KR20180069289A - 터치 스크린을 구비한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린을 구비한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치는, 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 터치 레이어; 상기 터치 레이어의 상측에 배치되는 탄성 부재; 및 상기 탄성 부재의 상측에 배치되는 투명 필름 또는 연성 기판을 포함하되, 상기 터치 레이어에는, 터치 센서들과 센서 신호선들이 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은 상술한 실시예와 다른 실시예들도 포함한다.

Description

터치 스크린을 구비한 표시 장치{Display device having touch screen}
본 발명은, 터치 스크린을 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린은, 휴대폰(mobile phone), PDA(Personal Digital Assistants), 그리고 PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기는 물론, 네비게이션, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 터치 입력 지원 운영 체제를 사용하는 데스크톱 컴퓨터, IPTV(Internet Protocol TV), 최첨단 전투기, 탱크, 그리고 장갑차 등과 같은 다양한 산업 분야에 이용되고 있다.
상기 터치 스크린은, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 그리고 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 다양한 유형의 표시 장치 위에 부가되거나, 상기 표시 장치 내부에 내장될 수 있다.
상기 OLED는, 양극과 음극을 통하여 유기 물질 박막에 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 상기 여기자의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛을 발생시키는 자체 발광형 디스플레이 소자이다. 상기 OLED는, AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode)와 PMOLED(Passive Matrix Organic Light-Emitting Diode) 등으로 구분될 수 있다.
상기 터치 스크린이 사용되는 표시 장치는, 터치 스크린 부착형(add-on type) 표시 장치, 터치 스크린 상판형(on-cell type) 표시 장치, 그리고 터치 스크린 내장형(in-cell type) 표시 장치 등으로 구분될 수 있다.
상기 터치 스크린 부착형 표시 장치는, 표시 장치와 터치 스크린을 개별적으로 제조한 후, 상기 터치 스크린을 표시 장치의 상판에 부착하는 방식으로서 두께가 두껍고, 표시 장치의 밝기가 어두워 시인성이 저하되는 단점이 있다.
상기 터치 스크린 상판형 표시 장치는, 표시 장치의 상부 기판, 예를 들어, LCD의 Color Filter의 표면 또는 OLED의 밀봉 기판의 표면에, 상기 터치 스크린을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식으로서, 상기 터치 스크린 부착 형 표시 장치 보다는 두께를 줄일 수 있지만, 여전히 두께를 줄이는 데는 한계가 있다.
본 발명의 실시예는, 예를 들어, 터치 스크린의 외곽 부분에 해당하는 특정 영역에 압력 터치가 검출되면, 상기 압력 터치에 상응하는 임의의 특정 동작을 수행하여, 사용자의 편의상을 향상시킬 수 있는 터치 스크린을 구비한 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예는, 예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서, 유기 발광체에 공통 전압을 인가하는 공통 전극의 일부 영역에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬(mesh) 패턴으로 형성하여, 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있는 터치 스크린을 구비한 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예는, 예를 들어, 유기 발광 표시 장치에서, 유기 발광체에 공통 전압을 인가하는 공통 전극의 일부 영역의 상측 또는 하측에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬 패턴으로 형성하여, 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있는 터치 스크린을 구비한 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치는, 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 터치 레이어; 상기 터치 레이어의 상측에 배치되는 탄성 부재; 및 상기 탄성 부재의 상측에 배치되는 투명 필름 또는 연성 기판을 포함하되, 상기 터치 레이어에는, 터치 센서들과 센서 신호선들이 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 메쉬 패턴은, 상기 다수의 화소들 간의 경계 영역에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 상기 디스플레이 모듈은, LCD(Liquid Crystal Display), AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode), 또는 PMOLED(Passive Matrix Organic Light-Emitting Diode) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 메쉬 패턴은, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질일 수 있다. 상기 터치 센서들은, 도트 매트릭스 구조로 배치되고, 상기 터치 센서들과 터치 드라이브 IC 간의 이격 거리에 따라 서로 다른 크기의 면적을 가질 수 있다.
상기 터치 센서에는, 복수의 센서 신호선들이 연결될 수 있다. 상기 터치 센서들과 센서 신호선들은, 상기 화소를 구동시키는 구동 신호선과 수직으로 동일선 상에 위치할 수 있다. 멀티 포인트 터치를 검출하는 터치 입력 검출부를 더 포함하되, 상기 터치 입력 검출부는, 터치 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와, 상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 검출할 수 있다.
상기 제2 터치는, 상기 터치 입력 수단과 상기 터치 센서 간의 터치 커패시턴스의 변화에 의해 검출될 수 있다. 상기 터치 입력 검출부는, 터치 드라이브 IC(TDI), 디스플레이 드라이브 IC(LDI), 또는 상기 터치 드라이브 IC와 디스플레이 드라이브 IC가 통합된 터치 디스플레이 드라이브 IC 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치는, 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 탄성 부재; 상기 탄성 부재의 상측에 배치되는 터치 레이어; 및 상기 터치 레이어의 상측에 배치되는 투명 필름 또는 연성 기판을 포함하되, 상기 터치 레이어에는, 터치 센서들과 센서 신호선들이 메쉬 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 메쉬 패턴은, 상기 다수의 화소들 간의 경계 영역에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 상기 디스플레이 모듈은, LCD(Liquid Crystal Display), AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode), 또는 PMOLED(Passive Matrix Organic Light-Emitting Diode) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 메쉬 패턴은, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질일 수 있다. 상기 터치 센서들은, 도트 매트릭스 구조로 배치되고, 상기 터치 센서들과 터치 드라이브 IC 간의 이격 거리에 따라 서로 다른 크기의 면적을 가질 수 있다.
상기 터치 센서에는, 복수의 센서 신호선들이 연결될 수 있다. 상기 터치 센서들과 센서 신호선들은, 상기 화소를 구동시키는 구동 신호선과 수직으로 동일선 상에 위치할 수 있다. 멀티 포인트 터치를 검출하는 터치 입력 검출부를 더 포함하되, 상기 터치 입력 검출부는, 터치 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와, 상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 검출할 수 있다.
상기 제2 터치는, 상기 터치 입력 수단과 상기 터치 센서 간의 공통 전압 커패시턴스의 변화에 의해 검출될 수 있다. 상기 터치 입력 검출부는, 터치 드라이브 IC(TDI), 디스플레이 드라이브 IC(LDI), 또는 상기 터치 드라이브 IC와 디스플레이 드라이브 IC가 통합된 터치 디스플레이 드라이브 IC 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 스크린의 외곽 부분에 해당하는 특정 영역에, 사용자가 압력으로 터치하여, 볼륨 제어, 전원 제어, 또는 리셋 동작 등과 같은 임의의 특정 동작을 신속하고 간편하게 수행시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 스크린을 구비한 표시 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있고, 제조 공정을 보다 간소화하여, 제품 가격의 절감과 생산성 향상에 기여할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 스크린을 구비한 표시 장치에서, 터치 센서와 센서 신호선이 관측되는 것을 방지하고, 터치 센서와 센서 신호선이 표시 장치에 미치는 영향을 제거 또는 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 신호의 인식 오류를 방지하거나, 터치 센서 및 센서 신호선과, 표시 장치의 구성 요소들 간에 발생하는 부유 용량을 감소시키거나, 센서 신호선의 저항을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 다이오드의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 표시 장치의 화소에 대한 배치도.
도 4는 도 3의 A-A' 부분의 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 공통 전극의 일부 영역에 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 공통 전극의 일부 영역의 상측에 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따라 공통 전극의 일부 영역의 하측에 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 화소와 화소 간의 경계 영역에 터치 센서와 센서 신호선이 메쉬 패턴으로 형성된 예시 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서가 센서 신호선을 통해 터치 검출부와 접속된 예시 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서가 센싱 패드와 난센싱 패드로 교번하여 동작하는 예시 도면.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 압력 터치를 검출하는 터치 레이어와 탄성 부재가 설치된 예시 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 터치 커패시턴스(Ct)의 압력 터치를 검출하는 예시 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 압력 터치를 검출하는 터치 레이어, 탄성 부재, 그리고 공통 전극이 설치된 예시 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 공통 전압 커패시턴스(Cvcom)의 압력 터치를 검출하는 예시 도면.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 회로도를 예시한 도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라 터치 커패시턴스와 공통 전압 커패시턴스를 검출하는 기본 구성을 예시한 단면도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서와 센서 신호선이 화소 전극 층에 형성된 단면도.
도 19는 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서와 센서 신호선이 TFT 층에 형성된 단면도.
도 20은 본 발명의 실시예에 따라 관통 홀을 통해 터치 커패시턴스(Ct)의 압력 터치를 검출하는 예시 도면.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라 터치 스크린이 제1 영역과 제2 영역을 구분된 예시 도면.
도 22는 본 발명의 실시예가 적용되는 휴대용 단말기의 회로도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 터치 스크린을 구비한 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예가 적용되는 표시 장치는, LCD 등과 같은 표시 장치이거나, AMOLED 또는 PMOLED 등과 같은 다양한 유형의 OLED 표시 장치이거나, 임의 형태의 정지화상(예, JPG, TIF 등등) 또는 동영상(MPEG-2, MPEG-4 등)을 표시하는 다양한 유형의 표시 장치일 수 있다.
본 발명의 실시예의 터치 검출 방법은, 터치 미 발생시 검출된 전압과, 터치 발생으로 인해 터치 정전용량이 부가될 때 검출된 전압 간의 크기를 비교하여, 두 전압의 크기 차이로 터치를 검출할 수 있다. 더 나아가, 가드 레이어(Guard Layer, G/L)로 인해 부유 커패시턴스 등에 의한 영향을 최소화 하여, 보다 안정적으로 터치 신호를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예의 터치 입력 수단은, 예를 들어, 키보드, 마우스, 손가락, 터치 펜, 그리고 스타일러스 펜 등은 물론, 터치 센서에 의해 감지될 수 있도록, 전압 변화를 일으키는 다양한 형태의 입력, 예를 들어, 일정 형태를 갖는 도전체 등과 같은 오브젝트(object)이거나, 전자기파 등의 입력 수단을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예의 터치 센서는, 예를 들어, 센싱(sensing) 패드와 난센싱(non-sensing) 패드로 구분되어 일컬어질 수 있다. 상기 센싱 패드는, 복수의 터치 센서 중, 터치를 검출하도록, 터치 검출부에 접속된 터치 센서이고, 상기 난센싱 패드는, 복수의 터치 센서 중, 터치를 검출하지 않도록, 터치 검출부에 접속되지 않은 터치 센서를 의미한다. 상기 센싱 패드와 상기 난센싱 패드는, 예를 들어, 사전에 정해진 순서에 따르는 시퀀셜(Sequential) 방식에 의하거나, 또는 시분할(Time Sharing) 방식에 의해 사전에 정해진 순서로 서로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 언급하는 용어 및 표현 중, 동일선 상은 상하 동일 위치에 대향(Overlap)된다는 의미로 사용될 수 있고, 동일선 상의 사이에 신호선 등을 이루는 금속 물질이나 절연체 등이 존재할 수 있다. 예를 들어 A와 B가 동일선 상에 있다는 것은, A가 B의 상면에 있거나 B가 A의 상면에 있다는 의미이며, A와 B 사이에 절연체나 메탈 등의 다른 물질이 존재할 수 있다. 또한, A와 B가 동일선 상에 있을 때, A의 폭과 B의 폭은 별도의 명기가 없는 한 한정되지 않으며, A와 B의 폭의 상호 비율도 별도 명기가 없는 한 특정되지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급하는 용어 및 표현 중, ~부와 같은 구성들은, 특정 기능을 수행하는 단위 기능 요소(Unit Function Element)들의 집합체로서, 예를 들어, 어떤 신호의 증폭기는 단위 기능 요소이며, 증폭기나 신호 변환기들이 모인 집합체는, 신호 변환부 등으로 명명될 수 있다. 또한, ~부는 더 큰 구성 요소 또는 ~부에 포함되거나, 더 작은 구성 요소들 및 ~부들을 포함할 수 있다. 또한, ~부는 자체적으로 연산 기능이나 메모리 등에 저장된 명령어 등을 처리할 수 있는 독자적인 CPU(Central Processing Unit) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예의 도면에서는, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 영역을 확대하여 나타내었으며, 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다. 층, 영역, 기판 등의 부분이, 다른 부분 위에 또는 상면에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에(중간에 다른 부분이 없는 것) 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 부분(예, 매개층 또는 절연층이 있는 경우를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 언급하는 신호(signal)는, 특별한 명기가 없는 한, 전압 또는 전류를 총칭할 수 있고, 커패시턴스(capacitance)는 물리적인 크기를 나타낼 수 있으며, 정전 용량과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 커패시터(capacitor)는, 물리적인 크기 또는 커패시턴스를 갖는 소자(Element)를 지칭할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 보상 커패시터(Cbal)는 터치 검출부, 예를 들어, 터치 드라이브 IC(Integrated Circuit) 내부에 설계 및 제조 공정에 의해 생성되기도 하며, 인접한 두 개의 센서 신호선 사이에서 자연적으로 생성되기도 한다. 본 발명의 실시예에서는, 이와 같이 직접 생성된 커패시터나 자연적으로 생성된 커패시터를 구분하지 않고 모두 커패시터로 통칭할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 커패시터의 기호로 사용된 부호 C는 커패시터를 지칭하는 부호로 사용되고, 커패시터의 크기인 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 예를 들어 C1은 커패시터를 지칭하는 부호이기도 하며, 커패시터의 크기인 커패시턴스가 C1임을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 신호(signal)를 인가(forcing)한다는 표현은, 어떤 상태를 유지하고 있던 신호의 레벨(Level)이 바뀐다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자의 온/오프 제어단자에 신호를 인가한다는 표현은, 로우(Low) 레벨 전압(예, 대지 전압(zero Volt) 또는 일정 크기의 DC 전압, AC 전압)이 하이(Hi) 레벨(예, 로우 레벨 전압 보다 더 큰 진폭 값을 가지는 DC 전압 또는 AC 전압)로 바뀐다는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 터치 또는 터치 신호를 검출한다는 표현은, 동일한 의미일 수 있으며, 터치 신호 검출의 대표적인 실시예는, 손가락과 같은 도전체가 터치 센서에 접촉 또는 접근하지 않아서 터치 정전용량이 형성되지 않았을 때 터치 검출부에서 검출한 제 1 전압과, 손가락과 같은 도전체가 터치 센서에 접촉 또는 접근하여 형성된 터치 정전용량(Ct)에 의해 터치 검출부에서 검출된 제 2 전압 간의 차이를 검출하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 터치 검출부는 예를 들어, 터치 드라이브 IC(Touch Drive IC)로 일컬어질 수 있고, 상기 터치 드라이브 IC는, 터치 IC 또는 TDI 등으로 축약 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 프리차지와 충전 그리고 프리차지 전압과 충전 전압은, 동일한 의미로 사용될 수 있고, 특별한 명기가 없는 한 센싱 패드는, 센싱 패드와 상기 센싱 패드에 연결된 센서 신호선을 모두 포함하는 의미일 수 있고, 난센싱 패드는, 난센싱 패드와 상기 난센싱 패드에 연결된 센서 신호선을 모두 포함하는 의미일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 소스 신호선(Source Line) 및 게이트 신호선(Gate Line)은, 구동 신호선이라고 일컬어질 수 있고, 구동 신호선은 게이트 신호선과 소스 신호선을 총칭하기도 하며, 소스 신호선와 게이트 신호선 중 어느 하나만을 지칭하는 것일 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서, 서브 픽셀(sub pixel)은 픽셀 또는 화소로 지칭될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 터치 센서 및 센서 신호선은, OLED 표시 장치의 내부에 배치되므로, OLED 표시 장치의 구조에 대한 상세한 고찰이 필요하다. 이하, 본 발명의 다양한 실시예에 대하여, AMOLED를 근간으로 하여 상세히 설명한다. 그러나, PMOLED 등과 같은 다양한 유형의 표시 장치에도, 화소와 신호선, 그리고 공통 전극이라는 개념이 포함되므로, 화소와 신호선, 그리고 공통 전극을 근간으로 터치 스크린을 내장하는 본 발명의 기술사상이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 다이오드의 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 예를 들어, AMOLED(100)는, 유기 박막층(120)이 양극(130)과 음극(110)으로 에워 싸인 샌드위치(Sandwich) 구조를 갖는다. 상기 유기 박막층(120)은, 전자 주입층(EIL, Electron Injection Layer)(121), 전자 수송층(ETL, Electron Transfer Layer)(122), 발광층(EML, Emission Material Layer)(123), 정공 수송층(HTL, Hole Injection Layer)(124), 그리고 정공 주입층(HIL, Hole Injection Layer)(125)로 구성된다.
상기 발광층(123)은, 외부로 광을 방출해야 하므로, 광투과성의 투명 전극, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명 전극이 사용될 수 있다. 상기 양극(130)과 음극(110)에 직류 전압을 인가하면, 상기 양극(130) 및 음극(110)과 상기 유기 박막층(120) 간의 경계에서 발생하는 정공(Hole, +)은, 양극(130)에서 정공 수송층(HTL)(124)을 향하고, 전자(-)는, 전자 수송층(ETL)(122)을 거쳐 양극(130)으로 이동하게 된다.
상기와 같이 이동한 정공과 전자는, 상기 발광층(EML)(123)에서 서로 결합하게 되고, 상기 결합에 의해 전자 에너지가 안정한 기저 상태에서 에너지가 높은 불안정한 여기 상태가 된 후, 다시 안정한 기저 상태로 변하게 된다. 이때, 상기 여기 상태에서 기저 상태로 변하는 시점에, 두 에너지 간의 차에 상응하는 에너지가 빛으로 방출하게　되는 것이, AMOLED 발광의 기본 원리이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도이다. 도 2를 참조하면, 예를 들어, AMOLED(200)의 화소(PX)는, 복수의 신호선(210, 220, 230)과 연결되고, 거의 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다.
상기 복수의 신호선(210, 220, 230)은, 스캔 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 복수의 스캔선(210)과, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(220), 그리고 구동 전압(ELVDD)을 전달하는 복수의 구동 전압선(230)으로 구분될 수 있다. 상기 스캔선(210)은, 거의 행(Row) 방향으로 서로 평행하게 뻗어 있고, 상기 데이터선(220)과 구동 전압선(230)은, 거의 열(Column) 방향으로 서로 평행하게 뻗어 있다.
상기 화소(PX)는, 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(T1), 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(T2), 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst), 그리고 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)(OLED)를 포함할 수 있다.
상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1)는, 제어 단자, 입력 단자, 그리고 출력 단자를 가지며, 상기 제어 단자는, 스캔선(210)에 연결되고, 상기 입력 단자는, 데이터선(220)에 연결되고, 상기 출력 단자는, 구동 박막 트랜지스터(T2)에 연결될 수 있다. 상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1)는, 상기 스캔선(210)에 인가되는 스캔 신호에 응답하여, 상기 데이터선(220)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(T2)에 전달한다.
상기 구동 박막 트랜지스터(T2)는, 제어 단자, 입력 단자, 그리고 출력 단자를 가지며, 상기 제어 단자는, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1)에 연결되고, 상기 입력 단자는, 상기 구동 전압선(230)에 연결되고, 상기 출력 단자는, 상기 유기 발광 다이오드(OLED)에 연결될 수 있다. 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)는, 상기 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라, 크기가 달라지는 출력 전류(Id)를, 상기 유기 발광 다이오드(OLED)로 전달한다.
상기 스토리지 커패시터(Cst)는, 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어, 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1)가 턴 오프(turn off)된 후에도 이를 유지할 수 있다.
상기 유기 발광 다이오드(OLED)는, 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)의 출력 단자에 연결된 애노드(anode)와, 공통 전압(ELVSS)에 연결된 캐소드(cathode)를 포함하고, 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)의 출력 전류(Id)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1)와 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)는, n 채널 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET) 또는 p 채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 여기서, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(T1), 상기 구동 박막 트랜지스터(T2), 상기 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 상기 유기 발광 다이오드(OLED) 간의 연결 관계는 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 표시 장치의 화소에 대한 배치도이다. 도 3을 참조하면, 예를 들어, AMOLED의 화소는, R, G, B 등의 다양한 색상을 자체적으로 발광하는 유기 발광 다이오드로서, 거의 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있다.
상기 유기 발광 다이오드는, 화소 전극과 유기 발광층, 그리고 공통 전극을 포함할 수 있으며, 상기 유기 발광층의 하측에는, 구동 전압(ELVDD)을 인가하기 위한 화소 전극(300)이 형성되고, 상기 유기 발광층의 상측에는, 공통 전압(ELVSS)을 인가하기 위한 공통 전극이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 화소 전극은, 유기 발광 다이오드의 애노드이고, 상기 공통 전극은, 유기 발광 다이오드의 캐소드에 해당될 수 있다.
상기 화소 전극(300)과 상기 공통 전극은, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO 또는 In2O3(Indium Oxide) 등과 같은 투명성 도전 물질이거나, 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화 리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화 리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등과 같은 비투과성 금속 물질 등이 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예가 적용되는 유기 발광 표시 장치의 단면도로서, 예를 들어, 도 3의 A-A' 부분의 확대 단면도이다. 도 4를 참조하면, 유기 발광 표시 장치(400)는, 발광 표시 기판(400)와 밀봉 기판(425)을 포함하고, 상기 발광 표시 기판(400)은, 하부 기판(411), 버퍼 층(412), 게이트 절연막(413), 층간 절연막(414), 보호막(415), 그리고 화소 정의막(416) 등이 적층된 구조를 갖는다.
상기 발광 표시 기판(410)은, 유기 발광 다이오드(424)와, 구동 박막 트랜지스터(T2), 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(미도시) 등을 포함하고, 상기 유기 발광 다이오드(424)는, 화소 전극(4240)과, 유기 발광층(4241), 그리고 공통 전극(4242)을 포함한다. 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)는, 구동 소스 전극(419), 구동 반도체 층(420), 구동 게이트 층(421), 그리고 구동 드레인 전극(422)를 포함하고, 상기 구동 반도체 층(420)은, 소스 영역(4210)과, 채널 영역(4211), 그리고 드레인 영역(4212)으로 구분될 수 있다.
상기 발광 표시 기판(410)은, 공통 전압선(417)과, 연결선(418), 그리고 접촉 구멍(423)를 포함한다. 상기 공통 전압선(417)은, 화소 영역을 둘러싸는 주변 영역을 따라 형성되어 있고, 상기 연결선(418)은, 상기 주변 영역에 형성되어 있으며 상기 공통 전압선과 직접 접촉되며, 상기 접촉 구멍(423)은, 상기 주변 영역에 형성되어 있으며, 상기 연결선(418)과 상기 공통 전극(4242)을 접촉시킨다.
상기 하부 기판(411)은, 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연성의 기판일 수 있다. 상기 버퍼층(412)은, 질화규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있고, 상기 버퍼층(412)은, 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
상기 구동 반도체층(420)은, 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
상기 게이트 절연막(413)은, 상기 구동 반도체층(420) 위에 형성되며, 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있고, 상기 게이트 절연막(413) 위에는, 스캔선, 구동 게이트 전극, 그리고 스토리지 커패시터 등이 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(414)는, 상기 스캔선, 구동 게이트 전극, 그리고 스토리지 커패시터의 위에 형성되고, 상기 게이트 절연막과 마찬가지로 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 형성될 수 있다. 상기 보호막(415)은, 상기 층간 절연막의 상측에 형성되고, 상기 보호막(415)의 상측에는, 화소 전극(4240)과 연결선(418) 등이 형성된다.
상기 화소 정의막(416)은, 상기 보호막(415)와 화소 전극(4240)의 가장 자리부에 형성되며, 상기 화소 전극(4240)을 노출하는 개구부(미부호)와 상기 연결선(418)와 공통 전극을 접촉시키는 접촉 구멍(423)을 가진다. 상기 화소 정의막(416)은, 폴리아크릴계(polyacrylates) 또는 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지와 실리카 계열의 무기물 등으로 형성될 수 있다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유기 발광층(4241) 간의 경계 영역에는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)라고 일컬어지는 영역이 존재한다. 여기서, 상기 블랙 매트릭스 영역은, BM 영역 또는 임의의 다른 명칭으로 일컬어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극(4242)의 일부 영역에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬(mesh) 패턴으로 형성하거나, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극(4242)의 일부 영역의 상측 또는 하측에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬 패턴으로 형성하여, 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있는 터치 스크린을 구비한 표시 장치를 제공한다. 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 공통 전극의 일부 영역에 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치(500)는, 도 4를 참조로 전술한 바와 동일하거나 거의 유사한 구조를 가지되, 유기 발광층(또는 유기 발광체)(5241)에 공통 전압을 인가하는 공통 전극(5242)의 일부 영역에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬(mesh) 패턴으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극(5242)의 일부 영역에는, 터치 검출을 위한 터치 센서(touch sensor)와 센서 신호선(sensor line)이, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질의 메쉬 패턴(530, 531, 532)으로 형성되어, 표시 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 공통 전극의 일부 영역의 상측에 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치(600)는, 도 4를 참조로 전술한 바와 동일하거나 거의 유사한 구조를 가지되, 유기 발광층(또는 유기 발광체)(6241)에 공통 전압을 인가하는 공통 전극(6242)의 일부 영역의 상측에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬(mesh) 패턴으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극(6242)의 일부 영역의 상측에는, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질의 메쉬 패턴(630, 631, 632)으로 형성되어, 표시 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따라 공통 전극의 일부 영역의 하측에 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표 장치(700)는, 도 4를 참조로 전술한 바와 동일하거나 거의 유사한 구조를 가지되, 유기 발광층(또는 유기 발광체)(7241)에 공통 전압을 인가하는 공통 전극(7242)의 일부 영역의 하측에, 터치 센서와 센서 신호선을 메쉬(mesh) 패턴으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극(7242)의 일부 영역의 하측에는, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질의 메쉬 패턴(730, 731, 732)으로 형성되어, 표시 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있다. 여기서, 상기 메쉬 패턴(730, 731, 732)이 형성되는 영역에 대응되는 공통 전극의 일부 영역에는, 터치 검출의 감도를 확보하기 위한 관통 홀(730h, 731h, 732h)이 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 화소와 화소 간의 경계 영역에 터치 센서와 센서 신호선이 메쉬 패턴으로 형성된 예시 도면이다.
도 5 내지 도 7를 참조로 전술한 바와 같이, 메쉬 패턴의 터치 센서와 센서 신호선은, 화소(예: 유기 발광층)와 화소 간의 경계 영역인 BM 영역을 기준으로, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극의 일부 영역에 형성되거나, 상기 BM 영역에 대응되는 공통 전극의 일부 영역의 상측 또는 하측에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 다수의 화소들에 대응되는 메쉬 패턴들을 그룹핑하여, 하나의 터치 센서(800)로 설정할 수 있으며, 상기 하나의 터치 센서(800)에는, 하나의 센서 신호선(810)이 연결될 수 있다.
상기 하나의 터치 센서(800)에는, 2 개 이상의 센서 신호선들이 연결될 수 있으며, 이는 임의의 한 센서 신호선이 단선되더라도, 다른 센서 신호선에 의해 정상적인 터치 검출이 가능하도록 구현하기 위한 것이다.
상기 하나의 터치 센서(800)은, 예를 들어, 하나의 화소 또는 소수 개(예: 2개)의 화소에 대응되는 메쉬 패턴으로 설정될 수 있으며, 이는 지문 인식 등을 위해 고 분해능이 요구되는 터치 센서를 구현하기 위한 것이다.
여기서, 상기 터치 센서에 대응되는 화소의 개수와, 상기 터치 센서에 연결되는 센서 신호선의 개수는, 본 발명의 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서가 센서 신호선을 통해 터치 검출부와 접속된 예시 도면이다.
도 9를 참조하면, 예를 들어, 터치 센서(900)는, 다수의 화소들에 대응되는 메쉬 패턴들을 그룹핑하여 하나로 설정될 수 있고, 상기 터치 센서(900)에는, 하나의 센서 신호선이 접속되어, 터치 검출부(920)와 연결될 수 있다. 더 나아가, 도 9에 도시한 바와 같이, 적어도 어느 하나의 터치 센서에는, 다수 개(예: 2개)의 센서 신호선들(910)이 접속되어, 터치 검출부(920)와 연결될 수 있다.
상기 터치 검출부(920)은, 예를 들어, 터치 드라이브 IC(Touch Drive IC) 또는 TDI 등으로 다양하게 일컬어질 수 있다. 상기 터치 검출부(920)은, 상기 터치 센서를 구동시키고, 상기 센서 신호선을 통해 터치 신호를 수신하여, 터치 입력의 위치 또는 면적 등을 검출하는 회로 소자이다.
상기 터치 검출부(920)는, 예를 들어, 유기 발광 표시 장치를 구동시키는 디스플레이 드라이브 IC(Display Drive IC)와 별개로 설치되어, 상기 디스플레이 드라이브 IC와 연동되거나, 상기 디스플레이 드라이브 IC와 하나의 IC로 병합 설계될 수 있다.
여기서, 상기 터치 센서(900)의 면적은, 상기 터치 검출부(920)와의 이격 거리에 따라, 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 검출부(920)와의 이격 거리가 먼 터치 센서의 면적은, 상기 터치 검출부(920)와의 이격 거리가 가까운 터치 센서의 면적 보다 더 크게 설정될 수 있다.
더 나아가, 상기 센서 신호선(910)의 폭은, 상기 터치 검출부(920)와의 연결 길이에 따라, 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 검출부(920)와의 연결 길이가 긴 센서 신호선의 폭은, 상기 터치 검출부(920)와의 연결 길이가 짧은 센서 신호선의 폭 보다 더 크게 설정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서가 센싱 패드와 난센싱 패드로 교번하여 동작하는 예시 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 8 및 도 9을 참조로 전술한 바와 같이, 메쉬 패턴으로 형성된 다수의 터치 센서들은, 예를 들어, 도트 매트릭스(dot matrix) 형태에서, 다수의 로우(예: Row1~6)와 다수의 컬럼(예: Col1~5)으로 배열될 수 있다. 상기 터치 센서들 중 일부는, 터치 검출을 수행하는 센싱 패드(sensing pad)(1000a)로 가변 설정되고, 상기 터치 센서들 중 다른 일부는, 터치 검출을 수행하지 않는 난센싱 패드(non-sensing pad)(1000b)로 가변 설정될 수 있다.
여기서, 상기 센싱 패드(1000a)와 난센싱 패드(1000b)는, 터치 센서의 현재 동작 상태를 상징적으로 표현한 용어로서, 임의의 다른 명칭으로 일컬어 질 수 있다. 상기 센싱 패드(1000a)와 난센싱 패드(1000b)는, 터치 검출부(1020)의 제어에 따라, 서로 교번될 수 있다. 예를 들어 상기 터치 검출부(1020)은, 시분할 방식으로 이용하여, 하나의 터치 센서를 센싱 패드와 난센싱 패드로 교번할 수 있다.
상기 터치 검출부(1020)은, 전술한 바와 같이, 터치 드라이브 IC(TDI)이거나, 디스플레이 드라이브 IC와 하나로 병합된 회로 소자, 예를 들어, TLDI(Touch Display Drive IC) 일 수 있다.
상기 터치 검출부(1020)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 구동부(1021), CPU(1022), 타이밍 제어부(1023), 교번전압 생성부(1024), 통신부(1025), 터치 검출부(1026), 신호 처리부(1027), 메모리부(1028), 그리고 전원부(1029)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 구성 요소들 중 적어도 하나 이상(예: CPU, 전원부 등)은, 상기 터치 검출부(1020)의 외부에 설치될 수 있다.
상기 구동부(1021)는, 상기 타이밍 제어부(1023)와 연동하여, 하나의 터치 센서를 센싱 패드와 난센싱 패드로 가변 설정할 수 있으며, 이때, 시분할 방식을 이용할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 도트 매트릭스 형태로 배열된 다수의 터치 센서들 중, 제1 컬럼(Col1)으로 배열된 제1 내지 제6 터치 센서들은, 하나의 터치 센서의 간격으로 센싱 패드((C1, R1), (C1, R3), (C1, R5))와 난센싱 패드((C1, R2), (C1, R4), (C1, R6))로 가변 설정될 수 있고, 제2 컬럼(Col2)으로 배열된 제1 내지 제6 터치 센서들은, 하나의 터치 센서의 간격으로 센싱 패드((C2, R2), (C2, R4), (C2, R6))와 난센싱 패드((C2, R1), (C2, R3), (C2, R5))로 가변 설정될 수 있다.
그리고, 센싱패드에는 터치검출을 위한 충전전압 또는 구동전압이 인가되며, 난센싱 패드는 디스플레이 구동을 위한 일정크기의 DC전압 또는 0v 또는 대지전압을 기준으로 하는 그라운드 전압이 인가된다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 압력 터치를 검출하는 터치 레이어와 탄성 부재가 설치된 예시 도면이다. 도 11을 참조하면, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 터치 레이어(1102)는, 디스플레이 모듈(1101)의 상측에 배치되고, 상기 터치 레이어(1102)의 상측에는, 탄성 부재(1103)이 배치되고, 상기 탄성 부재의 상측에는, 보호 필름 또는 연성 글라스(1104) 등이 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(1101)은, LCD 모듈이거나 OLED 모듈 등일 수 있고, 상기 탄성 부재(1103)와 상기 보호 필름 또는 연성 글라스(1104)는, 예를 들어, 터치 입력 수단에 의해 압력이 인가되는 경우, 해당 부분이 휘어지는 탄성력을 가질 수 있다.
도 12를 참조하면, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 터치 레이어(1201)는, 디스플레이 모듈(1202)의 내부에 배치되고, 상기 디스플레이 모듈(1202)의 상측에는, 탄성 부재(1203)이 배치될 수 있고, 상기 탄성 부재(1203)의 상측에는, 보호 필름 또는 연성 글라스(1304) 등이 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(1202)은, LCD 모듈이거나 OLED 모듈 등일 수 있고, 상기 탄성 부재(1203)와 상기 보호 필름 또는 연성 글라스(1204)는, 예를 들어, 터치 입력 수단에 의해 압력이 인가되는 경우, 해당 부분이 휘어지는 탄성력을 가질 수 있다.
여기서, 도 11을 참조로 전술한 바와 같이, 상기 터치 레이어가 상기 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 구조를 온 셀(On-Cell) 구조라고 일컬어지고, 도 12를 참조로 전술한바 와 같이, 상기 터치 레이어가, 상기 디스플레이 모듈의 내부에 배치되는 구조를 인 셀(In-Cell) 구조라고 일컬어질 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 터치 커패시턴스(Ct)의 압력 터치를 검출하는 예시 도면이다. 도 13을 참조하면, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 터치 레이어(1302)는, 디스플레이 모듈(1301)의 상측에 배치되고, 상기 터치 레이어(1302)의 상측에는, 탄성 부재(1303)이 배치되고, 상기 탄성 부재의 상측에는, 보호 필름 또는 연성 글라스(1304) 등이 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(1301)은, LCD 모듈이거나 OLED 모듈 등일 수 있고, 상기 탄성 부재(1303)와 상기 보호 필름 또는 연성 글라스(1304)는, 예를 들어, 도 13에 도시한 바와 같이, 사용자가 손가락을 이용하여 터치한 후 압력을 인가하는 경우, 해당 부분이 휘어지는 탄성력을 가질 수 있다.
이때, 상기 사용자의 손가락과, 상기 터치 레이어 간의 이격 거리가 좁아지게 되므로, 터치 검출이 이용되는 터치 커패시턴스가 Ct에서 Ct'으로 변하게 된다. 여기서, 상기 터치 커패시턴스(Ct)를 검출하는 방법은 상세히 후술하기로 한다.
상기와 같은 터치 커패시턴스의 변화는, 사용자의 손가락이 터치하는 압력에 상응하는 값이 된다. 즉, 사용자의 손가락 등과 같은 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와, 상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 인식할 수 있다.
상기와 같이 도 13을 참고로 전술한 실시예는, 도 11과 같이, 터치 레이어가 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 구조를 온 셀(On-Cell) 구조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 도 12와 같이 터치 레이어가, 디스플레이 모듈의 내부에 배치되는 구조를 인 셀(In-Cell) 구조에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 압력 터치를 검출하는 터치 레이어, 탄성 부재, 그리고 공통 전극이 설치된 예시 도면이다.
도 14를 참조하면, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 터치 레이어(1404)는, 보호 필름 또는 연성 글라스(1405)와 탄성 부재(1404) 사이에 배치될 수 있고, 상기 탄성 부재(1404)의 하측에는, 디스플레이 모듈(1401)이 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(1401)은, LCD 모듈이거나 OLED 모듈 등일 수 있고, 상기 탄성 부재(1403)와 상기 보호 필름 또는 연성 글라스(1405)는, 예를 들어, 터치 입력 수단에 의해 압력이 인가되는 경우, 해당 부분이 휘어지는 탄성력을 가질 수 있으며, 상기 디스플레이 모듈(1401)의 내부에는, 공통 전극(1402)이 포함될 수 있다.
참고로, 도 11과 도 12의 터치 레이어(1102, 1201)은, 탄성 부재(1103, 1203)의 하측에 배치되는 반면, 도 4의 터치 레이어(1404)는, 탄성 부재(1403)의 상측에 배치되는 구조이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 공통 전압 커패시턴스(Cvcom)의 압력 터치를 검출하는 예시 도면이다. 도 15를 참조하면, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 터치 레이어(1504)는, 전술한 바와 같이, 터치 입력 수단에 의해 압력이 인가되는 경우, 해당 부분이 휘어지는 탄성력을 갖는 보호 필름 또는 연성 글라스(1505)와 탄성 부재(1503) 사이에 배치될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 손가락을 이용하여 압력 터치를 하는 경우, 상기 압력 터치가 인가된 해당 부분의 터치 센서와 공통 전극 간의 이격 거리가 좁아지게 되므로, 터치 검출이 이용되는 공통 전압 커패시턴스가 Cvcom에서 Cvcom'으로 변하게 된다. 여기서, 상기 공통 전압 커패시턴스(Cvcom)를 검출하는 방법은 상세히 후술하기로 한다.
상기와 같은 공통 전압 커패시턴스의 변화는, 사용자의 손가락이 터치하는 압력에 상응하는 값이 된다. 즉, 사용자의 손가락 등과 같은 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와, 상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 인식할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 회로도를 예시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따라 터치 커패시턴스와 공통 전압 커패시턴스를 검출하는 기본 구성을 예시한 단면도이다.
도 16을 참조하면, 상기 터치 검출 회로(1600)는, 터치 센서(1610)와, 충전 회로(1612), 그리고 터치 입력 검출부(1614) 등을 포함할 수 있고, 상기 터치 센서(1610)은, 터치 입력 검출을 위해 패터닝된 전극이다. 상기 터치 센서(1610)은, 예를 들어, 사람의 손가락(1625) 등과 같은 터치 입력 도구와의 사이에서 터치 커패시턴스(Ct)을 형성한다.
도 17을 참조하면, 터치 센서(1710)은, 예를 들어, 글라스 또는 필름 등과 같은 연성 기판(1715)의 하면(또는 상면)에 형성될 수 있고, 도트 매트릭스 형태 등으로 배열될 수 있다.
상기 터치 센서(1710)의 하측에는, 디스플레이 모듈(1750)의 내부에 포함된 공통 전극(1758)이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 디스플레이 모듈(1750)은, 전술한 바와 같이, LCD 또는 OLED 등과 같은 다양한 유형의 표시 장치일 수 있고, 상기 공통 전극(1758)에는, LCD 또는 OLED 등과 같은 표시 장치의 공통 전압(Vcom)이 인가될 수 있다.
상기 공통 전극(1758)에는, 소정 주파수로 교번하는 공통 전압 레벨이 인가될 수 있고, 상기 공통 전극(1758)에 인가되는 공통 전압은 일정하게 유지되거나, 상기 공통 전극(1758)이 그라운드 신호와 접지되는 경우에는 공통 전극(1758)에 별도의 교번 전압이 인가될 수 있다.
여기서, 상기 터치 센서(1710)과 공통 전극(1758) 사이에는, 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)이 형성되고, 상기 터치 센서(1710)에 어떤 충전 신호를 인가하면 충전된 전압에 의해 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)은, 소정의 전압 레벨을 갖게 된다.
이때, 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)의 일단은, 공통 전극(1758)과 접지되어 있으므로, 공통 전극(1758)에 인가되는 교번 전계에 의해 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)의 타단인 터치 센서(1710)에서의 전위는 변동할 것이다. 즉, 터치 센서(1710)의 전위는 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)에 의해 전압 변동한다.
상기 전술한 Ct와 Cvcom 등은 커패시터의 이름 및 크기를 동시에 표현하는 기호로서, 예컨대 "Ct"는 Ct라는 이름을 가진 커패시터를 의미하는 동시에 Ct라는 크기의 커패시턴스를 의미한다.
도 16을 참조하면, 충전 회로(1612)은, 터치 센서(1610)에 충전 신호를 필요한 시점에 선택적으로 공급하는 회로이다. 상기 충전 회로(1612)은 온/오프 제어 단자에 공급되는 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 3단자형의 스위칭 소자이거나, 제어 신호에 따라 신호를 공급하는 OP-AMP 등의 선형 소자일 수 있다.
상기 충전 회로(1612)의 출력 단자에는 터치 센서(1610)에 작용하는 Ct와 Cvcom이 연결된다. 따라서 충전 회로(1612)을 턴 온 시킨 상태에서 입력 단자에 임의의 전압이나 전류 등의 충전 신호를 인가하면 Ct와 Cvcom이 충전된다. 이때, 도시하지 않은 기생 커패시턴스(Parastic Capacitance, Cp) 역시 충전될 것이다. 이후 만약 충전 회로(1612)을 턴 오프 시키면, Ct 및 Cvcom 등에 충전된 신호를 별도로 방전시키지 않는 한 충전된 신호는 고립된다.
상기 충전된 신호를 안정적으로 고립시키기 위해서, 터치 입력 검출부(1614)의 입력 단은, 하이 임피던스(Hi-impedance 또는 Hi-z)를 갖는다. 만약 Ct 및 Cvcom에 충전된 신호를 방전시키면서 터치 입력을 관찰하거나, 다른 수단으로 충전 신호를 고립시키거나, 방전 개시 시점에서 신속하게 신호를 관찰한다면, 터치 입력 검출부(1614)의 입력 단이 반드시 Hi-z이어야 하는 것은 아니다.
상기 터치 입력 검출부(1614)는 터치 센서(1610)에서의 신호 레벨이 시프트 되는지 여부를 검출한다. 바람직하게는, 터치 입력 검출부(1614)는 터치 미발생시(즉, Ct가 형성되지 않을 때의) 터치 센서(1610)에서의 전압 변동에 대비하여, 터치 발생시(즉, Cvcom에 Ct가 병렬로 부가될 때의) 터치 센서(1610)에서의 전압 변동에 레벨시프트가 발생하는지를 검출하여 터치신호를 획득할 수 있다.
도 17을 참조하면, 사용자의 손가락(1725)과 터치 센서(1710) 사이에는 터치 커패시턴스(Ct)가 형성되고, 터치 센서(1710)와 공통 전극(1758) 사이에는 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)가 형성된다.
예를 들어, 터치 미발생시 Cvcom에 의한 터치 센서(1710)에서의 전압 변동은 다음의 <수식1>에 의해 결정된다.
<수식1>
Figure pat00001
터치 발생시 Cvcom에 Ct가 병렬로 부가되므로, 터치 센서(1710)에서의 전압 변동은 다음의 <수식2>에 의해 결정된다.
<수식2>
Figure pat00002
상기 <수식1> 및 <수식2>에서, ΔVsensor는 터치 센서에서의 전압 변동분이고, VcomH는 공통 전극의 하이 레벨 전압이고, VcomL는 공통 전극의 로우 레벨 전압이고, Cvom은 공통 전극 커패시턴스이고, Cp는 기생 커패시턴스이고, Ct는 터치 커패시턴스이다. 상기 터치 입력 검출부(1614)는, 위와 같은 <수식1>과 <수식2>를 이용하여 터치 센서(1610)에서의 레벨 시프트를 검출한다. 이에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
위 수식들에서 VcomH 및 VcomL는 쉽게 설정할 수 있는 값이다. 그리고 Cvcom은 다음의 <수식3>으로부터 얻을 수 있다.
<수식3>
Figure pat00003
<수식3>에서 ε은 터치 센서(1710)과 공통 전극(1758) 사이에 존재하는 매질의 유전율이다. 예컨대, 글래스의 경우, 비유전율이 3~5이므로, 여기에 진공의 유전율을 곱한 값으로부터 기판(1715)의 유전율을 얻을 수 있다. 또한 이와 같은 방식으로 다른 매질의 유전율도 얻을 수 있다. S1은 터치 센서(1710)과 공통 전극(1758)의 대형 면적이므로 쉽게 구할 수 있다.
도 17에 도시한 바와 같이, 공통 전극(1758)이 디스플레이 모듈(1750)의 내부의 전체에 걸쳐 형성된 경우, 대향 면적은 터치 센서(1710)의 면적에 의해 결정된다. 또한, D1은 터치 센서(1710)과 공통 전극(1758)간 거리이므로, 매질의 두께에 해당된다.
여기서, 도 17을 참조하면, 터치 센서(1710)과 공통 전극(1758) 사이에는 적어도 하나 이상의 매질이 존재한다. 상기 매질이 존재할 때, Cvcom은 유전체 각각의 대향 면에서 발생하는 커패시터들이 직렬 연결된 것과 같으므로, 이로부터 Cvcom을 구할 수 있다. 살펴 본 바와 같이 Cvcom은 쉽게 구할 수 있는 값인 동시에, 설정할 수 있는 값이다.
Ct는 다음의 <수식4>로부터 얻을 수 있다.
<수식4>
Figure pat00004
<수식4>에서 ε은 터치 센서(1710)과 손가락(1725) 사이의 매질로부터 얻을 수 있다. 만약, 도 7에서 기판(1715)의 상면에 글래스를 부착한다면, 글래스의 비유전율에 진공의 유전율을 곱한 값으로부터 유전율 ε을 얻을 수 있다. S2는 터치 센서(1710)과 손가락(1725)의 대향 면적에 해당한다. 만약 손가락(1725)이 어떤 터치 센서(1710)을 모두 덮고 있다면, S2는 터치 센서(1710)의 면적에 해당한다. 만약 손가락(1725)이 터치 센서(1710)의 일부를 덮고 있다면 S2는 터치 센서(1710)의 면적에서 손가락(1725)과 대향하지 않은 면적만큼 줄어들 것이다.
또한, D2는 터치 센서(1710)과 손가락(1725) 간의 거리이므로, 기판(1715) 상면에 올려진 글래스 또는 보호 패널 등의 두께에 해당할 것이다. 살펴 본 바와 같이 Ct 역시 쉽게 구할 수 있는 값인 동시에, 기판(1715) 상부에 올려지는 보호 패널 등을 이용하여 쉽게 설정할 수 있는 값이다.
특히, <수식4>에 의하면 Ct는 손가락(1725)과 터치 센서(1710)의 대향 면적에 비례하므로, 이로부터 터치 센서(1710)에 대한 손가락(1725)의 터치 점유율을 연산할 수 있다. 상기 터치 입력 검출부(1614)는 위와 같은 <수식1>에 의한 전압변동에 대비하여 <수식2>에 의한 전압변동에 레벨 시프트가 발생했는지 여부를 검출한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터치 입력 검출부(1614)는, 도 13을 참조로 전술한 바와 같이, 사용자의 압력 터치로 인해 Ct가 Ct'으로 변하거나, 도 15를 참조로 전술한 바와 같이, 사용자의 입력 터치로 인해 Cvcom이 Cvcom'으로 변하는 것을 검출할 수 있다.
상기 터치 입력 검출부(1614)는, 예를 들어, 터치 드라이브 IC(TDI), 디스플레이 드라이브 IC(LDI), 또는 상기 터치 드라이브 IC와 디스플레이 드라이브 IC가 통합된 터치 디스플레이 드라이브 IC 중 어느 하나일 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서와 센서 신호선이 화소 전극 층에 형성된 단면도이다. 도 18을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치(1800)는, 도 7을 참조로 전술한 구조와 거의 유사한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 표시 장치(1800)에서, 터치 센서와 센서 신호선으로서 형성되는 메쉬 패턴(1830, 1831, 1832)은, 화소 전극(18240) 층에 형성될 수 있으며, 터치 검출의 감도를 확보하기 위한 관통 홀(1830h, 1831h, 1832h)이, 상기 메쉬 패턴의 터치 센서와 수직으로 동일 선 상에 대응되는 위치에 각각 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 18에 도시한 바와 같이, 유기 발광 다이오드(1824)를 구성하는 화소 전극(18240)들 간의 경계 영역은, BM 영역에 대응되는 영역일 수 있다. 상기 화소 전극들 간의 경계 영역에는, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질의 메쉬 패턴(1830, 1831, 1832)으로 형성되어, 표시 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있다.
상기 메쉬 패턴(1830, 1831, 1832)이 형성되는 영역과 수직으로 동일 선 상에 대응되는 공통 전극(18242)의 일부 영역에는, 터치 검출의 감도를 확보하기 위한 관통 홀(1830h, 1831h, 1832h)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 관통 홀은, 상기 공통 전극(18242)의 일부 영역뿐만 아니라, 상기 메쉬 패턴(1830, 1831, 1832)과 상기 공통 전극(18242) 간의 사이에 존재하는 매개층, 예를 들어, 화소 정의막(1816)을 관통하여, 터치 검출의 감도를 보다 높일 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따라 터치 센서와 센서 신호선이 TFT 층에 형성된 단면도이다. 도 19를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시 장치(1900)는, 도 7을 참조로 전술한 구조와 거의 유사한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 표시 장치(1900)에서, 터치 센서와 센서 신호선으로서 형성되는 메쉬 패턴(1930, 1931, 1932)은, TFT 층에 형성될 수 있으며, 터치 검출의 감도를 확보하기 위한 관통 홀(1930h, 1931h, 1932h)이, 상기 메쉬 패턴의 터치 센서와 수직으로 동일 선 상에 대응되는 위치에 각각 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 19에 도시한 바와 같이, 구동 박막 트랜지스터(T2)를 구성하는 구동 소스 전극(1919)들 간의 경계 영역은, BM 영역에 대응되는 영역일 수 있다. 상기 구동 소스 전극들 간의 경계 영역에는, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질의 메쉬 패턴(1930, 1931, 1932)으로 형성되어, 표시 장치의 두께를 효율적으로 줄일 수 있다.
상기 메쉬 패턴(1930, 1931, 1932)이 형성되는 영역과 수직으로 동일 선 상에 대응되는 공통 전극(19242)의 일부 영역에는, 터치 검출의 감도를 확보하기 위한 관통 홀(1930h, 1931h, 1932h)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 관통 홀은, 상기 공통 전극(19242)의 일부 영역뿐만 아니라, 상기 메쉬 패턴(1930, 1931, 1932)과 상기 공통 전극(19242) 간의 사이에 존재하는 매개층, 예를 들어, 화소 정의막(1916)과 보호막(1915)을 관통하여, 터치 검출의 감도를 보다 높일 수 있다.
참고로, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 터치 센서가 공통 전극의 하측에 형성되면, 관통 홀이 공통 전극을 관통하고, 도 18에 도시한 바와 같이. 터치 센서가 화소 전극 층에 형성되면, 관통 홀이 공통 전극과 화소 정의 막을 관통하고, 도 19에 도시한 바와 같이. 터치 센서가 TFT 층에 형성되면, 관통 홀이 공통 전극과 화소 정의 막, 그리고 보호막을 관통하는 것을 예시하였다.
그러나, 본 발명은, 이와 같이 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따라 관통 홀을 통해 터치 커패시턴스(Ct)의 압력 터치를 검출하는 예시 도면이다. 도 20을 참조하면, 터치 검출을 위한 터치 센서와 센서 신호선이 형성된 터치 레이어(2002)는, 디스플레이 모듈(2001)의 내부에 배치되되, 상기 터치 레이어(2002)의 상측에는, 상기 디스플레이 모듈(2001)에 포함된 공통 전극(2003)의 하측에 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(2001)의 상측에는, 탄성 부재(2004)이 배치되고, 상기 탄성 부재의 상측에는, 보호 필름 또는 연성 글라스(2005) (또는 연성 기판) 등이 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(2001)은, LCD 모듈이거나 OLED 모듈 등일 수 있고, 상기 탄성 부재(2004)와 상기 보호 필름 또는 연성 글라스(2005)는, 예를 들어, 도 20에 도시한 바와 같이, 사용자가 손가락을 이용하여 터치한 후 압력을 인가하는 경우, 해당 부분이 휘어지는 탄성력을 가질 수 있다.
이때, 상기 사용자의 손가락과, 상기 터치 레이어 간의 이격 거리가 좁아지게 되므로, 터치 검출이 이용되는 터치 커패시턴스가 Ct에서 Ct'으로 변하게 된다. 참고로, 상기 터치 커패시턴스(Ct)를 검출하는 방법은, 도 16 및 도 17을 참고로 상세히 전술한 바 있으므로, 이하에서는 생략한다.
상기와 같은 터치 커패시턴스의 변화는, 사용자의 손가락이 터치하는 압력에 상응하는 값이 된다. 즉, 사용자의 손가락 등과 같은 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와, 상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 인식할 수 있다.
여기서, 도 20에 도시한 바와 같이, 상기 공통 전극(2003)과 상기 터치 레이어(2002) 간의 사이에는, 관통 홀(2003h)들이 형성되어 있기 때문에, 터치 검출의 감도를 높일 수 있으므로, 예를 들어, 멀티 포인트 터치 검출이 가능하게 된다.
상기와 같이 도 20을 참고로 전술한 실시예는, 도 7, 도 18, 그리고 도 19를 참조로 전술한 바와 같이, 터치 레이어가 공통 전극 보다 아래에 배치된 모든 경우에 대해 동일하게 적용될 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라 터치 스크린이 제1 영역과 제2 영역을 구분된 예시 도면이다. 도 21을 참조하면, 터치 스크린은, 예를 들어, 스마트 폰(2100) 등과 같은 다양한 유형의 표시 장치에 적용될 수 있으며, 상기 스마트 폰(2100)은, 비표시 영역(2110)과 표시 영역(2120)으로 구분될 수 있다.
상기 표시 영역은, 중앙의 제1 영역과 외곽의 제2 영역(2130)으로 구분될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 외곽의 제2 영역(2130)은, 다수의 서브 영역들로 분할될 수 있다.
예를 들어, 상기 외곽의 제2 영역(2130)은, 제1 내지 제3 서브 영역(2131, 2132, 2133)으로 분할될 수 있으며, 상기 외곽의 제2 영역에서, 압력 터치가 검출되면, 볼륨 제어, 전원 제어, 그리고 리셋 제어 등과 같은 중 임의의 특정 동작을 신속하게 수행할 수 있다.
상기와 같은 임의의 특정 동작을 수행하기 이전에, 모드 전환 동작과 이를 나타내는 안내 표시 동작 등을 먼저 수행한 후, 볼륨 제어, 전원 제어, 그리고 리셋 제어 등과 같은 중 특정 동작을 수행할 수도 있다.
여기서, 상기 중앙의 제1 영역도, 다수의 서브 영역들로 분할될 수 있으며, 상기 압력 터치를 검출하여, 임의의 특정 동작을 신속하게 수행하는 것에 이용될 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예가 적용되는 휴대용 단말기의 회로도이다. 도 22를 참조하면, 상기 휴대용 단말기(2200)는, 제어부(2210), 터치 스크린(2220), 오디오 처리부(2230), 인터페이스부(2240), 통신부(2250), 그리고 저장부(2260) 등으로 포함할 수 있다.
상기 제어부(2210)은, 상기 터치 스크린(2220)과 연동하여, 휴대용 단말기의 전반적인 동작을 수행하거나 제어하는 프로세서 또는 컨트롤러 등일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부(2210)은, 전술한 바와 같이, 중앙의 제1 영역과 외곽의 제2 영역으로 구분되는 터치 스크린(2220)와 연동하고, 상기 터치 스크린(2220)에서 검출되는 터치에 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 제어부(2210)은, 예를 들어, 상기 터치 스크린의 중앙 부분에 해당하는 제1 영역에서, 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치가 검출되면, 상기 제1 터치의 위치에 상응하는 제1 동작을 수행한다.
반면, 상기 터치 스크린의 외곽 부분에 해당하는 제2 영역에서, 상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치가 검출되면, 상기 제2 터치의 압력에 상응하는 제2 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 동작은, 표시 장치의 기능 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위해, 사전에서 설정되는 것으로, 표시 장치의 볼륨 제어, 전원 제어, 그리고 리셋 제어 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 제어부(2210)은, 상기 제2 영역에서, 제2 터치가 검출되면, 상기 제2 터치의 압력과, 사전에 설정된 기준 값을 비교하여, 상기 제2 터치 압력에 상응하는 제2 동작을 수행하거나, 또는 상기 기준 값과의 차이가 따라, 서로 다른 제2 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 영역 중 동일한 서브 영역에서, 사용자가 인가하는 터치의 압력이 서로 다른 경우, 동일한 터치 위치임에도 불구하고, 다른 제2 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 동일한 터치 위치라도, 터치 입력과 기준 값 간의 차이가 적으면, 볼륨 제어 동작을 수행하고, 터치 입력과 기준 값 간의 차이가 크면, 전원 제어 동작을 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1301: 디스플레이 모듈 1302: 터치 레이어
1303: 탄성 부재 1304: 보호 필름 또는 연성 글라스

Claims (20)

  1. 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 터치 레이어;
    상기 터치 레이어의 상측에 배치되는 탄성 부재; 및
    상기 탄성 부재의 상측에 배치되는 투명 필름 또는 연성 기판을 포함하되,
    상기 터치 레이어에는, 터치 센서들과 센서 신호선들이 메쉬 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은, 상기 다수의 화소들 간의 경계 영역에 대응되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, LCD(Liquid Crystal Display), AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode), 또는 PMOLED(Passive Matrix Organic Light-Emitting Diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질인 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서들은, 도트 매트릭스 구조로 배치되고,
    상기 터치 센서들과 터치 드라이브 IC 간의 이격 거리에 따라 서로 다른 크기의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서에는, 복수의 센서 신호선들이 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서들과 센서 신호선들은, 상기 화소를 구동시키는 구동 신호선과 수직으로 동일선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    멀티 포인트 터치를 검출하는 터치 입력 검출부를 더 포함하되,
    상기 터치 입력 검출부는,
    터치 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와,
    상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 터치는, 상기 터치 입력 수단과 상기 터치 센서 간의 터치 커패시턴스의 변화에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치 입력 검출부는, 터치 드라이브 IC(TDI), 디스플레이 드라이브 IC(LDI), 또는 상기 터치 드라이브 IC와 디스플레이 드라이브 IC가 통합된 터치 디스플레이 드라이브 IC 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  11. 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈의 상측에 배치되는 탄성 부재;
    상기 탄성 부재의 상측에 배치되는 터치 레이어; 및
    상기 터치 레이어의 상측에 배치되는 투명 필름 또는 연성 기판을 포함하되,
    상기 터치 레이어에는, 터치 센서들과 센서 신호선들이 메쉬 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은, 상기 다수의 화소들 간의 경계 영역에 대응되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, LCD(Liquid Crystal Display), AMOLED(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode), 또는 PMOLED(Passive Matrix Organic Light-Emitting Diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은, 투명성 도전 물질 또는 비투과성 금속 물질인 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 터치 센서들은, 도트 매트릭스 구조로 배치되고,
    상기 터치 센서들과 터치 드라이브 IC 간의 이격 거리에 따라 서로 다른 크기의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 터치 센서에는, 복수의 센서 신호선들이 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 터치 센서들과 센서 신호선들은, 상기 화소를 구동시키는 구동 신호선과 수직으로 동일선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    멀티 포인트 터치를 검출하는 터치 입력 검출부를 더 포함하되,
    상기 터치 입력 검출부는,
    터치 터치 입력 수단의 접근 또는 접촉에 의한 제1 터치와,
    상기 터치 입력 수단의 가압에 의한 제2 터치를 구분하여 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 터치는, 상기 터치 입력 수단과 상기 터치 센서 간의 공통 전압 커패시턴스의 변화에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 터치 입력 검출부는, 터치 드라이브 IC(TDI), 디스플레이 드라이브 IC(LDI), 또는 상기 터치 드라이브 IC와 디스플레이 드라이브 IC가 통합된 터치 디스플레이 드라이브 IC 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 표시 장치.
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