KR20160088532A - 터치 패널 및 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 터치 패널은, 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극; 및 상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 상기 감지 입력신호와 같은 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층을 포함한다.
또한, 실시 예에 따른 표시 장치는, 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극, 및 상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 상기 감지 입력신호와 같은 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층을 포함하는 터치 패널; 상기 보호층 구동신호를 인가하는 보호층 제어부; 상기 터치 패널 하부에 위치하고, 상부 전극을 포함하는 표시부를 포함한다.

Description

터치 패널 및 이를 이용한 표시장치{TOUCH PANEL AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 터치 패널 및 이를 이용한 표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 감지 능력의 저하를 방지할 수 있는 터치 패널 및 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 표시 장치는 전기장 생성 전극과 전기 광학 활성층(electro-optical active layer)을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함하고, 전기 영동 표시 장치는 전하를 띤 입자를 포함할 수 있다. 전기장 생성 전극은 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결되어 데이터 신호를 인가받을 수 있고, 전기 광학 활성층은 이러한 데이터 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.
최근 이러한 표시 장치는 영상을 표시하는 기능 이외에 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 화면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 접촉 정보에 기초하여 영상 신호를 입력받고 영상을 표시할 수 있다.
이러한 터치 감지 기능은 터치 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식에 따라 분류될 수 있다.
이 중 정전 용량 방식의 터치 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 복수의 감지 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 터치 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 충전 정전 용량(capacitance)의 변화 또는 충전 전하량의 변화를 감지하여 접촉 여부와 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다. 정전 용량식 터치 센서는 접촉 감지 영역에 배치되어 있는 복수의 터치 전극 및 터치 전극과 연결되어 있는 터치 신호선을 포함한다. 터치 신호선은 터치 전극에 터치 구동 신호([Sd])를 전달하거나 터치에 따라 생성된 터치 전극의 감지 출력 신호를 감지 신호 제어부에 전달할 수 있다.
이러한 터치 센서는 터치 패널 내에 형성되어 표시 장치 위에 부착되거나(add-on cell type) 표시 장치의 기판 바깥쪽에 형성될 수도 있고(on-cell type), 표시 장치 내부에 형성될 수도 있다(in-cell type). 터치가 이루어져 터치가 감지되는 터치 영역은 표시 장치의 영상이 표시되는 표시 영역과 중첩할 수 있다. 터치 센서를 포함하는 패널을 통칭하여 터치 패널이라 하며 터치 패널은 터치 센서를 포함하는 표시 장치의 패널일 수도 있고, 표시 장치에 부착되는 패널일 수도 있다. 이러한 터치 신호선은 터치 영역 주변이 주변 영역을 따라 뻗어 감지 신호 제어부에 연결될 수 있다.
종래 터치 패널은, 사용자가 터치 패널을 들고 사용할 경우 터치 패널의 주변 영역을 손 또는 다른 물체로 잡고 사용하게 될 것이다. 이때, 멀티 호버링(Multi Hovering) 시 터치 패널의 베이스 커패시턴스(Base Capacitance) 대비 터치 전극의 전하량이 작아져 정작 터치 영역에서의 접촉 감지 능력이 저하될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 터치 패널의 베이스 커패시턴스를 낮추어 터치 감도를 향상시키기 위함이다.
또한, 멀티 호버(Multi Hover) 동작 시 터치 패널의 접촉 감지 능력을 향상시키기 위함이다.
또한, 표시 패널의 노이즈를 차단하기 위함이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 터치 패널은, 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극; 및 상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 상기 감지 입력신호와 같은 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층을 포함한다.
또한, 실시 예에 따른 터치 패널의 보호층 구동신호는 상기 감지 입력신호가 상기 터치 전극에 인가되는 시점과 동일한 시점에 상기 보호층에 인가된다.
또한, 실시 예에 따른 터치 패널의 터치 전극과 상기 보호층 사이의 전위차는 0이다.
또한, 실시 예에 따른 터치 패널의 터치 전극은 터치 구동 신호로 충전되는 자가 감지 축전기를 형성하고, 상기 축전기의 충전 변화량에 기초하여 상기 터치 전극의 터치가 검출된다.
또한, 실시 예에 따른 터치 패널은, 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극; 상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 그라운드 전위 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층; 및 상기 터치 전극 및 상기 보호층 사이에 위치하는 절연층을 포함한다.
또한, 실시 예에 따른 터치 패널의 절연층은 유전율이 낮은 절연 물질로 형성된다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치는, 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극, 및 상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 상기 감지 입력신호와 같은 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층을 포함하는 터치 패널; 상기 보호층 구동신호를 인가하는 보호층 제어부; 상기 터치 패널 하부에 위치하고, 상부 전극을 포함하는 표시부를 포함한다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치의 보호층 제어부는, 상기 감지 입력신호가 상기 터치 전극에 인가되는 시점과 동일한 시점에 상기 보호층 구동신호를 상기 보호층에 인가한다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치의 터치 전극과 상기 보호층 사이의 전위차는 0이고, 상기 터치 전극과 상기 상부 전극 사이에 형성되는 베이스 커패시턴스의 영항이 차단된다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치의 터치 구동 신호로 충전되는 자가 감지 축전기를 형성하고, 상기 축전기의 충전 변화량에 기초하여 상기 터치 전극의 터치가 검출된다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치는, 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극, 상기 터치 전극의 하부에 위치하고 그라운드 전위 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층, 및 상기 터치 전극과 상기 보호층 사이에 위치하는 절연층을 포함하는 터치 패널; 상기 보호층 구동신호를 인가하는 보호층 제어부; 상기 터치 패널 하부에 위치하고, 상부 전극을 포함하는 표시부를 포함한다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치의 절연층은 유전율이 낮은 절연 물질로 형성되고, 상기 터치 전극과 상기 상부 전극 사이에 형성되는 베이스 커패시턴스의 영항이 차단된다.
또한, 실시 예에 따른 표시장치의 절연층은 유전율이 낮은 절연 물질로 형성되고, 상기 표시패널의 노이즈가 차단된다.
실시 예에 따른 터치 패널은, 터치 패널의 베이스 커패시턴스를 낮추어 터치 감도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 멀티 호버 동작 시 터치 패널의 접촉 감지 능력이 향상되는 효과가 있다.
또한, 표시 패널의 노이즈가 차단되는 효과가 있다.
도 1은 실시 예에 따른 터치 표시장치의 블록도이다.
도 2는 실시 예에 따른 터치 패널의 터치 전극과 터치 신호선을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 실시 예에 따른 터치 감지 영역을 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 실시 예에 따른 보호층 구동신호를 도시한 것이다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 터치 감지 영역을 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 보호층 구동신호를 도시한 것이다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 터치 감지 영역을 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해 되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다." 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 실시 예에 따른 터치 패널의 블록도이다.
이하, 도 1을 이용하여 실시 예에 따른 터치 패널을 설명한다.
실시 예에 따른 표시장치(1)는 터치패널(100), 감지신호 제어부(300), 및 보호층 제어부(400), 및 터치 패널 하부에 위치하는 표시 패널(200, 도 4 참조)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 터치 패널(100)은 손, 펜과 같은 외부 물체의 접촉을 감지할 수 있는 터치 센서(120)를 포함한다. 터치 센서(120)는 별도의 패널에 형성되어 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 등의 표시 장치의 표시 패널 위에 부착되거나(add-on cell type), 표시 장치를 구성하는 기판 바깥쪽에 형성될 수도 있고(on-cell type), 표시 장치의 표시 패널 내부에 형성될 수도 있다(in-cell type). 터치 센서(120)를 포함하는 표시 패널 또는 별도의 패널 등을 통칭하여 터치 패널(100)이라 한다.
터치 패널(100)은 터치 영역(touch area)(TA)과 그 주변의 주변 영역(peripheral area)(PA)을 포함한다.
터치 영역(TA)은 실제로 물체가 접근하거나 터치 패널(100)에 접촉하면 접촉을 감지할 수 있는 영역으로서 영상이 표시되는 표시 영역과 중첩할 수 있다. 여기서 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 터치 패널(100)에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 터치 패널(100)에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는 호버링(hovering)도 포함한다. 터치 영역(TA)에는 복수의 터치 센서(120) 및 터치 신호선(130)이 위치한다. 복수의 터치 센서(120)는 행렬 형태로 배열될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 신호선(130)은 터치 센서(120)와 연결되어 있으며 터치 구동 신호([Sd], 도 4 참조) 또는 감지 출력 신호를 전달한다.
터치 센서(120)는 정전 용량 방식(capacitive type)으로 접촉을 감지할 수 있다.
주변 영역(PA)에는 터치 영역(TA)에서 연장된 복수의 터치 신호선(130)이 위치한다. 터치 신호선(130)은 터치 센서(120)를 제어하는 감지 신호제어부(300)와 연결되어, 터치 구동 신호([Sd]) 또는 감지 출력 신호를 전달할 수 있다. 주변 영역(PA)은 빛이 투과하지 않는 차광 부재(도시하지 않음)가 위치할 수 있다.
감지 신호제어부(300)는 터치 센서(120) 및 보호층 제어부(400)를 제어한다. 감지 신호제어부(300)는 터치 신호선(130)을 통해 터치 센서(120)에 터치 구동 신호([Sd])를 전달하거나 감지 출력 신호를 입력받을 수 있다. 감지 신호제어부(300)는 감지 출력 신호를 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 생성할 수 있다. 감지 신호제어부(300)는 집적 회로 칩의 형태로 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되어 터치 패널(100)에 부착되거나 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit substrate) 위에 장착될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 감지 신호제어부(300)는 보호층(140, 도 4 참조)에 인가되는 보호층 구동신호([Sg], 도 5 참조)를 제어하기 위한 구동 제어신호(CONT)를 생성한다.
보호층 제어부(400)는 구동 제어신호(CONT)에 따라 보호층 구동 신호([Sg], 예를 들어 보호층 구동 전압)를 생성하여 보호층에 인가한다.
도 2는 실시 예에 따른 터치 패널의 터치 전극과 터치 신호선을 나타낸 평면도이다.
도 2를 참조하면, 터치 영역(TA)에는 터치 전극(121) 복수의 터치 전극(121) 및 복수의 터치 전극(121)과 연결된 복수의 연결배선(131)을 포함한다.
복수의 터치 전극(121)은 행렬 형태로 배열될 수 있으며, 단면 구조로 볼 때 서로 동일한 층에 형성되어 있을 수 있다. 터치 전극(121)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 금속 나노와이어(metal nanowire), 도전성 폴리머(conductive polymer), 얇은 금속 층 등의 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 전극(121)이 금속을 포함하는 경우 금속은 은(Ag), 구리(Cu) 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 전극(121)의 모양은 도 1에 도시한 바와 같이 사각형, 예를 들어 마름모꼴일 수 있으나 이에 한정되지 않고 다양한 모양을 가질 수 있다. 터치 전극(121)의 한 변의 길이는 대략 수mm, 예를 들어 대략 10mm 이하, 더 구체적으로 대략 4mm 내지 대략 5mm일 수 있으나 터치 감지 해상도에 따라 터치 전극(121)의 크기는 적절히 조절될 수 있다.
복수의 터치 전극(121)은 터치 영역 안에서 서로 분리되어 있고, 서로 다른 터치 전극(121)은 서로 다른 연결 배선(131)을 통해 감지 신호 제어부(300)와 연결될 수 있다.
실시 예에 따른 터치 전극(121)은 각각 연결 배선(131)을 통해 감지 신호 제어부(300)로부터 터치 구동 신호([Sd])를 입력받고 접촉에 따른 감지 출력 신호를 생성하여 감지 신호 제어부(300)로 보낼 수 있다. 각 터치 전극(121)은 자가 감지 축전기(self sensing capacitor)를 형성하여 터치 구동 신호([Sd])를 입력받은 후 소정 전하량으로 충전될 수 있다. 이후, 손가락 등의 외무 물체의 접촉이 있으면 자가 감지 축전기의 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 터치 구동 신호([Sd])와 다른 감지 출력 신호가 출력될 수 있다. 이와 같이 생성된 감지 출력 신호를 통해 접촉 여부, 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아낼 수 있다.
연결 배선(131)은 터치 전극(121)과 감지 신호 제어부(300)를 연결하여 터치 구동 신호([Sd]) 또는 감지 출력 신호를 전달한다. 연결 배선(131)은 터치 전극(121)과 동일한 층에 위치할 수 있으며, 터치 전극(121)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 연결 배선(131)은 터치 전극(121)과 다른 층에 위치하며 별도의 연결부를 통해 터치 전극(121)과 연결될 수도 있다.
도 1의 실시 예에서 감지 신호 제어부(300)에 가까워질수록 터치 전극(121) 열 사이에 배치된 연결 배선(131)의 수가 많아진다. 따라서 터치 전극(121)의 크기는 감지 신호 제어부(300)에 가까울수록 작아질 수 있다.
연결 배선(131)의 폭은 대략 10um 이상 100um 이하일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 터치 전극(121)과 연결 배선(131)의 연결 부분은 폭이 급격히 커지거나 작아지는 병목부(bottle neck portion)를 형성한다.
감지 신호 제어부(300)는 터치 패널(100)의 터치 전극(121)과 연결되어 터치 전극(121)에 터치 구동 신호([Sd])를 전달하고 감지 출력 신호를 입력받는다. 감지 신호 제어부(300)는 감지 출력 신호를 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 생성할 수 있다. 감지 신호 제어부(300)는 터치 패널(100)과 별도의 인쇄 회로 기판 위에 위치하여 터치 패널(100)과 연결될 수도 있고, 터치 패널(100) 상에 집적 회로 칩의 형태 또는 TCP 형태로 부착되어 있을 수도 있으며, 터치 패널(100) 위에 집적되어 있을 수도 있다.
터치 전극(121)연결 배선(131)도 3은 터치 전극(121)복수의 터치 전극(121)연결 배선(131) 터치 구동 신호([Sd])터치 구동 신호([Sd])도 2에 도시한 실시 예에 따른 터치 감지 영역을 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하도 4를 이용하여 실시 예에 따른 터치 영역(TA)에 대하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 터치 영역(TA)은 터치패널(101), 커버 윈도(500), 및 표시 패널(200)을 포함한다.
표시패널(200)의 바깥쪽 면 위에는 편광판을 포함하여 외광 반사를 줄여 시인성을 좋게 하기 위한 반사 방지층(미도시)이 부착되어 있을 수 있다. 커버 윈도(500)는 터치 패널(101) 위에 접착제(380)를 사용하여 부착될 수 있다.
터치패널(101)은 투명 기판(미도시) 위에 배치된 터치 전극(121), 연결 배선(131), 터치 전극(121)과 연결 배선(131)을 전기적으로 절연시키는 제1 절연층(151), 터치 전극(121), 보호층(140), 및 연결 배선(131)과 보호층(140)을 전기적으로 절연시키는 제2 절연층(152)을 포함한다.
터치 전극(121), 및 연결 배선(131)에 대한 설명은 도 2를 참조하여 상술했으므로 생략한다. 터치 전극(121), 및 연결 배선(131)은 터치 구동 신호([Sd])가 인가된다.
보호층(140)은 ITO(indium tin oxide), 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 형성되어 있으며 보호층 구동 신호([Sg])가 인가된다.
보호층(140)에 인가되는 보호층 구동 신호([Sg])는 이하에서 설명한다.
표시 패널(200)은 하부 전극(210), 유기 발광층(220), 상부 전극(230), 인캡층(240)을 포함한다.
유기 발광층(220)은 하부 전극(210), 유기 발광층(220), 상부 전극(230)을 포함하는 유기 발광 다이오드(미도시, organic light emitting diode, OLED)를 포함한다. 즉, 표시 패널(200)은 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소를 이용한 유기 발광 표시 패널일 수 있다. 하부 전극(210)은 유기 발광 다이오드의 양극(anode)을 이룬다. 유기발광층(220)의 상부로는 유기 발광 다이오드의 음극(cathode)을 이루는 상부 전극(230)이 형성되어 있다. 상부 전극(230) 상부에는 인캡슐레이션을 위한 인캡층(240)이 위치한다.
이러한 유기 발광 표시 패널은 선택된 색 신호에 따른 하부 전극(210)과 상부 전극(230)으로 소정의 전압이 인가되면, 하부 전극(210)으로부터 주입된 정공과 상부 전극(230)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(220)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생하여 가시광선의 형태로 방출된다. 이때, 발광 된 빛이 투명한 하부 전극(210) 또는 상부 전극(230)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기 발광 표시 장치는 임의의 화상을 구현하게 된다.
유기발광층(220)은 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 다중 층으로 구성될 수도 있다. 이러한 유기발광층(220)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소 영역마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.
여기서는 표시 패널(200)을 유기 발광 표시 장치인 것으로 가정하였으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 패널(200)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.
도 4는 실시 예에 따른 보호층 구동 신호를 도시한 것이다.
이하, 도 4를 이용하여 실시 예에 따른 보호층 구동 신호에 대해서 설명한다.
도 4를 참조하면, 시점(t1)에 감지 신호제어부(300)는 터치 전극(121), 및 연결 배선(131)에 제 1 레벨(V1)의 터치 구동 신호([Sd])를 인가한다. 또한, 시점(t1)에 보호층 제어부(400)는 제 1 레벨(V1)의 보호층 구동신호([Sg])를 보호층(140)에 인가한다.
이어서, 시점(t2)에 감지 신호제어부(300)는 터치 전극(121), 및 연결 배선(131)에 제 1 레벨(V1)의 터치 구동 신호([Sd])를 인가한다. 또한, 시점(t2)에 보호층 제어부(400)는 제 1 레벨(V1)의 보호층 구동신호([Sg])를 보호층(140)에 인가한다.
따라서, 터치 전극(121), 및 연결 배선(131)과 보호층(140)에는 동일한 시점에 동일한 레벨의 터치 구동 신호([Sd])([Sd])와 보호층 구동신호([Sg])가 각각 인가되어 터치 전극(121), 및 연결 배선(131)과 보호층(140)의 사이의 전위차는 0이 된다.
터치 영역(TA)에서 외부 물체가 접근한 상태에서의 움직임을 감지하는 호버링 감지(hovering detecting)를 수행하는 경우 접촉 감지 결과는 감지 축전기의 정전 용량 및 전하량의 변화에 매우 민감한데, 상부 전극층(230)과 터치 전극(121) 및 연결 배선(131)사이에 형성되는 베이스 커패시턴스(Base Capacitance)에 의해 터치 영역(TA)에서의 호버링 감지 능력이 저하될 수 있다. 그러나 실시 예의 보호층(140)에 의해 베이스 커패시턴스(Base Capacitance)의 영향은 최소화될 수 있어 터치 영역(TA)에서의 호버링 감지 능력의 저하를 방지할 수 있다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 터치 감지 영역을 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 도 5를 이용하여 다른 실시 예에 따른 터치 영역(TA)에 대하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 터치 영역(TA)은 터치패널(102), 커버 윈도(500), 및 표시 패널(200)을 포함한다.
터치패널(102)은 터치 전극(1212), 연결 배선(131), 제1 절연층(151), 제2 절연층(152), 보호층(140)을 포함하고 있다.
다른 실시 예에 따른 터치패널(102)은 도 4의 실시 예에 따른 터치패널(101)과 비교하여 터치 전극(121)의 형상이 상이하다. 또한, 제2 절연층(152)의 소재가 상이하다. 동일한 구성에 관해서는 동일한 도면 부호를 표시하였으며, 동일한 구성의 동작에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
터치 전극(1212) 보호층(140)과 전기적으로 연결되지 않는다. 즉, 터치 전극(122) 은 제2 절연층(1522)에 의해 보호층(140)과 전기적으로 절연된다.
또한, 제2 절연층(1522)은 유전율이 낮은 절연 물질 일 수 있다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 보호층 구동신호를 도시한 것이다.
이하, 도 6을 이용하여 다른 실시 예에 따른 보호층 구동 신호에 대해서 설명한다.
도 6을 참조하면, 시점(t1)에 감지 신호제어부(300)는 터치 전극(121) 에 제 1 레벨(V1)의 터치 구동 신호([Sd])를 인가한다. 또한, 시점(t1)에. 보호층 제어부(400)는 제 2 레벨(V0)의 보호층 구동신호([Sg])를 보호층(140)에 인가한다. 이어서, 시점(t2)에 감지 신호제어부(300)는 터치 전극(1212) 에 제 1 레벨(V1)의 터치 구동 신호([Sd])를 인가한다. 또한, 시점(t2)에. 보호층 제어부(400)는 제 2 레벨(V0)의 보호층 구동신호([Sg])를 보호층(140)에 인가한다. 이때, 인가되는 제2 레벨(V0)의 보호층 구동신호([Sg])는 그라운드(GND) 전위(예를 들어 0V) 일 수 있다. 따라서, 보호층(140) 및 제2 절연층(152)에 의해 상부 전극층(230)과 터치 전극(121) 및 연결 배선(131)사이에 형성되는 베이스 커패시턴스(Base Capacitance)의 영향은 차단될 수 있다. 최소화할 수 있다. 또한, 보호층(140)에 의해 표시 패널(200)로 인한 표시 노이즈가 차단될 수 있다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 터치 감지 영역을 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 도 7을 이용하여 또 다른 실시 예에 따른 터치 영역(TA)에 대하여 설명한다.
도 7을 참조하면 또 다른 실시 예에 따른 터치 영역(TA)은 터치패널(103), 커버 윈도(500), 및 표시 패널(200)을 포함한다.
터치패널(102)은 터치 전극(121), 연결배선(131), 제1 절연층(151), 제2 절연층(152), 및 보호층(160)을 포함하고 있다.
또 다른 실시 예에 따른 터치패널(103)은 도 3의 실시 예에 따른 터치패널(101)의 보호층(140)과 비교하여 보호층(160)의 형상이 상이하다. 동일한 구성에 관해서는 동일한 도면 부호를 표시하였으며, 동일한 구성의 동작에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
보호층(160)은 터치 전극(121)과 동일한 형상으로 패터닝될 수 있다.
제2 절연층(152)에 의해 보호층(160)의 패턴 사이가 전기적으로 절연된다.
보호층(160)에 인가되는 보호층 구동전압([Sg])는 도 5에서 설명한 실시 예의 보호층 구동전압([Sg])와 동일하다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
1: 표시장치
100: 터치패널
200: 표시패널
300: 감지신호 제어부
400: 보호층 제어부
500: 상부 기판
PA: 주변 영역
TA: 터치 영역

Claims (13)

  1. 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극; 및
    상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 상기 감지 입력신호와 같은 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층
    을 포함하는 터치패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보호층 구동신호는 상기 감지 입력신호가 상기 터치 전극에 인가되는 시점과 동일한 시점에 상기 보호층에 인가되는 터치 패널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 터치 전극과 상기 보호층 사이의 전위차는 0인 터치 패널.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 터치 전극은 터치 구동 신호로 충전되는 자가 감지 축전기를 형성하고, 상기 축전기의 충전 변화량에 기초하여 상기 터치 전극의 터치가 검출되는 터치 패널.
  5. 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극;
    상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 그라운드 전위 레벨의 보호층 구동 신호가인가되는 보호층; 및
    상기 터치 전극 및 상기 보호층 사이에 위치하는 절연층
    을 포함하는 터치 패널.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 절연층은 유전율이 낮은 절연 물질로 형성된 터치 패널.
  7. 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극, 및 상기 터치 전극의 하부에 위치하고, 상기 감지 입력신호와 같은 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층을 포함하는 터치 패널;
    상기 보호층 구동신호를 인가하는 보호층 제어부;
    상기 터치 패널 하부에 위치하고, 상부 전극을 포함하는 표시부
    를 포함하는 표시장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 보호층 제어부는,
    상기 감지 입력신호가 상기 터치 전극에 인가되는 시점과 동일한 시점에 상기 보호층 구동신호를 상기 보호층에 인가하는 표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 터치 전극과 상기 보호층 사이의 전위차는 0이고,
    상기 터치 전극과 상기 상부 전극 사이에 형성되는 베이스 커패시턴스의 영항이 차단되는 표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호로 충전되는 자가 감지 축전기를 형성하고, 상기 축전기의 충전 변화량에 기초하여 상기 터치 전극의 터치가 검출되는 표시장치.
  11. 감지 입력신호가 인가되는 터치 전극, 상기 터치 전극의 하부에 위치하고 그라운드 전위 레벨의 보호층 구동 신호가 인가되는 보호층, 및 상기 터치 전극과 상기 보호층 사이에 위치하는 절연층을 포함하는 터치 패널;
    상기 보호층 구동신호를 인가하는 보호층 제어부;
    상기 터치 패널 하부에 위치하고, 상부 전극을 포함하는 표시부
    를 포함하는 표시장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 절연층은 유전율이 낮은 절연 물질로 형성되고,
    상기 터치 전극과 상기 상부 전극 사이에 형성되는 베이스 커패시턴스의 영항이 차단되는 표시장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 절연층은 유전율이 낮은 절연 물질로 형성되고,
    상기 표시패널의 노이즈가 차단되는 표시장치.
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