KR20140010799A - 터치 인식 기능을 가지는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 스타일러스 펜의 접촉을 인식하는 EMR 센서부를 표시장치 기판의 일면에 형성하여 표시장치의 두께를 최소화하면서 세밀한 터치 인식이 가능한 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 인식이 가능한 표시장치는, 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과; 상기 제 1기판의 일면에 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부가 포함되며, 상기 EMR 센서부는 상기 복수의 화소들의 하부에 위치한다.

Description

터치 인식 기능을 가지는 표시장치{display device having touch sensing function}
본 발명의 실시예는 표시장치에 관한 것으로, 특히 스타일러스 펜 및/또는 손가락에 의한 터치를 인식할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
현재 널리 이용되는 스마트 폰 및 스마트 패드 등의 입력수단으로 터치 스크린 패널이 사용된다.
터치 스크린 패널은 표시장치의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손가락으로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손가락에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 사람의 손가락이 접촉될 때 도전성 감지 전극이 주변의 다른 감지전극 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치와 같은 표시장치의 외면에 부착되어 제품화 되나, 이 경우 별도의 터치 스크린 패널이 표시장치에 부착됨에 따라 전체 두께가 증가되고 아울러 제조 원가가 상승되며, 터치 스크린 패널과 표시패널 사이에 존재하는 갭(gap)에 의해 영상의 시인성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 표시장치용 구동 IC와 터치 스크린 패널용 구동 IC가 별도로 구비되어야 하므로 제품간 호환이 용이하지 않고, 각각 별도의 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 연결되어야 하므로 제조 공정이 복잡하고, 제품 단가가 증가하는 단점이 있다.
또한, 최근 손가락 터치 이외에 보다 세밀한 작업이 가능한 펜 입력 기능에 대한 많은 수요가 있다.
그러나, 기존의 정전용량 방식 터치 스크린 패널에 적용되는 펜은 내부의 배터리 전원에 의해 특정 신호를 생성하고 터치 스크린 패널의 감지 전극이 이 신호를 감지하는 방식이나, 펜 내부에 배터리를 탑재함에 따라 펜 자체의 크기가 증가하고, 주기적으로 배터리를 교체해야 하는 등의 단점이 있다.
본 발명의 실시예는 스타일러스 펜의 접촉을 인식하는 EMR 센서부를 표시장치 기판의 일면에 형성하여 표시장치의 두께를 최소화하면서 세밀한 터치 인식이 가능한 표시장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 EMR 센서부와 표시장치가 하나의 연성회로기판에 연결되도록 함으로써, 제조 공정을 단순화하고 제품 단가를 저감한 터치 인식 기능을 가지는 표시장치를 제공함을 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 표시장치의 상부기판을 터치 스크린 패널의 기판으로 활용하여 표시장치의 두께를 최소화하면서 영상의 시인성 향상을 구현하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치를 제공함을 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 인식 기능을 가지는 표시장치는, 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과; 상기 제 1기판의 일면에 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부가 포함되며, 상기 EMR 센서부는 상기 복수의 화소들의 하부에 위치한다.
여기서, 상기 EMR 센서부는 상기 제 1기판의 일면 상에 직접 형성되는 제 1코일군과; 상기 제 1코일군을 포함하는 제 1기판 전면에 형성되는 절연막과; 상기 절연막 상에 형성되며 상기 제 1코일군과 교차하는 방향으로 배열되는 제 2코일군과; 상기 제 2코일군 상에 형성되어 표면을 평탄화하는 버퍼층이 순차적으로 적층되는 구조로 구현된다.
또한, 상기 복수의 화소들은 상기 버퍼층 상에 형성된다.
또한, 상기 EMR 센서부는 상기 제 1기판의 표시영역보다 넓게 형성된다.
또한, 상기 제 1, 2코일군은 각각 제 1방향 및 제 2방향으로 배열되는 복수의 제 1, 2코일들로 구성되며, 상기 제 1, 2코일들은 각각 제 1단자가 접지 전원에 연결되고, 제 2단자는 EMR IC와 접속되는 EMR 패드부에 연결된다.
또한, 상기 복수의 제 1, 2코일들은 저저항의 유색 금속이 패터닝되어 형성된다.
또한, 상기 제 1기판의 하부면에는 쉴드층이 형성된다.
또한, 상기 제 1기판은 투명 재질로서, 유리기판 또는 플렉서블 특성을 갖는 기재로 구현되며, 상기 플렉서블 특성을 갖는 기재는 폴리이미드이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 인식 기능을 가지는 표시장치는, 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과; 상기 표시영역 외곽부인 비표시영역 상에 배열되어 상기 복수의 화소들과 연결되는 신호선들과; 상기 제 1기판의 상부면 및 상기 복수의 화소들 하부면 사이에 위치하며, 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부와; 상기 비표시영역의 일측 끝단에 구비되어 상기 신호선들과 전기적으로 연결되는 구동 패드부와; 상기 구동 패드부와 동일면 상에 인접하여 위치하며 상기 EMR 센서부와 전기적으로 연결되는 EMR 패드부가 포함된다.
이 때, 상기 구동 패드부 및 EMR 패드부는 동일한 연성 인쇄회로기판과 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 EMR 센서부의 제 1, 2코일군은 각각 제 1방향 및 제 2방향으로 배열되는 복수의 제 1, 2코일들로 구성되며, 상기 제 1, 2코일들은 각각 제 1단자가 접지 전원에 연결되고, 제 2단자는 EMR IC와 접속되는 EMR 패드부에 연결된다.
또한, 상기 제 1, 2코일군에서 인출되는 복수의 제 1, 2라인들은 각각 콘택홀을 통해 상기 EMR 패드부의 패드들과 각각 전기적으로 연결된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 인식 기능을 가지는 표시장치는, 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과; 상기 표시영역 외곽부인 비표시영역 상에 배열되어 상기 복수의 화소들과 연결되는 신호선들과; 상기 제 1기판의 상부면 및 상기 복수의 화소들 하부면 사이에 위치하며, 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부와; 상기 제 1기판을 밀봉하도록 제 1기판 상에 위치하며, 표시영역과 표시영역의 외곽부인 비표시영역으로 구획되는 제 2기판과; 상기 제 2기판의 표시영역에 형성된 다수의 센싱패턴들과; 상기 제 2기판의 비표시영역에 형성되며 상기 센싱패턴들과 각각 연결되는 다수의 감지라인들과; 상기 제 1, 2기판의 합착을 위해 상기 비표시영역의 가장자리에 형성되는 실링재가 포함된다.
또한, 상기 실링재와 중첩되는 제 2기판의 비표시영역에 구비되어 다수의 감지라인들과 전기적으로 연결되는 제 1터치 패드부가 더 포함된다.
또한, 상기 제 1기판의 비표시영역 일측 끝단에 구비되어 상기 신호선들과 전기적으로 연결되는 구동 패드부와; 상기 구동 패드부와 동일면 상에 인접하여 위치하며 상기 EMR 센서부와 전기적으로 연결되는 EMR 패드부와; 상기 구동 패드부와 동일면 상에 인접하여 위치하며 상기 제 1터치 패드부와 전기적으로 연결되는 제 2터치 패드부가 더 포함된다.
또한, 상기 제 1터치 패드부를 구성하는 복수의 패드들은 상기 실링재 내에 구비된 복수의 도전매체들을 통해 상기 제 2터치 패드부의 패드들과 각각 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 구동 패드부, EMR 패드부 및 제 2터치 패드부는 동일한 연성 인쇄회로기판과 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 센싱패턴들은, 제 1방향을 따라 각 행라인 별로 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과; 상기 제1 센싱셀들을 상기 제 1방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들과; 제 2방향을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과; 상기 제2 센싱셀들을 상기 제 2방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들을 포함한다.
또한, 상기 센싱패턴들은 동일 레이어 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 센싱셀들은 상기 제2 연결라인들과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들의 교차부에 개재되는 절연막을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱패턴들은 상기 제 1기판과 대면하는 제 2기판의 내측면에 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 스타일러스 펜의 접촉을 인식하는 EMR 센서부를 표시장치 기판의 일면에 형성하여 표시장치의 두께를 최소화하면서 세밀한 터치 인식이 가능한 장점이 있다.
또한, 상기 EMR 센서부와 표시장치가 하나의 연성회로기판에 연결되도록 함으로써, 제조 공정을 단순화하고 제품 단가를 저감할 수 있다.
또한, 상기 표시장치의 상부기판을 터치 스크린 패널의 기판으로 활용할 수 있으며, 이를 통해 표시장치의 상부 및 하부에 각각 터치 스크린 패널 및 EMR 센서부를 실장함으로써 전체 표시장치의 두께를 최소화하면서 영상의 시인성 향상 구현 및 세밀한 터치 인식 구현이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 표시장치의 분리 평면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 각 패드부의 연결 형태를 나타내는 단면도.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 EMR 센서부의 구성을 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 하부기판의 일부 영역(I-I')에 대한 단면도.
도 5는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 6은 도 1에 도시된 상부기판의 일부 영역(II-II')에 대한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예는 표시장치의 전체 두께를 최소화하면서 수동(passive) 스타일러스 펜의 터치 인식 및 손가락의 터치 인식이 가능하도록 표시장치 하부기판의 일면에 전자기 공명(ElectroMagnetic Resonance: EMR) 센서부를 형성하고, 표시장치 상부기판의 일면에 정전용량 방식의 터치 스크린 패널을 형성한다.
이 때, 표시장치는 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치 등이 될 수 있으며, 특히 유기전계 발광 표시장치는 플렉서블 특성을 갖도록 구현이 가능하므로 본 발명의 실시예가 적용되는 표시장치로 보다 바람직하다.
이에 본 발명의 실시예는 유기전계 발광 표시장치를 그 예로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 표시장치의 분리 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 각 패드부의 연결 형태를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시예는 터치 스크린 패널 및 EMR 센서부가 일체화된 유기전계 발광 표시장치를 그 대상으로 하는 것으로, 터치 스크린 패널을 구현하는 센싱패턴들 및 감지라인들은 유기전계 발광 표시장치의 상부기판(200)의 일면에 직접 형성되고, EMR 센서부를 구현하는 제 1코일군 및 제 2코일군은 유기전계 발광 표시장치의 하부기판(100) 일면에 직접 형성됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 상부기판(200)은 유기전계 발광 표시장치의 봉지기판으로서의 역할을 수행하는 것으로, 유리 재질로 구현되거나 또는 플렉서블 특성을 갖는 박막 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 상기 상부기판(200)의 일면은 상부기판의 내측면에 될 수 있으며, 이에 도 1에 도시된 상부기판의 일면은 상부기판의 내측면에 해당한다.
단, 이는 본 발명의 하나의 실시예로서, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 터치 스크린 패널의 센싱패턴들(220)은 상기 상부기판(200)의 외측면에 형성될 수도 있고, 상기 상부기판의 내, 외측면에 각각 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예의 경우 상기 하부기판(100) 상에 EMR 센서부가 내장됨을 특징으로 하는 것으로서, 상기 EMR 센서부는 공진회로가 구비된 수동 스타일러스 펜이 표시장치에 접촉된 경우 상기 접촉 위치에 인접한 EMR 센서부 내의 코일이 자계를 형성하고, 상기 자계와 공진하여 발생되는 상기 공진회로의 공진 주파수를 감지하여 접촉 위치를 결정하는 동작을 수행한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 의한 표시장치는, 하부기판(100)의 표시영역(500)에 형성된 복수의 화소들(112)에 대하여 상기 하부기판(100)을 밀봉하는 상부기판(200)의 일면에 터치 스크린 패널의 센싱패턴들(220) 및 상기 센싱패턴들(220)을 제 1터치 패드부(119a)를 통해 외부의 터치 IC(미도시)와 연결하는 감지라인들(230)이 형성되고, 상기 복수의 화소들(112)이 형성된 하부기판(100)의 일면에는 제 1코일군(미도시) 및 제 2코일군(미도시)의 적층 구조로 구현되는 EMR 센서부(미도시)가 형성된다.
즉, 상기 EMR 센서부는 상기 하부기판(100)의 일면 상에 직접 형성되는 것으로서, 상기 복수의 화소들(112)은 상기 EMR 센서부와 중첩되는 영역 상에 형성된다.
상기 센싱패턴들(220)은 상부기판(200)의 표시영역(500) 상에 형성되고, 상기 감지라인들(230)은 상기 표시영역(500)의 외곽에 위치하는 비표시영역(510) 상에 형성되며, 상기 비표시영역(510)의 가장자리에는 상기 상부기판(200)과 하부기판(100)을 합착하기 위한 실링재(400)가 도포된다.
또한, 상기 하부기판(100)의 표시영역(500) 상에 형성된 화소들(112) 각각에는 다수의 신호선들(114, 116)이 연결되며, 상기 신호선들(114, 116)은 비표시영역(510) 상에 배열된다.
도 1에서는 상기 신호선들로서 주사선(114), 데이터선(116)들이 배열되는 것만이 도시되어 있으나, 이외에도 각 화소에 구비된 유기발광다이오드의 발광을 제어하는 발광 제어선들 등이 더 구비될 수 있다.
이 때, 상기 화소들은 자발광소자인 유기발광다이오드와 복수의 트랜지스터들 및 적어도 하나의 커패시터가 포함되어 구성된다.
상기 신호선들(114, 116)은 도 1에 도시된 바와 같이 하부기판(100) 비표시영역(510)의 일측 끝단에 구비된 구동 패드부(118)에 접속되며, 이를 통해 연성 인쇄회로기판(FPCB)(300) 상에 실장된 외부의 구동 IC(미도시)로부터 신호를 수신하게 된다.
또한, 상기 구동 패드부(118)의 측면에는 각각 제 2터치 패드부(119b)와 EMR 패드부(120)가 인접하여 구비되어 있으며, 상기 EMR 센서부는 상기 EMR 패드부(120)와 전기적으로 접속되고, 상부기판(200) 상에 형성된 제 1터치 패드부(119a)는 상기 제 2터치 패드부(119b)와 전기적으로 연결된다.
이 때, 상부기판(200)에 형성된 제 1터치 패드부(119a)와 하부기판(100) 상에 형성된 제 2터치 패드부(119b)의 연결 형태는 도 2a에 도시된 실시예로 구현 가능하다.
즉, 도 2a를 참조하면, 상부기판의 제 1터치 패드부(119a)는 실링재(400)와 중첩되는 위치에 형성되며, 상기 제 1터치 패드부(119a)를 구성하는 복수의 패드들이 상기 실링재(400) 내에 구비된 복수의 도전매체들(일 예로 도전볼(410))을 통해 하부기판 비표시영역의 일측 끝단에 구비된 제 2터치 패드부(119b)의 패드들과 각각 전기적으로 연결된다.
다음으로 하부기판(100)의 일면 상에 직접 형성된 EMR 센서부(600)는 도 2b에 도시된 바와 같이 제 1코일군(610)에서 인출되는 복수의 제 1라인들(612) 및 제 2코일군(630)에서 인출되는 복수의 제 2라인들(632)이 각각 콘택홀(602)을 통해 하부기판(100) 비표시영역의 일측 끝단에 구비된 EMR 패드부(120)의 패드들과 각각 전기적으로 연결된다.
상기 EMR 센서부(600)는 하부기판(100)의 일면 상에 직접 패터닝되어 형성되는 제 1코일군(610)과; 상기 제 1코일군을 포함하는 하부기판 전면에 형성되는 절연막(620)과; 상기 절연막 상에 형성되며 상기 제 1코일군과 교차하는 방향으로 배열되는 제 2코일군(630) 및 상기 제 2코일군 상에 형성되어 표면을 평탄화하는 버퍼층(640)이 순차적으로 적층되는 구조로 구현되며, EMR 센서부의 구체적인 구성은 이후 도 3, 4를 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기와 같은 구조를 통해 상기 하부기판(100) 비표시영역(510)의 일측 끝단에 구비된 패드부 즉, 구동 패드부(118), 제 2터치 패드부(119b), EMR 패드부(120)는 도시된 바와 같이 동일한 연성 인쇄회로기판(FPCB)(300)과 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 연성 인쇄회로기판(300)은 상기 하부기판(100)의 화소영역에 구비된 복수의 화소들(미도시)을 구동하는 구동 IC(미도시), 상부기판(200)에 구비된 센싱패턴들(220)의 동작을 제어하는 터치 IC(미도시), 하부기판의 일면 상에 형성된 EMR 센서부(600)의 동작을 제어하는 EMR IC(미도시)가 실장 되어있다. 이 때, 상기 구동 IC, 터치 IC 및 EMR IC는 각각 별도의 IC로 구현되거나, 각 기능을 모두 구현하는 하나의 통합 IC로 구현될 수도 있다.
즉, 본 발명의 실시예는 연성 인쇄회로기판(300)을 하나로 통합함을 통해 연성 인쇄회로기판의 본딩 공정 및 검사 단계를 간소화함으로써, 제조의 용이 및 제품 단가의 최소화라는 장점을 실현할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예는 앞서 언급한 바와 같이 EMR 센서부가 표시장치의 하부기판 일면에 직접 형성됨을 구성 상의 특징으로 한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 EMR 센서부의 구성을 나타내는 평면도로서, 도 3a는 제 1코일군(610)의 배열 형태을 도시하고, 도 3b는 제 2코일군(630)의 배열 형태를 도시하고 있다.
또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 하부기판의 일부 영역(I-I')에 대한 단면도이다.
먼저 도 3a를 참조하면, 상기 EMR 센서부의 제 1코일군(610)은 도시된 바와 같이 X축 방향으로 배열되는 것으로서, 하부기판(100) 상에 일측이 오픈된 제 1코일들(612)이 일정 간격을 갖고 복수 개 형성된다.
각 제 1코일들(612)의 제 1단자는 접지 라인(614)을 통해 외부의 접지 전원(GND)과 연결되어 있으며, 제 2단자는 앞서 설명한 EMR 패드부(120)를 통해 연성 인쇄회로기판 상에 실장된 EMR IC와 연결되어 스타일러스 펜의 접촉 시 이와 가장 인접한 제 1코일군(610) 내의 제 1코일(612)이 선택되어 소정 레벨의 전압이 상기 제 1코일에 인가되도록 한다.
이 때, 상기 EMR IC 내에는 송수신 전환부(미도시) 및 이와 연결된 먹스(미도시)가 구비되어 있으며, 송신 동작 시에는 상기 제 2단자들과 연결된 제 1먹스 및 송수신 전환부를 통해 상기 터치 위치 감지된 신호를 EMR IC 내의 제어부로 전달하고, 수신 동작 시에는 스타일러스 펜의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
이와 유사하게 도 3b를 참조하면, 상기 EMR 센서부의 제 2코일군(630)은 도시된 바와 같이 제 1코일군(610)과 교차하는 방향 즉, Y축 방향으로 배열되는 것으로서, 절연막(620) 상에 일측이 오픈된 제 2코일들(632)이 일정 간격을 갖고 복수 개 형성된다.
각 제 2코일들(632)의 제 1단자는 접지 라인(634)을 통해 외부의 접지 전원(GND)과 연결되어 있으며, 제 2단자는 앞서 설명한 EMR 패드부(120)를 통해 연성 인쇄회로기판 상에 실장된 EMR IC와 연결되어 스타일러스 펜의 접촉 시 이와 가장 인접한 제 2코일군(630) 내의 제 2코일(632)이 선택되어 소정 레벨의 전압이 상기 제 2코일에 인가되도록 한다.
이 때, 상기 EMR IC 내에는 송수신 전환부 및 이와 연결된 먹스가 구비되어 있으며, 송신 동작 시에는 상기 제 2단자들과 연결된 제 2먹스 및 송수신 전환부를 통해 상기 터치 위치 감지된 신호를 EMR IC 내의 제어부로 전달하고, 수신 동작 시에는 스타일러스 펜의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
여기서, 상기 송수신 전환부는 제 1코일군(610)과 제 2코일군(630)이 동일한 동작 모드를 선택한다.
상기 EMR 센서부(600)에 의한 수동 스타일러스의 터치 인식 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.
EMR 센서부(600)는 EMR IC 내에 구비된 제어부로부터 신호를 인가받아 동작하는 것으로, 상기 제 1, 2코일군(610, 630) 내의 특정 코일을 선택하여 전가기를 유도하여 전자파를 발생한다.
이에 내부에 공진회로가 구비된 수동 스타일러스 펜(미도시)은 상기 전자파에 의해 공진되어 공진 주파수를 일정 시간 홀딩하고, 이를 다시 상기 EMR 센서부(600)에서 수신함으로써 스타일러스 펜의 접촉 위치를 감지하는 것이다.
여기서, 상기 수동 스타일러스 펜에 구비되는 공진회로는 RLC 복합회로로서 인가되는 전원의 특정 주파수에서 최대 전류가 흐르게 되는 회로이며, 상기 공진 주파수는 특정 주파수대의 출력 특성만을 추출할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 EMR 센서부(600)는 하부기판(100)의 일면 상에 직접 패터닝되어 형성되는 제 1코일군(610)과; 상기 제 1코일군을 포함하는 하부기판 전면에 형성되는 절연막(620)과; 상기 절연막 상에 형성되며 상기 제 1코일군과 교차하는 방향으로 배열되는 제 2코일군(630) 및 상기 제 2코일군 상에 형성되어 표면을 평탄화하는 버퍼층(640)이 순차적으로 적층되는 구조로 구현되고, 상기 하부기판(100)의 하부면에는 쉴드층(650)이 형성된다.
이 때, 상기 하부기판(100)은 투명 재질로서, 유리기판 또는 플렉서블 특성을 갖는 기재로 구현될 수 있으며, 상기 플렉서블 기재로는 투명하면서도 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로서 폴리 이미드(Poly imide, PI)가 사용됨이 바람직하다.
상기 하부기판(100) 상에 구비되는 복수의 화소들(112) 및 상기 화소들과 연결되는 복수의 신호선들은 상기 버퍼층(640) 상에 형성되는 것이다.
상기 EMR 센서부(600)는 상부 발광 방식으로 동작하는 유기전계 발광 표시장치의 하부기판(100) 일면 즉, 상기 복수의 화소들(112) 하부에 구비되므로 상기 EMR 센서부(600)의 구성이 표시장치의 화상 표현에 전혀 방해되지 않는다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 제 1, 2코일군(610, 630)을 구성하는 코일들(612, 632)을 저저항의 유색 금속을 패터닝하여 형성함으로써, EMR 센서부(600)의 성능을 극대화 할 수 있다.
또한, 상기 EMR 센서부(600)는 면적이 넓을수록 사용자가 원하는 도형 등을 도시하기 편리하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 EMR 센서부(600)는 하부기판(100)의 표시영역(500)보다 넓게 구현한다.
또한, 본 발명의 실시예는 앞서 언급한 바와 같이 터치 스크린 패널이 표시장치의 상부기판 일면에 직접 형성됨을 구성 상의 특징으로 한다.
도 5는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도이고, 도 6은 도 1에 도시된 상부기판의 일부 영역(II-II')에 대한 단면도이다.
도 1, 도 5 및 도 6를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 센싱패턴들(220)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1방향(X축 방향)을 따라 각 행 라인 별로 연결되도록 형성된 다수의 제1 센싱셀들(220a)과, 제1 센싱셀들(220a)을 제 1방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1) 및 제 2방향(Y축 방향)을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 제2 센싱셀들(220b)을 제 2방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함한다.
이러한 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)은 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치되고, 제1 연결라인들(220a1)과 제2 연결라인들(220b1)은 서로 교차된다. 이때, 제1 연결라인들(220a1)과 제2 연결라인들(220b1) 사이에는 안정성 확보를 위한 절연막(미도시)이 개재된다.
한편, 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)은 인듐-틴-옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 각각 제1 연결라인들(220a1) 및 제2 연결라인들(220b1)과 일체로 형성되거나, 혹은 이들과 별도로 형성되어 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 제2 센싱셀들(220b)은 제2 연결라인들(220b1)과 일체로 제 2방향으로 패터닝되어 형성되고, 제1 센싱셀들(220a)은 제2 센싱셀들(220b)의 사이에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되되 그 상부 또는 하부에 위치되는 제1 연결라인들(220a1)에 의해 제 1방향을 따라 연결될 수 있다.
이때, 제1 연결라인들(220a1)은 제1 센싱셀들(220a)의 상부, 또는 하부에서 제1 센싱셀들(220a)과 직접적으로 접촉되어 전기적으로 연결되거나, 혹은 컨택홀 등을 통해 제1 센싱셀들(220a)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 제1 연결라인들(220a1)은 ITO와 같은 투명전극물질을 이용하여 형성되거나, 혹은 불투명한 저저항 물질을 이용하여 형성되되 패턴의 가시화가 방지되도록 그 폭 등이 조절되어 형성될 수 있다.
감지라인들(230)은, 각각 행 라인 단위 및 열 라인 단위의 제1 및 제2 센싱셀들(220a, 220b)과 전기적으로 연결되어, 이들을 제 1본딩 패드부(20a)를 통해 위치검출회로와 같은 외부의 터치 IC(미도시)와 연결한다.
이러한 감지라인들(230)은 영상이 표시되는 표시 영역 외곽부에 위치한 비 표시영역(510a)에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 센싱패턴(220)의 형성에 이용되는 투명전극물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손가락이 접촉되면, 센싱패턴(220)으로부터 감지라인들(230) 및 제 1, 2터치 패드부(20a)를 경유하여 터치 IC(미도시) 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그러면, 터치 IC 내의 X 및 Y 입력처리회로를 통해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
또한, 도 6은 도 1의 일부 영역(I-I')에 대한 단면도로서, 이를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 상부기판의 표시영역(500) 상에 형성된 센싱패턴들(220)은, 제 1방향을 따라 각 행 라인 별로 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들(220a)과, 제1 센싱셀들(220a)을 행 방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1) 및 열 방향을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 제2 센싱셀들(220b)을 열방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함하며, 상기 제1 연결라인들(220a1)과 상기 제2 연결라인들(220b1)의 교차부에는 절연막(240)이 개재된다.
또한, 상기 표시영역(500) 외곽에 위치한 상부기판(200)의 비표시영역(510)에는 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(210)가 형성되어 있으며, 상기 블랙 매트릭스와 중첩되는 비표시영역(510)에 대해 상기 센싱패턴들(220)과 전기적으로 연결되는 감지라인들(230)이 형성되고, 상기 비표시영역에는 하부기판(100)과의 합착을 위해 실링재(400)도 형성된다.
이 때, 상기 블랙 매트릭스(210)는 비표시영역(510)에 형성되는 감지라인 등의 패턴이 가시화되는 것을 방지하면서 표시영역의 테두리를 형성하는 역할을 수행한다.
100: 하부기판(제 1기판) 112: 화소
114: 주사선 116: 데이터선
118: 구동 패드부 119a: 제 1터치 패드부
119b: 제 2터치 패드부 120: EMR 패드부
200: 상부기판(제 2기판) 220: 센싱패턴
230: 감지라인 400: 실링재
500: 표시영역 510: 비표시영역
600: EMR 센서부 610: 제 1코일군
620: 절연막 630: 제 2코일군
640: 버퍼층

Claims (27)

  1. 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과;
    상기 제 1기판의 일면에 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부가 포함되며,
    상기 EMR 센서부는 상기 복수의 화소들의 하부에 위치함을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 EMR 센서부는
    상기 제 1기판의 일면 상에 직접 형성되는 제 1코일군과;
    상기 제 1코일군을 포함하는 제 1기판 전면에 형성되는 절연막과;
    상기 절연막 상에 형성되며 상기 제 1코일군과 교차하는 방향으로 배열되는 제 2코일군과;
    상기 제 2코일군 상에 형성되어 표면을 평탄화하는 버퍼층이 순차적으로 적층되는 구조로 구현됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 상기 버퍼층 상에 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 EMR 센서부는 상기 제 1기판의 표시영역보다 넓게 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1, 2코일군은 각각 제 1방향 및 제 2방향으로 배열되는 복수의 제 1, 2코일들로 구성되며, 상기 제 1, 2코일들은 각각 제 1단자가 접지 전원에 연결되고, 제 2단자는 EMR IC와 접속되는 EMR 패드부에 연결됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 제 1, 2코일들은 저저항의 유색 금속이 패터닝되어 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기판의 하부면에는 쉴드층이 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기판은 투명 재질로서, 유리기판 또는 플렉서블 특성을 갖는 기재로 구현됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 플렉서블 특성을 갖는 기재는 폴리이미드임을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  10. 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과;
    상기 표시영역 외곽부인 비표시영역 상에 배열되어 상기 복수의 화소들과 연결되는 신호선들과;
    상기 제 1기판의 상부면 및 상기 복수의 화소들 하부면 사이에 위치하며, 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부와;
    상기 비표시영역의 일측 끝단에 구비되어 상기 신호선들과 전기적으로 연결되는 구동 패드부와;
    상기 구동 패드부와 동일면 상에 인접하여 위치하며 상기 EMR 센서부와 전기적으로 연결되는 EMR 패드부가 포함됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 구동 패드부 및 EMR 패드부는 동일한 연성 인쇄회로기판과 전기적으로 접속됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 EMR 센서부는
    상기 제 1기판의 일면 상에 직접 형성되는 제 1코일군과;
    상기 제 1코일군을 포함하는 제 1기판 전면에 형성되는 절연막과;
    상기 절연막 상에 형성되며 상기 제 1코일군과 교차하는 방향으로 배열되는 제 2코일군과;
    상기 제 2코일군 상에 형성되어 표면을 평탄화하는 버퍼층이 순차적으로 적층되는 구조로 구현됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1, 2코일군은 각각 제 1방향 및 제 2방향으로 배열되는 복수의 제 1, 2코일들로 구성되며, 상기 제 1, 2코일들은 각각 제 1단자가 접지 전원에 연결되고, 제 2단자는 EMR IC와 접속되는 EMR 패드부에 연결됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1, 2코일군에서 인출되는 복수의 제 1, 2라인들은 각각 콘택홀을 통해 상기 EMR 패드부의 패드들과 각각 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  15. 제 1기판의 표시영역 상에 형성된 복수의 화소들과;
    상기 표시영역 외곽부인 비표시영역 상에 배열되어 상기 복수의 화소들과 연결되는 신호선들과;
    상기 제 1기판의 상부면 및 상기 복수의 화소들 하부면 사이에 위치하며, 제 1코일군 및 제 2코일군의 적층구조로 형성되는 전자기 공명(EMR) 센서부와;
    상기 제 1기판을 밀봉하도록 제 1기판 상에 위치하며, 표시영역과 표시영역의 외곽부인 비표시영역으로 구획되는 제 2기판과;
    상기 제 2기판의 표시영역에 형성된 다수의 센싱패턴들과;
    상기 제 2기판의 비표시영역에 형성되며 상기 센싱패턴들과 각각 연결되는 다수의 감지라인들과;
    상기 제 1, 2기판의 합착을 위해 상기 비표시영역의 가장자리에 형성되는 실링재가 포함됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 실링재와 중첩되는 제 2기판의 비표시영역에 구비되어 다수의 감지라인들과 전기적으로 연결되는 제 1터치 패드부가 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1기판의 비표시영역 일측 끝단에 구비되어 상기 신호선들과 전기적으로 연결되는 구동 패드부와;
    상기 구동 패드부와 동일면 상에 인접하여 위치하며 상기 EMR 센서부와 전기적으로 연결되는 EMR 패드부와;
    상기 구동 패드부와 동일면 상에 인접하여 위치하며 상기 제 1터치 패드부와 전기적으로 연결되는 제 2터치 패드부가 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1터치 패드부를 구성하는 복수의 패드들은 상기 실링재 내에 구비된 복수의 도전매체들을 통해 상기 제 2터치 패드부의 패드들과 각각 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 구동 패드부, EMR 패드부 및 제 2터치 패드부는 동일한 연성 인쇄회로기판과 전기적으로 접속됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 EMR 센서부는
    상기 제 1기판의 일면 상에 직접 형성되는 제 1코일군과;
    상기 제 1코일군을 포함하는 제 1기판 전면에 형성되는 절연막과;
    상기 절연막 상에 형성되며 상기 제 1코일군과 교차하는 방향으로 배열되는 제 2코일군과;
    상기 제 2코일군 상에 형성되어 표면을 평탄화하는 버퍼층이 순차적으로 적층되는 구조로 구현됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제 1, 2코일군은 각각 제 1방향 및 제 2방향으로 배열되는 복수의 제 1, 2코일들로 구성되며, 상기 제 1, 2코일들은 각각 제 1단자가 접지 전원에 연결되고, 제 2단자는 EMR IC와 접속되는 EMR 패드부에 연결됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 제 1, 2코일군에서 인출되는 복수의 제 1, 2라인들은 각각 콘택홀을 통해 상기 EMR 패드부의 패드들과 각각 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  23. 제 15항에 있어서,
    상기 센싱패턴들은,
    제 1방향을 따라 각 행라인 별로 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과;
    상기 제1 센싱셀들을 상기 제 1방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들과;
    제 2방향을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과;
    상기 제2 센싱셀들을 상기 제 2방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들을 포함함을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 센싱패턴들은 동일 레이어 상에 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 제2 센싱셀들은 상기 제2 연결라인들과 일체로 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들의 교차부에 개재되는 절연막을 더 포함하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
  27. 제 15항에 있어서,
    상기 센싱패턴들은 상기 제 1기판과 대면하는 제 2기판의 내측면에 형성됨을 특징으로 하는 터치 인식 기능을 가지는 표시장치.
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