KR20160141171A - 촉각필름과 터치전극을 갖는 패널 및 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대전 방지 기능과 촉각 감지 기능을 수행하는 촉각필름이 터치전극의 상단에 배치되어 있는, 패널 및 이를 이용한 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

Description

촉각필름과 터치전극을 갖는 패널 및 이를 이용한 표시장치{PANEL WITH TACTILE FILM AND TOUCH ELCTRODE AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 패널에 관한 것이며, 특히, 촉각필름과 터치전극을 갖는 패널 및 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치의 입력 장치로 종래에 적용되었던 마우스나 키보드, 또는 휴대용 전자 기기의 입력 장치로 적용되었던 키 패드를 대체하여, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치패널이 널리 이용되고 있다. 터치패널은 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점이 있어 적용이 확대되고 있다.
터치패널은 네비게이션(navigation), 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등의 모니터와, 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기, 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품 등에 적용되고 있다.
터치패널은 감지 방식에 따라서 저항 방식, 정전 용량 방식 및 적외선 방식 등으로 구분할 수 있다. 이 중, 제조 방식의 편의성 및 센싱 성능이 우수한 정전 용량 방식이 가장 널리 이용되고 있다.
터치패널을 이용하는 사용자는, 일반 키보드를 이용할 때와는 달리, 키(key) 감각을 느낄 수가 없다. 따라서, 터치패널을 이용하는 사용자는 터치에 의해 터치패널이 눌렸는지의 여부를 확인하기 어렵다. 최근, 사용자가 터치여부를 확인할 수 있도록 하기 위해, 터치패널의 터치 시, 진동을 발생시켜 촉각을 느끼게 하는 촉각 장치가 개발되었다.
도 1은 촉각 전극 및 터치전극을 갖는 종래의 패널을 개략적으로 나타내는 도면이다.
촉각 전극 및 터치전극을 갖으며, 정전 용량 방식을 이용하는 종래의 패널은, 영상을 표시하는 표시패널(미도시), 정전 용량 방식을 이용하는 터치패널(Touch Panle), 촉각을 제공하기 위한 촉각 전극(Tactile Elctrode) 및 절연체(Insulator)를 포함한다. 촉각 전극은 사용자의 접촉 부위에, 전기자극 또는 핀 돌출 자극을 가할 수 있도록 구성된다.
상기한 바와 같은 종래의 패널에서는, 촉각 전극에 의해 터치패널이 간섭 받을 수 있다. 따라서, 종래의 패널은 시분할 방식으로 구동되고 있다. 이에 따라, 터치감지기간 및 촉각감지기간이 줄어들어, 터치감지기능 및 촉각감지기능이 떨어질 수 있다.
부연하여 설명하면, 진동을 이용하는 촉각 기능이, 정전 용량 방식을 이용하는 터치패널을 갖는 패널에 적용되기 위해서는, 패널의 최상단에 촉각 전극과 절연체가 배치되어야 한다.
그러나, 정전 용량 방식의 터치패널의 상단에 다른 전극, 즉, 촉각 전극이 배치되면, 터치패널과 사용자의 손가락 사이에 캐패시턴스가 형성되지 못한다. 따라서, 촉각 전극과 터치전극이 동시에 구동될 수 없기 때문에, 종래의 패널은 시분할 방식을 이용하여 구동되고 있다.
[촉각 출력 시스템 및 방법] (특허공개번호 제10-2009-0074325호)
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은, 대전 방지 기능과 촉각 감지 기능을 수행하는 촉각필름이 터치전극의 상단에 배치되어 있는, 패널 및 이를 이용한 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 촉각필름과 터치전극을 갖는 패널은, 터치패널 상단에 배치되며, 대전 방지 기능과 촉각 감지 기능을 수행하는 촉각필름을 포함하며, 상기 촉각필름은, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나의 면저항을 갖는다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나의 면저항을 갖는 촉각필름으로 구성된 패널을 포함한다.
본 발명에 적용되는 촉각필름은 터치감지기능을 저하시키지 않을 수 있으며, 터치감지기능이 수행되는 동안에도 촉각감지기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 터치구동신호와 촉각구동신호가 패널로 동시에 공급되어, 터치감지기능 및 촉각감지기능이 동시에 수행될 수 있다.
터치감지기능 및 촉각감지기능이 동시에 수행될 수 있기 때문에, 터치감지기간 및 촉각감지기간이 줄어들지 않으며, 따라서, 터치감지기능 및 촉각감지기능이 향상될 수 있다.
도 1은 촉각 전극 및 터치전극을 갖는 종래의 패널을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 표시장치의 일실시예 구성도.
도 3은 전도도가 1보다 큰 필름과 전도성이 1이하인 촉각필름을 이용하여 분석된 터치정보를 일실시예 표.
도 4는 고주파수의 촉각구동신호와 저주파수의 촉각구동신호가 촉각필름에 유도되는 경우에 촉각필름의 면저항과 촉각필름에 유도된 전압의 관계를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 면저항을 갖는 촉각필름과 저저항을 갖는 촉각필름에 촉각구동신호가 공급되는 경우에 촉각구동신호의 주파수와 촉각필름에 유도된 전압의 관계를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 패널로 촉각구동신호가 공급되는 방법을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 표시장치의 구조를 나타낸 다양한 예시도들.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 표시장치의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 영상을 표시하는 표시패널(100)과, 터치를 감지하기 위한 터치전극(TE)들로 구성되며 상기 표시패널(100)에 배치되는 터치패널(200)과, 상기 터치패널(200) 상단에 배치되며 대전 방지 기능과 촉각 감지 기능을 수행하는 촉각필름(300) 및 상기 촉각필름(300)을 커버하는 절연체(400)를 포함하는 패널, 상기 터치전극들로 터치구동신호를 공급하는 터치구동부(210) 및 촉각감지용 전계가 상기 촉각필름(300)으로 전달되도록 하는 촉각구동신호를 생성하는 촉각구동부(미도시)를 포함한다.
첫째, 상기 패널은, 상기 표시패널(100), 상기 터치패널(200), 상기 촉각필름(300) 및 상기 절연체(400)를 포함한다.
상기 표시패널(100)은, 액정을 포함하는 액정표시패널이 될 수도 있으며, 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광표시패널이 될 수도 있다.
상기 터치패널(200)은 정전용량 방식을 이용한다.
상기 터치패널(200)은, 터치여부 판단에 이용되는 터치감지신호를 동시에 생성할 수 있는 터치전극들로 구성되는 셀프캡 방식을 이용하여 구성될 수 있으며, 또는 구동전극과 수신전극으로 구분되는 터치전극들로 구성되는 뮤추얼 방식을 이용하여 구성될 수도 있다.
상기 터치패널(200)은, 상기 표시패널(100)과 일체로 형성될 수도 있고, 상기 표시패널(100)을 구성하는 커버글라스에 형성될 수도 있고, 상기 표시패널(100)과 개별적으로 제조된 후 상기 표시패널(100)에 합착될 수도 있으며, 하이브리드 방식(hybrid type)으로 제조될 수도 있다.
상기 터치전극들로는 터치감지에 이용되는 터치구동신호가 공급된다.
상기 터치전극들로는 촉각감지에 이용되는 촉각구동신호가 공급될 수 있다.
상기 촉각필름(300)은, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)(이하, 간단히 'PEDOT'이라 함)으로 형성되며, 상기 촉각필름(300)의 면저항은, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나이다. 따라서, 상기 촉각필름(300)은, 대전 방지 기능을 갖는다. 부연하여 설명하면, 상기 면저항을 갖는 상기촉각필름(300)은 도전체의 성질을 갖지만, 부도체의 성질도 갖는다. 따라서, 상기 터치패널(200)에서 발생된 전계를 차단하지 않으며, 이러한 기능을 대전 방지 기능이라 한다.
상기 촉각필름(300)은, 도 2에 도시된 바와 같이 판 형태로 형성된다.
PEDOT는 전도성의 고분자 물질이다.
PEDOT는 고분자 흡수밴드가 적외선 영역에 존재하기 때문에 가시광선 영역에서 투명한 성질을 갖는다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명에 따른 표시장치에는, 절연물질을 사이에 두고 상기 촉각필름(300)의 하단에 배치되며, 촉각구동신호가 공급되는 전극촉각필름(미도시)이 더 포함될 수 있다.
상기 전극촉각필름은, 상기 촉각필름(300)과 동일한 특성을 가지고 있다. 따라서, 상기 전극촉각필름은, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)으로 형성되며, 상기 전극촉각필름의 면저항은, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나이다.
상기 절연체(400)는, 상기 촉각필름(300)을 커버한다. 상기 촉각필름(300)과 사용자의 손가락 사이에 상기 절연체(400)가 배치되기 때문에, 상기 촉각필름(300)과 상기 손가락 사이의 전계에 형성될 수 있으며, 상기 전계에 의해 사용자는 진동을 느낄 수 있다.
둘째, 상기 터치구동부(210)는, 상기 터치전극(TE)들로 터치구동신호를 공급한다. 또한, 상기 터치구동부(210)는 상기 터치전극들로부터 터치감지신호를 수신한다. 상기 터치구동부(210)는 상기 터치감지신호를 이용하여 상기 터치전극들 가각에서의 터치유무를 판단할 수 있다.
셋째, 상기 촉각구동부(미도시)는, 촉각감지용 전계가 상기 촉각필름(300)으로 전달되도록 하는 촉각구동신호를 생성한다.
상기 촉각구동부(미도시)는, 상기 터치구동부(210)에 형성될 수도 있으며, 또는, 상기 표시패널을 구동하는 게이트 구동부(110) 또는 데이터 구동부(120)에 형성될 수도 있다.
상기 촉각구동신호는, 상기 터치전극들로 공급될 수도 있고, 상기 전극촉각필름으로 공급될 수도 있으며, 직접 상기 촉각필름으로 공급될 수도 있다.
상기 터치구동신호의 주파수는 상기 촉각구동신호의 주파수보다 크다.
상기 촉각구동부(미도시)와 상기 터치구동부(210)는, 상기 촉각구동신호와 상기 터치구동신호를 동시에 출력하며, 상기 터치구동신호의 주파수는 상기 촉각구동신호의 주파수보다 크다.
본 발명은, 상기 터치패널(200)과 상기 촉각필름(300)을 동시에 구동시켜, 터치감지기능과 촉각감지기능을 동시에 수행하고 있다. 이를 위해, 상기 촉각필름(300)으로는, 면저항이, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나인, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)가 이용되고 있다.
종래기술에서 설명된 바와 같이, 사용자의 손가락이 접촉하는 부분에는 투명전도체가 노출될 수 없다. 또한, 투명 전도체가 터치패널 위에 배치되면, 터치 전계가 상쇄된다. 따라서, 터치감지기능과 촉각감지기능이 동시에 수행될 수는 없다.
부연하여 설명하면, 촉각감지기능을 수행하기 위해 종래에 이용된 투명 전도체는, 전도성이 우수한 도체이기 때문에, 터치감지를 위한 전계를 차단한다.
그러나, 본 발명의 발명자는, 시뮬레이션 및 실험을 통해, 터치감지용 전계를 전달하면서도, 촉각감지용으로 이용될 수 있는 촉각필름의, 면저항값을 분석하였다.
분석결과, 본 발명의 발명자는, 면저항이, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나인, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)가 상기 촉각필름(300) 또는 상기 전극촉각필름으로 이용될 때, 터치감지기능과 촉각감지기능이 동시에 수행될 수 있음을 확인하였다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 적용된 시뮬레이션 또는 실험의 결과가 설명된다.
도 3은 전도도가 1보다 큰 필름과 전도성이 1이하인 촉각필름을 이용하여 분석된 터치정보를 일실시예 표이다. 도 3의 (a)는 전도도가 1보다 큰 촉각필름을 이용하여 분석된 터치정보를 나타내며, 도 3의 (b)는 전도도가 1보다 작은 촉각필름을 이용하여 분석된 터치정보를 나타낸다.
예를 들어, 정전용량을 이용하는 9개의 터치전극들로 구성된 터치패널 위에, 1㎛의 두께를 갖는 촉각필름(PEDOT)과, 1㎛의 두께를 갖는 절연체가 합착된다.
이후, 상기 터치패널의 (2,2) 위치에 도전봉이 놓여질 때, 상기 터치패널의 각 위치에서의 캐패시턴스의 변화량이 측정된다. 특히, 상기 촉각필름(PEDOT)의 전도도를 변경하면서, 상기 변화량이 측정된다.
첫째, 도 3의 (a)는 전도도가 1G 보다 큰 촉각필름(PEDOT)이 이용된 경우에서의, 캐패시턴스의 변화량을 나타낸다. 이 경우, (a)에 도시된 바와 같이, 도전봉에 의해 터치된 (2,2) 위치 뿐만 아니라, 그 주변의 터치전극들에서의 캐패시턴스도 변화되었다. 따라서, (a)에 도시된 캐패시턴스의 변화량을 이용해서는 터치위치가 정확하게 파악될 수 없다.
둘째, 도 3의 (b)는 전도도가 1G 이하인 촉각필름(PEDOT)이 이용된 경우에서의, 캐패시턴스의 변화량을 나타낸다. 이 경우, (a)에 도시된 바와 같이, 도전봉에 의해 터치된 (2,2) 위치에서의 캐패시턴스의 변화량이, 그 주변의 캐패시턴스의 변화량보다 크다.
상기 시뮬레이션 결과에 의하면, 터치패널 구동시, 전도도가 1G 이하의 값을 갖는 촉각필름은, 도체가 아닌 절연층으로 인식되고 있다. 따라서, 터치패널과 함께 이용되는 촉각필름의 전도도는 1G 이하가 되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
Figure pat00001
[수학식 1]에서, G는 전도도를 나타내고, ρ는 고유저항을 나타낸다. [수학식 1]을 이용하여 산출된, 전도도가 1G 이하인 촉각필름의 면저항은, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나이다.
도 4는 고주파수의 촉각구동신호와 저주파수의 촉각구동신호가 촉각필름에 유도되는 경우에 촉각필름의 면저항과 촉각필름에 유도된 전압의 관계를 나타낸 예시도이다. 도 4의 (a)는 시뮬레이션에 이용된 촉각필름의 면저항과 촉각구동신호의 주파수들(30Hz 또는 1KHz)과 촉각필름에 유도된 전압(Cap. Vrms)을 나타낸 데이터이며, 도 4의 (b)는 (a)에 도시된 데이터를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 적용되는 촉각필름의 면저항은, 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나를 갖는다.
첫째, 터치구동신호가 1kHz의 고주파수를 갖고, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나를 갖을 때, 촉각필름으로 유도되는 전압이 급격하게 감소된다. 또한, 촉각필름의 면저항이 106 Ω/sq 보다 큰 경우에는, 촉각필름으로 유도되는 전압이 0에 가까운 값을 갖는다. 따라서, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나를 갖더라도, 1kH의 고주파수를 갖는 촉각구동신호가 적용되면, 촉각감지기능이 정상적으로 수행될 수 없다.
둘째, 터치구동신호가 30Hz의 저주파수를 갖고, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나를 갖을 때의, 촉각필름으로 유도되는 전압은, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 보다 작을 때의 촉각필름으로 유도되는 전압과 큰 차이가 없다. 따라서, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나를 갖고, 터치구동신호가 30Hz의 저주파수를 갖을 때, 촉각감지기능이 정상적으로 수행될 수 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 적용되는 면저항을 갖는 촉각필름과 저저항을 갖는 촉각필름에 촉각구동신호가 공급되는 경우에 촉각구동신호의 주파수와 촉각필름에 유도된 전압의 관계를 나타낸 예시도이다. 도 5의 (a)는 시뮬레이션에 이용된 촉각필름의 면저항들(102Ω/sq, 106Ω/sq)과 촉각구동신호의 주파수들과 촉각필름에 유도된 전압(Cap. Vrms)을 나타낸 데이터이며, 도 5의 (b)는 (a)에 도시된 데이터를 나타낸 그래프이다.
첫째, 촉각필름의 면저항이 100 Ω/sq인 경우, 즉, 촉각필름의 면저항이 본 발명에 적용되는 면저항보다 매우 작은 값을 갖는 경우, 촉각구동신호의 주파수가 저주파수(30Hz)로부터 고주파수(1kHz)로 변하더라도, 촉각필름으로 유도되는 전압은 거의 변화되지 않는다.
둘째, 촉각필름의 면저항이 106 Ω/sq인 경우, 즉, 본 발명에 적용되는 면저항을 갖는 촉각필름이 이용되는 경우, 촉각구동신호의 주파수가 저주파수(30Hz)로부터 고주파수(1kHz)로 변화되는 동안, 촉각필름으로 유도되는 전압은 급격하게 감소된다.
본 발명에서는, 촉각구동신호와 터치구동신호가 동시에 패널에 공급되어, 촉각감지기능과 터치감지기능이 동시에 수행된다. 이 경우, 터치감지신호는 고주파수가 이용되어야 한다.
따라서, 촉각구동신호로는, 저주파수가 이용된다.
시뮬레이션 결과에 의하면, 촉각필름의 면저항이 106 Ω/sq이고, 촉각구동신호의 주파수가 30Hz 내지 40Hz의 저주파수를 갖을 때, 도 5의 (b)에 도시된 그래프를 통해 측정된 전압은, 촉각감지기능에 이용될 수 있는 값이다.
따라서, 촉각필름의 면저항이 106 Ω/sq인 경우, 30Hz의 촉각구동신호가 이용될 때, 촉각감지기능은 정상적으로 수행될 수 있다.
부연하여 설명하면, 촉각감지기능과 터치감지기능이 동시에 수행될 때, 촉각감지기능과 터치감지기능이 정상적으로 수행되기 위해서는, 터치구동신호의 주파수가 촉각구동신호의 주파수보다 커야 하며, 특히, 촉각구동신호는 30Hz 내지 40Hz의 저주파수를 갖는 것이 바람직하다.
상기에서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 내용을 분석하면, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나인 경우, 터치감지기능이 정상적으로 수행될 수 있다. 또한, 촉각필름의 면저항이 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나이고, 촉각구동신호의 주파수가 30Hz 내지 40Hz 사이의 저주파수일 때, 촉각감지기능이 정상적으로 수행된다.
따라서, 본 발명에서는, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나의 면저항을 갖는 촉각필름 및 30Hz 내지 40Hz 사이의 저주파수를 갖는 촉각구동신호가 이용된다.
도 6은 본 발명에 따른 패널로 촉각구동신호가 공급되는 방법을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 패널은, 도 2 및 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 터치패널(200)의 상단에 PEDOT로 구성된 촉각필름(300)이 배치되어 있으며, 상기 촉각필름(300) 상단에 절연체(400)가 배치되어 있다.
상기 촉각필름(300)의 면저항은 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나이다.
상기 촉각필름(300)을 구동하는 촉각구동신호는 30Hz 내지 40Hz 사이의 저주파수를 가지며, 상기 터치 패널(200)을 구동하는 터치구동신호는 상기 촉각구동신호의 주파수보다 큰 주파수를 갖는다.
상기 촉각구동신호는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 촉각필름(PEDOT)으로 직접 공급될 수도 있고, 상기 촉각필름(PEDOT)의 하단에 배치된 전극촉각필름(PEDOT)으로 공급될 수도 있으며, (c)에 도시된 바와같이, 상기 터치패널을 구성하는 터치전극(TE)들로 공급될 수도 있다.
상기 촉각구동신호는, 소정의 네거티브(-) 전압 및 포지티브(+) 전압이 연속적으로 변하는 구형파 또는 정형파가 될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 표시장치의 구조를 나타낸 다양한 예시도들이다.
본 발명에 따른 표시장치는, 촉각필름과 터치전극을 갖는 패널을 이용한다.
상기 패널은, 표시패널(100), 터치패널(200), 촉각필름(300) 및 절연체(400)를 포함한다. 상기 표시패널(100)은, 액정을 포함하는 액정표시패널이 될 수도 있으며, 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광표시패널이 될 수도 있다. 도 7에는 액정표시패널이 상기 표시패널(100)의 일예로서 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 표시장치에는, 액정표시패널로 빛을 조사하는 백라이트 유닛(190)이 상기 표시패널(100)의 하단에 배치되어 있다. 또한, 상기 표시패널(100)은 하부기판(111), 상부기판(112), 액정층(미도시), 하부편광필름(113) 및 상부편광필름을 포함한다.
또한, 도 7에는, 뮤추얼 방식을 이용하는 터치패널(200)이 도시되어 있다.
뮤추얼 방식을 이용하는 터치패널은, 구동전극으로 이용되는 제1전극(TE1) 및 수신전극으로 이용되는 제2전극(TE2)을 포함한다. 또한, 상기 터치패널(200)의 구성 방식에 따라, 상기 터치패널(200)에는 상기 제1전극 또는 상기 제2전극을 지지하는 터치기판(211)이 포함될 수도 있고, 포함되지 않을 수도 있다.
우선, (a)에 도시된 표시장치에서는, 표시패널(100)과 터치패널(200)이 개별적으로 제조되며, 터치패널(200)이 표시패널(100)의 상단면에 합착된다. 이 경우, 상기 터치패널(200)의 상단면에는 커버글라스(500)가 배치된다.
상기 촉각필름(300)은 상기 커버글라스(500)의 상단면에 배치되며, 상기 촉각필름(300)의 상단면에 상기 절연체(400)가 배치된다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 제1터치전극(TE1) 및 상기 제2터치전극(TE2) 중 적어도 어느 하나로 상기 촉각구동신호를 공급한다. 따라서, 촉각구동신호를 공급하기 위한 별도의 구성이 필요 없으며, 이에 따라, 패널의 구조가 간소화될 수 있다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 절연체(400)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
다음, (b)에 도시된 표시장치에서는, 표시패널(100)과 터치패널(200)이 개별적으로 제조되며, 터치패널(200)이 표시패널(100)의 상단면에 합착된다. 이 경우, 상기 터치패널(200)의 상단면에는 커버글라스(500)가 배치된다.
상기 촉각필름(300)은 상기 커버글라스(500)의 상단면에 배치되며, 상기 촉각필름(300)의 상단면에 상기 절연체(400)가 배치된다.
상기 전극촉각필름(320)은 상기 커버글라스(500)의 하단면에 배치된다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 전극촉각필름(320)으로 상기 촉각구동신호를 공급한다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 절연체(400)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
상기 전극촉각필름(320)에 의해, 터치구동신호와 촉각구동신호 간의 간섭이 감소될 수 있다.
다음, (c)에 도시된 표시장치에서는, 제1터치전극(TE1)과 제2터치전극(TE2)들이 하단면에 배치되어 있는 커버글라스(500)가, 표시패널(100)의 상단면에 합착된다.
상기 촉각필름(300)은 상기 커버글라스(500)의 상단면에 배치되며, 상기 촉각필름(300)의 상단면에 상기 절연체(400)가 배치된다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 제1터치전극(TE1) 및 상기 제2터치전극(TE2) 중 적어도 어느 하나로 상기 촉각구동신호를 공급한다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 절연체(400)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
다음, (d)에 도시된 표시장치에서는, 제1터치전극(TE1)과 제2터치전극(TE2)들이 상기 표시패널을 구성하는 하부기판(111)에 형성된다.
커버글라스(500)의 저면에는 상기 전극촉각필름(320)이 배치되고, 상기 커버글라스(500)의 상면에는 상기 촉각필름(300)이 배치되며, 상기 촉각필름(300)의 상면에는 상기 절연체(400)가 배치된다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 전극촉각필름(320)으로 상기 촉각구동신호를 공급한다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 절연체(400)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
다음, (e)에 도시된 표시장치에서는, 제1터치전극(TE1)과 제2터치전극(TE2)들이 상기 표시패널을 구성하는 하부기판(111)에 형성된다.
상기 표시패널을 구성하는 상부기판(112)의 상면에는 전극촉각필름(320)이 배치되며, 상기 전극촉각필름(320)의 상면에는 상기 상부편광필름(114)이 배치된다.
커버글라스(500)의 상면에는 상기 촉각필름(300)이 배치되고, 상기 촉각필름(300)의 상면에는 상기 절연체(400)가 배치된다.
상기 촉각필름(300)과 상기 절연체(400)가 배치되어 있는 상기 커버글라스(500)는 상기 상부편광필름(114)의 상단면에 배치된다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 전극촉각필름(320)으로 상기 촉각구동신호를 공급한다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 절연체(400)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
다음, (f)에 도시된 표시장치에서는, 제1터치전극(TE1)과 제2터치전극(TE2)들이 상기 표시패널을 구성하는 하부기판(111)에 형성된다.
상기 표시패널을 구성하는 상부기판(112)의 상면에는 전극촉각필름(320)이 배치되고, 상기 전극촉각필름(320)의 상면에는 상기 상부편광필름(114)이 배치되며, 상기 상부편광필름(114)의 상면에는 상기 촉각필름(300)이 배치된다.
커버글라스(500)는 상기 촉각필름(300)의 상단면에 배치된다. 상기 커버글라스(500)는 상기 절연체의 기능을 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 전극촉각필름(320)으로 상기 촉각구동신호를 공급한다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 커버글라스(500)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
다음, (g)에 도시된 표시장치에서는, 제1터치전극(TE1)과 제2터치전극(TE2)들이 상기 표시패널을 구성하는 하부기판(111)에 형성된다.
상기 표시패널을 구성하는 상부기판(112)의 상면에는 상부편광필름(114)이 배치되며, 상기 상부편광필름(114)의 상면에는, 촉각필름(300)이 배치된다.
커버글라스(500)는 상기 촉각필름(300)의 상단면에 배치된다. 상기 커버글라스(500)는 상기 절연체의 기능을 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 제1터치전극(TE1)과 상기 제2터치전극(TE2) 중 적어도 어느 하나로 상기 촉각구동신호를 공급한다.
상기 촉각구동신호에 의해 생성된 전계에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 커버글라스(500)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
마지막으로, (h)에 도시된 표시장치에서는, 표시패널(100)과 터치패널(200)이 개별적으로 제조되며, 터치패널(200)이 표시패널(100)의 상단면에 합착된다. 이 경우, 상기 터치패널(200)의 상단면에는 커버글라스(500)가 배치된다.
상기 촉각필름(300)은 상기 커버글라스(500)의 상단면에 배치되며, 상기 촉각필름(300)의 상단면에 상기 절연체(400)가 배치된다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기 촉각필름(300)으로 상기 촉각구동신호를 공급한다. 따라서, 촉각구동신호를 공급하기 위한 별도의 구성이 필요 없으며, 이에 따라, 패널의 구조가 간소화될 수 있다.
상기 촉각구동신호에 의해 상기 촉각필름(300)에 전압이 유도되며, 상기 절연체(400)를 사이에 두고 상기 촉각필름(300)과 손가락 사이에서 발생되는 전계에 의해 사용자는 손가락의 진동을 느낄 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 촉각필름(300)은 상기 패널의 다양한 위치에 배치될 수 있기 때문에, 다양한 구조를 갖는 표시장치들이 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치의 구동방법을 간단히 정리하면 아래와 같다.
상기 터치구동부(210)가 상기 터치전극들로 상기 터치구동신호를 공급하며, 상기 터치전극들로부터 수신된 감지신호들을 이용하여, 상기 터치구동부(210) 또는 별도의 터치감지부가, 상기 터치전극들에서의 터치유무를 판단한다.
상기 터치구동부(210) 또는 상기 터치감지부 또는 별도의 제어부는, 상기 터치전극들 중 적어도 어느 하나에서 터치가 있다고 판단되면, 터치가 있다고 판단된 좌표를 이용하여, 상기 촉각구동신호를 생성할지의 여부를 판단한다.
촉각구동신호를 생성할 필요가 있다고 판단되면, 상기 터치구동부(210), 상기 터치감지부, 별도의 제어부 또는 상기 촉각구동부(310)는, 터치좌표 및 터치좌표의 이동속도를 이용하여, 상기 촉각구동신호의 세기 및 주파수를 결정한다.
이 경우, 상기 터치구동부(210), 상기 터치감지부, 별도의 제어부 또는 상기 촉각구동부(310)는, 상기 터치구동신호의 주파수와 상기 촉각구동신호의 주파수를 비교하여, 하모닉(Hamonic) 성분이 있는지 확인하며, 하모닉 성분이 있다고 판단되면, 상기 터치구동신호의 주파수를 변경하여, 노이즈를 감소시킬 수도 있다.
상기 촉각구동부(310)는 결정된 세기 및 주파수를 갖는 촉각구동신호를 상기 패널로 공급한다.
그러나, 상기 촉각구동신호의 주파수는 일정한 값으로 고정될 수 있다.
따라서, 상기 촉각구동부(310)는, 촉각구동신호를 발생하도록 하는 제어신호가 전송되면, 상기 주파수를 갖는 촉각구동신호를 발생시킨다.
또한, 상기 촉각구동신호의 세기도 일정한 값으로 고정될 수 있다.
따라서, 상기 촉각구동부(310)는, 촉각구동신호를 발생하도록 하는 제어신호가 전송되면, 상기 세기를 갖는 촉각구동신호를 발생시킨다.
이 경우, 상기 촉각구동부(310)는 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 전극촉각필름(320)으로 전송될 수도 있고, 상기 촉각필름(300)으로 전송될 수도 있으며, 또는 상기 터치전극들로 전송될 수도 있다.
또한, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 촉각구동신호는 상기 터치구동신호와 동시에 상기 패널로 공급될 수 있다. 그러나, 상기 패널이 구동되는 동안, 지속적으로 상기 촉각구동신호가 상기 패널에 공급되는 것은 아니다. 부연하여 설명하면, 상기 촉각구동신호가 상기 패널로 공급될 필요가 있을 때, 상기 촉각구동부(320)는 상기 촉각구동신호를 상기 패널로 공급하며, 상기 촉각구동신호가 상기 패널로 공급될 때 상기 터치구동신호가 동시에 상기 패널로 공급될 수 있다.
다시 말해, 상기 터치구동신호는 지속적으로 또는 일정한 주기를 갖고 상기 패널로 공급되며, 상기 촉각구동신호는 특정기간에만 상기 패널로 공급된다. 따라서, 상기 터치구동신호는 상기 촉각구동신호와 관계없이 상기 패널로 공급되며, 특히, 상기 촉각구동신호가 상기 패널로 공급될 때도, 상기 패널로 공급된다. 따라서, 상기 촉각구동신호와 상기 터치구동신호는 상기 패널에 동시에 공급될 수 있다. 이에 따라, 터치감지기능과 촉각감지기능이 도시에 수행될 수 있다.
상기에서 설명된 본 발명을 간단히 정리하면 아래와 같다.
본 발명은 정전용량 방식의 터치패널(200), 촉각을 느낄 수 있도록 하는 촉각필름(300) 및 영상을 출력하는 표시패널(100)을 포함하는 패널 및 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
특히, 상기 촉각필름(300) 및 상기 전극촉각필름(320)으로는, 면저항이, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT: Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))가 이용된다.
또한, 상기 터치패널(200)을 구동하는 터치구동신호의 주파수는 상기 촉각필름(300)을 구동하는 촉각구동신호의 주파수보다 크도록 설정된다.
상기한 범위 내의 면저항을 갖는 상기 촉각필름(300)은 터치감지기능을 저하시키지 않을 수 있으며, 터치감지기능이 수행되는 동안에도 촉각감지기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 터치구동신호와 촉각구동신호가 패널로 동시에 공급되어, 터치감지기능 및 촉각감지기능이 동시에 수행될 수 있다.
터치감지기능 및 촉각감지기능이 동시에 수행될 수 있기 때문에, 본 발명에 의하면 터치감지기간 및 촉각감지기간이 줄어들지 않으며, 따라서, 터치감지기능 및 촉각감지기능이 향상될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 표시패널 200 : 터치패널
300 : 촉각필름 400 : 절연체

Claims (7)

  1. 영상을 표시하는 표시패널;
    터치를 감지하기 위한 터치전극들로 구성되며, 상기 표시패널에 배치되는 터치패널;
    상기 터치패널 상단에 배치되며, 촉각 감지 기능을 수행하는 촉각필름; 및
    상기 촉각필름을 커버하는 절연체를 포함하며,
    상기 촉각필름의 면저항은, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나인 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    절연물질을 사이에 두고 상기 촉각필름의 하단에 배치되며, 촉각구동신호가 공급되는 전극촉각필름을 더 포함하는 패널.
  3. 영상을 표시하는 표시패널, 터치를 감지하기 위한 터치전극들로 구성되며 상기 표시패널에 배치되는 터치패널, 상기 터치패널 상단에 배치되며 촉각 감지 기능을 수행하는 촉각필름 및 상기 촉각필름을 커버하는 절연체를 포함하는 패널;
    상기 터치전극들로 터치구동신호를 공급하는 터치구동부; 및
    촉각감지용 전계가 상기 촉각필름으로 유도되도록 하는 촉각구동신호를 생성하는 촉각구동부를 포함하며,
    상기 촉각필름의 면저항은, 105Ω/sq 내지 106 Ω/sq 중 어느 하나인 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치전극들로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 촉각구동부는 상기 패널로 상기 촉각구동신호를 공급하는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치구동신호의 주파수는 상기 촉각구동신호의 주파수보다 큰 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    절연물질을 사이에 두고 상기 촉각필름의 하단에 배치되며, 촉각구동신호가 공급되는 전극촉각필름으로, 상기 촉각구동부가 상기 촉각구동신호를 공급하는 표시장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 촉각구동부가, 상기 터치전극들 또는 상기 촉각필름으로 상기 촉각구동신호를 공급하는 표시장치.
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