KR20210085202A

KR20210085202A - 터치 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20210085202A
Application number: KR1020190177992A
Authority: KR
Inventors: 박용찬; 황광조; 김홍철; 오승석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-07-08

Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같은 자체 발광 디스플레이에 내장된 터치 전극들을 DC 구동하여 터치를 센싱함으로써, 영상 디스플레이와 터치 센싱 간의 상호 영향 없이, 영상 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있다.

Description

터치 표시 장치 및 그 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE AND THE METHOD OF DRIVING THE SAME}

본 발명의 실시예들은 터치 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 다양한 종류의 표시 장치가 개발되고 있다. 다양한 종류의 표시 장치들 중에는, 표시 패널이 스스로 빛을 내지 못하여 표시 패널 외부에 백 라이트 유닛을 별도로 구비하는 액정 표시 장치 또는 유사 표시 장치가 있다. 이와 다르게, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같이, 스스로 빛을 내는 발광 소자들이 표시 패널에 형성된 자체 발광 디스플레이가 개발되고 있다.

또한, 요즈음, 표시 장치 중에는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공하는 터치 표시 장치도 있다.

이러한 터치 표시 장치는 영상 표시 기능과 터치 센싱 기능을 모두 제공해야 한다. 하지만, 터치 표시 장치가 영상 표시를 위한 구동 동작과 터치 센싱을 위한 구동 동작을 함께 수행하게 되면, 디스플레이 구동과 터치 구동 간의 상호 영향으로 인해, 영상 표시 품질 및/또는 터치 센싱 품질이 떨어지게 된다.

따라서, 현재, 터치 표시 장치의 경우, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동을 서로 다른 시간대에 나누어 수행하고 있는 실정이다. 이러한 시분할 구동 방식의 경우, 고품질의 화상을 표시하기 위하여 필요한 디스플레이 구동 시간이 부족해지거나, 정확한 터치 센싱을 위해 필요한 터치 구동 시간이 부족해질 수 있다. 이로 인해, 종래의 터치 표시 장치는 고품질의 화상을 제공해주지 못하거나 신속하고 정확한 터치 감도를 제공해주지 못하고 있는 실정이다.

초고품질의 화상을 제공하기 위하여 앞으로 대세가 될 OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등의 자체 발광 디스플레이에 터치 기술을 접목한 터치 표시 장치의 경우, 시분할된 시간대에 터치 구동과 디스플레이 구동을 별도로 수행하는 시분할 구동 방식은 초고품질의 화상 제공을 위한 큰 제약 사항이라고 할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, OLED 패널 등과 같은 자체 발광 표시 패널에 터치 센서가 내장된 구조를 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 영상 품질과 터치 감도의 상호 영향 없이 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 정확하게 수행할 수 있는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 전압 레벨 변동이 없는 DC 구동 전압을 이용하여 터치 전극들을 구동하여 터치를 센싱할 수 있는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, OLED 패널 등과 같은 자체 발광 표시 패널에 디스플레이 구동과 관련된 트랜지스터 및 발광소자 등을 형성할 때, 터치 센서 구조를 함께 형성해줄 수 있는 터치 센서 구조를 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인과 연결된 다수의 서브픽셀을 포함하고, 다수의 서브픽셀 각각은 발광 소자에 포함되는 픽셀 전극, 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 제1 노드로 데이터 전압을 전달하기 위한 스캔 트랜지스터 및 구동 트랜지스터의 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하고, 다수의 터치 전극 및 다수의 터치 라인을 포함하고, 다수의 터치 전극과 베이스 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 다수의 터치 트랜지스터 또는 다수의 터치 다이오드를 포함하는 표시 패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로와, 베이스 전압 노드에 인가되는 베이스 전압과 다른 DC 구동 전압을 터치 라인을 통해 터치 전극으로 공급하고, 터치 라인을 통해 흐르는 전류의 변화량을 센싱하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 터치 회로를 포함하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라, 게이트 구동 회로 및 데이터 구동 회로가 화상 표시를 위한 구동 동작하는 동안, 터치 회로는 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, DC 구동 전압이 공급된 터치 전극과 터치 포인터가 가까워질수록 전류는 감소할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 베이스 전압은, 발광 소자의 공통 전극에 인가되는 공통 전압과, 구동 타이밍에 따라 발광 소자의 픽셀 전극에 인가 가능한 기준 전압과, 표시 패널에 인가되는 그라운드 전압 중 하나일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 서브픽셀 각각의 영역 내에 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드가 배치되거나, 다수의 서브픽셀 각각의 영역 사이에 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드가 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 터치 라인 각각에 둘 이상의 터치 트랜지스터 또는 둘 이상의 터치 다이오드가 연결되고, 다수의 터치 전극 각각의 영역에 둘 이상의 터치 트랜지스터 또는 둘 이상의 터치 다이오드가 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 터치 전극 각각은 메쉬 타입이고, 다수의 터치 전극 각각의 영역은, 라우팅 영역과, 라우팅 영역을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역과, 라우팅 영역을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 터치 전극 각각은, 좌측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과, 우측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극을 전기적으로 연결해주며, 라우팅 영역을 가로질러 로우 방향으로 배치되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 터치 전극 각각의 라우팅 영역에는 복수의 터치 라인이 컬럼 방향으로 지나가고, 복수의 터치 라인 각각은 해당 터치 전극에 포함된 둘 이상의 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 트랜지스터는, 터치 전극 또는 터치 라인과 전기적으로 연결된 제1 전극과, 베이스 전압이 인가되는 제2 전극과, 게이트 전극을 포함하고, 터치 트랜지스터는 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, DC 구동 전압이 베이스 전압보다 낮은 경우, 터치 트랜지스터는 게이트 전극이 제1 전극과 전기적으로 연결된 다이오드 커넥티드 트랜지스터일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, DC 구동 전압이 베이스 전압보다 높은 경우, 터치 트랜지스터는 게이트 전극이 제2 전극과 전기적으로 연결된 다이오드 커넥티드 트랜지스터일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 전극은 메쉬 타입이고, 다수의 터치 전극 각각의 영역은, 라우팅 영역과, 라우팅 영역을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역과, 라우팅 영역을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 터치 전극 각각의 영역에는 다수의 터치 트랜지스터가 배치될 수 있다. 다수의 터치 트랜지스터는, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터와, 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터와, 복수의 터치 라인과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터 각각에서, 제1 전극은 좌측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 베이스 전압 노드가 형성되는 베이스 전압 라인과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극은 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되거나 둘 이상의 로우 연결 라인 전극에서 돌출된 부분일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터 각각에서, 제1 전극은 우측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 베이스 전압 노드가 형성되는 다른 베이스 전압 라인과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극은 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되거나 둘 이상의 로우 연결 라인 전극에서 돌출된 부분일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터 중 일부의 터치 트랜지스터에서, 제1 전극은 라우팅 영역을 지나가는 복수의 터치 라인 중 하나의 터치 라인과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 베이스 전압 노드가 형성되는 또 다른 베이스 전압 라인과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극은 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되거나 둘 이상의 로우 연결 라인 전극에서 돌출된 부분일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터 중 일부의 터치 트랜지스터를 제외한 나머지 터치 트랜지스터는 제1 전극, 제2 전극 및 게이트 전극이 플로팅 상태로 되어 있는 터치 표시 장치.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 트랜지스터는 터치-액티브 층을 포함할 수 있다. 터치 트랜지스터의 터치-액티브 층은, 게이트 전극과 중첩되는 채널 영역과, 채널 영역을 기준으로 일 측과 타 측에 위치하며 도체화된 영역들을 포함하고, 터치 트랜지스터의 제1 전극과 제2 전극은 터치-액티브 층에서 채널 영역을 기준으로 일 측과 타 측에 위치하며 도체화된 영역들 각각에서 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 트랜지스터의 터치-액티브 층은 구동 트랜지스터의 액티브 층과 동일한 물질을 포함하고, 터치 트랜지스터의 게이트 전극은 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 베이스 전압 라인은 구동 트랜지스터의 채널과 중첩되는 라이트 쉴드와 동일한 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 다이오드는, 터치 전극 또는 터치 라인과 전기적으로 연결된 제1 전극과, 베이스 전압이 인가되는 제2 전극을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 베이스 전압은 DC 구동 전압보다 높은 전압 값을 갖는 터치 표시 장치.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 다수의 터치 전극 각각의 영역에는 다수의 터치 다이오드가 배치될 수 있다. 다수의 터치 다이오드는, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드와, 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드와, 복수의 터치 라인과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드 각각에서, 제1 전극은 좌측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드 각각에서, 제1 전극은 우측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드 중 일부의 터치 다이오드에서, 제1 전극은 라우팅 영역을 지나가는 복수의 터치 라인 중 하나의 터치 라인과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드 중 일부의 터치 다이오드를 제외한 나머지는 터치 다이오드의 제1 전극은 복수의 터치 라인과 미 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 다이오드는 발광 소자와 동일한 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 발광 소자는 픽셀 전극, 발광층 및 공통 전극을 포함하고, 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 발광층이 위치하고, 픽셀 전극은 구동 트랜지스터의 제2 노드와 전기적으로 연결되고, 터치 다이오드의 제1 전극은 픽셀 전극과 동일한 물질을 포함하고, 터치 다이오드의 제2 전극은 공통 전극이고, 터치 다이오드의 제1 전극과 제2 전극 사이에는 발광층이 위치할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 다이오드의 제1 전극에 인가되는 베이스 전압과 터치 다이오드의 제2 전극에 인가되는 공통 전압의 전압 차이는, 터치 다이오드의 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 발광층을 발광시키지 못하는 전압 차이일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 표시 패널은 하부 발광할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 구동 트랜지스터와, 픽셀 전극, 발광층 및 공통 전극을 포함하는 발광 소자와, 공통 전극 상에 배치된 봉지층와, 터치 회로와 전기적으로 연결되는 터치 전극과, 터치 전극과 전기적으로 연결된 제1 전극과, 베이스 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 포함하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제1 전극은, 구동 트랜지스터의 액티브 층과 동일한 물질의 액티브 층이 도체화된 부분(터치 트랜지스터의 경우)이거나, 픽셀 전극과 동일한 물질의 전극(터치 다이오드의 경우)일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 제2 전극은 구동 트랜지스터의 액티브 층과 동일한 물질의 액티브 층이 도체화된 다른 부분(터치 트랜지스터의 경우)이거나, 공통 전극과 동일한 물질의 전극(터치 다이오드의 경우)일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 트랜지스터의 경우, 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 물질의 게이트 전극을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 다이오드의 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 전극에는 DC 구동 전압이 인가될 수 있다. 베이스 전압은 공통 전극에 인가되는 공통 전압과, 구동 타이밍에 따라 픽셀 전극에 인가 가능한 기준 전압과, 그라운드 전압 중 하나일 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인과 연결된 다수의 서브픽셀을 포함하고, 다수의 서브픽셀 각각은 발광 소자에 포함되는 픽셀 전극, 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 제1 노드로 데이터 전압을 전달하기 위한 스캔 트랜지스터 및 구동 트랜지스터의 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하고, 다수의 터치 전극 및 다수의 터치 라인을 포함하는 표시 패널을 포함하는 터치 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 터치 라인을 통해 터치 전극에 DC 구동 전압을 공급하는 제1 단계와, 터치 유무에 따라 터치 라인에 흐르는 전류의 변화량을 센싱하는 제2 단계와, 전류의 변화량을 센싱한 결과에 따라 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 제3 단계를 포함할 수 있다. 터치 전극은, 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 통해 베이스 전압 노드와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법에서, 제1 내지 제3 단계는, 표시 패널에 영상 프레임을 업데이트 하는 동안, 진행될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법에서, 베이스 전압 노드에 인가되는 베이스 전압은 DC 구동 전압과 다른 전압 값을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, OLED 패널 등과 같은 자체 발광 표시 패널에 터치 센서가 내장된 구조를 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 영상 품질과 터치 감도의 상호 영향 없이 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 정확하게 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 전압 레벨 변동이 없는 DC 구동 전압을 이용하여 터치 전극들을 구동하여 터치를 센싱할 수 있다.

이를 통해, 디스플레이 구동에 영향을 주지 않고 터치 구동이 수행될 수 있고, 이에 따라, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 정확하게 수행될 수 있게 해준다.

본 발명의 실시예들에 의하면, OLED 패널 등과 같은 자체 발광 표시 패널에 디스플레이 구동과 관련된 트랜지스터 및 발광소자 등을 형성할 때, 터치 센서 구조를 함께 형성해줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 서브픽셀의 등가회로이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 하부 발광 구조를 갖는 표시 패널에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센싱 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 전극 및 터치 라인의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 트랜지스터 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 이용하여 터치를 센싱할 때, 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터 기반의 DC 구동 터치 센서 회로에서, 터치 트랜지스터의 연결 구조의 2가지 케이스를 나타낸 도면이다.
도 9는 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터 기반의 DC 구동 터치 센서 구성을 나타낸 평면도이다.
도 10 및 도 11은 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터 기반의 DC 구동 터치 센서 구성에 대한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 터치 다이오드 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 이용하여 터치를 센싱할 때, 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드 기반의 DC 구동 터치 센서 구성을 나타낸 평면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드 기반의 DC 구동 터치 센서 구성에 대한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우, DC 구동 터치 센서 회로를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법에 대한 흐름도이다.

본 발명은 터치 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같은 자체 발광 디스플레이에 내장된 터치 전극들을 DC 구동하여 터치를 센싱함으로써, 영상 디스플레이와 터치 센싱 간의 상호 영향 없이, 영상 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치는, 서브픽셀 구조와 연계된 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 포함하고, 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 이용하여, 터치 라인을 통해 전류가 흐르게 하고, 터치 유무에 따라 터치 라인에 흐르는 전류의 변화량을 센싱하여 터치를 센싱할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치는, 서브픽셀 구조와 연계된 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 포함하는 구조는, 하부 발광 구조에 적합한 구조일 수 있다.

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 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 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 표시 장치(100)의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과 연결되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시 패널(110)과, 표시 패널(110)을 구동하기 위한 구동 회로를 포함할 수 있다.

구동 회로는, 기능적으로 볼 때, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동 회로(120)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(130)와, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.

표시 패널(110)에서 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)은 서로 교차하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 데이터 라인(DL)은 행(Row) 또는 열(Column)으로 배치될 수 있고, 다수의 게이트 라인(GL)은 열(Column) 또는 행(Row)으로 배치될 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 다수의 데이터 라인(DL)은 행(Row)으로 배치되고, 다수의 게이트 라인(GL)은 열(Column)로 배치되는 것으로 가정한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)의 구동 동작에 필요한 각종 제어 신호(DCS, GCS)를 공급하여, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(DATA)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(DATA)를 출력하는 것 이외에, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)로 출력한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행할 수 있는 제어장치일 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 구동 회로(120)와 함께 통합되어 집적회로로 구현될 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는, 디스플레이 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터(DATA)를 입력 받아 다수의 데이터 라인(DL)로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(120)는 소스 구동 회로라고도 한다.

데이터 구동 회로(120)는, 적어도 하나의 소스-드라이버 집적회로(S-DIC: Source-Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다. 각 소스-드라이버 집적회로(S-DIC)는, 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다. 각 소스-드라이버 집적회로(S-DIC)는, 경우에 따라서, 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.

각 소스-드라이버 집적회로(S-DIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식 또는 칩 온 패널(COP: Chip On Panel) 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스-드라이버 집적회로(S-DIC)는, 표시 패널(110)에 연결된 소스-회로필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트 구동 회로(130)는, 다수의 게이트 라인(GL)로 게이트 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.

게이트 구동 회로(130)는, 시프트 레지스터(Shift Register), 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식 또는 칩 온 패널(COP: Chip On Panel) 방식으로 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시 패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 드라이버 집적회로(G-DIC)로 구현되어 표시 패널(110)과 연결된 게이트-회로필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔신호를 다수의 게이트 라인(GL)로 순차적으로 공급한다.

데이터 구동 회로(120)는, 게이트 구동 회로(130)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)로 공급한다.

데이터 구동 회로(120)는, 표시 패널(110)의 일 측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시 패널(110)의 양측(예: 상 측과 하 측)에 모두 위치할 수도 있다.

게이트 구동 회로(130)는, 표시 패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시 패널(110)의 양측(예: 좌 측과 우 측)에 모두 위치할 수도 있다.

표시 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)은 기능적으로, 다수의 스캔신호 라인(SCL) 및 다수의 센스신호 라인(SCL) 등을 포함할 수 있다. 다수의 스캔신호 라인(SCL) 및 다수의 센스신호 라인(SCL)은 서로 다른 종류의 트랜지스터들(스캔 트랜지스터, 센스 트랜지스터)의 게이트 노드로 서로 다른 종류의 게이트 신호(스캔신호, 센스신호)를 전달하는 배선들이다. 이하, 도 2를 참조하여 설명한다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 퀀텀닷(Quantum Dot) 디스플레이, 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같이, 백라이트 유닛 등의 별도의 광원 없이, 표시 패널(110) 내에 구비된 발광소자들(Emitting Devices)이 스스로 발광할 수 있는 자체 발광 디스플레이일 수 있다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 OLED 디스플레이인 경우, 각 서브픽셀(SP)은 스스로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)를 발광소자로서 포함할 수 있다. 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 퀀텀닷 디스플레이인 경우, 각 서브픽셀(SP)은 스스로 빛을 내는 반도체 결정인 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 만들어진 발광소자(Emitting Device)를 포함할 수 있다. 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 마이크로 LED 디스플레이인 경우, 각 서브픽셀(SP)은 스스로 빛을 내고 무기물을 기반으로 만들어진 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode)를 발광소자로서 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 서브픽셀(SP)의 등가회로이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 각 서브픽셀(SP)은, 발광소자(ED)와, 발광소자(ED)로 흐르는 전류를 제어하여 발광소자(ED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 데이터 전압(VDATA)을 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드인 제1 노드(N1)로 전달하는 스캔 트랜지스터(SCT)와, 일정 기간 동안 전압 유지를 위한 스토리지 캐패시터(Cst) 등을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 각 서브픽셀(SP)은, 초기화 동작 및 센싱 동작 등을 위한 센스 트랜지스터(SENT)를 더 포함할 수 있다.

도 2에 예시된 서브픽셀(SP)은, 발광소자(ED)를 구동하기 위하여, 3개의 트랜지스터(DRT, SCT, SENT)와 1개의 캐패시터(Cst)를 갖기 때문에, 3T(Transistor)1C(Capacitor) 구조를 갖는다고 한다.

발광소자(ED)는 픽셀 전극(PE) 및 공통 전극(CE)과, 픽셀 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 사이에 위치하는 발광층(EL)을 포함한다. 발광소자(ED)의 픽셀 전극(PE)은 애노드 전극 또는 캐소드 전극일 수 있고, 공통 전극(CE)은 캐소드 전극 또는 애노드 전극일 수 있다. 발광소자(ED)는 일 예로, 유기발광다이오드(OLED), 발광다이오드(LED), 퀀텀닷 발광소자 등일 수 있다.

발광소자(ED)의 공통 전극(CE)에는 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다. 여기서, 기저 전압(EVSS)은, 일 예로, 그라운드 전압이거나 그라운드 전압과 유사한 전압일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)는 발광소자(ED)를 구동하기 위한 트랜지스터로서, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)을 포함한다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드에 해당하는 노드로서, 스캔 트랜지스터(SCT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 발광소자(ED)의 픽셀 전극(PE)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 노드로서, 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동 전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 소스 노드이고, 제3노드(N3)는 드레인 노드인 것을 예로 들어 설명할 수 있다.

스캔 트랜지스터(SCT)는 게이트 라인(GL)의 일종인 다수의 스캔신호 라인(SCL) 중 대응되는 스캔신호 라인(SCL)에서 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 응답하여, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 다수의 데이터 라인(DL) 중 대응되는 데이터 라인(DL) 간의 연결을 제어할 수 있다.

스캔 트랜지스터(SCT)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 해당 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스캔 트랜지스터(SCT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스캔 트랜지스터(SCT)의 게이트 노드는 게이트 라인(GL)의 한 종류인 스캔신호 라인(SCL)과 전기적으로 연결되어 스캔 신호(SCAN)를 인가 받을 수 있다.

스캔 트랜지스터(SCT)는 턴-온 레벨 전압의 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어, 해당 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(VDATA)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.

스캔 트랜지스터(SCT)는 턴-온 레벨 전압의 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되고, 턴-오프 레벨 전압의 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-오프 된다. 여기서, 스캔 트랜지스터(SCT)가 n 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 턴-오프 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수도 있다. 스캔 트랜지스터(SCT)가 p 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압이고 턴-오프 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수도 있다.

센스 트랜지스터(SENT)는, 게이트 라인(GL)의 일종인 다수의 센스신호 라인(SENL) 중 대응되는 센스신호 라인(SENL)에서 공급되는 센스 신호(SENSE)에 응답하여, 발광소자(ED)의 픽셀 전극(PE)에 전기적으로 연결된 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 다수의 기준 전압 라인(RVL) 중 대응되는 기준 전압 라인(RVL) 간의 연결을 제어할 수 있다.

센스 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 기준 전압 라인(RVL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 센스 트랜지스터(SENT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광소자(ED)의 픽셀 전극(PE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 센스 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 게이트 라인(GL)의 일종인 센스신호 라인(SENL)과 전기적으로 연결되어 센스 신호(SENSE)를 인가 받을 수 있다.

센스 트랜지스터(SENT)는 턴-온 되어, 기준 전압 라인(RVL)에서 공급된 기준 전압(VREF)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 인가해줄 수 있다.

센스 트랜지스터(SENT)는 턴-온 레벨 전압의 센스 신호(SENSE)에 의해 턴-온 되고, 턴-오프 레벨 전압의 센스 신호(SENSE)에 의해 턴-오프 된다. 여기서, 센스 트랜지스터(SENT)가 n 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 턴-오프 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수도 있다. 센스 트랜지스터(SENT)가 p 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압이고 턴-오프 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수도 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되어, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압(VDATA) 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지해줄 수 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT), 스캔 트랜지스터(SCT) 및 센스 트랜지스터(SENT) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT), 스캔 트랜지스터(SCT) 및 센스 트랜지스터(SENT) 모두가 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT), 스캔 트랜지스터(SCT) 및 센스 트랜지스터(SENT) 중 적어도 하나는 n 타입 트랜지스터(또는 p 타입 트랜지스터)이고 나머지는 p 타입 트랜지스터(또는 n 타입 트랜지스터)일 수 있다.

도 2에 예시된 서브픽셀(SP)의 3T1C 구조는, 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀들 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀들 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 상부 발광(Top Emission) 구조를 갖거나, 하부 발광(Bottom Emission) 구조를 가질 수도 있다. 다만, 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 하부 발광(Bottom Emission) 구조를 갖는 것을 예로 들어 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 하부 발광 구조를 갖는 표시 패널(110)에 대한 단면도이다.

표시 패널(110)은, 커버 글래스(Cover Glass)와, 커버 글래스(Cover Glass) 상에 투명 접착층(OCR)과, 투명 접착층(OCR) 상에 배치된 편광판(POL)과, 편광판(POL) 상에 배치된 기판(SUB)을 포함한다.

기판(SUB) 상에 제1 층간 절연막(ILD1)이 위치하고, 그 위에 트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있다. 트랜지스터(TFT)는 여러 개의 절연층, 액티브 층(ACT), 게이트 전극(G), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함할 수 있다. 도 3에 예시된 트랜지스터(TFT)는 픽셀 전극(PE)과 연결되는 소스 전극(S)을 갖는 도 2의 구동 트랜지스터(DRT)이다.

더 구체적으로, 제1 층간 절연막(ILD1) 상에 라이트 쉴드(LS) 등이 배치될 수 있다. 라이트 쉴드(LS)와 함께 신호 배선(예: 데이터 라인들 등)이 배치될 수 있다. 라이트 쉴드(LD) 상에 절연층이 위치하고, 절연층 상에 액티브 층(ACT)이 배치될 수 있다. 액티브 층(ACT)이 배치될 때, 보조 패턴(CP)에 함께 배치될 수 있다.

액티브 층(ACT) 상에 게이트 절연막(GI)이 배치되고, 그 위에 게이트 전극(G)이 배치된다. 또한, 액티브 층(ACT)의 도체화된 부분들과 컨택되는 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 배치될 수 있다. 소스 전극(SD)는 게이트 절연막(GI)와 그 아래의 절연층의 컨택홀을 통해 라이트 쉴드(LS)와 연결될 수 있다.

드레인 전극(D), 소스 전극(S) 및 게이트 전극(G) 등이 형성된 이후, 구동 트랜지스터(DRT)가 형성된 이후, 그 위에 제2 층간 절연막(ILD2)이 배치될 수 있다.

제2 층간 절연막(ILD2) 상에 컬러필터(CF)가 배치되고, 그 위에 오버코트 층(OC)이 배치된다. 오버코트 층(OC) 상에 픽셀 전극(PE)이 배치된다. 픽셀 전극(PE)은 오버코트 층(OC)의 컨택홀(개구부)을 통해 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 전극(S)과 전기적으로 연결될 수 있다.

전술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(DRT)의 액티브 층(ACT) 아래에는, 액티브 층(ACT)과 중첩되는 라이트 쉴드(LS: Light Shield)가 배치될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 채널 안정화를 위하여, 라이트 쉴드(LS)는 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 전극(S)과 전기적으로 연결될 수 있다.

라이트 쉴드(LS)의 일 부분은, 액티브 층(ACT)과 동일 물질로 되어 있을 수 있는 보조 패턴(CP)과 중첩될 수 있다. 이 보조 패턴(CP)은 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 전극(G)과 전기적으로 연결될 수 있다. 보조 패턴(CP)과 픽셀 전극(PE) 사이에 형성된 제1 캐패시터(Cst1)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 전극(S)과 전기적으로 연결된 라이트 쉴드(LS)와 보조 패턴(CP) 사이에 형성된 제2 캐패시터(Cst2)가 병렬로 연결되어 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 보조 패턴(CP)과 라이트 쉴드(LS)를 이용하여, 서브픽셀(SP) 내 스토리지 캐패시터(Cst)를 2개의 캐패시터들(Cst1, Cst2)의 병렬 구조로 형성함으로써, 스토리지 캐패시터(Cst)의 캐패시턴스를 증가시켜줄 수 있다. 이에 따라, 한 프레임 동안 전압 유지를 더욱 잘 할 수 있게 되어 화상 품질 향상에 도움을 줄 수 있다.

전술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(DRT) 상의 제2 층간 절연막(ILD2) 상에 컬러필터(CF)가 배치될 수 있다. 일 예로, 구동 트랜지스터(DRT) 상에 발광 소자(ED)로서 유기발광다이오드(OLED)가 형성될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 픽셀 전극(PE), 발광층(EL) 및 공통 전극(CE)으로 구성될 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT) 및 컬러필터(CF) 상에 오버코트 층(OC)이 위치하고, 오버코트 층(OC) 상에 픽셀 전극(PE)이 위치하고, 픽셀 전극(PE)은 오버코트 층(OC)의 컨택홀을 통해 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(S)과 연결될 수 있다.

픽셀 전극(PE) 상에 뱅크(BANK)가 위치할 수 있다. 뱅크(BANK)는 빛 차단 역할을 할 수 있는 블랙 뱅크일 수 있다. 뱅크(BANK)상의 상부와 뱅크(BANK)가 오픈 된 영역에 발광층(EL)이 배치될 수 있다. 뱅크(BANK)가 오픈된 영역에서, 발광층(EL)은 픽셀 전극(PE) 상에 위치한다.

발광층(EL) 상에 공통 전극(CE)이 배치된다. 공통 전극(CE) 상에 접착층(FSP)과 금속 봉지층(FSM) 등이 배치될 수 있다. 접착층(FSP)는 금속 봉지층(FSM)을 그 아래에 접착시키는 층으로서 봉지 기능도 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 시스템을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 터치 센싱을 위하여 터치 센싱 시스템을 포함한다. 터치 센싱 시스템은 터치 센서 역할을 하는 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)을 구동하고 센싱하여 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 결정하는 터치 회로(400)를 포함할 수 있다.

터치 회로(400)는 다수의 터치 전극(TE)을 구동하고 센싱하여 센싱 데이터를 출력하는 터치 구동 회로(410)와, 터치 구동 회로(410)를 제어하고, 센싱 데이터를 이용하여 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 결정하는 터치 컨트롤러(420) 등을 포함할 수 있다.

다수의 터치 전극(TE)은 표시 패널(110)의 내부에 배치될 수 있다. 즉, 표시 패널(110)은 터치 센서를 내장할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)은 인-셀(In-cell) 터치 센서 구조를 갖는다고 한다.

표시 패널(110)에는, 다수의 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(410)를 전기적으로 연결해주기 위한 다수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.

다수의 터치 전극(TE) 각각의 크기는 하나의 서브픽셀(SP)의 크기와 대응될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀(SP)의 크기와 대응될 수도 있다. 다수의 터치 전극(TE) 각각의 모양은 다양하게 설계될 수 있다.

다수의 터치 전극(TE) 각각은 개구부들이 없는 플레이트 타입(Plate Type) 또는 개구부들이 있는 메쉬 타입(Mesh Type)일 수 있다. 다수의 터치 전극(TE) 각각은 개구부들이 없는 플레이트 타입(Plate Type)인 경우, 다수의 터치 전극(TE) 각각은 투명 전극일 수 있다. 다수의 터치 전극(TE) 각각은 개구부들이 있는 메쉬 타입(Mesh Type)인 경우, 개구부들의 전체 또는 일부는 서브픽셀(SP)의 발광영역과 대응될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 터치 전극들(TE1~TE3) 및 터치 라인들(TL1~TL3)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 표시패널(110)은 동일한 컬럼에 배치되는 제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3)과, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3)에 대응되어 연결되는 제1 내지 제3 터치 라인(TL1~TL3)을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각이 개구부가 없는 플레이트 타입(Plate Type)인 경우, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3)은 라인 컨택홀(CNT_TL)을 통해 제1 내지 제3 터치 라인(TL1~TL3)과 대응되어 연결될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각이 메쉬 타입(Mesh Type)인 경우, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각의 영역은, 라우팅 영역(RA)과, 라우팅 영역(RA)을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역(LEA)과, 라우팅 영역(RA)을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역(REA)을 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각은, 좌측 전극 영역(LEA) 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과, 우측 전극 영역(REA) 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_L)과, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_L)을 전기적으로 연결해주며, 라우팅 영역(RA)을 가로질러 로우 방향으로 배치되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)을 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각의 라우팅 영역(RA)에는 복수의 터치 라인(TL1~TL3)이 컬럼 방향으로 지나간다. 복수의 터치 라인(TL1~TL3) 각각은 해당 터치 전극에 포함되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각에 포함되는 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L) 및 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)은 동일한 터치 센성 메탈일 수 있다.

제1 내지 제3 터치 전극(TE1~TE3) 각각에 포함되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)은, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L) 및 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과 다른 터치 센서 메탈일 수 있다.

복수의 터치 라인(TL)은 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L) 및 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과 동일한 터치 센서 메탈일 수 있다.

전술한 구조를 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)을 대표로 하여 더욱 상세하게 설명한다.

제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2)은, 제1 터치 전극(TE1)의 라우팅 영역(RA)과 제2 터치 전극(TE2)의 라우팅 영역(RA)을 지나가고,

제1 터치 전극(TE1)은, 제1 터치 전극(TE1)의 라우팅 영역(RA)을 기준으로 제1 터치 전극(TE1)의 좌측 전극 영역(LEA)에만 배치된 둘 이상의 제1 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L)과, 제1 터치 전극(TE1)의 라우팅 영역(RA)을 기준으로 제1 터치 전극(TE1)의 우측 전극 영역(REA)에만 배치된 둘 이상의 제1 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R)과, 제1 터치 전극(TE1)의 라우팅 영역(RA)을 가로질러 로우 방향으로 배치되고, 전극 컨택홀들(CNT_TE)을 통해, 둘 이상의 제1 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L)과 둘 이상의 제1 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R)을 전기적으로 연결해주는 둘 이상의 제1 로우 연결 라인 전극(TE1_CL)을 포함할 수 있다.

제1 터치 전극(TE1)의 라우팅 영역(RA)을 지나가는 제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2) 중 제1 터치 라인(TL1)은, 하나 이상의 라인 컨택홀(CNT_TL)을 통해, 둘 이상의 제1 로우 연결 라인 전극(TE1_CL)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 터치 전극(TE2)은, 제2 터치 전극(TE2)의 라우팅 영역(RA)을 기준으로 제2 터치 전극(TE2)의 좌측 전극 영역(LEA)에만 배치된 둘 이상의 제2 좌측 컬럼 라인 전극(TE2_L)과, 제2 터치 전극(TE2)의 라우팅 영역(RA)을 기준으로 제1 터치 전극(TE1)의 우측 전극 영역(REA)에만 배치된 둘 이상의 제2 우측 컬럼 라인 전극(TE2_R)과, 제2 터치 전극(TE2)의 라우팅 영역(RA)을 가로질러 로우 방향으로 배치되고, 전극 컨택홀들(CNT_TE)을 통해, 둘 이상의 제2 좌측 컬럼 라인 전극(TE2_L)과 둘 이상의 제2 우측 컬럼 라인 전극(TE2_R)을 전기적으로 연결해주는 둘 이상의 제2 로우 연결 라인 전극(TE2_CL)을 포함할 수 있다.

제2 터치 전극(TE2)의 라우팅 영역(RA)을 지나가는 제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2) 중 제2 터치 라인(TL2)은, 하나 이상의 라인 컨택홀(CNT_TL)을 통해, 둘 이상의 제2 로우 연결 라인 전극(TE2_CL)과 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 DC 구동을 통해 터치 센싱이 가능한 터치 센서 구조를 포함하고, 이를 이용한 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같은 자체 발광 디스플레이에 내장된 터치 전극들(TE)을 DC 구동하여 터치를 센싱함으로써, 영상 디스플레이와 터치 센싱 간의 상호 영향 없이, 영상 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 서브픽셀 구조와 연계된 터치 트랜지스터(TDT) 또는 터치 다이오드(TED)를 포함하고, 터치 트랜지스터(TDT) 또는 터치 다이오드(TED)를 이용하여, 터치 라인(TL)을 통해 전류가 흐르게 하고, 터치 유무에 따라 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)의 변화량을 센싱하여 터치를 센싱할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 서브픽셀 구조와 연계된 터치 트랜지스터(TDT) 또는 터치 다이오드(TED)를 포함하는 구조는, 하부 발광 구조에 적합한 구조일 수 있다.

아래에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 DC 구동을 통해 터치를 센싱하는 방법과 이를 위한 DC 구동 터치 센서 구조에 대하여 예시적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 이용하여 터치를 센싱할 때, 구동 타이밍 다이어그램이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로는, 표시 패널(110)의 디스플레이 구성들(특히, 서브픽셀 구성들)과 연계되어 형성된다. 이에, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)을 간략하게 설명하면 아래와 같다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)은, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과 연결된 다수의 서브픽셀(SP)을 포함할 수 있다.

다수의 서브픽셀(SP) 각각은 발광 소자(ED)에 포함되는 픽셀 전극(PE), 발광 소자(ED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT), 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 데이터 전압(VDATA)을 전달하기 위한 스캔 트랜지스터(SCT) 및 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)은, 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 터치 라인(TL)을 더 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)은, 다수의 터치 전극(TE)과 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 다수의 터치 트랜지스터(TDT)를 더 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)는, 터치 전극(TE) 또는 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결된 제1 전극(E1)과, 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 제2 전극(E2)과, 게이트 전극(EG)을 포함할 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 제2 전극(E2)는 베이스 전압 라인(BASL)과 연결되어, 베이스 전압 라인(BASL)으로부터 베이스 전압(VBASE)을 인가 받을 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 게이트 전극(EG)은 터치 트랜지스터(TDT)의 제1 전극(E1) 또는 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 터치 트랜지스터(TDT)는 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터일 수 있다. 이에 따라, 터치 트랜지스터(TDT)는 다이오드처럼 동작할 수 있다.

도 6을 참조하면, 예를 들어, 베이스 전압(VBASE)은, 발광 소자(ED)의 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(EVSS)과, 구동 타이밍에 따라 발광 소자(ED)의 픽셀 전극(PE)에 인가 가능한 기준 전압(VREF)과, 표시 패널(110)에 인가되는 그라운드 전압(GND) 등 중 하나일 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 터치 회로(400)는, 베이스 전압(VBASE)과 다른 DC 구동 전압(VIN)을 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공급하고, 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)의 변화량을 센싱하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정할 수 있다.

도 6을 참조하면, 터치 회로(400)의 터치 구동 회로(410)는, 베이스 전압(VBASE)과 다른 DC 구동 전압(VIN)을 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공급하고, 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)를 센싱할 수 있다.

도 6을 참조하면, 터치 구동 회로(410)는 멀티플렉서 회로(MUX) 및 전치 증폭기(PRE-AMP) 등을 포함할 수 있다.

멀티플렉서 회로(MUX)는 다수의 터치 라인(TL) 중 센싱하고자 하는 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인(TL)을 선택하여, 선택된 터치 라인(TL)을 전치 증폭기(PRE-AMP)와 연결해준다.

전치 증폭기(PRE-AMP)는 DC 구동 전압(VIN)이 인가되는 제1 입력단(IN1)과, 멀티플렉서 회로(MUX)에 의해 선택된 터치 라인(TL)이 연결되는 제2 입력단(IN2)과, 출력 신호(Vout)가 출력되는 출력단(OUT)을 포함할 수 있으며, 제2 입력단(IN2)과 출력단(OUT) 사이에 연결된 피드백 캐패시터(Cfb)를 더 포함할 수 있다. 제1 입력단(IN1)은 비반전 입력단이고, 제2 입력단(IN2)은 반전 입력단일 수 있다. 이러한 전치 증폭기(PRE-AMP)는 전하 증폭기(Charge Amplifier)라고도 한다.

도 6을 참조하면, 터치 구동 회로(410)는 전치 증폭기(PRE-AMP)의 제2 입력단(IN2)과 출력단(OUT) 사이에 연결된 리셋 스위치(RST)를 더 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, DC 구동 전압(VIN)은, 전압 레벨이 변화하지 않는 DC 전압이다. DC 구동 전압(VIN)은, 전치 증폭기(PRE-AMP)의 제1 입력단(IN1)에 입력되어, 제2 입력단(IN2)을 통해 제2 입력단(IN2)과 연결된 터치 라인(TL)에 공급되고, 터치 라인(TL)을 통해 센싱 하고자 하는 터치 전극(TE)에 공급될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 터치 전극(TE)에 DC 구동 전압(VIN)이 인가되고, 터치 트랜지스터(TDT)의 제2 전극(E2)에 DC 구동 전압(VIN)과 다른 전압 값을 갖는 베이스 전압(VBASE)이 인가되면, 터치 트랜지스터(TDT)의 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 전위차가 발생한다. 이에 따라, 터치 라인(TL)에 전류(Isense)가 흐르게 된다.

도 7을 참조하면, N번재 프레임(Frame #N) 동안, 터치 구동 회로(410)가 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)를 센싱할 때, 리셋 스위치(RST)의 온-오프를 제어하는 제어 신호는 턴-온을 위한 하이 레벨 전압(HV)과 턴-오프를 위한 로우 레벨 전압(LV)을 교번하면서 스윙할 수 있다.

도 7을 참조하면, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)의 전류량은, 리셋 스위치(RST)의 온-오프 타이밍에 맞추어, 하이 레벨 전류량(HL)과 0(Zero)의 전류량 사이에서 변화한다. 즉, 리셋 스위치(RST)가 턴-온 될 때, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)의 전류량은 0이 되고, 리셋 스위치(RST)가 턴-오프 될 때, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류량은 하이 레벨 전류량(HL)이 된다.

도 7을 참조하면, 리셋 스위치(RST)가 턴-오프 될 때, 피드백 캐패시터(Cst)에는 전하가 차징되고, 리셋 스위치(RST)가 턴-온 될 때, 피드백 캐패시터(Cst)에 차장된 전하는 리셋(방전) 된다. 따라서, 전치 증폭기(PRE-AMP)에서 출력되는 출력 신호(Vout)는 톱니 모양의 파형을 그리게 된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 사용자는 손가락(Finger)이나 펜(Pen) 등의 터치 포인터로 터치 조작을 할 수 있다. 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)는 사용자의 터치 조작의 유무(터치 유무)에 따라 달라질 수 있다. 아래에서, 설명의 편의를 위하여, 터치 포인트는 손가락(Finger)인 것으로 가정한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 사용자의 손가락(Finger)이 터치 전극(TE)과 접촉 또는 근접해 있는 경우, 손가락(Finger)과 터치 전극(TE) 사이에 손가락 캐패시터(Cfinger)가 형성될 수 있다. 터치 라인(TL)에 흐르는 전하 중 일부는 손가락 캐패시터(Cfinger)에 차징되기 때문에, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류는 터치 유무에 따라(즉, 손가락 캐패시터(Cfinger)의 형성 유무 또는 손가락 캐패시터(Cfinger)에 차징되는 전하량)에 따라 달라지게 된다.

도 7을 참조하면, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)는 터치가 없을 때에 비해, 터치가 있는 경우에 감소하게 된다. 즉, DC 구동 전압(VIN)이 공급된 터치 전극(TE)과 터치 포인터(손가락, 펜 등)가 가까워질수록 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)는 감소할 수 있다.

이에 따라, 터치 구동 회로(410)의 전치 증폭기(PRE-AMP) 내 피드백 캐패시터(Cfb)에 차징되는 전하량은, 터치 유무에 따라(즉, 손가락 캐패시터(Cfinger)의 형성 유무 또는 손가락 캐패시터(Cfinger)에 차징되는 전하량)에 따라 달라질 수 있다.

터치 회로(400)의 터치 컨트롤러(420)는, 터치 유무에 따라, 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)의 변화량을 센싱하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 다수의 터치 트랜지스터(TDT)는, 서브픽셀 구조와 연계하여 배치될 수 있다.

다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 내에 터치 트랜지스터(TDT)가 배치되거나, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이에 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다. 즉, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역마다 1개 이상의 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다. 또는, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이마다 1개 이상의 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다.

다수의 서브픽셀(SP) 중 일부의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 내에 터치 트랜지스터(TDT)가 배치되거나, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이에 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다. 즉, 다수의 서브픽셀(SP) 중 일부의 서브픽셀(SP) 각각의 영역마다 1개 이상의 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다. 또는, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이마다 1개 이상의 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다.

다수의 터치 라인(TL) 각각에 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT)가 연결될 수 있다. 하나의 터치 전극(TE)에 배치되는 영역에 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 영상 표시를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동을 독립적으로 수행할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 영상 표시를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따르면, 게이트 구동 회로(130) 및 데이터 구동 회로(120)가 화상 표시를 위한 구동 동작하는 동안, 터치 회로(400)는 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로는, DC 구동 전압(VIN)에 의해 터치 구동 동작을 하기 때문에, 터치 구동 동작이 디스플레이 구동에 영향을 끼치지 않을 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로에서, 터치 트랜지스터(TDT)의 연결 구조의 2가지 케이스(Case 1, Case 2)를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)는, 터치 전극(TE) 또는 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결된 제1 전극(E1)과, 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 제2 전극(E2)과, 게이트 전극(EG)을 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)의 제2 전극(E2)는 베이스 전압 라인(BASL)과 연결되어, 베이스 전압 라인(BASL)으로부터 베이스 전압(VBASE)을 인가 받을 수 있다.

도 8을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)는 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터일 수 있다. 이에 따라, 터치 트랜지스터(TDT)는 다이오드처럼 동작할 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)가 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터로 동작하기 위하여, 터치 트랜지스터(TDT)는 2가지 케이스(Case 1, Case 2) 중 하나의 구조를 가질 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 구조가 케이스 1(Case 1)인 경우, 터치 트랜지스터(TDT)의 게이트 전극(EG)은 터치 트랜지스터(TDT)의 제1 전극(E1)과 전기적으로 연결될 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 구조가 케이스 1(Case 1)인 경우, DC 구동 전압(VIN)은 베이스 전압(VBASE)보다 낮은 전압 값을 가질 수 있다. 다시 말해, DC 구동 전압(VIN)이 베이스 전압(VBASE)보다 낮은 경우, 터치 트랜지스터(TDT)는 게이트 전극(EG)이 제1 전극(E1)과 전기적으로 연결된 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터일 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 구조가 케이스 2(Case 2)의 경우, 터치 트랜지스터(TDT)의 게이트 전극(EG)은 터치 트랜지스터(TDT)의 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 구조가 케이스 2(Case 2)인 경우, DC 구동 전압(VIN)은 베이스 전압(VBASE)보다 높은 전압 값을 가질 수 있다. 다시 말해, DC 구동 전압(VIN)이 베이스 전압(VBASE)보다 높은 경우, 터치 트랜지스터(TDT)는 게이트 전극(EG)이 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결된 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터일 수 있다.

도 9는 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 구성을 나타낸 평면도이다. 도 10 및 도 11은 발명의 실시예들에 따른 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서 구성에 대한 단면도이다. 도 10은 도 9에서 좌측 전극 영역(LEA)에 터치 트랜지스터(TDT)가 배치된 영역에서의 단면도이고, 도 11은 도 10에서 터치 트랜지스터(TDT)가 형성된 영역의 확대된 단면도이다. 단, 도 9에서는, 다수의 터치 전극(TE) 중 동일한 컬럼에 배치된 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3)을 예로 든다.

도 9를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각은 개구부들이 있는 메쉬 타입일 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 영역은, 라우팅 영역(RA)과, 라우팅 영역(RA)을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역(LEA)과, 라우팅 영역(RA)을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역(REA)을 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각은 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L), 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R) 및 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL) 등을 포함한다.

둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)은, 좌측 전극 영역(LEA) 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치될 수 있다.

둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)은, 우측 전극 영역(REA) 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치될 수 있다.

둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)은, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)은 라우팅 영역(RA)을 가로질러 로우 방향으로 배치될 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 라우팅 영역(RA)에는 제1 내지 제3 터치 라인(TL1, TL2, TL3)이 컬럼 방향으로 지나가고, 제1 내지 제3 터치 라인(TL1, TL2, TL3) 각각은 해당 터치 전극(TE)에 포함된 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 영역에는 다수의 터치 트랜지스터(TDT)가 배치될 수 있다.

제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 영역에 배치되는 다수의 터치 트랜지스터(TDT)는, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)이 교차하는 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT)와, 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)이 교차하는 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT)와, 복수의 터치 라인(TL1, TL2, TL3)과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)이 교차하는 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT)를 포함할 수 있다.

제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT) 각각에서, 제1 전극(E1)은 전극 컨택홀(CNT_TE)을 통해 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 베이스 컨택홀(CNT_BASE)을 통해 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드가 형성되는 베이스 전압 라인(BASL)과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극(EG)은 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)과 전기적으로 연결되거나 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)에서 돌출된 부분일 수 있다.

제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT) 각각에서, 제1 전극(E1)은 전극 컨택홀(CNT_TE)을 통해 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 베이스 컨택홀(CNT_BASE)을 통해 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드가 형성되는 다른 베이스 전압 라인(BASL)과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극(EG)은 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)과 전기적으로 연결되거나 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)에서 돌출된 부분일 수 있다.

제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT) 중 일부의 터치 트랜지스터(TDT)에서, 제1 전극(E1)은 라인 컨택홀(CNT_TL)을 통해 라우팅 영역(RA)을 지나가는 복수의 터치 라인(TL1, TL2, TL3) 중 하나의 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 베이스 컨택홀(CNT_BASE)을 통해 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드가 형성되는 또 다른 베이스 전압 라인(BASL)과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극(EG)은 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)과 전기적으로 연결되거나 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)에서 돌출된 부분일 수 있다.

제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터(TDT) 중 해당 터치 라인(TL)과 제1 전극(E1)이 전기적으로 연결되는 일부의 터치 트랜지스터(TDT)를 제외한 나머지 터치 트랜지스터(TDT)는, 제1 전극(E1), 제2 전극(E2) 및 게이트 전극(EG)이 플로팅 상태로 되어 있을 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)는 구동 트랜지스터(DRT)와 동일한 층들에 형성되고 유사한 구조를 갖는다. 터치 트랜지스터(TDT)는 구동 트랜지스터(DRT)가 형성될 때 함께 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)의 게이트 전극(EG)은 게이트 절연막(GI) 상에 형성되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 전극(G)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 터치 트랜지스터(TDT)의 게이트 전극(EG)은 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 전극(G)이 형성될 때 함께 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)는 터치-액티브 층(ACT_TDT)을 포함할 수 있다. 터치 트랜지스터(TDT)의 터치-액티브 층(ACT_TDT)은, 게이트 전극(EG)과 중첩되는 채널 영역과, 채널 영역을 기준으로 일 측과 타 측에 위치하며 도체화된 영역들을 포함할 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)의 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)은 터치-액티브 층(ACT_TDT)에서 채널 영역을 기준으로 일 측과 타 측에 위치하며 도체화된 영역들 각각에서 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치-액티브 층(ACT_TDT)에서 도체화된 부분 중에서 제1 전극(E1) 역할을 하는 부분은, 절연층과 그 아래의 제1 층간 절연막(ILD1)의 전극 컨택홀(CNT_TE)을 통해, 기판(SUB) 상에 위치하는 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L)과 연결될 수 있다. 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L)은 라인 컨택홀(TE1_TL)을 통해 제1 터치 라인(TL1)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치-액티브 층(ACT_TDT)에서 도체화된 부분 중에서 제2 전극(E2) 역할을 하는 부분은 절연층(GI와 ILD1 사이에 위치함)의 베이스 컨택홀(CNT_BASE)을 통해, 제1 층간 절연막(ILD1) 상에 위치하는 베이스 전압 라인(BASL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L)과 연결될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 터치 트랜지스터(TDT)의 터치-액티브 층(ACT_TDT)은 구동 트랜지스터(DRT)의 액티브 층(ACT)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 터치 트랜지스터(TDT)의 터치-액티브 층(ACT_TDT)은 구동 트랜지스터(DRT)의 액티브 층(ACT)과 형성될 때 함께 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 베이스 전압 라인(BASL)은 구동 트랜지스터(DRT)의 채널과 중첩되는 라이트 쉴드(LS)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 베이스 전압 라인(BASL)은 라이트 쉴드(LS)가 형성될 때 함께 형성될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 터치 다이오드(TED) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드(TED) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로를 이용하여 터치를 센싱할 때, 구동 타이밍 다이어그램이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드(TED) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로는, 표시 패널(110)의 디스플레이 구성들(특히, 서브픽셀 구성들)과 연계되어 형성된다. 이에, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)을 간략하게 설명하면 아래와 같다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)은, 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 터치 라인(TL)을 더 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(110)은, 다수의 터치 전극(TE)과 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 다수의 터치 다이오드(TED)를 더 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 터치 다이오드(TED)는, 터치 전극(TE) 또는 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결된 제1 전극(E1)과, 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 제2 전극(E2)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 베이스 전압(VBASE)은, 발광 소자(ED)의 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(EVSS)과, 구동 타이밍에 따라 발광 소자(ED)의 픽셀 전극(PE)에 인가 가능한 기준 전압(VREF)과, 표시 패널(110)에 인가되는 그라운드 전압(GND) 등 중 하나일 수 있다.

베이스 전압(VBASE)은 DC 구동 전압(VIN)보다 높은 전압 값을 가질 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 터치 회로(400)는, 공통 전압(EVSS) 등일 수 있는 베이스 전압(VBASE)과 다른 DC 구동 전압(VIN)을 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공급하고, 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)의 변화량을 센싱하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정할 수 있다.

도 12를 참조하면, 터치 회로(400)의 터치 구동 회로(410)는, 베이스 전압(VBASE)과 다른 DC 구동 전압(VIN)을 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공급하고, 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)를 센싱할 수 있다.

도 12를 참조하면, 터치 구동 회로(410)는 멀티플렉서 회로(MUX) 및 전치 증폭기(PRE-AMP) 등을 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 터치 구동 회로(410)는 전치 증폭기(PRE-AMP)의 제2 입력단(IN2)과 출력단(OUT) 사이에 연결된 리셋 스위치(RST)를 더 포함할 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, DC 구동 전압(VIN)은, 전압 레벨이 변화하지 않는 DC 전압이다. DC 구동 전압(VIN)은, 전치 증폭기(PRE-AMP)의 제1 입력단(IN1)에 입력되어, 제2 입력단(IN2)을 통해 제2 입력단(IN2)과 연결된 터치 라인(TL)에 공급되고, 터치 라인(TL)을 통해 센싱 하고자 하는 터치 전극(TE)에 공급될 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 터치 전극(TE)에 DC 구동 전압(VIN)이 인가되고, 터치 다이오드(TED)의 제2 전극(E2)에 DC 구동 전압(VIN)과 다른 전압 값을 갖는 베이스 전압(VBASE)이 인가되면, 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 전위차가 발생한다. 이에 따라, 터치 라인(TL)에 전류(Isense)가 흐르게 된다.

도 13을 참조하면, 터치 구동 회로(410)가 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)를 센싱할 때, 리셋 스위치(RST)의 온-오프를 제어하는 제어 신호는 턴-온을 위한 하이 레벨 전압(HV)과 턴-오프를 위한 로우 레벨 전압(LV)을 교번하면서 스윙할 수 있다.

도 13을 참조하면, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)의 전류량은, 리셋 스위치(RST)의 온-오프 타이밍에 맞추어, 하이 레벨 전류량(HL)과 0(Zero)의 전류량 사이에서 변화한다. 즉, 리셋 스위치(RST)가 턴-온 될 때, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)의 전류량은 0이 되고, 리셋 스위치(RST)가 턴-오프 될 때, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류량은 하이 레벨 전류량(HL)이 된다.

도 13을 참조하면, 리셋 스위치(RST)가 턴-오프 될 때, 피드백 캐패시터(Cst)에는 전하가 차징되고, 리셋 스위치(RST)가 턴-온 될 때, 피드백 캐패시터(Cst)에 차장된 전하는 리셋(방전) 된다. 따라서, 전치 증폭기(PRE-AMP)에서 출력되는 출력 신호(Vout)는 톱니 모양의 파형을 그리게 된다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 사용자는 손가락(Finger)이나 펜(Pen) 등의 터치 포인터로 터치 조작을 할 수 있다. 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)는 사용자의 터치 조작의 유무(터치 유무)에 따라 달라질 수 있다. 아래에서, 설명의 편의를 위하여, 터치 포인트는 손가락(Finger)인 것으로 가정한다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 사용자의 손가락(Finger)이 터치 전극(TE)과 접촉 또는 근접해 있는 경우, 손가락(Finger)과 터치 전극(TE) 사이에 손가락 캐패시터(Cfinger)가 형성될 수 있다. 터치 라인(TL)에 흐르는 전하 중 일부는 손가락 캐패시터(Cfinger)에 차징되기 때문에, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류는 터치 유무에 따라(즉, 손가락 캐패시터(Cfinger)의 형성 유무 또는 손가락 캐패시터(Cfinger)에 차징되는 전하량)에 따라 달라지게 된다.

도 13을 참조하면, 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)는 터치가 없을 때에 비해, 터치가 있는 경우에 감소하게 된다. 즉, DC 구동 전압(VIN)이 공급된 터치 전극(TE)과 터치 포인터(손가락, 펜 등)가 가까워질수록 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)는 감소할 수 있다.

다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 내에 터치 다이오드(TED)가 배치되거나, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이에 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다. 즉, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역마다 1개 이상의 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다. 또는, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이마다 1개 이상의 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다.

다수의 서브픽셀(SP) 중 일부의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 내에 터치 다이오드(TED)가 배치되거나, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이에 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다. 즉, 다수의 서브픽셀(SP) 중 일부의 서브픽셀(SP) 각각의 영역마다 1개 이상의 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다. 또는, 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역 사이마다 1개 이상의 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다.

다수의 터치 라인(TL) 각각에 둘 이상의 터치 다이오드(TED)가 연결될 수 있다. 하나의 터치 전극(TE)에 배치되는 영역에 둘 이상의 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드(TED) 기반의 DC 구동 터치 센서 회로는, DC 구동 전압(VIN)에 의해 터치 구동 동작을 하기 때문에, 터치 구동 동작이 디스플레이 구동에 영향을 끼치지 않을 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드(TED) 기반의 DC 구동 터치 센서 구성을 나타낸 평면도이고, 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 다이오드(TED) 기반의 DC 구동 터치 센서 구성에 대한 단면도이다.

도 15은 도 14에서 좌측 전극 영역(LEA)에 터치 다이오드(TDT)가 배치된 영역에서의 단면도이다. 단, 도 14에서는, 다수의 터치 전극(TE) 중 동일한 컬럼에 배치된 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3)을 예로 든다.

도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각은 메쉬 타입일 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 영역은, 라우팅 영역(RA)과, 라우팅 영역(RA)을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역(LEA)과, 라우팅 영역(RA)을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역(REA)을 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각은, 좌측 전극 영역(LEA) 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과, 우측 전극 영역(REA) 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)을 전기적으로 연결해주며, 라우팅 영역(RA)을 가로질러 로우 방향으로 배치되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)을 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 라우팅 영역(RA)에는 제1 내지 제3 터치 라인(TL1, TL2, TL3)이 컬럼 방향으로 지나갈 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 라인(TL1, TL2, TL3) 각각은 해당 터치 전극(TE)에 포함된 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 터치 전극(TE1, TE2, TE3) 각각의 영역에는 다수의 터치 다이오드(TED)가 배치될 수 있다.

도 14를 참조하면, 다수의 터치 다이오드(TED)는, 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)이 교차하는 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED)와, 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)이 교차하는 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED)와, 복수의 터치 라인(TL1, TL2, TL3)과 둘 이상의 로우 연결 라인 전극(TE1_CL, TE2_CL, TE3_CL)이 교차하는 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED)를 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED) 각각에서, 제1 전극(E1)은 좌측 컬럼 라인 전극(TE1_L, TE2_L, TE3_L)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED) 각각에서, 제1 전극(E1)은 우측 컬럼 라인 전극(TE1_R, TE2_R, TE3_R)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED) 중 일부의 터치 다이오드(TED)에서, 제1 전극(E1)은 라우팅 영역(RA)을 지나가는 복수의 터치 라인(TL1, TL2, TL3) 중 하나의 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드(TED) 중 제1 전극(E1)이 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결된 일부의 터치 다이오드(TED)를 제외한 나머지 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)은 복수의 터치 라인(TL1, TL2, TL3)과 미 연결될 수 있다.

도 15를 참조하면, 터치 다이오드(TED)는 발광 소자(ED)와 동일한 구조를 가질 수 있다.

도 15를 참조하면, 발광 소자(ED)는 픽셀 전극(PE), 발광층(EL) 및 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다.

도 15를 참조하면, 픽셀 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 발광층(EL)이 위치할 수 있다. 픽셀 전극(PE)은 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다.

도 15를 참조하면, 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)은 픽셀 전극(PE)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)은 픽셀 전극(PE)이 형성될 때, 함께 형성될 수 있다.

도 15를 참조하면, 터치 다이오드(TED)의 제2 전극(E2)은 공통 전극(CE)일 수 있다. 터치 다이오드(TED)의 제2 전극(E2)은 공통 전극(CE)이 형성될 때 함께 형성될 수 있다.

도 15를 참조하면, 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에는 발광층(EL)이 위치할 수 있다.

도 15를 참조하면, 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)에 인가되는 베이스 전압(VBASE)과 터치 다이오드(TED)의 제2 전극(E2)에 인가되는 공통 전압(EVSS)의 전압 차이는, 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 위치하는 발광층(EL)을 발광시키지 못하는 전압 차이일 수 있다.

예를 들어, 터치 다이오드(TED)의 제1 전극(E1)에 인가되는 베이스 전압(VBASE)과 터치 다이오드(TED)의 제2 전극(E2)에 인가되는 공통 전압(EVSS)의 전압 차이는, 발광 소자(ED)을 발광시킬 수 있는 픽셀 전극(PE)과 공통 전극(CE)의 전압 차이보다 작을 수 있다.

따라서, 터치 다이오드(TED)가 발광 소자(ED)와 동일한 구조로 형성되더라도, 터치 다이오드(TED)는 발광하지 않아, 터치 다이오드(TED)의 터치 구동 동작이 화상 품질에 영향을 끼치지 않는다.

이상에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 OLED 디스플레이 등과 같은 자체 발광 디스플레이인 경우, DC 구동을 통해 동작하는 터치 센서에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시예들에 따른 DC 구동 터치 센서는 자체 발광 디스플레이와 다르게 백 라이트 유닛을 구비하는 액정 표시 장치 등에도 동일하게 적용될 수 있다. 아래에서는, 이에 대하여 간략하게 설명한다. 단, 터치 트랜지스터(TDT) 기반의 DC 구동 터치 센서를 예로 든다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 액정 표시 장치인 경우, DC 구동 터치 센서 회로를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과 연결된 다수의 서브픽셀(SP)을 포함하고, 다수의 서브픽셀(SP) 각각은 픽셀 전극(PE), 구동 트랜지스터(DRT) 및 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함하고, 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 터치 라인(TL)을 포함하고, 다수의 터치 전극(TE)과 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 라인(BASL) 사이에 전기적으로 연결된 다수의 터치 트랜지스터(TDT) 또는 다수의 터치 다이오드(TED)를 포함하는 표시 패널(110)과, 베이스 전압(VBASE)과 다른 DC 구동 전압(VIN)을 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공급하고, 터치 라인(TL)을 통해 흐르는 전류(Isense)의 변화량을 센싱하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 터치 회로(400)를 포함할 수 있다.

도 16을 참조하면, 각 서브픽셀(SP)에서, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 전극 또는 드레인 전극은 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 드레인 전극 또는 소스 전극은 픽셀 전극(PE)과 전기적으로 연결된다.

도 16을 참조하면, 픽셀 전극(PE)은 액정 표시 장치의 공통 전압(VCOM)이 인가되는 공통 전극(CE)과 스토리지 캐패시터(Cst)를 형성한다. 또한, 픽셀 전극(PE)에는 스토리지 캐패시터(Cst)와 병렬로 연결되는 액정 캐패시터(Clc)가 형성될 수 있다.

터치 트랜지스터(TDT)의 구조, 연결 구조 및 동작 방식과, 터치 트랜지스터(TDT)를 활용한 터치 구동 및 터치 센싱 방법은 이상에서 설명한 것과 동일하다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 구동 방법에 대한 흐름도이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과 연결된 다수의 서브픽셀(SP)을 포함하고, 다수의 서브픽셀(SP) 각각은 발광 소자(ED)에 포함되는 픽셀 전극(PE), 발광 소자(ED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT), 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 데이터 전압(VDATA)을 전달하기 위한 스캔 트랜지스터(SCT) 및 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함하고, 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 터치 라인(TL)을 포함하는 표시 패널(110)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 구동 방법은, 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)에 DC 구동 전압(VIN)을 공급하는 제1 단계(S1710)와, 터치 유무에 따라 터치 라인(TL)에 흐르는 전류(Isense)의 변화량을 센싱하는 제2 단계(S1720)와, 전류(Isense)의 변화량을 센싱한 결과에 따라 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 제3 단계(S1730)를 포함할 수 있다.

터치 전극(TE)은, 터치 트랜지스터(TDT) 또는 터치 다이오드(TED)를 통해 베이스 전압(VBASE)이 인가되는 베이스 전압 노드와 연결될 수 있다.

제1 내지 제3 단계(S1710~S1730)는, 표시 패널(110)에 영상 프레임을 업데이트 하는 동안, 진행될 수 있다. 즉, 터치 구동과 디스플레이 구동은 동시에 진행될 수 있다.

베이스 전압(VBASE)은 DC 구동 전압(VIN)과 다른 전압 값을 가질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 의하면, OLED 패널 등과 같은 자체 발광 표시 패널에 터치 센서가 내장된 구조를 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 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 표시 장치 110: 표시 패널
120: 데이터 구동 회로 130: 게이트 구동 회로
140: 디스플레이 컨트롤러 400: 터치 회로
410: 터치 구동 회로 420: 터치 컨트롤러

Claims

다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인과 연결된 다수의 서브픽셀을 포함하고, 상기 다수의 서브픽셀 각각은 발광 소자에 포함되는 픽셀 전극, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 제1 노드로 데이터 전압을 전달하기 위한 스캔 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터의 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하고, 상기 다수의 터치 전극 및 상기 다수의 터치 라인을 포함하고, 상기 다수의 터치 전극과 베이스 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 다수의 터치 트랜지스터 또는 다수의 터치 다이오드를 포함하는 표시 패널;
상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로;
상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로; 및
상기 베이스 전압 노드에 인가되는 베이스 전압과 다른 DC 구동 전압을 상기 터치 라인을 통해 상기 터치 전극으로 공급하고, 상기 터치 라인을 통해 흐르는 전류의 변화량을 센싱하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 터치 회로를 포함하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 게이트 구동 회로 및 상기 데이터 구동 회로가 화상 표시를 위한 구동 동작하는 동안, 상기 터치 회로는 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 DC 구동 전압이 공급된 상기 터치 전극과 터치 포인터가 가까워질수록 상기 전류는 감소하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 전압은,
상기 발광 소자의 공통 전극에 인가되는 공통 전압과,
구동 타이밍에 따라 상기 발광 소자의 픽셀 전극에 인가 가능한 기준 전압과,
상기 표시 패널에 인가되는 그라운드 전압 중 하나인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 서브픽셀 각각의 영역 내에 상기 터치 트랜지스터 또는 상기 터치 다이오드가 배치되거나, 상기 다수의 서브픽셀 각각의 영역 사이에 상기 터치 트랜지스터 또는 상기 터치 다이오드가 배치되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치 전극 각각의 영역에 둘 이상의 터치 트랜지스터 또는 둘 이상의 터치 다이오드가 배치되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치 전극 각각은 메쉬 타입이고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 영역은, 라우팅 영역과, 상기 라우팅 영역을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역과, 상기 라우팅 영역을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역을 포함하고,
상기 다수의 터치 전극 각각은,
상기 좌측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과, 상기 우측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과, 상기 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극을 전기적으로 연결해주며, 상기 라우팅 영역을 가로질러 로우 방향으로 배치되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극을 포함하고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 라우팅 영역에는 상기 복수의 터치 라인이 컬럼 방향으로 지나가고, 상기 복수의 터치 라인 각각은 해당 터치 전극에 포함된 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 트랜지스터는, 상기 터치 전극 또는 상기 터치 라인과 전기적으로 연결된 제1 전극과, 상기 베이스 전압이 인가되는 제2 전극과, 게이트 전극을 포함하고,
상기 터치 트랜지스터는 다이오드 커넥티드(Diode Connected) 트랜지스터인 터치 표시 장치.
제8항에 있어서,
상기 DC 구동 전압이 상기 베이스 전압보다 낮은 경우, 상기 터치 트랜지스터는 게이트 전극이 제1 전극과 전기적으로 연결된 다이오드 커넥티드 트랜지스터이고,
상기 DC 구동 전압이 상기 베이스 전압보다 높은 경우, 상기 터치 트랜지스터는 게이트 전극이 제2 전극과 전기적으로 연결된 다이오드 커넥티드 트랜지스터인 터치 표시 장치.
제8항에 있어서,
상기 터치 전극은 메쉬 타입이고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 영역은, 라우팅 영역과, 상기 라우팅 영역을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역과, 상기 라우팅 영역을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역을 포함하고,
상기 다수의 터치 전극 각각은,
상기 좌측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과, 상기 우측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과, 상기 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극을 전기적으로 연결해주며, 상기 라우팅 영역을 가로질러 로우 방향으로 배치되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극을 포함하고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 라우팅 영역에는 상기 복수의 터치 라인이 컬럼 방향으로 지나가고, 상기 복수의 터치 라인 각각은 해당 터치 전극에 포함된 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 영역에는 다수의 터치 트랜지스터가 배치되고,
상기 다수의 터치 트랜지스터는,
상기 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터와,
상기 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터와,
상기 복수의 터치 라인과 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 트랜지스터를 포함하는 터치 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 트랜지스터 각각에서, 제1 전극은 상기 좌측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 상기 베이스 전압 노드가 형성되는 베이스 전압 라인과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극은 상기 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되거나 둘 이상의 로우 연결 라인 전극에서 돌출된 부분이고,
상기 제2 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 트랜지스터 각각에서, 제1 전극은 상기 우측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 상기 베이스 전압 노드가 형성되는 다른 베이스 전압 라인과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극은 상기 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되거나 둘 이상의 로우 연결 라인 전극에서 돌출된 부분이고,
상기 제3 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 트랜지스터 중 일부의 터치 트랜지스터에서, 제1 전극은 상기 라우팅 영역을 지나가는 상기 복수의 터치 라인 중 하나의 터치 라인과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 상기 베이스 전압 노드가 형성되는 또 다른 베이스 전압 라인과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극은 상기 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되거나 둘 이상의 로우 연결 라인 전극에서 돌출된 부분이고,
상기 제3 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 트랜지스터 중 상기 일부의 터치 트랜지스터를 제외한 나머지 터치 트랜지스터는 제1 전극, 제2 전극 및 게이트 전극이 플로팅 상태로 되어 있는 터치 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 터치 트랜지스터는 터치-액티브 층을 포함하고,
상기 터치 트랜지스터의 상기 터치-액티브 층은, 게이트 전극과 중첩되는 채널 영역과, 상기 채널 영역을 기준으로 일 측과 타 측에 위치하며 도체화된 영역들을 포함하고,
상기 터치 트랜지스터의 제1 전극과 제2 전극은 상기 터치-액티브 층에서 상기 채널 영역을 기준으로 일 측과 타 측에 위치하며 도체화된 영역들 각각에서 형성되고,
상기 터치 트랜지스터의 상기 터치-액티브 층은 상기 구동 트랜지스터의 액티브 층과 동일한 물질을 포함하고,
상기 터치 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 물질을 포함하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 다이오드는, 상기 터치 전극 또는 상기 터치 라인과 전기적으로 연결된 제1 전극과, 상기 베이스 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 터치 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 베이스 전압은 상기 DC 구동 전압보다 높은 전압 값을 갖는 터치 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 터치 전극은 메쉬 타입이고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 영역은, 라우팅 영역과, 상기 라우팅 영역을 기준으로 좌측에 위치하는 좌측 전극 영역과, 상기 라우팅 영역을 기준으로 우측에 위치하는 우측 전극 영역을 포함하고,
상기 다수의 터치 전극 각각은,
상기 좌측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과, 상기 우측 전극 영역 내에 위치하되, 컬럼 방향으로 배치된 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과, 상기 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극을 전기적으로 연결해주며, 상기 라우팅 영역을 가로질러 로우 방향으로 배치되는 둘 이상의 로우 연결 라인 전극을 포함하고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 라우팅 영역에는 상기 복수의 터치 라인이 컬럼 방향으로 지나가고, 상기 복수의 터치 라인 각각은 해당 터치 전극에 포함된 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극과 전기적으로 연결되고,
상기 다수의 터치 전극 각각의 영역에는 다수의 터치 다이오드가 배치되고,
상기 다수의 터치 다이오드는,
상기 둘 이상의 좌측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제1 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드와,
상기 둘 이상의 우측 컬럼 라인 전극과 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제2 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드와,
상기 복수의 터치 라인과 상기 둘 이상의 로우 연결 라인 전극이 교차하는 제3 교차 영역에 배치되는 둘 이상의 터치 다이오드를 포함하는 터치 표시 장치.
제15항에 있어서,
상기 제1 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 다이오드 각각에서, 제1 전극은 상기 좌측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 상기 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결되고,
상기 제2 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 다이오드 각각에서, 제1 전극은 상기 우측 컬럼 라인 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 상기 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결되고,
상기 제3 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 다이오드 중 일부의 터치 다이오드에서, 제1 전극은 상기 라우팅 영역을 지나가는 상기 복수의 터치 라인 중 하나의 터치 라인과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 상기 베이스 전압 노드와 전기적으로 연결되고,
상기 제3 교차 영역에 배치되는 상기 둘 이상의 터치 다이오드 중 상기 일부의 터치 다이오드를 제외한 나머지는 터치 다이오드의 제1 전극은 상기 복수의 터치 라인과 미 연결되는 터치 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 터치 다이오드는 상기 발광 소자와 동일한 구조를 갖는 터치 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 발광 소자는 픽셀 전극, 발광층 및 공통 전극을 포함하고,
상기 픽셀 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 발광층이 위치하고,
상기 픽셀 전극은 상기 구동 트랜지스터의 제2 노드와 전기적으로 연결되고,
상기 터치 다이오드의 제1 전극은 상기 픽셀 전극과 동일한 물질을 포함하고,
상기 터치 다이오드의 제2 전극은 상기 공통 전극이고,
상기 터치 다이오드의 제1 전극과 제2 전극 사이에는 상기 발광층이 위치하는 터치 표시 장치.
제18항에 있어서,
상기 터치 다이오드의 제1 전극에 인가되는 베이스 전압과 상기 터치 다이오드의 제2 전극에 인가되는 공통 전압의 전압 차이는, 상기 발광 소자를 발광시킬 수 있는 픽셀 전극과 공통 전극의 전압 차이보다 작은 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 표시 패널은 하부 발광하는 터치 표시 장치.
구동 트랜지스터;
픽셀 전극, 발광층 및 공통 전극을 포함하는 발광 소자;
상기 공통 전극 상에 배치된 봉지층;
터치 회로와 전기적으로 연결되는 터치 전극; 및
상기 터치 전극과 전기적으로 연결된 제1 전극과, 베이스 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 포함하고,
상기 제1 전극은, 상기 구동 트랜지스터의 액티브 층과 동일한 물질의 액티브 층이 도체화된 부분이거나, 상기 픽셀 전극과 동일한 물질의 전극이고,
상기 제2 전극은 상기 구동 트랜지스터의 액티브 층과 동일한 물질의 액티브 층이 도체화된 다른 부분이거나, 상기 공통 전극과 동일한 물질의 전극이고,
상기 터치 트랜지스터의 경우, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 물질의 게이트 전극을 더 포함하고,
상기 터치 다이오드의 경우, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 상기 발광층을 더 포함하는 터치 표시 장치.
제21항에 있어서,
상기 터치 전극에는 DC 구동 전압이 인가되고,
상기 베이스 전압은 상기 공통 전극에 인가되는 공통 전압과, 구동 타이밍에 따라 상기 픽셀 전극에 인가 가능한 기준 전압과, 그라운드 전압 중 하나인 터치 표시 장치.
다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인과 연결된 다수의 서브픽셀을 포함하고, 상기 다수의 서브픽셀 각각은 발광 소자에 포함되는 픽셀 전극, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 제1 노드로 데이터 전압을 전달하기 위한 스캔 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터의 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하고, 상기 다수의 터치 전극 및 상기 다수의 터치 라인을 포함하는 표시 패널을 포함하는 터치 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
상기 터치 라인을 통해 상기 터치 전극에 DC 구동 전압을 공급하는 제1 단계;
터치 유무에 따라 상기 터치 라인에 흐르는 전류의 변화량을 센싱하는 제2 단계; 및
상기 전류의 변화량을 센싱한 결과에 따라 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정하는 제3 단계를 포함하고,
상기 터치 전극은, 터치 트랜지스터 또는 터치 다이오드를 통해 베이스 전압 노드와 연결되는 터치 표시 장치의 구동 방법.
제23항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 단계는, 상기 표시 패널에 영상 프레임을 업데이트 하는 동안, 진행되는 터치 표시 장치의 구동 방법.
제23항에 있어서,
상기 베이스 전압 노드에 인가되는 베이스 전압은 상기 DC 구동 전압과 다른 전압 값을 갖는 터치 표시 장치의 구동 방법.