KR20190120849A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시장치가 제공된다. 표시장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널과 대향하고, 상기 표시 패널에서 표시된 영상을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 윈도우, 상기 비표시 영역에서 상기 윈도우 상에 배치된 차광 패턴층, 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 배치되며, 전압선을 포함하는 터치 부재, 및 상기 터치 부재와 상기 윈도우 사이에 배치되며, 상기 전압선과 중첩하는 압력 센싱 배선을 포함하되, 상기 전압선과 상기 압력 센싱 배선은 상기 차광 패턴층에 중첩한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
또한, 표시 장치는 표시 장치의 표시 패널을 통해 화면이 출력되는 윈도우의 표시 영역과 표시 영역 주변에 배치된 비표시 영역을 포함할 수 있다. 표시 장치에는 표시 영역과 중첩되는 영역에 인가되는 사용자의 터치 입력의 위치를 센싱하는 터치 패널과, 비표시 영역과 중첩되는 영역에 인가되는 사용자의 터치 입력의 압력을 센싱하는 압력 센서가 구비될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시 장치의 두께가 얇으면서도, 터치 패널과 압력 센서를 모두 포함하는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비표시 영역의 면적이 감소된 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널과 대향하고, 상기 표시 패널에서 표시된 영상을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 윈도우, 상기 비표시 영역에서 상기 윈도우 상에 배치된 차광 패턴층, 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 배치되며, 전압선을 포함하는 터치 부재, 및 상기 터치 부재와 상기 윈도우 사이에 배치되며, 상기 전압선과 중첩하는 압력 센싱 배선을 포함하되, 상기 전압선과 상기 압력 센싱 배선은 상기 차광 패턴층에 중첩한다.
상기 압력 센싱 배선과 상기 전압선 사이에 배치되는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 표시 장치에 압력이 가해진 가압 상태에서, 상기 탄성 부재의 두께가 변화할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 탄성 부재는 차광 부재일 수 있다.
상기 탄성 부재는 상기 터치 부재의 테두리를 따라 연속하여 연장되며, 상기 표시 영역과 비중첩하는 사각틀 형상일 수 있다.
상기 터치 부재는 베이스층 및 상기 베이스층 상에 형성된 터치 센싱 전극을 더 포함하되, 상기 전압선은 상기 베이스층 상에 형성될 수 있다.
상기 차광 패턴층은 상기 윈도우와 상기 압력 센싱 배선 사이에 배치될 수 있다.
상기 차광 패턴층은 상기 압력 센싱 배선과 상기 터치 부재 사이에 배치될 수 있다.
상기 윈도우 상에 배치된 절연층을 더 포함하고, 상기 압력 센싱 배선은 상기 절연층 상에 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 압력 센싱 배선은 투명 전극으로 이루어질 수 있다.
상기 압력 센싱 배선은 상기 윈도우의 일 장변을 따라 연장된 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 전극에 입력 신호를 제공하고, 상기 제2 전극으로부터 출력 신호를 제공받는 압력 센서 IC를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 센싱 배선의 단부는 상기 윈도우의 일 장변 상에 배치될 수 있다.
또는, 상기 압력 센싱 배선의 단부는 상기 윈도우의 일 단변 상에 배치될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널과 대향하고, 상기 표시 패널에서 표시된 영상을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 윈도우, 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 배치되며, 전압선을 포함하는 터치 부재, 상기 터치 부재와 상기 윈도우 사이에 배치되며, 상기 전압선과 중첩하는 압력 센싱 배선, 및 상기 압력 센싱 배선과 상기 전압선 사이에 배치된 탄성 부재를 포함하되, 상기 전압선과 상기 압력 센싱 배선 사이에 커패시턴스가 형성된다.
상기 표시 장치에 압력이 가해진 가압 상태에서, 상기 탄성 부재의 두께가 변화할 수 있다.
상기 커패시턴스의 값은 상기 탄성 부재의 두께 변화에 따라 변화할 수 있다.
상기 커패시턴스 값의 변화를 이용하여 외부 압력을 감지할 수 있다.
상기 전압선, 상기 압력 센싱 배선 및 상기 탄성 부재는 상기 비표시 영역에 배치될 수 있다.
상기 터치 부재는 베이스층 및 상기 베이스층 상에 형성된 터치 센싱 전극을 더 포함하되, 상기 전압선은 상기 베이스층 상에 형성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 시인되는 비표시 영역이 감소된 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면 압력 센서와 터치 패널을 모두 구비하면서도 그 두께가 얇은 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III'을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 압력 검출 모듈, 탄성 부재, 및 터치 부재의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3의 A 영역을 확대한 단면도이다.
도 6은 표시 장치에 외력이 가해진 경우의 A 영역을 나타내는 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8 및 도 9는 또 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 12는 도 11의 압력 검출 모듈, 탄성 부재 및 터치 부재의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 13 및 도 14는 또 다른 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다른 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
표시 장치는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 표시 장치는 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 및 스마트 워치, 워치 폰, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 표시 장치의 예로는 유기발광 표시 장치(OLED), 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(PDP), 전계방출 표시 장치(FED), 전기영동 표시 장치(EPD) 등일 들 수 있다.
이하에서는 표시 장치로 유기발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명이 그에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 III-III'을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(100), 표시 패널(100)의 상부에 배치된 윈도우(200)를 포함한다. 또한, 표시 장치(1)는 표시 패널(100)과 윈도우(200) 사이에 배치된 터치 부재(600)를 더 포함할 수 있다.
다른 정의가 없는 한, 본 명세서에서 "상부", "탑", "상면"은 표시 패널(100)을 기준으로 표시면 측을 의미하고, "하부", "바텀", "하면"은 표시 패널(100)을 기준으로 표시면의 반대측을 의미하는 것으로 한다.
표시 장치(1)는 평면상 직사각형 형상으로 이루어질 수 있다. 표시 장치(1)는 양 장변과 양 단변을 포함할 수 있다. 표시 장치(1)의 장변과 단변이 만나는 모서리는 직각일 수 있지만, 도 1에 도시된 것처럼 곡면을 이룰 수 있다. 표시 장치(1)의 평면 형상은 예시된 것에 제한되지 않고, 원형이나 기타 다른 형상으로 적용될 수도 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1)는 평탄부(FA) 및 평탄부(FA)와 연결되고 평탄부(FA)의 주변에 위치하는 벤딩부(BA)를 포함할 수 있다. 평탄부(FA)는 대체로 일 평면 상에 위치한다. 벤딩부(BA)는 평탄부(FA)와 동일 평면 상에 놓이지 않는다. 예를 들어, 벤딩부(BA)는 평탄부(FA)가 위치하는 평면으로부터 하부 방향으로 꺾이거나 휘어질 수 있다.
일 실시예에서, 벤딩부(BA)는 외측 방향으로 볼록하게 굴곡진 굴곡면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 벤딩부(BA)는 평탄면을 갖되, 벤딩부(BA)의 평탄면이 평탄부(FA)의 평면과 소정 각도를 갖는 평면 상에 위치할 수 있다.
벤딩부(BA)는 직사각형 형상의 표시 장치(1)의 양 장변 또는 일 장변에 위치할 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 표시 장치(1)의 단변도 벤딩될 수 있다.
도면에서 도시된 바와는 달리, 표시 장치는 벤딩부 없이 평탄부만으로 이루어진 평면 표시 장치일 수도 있다. 본 명세서에서 논의되는 내용들 중, 벤딩부에 특별히 관련되어 있는 것을 제외하고는 벤딩된 표시 장치 뿐만 아니라 평면 표시 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
표시 패널(100)은 화면을 표시하는 패널로서, 예를 들어, 유기 발광 표시 패널이 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서는 표시 패널(100)로 유기 발광 표시 패널이 적용된 경우를 예시하지만, 이에 제한되지 않고, 액정 표시 장치, 전기 영동 장치 등 다른 종류의 표시 패널이 적용될 수도 있다.
표시 패널(100)은 평탄부(FA) 및 벤딩부(BA)에 걸쳐 위치할 수 있다.
표시 패널(100)은 기판 상에 배치된 복수의 유기 발광 소자를 포함한다. 상기 기판은 유리 등으로 이루어진 리지드 기판일 수도 있고, 폴리이미드 등으로 이루어진 플렉시블 기판일 수 있다. 상기 기판으로 폴리이미드 기판을 적용하는 경우, 표시 패널(100)은 휘거나 꺾이거나 접히거나 말릴 수 있다.
표시 패널(100)의 상부에는 윈도우(200)가 배치된다. 윈도우(200)는 표시 패널(100)의 상부에 배치되어 표시 패널(100)을 보호하는 한편, 표시 패널(100)에서 출사되는 빛을 투과시킨다. 윈도우(200)는 유리 등으로 이루어질 수 있다.
윈도우(200)는 표시 패널(100)에 중첩하고, 표시 패널(100) 전면을 커버하도록 배치될 수 있다. 윈도우(200)는 표시 패널(100)보다 클 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)의 양 단변에서 윈도우(200)는 표시 패널(100)보다 외측으로 돌출될 수 있다. 표시 장치(1)의 양 장변에서도 윈도우(200)가 표시 패널(100)로부터 돌출될 수 있지만, 돌출 거리는 양 단변의 경우가 더 클 수 있다.
윈도우(200)의 하면에는 차광 패턴층(300)이 배치될 수 있다. 차광 패턴층(300)은 윈도우(200) 상에 직접 인쇄되어 형성되거나, 별도의 인쇄층으로 형성되어 윈도우(200)에 부착될 수 있다.
차광 패턴층(300)은 윈도우(200)의 상면 및/또는 하면에서 입사되는 광을 흡수하거나 반사하고, 표시 장치(1)의 베젤에 색상을 부여한다. 차광 패턴층(300)은 비표시 영역(NDA)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 다시 말해, 차광 패턴층(300)은 표시 영역(DA)의 가장 자리를 따라 연속적으로 배치될 수 있다.
표시 패널(100)과 윈도우(200) 사이에는 터치 부재(600)가 배치될 수 있다.
터치 부재(600)는 리지드 패널 타입 또는 플렉시블 패널 타입이거나 필름 타입일 수 있다. 터치 부재(600)는 표시 패널(100)과 실질적으로 동일한 크기를 가지며 중첩 배치되고, 터치 부재(600)의 측면과 표시 패널(100)의 측면이 정렬될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
터치 부재(600)는 사용자가 터치 동작을 통해 표시 장치(1)의 표시 영역(DA)에 입력한 정보를 감지할 수 있다. 상기 터치 동작은 사용작의 신체의 일부 또는 스타일러스 펜 등을 통해 수행될 수 있다.
예를 들어, 터치 부재(600)는 표시 장치(1)의 표시 영역(DA)에 대하여 사용자가 입력한 정보 중 터치 여부에 대한 정보, 터치 위치 정보 등을 감지하는 기능을 포함할 수 있다.
터치 부재(600)는 절연 플레이트 또는 절연 필름인 베이스층과 상기 베이스층 상에 배치된 터치 센싱 전극을 포함할 수 있다. 베이스층은 가요성을 가질 수 있으며, 베이스층 상에 형성되는 전극 등을 지지할 수 있다.
터치 센싱 전극은 표시 영역(DA)에 중첩 배치되어, 표시 영역(DA)에 가해지는 사용자의 터치 동작을 감지할 수 있다.
터치 부재(600)는 베이스층 상에 형성된 전압선(610)을 더 포함한다. 몇몇 실시예에서, 전압선(610)은 기준 전압선으로, 그라운드된 상태의 그라운드 배선일 수 있다.
전압선(610)은 비표시 영역(NDA)에 배치되며, 터치 부재(600)의 테두리를 따라 배치된다. 전압선(610)은 차광 패턴층(300)에 완전히 중첩될 수 있다.
몇몇 실시에에서, 터치 부재(600)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 표시 패널(100)에 터치 센싱 전극 및 전압선(610)이 배치될 수 있다.
표시 패널(100)과 터치 부재(600), 터치 부재(600)와 윈도우(200)는 각각 광학 투명 접착제(OCA)나 광학 투명 수지(OCR) 등과 같은 투명 결합층(700)에 의해 결합할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 윈도우(200)와 터치 부재(600)는 제1 투명 결합층(710)에 의해 결합되고, 터치 부재(600)와 표시 패널(100)은 제2 투명 결합층(720)에 의해 결합될 수 있다.
윈도우(200)와 터치 부재(600) 사이에는 압력 검출 모듈(400)이 배치될 수 있다.
압력 검출 모듈(400)은 사용자의 입력, 예를 들어 사용자의 손가락의 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, 압력 검출 모듈(400)은 사용자의 터치 동작에 압력이 수반되었는지에 대한 정보 또는 터치 압력의 크기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 압력 검출 모듈(400)은 특정 위치에 가해진 사용자의 터치 동작에 의하여 표시 장치(1)를 활성화 또는 비활성화 할 수 있다. 또한, 압력 검출 모듈(400)은 표시 장치(1)의 음량을 조절 할 수 있다. 그러나, 압력 검출 모듈(400)에 의한 표시 장치(1)의 제어 내용이 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
압력 검출 모듈(400)은 비표시 영역(NDA)에 중첩하며, 차광 패턴층(300)의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 압력 검출 모듈(400)은 차광 패턴층(300)에 직접 접할 수 있다. 또한, 압력 검출 모듈(400)은 터치 부재(600)의 전압선(610)에 중첩할 수 있다.
압력 검출 모듈(400)과 터치 부재(600) 사이에는 탄성 부재(500)가 배치될 수 있다. 탄성 부재(500)는 비표시 영역(NDA)에 배치되며, 탄성 부재(500)의 측면은 터치 부재(600)의 측면에 정렬될 수 있다.
탄성 부재(500)는 압력이 가해지는 경우 압축되고, 압력이 제거될 경우 다시 원래의 형상으로 되돌아가는 탄성을 가질 수 있다. 탄성 부재(500)는 외력에 의해 변경 가능한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(500)는 우레탄 폼, 실리콘, 기타 유기 재료 들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 탄성 부재(500)는 그 자체로 접착력을 갖는 양면 폼 테이프 일 수 있다. 이 경우 탄성 부재(500)는 탄성력을 갖는 기재 및 기재의 상면 및/또는 하면에 배치되는 결합층을 포함할 수 있다. 탄성 부재(500)가 양면에 접착력을 갖는 경우, 탄성 부재(500)는 압력 검출 모듈(400) 및 터치 부재(600)에 직접 접할 수 있다. 이에 반하여, 탄성 부재(500)가 일면에만 접착력을 갖는 경우, 접착력이 갖는 면이 압력 검출 모듈(400)과 직접 접하도록 배치되고, 탄성 부재(500)와 접착 부재(600) 사이에는 상술한 제1 투명 결합층(710)이 개재될 수 있다.
이하, 압력 검출 모듈(400), 탄성 부재(500) 및 전압선(610)의 배치에 대한 자세한 설명을 위하여 도 4가 참조된다.
도 4는 압력 검출 모듈, 탄성 부재, 및 터치 부재의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 압력 검출 모듈(400), 탄성 부재(500), 및 터치 부재(600)는 평탄부(FA) 및 벤딩부(BA)에 걸쳐 위치할 수 있다.
압력 검출 모듈(400), 탄성 부재(500), 및 전압선(610)은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 다시 말해, 압력 검출 모듈(400), 탄성 부재(500), 및 전압선(610)은 비표시 영역(NDA)는 차광 패턴층(300)에 중첩 배치되며, 표시 장치(1)의 외부에서 시인되지 않는다.
압력 검출 모듈(400), 탄성 부재(500) 및 전압선(610)은 각각 서로 중첩하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 압력 검출 모듈(400)은 터치 부재(600)의 전압선(610)에 완전히 중첩되도록 배치될 수 있다.
압력 검출 모듈(400)은 표시 장치(1)의 일 장변을 따라 배치된 제1 압력 센싱 배선(410)과 타 장변을 따라 배치된 제2 압력 센싱 배선(420)을 포함할 수 있다.
제1 압력 센싱 배선(410)과 제2 압력 센싱 배선(420)은 각각 압력 센서 IC(450)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 압력 센싱 배선(410)과 제2 압력 센싱 배선(420)은 각각 압력 센서 IC(450)로부터 입력 신호(INPUT)가 제공되는 제1 입력 배선(411)과 제2 입력 배선(421), 및 압력 센서 IC(450)에 출력 신호(OUTPUT)를 제공하는 제1 출력 배선(412)과 제2 출력 배선(422)를 포함할 수 있다.
상기 입력 신호(INPUT) 및 상기 출력 신호(OUTPUT)는 각각 전류 신호 및 전압 신호 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도면에서는 상대적으로 좌측에 위치한 배선이 제1 및 제2 입력 배선(411, 421)이고, 상대적으로 우측에 위치한 배선이 제1 및 제2 출력 배선(421, 422)인 경우가 예시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 입력 배선과 출력 배선의 배치 순서는 변경될 수 있다.
제1 입력 배선(411)과 제1 출력 배선(412)는 동일한 방향으로 연장되며, 서로 대향하여 이격 배치될 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 입력 배선(421)과 제2 출력 배선(422) 또한 동일한 방향으로 연장되며, 서로 대향하여 이격 배치될 수 있다. 제1 입력 배선(411)과 제1 출력 배선(412)의 단부는 서로 인접하여 배치될 수 있다. 제2 입력 배선(421)과 제2 출력 배선(422)의 단부 또한 서로 인접하여 배치될 수 있다.
제1 압력 센싱 배선(410)과 제2 압력 센싱 배선(420)의 단부는 각각 표시 장치(1)의 양 장변측에 배치될 수 있다. 평면상에서 제1 압력 센싱 배선(410)의 단부와 제2 압력 센싱 배선(420)의 단부는 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 평면상에서 제1 압력 센싱 배선(410)의 단부와 제2 압력 센싱 배선(420)의 단부는 동일 선상에 배치될 수도 있다.
제1 압력 센싱 배선(410)과 제2 압력 센싱 배선(420)은 각각 소정의 전기 저항을 갖는 도전성 재료를 포함할 수 있다. 상기 도전성 재료의 예로는 알루미늄, 니켈, 아연, 구리, 은, 등의 금속 재료를 들 수 있다. 다만, 제1 압력 센싱 배선(410)과 제2 압력 센싱 배선(420)의 재료는 상기 예시에 한정되는 것은 아니며, ITO 등의 투명한 재료로 형성될 수도 있다.
제1 압력 센싱 배선(410) 및 제2 압력 센싱 배선(420)은 차광 패턴층(300) 상에 포토리소그래피 방법 등을 통하여 직접 형성될 수 다. 이 경우 제1 압력 센싱 배선(410) 및 제2 압력 센싱 배선(420)은 은 차광 패턴층(300)에 직접 접할 수 있다. 다만, 제1 압력 센싱 배선(410) 및 제2 압력 센싱 배선(420)의 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 기재층을 포함하는 배선층 형태로 제공될 수도 있다.
탄성 부재(500)는 중앙부가 뚫려있는 사각틀 형상으로, 비표시 영역(NDA)을 따라 연속적하여 연장된 형상일 수 있다. 탄성 부재(500)가 표시 장치(1)의 양 장변 및 양 단변 측에 배치되는 경우, 단차가 발생하지 않으므로 표시 장치(1)의 내구성이 향상될 수 있다. 다만, 탄성 부재(500)의 형상은 이에 한정되는 것이 아니며, 표시 장치의 형상, 표시 장치 내부에 배치되는 타 구성의 배치 관계 등을 고려하여 일 측에서의 배치를 생략할 수 있다.
탄성 부재(500)는 터치 부재(600)에 완전히 중첩 배치될 수 있다. 탄성 부재(500)의 외측면은 터치 부재(600)의 외측면에 실질적으로 정렬되고, 탄성 부재(500)의 내측면은 터치 부재(600) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 탄성 부재(500)의 외측면은 터치 부재(600)의 외측면보다 바깥으로 돌출될 수도 있고, 터치 부재(600) 상에 배치될 수도 있다.
탄성 부재(500)는 압력 검출 모듈(400)과 전압선(610)에 중첩하도록 배치된다. 탄성 부재(500)는 압력 검출 모듈(400)보다 넓은 영역에 배치될 수 있다. 즉, 압력 검출 모듈(400)은 탄성 부재(500)에 완전히 중첩될 수 있다.
탄성 부재(500)는 외력에 의하여 두께가 변화하므로, 압력 검출 모듈(400)과 전압선(610) 사이의 이격 거리는 외력의 세기에 따라 변할 수 있다. 압력 검출 모듈(400)은 이러한 거리 변화를 감지하여 압력의 존부 및/또는 압력의 세기를 감지할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명을 위하여 도 5 및 도 6이 참조된다.
도 5는 도 3의 A 영역을 확대한 단면도이고, 도 6은 표시 장치에 외력이 가해진 경우의 A 영역을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6은 설명의 편의를 위하여 평탄부(FA)와 벤딩부(BA)가 동일 평면상에 배치되도록 도시하였으나, 해당 벤딩부(BA)는 도 3과 같이 구부러진 형상을 갖는다.
제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 및 탄성 부재(500)은 커패시터를 형성할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)에 압력이 가해지지 않은 경우, 제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 사이에는 제1 커패시턴스(C1)가 형성될 수 있다. 반면, 표시 장치(1)에 수직 방향의 압력(Force)이 가해지는 경우 제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 사이에는 제2 커패시턴스(C2)가 형성될 수 있다.
제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 사이에 형성되는 커패시턴스의 크기는 제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 사이의 이격 거리 및 그 사이에 개재된 탄성 부재(500)의 유전율에 따라 결정될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(1)에 수직 방향의 압력(Force)이 가해지는 경우 탄성 부재(500)의 높이(h')가 기존의 탄성 부재(500)의 높이(h)보다 감소하게 되므로, 제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 사이의 커패시턴스는 제1 커패시턴스(C1)에서 제2 커패시턴스(C2)로 변하게 된다.
예시적인 실시예에서, 압력 검출 모듈(400)은 제2 커패시턴스(C2)의 크기를 측정하고, 미리 정해진 제1 커패시턴스(C1)의 크기를 기준으로 제2 커패시턴스(C2) 크기와의 차이(C1-C2)를 기초로하여 압력이 가해지는 위치, 압력의 존부, 및 압력의 세기 중 하나 이상의 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 압력 검출 모듈(400)은 표시 장치(1)의 비표시 영역(NDA)에 가해진 압력의 존부 및 세기를 파악하여, 표시 장치(1)를 활성화하거나 비활성화 할 수 있다. 즉, 압력 검출 모듈(400)은 기존의 물리적인 전원 버튼의 기능을 수행할 수 있다. 다만, 압력 검출 모듈(400)의 기능이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 것과 같이 음량 조절 기능 등 기타 기존의 물리적 버튼과 동일한 기능을 수행할 수 있다.
압력 검출 모듈(400)이 기존의 물리적 버튼의 기능을 대체하는 경우, 표시 장치(1)에 측면에 배치되던 전원 버특을 생략할 수 있어, 표시 장치(1)의 베젤 영역을 감소할 수 있으며, 표시 장치(1)의 디자인 자유도가 상승할 수 있다.
압력 검출 모듈(400)은 동시에 여러가지 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제1 압력 센싱 배선(410)에 의하여는 표시 장치(1)의 활성화 여부를 판단하고, 제2 압력 센싱 배선(420)에 의하여는 음량을 조절할 수 있다.
일반적으로, 압력 검출 부재는 압력 센싱 배선, 전압선 및 이들을 지지하는 지지층으로 이루어지며, 표시 패널(100)의 하부에 배치된다. 이에 반하여, 일 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)은 터치 부재(600)의 전압선(610)을 활용하므로, 중첩되는 부재를 생략할 수 있어 표시 장치(1)의 두께가 감소하며, 비용을 절감할 수 있다.
또한, 압력 검출 모듈(400)이 표시 패널(100)과 윈도우(200) 사이에 배치함으로써, 압력 감도가 증가하여 사용자의 입력을 더욱 정밀하게 구분할 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 제1 압력 센싱 배선(410)에 대하여 설명하고 있으나, 제2 압력 센싱 배선(420) 또한 제1 압력 센싱 배선(410)과 동일하게 표시 장치(1)에 가해지는 외력을 감지한다.
이하, 표시 장치의 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다. 이하에서는 제1 압력 센싱 배선을 위주로 설명하나, 이는 제2 압력 센싱 배선에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(2)의 탄성력을 갖는 차광 부재(500_2)를 포함할 수 있다.
차광 부재(500_2)는 외력에 의해 변형 가능한, 즉, 탄성이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서 차광 부재(500_2)는 블랙 매트릭스로 이루어질 수 있다.
차광 부재(500_2)는 탄성 부재(500)와 마찬가지로 외력이 가해지는 경우 그 두께가 변하게 되어, 제1 압력 센싱 배선(410)과 전압선(610) 사이에 형성된 커패시턴스의 크기가 변경될 수 있도록 한다. 즉, 차광 부재(500_2)는 탄성 부재(500)와 동일한 기능을 수행할 수 있다.
차광 부재(500_2)는 차광 패턴층(300)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 차광 부재(500_2)는 차광 패턴층(300)과 동일한 공정 과정을 거쳐 형성될 수 있으므로, 재료 비용 및 공정 설비 비용 등이 감소할 수 있다.
또한, 차광 부재(500_2)에 의하여 비표시 영역(NDA)으로 빛이 투과하는 것을 방지할 수 있으므로, 차광 패턴층(300)의 기능을 보완할 수 있다.
도 8 및 도 9는 또 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 표시 장치(3, 4)는 윈도우(200)의 하면에 배치되는 절연층(800)을 더 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(3, 4)는 제1 압력 센싱 배선(410_3, 410_4)이 차광 패턴층(300_3, 300_4)의 상부에 위치한다는 점에서 도 3의 표시 장치(1)와 상이하다.
제1 압력 센싱 배선(410_3, 410_4)은 절연층(800) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 압력 센싱 배선(410_3, 410_4)은은 절연층(800)과 차광 패턴층(300_3, 300_4) 사이에 배치될 수 있다.
제1 압력 센싱 배선(410_3, 410_4)은 상술한 것과 같이 ITO 등의 투명 전극으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 압력 센싱 배선(410_3, 410_4)은 표시 장치(3, 4)의 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
차광 패턴층(300)의 하부에는 탄성 부재(500_3, 500_4)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 차광 패턴층(300)과 탄성 부재(500_3, 500_4)는 직접 접할 수 있다.
도 8의 차광 패턴층(300_3)은 윈도우(200) 상에 실크 인쇄, 패드 인쇄 등의 방법으로 유색 잉크층을 도포하고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 건조되기 이전의 유색 잉크층은 유동성을 가지므로 제1 압력 센싱 배선(410_3)의 각 측면을 둘러쌀 수 있다. 제1 압력 센싱 배선(410_3)이 차광 패턴층(300_3)에 의하여 완전히 둘러싸이게 되므로, 외부 물질로부터 차단될 수 있으며, 제1 압력 센싱 배선(410_3)이 절연층(800)으로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 표시 장치(3)의 내구성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 9의 차광 패턴층(300_4)는 필름 시트 등으로 제작된 후 접착층을 통하여 윈도우(200)에 부착될 수 있다. 이 경우 도면에 도시되지는 않았으나, 제1 압력 센싱 배선(410_4)는 접착층에 의하여 둘러싸이게 되므로, 도 8의 실시예와 마찬가지로 외부 물질로부터 차단되고, 절연층(800)으로부터 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(5)의 차광 패턴층(300_5)은 외력에 의해 변형 가능한, 즉, 탄성이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 차광 패턴층(300_5)은 탄성 부재(500)와 마찬가지로 외력이 가해지는 경우 그 두께가 변할 수 있다. 이 경우, 차광 패턴층(300_5)이 기존의 탄성 부재(500) 기능을 대체할 수 있으므로, 탄성 부재(500)를 생략할 수 있다.
차광 패턴층(300_5)은 도 1 내지 도 9의 표시 장치(1-4)의 차광 패턴층(300)에 비하여 두꺼울 수 있다. 차광 패턴층(300_5)은 표시 장치(5)에 가해지는 외력에 따라 제1 압력 센싱 배선(410_5)과 전압선(610) 사이에 형성된 커패시턴스의 크기가 변화할 수 있을 정도의 충분한 두께로 형성될 수 있다.
제1 압력 센싱 배선(410_5)과 전압선(610) 사이에 차광 패턴층(300_5)만이 배치된 경우, 탄성 부재(500)의 생략에 따른 원가 절감과 제조 공정의 단순화가 가능하다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 12는 도 11의 압력 검출 모듈, 탄성 부재 및 터치 부재의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 장치(6)는 일 단부에 배치된 제3 압력 센싱 배선(430)을 포함하는 압력 검출 모듈(400_6)을 포함할 수 있다.
제3 압력 센싱 배선(430)은 표시 장치(6)의 하측 에지에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제3 압력 센싱 배선(430)은 압력 센서 IC(450)으로부터 입력 신호(INPUT)가 제공되는 제3 입력 배선(431)과 압력 센서 IC(450)에 출력 신호(OUTPUT)를 제공하는 제3 출력 배선(432)를 포함하며, 제3 입력 배선(431)과 제3 출력 배선(432)의 단부는 각각 표시 장치(6)의 하측 에지에 배치될 수 있다.
제3 압력 센싱 배선(430)은 표시 장치(6)의 일 단부를 따라 연장되며, 제3 압력 센싱 배선(430)의 단부는 표시 장치(6)의 중심선 상에 배치될 수 있다.
제3 압력 센싱 배선(430)은 예를 들어, 표시 장치(6)의 홈 버튼 기능을 수행 할 수 있다.
도 11 및 도 12에서는 압력 검출 모듈(400_6)이 제3 압력 센싱 배선(430)만을 포함하는 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 압력 센싱 배선(410) 및 제2 압력 센싱 배선(420)을 모두 포함할 수 있다. 아울러, 4개 이상의 압력 센싱 배선이 배치될 수도 있다.
표시 장치(6)는 기존의 물리 버튼을 압력 검출 모듈(400_6)로 모두 대체할 수 있으며, 이 경우 외부 디자인 자유도가 상승하고, 베젤을 감소하여 전면 디스플레이를 구현할 수 있다.
도 13 및 도 14는 또 다른 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도들이다.
도 13및 도 14를 참조하면, 표시 장치(7, 8)의 탄성 부재(500_7, 500_8)는 압력 검출 모듈(400)이 배치된 영역에 대하여만 배치될 수 있다.
구체적으로, 도 13의 표시 장치(7)의 탄성 부재(500_7)는 제1 압력 센싱 배선(410) 및 제2 압력 센싱 배선(420)이 배치된 양 장변과 일 단변에만 배치되고, 타 단변 측에는 배치되지 않을 수 있다. 탄성 부재(500_7)가 배치되지 않은 타 단변 측에서는 전압선(610)이 노출될 수 있다.
도 14의 표시 장치(8)의 탄성 부재(500_8) 또한 제3 압력 센싱 배선(430)이 배치된 일 단변 측에만 배치되고, 양 장변 및 타 단변 측에는 배치되지 않을 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(500_8)가 배치되지 않은 양 장변 및 타 단변 측에서는 전압선(610)이 노출될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 패널
200: 윈도우
300: 차광 패턴층
400: 압력 검출 모듈
410: 제1 압력 센싱 배선
420: 제2 압력 센싱 배선
430: 제3 압력 센싱 배선
500: 탄성 부재
600: 터치 부재
610: 전압선

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널과 대향하고, 상기 표시 패널에서 표시된 영상을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 윈도우;
    상기 윈도우의 상기 비표시 영역에 배치된 차광 패턴층;
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 배치되며, 전압선을 포함하는 터치 부재; 및
    상기 터치 부재와 상기 윈도우 사이에 배치되며, 상기 전압선과 중첩하는 압력 센싱 배선을 포함하되,
    상기 전압선과 상기 압력 센싱 배선은 상기 차광 패턴층에 중첩하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센싱 배선과 상기 전압선 사이에 배치되는 탄성 부재를 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시 장치에 압력이 가해진 가압 상태에서, 상기 탄성 부재의 두께가 변화하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 차광 부재인 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 터치 부재의 테두리를 따라 연속하여 연장되며, 상기 표시 영역과 비중첩하는 사각틀 형상인 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 부재는 베이스층 및 상기 베이스층 상에 형성된 터치 센싱 전극을 더 포함하되,
    상기 전압선은 상기 베이스층 상에 형성되는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차광 패턴층은 상기 윈도우와 상기 압력 센싱 배선 사이에 배치되는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차광 패턴층은 상기 압력 센싱 배선과 상기 터치 부재 사이에 배치되는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 윈도우 상에 배치된 절연층을 더 포함하고, 상기 압력 센싱 배선은 상기 절연층 상에 배치된 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 압력 센싱 배선은 투명 전극으로 이루어지는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센싱 배선은 상기 윈도우의 일 장변을 따라 연장된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극에 입력 신호를 제공하고, 상기 제2 전극으로부터 출력 신호를 제공받는 압력 센서 IC를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센싱 배선의 단부는 상기 윈도우의 일 장변 상에 배치된 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센싱 배선의 단부는 상기 윈도우의 일 단변 상에 배치된 표시 장치.
  15. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널과 대향하고, 상기 표시 패널에서 표시된 영상을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 윈도우;
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 배치되며, 전압선을 포함하는 터치 부재;
    상기 터치 부재와 상기 윈도우 사이에 배치되며, 상기 전압선과 중첩하는 압력 센싱 배선; 및
    상기 압력 센싱 배선과 상기 전압선 사이에 배치된 탄성 부재를 포함하되,
    상기 전압선과 상기 압력 센싱 배선 사이에 커패시턴스가 형성된 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시 장치에 압력이 가해진 가압 상태에서, 상기 탄성 부재의 두께가 변화하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 커패시턴스의 값은 상기 탄성 부재의 두께 변화에 따라 변화하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커패시턴스 값의 변화를 이용하여 외부 압력을 감지하는 표시 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 전압선, 상기 압력 센싱 배선 및 상기 탄성 부재는 상기 비표시 영역에 배치된 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 터치 부재는 베이스층 및 상기 베이스층 상에 형성된 터치 센싱 전극을 더 포함하되,
    상기 전압선은 상기 베이스층 상에 형성되는 표시 장치.
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