 같이, 상호 연결된 둘 이상의 제 1 구동 전원라인으로 각각 이루어진 터치송신전극과, 제 1 구동 전원라인에 교차하는 터치수신전극을 이용하여, 터치를 감지할 수 있다. 즉, 유기발광소자의 구동을 위한 제 1 구동 전원라인과, 블랙매트릭스와 함께 제 3 기판에 배치되는 터치수신전극을 터치 감지용으로 이용함으로써, 별도의 터치패널을 포함하지 않으면서도, 터치기능을 제공할 수 있다. 따라서, 박형화 및 경량화에 유리하고, 터치패널에 의한 표시기능의 저하가 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치감지기간 동안 상호 인접하고 상호 연결된 둘 이상의 제 1 구동 전원라인과, 블랙매트릭스와 함께 제 3 기판 상에 배치되는 터치수신전극을 이용하여 터치기능을 제공함으로써, 인-셀 방식과 유사하게 터치패널을 내장한 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 터치 기능을 제공하면서도, 경량화 및 박형화에 유리하고, 터치패널에 의한 표시특성의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치 일부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 유기발광표시장치에 있어서, 복수의 화소영역을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 제 1 구동 전원라인으로 이루어진 터치송신전극과, 터치수신전극 간의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 터치송신전극과 터치수신전극을 이용하여 터치를 감지하는 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 영상출력기간 동안 각 화소영역의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 6은 터치감지기간 동안 비센싱상태인 화소영역의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 터치감지기간 동안 센싱상태인 화소영역의 등가회로를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 각 실시예에 따른 터치패널 내장형 유기발광표시장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치 일부의 단면을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 유기발광표시장치에 있어서, 복수의 화소영역을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 제 1 구동 전원라인으로 이루어진 터치송신전극과, 터치수신전극 간의 배치 형태를 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 터치송신전극과 터치수신전극을 이용하여 터치를 감지하는 일 예시를 나타낸 도면이다. 도 5는 영상출력기간 동안 각 화소영역의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도 6은 터치감지기간 동안 비센싱상태인 화소영역의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도 7은 터치감지기간 동안 센싱상태인 화소영역의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 제 1 기판(101), 제 1 기판(101)의 일면에 배치되는 트랜지스터 어레이(110), 제 1 기판(101)의 일면에 대향하는 제 2 기판(102), 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 배치되는 유기발광소자 어레이(120), 제 1 기판(101)의 다른 일면에 대향하는 제 3 기판(103), 제 1 기판(101)과 제 3 기판(103) 사이에 배치되는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터 어레이(130), 및 제 3 기판(103)과 블랙매트릭스(BM) 사이에 배치되는 터치수신전극(Rx)을 포함한다.
트랜지스터 어레이(110)는 제 1 기판(101)의 일면에 배치되고, 실질적으로 영상이 표시되는 표시영역에 대응하는 복수의 화소영역(PA)을 정의하고, 각 화소영역(PA)을 독립적으로 구동한다.
구체적으로, 트랜지스터 어레이(110)는 표시영역에 복수의 화소영역(PA)이 정의되도록 상호 교차하는 게이트라인(도 2의 GL)과 데이터라인(도 2의 DL), 복수의 화소영역(PA)에 대응하는 복수의 구동트랜지스터(DTR)를 포함한다. 더불어, 트랜지스터 어레이(110)는 복수의 구동트랜지스터(DTR)에 연결되는 제 1 구동 전원라인(VddL) 및 후술할 유기발광소자(ED)에 연결되는 제 2 구동 전원라인(도 2의 VssL)을 더 포함한다.
예시적으로, 각 구동트랜지스터(DTR)는 제 1 기판(101)의 일면 상에 배치되는 게이트전극(GE), 게이트전극(GE)을 덮는 게이트절연막(111) 상에 배치되고 게이트전극(GE)과 중첩되는 액티브층(ACT), 및 게이트절연막(111) 상에 배치되고 액티브층(ACT)의 양측에 접하는 소스전극(SE)과 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다.
더불어, 트랜지스터 어레이(110)는 복수의 구동트랜지스터(DTR)를 덮고 평평한 형태의 평탄화막(112)을 더 포함할 수 있다. 즉, 평탄화막(112)은 게이트절연막(111) 상에 배치되고, 액티브층(ACT), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 덮는다.
또한, 제 1 구동 전원라인(VddL)은 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)과 동일층인 게이트절연막(111) 상에 배치된 금속층(113c)으로 이루어질 수 있다.
이와 달리, 제 1 구동 전원라인(VddL)은 게이트전극(GE)과 동일층인 제 1 기판(101)의 일면 상에 배치되는 제 1 금속층(113a) 및 게이트절연막(111) 상에 배치되고 게이트절연막(111)을 관통하는 제 1 콘택홀(113b)을 통해 제 1 금속층(113a)에 연결되는 제 2 금속층(113b)을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 여기서 제 2 금속층(113b)은 표시영역에 대응하는 라인형태로 패터닝되고, 제 1 금속층(113a)은 상호 이격되고 각 화소영역(PA)에 대응하는 라인형태로 패터닝될 수 있다.
이와 같이 하면, 제 1 구동 전원라인(VddL)의 배선저항이 감소될 수 있어, 소비전력이 감소될 수 있고, 영역 별 표시특성의 균일도가 향상될 수 있다.
이러한 제 1 구동 전원라인(VddL) 또한 평탄화막(112)으로 덮인다.
유기발광소자 어레이(120)는 제 1 기판(101)의 일면과 제 2 기판(102) 사이에 배치된다.
유기발광소자 어레이(120)는 복수의 화소영역(PA)에 대응하는 복수의 유기발광소자(ED)를 포함한다. 각 유기발광소자(ED)는 구동트랜지스터(DTR)와 제 2 구동 전원라인(도 2의 VssL) 사이에 연결된다.
각 유기발광소자(ED)는 구동트랜지스터(DTR)를 통해 제 1 구동 전원라인(VddL)에 연결되는 애노드(121), 제 2 구동 전원라인(VssL)에 연결되는 캐소드(122), 및 애노드(121)와 캐소드(122) 사이에 배치되는 유기층(123)을 포함한다.
구체적으로, 도 1의 도시와 같이, 유기발광소자 어레이(120)는 평탄화막(112) 상에 배치된다.
그리고, 유기발광소자 어레이(120)는 평탄화막(112) 상에 배치되고 각 화소영역(PA)에 대응하며 평탄화막(112)을 관통하는 제 2 콘택홀(112a)을 통해 구동트랜지스터(DTR)에 연결되는 애노드(121), 평탄화막(112) 상에 배치되고 애노드(121)의 가장자리 상에 중첩되는 뱅크층(124), 애노드(121) 상에 배치되는 유기층(123), 및 유기층(123) 상에 배치되고 복수의 화소영역(PA)에 대응하는 캐소드(124)를 포함한다.
이러한 유기발광소자 어레이(120)는 유기층(123)으로의 수분 또는 산소의 침투를 차단하기 위한 캐소드(124)를 덮는 보호막(125)을 더 포함한다.
그리고, 제 2 기판(102)은 보호막(125) 상에 배치된다.
제 3 기판(103)은 제 1 기판(101)을 사이에 두고 제 2 기판(102)과 대향하도록 배치된다. 즉, 제 3 기판(103)은 제 1 기판(101)의 다른 일면에 대향한다.
블랙매트릭스(BM)는 제 1 기판(101)의 다른 일면과 마주하는 제 3 기판(103)의 일면 상에 배치되고, 각 화소영역(PA)의 외곽인 비발광영역(NEA)에 대응한다.
컬러필터 어레이(130)는 제 3 기판(103)의 일면 상에 배치되고, 블랙매트릭스(BM)의 가장자리 상에 중첩되며, 복수의 화소영역(PA)에 대응하는 복수의 컬러필터(R, G, B)를 포함한다. 복수의 컬러필터(R, G, B)는 서로 다른 둘 이상의 색상에 대응한다. 예시적으로, 복수의 컬러필터(R, G, B)는 적색에 대응하는 컬러필터(R), 녹색에 대응하는 컬러필터(G) 및 청색에 대응하는 컬러필터(B)를 포함할 수 있다. 또는, 도 1에 도시되지 않았으나, 복수의 컬러필터(R, G, B)는 백색에 대응하는 컬러필터(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 컬러필터 어레이(130)는 복수의 컬러필터(R, G, B) 및 블랙매트릭스(BM)를 덮는 오버코트막(131) 및 오버코트막(131)과 제 1 기판(101)의 다른 일면 사이를 부착하는 점착막(132)을 더 포함한다.
이러한 유기발광표시장치(100)는 제 3 기판(103) 측으로 광을 방출하여, 컬러 영상을 표시할 수 있다.
또한, 유기발광표시장치(100)는 제 3 기판(103)과 블랙매트릭스(BM) 사이에 배치되고 제 1 구동 전원라인(VddL)에 교차하는 터치수신전극(Rx)을 더 포함한다. 이러한 유기발광표시장치(100)는 제 1 구동전원라인(VddL)과 터치수신전극(Rx) 사이의 정전용량이 변화되는지 여부를 통해, 터치 감지 기능을 내장할 수 있다.
예시적으로, 터치수신전극(Rx)은 제 3 기판(103) 상에 배치되는 도전성 차광 재료, 금속 재료 및 금속 산화물 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 표시면에서 외부광 반사에 의해 터치수신전극(Rx)의 시인성이 발생될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 터치수신전극(Rx)은 ITO 등과 같은 투명 도전성 산화물 재료로 이루어질 수 있다. 그리고, 블랙매트릭스(BM)는 터치수신전극(Rx) 상에 중첩하도록 배치된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 트랜지스터 어레이(도 1의 110)는 제 1 방향(도 2의 좌우방향)의 게이트라인(GL), 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향(도 2의 상하방향)의 데이터라인(DL)을 포함함으로써, 표시영역에 복수의 화소영역(도 1의 PA)을 정의한다.
그리고, 트랜지스터 어레이(110)는 복수의 화소영역(PA)에 대응하고 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 연결되는 복수의 스위칭트랜지스터(STR) 및 복수의 스위칭트랜지스터(STR)에 연결되는 복수의 구동트랜지스터(DTR)를 더 포함한다. 여기서, 각 스위칭트랜지스터(STR)의 구조는 도 1에 도시한 구동트랜지스터(DTR)과 동일 또는 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다.
도 2에 상세히 도시되지 않았으나, 각 스위칭트랜지스터(STR)는 게이트라인(GL)에 연결되는 게이트전극, 데이터라인(DL)에 연결되는 소스전극 및 구동트랜지스터(DTR)에 연결되는 드레인전극을 포함할 수 있다.
그리고, 각 구동트랜지스터(DTR)에 있어서, 게이트전극(도 1의 GE)은 각 스위칭트랜지스터(STR)에 연결되고, 소스전극(도 1의 SE)은 제 1 구동 전원라인(VddL)에 연결되며, 드레인전극(도 1의 DE)은 유기발광소자(ED)에 연결될 수 있다.
유기발광소자 어레이(도 1의 120)에 있어서, 각 유기발광소자(ED)는 구동트랜지스터(DTR)와 제 2 구동 전원라인(VssL) 사이에 연결된다.
이에, 각 화소영역(PA)에서, 스위칭트랜지스터(STR)가 턴온하면, 구동트랜지스터(DTR)가 턴온하고, 턴온한 구동트랜지스터(DTR)을 통해 제 1 및 제 2 구동 전원라인(VddL, VssL) 사이의 유기발광소자(ED)에 구동전류가 공급된다. 이로써, 유기발광소자(ED)가 구동전류에 기초하여 광을 방출하도록 구동된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 제 1 구동 전원라인(VddL)에 교차하는 터치수신전극(Rx)을 더 포함한다. 예시적으로, 제 1 구동전원라인(VddL)은 데이터라인(DL)과 나란하게 제 2 방향(도 2의 상하방향)으로 연장되는 형태이고, 터치수신전극(Rx)은 게이트라인(GL)과 나란하게 제 1 방향(도 2의 좌우방향)으로 연장되는 형태일 수 있다.
이러한 제 1 구동 전원라인(VddL)과 터치수신전극(Rx) 사이의 정전용량 변화를 통해, 터치 여부가 감지될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유기발광표시장치(100)는, 상호 인접하고 상호 연결되는 둘 이상의 제 1 구동 전원라인(VddL)으로 각각 이루어진 터치송신전극(Tx(1), Tx(2), ... Tx(k), ... Tx(3/n); 이하 Tx로 통칭함)(여기서, n은 6 이상의 3배수이고, k는 3/n보다 작은 자연수임)과, 제 1 구동 전원라인(VddL)에 교차하는 터치수신전극(Rx(1), Rx(2), ... Rx(m-1), Rx(m); 이하 Rx로 통칭함)(여기서, m은 4 이상의 자연수임)을 이용하여 터치를 감지한다.
그리고, 유기발광표시장치(100)는, 터치를 감지하도록 터치송신전극(Tx)과 터치수신전극(Rx)을 구동하는 터치 구동부(140)를 더 포함한다.
터치 구동부(140)는 터치송신전극(Tx) 및 터치수신전극(Rx) 각각과 연결되는 터치구동용 패드(TPAD)를 포함한다.
예시적으로, 각 터치송신전극(Tx)은 상호 이웃하고 상호 연결된 세 개의 제 1 구동 전원라인으로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 터치송신전극(Tx(1))은 상호 이웃하고 상호 연결되는 VddL1, VddL2 및 VddL3으로 이루어지고, 제 2 터치송신전극(Tx(2))은 VddL4, VddL5, VddL6으로 이루어지며, 제 k 터치송신전극(Tx(k))은 VddL(3k-2), VddL(3k-1), VddL(3k)으로 이루어지고, 제 3/n 터치송신전극(Tx(3/n))은 VddL(n-2), VddL(n-1), VddL(n))으로 이루어질 수 있다.
다만, 이는 단지 예시일 뿐이며, 각 터치송신전극(Tx)에 대응하는 제 1 구동 전원라인(VddL)의 개수는 표시영역의 너비, 터치 구동부(140)의 특성 및 터치 정밀도 등을 고려하여 수 개 내지 수십 개로 설정될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 복수의 터치수신전극(Rx) 사이마다 배치되고 플로팅 상태로 유지되는 복수의 터치더미전극(Dx)을 더 포함한다.
상세히 도시하지 않았으나, 터치더미전극(Dx)은 도 1의 터치수신전극(Rx)과 마찬가지로, 제 3 기판(도 1의 103)과 블랙매트릭스(도 1의 BM) 사이에 배치되고, 제 1 구동 전원라인(VddL)에 교차한다. 그리고, 터치더미전극(Dx)은 터치수신전극(Rx)과 교번하도록 배치된다.
이러한 터치더미전극(Dx)은 플로팅 상태로 유지됨으로써, 터치수신전극(Rx)과 함께 수평 형태의 커패시턴스를 발생시킨다. 이에, 제 3 기판(103)의 다른 일면 상에서 발생되는 터치에 의해, 터치수신전극(Rx)과 터치더미전극(Dx) 사이의 커패시턴스가 변동하므로, 터치수신전극(Rx)과 터치송신전극(Tx) 사이의 커패시턴스가 더욱 용이하게 변동된다. 따라서, 터치수신전극(Rx)과 동일층에 배치되고 플로팅 상태로 유지되는 터치더미전극(Dx)에 의해, 장치(100)의 터치 민감도가 향상될 수 있다.
이러한 유기발광표시장치(100)에 있어서, 표시영역의 어느 일부에 대한 접촉(Touch)이 발생하면, 접촉부분(Touch)에 대응하는 제 1 구동 전원라인(VddL)(즉, 터치송신전극(Tx))과 터치수신전극(Rx) 사이의 정전용량이 접촉(Touch)에 따라 변동한다. 이에, 터치구동부(140)는 터치송신전극(Tx) 및 터치수신전극(Rx)을 순차적으로 구동하여, 정전용량이 변동한 부분을 검출함으로써, 터치(Touch)를 감지할 수 있다.
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 터치구동부(140)는 VddL4, VddL5 및 VddL6으로 이루어진 제 2 터치송신전극(Tx(2))에 대응하여, 복수의 터치수신전극(Rx)의 전압레벨을 순차적으로 감지한다. 이때, 터치(Touch)에 의해 정전용량이 감소된 만큼, 제 2 터치수신전극(Rx(2))의 전압레벨이 감소될 것이므로, 제 2 터치송신전극(Tx(2))과 제 2 터치수신전극(Rx(2))의 교차영역을 터치(Touch)된 부분으로 도출할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 구동 전원라인(VddL)은 유기발광소자(ED)에 제 1 구동전원을 공급하기 위한 용도 및 터치 감지를 위한 용도로 공유된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 제 1 구동 전원라인(VddL)을 이용하여 영상 표시 기능 및 터치 감지 기능을 모두 제공하기 위하여, 하나의 프레임을 표시하기 위한 1 수직기간을 시분할하여 영상출력기간과 터치감지기간으로 시분할한다.
즉, 유기발광표시장치(100)는 각 수직기간의 일부인 터치감지기간 동안 상호 이웃하고 상호 연결된 둘 이상의 제 1 구동 전원라인(VddL)으로 각각 이루어진 터치송신전극(Tx)과 터치수신전극(Rx)을 이용하여 터치를 감지한다. 즉, 터치감지기간 동안, 제 1 구동 전원라인(VddL)은 터치를 감지하기 위한 터치송신전극(Tx)으로 이용된다.
그리고, 각 수직기간의 다른 일부인 영상출력기간 동안, 각 제 1 구동 전원라인(VddL)은 복수의 유기발광소자(ED)에 제 1 구동 전원(Vdd)을 공급하기 위한 라인으로 이용된다.
구체적으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 영상출력기간 동안, 제 1 구동 전원라인(VddL)은 제 1 구동 전원(Vdd)에 연결된다. 그리고, 제 2 구동 전원라인(VssL)은 제 2 구동 전원(Vss)에 연결된다.
이에, 턴온된 스위칭트랜지스터(STR)에 의해, 구동트랜지스터(DTR)가 턴온하면, 제 1 및 제 2 구동 전원라인(VddL, VssL)을 통해 제 1 구동 전원(Vdd)과 제 2 구동 전원(Vss) 사이를 흐르는 구동 전류가 유기발광소자(ED)에 공급된다. 이때, 유기발광소자(ED)는 광을 방출하도록 구동된다.
그리고, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 터치감지기간 동안 각 화소영역(PA)은 터치송신전극(Tx)과 터치수신전극(Rx) 사이의 상호 커패시턴스(Cm; mutual capacitance)의 용량 변화를 측정하는 센싱상태 또는 상호 커패시턴스(Cm)를 유지하는 비센싱상태가 된다. 이때, 터치송신전극(Tx)과 터치수신전극(Rx)은 순차적으로 구동되므로, 각 화소영역(PA)은 순차적으로 센싱상태가 되고, 센싱상태가 아닌 화소영역(PA)은 비센싱상태로 유지된다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 터치감지기간 동안 비센싱상태의 화소영역에서, 터치송신전극(Tx)으로 이용되는 제 1 구동 전원라인(VddL)은 제 1 구동 전원(Vdd)에 연결되고, 터치수신전극(Rx)은 터치 수신용 전원(Vscr)에 연결된다. 이에, 터치송신전극(Tx)과 터치수신전극(Rx) 사이의 상호 커패시턴스(Cm)가 제 1 구동 전원(Vdd) 및 터치 수신용 전원(Vscr)에 대응하는 전압레벨로 유지된다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 터치감지기간 동안 센싱상태의 화소영역에서, 터치송신전극(Tx)으로 이용되는 제 1 구동 전원라인(VddL)은 터치 송신용 전원(Vsct)에 연결되고, 터치수신전극(Rx)은 터치 구동부(140)에 연결된다. 여기서, 터치송신용 전원(Vsct)은 제 1 구동 전원(Vdd)보다 낮은 전압레벨로 이루어짐으로써, 터치 구동에 따른 소비전력이 크게 증가하는 것을 방지할 수 있다. 예시적으로, 터치 송신용 전원(Vsct)은 접지전원(GND)일 수 있다.
더불어, 도 1의 도시를 참조하면, 유기발광소자(ED)의 캐소드(122)와 제 1 구동 전원라인(VddL)의 중첩 영역에서 기생 커패시턴스(도 6의 Cp)가 발생될 수 있다. 이러한 기생 커패시턴스(Cp)에 의해, 터치송신전극(Tx)과 터치수신전극(Rx) 사이의 상호 커패시턴스(Cm)의 용량이 변동될 수 있으며, 그로 인해, 터치 감지에 오류가 발생될 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기생 커패시턴스(Cp)의 영향을 감소시키기 위하여, 유기발광소자(ED)의 캐소드(도 1의 122)에 제 1 구동 전원라인(VddL)과 동일한 터치 송신용 전원(Vsct)이 공급된다. 즉, 터치감지기간 동안, 비센싱상태의 화소영역에서, 캐소드(도 1의 122)에 연결되는 제 2 구동 전원라인(VssL)은 터치 송신용 전원(Vsct)에 연결된다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(110)는 블랙매트릭스(BM) 및 컬러필터 어레이(130)와 함께 제 3 기판(103) 상에 배치되고 트랜지스터 어레이(110)의 제 1 구동 전원라인(VddL)에 교차하는 터치수신전극(Rx)을 포함하고, 터치감지기간 동안 상호 인접하고 상호 연결된 둘 이상의 제 1 구동 전원라인(VddL)을 터치송신전극(Tx)으로 이용함으로써, 터치 기능을 제공할 수 있다. 즉, 유기발광표시장치(110)는 트랜지스터 어레이(110)의 일부 구성요소 및 컬러필터 어레이(130)의 일부 구성요소를 터치 감지를 위한 전극으로 이용으로써, 인-셀 방식과 유사하게 터치패널을 내장하는 구조로 이루어질 수 있다. 이로써, 터치 기능을 제공하면서도, 경량화 및 박형화에 유리하고, 별도의 터치패널에 의한 표시특성의 저하를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 유기발광표시장치
PA: 화소영역 NEA: 비발광영역
110: 트랜지스터 어레이 120: 유기발광소자 어레이
130: 컬러필터 어레이
101, 102, 103: 제 1, 제 2, 제 3 기판
BM: 블랙매트릭스 VddL: 제 1 구동 전원라인
Rx: 터치수신전극 Tx: 터치송신전극

Claims (7)

  1. 제 1 기판의 일면에 배치되고, 표시영역에 대응하는 복수의 화소영역을 정의하며, 제 1 구동 전원라인과 상기 제 1 구동 전원라인에 연결되고 복수의 화소영역에 대응하는 복수의 구동트랜지스터를 포함하는 트랜지스터 어레이;
    상기 제 1 기판의 일면에 대향하는 제 2 기판과 상기 트랜지스터 어레이 사이에 배치되고, 상기 복수의 화소영역에 대응하며 상기 복수의 구동트랜지스터와 제 2 구동 전원라인 사이에 연결되는 복수의 유기발광소자를 포함하는 유기발광소자 어레이;
    상기 제 1 기판의 다른 일면에 대향하는 제 3 기판과 상기 제 1 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 화소영역 각각의 외곽인 비발광영역에 대응하는 블랙매트릭스;
    상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 화소영역에 대응하는 컬러필터 어레이; 및
    상기 제 3 기판과 상기 블랙매트릭스 사이에 배치되고, 상기 제 1 구동 전원라인에 교차하는 터치수신전극을 포함하는 유기발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 수직기간 중 일부인 터치감지기간 동안, 상기 제 1 구동 전원라인 중 상호 인접하고 상호 연결되는 둘 이상의 제 1 구동 전원라인으로 각각 이루어진 터치송신전극과, 상기 터치수신전극을 이용하여 터치를 감지하는 유기발광표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치감지기간 동안, 상기 제 1 구동 전원라인은 상기 터치를 감지하기 위한 상기 터치송신전극으로 이용되고,
    상기 각 수직기간 중 다른 일부인 영상출력기간 동안, 상기 각 제 1 구동 전원라인은 상기 복수의 유기발광소자에 제 1 구동 전원을 공급하기 위한 라인으로 이용되는 유기발광표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 유기발광소자 각각은
    상기 각 구동트랜지스터를 통해 상기 제 1 구동 전원라인에 연결되는 애노드;
    상기 제 2 구동 전원라인에 연결되는 캐소드; 및
    상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되는 유기층을 포함하고,
    상기 터치감지기간 동안, 센싱상태의 화소영역에서, 상기 캐소드에 상기 제 1 구동 전원라인과 동일한 전원이 공급되는 유기발광표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 터치수신전극 사이마다 배치되고 플로팅 상태로 유지되는 복수의 터치더미전극을 더 포함하는 유기발광표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 터치더미전극은 상기 제 3 기판과 상기 블랙매트릭스 사이에 배치되고 상기 제 1 구동 전원라인에 교차하며, 상기 터치수신전극과 교번하는 유기발광표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기판 상에 배치되는 상기 블랙매트릭스 및 상기 컬러필터 어레이를 덮는 오버코트막; 및
    상기 오버코트막과 상기 제 1 기판 사이를 부착하는 접착막을 더 포함하는 유기발광표시장치.
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