(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の利点および特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に、本実施例は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。
【0017】
本発明を説明するにあたって、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書上において言及された「含む」、「有する」、「なされる」等が使用される場合、「〜だけ」が使用されない以上、他の部分が加えられ得る。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
【0018】
構成要素を解釈するにあたって、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈する。
【0019】
第1、第2等が様々な構成要素を述べるために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語により制限されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。従って、以下において言及される第1構成要素は、本発明の技術的思想内で第2構成要素であってもよい。
【0020】
明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。
本発明の様々な実施例のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、当業者が十分に理解できるように技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立して実施可能であっても、関連関係で共に実施可能であってもよい。
【0021】
以下、添付の図面を参照して、本発明の様々な実施例を詳細に説明する。
【0022】
図1は、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置を説明するための概略的なブロック図である。
【0023】
図1を参照すると、タッチ表示装置100は、タッチ表示パネル110、データ駆動部120、ゲート駆動部130およびタッチ駆動部140を含む。
【0024】
ここで、タッチ表示パネル110は、映像を出力する表示機能と同時にタッチを感知するタッチ機能をいずれも遂行できるパネルを意味する。
【0025】
タッチ表示パネル110は、ガラスまたはプラスチックを用いた基板、および基板上に交差配置された複数のゲートラインGLと複数のデータラインDLを含む。複数のゲートラインGLとデータラインDLの交差地点に複数の画素PXが定義される。
【0026】
タッチ表示パネル110の複数の画素PXそれぞれは、少なくとも一つの薄膜トランジスタを備える。
【0027】
本発明の一実施例に係るタッチ表示装置100が液晶表示装置である場合に、ドレイン電極は、共通電極と画素電極と連結されて液晶に印加される電圧を制御することとなる。これによって、液晶の動きを制御して液晶表示装置の階調を具現する。
【0028】
そして、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置100が有機発光表示装置である場合に、複数の画素PXに備えられた有機発光ダイオードに電流を加えて、放出された電子と正孔の結合で励起子が生成される。そして、励起子が発光して有機発光表示装置の階調を具現することとなる。これについての詳細な内容は、
図2を参照して後述する。
【0029】
ただし、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置100は、液晶表示装置および有機発光表示装置に限定されず、様々な形態のタッチ表示装置であってよい。
画素PXの下部に多数のタッチ電極TEが配置される。それぞれのタッチ電極TEの大きさは、それぞれの画素PXの大きさより大きいか、または同様であってよい。
図1に示されたように、一つのタッチ電極TEの面積は、9個の複数の画素PXが配置される面積に該当し得るが、これに制限されるものではない。そして、それぞれのタッチ電極TEは、タッチラインTLを通してタッチ駆動部140と連結される。
【0030】
ゲート駆動部130は、タイミング制御部から出力されるゲート制御信号(Gate Control Signal;GCS)によって、オン(On)電圧またはオフ(Off)電圧のゲート電圧をゲートラインGLに順次に供給する。
【0031】
ゲート制御信号(Gate Control Signal;GCS)は、ゲートスタートパルス(Gate Start Pulse;GSP)、ゲートシフトクロック(Gate Shift Clock;GSC)、ゲート出力イネーブル信号(Gate Output Enable;GOE)等を含む。
【0032】
ここで、ゲートスタートパルスは、ゲート駆動部130を構成する一つ以上のゲート回路の動作スタートタイミングを制御する。ゲートシフトクロックは、一つ以上のゲート回路に共通して入力されるクロック信号であって、スキャン信号(ゲートパルス)のシフトタイミングを制御する。ゲート出力イネーブル信号は、一つ以上のゲート回路のタイミング情報を指定している。
【0033】
ゲート駆動部130は、駆動方式によって、タッチ表示パネル110の一側にのみ位置してもよく、場合によっては両側に位置してもよい。
【0034】
ゲート駆動部130は、シフトレジスタ、レベルシフタ等を含むことができる。
【0035】
データ駆動部120は、タイミング制御部から受信した映像データをデータ制御信号(Data Control Signal;DCS)に基づいて、アナログ形態のデータ電圧Vdataに変換してデータラインDLに出力する。
ここで、データ制御信号(Data Control Signal;DCS)は、ソーススタートパルス(Source Start Pulse;SSP)、ソースサンプリングクロック(Source Sampling Clock;SSC)、ソース出力イネーブル信号(Source Output Enable;SOE)等を含む。
【0036】
ここで、ソーススタートパルスは、データ駆動部120を構成する一つ以上のデータ回路のデータサンプリング開始タイミングを制御する。ソースサンプリングクロックは、データ回路それぞれでデータのサンプリングタイミングを制御するクロック信号である。ソース出力イネーブル信号は、データ駆動部120の出力タイミングを制御する。
【0037】
データ駆動部120は、テープオートメーテッドボンディング方式またはチップオングラス方式でタッチ表示パネル110のボンディングパッドに連結されるか、またはタッチ表示パネル110に直接配置されてもよく、場合によって、タッチ表示パネル110に集積化されて配置されてもよい。
【0038】
データ駆動部120は、レベルシフタ、ラッチ部等の様々な回路を含むロジック部と、デジタルアナログコンバータ(DAC:Digital Analog Converter)と、出力バッファ等を含むことができる。
【0039】
図2は、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置のタッチ表示パネルに配置される画素を示す回路図である。
【0040】
図2を参照して各画素PXの駆動を説明すれば、次のとおりである。先ず、各画素PXのゲートラインGLに供給されるゲート電圧によりスイッチングトランジスタSTがターンオン(turn−on)される。そして、ターンオン(turn−on)されたスイッチングトランジスタSTにより、データラインDLからデータ電圧Vdataが供給され、これを印加された駆動トランジスタDTにより駆動電流I
OLEDが制御される。最後に、有機発光ダイオードOLEDは、制御された駆動電流I
OLEDに対応する光を放出することで映像を表示する。
【0041】
タッチ駆動部140は、タッチラインTLを通してタッチ電極TEと連結され、ユーザのタッチ有無およびタッチ位置を判断する。即ち、ユーザがタッチ表示パネル110の一部の領域をタッチする場合、タッチ駆動部140は、タッチされたタッチ表示パネル110の一部の領域に配置されるタッチ電極TEの静電容量の変化ΔC
s(
図3参照)を感知して、タッチ表示パネル110に対するユーザのタッチ有無およびタッチ位置を判断する。
【0042】
具体的に、タッチ駆動部140は、一定レベルの矩形波であるセンシング電圧をそれぞれのタッチ電極TEに出力する。そして、一定時間の間タッチ電極TEに印加される電圧は、それぞれのタッチ電極TEの静電容量の大きさによって変わる。タッチ駆動部140は、このようなタッチ電極TEに印加される電圧の変化を感知して、タッチ電極TEの静電容量の変化ΔC
sを感知する。このような過程を通して、タッチ駆動部140は、タッチ表示パネル110でのタッチを感知する。このように、それぞれのタッチ電極TEを利用してタッチを感知する方式を自己静電容量(self−capacitive)方式という。
【0043】
そして、タッチ駆動部140は、1フレーム区間を、データを表示するディスプレイ区間とタッチを認識するタッチ区間にフレーム区間に時分割して駆動する。具体的に、ディスプレイ区間には各画素の階調を表現するが、タッチ電極TEのタッチ有無は感知せず、タッチ区間には各画素の階調を固定し、タッチ電極TEのタッチ有無を感知する。即ち、タッチ駆動部140は、1フレーム区間中、タッチ区間にのみタッチ有無を感知する。
【0044】
このようにタッチ駆動部140が時分割駆動することで、データラインDLおよびゲートラインGLに印加されるデータ電圧Vdataおよびゲート電圧の変化がないタッチ区間でのみ、タッチ表示パネル110でのタッチ有無を感知するようになる。即ち、タッチ区間でデータ電圧Vdataおよびゲート電圧は固定され、データ電圧Vdataおよびゲート電圧によって発生する寄生キャパシタンスによりタッチ電極TEの静電容量の変化ΔC
sが発生しなくなる。これによって、タッチ駆動部140は、タッチ区間でタッチ電極TEの静電容量の変化ΔC
sを安定して感知でき、タッチ表示パネル110のタッチ感度を向上させることができる。
【0045】
図3は、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置のタッチ表示パネルを示す断面図であり、
図4は、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置のタッチパネル層およびタッチ駆動部を示す図である。
【0046】
図3を参照すると、タッチ表示パネル110は、基板111、タッチパネル層113、駆動層115、発光部117および蓋層119を含む。
【0047】
基板111は、タッチ表示パネル110の構成要素を支持する。基板111は、フレキシブル(flexible)な物質からなり得、一定の弾性を有し、外力によって反り得る。このために、基板111は、ポリイミド(PI、Polyimide)等のような反り特性のあるプラスチックからなり得る。
【0048】
タッチパネル層113は、基板111上に配置される。タッチパネル層113は、複数のタッチ電極TE、および複数のタッチ電極TEをタッチ駆動部140と連結する複数のタッチラインTLを含む。そこで、複数のタッチラインTLを通してそれぞれのタッチ電極TEが個別的にタッチ駆動部140と連結され得る。これによって、タッチ駆動部140は、それぞれのタッチ電極TEの静電容量の変化ΔC
sを感知でき、タッチ表示パネル110は、自己静電容量(self−capacitive)方式でタッチを感知できる。
【0049】
タッチ電極TEおよびタッチラインTLは、電気伝導性の高い金属で構成され得る。例えば、タッチ電極TEおよびタッチラインTLは、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、またはこれらの合金からなる単一層または多重層で形成され得る。このように、電気伝導性に優れた金属でタッチ電極TEおよびタッチラインTLを形成することで、タッチラインTLと連結されたタッチ駆動部140がタッチ電極TEの静電容量の変化ΔC
sを迅速に把握できる。従って、タッチ表示装置100のタッチ応答速度を向上させることができる。ただし、これに制限されず、タッチ電極TEおよびタッチラインTLは、金属でない導電性物質からなってもよい。
【0050】
タッチパネル層113は、後述する発光部117および駆動層115の下部に配置される。このように、光が発光する発光部117の前面方向にタッチパネル層113が配置されず、タッチ表示パネル110の透過率が減少しない。さらに、光が発生する発光部117の背面方向にタッチパネル層113が配置されることで、発光部117から背面方向に漏れる光をタッチ表示パネル110の前面方向に反射させ、タッチ表示装置100の光効率を向上させることができる。
【0051】
図4においては、タッチ電極TEを四角形の形態で表示したが、これに限定されず、様々な形態に変形し得る。これについての詳細な内容は、
図7乃至9を参考にして後述する。
【0052】
図5は、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置のタッチ電極およびダミー電極を示す図である。
【0053】
図5を参照すると、複数のタッチ電極TEの間の離隔空間にダミー電極DEが配置される。ダミー電極DEは、タッチ電極TEと反射率が同一の物質で構成され得る。即ち、ダミー電極DEの反射率は、タッチ電極TEの反射率と同一であってよい。例えば、ダミー電極DEもまた、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、またはこれらの合金からなる単一層または多重層で形成され得る。
【0054】
上述したように、複数のタッチ電極TEの間にダミー電極DEを形成することで、タッチパネル層113の全ての領域の反射率を実質的に同等に設定できる。これによって、外部でタッチ電極TEのパターンを別に認知できなくなり、タッチ電極TEのパターンによる画面歪み現象を防止できる。
【0055】
駆動層115は、タッチパネル層113上に配置され、複数の薄膜トランジスタおよびそれぞれの薄膜トランジスタと連結されるデータラインDLおよびゲートラインGLが配置される。また、有機発光ダイオードOLEDを駆動するために用いられるキャパシタが駆動層115にさらに含まれてもよい。
【0056】
具体的に、薄膜トランジスタのゲート電極は、ゲートラインGLに連結され、ソース電極は、データラインDLに連結され、ドレイン電極は、発光部117に配置されたそれぞれの有機発光ダイオードOLEDと電気的に連結される。ただし、これに制限されず、このように駆動層115に薄膜トランジスタ、データラインDLおよびゲートラインGLを配置して、発光部117に配置された有機発光ダイオードOLEDを駆動できる。
【0057】
発光部117は、駆動層115上に配置され、薄膜トランジスタと連結される複数の有機発光ダイオードOLEDを含む。
【0058】
具体的に、複数の有機発光ダイオードOLEDは、特定カラーの光を具現できる。例えば、複数の有機発光ダイオードOLEDは、赤色を具現する赤色有機発光ダイオードR、緑色を具現する緑色有機発光ダイオードG、青色を具現する青色有機発光ダイオードB、および白色を具現する白色有機発光ダイオードWで構成され得るが、これに制限されることはない。
【0059】
蓋層119は、タッチ表示パネル110の最上層に配置され、封止層、偏光層および保護層を含むことができる。
【0060】
封止層は、発光部117上に配置され、有機発光ダイオードOLEDの透湿を防止する役割を果たす。
【0061】
封止層は、無機物層と有機物層が交互に積層され得、無機物からなる無機物層は、アルミニウム(Al)系列またはシリコン(Si)系列の炭化化合物、窒化化合物、酸化化合物からなり得、有機物からなる有機物層は、エポキシ(Epoxy)系列またはアクリル(Acryl)系列のポリマーからなり得る。
【0062】
偏光層は、封止層上に配置され、外光反射による画質歪みを防止できる。偏光層は、一つの偏光軸だけを含み、タッチ表示パネル110の内部に入射する光を一つの偏光軸に偏光させる。そして、偏光された光が駆動層115またはタッチパネル層113に反射して、偏光された光の位相が反転することとなる。その後は、位相が反転した光が偏光層により外部に透過できず、外光反射を遮断することができる。
【0063】
保護層は、タッチ表示パネル110の最上層に配置され、タッチ表示パネル110を保護する役割を果たす。このために、保護層は、透過率が高く、かつ機械的剛性が高い物質で形成され得る。また、前述したように、基板111はフレキシブルな特性があるので、保護層もまたフレキシブルな特性を有する物質で形成され得る。
【0064】
図6は、本発明の一実施例に係るタッチ表示パネルが反った状態を示す図である。
【0065】
前述したように、タッチ表示パネル110は、一定方向に反り得る。ここで、タッチ表示パネル110が一定方向に反るとき、反る方向を第1方向と定義し、第1方向に垂直な方向を第2方向と定義することができる。ただし、
図6においては、第2方向を第1方向と垂直な方向と定義したが、これに制限されず、第2方向は、第1方向と異なる方向のいずれか一つと定義され得る。以下においては、説明の便宜のために、第1方向をx方向と定義し、第2方向をy方向と定義する。
【0066】
図7乃至9は、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置のタッチ電極を示す図である。
【0067】
タッチ電極TEは、第1方向に延びた第1サブタッチ電極STE1と、第2方向に延びた第2サブタッチ電極STE2を含むことができる。ここで、第2サブタッチ電極STE2は、第1サブタッチ電極STE1から分岐される。ここで、第1サブタッチ電極STE1の個数は、第2サブタッチ電極STE2の個数より少ないか、または同様である。
【0068】
図7を参照すると、タッチ電極TEは、「E」形態であってよい。即ち、「E」形態のタッチ電極TEは、第1方向に延びた1個の第1サブタッチ電極STE1と、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2を含むことができる。ここで、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2は、互いに離隔される。これによって、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間が形成される。
【0069】
このように「E」形態にタッチ電極TEを形成することで、第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間が形成される。第2方向に延びた第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間によって、タッチ表示パネル110が第1方向に容易に反るか、または巻かれるようになる。即ち、タッチ表示装置100の反り特性が強化されるようになる。
【0070】
図8を参照すると、タッチ電極TEは、「
【数1】
」形態であってよい。即ち、「
【数2】
」形態のタッチ電極TEは、第1方向に延びた2個の第1サブタッチ電極STE1と、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2を含むことができる。ここで、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2は、互いに離隔される。これによって、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間が形成される。
【0071】
このように「
【数3】
」形態にタッチ電極TEを形成することで、第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間が形成される。第2方向に延びた第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間によって、タッチ表示パネル110が第1方向に容易に反るか、または巻かれるようになる。即ち、タッチ表示装置100の反り特性が強化されるようになる。
【0072】
図9を参照すると、タッチ電極TEは、対称形態であってよい。タッチ電極TEは、第1方向に延びた3個の第1サブタッチ電極STE1と、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2を含むことができる。ここで、第1方向に延びた3個の第1サブタッチ電極STE1は、互いに離隔され、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2もまた互いに離隔される。これによって、第1方向に延びた3個の第1サブタッチ電極STE1の間の離隔空間が形成され、第2方向に延びた3個の第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間も形成される。
【0073】
そして、3個の第1サブタッチ電極STE1のうち中央に配置された第1サブタッチ電極STE1と、3個の第2サブタッチ電極STE2のうち中央に配置された第2サブタッチ電極STE2は、十字架状に重なり得る。これによって、
図9に示された形態のタッチ電極TEは、対称形態であってよい。
【0074】
このように対称形態にタッチ電極TEを形成することで、第1サブタッチ電極STE1の間の離隔空間が形成され、第2サブタッチ電極STE2の間の離隔空間が形成される。このように対称となる離隔空間によって、タッチ表示パネル110を全ての方向に容易に反らせるか、または巻くことが可能になる。即ち、タッチ表示装置100の反り特性が強化される。
【0075】
このように、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置は、タッチパネル層を有機発光層および駆動層の下部に配置することで、タッチ表示装置の透過率を向上させることができる。
【0076】
そして、本発明の一実施例に係るタッチ表示装置の第1方向に延びた第1サブタッチ電極の個数は、第2方向に延びた第2サブタッチ電極の個数より少ないか、または同様であることで、タッチ表示装置の反り特性を強化させることができる。
【0077】
本発明の例示的な実施例は、下記のように説明され得る。
【0078】
前述したような課題を解決するために、本発明の一実施例に係る表示装置は、タッチ表示パネル、および前記タッチ表示パネルと連結されたタッチ駆動部を含み、前記タッチ表示パネルは、複数のタッチ電極および複数のタッチラインが備えられたタッチパネル層、および前記タッチパネル層上に配置され、複数の薄膜トランジスタが備えられた駆動層を含む。
【0079】
本発明の他の特徴によれば、前記タッチ表示パネルは、第1方向に反り、前記複数のタッチ電極それぞれは、前記第1方向に延びた少なくとも一つの第1サブタッチ電極、および前記第1サブタッチ電極から分岐され、前記第1方向と異なる第2方向に延びた少なくとも一つの第2サブタッチ電極を含み、前記第1サブタッチ電極の個数は、前記第2サブタッチ電極の個数より少ないか、または同様であってよい。
【0080】
本発明のまた他の特徴によれば、前記タッチ電極は、「E」形態であってよい。
【0081】
本発明のまた他の特徴によれば、前記タッチ電極は、「
【数4】
」形態であってよい。
本発明のまた他の特徴によれば、前記タッチ駆動部は、ディスプレイ区間とタッチ区間に時分割駆動し、前記タッチ区間にのみタッチを感知できる。
【0082】
本発明のまた他の特徴によれば、前記タッチ表示パネルは、前記複数のタッチ電極の間に配置される少なくとも一つのダミー電極をさらに含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、前記ダミー電極の反射率は、前記タッチ電極の反射率と同様であってよい。
【0083】
本発明のまた他の特徴によれば、前記駆動層上に配置され、前記複数の薄膜トランジスタと連結される有機発光ダイオードをさらに含むことができる。
【0084】
本発明のまた他の特徴によれば、前記タッチ表示パネルは、自己静電容量(Self−capacitive)方式で駆動され得る。
【0085】
以上、添付の図面を参照して、本発明の実施例をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施され得る。従って、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。それゆえ、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解すべきである。本発明の保護範囲は、下記の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。