KR20210048196A - 근접 센서를 포함하는 터치 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은, 발광소자와, 발광소자에 센서구동신호를 전달하는 센서구동신호배선과, 센서구동신호배선과 연결된 센서구동회로와, 영상을 표시하는 디스플레이영역과, 디스플레이영역 상에 배치되는 터치센서가 배치되는 디스플레이 기판, 어플리케이션 프로세서와 수광센서가 배치되는 메인 인쇄회로기판 및 디스플레이 기판과 메인 인쇄회로기판에 연결되는 인쇄회로필름을 포함하는 터치 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

근접 센서를 포함하는 터치 표시장치{TOUCH DISPLAY DEVICE INCLUDING　PROXIMITY SENSOR}
본 발명의 실시예들은 근접 센서를 포함하는 터치 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device), 퀀텀닷 발광표시장치(QLED: Quantum dot Light Emitting Display) 등과 같은 여러 가지 타입의 표시장치가 활용되고 있다.
또한, 표시장치는 키보드, 마우스 등의 다양한 입력장치를 통해 전달받은 입력신호에 대응하여 동작할 수 있다. 표시장치는 터치패널을 이용하여 화면을 터치하여 직관적이고 편리하게 사용자의 명령을 입력할 있다.
터치패널은 표시장치의 화면 상에 배치되고 사용자가 표시장치의 화면의 특정 지점을 터치함으로써 표시장치는 사용자의 명령을 입력받게 될 수 있다. 그리고, 터치패널은 표시장치에 내장되어 표시장치와 일체화되고 있다. 표시장치에 일체화된 터치패널을 터치센서라고 칭할 수 있고, 터치센서를 포함하는 표시장치를 터치표시장치라고 칭할 수 있다.
이러한 터치표시장치는 스마트폰, 테블릿 PC 등에 채용될 수 있다. 스마트폰과 테블릿 PC는 다양한 어플리케이션을 수행하기 위해 근접 센서와 같은 센서를 포함할 수 있는데, 센서를 보다 효과적으로 제어할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 보다 효율적으로 제어가 가능한 근접센서를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들은 제조비용을 절감할 수 있는 근접센서를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 발광소자와, 발광소자에 센서구동신호를 전달하는 센서구동신호배선과, 센서구동신호배선과 연결된 센서구동회로와, 영상을 표시하는 디스플레이영역과, 디스플레이영역 상에 배치되는 터치센서가 배치되는 디스플레이 기판, 어플리케이션 프로세서와 수광센서가 배치되는 메인 인쇄회로기판 및 디스플레이 기판과 메인 인쇄회로기판에 연결되는 인쇄회로필름을 포함하는 터치 표시장치를 제공할 수 있다.
다른 일측면에서, 발광소자와, 발광소자에 구동신호를 전달하는 센서구동신호배선과, 영상을 표시하는 디스플레이영역과, 디스플레이영역 상에 배치되는 터치센서가 배치되는 디스플레이 기판, 어플리케이션 프로세서와 수광센서가 배치되는 메인 인쇄회로기판 및 디스플레이 기판과 메인 인쇄회로기판에 연결되며, 센서구동신호배선과 연결된 센서구동회로가 배치되는 인쇄회로필름을 포함하는 터치 표시장치를 제공할 수 있다.
다른 일측면에서, 복수의 데이터라인과, 복수의 게이트라인과, 복수의 화소를 포함하는 디스플레이 패널, 복수의 데이터라인을 통해 복수의 화소에 데이터신호를 공급하는 데이터 드라이버, 복수의 게이트라인을 통해 복수의 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버와 게이트 드라이버를 제어하고, 영상신호를 데이터 드라이버로 공급하는 타이밍 컨트롤러, 디스플레이 패널 상에 배치되는 터치센서, 터치센서를 구동하는 터치회로 및 디스플레이 패널 상에 배치되는 발광소자와 디스플레이 패널의 배면에 배치되는 수광센서를 구비하고, 발광소자는 데이터 드라이버 또는 터치회로로부터 센서구동신호를 공급받는 근접 센서를 포함하는 터치 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 효율적으로 제어가 가능한 근접센서를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 제조비용을 절감할 수 있는 근접센서를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치표시장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 터치 표시장치에서 터치센서와 발광소자의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 터치 표시장치에서 Ⅰ-Ⅰ'의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 연결관계를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 터치 표시장치에 채용된 구동회로를 나타내는 구조도이다.
도 8은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 연결관계를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 터치 표시장치에서 채용된 터치회로를 나타내는 구조도이다.
도 10은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서 터치 구동신호와 근접센서 구동신호를 나타내는 파형도이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이다.
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 이상의구성 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 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 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 정보는각종 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 표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 터치 표시장치(100)는 디스플레이 패널(110), 데이터드라이버(120), 게이트드라이버(130), 타이밍컨트롤러(140), 터치센서(150), 터치회로(160) 및 근접 센서(170)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(110)은 제1방향(A)으로 연장되는 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)과 제2방향(B)으로 배치되는 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm)이 배치될 수 있다. 여기서, 제1방향(A)과 제2방향(B)은 직교하는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 연결되는 복수의 화소(P)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(P)는 발광다이오드(미도시)와, 발광다이오드에 구동전류를 공급하는 픽셀회로(미도시)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
픽셀회로는 게이트라인(GL1 내지 GLn)과 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 연결되어 발광다이오드에 구동전류를 공급할 수 있다. 여기서, 디스플레이 패널(110)에 배치되는 배선은 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 한정되는 것은 아니다.
데이터드라이버(120)는 영상신호를 공급받아 데이터신호를 생성하여 복수의 데이터라인(DL1 내지 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(120)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 디스플레이 패널(110)의 크기, 해상도에 대응하여 두 개 이상일 수 있다. 또한, 데이터드라이버(120)는 집적회로(Integrated circuit)로 구현될 수 있다.
게이트드라이버(130)는 게이트신호를 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 인가할 수 있다. 게이트신호가 인가된 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 대응하는 화소(P)는 데이터신호를 전달받을 수 있다. 여기서, 게이트드라이버(130)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 두 개일 수 있다. 게이트드라이버(130)에서 출력되는 신호는 게이트신호에 한정되는 것은 아니다.
또한, 게이트드라이버(130)는 디스플레이 패널(110)의 양측에 배치되고 하나의 게이트드라이버(130)는 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn) 중 홀수번째 게이트라인에 연결되고 다른 하나의 게이트드라이버(130)는 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn) 중 짝수번째 게이트라인에 연결될 수 있다. 또한, 게이트드라이버(140)는 게이트신호생성회로와 게이트신호생성회로에 신호 및/또는 전압을 인가하는 레벨쉬프터를 포함할 수 있다. 그리고, 게이트신호생성회로는 디스플레이 패널(110) 내에 배치될 수 있다.
타이밍컨트롤러(140)는 데이터드라이버(120)와 게이트드라이버 (130)를 제어할 수 있다. 또한, 타이밍컨트롤러(140)는 데이터신호에 대응하는 영상신호를 데이터드라이버(120)로 전달할 수 있다. 영상신호는 디지털신호일 수 있다. 타이밍컨트롤러(140)는 영상신호를 보정하여 데이터드라이버(120)에 전달할 수 있다. 타이밍컨트롤러(140)의 동작은 이에 한정되는 것은 아니다. 타이밍컨트롤러(140)는 집적회로로 구현될 수 있다.
터치센서(150)는 디스플레이 패널(110)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 터치센서(120)는 디스플레이 패널(110) 상에서 손, 펜 등이 터치된 터치지점에 대응하여 터치센싱신호를 출력할 수 있다. 터치센서(120)에서 검출되는 터치는 터치표시장치(10)의 디스플레이 패널(110)의 일 지점을 직접 터치하는 것일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 터치는 터치객체가 디스플레이 패널(110)과 소정거리 이격된 상태에서 터치센서(120)가 정전용량의 변화가 발생되도록 하는 것을 포함할 수 있다.
터치회로(160)는 터치센서(150)에서 전달되는 터치센싱신호를 전달받아 터치지점에 대한 위치를 산출할 수 있다. 터치회로(160)는 터치센서(150)에 터치구동신호를 전달할 수 있다. 터치회로(160)는 산출된 터치지점에 대한 위치정보를 세트(200)로 전달할 수 있다. 세트(200)는 어플리케이션 프로세서(Application processor)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
근접센서(170)는 터치표시장치(100)에 물체가 인접하는 것을 감지할 수 있다. 근접센서(170)는 적외선을 감지하여 물체가 인접된 것을 감지할 수 있다. 이를 위해 근접센서(170)는 발광소자(171)와 수광센서(172)를 포함할 수 있다. 발광소자(171)는 적외선을 방출하고 수광센서(172)는 적외선을 센싱할 수 있다. 발광소자(171)는 850-950nm의 파장대의 광을 방출할 수 있다. 또한, 수광센서(172)는 발광소자(172)에서 방출된 광이 외부의 사물에 의해 반사된 것을 센싱할 수 있다. 여기서, 발광소자(171)와 수광센서(172)는 하나의 구성요소 내에 포함되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 발광소자(170a)와 수광센서(170b)는 서로 이격되게 배치될 수 있다.
또한, 터치 표시장치(100)는 세트(200)와 연결될 수 있다. 세트(200)는 타이밍컨트롤러(140)에 영상신호를 공급할 수 있다. 또한, 세트(200)는 타이밍컨트롤러(140)으로 클럭, 동기신호를 공급할 수 있다. 또한, 세트(200)는 근접센서(170)를 제어할 수 있다. 또한, 근접센서(170)는 감지된 신호를 세트(200)로 전송할 수 있다. 하지만, 근접센서(170)를 제어하는 것은 세트(200)에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소(101)은 발광다이오드(LED)와, 발광다이오드(LED)를 구동하는 픽셀회로를 포함할 수 있다. 픽셀회로는 제1트랜지스터(M1), 제2트랜지스터(M2) 및 캐패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
제1트랜지스터(M1)는 제1전원(EVDD)이 전달되는 제1전원라인(VL)에 제1전극이 연결되고 제1노드(N1)에 게이트전극이 연결되며 제2노드(N2)에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1트랜지스터(M1)는 제1노드(N1)에 전달되는 전압에 대응하여 제2노드(N2)에 전류가 흐르도록 할 수 있다. 제1트랜지스터(M1)의 제1전극은 드레인전극이고, 제2전극은 소스전극일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2노드(N2)로 흐르는 전류는 하기의 수학식 1에 대응할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Id는 제2노드(N2)에 흐르는 전류의 양을 의미하고, k는 트랜지스터의 전자이동도를 의미하며, VGS는 제1트랜지스터(M1)의 게이트전극과 소스전극의 전압차이를 의미하며, Vth는 제1트랜지스터(M1)의 문턱전압을 의미한다.
제2트랜지스터(M2)는 데이터라인(DL)에 제1전극이 연결되고 게이트라인(GL)에 게이트전극이 연결되며 제1노드(N1)에 제2전극이 연결될 수 있다. 따라서, 제2트랜지스터(M2)는 게이트라인(GL)을 통해 전달되는 게이트신호(GATE)에 대응하여 제1노드(N1)에 데이터신호에 대응하는 데이터전압(Vdata)이 전달되게 할 수 있다. 제2트랜지스터(M2)의 제1전극은 드레인전극이고, 제2전극은 소스전극일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
캐패시터(Cst)는 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 캐패시터(Cst)는 제1트랜지스터(M1)의 게이트전극의 전압과 소스전극의 전압을 일정하게 유지할 수 있다.
발광다이오드(LED)는 애노드전극, 캐소드전극 및 애노드전극과 캐소드전극 사이에 배치되고, 구동전류에 대응하여 광을 발광하는 발광층을 포함할 수 있다. 발광층은 복수의 막을 포함할 수 있다. 발광층은 유기막, 무기막 중 적어도 하나일 수 있다 발광다이오드(LED)는 애노드전극이 제2노드(N2)에 연결되고 캐소드전극이 제2전원(EVSS)에 연결될 수 있다. 여기서, 제2전원(EVSS)은 제1전원(EVDD)의 전압레벨보다 낮은 전압을 공급할 수 있다. 제2전원(EVSS)는 접지일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광다이오드(LED)는 애노드 전극에서 캐소드전극으로 흐르는 구동전류의 양에 대응하여 광량이 결정될 수 있다. 발광다이오드(LED)는 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색을 발광할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 터치표시장치(100)에 채용된 화소는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 1에 도시된 터치표시장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 터치표시장치(100)는 디스플레이 기판(111), 디스플레이 기판(111) 상에 배치되며 도 2에 도시되어 있는 트랜지스터들과 캐패시터를 포함하는 소자층(112), 소자층(112) 상에 배치되는 애노드전극, 애노드전극 상에 배치되는 발광물질층과, 소자층(112) 상에 배치되는 뱅크와, 발광물질층과 뱅크 상에 배치되는 캐소드전극을 포함하는 발광층(113), 발광층(113) 상에 배치되는 인캡슐레이션층(114), 인캡슐레이션층(114) 상에 배치되는 터치센서(150), 터치센서(150) 상에 배치되는 편광필름(115), 편광필름(115) 상에 배치되는 접착제층(116) 및 접착제층(116) 상에 배치되는 커버글래스(117)를 포함할 수 있다.
접착제층(116)은 OCA(Optical clear adhesive)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 발광층(113)의 캐소드전극 상부에 발광소자(171)가 배치될 수 있다. 발광소자(171)가 캐소드전극의 상부에 배치됨으로써, 발광소자(171)에서 방출된 광은 캐소드전극을 통하지 않고 커버글래스(117) 방향으로 진행하여 커버글래스(117) 상에 배치되어 있는 사물에 반사된 후 다시 터치표시장치(100)의 내부로 진행할 수 있다. 이로 인해, 발광소자(171)에서 방출된 광이 수광센서(172)에서 수광될 때 캐소드전극을 한번만 통과할 수 있다.
디스플레이 기판(111)의 배면에 수광센서(172)가 배치될 수 있다. 또한, 백플레이트(118) 하부에 수광센서(172)가 배치될 수 있다. 백플레이트(118)는 광이 투과되도록 투명한 재질을 포함할 수 있다.
또한, 발광소자(171)는 인캡슐레이션층(114) 상에 배치될 수 있다. 발광소자(160a)에 센서구동신호를 공급하는 센서구동신호배선은 인캡슐레이션층(114) 상에 배치되며, 터치센서(150)가 배치될 때 같이 배치될 수 있다. 그리고, 인캡슐레이션층(114) 상에 터치버퍼층(114a)이 배치될 수 있다.
디스플레이 기판(111)은 PET(Polyethylene terephthalate) 및/또는 폴리아미드(Poly amide)를 포함할 수 있다. 소자층(112)은 트랜지스터와 캐패시터를 형성하기 위한 도전층과 절연막을 포함할 수 있다. 도전층은 금속물질을 포함하며 빛의 투과율이 낮다. 하지만, 절연막은 빛이 투과율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 금속물질은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al)/리튬(Li), 마그네슘(Mg)/은(Ag) 등의 일함수가 낮은 물질일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 발광층(113)의 애노드전극은 금속물질을 포함하고 있다. 소자층(112)의 도전층과 애노드전극은 절연막들 사이의 특정 위치에 배치될 수 있다.
그리고, 터치 표시장치(100)의 디스플레이 영역 내에서 도전층과 애노드전극이 배치되는 영역과 배치되지 않는 영역의 비율에 대응하여 디스플레이 영역(111a)의 개구율이 결정될 수 있다. 즉, 소자층(112)과 애노드전극의 개구율에 의해 투과율이 결정될 수 있다. 애노드전극 상에 배치되는 발광층(113)은 빛이 투과되는 영역이기 때문에 투과율이 높다. 반면, 캐소드전극은 디스플레이 영역의 전면에 배치될 수 있고 금속물질을 포함하기 때문에 투과율이 낮다. 그리고, 캐소드전극 상에 배치된는 인캡슐레이션층(114), 편광필름(115), 접착층(116), 커버글래스(117)는 빛이 투과되는 재질을 포함하고 있어서 투과율이 높다. 즉, 캐소드전극과, 소자층과 애노드전극에 의한 개구율이 터치표시장치(100)의 투과율에 영향을 끼치게 될 수 있다.
인캡슐레이션층(114)은 발광층(113) 상에 배치되고, 발광층(113)를 밀봉할 수 있다. 인캡슐레이션층(114)은 제1무기막(1141), 유기막(1142) 및 제2무기막(1143)을 포함할 수 있다. 유기막(1142)의 두께가 제1무기막(1141) 및 제2무기막(1143)의 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 또한, 인캡슐레이션층(114)의 상부에 터치버퍼층(114a)이 배치될 수 있다. 터치버퍼층(114a)에 의해 인캡슐레이션층(114) 상에 터치센서(150)를 배치하는 공정에서 인캡슐레이션층(114)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
터치센서(150)는 터치전극패턴을 형성하는 터치전극라인(150a)을 포함할 수 있다. 터치전극라인(150a)은 3개의 금속층(1511,1512,1513)이 적층되어 형성될 수 있다. 즉, 터치전극라인(150a)의 3개의 금속층(1511,1512,1513)은 각각 티탄(Ti), 알루미늄(Al), 티탄(Ti)일 수 있다. 하지만, 터치전극라인(150a)을 구성하는 물질은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 터치센서(150)는 터치전극라인(150a) 상에 배치되는 보호막(150b)를 포함할 수 있다. 보호막(150b)에 의해 터치센서(150)의 상부가 평탄화될 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 캐소드전극은 투과율이 낮고 소자층의 투과율은 개구율에 영향을 받을 수 있다. 발광소자(171)에서 방출된 광이 소자층(112)과 발광층(113)의 캐소드전극을 통과한 후 사물에 반사되어 다시 발광층(113)의 캐소드전극과 소자층(112)을 통과하게 되게 되면 수광센서(172)에서 수광하는 빛의 양이 매우 작을 수 있다. 이로 인해, 수광센서(172)가 사물이 근접한 것을 인지하지 못하게 될 수 있다. 하지만, 발광소자(171)가 캐소드전극 상에 배치되면, 발광소자(171)에서 방출된 광은 캐소드전극을 통과하지 않고 커버글래스(117) 방향으로 조사된 후 사물에 반사됨으로써, 광은 캐소드전극을 한번만 통과한 후 수광센서(172)에서 수광될 수 있다. 수광센서(172)에서 수광된 광의 광량은 발광소자(171)이 캐소드전극 하부에 배치되어 있는 경우보다 더 커져 사물이 근접한 것을 보다 용이하게 인지할 수 있다.
또한, 발광소자(171)의 높이가 터치센서(150)의 높이보다 높은 경우 보호막(150b) 상에 배치되는 편광필름(115)의 일부를 제거할 수 있다. 따라서, 발광소자(171)의 상에 편광필름(115)이 배치되지 않는 영역이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 터치 표시장치에서 터치센서와 발광소자의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 패널(110)에서 디스플레이 기판(111)은 디스플레이영역(111a)과 베젤영역(111b)으로 구분될 수 있다. 베젤영역(111b)은 디스플레이영역(111a)의 외곽에 배치될 수 있다. 디스플레이영역(111a)은 영상이 표시되고 베젤영역(111b)은 디스플레이 영역(111a)에 공급하는 신호를 공급하는 배선이 배치될 수 있다.
또한, 디스플레이영역(111a)에는 터치센서(150)가 중첩되게 배치될 수 있다. 베젤영역(111b)에는 발광소자(171)가 배치될 수 있다. 베젤영역(111b)에는 터치센서(150)에 터치신호를 인가하는 터치라인(TL)이 배치될 수 있고 발광소자(171)를 구동하는 구동신호를 공급하는 센서구동신호배선(171a)이 배치될 수 있다. 터치라인(TL)은 터치구동신호라인(TXs) 또는 터치센싱신호라인(RXs) 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 베젤영역(111b)에는 구동회로(121)가 배치될 수 있고 인쇄회로필름(311)이 연결될 수 있다. 구동회로(121)는 도 1에 도시된 데이터드라이버(120)과 게이트 드라이버(130) 중 적어도 어느 하나에 대응할 수 있다. 구동회로(121)는 집적회로로 구현될 수 있다. 인쇄회로필름(311)에는 터치회로(160)가 배치될 수 있다. 터치회로(160)는 집적회로로 구현될 수 있다. 여기서, 센서구동신호배선(171a)은 터치회로(160)에 연결되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
터치센서(150)는 복수의 터치전극(TE)을 포함할 수 있다. 복수의 터치전극(TE)은 연결부(BL)에 의해 행방향으로 연결되어 복수의 전극행을 이루게 되고, 복수의 터치전극들(TE) 중 일부는 연결부(BL)에 의해 종방향으로 연결되어 복수의 전극열을 이루게 될 수 있다. 여기서, 터치센서(150)에 포함된 복수의 터치전극(TE)의 수는 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 터치전극들(TE)은 디스플레이 패널(110) 상에서 동일한 레이어에 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 터치전극들(TE)은 터치라인(TL)과 연결될 수 있다. 복수의 터치전극(TE) 중 터치구동라인(TXs)과 연결된 터치전극은 터치구동전극이고 터치센싱라인(RXs)과 연결된 터치전극은 터치센싱전극일 수 있다. 터치구동라인(TXs)은 터치구동신호를 터치전극(TE)에 전달하고 터치전극(TE)는 터치구동신호와 터치에 대응하여 터치센싱신호를 생성하여 터치센싱라인(RXs)로 전달할 수 있다.
연결부(BL)는 하나의 터치전극(TE)이 다른 터치전극과 연결되도록 할 수 있다. 연결부(BL)는 서로 교차할 수 있고 서로 연결되지 않도록 하기 위해 하나의 연결부는 다른 하나의 연결부와 서로 다른 층에 배치될 수 있다. 연결부(BL)는 터치전극(TE)들과 다른층에 형성되고 비아를 통해 특정의 터치전극들(TE)과 연결될 수 있다.
터치전극(TE)은 도전성을 갖는 금속층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 또한, 터치전극(TE)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명물질로 형성될 수 있다. 또한, 패터닝된 터치전극(TE)은 메쉬(Mesh) 형태로 형성된 전극패턴을 포함할 수 있고 터치전극(TE)은 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 전극패턴을 이루는 각각의 배선을 터치전극라인(150a)이라고 칭할 수 있다.
ITO로 이루어진 터치전극(TE) 또는 터치전극(TE)에 포함된 복수의 개구부를 통해 디스플레이 패널(110)에서 방출된 빛이 터치전극(TE)을 투과하거나 터치전극(TE)에 형성된 복수의 개구부를 통해 외부로 방출될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 터치 표시장치에서 Ⅰ-Ⅰ'의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 터치 표시장치(100)의 디스플레이 기판(111) 상에 멀티버퍼층(1111)이 형성되고, 멀티버퍼층(1111) 상에 액티브버퍼층(1112)이 형성될 수 있다. 멀티버퍼층(1111)과 액티브버퍼층(1112)을 통칭해서 버퍼층이라고 칭할 수 있다. 디스플레이 기판(111)은 폴리아미드(polyamide: PI)를 포함할 수 있다. 디스플레이 기판(111)이 폴리아미드를 포함하는 경우 플렉서블 기판이라고 할 수 있다. 여기서, 플랙서블은 디스플레이 기판(111)이 접히거나 휘어지는 것을 의미할 수 있다. 액티브버퍼층(1112) 상에 액티브층(1121)이 패터닝되어 배치될 수 있다. 멀티버퍼층(1111)과 액티브버퍼층(1112)은 디스플레이 기판(111)에 존재하는 이물질이 액티브층(112a)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 멀티버퍼층(1111)은 복수의 무기막을 포함하며, 각 무기막은 이산화규소(SiO2)와 질화규소(SiNx)를 포함할 수 있다. 그리고, 액티브버퍼층(1112)은 무기막을 포함하며 무기막은 이산화규소(SiO2)를 포함할 수 있다.
액티브층(1121) 상에 게이트절연막(1122)이 배치될 수 있다. 그리고, 게이트절연막(1122) 상에 게이트메탈이 패터딩되어 형성되는 게이트전극(1123)이 배치될 수 있다. 게이트절연막(1122)은 이산화규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 게이트전극(1123) 상에는 순차적으로 적층된 제1층간절연막(1124)과 제2층간절연막(1125)이 배치될 수 있다. 제1층간절연막(1124)은 이산화규소(SiO2)와 질화규소(SiNx)를 포함할 수 있고 제2층간절연막(1125)은 이산화규소(SiO2)와 질화규소(SiNx)를 포함할 수 있다. 제2층간절연막(1125)의 상부에는 소스드레인메탈이 패터닝되어 드레인전극(1126a)과 소스전극(1126b)이 배치될 수 있다. 드레인전극(1126a)과 소스전극(1126b) 상에는 평탄화막(1127)이 배치될 수 있다.
그리고, 평탄화막(1127) 상에는 애노드전극(1131)이 배치될 수 있다. 또한, 평탄화막(1127)에는 컨텍홀이 형성되고 애노드전극(1131)은 컨텍홀을 통해 소스전극(1126b)에 연결될 수 있다. 그리고, 평탄화막(1127) 상에 뱅크(1132)가 형성되고 뱅크(1132)에는 캐버티가 형성되고 캐버티에 발광막(1133)이 형성될 수 있다. 여기서, 발광막(1133)은 하나의 막인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 발광막을 포함할 수 있다. 뱅크(1132)와 캐버티에 형성된 발광막(1133)은 도 4의 발광층(113)에 대응할 수 있다. 발광층(113) 상에는 캐소드전극(1134)이 형성될 수 있다. 캐소드전극(1134)은 공통전극일 수 있다.
캐소드전극(1134) 상에는 인캡슐레이션층(114)이 배치될 수 있다. 인캡슐레이션층(114)은 제1무기막(1141)과, 제2무기막(1143)과, 제1무기막(1141)과 제2무기막(1143) 사이에 배치되는 유기막(1142)을 포함할 수 있다. 유기막(1142)의 두께는 제1무기막(1141)과 제2무기막(1143)의 두께보다 두껍게 배치되어 인캡슐레이션층(114)을 통과하여 발광막(1133)에 이물이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 디스프레이 기판(111) 상에 유기막(1142)이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해 2중의 댐(1133)이 형성될 수 있고 제1무기막(1141)은 댐(1133)의 상부를 덮을 수 있다. 그리고, 제2무기막(1143)은 일단이 제1무기막(1141)과 댐(1133)에서 만날 수 있다. 댐(1133)은 뱅크(1132)와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
그리고, 인캡슐레이션층(114) 상에 터치센서부(150)가 배치될 수 있다. 터치센서부(150)는 터치전극라인(150a)이 패터닝될 수 있는데, 터치전극라인(150a)이 패터닝될 때 인캡슐레이션층(114)에 데미지가 가해지는 것을 방지하기 위해 인캡슐레이션층(114) 상에 터치버퍼층(114a)이 배치될 수 있다.
터치전극라인(150a)은 터치버퍼층(114a) 상에 제1도전층을 형성하고 패터닝함으로써 배치될 수 있다. 또한, 터치버퍼층(114a)의 상부에 터치라인(TL)과 센서구동신호배선(171a)이 배치될 수 있다. 센서구동신호배선(171a)은 인쇄회로필름(311) 방향으로 연장되어 패드를 통해 인쇄회로필름(311)과 연결될 수 있다.
터치라인(TL)과 센서구동신호배선(171a)은 터치전극라인(150a)이 형성될 때 같이 형성될 수 있다. 터치라인(TL)은 터치전극라인(150a)과 동일한 레이어에 배치되며, 디스플레이영역(111a)의 외곽 및/또는 베젤영역(111b)에 배치될 수 있다. 또한, 센서구동신호배선(171a)에는 발광소자(171)가 연결될 수 있다. 센서구동신호배선(171a)은 복수의 터치전극(TE)에 터치신호를 인가하는 터치라인(TL)과 동일한 레이어에 배치되고 인쇄회로기판(211)과 인접한 인캡슐레이션층(114)의 경사면 상에서 인캡슐레이션층(114)의 경사에 대응하여 형성될 수 있다.
또한, 센서구동신호배선(171a)은 복수의 터치전극(TE) 또는 터치라인(TL)에 포함된 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
그리고, 터치전극라인(150a)과 센서구동신호배선(171a)의 상부에 보호막(150b)이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 연결관계를 나타내는 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 터치 표시장치에 채용된 구동회로를 나타내는 구조도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 터치 표시장치(100)는 발광소자(171)와, 발광소자(171)에 센서구동신호를 전달하는 센서구동신호배선(171a)과, 센서구동신호배선(171a)과 연결된 센서구동회로(121a)와, 영상을 표시하는 디스플레이영역(111a)과, 디스플레이영역(111a) 상에 배치되는 터치센서(150)가 배치되는 디스플레이 기판(111), 어플리케이션 프로세서(180)와 수광센서(172)가 배치되는 메인 인쇄회로기판(211) 및 디스플레이 기판(111)과 메인 인쇄회로기판(211)에 연결되는 인쇄회로필름(311)을 포함할 수 있다.
디스플레이 기판(111)은 디스플레이영역(111a)과 베젤영역(111b)을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 기판(111)은 영상신호를 공급하는 구동회로(121)가 배치될 수 있다. 디스플레이영역(111a)에는 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm), 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn), 복수의 화소(101)가 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이영역(111a)과 중첩되는 위치에 터치센서(150)가 배치될 수 있다. 디스플레이영역(111a)에 배치되는 것은 이에 한정되는 것은 아니다.
베젤영역(111b)에는 구동회로(121), 발광소자(171), 센서구동신호배선(171a)이 배치될 수 있다. 하지만, 베젤영역(111b)에 배치되는 것은 이에 한정되는 것은 아니다. 센서구동회로(121a)는 구동회로(121)에 포함될 수 있다. 구동회로(121)는 디스플레이영역(111a)에 배치되어 있는 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 연결될 수 있다. 구동회로(121)는 도 1에 도시된 데이터구동부(120)과 게이트구동부(130)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 센서구동신호배선(171a)은 구동회로(121)와 연결되고 구동회로(121)로부터 센서구동신호(SDS)를 전달받아 발광소자(171)에 공급할 수 있다. 센서구동신호배선(171a)은 (+) 배선과 (-) 배선을 포함하며, (+) 배선과 (-) 배선 중 하나의 배선을 통해 센시구동신호(SDS)를 공급받을 수 있다.
메인 인쇄회로기판(211)은 컨넥터(401)를 포함하고, 컨넥터(401)를 통해 인쇄회로필름(311)과 연결될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(211)은 인쇄회로필름(311)과 연결된 상태에서 디스플레이 기판(111)과 중첩되게 배치될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(211)에 포함된 수광센서(172)는 메인 인쇄회로기판(211)이 디스플레이 기판(111)과 중첩된 상태에서 메인 인쇄회로기판(211)의 양면 중 디스플레이 기판(111)과 마주보는 면에 배치될 수 있다. 수광센서(172)는 발광소자(171)에서 방출되고 반사된 광이 디스플레이 기판(111)을 통과하면 수광할 수 있다. 수광센서(172)는 광을 수광한 정보를 어플리케이션 프로세서(180)로 공급할 수 있다.
메인 인쇄회로기판(211)의 제1면에 어플리케이션 프로세서(180)와 수광센서(172)가 배치될 수 있다. 또한, 메인 인쇄회로기판(211)의 제1면에 어플리케이션 프로세서(180)가 배치되고 제2면에 수광센서(172)가 배치될 수 있다. 어플리케이션 프로세서(180)는 수광센서(172)를 제어할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(180)는 발광소자(171)를 구동하기 위해 SPI(serial peripheral interface) 프로토콜을 이용하여 구동회로(121)를 제어할 수 있다. 또한, 메인 인쇄회로기판(211)에는 발광소자(171), 수광센서(172), 구동회로(121), 터치회로(160), 어플리케이션 프로세서(180)에 각각 구동전원(VCC1 내지 VCC4)을 공급하는 전원제어회로(190)가 더 배치될 수 있다. 전원제어회로(190)는 어플리케이션 프로세서(180)와 동일한 면에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
인쇄회로필름(311)은 터치센서(150)로부터 터치신호를 송수신하는 터치회로(160)를 포함될 수 있다. 터치신호는 터치구동신호와 터치센싱신호를 포함할 수 있다. 또한, 센서구동회로(121a)에서 출력되는 센서구동신호(SDS)는 데이터신호(D1 내지 Dm)와 동일한 주파수를 갖는 신호일 수 있다.
인쇄회로필름(311)은 휘어지는 성질을 가지고 있어 디스플레이 기판(111)과 연결된 상태에서 디스플레이 기판(111)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 터치회로(160)는 터치센서(150)로 터치 구동신호를 출력하고 터치센서(150)로부터 터치센싱신호를 전달받을 수 있다. 또한, 인쇄회로필름(311)에는 메인 인쇄회로기판(211)과 연결되는 컨넥터(402)를 포함할 수 있다. 인쇄회로필름(311)과 메인 인쇄회로기판(211)은 컨넥터(401,402)에 의해 서로 연결될 수 있다. 터치회로(160)는 어플리케이션 프로세서(180)에 의해 제어될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 터치회로(160)와 구동회로(121)는 하나의 직접회로에 포함될 수 있다.
구동회로(121)는 센서구동신호(SDS)를 출력하는 센서구동회로 (121a)와 데이터신호(D1 내지 Dm)를 출력하는 데이터구동회로(121b)를 포함할 수 있다. 센서구동회로(121)는 센서구동신호배선(171a)과 연결되어 발광소자(171)에 센서구동신호(SDS)를 공급할 수 있고 데이터구동회로(121b)는 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 연결되어 화소(101)에 데이터신호(D1 내지 Dm)를 공급할 수 있다.
센서구동회로(121)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 전달되는 영상신호에 포함되는 센서제어신호에 의해 센서구동신호(SDS)를 출력할 수 있다. 또한, 센서구동회로(121)는 센서제어신호를 전달받지 않고 구동회로(121)가 데이터신호를 출력할 때 동기하여 센싱구동신호(SDS)를 출력할 수 있다.
센서구동신호(SDS)는 구동회로(121)에서 출력되기 때문에 센서구동신호배선(171a)은 디스플레이 기판(111)에만 배치되어 있어서, 센서신호구동배선이 메인 인쇄회로기판(211)에서부터 배치되어 있도록 하여 수광센서(172)에서 발광소자(171)로 센서구동신호(SDS)를 전달하도록 하는 경우 보다 센서구동신호배선(171a)의 길이를 더 짧게 구현할 수 있다. 따라서, 센서구동신호배선(171a)의 저항이 감소하여 센서구동신호(SDS)에 대한 발광소자(171)의 응답속도가 더 빨라져 근접센서(170)을 더 효율적으로 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 연결관계를 나타내는 평면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 터치 표시장치에서 채용된 터치회로를 나타내는 구조도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 터치 표시장치(100)는 발광소자(171)와, 발광소자(171)에 센서구동신호(SDS)를 전달하는 센서구동신호배선(171a)과, 영상을 표시하는 디스플레이영역(111a)과, 디스플레이영역(111a) 상에 배치되는 터치센서(150)가 배치되는 디스플레이 기판(111), 어플리케이션 프로세서(180)와 수광센서(172)가 배치되는 메인 인쇄회로기판(211) 및 디스플레이 기판(111)과 메인 인쇄회로기판(211)에 연결되며, 센서구동신호배선(171a)과 연결된 센서구동회로(161a)가 배치되는 인쇄회로필름(311)을 포함할 수 있다.
[74] 디스플레이 기판(111)은 디스플레이영역(111a)과 베젤영역(111b)을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 기판(111)은 영상신호와 게이트신호를 공급하는 구동회로(121)가 배치될 수 있다. 디스플레이영역(111a)에는 복수의 데이터라인(DL1 내지 DLm), 복수의 게이트라인(GL1 내지 GLn), 복수의 화소(101)가 배치될 수 있다. 또한, 터치센서(150)가 디스플레이영역(111a)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 디스플레이영역(111a)에 배치되는 것은 이에 한정되는 것은 아니다.
베젤영역(111b)에는 구동회로(121), 발광소자(171), 센서구동신호배선(171a)이 배치될 수 있다. 하지만, 베젤영역(111b)에 배치되는 것은 이에 한정되는 것은 아니다.
구동회로(121)는 디스플레이영역(111a)에 배치되어 있는 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 연결될 수 있다. 구동회로(121)는 도 1에 도시된 데이터구동부(120)과 게이트구동부(130)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
메인 인쇄회로기판(211)은 컨넥터(401)를 포함하고, 컨넥터(401)를 통해 인쇄회로필름(311)과 연결될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(211)은 인쇄회로필름(311)과 연결된 상태에서 디스플레이 기판(111)과 중첩되게 배치될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(211)에 포함된 수광센서(172)는 메인 인쇄회로기판(211)이 디스플레이 기판(111)과 중첩된 상태에서 메인 인쇄회로기판(211)의 양면 중 디스플레이 기판(111)과 마주보는 면에 배치될 수 있다. 수광센서(172)는 발광소자(171)에서 방출되고 반사된 광이 디스플레이 기판(111)을 통과하면 수광할 수 있다. 수광센서(172)는 광을 수광한 정보를 어플리케이션 프로세서(180)로 공급할 수 있다.
메인 인쇄회로기판(211)의 제1면에 어플리케이션 프로세서(180)와 수광센서(172)가 배치될 수 있다. 또한, 메인 인쇄회로기판(211)의 제1면에 어플리케이션 프로세서(180)가 배치되고 제2면에 수광센서(172)가 배치될 수 있다. 어플리케이션 프로세서(180)는 수광센서(172)를 제어할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(180)는 발광소자(171)을 구동하기 위해 SPI(serial peripheral interface) 프로토콜을 이용하여 터치회로(160)를 제어할 수 있다. 또한, 메인 인쇄회로기판(211)에는 발광소자(171), 수광센서(172), 구동회로(121), 터치회로(160), 어플리케이션 프로세서(180)에 각각 구동전원(VCC1 내지 VCC4)을 공급하는 전원제어회로(190)가 더 배치될 수 있다. 전원제어회로(190)는 어플리케이션 프로세서(180)와 동일한 면에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
인쇄회로필름(311)은 센서구동회로(161a)를 포함하고, 센서구동회로(161a)는 디스플레이 기판(111)에 배치되어 있는 센서구동신호배선(171a)과 연결될 수 있다.
또한, 인쇄회로필름(311)에는 터치센서(150)로부터 터치신호를 송수신하는 터치회로(160)가 배치될 수 있다. 센서구동회로(161a)는 터치회로(160)에 포함될 수 있다. 터치신호는 터치구동신호와 터치센싱신호를 포함할 수 있다. 센서구동신호(SDS)는 터친구동신호(Tx1 내지 Txk)와 동일한 신호일 수 있다.
인쇄회로필름(311)은 휘어지는 성질을 가지고 있어 디스플레이 기판(111)과 연결된 상태에서 디스플레이 기판(111)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 터치회로(160)는 터치센서(150)로 터치구동신호(Tx1 내지 Txk)를 출력하고 터치센서(150)로부터 터치센싱신호를 전달받을 수 있다. 또한, 터치회로(160)는 터치 구동신호가 출력될 때, 센서구동신호를 발광소자(171)로 공급할 수 있다. 또한, 인쇄회로필름(311)에는 메인 인쇄회로기판(211)과 연결되는 컨넥터(402)를 포함할 수 있다. 인쇄회로필름(311)과 메인 인쇄회로기판(211)은 컨넥터(401,402)에 의해 서로 연결될 수 있다. 터치회로(160)는 어플리케이션 프로세서(180)에 의해 제어될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 터치회로(160)와 구동회로(121)는 하나의 직접회로에 포함될 수 있다.
터치회로(160)는 센서구동신호(SDS)를 출력하는 센서구동회로(161a)와 터치신호(Tx1 내지 Txk)를 출력하는 터치구동회로(161b) 포함할 수 있다. 센서구동회로(121)는 센서구동신호배선(171a)과 연결되어 발광소자(171)에 센서구동신호(SDS)를 공급할 수 있다. 센서구동회로(121)는 센서제어신호를 전달받지 않고 터치회로(160)가 터치구동신호를 출력할 때 동기하여 센싱구동신호를 출력할 수 있다. 센서구동신호배선(171a)은 (+) 배선과 (-) 배선을 포함하며, (+) 배선과 (-) 배선 중 하나의 배선을 통해 센시구동신호(SDS)를 공급받을 수 있다.
센서구동신호(SDS)는 터치회로(160)에서 출력되기 때문에 센서구동신호배선(171a)은 디스플레이 기판(111)과 인쇄회로필름(311)에만 배치되어 있어서, 센서신호구동배선이 메인 인쇄회로기판(211)에서부터 배치되어 있도록 하여 수광센서(172)에서 발광소자(171)로 센서구동신호(SDS)를 전달하도록 하는 경우 보다 센서구동신호배선(171a)의 길이를 더 짧게 구현할 수 있다. 따라서, 센서구동신호배선(171a)의 저항이 감소하여 센서구동신호(SDS)에 대한 발광소자(171)의 응답속도가 더 빨라져 근접센서(170)을 더 효율적으로 제어할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 터치 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 터치 표시장치(100)는 메인 인쇄회로기판(211)에 배치되는 어플리케이션 프로세서(180), 수광센서(172) 및 전원제어회로(190)를 포함할 수 있다. 또한, 터치 표시장치(100)는 인쇄회로필름(311)에 배치되는 터치회로(160)와, 디스플레이 기판(111)에 배치되는 구동회로(121)와 발광소자(171)를 포함할 수 있다.
전원제어회로(190)는 어플리케이션프로세서(180)와 수광센서(172)에 구동전원(VCC3,VCC4)을 공급할 수 있다. 또한, 전원제어회로(190)는 터치회로(160), 구동회로(121)와 발광소자(171)에 구동전원(VCC1,VCC2)을 공급할 수 있다.
어플리케이션 프로세서(180)는 수광센서(172)와 통신을 하여 수광센서(172)를 제어하고 수광센서(172)로부터 센싱정보를 수신할 수 있다.
구동회로(121) 또는 터치회로(160)는 발광소자(171)에 센서구동신호(SDS)를 공급할 수 있다. 구동회로(121) 또는 터치회로(160)는 어플리케이션 프로세서(180)의 제어에 의해 발광소자(171)에 센서구동신호(SDS)를 공급할 수 있다. 여기서, 구동회로(121)과 터치회로(160)은 하나의 구성요소 내에 포함되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(171)는 전달받은 센서구동신호(SDS)에 대응하여 광을 발광할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서 터치 구동신호와 근접센서 구동신호를 나타내는 파형도이다.
도 11을 참조하면, (a)는 터치회로에서 터치전극으로 공급되는 터치구동신호(Tx)를 나타내고, (b)는 발광소자(171)를 구동하는 센서구동신호(SDS)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 터치구동신호(Tx)와 센서구동신호(SDS)는 동일한 파형을 가지고 있어 발광소자(171)는 터치구동신호(Tx)를 공급받아 동작할 수 있음을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 발광소자는 성장기판(SUB) 상에 P 형 반도체(P Type)와 N 형 반도체(N Type)를 순차적으로 적층할 수 있다. 그리고, P 형 반도체(P Type)에는 P 전극(PED)이 연결되고 N 형 반도체(N Type)에는 N 전극(NED)이 연결될 수 있다. 그리고, P 전극(PED)과 N 전극(NED)에 각각 본딩제(B1,B2)가 배치되어 디스플레이 패널(110)의 인캡슐레이션층(114) 상에 배치되어 있는 제1전극(ED1)과 제2전극(ED2)에 P 전극(PED)과 N 전극(NED)에 각각 연결되고 고정될 수 있다. 제1전극(ED1)과 제2전극(ED2)은 도 6 및 도 8에 도시되어 있는 센서구동신호배선(171a)에 연결될 수 있다. 센서구동신호배선(171a)이 두개의 선을 포함하고, 하나의 선은 제1전극(ED1)과 연결되고 다른 하나의 선은 제2전극(ED2)과 연결될 수 있다. 또한, 제1전극(ED1)은 센서구동신호를 공급받고 제2전극(ED2)은 구동전원(VCC2)를 공급받을 수 있다.
성장기판(SUB)은 산화알루미늄을 포함할 수 있다. 또한, P 형 반도체(P Type)와 N 형 반도체(N Type)는 각각 갈륨비소(GaAs)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 13을 참조하면, 성장기판(SUB)의 배면에 하부전극(B-con)이 배치되고 성장기판(SUB)의 상부에 하부 미러층(110b)이 배치될 수 있다. 그리고, 하부 미러층(110b) 상부에 액티브층(Active)을 포함하는 상부 미러층(110a)이 배치될 수 있다. 상부 미러층(110a)의 상부에는 상부전극(T-con)이 배치될 수 있다. 상부전극(T-con)은 홀이 형성되어 빛이 홀을 통해 외부로 투사될 수 있다. 성장기판(SUB)은 n 형 반도체물질을 포함할 수 있다. 또한, 성장기판(SUB)은 갈륨비소(GaAs)를 포함할 수 있다. 하부 미러층(110b)은 n 형 알루미늄 갈륨비소(AlGaAa)를 적층하되, 알루미늄의 조성비가 서로 다른 n 형 알루미늄 갈륨비소(AlGaAa)를 교대로 적층할 수 있다.
상부 미러층(110a)은 p 형 알루미늄 갈륨비소(AlGaAa)를 적층하되, 알루미늄의 조성비가 서로 다른 p 형 알루미늄 갈륨비소(AlGaAa)를 교대로 적층할 수 있다. 상부 미러층(110a)에서 적층된 p형 알루미늄 갈륨비소(AlGaAa)의 층의 수는 하부 미러층(110b)에서 적층된 n 형 알루미늄 갈륨비소(AlGaAa)의 층의 수보다 더 적을 수 있다. 이로 인해, 상부 미러층(110a)의 반사율은 하부 미러층(110b)의 반사율과 차이가 발생하고 이로 인해 레이저 발진광이 상부 미러층(110a)의 상부에 배치되어 있는 상부전극(T-con)에 형성된 홀을 통해 방출되게 할 수 있다. 상부 미러층(110a)의 반사율은 하부 미러층(110b)의 반사율 보다 더 낮을 수 있다.
액티브층(Active)은 하부 미러층(110b) 상부에 배치되며 갈륨비소(GaAs)를 포함할 수 있다. 또한, 액티브층(Active)의 상부와 하부에 각각 산화물층(oxide)을 배치할 수 있다. 산화물층(oxide)은 형성되어 있는 반도체층 의 테두리를 산화시켜 배치할 수 있다. 산화물층(oxide)은 산화가 되지 않은 중앙부를 통해 전류가 광이 통과할 수 있다. 액티브층(Active)은 하부 미러층(110b)과 상부 미러층(110a) 보다 굴절율이 더 높을 수 있다.
상부전극(T-con)과 하부전극(B-con)은 베젤영역(111b)에 배치되어 있는 센서구동신호배선(171a)과 연결될 수 있다. 도 6 및 도 8에는 센서구동신호배선(171a)이 하나의 선인 것으로 도시하고 있지만, 센서구동신호배선(171a)이 두개의 선을 포함하고, 하나의 선은 상부전극(T-con)과 연결되고 다른 하나의 선은 하부전극(B-con)과 연결될 수 있다. 또한, 상부전극(T-con)은 센서구동신호를 공급받고 하부전극(B-con)은 구동전압(VCC2)를 공급받을 수 있다. 하부전극(B-con)은 센서구동신호배선(171a)과 직접 연결되고 상부전극(T-con)은 배선을 통해 센서구동신호배선(171a)과 연결될 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 표시장치
101: 화소
110: 디스플레이 패널
120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버
140: 타이밍 컨트롤러
150: 터치센서
160: 터치회로
170: 근접센서
200; 세트

Claims (23)

  1. 발광소자와, 상기 발광소자에 센서구동신호를 전달하는 센서구동신호배선과, 상기 센서구동신호배선과 연결된 센서구동회로와, 영상을 표시하는 디스플레이영역과, 상기 디스플레이영역 상에 배치되는 터치센서가 배치되는 디스플레이 기판;
    어플리케이션 프로세서와 수광센서가 배치되는 메인 인쇄회로기판; 및
    상기 디스플레이 기판과 상기 메인 인쇄회로기판에 연결되는 인쇄회로필름을 포함하는 터치 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 상기 디스플레이영역에 배치된 복수의 데이터라인과 연결된 구동 회로를 포함하고,
    상기 센서구동회로는 상기 구동회로에 포함되는 터치 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로필름은 상기 터치센서로부터 터치신호를 송수신하는 터치회로를 더 포함하고,
    상기 센서구동회로는 상기 터치회로에 포함되는 터치 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 인쇄회로기판은 상기 발광소자와 상기 수광센서에 각각 구동전원을 공급하는 전원제어회로를 더 포함하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 디스플레이영역과 베젤영역을 포함하며, 상기 발광소자와 상기 센서구동신호배선은 상기 베젤영역에 배치되는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 인쇄회로기판은 상기 디스플레이 기판의 배면에 배치되는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은,
    적어도 하나의 트랜지스터가 배치되는 소자층;
    상기 소자층으로부터 공급되는 구동전류를 전달받아 광을 발광하는 발광층; 및
    상기 발광층 상부에 배치되는 인캡슐레이션층을 포함하고,
    상기 발광소자는 상기 인캡슐레이션층 상부에 배치되는 터치 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치센서는 상기 인캡슐레이션층 상에 배치되는 복수의 터치전극을 포함하는 터치 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 센서구동신호배선은 상기 복수의 터치전극에 터치신호를 인가하는 터치라인과 동일한 레이어에 배치되고 상기 인쇄회로기판과 인접한 상기 인캡슐레이션층의 경사면 상에서 상기 인캡슐레이션층의 경사에 대응하여 형성되는 터치표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센서구동신호배선은 상기 터치전극 또는 상기 터치라인에 포함된 물질과 동일한 물질을 포함하는 터치표시장치.
  11. 발광소자와, 상기 발광소자에 구동신호를 전달하는 센서구동신호배선과, 영상을 표시하는 디스플레이영역과, 상기 디스플레이영역 상에 배치되는 터치센서가 배치되는 디스플레이 기판;
    어플리케이션 프로세서와 수광센서가 배치되는 메인 인쇄회로기판; 및
    상기 디스플레이 기판과 상기 메인 인쇄회로기판에 연결되며, 상기 센서구동신호배선과 연결된 센서구동회로가 배치되는 인쇄회로필름을 포함하는 터치 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인쇄회로필름에 상기 디스플레이영역에 배치된 복수의 데이터라인과 연결된 구동회로가 더 배치되고,
    상기 센서구동회로는 상기 구동회로에 포함되는 터치 표시장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 인쇄회로필름에는 상기 터치센서로부터 터치신호를 송수신하는 터치회로가 더 포함하고,
    상기 센서구동회로는 상기 터치회로에 포함되는 터치 표시장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 메인 인쇄회로기판에는 상기 발광소자와 상기 수광센서에 각각 구동전원을 공급하는 전원제어회로가 더 배치되는 표시장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 디스플레이영역과 베젤영역을 포함하며, 상기 발광소자와 상기 신호배선은 상기 베젤영역에 배치되는 표시장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 메인 인쇄회로기판은 상기 디스플레이 기판의 배면에 배치되는 표시장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은,
    적어도 하나의 트랜지스터가 배치되는 소자층;
    상기 소자층으로부터 공급되는 구동전류를 전달받아 빛을 발광하는 발광층; 및
    상기 발광층 상부에 배치되는 인캡슐레이션층을 포함하고,
    상기 발광소자는 상기 인캡슐레이션층 상부에 배치되는 터치 표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 터치센서는 상기 인캡슐레이션층 상에 배치되는 복수의 터치전극을 포함하는 터치 표시장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 센서구동신호배선은 상기 복수의 터치전극에 터치신호를 인가하는 터치라인과 동일한 레이어에 배치되고 상기 인쇄회로기판과 인접한 상기 인캡슐레이션층의 경사면 상에서 상기 인캡슐레이션층의 경사에 대응하여 형성되는 터치표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 센서구동신호배선은 상기 터치전극 또는 상기 터치라인에 포함된 물질과 동일한 물질을 포함하는 터치표시장치.
  21. 복수의 데이터라인과, 복수의 게이트라인과, 복수의 화소를 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 복수의 데이터라인을 통해 상기 복수의 화소에 데이터신호를 공급하는 데이터 드라이버;
    상기 복수의 게이트라인을 통해 상기 복수의 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 드라이버;
    상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버를 제어하고, 영상신호를 상기 데이터 드라이버로 공급하는 타이밍 컨트롤러;
    상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 터치센서;
    상기 터치센서를 구동하는 터치회로; 및
    상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 발광소자와 상기 디스플레이 패널의 배면에 배치되는 수광센서를 구비하고, 상기 발광소자는 상기 데이터 드라이버 또는 상기 터치회로로부터 구동신호를 공급받는 근접 센서를 포함하는 터치 표시장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 데이터드라이버, 상기 게이트드라이버, 상기 터치회로, 상기 발광소자 및 상기 수광센서에 각각 구동전원을 공급하는 전원제어회로를 더 포함하는 터치표시장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 수광센서, 상기 터치회로, 상기 전원제어회로 중 적어도 하나를 제어하는 어플리케이션 프로세서를 더 포함하는 터치 표시장치.
KR1020190132169A 2019-10-23 2019-10-23 근접 센서를 포함하는 터치 표시장치 KR102600932B1 (ko)

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