KR20150109891A - 차등적 크기의 슬릿을 특징으로 하는 터치 검출 가능 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명이 일 실시에에 따르면, 좌안용 영상과 우안용 영상으로 이루어지는 입체 영상을 출력하는 영상 표시 패널; 제1 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제1 배리어, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제2 배리어를 갖는 패럴렉스 배리어; 및 상기 제1 방향으로 배치되는 복수 개의 구동 전극들과 상기 제2 방향으로 배치되는 복수개의 감지 전극들을 포함하며 상기 패럴렉스 배리어 상부에 배치되는 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 있어서, 복수의 행과 열을 이루도록 배치되어, 터치입력도구와의 사이에서 터치 정전용량을 형성하는 복수의 센서 패드를 포함하며, 상기 복수의 센서 패드 각각에는 복수의 슬릿(slit)이 행과 열을 이루도록 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 행에 속해 있는 슬릿들은 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하게 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 열에 속해 있는 슬릿들은 상기 제1가장자리와 인접한 제2가장자리와 평행하게 배치되되, 상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 중심부로부터 상기 제1가장자리 또는 상기 제2가장자리로 갈수록 점점 커지는 터치 검출 장치를 갖는, 입체 영상 표시 장치를 제공한다.

Description

차등적 크기의 슬릿을 특징으로 하는 터치 검출 가능 입체 영상 표시 장치{TOUCH DETECTING THREE DIMENSIONAL DISPLAY APPARATUS FEATURING GRADED SIZE SLITS}

본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 입체 영상표시 장치가 포함하는 터치 검출 장치에서 센서 패드에 형성되는 슬릿을 이용하여 시인성을 개선하기 위한 것이다.

최근 디스플레이 기술의 발달로 인해 시청자로 하여금 장면 속에 있는 것과 같이 느낄 수 있도록 하는 입체감 실현 기술 또한 개발되고 있다. 즉, 2D 디스플레이에서의 높은 화질 구현에 중점을 두었던 상황에서 3D 디스플레이의 개발로 그 패러다임이 바뀌고 있다.

현재 개발된 3D 디스플레이 방식은 안경 방식과 무안경 방식으로 나눌 수 있다. 안경 방식은 편광 안경 방식(Passive Glasses Type)과 셔터 글라스 방식(Shutter Glasses Type)이 대표적이다. 편광 안경 방식은 디스플레이 장치가 좌안용 영상 및 우안용 영상을 동시에 출력해주고, 사용자는 편광 안경을 이용하여 좌안용 영상은 좌안을 통해서, 우안용 영상은 우안을 통해서 볼 수 있도록 하는 방식이다. 이러한 방식은 디스플레이가 깜빡거리지 않기 때문에 눈에 피로감을 덜 줄 수 있다는 장점이 있으나, 편광 안경을 사용하여야 하기 때문에 화질 저하의 문제가 따르는 단점이 있다. 한편, 셔터 글라스 방식은 좌안용 영상과 우안용 영상을 순차적으로 재생하고, 사용자는 좌/우의 셔터가 번갈아가며 개폐되는 안경을 통해 상기 재생되는 영상을 볼 수 있도록 하는 방식이다. 이 방식은 화질 저하 문제가 상대적으로 덜 하다는 장점이 있으나, 디스플레이가 깜빡이기 때문에 눈에 피로감을 많이 줄 수 있다는 단점을 갖는다.

무안경 방식의 3D 디스플레이 구현 방법에는 대표적으로 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens) 방식과 패럴렉스 배리어(Parallax Barrier) 방식이 있다. 도 1은 렌티큘러 렌즈 방식의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 방식은 디스플레이 패널(11) 전면에 단면이 반원 형태인 렌즈가 배열된 스크린(12)을 배치하여, 디스플레이 패널(11)에서 나오는 좌안용 영상과 우안용 영상이 각각 스크린(12)을 통해 굴절되어 시청자의 좌안과 우안으로 향하게끔 하는 방식이다. 그러나, 패럴렉스 렌즈 방식은 제조가 어렵고 그 단가가 비싸며 렌즈의 배치로 인해 시청자의 입장에서는 물결무늬를 느끼게 되는 단점이 있다. 이로 인해 무안경 방식의 3D 디스플레이에 있어서는 패럴렉스 배리어 방식이 상대적으로 많이 활용되고 있다. 도 2는 패럴렉스 배리어 방식의 3D 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(21) 전면에 패럴렉스 배리어(22)가 배치된다. 패럴렉스 배리어(22)는 복수의 라인 패턴을 갖는다. 예를 들어, 홀수 라인(a)은 디스플레이 패널(21)에서 나오는 광을 차단하는 역할을 하는 슬릿으로서 기능하고, 짝수 라인(b)은 디스플레이 패널(21)에서 나오는 광을 그대로 투과시키는 역할을 하는 슬릿으로서 기능할 수 있다. 디스플레이 패널(21)은 좌안용 영상(L)과 우안용 영상(R)이 세로 열 방향으로 교번적으로 배치된 프레임을 디스플레이한다. 이 때, 패럴렉스 배리어(22)에 의해 좌안용 영상(L)과 우안용 영상(R) 각각 시청자의 좌안 및 우안으로 입사된다. 이에 따라 시청자는 영상으로부터 입체감을 느낄 수 있는데 이렇게 양안 시차에 의한 입체감을 제공하는 것이 패럴렉스 배리어 방식이다.

한편, 최근에는 소형 스마트 기기에 대해서도 3D 디스플레이를 구현하고자 하는 노력이 행해지고 있다. 최근의 스마트 기기들은 자이로 센서와 가속도 센서를 포함하고 있어서 기기의 상하 방향 전환이 감지되고, 이에 따라 화면 방향도 전환된다. 전술한 바와 같이, 패럴렉스 배리어 방식은 서로 평행하게 배치되는 라인 패턴을 이용하여 입체 영상을 구현하기 때문에 화면 방향이 전환되면 입체 영상 구현으로서의 기능을 하지 못하게 된다. 따라서, 소형 스마트 기기에서의 화면 전환 시에도 입체 영상 구현 기능을 그대로 할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.

한편, 터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉 수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.

터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전 용량 방식의 터치 패널은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지 패턴이 주변의 다른 감지 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.

도 8은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.

도 8을 참고하면, 터치 스크린 패널(10)은 투명 기판(18)과 투명 기판(18) 위에 차례로 형성된 제1 센서 패턴층(13), 제1 절연막층(14), 제2 센서 패턴층(15) 및 제2 절연막층(16)과 금속 배선(17)으로 이루어진다.

제1 센서 패턴층(13)은 투명 기판(18) 위에 횡방향을 따라 연결될 수 있으며, 행 단위로 금속 배선(17)과 연결된다.

제2 센서 패턴층(15)은 제1 절연막층(14) 위에 열방향을 따라 연결될 수 있으며, 제1 센서 패턴층(13)과 중첩되지 않도록 제1 센서 패턴층(13)과 교호로 배치된다. 또한, 제2 센서 패턴층(15)은 열 단위로 금속 배선(17)과 연결된다.

터치 스크린 패널(10)에 사람의 손가락이나 접촉 수단이 접촉되면 제1 및 제2 센서 패턴층(13, 15) 및 금속 배선(17)을 통하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고 이렇게 전달된 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.

그러나 이러한 터치 스크린 패널(10)은 각 센서 패턴층(13, 15)에 인듐-틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진 패턴을 별도로 구비하여야 하고, 센서 패턴층(13, 15) 사이에 절연막층(14)을 구비하여야 하므로 두께가 증가한다.

또한, 터치에 의해 미세하게 발생하는 정전용량의 변화를 수차례 축적하여야 터치 검출이 가능하기 때문에 높은 주파수로 정전용량 변화를 감지하여야 한다. 그리고, 정전용량의 변화를 정해진 시간 내에 충분히 축적하기 위해서는 낮은 저항을 유지하기 위한 금속 배선을 필요로 하는데, 이러한 금속 배선은 터치 스크린의 테두리에 베젤을 두껍게 하고 추가의 마스크 공정을 발생시킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 9에 도시되는 바와 같은 터치 검출 장치가 제안되었다.

도 9에 도시되는 터치 검출 장치는 터치 패널(20)과 구동 장치(30) 및 이 둘을 연결하는 회로 기판(40)을 포함한다.

터치 패널(20)은 기판(24) 위에 형성되며 다각형의 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 센서 패드(25) 및 센서 패드(25)에 연결되어 있는 복수의 신호 배선(23)을 포함한다.

각 신호 배선(23)은 한쪽 끝이 센서 패드(25)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(24)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 센서 패드(25)와 신호 배선(23)은 커버 유리(50)에 패터닝 될 수 있다.

구동 장치(30)는 복수의 센서 패드(25)들을 순차적으로 하나씩 선택하여 해당 센서 패드(25)의 정전용량을 측정하고, 이를 통해 터치 발생 여부를 검출해낸다.

도 9에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널(20)은 각 신호 배선(23)이 기판(24)의 아래 가장자리까지 연결되는 구조로 배치됨에 따라, 구동 장치(30)에 인접해 있는 센서 패드(25)와 센서 패드(25) 사이에는 복수의 신호 배선(23)을 배치하기 위한 영역이 존재하게 된다. 예를 들어, 상기 영역에는, 구동 장치(30)에 인접해 있는 센서 패드(25)와 연결된 신호 배선들뿐만 아니라 구동 장치(30)와 멀리 이격되어 있는 센서 패드(25)와 연결된 신호 배선 또한 모두 배치되므로, 복수의 신호 배선(23)들이 밀집되게 된다.

따라서, 센서 패드(25)와 센서 패드(25) 사이의 영역에는, 신호 배선(23)들이 좁은 간격을 유지한 채 조밀한 상태로 배치되게 된다. 이로 인해, 센서 패드(25)가 배치된 영역과, 센서 패드(25)와 센서 패드(25) 사이에 복수의 신호 배선(23)들이 배치된 영역 간에는 명암 차이가 심하게 발생할 수밖에 없다.

통상적인 터치 검출 장치는, 이러한 복수의 신호 배선(23)들이 밀집된 영역과 센서 패드(25)가 배치된 영역 사이에 발생되는 명암 차이로 인해, 명암 차 왜곡 현상이 발생하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 센서 패드에 슬릿을 형성하되, 센서 패드 내부에 형성된 슬릿의 크기를 차등적으로 형성하여 전체적인 시인성을 개선된 터치 패널을 갖는, 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 좌안용 영상과 우안용 영상으로 이루어지는 입체 영상을 출력하는 영상 표시 패널; 제1 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제1 배리어, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제2 배리어를 갖는 패럴렉스 배리어; 및 상기 제1 방향으로 배치되는 복수 개의 구동 전극들과 상기 제2 방향으로 배치되는 복수개의 감지 전극들을 포함하며 상기 패럴렉스 배리어 상부에 배치되는 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 있어서, 복수의 행과 열을 이루도록 배치되어, 터치입력도구와의 사이에서 터치 정전용량을 형성하는 복수의 센서 패드를 포함하며, 상기 복수의 센서 패드 각각에는 복수의 슬릿(slit)이 행과 열을 이루도록 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 행에 속해 있는 슬릿들은 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하게 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 열에 속해 있는 슬릿들은 상기 제1가장자리와 인접한 제2가장자리와 평행하게 배치되되, 상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 중심부로부터 상기 제1가장자리 또는 상기 제2가장자리로 갈수록 점점 커지는 터치 검출 장치를 갖는, 입체 영상 표시 장치를 제공한다.

상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 제1 가장자리와 평행하되 상기 센서 패드의 중심점을 지나는 제1직선에서부터 멀어질수록 점점 커질 수 있다.

상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 제2 가장자리와 평행하되 상기 센서 패드의 중심점을 지나는 제2직선에서부터 멀어질수록 점점 커질 수 있다.

상기 복수의 센서 패드 각각을 구동 장치와 연결시키는 복수의 신호 배선을 더 포함하고, 상기 신호 배선에는 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 센서 패드의 제1 가장자리 및 제2 가장자리에는 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 복수의 센서 패드 및 상기 복수의 신호 배선은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 좌안용 영상과 우안용 영상으로 이루어지는 입체 영상을 출력하는 영상 표시 패널; 제1 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제1 배리어, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제2 배리어를 갖는 패럴렉스 배리어; 및 상기 제1 방향으로 배치되는 복수 개의 구동 전극들과 상기 제2 방향으로 배치되는 복수개의 감지 전극들을 포함하며 상기 패럴렉스 배리어 상부에 배치되는 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 있어서, 복수의 행과 열을 이루도록 배치되어, 터치입력도구와의 사이에서 터치 정전용량을 형성하는 복수의 센서 패드를 포함하며, 상기 복수의 센서 패드 각각에는 복수의 슬릿(slit)이 행과 열을 이루도록 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 행에 속해 있는 슬릿들은 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하게 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 열에 속해 있는 슬릿들은 상기 제1가장자리와 인접한 제2가장자리와 평행하게 배치되되, 상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 중심부로부터 상기 제1가장자리 또는 상기 제2가장자리로 갈수록 점점 작아지는 터치 검출 장치를 갖는, 입체 영상 표시 장치를 제공한다.

상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하되 상기 센서 패드의 중심점을 지나는 직선에서부터 멀어질수록 점점 작아질 수 있다.

상기 복수의 센서 패드 각각을 구동 장치와 연결시키는 복수의 신호 배선을 더 포함하고, 상기 신호 배선에는 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 센서 패드의 제1 가장자리 및 제2 가장자리에는 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 패드 내부에 크기를 달리하는 복수 개의 슬릿을 형성해줌으로써, 입체 영상 표시 장치 내에 포함되는 터치 검출 장치의 시인성을 개선할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 렌티큘러 렌즈 방식의 3D 디스플레이 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 패럴렉스 배리어 방식의 3D 디스플레이 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 구현 기기의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패럴렉스 배리어의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 구현 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 패럴렉스 배리어와 터치 패널이 구동하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.
도 9는 통상적인 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치가 디스플레이 장치 위에 적층된 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 센서 패드 및 신호 배선의 배치 형태를 확대한 도면이다.
도 13은 통상적인 터치 검출 장치를 터치 디스플레이 장치 위에 적층한 상태에서, 상면의 일부를 확대한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 검출 장치를 터치 디스플레이 장치 위에 적층한 상태에서, 상면의 일부를 확대한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 센서 패드의 슬릿에 관한 일 예를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 센서 패드의 슬릿에 관한 일 예를 도시한 도면이다.
도 17은 센서 패드와 연결된 신호 배선에 관한 일 예를 도시한 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그리고 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 기기의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 입체 영상 표시 기기는, 영상 표시 패널(100), 패럴렉스 배리어(200), 터치 패널(300)을 포함한다.

패럴렉스 배리어(200)는 영상 표시 패널(100) 상부에 일정 간격을 두고 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 터치 패널(300)은 패럴렉스 배리어(200) 상부에 직접 배치될 수 있다.

영상 표시 패널(100)은 입체 영상용 다시점 영상을 출력한다. 다시점 영상은 영상을 입체적으로 표시하기 위하여 다양한 시점으로부터 획득한 오브젝트의 영상을 의미한다. 구체적으로, 영상 표시 패널(100)은 좌안용 영상과 우안용 영상이 제1 열 방향(예를 들면, 세로 열 방향)으로 교번적으로 배치된 프레임을 출력한다. 한편, 입체 영상 표시 기기는 자이로 센서(미도시됨) 또는 가속도 센서(미도시됨)를 포함하여, 기기가 놓여지는 방향에 따라 영상의 상하 방향을 전환시킬 수 있다. 예를 들어, 기기가 세로로 놓여져 있을 경우에는 기기의 세로 방향이 영상의 상하 방향이 되며, 이때, 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 좌안용 영상과 우안용 영상도 그 각각이 영상의 상하 방향과 일치하게 된다. 즉, 좌안용 영상과 우안용 영상이 기기의 세로 방향과 평행한 제1 열 방향으로 배치되되, 교번하여 배치된다고 할 수 있다. 만약, 기기의 배치 방향이 기울어져 일정 임계치를 넘은 후 가로로 놓여진 것과 같은 상태가 되면, 자이로 센서 또는 가속도 센서에 의해 영상의 상하 방향 또한 전환된다. 즉, 기기의 가로 방향이 영상의 상하 방향이 되는데, 이때에도 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 좌안용 영상과 우안용 영상의 방향은 영상의 상하 방향과 일치하게 된다. 다시 말하면, 좌안용 영상과 우안용 영상 각각의 방향이 상기 제1 열 방향과 수직인 제2 열 방향과 일치하게 되며, 서로 교번하여 배치된다고 볼 수 있다.

영상 표시 패널(100)은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 발광 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel) 또는 전기 발광 표시 장치(Electroluminescent Display) 등으로 구성될 수 있으며, 이 외에도 다양한 공지의 표시 장치가 영상 표시 패널(100)로서 이용될 수 있다.

패럴렉스 배리어(200)와 터치 패널(300)은 2개의 기판 사이에 함께 배치될 수 있다. 즉, 영상 표시 패널(100) 상에 이격되어 배치되는 하부 기판(410)상에 패럴렉스 배리어(200)가 배치되고, 그 위해 터치 패널(300)이 배치될 수 있으며, 터치 패널(300) 상부에는 상부 기판(420)이 배치될 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 패럴렉스 배리어(200)의 구성을 설명하기로 한다.

패럴렉스 배리어(200)는 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 다시점 영상의 일 방향 빛은 투과시키면서, 타 방향 빛은 차단하기 위한 구성이다. 구체적으로 입체 영상을 구성하는 픽셀에 투사되는 빛 중 좌안으로 시청할 수 있는 방향의 빛을 투과시키면서, 우안으로 시청할 수 있는 방향의 빛은 차단시킨다. 반대로 좌안으로 시청할 수 있는 방향의 빛을 차단시키면서, 우안으로 시청할 수 있는 방향의 빛은 투과시킬 수도 있다. 결국 하나의 픽셀에 대해서 시청자는 좌안 또는 우안 중 하나로만 시청할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 패럴렉스 배리어(200)는 순차적으로 적층되는 제1 배리어(210), 액정층(220), 제2 배리어(230)를 포함한다. 제1 배리어(210)와 제2 배리어(230)는 각각 복수의 전극(211, 231)으로 구성된다.

전극(211, 231)들은 모두 바(bar) 형태로 이루어지며, 동일한 배리어(210, 230)에 포함되는 전극(211, 231)들은 서로 평행하게 배치되며, 이웃하는 전극(211, 231)들 간의 간격이 거의 없도록 조밀하게 배치된다.

제1 배리어(210)에 포함되는 전극(211)들은 영상 표시 패널(100)의 가로 방향 또는 세로 방향과 일치하는 제1 방향과 평행하게 배치될 수 있다. 이 때, 제2 배리어(230)에 포함되는 전극(231)들은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향과 평행하게 배치될 수 있다.

먼저, 제1 배리어(210)를 예로 들어 입체 영상이 구현되는 방식을 설명하기로 한다.

도 5는 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 전극(211)들은 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 좌안용 영상(L)과 우안용 영상(R)의 길이 방향, 즉, 영상의 상하 방향과 평행하게 배치된다. 각 전극(211)의 너비(W1)는 영상 표시 패널(100)에서 출력되는 좌안용 영상(L) 및 우안용 영상(R)의 너비(W2), 즉, 단위 픽셀의 너비와 동일할 수 있으나 그렇지 않을 수도 있다. 조밀하게 배치된 전극(211)들 중 홀수 번째 전극(211a)이 접지되면, 홀수 번째 전극(211a)에 해당하는 영역은 광차단 영역이 되고, 접지되지 않은 짝수 번째 전극(211b)에 해당하는 영역은 모두 광투과 영역이 된다. 좌안용 영상(L) 및 우안용 영상(R)은 각각 이러한 전극(211)들에 의해 투과 또는 차단되어 시청자의 좌안 및 우안에만 입사된다.

그러나, 전술한 바와 같이 영상 표시 패널(100)에서 출력되는 영상은 기기의 배치 방향에 따라서 그 상하 방향이 전환될 수 있다. 만약, 도 5에서 영상의 상하 방향이 바뀌면, 좌안용 영상(L)과 우안용 영상(R)의 방향과 각 전극(211)의 배치 방향이 불일치되며, 이에 따라 입체 영상 구현이 불가능하게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 본 발명에서는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 2개의 배리어(210, 230)를 두었다.

전술한 바와 같이, 2개의 배리어(210, 230)를 이루는 전극(211, 231)들의 배치 방향이 서로 수직이기 때문에, 현재 표시되고 있는 영상의 상하 방향과 평행인 전극을 포함하는 배리어만을 활성화시킨다면, 영상의 상하 방향 전환과 함께 패럴렉스 배리어의 방향도 바뀌어 입체 영상 구현이 지속될 수 있게 된다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 배리어(210)와 제2 배리어(230)가 서로 상하 관계로 배치되며, 제1 배리어(210) 및 제2 배리어(230)에 포함되는 전극(211, 231)들의 배치 방향은 수직 방향이다.

만약, 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 영상의 상하 방향이 제1 방향이라면, 해당 영상을 이루는 좌안용 영상과 우안용 영상도 제1 방향과 평행할 것이다. 이 때에는 제1 배리어(210)와 제2 배리어(230) 중 제1 방향과 평행하게 배치된 전극(211, 231)으로 이루어지는 배리어만을 활성화시킨다. 반대로, 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 영상의 상하 방향이 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 전환되면, 제2 방향과 평행하게 배치된 전극(211, 231)으로 이루어지는 배리어만을 활성화시킨다. 영상 방향의 전환은 기기 내에 장착되는 자이로 센서 또는 가속도 센서에 의한 감지에 의해 이루어지는데, 동일한 센서에 의해 영상의 상하 방향뿐만 아니라 활성화되는 배리어 또한 전환시킬 수 있다. 활성화되는 배리어의 선택은 자이로 센서 또는 가속도 센서에 의해 감지되는 기기의 배치 방향에 따라 이루어질 수도 있으나, 현재 출력되는 영상의 상하 방향을 감지하여 이루어질 수도 있다.

한편, 배리어를 활성화시킨다는 것은 해당 배리어의 전극들에 구동 신호 또는 접지 신호를 인가하여, 전극들 중 일부는 광투과 영역으로 기능하고, 다른 일부는 광차단 영역으로 기능하도록 하는 것이다. 반대로, 배리어를 비활성화시킨다는 것은 해당 배리어의 전극들에 모두 접지 신호를 인가한다는 것이다.

영상의 상하 방향이 제2 배리어(230)에 포함되는 전극(231)의 배치 방향과 평행한 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 이 경우에는 제2 배리어(230)가 활성화되고 제1 배리어(210)가 비활성화되어야 한다. 제1 배리어(210)의 전극(211)들은 모두 접지시키고, 제2 배리어(230)의 전극(231)들에는 구동 신호 또는 접지 신호를 인가한다. 예를 들면, 하나의 전극(231)씩 번갈아가며 구동 신호와 접지 신호를 인가할 수 있다. 구동 신호가 인가된 전극(231)은 액정층(220)을 사이에 두고 제1 배리어(210)의 전극(211) 영역과 전위차를 형성하게 된다. 이 때, 해당 영역의 액정층, 즉, 구동 신호가 인가된 전극(231) 하부의 액정층은 턴 온되어 광투과 영역을 형성하게 된다. 반대로, 제2 배리어(230)에 포함되는 전극(231) 중 접지 신호가 인가된 전극(231)은 제1 배리어(210)의 전극(211) 영역과 동전위가 되며, 이에 따라 해당 영역의 액정층(220)이 턴오프됨으로써 광차단 영역을 형성한다. 이렇게 함으로써 형성되는 광투과 영역과 광차단 영역 각각이 영상 표시 패널(100)로부터 출력되는 좌안용 영상 및 우안용 영상의 방향과 일치된다.

전술한 바와 같이, 기기 내의 센서에 의해 영상 방향이 전환될 때 활성화되는 배리어 또한 전환되며, 활성화된 배리어에의 구동 신호 및 접지 신호 인가는 제어 회로(미도시됨)에 의해 행해질 수 있다.

제1 배리어(210)와 제2 배리어(230)는 각 전극(211, 231) 주변을 감싸는 절연 물질(212, 232)을 더 포함할 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(300)은 패럴렉스 배리어(200) 상부에 형성되며, 순차적으로 형성되는 구동 전극층(310) 및 감지 전극층(320)을 포함한다. 도 3에서는 구동 전극층(310) 상부에 감지 전극층(320)이 배치되는 것으로 도시하였으나, 그 상하 관계는 바뀌어도 무방하다. 구동 전극층(310)은 제1 방향과 평행하게 배치되는 복수개의 구동 전극(311)을 포함한다. 제1 방향은 제1 배리어(210)의 전극(211)이 배치된 방향 및 제2 배리어(230)의 전극(231)이 배치된 방향 중 어느 하나의 방향과 일치한다. 한편, 감지 전극층(320)은 제1 방향과 수직인 제2 방향과 평행하게 배치되는 복수개의 감지 전극(321)을 포함한다. 구동 전극(311)과 감지 전극(321)의 배치 방향이 패럴렉스 배리어(200)를 이루는 전극(211, 231)들의 배치 방향과 일치하므로, 영상 표시 패널(100)로부터의 영상 투과도 저하가 방지될 수 있고, 시인성 방해 또한 방지될 수 있다.

한편, 구동 전극(311)과 감지 전극(321)은 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 형성될 수 있으나, 이 외에 메탈 등 다른 물질로 형성될 수도 있다. 구동 전극층(310)과 감지 전극층(320)은 각각 구동 전극(311)들과 감지 전극(321)들 주변을 감싸는 절연 물질(312, 322)을 더 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(300)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 구동 전극(311)과 감지 전극(321)이 교차하는 지점이 터치 발생 여부를 감지하는 단위 노드(N)가 된다.

구동 전극(311)들에는 특정 주파수를 갖는 구동 신호를 순차적으로 인가해주고, 감지 전극(321)들로부터 출력되는 상기 구동 신호에 대한 응답 신호를 획득하여 터치 발생 여부를 판단하게 된다. 전 영역에 걸쳐서 터치가 발생하지 않았다면 감지 전극(321)들로부터 출력되는 응답 신호는 일정한 값(예를 들면, 비터치 기준값)일 것이다. 그러나, 도 6에 도시되는 바와 같이, 터치 발생 수단(예를 들면, 사람의 손가락 등)에 의해 터치가 이루어진 경우에는 해당 영역(T)에서의 구동 전극(311)과 감지 전극(321) 간 정전용량에 변화가 발생하게 되어, 구동 신호 인가에 따른 감지 신호가 달라지게 된다. 예를 들면, 도 6에 도시되는 바와 같이, 터치 발생 영역과 인접한 노드(N)에서의 감지 신호가 최대값을 나타내게 된다. 이러한 터치 여부 검출 방식을 뮤추얼(mutual) 방식이라고 한다. 본 발명에서의 터치 패널(300)이 이러한 뮤추얼 방식 터치 패널 외에도 다른 공지의 것으로 대체되어도 무방함은 물론이다.

한편, 패럴렉스 배리어(200)와 터치 패널(300)은 서로 교번하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 패럴렉스 배리어(200)가 광투과 영역 및 광차단 영역을 형성하며 입체 영상 구현 기능을 할 시에는(ON) 터치 패널(300)의 구동 전극(311)에 구동 신호를 인가하는 동작을 잠시 중단하고(OFF), 반대로 패럴렉스 배리어(200)가 오프(OFF)되는 동안에는 터치 패널(300)을 온(ON)시킬 수 있다.

예를 들면, 도 7에 도시되는 바와 같은 정현파를 제어 신호로 사용하여 패럴렉스 배리어(200)와 터치 패널(300)을 번갈아가며 동작시킬 수 있다. 즉, 정현파의 주기를 2개로 나누어 1/2 주기 동안은 패럴렉스 배리어(200)가 동작하고, 나머지 1/2 주기 동안은 터치 패널(300)이 동작하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 패럴렉스 배리어(200)와 터치 패널(300)이 교번하여 온/오프 되는 것을 사용자가 느끼지 못하도록 정현파의 주파수는 수십~수백 Hz 이상이 되는 것이 바람직하다.

전술한 바에 따르면, 터치 패널(300)과 패럴렉스 배리어(200)를 동시에 구동시킬 때, 패럴렉스 배리어(200)에서 발행하는 기생 전정용량이 터치 패널(300)의 감지 전극들로부터 출력되는 감지 신호에 영향을 미쳐 터치 인식 오류가 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 터치 패널(300)에서의 터치 감지 시 패럴렉스 배리어(200)로 인한 간섭 요인을 제거하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 포함되는 터치 검출 장치에서 시인성 개선을 위한 방법을 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 검출 장치는 터치 스크린 패널(500) 및 구동 장치(600)를 포함한다.

터치 스크린 패널(500)은 복수의 행과 열을 이루도록 배치된 복수의 센서 패드(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서 패드(110)는 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이와 다른 형태일 수도 있으며, 균일한 형태의 다각형 형태일 수도 있다. 센서 패드(110)들은 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

각 센서 패드(110)는 터치 입력을 검출하기 위하여 기판 상에 패터닝된 전극으로서 손가락이나 도전체와 같은 터치입력도구와의 사이에서 터치 정전용량(Ct)을 형성하여 터치를 감지할 수 있도록 한다. 이 때, 터치 정전용량(Ct)은 터치가 발생하는 경우, 센서 패드(110)와 터치입력도구 사이에서 형성되는 정전용량을 의미한다.

복수의 센서 패드(110)들은 기판 위에 형성될 수 있으며, 각 센서 패드(110)는 신호 배선(120)을 통해 구동 장치(600)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 기판은 투명한 소재의 유리 또는 플라스틱 필름 등의 형태로 이루어질 수 있다.

복수의 센서 패드(110) 각각에는, 복수 개의 슬릿(slit)이 형성된다. 이때, 슬릿은, 센서 패드의 제1가장자리와 평행인 복수의 제1열과 센서 패드의 제1가장자리와 인접한 제2가장자리와 평행인 복수의 제2열을 이루도록 배치될 수 있다. 슬릿 각각의 크기는 센서 패드(110)의 중심부로부터 센서 패드(110)의 가장자리(제1가장자리 또는 제2가장자리)로 갈수록 점점 커지거나, 또는 점점 작아질 수 있다. 이와 관련하여 도 15 및 도 16를 참조하여 각각 후술하기로 한다.

도 10에 도시된 바와 같이 각 신호 배선(120)은 한쪽 끝이 센서 패드(110)에 연결되어 있으며, 다른 쪽 끝은 기판(15)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 신호 배선(120)의 선폭은 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 수준으로 상당히 좁게 형성될 수 있다.

한편, 신호 배선(120)은 슬릿(130)이 이루는 제1열 또는 제2열 방향과 평행하도록 연장될 수 있다. 또한, 신호 배선(120)은 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있는데, 이와 관련하여 도 17을 참조하여 후술하기로 한다.

센서 패드(110)와 신호 배선(120)은 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 센서 패드(110)가 ITO 등과 같은 투명 전도성 물질인 경우, 신호 배선(120) 또한 동일한 재질로 형성될 수 있다.

즉, 센서 패드(110)와 신호 배선(120)은 ITO(indium-tin-oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), IZO(indium-zinc-oxide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다.

터치 스크린 패널(500)을 구동하기 위한 구동 장치(600)는 인쇄 회로 기판이나 가요성 회로 필름과 같은 회로 기판 위에 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 기판 또는 커버 유리의 일부에 직접 실장될 수도 있다.

구동 장치(600)는 터치 검출부(610), 터치 정보 처리부(620), 메모리(630) 및 제어부(640) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 집적회로(IC) 칩으로 구현될 수 있으며, 터치 검출부(610), 터치 정보 처리부(620), 메모리(630), 제어부(640)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

터치 검출부(610)는 센서 패드(110) 및 신호 배선(120)과 연결된 복수의 스위치와 복수의 커패시터를 포함할 수 있으며, 제어부(640)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한 터치 검출부(610)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서 패드(110)의 전압 변화의 차이를 변환, 증폭 또는 디지털화하여 메모리(630)에 기억시킬 수 있다.

터치 정보 처리부(620)는 메모리(630)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.

메모리(630)는 터치 검출부(610)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.

제어부(640)는 터치 검출부(610) 및 터치 정보 처리부(620)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.

도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치가 디스플레이 장치 위에 적층된 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 11에서는 터치 검출 장치가 디스플레이 장치 위에 적층되어 있는 것으로 도시하였지만, 터치 검출 장치는 디스플레이 장치 내부에 내장될 수 있다. 디스플레이 장치는 백라이트, 편광판, 기판, 액정층, 픽셀 층(700) 등을 포함할 수 있다. 이 중에서, 본 발명의 실시예와 관련된 픽셀 층(700)에 대하여 설명하기로 한다.

픽셀 층(700)은 화상을 표시하기 위한 액정층의 면(상면 또는 하면)에 형성되는 컬러 필터를 의미하며, 적색, 녹색, 청색(이하, R, G, B)의 화소 단위로 액정 표시 장치에서 컬러를 구현할 수 있도록 한다. 이때, 픽셀 층(700)은 R, G, B의 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 포함하게 된다. 여기서 액정층은 상부 기판, 하부 기판 및 액정을 포함하는 구조로, 백라이트로부터 나온 빛(예, 도 11에 도시된 화살표)을 변조함에 따라 명암을 발생시켜 화상을 표시하게 된다.

복수의 센서 패드(110)는 픽셀 층(700)의 상부 또는 하부에서 복수의 행과 열을 이루도록 배치된다. 이때, 각 센서 패드(110)는, 각 신호 배선(120)을 통하여 구동 장치(600)와 연결될 수 있다.

복수의 신호 배선(120) 각각은, 복수의 센서 패드(110) 각각을 구동 장치(600)와 연결시키며, 복수 개의 픽셀이 이루는 행 방향 및 열 방향과 평행해지지 않도록 일정 각도를 형성하며 연장 및 절곡된다.

복수의 신호 배선 각각은 복수의 절곡점을 포함할 수 있으며, 서로 이웃하는 제1절곡점과 제2절곡점 사이의 신호 배선은 인접한 센서 패드의 제1꼭지점과 제2꼭지점을 잇는 직선과 평행하게 연장될 수 있다. 그리고, 센서 패드와 센서 패드 사이, 즉, 신호 배선이 형성된 영역에는 하나 이상의 더미 배선(140, 도 12 참조)이 형성될 수 있다. 더미 배선(140)은 센서 패드(110) 및 신호 배선(120)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 신호 배선(120)이 ITO 등과 같은 투명 전도성 물질인 경우, 더미 배선(140) 또한 동일한 재질로 형성될 수 있다.

즉, 더미 배선(140)은 ITO(indium-tin-oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), IZO(indium-zinc-oxide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다.

도 12는 도 11에 도시된 센서 패드 및 신호 배선의 배치 형태를 확대한 도면이다.

도 12를 참고하면, 복수의 센서 패드(110)를 포함하는 터치 검출 장치에서 각각의 센서 패드(110)와 이에 각각 연결된 신호 배선(120)의 배치를 나타낸 도면이다.

복수의 센서 패드(110) 각각은 신호 배선(120)을 통해 구동 장치와 전기적으로 연결된다. 각 신호 배선(120)은 인접한 센서 패드의 제1꼭지점과 제2꼭지점을 잇는 직선과 평행하도록 연장되어 절곡된 형태를 가진다. 이로 인해 신호 배선(120)은 복수의 절곡점을 포함하게 된다.

예를 들어, 서로 이웃하는 제1절곡점(121)과 제2절곡점(122) 사이에 형성된 신호 배선은 인접한 센서 패드(110’)의 제1꼭지점(110’-1)과 제2꼭지점(110’-2)을 잇는 직선과 평행하게 연장되며, 마찬가지로, 제2절곡점(122)과 제3절곡점(123) 사이의 신호 배선은 인접한 센서 패드(110’)의 제2꼭지점(110’-2)과 제3꼭지점(110’-3)을 잇는 직선과 평행하게 연장될 수 있다.

이러한 방식으로, 각 신호 배선(120)은 센서 패드(110)와 일정 간격으로 이격된 상태에서 연장 및 절곡됨에 따라, 도 11에서 전술한 픽셀 층에 포함된 각 픽셀들은 신호 배선(120)과 중첩되는 R, G, B 서브 픽셀의 면적이 동일하게 된다(도 14 참고). 이로 인해, 도 9에 도시한 터치 패널(20)을 통상의 디스플레이 장치 위에 적층할 때 발생할 수 있는 레인보우 현상을 제거할 수 있다.

도 13을 참고하여 보다 상세하게 설명하면, 도 9에서의 형태로 배치된 신호 배선(23)은 행렬 형태로 배열된 픽셀들과 열 방향으로 평행하게 중첩된다. R, G, B 서브 픽셀을 포함하는 픽셀 ‘A’의 경우를 예로 들면, 신호 배선(23)이 R 서브 픽셀의 일부와 G 서브 픽셀의 전체에 대하여 열 방향으로 중첩되고 있다.

도 13에서는 신호 배선(23)이 R 서브 픽셀의 일부와 G 서브 픽셀의 전체와 중첩되는 것으로 도시하였으나, 실제로는 배열된 신호 배선(23)들 간의 간격에 차이가 있기 때문에, 각 픽셀마다 신호 배선(23)과 중첩되는R, G, B 서브 픽셀의 면적이 서로 상이해질 수 밖에 없다. 예를 들어, 특정 신호 배선이 R 서브 픽셀의 일부와 G 서브 픽셀의 전체에 대하여 중첩되나 다른 신호 배선은 G 서브 픽셀의 일부와 B 서브 픽셀의 전체를 중첩하게 되면, 각 픽셀마다 신호 배선에 의해 중첩되는 부분과 중첩되지 않는 부분이 달라져, 신호 배선(23)과 중첩되는 R, G, B 서브 픽셀의 면적 또한 달라진다. 이로 인해, 픽셀 각각은, 각 픽셀 위에 중첩된 신호 배선(23)의 광투과율에 따라 각 픽셀이 발생시키는 색온도에 차이가 생기게 된다. 따라서, 임의의 위치에 색감차가 발생하게 되어, 터치 패널의 전면 또는 일부 구간에서 무지개 빛으로 산란되는 뉴턴링 등과 같은 무늬가 발생하여 육안으로 인식될 수 있다.

그러나, 도 12및 도 14에 도시한 신호 배선의 배치 형태를 갖는 터치 패널(500)을 통상의 디스플레이 장치 위에 적층할 경우, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

도 15은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 센서 패드의 슬릿에 관한 일예를 도시한 도면이고, 도 16는 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 센서 패드의 슬릿에 관한 일예를 도시한 도면이다.

도 15 내지 도 16를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라 터치 패널의 센서 패드(110)에 형성되는 슬릿의 일례에 대해 설명하기로 한다. 이하에서는, 센서 패드(110)가 마름모꼴의 형태인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 도 15 및 도 16에 도시된 센서 패드(110)는 복수 개의 슬릿(130)이 이격되어 형성될 수 있다. 슬릿(130)은 행과 열을 이루는 매트릭스(matrix) 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 센서 패드(110)에 배치된 슬릿들 중 특정 행에 속해 있는 슬릿들은 센서 패드(110)의 제1가장자리(112)와 평행하게 배치될 수 있고, 특정 열에 속해 있는 슬릿들은 제1가장자리(112)와 인접한 제2가장자리(114)와 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 제1가장자리(112)는 제2가장자리(114)와 서로 평행하지 않으며, 제2가장자리(114)와 인접한 위치에 있는 가장자리일 수 있다.

그리고, 센서 패드(110) 내에서의 슬릿(130) 간 간격(pitch)은 신호 배선(120) 간 간격(pitch)과 동일하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 신호 배선(23)이 형성된 영역에서의 명암과 센서 패드가 형성된 영역에서의 명암 차이를 최소화시키고, 사람으로 하여금 전면(全面)에 동일한 패턴이 형성되어 있는 것과 같은 착시 현상을 유도하여 시인성을 향상시켜줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 15 및 도 16에 도시된 신호 배선(120)은 센서 패드(110)의 가장자리와 평행하도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 신호 배선(120)은 인접한 센서 패드(110)의 제1가장자리(112)와 평행하도록 연장되다가, 센서 패드(110)의 제2가장자리(114)와 인접하도록 절곡 되고, 상기 제2가장자리(114)와 평행하도록 연장될 수 있다. 즉, 신호 배선(120)은 인접한 센서 패드(110)의 가장자리와 평행을 이룰 수 있도록 사선 형태로 연장되며, 복수의 지점에서 절곡될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 도 15 및 도 16에 도시된 슬릿(130)은 4개의 변을 가질 수 있고, 각 변이 센서 패드(110)의 가장자리와 평행일 수 있다. 여기서, 슬릿(130)은 사각형일 수 있으나 균일한 형태의 다각형 형태일 수도 있고, 이와 다른 형태일 수도 있으며, 이에 한정되지 않고, 센서 패드(110)의 형태에 따라 슬릿(130)의 형태도 변형이 가능하다.

도 15에서는, 슬릿(130) 각각의 크기가 센서 패드(110)의 중심부로부터 센서 패드(110)의 가장자리로 갈수록 점점 커지는 것으로 도시되었다.

이때, 슬릿(130)들의 크기는, 센서 패드(110)의 중심점을 지나되, 센서 패드(110)의 제1가장자리(112)와 평행한 제1직선으로부터의 거리가 멀수록 점점 큰 면적을 차지할 수 있다. 마찬가지로, 슬릿(130)의 크기는, 센서 패드(110)의 중심점을 지나되, 센서 패드(110)의 제2가장자리(114)와 평행한 제2직선으로부터의 거리가 멀수록 점점 큰 면적을 차지할 수 있다. 이때, 제1가장자리(112)는 제2가장자리(114)와 서로 평행하지 않으며, 제2가장자리(114)와 인접한 위치에 있는 가장자리일 수 있다.

예를 들어, 슬릿 각각의 크기는, 센서 패드(110)의 중심점을 지나면서 제1가장자리(112)와 평행한 제1직선을 중심으로, 제1직선과 가깝게 배치될수록 작아지고, 제1직선과 멀어질수록 점점 커질 수 있다. 다른 예로, 슬릿 각각의 크기는, 센서 패드(110)의 중심점을 지나면서 제2가장자리(114)와 평행한 제2직선을 중심으로, 제2직선과 가깝게 배치될수록 작아지고, 제2직선과 멀어질수록 점점 커질 수 있다.

즉, 도 15에서의 슬릿(130)은 센서 패드(110)의 중심부에 근접하게 배치될수록 크기가 작아질 수 있고, 센서 패드(110)의 가장자리에 근접하게 배치될수록 그 크기가 점점 커질 수 있다.

센서 패드(110)에 형성되는 슬릿(130)의 크기가 센서 패드(110)의 중심부에서는 작으나, 센서 패드(110)의 가장자리로 갈수록 점점 커지게 된다. 도 15에 도시된 바와 같이 센서 패드(110)의 가장자리에 인접한 슬릿들의 크기와 중심부에 위치한 슬릿 간에 크기가 달라짐으로 인해, 미세하게 명암 차가 생기는데, 이는 사람의 눈으로 구분하긴 어려운 변화이다. 이로 인해, 특정 영역에서 명암 차이가 크게 발생하지 않고, 전체적으로 분산되어 명암 차이가 줄어들 수 있다.

즉, 슬릿이 센서 패드(110)의 중심부에서 가장자리로 갈수록 점점 커지도록 형성됨에 따라, 센서 패드(110)와 센서 패드(110) 사이에 복수의 신호 배선(120)들이 밀집된 영역과, 해당 영역과 인접한 센서 패드(110) 간에 명암 차이가 극명하게 나타나지 않도록 하여, 명암 차이를 보정해주는 역할을 한다.

도 16는 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 센서 패드의 슬릿에 관한 일 예를 도시한 도면이다. 도 16는, 도 15과 유사하게 복수의 센서 패드(110) 및 센서 패드(110)와 각각 연결된 신호 배선(120)이 배치된 일부를 도시한 도면이다.

도 16에서는, 슬릿(130) 각각의 크기가 센서 패드(110)의 중심부로부터 센서 패드(110)의 제1가장자리(112) 및 제2가장자리(114)로 갈수록 점점 작아지는 것으로 도시되었다.

이때, 동일한 열에 배치된 슬릿 각각의 크기는, 센서 패드(110)의 중심점을 지나되, 상기 열 방향과 평행하지 않은 가장자리와 평행한 직선에서부터 멀어질수록 점점 작아질 수 있다. 예를 들어, 특정 열에 배치된 슬릿의 경우, 해당 특정 열 방향과 평행하지 않은 가장자리, 즉 제2가장자리(114)와 평행하며 센서 패드(110)의 중심점을 지나는 직선을 중심으로, 특정 열에 배치된 슬릿 각각의 크기가 달라진다. 다시 말해, 특정 열에 배치된 슬릿 각각의 크기가 상기 직선과 가깝게 배치될수록 커지고, 상기 직선과 멀어질수록 점점 작아질 수 있다.

따라서, 상기 직선을 기준으로 동일한 열에 배치된 슬릿에 대하여 살펴보면, 슬릿의 크기가 상기 직선에 근접하게 배치될수록 커지고, 상기 직선에서 멀어질수록 그 크기가 점점 작아질 수 있다.

도 16에서의 슬릿(130)은 센서 패드(110)의 중심부에 근접하게 배치될수록 크기가 커질 수 있고, 센서 패드(110)의 가장자리에 근접하게 배치될수록 그 크기가 점점 작아질 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 센서 패드(110)의 중심부에서는 슬릿의 크기가 크지만, 센서 패드(110)의 가장자리로 갈수록 슬릿의 크기가 점차적으로 줄어들다가, 가장자리 부근에서의 슬릿의 크기가 센서 패드(110)의 가장자리와 인접하게 배치된 신호 배선들의 간격과 같이 미세해진다. 이로 인해, 사람의 눈으로는 구분하기 어려운 명암의 차이가 생기게 된다.

즉, 도 16에서는, 센서 패드(110)에 형성된 슬릿의 크기가 센서 패드(110)의 중심부에서 가장자리로 갈수록 점점 작아짐에 따라, 센서 패드(110)와 센서 패드(110) 사이에 복수의 신호 배선(120)들이 밀집되어 배치된 영역과, 해당 영역과 인접한 센서 패드(110) 간에 명암 차이가 커지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 센서 패드(110) 내에 형성되는 슬릿(130)의 크기가 센서 패드(110)의 중심부에서 가장자리로 갈수록 점점 커지거나, 작아지는 변화를 통해, 신호 배선(120)이 밀집되어 발생될 수 있는 명암 차이가 극명하지 않도록 보정하여 시인성을 개선할 수 있다.

도 15 내지 도 16에 도시된 센서 패드(110)의 슬릿(130)의 모양, 두께, 간격 등은 다양한 실시예로 변형되어 적용될 수 있다.

도 17은 센서 패드와 연결된 신호 배선에 관한 일 예를 도시한 도면이다. 도 17은, 복수의 센서 패드(110)와 각각 연결된 신호 배선(120)이 배치된 터치 스크린 패널의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.

여기서, 도 17a는 종래의 터치 스크린 패널의 일부를 확대한 도면이고, 도 17b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 일부를 확대한 도면이다.

먼저, 도 17a에 도시된 바와 같이, 종래의 터치 스크린 패널에서는, 센서 패드(25) 각각에 연결된 신호 배선(23)이 직선 형태를 가지며, 인접한 센서 패드(25)의 가장자리와 평행하도록 연장되어 있다.

반면, 도 17b에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 센서 패드(110) 각각에 연결된 신호 배선(120)은 터치 검출부까지 인접한 센서 패드(25)의 가장자리와 평행하도록 연장 및 절곡 되는 직선 형태이지만, 도 17a와 다르게, 하나 이상의 돌출부(121)를 형성하고 있다. 이때 돌출부(121)는 일정 간격으로 이격될 수 있으나, 불규칙한 간격으로 형성될 수도 있다.

예를 들어, 도 17b에 도시된 바와 같이, 신호 배선(120)의 길이 방향의 변 각각에는, 제1돌출부(121-1) 및 제2돌출부(121-2)가 형성될 수 있으며, 신호 배선(120)의 길이 방향으로 서로 대칭되지 않는 형태일 수 있다. 다른 예로, 제1돌출부(121-1) 및 제2돌출부(121-2)가 신호 배선(120)의 길이 방향으로 서로 대칭될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 돌출부(121)의 모양, 두께, 간격 등은 다양한 실시예로 변형되어 적용될 수 있다.

종래와 같이 신호 배선(120)이 직선의 형태(도 17a 참조)로 센서 패드(110)와 연결되면, 신호 배선(120)이 밀집된 부분에서 극명하게 나타나는 명암차 왜곡 현상이 발생하게 되는데, 도 17b에서와 같이 신호 배선(120)에 하나 이상의 돌출부(121)를 형성하도록 하면, 센서 패드(110)에 형성된 슬릿(130)과 유사한 패턴을 가지는 효과를 주게 되어 명암 차 왜곡을 줄일 수 있으며, 이로 인해 시인성 향상에 도움을 줄 수 있다.

한편, 신호 배선(120)뿐만 아니라, 센서 패드(110)의 가장자리에도 하나 이상의 돌출부(111)가 형성될 수 있으며, 이로 인해, 센서 패드(110)의 가장자리 및, 상기 가장자리와 인접한 신호 배선(120) 사이의 영역에 명암 차이가 더욱 줄어들 수 있다.

도 17에서 도시된 센서 패드(110)는 간략히 마름모꼴 형태로 도시되어 있으나, 실제로는 도 15 내지 도 16에 도시된 센서 패드(110)와 같이 슬릿(130)이 형성될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 15 내지 도 16에 도시된 센서 패드(110) 및 신호 배선(120)에 관한 내용은 도 17b에 도시된 센서 패드(110) 및 신호 배선(120)에도 적용될 수 있다.

종래에는 외부에서 보면, 센서 패드(110) 사이에 배치된 신호 배선(120)들이 집중적으로 밀집되어 주위 영역과의 명암 차이가 극명하게 나타나, 시인성이 좋지 않았다.

하지만, 본 발명에 따르면, 센서 패드(110)에 슬릿을 형성하되, 슬릿의 크기가 센서 패드(110)의 중심부에서 가장자리로 갈수록 점점 커지거나, 또는 점점 작아지도록 하여, 신호 배선(120)과 센서 패드(110)의 명암 차이를 줄일 수 있으며, 이로 인해 시인성을 개선할 수 있다. 또한, 신호 배선(120)이 직선 형태였던 종래와 다르게 신호 배선(120)에 돌출부를 형성하여, 명암차 왜곡 현상을 더욱 줄일 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 영상 표시 패널
200: 패럴렉스 배리어
210: 제1 배리어
220: 액정층
230: 제2 배리어
211, 231: 전극
300: 터치 패널
310: 구동 전극층
311: 구동 전극
320: 감지 전극층
321: 감지 전극
410: 하부 기판
420: 상부 기판
500: 터치 스크린 패널
600: 구동장치
700: 픽셀 층

Claims (11)

1. 좌안용 영상과 우안용 영상으로 이루어지는 입체 영상을 출력하는 영상 표시 패널; 제1 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제1 배리어, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제2 배리어를 갖는 패럴렉스 배리어; 및 상기 제1 방향으로 배치되는 복수 개의 구동 전극들과 상기 제2 방향으로 배치되는 복수개의 감지 전극들을 포함하며 상기 패럴렉스 배리어 상부에 배치되는 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 있어서,
   복수의 행과 열을 이루도록 배치되어, 터치입력도구와의 사이에서 터치 정전용량을 형성하는 복수의 센서 패드를 포함하며,
   상기 복수의 센서 패드 각각에는 복수의 슬릿(slit)이 행과 열을 이루도록 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 행에 속해 있는 슬릿들은 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하게 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 열에 속해 있는 슬릿들은 상기 제1가장자리와 인접한 제2가장자리와 평행하게 배치되되,
   상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 중심부로부터 상기 제1가장자리 또는 상기 제2가장자리로 갈수록 점점 커지는 터치 검출 장치를 갖는, 입체 영상 표시 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 제1 가장자리와 평행하되 상기 센서 패드의 중심점을 지나는 제1직선에서부터 멀어질수록 점점 커지는, 입체 영상 표시 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 제2 가장자리와 평행하되 상기 센서 패드의 중심점을 지나는 제2직선에서부터 멀어질수록 점점 커지는, 입체 영상 표시 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 센서 패드 각각을 구동 장치와 연결시키는 복수의 신호 배선을 더 포함하고,
   상기 신호 배선에는 하나 이상의 돌출부가 형성되는, 입체 영상 표시 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서 패드의 제1 가장자리 및 제2 가장자리에는 하나 이상의 돌출부가 형성되는, 입체 영상 표시 장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 센서 패드 및 상기 복수의 신호 배선은 투명 전도성 물질로 형성되는, 입체 영상 표시 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 센서 패드 각각을 구동 장치와 연결시키는 복수의 신호 배선을 더 포함하고,
   상기 터치 검출 장치는 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 장치 위에 적층되거나 내부에 배치되며,
   상기 복수의 신호 배선은 상기 복수의 픽셀이 이루는 행 방향 및 열 방향과 평행하지 않도록 일정 각도를 형성하며 연장 및 절곡되는, 입체 영상 표시 장치.
   
8. 좌안용 영상과 우안용 영상으로 이루어지는 입체 영상을 출력하는 영상 표시 패널; 제1 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제1 배리어, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 전극들을 포함하는 제2 배리어를 갖는 패럴렉스 배리어; 및 상기 제1 방향으로 배치되는 복수 개의 구동 전극들과 상기 제2 방향으로 배치되는 복수개의 감지 전극들을 포함하며 상기 패럴렉스 배리어 상부에 배치되는 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 있어서,
   복수의 행과 열을 이루도록 배치되어, 터치입력도구와의 사이에서 터치 정전용량을 형성하는 복수의 센서 패드를 포함하며,
   상기 복수의 센서 패드 각각에는 복수의 슬릿(slit)이 행과 열을 이루도록 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 행에 속해 있는 슬릿들은 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하게 배치되고, 배치된 슬릿들 중 특정 열에 속해 있는 슬릿들은 상기 제1가장자리와 인접한 제2가장자리와 평행하게 배치되되,
   상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 중심부로부터 상기 제1가장자리 또는 상기 제2가장자리로 갈수록 점점 작아지는 터치 검출 장치를 갖는, 입체 영상 표시 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 슬릿 각각의 크기는, 상기 센서 패드의 제1가장자리와 평행하되 상기 센서 패드의 중심점을 지나는 직선에서부터 멀어질수록 점점 작아지는, 입체 영상 표시 장치.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 패드 각각을 구동 장치와 연결시키는 복수의 신호 배선을 더 포함하고,
    상기 신호 배선에는 하나 이상의 돌출부가 형성되는, 입체 영상 표시 장치.
    
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 패드의 제1 가장자리 및 제2 가장자리에는 하나 이상의 돌출부가 형성되는, 입체 영상 표시 장치.
    

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