KR20210012598A - 터치 센서부 및 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

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이양식
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오창석
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Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 센서부 및 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 터치 라우팅 배선을 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선과 중첩되지 않도록 배치하고, 신호 배선과 터치 라우팅 배선 사이에 위치하는 전극의 면적을 감소시켜줌으로써, 신호 배선과 터치 라우팅 배선 사이의 기생 캐패시턴스를 저감시킬 수 있다. 또한, 터치 전극과 터치 라우팅 배선 사이에 위치하며 신호 배선과 중첩되는 터치 더미 전극을 통해 신호 배선에 의한 노이즈를 분배시켜줌으로써, 신호 배선에 의한 노이즈를 더욱 감소시키며 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있다.

Description

터치 센서부 및 터치 디스플레이 장치{TOUCH SENSING UNIT AND TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은, 터치 센서부와 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 활용된다.
이러한 디스플레이 장치는 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 손가락이나 펜에 의한 터치를 인식하고, 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공한다.
일 예로, 디스플레이 패널에 터치를 센싱하기 위한 센서와 배선 등을 배치하고, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치에 의한 캐패시턴스의 변화를 감지하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
이때, 디스플레이 패널은 터치 센싱을 위한 구성 이외에 디스플레이 구동을 위한 다양한 전극과 배선 등을 포함함에 따라, 디스플레이 구동을 위한 전극 등과 터치 센싱을 위한 센서 등 사이의 기생 캐패시턴스가 형성되어 터치 센싱의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선과 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 라우팅 배선 간의 기생 캐패시턴스를 저감시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 터치 라우팅 배선과 기생 캐패시턴스를 형성하는 신호 배선에 의한 터치 센싱 신호의 노이즈를 저감시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 서브픽셀이 배치된 액티브 영역과, 액티브 영역의 외측에 위치하고 다수의 신호 배선이 배치된 논-액티브 영역과, 액티브 영역 상에 배치된 다수의 터치 전극과, 논-액티브 영역 상에 배치되고 터치 전극과 라우팅 연결 배선에 의해 전기적으로 연결된 다수의 터치 라우팅 배선을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치는, 터치 전극과 터치 라우팅 배선 사이에 배치되고 터치 전극 및 터치 라우팅 배선과 절연되며, 적어도 일부분은 신호 배선과 중첩된 영역에 배치되고 정전압이 인가되는 적어도 하나의 터치 더미 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 터치 디스플레이 장치에 배치된 터치 라우팅 배선의 적어도 일부는 신호 배선과 중첩된 영역을 제외한 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 터치 디스플레이 장치는, 논-액티브 영역에 배치되고 신호 배선과 중첩된 부분에 적어도 하나의 개구부를 포함하며 서브픽셀에 배치된 공통 전극과 전기적으로 연결된 연결 전극을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 서브픽셀이 배치된 액티브 영역과 다수의 신호 배선이 배치된 논-액티브 영역을 포함하는 기판과, 기판 상에 배치된 접착층과, 접착층 상에 배치되고 액티브 영역 상에 위치하는 다수의 터치 전극과 논-액티브 영역 상에 위치하는 다수의 터치 라우팅 배선을 포함하는 터치 센서부를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치에 포함된 터치 센서부는, 터치 전극과 터치 라우팅 배선 사이에 배치되고 터치 전극 및 터치 라우팅 배선과 절연되며, 적어도 일부분은 신호 배선과 중첩된 영역에 배치되고 정전압이 인가되는 적어도 하나의 터치 더미 전극을 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 액티브 영역에 배치된 다수의 터치 전극과, 액티브 영역의 외측에 위치하는 논-액티브 영역에 배치되고 터치 전극과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라우팅 배선과, 논-액티브 영역에서 액티브 영역과 터치 라우팅 배선 사이에 위치하고, 터치 전극 및 터치 라우팅 배선과 절연되며, 정전압이 인가되는 적어도 하나의 터치 더미 전극을 포함하는 터치 센서부를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 라우팅 배선을 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선과 중첩되지 않도록 배치하고, 터치 라우팅 배선과 신호 배선 사이에 배치되며 공통 전극과 연결된 연결 전극의 면적을 감소시켜, 터치 라우팅 배선과 신호 배선 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 라우팅 배선과 터치 전극 사이에 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선과 중첩되며 정전압이 인가되는 터치 더미 전극을 배치함으로써, 신호 배선에 의한 노이즈를 분배하여 터치 라우팅 배선을 통해 검출되는 터치 센싱 신호의 노이즈를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 배치된 터치 전극과 터치 라우팅 배선의 개략적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 터치 센서부의 개략적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 터치 센서부의 공정 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 터치 라우팅 배선이 배치된 부분의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 터치 전극과 터치 라우팅 배선이 배치된 부분의 구체적인 평면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 터치 라우팅 배선이 배치된 부분의 구조의 다른 예시들을 나타낸 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 터치 라우팅 배선이 배치된 부분의 구체적인 평면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 터치 라우팅 배선이 배치된 부분의 구체적인 평면 구조의 다른 예시들을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 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 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들의 시간 관계 또는 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된 액티브 영역(A/A)과 액티브 영역(A/A)의 외측에 위치하는 논-액티브 영역(N/A)을 포함하는 터치 디스플레이 패널(110)을 포함한다. 그리고, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 각종 신호 라인 등을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140) 등을 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 서브픽셀(SP)이 배치될 수 있다.
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 일측에만 위치할 수도 있고 양측에 위치할 수도 있다.
각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 터치 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 터치 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 터치 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 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.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 터치 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있으며, 경우에 따라, 터치 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 연결된 필름 상에 실장되고, 필름 상의 배선들을 통해 터치 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 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, 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 등 상에 실장되고, 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 등을 통해 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
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 신호(GCS)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 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 신호(DCS)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로(SDIC) 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) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
각각의 서브픽셀(SP)에는, 터치 디스플레이 패널(110)의 유형에 따라 액정이 배치되거나, 발광 소자가 배치될 수 있다. 또한, 데이터 전압이 인가되는 픽셀 전극과, 공통 전압이 인가되는 공통 전극이 배치될 수 있다.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱하기 위한 센서, 배선 및 구동 회로 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 배치된 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)의 개략적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 액티브 영역(A/A)에 위치하는 다수의 터치 전극(TE)과, 터치 전극(TE)을 구동하고 터치 디스플레이 패널(110)에 접촉된 터치를 감지하는 터치 센싱 회로(150)와, 터치 전극(TE)과 터치 센싱 회로(150)를 서로 연결하는 다수의 터치 라우팅 배선(TL)을 포함할 수 있다.
터치 전극(TE)은, 일 예로, 투명한 전극일 수도 있고, 적어도 일부분이 개구된 불투명한 전극일 수도 있다. 터치 전극(TE)이 개구된 부분을 포함하는 경우, 터치 전극(TE)은 메쉬 형태일 수 있고, 터치 전극(TE)의 개구된 부분은 각각의 서브픽셀(SP)에 배치된 발광 영역과 중첩될 수 있다.
터치 라우팅 배선(TL)은, 터치 전극(TE)의 배치 구조와 터치 센싱 방식에 따라, 복수의 터치 전극(TE)에 하나의 터치 라우팅 배선(TL)이 연결될 수도 있고, 각각의 터치 전극(TE)마다 적어도 하나의 터치 라우팅 배선(TL)이 연결될 수도 있다.
터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)은, 터치를 검출하는 방식에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.
일 예로, 도 2에 도시된 예시와 같이, 다수의 터치 전극(TE)은, X축 방향으로 배치된 다수의 X-터치 전극(X-TE)과, Y축 방향으로 배치된 다수의 Y-터치 전극(Y-TE)을 포함할 수 있다. 그리고, X-터치 전극(X-TE)과 Y-터치 전극(Y-TE)은 동일한 층에 배치될 수 있다.
인접한 X-터치 전극(X-TE)은 X-터치 전극(X-TE) 사이에 배치된 X-터치 전극 연결 배선(X-CL)에 의해 서로 연결되고, 인접한 Y-터치 전극(Y-TE)은 Y-터치 전극(Y-TE) 사이에 배치된 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)에 의해 서로 연결될 수 있다. 여기서, X-터치 전극 연결 배선(X-CL)과 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL) 중 하나는 터치 전극(TE)과 다른 층에 배치될 수 있다. 일 예로, 도 2에 도시된 예시와 같이, Y-터치 전극(Y-TE)은 Y-터치 전극(Y-TE)과 동일한 층에 배치된 Y-터치 전극 연결 배선(Y-CL)에 의해 연결되고, X-터치 전극(X-TE)은 X-터치 전극(X-TE)과 다른 층에 배치된 X-터치 전극 연결 배선(X-CL)에 의해 연결될 수 있다.
그리고, X-터치 전극(X-TE)은, 터치 디스플레이 패널(110)의 일측에 배치된 X-터치 라우팅 배선(X-TL)에 의해 터치 센싱 회로(150)와 연결되고, Y-터치 전극(Y-TE)은, 터치 디스플레이 패널(110)의 하측에 배치된 Y-터치 라우팅 배선(Y-TL)에 의해 터치 센싱 회로(150)와 연결될 수 있다. 또는, 경우에 따라, 터치 라우팅 배선(TL)은, 터치 디스플레이 패널(110)의 양측에 배치될 수도 있다. 즉, X-터치 라우팅 배선(X-TL)이 터치 디스플레이 패널(110)의 좌측과 우측에 배치되어 X-터치 전극(X-TE)과 연결될 수 있다. 또한, Y-터치 라우팅 배선(Y-TL)이 터치 디스플레이 패널(110)의 상측과 하측에 배치되어 Y-터치 전극(Y-TE)과 연결될 수 있다. 이러한 터치 라우팅 배선(TL)의 연결 구조에 의해 터치 라우팅 배선(TL)의 RC 로드를 저감시켜 터치 라우팅 배선(TL)을 통한 신호 검출 성능을 높여줄 수 있다.
전술한 터치 전극(TE)의 구조에서, 터치 구동 기간에 X-터치 전극(X-TE) 또는 Y-터치 전극(Y-TE)으로 터치 구동 신호가 인가되고, Y-터치 전극(Y-TE) 또는 X-터치 전극(X-TE)으로부터 터치 센싱 신호가 검출될 수 있다. 일 예로, Y-터치 전극(Y-TE)으로 터치 구동 신호가 인가되고, X-터치 전극(X-TE)으로부터 터치 센싱 신호가 검출될 수 있다. 즉, X-터치 전극(X-TE)과 Y-터치 전극(Y-TE)에 서로 다른 신호가 인가된 상태에서, 터치에 의해 발생하는 X-터치 전극(X-TE)과 Y-터치 전극(Y-TE) 사이의 뮤추얼 캐패시턴스의 변화를 검출하여 터치를 센싱할 수 있다.
또는, 경우에 따라, 다수의 터치 전극(TE)이 서로 분리되어 배치되고, 각각의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가될 수 있다. 그리고, 터치에 의한 셀프 캐패시턴스의 변화를 감지하여 터치 디스플레이 패널(110)에 접촉된 터치를 검출할 수도 있다.
터치 센싱 회로(150)는, 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 터치 전극(TE)을 구동하며, 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호를 검출하여 터치를 센싱할 수 있다. 이러한 터치 센싱 회로(150)는, 일 예로, 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 출력하고 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 구동 회로와, 터치 구동 회로를 제어하며 터치 구동 회로에 의해 검출된 신호에 기초하여 터치 유무와 터치 좌표를 검출하는 터치 컨트롤러를 포함할 수 있다.
터치 구동 회로는, 일 예로, 터치 라우팅 배선(TL)과 연결되어 터치 구동 신호를 공급하고 터치 센싱 신호를 수신하는 연산 증폭기와, 연산 증폭기에 의해 수신된 신호에 따른 전하를 축적하는 피드백 캐패시터를 포함할 수 있다. 또한, 터치 구동 회로는, 연산 증폭기의 출력 신호를 처리하는 적분기, 샘플 앤 홀드 회로 및 아날로그 디지털 컨버터 등을 포함할 수 있다. 즉, 터치 구동 회로는, 터치 전극(TE)으로부터 검출된 아날로그 형태의 터치 센싱 신호에 기초하여 디지털 형태의 터치 센싱 데이터를 생성하고 생성된 터치 센싱 데이터를 터치 컨트롤러로 출력할 수 있다.
이러한 터치 구동 회로는, 터치 디스플레이 패널(110)에 별도의 회로로 배치될 수도 있고, 경우에 따라, 데이터 구동 회로(130) 등과 통합된 형태로 구현되어 배치될 수도 있다.
터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)은, 경우에 따라, 터치 디스플레이 패널(110)에 내장될 수도 있고, 터치 센싱 기능을 제공하는 별도의 구조물이 터치 디스플레이 패널(110)에 합착되어 배치될 수도 있다. 그리고, 터치 전극(TE) 등이 터치 디스플레이 패널(110)에 내장되는 경우, 디스플레이 구동을 위해 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 전극이 터치 전극(TE)으로 이용될 수도 있고, 별도의 전극이 배치되어 터치 전극(TE)의 기능을 제공할 수도 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)에 배치된 공통 전극(COM)이 분리된 형태로 배치되고, 각각의 공통 전극(COM)이 터치 전극(TE)으로 이용될 수 있다. 이러한 경우, 공통 전극(COM)으로 터치 구동 신호가 인가됨에 따라, 터치 구동은 디스플레이 구동과 시간적으로 분할된 기간에 수행될 수 있다. 또는, 터치 구동 신호에 기초하여 데이터 전압 등을 변조해줌으로써, 터치 구동과 디스플레이 구동이 동시에 수행될 수도 있다.
또한, 터치 디스플레이 패널(110)에 별도의 전극이 배치되어 터치 전극(TE)의 기능을 제공할 수도 있다. 일 예로, 터치 디스플레이 패널(110)이 유기발광 디스플레이 패널인 경우, 발광 소자를 보호하는 봉지층 상에 전극이 배치되어 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 구현될 수 있다. 이러한 경우, 봉지층과 터치 전극(TE) 등의 사이에 적어도 하나의 절연층이 배치될 수 있으며, 터치 라우팅 배선(TL)은 패드 영역에서 봉지층의 경사면을 따라 배치될 수 있다.
또한, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 등을 포함하는 터치 센싱을 위한 별도의 구조물이 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치되어 터치 센싱 기능을 제공할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 터치 센서부(T/S)의 개략적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판(SUB) 상에 디스플레이 구동을 위한 박막 트랜지스터 등을 포함하는 박막 트랜지스터층(TFT)이 배치되고, 박막 트랜지스터층(TFT) 상에 발광 소자층(EL)이 배치될 수 있다. 그리고, 발광 소자층(EL) 상에 접착층(ADH)이 배치되고, 접착층(ADH) 상에 터치 센서부(T/S)가 배치될 수 있다. 터치 센서부(T/S) 상에 커버 글래스(C/G)가 배치될 수 있다.
즉, 디스플레이 구동을 위한 전극, 배선, 발광 소자 등이 배치된 패널 상에 접착층(ADH)을 통해 터치 센서부(T/S)가 합착되어 터치 디스플레이 장치(100)가 구현될 수 있다.
이러한 터치 센서부(T/S)는, 전술한 예시와 유사하게 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)을 포함할 수 있다.
그리고, 터치 센서부(T/S)는, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 등이 접착층(ADH) 상에 배치된 순서대로 적층되어 구현될 수도 있고, 접착층(ADH) 상에 배치된 순서와 반대로 적층되어 구현될 수도 있다. 즉, 경우에 따라, 터치 전극(TE) 등이 배치되어 구현된 터치 센서부(T/S)가 뒤집어진 형태로 접착층(ADH) 상에 배치되어 터치 디스플레이 장치(100)가 구현될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 터치 센서부(T/S)의 공정 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 베이스층(400) 상에 희생층(410)이 배치된다(①). 여기서, 베이스층(400)은, 일 예로, Mo/Al일 수 있고, 희생층(410)은, 비정질 실리콘이나 SiNx일 수 있다.
희생층(410) 상에 포토아크릴층(420)이 배치될 수 있다(②). 포토아크릴층(420)은, 터치 전극(TE) 등이 배치되는 액티브 영역(A/A)과 터치 디스플레이 패널(110)의 경계에 대응하는 에지 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 포토아크릴층(420)은, 터치 라우팅 배선(TL)과 터치 센싱 회로(150)가 전기적으로 연결되는 패드가 배치되는 영역에는 배치되지 않을 수 있다.
포토아크릴층(420) 상에 SiNx로 이루어진 배리어층(430)을 배치하고(③), 배리어층(430) 상에 센서 메탈(S/M)이 배치될 수 있다(④). 센서 메탈(S/M)은, 일 예로, Ti/Al/Ti로 이루어질 수 있으며, 터치 센서부(T/S)에서 터치 전극(TE)을 구성할 수 있다. 또는, 경우에 따라, 터치 라우팅 배선(TL)을 구현하기 위해 이용될 수도 있다.
센서 메탈(S/M) 상에 절연층(440)을 배치하고(⑤), 절연층(440) 상에 브릿지 메탈(B/M)이 배치될 수 있다(⑥). 브릿지 메탈(B/M)은, 일 예로, Ti/Al/Ti로 이루어질 수 있으며, 터치 센서부(T/S)에서 터치 전극(TE)을 서로 연결하는 배선이나, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)을 연결하는 배선으로 이용될 수 있다. 또는, 경우에 따라, 터치 전극(TE)이나 터치 라우팅 배선(TL)을 구현하기 위해 이용될 수도 있다.
브릿지 메탈(B/M) 상에 보호층(450)을 배치하고(⑦), 에지 영역의 외측을 식각하여 터치 센서부(T/S)를 구현할 수 있다(⑧).
전술한 공정 과정을 통해 구현된 터치 센서부(T/S)는, 뒤집어진 형태로 접착층(ADH) 상에 배치될 수 있다. 그리고, LLO(Laser Lift Off) 등의 방식을 통해 희생층(410)을 제거하여 베이스층(400)을 분리하고, 커버 글래스(C/G)를 배치하여 터치 디스플레이 장치(100)를 구현할 수 있다.
따라서, 패널 상에 터치 센서부(T/S)를 용이하게 배치하여 터치 센싱 기능을 제공하는 터치 디스플레이 장치(100)를 구현할 수 있다.
또한, 터치 센서부(T/S)에 포함된 터치 라우팅 배선(TL)은, 터치 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(N/A)에 배치되는 배선과 중첩되지 않도록 배치됨으로써, 디스플레이 구동을 위해 인가되는 신호에 의해 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 검출되는 신호의 노이즈 발생을 저감시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치된 부분의 구조의 예시를 나타낸 도면으로서, 터치 전극(TE)이 배치된 액티브 영역(A/A)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치된 논-액티브 영역(N/A)의 경계 부분의 구조의 예시를 나타낸다. 그리고, 도 6은 도 5에 도시된 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치된 부분의 구체적인 평면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 구동을 위한 각종 전극과 배선 상에 접착층(ADH)이 배치되고, 접착층(ADH) 상에 터치 센서부(T/S)를 구성하는 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치될 수 있다.
일 예로, 기판(SUB) 상에 버퍼층(BUF)이 배치되고, 버퍼층(BUF) 상에 게이트 전극층(GATE)이 배치될 수 있다. 게이트 메탈층(GATE)에 배치되는 게이트 전극은, 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 구성하거나, 게이트 라인(GL) 등과 같은 각종 배선을 구성하도록 배치될 수 있다. 게이트 전극층(GATE) 상에 게이트 절연층(GI)이 배치되고, 게이트 절연층(GI) 상에 액티브층(ACT)이 배치될 수 있다. 액티브층(ACT) 상에 제1 절연층(INS1)이 배치되고, 제1 절연층(INS1) 상에 소스/드레인 전극층이 배치될 수 있다.
소스/드레인 전극층에 배치되는 소스/드레인 전극은, 박막 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극을 구성할 수 있으며, 데이터 라인(DL) 등과 같은 각종 배선을 구성하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 소스/드레인 전극은, 공통 전극(COM)으로 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전압 배선(CVL)을 구성할 수 있으며, 논-액티브 영역(N/A)에 배치되는 신호 배선(SL)을 구성할 수도 있다. 여기서, 신호 배선(SL)은, 게이트 구동 회로(120)로 신호를 공급하는 배선일 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 또한, 신호 배선(SL)의 적어도 일부는 게이트 전극을 이용하여 구성될 수도 있다.
소스/드레인 전극으로 이루어진 신호 배선(SL)과 공통 전압 배선(CVL) 상에 제2 절연층(INS2)이 배치될 수 있다.
제2 절연층(INS2) 상의 액티브 영역(A/A)에는, 평탄화층(PLN)이 배치되고, 평탄화층(PLN) 상에는 각각의 서브픽셀(SP)에 배치되는 픽셀 전극, 서브픽셀(SP)의 영역을 구분하는 뱅크(BANK) 및 공통 전극(COM) 등이 배치될 수 있다. 그리고, 공통 전극(COM) 상에는 발광 소자 등의 보호를 위한 봉지층이 배치될 수 있다.
제2 절연층(INS2) 상에서 액티브 영역(A/A)과 논-액티브 영역(N/A)의 경계 영역에는, 뱅크(BANK)로 이루어진 하나 이상의 댐(DAM)이 배치될 수 있다. 이러한 댐(DAM)은, 봉지층이 무너지는 것을 방지할 수 있다.
제2 절연층(INS2) 상의 논-액티브 영역(N/A)에는, 공통 전극(COM)과 공통 전압 배선(CVL) 사이에 연결되는 연결 전극(CE)이 배치될 수 있다. 이러한 연결 전극(CE)은, 액티브 영역(A/A)의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 연결 전극(CE)은, 제1 컨택홀(CH1)을 통해 액티브 영역(A/A)에 배치되는 공통 전극(COM)과 전기적으로 연결되고, 제2 컨택홀(CH2)을 통해 논-액티브 영역(N/A)에 배치된 공통 전압 배선(CVL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 공통 전압 배선(CVL)으로 인가되는 공통 전압(Vcom)이 연결 전극(CE)을 통해 공통 전극(COM)으로 공급될 수 있다. 여기서, 공통 전극(COM)을 제1 공통 전극(COMa)으로 보고, 연결 전극(CE)을 제2 공통 전극(COMb)으로 볼 수도 있다.
이러한 디스플레이 구동을 위한 구성들 상에 접착층(ADH)이 배치될 수 있으며, 접착층(ADH) 상에 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 등이 배치될 수 있다.
여기서, 터치 라우팅 배선(TL)은, 적어도 일부가 접착층(ADH) 아래에 위치하는 신호 배선(SL)과 중첩된 영역을 제외한 영역에 배치될 수 있다. 또는, 터치 라우팅 배선(TL)은 모두 도 5에 도시된 예시와 같이, 접착층(ADH) 아래에 위치하는 신호 배선(SL)과 중첩되지 않도록 배치될 수도 있다. 즉, 터치 라우팅 배선(TL)은, 신호 배선(SL)이 배치된 신호 배선 영역(S/A)과 중첩되지 않고, 공통 전압 배선(CVL)이 배치된 공통 전압 배선 영역(C/A)과 중첩되어 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)의 구체적인 배치 구조의 예시를 나타낸 도 6을 참조하면, 액티브 영역(A/A)과 논-액티브 영역(N/A)의 경계 영역을 신호 배선(SL)의 아래쪽에서 본 경우를 예시적으로 나타낸다.
터치 전극(TE)은, 센서 메탈(S/M)을 이용하여 배치될 수 있고, 도 6에 도시된 예시와 같이, 발광 영역과 대응되는 부분이 개구된 메쉬 형태일 수 있다. 터치 라우팅 배선(TL)은, 터치 전극(TE)과 동일하게 센서 메탈(S/M)을 이용하여 배치될 수 있다. 또는, 경우에 따라, 터치 라우팅 배선(TL)은, 브릿지 메탈(B/M)을 이용하여 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)은, 브릿지 메탈(B/M)로 이루어진 라우팅 연결 배선(TL-CL)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 라우팅 연결 배선(TL-CL)은, 일부분이 터치 전극(TE)과 중첩되도록 배치되며, 중첩된 영역에 위치하는 컨택홀을 통해 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 라우팅 연결 배선(TL-CL)은, 일부분이 터치 라우팅 배선(TL)과 중첩되도록 배치되며, 중첩된 영역에 위치하는 컨택홀을 통해 터치 라우팅 배선(TL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이 영역에 신호 배선(SL)이 위치할 수 있다.
즉, 신호 배선(SL)은, 논-액티브 영역(N/A)에 배치되며, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이의 영역과 중첩되도록 배치되어 신호 배선(SL)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스를 저감시켜줄 수 있다.
따라서, 신호 배선(SL)으로 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가될 경우, 신호 배선(SL)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CGR에 의해 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 검출되는 터치 센싱 신호에 발생하는 노이즈를 저감시켜줄 수 있다.
또한, 신호 배선(SL) 상에 위치하며, 터치 라우팅 배선(TL) 아래에 위치하는 연결 전극(CE)은, 신호 배선(SL)과 중첩된 영역에 위치하는 적어도 하나의 개구부(O/A)를 포함할 수 있다.
연결 전극(CE)이 신호 배선(SL)과 중첩되는 부분에 개구부(O/A)를 포함함에 따라, 연결 전극(CE)과 신호 배선(SL)이 중첩된 면적이 감소될 수 있다. 신호 배선(SL)과 연결 전극(CE)이 중첩된 면적을 감소시켜줌으로써, 신호 배선(SL)과 연결 전극(CE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CGC를 저감시켜줄 수 있다. 따라서, 신호 배선(SL)으로 인가되는 신호에 의한 연결 전극(CE)의 전압 레벨 변동이 연결 전극(CE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이의 기생 캐패시턴스 CCR을 통해 터치 라우팅 배선(TL)에 미치는 영향을 저감시켜줄 수 있다.
즉, 신호 배선(SL)에 의한 직접적인 노이즈는 터치 라우팅 배선(TL)이 신호 배선(SL)과 중첩되지 않도록 하여 저감시키고, 연결 전극(CE)을 통한 간접적인 노이즈는 신호 배선(SL)과 연결 전극(CE)의 중첩 면적을 감소시켜 저감시켜줄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이의 영역에 신호 배선(SL)의 적어도 일부분과 중첩되는 터치 더미 전극(TDE)을 배치하여 신호 배선(SL)에 의한 노이즈를 분배시켜 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 검출되는 터치 센싱 신호의 노이즈를 더욱 저감시켜줄 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TL)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치된 부분의 구조의 다른 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역(A/A)에는 접착층(ADH) 아래에 다수의 서브픽셀(SP)이 배치되고, 다수의 서브픽셀(SP)로 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전극(COM)이 배치될 수 있다. 그리고, 액티브 영역(A/A)에서 접착층(ADH) 상에 터치 전극(TE)이 배치될 수 있다.
논-액티브 영역(N/A)에는 접착층(ADH) 아래에 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선(SL)이 배치될 수 있다. 또한, 공통 전극(COM)으로 공통 전압(Vcom)을 공급하기 위한 연결 전극(COM)과 공통 전압 배선(CVL) 등이 배치될 수 있다. 그리고, 논-액티브 영역(N/A)에서 접착층(ADH) 상에 터치 라우팅 배선(TL)이 배치될 수 있으며, 터치 라우팅 배선(TL)은 신호 배선(SL)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
여기서, 논-액티브 영역(N/A)에서 터치 라우팅 배선(TL)의 내측에 적어도 하나의 터치 더미 전극(TDE)이 배치될 수 있다. 이러한 터치 더미 전극(TDE)은, 터치 전극(TE)이나 터치 라우팅 배선(TL)을 구성하는 센서 메탈(S/M)이나 브릿지 메탈(B/M)로 이루어질 수 있다. 그리고, 터치 더미 전극(TDE)은, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)과 절연된 상태로 배치될 수 있다.
터치 더미 전극(TDE)은, 적어도 일부분이 접착층(ADH) 아래에 위치하는 신호 배선(SL)이 배치된 영역과 중첩된 영역에 배치될 수 있다. 또한, 터치 더미 전극(TDE)은, 신호 배선(SL)과 중첩되도록 배치될 수도 있다. 즉, 각각의 터치 더미 전극(TDE)은, 각각의 신호 배선(SL) 또는 둘 이상의 신호 배선(SL)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 그리고, 터치 더미 전극(TDE)의 폭은 신호 배선(SL)의 폭 이상일 수 있다.
따라서, 신호 배선(SL)과 중첩된 영역에 연결 전극(CE)의 개구부(O/A)가 위치하므로, 터치 더미 전극(TDE)은 연결 전극(CE)의 개구부(O/A) 상에 위치할 수 있다.
그리고, 터치 더미 전극(TDE)이 신호 배선(SL)과 중첩되도록 배치된 경우, 도 7에 도시된 예시와 같이, 터치 더미 전극(TDE)은 신호 배선(SL)이 배치된 방향을 따라 배치될 수 있다.
여기서, 터치 더미 전극(TDE)으로 정전압이 인가될 수 있으며, 터치 더미 전극(TDE)으로 인가되는 정전압은 공통 전극(COM)으로 공급되는 공통 전압(Vcom)과 동일한 레벨의 전압일 수도 있고, 그라운드 전압일 수도 있으며, 특정 레벨을 갖는 전압일 수도 있다.
이때, 터치 더미 전극(TDE)으로 인가되는 정전압이 공통 전압(Vcom)과 동일한 레벨의 전압인 경우, 터치 더미 전극(TDE)으로 정전압을 공급하는 배선은 공통 전압 배선(CVL)과 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 터치 더미 전극(TDE)으로 공통 전압(Vcom)과 동일한 레벨의 전압이 공급되더라도, 공통 전극(COM)으로 공통 전압(Vcom)이 공급되는 경로와 다른 경로를 통해 정전압을 공급받을 수 있다.
신호 배선(SL)과 중첩되며 정전압이 인가된 터치 더미 전극(TDE)이 배치됨에 따라, 신호 배선(SL)과 터치 더미 전극(TDE) 사이에 기생 캐패시턴스 CGD가 형성될 수 있다. 또한, 연결 전극(CE)과 터치 더미 전극(TDE) 사이에 기생 캐패시턴스 CCD가 형성될 수 있다.
그리고, 터치 더미 전극(TDE)이 신호 배선(SL), 연결 전극(CE) 등과 기생 캐패시턴스를 형성함에 따라, 신호 배선(SL)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CGR', 신호 배선(SL)과 연결 전극(CE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CGC' 및 연결 전극(CE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CCR'는 달라질 수 있다.
일 예로, 신호 배선(SL)에 의해 형성되는 기생 캐패시턴스가 거의 일정하다고 가정할 때, 터치 더미 전극(TDE)이 배치되지 않은 상태에서 신호 배선(SL)에 의해 형성되는 기생 캐패시턴스 CGR+CGC는 터치 더미 전극(TDE)이 배치된 상태에서 신호 배선(SL)에 의해 형성되는 기생 캐패시턴스 CGR'+CGC'+CGD는 거의 동일할 수 있다.
따라서, 신호 배선(SL)에 의해 형성될 수 있는 기생 캐패시턴스 중 터치 라우팅 배선(TL)에 노이즈로 작용할 수 있는 기생 캐패시턴스가 CGR+CGC보다 작은 CGR'+CGC'로 감소함에 따라, 신호 배선(SL)에 의해 형성되는 기생 캐패시턴스로 인한 터치 라우팅 배선(TL)의 노이즈를 감소시켜줄 수 있다.
즉, 신호 배선(SL)에 의해 형성되는 기생 캐패시턴스로 인한 노이즈를 터치 더미 전극(TDE)을 이용하여 분배시켜줌에 따라, 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 검출되는 신호에서 신호 배선(SL)에 의한 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 터치 더미 전극(TDE)은, 경우에 따라, 연결 전극(CE)과 중첩되도록 배치되어, 신호 배선(SL)과 기생 캐패시턴스를 형성하는 연결 전극(CE)을 통한 간접적으로 발생하는 노이즈를 저감시켜줄 수도 있다.
일 예로, 도 8에 도시된 예시와 같이, 터치 라우팅 배선(TL)의 내측에 배치되는 터치 더미 전극(TDE)은, 접착층(ADH) 아래에 배치된 신호 배선(SL)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 또한, 터치 더미 전극(TDE)은, 신호 배선 영역(S/A)에 배치된 연결 전극(CE)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
즉, 터치 더미 전극(TDE)은, 신호 배선(SL)이 배치된 방향을 따라 배치되는 부분과, 신호 배선(SL)이 배치된 방향과 교차하며 연결 전극(CE)이 배치된 방향을 따라 배치되는 부분을 포함할 수 있다. 그리고, 터치 더미 전극(TDE)에서 연결 전극(CE)과 중첩된 부분의 폭은 연결 전극(CE)의 폭 이상일 수 있다. 터치 더미 전극(TDE)이 연결 전극(CE)과 중첩된 부분을 포함함에 따라, 터치 더미 전극(TDE)과 연결 전극(CE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스가 증가할 수 있다.
또는, 터치 더미 전극(TDE)은, 도 9에 도시된 예시와 같이, 신호 배선 영역(S/A)과 전체적으로 중첩되는 구조로 배치될 수도 있다. 즉, 터치 더미 전극(TDE)은, 터치 전극(TE)이나 터치 라우팅 배선(TL)과 분리되도록 이격되어 배치되되, 신호 배선 영역(S/A) 상에 전체적으로 배치되어 신호 배선 영역(S/A)에 배치된 신호 배선(SL), 연결 전극(CE) 및 연결 전극(CE)의 개구부(O/A)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
도 8이나 도 9에 도시된 예시와 같이, 터치 더미 전극(TDE)이 연결 전극(CE)과 중첩된 구조로 배치됨에 따라, 연결 전극(CE)과 터치 더미 전극(TDE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CCD는 증가할 수 있다. 그리고, 연결 전극(CE)에 의한 기생 캐패시턴스가 거의 일정하다고 가정할 때, 연결 전극(CE)과 터치 더미 전극(TDE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스 CCR'는 감소할 수 있다.
따라서, 연결 전극(CE)에 의한 기생 캐패시턴스가 터치 더미 전극(TDE)에 의해 분배됨에 따라, 신호 배선(SL)과 기생 캐패시턴스를 형성하는 연결 전극(CE)에 의해 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 검출되는 신호에 발생하는 노이즈를 저감시켜줄 수 있다. 즉, 터치 더미 전극(TDE)에 의해 신호 배선(SL)에서 기인한 직접적인 노이즈 뿐만 아니라, 연결 전극(CE)을 통한 간접적인 노이즈도 감소시켜줄 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치된 부분의 구체적인 평면 구조의 예시를 나타낸 도면으로서, 신호 배선(SL)의 아래쪽에서 본 경우를 예시로 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 디스플레이 구동을 위한 신호 배선(SL)이 배치될 수 있으며, 이러한 신호 배선(SL)은 소스/드레인 전극, 게이트 전극 등으로 구성될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 브릿지 메탈(B/M)을 이용하여 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)을 연결하기 위한 라우팅 연결 배선(TL-CL)이 배치될 수 있다. 또한, 브릿지 메탈(B/M)을 이용하여 신호 배선(SL)과 중첩된 영역에 위치하는 터치 더미 전극(TDE)이 배치될 수 있다.
이러한 터치 더미 전극(TDE)은, 터치 전극(TE), 터치 라우팅 배선(TL) 등과 절연된 상태로 배치되므로, 라우팅 연결 배선(TL-CL)이 배치되는 부분에서 브릿지 메탈(B/M)이 분리된 구조로 배치될 수 있다.
도 10c를 참조하면, 센서 메탈(S/M)을 이용하여 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치될 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)은, 신호 배선(SL), 터치 더미 전극(TDE)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
또한, 센서 메탈(S/M)을 이용하여 라우팅 연결 배선(TL-CL)의 주변에 분리되어 배치된 터치 더미 전극(TDE)을 연결하는 터치 더미 전극 연결 패턴(TDE-CP)이 배치될 수 있다.
즉, 터치 더미 전극(TDE)이 라우팅 연결 배선(TL-CL)과 동일한 브릿지 메탈(B/M)을 이용하여 배치됨에 따라, 센서 메탈(S/M)을 이용하여 라우팅 연결 배선(TL-CL)의 주변에 분리되어 배치된 터치 더미 전극(TDE)을 서로 전기적으로 연결해줄 수 있다. 따라서, 라우팅 연결 배선(TL-CL) 사이에 분리되어 배치된 터치 더미 전극(TDE)으로 정전압을 공급하기 위한 별도의 배선을 배치하지 않도록 할 수 있다.
이와 같이, 논-액티브 영역(N/A)에 배치되고 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선(SL)과 중첩되지 않도록 터치 라우팅 배선(TL)을 배치함에 따라, 신호 배선(SL)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이의 기생 캐패시턴스로 인한 터치 센싱 신호의 노이즈를 저감시켜줄 수 있다.
또한, 터치 전극(TE) 및 터치 라우팅 배선(TL)과 절연되며 신호 배선(SL)과 중첩된 터치 더미 전극(TDE)을 배치하고, 터치 더미 전극(TDE)에 정전압을 인가하여 신호 배선(SL)에 의한 기생 캐패시턴스를 분배시켜줌으로써, 신호 배선(SL)에 의한 터치 센싱 신호의 노이즈를 더욱 저감시켜줄 수 있다.
그리고, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 배치되는 터치 더미 전극(TDE)은, 경우에 따라, 센서 메탈(S/M)로 이루어질 수도 있으며, 라우팅 연결 배선(TL-CL)의 주변에서 분리되지 않은 구조로 배치될 수도 있다.
도 11과 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL)이 배치된 부분의 구체적인 평면 구조의 다른 예시들을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 터치 전극(TE), 터치 라우팅 배선(TL) 및 터치 더미 전극(TDE)은 센서 메탈(S/M)로 이루어지고, 라우팅 연결 배선(TL-CL)은 센서 메탈(S/M)과 다른 층에 배치되는 브릿지 메탈(B/M)로 이루어진 경우를 나타낸다.
터치 더미 전극(TDE)은, 터치 전극(TE) 및 터치 라우팅 배선(TL)과 절연되도록 배치되며, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 배치되므로, 터치 전극(TE) 등과 동일한 물질을 이용하여 동일한 층에 배치될 수 있다.
그리고, 라우팅 연결 배선(TL-CL)은, 브릿지 메탈(B/M)을 이용하여 배치되므로, 터치 더미 전극(TDE)과 다른 층에 배치될 수 있다.
따라서, 터치 더미 전극(TDE)은, 라우팅 연결 배선(TL-CL)이 배치된 영역에서 분리되지 않은 구조로 배치될 수 있다.
또는, 경우에 따라, 터치 더미 전극(TDE)은, 브릿지 메탈(B/M)로 이루어지며 라우팅 연결 배선(TL-CL)이 배치된 영역에서 분리되지 않은 구조로 배치될 수도 있다.
도 12를 참조하면, 터치 전극(TE)과 라우팅 연결 배선(TL-CL)은 센서 메탈(S/M)로 이루어지고, 터치 라우팅 배선(TL)과 터치 더미 전극(TDE)은 브릿지 메탈(B/M)로 이루어진 경우를 나타낸다.
터치 전극(TE)과 라우팅 연결 배선(TL-CL)은, 동일한 물질로 이루어지므로, 서로 직접 연결된 구조일 수 있다.
그리고, 터치 라우팅 배선(TL)은, 라우팅 연결 배선(TL-CL)과 다른 층에 배치되므로 컨택홀을 통해 라우팅 연결 배선(TL-CL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 터치 더미 전극(TDE)은, 터치 라우팅 배선(TL)과 동일한 층에 배치되고 라우팅 연결 배선(TL-CL)과 다른 층에 배치되므로, 라우팅 연결 배선(TL-CL)이 배치된 영역에서 분리되지 않은 구조로 배치될 수 있다.
즉, 도 11과 도 12에 도시된 예시에서, 터치 더미 전극(TDE)은 라우팅 연결 배선(TL-CL)과 다른 물질을 이용하여 다른 층에 배치되므로, 터치 더미 전극(TDE)은 라우팅 연결 배선(TL-CL)의 주변 영역에서 분리되지 않은 구조로 배치되고, 터치 더미 전극(TDE)의 일부분은 라우팅 연결 배선(TL-CL)과 중첩된 구조로 배치될 수 있다.
또한, 전술한 예시 외에도, 터치 더미 전극(TDE)은, 터치 전극(TE), 터치 라우팅 배선(TL) 및 라우팅 연결 배선(TL-CL)을 구성하는 물질 중 어느 하나를 이용하여 배치될 수 있으며, 경우에 따라, 다른 층에 별도의 물질을 이용하여 배치될 수도 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 라우팅 배선(TL)이 디스플레이 구동을 위한 신호가 인가되는 신호 배선(SL)과 중첩되지 않도록 함으로써, 신호 배선(SL)에 의한 직접적인 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 신호 배선(SL)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 위치하는 연결 전극(CE)에 개구부(O/A)를 형성하여, 연결 전극(CE)의 면적을 감소시켜줌으로써, 연결 전극(CE)을 통한 간접적인 노이즈를 저감시켜줄 수 있다.
또한, 터치 전극(TE)과 터치 라우팅 배선(TL) 사이에 정전압이 인가되는 터치 더미 전극(TDE)을 신호 배선(SL)과 중첩되도록 배치함으로써, 신호 배선(SL)에 의한 노이즈가 터치 더미 전극(TDE)을 통해 분배되도록 하여 터치 라우팅 배선(TL)을 통해 검출되는 터치 센싱 신호의 노이즈를 더욱 저감시키며 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있다.
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 센싱 회로
400: 베이스층 410: 희생층
420: 포토아크릴층 430: 배리어층
440: 절연층 450: 보호층

Claims (20)

  1. 다수의 서브픽셀이 배치된 액티브 영역;
    상기 액티브 영역의 외측에 위치하고, 다수의 신호 배선이 배치된 논-액티브 영역;
    상기 액티브 영역 상에 배치된 다수의 터치 전극;
    상기 논-액티브 영역 상에 배치되고, 상기 터치 전극과 라우팅 연결 배선에 의해 전기적으로 연결되며, 적어도 일부는 상기 신호 배선과 중첩된 영역을 제외한 영역에 배치된 다수의 터치 라우팅 배선; 및
    상기 터치 전극과 상기 터치 라우팅 배선 사이에 배치되고 상기 터치 전극 및 상기 터치 라우팅 배선과 절연되며, 적어도 일부분은 상기 신호 배선과 중첩된 영역에 배치되고 정전압이 인가되는 적어도 하나의 터치 더미 전극
    을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 전극과 상기 터치 라우팅 배선은 센서 메탈로 이루어지고,
    상기 라우팅 연결 배선은 상기 센서 메탈과 다른 층에 배치된 브릿지 메탈로 이루어지며,
    상기 터치 더미 전극은 상기 센서 메탈 및 상기 브릿지 메탈 중 적어도 하나로 이루어진 터치 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극은 상기 브릿지 메탈로 이루어지고, 인접한 터치 더미 전극은 상기 센서 메탈로 이루어진 연결 패턴에 의해 전기적으로 연결된 터치 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극은 상기 센서 메탈로 이루어지고, 상기 터치 더미 전극의 일부분은 상기 라우팅 연결 배선과 중첩된 터치 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 전극 및 상기 라우팅 연결 배선은 센서 메탈로 이루어지고,
    상기 터치 라우팅 배선은 상기 센서 메탈과 다른 층에 배치된 브릿지 메탈로 이루어지며,
    상기 터치 더미 전극은 상기 브릿지 메탈로 이루어지고, 상기 터치 더미 전극의 일부분은 상기 라우팅 연결 배선과 중첩된 터치 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극의 일부분은 상기 라우팅 연결 배선과 중첩된 터치 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 논-액티브 영역에 배치되고, 상기 신호 배선과 중첩된 부분에 적어도 하나의 개구부를 포함하며, 상기 서브픽셀에 배치된 공통 전극과 전기적으로 연결된 연결 전극을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극으로 인가되는 상기 정전압은 상기 공통 전극으로 인가되는 공통 전압과 상이한 터치 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극으로 상기 정전압을 공급하는 전원 공급 배선은 상기 공통 전극으로 공통 전압을 공급하는 전원 공급 배선과 상이한 터치 디스플레이 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극은 제1 방향으로 배치되고 상기 신호 배선과 중첩되는 제1 부분과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되고 상기 연결 전극과 중첩되는 제2 부분을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 서브픽셀에 배치된 픽셀 전극과 동일한 물질로 이루어진 터치 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치 전극과 상기 터치 라우팅 배선 아래에 배치된 접착층을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 서브픽셀에 배치된 공통 전극과 상기 접착층 사이에 배치된 봉지층을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  14. 다수의 서브픽셀이 배치된 액티브 영역과 다수의 신호 배선이 배치된 논-액티브 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 접착층; 및
    상기 접착층 상에 배치되고, 상기 액티브 영역 상에 위치하는 다수의 터치 전극과 상기 논-액티브 영역 상에 위치하는 다수의 터치 라우팅 배선을 포함하는 터치 센서부를 포함하고,
    상기 터치 센서부는,
    상기 터치 전극과 상기 터치 라우팅 배선 사이에 배치되고 상기 터치 전극 및 상기 터치 라우팅 배선과 절연되며, 적어도 일부분은 상기 신호 배선과 중첩된 영역에 배치되고 정전압이 인가되는 적어도 하나의 터치 더미 전극을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터치 라우팅 배선은 상기 신호 배선과 중첩된 영역을 제외한 영역에 배치된 터치 디스플레이 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 신호 배선과 상기 터치 더미 전극 사이에 위치하고, 상기 서브픽셀에 배치된 공통 전극과 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 개구부를 포함하는 연결 전극을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극은 상기 연결 전극의 상기 개구부를 통해 노출된 상기 신호 배선과 중첩된 터치 디스플레이 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극으로 인가되는 상기 정전압은 상기 공통 전극으로 인가되는 공통 전압과 상이한 터치 디스플레이 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 터치 더미 전극으로 상기 정전압을 공급하는 전원 공급 배선은 상기 공통 전극으로 공통 전압을 공급하는 전원 공급 배선과 상이한 터치 디스플레이 장치.
  20. 액티브 영역에 배치된 다수의 터치 전극;
    상기 액티브 영역의 외측에 위치하는 논-액티브 영역에 배치되고, 상기 터치 전극과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라우팅 배선; 및
    상기 논-액티브 영역에서 상기 액티브 영역과 상기 터치 라우팅 배선 사이에 위치하고, 상기 터치 전극 및 상기 터치 라우팅 배선과 절연되며, 정전압이 인가되는 적어도 하나의 터치 더미 전극
    을 포함하는 터치 센서부.
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