KR20190137192A - 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 센서는 제1 센서 전극들과 제2 센서 전극들에 의해 형성된 터치 활성 영역을 수직으로 관통하여 형성된 개구; 개구의 제1 측에 배치되고, 제1 방향을 따라 연장되는 제3 센서 전극; 제1 측의 반대 편인 상기 개구의 제2 측에 배치되고, 제1 방향을 따라 연장되는 제4 센서 전극; 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되는 제1 라우팅 배선들; 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되는 제2 라우팅 배선들; 제3 센서 전극의 일 단에 연결되며, 제1 주변 영역에서 연장되는 제3 라우팅 배선; 제4 센서 전극의 일 단에 연결되며, 제2 주변 영역에서 연장되는 제4 라우팅 배선; 및 제2 주변 영역에서 연장되며 제2 라우팅 배선들과 상기 제4 라우팅 배선 사이에 배치되는 제1 차폐 전극을 포함한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 센서는 정보 입력 장치의 일종으로서, 표시 장치에 구비되어 사용될 수 있다. 일례로, 터치 센서는 표시 패널의 일면에 부착되거나, 표시 패널과 일체로 제작되어 사용될 수 있다. 사용자는 터치 표시 장치의 화면에 표시되는 이미지를 보면서 터치 센서를 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
최근 디스플레이 기술의 발전에 따라 표시 장치의 표시 영역 및 터치 영역에는 기능성 전자 소자가 삽입되는 개구가 형성된다. 따라서, 이러한 개구에 최적으로 대응하는 터치 센서의 설계가 필요하다.
본 발명의 일 목적은 개구를 포함하는 터치 활성 영역의 터치 센싱 감도 및 센싱 균일도를 개선하기 위한 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서는 제1 방향으로 연장되어 제2 방향으로 배열되는 제1 센서 전극들; 상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 제2 센서 전극들; 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들에 의해 형성된 터치 활성 영역을 수직으로 관통하여 형성된 개구; 상기 개구의 제1 측에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 제3 센서 전극; 상기 제1 측의 반대 편인 상기 개구의 제2 측에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 제4 센서 전극; 상기 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 개구의 상기 제1 측에 인접한 제1 주변 영역에서 연장되는 제1 라우팅 배선들; 상기 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 개구의 상기 제2 측에 인접한 제2 주변 영역에서 연장되는 제2 라우팅 배선들; 상기 제3 센서 전극의 일 단에 연결되며, 상기 제1 주변 영역에서 연장되는 제3 라우팅 배선; 상기 제4 센서 전극의 일 단에 연결되며, 상기 제2 주변 영역에서 연장되는 제4 라우팅 배선; 및 상기 제2 주변 영역에서 연장되며 상기 제2 라우팅 배선들과 상기 제4 라우팅 배선 사이에 배치되는 제1 차폐 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 센서 전극과 상기 제4 센서 전극은 전기적으로 서로 절연될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 센서 전극 및 상기 제4 센서 전극은 상기 개구의 측벽으로부터 각각 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 라우팅 배선들과 상기 제3 라우팅 배선은 서로 인접하여 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 주변 영역에서 상기 제1 라우팅 배선들의 내측에 배치되는 제2 차폐 전극; 및 상기 주변 영역에서 상기 제1 라우팅 배선들과 상기 제3 라우팅 배선의 외측에 배치되는 제3 차폐 전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 제4 라우팅 배선의 내측에 배치되는 제4 차폐 전극; 및 상기 제2 라우팅 배선들의 외측에 배치되는 제5 차폐 전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 제2 센서 전극들 각각의 타 단에 연결되며, 상기 제2 라우팅 배선들과 실질적으로 동일한 구동 신호를 전달하는 추가 라우팅 배선들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 추가 라우팅 배선들과 상기 제1 라우팅 배선들의 사이 및 상기 추가 라우팅 배선들과 상기 제4 라우팅 배선의 사이에 각각 배치되는 차폐 전극들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센서 전극들 중 상기 개구에 대응하는 적어도 하나의 센서 전극은 상기 개구의 제3 측에 위치하는 제3 측 부분과 상기 제3 측의 반대편인 상기 개구의 제4 측에 위치하는 제4 측 부분으로 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 제3 측은 상기 제2 센서 전극들 각각의 상기 일 단을 향하는 방향에 대응하며, 상기 제4 측은 상기 제2 센서 전극들 각각의 상기 타 단을 향하는 방향에 대응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 측 부분은 상기 제2 라우팅 배선과 연결되지 않을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센서 전극들 중 상기 개구에 대응하는 적어도 하나의 센서 전극은 상기 개구에 의해 상기 개구의 제3 측에 위치하는 제3 측 부분과 상기 제3 측의 반대편인 상기 개구의 제4 측에 위치하는 제4 측 부분으로 구분될 수 있다. 상기 제3 측 부분과 상기 제4 측 부분은 상기 개구를 우회하여 배치되는 적어도 하나의 연결 패턴을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결 패턴과 상기 제2 센서 전극들은 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성되며, 상기 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제3 및 제4 측 부분들과 연결될 수 있다. 상기 연결 패턴은 저저항 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 주변 영역에 상기 터치 활성 영역의 둘레를 따라 상기 제1 내지 제4 라우팅 배선들을 둘러싸도록 개루프 형태로 배치되는 정전기 보호 배선을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 서로 대응하는 행에 위치하는 상기 제3 센서 전극과 상기 제4 센서 전극은 각각 상기 개구를 우회하여 배치되는 적어도 하나의 연결 패턴을 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결 패턴은 상기 개구의 측벽으로부터 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결 패턴은 절연층을 사이에 두고 상기 제3 및 제4 센서 전극들과 서로 다른 층에 형성되며, 상기 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제3 및 제4 센서 전극들과 연결될 수 있다. 상기 연결 패턴은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서는 제1 방향으로 연장되는 제1 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제1 센서 전극들; 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 제2 센서 전극들; 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들에 의해 형성된 터치 활성 영역을 수직으로 관통하여 형성된 개구; 상기 개구를 우회하여 상기 제1 센서 패턴들 중 상기 제2 방향에 대하여 상기 개구의 양측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 제1 연결 패턴; 상기 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 제1 라우팅 배선들; 및 상기 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 제2 라우팅 배선들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 연결 패턴 및 상기 제1 개구 센서 패턴들은 상기 개구의 측벽으로부터 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 연결 패턴은 절연층을 사이에 두고 상기 개구 센서 패턴들과 다른 층에 형성되며, 상기 제1 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 개구 센서 패턴들과 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 연결 패턴은 저저항 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 연결 패턴은 상기 개구 센서 패턴들과 동일한 층에 동일한 물질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 개구 센서 패턴들을 포함하는 상기 제1 센서 전극의 타 단에 연결되어 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 추가 라우팅 배선들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 센서 센서 패턴들 중 상기 제1 방향을 기준으로 상기 개구의 양 측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들은 전기적으로 절연될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 제2 센서 전극들의 타 단에 연결되어 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 추가 라우팅 배선들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 터치 센서는 상기 개구를 우회하여 상기 제2 센서 패턴들 중 상기 제1 방향을 기준으로 상기 개구의 양 측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 제2 연결 패턴을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 연결 패턴은 절연층을 사이에 두고 상기 제2 센서 패턴들의 상기 개구 센서 패턴들과 다른 층에 형성되며, 상기 제2 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제2 센서 패턴들의 상기 개구 센서 패턴들과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 영역의 일부에 개구를 포함하는 표시 패널; 및 상기 표시 영역 및 상기 개구에 대응하는 터치 활성 영역을 포함하며 상기 표시 패널에 결합되는 터치 센서를 포함할 수 있다. 상기 터치 센서는 제1 방향으로 연장되어 제2 방향으로 배열되는 제1 센서 전극들; 상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 제2 센서 전극들; 상기 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 터치 활성 영역의 제1 측에 인접한 제1 주변 영역으로 연장되는 제1 라우팅 배선들; 상기 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 제1 측의 반대편인 상기 터치 활성 영역의 제2 측에 인접한 제2 주변 영역으로 연장되는 제2 라우팅 배선들; 상기 제1 센서 전극들 중 상기 개구에 의해 분리되는 센서 전극의 타 단에 연결되며, 상기 제2 주변 영역으로 연장되는 추가 라우팅 배선들; 및 상기 제2 주변 영역에서 연장되며 상기 제2 라우팅 배선들과 상기 추가 라우팅 배선들 사이에 배치되는 차폐 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 표시 영역의 일부에 개구를 포함하는 표시 패널; 및 상기 표시 영역 및 상기 개구에 대응하는 터치 활성 영역을 포함하며 상기 표시 패널에 결합되는 터치 센서를 포함할 수 있다. 상기 터치 센서는 제1 방향으로 연장되는 제1 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제1 센서 전극들; 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 제2 센서 전극들; 상기 개구를 우회하여 상기 제1 센서 패턴들 중 상기 개구의 제1 측에 인접한 제1 개구 센서 패턴과 상기 제1 측의 반대편인 상기 개구의 제2 측에 인접한 제2 개구 센서 패턴 사이를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 개구에 대응하여 분리되는 센서 전극(즉, 제3 및 제4 센서 전극들) 양단에 각각 라우팅 배선(즉 제3 및 제4 라우팅 배선들)을 포함함으로써 주변 영역에서의 배선 증가를 최소화하며 터치 활성 영역에서의 센싱 감도 및 센싱 균일도를 개선할 수 있다. 또한, 제2 라우팅 배선들(과 추가적으로 배치되는 제4 라우팅 배선들 사이에 제1 차폐 전극이 추가로 삽입됨으로써 주변 영역에서의 배선 간의 전기적 영향이 감소될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 정확성이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 개구 센서 패턴들 사이를 연결하는 연결 패턴을 포함함으로써 라우팅 배선의 추가 없이 센서 전극들이 배치되는 전 영역에 대한 터치 센싱이 수행되고 주변 영역의 설계 공간이 충분히 확보될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 터치 센서에 포함되는 배선들 및 패드들의 배치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 터치 센서의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 3의 터치 센서에 포함되는 배선들 및 패드들의 배치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 3의 터치 센서에 포함되는 배선들 및 패드들의 배치의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 터치 센서를 A-A' 라인을 따라 자른 단면의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5의 터치 센서를 A-A' 라인을 따라 자른 단면의 다른 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 5의 터치 센서에 포함되는 교차 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 12는 도 5의 터치 센서의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 14의 터치 센서를 B-B' 라인을 따라 자른 단면의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 16은 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(1000)는 센서부(100), 터치 구동부(200), 표시 패널(300) 및 표시 구동부(400)를 포함한다. 센서부(100)와 터치 구동부(200)는 터치 센서를 구성한다.
한편, 도 1의 실시예에서는 센서부(100)와 표시 패널(300)을 서로 분리하여 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 센서부(100)와 표시 패널(300)은 일체로 제작될 수도 있다.
실시예에 따라, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 적어도 일 영역 상에 제공될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 적어도 일면 상에 상기 표시 패널(300)과 중첩되도록 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 양면 중 적어도 일면에 직접 형성되거나, 혹은 표시 패널(300)의 내부에 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서부(100)는 표시 패널(300)의 일면에 접착층/접착 부재를 통해 접착될 수도 있다.
센서부(100)는 터치 입력을 감지할 수 있는 터치 활성 영역(TA)과, 터치 활성 영역(TA)의 적어도 일부를 둘러싸는 비활성 영역(또는 주변 영역(PA))을 포함한다. 실시예에 따라, 터치 활성 영역(TA)은 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)에 대응하도록 배치되고, 비활성 영역(PA)은 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)에 대응하도록 배치될 수 있다. 터치 활성 영역(TA)과 이에 대응하는 표시 영역(DA)의 일부에는 개구가 형성될 수 있다. 개구 내에는 카메라, 센서, 스피커, 리시버, 물리 버튼 등이 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 터치 센서는 자기 정전 용량 방식의 터치 센서(self-capacitive touch sensor) 및/또는 뮤추얼 정전 용량 방식의 터치 센서(mutual-capacitive touch sensor)일 수 있다.
센서부(100)에 포함되는 센서 전극들은 터치 활성 영역(TA)에서 터치 입력이 발생하였을 때, 상기 터치 입력의 위치를 검출할 수 있도록 터치 활성 영역(TA)에 분포될 수 있다.
각각의 센서 전극에는 각각의 라우팅 배선이 연결된다. 일부 라우팅 배선을 통해 일부 센서 전극에 소정의 구동 신호가 인가된다. 또한, 라우팅 배선을 통해 센서 전극에서 발생한 정전 용량의 변화가 검출된다.
터치 구동부(200)는 센서부(100)와 전기적으로 연결되어 센서부(100)를 구동 및 감지할 수 있다. 일례로, 터치 구동부(200)는 센서부(100)로 구동 신호를 공급한 후, 상기 구동 신호에 대응하는 감지 신호를 센서부(100)로부터 수신하여 터치 입력을 검출할 수 있다.
표시 패널(300)은 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)의 적어도 일 영역을 둘러싸는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 복수의 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)과, 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)에 연결되는 복수의 화소들(PXL)이 제공된다. 비표시 영역(NDA)에는 화소들(PXL)을 구동하기 위한 각종 구동 신호 및/또는 구동 전원을 공급하기 위한 배선들이 제공될 수 있다.
본 발명에서, 표시 패널(300)의 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시 패널(300)은 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel: OLED panel)과 같은 자발광 표시 패널일 수 있다. 또는, 표시 패널(300)은 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel: LCD panel), 전기영동 표시 패널(Electro-Phoretic Display panel: EPD panel) 및 일렉트로웨팅 표시 패널(Electro-Wetting Display panel: EWD panel), 퀀텀닷(quantum dot) 표시 패널과 같은 비발광성 표시 패널일 수 있다.
표시 구동부(400)는 표시 패널(300)과 전기적으로 연결되어 표시 패널(300)의 구동에 필요한 신호를 공급한다. 일례로, 표시 구동부(400)는, 주사선들(SL)로 주사 신호를 공급하는 주사 구동부, 데이터선들(DL)로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 주사 구동부 및 데이터 구동부를 구동하기 위한 타이밍 제어부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 주사 구동부, 데이터 구동부 및/또는 타이밍 제어부는 하나의 표시 IC(D-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 주사 구동부, 데이터 구동부 및 타이밍 제어부 중 적어도 하나는 표시 패널(300) 상에 집적되거나 실장될 수 있다.
도 2a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 2a의 터치 센서에 포함되는 배선들 및 패드들의 배치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 터치 센서(TS)는 제1 센서 전극(IE1)들, 제2 센서 전극(IE2)들, 제3 센서 전극(IE3), 제4 센서 전극(IE4), 개구(OP), 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3), 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5), 제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2), 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2) 및 제1 차폐 전극(G1)을 포함할 수 있다. 터치 센서(TS)는 추가적인 차폐 전극들(G2 내지 G5) 및 정전기 보호 배선들(ES1, ES2) 등을 더 포함할 수 있다.
터치 센서(TS)는 터치 활성 영역(TA) 및 터치 활성 영역(TA)의 적어도 일부를 둘러싸는 주변 영역을 포함할 수 있다. 터치 활성 영역(TS)에는 개구(OP)가 포함될 수 있다. 개구(OP)는 터치 활성 영역(TA) 평면을 수직으로 관통하여 형성될 수 있다. 개구(OP)의 형상, 크기, 개수는 한정되지 않으며, 실시예 및 목적에 따라 다양한 형태로 적용될 수 있다. 예를 들어, 개구 내에는 카메라, 센서, 스피커, 리시버, 물리 버튼 등이 배치될 수 있다.
제1 내지 제4 센서 전극들(IE1 내지 IE4) 각각은 센서 패턴의 반복 배열로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1, 제3 및 제4 센서 전극들(IE1, IE3, IE4)은 각각 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상을 가지고, 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 도 2에는 센서 패턴이 마름모인 것으로 도시되어 있으나, 센서 패턴의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서, 제3 센서 전극(IE3) 및 제4 센서 전극(IE4)은 실질적으로 제1 센서 전극들(IE1)의 배열 중에 선택된 일부이고, 제1 센서 전극(IE1)들과 실질적으로 동일한 기능 및 형상을 가질 수 있다. 즉, 제3 센서 전극(IE3) 및 제4 센서 전극(IE4)은 개구(OP)에 의해 분리되어 배치된 소정의 제1 센서 전극(IE1)을 의미한다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 개구(OP)에 의해 양측으로 분리된 제1 센서 전극(IE1)을 각각 제3 센서 전극(IE3) 및 제4 센서 전극(IE4)으로 정의하여 설명하기로 한다. 또한, 제3 및 제4 전극들(IE3, IE4)은 개구(OP)의 크기 등에 따라 단수 또는 복수 개일 수 있다. 다만, 제3 및 제4 전극들(IE3, IE4)은 각각 일대일로 대응한다.
예를 들어, 개구(OP)의 제1 측에 배치되는 제1 센서 전극의 일부는 제3 센서 전극(IE3)으로, 제1 측의 반대편인 개구(OP)의 제2 측에 배치되는 제1 센서 전극의 일부는 제4 센서 전극(IE4)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 측은 개구(OP)의 우측, 제2 측은 개구(OP)의 좌측일 수 있다. 또한, 개구의 제3 측은 개구(OP)의 상측이고, 개구의 제4 측은 개구(OP)의 하측일 수 있다.
제1, 제3 및 제4 센서 전극들(IE1, IE3, IE4)은 각각 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)과 실질적으로 수직인 방향일 수 있다. 제1, 제3 및 제4 센서 전극들(IE1, IE3, IE4) 각각은 제1 센서 패턴(SP1)들이 연결된 형태를 가질 수 있다. 제1, 제3 및 제4 센서 전극들(IE1, IE3, IE4)은 뮤추얼 캡 방식 및/또는 셀프 캡 방식으로 외부 입력(터치 등)을 감지할 수 있다.
제2 센서 전극(IE2)들은 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 제1 센서 전극(IE1)들과 교차하여 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 센서 전극(IE2)들은 제2 센서 패턴(SP2)들 및 제2 센서 패턴(SP2)들을 서로 연결하는 브릿지(bridge) 형태의 연결부들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 센서 전극(IE2)들의 일부는 또한 개구(OP)에 의해 분리 배치될 수 있다.
개구(OP)의 측벽에는 제1 내지 제4 센서 전극들(IE1 내지 IE4) 및 이들을 연결하는 도전 패턴들이 접하지 않는다. 즉, 제1 내지 제4 센서 전극들(IE1 내지 IE4) 등의 전극 물질, 도전층 패턴은 개구(OP)의 측벽으로 노출되지 않는다.
제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)은 제1 센서 전극(EL1)들 각각의 일 단에 연결될 수 있다. 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)은 상기 제1 측에 인접한 제1 주변 영역(PA1)에서 연장될 수 있다. 연장된 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)은 주변 영역 일 측에 형성된 패드부(PD)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 패드부(PD)는 터치 구동부를 포함하는 FPC(flexible printed circuit) 등에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)은 터치 활성 영역(TA)에서의 커패시턴스의 변화에 의해 변화되는 신호들을 전달할 수 있다.
제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)은 제2 센서 전극(EL2)들 각각의 일 단에 연결될 수 있다. 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)은 상기 제2 측에 인접한 제2 주변 영역(PA2)에서 연장될 수 있다. 연장된 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)은 패드부(PD)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)은 소정의 구동 신호를 제2 센서 전극(IE2)들에 지속적으로 전달할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제1 및 제2 라우팅 배선들의 기능이 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2)은 제3 센서 전극(IE3)의 일 단에 연결되며, 제1 주변 영역(PA1)에서 연장될 수 있다. 즉, 제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2)은 실질적으로 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)의 일부이다. 즉, 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)과 제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2)은 제1 및 제3 센서 전극들(IE1, IE3)의 제2 방향(DR2)으로의 배열 위치에 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)은 제4 센서 전극(EL4) 각각의 일 단에 연결되며, 제2 주변 영역(PA2)에서 연장될 수 있다. 연장된 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)은 패드부(PD)에 연결될 수 있다. 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)은 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 이격되도록 배치될 수 있다.
제1 센서 전극(IE1)들의 타 단 쪽에는 개구(OP)에 대응하는 제4 전극(IE4)들에만 라우팅 배선들(즉, 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2))이 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 센서 전극(IE3)과 제4 센서 전극(IE4)은 전기적으로 서로 절연될 수 있다. 이 경우, 제4 센서 전극(IE4)이 배치되는 영역에서의 터치 감지를 위한 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)이 필요하다. 제3 센서 전극(IE3)에서 감지된 감지 신호는 제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2)을 통해 전달되고, 제4 센서 전극(IE4)에서 감지된 감지 신호는 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RE4-2)을 통해 전달될 수 있다.
다른 실시예에서, 제3 센서 전극(IE3)과 제4 센서 전극은 개구(OP)를 우회하여 배치되는 소정의 연결 패턴에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 연결 패턴에 의한 전압 강하 및 RC 딜레이 증가로 인해 터치 감도 및 개구(OP)에 대응하는 제1 방향(DR1)의 센싱 균일도가 떨어질 수 있다. 제3 센서 전극(IE3) 및 제4 센서 전극(IE4) 각각에 제3 라우팅 배선(RL3-1, RL3-2)및 제4 라우팅 배선(RL4-1, RL4-2)이 연결됨으로써 RC 딜레이가 개선되고, 센싱 감도 및 센싱 균일도가 개선될 수 있다.
제1 차폐 전극(G1)은 제2 주변 영역(PA2)에서 연장되며, 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 차폐 전극(G1)은 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2) 사의의 간섭, 커플링 등의 전기적 영향을 차단할 수 있다. 제1 차폐 전극(G1)은 플로팅 전극이거나, 접지 전극일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 영역(PA2)에서 제1 차폐 전극(G1)의 제2 방향(DR2)으로의 길이는 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)보다는 짧고 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)보다는 길 수 있다.
일 실시예에서, 주변 영역에는 제2 내지 제5 차폐 전극들(G2 내지 G5)이 더 배치될 수 있다. 제2 내지 제5 차폐 전극들(G2 내지 G5) 또한 플로팅 전극이거나, 접지 전극일 수 있다.
제2 차폐 전극(G2)은 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)의 내측에 배치될 수 있다. 제2 차폐 전극(G2)은 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)과 이에 인접한 센서 전극들 사이의 전기적 영향을 차단할 수 있다.
제3 차폐 전극(G3)은 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3) 및 제3 라우팅 배선들((RL3-1, RL3-2) 외측에 배치될 수 있다. 제3 차폐 전극(G3)은 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3)과 그 외측의 다른 신호 배선들 사이의 전기적 영향을 차단할 수 있다.
제4 차폐 전극(G4)은 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)의 내측에 배치될 수 있다. 제4 차폐 전극(G4)은 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)과 이에 인접한 센서 전극들 사이의 전기적 영향을 차단할 수 있다.
제5 차폐 전극(G5)은 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)의 외측에 배치될 수 있다. 제5 차폐 전극(G5)은 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 그 외측의 다른 신호 배선들 사이의 전기적 영향을 차단할 수 있다.
일 실시예에서, 주변 영역에 터치 활성 영역(TA)의 둘레를 따라 제1 내지 제4 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3, RL2-1 내지 RL2-5, RL3-1, RL3-2, RL4-1, RL4-2)을 둘러싸도록 개루프 형태로 배치되는 제1 정전기 보호 배선(ES1)이 더 포함될 수 있다. 제1 정전기 보호 배선(ES1)은 접지 배선일 수 있다. 제1 정전기 보호 배선(ES1)은 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3, RL2-1 내지 RL2-5, RL3-1, RL3-2, RL4-1, RL4-2) 및 차폐 전극들(G1 내지 G5)외 최외곽을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 제1 정전기 보호 배선(ES1)은 외부로부터 유입되는 정전기로부터 센서 전극들(EL1 내지 EL4) 및 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3, RL2-1 내지 RL2-5, RL3-1, RL3-2, RL4-1, RL4-2)을 보호할 수 있다.
일 실시예에서, 주변 영역에 제2 차폐 전극(G2) 및 제4 차폐 전극(G4) 사이에 개루프 형태로 배치되는 제2 정전기 보호 배선(ES2)이 더 포함될 수도 있다. 제2 정전기 보호 배선(ES2)은 외부로부터 유입되는 정전기로부터 센서 전극들(EL1 내지 EL4) 및 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3, RL2-1 내지 RL2-5, RL3-1, RL3-2, RL4-1, RL4-2)을 보호할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 라우팅 배선들과 차폐 전극들 사이의 위치 관계는 패드부(PD1, PD2)까지 실질적으로 동일하게 연장될 수 있다.
패드부(PD1, PD2)는 제1 패드부(PD1) 및 제2 패드부(PD2)로 구분될 수 있으며, 각각의 패드부(PD1, PD2)에는 서로 다른 터치 구동용 FPC가 부착(또는 연결)될 수 있다. 예를 들어, 터치 구동용 FCP는 FOG 형태로 주변 영역에 부착될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 패드부(PD1, PD2)는 단일 패드부로 구성되어 하나의 터치 구동용 FPC가 패드부(PD1, PD2)에 부착될 수도 있다.
제1 패드부(PD1)는 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 제1 정전기 보호 배선(ES1)이 연결되는 패드(EP1), 제5 차폐 전극(G5)이 연결되는 패드(GP5), 제2 라우팅 전극들(RL2-1 내지 RL2-5)이 각각 연결되는 패드들(RP2-1 내지 RP2-5), 제1 차폐 전극(G1)이 연결되는 패드(GP1), 제4 라우팅 배선들(RL4)이 각각 연결되는 패드들(RP4-1, RP4-2), 제4 차폐 전극(G4)이 연결되는 패드(GP4), 및 제2 정전기 보호 배선(ES2)이 연결되는 패드(EP3)를 포함할 수 있다.
제2 패드부(PD2)는 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 2 정전기 보호 배선(ES2)이 연결되는 패드(EP4), 제2 차폐 전극(G2)이 연결되는 패드(GP2), 제1 및 제3 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3, RL3-1, RL3-2)이 각각 연결되는 패드들(RP1-1 내지 RP1-3, RP3-1, RP3-2), 제3 차폐 전극(G3)이 연결되는 패드(GP3) 및 제1 정전기 보호 배선(ES1)이 연결되는 패드(EP2)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 개구(OP)를 포함하는 터치 센서(TS)는 개구(OP)에 대응하여 분리되는 센서 전극(즉, 제3 및 제4 센서 전극들(EL3, EL4) 양단에 각각 라우팅 배선(즉 제3 및 제4 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2, RL4-1, RL4-2)을 포함함으로써 주변 영역에서의 배선 증가를 최소화하며 터치 활성 영역(TA)에서의 센싱 감도 및 센싱 균일도를 개선할 수 있다. 또한, 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 추가적으로 배치되는 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2) 사이에 제1 차폐 전극(G1)이 추가로 삽입됨으로써 주변 영역에서의 배선 간의 전기적 영향이 감소될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 정확성이 개선될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 터치 센서의 다른 일 예를 나타내는 도면이고, 도 4a는 도 3의 터치 센서에 포함되는 배선들 및 패드들의 배치의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 4b는 도 3의 터치 센서에 포함되는 배선들 및 패드들의 배치의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 터치 센서는 제2 센서 전극들에 연결되는 추가 라우팅 배선의 구성을 제외하면 도 2a 및 도 2b에 따른 표시 장치와 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 4b를 참조하면, 터치 센서(101)는 제1 센서 전극(IE1)들, 제2 센서 전극(IE2)들, 제3 센서 전극(IE3), 제4 센서 전극(IE4), 개구(OP), 제1 라우팅 배선들(RL1-1~RL1-3), 제2 라우팅 배선들(RL2-1~RL2-5), 제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2), 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2), 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5), 및 제1 차폐 전극(G1)을 포함할 수 있다. 터치 센서(TS)는 추가적인 차폐 전극들(G2~G6) 및 정전기 보호 배선들(ES1, ES2) 등을 더 포함할 수 있다.
추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5)은 각각 제2 센서 전극(EL2)의 타 단에 연결될 수 있다. 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5)은 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 실질적으로 동일한 구동 신호를 전달할 수 있다. 즉, 제2 센서 전극(EL2)들에 대해서는 더블 라우팅 배선 구조가 적용될 수 있다. 따라서, 제2 센서 전극(EL2)들의 제2 방향(DR2)으로의 저항값이 감소하게 되고, 시정수가 감소하게 되어 구동 신호의 RC 딜레이가 개선될 수 있다. 이 경우, 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5)의 배치에 의해 패드의 개수가 증가할 수 있다.
제3 및 제4 센서 전극들(EL3, EL4)과 마찬가지로, 제2 센서 전극(EL2)들 중 개구(OP)에 대응하는 적어도 하나의 센서 전극은 개구(OP)의 제3 측에 위치하는 제3 측 부분과 제4 측에 위치하는 제4 측 부분으로 분리될 수 있다. 여기서, 제3 측은 제2 센서 전극(EL2)들 각각의 일 단을 향하는 방향에 대응하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 개구(OP)의 상측일 수 있다. 제4 측은 제2 센서 전극(EL2)들 각각의 타 단을 향하는 방향에 대응하고, 개구(OP)의 하측일 수 있다.
일 실시예에서, 제3 측 부분과 제4 측 부분은 전기적으로 분리될 수 있다. 이 경우, 제3 측 부분에 연결된 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5)과 제4 측 부분에 연결된 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5)은 서로 연결되지 않는다.
다른 실시예에서, 제3 측 부분과 상기 제4측 부분은 개구(OP)를 우회하여 배치되는 적어도 하나의 연결 패턴을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 2a를 참조하여 설명된 제1 내지 제5 차폐 전극들(G1 내지 G5) 및 정전기 보호 배선들(ES1, ES2)이 주변 영역에 형성될 수 있다. 제4 차폐 전극(G4)은 제4 라우팅 배선들(EL4-1, EL4-2)과 추가 라우팅 배선들(EL2'-1 내지 EL2'-5) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제6 차폐 전극(G6)은 추가 라우팅 배선들(EL2'-1 내지 EL2'-5)과 제2 정전기 보호 배선(ES2) 사이에 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 라우팅 배선들과 차폐 전극들 사이의 위치 관계는 패드부(PD1, PD2)까지 실질적으로 동일하게 연장될 수 있다.
도 2a의 패드부와 비교하여, 도 4a의 제1 패드부(PD1)는 패드(GP4)와 제2 정전기 보호 배선(ES2)에 연결되는 패드(EP3) 사이에 배치되는 패드들을 더 포함할 수 있다. 상기 패드들은 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5) 각각에 연결되는 패드들(RP2'1 내지 RP2'-5) 및 제5 차폐 전극(G6)에 연결되는 패드(GP6)을 포함할 수 있다.
제1 패드부(PD1)는 제2 라우팅 배선들(RL2-1 내지 RL2-5), 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2) 및 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5)을 구동하는 터치 구동용 FPC와 연결될 수 있다. 제2 패드부(PD2)는 제1 라우팅 배선들(RL1-1 내지 RL1-3) 및 제3 라우팅 배선들(RL3-1, RL3-2)을 구동하는 터치 구동용 FPC와 연결될 수 있다.
도 4b의 패드부(PD3)는 상기 전체 패드들이 하나의 터치 구동용 FPC에 연결되는 것을 의미할 수 있다.
이와 같이, 터치 센서(TS')는 제2 센서 전극(EL2)들의 타 단에 연결되는 추가 라우팅 배선들(RL2'-1 내지 RL2'-5)을 더 포함함으로써 터치 센싱 감도가 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 5를 참조하면, 터치 센서의 터치 영역(TA)에는 제1 센서 전극(IE1)들, 제2 센서 전극들(IE2), 개구(OP), 및 연결 패턴(CP1, CP2)이 배치될 수 있다.
제1 센서 전극(IE1)들 각각은 제1 방향(DR1)으로 연장되는 제1 센서 패턴(SP1)들을 포함할 수 있다. 제1 센서 전극(IE1)들은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 제1 센서 전극(IE1)들 중 일부는 개구(OP)에 의해 좌우로 분리될 수 있다.
제2 센서 전극(IE2)들 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장되는 제2 센서 패턴(SP2)들을 포함할 수 있다. 제2 센서 전극(IE2)들은 제2 방향(DR2)과 교차하는 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다. 제2 센서 전극(IE2)들 중 일부는 개구(OP)에 의해 상하로 분리될 수 있다.
개구(OP)는 제1 센서 전극(IE1)들과 제2 센서 전극(IE2)들에 의해 형성되는 터치 활성 영역(TA)을 수직으로 관통하여 형성될 수 있다.
제1 센서 전극(IE1)들 중 개구(OP)에 대응하는 센서 전극에 있어서, 제2 방향(DR2)을 기준으로 개구(OP)의 양측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1')은 개구(OP)에 의해 제1 센서 패턴(SP1)의 일부가 잘려나간 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1')은 개구(OP) 좌측 및 우측에 각각 형성될 수 있다. 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1')은 개구(OP)의 측벽과 이격하여 형성될 수 있다.
하나의 제1 센서 전극(IE)에 포함되는 서로 대응하는 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1')은 제1 개구 센서 패턴 쌍(OSP1, OSP1')으로 정의될 수 있다. 제1 개구 센서 패턴 쌍(OSP1, OSP1')은 제1 연결 패턴(CP1)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결 패턴(CP1)은 개구(OP)를 우회하여 형성될 수 있다. 이에 따라 개구에 대응하는 제1 센서 전극(IE)은 일 단으로부터 타 단까지 하나의 노드로 이어질 수 있다.
마찬가지로, 또 다른 제1 센서 전극(IE)에 포함되는 제2 개구 센서 패턴 쌍(OSP2, OSP2')은 개구(OP)를 우회하여 형성되는 제2 연결 패턴(CP2)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 개구(OP)의 형태, 크기, 개구 센서 패턴 쌍의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 5에서 각각의 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1', OSP2, OSP2')은 삼각형으로 잘린 형태로 도시되어 있으나, 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1', OSP2, OSP2')의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1', OSP2, OSP2') 각각의 형태는 개구(OP)의 위치 및 형태에 대응하여 달라질 수 있다.
개구(OP)에 대응하는 제1 센서 전극(IE)은 일 단으로부터 타 단까지 하나의 전극으로서 이어질 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 라우팅 배선들(RL1-1, RL1-2)은 제1 센서 전극(IE)들 각각의 일 단에만 연결되어 터치 활성 영역(TA)의 주변 영역으로 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)은 이에 인접한 개구(OP)의 상측 또는 하측으로 우회하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연결 패턴(CP1)은 개구(OP)의 상측으로 우회할 수 있고, 제2 연결 패턴(CP2)은 개수(OP)의 하측으로 우회할 수 있다.
제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)은 사용자에게 시인되지 않아야 한다. 따라서, 제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)은 사용자에게 시인되지 않을 정도로 얇은 폭을 가질 수 있다. 또한, 연결 패턴에 의한 저항 증가 및 RC 딜레이 증가를 방지하기 위해 제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)은 저저항 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 센서 전극(IE2)을 형성하는 제2 센서 패턴들(SP2) 중 개구(OP)에 인접함으로써 그 일부가 잘려나간 형태를 갖는 개구 센서 패턴들이 존재할 수 있다. 제2 센서 전극(IE2)의 개구 센서 패턴들은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 센서 전극(IE2)에는 더블 라우팅 구조가 적용될 수 있다. 이에 따라, 제2 센서 전극들(IE2)의 일 단에는 제2 라우팅 배선들(RL2-1, RL2-2)이 각각 연결되고, 제2 센서 전극들(IE2)의 타 단에는 추가 라우팅 배선들(RL2-1', RL2'-2)이 연결될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 개구(OP)를 갖는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1') 사이를 연결하는 연결 패턴(CP1)을 포함함으로써 라우팅 배선의 추가 없이 센서 전극들(IE1, IE2)이 배치되는 전 영역에 대한 터치 센싱이 수행되고 주변 영역의 설계 공간이 확보될 수 있다.
도 6은 도 5의 터치 센서를 A-A' 라인을 따라 자른 단면의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치 센서(TS)는 터치 영역(TA)에 연결 패턴(CP1)을 구성하는 제1 도전층(22), 제1 센서 전극(IE1)들 및 제2 센서 전극들(IE2)을 구성하는 제2 도전층(26) 및 복수의 절연층들(24, 28)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센서(TS)는 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)은 베이스층(10), 봉지층(16)을 포함하고, 베이스층(10)과 봉지층(16) 사이에 배치되는 회로 소자층(12) 및 표시 소자층(14)을 포함할 수 있다. 회로 소자층(12), 표시 소자층(14) 및 봉지층(16)은 개구(OP)에는 형성되지 않는다. 일 실시예에서, 회로 소자층(12) 및 표시 소자층(14)은 개구(OP)의 측벽(SW)과 소정의 간격을 두고 이격하여 배치될 수 있다.
베이스층(10)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 베이스층(10)은 유기 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수도 있다.
회로 소자층(12)은 표시 소자층(14)의 발광을 위한 트랜지스터 구조물을 포함할 수 있다. 표시 소자층(14)은 유기 발광층과 같은 발광층 및 발광층에 전압 또는 전류를 공급하기 위한 복수의 전극층들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 봉지층(16)은 유기층과 무기층이 복수회 교번하여 증착된 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 봉지층은 가요성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 봉지층은 유리 기판 형태의 봉지 기판일 수도 있다.
봉지층(16) 상에 터치 센서(TS)가 배치될 수 있다. 터치 센서(TS)는 봉지층(16) 상에 직접 배치될 수도 있고, 접착 부재를 사이에 두고 접착될 수도 있다.
터치 센서(TS)는 제1 도전층(22), 제1 절연층(24), 제2 도전층(26) 및 제2 절연층(28)을 포함할 수 있다. 제1 도전층(22) 및 제2 도전층(26)은 단층 구조를 갖거나 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(22) 및 제2 도전층(26)은 복수 개의 패턴들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 도전층(22)은 봉지층(16) 상에 배치되고, 연결 패턴(CP1)들을 포함할 수 있다. 제1 도전층(22)은 저저항 금속을 포함할 수 있으며, 불투명 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(22)은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 연결 패턴(CP1)을 포함하는 제1 도전층(22)은 개구(OP)의 측벽(SW)으로부터 이격되어 배치(패터닝)될 수 있다. 연결 패턴(CP1)은 개구(OP)를 우회하여 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 도전층(22)은 제2 센서 패턴(SP2)들을 연결하는 브릿지(bridge) 형태의 연결부를 포함할 수도 있다.
봉지층(16) 상에 제1 도전층(22)을 커버하는 제1 절연층(24)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(24)은 무기물, 유기물 또는 복합재료를 포함할 수 있다.
제1 절연층(24) 상에 제2 도전층(26)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(26)은 개구 센서 패턴(OSP1, OSP1')을 포함하는 센서 패턴(SP1, SP2) 및 센서 전극(IE1, IE2)을 형성할 수 있다. 제2 도전층(26)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전층(26)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전 물질은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 도전층(26)에 의해 형성되는 센서 패들(SP1, SP2, OPS1, OSP1') 각각은 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위해 메쉬(mesh) 형상을 가질 수도 있다. 제2 도전층(26)은 개구(OP)의 측벽(SW)으로부터 이격되어 배치(패터닝)될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 도전층(26)은 제1 절연층(24)을 관통하는 컨택홀(CNT)을 통해 제1 도전층(22)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨택홀(CNT)을 통해 연결 패턴(CP1)과 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP2)이 각각 연결될 수 있다.
제1 절연층(24) 상에 제2 도전층(26)을 커버하는 제2 절연층(28)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(28)은 무기물, 유기물 또는 복합재료를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센서(TS) 상에 반사 방지층, 지문 방지층, 하드 코팅층, 보호 필름 등의 기능층이 더 배치될 수도 있다.
도 7은 도 5의 터치 센서를 A-A' 라인을 따라 자른 단면의 다른 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 7의 적층 구조는 연결 패턴(CP1)과 개구 센서 패턴(OSP1, OSP1')을 포함하는 센서 전극의 위치를 제외하면 제6의 터치 센서 구조와 실질적으로 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 터치 센서(TS)는 터치 영역(TA)에 제1 센서 전극(IE1)들 및 제2 센서 전극들(IE2)을 구성하는 제1 도전층(23), 연결 패턴(CP1)을 구성하는 제2 도전층(27) 및 복수의 절연층들(24, 28)을 포함할 수 있다.
제1 도전층(23)은 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1')을 포함하는 센서 패턴들(SP1, SP2)을 형성할 수 있다. 제1 도전층(23)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전층(23)은 개구(OP)의 측벽(SW)에 이격하여 형성(패터닝) 될 수 있다.
봉지층(16) 상에 제1 도전층(23)을 커버하는 제1 절연층(24)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(24)은 무기물, 유기물 또는 복합재료를 포함할 수 있다.
제1 절연층(24) 상에 제2 도전층(27)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(27)은 연결 패턴(CP1)들을 포함할 수 있다. 제2 도전층(27)은 저저항 금속을 포함할 수 있으며, 불투명 전극일 수 있다. 제2 도전층(27)은 개구(OP)의 측벽(SW)에 이격하여 형성(패터닝) 될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 도전층(27)은 제1 절연층(24)을 관통하는 컨택홀(CNT)을 통해 제1 도전층(23)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨택홀(CNT)을 통해 연결 패턴(CP1)과 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP2)이 각각 연결될 수 있다.
제1 절연층(24) 상에 제2 도전층(27)을 커버하는 제2 절연층(28)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(28)은 무기물, 유기물 또는 복합재료를 포함할 수 있다.
도 8은 도 5의 터치 센서에 포함되는 교차 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 터치 센서(TS)는 하나의 교차 영역(EE)에 제1 센서 패턴(SP1), 제2 센서 패턴(SP2), 연결부(C1) 및 복수의 브릿지들(C2-1, C2-2)를 포함할 수 있다.
제1 센서 패턴(SP1)과 연결부(CP1)는 하나의 평면 상에서 서로 연결될 수 있다.
제2 센서 패턴(SP2)들은 서로 이격하여 배치될 수 있다. 제2 센서 패턴(SP2)들은 브릿지들(C2-1, C2-2)에 의해 서로 연결될 수 있다. 브릿지들(C2-1, C2-2)은 컨택홀(CNT-1)을 통해 브릿지 형태로 인접한 제2 센서 패턴(SP2)들을 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 브릿지들(C2-1, C2-2)은 연결 패턴들(CP1, CP2)과 동일한 물질 및 동일한 공정으로 형성되며, 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 센서 패턴(SP1) 및 제2 센서 패턴(SP2)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다.
터치 센서(TS)는 제1 센서 패턴(SP1)과 제2 센서 패턴(SP2) 사이의 커패시턴스 변화에 의해 터치를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센서(TS)는 센서 패턴들(SP1, SP2) 사이에 이격하여 배치되는 더미 전극(DM)을 더 포함할 수 있다. 더미 전극(DM)은 제1 센서 패턴(SP1) 및 제2 센서 패턴(SP2)과 동일한 공정을 통해 형성됨으로써, 동일한 재료를 포함하며, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다. 더미 전극(DM)은 플로팅 전극으로 제1 센서 패턴(SP1) 및 제2 센서 패턴(SP2)과 전기적으로 연결되지 않는다. 더미 전극(DM)이 배치됨으로써 제1 센서 패턴(SP1)과 제2 센서 패턴(SP2) 사이의 경계 영역이 시인되지 않을 수 있다. 또한, 더미 전극(DM)의 폭 및 두께 조절을 통해 제1 센서 패턴(SP1)과 제2 센서 패턴(SP2) 사이의 프린지 효과(fringe effect)가 제어될 수 있으며, 제1 센서 패턴(SP1)과 제2 센서 패턴(SP2) 사이의 커패시턴스가 최적화될 수 있다.
도 9 내지 도 12는 도 5의 터치 센서의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
도 9 내지 도 12의 터치 센서는 연결 패턴의 구조 및/또는 라우팅 배선들의 배치를 제외하면 도 5의 도 5의 터치 센서와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 터치 센서의 터치 영역(TA)에는 제1 센서 전극(IE1)들, 제2 센서 전극들(IE2), 개구(OP), 및 연결 패턴(CP1, CP2)이 배치될 수 있다.
개구(OP)에 인접하여 배치되는 제1 개구 센서 패턴 쌍(OSP1, OSP1')은 제1 연결 패턴(CP1)에 의해 전기적으로 연결되고, 제2 개구 센서 패턴 쌍(OSP2, OSP2')은 제2 연결 패턴(CP2)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
개구(OP)에 대응하는 제1 센서 전극(IE1)들의 일 단에 제1 라우팅 배선들(RL1-1, RL1-2)이 각각 연결될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제1 센서 전극(IE1)들의 타 단에 추가 라우팅 배선들(RL1'-1, RL1'-2)이 연결될 수 있다. 여기서, 추가 라우팅 배선들(RL1'-1, RL1'-2)은 도 2a의 제4 라우팅 배선들(RL4-1, RL4-2)과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 개구(OP)에 대응하는 제1 센서 전극(IE1)들에 더블 라우팅 구조가 적용될 수 있다. 추가 라우팅 배선들(RL1'-1, RL1'-2)은 제1 라우팅 배선들(RL1-1, RL1-2)과 함께 감지 신호를 터치 구동부로 전달할 수 있다.
따라서, 추가 라우팅 배선들(RL1'-1, RL1'-2)의 추가로 인해 RC 딜레이가 감소되며, 개구(OP) 좌우측 간의 터치 지점 별 신호 전달 타이밍 편차가 감소될 수 있다. 따라서, 터치 활성 영역(TA) 전체에서의 센싱 정확도 및 균일도가 개선될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 터치 센서는 개구(OP)에 대응하는 복수의 제1 센서 전극(EL)들을 포함할 수 있다. 각각의 개구 센서 패턴 쌍들(OSP1, OSP1', OSP2, OSP2')을 연결하는 연결 패턴들(CP1, CP2)은 개구(OP)의 동일한 일 측으로 우회하여 배치될 수 있다. 즉, 도 10에 개시된 연결 패턴들(CP1, CP2)은 개구(OP)의 위치에 따라 다른 도전 패턴들과의 단락 없이 최적으로 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 개구 센서 패턴 쌍(OSP1, OSP2)은 복수의 제1 연결 패턴들(CP1, CP1')을 통해 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2 개구 센서 패턴 쌍(OSP2, OSP2')은 복수의 제2 연결 패턴들(CP2, CP2')을 통해 연결될 수 있다. 즉, 복수의 연결 패턴들이 각각의 개구 센서 패턴 쌍들에 연결됨에 따라 전체 저항 값 및 RC 딜레이가 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 개구(OP)의 상측에 대응하는 제2 센서 전극(IE2)들 각각의 일단에는 라우팅 배선이 연결되지 않을 수 있다. 즉. 개구(OP)의 상측에 대응하는 제2 센서 전극(IE2)들은 플로팅되며, 개구(OP)의 상측에 대응하는 영역은 터치 비활성 영역(NTA)일 수 있다. 터치 비활성 영역(NTA)에서는 터치 감지가 수행되지 않는다. 본 실시예는 개구(OP)의 상측의 터치 비활성 영역(NTA)이 크지 않은 경우에 적용될 수 있다. 이 때, 개구(OP)의 상측의 터치 비활성 영역(NTA)에는 제2 센서 패턴(SP2)들이 패터닝(배치)되지 않을 수 있다. 따라서, 라우팅 배선 및 센서 패턴의 패터닝을 위한 자재 소모가 줄어들 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예들을 나타내는 도면들이다.
도 13a 및 도 13b의 터치 센서는 연결 패턴들의 배치를 제외하면 도 5의 터치 센서 구조와 실질적으로 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 개구(OP)에 인접하여 배치되는 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3')은 제3 연결 패턴(CP3)에 의해 전기적으로 연결되고, 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4')은 제4 연결 패턴(CP4)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
하나의 제2 센서 전극(IE2)에 포함되는 서로 대응하는 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3')은 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3')으로 정의될 수 있다.
예를 들어, 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3') 및 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4')은 각각 제2 센서 전극(IE2)들에 포함되는 제2 센서 패턴(SP2)의 일부일 수 있다. 또한, 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3') 및 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4')은 개구(OP)의 상하측에 대응할 수 있다.
도 13a 및 도 13b에서 각각의 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3', OSP4, OSP4')은 삼각형으로 잘린 형태로 도시되어 있으나, 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3', OSP4, OSP4')의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3', OSP4, OSP4') 각각의 형태는 개구(OP)의 위치 및 형태에 대응하여 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3')은 제3 연결 패턴(CP3)에 의해 연결되고, 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4')은 제4 연결 패턴(CP4)에 의해 연결될 수 있다. 제3 연결 패턴(CP3) 및 제4 연결 패턴(CP4)은 저저항 금속으로 형성될 수 있다.
제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3'), 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4'), 제3 연결 패턴(CP3) 및 제4 연결 패턴(CP4)은 도 6 또는 도 7을 참조하여 설명된 방식과 실질적으로 동일한 방식으로 형성될 수 있다.
제2 센서 전극(IE2)들은 더블 라우팅 구조로 터치 구동부에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 개구(OP)에 대응하는 제1 전극(IE)들 각각에 포함되는 개구 센서 패턴 쌍들은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 이 경우, 개구(OP)의 좌우측의 터치 센싱 동작을 위해 개구(OP)에 대응하는 제1 전극(IE)들 각각의 양 단에 라우팅 배선들(RL1-1, RL1-2, RL1'-1, RL1'-2)이 연결될 수 있다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 일 실시예예서, 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP23은 복수의 제3 연결 패턴들(CP3)을 통해 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4')은 복수의 제4 연결 패턴들(CP4)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 복수의 연결 패턴들이 각각의 개구 센서 패턴 쌍들에 연결됨에 따라 전체 저항 값 및 RC 딜레이가 감소될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 15는 14의 터치 센서를 B-B' 라인을 따라 자른 단면의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 개구(OP)의 좌우측에 인접하여 배치되는 제1 개구 센서 패턴 쌍(OSP1, OSP1')은 제1 연결 패턴(CP1)에 의해 전기적으로 연결되고, 제2 개구 센서 패턴 쌍(OSP2, OSP2')은 제2 연결 패턴(CP2)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 개구(OP)의 상하측에 인접하여 배치되는 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3')은 제3 연결 패턴(CP3)에 의해 전기적으로 연결되고, 제4 개구 센서 패턴 쌍(OSP4, OSP4')은 제4 연결 패턴(CP4)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 내지 제4 연결 패턴들(CP1 내지 CP4)은 각각 개구(OP)를 우회하여 형성될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4 연결 패턴들(CP1 내지 CP4)는 서로 접하지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)과 제3 및 제4 연결 패턴들(CP3, CP4)는 서로 다른 층에 형성될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 표시 패널(DP)의 봉지층(16) 상에 제1 도전층(22), 제2 도전층(26) 및 제3 도전층(29)이 순차적으로 적층될 수 있다.
제1 도전층(22) 제1 및 제2 연결 패턴들(CP1, CP2)들을 포함할 수 있다. 제1 도전층(22)은 저저항 금속을 포함할 수 있다. 제1 도전층(22)은 개구(OP)의 측벽(SW)에 이격하여 형성(패터닝) 될 수 있다.
봉지층(16) 상에 제1 도전층(22)을 커버하는 제1 절연층(24)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(24) 상에 제2 도전층(26)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(26)은 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1', OSP2, OSP2', OSP3, OSP4)을 포함하는 센서 패턴들(SP1, SP2)을 포함할 수 있다. 제2 도전층(22)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전층(26)은 개구(OP)의 측벽(SW)에 이격하여 형성(패터닝) 될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 도전층(26)은 제1 절연층(24)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 도전층(22)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨택홀을 통해 제1 연결 패턴(CP1)과 제1 개구 센서 패턴 쌍(OSP1, OSP1')이 각각 연결될 수 있다.
제1 절연층(24) 상에 제2 도전층(26)을 커버하는 제2 절연층(28)이 배치될 수 있다.
제2 절연층(28) 상에 제3 도전층(28)이 배치될 수 있다. 제3 도전층(29) 제3 및 제4 연결 패턴들(CP3, CP4)들을 포함할 수 있다. 제3 도전층(29)은 저저항 금속을 포함할 수 있다. 제3 도전층(29)은 개구(OP)의 측벽(SW)에 이격하여 형성(패터닝) 될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 도전층(29)은 제2 절연층(28)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 도전층(26)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨택홀을 통해 제3 연결 패턴(CP3)과 제3 개구 센서 패턴 쌍(OSP3, OSP3')이 각각 연결될 수 있다.
이에 따라, 개구(OP)의 좌우측 센서 패턴들이 전기적으로 연결되고, 개구(OP)의 상하측의 센서 패턴들이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 16은 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 16을 참조하면, 개구(OP)는 하나의 교차 영역(EE)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제2 센서 패턴(SP2)들 중 개구(OP)에 인접한 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3')은 브릿지들(C2-1, C2-2)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이 때, 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3')에 연결되는 브릿지들(C2-1, C2-2)은 개구(OP)를 우회하도록 형성될 수 있다. 따라서, 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3')에 연결되는 브릿지들(C2-1, C2-2)은 다른 센서 패턴들에 연결되는 브릿지들(BR)과는 다른 형태로 형성될 수도 있다.
도 17은 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면, 터치 센서의 터치 활성 영역에 복수의 개구들(OP1, OP2)이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 하나의 제1 센서 전극에 대응하여 소정의 간격으로 이격하여 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 센서 전극(IE1)은 제1 및 제2 개구들(OP1, OP2)에 의한 개구 센서 패턴들(OSP11 내지 OSP14)을 가질 수 있다.
제1 개구(OP1)에 대응하는 개구 센서 패턴 쌍(OSP11, OSP12)은 제1 연결 패턴(CP11)에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 제2 개구(OP2)에 대응하는 개구 센서 패턴 쌍(OSP13, OSP14)은 제2 연결 패턴(CP12)에 의해 서로 연결될 수 있다. 개구 센서 패턴 쌍들(OSP11내지 OSP14)과 연결 패턴들(CP11, 12)은 서로 다른 층에 형성되고, 컨택홀을 통해 연결될 수 있다.
도 18은 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 개구(OP)는 제1 센서 패턴(SP1)들을 회피하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 개구(OP)의 크기는 하나의 교차 영역(EE)보다 작을 수 있다. 이 경우, 개구(OP)는 제1 센서 패턴(SP1)들의 배치 및 설계에 영향을 미치지 않는다.
개구(OP)에 대응하는 제2 센서 패턴(SP)들 중 개구(OP)에 대응하는 부분(SP2', SP2")은 개구(OP)의 양 측에서 서로 절연될 수 있다. 이 때, 제2 센서 패턴(SP)들 중 개구(OP)에 대응하는 부분(SP2', SP2")은 각각 서로 다른 라우팅 배선들에 연결되어 터치 감지를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 센서 패턴(SP)들 중 개구(OP)에 대응하는 부분은 부분(SP2', SP2")은 개구(OP)를 우회하는 브릿지 패턴을 통해 전기적으로 서로 연결될 수도 있다.
도 19는 터치 센서에 포함되는 개구 및 개구 주변의 센서 패턴들의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19를 참조하면, 개구(OP)는 하나의 교차 영역(EE)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 센서 패턴(SP1)들 중 개구에 인접한 개구 센서 패턴들(OSP1, OSP1')은 적어도 하나의 연결 패턴(CP)에 의해 서로 연결될 수 있다. 연결 패턴(CP)은 개구(OP)를 우회하도록 형성될 수 있다. 도 19에 연결 패턴(CP)이 개구(OP)의 상하에 두 개로 도시되었으나, 연결 패턴(CP)의 배치, 개수 및 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 연결 패턴(CP)은 개구(OP)의 상측 또는 하측에 하나만 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 연결 패턴(CP)은 제1 센서 패턴(SP1)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 또한, 연결 패턴(CP)은 제1 센서 패턴(SP1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 패턴(CP) 및 제1 센서 패턴(SP1)은 ITO 등의 투명 전극 물질을 포함할 수 있다.
연결 패턴(CP)은 인접한 제2 센서 패턴(SP2)과 접촉하지 않도록 형성될 수 있다. 또한, 연결 패턴(CP)은 개구(OP)에 대응하지 않는 다른 제1 센서 패턴(SP1)들에도 접촉하지 않도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 센서 패턴(SP2)들 중 개구(OP)에 인접한 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3')은 브릿지들(C2-1, C2-2)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이 때, 개구 센서 패턴들(OSP3, OSP3')에 연결되는 브릿지들(C2-1, C2-2)은 개구(OP)를 우회하도록 형성될 수 있다. 브릿지들(C2-1, C2-2)은 제1 및 제2 센서 패턴들(SP1, SP2)과 다른 층에 배치될 수 있다. 따라서, 브릿지들(C2-1, C2-2)은 연결 패턴(CP)과 다른 층에 배치되며, 서로 접촉하지 않는다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 터치 센서의 터치 활성 영역(TA)은 트렌치(TR)를 포함할 수 있다.
터치 활성 부분(TA)에서 제1 전극들(IE1-1 내지 IE1-j)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제2 전극들(IE2-1 내지 IE2-k)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다.
개구(OP)와 마찬가지로, 트렌치(TR)에 의해 제1 전극(IE-1)의 일부 센서 패턴이 제거될 수 있다. 트렌치(TR)에 의해 연결이 끊긴 제1 전극(IE-1)의 일부는 연결 패턴(CP1)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 트렌치(TR)의 형태, 위치, 개구의 위치, 형태, 개수 등이 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 활성 영역(TA)은 적용되는 전자 기기에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서의 구조에 의해 다양한 터치 활성 영역(TA)을 갖는 표시 장치 및 전자 기기가 구현될 수 있다. 또한, 터치 활성 영역(TA) 전체의 센싱 감도 및 균일도가 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 센서부 200: 터치 구동부
300: 표시 패널 400: 표시 구동부
1000: 표시 장치 TS: 터치 센서
OP: 개구 IE1: 제1 센서 전극
IE2: 제2 센서 전극 SP1: 제1 센서 패턴
SP2: 제2 센서 패턴 SL1-1~SL1-3: 제1 라우팅 배선
SL2-1~SL2-5: 제2 라우팅 배선 CP1~CP4: 연결 패턴
OSP1~OSP4: 개구 센서 패턴

Claims (28)

  1. 제1 방향으로 연장되어 제2 방향으로 배열되는 제1 센서 전극들;
    상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 제2 센서 전극들;
    상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들에 의해 형성된 터치 활성 영역을 수직으로 관통하여 형성된 개구;
    상기 개구의 제1 측에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 제3 센서 전극;
    상기 제1 측의 반대 편인 상기 개구의 제2 측에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 제4 센서 전극;
    상기 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 개구의 상기 제1 측에 인접한 제1 주변 영역에서 연장되는 제1 라우팅 배선들;
    상기 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 개구의 상기 제2 측에 인접한 제2 주변 영역에서 연장되는 제2 라우팅 배선들;
    상기 제3 센서 전극의 일 단에 연결되며, 상기 제1 주변 영역에서 연장되는 제3 라우팅 배선;
    상기 제4 센서 전극의 일 단에 연결되며, 상기 제2 주변 영역에서 연장되는 제4 라우팅 배선; 및
    상기 제2 주변 영역에서 연장되며 상기 제2 라우팅 배선들과 상기 제4 라우팅 배선 사이에 배치되는 제1 차폐 전극을 포함하는 터치 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제3 센서 전극과 상기 제4 센서 전극은 전기적으로 서로 절연된 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제3 센서 전극 및 상기 제4 센서 전극은 상기 개구의 측벽으로부터 각각 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 라우팅 배선들과 상기 제3 라우팅 배선은 서로 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주변 영역에서 상기 제1 라우팅 배선들의 내측에 배치되는 제2 차폐 전극; 및
    상기 주변 영역에서 상기 제1 라우팅 배선들과 상기 제3 라우팅 배선의 외측에 배치되는 제3 차폐 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제4 라우팅 배선의 내측에 배치되는 제4 차폐 전극; 및
    상기 제2 라우팅 배선들의 외측에 배치되는 제5 차폐 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 센서 전극들 각각의 타 단에 연결되며, 상기 제2 라우팅 배선들과 실질적으로 동일한 구동 신호를 전달하는 추가 라우팅 배선들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 추가 라우팅 배선들과 상기 제1 라우팅 배선들의 사이 및 상기 추가 라우팅 배선들과 상기 제4 라우팅 배선의 사이에 각각 배치되는 차폐 전극들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 센서 전극들 중 상기 개구에 대응하는 적어도 하나의 센서 전극은 상기 개구의 제3 측에 위치하는 제3 측 부분과 상기 제3 측의 반대편인 상기 개구의 제4 측에 위치하는 제4 측 부분으로 전기적으로 분리되고,
    상기 제3 측은 상기 제2 센서 전극들 각각의 상기 일 단을 향하는 방향에 대응하며,
    상기 제4 측은 상기 제2 센서 전극들 각각의 상기 타 단을 향하는 방향에 대응하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제3 측 부분은 상기 제2 라우팅 배선과 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 센서 전극들 중 상기 개구에 대응하는 적어도 하나의 센서 전극은 상기 개구에 의해 상기 개구의 제3 측에 위치하는 제3 측 부분과 상기 제3 측의 반대편인 상기 개구의 제4 측에 위치하는 제4 측 부분으로 구분되고,
    상기 제3 측 부분과 상기 제4 측 부분은 상기 개구를 우회하여 배치되는 적어도 하나의 연결 패턴을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 연결 패턴과 상기 제2 센서 전극들은 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성되며,
    상기 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제3 및 제4 측 부분들과 연결되고, 상기 연결 패턴은 저저항 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 주변 영역에 상기 터치 활성 영역의 둘레를 따라 상기 제1 내지 제4 라우팅 배선들을 둘러싸도록 개루프 형태로 배치되는 정전기 보호 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  14. 제 1 항에 있어서, 서로 대응하는 행에 위치하는 상기 제3 센서 전극과 상기 제4 센서 전극은 각각 상기 개구를 우회하여 배치되는 적어도 하나의 연결 패턴을 통해 전기적으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 연결 패턴은 상기 개구의 측벽으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 연결 패턴은 절연층을 사이에 두고 상기 제3 및 제4 센서 전극들과 서로 다른 층에 형성되며,
    상기 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제3 및 제4 센서 전극들과 연결되고,
    상기 연결 패턴은 저저항 금속 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  17. 제1 방향으로 연장되는 제1 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제1 센서 전극들;
    상기 제2 방향으로 연장되는 제2 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 제2 센서 전극들;
    상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들에 의해 형성된 터치 활성 영역을 수직으로 관통하여 형성된 개구;
    상기 개구를 우회하여 배치되며, 상기 제1 센서 패턴들 중 상기 제2 방향에 대하여 상기 개구의 양측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 제1 연결 패턴;
    상기 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 제1 라우팅 배선들; 및
    상기 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 제2 라우팅 배선들을 포함하는 터치 센서.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제1 연결 패턴 및 상기 제1 개구 센서 패턴들은 상기 개구의 측벽으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제1 연결 패턴은 절연층을 사이에 두고 상기 개구 센서 패턴들과 다른 층에 형성되며,
    상기 제1 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 개구 센서 패턴들과 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제1 연결 패턴은 저저항 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 제1 연결 패턴은 상기 개구 센서 패턴들과 동일한 층에 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 개구 센서 패턴들을 포함하는 상기 제1 센서 전극의 타 단에 연결되어 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 추가 라우팅 배선들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 제2 센서 센서 패턴들 중 상기 제1 방향을 기준으로 상기 개구의 양 측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들은 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제2 센서 전극들의 타 단에 연결되어 터치 활성 영역의 주변으로 연장되는 추가 라우팅 배선들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 개구를 우회하여 배치되며, 상기 제2 센서 패턴들 중 상기 제1 방향으로 상기 개구의 양 측에 각각 인접한 개구 센서 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 제2 연결 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제2 연결 패턴은 절연층을 사이에 두고 상기 제2 센서 패턴들의 상기 개구 센서 패턴들과 다른 층에 형성되며,
    상기 제2 연결 패턴은 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제2 센서 패턴들의 상기 개구 센서 패턴들과 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  27. 표시 영역의 일부에 개구를 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 영역 및 상기 개구에 대응하는 터치 활성 영역을 포함하며 상기 표시 패널에 결합되는 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는
    제1 방향으로 연장되어 제2 방향으로 배열되는 제1 센서 전극들;
    상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 제2 센서 전극들;
    상기 제1 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 터치 활성 영역의 제1 측에 인접한 제1 주변 영역으로 연장되는 제1 라우팅 배선들;
    상기 제2 센서 전극들 각각의 일 단에 연결되며, 상기 제1 측의 반대편인 상기 터치 활성 영역의 제2 측에 인접한 제2 주변 영역으로 연장되는 제2 라우팅 배선들;
    상기 제1 센서 전극들 중 상기 개구에 의해 분리되는 센서 전극의 타 단에 연결되며, 상기 제2 주변 영역으로 연장되는 추가 라우팅 배선들; 및
    상기 제2 주변 영역에서 연장되며 상기 제2 라우팅 배선들과 상기 추가 라우팅 배선들 사이에 배치되는 차폐 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  28. 표시 영역의 일부에 개구를 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 영역 및 상기 개구에 대응하는 터치 활성 영역을 포함하며 상기 표시 패널에 결합되는 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는
    제1 방향으로 연장되는 제1 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제1 센서 전극들;
    상기 제2 방향으로 연장되는 제2 센서 패턴들을 각각 포함하고, 상기 센서 전극들과 교차하여 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 제2 센서 전극들;
    상기 개구를 우회하여 상기 제1 센서 패턴들 중 상기 개구의 제1 측에 인접한 제1 개구 센서 패턴과 상기 제1 측의 반대편인 상기 개구의 제2 측에 인접한 제2 개구 센서 패턴 사이를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는 표시 장치.
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