KR102233752B1 - 터치 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 패널이 개시된다. 본 디스플레이 패널은 복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛 및 백라이트 유닛 위에 위치하며, 복수의 발광 소자 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀(hole) 및 터치 디스플레이 패널 상의 사용자 터치를 감지하는 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트를 포함한다.

Description

터치 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치{TOUCH DISPLAY PANEL AND DISPLAY APPRATUE}
본 발명은 터치 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 직하형(Direct) 백라이트 구조를 가진 터치 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 따라 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 다양한 방식의 디스플레이 패널 및 이러한 디스플레이 패널을 포함하는 각종 디스플레이 장치들이 개발되어 보급되고 있다.
특히, LCD 디스플레이 패널은 일반적으로, 액정 자체가 빛을 내지 못하기 때문에 LCD 셀 후면에 CCFL(Cold Cathode Flourscent Lamp)이나 LED(Light Emitting Diod)와 같은 백라이트 유닛을 배치하여 백라이트 유닛에서 방출된 빛의 투과량과 색깔을 조절하여 화면을 보이게 하는 구조를 가진다. 한편, 최근에는 이러한 LCD 디스플레이 패널이 단순히 영상을 디스플레이하는 것에 그치지 않고, 각종 터치 센서와 결합하여 입,출력 기능을 겸비한 사용자 인터페이스로서 다양한 전자 장치들에 적용되고 있다.
구체적으로, 다양한 터치 방식들 중, 전자기 유도 방식 즉, EMI(Electro-Magnetic Iduction) 방식의 터치 센서를 적용한 LCD 디스플레이 패널이 개발되어 보급되고 있다. 여기서, LCD 디스플레이 패널은 백라이트 유닛의 위치에 따라 크게 모서리(Edge)형과 직하(Direct)형으로 나눌 수 있는데, EMI 터치 센서를 LCD 디스플레이 패널에 적용하는 경우, 반사판 바로 밑에 EMI 터치 센서를 위치시켜 화질열화를 방지할 수 있고, 구조상 백라이트 유닛 주변 회로의 노이즈를 회피할 수 있는 모서리형 디스플레이 패널에 EMI 터치 센서를 적용하는 것이 일반적이다.
즉, 직하형 패널의 경우 백라이트 유닛이 LCD 셀 후방에 LCD 셀과 비슷한 크기로 위치하므로, 백라이트 유닛 주변 회로의 노이즈를 피하기 어렵기 때문에 모서리형 패널에만 EMI 터치 센서가 적용되고 있는 실정이다.
이에 따라, 직하형 백라이트 유닛 구조를 갖는 LCD 디스플레이 패널의 경우에도 EMI 터치 센서를 적용할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 EMI(Elector-Magnetic Induction) 터치 센서가 적용된 직하(Direct)형 백라이트 구조의 터치 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널은 복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛 위에 위치하며, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀(hole) 및 상기 터치 디스플레이 패널 상의 사용자 터치를 감지하는 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트를 포함한다.
또한, 상기 백라이트 유닛으로부터 방출되는 빛을 전달하는 광학 시트를 포함하며, 상기 터치 센서 시트는, 상기 광학 시트와 상기 백라이트 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 홀은, 상기 복수의 발광 소자의 위치 및 크기에 대응되도록 상기 터치 센서 시트 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 터치 센서는, 상기 터치 센서 시트 내에서 상기 홀을 제외한 나머지 영역에서 기정의된 패턴을 가질 수 있다.
여기서, 상기 터치 센서 시트는, 상기 사용자 터치의 X축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 1 터치 센서 시트 및 상기 사용자 터치의 Y축 좌표를 감지하기 위해 상기 제1 방향과 직교하는 제 2 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 2 터치 센서 시트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기정의된 패턴은, 상기 적어도 하나의 홀을 감싸는 패턴일 수 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛은, 직하(direct)형 백라이트 유닛일 수 있다.
또한, 상기 터치 센서 시트는, 흰색일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 터치 디스플레이 패널 및 상기 터치 디스플레이 패널을 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 터치 디스플레이 패널은, 복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛 위에 위치하며, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀 및 상기 터치 디스플레이 패널 상의 사용자 터치를 감지하는 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 터치 디스플레이 패널은, 상기 백라이트 유닛으로부터 방출되는 빛을 전달하는 광학 시트를 포함하며, 상기 터치 센서 시트는, 상기 광학 시트와 상기 백라이트 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 홀은, 상기 복수의 발광 소자의 위치 및 크기에 대응되도록 상기 터치 센서 시트 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 터치 센서는, 상기 터치 센서 시트 내에서 상기 홀을 제외한 나머지 영역에서 기정의된 패턴을 가질 수 있다.
여기서, 상기 터치 센서 시트는, 상기 사용자 터치의 X축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 1 터치 센서 시트 및 상기 사용자 터치의 Y축 좌표를 감지하기 위해 상기 제1 방향과 직교하는 제 2 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 2 터치 센서 시트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기정의된 패턴은, 상기 적어도 하나의 홀을 감싸는 패턴일 수 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛은, 직하(direct)형 백라이트 유닛일 수 있다.
또한, 상기 터치 센서 시트는, 흰색일 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시 예들에 따르면, 직하형 백라이트 구조의 디스플레이 패널에서도 터치 감도 저하나 화질 열화 없이 전자기 유도(Electro-Magnetic Induction, EMI) 방식의 터치 센서를 적용할 수 있게 된다.
도 1은 종래 모서리(Edge) 형 백라이트 유닛을 포함하는 터치 디스플레이 패널의 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 전자 유도 터치 방식을 설명하기 위한 도면,
도 3은 직하(Direct) 형 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 패널에 전자 유도 터치 방식을 적용시 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널의 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트의 상세도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트에 포함된 터치 센서의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 8은 및 도 9는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트에 포함된 터치 센서의 구성을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 이하에서 종래 기술 및 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 종래의 모서리(Edge)형 백라이트 유닛을 포함하는 터치 디스플레이 패널의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1에 따르면, 모서리형 터치 디스플레이 패널(20)은 LCD 셀(21), 광학 시트(22), 백라이트 유닛(이하, BLU(Backlight Unit)라 한다. 23-1, 23-2), 도광판(24), 반사판(25) 및 터치 센서 시트(26)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모서리형 터치 디스플레이 패널(20)에서는 BLU(23-1, 23-2)이 LCD 셀(21)의 후방 양 옆에 배치된다. BLU(23-1, 23-2)에서 발광된 빛은 도광판(24) 및 광학 시트(22)를 통해 LCD 셀(21)로 전달되게 된다. 이때, 전자기 유도(EMI, Electro-Magnetic Induction) 방식의 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트(26)는 일반적으로 불투명한 소재로 이루어져 있기 때문에 화질의 열화를 막기 위해 반사판(25) 후면에 위치하여 전자펜(10)을 이용한 LCD 셀(21) 상의 사용자의 터치 조작을 감지하게 된다.
도 2는 종래의 전자기 유도(EMI, Electro-Magnetic Induction) 방식의 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다. 일반적으로, EMI 방식의 터치 센서 시트는 도 2의 (a)와 같이 한쪽 방향으로 늘어진 복수의 감지 코일을 포함한다. 사용자가 도 2의 (b)와 같은 구성을 포함하는 전자펜을 터치 센서 시트로 가까이 가져가면, 전자펜에서 나온 교류 자속이 터치 센서 시트의 감지 코일에 흐르고, 감지 코일에는 유도 전압이 발생하게 된다. 이때, 복수의 감지 코일 중 전자펜과 가장 가까운 감지 코일에 자속이 가장 많이 흐르므로 가장 높은 전압이 유도되게 된다. 따라서, 각 감지 코일의 유도 전압 중 가장 큰 유도 전압을 갖는 감지 코일을 식별하여 전자펜이 터치된 한 축 방향의 좌표를 알 수 있다.
도 1 의 예를 보면, 터치 센서 시트(26)는 도 2의 (a)와 같은 감지 코일이 내장된 기판 2개가 수직하게 배치된 구성을 포함할 수 있다. 또한, 전자펜(10)은 도 2의 (b)와 같은 구성을 포함할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 패널(20)의 LCD셀(21) 상의 임의의 지점에 전자펜(10)이 터치되는 경우, 터치 센서 시트(26)에 포함된 각 감지 코일에는 유도 전압이 발생되고, 각 코일에 발생된 유도 전압을 측정하여 터치된 전자펜(10)의 위치를 알 수 있게 된다.
특히, 도 1을 보면, 모서리형 터치 디스플레이 패널(20)의 경우, 그 구조상 전자펜(10)과 터치 센서 시트(26) 사이에 BLU(23-1, 23-2) 및 그 구동회로가 위치하지 않으므로, 전자펜(10)을 이용한 터치 조작시 BLU(23-1, 23-2) 및 그 주변 회로로 인한 노이즈를 회피할 수 있음을 알 수 있다.
위와 같이, 모서리형 터치 디스플레이 패널(20)의 경우, 전자기 유도 터치 방식을 적용하여도 화질 열화 및 BLU로 인한 노이즈를 회피하는 것이 가능하다. 반면, 도 3을 통해 후술할 바와 같이, 직하(direct)형 터치 디스플레이 패널의 경우, 일반적인 방법을 통해서는 전자기 유도(EMI, Elector-Magnetic Induction) 터치 방식을 적용하기 어렵다.
도 3은 직하형 디스플레이 패널에 전자기 유도 방식의 터치 센서 시트(34)가 적용된 일 예를 나타내는 단면도이다. 도 3에 따르면, 직하형 터치 디스플레이 패널(30)은 LCD셀(31), 광학 시트(32), BLU 보드(33)를 포함할 수 있다. 직하형 디스플레이 패널(30)의 경우, 복수의 발광 소자(33-1 내지 33-n)를 포함하는 BLU 및 BLU 구동 회로를 포함하는 BLU 보드(33)가 LCD셀(31) 후면에 배치된 것을 볼 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, BLU 보드(33)의 후면에 터치 센서 시트(34)를 배치하는 경우, 터치 센서 시트(34)는 BLU 구동 회로의 PWM(Pulse Width Modulation) 노이즈를 포함한 BLU 보드(33)에서 발생되는 각종 노이즈로 인해 정확한 터치 감지가 어렵다. 즉, 도 3과 같은 구조에서는 전자펜(10)에서 나온 교류 자속이 BLU 보드(33)를 통과하여 터치 센서 시트(34)에 전달되므로, BLU 보드(33)로 인한 노이즈를 회피하기 어렵다.
만일, BLU 보드(33)에서 발생되는 노이즈를 회피하기 위해 BLU 보드(33) 위에 일반적인 터치 센서 시트(34)를 배치한다면, 상술한 바와 같이, 전자기 유도 방식의 터치 센서 시트(34)는 그 색이 불투명하므로, 복수의 발광 소자(33-1 내지 33-n)에서 발생된 빛이 터치 센서 시트(34)에 흡수되거나 반사되어 화질의 열화를 가져오게 된다.
이와 같은 문제점들로 인해, 종래 백라이트를 포함하는 LCD 디스플레이 패널에 전자기 유도(Electro-Magnetic Induction) 방식의 터치 센서를 적용할 때에는 모서리형 백라이트 구조의 패널에만 적용함이 일반적이었다.
이하에서, 직하형 백라이트 구조를 갖는 디스플레이 패널에서도 상술한 문제없이 전자기 유도(Electro-Magnetic Induction, EMI) 방식의 터치 센서를 적용할 수 있는 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널의 단면도를 나타낸다. 도 4에 도시된 바에 따르면, 터치 디스플레이 패널(400)은 LCD 셀(410), 광학 시트(420), 터치 센서 시트(430) 및 BLU 보드(440)를 포함할 수 있다.
BLU 보드(440)는 복수의 발광 소자(440-1 내지 440-n)를 포함하는 BLU 및 BLU 구동 회로를 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(440-1 내지 440-n)는 BLU 구동 회로로부터 전달된 제어 신호에 따라 발광하여 LCD 셀(410)로 빛을 전달하고, LCD 셀(410)은 전달된 빛의 투과량을 조절하여 화면을 디스플레이하게 된다. 여기서, 복수의 발광 소자(440-1 내지 440-n)는 CCFL(Cold Cathode Flourscent Lamp), LED(Light Emitting Diodes) 또는 OLED(Organic Light Emitting Diodes)일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
광학 시트(420)는 LCD 셀(410)과 BLU 보드(440) 사이에 위치하며, BLU 보드(440)에서 방출되는 빛을 처리하여 LCD 셀(410)로 전달한다. 구체적으로, 광학 시트는 BLU 보드(440)에서 나온 빛을 확산시키는 확산 시트(Diffuser Sheet), 확산 시트에서 나오는 빛을 굴절/집광시켜 휘도를 상승시키는 프리즘 시트(Prism Sheet) 및 LCD 편광 필름을 통한 빛 손실을 보완하는 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film) 등을 포함할 수 있다.
터치 센서 시트(430)는 사용자의 터치 디스플레이 패널 상의 사용자 터치를 감지한다. 구체적으로, 터치 센서 시트(430)는 전자기 유도 방식의 터치 센서를 포함한다. 따라서, 터치 센서 시트(430)는 전자펜에 의한 터치 디스플레이 패널 상의 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트(430)는 BLU 보드(440) 위에 위치할 수 있다. 구체적으로, 터치 센서 시트(430)는 광학 시트(420)와 BLU 보드(440) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 터치 센서 시트(430)는 복수의 발광 소자(440-1 내지 440-n) 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀(hole)을 포함할 수 있다. 도 4는 단면도이기 때문에 터치 센서 시트(440)에 포함된 홀을 도시하지 않았다. 이하에서, 도 5를 통해 터치 센서 시트(430)의 자세한 구성에 관해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트의 보다 자세한 구성을 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)에 따르면, 터치 센서 시트(530)는 BLU 보드(540) 위에 위치한다. 이때, BLU 보드(540)는 복수의 발광 소자(540-1 내지 540-6...)를 포함하는 BLU를 포함하며, 터치 센서 시트(530)는 복수의 발광 소자(540-1 내지 540-6...)에 대응되는 복수의 홀(530-1 내지 530-6...) 및 전자기 유도 방식의 터치 센서(미도시)를 포함한다.
도 5의 (b)는 터치 센서 시트(530)가 BLU 보드(540) 위에 부착된 경우, 하나의 발광 소자(540-1) 및 그에 대응되는 하나의 홀(530-1)의 평면도를 나타낸다. 즉, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 홀은 복수의 발광 소자의 위치 및 크기에 대응되도록 터치 센서 시트(530) 상에 형성될 수 있다.
한편, 도 5의 예에서는 복수의 발광 소자(540-1 내지 540-6...)가 정사각형 모양이고, 복수의 발광 소자의 크기 및 모양에 대응되는 터치 센서 시트(530) 상의 복수의 홀(530-1 내지 530-6...)은 원형인 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 크기 및 모양이 대응되기만 한다면 둘 다 원형이거나 둘 다 사각형일 수도 있음은 물론이다.
도 5의 (c)는 BLU 보드(540)에 터치 센서 시트(530)가 부착된 경우 이를 옆에서 바라본 도면이다. BLU 보드(540) 상에서 복수의 발광 소자는 돌출되어 있으므로, 대응되는 복수의 홀을 포함하는 터치 센서 시트(530)가 그 위에 부착되면 도 5의 (c)와 같은 형태로 나타날 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트(430, 530)는, BLU 보드(440, 540) 위에 위치하므로 BLU 구동 회로에서 발생하는 각종 노이즈를 회피할 수 있으며, 또한, 복수의 발광 소자에 대응되는 복수의 홀을 포함하므로 터치 센서 시트(430, 530)의 색이 불투명하더라도 이로 인한 화질 열화를 막을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트(430, 530)는 흰색일 수 있다. 이 경우, 발광 소자에서 발광되는 빛이나 광학 시트(420) 또는 LCD 셀(410)에서 터치 센서 시트(430)로 반사되어 돌아오는 빛이 터치 센서 시트에 흡수되지 않고 용이하게 반사되므로 보다 효과적으로 화질 열화를 막을 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널에 포함된 터치 센서 시트 내의 터치 센서는 홀을 제외한 나머지 영역에서 기정의된 패턴을 가질 수 있다. 이하에서, 도 6 내지 도 9를 통해 터치 센서 시트 내에 배치된 터치 센서의 패턴을 자세히 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트에 포함된 터치 센서의 패턴을 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 일반적인 전자 유도 방식의 터치 센서 시트(610)는 x 축 및 y 축 터치 센서가 기설정된 개수만큼 서로 수직한 방향으로 배치되어 각각 x 축 및 y 축 좌표를 감지할 수 있다. 이때, 기설정된 개수는 터치 디스플레이 패널 제조자가 터치 감도 등을 고려하여 정한 것일 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트는 BLU 에 포함된 복수의 발광 소자에 대응되는 복수의 홀을 포함하며, 홀 영역에는 터치 센서가 배치될 수 없으므로, 도 6의 (b)와 같은 형태로 터치 센서 시트(620) 내에 터치 센서를 배치하는 구성을 생각해 볼 수 있다. 하지만, 도 6의 (b)와 같이 터치 센서를 구성하는 경우, 도 6의 (a)에 도시된 터치 센서 시트에 비해 터치 센서의 개수가 줄어들게 되므로, 그만큼 터치 감도가 감소하게 된다. 또한, 터치 감도가 줄어들게 되면, 사용자에 의해 홀 주변의 좌표가 터치되는 경우, 더더욱 정확한 터치 좌표를 검출하기 어려워지게 된다.
따라서, 터치 센서 시트에 홀이 포함됨에 따라 터치 감도가 감소하는 것을 막기 위해, 홀 영역을 제외한 나머지 영역에 보다 많은 터치 센서를 배치할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 x 축 터치 센서만을 예로 들어 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널에 포함된 터치 센서 패턴의 예를 설명하기로 한다. 즉, 비록 도 6의 (c), 도 7, 도 8 및 도 9에서 y 축 터치 센서를 도시하지는 않았지만, y 축 터치 센서가, 후술할 x 축 터치 센서와 같은 방법으로 x 축 터치 센서와 직교하도록 배치되어 사용자 터치의 y 축 좌표를 감지 수 있음은 물론이다.
도 6의 (c)의 터치 센서 시트(630)를 보면, 도 6의 (b)의 터치 센서 시트(620)에 비해 x 축 터치 센서가 홀과 홀 사이에 더 많이 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. 즉, 터치 센서가 많을수록 터치 감도가 증가하므로, 홀을 제외한 영역에 터치 센서를 추가적으로 배치하여, 터치 센서 시트 상의 홀 영역으로 인한 터치 감도 저하를 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널에 포함된 터치 센서 시트의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 터치 센서 시트 제작시, 실시 예에 따라 홀과 홀 사이의 간격이 조밀한 경우, 한 장의 터치 센서 시트에 많은 터치 센서를 배치하는 것이 물리적으로 어려울 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트(730)는, 도 7의 (a)의 터치 센서 시트(730-1), 도 7의 (b)의 터치 센서 시트(730-2) 및 도 7의 (c)의 터치 센서 시트(730-3)와 같이 각각의 터치 센서 패턴을 갖는 복수의 터치 센서 시트를 합착하여 제작된 것일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트(730)는 사용자 터치의 x 축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 1 터치 센서 시트(730-1 내지 730-3) 및 사용자 터치의 y 축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 2 터치 센서 시트(미도시)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 복수의 터치 센서 시트를 결합하여 하나의 터치 센서 시트를 제작하는 것을 통해, 홀과 홀 사이의 간격이 조밀한 경우라도 홀 영역으로 인한 터치 감도 저하를 방지할 수 있는 터치 센서 시트를 물리적으로 제작하는 것이 가능하다.
한편, 도 6 및 7의 예에서는, 터치 센서 시트에 포함된 터치 센서가 직선 패턴을 갖는 것을 예로 들었다. 그러나, 터치 센서 패턴이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 터치 센서 시트 내의 터치 센서의 다른 패턴의 일 예를 나타낸다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서 시트에 포함된 터치 센서(831, 832)의 패턴은 홀을 감싸는 패턴일 수 있다.
예를 들어, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 사용자에 의해 홀(830-1) 영역에 대응되는 터치 디스플레이 패널 상의 지점이 터치된 경우, 터치 지점에 대응되는 터치 센서 시트 상의 지점(70)에서 터치 센서(831)까지의 거리는 a 이며, 터치 센서(832)까지의 거리는 b라고 가정한다. 이때, a와 b가 같은 경우라면, 터치 센서(831)와 터치 센서(832)에 동일한 크기의 유도 전압이 발생하며, 홀(830-1) 중심(80)의 x 좌표는 미리 알고 있으므로, 홀(830-1) 중심의 x 좌표값을 터치된 지점의 x 좌표값으로 결정할 수 있다. 만일, a가 b보다 큰 경우라면, 터치 센서(831)보다 터치 센서(832)에 더 큰 유도 전압이 발생하며, 두 터치 센서(831, 832)에 발생한 유도 전압의 비를 이용하여 사용자 터치 지점의 x 좌표를 추정할 수 있다.
이와 같이, 사용자에 의해 홀 또는 홀 주변 영역에 대응되는 터치 디스플레이 패널 상의 지점이 터치 되더라도 터치 감지 센서는 사용자의 터치를 감지할 수 있으며, 상술한 방법으로 터치된 지점의 좌표를 추정할 수 있다. 그러나, 사용자 터치 지점의 좌표를 추정하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 터치 지점의 좌표를 추정하는 상술한 방법이 도 6 및 도 7의 실시 예에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널에 포함된 터치 센서의 패턴을 나타낸다. 터치 센서는 일반적으로 그 두께가 두꺼울수록 터치 감도가 좋다. 따라서, 홀 및 홀 주변 영역에 대응되는 사용자 터치에 대한 감도를 높이기 위해, 도 9에 도시된 바와 같이, 터치 센서(931, 932)는 홀(930-1)을 감싸는 부분이 나머지 부분보다 두꺼운 패턴을 가질 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 예에서는 터치 센서 시트의 위치를 설명하기 위해 편의상 BLU 보드 및 광학 시트가 별도의 구성인 것으로 설명하였으나, 터치 디스플레이 패널의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 광학 시트, 터치 센서 시트 및 복수의 발광 소자를 포함하는 BLU 보드가 하나의 구성으로 이루어져 백라이트 유닛을 이루는 실시 예도 가능함은 물론이다.
또한, 터치 센서 시트에 포함된 터치 센서의 패턴 역시, 상술한 바와 같이 홀을 제외한 영역에서 직선 패턴 또는 홀을 감싸는 패턴을 갖는 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 원형 패턴이나 지그-재그 패턴 등과 같이 다양한 패턴을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 패널은 상술한 바와 같이, 직하(direct)형 LCD 디스플레이 패널에 전자기 유도(Electro-Magnetic Induction, EMI) 방식의 터치 센서 시트를 부착한 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 발광 소자 위에 위치하고, 발광 소자에 대응되는 홀을 포함하는 형태라면 다른 방식의 디스플레이 패널이나 다른 방식의 터치 센서에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이하에서, 도 1 내지 도 9를 통해 설명한 것과 중복되는 구성의 자세한 설명은 생략한다. 도 10에 따르면, 디스플레이 장치(1000)는 터치 디스플레이 패널(1010) 및 구동부를 포함한다. 이때, 디스플레이 장치(1000)는 TV, 스마트폰, 태블릿, 전자 액자, 노트북, 탁자형 디스플레이, LFD(Large Fromat Display)등으로 구현될 수 있다.
터치 디스플레이 패널(1010)은 도 4 내지 도 9를 통해 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 패널일 수 있다. 구체적으로, 터치 디스플레이 패널(1010)은 복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛 및 백라이트 유닛 위에 위치하며, 복수의 발광 소자 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀 및 터치 디스플레이 패널(1010) 상의 사용자 터치를 감지하는 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트를 포함할 수 있다. 이때, 백라이트 유닛은 직하(direct)형 백라이트 유닛일 수 있으며, 터치 센서 시트는 흰색일 수 있다. 또한, 홀은 복수의 발광 소자의 위치 및 크기에 대응되도록 터치 센서 시트 상에 형성될 수 있다.
한편, 터치 디스플레이 패널(1010)은 백라이트 유닛으로부터 방출되는 빛을 전달하는 광학 시트를 더 포함하며, 터치 센서 시트는 광학 시트와 백라이트 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 터치 센서는 터치 센서 시트 내에서 홀을 제외한 나머지 영역에서 기정의된 패턴을 가질 수 있으며, 이때, 기정의된 패턴은 홀을 감싸는 패턴일 수 있다. 또한, 터치 센서 시트는 사용자 터치의 X축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 1 터치 센서 시트 및 사용자 터치의 Y축 좌표를 감지하기 위해 제1 방향과 직교하는 제 2 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 2 터치 센서 시트를 포함할 수도 있다.
구동부(1020)는 터치 디스플레이 패널(1010)을 구동한다. 구체적으로, 구동부(1020)는 제어부(미도시)의 제어를 받아 터치 디스플레이 패널(1010)을 구동하기 위한 각종 신호를 생성하여 터치 디스플레이 패널(1010)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 터치 디스플레이 패널(1010)은 영상을 디스플레이하고, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 한편, 구동부(1020)는, 디스플레이 장치에서 터치 디스플레이 패널을 구동하는 공지의 구성으로 구현될 수 있으며, 본 발명의 요지와는 무관하므로 자세한 설명은 생략한다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 직하(direct)형 백라이트 구조의 디스플레이 패널에서도 터치 감도의 저하나 화질의 열화 없이 전자기 유도(Electro-Magnetic Induction, EMI) 방식의 터치 센서를 적용할 수 있게 되며, 이러한 터치 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
410 : LCD 420 : 광학 시트
430 : 터치 센서 시트 440 : BLU 보드
440-1 ~ 440-n : BLU

Claims (16)

  1. 터치 디스플레이 패널에 있어서,
    복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상에 위치하며, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀(hole) 및 상기 터치 디스플레이 패널 상의 사용자 터치를 감지하는 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트; 및
    상기 터치 센서 시트 상에 배치된 LCD 셀;을 포함하는 터치 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서 시트와 상기 LCD 셀 사이에 위치하며, 상기 백라이트 유닛으로부터 방출되는 빛을 전달하는 광학 시트;를 포함하며,
    상기 터치 센서 시트는,
    상기 광학 시트와 상기 백라이트 유닛 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은,
    상기 복수의 발광 소자의 위치 및 크기에 대응되도록 상기 터치 센서 시트 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서는,
    상기 터치 센서 시트 내에서 상기 홀을 제외한 나머지 영역에서 기정의된 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 센서 시트는,
    상기 사용자 터치의 X축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 1 터치 센서 시트; 및
    상기 사용자 터치의 Y축 좌표를 감지하기 위해 상기 제1 방향과 직교하는 제 2 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 2 터치 센서 시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기정의된 패턴은,
    상기 적어도 하나의 홀을 감싸는 패턴인 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    직하(direct)형 백라이트 유닛인 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서 시트는,
    흰색인 것을 특징으로 하는 터치 디스플레이 패널.
  9. 디스플레이 장치에 있어서,
    터치 디스플레이 패널; 및
    상기 터치 디스플레이 패널을 구동하는 구동부;를 포함하고,
    상기 터치 디스플레이 패널은,
    복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상에 위치하며, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 홀 및 상기 터치 디스플레이 패널 상의 사용자 터치를 감지하는 터치 센서를 포함하는 터치 센서 시트; 및
    상기 터치 센서 시트 상에 배치된 LCD 셀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 터치 디스플레이 패널은,
    상기 터치 센서 시트와 상기 LCD 셀 사이에 위치하며, 상기 백라이트 유닛으로부터 방출되는 빛을 전달하는 광학 시트;를 포함하며,
    상기 터치 센서 시트는,
    상기 광학 시트와 상기 백라이트 유닛 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀은,
    상기 복수의 발광 소자의 위치 및 크기에 대응되도록 상기 터치 센서 시트 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 터치 센서는,
    상기 터치 센서 시트 내에서 상기 홀을 제외한 나머지 영역에서 기정의된 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 터치 센서 시트는,
    상기 사용자 터치의 X축 좌표를 감지하기 위해 제 1 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 1 터치 센서 시트; 및
    상기 사용자 터치의 Y축 좌표를 감지하기 위해 상기 제1 방향과 직교하는 제 2 방향의 터치 센서 패턴을 갖는 적어도 하나의 제 2 터치 센서 시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기정의된 패턴은,
    상기 적어도 하나의 홀을 감싸는 패턴인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    직하(direct)형 백라이트 유닛인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 터치 센서 시트는,
    흰색인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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