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KR102522290B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102522290B1
KR102522290B1 KR1020180039498A KR20180039498A KR102522290B1 KR 102522290 B1 KR102522290 B1 KR 102522290B1 KR 1020180039498 A KR1020180039498 A KR 1020180039498A KR 20180039498 A KR20180039498 A KR 20180039498A KR 102522290 B1 KR102522290 B1 KR 102522290B1
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touch electrode
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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 공통 전극의 공통 전압을 기준으로 터치전극의 전압을 상호 반전함으로써 터치 배선수를 줄일 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공통 전극의 공통 전압을 기준으로 터치전극의 전압을 상호 반전함으로써 터치 배선수를 줄일 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다. 표시장치는 터치층을 포함할 수 있으며 셀프캡 방식의 터치층은 터치전극간 연결되는 배선마다 MUX에서 출력되는 전압을 수신해야 하므로 배선의 수가 증가하고 MUX의 수가 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 터치배선을 결선하고 공통전극에 인가되는 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는 전압을 터치전극에 인가함으로써 터치배선 수를 줄일 수 있는 표시장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은, 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 터치전극 및 제 2 터치전극; 상기 터치전극에 인가되는 전압의 기준이 되는 공통 전압을 인가받는 공통 전극; 상기 제 1 터치전극 및 제 2 터치전극과 각각 연결되는 제 1 터치배선 및 제 2 터치배선; 및 상기 터치배선에 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함한다.
상기 공통 전압은 직류 전압이다.
상기 제 1 터치 배선 및 상기 제 2 터치 배선이 하나의 단자와 연결되는 MUX를 더 포함한다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 상하로 인접한다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 행에서 좌우로 인접한다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 홀수번째로 배치된다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 짝수번째로 배치된다.
제 1 전압은 상기 제 1 터치전극에 인가되고, 제 2 전압은 상기 제 2 터치전극에 인가된다.
상기 터치 구동부는 MUX를 통하여 상기 제 1 전압을 상기 제 1 터치전극에 인가하고, 상기 제 2 전압을 상기 제 2 터치전극에 인가한다.
상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압은 상기 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는다.
상기 제 1 터치전극 및 상기 제 2 터치전극과 연결되고, 상기 제 1 터치전극에 상기 제 1 전압을 인가하고, 상기 제 2 터치전극에 상기 제 2 전압을 인가하는 스위치부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 터치전극 및 제 2 터치전극; 상기 터치전극에 인가되는 전압의 기준이 되는 공통 전압을 인가받는 공통 전극; 상기 제 1 터치전극 및 제 2 터치전극과 각각 연결되는 제 1 터치배선 및 제 2 터치배선; 및 상기 터치 배선에 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함한다.
상기 공통 전압은 직류 전압이다.
상기 제 1 터치 배선 및 상기 제 2 터치 배선이 하나의 단자와 연결되는 MUX를 더 포함한다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 상하로 인접한다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 행에서 좌우로 인접한다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 홀수번째로 배치된다.
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 짝수번째로 배치된다.
제 1 전압은 상기 제 1 터치전극에 인가되고, 제 2 전압은 상기 제 2 터치전극에 인가된다.
상기 터치 구동부는 MUX를 통하여 상기 제 1 전압을 상기 제 1 터치전극에 인가하고, 상기 제 2 전압을 상기 제 2 터치전극에 인가한다.
상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압은 상기 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는다.
상기 제 1 터치전극 및 상기 제 2 터치전극과 연결되고, 상기 제 1 터치전극에 상기 제 1 전압을 인가하고, 상기 제 2 터치전극에 상기 제 2 전압을 인가하는 스위치부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 표시 장치는 터치배선을 결선하고 공통전극에 인가되는 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는 전압을 터치전극에 인가함으로써 터치배선 수를 줄일 수 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 표시 장치의 사시도 및 블럭도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4 및 도5는 일반적인 표시 장치의 평면도 및 그 단면도이다.
도 6은 일반적인 표시장치의 터치부를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터치부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 터치부의 터치 전극에 인가되는 전압 파형을 나타내는 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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 1 및 도 2는 일반적인 표시 장치의 사시도 및 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 휴대용 하우징과 같은 하우징(20), 하우징(20)에 고정된 제어부(60), 입력부(50)를 포함한다. 표시 장치(10)는 모바일 무선 통신 디바이스, 예를 들어, 셀룰러 전화기일 수 있다. 표시 장치(10)는 다른 유형의 전자 디바이스, 예를 들어, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨터 등일 수 있다.
무선 송수신부(80)는 또한 하우징(20) 내에 고정되고 제어부(60)에 결합된다. 무선 송수신부(80)는 제어부(60)와 협력하여, 예를 들어, 음성 및/또는 데이터에 대해 적어도 하나의 무선 통신 기능을 수행한다. 일부 실시예들에서, 표시 장치(10)는 무선 송수신부(80) 또는 기타 무선 통신 회로부를 포함하지 않을 수 있다. 제어부(60)는 어플리케이션 프로세서(AP) 및 구동칩을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100, 디스플레이 층, 디스플레이 영역으로 지칭될 수 있다)은 하우징(20)에 고정되고 제어부(60)에 결합된다. 디스플레이 패널(100)은, 예를 들어, 발광 다이오드(LED) 디스플레이일 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)은 터치 디스플레이 기능을 제공하는 추가적인 회로부를 가질 수 있다.
메모리(70)는 제어부(60)에 결합된다. 메모리(70)는 데이터를 저장할 수 있다.
통상의 기술자들이 알 수 있는 바와 같이, 디스플레이 패널(100)은 터치 디스플레이의 형태이고, 터치 디스플레이는 입력 디바이스와 디스플레이의 두가지 역할을 한다. 또한, 디스플레이 패널(100)은 제어부(60)와 협력하여 입력에 응답하여 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)은 표시 장치(10)의 전원 켜기 또는 끄기, 무선 송수신부(80)를 통한 통신 개시하기, 및/또는 터치 디스플레이에 대한 입력에 기초하여 메뉴 기능을 수행할 수 있다.
더 구체적으로는, 메뉴 기능에 관련하여, 제어부(60)는 터치 디스플레이에 대한 입력 또는 누르기에 기초하여 이용가능한 애플리케이션들의 메뉴를 디스플레이 패널(100)에 디스플레이할 수 있다. 또한, 푸시버튼 스위치와 같은 입력부(50)가 하우징(20)에 고정될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다. 이하에서 도 3 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)를 보다 상세히 설명한다.
도 3 을 참조하면, 표시 장치(10)는 투명 커버층(330), 터치부(310), 디스플레이 패널(100), 브래킷(bracket, 21), 인쇄회로기판(24), 하우징(20), 및 후면 커버(22)를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 구성요소들은 서로 밀착되거나 일부 이격되어 적층될 수 있다.
투명 커버층(330)은 표시 장치(10)의 전면 외관을 형성하며 디스플레이 패널(100)을 통해 출력되는 컨텐츠가 외부로 노출되도록 투명한 물질 예컨대, 글래스를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 투명커버층(330)는 테두리 영역 중 일부가 후면 방향으로 휘어져 곡면을 형성할 수 있다. 도시된 도면에서는, 투명 커버층(330)의 측면 영역이 곡면을 형성한 상태를 나타낸다.
디스플레이 패널(100)은 투명 커버층(330)의 하층에 배치되고, 각종 컨텐츠를 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 기판, 기판의 일면 상에 배치된 복수 개의 화소(PX)들, 및 화소(PX)들과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 도전성 라인을 포함할 수 있다. 기판은 적어도 일부(예: 벤딩부(23))가 후면 방향으로 휘어질 수 있도록 플렉서블 소재로 형성될 수 있다. 도전성 라인은 적어도 하나의 게이트선 또는 적어도 하나의 데이터선을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 복수 개의 게이트선과 복수 개의 데이터선은 매트릭스 형태로 배열되고 라인이 교차되는 지점과 인접하게 상기 복수 개의 화소(PX)들이 정렬되어 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 구동 회로와 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)에 연결될 수 있다. 디스플레이 구동 회로는 도전성 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 패널(100)에 구동 신호 및 영상 신호를 제공하는 구동 칩(driver IC, 61), 또는 상기 구동 신호 및 영상 신호를 제어하는 타이밍 컨트롤러(timing controller, T-con)를 포함할 수 있다. 상기 구동칩(61)은 디스플레이 패널(100)의 게이트 신호 라인을 순차적으로 선택하여 스캔(scan) 신호(또는, 구동 신호)를 인가하는 게이트 드라이버 IC, 및 영상 신호를 디스플레이 패널(100)의 데이터 신호 라인에 인가하는 데이터 드라이버 IC(또는, 소스 드라이버 IC)를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 게이트 드라이버 IC가 상기 게이트 신호 라인을 선택하고 스캔 신호를 인가하여 해당 화소(PX)를 활성화 상태로 변경하면, 상기 데이터 드라이버 IC는 영상 신호를 상기 데이터 신호 라인을 통해 해당 화소(PX)에 인가할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 driver IC에 전송되는 신호의 전송 시간을 조절하여 디스플레이 패널(100)에 출력되는 과정에서 발생할 수 있는 표시 시간 차를 방지할 수 있다.
브래킷(21)은 투명 커버층(330)과 동일 또는 유사한 크기로 제공될 수 있으며, 디스플레이 패널(100)을 고정 및 지지할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 브래킷(21)은 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)에 의해 적어도 일부가 감싸질 수 있다. 예컨대, 브래킷(21)의 전면에 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)를 제외한 부분이 놓이고, 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)가 브래킷(21)의 일측면 및 후면 일부를 덮도록 휘어져 감쌀 수 있다. 일 실시예에 따르면, 브래킷(21)은 디스플레이 패널(100)이 고정될 수 있도록 디스플레이 패널(100)이 접촉되는 적어도 일부 영역에 접착 물질이 도포되거나 접착층을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(24)은 브래킷(21)의 하부에 배치될 수 있으며, 각종 전자 부품들이 인쇄회로기판(24) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 전자 소자 또는 회로선 등이 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수 있으며, 적어도 일부가 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전자 부품들은 예를 들어, 제어부(60), 메모리(70), 또는 무선 송수신부(80) 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 구동 회로는 인쇄회로기판(24)과 전기적으로 연결되거나, 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 인쇄회로기판(24)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 인쇄회로기판(24) 중 적어도 일부는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 구동칩(61)과 애플리케이션 프로세서(62)가 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수 있다.
하우징(20)은 표시 장치(10)의 내부 구성요소들을 고정 및 지지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(100), 브래킷(21), 및 인쇄회로기판(24)이 차례대로 적층되어 하우징(20)에 안착될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 하우징(20)의 적어도 일면은 금속 재료를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 하우징(20)의 측면은 메탈 프레임을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 투명 커버층(330)은 하우징(20)에 탈부착될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 투명 커버층(330)은 하우징(20)의 전면을 덮은 상태에서 하우징(20)의 측면에 체결될 수 있다.
후면 커버(22)는 표시 장치(10)의 후면 외관을 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에 다르면, 후면 커버(22)는 하우징(20)에 탈부착될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 후면 커버(22)는 하우징(20)의 후면을 덮은 상태에서 하우징(20)의 측면에 체결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 표시 장치(10)는 상술한 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 적어도 하나의 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(10)는 터치부(310)를 더 포함할 수 있다. 터치부(310)는 투명 커버층(330)과 디스플레이 패널(100) 사이에 적층될 수 있으며, 사용자의 신체 일부 또는 전자 펜 등과 같은 터치 객체의 접촉 또는 접근을 감지할 수 있는 터치 센서를 포함할 수 있다. 터치부(310)는 구동칩(61)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 표시 장치(10)에 전원을 공급할 수 있는 배터리를 더 포함할 수 있다.
도 4 및 도5는 일반적인 표시 장치의 평면도 및 그 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 디스플레이 패널(100)은 일 방향을 따라 배치되는 게이트선(101), 게이트선(101)과 절연 교차되는 데이터선(102)과 공통 전원선(103), 스위칭 박막 트랜지스터(104), 구동 박막 트랜지스터(105), 및 축전 소자(106)을 포함한다.
즉, 본 발명의 표시 장치의 한 화소는 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor, CAP)(106)로 이루어진 2TFT-1CAP 구조를 갖는다. 다만, 이에 한정되지 않고 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자로 이루어질 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(104)는 발광시키고자 하는 화소를 선택한다. 스위칭 박막 트랜지스터(104)는 게이트선(101)에 연결된 스위칭 게이트 전극(104a), 데이터선(102)에 연결된 스위칭 소스 전극(104b), 제1축전판(106a)에 연결된 스위칭 드레인 전극(104c), 및 스위칭 반도체층(104d)을 포함한다.
구동 박막 트랜지스터(105)는 스위칭 박막 트랜지스터(104)에 의해 선택된 화소의 유기 발광층(120)을 발광시키기 위한 구동 전원을 인가한다. 구동 박막 트랜지스터(105)는 제1축전판(106a)에 연결된 구동 게이트 전극(105a), 공통 전원선(103)에 연결된 구동 소스 전극(105b), 제1전극(110)과 연결된 구동 드레인 전극(105c), 및 구동 반도체층(105d)을 포함한다.
축전 소자(106)는 제1축전판(106a) 및 제2축전판(106b)을 포함한다. 제1축전판(106a)은 스위칭 드레인 전극(104c) 및 구동 게이트 전극(105a)에 연결되고, 제2축전판(106b)은 공통 전원선(103)에 연결된다. 축전 소자(106)의 축전 용량은 축전 소자(106)에서 축전된 전하 및 제1축전판(106a)과 제2축전판(106b) 사이의 전압에 의해 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(104)를 통해 전달된 데이터 전압과 공통 전원선(103)으로부터 구동 박막 트랜지스터(105)에 인가되는 공통 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(106)에 저장되고, 축전 소자(106)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(105)를 통해 유기 발광층(120)으로 흐름으로써 유기 발광층(120)이 발광하게 된다
제1기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 스테인리스 강 등의 금속성 재료로 형성될 수 있다.
제1기판(110)은 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)을 포함한다. 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)은 후술하는 화소 정의막(180)에 의해 정의되며, 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)은 제1기판(110) 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 또한, 제1기판(110)은 백색 화소 영역을 포함할 수 있다
버퍼층(107)은 제1기판(110) 상에 배치되며, 버퍼층(107)은 제1기판(110)을 통한 수분 또는 불순물의 침투를 방지함과 동시에 제1기판(110)의 표면을 평탄화한다. 버퍼층(107)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 SiO2 또는 SiNx 등을 사용하여 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법, APCVD(Atmospheric Pressure CVD)법 또는 LPCVD(Low Pressure CVD)법 등의 다양한 증착 방법에 의해 제1기판(110) 상에 증착될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 버퍼층(107)은 필요에 따라 제거될 수 있다.
구동 반도체층(105d)은 버퍼층(107) 상에 배치되며, 구동 반도체층(105d)은 소스 영역, 드레인 영역 및 그 사이의 채널 영역을 포함한다.
게이트 절연막(108)은 버퍼층(107) 상에 구동 반도체층(105d)을 덮도록 배치되며, 게이트 절연막(108)은 제1기판(110)을 통한 수분 또는 불순물의 침투를 방지한다. 게이트 절연막(108)은 절연 물질로 이루어지며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 게이트 절연막(108)은 다양한 절연 물질로 이루어질 수 있다.
구동 게이트 전극(105a)은 게이트 절연막(108) 상에 배치되며, 층간 절연막(109a)은 게이트 절연막(108) 상에 구동 게이트 전극(105a)을 덮도록 배치된다.
구동 소스 및 구동 드레인 전극(105b, 105c)은 층간 절연막(109a) 상에 서로 이격되어 배치되며, 구동 소스 및 구동 드레인 전극(105b, 105c)은 게이트 절연막(108) 및 층간 절연막(109a)에 형성된 개구 영역을 통하여 구동 반도체층(105d)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 접촉한다.
보호층(109b)은 층간 절연막(109a) 상에 구동 소스 및 구동 드레인 전극(105b, 105c)을 덮도록 배치된다. 보호층(109b)은 구동 박막 트랜지스터(105)를 보호하며, 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 이루어질 수 있다.
제1전극(120), 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)은 보호층(109b) 상에 순차적으로 배치된다. 제1전극(120)은 정공을 주입하는 애노드(anode)일 수 있고, 제2전극(140)은 전자를 주입하는 캐소드(cathode)일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제1전극(120)은 캐소드일 수 있고, 제2전극(140)은 애노드일 수 있다.
유기 발광층(130)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 유기 발광층(130)은 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층을 포함할 수 있고, 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층(130)은 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)에 각각 배치될 수 있다. 이 경우, 컬러 필터가 있을 수도 있다. 또는 유기 발광층(130)은 단일한 색의 유기 발광층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 전면 발광형(top emission type) 구조이며, 따라서 제1전극(120)은 반사막으로 형성되고, 제2전극(140)은 반투과막으로 형성될 수 있다.
반사막 및 반투과막은 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 반사막 및 반투과막은 두께로 구별되며, 일반적으로 반투과막은 200㎚ 이하의 두께를 갖는다. 또한, 반사막 및 반투과막은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층상에 적층된 투명 전도성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1전극(120)은 투명 도전막을 더 포함할 수 있으며, 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명전도성산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO) 물질로 만들어질 수 있다.
제1전극(120)은 반사막으로 형성된 구조, 반사막과 투명 도전막을 포함하는 2중막 구조, 또는 투명 도전막, 반사막, 그리고 투명 도전막이 차례로 적층된 3중막 구조일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제1전극은 투명 도전막으로 형성된 구조일 수 있다.
제2전극(140)은 투명 도전막으로 형성된 구조일 수 있다. 제2전극(140)이 투명 도전막으로 형성되는 경우, 제2전극(140)은 정공을 주입하는 애노드가 될 수 있고, 제1전극(120)은 반사막으로 형성되어 캐소드가 될 수 있다.
한편, 제1전극(120) 상에는 제1전극(120)의 가장자리를 덮고 제1전극(120)의 중앙부를 노출하는 소정의 개구부를 포함하는 화소 정의막(180)이 배치된다. 즉, 화소 정의막(180)의 상기 개구부 내에 제1전극(120), 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)이 차례로 적층되며, 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)은 화소 정의막(180) 상에도 형성될 수 있다.
캡핑층(150)은 제2전극(140) 상에 배치된다. 캡핑층(150)은 제1전극(120), 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)을 보호함과 동시에 유기 발광층(130)에서 발생된 광이 효율적으로 외부를 향해 방출될 수 있도록 돕는다.
박막 봉지층(160)은 캡핑층(150) 상에 배치되며, 박막 봉지층(160)은 제1전극(120), 유기 발광층(130), 제2전극(140) 및 캡핑층(150)을 밀봉하며, 외부의 수분이나 산소 등의 침투로부터 이들을 보호한다.
박막 봉지층(160)은 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층이 교대로 배치된 구조일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 박막 봉지층(160)은 유기층 또는 무기층의 단일층으로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터가 존재하여 각각 박막 봉지층(160) 상의 적색 화소 영역(PAr), 녹색 화소 영역(PAg) 및 청색 화소 영역(PAb)에 배치될 수도 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 기판(110)의 하부에는 보호 필름이 배치될 수 있고, 컬러 필터가 존재하는 경우에는 컬러 필터 상부에 터치부(310)가 배치될 수도 있다.
다른 실시예로서, 박막 봉지층(160) 상에 터치부(310)가 배치되고, 터치부(310) 상에 컬러 필터 및 평탄화막이 배치될 수도 있다.
도 6은 일반적인 표시장치의 터치부를 나타내는 평면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치부(310)는 기판(313), 기판(313) 상에 매트릭스 형태로 배치된 복수의 터치전극(311)들, 기판(313) 상에 배치되며, 각 터치전극(311)에 연결된 복수의 터치배선(312)들 및 터치 구동부(314) 등을 포함할 수 있다.
기판(313)은 복수의 터치전극(311)들이 배치된 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA) 주변의 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 기판(313)은 투명한 소재의 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
터치전극(311), 터치배선(312)은 기판(313) 상의 동일한 층에 배치될 수 있다.
터치배선(312)은 일단이 각 터치전극(211)들에 연결되어 있으며, 타단이 MUX(315)와 연결된다.
MUX(315)는 터치 구동부(314)에 연결될 수 있다. 터치 구동부(314)는 터치부(310)를 구동하기 위한 각종 구동 신호를 입력하고, 터치전극(311)에서 측정된 커패시턴스 변화량 또는 전압 변화량 등을 이용하여 터치 유무 및 터치 좌표 등을 파악할 수 있다.
터치 구동부(314)에서 인가되는 각종 신호는 터치배선(312)을 통해 각 터치전극(311)에 인가되고, 터치전극(311)에서 검출된 센싱 신호는 터치배선(312)을 통해 터치 구동부(314)에 전달된다.
터치 구동부(314)는 집적 회로(IC) 형태로 기판(313) 상에 직접 배치되거나 인쇄 회로 기판이나 가요성 인쇄 회로 기판과 같은 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.
셀프캡(Self-Cap) 방식의 터치부에서는 터치 배선수가 많아지고 MUX의 수가 증가함에 따라 터치전극의 밀도가 낮아진다.
터치부(310)는 별도의 기판상에 형성된 후 디스플레이 패널(100) 상에 배치되는 것을 전제로 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 터치부(310)는 별도의 기판없이 디스플레이 패널(100) 상에 직접 배치되는 온-셀(on-cell) 방식, 또는 디스플레이 패널(100) 내에 형성되는 인-셀(in-cell) 방식으로 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터치부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 터치부(510)은 터치전극(511), 터치배선(530,540,570,560), 공통전극(570) 및 터치구동부(514) 및 스위치부(580)을 포함한다. 터치부(510)는 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)을 포함한다. 공통 전압은 터치전극에 인가되는 전압의 기준이 되는 전압이다. 공통전압은 직류 전압일 수 있다. 공통 전극의 일부는 비표시영역(NDA)에 위치하고, 일부는 비표시영역에서 터치전극 사이로 분기한다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 터치배선(530,540)은 하나의 열에 배치된 터치전극(511)중 홀수 번째의 터치전극에 각각 연결된다. 또한, 터치배선(550, 560)은 하나의 열에 배치된 터치전극(511)중 짝수 번째의 터치전극에 각각 연결된다.
터치배선(530,540)은 서로 연결되어 MUX(515)의 하나의 단자에 연결된다. 또한, 터치배선(550,560)은 서로 연결되어 MUX(515)의 다른 단자에 연결된다.
서로 다른 배선에 의하여 MUX(515)의 하나의 단자에 연결된 터치전극(511)에 인가되는 전압은 서로 반전관계일 수 있다. 또는, 한 쌍의 터치전극(511)에 인가되는 전압은 공통전압을 기준으로 각각 서로 반대부호의 동일한 크기 차이를 가질 수 있다.
예를 들어, 공통 전극(570)에 인가되는 공통전압이 5V라고 한다면, 한 쌍의 터치 전극에 MUX(515)에 의하여 순차적으로 인가되는 전압은 7.5V와 2.5V이다. 이에 따라, 한 쌍의 터치전극(511)은 서로 반대부호의 동일한 크기를 갖는 +2.5V와 -2.5V 의 전압을 인가받는다.
스위치부(580)는 MOS 또는 OP-Amp, 다이오드 등의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 제 1스위칭 소자는 제 1 터치전극(511)에 연결되고 제 2 스위칭 소자는 제 2 터치전극(511)과 연결된다. 스위치부(580)는 각 스위칭 소자와 연결된 터치전극(511)에 구동전압을 인가하고 특정 전압에서 하나의 터치전극(511)만을 구동한다.
예를 들어, 공통전압이 5V라고 한다면, MUX(515)를 통하여 인가되는 전압이 7.5V인 경우 인가되는 전압 7.5V와 공통전압 5V의 차이인 2.5V에 의하여 제 1 스위칭 소자만 턴-온 되어 제 1 터치전극(511)에만 구동전압이 인가된다. 이 경우, 제 2 터치전극(511)에 연결된 제 2 스위칭 소자는 턴-오프 된다. 한편, MUX(515)를 통하여 인가되는 전압이 2.5V인 경우 인가되는 전압 2.5V와 공통전압 5V의 차이인 -2.5V에 의하여 제 2 스위칭 소자만 턴-온 되어 제 2 터치전극(511)에만 구동전압이 인가된다. 이 경우, 제 1 터치전극(511)에 연결된 제 1 스위칭 소자는 턴-오프 된다. 스위치부(580)는 공통전압을 기준으로 어느 한 방향의 전압에 대해서만 스위칭 소자를 턴-온 시키고 터치전극(511)에 구동전압을 인가한다.
스위치부(580)는 제 1 터치전극(511) 및 제 2 터치전극(511)과 연결된 하나의 스위칭 소자를 포함할 수도 있으며, 이 경우 스위칭 소자는 제 1 터치전극(511) 및 제 2 터치전극(511)에 각각 구동전압을 인가한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 터치부(510)은 터치전극(511), 터치배선(530,540,550,560), 공통전극(570), 터치구동부(514) 및 스위치부(580)를 포함한다. 터치부(510)는 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)을 포함한다. 공통 전극은 터치전극에 인가되는 전압의 기준이 되는 공통 전압을 인가받는 전극이며 공통 전압은 직류 전압일 수 있다.
터치배선(530,540)은 하나의 열에 배치된 터치전극(511)중 상하로 인접한 터치전극에 각각 연결된다. 또한, 터치배선(550, 560)은 하나의 열에 배치된 터치전극(511)중 상하로 인접한 터치전극에 각각 연결된다.
터치배선(530,540)은 서로 연결되어 MUX(515)의 하나의 단자에 연결된다. 또한, 터치배선(550,560)은 서로 연결되어 MUX(515)의 다른 단자에 연결된다.
서로 다른 배선에 의하여 MUX(515)의 하나의 단자에 연결된 상하로 인접한 터치전극(511)에 인가되는 전압은 서로 반전관계일 수 있다. 즉, 상하로 인접한 한 쌍의 터치전극(511)에 인가되는 전압은 공통전압을 기준으로 각각 서로 반대방향의 동일한 크기 차이를 갖는다.
예를 들어, 공통 전극(570)에 인가되는 공통전압이 5V라고 한다면, 상하로 인접한 쌍의 터치 전극에 MUX(515)에 의하여 순차적으로 인가되는 전압은 7.5V와 2.5V이다. 이에 따라, 상하로 인접한 한 쌍의 터치전극(511)은 서로 반대부호의 동일한 크기를 갖는 +2.5V와 -2.5V 의 전압을 갖는다.
스위치부(580)는 MOS 또는 OP-Amp, 다이오드 등의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 제 1스위칭 소자는 제 1 터치전극(511)에 연결되고 제 2 스위칭 소자는 제 2 터치전극(511)과 연결된다. 스위치부(580)는 각 스위칭 소자와 연결된 터치전극(511)에 구동전압을 인가하고 특정 전압에서 하나의 터치전극(511)만을 구동한다.
예를 들어, 공통전압이 5V라고 한다면, MUX(515)를 통하여 인가되는 전압이 7.5V인 경우 인가되는 전압 7.5V와 공통전압 5V의 차이인 2.5V에 의하여 제 1 스위칭 소자만 턴-온 되어 제 1 터치전극(511)에만 구동전압이 인가된다. 이 경우, 제 2 터치전극(511)에 연결된 제 2 스위칭 소자는 턴-오프 된다. 한편, MUX(515)를 통하여 인가되는 전압이 2.5V인 경우 인가되는 전압 2.5V와 공통전압 5V의 차이인 -2.5V에 의하여 제 2 스위칭 소자만 턴-온 되어 제 2 터치전극(511)에만 구동전압이 인가된다. 이 경우, 제 1 터치전극(511)에 연결된 제 1 스위칭 소자는 턴-오프 된다. 스위치부(580)는 공통전압을 기준으로 어느 한 방향의 전압에 대해서만 스위칭 소자를 턴-온 시키고 터치전극(511)에 구동전압을 인가한다.
스위치부(580)는 제 1 터치전극(511) 및 제 2 터치전극(511)과 연결된 하나의 스위칭 소자를 포함할 수도 있으며, 이 경우 스위칭 소자는 제 1 터치전극(511) 및 제 2 터치전극(511)에 각각 구동전압을 인가한다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만, 두개의 터치배선이 동일한 행에 배치되고 좌우로 인접한 터치전극(511)과 각각 연결되고 MUX(515)의 하나의 단자에 연결될 수 있다. 연결된 터치전극(511)간에 인가되는 전압은 서로 반전관계일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 블록도이다. 터치 구동부(514)는 신호 제공부(516) 및 신호 처리부(517)를 포함할 수 있다.
신호 제공부(516)는 터치 전극(511)에 센싱 신호들을 순차적으로 제공한다. 센싱 신호들은 전류 신호 또는 전압 신호일 수 있다.
신호 처리부(517)는 터치에 의하여 변경된 센싱 신호를 터치 전극(511)으로부터 순차적으로 검출한다. 이때, 터치가 발생된 영역에 배치된 터치 전극(511)에서 검출된 센싱 신호는 터치가 발생되지 않은 영역에 배치된 터치 전극(511)에서 검출된 센싱 신호와 서로 다른 전압 또는 전류값을 가질 수 있다.
좀 더 구체적으로, 터치가 발생되면, 사용자와 터치 전극 사이에 터치 커패시터가 변화되고, 터치 커패시터는 터치 전극의 고유 커패시터에 직렬 연결된다. 터치 커패시터가 고유 커패시터에 직렬 연결됨으로써 터치 전극에 인가된 전압 또는 전류에 변동이 생긴다.
신호 처리부(517)는 터치 전극에 인가된 센싱 신호의 변동을 감지하여 터치 전극(511)의 위치로부터 터치 좌표를 판단한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 터치부의 터치 전극에 인가되는 전압 파형을 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 10을 참조하면, 터치 구동부(514)는 신호제공부(516)를 통해 구동신호(830,840,850,860)를 발생시킨다. 공통전극(570)에는 공통전압(820)이 인가된다. 서로 연결된 터치 배선에는 상호 반전되는 전압이 인가된다. 즉, 터치 구동부(514)는 MUX(515)의 하나의 단자를 통하여 한쌍의 터치배선(530, 540)에 클럭 신호(810)에 따라 순차적으로 서로 다른 크기의 전압(830, 840)을 각각 인가한다.
이에 따라 한 쌍의 터치 전극(511)은 공통전극(570)에 인가된 공통 전압(820)을 기준으로 상호 반전된 동일한 크기의 전압을 갖는다.
또한, 터치 구동부(514)는 MUX(515)의 다른 단자를 통하여 한쌍의 터치배선(550, 560)에 클럭 신호(810)에 따라 순차적으로 서로 다른 크기의 전압(850, 860)을 각각 인가한다. 이에 따라 한 쌍의 터치 전극(511)은 공통전극(570)에 인가된 공통 전압(820)을 기준으로 상호 반대방향의 동일한 차이가 있는 전압을 갖는다.
본 발명에 따른 표시 장치는 터치배선을 결선하고 공통전극에 인가되는 공통전압을 기준으로 터치전극에 인가되는 전압을 상호 반전하거나 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는 전압을 인가함으로써 터치배선수 및 MUX의 수를 줄일 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 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 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 20: 하우징
21: 브래킷 22: 후면 커버
23: 벤딩부 24: 인쇄회로기판
50: 입력부 60: 제어부
61: 구동칩 62: 애플리케이션 프로세서
70: 메모리 80: 무선 송수신부
100: 디스플레이 패널 101: 게이트선
102: 데이터선 103: 공통 전원선
104: 스위칭 박막 트랜지스터 105: 구동 박막 트랜지스터
106: 축전소자 107:버퍼층
108: 게이트 절연막 109a:층간 절연막
109b: 게이트 절연막 110: 기판
120: 제 1 전극 130: 유기 발광층 140: 제 2 전극 150: 캡핑층
160: 박막 봉지층 180: 화소 정의막 310: 터치부 311: 터치전극
312: 터치배선 313: 기판
314: 터치 구동부 315: MUX
330: 투명 커버층 510: 터치부
511: 터치전극 514: 터치구동부 515: MUX 516: 신호 제공부 517: 신호처리부 530: 터치배선 540: 터치배선 550: 터치배선 560: 터치배선 570: 공통 전극
580: 스위치부 810: 클럭 신호 820: 공통전압 830: 구동신호 840: 구동신호 850: 구동신호 860: 구동신호

Claims (23)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제1 터치전극 및 제 2 터치전극;
    상기 터치전극에 인가되는 전압의 기준이 되는 공통 전압을 인가받는 공통 전극;
    상기 제 1 터치전극 및 제 2 터치전극과 각각 연결되는 제 1 터치배선 및 제 2 터치배선; 및
    상기 터치배선에 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함하며,
    상기 공통 전극과 상기 터치 배선이 중첩하지 않는 터치 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전압은 직류 전압인 터치 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 터치 배선 및 상기 제 2 터치 배선이 하나의 단자와 연결되는 MUX를 더 포함하는 터치 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 상하로 인접한 터치패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 행에서 좌우로 인접한 터치패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 서로 다른 홀수번째 행들에 각각 배치된 터치패널.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 서로 다른 짝수번째 행들에 각각 배치된 터치패널.
  8. 제 1항에 있어서,
    제 1 전압은 상기 제 1 터치전극에 인가되고, 제 2 전압은 상기 제 2 터치전극에 인가되는 터치패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 MUX를 통하여 상기 제 1 전압을 상기 제 1 터치전극에 인가하고, 상기 제 2 전압을 상기 제 2 터치전극에 인가하는 터치패널.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압은 상기 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는 터치패널.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극 및 상기 제 2 터치전극과 연결되고, 상기 제 1 터치전극에 상기 제 1 전압을 인가하고, 상기 제 2 터치전극에 상기 제 2 전압을 인가하는 스위치부를 더 포함하는 터치패널.
  12. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제1 터치전극 및 제 2 터치전극;
    상기 터치전극에 인가되는 전압의 기준이 되는 공통 전압을 인가받는 공통 전극;
    상기 제 1 터치전극 및 제 2 터치전극과 각각 연결되는 제 1 터치배선 및 제 2 터치배선; 및
    상기 터치 배선에 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함하며,
    상기 공통 전극과 상기 터치 배선이 중첩하지 않는 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 공통 전압은 직류 전압인 표시 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 터치 배선 및 상기 제 2 터치 배선이 하나의 단자와 연결되는 MUX를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 상하로 인접한 표시 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 행에서 좌우로 인접한 표시 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 서로 다른 홀수번째 행들에 각각 배치된 표시 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극은 하나의 열에서 서로 다른 짝수번째 행들에 각각 배치된 표시 장치.
  19. 제 12항에 있어서,
    제 1 전압은 상기 제 1 터치전극에 인가되고, 제 2 전압은 상기 제 2 터치전극에 인가되는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 MUX를 통하여 상기 제 1 전압을 상기 제 1 터치전극에 인가하고, 상기 제 2 전압을 상기 제 2 터치전극에 인가하는 표시 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압은 상기 공통전압을 기준으로 반대 방향의 동일한 크기 차이를 갖는 표시 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극 및 상기 제 2 터치전극과 연결되고, 상기 제 1 터치전극에 상기 제 1 전압을 인가하고, 상기 제 2 터치전극에 상기 제 2 전압을 인가하는 스위치부를 더 포함하는 표시 장치.
  23. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전극은 적어도 하나의 터치전극의 네 변들 중 세 변들 각각에 대향되게 배치된 제 1 전극부, 제 2 전극부 및 제 3 전극부와 상기 네 변들 중 나머지 한 변을 노출시키는 개구부를 포함하며,
    상기 공통 전극의 개구부를 통해 상기 터치배선이 상기 적어도 하나의 터치전극에 연결된 터치 패널.
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