KR20220095835A - 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20220095835A
KR20220095835A KR1020200187760A KR20200187760A KR20220095835A KR 20220095835 A KR20220095835 A KR 20220095835A KR 1020200187760 A KR1020200187760 A KR 1020200187760A KR 20200187760 A KR20200187760 A KR 20200187760A KR 20220095835 A KR20220095835 A KR 20220095835A
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박용찬
이휘득
이양식
조현석
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 제1 센서 층에 배치되는 다수의 제1 라인 부분과 제2 센서 층에 배치되는 다수의 제2 라인 부분이 교번하며 터치 라인을 구성함으로써, 다른 터치 라인의 적어도 일부분이 서로 중첩하며 배치될 수 있어 터치 라인의 배치로 인한 서브픽셀의 개구율 또는 투과율의 감소를 최소화하며 다수의 터치 라인이 배치될 수 있다. 따라서, 터치 전극의 추가 배치를 통해 터치 감도를 향상시키거나, 터치 라인의 추가 배치를 통해 많은 채널이 요구되는 대면적의 터치 디스플레이 장치를 용이하게 구현할 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치{TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있다. 일 예로, 액정 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치와 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용된다.
디스플레이 장치는, 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여 디스플레이 패널에 접촉된 사용자의 손가락이나 펜에 의한 터치를 인식할 수 있다. 디스플레이 장치는, 인식된 터치를 기반으로 디스플레이 장치의 구동을 위한 입력 처리를 수행할 수 있다.
디스플레이 장치는, 디스플레이 패널에 내장되거나, 디스플레이 패널 상에 배치된 다수의 터치 전극을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 터치 전극으로 터치 구동 신호를 공급하는 다수의 터치 라인을 포함할 수 있다.
다수의 터치 라인은, 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에 배치되며 터치 전극과 연결될 수 있다. 또는, 다수의 터치 라인은, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 배치되며 터치 전극과 연결될 수 있다.
따라서, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 배치되는 다수의 터치 전극과 다수의 터치 라인에 의해 서브픽셀의 개구율 또는 투과율이 감소할 수 있는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에 배치된 서브픽셀의 개구율 또는 투과율의 감소를 최소화하며 터치 전극과 터치 라인을 배치할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에 배치된 터치 전극의 면적 증가를 통해 터치 감도를 향상시키거나, 터치 라인의 개수 증가를 통해 대면적의 터치 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에 배치된 다수의 터치 전극들, 및 다수의 터치 전극들 각각과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다수의 터치 전극들 각각은, 제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 전극 부분들, 및 제1 센서 층과 상이한 제2 센서 층에 배치되고 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 다수의 제2 전극 부분들을 포함할 수 있다.
다수의 터치 라인들 각각은, 제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 라인 부분들, 및 제2 센서 층에 배치되고 일부분이 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나와 중첩하며 다수의 제1 라인 부분들 중 인접한 두 개의 제1 라인 부분들 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제2 라인 부분들을 포함할 수 있다.
다수의 터치 라인들은 제1 터치 라인과 제2 터치 라인을 포함할 수 있다. 제1 터치 라인의 제1 라인 부분의 적어도 일부분은 제2 터치 라인의 제2 라인 부분과 중첩할 수 있다. 제1 터치 라인의 제2 라인 부분의 적어도 일부분은 제2 터치 라인의 제1 라인 부분과 중첩할 수 있다.
제1 터치 라인의 제1 라인 부분과 제2 라인 부분이 연결되는 제1 지점과 제2 터치 라인의 제1 라인 부분과 제2 라인 부분이 연결되는 제2 지점 사이에 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나가 위치할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에 배치된 다수의 터치 전극들, 및 다수의 터치 전극들 각각과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들을 포함하고, 다수의 터치 라인들 각각은, 제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 라인 부분들, 및 제1 센서 층과 상이한 제2 센서 층에 배치되고 다수의 제1 라인 부분들 중 인접한 두 개의 제1 라인 부분들 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제2 라인 부분들을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다수의 터치 라인들 각각에 포함된 다수의 제2 라인 부분들 각각의 길이는 다수의 제1 라인 부분들 각각의 길이보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널에 배치된 터치 라인이 제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 라인 부분과 제2 센서 층에 배치된 다수의 제2 라인 부분으로 구성됨으로써, 서로 다른 터치 라인의 적어도 일부분이 중첩되며 배치될 수 있어 터치 라인의 배치로 인한 서브픽셀의 개구율 또는 투과율 감소를 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 서로 다른 터치 라인의 적어도 일부분이 중첩되며 배치될 수 있으므로, 터치 라인이 배치되는 면적 감소에 의해 터치 전극을 추가로 배치하여 터치 감도를 향상시키거나, 터치 라인을 추가로 배치하여 많은 채널이 요구되는 대면적의 터치 디스플레이 장치를 용이하게 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 터치 전극과 터치 라인이 배치된 평면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A' 부분의 단면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 터치 전극과 터치 라인이 배치된 평면 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 B-B' 부분의 단면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 터치 전극과 터치 라인이 배치된 평면 구조의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 라인이 터치 전극과 연결되는 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9a, 도 9b, 도 9c 및 도 9d는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 라인과 링크 라인이 배치된 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 배치된 링크 라인의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들의 시간 관계 또는 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된 액티브 영역(AA)과, 액티브 영역(AA)의 외측에 위치하는 논-액티브 영역(NA)을 포함하는 디스플레이 패널(110)을 포함할 수 있다. 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)에 배치된 각종 신호 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치될 수 있다. 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 서브픽셀(SP)이 위치할 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 게이트 구동 회로(120)는, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다.
각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있다. 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 경우에 따라, 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또는, 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환할 수 있다. 데이터 구동 회로(130)는, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압(Vdata)을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 제어할 수 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터, 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있다. 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 경우에 따라, 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또는, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(110)에 연결된 필름 상에 실장되고, 필름 상의 배선들을 통해 디스플레이 패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어할 수 있다.
컨트롤러(140)는, 인쇄 회로 기판, 또는 가요성 인쇄 회로 등 상에 실장될 수 있다. 컨트롤러(140)는, 인쇄 회로 기판, 또는 가요성 인쇄 회로 등을 통해 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 컨트롤러(140)는, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
컨트롤러(140)는, 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE: Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신할 수 있다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS)를 출력할 수 있다.
게이트 스타트 펄스(GSP)는, 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS)를 출력할 수 있다.
소스 스타트 펄스(SSP)는, 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은, 소스 드라이버 집적 회로(SDIC) 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는, 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
각각의 서브픽셀(SP)에, 디스플레이 패널(110)의 유형에 따라 액정이 배치되거나, 발광 소자가 배치될 수 있다. 또한, 서브픽셀(SP)에 데이터 전압이 인가되는 전극과, 공통 전압이 인가되는 전극 등이 배치될 수 있다.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱하기 위한 센서, 배선 및 구동 회로 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 액티브 영역(AA)에 위치하는 다수의 터치 전극(TE)과, 터치 전극(TE)을 구동하는 터치 구동 회로(150)와, 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(150)를 서로 연결하는 다수의 터치 라인(TL)을 포함할 수 있다. 또한, 터치 구동 회로(150)를 제어하며, 터치 구동 회로(150)에 의해 검출된 신호에 기초하여 터치를 센싱하는 터치 컨트롤러(미도시)를 포함할 수 있다.
터치 전극(TE)은, 일 예로, 투명한 전극일 수도 있고, 적어도 일부분이 개구된 불투명한 전극일 수도 있다.
터치 전극(TE)이 개구된 부분을 포함하는 경우, 터치 전극(TE)은 메쉬 형태일 수 있다. 터치 전극(TE)의 개구된 부분은 각각의 서브픽셀(SP)에 배치된 발광 영역과 중첩될 수 있다.
터치 라인(TL)은, 터치 전극(TE)의 배치 구조와 터치 센싱 방식에 따라, 복수의 터치 전극(TE)에 하나의 터치 라인(TL)이 연결될 수도 있고, 각각의 터치 전극(TE)마다 적어도 하나의 터치 라인(TL)이 연결될 수도 있다.
일 예로, 다수의 터치 전극(TE)은 X축 방향으로 연결된 다수의 터치 전극(TE)과, Y축 방향으로 연결된 다수의 터치 전극(TE)을 포함할 수 있다. 그리고, X축 방향으로 연결된 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결된 터치 라인(TL)과, Y축 방향으로 연결된 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결된 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
이러한 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 동일한 층에 배치될 수 있다. 일부 터치 전극(TE)은 동일한 층에 배치된 연결 배선에 의해 연결되고, 나머지 터치 전극(TE)은 다른 층에 배치된 연결 배선에 의해 연결될 수 있다.
터치 센싱 시, X축 방향 또는 Y축 방향으로 연결된 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가되고 Y축 방향 또는 X축 방향으로 연결된 다수의 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호가 검출될 수 있다. X축 방향으로 연결된 터치 전극(TE)과 Y축 방향으로 연결된 터치 전극(TE)에 서로 다른 신호가 인가된 상태에서, 터치에 의해 발생하는 터치 전극(TE) 간의 뮤추얼 커패시턴스의 변화를 검출하여 터치가 센싱될 수 있다.
다른 예로, 다수의 터치 전극(TE)이 서로 분리되어 배치되고, 터치 라인(TL)은 각각의 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 동일한 층에 배치될 수 있다. 다수의 터치 라인(TL)은, 터치 전극(TE)이 배치된 층과 다른 층에 배치될 수 있다. 다수의 터치 라인(TL) 각각은, 다수의 터치 전극(TE) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 라인(TL)의 일부분은 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결되지 않은 터치 전극(TE)과 중첩될 수 있다.
터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 공급되고, 터치 라인(TL)을 통해 검출되는 셀프 커패시턴스의 변화를 검출하여 터치가 센싱될 수 있다.
또는, 경우에 따라, X축 방향으로 연결된 터치 전극(TE)과 Y축 방향으로 연결된 터치 전극(TE)이 배치된 구조에서, 뮤추얼 커패시턴스 기반의 센싱과 셀프 커패시턴스 기반의 센싱이 수행될 수도 있다.
터치 구동 회로(150)는, 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 출력하며, 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호를 검출할 수 있다.
터치 구동 회로(150)는, 일 예로, 터치 라인(TL)과 연결되어 터치 구동 신호를 공급하고 터치 센싱 신호를 수신하는 연산 증폭기와, 연산 증폭기에 의해 수신된 신호에 따른 전하를 축적하는 피드백 커패시터를 포함할 수 있다. 또한, 터치 구동 회로(150)는, 연산 증폭기의 출력 신호를 처리하는 적분기, 샘플 앤 홀드 회로 및 아날로그 디지털 컨버터 등을 포함할 수 있다.
터치 구동 회로(150)는, 터치 전극(TE)으로부터 검출된 터치 센싱 신호를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고 터치 컨트롤러로 전송할 수 있다. 터치 컨트롤러는, 터치 구동 회로(150)로부터 수신된 센싱 데이터에 기초하여 터치 유무와 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.
터치 구동 회로(150)는, 디스플레이 패널(110)에 별도의 회로로 배치될 수도 있고, 경우에 따라, 데이터 구동 회로(130) 등과 통합된 형태로 구현되어 배치될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 터치 전극(TE)을 구동하여 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱할 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)은, 디스플레이 패널(110) 상에 배치될 수도 있고, 디스플레이 패널(110)에 내장된 형태로 배치될 수도 있다.
여기서, 터치 전극(TE)이 디스플레이 패널(110)에 내장된 형태로 배치되는 경우, 터치 디스플레이 장치(100)의 유형에 따라, 터치 전극(TE)이 배치된 구조가 상이할 수 있다.
일 예로, 터치 전극(TE)은, 터치 디스플레이 장치(100)가 전면 발광 구조인 경우, 디스플레이 패널(110)에서 발광 소자를 보호하는 봉지부 상에 배치될 수 있다. 또는, 터치 전극(TE)은, 터치 디스플레이 장치(100)가 배면 발광 구조인 경우, 발광 소자의 아래에 배치될 수 있다.
또한, 터치 전극(TE)과 연결되는 터치 라인(TL)은, 유형에 따라, 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에 배치될 수도 있고, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역(AA)에 배치될 수도 있다.
디스플레이 패널(110)의 액티브 영역(AA)에 배치되는 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)은, 서브픽셀(SP)에서 광이 발산되는 영역을 최대한 회피하여 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)이 배치된 평면 구조의 예시를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 A-A' 부분의 단면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)가 기판의 전면으로 광을 발산하는 전면 발광 구조의 예시를 나타낸다. 그리고, 터치 디스플레이 장치(100)가 투명도가 높은 투명 디스플레이 장치인 경우의 예시를 나타낸다.
터치 디스플레이 장치(100)에 포함된 각각의 서브픽셀(SP)은 발광 소자에 의해 발산된 광이 외부로 출사되는 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 서브픽셀(SP)은, 발광 영역(EA)에 배치된 발광 소자를 구동하는 각종 회로 소자가 배치된 회로 영역을 포함할 수 있다. 회로 영역의 적어도 일부분은 발광 영역(EA)과 중첩할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)가 배면 발광 구조인 경우, 발광 영역(EA)은 회로 영역과 중첩되지 않게 위치할 수도 있다.
서브픽셀(SP)에서 발광 영역(EA)과 회로 영역 이외의 영역의 적어도 일부분은 회로 소자나 배선이 배치되지 않은 투명 영역(TA)일 수 있다. 서브픽셀(SP)이 투명도가 높은 투명 영역(TA)을 포함하므로, 투명 디스플레이 장치가 구현될 수 있다.
서브픽셀(SP)은, 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)의 적어도 일부분과 터치 라인(TL)이 배치되는 배선 영역(LA)을 포함할 수 있다.
터치 전극(TE)은, 터치 라인(TL)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 터치 전극(TE)은, 터치 라인(TL)과 상이한 층에 배치될 수도 있다. 또는, 터치 전극(TE)의 일부분과 터치 라인(TL)의 일부분이 동일한 층에 배치될 수도 있다.
일 예로, 터치 전극(TE)은, 제1 센서 층에 배치되는 제1 터치 센서 메탈(TSM1)으로 이루어지는 다수의 제1 전극 부분(TEa)을 포함할 수 있다.
터치 전극(TE)은, 제1 센서 층과 상이한 제2 센서 층에 배치되는 제2 터치 센서 메탈(TSM2)으로 이루어지는 다수의 제2 전극 부분(TEb)을 포함할 수 있다.
제1 센서 층과 제2 센서 층 사이에 적어도 하나의 절연 층이 배치될 수 있다. 그리고, 일 예로, 제2 센서 층이 제1 센서 층 상에 위치할 수 있으나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되지는 아니한다.
터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)은, 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)이 배치된 방향과 교차하는 방향을 따라 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)은, 컨택홀(CH)을 통해 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 제2 전극 부분(TEb)이 연결된 구조에 의해 메쉬 형태의 터치 전극(TE)이 될 수 있다.
터치 라인(TL)은, 일 예로, 제2 센서 층에 배치되는 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어질 수 있다.
터치 라인(TL)은, 컨택홀(CH)을 통해 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 라인(TL)이 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어지므로, 터치 라인(TL)은 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로 간의 전기적인 연결을 위해 요구되는 터치 라인(TL)의 수가 증가할 경우 배선 영역(LA)에 배치되는 터치 라인(TL)이 증가할 수 있다.
따라서, 배선 영역(LA)의 일부분은, 발광 영역(EA)이나 투명 영역(TA)과 중첩할 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 버퍼 층(TBUF) 상에 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다. 도 3에 도시되지 않았으나, 터치 버퍼 층(TBUF) 아래에 발광 소자, 발광 소자를 구동하는 회로 소자 및 발광 소자를 보호하는 봉지부 등이 배치될 수 있다.
터치 버퍼 층(TBUF) 상에 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)이 배치될 수 있다. 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa) 상에 터치 절연 층(TILD)이 배치될 수 있다.
터치 절연 층(TILD) 상에 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어진 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
터치 보호 층(TPAS)이 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 터치 라인(TL) 상에 배치될 수 있다. 터치 보호 층(TPAS) 상의 일부 영역에 블랙 매트릭스(BM)가 배치될 수 있다.
터치 라인(TL)이 배치된 배선 영역(LA)의 일부분이 발광 영역(EA)과 중첩하므로, 서브픽셀(SP)의 개구율이 감소할 수 있다. 배선 영역(LA)의 일부분이 투명 영역(TA)과 중첩하므로, 서브픽셀(SP)의 투과율이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 라인(TL)의 수의 증가로 인한 서브픽셀(SP)의 개구율 또는 투과율 감소를 최소화할 수 있는 방안을 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)이 배치된 평면 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다. 도 4는 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)의 배치 구조의 명확한 도시를 위하여, 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 구조를 제외하고 도시한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 B-B' 부분의 단면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 터치 전극(TE)은, 다수의 제1 전극 부분(TEa)과 다수의 제2 전극 부분(TEb)을 포함할 수 있다.
터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)은, 제1 센서 층에 배치되는 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어질 수 있다. 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)은, 제2 센서 층에 배치되는 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어질 수 있다.
터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)은, 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)이 배치된 방향과 교차하는 방향을 따라 배치될 수 있다. 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)은, 컨택홀(CH)을 통해 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 라인(TL)은, 다수의 제1 라인 부분(TLa)과 다수의 제2 라인 부분(TLb)을 포함할 수 있다.
터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)은, 제1 센서 층에 배치되는 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어질 수 있다. 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)은, 제2 센서 층에 배치되는 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어질 수 있다.
터치 라인(TL)에 포함된 다수의 제1 라인 부분(TLa)과 다수의 제2 라인 부분(TLb)은, 터치 라인(TL)이 배치되는 방향을 따라 교번하며 배치될 수 있다. 그리고, 터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)과 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)은, 컨택홀(CH)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 터치 라인(TL) 중 어느 하나의 적어도 일부분은 다른 터치 라인(TL)과 중첩하며 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 터치 라인(TL1)의 적어도 일부분이 제2 터치 라인(TL2)과 중첩하며 배치될 수 있다.
제1 터치 라인(TL1)의 제1 라인 부분(TL1a)의 적어도 일부분이 제2 터치 라인(TL2)의 제2 라인 부분(TL2b)과 중첩하며 배치될 수 있다.
제1 터치 라인(TL1)의 제2 라인 부분(TL1b)의 적어도 일부분이 제2 터치 라인(TL2)의 제1 라인 부분(TL2a)과 중첩하며 배치될 수 있다.
제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2) 각각이 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 제1 라인 부분(TLa)과 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어진 제2 라인 부분(TLb)이 교번하며 연결된 구조를 가지므로, 제1 터치 라인(TL1)의 적어도 일부분이 제2 터치 라인(TL2)과 중첩하며 배치될 수 있다.
따라서, 제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2)이 배치되는 영역을 최소화할 수 있다. 터치 라인(TL)이 배치되는 영역을 최소화하므로, 터치 라인(TL)의 배치로 인한 서브픽셀(SP)의 개구율 또는 투과율 감소를 최소화할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 터치 라인(TL1)의 제2 라인 부분(TL1b)과 제2 터치 라인(TL2)의 제1 라인 부분(TL2a)이 중첩된 부분의 단면 구조의 예시를 나타낸다.
제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2)이 중첩하며 배치되므로, 터치 라인(TL)이 배치되는 영역이 감소될 수 있다.
터치 라인(TL)의 배치로 인해 서브픽셀(SP)의 개구율 또는 투과율이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 터치 라인(TL) 상에 블랙 매트릭스(BM)가 도 3에 도시된 예시와 같이 배치되더라도, 터치 라인(TL)이 모두 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 영역 내에 위치할 수 있으므로, 터치 라인(TL)의 배치에 따른 개구율 또는 투과율의 감소를 방지할 수 있다.
따라서, 서브픽셀(SP)의 개구율 및 투과율 감소를 최소화하며, 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)을 배치할 수 있다. 또는, 터치 전극(TE)의 추가 배치를 통해 터치 감도를 향상시키거나, 터치 라인(TL)의 추가 배치를 통해 대면적의 터치 디스플레이 장치(100)를 용이하게 구현할 수도 있다.
터치 라인(TL)의 일부가 제1 터치 센서 메탈(TSM1)을 이용하여 배치되므로, 제1 터치 센서 메탈(TSM1)을 이용하여 배치되는 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)의 구조가 변경될 수 있다.
도 4를 참조하면, 터치 전극(TE)에 포함된 다수의 제1 전극 부분(TEa) 중 적어도 하나는 터치 라인(TL) 사이의 영역에 위치할 수 있다. 그리고, 제1 전극 부분(TEa)의 일단만 제2 전극 부분(TEb)과 컨택홀(CH)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)에 포함된 다수의 제1 전극 부분(TEa) 중 적어도 하나는 터치 라인(TL)과 교차하며 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 전극 부분(TEa)은, 제1 터치 라인(TL1)의 제1 라인 부분(TL1a)이 제1 터치 라인(TL1)의 제2 라인 부분(TL1b)과 전기적으로 연결되는 제1 지점(P1)과 제2 터치 라인(TL2)의 제1 라인 부분(TL2a)이 제2 터치 라인(TL2)의 제2 라인 부분(TL2b)과 전기적으로 연결되는 제2 지점(P2) 사이의 영역을 지나가며 배치될 수 있다.
제1 센서 층에 배치되는 제1 라인 부분(TLa)과 제2 센서 층에 배치되는 제2 라인 부분(TLb)이 교번하며 터치 라인(TL)을 구성할 수 있다.
따라서, 터치 라인(TL)이 제1 라인 부분(TLa)에서 제2 라인 부분(TLb)으로 변경되거나, 제2 라인 부분(TLb)에서 제1 라인 부분(TLa)으로 변경되는 영역에 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)이 배치될 수 있다.
터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)의 일부분은 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 중첩할 수 있다.
그리고, 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)이 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)을 넘어가며 터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)과 연결되므로, 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)의 길이는 터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)의 길이보다 클 수 있다.
이와 같이, 터치 라인(TL)과 교차하며 배치된 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)에 의해 인접한 픽셀 영역에 배치된 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결되며 메쉬 형태의 터치 전극(TE)이 될 수 있다.
터치 라인(TL)과 교차하는 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)은, 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이에서 컨택홀(CH)을 통해 제2 전극 부분(TEb)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또는, 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)은, 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이의 영역 이외의 영역에서 컨택홀(CH)을 통해 제2 전극 부분(TEb)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)이 배치된 평면 구조의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 터치 라인(TL)은, 전술한 예시와 같이, 다수의 제1 라인 부분(TLa)과 다수의 제2 라인 부분(TLb)을 포함할 수 있다.
터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)과 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)은 터치 라인(TL)이 배치되는 방향을 따라 교번하며 배치될 수 있다. 터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)은, 컨택홀(CH)을 통해 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)은, 다수의 제1 전극 부분(TEa)과 다수의 제2 전극 부분(TEb)을 포함할 수 있다.
제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어진 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)은, 터치 라인(TL)이 배치되는 방향을 따라 배치될 수 있다.
제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)의 일부는, 터치 라인(TL)이 배치된 방향과 교차하는 방향을 따라 배치될 수 있다. 또한, 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)의 다른 일부는, 터치 라인(TL)이 배치된 방향을 따라 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 터치 라인(TL1) 및 제2 터치 라인(TL2)과 인접한 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 중첩하는 영역에 제1 전극 부분(TEa)이 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 중첩하는 제1 전극 부분(TEa)은 일부분이 터치 라인(TL)과 중첩하고 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 교차하는 제1 전극 부분(TEa)과 일체일 수 있다.
따라서, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)이 교차하는 영역 이외의 영역에서 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 제2 전극 부분(TEb)이 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 601이 지시하는 영역과 602가 지시하는 영역에서, 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 제2 전극 부분(TEb)이 전기적으로 연결될 수 있다.
그러므로, 603이 지시하는 영역에서, 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 제2 전극 부분(TEb) 간의 전기적인 연결을 위한 컨택홀(CH)이 배치되지 않을 수 있다.
603이 지시하는 영역은, 터치 라인(TL)의 제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb) 간의 전기적인 연결을 위한 컨택홀(CH)의 배치가 요구되는 영역일 수 있다.
603이 지시하는 영역에서, 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 제2 전극 부분(TEb) 간의 전기적인 연결을 위한 컨택홀(CH)이 제거될 수 있으므로, 터치 라인(TL)을 구성하는 터치 센서 메탈(TSM)이 변경되는 영역에서 컨택홀(CH)로 인한 투명 영역(TA) 감소를 최소화할 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 예시는, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)이 교번하며 배치된 구조의 예시를 나타낸다. 터치 라인(TL)이 반복적으로 배치되므로, 터치 라인(TL)과 주변 전극 간의 기생 커패시턴스의 편차를 감소시켜 균일도가 높은 터치 센싱 성능을 제공할 수 있다.
또는, 터치 라인(TL)을 모두 발광 영역(EA)과 투명 영역(TA) 사이에 배치함으로써, 터치 라인(TL)이 배치되는 영역을 최소화하며 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 라인(TL)의 수를 증가시켜줄 수도 있다.
도 7을 참조하면, 터치 전극(TE)은, 제1 전극 부분(TEa)과 제2 전극 부분(TEb)을 포함할 수 있다. 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)은, 터치 라인(TL)이 배치되는 방향을 따라 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)의 일부는 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 중첩하며 배치될 수 있다. 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)의 다른 일부는 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)과 교차하며 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)은 서브픽셀(SP)의 발광 영역(EA) 사이에 위치할 수 있다.
터치 라인(TL)은, 일 예로, 발광 영역(EA)과 투명 영역(TA) 사이에 위치할 수 있다.
터치 라인(TL)은, 다수의 제1 라인 부분(TLa)과 다수의 제2 라인 부분(TLb)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb)은 교번하며 배치될 수 있다.
제1 터치 라인(TL1)의 적어도 일부분은 제2 터치 라인(TL2)과 중첩하며 배치될 수 있다. 제3 터치 라인(TL3)의 적어도 일부분은 제4 터치 라인(TL4)의 적어도 일부분과 중첩하며 배치될 수 있다. 유사하게, 제5 터치 라인(TL5), 제6 터치 라인(TL6), 제7 터치 라인(TL7) 및 제8 터치 라인(TL8)이 배치될 수 있다.
터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)이 배치되는 영역을 거의 동일하게 유지하며, 배치되는 터치 라인(TL)의 수가 증가될 수 있다.
따라서, 대면적의 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 라인(TL)의 배치로 인한 서브픽셀(SP)의 개구율 또는 투과율의 감소를 최소화하며 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
그리고, 터치 라인(TL)의 일부분이 터치 전극(TE)의 일부분이 배치되는 층과 동일한 층에 배치되므로, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE) 간의 전기적인 연결을 위한 컨택홀(CH)이 배치되지 않을 수 있다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 라인(TL)이 터치 전극(TE)과 연결되는 구조의 예시를 나타낸 도면이다. 도 8a와 도 8b는 도 4에 도시된 예시에서, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)의 연결 구조의 예시를 나타낸다.
도 8a와 도 8b를 참조하면, 제1 터치 라인(TL1)의 제1 라인 부분(TL1a)과 제2 라인 부분(TL1b)이 연결되는 제1 지점(P1)과 제2 터치 라인(TL2)의 제1 라인 부분(TL2a)과 제2 라인 부분(TL2b)이 연결되는 제2 지점(P2) 사이의 영역에 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)이 지나가며 배치될 수 있다.
일 예로, 도 8a에 도시된 801이 지시하는 부분과 같이, 제1 터치 라인(TL1)의 제1 라인 부분(TL1a)이 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 연결될 수 있다.
제2 터치 라인(TL2)의 제1 라인 부분(TL2a)은 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 연결되지 않을 수 있다.
따라서, 제1 터치 라인(TL1)과 터치 전극(TE)의 전기적인 연결을 위한 컨택홀(CH)을 추가하지 않고, 제1 터치 라인(TL1)과 터치 전극(TE)이 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 예로, 도 8b에 도시된 802가 지시하는 부분과 같이, 제2 터치 라인(TL2)의 제1 라인 부분(TL2a)이 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 연결될 수 있다.
제1 터치 라인(TL1)의 제1 라인 부분(TL1a)은 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 연결되지 않을 수 있다.
따라서, 별도의 컨택홀(CH)을 추가하지 않고, 제2 터치 라인(TL2)과 터치 전극(TE)이 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb)이 교번하며 터치 라인(TL)을 구성함으로써, 서로 다른 터치 라인(TL)이 중첩되며 배치될 수 있도록 하며, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)이 직접 연결될 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
또한, 터치 라인(TL)은, 터치 전극(TE)과 연결되지 않은 영역에서 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 분리된 구조를 유지할 수 있다. 또는, 경우에 따라, 터치 라인(TL)이 단선되고 단선된 터치 라인(TL)이 터치 전극(TE)과 연결되며 터치 전극(TE)의 저항을 감소시켜줄 수도 있다.
도 9a, 도 9b, 도 9c 및 도 9d는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 라인(TL)과 링크 라인(LL)이 배치된 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9a와 도 9b는 터치 라인(TL)과 터치 패드(TP) 사이를 전기적으로 연결하는 링크 라인(LL)이 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 구조의 예시를 나타낸다. 링크 라인(LL)은, 디스플레이 패널(110)의 논-액티브 영역(NA)에 배치될 수 있다.
도 9a와 도 9b를 참조하면, 터치 라인(TL)은, 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 제1 라인 부분(TLa)과 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어진 제2 라인 부분(TLb)을 포함할 수 있다.
터치 라인(TL)을 구성하는 제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb)은 교번하며 배치될 수 있다.
제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb)은 터치 전극(TE) 사이의 영역에서 교번할 수 있다. 또한, 제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb)은 터치 전극(TE)과 대응하는 영역 내에서 교번할 수도 있다.
메쉬 형태를 갖는 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)이 터치 라인(TL)과 교차하며 배치되는 영역에서, 터치 라인(TL)이 제1 라인 부분(TLa)에서 제2 라인 부분(TLb)으로 변경되거나, 제2 라인 부분(TLb)에서 제1 라인 부분(TLa)으로 변경될 수 있다.
따라서, 메쉬 형태의 터치 전극(TE)을 구성하며, 터치 라인(TL)이 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 교차하며 배치될 수 있다.
터치 라인(TL)은, 터치 라인(TL)을 구성하는 제1 라인 부분(TLa)에 의해 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TEa)과 직접 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인(TL)은 터치 전극(TE)과 연결된 지점 이후의 영역으로 연장되며 다른 터치 전극(TE)과 중첩할 수 있다.
일 예로, 도 9a에서 901이 지시하는 부분과 같이, 제3 터치 라인(TL3)과 제4 터치 라인(TL4)이 제3 터치 전극(TE3)과 제4 터치 전극(TE4) 이후의 영역까지 연장되며 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 중첩할 수 있다.
다른 예로, 도 9b에서 902가 지시하는 부분과 같이, 제3 터치 라인(TL3)은, 제3 터치 전극(TE3) 이후의 영역에서 단선될 수 있다. 제4 터치 라인(TL)은, 제4 터치 전극(TE4) 이후의 영역에서 단선될 수 있다.
단선된 터치 라인(TL)은, 중첩된 터치 전극(TE) 각각과 대응되도록 단선될 수 있다. 그리고, 단선된 터치 라인(TL)은, 중첩된 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결되며 터치 전극(TE)의 일부를 구성할 수 있다. 따라서, 터치 전극(TE)의 저항을 감소시켜줄 수 있다.
이러한 경우, 터치 전극(TE)과 대응하는 영역의 내부에서 단선된 터치 라인(TL)은 다수의 제1 라인 부분(TLa)과 다수의 제2 라인 부분(TLb)을 포함할 수 있다.
단선된 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)은, 터치 라인(TL)과 교차하며 배치되는 터치 전극(TE)의 제1 전극 부분(TLa) 상의 영역을 지나 터치 라인(TL)이 배치되는 방향을 따라 배치된 터치 전극(TE)의 다른 제1 전극 부분(TLa)과 전기적으로 연결될 수 있다.
단선된 터치 라인(TL)의 제2 라인 부분(TLb)은, 터치 전극(TE)을 구성하므로, 터치 전극(TE)의 제2 전극 부분(TEb)이 교차하는 제1 전극 부분(TEa) 상의 영역을 지나 동일 방향으로 배치된 제1 전극 부분(TEa)과 전기적으로 연결된 구조로 볼 수 있다.
도 9c와 도 9d는 터치 라인(TL)과 터치 패드(TP) 사이를 전기적으로 연결하는 링크 라인(LL)이 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어진 구조의 예시를 나타낸다.
도 9c에 도시된 903이 지시하는 부분과 같이, 터치 라인(TL)은 전기적으로 연결된 터치 전극(TE)의 이후 영역까지 연장되며 배치될 수 있다.
또는, 도 9d에 도시된 904가 지시하는 부분과 같이, 터치 라인(TL)은 전기적으로 연결된 터치 전극(TE)의 이후 영역에서 단선되며, 중첩하는 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결되며 터치 전극(TE)의 일부를 구성할 수도 있다.
터치 라인(TL)이 제1 라인 부분(TLa)과 제2 라인 부분(TLb)으로 구성된 구조에서, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE) 간의 연결 구조는 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 터치 라인(TL)과 터치 패드(TP)를 서로 연결하는 링크 라인(LL)은 단일 층에 배치된 터치 센서 메탈(TSM)을 이용하여 구현될 수도 있으나, 제1 센서 층에 배치된 제1 터치 센서 메탈(TSM1)과 제2 센서 층에 배치된 제2 터치 센서 메탈(TSM2)을 이용하여 구현될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에 배치된 링크 라인(LL)의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 링크 라인(LL)은, 일 예로, 제1 센서 층에 배치되는 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어질 수 있다.
링크 라인(LL)은, 링크 라인(LL)과 연결되는 영역에서 제1 라인 부분(TLa)으로 이루어진 터치 라인(TL)과 직접 연결되고, 제2 라인 부분(TLb)으로 이루어진 터치 라인(TL)과 컨택홀(CH)을 통해 연결될 수 있다.
링크 라인(LL)은, 다른 예로, 제2 센서 층에 배치되는 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어질 수 있다.
링크 라인(LL)은, 링크 라인(LL)과 연결되는 영역에서 제2 라인 부분(TLb)으로 이루어진 터치 라인(TL)과 직접 연결되고, 제1 라인 부분(TLa)으로 이루어진 터치 라인(TL)과 컨택홀(CH)을 통해 연결될 수 있다.
링크 라인(LL)은, 또 다른 예로, 제1 터치 센서 메탈(TSM1)과 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어질 수 있다.
링크 라인(LL)과 연결되는 영역에서 제1 라인 부분(TLa)으로 이루어진 터치 라인(TL)은 제1 터치 센서 메탈(TSM1)로 이루어진 링크 라인(LL)과 연결될 수 있다. 링크 라인(LL)과 연결되는 영역에서 제2 라인 부분(TLb)으로 이루어진 터치 라인(TL)은 제2 터치 센서 메탈(TSM2)로 이루어진 링크 라인(LL)과 연결될 수 있다.
따라서, 1001이 지시하는 부분과 같이, 터치 라인(TL)과 링크 라인(LL) 간의 전기적인 연결을 위한 컨택홀(CH)이 배치되지 않을 수 있다.
또한, 링크 라인(LL)은, 터치 라인(TL) 간의 간격에 따라 다양한 구조로 배치될 수 있다.
일 예로, 터치 라인(TL) 간의 간격이 보통 수준일 경우 링크 라인(LL)은 EX 1에 도시된 예시와 같이 배치될 수 있다. 터치 라인(TL) 간의 간격이 좁을 경우 링크 라인(LL)은 EX 2에 도시된 예시와 같이 배치될 수 있다. 터치 라인(TL) 간의 간격이 넓을 경우 링크 라인(LL)은 EX 3에 도시된 예시와 같이 배치될 수 있다.
터치 라인(TL) 간의 간격이 좁을 경우에는, 1002가 지시하는 부분과 같이, 터치 라인(TL) 또는 링크 라인(LL)이 꺾인 구조를 가질 수 있다.
따라서, 터치 라인(TL) 간의 간격이 좁은 경우에도, 이중 층의 터치 라인(TL) 구조와 터치 라인(TL) 또는 링크 라인(LL)의 꺾인 구조에 의해 디스플레이 패널(110)에 배치되는 다수의 터치 라인(TL)을 구현할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 제1 센서 층에 배치되는 제1 라인 부분(TLa)과 제2 센서 층에 배치되는 제2 라인 부분(TLb)이 교번하는 구조에 의해 다른 터치 라인(TL)의 적어도 일부분이 서로 중첩하며 배치될 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
터치 라인(TL)을 구성하는 층이 변경되는 영역에서 터치 라인(TL)과 교차하는 터치 전극(TE)이 배치됨으로써, 터치 전극(TE)의 메쉬 형태가 구현될 수 있다.
따라서, 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)의 형태를 유지하고, 터치 라인(TL)이 배치되는 영역을 최소화하며 많은 수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있도록 함으로써, 서브픽셀(SP)의 개구율 또는 투과율 감소를 최소화하며 터치 라인(TL)의 배치 구조를 구현할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 150: 터치 구동 회로

Claims (17)

  1. 디스플레이 패널에 배치된 다수의 터치 전극들; 및
    상기 다수의 터치 전극들 각각과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들을 포함하고,
    상기 다수의 터치 전극들 각각은,
    제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 전극 부분들; 및
    상기 제1 센서 층과 상이한 제2 센서 층에 배치되고, 상기 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 다수의 제2 전극 부분들을 포함하며,
    상기 다수의 터치 라인들 각각은,
    상기 제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 라인 부분들; 및
    상기 제2 센서 층에 배치되고, 일부분이 상기 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나와 중첩하며, 상기 다수의 제1 라인 부분들 중 인접한 두 개의 제1 라인 부분들 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제2 라인 부분들을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들은 제1 터치 라인과 제2 터치 라인을 포함하고,
    상기 제1 터치 라인의 제1 라인 부분의 적어도 일부분은 상기 제2 터치 라인의 제2 라인 부분과 중첩하고, 상기 제1 터치 라인의 제2 라인 부분의 적어도 일부분은 상기 제2 터치 라인의 제1 라인 부분과 중첩하는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 터치 라인의 제1 라인 부분과 제2 라인 부분이 연결되는 제1 지점과 상기 제2 터치 라인의 제1 라인 부분과 제2 라인 부분이 연결되는 제2 지점 사이에 상기 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나가 위치하는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 터치 라인의 제1 라인 부분과 상기 제2 터치 라인의 제1 라인 부분은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 위치하는 상기 제1 전극 부분과 분리된 터치 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 터치 라인의 제1 라인 부분 또는 상기 제2 터치 라인의 제1 라인 부분은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 위치하는 상기 제1 전극 부분과 연결된 터치 디스플레이 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 위치하는 상기 제1 전극 부분은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 영역 이외의 영역에서 상기 다수의 제2 전극 부분들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제2 라인 부분들 각각의 길이는 상기 다수의 제1 라인 부분들 각각의 길이보다 큰 터치 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들 각각에 포함된 상기 다수의 제1 라인 부분들과 상기 다수의 제2 라인 부분들은 상기 다수의 터치 라인들이 배치된 방향을 따라 교번하며 배치된 터치 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들과 상기 다수의 제2 전극 부분들은 상기 다수의 터치 라인들이 배치된 방향과 교차하는 방향을 따라 교번하여 배치된 터치 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나는 상기 다수의 터치 라인들과 교차하는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 전극 부분들 중 적어도 하나는 상기 다수의 터치 라인들이 배치된 방향과 교차하는 방향을 따라 배치되고, 상기 다수의 터치 라인들과 중첩된 영역 이외의 영역에 배치된 터치 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제2 전극 부분들 중 적어도 하나는 상기 다수의 제2 전극 부분들이 배치된 방향과 교차하는 방향을 따라 배치된 제1 전극 부분의 일부분과 중첩하고, 상기 중첩된 제1 전극 부분과 분리되고 상기 다수의 제2 전극 부분들이 배치된 방향을 따라 배치된 제1 전극 부분과 전기적으로 연결된 터치 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서 층에 배치되고 상기 제1 터치 라인과 전기적으로 연결된 제1 링크 라인; 및
    상기 제2 센서 층에 배치되고 상기 제2 터치 라인과 전기적으로 연결된 제2 링크 라인을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  14. 디스플레이 패널에 배치된 다수의 터치 전극들; 및
    상기 다수의 터치 전극들 각각과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들을 포함하고,
    상기 다수의 터치 라인들 각각은,
    제1 센서 층에 배치된 다수의 제1 라인 부분들; 및
    상기 제1 센서 층과 상이한 제2 센서 층에 배치되고, 상기 다수의 제1 라인 부분들 중 인접한 두 개의 제1 라인 부분들 사이를 전기적으로 연결하는 다수의 제2 라인 부분들을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들 중 어느 하나에 포함된 상기 제1 라인 부분의 적어도 일부분은 상기 다수의 터치 라인들 중 다른 하나에 포함된 상기 제2 라인 부분과 중첩하는 터치 디스플레이 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 제2 라인 부분들 각각의 길이는 상기 다수의 제1 라인 부분들 각각의 길이보다 큰 터치 디스플레이 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 제1 라인 부분들은 상기 다수의 터치 전극들과 중첩된 영역 이외의 영역에 배치되고, 상기 다수의 제2 라인 부분들 각각의 일부분은 상기 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나와 중첩하는 터치 디스플레이 장치.
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