JP6987958B2 - タッチスクリーン及びこれを含む表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タッチスクリーン及びこれを含む表示装置に関し、複数のセンサブロックを含むタッチスクリーンを含む表示装置に関する。
テレビジョン、携帯電話、タブレットコンピューター、ナビゲーション、ゲーム機等のようなマルチメディア装置に使用される多様な表示装置が開発されている。表示装置の入力装置としてキーボード又はマウス等を含む。また、最近の表示装置は、入力装置としてタッチスクリーンを具備する。
米国特許第8274488号公報 米国特許公開第2014/0132860号明細書 米国特許公開第2011/0025639号明細書 韓国特許第10−1444118号公報
本発明の目的は、信号ラインの配置が単純であり、タッチ感度が向上されたタッチスクリーン及びこれを含む表示装置を提供することである。
本発明の一実施形態による表示装置は、イメージを生成する表示パネル及び前記表示パネルの上に配置され、複数のセンサブロックを含むタッチスクリーンを含む。前記複数のセンサブロックの各々は、k個(ここで、kは2以上の自然数)の第1センサ及びj個(ここで、jは2以上の自然数)のセンサグループを含む。前記j個(ここで、jは2以上の自然数)のセンサグループの各々は、前記k個の第1センサの中で対応する第1センサに隣接するように配置される。前記j個(ここで、jは2以上の自然数)のセンサグループの各々は、前記第1方向に交差する第2方向に配列されたi個(ここで、iは2以上の自然数)の第2センサを含む。前記k個の第1センサと前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサとの中でいずれか1つのセンサは、第1信号(TX信号)を受信し、他の1つのセンサは、第2信号(RX信号)を送信する。
前記複数のセンサブロックは、前記第2方向に沿って配列された第1センサブロック及び第2センサブロックを含む。前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目の(ここで、nは1以上であり、j以下である自然数)のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の(ここで、mは1以上であり、i以下である自然数)の第2センサは、前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でi−m+1番目の第2センサに電気的に連結される。
前記タッチスクリーンは、前記第1センサブロックの前記k個の第1センサの各々に連結された第1信号ライン及び前記第2センサブロックの前記k個の第1センサの各々に連結された第2信号ラインをさらに含むことができる。
前記タッチスクリーンは、前記第1信号ラインを連結する第1連結ライン及び前記第2信号ラインを連結する第2連結ラインをさらに含むことができる。
前記タッチスクリーンは、前記第1センサブロックの前記n番目のセンサグループの前記m番目の第2センサと前記第2センサブロックの前記n番目のセンサグループの前記i−m+1番目の第2センサとを電気的に連結する第3信号ラインをさらに含むことができる。
前記タッチスクリーンは、前記第1信号ラインの一端に連結された第1パッドをさらに含み、前記第2信号ラインの一端に連結された第2パッドをさらに含むことができる。前記第1パッド及び前記第2パッドに接続された第3パッド及び第4パッドを含むフレキシブル回路基板をさらに含むことができる。
前記フレキシブル回路基板上に配置され、前記第3パッド及び前記第4パッドに電気的に連結された駆動回路をさらに含むことができる。
前記フレキシブル回路基板は、前記第3パッドに連結された第1連結ライン、前記第1連結ラインを互いに連結する第2連結ライン、及び前記第2連結ラインと前記駆動回路とを連結する第3連結ラインをさらに含むことができる。前記第4パッドに連結された第4連結ライン、前記第4連結ラインを互いに連結する第5連結ライン、及び前記第5連結ラインと前記駆動回路とを連結する第6連結ラインをさらに含むことができる。
前記駆動回路は、前記第1信号(TX信号)を受信するスキャン駆動回路及び前記第2信号(RX信号)から入力された地点の座標情報を算出するタッチ検出回路を含むことができる。前記第1信号(TX信号)は、互いに異なる情報を含むことができる。
前記第2信号(RX信号)は、前記k個の第1センサの中でいずれか1つの第1センサと前記j個(ここで、jは2以上の自然数)のセンサグループの中で前記いずれか1つの第1センサに隣接するように配置されたセンサグループのi個の第2センサの中でいずれか1つの第2センサとの間の静電結合(capacitively coupling)の情報を含むことができる。
前記k個の第1センサ、前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサ、前記第1信号ライン、前記第2信号ライン、及び前記第3信号ラインは、同一の層上に配置されることができる。
前記タッチスクリーンは、ベース部材及び前記ベース部材上に配置された絶縁層を含むことができる。前記k個の第1センサ、前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサ、前記第1信号ライン、及び前記第3信号ラインの中で2つのグループは、前記ベース部材の一面上に配置され、他の2つのグループは、前記絶縁層の一面上に配置されることができる。
前記複数のセンサブロックは、前記第1方向に沿って配列された第1センサブロック及び第2センサブロックを含むことができる。前記第1センサブロックの前記k個の第1センサは、互いに電気的に連結され、前記第2センサブロックの前記k個の第1センサは、互いに電気的に連結されることができる。前記第1センサブロックの前記k個の第1センサと前記第2センサブロックの前記k個の第1センサとは、互いに電気的に絶縁されることができる。
前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目(ここで、nは1以上であり、j以下である)のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目(ここで、mは1以上であり、i以下である)の第2センサと前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の第2センサとは、電気的に連結されることができる。
前記タッチスクリーンは、前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中で前記n番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中で前記m番目の第2センサに接続された第1信号ライン及び前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループの中で前記n番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中で前記m番目の第2センサに接続された第2信号ラインをさらに含むことができる。
前記タッチスクリーンは、前記第1信号ラインに接続された第1パッド及び前記第2信号ラインに接続された第2パッドをさらに含むことができる。前記第1パッド及び前記第2パッドの各々に接続された第3パッド及び第4パッドを含むフレキシブル回路基板をさらに含むことができる。
前記フレキシブル回路基板は、前記第3パッドに連結された第1連結ライン、前記第4パッドに連結された第2信号ライン、及び前記第1信号ライン及び前記第2信号ラインを連結する第3信号ラインをさらに含むことができる。前記複数のセンサブロックは、前記第1方向に沿って前記第2センサブロックに隣接するように配置された第3センサブロックをさらに含むことができる。
前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目(ここで、nは1以上であり、j未満である)のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目(ここで、mは1以上であり、i以下である)の第2センサと前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の第2センサとは、電気的に連結されることができる。
前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中でj番目のセンサグループの前記i個の第2センサと前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループとの中でj番目のセンサグループの前記i個の第2センサとは、電気的に絶縁されることができる。
前記第1センサブロックの前記j番目のセンサグループの前記i個の第2センサと前記第2センサブロックの前記j番目のセンサグループの前記i個の第2センサとは、互いに異なる第1信号(TX信号)を受信することができる。
前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中で前記n番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中で前記m番目の第2センサと前記第3センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の第2センサとは、電気的に連結されることができる。
前記k個の第1センサと前記j個のセンサグループとは、一対一に対応する。
本発明の一実施形態による表示装置は、イメージを生成する表示パネル及び前記表示パネルの上に配置され、複数のセンサブロックを含むタッチスクリーンを含む。前記複数のセンサブロックの各々は、第1方向に配列されたk個(ここで、kは2以上の自然数)の第1センサ及びセンサグループを含む。前記第1センサの中で一部の第1センサは、互いに電気的に連結され、残る一部の第1センサは、互いに電気的に連結され、前記一部の第1センサと電気的に絶縁される。
前記センサグループの各々は、前記第1センサの中で対応するセンサに隣接するように配置され、前記第1方向に交差する第2方向に配列されたi個(ここで、iは2以上の自然数)の第2センサを含む。前記第1センサと前記第2センサとは、第2信号(RX信号)を送信し、前記センサグループは、第1信号(TX信号)を受信する。
前記電気的に連結された一部の第1センサは、第1種のセンサで定義され、前記第1種のセンサに電気的に絶縁された残る一部の第1センサは、第2種のセンサで定義される。前記第1種のセンサと第2種のセンサとは、前記第1方向に沿って交互に配置されることができる。
本発明の一実施形態によるタッチスクリーンは、複数のセンサブロックを含む。前記複数のセンサブロックの各々は、第1方向に配列され、互いに電気的に連結されたk個(ここで、kは2以上の自然数)の第1センサ及び前記k個の第1センサの中で対応する第1センサに隣接するように配置されたj個(ここで、jは2以上の自然数)のセンサグループを含む。前記j個のセンサグループの各々は、前記第1方向に交差する第2方向に配列されたi個(ここで、iは2以上の自然数)の第2センサを含む。前記k個の第1センサと前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサとの中でいずれか1つのセンサは、第1信号(TX信号)を受信し、他の1つのセンサは、第2信号(RX信号)を送信することができる。
上述したことによれば、第2方向軸に沿って配列された第1センサブロックの第2センサと第2センサブロックの第2センサとが電気的に連結されることによって、信号ラインの数が減少する。信号ラインの数が減少することによって、第1センサとの間の間隔が減少する。したがって、タッチ感度が向上する。
複数の第1センサが電気的に連結されることによって、駆動回路のパッド数が減少する。また、第1センサブロックの複数の第2センサと第2センサブロックの複数の第2センサとの中で一部が互いに電気的に連結されることによって駆動回路のパッド数が減少する。
本発明の一実施形態による表示装置の斜視図である。 本発明の一実施形態による表示装置の分解斜視図である。 図1のI−I’に対応する表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの拡大断面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの平面図である。 本発明の一実施形態によるセンサブロックの平面図である。 図5Aのセンサカラム(sensor cloumn)の拡大された平面図である。 図5Aの回路基板の拡大された平面図である。 図5Aの駆動回路のブロック図である。 図5Aの駆動回路のブロック図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの第1動作モードによる概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンのセンサロー(sensor low)の概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの第2動作モードによる概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの概念図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの平面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの平面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの平面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの平面図である。 表示パネルの拡大断面図である。 本発明の一実施形態による表示パネルの平面図である。 本発明の一実施形態による画素の等価回路図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの拡大断面図である。 本発明の一実施形態によるセンサカラムの拡大された平面図である。 図21の一部分を拡大した平面図である。 図22AのII−II’に対応する断面図である。 本発明の一実施形態によるセンサブロックの拡大された平面図である。 図23AのIII−III’に対応する断面図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示し、本文で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術的範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものとして理解しなければならない。
図面では、様々な層及び領域を明確に表現するために一部の構成要素のスケールを誇張するか、或いは縮小して示す。明細書の全体に亘って類似する参照符号は、類似する構成要素を示す。そして、いずれかの層が異なる層の‘上に’形成される(配置される)ことは、2つの層が接している場合のみならず、2つの層の間に異なる層が存在する場合も含む。また、図面で、ある層の一面が平らに図示されていても、必ずしも平らである必要はなく、積層工程における下部層の表面形状によって上部層の表面に段差が発生する。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるタッチスクリーンを含む表示装置を説明する。
図1は、本発明の一実施形態による表示装置DAの斜視図である。図2は、本発明の一実施形態による表示装置DAの分解斜視図である。図3は、図1のI−I’に対応する表示装置DAの断面図である。図3において、保護フレーム200は、図示されない。
イメージIMが表示される表示面は、第1方向軸DR1と第2方向軸DR2とが定義する面と平行になる。表示面の法線方向は、第3方向軸DR3によって示される。第3方向軸DR3は、表示装置DAの厚さ方向を示す。各部材の前面と背面とは、第3方向軸DR3によって区分される。しかし、方向軸DR1、DR3、DR3が示す方向は、相対的な概念であり、他の方向に変換されてもよい。以下、第1方向乃至第3方向は、前記第1乃至第3方向軸DR1、DR3、DR3が示す方向として定義される。
図1は、一実施形態としてフラットな表示装置DAを図示した。しかし、本発明は、これに限定されず、所定の曲率を有する曲面表示装置、巻き込み可能なローラブル表示装置、折りたたみ可能なフォールダブル表示装置であってもよい。図示しないが、本発明の表示装置DAは、テレビジョン又は外部の広告版のような大型の電子装置を始めとして、携帯電話、パーソナルコンピューター、ノートブック型のコンピューター、個人のデジタル端末機、自動車のナビゲーションユニット、ゲーム機、携帯用の電子機器、腕時計型の電子機器、カメラのような中小型の電子装置等に使用される。
図1に示したように、表示装置DAは、表示面上で区分される複数の領域を含む。表示装置DAは、イメージIMが表示される表示領域DR、表示領域DRに隣接する非表示領域NDRを含む。図1は、イメージIMの一例としてインターネットの検索窓を図示した。一例として、表示領域DRは、四角の形状であってもよい。非表示領域NDRは、表示領域DRを囲む形状を有する。本発明の一実施形態では、非表示領域NDRは、表示領域DRの横側又は縦側のみに配置されてもよい。
図2及び図3に示したように、表示装置DAは、ウインドー部材100、保護フレーム200、表示パネル300、及びタッチスクリーン400を含む。表示装置DAは、表示パネル300及びタッチスクリーン400の各々に接続された第1フレキシブル回路基板300−F及び第2フレキシブル回路基板400−Fを含む。第2フレキシブル回路基板400−Fにはタッチスクリーンを駆動するドライバIC400−ICが実装される。図示しないが、第1フレキシブル回路基板300−Fには表示パネル300を駆動するドライバIC(不図示)が実装されてもよい。
ウインドー部材100、表示パネル300、及びタッチスクリーン400の各々は、平面上で表示装置DAの表示領域DR及び非表示領域NDRに対応する領域に区分される。図3では、ウインドー部材100、表示パネル300、及びタッチスクリーン400の第1方向に沿う幅が同一であるものとして図示したが、一実施形態に過ぎず、ウインドー部材100、表示パネル300、及びタッチスクリーン400の幅は、変更されてもよい。
ウインドー部材100は、ベース部材100−BS及びブラックマトリクスBMを含む。ブラックマトリクスBMは、ベース部材100−BSの背面に配置されて非表示領域NDRを定義する。ベース部材100−BSは、ガラス基板、サファイア基板、プラスチックフィルム等を含む。ブラックマトリクスBMは、有色の有機層であり、例えば、コーティング方式によって形成される。図示しないが、ウインドー部材100は、ベース部材100−BSの前面に配置された機能性のコーティング層をさらに含む。機能性のコーティング層は、指紋防止層、反射防止層、及びハードコーティング層等を含む。
保護フレーム200は、表示パネル300及びタッチスクリーン400を収納するようにウインドー部材100と結合される。保護フレーム200は、複数の部分が組立されるか、或いは射出/圧縮/圧出成形される1つのボディーを含む。保護フレーム200は、プラスチック又は金属を含む。本発明の一実施形態では、保護フレーム200は、省略されてもよい。
表示パネル300は、入力された画像データに対応するイメージIMを生成する。表示パネル300は、液晶表示パネル又は有機発光表示パネルであり、その種類は、制限されない。本実施形態で有機発光表示パネルが例示的に説明される。有機発光表示パネルに対する詳細な説明は、後述する。
タッチスクリーン400は、入力地点の座標情報を算出する。本実施形態では、タッチスクリーン400は、静電容量方式のタッチスクリーンであってもよい。タッチスクリーン400に対する詳細な説明は、後述する。
ウインドー部材100とタッチスクリーン400とは、光学用の透明装着フィルム(Optically Clear Adhesive film)OCA1によって結合される。また、タッチスクリーン400と表示パネル300とは、光学用の透明装着フィルムOCA2によって結合される。本発明の一実施形態では、2つの透明装着フィルムOCA1、OCA2の中でいずれか1つは、省略されてもよい。例えば、タッチスクリーン400と表示パネル300とが連続工程で製造されることによって、タッチスクリーン400は、表示パネル300上に直接配置される。
図4は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400の拡大断面図である。図4は、図1のI−I’に対応する。図5Aは、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400の平面図である。図5Bは、本発明の一実施形態によるセンサブロックSBの平面図である。図5Cは、図5AのセンサカラムSC1、SC2(sensor cloumn)の拡大された平面図である。図5Dは、図5Aの回路基板400−Fの拡大された平面図である。図5E及び図5Fは、図5Aの駆動回路400−ICのブロック図である。以下、図4乃至図5Bを参照して本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400に対してさらに詳細に説明する。
図4を参照すれば、タッチスクリーン400は、ベース部材400−BS、導電層400−CL、及び絶縁層400−ILを含む。本実施形態では、単層型(1−layer)の静電容量式のタッチスクリーンを例示的に図示した。単層型の静電容量式のタッチスクリーンは、セルフキャパシタンス(self capacitance)の方式又はミューチュアルキャパシタンス(mutual capacitance)の方式によってタッチされた地点の座標情報を算出する。本発明の一実施形態では、タッチスクリーン400は、複層型(multi−layer)の静電容量式のタッチスクリーンであってもよく、領域DR、NDRによって異なる層の構造を有してもよい。
導電層400−CLは、透明な導電層又は金属層を含む。透明な導電層は、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)、PEDOT、金属のナノワイヤ、グラフェンを含む。金属層は、モリブデン、銀、チタニウム、銅、アルミニウム、及びこれらの合金を含む。本発明の一実施形態では、導電層400−CLは、複数の透明な導電層又は複数の導電層を含む。本発明の一実施形態では、導電層400−CLは、第3方向軸に沿って積層された少なくとも1つの透明な導電層と少なくとも1つの金属層とを含む。本発明の一実施形態では、導電層400−CLは、メッシュ構造を有する。即ち、導電層400−CLに複数のメッシュホールが定義される。
導電層400−CLは、ベース部材400−BSの一面上に配置された複数の導電パターンを含む。複数の導電パターンは、後述するように、タッチスクリーン400のタッチセンサ及び信号ラインを構成する。絶縁層400−ILは、複数の導電パターンを保護するか、或いは複数の導電パターンの中で一部の導電パターンと他の一部の導電パターンとを互いに絶縁させる。
図5Aを参照すれば、タッチスクリーン400は、複数のセンサブロックSBを含む。複数のセンサブロックSBの各々は、複数の第1センサRP及び複数の第2センサTPを含む。図5Aには3つの第1センサRPと9つの第2センサTPとを含むセンサブロックSBを例示的に図示した。3つの第1センサRPは、互いに電気的に連結される。9つの第2センサTPは、互いに電気的に分離、即ち絶縁される。3つの第1センサRPの各々の右側に3つの第2センサTPが配置される。第1センサRPと第2センサTPとの配置関係は、変更されてもよい。
複数のセンサブロックSBは、マトリックス形状に配列される。マトリックス形状に配列された複数のセンサブロックSBは、複数のセンサカラムSC1乃至SC3と複数のセンサローSL1乃至SL4とを定義する。図5Aには3つのセンサカラムSC1乃至SC3と4つのセンサローSL1乃至SL4とを含むタッチスクリーン400を例示的に図示した。
第2フレキシブル回路基板400−Fは、タッチスクリーン400の非表示領域NDRに実装される。具体的に図示しないが、タッチスクリーン400のパッドと第2フレキシブル回路基板400−Fのパッドとは、導電性の接着フィルムによって電気的に連結される。導電性の接着フィルムは、異方性の導電フィルムACF(Anisotropic Conductive Film)であってもよい。本発明の一実施形態では、ソルダバンプが導電性の接着フィルムを代替することができる。
タッチスクリーンを駆動するドライバIC400−ICが第2フレキシブル回路基板400−Fに実装される。ドライバIC400−ICは、タッチスクリーン400を駆動するために第1信号(TX信号、transmission signals)を生成する。第1信号(TX信号)は、送信信号としてセンサに印加される交流信号である。第1信号(TX信号)は、外部入力検出のための検出信号(detecting signals)である。また、ドライバIC400−ICは、タッチスクリーン400から受信した第2信号(RX信号、receive signals)から入力された地点の座標情報を算出する。第2信号(RX信号)は、受信信号として、第1信号(TX信号、transmission signals)が外部入力によって変化された交流信号であってもよい。
図5Bを参照してセンサブロックSB−Rに対してさらに具体的に説明する。図5Bに図示されたセンサブロックSB−Rは、図5Aに図示されたセンサブロックSBの一例に該当する。センサブロックSB−Rは、第1方向軸DR1に配列されたk個の第1センサRP−1乃至RP−kを含む。ここで、kは2以上の自然数である。
センサブロックSB−Rは、j個のセンサグループTP−G1乃至TP−Gjに区分される。ここで、jは2以上の自然数である。1番目乃至j番目のセンサグループTP−G1乃至TP−Gjは、第1方向軸DR1に沿って配列される。本実施形態でk個の第1センサRP−1乃至RP−kに1対1で対応するj個のセンサグループTP−G1乃至TP−Gjを例示的に図示した。1番目乃至j番目のセンサグループTP−G1乃至TP−Gjの各々は、i個の第2センサTP−1乃至TP−iを含む。
図5Cには一実施形態によるタッチスクリーン400をさらに具体的に図示した。2つのセンサカラムSC1、SC2と4つのセンサローSL1乃至SL4とを含むタッチスクリーン400を例示的に図示した。以下で説明される第1センサカラムSC1と信号ラインとの連結関係は、他のセンサカラムにも同様に適用される。
第2方向軸DR2に沿って配列された4つのセンサブロックSB1乃至SB4を各々に含む第1センサカラムSC1を例示的に図示した。3つの第1センサRP−1乃至RP−3と3つのセンサグループTP−G1乃至TP−G3とを含む4つのセンサブロックSB1乃至SB4を例示的に図示した。3つの第2センサを含む3つのセンサグループTP−G1乃至TP−G3を例示的に図示した。
センサカラムSC1、SC2の各々は、複数のサブカラムS−1、S−2、S−3に区分される。サブカラムS−1、S−2、S−3の各々は、4つのセンサブロックSB1乃至SB4の各々に1つの第1センサと1つのセンサグループとを含む。センサブロックの第1センサカラムSC1は、第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3に区分される。以下、説明を簡単にするため図面符号“SL1−1乃至SL1−4”は、第1サブカラムS−1のみに記載される。センサカラムSC1、SC2の間のサブカラムの数は、同一であるか、或いは互いに異なる。4個のセンサブロックSB1乃至SB4に連結する信号ラインが表示領域DRに配置される。第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4は、4つのセンサブロックSB1乃至SB4の複数の第1センサRP−1、RP−2、RP−3に連結される。
第1センサRP−1、RP−2、RP−3は、センサブロックSB1乃至SB4の単位に互いに電気的に分離される。例えば、第1センサブロックSB1の第1センサRP−1、RP−2、RP−3と第2センサブロックSB2の第1センサRP−1、RP−2、RP−3とは、互いに異なる信号を受信又は送信することができる。この時、第1センサブロックSB1の第1センサRP−1、RP−2、RP−3は、互いに同一の信号を受信又は送信し、第2センサブロックSB2の第1センサRP−1、RP−2、RP−3は、互いに同一の信号を受信又は送信することができる。
第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4の中で第1種のラインSL1−1が第1センサブロックSB1の第1センサRP−1乃至RP−3に連結される。第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4の中で第2種のラインSL1−2、第3種のラインSL1−3、及び第4種のラインSL1−4が第2センサブロックSB2の第1センサRP−1乃至RP−3、第3センサブロックSB3の第1センサRP−1乃至RP−3、及び第4センサブロックSB4の第1センサRP−1乃至RP−3の各々に連結される。
第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3の各々に配置された第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4の一端にはパッドPD1−1乃至PD1−4(以下、第1パッド)の各々に連結される。第1パッドPD1−1乃至PD1−4は、非表示領域NARに配置される。
第1乃至第4センサブロックSB1乃至SB4の第2センサは、互いに対応するセンサ同士に電気的に連結される。以下、互いに異なるセンサブロックに含まれて対応する第2センサの連結関係をさらに詳細に説明する。第1乃至第4センサブロックSB1乃至SB4の中で連続して配置された2つのセンサブロックに対応する第2センサは、以下のような連結関係を有する。
2つのセンサブロックの中でいずれか1つのセンサブロックのj個のセンサグループの中でn番目のセンサグループのi個の第2センサの中でm番目の第2センサは、2つのセンサブロックの中で残る1つの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でi−m+1番目の第2センサに電気的に連結される。ここで、nは1以上であり、j以下の自然数である。ここで、mは1以上であり、i以下の自然数である。例えば、第2センサブロックSB2の3つのセンサグループの中で1番目のセンサグループの3つの第2センサの中で1番目の第2センサは、第3センサブロックSB3の前記3つのセンサグループの中で1番目のセンサグループの前記3つの第2センサの中で3番目の第2センサに電気的に連結される。
第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3が互いに異なるセンサブロックに対応する第2センサを連結する。第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3は、2つのセンサブロックの中でいずれか1つのセンサブロックの前記n番目のセンサグループの前記m番目の第2センサと2つのセンサブロックの中で残る1つの前記n番目のセンサグループの前記i−m+1番目の第2センサとを電気的に連結する。
第1センサカラムSC1の第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3の中で第1サブカラムS−1に配置された第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3を参照して第2センサの連結関係を説明する。第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3の中で第1種のラインSL2−1は、第1センサブロックSB1の1番目のセンサグループTP−G1の1番目の第2センサ、第2センサブロックSB2の1番目のセンサグループTP−G1の3番目の第2センサ、第3センサブロックSB3の1番目のセンサグループTP−G1の1番目の第2センサ、第4センサブロックSB4の1番目のセンサグループTP−G1の3番目の第2センサを連結する。第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3の中で第2種のラインSL2−2は、第1乃至第4センサブロックSB1乃至SB4の1番目のセンサグループTP−G1の第2番目の第2センサを連結する。第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3の中で第3種のラインSL2−3は、第1センサブロックSB1の1番目のセンサグループTP−G1の3番目の第2センサ、第2センサブロックSB2の1番目のセンサグループTP−G1の1番目の第2センサ、第3センサブロックSB3の1番目のセンサグループTP−G1の3番目の第2センサ、第4センサブロックSB4の1番目のセンサグループTP−G1の1番目の第2センサを連結する。
第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3の各々に配置された第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3の一端にはパッドPD2−1乃至PD2−3(以下、第2パッド)が各々に連結される。第2パッドPD2−1乃至PD2−3は、非表示領域NARに配置される。
第1センサRP−1、RP−2、RP−3、センサグループTP−G1乃至TP−G3の第2センサ、第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4、及び第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3は、同一の層上に配置される。第1センサRP−1、RP−2、RP−3、センサグループTP−G1乃至TP−G3の第2センサ、第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4、及び第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3は、同一の工程上で形成された導電層をパターニングすることによって、形成される。
図5Dには図5Cに図示されたタッチスクリーン400に接続される第2フレキシブル回路基板400−Fを例示的に図示した。タッチスクリーン400の構成にしたがって、第2フレキシブル回路基板400−Fの構成は、変更される。
図5Dを参照すれば、第2フレキシブル回路基板400−Fは、複数のパッドと複数の信号ラインとを含む。以下、図5Cに図示された第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4、及び第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3と区分して説明するために、第2フレキシブル回路基板400−Fに配置された信号ラインは、連結ラインと称される。
第2フレキシブル回路基板400−Fは、複数の絶縁層と絶縁層との間に配置された複数の導電層を含む。導電層の各々は、連結ラインを含む。導電層の中で一部の導電層は、パッドを含む。互いに異なる層上に配置された連結ラインは、絶縁層を貫通するコンタクトホールを通じて電気的に連結される。
複数のパッドは、図5Cに図示された第1パッドPD1−1乃至PD1−4に対応するパッドPD3−
1乃至PD3−4(以下、第3パッド)、第2パッドPD2−1乃至PD2−3に対応するパッドPD4−1乃至PD4−3(以下、第4パッド)を含む。
第1信号ライングループSL−F1の連結ライン及び第2信号ライングループSL−F2の連結ラインは、第3パッドPD3−1乃至PD3−4及び第4パッドPD4−1乃至PD4−3の各々に連結される。第1信号ライングループSL−F1及び第2信号ライングループSL−F2の各々は、図5Cを参照して説明した第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3に対応するようにグループを成し、グループ単位に離隔されて配置される。
第3信号ライングループSL−F3の連結ラインは、第1センサカラムSC1と連関された第1信号ライングループSL−F1の連結ラインの各々に連結される。例えば、第3信号ライングループSL−F3の連結ラインの中で1番目の連結ラインは、第1センサカラムSC1に対応する第3パッドPD3−1に連結された第1信号ライングループSL−F1の連結ラインを連結する。前記第3パッドPD3−1は、第1センサカラムSC1の第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3の第1パッドPD1−1(図5C参照)に電気的に接続される。結果的に第1センサカラムSC1の第1センサブロックSB1の第1センサRP−1、RP−2、RP−3は、互いに電気的に連結される。
第4信号ライングループSL−F4の連結ラインは、第2センサカラムSC2と連関された第1信号ライングループSL−F1の連結ラインを連結する。例えば、第4信号ライングループSL−F4の連結ラインの中で1番目の連結ラインは、第2センサカラムSC2に対応する第3パッドPD3−1に連結された第1信号ライングループSL−F1の連結ラインを連結する。前記第3パッドPD3−1は、第2センサカラムSC2の第1乃至第3サブカラムS−1、S−2、S−3の第1パッドPD1−1(図5C参照)に電気的に接続される。結果的に第2センサカラムSC2の第1センサブロックSB1の第1センサRP−1、RP−2、RP−3は、互いに電気的に連結される。
第5信号ライングループSL−F5の信号ラインは、第2信号ライングループSL−F2の連結ラインを連結する。例えば、第5信号ライングループSL−F5の連結ラインの中で1番目の連結ラインは、第1センサカラムSC1及び第2センサカラムSC2に対応する第4パッドPD4−1に連結された第2信号ライングループSL−F2の連結ラインを連結する。前記第4パッドPD4−1は、第1センサカラムSC1及び第2センサカラムSC2の第2パッドPD2−1(図5C参照)に電気的に接続される。結果的に第1センサカラムSC1の第1サブカラムS−1の第2信号ラインSL2−3に連結された第2センサと第2センサカラムSC2の第1サブカラムS−1の第2信号ラインSL2−3に連結された第2センサとは、互いに電気的に連結される。
第6信号ライングループSL−F6の連結ラインは、第3信号ライングループSL−F3の連結ラインをドライバIC400−ICに連結する。第7信号ライングループSL−F7の連結ラインは、第4信号ライングループSL−F4の連結ラインをドライバIC400−ICに連結する。第8信号ライングループSL−F8の連結ラインは、第5信号ライングループSL−F5の連結ラインをドライバIC400−ICに連結する。第6信号ライングループSL−F6、第7信号ライングループSL−F7、及び第8信号ライングループSL−F8を通じて第3パッドPD3−1乃至PD3−4及び第4パッドPD4−1乃至PD4−3がドライバIC400−ICに連結されることによって、第3パッドPD3−1乃至PD3−4及び第4パッドPD4−1乃至PD4−3の数に対比してドライバIC400−ICのパッド数が減少する。
その他に、各々の一端がドライバIC400−ICに連結された第9信号ライングループSL−F9の連結ラインが第2フレキシブル回路基板400−Fに配置される。具体的に図示しないが、第9信号ライングループSL−F9の連結ラインの一端は、ドライバIC400−ICのパッドの各々に連結される。第9信号ライングループSL−F9の連結ラインの他端は、第5パッドPD5の各々に連結される。第5パッドPD5を通じてその他の回路基板、コネクタのような電子部品に第2フレキシブル回路基板400−Fが電気的に連結される。その他の回路基板に配置された中央制御回路からタッチスクリーン400を駆動するために制御信号を、第5パッドPD5を通じて受信する。タッチスクリーン400を駆動するための制御信号は、図5E及び図5Fを参照して後述するスキャン駆動回路410、タッチ検出回路420、及びスイッチング回路430を制御するための信号であってもよい。
図5Eに示したように、一実施形態によるドライバIC400−ICは、第1信号Tx−S(TX信号)を受信するスキャン駆動回路410及び第2信号Rx−S(RX信号)から入力された地点の座標情報を算出するタッチ検出回路420を含む。第1信号Tx−S(TX信号)は、第2フレキシブル回路基板400−Fの連結ラインを通じて複数の第1センサRP(図5A参照)と複数の第2センサTP(図5A参照)との中でいずれか1つのセンサに提供される。第2信号Rx−S(RX信号)は、複数の第1センサRPと複数の第2センサTPとの中で他の1つのセンサから第2フレキシブル回路基板400−Fの連結ラインを通じてタッチ検出回路420に提供される。本実施形態によれば、ミューチュアルキャパシタンス(mutual capacitance)の方式によって入力地点の座標情報を算出する。
以下、第1信号Tx−S(TX信号)は、第2センサTPに提供されることを例示的に説明する。スキャン駆動回路410は、互いに異なる情報を有する第1信号Tx−S(TX信号)を第2センサTPに提供する。第1信号Tx−S(TX信号)は、交流信号である。ここで、“第1信号Tx−S(TX信号)が互いに異なる情報を有する”ということは、第1信号Tx−S(TX信号)が互いに異なる時間情報、周波数情報、コード情報を有することを意味する。時間分割方式(time division multiple access)に変調された第1信号Tx−S(TX信号)は、互いに異なる区間で活性化される。即ち、第1信号(TX信号)のハイレベルを有する区間が互いに異なる。周波数分割方式(frequency division multiple access)で変調された第1信号Tx−S(TX信号)は、互いに異なる周波数を有する。コード分割方式(code division multiple access)に変調された第1信号Tx−S(TX信号)は、互いに異なるコード情報を有する。
第2センサTP(図5A参照)に印加された第1信号Tx−S(TX信号)にしたがって互いに隣接する第1センサRPと第2センサTPとは、静電結合(capacitively coupling)される。入力手段が静電結合された第1センサRPと第2センサTPとの上に配置されれば、第1センサRPと第2センサTPとの間の静電容量(capacity)が変化される。タッチ検出回路420は、変化された静電容量を検出して入力手段の座標情報を算出する。
例えば、タッチ検出回路420は、増幅器、ノイズフィルタ、及びアナログ−デジタルコンバータ等を含む。増幅器は、受信された第2信号Rx−S(RX信号)を増幅させる。ノイズフィルタは、増幅された第2信号(RX信号)のノイズを除去する。アナログ−デジタルコンバータは、ノイズが除去された第2信号Rx−S(RX信号)をデジタル信号に変換する。デジタル信号から入力地点の座標情報を算出する。
図5Fに示したように、一実施形態によるドライバIC400−IC10は、スキャン駆動回路410、タッチ検出回路420、及びスイッチング回路430を含む。本実施形態によれば、セルフキャパシタンス(self capacitance)の方式又はミューチュアルキャパシタンス(mutual capacitance)の方式によって入力地点の座標情報を算出する。
スイッチング回路430は、スキャン駆動回路410とタッチ検出回路420とを第3パッドPD3−1乃至PD3−4(図5D参照)及び第4パッドPD4−1乃至PD4−3(図5D参照)に選択的に連結する。第1信号Tx−S(TX信号)を第1センサRP(図5A参照)と第2センサTP(図5A参照)とに選択的に提供するためである。
スイッチング回路430は、第3パッドPD3−1乃至PD3−4をスキャン駆動回路410とタッチ検出回路420とに選択的に接続する第1スイッチSE1及び第4パッドPD4−1乃至PD4−3をスキャン駆動回路410とタッチ検出回路420とに選択的に接続する第2スイッチSE2を含む。1つの第1スイッチSE1と第2スイッチSE2とを各々に含むスイッチング回路430を例示的に図示したが、センサカラム、サブカラム、センサローの数にしたがって第1スイッチSE1と第2スイッチSE2との数は、決定される。
ミューチュアルキャパシタンス(mutual capacitance)の方式によって入力地点の座標情報を算出する方式は、図5Eを参照して説明したものと実質的に同一である。セルフキャパシタンス(self capacitance)の方式によって入力地点の座標情報を算出するため、第1センサRPと第2センサTPとの各々に第1信号Tx−S(TX信号)を受信する。第1信号Tx−S(TX信号)が提供されたセンサで発生した静電容量の変化を該当センサから検出して入力地点の座標情報を算出する。
図6Aは、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400の第1動作モードによる概念図である。図6Bは、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400のセンサローSL1の概念図である。図6Cは、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400の第2動作モードによる概念図である。以下、図6A乃至図6Cを参照してタッチスクリーン400の動作に対して説明する。
図5A乃至図5Cを参照して説明したタッチスクリーン400は、図6Aに示したように簡略化される。第1センサRPに表示された括弧内の符号は、電気的な連結性を示す。第1センサローSL1を参照すれば、第1センサRPの括弧に表示された記号A1、B1、C1が同一であることは、該当センサが互いに電気的に連結されたことを意味する。例えば、A1の符号が表示された第1センサRPは、第1信号ラインSL1−1、第1パッドPD1−1(図5C参照)、第3パッドPD3−1、第1信号ライングループSL−F1の連結ライン、及び第3信号ライングループSL−F3の連結ラインを通じて電気的に連結される。第1センサローSL1の第1センサRPの括弧に表示された記号A1、B1、C1と第2センサローSL2の第1センサRPの括弧に表示された記号A2、B2、C2が互いに異なることは、該当センサが互いに電気的に絶縁されたことを意味する。
第2センサTPに表示された括弧内の符号X、Yの中でX値は、スキャン信号の情報を示し、Y値は、第2センサTPの間の電気的な連結性を示す。1つのセンサブロックを参照すれば、X値で表示された1乃至9は、9つの第2センサTPが9つの互いに異なるスキャン信号を受信することを示す。第1センサカラムSC1のセンサブロックSBを参照すれば、センサローSL1乃至SL4のX値が3である4つの第2センサTPは、同一のスキャン信号を受信することを示す。図5Cに図示された第1センサカラムSC1の第1サブカラムS−1の第2信号ラインSL2−3によってX値が3である4つの第2センサTPが同一のスキャン信号を受信する。第1センサカラムSC1を参照すれば、Y値で表示された1乃至3は、該当サブカラムの内で互いに異なるセンサブロックに配置された第2センサTPの電気的な連結性を示す。例えば、Y値が1で表示された第2センサは、第2信号ラインSL2−1(図5C参照)によって互いに連結される。Yに対応するように2で表示された第2センサは、第2信号ラインSL2−2(図5C参照)によって互いに連結される。
互いに異なるセンサカラムSC1、SC2に配置された第2センサであっても同一のスキャン信号を受信する。第1センサカラムSC1の第1サブカラムS−1に配置されたX値が3である4つの第2センサTPと第2センサカラムSC2の第1サブカラムS−1に配置されたX値が3である4つの第2センサTPとは、同一のスキャン信号を受信する。前記互いに異なるセンサカラムSC1、SC2に配置された第2センサは、図5C及び図5Dを参照して説明したように、第1センサカラムSC1及び第2センサカラムSC2の第2信号ラインSL2−3、第2パッドPD2−1(図5C参照)、第4パッドPD4−1、第2信号ライングループSL−F2の連結ライン、及び、第5信号ライングループSL−F5の一部の連結ラインを通じて電気的に連結される。
図6Bを参照すれば、第1センサローSL1に発生した2つの外部入力OP1、OP2を例示的に図示した。本実施形態によれば、ミューチュアルキャパシタンス(mutual capacitance)の方式によって第1外部入力OP1と第2外部入力OP2とを独立的に検出する。
第1外部入力OP1が発生すれば、2つの第1センサRP(A1)と1つの第2センサTP(1、2)との間の静電容量が変化される。第1センサRP(A1)から受信された第2信号(RX信号)で入力された地点の座標情報を算出する。第2外部入力OP2が発生すれば、2つの第1センサRP(A1)、RP(B1)と1つの第2センサTP(3、2)との間の静電容量が変化される。第1センサRP(A1)から受信された第2信号(RX信号)と第1センサRP(B1)から受信された第2信号(RX信号)で第2外部入力OP2の座標情報を算出する。図5Eに図示されたタッチ検出回路420は、第1センサRP(A1)から受信された第2信号(RX信号)と第1センサRP(B1)から受信された第2信号(RX信号)を加算してセンサブロックとの間の境界で発生した外部入力を検出する。
図6Cを参照すれば、第1センサRPを利用してセルフキャパシタンス(self capacitance)の方式によって動作するタッチスクリーン400を簡略化して図示した。図6Aに図示された複数のセンサブロックSBの各々は、該当センサブロック内の第1センサRPに同一の第1信号(TX信号)が印加されることによって、ホバリング状態(hovering state)の入力手段を感知するタッチセンサHP1−1乃至HP4−3に対応する。該当センサブロック内の第2センサTPに該当センサブロック内の第1センサRPに印加された第1信号(TX信号)と同一の波形の信号、又は逆相波形の信号が印加されるか、或いはバイアス電圧が印加される。入力手段とタッチセンサHP1−1乃至HP4−3との静電結合によって発生した容量変化を感知してホバリング状態の入力手段を感知する。
図7乃至図14は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400−1乃至400−8の概念図である。以下、図7乃至図14を参照して一実施形態によるタッチスクリーン400−1乃至400−8を説明する。但し、図1乃至図6Cを参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
図7にはタッチスクリーン400−1の3つのセンサカラムSC1乃至SC3が例示的に図示された。第1センサカラムSC1のセンサブロックSBの第2センサTP(1、1)乃至TP(9、3)は、奇数番目のセンサカラムの第2センサを代表し、第2センサカラムSC2のセンサブロックSB−1の第2センサTP(1、1)乃至TP(6、3)、TP(10、1)乃至TP(12、3)は、偶数番目のセンサカラムの第2センサを代表する。
第1センサカラムSC1の第1センサローSL1と第2センサカラムSC2の第1センサローSL1とを参照すれば、第1センサカラムSC1の一部のセンサTP(1、1)乃至TP(6、3)と第2センサカラムSC2の一部のセンサTP(1、1)乃至TP(6、3)の中で対応するセンサとは、互いに電気的に連結される。第1センサカラムSC1の一部のセンサTP(7、1)乃至TP(9、3)と第2センサカラムSC2の一部のセンサとは、互いに電気的に絶縁され得る。即ち互いに異なるTx信号を受信する。第1センサカラムSC1の3番目のセンサグループの第2センサTP(7、1)乃至TP(9、3)と第2センサカラムSC2の3番目のセンサグループの第2センサTP(10、1)乃至TP(12、3)とは、互いに異なるTx信号を受信する。同一のセンサローに配置されたセンサブロックにおいて、いずれか1つのセンサカラムのセンサブロックの前記j個のセンサグループの中でj番目のセンサグループのi個の第2センサといずれか1つのセンサカラムに連続する異なるセンサカラムのセンサブロックのj個のセンサグループの中でj番目のセンサグループのi個の第2センサとは、電気的に絶縁される。図7に図示された2つの外部入力OP10、OP20が同時にタッチされても、互いに異なる第1信号Tx−S(TX信号)によってマルチタッチを識別する。本実施形態によれば、図6A乃至図6Cに図示されたタッチスクリーン400に比べて細密なタッチ識別が可能である。
図8に図示されたタッチスクリーン400−2のように、第3センサカラムSC3のセンサブロックSB−2は、1番目のセンサカラムSC1のセンサブロックSBより多い第1センサRPを含む。第3センサカラムSC3の第3サブカラムS−3に配置された第2センサTPは、2つの第1センサRPと静電結合される。それによって第3センサカラムSC3の第3サブカラムS−3に配置された第2センサTPに隣接する2つの第1センサRPで発生した第2信号(RX信号)から第3サブカラムS−3に配置された第2センサTPに隣接する外部入力を検出する。第3センサカラムSC3の第3サブカラムS−3に配置された第2センサTPに隣接する2つの第1センサRPから受信された第2信号(RX信号)を加算してタッチスクリーン400−2の枠から発生した外部入力を検出する。
本実施形態で3つのセンサカラムSC1、SC2、SC3を含むタッチスクリーン400−2が例示的に説明されており、s個(ここで、sは4以上の自然数)のセンサカラムを含むタッチスクリーンにおいて、s番目のセンサカラムは、残るセンサカラムに比べてさらに多い数の第1センサRPを含む。
図9に図示されたタッチスクリーン400−3のように、センサブロックSB、SB−3によって互いに異なる数の第2センサTPを有する。センサブロック内の第1センサRP−1乃至RP−k(図5B参照)とセンサグループTP−G1乃至TP−Gj(図5B参照)とは、互いに1対1で対応しないこともある。1番目のセンサカラムSC1の第1サブカラムS−10は、1つの第1センサRPに対応して2つのセンサグループを含む。
図10に図示されたタッチスクリーン400−4のように、センサカラムSC1、SC2、SC3の各々は、2つのサブカラムS−1、S−2を含む。センサブロックSB−4、SB−5、SB−6の各々は、2つの第1センサRPと2つのセンサグループとを含む。本発明の一実施形態でセンサブロックの各々は、4つ以上の第1センサRPとそれに対応するセンサグループとを含む。
一部のセンサブロックSB−4、SB−6の第2センサTPは、互いに同一の第1信号(TX信号)を受信することができ、一部のセンサブロックSB−4、SB−6の第2センサTPと残るセンサブロックSB−5の第2センサTPとは、部分的に異なる第1信号(TX信号)を受信する。これに対する詳細な説明は、図7を参照して説明しており、詳細な説明は、省略する。
図11Aに図示されたタッチスクリーン400−5のように、複数の第1センサRPの中で互いに電気的に連結された複数の第1センサRPが連続的に配置されない。言い換えれば、センサブロックSB−7、SB−8、SB−9の中で一部のセンサブロックSB−7、SB−8は、電気的な連結関係によって区別される第1種のセンサと第2種のセンサとを含む。少なくとも第1種のセンサは、複数で提供される。第2種のセンサは、1つ以上で提供される。第1種のセンサは、互いに電気的に連結され、第2種のセンサは、互いに電気的に連結される。前記第1種のセンサと前記第2種のセンサとは、互いに電気的に絶縁される。
図11Aに図示されたタッチスクリーン400−5は、図7に図示されたタッチスクリーン400−1に対比して第1及び第2センサカラムSC1、SC2の第3サブカラムS−3の位置が互いに変わったものである。図5Dに図示された連結ラインSL−F1乃至SL−F8の接続関係を図11Bに示したように変更して複数の第1センサRPの中で連続して配置されない一部の第1センサを電気的に連結する。
図12Aに図示されたタッチスクリーン400−6は、図7に図示されたタッチスクリーン400−5に対比して電気的に連結された第1タッチセンサRPが互いに異なるセンサローに配置される。センサブロックSB−10、SB−11、SB−12は、2つの第1種のセンサと1つの第2種のセンサとを含む。図5Bに図示された連結ラインSL−F1乃至SL−F8の接続関係を図12Bに示したように変更して複数の第1センサRPの中で互いに異なるセンサローに配置された一部の第1センサを電気的に連結する。
図13Aに図示されたタッチスクリーン400−7は、センサカラムSC10、SC20の各々が4つのサブカラムS−1乃至S−4を含む。センサブロックSB−13、SB−14は、4つの第1センサRPを各々に含む。センサブロックSB−13、SB−14は、センサカラムSC10、SC20が配列された方向に沿って交互に配置された第1種のセンサと第2種のセンサとを含む。
第1センサローSL1及び第1センサカラムSC10に配置されたセンサブロックSB−13を参照すれば、2つの第1種の第1センサRP(A1)と2つの第2種の第1センサRP(B1)がセンサブロック内に配置される。図5Dに図示された連結ラインSL−F1乃至SL−F8の接続関係を図11B及び図12Bで参照して説明したように変更すれば、1つのセンサブロック内に電気的に絶縁された第1センサと電気的に連結された第1センサとを同時に配置される。
図13Bは、図6Aに図示されたセンサブロックSBのセンシングユニットSU1と図13Aに図示されたセンサブロックSB−13のセンシングユニットSU2とを比較して図示した。センシングユニットSU1、SU2は、互いに区別される外部入力に該当する。同一の面積で図6Aに図示されたセンサブロックSBは、9つのセンシングユニットSU1が定義され、図13Aに図示されたセンサブロックSB−13は、15個のセンシングユニットSU2が定義される。したがって、図13Aに図示されたセンサブロックSB−13は、図6Aに図示されたセンサブロックSBに対比して精密なタッチ感知が可能である。
図14に図示されたタッチスクリーン400−8は、センサカラムSC100、SC200が4つのサブカラムS−1乃至S−4を含む。センサブロックSB−15、SB−16は、4つの第1センサRPを各々に含む。センサブロックSB−15、SB−16は、互いに電気的に絶縁された第1センサを含む。図5Dに図示された連結ラインSL−F1乃至SL−F8の接続関係を図11B及び図12Bを参照して説明したように変更すれば、1つのセンサブロック内に電気的に絶縁された第1センサを配置する。
図15A乃至図16Bは、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンの平面図である。以下、図15A乃至図16Bを参照して一実施形態によるタッチスクリーン400−9、400−10を説明する。但し、図1乃至図14を参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
図15A及び図15Bに示したように、ドライバIC400−ICがタッチスクリーン400−9の非表示領域NDRに実装される。タッチスクリーン400−9は、表示領域DRと非表示領域NDRとによって異なる層の構造を有する。例えば、表示領域DRには、単層の導電層が配置されてもよく、非表示領域NDRには、複層の導電層と複層の絶縁層とが配置されてもよい。
表示領域DRに配置された第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4及び第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3は、互いに交差しないため、単層の導電層で形成される。単層の導電層をフォトリソグラフィーの工程を通じてパターニングして複数の信号ラインを形成する。
非表示領域NDRには図5Dを参照して説明した第1信号ライングループSL−F1、第2信号ライングループSL−F2、第3信号ライングループSL−F3、第4信号ライングループSL−F4、第5信号ライングループSL−F5、第6信号ライングループSL−F6、第7信号ライングループSL−F7、第8信号ライングループSL−F8、第9信号ライングループSL−F9が配置される。第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4と第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3とが第3信号ライングループSL−F3及び第5信号ライングループSL−F5に直接連結されたので第1信号ライングループSL−F1と第2信号ライングループSL−F2とは、省略された。第2センサカラムSC2と連関された第4信号ライングループSL−F4及び第7信号ライングループSL−F7とは、図15Bに図示されなかった。
第2フレキシブル回路基板400−F10は、第5パッドPD5と連結されたパッド及びパッドに連結された信号ラインとを含む。第2フレキシブル回路基板400−F10は、その他の回路基板、コネクタのような電子部品に連結される。
図16A及び16Bに示したように、ドライバIC400−ICがその他の回路基板400−Mに配置される。タッチスクリーン400−10は、図15A及び図15Bを参照して説明したタッチスクリーン400−9と実質的に同一である。図5Dを参照して説明した第3信号ライングループSL−F3、第4信号ライングループSL−F4、第5信号ライングループSL−F5、第6信号ライングループSL−F6、第7信号ライングループSL−F7、及び第8信号ライングループSL−F8は、非表示領域NDRに配置される。第6信号ライングループSL−F6及び第8信号ライングループSL−F8の末端にパッドが配置される。
第2フレキシブル回路基板400−F20は、第6信号ライングループSL−F6及び第8信号ライングループSL−F8と回路基板400−Mに配置される信号ラインとを連結する連結ラインを含む。
本発明の一実施形態では、タッチスクリーン400−10は、図5A乃至図5Dを参照して説明したタッチスクリーン400と実質的に同一である。図5Dを参照して説明した第1信号ライングループSL−F1、第2信号ライングループSL−F2第3信号ライングループSL−F3、第4信号ライングループSL−F4、第5信号ライングループSL−F5、第6信号ライングループSL−F6、第7信号ライングループSL−F7、及び第8信号ライングループSL−F8は、第2フレキシブル回路基板400−F20に配置される。第2フレキシブル回路基板400−F20は、タッチスクリーン400の第1パッドPD1−1乃至PD1−4及び第2パッドPD2−1乃至PD2−3と回路基板400−Mに配置される信号ラインとを連結する。
図17は、表示パネル300の拡大断面図である。図18は、本発明の一実施形態による表示パネル300の平面図である。図19は、本発明の一実施形態による画素PXの等価回路図である。以下、図17乃至図19を参照して本発明の一実施形態による表示パネル300を説明する。但し、図1乃至図16Bを参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
図17に示したように、表示パネル300は、ベース部材300−BS、回路層300−CL、素子層300−EL、及び封止層300−ECLを含む。図示しないが、表示パネル300は、封止層300−ECL上に配置された光学部材、例えば位相遅延板及び偏光板をさらに含む。
ベース部材300−BSは、少なくとも1つのプラスチックフィルムを含む。ベース部材300−BSは、2つのプラスチックフィルム及びその間に配置された無機膜、シリコンナイトライド膜、及び/又はシリコン酸化物膜を含む。ベース部材300−BSは、ポリイミド(Polyimide、PI)、ポリエチレンテレフタレート(Polyethyleneterephthalate、PET)、ポリエチレンナフタレート(Polyethylenenaphthalate、PEN)、ポリエーテルスルホン(Polyethersulphone、PES)、ガラス繊維強化プラスチック(Fiber reinforced plastics、FRP)の中で少なくともいずれか一つを含む。
回路層300−CLは、表示パネル300に具備された複数の信号ラインSGL及び電子素子を含む。また、回路層300−CLは、信号ラインSGLと電子素子の構成を絶縁させる複数の絶縁層とを含む。
図18及び図19に示したように、回路層300−CLは、複数の信号ラインSGLを含む。複数の信号ラインSGLは、第2方向軸DR2に沿って配列されたゲートラインGLと第1方向軸DR1に沿って配列されたデータラインDLとを含む。ゲートラインGLとデータラインDLとは、複数の画素PXの中で対応する画素PXの各々に連結される。回路層300−CLは、画素PXの回路,例えば少なくとも1つの薄膜トランジスターTFT1、TFT2及び少なくとも1つのキャパシターCapを含む。回路層300−CLは、非表示領域NDRの一側に配置されたゲート駆動回路DCVをさらに含む。
ゲートラインGLとデータラインDLとは、非表示領域NDRに配置されたゲートパッド部GL−Pとデータパッド部DL−Pとを各々に含む。ゲートパッド部GL−Pとデータパッド部DL−Pとは、第1フレキシブル回路基板300−Fが接続される。第1フレキシブル回路基板300−Fを通じて表示パネル300は、メーン駆動回路に連結される。
素子層300−ELは、表示素子を含む。図18及び図19に示したように、素子層300−ELは、画素PXの有機発光ダイオードOLEDを含む。素子層300−ELは、有機発光ダイオードを補助する電子素子をさらに含む。
封止層300−ECLは、素子層300−ELを密封する。素子層300−ELは、TFE(Thin Film Encapsulation layer)、即ち複数の無機薄膜及び複数の有機薄膜を含む。本発明の一実施形態で封止層300−ECLは、封止基板に代替される。封止基板は、素子層300−ELを介してベース部材300−BSと離隔されて配置される。封止基板とベース部材300−BSの枠に沿ってシーリング剤が所定の空間を形成する。
タッチスクリーン400のベース部材400−BS(図4参照)は、封止層300−ECL又は封止基板上に配置される。本発明の一実施形態で、タッチスクリーン400の導電層400−CL(図4参照)は、封止層300−ECL又は封止基板に直接配置される。
図20は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400−11の拡大断面図である。図21は、本発明の一実施形態によるセンサカラムSC1の拡大された平面図である。図22Aは、図21の一部分を拡大した平面図である。図22Bは、図22AのII−II’に対応する断面図である。図23Aは、本発明の一実施形態によるセンサブロックSBの拡大された平面図である。図23Bは、図23AのIII−III’に対応する断面図である。
以下、図20乃至図23Bを参照して本発明の一実施形態によるタッチスクリーン400−11を説明する。但し、図1乃至図19を参照して説明した構成と同一の構成に対する詳細な説明は、省略する。
図20を参照すれば、タッチスクリーン400−11は、ベース部材400−BS、第1導電層400−CL1、第1絶縁層400−IL1、第2導電層400−CL2、及び第2絶縁層400−IL2を含む。第1及び第2導電層400−CL1、400−CL2の各々は、図4を参照して説明した導電層400−CLと実質的に同一でもよく、それに対する詳細な説明は、省略する。
第1導電層400−CL1は、図5A乃至図5Dを参照して説明した複数の第1センサRP、複数の第2センサTP、複数の第1信号ラインSL1−1乃至SL1−4、及び複数の第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3の中で2つのグループを含み、第2導電層400−CL2は、他の2つのグループを含む。
図21を参照すれば、一実施形態による第1センサカラムSC1の一部が例示的に図示される。図21に示したように、第1導電層400−CL1は、複数の第1センサRP−1、RP−2、RP−3及びセンサローSL1、SL2、SL3の毎に配置された複数の第2センサTP1−1、TP1−2、TP1−3を含む。複数の第1センサRP−1、RP−2、RP−3は、複数の開口部OP−RPを含む。開口部OP−RPに第2センサTP1−1、TP1−2、TP1−3が各々に配置される。
第2導電層400−CL2は、複数の第1信号ラインSL1−1、SL1−2、SL1−3及び複数の第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3を含む。複数の第1信号ラインSL1−1、SL1−2、SL1−3は、複数の第1センサRP−1、RP−2、RP−3の各々に接続される。複数の第2信号ラインSL2−1乃至SL2−3の各々は、センサローSL1、SL2、SL3に対応する第2センサを連結する。
図22A及び図22Bに示したように、ベース部材400−BSの一面上に第1センサRP−1及び第2センサTP1−3が配置される。ベース部材400−BSの一面上に第1センサRP−1及び第2センサTP1−3をカバーする第1絶縁層400−IL1が配置される。第1絶縁層400−IL1の一面上に第2信号ラインSL2−1が配置される。第2信号ラインSL2−1は、第1絶縁層400−IL1を貫通するコンタクトホールCHを通じて第2センサTP1−3に接続される。第1絶縁層400−IL1の一面上に第2信号ラインSL2−1をカバーする第2絶縁層400−IL2が配置される。
図23Aは、一実施形態によるセンサブロックSBが例示的に図示された。第1導電層400−CL1は、第1センサRP−1及び第1信号ラインSL1−1を含む。第2導電層400−CL2は、第2センサTP1−1、TP1−2、TP1−3及び第2信号ラインSL2−1、SL2−2、SL2−3を含む。
図23Bに示したように、ベース部材400−BSの一面上に第1センサRP−1及び第1信号ラインSL1−1が配置される。ベース部材400−BSの一面上に第1センサRP−1及び第1信号ラインSL1−1をカバーする第1絶縁層400−IL1が配置される。第1絶縁層400−IL1の一面上に第2センサTP1−2及び第2信号ラインSL2−2が配置される。第1絶縁層400−IL1の一面上に第2センサTP1−2及び第2信号ラインSL2−2をカバーする第2絶縁層400−IL2が配置される。図21乃至図22Bに図示された実施形態と異なり、本実施形態によるタッチスクリーンは、コンタクトホールCHを省略する。
以上では本発明の望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された当業者又は当該技術分野に通常の知識を有する者であれば、後述される特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変形できることは理解できる。
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るものではなく、特許請求の範囲によって定められなければならない。
DA 表示装置
DR 表示領域
NDR 非表示領域
100 ウインドー部材
200 保護フレーム
300 表示パネル
400 タッチスクリーン
410 スキャン駆動回路
420 タッチ検出回路
430 スイッチング回路
400−BS ベース部材
400−CL 導電層
400−IL 絶縁層

Claims (15)

  1. 画像を生成する表示パネルと、
    表示パネル上に配置され、複数のセンサブロックを含むタッチスクリーンと、を含み、
    前記複数のセンサのブロックの各々は、
    第1方向に配置され、互いに電気的に接続されたk個(ここで、kは3以上の自然数)の第1センサと、
    各々が、前記第1方向に交差する第2方向に配置されたi個(ここで、iは2以上の自然数)の第2センサを含み、前記k個の第1センサの中で対応する第1センサに隣接するように配置されたj個(ここで、jは2以上の自然数)のセンサグループと、を含み、
    前記k個の第1センサと、前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサとの中でいずれか1つのタイプのセンサは、第1信号(TX信号)を受信し、他の1つのタイプのセンサは、第2信号(RX信号)を送信し、
    前記複数のセンサブロックは、前記第1方向に沿って配置された第1センサブロックと第2センサブロックとを含み、
    前記第1センサブロックの前記k個の第1センサは、互いに電気的に接続され、前記第2センサブロックの前記k個の第1センサは、互いに電気的に接続され、
    前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの1番目乃至j−1番目のセンサグループの前記i個の第1センサの各々と、前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループの1番目乃至j−1番目のセンサグループの前記i個の第1センサの各々とは、互いに電気的に接続され、
    前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループのj番目のセンサグループの前記i個の第1センサと、前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループのj番目のセンサグループの前記i個の第1センサとは、互いに電気的に絶縁された表示装置。
  2. 前記センサブロックは、前記第2方向に沿って前記第1センサブロックに隣接するように配置された第3センサブロックをさらに含み、
    前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の第2センサは、前記第3センサブロックの前記j個のセンサグループの中でn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でi−m+1番目の第2センサに電気的に接続され、
    mは1以上i未満の自然数であり、nは1以上j未満の自然数である請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記タッチスクリーンは、前記第1センサブロックの前記k個の第1センサに接続された第1信号ラインと前記第3センサブロックの前記k個の第1センサに接続された第2信号ラインをさらに含む請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記タッチスクリーンは、前記第1信号ラインを接続する第1接続ラインと前記第2信号ラインを接続する第2接続ラインとをさらに含む請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記タッチスクリーンは、前記第1センサブロックの前記n番目のセンサグループの前記m番目の第2センサと、前記第3センサブロックの前記n番目のセンサグループの前記i−m+1番目の第2センサとを電気的に接続する第3信号ラインをさらに含む請求項3に記載の表示装置。
  6. フレキシブル回路基板をさらに含み、
    前記タッチスクリーンは、
    前記第1信号ラインと前記第2信号ラインとにそれぞれ接続された第1パッドと、
    前記第3信号ラインにそれぞれ接続された第2パッドと、をさらに含み、
    前記フレキシブル回路基板は、
    前記第1パッドにそれぞれ接続された第3パッドと、
    前記第3パッドにそれぞれ接続された第4パッドとを含む請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記フレキシブル回路基板上に配置され、前記第3パッドと前記第4パッドに電気的に接続された駆動回路をさらに含む請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記フレキシブル回路基板は、
    前記第3パッドに接続された第1接続ラインと、
    前記第1接続ラインを相互に接続する第2接続ラインと、
    前記第2接続ラインと前記駆動回路とを接続する第3接続ラインと、
    前記第4パッドに接続された第4接続ラインと、
    前記第4接続ラインを相互に接続する第5接続ラインと、
    前記第5接続ラインと前記駆動回路を接続する第6接続ラインと、をさらに含む請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記駆動回路は、
    前記第1信号(TX信号)を送信するスキャン駆動回路と、
    前記第2信号(RX信号)を用いて、入力された点の座標情報を算出するタッチ検出回路と、を含む請求項7に記載の表示装置。
  10. 前記第1信号(TX信号)は、複数の情報を含む請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記k個の第1センサ、前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサ、前記第1信号ライン、前記第2信号ライン、及び前記第3信号ラインは、同じ層上に配置される請求項5に記載の表示装置。
  12. 前記タッチスクリーンは、
    ベース部材と、
    前記ベース部材上に配置された絶縁層と、を含み、
    前記k個の第1センサ、前記j個のセンサグループの前記i個の第2センサ、前記第1信号ライン、及び前記第3信号ラインの中で2つのグループは、前記ベース部材の第1面上に配置され、他の2つのグループは、前記絶縁層の第2面上に配置される請求項5に記載の表示装置。
  13. 前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの前記j番目のセンサグループの前記i個の第2センサと、前記第2センサブロックの前記j個のセンサグループの前記j番目のセンサグループの前記i個の第2センサとは、異なる第1信号(TX信号)を受信する請求項1に記載の表示装置。
  14. 前記複数のセンサブロックは、前記第1方向に沿って前記第2センサブロックに隣接して配置された第3センサブロックをさらに含む請求項1に記載の表示装置。
  15. 前記第1センサブロックの前記j個のセンサグループの中のn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の第2センサと、前記第3センサブロックの前記j個のセンサグループの中のn番目のセンサグループの前記i個の第2センサの中でm番目の第2センサとは、電気的に接続され、
    mは1以上i未満の自然数であり、nは1以上j未満の自然数である請求項14に記載の表示装置。
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