KR20220046289A

KR20220046289A - 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법

Info

Publication number: KR20220046289A
Application number: KR1020200129522A
Authority: KR
Inventors: 이준원
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-04-14

Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 4가지 방향으로 터치 전극들을 스캐닝 함으로써, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 멀티 터치를 센싱함에도 고스트 노이즈를 제거할 수 있다.

Description

터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE AND TOUCH SENSING METHOD}

본 발명의 실시예들은 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등과 같은 여러 가지 표시 장치가 활용되고 있다.

이러한 표시 장치 중에는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력 방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공할 수 있는 터치 표시 장치가 있다.

종래의 터치 표시 장치의 경우, 멀티-터치 시, 실제로 터치 하지 않은 지점이 터치 위치로 오인되는 고스트 현상이 발생하는 문제점이 있어 왔다.

본 발명의 실시예들은 고스트 노이즈를 제어하여 정확한 멀티 터치를 센싱할 수 있는 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 셀프-캐패시턴스에 기반하여 멀티 터치를 센싱함에도 고스트 노이즈를 제거할 수 있는 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 4가지 방향으로 터치 전극들을 스캐닝 할 수 있는 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다수의 터치 픽셀과, 다수의 터치 픽셀 각각을 서로 다른 제1 내지 제4 방향으로 스캐닝 하여 터치 좌표를 검출하는 터치 센싱 회로를 포함하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

다수의 터치 픽셀은, 임의의 기준 터치 픽셀과, 기준 터치 픽셀과 제1 방향으로 인접하게 위치하는 제1 터치 픽셀과, 기준 터치 픽셀과 제2 방향으로 인접하게 위치하는 제2 터치 픽셀과, 기준 터치 픽셀과 제3 방향으로 인접하게 위치하는 제3 터치 픽셀과, 기준 터치 픽셀과 제4 방향으로 인접하게 위치하는 제4 터치 픽셀을 포함할 수 있다.

기준 터치 픽셀, 제1 터치 픽셀, 제2 터치 픽셀, 제3 터치 픽셀 및 제4 터치 픽셀 각각은 제1 터치 전극, 제2 터치 전극, 제3 터치 전극 및 제4 터치 전극을 포함할 수 있다.

기준 터치 픽셀의 제1 터치 전극은 제1 터치 픽셀의 제1 터치 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 기준 터치 픽셀의 제2 터치 전극은 제2 터치 픽셀의 제2 터치 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 기준 터치 픽셀의 제3 터치 전극은 제3 터치 픽셀의 제3 터치 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 기준 터치 픽셀의 제4 터치 전극은 제4 터치 픽셀의 제4 터치 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 방향은 Y축 방향이고, 제2 방향은 X축 방향이고, 제3 방향은 좌하향 대각선 방향이고, 제4 방향은 우하향 대각선 방향일 수 있다.

터치 센싱 회로는 제1 방향으로 연결된 제1 터치 전극들을 포함하는 제1 터치 전극 그룹들을 제2 방향으로 스캐닝 하여, 제1 센싱 데이터를 획득하고, 제2 방향으로 연결된 제2 터치 전극들을 포함하는 제2 터치 전극 그룹들을 제1 방향으로 스캐닝 하여, 제2 센싱 데이터를 획득하고, 제3 방향으로 연결된 제3 터치 전극들을 포함하는 제3 터치 전극 그룹들을 제4 방향으로 스캐닝 하여, 제3 센싱 데이터를 획득하고, 제4 대각선 방향으로 연결된 제4 터치 전극들을 포함하는 제4 터치 전극 그룹들을 제3 방향으로 스캐닝 하여, 제4 센싱 데이터를 획득하고, 제1 내지 제4 센싱 데이터에 근거하여 둘 이상의 터치 각각에 대한 터치 좌표를 구별하여 검출할 수 있다.

터치 센싱 회로는, 기준 터치 픽셀에 포함된 제1 내지 제4 터치 전극 중 하나를 선택하는 멀티플렉서 회로와, 터치 구동 신호를 입력 받아 멀티플렉서 회로에 의해 선택된 터치 전극으로 공급하고, 멀티플렉서 회로에 의해 선택된 터치 전극의 캐패시턴스에 대응되는 신호를 출력하는 전하 증폭기와, 전하 증폭기에서 출력된 신호와 대응되는 디지털 센싱 값을 출력하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함할 수 있다.

터치 표시 장치는, 기준 터치 픽셀의 제1 터치 전극과 제1 터치 픽셀의 제1 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제1 연결 라인과, 기준 터치 픽셀의 제2 터치 전극과 제2 터치 픽셀의 제2 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제2 연결 라인과, 기준 터치 픽셀의 제3 터치 전극과 제3 터치 픽셀의 제3 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제3 연결 라인과, 기준 터치 픽셀의 제4 터치 전극과 제4 터치 픽셀의 제4 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제4 연결 라인을 포함할 수 있다.

터치 표시 장치는, 다수의 터치 픽셀에 포함된 일부의 터치 전극들과 터치 센싱 회로를 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들을 더 포함할 수 있다.

터치 라우팅 배선들은, 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제1 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제1 터치 라우팅 배선들과, 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제2 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제2 터치 라우팅 배선들과, 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제3 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제3 터치 라우팅 배선들과, 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제4 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제4 터치 라우팅 배선들을 포함할 수 있다.

터치 표시 패널은, 표시영역과 표시영역의 외곽인 비-표시영역을 포함하고, 비-표시영역은, 표시영역의 좌측에 위치하는 좌측 비-표시영역, 표시영역의 우측에 위치하는 비-표시영역, 표시영역의 상측에 위치하는 상측 비-표시영역, 및 표시영역의 하측에 위치하며 터치 센싱 회로가 전기적으로 연결되는 하측 비-표시영역을 포함할 수 있다.

제1 터치 라우팅 배선들은 하측 비-표시영역에 배치되고, 제2 터치 라우팅 배선들은 좌측 비-표시영역과 우측 비-표시영역에 교번하여 배치되고, 제3 터치 라우팅 배선들 중 적어도 하나는 우측 비-표시영역 또는 좌측 비-표시영역에 배치되고, 제4 터치 라우팅 배선들 중 적어도 하나는 좌측 비-표시영역 또는 우측 비-표시영역에 배치될 수 있다.

터치 표시 장치는, 다수의 터치 픽셀이 배치된 터치 표시 패널을 더 포함하되, 터치 표시 패널은 영상 표시를 위한 다수의 서브픽셀을 포함하고, 다수의 서브픽셀 각각은 픽셀 전극 및 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.

다수의 터치 픽셀 각각이 차지하는 영역은 4개 이상의 서브픽셀이 차지하는 영역과 중첩될 수 있다.

터치 표시 패널은, 픽셀 전극 상의 발광층과, 발광층 상의 공통 전극과, 공통 전극 상의 봉지층과, 비-표시영역에 위치하며 터치 센싱 회로가 전기적으로 연결되는 터치 패드들을 포함하는 터치 패드부와, 다수의 터치 픽셀에 포함된 일부의 터치 전극들과 터치 패드들을 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들을 포함할 수 있다.

다수의 터치 픽셀은 봉지층 상에 배치될 수 있다.

봉지층은 외곽에서 경사면을 갖고, 터치 라우팅 배선들은 봉지층의 경사면을 따라 하강하여 터치 패드들과 연결될 수 있다.

터치 라우팅 배선들 중 일부는 제1 내지 제4 터치 전극과 동일한 층에 배치되고, 다른 일부는 제1 내지 제4 터치 전극과 다른 층에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시에들은, 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 제3 터치 전극들 및 제4 터치 전극들을 포함하는 다수의 터치 전극과, 제2 터치 전극들을 제1 방향으로 스캐닝 하여 제1 센싱 데이터를 획득하고, 제1 터치 전극을 제2 방향으로 스캐닝 하여 제2 센싱 데이터를 획득하고, 제4 터치 전극들을 제3 방향으로 스캐닝 하여 제3 센싱 데이터를 획득하고, 제3 터치 전극들을 제4 방향으로 스캐닝 하여 제4 센싱 데이터를 획득하는 터치 센싱 회로를 포함하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

위에서 언급한 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향 및 제4 방향은 서로 다른 방향들일 수 있다.

제1 방향과 제2 방향이 이루는 각도는 90도이고, 제1 방향과 제3 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도이고, 제1 방향과 제4 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도일 수 있다.

제1 터치 전극, 제2 터치 전극, 제3 터치 전극 및 제4 터치 전극은 서로 인접하게 배치되며 2행 2열로 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 다수의 터치 전극을 4가지 방향으로 스캐닝 하여 제1 내지 제4 센싱 데이터를 획득하는 제1 단계와, 제1 내지 제4 센싱 데이터에 근거하여 멀티 터치를 센싱하는 제2 단계를 포함하는 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.

위에서 언급한 4가지 방향은 서로 다른 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향 및 제4 방향을 포함할 수 있다.

위에서 언급한 제1 단계는, 다수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들을 제2 방향으로 스캐닝 하여 제2 센싱 데이터를 획득하는 단계와, 다수의 터치 전극 중 제2 터치 전극들을 제1 방향으로 스캐닝 하여 제1 센싱 데이터를 획득하는 단계와, 다수의 터치 전극 중 제3 터치 전극들을 제4 방향으로 스캐닝 하여 제4 센싱 데이터를 획득하는 단계와, 다수의 터치 전극 중 제4 터치 전극들을 제3 방향으로 스캐닝 하여 제3 센싱 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 고스트 노이즈를 제어하여 정확한 멀티 터치를 센싱할 수 있는 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 멀티 터치를 센싱함에도 고스트 노이즈를 제거할 수 있는 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 4가지 방향으로 터치 전극들을 스캐닝 할 수 있는 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센싱 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 픽셀들과 터치 전극들에 대한 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 X축 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 Y축 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 우하향 대각선 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 좌하향 대각선 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 4가지 방향 스캐닝 순서에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센싱 회로가 4가지 방향 스캐닝을 통해 획득하는 4가지 센싱 데이터와, 이를 통해 멀티 터치를 정확하게 센싱하는 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센싱 회로에 포함된 터치 구동 회로를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센서 구조를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 서브픽셀의 등가 회로이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센서 구조의 일부 단면도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 방법의 흐름도들이다.

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 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 터치 표시 패널(110)과, 영상 표시를 위하여 터치 표시 패널(110)을 구동하는 디스플레이 구동 회로를 포함할 수 있다.

디스플레이 구동 회로는 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130) 등을 포함할 수 있으며, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(140)를 더 포함할 수 있다.

터치 표시 패널(110)은 기판(SUB)과, 기판(SUB) 상에 배치되는 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL) 등의 신호 배선들을 포함할 수 있다. 터치 표시 패널(110)은 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과 연결된 다수의 서브픽셀(SP)을 포함할 수 있다.

터치 표시 패널(110)은 영상이 표시되는 표시영역(DA)과 영상이 표시되지 않고 표시영역(DA)과 다른 비-표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 터치 표시 패널(110)에서, 표시영역(DA)에는 이미지를 표시하기 위한 다수의 서브픽셀(SP)이 배치되고, 비-표시영역(NDA)에는 디스플레이 구동 회로들(120, 130, 140)이 전기적으로 연결되거나 구동 회로들(120, 130, 140)이 실장 될 수 있고, 집적회로 또는 인쇄회로 등이 연결되는 패드부가 배치될 수도 있다.

데이터 구동 회로(120)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하기 위한 회로로서, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 신호들을 공급할 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하기 위한 회로서, 다수의 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호들을 공급할 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위하여 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동 회로(120)에 공급할 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동 회로(130)에 공급할 수 있다.

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 데이터 구동 회로(120)에 공급하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE: Data Enable), 클럭 신호 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템(150))로부터 수신한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE), 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 제어 신호들(DCS, GCS)을 생성하여 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)로 출력한다.

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 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)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(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식으로 터치 표시 패널(110)과 연결되거나, 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 또는 칩 온 패널(COP: Chip On Panel) 방식으로 터치 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현되어 터치 표시 패널(110)과 연결될 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 디스플레이 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 턴-온 레벨 전압의 게이트 신호를 출력하거나 턴-오프 레벨 전압의 게이트 신호를 출력할 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인(GL)으로 턴-온 레벨 전압의 게이트 신호를 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동할 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식으로 터치 표시 패널(110)과 연결되거나, 칩 온 글래스(COG) 또는 칩 온 패널(COP) 방식으로 터치 표시 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 칩 온 필름(COF) 방식에 따라 터치 표시 패널(110)과 연결될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(130)는 게이트 인 패널(GIP: Gate In Panel) 타입으로 터치 표시 패널(110)의 비-표시영역(NDA)에 형성될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 기판(SUB) 상에 배치되거나 기판(SUB)에 연결될 수 있다. 즉, 게이트 구동 회로(130)는 GIP 타입인 경우 기판(SUB)의 비-표시영역(NDA)에 배치될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 칩 온 글래스(COG) 타입, 칩 온 필름(COF) 타입 등인 경우 기판(SUB)에 연결될 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는, 게이트 구동 회로(130)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 열리면, 디스플레이 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터(Data)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급할 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는 터치 표시 패널(110)의 일 측(예: 상측 또는 하측)에 연결될 수도 있다. 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라, 데이터 구동 회로(120)는 터치 표시 패널(110)의 양 측(예: 상측과 하측)에 모두 연결되거나, 터치 표시 패널(110)의 4 측면 중 둘 이상의 측면에 연결될 수도 있다.

게이트 구동 회로(130)는 터치 표시 패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에 연결될 수도 있다. 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라, 게이트 구동 회로(130)는 터치 표시 패널(110)의 양 측(예: 좌측과 우측)에 모두 연결되거나, 터치 표시 패널(110)의 4 측면 중 둘 이상의 측면에 연결될 수도 있다.

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 있으며, 타이밍 컨트롤러와 다른 제어장치일 수도 있으며, 제어장치 내 회로일 수도 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는, IC (Integrate Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), 또는 프로세서(Processor) 등의 다양한 회로나 전자 부품으로 구현될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 인쇄회로기판, 가요성 인쇄회로 등에 실장되고, 인쇄회로기판, 가요성 인쇄회로 등을 통해 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 미리 정해진 하나 이상의 인터페이스에 따라 데이터 구동 회로(120)와 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 인터페이스는 LVDS (Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, EPI 인터페이스, SPI (Serial Peripheral Interface) 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는 하나 이상의 레지스터 등의 기억매체를 포함할 수 있다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 액정표시장치 등의 백 라이트 유닛을 포함하는 디스플레이일 수도 있고, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 퀀텀닷(Quantum Dot) 디스플레이, 마이크로 LED (Micro Light Emitting Diode) 디스플레이 등의 자발광 디스플레이일 수 있다.

본 발명의 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 발광소자를 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 터치 센싱 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 시스템은, 터치 표시 패널(110)에 배치되며 제1 터치 전극들(TE1), 제2 터치 전극들(TE2), 제3 터치 전극들(TE3) 및 제4 터치 전극들(TE4)을 포함하는 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)을 센싱하기 위한 터치 센싱 회로(200)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 시스템은, 터치 표시 패널(110)에 배치되며 다수의 터치 전극(TE) 중 일부의 터치 전극들과 터치 센싱 회로(200)를 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들(TRW1, TRW2, TRW3, TRW4)을 더 포함할 수 있다.

다수의 터치 전극(TE)은 터치 표시 패널(110)의 표시영역(DA)에 배치될 수 있다. 터치 라우팅 배선들(TRW1, TRW2, TRW3, TRW4)은 터치 표시 패널(110)의 비-표시영역(NDA)에 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 공급하고 다수의 터치 전극(TE)을 센싱하여 센싱 데이터들을 획득하는 터치 구동 회로(210)와, 터치 구동 회로(210)에서 획득된 센싱 데이터들을 이용하여 터치 유무나 터치 좌표를 검출하는 터치 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다.

터치 구동 회로(210) 및 터치 컨트롤러(220)는 분리되어 별도로 구현될 수도 있고, 하나로 통합되어 구현될 수도 있다. 터치 구동 회로(210)는 데이터 구동 회로(120)와 분리되어 별도로 구현될 수도 있고, 데이터 구동 회로(120)와 통합되어 구현될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 터치 구동 회로(210)는 터치 표시 패널(110)의 비-표시영역(NDA)에서의 터치 패드부(TPAD)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(210)는 터치 표시 패널(110)의 비-표시영역(NDA)에서의 터치 패드부(TPAD)에 직접 실장 되거나, 터치 패드부(TPAD)에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판 상에 실장 될 수도 있다.

터치 구동 회로(210)는 리드아웃 집적회로(ROIC: Readout IC)라고도 한다. 터치 컨트롤러(220)는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)이라고도 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 표시 패널(110)은 다수의 터치 픽셀(TPXL: Touch Pixel)을 포함할 수 있다. 여기서, 터치 픽셀(TPXL: Touch Pixel)은 하나의 터치 좌표를 결정할 수 있는 터치 센서의 기본 단위일 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 표시 패널(110)에서, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 각각은 제1 터치 전극(TE1), 제2 터치 전극(TE2), 제3 터치 전극(TE3) 및 제4 터치 전극(TE4)을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제1 터치 전극(TE1), 제2 터치 전극(TE2), 제3 터치 전극(TE3) 및 제4 터치 전극(TE4)은 서로 인접하게 배치되며, 2행 2열로 배열될 수 있다. 각 터치 픽셀(TPXL)에서의 제1 터치 전극(TE1)의 위치는 동일하고, 각 터치 픽셀(TPXL)에서의 제2 터치 전극(TE2)의 위치는 동일하고, 각 터치 픽셀(TPXL)에서의 제3 터치 전극(TE3)의 위치는 동일하고, 각 터치 픽셀(TPXL)에서의 제4 터치 전극(TE4)의 위치는 동일할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 터치 센싱 회로(200)는 제1 터치 전극들(TE1)을 제2 방향으로 스캐닝 하여 제2 센싱 데이터를 획득하고, 제2 터치 전극들(TE2)을 제1 방향으로 스캐닝 하여 제1 센싱 데이터를 획득하고, 제3 터치 전극들(TE3)을 제4 방향으로 스캐닝 하여 제4 센싱 데이터를 획득하고, 제4 터치 전극들(TE4)을 제3 방향으로 스캐닝 하여 제3 센싱 데이터를 획득할 수 있다.

도 2를 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 제1 시점에 제1 터치 전극들(TE1)을 스캐닝하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에는 제1 시점에 스캐닝 되었던 제1 터치 전극들(TE1)로부터 제2 방향에 위치하는 제1 터치 전극들(TE1)을 스캐닝 할 수 있다. 터치 센싱 회로(200)는 제1 시점에 제2 터치 전극들(TE2)을 스캐닝하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에는 제1 시점에 스캐닝 되었던 제2 터치 전극들(TE2)로부터 제1 방향에 위치하는 제2 터치 전극들(TE2)을 스캐닝 할 수 있다. 터치 센싱 회로(200)는 제1 시점에 제3 터치 전극들(TE3)을 스캐닝하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에는 제1 시점에 스캐닝 되었던 제3 터치 전극들(TE3)로부터 제4 방향에 위치하는 제3 터치 전극들(TE3)을 스캐닝 할 수 있다. 터치 센싱 회로(200)는 제1 시점에 제4 터치 전극들(TE4)을 스캐닝하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에는 제1 시점에 스캐닝 되었던 제4 터치 전극들(TE4)로부터 제3 방향에 위치하는 제4 터치 전극들(TE4)을 스캐닝 할 수 있다.

터치 센싱 회로(200)가 터치 전극들을 스캐닝(Scanning) 한다는 것은, 터치 센싱 회로(200)가 터치 전극들로 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 전극들로부터 신호를 검출하는 것을 의미할 수 있다.

터치 센싱 회로(200)는 제1 내지 제4 센싱 데이터에 근거하여 터치를 센싱할 수 있다. 여기서, 터치 센싱 회로(200)가 터치를 센싱한다는 것은 터치 좌표를 검출한다는 것과 동일한 의미이다.

위에서 언급한 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향 및 제4 방향은 서로 다른 방향들일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향이 이루는 각도는 90도이고, 제1 방향과 제3 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도이고, 제1 방향과 제4 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도일 수 있다.

보다 구체적인 예로서, 제1 방향은 Y축 방향 또는 X축 방향이고, 제2 방향은 X축 방향 또는 Y축 방향이고, 제3 방향은 좌하향 대각선 방향 또는 우하향 대각선 방향이고, 제4 방향은 우하향 대각선 방향 또는 좌하향 대각선 방향일 수 있다.

도 2를 참조하면, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 각각이 차지하는 영역은 4개 이상의 서브픽셀(SP)이 차지하는 영역과 중첩될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 픽셀(TPXL)들과 터치 전극들에 대한 배치 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 다수의 터치 픽셀(TPXL)과, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 각각을 서로 다른 4가지 방향으로 스캐닝 하여 터치 좌표를 검출하는 터치 센싱 회로(200) 등을 포함할 수 있다.

여기서, 4가지 방향은 서로 다른 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향 및 제4 방향으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 Y축 방향 또는 X축 방향이고, 제2 방향은 X축 방향 또는 Y축 방향이고, 제3 방향은 좌하향 대각선 방향 또는 우하향 대각선 방향이고, 제4 방향은 우하향 대각선 방향 또는 좌하향 대각선 방향일 수 있다.

다수의 터치 픽셀(TPXL)은, 임의의 터치 픽셀(TPXL)인 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과, 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제1 방향(Y축 방향)으로 인접하게 위치하는 제1 터치 픽셀(TPXL1)과, 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제2 방향(X축 방향)으로 인접하게 위치하는 제2 터치 픽셀(TPXL2)과, 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제3 방향(좌하향 대각선 방향)으로 인접하게 위치하는 제3 터치 픽셀(TPXL3)과, 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제4 방향(우하향 대각선 방향)으로 인접하게 위치하는 제4 터치 픽셀(TPXL4)을 포함할 수 있다.

기준 터치 픽셀(TPXL_REF), 제1 터치 픽셀(TPXL1), 제2 터치 픽셀(TPXL2), 제3 터치 픽셀(TPXL3) 및 제4 터치 픽셀(TPXL4) 각각은, 4가지 방향의 스캐닝을 위하여, 제1 터치 전극(TE1), 제2 터치 전극(TE2), 제3 터치 전극(TE3) 및 제4 터치 전극(TE4)을 포함할 수 있다.

기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제1 터치 전극(TE1)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 Y축 방향으로 인접하게 위치하는 제1 터치 픽셀(TPXL1)의 제1 터치 전극(TE1)과 전기적으로 연결될 수 있다.

기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제2 터치 전극(TE2)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 X축 방향으로 인접하게 위치하는 제2 터치 픽셀(TPXL2)의 제2 터치 전극(TE2)과 전기적으로 연결될 수 있다.

기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제3 터치 전극(TE3)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 좌하향 대각선 방향으로 인접하게 위치하는 제3 터치 픽셀(TPXL3)의 제3 터치 전극(TE3)과 전기적으로 연결될 수 있다.

기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제4 터치 전극(TE4)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 우하향 대각선 방향으로 인접하게 위치하는 제4 터치 픽셀(TPXL4)의 제4 터치 전극(TE4)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 4가지 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램들이다. 도 4는 X축 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이고, 도 5는 Y축 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이고, 도 6은 우하향 대각선 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이고, 도 7은 좌하향 대각선 방향 스캐닝을 나타낸 다이어그램이다.

도 4를 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 컨택홀(CNT)을 통해 Y축 방향으로 연결된 제1 터치 전극들(TE1)을 포함하는 제1 터치 전극 그룹들(TEG11, TEG12, TEG13, TEG14, TEG15)을 X축 방향으로 스캐닝 하여, 제1 센싱 데이터(S1)를 획득할 수 있다.

도 5를 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 컨택홀(CNT)을 통해 X축 방향으로 연결된 제2 터치 전극들(TE2)을 포함하는 제2 터치 전극 그룹들(TEG21, TEG22, TEG23, TEG24, TEG25)을 Y축 방향으로 스캐닝 하여, 제2 센싱 데이터(S2)를 획득할 수 있다.

도 6을 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 컨택홀(CNT)을 통해 좌하향 대각선 방향으로 연결된 제3 터치 전극들(TE3)을 포함하는 제3 터치 전극 그룹들(TEG31, TEG32, TEG33)을 우하향 대각선 방향으로 스캐닝 하여, 제3 센싱 데이터(S3)를 획득할 수 있다.

도 7을 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 컨택홀(CNT)을 통해 우하향 대각선 방향으로 연결된 제4 터치 전극들(TE4)을 포함하는 제4 터치 전극 그룹들(TEG41, TEG42, TEG43)을 좌하향 대각선 방향으로 스캐닝 하여, 제4 센싱 데이터(S4)를 획득할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 터치 센싱 회로(200)는 제1 내지 제4 센싱 데이터에 근거하여 터치 좌표를 검출할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 4가지 방향 스캐닝 순서에 대한 예시를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 X축 방향 스캐닝, Y축 방향 스캐닝, 우하향 대각선 방향 스캐닝 및, 좌하향 대각선 방향 스캐닝을 동시에(병렬로) 수행할 수도 있고,

또는, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 X축 방향 스캐닝, Y축 방향 스캐닝, 우하향 대각선 방향 스캐닝 및, 좌하향 대각선 방향 스캐닝을 정해진 순서에 따라 순차적으로 수행할 수도 있다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 X축 방향 스캐닝을 가장 먼저 수행하고, 이어서, Y축 방향 스캐닝을 수행하고, 다음으로 우하향 대각선 방향 스캐닝을 수행하고, 마지막으로 좌하향 대각선 방향 스캐닝을 수행할 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 회로(200)가 4가지 방향 스캐닝을 통해 획득하는 4가지 센싱 데이터와, 이를 통해 멀티 터치를 정확하게 센싱하는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 회로(200)는, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 각각을 4가지 방향으로 스캐닝 하여 제1 내지 제4 센싱 데이터(S1, S2, S3, S4)를 획득하고, 제1 내지 제4 센싱 데이터(S1, S2, S3, S4)에 근거하여, 멀티 터치를 센싱할 수 있다. 즉, 터치 센싱 회로(200)는, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 각각을 4가지 방향으로 스캐닝 하여 획득한 센싱 데이터들(S1, S2, S3, S4)에 근거하여, 둘 이상의 터치 각각에 대한 터치 좌표를 구별하여 검출할 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 1개의 터치 픽셀(TPXL)에 대하여 4가지 방향으로 스캐닝 함으로써, 4가지 방향의 스캐닝 결과에 따라 얻어진 제1 내지 제4 센싱 데이터(S1, S2, S3, S4)를 이용하여 멀티 터치를 정확하게 구별하여 센싱할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 셀프-캐패시턴스에 기반하여 멀티 터치를 센싱함에도 불구하고, 고스트 노이즈(Ghost Noise)를 제거할 수 있다. 여기서, 고스트 노이즈는 실질적인 터치 포인트가 아닌 지점에서 터치 좌표가 검출되는 것을 의미한다.

도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 회로(200)에 포함된 터치 구동 회로(210)를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 터치 센싱 회로(200)에 포함된 터치 구동 회로(210)는 멀티플렉서 회로(1110), 전하 증폭기(1120) 및 아날로그 디지털 컨버터(1140) 등을 포함할 수 있다.

도 11을 참조하면, 멀티플렉서 회로(1110)는 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)에 포함된 제1 내지 제4 터치 전극(TE4) 등 중 하나를 선택할 수 있다.

도 11을 참조하면, 전하 증폭기(1120)는 터치 구동 신호(TDS)를 입력 받아 멀티플렉서 회로(1110)에 의해 선택된 터치 전극으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고, 멀티플렉서 회로(1110)에 의해 선택된 터치 전극의 캐패시턴스에 대응되는 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 캐패시턴스는 터치 전극과 손가락 사이에 형성되는 캐패시턴스일 수 있으며, 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)일 수 있다.

전하 증폭기(1120)는 연산 증폭기(OP-AMP) 및 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다. 연산 증폭기(OP-AMP)는 터치 구동 신호(TDS)가 입력된 제1 입력단(IN1), 멀티플렉서 회로(1110)를 통해 선택된 터치 전극과 연결되는 제2 입력단(IN2), 및 신호가 출력되는 출력단(OUT)을 포함할 수 있다. 피드백 캐패시터(Cfb)는 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)과 출력단(OUT) 사이에 연결될 수 있다.

연산 증폭기(OP-AMP)의 제1 입력단(IN1)에 입력된 터치 구동 신호(TDS)는 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)을 통해 멀티플렉서 회로(1110)에 의해 선택된 터치 전극에 인가될 수 있다. 여기서, 터치 구동 신호(TDS)는 소정의 주파수를 갖고 소정의 진폭으로 전압 레벨이 변동되는 신호일 수 있다. 전하 증폭기(1120)는 전치 증폭기(Pre-amplifier)라고도 한다.

도 11에 예시된 터치 구동 회로(210)는 싱글-엔디드 타입의 센싱 방식에 근거하여 도시되었으나, 차동 센싱 방식으로 동작할 수도 있다. 이 경우, 터치 구동 회로(210)는 전하 증폭기(1120) 대신에 차동 증폭기로 구성될 수 잇다.

도 11을 참조하면, 아날로그 디지털 컨버터(1140)는 전하 증폭기(1120)에서 출력된 신호와 대응되는 디지털 센싱 값을 출력할 수 있다.

도 11을 참조하면, 터치 센싱 회로(200)에 포함된 터치 구동 회로(210)는 전하 증폭기(1120)와 아날로그 디지털 컨버터(1140) 사이에 적분기(1130)를 더 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센서 구조를 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 표시 패널(110)에서의 터치 센서(TS: Touch Sensor)는 각 터치 픽셀(TPXL)마다 배치되는 제1 내지 제4 터치 전극(TE1, TE2, TE3, TE4)과, 터치 전극들 간의 연결을 위한 연결 라인들(CL1, CL2, CL3, CL4)을 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 연결 라인들(CL1, CL2, CL3, CL4)은, 제1 방향(Y축 방향)으로 인접하게 위치하는 서로 다른 터치 픽셀들(TPXL)에서의 제1 터치 전극들(TE1) 간의 연결을 위한 제1 연결 라인(CL1)과, 제2 방향(X축 방향)으로 인접하게 위치하는 서로 다른 터치 픽셀들(TPXL)에서의 제2 터치 전극들(TE2) 간의 연결을 위한 제2 연결 라인(CL2)과, 제3 방향(좌하향 대각선 방향)으로 인접하게 위치하는 서로 다른 터치 픽셀들(TPXL)에서의 서로 다른 터치 픽셀(TPXL)에서의 제3 터치 전극들(TE3) 간의 연결을 위한 제3 연결 라인(CL3)과, 제4 방향(우하향 대각선 방향)으로 인접하게 위치하는 서로 다른 터치 픽셀들(TPXL)에서의 제4 터치 전극들(TE4) 간의 연결을 위한 제4 연결 라인(CL4)을 포함할 수 있다.

도 2 및 도 12를 함께 참조하면, 제1 연결 라인(CL1)은 임의의 기준 터치 픽셀(TPXL)의 제1 터치 전극(TE1)과 제1 터치 픽셀(TPXL1)의 제1 터치 전극(TE1)을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 제2 연결 라인(CL2)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제2 터치 전극(TE2)과 제2 터치 픽셀(TPXL2)의 제2 터치 전극(TE2)을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 제3 연결 라인(CL3)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제3 터치 전극(TE3)과 제3 터치 픽셀(TPXL3)의 제3 터치 전극(TE3)을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 제4 연결 라인(CL4)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)의 제4 터치 전극(TE4)과 제4 터치 픽셀(TPXL4)의 제4 터치 전극(TE4)을 전기적으로 연결해줄 수 있다.

여기서, 제1 터치 픽셀(TPXL1)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제1 방향(Y축 방향)으로 인접하게 위치할 수 있다. 제2 터치 픽셀(TPXL2)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제2 방향(X축 방향)으로 인접하게 위치할 수 있다. 제3 터치 픽셀(TPXL3)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제3 방향(좌하향 대각선 방향)으로 인접하게 위치할 수 있다. 제4 터치 픽셀(TPXL4)은 기준 터치 픽셀(TPXL_REF)과 제4 방향(우하향 대각선 방향)으로 인접하게 위치할 수 있다.

제1 내지 제4 터치 전극(TE1, TE2, TE3, TE4)은 모두 동일한 물질 층에 배치되거나, 제1 내지 제4 터치 전극(TE1, TE2, TE3, TE4) 중 적어도 하나는 나머지와 다른 층에 배치될 수도 있다.

제1 내지 제4 연결 라인(CL1, CL2, CL3, CL4)은 모두 동일한 물질 층에 배치되거나, 제1 내지 제4 연결 라인(CL1, CL2, CL3, CL4) 중 적어도 하나는 나머지와 다른 층에 배치될 수도 있다.

제1 터치 전극(TE1)과 제1 연결 라인(CL1)은 동일한 층에 위치하거나 서로 다른 층에 위치할 수 있다. 제2 터치 전극(TE2)과 제2 연결 라인(CL2)은 동일한 층에 위치하거나 서로 다른 층에 위치할 수 있다. 제3 터치 전극(TE3)과 제3 연결 라인(CL3)은 동일한 층에 위치하거나 서로 다른 층에 위치할 수 있다. 제4 터치 전극(TE4)과 제4 연결 라인(CL4)은 동일한 층에 위치하거나 서로 다른 층에 위치할 수 있다.

제1 내지 제4 연결 라인(CL1, CL2, CL3, CL4) 중 둘 이상이 어느 한 지점에서 교차하는 경우, 교차하는 둘 이상의 연결 라인이 단락 되지 않도록, 교차하는 둘 이상의 연결 라인이 서로 다른 층에 위치하거나, 교차하는 둘 이상의 연결 라인 중 하나가 층 간 이동을 통해 다른 하나를 회피하는 점핑 구조를 가질 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 표시 패널(110)에서의 터치 센서(TS: Touch Sensor)는 다수의 터치 픽셀(TPXL)에 포함된 일부의 터치 전극들과 터치 센싱 회로(200)를 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들(TRW1, TRW2, TRW3, TRW4)을 더 포함할 수 있다.

터치 라우팅 배선들(TRW1, TRW2, TRW3, TRW4)은, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀(TPXL)들에 포함된 제1 터치 전극들(TE1)과 전기적으로 연결된 제1 터치 라우팅 배선들(TRW1)과, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀(TPXL)들에 포함된 제2 터치 전극들(TE2)과 전기적으로 연결된 제2 터치 라우팅 배선들(TRW2)과, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀(TPXL)들에 포함된 제3 터치 전극들(TE3)과 전기적으로 연결된 제3 터치 라우팅 배선들(TRW3)과, 다수의 터치 픽셀(TPXL) 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀(TPXL)들에 포함된 제4 터치 전극들(TE4)과 전기적으로 연결된 제4 터치 라우팅 배선들(TRW4)을 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 터치 표시 패널(110)은 표시영역(DA)과 표시영역(DA)의 외곽인 비-표시영역(NDA)을 포함할 수 있다.

비-표시영역(NDA)은, 표시영역의 좌측에 위치하는 좌측 비-표시영역, 표시영역의 우측에 위치하는 비-표시영역, 표시영역의 상측에 위치하는 상측 비-표시영역, 및 표시영역의 하측에 위치하며 터치 센싱 회로(200)가 전기적으로 연결되는 터치 패드부(TPAD)가 위치하는 하측 비-표시영역을 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 제1 터치 라우팅 배선들(TRW1)은 하측 비-표시영역에 배치되어 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제2 터치 라우팅 배선들(TRW2)은 좌측 비-표시영역과 우측 비-표시영역에 교번하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 홀수 번째의 제2 터치 라우팅 배선들(TRW2)은 좌측 비-표시영역을 지나 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다. 짝수 번째의 제2 터치 라우팅 배선들(TRW2)은 우측 비-표시영역을 지나 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제3 터치 라우팅 배선들(TRW3) 중 적어도 하나는 우측 비-표시영역 또는 좌측 비-표시영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 터치 라우팅 배선들(TRW3)의 전체 또는 일부는 우측 비-표시영역을 지나 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다. 또는 제3 터치 라우팅 배선들(TRW3)의 전체 또는 일부는 좌측 비-표시영역을 지나 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제4 터치 라우팅 배선들(TRW4) 중 적어도 하나는 좌측 비-표시영역 또는 우측 비-표시영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 터치 라우팅 배선들(TRW4)의 전체 또는 일부는 좌측 비-표시영역을 지나 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다. 또는 제4 터치 라우팅 배선들(TRW4)의 전체 또는 일부는 우측 비-표시영역을 지나 하측 비-표시영역에 위치하는 터치 패드부(TPAD)에 연결될 수 있다.

전술한 터치 라우팅 배선들(TRW1~TRW4)의 배치 구조에 따라, 비-표시영역(NDA)의 크기를 줄일 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 서브픽셀의 등가 회로이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 표시 패널(110)은 터치 센서로서 다수의 터치 픽셀(TPXL)을 포함할 뿐만 아니라, 영상 표시를 위한 다수의 서브픽셀(SP)을 포함한다.

다수의 서브픽셀(SP) 각각은 픽셀 전극(PE) 및 구동 트랜지스터(DRT)를 포함할 수 있다.

다수의 터치 픽셀(TPXL) 각각이 차지하는 영역은 4개 이상의 서브픽셀(SP)이 차지하는 영역과 중첩될 수 있다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 표시 패널(110)에 배치된 다수의 서브픽셀(SP) 각각은 발광소자(ED), 구동 트랜지스터(DRT), 스캔 트랜지스터(SCT) 및 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함할 수 있다.

도 13을 참조하면, 발광소자(ED)는 픽셀 전극(PE)과 공통 전극(CE)을 포함하고, 픽셀 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 위치하는 발광층(EL)을 포함할 수 있다.

발광소자(ED)의 픽셀 전극(PE)은 각 서브픽셀(SP)마다 배치되는 전극이고, 공통 전극(CE)은 모든 서브픽셀(SP)에 공통으로 배치되는 전극일 수 있다. 여기서, 픽셀 전극(PE)은 애노드 전극이고 공통 전극(CE)은 캐소드 전극일 수 있다. 반대로, 픽셀 전극(PE)은 캐소드 전극이고 공통 전극(CE)은 애노드 전극일 수더 있다.

예를 들어, 발광소자(ED)는 유기발광다이오드(OLED), 발광다이오드(LED) 또는 퀀텀닷 발광소자 등일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)는 발광소자(ED)를 구동하기 위한 트랜지스터로서, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 등을 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드일 수 있으며, 스캔 트랜지스터(SCT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있으며, 센싱 트랜지스터(SENT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결되고, 발광소자(ED)의 픽셀 전극(PE)과도 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 구동전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결될 수 있다.

스캔 트랜지스터(SCT)는 게이트 신호의 일종인 스캔 신호(SCAN)에 의해 제어되며 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 데이터 라인(DL) 사이에 연결될 수 있다. 다시 말해, 스캔 트랜지스터(SCT)는, 게이트 라인(GL)의 한 종류인 스캔 신호 라인(SCL)에서 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 턴-온 또는 턴-오프 되어, 데이터 라인(DL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 간의 연결을 제어할 수 있다.

스캔 트랜지스터(SCT)는, 턴-온 레벨 전압을 갖는 스캔 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어, 데이터 라인(DL)에서 공급된 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)에 전달해줄 수 있다.

여기서, 스캔 트랜지스터(SCT)가 n 타입 트랜지스터인 경우, 스캔 신호(SCAN)의 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수 있다. 스캔 트랜지스터(SCT)가 p 타입 트랜지스터인 경우, 스캔 신호(SCAN)의 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 양 단의 전압 차이에 해당하는 전하량이 충전되고, 정해진 프레임 시간 동안, 양 단의 전압 차이를 유지하는 역할을 해준다. 이에 따라, 정해진 프레임 시간 동안, 해당 서브픽셀(SP)은 발광할 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT) 및 스캔 트랜지스터(SCT) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 본 개시에서는, 설명의 편의를 위하여, 구동 트랜지스터(DRT) 및 스캔 트랜지스터(SCT) 각각은 n타입인 것을 예로 든다.

스토리지 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드와 소스 노드(또는 드레인 노드) 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.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 단면도이다.

도 14를 참조하면, 터치 표시 패널(110)은, 발광 소자(ED)를 형성하기 위하여, 픽셀 전극(PE), 픽셀 전극(PE) 상의 발광층(EL) 및 발광층(EL) 상의 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 터치 표시 패널(110)은 발광 소자(ED)가 수분이나 산소에 노출되는 것을 방지하기 위하여 공통 전극(CE) 상의 봉지층(ENCAP)을 더 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 터치 표시 패널(110)은 비-표시영역(NDA)에 위치하며 터치 센싱 회로(200)가 전기적으로 연결되는 터치 패드들(TP)을 포함하는 터치 패드부(TPAD)와, 다수의 터치 픽셀(TPXL)에 포함된 일부의 터치 전극들(TE)과 터치 패드들(TP)을 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들(TRW)을 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 다수의 터치 픽셀(TPXL)은 봉지층(ENCAP) 상에 배치될 수 있다.

도 14를 참조하면, 봉지층(ENCAP)은 외곽에서 경사면(SLOPE)을 가질 수 있다. 터치 라우팅 배선들(TRW)은 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLOPE)을 따라 하강하여 터치 패드들(TP)과 연결될 수 있다.

터치 라우팅 배선들(TRW) 중 일부는 제1 내지 제4 터치 전극(TE1, TE2, TE3, TE4)과 동일한 층에 배치되고, 다른 일부는 제1 내지 제4 터치 전극(TE1, TE2, TE3, TE4)과 다른 층에 배치될 수 있다.

아래에서, 전술한 단면 구조를 더욱 상세하게 설명한다.

표시영역(AA) 내 각 서브픽셀(SP)에서의 구동 트랜지스터(DRT)는 기판(SUB) 상에 배치된다. 여기서, 기판(SUB)은 유리 기판, 플렉서블 가능한 플라스틱 기판, 또는 투명 기판 등일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)는, 게이트 전극에 해당하는 제1 노드 전극(NE1), 소스 전극 또는 드레인 전극에 해당하는 제2 노드 전극(NE2), 드레인 전극 또는 소스 전극에 해당하는 제3 노드 전극(NE3)을 포함한다. 구동 트랜지스터(DRT)는 반도체층(SEMI) 등을 더 포함한다.

제1 노드 전극(NE1)과 반도체층(SEMI) 사이에는 게이트 절연막(GI)이 위치한다. 제1 노드 전극(NE1)과 반도체층(SEMI)은 서로 중첩된다. 제2 노드 전극(NE2)은 절연층(INS) 상에 형성되어 반도체층(SEMI)의 일 측과 컨택홀을 통해 연결될 수 있다. 제3 노드 전극(NE3)은 절연층(INS) 상에 형성되어 반도체층(SEMI)의 타 측과 컨택홀을 통해 연결될 수 있다.

발광소자(ED)는 애노드 전극에 해당하는 픽셀 전극(PE)과, 픽셀 전극(PE) 상에 형성되는 발광층(EL)과, 발광층(EL) 위에 형성되며 캐소드 전극에 해당하는 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다.

픽셀 전극(PE)은 평탄화막(PLN)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드 전극(NE2)과 전기적으로 접속된다.

발광층(EL)은 뱅크(BANK)에 의해 마련된(노출된) 발광영역의 픽셀 전극(PE) 상에 형성된다. 발광층(EL)은 정공 관련층, 발광층 및 전자 관련층 등을 포함하는 스택 구조를 가질 수 있다. 공통 전극(CE)은 발광층(EL)을 사이에 두고 픽셀 전극(AE)과 대향 하도록 형성된다.

발광소자(ED)는 수분이나 산소에 취약하다. 봉지층(ENCAP)은 발광소자(ED)가 수분이나 산소에 노출되는 것을 방지해줄 수 있다. 즉, 봉지층(ENCAP)은 수분이나 산소의 침투를 방지해줄 수 있다. 이러한 봉지층(ENCAP)은 하나의 층으로 되어 있을 수도 있지만, 도 14에 도시된 바와 같이 다수의 층(PAS1, PCL, PAS2)으로 되어 있을 수도 있다.

예를 들어, 봉지층(ENCAP)이 다수의 층(PAS1, PCL, PAS2)으로 이루어진 경우, 봉지층(ENCAP)은 하나 이상의 무기 봉지층(PAS1, PAS2)과 하나 이상의 유기 봉지층(PCL)을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 봉지층(ENCAP)은 제1 무기 봉지층(PAS1), 유기 봉지층(PCL) 및 제2 무기 봉지층(PAS2)이 순서대로 적층된 구조로 되어 있을 있다.

여기서, 유기 봉지층(PCL)은, 적어도 하나의 유기 봉지층 또는 적어도 하나의 무기 봉지층을 더 포함할 수도 있다.

제1 무기 봉지층(PAS1)은 공통 전극(CE) 상에 배치되고, 발광 소자(ED)와 가장 인접하게 배치된다. 제1 무기 봉지층(PAS1)은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 무기 봉지층(PAS1)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3) 등일 수 있다. 제1 무기 봉지층(PAS1)이 저온 분위기에서 증착 되기 때문에, 증착 공정 시, 제1 무기 봉지층(PAS1)은 고온 분위기에 취약한 유기물을 포함하는 발광층(EL)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

유기 봉지층(PCL)은 제1 무기 봉지층(PAS1)보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 유기 봉지층(PCL)은 제1 무기 봉지층(PAS1)의 양끝단을 노출시키도록 형성될 수 있다. 유기 봉지층(PCL)은 유기발광표시장치인 터치표시장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충 역할을 하며, 평탄화 성능을 강화하는 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 유기 봉지층(PCL)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 또는 실리콘옥시카본(SiOC) 등일 수 있으며, 유기 절연 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유기 봉지층(PCL)은 잉크젯 방식을 통해 형성될 수도 있다.

표시패널(100)은 봉지층(ENCAP)이 무너지는 것을 방지해주기 위해 형성된 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)을 더 포함할 수 있다.

하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 표시영역(AA)과 비-표시영역(NA)의 경계지점에 존재하거나 경계지점의 근방에 존재할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLOPE)의 끝 지점 또는 그 근방에 위치할 수 있다.

하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 터치 패드(Y-TP)를 포함하는 터치 패드부(511)와 표시영역(AA) 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 댐 형성 패턴(DFP) 등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 댐 형성 패턴(DFP)은 뱅크(BANK)와 동일 물질을 포함할 수 있다.

하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 비-표시영역(NA)에만 위치할 수도 있다. 또는, 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)의 대부분은 비-표시영역(NA)에 존재하고, 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)의 일부는 표시영역(AA)에 걸쳐있을 수도 있다.

표시패널(100)은 봉지층(ENCAP)이 무너지는 것을 방지해주기 위해 둘 이상의 댐(DAM1, DMA2)이 형성된 경우, 표시영역(AA)과 가장 가깝게 위치하는 댐을 1차 댐(DAM1)이라고 한다. 1차 댐 다음으로 표시영역(AA)과 가깝게 위치하는 댐을 2차 댐(DAM2)이라고 한다. 1차 댐(DAM1)은 2차 댐(DAM2)에 비해 표시영역(AA)과 상대적으로 더 가깝게 위치한다. 2차 댐(DAM2)은 1차 댐(DAM1)에 비해 터치 패드부(TPAD)와 상대적으로 더 가깝게 위치한다.

액상 형태의 유기 봉지층(PCL)이 표시영역(AA)에 적하 될 때, 액상 형태의 유기 봉지층(PCL)이 비-표시영역(NA)의 방향으로 무너질 수 있다. 무너진 유기 봉지층(PCL)은 패드 영역을 침범하고 터치 패드부(TPAD) 등을 덮을 수 있다. 유기 봉지층(PCL)의 붕괴 현상은 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)에 의해 방지될 수 있다. 이는, 도 9에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 댐(DAM1, DAM2)이 형성된 경우, 더욱 커질 수 있다.

1차 댐(DAM1) 및/또는 2차 댐(DAM2)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.

1차 댐(DAM1) 및/또는 2차 댐(DAM2)은 기본적으로 댐 형성 패턴(DFP)으로 만들어질 수 있다. 댐 형성 패턴(DFP)은 터치 패드부(TPAD)에 배치된 터치 패드(TP)보다 높은 높이를 가질 수 있다.

댐 형성 패턴(DFP)은 서브픽셀들(SP)을 서로 분리하기 위한 뱅크(BANK)와 동일한 물질로 형성되거나, 층간 간격을 유지하기 위한 스페이서 등과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 댐 형성 패턴(DFP)은 뱅크(BANK) 또는 스페이서 등과 동시에 형성될 수 있고, 이에 따라, 마스크 추가 공정 및 비용 상승 없이 댐 구조를 형성할 수 있다.

도 9를 참조하면, 1차 댐(DAM1) 및/또는 2차 댐(DAM2)은 제1 무기 봉지층(PAS1) 및/또는 제2 무기 봉지층(PAS2)이 댐 형성 패턴(DFP) 상에 적층 된 다층 구조로 되어 있을 수 있다.

유기물을 포함하는 유기 봉지층(PCL)은 가장 안쪽에 있는 1차 댐(DAM1)의 내 측면에만 위치할 수 있다. 즉, 유기 봉지층(PCL)은 모든 댐(DAM1, DAM2)의 상부에 존재하지 않을 수 있다. 이와 다르게, 유기물을 포함하는 유기 봉지층(PCL)은 1차 댐(DAM1) 및 2차 댐(DAM2) 중 적어도 1차 댐(DAM1)의 상부에 위치할 수 있다. 즉, 유기 봉지층(PCL)은 1차 댐(DAM1)의 상부까지만 확장되어 위치할 수 있다. 또는 유기 봉지층(PCL)은 1차 댐(DAM1)의 상부를 지나 2차 댐(DAM2)의 상부까지 확장되어 위치할 수 있다.

제2 무기 봉지층(PAS2)은 유기 봉지층(PCL)이 형성된 기판(SUB) 상에 유기 봉지층(PCL) 및 제1 무기 봉지층(PAS1) 각각의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 무기 봉지층(PAS2)은 외부의 수분이나 산소가 제1 무기 봉지층(PAS1) 및 유기 봉지층(PCL)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 예를 들어, 제2 무기 봉지층(PAS2)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3) 등과 같은 무기 절연 재질로 형성된다.

봉지층(ENCAP) 상에는 터치 버퍼막(T-BUF)이 배치될 수 있다.

터치 버퍼막(T-BUF) 상에 터치 센서(TS)가 배치될 수 있다. 여기서, 터치 센서(TS)는 터치 전극들, 연결 라인들 및 터치 라우팅 배선들 등을 포함할 수 있다.

봉지층(ENCAP) 상에 터치 버퍼막(T-BUF)이 존재하지 않을 수도 있다. 즉, 봉지층(ENCAP)과 터치 센서(TS) 사이에 터치 버퍼막(T-BUF)이 배치되지 않을 수 있다.

터치 센서의 제조 공정 시, 공정에 이용되는 약액(현상액 또는 식각액 등등) 또는 외부로부터의 수분 등이 발생할 수 있다. 터치 버퍼막(T-BUF)을 배치하고 그 위에 터치 센서 메탈을 배치함으로써, 터치 센서 메탈의 제조 공정 시 약액이나 수분 등이 유기물을 포함하는 발광층(EL)으로 침투하는 것을 방지해줄 수 있다. 이에 따라, 터치 버퍼막(T-BUF)은 약액 또는 수분에 취약한 발광층(EL)의 손상을 방지할 수 있다.

터치 버퍼막(T-BUF)은 고온에 취약한 유기물을 포함하는 발광층(EL)의 손상을 방지하기 위해, 일정 온도(예: 100도(℃)) 이하의 저온에서 형성 가능하고 1~3의 저유전율을 가지는 유기 절연 재질로 형성된다. 예를 들어, 터치 버퍼막(T-BUF)은 아크릴 계열, 에폭시 계열 또는 실록산(Siloxan) 계열의 재질로 형성될 수 있다. 유기발광표시장치의 휘어짐에 따라, 봉지층(ENCAP) 내의 각 봉지층(PAS1, PCL, PAS2)이 손상될 수 있고, 터치 버퍼막(T-BUF) 상에 위치하는 터치 센서 메탈이 깨질 수 있다. 유기발광표시장치가 휘어지더라도, 유기 절연 재질로 평탄화 성능을 가지는 터치 버퍼막(T-BUF)은 봉지층(ENCAP)의 손상 및/또는 터치 센서 메탈의 깨짐 현상을 방지해줄 수 있다.

터치 패드부(TPAD)는 터치패드(TP)를 덮는 패드 커버 전극을 더 포함할 수 있다.

터치패드(TP)는 터치 센서(TS)와 별도로 형성될 수도 있고, 터치 센서(TS)이이 연장되어 형성될 수 도 있다. 터치패드(TP), 터치 센서(TS) 각각은 제1 도전 물질들을 포함하고, Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같은 3층 적층 구조로 형성될 수 있다.

터치 센서(TS) 상에 터치 보호막(PAC)이 배치될 수 있다. 이러한 터치 보호막(PAC)은 하나 이상의 댐(DAM)의 전 또는 후까지 확장되어 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLOPE) 상의 터치 센서(TS)인 터치 라우팅 배선들 상에도 배치될 수 있다.

한편, 도 14의 단면도는 개념적으로 구조를 도시한 것으로서, 보는 방향이나 위치 등에 따라 각 패턴들(각종 층들이나 각종 전극들)의 위치, 두께, 또는 폭이 달라질 수도 있고, 각종 패턴들의 연결 구조도 변경될 수 있으며, 도시된 여러 층들 이외에도 추가적인 층이 더 존재할 수도 있고, 도시된 여러 층들 중 일부는 생략되거나 통합되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 뱅크(BANK)의 폭은 도 14에서 표현된 폭에 비해 좁을 수도 있고, 댐(DAM1, DAM2)의 높이도 도 14에서 표현된 높이보다 낮거나 높을 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센서 구조의 일부 단면도이다. 도 15는 도 12의 터치 센서(TS)에서 A-B 단면도이다.

도 15를 참조하면, 터치 버퍼막(T-BUF) 상에 터치 센서(TS)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 터치 센서(TS)는 터치 전극들(TE1), 연결 라인들(CL1, CL2, CL4), 터치 라우팅 배선들(TRW1, TRW4) 등을 포함할 수 있다.

터치 센서(TS)를 멀티-레이어(Multi-Layer)로 형성하기 위하여, 제1 터치 센서층과 제2 터치 센서층 사이에 층간 절연막(ILD) 배치될 수 있다.

도 15의 예시를 참조하면, 제1 터치 센서층에는, 제1 터치 전극들(TE1)을 연결해주는 제1 연결 라인(CL1), 제4 터치 전극(TE4)과 연결되거나 제4 터치 전극(TE4)과 일체로 형성된 제4 터치 라우팅 배선(TRW4)이 배치될 수 있다.

도 15의 예시를 참조하면, 제2 터치 센서층에는, 홀수 번째 행(또는 짝수 번째 행)에 배열되는 제2 터치 전극(TE2)을 연결해주는 제2 연결 라인(CL2), 제1 터치 전극들(TE1), 제4 터치 전극들(TE4)을 연결해주는 제4 연결 라인(CL4), 짝수 번째 행(또는 홀수 번째 행)에 배열되는 제2 터치 전극(TE2)을 연결해주는 제2 연결 라인(CL2), 제1 터치 전극(TE1)과 연결되거나 제1 터치 전극(TE1)과 일체인 제1 터치 라우팅 배선(TRW1)이 배치될 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 방법의 흐름도이고, 도 17은 도 16의 S1610 단계를 상세하게 나타낸 흐름도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 방법은 다수의 터치 전극(TE)을 4가지 방향으로 스캐닝 하여 제1 내지 제4 센싱 데이터(S1 ~ S4)를 획득하는 제1 단계(S1610)와, 제1 내지 제4 센싱 데이터(S1 ~ S4)에 근거하여 멀티 터치를 센싱하는 제2 단계(S1620) 등을 포함할 수 있다.

도 17을 참조하면, 제1 단계(S1610)는, 다수의 터치 전극(TE) 중 제1 터치 전극들(TE1)을 제2 방향(예: X축 방향)으로 스캐닝 하여 제2 센싱 데이터(S2)를 획득하는 단계(S1710); 다수의 터치 전극(TE) 중 제2 터치 전극들(TE2)을 제1 방향(예: Y축 방향)으로 스캐닝 하여 제1 센싱 데이터를(S1) 획득하는 단계(S1720); 다수의 터치 전극(TE) 중 제3 터치 전극들(TE3)을 제4 방향(예: 우하향 대각선 방향)으로 스캐닝 하여 제4 센싱 데이터(S4)를 획득하는 단계(S1730); 및 다수의 터치 전극(TE) 중 제4 터치 전극들(TE4)을 제3 방향(예: 좌하향 대각선 방향)으로 스캐닝 하여 제3 센싱 데이터(S3)를 획득하는 단계(S1740) 등을 포함할 수 있다.

제1 방향은 Y축 방향 또는 X축 방향이고, 제2 방향은 X축 방향 또는 Y축 방향이고, 제3 방향은 좌하향 대각선 방향 또는 우하향 대각선 방향이고, 제4 방향은 우하향 대각선 방향 또는 좌하향 대각선 방향일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 의하면, 고스트 노이즈를 제어하여 정확한 멀티 터치를 센싱할 수 있는 터치 표시 장치(100) 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 멀티 터치를 센싱함에도 고스트 노이즈를 제거할 수 있는 터치 표시 장치(100) 및 터치 센싱 방법에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 4가지 방향으로 터치 전극들(TE)을 스캐닝 할 수 있는 터치 표시 장치(100) 및 터치 센싱 방법에 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: 터치 표시 패널
120: 데이터 구동 회로
130: 게이트 구동 회로
140: 디스플레이 컨트롤러
200: 터치 센싱 회로
210: 터치 구동 회로
220: 터치 컨트롤러

Claims

터치 표시 장치에 있어서,
다수의 터치 픽셀; 및
상기 다수의 터치 픽셀 각각을 서로 다른 제1 내지 제4 방향으로 스캐닝 하여 터치 좌표를 검출하는 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 다수의 터치 픽셀은, 임의의 기준 터치 픽셀; 상기 기준 터치 픽셀과 상기 제1 방향으로 인접하게 위치하는 제1 터치 픽셀; 상기 기준 터치 픽셀과 상기 제2 방향으로 인접하게 위치하는 제2 터치 픽셀; 상기 기준 터치 픽셀과 상기 제3 방향으로 인접하게 위치하는 제3 터치 픽셀; 및 상기 기준 터치 픽셀과 상기 제4 방향으로 인접하게 위치하는 제4 터치 픽셀을 포함하고,
상기 기준 터치 픽셀, 상기 제1 터치 픽셀, 상기 제2 터치 픽셀, 상기 제3 터치 픽셀 및 상기 제4 터치 픽셀 각각은 제1 터치 전극, 제2 터치 전극, 제3 터치 전극 및 제4 터치 전극을 포함하고,
상기 기준 터치 픽셀의 제1 터치 전극은 상기 제1 터치 픽셀의 제1 터치 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 기준 터치 픽셀의 제2 터치 전극은 상기 제2 터치 픽셀의 제2 터치 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 기준 터치 픽셀의 제3 터치 전극은 상기 제3 터치 픽셀의 제3 터치 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 기준 터치 픽셀의 제4 터치 전극은 상기 제4 터치 픽셀의 제4 터치 전극과 전기적으로 연결되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 방향은 Y축 방향이고, 상기 제2 방향은 X축 방향이고, 상기 제3 방향은 좌하향 대각선 방향이고, 상기 제4 방향은 우하향 대각선 방향인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 센싱 회로는
상기 제1 방향으로 연결된 제1 터치 전극들을 포함하는 제1 터치 전극 그룹들을 상기 제2 방향으로 스캐닝 하여, 제1 센싱 데이터를 획득하고,
상기 제2 방향으로 연결된 제2 터치 전극들을 포함하는 제2 터치 전극 그룹들을 상기 제1 방향으로 스캐닝 하여, 제2 센싱 데이터를 획득하고,
상기 제3 방향으로 연결된 제3 터치 전극들을 포함하는 제3 터치 전극 그룹들을 상기 제4 방향으로 스캐닝 하여, 제3 센싱 데이터를 획득하고,
상기 제4 대각선 방향으로 연결된 제4 터치 전극들을 포함하는 제4 터치 전극 그룹들을 상기 제3 방향으로 스캐닝 하여, 제4 센싱 데이터를 획득하고,
상기 제1 내지 제4 센싱 데이터에 근거하여 둘 이상의 터치 각각에 대한 터치 좌표를 구별하여 검출하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 센싱 회로는,
상기 기준 터치 픽셀에 포함된 제1 내지 제4 터치 전극 중 하나를 선택하는 멀티플렉서 회로;
터치 구동 신호를 입력 받아 상기 멀티플렉서 회로에 의해 선택된 터치 전극으로 공급하고, 상기 멀티플렉서 회로에 의해 선택된 터치 전극의 캐패시턴스에 대응되는 신호를 출력하는 전하 증폭기; 및
상기 전하 증폭기에서 출력된 신호와 대응되는 디지털 센싱 값을 출력하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 기준 터치 픽셀의 제1 터치 전극과 상기 제1 터치 픽셀의 제1 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제1 연결 라인과,
상기 기준 터치 픽셀의 제2 터치 전극과 상기 제2 터치 픽셀의 제2 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제2 연결 라인과,
상기 기준 터치 픽셀의 제3 터치 전극과 상기 제3 터치 픽셀의 제3 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제3 연결 라인과,
상기 기준 터치 픽셀의 제4 터치 전극과 상기 제4 터치 픽셀의 제4 터치 전극을 전기적으로 연결해주는 제4 연결 라인을 포함하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치 픽셀에 포함된 일부의 터치 전극들과 상기 터치 센싱 회로를 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들을 더 포함하고,
상기 터치 라우팅 배선들은,
상기 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제1 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제1 터치 라우팅 배선들과,
상기 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제2 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제2 터치 라우팅 배선들과,
상기 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제3 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제3 터치 라우팅 배선들과,
상기 다수의 터치 픽셀 중 최외곽에 배치된 터치 픽셀들에 포함된 제4 터치 전극들과 전기적으로 연결된 제4 터치 라우팅 배선들을 포함하는 터치 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 터치 표시 패널은, 표시영역과 상기 표시영역의 외곽인 비-표시영역을 포함하고,
상기 비-표시영역은, 상기 표시영역의 좌측에 위치하는 좌측 비-표시영역, 상기 표시영역의 우측에 위치하는 비-표시영역, 상기 표시영역의 상측에 위치하는 상측 비-표시영역, 및 상기 표시영역의 하측에 위치하며 상기 터치 센싱 회로가 전기적으로 연결되는 하측 비-표시영역을 포함하고,
상기 제1 터치 라우팅 배선들은 상기 하측 비-표시영역에 배치되고,
상기 제2 터치 라우팅 배선들은 상기 좌측 비-표시영역과 상기 우측 비-표시영역에 교번하여 배치되고,
상기 제3 터치 라우팅 배선들 중 적어도 하나는 상기 우측 비-표시영역 또는 상기 좌측 비-표시영역에 배치되고,
상기 제4 터치 라우팅 배선들 중 적어도 하나는 상기 좌측 비-표시영역 또는 상기 우측 비-표시영역에 배치되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치 픽셀이 배치된 터치 표시 패널을 더 포함하고,
상기 터치 표시 패널은 영상 표시를 위한 다수의 서브픽셀을 포함하고,
상기 다수의 서브픽셀 각각은 픽셀 전극 및 구동 트랜지스터를 포함하고
상기 다수의 터치 픽셀 각각이 차지하는 영역은 4개 이상의 서브픽셀이 차지하는 영역과 중첩되는 터치 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 터치 표시 패널은,
상기 픽셀 전극 상의 발광층과,
상기 발광층 상의 공통 전극과,
상기 공통 전극 상의 봉지층과, 비-표시영역에 위치하며 상기 터치 센싱 회로가 전기적으로 연결되는 터치 패드들을 포함하는 터치 패드부와,
상기 다수의 터치 픽셀에 포함된 일부의 터치 전극들과 상기 터치 패드들을 전기적으로 연결해주기 위한 터치 라우팅 배선들을 포함하고,
상기 다수의 터치 픽셀은 상기 봉지층 상에 배치되고,
상기 봉지층은 외곽에서 경사면을 갖고,
상기 터치 라우팅 배선들은 상기 봉지층의 경사면을 따라 하강하여 상기 터치 패드들과 연결되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 터치 전극, 상기 제2 터치 전극, 상기 제3 터치 전극 및 상기 제4 터치 전극은 서로 인접하게 배치되며 2행 2열로 배열되는 터치 표시 장치.
터치 표시 장치에 있어서,
제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 제3 터치 전극들 및 제4 터치 전극들을 포함하는 다수의 터치 전극; 및
상기 제2 터치 전극들을 제1 방향으로 스캐닝 하여 제1 센싱 데이터를 획득하고, 상기 제1 터치 전극을 제2 방향으로 스캐닝 하여 제2 센싱 데이터를 획득하고, 상기 제4 터치 전극들을 제3 방향으로 스캐닝 하여 제3 센싱 데이터를 획득하고, 상기 제3 터치 전극들을 제4 방향으로 스캐닝 하여 제4 센싱 데이터를 획득하는 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 제1 방향, 상기 제2 방향, 상기 제3 방향 및 상기 제4 방향은 서로 다른 방향들인 터치 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 이루는 각도는 90도이고,
상기 제1 방향과 상기 제3 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도이고,
상기 제1 방향과 상기 제4 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도인 터치 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 터치 전극, 상기 제2 터치 전극, 상기 제3 터치 전극 및 상기 제4 터치 전극은 서로 인접하게 배치되며 2행 2열로 배열되는 터치 표시 장치.
터치 표시 장치의 터치 센싱 방법에 있어서,
다수의 터치 전극을 4가지 방향으로 스캐닝 하여 제1 내지 제4 센싱 데이터를 획득하는 제1 단계; 및
상기 제1 내지 제4 센싱 데이터에 근거하여 멀티 터치를 센싱하는 제2 단계를 포함하고,
상기 4가지 방향은 서로 다른 상기 제1 방향, 상기 제2 방향, 상기 제3 방향 및 상기 제4 방향을 포함하고,
상기 제1 단계는,
상기 다수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들을 상기 제2 방향으로 스캐닝 하여 제2 센싱 데이터를 획득하는 단계;
상기 다수의 터치 전극 중 제2 터치 전극들을 상기 제1 방향으로 스캐닝 하여 제1 센싱 데이터를 획득하는 단계;
상기 다수의 터치 전극 중 제3 터치 전극들을 상기 제4 방향으로 스캐닝 하여 제4 센싱 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 다수의 터치 전극 중 제4 터치 전극들을 상기 제3 방향으로 스캐닝 하여 제3 센싱 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 터치 센싱 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 이루는 각도는 90도이고,
상기 제1 방향과 상기 제3 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도이고,
상기 제1 방향과 상기 제4 방향이 이루는 각도는 0도를 초과하고 90도 미만의 각도인 터치 센싱 방법.