KR102629869B1 - 터치 스크린, 이를 구비하는 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

터치 스크린, 이를 구비하는 표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

터치 스크린은 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 배치되는 절연막; 및 상기 절연막 상에 배치되는 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 하나는 복수의 서브 전극들을 구비하는 복수의 제1 센싱 전극들을 포함하고, 일방향으로 연장된 제1 센싱 전극 열들; 및 복수의 제2 센싱 전극들을 포함하고, 상기 제1 센싱 전극 열들과 교번 배치되는 복수의 제2 센싱 전극 열들을 포함할 수 있다. 서로 인접하는 제1 센싱 전극들 중 하나의 서브 전극들은 다른 하나의 서브 전극들과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

Description

터치 스크린, 이를 구비하는 표시 장치 및 이의 구동 방법{TOUCH SCREEN, DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 스크린, 이를 구비하는 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
최근의 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 정보 입력 기능을 구비하는 방향으로 개발되고 있다. 상기 표시 장치의 정보 입력 기능은 일반적으로 사용자의 터치를 입력받기 위한 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
상기 터치 스크린은 상기 영상 표시 기능을 구현하는 표시 패널의 일면에 부착되거나, 상기 표시 패널과 일체로 형성되어 사용된다. 사용자는 상기 표시 패널에서 구현되는 이미지를 시청하면서 상기 터치 스크린을 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
최근에는 스크린이 사용자의 터치 위치뿐만 아니라, 사용자의 터치로 인해 발생하는 압력의 크기를 검출할 수 있는 터치 스크린이 연구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 스크린을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 터치 스크린을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치 스크린의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 터치 스크린은 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 배치되는 절연막; 및 상기 절연막 상에 배치되는 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 하나는 복수의 서브 전극들을 구비하는 복수의 제1 센싱 전극들을 포함하고, 일방향으로 연장된 제1 센싱 전극 열들; 및 복수의 제2 센싱 전극들을 포함하고, 상기 제1 센싱 전극 열들과 교번 배치되는 복수의 제2 센싱 전극 열들을 포함할 수 있다. 서로 인접하는 제1 센싱 전극들 중 하나의 서브 전극들은 다른 하나의 서브 전극들과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극 열들 각각에서, 상기 제1 센싱 전극들은 상기 제1 센싱 전극 열들이 연장된 방향에서 순차적으로 배열된 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 서브 전극들을 포함하고, 서로 인접하는 제1 센싱 전극들 중 하나의 j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극 및 다른 하나의 n-j+1 번째 서브 전극은 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
서로 인접하는 제1 센싱 전극 열들 중 하나의 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 센싱 라인은 다른 하나의 j 번째 서브 전극에 연결되는 센싱 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극 열들은 q(q는 2 이상의 자연수) 개의 제2 센싱 전극들을 포함하고, 서로 인접하는 제2 센싱 전극 열들 중 하나의 i(i는 q 이하의 자연수) 번째 제2 센싱 전극에 연결되는 센싱 라인은 다른 하나의 i 번째 제2 센싱 전극에 연결되는 센싱 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들의 상기 서브 전극들 및 상기 제2 센싱 전극들은 일방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제1 도전성 세선들; 및 상기 제1 도전성 세선들과 교차하는 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제2 도전성 세선들을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 판(plate) 형상을 가지며, 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 정전압을 인가받을 수 있다.
상기 서브 전극들은 터치 구동 기간들 모두에서 터치 구동 신호를 인가받으며, 상기 제2 센싱 전극들은 상기 터치 구동 기간들 사이의 휴지 기간들에서 압력 구동 신호를 인가받을 수 있다.
상기 절연막은 탄성을 가지는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 적어도 일면 상에 배치되는 상기 터치 스크린을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 터치 스크린의 구동 방법은 주기적으로 진행되는 터치 구동 기간들마다 제1 센싱 전극들의 서브 전극들로 터치 구동 신호를 인가하는 단계; 및 상기 터치 구동 기간들 사이의 휴지 기간들 중 적어도 일부의 휴지 기간들에서, 제2 센싱 전극에 압력 구동 신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들에 압력 구동 신호를 인가하는 단계는 복수의 휴지 기간들을 단위로 하여 제1 압력 구동 신호를 주기적으로 인가하는 단계; 및 상기 압력 구동 신호에 의해 외부 압력이 검출되면, 이후의 제1 압력 구동 신호가 입력되기 전까지 모든 휴지 기간들마다 제2 압력 구동 신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들에 압력 구동 신호를 인가하는 단계는 임의의 휴지 기간들에 제1 압력 구동 신호를 인가하는 단계; 및 상기 압력 구동 신호에 의해 외부 압력이 검출되면, 이후의 제1 압력 구동 신호가 입력되기 전까지 모든 휴지 기간들마다 제2 압력 구동 신호를 인가하는 단계를 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같은 터치 스크린 및 상기 터치 스크린을 구비하는 표시 장치는 터치 위치뿐만 아니라, 터치 압력을 검출할 수 있다.
또한, 상기 터치 스크린은 외부 압력을 검출하기 위한 압력 구동 신호를 매 구간에서 인가하지 않으므로, 소비 전력을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 포함하는 표시 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 전극층을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 2에 제2 전극층을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4의 EA1 영역의 확대도이다.
도 6은 도 4에 도시된 제1 센싱 전극 열의 제1 센싱 전극들 및 제1 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 제2 센싱 전극 열들의 제2 센싱 전극들 및 제2 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 제1 센싱 전극들, 제2 센싱 전극들, 제1 센싱 라인들, 제2 센싱 라인들 및 연결 라인들의 연결 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 8의 센싱 라인들 및 연결 라인들의 연결 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 도 4의 EA2 영역의 확대도이다.
도 11 및 도 12는 도 1 내지 도 10에 도시된 터치 스크린의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
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 확대하여 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 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 포함하는 표시 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 제1 전극층을 설명하기 위한 평면도이며, 도 4는 도 2에 제2 전극층을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100) 및 터치 스크린(200)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 표시 패널(100)로 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel, OLED panel)과 같은 자발광이 가능한 표시 패널을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 상기 표시 패널(100)로 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(Electro-Phoretic Display panel, EPD panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(Electro-Wetting Display panel, EWD panel)과 같은 비발광성 표시 패널을 사용하는 것이 가능하다. 상기 표시 패널(100)로 비발광성 표시 패널을 사용하는 경우, 상기 모바일 기기는 상기 표시 패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 구비할 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 표시 패널(100)로 상기 유기 발광 표시 패널을 예로서 설명한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 화소들을 구비할 수 있다. 각 화소는 적색(red) 화소, 녹색(grean) 화소, 청색(blue) 화소 및 백색(white) 화소 중 어느 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 화소는 마젠타(magenta) 화소, 시안(cyan) 화소, 및 옐로(yellow) 화소 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 표시 패널(100)은 상기 화소들 각각에 배치되는 표시 소자를 구비할 수 있다. 상기 표시 소자는 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 절연 기판, 상기 절연 기판 상에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 상기 유기 발광 소자를 구비할 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(100)은 상기 절연 기판의 일측에 배치되고, 상기 유기 발광 소자를 구동시킬 수 있는 구동부를 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 구동부는 COG(Chip on Glass) 타입의 구동 소자일 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 유기막, 및 상기 유기막 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 투명할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 어느 하나의 투명 도전성 산화물을 포함하는 도전막일 수 있다. 상기 제2 전극은 광 반사가 가능하며, 상기 제1 전극에 비하여 일함수가 낮은 Mo, MoW, Cr, Al, AlNd 및 Al 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기막은 적어도 발광층(emitting layer, EML)을 포함하며, 일반적으로 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 유기막은 정공을 주입하는 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공의 수송성이 우수하고 상기 발광층에서 결합하지 못한 전자의 이동을 억제하여 정공과 전자의 재결합 기회를 증가시키기 위한 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 주입된 전자와 정공의 재결합에 의하여 광을 발하는 상기 발광층, 상기 발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제하기 위한 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자를 상기 발광층으로 원활히 수송하기 위한 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 전자를 주입하는 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 구비할 수 있다.
상기 발광층에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(grean), 청색(blue) 및 백색(white) 중 어느 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 발광층에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 유기 발광 소자 상에는 봉지 부재가 배치될 수 있다. 상기 봉지 부재는 상기 유기 발광 소자를 커버하는 복수의 절연막을 포함하는 박막 봉지층일 수 있다. 상기 박막 봉지층은 복수의 무기막 및 복수의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 박막 봉지층은 상기 무기막 및 상기 유기막이 교번 적층된 구조를 가질 수 있다. 또한, 경우에 따라, 상기 봉지 부재는 상기 유기 발광 소자 상에 배치되고 실런트를 통해 상기 절연 기판과 합착되는 봉지 기판일 수 있다.
상기 터치 스크린(200)은 상기 표시 패널(100)의 양면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 터치 스크린(200)은 상기 표시 패널(100)의 영상이 출사되는 방향의 면 상에 배치되어 사용자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 또한, 상기 터치 스크린(200)은 상기 표시 패널(100)과 일체로 형성될 수도 있다.
상기 터치 스크린(200)은 상기 표시 패널(100)의 일면 상에 배치되는 제1 전극층(210), 상기 제1 전극층(210) 상에 배치되는 절연막(220), 및 상기 절연막(220) 상에 배치되는 제2 전극층(230)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층(210) 및 상기 제2 전극층(230) 중 하나, 예를 들면, 상기 제2 전극층(230)은 복수의 제1 센싱 전극들(TSE1)을 구비하는 복수의 제1 센싱 전극 열들(TSC1), 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)과 교번 배치되고 복수의 제2 센싱 전극들(TSE2)을 구비하는 복수의 제2 센싱 전극 열들(TSC2), 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)과 연결되는 복수의 제1 센싱 라인들(SL1), 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 연결되는 복수의 제2 센싱 라인들(SL2), 및 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)과 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)을 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 및 상기 제2 센싱 라인들(SL2)을 통해 외부 구동 회로(미도시)와 전기적으로 연결하는 패드부(PA)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 중 하나, 예를 들면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 터치 구동 신호를 입력받는 터치 구동 전극이며, 다른 하나, 예를 들면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 터치 감지 신 신호를 출력하는 터치 수신 전극일 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극층(230)은 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 사이에 형성되는 제1 캐패시터의 캐패시턴스 변화량을 통해 사용자의 터치를 검출할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)은 모두 일방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)이 연장된 방향으로 배열될 수 있으며, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)이 연장된 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등과 같은 특정 물체의 터치 입력으로부터 캐패시턴스의 변화를 감지할 수 있다. 또한, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 캐패시턴스의 변화를 감지할 수 있도록 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 라인들(SL1) 및 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에서 감지된 상기 캐패시턴스의 변화를 상기 패드부(PA)를 통하여 외부 회로로 전송할 수 있다. 또한, 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 및 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 마찬가지로 도전성 라인을 포함할 수 있다.
상기 패드부(PA)는 복수의 패드들(PD)을 포함할 수 있다. 상기 패드들(PD)은 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 및 상기 제2 센싱 라인들(SL2)을 통해 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극층(210) 및 상기 제2 전극층(230) 중 다른 하나, 예를 들면, 상기 제1 전극층(210)은 상기 제2 전극층(230)과 중첩하는 판(plate) 형상의 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극층(210)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전성 물질은 도전성 나노 와이어(conductive nano-wire), 투명 도전성 산화물, 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube), 및 그래핀 (graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 나노 와이어는 은 나노 와이어(AgNW), 금 나노 와이어 및 구리 나노 와이어 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투명 도전성 산화물은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극층(210)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극층(210)에는 정전압, 예를 들면, 접지 전압이 인가될 수 있다.
상기 절연막(220)은 탄성을 가지며, 광을 투과시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 상기 절연막(220)은 탄성을 가지므로, 외부 압력, 예를 들면, 사용자의 터치 압력에 의해 변형될 수 있다. 또한, 상기 절연막(220)은 상기 외부 압력이 제거되면, 원 상태로 복원될 수 있다.
상기 절연막(220)은 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 절연막(220)은 열가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리우레탄 열가소성 탄성 중합체(polyurethane thermoplastic elastomers), 폴리아미드(polyamides), 합성고무(synthetic rubbers), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리이소부티렌(polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌)[poly(styrene-butadienestyrene), 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리에틸렌(polyethylene), 및 실리콘 수지(silicone resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제1 전극층(210)은 상기 제2 전극층(230)의 적어도 일부, 예를 들면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 함께 제2 캐패시터를 형성할 수 있다. 상기 외부 압력이 가해지면, 상기 절연막(220)의 두께가 변화되고, 상기 제2 캐패시터의 캐패시턴스가 변화될 수 있다. 예를 들면, 상기 외부 압력이 가해지면, 상기 절연막(220)의 두께가 감소하며, 상기 제1 전극층(210) 및 제2 전극층(230) 사이의 거리가 감소될 수 있다. 따라서, 상기 제2 캐패시터의 캐패시턴스는 증가할 수 있다. 상기 터치 스크린(200)은 상기 제2 캐패시터의 캐패시턴스 변화량을 통해 상기 외부 압력을 검출할 수 있다.
상기 터치 스크린(200)은 상기 제2 전극층(230) 상에 배치되는 투명한 재질의 윈도우(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 윈도우(250)은 상기 터치 스크린(200)의 노출면, 예를 들면, 상기 제2 전극층(230)을 보호할 수 있다. 상기 윈도우(250)는 고강도 투명 플라스틱 기판 또는 고강도 투명 유리 기판일 수 있다. 또한, 상기 윈도우(250)는 상기 제2 전극층(230)을 커버하는 봉지막으로 대체될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제2 전극층(230)이 상기 제1 전극층(210)의 상부에 배치되는 것을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 제1 전극층(210)이 상기 제2 전극층(230)의 상부에 배치될 수도 있다.
도 5는 도 4의 EA1 영역의 확대도이며, 도 6은 도 4에 도시된 제1 센싱 전극 열의 제1 센싱 전극들 및 제1 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이며, 도 7은 도 4에 도시된 제2 센싱 전극 열들의 제2 센싱 전극들 및 제2 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이며, 도 8은 제1 센싱 전극들, 제2 센싱 전극들, 제1 센싱 라인들, 제2 센싱 라인들 및 연결 라인들의 연결 관계를 설명하기 위한 단면도이며, 도 9는 도 8의 센싱 라인들 및 연결 라인들의 연결 관계를 설명하기 위한 단면도이며, 도 10은 도 4의 EA2 영역의 확대도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 제2 전극층(230)은 일방향으로 연장되고 서로 평행한 제1 센싱 전극 열들(TSC1), 및 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)과 평행하게 연장되고 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)과 교번 배치되는 복수의 제2 센싱 전극 열들(TSC2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)은 복수의 제1 센싱 전극들(TSE1)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)은 m(m은 2 이상의 자연수) 개의 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)을 포함할 수 있다. 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)이 연장된 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 서로 이격되어 배치되는 복수 개, 예를 들면, n(n은 2 이상의 자연수) 개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 3개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 제1 서브 전극(SUE1), 제2 서브 전극(SUE2), 및 제3 서브 전극(SUE3)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제3 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)의 연장 방향에서 순차적으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 중 상기 제1 서브 전극(SUE1)은 패드부(PA)에서 가장 멀리 배치되며, 상기 제3 서브 전극(SUE3)은 상기 패드부(PA)에서 가장 가까이 배치될 수 있다.
상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 제1 센싱 라인들(SL1)에 연결될 수 있다. 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 또한, 서로 인접하는 제1 센싱 전극들(TSE1) 중 하나의 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 상기 제1 센싱 라인들(SL1)을 통하여 다른 하나의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 각각이 n 개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)을 포함하면, 하나의 제1 센싱 전극(TSE1)의 j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극은 인접하는 제1 센싱 전극(TSE1)의 n-j+1 번째 서브 전극과 j 번째 제1 센싱 라인(SL1)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1 센싱 전극(TSE1)에 포함되는 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)의 수가 n 개이면, 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)에 대응하는 제1 센싱 라인들(SL1)의 수는 n 개일 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 각각은 3개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)을 포함하면, 하나의 제1 센싱 전극(TSE1)의 제1 서브 전극(SUE1) 및 인접하는 제1 센싱 전극(TSE1)의 제3 서브 전극(SUE3)은 제1 번째 제1 센싱 라인(SL11)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하나의 제1 센싱 전극(TSE1)의 제2 서브 전극(SUE2) 및 상기 인접하는 제1 센싱 전극(TSE1)의 제2 서브 전극(SUE2)은 제2 번째 제1 센싱 라인(SL12)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하나의 제1 센싱 전극(TSE1)의 제3 서브 전극(SUE3) 및 상기 인접하는 제1 센싱 전극(TSE1)의 제1 서브 전극(SUE1)은 제3 번째 제1 센싱 라인(SL13)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 각각에 대응하는 제1 센싱 라인들(SL1)의 수는 3개일 수 있다.
만약, 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1) 내의 제1 센싱 전극들(TSE1)의 수가 m(m은 2 이상의 자연수)이고, 하나의 제1 센싱 전극(TSE1) 내의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)의 수가 n이며, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제1 센싱 라인들(SL1)이 일대일 대응을 하면, 상기 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)에 대응하는 제1 센싱 라인들(SL1)의 수는 m×n 개일 수 있다. 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1)의 수가 p 개라면, 상기 제2 전극층(230)은 p×m×n 개의 제1 센싱 라인들(SL1)이 필요할 수 있다. 따라서, 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에서, 상기 패드부(PA)에 가까워질수록 상기 제1 센싱 라인들(SL1)의 수가 증가할 수 있다. 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에서 제1 센싱 라인들(SL1)의 수가 증가할수록, 상기 제1 센싱 라인들(SL1)에 인가되는 신호에 의한 전자기 간섭, 즉 노이즈가 증가할 수 있다. 상기 노이즈가 증가하면, 상기 제1 센싱 전극(TSE1) 및 상기 제2 센싱 전극(TSE2) 사이의 상호 정전 용량(mutual capacitance)이 감소할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극층(230)에서 상기 패드부(PA)에 가까워질수록 터치 센싱 감도가 감소할 수 있다. 또한, 상기 제2 전극층(230)에서, 상기 패드부(PA)에 먼 영역의 터치 센싱 감도 및 상기 패드부(PA)에서 가까운 영역의 터치 센싱 감도가 상이할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 제2 전극층(230)에서, 서로 인접하는 제1 센싱 전극들(TSE1)의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 동일한 제1 센싱 라인들(SL1)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 서로 인접하는 제1 센싱 전극들(TSE1)의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 상기 제1 센싱 라인들(SL1)을 공유할 수 있다. 상기 제1 센싱 전극 열(TSC1)에 대응하는 제1 센싱 라인들(SL1)의 수는 각 제1 센싱 전극(TSE1) 내에 포함되는 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)의 수와 동일하므로, 상기 제1 센싱 전극 열(TSC1) 내의 총 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)의 수보다 작을 수 있다.
따라서, 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에 배치되는 제1 센싱 라인들(SL1)의 수가 감소될 수 있으며, 상기 제1 센싱 라인들(SL1)이 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에서 차지하는 면적이 감소될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에 배치되는 상기 제1 센싱 라인들(SL1)의 수가 감소하면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 사이의 전자기 간섭이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극층(230)의 터치 센싱 감도가 향상될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역에 배치되는 상기 제1 센싱 라인들(SL1)의 수가 감소하면, 상기 제1 센싱 라인들(SL1)이 차지하는 면적이 감소할 수 있다. 상기 제1 센싱 라인들(SL1)이 차지하는 면적이 감소하면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 또는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)의 면적을 증가시킬 수 있다. 상기 제1 센싱 전극들(TSE1) 또는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)의 면적이 증가하면, 상기 제2 전극층(230)의 터치 센싱 감도가 향상될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)은 복수의 제2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 제2 센싱 전극 열(TSC2)은 q(q는 2 이상의 자연수) 개의 제2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)이 연장된 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)이 연장된 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 각각은 제2 센싱 라인들(SL2)과 연결될 수 있다. 따라서, 상기 하나의 제2 센싱 전극 열(TSC2)에 대응하는 상기 제2 센싱 라인들(SL2)의 수는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)의 수와 동일할 수 있다. 즉, 상기 하나의 제2 센싱 전극 열(TSC2)에 대응하는 상기 제2 센싱 라인들(SL2)의 수는 q 개일 수 있다. 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 및 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)의 좌우에 교번 배치될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 중 하나에 연결되는 상기 제2 센싱 라인(SL2)은 상기 제2 센싱 전극 열(TSC2)의 우측에 배치될 수 있다. 또한, 서로 인접하는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 중 다른 하나에 연결되는 상기 제2 센싱 라인(SL2)은 상기 제2 센싱 전극 열(TSC2)의 좌측에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC1) 및 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 사이의 영역들에 배치되는 상기 제2 센싱 라인들(SL2)의 수는 동일할 수 있다.
한편, 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC2)에서 동일한 위치에 배치되는 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)에 연결된 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 제1 연결 라인(CNL1)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)에서 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)의 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 상기 j 번째 제1 센싱 라인들(SL1)은 다른 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)에서 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 상기 j 번째 제1 센싱 라인들(SL1)과 상기 제1 연결 라인(CNL1)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 다른 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)은 상기 제1 센싱 전극 열들(TSC2) 중 상기 하나의 제1 센싱 전극 열(TSC1)과 인접하지 않고 이격된 제1 센싱 전극 열(TSC1)열 일 수 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 도 2에 도시된 절연막(220) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 센싱 라인(SL1)은 보호막(PSV)으로 커버될 수 있다. 상기 보호막(PSV)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 보호막(PSV)은 상기 제1 센싱 라인(SL1)의 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀(CNT1)을 구비할 수 있다. 상기 보호막(PSV) 상에는 제1 연결 라인(CNL1)이 배치될 수 있다. 상기 제1 연결 라인(CNL1)은 상기 제1 센싱 라인(SL1)과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 제1 콘택 홀(CNT1)을 통해 상기 제1 센싱 라인(SL1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 연결 라인(CNL1)에 연결된 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 상기 패드부(PA)의 상기 패드들(PD) 중 동일한 패드(PD)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1 연결 라인(CNL1)을 통해 상기 제1 센싱 라인들(SL1)이 서로 전기적으로 연결되면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)에 전기적으로 연결되는 패드들(PD)의 수가 감소할 수 있다.
또한, 상기 j 번째 제1 센싱 라인들(SL1)은 서로 전기적으로 연결되므로, 상기 j 번째 제1 센싱 라인들(SL1)에 연결된 상기 j 번째 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 동일한 패드(PD)에서 동일한 신호를 인가받을 수 있다. 또는 상기 j 번째 제1 센싱 라인들(SL1)에 연결된 상기 j 번째 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 동일한 신호를 동일한 패드(PD)로 출력시킬 수도 있다.
상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)에서 동일한 위치에 배치된 제2 센싱 전극(TSE2)에 연결된 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하는 3 개의 제2 센싱 전극 열들(TSC2) 각각에서 i(i는 q 이하의 자연수) 번째 제2 센싱 전극(TSE2)에 연결되는 i 번째 제2 센싱 라인들(SL2)은 제2 콘택 홀(CNT2)을 통해 제2 연결 라인(CNL2)과 연결될 수 있다. 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 및 상기 제2 연결 라인(CNL2)의 연결 구조는 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 및 상기 제2 연결 라인(CNL1)의 연결 구조와 동일할 수 있다.
상기 i 번째 제2 센싱 라인들(SL2)은 서로 전기적으로 연결되므로, 상기 서로 인접하는 3 개의 제2 센싱 전극 열들(TSC2)에서 상기 i 번째 제2 센싱 라인들(SL2)에 연결되는 3개의 제2 센싱 전극들(TSE2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)에서 동일한 위치에 배치된 제2 센싱 전극(TSE2)에 연결된 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 패드부(PA)의 패드들(PD) 중 동일한 패드(PD)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 i 번째 제2 센싱 라인들(SL2)은 서로 전기적으로 연결되므로, 상기 i 번째 제2 센싱 라인들(SL2)에 연결된 상기 i 번째 제2 센싱 전극(TSE2)은 동일한 패드(PD)에서 동일한 신호, 예를 들면, 압력 구동 신호를 인가받을 수 있다. 또는 상기 i 번째 제2 센싱 라인들(SL2)에 연결된 상기 i 번째 제2 센싱 전극(TSE2)은 동일한 신호, 예를 들면, 터치 감지 신호를 동일한 패드(PD)로 출력시킬 수도 있다.
상기 제2 센싱 전극 열들(TSC2)에서 동일한 위치에 배치된 제2 센싱 전극(TSE2)에 연결된 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 서로 전기적으로 연결되므로, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에 전기적으로 연결되는 패드들(PD)의 수가 감소할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 서로 인접하는 3 개의 제2 센싱 전극 열들(TSC2)에서 동일한 위치에 배치되는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)이 하나의 패드(PD)에 연결됨을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 서로 인접하는 2 개 또는 4 개의 제2 센싱 전극 열들(TSC2)에서 동일한 위치에 배치되는 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)이 하나의 패드(PD)에 연결될 수도 있다.
한편, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 도전성 세선들(CFL)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 일 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제1 도전성 세선들(CFL1), 및 상기 제1 도전성 세선들과 교차하는 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제2 도전성 세선들(CFL2)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 및 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 메쉬 구조는 복수의 개구부, 예를 들면, 상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)이 교차하여 형성되는 영역들을 포함할 수 있다. 상기 개구부들은 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 상기 표시 패널(100)이 중첩하는 면적을 감소시킬 수 있다. 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 상기 표시 패널(100)이 중첩하는 면적이 감소하면, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 상기 표시 패널(100) 사이의 전자기 간섭이 방지될 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극층(230)의 터치 센싱 감도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)과 상기 표시 패널(100)이 중첩하는 면적이 감소하면, 상기 표시 패널(100)에서 출사된 광이 시청자에게 전달되는 경로 상의 장애물이 감소될 수 있다. 따라서, 터치 스크린(도 1의 200 참조) 및 상기 표시 패널(100)을 구비하는 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.
상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)은 2 이상의 도전층들을 포함할 수도 있다.
도 11 및 도 12는 도 1 내지 도 10에 도시된 터치 스크린의 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 터치 스크린(200)의 제1 센싱 전극들(TSE1)의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)에 터치 구동 신호(S)가 인가될 수 있다. 상기 터치 구동 신호(S)는 주기적으로 진행되는 복수의 터치 구동 기간들(T)마다 인가될 수 있다. 상기 터치 구동 기간들(T)은 일정 기간 동안 이격될 수 있다. 상기 구동 기간들(T) 사이의 기간들은 상기 터치 구동 신호(S)가 입력되지 않는 휴지(休止) 기간들일 수 있다.
상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)에 터치 구동 신호(S)가 인가되면, 상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3)은 제2 센싱 전극들(TSE2)과 제1 캐패시터를 형성할 수 있다.
상기 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3) 및 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)이 형성하는 제1 캐패시터의 제1 캐패시턴스는 사용자의 터치 입력에 의해 변화될 수 있다.
우선, 사용자의 터치 입력이 없는 경우, 상기 캐패시턴스는 제1 기준 캐패시턴스일 수 있다. 상기 제1 캐패시턴스는 상기 터치 구동 신호(S)에 대응하여 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에서 출력되는 검출 신호를 통해 확인할 수 있다.
사용자가 상기 터치 스크린(200)을 터치하면, 상기 제1 캐패시턴스가 변화될 수 있다. 일반적으로, 사용자가 상기 터치 스크린을 터치하면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에서 출력되는 상기 제1 캐패시턴스의 값은 상기 제1 기준 캐패시턴스 값보다 작을 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 휴지 기간들 중 적어도 일부의 휴지 기간들에서 압력 구동 신호(P)를 인가받을 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에 상기 압력 구동 신호(P)가 인가되면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 제1 전극층(210)과 제2 캐패시터를 형성할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극들(TSE2) 및 상기 제1 전극층(210)이 형성하는 상기 제2 캐패시터의 제2 캐패시턴스는 외부 압력에 의해 변화할 수 있다. 상기 제2 캐패시턴스는 상기 압력 구동 신호(P)에 대응하여 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에서 출력되는 검출 신호를 통해 확인할 수 있다.
상기 터치 스크린(200)에 상기 외부 압력이 없는 경우, 상기 제2 캐패시턴스는 제2 기준 캐패시턴스일 수 있다.
외부 압력이 가해지면, 상기 제2 캐패시턴스가 변화될 수 있다. 사용자가 압력을 가하면, 절연막(220)의 두께가 감소할 수 있다. 따라서, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)에서 검출되는 상기 제2 캐패시턴스의 값은 상기 제2 기준 캐패시턴스 값보다 클 수 있다.
상기 압력 구동 신호(P)는 제1 압력 구동 신호(P1) 및 제2 압력 구동 신호(P2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 압력 구동 신호(P1)는 상기 휴지 기간들 중 임의의 휴지 기간에서 입력될 수 있다. 또는, 상기 제1 압력 구동 신호(P1)는 복수의 상기 휴지 기간들을 단위로 하여 주기적으로 입력될 수 있다.
상기 제1 압력 구동 신호(P1)에 의하여 상기 외부 압력이 검출되면, 상기 제1 압력 구동 신호(P1)가 다시 입력되기 전까지 상기 제2 압력 구동 신호(P2)는 모든 상기 휴지 기간들마다 인가될 수 있다.
상기와 같이, 상기 압력 구동 신호(P)가 일부의 휴지 기간들에 인가되면, 상기 압력 구동 신호(P)가 모든 상기 휴지 기간들마다 인가되는 경우에 비하여 상기 터치 스크린(200)의 소비 전력이 감소할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 패널 200: 터치 스크린
210: 제1 전극층 220: 절연막
230: 제2 전극층 250: 윈도우
TSC1: 제2 센싱 전극 열 TSC2: 제1 센싱 전극 열
TSE1: 제2 센싱 전극 TSE2: 제1 센싱 전극
SL1: 제1 센싱 라인 SL2: 제2 센싱 라인
SUE1, SUE2, SUE3: 서브 전극 CFL: 도전성 세선
CFL1: 제1 도전성 세선 CFL2: 제2 도전성 세선
PA: 패드부 PD: 패드

Claims (20)

  1. 제1 전극층;
    상기 제1 전극층 상에 배치되는 절연막; 및
    상기 절연막 상에 배치되는 제2 전극층을 포함하며,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 하나는
    각각 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 센싱 전극들을 포함하는 제1 센싱 전극 열들; 및
    각각 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 제2 센싱 전극들을 포함하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 제1 센싱 전극 열들과 교번 배치되는 복수의 제2 센싱 전극 열들을 포함하며,
    상기 복수의 제1 센싱 전극들 각각은 상기 제1 방향으로 배열되는 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 서브 전극들을 포함하고,
    서로 인접하는 제1 센싱 전극들 중 하나의 j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극 및 다른 하나의 n-j+1 번째 서브 전극은 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 센싱 전극 열들 중 하나의 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 센싱 라인은 다른 하나의 제1 센싱 전극 열의 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 센싱 라인과 전기적으로 연결되는 터치 스크린.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 전극 열들은 q(q는 2 이상의 자연수) 개의 제2 센싱 전극들을 포함하고,
    서로 인접하는 제2 센싱 전극 열들 중 하나의 i(i는 q 이하의 자연수) 번째 제2 센싱 전극에 연결되는 센싱 라인은 다른 하나의 i 번째 제2 센싱 전극에 연결되는 센싱 라인과 전기적으로 연결되는 터치 스크린.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들의 상기 서브 전극들 및 상기 제2 센싱 전극들은
    일방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제1 도전성 세선들; 및
    상기 제1 도전성 세선들과 교차하는 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제2 도전성 세선들을 포함하는 터치 스크린.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 판(plate) 형상을 가지는 터치 스크린.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 투명 도전성 물질을 포함하는 터치 스크린.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 정전압을 인가받는 터치 스크린.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 서브 전극들은 터치 구동 기간들 모두에서 터치 구동 신호를 인가받으며,
    상기 제2 센싱 전극들은 상기 터치 구동 기간들 사이의 휴지 기간들에서 압력 구동 신호를 인가받는 터치 스크린.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 절연막은 탄성을 가지는 고분자 물질을 포함하는 터치 스크린.
  11. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 적어도 일면 상에 배치되는 터치 스크린을 포함하며,
    상기 터치 스크린은 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 배치되는 절연막, 및 상기 절연막 상에 배치되는 제2 전극층을 포함하며,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 하나는
    각각 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 센싱 전극들을 포함하는 제1 센싱 전극 열들; 및
    각각 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 제2 센싱 전극들을 포함하고, 상기제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 제1 센싱 전극 열들과 교번 배치되는 복수의 제2 센싱 전극 열들을 포함하며,
    상기 복수의 제1 센싱 전극들 각각은 상기 제1 방향으로 배열되는 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 서브 전극들을 포함하고,
    서로 인접하는 제1 센싱 전극들 중 하나의 j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극 및 다른 하나의 n-j+1 번째 서브 전극은 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 센싱 전극 열들 중 하나의 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 센싱 라인은 다른 하나의 제1 센싱 전극 열의 상기 j 번째 서브 전극에 연결되는 센싱 라인과 전기적으로 연결되는 표시 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 전극 열들은 q(q는 2 이상의 자연수) 개의 제2 센싱 전극들을 포함하고,
    서로 인접하는 제2 센싱 전극 열들 중 하나의 i(i는 q 이하의 자연수) 번째 제2 센싱 전극에 연결되는 센싱 라인은 다른 하나의 i 번째 제2 센싱 전극에 연결되는 센싱 라인과 전기적으로 연결되는 표시 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 판(plate) 형상을 가지는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층 중 다른 하나는 정전압을 인가받고,
    상기 서브 전극들은 터치 구동 기간들 모두에서 터치 구동 신호를 인가받으며,
    상기 제2 센싱 전극들은 상기 터치 구동 기간들 사이의 휴지 기간들에서 압력 구동 신호를 인가받는 표시 장치.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 절연막은 탄성을 가지는 고분자 물질을 포함하는 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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