KR20200009654A - 터치 센서를 가지는 표시 장치 - Google Patents

터치 센서를 가지는 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200009654A
KR20200009654A KR1020180084292A KR20180084292A KR20200009654A KR 20200009654 A KR20200009654 A KR 20200009654A KR 1020180084292 A KR1020180084292 A KR 1020180084292A KR 20180084292 A KR20180084292 A KR 20180084292A KR 20200009654 A KR20200009654 A KR 20200009654A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
electrode
disposed
shield
routing
Prior art date
Application number
KR1020180084292A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102536348B1 (ko
Inventor
권향명
정지현
이루다
이재균
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020180084292A priority Critical patent/KR102536348B1/ko
Priority to EP19186621.9A priority patent/EP3598278A1/en
Priority to CN201910649570.6A priority patent/CN110737353B/zh
Priority to US16/515,820 priority patent/US10976877B2/en
Publication of KR20200009654A publication Critical patent/KR20200009654A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102536348B1 publication Critical patent/KR102536348B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/126—Shielding, e.g. light-blocking means over the TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Abstract

본 발명은 터치 센싱 성능을 확보할 수 있는 터치 센서를 가지는 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치는 발광 소자를 덮는 봉지 유닛 상에 순차적으로 배치되는 쉴드 전극 및 터치 전극을 구비하며, 터치 전극에 터치 구동 신호가 인가되는 동안, 쉴드 전극에는 상기 터치 구동 신호와 위상 및 진폭 중 적어도 어느 하나가 동일한 로드 프리 구동 신호가 공급됨으로써 터치 성능을 확보할 수 있다.

Description

터치 센서를 가지는 표시 장치{DISPLAY DEVICE WITH TOUCH SENSOR}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 터치 센싱 성능을 확보할 수 있는 터치 센서를 가지는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 센서는 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 즉, 터치 센서는 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환하며, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 센서는 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
이러한 터치 센서가 표시 장치 상에 배치되는 경우, 표시 장치의 다수의 도전층 각각과 터치 센서가 중첩되는 영역에서 기생 용량이 형성된다. 이 기생 용량에 의해, 터치 구동의 부하(Load)가 커지고, 터치 센싱의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 표시 장치의 도전층과 터치 센서의 거리가 가까워질수록 기생 용량이 커지므로, 터치 성능을 확보하기 어려워지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 터치 센싱 성능을 확보할 수 있는 터치 센서를 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치는 터치 센서를 가지는 표시 장치는 발광 소자를 덮는 봉지 유닛 상에 순차적으로 배치되는 쉴드 전극 및 터치 전극을 구비하며, 터치 전극에 터치 구동 신호가 인가되는 동안, 쉴드 전극에는 상기 터치 구동 신호와 위상 및 진폭 중 적어도 어느 하나가 동일한 로드 프리 구동 신호가 공급됨으로써 터치 성능을 확보할 수 있다.
본 발명에서는 발광 소자와 터치 전극 사이에 배치되는 쉴드 전극을 구비한다. 이 쉴드 전극에는 터치 전극에 터치 구동 신호가 인가되는 동안, 터치 구동 신호와 위상 및 진폭 중 적어도 어느 하나가 동일한 로드 프리 구동 신호가 공급된다. 이에 따라, 본 발명에서는 터치 노이즈를 제거할 수 있어 터치 성능을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 표시 장치를 상세히 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A 영역을 상세히 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 A 영역의 다른 실시 예를 상세히 나타내는 평면도이다.
도 5a는 도 3에 도시된 터치 전극 및 제1 라우팅 라인의 배치 관계를 나타내는 평면도이며, 도 5b는 도 3에 도시된 쉴드 전극 및 제2 라우팅 라인의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 6a는 도 3 및 도 4에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 표시 장치를 나타내는 단면도이며, 도 6b는 도 3 및 도 4에서 선 "Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 표시 장치를 나타내는 단면도이며, 도 6c는 도 3 및 도 4에서 선 "Ⅲ-Ⅲ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 표시 장치를 나타내는 단면도이며, 도 6d는 도 4에서 선 "Ⅳ-Ⅳ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치에서 터치 전극 및 쉴드 전극에 공급되는 신호 파형을 나타내는 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1및 도 2에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 기판(111) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소들과, 다수의 서브 화소들 상에 배치된 봉지 유닛(140)과, 봉지 유닛(140) 상에 배치된 터치 전극(160)과, 봉지 유닛(140)과 터치 전극(160) 사이에 배치되는 쉴드 전극(150)을 구비한다.
터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 기판(111) 상에 마련되는 액티브 영역과, 액티브 영역의 주변에 배치되는 비액티브 영역으로 구분된다. 기판(111)은 폴딩(folding) 또는 벤딩(bending)이 가능하도록 가요성(flexibility)을 가지는 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 형성된다. 예를 들어, 기판(111)은 PI(Polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PAR(polyarylate), PSF(polysulfone), COC(ciclic-olefin copolymer) 등의 재질로 형성된다.
액티브 영역은 매트릭스 형태로 배열된 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 단위 화소는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소로 구성되거나, 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소로 구성된다.
각 서브 화소들은 도 1및 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 박막 트랜지스터(130)를 포함하는 화소 구동 회로와, 화소 구동 회로와 접속되는 발광 소자(120)를 구비한다.
화소 구동 회로에 포함되는 구동 박막 트랜지스터(130)는 그 구동 박막 트랜지스터(130)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전압 공급 라인으로부터 발광 소자(120)로 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 소자(120)의 발광량을 조절하게 된다.
이러한 구동 박막트랜지스터(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 버퍼층(104) 상에 배치되는 반도체층(134)과, 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 반도체층(134)과 중첩되는 게이트 전극(132)과, 층간 절연막(114) 상에 형성되어 반도체층(134)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(136,138)을 구비한다. 여기서, 반도체층(134)은 비정질 반도체 물질, 다결정 반도체 물질 및 산화물 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성된다.
발광 소자(120)는 애노드 전극(122)과, 애노드 전극(122) 상에 형성되는 적어도 하나의 발광 스택(124)과, 발광 스택(124) 위에 형성된 캐소드 전극(126)을 구비한다.
애노드 전극(122)은 보호막(116) 및 화소 평탄화층(118)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 구동 박막트랜지스터(130)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다.
적어도 하나의 발광 스택(124)은 뱅크(128)에 의해 마련된 발광 영역의 애노드 전극(122) 상에 형성된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 애노드 전극(122) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(124)은 전하 생성층을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광 스택(124)에서 생성된 백색광은 발광 스택(124) 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(124)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색 서브 화소의 발광 스택(124)은 적색광을, 녹색 서브 화소의 발광 스택(124)은 녹색광을, 청색 서브 화소의 발광 스택(124)은 청색광을 생성할 수도 있다.
캐소드 전극(126)은 발광 스택(124)을 사이에 두고 애노드 전극(122)과 대향하도록 형성되며 저전압 공급 라인과 접속된다.
봉지 유닛(140)은 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(120)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다. 이를 위해, 봉지 유닛(140)은 적어도 1층의 무기 봉지층(142)과, 적어도 1층의 유기 봉지층(144)을 구비한다. 본 발명에서는 제1 무기 봉지층(142), 유기 봉지층(144) 및 제2 무기 봉지층(146)이 순차적으로 적층된 봉지 유닛(140)의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 무기 봉지층(142)은 캐소드 전극(126)이 형성된 기판(111) 상에 형성된다. 제2 무기 봉지층(146)은 유기 봉지층(144)이 형성된 기판(111) 상에 형성되며, 제1 무기 봉지층(142)과 함께 유기 봉지층(144)의 상부면, 하부면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다.
이러한 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 외부의 수분이나 산소가 발광 스택(124)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 이 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 저온 분위기에서 증착되므로, 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)의 증착 공정시 고온 분위기에 취약한 발광 스택(124)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
유기 봉지층(144)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이 유기 봉지층(144)은 제1 무기 봉지층(142)이 형성된 기판(111) 상에 PCL, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 비감광성 유기 절연 재질 또는 포토아크릴과 같은 감광성 유기 절연 재질로 형성된다. 이러한 유기 봉지층(144)은 비액티브 영역을 제외한 액티브 영역에 배치된다.
이와 같은, 봉지 유닛(140)의 액티브 영역 상부에는 다수개의 터치 전극(160)이 배치된다. 다수개의 터치 전극들(160) 각각은 그 터치 전극들(160) 자체에 형성된 정전 용량을 포함하므로, 사용자의 터치에 의한 정전 용량 변화를 감지하는 자기 용량(Self-Capacitance) 방식의 터치 센서로 이용된다. 이러한 터치 전극(160)을 이용하는 자기 용량 센싱 방법은 터치 패드(170)를 통해 공급되는 구동 신호가 라우팅 라인(180)을 통해 터치 전극(160)에 인가되면, 전하(Q)가 터치 센서에 축적되다. 이 때, 사용자의 손가락이나 전도성 물체가 터치 전극(160)에 접촉되면, 자기 용량 센서에 추가로 기생 용량이 연결되어 커패시턴스 값이 변한다. 따라서, 손가락이 터치된 터치 센서와 그렇지 않은 터치 센서 간에 커패시턴스(Capaciance) 값이 달라져 터치 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 다수의 터치 전극들(160)은 서로 교차하는 제1 및 제2 방향으로 분할되어 독립적으로 형성된다. 다수의 터치 전극들(160) 각각은 사용자의 터치 면적을 고려하여 다수개의 서브 화소와 대응되는 크기로 형성된다. 예를 들어, 1개의 터치 전극(160)은 1개의 서브 화소보다 수배에서 수백 배의 크기를 가진다.
터치 전극(160)은 ITO, IZO, IGZO 또는 ZnO계의 투명 도전막으로 형성되거나, Ta, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 불투명 금속을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 불투명 금속을 이용하는 터치 전극(160)은 발광 영역과 비중첩되고 뱅크(128)와 중첩되는 메쉬 형태로 형성되므로 터치 전극(160)에 의해 개구율 및 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 메쉬 형태의 터치 전극(160)은 투명 도전막보다 전도성이 좋아 터치 전극(160)을 저저항 전극으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 터치 전극(160) 자체의 저항과 커패시턴스 감소되어 RC 시정수가 감소되어 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
다수의 터치 전극들(160) 각각과 일대일로 접속되는 라우팅 라인들(180) 각각은 제1 및 제2 방향 중 어느 한 방향을 따라 형성된다.
액티브 영역에서, 다수의 터치 전극들(160)을 가로지르는 라우팅 라인들(180)은 뱅크(128)와 중첩되도록 배치됨으로써, 라우팅 라인들(180)에 의해 개구율이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
비액티브 영역에서, 라우팅 라인(180)은 봉지 유닛(140)의 최상층인 제2 무기 봉지층(146)의 상부면 및 측면 상에 배치된다. 이에 따라, 라우팅 라인(180)을 통해 외부의 산소나 수분이 침투하더라도 유기 봉지층(144)과 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)을 통해 산소나 수분이 차단됨으로써 발광 스택(124)을 산소나 수분으로부터 보호할 수 있다.
이러한 라우팅 라인들(180) 각각은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 라우팅 컨택홀(166)을 통해 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 라우팅 라인(182,184)을 구비한다.
다수의 제1 라우팅 라인(182)은 라우팅 라인(180)의 길이 방향을 따라 이격되게 배치된다. 이 제1 라우팅 라인(182) 각각은 도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이 터치 전극(160)과 동일 평면인 터치 절연막(156) 상에서, 터치 전극(160)과 동일 재질로 형성된다. 이에 따라, 터치 전극(160)에 의해 둘러싸이도록 형성되는 제1 라우팅 라인(182)은 제1 분리홀(162)을 사이에 두고 터치 전극(160)과 이격되게 배치된다.
이 때, 제k(여기서, k는 자연수) 번째 터치 전극(160)을 가로지르는 다수의 라우팅 라인(182) 중 제k번째 터치 전극(160)과 접속되는 제1 라우팅 라인(164)은 도 5a에 도시된 바와 같이 별도의 컨택홀 없이 터치 전극(160)과 직접 접속된다. 그리고, 제k번째 터치 전극(160)과 비접속되는 제1 라우팅 라인(182)은 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 분리홀(162)을 사이에 두고 터치 전극(160)과 이격되게 배치된다.
제2 라우팅 라인(184)은 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이 쉴드 전극(150)과 동일 평면인 제2 무기 봉지층(146) 상에서, 쉴드 전극(150)과 동일 재질로 형성된다. 이에 따라, 쉴드 전극(150)에 의해 둘러싸이도록 형성되는 제2 라우팅 라인(184)은 제2 분리홀(152)을 사이에 두고 쉴드 전극(150)과 이격되게 배치된다.
이러한 제2 라우팅 라인(184)은 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이 서로 다른 터치 전극 내에 배치되는 제1 라우팅 라인들(182)을 연결하도록 제1 라우팅 라인들(182) 사이에 배치된다. 이에 따라, 제2 라우팅 라인(184)은 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이 터치 절연막(156)을 관통하는 라우팅 컨택홀(166)을 통해 노출되어 제1 라우팅 라인(182)과 전기적으로 접속된다.
한편, 도 3에 도시된 제1 라우팅 라인(182) 각각은 터치 전극(160) 각각과 대응되는 영역에서 쉴드 전극(150)과 중첩되도록 1개 형성된다. 이에 따라, 제2 라우팅 라인(184)은 인접한 터치 전극들(160) 사이에 형성되므로, 제2 라우팅 라인(184)은 상하로 인접한 서로 다른 터치 전극들(160)과 중첩된다. 이 경우, 하나의 라우팅 라인(180) 당 각각의 터치 전극(160)과 대응되는 영역에서 2개의 라우팅 컨택홀(166)이 배치된다. 이에 따라, 제1 및 제2 라우팅 라인(182,184)은 각각의 터치 전극(160)과 대응되는 영역에서 2개의 라우팅 컨택홀(166)을 통해 전기적으로 접속된다.
도 4에 도시된 제1 라우팅 라인(182) 각각은 터치 전극(160) 각각과 대응되는 영역에서 쉴드 전극(150)과 중첩되도록 적어도 2개 형성된다. 이에 따라, 제2 라우팅 라인(184)은 인접한 터치 전극들(160) 사이에 형성될 뿐만 아니라, 터치 전극(160) 각각과 대응되는 영역에서 적어도 2개 형성된 제1 라우팅 라인들(182) 사이에 배치된다. 이 경우, 하나의 라우팅 라인(180) 당 각각의 터치 전극(160)과 대응되는 영역에서 적어도 4개의 라우팅 컨택홀(166)이 배치된다. 이와 같이, 도 4에 도시된 제1 및 제2 라우팅 라인(182,184)을 연결하는 라우팅 컨택홀(166)이 도 3에 도시된 라우팅 컨택홀(166) 보다 개수가 증가하므로, 제1 및 제2 라우팅 라인(182,184)의 접촉 불량을 방지할 수 있다.
쉴드 전극(150)은 터치 전극(160)과, 발광 소자(120)의 캐소드 전극(126) 사이의 제2 무기 봉지층(146) 상에 배치된다. 이 때, 쉴드 전극(150)은 터치 절연막(156)을 사이에 두고 다수의 터치 전극들(160)과 중첩될 수 있도록 액티브 영역의 전면에 형성된다.
쉴드 전극(150)은 ITO, IZO, IGZO 또는 ZnO계의 투명 도전막으로 형성되거나, Ta, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 불투명 도전막을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성되거나, 투명 도전막(151a)과 불투명 도전막(151b)이 순차적 또는 역순으로 적층된 다층 구조로 형성된다. 불투명 도전막을 포함하는 쉴드 전극(150)은 발광 영역과 비중첩되고 뱅크(128)와 중첩되는 메쉬 형태로 형성되므로 쉴드 전극(150)에 의해 개구율 및 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
쉴드 전극(150)에는 터치 센싱 기간 동안 터치 구동 신호와, 진폭 및 위상 중 적어도 어느 하나가 같은 전압의 교류 신호인 로드 프리 구동 신호(Load Free Driving Signal; LFD)가 공급된다. 이에 따라, 쉴드 전극(150)과 터치 전극(160) 간의 전압차가 없으므로, 쉴드 전극(150)과 터치 전극(160) 사이의 기생 용량을 최소화할 수 있다. 또한, 쉴드 전극(150)은 표시 패널의 다수의 전극들 및 신호 라인들에 의해 발생되는 노이즈도 차단할 수 있다.
한편, 봉지 유닛(140)에 의해 노출된 기판(111)의 패드 영역에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 터치 패드(170) 및 쉴드 패드(172)가 배치된다. 터치 패드(170) 및 쉴드 패드(172)가 배치되는 패드 영역은 벤딩되어 액티브 영역(AA)의 배면에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 표시 장치의 전체 화면에서 액티브 영역이 차지하는 면적이 최대화되고 패드 영역에 해당하는 면적이 최소화된다.
이 터치 패드(170) 및 쉴드 패드(172)는 화소 구동 회로의 스캔 라인 및 데이터 라인 중 적어도 어느 하나와 접속되는 표시 패드(도시하지 않음)와 동일한 평면 상에 배치된다. 예를 들어, 터치 패드(170), 쉴드 패드(172) 및 표시 패드 각각은 기판(111)과 봉지 유닛(140) 사이에 배치되는 버퍼층(104), 층간 절연막(114) 및 평탄화막(118) 중 적어도 어느 하나의 표시 절연막, 또는 터치 절연막(156) 상에 배치된다.
터치 패드(170), 쉴드 패드(172) 및 표시 패드는 터치 보호막(158)에 의해 노출되도록 형성됨으로써 터치 구동 회로(도시하지 않음)가 실장된 신호 전송 필름과 접속된다. 여기서, 터치 보호막(158)은 터치 전극(160)을 덮도록 형성되어 터치 전극(160)이 외부의 수분 등에 의해 부식되는 것을 방지한다. 이러한 터치 보호막(158)은 에폭시 또는 아크릴과 같은 유기 절연 재질로 박막 또는 필름 형태로 형성되거나, SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 재질로 형성된다.
이러한 터치 패드(170)는 라우팅 라인(180)을 통해 터치 전극(160)에 터치 구동 신호를 공급한다. 또한, 터치 패드(170)는 터치 전극(160)에 의해서 센싱된 터치 구동 신호를 라우팅 라인(180)을 통해 전달받으며, 터치 패드(170)와 접속된 터치 구동 회로(도시하지 않음)로 공급한다. 터치 구동 회로는 사용자의 터치에 의해 변경된 커패시턴스의 변화를 센싱하여 사용자의 터치 여부 및 터치 위치를 검출한다.
쉴드 패드(172)는 터치 패드(170)와 마찬가지로 Ta, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 금속을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 예를 들어, 터치 패드(170)는 Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같이 내식성 및 내산성이 강한 금속이 최상층에 배치된 다층 구조로 형성된다.
이러한 쉴드 패드(172)는 봉지 유닛(140)의 측면을 따라서 형성되는 쉴드 라인(174)을 통해 쉴드 전극(150)과 접속된다. 이에 따라, 쉴드 패드(172)는 터치 센싱 구간 동안 쉴드 라인(174)에, 터치 구동 신호와 진폭 및 위상 중 적어도 어느 하나가 동일한 로드 프리 구동 신호(LFD)를 공급된다. 이에 따라, 터치 센싱 기간 동안 쉴드 전극(150)과 터치 전극(160) 간의 전압차가 없으므로, 쉴드 전극(150)과 터치 전극(160) 사이의 기생 용량을 최소화할 수 있어 터치 센싱 기간 동안 발생할 수 있는 노이즈를 차단할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치에서 터치 전극 및 쉴드 전극에 공급되는 신호 파형을 나타내는 파형도이다.
도 7를 참조하면, 1 프레임 기간(1F)은 디스플레이 구간(DP)과 터치 센싱 구간(TP)으로 시분할된다. 디스플레이 구간들(DP) 사이에 하나의 터치 센싱 구간(TP)이 할당된다.
디스플레이 구간(DP) 동안에는 화소 구동 신호(예, 스캔 신호, 데이터 신호 및 저전압 구동 신호, 고전압 구동 신호)를 각 서브 화소에 공급한다. 여기서, 스캔 신호는 각 스캔 라인들에 공급되는 게이트 펄스의 전압이며, 데이터 신호는 디스플레이 구간 동안 데이터 라인들에 공급되는 입력 영상의 데이터 전압이며, 저전압 구동 신호는 디스플레이 구간(DP) 동안 각 발광 소자(120)의 캐소드 전극에 공급되는 전압이며, 고전압 구동 신호는 디스플레이 구간(DP) 동안 각 구동 트랜지스터의 드레인 전극에 공급되는 전압이다. 이러한 디스플레이 구간(DP) 동안, 터치 전극(TE,160)은 어떠한 신호도 인가되지 않는 플로팅 상태로 되거나 특정 전압(예를 들어, 그라운드 전압)이 인가된 상태로 될 수 있다.
터치 센싱 구간(TP) 동안, 타이밍 제어부로부터의 터치 제어 신호(Tsync)에 응답하여, 터치 구동 회로는 터치 전극(TE,160)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고, 터치 전극(TE,160)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상과 진폭을 가지는 로드 프리 구동 신호(LFD)를 쉴드 전극(SE,150)에 공급한다. 이에 따라, 터치 전극들(TE,160)과 서브 화소 간의 기생 용량을 최소화할 수 있으므로, 터치 노이즈를 제거할 수 있어 터치 정밀도를 높일 수 있다.
한편, 도 6a 내지 도 6d에서는 발광 소자(120) 및 화소 구동 회로를 도시화하지 않았지만, 봉지 유닛(140) 하부에는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 발광 소자(120) 및 화소 구동 회로가 배치된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
120 : 발광 소자 130: 구동 박막트랜지스터
140 : 봉지 유닛 150 : 쉴드 전극
160 : 터치 전극 170 : 터치 패드
172 : 쉴드 패드 174 : 쉴드 라인
180,182,184 : 라우팅 라인

Claims (10)

  1. 기판 상에 배치되는 발광 소자와;
    상기 발광 소자 상에 배치되는 봉지 유닛과;
    상기 봉지 유닛 상에 배치되는 다수개의 터치 전극과;
    상기 발광 소자와 상기 터치 전극 사이에 배치되는 쉴드 전극을 구비하며,
    상기 터치 전극에 터치 구동 신호가 인가되는 동안, 상기 쉴드 전극에는 상기 터치 구동 신호와 위상 및 진폭 중 적어도 어느 하나가 동일한 로드 프리 구동 신호가 공급되는 터치 센서를 가지는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드 전극은 상기 봉지 유닛 상에 배치되며,
    상기 터치 전극은 상기 쉴드 전극과 터치 절연막을 사이에 두고 중첩되는 터치 센서를 가지는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 전극들 각각과 접속되는 다수의 라우팅 라인을 더 구비하며,
    상기 다수의 라우팅 라인 각각은
    상기 라우팅 라인의 길이 방향을 따라 이격되게 배치되는 다수의 제1 라우팅 라인과;
    상기 제1 라우팅 라인들 사이에 배치되며 상기 제1 라우팅 라인들을 전기적으로 연결하는 제2 라우팅 라인을 구비하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 라우팅 라인은 상기 터치 전극과 동일 평면 상에서, 제1 분리홀을 사이에 두고 상기 터치 전극과 이격되며,
    상기 제2 라우팅 라인은 상기 쉴드 전극과 동일 평면 상에서, 제2 분리홀을 사이에 두고 상기 쉴드 전극과 이격되는 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 라우팅 라인들은 상기 터치 전극에 의해 둘러싸이며,
    상기 제2 라우팅 라인들은 상기 쉴드 전극에 의해 둘러싸이는 표시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 라우팅 라인 각각은 상기 터치 전극 각각과 대응되는 영역에서 적어도 1개 형성되는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 라우팅 라인은 인접한 상기 터치 전극들 사이에 배치되는 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 라우팅 라인은 인접한 터치 전극들 사이에 배치되며,
    상기 제2 라우팅 라인은 상기 터치 전극 각각과 대응되는 영역에서 적어도 2개 형성된 상기 제1 라우팅 라인들 사이에 배치되는 표시 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 봉지 유닛의 측면을 따라 배치되며 상기 쉴드 전극과 접속되는 쉴드 라인과;
    상기 쉴드 라인과 접속되며 상기 봉지 유닛에 의해 노출된 상기 기판 상에 배치되는 쉴드 패드와;
    상기 라우팅 라인과 접속되며 상기 쉴드 패드와 인접하게 배치되는 터치 패드를 더 구비하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 터치 패드에 상기 터치 구동 신호를 공급하며, 상기 쉴드 패드에 상기 로드 프리 구동 신호를 공급하는 터치 구동 회로를 더 구비하는 표시 장치.
KR1020180084292A 2018-07-19 2018-07-19 터치 센서를 가지는 표시 장치 KR102536348B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180084292A KR102536348B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 터치 센서를 가지는 표시 장치
EP19186621.9A EP3598278A1 (en) 2018-07-19 2019-07-16 Display device having touch sensor
CN201910649570.6A CN110737353B (zh) 2018-07-19 2019-07-18 具有触摸传感器的显示装置
US16/515,820 US10976877B2 (en) 2018-07-19 2019-07-18 Display device having touch sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180084292A KR102536348B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 터치 센서를 가지는 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200009654A true KR20200009654A (ko) 2020-01-30
KR102536348B1 KR102536348B1 (ko) 2023-05-24

Family

ID=67314695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180084292A KR102536348B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 터치 센서를 가지는 표시 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10976877B2 (ko)
EP (1) EP3598278A1 (ko)
KR (1) KR102536348B1 (ko)
CN (1) CN110737353B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102330862B1 (ko) * 2017-04-27 2021-11-24 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20210085388A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
US20220342509A1 (en) * 2020-02-12 2022-10-27 Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Touch Display Substrate and Touch Display Device
KR20210149292A (ko) * 2020-06-01 2021-12-09 삼성디스플레이 주식회사 화소, 그 제조 방법 및 그를 포함하는 표시 장치
KR20220030438A (ko) * 2020-08-31 2022-03-11 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치 및 이의 제조 방법
CN112104351A (zh) * 2020-09-03 2020-12-18 Oppo（重庆）智能科技有限公司 电容按键、电容按键模组和电子装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110193793A1 (en) * 2010-02-11 2011-08-11 Suchang An Touch screen panel
US20120081328A1 (en) * 2009-06-24 2012-04-05 Thomas Kandziora Electrode arrangement for display device
KR20180036882A (ko) * 2016-09-30 2018-04-10 삼성디스플레이 주식회사 표시모듈

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102296733B1 (ko) * 2014-11-06 2021-09-01 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR102367450B1 (ko) * 2015-04-10 2022-02-28 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US9671915B2 (en) * 2015-06-30 2017-06-06 Synaptics Incorporated Avoidance of bending effects in a touch sensor device
KR20180033360A (ko) * 2016-09-23 2018-04-03 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 내장형 유기발광표시패널 및 유기발광표시장치
CN106449712B (zh) * 2016-11-07 2019-03-29 上海天马微电子有限公司 一种有机发光显示面板以及有机发光显示装置
KR20180070218A (ko) * 2016-12-16 2018-06-26 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20180076006A (ko) * 2016-12-27 2018-07-05 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
KR101889271B1 (ko) 2017-01-16 2018-08-20 한국해양대학교 산학협력단 위상 최적설계를 활용한 경량화 헬리데크 설계 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120081328A1 (en) * 2009-06-24 2012-04-05 Thomas Kandziora Electrode arrangement for display device
US20110193793A1 (en) * 2010-02-11 2011-08-11 Suchang An Touch screen panel
KR20180036882A (ko) * 2016-09-30 2018-04-10 삼성디스플레이 주식회사 표시모듈

Also Published As

Publication number Publication date
EP3598278A1 (en) 2020-01-22
CN110737353A (zh) 2020-01-31
US10976877B2 (en) 2021-04-13
KR102536348B1 (ko) 2023-05-24
CN110737353B (zh) 2024-01-19
US20200026390A1 (en) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11914822B2 (en) Electroluminescent display including touch sensor
JP6591517B2 (ja) 表示装置
KR102536348B1 (ko) 터치 센서를 가지는 표시 장치
KR102546310B1 (ko) 터치 센서를 가지는 표시 장치
TWI733121B (zh) 具有觸控感測器之發光顯示裝置
KR102482495B1 (ko) 터치 센서를 가지는 표시 장치
US11194427B2 (en) Display device having touch sensor and a shield line
US20160132148A1 (en) Organic light-emitting diode (oled) display
KR20200053991A (ko) 표시 장치
KR20200131691A (ko) 터치 센서를 가지는 표시 장치
CN108874206A (zh) 显示装置
US11625115B2 (en) Touch display device
KR102482494B1 (ko) 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치
KR20210001535A (ko) 표시 장치
KR20210004427A (ko) 터치 표시 장치
KR102279282B1 (ko) 표시 장치
KR20190081756A (ko) 터치 센서를 가지는 전계 발광 표시 장치
KR20210085356A (ko) 터치 디스플레이 장치
KR20200067523A (ko) 터치잡음을 감소시킬 수 있는 터치방식 표시장치
KR102066100B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
KR20210001277A (ko) 표시 장치
US20240160322A1 (en) Electroluminescent Display Including Touch Sensor
US11985884B2 (en) Display device
US20230185416A1 (en) Touch display device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right