KR102403195B1 - 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 센서는 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인, 상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자, 및 상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원통 좌표계 방식의 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 패널은 평면 또는 만곡된 표시 영역에 영상을 표시하는 장치이다. 이러한 표시 패널의 전면에 터치 센서가 구비됨으로써, 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치가 일반화되고 있다.
최근에는 유연한 표시 패널이 개발되고 있고, 유연한 표시 패널을 다양한 입체 형상의 표면에 적용하기 위한 기술이 연구되고 있다. 사용자 입력의 다양화와 편리성을 위하여 입체 형상을 갖는 표시 패널에도 터치 센서가 구비될 필요가 있다.
원기둥 형상의 스피커와 같이 입체 형상을 갖는 물체 표면에 표시 패널을 적용할 때, 표시 패널에도 터치 센서가 구비될 필요가 있습니다. 입체 형상의 표면에 기존의 평면상의 터치 센서의 방식을 적용하는 경우에는 일부 영역에 터치 전극의 배치가 어려워서 터치 검출이 제한될 수 있고, 제조 공정의 시간이 증가하고 제조 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 원기둥 형상과 같이 입체 형상을 갖는 물체에 적용될 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인, 상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자, 및 상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함한다.
상기 중심부를 포함하고, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향이 이루는 평면에 평행한 제1 활성 영역, 및 상기 제1 활성 영역의 가장자리와 연결되고, 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장된 측면을 포함하는 제2 활성 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 터치 전극 라인 각각은, 상기 제1 활성 영역 상에서 상기 평면에 평행하게 연장되는 제1 터치 전극 라인, 및 상기 제1 터치 전극 라인에 연결되고, 상기 제2 활성 영역 상에서 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장되는 제2 터치 전극 라인을 포함할 수 있다.
상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면에 수직인 제3 방향이고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 원기둥 형상을 이룰 수 있다.
상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면과 예각을 이루고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 상기 평면에 수직인 제3 방향으로 갈수록 상기 평면에 평행한 단면의 면적이 점차 줄어드는 원뿔 기둥 형상을 이룰 수 있다.
상기 중심부를 표면에 포함하는 구(sphere)형 활성 영역을 더 포함하고, 상기 복수의 터치 전극 라인은 상기 구형 활성 영역의 표면을 따라 연장될 수 있다.
상기 중심부를 표면에 포함하는 반구(hemisphere)형 활성 영역을 더 포함하고, 상기 복수의 터치 전극 라인은 상기 반구형 활성 영역의 표면을 따라 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서는 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행한 평면의 제1 활성 영역, 상기 제1 활성 영역의 가장자리와 연결되고, 상기 평면을 가로지는 방향의 측면을 포함하는 제2 활성 영역, 상기 제1 활성 영역의 중심부에 위치하는 진동 감지 소자, 상기 제2 활성 영역 상에서 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장되는 복수의 제2 터치 전극 라인, 및 상기 복수의 제2 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 상기 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차를 이용하여 상기 터치 위치로부터 상기 제1 활성 영역까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함한다.
상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면에 수직인 제3 방향이고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 원기둥 형상을 이룰 수 있다.
상기 제1 활성 영역 상에서 상기 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되고, 상기 복수의 제2 터치 전극 라인에 연결되는 복수의 제1 터치 전극 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면과 예각을 이루고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 상기 평면에 수직인 제3 방향으로 갈수록 상기 평면에 평행한 단면의 면적이 점차 줄어드는 원뿔 기둥 형상을 이룰 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하여 영상을 표시하는 활성 영역, 상기 활성 영역의 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인, 상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자, 및 상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함한다.
상기 활성 영역은, 상기 중심부를 포함하고, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행한 평면의 제1 활성 영역, 및 상기 제1 활성 영역의 가장자리와 연결되고, 상기 평면을 가로지르는 방향의 측면을 포함하는 제2 활성 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 터치 전극 라인 각각은, 상기 제1 활성 영역 상에서 상기 평면에 평행한 방향으로 연장되는 제1 터치 전극 라인, 및 상기 제1 터치 전극 라인에 연결되고, 상기 제2 활성 영역 상에서 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장되는 제2 터치 전극 라인을 포함할 수 있다.
상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면에 수직인 제3 방향이고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 원기둥 형상을 이룰 수 있다.
상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면과 예각을 이루고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 상기 평면에 수직인 제3 방향으로 갈수록 상기 평면에 평행한 단면의 면적이 점차 줄어드는 원뿔 기둥 형상을 이룰 수 있다.
상기 활성 영역은 상기 중심부를 표면에 포함하는 구형 활성 영역을 포함하고, 상기 복수의 터치 전극 라인은 상기 구형 활성 영역의 표면을 따라 연장될 수 있다.
상기 활성 영역은 상기 중심부를 표면에 포함하는 반구형 활성 영역을 포함하고, 상기 복수의 터치 전극 라인은 상기 반구형 활성 영역의 표면을 따라 연장될 수 있다.
상기 활성 영역은 원기둥 형상, 원뿔 기둥 형상, 구 형상, 및 반구 형상 중 어느 하나를 포함하는 대칭적인 입체 형상을 이루고, 상기 대칭적인 입체 형상의 활성 영역을 탑재하는 스피커, 및 상기 활성 영역과 상기 스피커의 사이에 위치하여 상기 스피커의 소리에 의한 진동을 차단하는 진동 흡수층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 제어부는 사용자의 터치에 의한 진동 특성을 저장하고, 상기 사용자의 터치에 의한 진동 특성에 부합하는 신호를 상기 제2 터치 신호로 수신하고, 상기 사용자 터치에 의한 진동 특성에 부합하지 않는 신호를 노이즈로 처리할 수 있다.
원기둥과 같이 입체 형상을 갖는 물체에 적용되는 터치 센서에 필요한 터치 전극 라인의 수를 줄일 수 있으므로, 터치 검출이 제한되는 영역이 생기지 않도록 할 수 있고, 터치 센서의 제조 시간과 비용을 줄이고, 터치 센서의 제조 수율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1의 표시 장치에서 패드부와 진동 감지 소자에 연결되는 터치 제어부를 나타낸다.
도 3은 도 1의 III-III' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 구동 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 기기의 일예를 나타낸다.
도 6은 도 5의 기기의 터치 제어부가 검출하는 제2 터치 신호의 일 예를 나타낸다.
도 7은 도 5의 기기에서 발생할 수 있는 노이즈의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "중첩된다"고 할 때, 이는 단면상에서 상하 중첩되거나, 또는 평면상에서 전부 또는 일부가 동일한 영역에 위치하는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 나타낸다. 도 2는 도 1의 표시 장치에서 패드부와 진동 감지 소자에 연결되는 터치 제어부를 나타낸다. 도 3은 도 1의 III-III' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면을 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제1 활성 영역(AA1)에 위치하는 복수의 제1 터치 전극 라인(210), 제2 활성 영역(AA2)에 위치하는 복수의 제2 터치 전극 라인(220), 복수의 제1 터치 전극 라인(210)에 연결되는 패드부(230), 제1 활성 영역(AA1)의 중심부에 위치하는 진동 감지 소자(240), 및 터치 제어부(250)를 포함한다.
제1 활성 영역(AA1)은 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면에 평행한 대략적으로 원(circle) 형상을 이룰 수 있다. 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)에 수직이다. 제1 활성 영역(AA1)은 복수의 화소(미도시)를 포함하여 영상을 표시할 수 있다. 도 1에서는 제1 활성 영역(AA1)이 원 형상을 이루는 것으로 예시하였으나, 실시예에 따라 제1 활성 영역(AA1)은 타원, 다각형, 또는 비정형의 평면 형상으로 이루어질 수 있다.
제2 활성 영역(AA2)은 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리와 연결되고, 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면을 가로지르는 방향으로 연장된 측면을 포함할 수 있다. 제2 활성 영역(AA2)의 측면은 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리와 연결되어 원기둥과 같은 입체 형상의 측면을 이룰 수 있다. 도 1에 예시한 바와 같이, 제2 활성 영역(AA2)은 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면에 수직인 제3 방향(D3)으로 연장되고 원기둥의 측면을 이룰 수 있다. 즉, 도 1에 예시한 바와 같이, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)이 원기둥 형상을 이룰 수 있다. 원기둥 형상은 제3 방향(D3)으로 갈수록 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면에 평행한 단면의 넓이가 동일한 기둥 형상일 수 있다.
제2 활성 영역(AA2)은 복수의 화소(미도시)를 포함하여 영상을 표시할 수 있다. 제2 활성 영역(AA2)에 표시되는 영상은 제1 활성 영역(AA1)에 표시되는 영상과 서로 다를 수 있다. 또는, 실시예에 따라 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)은 동일한 영상을 표시하거나, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2) 중 어느 하나에만 영상이 표시될 수도 있다.
제1 활성 영역(AA1)에 위치하는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)은 진동 감지 소자(240)가 위치하는 제1 활성 영역(AA1)의 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 제1 활성 영역(AA1)의 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 복수의 제1 터치 전극 라인(210)은 제1 활성 영역(AA1)의 중심부로부터 방사형으로 연장될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극 라인(210)은 제1 활성 영역(AA1) 상에서 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면에 평행하게 연장될 수 있다. 도 1에 예시한 바와 같이, 제1 터치 전극 라인(210)의 일단은 패드부(230)에 연결되고, 제1 터치 전극 라인(210)의 타단은 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리에 위치할 수 있다. 도 1에서는 제1 터치 전극 라인(210)이 직선 형태로 형성된 것으로 예시하였으나, 실시예에 따라 제1 터치 전극 라인(210)은 제1 활성 영역(AA1)의 중심부에서 가장자리로 갈수록 폭이 점차 넓어지는 부채꼴 형태로 형성될 수 있다.
복수의 제2 터치 전극 라인(220)은 복수의 제1 터치 전극 라인(210)에 연결되고, 제2 활성 영역(AA2) 상에서 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면을 가로지는 방향으로 연장될 수 있다. 도 1에 예시한 바와 같이, 제2 터치 전극 라인(220)의 일단은 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리에서 제1 터치 전극 라인(210)의 타단과 연결되고, 제2 터치 전극 라인(220)은 제2 활성 영역(AA2) 상에서 제3 방향(D3)으로 연장될 수 있다.
복수의 제2 터치 전극 라인(220)은 복수의 제1 터치 전극 라인(210)의 개수에 대응하는 개수로 마련될 수 있다. 제1 터치 전극 라인(210)과 이에 연결되는 제2 터치 전극 라인(220)이 터치를 감지하기 위한 하나의 터치 전극을 이룰 수 있다.
한편, 복수의 제1 터치 전극 라인(210)과 복수의 제2 터치 전극 라인(220)의 개수 및 폭은 제한되지 않으며, 실시예에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 활성 영역(AA1)의 넓이가 넓은 경우 제1 터치 전극 라인(210)의 수가 많아지거나 제1 터치 전극 라인(210)의 폭이 넓게 형성될 수 있다. 그리고 제2 터치 전극 라인(220)의 수는 제1 터치 전극 라인(210)의 수에 대응하는 개수로 마련될 수 있다. 또한, 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리에서 제1 터치 전극 라인(210)의 폭에 대응하여 제2 터치 전극 라인(220)의 폭이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리에서 제1 터치 전극 라인(210)이 대략 4mm의 폭으로 형성되는 경우, 제2 터치 전극 라인(220)도 대략 4mm의 폭으로 형성될 수 있다.
패드부(230)는 제1 활성 영역(AA1)의 중심부에 위치하여 복수의 제1 터치 전극 라인(210)의 일단과 연결될 수 있다. 도 2에 예시한 바와 같이, 패드부(230)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)에 대응하는 복수의 패드(P1-Pn)를 포함할 수 있다. 여기서, n은 1 이상의 자연수이고, 복수의 패드(P1-Pn)의 개수는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)의 개수에 대응될 수 있다. 패드부(230)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)을 터치 제어부(250)에 연결시킬 수 있다.
진동 감지 소자(240)는 제1 활성 영역(AA1)의 중심부에 위치하여 제1 활성 영역(AA1) 또는 제2 활성 영역(AA2)의 터치에 의해 발생하는 진동을 감지할 수 있다. 제1 활성 영역(AA1) 또는 제2 활성 영역(AA2)에 사용자의 터치가 발생하면, 터치가 발생한 터치 위치로부터 진동이 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)의 표면을 따라 전파되고, 진동 감지 소자(240)는 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)의 표면을 따라 전파되는 진동을 감지할 수 있다. 진동 감지 소자(240)는 피에조 소자(piezo element)를 포함할 수 있다.
터치 제어부(250)는 패드부(230)와 진동 감지 소자(240)에 연결된다. 터치 제어부(250)는 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)이 이루는 원기둥 형상의 내부에 위치할 수 있다. 터치 제어부(250)는 복수의 제1 연결 라인(235)을 통해 패드부(230)의 복수의 패드(P1-Pn)에 연결될 수 있으며, 패드부(230)를 통해 복수의 제1 터치 전극 라인(210)에 연결될 수 있다. 그리고 터치 제어부(250)는 제2 연결 라인(245)을 통해 진동 감지 소자(240)에 연결될 수 있다. 복수의 제1 연결 라인(235)과 제2 연결 라인(245)은 연성회로기판(미도시) 등에 포함될 수 있으며, 터치 제어부(250)는 연성회로기판을 통해 패드부(230)와 진동 감지 소자(240)에 연결될 수 있다. 도 2에서는 터치 제어부(250)가 패드부(230)와 진동 감지 소자(240)에 연결되는 구성을 설명하기 위하여 패드부(230)와 진동 감지 소자(240)를 분리하여 도시하였으나, 진동 감지 소자(240)를 둘러싸는 형태로 패드부(230)가 위치할 수 있다.
터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)으로부터 제1 터치 신호를 수신하고, 진동 감지 소자(240)로부터 제2 터치 신호를 수신하여 터치 각도 및 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력할 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
이제, 도 3을 참조하여 표시 패널(100), 터치 센서(200), 및 윈도우(300)를 포함하는 표시 장치(10)의 구조의 일예에 대하여 설명한다. 도 3은 제2 활성 영역(AA2)에서 표시 패널(100), 터치 센서(200), 및 윈도우(300)의 구조를 나타내고 있다. 제1 활성 영역(AA1)에서 표시 패널(100), 터치 센서(200), 및 윈도우(300)의 구조는 제2 터치 전극 라인(220) 대신에 제1 터치 전극 라인(210)이 위치하는 차이점을 제외하고 동일하므로, 제1 활성 영역(AA1)에서 표시 패널(100), 터치 센서(200), 및 윈도우(300)의 구조에 대한 설명은 생략한다. 도 3에서의 표시 패널(100)은 구동 트랜지스터와 발광 소자 부분의 단면을 나타낸다.
표시 패널(100)은 기판(110), 구동 트랜지스터(TR), 발광 소자(LED), 및 봉지층(195)을 포함한다.
기판(110)은 유리, 플라스틱 등의 절연 물질을 포함하고, 기판(110) 위에 버퍼층(120)이 위치한다. 버퍼층(120)은 불순 원소 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 구동 트랜지스터(TR)가 위치하는 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 버퍼층(120)은 반드시 필요한 구성은 아니며, 기판(110)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(120) 위에 게이트 전극(155)이 위치한다. 게이트 전극(155)과 버퍼층(120) 위에 제1 절연막(121)이 위치한다. 제1 절연막(121) 위에 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체 등으로 만들어진 반도체층(132)이 위치한다. 반도체층(132)은 게이트 전극(155)과 중첩한다. 제1 절연막(121)은 질화 규소, 산화 규소 등의 단일막 또는 질화 규소와 산화 규소가 적층된 이중막 구조일 수 있다. 반도체층(132)과 제1 절연막(121) 위에 제2 절연막(160)이 위치한다. 제2 절연막(160) 위에 서로 마주하는 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)이 위치한다. 소스 전극(176)은 제2 절연막(160)을 관통하는 하나의 컨택홀을 통해 반도체층(132)의 일단에 연결될 수 있다. 드레인 전극(177)은 제2 절연막(160)을 관통하는 다른 하나의 컨택홀을 통해 반도체층(132)의 타단에 연결될 수 있다. 게이트 전극(155), 소스 전극(176), 드레인 전극(177) 및 반도체층(132)은 하나의 구동 트랜지스터(TR)를 이룬다. 구동 트랜지스터(TR)의 채널은 소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 사이의 반도체층(132) 부분에 형성된다.
구동 트랜지스터(TR) 및 제2 절연막(160) 위에 제3 절연막(181)이 위치한다. 제3 절연막(181)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제3 절연막(181) 위에 화소 전극(710)이 위치하며, 화소 전극(710)은 제3 절연막(181)을 관통하는 제1 컨택홀(H)을 통해 구동 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(177)에 연결된다. 구동 트랜지스터(TR)는 데이터 전압에 대응하는 전류를 화소 전극(710)에 제공한다. 화소 전극(710) 위에는 발광층(720)이 위치하며, 발광층(720) 위에는 전원 전극(730)이 위치한다. 발광층(720)은 유기 발광 물질과 무기 발광 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 화소 전극(710)과 전원 전극(730) 중 하나는 반사성 전극이고 나머지 하나는 반투과성 전극일 수 있다. 예를 들어, 전면 발광 방식의 표시 장치의 경우, 화소 전극(710)이 반사성 전극이고 전원 전극(730)이 반투과성 전극일 수 있다.
화소 전극(710), 발광층(720) 및 전원 전극(730)은 발광 소자(LED)를 이룬다. 화소 전극(710)이 발광 소자(LED)의 애노드 전극이 되고, 전원 전극(730)이 발광 소자(LED)의 캐소드 전극이 될 수 있다. 또는, 실시예에 따라 화소 전극(710)이 발광 소자(LED)의 캐소드 전극이 되고, 전원 전극(730)이 발광 소자(LED)의 애노드 전극이 될 수도 있다. 화소 전극(710) 및 전원 전극(730)으로부터 각각 정공과 전자가 발광층(720) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exition)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다. 발광 소자(LED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있다. 기본색의 다른 예로 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다.
발광층(720)에서 방출된 빛은 화소 전극(710)에서 반사되어 전원 전극(730) 방향으로 진행하고, 전원 전극(730)으로 입사된 빛의 일부는 전원 전극(730)을 투과하여 사용자 측으로 진행하고, 나머지는 화소 전극(710) 방향으로 진행한다.
이와 같이, 화소 전극(710)이 반사율이 높은 금속 물질을 포함하고, 전원 전극(730)이 반투과 특성을 갖는 금속 물질을 포함함에 따라 발광층(720)에서 방출된 빛이 화소 전극(710)과 전원 전극(730) 사이에서 공진(resonance)하여 특정 파장의 빛이 증폭되어 사용자 측으로 방출되어 광학 효율 및 색 재현율을 높일 수 있다.
화소 전극(710)의 주변에는 발광 소자(LED)의 영역, 즉 빛이 방출되는 화소 영역을 정의하는 화소 정의층(190)이 위치할 수 있다. 화소 전극(710)의 일부 위에는 화소 정의층(190)이 위치하고 화소 정의층(190)으로 덮이지 않은 화소 전극(710) 위에 발광층(720)이 위치할 수 있다. 발광층(720)이 위치하는 영역이 화소 영역이 될 수 있다.
발광 소자(LED) 위에는 발광 소자(LED)를 보호하기 위한 봉지층(195)이 위치할 수 있다. 봉지층(195)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
터치 센서(200)는 표시 패널(100) 위에 위치할 수 있다. 도 3에 예시한 바와 같이, 봉지층(195) 위에 제2 터치 전극 라인(220)이 위치할 수 있다. 즉, 봉지층(195)이 제2 터치 전극 라인(220)을 지지하는 지지층이 될 수 있다. 제2 터치 전극 라인(220) 위에는 제2 터치 전극 라인(220)을 보호하기 위한 보호층(225)이 위치할 수 있다. 보호층(225)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
보호층(225) 위에 표시 패널(100)과 터치 센서(200)를 외부의 충격 등으로부터 보호하기 위한 윈도우(300)가 위치할 수 있다. 윈도우(300)는 투명한 유리, 플라스틱 등을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제1 활성 영역(AA1)에서는 봉지층(195) 위에 제1 터치 전극 라인(210)이 위치하고, 제1 터치 전극 라인(210) 위에는 제1 터치 전극 라인(210)을 보호하기 위한 보호층(225)이 위치할 수 있다. 그리고 보호층(225) 위에 윈도우(300)가 위치할 수 있다. 제1 터치 전극 라인(210)과 제2 터치 전극 라인(220)은 동일한 층에 위치하여 서로 연결될 수 있다. 이와 같이, 표시 패널(100)의 봉지층(195) 위에 제1 터치 전극 라인(210)과 제2 터치 전극 라인(220)을 포함하는 터치 센서(200)가 위치하여 터치 기능을 포함하는 표시 장치(10)를 이룰 수 있다.
한편, 윈도우(300)는 제1 활성 영역(AA1)에서 진동 감지 소자(240)와 접촉할 수 있으며, 제1 활성 영역(AA1) 또는 제2 활성 영역(AA2)에서 사용자의 터치에 의한 진동을 전달하는 매질 역할을 할 수 있다.
이상, 도 3에서는 표시 패널(100)이 발광 소자(LED)를 포함하고, 터치 센서(200)가 표시 패널(100) 위에 위치하는 실시예에 대하여 설명하였으나, 표시 패널(100)의 구성이나 터치 센서(200)의 위치는 제한되지 않으며 다양하게 변경 설계될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서(200)가 표시 패널(100)의 내부에 위치하거나, 또는 터치 센서(200)가 별도의 기판 상에 제1 터치 전극 라인(210)과 제2 터치 전극 라인(220)이 위치하는 터치 패널로 제작되어 표시 패널(100) 위에 부착될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 도 1 내지 도 3에서 상술한 터치 센서(200)의 구동 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서의 구동 방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 사용자가 제1 활성 영역(AA1) 또는 제2 활성 영역(AA2)을 접촉하여 터치하는 터치 이벤트가 발생한다(S110).
이하, 사용자가 제2 활성 영역(AA2)의 임의의 지점을 터치한 경우를 예로 들어 설명한다.
터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)과 이에 연결된 복수의 제2 터치 전극 라인(220)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 그리고 터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)과 복수의 제2 터치 전극 라인(220)의 정전용량의 변화를 검출하여 사용자의 터치 위치에 대응하는 터치 각도를 검출할 수 있다. 즉, 사용자의 터치 위치에 대응하는 제2 터치 전극 라인(220)의 정전용량이 변하게 되고, 정전용량의 변화를 나타내는 제1 터치 신호가 제1 터치 전극 라인(210)을 통해 터치 제어부(250)에 수신될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극 라인(210)이 제1 활성 영역(AA1)의 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 제1 활성 영역(AA1)의 바깥쪽 방향으로 연장되므로, 터치 제어부(250)는 제1 터치 신호가 수신된 제1 터치 전극 라인(210)에 해당하는 터치 각도를 검출할 수 있다. 터치 각도는 제1 활성 영역(AA1)의 중심부를 기준으로 제1 방향(D1)으로부터 반시계 방향 또는 시계 방향으로 터치 위치가 이루는 각도를 나타낼 수 있다. 이와 같이, 터치 제어부(250)는 터치 이벤트 발행 후 제1 시점에 제1 터치 신호 및 터치 각도를 검출할 수 있다(S120).
또한, 사용자가 제2 활성 영역(AA2)의 임의의 지점을 접촉하여 터치함에 따라 터치에 따른 진동이 제2 활성 영역(AA2)과 제1 활성 영역(AA1)의 표면을 따라 진동 감지 소자(240)에 전달된다. 터치에 따른 진동은 도 3에서 상술한 윈도우(300)를 매질로 하여 전달될 수 있다. 진동 감지 소자(240)는 터치에 따른 진동이 감지되면 제2 터치 신호를 생성하여 터치 제어부(250)에 전달할 수 있다. 제1 터치 전극 라인(210)과 제2 터치 전극 라인(220)의 정전용량의 변화를 나타내는 제1 터치 신호는 전자의 이동에 의한 것인 반면, 터치에 따른 진동은 매질을 통한 진동의 전달이므로 제1 시점보다 늦은 시점에 진동 감지 소자(240)에 전달된다. 따라서, 터치 제어부(250)는 제1 시점보다 늦은 제2 시점에 진동 감지 소자(240)로부터 제2 터치 신호를 수신할 수 있다. 이와 같이, 터치 제어부(250)는 터치 이벤트 발생 후 제2 시점에 제2 터치 신호를 검출할 수 있다(S130).
터치 제어부(250)는 제1 터치 신호가 검출되는 제1 시점과 제2 터치 신호가 검출되는 제2 시점의 시간차를 이용하여 터치 거리를 산출할 수 있다(S140). 터치 거리는 진동 감지 소자(240)가 위치한 제1 활성 영역(AA1)의 중심부로부터 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)의 표면을 따른 터치 위치까지의 최단 거리를 나타낸다. 예를 들어, 터치 거리는 제2 활성 영역(AA2)에서의 터치 위치로부터 제3 방향(D3)으로 제1 활성 영역(AA1)의 가장자리까지의 거리와 제1 활성 영역(AA1)의 반경의 합이 될 수 있다. 만일, 터치 위치가 제1 활성 영역(AA1)의 임의의 지점인 경우, 터치 거리는 터치 위치로부터 제1 활성 영역(AA1)의 중심부, 즉 진동 감지 소자(240)까지의 거리일 수 있다. 매질을 통한 진동의 전파 속도는 매질의 종류에 따라 미리 정해질 수 있으므로, 제1 시점과 제2 시점의 시간차를 검출하면 터치 거리를 산출할 수 있다.
터치 제어부(250)는 터치 각도와 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력할 수 있다(S150). 터치 각도와 터치 거리를 포함하는 터치 좌표는 원통 좌표계에서의 위치를 지시할 수 있으며, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)이 이루는 원기둥 형상에서 터치 위치를 지시할 수 있다.
한편, 사용자의 터치 위치가 둘 이상인 멀티 터치의 경우에도 상술한 바와 동일한 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있다. 멀티 터치의 경우 둘 이상의 터치 위치에서 진동이 전파되어 중첩될 수 있으나, 어느 하나의 진동은 다른 진동을 방해하지 않으며 둘 이상의 진동의 전파 속도는 동일하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 진동 감지 소자(240)는 둘 이상의 진동에 대한 각각의 제2 터치 신호를 생성하여 터치 제어부(250)에 전달할 수 있다.
이상에서, 터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)과 이에 연결된 복수의 제2 터치 전극 라인(220)에 구동 신호를 인가하고, 복수의 제1 터치 전극 라인(210)과 복수의 제2 터치 전극 라인(220)의 정전용량의 변화를 측정하는 셀프 캡(self-cap) 방식으로 터치 각도를 검출하는 것을 예로 들어 설명하였다. 하지만, 터치 여부를 감지할 수 있는 다양한 방식으로 터치 각도가 검출될 수 있으며, 터치 여부를 감지할 수 있는 방식은 제한되지 않는다. 예를 들어, 터치 제어부(250)가 복수의 제1 터치 전극 라인(210) 중 일부에 구동 신호를 인가하고, 다른 일부로부터 정전 용량의 변화를 지시하는 제1 터치 신호를 수신하는 방식으로 터치 여부를 감지하여 터치 각도를 검출할 수 있다. 또는, 터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210)과 복수의 제2 터치 전극 라인(220)의 저항 변화를 지시하는 제1 터치 신호를 수신하여 터치 여부를 감지하고, 이에 따라 터치 각도를 검출할 수도 있다.
이하, 도 5 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)가 적용될 수 있는 기기에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 기기의 일예를 나타낸다. 도 6은 도 5의 기기의 터치 제어부가 검출하는 제2 터치 신호의 일 예를 나타낸다. 도 7은 도 5의 기기에서 발생할 수 있는 노이즈의 일 예를 나타낸다.
도 5에 예시한 바와 같이, 표시 장치(10)는 스피커(20) 위에 탑재될 수 있다. 즉, 스피커(20) 위에 탑재된 표시 장치(10)는 스피커(20)의 제어와 스피커(20)의 운영에 관련된 영상을 표시하고, 사용자의 터치에 의한 사용자 명령의 입력을 지원할 수 있다.
표시 장치(10)와 스피커(20)의 사이에는 진동 흡수층(30)이 위치할 수 있다. 진동 흡수층(30)은 스피커(20)에서 발생하는 소리에 의한 진동이 표시 장치(10)에 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 즉, 진동 흡수층(30)은 스피커(20)에서 발생하는 소리에 의한 진동이 표시 장치(10)의 진동 감지 소자(240)에 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 진동 흡수층(30)은 소리를 흡수할 수 있는 점성이 강한 접착제, 실리콘, 고무 등을 포함할 수 있다. 또는 진동 흡수층(30)은 소리를 흡수할 수 있는 유리 섬유, 암면, 펠트, 코르크, 연질 섬유판 등을 포함하는 방음재를 포함할 수 있다.
또한, 터치 제어부(250)는 스피커(20)의 소리에 의한 진동을 노이즈로 처리하고 사용자의 터치에 의한 진동을 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 예시한 바와 같이, 사용자의 터치에 의한 진동은 스팟(spot)성 진동으로 시간상으로 좁은 면적으로 울리고 진동 시간이 짧다. 하지만, 도 7에 예시한 바와 같이, 스피커(20)의 소리에 의한 진동은 시간상으로 넓은 면적으로 울리고 진동 시간이 길다. 따라서, 터치 제어부(250)는 사용자의 터치에 의한 진동의 특성이나 유형을 저장하고, 사용자의 터치에 의한 진동의 특성이나 유형에 부합하는 신호만을 제2 터치 신호로 수신할 수 있다. 터치 제어부(250)는 사용자의 터치에 의한 진동의 특성이나 유형에 부합하지 않는 신호를 노이즈로 처리할 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 11을 참조하여 다양한 유형의 표시 장치에 대하여 설명한다. 상술한 도 1 내지 도 7의 실시예와 비교하여 차이점 위주로 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(10')는 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제2 터치 전극 라인(220), 패드부(230), 및 진동 감지 소자(240)를 포함한다.
도 1의 표시 장치(10)와 비교하여, 제1 활성 영역(AA1)에서 복수의 제1 터치 전극 라인(210)이 생략되고, 패드부(230)가 제2 활성 영역(AA2)에 위치하고, 복수의 제2 터치 전극 라인(220)이 패드부(230)에 직접 연결된다. 제1 활성 영역(AA1)에는 표시 패널(100)이 생략될 수 있다. 또는 제1 활성 영역(AA1)에는 터치 센서(200) 없이 표시 패널(100)만이 위치할 수도 있다.
도 8에 예시한 바와 같이, 패드부(230)는 제1 활성 영역(AA1)에 인접한 제2 활성 영역(AA2)의 가장자리에 위치하여 복수의 제2 터치 전극 라인(220)의 일단에 연결될 수 있다. 또는 실시예에 따라, 패드부(230)는 제1 활성 영역(AA1)에 인접하지 않는 제2 활성 영역(AA2)의 가장자리에 위치하여 제2 터치 전극 라인(220)의 타단에 연결될 수도 있다.
터치 제어부(250)는 복수의 제2 터치 전극 라인(220) 중에서 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 터치 각도를 검출하고, 진동 감지 소자(240)로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차를 이용하여 터치 위치로부터 제3 방향(D3)으로의 제1 활성 영역(AA1)까지의 터치 거리를 산출할 수 있다.
이러한 차이점을 제외하고, 앞서 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 실시예의 특징은 도 8을 참조로 설명한 실시예에 모두 적용될 수 있으므로, 실시예들 간에 중복되는 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(10")는 구형 활성 영역(AA3), 제1 터치 전극 라인(210), 패드부(230), 및 진동 감지 소자(240)를 포함한다.
도 1의 표시 장치(10)와 비교하여, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2) 대신에 표시 장치(10")는 진동 감지 소자(240)가 위치하는 중심부를 표면에 포함하는 구형 활성 영역(AA3)을 포함한다. 그리고 복수의 제1 터치 전극 라인(210)이 진동 감지 소자(240)에 인접하여 위치한 패드부(230)로부터 소정의 각도 간격의 방사형으로 구형 활성 영역(AA3)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 제2 터치 전극 라인(220)은 생략된다. 표시 패널(100)은 구형 활성 영역(AA3)에 대응하여 구형의 형상을 가질 수 있다.
터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210) 중에서 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 터치 각도를 검출하고, 진동 감지 소자(240)로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차를 이용하여 구형 활성 영역(AA3)의 표면상에서 터치 위치로부터 진동 감지 소자(240)가 위치한 중심부까지의 터치 거리를 산출할 수 있다.
이러한 차이점을 제외하고, 앞서 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 실시예의 특징은 도 9를 참조로 설명한 실시예에 모두 적용될 수 있으므로, 실시예들 간에 중복되는 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(10"')는 반구형 활성 영역(AA4), 제1 터치 전극 라인(210), 패드부(230), 및 진동 감지 소자(240)를 포함한다.
도 1의 표시 장치(10)와 비교하여, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2) 대신에 표시 장치(10"')는 진동 감지 소자(240)가 위치하는 중심부를 표면에 포함하는 반구형 활성 영역(AA4)을 포함한다. 그리고 복수의 제1 터치 전극 라인(210)이 진동 감지 소자(240)에 인접하여 위치한 패드부(230)로부터 소정의 각도 간격의 방사형으로 반구형 활성 영역(AA4)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 제2 터치 전극 라인(220)은 생략된다. 표시 패널(100)은 반구형 활성 영역(AA4)에 대응하여 반구형의 형상을 가질 수 있다.
터치 제어부(250)는 복수의 제1 터치 전극 라인(210) 중에서 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 터치 각도를 검출하고, 진동 감지 소자(240)로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차를 이용하여 반구형 활성 영역(AA4)의 표면상에서 터치 위치로부터 진동 감지 소자(240)가 위치한 중심부까지의 터치 거리를 산출할 수 있다.
이러한 차이점을 제외하고, 앞서 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 실시예의 특징은 도 10을 참조로 설명한 실시예에 모두 적용될 수 있으므로, 실시예들 간에 중복되는 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(10"")는 제1 활성 영역(AA1), 제2 활성 영역(AA2), 제1 터치 전극 라인(210), 제2 터치 전극 라인(220), 패드부(230), 및 진동 감지 소자(240)를 포함하고, 제2 활성 영역(AA2)이 제1 활성 영역(AA1)에 평행한 평면(제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면)을 가로지르는 방향이 평면과 예각을 이룰 수 있다. 즉, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)은 원뿔 기둥 형상을 이룰 수 있다. 원뿔 기둥 형상은 제3 방향(D3)으로 갈수록 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 평면에 평행한 단면의 면적이 점차 줄어드는 기둥 형상일 수 있다.
이러한 차이점을 제외하고, 앞서 도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 실시예의 특징은 도 11을 참조로 설명한 실시예에 모두 적용될 수 있으므로, 실시예들 간에 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2), 또는 구형 활성 영역(AA3), 반구형 활성 영역(AA4) 등은 원기둥 형상, 원뿔 기둥 형상, 구 형상, 반구 형상 등을 포함하는 대칭적인(symmetric) 입체 형상을 이룰 수 있다. 이러한 입체 형상에서 진동 감지 소자(240)로 터치 거리를 검출함으로써 터치 전극 라인의 수를 줄일 수 있으며, 그 만큼 터치 센서(200)의 제조 시간과 비용을 줄이고 터치 센서(200)의 제조 수율을 높일 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 표시 장치
100: 표시 패널
200: 터치 센서
210: 제1 터치 전극 라인
220: 제2 터치 전극 라인
230: 패드부
240: 진동 감지 소자
250: 터치 제어부

Claims (20)

  1. 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인;
    상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자; 및
    상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함하며,
    상기 중심부를 포함하고, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향이 이루는 평면에 평행한 제1 활성 영역; 및
    상기 제1 활성 영역의 가장자리와 연결되고, 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장된 측면을 포함하는 제2 활성 영역을 더 포함하며,
    상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면에 수직인 제3 방향이고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 원기둥 형상을 이루는 터치 센서.
  2. 삭제
  3. 제1 항에서,
    상기 복수의 터치 전극 라인 각각은,
    상기 제1 활성 영역 상에서 상기 평면에 평행하게 연장되는 제1 터치 전극 라인; 및
    상기 제1 터치 전극 라인에 연결되고, 상기 제2 활성 영역 상에서 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장되는 제2 터치 전극 라인을 포함하는 터치 센서.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인;
    상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자; 및
    상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함하며,
    상기 중심부를 표면에 포함하는 구(sphere)형 활성 영역을 더 포함하고,
    상기 복수의 터치 전극 라인은 상기 구형 활성 영역의 표면을 따라 연장되는 터치 센서.
  7. 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인;
    상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자; 및
    상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함하며,
    상기 중심부를 표면에 포함하는 반구(hemisphere)형 활성 영역을 더 포함하고,
    상기 복수의 터치 전극 라인은 상기 반구형 활성 영역의 표면을 따라 연장되는 터치 센서.
  8. 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행한 평면의 제1 활성 영역;
    상기 제1 활성 영역의 가장자리와 연결되고, 상기 평면을 가로지는 방향의 측면을 포함하는 제2 활성 영역;
    상기 제1 활성 영역의 중심부에 위치하는 진동 감지 소자;
    상기 제2 활성 영역 상에서 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장되는 복수의 제2 터치 전극 라인; 및
    상기 복수의 제2 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 상기 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차를 이용하여 상기 터치 위치로부터 상기 제1 활성 영역까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함하는 터치 센서.
  9. 제8 항에서,
    상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면에 수직인 제3 방향이고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 원기둥 형상을 이루는 터치 센서.
  10. 제8 항에서,
    상기 제1 활성 영역 상에서 상기 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되고, 상기 복수의 제2 터치 전극 라인에 연결되는 복수의 제1 터치 전극 라인을 더 포함하는 터치 센서.
  11. 제10 항에서,
    상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면과 예각을 이루고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 상기 평면에 수직인 제3 방향으로 갈수록 상기 평면에 평행한 단면의 면적이 점차 줄어드는 원뿔 기둥 형상을 이루는 터치 센서.
  12. 복수의 화소를 포함하여 영상을 표시하는 활성 영역;
    상기 활성 영역의 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인;
    상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자; 및
    상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함하며,
    상기 활성 영역은,
    상기 중심부를 포함하고, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행한 평면의 제1 활성 영역; 및
    상기 제1 활성 영역의 가장자리와 연결되고, 상기 평면을 가로지르는 방향의 측면을 포함하는 제2 활성 영역을 포함하며,
    상기 평면을 가로지는 방향은 상기 평면과 예각을 이루고, 상기 제1 활성 영역과 상기 제2 활성 영역은 상기 평면에 수직인 제3 방향으로 갈수록 상기 평면에 평행한 단면의 면적이 점차 줄어드는 원뿔 기둥 형상을 이루는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제12 항에서,
    상기 복수의 터치 전극 라인 각각은,
    상기 제1 활성 영역 상에서 상기 평면에 평행한 방향으로 연장되는 제1 터치 전극 라인; 및
    상기 제1 터치 전극 라인에 연결되고, 상기 제2 활성 영역 상에서 상기 평면을 가로지르는 방향으로 연장되는 제2 터치 전극 라인을 포함하는 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 복수의 화소를 포함하여 영상을 표시하는 활성 영역;
    상기 활성 영역의 중심부를 기준으로 소정의 각도 간격으로 상기 중심부로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 복수의 터치 전극 라인;
    상기 중심부에 위치하는 진동 감지 소자; 및
    상기 복수의 터치 전극 라인 중 적어도 하나로부터 제1 터치 신호를 수신하여 상기 중심부를 기준으로 제1 방향으로부터 터치가 발생한 터치 위치가 이루는 터치 각도를 검출하고, 상기 진동 감지 소자로부터 제2 터치 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 신호가 수신된 제1 시점과 상기 제2 터치 신호가 수신된 제2 시점의 시간차로부터 상기 중심부로부터 상기 터치 위치까지의 터치 거리를 산출하고, 상기 터치 각도 및 상기 터치 거리를 포함하는 터치 좌표를 출력하는 터치 제어부를 포함하며,
    상기 활성 영역은 원기둥 형상, 원뿔 기둥 형상, 구 형상, 및 반구 형상 중 어느 하나를 포함하는 대칭적인 입체 형상을 이루고,
    상기 대칭적인 입체 형상의 활성 영역을 탑재하는 스피커; 및
    상기 활성 영역과 상기 스피커의 사이에 위치하여 상기 스피커의 소리에 의한 진동을 차단하는 진동 흡수층을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에서,
    상기 터치 제어부는 사용자의 터치에 의한 진동 특성을 저장하고, 상기 사용자의 터치에 의한 진동 특성에 부합하는 신호를 상기 제2 터치 신호로 수신하고, 상기 사용자의 터치에 의한 진동 특성에 부합하지 않는 신호를 노이즈로 처리하는 표시 장치.
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