KR102372564B1 - 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 터치 패널은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층 상에 배치되고, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극, 전기 활성층 및 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층 및 절연층 상에 배치되고, 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함하여, 하나의 터치 패널을 통해 터치 위치, 터치 포스 및 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다.

Description

터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 {TOUCH PANEL AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 터치 패널을 통해 터치 위치, 터치 포스(force) 및 터치 포스의 변화를 모두 감지할 수 있는 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 패널은 표시 장치에 대한 화면 터치나 제스쳐(gesture) 등과 같은 사용자의 터치 입력을 감지하는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대용 표시 장치를 비롯하여 공공 시설의 표시 장치와 스마트 TV 등의 대형 표시 장치에 널리 활용되고 있다.
최근에는 다양한 터치 입력을 감지할 수 있는 터치 패널에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에, 기존에 주로 적용된 터치 입력의 위치를 감지하는 터치 센서뿐 아니라, 터치 센서에 터치 입력의 세기를 측정할 수 있는 포스(force) 센서를 적용한 터치 패널에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 일반적으로, 포스 센서는 저항막(resistive) 방식 및 정전 용량(capacitive) 방식 등으로 구분될 수 있다.
저항막 방식의 포스 센서의 경우, 압력에 따른 전도성 물질과 전극 간의 저항값 변화를 측정하여 터치 포스를 검출한다. 저항막 방식의 포스 센서는 공정이 간편하고, 구조가 단순한 반면, 정밀도가 부족하고, 터치 센서와 일체화하기가 부적합하다.
정전 용량 방식의 포스 센서의 경우, 압력에 따른 상하 전극의 간격 변화에 따른 정전 용량 변화를 인식함으로써 터치 포스를 검출한다. 정전 용량 방식의 포스 센서는 투명하게 포스 센서를 구성할 수 있고, 감도가 우수하고 신호 처리가 용이하나, 포스 센서를 구성하는 상하 전극에 의해 정전 용량의 변화를 충분히 감지하기 위해 절연층의 두께가 충분하여야 하므로, 두께가 증가되고, 단위 셀의 면적이 넓어야 하는 단점이 있다.
한편, 일반적으로는 표시 장치에서 터치 입력의 위치 및 포스를 모두 측정하기 위하여 터치 위치 센서 및 포스 센서를 각각 별도로 구비하여 사용하였다. 이러한 경우, 표시 장치에 2개의 센서를 적용함으로써 두께가 증가하고 센서 제조 공정 및 표시 장치 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 압전(piezoelectric) 방식의 터치 센서 및 정전 용량 방식의 터치 센서를 일체화하여 터치 위치 및 터치 포스뿐만 아니라 터치 포스의 변화 또한 감지할 수 있는 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 서로 다른 방식의 터치 센서를 일체화하여 두께가 감소되고 제조 공정이 단순화된 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 투명하고 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 터치 패널을 제공하여 유기 발광 표시 패널 및 플렉서블 표시 패널에 적용할 수 있는 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층 상에 배치되고, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극, 전기 활성층 및 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층 및 절연층 상에 배치되고, 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널은 터치 위치 및 터치 포스(force)를 감지하기 위한 제1 터치 센서부 및 터치 포스의 변화를 감지하기 위한 제2 터치 센서부를 포함하고, 제1 터치 센서부는, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층의 일면에 배치된 복수의 구동 전극 및 전기 활성층의 타면에 배치된 복수의 제1 감지 전극을 포함하고, 제2 터치 센서부는, 복수의 구동 전극 및 복수의 제1 감지 전극 상에 배치되고 복수의 제1 감지 전극과 절연된 복수의 제2 감지 전극을 포함한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 상부 또는 하부에 배치되는 터치 패널을 포함하고, 터치 패널은, 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층 상에 배치되고, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극, 전기 활성층 및 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층, 및 절연층 상에 배치되고, 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함한다.
이에, 하나의 터치 패널을 통해 터치 위치, 터치 포스 및 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 터치 위치 및 터치 포스뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 변화할 수 있는 터치 포스의 변화 또한 감지할 수 있다.
본 발명은 터치 위치 및 터치 포스를 감지하는 센서와 터치 포스의 변화를 감지하는 센서를 일체화하여 터치 패널의 두께를 감소시키고 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명은 투명성 및 플렉서빌리티를 갖는 터치 패널을 제공하여 투명 표시 장치 및/또는 플렉서블 표시 장치에 적용 가능한 터치 패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역의 확대도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 영역의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 개략적인 동작 타이밍을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 개략적인 동작 타이밍을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ' 영역의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 위 (on)로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은, 제1 터치 센서부(110), 제2 터치 센서부(120), 구동 IC(101), 제1 리드아웃(read out) IC(102) 및 제2 리드아웃 IC(103)을 포함한다.
제1 터치 센서부(110)는 복수의 구동 전극(111) 및 복수의 제1 감지 전극(113)을 포함한다. 제1 터치 센서부(110)는 구동 전극(111), 제1 감지 전극(113) 및 후술할 전기 활성층(112)을 통해 터치 위치 및 터치 포스(force)를 감지할 수 있다. 이 때, 제1 터치 센서부(110)는 압전 방식으로 터치 위치 및 터치 포스를 감지할 수 있다.
제2 터치 센서부(120)는 복수의 구동 전극(111) 및 복수의 제2 감지 전극(123)을 포함한다. 제2 터치 센서부(120)는 구동 전극(111) 및 제2 감지 전극(123)을 통해 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다. 이 때, 제2 터치 센서부(120)는 정전 용량(capacitive) 방식으로 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다.
구동 IC(101)는 복수의 구동 전극(111)으로 구동 신호를 공급할 수 있다. 구동 IC(101)는 복수의 제1 라우팅 라인(RL1)에 의해 복수의 구동 전극(111)과 연결되고, 복수의 제1 라우팅 라인(RL1)을 통해 구동 신호를 복수의 구동 전극(111)으로 전송할 수 있다. 여기서, 구동 신호는 펄스 신호일 수 있으며, 구동 IC(101)는 복수의 구동 전극(111)에 순차적으로 하이 전압을 갖는 펄스 신호를 인가할 수 있다.
제1 리드아웃 IC(102)는 복수의 제1 감지 전극(113)으로부터 감지 신호를 수신하여, 사용자의 터치 위치 및 터치 포스를 감지하기 위한 IC이다. 제1 리드아웃 IC(102)는 복수의 제2 라우팅 라인(RL2)에 의해 복수의 제1 감지 전극(113)과 연결된다. 따라서, 복수의 제1 감지 전극(113)으로부터의 감지 신호는 복수의 제1 감지 전극(113)과 각각 연결된 복수의 제2 라우팅 라인(RL2)에 의해 제1 리드아웃 IC(102)로 전송될 수 있다. 제1 리드아웃 IC(102)는 전달된 감지 신호에 기초하여 사용자의 터치가 이루어진 위치 및 사용자의 터치의 포스를 검출할 수 있다.
제2 리드아웃 IC(103)는 복수의 제2 감지 전극(123)으로부터 감지 신호를 수신하여, 사용자의 터치 포스의 변화를 감지하기 위한 IC이다. 제2 리드아웃 IC(103)는 복수의 제3 라우팅 라인(RL3)에 의해 복수의 제2 감지 전극(123)과 연결된다. 따라서, 복수의 제2 감지 전극(123)으로부터의 감지 신호는 복수의 제2 감지 전극(123)과 각각 연결된 복수의 제3 라우팅 라인(RL3)에 의해 제2 리드아웃 IC(103)로 전송될 수 있다. 제2 리드아웃 IC(103)는 전달된 감지 신호에 기초하여 사용자의 시간에 따른 터치 포스의 변화를 검출할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 구동 전극(111), 제1 감지 전극(113) 및 제2 감지 전극(123) 등의 개수는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예일 뿐이며, 이에 제한되지 않는다. 즉, 필요에 따라 구동 전극(111), 제1 감지 전극(113) 및 제2 감지 전극(123) 등의 개수는 도 1에 도시된 것 이상 또는 이하로 구비될 수도 있다.
이하에서는, 터치 패널(100)의 구체적인 구조에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 2 및 도 3을 함께 참조한다.
도 2는 도 1의 A 영역의 확대도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 영역의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 터치 패널(100)은 복수의 구동 전극(111), 전기 활성층(112) 및 복수의 제1 감지 전극(113)으로 구성되는 제1 터치 센서부(110), 및 복수의 구동 전극(111) 및 복수의 제2 감지 전극(123)으로 구성되는 제2 터치 센서부(120)를 포함한다.
복수의 구동 전극(111)은 제1 터치 센서부(110) 및 제2 터치 센서부(120)의 공통적인 구동 전극으로 기능할 수 있다. 복수의 구동 전극(111)에는 구동 IC(101)에 의해 순차적으로 구동 신호가 인가될 수 있다. 복수의 구동 전극(111)은 서로 이격되어 제1 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 도 1 및 도 2에서 가로 방향을 의미하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 구동 전극(111)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(111)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide: TCO)로 이루어질 수 있다. 또한, 구동 전극(111)은 투과율이 우수하고 전기 전도도가 우수한 은 나노 와이어(Ag nano wire), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube: CNT) 또는 그래핀(graphene) 등으로 형성될 수도 있다. 또한, 구동 전극(111)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 즉, 구동 전극(111)은 폭이 얇은 금속 라인의 메쉬 형태로 구성되어, 실질적으로 투명한 전극으로 기능할 수도 있다. 다만, 구동 전극(111)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 구동 전극(111)의 구성 물질로 사용될 수 있다.
전기 활성층(112)은 복수의 구동 전극(111) 상에 배치된다. 전기 활성층(112)은 압력 인가 시 재료의 분극 발생에 의하여 전압이 발생하는 재료인 전기 활성 물질(EAM: Electro Active Material)로 이루어지는 판상의 필름일 수 있다. 전기 활성층(112)은 사용자의 터치 압력에 의한 변형이 쉽게 일어나고, 빠르게 원래 형상으로 복원 가능하도록 영률(Young’s Modulus)이 작은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전기 활성층(112)은 실리콘계, 우레탄계, 아크릴계 등의 유전성 엘라스토머(dielectric elastomer), PVDF, P(VDF-TrFE) 등의 강유전성 고분자(ferroelectric polymer) 또는 압전 세라믹(piezo ceramic) 소자로 이루어질 수 있다.
사용자의 터치 입력이 인가되는 경우, 압전 효과에 의해 사용자의 터치가 이루어진 위치의 전기 활성층(112)을 이루는 물질에 전하 분극이 발생할 수 있다. 이 때, 사용자의 터치가 이루어진 영역과 대응되는 구동 전극(111)에 구동 신호가 인가되면, 해당 영역과 대응되는 제1 감지 전극(113)은 전기 활성층(112)의 전하 분극에 의한 전압을 제1 리드아웃 IC(102)로 전달할 수 있다. 그리고, 제1 리드아웃 IC(102)는 전달된 전압에 기초하여 사용자의 터치 위치 및 터치 포스가 검출될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 구체적으로 설명하도록 한다.
복수의 제1 감지 전극(113)은 전기 활성층(112) 상에 배치된다. 복수의 제1 감지 전극(113)은 사용자의 터치 위치 및 터치 포스를 감지하기 위한 제1 터치 센서부(110)의 감지 전극이다.
복수의 제1 감지 전극(113)은 서로 이격되어 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장될 수 있다. 이에, 복수의 제1 감지 전극(113)은 복수의 구동 전극(111) 상에서 복수의 구동 전극(111)과 교차되도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 방향으로 연장된 하나의 제1 감지 전극(113)은 제1 방향으로 연장된 복수의 구동 전극(111)과 교차 지점에서 중첩된다. 이 때, 복수의 제1 감지 전극(113)과 복수의 구동 전극(111)이 교차하여 중첩하는 지점은 터치 패널(100)에서 사용자의 터치 위치 및 터치 포스를 감지하기 위한 최소 단위인 셀(CE)로 정의될 수 있다. 여기서, 제2 방향은 도 1 및 도 2에서 세로 방향을 의미하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 제1 감지 전극(113)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(113)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide: TCO)로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 감지 전극(113)은 투과율이 우수하고 전기 전도도가 우수한 은 나노 와이어(Ag nano wire), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube: CNT) 또는 그래핀(graphene) 등으로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 감지 전극(113)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 다만, 제1 감지 전극(113)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 제1 감지 전극(113)의 구성 물질로 사용될 수 있다. 또한, 제1 감지 전극(113)은 구동 전극(111)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
한편, 복수의 제1 감지 전극(113) 각각은 복수의 구동 전극(111)과 중첩되는 영역에 배치된 복수의 서브 전극(113a) 및 제2 방향으로 연장되어 복수의 서브 전극(113a)을 연결하는 복수의 브릿지 전극(113b)을 포함한다.
서브 전극(113a)은 하나의 제1 감지 전극(113)에서 복수개로 구비되어 서로 이격된다. 또한, 복수의 서브 전극(113a)은 복수의 구동 전극(111)과 복수의 제1 감지 전극(113)의 중첩 영역인 셀(CE)의 중앙부에 배치될 수 있다. 도 2에서는 복수의 서브 전극(113a)이 원형의 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 복수의 서브 전극(113a)은 다각형의 형상을 가질 수도 있다.
복수의 서브 전극(113a)은 제1 터치 센서부(110)에서 실질적으로 사용자의 터치 위치 및 터치 포스가 감지되는 부분일 수 있다. 즉, 복수의 서브 전극(113a)은 동일한 셀(CE) 내에 배치된 구동 전극(111) 및 전기 활성층(112)과의 전기적인 상호 작용을 통해 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있다.
복수의 브릿지 전극(113b)은 제2 방향으로 연장되어 복수의 서브 전극(113a)을 서로 연결시킨다. 복수의 브릿지 전극(113b)의 제1 방향에 대한 폭은 복수의 서브 전극(113a)의 제1 방향에 대한 폭보다 작을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 제1 감지 전극(113)은 복수의 구동 전극(111)과의 중첩 면적이 작을수록 터치에 대한 민감도(sensitivity)가 증가할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1 감지 전극(113)의 면적이 클수록 기생 커패시턴스(capacitance)가 발생하여 구동 전극(111)과 제1 감지 전극(113) 사이의 손실되는 전류의 양이 커진다. 따라서, 브릿지 전극(113b)의 폭을 서브 전극(113a)의 폭보다 좁게 함으로써, 제1 감지 전극(113)의 손실 전류를 최소화함과 동시에 충분한 출력 전압을 확보할 수 있다.
제1 터치 센서부(110)는 전기 활성층(112) 및 전기 활성층(112)의 일면과 타면에 각각 배치된 복수의 구동 전극(111)과 복수의 제1 감지 전극(113)을 사용하여 압전 방식으로 사용자의 터치 위치 및 터치 포스를 감지할 수 있다. 즉, 제1 터치 센서부(110)는 복수의 셀(CE) 각각에서 구동 전극(111)과 제1 감지 전극(113) 사이의 전기적 변화에 기초하여 터치 위치 및 터치 포스를 감지할 수 있다.
구체적으로, 구동 신호가 인가된 구동 전극(111)의 특정 셀(CE)에 사용자의 터치가 이루어지는 경우, 터치 압력에 의해 특정 셀(CE)에 배치된 전기 활성층(112)에 전하 분극이 발생할 수 있다. 그리고 전기 활성층(112)의 전하 분극에 의하여, 특정 셀(CE)에 배치된 제1 감지 전극(113)에서 감지된 전압에는 피크(peak)가 발생할 수 있다. 이 때, 전하 분극에 의해 발생한 전압은 터치 압력에 따라 변화할 수 있다. 즉, 터치 포스가 증가할 수록, 제1 감지 전극(113)에 의해 감지되는 전압의 피크 또한 증가할 수 있다. 또한, 피크 전압이 발생한 감지 신호는 제1 감지 전극(113)으로부터 제1 리드아웃 IC(102)로 전달될 수 있다.
제1 리드아웃 IC(102)는 감지된 전압이 임계치 이상일 경우 해당 위치에 터치가 이루어진 것으로 인식할 수 있다.
또한, 제1 리드아웃 IC(102)는 제1 감지 전극(113)으로부터 전달되는 전압의 크기를 레벨링하여, 터치 포스의 크기를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 리드아웃 IC(102)는 메모리에 저장된 터치 포스의 크기와 제1 감지 전극(113)으로부터 감지되는 전압의 크기에 대한 데이터에 기초하여 터치 입력뿐만 아니라 터치 포스 또한 검출할 수 있다.
절연층(130)은 전기 활성층(112) 및 복수의 제1 감지 전극(113) 상에 배치된다. 도 3을 참조하면 절연층(130)은 전기 활성층(112) 및 제1 감지 전극(113)을 덮도록 배치된다. 따라서, 절연층(130)은 제1 감지 전극(113)과 제2 감지 전극(123)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 절연층(130)은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 등의 물질로 이루어질 수 있다.
복수의 제2 감지 전극(123)은 절연층(130) 상에 배치된다. 또한, 복수의 제2 감지 전극(123)은 복수의 제1 감지 전극(113)과 중첩될 수 있다. 이 때, 복수의 제2 감지 전극(123)은 절연층(130)에 의하여 복수의 제1 감지 전극(113)과 절연될 수 있다. 복수의 제2 감지 전극(123)은 사용자의 터치 포스의 변화를 감지하기 위한 제2 터치 센서부(120)의 감지 전극이다.
복수의 제2 감지 전극(123)은 서로 이격되어 제2 방향으로 연장될 수 있다. 이에, 복수의 제2 감지 전극(123)은 복수의 구동 전극(111) 상에서 복수의 구동 전극(111)과 교차하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 방향으로 연장된 하나의 제2 감지 전극(123)은 제1 방향으로 연장된 복수의 구동 전극(111)과 교차 지점에서 중첩된다. 이 때, 복수의 제2 감지 전극(123)과 복수의 구동 전극(111)이 교차하여 중첩하는 지점은 터치 패널(100)에서 사용자의 터치 포스의 변화를 감지하기 위한 최소 단위인 셀(CE)로 정의될 수 있다. 복수의 제2 감지 전극(123)과 복수의 구동 전극(111)이 중첩된 셀(CE)은 복수의 제1 감지 전극(113)과 복수의 구동 전극(111)이 중첩된 셀(CE)과 동일할 수 있다.
복수의 제2 감지 전극(123)은 동일한 셀(CE) 내에 배치된 구동 전극(111)과의 전기적인 상호 작용을 통해 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다. 즉, 복수의 제2 감지 전극(123) 각각은 해당 셀(CE)에서의 정전 용량 변화를 감지할 수 있다.
이 때, 복수의 제2 감지 전극(123) 각각은 정전 용량 변화를 위한 충분한 면적을 확보하기 위하여 복수의 제1 감지 전극(113) 각각보다 큰 면적을 가질 수 있다. 구체적으로, 사용자의 터치 포스가 변화할 경우, 압력의 변화로 인하여 누르는 면적이 변화할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 터치 포스가 증가할 경우 누르는 면적이 커지게 되므로, 복수의 제2 감지 전극(123)은 이와 대응하는 면적에서의 정전 용량 변화를 감지할 수 있어야 한다. 따라서, 복수의 제2 감지 전극(123) 각각의 면적은 복수의 제1 감지 전극(113) 각각의 면적보다 클 수 있다.
복수의 제2 감지 전극(123)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 감지 전극(123)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide: TCO)로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 감지 전극(123)은 투과율이 우수하고 전기 전도도가 우수한 은 나노 와이어(Ag nano wire), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube: CNT) 또는 그래핀(graphene) 등으로 형성될 수도 있다. 또한, 제2 감지 전극(123)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 다만, 제2 감지 전극(123)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 제2 감지 전극(123)의 구성 물질로 사용될 수 있다. 또한, 제2 감지 전극(123)은 구동 전극(111) 및 제1 감지 전극(113)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
제2 터치 센서부(120)는 서로 이격된 복수의 구동 전극(111) 및 복수의 제2 감지 전극(123)을 사용하여 정전 용량 방식으로 사용자의 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다. 즉, 제2 터치 센서부(120)는 복수의 셀(CE) 각각에서 구동 전극(111)과 제2 감지 전극(123) 사이의 전기적 변화에 기초하여 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다.
구체적으로, 특정 셀(CE)에 터치 입력이 인가되고, 인가된 터치 입력의 포스가 변하는 경우, 특정 셀(CE)과 대응되는 구동 전극(111) 및 제2 감지 전극(123) 사이의 정전 용량의 변화가 발생할 수 있다. 즉, 사용자의 터치 포스가 변화할 경우, 터치에 의한 압력 변화에 의해 구동 전극(111)과 제2 감지 전극(123) 사이의 간격 및 사용자의 손가락과 중첩하는 제2 감지 전극(123)의 면적이 변화되고, 정전 용량도 함께 변화될 수 있다. 정전 용량 변화에 대한 감지 신호는 제2 감지 전극(123)으로부터 제2 리드아웃 IC(103)로 전달될 수 있다.
제2 리드아웃 IC(103)는 정전 용량 변화를 통해 터치 포스의 변화량을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제2 리드아웃 IC(103)는 초기에 터치 입력이 인가되었을 때 감지한 초기 정전 용량 값을 기준 정전 용량 값으로 저장할 수 있다. 그리고 터치 입력의 포스가 변하여 변화된 정전 용량 값이 감지되었을 경우, 초기 정전 용량 값과 변화된 정전 용량 값의 차이를 통해 정전 용량의 변화량을 검출할 수 있다. 이에, 제2 리드아웃 IC(103)는 초기 정전 용량 값보다 큰 정전 용량 값이 검출된 경우, 사용자의 터치 포스가 증가한 것으로 판단하고, 초기 정전 용량 값보다 작은 정전 용량 값이 검출된 경우 사용자의 터치 포스가 감소한 것으로 판단할 수 있다.
일반적으로, 터치 위치를 감지하는 터치 위치 센서 및 터치 포스를 감지하는 터치 포스 센서는 각각 별도로 구비되는 것이 일반적이었다. 즉, 터치 위치와 터치 포스를 모두 감지하기 위해서는 총 2개의 센서를 필요로 하여 장치의 전체적인 두께가 증가하고 제조 공정이 복잡하며, 제조 비용이 증가하는 단점이 있었다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 복수의 구동 전극(111) 및 복수의 제1 감지 전극(113) 사이에 전기 활성층(112)을 배치하여 압전 방식으로 터치 위치 및 터치 포스를 감지하는 제1 터치 센서부(110)를 구성할 수 있다. 즉, 제1 터치 센서부(110)는 전기 활성층(112)의 압전 효과를 기초로 하여 사용자의 터치 위치뿐만 아니라 사용자의 터치 압력에 따른 터치 포스 또한 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 단일의 제1 터치 센서부(110)를 통해 터치 위치와 터치 포스를 모두 감지할 수 있다. 따라서, 터치 위치 센서와 터치 포스 센서를 각각 별도로 구비하는 것에 비하여 터치 센서의 슬림화 및 경량화가 가능하고, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 제1 터치 센서부(110)만으로 터치 위치 및 터치 포스를 동시에 감지함으로써 센서의 구동이 단순화될 수 있다.
다만, 압전 방식의 터치 센서의 경우, 시간에 따른 터치 포스의 변화를 감지할 수 없다. 구체적으로, 압전 방식의 터치 센서에 사용자의 터치가 이루어진 경우, 터치가 발생한 순간에 압력 인가에 따른 전압이 발생하고, 터치가 계속하여 이루어진 상태라 하더라도 소정의 시간이 지난 경우 더 이상 전압이 발생하지 않는다. 이에, 사용자의 터치 포스가 증가하거나 감소한 경우, 압전 방식의 터치 센서는 사용자의 터치 포스의 변화를 감지할 수 없다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 복수의 구동 전극(111) 및 복수의 제2 감지 전극(123)을 통해 정전 용량 방식으로 터치 포스의 변화를 감지하는 제2 터치 센서부(120)를 더 포함한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 터치 위치 및 터치 포스 뿐만 아니라, 터치 포스의 변화까지 감지 가능하여 보다 다양한 터치 입력을 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 하나의 패널 내에 제1 터치 센서부(110)와 제2 터치 센서부(120)가 일체화될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 제1 터치 센서부(110)와 제2 터치 센서부(120)는 복수의 구동 전극(111)을 공통으로 사용되는 구동 전극으로 공유할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 하나의 터치 패널(100)을 이용하여 터치 위치, 터치 포스 및 터치 포스의 변화까지 모두 감지하는 것이 가능하다. 그리고, 제1 터치 센서부(110) 및 제2 터치 센서부(120)가 일체화됨으로써, 보다 슬림화된 터치 패널(100)의 구현이 가능하며, 제조 공정이 단순화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 투명성 및 플렉서빌리티를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)을 구성하는 제1 터치 센서부(110) 및 제2 터치 센서부(120)의 구성요소들은 모두 투명하며 플렉서블한 물질로 이루어질 수 있다. 이에, 터치 패널(100)은 표시 장치의 표시 패널의 상부 및 하부에 모두 배치될 수 있으므로 표시 장치의 설계 자유도가 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 보다 다양한 표시 장치, 예를 들어, 투명 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치에도 적용될 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 개략적인 동작 타이밍을 도시한 것이다. 도 4는 특정 셀(CE)에 터치 입력이 인가되고, 터치를 유지한 채로 인가된 터치의 포스가 감소한 경우, 특정 셀(CE)에 대응되는 구동 전극(111)에 인가되는 구동 신호와, 제1 감지 전극(113) 및 제2 감지 전극(123)에 의해 검출되는 감지 신호에 대한 하나의 예시를 개략적으로 도시한 것이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 터치 패널의 구동 방법에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(100)은 각각의 터치 감지 구간(T)에서 제1 리드아웃 IC(102)와 제2 리드아웃 IC(103)가 동시에 구동될 수 있다.
도 4를 참조하면, 구동 IC(101)는 구동 전극(111)에 펄스 형태의 구동 신호를 인가한다. 이 때, 구동 신호가 하이 전압을 갖는 구간은 터치 감지 구간(T)으로 정의될 수 있다. 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 2번의 터치 감지 구간(T)에 대해서만 도시되었다. 이하에서는, 2번의 터치 감지 구간(T) 중 첫번째 터치 감지 구감(T)의 시작 시점에 사용자의 터치 입력이 이루어지고, 두번째 터치 감지 구간(T)에서는 사용자의 터치 입력이 유지되지만 터치 포스가 감소한 경우를 가정한다. 먼저, 제1 감지 전극(113)에서 발생한 감지 신호에 대하여 설명하면, 첫번째 터치 감지 구간(T)에서, 제1 감지 전극(113)은 제1 크기(S)를 갖는 전압에 대응하는 감지 신호를 감지할 수 있다. 즉, 구동 IC(101)에 의해 구동 전극(111)에 구동 신호가 인가되었을 때 사용자의 터치 입력이 발생하는 경우, 전기 활성층(112)에 피크 전압이 발생할 수 있다. 그리고 제1 감지 전극(113)은 제1 크기(S)를 갖는 전압에 대응하는 감지 신호를 제1 리드아웃 IC(102)로 전송할 수 있다.
제1 리드아웃 IC(102)는 전달된 감지 신호의 전압 값에 기초하여 터치 발생 여부 및 터치 포스를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 리드아웃 IC(102)는 감지 신호의 제1 크기(S)가 미리 결정된 임계치보다 큰 경우, 해당 위치에서 터치가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제1 리드아웃 IC(102)는 제1 크기(S)에 기초하여 터치 포스의 크기를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 리드아웃 IC(102)는 메모리에 저장된 터치 포스의 크기와 제1 감지 전극(113)으로부터 감지되는 전압의 크기인 제1 크기(S)에 기초하여 터치 시점에서의 사용자의 터치 포스 또한 검출할 수 있다.
두번째 터치 감지 구간(T)에서, 제1 감지 전극(113)은 감지 신호를 감지하지 못한다. 앞서 설명한 바와 같이, 사용자의 터치가 유지되고 있는 상태이지만, 제1 감지 전극(113)에서는 전압의 변화가 감지되지 않는다.
다음으로, 제2 감지 전극(123)에서 발생한 감지 신호에 대하여 설명하면, 첫번째 터치 감지 구간(T)에서, 제2 감지 전극(123)은 제1 레벨(S1)을 갖는 감지 신호를 감지할 수 있다. 즉, 제2 감지 전극(123)은 구동 전극(111)과 제2 감지 전극(123) 사이의 정전 용량 값에 대한 제1 레벨(S1)의 감지 신호를 감지할 수 있다. 제2 감지 전극(123)은 제1 레벨(S1)에 대응하는 감지 신호를 제2 리드아웃 IC(103)로 전송할 수 있다.
두번째 터치 감지 구간(T)에서, 제2 감지 전극(123)은 제2 레벨(S2)을 갖는 감지 신호를 감지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용자의 터치가 유지는 되지만 터치 포스가 감소하므로, 터치 포스의 변화에 따라 제2 감지 전극(123)과 구동 전극(111) 사이의 간격이 변화되거나 제2 감지 전극(123)과 중첩하는 사용자의 손가락의 면적이 변화되며, 정전 용량도 함께 변화할 수 있다. 제2 감지 전극(123)은 변화된 정전 용량에 대한 제2 레벨(S2)의 감지 신호를 제2 리드아웃 IC(103)로 전송할 수 있다.
제2 리드아웃 IC(103)는 첫번째 터치 감지 구간(T)에서 저장한 기준 값과 두번째 터치 감지 구간(T)에서 감지된 정전 용량을 비교하여 정전 용량의 변화량을 검출할 수 있다. 이 때, 정전 용량의 변화량은 제1 레벨(S1)의 감지 신호와 제2 레벨(S2)의 감지 신호의 차이인 제3 레벨(S3)을 가질 수 있다. 제2 리드아웃 IC(103)는 변화량인 제3 레벨(S3)이 기설정된 범위 이상일 경우 이와 해당되는 셀(CE)에 터치 포스의 변화가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제2 리드아웃 IC(103)는 제3 레벨(S3)의 극성에 따라 터치 포스가 증가한 것인지 감소한 것인지 판단할 수 있다. 즉, 제2 리드아웃 IC(103)는 초기 정전 용량 값보다 큰 정전 용량 값이 검출되어 제3 레벨(S3)이 양의 값인 경우 사용자의 터치 포스가 증가한 것으로 판단하고, 초기 정전 용량 값보다 작은 정전 용량 값이 검출되어 제3 레벨(S3)이 음의 값인 경우 사용자의 터치 포스가 감소한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 사용자가 터치 입력을 인가한 상태로 특정 셀(CE)에서 상이한 셀(CE)로 터치 위치를 변경하는 경우, 터치의 이동에 따라 이와 대응되는 셀(CE)의 정전 용량이 함께 변화할 수 있다. 따라서, 제2 리드아웃 IC(103)는 정전 용량의 변화가 검출된 셀(CE)의 좌표를 검출하여 터치 위치의 변화 또한 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 개략적인 동작 타이밍을 도시한 것이다. 도 5는 특정 셀(CE)에 터치 입력이 인가되었을 때, 특정 셀(CE)과 대응되는 구동 전극(111)에 인가되는 구동 신호와, 제1 감지 전극(113) 및 제2 감지 전극(123)에 의해 검출되는 감지 신호에 대한 하나의 예시를 개략적으로 도시한 것이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 터치 패널의 구동 방법에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(100)은 각각의 터치 감지 구간(T)에서 제1 리드아웃 IC(102)와 제2 리드아웃 IC(103)가 시분할되어 구동될 수 있다.
도 5를 참조하면, 터치 감지 구간(T)은 제1 터치 감지 구간(T1) 및 제2 터치 감지 구간(T2)으로 분할될 수 있다. 이 때, 제1 터치 감지 구간(T1)에서는 터치 위치 및 터치 포스를 검출하는 제1 리드아웃 IC(102)만 구동되고, 제2 터치 감지 구간(T2)에서는 터치 포스의 변화를 검출하는 제2 리드아웃 IC(103)만 구동될 수 있다.
즉, 도 4의 실시예에서는 터치 감지 구간(T) 동안 제1 리드아웃 IC(102) 및 제2 리드아웃 IC(103)가 동시에 구동되었으나, 본 실시예에서는 제1 리드아웃 IC(102) 및 제2 리드아웃 IC(103)가 별도로 시분할 구동된다. 터치 감지 구간(T)에서 제1 리드아웃 IC(102) 및 제2 리드아웃 IC(103)가 시분할 구동되는 것을 제외하고는 기본적인 구동 원리는 도 4에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 도 5에서는 하나의 터치 감지 구간(T)에서의 제1 리드아웃 IC(102) 및 제2 리드아웃 IC(103)의 시분할 구동에 대하여 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 구동 IC(101)는 구동 전극(111)에 펄스 형태의 구동 신호를 인가한다. 구동 신호가 하이 레벨을 갖는 터치 감지 구간(T)에는 사용자의 터치 입력이 인가될 수 있다.
먼저, 제1 감지 전극(113)에서 발생한 감지 신호에 대하여 설명하면, 제1 터치 감지 구간(T1)에서, 제1 감지 전극(113)은 전압의 변화에 따른 하이 레벨의 감지 신호를 감지할 수 있다. 하이 레벨의 감지 신호는 제1 리드아웃 IC(102)로 전송될 수 있다. 제1 리드아웃 IC(102)는 감지 신호를 통해 터치 위치 및 터치 포스를 검출할 수 있다.
제2 터치 감지 구간(T2)에서, 제1 감지 전극(113)은 감지 신호를 감지하지 않는다. 즉, 제2 터치 감지 구간(T2)에서는 제1 리드아웃 IC(102)가 구동되지 않으므로, 제1 감지 전극(113)에서는 감지 신호가 발생되지 않는다.
다음으로, 제2 감지 전극(123)에서 발생한 감지 신호에 대하여 설명하면, 제1 터치 감지 구간(T1)에서, 제2 감지 전극(123)은 감지 신호를 감지하지 않는다. 즉, 제1 터치 감지 구간(T1)에서는 제2 리드아웃 IC(103)가 구동되지 않으므로, 제2 리드아웃 IC(103)는 사용자의 터치 입력이 인가되어도 정전 용량에 대한 감지 신호를 감지하지 않는다.
제2 터치 감지 구간(T2)에서, 제2 감지 전극(123)은 정전 용량에 대한 하이 레벨의 감지 신호를 감지할 수 있다. 하이 레벨의 감지 신호는 제2 리드아웃 IC(103)로 전송될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 제2 리드아웃 IC(103)는 다음 터치 감지 구간(T)의 제2 터치 감지 구간(T2)에서 발생한 감지 신호와, 금번 터치 감지 구간(T)의 제2 터치 감지 구간(T2)에서 발생한 감지 신호를 비교하여 터치 포스의 변화를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(100)은 하나의 터치 감지 구간(T)이 제1 터치 감지 구간(T1)과 제2 터치 감지 구간(T2)으로 분할되어 제1 리드아웃 IC(102)와 제2 리드아웃 IC(103)가 시분할 구동된다. 따라서, 제1 감지 전극(113)과 제2 감지 전극(123)에서 각각 감지되는 감지 신호의 정확도가 향상될 수 있다. 즉, 제1 감지 전극(113)과 제2 감지 전극(123)이 서로 중첩됨에 따라, 제1 감지 전극(113) 및 제2 감지 전극(123)이 감지 신호를 감지하는 과정에서 간섭이 발생될 수도 있다. 이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 하나의 터치 감지 구간(T)이 제1 터치 감지 구간(T1)과 제2 터치 감지 구간(T2)으로 시분할되어 제1 리드아웃 IC(102)와 제2 리드아웃 IC(103)가 시분할 구동됨으로써, 제1 터치 센서부(110)와 제2 터치 센서부(120) 간의 간섭이 최소화되고 제1 터치 센서부(110)와 제2 터치 센서부(120)의 정확도가 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ' 영역의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는, 표시 패널(200), 표시 패널(200)의 상부에 배치된 터치 패널(100), 게이트 구동부(11), 데이터 구동부(12) 및 터치 구동부(13)를 포함한다. 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서 중복 설명은 생략하도록 한다.
표시 장치(10)는 다양한 전자 기기, 예를 들어 TV, 모니터, 노트북 PC, 스마트 폰, 웨어러블(wearable) 전자 기기 등에 포함될 수 있다.
표시 패널(200)은 표시 장치(10)에서 영상을 표시하기 위한 표시 소자가 배치된 패널을 의미한다. 표시 패널(200)로서, 예를 들어, 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등과 같은 다양한 표시 패널이 사용될 수 있다. 또한, 표시 패널(200)은 플렉서빌리티(flexibility)를 가질 수고, 투명 표시 패널로 구현될 수도 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 표시 패널(200)은 터치 패널(100)과 중첩하는 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7에서는 표시 패널(200)이 유기 발광 표시 패널인 것으로 설명하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 영역은 표시 장치(10)에서 실제로 영상이 표시되는 영역으로, 표시 영역에는 표시부 및 표시부를 구동하기 위한 다양한 구동 소자 및 신호 배선이 배치될 수 있다.
표시 영역에는 복수의 화소가 배치될 수 있다. 이 때, 복수의 화소는 제1 방향으로 배치된 복수의 게이트 배선(GL) 및 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배치된 복수의 데이터 배선(DL)의 교차 영역으로 정의될 수 있다. 복수의 화소는 빛을 발광하는 최소 단위로, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함할 수 있다. 복수의 화소 각각은 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)을 통해 게이트 구동부(11) 및 데이터 구동부(12)와 연결될 수 있다.
비표시 영역은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역을 둘러싸는 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역에는 표시 영역에 배치된 복수의 화소를 구동하기 위한 다양한 구성요소들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 구동부(11), 데이터 구동부(12) 및 터치 구동부(13) 등이 비표시 영역에 배치될 수 있다.
게이트 구동부(11)는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 게이트 신호를 출력하고, 복수의 게이트 배선(GL)을 통해 데이터 전압이 충전되는 화소를 선택할 수 있다. 게이트 구동부(11)는 시프트 레지스터(shift register)를 이용하여 게이트 신호를 게이트 배선으로 순차적으로 공급할 수 있다. 도 6에서는 게이트 구동부(11)가 표시 패널에 실장된 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
데이터 구동부(12)는 영상을 표시하기 위한 데이터와 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 구성으로, 표시 영역의 복수의 화소로 신호를 공급하기 위한 구성이다. 데이터 구동부(12)는 복수의 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 전압을 표시 영역의 복수의 화소로 공급한다.
데이터 구동부(12)는 베이스 필름(12a) 및 구동 IC(12b)를 포함할 수 있다. 베이스 필름(12a)은 데이터 구동부(12)를 지지하는 필름이다. 베이스 필름(12a)은 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 구동 IC(12b)는 영상을 표시하기 위한 데이터 전압과 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 구성이다. 구동 IC(12b)는 표시 장치(10) 에 실장되는 방식에 따라 COG(Chip On Glass), COF(Chip On Film), TCP(Tape Carrier Package) 등의 방식으로 배치될 수 있다. 도 6에서는 데이터 구동부(12)가 베이스 필름(12a) 상에 실장된 COF 방식인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
터치 구동부(13)는 터치 패널(100)의 터치 입력 감지를 위한 구동 신호를 전송하고, 감지된 감지 신호를 수신하여 터치 위치, 터치 포스 및 터치 포스의 변화량을 검출할 수 있다. 터치 구동부(13)는 구동 IC(101), 제1 리드아웃 IC(102) 및 제2 리드아웃 IC(103)를 포함한다. 터치 구동부(13)는 앞서 설명한 데이터 구동부(12)와 동일하게, COF 방식인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구동 IC(101)는 복수의 제1 라우팅 라인(RL1)에 의하여 터치 패널(100)의 복수의 구동 전극(111)과 연결되어 구동 신호를 전송할 수 있다. 제1 리드아웃 IC(102)는 복수의 제2 라우팅 라인(RL2)에 의하여 터치 패널(100)의 복수의 제1 감지 전극(113)과 연결되어 감지 신호를 수신할 수 있다. 제2 리드아웃 IC(103)는 복수의 제3 라우팅 라인(RL3)에 의하여 터치 패널(100)의 복수의 제2 감지 전극(123)과 연결되어 감지 신호를 수신할 수 있다.
복수의 제1 라우팅 라인(RL1)은 터치 패널(100)에서 구동 전극(111)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 터치 패널(110)에서 구동 전극(111)과 상이한 도전성 물질로 이루어질 수도 있다. 복수의 제1 라우팅 라인(RL1)은 터치 패널(100)의 끝단에서 표시 패널(200)로 컨택홀을 통해 연장하여 터치 패널(100)과 표시 패널(200)이 중첩하지 않은 표시 패널(200)의 영역에서는 표시 패널(200) 상에 배치될 수 있다.
복수의 제2 라우팅 라인(RL2)은 터치 패널(100)에서 제1 감지 전극 (113)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 터치 패널(110)에서 제1 감지 전극(113)과 상이한 도전성 물질로 이루어질 수도 있다. 복수의 제2 라우팅 라인(RL2)은 터치 패널(100)의 끝단에서 표시 패널(200)로 컨택홀을 통해 연장하여 터치 패널(100)과 표시 패널(200)이 중첩하지 않은 표시 패널(200)의 영역에서는 표시 패널(200) 상에 배치될 수 있다.
복수의 제3 라우팅 라인(RL3)은 터치 패널(100)에서 제2 감지 전극(123)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 터치 패널(110)에서 제2 감지 전극(123)과 상이한 도전성 물질로 이루어질 수도 있다. 복수의 제3 라우팅 라인(RL3)은 터치 패널(100)의 끝단에서 표시 패널(200)로 컨택홀을 통해 연장하여 터치 패널(100)과 표시 패널(200)이 중첩하지 않은 표시 패널(200)의 영역에서는 표시 패널(200) 상에 배치될 수 있다.도 6을 참조하면, 터치 구동부(13)는 게이트 구동부(11)의 반대편에 배치되어 게이트 구동부(11) 및 데이터 구동부(12)와 이격될 수 있다. 즉, 터치 구동부(13)는 표시 패널에서 게이트 구동부(11) 및 데이터 구동부(12)가 배치되지 않은 측부에 배치될 수 있다. 이에, 도 6에서는 터치 구동부(13)는 게이트 구동부(11)의 반대편에 배치되는 것으로 도시되었으나, 터치 구동부(13)는 데이터 구동부(12)의 반대편에 배치될 수도 있고, 게이트 구동부(11)의 반대편 및 데이터 구동부(12)의 반대편 모두에 배치될 수도 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 터치 패널(100)은 표시 패널(200)의 표시 영역 상에 배치될 수 있다. 특히, 터치 패널(100)의 복수의 셀(CE)은 표시 영역의 복수의 화소와 중첩될 수 있다. 이 때, 터치 패널(100)은 표시 패널(200)로부터 표시되는 영상의 시인성 저하를 최소화하도록 투명한 재료들로 구성될 수 있다. 한편, 도 6 및 도 7에서는 터치 패널(100)이 표시 패널(200) 상부에 배치된 것으로 도시되었으나, 터치 패널(100)은 표시 패널(200)의 하부에 배치될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 표시 패널(200)은 제1 기판(210), 박막 트랜지스터(220), 제1 절연층(211), 제2 절연층(212), 오버 코팅층(213), 뱅크(214), 유기 발광 소자(230) 및 봉지부(215)를 포함한다. 즉, 표시 패널(200)은 유기 발광 소자(230)에서 발광된 광이 박막 트랜지스터(220)가 배치된 제1 기판(210)의 반대면을 통해 방출되는 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 발광 표시 패널이다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 기판(210)은 표시 패널(200)의 다양한 구성요소들을 지지하기 위한 기판이다. 제1 기판(210)은 유리 또는 연성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
박막 트랜지스터(220)는 제1 기판(210) 상에 배치된다. 구체적으로, 제1 기판(210) 상에 액티브층이 배치되고, 액티브층 상에 액티브층과 게이트 전극을 절연시키기 위한 제1 절연층(211)이 배치된다. 제1 절연층(211) 상에 게이트 전극이 배치되고, 게이트 전극을 덮는 제2 절연층(212)이 배치된다. 소스 전극 및 드레인 전극은 제2 절연층(212) 상에 배치되고, 액티브층과 전기적으로 연결된다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해, 표시 장치(10)에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터 중 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, 스위칭 박막 트랜지스터, 커패시터 등도 표시 장치에 포함될 수 있다. 또한, 도 7에서는 박막 트랜지스터(220)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 설명하나, 스태거드(staggered) 구조의 박막 트랜지스터도 사용될 수 있다.
박막 트랜지스터(220) 상에 오버 코팅층(213)이 형성된다. 오버 코팅층(213)은 박막 트랜지스터(220)의 상부를 평탄화한다. 오버 코팅층(213)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 아크릴계 수지로 이루어질 수 있다.
오버 코팅층(213) 상에 유기 발광 소자(230)가 배치된다. 유기 발광 소자(230)는 애노드(231), 유기층(232) 및 캐소드(233)를 포함한다.
구체적으로, 애노드(231)는 오버 코팅층(213) 상에 배치되고, 오버 코팅층(213)의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(220)의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 전기적으로 연결된다. 표시 패널(200)이 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 패널이므로, 애노드(231)는 투명 도전성 물질로 이루어지는 투명 도전층 및 투명 도전층 하부에 반사성이 우수한 금속 물질로 이루어지는 반사층을 포함할 수 있다. 다만, 애노드(231)의 적층 구조는 이에 제한되지 않는다.
애노드(231)의 양 끝단을 덮도록 뱅크(214)가 배치된다. 뱅크(214)는 발광 영역을 정의할 수 있고, 뱅크(214)에 의해 덮이지 않은 애노드(231) 영역이 발광 영역으로 정의될 수 있다.
유기층(232)은 애노드(231) 및 뱅크(214) 상에 배치된다. 유기층(232)은, 예를 들어, 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 유기 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 또한, 유기층(232)은 각각이 유기 발광층(EML)을 포함하는 복수의 발광 유닛이 적층된 구조를 가질 수도 있다.
캐소드(233)는 유기층(232) 상에 배치된다. 표시 패널(200)이 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 패널이므로, 캐소드(233)는 매우 얇은 두께의 금속 물질로 이루어지거나, 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
봉지부(215)는 유기 발광 소자(230) 상에 배치된다. 봉지부(215)는 유기 발광 소자(230)를 수분 또는 산소의 침투로부터 보호하기 위한 구성이다. 봉지부(215)는 무기층으로 이루어질 수도 있고, 무기층과 유기층이 교대 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
표시 패널(200) 상에는 버퍼층(201)이 배치되고, 버퍼층(201) 상에는 터치 패널(100)이 배치된다. 버퍼층(201)은 표시 패널(200)과 터치 패널(100)을 절연시키고, 터치 패널(100)의 복수의 제1 감지 전극(113)이 배치될 수 있는 베이스 부재로 기능할 수 있다. 버퍼층(201)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
버퍼층(201) 상에는 복수의 구동 전극(111), 전기 활성층(112), 복수의 제1 감지 전극(113), 절연층(130) 및 복수의 제2 감지 전극(123)이 순차적으로 적층되어 터치 패널(100)을 구성할 수 있다. 이때, 터치 패널(100)은 별도로 형성되어 표시 패널(200) 상에 배치되는 것이 아니고, 표시 패널(200) 상에서 직접 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 패널(200) 및 터치 패널(100)이 별도로 형성된 후, 접착층에 의하여 접착됨으로써 표시 장치(10)가 형성될 수도 있다. 이 경우, 터치 구동부(13)는 표시 패널(200)이 아닌 터치 패널(100)에 배치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 8의 표시 장치(20)는 표시 패널(300)이 액정 표시 패널인 것을 제외하면, 도 6 및 도 7의 표시 장치(10)와 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략하도록 한다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(20)는 표시 패널(300) 및 터치 패널(100)을 포함한다. 표시 패널(300)은 제1 기판(310), 게이트 배선(320), 제1 절연층(311), 데이터 배선(330), 제2 절연층(312), 화소 전극, 공통 전극(340), 액정층(350), 컬러 필터(361), 블랙 매트릭스(362) 및 제2 기판(370)을 포함하는 액정 표시 패널일 수 있다. 한다. 한편, 도 8에 도시되지는 않았으나, 표시 패널(300)은 액정층(350)에 광을 공급하고, 제1 기판(310) 하부에 배치되는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
제1 기판(310)은 표시 패널(300)의 다양한 구성요소들을 지지하기 위한 기판이다. 제1 기판(310) 상에는 표시 패널(300)을 구동하기 위한 다양한 배선들 및 구동 소자가 배치될 수 있다. 제1 기판(310)은 유리 또는 연성(flexibility)을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
게이트 배선(320)은 제1 기판(310) 상에 배치된다. 이 때, 도 8에 도시되지는 않았으나, 게이트 배선(320)은 복수로 구비될 수 있다. 게이트 배선(320) 상에는 게이트 배선(320)을 보호하고 다른 구성 요소들과 절연시키기 위한 제1 절연층(311)이 배치된다.
복수의 데이터 배선(330)은 제1 절연층(311) 상에 배치된다. 복수의 데이터 배선(330)은 복수의 게이트 배선(320)과 교차하도록 배치될 수 있다. 복수의 데이터 배선(330) 상에는 복수의 데이터 배선(330)을 보호하고, 복수의 데이터 배선(330)의 상부를 평탄화하기 위한 제2 절연층(312)이 배치된다.
한편, 도 8에 도시되지는 않았으나, 데이터 배선(330)과 중첩하고, 공통 전극(340)에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전압 배선이 더 배치될 수 있다 또한, 게이트 배선(320)과 전기적으로 연결되어 게이트 배선(320)으로부터의 신호에 의해 온/오프(on/off)되고, 데이터 배선(330)으로부터의 신호를 화소 전극에 전달하도록 구성되는 박막 트랜지스터가 제1 기판(310) 상에 배치될 수도 있다. 다만, 상술한 표시 패널(300)의 다양한 배선들 및 구동 소자에 대한 배치 및 구성은 예시적인 것이며, 이에 제한되지 않는다.
화소 전극 및 공통 전극(340)은 제2 절연층(312) 상에 배치된다. 공통 전극(340)은 공통 전압 배선과 전기적으로 연결되어 공통 전압을 인가받고, 화소 전극은 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 인가받도록 구성된다. 한편, 도 8에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 화소 전극은 공통 전극(340)과 동일 평면 상에서 평행하게 교대로 배열될 수 있고, 절연층을 사이에 두고 이격되도록 형성될 수도 있다.
액정층(350)은 공통 전극(340) 상에 배치된다. 액정층(350)의 액정은 화소 전극과 공통 전극(340) 각각에 데이터 전압 및 공통 전압이 인가됨에 따라 발생하는 전기장에 의해 배열이 변화된다. 표시 패널(300)은 상술한 방법으로 액정의 배열을 조절함으로써 백라이트 유닛에서 조사되는 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시할 수 있다.
제2 기판(370)은 액정층(350) 상에 배치된다. 이 때, 제2 기판(370)과 액정층(350) 사이에는 컬러 필터(361) 및 블랙 매트릭스(362)가 배치된다. 제2 기판(370)은 컬러 필터(361) 및 블랙 매트릭스(362)와 같이 제2 기판(370)에 형성되는 구성요소들을 지지하기 위한 기판이다. 제2 기판(370)은 제1 기판(310)과 대향하도록 배치된다. 제2 기판(370)은 유리 또는 연성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
컬러 필터(361)는 액정층(350)을 통과한 광을 특정 색상의 광으로 변환시키기 위한 것으로서, 예를 들어, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터로 구성될 수 있다. 도 8에서는 컬러 필터(361) 및 블랙 매트릭스(362)가 제2 기판(370)에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 컬러 필터(361) 및 블랙 매트릭스(362)가 제1 기판(110)에 배치될 수도 있다.
표시 패널(300) 상에는 버퍼층(301)이 배치되고, 버퍼층(301) 상에는 터치 패널(100)이 배치된다. 버퍼층(301)은 표시 패널(300)과 터치 패널(100)을 절연시키고, 터치 패널(100)의 복수의 제1 감지 전극(113)이 배치될 수 있는 베이스 부재로 기능할 수 있다. 버퍼층(301)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
버퍼층(301) 상에는 복수의 구동 전극(111), 전기 활성층(112), 복수의 제1 감지 전극(113), 절연층(130) 및 복수의 제2 감지 전극(123)이 순차적으로 적층되어 터치 패널(100)을 구성할 수 있다. 이때, 터치 패널(100)은 별도로 형성되어 표시 패널(300) 상에 배치되는 것이 아니고, 표시 패널(300) 상에서 직접 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 패널(300) 및 터치 패널(100)이 별도로 형성된 후, 접착층에 의하여 접착됨으로써 표시 장치(20)가 형성될 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층 상에 배치되고, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극, 전기 활성층 및 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층 및 절연층 상에 배치되고, 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 제3 전극 각각은 복수의 제2 전극 중 적어도 하나와 중첩할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제2 전극 각각의 면적은 복수의 제3 전극 각각의 면적보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제2 전극 각각은 복수의 제1 전극과 중첩되는 복수의 서브 전극 및 복수의 서브 전극을 연결하는 브릿지 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 서브 전극은 원형 또는 다각형의 형상을 가질 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널은 터치 위치 및 터치 포스(force)를 감지하기 위한 제1 터치 센서부 및 터치 포스의 변화를 감지하기 위한 제2 터치 센서부를 포함하고, 제1 터치 센서부는, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층의 일면에 배치된 복수의 구동 전극 및 전기 활성층의 타면에 배치된 복수의 제1 감지 전극을 포함하고, 제2 터치 센서부는, 복수의 구동 전극 및 복수의 제1 감지 전극 상에 배치되고 복수의 제1 감지 전극과 절연된 복수의 제2 감지 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 터치 센서부는 압전 방식으로 터치 위치 및 터치 포스를 감지하고, 제2 터치 센서부는 정전 용량 방식으로 터치 포스의 변화를 감지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 감지 전극과 연결된 제1 리드아웃(read out) IC 및 복수의 제2 감지 전극과 연결된 제2 리드아웃 IC를 더 포함하고, 제1 리드아웃 IC는 전기 활성층에서 발생하여 복수의 제1 감지 전극을 통해 전달되는 전압에 기초하여 터치 위치 및 터치 포스를 검출하고, 제2 리드아웃 IC는 복수의 제2 감지 전극에서의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 포스의 변화를 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동 전극에는 터치 감지 구간 동안 구동 신호가 인가되고, 제1 리드아웃 IC 및 제2 리드아웃 IC 각각은 터치 감지 구간 동안 동시에 터치 위치와 터치 포스 및 터치 포스의 변화를 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동 전극에는 터치 감지 구간 동안 구동 신호가 인가되고, 제1 리드아웃 IC는 터치 감지 구간 중 제1 터치 감지 구간 동안 터치 위치 및 터치 포스를 검출하고, 제2 리드아웃 IC는 터치 감지 구간 중 제1 터치 감지 구간과 상이한 구간인 제2 터치 감지 구간 동안 터치 포스의 변화를 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구동 전극은 제1 방향으로 연장되고, 복수의 제1 감지 전극 및 복수의 제2 감지 전극은 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 상부 또는 하부에 배치되는 터치 패널을 포함하고, 터치 패널은, 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 전기 활성층 상에 배치되고, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극, 전기 활성층 및 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층, 및 절연층 상에 배치되고, 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시 패널과 터치 패널 사이의 버퍼층을 더 포함하고. 표시 패널은 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자 상의 봉지부를 포함하고, 터치 패널은 버퍼층 상에 배치 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 패널과 터치 패널 사이의 버퍼층을 더 포함하고, 표시 패널은 박막 트랜지스터가 배치된 제1 기판 및 컬러 필터가 배치된 제2 기판을 포함하고, 터치 패널은 버퍼층 상에 배치될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 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. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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.
100: 터치 패널
110: 제1 터치 센서부
111: 구동 전극
112: 전기 활성층
113: 제1 감지 전극
120: 제2 터치 센서부
123: 제2 감지 전극
130: 절연층
CE: 셀
101: 구동 IC
102: 제1 리드아웃 IC
103: 제2 리드아웃 IC
RL1: 제1 라우팅 라인
RL2: 제2 라우팅 라인
RL3: 제3 라우팅 라인
10, 20: 표시 장치
200, 300: 표시 패널
11: 게이트 구동부
12: 데이터 구동부
13: 터치 구동부

Claims (14)

  1. 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극;
    상기 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층;
    상기 전기 활성층 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극;
    상기 전기 활성층 및 상기 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치되고, 상기 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제2 전극 각각은 상기 복수의 제1 전극과 중첩되는 복수의 서브 전극 및 복수의 서브 전극을 연결하는 복수의 브릿지 전극을 포함하고,
    상기 제1 방향에서 상기 복수의 서브 전극의 너비는 상기 복수의 브릿지 전극의 너비보다 큰, 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제3 전극 각각은 상기 복수의 제2 전극 중 적어도 하나와 중첩하는, 터치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극 각각의 면적은 상기 복수의 제3 전극 각각의 면적보다 작은, 터치 패널.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서브 전극은 원형 또는 다각형의 형상을 갖는, 터치 패널.
  6. 터치 위치 및 터치 포스(force)를 감지하기 위한 제1 터치 센서부; 및
    터치 포스의 변화를 감지하기 위한 제2 터치 센서부를 포함하고,
    상기 제1 터치 센서부는, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층, 상기 전기 활성층의 일면에 배치된 복수의 구동 전극 및 상기 전기 활성층의 타면에 배치된 복수의 제1 감지 전극을 포함하고,
    상기 제2 터치 센서부는, 상기 복수의 구동 전극 및 상기 복수의 제1 감지 전극 상에 배치되고 상기 복수의 제1 감지 전극과 절연된 복수의 제2 감지 전극을 포함하며,
    상기 복수의 구동 전극은 제1 방향으로 연장되고, 상기 복수의 제1 감지 전극 및 상기 복수의 제2 감지 전극은 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장되며,
    상기 복수의 제1 감지 전극 각각은 상기 복수의 구동 전극과 중첩되는 복수의 서브 전극 및 복수의 서브 전극을 연결하는 복수의 브릿지 전극을 포함하고,
    상기 제1 방향에서 상기 복수의 서브 전극의 너비는 상기 복수의 브릿지 전극의 너비보다 큰, 터치 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 터치 센서부는 압전 방식으로 터치 위치 및 터치 포스를 감지하고,
    상기 제2 터치 센서부는 정전 용량 방식으로 터치 포스의 변화를 감지하는, 터치 패널.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제1 감지 전극과 연결된 제1 리드아웃(read out) IC; 및
    상기 복수의 제2 감지 전극과 연결된 제2 리드아웃 IC를 더 포함하고,
    상기 제1 리드아웃 IC는 상기 전기 활성층에서 발생하여 상기 복수의 제1 감지 전극을 통해 전달되는 전압에 기초하여 터치 위치 및 터치 포스를 검출하고,
    상기 제2 리드아웃 IC는 상기 복수의 제2 감지 전극에서의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 포스의 변화를 검출하는, 터치 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 전극에는 터치 감지 구간 동안 구동 신호가 인가되고,
    상기 제1 리드아웃 IC 및 상기 제2 리드아웃 IC 각각은 상기 터치 감지 구간 동안 동시에 터치 위치와 터치 포스 및 터치 포스의 변화를 검출하는, 터치 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 구동 전극에는 터치 감지 구간 동안 구동 신호가 인가되고,
    상기 제1 리드아웃 IC는 상기 터치 감지 구간 중 제1 터치 감지 구간 동안 터치 위치 및 터치 포스를 검출하고,
    상기 제2 리드아웃 IC는 상기 터치 감지 구간 중 상기 제1 터치 감지 구간과 상이한 구간인 제2 터치 감지 구간 동안 터치 포스의 변화를 검출하는, 터치 패널.
  11. 삭제
  12. 표시 패널 및 상기 표시 패널 상부 또는 하부에 배치되는 터치 패널을 포함하고,
    상기 터치 패널은,
    제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 전극;
    상기 복수의 제1 전극 상에 배치되고, 전기 활성 물질로 이루어진 전기 활성층;
    상기 전기 활성층 상에 배치되고, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 전극;
    상기 전기 활성층 및 상기 복수의 제2 전극을 덮도록 배치되는 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치되고, 상기 제2 방향으로 연장하는 복수의 제3 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제2 전극 각각은 상기 복수의 제1 전극과 중첩되는 복수의 서브 전극 및 복수의 서브 전극을 연결하는 복수의 브릿지 전극을 포함하고,
    상기 제1 방향에서 상기 복수의 서브 전극의 너비는 상기 복수의 브릿지 전극의 너비보다 큰, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 터치 패널 사이의 버퍼층을 더 포함하고,
    상기 표시 패널은 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자 상의 봉지부를 포함하고,
    상기 터치 패널은 상기 버퍼층 상에 배치되는, 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 터치 패널 사이의 버퍼층을 더 포함하고,
    상기 표시 패널은 박막 트랜지스터가 배치된 제1 기판 및 컬러 필터가 배치된 제2 기판을 포함하고,
    상기 터치 패널은 상기 버퍼층 상에 배치되는, 표시 장치.
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