KR20230004176A - 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로 - Google Patents

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신승록
김상규
이득수
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 개시의 실시예들은 제1 영역에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 터치 구동 신호로 구동하고, 제2 영역에 배치된 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수와 다른 제2 터치 구동 주파수를 갖는 제2 터치 구동 신호로 구동하고, 제1 터치 구동 주파수 및 상기 제2 터치 구동 주파수 각각은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정된 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로에 관한 것이다. 본 개시의 실시예들에 의하면, 노이즈에 의한 영향을 줄이고 신호 대 잡음 비를 높일 수 있고, 디스플레이 구동에 의한 영향을 줄여주어, 터치 감도를 크게 향상시켜줄 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로{TOUCH DISPLAY DEVICE AND TOUCH DRIVING CIRCUIT}
본 개시의 실시예들은 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로에 관한 것이다.
터치 디스플레이 장치는 영상을 디스플레이 하는 기능 이외에, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 기능을 제공할 수 있다.
터치 디스플레이 장치는 터치 기반의 입력 기능을 제공하기 위해서, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 센싱할 수 있어야 한다. 이를 위해, 터치 표시 장치는 터치 센서를 포함할 수 있다.
한편, 터치 디스플레이 장치는 터치 센싱 시, 다양한 요인들에 의해 각종 노이즈가 발생하거나 신호 대 잡음 비가 감소하여 터치 감도가 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
예를 들어, 터치 디스플레이 장치는 영상 디스플레이 기능과 터치 센싱 기능을 모두 제공해야 하기 때문에, 디스플레이 구동에 의해 터치 센싱이 영향을 받게 되어, 노이즈가 발생하거나 신호 대 잡음 비가 감소하여 터치 감도가 저하될 수 있다.
또한, 각종 노이즈가 터치 센서에 유기될 수 있는 구조적인 환경이 디스플레이 패널 또는 터치 디스플레이 장치에 조성된 경우, 터치 센서에 유기된 각종 노이즈에 의해 신호 대 잡음 비가 감소하고 터치 감도가 저하되는 현상이 초래될 수 있다.
또한, 터치 센서가 디스플레이 패널에 내장되는 타입인 경우, 터치 디스플레이 장치가 유기 발광 디스플레이 장치 등과 같은 자체 발광 디스플레이 장치인 경우, 또는 디스플레이 패널이 대면적화 되는 경우에서, 노이즈가 발생하거나 신호 대 잡음 비가 감소하여 터치 감도가 저하되는 현상이 심하게 발생할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비를 갖는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 자체 발광 디스플레이(예: 유기 발광 디스플레이 등) 구조에서도, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비를 갖는 터치 디스플레이 장치와 이에 포함된 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 대면적에서도, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비를 갖는 터치 디스플레이 장치와 이에 포함된 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 디스플레이 구동이 터치 센싱에 끼치는 영향을 줄여줄 수 있는 터치 센서 구조와 이에 적합한 터치 구동 회로와, 이들을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 둘 이상의 영역 단위로 그룹화된 터치 센서를 서로 다른 터치 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호로 구동하는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 회피되는 터치 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호로 터치 센서를 구동하는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 제1 영역에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들 및 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들을 포함하는 터치 센서, 및 제1 영역에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 터치 구동 신호로 구동하고, 제2 영역에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수와 다른 제2 터치 구동 주파수를 갖는 제2 터치 구동 신호로 구동하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
제1 터치 구동 주파수 및 제2 터치 구동 주파수 각각은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정될 수 있다.
디스플레이 구동 주파수는 디스플레이 구동 제어 신호의 주파수일 수 있다.
디스플레이 구동 제어 신호는 수평 동기 신호 또는 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다. 제1 터치 구동 주파수 및 제2 터치 구동 주파수 각각은, 수평 동기 신호 또는 게이트 클럭 신호의 주파수인 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정될 수 있다.
터치 센서를 포함하는 디스플레이 패널을 더 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널은 발광 소자 및 발광 소자 상의 봉지층을 포함할 수 있다.
다수의 제1 터치 전극 라인들 및 다수의 제2 터치 전극 라인들은 봉지층 상에 위치할 수 있다.
디스플레이 구동 주파수는 발광 소자의 캐소드 전극과 중첩되며 디스플레이 구동과 관련된 전극 또는 신호 배선에서의 전압 변동의 주파수일 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치되며 제1 주파수를 갖는 제1 구동 신호가 제1 구동 기간 동안 인가되는 제1 구동 터치 전극과, 디스플레이 패널의 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되며 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 제2 구동 신호가 제1 구동 기간 동안 인가되는 제2 구동 터치 전극과, 제1 구동 신호가 인가된 제1 구동 터치 전극 및 제2 구동 신호가 인가된 제2 구동 터치 전극과 교차하는 센싱 터치 전극과, 제1 구동 기간 동안 센싱 터치 전극으로부터 신호를 검출하고, 검출된 신호에 대한 필터링 처리를 통해, 검출된 신호로부터 제1 센싱 신호와 제2 센싱 신호로 분리하여 출력하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
터치 디스플레이 장치는, 제1 영역에 배치되며 제3 구동 신호가 인가되는 제3 구동 터치 전극과, 제2 영역에 배치되며 제4 구동 신호가 인가되는 제4 구동 터치 전극을 더 포함할 수 있다.
제3 구동 신호는 제1 구동 신호의 제1 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 제4 구동 신호는 제2 구동 신호의 제2 주파수와 동일한 주파수를 가질 수 있다.
구동 방식의 일 예로서, 제1 구동 기간 동안, 제1 영역의 제1 구동 터치 전극에 제1 구동 신호가 인가되고, 제2 영역의 제2 구동 터치 전극에 제2 구동 신호가 인가될 수 있다. 제1 구동 기간 이후의 제2 구동 기간 동안, 제1 영역의 제3 구동 터치 전극에 제3 구동 신호가 인가되고, 제2 영역의 제4 구동 터치 전극에 제4 구동 신호가 인가될 수 있다.
이 경우, 제1 구동 신호와 제3 구동 신호는 동일한 위상을 갖고, 제2 구동 신호와 제4 구동 신호는 동일한 위상을 가질 수 있다.
구동 방식의 다른 예로서, 제1 구동 기간 동안, 제1 영역의 제1 구동 터치 전극 및 제3 구동 터치 전극 각각에 제1 구동 신호 및 제3 구동 신호가 동시에 인가되고, 제2 영역의 제2 구동 터치 전극 및 제4 구동 터치 전극 각각에 제2 구동 신호 및 제4 구동 신호가 동시에 인가될 수 있다.
이 경우, 제1 구동 신호와 제3 구동 신호는 서로 다른 위상을 갖고, 제2 구동 신호와 제4 구동 신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.
제1 주파수 및 제2 주파수 각각은 디스플레이 패널에 대한 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 서로 다를 수 있다.
본 개시의 실시예은, 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들 중 적어도 하나의 제1 터치 전극 라인으로 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 터치 구동 신호를 공급하는 제1 송신 회로, 및 디스플레이 패널의 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들 중 적어도 하나의 제2 터치 전극 라인으로 제2 터치 구동 주파수를 갖는 제2 터치 구동 신호를 공급하는 제2 송신 회로를 포함하는 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
제1 터치 구동 주파수 및 제2 터치 구동 주파수는 서로 다를 수 있다.
제1 터치 구동 주파수 및 제2 터치 구동 주파수 각각은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비를 갖는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 자체 발광 디스플레이(예: 유기 발광 디스플레이 등) 구조에서도, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비를 갖는 터치 디스플레이 장치와 이에 포함된 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 대면적에서도, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비를 갖는 터치 디스플레이 장치와 이에 포함된 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동이 터치 센싱에 끼치는 영향을 줄여줄 수 있는 터치 센서 구조와 이에 적합한 터치 구동 회로와, 이들을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센서 구조를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 다른 터치 센서 구조를 나타낸다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 메쉬 타입의 터치 센서를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템에서, 터치 구동 회로의 내부 회로들을 나타낸다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 구동 회로의 수신 회로에 포함되는 아날로그 프런트 엔드를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템을 나타낸다.
도 10은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 터치 구동 주파수 회피 설계 기법이 적용된 제1 터치 구동 신호 및 제2 터치 구동 신호를 나타낸다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 아날로그 프런트 엔드를 예시적으로 나타낸다.
도 13 내지 도 16은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 아날로그 프런트 엔드에 포함된 제1 필터 및 제2 필터를 나타낸다.
도 17은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조에 대한 제1 구동 방식을 나타낸 다이어그램이다.
도 18은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조에 대한 제2 구동 방식을 나타낸 다이어그램이다.
도 19는 도 18의 제2 구동 방식에 따른 터치 센싱 원리를 표현한다.
도 20은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 터치 구동 주파수 회피 설계 시, 터치 구동 주파수의 가변에 따른 크로스토크 현상을 측정한 실험 결과 그래프이다.
도 21은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 2개의 디스플레이 프레임 주파수를 사용하는 경우, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 터치 구동 주파수 회피 설계 시, 터치 구동 주파수의 가변에 따른 크로스토크 현상을 측정한 실험 결과 그래프이다.
도 22는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 진보된 터치 센싱 시스템을 적용하기 전후의 신호 대 잡음비를 측정한 실험 결과를 나타낸다.
이하, 본 개시의 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 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 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 개시의 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 시스템은 디스플레이 패널(110) 및 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과 영상이 표시되지 않는 비 표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 영상 표시를 위하여 다수의 서브픽셀들(SP)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 서브픽셀들(SP)은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 비 표시 영역(NDA)에 적어도 하나의 서브픽셀(SP)이 배치될 수도 있다. 비 표시 영역(NDA)에 배치되는 적어도 하나의 서브픽셀(SP)은 더미 서브픽셀이라고도 한다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 서브픽셀들(SP)을 구동하기 위한 다수의 신호 배선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 신호 배선들은 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)을 포함할 수 있다. 신호 배선들은 서브픽셀(SP)의 구조에 따라, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)과 다른 신호 배선들을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다른 신호 배선들은 구동 전압 라인들(DVL) 등을 포함할 수 있다.
다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)은 서로 교차할 수 있다. 다수의 데이터 라인들(DL) 각각은 제1 방향으로 연장되면서 배치될 수 있다. 다수의 게이트 라인들(GL) 각각은 제2 방향으로 연장되면서 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 칼럼(Column) 방향이고 제2 방향은 로우(Row) 방향일 수 있다. 본 명세서에서, 칼럼(Column) 방향과 로우(Row) 방향은 상대적인 것이다. 예를 들어, 칼럼 방향은 세로 방향이고 로우 방향은 가로 방향일 수 있다. 다른 예를 들어, 칼럼 방향은 가로 방향이고 로우 방향은 세로 방향일 수도 있다.
디스플레이 구동 회로는 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동 회로(120) 및 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(130)를 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로는 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어하기 위한 디스플레이 컨트롤러(140)를 더 포함할 수도 있다.
데이터 구동 회로(120)는 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동하기 위한 회로로서, 다수의 데이터 라인들(DL)로 영상 신호에 해당하는 데이터 전압들(데이터 신호들)을 출력할 수 있다.
게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인들(GL) 구동하기 위한 회로로서, 게이트 신호들을 생성하여 다수의 게이트 라인들(GL)로 게이트 신호들을 출력할 수 있다.
디스플레이 구동 회로는 게이트 구동 회로(130)로 게이트 클럭 신호들을 공급하는 레벨 쉬프터(160)를 더 포함할 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 레벨 쉬프터(160)로부터 수신된 게이트 클럭 신호들에 기초하여 게이트 신호들을 생성하고, 생성된 게이트 신호들을 정해진 게이트 구동 타이밍에 따라 게이트 라인들(GL)로 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어할 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에 공급할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 디스플레이 구동 제어 신호들을 외부의 호스트 시스템(150)으로부터 수신한다. 예를 들어, 디스플레이 구동 제어 신호들은 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE: Data Enable), 클럭 신호 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는, 호스트 시스템(150)에서 입력된 디스플레이 구동 제어 신호들(예: VSYNC, HSYNC, DE, 클럭 신호 등)에 기초하여, 데이터 구동 제어 신호들 및 게이트 구동 제어 신호들을 생성할 수 있다. 여기서, 데이터 구동 제어 신호들 및 게이트 구동 제어 신호들은 디스플레이 구동 제어 신호들에 포함되는 제어 신호들일 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 제어 신호들을 데이터 구동 회로(120)에 공급함으로써, 데이터 구동 회로(120)의 구동 동작 및 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동 제어 신호들은 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 제어 신호들을 게이트 구동 회로(130)에 공급함으로써, 게이트 구동 회로(130)의 구동 동작 및 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동 제어 신호들은 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동 회로(120)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(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼 등을 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식으로 디스플레이 패널(110)과 연결되거나, 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 또는 칩 온 패널(COP: Chip On Panel) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현되어 디스플레이 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 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동할 수 있다.
게이트 구동 회로(130)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식으로 디스플레이 패널(110)과 연결되거나, 칩 온 글래스(COG) 또는 칩 온 패널(COP) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 칩 온 필름(COF) 방식에 따라 디스플레이 패널(110)과 연결될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(130)는 게이트 인 패널(GIP: Gate In Panel) 타입으로 디스플레이 패널(110)의 비 표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 기판 상에 배치되거나 기판에 연결될 수 있다. 즉, 게이트 구동 회로(130)는 GIP 타입인 경우 기판의 비 표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 칩 온 글래스(COG) 타입, 칩 온 필름(COF) 타입 등인 경우 기판에 연결될 수 있다.
한편, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130) 중 적어도 하나의 구동 회로는 표시 영역(DA)에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130) 중 적어도 하나의 구동 회로는 서브픽셀들(SP)과 중첩되지 않게 배치될 수도 있고, 서브픽셀들(SP)과 일부 또는 전체가 중첩되게 배치될 수도 있다.
데이터 구동 회로(120)는, 게이트 구동 회로(130)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 구동되면, 디스플레이 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급할 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는 디스플레이 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 디스플레이 패널(110)의 양 측(예: 상측과 하측)에 모두 연결되거나, 디스플레이 패널(110)의 4 측면 중 둘 이상의 측면에 연결될 수도 있다.
게이트 구동 회로(130)는 디스플레이 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 디스플레이 패널(110)의 양 측(예: 좌측과 우측)에 모두 연결되거나, 디스플레이 패널(110)의 4 측면 중 둘 이상의 측면에 연결될 수도 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 또는 데이터 구동 회로(120)와 함께 통합되어 집적 회로로 구현될 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 디스플레이 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 디스플레이 컨트롤러를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행할 수 있는 제어 장치일 수 있으며, 또는 타이밍 디스플레이 컨트롤러와 다른 제어 장치일 수도 있으며, 또는 제어 장치 내 회로일 수도 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는, IC(Integrated 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 인쇄 회로 기판, 연성 인쇄 회로 등에 실장 되고, 인쇄 회로 기판, 연성 인쇄 회로 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, SP(Serial Peripheral Interface) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(140)는 하나 이상의 레지스터 등의 기억매체를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(110)이 자체적으로 발광하는 자체 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 자체 발광 디스플레이 장치인 경우, 다수의 서브픽셀들(SP) 각각은 발광 소자(ED)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 발광 소자(ED)가 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)로 구현된 유기 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 다른 예를 들어, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 발광 소자(ED)가 무기물 기반의 발광 다이오드로 구현된 무기 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 발광 소자(ED)가 스스로 빛을 내는 반도체 결정인 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 구현된 퀀텀닷 디스플레이 장치일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 각 서브픽셀(SP)은, 발광 소자(ED)와, 발광 소자(ED)로 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 영상 신호에 해당하는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)로 전달하는 스캔 트랜지스터(SCT)와, 일정 기간 동안 전압 유지를 위한 스토리지 캐패시터(Cst) 등을 포함할 수 있다.
발광 소자(ED)는 애노드 전극(AE) 및 캐소드 전극(CE)과, 애노드 전극(AE) 및 캐소드 전극(CE) 사이에 위치하는 발광층(EL)을 포함할 수 있다. 발광 소자(ED)는 일 예로, 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물 기반의 발광 다이오드, 퀀텀닷 발광소자 등 중 하나일 수 있다.
발광 소자(ED)의 캐소드 전극(CE)은 공통 전극일 수 있다. 이 경우, 발광 소자(ED)의 캐소드 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 발광 소자(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 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 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있으며, 발광 소자(ED)의 애노드 전극(AE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있으며, 구동 전압(EVDD)이 인가될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동 전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
스캔 트랜지스터(SCT)는 게이트 라인(GL)에서 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 해당 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)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 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온 될 수 있고, 턴-오프 레벨 전압의 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-오프 될 수 있다.
여기서, 스캔 트랜지스터(SCT)가 n 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수 있고, 턴-오프 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수도 있다. 스캔 트랜지스터(SCT)가 p 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수 있고 턴-오프 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수 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.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DRT) 및 스캔 트랜지스터(SCT) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT) 및 스캔 트랜지스터(SCT)가 모두 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT) 및 스캔 트랜지스터(SCT) 중 적어도 하나는 n 타입 트랜지스터(또는 p 타입 트랜지스터)이고 나머지는 p 타입 트랜지스터(또는 n 타입 트랜지스터)일 수 있다.
도 1에 예시된 각 서브픽셀(SP)의 구조는 설명을 위한 예시일 뿐, 각 서브픽셀(SP)은 1개 이상의 트랜지스터를 포함하거나 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀들(SP) 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀들(SP) 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 영상 디스플레이 기능뿐만 아니라, 터치 포인터에 의한 터치 포인터에 의한 터치 발생을 센싱하거나 터치 포인터에 의한 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 시스템을 포함할 수 있다.
예를 들어, 터치 포인터는 사용자의 터치 도구로서, 손가락 또는 펜 등을 포함할 수 있다. 터치 포인터가 디스플레이 패널(110)을 터치하는 것은, 터치 포인터가 디스플레이 패널(110)을 접촉 방식으로 터치하는 것일 수도 있고, 또는 터치 포인터가 디스플레이 패널(110)을 비-접촉 방식(호버 모드 방식이라도 함)으로 터치하는 것일 수도 있다.
터치 센싱 시스템은 터치 센싱 영역(TSA)에 배치되는 터치 센서, 및 터치 센서를 구동하고 센싱하여 터치 유무 및/또는 터치 위치를 센싱하는 터치 회로를 포함할 수 있다.
터치 회로는 터치 센서를 구동하고 센싱하여 터치 센싱 데이터를 출력하는 터치 구동 회로(210) 및 터치 센싱 데이터를 이용하여 터치 이벤트를 인식하거나 터치 위치를 획득하는 터치 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다.
터치 센서는 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되거나 외부에 포함될 수 있다.
터치 센서가 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되는 경우, 디스플레이 패널(110)의 제작 공정 중에 터치 센서가 형성될 수 있다. 터치 센서가 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되는 경우, 터치 센서는 내장형 터치 센서라고 할 수 있다. 예를 들어, 내장형 터치 센서는 인-셀(In-cell) 타입 터치 센서 또는 온-셀(On-cell) 타입 터치 센서 등을 포함할 수 있다.
터치 센서가 디스플레이 패널(110)의 외부에 포함되는 경우, 디스플레이 패널(110)과 터치 센서가 포함된 터치 패널을 별도로 제작하여, 터치 패널과 디스플레이 패널(110)이 본딩될 수 있다. 예를 들어, 내장형 터치 센서는 애드-온(Add-on) 타입 터치 센서 등을 포함할 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치 센서가 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되는 경우를 가정한다. 하지만, 이에 제한되지는 않는다.
터치 센서는 터치 센싱 영역(TSA)에 배치될 수 있다. 터치 센싱 영역(TSA)의 위치 및/또는 크기는 디스플레이 영역(DA)의 위치 및/또는 크기와 대응될 수 있다. 경우에 따라, 터치 센싱 영역(TSA)의 위치 및/또는 크기는 디스플레이 영역(DA)의 위치 및/또는 크기와 다를 수도 있다.
터치 센서는 다수의 터치 전극들과 다수의 터치 라우팅 배선들을 포함할 수 있다. 사용자의 터치 여부에 따라 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나의 전기적인 상태(예: 캐패시턴스 등)가 변화할 수 있다. 다수의 터치 라우팅 배선들은 다수의 터치 전극들을 터치 구동 회로(210)에 전기적으로 연결해줄 수 있다. 터치 구동 회로(210)는 다수의 터치 라우팅 배선들 중 적어도 하나를 통해 해당 터치 전극의 전기적인 상태 변화를 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널(110)이 터치 센서를 내부에 포함하는 경우, 디스플레이 패널(110)의 비 표시 영역(NDA)에는 터치 패드 유닛(211)이 배치될 수 있다. 터치 패드 유닛(211)은 다수의 터치 라우팅 배선들이 전기적으로 연결되고 터치 구동 회로(210)가 전기적으로 연결되는 다수의 터치 패드들을 포함할 수 있다.
터치 패드 유닛(211)은 디스플레이 패널(110)의 기판 상에 배치되고, 표시 영역(DA)의 외곽 영역인 비 표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
터치 구동 회로(210)는 터치 센서를 구동하고 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 터치 구동 회로(210)는 생성된 터치 센싱 데이터를 터치 컨트롤러(220)에 공급할 수 있다.
터치 컨트롤러(220)는 터치 센싱 데이터에 근거하여 터치 발생을 센싱하거나 터치 위치를 센싱할 수 있다. 터치 컨트롤러(220) 또는 이와 연동하는 다른 컨트롤러는 센싱된 터치 발생 또는 결정된 터치 위치에 근거하여, 미리 정해진 기능(예: 입력 처리, 오브젝트 선택 처리, 필기 처리 등)을 수행할 수 있다.
터치 구동 회로(210)는 데이터 구동 회로(120)와 별개의 집적 회로로 구현될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(210)와 데이터 구동 회로(120)는 하나로 통합화 되어 집적 회로로 구현될 수 있다.
터치 컨트롤러(220)는 디스플레이 컨트롤러(140)와 별개로 구현되거나 디스플레이 컨트롤러(140)와 통합되어 구현될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템은 셀프-캐패시턴스(Self-capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수도 있고, 또는 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템이 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 것을 가정한다.
아래에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 터치 센서 구조에 대한 예시들을 설명한다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센서 구조를 나타낸다. 도 3에 도시된 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센서 구조는 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하기 위한 일반화 된 터치 센서 구조일 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센서 구조는 다수의 터치 전극 라인들(TX_TEL, RX_TEL)을 포함할 수 있다. 단, 본 명세서에서, 다수의 터치 전극 라인들(TX_TEL, RX_TEL) 각각을 터치 전극들이라고도 할 수 있다.
뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위하여, 다수의 터치 전극 라인들(TX_TEL, RX_TEL)은 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 및 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 포함할 수 있다.
다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 및 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)은 서로 교차할 수 있다. 이에 따라, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 및 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)이 교차하는 지점들마다 뮤추얼-캐패시턴스가 형성될 수 있다. 여기서, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 및 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)이 교차하는 지점들을 터치 노드들이라고 할 수 있다.
다시 말해, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각은 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)과 뮤추얼-캐패시턴스들을 각각 형성할 수 있다. 뮤추얼-캐패시턴스들 중 적어도 하나는 해당 위치에서의 터치 유무에 따라 변화될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센서 구조는, 다수의 터치 라우팅 배선들(TX_TL, RX_TL)을 포함할 수 있다.
다수의 터치 라우팅 배선들(TX_TL, RX_TL)은, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)을 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결해주는 다수의 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL), 및 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결해주는 다수의 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)을 포함할 수 있다.
다수의 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL)은, 터치 패드 유닛(211)을 통해, 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결된 터치 구동 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 다수의 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL)은 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)을 터치 구동 회로(210)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.
다수의 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)은, 터치 패드 유닛(211)을 통해, 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결된 터치 구동 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 다수의 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)은 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 터치 구동 회로(210)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.
터치 구동 회로(210)는 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 중 적어도 하나로 터치 구동 신호를 공급하고, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 구동 터치 전극 라인이라고도 하고, 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 센싱 터치 전극 라인이라고도 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 각각은 행 방향(예: X축 방향, 가로 방향)으로 연장되면서 배치되고, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각은 열 방향(예: Y축 방향, 세로 방향)으로 연장되면서 배치될 수 있다.
이와 반대로, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 각각은 열 방향(예: Y축 방향, 세로 방향)으로 연장되면서 배치되고, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각은 행 방향(예: X축 방향, 가로 방향)으로 연장되면서 배치될 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 각각이 행 방향(예: X축 방향, 가로 방향)으로 연장되면서 배치되고, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각이 열 방향(예: Y축 방향, 세로 방향)으로 연장되면서 배치되는 것으로 가정한다. 하지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 각각은 바(Bar) 형태로 된 1개의 전극일 수 있고, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각은 바(Bar) 형태로 된 1개의 전극일 수 있다.
이와 다르게, 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)과 수신 터치 전극 라인(RX_TEL) 중 적어도 하나는 브리지 전극들에 의해 전기적으로 연결된 다수의 터치 전극들로 구성될 수 있다.
예를 들어, 하나의 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 송신 브리지 전극들에 의해 전기적으로 연결된 다수의 송신 터치 전극들로 구성될 수 있다. 그리고, 하나의 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 바 형태로 된 1개의 수신 터치 전극일 수 있다.
여기서, 다수의 송신 터치 전극들 및 수신 터치 전극은 서로 동일한 층에 위치하고, 송신 브리지 전극들은 다수의 송신 터치 전극들 및 수신 터치 전극과 서로 다른 층에 위치하거나 동일한 층에 위치할 수 있다.
다른 예를 들어, 하나의 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 바 형태로 된 1개의 송신 터치 전극일 수 있다. 그리고, 하나의 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 수신 브리지 전극들에 의해 전기적으로 연결된 다수의 수신 터치 전극들로 구성될 수 있다.
여기서, 다수의 수신 터치 전극들 및 송신 터치 전극은 서로 동일한 층에 위치하고, 수신 브리지 전극들은 다수의 수신 터치 전극들 및 송신 터치 전극과 서로 다른 층에 위치하거나 동일한 층에 위치할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 하나의 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 송신 브리지 전극들에 의해 전기적으로 연결된 다수의 송신 터치 전극들로 구성될 수 있다. 그리고, 하나의 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 수신 브리지 전극들에 의해 전기적으로 연결된 다수의 수신 터치 전극들로 구성될 수 있다.
여기서, 다수의 송신 터치 전극들 및 수신 터치 전극들은 서로 동일한 층에 위치할 수 있다. 송신 브리지 전극 및 수신 브리지 전극 중 적어도 하나는 다수의 송신 터치 전극들 및 수신 터치 전극들과 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 다른 터치 센서 구조를 나타낸다.
도 4은 도 3과 다른 터치 센서 구조이다. 하지만, 도 4의 터치 센서 구조를 등가적으로 나타내면, 도 3의 터치 센서 구조와 같을 수 있다.
도 4를 참조하면, 터치 센싱 영역(TSA)에 배치된 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 각각은 송신 브리지 전극들(TX_BE)에 의해 전기적으로 연결된 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)로 구성될 수 있다.
송신 브리지 전극들(TX_BE)은 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 동일한 층에 위치할 수도 있고, 또는 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 서로 다른 층에 위치할 수도 있다.
송신 브리지 전극들(TX_BE)이 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 동일한 층에 위치하는 경우, 하나의 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)을 구성하는 송신 브리지 전극들(TX_BE)과 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)은 일체로 형성될 수 있다.
터치 센싱 영역(TSA)에 배치된 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각은 수신 브리지 전극들(RX_BE)에 의해 전기적으로 연결된 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)로 구성될 수 있다.
수신 브리지 전극들(RX_BE)은 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)과 서로 다른 층에 위치할 수도 있고, 또는 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)과 동일한 층에 위치할 수도 있다.
수신 브리지 전극들(RX_BE)이 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)과 동일한 층에 위치하는 경우, 하나의 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)을 구성하는 수신 브리지 전극들(RX_BE)과 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)은 일체로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 송신 브리지 전극(TX_BE)과 수신 브리지 전극(RX_BE)이 교차하는 지점은, 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)과 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)이 교차하는 터치 노드이다. 따라서, 송신 브리지 전극(TX_BE)과 수신 브리지 전극(RX_BE)은 서로 다른 층에 위치해야 한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 송신 브리지 전극들(TX_BE)은 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 동일한 층에 위치하고, 수신 브리지 전극들(RX_BE)은 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)과 서로 다른 층에 위치할 수도 있다.
반대로, 송신 브리지 전극들(TX_BE)은 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 서로 다른 층에 위치하고, 수신 브리지 전극들(RX_BE)은 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)과 동일한 층에 위치할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센서 구조는, 다수의 터치 라우팅 배선들(TX_TL, RX_TL)을 포함할 수 있다.
다수의 터치 라우팅 배선들(TX_TL, RX_TL)은, 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)을 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결해주는 다수의 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL), 및 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결해주는 다수의 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)을 포함할 수 있다.
다수의 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL)은, 터치 패드 유닛(211)에 포함된 다수의 송신 터치 패드들(TX_TP)을 통해, 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결된 터치 구동 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 다수의 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL)은 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)을 터치 구동 회로(210)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.
다수의 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)은, 터치 패드 유닛(211)에 포함된 다수의 수신 터치 패드들(RX_TP)을 통해, 터치 패드 유닛(211)에 전기적으로 연결된 터치 구동 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 다수의 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)은 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 터치 구동 회로(210)에 전기적으로 연결해줄 수 있다.
터치 구동 회로(210)는 다수의 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 중 적어도 하나로 터치 구동 신호를 공급하고, 다수의 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 구동 터치 전극 라인이라고도 하고, 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 센싱 터치 전극 라인이라고도 할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 메쉬 타입의 터치 센서를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)은 투명 전극일 수 있거나, 또는 메쉬 타입의 전극일 수 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)이 메쉬 타입의 전극인 경우, 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)은 하나 이상의 개구부(OA)를 갖는 메쉬 타입의 전극 메탈(EM)을 포함할 수 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)이 투명 전극인 경우, 개구부(OA)가 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)에 존재하는 다수의 개구부(OA) 각각은 하나 이상의 서브픽셀(SP)의 발광 영역과 대응될 수 있다.
다수의 개구부(OA)는 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)의 아래에 배치된 다수의 서브픽셀(SP)에서 발광된 빛들이 위로 지나갈 수 있는 경로가 될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(ED) 상에 터치 센서 구조가 형성되더라도, 터치 센서 구조에 의한 발광 성능 저하를 방지할 수 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)에서, 다수의 개구부(OA)를 제외한 전극 메탈(EM)은, 서브픽셀들(SP)의 발광 영역들의 경계에 위치하는 뱅크(BANK)와 중첩되어 위치할 수 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)이 형성된 영역 내에는, 하나 이상의 더미 메탈(DM)이 메쉬 타입의 전극 메탈(EM)과 끊어져 있는 형태로 존재할 수 있다.
전극 메탈(EM)은 실질적인 터치 센서 역할을 하는 부분으로서 터치 구동 회로(210)에 의해 터치 구동 신호가 인가되거나 터치 센싱 신호가 감지되는 부분이지만, 더미 메탈(DM)은 터치 구동 신호가 인가되지 않고 터치 센싱 신호도 감지되지 않는 플로팅 메탈일 수 있다. 즉, 더미 메탈(DM)은 전기적으로 플로팅(Floating) 되고 고립된 메탈일 수 있다.
따라서, 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)에서, 전극 메탈(EM)은 터치 구동 회로(510)와 전기적으로 연결될 수 있지만, 더미 메탈(DM)은 터치 구동 회로(510)와 전기적으로 연결되지 않는다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL)의 위치 또는 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL)을 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)의 위치에 관계 없이, 더미 메탈(DM)이 동일한 비율로 존재할 수 있다.
이와 다르게, 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL)의 위치 또는 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL)을 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)의 위치에 따라, 더미 메탈(DM)이 서로 다른 비율로 존재할 수 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)의 영역 내에 하나 이상의 더미 메탈(DM)이 존재하지 않고 전극 메탈(EM)만 메쉬 타입으로 존재하는 경우, 화면 상에 전극 메탈(EM)의 윤곽이 보이는 시인성 이슈가 발생할 수 있다.
이에 비해, 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)의 영역 내에 하나 이상의 더미 메탈(DM)이 존재하는 경우, 화면 상에 전극 메탈(EM)의 윤곽이 보이는 시인성 이슈가 방지될 수 있다.
또한, 터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)의 영역에서, 더미 메탈(DM)의 존재 유무 또는 개수(더미 메탈 비율)을 조절함으로써, 터치 노드 별로 뮤추얼-캐패시턴스의 크기에 영향을 끼치는 유효 전극 면적이 조절될 수 있다. 이를 통해, 뮤추얼-캐패시턴스의 크기를 조절하여 터치 감도를 향상시킬 수도 있다.
터치 전극 라인(TX_TEL, RX_TEL) 또는 이를 구성하는 터치 전극(TX_TE, RX_TE)에서, 전극 메탈(EM)과 더미 메탈(DM)은 동일한 물질로 동일한 층에 위치할 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 6는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널(110)의 단면도로서, 도 8의 X-X'의 단면도이다.
표시 영역(DA) 내 각 서브픽셀(SP)에서의 구동 트랜지스터(DRT)는 기판(SUB) 상에 배치된다. 여기서, 기판(SUB)은 유리 기판 등일 수도 있고, 또는 플라스틱 기판 등과 같은 플렉서블 기판일 수도 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는, 게이트 노드에 해당하는 제1 노드 전극(NE1), 소스 노드 또는 드레인 노드에 해당하는 제2 노드 전극(NE2), 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드 전극(NE3)을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)는 반도체층(SEMI) 등을 더 포함할 수 있다.
제1 노드 전극(NE1)과 반도체층(SEMI) 사이에는 게이트 절연막(GI)이 위치할 수 있다. 제1 노드 전극(NE1)과 반도체층(SEMI)은 서로 중첩될 수 있다. 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.
발광 소자(ED)는 픽셀 전극에 해당하는 애노드 전극(AE)과, 애노드 전극(AE) 상의 발광층(EL)과, 공통 전극에 해당하며 발광층(EL) 상에 위치하는 캐소드 전극(CE)을 포함할 수 있다.
애노드 전극(AE)은 평탄화막(PLN)을 관통하는 픽셀 컨택홀을 통해 노출된 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드 전극(NE2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
발광층(EL)은 뱅크(BANK)의 개구부에 해당하는 발광 영역의 애노드 전극(AE) 상에 형성될 수 있다. 발광층(EL)은 정공 관련층, 발광층 및 전자 관련층 등을 포함하는 스택 구조를 가질 수 있다. 캐소드 전극(CE)은 발광층(EL)을 사이에 두고 애노드 전극(AE)과 대향 하도록 형성될 수 있다.
발광 소자(ED)는 수분이나 산소에 취약하다. 봉지층(ENCAP)은 발광 소자(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 6에 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 캐소드 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 유기 발광 디스플레이 장치인 터치 디스플레이 장치의 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.
디스플레이 패널(110)은 봉지층(ENCAP)이 무너지는 것을 방지해주기 위해, 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)의 최 외곽 지점의 근방에 위치하는 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)을 더 포함할 수 있다.
하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 표시 영역(DA)과 비 표시 영역(NDA)의 경계지점에 존재하거나 경계지점의 근방에 존재할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)의 끝 지점 또는 그 근방에 위치할 수 있다.
하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)은 터치 패드(RX_TP)를 포함하는 터치 패드 유닛(211)과 표시 영역(DA) 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 표시 영역(NDA)에만 위치할 수도 있다. 또는, 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)의 대부분은 비 표시 영역(NDA)에 존재하고, 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)의 일부는 표시 영역(DA)에 걸쳐있을 수도 있다.
봉지층(ENCAP)이 무너지는 것을 방지해주기 위해 둘 이상의 댐(DAM1, DMA2)이 형성된 경우, 표시 영역(DA)과 가장 가깝게 위치하는 댐을 1차 댐(DAM1)이라고 한다. 1차 댐 다음으로 표시 영역(DA)과 가깝게 위치하는 댐을 2차 댐(DAM2)이라고 한다. 1차 댐(DAM1)은 2차 댐(DAM2)에 비해 표시 영역(DA)과 상대적으로 더 가깝게 위치한다. 2차 댐(DAM2)은 1차 댐(DAM1)에 비해 터치 패드 유닛(211)과 상대적으로 더 가깝게 위치할 수 있다.
액상 형태의 유기 봉지층(PCL)이 표시 영역(DA)에 적하 될 때, 액상 형태의 유기 봉지층(PCL)이 비 표시 영역(NDA)의 방향으로 무너질 수 있다. 무너진 유기 봉지층(PCL)은 패드 영역을 침범하고 터치 패드 유닛(211) 등을 덮을 수 있다. 유기 봉지층(PCL)의 붕괴 현상은 하나 이상의 댐(DAM1, DMA2)에 의해 방지될 수 있다. 이는, 도 6에 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 패드 유닛(211)에 배치된 터치 패드(RX_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 6을 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 투명 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.
도 6을 참조하면, 봉지층(ENCAP) 상에 터치 센서가 배치될 수 있다. 봉지층(ENCAP)과 터치 센서 사이에 터치 버퍼막(T-BUF)이 추가로 배치될 수도 있다.
도 6 및 도 4를 함께 참조하면, 터치 센서는 터치 전극 라인들(TX_TEL, RX_TEL) 및 터치 라우팅 배선들(TX_TL, RX_TL)을 포함할 수 있다. 터치 전극 라인들(TX_TEL, RX_TEL)은 터치 전극들(TX_TE, RX_TE)과 브리지 전극들(TX_BE, RX_BE)을 포함할 수 있다.
터치 전극 라인들(TX_TEL, RX_TEL)은 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)과 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 포함할 수 있다. 각 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 송신 터치 전극들(TX_TE)과 송신 브리지 전극들(TX_BE)을 포함할 수 있다. 각 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 수신 터치 전극들(RX_TE)과 수신 브리지 전극들(RX_BE)을 포함할 수 있다.
터치 라우팅 배선들(TX_TL, RX_TL)은 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL)과 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL)을 포함할 수 있다. 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL)의 전체 또는 일부는 터치 버퍼막(T-BUF) 상에 배치될 수 있다. 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL)의 전체 또는 일부는 터치 버퍼막(T-BUF) 상에 배치될 수 있다.
터치 센서는 절연 물질층인 봉지층(ENCAP) 상에 위치하므로, 터치 센서와 캐소드 전극(CE) 사이에 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다.
봉지층(ENCAP)과 터치 센서 사이에 터치 버퍼막(T-BUF)이 추가로 배치되는 경우, 터치 버퍼막(T-BUF)이 없는 경우에 비해, 터치 버퍼막(T-BUF)의 두께로 인하여, 터치 센서(RX_TE, RX_BE, TX_TE, TX_BE)와 캐소드 전극(CE) 사이의 이격 거리가 더욱 멀어질 수 있다. 예를 들어, 터치 센서(RX_TE, RX_BE, TX_TE, TX_BE)와 캐소드 전극(CE) 사이의 이격 거리가 미리 정해진 최소 이격 거리(예: 5㎛)이 되거나 미리 정해진 최적 이격 거리가 될 수 있다.
봉지층(ENCAP)과 터치 센서 사이에 터치 버퍼막(T-BUF)이 추가로 배치되는 경우, 터치 센서(RX_TE, RX_BE, TX_TE, TX_BE)와 캐소드 전극(CE) 간의 기생 캐패시턴스를 더욱 줄여줄 수 있다. 이를 통해, 기생 캐패시턴스에 의한 터치 감도를 더욱 향상시켜줄 수 있다.
봉지층(ENCAP) 상에 터치 버퍼막(T-BUF)이 존재하지 않을 수도 있다. 즉, 봉지층(ENCAP)과 터치 센서 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 센서를 배치함으로써, 터치 센서의 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 형성될 수 있다. 유기 발광 디스플레이 장치의 휘어짐에 따라, 봉지층(ENCAP) 내의 각 봉지층(PAS1, PCL, PAS2)이 손상될 수 있고, 터치 버퍼막(T-BUF) 상에 위치하는 터치 센서를 구성하는 메탈(이하, 터치 센서 메탈)이 깨질 수 있다. 유기 발광 디스플레이 장치가 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.
뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센서 구조에 따르면, 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)과 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 서로 교차할 수 있다.
도 6 및 도 4를 함께 참조하면, 각 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은, 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE)과, 다수의 수신 터치 전극들(RX_TE) 중 인접한 수신 터치 전극들(RX_TE)을 전기적으로 연결해주는 다수의 수신 브릿지 전극들(RX_BE)을 포함할 수 있다.
수신 터치 전극들(RX_TE)과 수신 브릿지 전극들(RX_BE)은 터치 층간 절연막(T-ILD)을 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다. 즉, 수신 터치 전극들(RX_TE)과 수신 브릿지 전극들(RX_BE) 사이에는 터치 층간 절연막(T-ILD)이 배치될 수 있다.
수신 브릿지 전극(RX_BE)은 터치 버퍼막(T-BUF) 상에 형성될 수 있다. 수신 브릿지 전극(RX_BE)은, 터치 층간 절연막(T-ILD)의 컨택홀을 통해, 터치 층간 절연막(T-ILD) 상에 위치하는 인접한 수신 터치 전극들(RX_TE)과 전기적으로 접속될 수 있다. 수신 브릿지 전극(RX_BE)은 뱅크(BANK)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 수신 브릿지 전극(RX_BE)에 의해 개구율이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
도 6과 도 4를 함께 참조하면, 각 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은, 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과, 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE) 중 인접한 송신 터치 전극들(TX_TE)을 전기적으로 연결해주는 다수의 송신 브리지 전극들(TX_BE)을 포함할 수 있다.
다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 다수의 송신 브리지 전극들(TX_BE)은 터치 층간 절연막(T-ILD)을 사이에 두고 서로 다른 층에 위치할 수 있다. 이와 다르게, 다수의 송신 터치 전극들(TX_TE)과 다수의 송신 브리지 전극들(TX_BE)은 일체로 형성되어, 터치 층간 절연막(T-ILD) 상에 모두 배치될 수도 있다.
도 6 및 도 4를 함께 참조하면, 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL)을 통해 비 표시 영역(NDA) 내 터치 패드 유닛(211)에 존재하는 수신 터치 패드(RX_TP)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 마찬가지로, 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL)을 통해 비 표시 영역(NDA) 내 터치 패드 유닛(211)에 존재하는 송신 터치 패드(TX_TP)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 패드 유닛(211)에 포함된 수신 터치 패드(RX_TP)는 터치 구동 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 패드 유닛(211)에 포함된 송신 터치 패드(TX_TP)는 터치 구동 회로(210)와 전기적으로 연결될 수 있다.
수신 터치 패드(RX_TP)는 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL)과 별도로 형성될 수도 있고, 또는 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL)이 연장되어 형성될 수 도 있다. 이와 마찬가지로, 송신 터치 패드(TX_TP)는 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL)과 별도로 형성될 수도 있고, 또는 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL)이 연장되어 형성될 수 도 있다.
수신 터치 패드(RX_TP), 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL), 송신 터치 패드(TX_TP) 및 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL) 중 하나 이상은, 동일한 하나 이상의 제1 도전 물질을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전 물질은 Al, Ti, Cu, Mo 등을 포함할 수 있고, 강한 내식성, 강한 내산성, 및 좋은 전도성을 갖는 금속일 수 있다.
수신 터치 패드(RX_TP), 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL), 송신 터치 패드(TX_TP) 및 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL) 중 하나 이상은, 제1 도전 물질들을 포함하고, Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같은 3층 적층 구조로 형성될 수도 있다.
수신 터치 패드(RX_TP) 및 송신 터치 패드(TX_TP)를 덮을 수 있는 패드 커버 전극은 하나 이상의 제2 도전 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전 물질은 강한 내식성 및 강한 내산성을 갖는 투명 도전물질(예: ITO, IZO 등)을 포함할 수 있다. 패드 커버 전극은 터치 버퍼막(T-BUF)에 의해 노출되도록 형성됨으로써 터치 구동 회로(210)와 본딩되거나 또는 터치 구동 회로(210)가 실장된 회로 필름과 본딩될 수 있다. 제2 도전 물질은 터치 센서(TX_TE, RX_TE, TX_BE, RX_BE) 에도 포함될 수 있다.
터치 버퍼막(T-BUF)은 터치 센서 메탈을 덮도록 형성되어 터치 센서 메탈이 외부의 수분 등에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 터치 버퍼막(T-BUF)은 유기 절연 재질로 형성되거나, 원편광판 또는 에폭시 또는 아크릴 재질의 필름 형태로 형성될 수 있다. 이러한 터치 버퍼막(T-BUF)이 봉지층(ENCAP) 상에 없을 수도 있다. 즉, 터치 버퍼막(T-BUF)은 필수적인 구성이 아닐 수도 있다.
도 6을 참조하면, 수신 터치 라우팅 배선(RX_TL)은 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)과 전기적으로 연결되어 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)을 따라 연장되어 배치되고 적어도 하나의 댐(DAM1, DAM2)의 상부를 지나 터치 패드 유닛(211)에 포함된 수신 터치 패드(RX_TP)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 마찬가지로, 송신 터치 라우팅 배선(TX_TL)은 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)과 전기적으로 연결되어 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)을 따라 연장되어 배치되고 적어도 하나의 댐(DAM1, DAM2)의 상부를 지나 터치 패드 유닛(211)에 포함된 송신 터치 패드(TX_TP)과 전기적으로 연결될 수 있다.
송신 터치 전극 라인들(TX_TEL) 및 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL) 상에 터치 보호막(PAC)이 배치될 수 있다. 터치 보호막(PAC)은 하나 이상의 댐(DAM1, DAM2)의 전 또는 후까지 확장되어, 송신 터치 라우팅 배선들(TX_TL) 및 수신 터치 라우팅 배선들(RX_TL) 상에도 배치될 수 있다.
한편, 도 6의 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 6에서 표현된 폭에 비해 좁을 수도 있고, 댐(DAM1, DAM2)의 높이도 도 6에서 표현된 높이보다 낮거나 높을 수 있다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템에서, 터치 구동 회로(210)의 내부 회로들(710, 720)을 나타낸다. 도 7의 터치 센서 구조는 도 3의 터치 센서 구조와 동일하며, 도 7에서는 터치 패드 유닛(211)이 생략되어 있다.
도 7을 참조하면, 터치 구동 회로(210)는 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)과 연결된 송신 회로(710)와, 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)과 연결된 수신 회로(720)를 포함할 수 있다.
송신 회로(710)는 송신 터치 전극 라인들(TX_TEL)로 터치 구동 신호를 공급하기 위한 신호 출력 회로들(711)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 출력 회로들(711)은 출력 버퍼 또는 증폭기 등을 포함할 수 있다.
수신 회로(720)는 수신 터치 전극 라인들(RX_TEL)과 연결되는 아날로그 프런트 엔드들(AFE: Analog Front End)를 포함할 수 있다.
송신 회로(710) 및 수신 회로(720)는 터치 컨트롤러(220)와 연결될 수 있다.
터치 컨트롤러(220)는 송신 회로(710) 및/또는 수신 회로(720)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 터치 컨트롤러(220)는 송신 회로(710) 및/또는 수신 회로(720)로 터치 구동 동작의 타이밍을 정의하는 터치 동기화 신호를 제공할 수 있다.
터치 컨트롤러(220)는 송신 회로(710)로 터치 구동 신호를 제공할 수 있다. 터치 컨트롤러(220)는 수신 회로(720)로부터 터치 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 구동 회로(210)의 수신 회로(720)에 포함되는 아날로그 프런트 엔드(AFE)를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 아날로그 프런트 엔드(AFE)는 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)과 전기적으로 연결된 전하 증폭기(CAMP) 등을 포함할 수 있다.
전하 증폭기(CAMP)는 제1 입력단(INA), 제2 입력단(INB) 및 출력단(OUT)을 갖는 연산 증폭기일 수 있다. 전하 증폭기(CAMP)는 제1 입력단(INA)과 출력단(OUT) 사이에 연결된 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다.
전하 증폭기(CAMP)의 제1 입력단(INA)은 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전하 증폭기(CAMP)의 제2 입력단(INB)은 기준 전압(REF)이 인가될 수 있다. 전하 증폭기(CAMP)의 출력단(OUT)으로는 출력 신호(Vout)가 출력될 수 있다.
전하 증폭기(CAMP)의 제1 입력단(INA)에 전기적으로 연결된 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)은 송신 터치 전극 라인(TX_TEL)과 뮤추얼-캐패시턴스(Cm)를 형성할 수 있다.
송신 터치 전극 라인(TX_TEL)은 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 상태일 수 있다. 터치 구동 신호(TDS)는 소정의 주파수 및 진폭을 갖고 스윙하는 신호로서, 시간에 따라 전압 레벨이 변하는 신호일 수 있다.
수신 터치 전극 라인(RX_TEL)과 송신 터치 전극 라인(TX_TEL) 사이에 형성된 뮤추얼-캐패시턴스(Cm)는 주변에서의 터치 발생 여부에 따라 달라질 수 있다.
뮤추얼-캐패시턴스(Cm)에 대응되는 전하가 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)을 통해 전하 증폭기(CAMP)의 제1 입력단(INA)으로 유입될 수 있다. 전하 증폭기(CAMP)의 제1 입력단(INA)으로 유입된 전하는 전하 증폭기(CAMP)의 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전될 수 있다.
전하 증폭기(CAMP)는 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전된 전하량에 대응되는 전압을 출력 신호(Vout)로서 출력단(OUT)을 통해 출력할 수 있다.
도 6의 단면 구조에 도시된 바와 같이, 터치 센서는 봉지층(ENCAP) 상에 위치하므로, 터치 센서와 캐소드 전극(CE) 사이에는 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 터치 센서의 일종인 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)과 캐소드 전극(CE) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다. 즉, 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)과 캐소드 전극(CE)은 용량 방식으로 커플링 되어 있을 수 있다.
이상적으로, 캐소드 전극(CE)은 일정한 전압 레벨을 갖는 기저 전압(EVSS)으로 전압 상태를 유지한다. 하지만, 실질적으로는, 캐소드 전극(CE)의 전압이 일정하게 유지되지 못할 수 있다.
일 예로, 디스플레이 구동에 따라 캐소드 전극(CE)의 주변에 있는 전극들이나 배선들에서는 전압 변동이 발생할 수 있다. 이러한 전압 변동은 캐소드 전극(CE)의 관점에서는 디스플레이 노이즈(Vdn)로 작용하여, 캐소드 전극(CE)에서의 전압 변동을 유발할 수 있다.
다른 예로서, 터치 디스플레이 장치의 외부 또는 내부의 전기적인 노이즈에 의해서도, 캐소드 전극(CE)에서의 전압 변동이 발생될 수 있다.
다양한 요인들에 의해 캐소드 전극(CE)에서 전압 변동이 발생하게 되면, 캐소드 전극(CE)과 용량 방식으로 커플링 된 수신 터치 전극 라인(RX_TEL)에서도 원치 않는 전압 변동이 발생할 수 있다. 이에 따라, 전하 증폭기(CAMP)에서 출력되는 출력 신호(Vout)에서도 원치 않는 전압 변동(노이즈)이 발생할 수 있다. 결과적으로, 터치 감도가 떨어지는 현상이 초래될 수 있다.
디스플레이 패널(110)의 면적이 커지면 커질수록, 전술한 터치 감도 저하 현상은 더욱 심하게 발생할 수 있다.
이에, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 노이즈에 강인한 진보된 터치 센싱 시스템을 제공할 수 있다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템을 나타내고, 도 10은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 터치 구동 주파수 회피 설계 기법이 적용된 제1 터치 구동 신호(TDS1) 및 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템(Advanced Touch Sensing System)은 터치 센서 및 터치 회로 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 진보된 터치 센싱 시스템은 노이즈에 강인한 터치 센싱을 제공할 수 있으며, 이를 위하여, 터치 센서는 노이즈에 강인한 구조를 가질 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 진보된 터치 센싱 시스템에서, 노이즈에 강인한 터치 센서 구조는 그룹화된 터치 센서 구조이다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 패널(110)의 터치 센싱 영역(TSA)은 둘 이상의 영역(A1, A2)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(110)의 터치 센싱 영역(TSA)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 분할될 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 디스플레이 패널(110)의 터치 센싱 영역(TSA)이 2개의 영역(A1, A2)으로 분할된 경우를 가정한다. 하지만, 이에 제한되지 않고, 디스플레이 패널(110)의 터치 센싱 영역(TSA)이 3개 이상의 영역으로 분할될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 터치 센싱 영역(TSA)이 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 분할된 경우, 노이즈에 강인하도록 그룹화된 터치 센서는 제1 터치 센서 그룹과 제2 터치 센서 그룹을 포함할 수 있다.
제1 터치 센서 그룹은 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)을 포함할 수 있고, 제2 터치 센서 그룹은 제1 영역(A1)과 다른 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 및 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 구동 터치 전극 라인들 또는 구동 터치 전극들이라고도 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 그룹화된 터치 센서에 대한 구동을 위하여, 터치 구동 회로(210)는 독특한 방법으로 동작하고 독특한 회로 구조를 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 구동 회로(210)는 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수(f1)를 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)로 구동하고, 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수(f1)와 다른 제2 터치 구동 주파수(f2)를 갖는 제2 터치 구동 신호(TDS2)로 구동할 수 있다. 참고로, 간략하게, 제1 터치 구동 주파수(f1)는 제1 주파수라고도 하고, 제2 터치 구동 주파수(f2)는 제2 주파수라고도 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 구동 회로(210)는 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)을 구동하기 위한 제1 송신 회로(910)와 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)을 구동하기 위한 제2 송신 회로(920)를 포함할 수 있다.
제1 송신 회로(910)는 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 중 적어도 하나의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)으로 제1 터치 구동 주파수(f1)를 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 공급할 수 있다.
제2 송신 회로(920)는 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(A1)과 다른 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 중 적어도 하나의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2)으로 제2 터치 구동 주파수(f2)를 갖는 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 공급할 수 있다.
제1 송신 회로(910)는 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)로 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 공급하기 위한 제1 신호 출력 회로들(911)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 출력 회로들(911)은 출력 버퍼 또는 증폭기 등을 포함할 수 있다.
제2 송신 회로(920)는 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)로 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 공급하기 위한 제2 신호 출력 회로들(921)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 신호 출력 회로들(921)은 출력 버퍼 또는 증폭기 등을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 터치 구동 주파수(f1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 터치 구동 주파수(f2)는 서로 다를 수 있다.
제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)는 사인 파(Sine wave), 구형 파, 삼각 파 등의 다양한 신호 파형을 가질 수 있다.
제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2) 각각의 진폭은 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
도 10을 참조하면, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 터치 구동 주파수(f1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 터치 구동 주파수(f2) 각각은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수(f_disp)와 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 구동 주파수(f_disp)는 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)의 주파수일 수 있다.
디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)는 디스플레이 구동 시스템에서 존재하는 디스플레이 구동을 위한 모든 신호들일 수 있다. 예를 들어, 호스트 시스템(150), 디스플레이 컨트롤러(140), 및 전원/신호 관련 회로(예: 파워 관리 집적 회로, 레벨 쉬프터 등) 등에서 출력되는 디스플레이 구동 제어 신호일 수 있다.
도 10을 참조하면, 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)에 의해, 다수의 데이터 라인들(DL)의 구동 타이밍 및/또는 다수의 게이트 라인들(GL)의 구동 타이밍이 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 디스플레이 패널(110)은 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)을 포함할 뿐만 아니라, 터치 센서를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)을 구동하는 디스플레이 구동 회로는 데이터 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130), 디스플레이 컨트롤러(140) 및 호스트 시스템(150) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로는 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)에 기초하여, 디스플레이 패널(110)에 영상이 표시되도록, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동할 수 있다.
디스플레이 구동 회로가 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)에 기초하여 구동 동작을 수행하여 디스플레이 패널(110)에 영상이 표시되는 동안, 터치 구동 회로(210)는 제1 터치 구동 신호(TDS1) 및 제2 터치 구동 신호(TDS2) 중 적어도 하나를 터치 센서로 출력할 수 있다. 즉, 디스플레이 구동과 터치 구동은 독립적으로 그리고 동시에 진행될 수 있다.
예를 들어, 도 10을 참조하면, 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)는 수평 동기 신호(HSYNC) 또는 게이트 클럭 신호(Gate CLK)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 터치 구동 주파수(f1) 및 제2 터치 구동 주파수(f2) 각각은, 수평 동기 신호(HSYNC)의 주파수(f_hsync) 또는 게이트 클럭 신호(Gate CLK)의 주파수(f_gclk)인 디스플레이 구동 주파수(f_disp)와 다르게 설정될 수 있다.
수직 동기 신호(VSYNC) 및 수평 동기 신호(HSYNC)는 호스트 시스템(150)에서 디스플레이 컨트롤러(140)로 제공하는 제어 신호일 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는 수직 동기 신호(VSYNC) 및 수평 동기 신호(HSYNC)에 기초하여 데이터 구동 및 게이트 구동을 제어할 수 있다.
수직 동기 신호(VSYNC)는 프레임 타이밍을 지시하는 신호일 수 있다. 수직 동기 신호(VSYNC)는 다수의 펄스들을 포함할 수 있다. 수직 동기 신호(VSYNC)에서 각 펄스는 한 프레임의 시작을 지시할 수 있다. 즉, 수직 동기 신호(VSYNC)에서 인접한 2개의 펄스 사이의 시간이 한 프레임 시간과 대응될 수 있다.
수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수(f_vsync)는 디스플레이 프레임 주파수와 대응될 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수(f_vsync)는 60Hz ~ 90Hz 범위에 속하는 하나 또는 둘 이상의 주파수일 수 있다.
수평 동기 신호(HSYNC)는 다수의 서브픽셀 라인들(다수의 서브픽셀 행들)) 각각의 구동 타이밍을 지시하는 신호일 수 있다. 수평 동기 신호(HSYNC)는 다수의 펄스들을 포함할 수 있다. 수평 동기 신호(HSYNC)에서 각 펄스는 하나의 서브픽셀 행에 대한 구동 타이밍을 지시할 수 있다.
수평 동기 신호(HSYNC)의 주파수(f_hsync)는 한 프레임 시간 동안 다수의 서브픽셀 라인들(다수의 서브픽셀 행들)을 구동하는 주파수일 수 있다. 수평 동기 신호(HSYNC)의 주파수(f_hsync)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수(f_vsync) 또는 디스플레이 패널(110)의 해상도 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 수평 동기 신호(HSYNC)의 주파수(f_hsync)는 140KHz ~ 230KHz 범위에 속하는 하나 또는 둘 이상의 주파수일 수 있다.
게이트 클럭 신호(Gate CLK)는 다수의 서브픽셀 라인들(다수의 서브픽셀 행들)에 배치된 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성하는데 필요한 클럭 신호일 수 있다.
예를 들어, 게이트 클럭 신호들(Gate CLK)은 레벨 쉬프터(160)가 생성하여 게이트 구동 회로(130)에 공급하는 클럭 신호들일 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 레벨 쉬프터(160)로부터 수신된 게이트 클럭 신호들(Gate CLK)에 기초하여 게이트 신호들을 생성하고, 생성된 게이트 신호들을 정해진 게이트 구동 타이밍에 따라 게이트 라인들(GL)로 출력할 수 있다.
게이트 클럭 신호(Gate CLK)는 레벨 쉬프터(160)가 출력하는 클럭 신호가 아니라, 레벨 쉬프터(160)가 출력하는 클럭 신호를 생성하는데 필요한 클럭 신호일 수도 있다.
디스플레이 구동 주파수(f_disp)는 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)의 주파수뿐만 아니라, 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 관련하여 발생되는 전기적인 신호 또는 노이즈가 갖는 전압 변동의 주파수일 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 구동 주파수(f_disp)는 디스플레이 패널(110)에서의 전기적인 신호 또는 노이즈 등이 갖는 전압 변동의 주파수일 수 있다.
다른 예를 들어, 디스플레이 구동 주파수(f_disp)는 디스플레이 패널(110)과 연결된 회로 부품(예: 인쇄 회로, 인쇄 회로 기판 등)에서의 전기적인 신호 또는 노이즈 등이 갖는 전압 변동의 주파수일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 디스플레이 구동 주파수(f_disp)는 디스플레이 패널(110)의 발광 소자(ED)의 캐소드 전극(CE)과 중첩되며 디스플레이 구동과 관련된 주변 전극(예: 애노드 전극(AE) 등) 또는 주변 신호 배선(예: 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL))에서의 전압 변동의 주파수일 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)보다 터치 구동 회로(210)와 가깝게 위치할 수 있다. 즉, 터치 구동 회로(210)가 디스플레이 패널(110)에 연결되는 터치 패드 유닛(211)의 위치를 기준으로, 제1 영역(A1)이 제2 영역(A2)보다 더 멀리 위치할 수 있다.
제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 상대적인 위치 관계와 제1 터치 구동 주파수(f1)와 제2 터치 구동 주파수(f2) 간의 대소 관계는 관련이 있을 수도 있고 없을 수도 있다.
예를 들어, 제1 영역(A1)의 제1 터치 센서 그룹에 인가되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 터치 구동 주파수(f1)가 제2 영역(A2)의 제2 터치 센서 그룹에 인가되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 낮을 수 있다.
예를 들어, 제1 영역(A1)의 제1 터치 센서 그룹에 인가되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 터치 구동 주파수(f1)가 제2 영역(A2)의 제2 터치 센서 그룹에 인가되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 높을 수 있다.
제1 터치 구동 주파수(f1)와 제2 터치 구동 주파수(f2) 간의 차이는 미리 정해진 최소 주파수 차이 값 이상으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 인가되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)과 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 인가되는 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2) 간의 전기적인 크로스토크(Crosstalk)가 방지될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화 된 터치 센서는 그룹화 되지 않은 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)은 센싱 터치 전극 라인 또는 센싱 터치 전극들이라고도 할 수 있다.
다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)은 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL) 각각은, 제1 영역(A1)에서 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 교차할 수 있고, 제2 영역(A2)에서 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)과 교차할 수 있다.
도 9를 참조하면, 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 및 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은, 다수의 게이트 라인들(GL)과 평행할 수 있고, 다수의 데이터 라인들(DL)과 교차할 수 있다.
이 경우, 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)은 다수의 데이터 라인들(DL)과 평행할 수 있고, 다수의 게이트 라인들(GL)과 교차할 수 있다.
다른 예로서, 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 및 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 다수의 데이터 라인들(DL)과 평행할 수 있고, 다수의 게이트 라인들(GL)과 교차할 수 있다.
이 경우, 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)은 다수의 게이트 라인들(GL)과 평행할 수 있고, 다수의 데이터 라인들(DL)과 교차할 수 있다.
도 9를 참조하면, 터치 구동 회로(210)는 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)을 센싱하기 위한 수신 회로(930)를 포함할 수 있다. 수신 회로(930)는 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)과 연결된 다수의 아날로그 프런트 엔드들(AFE)을 포함할 수 있다.
그룹화된 터치 센서에 포함된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 및 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 송신 터치 전극 라인들일 수 있고, 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)은 수신 터치 전극 라인들일 수 있다.
도 9 및 도 6을 함께 참조하면, 디스플레이 패널(110)은 발광 소자(ED) 및 발광 소자(ED) 상의 봉지층(ENCAP)을 포함할 수 있다. 그룹화된 터치 센서에 포함된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 및 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 봉지층(ENCAP) 상에 위치할 수 있으며, 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL)도 봉지층(ENCAP) 상에 위치할 수 있다.
도 9 및 도 6을 함께 참조하면, 디스플레이 패널(110)은, 터치 구동 회로(210)가 전기적으로 연결되는 터치 패드 유닛(211), 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)의 최 외곽 지점의 근방에 위치하는 적어도 하나의 댐(DAM1, DAM2), 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 연결되어 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)을 따라 연장되어 배치되고 적어도 하나의 댐(DAM1, DAM2)의 상부를 지나 터치 패드 유닛(211)과 연결되는 다수의 제1 터치 라우팅 배선들(TX_TL1), 및 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)과 연결되어 봉지층(ENCAP)의 경사면(SLP)을 따라 연장되어 배치되고 적어도 하나의 댐(DAM1, DAM2)의 상부를 지나 터치 패드 유닛(211)과 연결되는 다수의 제2 터치 라우팅 배선들(TX_TL2)을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 그룹화 된 터치 센서가 봉지층(ENCAP) 상에 배치되는 경우, 디스플레이 구동 주파수(f_disp)는, 디스플레이 패널(110)의 발광 소자(ED)의 캐소드 전극(CE)과 중첩되며 디스플레이 구동과 관련된 주변 전극(예: 애노드 전극(AE) 등) 또는 주변 신호 배선(예: 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL))에서의 전압 변동의 주파수일 수 있다.
발광 소자(ED)의 캐소드 전극(CE)은 봉지층(ENCAP) 아래에 위치할 수 있다. 주변 전극 또는 주변 신호 배선은 캐소드 전극(CE)의 아래 또는 측면에 배치될 수 있다. 주변 전극 또는 주변 신호 배선과 캐소드 전극(CE) 사이에 기생 캐패시터(Cp)가 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 대한 2가지 예시들이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 수신 회로(930)에 포함된 다수의 아날로그 프런트 엔드들(AFE) 각각은, 제1 혼합기(MIX1), 제2 혼합기(MIX2), 제1 필터(FLT1) 및 제2 필터(FLT2) 등을 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 혼합기(MIX1)는 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 하나의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)을 통해 검출된 신호(Vout1 또는 Vcout)와 제1 혼합 신호(Vm1)를 혼합하여, 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)을 통해 검출된 신호(Vout1 또는 Vcout)와 제1 혼합 신호(Vm1)가 혼합된 신호(Vmout1)를 출력할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 필터(FLT1)는 제1 혼합기(MIX1)의 출력 신호(Vmout1)에 대한 제1 필터링 처리를 통해 제1 터치 구동 주파수(f1)를 갖는 제1 센싱 신호(Vfout1)를 출력할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제2 혼합기(MIX2)는 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 하나의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)을 통해 검출된 신호(Vout2 또는 Vcout)와 제2 혼합 신호(Vm2)를 혼합하여, 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)을 통해 검출된 신호(Vout2 또는 Vcout)와 제2 혼합 신호(Vm2)가 혼합된 신호(Vmout2)를 출력할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제2 필터(FLT2)는 제2 혼합기(MIX2)의 출력 신호(Vmout2)에 대한 제2 필터링 처리를 통해 제1 터치 구동 주파수(f1)를 갖는 제2 센싱 신호(Vfout2)를 출력할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 혼합 신호(Vm1)는 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 터치 구동 주파수(f1)와 동일한 주파수를 가질 수 있다. 제2 혼합 신호(Vm2)는 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 터치 구동 주파수(f2)와 동일한 주파수를 가질 수 있다.
도 11을 참조하면, 그룹화된 터치 센서 구조를 다수의 아날로그 프런트 엔드들(AFE) 각각은 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 하나의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 동시에 연결된 제1 전하 증폭기(CAMP1) 및 제2 전하 증폭기(CAMP2)를 더 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 전하 증폭기(CAMP1)는 하나의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제1 혼합기(MIX1) 사이에 연결될 수 있다. 제2 전하 증폭기(CAMP2)는 하나의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제2 혼합기(MIX2) 사이에 연결될 수 있다.
제1 전하 증폭기(CAMP1)는 제1 입력단(INA1), 제2 입력단(INB1) 및 출력단(OUT1)을 갖는 연산 증폭기일 수 있다. 제1 전하 증폭기(CAMP1)는 제1 입력단(INA1)과 출력단(OUT1) 사이에 연결된 제1 피드백 캐패시터(Cfb1)를 포함할 수 있다. 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 제1 입력단(INA1)은 해당 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 제2 입력단(INB1)은 기준 전압(REF)이 인가될 수 있다. 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 출력단(OUT1)으로는 출력 신호(Vout1)가 출력될 수 있다.
제2 전하 증폭기(CAMP2)는 제1 입력단(INA2), 제2 입력단(INB2) 및 출력단(OUT2)을 갖는 연산 증폭기일 수 있다. 제2 전하 증폭기(CAMP2)는 제1 입력단(INA2)과 출력단(OUT2) 사이에 연결된 제2 피드백 캐패시터(Cfb2)를 포함할 수 있다. 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 제1 입력단(INA2)은 해당 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 제2 입력단(INB2)은 기준 전압(REF)이 인가될 수 있다. 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 출력단(OUT2)으로는 출력 신호(Vout2)가 출력될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 혼합기(MIX1)는 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 출력 신호(Vout1)와 제1 혼합 신호(Vm1)를 혼합할 수 있다. 제2 혼합기(MIX2)는 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 출력 신호(Vout2)와 제2 혼합 신호(Vm2)를 혼합할 수 있다.
도 11 및 도 9를 참조하면, 제1 영역(A1)의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에는 제1 터치 구동 주파수(f1)를 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 인가되고, 제2 영역(A2)의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2)에는 제2 터치 구동 주파수(f2)를 갖는 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 인가될 때, 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 제1 입력단(INA1)에 전기적으로 연결된 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)에 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)가 형성될 수 있다.
도 11 및 도 9를 참조하면, 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)에 형성되는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)는, 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제1 영역(A1)의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1) 사이에 형성된 제1 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1), 및 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제2 영역(A2)의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2) 사이에 형성되는 제2 뮤추얼-캐패시턴스(Cm2)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 제1 피드백 캐패시터(Cfb1) 및 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 제2 피드백 캐패시터(Cfb2)에 충전되는 전하량은 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)에 형성되는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)의 합산 캐패시턴스에 따라 달라질 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 출력 신호(Vout1)는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)의 합산 캐패시턴스에 대응될 수 있다. 하지만, 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 출력 신호(Vout1)가 제1 혼합기(MIX1) 및 제1 필터(FLT1)를 거치면서, 제1 필터(FLT1)에서 출력되는 제1 센싱 신호(Vfout1)는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제1 영역(A1)의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1) 사이에 형성된 제1 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1)에 의한 신호 성분만을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 신호(Vfout1)에 기초하여 제1 영역(A1)에서의 터치 유무 또는 터치 좌표가 센싱될 수 있다.
또한, 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 출력 신호(Vout2)는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)의 합산 캐패시턴스에 대응될 수 있다. 하지만, 제2 전하 증폭기(CAMP2)의 출력 신호(Vout2)가 제2 혼합기(MIX2) 및 제2 필터(FLT2)를 거치면서, 제2 필터(FLT2)에서 출력되는 제2 센싱 신호(Vfout2)는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제2 영역(A2)의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2) 사이에 형성된 제2 뮤추얼-캐패시턴스(Cm2)에 의한 신호 성분만을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 센싱 신호(Vfout2)에 기초하여 제2 영역(A2)에서의 터치 유무 또는 터치 좌표가 센싱될 수 있다.
도 11을 참조하면, 터치 구동 회로(210)의 수신 회로(930)에 포함되는 아날로그 프런트 엔드(AFE)는 제1 적분기 및 제2 적분기 등을 더 포함할 수 있다. 터치 구동 회로(210) 는 제1 내지 제3 멀티플렉서 회로 및 아날로그 디지털 컨버터 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
제1 적분기는 제1 필터(FLT1)의 출력 신호(Vfout1)를 적분하여 제1 적분 값을 출력할 수 있다. 제2 적분기는 제2 필터(FLT2)의 출력 신호(Vfout2)를 적분하여 제2 적분 값을 출력할 수 있다.
아날로그 디지털 컨버터는 제1 적분 값 및 제2 적분 값 각각을 디지털 값으로 변환하여 터치 센싱값을 생성할 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터에 의해 생성된 터치 센싱값들이 터치 센싱 데이터가 될 수 있다. 제1 멀티플렉서 회로는 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 중 하나를 선택하여 제1 송신 회로(910)의 제1 신호 출력 회로(911)와 연결해줄 수 있다. 제2 멀티플렉서 회로는 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 중 하나를 선택하여 제2 송신 회로(920)의 제2 신호 출력 회로(921)와 연결해줄 수 있다. 제2 멀티플렉서 회로는 다수의 제2 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 하나를 선택하여 제1 전하 증폭기(CAMP1) 및 제2 전하 증폭기(CAMP2)와 연결해줄 수 있다.
도 12를 참조하면, 다수의 아날로그 프런트 엔드들(AFE) 각각은, 다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL) 중 하나의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 연결된 하나의 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)를 더 포함할 수 있다.
공통 전하 증폭기(COM_CAMP)는 제1 입력단(INA), 제2 입력단(INB) 및 출력단(OUT)을 갖는 연산 증폭기일 수 있다. 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)는 제1 입력단(INA)과 출력단(OUT) 사이에 연결된 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제1 혼합기(MIX1)는 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 출력 신호(Vcout)와 제1 혼합 신호(Vm1)를 혼합할 수 있다. 제2 혼합기(MIX2)는 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 출력 신호(Vcout)와 제2 혼합 신호(Vm2)를 혼합할 수 있다.
도 12 및 도 9를 참조하면, 제1 영역(A1)의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에는 제1 터치 구동 주파수(f1)를 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 인가되고, 제2 영역(A2)의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2)에는 제2 터치 구동 주파수(f2)를 갖는 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 인가될 때, 제1 전하 증폭기(CAMP1)의 제1 입력단(INA1)에 전기적으로 연결된 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)에 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)가 형성될 수 있다.
도 12 및 도 9를 참조하면, 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)에 형성되는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)는, 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제1 영역(A1)의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1) 사이에 형성된 제1 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1), 및 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제2 영역(A2)의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2) 사이에 형성되는 제2 뮤추얼-캐패시턴스(Cm2)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전되는 전하량은 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)에 형성되는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)의 합산 캐패시턴스에 따라 달라질 수 있다.
도 12를 참조하면, 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 출력 신호(Vout)는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)의 합산 캐패시턴스에 대응될 수 있다. 하지만, 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 출력 신호(Vout)가 제1 혼합기(MIX1) 및 제1 필터(FLT1)를 거치면서, 제1 필터(FLT1)에서 출력되는 제1 센싱 신호(Vfout1)는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제1 영역(A1)의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1) 사이에 형성된 제1 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1)에 의한 신호 성분만을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 신호(Vfout1)에 기초하여 제1 영역(A1)에서의 터치 유무 또는 터치 좌표가 센싱될 수 있다.
또한, 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 출력 신호(Vout)는 2가지 뮤추얼-캐패시턴스(Cm1, Cm2)의 합산 캐패시턴스에 대응될 수 있다. 하지만, 공통 전하 증폭기(COM_CAMP)의 출력 신호(Vout)가 제2 혼합기(MIX2) 및 제2 필터(FLT2)를 거치면서, 제2 필터(FLT2)에서 출력되는 제2 센싱 신호(Vfout2)는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제2 영역(A2)의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2) 사이에 형성된 제2 뮤추얼-캐패시턴스(Cm2)에 의한 신호 성분만을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 센싱 신호(Vfout2)에 기초하여 제2 영역(A2)에서의 터치 유무 또는 터치 좌표가 센싱될 수 있다.
도 13 내지 도 16은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 포함된 제1 필터(FLT1) 및 제2 필터(FLT2)를 나타낸다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 제2 터치 구동 주파수(f2)가 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 높은 경우, 제1 필터(FLT1)는 로우 패스 필터(LPF) 또는 밴드 패스 필터(BPF)일 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 로우 패스 필터(LPF)인 제1 필터(FLT1)는 제1 혼합기(MIX1)의 출력 신호(Vmout1)에서 제1 차단 주파수 이하의 신호를 제1 센싱 신호(Vfout1)로서 출력할 수 있다.
여기서, 제1 차단 주파수(fc1)는 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 높고 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 낮을 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 밴드 패스 필터(BPF)인 제1 필터(FLT1)는 제1 혼합기(MIX1)의 출력 신호(Vmout1)에서 제1 저역 차단 주파수와 제1 고역 차단 주파수 사이의 신호를 제1 센싱 신호(Vfout1)로서 출력할 수 있다.
여기서, 제1 고역 차단 주파수(fc1_H)는 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 높고 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 낮고, 제1 저역 차단 주파수(fc1_L)는 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 낮을 수 있다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 제2 터치 구동 주파수(f2)가 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 높은 경우, 제2 필터(FLT2)는 하이 패스 필터(HPF) 또는 밴드 패스 필터(BPF)일 수 있다.
도 13 및 도 15를 참조하면, 하이 패스 필터(HPF)인 제2 필터(FLT2)는 제2 혼합기(MIX2)의 출력 신호(Vmout2)에서 제2 차단 주파수 이상의 신호를 제2 센싱 신호(Vfout2)로서 출력할 수 있다.
여기서, 제2 차단 주파수(fc2)는 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 높고 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 낮을 수 있다.
도 14 및 도 16을 참조하면, 밴드 패스 필터(BPF)인 제2 필터(FLT2)는 제2 혼합기(MIX2)의 출력 신호(Vmout2)에서 제2 저역 차단 주파수와 제2 고역 차단 주파수 사이의 신호를 제2 센싱 신호(Vfout2)로서 출력할 수 있다.
여기서, 제2 고역 차단 주파수(fc2_H)는 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 높고, 제2 저역 차단 주파수(fc2_L)는 제1 터치 구동 주파수(f1)보다 높고 제2 터치 구동 주파수(f2)보다 낮을 수 있다.
도 17 및 도 18은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조에 대한 구동 방법을 나타낸 다이어그램들이다.
도 17은 디스플레이 패널(110)에 포함된 그룹화된 터치 센서 구조와 그룹화된 터치 센서 구조의 제1 구동 방식이 표현된 다이어그램(1700)을 나타낸다. 도 18은 디스플레이 패널(110)에 포함된 그룹화된 터치 센서 구조와 그룹화된 터치 센서 구조의 제2 구동 방식이 표현된 다이어그램(1800)을 나타낸다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 다이어그램들(1700, 1800)에서, Y축은 송신 채널이고, X축은 시간(구동 기간)이다.
도 17 및 도 18의 다이어그램들(1700, 1800)을 참조하면, 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)은 다수의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4 등)에 각각 대응될 수 있다. 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 다수의 제2 그룹 송신 채널(GR2_TX1, GR2_TX2, GR2_TX3, GR2_TX4 등)에 각각 대응될 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 영역(A1)에 배치된 제1 터치 센서 그룹과 제2 영역(A2)에 배치된 제2 터치 센서 그룹은 동시에 구동될 수 있다.
이에 따르면, 도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 중 적어도 하나의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 공급되는 구동 기간들(T1, T2, T3, T4 등)과, 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 중 적어도 하나의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2)에 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 공급되는 구동 기간들(P1, P2, P3, P4 등)은, 시간적으로 중첩될 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 영역(A1)에 배치된 제1 터치 센서 그룹과 제2 영역(A2)에 배치된 제2 터치 센서 그룹은 서로 다른 분리된 시간대에 구동될 수 있다. 예를 들어, 먼저, 제1 영역(A1)에 배치된 제1 터치 센서 그룹이 구동되고, 이어서, 제2 영역(A2)에 배치된 제2 터치 센서 그룹이 구동될 수 있다.
이에 따르면, 도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 영역(A1)에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 중 적어도 하나의 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 공급되는 구동 기간들(T1, T2, T3, T4 등)과, 제2 영역(A2)에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 중 적어도 하나의 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2)에 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 공급되는 구동 기간들(P1, P2, P3, P4 등)은, 시간적으로 분리될 수 있다.
도 17을 참조하면, 터치 구동 회로(210)의 제1 송신 회로(910)는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 이용하여 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)을 1개씩 순차적으로 구동할 수 있다. 터치 구동 회로(210)의 제2 송신 회로(920)는 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 이용하여 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)을 1개씩 순차적으로 구동할 수 있다.
구동 시간이 변하거나 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 공급 위치가 변하더라도, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 위상은 변하지 않고 일정하게 유지될 수 있다.
다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 각각으로 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)는 동일한 위상을 가질 수 있다.
제1 영역(A1)에 대한 구동 기간들(T1, T2) 중 제1 구동 기간(T1)에서의 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 구동 기간(T2)에서의 제1 터치 구동 신호(TDS1)는 서로 동일한 위상을 가질 수 있다.
구동 시간이 변하거나 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 공급 위치가 변하더라도, 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 위상은 변하지 않고 일정하게 유지될 수 있다.
다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 각각으로 공급되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)는 동일한 위상을 위상을 가질 수 있다.
제2 영역(A2)에 대한 구동 기간들(P1, P2) 중 제1 구동 기간(P1)에서의 제2 터치 구동 신호(TDS2)와 제2 구동 기간(P2)에서의 제2 터치 구동 신호(TDS2)는 서로 동일한 위상을 가질 수 있다.
도 18을 참조하면, 터치 구동 회로(210)의 제1 송신 회로(910)는, n(n은 2 이상의 자연수)개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4 등) 각각에서, 다수의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 중 n개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)로 n개의 제1 터치 구동 신호들(TDS1)을 동시에 반복적으로 공급할 수 있다.
n개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)은 n개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4 등)과 대응될 수 있다.
n개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4 등) 각각에서, n개의 제1 터치 구동 신호들(TX_TEL1) 중 적어도 하나는 나머지와 다른 위상을 가질 수 있다. n개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4 등) 각각에서, n개의 제1 터치 구동 신호들(TX_TEL1) 중 일부는 정 위상(+1)을 갖고 나머지는 역 위상(-1)을 가질 수 있다. n개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4 등) 각각에서, n개의 제1 터치 구동 신호들(TX_TEL1) 중 역 위상(-1)을 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 인가되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)의 위치는 일정할 수도 있고 변경될 수 있다.
도 18의 예시를 참조하면, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 대응되는 4개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4)이 하나의 동시 구동 그룹(SDG)이 된다.
도 18의 예시를 참조하면, 4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)로 4개의 제1 터치 구동 신호들(TDS1)이 동시에 반복적으로 공급된다. 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)은 4개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4)과 대응된다. 4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, 4개의 제1 터치 구동 신호들(TX_TEL1) 중 3개의 제1 터치 구동 신호들(TDS1)은 정 위상(+1)을 가질 수 있고, 나머지 1개의 제1 터치 구동 신호(TDS1)는 역 위상(-1)을 가질 수 있다.
도 18을 참조하면, 터치 구동 회로(210)의 제2 송신 회로(920)는, n개의 제2 영역 구동 기간들(P1, P2, P3, P4 등) 각각에서, 다수의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2) 중 n개의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)로 n개의 제2 터치 구동 신호들(TDS2)을 동시에 반복적으로 공급할 수 있다.
n개의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 n개의 제2 그룹 송신 채널(GR2_TX1, GR2_TX2, GR2_TX3, GR2_TX4 등)과 대응될 수 있다.
n개의 제2 영역 구동 기간들(P1, P2, P3, P4 등) 각각에서, n개의 제2 터치 구동 신호들(TX_TEL2) 중 적어도 하나는 나머지와 다른 위상을 가질 수 있다. n개의 n개의 제2 영역 구동 기간들(P1, P2, P3, P4 등) 각각에서, n개의 제2 터치 구동 신호들(TX_TEL2) 중 일부는 정 위상(+1)을 갖고 나머지는 역 위상(-1)을 가질 수 있다. n개의 제2 영역 구동 기간들(P1, P2, P3, P4 등) 각각에서, n개의 제2 터치 구동 신호들(TX_TEL2) 중 역 위상(-1)을 갖는 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 인가되는 제2 터치 전극 라인(TX_TEL2)의 위치는 일정할 수도 있고 변경될 수 있다.
도 18의 예시를 참조하면, 4개의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)과 대응되는 4개의 제2 그룹 송신 채널(GR2_TX1, GR2_TX2, GR2_TX3, GR2_TX4)이 하나의 동시 구동 그룹(SDG)이 된다.
도 18의 예시를 참조하면, 4개의 제1 영역 구동 기간들(P1, P2, P3, P4) 각각에서, 4개의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)로 4개의 제2 터치 구동 신호들(TDS2)이 동시에 반복적으로 공급된다. 4개의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)은 4개의 제2 그룹 송신 채널(GR2_TX1, GR2_TX2, GR2_TX3, GR2_TX4)과 대응된다. 4개의 제2 영역 구동 기간들(P1, P2, P3, P4) 각각에서, 4개의 제2 터치 구동 신호들(TX_TEL2) 중 3개의 제2 터치 구동 신호들(TDS2)은 정 위상(+1)을 가질 수 있고, 나머지 1개의 제2 터치 구동 신호(TDS2)는 역 위상(-1)을 가질 수 있다.
도 18을 참조하여 설명한 제2 구동 방식에 따르면, 도 17을 참조하여 설명한 제1 구동 방식에 비해, 터치 센싱 시간에는 변함이 없지만, 신호 대 잡음비를 높일 수 있어서 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 19는 도 18의 제2 구동 방식에 따른 터치 센싱 원리를 표현한다. 단, 도 18도 함께 참조된다.
도 19를 참조하면, 터치 센싱 원리를 설명하기 위하여, 제1 영역(A1)에서의 4개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4)에 대응되는 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과, 제1 수신 채널(RX1)과 대응되는 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)을 예로 든다.
4개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4)에 대응되는 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1) 각각은 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 뮤추얼-캐패시턴스(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)를 형성할 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, GR1_TX1에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)과 RX1에 대응되는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이에는 뮤추얼-캐패시턴스 Cm11를 형성할 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, GR1_TX2에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)과 RX1에 대응되는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이에는 뮤추얼-캐패시턴스 Cm12를 형성할 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, GR1_TX3에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)과 RX1에 대응되는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이에는 뮤추얼-캐패시턴스 Cm11를 형성할 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, GR1_TX4에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)과 RX1에 대응되는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이에는 뮤추얼-캐패시턴스 Cm14를 형성할 수 있다.
제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T1 기간 동안, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)에 대응되는 전하는 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 충전되고, 충전된 전하량 (Q(T1))에 대응되는 센싱 값이 얻어질 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T2 기간 동안, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)에 대응되는 전하는 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 충전되고, 충전된 전하량 (Q(T2))에 대응되는 센싱 값이 얻어질 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T3 기간 동안, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)에 대응되는 전하는 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 충전되고, 충전된 전하량 (Q(T3))에 대응되는 센싱 값이 얻어질 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T4 기간 동안, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)과 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL) 사이의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)에 대응되는 전하는 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 충전되고, 충전된 전하량 (Q(T4))에 대응되는 센싱 값이 얻어질 수 있다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T1 기간 동안, GR1_TX1에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx1,T1 이라고 하고, GR1_TX2에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx2,T1 이라고 하고, GR1_TX3에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx3,T1 이라고 하고, GR1_TX4에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx4,T1 이라고 한다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T2 기간 동안, GR1_TX1에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx1,T2 이라고 하고, GR1_TX2에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx2,T2 이라고 하고, GR1_TX3에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx3,T2 이라고 하고, GR1_TX4에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx4,T2 이라고 한다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T3 기간 동안, GR1_TX1에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx1,T3 이라고 하고, GR1_TX2에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx2,T3 이라고 하고, GR1_TX3에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx3,T3 이라고 하고, GR1_TX4에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx4,T3 이라고 한다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 중 T4 기간 동안, GR1_TX1에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx1,T4 이라고 하고, GR1_TX2에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx2,T4 이라고 하고, GR1_TX3에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx3,T4 이라고 하고, GR1_TX4에 대응되는 제1 터치 전극 라인(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 Vtx4,T4 이라고 한다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서의 전하량(Q(T1), Q(T2), Q(T3), Q(T4))을 4행 1열로 된 행렬 A로 나타낼 수 있다. 여기서, 행렬 A의 원소들인 전하량들(Q(T1), Q(T2), Q(T3), Q(T4))은 센싱되는 값(측정 값)이므로 센싱을 통해 알 수 있는 정보이다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호들(TDS1)을 4행 4열로 된 행렬 B로 나타낼 수 있다. 여기서, 행렬 B의 원소들은 터치 구동을 위해 미리 정해진 값들이다.
4개의 제1 영역 구동 기간들(T1, T2, T3, T4) 각각에서, 4개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4)에 대응되는 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)이 1개의 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 형성하는 뮤추얼-캐패시턴스(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)를 4행 1열로 된 행렬 C로 나타낼 수 있다. 행렬 C의 원소들은 터치 유무 또는 터치 좌표를 검출하기 위해 알아내야 하는 값들이다. 즉, 행렬 C의 원소들의 값들을 결정할 수 있으며, 터치 유무 또는 터치 좌표를 검출할 수 있게 된다.
전하량은 전압과 캐패시턴스의 곱이 되므로, 행렬 A는 행렬 B와 행렬 C의 행렬 곱과 같다. 행렬 B의 역행렬과 행렬 A에 대하여 행렬 곱을 통하여, 행렬 C가 얻어질 수 있다.
터치 컨트롤러(220)는, 제1 수신 채널(RX1)에 대하여 아날로그 프런트 엔드(AFE)를 통해 얻어진 제1 센싱 결과(제1 필터(FLT1)의 출력 신호에 대응됨)를 이용하여, 제1 영역(A1)에서의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스들(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)을 산출할 수 있다.
제1 영역(A1)에서의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스들(Cm11, Cm12, Cm13, Cm14)은, 제1 수신 채널(RX1)에 대응되는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제1 영역(A1)에 배치된 4개의 제1 그룹 송신 채널(GR1_TX1, GR1_TX2, GR1_TX3, GR1_TX4)에 대응되는 4개의 제1 터치 전극 라인들(TX_TEL1)이 형성하는 것들이다.
이와 동일한 방식으로, 터치 컨트롤러(220)는, 제1 수신 채널(RX1)에 대하여 아날로그 프런트 엔드(AFE)를 통해 얻어진 제2 센싱 결과(제2 필터(FLT2)의 출력 신호에 대응됨)를 이용하여, 제2 영역(A2)에서의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스들을 산출할 수 있다.
제2 영역(A2)에서의 4개의 뮤추얼-캐패시턴스들은, 제1 수신 채널(RX1)에 대응되는 제3 터치 전극 라인(RX_TEL)과 제2 영역(A2)에 배치된 4개의 제2 그룹 송신 채널(GR2_TX1, GR2_TX2, GR2_TX3, GR2_TX4)에 대응되는 4개의 제2 터치 전극 라인들(TX_TEL2)이 형성하는 것들이다.
전술한 방식에 따라, 터치 컨트롤러(220)는, 모든 수신 채널들에 대하여 뮤추얼-캐패시턴스들을 산출하고, 산출된 결과를 종합하여 터치 좌표를 산출할 수 있다.
다수의 제3 터치 전극 라인들(RX_TEL) 별로 모두 산출하여, 산출된 결과를 이용하여 터치 좌표를 산출할 수 있다.
도 20은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 진보된 터치 센싱 시스템에서, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 터치 구동 주파수 회피 설계 시, 터치 구동 주파수(f_tds)의 가변에 따른 크로스토크 현상을 측정한 실험 결과 그래프이다.
도 20에 도시된 그래프에서, x축은 터치 구동 주파수(f_tds)이고, y축은 크로스토크 크기이다. 도 20의 그래프는 디스플레이 구동 주파수(f_disp)를 고정시켜놓고, 터치 구동 주파수(f_tds)를 변경해가면서, 터치 센서에서 발생되는 크로스토크 크기를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 크로스토크 크기는 아날로그 프런트 엔드(AFE)에서 출력된 출력 신호로부터 획득된 값이거나 아날로그 프런트 엔드(AFE)에서 출력된 출력 신호를 디지털 값으로 변환한 값으로부터 획득된 값일 수 있다.
도 20의 실험 측정 결과 그래프에 따르면, 터치 구동 주파수(f_tds)가 디스플레이 구동 주파수(f_disp)와 가깝게 설정될수록, 크로스토크 크기가 커지는 것을 확인할 수 있다. 터치 구동 주파수(f_tds)가 디스플레이 구동 주파수(f_disp)와 큰 차이가 날수록, 크로스토크 크기가 작아지는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 개시의 실시예들에 따르면, 터치 구동 주파수(f_tds)가 디스플레이 구동 주파수(f_disp)와 회피되도록 설정됨에 따라, 크로스토크 크기를 줄일 수 있다. 이에 따라, 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 21은 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 2개의 디스플레이 프레임 주파수를 사용하는 경우, 그룹화된 터치 센서 구조를 위한 터치 구동 주파수 회피 설계 시, 터치 구동 주파수의 가변에 따른 크로스토크 현상을 측정한 실험 결과 그래프이다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 2가지의 디스플레이 프레임 주파수(예: 60Hz, 90Hz)를 바꾸어가면서 디스플레이 구동을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 상황이나 제1 구동 타이밍에서, 터치 디스플레이 장치는 2가지의 디스플레이 프레임 주파수 중 제1 디스플레이 프레임 주파수(예: 60Hz)로 디스플레이 구동을 수행할 수 있다. 그리고, 제2 구동 상황이나 제2 구동 타이밍에서, 터치 디스플레이 장치는 2가지의 디스플레이 프레임 주파수 중 제2 디스플레이 프레임 주파수(예: 90Hz)로 디스플레이 구동을 수행할 수 있다.
이와 같이, 2개의 디스플레이 프레임 주파수가 사용되는 경우, 제1 디스플레이 구동 주파수(f_disp1)를 갖는 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)와 제2 디스플레이 구동 주파수(f_disp2)를 갖는 디스플레이 구동 제어 신호(DDCS)가 이용될 수 있다.
예를 들어, 제1 디스플레이 프레임 주파수(예: 60Hz)로 디스플레이 구동이 수행될 때, 수평 동기 신호(HSYNC)는 제1 주파수를 가질 수 있다. 제2 디스플레이 프레임 주파수(예: 90Hz)로 디스플레이 구동이 수행될 때, 수평 동기 신호(HSYNC)는 제2 주파수를 가질 수 있다.
도 21은 2개의 디스플레이 프레임 주파수가 사용되는 상황을 고려하여, 터치 구동 주파수의 가변에 따른 크로스토크 현상을 측정한 실험 결과 그래프이다.
도 21의 실험 측정 결과 그래프에 따르면, 터치 구동 주파수(f_tds)가 제1 디스플레이 구동 주파수(f_disp1)와 가깝게 설정되거나 제2 디스플레이 구동 주파수(f_disp2)와 가깝게 설정되면, 크로스토크 크기가 커지는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 터치 구동 주파수(f_tds)가 제1 디스플레이 구동 주파수(f_disp1) 및 제2 디스플레이 구동 주파수(f_disp2) 모두와 큰 차이가 날수록, 크로스토크 크기가 작아지는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 개시의 실시예들에 따르면, 2개의 디스플레이 프레임 주파수가 사용되는 상황에서도, 터치 구동 주파수(f_tds)가 2가지 디스플레이 구동 주파수(f_disp1, f_disp2)와 회피되도록 설정됨에 따라, 크로스토크 크기를 줄일 수 있다. 이에 따라, 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 22는 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 진보된 터치 센싱 시스템을 적용하기 전후의 신호 대 잡음 비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)를 측정한 실험 결과를 나타낸다.
도 22를 참조하면, 진보된 터치 센싱 시스템이 적용되기 전의 터치 센싱 결과에 따르면, 5개의 지점(#1~#5) 모두에서 허용치(예: 35dB)보다 낮은 신호 대 잡음 비가 측정되었다. 여기서, 허용치는 정상적인 터치 센싱을 가능하게 하는 최소 신호 대 잡음 비를 의미할 수 있다.
도 22를 참조하면, 진보된 터치 센싱 시스템이 적용된 이후의 터치 센싱 결과에 따르면, 5개의 지점(#1~#5) 모두에서 허용치(예: 35dB)보다 높은 신호 대 잡음 비가 측정되었다.
따라서, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 진보된 터치 센싱 시스템에 따르면, 신호 대 잡음 비(SNR)가 높아지게 되어, 터치 감도가 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 실시예들은, 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(A1)에 배치되며 제1 주파수(f1)를 갖는 제1 구동 신호가 인가되는 제1 구동 터치 전극과, 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(A1)과 다른 제2 영역(A2)에 배치되며 제1 주파수(f1)와 다른 제2 주파수(f2)를 갖는 제2 구동 신호가 인가되는 제2 구동 터치 전극과, 제1 구동 신호가 인가된 제1 구동 터치 전극 및 제2 구동 신호가 인가된 제2 구동 터치 전극과 교차하는 센싱 터치 전극과, 센싱 터치 전극으로부터 신호를 검출하고, 검출된 신호에 대한 필터링 처리(믹싱 처리를 포함할 수 있음)를 통해, 검출된 신호를 제1 센싱 신호와 제2 센싱 신호로 분리하여 출력하는 터치 구동 회로(210)를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
터치 디스플레이 장치는, 제1 영역(A1)에 배치되며 제3 구동 신호가 인가되는 제3 구동 터치 전극과, 제2 영역(A2)에 배치되며 제4 구동 신호가 인가되는 제4 구동 터치 전극을 더 포함할 수 있다.
제3 구동 신호는 제1 구동 신호의 제1 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 제4 구동 신호는 제2 구동 신호의 제2 주파수와 동일한 주파수를 가질 수 있다. 제1 구동 신호 및 제3 구동 신호는 제1 영역(A1)에 공급되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)에 해당할 수 있다. 제2 구동 신호 및 제4 구동 신호는 제2 영역(A2)에 공급되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)에 해당할 수 있다.
도 17을 참조하면, 구동 방식의 일 예로서, 제1 구동 기간(T1) 동안, 제1 영역(A1)의 제1 구동 터치 전극에 제1 구동 신호가 인가되고, 제2 영역(A2)의 제2 구동 터치 전극에 제2 구동 신호가 인가될 수 있다. 제1 구동 기간(T1) 이후의 제2 구동 기간(T2) 동안, 제1 영역(A1)의 제3 구동 터치 전극에 제3 구동 신호가 인가되고, 제2 영역(A2)의 제4 구동 터치 전극에 제4 구동 신호가 인가될 수 있다.
이 경우, 제1 구동 신호와 제3 구동 신호는 동일한 위상을 갖고, 제2 구동 신호와 제4 구동 신호는 동일한 위상을 가질 수 있다.
도 18을 참조하면, 구동 방식의 다른 예로서, 제1 구동 기간(T1) 동안, 제1 영역(A1)의 제1 구동 터치 전극 및 제3 구동 터치 전극 각각에 제1 구동 신호 및 제3 구동 신호가 동시에 인가되고, 제2 영역(A2)의 제2 구동 터치 전극 및 제4 구동 터치 전극 각각에 제2 구동 신호 및 제4 구동 신호가 동시에 인가될 수 있다.
이 경우, 제1 구동 신호와 제3 구동 신호는 서로 다른 위상을 갖고, 제2 구동 신호와 제4 구동 신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.
제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2) 각각은 디스플레이 패널에 대한 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수(f_disp)와 서로 다를 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 실시예들에 의하면, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비(SNR)를 갖는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 회로(210)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 자체 발광 디스플레이(예: 유기 발광 디스플레이 등) 구조에서도, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비(SNR)를 갖는 터치 디스플레이 장치와 이에 포함된 터치 구동 회로(210)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 대면적에서도, 노이즈에 강인하고 높은 신호 대 잡음 비(SNR)를 갖는 터치 디스플레이 장치와 이에 포함된 터치 구동 회로(210)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동이 터치 센싱에 끼치는 영향을 줄여줄 수 있는 터치 센서 구조와 이에 적합한 터치 구동 회로(210)와, 이들을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 제1 영역에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들 및 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들을 포함하는 터치 센서; 및
    상기 제1 영역에 배치된 상기 다수의 제1 터치 전극 라인들 중 적어도 하나를 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 터치 구동 신호로 구동하고, 상기 제2 영역에 배치된 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들 중 적어도 하나를 상기 제1 터치 구동 주파수와 다른 제2 터치 구동 주파수를 갖는 제2 터치 구동 신호로 구동하는 터치 구동 회로를 포함하고,
    상기 제1 터치 구동 주파수 및 상기 제2 터치 구동 주파수 각각은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정된 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서를 포함하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로를 더 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 구동 제어 신호에 기초하여, 상기 디스플레이 패널에 영상이 표시되도록 상기 다수의 데이터 라인들 및 상기 다수의 게이트 라인들을 구동하고,
    상기 영상이 표시되는 동안, 상기 터치 구동 회로는 상기 제1 터치 구동 신호 및 상기 제2 터치 구동 신호 중 적어도 하나를 출력하고,
    상기 디스플레이 구동 주파수는 상기 디스플레이 구동 제어 신호의 주파수인 터치 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 제어 신호는 수평 동기 신호 또는 게이트 클럭 신호를 포함하고,
    상기 제1 터치 구동 주파수 및 상기 제2 터치 구동 주파수 각각은, 상기 수평 동기 신호 또는 상기 게이트 클럭 신호의 주파수인 상기 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정된 터치 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 걸쳐서 배치되는 다수의 제3 터치 전극 라인들을 더 포함하고, 상기 다수의 제3 터치 전극 라인들 각각은 상기 제1 영역에서 상기 다수의 제1 터치 전극 라인들과 교차하고, 상기 제2 영역에서 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들과 교차하고,
    상기 터치 구동 회로는 상기 다수의 제3 터치 전극 라인들을 센싱하기 위한 수신 회로를 포함하고, 상기 수신 회로는 상기 다수의 제3 터치 전극 라인들과 연결된 다수의 아날로그 프런트 엔드(AFE: Analog Front End)들을 포함하고,
    상기 다수의 아날로그 프런트 엔드들 각각은,
    상기 다수의 제3 터치 전극 라인들 중 하나의 제3 터치 전극 라인을 통해 검출된 신호와 제1 혼합 신호를 혼합하는 제1 혼합기;
    상기 다수의 제3 터치 전극 라인들 중 상기 하나의 제3 터치 전극 라인을 통해 검출된 신호와 제2 혼합 신호를 혼합하는 제2 혼합기;
    상기 제1 혼합기의 출력 신호에 대한 제1 필터링 처리를 통해 상기 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 센싱 신호를 출력하는 제1 필터; 및
    상기 제2 혼합기의 출력 신호에 대한 제2 필터링 처리를 통해 상기 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제2 센싱 신호를 출력하는 제2 필터를 포함하고,
    상기 제1 혼합 신호는 상기 제1 터치 구동 신호의 상기 제1 터치 구동 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 상기 제2 혼합 신호는 상기 제2 터치 구동 신호의 상기 제2 터치 구동 주파수와 동일한 주파수를 갖는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 터치 구동 주파수가 상기 제1 터치 구동 주파수보다 높은 경우,
    상기 제1 필터는 상기 제1 혼합기의 출력 신호에서 제1 차단 주파수 이하의 신호를 상기 제1 센싱 신호로서 출력하는 로우 패스 필터, 또는 상기 제1 혼합기의 출력 신호에서 제1 저역 차단 주파수와 제1 고역 차단 주파수 사이의 신호를 상기 제1 센싱 신호로서 출력하는 밴드 패스 필터이고,
    상기 제1 차단 주파수는 상기 제1 터치 구동 주파수보다 높고 상기 제2 터치 구동 주파수보다 낮고, 상기 제1 고역 차단 주파수는 상기 제1 터치 구동 주파수보다 높고 상기 제2 터치 구동 주파수보다 낮고, 상기 제1 저역 차단 주파수는 상기 제1 터치 구동 주파수보다 낮고,
    상기 제2 필터는 상기 제2 혼합기의 출력 신호에서 제2 차단 주파수 이상의 신호를 상기 제2 센싱 신호로서 출력하는 하이 패스 필터, 또는 상기 제2 혼합기의 출력 신호에서 제2 저역 차단 주파수와 제2 고역 차단 주파수 사이의 신호를 상기 제2 센싱 신호로서 출력하는 밴드 패스 필터이고,
    상기 제2 차단 주파수는 상기 제1 터치 구동 주파수보다 높고 상기 제2 터치 구동 주파수보다 낮고, 상기 제2 고역 차단 주파수는 상기 제2 터치 구동 주파수보다 높고, 상기 제2 저역 차단 주파수는 상기 제1 터치 구동 주파수보다 높고 상기 제2 터치 구동 주파수보다 낮은 터치 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서를 포함하는 디스플레이 패널을 더 포함하고, 상기 디스플레이 패널은 발광 소자 및 상기 발광 소자 상의 봉지층을 포함하고,
    상기 다수의 제1 터치 전극 라인들 및 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들은 상기 봉지층 상에 위치하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 주파수는 상기 발광 소자의 캐소드 전극과 중첩되며 디스플레이 구동과 관련된 전극 또는 신호 배선에서의 전압 변동의 주파수인 터치 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 터치 구동 회로가 전기적으로 연결되는 터치 패드 유닛;
    상기 봉지층의 경사면의 최 외곽 지점의 근방에 위치하는 적어도 하나의 댐;
    상기 다수의 제1 터치 전극 라인들과 연결되어 상기 봉지층의 경사면을 따라 연장되어 배치되고 상기 적어도 하나의 댐의 상부를 지나 상기 터치 패드 유닛과 연결되는 다수의 제1 터치 라우팅 배선들; 및
    상기 다수의 제2 터치 전극 라인들과 연결되어 상기 봉지층의 경사면을 따라 연장되어 배치되고 상기 적어도 하나의 댐의 상부를 지나 상기 터치 패드 유닛과 연결되는 다수의 제2 터치 라우팅 배선들을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는, 상기 제1 터치 구동 신호를 이용하여 상기 다수의 제1 터치 전극 라인들을 순차적으로 구동하고, 상기 제2 터치 구동 신호를 이용하여 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들을 순차적으로 구동하고,
    상기 다수의 제1 터치 전극 라인들 각각으로 공급되는 상기 제1 터치 구동 신호는 동일한 위상을 갖고, 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들 각각으로 공급되는 상기 제2 터치 구동 신호는 동일한 위상을 갖는 터치 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는, n(n은 2 이상의 자연수)개의 제1 영역 구동 기간들 각각에서, 상기 다수의 제1 터치 전극 라인들 중 n개의 제1 터치 전극 라인들로 n개의 제1 터치 구동 신호들을 동시에 반복적으로 공급하고,
    상기 n개의 제1 터치 구동 신호들 중 적어도 하나는 나머지와 다른 위상을 갖고,
    상기 터치 구동 회로는, n개의 제2 영역 구동 기간들 각각에서, 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들 중 n개의 제2 터치 전극 라인들로 n개의 제2 터치 구동 신호들을 동시에 반복적으로 공급하고,
    상기 n개의 제2 터치 구동 신호들 중 적어도 하나는 나머지와 다른 위상을 갖는 터치 디스플레이 장치.
  11. 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치되며 제1 주파수를 갖는 제1 구동 신호가 제1 구동 기간 동안 인가되는 제1 구동 터치 전극;
    상기 디스플레이 패널의 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되며 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 제2 구동 신호가 상기 제1 구동 기간 동안 인가되는 제2 구동 터치 전극;
    상기 제1 구동 신호가 인가된 상기 제1 구동 터치 전극 및 상기 제2 구동 신호가 인가된 상기 제2 구동 터치 전극과 교차하는 센싱 터치 전극; 및
    상기 제1 구동 기간 동안 상기 센싱 터치 전극으로부터 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호에 대한 필터링 처리를 통해, 상기 검출된 신호를 제1 센싱 신호와 제2 센싱 신호로 분리하여 출력하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치되며 제3 구동 신호가 인가되는 제3 구동 터치 전극; 및
    상기 제2 영역에 배치되며 제4 구동 신호가 인가되는 제4 구동 터치 전극을 더 포함하고,
    상기 제3 구동 신호는 상기 제1 구동 신호의 상기 제1 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 상기 제4 구동 신호는 상기 제2 구동 신호의 상기 제2 주파수와 동일한 주파수를 갖는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 구동 기간 동안,
    상기 제1 영역의 상기 제1 구동 터치 전극에 상기 제1 구동 신호가 인가되고, 상기 제2 영역의 상기 제2 구동 터치 전극에 상기 제2 구동 신호가 인가되고,
    상기 제1 구동 기간 이후의 제2 구동 기간 동안,
    상기 제1 영역의 상기 제3 구동 터치 전극에 상기 제3 구동 신호가 인가되고, 상기 제2 영역의 상기 제4 구동 터치 전극에 상기 제4 구동 신호가 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호와 상기 제3 구동 신호는 동일한 위상을 갖고,
    상기 제2 구동 신호와 상기 제4 구동 신호는 동일한 위상을 갖는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 구동 기간 동안,
    상기 제1 영역의 상기 제1 구동 터치 전극 및 제3 구동 터치 전극 각각에 상기 제1 구동 신호 및 상기 제3 구동 신호가 동시에 인가되고,
    상기 제2 영역의 상기 제2 구동 터치 전극 및 제4 구동 터치 전극 각각에 상기 제2 구동 신호 및 상기 제4 구동 신호가 동시에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호와 상기 제3 구동 신호는 서로 다른 위상을 갖고,
    상기 제2 구동 신호와 상기 제4 구동 신호는 서로 다른 위상을 갖는 터치 디스플레이 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 각각은 상기 디스플레이 패널에 대한 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 서로 다른 터치 디스플레이 장치.
  18. 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치된 다수의 제1 터치 전극 라인들 중 적어도 하나의 제1 터치 전극 라인으로 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 터치 구동 신호를 공급하는 제1 송신 회로; 및
    상기 디스플레이 패널의 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치된 다수의 제2 터치 전극 라인들 중 적어도 하나의 제2 터치 전극 라인으로 제2 터치 구동 주파수를 갖는 제2 터치 구동 신호를 공급하는 제2 송신 회로를 포함하고,
    상기 제1 터치 구동 주파수 및 상기 제2 터치 구동 주파수는 서로 다르고,
    상기 제1 터치 구동 주파수 및 상기 제2 터치 구동 주파수 각각은 디스플레이 구동과 관련된 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정된 터치 구동 회로.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동 주파수는 디스플레이 구동 제어 신호의 주파수이고,
    상기 디스플레이 구동 제어 신호는 수평 동기 신호 또는 게이트 클럭 신호를 포함하고,
    상기 제1 터치 구동 주파수 및 상기 제2 터치 구동 주파수 각각은, 상기 수평 동기 신호 또는 상기 게이트 클럭 신호의 주파수인 상기 디스플레이 구동 주파수와 다르게 설정된 터치 구동 회로.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 배치된 다수의 제3 터치 전극 라인들을 센싱하기 위한 수신 회로를 더 포함하고,
    상기 다수의 제3 터치 전극 라인들 각각은 상기 제1 영역의 상기 다수의 제1 터치 전극 라인들과 교차하고 상기 제2 영역의 상기 다수의 제2 터치 전극 라인들과 교차하고,
    상기 수신 회로는 상기 다수의 제3 터치 전극 라인들과 연결된 다수의 아날로그 프런트 엔드(AFE: Analog Front End)들을 포함하고,
    상기 다수의 아날로그 프런트 엔드들 각각은,
    상기 다수의 제3 터치 전극 라인들 중 하나의 제3 터치 전극 라인을 통해 검출된 신호와 제1 혼합 신호를 혼합하는 제1 혼합기;
    상기 다수의 제3 터치 전극 라인들 중 상기 하나의 제3 터치 전극 라인을 통해 검출된 신호와 제2 혼합 신호를 혼합하는 제2 혼합기;
    상기 제1 혼합기의 출력 신호에 대한 제1 필터링 처리를 통해 상기 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제1 센싱 신호를 출력하는 제1 필터; 및
    상기 제2 혼합기의 출력 신호에 대한 제2 필터링 처리를 통해 상기 제1 터치 구동 주파수를 갖는 제2 센싱 신호를 출력하는 제2 필터를 포함하고,
    상기 제1 혼합 신호는 상기 제1 터치 구동 신호의 상기 제1 터치 구동 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 상기 제2 혼합 신호는 상기 제2 터치 구동 신호의 상기 제2 터치 구동 주파수와 동일한 주파수를 갖는 터치 구동 회로.
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