KR102434845B1 - 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 터치 패널은 센싱 라인들에 각각 연결되고, 제1 방향의 열들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열된 센싱 전극들; 패드 라인들에 각각 연결되고, 상기 제2 방향으로 배열되고, 그 배열의 중심이 상기 센싱 전극들의 행들의 중심과 상기 제1 방향에서 대응하는 패드 전극들; 및 상기 센싱 라인들과 상기 패드 라인들을 연결시키는 경로 결정부를 포함하고, 상기 패드 전극들은 중앙 패드 전극들, 상기 중앙 패드 전극들의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들, 및 상기 중앙 패드 전극들의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들을 포함하고, 상기 패드 라인들은 상기 중앙 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 중앙 패드 라인들, 상기 좌측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 좌측으로 제1 각도만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들, 및 상기 우측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 우측으로 제2 각도만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들을 포함한다.

Description

터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH PANEL AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
이러한 표시 장치는 터치 패널을 구비함으로써, 터치 표시 장치로 기능할 수 있다. 사용자는 터치 표시 장치의 표시면에 표시되는 이미지를 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
터치 패널은 정전 용량 방식으로 구성된 경우, 상호 정전 용량 방식(mutual capacitance), 자기 정전 용량 방식(self-capacitance) 등이 적용될 수 있다.
(특허문헌 1) US 2016/0357336 A1
해결하고자 하는 기술적 과제는, 패드 라인들의 선폭 및 선간 폭을 충분히 확보할 수 있는 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 센싱 라인들과 각각 연결되고, 제1 방향의 열들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열된 센싱 전극들; 패드 라인들과 각각 연결되고, 상기 제2 방향으로 배열되고, 그 배열의 중심이 상기 센싱 전극들의 행들의 중심과 상기 제1 방향에서 대응하는 패드 전극들; 및 상기 센싱 라인들과 상기 패드 라인들을 연결시키는 경로 결정부를 포함하고, 상기 패드 전극들은 중앙 패드 전극들, 상기 중앙 패드 전극들의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들, 및 상기 중앙 패드 전극들의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들을 포함하고, 상기 패드 라인들은 상기 중앙 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 중앙 패드 라인들, 상기 좌측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 좌측으로 제1 각도만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들, 및 상기 우측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 우측으로 제2 각도만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들을 포함한다.
상기 좌측 패드 전극들의 개수와 상기 우측 패드 전극들의 개수는 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 각도와 상기 제2 각도는 서로 동일할 수 있다.
상기 좌측 패드 라인들은 상기 중앙 패드 라인들에 인접할수록 상기 제1 방향으로 연장되는 직선 부분이 더 길 수 있다.
상기 우측 패드 라인들은 상기 중앙 패드 라인들에 인접할수록 상기 제1 방향으로 연장되는 직선 부분이 더 길 수 있다.
상기 중앙 패드 전극들, 상기 좌측 패드 전극들, 및 상기 우측 패드 전극들의 배열 간격은 서로 동일하고, 상기 중앙 패드 라인들의 선폭은 상기 좌측 패드 라인들의 선폭 및 상기 우측 패드 라인들의 선폭보다 넓을 수 있다.
상기 중앙 패드 라인들의 선간 폭은 상기 좌측 패드 라인들의 선간 폭 및 상기 우측 패드 라인들의 선간 폭보다 넓을 수 있다.
상기 센싱 라인들의 개수와 상기 패드 라인들의 개수는 서로 동일하고, 상기 경로 결정부는 상기 센싱 라인들과 상기 패드 라인들을 각각 연결시키는 도선들일 수 있다.
상기 센싱 라인들의 개수가 상기 패드 라인들의 개수보다 더 많고, 상기 경로 결정부는 상기 센싱 라인들 중 일부를 상기 패드 라인들과 연결시키는 멀티플렉서일 수 있다.
상기 센싱 전극들 각각의 행과 열에는 전기적인 노드가 서로 다른 적어도 2 개의 센싱 전극들이 배치될 수 있다.
상기 터치 패널은 필름; 상기 필름의 하부면에 위치하고, 상기 패드 전극들과 연결된 하부 메탈층; 상기 필름의 상부면에 위치하고, 상기 필름의 비아홀을 통해서 상기 하부 메탈층과 연결된 상부 메탈층; 및 상기 상부 메탈층과 전기적으로 연결된 터치 구동 IC를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 패널은 상기 센싱 전극들을 하부에서 지지하는 기판; 및 상기 센싱 전극들을 상부에서 커버하는 보호층을 더 포함하고, 상기 보호층의 두께는 상기 기판의 두께보다 얇을 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 제1 점착층을 통해 상기 표시 패널의 상부에 점착된 반사 방지층; 제2 점착층을 통해 상기 반사 방지층의 상부에 그 기판이 점착된 터치 패널; 및 제3 점착층을 통해 상기 터치 패널의 상부에 점착된 윈도우를 포함하고, 상기 터치 패널은 상기 기판 상에 위치한 패드 전극들; 필름; 상기 필름의 하부면에 위치하고, 상기 패드 전극들과 연결된 하부 메탈층; 상기 필름의 상부면에 위치하고, 상기 필름의 비아홀을 통해서 상기 하부 메탈층과 연결된 상부 메탈층; 및 상기 상부 메탈층과 전기적으로 연결된 터치 구동 IC을 포함한다.
상기 표시 장치는 센싱 라인들과 각각 연결되고, 제1 방향의 열들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열된 센싱 전극들을 더 포함하고, 상기 패드 전극들은 상기 센싱 라인들과 연결된 패드 라인들에 각각 연결되고, 상기 제2 방향으로 배열되고, 그 배열의 중심이 상기 센싱 전극들의 행들의 중심과 상기 제1 방향에서 대응하고, 상기 패드 전극들은 중앙 패드 전극들, 상기 중앙 패드 전극들의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들, 및 상기 중앙 패드 전극들의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들을 포함하고, 상기 패드 라인들은 상기 중앙 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 중앙 패드 라인들, 상기 좌측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 좌측으로 제1 각도만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들, 및 상기 우측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 우측으로 제2 각도만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들을 포함할 수 있다.
상기 좌측 패드 전극들의 개수와 상기 우측 패드 전극들의 개수는 서로 동일하고, 상기 제1 각도와 상기 제2 각도는 서로 동일할 수 있다.
상기 센싱 전극들 각각의 행과 열에는 전기적인 노드가 서로 다른 적어도 2 개의 센싱 전극들이 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치는 패드 라인들의 선폭 및 선간 폭을 충분히 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 4는 종래의 패드 라인들 및 패드 전극들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 패드 라인들 및 패드 전극들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시 예들에 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 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
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 과장되게 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 제1 점착층(20), 반사 방지층(30), 제2 점착층(40), 터치 패널(50), 제3 점착층(60), 윈도우(70), 및 긁힘 방지층(80)을 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 표시 장치의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 유기 발광 표시 장치의 경우, 표시 패널(10)의 각 화소는 유기 발광 다이오드를 포함하고, 유기 발광 다이오드들의 발광 조합에 따라 영상이 표시될 수 있다. 실시예에 따라 유기 발광 다이오드들이 자체적으로 색상을 가질 수도 있고, 별도 컬러 필터층이 구비되는 경우도 있다. 액정 표시 장치의 경우, 표시 패널(10)의 각 화소는 액정층의 액정 배향을 조정하여 백라이트 광의 투과량을 결정할 수 있다. 투과된 광은 각 화소의 컬러 필터층을 거쳐 색상을 가지게 되고, 이에 따른 컬러 영상이 표시될 수 있다. 도시되진 않았지만, 표시 패널(10) 하부에는 세트(SET)가 위치할 수 있다. 세트는 안테나, 배터리, AP(application processor) 등의 기타 전자 부품들을 총칭하는 구성요소일 수 있다.
반사 방지층(30)은 제1 점착층(20)을 통해 표시 패널(10)의 상부에 점착될 수 있다. 제1 점착층(20)은, 예를 들어, OCA(optical clear adhesive) 필름 등의 감압 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다. 반사 방지층(30)은, 예를 들어, 편광판(polarizer)일 수 있으며, 입사된 외부광의 편광 상태를 변형시킴으로써 내부 전극 등에 반사된 외부광이 다시 편광판을 통과하지 못하도록 할 수 있다.
터치 패널(50)은 제2 점착층(40)을 통해 반사 방지층(30)의 상부에 그 기판이 점착될 수 있다. 제2 점착층(40)은, 예를 들어, OCA 필름 등의 감압 점착제일 수 있다. 터치 패널(50)은 정전 용량 방식으로 구성될 수 있고, 상호 정전 용량 방식(mutual capacitance), 자기 정전 용량 방식(self-capacitance) 등이 적용될 수 있다. 터치 패널(50)의 예시적인 구조는 도 2 내지 6을 참조하여 후술하며, 터치 패널(50)의 예시적인 구동 방법은 도 7을 참조하여 후술한다.
여기에서는 터치 패널(50)이 반사 방지층(30) 상에 제공됨을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 터치 패널(50)은 반사 방지층(30) 및 표시 패널(10) 사이에 제공될 수도 있다.
윈도우(70)는 제3 점착층(60)을 통해 터치 패널(50)의 상부에 점착될 수 있다. 제3 점착층(60)은, 예를 들어, OCA 필름 등의 감압 점착제일 수 있다. 윈도우(70)는, 예를 들어, 유리 재질, 플라스틱 재질 등으로 구성될 수 있다. 윈도우(70)는 터치 패널(50), 반사 방지층(30), 표시 패널(10)을 커버하여 보호 기능을 수행한다.
긁힘 방지층(80)은 윈도우(70)의 위에 선택적으로 위치할 수 있다. 긁힘 방지층(80)은 폴리우레탄 등으로 구성될 수 있다. 윈도우(70)가 유리 재질로 구성되는 경우는 경도가 충분히 높으므로 후술하는 긁힘 방지층(80)이 불필요할 수 있다. 또한 윈도우(70)가 플라스틱 재질로 구성되더라도, 그 경도에 따라 긁힘 방지층(80)은 선택적으로 표시 장치(1)에 포함되거나 불포함될 수 있다.
도 1의 실시예에 따른 표시 장치(1)는 접이식 표시 장치(foldable display)의 한 구성예일 수 있다. 또는 표시 장치(1)는 가요성 표시 장치(flexible display), 롤러블 표시 장치(rollable display)일 수도 있다. 이때, 윈도우(70)나 각 패널(10, 50)을 구성하는 기판은 유리 재질보다는 가요성있는 플라스틱 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널(50)은 기판(51), 도전성 패턴(52), 보호층(53), 터치-COF(T-COF), 터치 구동 IC(TDI), 및 터치-FPC(T-FPC)를 포함할 수 있다.
도전성 패턴(52)은 도 3 내지 7에서 도시되는 센싱 전극들, 센싱 라인들, 패드 라인들, 패드 전극들을 포함할 수 있다. 센싱 전극들, 센싱 라인들, 패드 라인들, 패드 전극들에 대해서는 도 3 내지 7을 참조하여 후술한다.
기판(51)은 이러한 도전성 패턴(52)을 하부에서 지지한다. 기판(51)은 가요성 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(51)은 PET(polyethylene terephthalate) 등의 합성 수지 재질로 구성될 수도 있다. 본 실시예에서는 별도 기판(51)이 존재하는 것으로 도시하였지만, 제품에 따라 표시 패널(10)이나 반사 방지층(30) 자체가 기판으로 기능할 수도 있다.
보호층(53)은 도전성 패턴(52)을 상부에서 커버한다. 보호층(53)은 예를 들어, 아크릴레이트 등의 유기 고분자막으로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 보호층(53)은 도전성 패턴(52) 중 패드 전극들을 커버하지 않고 외부로 노출시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 보호층(53)은 개구부들을 포함함으로써 도전성 패턴(52) 중 패드 전극들을 외부로 노출시킬 수도 있다.
터치-COF(T-COF)는 필름(FLM), 하부 메탈층(BM), 및 상부 메탈층(TM)을 포함할 수 있다. COF는 chip on film의 줄임말이다. 필름(FLM)은 폴리이미드 등의 가요성 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 하부 메탈층(BM)은 필름(FLM)의 하부면에 위치하고, 도전성 패턴(52)의 패드 전극들과 연결될 수 있다. 상부 메탈층(TM)은 필름(FLM)의 상부면에 위치하고, 필름(FLM)의 비아홀(VIA)을 통해서 하부 메탈층(BM)과 연결될 수 있다.
터치 구동 IC(TDI)는 상부 메탈층(TM)과 전기적으로 연결될 수 있다. 터치-FPC(T-FPC) 또한 상부 메탈층(TM)과 전기적으로 연결될 수 있다. FPC는 flexible printed circuit의 줄임말이다. 터치-FPC(T-FPC)는 세트와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 터치 구동 IC(TDI)는 터치-COF(T-COF)를 통해서 도전성 패턴(52)의 센싱 전극들과 세트와 전기적으로 연결되면서, 표시 장치(1)의 적층 구조의 수직 방향에 위치하게 되어, 표시 장치(1)의 공간 효율성을 높일 수 있다.
한 실시예에 따르면, 보호층(53)의 두께는 기판(51)의 두께보다 얇을 수 있다. 상술한 바와 같이 표시 장치(1)가 양면에 전극이 위치하는 터치-COF(T-COF)를 포함하는 경우, 보호층(53)이 표시 장치(1)의 표시면 방향에 위치할 수 있게 되는데, 이때 사용자의 손가락 등의 신체와 센싱 전극들이 더욱 가까워질 수 있어 센싱 감도가 증가할 수 있는 장점이 있다.
도 3 및 4는 종래의 패드 라인들 및 패드 전극들을 설명하기 위한 도면이다. 다만, 도 3 및 4에서 패드 라인들(PL1, PL2), 및 패드 전극들(PE1, PE2)을 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명은, 본 발명의 도 5 및 6의 실시예에도 적용될 수 있으므로, 도 5 및 6을 설명함에 앞서 여기서 미리 설명한다.
도 3 및 4를 참조하면, 기판(51) 상에 센싱 전극들(SE), 센싱 라인들(SL), 경로 결정부(PDU), 패드 라인들(PL1, PL2), 및 패드 전극들(PE1, PE2)이 위치한다.
센싱 전극들(SE)은 센싱 라인들(SL)에 각각 연결되고, 제1 방향(d1)의 열들 및 제1 방향(d1)에 수직한 제2 방향(d2)의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열될 수 있다. 패드 전극들(PE1, PE2)은 패드 라인들(PL1, PL2)에 각각 연결된다. 센싱 전극들(SE)은 표시 패널(10)의 표시 영역에 평면상 적어도 일부가 중첩되도록 위치하고, 패드 전극들(PE1, PE2) 및 패드 라인들(PL1, PL2)은 표시 패널(10)의 비표시 영역에 평면상 적어도 일부가 중첩되도록 위치할 수 있다. 따라서, 센싱 전극들(SE)은 기판(51)의 중앙 영역에 위치하고, 패드 전극들(PE1, PE2)은 기판(51)의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
센싱 전극들(SE), 센싱 라인들(SL), 패드 전극들(PE1, PE2), 및 패드 라인들(PL1, PL2)은 하나의 도전층을 패터닝하여 동시에 형성될 수 있다. 이러한 경우, 도전층은 비투명한 저저항 도전체로 구성될 수도 있는데, 이때 센싱 전극들(SE)은 표시 패널(10)의 화소들을 가리지 않기 위해서 메쉬 형태(mesh)로 구성될 수도 있다.
다른 실시예에서, 센싱 전극들(SE), 센싱 라인들(SL), 패드 전극들(PE1, PE2), 및 패드 라인들(PL1, PL2)은 서로 다른 도전층이 절연층의 비아홀을 통해 연결된 형태일 수도 있다. 이때, 센싱 전극들(SE)은 ITO 등의 투명성 도전체로 구성될 수도 있고, 표시 패널(10)의 화소들과 평면상 중첩되는 판형으로 구성될 수도 있다.
도 3 및 4에서 센싱 전극들(SE) 각각의 행(d2 방향)과 열(d1 방향)에는 전기적인 노드가 서로 다른 적어도 2 개의 센싱 전극들이 배치될 수 있다. 즉, 터치 패널(50)의 센싱 전극들(SE) 및 센싱 라인들(SL)은 자기 정전 용량 방식으로 위치할 수 있다.
경로 결정부(PDU)는 센싱 라인들(SL)과 패드 라인들(PL1, PL2)을 연결시킨다. 경로 결정부(PDU)는, 센싱 라인들(SL)의 개수가 패드 라인들(PL1, PL2)의 개수보다 많은 경우, 센싱 라인들(SL) 중 일부를 패드 라인들(PL1, PL2)과 연결시키는 멀티플렉서(multiplexer)일 수 있다. 경로 결정부(PDU)는, 센싱 라인들(SL)의 개수와 패드 라인들(PL1, PL2)의 개수가 서로 동일한 경우, 센싱 라인들(SL)과 패드 라인들(PL1, PL2)을 각각 연결시키는 도선들일 수 있다. 이때, 경로 결정부(PD), 센싱 라인들(SL), 패드 라인들(PL1, PL2)은 서로 동일한 구성요소를 가리킬 수 있다.
도 3 및 4에서, 패드 전극들(PE1, PE2)은 기판(51)의 한 모서리로부터 한 변을 따라 연장되는 가장자리 영역에 배열될 수 있다. 예를 들어 기판(51)이 사각형으로 구성되는 경우, 3 개의 다른 모서리보다 특정의 한 모서리에 인접한 가장자리 영역에서 한 변을 따라 배열될 수 있다. 도 3을 참조하면, 패드 전극들(PE1, PE2)은 기판(51)의 (-)d1 방향과 d2 방향에 위치하는 모서리에 편심되어 있다.
이러한 경우, 해당 모서리에 인접한 패드 전극들(PE2)은 제1 방향(d1)으로 연장되는 패드 라인들(PL2)과 연결될 수 있다. 패드 라인들(PL2)은 직선 영역(SA2)에서 직선 부분을 가질 수 있다. 직선 영역(SA2)은 직사각형 형태일 수 있다.
하지만, 해당 모서리로부터 멀어질수록((-)d2 방향으로 갈수록) 패드 전극들(PE1)은 제1 방향(d1)으로 연장되다가 제1 방향(d1)으로부터 제1 각도(AG1)만큼 꺾어져 연장되는 패드 라인들(PL1)과 연결될 수 있다. 패드 라인들(PL1)은 직선 영역(SA1)에서 직선 부분을 갖고, 사선 영역(BA1)에서 사선 부분을 가질 수 있다. 패드 라인들(PL1)이 커버하는 영역을 최소화하기 위하여, 직선 영역(SA1)은 이등변 삼각형 형태일 수 있고, 사선 영역(BA1)은 직선 영역(SA1)의 빗변에 한 변이 대응하는 역삼각형 형태일 수 있다. 즉, 패드 라인들(PL1)은 패드 라인들(PL2)에 인접할수록 제1 방향(d1)으로 연장되는 직선 부분이 더 길 수 있다.
도 4를 참조하면, 패드 전극들(PE1, PE2)의 배열 간격(PDW)은 서로 동일할 수 있다. 하지만 직선 부분만 포함하는 패드 라인들(PL2)의 선폭(LW2) 및 선간 폭(DW2)에 비해, 직선 부분 및 사선 부분을 포함하는 패드 라인들(PL1)의 선폭(LW1) 및 선간 폭(DW1)은 기하학적으로 더 작게 된다. 패드 라인들(PL1)의 선폭(LW1) 및 선간 폭(DW1)은 각도(AG1)가 커질수록 더 작아지게 된다.
이에 따라, 비교적 얇은 패드 라인들(PL1)은 라미네이션 공정시 단선되는 등의 불량 발생 가능성이 높다는 문제점이 있다. 특히 이러한 문제는, 상호 정전 용량 방식에 비해 많은 수의 패드 라인들(PL1, PL2)이 필요한 자기 정전 용량 방식에서 더욱 자주 발생할 수 있다.
도 5 및 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 패드 라인들 및 패드 전극들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6은 도 3 및 4와 비교했을 때 기판(51), 센싱 전극들(SE), 센싱 라인들(SL), 및 경로 결정부(PDU)가 동일하므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 5 및 6의 실시예에서, 패드 전극들(CPE, LPE, RPE)은 패드 라인(CPL, LPL, RPL)들과 각각 연결되고, 제2 방향(d2)으로 배열되고, 그 배열의 중심이 센싱 전극들(SE)의 행들의 중심과 제1 방향(d1)에서 대응한다.
터치 패널(50)은 중앙 패드 전극들(CPE), 중앙 패드 전극들(CPE)의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들(LPE), 및 중앙 패드 전극들(CPE)의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들(RPE)을 포함한다. 예를 들어, 중앙 패드 전극들(CPE)을 기준으로, 좌측 패드 전극들(LPE) 및 우측 패드 전극들(RPE)이 서로 대칭되어 배치되되, 패드 전극들(CPE, LPE, RPE)은 d2 방향을 따라 배열될 수 있다. 또한 예를 들어, 좌측 패드 전극들(LPE)의 개수와 우측 패드 전극들(RPE)의 개수는 서로 동일할 수 있다.
본 실시예에서, 패드 전극들(CPE, LPE, RPE)은 기판(51)의 한 변을 따라 연장되는 가장자리 영역에 배열되되, 해당 변의 중심에서 좌우 대칭적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 해당 변의 좌측 꼭지점(기판(51)의 (-)d1 및 (-)d2 방향에 위치한 모서리)에서 좌측 패드 전극들(LPE) 중 최좌측 패드 전극 사이의 거리와 해당 변의 우측 꼭지점(기판(51)의 (-)d1 및 d2 방향에 위치한 모서리)에서 우측 패드 전극들(RPE) 중 최우측 패드 전극 사이의 거리가 실질적으로 서로 동일할 수 있다.
터치 패널(50)은 중앙 패드 전극들(CPE)로부터 제1 방향(d1)으로 연장되는 중앙 패드 라인들(CPL), 좌측 패드 전극들(LPE)로부터 제1 방향(d1)으로 연장되다가 제1 방향(d1)으로부터 좌측으로 제1 각도(AG1')만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들(LPL), 및 우측 패드 전극들(RPE)로부터 제1 방향(d1)으로 연장되다가 제1 방향(d1)으로부터 우측으로 제2 각도(AG2')만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들(RPL)을 포함한다. 예를 들어, 좌측 패드 라인들(LPL)과 우측 패드 라인들(RPL)이 꺾어지는 각도(AG1', AG2')는 서로 동일할 수 있다.
중앙 패드 라인들(CPL)은 직선 영역(CSA)에서 직선 부분을 가질 수 있다. 직선 영역(CSA)은 직사각형 형태일 수 있다.
좌측 패드 라인들(LPL)은 직선 영역(LSA)에서 직선 부분을 갖고, 사선 영역(LBA)에서 사선 부분을 가질 수 있다. 좌측 패드 라인들(LPL)이 커버하는 영역을 최소화하기 위해서, 직선 영역(LSA)은 이등변 삼각형 형태일 수 있고, 사선 영역(LBA)은 직선 영역(LSA)의 빗변에 한 변이 대응하는 역삼각형 형태일 수 있다. 즉, 좌측 패드 라인들(LPL)은 중앙 패드 라인들(CPL)에 인접할수록 제1 방향(d1)으로 연장되는 직선 부분이 더 길 수 있다.
우측 패드 라인들(RPL)은 직선 영역(RSA)에서 직선 부분을 갖고, 사선 영역(RBA)에서 사선 부분을 가질 수 있다. 우측 패드 라인들(RPL)이 커버하는 영역을 최소화하기 위해서, 직선 영역(RSA)은 이등변 삼각형 형태일 수 있고, 사선 영역(RBA)은 직선 영역(RSA)의 빗변에 한 변이 대응하는 역삼각형 형태일 수 있다. 즉, 우측 패드 라인들(RPL)은 중앙 패드 라인들(CPL)에 인접할수록 제1 방향(d1)으로 연장되는 직선 부분이 더 길 수 있다.
도 6을 참조하면, 패드 전극들(LPE, CPE, RPE)의 배열 간격(PDW')은 서로 동일할 수 있다. 직선 부분만 포함하는 중앙 패드 라인들(CPL)의 선폭(LW3') 및 선간 폭(DW3')에 비해, 직선 부분 및 사선 부분을 포함하는 좌측 패드 라인들(LPL)의 선폭(LW1') 및 선간 폭(DW1')은 기하학적으로 더 작게 된다. 좌측 패드 라인들(LPL)의 선폭(LW1') 및 선간 폭(DW1')은 제1 각도(AG1')가 커질수록 더 작아지게 된다. 또한 직선 부분만 포함하는 중앙 패드 라인들(CPL)의 선폭(LW3') 및 선간 폭(DW3')에 비해, 직선 부분 및 사선 부분을 포함하는 우측 패드 라인들(RPL)의 선폭(LW2') 및 선간 폭(DW2')은 기하학적으로 더 작게 된다. 우측 패드 라인들(RPL)의 선폭(LW2') 및 선간 폭(DW2')은 제2 각도(AG2')가 커질수록 더 작아지게 된다.
하지만 도 4의 각도(AG1)와 비교했을 때, 도 6의 각도(AG1', AG2')는 더 작게 된다. 이는, 도 3의 패드 전극들(PE1, PE2)과 도 5의 패드 전극들(LPE, CPE, RPE)이 서로 동일한 개수일 때, 도 5의 최외측 패드 라인의 사선 부분의 길이가 비교적 짧아지기 때문이다.
따라서, 도 6의 패드 라인들(LPL, RPL)의 사선 부분의 선폭(LW1', LW2') 및 선간 폭(DW1', DW2')은 도 4의 패드 라인들(PL1)의 사선 부분의 선폭(LW1) 및 선간 폭(DW1) 보다 넓게 확보될 수 있다. 따라서, 라미네이션 공정이 진행되더라도, 패드 라인들(LPL, RPL)에서 단선 등의 불량 발생 가능성이 낮다는 장점이 있다.
더불어, 도 6의 패드 라인들(LPL, RPL)은 좌우 대칭 구조이므로, 도 4의 패드 라인들(PL1, PL2)에 비해 저항 산포가 균일한 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 미리 설명된 센싱 전극(SE) 및 센싱 라인(SL)이 연결된 노드(P) 이하 부분이 예시적으로 도시된다. 노드(P)는 경로 결정부(PDU)에 위치할 수도 있고, 패드 전극에 위치할 수도 있으며, 제품에 따라 다양하게 결정되어 제작될 수 있다. 이하에서는 노드(P)가 센싱 전극(SE) 및 센싱 라인(SL)에 대응하는 패드 전극으로 가정하고 설명한다.
터치 구동 IC(TDI)는, 예를 들어, 프리 차지부(PCU), 터치 검출부(TDU), 및 드라이빙 커패시터(Cdrv)를 포함할 수 있다. 드라이빙 커패시터(Cdrv)의 일단은 노드(P)에 연결될 수 있다. 그 외에 도시된, 공통 커패시턴스(CVcom)는 표시 패널(10)의 공통 전극과 센싱 전극(SE) 사이의 커패시턴스를 의미하는 것이고, 기생 커패시턴스(CP)는 그 외 도전성 물질과 센싱 전극(SE) 사이의 커패시턴스를 의미하는 것이고, 터치 커패시턴스(Ct)는 사용자의 손가락 등의 신체와 센싱 전극(SE) 사이의 커패시턴스를 의미하는 것이다. 표시 패널(10)의 공통 전극이란, 표시 패널(10)이 유기 발광 표시 장치인 경우 캐소드 전극을 의미할 수 있고, 표시 패널(10)이 액정 표시 장치인 경우 공통 전극을 의미할 수 있다. 기생 커패시턴스(CP)는 주위 센싱 전극(SE), 센싱 라인(SL), 및 기타 인접한 도전체와의 기생 커패시턴스를 의미할 수 있다.
이하에선 예시적인 터치 패널의 구동 방법을 설명한다.
프리 차지부(PCU)는 제1 기간 동안 프리 차지 전압으로 노드(P)를 초기화할 수 있다. 따라서 노드(P)의 전압은 이전 주기에서 사용자가 센싱 전극(SE)을 터치했는지 여부와 무관하게 일정할 수 있다.
다음 제2 기간 동안, 터치 구동 IC(TDI)는 드라이빙 커패시터(Cdrv)의 타단에서 특정 전압(Vdrv)을 인가하여 노드(P)의 전압을 변경할 수 있다. 사용자의 손가락이 센싱 전극(SE) 부근에 존재하지 않는 경우, 커패시턴스(Cdrv, CVcom, CP)에 의해서 결정된 노드(P)의 전압을 제1 전압이라고 할 수 있다. 사용자의 손가락이 센싱 전극(SE) 부근에 존재하는 경우, 커패시턴스(Cdrv, CVcom, CP, Ct)에 의해서 결정된 노드(P)의 전압을 제2 전압이라고 할 수 있다. 커패시턴스(Cdrv, CVcom, CP)는 고정된 용량이므로, 커패시턴스(Ct)의 차이에 따라서 제1 전압과 제2 전압의 차이가 발생한다. 이때, 프리 차지부(PCU)와 터치 검출부(TDU)는 노드(P)에 대해서 바람직하게는 플로팅 상태일 수 있다.
다음 제3 기간 동안, 터치 검출부(TDU)는 노드(P)의 전압을 입력받으며, 제1 전압이 입력되는 경우 사용자의 터치가 없었다고 결정할 수 있고, 제2 전압이 입력되는 경우 사용자의 터치가 있었다고 결정할 수 있다.
상술한 터치 패널의 구동 방법은 자기 정전 용량 방식에 기초한다. 표시 장치(1)가 접이식 표시 장치인 경우, 그 두께를 얇게 하는 것이 중요하다. 하지만 표시 장치(1)의 두께가 얇을 수록, 상호 정전 용량 방식에서는, 송신 전극에서 사용자의 손가락으로 전계가 발생하고, 다시 사용자의 손가락에서 수신 전극으로 전계가 발생하는 리트랜스미션(retransmission) 이슈가 빈번히 발생한다. 이때 피크(peak) 감도가 저하되므로, 고스트 터치(ghost touch)가 인식될 수도 있다.
하지만 도 7의 실시예와 같이, 터치 패널(50)이 자기 정전 용량 방식에 기초하는 경우, 수신 전극이 존재하지 않으므로 리트랜스미션은 발생하지 않으며, 표시 장치(1)를 충분히 얇게 구현할 수 있는 장점이 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.
1: 표시 장치
10: 표시 패널
20, 40, 60: 점착층
30: 반사 방지층
50: 터치 패널
70: 윈도우
80: 긁힘 방지층

Claims (16)

  1. 센싱 라인들과 각각 연결되고, 제1 방향의 열들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열된 센싱 전극들;
    패드 라인들과 각각 연결되고, 상기 제2 방향으로 배열되고, 그 배열의 중심이 상기 센싱 전극들의 행들의 중심과 상기 제1 방향에서 대응하는 패드 전극들; 및
    상기 센싱 라인들과 상기 패드 라인들을 연결시키는 경로 결정부를 포함하고,
    상기 패드 전극들은 중앙 패드 전극들, 상기 중앙 패드 전극들의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들, 및 상기 중앙 패드 전극들의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들을 포함하고,
    상기 패드 라인들은 상기 중앙 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 중앙 패드 라인들, 상기 좌측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 좌측으로 제1 각도만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들, 및 상기 우측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 우측으로 제2 각도만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들을 포함하고,
    상기 중앙 패드 전극들, 상기 좌측 패드 전극들, 및 상기 우측 패드 전극들의 배열 간격은 서로 동일하고,
    상기 중앙 패드 라인들의 선폭은 상기 좌측 패드 라인들의 선폭 및 상기 우측 패드 라인들의 선폭보다 넓은,
    터치 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 좌측 패드 전극들의 개수와 상기 우측 패드 전극들의 개수는 서로 동일한,
    터치 패널.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 각도와 상기 제2 각도는 서로 동일한,
    터치 패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 좌측 패드 라인들은 상기 중앙 패드 라인들에 인접할수록 상기 제1 방향으로 연장되는 직선 부분이 더 긴,
    터치 패널.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 우측 패드 라인들은 상기 중앙 패드 라인들에 인접할수록 상기 제1 방향으로 연장되는 직선 부분이 더 긴,
    터치 패널.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 중앙 패드 라인들의 선간 폭은 상기 좌측 패드 라인들의 선간 폭 및 상기 우측 패드 라인들의 선간 폭보다 넓은,
    터치 패널.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들의 개수와 상기 패드 라인들의 개수는 서로 동일하고,
    상기 경로 결정부는 상기 센싱 라인들과 상기 패드 라인들을 각각 연결시키는 도선들인,
    터치 패널.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들의 개수가 상기 패드 라인들의 개수보다 더 많고,
    상기 경로 결정부는 상기 센싱 라인들 중 일부를 상기 패드 라인들과 연결시키는 멀티플렉서인,
    터치 패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 전극들 각각의 행과 열에는 전기적인 노드가 서로 다른 적어도 2 개의 센싱 전극들이 배치되는,
    터치 패널.
  11. 센싱 라인들과 각각 연결되고, 제1 방향의 열들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열된 센싱 전극들;
    패드 라인들과 각각 연결되고, 상기 제2 방향으로 배열되고, 그 배열의 중심이 상기 센싱 전극들의 행들의 중심과 상기 제1 방향에서 대응하는 패드 전극들; 및
    상기 센싱 라인들과 상기 패드 라인들을 연결시키는 경로 결정부를 포함하고,
    상기 패드 전극들은 중앙 패드 전극들, 상기 중앙 패드 전극들의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들, 및 상기 중앙 패드 전극들의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들을 포함하고,
    상기 패드 라인들은 상기 중앙 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 중앙 패드 라인들, 상기 좌측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 좌측으로 제1 각도만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들, 및 상기 우측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 우측으로 제2 각도만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들을 포함하고,
    필름;
    상기 필름의 하부면에 위치하고, 상기 패드 전극들과 연결된 하부 메탈층;
    상기 필름의 상부면에 위치하고, 상기 필름의 비아홀을 통해서 상기 하부 메탈층과 연결된 상부 메탈층; 및
    상기 상부 메탈층과 전기적으로 연결된 터치 구동 IC를 더 포함하는
    터치 패널.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 센싱 전극들을 하부에서 지지하는 기판; 및
    상기 센싱 전극들을 상부에서 커버하는 보호층을 더 포함하고,
    상기 보호층의 두께는 상기 기판의 두께보다 얇은,
    터치 패널.
  13. 표시 패널;
    제1 점착층을 통해 상기 표시 패널의 상부에 점착된 반사 방지층;
    제2 점착층을 통해 상기 반사 방지층의 상부에 그 기판이 점착된 터치 패널; 및
    제3 점착층을 통해 상기 터치 패널의 상부에 점착된 윈도우를 포함하고,
    상기 터치 패널은
    상기 기판 상에 위치한 패드 전극들;
    필름;
    상기 필름의 하부면에 위치하고, 상기 패드 전극들과 연결된 하부 메탈층;
    상기 필름의 상부면에 위치하고, 상기 필름의 비아홀을 통해서 상기 하부 메탈층과 연결된 상부 메탈층; 및
    상기 상부 메탈층과 전기적으로 연결된 터치 구동 IC을 포함하는,
    표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    센싱 라인들과 각각 연결되고, 제1 방향의 열들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향의 행들을 포함하는 행렬 형태로 배열된 센싱 전극들을 더 포함하고,
    상기 패드 전극들은 상기 센싱 라인들과 연결된 패드 라인들에 각각 연결되고, 상기 제2 방향으로 배열되고, 그 배열의 중심이 상기 센싱 전극들의 행들의 중심과 상기 제1 방향에서 대응하고,
    상기 패드 전극들은 중앙 패드 전극들, 상기 중앙 패드 전극들의 좌측에 위치하는 좌측 패드 전극들, 및 상기 중앙 패드 전극들의 우측에 위치하는 우측 패드 전극들을 포함하고,
    상기 패드 라인들은 상기 중앙 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 중앙 패드 라인들, 상기 좌측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 좌측으로 제1 각도만큼 꺾어져 연장되는 좌측 패드 라인들, 및 상기 우측 패드 전극들로부터 상기 제1 방향으로 연장되다가 상기 제1 방향으로부터 우측으로 제2 각도만큼 꺾어져 연장되는 우측 패드 라인들을 포함하는,
    표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 좌측 패드 전극들의 개수와 상기 우측 패드 전극들의 개수는 서로 동일하고,
    상기 제1 각도와 상기 제2 각도는 서로 동일한,
    표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 센싱 전극들 각각의 행과 열에는 전기적인 노드가 서로 다른 적어도 2 개의 센싱 전극들이 배치되는,
    표시 장치.
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