KR20130073753A - 표시 장치, 입력 장치 및 광학 패널 - Google Patents

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Abstract

표시 장치, 입력 장치 및 광학 패널이 개시된다. 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 입력 패널을 포함하고, 상기 입력 패널은 상기 표시 패널 상에 배치되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되는 제 2 전극층; 상기 제 2 전극층 상에 배치되는 제 3 전극층; 및 상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층 사이에 개재되는 액정층을 포함하고, 상기 제 2 전극층에는 상기 액정층을 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 입력 패널의 외부로부터 입력되는 신호를 센싱하기 위한 센싱 신호가 입력된다.

Description

표시 장치, 입력 장치 및 광학 패널{DISPLAY DEVICE, INPUT DEVICE AND OPTICAL PANEL}
실시예는 표시 장치, 입력 장치 및 광학 패널에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.
평판표시소자에는 액정표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence: EL), OLED (Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.
이러한 평판표시소자 중에서 액정표시 장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시 장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시 장치 등으로 이용되고 있으며 최근의 양산기술 확보와 연구 개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.
통상적으로, 액정표시 장치(Liquid Crystal Display Device)는 비디오신호에 따라 화소셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 이와 같은 액정표시 장치는 크게 두 장의 유리기판의 사이에 화소셀들이 매트릭스 형태로 배열되어져 영상을 표시하는 액정 패널(Liquid Crystal Display Panel)과, 이 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)과, 액정 패널을 구동시키기 위한 구동신호를 공급하는 구동장치로 구성되게 된다.
또한, 이와 같은 평판표시소자에는 외부로부터의 터치 등의 신호를 입력받기 위한 터치 패널들이 적용될 수 있다.
터치패널은 표시소자의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시 장치를 보면서 터치패널을 가압하여 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 컴퓨터 주변장치이다. 터치패널은 작동원리에 따라 저항막식과 정전용량식으로 나뉘는데, 저항막식 터치패널은 2개의 대향하는 도전층(저항막)에 전압이 인가된 상태에서 사용자가 눌러 2개의 도전층이 접촉하여 발생하는 접촉점에서의 전압 또는 전류 변화를 읽어들이고 좌표값으로 환산하여 작동되는 것이다. 정전용량식 터치패널은 1개의 투명 도전성필름 또는 투명 도전성글라스에 정전용량의 충·방전 상태가 반복되는 가운데 사용자가 누른 접촉점에서 펜 형태의 입력 장치인 스타일러스(Stylus)와 투명 도전성필름과의 용량결합에 따라 소량의 전하가 축적되고 이 전하량을 4개의 입력점으로부터 읽어들이고 좌표값으로 환산하여 작동되는 것으로 이러한 정전용량식 터치패널은 스타일러스에 전원이 공급되어야 한다. 또한 터치패널은 하부기판의 재질에 따라 유리 타입, 플라스틱 타입 및 필름 타입으로 나뉘어 사용된다.
또한, 이와 같은 표시소자를 통하여 3D 입체 영상이 구현될 수 있다. 일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 된다. 입체감의 중요한 요인은 사람의 두 눈이 약 65 mm 정도 떨어져 있기 때문에 나타나게 되는 두 눈의 시차 즉, 양안 시차라 할 수 있다. 따라서, 좌우의 눈이 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 서로 융합하여 본래의 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 된다. 이를 통상적으로 스테레오그라피(stereography)라 한다.
입체영상 표시 장치는 별도의 안경착용 여부에 따라 크게 안경식 (stereoscopic) 입체영상 표시 장치와 비안경식(나안방식: autostereoscopic) 입체영상 표시 장치로 구분된다.
비안경식 입체영상 표시 장치는 렌티큘러(lenticular) 방식에 의한 장치와 패러랙스-배리어(parallax-barrier) 방식에 의한 장치로 크게 구분된다.
이와 같이, 화면을 통하여 직접적으로 신호를 입력받고, 3차원 영상을 표시하기 위한 표시소자에 대한 연구가 진행중에 있다.
실시예는 슬림한 구조를 가지고, 용이하게 제조될 수 있는 표시 장치, 입력 장치 및 광학 패널을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 입력 패널을 포함하고, 상기 입력 패널은 상기 표시 패널 상에 배치되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되는 제 2 전극층; 상기 제 2 전극층 상에 배치되는 제 3 전극층; 및 상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층 사이에 개재되는 액정층을 포함하고, 상기 제 2 전극층에는 상기 액정층을 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 입력 패널의 외부로부터 입력되는 신호를 센싱하기 위한 센싱 신호가 입력된다.
실시예에 따른 입력 장치는 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 센싱 전극들; 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하고, 각각의 제 1 센싱 전극은 상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 분기 전극들; 및 상기 분기 전극들을 서로 연결시키는 연결 전극을 포함한다.
실시예에 따른 광학 패널은 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되는 액정층 상기 액정층 상에 배치되는 제 2 전극층; 상기 제 2 전극층 상에 배치되는 제 2 기판; 및 상기 제 2 기판 상에 배치되는 제 3 전극층을 포함한다.
실시예에 따른 표시 장치는 상기 제 2 전극층에 상기 구동 신호 및 상기 센싱 신호를 입력한다. 즉, 상기 제 2 전극층은 상기 액정층을 구동하는 기능 및 외부로부터 입력되는 터치 등의 신호를 센싱하는 기능을 동시에 수행할 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극층은 센싱 전극이며 동시에 구동 전극이다.
특히, 상기 액정층은 상기 제 2 전극층의 구동에 의해서, 필터 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라서, 상기 표시 패널 및 상기 액정층이 결합되어, 3차원 영상을 표시할 수 있다.
또한, 상기 제 3 전극층 및 상기 제 2 전극층은 외부로부터 입력되는 손가락 등의 터치 신호를 센싱할 수 있다. 특히, 상기 제 3 전극층 및 상기 제 2 전극층은 상기 손가락 등을 통하여 입력되는 커패시턴스를 기반으로, 손가락이 터치된 위치를 센싱할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 표시 장치는 3차원 영상을 표시하면서, 동시에, 손가락 등의 터치 신호를 입력받을 수 있다.
이때, 상기 제 2 전극층이 두 개의 기능들을 수행하므로, 실시예에 따른 표시 장치는 더 슬림한 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극층을 센싱 전극 및 구동 전극의 두 층들로 나누는 경우, 센싱 전극 및 구동 전극 사이의 절연층을 개재되어야 한다. 하지만, 실시예에 따른 표시 장치는 상기 절연층을 생략할 수 있고, 두께를 감소시키고, 더 슬림한 구조를 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 터치 입력 패널을 도시한 단면도이다.
도 3은 구동 전극층을 도시한 평면도이다.
도 4는 공유 전극층을 도시한 평면도이다.
도 5는 센싱 전극층을 도시한 평면도이다.
도 6은 공유 전극층에 구동 신호 및 센싱 신호가 입력되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 표시 장치에 의해서 3차원 영상이 표시되는 과정을 도시한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 패널, 전극, 층 또는 부 등이 각 기판, 패널, 전극, 층 또는 부 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 실시예에 따른 터치 입력 패널을 도시한 단면도이다. 도 3은 구동 전극층을 도시한 평면도이다. 도 4는 공유 전극층을 도시한 평면도이다. 도 5는 센싱 전극층을 도시한 평면도이다. 도 6은 공유 전극층에 구동 신호 및 센싱 신호가 입력되는 과정을 도시한 도면이다. 도 7은 실시예에 따른 표시 장치에 의해서 3차원 영상이 표시되는 과정을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10), 백라이트(20) 및 터치 입력 패널(30)을 포함한다.
상기 표시 패널(10)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(10)은 상기 터치 입력 패널(30)을 통하여 상방으로 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 패널(10)은 액정 패널일 수 있다. 상기 표시 패널(10)은 상기 백라이트(20)로부터 출사되는 광을 사용하여 영상을 표시한다.
상기 표시 패널(10)은 편광시트를 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 표시 패널(10)은 일 방향으로 편광된 영상을 표시할 수 있다.
상기 표시 패널(10)은 자체적으로 발광하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(10)은 전계 방출 표시 패널, 플라즈마 디스플레이 패널 및 일렉트로루미네센스 패널, OLED 패널일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 백라이트(20)는 생략될 수 있다.
상기 터치 입력 패널(30)은 상기 표시 패널(10) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 터치 입력 패널(30)은 상기 표시 패널(10)에서 영상이 표시되는 화면에 배치된다. 상기 터치 입력 패널(30)은 상기 표시 패널(10)의 상면에 접착될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 터치 입력 패널(30)은 제 1 투명 기판(100), 구동 전극층(200), 액정층(300), 공유 전극층(400), 제 2 투명 기판(500), 센싱 전극층(600), 보호 기판(700) 및 편광층(800)을 포함한다.
상기 제 1 투명 기판(100)은 투명하다. 상기 제 1 투명 기판(100)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 제 1 투명 기판(100)은 절연체이다. 상기 제 1 투명 기판(100)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제 1 투명 기판(100)은 상기 구동 전극층(200)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 제 1 투명 기판(100)은 지지기판일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동 전극층(200)은 상기 제 1 투명 기판(100) 상에 배치된다. 상기 구동 전극층(200)은 상기 제 1 투명 기판(100)의 상면에 배치된다. 상기 구동 전극층(200)은 상기 제 1 투명 기판(100)의 상면을 전체적으로 덮을 수 있다. 더 자세하게, 상기 구동 전극층(200)은 상기 표시 패널(10)에서, 영상이 표시되는 유효 표시 영역을 전체적으로 덮을 수 있다.
상기 구동 전극층(200)은 투명하다. 상기 구동 전극층(200)은 도전체를 포함한다. 상기 구동 전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 인듐 틴 징크 옥사이드(indium tin zinc oxide;ITZO) 등을 들 수 있다.
상기 액정층(300)은 상기 구동 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 액정층(300)은 상기 제 1 투명 기판(100) 및 상기 제 2 투명 기판(500) 사이에 배치된다. 또한, 상기 액정층(300)은 상기 구동 전극층(200) 및 상기 공유 전극층(400) 사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 쌍안정성 액정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 투명 기판(100) 및 상기 제 2 투명 기판(500) 사이에 밀봉부(310)가 개재될 수 있다. 상기 밀봉부(310)는 상기 제 1 투명 기판(100) 및 상기 제 2 투명 기판(500)의 외곽에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 밀봉부(310)는 상기 제 1 투명 기판(100) 및 상기 제 2 투명 기판(500)에 접착될 수 있다. 상기 밀봉부(310)는 상기 액정층(300)의 주위를 둘러쌀 수 있다.
상기 제 1 투명 기판(100), 상기 제 2 투명 기판(500) 및 상기 밀봉부(310)에 의해서, 밀봉 영역이 정의될 수 있다. 상기 밀봉 영역에 상기 액정층(300)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 밀봉 영역에, 상기 구동 전극층(200) 및 상기 공유 전극층(400)이 배치될 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공유 전극층(400)은 상기 액정층(300) 상에 배치된다. 또한, 상기 공유 전극층(400)은 상기 제 2 투명 기판(500) 아래에 배치된다. 더 자세하게, 상기 공유 전극층(400)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 공유 전극층(400)은 상기 구동 전극층(200)과 함께, 상기 액정층(300)을 샌드위치할 수 있다.
또한, 상기 공유 전극층(400)은 투명하다. 상기 공유 전극층(400)은 도전체를 포함한다. 상기 공유 전극층(400)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 공유 전극층(400)은 복수의 하부 센싱 전극들(410), 복수의 제 1 연결 배선들(420) 및 복수의 단자부들을 포함한다.
상기 하부 센싱 전극들(410)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 중앙 부분에 배치된다. 상기 하부 센싱 전극들(410)은 상기 유효 표시 영역에 대응되는 영역에 배치된다. 상기 하부 센싱 전극들(410)은 X축 방향으로 연장된다. 더 자세하게, 상기 하부 센싱 전극들(410)은 서로 나란히 연장된다. 또한, 상기 하부 센싱 전극들(410)은 서로 일정한 간격으로 연장될 수 있다.
도 4를 참조하면, 각각의 하부 센싱 전극(410)은 복수의 분기 전극들(411) 및 연결 전극(412)을 포함한다.
상기 분기 전극들(411)은 상기 X축 방향으로 연장된다. 상기 분기 전극들(411)은 서로 나란히 연장된다. 상기 분기 전극들(411)은 서로 평행할 수 있다. 상기 분기 전극들(411)은 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다. 이때, 상기 분기 전극들(411) 사이의 간격(D2)은 상기 하부 센싱 전극들(410) 사이의 간격(D1)에 대응될 수 이 있다. 즉, 상기 분기 전극들(411) 사이의 간격(D2)은 당업자가 인정할 수 있는 오차 범위 내에서, 상기 하부 센싱 전극들(410) 사이의 간격(D1)과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 분기 전극들(411)의 폭은 상기 표시 패널(10)의 픽셀들의 폭에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 분기 전극들(411)의 폭은 상기 표시 패널(10)의 픽셀들의 폭의 정수 배일 수 있다. 예를 들어, 상기 분기 전극들(411)의 폭은 상기 표시 패널(10)의 픽셀들의 폭과 동일하거나, 2 배 또는 3 배일 수 있다.
마찬가지로, 상기 분기 전극들(411) 사이의 간격은 상기 표시 패널(10)의 픽셀들의 폭의 정수 배일 수 있다. 예를 들어, 상기 분기 전극들(411) 사이의 간격은 상기 표시 패널(10)의 픽셀들의 폭과 동일하거나, 2 배 또는 3 배일 수 있다.
상기 연결 전극(412)은 상기 분기 전극들(411)에 연결된다. 즉, 상기 연결 전극(412)은 상기 분기 전극들(411)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 상기 연결 전극(412)은 상기 분기 전극들(411)과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 연결 전극(412)은 Y축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 분기 전극들(411) 및 상기 연결 전극(412)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 연결 배선들(420)은 각각 상기 하부 센싱 전극들(410)에 연결된다. 상기 제 1 연결 배선들(420)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 외곽에 배치된다. 상기 제 1 연결배선들은 상기 제 1 단자부들(430)에 각각 연결된다. 즉, 상기 제 1 연결 배선들(420)은 상기 하부 센싱 전극들(410) 및 상기 제 1 단자부들(430)을 각각 서로 연결시킨다.
상기 제 1 단자부들(430)은 상기 제 1 연결 배선들(420)에 각각 연결된다. 상기 제 1 단자부들(430)은 상기 터치 입력 패널(30)을 구동하기 위한 구동부에 연결될 수 있다.
상기 제 2 투명 기판(500)은 상기 공유 전극층(400) 상에 배치된다. 상기 제 2 투명 기판(500)은 상기 제 1 투명 기판(100)에 대향된다. 상기 제 2 투명 기판(500)은 상기 밀봉부(310)를 통하여, 상기 제 1 투명 기판(100)에 접착될 수 있다. 상기 제 2 투명 기판(500)은 플레이트 형상을 가지고, 투명하다. 상기 제 2 투명 기판(500)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 전극층(600)은 상기 제 2 투명 기판(500) 상에 배치된다. 상기 센싱 전극층(600)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 센싱 전극층(600) 및 상기 공유 전극층(400)은 상기 제 2 투명 기판(500)을 샌드위치할 수 있다.
상기 센싱 전극층(600)은 투명하다. 상기 센싱 전극층(600)은 도전체를 포함한다. 상기 센싱 전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 센싱 전극층(600)은 복수의 상부 센싱 전극들(610), 복수의 제 2 연결 배선들(620) 및 복수의 제 2 단자들을 포함한다.
상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 하부 센싱 전극들(410)과 교차하는 방향으로 연장된다. 상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 Y축 방향으로 연장된다. 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향은 서로 직교할 수 있다. 상기 상부 센싱 전극들(610)은 서로 나란히 연장된다. 상기 상부 센싱 전극들(610)은 서로 평행할 수 있다. 상기 상부 센싱 전극들(610)은 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 중앙 부분에 배치된다. 상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 유효 표시 영역에 대응되는 영역에 배치된다. 상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 대부분의 영역에 걸쳐서 배치될 수 있다.
상기 제 2 연결 배선들(620)은 각각 상기 상부 센싱 전극들(610)에 연결된다. 상기 제 2 연결 배선들(620)은 상기 제 2 투명 기판(500)의 외곽에 배치된다. 상기 제 2 연결배선들은 상기 제 2 단자부들(630)에 각각 연결된다. 즉, 상기 제 2 연결 배선들(620)은 상기 하부 센싱 전극들(410) 및 상기 제 2 단자부들(630)을 각각 서로 연결시킨다.
상기 제 2 단자부들(630)은 상기 제 2 연결 배선들(620)에 각각 연결된다. 상기 제 2 단자부들(630)은 상기 터치 입력 패널(30)을 구동하기 위한 구동부에 연결될 수 있다.
상기 보호 기판(700)은 상기 제 2 투명 기판(500) 상에 배치된다. 상기 보호 기판(700)은 상기 센싱 전극층(600)을 덮는다. 상기 보호 기판(700)은 투명하다. 상기 보호 기판(700)은 절연체이다. 상기 보호 기판(700)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 편광층(800)은 상기 보호 기판(700) 상에 배치된다. 상기 편광층(800)은 상기 센싱 전극층(600) 상에 배치된다. 상기 편광층(800)은 일 방향으로 편광된 광만을 통과시킬 수 있다. 상기 편광층(800)은 상기 공유 전극층(400) 및 상기 제 2 투명 기판(500) 사이에 개재될 수 있다. 상기 편광층(800)은 상기 센싱 전극층(600) 및 상기 제 2 투명 기판(500) 사이에 개재될 수 있다.
상기 하부 센싱 전극들(410) 및 상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 편광층(800)의 상면을 통하여 인가되는 손가락 터치 등의 신호를 센싱할 수 있다. 특히, 상기 하부 센싱 전극들(410)은 상기 손가락 등이 터치된 위치의 Y축 좌표를 센상할 수 있다. 또한, 상기 상부 센싱 전극들(610)은 상기 손가락 등이 터치된 위치의 X축 좌표를 센싱할 수 있다.
더 자세하게, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공유 전극층(400)에 센싱 신호가 인가된다. 상기 하부 센싱 전극들(410)에 순차적으로 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 더 자세하게, 첫 번째 하부 센싱 전극에 센싱 신호를 인가한 후, 바로, 두 번째 하부 센싱 전극에 센싱 신호를 인가한다. 이후, 세 번째 하부 센싱 전극에 센싱 신호를 인가할 수 있다.
이와 같이, 순차적으로 인가된 센싱 신호들의 일부는 손가락 및 상기 하부 센싱 전극들(410) 사이의 커패시턴스에 의해서, 변조될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시 장치는 몇 번째 하부 센싱 전극의 신호가 변조되었는지를 파악할 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시 장치는 손가락 등의 터치된 위치의 Y축 좌표를 센싱할 수 있다. 마찬가지로, 실시예에 따른 표시 장치는 상기 상부 센싱 전극들(610)을 사용하여, 터치된 손가락의 X축 위치를 센싱할 수 있다.
즉, 상기 하부 센싱 전극들(410)에 인가되는 센싱 신호를 기반으로, 손가락 및 특정 하부 센싱 전극 사이의 커패시턴스가 센싱될 수 있다. 마찬가지로, 상부 센싱 전극들(610)에 인가되는 센싱 신호를 기반으로, 손가락 및 특정 상부 센싱 전극 사이의 커패시턴스가 센싱될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공유 전극층(400)에 구동 신호가 입력될 수 있다. 더 자세하게, 상기 하부 센싱 전극들(410) 전체에 동시에 상기 구동 신호가 입력될 수 있다. 상기 구동 신호에 의해서, 상기 액정층(300)이 구동될 수 있다. 더 자세하게, 상기 하부 센싱 전극들(410)에 인가되는 구동 신호 및 상기 구동 전극층(200)에 인가되는 구동 신호에 의해서 형성되는 전계에 의해서, 상기 액정층(300)이 구동될 수 있다. 즉, 상기 하부 센싱 전극들(410)에 인가되는 구동 신호 및 상기 구동 전극층(200)에 인가되는 구동 신호에 의해서, 상기 액정층(300)의 액정이 일정 방향으로 정렬될 수 있다.
이에 따라서, 상기 액정층(300)의 광학적 특성이 바뀔 수 있고, 상기 액정층(300)은 광학적 필터 기능을 수행할 수 있다. 더 자세하게, 상기 액정층(300)은 상기 편광층(800)과 함께 광학적 필터 기능을 수행할 수 있다.
특히, 상기 액정층(300) 중, 상기 분기 전극들(411)에 대응되는 부분의 광학적 특성이 변할 수 있다. 즉, 상기 액정층(300) 중, 상기 분기 전극들(411)에 대응되는 부분 및 상기 편광층(800)이 결합되어, 편광된 영상이 차단될 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(10)을 통하여, 제 1 방향으로 편광된 영상이 표시되고, 상기 편광층(800)은 상기 제 1 방향으로 편광된 광을 통과시킬 수 있다. 이때, 상기 액정층(300)의 상기 분기 전극들(411)에 대응되는 부분은 상기 구동 신호에 의해서, 입사되는 광의 편광 방향을 수직하게 바꿀 수 있다. 이에 따라서, 상기 액정층(300) 중, 상기 분기 전극들(411)에 대응되는 부분을 통과하는 광은 상기 편광층(800)을 통과하지 못할 수 있다. 상기 액정층(300)의 나머지 부분은 편광 방향을 바꾸지 않고, 상기 표시 패널(10)로부터의 영상의 일부는 상기 편광층(800)을 통과할 수 있다.
이와 같이, 상기 액정층(300) 및 상기 편광층(800)은 상기 공유 전극층(400)의 구동에 의해서, 선택적으로, 슬릿 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 표시 장치는 상기 터치 입력 패널(30)의 구동에 의해서, 3차원 영상을 표시할 수 있다.
상기 표시 패널(10), 예를 들어, 액정 패널에는 좌안용 이미지정보를 표시하는 좌안 픽셀(L)과 우안용 이미지정보를 표시하는 우안 픽셀(R)이 번갈아 형성되어 있고, 이의 뒤편으로는 빛을 공급하는 백라이트(20)가 마련되어 있다. 그리고 액정 패널(10)과 관찰자(40)사이에는 상기 터치 입력 패널(30)이 위치하여, 빛을 통과시키거나 차단하는데, 여기에는 좌/우안용 픽셀(L)(R)로부터 나오는 빛을 통과시키는 슬릿(301)과 차단하는 배리어(302)가 교대로 번갈아 스트라이프 형태로 존재한다.
이에 백라이트(20)에서 발산된 빛 중에서 액정 패널(10)의 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛(L1)은 터치 입력 패널(30)의 슬릿(301)을 거쳐 관찰자(40)의 좌안에 도달되는 반면, 액정 패널(10)의 좌안용 픽셀(L)을 통과하였다고 하더라도 관찰자(40)의 우안으로 향하는 빛(L2)은 배리어(302)에 의해 차단된다. 마찬가지로 백라이트(20)에서 발산된 빛 중에서 액정 패널(10)의 우안용 픽셀(R)을 통과한 빛(R1)은 터치 입력 패널(30)의 슬릿(301)을 거쳐 관찰자(40)의 우안에 도달되는 반면, 액정 패널(10)의 우안용 픽셀(R)을 통과하였다고 하여도 관찰자(40)의 좌안을 향하는 빛(R2)은 배리어(302)에 의해 차단된다.
그 결과 액정 패널(10)의 좌/우안용 픽셀(L,R)을 통과한 빛(L1,R1)은 각각 관찰자(40)의 좌/우안으로만 전달되는 바, 이들 사이에는 인간이 충분히 감지할 수 있을 정도의 충분한 시차(視差)정보가 존재하여 관찰자(40)는 결국 3차원 입체영상(3 dimension images)을 인식하게 된다.
이와 같이, 상기 공유 전극층(400) 및 상기 구동 전극층(200)에 인가되는 전계에 의해서, 상기 액정층(300) 및 상기 편광층(800)은 상기 슬릿(301) 및 상기 배리어(302)를 구성하여, 실시예에 따른 표시 장치는 3차원 영상을 표시할 수 있다.
또한, 상기 공유 전극층(400) 및 상기 구동 전극층(200)의 구동에 의해서, 상기 액정층(300) 및 상기 편광층(800)은 전체적으로 광을 투과시킬 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시 장치는 2차원 영상을 표시할 수 있다. 즉, 상기 공유 전극층(400) 및 상기 구동 전극층(200)의 구동에 의해서, 실시예에 따른 표시 장치는 2차원 영상 또는 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.
상기 구동 전극층(200), 상기 액정층(300) 및 상기 공유 전극층(400)은 광학 패널을 구성할 수 있다. 즉, 상기 광학 패널은 상기 구동 전극층(200), 상기 액정층(300) 및 상기 공유 전극층(400)을 통하여, 광학적 필터 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 터치 입력 패널(30)은 슬릿 기능 등을 수행할 수 있는 광학 패널에 해당된다.
또한, 상기 터치 입력 패널(30)은 슬릿 기능 이외에도, 위상 지연 기능도 수행할 수 있다. 즉, 상기 액정층(300)의 정렬 방향이 적절하게 조절되어, 상기 표시 패널(10)로부터의 영상이 위상이 적절하게 지연될 수 있다.
또한, 상기 공유 전극층(400) 및 상기 센싱 전극층(600)은 입력 장치 기능을 수행한다. 즉, 상기 터치 입력 패널(30)은 외부로부터의 신호를 입력받는 입력 장치에 해당된다.
앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 표시 장치는 상기 공유 전극층(400)에 상기 구동 신호 및 상기 센싱 신호를 입력한다. 즉, 상기 공유 전극층(400)은 상기 액정층(300)을 구동하는 기능 및 외부로부터 입력되는 터치 등의 신호를 센싱하는 기능을 동시에 수행할 수 있다. 즉, 상기 공유 전극층(400)은 센싱 전극이며 동시에 구동 전극이다.
특히, 상기 액정층(300)은 상기 공유 전극층(400)의 구동에 의해서, 필터 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라서, 상기 표시 패널(10) 및 상기 터치 입력 패널(30)이 결합되어, 3차원 영상을 표시할 수 있다.
또한, 상기 센싱 전극층(600) 및 상기 공유 전극층(400)은 외부로부터 입력되는 손가락 등의 터치 신호를 센싱할 수 있다. 특히, 상기 센싱 전극층(600) 및 상기 공유 전극층(400)은 상기 손가락 등을 통하여 입력되는 커패시턴스를 기반으로, 손가락이 터치된 위치를 센싱할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 표시 장치는 3차원 영상을 표시하면서, 동시에, 손가락 등의 터치 신호를 입력받을 수 있다.
이때, 상기 공유 전극층(400)이 두 개의 기능들을 수행하므로, 실시예에 따른 표시 장치는 더 슬림한 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 공유 전극층(400)을 센싱 전극 및 구동 전극의 두 층들로 나누는 경우, 센싱 전극 및 구동 전극 사이의 절연층을 개재되어야 한다. 하지만, 실시예에 따른 표시 장치는 상기 절연층을 생략할 수 있고, 두께를 감소시키고, 더 슬림한 구조를 가질 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 입력 패널을 포함하고,
    상기 입력 패널은
    상기 표시 패널 상에 배치되는 제 1 전극층;
    상기 제 1 전극층 상에 배치되는 제 2 전극층;
    상기 제 2 전극층 상에 배치되는 제 3 전극층; 및
    상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층 사이에 개재되는 액정층을 포함하고,
    상기 제 2 전극층에는 상기 액정층을 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 입력 패널의 외부로부터 입력되는 신호를 센싱하기 위한 센싱 신호가 입력되는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극층은 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 센싱 전극들을 포함하고,
    상기 제 3 전극층은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구동 신호는 상기 제 1 센싱 전극들에 동시에 인가되고,
    상기 센싱 신호는 상기 제 1 센싱 전극들에 순차적으로 인가되는 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 각각의 제 1 센싱 전극은
    상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 분기 전극들; 및
    상기 분기 전극들에 연결되는 연결 전극을 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 연결 전극은 상기 분기 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 분기 전극들 사이의 간격은 상기 제 1 센싱 전극들 사이의 간격에 대응되는 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 입력 패널은
    상기 표시 패널 및 상기 제 1 전극층 사이에 개재되는 제 1 기판; 및
    상기 제 2 전극층 및 상기 제 3 전극층 사이에 개재되는 제 2 기판을 더 포함하고,
    상기 제 2 전극층은 상기 제 2 기판의 하면에 배치되고,
    상기 제 3 전극층은 상기 제 2 기판의 상면에 배치되는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 입력 패널은 상기 액정층의 주위를 둘러싸고 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판에 접착되는 밀봉부를 포함하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 전극층은 상기 제 1 기판, 상기 제 2 기판 및 상기 밀봉부에 의해서 형성되는 밀봉 영역 내에 배치되는 표시 장치.
  10. 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 센싱 전극들; 및
    상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하고,
    각각의 제 1 센싱 전극은
    상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 분기 전극들; 및
    상기 분기 전극들을 서로 연결시키는 연결 전극을 포함하는 입력 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 센싱 전극들 및 상기 제 2 센싱 전극들 사이에 개재되는 제 2 기판;
    상기 제 1 센싱 전극들을 사이에 두고, 상기 제 2 기판과 마주보는 제 1 기판; 및
    상기 제 2 기판 및 상기 제 1 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 입력 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 액정층 및 상기 제 1 기판 사이에 개재되는 구동 전극층을 포함하는 입력 장치.
  13. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 1 전극층;
    상기 제 1 전극층 상에 배치되는 액정층
    상기 액정층 상에 배치되는 제 2 전극층;
    상기 제 2 전극층 상에 배치되는 제 2 기판; 및
    상기 제 2 기판 상에 배치되는 제 3 전극층을 포함하는 광학 패널.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 전극층은 상기 제 2 기판의 하면에 배치되고,
    상기 제 3 전극층은 상기 제 2 기판의 상면에 배치되는 광학 패널.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 전극층은 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 센싱 전극들을 포함하고,
    상기 제 3 전극층은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하고,
    각각의 제 1 센싱 전극은
    상기 제 1 방향으로 연장되는 복수의 분기 전극들; 및
    상기 분기 전극들에 연결되는 연결 전극을 포함하는 광학 패널.
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