KR102599283B1 - 표시장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 표시장치는 표시장치는, 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역을 포함하는 표시패널, 제1 방향으로 나열되고 제2 방향으로 연장되며 각각이 복수의 제1 연결부들과 상기 제1 연결부들에 의해 연결된 복수의 제1 센서부들을 포함하고, 각각이 외부 터치 펜과의 사이에서 전계가 발생되는 n개의 제1 터치센서들, 상기 n개의 제1 터치센서들과 절연되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 나열되며 각각이 복수의 제2 연결부들과 상기 제2 연결부들에 의해 연결된 복수의 제2 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계가 발생되는 m개의 제2 터치센서들, 상기 터치 펜의 입력지점을 검출하기 위한 감지신호를 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 전달하는 복수의 신호배선들을 포함한다.

Description

표시장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기{DISPLAY DEVICE AND PORTABLE DEVICE COMPRISING THE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로, 더 상세하게는 표시장치를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.
스마트 폰, 테블릿, 노트북 컴퓨터, 및 스마트 텔레비젼 등과 같은 전자장치들이 개발되고 있다. 이러한 전자장치들은 정보제공을 위해 표시장치를 구비한다.
최근, 표시 장치는 표시패널(display panel)에 의한 영상을 표시하는 기능 이외에 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 사용자의 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등이 화면에 접촉 또는 근접함에 따라, 물체가 화면에 터치되었는지 여부 및 터치좌표를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 터치좌표에 기초하여 영상 신호를 입력 받을 수 있다.
본 발명의 목적은 센서부들을 연결하는 연결부들이 주변 영역에 인접하게 액티브 영역에 배치된 터치 센싱 유닛을 포함하는 표시장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 센서부들과 신호배선들 간의 커플링을 방지하는 차폐 전극을 포함하는 표시장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치는, 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역을 포함하는 표시패널, 제1 방향으로 나열되고 제2 방향으로 연장되며 각각이 복수의 제1 연결부들과 상기 제1 연결부들에 의해 연결된 복수의 제1 센서부들을 포함하고, 각각이 외부 터치 펜과의 사이에서 전계가 발생되는 n개의 제1 터치센서들, 상기 n개의 제1 터치센서들과 절연되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 나열되며 각각이 복수의 제2 연결부들과 상기 제2 연결부들에 의해 연결된 복수의 제2 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계가 발생되는 m개의 제2 터치센서들, 상기 터치 펜의 입력지점을 검출하기 위한 감지신호를 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 전달하는 복수의 신호배선들을 포함하고, 상기 n개의 제1 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제1 터치센서와 n번째 제1 터치센서의 상기 제1 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 상기 제1 센서부들의 일 부분의 형상을 갖고, 상기 m개의 제2 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제2 터치센서와 m번째 제2 터치센서의 상기 제2 센서부들은 두 번째 제2 터치센서 내지 m-1번째 제2 터치센서에 포함된 상기 제2 센서부들의 일 부분의 형상을 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 액티브 영역에 인접하게 상기 주변 영역에 배치된 차폐 전극을 더 포함하고, 상기 신호배선들의 일단들은 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 각각 연결되며, 상기 차폐 전극은 상기 신호배선들의 일단들에 인접하게 각각 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 신호배선들은 복수의 제1 내지 제4 신호배선들을 포함하며, 상기 제1 신호배선들의 일단들은 상기 n개의 터치센서들의 일단들에 각각 연결되고, 상기 제2 신호배선들 일단들은 상기 n개의 터치센서들의 타단들에 각각 연결되고, 상기 제3 신호배선들의 일단들은 상기 m개의 터치센서들의 일단들에 각각 연결되고, 상기 제4 신호배선들의 일단들은 상기 m개의 터치센서들의 타단들에 각각 연결된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 차폐 전극은 상기 제1 내지 제4 신호배선들 각각의 일단들에 인접하도록 상기 액티브 영역을 둘러싸도록 상기 주변 영역에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 신호배선들의 일단들은 상기 제1 연결부들 및 상기 제2 연결부들에 각각 직접적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들은 상기 표시패널 상에 직접 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극은 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들과 다른 층에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들을 상에 제1 절연층이 배치되며, 상기 제1 절연층 상에 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 및 상기 제2 연결부들이 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극은 상기 표시패널 상에 직접 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들은 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극과 다른 층에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 표시패널은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치된 복수의 유기발광소자들, 상기 유기발광소자들을 밀봉하며 상기 베이스 기판 상에 배치된 봉지 기판을 포함하고, 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들은 상기 봉지 기판 상에 배치된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는, 표시장치, 상기 표시장치에 표시된 정보들을 선택하는 터치 펜을 포함하고, 상기 표시장치는, 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역을 포함하는 표시패널, 제1 방향으로 나열되고 제2 방향으로 연장되며 각각이 복수의 제1 연결부들과 상기 제1 연결부들에 의해 연결된 복수의 제1 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계를 발생시키는 n개의 제1 터치센서들, 상기 n개의 제1 터치센서들과 절연되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 나열되며 각각이 복수의 제2 연결부들과 상기 제2 연결부들에 의해 연결된 복수의 제2 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계를 발생시키는 m개의 제2 터치센서들, 상기 터치 펜의 입력지점을 검출하기 위한 감지신호를 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 전달하는 복수의 신호배선들을 포함하고, 상기 n개의 제1 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제1 터치센서와 n번째 제1 터치센서의 상기 제1 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 상기 제1 센서부들의 일부분의 형상을 갖고, 상기 m개의 제2 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제2 터치센서와 m번째 제2 터치센서의 상기 제2 센서부들은 두 번째 제2 터치센서 내지 m-1번째 제2 터치센서에 포함된 상기 제2 센서부들의 일부분의 형상을 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 액티브 영역에 인접하도록 상기 주변 영역에 배치된 차폐 전극을 더 포함하고, 상기 신호배선들의 일단들은 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들의 일단들에 각각 연결되며, 상기 차폐 전극은 상기 신호배선들의 일단들에 인접하게 각각 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들은 상기 표시패널 상에 직접 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극은 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들과 다른 층에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 터치 펜은, 상기 표시장치의 터치좌표에 접촉하는 감지부를 포함하며, 상기 감지부는 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들 각각과 전계를 발생시킨다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 감지부는 금속인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 센서부들을 연결하는 연결부들이 주변 영역에 인접하도록 액티브 영역에 배치될 수 있다. 따라서, 액티브 영역 중 에지 부근에서의 터치감지 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 블록도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 표시패널의 평면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 표시패널의 부분 평면도이다.
도 2d는 도 2a에 도시된 표시패널의 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 센싱 유닛의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛의 평면도이다.
도 5a는 도 4에 도시된 터치 센싱 유닛에 입력신호를 제공하는 터치 펜을 보여주는 도면이다.
도 5b는 도 4에 도시된 CC 영역을 확대한 확대도이다.
도 5c는 도 5b에 도시된 입력신호에 따른 감지신호의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6a은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛의 평면도이다.
도 6b는 도 6에 도시된 XX 영역을 확대한 확대도이다.
도 7a는 도 6에 도시된 터치 센싱 유닛의 제1 패턴층을 보여주는 평면도이다.
도 7b는 도 6에 도시된 터치 센싱 유닛의 제2 패턴층을 보여주는 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 도 6에 도시된 I-I’를 따라 절단한 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 6에 도시된 I-I’를 따라 절단한 단면도이다.
도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 연결부들과 신호배선들 간의 연결 구조를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들 의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 블록도이다. 도 2a는 도 1에 도시된 표시패널의 평면도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 화소의 등가 회로도이다. 도 2c는 도 2a에 도시된 표시패널의 부분 평면도이다. 도 2d는 도 2a에 도시된 표시패널의 부분 단면도이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 도 1에 도시된 휴대용 단말기(DD)는 태블릿 PC, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 게임기, 손목 시계형, 전자 기기 등에 적용될 수 있다. 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 기기에도 채용될 수 있음은 물론이다. 실질적으로, 휴대용 단말기(DD)는 표시장치일 수 있다. 이하에서, 휴대용 단말기(DD)는 표시장치(DD)인 것으로 설명된다.
표시장치(DD)는 영상이 표시되는 표시 영역(DA), 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌓을 수 있다.
도 1을 참조하면, 표시장치(DD)는 윈도우 부재(WM), 표시패널(DP), 터치 센싱 유닛(TS), 및 수납 부재(BC)를 포함할 수 있다.
윈도우 부재(WM)는 터치 센싱 유닛(TS) 상부에 배치되고, 표시패널(DP)로부터 제공되는 영상을 표시 영역(DA)을 통해 투과시킬 수 있다. 예시적으로, 윈도우 부재는 유리, 사파이어, 플라스틱 등으로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 윈도우 부재(WM)가 단일층으로 도시되었지만, 윈도우 부재(WM)는 복수의 층들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 윈도우 부재(WM)는 지지층 및 비표시 영역(NDA)에 대응하여 지지층 하면에 배치된 적어도 하나의 베젤층들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따르면, 표시패널(DP)은 액정표시패널 또는 유기발광 표시패널, 전기영동 표시패널, 일렉트로웨팅 표시패널 등일 수 있고, 그 종류가 제한되지 않는다. 이하에서, 본 발명의 설명에 따르면, 유기발광 표시패널이 예시적으로 설명된다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 표시패널(DP)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시패널(DP)의 법선 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 제3 방향(DR3)은 표시장치(DD)의 두께 방향을 지시한다. 각 부재들의 상면(전면)과 하면(배면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
표시패널(DP)은 하부 기판(DS) 및 상부 기판(US)을 포함할 수 있다. 하부 기판(DS)에는 복수의 화소들(PX), 복수의 유기발광소자들(OLED), 및 표시장치(DD)의 구동에 필요한 복수의 신호 라인들이 배치될 수 있다. 일 예로서, 신호 라인들은 제2 방향(DR2)으로 연장되고 제1 방향(DR1)으로 배열된 복수의 게이트 라인들을 포함한다. 일 예로, 신호 라인들은 제1 방향(DR1)으로 연장되고 제2 방향(DR2)으로 배열된 복수의 데이터 라인들을 포함할 수 있다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각 절연 교차한다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 게이트 라인들은 제1 방향(DR1)으로 연장되며, 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 또한, 데이터 라인들은 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다.
상부 기판(US)은 하부 기판(DS) 상부에 배치되며, 하부 기판(DS)에 포함된 유기발광소자들(OLED)을 외부로부터 밀봉한다. 예시적으로, 상부 기판(US)은 봉지 기판(TFE, 도 2d 참조)으로 제공될 수 있다.
또한, 표시패널(DP)은 평면상에서 표시 영역(DP-DA)과 비표시 영역(DP-NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DP-DA) 및 비표시 영역(DP-NDA)은 표시패널(DP)의 구조 및 디자인에 따라 변경될 수 있다.
화소들(PX)은 표시 영역(DP-DA)에 중첩하도록 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 한편, 화소들(PX)이 매트릭스 형태로 배치된 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 않는다. 화소들(PX)은 비 매트릭스 형태, 예컨대 펜타일 형태로 배치될 수 있다.
도 2b에 도시된 바에 따르면, 게이트 라인들 중 i번째 게이트 라인(SLi)과 데이터 라인들 중 j번째 데이터 라인(DLj)에 연결된 화소(PXij)의 등가회로가 예시적으로 도시되었다.
화소(PXij)는 제1 박막 트랜지스터(TR1), 제2 박막 트랜지스터(TR2), 커패시터(CAP), 및 유기발광소자(OLEDij)를 포함한다. 제1 박막 트랜지스터(TR1)는 i번째 게이트 라인(SLi)에 연결된 제어전극, j번째 데이터 라인(DLj)에 연결된 입력전극, 및 출력전극을 포함한다. 제1 박막 트랜지스터(TR1)는 i번째 게이트 라인(SLi)에 인가된 게이트 신호에 응답하여 j번째 데이터 라인(DLj)에 인가된 데이터 신호를 출력한다.
커패시터(CAP)는 제1 박막 트랜지스터(TR1)에 연결된 제1 커패시터 전극 및 제1 전원전압(ELVDD)을 수신하는 제2 커패시터 전극을 포함한다. 커패시터(CAP)는 제1 박막 트랜지스터(TR1)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압과 제1 전원전압(ELVDD)의 차이에 대응하는 전하량을 충전한다.
제2 박막 트랜지스터(TR2)는 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 출력 전극 및 커패시터(CAP)의 제1 커패시터 전극에 연결된 제어전극, 제1 전원전압(ELVDD)을 수신하는 입력전극, 및 출력전극을 포함한다. 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 출력전극은 유기발광소자(OLEDij)에 연결된다.
제2 박막 트랜지스터(TR2)는 커패시터(CAP)에 저장된 전하량에 대응하여 유기 발광 소자(OLEDij)에 흐르는 구동전류를 제어한다. 커패시터(CAP)에 충전된 전하량에 따라 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 턴-온 시간이 결정된다. 실질적으로 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 출력전극은 유기발광소자(OLEDij)에 제1 전원전압(ELVDD)보다 낮은 레벨의 전압을 공급한다.
유기발광소자(OLEDij)는 제2 박막 트랜지스터(TR2)에 연결된 제1 전극 및 제2 전원전압(ELVSS)을 수신하는 제2 전극을 포함한다. 유기발광소자(OLEDij)는 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 발광 패턴을 포함할 수 있다.
유기발광소자(OLEDij)는 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 턴-온 구간동안 발광된다. 유기발광소자(OLEDij)에서 생성된 광의 컬러는 발광 패턴을 이루는 물질에 의해 결정된다. 예컨대, 유기발광소자(OLEDij)에서 생성된 광의 컬러는 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나일 수 있다.
도 2c에 도시된 바에 따르면, 표시 영역(DP-DA)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면 상에서 복수의 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)과 비발광 영역(NEA)으로 정의된다. 도 2c에는 매트릭스 형태로 배치된 3개 타입의 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)을 예시적으로 도시하였다. 3개 타입의 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)에는 3개의 서로 다른 컬러들을 발광하는 유기발광소자들이 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 3개 타입의 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)에는 화이트 컬러들을 발광하는 유기발광소자들이 각각 배치될 수 있다. 이때, 3개 타입의 서로 다른 컬러의 컬러필터들이 3개 타입의 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)에 각각 중첩할 수 있다.
본 발명의 설명에 따르면, "발광 영역에서 소정의 컬러의 광을 방출한다"는 것은 대응하는 발광소자에서 생성된 광을 그대로 방출하는 것뿐만 아니라, 대응하는 발광소자에서 생성된 광의 컬러를 변환시켜서 방출하는 것을 모두 포함할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)은 4개 타입 이상의 발광 영역들을 포함할 수 있다.
비발광 영역(NEA)은 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B)을 둘러쌓는 제1 비발광 영역들(NEA-1) 및 제1 비발광 영역들(NEA-1)의 경계를 정의하는 제2 비발광 영역(NEA-2)으로 구분될 수 있다. 제1 비발광 영역들(NEA-1) 각각에는 화소의 구동회로, 예컨대 박막 트랜지스터들(TFT1, TFT2, 도 2b 참조) 또는 커패시터(CAP, 도 2b 참조)가 배치될 수 있다. 제2 비발광 영역(NEA-2)에는 신호 라인들, 예컨대 게이트 라인(SLi, 도 2b 참조) 및 데이터 라인(DLj, 도 2b 참조)이 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제1 비발광 영역(NEA-1)과 제2 비발광 영역(NEA-2)은 서로 구분되지 않을 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 발광 영역들(EA-R, EA-G, EA-B) 각각은 마름모와 유사한 형상을 가질 수 있다. 실시 예에 따르면, 반복적으로 배치된 4개 타입의 발광 영역들에 4개의 서로 다른 컬러들을 발광하는 유기발광소자들이 각각 배치될 수 있다.
도 2d에 도시된 바에 따르면, 도 2a에 도시된 표시패널(DP)의 부분 단면도가 도시된다. 특히, 이하에서, 도 2b에 도시된 제2 박막 트랜지스터(TR2)가 배치된 영역이 예시적으로 설명된다.
표시패널(DP)은 베이스 기판(SUB), 회로층(DP-CL), 유기발광소자층(DP-OLED), 및 봉지 기판(TFE)을 포함한다. 여기서, 베이스 기판(SUB)은 도 2a에 도시된 하부 기판(DS)일 수 있으며, 봉지 기판(TFE)은 상부 기판(US)일 수 있다.
베이스 기판(SUB)은 플라스틱 기판, 유리 기판, 메탈 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다. 베이스 기판(SUB)은 다층 구조를 가질 수 있다.
회로층(DP-CL)은 복수 개의 도전층과 복수 개의 절연층을 포함하고, 유기발광소자층(DP-OLED)은 복수 개의 도전층과 복수 개의 기능성 유기층을 포함할 수 있다.
베이스 기판(SUB) 상에 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 반도체 패턴(AL)이 배치된다. 베이스 기판(SUB) 상에 반도체 패턴(AL)을 커버하는 제1 절연층(12)이 배치된다. 제1 절연층(12)은 유기층 및/또는 무기층을 포함한다.
제1 절연층(12) 상에 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 제어전극(GE)이 배치된다. 제1 절연층(12) 상에 제어전극(GE)을 커버하는 제2 절연층(14)이 배치된다. 제2 절연층(14)은 유기층 및/또는 무기층을 포함한다.
제2 절연층(14) 상에 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 입력전극(DE) 및 출력전극(SE)이 배치된다. 입력전극(DE)은 데이터 라인(DLj)으로부터 분기된다. 입력전극(DE)은 전원 라인(PWL)으로부터 분기된다.
입력전극(DE)과 출력전극(SE)은 제1 절연층(12) 및 제2 절연층(14)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)과 제2 관통홀(CH2)을 통해 반도체 패턴(AL)에 각각 연결된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제2 박막 트랜지스터(TR2)는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2 절연층(14) 상에 입력전극(DE) 및 출력전극(SE)을 커버하는 제3 절연층(16)이 배치된다. 제3 절연층(16)은 유기층 및/또는 무기층을 포함한다. 특히, 제3 절연층(16)은 평탄면을 제공하기 위해서 유기물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(16) 상에 화소정의막(PXL) 및 유기발광 소자(OLED)가 배치된다. 화소정의막(PXL)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소정의막(PXL)은 또 하나의 절연층과 같다. 도 2d의 개구부(OP)는 도 2c의 개구부들(OP-R, OP-G, OP-B)에 대응할 수 있다.
애노드(AE)는 제3 절연층(16)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)을 통해 출력전극(SE)에 연결된다. 화소정의막(PXL)의 개구부(OP)는 애노드(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 정공 제어층(HCL)은 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 형성될 수 있다. 정공 제어층(HCL) 상에 유기 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)을 순차적으로 생성한다. 정공 제어층(HCL)은 적어도 정공 수송층을 포함하고, 전자 제어층(ECL)은 적어도 전자 수송층을 포함한다. 이후, 캐소드(CE)를 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 형성할 수 있다.
캐소드(CE) 상에 유기발광소자층(DP-OLED)을 봉지하는 봉지 기판(TFE)이 배치된다. 봉지 기판(TFE)은 실링재를 통해 베이스 기판(SUB)과 부착될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 캐소드(CE) 상에 유기발광소자층(DP-OLED)을 커버하는 박막 봉지층이 배치될 수 있다. 박막 봉지층은 적어도 2개의 무기 박막들과 그 사이에 배치된 유기 박막을 포함한다. 무기 박막들은 수분으로부터 유기발광 소자(OLED)를 보호하고, 유기 박막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 유기발광 소자(OLED)를 보호한다.
터치 센싱 유닛(TS)은 표시패널(DP) 및 윈도우 부재(WM) 사이에 배치되어, 외부 터치 입력의 좌표정보를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 터치 센싱 유닛(TS)은 정전용량 방식으로 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 전자기 유도 방식 또는 2 개 타입의 터치전극을 포함하는 다른 방식의 터치 센싱 유닛이 제공될 수 있다.
수납 부재(BC)는 표시패널(DP)을 수납하도록 윈도우 부재(WM)와 결합된다. 수납 부재(BC)는 복수의 부분들이 조립되어 형성되거나, 사출 성형된 하나의 바디를 포함할 수 있다. 수납 부재(BC)는 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있다.
한편, 도 1을 통해, 표시장치(DD)가 플랫한 것으로 도시되었으나, 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 플렉서블한 표시장치로 구현될 수 있다. 즉, 표시장치(DD)에 포함된 표시패널(DP) 및 윈도우 부재(WM)와 같은 구성 요소들은 유연성을 갖는 물질들을 포함하며, 휘어지거나, 늘어나거나 눌릴 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛 및 펜을 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 터치 센싱 유닛의 단면도이다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 터치 센싱 유닛(TS)은 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)을 포함할 수 있다. 여기서, 액티브 영역(AA)은 도 2에 도시된 표시패널(DP)의 표시 영역(DP-DA)에 대응되며, 주변 영역은 표시패널(DP)의 비표시 영역(DP-NDA)에 대응될 수 있다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)에 인접하여 정의된다. 일 예로서, 액티브 영역(AA)을 둘러싸는 프레임 형상일 수 있다. 터치 센싱 유닛(TS)은 주변 영역(NAA)에 인가되는 외부 터치를 감지하지 않는다.
자세하게, 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 도전층(TS-CL1), 제1 절연층(TS-IL1), 제2 도전층(TS-CL2), 및 제2 절연층(TS-IL2)을 포함한다.
제1 도전층(TS-CL1) 및 제2 도전층(TS-CL2) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 투명 도전층과 적어도 하나의 금속층을 포함할 수 있다. 다층구조의 도전층은 서로 다른 금속을 포함하는 금속층들을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제1 도전층(TS-CL1) 및 제2 도전층(TS-CL2) 각각은 복수 개의 패턴들을 포함할 수 있다. 이하에서, 제1 도전층(TS-CL1)은 제1 도전패턴들을 포함하고, 제2 도전층(TS-CL2)은 제2 도전패턴들을 포함하는 것으로 설명된다. 제1 도전패턴들과 제2 도전패턴들은 터치센서들 및 터치센서들을 연결하는 신호배선들을 포함할 수 있다.
제1 절연층(TS-IL1) 및 제2 절연층(TS-IL2) 각각은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 무기물은 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있다. 유기물은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 절연층(TS-IL1)은 제1 도전층(TS-CL1) 및 제2 도전층(TS-CL2)을 절연시키면 충분하고 그 형상은 제한되지 않는다. 제1 도전패턴들과 제2 도전패턴들의 형상에 따라 제1 절연층(TS-IL1)의 형상은 변경될 수 있다. 제1 절연층(TS-IL1)은 표시패널(DP)의 봉지 기판(TFE, 도 2d참조)을 전체적으로 커버하거나 복수 개의 절연 패턴들을 포함할 수 있다.
본 발명의 설명에 따르면, 2층형(2-layer) 정전 용량식 터치스크린을 예시적으로 도시하였다. 그러나, 터치 센싱 유닛(TS)은 셀프캡(self CAPacitance) 방식으로 구동될 수 있으며, 좌표 정보 획득을 위한 터치스크린의 구동방법은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 실시 예에 다르면, 터치 센싱 유닛(TS)은 터치 펜(PN)의 움직임을 기반으로 터치좌표를 감지할 수 있다. 터치 펜(PN)은 바디부(BD) 및 바디부(BD)의 일단들에 연결된 감지부(DT)를 포함한다. 도시되지 않았으나, 바디부(BD)는 전원부를 포함할 수 있으며, 터치 펜(PN)의 감지부(DT)에 전원을 제공할 수 있다. 감지부(DT)는 일반적인 펜 촉에 대응될 수 있으며, 도전성 물질인 금속으로 제공될 수 있다. 감지부(DT)는 바디부(BD)로부터 제공된 전원에 응답하여 주변 금속 물체와의 사이에서 전계를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 설명에 따르면, 터치 펜(PN)이 터치 센싱 유닛(TS)에 접촉 또는 근접함에 따라, 터치 센싱 유닛(TS)에 의해 터치좌표가 감지되는 것으로 설명되나 이에 한정되지 않는다. 여기서, 접촉은 직접적으로 두 물체가 터치하거나 근접한 것 모두 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 터치 센싱 유닛(TS)은 터치 펜(PN)뿐만 아니라, 사용자의 신체 접촉과 같은 다양한 방식에 의해 터치좌표를 인식할 수 있다.
터치 펜(PN)의 감지부(DT)가 터치좌표에 기반하여 터치 센싱 유닛(TS)에 접촉 또는 근접될 경우, 감지부(DT)는 터치 센싱 유닛(TS)에 포함된 터치센서들에 전계를 발생시킬 수 있다. 여기서, 감지부(DT)에 제공된 전압 세기와 터치센서들에 제공된 전압 세기는 서로 상이 수 있다. 감지부(DT)에 제공된 전압 세기와 터치센서들에 제공된 전압 세기가 서로 상이함에 따라, 전위차가 발생할 수 있다. 이러한 전위차로 인해 감지부(DT)와 터치센서들 간에 전계가 발생할 수 있다. 감지부(DT)와 터치센서들 간에 전계 세기를 기반으로, 터치 센싱 유닛(TS)은 터치좌표를 감지할 수 있다.
한편, 실질적으로 터치가 수행되는 액티브 영역(AA) 중 중앙부근 보다 주변 영역(NAA)에 인접한 액티브 영역(AA)의 에지 부근에서 터치인식률이 떨어진다. 본 발명에 따른 터치 센싱 유닛(TS)은 이러한 액티브 영역(AA)의 에지 부근에서의 터치인식률을 향상시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛의 평면도이다. 도 5b는 도 4에 도시된 CC 영역을 확대한 확대도이다. 도 5c는 도 5b에 도시된 입력신호에 따른 감지신호의 변화를 보여주는 그래프이다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 터치 센싱 유닛(TS)은 복수의 제1 터치센서들, 복수의 제2 터치센서들, 복수의 신호배선들(W11, W12, W13, W21, W22, W23), 및 복수의 패드들(PD)을 포함한다.
제1 터치센서들 및 제2 터치센서들은 액티브 영역(AA)에 배치된다. 제1 터치센서들 각각은 제1 방향(DR1)으로 나열되고 제2 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 터치센서들 각각은 복수의 제1 센서부들(TE1) 및 제1 센서부들(TE1)을 연결하는 복수의 제1 연결부들(BR1)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 터치센서는 n개로 제공되어, 제1 방향(DR1)으로 나열될 수 있다. 여기서, n은 자연수이다. 이하에서, n개의 제1 터치센서들은 제1 터치센서들로 설명된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, n개의 제1 터치센서들 중 주변 영역(NAA)에 가장 인접하게 첫 번째 제1 터치센서와 n번째 제1 터치센서가 배치될 수 있다. 도 5a에 도시된 바에 따르면, 첫 번째 제1 터치센서 및 n번째 제1 터치센서는 제1 방향(DR1)에서 서로 마주하며 주변 영역(NAA)에 가장 인접하게 배치된다. 특히, 첫 번째 제1 터치센서 및 n번째 제1 터치센서에 포함된 제1 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 제1 센서부들의 형상과 서로 상이할 수 있다.
예시적으로, 첫 번째 제1 터치센서 및 n번째 제1 터치센서에 포함된 제1 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 제1 센서부들의 일 부분의 형상을 가질 수 있다.
또한, 첫 번째 제1 터치센서 및 n번째 제1 터치센서에 포함된 제1 연결부들(BR1)은 제1 방향(DR1)에서 서로 이격되어 액티브 영역(AA)의 에지에 배치될 수 있다.
제2 터치센서들 각각은 제1 터치센서들과 절연되고, 제1 방향(DR1)으로 연장되고 제2 방향으로 나열된 형상을 가질 수 있다. 제2 터치센서들 각각은 복수의 제2 센서부들(TE2) 및 제2 센서부들(TE2)을 연결하는 복수의 제2 연결부들(BR2)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 제2 터치센서는 m개로 제공되어, 제2 방향(DR2)으로 나열될 수 있다. 여기서, m은 자연수이다. 이하에서, m개의 제2 터치센서들은 제2 터치센서들로 설명된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, m개의 제2 터치센서들 중 주변 영역(NAA)에 가장 인접하게 첫 번째 제2 터치센서와 m번째 제2 터치센서가 배치될 수 있다. 첫 번째 제2 터치센서 및 m번째 제2 터치센서는 제2 방향(DR2)에서 서로 마주하며 주변 영역(NAA)에 가장 인접하게 배치된다. 특히, 첫 번째 제1 터치센서 및 n번째 제1 터치센서에 포함된 제2 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 제2 센서부들의 형상과 서로 상이할 수 있다.
예시적으로, 첫 번째 제2 터치센서 및 m번째 제2 터치센서에 포함된 제2 센서부들은 두 번째 제2 터치센서 내지 m-1번째 제2 터치센서에 포함된 제2 센서부들의 일 부분의 형상을 가질 수 있다.
또한, 첫 번째 제2 터치센서 및 m번째 제2 터치센서에 포함된 제2 연결부들(BR2)은 제2 방향(DR2)에서 서로 이격되어 액티브 영역(AA)의 에지에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 터치 센싱 유닛(TS)는 터치 펜(PN, 도4참조)의 동작 유무에 따라 달리 동작될 수 있다.
일 예로서, 터치 펜(PN)의 동작 시에, 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 터치센서들 및 터치 펜(PN) 사이의 제1 정전 용량을 산출하고, 제2 터치센서들 및 터치 펜(PN) 사이의 제2 정전 용량을 산출한다. 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 정전 용량 및 제2 정전 용량을 통해 터치좌표를 감지할 수 있다. 이에 대해서는, 도 5b를 통해 보다 자세히 설명된다.
일 예로서, 터치 펜(PN)이 아닌 사용자의 신체 접촉 시에, 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들 사이의 정전 용량을 통해 터치좌표를 감지하는 정전 용량 방식으로 동작될 수 있다.
즉, 제1 센서부들(TE1)은 센싱 신호를 출력하고, 복수의 제2 센서부들(TE2)은 구동 신호를 수신할 수 있다. 이때, 터치 센싱 유닛(TS)은 제2 센서부들(TE2)에 구동 신호를 인가하여 액티브 영역(AA)을 스캔하고, 제1 센서부들(TE1)로부터 출력되는 센싱 신호를 통해 터치가 인가된 영역을 감지할 수 있다. 다른 예로, 제1 센서부들(TE1)이 구동 신호를 수신하고 제2 센서부들(TE2)이 센싱 신호를 출력할 수도 있으며, 다른 전기적 신호들을 추가적으로 수신하거나 출력할 수도 있다.
한편, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 터치 센싱 유닛(TS)은 저항막 방식, 광학 방식, 초음파 방식, 또는 좌표 인식 방식 등 다양한 방식을 통해 외부 터치를 감지할 수 있으며, 이에 대응되는 전극 구조를 가질 수 있다.
주변 영역(NAA)에는 복수의 신호배선들 및 복수의 패드들(PD)이 배치될 수 있다. 본 발명의 설명에 따르면, 용이한 설명을 위해 복수의 신호배선들 중 일부의 제1 신호배선들(W11, W12, W13) 및 일부의 제2 배선들(W21, W22, W23)을 도시하였다. 제1 배선들(W11, W12, W13)의 일단들은 제2 터치센서들에 각각 연결되고, 제2 배선들(W21, W22, W23)의 일단들은 제1 터치센서들에 각각 연결된다. 복수의 배선들 중 미 도시된 배선들 각각은 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들 중 대응되는 전극에 연결될 수 있다.
주변 영역(NAA)의 일부에 패드 영역(PA)이 정의될 수 있다. 패드들(PD)은 패드 영역(PA)에 배치된다. 터치 센싱 유닛(TS)안 패드들(PD)을 통해 미 도시된 전원 및 미 도시된 구동 회로와 접속될 수 있다. 또한, 패드들(PD)은 복수의 제1 패드들(PD11, PD12, PD13) 및 복수의 제2 패드들(PD21, PD22, PD23)을 포함한다. 용이한 설명을 위해 일부 패드들은 생략되어 도시되었다.
제1 배선들(W11, W12, W13)의 타단들은 제1 패드들(PD11, PD12, PD13)에 각각 연결된다. 제2 배선들(W21, W22, W23)의 타단들은 제2 패드들(PD21, PD22, PD23)에 각각 연결된다.
도 5b 및 도 5c를 참조하면, 터치 펜(PN)에 동작 시에 따른 터치 센싱 유닛(TS)의 터치좌표 감지 방식이 설명된다.
자세하게, 도 5b에 도시된 바에 따르면, 첫 번째 제1 터치센서에 포함된 제1 센서부들(TE1a) 및 제1 연결부들(BR1a), 두 번째 제1 터치센서에 포함된 제1 센서부들(TE1b), 및 제1 연결부들(BR1b)이 도시된다. 또한, 첫 번째 제2 터치센서에 포함된 제2 센서부들(TE2a) 및 제2 연결부들(BR2a), 두 번째 제2 터치센서에 포함된 제2 센서부들(TE2b), 및 제2 연결부들(BR2b)이 도시된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들에 동일한 감지신호가 제공될 수 있다. 여기서, 감지신호는 접지 전압일 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 감지신호는 터치 펜(PN)의 감지부(DT)에 제공된 전압 레벨과 상이한 전압 레벨을 갖도록 설정될 수 있다. 이하에서, 감지부(DT)에 제공된 전압 레벨은 감지신호의 전압 레벨보다 큰 것으로 설명된다.
또한, 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들에 제공된 감지신호의 전압/전류 변화량을 검출할 수 있다. 터치 센싱 유닛(TS)은 이처럼 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들에 제공된 감지신호의 전압/전류 변화량에 기반하여 터치좌표를 인식할 수 있다.
예를 들어, 터치 펜(PN)에 의해 도 5b에 도시된 터치좌표(Po)가 터치되는 것으로 가정한다.
먼저, 터치 펜(PN)의 감지부(DT)가 터치좌표(Po)에 접근됨에 따라, 제1 센서부들(TE1a, TE1b)로부터 검출된 감지신호의 전압 레벨이 변화될 수 있다. 이 경우, 도 5c에 도시된 바와 같이, 감지부(DT) 및 제1 센서부들(TE1a) 사이의 정전 용량이 감지부(DT) 및 제1 센서부들 (TE1b) 사이의 정전 용량보다 클 수 있다. 그 결과, 터치 센싱 유닛(TS)은 터치좌표(Po)가 두 번째 제1 센서부들(TE1b)보다 첫 번째 제1 센서부들(TE1a)에 더 근접한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 감지부(DT) 및 제2 센서부들(TE2b) 사이의 정전 용량이 감지부(DT) 및 제2 센서부들(TE2a) 사이의 정전 용량보다 클 수 있다. 그 결과, 터치 센싱 유닛(TS)은 터치좌표(Po)가 첫 번째 제2 센서부들(TE2a)보다 두 번째 제2 센서부들(TE2b)에 더 근접한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 내지 제4 영역들(B1~B4) 중 제2 영역(B2)에 터치 좌표(Po)가 인식된 것으로 판단할 수 있다.
상술된 바에 따르면, 본 발명에 따른 터치 센싱 유닛(TS)은 액티브 영역(AA)의 에지 부근에 연결부들(BR1, BR2) 및 연결부들(BR1, BR2)에 의해 연결된 센서부들(TE1, TE2)이 배치될 수 있다. 그 결과, 터치 센싱 유닛(TS)은 터치 펜(PN)에 의해 액티브 영역(AA)의 에지 부근이 터치될 경우에도 터치좌표를 용이하게 검출할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛의 평면도이다. 도 6b는 도 6a에 도시된 XX 영역을 확대한 확대도이다.
도 6a에 도시된 터치 센싱 유닛(TS-1)은 도 5a에 도시된 터치 센싱 유닛(TS)과 비교하여 차폐 전극(SPP), 신호배선들, 및 패드들(PD)의 구성이 달라졌을 뿐, 나머지 구성은 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 나머지 구성에 대한 설명은 생략된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 터치 센싱 유닛(TS-1)은 제1 터치센서들 및 신호배선들 사이 또는 제2 터치센서들 및 신호배선들 사이의 커플링 발생을 방지하는 차폐 전극(SPP)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 차폐 전극(SPP)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차폐 전극(SPP)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 금속은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.
차폐 전극(SPP)은 액티브 영역(AA)에 인접하게 주변 영역(NAA)에 배치될 수 있다. 실시 예에 따르면, 차폐 전극(SPP)은 액티브 영역(AA)을 둘러싸도록 주변 영역(NAA)에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 차폐 전극(SPP)은 다양한 방식에 의해 액티브 영역(AA)에 인접하도록 주변 영역(NAA)에 배치될 수 있다. 예시적으로, 차폐 전극(SPP)은 센서부들(TE1, TE2)과 연결된 신호배선들의 일단들에 인접하게 주변 영역(NAA)에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 터치 센싱 유닛(TS-1)은 제1 내지 제4 신호배선들을 포함할 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 신호배선들은 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들의 일단들과 타단들에 각각 연결될 수 있다. 제1 내지 제4 신호배선들을 통해, 제1 터치센서들 및 제2 터치센서들의 일단들과 타단들에 감지신호가 각각 제공될 수 있다. 그 결과, 제1 터치센서들의 제1 센서부들(TE1)과 제2 터치센서들의 제2 센서부들(TE2)에 균일한 감지신호가 제공될 수 있다.
자세하게, 제1 신호배선들의 일단들은 제1 패드부(PD1)에 각각 연결되며, 제1 신호배선들의 타단들은 제1 터치센서들의 일단들에 각각 연결된다. 제2 신호배선들의 일단들은 제2 패드부(PD2)에 각각 연결되며, 제2 신호배선들의 타단들은 제1 터치센서들의 타단들에 각각 연결된다.
제3 신호배선들의 일단들은 제3 패드부(PD3)에 각각 연결되며, 제3 신호배선들의 타단들은 제2 터치센서들의 일단들에 각각 연결된다. 제4 신호배선들의 일단들은 제4 패드부(PD4)에 각각 연결되며, 제4 신호배선들의 타단들은 제2 터치센서들의 타단들에 각각 연결된다. 용이한 설명을 위해 일부 패드들은 생략되어 도시되었다.
이 경우, 차폐 전극(SPP)은 액티브 영역(AA)을 둘러싸도록 주변 영역(NAA)에 배치될 수 있다. 차폐 전극(SPP)은 제1 내지 제4 신호배선들이 제1 터치센서들 또는 제2 터치센서들 사이에서 커플링 발생을 차단한다.
도 6b에 도시된 바에 따르면, 제4 패드부(PD4)에 연결된 제1 내지 제3 신호배선들(Wa, Wb, Wc)이 예시적으로 도시되었다. 제4 패드부(PD4)를 통해 제1 내지 제3 신호배선들(Wa, Wb, Wc)에 감지신호가 제공될 경우, 제1 내지 제3 신호배선들(Wa, Wb, Wc)과 센서부들(TE1, TE2) 간에 커플링이 발생될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 터치 센싱 유닛(TS-1)은 차폐 전극(SPP)이 액티브 영역(AA)에 인접하게 주변 영역(NAA)에 배치된다. 즉, 차폐 전극(SPP)은 센서부들(TE1, TE2)과 연결된 제1 내지 제3 신호배선들(Wa, Wb, Wc) 각각의 일단들에 인접하도록 주변 영역(NAA)에 배치될 수 있다. 그 결과, 제1 내지 제3 신호배선들(Wa, Wb, Wc)과 차폐 전극(SPP) 간에 커플링이 발생된다. 따라서, 센서부들(TE1, TE2)과 제1 내지 제3 신호배선들(Wa, Wb, Wc) 간의 커플링이 방지될 수 있다.
도 7a는 도 6a에 도시된 터치 센싱 유닛의 제1 패턴층을 보여주는 평면도이다. 도 7b는 도 6a에 도시된 터치 센싱 유닛의 제2 패턴층을 보여주는 평면도이다. 도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 도 6a에 도시된 I-I’를 따라 절단한 단면도이다. 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 6a에 도시된 I-I’를 따라 절단한 단면도이다. 도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 연결부들과 신호배선들 간의 연결 구조를 보여주는 단면도이다.
앞서 도 4에서 설명된 바와 같이, 터치 센싱 유닛(TS)은 제1 도전층(TS-CL1) 및 제2 도전층(TS-CL2)을 포함할 수 있다. 특히, 터치 센싱 유닛(TS)은 표시패널(DP) 상부에 직접적으로 배치될 수 있다. 즉, 제1 도전층(TS-CL1)이 표시패널(DP)의 봉지 기판(TFE) 상에 배치된다. 제1 도전층(TS-CL1) 상에 제1 절연층(TS-IL1)이 배치되며, 제2 도전층(TS-CL2)은 제1 절연층(TS-IL1) 상에 배치될 수 있다.
도 7a 및 도 7b 및 도 8a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛(TS)의 단면도가 도시된다. 자세하게, 제1 도전층(TS-CL1)은 제1 터치센서들의 제1 연결부들(BR1), 신호배선들(W11~W13, W21~W23), 및 패드들(PD)을 포함할 수 있다. 즉, 봉지 기판(TFE) 상에 제1 연결부들(BR1), 신호배선들(W11~W13, W21~W23), 및 패드들(PD)이 배치될 수 있다. 도 8a에 도시된 바에 따르면, 패드들(PD)은 생략되며, 신호배선들(W11~W13, W21~W23) 중 일부 신호배선들만이 개시된다.
제1 절연층(TS-IL1)은 제1 연결부들(BR1), 신호배선들(W11~W13, W21~W23), 및 패드들(PD)을 커버하도록 제1 도전층(TS-CL1) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 절연층(TS-IL1)에는 제1 센서부들(TE1)의 적어도 일부를 노출시키는 터치 컨택홀(TS-CH)이 정의될 있다.
제1 연결부들(BR1)은 터치 컨택홀(TS-CH)을 통해 제1 센서부들(TE1)과 연결된다. 또한, 제1 연결부들(BR1)은 신호배선들(W21~W23)과 직접적으로 각각 연결되어, 제1 센서부들(TE1)에 전기적 신호를 제공할 수 있다.
제2 도전층(TS-CL2)은 제1 센서부들(TE1), 제2 센서부들(TE2), 제2 연결부들(BR2), 및 차폐 전극(SPP)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 절연층(TS-IL1) 상에 제1 센서부들(TE1), 제2 터치센서들의 제2 센서부들(TE2)과 제2 연결부들(BR2), 및 차폐 전극(SPP)이 배치된다.
상술된 바와 같이, 제1 센서부들(TE1), 제2 센서부들(TE2), 및 제2 연결부들(BR2)은 제1 연결부들(BR1) 및 신호배선들(W11~W13, W21~W23)과 다른 층에 배치된다.
제2 절연층(TS-IL2)은 제1 센서부들(TE1), 제2 센서부들(TE2), 제2 연결부들(BR2), 및 차폐 전극(SPP)을 커버하도록 제2 도전층(TS-CL2) 상에 배치될 수 있다.
제2 절연층(TS-IL2) 상에는 윈도우 부재(WM)가 배치될 수 있다. 제2 절연층(TS-IL2)과 윈도우 부재(WM) 사이에는 접착층(RS)이 배치될 수 있다. 일 예로서, 접착층(RS)은 레진(Resin)일 수 있다.
도 7a 및 도 7b 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 센싱 유닛(TS)의 단면도가 도시된다.
제1 도전층(TS-CL1)은 제1 센서부들(TE1), 제2 센서부들(TE2)과 제2 연결부들(BR2), 및 차폐 전극(SPP)을 포함할 수 있다. 즉, 봉지 기판(TFE) 상에 제1 센서부들(TE1), 제2 센서부들(TE2), 제2 연결부들(BR2), 및 차폐 전극(SPP)이 배치된다.
제2 도전층(TS-CL2)은 제1 연결부들(BR1), 신호배선들(W11~W13, W21~W23), 및 패드들(PD)을 포함할 수 있다. 즉, 봉지 기판(TFE) 상에 제1 연결부들(BR1), 신호배선들(W11~W13, W21~W23), 및 패드들(PD)이 배치될 수 있다.
상술된 바에 따라, 차폐 전극(SPP)은 신호배선들과 서로 다른 층에 배치되어, 신호배선들과 센서부들 간의 커플링 발생을 방지할 수 있다.
한편, 도 8c를 참조하면, 신호배선들(W11~W13, W21~W23)은 제1 연결부들(BR1)에 직접적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 절연층(TS-IL1)에는 신호배선들(W11~W13, W21~W23)과 제1 연결부들(BR1)이 연결되기 위한 배선 컨택홀(W-CH)이 정의될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
WM: 윈도우 부재
TS: 터치 센싱 유닛
DP: 표시패널
BS: 수납 부재
SPP: 차폐 전극
TE1: 제1 센서부
TE2: 제2 센서부
BR1: 제1 연결부
BR2: 제2 연결부

Claims (17)

  1. 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역을 포함하는 표시패널;
    제1 방향으로 나열되고 제2 방향으로 연장되며 각각이 복수의 제1 연결부들과 상기 제1 연결부들에 의해 연결된 복수의 제1 센서부들을 포함하고, 각각이 외부 터치 펜과의 사이에서 전계가 발생되는 n개의 제1 터치센서들;
    상기 n개의 제1 터치센서들과 절연되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 나열되며 각각이 복수의 제2 연결부들과 상기 제2 연결부들에 의해 연결된 복수의 제2 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계가 발생되는 m개의 제2 터치센서들; 및
    상기 터치 펜의 입력지점을 검출하기 위한 감지신호를 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 전달하는 복수의 신호배선들을 포함하고,
    상기 n개의 제1 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제1 터치센서와 n번째 제1 터치센서의 상기 제1 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 상기 제1 센서부들의 일 부분의 형상을 갖고,
    상기 m개의 제2 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제2 터치센서와 m번째 제2 터치센서의 상기 제2 센서부들은 두 번째 제2 터치센서 내지 m-1번째 제2 터치센서에 포함된 상기 제2 센서부들의 일 부분의 형상을 갖는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 영역에 인접하게 상기 주변 영역에 배치된 차폐 전극을 더 포함하고,
    상기 신호배선들의 일단들은 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 각각 연결되며, 상기 차폐 전극은 상기 신호배선들의 일단들에 인접하게 각각 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호배선들은 복수의 제1 내지 제4 신호배선들을 포함하며,
    상기 제1 신호배선들의 일단들은 상기 n개의 터치센서들의 일단들에 각각 연결되고, 상기 제2 신호배선들 일단들은 상기 n개의 터치센서들의 타단들에 각각 연결되고,
    상기 제3 신호배선들의 일단들은 상기 m개의 터치센서들의 일단들에 각각 연결되고, 상기 제4 신호배선들의 일단들은 상기 m개의 터치센서들의 타단들에 각각 연결된 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차폐 전극은 상기 제1 내지 제4 신호배선들 각각의 일단들에 인접하게 상기 액티브 영역을 둘러싸도록 상기 주변 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호배선들의 일단들은 상기 제1 연결부들 및 상기 제2 연결부들 각각에 직접적으로 연결된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들은 상기 표시패널 상에 직접 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극은 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들과 다른 층에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들을 상에 제1 절연층이 배치되며,
    상기 제1 절연층 상에 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 및 상기 제2 연결부들이 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극은 상기 표시패널 상에 직접 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들은 상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극과 다른 층에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치된 복수의 유기발광소자들; 및
    상기 유기발광소자들을 밀봉하며 상기 베이스 기판 상에 배치된 봉지 기판을 포함하고,
    상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들은 상기 봉지 기판 상에 배치되는 표시장치.
  12. 표시장치; 및
    상기 표시장치에 표시된 정보들을 선택하는 터치 펜을 포함하고,
    상기 표시장치는,
    액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역을 포함하는 표시패널;
    제1 방향으로 나열되고 제2 방향으로 연장되며 각각이 복수의 제1 연결부들과 상기 제1 연결부들에 의해 연결된 복수의 제1 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계를 발생시키는 n개의 제1 터치센서들;
    상기 n개의 제1 터치센서들과 절연되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 나열되며 각각이 복수의 제2 연결부들과 상기 제2 연결부들에 의해 연결된 복수의 제2 센서부들을 포함하고, 각각이 상기 터치 펜과의 사이에서 전계를 발생시키는 m개의 제2 터치센서들; 및
    상기 터치 펜의 입력지점을 검출하기 위한 감지신호를 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들에 전달하는 복수의 신호배선들을 포함하고,
    상기 n개의 제1 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제1 터치센서와 n번째 제1 터치센서의 상기 제1 센서부들은 두 번째 제1 터치센서 내지 n-1번째 제1 터치센서에 포함된 상기 제1 센서부들의 일부분의 형상을 갖고,
    상기 m개의 제2 터치센서들 중 상기 주변 영역에 인접하게 배치된 첫 번째 제2 터치센서와 m번째 제2 터치센서의 상기 제2 센서부들은 두 번째 제2 터치센서 내지 m-1번째 제2 터치센서에 포함된 상기 제2 센서부들의 일부분의 형상을 갖는 휴대용 단말기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 액티브 영역에 인접하도록 상기 주변 영역에 배치된 차폐 전극을 더 포함하고,
    상기 신호배선들의 일단들은 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들의 일단들에 각각 연결되며,
    상기 차폐 전극은 상기 신호배선들의 일단들에 인접하게 각각 배치된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들은 상기 표시패널 상에 직접 배치된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 센서부들, 상기 제2 센서부들, 상기 제2 연결부들, 및 상기 차폐 전극은 상기 제1 연결부들 및 상기 신호배선들과 다른 층에 배치된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 터치 펜은,
    상기 표시장치의 터치좌표에 접촉하는 감지부를 포함하며,
    상기 감지부는 상기 n개의 제1 터치센서들 및 상기 m개의 제2 터치센서들 각각과 전계를 발생시키는 휴대용 단말기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 감지부는 금속인 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
KR1020160089409A 2016-07-14 2016-07-14 표시장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 KR102599283B1 (ko)

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