KR20160013484A

KR20160013484A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20160013484A
Application number: KR1020140095092A
Authority: KR
Inventors: 최재우; 임상현; 정창섭; 조아라; 최은길
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-02-04
Also published as: KR102411328B1; US20160026315A1; US10282010B2

Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는 기판 위의 화소들에 포함된 유기 발광 다이오드의 상부 전극과 상기 상부 전극 위에 위치하는 인캡층을 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널 및 상기 표시 패널을 덮는 커버 윈도우 사이에서 상기 상부 전극과 마주보며 서로 이격되어 있는 제1 터치 전극과 제2 터치 전극을 포함하는 터치 패널; 상기 표시 패널 위에 위치하면서 외부 터치 및 압력에 의해 탄성력이 있는 탄성층; 및 상기 외부 압력에 의한 상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격 변화에 따른 변화된 정전용량을 검출하고, 상기 외부 터치에 의한 상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극 사이의 변화된 정전용량을 검출하여 상기 터치 패널의 터치된 위치를 감지하는 터치 감지부를 포함한다.

Description

표시 장치{Display Device}

본 발명은 터치 패널 구비된 표시 장치에 관한 것이다.

평판 표시 장치(Flat Panel Display device)는 경량 및 박형 등의 특성으로 인하여, 음극선관 표시 장치(Cathode-ray Tube Display device)를 대체하는 표시 장치로 사용되고 있으며, 대표적인 예로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device; LCD)와 유기 전계 발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode display, OLED)가 있다. 이 중 유기 전계 발광 표시장치는 액정표시장치에 비하여 휘도 특성 밍 시야각 특성이 우수하고 백라이트(Back light)를 필요로 하지 않아 초박형으로 구현할 수 있다는 장점이 있다.

상기 유기 전계 발광 표시장치는 구동 방법에 따라 수동 구동(Passive matrix) 방식과 능동 방식(Active matrix) 방식으로 나뉘는데, 능동 구동 방식은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 사용하는 회로를 가진다.

최근 들어, 상기 유기 전계 발광 표시장치는 손가락 또는 펜의 위치를 디지털적으로 검출하고 이를 XY 좌표화하여 출력함으로써, 글씨나 그림을 보다 편하고 정교하게 입력할 수 있는 터치 패널과 같은 디지타이저(digitizer)를 영상을 구현하기 위한 표시 패널의 일측에 위치시켜, 사용자가 상기 표시 패널에 표시된 영상을 보면서 사용자가 원하는 정보를 선택할 수 있도록 하고 있다.

터치 패널은 접촉된 부분을 감지하는 방식에 따라, 직류전압을 인가한 상태에서 접촉된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 접촉에 따른 전압 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전 용량 방식(Capacitive type) 등으로 구별될 수 있다.

특히, 정전 용량 방식은 손가락(finger) 또는 도전체 없이 터치를 하는 경우 접촉에 의한 전압 변화가 일어나지 않아 터치 인식이 안되고, 압력의 위치와 압력의 크기에 따른 터치 인식을 하기 위해서는 별도의 압력 감지부를 추가해야 하므로 생산 비용이 늘어나는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 감지부에서 터치와 압력에 의한 터치 인식을 할 수 있는 표시 장치를 제공하자고 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판 위의 화소들에 포함된 유기 발광 다이오드의 상부 전극과 상기 상부 전극 위에 위치하는 인캡층을 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널 및 상기 표시 패널을 덮는 커버 윈도우 사이에서 상기 상부 전극과 마주보며 서로 이격되어 있는 제1 터치 전극과 제2 터치 전극을 포함하는 터치 패널; 상기 표시 패널 위에 위치하면서 외부 터치 및 압력에 의해 탄성력이 있는 탄성층; 및 상기 외부 터치에 의한 상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극 사이의 변화된 정전용량을 검출하고, 상기 외부 압력에 의한 상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격 변화에 따른 변화된 정전용량을 검출하여 상기 터치 패널의 터치된 위치를 감지하는 터치 감지부를 포함한다.

상기 터치 감지부는 외부 압력에 의해 변화된 정전용량을 계산하여 외부 압력에 의한 터치 위치를 감지하고, 외부 압력에 의해 변화된 정전용량을 기준 정전용량으로 환산한 후 상기 기준 정전용량을 표준으로 외부 터치에 의해 변화된 정전용량을 계산하여 외부 터치에 의한 터치 위치를 감지할 수 있다.

상기 터치 감지부와 상기 제1 및 제2 터치 전극을 전기적으로 연결하는 접지 배선을 더 포함할 수 있다.

상기 터치 감지부는 상기 기판과 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Cable Board) 위에 위치할 수 있다.

상기 탄성층은 상기 외부 터치 및 압력에 의해 유연하게 구부러지면서 접착력이 있는 레진으로 이루어질 수 있다.

상기 탄성층은 상기 표시 패널의 테두리에 위치하는 접착 테이프로 이루어질 수 있다.

상기 서브 화소들에 구동신호를 인가하는 구동 드라이버를 더 포함할 수 있다.

상기 구동 드라이버는 상기 기판 위에 위치하거나 상기 기판과 연결되어 있는 구동 기판 위에 위치할 수 있다.

상기 제1 터치 전극은 터치 센싱 신호가 인가되는 구동 전극이고, 상기 제2 터치 전극은 터치 검출을 위한 센싱 전극일 수 있다.

상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극은 상기 탄성층과 상기 커버 윈도우 사이에 위치할 수 있다.

상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극은 서로 다른 층에 위치할 수 있다.

상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극 사이에 개재되어 상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극을 분리시키는 절연층을 포함할 수 있다.

상기 제2 터치 전극은 상기 커버 윈도우 위에 직접 일체형으로 형성될 수 있다.

상기 제1 터치 전극은 상기 인캡층과 상기 탄성층 사이에 위치하고, 상기 제2 터치 전극은 상기 탄성층과 상기 커버 윈도우 사이에 위치할 수 있다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 외부 터치에 의한 감지 신호뿐만 아니라 외부 압력에 의한 감지 신호도 수신하여 터치 위치를 검출하기 위해서 하나의 터치 감지부(730)를 이용함으로써, 별도의 압력 감지부를 적용할 필요 없어 제조 단가를 절감할 수 있다

본 발명은 손가락(finger)과 같은 도전체로 터치가 어려운 상황에서도 압력에 의한 터치 위치를 검출할 수 있다.

본 발명은 커버 윈도우 표면에 제2 터치 전극을 직접 일체형으로 형성함으로써 표시 장치의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함된 표시 패널(100)의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 나타내는 평면도이다.
도 5는 터치 감지부에서 외부 터치 및 외부 압력에 의한 터치 위치를 검출하는 순서도이다.
도 6은 터치 감지부에서 기준 정전용량을 환산하는 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도로서, 이는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인의 단면에 해당한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100), 구동 기판(610), 구동 드라이버(630), 터치 패널(200), 탄성층(300), 커버 윈도우(400), 제1 가요성 인쇄 회로 기판(510), 제2 가요성 인쇄 회로 기판(710), 및 터치 감지부(730)를 포함한다.

표시 패널(100)은 표시 기판(110) 위의 화소들에 포함된 유기 발광 다이오드(미도시)의 상부 전극(175)과 유기 발광 다이오드 위에 위치하는 인캡층(180)을 포함한다. 즉 표시 패널(100)은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 포함하는 복수의 화소를 이용한 유기 발광 표시장치일 수 있다. 여기서는 표시 패널(100)을 유기 발광 표시 장치인 것으로 가정하였으나, 이는 제한이 아니다. 표시 패널(100)은 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display), 전계 발광 디스플레이(field emission display, FED) 및 플라즈마 디스플레이(plasma display panel, PDP) 중 어느 하나의 표시 소자를 포함하는 표시 패널일 수 있다.

표시 패널(100)에 대해서는 추후에 도면 3을 참고하여 자세히 설명하기로 한다.

터치 패널(200)은 표시 패널(100)과 표시 패널(100)을 덮는 커버 윈도우(400) 사이에 배치될 수 있다. 터치 패널(200)은 터치 검출을 위한 복수의 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220), 및 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220) 사이에서 개재되어 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220)을 분리시키는 절연층(230)을 포함한다.

터치 패널(200)에 대해서는 추후에 도면 4를 참고하여 자세히 설명하기로 한다.

상기 표시 패널(100)과 터치 패널(200) 사이에는 외부 터치 및 압력에 의해 탄성력이 있는 탄성층(300)을 포함한다.

탄성층(300)은 외부의 터치 및 압력에 의해 높이가 복원 가능하게 탄성적으로 가변됨으로써 터치 패널(200)의 복수의 터치 전극(210, 220)과 표시 패널(200)의 상부 전극(175) 사이의 간격이 탄성적으로 가변되도록 하고, 결과적으로 터치 패널(200)의 복수의 터치 전극(210, 220)과 표시 패널(200)의 상부 전극(1750) 사이에 간격 변화에 따른 변화된 정전용량을 발생할 수 있도록 하는 층이다.

탄성층(300)은 터치 패널(200)의 복수의 터치 전극(210, 220)과 표시 패널(200)의 상부 전극(1750) 사이의 간격을 복원성 있게 탄성적으로 가변시킬 수 있는 소재와 형상이라면 특히 제한되지 아니하며, 예를 들어 폴리올레핀계, PVC계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리아미드계 등 널리 알려진 탄성소재, 특히 탄성실리콘이 사용될 수 있다.

또한, 탄성층(300)은 외부의 터치 및 압력에 의해 유연하게 구부러지면서 표시 패널(100)과 터치 패널(200)을 접착할 수 있는 접착력이 있는 레진(resin)으로 이루어질 수 있다.

구동 기판(610)에는 복수의 화소를 구동하는 구동 드라이버(630)가 배치되어 있다. 여기서는 구동 기판(610)과 표시 패널(100)의 표시 기판(110)이 별도로 마련되는 것으로 도시하였으나, 구동 기판(610)과 표시 기판(110)은 하나의 기판으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 하나의 기판 상에서 표시 기판(110)에 대응하는 표시 영역이 마련되고, 표시 영역에 복수의 화소가 배치될 수 있으며, 구동 기판(610)에 대응하는 주변 영역에 구동 드라이버(630)가 배치될 수 있다.

제1 가요성 인쇄 회로 기판(510)에는 외부로부터 신호를 인가 받는 제1 커넥터(connector, 530)가 배치되어 있다. 제1 커넥터(530)를 통해 복수의 화소의 구동 신호, 터치 제어 신호, 전원 전압 등이 입력된다. 제1 가요성 인쇄 회로 기판(510)은 구동 기판(610)에 연결되고, 제1 커넥터(530)를 통해 인가 받은 복수의 화소의 구동 신호, 전원 전압 등을 구동 드라이버(630)에 전달한다.

제2 가요성 인쇄 회로 기판(710)에는 제2 커넥터(750) 및 터치 감지부(730)가 배치되어 있다. 제2 커넥터(750)는 제1 가요성 인쇄 회로 기판(510)에 연결된다. 제2 커넥터(750)는 제1 가요성 인쇄 회로 기판(510)과 제2 가요성 인쇄 회로 기판(710) 간의 터치 제어 신호 및 전원 전압을 전달한다. 제2 커넥터(750)를 통해 인가된 터치 제어 신호 및 전원 전압은 터치 감지부(730)에 전달된다. 제2 가요성 인쇄 회로 기판(710)은 터치 패널(200)에 연결되어 있다.

터치 감지부(730)는 터치 제어 신호에 따라 터치 패널(200)에 포함된 복수의 제1 및 제2 터치 전극(210, 220)에 터치 검출 신호를 인가하고, 이에 대응하여 외부 터치에 의한 감지 신호를 수신하여 터치 위치를 검출할 뿐만 아니라, 외부 압력에 의한 감지 신호도 수신하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

이하에서는, 도 3을 참조하여 표시 패널(100)에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함된 표시 패널(100)의 개략적인 단면도이다. 도 3에서는 설명의 편의상 하나의 화소 영역(PA)만을 표시하였으나, 실제로는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 패널(100)은 복수의 화소 영역(PA)에 형성된 복수의 화소를 갖는다.

도 3을 참조하면, 표시 패널(100)은 박막 트랜지스터(T)와 유기 발광 다이오드(E)가 형성된 표시 기판(110)과 인캡슐레이션을 위한 인캡층(180)으로 이루어진 유기 발광 표시 장치일 수 있다.

표시 기판(110) 위에는 버퍼층(121)이 형성되어 있고, 버퍼층(121) 위에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.

여기서, 표시 기판(110)은 절연 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있고, 절연 재질로 유리 또는 플라스틱이 사용될 수 있으며, 금속 재질로 스테인레스 스틸(stainlesssteel; SUS)이 사용될 수 있다. 버퍼층(121)은 후술하는 액티브층의 형성 시 표시 기판(110)의 불순물들이 확산하는 것을 방지하며, 일례로 실리콘 질화물(SiN)층 또는 실리콘 질화물(SiN)층과 실리콘 산화물(SiO2)층의 적층 구조로 이루어질 수 있다.

박막 트랜지스터(T)는 액티브층(130), 게이트 절연막(123), 게이트 전극(140), 층간 절연막(125), 소스 전극(151), 및 드레인 전극(153)으로 구성되어 있다.

액티브층(130)은 버퍼층(121) 위에서 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부에는 채널을 이루는 액티브 영역(132), 액티브 영역(132) 양 측면에서 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(131, 133)으로 구성된다.

액티브층(130) 상부에는 게이트 절연막(123)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(123) 상부로는 액티브층(130)의 액티브 영역(132)에 대응하여 게이트 전극(140)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트선이 형성되어 있다.

또한, 게이트 전극(140)과 게이트선(미도시) 상부 전면에 층간 절연막(125)이 형성되어 있으며, 이때 층간 절연막(125)과 그 하부의 게이트 절연막(123)은 액티브영역(132) 양 측면에 위치한 소스 및 드레인 영역(131, 133)을 각각 노출시키는 접촉구멍을 구비하고 있다.

접촉구멍을 포함하는 층간 절연막(125) 상부에는 서로 이격하며 상기 접촉구멍을 통해 노출된 소스 및 드레인 영역(131, 133)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(151, 153)이 형성되어 있다.

소스 및 드레인 전극(151, 153)과 층간 절연막(125) 상부에는 드레인 전극(153)을 노출시키는 접촉구멍을 갖는 보호막(127)이 형성되어 있다.

박막 트랜지스터(T) 위에는 하부 전극(171), 유기발광층(173), 상부 전극(175)을 포함하는 유기 발광 다이오드(E)가 형성되어 있다.

하부 전극(171)은 보호막(127) 위에서 상기 접촉구멍을 통해서 드레인 전극(153)과 연결되는 양극(anode)을 이룬다.

하부 전극(171) 상부에는 유기발광층(173)이 형성되어 있고, 상기 유기발광층(173)을 구분하기 위해서 하부 전극(171) 사이에 뱅크층(160)이 형성되어 있다.

이때, 상기 유기발광층(173)는 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(Hole Injection layer), 정공수송층(Hole Transport layer), 발광층(Emission layer), 전자수송층(Electron transport layer) 및 전자주입층(Electron Injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

이러한 유기발광층(173)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소영역마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.

유기발광층(173)의 상부로는 음극(cathode)을 이루는 상부 전극(175)이 형성되어 있다.

이러한 유기 발광 표시 장치는 선택된 색 신호에 따른 하부 전극(171)과 상부 전극(175)으로 소정의 전압이 인가되면, 하부 전극(171)으로부터 주입된 정공과 상부 전극(175)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(173)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.

이때, 발광된 빛이 투명한 하부 전극(171) 또는 상부 전극(175)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기 발광 표시 장치는 임의의 화상을 구현하게 된다.

유기 발광 다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태의 투습 방지 절연막(미도시)이 형성될 수 있고, 상기 투습 방지 절연막(미도시) 상부에는 인캡층(180)이 위치한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 나타내는 평면도이다.

도 4를 참조하면, 터치패널(200)은 투명 기판(미도시) 위에 배치된 복수의 제1 터치 전극(210), 복수의 제1 터치 전극(210) 위에 배치된 제2 터치 전극(220)을 포함한다. 복수의 구동 전극(210)과 센싱 전극(220) 사이에는 절연층(미도시)이 배치될 수 있다.

복수의 제1 터치 전극(210)은 터치 센싱 신호가 인가되는 구동 전극으로 제1 방향으로 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(220)은 터치 검출을 위한 센싱 전극으로 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치될 수 있다. 복수의 구동 전극(210) 및 복수의 센싱 전극(220)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도막으로 형성될 수 있다. 또는 복수의 구동 전극(210) 및 복수의 센싱 전극(220)은 메탈 메시(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT) 등으로 이루어질 수 있다.

절연층은 복수의 구동 전극(210)과 복수의 센싱 전극(220) 사이에 개재되어 복수의 구동 전극(210)과 복수의 센싱 전극(220)을 분리시킨다. 절연층으로는 산화 실리콘(SiO2), 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 이용될 수 있다. 또는 절연층으로 셀룰로오스(cellulose) 유도체, 올레핀(olefin)계 수지, 아크릴(acryl)계 수지, 염화비닐계 수지, 스틸렌(styrene)계 수지, 폴리에스테르(polyester)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 수지, 폴리시클로올레핀(polycycloolefin) 수지, 에폭시(epoxt) 수지 등의 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.

복수의 구동 전극(210)과 복수의 센싱 전극(220)이 절연층으로 분리됨으로써, 구동 전극(210)과 센싱 전극(220) 사이에 정전 용량이 형성된다.

복수의 구동 전극(210)은 복수의 제1 감지 배선(330t)에 연결되고, 복수의 센싱 전극(220)은 복수의 제2 감지 배선(330r)에 연결된다. 복수의 제1 감지 배선(330t) 및 복수의 제2 감지 배선(330r)은 터치 감지부(730)에 연결된다. 터치 감지부(730)는 복수의 제1 감지 배선(330t)을 통해 복수의 구동 전극(210)에 터치 검출 신호를 인가하고, 복수의 제2 감지 배선(330r)을 통해 복수의 센싱 전극(220)의 정전 용량의 변화를 나타내는 감지 신호를 수신함으로써 터치 위치를 검출할 수 있다.

터치 기판(230)은 접지 배선(GND1, GND2)을 더 포함할 수 있다. 접지 배선(GND1, GND2)은 복수의 구동 전극(210) 및 복수의 센싱 전극(220)의 외곽 영역에 배치될 수 있다. 즉, 접지 배선(GND1, GND2)은 복수의 구동 전극(210) 및 복수의 센싱 전극(220)을 감싸듯이 터치 기판(미도시)의 가장자리를 따라 루프(loop) 형태로 배치될 수 있다. 루프 형태로 배치되는 접지 배선(GND1, GND2)의 일단의 접지 배선(GND1)과 타단의 접지 배선(GND2)이 터치 감지부(730)에 연결된다. 접지 배선(GND1, GND2)은 외부에서 유입되는 정전기를 제거하기 위하여 접지 전원과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 위해 접지 배선(GND1, GND2)은 제2 가요성 인쇄 회로 기판(710)의 접지 전원과 전기적으로 연결될 수 있다.

이제, 도 5 및 도 6을 참고하여 터치 감지부(730)에서 외부 터치 및 외부 압력에 의한 감지 신호를 수신하여 터치 위치를 검출하는 방법에 대하여 설명한다.

도 5는 터치 감지부에서 외부 터치 및 외부 압력에 의한 터치 위치를 검출하는 순서도이고, 도 6은 터치 감지부에서 기준 정전용량을 환산하는 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.

도 2, 도 5 및 도 6을 참고하면, 터치 감지부(730)는 외부 압력에 의해서 터치 패널(200)의 제1 터치 전극(210)과 표시 패널(100)의 상부 전극(175) 사이의 간격 변화에 따른 변화된 정전용량을 검출하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 터치 감지부(730)는 외부 터치에 의한 복수의 제1 및 제2 터치 전극(210, 220) 사이의 변화된 정전용량을 감지하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

보다 구체적으로, 터치 감지부(730)는 외부 압력 검출 신호를 제1 및 제2 터치 전극(210, 220)과 상부 전극(175)에 인가하고(S10), 제1 및 제2 터치 전극(210, 220)과 상부 전극(175) 사이의 간격 변화에 따른 정전용량을 검출하기 위해 외부 압력에 의한 감지 신호를 수신한다(S20).

그 다음, 터치 감지부(730)는 외부 압력에 의해 변화된 정전용량을 계산하여 외부 압력에 의한 터치 위치를 감지하고(S30), 외부 압력에 의해 변화된 정전용량을 기준 정전용량으로 환산한다(S40).

그 다음, 터치 감지부(740)는 외부 터치 검출 신호를 제1 및 제2 터치 전극(210, 220)에 인가하고(S50), 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220) 사이의 간격 변화에 따른 정전용량을 검출하기 위해 외부 터치에 의한 감지 신호를 수신한다(S60).

그 다음, 터치 감지부(740)는 기준 정전용량을 표준으로 외부 터치에 의해 변화된 정전용량을 계산하여 외부 터치에 의한 터치 위치를 감지한다(S70).

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 외부 터치에 의한 감지 신호뿐만 아니라 외부 압력에 의한 감지 신호도 수신하여 터치 위치를 검출하기 위해서 하나의 터치 감지부(730)를 이용함으로써, 별도의 압력 감지부를 적용할 필요 없어 제조 단가를 절감할 수 있다.

또한, 손가락(finger)과 같은 도전체로 터치가 어려운 상황에서도 압력에 의한 터치 위치를 검출할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로서, 탄성층(300)의 구조를 변경한 것을 제외하고는 전술한 도 1 및 도 2에 따른 표시 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 7을 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100), 터치 패널(200), 탄성층(300), 커버 윈도우(400)를 포함한다.

이때, 탄성층(300)은 표시 패널(100)의 테두리에 위치하는 접착 테이프(310)와 상기 접착 테이프(310) 안쪽에 형성되는 공기층(320)을 포함할 수 있다.

접착 테이프(310)는 표시 패널(100)과 터치 패널(200)을 접착할 수 있고, 공기층(320)은 접착 테이프(310), 표시 패널(100), 및 터치 패널(200)로 둘러싸인 영역으로 공기로 채워져 있어 외부 압력에 의해 탄성적으로 가변될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로서, 터치 패널(200)의 구조를 변경한 것을 제외하고는 전술한 도 1 및 도 2에 따른 표시 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 8을 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100), 터치 패널(200), 탄성층(300), 커버 윈도우(400)를 포함한다.

터치 패널(200)은 복수의 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220), 및 상기 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220) 사이에 배치되는 절연층(230)을 포함한다.

제1 터치 전극(210)은 터치 센싱 신호가 인가되는 구동 전극이고, 제2 터치 전극(220)은 터치 검출을 위한 센싱 전극이다. 이때 제2 터치 전극(220)은 별도의 투명 기판인 센서층 없이 커버 윈도우(400) 위에 직접 형성될 수 있다.

즉, 커버 윈도우(400) 표면에 제2 터치 전극(220)을 직접 일체형으로 형성함으로써 표시 장치의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로서, 터치 패널(200)의 구조를 변경한 것을 제외하고는 전술한 도 1 및 도 2에 따른 표시 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100), 터치 패널(200), 탄성층(300), 커버 윈도우(400)를 포함한다.

터치 패널(200)은 복수의 제1 터치 전극(210)과 제2 터치 전극(220)을 포함한다.

제1 터치 전극(210)은 터치 센싱 신호가 인가되는 구동 전극이고, 제2 터치 전극(220)은 터치 검출을 위한 센싱 전극이다.

이때, 제1 터치 전극(210)은 인캡층(180)과 탄성층(300) 사이에 위치하고, 제2 터치 전극(220)은 탄성층(300)과 커버 윈도우(400) 사이에 위치할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 표시 패널 110: 표시 기판
175: 상부 전극 180: 인캡층
200: 터치 패널 210: 제1 터치 전극
220: 제2 터치 전극 230: 절연층
300: 탄성층 400: 커버 윈도우
510: 제1 가요성 인쇄 회로 기판 530: 제1 커넥터
610: 구동 기판 630: 구동 드라이버
710: 제2 가요성 인쇄 회로 기판 730: 터치 감지부
750: 제2 커넥터

Claims

기판 위의 화소들에 포함된 유기 발광 다이오드의 상부 전극과 상기 상부 전극 위에 위치하는 인캡층을 포함하는 표시 패널;
상기 표시 패널 및 상기 표시 패널을 덮는 커버 윈도우 사이에서 상기 상부 전극과 마주보며 서로 이격되어 있는 제1 터치 전극과 제2 터치 전극을 포함하는 터치 패널;
상기 표시 패널 위에 위치하면서 외부 터치 및 압력에 의해 탄성력이 있는 탄성층; 및
상기 외부 압력에 의한 상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 상부 전극 사이의 간격 변화에 따른 변화된 정전용량을 검출하고, 상기 외부 터치에 의한 상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극 사이의 변화된 정전용량을 검출하여 상기 터치 패널의 터치된 위치를 감지하는 터치 감지부를 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 감지부는 외부 압력에 의해 변화된 정전용량을 계산하여 외부 압력에 의한 터치 위치를 감지하고, 외부 압력에 의해 변화된 정전용량을 기준 정전용량으로 환산한 후 상기 기준 정전용량을 표준으로 외부 터치에 의해 변화된 정전용량을 계산하여 외부 터치에 의한 터치 위치를 감지하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 감지부와 상기 제1 및 제2 터치 전극을 전기적으로 연결하는 접지 배선을 더 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 감지부는 상기 기판과 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Cable Board) 위에 위치하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성층은 상기 외부 터치 및 압력에 의해 유연하게 구부러지면서 접착력이 있는 레진으로 이루어진 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성층은 상기 표시 패널의 테두리에 위치하는 접착 테이프로 이루어진 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 서브 화소들에 구동신호를 인가하는 구동 드라이버를 더 포함하는 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 구동 드라이버는 상기 기판 위에 위치하거나 상기 기판과 연결되어 있는 구동 기판 위에 위치하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 터치 전극은 터치 센싱 신호가 인가되는 구동 전극이고, 상기 제2 터치 전극은 터치 검출을 위한 센싱 전극인 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극은 상기 탄성층과 상기 커버 윈도우 사이에 위치하는 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극은 서로 다른 층에 위치하는 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극 사이에 개재되어 상기 제1 터치 전극과 제2 터치 전극을 분리시키는 절연층을 포함하는 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 터치 전극은 상기 커버 윈도우 위에 직접 일체형으로 형성되는 표시 장치
제1항에 있어서,
상기 제1 터치 전극은 상기 인캡층과 상기 탄성층 사이에 위치하고, 상기 제2 터치 전극은 상기 탄성층과 상기 커버 윈도우 사이에 위치하는 표시 장치.