JP6820092B2 - センサー、タッチセンサー及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、センサー、タッチセンサー及び表示装置に関する。
情報ディスプレイに関する関心が高まり、携帯できる情報媒体を利用しようとするニーズが増えるに伴って、表示装置に対する研究及び商業化が重点的に行われている。
最近の表示装置は映像表示機能に加えて、ユーザーのタッチの入力を受けるためのタッチセンサーを備えている。これにより、ユーザーはタッチセンサーを介してより便利に表示装置を利用できるようになった。
また、最近では、タッチ位置だけでなく、タッチにより発生する圧力を利用してユーザーに多様な機能を提供しようとしている。
米国特許出願公開第2015/0153895号明細書
本発明の実施形態は、タッチの強さを把握するセンサーを提供することを目的とする。
また、本発明の実施形態は、タッチされた地点及びタッチの強さを複合的に把握するタッチセンサーを提供することを目的とする。
さらに、本発明の実施形態は、上記センサー及び/またはタッチセンサーを備えた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態による表示装置は表示パネルと、上記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び上記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含む。上記第2センサーは第1導電体と、上記第1導電体と離隔され、上記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、上記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、を含む。上記静電容量と上記可変抵抗要素の抵抗は上記圧力に応じて変化することができる。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素は上記第1導電体上に位置してもよい。例えば、上記可変抵抗要素は上記第1導電体と上記第2導電体の間に提供されてもよく、上記第1導電体は上記可変抵抗要素と上記第2導電体の間に提供されてもよい。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素の少なくとも一部は上記第1導電体と同じ層上に提供されてもよい。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素はナノ粒子を含んでもよい。例えば、上記ナノ粒子は、ナノコラム、ナノロッド、ナノ気孔及びナノワイヤーのうち少なくともいずれか1つを含んでもよい。また、可変抵抗要素は銀ナノワイヤー及び炭素ナノチューブのうち少なくともいずれか1つを含んでもよい。
本発明の一実施形態において、上記第1導電体はメッシュ構造を有してもよく、多数の開口部を含む金属ラインを含んでもよい。上記金属ラインは互いに離隔して位置する第1金属ライン及び第2金属ラインを含み、上記可変抵抗要素は上記第1金属ラインと上記第2金属ラインの間に連結されてもよい。上記開口部は第1開口部及び上記第1開口部に比べて上記第1導電体の中心から離れて位置する第2開口部を含んでもよく、上記第2開口部の大きさは上記第1開口部より小さくてもよい。
本発明の一実施形態において、上記第1センサーと上記第2センサーは互いに重なって位置してもよい。
本発明の一実施形態において、上記表示パネルは第1面及び上記第1面と対向する第2面を含み、上記第1センサーと上記第2センサーは上記表示パネルの第1面上に位置してもよい。例えば、上記表示パネルは上記第1面を介して映像を表示することができる。
本発明の一実施形態において、上記第1導電体と上記第2導電体の間には、緩衝部材が位置してもよく、上記緩衝部材は弾性力を有してもよい。上記緩衝部材は互いに分離された多数のサブ緩衝部材を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素は多数提供されてもよく、上記第1導電体の縁に沿って配置されるか、上記第1導電体に規則的または不規則的に配置されてもよい。また、上記可変抵抗要素は上記第1導電体の中心から離れるほど密度が変化してもよく、例えば、上記第1導電体の中心から離れるほど密に配置されることができる。また、上記可変抵抗要素は上記第1導電体に曲線経路に沿って配置されてもよい。
本発明の一実施形態において、上記第1センサーは静電容量方式のセンサーであってもよい。
本発明の一実施形態において、上記表示装置は上記表示パネル、上記第1センサー、及び上記第2センサーを収容するブラケットをさらに含んでもよく、上記第2導電体は上記表示パネル、上記第1センサー、及び上記第2センサーを収容するブラケットの一部であってもよい。
本発明の一実施形態によるタッチセンサーは、タッチの位置を検知する第1センサー及び上記タッチの圧力を検知する第2センサーを含み、上記第2センサーは第1導電体と、上記第1導電体と離隔され、上記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、上記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、を含む。
本発明の一実施形態によるセンサーは、第1導電体と、上記第1導電体と離隔され、上記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、上記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、を含み、上記静電容量と上記可変抵抗要素の抵抗は外部から印加される圧力に応じて変化することができる。
本発明の一実施形態によるセンサーは、第1導電体を含む多数の導電体及び上記第1導電体と連結される可変抵抗要素を含み、上記第1導電体の自己静電容量と上記可変抵抗要素の抵抗は外部から印加される圧力に応じて変化することができる。
本発明の実施形態によれば、容易にタッチの強さを把握するセンサーを提供することができる。
また、本発明の実施形態によれば、タッチされた地点とタッチの強さを同時に複合的に把握するタッチセンサーを提供することができる。
また、本発明の実施形態によれば、上記センサー及び/またはタッチセンサーを備えた表示装置を提供することができる。
本発明の一実施形態によるセンサーを示した図である。 図1に示されたセンサーの動作を説明するための図である。 図1に示されたセンサーの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるセンサー制御部を含むセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態による緩衝部材を含むセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態による緩衝部材を含むセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による第1導電体を示した図である。 図9に示された第1導電体を含むセンサーを示した図である。 図9に示された第1導電体を含むセンサーを示した図である。 図9に示された第1導電体を含むセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるサブ緩衝部材を含むセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるサブ緩衝部材を含むセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサー制御部を含むタッチセンサーを示した図である。 自己静電容量方式の第1センサーを示した図である。 相互静電容量方式の第1センサーを示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサー制御部及び表示駆動部を含む表示装置を示した図である。 本発明の一実施形態による表示パネルを示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置である。 本発明の一実施形態による表示装置である。 第1センサー、表示パネル及び第2センサーの配置構造を示した図である。 第1センサー、表示パネル及び第2センサーの配置構造を示した図である。 本発明の一実施形態による表示パネルを示した図である。 図21に示された表示パネルの内部に位置する第2センサーを示した図である。 本発明の他の一実施形態によるセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサーの動作を示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサーの動作を示した図である。 本発明の一実施形態によるセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 図26aのタッチセンサーのブロック図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示したものであって、構成要素が追加されたものを示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示したものであって、構成要素が追加されたものを示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示したものであって、タッチセンサーの位置が変わったものを示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示したものであって、タッチセンサーの位置が変わったものを示した図である。 本発明の一実施形態による表示装置を示したものであって、構成要素の一部が代替されたものを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 図33に示されたタッチセンサーの一部を拡大して示した図である。 図34のI−I’線に沿った断面の一例を示した図である。 図34のI−I’線に沿った断面の他の例を示した図である。 図34に示されたタッチセンサーの変形例を示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示した図である。 本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示装置を示した図である。
その他の実施形態の具体的な内容は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面とともに詳細に後述する実施形態を参照すると明確になるであろう。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態に具現されてもよい。以下の説明において、ある部分が他の部分と連結されているとは、直接連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を介して電気的に連結されている場合も含む。また、図面において本発明と関係のない部分は、本発明の説明を明確にするために省略しており、明細書の全体を通じて類似する部分には同じ図面符号を付けた。
以下、本発明の実施形態に係る図面を参照して、本発明の実施形態によるセンサー、タッチセンサー及び表示装置について説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるセンサーを示したものである。
図1を参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー100は第1導電体110、第2導電体120、及び可変抵抗要素130を含んでもよい。
第1導電体110と第2導電体120は互いに離隔して位置してもよい。
また、第1導電体110と第2導電体120の間には別の構成要素が配置されてもよい。
第1導電体110と第2導電体120は導電性物質を含む。本発明の一実施形態における上記導電性物質は金属やこれらの合金を含んでもよい。上記金属としては、金(Au)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、銅(Cu)、白金(Pt)などが挙げられる。
本発明の一実施形態において、上記第1導電体110と第2導電体120は透明導電性物質からなってもよい。上記透明導電性物質としては、銀ナノワイヤー(AgNW)、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Antimony Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、及びSnO(Tin Oxide)、カーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube)、グラフェン(graphene)などが挙げられる。第1導電体110と第2導電体120は単一膜または多重膜からなってもよく、例えば、上記物質のうち2以上の物質が積層された多重膜を含むことができる。
第1導電体110と第2導電体120は、図面上には板状に示されているが、これに限定されるものではなく、多様な形状に変形されてもよい。
また、第2導電体120は第1導電体110と同じ物質からなってもよく、異なる物質からなってもよい。
可変抵抗要素130は第1導電体110に連結されてもよい。例えば、可変抵抗要素130は第1導電体110の上面111に配置されることができる。
図1には1つの可変抵抗要素130が第1導電体110に連結された様子を示したが、多数の可変抵抗要素130が第1導電体110に連結されてもよい。
また、可変抵抗要素130は、変形の程度に応じて電気的な特性が変化する構成要素であって、外部から印加される圧力(または力)に応じて抵抗が変化することができる。
例えば、可変抵抗要素130に提供される力が増加するほど、可変抵抗要素130の抵抗は減少することができる。または、逆に、可変抵抗要素130に提供される力が増加するほど、可変抵抗要素130の抵抗が増加することもできる。
可変抵抗要素130は圧力に応じて抵抗が変化する物質を含んでもよい。例えば、可変抵抗要素130は、圧力検知物質(force sensitive material)または圧力検知レジスター(force sensitive resistor)と称される物質を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素130はナノ粒子を含んでもよい。上記ナノ粒子は、ナノチューブ、ナノコラム、ナノロッド、ナノ気孔、及びナノワイヤーなどであってもよい。上記ナノ粒子は、炭素、黒鉛、半金属、金属、上記半金属または金属の導電性酸化物、または上記半金属または金属の導電性窒化物の粒子を含むか、絶縁性ビーズ上に上記粒子がコートされたコアシェル構造の粒子またはこれらの組み合わせを含んでもよい。上記半金属は、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)及びヒ素(As)のいずれか1つまたはこれらの合金を含んでもよい。上記金属は、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、インジウム(In)、スズ(Sn)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)、カドミウム(Cd)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)などまたはこれらの合金を含んでもよい。上記導電性酸化物は、インジウムスズオキサイド(ITO)、インジウム亜鉛オキサイド(IZO)、アルミニウムがドープされた亜鉛酸化物(AZO)、ガリウムインジウム亜鉛酸化物(GIZO)、亜鉛酸化物(ZnO)などまたはこれらの混合物を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、上記ナノ粒子はカーボンナノチューブや銀ナノワイヤーのうち少なくともいずれか1つであってもよいが、これに限定されるものではない。
また、可変抵抗要素130の形状は図1に示した形状に限定されず、多様に変わってもよい。
図2a及び図2bは図1に示されたセンサーの動作を説明するためのものである。特に、図2aはセンサー100に圧力Fが印加されていない状態を示しており、図2bはセンサー100に圧力Fが印加された状態を示したものである。
図2aを参照すると、センサー100に圧力Fが印加されていない場合、第1導電体110と第2導電体120の間には第1静電容量C1が形成され、可変抵抗要素130は第1抵抗R1を有することができる。
図2bを参照すると、ユーザーのタッチなどによってセンサー100に圧力Fが加わる場合、第1導電体110と第2導電体120の距離が変化し、これに応じて第1導電体110と第2導電体120の静電容量が変化することができる。例えば、第1静電容量C1は印加される圧力Fに応じて第2静電容量C2に変化することができる。
また、センサー100に圧力Fが加わる場合、可変抵抗要素130の形態が変化し、これに応じて可変抵抗要素130の抵抗が変化することができる。例えば、第1抵抗R1は印加される圧力Fに応じて第2抵抗R2に変化することができる。
結局、第1導電体110と第2導電体120の相互静電容量と可変抵抗要素130の抵抗は、外部から印加される圧力Fに応じて変化することができる。
したがって、センサー100で発生する静電容量の変化量と抵抗の変化量を用いて、圧力Fの強さなどを検出することができる。
センサー100に印加される圧力Fは主にユーザーのタッチによって発生するが、これに限定されず、その他の様々な原因によって発生することができる。
静電容量の変化量を検知する方式の場合は表面ノイズ(例えば、湿気など)に脆弱であり、抵抗の変化量を検知する方式の場合は温度変化に脆弱で、ホバータッチ(hover touch)を検出できないという欠点があった。
しかし、上述したように、第1導電体110と可変抵抗要素130が結合したハイブリッド構造により、静電容量の変化量と抵抗の変化量をともに利用することができ、両方式の欠点を互いに補うことができる。
即ち、水中、湿気、異物などのノイズ環境で信頼性をもって動作可能であり、すべての入力方式(指、スタイラス、ユーザーが手袋を嵌めた状態でのタッチ、ホバータッチなど)を検知することができる。
図3は、本発明の一実施形態によるセンサー制御部を含むセンサーを示したものである。
図3を参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー100はセンサー制御部135をさらに含んでもよい。
センサー制御部135は、第1導電体110と第2導電体120の間に存在する静電容量の変化量ΔCと、可変抵抗要素130の抵抗変化量ΔRを検知することにより、センサー100に印加される圧力を検出することができる。
また、多数の可変抵抗要素130がセンサー100に含まれている場合、センサー制御部135は圧力の検出を通じてタッチの位置までも一緒に検知することができる。
このため、センサー制御部135は第1導電体110及び可変抵抗要素130と連結されることができる。
例えば、センサー制御部135は、第1導電体110に流れる電流の変化量を検知することで、静電容量の変化量ΔCを検出することができ、可変抵抗要素130の電圧を検知することで、抵抗の変化量ΔRを検知することができる。
静電容量と抵抗の変化量ΔC、ΔRを検出する方式は多様に変わってもよい。例えば、センサー制御部135は第1導電体110ではない第2導電体120とも連結されることができ、駆動方式によっては、センサー制御部135は可変抵抗要素130との連結を省くこともできる。
また、センサー制御部135は第1導電体110及び第2導電体120にともに連結されて、静電容量の変化量ΔCと抵抗の変化量ΔRを検出することもできる。
図4及び図5は、本発明の一実施形態による緩衝部材を含むセンサーを示したものである。
図4を参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー100は緩衝部材140をさらに含んでもよい。
緩衝部材140は第1導電体110と第2導電体120の間に位置してもよい。これにより、緩衝部材140は第1導電体110及び第2導電体120に接触することができる。
緩衝部材140は外部の衝撃を緩和する役割を担い、そのために弾性力を有することができる。例えば、緩衝部材140は外部からの圧力によって変形が起こり、上記外部からの圧力が除去されると、再び元の状態に復元できる弾性力を有することができる。
また、緩衝部材140は、第1導電体110と第2導電体120の間の電気的短絡を防止するために絶縁性を有してもよい。
緩衝部材140は弾性力を有するように多孔性高分子で提供されてもよい。例えば、緩衝部材140はスポンジのように発泡体の形態で提供されることができる。
例えば、緩衝部材140は、熱可塑性エラストマー(thermoplastic elastomer)、ポリスチレン(polystyrene)、ポリオレフィン(polyolefin)、ポリウレタン熱可塑性エラストマー(polyurethane thermoplastic elastomers)、ポリアミド(polyamides)、合成ゴム(synthetic rubbers)、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane)、ポリブタジエン(polybutadiene)、ポリイソブチレン(polyisobutylene)、ポリ(スチレン−ブタジエン−スチレン)[poly(styrene−butadienestyrene)]、ポリウレタン(polyurethanes)、ポリクロロプレン(polychloroprene)、ポリエチレン(polyethylene)、シリコン(silicone)など、及びこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。
図5を参照すると、本発明の一実施形態による緩衝部材140は多数のサブ緩衝部材141を含んでもよい。
サブ緩衝部材141は互いに分離して位置してもよく、多様な形状を有することができる。
例えば、それぞれのサブ緩衝部材141は一側に突出した形状を有してもよい。即ち、図5に示したように、それぞれのサブ緩衝部材141は第1導電体110から第2導電体120に向けて突出した形状を有することができる。
図6は、本発明の一実施形態によるセンサーを示したものである。
図6を参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー100においては、可変抵抗要素130が第1導電体110の下面112に配置されてもよい。
即ち、図1のように可変抵抗要素130が第1導電体110の上面111に位置するのではなく、可変抵抗要素130は第1導電体110の下面112に配置されてもよい。
図6には1つの可変抵抗要素130が第1導電体110に連結された様子を示したが、多数の可変抵抗要素130が第1導電体110に連結されてもよい。
図示しないが、多数の可変抵抗要素130は第1導電体110の上面111と下面112の両方に配置されてもよい。例えば、可変抵抗要素130の一部は第1導電体110の上面111に位置し、可変抵抗要素130の他の一部は第1導電体110の下面112に位置してもよい。
図7a及び図7bは、本発明の一実施形態によるセンサーを示したものである。
図7aを参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー100においては、可変抵抗要素130の少なくとも一部は第1導電体110と同じ層に形成されてもよい。
例えば、第1導電体110は開口領域113を含み、可変抵抗要素130の少なくとも一部は上記開口領域113に位置してもよい。
図7bを参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー100において、上記可変抵抗要素130上には上記可変抵抗要素130を覆うカバー部114が提供されてもよい。上記カバー部114は、光学的透明樹脂(OCR;optically clear resin)または光学的透明接着剤(OCA;optically clear adhesive)を含むことができる。上記カバー部114が光学的透明接着剤として使用される場合、他の構成要素との接着が容易である。上記カバー部114は可撓性及び弾性を有することができ、これにより、タッチによって一部の形状が変形した後に容易に復元できる。
本発明の一実施形態において、上記カバー部114が光学的透明樹脂または光学的透明接着剤を含むと、透明なタッチセンサーの具現が容易になる。
図7bには、上記カバー部114が上記可変抵抗要素130に対応する領域のみに形成されたものを開示したが、これに限定されるものではない。例えば、上記カバー部114は上記センサー100の大半及び全面をカバーすることもできる。
図7a及び図7bには、1つの可変抵抗要素130が第1導電体110に連結された様子を示したが、多数の可変抵抗要素130が第1導電体110に連結されてもよい。
図8aないし図8gは、本発明の一実施形態による可変抵抗要素の配置構造を示したものである。特に、図8aないし図8gには多数の可変抵抗要素130が第1導電体110に配置された場合を示した。
上記可変抵抗要素130はセンサーの大きさやユーザーのタッチの態様によって、多様な位置及び/または単位面積当たりの密度で配置されてもよい。例えば、タッチが主に起こる領域とタッチがあまり起こらない領域がある場合、タッチが主に起こる領域のタッチの感度を上げるために、タッチが主に起こる領域には可変抵抗要素130を多く配置し、タッチがあまり起こらない領域には可変抵抗要素130の数をタッチが主に起こる領域に比べて少なく配置することができる。また、タッチが強い力で起こる領域は少ない数の可変抵抗要素130でも検知できることを考慮して、可変抵抗要素の数をタッチが弱い力で起こる領域に比べて少なく配置してもよい。さらに、上記センサーが表示装置のような他の電子機器に採用される場合、他の電子機器との組み合わせを考慮して、多様な位置及び/または単位面積当たりの密度で配置されてもよい。表示装置の場合、映像が表示される領域と映像が表示されない領域が提供されることができるため、映像が表示されない領域に可変抵抗要素130が配置され、映像が表示される領域には可変抵抗要素130が少ない数で配置されるか、または配置されなくてもよい。また、映像が表示される領域内でも映像に連動して多様な位置及び/または密度で可変抵抗要素130を配置できることは言うまでもない。
図8a及び図8bを参照すると、可変抵抗要素130は第1導電体110の縁に沿って配置されてもよい。
また、図8cを参照すると、可変抵抗要素130は規則的に第1導電体110に配置されてもよい。例えば、可変抵抗要素130間の距離が等しくなるように可変抵抗要素130は均一に配置されることができる。
図8dを参照すると、可変抵抗要素130は不規則に配置されてもよい。例えば、可変抵抗要素130はランダムに配置されることができる。
図8eを参照すると、可変抵抗要素130は位置によって異なる密度を有するように第1導電体110に配置されてもよい。例えば、可変抵抗要素130は第1導電体110の中心から離れるほど密に配置されることができ、あるいは、これとは異なり、可変抵抗要素130は第1導電体110の中心に近づくほど密に配置されることもできる。
図8fを参照すると、可変抵抗要素130は曲線経路Pcに沿って第1導電体110に配置されてもよい。
図8fには螺旋状の曲線経路Pcを例示的に示したが、曲線経路Pcの形態は多様に変化されてもよい。
一方、図8gを参照すると、可変抵抗要素130は位置によって大きさが異なるように設定されてもよい。例えば、第1導電体110の中心から離れるほど可変抵抗要素130の大きさが大きくなることができる。
図9は、本発明の一実施形態による第1導電体を示したものである。
図9を参照すると、本発明の一実施形態による第1導電体110はメッシュ構造を有してもよい。例えば、第1導電体110は多数の開口部116を形成する多数の金属ライン115を含むことができる。このとき、開口部116の大きさは位置によって異なるように設定されてもよい。
例えば、開口部116は第1開口部116aと、第1開口部116aに比べて第1導電体110の中心から離れて位置する第2開口部116bと、を含んでもよい。この場合、第2開口部116bの大きさは第1開口部116aより小さく設定されてもよい。
図10aないし図10cは、図9に示された第1導電体を含むセンサーを示したものである。
図10aを参照すると、可変抵抗要素130は第1導電体110に含まれた金属ライン115の上面117に位置してもよい。
また、図10bを参照すると、可変抵抗要素130は第1導電体110に含まれた金属ライン115の下面118に位置してもよい。
センサー100が多数の可変抵抗要素130を含む場合、上記可変抵抗要素130は金属ライン115の上面117と下面118の両方に配置されてもよい。
図10cを参照すると、可変抵抗要素130の少なくとも一部は第1導電体110に含まれた金属ライン115と同じ層を形成することができる。
例えば、金属ライン115は互いに離隔して位置する第1金属ライン115aと第2金属ライン115bを含むことができる。
この場合、可変抵抗要素130は第1金属ライン115aと第2金属ライン115bの間に連結されてもよい。
即ち、第1金属ライン115aと第2金属ライン115bの間には切断領域119が存在し、可変抵抗要素130は上記切断領域119に位置して第1金属ライン115a及び第2金属ライン115bと連結されてもよい。
図10aないし図10cには、1つの可変抵抗要素130が金属ライン115に連結された様子を示したが、多数の可変抵抗要素130が金属ライン115に連結されてもよい。
図示しないが、多数の可変抵抗要素130は金属ライン115の上面117と下面118の両方に配置されてもよい。
第2導電体120及び緩衝部材140に対する説明は上述した実施形態と重なるため、ここではその説明を省略する。
図11a及び図11bは本発明の一実施形態によるサブ緩衝部材を含むセンサーを示したものである。特に、図11aには図10bと比べて緩衝部材140が多数のサブ緩衝部材141を含む場合を示し、図11bには図10cと比べて緩衝部材140が多数のサブ緩衝部材141を含む場合を示した。
図11aを参照すると、多数の可変抵抗要素130は第1導電体110に含まれた金属ライン115の下面118に位置してもよい。
緩衝部材140は、互いに分離された多数のサブ緩衝部材141を含んでもよい。
この場合、サブ緩衝部材141は可変抵抗要素130と第2導電体120の間に位置してもよい。これにより、サブ緩衝部材141は可変抵抗要素130と第2導電体120に接触することができる。
また、サブ緩衝部材141は可変抵抗要素130をそれぞれ覆う形態で形成されることができる。これにより、可変抵抗要素130はサブ緩衝部材141の内部にそれぞれ含まれることができる。
図11bを参照すると、多数の可変抵抗要素130は第1導電体110に含まれた金属ライン115の切断領域119にそれぞれ位置してもよい。
緩衝部材140は互いに分離された多数のサブ緩衝部材141を含んでもよく、図11aに係る実施形態と同じ形態に形成されてもよい。
図12aは本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示したものであり、図12bは本発明の一実施形態によるセンサー制御部を含むタッチセンサーを示したものである。
図12aを参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー105は第1センサー150と第2センサー100を含んでもよい。
第1センサー150は、タッチセンサー105に入力されるタッチの位置を検知することができる。
例えば、第1センサー150はタッチの入力によって静電容量の変化が生じる静電容量方式のセンサーであってもよい。
また、第1センサー150は多様な方式のセンサーで具現されてもよく、例えば、抵抗膜方式(resistive type)、赤外線検知方式(infrared beam type)、超音波表面弾性波方式(surface acoustic wave type)、積分式張力測定方式(integral strain gauge type)、ピエゾ方式(piezo type)などで具現されることができる。
第1センサー150と第2センサー100は互いに重なって位置してもよい。例えば、図12aに示したように、第2センサー100は第1センサー150の下側に付着されてもよい。
主に、第2センサー100は第1センサー150の上側に位置し、第1センサー150と第2センサー100の間には別の構成要素が位置することができる。
第2センサー100は、タッチセンサー105に入力されるタッチの圧力を検知することができる。
第2センサー100は、図1ないし図11bに関して説明したセンサー100で具現されることができるため、同じ符号を付与した。したがって、第2センサー100に対する詳細な説明は省略する。
図12bを参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー105はセンサー制御部135をさらに含んでもよい。
センサー制御部135は第1センサー150と第2センサー100の動作を制御することができる。
例えば、センサー制御部135はタッチの入力によって第1センサー150で生じる静電容量の変化量を検知することで、タッチの位置を検出することができる。
また、センサー制御部135は、図3に関して説明した方式により第2センサー100を制御することができる。
本発明の一実施形態によるタッチセンサー105は様々な電子機器に採用されることができる。例えば、上記電子機器は、コンピューター、個人端末(PDA)、携帯電話、音楽プレーヤー、ナビゲーション、デジタルカメラ、インターネット端末、GPS(Global Positioning System)受信機、リモートコントローラーなどを含んでもよい。
図13は、自己静電容量方式の第1センサーを示したものである。
図13を参照すると、本発明の一実施形態による第1センサー150は自己静電容量方式のセンサーであってもよい。
また、第1センサー150は多数のタッチ電極152及び配線153を含んでもよい。
タッチ電極152は基板151上に配置されてもよく、導電性材料を含んでもよい。例えば、上記導電性材料としては、金属、これらの合金、導電性高分子、導電性金属酸化物などを用いることができる。本発明の一実施形態において、上記金属としては、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、スズ、アルミニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛などが挙げられる。上記導電性高分子としては、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系化合物及びこれらの混合物などが挙げられ、特に、ポリチオフェン系の中でもPEDOT/PSS化合物を使用することができる。上記導電性金属酸化物としては、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Antimony Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、SnO(Tin Oxide)などを挙げることができる。本発明の一実施形態におけるタッチ電極152は単一膜または多重膜からなってもよい。
基板151はガラス、樹脂(resin)などのような絶縁性材料からなってもよい。また、基板151は曲げるか、折られるように可撓性(flexibility)を有する材料からなることができ、単層構造または多層構造を有することができる。
例えば、基板151は、ポリスチレン(polystyrene)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリメチルメタクリレート(Polymethyl methacrylate)、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリアクリレート(polyacrylate)、ポリエーテルイミド(polyetherimide)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)、ポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide)、ポリアリレート(polyarylate)、ポリイミド(polyimide)、ポリカーボネート(polycarbonate)、トリアセテートセルロース(triacetate cellulose)、セルロースアセテートプロピオネート(cellulose acetate propionate)のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。
ただし、上記基板151を構成する材料は多様に変わってもよく、ガラス繊維強化プラスチック(FRP、Fiber glass reinforced plastic)などからなってもよい。
基板151は別の基板で具現されるか、表示装置に含まれた多様な構成要素で具現されてもよい。例えば、基板151は表示装置で用いられる封止基板(encapsulation substrate)または封止層(encapsulation layer)であってもよい。
配線153はタッチ電極152とパッド154の間に連結されてもよい。また、配線153はパッド154を介してセンサー制御部135と連結されることができる。
例えば、パッド154は、別の配線、可撓性印刷回路基板、テープキャリアパッケージ、コネクタ、またはチップオンフィルムなどを介してセンサー制御部135と連結されてもよい。
第1センサー150にタッチが入力されると、上記タッチに係わるタッチ電極152の自己静電容量(self−capacitance)が変化するため、センサー制御部135はタッチ電極152から出力される信号を利用してタッチ位置を検出することができる。
図14は、相互静電容量方式の第1センサーを示したものである。
図14を参照すると、本発明の一実施形態による第1センサー150は相互静電容量方式のセンサーであってもよい。
また、第1センサー150は第1タッチ電極156、第2タッチ電極157及び配線158を含んでもよい。
第1タッチ電極156は第1方向に長く形成され、第1方向と交差する第2方向に沿って多数個が配列されてもよい。
第2タッチ電極157は第1タッチ電極156と離隔して位置することにより、第1タッチ電極156とともに相互静電容量方式のセンサーとして動作することができる。
このため、第2タッチ電極157は第1タッチ電極156と交差するように配置されることができる。
例えば、第2タッチ電極157は第2方向に長く形成され、第1方向に沿って多数個が配列されてもよい。
上記のような第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の配置により、第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の間の相互静電容量(mutual capacitance)が形成され、第1センサー150にタッチが入力されると、上記タッチに係わる相互静電容量が変化する。
第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の接触を防ぐために、第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の間には絶縁膜(不図示)が形成されてもよい。
上記絶縁膜は第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の間に全面的に形成されるか、第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の交差部位に局部的に形成されてもよい。
第1タッチ電極156と第2タッチ電極157は透明導電性物質で形成されることが好ましいが、不透明金属などのような他の導電性物質で形成されてもよい。
例えば、第1タッチ電極156と第2タッチ電極157は、上述したタッチ電極152と同じ物質で形成されてもよい。
図14には第1タッチ電極156と第2タッチ電極157をバー(bar)状に示したが、第1タッチ電極156と第2タッチ電極157の形状は多様に変わってもよい。
また、第1タッチ電極156と第2タッチ電極157は柔軟性を有するために、メッシュ構造であってもよい。
配線158はタッチ電極156、157とパッド159の間に連結されてもよい。また、配線158はパッド159を介してセンサー制御部135と連結されてもよい。
例えば、パッド159は別の配線、可撓性印刷回路基板、テープキャリアパッケージ、コネクタ、チップオンフィルムなどを介してセンサー制御部135と連結されることができる。
第1タッチ電極156はセンサー制御部135から駆動信号の供給を受け、第2タッチ電極157は静電容量の変化を反映した検知信号をセンサー制御部135に出力することができる。
これにより、センサー制御部135は第2タッチ電極157から出力される検知信号を利用してタッチ位置を検出することができる。
図15aは本発明の一実施形態による表示装置を示したものであり、図15bは本発明の一実施形態によるセンサー制御部及び表示駆動部を含む表示装置を示したものである。
図15aを参照すると、本発明の一実施形態による表示装置10は第1センサー150、第2センサー100及び表示パネル160を含んでもよい。
第1センサー150は表示装置10に入力されるタッチの位置を検知することができる。第1センサー150は、図12aないし図14に関して説明した第1センサー150で具現されることができるため、同じ符号を付与した。したがって、第1センサー150に対する詳細な説明は省略する。
第2センサー100は表示装置10に入力されるタッチの圧力を検知することができる。図1ないし図11bに関して説明したセンサー100で具現されることができるため、同じ符号を付与した。したがって、第2センサー100に対する詳細な説明は省略する。この時、第1センサー150と第2センサー100は表示パネル160の内部または周辺に位置してもよい。
表示パネル160は多数の画素を含んでユーザーに所定の映像を提供することができる。
また、表示パネル160は第1センサー150及び第2センサー100と重なって位置してもよい。例えば、表示パネル160は第1センサー150と第2センサー100の間に位置することができる。
表示パネル160は少なくとも一面に映像を表示することができる。上記映像が表示される面は曲率のない平らな面であってもよく、所定の曲率を有する曲面であってもよい。または、上記映像が表示される面は一時的には平らであるが、曲げるか、巻くことができる形態として提供されてもよい。
表示パネル160は映像を表示するものであればよく、特に限定されるものではない。例えば、有機発光表示パネル、液晶表示パネル、電気泳動表示パネル、電気湿潤表示パネル、MEMS表示パネルなどであってもよい。
一方、第1センサー150は、平面視では表示パネル160と少なくとも一部が重なってもよい。本発明の一実施形態において、第1センサー150は表示パネル160の映像が表示される領域全体と実質的に重なってもよい。
第2センサー100は、平面視では上記表示パネル160と少なくとも一部が重なってもよい。本発明の一実施形態において、第2センサー100は映像が表示される領域の一部と重なるか、上記映像が表示される領域を除いた残りの領域の一部と重なってもよい。
本発明の一実施形態において、第1センサー150と第2センサー100は少なくとも一部がそれぞれ透明または不透明であってもよい。第1センサー150と第2センサー100の透明度の有無は第1センサー150と第2センサー100の提供場所によって異なるように設定されることができる。例えば、第1センサー150及び/または第2センサー100が表示パネル160の映像が表示される領域と重なる場合、上記第1センサー150及び/または第2センサー100は上記映像が透過するように少なくとも一部が透明であることができる。上記第1センサー150及び/または第2センサー100が上記表示パネル160の映像が表示されない領域と重なる場合は、上記第1センサー150及び/または第2センサー100が透明である必要はなく、不透明であってもよい。本発明の他の実施形態において、上記表示パネル160が両面に映像を表示する場合、映像が表示される領域に提供される上記第1センサー150及び/または第2センサー100は、少なくとも一部が透明であってもよい。
図15bを参照すると、本発明の一実施形態による表示装置10はセンサー制御部135及び表示駆動部136をさらに含んでもよい。
センサー制御部135は、第1センサー150と第2センサー100の動作を制御することができる。
センサー制御部135については既に説明したため、ここではその説明を省略する。
表示駆動部136は表示パネル160に映像駆動信号を供給することにより、表示パネル160の映像表示動作を制御することができる。
このため、表示駆動部136は外部から供給される映像データと制御信号を用いて、映像駆動信号を生成することができる。
例えば、表示駆動部136はホスト(不図示)から映像データと制御信号の供給を受けることができ、制御信号は垂直同期信号(Vertical Synchronization Signal)、水平同期信号(Horizo ntal Synchronization Signal)、メインクロック信号(Main Clock Signal)などを含んでもよい。
また、映像駆動信号は、走査信号及び映像データ(DATA)を用いて生成されたデータ信号などを含んでもよい。
センサー制御部135と表示駆動部136は1つの構成に統合されてもよい。例えば、センサー制御部135と表示駆動部136は1つのIC(integrated circuit)で具現されてもよい。
本発明の一実施形態による表示装置10には可撓性があってもなくてもよい。上記表示装置10が可撓性を有するために、上記表示装置10に含まれる構成要素、例えば、表示パネル160やセンサー100、150も個別的に可撓性を有することができる。例えば、上記表示装置10は可撓性の程度によって可撓性のある軟質領域(flexible area)及び/または可撓性のない硬質領域(rigid area)を含むことができる。上記表示装置10が可撓性を有する場合、上記表示装置10は折られ、上記表示装置10が折られる仮想の線を折り線としたとき、上記折り線は上記軟質領域内に提供されることができる。
ここで、「折られる」という用語は、形態が固定されているのではなく、元の形態から別の形態に変形されることができるという意味で、上記表示装置10は1つ以上の特定ライン、即ち、折り線に沿って折られるか、曲げられるだけでなく、カーブ状に曲がったり巻物式に巻かれたりすることを含む。したがって、上記表示装置10においては、上記軟質領域内に可撓性があるが、折られなくてもよく、または実際に折られてもよい。
ここで、上記軟質領域と上記硬質領域において、「可撓性がある」または「可撓性がない」及び「軟質」または「硬質」という用語は、上記表示装置10の性質を相対的に示したものである。即ち、上記「可撓性がない」及び「硬質」という表現は、可撓性が全くなくて硬い場合だけでなく、可撓性はあるが、軟質領域より可撓性が小さい場合を含む。これにより、上記硬質領域は上記軟質領域に比べて相対的に可撓性が小さいか、可撓性がなく、上記軟質領域が折れる条件であっても上記硬質領域は折られないことができる。
本発明の一実施形態において、上記折り線と軟質領域や硬質領域は多様に変わってもよい。例えば、上記表示装置10は硬質領域と軟質領域の両方を有してよいが、硬質領域がなく、軟質領域のみからなってもよい。また、上記折り線は一本であってもよいが、これに限定されず、複数本であってもよい。また、この場合、上記折り線は、必要に応じて多様な位置に提供されてもよく、全体が巻物式に巻かれてもよい。
図16は、本発明の一実施形態による表示パネルを示したものである。
図16を参照すると、本発明の一実施形態による表示パネル160は第1基板161、画素162及び絶縁層163を含んでもよい。
第1基板161上には多数の画素162が位置してもよい。また、絶縁層163は画素162及び第1基板161上に位置してもよい。
例えば、第1基板161はガラス、樹脂(resin)などのような絶縁性材料からなってもよい。また、第1基板161は曲がるか、折られるように可撓性(flexibility)を有する材料からなってもよく、単層構造または多層構造であってもよい。
例えば、第1基板161は、ポリスチレン(polystyrene)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリメチルメタクリレート(Polymethyl methacrylate)、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリアクリレート(polyacrylate)、ポリエーテルイミド(polyetherimide)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)、ポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide)、ポリアリレート(polyarylate)、ポリイミド(polyimide)、ポリカーボネート(polycarbonate)、トリアセテートセルロース(triacetate cellulose)、セルロースアセテートプロピオネート(cellulose acetate propionate)のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。
ただし、上記第1基板161を構成する材料は多様に変わってもよく、ガラス繊維強化プラスチック(FRP、Fiber glass reinforced plastic)などからなってもよい。
画素162は表示駆動部136の制御により発光することができ、絶縁層163により保護されることができる。
例えば、絶縁層163は画素162に水分、酸素などが浸透することを防止することができ、封止基板または封止層であってもよい。
ここで、絶縁層163はガラス、有機物及び無機物のうち少なくとも1つを含んでもよく、単層または多層構造であってもよい。
例えば、絶縁層163は少なくとも1つの有機膜と少なくとも1つの無機膜を含む多層構造であってもよい。
上記有機膜の材料としては、ポリアクリル、ポリイミド、テフロン(登録商標)のようなフッ素系炭素化合物、ポリエポキシ、ベンゾシクロブテンなどの有機絶縁材料を使用してもよく、無機膜の材料としては、ポリシロキサン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物を含む金属酸化物などの無機絶縁物質を使用してもよい。
図15aのように、第1センサー150が表示パネル160上に位置する場合、第1センサー150に含まれた構成要素(例えば、タッチ電極152、156、157及び配線153、158など)が絶縁層163上に直接位置することで、第1センサー150と表示パネル160を一体化することができる。
これにより、不要な基板または層を除去することができ、表示装置10の厚さを低減させ、製造コストを削減することができる。
図17は、本発明の一実施形態による表示装置である。
図17を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置10は第1センサー150、表示パネル160及び第2センサー100を収容するブラケット(bracket)171を含んでもよい。
ブラケット171の内部には第1センサー150、表示パネル160及び第2センサー100などが収容されることができる。
図17では、図15aと同じ順に、第1センサー150、表示パネル160及び第2センサー100が積層されているが、積層順は後述するように、多様に変化してもよい。
また、本発明の一実施形態による表示装置10は、窓172をさらに含んでもよい。
このとき、窓172の下側には偏光板173が位置してもよく、窓172と偏光板173の間には第1接着部材174が位置してもよい。ただし、偏光板173は必要に応じて省略してもよい。
また、窓172は第2接着部材175を介してブラケット171と結合されることができる。
第1接着部材174と第2接着部材175は光学的に透明な接着剤、その他の樹脂(resin)、テープなどで具現されてもよい。
図18は、本発明の一実施形態による表示装置である。
図18を参照すると、第2センサー100はブラケット171の一部を第2導電体120として活用することができる。
このために、ブラケット171は導電性を有する物質を含んでもよい。具体的には、ブラケット171のうち第1導電体110の下側に位置する部分が導電性を有する場合、当該部分は第2導電体120として活用されることができる。
上述した構造による場合、重複する構成を除去することができるため、表示装置10の厚さを低減させ、製造コストを削減することができる。
その他の構成要素に対する説明は図17と重なるため、ここではその説明を省略する。
ブラケット171が導電体で形成される場合、第2センサー100の位置はより多様に変わってもよい。
例えば、第2センサー100は表示パネル160と重ならない位置に存在することができる。即ち、第2センサー100は表示パネル160と重ならないブラケット171の端の領域(例えば、第2接着部材175が位置する領域など)に配置されることができる。
図19及び図20は、第1センサー、表示パネル及び第2センサーの多様な配置構造を示したものである。
図19を参照すると、第1センサー150と第2センサー100は表示パネル160の上側に位置してもよい。
図19には、第1センサー150が第2センサー100の上側に位置する場合を示したが、第1センサー150と第2センサー100の位置は入れ替わってもよい。
例えば、表示パネル160が第1センサー150と第2センサー100が位置した方向に映像を表示する場合、第1センサー150と第2センサー100は映像が透過できるように透明性を有することができる。
例えば、表示パネル160が第1センサー150と第2センサー100が位置しない方向に映像を表示する場合、第1センサー150と第2センサー100は不透明性を有することができる。
図20を参照すると、第1センサー150と第2センサー100は表示パネル160の下側に位置してもよい。
図20には、第1センサー150が第2センサー100の上側に位置した場合を示したが、第1センサー150と第2センサー100の位置は入れ替わってもよい。
図21は、本発明の一実施形態による表示パネルを示したものである。
図21を参照すると、本発明の一実施形態による表示パネル160は第1基板161と第2基板164を含んでもよい。
第2基板164は樹脂(resin)などのような絶縁性材料からなってもよい。また、第2基板164は曲がるか、折られるように可撓性(flexibility)を有する材料からなってもよく、単層構造または多層構造であってもよい。
例えば、第2基板164は、ポリスチレン(polystyrene)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリメチルメタクリレート(Polymethyl methacrylate)、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリアクリレート(polyacrylate)、ポリエーテルイミド(polyetherimide)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)、ポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide)、ポリアリレート(polyarylate)、ポリイミド(polyimide)、ポリカーボネート(polycarbonate)、トリアセテートセルロース(triacetate cellulose)、セルロースアセテートプロピオネート(cellulose acetate propionate)のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。
ただし、上記第2基板164を構成する材料は多様に変わってもよく、ガラス繊維強化プラスチック(FRP、Fiber glass reinforced plastic)などからなってもよい。
特に、第1基板161と第2基板164は、ポリイミド(polyimide)のような柔軟性を有する材質からなってもよい。
例えば、第1基板161上には多数の画素162が位置し、第2基板164は第1基板161の下側に位置してもよい。
その他の構成要素に対する説明は図16と重なるため、ここではその説明を省略する。
図22は、図21に示された表示パネルの内部に位置した第2センサーを示したものである。
表示パネル160が多数の基板161、164を含む場合、第2センサー100は上記基板161、164の間に位置することで、表示パネル160の内部に位置することができる。
即ち、第2センサー100に含まれた構成要素の一部(例えば、第2導電体120など)が第2基板164上に直接位置することにより、第2センサー100と表示パネル160を一体化することができる。
これにより、不要な基板または層を除去することができ、表示装置10の厚さを低減させ、製造コストを削減することができる。
図23は、本発明の他の一実施形態によるセンサーを示した断面図である。
以下の実施形態においては、説明の重複を避けるために、上述した実施形態と異なる部分を中心に説明する。そして、下記実施形態において、実質的に同一または類似する構成要素には同一または類似する符号を使用して説明し、説明しない部分は上述した実施形態に従う。
図23を参照すると、本発明の一実施形態によるセンサー200は第1導電体210と、第2導電体220と、上記第1及び第2導電体210、220の間に介在された可変抵抗要素230と、を含む。
上記第1導電体210は導電性物質を含む。本発明の一実施形態において、上記導電性物質は金属やこれらの合金を含んでもよい。上記金属としては、金(Au)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、銅(Cu)、白金(Pt)などが挙げられる。本発明の一実施形態において、上記第1導電体210は透明導電性物質からなってもよい。上記透明導電性物質としては、銀ナノワイヤー(AgNW)、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Antimony Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、及びSnO(Tin Oxide)、カーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube)、グラフェン(graphene)などが挙げられる。上記第1導電体210は単一膜または多重膜からなってもよく、例えば、上記物質のうち2以上の物質が積層された多重膜を含んでもよい。
上記第1導電体210は図面上に板状に示されているが、これに限定されず、様々な形状に変形されてもよい。例えば、上記第1導電体210は互いに連結されたストライプ状であってもよい。
図示しないが、本発明の一実施形態では、上記第1導電体210を支持するための絶縁性基板がさらに提供されてもよい。上記第1導電体210は上記基板の上面に実装されることができる。上記基板には可撓性があってもなくてもよく、上述した基板の材料のうちいずれか1つを含んでもよい。
上記基板は所定の透明度以上が確保されるように透明あるいは半透明に具現されるか、または表示パネルなどとの配置構造によっては不透明に具現されてもよい。
上記第2導電体220は上記第1導電体210と離隔され、導電性物質を含む。上記導電性物質は上記第1導電体210を構成することができる材料の中から選ばれてもよく、上記第1導電体210と同じ物質または異なる物質からなってもよい。
上記第2導電体220も図面上には板状に示されているが、これに限定されず、様々な形状に変形されてもよい。例えば、上記第2導電体220は互いに連結され、上記第1導電体210と交差するストライプ状であってもよい。
図示しないが、本発明の一実施形態では、上記第2導電体220を支持するための絶縁性基板がさらに提供されてもよい。上記第2導電体220は上記基板の上面に実装されることができる。上記第2導電体220を支持する基板は、上記第1導電体210を支持する基板を構成することができる材料の中から選ばれてもよく、上記第1導電体210を支持する基板と同じ物質または異なる物質からなってもよい。
上記可変抵抗要素230は上記第1導電体210と上記第2導電体220の間に提供される。上記可変抵抗要素230は変形の程度に応じて電気的な特性が変化する構成要素であって、特に、上記第1導電体210と上記第2導電体220の間で外部からの圧力に応じて抵抗が変化する物質を含む。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素230は弾性力を有する基材(matrix)231と、上記基材に提供された導電性のナノ粒子232と、を含む。
上記基材231は、その一面が上記第1導電体210と接触し、上記一面に対向する他面が上記第2導電体220と接触する。上記基材231は上記第1導電体210と上記第2導電体220の間の電気的短絡を防止するために絶縁性を有することができる。
上記基材231は、外部からの圧力(例えば、ユーザーの手やスタイラスによる圧力など)によって変形が起こり、上記外部からの圧力が除去されると、再び元の状態に復元できる弾性力を有する。上記基材231は上記弾性力を有するように多孔性高分子からなってもよい。上記基材231は、例えば、スポンジのように発泡体の形態であることができる。
上記基材231は、例えば、熱可塑性エラストマー(thermoplastic elastomer)、ポリスチレン(polystyrene)、ポリオレフィン(polyolefin)、ポリウレタン熱可塑性エラストマー(polyurethane thermoplastic elastomers)、ポリアミド(polyamides)、合成ゴム(synthetic rubbers)、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane)、ポリブタジエン(polybutadiene)、ポリイソブチレン(polyisobutylene)、ポリ(スチレン−ブタジエン−スチレン)[poly(styrene−butadienestyrene)]、ポリウレタン(polyurethanes)、ポリクロロプレン(polychloroprene)、ポリエチレン(polyethylene)、シリコン(silicone)など、及びこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。
上記ナノ粒子232は、ナノチューブ、ナノコラム、ナノロッド、ナノ気孔及びナノワイヤーなどであってもよい。上記ナノ粒子232は炭素、グラファイト、半金属、金属、上記半金属または金属の導電性酸化物、または上記半金属または金属の導電性窒化物の粒子を含むか、絶縁性ビーズ上に上記粒子がコートされたコアシェル構造の粒子またはこれらの組み合わせを含んでもよい。上記半金属は、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)及びヒ素(As)のうちいずれか1つまたはこれらの合金を含んでもよい。上記金属は、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、インジウム(In)、スズ(Sn)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)、カドミウム(Cd)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)などまたはこれらの合金を含んでもよい。上記導電性酸化物は、インジウムスズオキサイド(ITO)、インジウム亜鉛オキサイド(IZO)、アルミニウムがドープされた亜鉛酸化物(AZO)、ガリウムインジウム亜鉛酸化物(GIZO)、亜鉛酸化物(ZnO)などまたはこれらの混合物を含むことができる。
本発明の一実施形態において、上記ナノ粒子232はカーボンナノチューブや銀ナノワイヤーのうち少なくともいずれか1つであってもよいが、これに限定されるものではない。
本発明の一実施形態において、上記ナノ粒子232は上記基材の多孔性表面上に沈着などの方法で提供されることができるが、これに限定されない。
図24a及び図24bは本発明の一実施形態によるセンサーの動作を示したものであり、図24aは外部からの圧力が印加されないときのセンサーの様子で、図24bは外部からの圧力が印加されたときのセンサーの様子である。
図24a及び図24bを参照すると、本発明の一実施形態によるセンサーにおいて、第1導電体210と第2導電体220は板状であってもよい。図示しないが、上記第1導電体210と第2導電体220がなす平面をx軸とy軸が交差するx−y平面と平行であるとし、上記x−y平面に垂直な方向をz軸とすると、上記ユーザーのタッチが発生した位置はx−y平面上にあり、その位置をx座標とy座標で表すことができる。z座標は上記タッチの圧力Fの強さに応じて変化することができ、これにより、タッチの圧力Fの強さは上記z座標またはz座標に関する関数で表すことができる。ここで、上記圧力の強さは単にx−y平面に垂直な圧力の強さだけを表すのではなく、x−y平面に斜めの方向に印加される圧力の強さを含めて表すことができる。即ち、上記圧力Fがz軸方向のベクトルを有するのであれば、上記z座標値でその圧力の強さを表すことができる。
本発明の一実施形態によるセンサー200において、第1導電体210と第2導電体220は可変抵抗要素230を介して第1距離で離隔される。タッチによる外部からの圧力Fが上記センサー200に印加されると、上記圧力Fが印加された領域に対応する第1導電体210と第2導電体220の間の距離は上記圧力Fによって減少し、その結果、上記第1導電体210と第2導電体220は上記第1距離より小さい第2距離で離隔される。
上記外部からの圧力Fは上記ナノ粒子232間の距離を変化させる。上記ナノ粒子232間の距離が変化すると、上記センサー200の電気的な特性、例えば、抵抗が変化する。即ち、外部からの圧力Fがないときの抵抗を第1抵抗R1とし、外部からの圧力Fが印加されたときの抵抗を第2抵抗R2とすると、上記ナノ粒子232間の距離が変化するに応じて抵抗が変化する。例えば、上記距離の変化量が負の場合、抵抗も減少して抵抗の変化量も負となることができる。上記ナノ粒子232間の距離の変化による電気的な特性の変化は、上記ナノ粒子232間のトンネル効果に因るものである可能性もあり、上記ナノ粒子232間の直接的な接触による通電効果に因るものである可能性もある。
上記第1導電体210と上記第2導電体220は別の配線を介してセンサー制御部235に連結されてもよい。上記センサー制御部235は第1導電体210と第2導電体220間の距離の変化による抵抗変化ΔRを検知することで、上記外部からの圧力Fの強さを検知することができる。
本発明の一実施形態において、上記センサー200は上記抵抗変化及び静電容量の変化を同時に、または順に検知することができる。これにより、タッチ時のタッチ位置及び圧力の大きさを容易に検知することができ、その検知感度も向上する。さらに、上記センサー200は静電容量の変化及び抵抗変化をともに検知できるため、静電容量の変化及び抵抗変化のうちいずれか1つしかを検知できない状況でもタッチを検知することができる。例えば、センサーへの接触がないホバリングの場合、上記静電容量の変化を検知することで、タッチを検知することができる。
本発明の一実施形態において、上記外部からの圧力Fは上記第1導電体210と上記第2導電体220間の距離を変化させるが、上記第1導電体210と上記第2導電体220間の距離が変化すると、上記センサーの電気的な特性のうち静電容量も変化することができる。即ち、外部からの圧力Fがないときの静電容量を第1静電容量C1とし、外部からの圧力Fが印加されたときの静電容量を第2静電容量C2とすると、上記第1導電体210と上記第2導電体220間の距離が変化するにつれて静電容量が変化する。例えば、上記距離の変化量が負の場合、静電容量も減少して静電容量の変化量も負となることができる。
上記センサー制御部235は、第1導電体210と第2導電体220間の距離の変化による静電容量の変化を検知することで、上記外部からの圧力Fの強さを検知することができる。
本発明の一実施形態によって静電容量の変化を検知する場合において、上記センサー制御部235は上記第1導電体210と第2導電体220にそれぞれ連結されて相互静電容量(mutual capacitance)を検知することができ、選択的に、上記第2導電体220に基準電位を印加し、上記第1導電体210の自己静電容量(self−capacitance)を検知することもできる。
本発明の一実施形態によるセンサー200は、上記したように、抵抗変化と静電容量の変化を同時に、または順に検知することで、外部からの圧力の強さの情報を容易に得ることができる。上記センサー200は上記圧力Fの強さによって多様に解釈することができる。例えば、上記センサー200のセンサー制御部235は、所定の基準値を指定し、上記圧力Fの強さと所定の基準値を比較することで、上記圧力Fによる情報の入力有無を制御することができる。一例として、上記センサー制御部235は上記圧力Fの大きさが所定の基準値以上の場合のみにタッチがあると判断し、所定の基準値に達しない場合にはタッチがないと判断することができる。他の例として、上記センサー制御部235は上記圧力Fの大きさによって入力情報を区分することができ、上記圧力Fの大きさが所定の基準値以上の場合はボタンのダブルクリックのような入力と判断し、所定の基準値以下の場合にはシングルクリックのような入力と判断することができる。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素230は多様な形状であってもよい。図25には、図23に示された可変抵抗要素とは異なるように形成された本発明の一実施形態における可変抵抗要素230が示されている。
図25を参照すると、本実施形態における可変抵抗要素230は、第1導電体210と第2導電体220の間の領域の一部に提供されることができる。即ち、上記可変抵抗要素230は、平面視では互いに離隔した多数の部分に配置されることができる。上記可変抵抗要素230はその断面が多様な形状を有することができる。図25には上記可変抵抗要素230の断面が半円であることが開示されているが、これに限定されず、台形や長方形を含む多角形または半楕円形などの形状であってもよい。本実施形態において、上記可変抵抗要素230が提供されない上記第1導電体210と第2導電体220の間には可変抵抗要素230を除いた絶縁材料が提供されてもよい。例えば、上記第1導電体210と第2導電体220の間には空気、有機絶縁膜、無機絶縁膜、上述した緩衝部材などが提供されることができる。
上記可変抵抗要素230は上記センサー200内の多様な位置にあってもよい。上述した実施形態である図8aないし図8fにおける可変抵抗要素130の位置は、平面視では本実施形態でも適用できるため、図8aないし図8fの可変抵抗要素130は本実施形態における可変抵抗要素230に代替できる。
本発明の一実施形態によるセンサーは、タッチによる外部からの圧力の強さを検知する上記センサーに加えて、タッチの位置を検知するためのセンサーをさらに含んでタッチセンサー205として動作することができる。
図26aは本発明の一実施形態によるタッチセンサー205を示したものであり、図26bは図26aのタッチセンサーのブロック図である。図26a及び図26bにおいて、説明の便宜のために、上記位置を検知するためのセンサーを第1センサー250、上記圧力の強さを検知するセンサーを第2センサー200として説明する。
図26bを参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー205は第1センサー250と、第2センサー200と、上記第1センサー250と上記第2センサー200に連結されたセンサー制御部235と、を含んでもよい。
上記第1センサー250は上記ユーザーのタッチが発生した位置を検知し、上記第2センサー200は加えられる圧力の強さを検知する。これにより、本発明の一実施形態によるタッチセンサー205は、ユーザーのタッチがあるとき、上記ユーザーのタッチが発生した位置及び/または上記タッチの圧力の強さを検知することができる。
上記第1センサー250はユーザーのタッチ位置を検知するセンサーであって、特に限定されるものではない。上記第1センサー250は、静電容量方式(capacitive type)、抵抗膜方式(resistive type)、赤外線検知方式(infrared beam type)、超音波表面弾性波方式(surface acoustic wave type)、積分式張力測定方式(integral strain gauge type)、ピエゾ方式(piezo type)などの様々な方式で具現されることができる。
本発明の一実施形態において、上記第1センサー250は上述した実施形態の図13及び図14にそれぞれ示された第1センサー150と実質的に同一であってもよい。
上記第2センサー200はユーザーのタッチにおける圧力の強さを検知するものであって、上述した実施形態の図23及び図25にそれぞれ示されたものと実質的に同一であってもよい。
本発明の一実施形態による上記タッチセンサーは多様な電子機器に採用されることができる。本発明の一実施形態によるタッチセンサーは、特に多様な携帯用電子機器に用いられる。上記電子機器は、例えば、コンピューター、個人端末(PDA)、携帯電話、音楽プレーヤー、ナビゲーション、デジタルカメラ、インターネット端末、GPS(Global Positioning System)受信機、リモートコントローラーなどを含むことができる。
上記電子機器はユーザーインターフェースを含み、上記ユーザーインターフェースは少なくとも1つ以上の入力装置及び所定の情報を出力する出力装置を含んでもよい。上記タッチセンサーは上記ユーザーインターフェースの1つの入力装置として採用されることができる。上記入力装置としては、上記センサーの他にも、キーボード、ダイヤル、ジョイスティック、スイッチ、ミクロフォンなどの様々な形態で提供されてもよく、上記センサーとともに採用されることもできる。上記出力装置には映像や文字などの視覚的な情報を提供する表示パネルがある。
上記電子機器のインターフェースのうち表示装置が入力装置及び出力装置として採用された場合、上記表示装置はタッチに関する情報を入力するタッチセンサーと映像を表示する表示パネルを含んでもよい。
図27は、本発明の一実施形態による表示装置20を示したものである。
図27を参照すると、上記表示装置20は表示パネル260及び上記表示パネル260の周辺に提供されたタッチセンサーを含む。
上記表示パネル260は少なくとも一面に映像を表示することができる。上記映像が表示される面は曲率のない平らな面であってもよく、所定の曲率を有する曲面であってもよい。または、上記映像が表示される面は一時的には平らであるが、曲げるか、巻くことができる形態であってもよい。
上記表示パネル260は映像を表示するものであって、特に限定されるものではない。上記表示パネル260は、例えば、有機発光表示パネル、液晶表示パネル、電気泳動表示パネル、電気湿潤表示パネル、MEMS表示パネルなどであってもよい。
本発明の一実施形態において、上記表示パネル260は上述した実施形態のうち、図16に示された表示パネル160と実質的に同一であってもよい。
上記表示装置20は、タッチの発生位置を検知する第1センサー250と、上記タッチの外部からの圧力の強さを検知する第2センサー200と、を含む。上記第1センサー250と上記第2センサー200は上記表示パネル260の周辺に提供される。
上記表示パネル260において、映像が表示される面を前面とし、上記前面に対向する面を背面とすると、上記第1センサー250及び上記第2センサー200のうちいずれか1つは上記前面側と背面側のいずれか一側に、上記第1センサー250及び上記第2センサー200の残りの1つは上記前面側と背面側の残りの他側に提供されることができる。本発明の一実施形態において、上記第1センサー250は上記表示パネル260の前面側に、上記第2センサー200は上記表示パネル260の背面側に提供されてもよい。
上記第1センサー250は、平面視では上記表示パネル260と少なくとも一部が重なることができる。本発明の一実施形態において、上記第2センサー200は映像が表示される領域の一部と重なるか、上記映像が表示される領域を除いた残りの領域の一部と重なることができる。また、本発明の一実施形態において、上記表示パネル260の映像が表示される領域は1つ以上提供されてもよい。上記映像が表示される領域が複数提供される場合、上記映像が表示される領域は1つの表示パネル260から提供されても、多数の表示パネル260から提供されてもよい。上記第1センサー250と上記第2センサー200の位置は映像が表示される領域に応じて多様に変わってもよい。
本発明の一実施形態において、上記第1センサー250と上記第2センサー200は、少なくとも一部がそれぞれ透明または不透明であってもよい。
上記第1センサー250と上記第2センサー200の位置はこれに限定されず、追加構成要素や代替構成要素をさらに含んでもよい。
図28ないし図32は本発明の一実施形態による表示装置20を示したもので、タッチセンサーの位置が変わったり、構成要素が追加されたり、構成要素の一部が代替されたものを示したものである。
図28ないし図32は図17ないし図20及び図22の実施形態にそれぞれ対応し、説明していない各構成要素において、類似する構成要素は類似する番号で表示した。図30及び図31において、第1センサー250と第2センサー200を除いた残りの構成要素については、図17ないし図20及び図22に開示された対応する構成要素と実質的に同一であってもよい。図30及び図31における第1センサー250と第2センサー200は、図26の説明にかわるものである。
図示しないが、本発明の一実施形態において、上記タッチセンサーは上記表示パネルの他に、付加的な構成要素に提供されてもよい。例えば、上記表示パネルが取り付けられるハウジングがさらに提供される場合、上記タッチセンサーの少なくとも一部は上記ハウジング上に提供されることができる。特に、上記タッチセンサーの第1センサーは上記ハウジングの側面や背面に配置されてもよく、ハウジングの前面に配置されてもよい。
本発明の一実施形態において、本発明のタッチセンサーは上述した実施形態とは異なって多様な形態で提供されることができる。特に、本発明のタッチセンサーにおける可変抵抗要素は、上述した実施形態と異なる位置に提供されてもよい。
図33は、本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示したものである。
図33を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー300は基板301と、基板301上に形成された第1タッチ電極310及び第2タッチ電極320と、を含む。上記タッチセンサー300には、第1タッチ電極310に電気的に連結される第1配線313が提供されてもよく、また、第2タッチ電極320に電気的に連結される第2配線323が提供されてもよい。上記第1配線313及び第2配線323の端部にはパッド302が連結されてもよい。本発明の一実施形態において、上記パッド302には別途の配線、可撓性印刷回路基板、テープキャリアパッケージ、コネクタ、またはチップオンフィルムなどを介してセンサー制御部が連結されてもよい。
基板301には可撓性があってもなくてもよい。上記基板301は上述した基板を構成することができる材料の中から選ばれてもよい。
また、基板301は所定の透明度以上が確保されるように透明または半透明に具現されるか、表示パネルなどとの配置構造によっては不透明に具現されてもよい。
このような基板301は、表示パネルなどと別個に提供されることができるタッチセンサー300を構成するために別の基板で設けられてもよく、タッチセンサー一体型の表示装置を提供するために表示パネルを構成する基板のうち少なくとも1つの基板や窓などに代替されてもよい。
第1タッチ電極310は基板301上に第1方向、例えば、X方向に沿って形成される。一例として、第1タッチ電極310のそれぞれは、X方向に沿って同じ行(row)に配列された多数の第1センシングセル311と、各行に配列された第1センシングセル311を第1方向に沿って電気的に連結する多数の第1連結部312と、を含んでもよい。
ただし、本実施形態では、第1連結部312のそれぞれは少なくとも2つのブリッジ312a、312bを含むように構成される。例えば、2つの隣接した第1センシングセル311の間には、第1ブリッジ312a及び第2ブリッジ312bからなるそれぞれの第1連結部312が形成されることができる。
このような第1タッチ電極310は、第1配線313を介してそれぞれのパッド302に連結される。
第2タッチ電極320は基板301上に第2方向、例えば、Y方向に沿って形成される。一例として、第2タッチ電極320のそれぞれはY方向に沿って同じ列(column)に配列された多数の第2センシングセル321と、各列の第2センシングセル321を第2方向に沿って電気的に連結する多数の第2連結部322と、を含んでもよい。
実施形態としては、第2連結部322は当該列の第2タッチ電極320を構成する第2センシングセル321と一体に具現されてもよい。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第2連結部322は1つ以上のブリッジを含む構造に変更して実施されてもよい。
このような第2タッチ電極320は、第2配線323を介してそれぞれのパッド302に連結される。
本発明の一実施形態において、図33には第1及び第2センシングセル311、321をダイヤモンド状に示したが、それらの形状は多様に変更して実施されてもよい。例えば、第1及び第2センシングセル311、321は円形に具現されることができる。
図33には示されていないが、第1タッチ電極310と第2タッチ電極320の間の少なくとも一領域、特に、少なくともこれらの交差部には第1タッチ電極310と第2タッチ電極320を互いに絶縁させるための絶縁膜が介在される。
本発明の一実施形態において、第1タッチ電極310はそれぞれのパッド302を介して駆動信号の入力を受け、第2タッチ電極320はそれぞれのパッド302を介して検知信号を出力することができる。この場合、図33に示された実施形態のタッチセンサー300は、相互静電容量方式で駆動されることができる。
一方、図33では、第1及び第2タッチ電極310、320をそれぞれX及びY方向に沿って配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1タッチ電極310及び/または第2タッチ電極320は上記第1及び第2方向以外の方向、例えば、斜め方向に配置されてもよい。
上述した実施形態によるタッチセンサー300において、タッチセンサー300を構成する要素のうち少なくとも一部は、上述した可変抵抗要素として機能することができる。
これにより、タッチ入力による静電容量の変化とともにタッチ圧力までも検知できるようになる。したがって、タッチセンサー300の感度及び活用度を向上させることができる。これについては後述する。
図34は図33に示されたタッチセンサーの一部PAを拡大して示したものである。図34において、図33と同一または類似する構成要素には同じ符号を付与し、これに対する詳細な説明は省略する。
図34を参照すると、第1方向に沿って隣接する2つの第1センシングセル311の間には第1及び第2ブリッジ312a、312bを含む第1連結部312が配置される。説明の便宜上、本実施形態では、第1連結部312が2つのブリッジ312a、312bを含むものを図示したが、それぞれの第1連結部312に含まれるブリッジ312a、312bの数は多様に変更して実施されてもよい。例えば、それぞれの第1連結部312は、図34には図示していない1つ以上のブリッジをさらに含んでもよい。
また、本実施形態では、第1及び第2ブリッジ312a、312bが第1方向に沿って互いに平行に配置されるものを図示したが、第1及び第2ブリッジ312a、312bの配置方向や形状などは多様に変更して実施されてもよい。例えば、第1及び第2ブリッジ312a、312bのうち少なくとも1つは斜め方向に配置されるか、屈曲を有する構造に形成されてもよい。
本発明の一実施形態において、第1及び/または第2センシングセル311、321はそれぞれ導電性材料を含む。上記導電性材料としては、金属、これらの合金、導電性高分子、導電性金属酸化物などを使用することができる。本発明の一実施形態において、上記金属としては、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、マンガン(Mn)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)などが挙げられる。上記導電性高分子としては、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系化合物及びこれらの混合物などが挙げられ、特に、ポリチオフェン系の中でもPEDOT/PSS化合物を使用することができる。上記導電性金属酸化物としては、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Antimony Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)、SnO(Tin Oxide)などが挙げられる。本発明の一実施形態において、第1及び第2センシングセル311、321は単一膜または多重膜からなってもよい。
本実施形態では、少なくとも1つの第1連結部312は異なる物質で形成された第1ブリッジ312a及び第2ブリッジ312bを含む。
第1ブリッジ312aは上述した第1及び/または第2センシングセル311、321の材料を含んでもよい。例えば、第1ブリッジ312aは、モリブデン(Mo)、銀(Ag)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、モリブデン/アルミニウム/モリブデン(Mo/Al/Mo)などの低抵抗金属で形成された金属ブリッジであってもよい。
そして、第2ブリッジ312bは可変抵抗要素として提供される。上記可変抵抗要素は変形の程度によって電気的な特性が変化する構成要素であって、特に、外部からの圧力に応じて抵抗が変化する物質を含む。上記可変抵抗要素は、圧力検知物質(force sensitive material)または圧力検知レジスター(force sensitive resistor)と称される物質を含んでもよい。本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素はナノ粒子を含んでもよい。上記ナノ粒子はナノチューブ、ナノコラム、ナノロッド、ナノ気孔及びナノワイヤーなどであってもよい。上記ナノ粒子は炭素、グラファイト、半金属、金属、上記半金属または金属の導電性酸化物、または上記半金属または金属の導電性窒化物の粒子を含むか、絶縁性ビーズ上に上記粒子がコートされたコアシェル構造の粒子またはこれらの組み合わせを含んでもよい。上記半金属は、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)及びヒ素(As)のうちいずれか1つまたはこれらの合金を含んでもよい。上記金属は、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、インジウム(In)、スズ(Sn)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)、カドミウム(Cd)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)などまたはこれらの合金を含んでもよい。上記導電性酸化物は、インジウムスズオキサイド(ITO)、インジウム亜鉛オキサイド(IZO)、アルミニウムがドープされた亜鉛酸化物(AZO)、ガリウムインジウム亜鉛酸化物(GIZO)、亜鉛酸化物(ZnO)などまたはこれらの混合物を含むことができる。
本発明の一実施形態において、上記ナノ粒子はカーボンナノチューブや銀ナノワイヤーのうち少なくともいずれか1つであってもよいが、これに限定されるものではない。
本発明の一実施形態によれば、上記第1及び第2センシングセル311、321のうちいずれか1つは駆動電極で、残りの1つは受信電極であってもよい。上記第1及び第2センシングセル311、321に、または上記第1及び第2センシングセル311、321の近くに、ユーザーのタッチがある場合、上記駆動電極と受信電極の間の相互静電容量が変化することができる。上記センサー制御部は上記駆動電極と受信電極の間の相互静電容量の変化量を検知することにより、上記ユーザーのタッチ有無及びタッチ位置を検知することができる。
また、上記第2ブリッジ312bが可変抵抗要素として具現されるため、タッチによる外部からの圧力(または力)が上記第2ブリッジ312bに印加される場合、上記第2ブリッジ312bの抵抗が変化する。上記第2ブリッジ312bの抵抗変化は上記第1センシングセル311に流れる電圧または電流の変化を引き起こす。上記第2ブリッジ312bの抵抗変化は上記圧力の大きさが大きくなるにつれて大きくなることができ、センサー制御部は上記電圧または電流の変化量を検知することで、ユーザーのタッチ有無及びタッチの強さを検知することができる。
本発明の一実施形態において、上記第2ブリッジ312bは可変抵抗要素に相当し、上記第1センシングセル311より相対的に抵抗の高い物質からなってもよい。しかし、上記相対的に第2ブリッジ312bより低い抵抗を有する第1ブリッジ312aがともに提供されることで、信号の遅延を防止し、静電容量が維持されることができる。したがって、タッチ入力による抵抗の変化量だけでなく、静電容量の変化量も容易に検出することができ、ホバリング(hovering)も検出することができる。
本発明の一実施形態において、図33に示された第1連結部312に含まれた第2ブリッジ312bの少なくとも一部は可変抵抗要素として提供されてもよい。
即ち、本発明の一実施形態では、上記第2ブリッジ312bのすべてが可変抵抗要素として提供されることができ、本発明の他の実施形態では、上記第2ブリッジ312bのうち一部だけが可変抵抗要素として提供されることができる。上記第2ブリッジ312bのすべてが可変抵抗要素として提供される場合、第1連結部312が分布する領域の全般にわたって圧力検知機能を提供することができる。
上記第2ブリッジ312bのうち一部だけが可変抵抗要素として提供される場合、図33に示された第1連結部312のうち可変抵抗要素として提供されたブリッジを除く第2ブリッジ312bは、第1ブリッジ312aと同じ物質で形成されてもよい。
上記第2ブリッジ312bの少なくとも一部が可変抵抗要素として提供される場合、上記可変抵抗要素は多様に配置されてもよい。例えば、図8aないし図8gで説明したように、平面視では多様な形状をなすように配置されることができるため、上記可変抵抗要素の形成位置及びその数は多様に変更して実施されることができる。
一方、第1及び第2ブリッジ312a、312bが異なる物質で形成される場合、それぞれの第1連結部312を構成する第1ブリッジ312aと第2ブリッジ312bの抵抗値は、上記第1ブリッジ312aと第2ブリッジ312bが配置された領域によって異なることができる。上記第2ブリッジ312bの場合、可変抵抗要素として提供されるため、上記可変抵抗要素は外部からの圧力によって抵抗変化量の程度を調節することができる。例えば、上記可変抵抗要素が導電性ナノ粒子を含む高分子基材からなる場合には、上記ナノ粒子の濃度を調節することで、外部からの圧力による抵抗変化の敏感度を制御することができる。このような点を考慮して、ユーザーのタッチが頻繁に起きてタッチに対する敏感度が大きくなければならない部分には、相対的に小さい圧力でも抵抗変化量の大きい可変抵抗要素を配置し、ユーザーのタッチがあまり起きずタッチに対する敏感度が大きくなくてもよい部分には、相対的に大きい圧力でも抵抗変化量の小さい可変抵抗要素を配置することができる。この場合、領域による第1ブリッジ312aと第2ブリッジ312bの抵抗比(R1/R2)のマッチングを通じてタッチ感度を改善することができる。
詳細には、このような抵抗比(R1/R2)は、それぞれの第1連結部312内でも第1及び第2タッチ電極310、320が配置される活性領域内の位置によって差等的に調整されるか、位置に関わらずすべての第1連結部312に対して第1及び第2ブリッジ312a、312b間の抵抗比R1、R2が等しく調整されることができる。
ただし、本発明は、第1及び第2ブリッジ312a、312bの抵抗値が異なるように設定される実施形態に限定されるものではない。例えば、第1及び第2ブリッジ312a、312bの形状変更等を通じてこれらの抵抗値を類似または同じ程度にマッチングすることもできるであろう。
上述したように、少なくとも1つの第1連結部312に含まれた第2ブリッジ312bを可変抵抗要素として形成すると、タッチ圧力が伝達される際、タッチ位置を検知するとともにタッチ圧力も検知できるようになる。
図35aは図34のI−I’線に沿った断面の一例を示したものであり、図35bは図34のI−I’線に沿った断面の他例を示したものである。図35a及び図35bにおいて、図33及び図34と同一または類似する構成要素には同じ符号を付与し、これに対する詳細な説明は省略する。
図35aを参照すると、本実施形態によるタッチセンサー300は、上部ブリッジ構造で具現されてもよい。より具体的には、タッチセンサー300は、基板301上の第1層に形成された第1センシングセル311及び第2連結部322と、第1センシングセル311及び第2連結部322上に形成された第1絶縁膜304と、第1絶縁膜304上の第2層に形成された第1ブリッジ312aと、第1ブリッジ312a上に形成された第2絶縁膜305と、を含む。
第1ブリッジ312aは、第1絶縁膜304を貫通するコンタクトホール306を介して隣接する第1センシングセル311に電気的に連結される。
一方、図35aの断面図には示さないが、図34に示された第2センシングセル321は第2連結部322と一体に基板301上に形成されてもよい。そして、第2ブリッジ312bは第1ブリッジ312aとともに第1絶縁膜304上に形成されてもよい。
また、図35aには第1センシングセル311と第2センシングセル321が実質的に同一層上に配置される構造を図示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、実施形態によっては、第1センシングセル311と第2センシングセル321は異なる層上に配置されてもよい。
また、本実施形態によるタッチセンサー300は上部ブリッジ構造に限定されるものではない。
例えば、図35bに示されたように、本実施形態によるタッチセンサー300は下部ブリッジ構造で具現されてもよい。
図35bを参照すると、第1ブリッジ312aが基板301上の第1層に形成され、第1センシングセル311及び第2連結部322が第1絶縁膜304上の第2層に形成されるように変更して実施されてもよい。
一方、図34ないし図35bには活性領域に全面的に第1絶縁膜304を形成する全面絶縁膜構造を図示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1及び第2連結部312、322の交差部毎に局部的にパターニングされた島(island)状の部分絶縁膜が形成されてもよい。
図36は図34に示されたタッチセンサーの変形例を示したものである。図36において、図34と同一または類似する構成要素には同じ符号を付与し、これに対する詳細な説明は省略する。
図36を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサーは、第1及び第2タッチ電極310、320のうち少なくとも1つがメッシュ型電極構造を有するように変更して実施されてもよい。
例えば、第1センシングセル311、第2センシングセル321及び第2連結部322のうち少なくとも1つは、一層以上のメッシュ型導電層を含むように形成されてもよい。
図37a及び図37bは本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示したものである。より多様な実施形態を開示するために、図37a及び図37bには自己静電容量方式のタッチセンサーを示した。しかし、以下で説明する実施形態の特徴的な構成は自己静電容量方式のタッチセンサーのみに適用されるものではない。一例として、これは、図33に示したような相互静電容量方式のタッチセンサーにも適用できることは言うまでもない。
図37aを参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー330は基板331と、基板331上に形成された多数のタッチ電極332と、を含む。上記タッチ電極332には多数の配線333が電気的に連結され、上記配線333の端部にはパッド334が連結される。
図37aの実施形態を説明する際に、図13で説明した構成要素に対する詳細な説明は省略する。
ただし、本実施形態において、少なくとも一部のタッチ電極332は可変抵抗要素の材料を含む。
一例として、タッチ電極332のそれぞれは、導電体で構成された電極部332aと、上記電極部332aに連結される可変抵抗要素332bと、を含んでもよい。例えば、可変抵抗要素332bは、電極部332aと電気的に連結されるように電極部332aの周囲に形成されてもよい。
または、図8aないし図8gで説明したように、多様に設定できる位置に配置されたタッチ電極332のみが電極部332aと可変抵抗要素332bを含むように実施され、残りのタッチ電極332は電極部332aのみを含むように実施されてもよい。
これにより、可変抵抗要素332bを含むタッチ電極332が形成される領域やタッチ圧力が伝達されることができる距離の範囲内にタッチ入力が提供されるとき、タッチ入力による静電容量の変化とともにタッチ圧力を検出することができるようになる。
一方、図37aの実施形態では、タッチ電極332のうち少なくとも一部に可変抵抗要素332bを形成することを開示したが、可変抵抗要素332bはタッチセンサー330の他の構成要素に適用されてもよい。
例えば、図37bに示されたように、配線333のうち少なくとも一部は可変抵抗要素の材料を含むように構成されてもよい。一例として、配線333のうち少なくとも一部は低抵抗金属等で形成される導電層333aと、上記導電層333aに電気的に連結される可変抵抗要素333bと、を含んでもよい。
一例として、可変抵抗要素333bを含む1つ以上の配線333は、タッチ電極332とパッド334の間に連結された導電層333aと、上記導電層333aの上部及び/または下部に形成された可変抵抗要素333bと、を含んでもよい。
または、可変抵抗要素333bを含む配線333において、上記配線333の少なくとも一領域は導電層333aの代わりに、可変抵抗要素333bに代替できる。
一方、図37bに示された実施形態のタッチ電極332は導電体のみで構成されるか、図37aに示された実施形態のタッチ電極332のように、導電体で構成された電極部332aと、電極部332aの周囲に形成される可変抵抗要素332bと、を含んでもよい。
また、一部のタッチ電極332は、図37aの実施形態に示されたように導電体で構成された電極部332a及び可変抵抗要素332bを含み、残りのタッチ電極332は導電体のみで構成されるように変更して実施されてもよい。
即ち、図37a及び図37bに示された実施形態によると、タッチ電極332及び/または配線333のうち少なくとも一部は可変抵抗要素332b、333bを含むことができる。
さらに、図37a及び図37bに示された実施形態のタッチ電極332もメッシュ構造に変更して実施できることは言うまでもない。
図38は本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示したものである。より多様な実施形態を開示するために、図38には、長方形のバー状の第1及び第2タッチ電極を備える相互静電容量方式のタッチセンサーを示した。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。一例として、図38に示された第1及び第2タッチ電極のうち少なくとも一部は、図33に示されたように、多数のセンシングセル及び連結部を含むように変更して実施できる。また、図38には第1タッチ電極が第2タッチ電極の下部に配置されるものを示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1タッチ電極が第2タッチ電極の上部に配置されるなど、これらの位置関係は多様に変更して実施できる。
図38を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー340は、基板341と、基板341上に互いに交差する方向に形成された第1及び第2タッチ電極342、343と、第1及び第2タッチ電極342、343の交差部毎に第1及び第2タッチ電極342、343の間に介在されて絶縁性を確保するための部分絶縁膜344と、第1タッチ電極342に電気的に連結される第1配線345及び第2タッチ電極343に電気的に連結される第2配線346と、第1配線345及び第2配線346に連結されるパッド347と、を含む。
図38に示されたタッチセンサー340を説明する際に、図14で説明した構成要素に対する詳細な説明は省略する。
本実施形態において、例えば、上記第1及び第2タッチ電極342、343の間には可変抵抗要素344が提供されてもよい。上記可変抵抗要素344は上記第1及び第2タッチ電極342、343の間で上記第1及び第2タッチ電極342、343を互いに絶縁させる絶縁膜に代わって提供される。上記可変抵抗要素344は所定の基準値以上の圧力が加わらない場合には、誘電体として機能し、基準値を超える圧力が加わる場合には、上記可変抵抗要素344の抵抗が変化することができ、上記可変抵抗要素344の抵抗が減少すると、上記可変抵抗要素344を介して上部と下部に配置された第1及び第2タッチ電極342、343が通電されることもできる。
本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素344は全領域に分布してもよく、一部の領域のみに分布してもよい。または、上記可変抵抗要素344は均一または不均一に分布してもよい。例えば、本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素344は図8aないし図8gで説明したように多様に配置されてもよい。上記可変抵抗要素344が提供されていない上記第1及び第2タッチ電極342、343の間には通常用いられる絶縁膜物質が形成されてもよい。
これにより、上記第1及び第2タッチ電極342、343の間の静電容量の変化を検知することで、タッチ位置を検知し、上記可変抵抗要素の抵抗変化による上記第1及び第2タッチ電極342、343の間の通電有無を検知することで、上記タッチの圧力の強さを検知することができる。
一方、図38に示された実施形態においても、第1タッチ電極342及び第2タッチ電極343のうち少なくとも1つはメッシュ構造に変更して実施できる。
図39は本発明の一実施形態によるタッチセンサーを示したものである。図39を説明する際に、図38と実質的に同一または類似する構成要素に対する詳細な説明は省略する。
図39を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー350は、基板351と、基板351上に互いに交差する方向に形成された第1及び第2タッチ電極352、353と、第1タッチ電極352に電気的に連結される第1配線355及び第2タッチ電極353に電気的に連結される第2配線356と、第1配線355及び第2配線356に連結されるパッド357と、を含む。
一方、図39には示されていないが、第1及び第2タッチ電極352、353の間には全面絶縁膜または部分絶縁膜が介在されてもよい。
図39に示されたタッチセンサー350を説明する際に、図38で説明した構成要素に対する詳細な説明は省略する。
本実施形態において、少なくとも一部の第1及び第2タッチ電極352、353の間には可変抵抗要素354が連結されてもよい。
本発明の一実施形態において、活性領域に形成された第1及び第2タッチ電極352、353の交差部毎の第1及び第2タッチ電極352、353の間に可変抵抗要素354が連結されてもよい。この場合、活性領域内に可変抵抗要素354が均一に分布して活性領域の全般的にタッチ圧力検知機能を提供することができるようになる。
または、本発明の一実施形態において、上記可変抵抗要素は図8aないし図8gで説明したように第1及び第2タッチ電極352、353の間に多様に配置されてもよい。即ち、上記可変抵抗要素354が形成される位置は、圧力検知機能を提供しようとする位置や感度などの様々な要因に適するように多様に変更して実施できる。
これにより、可変抵抗要素354が形成される領域や少なくとも1つの可変抵抗要素354にタッチ圧力が伝達されることができる距離の範囲内にタッチ入力が提供されるとき、タッチ入力による静電容量の変化とともにタッチ圧力を検出することができるようになる。
一方、図39に示された実施形態においても、第1タッチ電極352及び第2タッチ電極353のうち少なくとも1つはメッシュ構造に変更して実施でき、図33に示したように、多数のセンシングセル311、321及び連結部312、322を含む構造に変更して実施できることは言うまでもない。
図33ないし図39を参照して説明した実施形態によると、本発明の実施形態によるタッチセンサー300、330、340、350は、少なくとも一部の領域で構成要素のうち少なくとも一部が可変抵抗要素を含むように実施される。また、図33ないし図39に示された実施形態のうち少なくとも2つの実施形態に開示された特徴的な構成を複合的に適用できることはもちろんである。
これにより、タッチ入力による静電容量の変化とともにタッチ圧力を検知できるタッチセンサー300、330、340、350を提供することができる。
一方、図33ないし図39に示されたタッチセンサー300、330、340、350は、表示パネルなどと一体型に作製することができる。
これに係わる具体的な実施形態については、図40及び図41を参照して以下でより詳細に説明する。
図40は、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示したものである。
図40を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネル360は、第1基板361と、第1基板361上に形成された多数の画素362と、画素362が形成された第1基板361上に形成された絶縁体363と、絶縁体363上に形成されたタッチセンサー364と、を含む。
本実施形態によるタッチセンサー364は、図33ないし図39を参照して説明した実施形態のうち1つ以上の実施形態を適用した構造で構成されるが、図33ないし図39に示された基板301、331、341、351は省略されてもよい。例えば、タッチセンサー364は表示パネル360の上部絶縁体363上に直接形成されてもよい。
本発明の一実施形態において、絶縁体363は封止薄膜(TFE)で具現されてもよい。封止薄膜(TFE)は少なくとも一層以上の絶縁膜を含み、一例として、それぞれ一つ以上の有機絶縁膜、無機絶縁膜が積層された多層構造で構成されてもよい。
また、実施形態的に、絶縁体363はパッシベーション膜をはじめとする様々な絶縁膜で実施されてもよい。
図41は、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示したものである。
図41を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネル370は、第1基板371と、第1基板371上に形成された多数の画素372と、画素372が形成された第1基板371上に形成された第1絶縁体373と、第1絶縁体373上に形成された第1タッチセンサー374と、第1タッチセンサー374上に形成された第2絶縁体375と、第2絶縁体375上に形成された第2タッチセンサー376と、を含む。
本実施形態による第1及び第2タッチセンサー374、376のうち少なくとも1つは、図33ないし図39を参照して説明した実施形態のうち1つ以上の実施形態を適用した構造で構成されてもよい。または、図33ないし図39を参照して説明した実施形態に含まれた第1及び第2タッチ電極310、320、342、343、352、353がそれぞれ第1タッチセンサー374と第2タッチセンサー376に分かれて構成されてもよい。ただし、図33ないし図39に示された基板301、331、341、351は表示パネル370に備えられる1つ以上の絶縁体、例えば、第1及び/または第2絶縁体373、375に代替できる。
本実施形態において、第1及び第2絶縁体373、375と第1及び第2タッチセンサー374、376は画素362の上部で交互に配置される。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1及び第2タッチセンサー374、376のうちいずれか1つのみが備えられて第1及び第2絶縁体373、375の間に挿入されることもできる。
実施形態的に、第1及び第2絶縁体373、375のうち少なくとも1つは封止薄膜(TFE)で具現されてもよい。または、封止薄膜(TFE)が第1及び第2絶縁体373、375を含んで多層構造に形成される場合、第1及び第2絶縁体373、375の間に1つ以上のタッチセンサー、例えば、第1または第2タッチセンサー374、376が挿入される構造で実施されてもよい。
図42は、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示したものである。
図42を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネル380は、第1基板381と、第1基板381の一面(例えば、上部面)上に形成された多数の画素382と、画素382が形成された第1基板381上に形成された絶縁体383と、第1基板381の他面(例えば、下部面)上に形成されたタッチセンサー384と、を含む。
図42において、図40と重複する構成要素に対する詳細な説明は省略する。
本実施形態によるタッチセンサー384は、図33ないし図39を参照して説明した実施形態のうち1つ以上の実施形態を適用した構造で構成されるが、図33ないし図39に示された基板301、331、341、351は省略されてもよい。例えば、タッチセンサー384は表示パネル380の下部基板、即ち、第1基板381の背面に直接形成されてもよい。
実施形態的に、第1基板381はガラス基板のようなリジッド基板やポリイミド薄膜フィルムのようなフレキシブル基板で具現されてもよい。
図43は、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネルを示したものである。
図43を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネル390は、第1基板391と、第1基板391の一面(例えば、上部面)に形成された多数の画素392と、画素392が形成された第1基板391上に形成された絶縁体393と、第1基板391の他面(例えば、下部面)に形成されたタッチセンサー394と、を含み、タッチセンサー394の下部面に配置された第2基板395をさらに含む。
図43の説明において、図42で説明した構成要素に対する詳細な説明は省略する。
本実施形態において、タッチセンサー一体型の表示パネル390の基材となる下部基板は、第1基板391及び第2基板395を含む多層構造に形成される。
例えば、本実施形態によるタッチセンサー一体型の表示パネル390には、二重ポリイミド基板が適用されてもよい。
このような本実施形態において、タッチセンサー394は第1基板391と第2基板395の間に挿入される。
図40ないし図43を参照して説明したところによると、表示パネル360、370、380、390を構成する1つ以上の絶縁体363、373、375、383、393または基板361、371、381、391、395上に1つ以上のタッチセンサー364、374、376、384、394を直接形成することで、タッチセンサー一体型の表示パネル360、370、380、390を製造することができる。これにより、タッチ入力機能を提供しながらも薄型化した表示装置を提供することができる。
実施形態によって、タッチセンサー364、374、376、384、394が形成される位置は図40ないし図43に示されたように多様に変更して実施できる。
図44は、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示装置を示したものである。
図44を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチセンサー一体型の表示装置30は、ブラケット31と、上記ブラケット31の内部に順に収容される緩衝部材32、表示パネル33、タッチセンサー34、偏光板35、接着層36及び窓37と、窓37をブラケット31に固定するための接着体38と、を含む。
実施形態によっては、図44に示された構成要素のうち表示パネル33及びタッチセンサー34を除いた1つ以上の構成要素は省略されてもよい。
一方、図44にはタッチセンサー一体型の表示装置30の一例として、表示パネル33の上部にタッチセンサー34が配置された実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タッチセンサー34の位置は多様に変更して実施できる。
また、各構成要素間の配置関係を明確に図示するために、図44では表示パネル33とタッチセンサー34を別個の構成要素として分離して示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図33ないし図39に示された実施形態のように別個の基板301、331、341、351を基材としてタッチセンサー34が具現されるか、図40ないし図43に示された実施形態のように表示パネル33とタッチセンサー34が一体化されて具現されてもよい。
または、タッチセンサー34が窓37と一体に具現されるように変更して実施されてもよい。一例として、窓37の下部面上にタッチセンサー34を形成してもよい。
即ち、タッチセンサー一体型の表示装置30内において、タッチセンサー34の位置やこれと一体化される構成要素は多様に変更して実施できる。
このようなタッチセンサー一体型の表示装置30において、タッチセンサー34は図33ないし図39で説明した実施形態のように、少なくとも一部の領域で構成要素の少なくとも一部が可変抵抗要素を含むように実施される。
これにより、タッチ入力による静電容量の変化とともにタッチ圧力を検知できるタッチセンサー一体型の表示装置30を提供することができる。
以上では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者または当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術範囲から外れない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更できることは理解できるであろう。
したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されず、特許の請求の範囲によって決められるべきである。
10、20、30 表示装置
100、200 センサー
105、205、300 タッチセンサー
110、210 第1導電体
120、220 第2導電体
130、230、312b、332b、344、354 可変抵抗要素
135、235 センサー制御部
160、260、360 表示パネル

Claims (31)

  1. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記可変抵抗要素の少なくとも一部は前記第1導電体と同じ層上に提供されることを特徴とする表示装置。
  2. 前記静電容量と前記可変抵抗要素の抵抗は前記圧力に応じて変化することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記可変抵抗要素は前記第1導電体上に位置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記可変抵抗要素は前記第1導電体と前記第2導電体の間に位置することを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記可変抵抗要素は前記第1導電体上に位置し、
    前記第1導電体は前記可変抵抗要素と前記第2導電体の間に位置することを特徴とする表示装置。
  6. 前記可変抵抗要素の少なくとも一部は前記第1導電体と同じ層上に提供されることを特徴とする請求項に記載の表示装置。
  7. 前記可変抵抗要素はナノ粒子を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置。
  8. 前記ナノ粒子はナノコラム、ナノロッド、ナノ気孔及びナノワイヤーのうち少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記可変抵抗要素は銀ナノワイヤー及びカーボンナノチューブのうち少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の表示装置。
  10. 前記第1導電体はメッシュ構造を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の表示装置。
  11. 前記第1導電体は多数の開口部を含む金属ラインを含むことを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
  12. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記第1導電体はメッシュ構造を有し、
    前記第1導電体は多数の開口部を含む金属ラインを含み、
    前記金属ラインは互いに離隔して位置する第1金属ライン及び第2金属ラインを含み、
    前記可変抵抗要素は前記第1金属ラインと前記第2金属ラインの間に連結されることを特徴とする表示装置。
  13. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記第1導電体はメッシュ構造を有し、
    前記第1導電体は多数の開口部を含む金属ラインを含み、
    前記金属ラインは互いに離隔して位置する第1金属ライン及び第2金属ラインを含み、
    前記可変抵抗要素は前記第1金属ラインと前記第2金属ラインの間に連結され、
    前記開口部は第1開口部及び前記第1開口部に比べて前記第1導電体の中心から離れて位置する第2開口部を含み、
    前記第2開口部の大きさは前記第1開口部より小さいことを特徴とする表示装置。
  14. 前記第1センサーと前記第2センサーは互いに重なって位置することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の表示装置。
  15. 前記表示パネルは第1面と前記第1面に対向する第2面を含み、
    前記第1センサーと前記第2センサーは前記表示パネルの第1面上に位置することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  16. 前記表示パネルは前記第1面を介して映像を表示することを特徴とする請求項15に記載の表示装置。
  17. 前記表示パネルは前記第1センサーと前記第2センサーの間に位置することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  18. 前記第1導電体と前記第2導電体の間に位置する緩衝部材をさらに含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の表示装置。
  19. 前記緩衝部材は弾性力を有することを特徴とする請求項18に記載の表示装置。
  20. 前記緩衝部材は互いに分離された多数のサブ緩衝部材を含むことを特徴とする請求項18または請求項19に記載の表示装置。
  21. 前記可変抵抗要素は多数個であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか一項に記載の表示装置。
  22. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記可変抵抗要素は多数個であり、
    前記可変抵抗要素は前記第1導電体の端に沿って配置されることを特徴とする表示装置。
  23. 前記可変抵抗要素は前記第1導電体に規則的に配置されることを特徴とする請求項21または請求項22に記載の表示装置。
  24. 前記可変抵抗要素は前記第1導電体に不規則的に配置されることを特徴とする請求項21または請求項22に記載の表示装置。
  25. 前記可変抵抗要素は前記第1導電体の中心から離れるほど密度が変わることを特徴とする請求項21または請求項22に記載の表示装置。
  26. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記可変抵抗要素は多数個であり、
    前記可変抵抗要素は前記第1導電体に曲線経路に沿って配置されることを特徴とする表示装置。
  27. 前記第1センサーは静電容量方式のセンサーであることを特徴とする請求項1〜26のいずれか一項に記載の表示装置。
  28. 表示パネルと、
    前記表示パネルの内部または周辺に提供され、タッチの位置を検知する第1センサー及び前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記表示装置は前記表示パネル、前記第1センサー及び前記第2センサーを収容するブラケットをさらに含み、
    前記第2導電体は前記表示パネル、前記第1センサー及び前記第2センサーを収容するブラケットの一部であることを特徴とする表示装置。
  29. タッチの位置を検知する第1センサーと、
    前記タッチの圧力を検知する第2センサーと、を含み、
    前記第2センサーは、
    第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、
    を含み、
    前記可変抵抗要素の少なくとも一部は前記第1導電体と同じ層上に提供されることを特徴とするタッチセンサー。
  30. 第1導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される少なくとも1つの可変抵抗要素と、を含み、
    前記可変抵抗要素の少なくとも一部は前記第1導電体と同じ層上に提供され、
    前記静電容量と前記可変抵抗要素の抵抗は外部から印加される圧力に応じて変化することを特徴とするセンサー。
  31. 第1導電体を含む多数の導電体と、
    前記第1導電体と離隔され、前記第1導電体と静電容量を形成する第2導電体と、
    前記第1導電体と連結される可変抵抗要素と、を含み、
    前記可変抵抗要素の少なくとも一部は前記第1導電体と同じ層上に提供され、
    前記第1導電体の自己静電容量と前記可変抵抗要素の抵抗は外部から印加される圧力に応じて変化することを特徴とするセンサー。
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