KR20200082355A - 터치표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은, 기판, 기판 상에 배치되는 평탄화막, 제1절연막 상에 배치되는 애노드 전극과 터치메탈, 애노드 전극과 터치메탈 상에 배치되되, 제1캐버티와 제2캐버티를 포함하며, 제1캐버티에 대응하여 애노드전극이 노출되고 제2캐버티에 대응하여 상기 터치메탈이 노출되게 하는 뱅크, 제1캐버티 내에 배치되며 애노드전극 상에 배치되는 유기발광층 및 유기발광층과 뱅크 상에 배치되는 캐소드전극을 포함하되, 캐소드전극은 분리되어 있는 적어도 제1캐소드전극과 제2캐소드전극을 포함하며, 제1캐소드전극은 제2캐버티 내에 일부가 배치되어 터치메탈과 연결되는 터치표시장치를 제공할 수 있다.

Description

터치표시장치{TOUCH DISPLAY}
본 발명의 실시예들은 터치표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 타입의 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치들은 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공한다. 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다. 표시장치의 표시패널 상에 다수의 터치 전극(예: 가로 방향 전극, 세로 방향 전극)을 형성하고 터치전극 간의 정전용량 또는 터치 전극과 손가락 등의 포인터 간의 정전용량의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식이 많이 채용되고 있다.
터치기반의 입력방식을 제공하는 표시장치를 터치표시장치라고 칭할 수 있다. 터치표시장치는 터치패널을 표시패널에 대응하는 위치에 배치하여 터치되는 위치를 직관적으로 파악하고 그 위치에 따라 표시장치가 동작할 수 있도록 한다. 하지만, 터치패널을 표시패널 상에 배치하게 되면 표시장치의 두께가 두꺼워지며 표시패널 상에 터치패널을 배치하는 공정이 필요한 문제점이 있다. 또한, 터치패널을 사용함으로써 표시장치의 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 터치를 감지하고 얇게 구현될 수 있는 터치표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들의 다른 목적은 소비전력을 저감할 수 있는 터치표시장치를 제공하는 것이다.
일측면에서 본 발명의 실시예들은, 기판, 기판 상에 배치되는 평탄화막, 제1절연막 상에 배치되는 애노드 전극과 터치메탈, 애노드 전극과 터치메탈 상에 배치되되, 제1캐버티와 제2캐버티를 포함하며, 제1캐버티에 대응하여 애노드전극이 노출되고 제2캐버티에 대응하여 상기 터치메탈이 노출되게 하는 뱅크, 제1캐버티 내에 배치되며 애노드전극 상에 배치되는 유기발광층 및 유기발광층과 뱅크 상에 배치되는 캐소드전극을 포함하되, 캐소드전극은 분리되어 있는 적어도 제1캐소드전극과 제2캐소드전극을 포함하며, 제1캐소드전극은 제2캐버티 내에 일부가 배치되어 터치메탈과 연결되는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
다른 일측면에서 본 발명의 실시예들은, 복수의 픽셀을 포함하며, 각 픽셀은, 데이터신호에 대응하여 제1전류를 생성하는 제1트랜지스터, 게이트신호에 대응하여 데이터신호를 제1트랜지스터에 전달하는 제2트랜지스터, 제1트랜지스터에 전달된 데이터신호를 유지하는 스토리지캐패시터 및 제1트랜지스터로부터 제1전류를 공급받아 발광하는 유기발광다이오드를 포함하되, 제1기간에는 데이터라인과 게이트라인에 데이터신호와 게이트신호가 전달되고, 제2기간에는 유기발광다이오드의 캐소드전극에 터치구동신호가 전달되되, 데이터라인, 게이트라인 및 전원라인에 터치구동신호와 동기하는 로드저감신호(Load free driving)가 전달되고, 캐소드전극에 제2전류가 흐르는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치를 감지하고 얇게 구현될 수 있는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 소비전력을 저감할 수 있는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치표시장치에 채용된 터치센서의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 터치전극의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4b는 도 3에 도시된 터치전극의 다른 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 표시패널에 채용된 서브픽셀의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 1에 도시된 표시패널을 구동하는 방법의 제1실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 도 1에 도시된 표시패널을 구동하는 방법의 제2실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 도 5에 도시된 터치회로와 터치전극의 연결관계의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 9는 도 8에 도시된 터치회로와 터치전극에 인가되는 신호 파형을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들을 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 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. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것일 뿐이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 특징들(구성들)이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 또는 분리 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예는 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 표시패널(110), 데이터드라이버(130), 게이트드라이버(140), 터치센서(150) 및 컨트롤러(160)를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn)과 복수의 데이터라인(DL1,…,DLm)이 교차되게 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn)과 복수의 데이터라인(DL1,…,DLm)이 교차하는 영역에 대응하여 형성되는 복수의 서브픽셀(101)를 포함할 수 있다. 복수의 픽셀(101)은 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 각각 발광하는 복수의 서브픽셀을 포함할 수 있다. 하지만, 서브픽셀이 발광하는 빛의 색이 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 서브픽셀은 유기발광다이오드(미도시)와, 유기발광다이오드에 제1전류를 공급하는 픽셀회로(미도시)를 포함할 수 있다. 픽셀회로는 게이트라인(GL1,…,GLn)과 데이터라인(DL1,…,DLm)에 연결되어 유기발광다이오드에 제1전류를 공급할 수 있다. 표시패널(110)에 배치되는 배선은 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn)과 복수의 데이터라인(DL1,…,DLm)에 한정되는 것은 아니다.
데이터드라이버(130)는 데이터신호를 복수의 데이터라인(DL1,…,DLm)에 인가할 수 있다. 데이터신호는 계조에 대응할 수 있고, 대응하는 계조에 따라 데이터신호의 전압레벨이 결정될 수 있다. 데이터신호의 전압을 데이터전압이라 칭할 수 있다.
여기서, 데이터드라이버(130)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 표시패널(110)의 크기, 해상도에 대응하여 두 개 이상일 수 있다. 또한, 데이터드라이버(130)는 집적회로(Integrated circuit)로 구현될 수 있다.
게이트드라이버(140)는 게이트신호를 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn)에 인가할 수 있다. 게이트신호가 인가된 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn)에 대응하는 픽셀(101)은 데이터신호를 전달받을 수 있다. 또한, 게이트드라이버(140)는 센싱신호를 픽셀(101)로 전달할 수 있다. 게이트드라이버(140)에서 출력된 센싱신호를 전달받은 픽셀(101)은 데이터드라이버(130)에서 출력된 센싱전압을 전달받을 수 있다. 여기서, 게이트드라이버(140)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 두 개일 수 있다. 또한, 게이트드라이버(140)는 표시패널(110)의 양측에 배치되고 하나의 게이트드라이버(140)는 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn) 중 홀수번째 게이트라인에 연결되고 다른 하나의 게이트드라이버(140)는 복수의 게이트라인(GL1,…,GLn) 중 짝수번째 게이트라인에 연결될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 게이트드라이버(140)는 집적회로로 구현될 수 있다. 또한, 게이트드라이버(140)는 게이트신호생성회로와 게이트신호생성회로에 신호 및/또는 전압을 인가하는 레벨쉬프터를 포함할 수 있다. 그리고, 게이트신호생성회로는 표시패널(110) 상에 배치될 수 있다.
터치센서(150)는 표시패널(110)의 터치에 대응하여 터치센싱신호를 출력할 수 있다. 여기서, 터치는 손가락, 펜과 같은 터치객체가 표시패널(110)을 직접적으로 터치하는 것과 일정한 거리 상에 접근하는 것을 포함할 수 있다. 터치센서(150)는 복수의 터치전극과, 터치전극에 터치신호를 처리하는 터치회로를 포함할 수 있다. 터치신호는 터치구동신호와 터치센싱신호일 수 있다. 또한, 터치회로는 터치전극에 인가되는 터치구동신호에 대응하여 터치센싱신호를 수신하여 터치센싱신호에 대응하는 전압 또는 전류를 출력할 수 있다. 또한, 터치센서(150)는 터치전극과 터치회로를 연결하는 터치라인을 포함할 수 있다. 터치센서(150)의 터치전극에 충전된 전압의 변화를 감지하고 충전된 전압에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 터치센서(150)는 터치전극이 터치구동신호를 전달받아 소정의 전압을 충전하고 충전된 전압에 대응하여 터치센싱신호를 출력할 수 있다. 터치회로는 집적회로로 구현될 수 있다.
컨트롤러(160)는 터치센서(150)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(140)는 터치센서(150)로 터치구동신호를 공급하고 공급된 터치구동신호에 대응하는 터치센싱신호에 대응하여 터치지점의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 데이터드라이버(130)와 게이트드라이버(140)를 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 데이터신호에 대응하는 영상신호를 데이터드라이버(130)로 전달할 수 있다. 영상신호는 디지털신호일 수 있다. 컨트롤러(160)는 영상신호를 보정하여 데이터드라이버(130)에 전달할 수 있다. 컨트롤러(160)의 동작은 이에 한정되는 것은 아니다. 컨트롤러(160)는 터치회로를 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 타이밍컨트롤러를 포함할 수 있다. 터치회로는 터치센서를 제어하고 타이밍컨트롤러는 데이터드라이버(130)와 게이트드라이버(140)를 제어할 수 있다. 하지만, 컨트롤러(160)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 컨트롤러(160)는 집적회로로 구현될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시패널(110)은 기판(111), 기판(111) 상에 배치되는 평탄화막(120), 평탄화막(120) 상에 배치되는 애노드전극(121a)과 터치메탈(121b), 애노드전극(121a)과 터치메탈(121b) 상에 배치되는 뱅크(122), 애노드전극(121a) 상에 배치되는 유기발광층(124), 유기발광층(124)과 뱅크(122) 상에 배치되는 캐소드전극(125)을 포함할 수 있다.
기판(111)은 폴리아미드(Poly amide) 및/또는 PET(Polyethylene Terephthalate)를 포함할 수 있다. 또한, 기판(111)은 글래스를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(111)상에는 버퍼층(112)이 배치될 수 있다. 버퍼층(112) 상에 액티브층(113)을 배치할 수 있다. 액티브층(113)은 저온폴리실리콘(Low temperature poly silicon)일 수 있다. 또한, 액티브층(113)은 산화물반도체일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 액티브층(113)이 배치되어 있은 기판(111) 상에 게이트절연막(114)을 배치할 수 있다. 그리고, 게이트절연막(114) 상에 게이트메탈을 증착하고 패터닝하여 제1게이트전극(115a)과 제2게이트전극(115b)을 형성할 수 있다. 제1게이트전극(115a)은 액티브층(113)과 중첩되도록 게이트절연막(114) 상에 배치될 수 있다. 제1게이트전극(115a)과 제2게이트전극(115b)이 배치되어 있는 게이트절연막(114)의 상부에 제1층간절연막(116)을 배치할 수 있다.
그리고, 제1층간절연막(116) 상부에 도전층(117)을 패터닝하여 배치할 수 있다. 도전층(117)은 제2게이트전극(115b)과 중첩되게 배치될 수 있다. 도전층(117)과 제2게이트전극(115b)에 의해 기판(111) 상에 캐패시터가 배치될 수 있다. 그리고, 제1층간절연막(116)의 상부에 제2층간절연막(118)을 배치하고 제1층간절연막(116)과 제2층간절연막(118)에 컨텍홀을 형성할 수 있다. 컨텍홀에 의해 액티브층(113)이 노출될 수 있다. 그리고, 제2층간절연막(118) 상에 소스드레인 메탈을 증착하고 패터닝하여 소스전극(119a)과 드레인전극(119b)을 배치할 수 있다. 이때, 소스전극(119a)과 드레인전극(119b)은 각각 컨텍홀을 통해 액티브층(113)에 접촉하게 될 수 있다. 소스전극(119a)과 드레인전극(119b)이 배치되어 있는 제2층간절연막(118)의 상부에 평탄화막(120)을 배치할 수 있다. 또한, 평탄화막(120)에 컨텍홀을 형성할 수 있다. 컨텍홀에 의해 드레인전극(119b)이 노출될 수 있다.
평탄화막(120) 상에 애노드 메탈을 증착하고 패터닝할 수 있다. 패터닝된 애노드메탈에 의해 평탄화막(120) 상에 애노드전극(121a)과 터치메탈(121b)이 배치될 수 있다. 애노드전극(121a)은 컨텍홀을 통해 드레인전극(119b)과 접촉할 수 있다. 애노드전극(121a)과 터치메탈(121b)이 배치되어 있는 평탄화막(120) 상에 뱅크(122)를 배치할 수 있다. 뱅크(122)에 제1캐버티(CA1)와 제2캐버티(CA2)가 배치될 수 있고, 제1캐버티(CA1)를 통해 애노드전극(121a)이 노출되고 제2캐버티(CA2)를 통해 터치메탈(121b)이 노출될 수 있다. 그리고, 뱅크(122) 상에 소정의 높이를 갖는 스페이서(123a,123b)를 배치할 수 있다. 스페이서(123a,123b)는 단면은 상기 뱅크(122)에 가까워질수록 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 스페이서(123a,123b)는 제1스페이서(123a)와 제2스페이서(123b)를 포함할 수 있다. 제1스페이서(123a)는 제2캐버티(CA2)에 인접하게 배치되어 있는 스페이서이고 제2스페이서(123b)는 제2캐버티(CA2)와 이격되게 배치되어 있는 스페이서일 수 있다. 애노드전극(121a) 상에 유기발광층(124)을 배치할 수 있다. 여기서, 유기발광층(124)은 적층된 복수의 층을 포함할 수 있다. 유기발광층(124)의 복수의 층 중 일부의 층만 애노드전극(121a) 상에만 배치될 수 있다. 또한, 유기발광층(124)이 모두 애노드전극(121a) 상에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 유기발광층(124) 상에 캐소드전극(125)을 배치할 수 있다.
스페이서(123a,123b)는 상부가 일정한 폭을 갖고 있어 스페이서(123a,123b)의 상부에 유기발광층(124)과 캐소드전극(125)이 배치될 수 있다. 반면, 스페이서(123a,123b)가 배치되어 있는 영역에는 유기발광층(124)과 캐소드전극(125)이 배치되지 않게 될 수 있다. 또한, 스페이서(123a,123b)는 일정한 높이를 갖지고 있어 뱅크(122) 상에 배치되어 있는 유기발광층(124)과 캐소드전극(125)은 스페이서(123a,123b)의 상부에 배치되어 있는 유기발광층(124)과 캐소드전극(125)에 연결되지 않게 될 수 있다. 그리고, 캐소드전극(125)은 복수의 캐소드전극(125a,125b,125c)으로 분리되어 배치될 수 있다. 따라서, 캐소드전극(125)은 뱅크(122)상에 서로 이격된 제1캐소드전극(125a), 제2캐소드전극(125b), 제3캐소드전극(125c) 으로 구분될 수 있다.
제1캐소드전극(125a)은 터치메탈(121b)과 제2캐버티(CA2) 내에서 연결될 수 있다. 또한, 제2캐소드전극(125b)은 도시되지 않은 제2캐버티에서 다른 터치메탈과 연결될 수 있다. 따라서, 제1캐소드전극(125a)과 제2캐소드전극(125b)은 서로 다른 터치메탈로부터 터치신호를 공급받을 수 있다. 또한, 제3캐소드전극(125c)은 도시되지 않은 다른 제2캐버티에서 다른 터치메탈과 연결될 수 있다. 따라서, 제1캐소드전극(125a)과 제3캐소드전극(125c)은 서로 다른 터치메탈로부터 터치신호를 공급받을 수 있다. 또한, 터치메탈(121b)는 도 3에 도시된 터치신호가 전달되는 터치전극라인(TEL)에 포함될 수 있다.
그리고, 캐소드전극(125)상에 인캡(126)이 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 인캡(126)은 기판(111)의 측부에도 배치되어 기판(111) 상에 배치되어 있는 소자와 전극들을 밀봉할 수 있다. 인캡(126)은 유기막층(126a)과 무기막층(126b)을 포함할 수 있다. 또한, 기판(111) 상의 일부분은 인캡(126)이 배치되지 않을 수 있다. 기판(111) 상에서 인캡(126)이 배치되지 않은 영역에는 신호 및/또는 전압을 전달하는 패드가 배치될 수 있다.
캐소드전극(125)이 터치메탈로 사용되어 기판(111) 상에 별도의 터치를 감지하기 위한 층이 필요하지 않아 표시패널(110)의 폭이 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 표시패널(110)을 형성하는 공정 중에 터치메탈과 터치전극을 형성하기 때문에 얼라인 공정이 필요하지 않게 되어 표시패널(110)에 터치전극을 배치하더라도 공정이 복잡해지지 않게 될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 터치표시장치에 채용된 터치전극의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 표시패널(110) 사이에 복수의 터치전극(TE)과, 각각의 터치전극(TE)에 연결되는 터치전극라인(TEL)이 배치될 수 있다. 복수의 터치전극(TE)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 터치전극(TE)은 16개의 터치전극이 4*4 의 매트릭스 형태로 배치되어 있지만, 배치 터치전극의 수와 배치는 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 터치전극라인(TEL)은 각각 제1방향으로 연장될 수 있다. 제1터치전극(TE1)은 도 2에 도시된 제1캐소드전극(125a)에 대응하고, 제1터치터치전극(TE1)과 이격되어 있는 다른 제3터치전극(TE3)은 도 2에 도시되어 있는 제3캐소드전극(125c) 에 대응할 수 있다. 각각의 터치전극(TE)은 서로 다른 터치전극라인(TEL)과 연결될 수 있다. 여기서는 하나의 터치전극라인(TEL)이 하나의 터치전극(TE)과 두 개의 지점(ct1,ct2)에서 접촉하고 있는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 터치전극라인(TEL)dl 하나의 터치전극(TE)과 한 개의 지점(ct1)에서 연결되거나 3개 이상의 지점에서 연결될 수 있다. 두 개의 지점(ct1,ct2)은 도 2에 도시된 터치메탈(121b)가 터치전극(TE)과 연결되는 지점일 수 있다. 터치전극(TE)과 터치전극(TE) 사이에는 도 2에 도시된 제1스페이서(123a)가 배치될 수 있다. 즉, 제1스페이서(123a)는 터치전극(TE)이 배치되지 않은 영역(SA)에 배치될 수 있다. 따라서, 터치전극(TE)이 배치되지 않은 영역(SA)은 터치전극들(TE) 사이에서 제1방향과 제2방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 하나의 터치전극(TE)에는 복수의 픽셀(101)이 대응할 수 있다. 즉, 하나의 터치전극(TE)의 하부에는 복수의 유기발광다이오드가 배치될 수 있다.
도 4a는 도 3에 도시된 터치전극의 일 실시예를 나타내는 평면도이고, 도 4b는 도 3에 도시된 터치전극의 다른 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4a를 참조하면, 제1캐소드전극(125a)은 하나의 제1터치전극(TE1)으로 배치될 수 있다. 즉, 제1캐소드전극(125a)은 도 2에 도시된 제1터치전극(TE1) 에 대응할 수 있다. 또한, 제1캐소드전극(TE1)의 내부에 점선으로 표시된 복수의 사각형(401)들은 픽셀(101)들에 각각 대응할 수 있다. 따라서, 제1캐소드전극(125a) 에는 복수의 픽셀(101)들이 대응할 수 있다. 또한, 제1캐소드전극(125a)은 일체로 형성된 하나의 전극으로 형성되어, 복수의 픽셀들(101)들에 대응하여 캐소드전극 역할 및 터치전극 역할을 수행할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1터치전극(TE1)은 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극들(410 내지 490)을 포함할 수 있다. 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극들(410 내지 490)은 도 2에 도시된 제1캐소드전극(125a) 에 대응할 수 있다. 이때, 분할된 캐소드전극 중 하나인 캐소드전극(410)은 터치메탈(121b)과 직접적으로 연결될 수 있다. 그리고, 픽셀 영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극(410 내지 490) 중 하나의 캐소드전극의 일부는 다른 하나의 캐소드전극 일부와 연결전극(AR)을 통해 연결될 수 있다. 이때, 연결전극(AR)은 캐소드전극과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극(410 내지 490) 각각은 하나의 픽셀(101)에 대응할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극 (410 내지 490)들 각각에는 복수의 픽셀이 대응할 수 있다. 그리고, 하나의 터치전극(TE)이 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극(410 내지 490) 사이에 또 다른 스페이서가 배치될 수 있다. 그리고, 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극(410 내지 490)을 서로 연결하는 연결전극(AR)이 배치된 영역에는 스페이서가 배치되지 않을 수 있다.
그리고, 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극(410 내지 490)은 투명전극일 수 있다. 또한, 픽셀영역에 배치된 복수의 분할된 캐소드전극(410 내지 490))은 메쉬형태일 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 표시패널에 채용된 서브픽셀의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 서브픽셀(101)은 데이터신호(Vdata)에 대응하여 제1전류를 생성하는 제1트랜지스터(M1), 게이트신호에 대응하여 데이터신호(Vdata)를 제1트랜지스터(M1)에 전달하는 제2트랜지스터(M2), 제1트랜지스터(M1)에 전달된 데이터신호(Vdata)를 유지하는 스토리지캐패시터(Cst) 및 제1트랜지스터(M1)로부터 제1전류를 공급받아 발광하는 유기발광다이오드 (OLED)를 포함할 수 있다.
제1트랜지스터(M1)는 게이트전극이 제1노드(N1)에 연결되고 제1전극이 제1전원(EVDD)을 공급하는 제1전원선(VL1)에 연결되고 제2전극이 제2노드(N2)에 연결될 수 있다. 제1전극은 도 2에 도시된 소스전극이고 제2전극은 도 2에 도시된 드레인전극일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1전류의 크기는 제1트랜지스터(M1)의 게이트전극과 제2전극의 전압차에 대응하여 결정될 수 있다.
제2트랜지스터(M2)는 게이트전극이 게이트라인(GL)에 연결되고 제1전극이 데이터라인(DL)에 연결되며 제2전극이 제1노드(N1)에 연결될 수 있다. 따라서, 게이트라인(GL)을 통해 전달되는 게이트신호에 대응하여 데이터라인(DL)에 흐르는 데이터신호(Vdata)를 제1노드(N1)로 전달할 수 있다.
스토리지캐패시터(Cst)는 제1전극이 제1노드(N1)에 연결되고 제1전극이 제2노드(N2)에 연결될 수 있다. 그리고, 스토리지캐패시터(Cst)는 제1노드(N1)와 제2노드(N2)의 전압을 유지할 수 있다. 따라서, 제1트랜지스터(M1)의 게이트전극과 제2전극의 전압차이를 일정시간 유지시켜 제1전류가 일정하게 흐르게 할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제2노드(N2)에 공급되는 전류에 대응하여 빛을 발광할 수 있다. 그리고, 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드전극은 도 2에 도시된 캐소드전극(125a,125b,125c) 에 대응할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 캐소드전극에 터치회로(145)가 연결될 수 있다. 터치회로(145)는 유기발광다이오드의 캐소드전극에서 제2전원(EVSS) 사이에 연결된 저항(R)의 크기에 대응하여 흐르는 전류의 크기를 이용하여 터치여부를 감지할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 표시패널을 구동하는 방법의 제1실시예를 나타내는 타이밍도이고, 도 7은 도 1에 도시된 표시패널을 구동하는 방법의 제2실시예를 나타내는 타이밍도이다.
동기신호(Tsync)신호는 하이 상태와 로우 상태를 반복할 수 있다. 동기신호(Tsync)신호가 로우 상태에서 표시패널(110)은 디스플레이기간으로 동작하고, 동기신호(Tsync)신호가 하이 상태에서 표시패널(110)은 터치기간으로 동작할 수 있다.
도 6을 참조하면, 한 프레임 기간은 동기신호(Tsync)신호는 로우상태인 제1기간(T1a)과 동기신호(Tsync)신호는 하이 상태인 제2기간(T2a)으로 구분될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1기간(T1a)과 제2기간(T2a)은 동일한 길이를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2기간(T2a)는 수직 블랭크 기간에 대응할 수 있다. 수직 블랭크 기간은 수직 동기신호가 입력되는 기간일 수 있고 한 프레임과 다음 프레임 사이의 기간일 수 있다.
제1기간(T1a)에서 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)에 각각 데이터신호와 게이트신호가 전달될 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 서브픽셀(101)은 데이터신호에 대응하여 제1전류를 유기발광다이오드(OLED)로 공급하고 유기발광다이오드(OLED)는 제1전류에 대응하여 빛을 발광할 수 있다. 제1기간(T1a)에서 제1전원(EVDD)과 제2전원(EVSS)은 소정의 직류전압으로 공급될 수 있다. 제1전원(EVDD)의 전압레벨이 제2전원(EVSS)의 전압레벨보다 높을 수 있다. 예를 들면, 제1전원(EVDD)의 전압레벨은 24V이고 제2전원(EVSS)의 전압레벨은 0V 일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 제2기간(T2a)에서 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드전극에 터치구동신호(TDS)에 대응하는 전압이 전달될 수 있다. 터치구동신호(TDS)는 복수의 펄스를 포함할 수 있다. 또한, 제1전원(EVDD)에는 터치구동신호(TDS)와 동기하는 로드저감신호(Load free driving) 신호가 전달될 수 있다. 또한, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 로드저감신호가 전달될 수 있다. 로드저감신호가 전달되지 않는 경우 터치구동신호(TDS)이 전달되는 캐소드전극의 전압레벨은 제1전원라인(VL1), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 충전된 전압의 전압레벨과 차이가 있어 캐소드전극과 제1전원라인(VL1), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 사이에 정전용량이 발생하게 될 수 있다. 이로 인해, 터치표시장치(100)의 소비전력이 증가하게 될 수 있다. 하지만, 터치구동신호(TDS)와 동기하는 로드저감신호를 제1전원라인(VL1), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 인가하게 되면, 상기와 같은 정전용량이 발생하지 않아 터치표시장치(100)의 소비전력을 줄일 수 있다. 표시패널(110)에서 로드저감신호가 인가되는 라인은 제1전원라인(VL1), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 도 7을 참조하면, 한 프레임 기간은 제1기간 내지 제4기간(T1b 내지 T4b)으로 구분되고, 제1기간(T1b)과 제3기간(T3b)에서 동기신호(Tsync)신호는 로우상태가 되고 제2기간(T2b)과 제4기간(T4b)에서 동기신호(Tsync)신호는 하이상태가 될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 제1기간 내지 제4기간(T1b내지 T4b)이 모두 동일한 길이를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1기간 내지 제4기간(T1b내지 T4b)이 서로 다른 길이를 가질수 있다. 또한, 제2기간(T2b)과 제4기간(T2b)는 수평 블랭크 기간에 대응할 수 있다. 수평 블랭크 기간은 수평 동기신호가 입력되는 기간일 수 있고 한 프레임의 복수의 행 중 하나의 행과 그 다음 행 사이의 기간일 수 있다. 또한, 제2기간(T2b)과 제4기간(T2b)은 LHB(long horizontal blank)에 대응할 수 있다. LHB는 한 프레임 기간에 16개가 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1기간(T1b)과 제3기간(T3b)에서 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)에 각각 데이터신호와 게이트신호가 전달될 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 서브픽셀(101)은 데이터신호에 대응하여 제1전류를 유기발광다이오드(OLED)로 공급하고 유기발광다이오드(OLED)는 제1전류에 대응하여 빛을 발광할 수 있다. 제1기간(T1b)에서 제1전원(EVDD)과 제2전원(EVSS)은 소정의 직류전압으로 공급될 수 있다. 제1전원(EVDD)의 전압레벨이 제2전원(EVSS)의 전압레벨보다 높을 수 있다. 예를 들면, 제1전원(EVDD)의 전압레벨은 24V이고 제2전원(EVSS)의 전압레벨은 0V 일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 제2기간(T2b)과 제4기간(T4b)에서 유기발광다이오드(OLED)의 전기적으로 분리된 복수의 캐소드전극들 각각에 대응되는 터치전극라인(TEL)을 통해 순차적으로 터치구동신호를 인가하여 터치발생을 센싱할 수 있다. 이때, 센싱하지 않은 캐소드전극들에는 로드저감신호(Load free driving)가 인가될 수 있다. 로드저감신호 및 터치구동신호는 서로 동기된 신호이며, 동일한 진폭으로 구성될 수 있다. 또한, 제1전원(EVDD)에는 터치구동신호(TDS)와 동기된 로드저감신호(Load free driving) 가 전달될 수 있다. 또한, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에도 로드저감신호(Load free driving) 가 전달될 수 있다. 표시패널(110)에서 로드저감신호(Load free driving) 가 전달되는 라인은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 도 5에 도시된 터치회로와 터치전극의 연결관계의 일 실시예를 나타내는 회로도이고, 도 9는 도 8에 도시된 터치회로와 터치전극에 인가되는 신호 파형을 나타내는 그래프이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 터치회로(145)는 적분기(146)와 버퍼(147)를 포함할 수 있다. 적분기(146)는 전기적으로 분리된 캐소드전극(125a,125b,125c) 에 충전된 전압에 의해 흐르는 전류에 대응하는 전압과 기설정된 전압에 대응하여 각각의 캐소드전극에 충전된 전압의 크기를 산출할 수 있다. 그리고, 버퍼(147)는 적분기(146)에서 출력되는 전압의 특성을 향상시킬 수 있다. 버퍼(146)는 제1인버터(147a)와 제2인버터(147b)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 터치회로(145)는 제2전원(EVSS)와 연결되는 전원라인과 연결될 수 있다. 또한, 터치회로(145)는 터치라인(TEL)을 통해 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드전극과 연결될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 제1전류를 생성하는 픽셀회로(1011)과 연결될 수 있다. 캐소드전극에는 터치로 인해 발생되는 터치캐패시터(Cf)가 연결될 수 있다. 또한, 캐소드전극에는 로드저감신호에 대응하는 전압을 인가하는 신호인가부(148)가 배치될 수 있다.
여기서, 제1전원(EVDD)을 공급하는 제1전원라인(VL1), 데이터라인(DL), 게이트라인(GL)에 로드저감신호를 인가하지 않고 또한, 캐소드전극에 터치구동신호(TDS)를 공급하는 대신 신호인가부(148)에서 로드저감신호가 터치캐패시터(Cf)에 인가되도록 하였다. 터치캐패시터(Cf)의 크기는 1pF 또는 0.5pF 인경우로 구분하였다. 즉, 터치캐패시터(Cf)의 크기에 대응하여 터치회로의 출력전압의 크기가 달라지는 것을 알 수 있다. 따라서, 터치에 의한 정전용량변화를 이용하여 터치를 감지할 수 있음을 알 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
130: 데이터드라이버
140: 게이트드라이버
150: 터치센서
160: 컨트롤러

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 평탄화막;
    상기 평탄화막 상에 배치되는 애노드 전극과 터치메탈;
    상기 애노드 전극과 상기 터치메탈 상에 배치되되, 제1캐버티와 제2캐버티를 포함하며, 상기 제1캐버티에 대응하여 상기 애노드전극이 노출되고 상기 제2캐버티에 대응하여 상기 터치메탈이 노출되게 하는 뱅크;
    상기 제1캐버티 내에 배치되며 상기 애노드전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층과 상기 뱅크 상에 배치되는 캐소드전극을 포함하되, 상기 캐소드전극은 분리되어 있는 적어도 제1캐소드전극과 제2캐소드전극을 포함하며, 상기 제1캐소드전극은 상기 제2캐버티 내에 일부가 배치되어 상기 터치메탈과 연결되는 터치표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뱅크 상에서 상기 제1캐소드전극과 상기 제2캐소드전극 사이에 소정의 높이를 갖는 스페이서가 배치되는 터치센서를 포함하는 터치표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스페이서의 단면은 상기 뱅크에 가까워질수록 좁아지는 형상을 가지는 터치센서를 포함하는 터치표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 제2캐버티와 중첩되게 배치되는 제1스페이서를 포함하는 터치센서를 포함하는 터치표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 뱅크 상에 소정의 폭을 갖고 상기 제2캐버티와 이격되어 배치되는 제2스페이서를 더 포함하되, 상기 제2스페이서에 의해 상기 제1캐소드전극과 전기적으로 분리된 제3캐소드전극이 상기 뱅크 상에 더 배치되는 터치표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐소드전극의 상부에 인캡이 배치되는 터치표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1캐소드전극과 상기 제2캐소드전극은 서로 다른 터치전극으로 구성되는 터치표시장치.
  8. 복수의 픽셀을 포함하며,
    각 픽셀은,
    데이터신호에 대응하여 제1전류를 생성하는 제1트랜지스터;
    게이트신호에 대응하여 상기 데이터신호를 상기 제1트랜지스터에 전달하는 제2트랜지스터;
    상기 제1트랜지스터에 전달된 상기 데이터신호를 유지하는 스토리지캐패시터; 및
    상기 제1트랜지스터로부터 상기 제1전류를 공급받아 발광하는 유기발광다이오드를 포함하되,
    제1기간에는 상기 데이터라인과 상기 게이트라인에 상기 데이터신호와 상기 게이트신호가 전달되고,
    제2기간에는 상기 유기발광다이오드의 캐소드전극에 터치구동신호가 전달되되, 상기 데이터라인, 상기 게이트라인 및 상기 전원라인에 상기 터치구동신호와 동기하는 로드저감신호(Load free driving)가 전달되고, 상기 캐소드전극에 제2전류가 흐르는 터치표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀은 제1픽셀과 제2픽셀을 포함하며,
    상기 제1픽셀의 캐소드전극에 상기 터치구동신호가 전달될 때, 상기 제2픽셀의 캐소드전극에는 상기 로드저감신호가 전달되는 터치표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 캐소드전극과 연결되는 터치센서부를 더 포함하며, 상기 터치센서부는 상기 제2전류의 크기에 대응하여 터치를 감지하는 터치표시장치.
  11. 제8항에 있어서,
    한 프레임 기간 내에 복수의 LHB 시간이 배치되고, 상기 제2기간은 LHB 시간에 대응하는 터치표시장치.
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