KR102371166B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 터치센서전극이 패널에 배치되고, 반사판에 금속층이 위치하며, 바텀플레이트의 절개영역으로 반사판이 노출되는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 기술이다. 더욱 구체적으로는, 터치센서전극을 포함하는 표시장치에 관한 기술이다.
부가적인 무게와 공간을 차지하는 키보드, 마우스를 대체하는 터치스크린 기술이 표시장치에 도입되고 있다. 이러한 터치스크린 기술은 화면에 표시되는 이미지와 같은 위치에서 사용자 조작을 인식할 수 있다는 측면에서 직관성이 높은 사용자 인터페이스를 제공하게 된다.
터치스크린 기술을 적용한 표시장치는 화면을 디스플레이하는 표시패널과 터치를 인식하는 터치패널을 별도로 구비할 수 있다. 그러나, 최근에는 터치센서가 패널 내에 인셀 타입(In-cell type)으로 내장되는 터치스크린 일체형 표시장치들이 개발되고 있다.
그런데 이러한 터치스크린 일체형 표시장치들은 터치센서들이 패널 내에 위치하면서 터치센서들과 표시장치의 배면과의 거리가 가깝게 되고, 이에 따라 터치드라이버가 표시장치의 배면에 대한 터치를 전면에 대한 터치로 오인식하게 되는 문제가 발생하고 있다. 터치드라이버는 표시장치의 전면을 터치하는 오브젝트와 터치센서들 사이에 형성되는 정전용량에 따라 터치를 인식하게 된다. 그런데, 터치센서들과 배면과의 거리가 가깝게 되면서 터치센서들과 배면을 터치하는 오브젝트 사이에서도 정전용량이 형성되고 터치드라이버가 이를 전면에 대한 터치로 오인식하는 문제가 발생하고 있는 것이다.
최근 슬림화의 경향에 따라 표시장치의 두께가 점점 더 얇아지면서 이러한 문제는 심화되고 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 배면 터치를 전면 터치로 오인식하는 것을 방지하는 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 배면에 근접한 오브젝트와 터치센서전극 사이에 형성되는 정전용량의 영향을 줄이는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 복수의 터치센서전극이 배치되는 패널, 금속층이 위치하는 반사판을 포함하고, 광학모듈, 도광판 및 광학시트를 포함하는 백라이트유니트 및 백라이트유니트를 지지하며 절개영역을 통해 반사판이 노출되는 바텀플레이트를 포함하는 표시장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 배면 터치를 전면 터치로 오인식하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 터치 인식시, 배면에 근접한 오브젝트와 터치센서전극 사이에 형성되는 정전용량의 영향을 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다.
도 2는 바텀플레이트의 일부 영역이 절개된 표시장치의 배면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 I-I'를 절단한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 금속층이 위치하는 반사판의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 터치센서전극 주변의 정전용량을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치가 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 패널(110), 드라이버블록(120) 및 호스트(130)를 포함할 수 있다.
패널(110)은 디스플레이를 위한 표시패널과 터치를 위한 터치패널이 결합된 것으로 패널(110) 내에 터치센서전극이 내장될 수 있다. 먼저, 패널(110)이 표시패널로 기능하기 위한 구성의 실시예를 설명한다.
패널(110)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성될 수 있다. 패널(110)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인들, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함할 수 있다.
패널(110)의 화소들은 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 화소영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 각각의 화소들에 대응되는 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 형성되는 전계에 의해 구동될 수 있다.
패널(110)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 포함될 수 있다. 패널(110)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 패널(110)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
패널(110)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성될 수 있다. 패널(110)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cellgap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
드라이버블록(120)은 터치센서전극을 구동하는 터치드라이버(122), 데이터라인 및 게이트라인을 구동하는 표시드라이버(124) 및 타이밍콘트롤러(126)를 포함할 수 있다.
표시드라이버(124)는 타이밍콘트롤러(126)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(R'G'B')를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압(Vdata)을 출력할 수 있다. 데이터전압(Vdata)은 데이터라인들을 통해 화소전극들로 공급된다. 표시드라이버(124)는 또한, 데이터전압에 동기되는 스캔신호(SCAN)를 게이트라인들에 순차적으로 공급하여 데이터전압(Vdata)이 기입되는 패널(110)의 라인을 선택한다.
타이밍콘트롤러(126)는 호스트(150)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 표시드라이버(124)가 인식할 수 있는 디지털 비디오 데이터(R'G'B')로 변환할 수 있다. 그리고, 각종 타이밍 신호를 발생시켜 표시드라이버(124)와 터치드라이버(122)의 타이밍을 제어할 수 있다.
도 1의 실시예에서 표시드라이버(124)는 하나의 블록으로 도시되어 있으나 표시드라이버(124)는 데이터드라이버와 게이트드라이버로 나누어질 수 있다. 여기서, 데이터드라이버는 데이터라인들로 데이터전압(Vdata)을 공급하고, 게이트드라이버는 게이트라인들로 스캔신호(SCAN)를 공급할 수 있다.
한편, 패널(110)은 터치패널로 기능할 수 있다. 패널(110)이 이러한 터치패널로 기능하기 위한 구성의 실시예를 설명한다.
패널(110)은 터치를 인식하기 위해 터치센서전극을 내장할 수 있다. 그리고, 표시장치(100)는 이러한 터치센서전극을 구동하기 위해 터치드라이버(122)를 포함할 수 있다.
패널(110)의 터치센서전극들은 패널(110) 내에서 표시전극들(화소전극들 및 공통전극들)과 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 혹은 터치센서전극은 화소전극, 게이트라인, 데이터라인 및 공통전극 중 하나이거나 화소전극, 게이트라인, 데이터라인 및 공통전극 중 두 개의 조합일 수 있다.
패널(110)은 터치센서전극으로 구동전압(Tx)을 공급하기 위한 Tx 라인들, 이러한 구동전압(Tx)에 대응하여 터치센서전극에 형성되는 센싱전압 혹은 센싱전류를 측정하기 위한 Rx 라인들을 포함할 수 있다.
Tx 라인들과 Rx 라인들은 별도의 라인들로서 서로 이격되어 있을 수 있다. 이때, Tx 라인들과 Rx 라인들의 교차부에는 센서노드가 형성되고, 이러한 센서노드는 두 개의 터치센서전극으로 구성될 수 있다.
Tx 라인들과 Rx 라인들은 동일한 라인들일 수 있다. 이때, Tx 라인들의 종단 혹은 Rx 라인들의 종단에 터치센서전극이 위치할 수 있다.
터치드라이버(122)는 Tx 라인들에 구동전압을 인가하고 Rx 라인들을 통해 구동전압에 대응하여 터치센서전극 혹은 센서노드에 형성되는 센싱전압 혹은 센싱전류를 측정하여 터치센서전극에 형성되는 정전용량의 변화를 감지할 수 있다. 그리고, 터치드라이버(122)는 이러한 정전용량의 변화를 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 터치드라이버(122)에서 Tx 라인들로 구동전압을 공급하는 회로와 Rx 라인들의 전압을 센싱하는 회로는 분리되어 별도의 IC로 구성될 수 있으나 도 1의 예시와 같이 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.
터치드라이버(122)는 디지털 데이터들을 미리 설정된 터치 알고리즘으로 분석하여 소정의 기준값 이상의 터치 데이터들에 대한 좌표값을 추정하여 좌표 정보를 포함한 터치 데이터(XYZ)를 생성하고 호스트(150)로 출력할 수 있다.
터치센서전극이 화소전극, 게이트라인, 데이터라인 및 공통전극 중 하나인 경우, 터치드라이버는 터치구동을 위해 일 시간에서 터치센서전극으로 구동전압을 인가하고 센싱전압 혹은 센싱전류를 측정할 수 있고, 표시드라이버는 다른 일 시간에서 터치센서전극으로 표시구동에 필요한 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, 터치센서전극이 공통전극인 경우, 패널(110)에는 복수의 화소가 배치되고 이러한 화소로 데이터전압(Vdata)가 인가되는 시간에 터치센서전극으로는 공통전압이 인가될 수 있다. 그리고, 해당 화소로 데이터전압(Vdata)이 인가되지 않는 시간 중 일부 시간에서 터치센서전극으로 구동전압이 인가될 수 있다.
한편, 종래 터치패널은 표시패널 위에 위치함으로써 터치패널에 위치하는 터치센서전극이 표시장치의 배면과 일정 거리를 유지할 수 있었다. 이에 반해, 전술한 실시예와 같이 터치센서전극이 패널(110) 내에 내장되어 있는 경우, 터치센서전극과 표시장치 배면과의 거리는 가까워진다. 터치센서전극이 하부 기판에 내장되는 경우, 터치센서전극과 표시장치 배면과의 거리는 더욱 가까워진다. 터치센서전극과 표시장치의 배면이 가깝게 되면 배면 터치를 전면 터치로 오인식하는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 표시장치의 무게를 줄이기 위해 배면 쪽에 위치하는 바텀플레이트의 일부 영역을 절개한 경우, 이러한 오인식의 문제가 더욱 크게 발생할 수 있다.
도 2는 바텀플레이트의 일부 영역이 절개된 표시장치의 배면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 I-I'를 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시장치(100)의 배면에는 바텀플레이트(210)가 위치하고, 이러한 바텀플레이트(210)에는 절개영역(220)이 있을 수 있다.
평면상으로 보면, 절개영역(220)은 바텀플레이트(210)의 내부에 위치할 수 있고, 절개영역(220)에 대응되는 위치에 복수의 터치센서전극(S) 중 일부 혹은 전부가 위치할 수 있다.
단면상으로 보면, 바텀플레이트(210) 상에는 반사판(310), 광학모듈(미도시), 도광판(320) 및 광학시트(330)를 포함하는 백라이트유니트(340)가 위치하는데, 바텀플레이트(210)는 이러한 백라이트유니트(340)를 지지할 수 있다. 이때, 바텀플레이트(210)는 백라이트유니트(340)의 전면을 지지하지 않고, 백라이트유니트(340)의 외곽에 위치하는 외곽영역(212)과 접촉하면서 이러한 외곽영역(212)을 통해 백라이트유니트(340)를 지지할 수 있다. 이에 따라, 백라이트유니트(340)의 하면 중 바텀플레이트(210)와 접촉되지 않는 영역은 절개영역(220)을 통해 노출될 수 있다. 백라이트유니트(340)의 최하단에 반사판(310)이 위치하는 경우, 반사판(310)이 이러한 절개영역(220)을 통해 노출될 수 있다.
백라이트유니트(340) 상에는 하측편광판(350), 패널(110) 및 상측편광판(360)이 위치할 수 있는데, 하측평관판(350)과 상측편광판(360)은 패널(110)에 부착되어 있으면서 패널(110)에 의해 지지될 수 있다.
패널(110)은 가이드패널(370)에 의해 지지될 수 있다. 가이드패널(370)은 테이프(380)를 통해 바텀플레이트(210)에 부착될 수 있는데, 이러한 구조에 따라, 패널(110)은 가이드패널(370)을 거쳐 최종적으로 바텀플레이트(210)에 의해 지지될 수 있다.
전술한 구성들은 최종적으로 바텀플레이트(210)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 백라이트유니트(340)는 바텀플레이트(210)와 외곽영역(212)에서 접촉하면서 바텀플레이트(210)에 의해 직접적으로 지지될 수 있고, 패널(110) 및 패널(110)에 부착된 편광판(350, 360)은 가이드패널(370)을 통해 간접적으로 바텀플레이트(210)에 의한 지지를 받을 수 있다.
이러한 바텀플레이트(210)에 의한 지지 구조에서 지지력이 전달되는 접촉영역을 제외한 나머지 영역에는 절개영역(220)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 백라이트유니트(340)의 외곽영역(212)으로 바텀플레이트(210)의 지지력이 전달되는데, 이러한 외곽영역(212)을 제외한 영역 중 백라이트유니트(340)에 대응되는 영역에는 절개영역(220)이 형성될 수 있다.
도 3에는 가이드패널(370)의 하측 전면이 테이프(380)를 통해 바텀플레이트(210)로부터 지지되는 것으로 도시되고 있으나, 가이드패널(370)의 하측면 중 일부 영역만 바텀플레이트(210)에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 테이프(380)와 접촉되는 바텀플레이트(210)의 접촉면 중 일부에는 절개영역(220)이 형성될 수 있다.
바텀플레이트(210)의 절개영역(220)은 바텀플레이트(210)의 무게를 줄이는 효과를 창출한다. 바텀플레이트(210)는 금속과 같은 비중이 큰 재질로 구성될 수 있는데, 이러한 바텀플레이트(210)에 절개영역(220)을 형성하면 절개영역(220)에 해당되는 만큼 바텀플레이트(210)의 무게를 줄일 수 있게 된다.
한편, 패널(110)에는 터치센서전극(S)이 배치되는데, 패널(110)에서 절개영역(220)에 대응되는 위치에 터치센서전극(S) 중 일부 혹은 전부가 위치할 수 있다.
이러한 절개영역(220)에 대응되는 자리에 위치하는 터치센서전극(S)은 배면으로 근접하는 외부 오브젝트와 정전용량을 형성할 수 있다. 그리고, 터치드라이버(도 1에 도시된 122 참조)는 이러한 정전용량을 표시장치(100)의 전면에 대한 터치로 오인식할 수 있다.
이러한 오인식을 방지하기 위해 반사판(310)에 금속층이 위치할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 금속층이 위치하는 반사판의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 반사판(310)은 반사층(410)과 금속층(420a 및/혹은 420b)을 포함할 수 있다.
반사층(410)은 도광판(도 3에서 320 참조)을 통해 배면 쪽으로 향하는 광을 패널(110) 방향으로 반사시키는 층이다.
이러한 반사층(410)은 백색의 불투명 합성수지로 구성될 수 있는데, 이러한 합성수지 내에는 발포기포가 포함될 수 있다.
여기서, 합성수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 등을 포함한다.
반사층(410)은 내부적으로 여러 층으로 구성될 수 있는데, 각각의 층은 동일한 합성수지로 구성될 수도 있고, 각각 서로 다른 합성수지로 구성될 수도 있다.
이러한 합성수지에는 각종 첨가물이 함유될 수 있는데, 예를 들면 열안정제, 산화방지제, 윤활제, 유기, 무기미립자, 내광제, 대전방지제, 핵제 등이 포함될 수 있다.
반사층(410)은 TiO2, SiNx, ZnO, Al2O3 중 어느 하나의 무기막 재료(물질)로 형성되거나, 또는 상기 TiO2, SiNx, ZnO 및 Al2O3 재료 중 적어도 2가지의 선택된 재료의 혼합에 의해 형성될 수도 있다.
금속층(420a 및/혹은 420b)은 비저항(Resistivity)이 낮은 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 이들의 합금(Alloy)으로 이루어진 단일막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속층(420a 및/혹은 420b)은 이러한 단일막에 더하여 전기적 특성이 우수한 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 막을 더 포함하는 다층막으로 형성될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 반사판(310)은 반사층(410)과 제1금속층(420a)을 포함하는데, 반사층(410)은 도광판(도 3의 320 참조) 방향으로 위치하고, 제1금속층(420a)은 바텀플레이트(도 3의 210 참조) 방향으로 위치할 수 있다. 도 4a의 실시예에 따르면, 제1금속층(420a)이 바텀플레이트(도 3의 210 참조)와 전기적으로 연결되거나 열적으로 연결될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 배면 터치에 대한 오인식이 개선되고 방열 성능이 향상되는 효과가 있는데, 구체적인 내용은 후술한다.
도 4b를 참조하면, 반사판(310)은 반사층(410)과 제2금속층(420b)을 포함하는데, 반사층(410)은 바텀플레이트(도 3의 210 참조) 방향으로 위치하고, 제2금속층(420b)은 도광판(도 3의 320 참조)과 접촉될 수 있다. 도 4b의 실시예에 따르면, 제2금속층(420b)이 배면 터치 오인식 방지 뿐만 아니라 배면 쪽으로 향하는 광을 반사시키는 기능까지 함께 수행하여 휘도를 높이는 효과도 있다.
도 4c를 참조하면, 반사판(310)은 반사층(410), 제1금속층(420a) 및 제2금속층(420b)을 포함할 수 있다. 위치상으로 볼 때, 반사판(310)의 일측면에 제1금속층(420a)이 위치하고 타측면에 제2금속층(420b)이 위치할 수 있다. 이때, 제1금속층(420a)은 바텀플레이트(도 3의 210 참조)와 전기적으로 연결되거나 열적으로 연결될 수 있고, 제2금속층(420b)은 도광판(도 3의 320 참조)에서 배면 쪽으로 향하는 광을 반사시키는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 금속층(420a 및/혹은 420b)은 배면 터치에 의한 터치 오인식을 방지하는 효과가 있다.
터치드라이버(도 1에 도시된 122 참조)는 터치센서전극(S)의 정전용량 변화를 측정하여 터치를 인식한다.
터치센서전극(S)은 주변 전극 및 외부 오브젝트와 정전용량을 형성하게 되는데, 이때, 터치센서전극(S)의 정전용량 변화에 따라 터치센서전극(S)에 저장되는 전하량이 변하게 되는데, 터치드라이버(122)는 이러한 전하량을 측정하여 터치를 인식한다.
[수학식 1]
dQ = dC x V
수학식 1에서 dC는 터치센서전극(S)의 정전용량 변화를 의미하고, V는 터치센서전극(S)의 정전용량에 형성되는 전압을 의미하며, dQ는 터치센서전극(S)에 저장되는 전하량의 변화를 의미한다.
도 5a 내지 도 5d는 터치센서전극 주변의 정전용량을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d에서는 설명의 편의를 위해 반사판(310)에 제1금속층(420a)이 위치하는 실시예를 중심으로 설명한다. 다만, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니며 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 바와 같이, 반사판(310)에는 제1금속층(420a) 및/혹은 제2금속층(420b)이 위치할 수 있다.
도 5a는 외부 오브젝트가 근접하지 않은 상황에서의 터치센서전극(S) 주변의 정전용량을 나타낸다.
외부 오브젝트가 근접하지 않은 상황에서 터치센서전극(S)은 그라운드와 제1정전용량(CSA)을 형성하고, 제1금속층(420a)과 제2정전용량(CSR)을 형성한다. 또한, 그라운드와 제1금속층(420a) 사이에서는 제3정전용량(CRA)이 형성될 수 있다.
이때, 그라운드와 제1금속층(420a)이 동일 전압을 가지고 있는 경우, 제3정전용량(CRA)은 실질적으로 무시될 수 있다. 수학식 1을 통해 살펴본 바와 같이 전하량의 변화는 정전용량의 변화와 전압의 곱으로 결정되는데, 전압이 0볼트(volt)가 되면 전하량의 변화도 0이 된다. 이러한 원리에 따라, 그라운드와 제1금속층(420a)이 동일 전압을 가지게 되면, 제3정전용량(CRA)은 실질적으로 무시될 수 있다. 동일 전압이 아니더라도 그라운드와 제1금속층(420a) 사이의 전압차가 작은 경우, 제3정전용량(CRA)은 실질적으로 무시될 수 있다.
그라운드와 제1금속층(420a)이 전기적으로 연결되어 있는 경우, 그라운드와 제1금속층(420a)의 전압 차이는 실질적으로 0볼트(volt)가 될 수 있다. 이 경우, 제3정전용량(CRA)은 실질적으로 무시될 수 있다.
금속층으로 제2금속층(420b)이 사용되고 제2금속층(420b)이 그라운드와 접촉하지 않는 경우에도, 제2금속층(420b)이 반사판(310)의 전면에 도포되는 경우, 제2금속층(420b)의 면적이 넓어지기 때문에 제2금속층(420b)의 전위는 실질적으로 그라운드와 같아질 수 있다. 이러한 경우에도, 제3정전용량(CRA)은 실질적으로 무시될 수 있다.
한편, 터치드라이버(122)는 터치센서전극(S)으로 구동전압(Tx)을 인가하고 이러한 구동전압에 대응하여 터치센서전극(S)에 형성되는 센싱전압 혹은 센싱전류를 측정하여 터치센서전극(S)에 형성되는 정전용량의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 터치드라이버(122)는 터치센서전극(S)의 정전용량의 변화를 측정하기 위해 기본 정전용량을 측정할 수 있는데, 도 5a에 도시된 것과 같이 외부 오브젝트가 근접하지 않은 상황에서 측정되는 정전용량이 기본 정전용량이 된다. 도 5a의 실시예에서, 제1정전용량(CSA), 제2정전용량(CSR) 및 제3정전용량(CRA)이 기본 정전용량이 될 수 있다. 터치드라이버(122)는 이러한 기본 정전용량으로부터 추가되는 정전용량을 측정하여 터치를 인식한다.
도 5b는 전면으로 외부 오브젝트가 근접한 상황에서의 터치센서전극(S) 주변의 정전용량을 나타낸다.
도 5b를 참조하면, 도 5a에 도시된 기본 정전용량 이외에 터치센서전극(S)과 외부 오브젝트 사이에 제4정전용량(CST1)이 더 추가되어 있다. 터치드라이버(122)는 이러한 제4정전용량(CST1)을 측정하여 외부 오브젝트에 의한 터치를 인식할 수 있다.
터치드라이버(122)는 터치센서전극(S)에서의 전하량 변화를 측정하여 제4정전용량(CST1)을 측정할 수 있다.
도 5c는 금속층이 없는 반사판 구조에서 배면으로 외부 오브젝트가 근접한 상황에서의 터치센서전극(S) 주변의 정전용량을 나타낸다.
도 5c를 참조하면, 터치센서전극(S)과 외부 오브젝트 사이에 제5정전용량(CST2)이 형성된다. 이때, 터치드라이버(122)는 이러한 제5정전용량(CST2)이 작을 경우, 이를 무시하거나 배제시킬 수 있으나, 제5정전용량(CST2)이 도 5b를 참조하여 설명한 제4정전용량(CST1)과 유사한 경우, 이를 배제시킬 수 없게 된다. 터치센서전극(S)의 정전용량 변화에는 방향성이 없기 때문에, 터치드라이버(122)는 전면 터치와 배면 터치를 구분할 수 없다. 이에 따라, 터치드라이버(122)는 제5정전용량(CST2)의 형성에도 전면에 터치가 이루어진 것으로 오인식할 수 있다.
도 5d는 금속층이 있는 반사판 구조에서 배면으로 외부 오브젝트가 근접한 상황에서의 터치센서전극(S) 주변의 정전용량을 나타낸다.
도 5d를 참조하면, 도 5a에 도시된 기본 정전용량 이외에 제1금속층(420a)과 외부 오브젝트 사이에 제6정전용량(CRT)이 더 추가되어 있다.
이때, 제6정전용량(CRT)은 터치센서전극(S)의 정전용량 변화에 영향을 미치지 않거나 그 영향의 정도가 미약할 수 있다.
우선, 제1금속층(420a)의 전위는 그라운드 전위와 유사할 수 있고, 외부 오브젝트의 전위도 그라운드 전위와 유사할 수 있다. 이에 따라, 제1금속층(420a)과 외부 오브젝트의 전압차는 실질적으로 0볼트(volt)에 가깝거나 매우 작을 수 있다. 이렇게 전압차가 작은 경우, 전하량의 변화가 작기 때문에, 제6정전용량(CRT)은 실질적으로 터치센서전극(S)의 정전용량 변화에 영향을 미치지 못하게 된다.
다른 측면에서, 제2정전용량(CSR)과 제6정전용량(CRT)은 병렬 연결된 것으로 모델링될 수 있는데, 이때, 제2정전용량(CSR)의 크기가 제6정전용량(CRT)의 크기보다 훨씬 크기 때문에 상대적인 크기에서 제6정전용량(CRT)이 무시될 수 있다.
이와 같이, 반사판(310)에 금속층(420a 및/혹은 420b)이 위치하면 배면 터치에 의해 형성되는 정전용량의 변화가 터치센서전극(S)에 미치는 영향을 차단할 수 있게 된다. 이에 따라, 표시장치(100)는 배면 터치를 전면 터치로 오인식하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 반사판(310)에 제1금속층(420a)이 위치하고, 이러한 제1금속층(420a)이 바텀플레이트(도 2의 210 참조)와 접촉함으로써 방열 경로를 형성할 수 있다. 방열은 표면적이 넓을 수록 효과가 높아지게 되는데, 절개영역(도 2의 220 참조)을 통해 노출된 부분에 금속층이 위치하고 이러한 금속층이 바텀플레이트(210)와 연결됨으로써 방열 효과가 높아질 수 있다.
한편, 터치 오인식 방지 및 방열 효과는 반사판(310)의 금속층 두께가 얇더라도 충분히 발현될 수 있다. 이에 따라, 반사판(310)의 금속층 두께는 바텀플레이트(210)의 두께보다 얇을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 배면 터치를 전면 터치로 오인식하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 터치 인식시, 배면에 근접한 오브젝트와 터치센서전극 사이에 형성되는 정전용량의 영향을 줄일 수 있다. 그리고, 반사판의 금속층이 바텀플레이트와 연결됨으로써 방열 효과를 증대시킬 수 있다. 또한, 바텀플레이트보다 얇은 두께의 금속층을 이용함으로써 표시장치의 무게를 줄일 수 있게 된다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 복수의 터치센서전극이 배치되는 패널;
    금속층이 위치하는 반사판을 포함하고, 광학모듈, 도광판 및 광학시트를 포함하는 백라이트유니트;
    상기 백라이트유니트를 지지하며 절개영역을 통해 상기 반사판이 노출되는 바텀플레이트; 및
    상기 터치센서전극으로 구동전압을 인가하고 상기 구동전압에 대응하여 상기 터치센서전극에 형성되는 센싱전압 혹은 센싱전류를 측정하여 상기 터치센서전극에 형성되는 정전용량의 변화를 감지하는 터치드라이버
    를 포함하되,
    상기 금속층은 상기 터치드라이버의 그라운드와 전기적으로 연결되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절개영역은 상기 바텀플레이트의 내부에 위치하고 상기 절개영역에 대응되는 위치에 복수의 터치센서전극 중 일부 혹은 전부가 위치하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바텀플레이트의 두께는 상기 금속층의 두께보다 두꺼운 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 반사판의 일측면에 위치하는 제1금속층과 타측면에 위치하는 제2금속층으로 구성되는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패널에는 복수의 화소가 배치되고 상기 화소로 데이터전압이 인가되는 시간에 상기 터치센서전극으로 공통전압이 인가되는 표시장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바텀플레이트는 금속재질로 구성되고 상기 금속층은 일부 영역에서 상기 바텀플레이트와 접촉되는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 도광판과 접촉되는 표시장치.
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