KR20240031505A - 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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KR20240031505A
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김형배
강전민
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈은 나란하게 배열된 제1 구동 전극들, 상기 제1 구동 전극들과 교차 배열된 제1 감지 전극들, 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 구동 전극들과 대응되도록 상기 제1 구동 전극의 전면에 배열된 제2 구동 전극들, 상기 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 감지 전극들과 대응되도록 상기 제1 감지 전극들의 전면에 배열된 제2 감지 전극들, 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들 또는 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 구동 스위칭 회로들, 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들 또는 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 감지 스위칭 회로들, 및 상기 제1 구동 전극들로 터치 구동 신호들을 공급하고 상기 제1 감지 전극을 통해 터치 감지 신호들을 검출하여 터치 위치 좌표를 검출하는 터치 구동 회로를 포함한다.

Description

터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH DETECTION MODULE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 내비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다.
표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 평판 표시 장치일 수 있다. 이러한 평판 표시 장치 중에서 발광 표시 장치는 표시 패널의 화소들 각각이 스스로 발광할 수 있는 발광 소자를 포함함으로써, 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛 없이도 화상을 표시할 수 있다.
최근, 표시 장치는 인터페이스 수단 중 하나로 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 감지 모듈을 포함한다. 터치 감지 모듈은 터치 전극들이 배열된 터치 센싱부, 및 터치 전극들 간의 정전 용량 변화를 검출하는 터치 구동 회로를 포함한다. 터치 감지 모듈은 표시 장치의 영상 표시부에 일체로 형성되거나, 영상 표시부 상에 실장되는 상태로 양산될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전자기적 간섭 잡음(Electro Magnetic Interference, EMI)의 방사량을 저감시킬 수 있는 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이중 층의 제1 및 제2 터치 전극들을 선택적으로 이용해서 EMI 방사량을 저감시키거나, 터치 감지 성능을 높일 수 있는 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예의 터치 감지 모듈은 나란하게 배열된 제1 구동 전극들, 상기 제1 구동 전극들과 교차 배열된 제1 감지 전극들, 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 구동 전극들과 대응되도록 상기 제1 구동 전극의 전면에 배열된 제2 구동 전극들, 상기 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 감지 전극들과 대응되도록 상기 제1 감지 전극들의 전면에 배열된 제2 감지 전극들, 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들 또는 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 구동 스위칭 회로들, 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들 또는 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 감지 스위칭 회로들, 및 상기 제1 구동 전극들로 터치 구동 신호들을 공급하고 상기 제1 감지 전극을 통해 터치 감지 신호들을 검출하여 터치 위치 좌표를 검출하는 터치 구동 회로를 포함한다.
적어도 하나의 초음파 센서, 적어도 하나의 적외선 센서, 적어도 하나의 모션 감지 센서, 발광 및 수광센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 센서와 근접하는 터치 입력 장치나 사용자의 신체 부위를 감지하여, 감지 결과에 따라 근접 감지 신호를 상기 터치 구동 회로로 공급하는 근접 감지 센싱부를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 스위칭 회로들은 상기 터치 구동 회로로부터의 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리 시키는 제1 구동 스위칭 회로, 및 상기 터치 구동 회로로부터의 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 구동 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 감지 스위칭 회로들은 상기 터치 구동 회로로부터의 제3 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제1 감지 스위칭 회로; 및 상기 터치 구동 회로로부터의 제4 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 감지 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동 스위칭 회로들은 제1 스위칭 신호 배선을 통해 입력되는 상기 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 구동 전극을 적어도 하나씩의 제1 구동 전극과 전기적으로 각각 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제1 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제2 구동 스위칭 회로들은 제2 스위칭 신호 배선을 통해 입력되는 상기 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 구동 전극을 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 감지 스위칭 회로들은 제3 스위칭 신호 배선들을 통해 입력되는 상기 제3 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 감지 전극을 터치 감지 배선이나 적어도 하나씩의 제1 감지 전극과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제3 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제2 감지 스위칭 회로들은 제4 스위칭 신호 배선을 통해 입력되는 제4 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 감지 전극을 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제4 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되지 않는 기간은 터치가 이루어 지지 않는 터치 미감지 기간으로 판단하고, 상기 터치 미감지 기간에 상기 터치 구동 회로는 턴-온 레벨의 제2 스위칭 제어 신호는 상기 제2 구동 스위칭 회로로 공급하며, 턴-온 레벨의 제4 스위칭 제어 신호는 상기 제2 감지 스위칭 회로로 공급하고, 턴-오프 레벨의 제1 스위칭 제어 신호는 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하며, 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로들로 공급할 수 있다.
상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되면 사용자의 터치가 진행되는 상태로 판단하고, 터치 감지 기간에 상기 터치 구동 회로는 턴-오프 레벨의 제2 스위칭 제어 신호를 상기 제2 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-오프 레벨의 제4 스위칭 제어 신호를 상기 제2 감지 스위칭 회로들로 공급하며, 턴-온 레벨의 제1 스위칭 제어 신호를 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-온 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로로 공급할 수 있다.
제1 축 방향으로 서로 인접한 상기 제1 구동 전극들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 전극들, 상기 제1 축 방향으로 서로 인접한 상기 제2 구동 전극들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결 전극들, 상기 제1 축 방향과 교차되는 제2 축 방향으로 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결시키는 제3 연결 전극들, 및 상기 제2 축 방향으로 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결시키는 제4 연결 전극들을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 연결 전극들은 상기 제2 구동 전극과 동일한 금속 물질로 동일한 패터닝 공정 과정을 통해 형성되며, 상기 터치 절연층을 관통하는 복수의 제1 및 제2 전극 콘택홀을 통해 서로 인접한 상기 제1 구동 전극들을 제1 축 방향으로 연결시키고, 상기 제2 연결 전극들은 상기 제1 구동 전극 형성 시 상기 제1 구동 전극들과 동일한 금속 물질로 형성되며, 상기 제2 구동 전극들은 상기 터치 절연층을 관통해서 상기 제2 연결 전극들의 전면에 형성된 복수의 제3 및 제4 전극 콘택홀을 통해 상기 제2 연결 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제3 연결 전극들은 상기 제1 감지 전극들의 형성 시 상기 제1 감지 전극들과 동일한 금속 물질로 형성되며, 상기 제2 감지 전극들은 상기 터치 절연층을 관통해서 상기 제3 연결 전극들의 전면에 형성된 복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀을 통해 상기 제3 연결 전극들과 전기적으로 연결되고, 상기 제4 연결 전극들은 상기 제2 감지 전극들과 동일한 금속 물질로 동일한 공정 과정을 통해 형성되며, 상기 터치 절연층을 관통하는 복수의 제9 내지 제12 전극 콘택홀을 통해 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 연결시킬 수 잇다.
상기 제1 구동 전극들과 상기 제1 감지 전극들은 불투명한 도전성 합금으로 형성되고, 상기 제2 구동 전극들과 상기 제2 감지 전극들은 ITO(Indium tin oxide)를 포함하는 투명성 금속 물질로 형성될 수 있다.
상기 구동 스위칭 회로들, 상기 감지 스위칭 회로들, 및 상기 터치 구동 회로는 일체로 집적화되어 집적 회로 형태로 형성되고, 상기 제1 및 제2 구동 전극과 별도로 회로 필름이나 회로 보드에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 상기 제2 구동 전극과 상기 제2 감지 전극의 전면에 배치된 플로팅 전극층, 상기 터치 구동 회로보부터의 스위칭 제어 신호에 따라 상기 플로팅 전극층에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 전압원이 인가되는 저전위 배선과 전기적으로 연결시키거나 분리 및 플로팅 시키는 제3 구동 스위칭 회로를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예의 표시 장치는 서브 화소들이 배열된 표시 영역을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 구동을 제어하는 표시 구동 회로, 상기 표시 구동 회로가 실장되는 회로 보드, 사용자 근접을 감지하여 근접 감지 신호를 생성하는 근접 감지 센싱부, 및 상기 표시 패널의 전면에 배치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치 감지 모듈을 포함하고, 상기 터치 감지 모듈은 나란하게 배열된 제1 구동 전극들, 상기 제1 구동 전극들과 교차 배열된 제1 감지 전극들, 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 구동 전극들과 대응되도록 상기 제1 구동 전극의 전면에 배열된 제2 구동 전극들, 상기 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 감지 전극들과 대응되도록 상기 제1 감지 전극들의 전면에 배열된 제2 감지 전극들, 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들 또는 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 구동 스위칭 회로들, 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들 또는 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 감지 스위칭 회로들, 및 상기 제1 구동 전극들로 터치 구동 신호들을 공급하고 상기 제1 감지 전극을 통해 터치 감지 신호들을 검출하여 터치 위치 좌표를 검출하는 터치 구동 회로를 포함할 수 있다.
상기 구동 스위칭 회로들은 상기 터치 구동 회로로부터의 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리 시키는 제1 구동 스위칭 회로, 및 상기 터치 구동 회로로부터의 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 구동 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 감지 스위칭 회로들은 상기 터치 구동 회로로부터의 제3 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제1 감지 스위칭 회로, 및 상기 터치 구동 회로로부터의 제4 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 감지 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되지 않는 기간은 터치가 이루어 지지 않는 터치 미감지 기간으로 판단하고, 상기 터치 미감지 기간에 상기 터치 구동 회로는 턴-온 레벨의 제2 스위칭 제어 신호는 상기 제2 구동 스위칭 회로로 공급하며, 턴-온 레벨의 제4 스위칭 제어 신호는 상기 제2 감지 스위칭 회로로 공급하고, 턴-오프 레벨의 제1 스위칭 제어 신호는 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하며, 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로들로 공급할 수 있다.
상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되면 사용자의 터치가 진행되는 상태로 판단하고, 터치 감지 기간에 상기 터치 구동 회로는 턴-오프 레벨의 제2 스위칭 제어 신호를 상기 제2 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-오프 레벨의 제4 스위칭 제어 신호를 상기 제2 감지 스위칭 회로들로 공급하며, 턴-온 레벨의 제1 스위칭 제어 신호를 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-온 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로로 공급할 수 있다.
상기 구동 스위칭 회로들, 상기 감지 스위칭 회로들, 및 상기 터치 구동 회로는 일체로 집적화되어 집적 회로 형태로 형성되고, 상기 제1 및 제2 구동 전극과 별도로 회로 필름이나 회로 보드에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치는 이중 층의 제1 및 제2 터치 전극들을 이용해서 EMI 방사량을 저감시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치는 이중 층의 제1 및 제2 터치 전극들을 선택적으로 이용해서 EMI 방사량을 저감시키거나, 터치 감지 성능을 높일 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치를 구체적으로 보여주는 일 측 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 패널의 일 예를 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈의 일 예를 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 5는 도 4에 도시된 어느 하나씩의 제1 터치 전극과 제2 터치 전극, 구동 스위칭 회로들, 및 감지 스위칭 회로들을 구체적으로 보여주는 회로도이다.
도 6은 표시 영역의 서브 화소와 표시 영역에 중첩된 제1 및 제2 터치 감지층, 및 비표시 영역에 형성된 어느 하나의 제1 스위칭 소자에 대한 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 표시 영역의 서브 화소와 표시 영역에 중첩된 제1 및 제2 터치 감지층, 및 비표시 영역에 형성된 어느 하나의 제2 스위칭 소자에 대한 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 4의 AA 영역에 배치된 제2 구동 전극과 제2 감지 전극 및 연결 전극들의 연결 구조를 구체적으로 보여주는 확대도이다.
도 9는 도 8의 A - A' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 8의 B - B' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 8의 C - C' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 12는 도 8의 D - D' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 1 및 도 2에 도시된 터치 구동 회로의 입출력 제어 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 14는 어느 하나씩의 제1 터치 전극과 제2 터치 전극, 구동 스위칭 회로들, 및 감지 스위칭 회로들의 동작을 보여주는 회로도이다.
도 15는 도 14에 도시된 제1 터치 전극과 제2 터치 전극, 구동 스위칭 회로들, 및 감지 스위칭 회로들의 동작을 보여주는 다른 회로도이다.
도 16은 다른 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈을 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 17은 또 다른 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈을 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈의 또 다른 일 예를 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 19는 도 1 및 도 2에 도시된 터치 구동 회로의 입출력 제어 신호들을 나타낸 또 다른 파형도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 자동차 계기판과 센터페시아를 보여주는 일 예시 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 표시 장치를 구체적으로 보여주는 일 측 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 방식에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 유기 발광 표시 장치(OLED), 무기 발광 표시 장치(inorganic EL), 퀀텀 닷 발광 표시 장치(QED), 마이크로 LED 표시 장치(micro-LED), 나노 LED 표시 장치(nano-LED), 플라즈마 표시 장치(PDP), 전계 방출 표시 장치(FED), 액정 표시 장치(LCD), 전기 영동 표시 장치(EPD) 등으로 분류 및 구성될 수 있다. 이하, 일 실시예의 표시 장치(10)로는 유기 발광 표시 장치(OLED)를 예로 설명하며, 특별한 구분을 요하지 않는 이상 실시예에 적용된 유기 발광 표시 장치(OLED)는 표시 장치(10)로 약칭한다. 실시예에 따른 표시 장치(10)는 유기 발광 표시 장치(OLED)에 제한되지 않고, 기술적 사상을 공유하는 범위 내에서 상기 열거된 또는 본 기술분야에 알려진 다른 표시 장치가 적용될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 자동차의 계기판, 자동차의 센터페시아(center fascia), 자동차의 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display)에 적용될 수 있으며, 사이드미러를 대신하는 룸미러 디스플레이(room mirror display) 장치로 적용될 수도 있다. 자동차에 사용되는 표시 장치(10) 등의 전자 기기들은 전자기적 간섭 잡음(Electro Magnetic Interference, EMI)의 방사량 제한이 엄격하다. 따라서, 자동차에 사용되는 표시 장치(10)는 EMI 방사량을 최소화하기 위한 기술이 추가로 적용되어야 한다.
한편, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet Personal Computer), 이동 통신 단말기, 전자수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 또는 사물 인터넷(Internet Of Things, IOT)의 표시부로 적용될 수도 있다. 다른 예를 들어, 표시 장치(10)는 스마트 워치(Smart Watch), 워치 폰(Watch Phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(Wearable Device)에 적용될 수도 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 평면도 상 직사각 형상, 정사각 형상, 원형, 또는 타원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 표시 장치(10)가 자동차에 사용되는 경우, 장변이 가로 방향에 위치하는 직사각형 형상을 가질 수도 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 장변이 세로 방향에 위치할 수 있고, 회전 가능하도록 설치되어 장변이 가로 또는 세로 방향으로 가변적으로 위치할 수도 있다.
도 1 및 도 2로 도시된 바와 같이, 표시 장치(10)는 표시 패널(100)의 전면에 배치된 터치 센싱부(TSU), 및 터치 센싱부(TSU)의 터치 위치 좌표 데이터를 생성하는 터치 구동 회로(400)를 포함하는 터치 감지 모듈을 포함한다.
또한, 표시 장치(10)는 표시 패널(100)의 구동을 제어하는 표시 구동 회로(200), 및 표시 패널(100)의 전면 방향에 근접하는 터치 입력 장치나 인체 부위 등을 감지하는 근접 감지 센싱부(410)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 표시 장치(10)의 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부(DU)를 포함하며, 표시 패널(100) 상에는 손가락 등의 인체 부위와 전자펜 등의 터치 입력 장치의 터치를 감지하는 터치 센싱부(TSU)가 배치된다. 표시 패널(100)의 표시부(DU)는 복수의 화소를 포함하고 복수의 화소를 통해 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 각각의 화소는 적색, 녹색, 청색의 서브 화소들을 포함하거나, 적색, 녹색, 청색, 백색의 서브 화소들을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)의 터치 센싱부(TSU)는 표시 패널(100)의 전면부에 실장되거나, 표시 패널(100)과 일체로 형성될 수 있다. 이러한 터치 센싱부(TSU)는 복수의 터치 전극을 포함하여, 터치 전극들을 이용한 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 터치 센싱부(TSU)에 대한 세부적인 구성 요소들과 구조적인 특징에 대해서는 이후에 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
표시 구동 회로(200)는 표시부(DU)의 화소들, 즉 각각의 서브 화소들을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 서브 화소들이 연결된 데이터 배선들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 전원 배선에 전원 전압을 공급하며, 게이트 구동부(210)에 게이트 제어 신호들을 공급할 수 있다. 한편, 표시 구동 회로(200)는 타이밍 제어 기능을 수행하는 표시 구동 회로(200)와 데이터 배선들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부가 별도로 구분될 수도 있다. 이 경우, 표시 구동 회로(200)는 타이밍 제어 신호를 게이트 구동부(210)와 데이터 구동부로 공급해서 게이트 구동부(210)와 데이터 구동부의 구동 타이밍을 제어할 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 집적 회로(Integrated Circuit, IC)로 형성되어 COG(Chip on Glass) 방식, COP(Chip on Plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(100) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있고, 서브 영역(SBA)의 벤딩에 의해 메인 영역(MA)과 두께 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 다른 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 회로 보드(300) 상에 실장될 수도 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 센싱부(TSU)와 전기적으로 접속 및 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 센싱부(TSU)에 배열된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호들을 공급하고, 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 센싱할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 기초로 사용자의 터치 입력 여부 및 터치 좌표를 산출할 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 메인 프로세서로 동작하거나 메인 프로세서와 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 표시 구동 회로(200)는 표시 장치(10)의 전반적인 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 터치 구동 회로(400)로부터 터치 데이터를 수신하여 사용자의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(200)는 사용자의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 애플리케이션을 실행할 수 있다. 또 다른 예로, 표시 구동 회로(200)는 전자펜 등으로부터 좌표 데이터를 수신하여 전자펜의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 전자펜의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 애플리케이션을 실행할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(100)은 메인 영역(MA) 및 서브 영역(SBA)으로 구분될 수 있다. 메인 영역(MA)에는 영상을 표시하는 서브 화소들이 구비된 표시 영역(DA), 및 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)이 포함될 수 있다. 표시 영역(DA)에는 각 서브 화소들의 발광 영역 또는 개구 영역들로부터 광이 방출되어 영상이 표시될 수 있다. 이를 위해, 표시 영역(DA)의 서브 화소들은 스위칭 소자들을 포함하는 화소 회로, 발광 영역 또는 개구 영역을 정의하는 화소 정의막, 및 자발광 소자(Self-Light Emitting Element)를 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(100)의 메인 영역(MA)의 가장자리 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 배선들에 게이트 신호들을 공급하는 게이트 구동부(미도시), 및 표시 구동 회로(200)와 표시 영역(DA)을 연결하는 팬 아웃 배선들(미도시)을 포함할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 영역(SBA)이 벤딩되는 경우, 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)과 두께 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 표시 구동 회로(200), 및 회로 보드(300)와 접속되는 패드부를 포함할 수 있다. 선택적으로, 서브 영역(SBA)은 생략될 수 있고, 표시 구동 회로(200) 및 패드부는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하여 표시 패널(100)의 패드부 상에 부착될 수 있다. 회로 보드(300)의 리드 배선들은 표시 패널(100)의 패드부에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(Flexible Printed Circuit Board), 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board), 또는 칩 온 필름(Chip on Film)과 같은 연성 필름(Flexible Film)일 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 표시 패널(100)의 기판(SUB)은 베이스 기판 또는 베이스 부재일 수 있다. 기판(SUB)은 플랫(flat) 타입일 수 있다. 이와 달리, 기판(SUB)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 글라스 재질 또는 금속 재질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예를 들어, 기판(SUB)은 폴리이미드(PI)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 서브 화소(SP)들의 화소 회로를 구성하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 게이트 배선들, 데이터 배선들, 전원 배선들, 게이트 제어 배선들, 표시 구동 회로(200)와 데이터 배선들을 연결하는 팬 아웃 배선들, 및 표시 구동 회로(200)와 패드부를 연결하는 리드 배선들을 더 포함할 수 있다. 게이트 구동부(210)가 표시 패널(100)의 비표시 영역(NDA)의 일측 또는 양측에 형성되는 경우, 게이트 구동부(210) 또한 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 게이트 배선들, 데이터 배선들, 및 전원 배선들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 게이트 제어 배선들 및 팬 아웃 배선들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 리드 배선들은 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML)은 박막 트랜지스터층(TFTL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 광을 발광하는 복수의 발광 소자, 및 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광 소자층(EML)의 복수의 발광 소자는 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)의 상면과 측면을 덮을 수 있고, 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)을 봉지하기 위한 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다.
터치 센싱부(TSU)는 표시 패널(100)의 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)는 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 복수의 제1 터치 전극, 복수의 제1 터치 전극과 터치 구동 회로(400)를 접속시키는 터치 구동 배선들을 포함할 수 있다. 터치 센싱부(TSU)는 자기 정전 용량(Self-Capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
복수의 제1 터치 전극의 전면에는 터치 절연막을 사이에 두고 복수의 제1 터치 전극과 대응되도록 복수의 제2 터치 전극이 배치될 수 있다. 복수의 제2 터치 전극은 복수의 구동 스위칭 회로에 의해 복수의 제1 터치 전극과 각각 전기적으로 연결되거나, 그라운드 전압원 등의 저전위 전압원에 연결될 수 있다.
복수의 제2 터치 전극은 사용자의 터치가 진행되지 않은 터치 미감지 기간에 복수의 구동 스위칭 회로에 의해 저전위 전압원에 전기적으로 연결될 수 있다. 저전위 전압원에 연결된 복수의 제2 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극 전면에서 EMI 방사량을 저감시킬 수 있다.
반면, 복수의 제2 터치 전극은 사용자의 터치가 진행되는 터치 감지 기간에 복수의 구동 스위칭 회로에 의해 복수의 제1 터치 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극과 연결된 복수의 제2 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극과 병렬 구조로 연결되어, 복수의 제1 터치 전극과 동일하게 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 센싱부(TSU)는 표시 패널(100)에 일체로 형성되지 않고, 표시 패널(100)의 표시부(DU) 상에 배치된 별도의 기판이나 필름 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 표시부(DU) 상에 터치 센싱부(TSU)를 지지하는 기판이나 필름, 또는 표시부(DU)와 터치 센싱부(TSU) 사이에 배치되는 기판이나 필름은 표시부(DU)를 봉지하는 베이스 부재일 수 있다.
터치 센싱부(TSU)에 포함된 복수의 터치 전극은 표시 영역(DA)과 중첩되는 터치 센서 영역에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)의 터치 배선들은 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 터치 주변 영역에 배치될 수 있다.
근접 감지 센싱부(410)는 표시 장치(10)의 커버에 형성된 배젤 부위에 배치되거나, 표시 장치(10)가 거치된 주변 구조물에 배치 또는 형성될 수 있다. 근접 감지 센싱부(410)는 표시 패널(100)에 일체로 형성될 수도 있다. 근접 감지 센싱부(410)는 표시 패널(100)의 전면 방향에 근접하는 전자펜 등의 터치 입력 장치나 손가락 등의 신체 부위를 감지한다. 이를 위해, 근접 감지 센싱부(410)는 적어도 하나의 초음파 센서, 적어도 하나의 적외선 센서, 적어도 하나의 모션 감지 센서, 발광 및 수광센서 중 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 근접 감지 센싱부(410)는 표시 패널(100)의 전면 방향에 터치 입력 장치나 신체 부위가 감지되면 근접 감지 신호를 표시 구동 회로(200)와 터치 구동 회로(400)로 공급한다.
터치 구동 회로(400)는 별도의 회로 보드(300) 상에 실장될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 집적 회로(IC)로 형성될 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 센싱부(TSU)의 제1 터치 전극들에 터치 구동 신호들을 인가하고 제1 터치 전극들에 의해 형성되는 복수의 제1 터치 노드(touch nodes) 각각의 상호 정전 용량(mutual capacitance)의 차지 변화량을 측정한다.
특히, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 신호가 입력되지 않는 터치 미감지 기간에 복수의 구동 스위칭 회로에 의해 제1 및 제2 터치 전극들이 전기적으로 분리되도록 하고, 제2 터치 전극들은 모두 저전위 전압원과 연결시킨다. 따라서, 터치 미감지 기간에는 제1 터치 전극들로만 터치 구동 신호들이 공급되고, 제1 터치 노드들의 정전 용량 변화에 따라 제1 터치 전극들을 통해 터치 감지 신호가 출력될 수 있다. 이때, 제1 터치 전극들에 공급되는 터치 구동 신호들에 의해 발생되는 EMI 신호는 저전위 전압원과 연결된 제2 터치 전극들에 의해 차폐될 수 있다.
반면, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 신호가 입력된 터치 감지 기간에 복수의 구동 스위칭 회로에 의해 제2 터치 전극들은 모두 저전위 전압원과 분리되도록 하고, 제1 및 제2 터치 전극들을 전기적으로 연결시킨다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극들은 터치 구동 신호 입력단과 터치 감지 신호 출력단의 사이에 병렬 구조로 연결된다. 제1 및 제2 터치 전극들에는 동시에 터치 구동 신호들이 공급되고, 제1 터치 전극들에 의해 형성되는 제1 터치 노드들과 제2 터치 전극들에 의해 형성되는 제2 터치 노드들의 정전 용량 변화에 따라 제1 터치 전극들을 통해서 터치 감지 신호가 출력될 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 병렬 구조의 제1 및 제2 터치 전극들을 통해 수신되는 터치 감지 신호의 전압 레벨 또는 전류량 변화에 따라 제1 및 제2 터치 노드들의 정전 용량 변화를 측정한다. 이렇게, 터치 구동 회로(400)는 제1 및 제2 터치 노드들 각각의 상호 정전 용량의 차지 변화량에 따라 사용자의 터치 위치를 판단할 수 있다. 여기서, 터치 구동 신호는 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호일 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 기초로 터치 입력 장치나 손가락 등 사용자 신체 부위의 터치 입력 여부 및 터치 좌표를 산출한다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 패널의 일 예를 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다. 구체적으로, 도 3은 터치 센싱부(TSU)가 형성되기 이전 상태인 표시부(DU)의 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 보여주는 레이아웃 도면이다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 영역으로서, 표시 패널(100)의 중앙 영역으로 정의될 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 서브 화소(SP), 복수의 게이트 배선(GL), 복수의 데이터 배선(DL), 및 복수의 전원 배선(VL) 등을 포함할 수 있다. 복수의 서브 화소(SP) 각각은 광을 출력하는 최소 단위로 정의될 수 있다.
복수의 게이트 배선(GL)은 게이트 구동부(210)로부터 수신된 게이트 신호를 복수의 서브 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 게이트 배선(GL)은 X축 방향으로 연장될 수 있고, X축 방향과 교차하는 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 데이터 배선(DL)은 표시 구동 회로(200)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 서브 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 데이터 배선(DL)은 Y축 방향으로 연장될 수 있고, X축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 전원 배선(VL)은 표시 구동 회로(200)로부터 수신된 전원 전압을 복수의 서브 화소(SP)에 공급할 수 있다. 여기에서, 전원 전압은 구동 전압, 초기화 전압, 및 기준 전압 중 적어도 하나일 수 있다. 복수의 전원 배선(VL)은 Y축 방향으로 연장될 수 있고, X축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 구동부(210), 팬 아웃 배선들(FOL), 및 게이트 제어 배선(GCL)들을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(210)는 게이트 제어 신호를 기초로 복수의 게이트 신호를 생성할 수 있고, 복수의 게이트 신호를 설정된 순서에 따라 복수의 게이트 배선(GL)에 순차적으로 공급할 수 있다.
팬 아웃 배선들(FOL)은 표시 구동 회로(200)로부터 표시 영역(DA)까지 연장될 수 있다. 팬 아웃 배선들(FOL)은 표시 구동 회로(200)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 데이터 배선(DL)에 공급할 수 있다.
게이트 제어 배선(GCL)은 표시 구동 회로(200)로부터 게이트 구동부(210)까지 연장될 수 있다. 게이트 제어 배선(GCL)은 표시 구동 회로(200)로부터 수신된 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(210)에 공급할 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 팬 아웃 배선들(FOL)에 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 팬 아웃 배선들(FOL)을 통해 데이터 전압을 데이터 배선(DL)에 공급할 수 있다. 데이터 전압은 복수의 서브 화소(SP)에 공급될 수 있고, 복수의 서브 화소(SP)의 휘도를 결정할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 게이트 제어 배선(GCL)을 통해 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(210)에 공급할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈의 일 예를 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 4를 통해서는 메인 영역(MA)에 제1 터치 전극(SEN1)들과 제2 터치 전극(SEN2)들이 터치 절연막을 사이에 두고 이중 층으로 서로 대응되도록 겹쳐서 배치된 구조를 일 예로 설명한다. 제1 터치 전극(SEN1)들은 두 종류의 전극들, 예를 들어 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들을 포함하며, 제2 터치 전극(SEN2)들은 두 종류의 전극들, 예를 들어 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 기간에는 제1 및 제2 터치 전극(SEN1, SEN2)들을 병렬 구조로 연결하여 제1 구동 전극(TE1)들에 터치 구동 신호를 인가한 후, 제1 감지 전극(RE1)들을 통해 복수의 터치 노드들 각각의 상호 정전 용량의 차지 변화량을 감지하는 상호 정전 용량 방식으로 구동되는 예를 설명한다. 하지만, 상호 정전 용량 방식의 구동 방법은 이로만 한정되지 않는다.
도 4에서는 설명의 편의를 위해 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들로 이루어진 제1 터치 전극(SEN1)들, 제1 더미 전극(DE1)들, 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들로 이루어진 제2 터치 전극(SEN2)들, 및 터치 배선(TL, RL)들을 일부만 도시하였다.
터치 센싱부(TSU)의 메인 영역(MA)은 사용자의 터치를 감지하는 제1 터치 전극(SEN1)들, 및 제1 더미 전극(DE1)들이 배치된 제1 터치 감지층(TSA1), 및 선택적으로 EMI 방사량을 저감시키거나 사용자의 터치를 감지하는 제2 터치 전극(SEN2)들, 및 제2 더미 전극(DE2)들이 배치된 제2 터치 감지층(TSA2)을 포함한다.
터치 센싱부(TSU)는 제1 및 제2 터치 감지층(TSA1, TSA2)의 주변 영역인 터치 주변 영역(TPA)을 포함한다. 제1 및 제2 터치 감지층(TSA1, TSA2)은 도 1 내지 도 3의 표시 영역(DA)에 중첩되고, 터치 주변 영역(TPA)은 비표시 영역(NDA)에 중첩될 수 있다.
제1 터치 감지층(TSA1)에는 제1 구동 전극(TE1)들, 제1 감지 전극(RE1)들, 및 제1 더미 전극(DE1)들이 배치된다. 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들은 터치 입력 장치나 신체 부위의 터치를 감지하기 위해 상호 정전 용량을 형성하기 위한 전극들일 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들은 X축 방향과 Y축 방향으로 나란하게 배열될 수 있다. X축 방향으로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들은 서로 전기적으로 분리되고, Y축 방향으로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들은 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, Y축 방향으로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들은 별도의 연결 전극(CE)을 통해 서로 연결될 수 있다.
제1 감지 전극(RE1)들은 X축 방향과 Y축 방향으로 나란하게 배열될 수 있다. 제1 감지 전극(RE1)들은 X축 방향으로 전기적으로 연결될 수 있다. X축 방향에서 인접한 제1 감지 전극들은 서로 연결될 수 있다. 그리고, Y축 방향으로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 이로 인해, 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 교차부들 각각에는 상호 정전 용량이 형성되는 제1 터치 노드가 배치될 수 있다. 복수의 제1 터치 노드들은 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 교차부들에 대응될 수 있다.
제1 더미 전극(DE1)들 각각은 제1 구동 전극(TE1) 또는 제1 감지 전극(RE1)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 제1 더미 전극(DE1)들 각각은 제1 구동 전극(TE1) 또는 제1 감지 전극(RE1)과 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 더미 전극(DE1)들 각각은 제1 구동 전극(TE1) 또는 제1 감지 전극(RE1)과 떨어져 배치될 수 있다. 제1 더미 전극(DE1)들 각각은 전기적으로 플로팅될 수 있다.
제2 터치 감지층(TSA2)에는 제2 구동 전극(TE2)들, 제2 감지 전극(RE2)들, 및 제2 더미 전극(DE2)들이 배치된다. 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들은 터치 입력 장치나 신체 부위의 터치를 감지하기 위해 상호 정전 용량을 형성하기 위한 전극들일 수 있다.
제2 구동 전극(TE2)들은 터치 절연막을 사이에 두고 제1 구동 전극(TE1)들과 서로 대응되도록 제1 구동 전극(TE1)들의 전면 방향에 배치된다. 제1 및 제2 구동 전극(TE1, TE2)들은 서로 평행하거나 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들은 제1 구동 전극(TE1)들과 마찬가지로 X축 방향과 Y축 방향으로 나란하게 배열될 수 있다. X축 방향으로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들은 서로 전기적으로 분리되고, Y축 방향으로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들은 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, Y축 방향으로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들은 별도의 연결 전극(CE)을 통해 서로 연결될 수 있다.
제2 감지 전극(RE2)들은 터치 절연막을 사이에 두고 제1 감지 전극(RE1)들과 대응되도록 제1 감지 전극(RE1)들의 전면 방향에 배치된다. 제1 및 제2 감지 전극(RE1, RE2)들은 서로 평행하거나 서로 대향되도록 배치될 수 있다.
제2 감지 전극(RE2)들은 제1 감지 전극(RE1)들과 마찬가지로 X축 방향과 Y축 방향으로 나란하게 배열될 수 있다. 제2 감지 전극(RE2)들은 X축 방향으로 전기적으로 연결될 수 있다. X축 방향에서 인접한 제2 감지 전극들은 서로 연결될 수 있다. 그리고, Y축 방향으로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 이로 인해, 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들의 교차부들 각각에는 상호 정전 용량이 형성되는 제2 터치 노드가 배치될 수 있다. 복수의 제2 터치 노드들은 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들의 교차부들에 대응될 수 있다.
제2 더미 전극(DE2)들 각각은 제2 구동 전극(TE2) 또는 제2 감지 전극(RE2)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 제2 더미 전극(DE2)들 각각은 제2 구동 전극(TE2) 또는 제2 감지 전극(RE2)과 전기적으로 분리되어, 전기적으로 플로팅될 수 있다.
도 4에서는 제1 및 제2 구동 전극(TE1, TE2)들, 제1 및 제2 감지 전극(RE1, RE2)들, 및 제1 및 제2 더미 전극(DE1, DE2)들 각각이 마름모의 평면 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 구동 전극(TE1, TE2)들, 제1 및 제2 감지 전극(RE1, RE2)들, 및 제1 및 제2 더미 전극(DE1, DE2)들 각각은 마름모 이외의 다른 사각형, 사각형 이외의 다른 다각형, 원형, 또는 타원형의 평면 형태로 형성될 수 있다.
터치 배선(TL, RL)들은 센서 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다. 터치 배선(TL, RL)들은 제1 구동 전극(TE1)들에 연결되는 터치 구동 배선(TL)들, 제1 감지 전극(RE1)들에 연결되는 터치 감지 배선(RL)들을 포함한다.
제1 터치 감지층(TSA1)의 일 측 끝에 배치된 각각의 제1 감지 전극(RE1)들은 터치 감지 배선(RL)들에 일대일로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 X축 방향으로 전기적으로 연결된 제1 감지 전극(RE1)들 중 우측 끝에 배치된 각각의 제1 감지 전극(RE1)들은 각각의 터치 감지 배선(RL)들에 연결될 수 있다. 그리고 각각의 터치 감지 배선(RL)들은 별도의 패드부를 통해서 터치 구동 회로(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 터치 감지층(TSA1)의 일 측 끝에 배치된 제1 구동 전극(TE1)들은 터치 구동 배선(TL)들에 일대일로 연결된다. 예를 들어, Y축 방향으로 전기적으로 연결된 제1 구동 전극(TE1)들 중 하측 끝에 배치된 제1 구동 전극(TE1)들은 터치 구동 배선(TL)에 각각 연결될 수 있다. 터치 구동 배선(TL)들은 별도의 패드부를 통해서 터치 구동 회로(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 주변 영역(TPA)에는 Y축 방향으로 연결된 제2 구동 전극(TE2)들을 제1 터치 감지층(TSA1)에 서로 대응되는 각각의 제1 구동 전극(TE1)들 또는 저전위 전압원(GND)과 전기적으로 연결시키는 구동 스위칭 회로(TS1, TS2)들을 포함한다.
구체적으로, 구동 스위칭 회로(TS1, TS2)들은 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들, 및 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들로 구분된다.
제1 구동 스위칭 회로(TS1)들은 터치 구동 회로(400)로부터의 제1 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 터치 감지층(TSA2)에 Y축 방향으로 연결된 각각의 제2 구동 전극(TE2)들을 제1 터치 감지층(TSA1)에 서로 대응되는 각각의 제1 구동 전극(TE1)들과 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다.
제1 구동 스위칭 회로(TS1)들은 서로 중첩되도록 배치된 제1 및 제2 구동 전극(TE1, TE2)들의 일측에 각각 배치될 수 있다. 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들은 제1 스위칭 신호 배선(TCL)들을 통해 입력되는 제1 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 각각의 제2 구동 전극(TE2)들을 터치 구동 배선(TL)들이나 제1 터치 감지층(TSA1)에 서로 대응되는 각각의 제1 구동 전극(TE1)들과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 반면, 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들은 제1 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 각각의 제2 구동 전극(TE2)들을 터치 구동 배선(TL)들이나 제1 구동 전극(TE1)들로부터 분리시킬 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 감지 기간에 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들이 턴-온되도록 턴-온 레벨의 제1 스위칭 제어신호를 제1 스위칭 신호 배선(TCL)들로 공급할 수 있다. 그리고, 터치 미감지 기간에는 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들이 턴-오프되도록 턴-오프 레벨의 제1 스위칭 제어신호를 제1 스위칭 신호 배선(TCL)들로 공급할 수 있다.
제2 구동 스위칭 회로(TS2)는 터치 구동 회로(400)로부터의 제2 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 터치 감지층(TSA2)에 Y축 방향으로 연결된 제2 구동 전극(TE2)들을 저전위 전압원(GND)과 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다.
제2 구동 스위칭 회로(TS2)들은 서로 중첩되도록 배치된 제1 및 제2 구동 전극(TE1, TE2)들의 타측에 각각 배치될 수 있다. 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들은 제2 스위칭 신호 배선(TGL)들을 통해 입력되는 제2 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 각각의 제2 구동 전극(TE2)들을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 반면, 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들은 제2 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 각각의 제2 구동 전극(TE2)들을 저전위 배선(GRL)으로부터 분리시킬 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 감지 기간에 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들이 턴-오프되도록 턴-오프 레벨의 제2 스위칭 제어신호를 제2 스위칭 신호 배선(TGL)들로 공급할 수 있다. 그리고, 터치 미감지 기간에는 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들이 턴-온되도록 턴-온 레벨의 제2 스위칭 제어신호를 제2 스위칭 신호 배선(TGL)들로 공급할 수 있다.
또한, 터치 주변 영역(TPA)에는 X축 방향으로 연결된 제2 감지 전극(RE2)들을 제1 터치 감지층(TSA1)에 서로 대응되는 각각의 제1 감지 전극(RE1)들 또는 저전위 전압원(GND)과 전기적으로 연결시키는 감지 스위칭 회로(RS1, RS2)들을 포함한다.
구체적으로, 감지 스위칭 회로(RS1, RS2)들은 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들, 및 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들로 구분된다.
제1 감지 스위칭 회로(RS1)들은 터치 구동 회로(400)로부터의 제3 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 터치 감지층(TSA2)에 X축 방향으로 연결된 각각의 제2 감지 전극(RE2)들을 제1 터치 감지층(TSA1)에 서로 대응되는 각각의 제1 감지 전극(RE1)들과 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다.
제1 감지 스위칭 회로(RS1)들은 서로 중첩되도록 배치된 제1 및 제2 감지 전극(RE1, RE2)들의 일측에 각각 배치될 수 있다. 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들은 제3 스위칭 신호 배선(RCL)들을 통해 입력되는 제3 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 각각의 제2 감지 전극(RE2)들을 터치 감지 배선(RL)들이나 제1 터치 감지층(TSA1)에 서로 대응되는 각각의 제1 감지 전극(RE1)들과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 반면, 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들은 제3 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 각각의 제2 감지 전극(RE2)들을 터치 감지 배선(RL)들이나 제1 감지 전극(RE1)들로부터 분리시킬 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 감지 기간에 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들이 턴-온되도록 턴-온 레벨의 제3 스위칭 제어신호를 제3 스위칭 신호 배선(RCL)들로 공급할 수 있다. 그리고, 터치 미감지 기간에는 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들이 턴-오프되도록 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 제어신호를 제3 스위칭 신호 배선(RCL)들로 공급할 수 있다.
제2 감지 스위칭 회로(RS2)는 터치 구동 회로(400)로부터의 제4 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 터치 감지층(TSA2)에 X축 방향으로 연결된 제2 감지 전극(RE2)들을 저전위 전압원(GND)과 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다.
제2 감지 스위칭 회로(RS2)들은 서로 중첩되도록 배치된 제1 및 제2 감지 전극(RE1, RE2)들의 타측에 각각 배치될 수 있다. 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들은 제4 스위칭 신호 배선(RGL)들을 통해 입력되는 제4 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 각각의 제2 감지 전극(RE2)들을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 반면, 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들은 제4 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 각각의 제2 감지 전극(RE2)들을 저전위 배선(GRL)으로부터 분리시킬 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 감지 기간에 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들이 턴-오프되도록 턴-오프 레벨의 제4 스위칭 제어신호를 제4 스위칭 신호 배선(RGL)들로 공급할 수 있다. 그리고, 터치 미감지 기간에는 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들이 턴-온되도록 턴-온 레벨의 제4 스위칭 제어신호를 제4 스위칭 신호 배선(RGL)들로 공급할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 어느 하나씩의 제1 터치 전극과 제2 터치 전극, 구동 스위칭 회로들, 및 감지 스위칭 회로들을 구체적으로 보여주는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 제2 터치 감지층(TSA2)의 제2 터치 전극(SEN2)들, 즉 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들은 배면 방향에 배치된 제1 터치 감지층(TSA1)의 제1 터치 전극(SEN1)들, 즉 제1 구동 전극(TE1)들을 비롯한 제1 감지 전극(RE1)들과 중첩된다. 제1 터치 전극(SEN1)들과 제2 터치 전극(SEN2)들 간의 전기적인 연결 관계에 따라 제1 터치 전극(SEN1)들과 제2 터치 전극(SEN2)들 간에는 복수의 기생 커패시터(cp1, cp2, cp3)가 형성될 수 있다. 그리고, 제1 터치 감지층(TSA1)의 제1 터치 전극(SEN1)들과 표시부(DU)의 서브 화소(SP)들 간에도 일부 영역에 부하 커패시터(CB_Tx, CB_Rx)가 형성될 수 있다.
제1 터치 감지층(TSA1)의 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 교차부들 각각에는 상호 정전 용량이 형성되는 제1 터치 노드(CM1)가 정의될 수 있다. 마찬가지로, 제2 터치 감지층(TSA2)의 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들의 교차부들 각각에도 상호 정전 용량이 형성되는 제2 터치 노드(CM2)가 정의될 수 있다.
제1 구동 스위칭 회로(TS1)들은 제1 스위칭 신호 배선(TCL)을 통해 입력되는 제1 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 구동 전극(TE2)을 제1 구동 전극(TE1)과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제1 스위칭 소자(TR1)를 포함할 수 있다. 제1 스위칭 소자(TR1)는 터치 감지 기간에 인가되는 턴-온 전압 레벨의 제1 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 제2 구동 전극(TE2)을 터치 구동 배선(TL) 또는 제1 구동 전극(TE1)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 그리고, 제1 스위칭 소자(TR1)는 터치 미감지 기간에 인가되는 턴-오프 전압 레벨의 제1 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 제2 구동 전극(TE2)을 터치 구동 배선(TL) 또는 제1 구동 전극(TE1)과 전기적으로 분리시킬 수 있다.
제2 구동 스위칭 회로(TS2)들은 제2 스위칭 신호 배선(TGL)을 통해 입력되는 제2 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 구동 전극(TE2)을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제2 스위칭 소자(TR2)를 포함할 수 있다. 제2 스위칭 소자(TR2)는 터치 감지 기간에 인가되는 오프 전압 레벨의 제2 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 제2 구동 전극(TE2)을 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 분리시킨다. 그리고, 제2 스위칭 소자(TR2)는 터치 미감지 기간에 인가되는 턴-온 전압 레벨의 제2 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 제2 구동 전극(TE2)을 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제1 감지 스위칭 회로(RS1)들은 제3 스위칭 신호 배선(RCL)들을 통해 입력되는 제3 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 감지 전극(RE2)을 터치 감지 배선(RL)이나 제1 감지 전극(RE1)과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제3 스위칭 소자(TR3)를 포함할 수 있다. 제3 스위칭 소자(TR3)는 터치 감지 기간에 인가되는 턴-온 전압 레벨의 제3 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 제2 감지 전극(RE2)을 터치 감지 배선(RL) 또는 제1 감지 전극(RE1)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 그리고, 제3 스위칭 소자(TR3)는 터치 미감지 기간에 인가되는 턴-오프 전압 레벨의 제3 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 제2 감지 전극(RE2)을 터치 감지 배선(RL) 또는 제1 감지 전극(RE1)과 전기적으로 분리시킬 수 있다.
제2 감지 스위칭 회로(RS2)들은 제4 스위칭 신호 배선(RGL)을 통해 입력되는 제4 스위칭 제어신호에 응답하여, 제2 감지 전극(RE2)을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제4 스위칭 소자(TR4)를 포함할 수 있다. 제4 스위칭 소자(TR4)는 터치 감지 기간에 인가되는 턴-오프 전압 레벨의 제4 스위칭 제어신호에 의해 턴-오프되어, 제4 스위칭 소자(TR4)를 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 분리시킨다. 그리고, 제4 스위칭 소자(TR4)는 터치 미감지 기간에 인가되는 턴-온 전압 레벨의 제4 스위칭 제어신호에 의해 턴-온되어, 제4 스위칭 소자(TR4)를 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킬 수 있다.
도 6은 표시 영역의 서브 화소와 표시 영역에 중첩된 제1 및 제2 터치 감지층, 및 비표시 영역에 형성된 어느 하나의 제1 스위칭 소자에 대한 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 표시 영역(DA)의 서브 화소들, 및 비표시 영역(NDA)의 제1 스위칭 소자(TR1)들이 형성되는 기판(SUB) 상에는 가장 먼저 배리어막(BR)이 배치될 수 있다. 여기서, 기판(SUB)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 폴리이미드(polyimide) 또는 글라스(glass) 등으로 이루어질 수 있다. 기판(SUB)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 이와 달리, 플랫(flat) 타입 기판일 수 있다.
배리어막(BR)은 투습에 취약한 기판(SUB)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터층(TFTL)의 트랜지스터들과 발광 소자층(EML)의 발광층(172)을 보호하기 위한 막이다. 배리어막(BR)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배리어막(BR)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
서브 화소들이 형성되는 배리어막(BR) 상에는 박막 트랜지스터(ST1)들이 배치된다. 그리고, 비표시 영역(NDA)에는 제1 내지 제4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)들이 배치된다. 도 6으로 도시된 비표시 영역(NDA)에는 제1 스위칭 소자(TR1)이 배치된다.
각각의 박막 트랜지스터(ST1)와 비표시 영역(NDA)의 제1 내지 제4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)들은 액티브층(ACT1), 게이트 전극(G1), 소스 전극(S1), 및 드레인 전극(D1)을 포함한다. 각각의 박막 트랜지스터(ST1)와 제1 내지 제4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)들은 동일한 공정 과정을 통해 동시에 형성될 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 도 6에 도시된 제1 스위칭 소자(TR1)와 동일한 공정의 박막 트랜지스터(ST1)들에 대해 설명한다.
서브 화소들이 형성되는 배리어막(BR) 상에는 박막 트랜지스터(ST1)들의 액티브층(ACT1), 소스 전극(S1), 및 드레인 전극(D1)이 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터(ST1)의 액티브층(ACT1)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 및 산화물 반도체 중 적어도 하나의 물질을 포함한다. 기판(SUB)의 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)에서 게이트 전극(G1)과 중첩하는 액티브층(ACT1)은 채널 영역으로 정의될 수 있다. 소스 전극(S1)과 드레인 전극(D1)은 제3 방향(Z축 방향)에서 게이트 전극(G1)과 중첩하지 않는 영역으로, 실리콘 반도체 또는 산화물 반도체에 이온 또는 불순물이 도핑되어 도전성을 가질 수 있다.
박막 트랜지스터(ST1)의 액티브층(ACT1), 소스 전극(S1), 및 드레인 전극(D1) 상에는 게이트 절연막(130)이 배치될 수 있다. 게이트 절연막(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에는 박막 트랜지스터(ST1)의 게이트 전극(G1)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(G1)은 제3 방향(Z축 방향)에서 액티브층(ACT1)과 중첩할 수 있다. 게이트 전극(G1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(ST1)의 게이트 전극(G1) 상에는 제1 층간 절연막(141)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 복수의 무기막으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(141) 상에는 커패시터 전극(CAE)이 배치될 수 있다. 커패시터 전극(CAE)은 제3 방향(Z축 방향)에서 제1 박막 트랜지스터(ST1)의 게이트 전극(G1)과 중첩할 수 있다. 제1 층간 절연막(141)이 소정의 유전율을 가지므로, 커패시터 전극(CAE), 게이트 전극(G1), 및 그들 사이에 배치된 제1 층간 절연막(141)에 의해 커패시터가 형성될 수 있다. 커패시터 전극(CAE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
커패시터 전극(CAE) 상에는 제2 층간 절연막(142)이 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 복수의 무기막으로 형성될 수 있다.
제2 층간 절연막(142) 상에는 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)이 배치될 수 있다. 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)은 게이트 절연막(130), 제1 층간 절연막(141), 및 제2 층간 절연막(142)을 관통하는 제1 연결 콘택홀(ANCT1)을 통해 박막 트랜지스터(ST1)의 드레인 전극(D1)에 연결될 수 있다. 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
제1 애노드 연결 전극(ANDE1) 상에는 박막 트랜지스터(ST1)로 인한 단차를 평탄화하기 위한 제1 평탄화막(160)이 배치될 수 있다. 제1 평탄화막(160)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 평탄화막(160) 상에는 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)이 배치될 수 있다. 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)은 제1 평탄화막(160)을 관통하는 제2 연결 콘택홀(ANCT2)을 통해 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)에 연결될 수 있다. 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
제2 애노드 연결 전극(ANDE2) 상에는 제2 평탄화막(180)이 배치될 수 있다. 제2 평탄화막(180)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제2 평탄화막(180) 상에는 발광 소자(LEL)들과 뱅크(190)가 배치될 수 있다. 발광 소자(LEL)들 각각은 화소 전극(171), 발광층(172), 및 공통 전극(173)을 포함한다.
화소 전극(171)은 제2 평탄화막(180) 상에 배치될 수 있다. 화소 전극(171)은 제2 평탄화막(180)을 관통하는 제3 연결 콘택홀(ANCT3)을 통해 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)에 연결될 수 있다.
발광층(172)을 기준으로 공통 전극(173) 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 구조에서 화소 전극(171)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO(Indium Tin Oxide)의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
뱅크(190)는 각각의 발광 영역을 정의하기 위해, 제2 평탄화막(180) 상에서 화소 전극(171)을 구획하도록 형성될 수 있다. 뱅크(190)는 화소 전극(171)의 가장자리를 덮도록 배치될 수 있다. 뱅크(190)는 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다. 여기서, 각각의 발광 영역은 화소 전극(171), 발광층(172), 및 공통 전극(173)이 순차적으로 적층되어 화소 전극(171)으로부터의 정공과 공통 전극(173)으로부터의 전자가 발광층(172)에서 서로 결합함으로써 발광하는 영역이다.
화소 전극(171)과 뱅크(190) 상에는 발광층(172)이 배치될 수 있다. 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함한다.
공통 전극(173)은 발광층(172) 상에 배치될 수 있다. 공통 전극(173)은 발광층(172)을 덮도록 배치될 수 있다. 공통 전극(173)은 제1 발광 영역, 제2 발광 영역, 제3 발광 영역에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 공통 전극(173) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상부 발광 구조에서 공통 전극(173)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 공통 전극(173)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
공통 전극(173) 상에는 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함한다. 또한, 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함한다. 예를 들어, 봉지층(TFEL)은 제1 봉지 무기막(TFE1), 봉지 유기막(TFE2), 및 제2 봉지 무기막(TFE3)을 포함한다.
제1 봉지 무기막(TFE1)은 공통 전극(173) 상에 배치되고, 봉지 유기막(TFE2)은 제1 봉지 무기막(TFE1) 상에 배치되며, 제2 봉지 무기막(TFE3)은 봉지 유기막(TFE2) 상에 배치될 수 있다. 제1 봉지 무기막(TFE1)과 제2 봉지 무기막(TFE3)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 봉지 유기막(TFE2)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막일 수 있다.
봉지층(TFEL) 상에는 터치 센싱부(TSU)가 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 터치 센싱부(TSU)는 제1 터치 감지층(TSA1)의 제1 터치 절연막(TINS1), 제1 구동 전극(TE1)들을 포함하고, 제2 터치 감지층(TSA2)의 제2 터치 절연막(TINS2), 제2 구동 전극(TE2)들을 포함한다. 그리고, 제2 구동 전극(TE2)들, 제2 감지 전극(RE2)들과 함께 제2 구동 전극(TE2)들의 콘택 배선(TEL)과 저전위 배선(GRL)이 형성될 수 있다.
제1 터치 절연막(TINS1)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들 뿐만 아니라, 도 4에 도시된 제1 더미 전극(DE1)들, 터치 구동 배선(TL)들, 터치 감지 배선(RL)들이 제1 터치 절연막(TINS1) 상에 배치될 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들 및 제1 더미 전극(DE1)들은 도전성 금속 전극으로 형성되며, 도전성 금속 전극은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 형성된다. 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들 및 제1 더미 전극(DE1)들은 발광 영역들과 중첩되지 않게 메쉬 구조 또는 그물망 구조로 형성된다. 각각의 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들은 Z축 방향으로 연결 전극(CE)과 일부씩 중첩될 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들을 포함한 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들, 및 연결 전극(CE)들로 인해 형성된 단차를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 제2 터치 절연막(TINS2)은 무기막, 즉 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제2 터치 절연막(TINS2)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수도 있다.
제2 터치 절연막(TINS2) 상에는 제2 구동 전극(TE2)들, 제2 감지 전극(RE2)들, 제2 더미 전극(DE2)들, 제2 구동 전극(TE2)들의 콘택 배선(TEL), 저전위 배선(GRL), 연결 전극(CE)들이 형성될 수 있다. 연결 전극(CE)들은 제2 터치 절연막(TINS2)들 상에서 제2 터치 절연막(TINS2)을 사이에 두고 서로 인접한 각각의 제1 구동 전극(TE1)들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 그리고, 서로 인접한 각각의 제1 감지 전극(RE1)들을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제2 구동 전극(TE2)들, 제2 감지 전극(RE2), 및 콘택 배선(TEL)) 등을 포함한 제2 터치 절연막(TINS2) 상에는 평탄화층 및 보호층으로서 제3 터치 절연막(TINS3)이 더 형성될 수 있다. 제3 터치 절연막(TINS3)은 무기막, 즉 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
제1 스위칭 소자(TR1)들과 제2 스위칭 소자(TR2)들, 제3 스위칭 소자(TR3)들과 제4 스위칭 소자(TR4)들은 터치 주변 영역(TPA)에 각각 형성된다. 일 예로, 제1 스위칭 소자(TR1)들은 터치 주변 영역(TPA)에 형성된 제1 스위칭 신호 배선(TCL)을 통해 입력되는 제1 스위칭 제어신호를 게이트 전극(G1)으로 입력받는다. 그리고, 제1 스위칭 제어신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프되어, 제2 구동 전극(TE2)을 제1 구동 전극(TE1)과 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다. 이를 위해, 제1 스위칭 소자(TR1)들의 드레인 또는 소스 전극(S1)은 제1 신호 콘택홀(ANCT1)을 통해 제2 구동 전극(TE2) 방향으로 연장되어 배선 콘택홀(CCT1)을 통해 제2 구동 전극(TE2)들의 콘택 배선(TEL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 반면, 제1 스위칭 소자(TR1)들의 소스 또는 드레인 전극(D1)은 터치 구동 배선(TL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 표시 영역의 서브 화소와 표시 영역에 중첩된 제1 및 제2 터치 감지층, 및 비표시 영역에 형성된 어느 하나의 제2 스위칭 소자에 대한 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제1 스위칭 소자(TR1)들과 제2 스위칭 소자(TR2)들, 제3 스위칭 소자(TR3)들과 제4 스위칭 소자(TR4)들은 비표시 영역(NDA)에 각각 형성된다.
일 예로, 제2 스위칭 소자(TR2)들은 비표시 영역(NDA)에 형성된 제2 스위칭 신호 배선(TGL)을 통해 입력되는 제2 스위칭 제어신호를 게이트 전극(G1)으로 입력받는다. 그리고, 제2 스위칭 제어신호에 의해 턴-온 또는 턴-오프되어, 제2 구동 전극(TE2)을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다. 이를 위해, 제2 스위칭 소자(TR2)들의 드레인 또는 소스 전극(S1)은 제1 신호 콘택홀(ANCT1)을 통해 저전위 배선(GRL) 방향으로 연장되어 저전위 콘택홀(CCT2)을 통해 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 반면, 제2 스위칭 소자(TR2)들의 소스 또는 드레인 전극(D1)은 제2 구동 전극(TE2) 또는 제2 구동 전극(TE2)들의 콘택 배선(TEL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8은 도 4의 AA 영역에 배치된 제2 구동 전극과 제2 감지 전극 및 연결 전극들의 연결 구조를 구체적으로 보여주는 확대도이다.
도 8을 참조하면, 터치 센싱부(TSU)의 제1 터치 감지층(TSA1)과 제2 터치 감지층(TSA2)에는 Y축 방향으로 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 전극(CE1)들, 및 Y축 방향으로 서로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결 전극(CE2)들이 각각 배치된다.
또한, 제1 터치 감지층(TSA1)과 제2 터치 감지층(TSA2)에는 X축 방향으로 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들을 전기적으로 연결시키는 제3 연결 전극(CE3)들, 및 X축 방향으로 서로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들을 전기적으로 연결시키는 제4 연결 전극(CE4)들이 각각 배치된다.
제1 연결 전극(CE1)들은 제2 구동 전극(TE2) 형성 시 제2 구동 전극(TE2)과 동일한 금속 물질로 형성될 수 있으며, 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들이 다른 제1 감지 전극(RE1)들 및 제2 구동 전극(TE2)들과 전기적으로 접속되지 않도록 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들을 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제1 구동 전극(TE1)들의 전면에는 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통하는 복수의 전극 콘택홀이 형성되고, 제2 구동 전극(TE2)과 동일한 금속 물질의 제1 연결 전극(CE1)들이 복수의 전극 콘택홀을 통해 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들을 연결시킬 수 있다.
제2 연결 전극(CE2)들은 제1 구동 전극(TE1) 형성 시 제1 구동 전극(TE1)과 동일한 금속 물질로 형성될 수 있으며, 서로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들이 다른 제2 감지 전극(RE2)들 및 제1 구동 전극(TE1)들과 전기적으로 접속되지 않도록 서로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들을 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제2 구동 전극(TE2)들은 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통하는 복수의 전극 콘택홀을 통해 제1 구동 전극(TE1)과 동일한 금속 물질의 제2 연결 전극(CE2)들과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 연결 전극(CE3)들은 제2 감지 전극(RE2) 형성 시 제2 감지 전극(RE2)과 동일한 금속 물질로 형성될 수 있으며, 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들이 다른 제2 감지 전극(RE2)들 및 제1 구동 전극(TE1)들과 전기적으로 접속되지 않도록 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들을 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제1 감지 전극(RE1)들의 전면에는 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통하는 복수의 전극 콘택홀이 형성되고, 제2 감지 전극(RE2)과 동일한 금속 물질의 제3 연결 전극(CE3)들이 복수의 전극 콘택홀을 통해 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들을 연결시킬 수 있다.
제4 연결 전극(CE4)들은 제1 감지 전극(RE1) 형성 시 제1 감지 전극(RE1)과 동일한 금속 물질로 형성될 수 있으며, 서로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들이 다른 제1 감지 전극(RE1)들 및 제2 구동 전극(TE2)들과 전기적으로 접속되지 않도록 서로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들을 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 제2 감지 전극(RE1)들은 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통하는 복수의 전극 콘택홀을 통해 제1 감지 전극(RE1)과 동일한 금속 물질의 제4 연결 전극(CE4)들과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9는 도 8의 A - A' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다. 구체적으로, 도 9는 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 전극(CE1)의 보여주는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 봉지층(TFEL)의 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들이 패터닝되어 형성될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 형성 시에는 제1 구동 전극(TE1)과 동일한 금속 물질로 동일한 공정에 의해 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들이 패터닝 및 형성될 수 있다.
제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들은 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)들과 중첩되지 않는 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3) 형성 영역에 각각 형성될 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들, 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들을 포함한 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다.
제1 구동 전극(TE1)들의 전면 방향에 중첩되는 제1 연결 전극(CE1)들의 배치 영역에는 제2 터치 절연막(TINS2)을 관통하는 복수의 제1 및 제2 전극 콘택홀(ECT1, ECT2)이 형성된다.
제1 및 제2 전극 콘택홀(ECT1, ECT2)을 포함한 제2 터치 절연막(TINS2) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들이 형성된다. 이때, 제2 구동 전극(TE2)과 동일한 금속 물질로 제1 연결 전극(CE1)들의 형성 영역에는 제1 연결 전극(CE1)들이 패터닝 및 형성된다.
제1 연결 전극(CE1)들은 복수의 제1 및 제2 전극 콘택홀(ECT1, ECT2)을 통해 Y축 방향으로 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들을 연결시킬 수 있다.
이와 같이, 제1 연결 전극(CE1)들은 제2 구동 전극(TE2)과 동일한 금속 물질로 동일한 패터닝 공정 과정을 통해 형성되며, 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통하는 복수의 제1 및 제2 전극 콘택홀(ECT1, ECT2)을 통해 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들을 Y축 방향으로 연결시킬 수 있다.
도 10은 도 8의 B - B' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다. 구체적으로, 도 10은 서로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결 전극(CE2)의 보여주는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들이 패터닝되어 형성될 수 있다. 이러한, 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 형성 시에는 제1 구동 전극(TE1)과 동일한 금속 물질로 동일한 공정에 의해 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들이 패터닝되어 형성될 수 있다.
제2 연결 전극(CE2)들은 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)들과 중첩되지 않는 제2 연결 전극(CE2) 형성 영역들에 각각 형성될 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들, 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들을 포함한 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다.
제2 연결 전극(CE2)들의 전면 방향에 중첩되는 제2 구동 전극(TE2)들의 배치 영역에는 제2 터치 절연막(TINS2)을 관통하는 복수의 제3 및 제4 전극 콘택홀(ECT3, ECT4)이 형성된다.
제3 및 제4 전극 콘택홀(ECT3, ECT4)을 포함한 제2 터치 절연막(TINS2) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들이 패터닝되어 형성된다. 이때, 제2 구동 전극(TE2)들은 복수의 제3 및 제4 전극 콘택홀(ECT3, ECT4)을 통해 제2 연결 전극(CE2)들과 접속됨으로써, 제2 구동 전극(TE2)들은 복수의 제3 및 제4 전극 콘택홀(ECT3, ECT4)과 제2 연결 전극(CE2)들을 통해 Y축 방향으로 전기적으로 연결된다.
이와 같이, 제2 연결 전극(CE2)들은 제1 구동 전극(TE1) 형성 시 제1 구동 전극(TE1)들과 동일한 금속 물질로 형성되며, 제2 구동 전극(TE2)들은 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통해서 제2 연결 전극(CE2)들의 전면에 형성된 복수의 제3 및 제4 전극 콘택홀(ECT3, ECT4)을 통해 제2 연결 전극(CE2)들과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11은 도 8의 C - C' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다. 구체적으로, 도 11은 서로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들을 전기적으로 연결시키는 제3 연결 전극(CE3)의 보여주는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제1 구동 전극(TE1)들(미도시)과 제1 감지 전극(RE1)들 및 제3 연결 전극(CE3)들이 패터닝되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 제3 연결 전극(CE3)들은 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 형성 시에 제1 감지 전극(RE1)들과 동일한 금속 물질로 동일한 공정에 의해 패터닝되어 형성될 수 있다. 제3 연결 전극(CE3)들은 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)들과 중첩되지 않는 제3 연결 전극(CE3) 형성 영역들에 각각 형성될 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들 및 제3 연결 전극(CE3)들을 포함한 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다.
제3 연결 전극(CE3)들의 전면 방향에 중첩되는 제2 감지 전극(RE2)들의 배치 영역에는 제2 터치 절연막(TINS2)을 관통하는 복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀(ECT5 내지 ECT8)이 형성된다.
복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀(ECT5 내지 ECT8)을 포함한 제2 터치 절연막(TINS2) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들이 패터닝되어 형성된다. 이때, 제2 감지 전극(RE2)들은 복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀(ECT5 내지 ECT8)을 통해 제3 연결 전극(CE3)들과 접속됨으로써, 제2 감지 전극(RE2)들은 복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀(ECT5 내지 ECT8)과 제3 연결 전극(CE3)들을 통해 X축 방향으로 전기적으로 연결된다.
이와 같이, 제3 연결 전극(CE3)들은 제1 감지 전극(RE1) 형성 시 제1 감지 전극(RE1)들과 동일한 금속 물질로 형성되며, 제2 감지 전극(RE2)들은 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통해서 제3 연결 전극(CE3)들의 전면에 형성된 복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀(ECT5 내지 ECT8)을 통해 제3 연결 전극(CE3)들과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 12는 도 8의 D - D' 단면을 구체적으로 보여주는 단면도이다. 구체적으로, 도 12는 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들을 전기적으로 연결시키는 제4 연결 전극(CE4)의 보여주는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들이 패터닝되어 형성될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 형성 시에는 제1 구동 전극(TE1)과 동일한 금속 물질로 동일한 공정에 의해 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들이 패터닝 및 형성될 수 있다.
제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들은 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)들과 중첩되지 않는 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3) 형성 영역에 각각 형성될 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들, 제2 및 제3 연결 전극(CE2, CE3)들을 포함한 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다.
제1 감지 전극(RE1)들의 전면 방향에 중첩되는 제4 연결 전극(CE4)들의 배치 영역에는 제2 터치 절연막(TINS2)을 관통하는 복수의 제9 내지 제12 전극 콘택홀(ECT9 내지 ECT12)이 형성된다.
제9 내지 제12 전극 콘택홀(ECT9 내지 ECT12)을 포함한 제2 터치 절연막(TINS2) 상에는 X축과 Y축 방향으로 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들이 패터닝되어 형성된다. 이때, 제2 감지 전극(RE2)과 동일한 금속 물질로 제4 연결 전극(CE4)들의 형성 영역에는 제4 연결 전극(CE4)들이 패터닝 및 형성된다.
제4 연결 전극(CE4)들은 복수의 제9 내지 제12 전극 콘택홀(ECT9 내지 ECT12)을 통해 X축 방향으로 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들을 연결시킬 수 있다.
이와 같이, 제4 연결 전극(CE4)들은 제2 감지 전극(RE2)과 동일한 금속 물질로 동일한 패터닝 공정 과정을 통해 형성되며, 제2 터치 절연층(TINS2)을 관통하는 복수의 제9 내지 제12 전극 콘택홀(ECT9 내지 ECT12)을 통해 서로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들을 X축 방향으로 연결시킬 수 있다.
도 13은 도 1 및 도 2에 도시된 터치 구동 회로의 입출력 제어 신호들을 나타낸 파형도이다. 그리고, 도 14는 어느 하나씩의 제1 터치 전극과 제2 터치 전극, 구동 스위칭 회로들, 및 감지 스위칭 회로들의 동작을 보여주는 회로도이다.
먼저, 도 13을 참조하면, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 센싱부(410)로부터 근접 감지 신호(SST)가 입력되지 않는 기간은 터치가 이루어 지지 않는 터치 미감지 기간(Nct)으로 판단한다. 이에, 터치 구동 회로(400)는 터치 미감지 기간(Nct)에는 턴-온 레벨의 제2 스위칭 제어 신호(TGS)를 제2 스위칭 신호 배선(TGL)들을 통해 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들의 제2 스위칭 소자(TR2)로 공급한다. 또한, 턴-온 레벨의 제4 스위칭 제어 신호(RGS)를 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들의 제4 스위칭 소자(TR4)로 공급한다.
한편, 터치 미감지 기간(Nct)에 터치 구동 회로(400)는 턴-오프 레벨의 제1 스위칭 제어 신호(TCS)를 제1 스위칭 신호 배선(TCL)들을 통해 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들의 제1 스위칭 소자(TR1)로 공급한다. 그리고, 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 제어 신호(RCS)를 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들의 제3 스위칭 소자(TR3)로 공급한다.
도 14를 참조하면, 터치 미감지 기간(Nct)에 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들의 제2 스위칭 소자(TR2)는 제2 스위칭 제어 신호(TGS)에 의해 턴-온되어, 제2 구동 전극(TE2)을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킨다. 그리고, 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들의 제4 스위칭 소자(TR4)는 제4 스위칭 제어 신호(RGS)에 의해 턴-온되어 제2 감지 전극(RE2)을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킨다. 이에 따라, 터치 미감지 기간(Nct)에 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들은 저전위 전압원(GND)과 연결되어 EMI 방사량을 저감시킬 수 있다.
한편, 터치 미감지 기간(Nct)에 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들의 제1 스위칭 소자(TR1)는 제1 스위칭 제어 신호(TCS)에 의해 턴-오프되어, 제2 구동 전극(TE2)을 제1 구동 전극(TE1)과 전기적으로 분리시킨다. 그리고, 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들의 제3 스위칭 소자(TR3)는 제3 스위칭 제어 신호(RCS)에 의해 턴-오프되어, 제2 감지 전극(RE2)을 제1 감지 전극(RE1)과 전기적으로 분리시킨다. 따라서, 도 14로 도시된 바와 같이, 터치 미감지 기간(Nct)에는 제1 터치 감지층(TSA1)의 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들에만 터치 구동 신호가 흐를 수 있다.
도 13을 참조하면, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 센싱부(410)로부터 근접 감지 신호(SST)가 입력되면 사용자의 터치가 진행되는 상태로 판단할 수 있다. 이에, 터치 구동 회로(400)는 터치 감지 기간(Oct)에는 턴-오프 레벨의 제2 스위칭 제어 신호(TGS)를 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들의 제2 스위칭 소자(TR2)로 공급한다. 또한, 턴-오프 레벨의 제4 스위칭 제어 신호(RGS)를 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들의 제4 스위칭 소자(TR4)로 공급한다.
한편, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 센싱부(410)로부터 근접 감지 신호(SST)가 인에이블 레벨(예를 들어, 라이징 레벨)로 입력되는 터치 진행 기간에, 턴-온 레벨의 제1 스위칭 제어 신호(TCS)를 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들의 제1 스위칭 소자(TR1)로 공급한다. 그리고, 턴-온 레벨의 제3 스위칭 제어 신호(RCS)는 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들의 제3 스위칭 소자(TR3)로 공급한다.
도 15는 도 14에 도시된 제1 터치 전극과 제2 터치 전극, 구동 스위칭 회로들, 및 감지 스위칭 회로들의 동작을 보여주는 다른 회로도이다.
도 15를 참조하면, 터치 감지 기간(Oct)에 제2 스위칭 소자(TR2)는 제2 스위칭 제어 신호(TGS)에 의해 턴-오프되어, 제2 구동 전극(TE2)을 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 분리한다. 그리고, 제4 스위칭 소자(TR4)는 제4 스위칭 제어 신호(RGS)에 의해 턴-오프되어 제2 감지 전극(RE2)을 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 분리시킨다.
한편, 터치 감지 기간(Oct)에 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들의 제1 스위칭 소자(TR1)는 제1 스위칭 제어 신호(TCS)에 의해 턴-온되어, 제2 구동 전극(TE2)과 제1 구동 전극(TE1)을 전기적으로 연결시킨다. 그리고, 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들의 제3 스위칭 소자(TR3)는 제3 스위칭 제어 신호(RCS)에 의해 턴-온되어, 제2 감지 전극(RE2)과 제1 감지 전극(RE1)을 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 도 15의 화살표로 도시된 바와 같이, 터치 감지 기간(Oct)에 제1 터치 전극(SEN1)과 제2 터치 전극(SEN2)은 병렬 구조로 연결되어 터치 입력 장치나 사용자의 신체 부위 터치를 감지할 수 있다.
도 16은 다른 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈을 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 4와 함께 도 16을 참조하면, 메인 영역(MA)에 제1 터치 전극(SEN1)들과 제2 터치 전극(SEN2)들이 터치 절연막을 사이에 두고 이중 층으로 서로 대응되도록 겹쳐서 배치될 수 있으며, 제1 터치 전극(SEN1)들과 달리 제2 터치 전극(SEN2)들은 투명 재질의 투명 전극으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 터치 전극(SEN1)들을 이루는 두 종류의 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 도전성 금속 전극으로 형성될 수 있다.
이와 달리, 제2 터치 전극(SEN2)들을 이루는 두 종류의 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들은 ITO(Indium tin oxide)와 같은 투명성 금속 물질로 형성될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들이 투명성 금속 물질로 형성되는 경우에는, 별도의 제2 더미 전극(DE2)들과 투과 홀들을 형성하지 않고 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들을 다각형의 평면 형태로 형성할 수 있다.
도 17은 또 다른 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈을 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 17을 참조하면, 제1 스위칭 소자(TR1)를 포함하는 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들, 제2 스위칭 소자(TR2)를 포함하는 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들, 제3 스위칭 소자(TR3)를 포함하는 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들, 및 제4 스위칭 소자(TR4)를 포함하는 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들 중 적어도 하나의 스위칭 회로는 일체로 집적화되어 집적 회로 형태로 형성될 수 있다.
이와 달리, 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들, 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들, 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들, 및 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들 중 적어도 하나의 스위칭 회로는 터치 구동 회로(400)와 일체로 집적 회로 형태로 형성될 수 있다.
한편으로, 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들, 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들, 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들, 및 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들 중 적어도 하나의 스위칭 회로는 표시 구동 회로(200)와 일체로 집적 회로 형태로 형성될 수도 있다.
집적화된 제1 구동 스위칭 회로(TS1)들, 제2 구동 스위칭 회로(TS2)들, 제1 감지 스위칭 회로(RS1)들, 및 제2 감지 스위칭 회로(RS2)들은 표시 패널(100)의 비표시 영역(NDA)이나 회로 보드(300)에 별도로 배치될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 터치 감지 모듈의 또 다른 일 예를 개략적으로 보여주는 레이아웃 도이다.
도 18을 참조하면, 사용자의 터치를 감지하는 제1 터치 전극(SEN1)들이 배치된 제1 터치 감지층(TSA1)과 대응되는 제1 터치 감지층(TSA1)의 전면에는 EMI 방사량을 저감시키거나 사용자의 터치를 감지하는 제2 터치 전극(SEN2)들이 배치된 제2 터치 감지층(TSA2)이 형성되고, 제2 터치 감지층(TSA2)의 전면에는 EMI 방사량을 제어하는 플로팅 전극층(TSA3)이 더 형성될 수 있다.
제1 터치 감지층(TSA1)과 제2 터치 감지층(TSA2)에 배치된 제1 및 제2 터치 전극(SEN1, SEN2)들의 배치 구조는 이전의 도 4를 통한 상세한 설명으로 대신하기로 한다.
제2 터치 감지층(TSA2)의 전면에 배치된 플로팅 전극층(TSA3)에는 마름모 또는 마름모 이외의 다른 사각형, 사각형 이외의 다른 다각형, 원형, 또는 타원형의 평면 플로팅 전극이 다수 또는 하나의 통판형으로 형성될 수 있다.
터치 감지 모듈은 터치 구동 회로(400)로부터의 제2 또는 제4 스위칭 제어 신호(TGS, RGS)에 응답하여, 플로팅 전극층(TSA3)에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제3 구동 스위칭 회로(TS3), 및 제3 감지 스위칭 회로(RS3)를 더 포함할 수 있다.
도 19는 도 1 및 도 2에 도시된 터치 구동 회로의 입출력 제어 신호들을 나타낸 또 다른 파형도이다.
도 19를 참조하면, 제3 구동 스위칭 회로(TS3)는 터치 미감지 기간(Nct)에 제2 스위칭 제어 신호(TGS)에 의해 턴-온되어, 플로팅 전극층(TSA3)에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킨다.
마찬가지로, 제3 감지 스위칭 회로(RS3)는 터치 미감지 기간(Nct)에 제4 스위칭 제어 신호(RGS)에 의해 턴-온되어, 플로팅 전극층(TSA3)에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 전압원(GND)이 인가되는 저전위 배선(GRL)과 전기적으로 연결시킬 수 있다.
플로팅 전극층(TSA3)에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극은 터치 미감지 기간(Nct)에 저전위 전압원(GND)과 연결되어 EMI 방사량을 저감시킬 수 있다.
한편, 터치 감지 기간(Oct)에 제3 구동 스위칭 회로(TS3)는 제2 스위칭 제어 신호(TGS)에 의해 턴-오프되어, 플로팅 전극층(TSA3)에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 배선(GRL)과 분리시켜 평면 플로팅 전극이 플로팅 상태가 되도록 한다.
마찬가지로, 제3 감지 스위칭 회로(RS3)는 터치 감지 기간(Oct)에 제4 스위칭 제어 신호(RGS)에 의해 턴-오프되어, 플로팅 전극층(TSA3)에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 배선(GRL)과 분리시켜 평면 플로팅 전극이 플로팅 상태가 되도록 한다. 이에 따라, 터치 감지 기간(Oct)에 제1 터치 전극(SEN1)과 제2 터치 전극(SEN2)은 병렬 구조로 연결되어 터치 입력 장치나 사용자의 신체 부위 터치를 감지할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 자동차 계기판과 센터페시아를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 자동차용 표시 장치들(10_a, 10_b, 10_c, 10_d, 10_e)이 적용된 자동차가 나타나 있다. 일 실시예에 따른 자동차용 제1 표시 장치들(10_a)은 자동차의 계기판에 적용되거나, 다른 일 실시예에 따른 자동차용 제2 표시 장치들(10_b)은 자동차의 센터페시아(center fascia)에 적용될 수 있다. 또한, 다른 일 실시예에 따른 자동차용 제3 표시 장치들(10_c)은 자동차의 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display)에 적용될 수 있다. 한편, 다른 일 실시예에 따른 자동차용 제4 및 제5 표시 장치들(10_d, 10_e)은 자동차의 사이드미러를 대신하는 룸미러 디스플레이(room mirror display)에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 100: 표시 패널
RE1: 제1 감지 전극 TE1: 제1 구동 전극
RE2: 제2 감지 전극 TE2: 제2 구동 전극
200: 표시 구동 회로 300: 회로 보드
400: 터치 구동 회로 410: 근접 감지 센싱부

Claims (20)

  1. 나란하게 배열된 제1 구동 전극들;
    상기 제1 구동 전극들과 교차 배열된 제1 감지 전극들;
    터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 구동 전극들과 대응되도록 상기 제1 구동 전극의 전면에 배열된 제2 구동 전극들;
    상기 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 감지 전극들과 대응되도록 상기 제1 감지 전극들의 전면에 배열된 제2 감지 전극들;
    상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들 또는 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 구동 스위칭 회로들;
    상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들 또는 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 감지 스위칭 회로들; 및
    상기 제1 구동 전극들로 터치 구동 신호들을 공급하고 상기 제1 감지 전극을 통해 터치 감지 신호들을 검출하여 터치 위치 좌표를 검출하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 감지 모듈.
  2. 제2 항에 있어서,
    적어도 하나의 초음파 센서, 적어도 하나의 적외선 센서, 적어도 하나의 모션 감지 센서, 발광 및 수광센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 센서와 근접하는 터치 입력 장치나 사용자의 신체 부위를 감지하여, 감지 결과에 따라 근접 감지 신호를 상기 터치 구동 회로로 공급하는 근접 감지 센싱부를 더 포함하는 터치 감지 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 스위칭 회로들은
    상기 터치 구동 회로로부터의 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리 시키는 제1 구동 스위칭 회로들; 및
    상기 터치 구동 회로로부터의 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 구동 스위칭 회로들을 포함하는 터치 감지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 감지 스위칭 회로들은
    상기 터치 구동 회로로부터의 제3 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제1 감지 스위칭 회로들; 및
    상기 터치 구동 회로로부터의 제4 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 감지 스위칭 회로들을 포함하는 터치 감지 모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 구동 스위칭 회로들은 제1 스위칭 신호 배선을 통해 입력되는 상기 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 구동 전극을 적어도 하나씩의 제1 구동 전극과 전기적으로 각각 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제2 구동 스위칭 회로들은 제2 스위칭 신호 배선을 통해 입력되는 상기 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 구동 전극을 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제2 스위칭 소자를 포함하는 터치 감지 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 감지 스위칭 회로들은 제3 스위칭 신호 배선들을 통해 입력되는 상기 제3 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 감지 전극을 터치 감지 배선이나 적어도 하나씩의 제1 감지 전극과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제3 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제2 감지 스위칭 회로들은 제4 스위칭 신호 배선을 통해 입력되는 제4 스위칭 제어신호에 응답하여 적어도 하나씩의 제2 감지 전극을 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 적어도 하나의 제4 스위칭 소자를 포함하는 터치 감지 모듈.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되지 않는 기간은 터치가 이루어 지지 않는 터치 미감지 기간으로 판단하고,
    상기 터치 미감지 기간에 상기 터치 구동 회로는
    턴-온 레벨의 제2 스위칭 제어 신호는 상기 제2 구동 스위칭 회로로 공급하며, 턴-온 레벨의 제4 스위칭 제어 신호는 상기 제2 감지 스위칭 회로로 공급하고,
    턴-오프 레벨의 제1 스위칭 제어 신호는 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하며, 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로들로 공급하는 터치 감지 모듈.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되면 사용자의 터치가 진행되는 상태로 판단하고,
    터치 감지 기간에 상기 터치 구동 회로는
    턴-오프 레벨의 제2 스위칭 제어 신호를 상기 제2 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-오프 레벨의 제4 스위칭 제어 신호를 상기 제2 감지 스위칭 회로들로 공급하며,
    턴-온 레벨의 제1 스위칭 제어 신호를 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-온 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로로 공급하는 터치 감지 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    제1 축 방향으로 서로 인접한 상기 제1 구동 전극들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결 전극들;
    상기 제1 축 방향으로 서로 인접한 상기 제2 구동 전극들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결 전극들;
    상기 제1 축 방향과 교차되는 제2 축 방향으로 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 전기적으로 연결시키는 제3 연결 전극들; 및
    상기 제2 축 방향으로 서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 전기적으로 연결시키는 제4 연결 전극들을 더 포함하는 터치 감지 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 연결 전극들은 상기 제2 구동 전극과 동일한 금속 물질로 동일한 패터닝 공정 과정을 통해 형성되며, 상기 터치 절연층을 관통하는 복수의 제1 및 제2 전극 콘택홀을 통해 서로 인접한 상기 제1 구동 전극들을 제1 축 방향으로 연결시키고,
    상기 제2 연결 전극들은 상기 제1 구동 전극 형성 시 상기 제1 구동 전극들과 동일한 금속 물질로 형성되며,
    상기 제2 구동 전극들은 상기 터치 절연층을 관통해서 상기 제2 연결 전극들의 전면에 형성된 복수의 제3 및 제4 전극 콘택홀을 통해 상기 제2 연결 전극들과 전기적으로 연결되는 터치 감지 모듈.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 연결 전극들은 상기 제1 감지 전극들의 형성 시 상기 제1 감지 전극들과 동일한 금속 물질로 형성되며,
    상기 제2 감지 전극들은 상기 터치 절연층을 관통해서 상기 제3 연결 전극들의 전면에 형성된 복수의 제5 내지 제8 전극 콘택홀을 통해 상기 제3 연결 전극들과 전기적으로 연결되고,
    상기 제4 연결 전극들은 상기 제2 감지 전극들과 동일한 금속 물질로 동일한 공정 과정을 통해 형성되며, 상기 터치 절연층을 관통하는 복수의 제9 내지 제12 전극 콘택홀을 통해 서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 연결시키는 터치 감지 모듈.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구동 전극들과 상기 제1 감지 전극들은 불투명한 도전성 합금으로 형성되고,
    상기 제2 구동 전극들과 상기 제2 감지 전극들은 ITO(Indium tin oxide)를 포함하는 투명성 금속 물질로 형성된 터치 감지 모듈.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 스위칭 회로들, 상기 감지 스위칭 회로들, 및 상기 터치 구동 회로는 일체로 집적화되어 집적 회로 형태로 형성되고,
    상기 제1 및 제2 구동 전극과 별도로 회로 필름이나 회로 보드에 배치된 터치 감지 모듈.
  14. 제1 항에 있어서,
    적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 상기 제2 구동 전극과 상기 제2 감지 전극의 전면에 배치된 플로팅 전극층;
    상기 터치 구동 회로보부터의 스위칭 제어 신호에 따라 상기 플로팅 전극층에 배치된 적어도 하나의 평면 플로팅 전극을 저전위 전압원이 인가되는 저전위 배선과 전기적으로 연결시키거나 분리 및 플로팅 시키는 제3 구동 스위칭 회로를 더 포함하는 터치 감지 모듈.
  15. 서브 화소들이 배열된 표시 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 구동을 제어하는 표시 구동 회로;
    상기 표시 구동 회로가 실장되는 회로 보드;
    사용자 근접을 감지하여 근접 감지 신호를 생성하는 근접 감지 센싱부; 및
    상기 표시 패널의 전면에 배치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치 감지 모듈을 포함하고,
    상기 터치 감지 모듈은
    나란하게 배열된 제1 구동 전극들;
    상기 제1 구동 전극들과 교차 배열된 제1 감지 전극들;
    터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 구동 전극들과 대응되도록 상기 제1 구동 전극의 전면에 배열된 제2 구동 전극들;
    상기 터치 절연막을 사이에 두고 상기 제1 감지 전극들과 대응되도록 상기 제1 감지 전극들의 전면에 배열된 제2 감지 전극들;
    상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들 또는 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 구동 스위칭 회로들;
    상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들 또는 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키는 감지 스위칭 회로들; 및
    상기 제1 구동 전극들로 터치 구동 신호들을 공급하고 상기 제1 감지 전극을 통해 터치 감지 신호들을 검출하여 터치 위치 좌표를 검출하는 터치 구동 회로를 포함하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 구동 스위칭 회로들은
    상기 터치 구동 회로로부터의 제1 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 구동 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리 시키는 제1 구동 스위칭 회로; 및
    상기 터치 구동 회로로부터의 제2 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 구동 전극들을 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 구동 스위칭 회로를 포함하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 감지 스위칭 회로들은
    상기 터치 구동 회로로부터의 제3 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 서로 대응되는 각각의 상기 제1 감지 전극들과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제1 감지 스위칭 회로; 및
    상기 터치 구동 회로로부터의 제4 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제2 감지 전극들을 상기 저전위 전압원과 전기적으로 연결시키거나 분리시키는 제2 감지 스위칭 회로를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 근접 감지 센싱부로부터 근접 감지 신호가 입력되지 않는 기간은 터치가 이루어 지지 않는 터치 미감지 기간으로 판단하고,
    상기 터치 미감지 기간에 상기 터치 구동 회로는
    턴-온 레벨의 제2 스위칭 제어 신호는 상기 제2 구동 스위칭 회로로 공급하며, 턴-온 레벨의 제4 스위칭 제어 신호는 상기 제2 감지 스위칭 회로로 공급하고,
    턴-오프 레벨의 제1 스위칭 제어 신호는 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하며, 턴-오프 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로들로 공급하는 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 상기 근접 감지 센싱부로부터 상기 근접 감지 신호가 입력되면 사용자의 터치가 진행되는 상태로 판단하고,
    터치 감지 기간에 상기 터치 구동 회로는
    턴-오프 레벨의 제2 스위칭 제어 신호를 상기 제2 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-오프 레벨의 제4 스위칭 제어 신호를 상기 제2 감지 스위칭 회로들로 공급하며,
    턴-온 레벨의 제1 스위칭 제어 신호를 상기 제1 구동 스위칭 회로들로 공급하고, 턴-온 레벨의 제3 스위칭 제어 신호는 상기 제1 감지 스위칭 회로로 공급하는 표시 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 구동 스위칭 회로들, 상기 감지 스위칭 회로들, 및 상기 터치 구동 회로는 일체로 집적화되어 집적 회로 형태로 형성되고,
    상기 제1 및 제2 구동 전극과 별도로 회로 필름이나 회로 보드에 배치된 표시 장치.
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