KR102521058B1 - 터치 센서 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 센서 및 표시 장치가 제공된다. 터치 센서는, 베이스층; 상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부; 상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고, 각각이 제1개구부를 포함하고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부로서, 상기 제1방향을 따라 서로 이격되고 복수개 배치된 제2전극부; 및 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하는 제1스트레인 게이지; 를 포함하고, 각각의 상기 제1저항선은 상기 제1개구부 중 임의의 행인 제1행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격된다.

Description

터치 센서 및 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치 센서 및 표시 장치에 관한 것이다.
사용자에게 영상을 제공하는 스마트 폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비젼 등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함한다. 표시 장치는 영상을 생성하여 표시하는 표시 패널 및 다양한 입력 장치를 포함한다.
최근에는 스마트 폰이나 태블릿 PC를 중심으로 터치 입력을 인식하는 터치 센서가 표시 장치에 많이 적용되고 있다. 터치 센서는 터치 방식의 편리함으로 기존의 물리적인 입력 장치인 키패드 등을 대체하는 추세이다.
터치 위치를 검출하는 터치 센서에서 더 나아가 표시 장치에 압력의 세기를 검출하는 압력 센서를 적용하여 기존의 물리적인 버튼 대용으로 활용하려는 연구가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 압력을 감지할 수 있는 터치 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 터치 센서는, 베이스층; 상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부; 상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고, 각각이 제1개구부를 포함하고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부로서, 상기 제1방향을 따라 서로 이격되고 복수개 배치된 제2전극부; 및 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하는 제1스트레인 게이지; 를 포함하고, 각각의 상기 제1저항선은 상기 제1개구부 중 임의의 행인 제1행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격된다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극부는 상기 복수의 제1터치전극 중 상기 제1방향을 따라 이웃하는 두개의 제1터치전극을 연결하는 제1연결부를 더 포함하고, 상기 제2전극부는 상기 복수의 제2터치전극 중 상기 제2방향을 따라 이웃하는 두개의 제2터치전극을 연결하고 상기 제1연결부와 절연된 제2연결부를 더 포함하고, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 복수의 제1저항선 중 상기 제1방향을 따라 이웃하는 두개의 제1저항선을 연결하는 제1연결선을 더 포함하고, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부 중 어느 하나는 상기 제1층과 다른 제2층에 위치하고, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부 중 다른 하나는 상기 제1층에 위치하고, 상기 제1연결선은 상기 제2층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1연결선은, 상기 제1방향을 따라 이웃하는 상기 두개의 제1저항선과 연결된 제1서브연결선; 및 적어도 일부가 상기 제1서브연결선과 이격되고 상기 제1방향을 따라 이웃하는 상기 두개의 제1저항선과 연결된 제2서브연결선을 포함하고, 상기 제1서브연결선 및 상기 제2서브연결선은 상기 제2층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층 상에 위치하는 절연층을 더 포함하고, 상기 제1연결선은 상기 베이스층 상에 위치하고, 상기 절연층은 상기 제1연결선 상에 위치하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 상기 절연층 상에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층은, 제1무기막, 상기 제1무기막 상에 위치하는 유기막 및 상기 유기막 상에 위치하는 제2무기막을 포함하고, 상기 제1연결선은 상기 제2무기막 상에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1저항선과 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부를 더 포함하고, 상기 가지부는 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 터치 입력에 응답하여 발생한 상기 제1터치전극과 상기 제2터치전극 사이의 정전용량 변화에 기초하여 상기 터치 입력의 위치를 감지하고, 상기 터치 입력에 응답하여 발생한 상기 제1스트레인 게이지의 저항값 변화에 기초하여 상기 터치 입력의 압력을 감지할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지의 일단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부의 한 부분을 전기적으로 연결하는 제1신호선; 및 상기 제1스트레인 게이지의 타단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부의 다른 부분을 전기적으로 연결하는 제2신호선; 을 포함하고, 상기 베이스층에는 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선이 위치하는 감지영역 및 상기 감지영역 주변의 주변영역이 정의되고, 상기 제1신호선은 상기 주변영역에 위치하고, 상기 제2신호선은 상기 주변영역에 위치하되, 상기 감지영역을 사이에 두고 상기 제1신호선의 반대측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지의 일단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부를 전기적으로 연결하는 제1신호선; 및 상기 제1스트레인 게이지의 타단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부를 전기적으로 연결하는 제2신호선; 을 포함하고, 상기 베이스층에는 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선이 위치하는 감지영역 및 상기 감지영역 주변의 주변영역이 정의되고, 상기 제1신호선 및 상기 제2신호선은 상기 주변영역에 위치하되, 상기 감지영역의 일측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2행에 위치하는 제2스트레인 게이지를 더 포함하고, 상기 제2스트레인 게이지는 각각이 상기 제1개구부 중 상기 제2행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2저항선을 포함하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 터치 입력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1스트레인 게이지의 저항값과 상기 제2스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제2스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하고, 상기 휘트스톤 브리지 회로부는, 구동전압이 인가되고 상기 제1스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제1노드, 기준전압이 인가되고 상기 제2스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제2노드, 상기 제1스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제1출력노드, 상기 제2스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제2출력노드를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 휘트스톤 브리지 회로부는, 일단이 상기 제1노드에 연결되고 타단이 상기 제2출력노드에 연결된 제1저항 및 일단이 상기 제2노드에 연결되고 타단이 상기 제1출력노드에 연결된 제2저항을 더 포함하고, 터치 입력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1스트레인 게이지의 저항값, 상기 제2스트레인 게이지의 저항값, 상기 제1저항의 저항값 및 상기 제2저항의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제3행에 위치하고, 상기 제1개구부 중 상기 제3행에 위치하는 제1개구부 내에 배치된 제3저항선을 포함하는 제3스트레인 게이지; 상기 제3행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제4행에 위치하고, 상기 제1개구부 중 상기 제4행에 위치하는 제1개구부 내에 배치된 제4저항선을 포함하는 제4스트레인 게이지; 및 상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제3스트레인 게이지 및 상기 제4스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부; 를 더 포함하고, 상기 제1행, 상기 제2행, 상기 제3행 및 상기 제4행은 상기 제2방향을 따라 순차적으로 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 휘트스톤 브리지 회로부는, 구동전압이 인가되고 상기 제1스트레인 게이지의 일단 및 상기 제3스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제1노드, 기준전압이 인가되고 상기 제2스트레인 게이지의 일단 및 상기 제4스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제2노드, 상기 제1스트레인 게이지의 타단 및 상기 제4스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제1출력노드, 및 상기 제2스트레인 게이지의 타단 및 상기 제3스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제2출력노드를 포함하고, 터치 입력이 인가되지 않은 상태에서 상기 제1스트레인 게이지의 저항값, 상기 제2스트레인 게이지의 저항값, 상기 제3스트레인 게이지의 저항값 및 상기 제4스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제3스트레인 게이지를 더 포함하고, 상기 제1전극은 제2개구부를 더 포함하고, 상기 제3스트레인 게이지는 상기 제2개구부 내에 위치하는 제3저항선을 더 포함하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선, 상기 제2저항선 및 상기 제3저항선은 동일한 제1층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극행과 상기 제2방향을 인접한 제2전극행에 위치하는 제4스트레인 게이지를 더 포함하고, 상기 제4스트레인 게이지는 상기 제2개구부 중 상기 제2전극행에 위치하는 제2개구부 내에 배치된 제4저항선을 포함하고, 상기 제4스트레인 게이지는 상기 제2방향을 따라 상기 제1스트레인 게이지와 상기 제2스트레인 게이지 사이에 위치하고, 상기 제3스트레인 게이지는 상기 제1스트레인 게이지를 사이에 두고 상기 제4스트레인 게이지의 반대측에 위치하고, 상기 제4저항선은 상기 제1층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제3스트레인 게이지 및 상기 제4스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하고, 상기 휘트스톤 브리지 회로부는, 구동전압이 인가되고 상기 제1스트레인 게이지의 일단 및 상기 제3스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제1노드, 기준전압이 인가되고 상기 제2스트레인 게이지의 일단 및 상기 제4스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제2노드, 상기 제1스트레인 게이지의 타단 및 상기 제4스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제1출력노드, 및 상기 제2스트레인 게이지의 타단 및 상기 제3스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제2출력노드를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 터치 입력이 인가되지 않은 상태에서 상기 제1스트레인 게이지의 저항값, 상기 제2스트레인 게이지의 저항값, 상기 제3스트레인 게이지의 저항값 및 상기 제4스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층은 제1방향을 따라 인접한 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제3스트레인 게이지는 상기 제3저항선과 전기적으로 연결되고 터치 입력에 응답하여 상기 제3저항선보다 상대적으로 저항값이 적게 변화하는 제1도전패턴을 더 포함하고, 상기 제4스트레인 게이지는 상기 제4저항선과 전기적으로 연결되고 터치 입력에 응답하여 상기 제4저항선보다 상대적으로 저항값이 적게 변화하는 제2도전패턴을 더 포함하고, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 제2개구부 중 상기 제1영역에 위치하는 제2개구부 내에 배치되고, 상기 제3저항선 및 상기 제4저항선은 상기 제2영역에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 메쉬구조로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제2스트레인 게이지; 를 더 포함하고, 상기 제1전극은 제2개구부를 더 포함하고, 상기 제2스트레인 게이지는 상기 제2개구부 내에 위치하는 제2저항선을 더 포함하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층은 제1방향을 따라 인접한 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제2스트레인 게이지는 상기 제2저항선과 전기적으로 연결되고 터치 입력에 응답하여 상기 제2저항선보다 상대적으로 저항값이 적게 변화하는 도전패턴을 더 포함하고, 상기 제2저항선은 상기 제2영역에 위치하고, 상기 도전패턴은 상기 제2개구부 중 상기 제1영역에 위치하는 제2개구부 내에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1저항선과 다른 영역에 위치하는 더미패턴을 더 포함하고, 상기 더미패턴은 상기 제1개구부 중 상기 다른 영역에 위치하는 제1개구부 내에 상기 제2터치전극과 이격되어 배치되고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 더미패턴은 동일한 제1층에 위치하고 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 상기 베이스층 상에 위치하는 노이즈 신호를 감지하는 노이즈 감지전극을 더 포함하되, 상기 제1터치전극은 제2개구부를 더 포함하고, 상기 노이즈 감지전극은, 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어지고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 노이즈 감지전극은 동일한 제1층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 터치 센서는 상기 노이즈 신호에 기초하여 상기 제1전극부에서 감지한 신호의 노이즈를 상쇄할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 터치 센서는, 베이스층; 상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 각각이 제1개구부를 포함하며 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부; 상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제1스트레인 게이지; 및 상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부; 를 포함하고, 상기 제1스트레인 게이지는, 각각이 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1저항선과 연결된 복수의 가지부를 더 포함하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고, 상기 가지부는 상기 제1터치전극과 이격되고, 상기 제1층에 위치하고 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극부는 상기 제1전극행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2전극행에 더 배치되고, 상기 베이스층에는 감지영역 및 상기 감지영역 주변의 주변영역이 정의되고, 상기 주변영역에 위치하고 상기 제1전극행의 상기 제1전극부와 연결된 제1배선; 상기 주변영역에 위치하고 상기 제2전극행의 상기 제1전극부와 연결된 제2배선; 및 상기 주변영역에 위치하고 상기 제1스트레인 게이지와 연결되고 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 위치하는 제3신호선; 을 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2전극행에 위치하는 제2스트레인 게이지를 더 포함하고, 상기 제1전극부는 제2전극행에 더 배치되고, 상기 제2스트레인 게이지는, 각각이 상기 제2전극행의 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2저항선을 포함하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제2스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하고, 터치 입력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1스트레인 게이지의 저항값과 상기 제2스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지와 다른 영역에 위치하고 노이즈 신호를 감지하는 노이즈 감지전극을 더 포함하되, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고, 상기 노이즈 감지전극은, 상기 제1전극부의 상기 제1개구부 내에 위치하되 상기 제1층에 위치하고, 상기 노이즈 감지전극, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층 상에 위치하는 더미전극을 더 포함하되, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고, 상기 제2터치전극은 제2개구부를 포함하고, 상기 더미전극은, 상기 제2개구부 내에 상기 제2터치전극과 이격되어 위치하되 상기 제1층에 위치하고, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 더미전극은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2개구부의 면적은 상기 제1개구부의 면적보다 넓을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 위치하는 발광소자; 상기 발광소자 상에 위치하는 박막 봉지층; 상기 박막 봉지층 상에 위치하고 개구부를 포함하는 터치전극; 및 상기 개구부 내에 위치하되 상기 터치전극과 동일한 층에 위치하고 터치 입력에 응답하여 저항값이 변화하는 저항선과, 상기 저항선과 연결되고 상기 저항선과 상기 박막 봉지층 사이에 위치하는 연결선을 포함하는 스트레인 게이지; 를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 터치 입력의 위치뿐만 아니라 터치 입력의 압력도 센싱할 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 잇다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서의 블록도이다.
도 3은 도 2의 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 Q1부분을 확대한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 센서부 중 제1층의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 Q2부분을 확대한 평면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 도 6에 도시된 저항선의 변형예를 도시한 것이다.
도 9는 도 6에 도시된 구조의 변형예를 도시한 것이다.
도 10은 도 6의 Q3부분을 확대한 평면도이다.
도 11은 도 6의 Q4부분을 확대한 평면도이다.
도 12는 도 4에 도시된 센서부 중 제2층의 구조를 도시한 도면이다.
도 13은 도 4의 X1-X1'를 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 도 4의 X2-X2'를 따라 절단한 단면도이다.
도 15는 도 4의 X3-X3'를 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 표시 장치에서 표시패널의 예시적 단면을 도시한 것이다.
도 17은 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 위치 검출동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 3에 도시된 제1스트레인 게이지, 제1신호선 및 제2신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 18에 도시된 제1스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 20은 도 3에 도시된 제1스트레인 게이지의 변형예를 도시한 도면이다.
도 21은 도 20에 도시된 제1스트레인 게이지, 제1신호선 및 제2신호선의 배치와, 도 19에 도시된 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 22는 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 23은 도 22의 Q5부분을 확대한 도면이다.
도 24는 도 23에 도시된 센서부 중 제1층의 구조를 도시한 도면이다.
도 25는 도 23에 도시된 센서부 중 제2층의 구조를 도시한 도면이다.
도 26은 도 22에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제3신호선 및 제4신호선의 배치 및 휘트스톤 브릿지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 27은 도 26에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제2스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 28은 도 27의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 29는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 30은 도 29에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제3스트레인 게이지, 제4스트레인 게이지, 제1신호선 내지 제8신호선 간의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 31은 도 30에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제3스트레인 게이지 및 제4스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 32는 도 30의 변형예를 도시한 것이다.
도 33은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 34는 도 33의 Q6부분을 확대한 평면도이다.
도 35는 도 34에 도시된 센서부 중 제1층의 구조를 도시한 도면이다.
도 36은 도 35의 Q7부분을 확대한 평면도이다.
도 37 및 도 38은 각각 도 36에 도시된 저항선의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 39는 도 36에 도시된 구조의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 40은 도 34에 도시된 센서부 중 제2층의 구조를 도시한 도면이다.
도 41은 도 34의 Y1-Y1'를 따라 절단한 단면도이다.
도 42는 도 33에 도시된 제1스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선 간의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 43은 도 42에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제5스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 44는 도 42의 변형예를 도시한 도면이다.
도 45는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 46은 도 45에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제5스트레인 게이지를 분리하여 도시한 평면도이다.
도 47은 도 46에 도시된 제5스트레인 게이지의 도전패턴을 확대한 도면이다.
도 48은 도 45에 도시된 제1스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 49는 도 48에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제5스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 50은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 51은 도 50에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제6스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선, 제11신호선, 제12신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 52는 도 51에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지 및 제6스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 53은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 54는 도 53에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지 및 제6스트레인 게이지를 확대 도시한 도면이다.
도 55는 도 53 및 도 54에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제6스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선, 제11신호선, 제12신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 56은 도 55에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지 및 제6스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 57은 도 3에 도시된 구조에서 추가적으로 제4배선이 구비된 구조를 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 58은 도 13의 변형구조를 도시한 단면도이다.
도 59는 도 15의 변형구조를 도시한 단면도이다.
도 60은 도 41의 변형구조를 도시한 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 도 1에 도시된 터치 센서의 블록도이다.
도 1을 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 의한 표시 장치(1)는 터치 센서(TSM) 및 표시 패널(300)을 포함하며, 패널 구동부(400)를 더 포함할 수 있다. 터치 센서(TSM)는 센서부(100)와 제어부(200)를 포함한다.
도 1의 실시예에서는 센서부(100)와 표시 패널(300)을 서로 분리하여 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 센서부(100)와 표시 패널(300)은 일체로 이루어질 수도 있다.
표시 패널(300)은 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)의 적어도 일 영역을 둘러싸는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 복수의 주사선들(310) 및 데이터선들(320)과, 주사선들(310) 및 데이터선들(320)에 접속되는 복수의 화소들(P)이 제공된다. 비표시 영역(NDA)에는 화소들(P)을 구동하기 위한 각종 구동신호 및/또는 구동 전원을 공급하기 위한 배선들이 제공될 수 있다.
본 발명에서, 표시 패널(300)의 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시 패널(300)은 유기 발광 디스플레이 패널(Organic Light Emitting Display panel: OLED panel), 양자점 발광 디스플레이 패널(Quantum dot Light Emitting Display panel: QLED panel), 마이크로 LED 디스플레이 패널(Micro Light Emitting Diode Display panel), 나노 LED 디스플레이 패널(Nano Light Emitting Diode Display panel) 등과 같은 자발광 디스플레이 패널일 수 있다. 또는, 표시 패널(300)은 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display panel: LCD panel), 전기영동 디스플레이 패널(Electro-Phoretic Display panel: EPD panel) 및 일렉트로웨팅 디스플레이 패널(Electro-Wetting Display panel: EWD panel)과 같은 비발광성 디스플레이 패널일 수 있다. 표시 패널(300)이 비발광성 디스플레이 패널인 경우, 디스플레이 장치는 표시 패널(300)로 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(Back-light unit)을 더 구비할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 표시 패널(300)이 유기 발광 디스플레이 패널인 경우를 예시로 설명한다.
패널 구동부(400)는 표시 패널(300)과 전기적으로 연결되어 표시 패널(300)의 구동에 필요한 신호를 공급한다. 일례로, 패널 구동부(400)는, 주사선들(310)로 주사신호를 공급하는 주사 구동부, 데이터선들(320)로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 주사 구동부 및 데이터 구동부를 구동하기 위한 타이밍 제어부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 주사 구동부, 데이터 구동부 및/또는 타이밍 제어부는 하나의 디스플레이 IC(D-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 주사 구동부, 데이터 구동부 및 타이밍 제어부 중 적어도 하나는 표시 패널(300) 상에 집적되거나 실장될 수 있다.
센서부(100)는 표시 패널(300)의 적어도 일 영역 상에 제공될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 적어도 일면 상에 표시 패널(300)과 중첩되도록 제공될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 양면 중 영상이 출사되는 방향의 일면(예컨대, 상부면) 상에 배치될 수 있다. 또는, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 양면 중 적어도 일면에 직접 형성되거나, 혹은 표시 패널(300)의 내부에 형성될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 상부 기판(또는 박막 봉지층) 또는 하부 기판의 외부면(예컨대, 상부 기판의 상부면 또는 하부 기판의 하부면) 상에 직접 형성되거나, 혹은 상부 기판 또는 하부 기판의 내부면(예컨대, 상부 기판의 하부면 또는 하부 기판의 상부면) 상에 직접 형성될 수도 있다.
센서부(100)는 터치 입력을 감지할 수 있는 감지 영역(SA)과, 감지 영역(SA)의 적어도 일부를 둘러싸는 주변 영역(NSA)을 포함한다. 실시예에 따라, 감지 영역(SA)은 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)에 대응하도록 배치되고, 주변 영역(NSA)은 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)에 대응하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)의 감지 영역(SA)은 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)과 중첩되고, 센서부(100)의 주변 영역(NSA)은 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)과 중첩될 수 있다.
센서부(100)의 감지 영역(SA)에는 터치 입력을 검출하기 위한 복수의 제1전극부(120) 및 복수의 제2전극부(130)가 제공될 수 있다.
제1전극부(120)는 제1방향(x)을 따라 연장되고, 제1방향(x)과 교차하는 제2방향(y)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 즉, 제1방향(x)으로 연장된 제1전극부(120)는 제2방향(y)을 따라 서로 이격 되어 전극행을 이룰 수 있다.
제2전극부(130)는 제2방향(y)을 따라 연장되고 제1방향(x)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제2전극부(130)는 제1전극부(120)와 이격 배치되고 제1전극부(120)와 절연될 수 있다.
제1전극부(120)와 제2전극부(130)의 형상, 크기, 및/또는 배치 방향 등이 특별히 한정되지는 않는다. 이와 관련한 비제한적인 실시예로서, 제1전극부(120)와 제2전극부(130)는 후술할 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
제1전극부(120) 및 제2전극부(130)는 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2전극부(130)는 제어부(200)로부터 터치 검출을 위한 구동신호(Ts)를 제공받는 구동전극부 일 수 있으며, 제1전극부(120)는 제어부(200)에 터치 검출을 위한 감지신호(Rs)를 출력하는 감지전극부 일 수 있다.
제1전극부(120) 및 제2전극부(130)는 표시 패널(300)에 구비된 적어도 일 전극과 중첩될 수 있다. 예컨대, 표시 패널(300)이 유기 발광 디스플레이 패널인 경우, 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)는 표시 패널(300)의 캐소드 전극 등과 중첩할 수 있다.
센서부(100)의 감지 영역(SA)에는 터치 압력을 검출하기 위한 제1스트레인 게이지(150a)가 제공될 수 있다. 제1스트레인 게이지(150a)는 외부에서 힘이 가해지는 경우 길이 또는 단면적이 변화하여 저항값이 변화할 수 있다. 제1스트레인 게이지(150a)는 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)와 이격 배치되고 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)와 절연될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)는 제1전극부(120)와 동일하게 제1방향(x)을 따라 연장될 수 있다.
센서부(100)의 감지 영역(SA)에는 노이즈를 감지하기 위한 노이즈 감지전극부(170)가 더 제공될 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)는 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 보다 구체적으로 후술할 터치 검출부(230)와 전기적으로 연결될 수 있다. 노이즈 감지전극부(170)는 센서부(100)에서 발생하는 노이즈를 감지하고 이를 노이즈 감지신호(Ns)로서 터치 검출부(230)에 제공할 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)는 제1방향(x)을 따라 연장되고 제1방향(x)과 교차하는 제2방향(y)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서 노이즈 감지전극부(170)는 제1전극부(120), 제2전극부(130) 및 제1스트레인 게이지(150a)와 이격될 수 있다.
제어부(200)는 센서부(100)와 전기적으로 연결되어 센서부(100)에 구동신호(Ts)를 공급하고, 센서부(100)로부터 구동신호(Ts)에 대응하는 감지신호(Rs)를 수신하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한 제어부(200)는 제1스트레인 게이지(150a)와 전기적으로 연결되어 터치 압력을 검출할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 제어부(200)는 터치 구동부(210), 터치 검출부(230) 및 압력 검출부(250)를 포함할 수 있다.
터치 구동부(210)는 제2전극부(130)에 터치 입력을 검출하기 위한 구동신호(Ts)를 제공할 수 있다.
터치 검출부(230)는 제1전극부(120)로부터 구동신호(Ts)에 상응하는 감지신호(Rs)를 수신하여 터치 입력의 유무 및/또는 그 위치를 검출할 수 있다. 몇몇 실시예에서 감지신호(Rs)는 제1전극부(120)와 제2전극부(130) 사이에 발생하는 상호 정전용량의 변화량일 수 있다. 보다 구체적으로, 터치 입력이 발생하게 되면, 터치 입력이 제공된 지점 혹은 그 주변부에서는 정전용량이 변화된다. 터치 검출부(230)는 감지신호(Rs)로서 제1전극부(120)와 제2전극부(130) 사이의 상호 정전용량의 변화량을 수신하고 이를 이용하여 터치입력의 유무 및/또는 그 위치를 파악할 수 있다. 또한 터치 검출부(230)는 노이즈 감지전극부(170)로부터 노이즈 감지신호(Ns)를 수신하고, 노이즈 감지신호(Ns)를 이용하여 감지신호(Rs)에 포함된 노이즈를 제거 또는 상쇄할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 검출부(230)는 수신한 감지신호(Rs)를 증폭하는 하나 이상의 증폭기, 상기 증폭기의 출력단과 연결된 아날로그 디지털 변환기(analog digital converter) 및 프로세서를 포함할 수 있다. 보다 구체적 내용은 도 17에서 후술한다.
압력 검출부(250)는 제1스트레인 게이지(150a)와 전기적으로 연결되고 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값 변화에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 몇몇 실시예에서 압력 검출부(250)는 제1스트레인 게이지(150a)와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 터치 구동부(210), 터치 검출부(230) 및 압력 검출부(250)는 하나의 터치 IC(T-IC)의 내부에 집적될 수 있다.
이하 도 3 내지 도 15를 더 참조하여 터치 센서(TSM)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2의 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 4는 도 3의 Q1부분을 확대한 평면도, 도 5는 도 4에 도시된 센서부 중 제1층의 구조를 도시한 도면, 도 6은 도 5의 Q2부분을 확대한 평면도, 도 7 및 도 8은 각각 도 6에 도시된 저항선의 변형예를 도시한 도면, 도 9는 도 6에 도시된 구조의 변형예를 도시한 도면, 도 10은 도 6의 Q3부분을 확대한 평면도, 도 11은 도 6의 Q4부분을 확대한 평면도, 도 12는 도 4에 도시된 센서부 중 제2층의 구조를 도시한 도면, 도 13은 도 4의 X1-X1'를 따라 절단한 단면도, 도 14는 도 4의 X2-X2'를 따라 절단한 단면도, 도 15는 도 4의 X3-X3'를 따라 절단한 단면도이다.
도 3 내지 도 15를 참조하면, 센서부(100)는 베이스층(110), 제1전극부(120), 제2전극부(130) 및 제1스트레인 게이지(150a)를 포함하며, 노이즈 감지전극부(170)를 더 포함할 수 있다. 또한 센서부(100)는 더미전극(190)을 더 포함할 수 있다.
베이스층(110)은 감지 영역(SA) 및 주변 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 베이스층(110)은 센서부(100)의 기재가 되는 층으로서 몇몇 실시예에서 베이스층(110)은 표시 패널(300)을 구성하는 층 중 하나일 수도 있다. 예컨대, 센서부(100)와 표시 패널(300)이 일체로 구현되는 실시예에서, 베이스층(110)은 표시 패널(300)을 구성하는 적어도 하나의 층일 수 있다. 예시적으로 베이스층(110)은 표시 패널(300)의 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation: TFE)일 수 있다. 또는 실시예에서 따라 베이스층(110)은 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있다. 예컨대, 베이스층(110)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 유연한 플라스틱 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수도 있다. 이하에서는 베이스층(110)이 표시 패널(300)을 구성하는 적어도 하나의 층, 예컨대 박막 봉지층을 포함하는 층으로 이루어진 경우를 예시로 설명한다.
베이스층(110)의 감지 영역(SA) 상에는 제1전극부(120), 제1전극부(120)와 절연된 제2전극부(130), 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)와 절연된 제1스트레인 게이지(150a)가 위치할 수 있다.
제1전극부(120)는 상술한 바와 같이 제1방향(x)을 따라 연장되고 제2방향(y)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제2방향(y)을 따라 서로 이격 배치된 제1전극부(120)는 각각 전극행을 구성할 수 있다. 도 3에서는 예시적으로 제1전극부(120)가 제2방향(y)을 따라 8개 배치되고 각 제1전극부(120)가 제2방향(y)을 따라 순차적으로 제1전극행(RE1), 제2전극행(RE2), 제3전극행(RE3), 제4전극행(RE4), 제5전극행(RE5), 제6전극행(RE6), 제7전극행(RE7) 및 제8전극행(RE8)을 이루는 것으로 도시하였다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1전극부(120)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
제1전극부(120)는 제1방향(x)을 따라 배열된 복수의 제1터치전극(121) 및 제1방향(x)을 따라 서로 이웃하는 제1터치전극(121)을 서로 전기적으로 연결하는 제1연결부(123)를 포함할 수 있다. 이하 실시예들을 설명함에 있어서, "연결"이라 함은 물리적 및/또는 전기적인 측면에서의 "연결"을 포괄적으로 의미할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)은 제1층(L1)에 위치할 수 있다. 제1터치전극(121)은 마름모 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 삼각형, 사각형, 오각형, 원형, 바(bar)형 등 다양한 형상으로 변형될 수도 있다.
제1터치전극(121)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예시적으로 상기 도전성 물질은 금속이나 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 들 수 있다. 또한, 제1터치전극(121)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 투명 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀 (graphene) 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)은 메쉬(mesh) 구조로 이루어질 수도 있다.
제1터치전극(121)은 제1개구부(OP1)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1터치전극(121) 각각은 적어도 중앙부분이 개구되어 제1터치전극(121) 아래에 위치하는 층을 노출할 수 있다. 예시적으로 제1터치전극(121) 아래에 절연층(IL)이 위치하는 경우, 절연층(IL)은 제1개구부(OP1)를 통해 노출될 수 있다.
제1연결부(123)는 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1터치전극(121)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 제1터치전극(121)과 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1연결부(123)는 브리지(bridge) 형태의 연결 패턴으로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1연결부(123)는 제1터치전극(121)이 위치하는 제1층(L1)과 다른 제2층(L2)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)과 제1연결부(123) 사이에는 절연층(IL)이 위치할 수 있으며, 제1연결부(123)와 제1터치전극(121)은 절연층(IL)에 형성된 제1컨택홀(CH1)을 통해 서로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2층(L2)에 위치하는 제1연결부(123)는 베이스층(110) 상에 위치하고 절연층(IL)은 제1연결부(123) 상에 위치하고, 제1층(L1)에 위치하는 제1터치전극(121)은 절연층(IL) 상에 위치할 수 있다.
제1연결부(123)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1연결부(123)는 제1터치전극(121)과 동일한 물질을 포함하거나, 제1터치전극(121)의 구성 물질로 예시된 물질에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수도 있다.
도면에는 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1터치전극(121) 사이에 제1연결부(123)가 하나 배치된 것으로 도시되어 있으나, 제1연결부(123)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
제2전극부(130)는 상술한 바와 같이 제2방향(y)을 따라 연장되고 제1방향(x)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다.
제2전극부(130)는 제2방향(y)을 따라 배열된 복수의 제2터치전극(131) 및 제2방향(y)을 따라 서로 이웃하는 제2터치전극(131)을 서로 전기적으로 연결하는 제2연결부(133)를 포함할 수 있다.
복수의 제2터치전극(131)은 제2방향(y)을 따라 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 제2터치전극(131)은 제1방향(x)을 따라 서로 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1방향(x)을 따라 이격된 제2터치전극(131)은 행을 이룰 수 있다. 도 3에서는 예시적으로 하나의 열에 제2터치전극(131)이 8개 배치되고 제1방향(x)을 따라 배치된 제2터치전극(131)이 제1행(RO1), 제2행(RO2), 제3행(RO3), 제4행(RO4), 제5행(RO5), 제6행(RO6), 제7행(RO7) 및 제8행(RO8)을 이루는 것으로 도시하였다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제2터치전극(131)이 이루는 행의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)이 이루는 행은 제1전극부(120)가 이루는 두개의 전극행 사이에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1행(RO1)은 제1전극행(RE1)과 제2전극행(RE2) 사이에 위치할 수 있으며, 제2행(RO2)은 제2전극행(RE2)과 제3전극행(RE3) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 제2터치전극(131)이 이루는 행과 제1전극부(120)가 이루는 전극행은 제2방향(y)을 따라 반복적으로 배치될 수 있다.
제2터치전극(131)은 제2개구부(OP2)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2터치전극(131) 각각은 적어도 중앙부분이 개구되어 제2터치전극(131) 아래에 위치하는 층을 노출할 수 있다. 예시적으로 제2터치전극(131) 아래에 절연층(IL)이 위치하는 경우, 절연층(IL)은 제2개구부(OP2)를 통해 노출될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2)의 면적은 제1개구부(OP1)의 면적과 다를 수 있다. 예시적으로 제2개구부(OP2)의 면적은 제1개구부(OP1)의 면적보다 넓을 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)은 제1터치전극(121)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있다. 제2터치전극(131)은 마름모 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 삼각형, 사각형, 오각형, 원형, 바(bar)형 등 다양한 형상으로 변형될 수도 있다.
제2연결부(133)는 제2방향(y)을 따라 이웃하는 제2터치전극(131)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 제2터치전극(131)과 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2연결부(133)는 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있다.
제2연결부(133)는 제1연결부(123)와 절연되고 제1연결부(123)와 교차할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2연결부(133)와 제1연결부(123) 사이에는 절연층(IL)이 위치할 수 있다.
제2터치전극(131) 및 제2연결부(133)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2터치전극(131) 및 제2연결부(133)는 제1터치전극(121)과 동일한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)이 메쉬 구조로 이루어지는 경우, 제2터치전극(131)과 제2연결부(133)는 제1터치전극(121)과 마찬가지로 메쉬 구조로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)은 터치 위치를 검출하기 위한 구동신호(Ts)를 제공받는 구동전극일 수 있으며, 제1터치전극(121)은 터치 위치를 검출하기 위한 감지신호(Rs)를 출력하는 감지전극일 수 있다.
제1스트레인 게이지(150a)는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1스트레인 게이지(150a)는 제1행(RO1)에 위치할 수 있다.
제1스트레인 게이지(150a)는 제1저항선(151a) 및 제1연결선(153a)을 포함할 수 있다.
제1저항선(151a)은 제1행(RO1)에서 제2터치전극(131)에 형성된 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있으며, 제2터치전극(131)과 이격될 수 있다.
제1저항선(151a)은 소정의 패턴을 갖도록 구부러진 형상으로 이루어질 수 있다. 터치 센서(TSM)의 센서부(100)에 소정의 세기를 갖는 압력이 인가되면, 제1저항선(151a)의 길이 또는 단면적이 변하게 된다. 제1저항선(151a)의 길이 또는 단면적이 변하면 저항값이 변하게 되며, 변화된 저항값에 기초하여 터치 압력의 세기를 판별할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)은 도 6에 도시된 바와 같이 둘 이상의 절곡된 부분 및 제1방향(x) 및 제2방향(y)과 교차하는 방향으로 연장된 부분을 포함하는 형상으로 이루어질 수도 있다.
이외에도 제1저항선(151a)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예시적으로 도 7에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)은 복수의 절곡된 부분 및 제1방향(x)과 나란하게 연장된 부분을 포함할 수도 있다. 또는 도 8에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)은 각진 나선형으로 감긴 형상으로 이루어질 수도 있으며, 도 8에 도시된 바와 달리 곡선의 나선형으로 감긴 형상으로 이루어질 수도 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있다.
제1저항선(151a)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)이 메쉬구조로 이루어진 경우, 제1저항선(151a)은 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 형성될 수 있다. 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 제1저항선(151a)을 형성하는 경우, 몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2) 내에는 도 9에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)과 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부(BR)가 더 위치할 수 있다.
가지부(BR)는 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하고 남은 잔여물일 수 있다. 가지부(BR)는 제2터치전극(131)과 이격될 수 있으며, 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치하고 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1연결선(153a)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1저항선(151a)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제1저항선(151a)과 접촉할 수 있다. 제1연결선(153a)은 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)와 접촉하지 않고 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1연결선(153a)은 제1연결부(123a)와 동일한 제2층(L2)에 위치할 수 있으며, 제1연결부(123a)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)과 제1연결선(153a) 사이에는 절연층(IL)이 위치할 수 있으며, 제1저항선(151a)과 제1연결선(153a)은 절연층(IL)에 형성된 제3컨택홀(CH3)을 통해 서로 접촉할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1연결선(153a)은 제1서브연결선(1531a) 및 제2서브연결선(1533a)을 포함할 수 있다. 그리고 제1저항선(151a)은 제2컨택홀(CH2)을 통해 제1서브연결선(1531a) 및 제2서브연결선(1533a)과 접촉할 수 있다. 한편, 몇몇 다른 실시예에서 제1연결선(153a)은 셋 이상의 서브연결선을 포함할 수도 있다. 제1스트레인 게이지(150a)에는 터치에 의한 압력이 가해지는 바, 경우에 따라 제1연결선(153a)의 단선이 발생할 가능성이 존재한다. 본 실시예에 의하는 경우, 제1연결선(153a)이 복수의 서브저항선을 포함함에 따라 제1저항선(151a)간 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제2터치전극(131)의 제2개구부(OP2) 중 제1스트레인 게이지(150a)와 다른 행에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에는 더미전극(190)이 위치할 수 있다. 도 3에는 예시적으로 더미전극(190) 제2행(RO2), 제3행(RO3), 제4행(RO4), 제5행(RO5), 제6행(RO6), 제7행(RO7) 및 제8행(RO8)에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에 배치된 경우를 도시하였다. 제2터치전극(131)에 제2개구부(OP2)를 형성함에 따라 외광 반사율의 차이가 발생할 수 있으며, 이에 따라 외부에서 패턴 얼룩이 시인될 수 있다. 더미전극(190)은 외광 반사율 차이를 감소시켜 외부에서 패턴 얼룩이 시인될 가능성을 낮출 수 있다.
몇몇 실시예에서 더미전극(190)은 제2개구부(OP2)와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 예시적으로 제2개구부(OP2)가 마름모 형상인 경우, 더미전극(190)도 마름모 형상으로 이루어질 수 있다.
더미전극(190)은 제2개구부(OP2) 내에 위치하고 제2터치전극(131)과는 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 더미전극(190)은 각각 섬 형상을 갖는 플로팅(floating) 전극일 수 있다.
더미전극(190)은 제1터치전극(121), 제2터치전극(131) 및 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며, 제1터치전극(121), 제2터치전극(131) 및 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)이 메쉬구조로 이루어지는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 더미전극(190)도 메쉬구조로 이루어질 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)는 제1터치전극(121)이 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 예시적으로 노이즈 감지전극부(170)는 제1전극행(RE1), 제2전극행(RE2), 제3전극행(RE3), 제4전극행(RE4), 제5전극행(RE5), 제6전극행(RE6), 제7전극행(RE7) 및 제8전극행(RE8)에 각각 치할 수 있으며, 제2방향(y)을 따라 서로 이격될 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)는 노이즈 감지전극(171) 및 제3연결부(173)를 포함할 수 있다.
노이즈 감지전극(171)은 제1터치전극(121)의 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수 있으며, 제1터치전극(121)과 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서 노이즈 감지전극(171)은 제1터치전극(121) 및 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며, 제1터치전극(121) 및 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)이 메쉬구조로 이루어지는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 노이즈 감지전극(171)도 메쉬구조로 이루어질 수 있다.
제3연결부(173)는 동일한 행에 위치하는 노이즈 감지전극(171) 중 제1방향(x)을 따라 이웃하는 노이즈 감지전극(171)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3연결부(173)는 제1연결선(153a)과 동일한 제2층(L2)에 위치할 수 있으며, 제1연결선(153a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 노이즈 감지전극(171)과 제3연결부(173)는 절연층(IL)에 형성된 제2컨택홀(CH2)을 통해 서로 연결될 수 있다.
제3연결부(163)는 제1전극부(120), 제2전극부(130) 및 제1스트레인 게이지(150a)와 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 베이스층(110)의 주변 영역(NSA) 상에는 배선들(901, 903, 905) 및 신호선들(9111, 9113)이 배치될 수 있다.
예시적으로 배선들(901, 903, 905)은 각각의 제1전극부(120)와 연결된 제1배선(901), 각각의 제2전극부(130)와 연결된 제2배선(903), 각각의 노이즈 감지전극부(170)와 연결된 제3배선(905)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이 제2전극부(130)의 일단에는 제2배선(903)이 연결되고, 제2전극부(130)의 타단에는 별도의 배선이 연결되지 않을 수 있다. 즉, 몇몇 실시예에서 제2전극부(130)에 연결된 배선은 싱글 라우팅 구조로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 57은 도 3에 도시된 구조에서 추가적으로 제4배선이 구비된 구조를 예시적으로 도시한 평면도이다. 도 3 내지 도 15에 부가하여 도 57을 더 참조하면, 별도의 제4배선(903')이 더 구비되고 제2전극부(130)의 일단에는 제2배선(903)이 연결되고, 제2전극부(130)의 타단에는 제4배선(903')이 더 연결될 수도 있다. 즉, 제2전극부(130)에 연결되는 배선은 더블 라우팅 구조로 이루어질 수도 있으며, 이에 따라 제2전극부(130)의 저항 등으로 인해 발생하는 RC지연을 개선할 수 있다. 이하의 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 제2전극부(130)의 일단만이 배선(예컨대 제2배선)과 연결된 것으로 도시하나, 이에 한정되는 것은 아니며 제2전극부(130)에 연결되는 배선은 더블 라우팅 구조로 구현될 수도 있다.
신호선들(9111, 9113)은 제1스트레인 게이지(150a)의 일단과 연결된 제1신호선(9111) 및 제1스트레인 게이지(150a)의 타단과 연결된 제2신호선(9113)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1신호선(9111)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 두개의 제1배선(901) 사이에 위치할 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 제2신호선(9113)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제3배선(905) 사이에 위치할 수 있다.
베이스층(110)의 주변 영역(NSA) 상에는 패드부(TP1, TP2)가 위치할 수 있다. 패드부(TP1, TP2)는 배선들(901, 903, 905) 및 신호선들(9111, 9113)과 연결될 수 있다, 그리고 제어부(200)는 패드부(TP1, TP2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 패드부(TP1, TP2)는 제1방향(x)을 따라 서로 이격된 제1패드부(TP1) 및 제2패드부(TP2)를 포함할 수 있다. 예시적으로 제1패드부(TP1)는 제2배선(903), 제3배선(905) 및 제2신호선(9113)과 연결되고, 제2패드부(TP2)는 제1배선(901) 및 제1신호선(9111)과 연결될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1패드부(TP1) 및 제2패드부(TP2)는 서로 이격되지 않고 하나의 패드부를 이룰 수도 있다. 또한 제1패드부(TP1) 및 제2패드부(TP2) 각각과 연결된 배선들 및 신호선들은 다양하게 변경될 수 있다.상술한 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는 제1터치전극(121), 제2터치전극(131), 제1저항선(151a)이 동일한 제1층(L1)에 위치하는 바, 제1터치전극(121), 제2터치전극(131) 및 제1저항선(151a)을 동시에 형성할 수 있는 이점, 이에 따라 제조공정이 간소해지는 이점을 갖는다. 또한 제1터치전극(121), 제2터치전극(131) 및 제1저항선(151a)이 동일한 제1층(L1)에 위치하는 바, 터치 센서(TSM)가 압력 센싱의 기능을 가지면서도 박형으로 구현할 수 있는 이점을 갖는다.
또한 터치 센서(TSM)가 노이즈 감지전극부(170)를 포함함에 따라 터치 센서(TSM)의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다. 또한 노이즈 감지전극(171)이 제1층(L1)에 위치하는 바, 터치 센서(TSM)의 제조공정이 간소해지는 이점, 터치 센서(TSM)가 노이즈 감지 기능을 가지면서도 박형으로 구현할 수 있는 이점을 갖는다.
몇몇 다른 실시예에서 터치 센서(TSM)의 구조, 특히 제1저항선(151a)의 위치는 변경될 수도 있다.
도 58은 도 13의 변형구조를 도시한 단면도, 도 59는 도 15의 변형구조를 도시한 단면도이다. 도 3 내지 도 15에 부가하여 도 58 및 도 59를 더 참조하면, 몇몇 다른 실시예에서 제1저항선(151a)은 도 13 및 도 15에 도시된 바와 달리, 제2터치전극(131)과 다른 층에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1저항선(151a)은 제1연결선(153a) 및 제1연결부(123)와 동일한 제2층(L2)에 위치할 수도 있다. 이하에서는 제1저항선(151a)이 제1층(L1)에 위치하는 경우를 기준으로 설명하나, 실시예들에 따라 제1저항선(151a)의 위치하는 제2층(L2)으로 변경될 수도 있다.
한편, 실시예에 따라, 센서부(100)의 기재가 되는 베이스층(110)은 유기 발광 표시 패널의 박막 봉지층일 수 있다. 이 경우, 베이스층(110)은 각각 적어도 하나의 유기막 및 무기막을 포함하는 다중층으로 구현되거나, 유무기 물질을 복합적으로 포함하는 단일층으로 구현될 수 있다. 일례로, 베이스층(110)은, 적어도 두 개의 무기막과, 상기 무기막의 사이에 개재된 적어도 하나의 유기막을 포함한 다중층으로 구성될 수 있다. 이와 같이, 베이스층(110)이 유기 발광 표시 패널의 박막 봉지층으로 구현되는 표시 장치에서는, 베이스층(110)의 서로 다른 일면에, 각각 센서부(100)를 구성하는 전극들과, 표시 패널(300)의 구성들이 배치될 수 있다.
도 16은 표시장치에서 표시 패널의 예시적 단면을 도시한 것이다.
도 16을 더 참조하면, 센서부(100)는 베이스층(110)으로서 표시 패널(특히, 유기 발광 디스플레이 패널)(300)의 박막 봉지층을 포함할 수 있다. 즉, 표시 패널(300)과 센서부(100)는 일체로 이루어질 수 있다. 이하에서는 베이스층(110)과 박막 봉지층에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다. 편의상, 도 16에서는 표시 패널(300)의 각 화소 영역에 제공되는 구성들 중, 발광 소자(일례로, 유기 발광 다이오드)(OLED)와 이에 연결되는 하나의 박막 트랜지스터(TFT)만을 도시하기로 한다.
표시 패널(300)은 베이스 기판(330)과, 베이스 기판(330)의 일면 상에 제공된 발광 소자(OLED)와, 발광 소자(OLED) 상에 제공되어 적어도 상기 발광 소자(OLED)를 커버하는 박막 봉지층(110)을 포함한다. 또한, 실시예에 따라, 표시 패널(300)은 발광 소자(OLED)에 연결된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 더 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 베이스 기판(330)과 발광 소자(OLED)의 사이에 위치할 수 있다.
그 외에도 표시 패널(300)은 도시되지 않은 적어도 하나의 전원선, 신호선, 및/또는 커패시터 등을 더 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 베이스 기판(330)은 경성 기판 또는 연성 기판일 수 있으며, 그 재료가 특별히 한정되지는 않는다. 일례로, 베이스 기판(330)은 플렉서블한 특성을 가지는 박막 필름기판일 수 있다.
베이스 기판(330)의 일면 상에는 버퍼층(BFL)이 제공된다. 버퍼층(BFL)은 베이스 기판(330)으로부터 불순물이 확산되는 것을 방지하며 베이스 기판(330)의 평탄도를 향상시킬 수 잇다. 버퍼층(BFL)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 적어도 2중층 이상의 다중층으로 제공될 수도 있다. 버퍼층(BFL)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(BFL)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등으로 형성될 수 있다.
버퍼층(BFL) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)가 제공된다. 박막 트랜지스터(TFT)는, 활성층(active layer: ACT), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 실시예에 따라, 활성층(ACT)은 버퍼층(BFL) 상에 제공되며, 반도체 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 활성층(ACT)은 폴리 실리콘, 아모포스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 활성층(ACT)의 일 영역(일례로, 게이트 전극과 중첩되는 영역)은 불순물이 도핑되지 않고, 나머지 영역은 불순물이 도핑될 수도 있다.
활성층(ACT) 상에는 게이트 절연막(GI)이 제공되고, 게이트 절연막(GI) 상에는 게이트 전극(GE)이 제공될 수 있다. 또한, 게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(ILA)이 제공되고, 층간 절연막(ILA) 상에는 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 제공될 수 있다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 게이트 절연막(GI) 및 층간 절연막(ILA)을 관통하는 각각의 컨택홀(CHA)을 통해 활성층(ACT)과 접촉하고 활성층(ACT)과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에는 보호층(PSV)이 제공된다. 보호층(PSV)은 박막 트랜지스터(TFT)를 커버할 수 있다.
보호층(PSV) 상에는 발광 소자(OLED)가 제공된다. 발광 소자(OLED)는 제1전극(EL1) 및 제2전극(EL2)과, 제1전극(EL1) 및 제2전극(EL2) 사이에 개재된 발광층(EML)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 발광 소자(OLED)의 제1전극(EL1)은 애노드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 발광 소자(OLED)의 제1전극(EL1)은 보호층(PSV)을 관통하는 컨택홀(CHB)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 일 전극, 예컨대 드레인 전극(DE)과 접촉하고 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다.
발광 소자(OLED)의 제1전극(EL1) 등이 형성된 베이스 기판(330)의 일면 상에는 각 화소 영역(또는, 각 화소의 발광 영역)을 구획하는 화소 정의막(PDL)이 제공된다. 화소 정의막(PDL)은 제1전극(EL1)의 상부면을 노출하며, 각 화소 영역의 둘레를 따라 베이스 기판(330)으로부터 돌출될 수 있다.
화소 정의막(PDL)에 의해 둘러싸인 화소 영역에는 발광층(EML)이 제공된다. 일례로, 발광층(EML)은 제1전극(EL1)의 노출된 표면 상에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 발광층(EML)은 적어도 광 생성층(light generation layer)을 포함하는 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 발광층(EML)은 정공 주입층(hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 광 생성층, 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 구비할 수 있다. 실시예에 따라, 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue) 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로우(yellow) 중 하나일 수도 있다.
발광층(EML) 상에는 발광소자(OLED)의 제2전극(EL2)이 배치될 수 있다. 발광 소자(OLED)의 제2전극(EL2)은 캐소드 전극일 수 있다.
발광소자(OLED)의 제2전극(EL2) 상에는 상기 발광소자(OLED)의 제2전극(EL2)을 커버하는 박막 봉지층(110)이 제공될 수 있다. 박막 봉지층(110)을 이용하여 표시 패널(300)의 화소 영역을 밀봉할 경우, 표시 장치의 두께를 저감하고 플렉서블(flexible)한 특성을 확보할 수 있다.
박막 봉지층(110)은 다중층 또는 단일층 구조로 이루어질 수 있다. 일례로, 박막 봉지층(110)은 서로 중첩되는 제1무기막(111) 및 제2무기막(113)과, 제1무기막(111) 및 제2무기막(113)의 사이에 개재되는 유기막(112)을 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 의한 표시 장치(1)에 있어서, 표시 패널(300)은 박막 봉지층(110)을 구비한 유기 발광 디스플레이 패널로 구현되고, 박막 봉지층(110) 상에 센서부(100)의 전극들이 형성된다. 예컨대, 박막 봉지층(110) 상에 제1스트레인 게이지(150a)의 제1연결선(153a), 제1전극부(120)의 제1연결부(123), 노이즈 감지전극부(170)의 제3연결부(173) 등이 배치되고, 이들 상에 절연층(IL)이 배치되고, 절연층(IL) 상에 제1터치전극(121), 제2터치전극(131), 제2연결부(133), 제1저항선(151a), 노이즈 감지전극(171) 및 더미전극(190)이 배치될 수 있다.
이하 도 17을 더 참조하여 제어부(200)의 터치 위치 검출동작에 대해 설명한다.
도 17은 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 위치 검출동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 더 참조하면, 터치 구동부(210)는 제2배선(903)을 통해 제2전극부(130)에 구동신호(Ts)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서 구동신호(Ts)는 제2전극부(130) 각각에 순차적으로 제공될 수 있다.
터치 검출부(230)는 제1배선(901)을 통해 제1전극부(120)로부터 감지신호(Rs)를 전달받을 수 있다. 몇몇 실시예에서 감지신호(Rs)는 상술한 바와 같이, 제1전극부(120)와 제2전극부(130) 사이에 발생한 상호 정전용량 변화량의 정보를 포함할 수 있다. 구동신호(Ts)가 제2전극부(130)에 제공되면, 제2전극부(130)와 제1전극부(120) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 형성된다. 그리고 터치 입력이 발생하는 경우 상호 정전용량(Cm)에 변화가 발생하며, 감지신호(Rs)는 상술한 상호 정전용량의 변화량 정보를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 검출부(230)는 OP 앰프(operational amplifier)와 같은 적어도 하나의 증폭기(231), 아날로그 디지털 변환기(233) 및 프로세서(235)를 포함할 수 있다.
증폭기(231)는 제1입력단자(231a), 제2입력단자(231b) 및 출력단자(231c)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 증폭기(231)의 제1입력단자(231a), 예컨대 OP 앰프의 비반전 입력 단자는 제1배선(901) 등을 매개로 제1전극부(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1입력단자(231a)에는 감지신호(Rs)가 입력될 수 있다.
몇몇 실시예에서 증폭기(231)의 제2입력단자(231b), 예컨대 OP 앰프의 반전 입력 단자는 제3배선(905) 등을 매개로 노이즈 감지전극부(170)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 감지신호(Ns)는 증폭기(231)의 제2입력단자(231b)에 제공될 수 있다. 이에 따라 노이즈 감지전극부(170) 각각의 전압 변동에 따라 증폭기(231) 각각의 기준 전압(레퍼런스 전압)이 함께 변동되게 된다. 즉, 노이즈 감지전극부(170)의 전위(전압 레벨)에 따라 증폭기(231) 각각의 기준 전위가 변동될 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)의 전위는 표시 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 노이즈 신호에 따라 변동될 수 있다. 예컨대, 노이즈 감지전극부(170)의 전위는 표시 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 공통 모드 노이즈에 대응하여 변동될 수 있다.
따라서, 감지 영역(SA)에 노이즈 감지전극부(170)를 더 배치하고, 노이즈 감지전극부(170)로 감지한 노이즈 감지신호(Ns)를 이용하여 증폭기(231)의 기준 전위를 변동시키게 되면, 센서부(100)로 유입되는 공통 모드 노이즈를 상쇄(또는 제거)할 수 있다. 구체적으로, 감지전극부인 제1전극부(120) 및 노이즈 감지전극부(170)는 공통 모드 노이즈에 대응하여 서로 상응하는 리플을 가지게 된다. 특히, 제1전극부(120) 및 노이즈 감지전극부(170)는 감지 영역(SA) 내에서 서로 동일한 방향으로 연장되며 서로 대응하는 위치에 배열됨으로써, 동일 또는 매우 유사한 형태 및/또는 크기의 노이즈 신호를 수신한다. 또한, 제1전극부(120)는 제1배선(901)을 매개로 증폭기(231)의 제1입력단자(231a)에 전기적으로 연결되고, 노이즈 감지전극부(170)는 제1배선(901)과는 다른 제3배선(905)을 통해 증폭기(231)의 제2입력단자(231b)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라 제1전극부(120)에서 제공받은 감지신호(Rs)에 포함된 노이즈 성분(리플)은 효과적으로 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 증폭기(231)의 출력단자(231c)에서 출력되는 신호는 노이즈가 제거된 감지신호일 수 있다.
한편, 상술한 예시에서는 증폭기(231)가 반전 증폭기 형태로 구현됨을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서 증폭기(231)는 비반전 증폭기 등의 형태로 구현될 수도 있다.
증폭기(231)의 출력단자(231c)는 아날로그 디지털 변환기(233)와 전기적으로 연결될 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(233)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 실시예에 따라, 아날로그 디지털 변환기(233)는 각각의 제1전극부(120)와 1:1로 대응하도록 제1전극부(120)의 개수만큼 구비될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서는 각각의 제1전극부(120)가 하나의 아날로그 디지털 변환기(233)를 공유하도록 구성될 수도 있으며, 이러한 경우 채널 선택을 위한 스위칭 회로가 추가적으로 구비될 수 있다.
프로세서(235)는 아날로그 디지털 변환기(233)로부터의 변환 신호(디지털 신호)를 신호 처리하고, 신호 처리 결과에 따라 터치 입력을 검출한다. 일례로, 프로세서(235)는 증폭기(231)에서 증폭되고 아날로그 디지털 변환기(233)에서 변환된 제1감지신호를 종합적으로 분석하여 터치 입력의 발생 여부 및 그 위치를 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(235)는 마이크로 프로세서(Microprocessor: MPU)로 구현될 수 있다. 이 경우, 터치 검출부(230)의 내부에는 프로세서(235)의 구동에 필요한 메모리가 추가적으로 구비될 수 있다. 한편, 프로세서(235)의 구성이 이에 한정되지는 않는다. 다른 예로서, 프로세서(235)는 마이크로 컨트롤러(Microcontroller: MCU) 등으로 구현될 수도 있다.
상술한 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는, 표시 패널(300) 등으로부터 유입되는 노이즈 신호를 효과적으로 상쇄할 수 있으며, 신호 대 잡음비(SNR)를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 노이즈 신호에 따른 터치 센서(TSM)의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
이하 도 18 및 도 19를 더 참조하여 제어부(200)의 터치 압력 검출동작에 대해 설명한다.
도 18은 도 3에 도시된 제1스트레인 게이지, 제1신호선 및 제2신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도, 도 19는 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 18에 도시된 제1스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 제1스트레인 게이지(150a)는 제1방향(x)을 따라 서로 반대측에 위치하는 일단(E1a) 및 타단(E2a)을 포함할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)과 연결되고 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)과 연결될 수 있다.
제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a) 및 타단(E2a)이 서로 반대측에 위치함에 따라, 제1신호선(9111)과 제2신호선(9113)도 감지 영역(SA)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치할 수 있다.
압력 검출부(250)는 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)를 포함할 수 있다.
휘트스톤 브리지 회로부(WB1)는 제1노드(N1), 제2노드(N2), 제1출력노드(N3) 및 제2출력노드(N4)를 포함한다. 몇몇 실시예에서 제1노드(N1)에는 구동전압(Vd)이 제공될 수 있으며, 제2노드(N2)에는 기준전압(Vref)이 제공될 수 있다. 예시적으로 기준전압(Vref)은 그라운드 전압일 수 있다.
몇몇 실시예에서 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)는 제2노드(N2) 및 제2출력노드(N4)에 연결된 제1저항(251a), 제1노드(N1) 및 제2출력노드(N4)에 연결된 제2저항(251b), 제2노드(N2) 및 제1출력노드(N3)에 연결된 제3저항(251c)을 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항(251a)의 저항값(R2), 제2저항(251b)의 저항값(R3), 제3저항(251c)의 저항값(R4)은 각각 소정의 값을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서 제1저항(251a)의 저항값(R2), 제2저항(251b)의 저항값(R3), 제3저항(251c)의 저항값(R4)은 고정된 값을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1저항(251a)의 저항값(R2), 제2저항(251b)의 저항값(R3), 제3저항(251c)의 저항값(R4)은 서로 동일할 수 있다.
또한 몇몇 실시예에서 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)는 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4)에 연결된 제1소자(253) 및 제1노드(N1)와 제2노드(N2)에 연결된 제2소자(255)를 더 포함할 수 있다.
제1소자(253)는 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4) 사이의 전기적 흐름을 감지할 수 있다. 예를 들어 제1소자(253)는 검류소자 또는 전압측정소자일 수 있다.
제2소자(255)는 제1노드(N1)와 제2노드(N2)에 전압을 공급하는 전압공급소자일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2소자(255)는 제1노드(N1)에 구동전압(Vd)을 제공하고, 제2노드(N2)에 기준전압(Vref)을 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)을 매개로 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)을 매개로 제1출력노드(N3)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a), 제1저항(251a), 제2저항(251b) 및 제3저항(251c)은 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra)은 제1저항(251a)의 저항값(R2), 제2저항(251b)의 저항값(R3) 및 제3저항(251c)의 저항값(R4)과 실질적으로 동일할 수 있다.
센서부(100)에 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서, 제1저항(251a)의 저항값(R2), 제2저항(251b)의 저항값(R3), 제3저항(251c)의 저항값(R4) 및 제1스트레인 게이지의 저항값(Ra)은 평형상태를 유지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4)의 전압은 서로 동일할 수 있다.
센서부(100)에 터치 입력이 가해지면, 터치의 세기에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 형상이 변형되고, 형상 변형에 의해 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra)이 변화될 수 있으며, 이에 따라 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4) 사이에는 전압차가 발생된다. 그리고 상기 전압차 또는 상기 전압차에 의해 발생한 전류량을 제1소자(253)로 측정하여 터치의 세기 또는 터치의 압력을 검출할 수 있다.
한편, 제1스트레인 게이지(150a)와 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)의 전기적 연결관계는 이외에도 다양하게 변경될 수 있다. 예시적으로 도 19에서 제1스트레인 게이지(150a)와 제3저항(251c)의 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
즉, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는 제1전극부(120), 제2전극부(130) 및 터치 구동부(210)를 이용하여 터치의 위치를 검출할 수 있으며, 제1스트레인 게이지(150a) 및 압력 검출부(250)를 이용하여 압력의 세기를 검출할 수 있다.
도 20은 도 3에 도시된 제1스트레인 게이지의 변형예를 도시한 도면, 도 21은 도 20에 도시된 제1스트레인 게이지, 제1신호선 및 제2신호선의 배치와, 도 19에 도시된 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 제1스트레인 게이지(150a-1)는 도 3에 도시된 바와는 달리 제1저항선(151a-1)이 제1부분(1501a) 및 제2부분(1503a)을 포함할 수 있다. 그리고 제2개구부(OP2) 중 적어도 어느 하나 내에 위치하는 제1부분(1501a)과 제2부분(1503a)은 서로 이격될 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2) 중 제1방향(x)의 타측(도면 기준 우측) 최외곽에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에 위치하는 제1부분(1501a)과 제2부분(1503a)은 서로 연결될 수 있다.
제1서브연결선(1531a)은 제1저항선(151a-1)의 제1부분(1501a)과 연결될 수 있으며, 제1서브연결선(1531a)과 제1부분(1501a)은 제1방향(x)의 일측(도면 기준 우측)에서 타측(도면 기준 좌측)으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다.
제2서브연결선(1533a)은 제1저항선(151a-1)의 제2부분(1503a)과 연결될 수 있다. 제2부분(1503a)과 제2서브연결선(1531a)은 제1방향(x)의 일측(도면 기준 우측)에서 타측(도면 기준 좌측)으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다.
즉, 제1스트레인 게이지(150a-1)는 평면상에서 바라볼 때, 제1방향(x)을 따라 일측에서 타측으로 연장된 후 절곡되어 제1방향(x)을 따라 타측에서 일측으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제1스트레인 게이지(150a-1)의 일단(E1a-1)과 타단(E2a-1)은 서로 동일한 측, 예시적으로 감지 영역(SA)의 일측에 위치할 수 있다.
제1스트레인 게이지(150a-1)의 일단(E1a-1)과 타단(E2a-1)이 모두 동일한 감지 영역(SA)의 일측에 위치함에 따라, 제1신호선(9111)과 제2신호선(9113)도 감지 영역(SA)의 일측에 위치할 수 있다.
이외 제1스트레인 게이지(150a-1)와 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)간의 연결관계는 도 18 및 도 19의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 22는 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 23은 도 22의 Q5부분을 확대한 도면, 도 24는 도 23에 도시된 센서부 중 제1층의 구조를 도시한 도면, 도 25는 도 23에 도시된 센서부 중 제2층의 구조를 도시한 도면이다.
도 22 내지 도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM-1)는 센서부(100-1) 및 제어부(200-1)를 포함한다.
센서부(100-1)는 제2스트레인 게이지(150b), 제3신호선(9131) 및 제4신호선(9141)을 더 포함하는 점에서 상술한 실시예들에 따른 터치 센서(TSM)의 센서부(100)와 가장 큰 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제2스트레인 게이지(150b)는 감지 영역(SA) 내에 위치하고 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2스트레인 게이지(150b)는 제1스트레인 게이지(150a)와 제2방향(y)을 따라 인접하여 위치할 수 있다. 예시적으로 제2스트레인 게이지(150a)는 제2행(RO2)에 위치할 수 있다.
제2스트레인 게이지(150b)는 제1스트레인 게이지(150a)와 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제2스트레인 게이지(150b)는 제2저항선(151b) 및 제2연결선(153b)을 포함할 수 있다.
제2저항선(151b)은 제2행(RO2)에서 제2터치전극(131)에 형성된 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있으며, 제2터치전극(131)과 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2저항선(151b)은 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한 제2저항선(151b)은 제1저항선(151a)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 이외 제2저항선(151b)에 대한 설명은 제1저항선(151a)에 대한 내용과 실질적으로 동일한 바, 생략한다.
제2연결선(153b)은 제2행(RO2)에서 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제2저항선(151b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제2저항선(151b)과 접촉할 수 있다. 제1연결선(153a)은 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)와 접촉하지 않고 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2연결선(153b)은 제1연결선(153a)과 동일한 제2층(L2)에 위치할 수 있으며, 제1연결선(153a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2저항선(151b)과 제2연결선(153b) 사이에는 절연층(IL)이 위치할 수 있으며, 제2저항선(151b)과 제2연결선(153b)은 절연층(IL)에 형성된 제4컨택홀(CH4)을 통해 서로 접촉할 수 있다.
제2연결선(153b)은 제1연결선(153a)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 예시적으로 제2연결선(153b)은 제1서브연결선(1531b) 및 제2연결선(1533b)을 포함할 수 있다. 이외 제2연결선(153b)에 대한 구체적 설명은 제1연결선(153a)에 대한 내용과 실질적으로 동일한 바, 생략한다.
베이스층(110)의 주변 영역(NSA) 상에는 제2스트레인 게이지(150b)의 일단과 연결된 제3신호선(9131) 및 제2스트레인 게이지(150b)의 타단과 연결된 제4신호선(9133)이 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제4신호선(9133)은 제1패드부(TP1)와 연결되고, 제3신호선(9131)은 제2패드부(TP2)와 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 26은 도 22에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제3신호선 및 제4신호선의 배치 및 휘트스톤 브릿지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도, 도 27은 도 26에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제2스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 제1스트레인 게이지(150a)는 제1방향(x)을 따라 서로 반대측에 위치하는 일단(E1a) 및 타단(E2a)을 포함할 수 있다. 그리고 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)과 연결되고 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)과 연결될 수 있다. 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a) 및 타단(E2a)이 서로 반대측에 위치함에 따라, 제1신호선(9111)과 제2신호선(9113)도 감지 영역(SA)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치할 수 있다.
또한 제2스트레인 게이지(150b)는 제1방향(x)을 따라 서로 반대측에 위치하는 일단(E1b) 및 타단(E2b)을 포함할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 제2스트레인 게이지(150b)의 일단(E1b)은 제3신호선(9131)과 연결되고 제2스트레인 게이지(150a)의 타단(E2b)은 제4신호선(9133)과 연결될 수 있다.
제2스트레인 게이지(150a)의 일단(E1b) 및 타단(E2b)이 서로 반대측에 위치함에 따라, 제3신호선(9131)과 제4신호선(9133)도 감지 영역(SA)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치할 수 있다.
제어부(200-1)는 압력 검출부(250-1)가 휘트스톤 브리지 회로부(WB2)를 포함하는 점에서 앞서 상술한 제어부(200)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
제어부(200-1)의 압력 검출부(250-1)는 휘트스톤 브리지 회로부(WB2)를 포함할 수 있다. 휘트스톤 브리지 회로부(WB2)는 도 19에 도시된 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)와는 달리, 제1저항(251a)을 미포함하는 점에서 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)을 매개로 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)을 매개로 제1출력노드(N3)에 연결될 수 있다.
또한 제2스트레인 게이지(150b)의 일단(E1b)은 제3신호선(9131)을 매개로 제2노드(N2)에 연결되고, 제2스트레인 게이지(150b)의 타단(E2b)은 제4신호선(9133)을 매개로 제2출력노드(N4)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a), 제2스트레인 게이지(150b), 제2저항(251b) 및 제3저항(251c)은 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb)은 제2저항(251b)의 저항값(R3) 및 제3저항(251c)의 저항값(R4)은 실질적으로 동일할 수 있다.
센서부(100-1)에 터치 입력이 가해지면, 터치의 세기에 따라 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150b)의 형상이 변형되고, 형상 변형에 의해 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra) 및 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb)이 변화될 수 있으며, 이에 따라 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4) 사이에는 전압차가 발생된다. 그리고 상기 전압차 또는 상기 전압차에 의해 발생한 전류량을 제1소자(253)로 측정하여 터치의 압력을 검출할 수 있다.
본 실시예에 의하는 경우, 휘트스톤 브리지 관점에서 제1스트레인 게이지(150a)와 제2스트레인 게이지(150b)가 서로 대향하도록 연결되는 바, 터치 입력이 발생한 경우 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra) 및 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb)이 모두 변화한다. 이에 따라 도 19에 도시된 구조 대비 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4) 사이의 전압차이는 증가할 수 있으며, 결과적으로 보다 민감하게 터치 압력을 검출할 수 있다.
이외 터치 위치를 검출하는 과정은 터치 센서(TSM)의 경우와 실질적으로 동일한 바, 생략한다.
도 28은 도 27의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 28을 참조하면, 제1스트레인 게이지(150a-1)의 일단(E1a-1) 및 타단(E2a-1)은 모두 감지 영역(SA)의 일측(도면 기준 좌측)에 위치할 수 있으며, 이에 따라 제1신호선(9111)과 제2신호선(9113)도 감지 영역(SA)의 일측에 위치할 수 있다.
또한 제2스트레인 게이지(150b-1)의 일단(E1b-1) 및 타단(E2b-1)은 모두 감지 영역(SA)의 타측(도면 기준 우측)에 위치할 수 있으며, 이에 따라 제3신호선(9131)과 제4신호선(9133)도 감지 영역(SA)의 티측에 위치할 수 있다.
상술한 제1스트레인 게이지(150a-1)는 도 18에 도시된 구조와 같이 구현될 수 있으며, 제2스트레인 게이지(150b-1)는 일단(E1b-1) 및 타단(E2b-1)의 위치만 상이할 뿐, 실질적으로 도 18에 도시된 구조와 유사하게 구현될 수 있다.
또는 몇몇 다른 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a-1)의 일단(E1a-1) 및 타단(E2a-1)과 제2스트레인 게이지(150b-1)의 일단(E1b-1) 및 타단(E2b-1)은 모두 감지 영역(SA)의 일측에 위치할 수도 있다.
이외 제1스트레인 게이지(150a-1) 및 제2스트레인 게이지(150b-1)와 휘트스톤 브리지 회로부(WB2)간의 연결관계는 도 26 및 도 27의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 29는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 29를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM-2)는 센서부(100-2) 및 제어부(200-2)를 포함한다.
센서부(100-2)는 제3스트레인 게이지(150c), 제4스트레인 게이지(150d), 제5신호선(9151), 제6신호선(9153), 제7신호선(9171) 및 제9신호선(9173)을 더 포함하는 점에서 상술한 터치 센서(TSM-1)의 센서부(100-1)와 가장 큰 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제3스트레인 게이지(150c)는 감지 영역(SA) 내에 위치하고 제2스트레인 게이지(150b)와 제2방향(y)을 따라 인접한 제3행(RO3)에 위치할 수 있다.
제4스트레인 게이지(150d)는 감지 영역(SA) 내에 위치하고 제3스트레인 게이지(150c)와 제2방향(y)을 따라 인접한 제4행(RO4)에 위치할 수 있다.
제3스트레인 게이지(150c)는 제3행(RO3)의 제2개구부(OP2) 내에 위치하는 제3저항선(151c) 및 제1방향(x)을 따라 인접한 제3저항선(151c)을 서로 연결하는 제3연결선(153c)을 포함할 수 있다.
제4스트레인 게이지(150c)는 제4행(RO4)의 제2개구부(OP2) 내에 위치하는 제4저항선(151d) 및 제1방향(x)을 따라 인접한 제4저항선(151d)을 서로 연결하는 제4연결선(153d)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3저항선(151c) 및 제4저항선(151d)은 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 제3저항선(151c) 및 제4저항선(151d)은 제1저항선(151a)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3연결선(153c) 및 제4연결선(153d)은 제1연결선(153a)과 동일한 제2층(L2)에 위치할 수 있으며, 제1연결선(153a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 제3연결선(153c) 및 제4연결선(153d)은 절연층에 형성된 컨택홀을 통해 제3저항선(151c) 및 제4저항선(151d)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3연결선(153c) 및 제4연결선(153d)은 제1연결선(153a)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3연결선(153c)은 제1서브연결선(1531c) 및 제2서브연결선(1533c)을 포함하고, 제4연결선(153d)도 제1서브연결선(1531d) 및 제2서브연결선(1533d)을 포함할 수 있다.
베이스층(110)의 주변 영역(NSA) 상에는 제3스트레인 게이지(150c)의 일단과 연결된 제5신호선(9151), 제3스트레인 게이지(150c)의 타단과 연결된 제6신호선(9153), 제4스트레인 게이지(150d)의 일단과 연결된 제7신호선(9171) 및 제4스트레인 게이지(150d)의 타단과 연결된 제8신호선(9173)이 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제6신호선(9153) 및 제8신호선(9173)은 제1패드부(TP1)와 연결되고, 제5신호선(9151) 및 제7신호선(9171)은 제2패드부(TP2)와 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 30은 도 29에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제3스트레인 게이지, 제4스트레인 게이지, 제1신호선 내지 제8신호선 간의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면, 도 31은 도 30에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제3스트레인 게이지 및 제4스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 30 및 도 31을 더 참조하면, 제3스트레인 게이지(150c)의 일단(E1c) 및 타단(E2c)이 서로 반대측에 위치함에 따라, 제5신호선(9151)과 제6신호선(9153)도 감지 영역(SA)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치할 수 있다. 또한 제4스트레인 게이지(150d)의 일단(E1d) 및 타단(E2d)이 서로 반대측에 위치함에 따라, 제7신호선(9171)과 제8신호선(9173)도 감지 영역(SA)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치할 수 있다.
제어부(200-2)는 압력 검출부(250-2)가 휘트스톤 브리지 회로부(WB3)를 포함하는 점에서 앞서 상술한 제어부(200-1)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
제어부(200-2)의 압력 검출부(250-2)는 휘트스톤 브리지 회로부(WB3)를 포함할 수 있다. 휘트스톤 브리지 회로부(WB3)는 도 27에 도시된 휘트스톤 브리지 회로부(WB2)와는 달리, 제2저항(251b) 및 제3저항(251c)을 미포함하는 점에서 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)을 매개로 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)을 매개로 제1출력노드(N3)에 연결될 수 있다.
또한 제2스트레인 게이지(150b)의 일단(E1b)은 제3신호선(9131)을 매개로 제2노드(N2)에 연결되고, 제2스트레인 게이지(150b)의 타단(E2b)은 제4신호선(9133)을 매개로 제2출력노드(N4)에 연결될 수 있다.
또한 제3스트레인 게이지(150c)의 일단(E1c)은 제5신호선(9151)을 매개로 제1노드(N1)에 연결되고, 제3스트레인 게이지(150c)의 타단(E2c)은 제6신호선(9153)을 매개로 제2출력노드(N4)에 연결될 수 있다.
또한 제4스트레인 게이지(150d)의 일단(E1d)은 제7신호선(9171)을 매개로 제2노드(N2)에 연결되고, 제4스트레인 게이지(150d)의 타단(E2d)은 제8신호선(9173)을 매개로 제1출력노드(N3)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a), 제2스트레인 게이지(150b), 제3스트레인 게이지(150c) 및 제4스트레인 게이지(150d)는 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb), 제3스트레인 게이지(150c)의 저항값(Rc) 및 제4스트레인 게이지(150d)의 저항값(Rd)은 실질적으로 동일할 수 있다.
센서부(100-2)에 터치 입력이 가해지면, 터치의 세기에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb), 제3스트레인 게이지(150c)의 저항값(Rc) 및 제4스트레인 게이지(150d)의 저항값(Rd) 중 적어도 하나가 변화할 수 있으며, 저항값 변화에 따른 전압차(또는 전류량 변화)를 제1소자(253)로 측정하여 터치의 압력을 검출할 수 있다.
도 32는 도 30의 변형예를 도시한 것이다.
도 32를 참조하면, 본 실시예에 따른 센서부(100-5)는 제1신호선(9111)이 생략되고 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)이 제5신호선(9151)에 연결된 점, 제2신호선(9113)이 생략되고 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)이 제8신호선(9173)에 연결된 점, 제3신호선(9131)이 생략되고 제2스트레인 게이지(150b)의 일단(E1b)이 제7신호선(9171)에 연결된 점, 제4신호선(9133)이 생략되고 제2스트레인 게이지(150b)의 타단(E2b)이 제6신호선(9153)에 연결된 점에서 도 30에 도시된 구조와 가장 큰 차이점이 존재하며, 이외 구성은 동일하다.
이외에도, 도 31에 도시된 연결관계를 만족하는 한도 내에서 신호선들과 스트레인 게이지들간의 연결관계는 다양하게 변경될 수 있다. 이외 도면에는 미도시하였으나, 각 스트레인 게이지들의 형상은 도 20에 도시된 바와 실질적으로 동일하거나 유사하게 변경될 수도 있다.
도 33은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 34는 도 33의 Q6부분을 확대한 평면도, 도 35는 도 34에 도시된 센서부 중 제1층의 구조를 도시한 도면, 도 36은 도 35의 Q7부분을 확대한 평면도, 도 37 및 도 38은 각각 도 36에 도시된 저항선의 변형예를 도시한 평면도, 도 39는 도 36에 도시된 구조의 변형예를 도시한 평면도, 도 40은 도 34에 도시된 센서부 중 제2층의 구조를 도시한 도면, 도 41은 도 34의 Y1-Y1'를 따라 절단한 단면도이다.
도 33 내지 도 41을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM-3)는 센서부(100-6) 및 제어부(200-1)를 포함한다.
센서부(100-6)는 제5스트레인 게이지(160a), 제9신호선(9311) 및 제10신호선(9313)을 더 포함하는 점에서 상술한 실시예들에 따른 센서부(100)와 가장 큰 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제5스트레인 게이지(160a)는 감지 영역(SA) 내에 위치하고 제1전극부(120)가 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제5스트레인 게이지(160a)는 제1스트레인 게이지(150a)와 제2방향(y)을 따라 인접하여 위치할 수 있다. 예시적으로 제1스트레인 게이지(150a)가 제1행(RO1)에 위치하는 경우 제5스트레인 게이지(160a)는 제1전극행(RE1)에 위치할 수 있다.
제5스트레인 게이지(160a)는 제5저항선(161a) 및 제5연결선(163a)을 포함할 수 있다.
제5저항선(161a)은 제1전극행(RE1)에서 제1터치전극(121)에 형성된 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수 있으며, 제1터치전극(121)과 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5저항선(161a)은 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5저항선(161a)은 도 36에 도시된 바와 같이 둘 이상의 절곡된 부분 및 제1방향(x) 및 제2방향(y)과 교차하는 방향으로 연장된 부분을 포함하는 형상으로 이루어질 수도 있다.
이외에도 제5저항선(161a)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예시적으로 도 37에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)은 복수의 절곡된 부분 및 제2방향(y)과 나란하게 연장된 부분을 포함할 수도 있다. 또는 도 38에 도시된 바와 같이 제5저항선(161a)은 각진 나선형으로 감긴 형상으로 이루어질 수도 있으며, 도 38에 도시된 바와 달리 곡선의 나선형으로 감긴 형상으로 이루어질 수도 있다.
제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)이 메쉬구조로 이루어진 경우, 제5저항선(161a)은 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 형성될 수 있다. 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 제5저항선(161a)을 형성하는 경우, 몇몇 실시예에서 제1개구부(OP1) 내에는 도 39에 도시된 바와 같이 제5저항선(161a)과 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부(BRa)가 더 위치할 수 있다. 복수의 가지부(BRa)는 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하고 남은 잔여물일 수 있다.
제5연결선(163a)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제5저항선(161a)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제5저항선(161a)과 접촉할 수 있다. 제5연결선(163a)은 제1전극부(120) 및 제2전극부(130)와 접촉하지 않고 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제5연결선(163a)은 제1연결선(153a)과 동일한 제2층(L2)에 위치할 수 있으며, 제1연결선(153a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 그리고 평면상에서 제5연결선(163a)은 제1연결부(123)와 비중첩하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제5연결선(163a)은 제1연결부(123)가 위치하는 영역을 통과하지 않도록 우회하여 인접한 두 개의 제5저항선(161a)을 연결할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5저항선(161a)과 제5연결선(163a)은 절연층(IL)에 형성된 제5컨택홀(CH5)을 통해 서로 접촉할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5연결선(163a)은 제1서브연결선(1631a) 및 제2서브연결선(1633a)을 포함할 수 있다. 그리고 제5저항선(161a)은 제5컨택홀(CH5)을 통해 제1서브연결선(1631a) 및 제2서브연결선(1633a)과 접촉할 수 있다.
베이스층(110)의 주변 영역(NSA) 상에는 제5스트레인 게이지(160a)의 일단과 연결된 제9신호선(9311) 및 제5스트레인 게이지(160a)의 타단과 연결된 제10신호선(9313)이 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제10신호선(9313)은 제1패드부(TP1)와 연결되고, 제9신호선(9311)은 제2패드부(TP2)와 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 몇몇 다른 실시예에서 제5저항선(161a)이 위치하는 층은 변경될 수도 있다. 도 60은 도 41의 변형구조를 도시한 단면도로서, 도 33 내지 도 41에 부가하여 도 60을 더 참조하면, 몇몇 다른 실시예에서 제5저항선(161a)은 도 41에 도시된 바와 달리, 제1터치전극(121)과 다른 층에 위치할 수 있다. 예시적으로 제5저항선(161a)은 제5연결선(163a) 및 제1연결부(123)와 동일한 제2층(L2)에 위치할 수도 있다. 이하에서는 제5저항선(161a)이 제1층(L1)에 위치하는 경우를 기준으로 설명하나, 실시예들에 따라 제5저항선(161a)의 위치하는 제2층(L2)으로 변경될 수도 있다.
도 42는 도 33에 도시된 제1스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선 간의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면. 도 43은 도 42에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제5스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 42 및 도 43을 참조하면, 제5스트레인 게이지(160a)는 제1방향(x)을 따라 서로 반대측에 위치하는 일단(E1e) 및 타단(E2e)을 포함할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 제5스트레인 게이지(160a)의 일단(E13)은 제9신호선(9311)과 연결되고 제5스트레인 게이지(160a)의 타단(E2e)은 제10신호선(9313)과 연결될 수 있다. 그리고 제9신호선(9311)과 제10신호선(9313)은 감지 영역(SA)을 사이에 두고 서로 반대측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)을 매개로 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)을 매개로 제1출력노드(N3)에 연결될 수 있다.
또한 제5스트레인 게이지(160a)의 일단(E1e)은 제9신호선(9311)을 매개로 제2노드(N2)에 연결되고, 제5스트레인 게이지(160a)의 타단(E2e)은 제10신호선(9313)을 매개로 제2출력노드(N4)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a), 제5스트레인 게이지(160a), 제2저항(251b) 및 제3저항(251c)은 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제5스트레인 게이지(160a)의 저항값(Re)은 제2저항(251b)의 저항값(R3) 및 제3저항(251c)의 저항값(R4)은 실질적으로 동일할 수 있다.
도 44는 도 42의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 44를 참조하면, 본 실시예에 따른 센서부(100-7)는 제1스트레인 게이지(150a-1)의 일단(E1a-1) 및 타단(E2a-1)이 모두 감지 영역(SA)의 일측(도면 기준 좌측)에 위치할 수 있으며, 제5스트레인 게이지(160a-1)의 일단(E1e-1) 및 타단(E2e-1)은 모두 감지 영역(SA)의 타측(도면 기준 우측)에 위치할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 다른 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a-1)의 일단(E1a-1) 및 타단(E2a-1)과 제5스트레인 게이지(160a-1)의 일단(E1e-1) 및 타단(E2e-1)은 모두 감지 영역(SA)의 일측, 예컨대 도면을 기준으로 모두 감지 영역(SA)의 좌측에 위치할 수도 있다.
도 45는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 46은 도 45에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제5스트레인 게이지를 분리하여 도시한 평면도, 도 47은 도 46에 도시된 제5스트레인 게이지의 도전패턴을 확대한 도면이다.
도 45 내지 도 47을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM-4)는 센서부(100-8) 및 제어부(200-3)를 포함한다.
센서부(100-8)는 제5스트레인 게이지(160a')를 포함하는 점에서 상술한 센서부(100-7)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
제5스트레인 게이지(160a')는 앞서 상술한 제5스트레인 게이지(160a)와는 달리 제1도전패턴(165a)을 더 포함한다.
제1도전패턴(165a)은 제5스트레인 게이지(160a)의 제5저항선(161a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며, 제5저항선(161a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
베이스층(110)에는 제1영역(A1) 및 제1영역(A1)과 제1방향(x)을 따라 인접한 제2영역(A2)이 정의될 수 있다.
제1도전패턴(165a)은 제1전극행(RE1)에서 제1영역(A1)에 위치하는 제1개구부(OP1) 내에 배치될 수 있으며, 제1터치전극(121)과 이격 배치될 수 있다. 그리고 제5저항선(161a)은 제1전극행(RE1)에서 제1영역(A1)과 다른 제2영역(A2)에 위치하는 제1개구부(OP1) 내에 배치될 수 있다.
제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항선(151a)은 제1영역(A1) 내에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항선(151a)은 도면에 도시된 바와 같이 제2영역(A2) 내에 더 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항선(151a)은 제1영역(A1) 내에 위치하고 제2영역(A2)내에는 위치하지 않을 수도 있다.
제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1도전패턴(165a)과 제5저항선(161a)은 제5연결선(163a)을 매개로 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 동일한 압력에 대하여 제1도전패턴(165a)의 길이 변화 또는 단면적 변화량은 제5저항선(161a)의 길이 변화량 또는 단면적 변화량보다 작을 수 있다. 즉, 동일한 압력에 대한 제1도전패턴(165a)의 저항값 변화량은, 제5저항선(161a)의 저항값 변화량보다 작을 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1도전패턴(165a)은 도 47에 도시된 바와 같이 메쉬구조로 이루어질 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 제1도전패턴(165a)의 형상은 노이즈 감지전극(171)의 형상과 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1영역(A1)은 터치 센서(TSM-4)에 기 정의된 영역일 수 있다. 예시적으로 제1영역(A1)은 물리적인 입력버튼을 대체하는 영역일 수 있다.
제1영역(A1)에 사용자의 터치 입력이 가해지는 경우, 터치 입력의 세기에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값이 변화할 수 있다. 또한 사용자의 체온에 의한 온도변화에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값이 변화할 수 있다. 따라서, 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값의 변화량 중 온도 변화에 기초한 부분은 사용자 터치 입력의 세기와 무관한 바, 노이즈로 작용할 수 있다.
본 실시예에 의하는 경우 제5스트레인 게이지(160a')가 제1영역(A1) 내에 위치하는 제1도전패턴(165a) 및 제2영역(A2) 내에 위치하는 제5저항선(161a)을 포함한다. 따라서 제1영역(A1)에 사용자의 터치 입력이 발생한 경우, 제1도전패턴(165a)에는 저항값의 변화가 제5저항선(161a) 대비 상대적으로 낮은 수준으로 발생한다. 그리고 사용자의 체온 등에 의한 열은 제1도전패턴(165a)에서 제5저항선(161a)으로 전달되며, 제5저항선(161a)에는 온도 변화에 기초하여 저항값의 변화가 발생한다.
즉, 터치 입력 발생시, 제5스트레인 게이지(160a')에는 터치 입력의 세기에 따른 저항값 변화는 실질적으로 발생하지 않거나 미미하게 발생하며, 온도 변화에 따른 저항값 변화가 발생한다. 따라서 제5스트레인 게이지(160a')에 온도 변화에 기초하여 발생한 저항값 변화를 이용하여 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값 변화량 중 온도 변화에 기초한 성분을 보상할 수 있다.
도 48은 도 45에 도시된 제1스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면, 도 49는 도 48에 도시된 제1스트레인 게이지 및 제5스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 48 및 도 49를 참조하면, 제어부(200-3)는 압력 검출부(250-3)가 휘트스톤 브리지 회로부(WB4)를 포함하는 점에서 앞서 상술한 제어부(200)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
압력 검출부(250-3)는 휘트스톤 브리지 회로부(WB4)를 포함할 수 있다. 휘트스톤 브리지 회로부(WB4)는 도 19에 도시된 휘트스톤 브리지 회로부(WB1)와는 달리, 제2저항(251b)을 미포함하는 점에서 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1신호선(9111)을 매개로 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제2신호선(9113)을 매개로 제1출력노드(N3)에 연결될 수 있다.
또한 제5스트레인 게이지(160a')의 일단(E1e')은 제9신호선(9311)을 매개로 제2노드(N2)에 연결되고, 제5스트레인 게이지(160a')의 타단(E2e')은 제10신호선(9313)을 매개로 제2출력노드(N4)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a), 제5스트레인 게이지(160a'), 제1저항(251a) 및 제3저항(251c)은 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제5스트레인 게이지(160a')의 저항값(Re')은 제1저항(251a)의 저항값(R2) 및 제3저항(251c)의 저항값(R4)은 실질적으로 동일할 수 있다.
터치 입력이 발생하는 경우, 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra)은 터치 압력에 따라 형상이 변형되어 변화하는 성분(이하 '제1압력저항성분') 및 온도변화에 기초하여 변화하는 성분(이하 '제1온도저항성분')을 포함한다. 또한 터치 입력이 발생하는 경우, 제5스트레인 게이지(150a)의 저항값(Re')은 터치 압력에 따라 형상이 변형되어 변화하는 성분(이하 '제2압력저항성분') 및 온도변화에 기초하여 변화하는 성분(이하 '제2온도저항성분')을 포함한다. 그리고 상기 제2압력저항성분은 무시할 만한 수준으로 작을 수 있다. 제1스트레인 게이지(150a)와 제5스트레인 게이지(160a')는 휘트스톤 브리지 회로부에서 서로 대각선 방향으로 마주보도록 배치되지 않는 바, 제5스트레인 게이지(160a')의 상기 제2온도저항성분은 제1스트레인 게이지(150a)의 상기 제1온도저항성분을 보상하거나 상쇄할 수 있으며, 이에 따라 터치 압력을 보다 민감하게 검출할 수 있다.
한편, 도면에는 미도시하였으나, 제1스트레인 게이지(150a)의 양 단부, 제1신호선(9111), 제2신호선(9113), 제5스트레인 게이지(160a')의 양 단부, 제9신호선(9311), 제10신호선(9313)의 위치는 도 44에 도시된 바와 유사하게 변경될 수도 있다.
도 50은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 51은 도 50에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제6스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선, 제11신호선, 제12신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면, 도 52는 도 51에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지 및 제6스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 50 내지 도 52를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM-5)는 센서부(100-9) 및 제어부(200-2)를 포함한다.
센서부(100-9)는 제2스트레인 게이지(150b), 제6스트레인 게이지(160b), 제3신호선(9131) 및 제4신호선(9133)을 더 포함하는 점에서 도 33에 도시된 센서부(100-6)와 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제2스트레인 게이지(150b), 제3신호선(9131) 및 제4신호선(9133)에 대한 설명은 도 22에 도시된 센서부(TSM-1)의 설명에서 상술한 바와 같은 바, 생략한다.
제6스트레인 게이지(160b)는 감지 영역(SA) 내에 위치하고 제1전극부(120)가 이루는 전극행에 위치하되, 제1스트레인 게이지(150a)를 사이에 두고 제5스트레인 게이지(160a)의 반대측에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1스트레인 게이지(150a)가 제1행(RO1)에 위치하고 제5스트레인 게이지(160a)는 제1전극행(RE1)에 위치하는 경우, 제6스트레인 게이지(160b)는 제2전극행(RE2)에 위치할 수 있다. 그리고 상술한 제2스트레인 게이지(150b)는 제2행(RO2)에 위치할 수 있다. 즉, 제6스트레인 게이지(160b)는 제2스트레인 게이지(150b)와 제1스트레인 게이지(150a) 사이에 위치할 수 있다.
제6스트레인 게이지(160b)는 제1스트레인 게이지(160a)와 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 구체적으로 제6스트레인 게이지(160b)는 제6저항선(161b) 및 제6연결선(163b)을 포함할 수 있다.
제6저항선(161b)은 제2전극행(RE2)에서 제1터치전극(121)에 형성된 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수 있으며, 제1터치전극(121)과 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제6저항선(161b)은 제1저항선(151a)과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있으며 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제6연결선(163b)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제6저항선(161b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제6저항선(161b)과 접촉할 수 있다. 제6연결선(163b)은 제1연결선(153b)과 동일한 제2층(L2)에 위치할 수 있으며, 제1연결선(153a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제6연결선(163b)은 제1서브연결선(1631b) 및 제2서브연결선(1633b)을 포함할 수 있다.
이외 제6저항선(161b)에 대한 설명은 제5저항선(161a)에 대한 설명과 실질적으로 동일하고, 제6연결선(161b)에 대한 설명은 제5연결선(161a)에 대한 설명과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 구체적 설명을 생략한다.
베이스층(110)의 주변 영역(NSA) 상에는 제6스트레인 게이지(160b)의 일단(E1f)과 연결된 제11신호선(9331) 및 제6스트레인 게이지(160b)의 타단(E2f)과 연결된 제12신호선(9333)이 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제12신호선(9333)은 제1패드부(TP1)와 연결되고, 제11신호선(9331)은 제2패드부(TP2)와 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1스트레인 게이지(150a)의 일단(E1a)은 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단(E2a)은 제1출력노드(N3)에 전기적으로 연결되고, 제2스트레인 게이지(150b)의 일단(E1b)은 제2노드(N2)에 전기적으로 연결되고, 제2스트레인 게이지(150b)의 타단(E2b)은 제2출력노드(N4)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제5스트레인 게이지(160a)의 일단(E1e)은 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제5스트레인 게이지(160a)의 타단(E2e)은 제2출력노드(N4)에 전기적으로 연결되고, 제6스트레인 게이지(160b)의 일단(E1f)은 제2노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제6스트레인 게이지(160b)의 타단(E2f)은 제1출력노드(N3)에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a), 제5스트레인 게이지(160a), 제2스트레인 게이지(150b) 및 제6스트레인 게이지(160b)는 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제5스트레인 게이지(160a)의 저항값(Re)은 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb) 및 제6스트레인 게이지(160b)의 저항값(Rf)은 실질적으로 동일할 수 있다.
도 53은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 센서부의 평면도 및 센서부와 제어부 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 54는 도 53에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제6스트레인 게이지 및 제6스트레인 게이지를 확대 도시한 도면, 도 55는 도 53 및 도 54에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지, 제6스트레인 게이지, 제1신호선, 제2신호선, 제9신호선, 제10신호선, 제11신호선, 제12신호선의 배치 및 휘트스톤 브리지 회로부와의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면, 도 56은 도 55에 도시된 제1스트레인 게이지, 제2스트레인 게이지, 제5스트레인 게이지 및 제6스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 53 내지 도 56을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM-6)는 센서부(100-10) 및 제어부(200-2)를 포함한다.
센서부(100-10)는 제5스트레인 게이지(160a') 및 제6스트레인 게이지(160b')를 더 포함하는 점에서 도 50에 도시된 센서부(100-9)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제5스트레인 게이지(160a')는 앞서 상술한 제5스트레인 게이지(160a)와는 달리 제1도전패턴(165a)을 더 포함하고, 제6스트레인 게이지(160b')는 앞서 상술한 제6스트레인 게이지(160b)와는 달리 제2도전패턴(165b)을 더 포함한다.
제5스트레인 게이지(160a')에 대한 설명은 도 45 내지 49의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
제6스트레인 게이지(160b')의 제2도전패턴(165b)은 제1방향(x)을 따라 제6저항선(161b)과 전기적으로 연결된다. 제2도전패턴(165b)과 제6저항선(161b)은 제6연결선(163b)을 매개로 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제2도전패턴(165b)은 제1터치전극(121) 등과 동일한 제1층(L1)에 위치할 수 있다.
베이스층(110)에는 제1영역(A11) 및 제1영역(A11)과 제1방향(x)을 따라 인접한 제2영역(A12)이 정의될 수 있다. 제1영역(A11)은 물리적 입력 버튼을 대체하는 영역일 수 있다.
제2도전패턴(165b)은 제2전극행(RE2)에서 제1영역(A11)에 위치하는 제1개구부(OP1) 내에 배치될 수 있으며, 제1터치전극(121)과 이격 배치될 수 있다. 그리고 제6저항선(161b)은 제2전극행(RE2)에서 제1영역(A11)과 다른 제2영역(A12)에 위치하는 제1개구부(OP1) 내에 배치될 수 있다.
제2도전패턴(165b)의 저항값 변화량은, 제6저항선(161b)의 저항값 변화량보다 작을 수 있으며, 터치 입력 발생시 사용자 체온 등에 의해 발생한 열을 제6저항선(161b)으로 전달할 수 있다.
제1스트레인 게이지(150a), 제2스트레인 게이지(150b), 제5스트레인 게이지(160a') 및 제6스트레인 게이지(160b')는 서로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값(Ra), 제5스트레인 게이지(160a')의 저항값(Re'), 제2스트레인 게이지(150b)의 저항값(Rb) 및 제6스트레인 게이지(160b')의 저항값(Rf')은 실질적으로 동일할 수 있다.
이외 제2도전패턴(165b)에 대한 설명은 제1도전패턴(165a)에 대한 설명과 실질적으로 동일하며, 휘트스톤 브리지 회로부(WB3)와 제1스트레인 게이지(150a), 제2스트레인 게이지(150b), 제5스트레인 게이지(160a') 및 제6스트레인 게이지(160b')간의 전기적 연결 관계는 도 52의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 구체적 설명을 생략한다.
한편, 도면에는 미도시 하였으나, 상술한 실시예들 중 휘트스톤 브리지 회로부(WB3)를 포함하는 실시예들의 경우, 동일 노드에 연결되는 신호선들 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 예컨대 신호선들과 스트레인 게이지들 간의 연결관계는 도 32에 도시된 바와 같이 변형될 수도 있으며, 이외에도 가능한 범위에서 다양하게 변형될 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 터치 센서는 터치 입력 뿐만 아니라 터치 압력의 세기도 검출할 수 있다. 이에 따라 상술한 실시예들에 따른 터치 센서는 물리적인 입력 버튼을 대체하거나 물리적인 입력 버튼과 혼용되어 사용될 수 있다. 터치 센서는, 사용자 입력의 세기 또는 압력의 세기를 감지할 수 있는 바, 표시 장치의 입력 수단으로 사용됨과 동시에 사용자에게 다양한 유저 인터페이스를 제공할 수 있다. 예시적으로 터치 센서로 압력 인가 여부와 압력의 크기를 감지할 수 있다. 그리고 특정 위치에 인가되는 압력 및/또는 크기에 따라 사전 프로그래밍된 표시 장치의 동작이 출력될 수 있다. 예컨대 화면 조정, 화면 잠금, 화면 변환, 어플리케이션 호출, 어플리케이션 실행, 사진 촬영, 전화 수신 등의 사전 프로그래밍된 기능이 수행될 수 있다.
또한 터치 센서는 표시 패널 등으로부터 유입되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있는 바, 터치감도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
아울러, 실시예들에 따라 터치 센서는 온도에 의한 저항변화를 보상할 수 있는 바, 터치압력의 검출 감도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (40)

  1. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부;
    상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고, 각각이 제1개구부를 포함하고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부로서,
    상기 제1방향을 따라 서로 이격되고 복수개 배치된 제2전극부; 및
    상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하는 제1스트레인 게이지; 를 포함하고,
    각각의 상기 제1저항선은 상기 제1개구부 중 임의의 행인 제1행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격되고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 물질로 이루어지고,
    상기 제1전극부는 상기 복수의 제1터치전극 중 상기 제1방향을 따라 이웃하는 두개의 제1터치전극을 연결하는 제1연결부를 더 포함하고,
    상기 제2전극부는 상기 복수의 제2터치전극 중 상기 제2방향을 따라 이웃하는 두개의 제2터치전극을 연결하고 상기 제1연결부와 절연된 제2연결부를 더 포함하고,
    상기 제1스트레인 게이지는, 상기 복수의 제1저항선 중 상기 제1방향을 따라 이웃하는 두개의 제1저항선을 연결하는 제1연결선을 더 포함하고,
    상기 제1연결부 및 상기 제2연결부 중 어느 하나는 상기 제1층과 다른 제2층에 위치하고,
    상기 제1연결부 및 상기 제2연결부 중 다른 하나는 상기 제1층에 위치하고,
    상기 제1연결선은 상기 제2층에 위치하는 터치센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1연결선은,
    상기 제1방향을 따라 이웃하는 상기 두개의 제1저항선과 연결된 제1서브연결선; 및
    적어도 일부가 상기 제1서브연결선과 이격되고 상기 제1방향을 따라 이웃하는 상기 두개의 제1저항선과 연결된 제2서브연결선을 포함하고,
    상기 제1서브연결선 및 상기 제2서브연결선은 상기 제2층에 위치하는 터치센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스층 상에 위치하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 제1연결선은 상기 베이스층 상에 위치하고,
    상기 절연층은 상기 제1연결선 상에 위치하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 상기 절연층 상에 위치하는 터치센서.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 베이스층은,
    제1무기막, 상기 제1무기막 상에 위치하는 유기막 및 상기 유기막 상에 위치하는 제2무기막을 포함하고,
    상기 제1연결선은 상기 제2무기막 상에 위치하는 터치센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1저항선과 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부를 더 포함하고,
    상기 가지부는 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어진 터치센서.
  8. 제1 항에 있어서,
    터치 입력에 응답하여 발생한 상기 제1터치전극과 상기 제2터치전극 사이의 정전용량 변화에 기초하여 상기 터치 입력의 위치를 감지하고,
    상기 터치 입력에 응답하여 발생한 상기 제1스트레인 게이지의 저항값 변화에 기초하여 상기 터치 입력의 압력을 감지하는 터치센서.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하는 터치센서.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1스트레인 게이지의 일단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부의 한 부분을 전기적으로 연결하는 제1신호선; 및
    상기 제1스트레인 게이지의 타단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부의 다른 부분을 전기적으로 연결하는 제2신호선; 을 포함하고,
    상기 베이스층에는 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선이 위치하는 감지영역 및 상기 감지영역 주변의 주변영역이 정의되고,
    상기 제1신호선은 상기 주변영역에 위치하고,
    상기 제2신호선은 상기 주변영역에 위치하되, 상기 감지영역을 사이에 두고 상기 제1신호선의 반대측에 위치하는 터치센서.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1스트레인 게이지의 일단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부를 전기적으로 연결하는 제1신호선; 및
    상기 제1스트레인 게이지의 타단과 상기 휘트스톤 브리지 회로부를 전기적으로 연결하는 제2신호선; 을 포함하고,
    상기 베이스층에는 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선이 위치하는 감지영역 및 상기 감지영역 주변의 주변영역이 정의되고,
    상기 제1신호선 및 상기 제2신호선은 상기 주변영역에 위치하되, 상기 감지영역의 일측에 위치하는 터치 센서.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2행에 위치하는 제2스트레인 게이지를 더 포함하고,
    상기 제2스트레인 게이지는 각각이 상기 제1개구부 중 상기 제2행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2저항선을 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치하는 터치센서.
  13. 제 12항에 있어서,
    터치 입력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1스트레인 게이지의 저항값과 상기 제2스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일한 터치센서.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제2스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하고,
    상기 휘트스톤 브리지 회로부는,
    구동전압이 인가되고 상기 제1스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제1노드, 기준전압이 인가되고 상기 제2스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제2노드, 상기 제1스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제1출력노드, 상기 제2스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제2출력노드를 포함하는 터치센서.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 휘트스톤 브리지 회로부는,
    일단이 상기 제1노드에 연결되고 타단이 상기 제2출력노드에 연결된 제1저항 및 일단이 상기 제2노드에 연결되고 타단이 상기 제1출력노드에 연결된 제2저항을 더 포함하고,
    터치 입력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1스트레인 게이지의 저항값, 상기 제2스트레인 게이지의 저항값, 상기 제1저항의 저항값 및 상기 제2저항의 저항값은 실질적으로 동일한 터치센서.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제2행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제3행에 위치하고, 상기 제1개구부 중 상기 제3행에 위치하는 제1개구부 내에 배치된 제3저항선을 포함하는 제3스트레인 게이지;
    상기 제3행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제4행에 위치하고, 상기 제1개구부 중 상기 제4행에 위치하는 제1개구부 내에 배치된 제4저항선을 포함하는 제4스트레인 게이지; 및
    상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제3스트레인 게이지 및 상기 제4스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부; 를 더 포함하고,
    상기 제1행, 상기 제2행, 상기 제3행 및 상기 제4행은 상기 제2방향을 따라 순차적으로 위치하는 터치센서.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 휘트스톤 브리지 회로부는,
    구동전압이 인가되고 상기 제1스트레인 게이지의 일단 및 상기 제3스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제1노드,
    기준전압이 인가되고 상기 제2스트레인 게이지의 일단 및 상기 제4스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제2노드,
    상기 제1스트레인 게이지의 타단 및 상기 제4스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제1출력노드, 및
    상기 제2스트레인 게이지의 타단 및 상기 제3스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제2출력노드를 포함하고,
    터치 입력이 인가되지 않은 상태에서 상기 제1스트레인 게이지의 저항값, 상기 제2스트레인 게이지의 저항값, 상기 제3스트레인 게이지의 저항값 및 상기 제4스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일한 터치센서.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제3스트레인 게이지를 더 포함하고,
    상기 제1전극은 제2개구부를 더 포함하고,
    상기 제3스트레인 게이지는 상기 제2개구부 내에 위치하는 제3저항선을 더 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선, 상기 제2저항선 및 상기 제3저항선은 동일한 제1층에 위치하는 터치센서.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1개구부의 면적은 상기 제2개구부의 면적보다 넓은 터치센서.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1전극행과 상기 제2방향을 인접한 제2전극행에 위치하는 제4스트레인 게이지를 더 포함하고,
    상기 제4스트레인 게이지는 상기 제2개구부 중 상기 제2전극행에 위치하는 제2개구부 내에 배치된 제4저항선을 포함하고,
    상기 제4스트레인 게이지는 상기 제2방향을 따라 상기 제1스트레인 게이지와 상기 제2스트레인 게이지 사이에 위치하고,
    상기 제3스트레인 게이지는 상기 제1스트레인 게이지를 사이에 두고 상기 제4스트레인 게이지의 반대측에 위치하고,
    상기 제4저항선은 상기 제1층에 위치하는 터치센서.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제3스트레인 게이지 및 상기 제4스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하고,
    상기 휘트스톤 브리지 회로부는,
    구동전압이 인가되고 상기 제1스트레인 게이지의 일단 및 상기 제3스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제1노드,
    기준전압이 인가되고 상기 제2스트레인 게이지의 일단 및 상기 제4스트레인 게이지의 일단과 전기적으로 연결된 제2노드,
    상기 제1스트레인 게이지의 타단 및 상기 제4스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제1출력노드, 및
    상기 제2스트레인 게이지의 타단 및 상기 제3스트레인 게이지의 타단과 전기적으로 연결된 제2출력노드를 포함하는 터치센서.
  22. 제 21항에 있어서,
    터치 입력이 인가되지 않은 상태에서 상기 제1스트레인 게이지의 저항값, 상기 제2스트레인 게이지의 저항값, 상기 제3스트레인 게이지의 저항값 및 상기 제4스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일한 터치센서.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 베이스층은 제1방향을 따라 인접한 제1영역 및 제2영역을 포함하고,
    상기 제3스트레인 게이지는 상기 제3저항선과 전기적으로 연결되고 터치 입력에 응답하여 상기 제3저항선보다 상대적으로 저항값이 적게 변화하는 제1도전패턴을 더 포함하고,
    상기 제4스트레인 게이지는 상기 제4저항선과 전기적으로 연결되고 터치 입력에 응답하여 상기 제4저항선보다 상대적으로 저항값이 적게 변화하는 제2도전패턴을 더 포함하고,
    상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 제2개구부 중 상기 제1영역에 위치하는 제2개구부 내에 배치되고,
    상기 제3저항선 및 상기 제4저항선은 상기 제2영역에 위치하는 터치센서.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 메쉬구조로 이루어진 터치센서.
  25. 제 1항에 있어서,
    상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제2스트레인 게이지; 를 더 포함하고,
    상기 제1터치전극은 제2개구부를 더 포함하고,
    상기 제2스트레인 게이지는 상기 제2개구부 내에 위치하는 제2저항선을 더 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치하는 터치센서.
  26. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부;
    상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고, 각각이 제1개구부를 포함하고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부로서,
    상기 제1방향을 따라 서로 이격되고 복수개 배치된 제2전극부;
    상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하는 제1스트레인 게이지; 및
    상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제2스트레인 게이지; 를 포함하고,
    각각의 상기 제1저항선은 상기 제1개구부 중 임의의 행인 제1행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격되고,
    상기 제1터치전극은 제2개구부를 더 포함하고,
    상기 제2스트레인 게이지는 상기 제2개구부 내에 위치하는 제2저항선을 더 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 베이스층은 제1방향을 따라 인접한 제1영역 및 제2영역을 포함하고,
    상기 제2스트레인 게이지는 상기 제2저항선과 전기적으로 연결되고 터치 입력에 응답하여 상기 제2저항선보다 상대적으로 저항값이 적게 변화하는 도전패턴을 더 포함하고,
    상기 제2저항선은 상기 제2영역에 위치하고,
    상기 도전패턴은 상기 제2개구부 중 상기 제1영역에 위치하는 제2개구부 내에 배치된 터치센서.
  27. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부;
    상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고, 각각이 제1개구부를 포함하고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부로서,
    상기 제1방향을 따라 서로 이격되고 복수개 배치된 제2전극부; 및
    상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하는 제1스트레인 게이지; 를 포함하고,
    각각의 상기 제1저항선은 상기 제1개구부 중 임의의 행인 제1행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격되고,
    상기 제1저항선과 다른 영역에 위치하는 더미패턴을 더 포함하고,
    상기 더미패턴은 상기 제1개구부 중 상기 다른 영역에 위치하는 제1개구부 내에 상기 제2터치전극과 이격되어 배치되고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 더미패턴은 동일한 제1층에 위치하고 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어진 터치센서.
  28. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부;
    상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고, 각각이 제1개구부를 포함하고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부로서,
    상기 제1방향을 따라 서로 이격되고 복수개 배치된 제2전극부; 및
    상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하는 제1스트레인 게이지; 를 포함하고,
    각각의 상기 제1저항선은 상기 제1개구부 중 임의의 행인 제1행에 위치하는 제1개구부 내에 배치되고 상기 제2터치전극과 이격되고,
    노이즈 신호를 감지하는 노이즈 감지전극을 더 포함하되,
    상기 제1터치전극은 제2개구부를 더 포함하고,
    상기 노이즈 감지전극은, 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어지고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 노이즈 감지전극은 동일한 제1층에 위치하는 터치센서.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 노이즈 신호에 기초하여 상기 제1전극부에서 감지한 신호의 노이즈를 상쇄하는 터치센서.
  30. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 각각이 제1개구부를 포함하며 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부;
    상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제1스트레인 게이지; 및
    상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부; 를 포함하고,
    상기 제1스트레인 게이지는, 각각이 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하고,
    상기 베이스층 상에 위치하는 더미전극을 더 포함하되,
    상기 제2터치전극은 제2개구부를 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 더미전극은, 상기 제2개구부 내에 상기 제2터치전극과 이격되어 위치하되 상기 제1층에 위치하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 더미전극은 서로 동일한 물질로 이루어진 터치센서.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 물질로 이루어진 터치센서.
  32. 제 30항에 있어서,
    상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1저항선과 연결된 복수의 가지부를 더 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 가지부는 상기 제1터치전극과 이격되고, 상기 제1층에 위치하고 상기 제1저항선과 동일한 물질로 이루어진 터치센서.
  33. 제 30항에 있어서,
    상기 제1전극부는 상기 제1전극행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2전극행에 더 배치되고,
    상기 베이스층에는 감지영역 및 상기 감지영역 주변의 주변영역이 정의되고,
    상기 주변영역에 위치하고 상기 제1전극행의 상기 제1전극부와 연결된 제1배선;
    상기 주변영역에 위치하고 상기 제2전극행의 상기 제1전극부와 연결된 제2배선; 및
    상기 주변영역에 위치하고 상기 제1스트레인 게이지와 연결되고 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 위치하는 제3신호선; 을 더 포함하는 터치센서.
  34. 제 30항에 있어서,
    상기 제1전극행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2전극행에 위치하는 제2스트레인 게이지를 더 포함하고,
    상기 제1전극부는 제2전극행에 더 배치되고,
    상기 제2스트레인 게이지는, 각각이 상기 제2전극행의 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2저항선을 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 동일한 제1층에 위치하는 터치센서.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제2스트레인 게이지와 전기적으로 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 더 포함하고,
    터치 입력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1스트레인 게이지의 저항값과 상기 제2스트레인 게이지의 저항값은 실질적으로 동일한 터치센서.
  36. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 제1방향을 따라 배열되고 각각이 제1개구부를 포함하며 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1전극부;
    상기 제1전극부와 동일한 제1전극행에 위치하는 제1스트레인 게이지; 및
    상기 베이스층 상에 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2전극부; 를 포함하고,
    상기 제1스트레인 게이지는, 각각이 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선을 포함하고,
    상기 제1스트레인 게이지와 다른 영역에 위치하고 노이즈 신호를 감지하는 노이즈 감지전극을 더 포함하되,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 노이즈 감지전극은, 상기 제1전극부의 상기 제1개구부 내에 위치하되 상기 제1층에 위치하고,
    상기 노이즈 감지전극, 상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 제1저항선은 서로 동일한 물질로 이루어진 터치센서.
  37. 삭제
  38. 제 30항에 있어서,
    상기 제2개구부의 면적은 상기 제1개구부의 면적보다 넓은 터치센서.
  39. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하는 발광소자;
    상기 발광소자 상에 위치하는 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 상에 위치하고 제1개구부를 포함하는 제1터치전극;
    상기 박막 봉지층 상에 위치하고 제2개구부를 포함하는 제2터치전극;
    상기 박막 봉지층 상에 위치하는 더미전극; 및
    상기 제1개구부 내에 위치하고 터치 입력에 응답하여 저항값이 변화하는 저항선과, 상기 저항선과 연결되고 상기 저항선과 상기 박막 봉지층 사이에 위치하는 연결선을 포함하는 스트레인 게이지; 를 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 더미전극은, 상기 제2개구부 내에 상기 제2터치전극과 이격되어 위치하되 상기 제1층에 위치하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 저항선 및 상기 더미전극은 서로 동일한 물질로 이루어진 표시장치.
  40. 양자점 발광 디스플레이 패널;
    상기 양자점 발광 디스플레이 패널 상에 위치하고 제1개구부를 포함하는 제1터치전극;
    상기 양자점 발광 디스플레이 패널 상에 위치하고 제2개구부를 포함하는 제2터치전극;
    상기 양자점 발광 디스플레이 패널 상에 위치하는 더미전극; 및
    상기 제1개구부 내에 위치하고 터치 입력에 응답하여 저항값이 변화하는 저항선과, 상기 저항선과 연결되고 상기 저항선과 다른 층에 위치하는 연결선을 포함하는 스트레인 게이지; 를 포함하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극 및 상기 저항선은 동일한 제1층에 위치하고,
    상기 더미전극은, 상기 제2개구부 내에 상기 제2터치전극과 이격되어 위치하되 상기 제1층에 위치하고,
    상기 제1터치전극, 상기 제2터치전극, 상기 저항선 및 상기 더미전극은 서로 동일한 물질로 이루어진 표시장치.
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