KR20200117084A - 터치 센서 및 표시장치 - Google Patents
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- G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate
Abstract
터치 센서 및 표시장치가 제공된다. 터치 센서는 제1감지영역 및 상기 제1감지영역의 일측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제2감지영역을 포함하는 감지영역과, 상기 감지영역 주변의 비감지영역이 정의된 베이스층; 상기 베이스층 상에 위치하되 상기 감지영역 내에 위치하고, 제1방향을 따라 배열되고 각각이 제1개구부를 포함하는 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1터치전극부; 상기 베이스층 상에 위치하되 상기 감지영역 내에 위치하고, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고 각각이 제2개구부를 포함하는 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2터치전극부; 상기 베이스층 상에 위치하고, 적어도 일부가 상기 제2감지영역 내에 위치하는 제1스트레인 게이지를 포함하는 제1압력센서; 를 포함하고, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어진 부분을 포함한다.
Description
본 발명은 터치 센서 및 표시장치에 관한 것이다.
사용자에게 영상을 제공하는 스마트 폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 내비게이션, 및 스마트 텔레비전 등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 표시장치를 포함한다. 표시장치는 영상을 생성하여 표시하는 표시 패널 및 다양한 입력 장치를 포함한다.
최근에는 스마트 폰이나 태블릿 PC를 중심으로 터치 입력을 인식하는 터치 센서가 표시장치에 많이 적용되고 있다. 터치 센서는 터치 방식의 편리함으로 기존의 물리적인 입력 장치인 키패드 등을 대체하는 추세이다.
터치 위치를 검출하는 터치 센서에서 더 나아가 표시장치에 압력의 세기를 검출하는 압력 센서를 적용하여 기존의 물리적인 버튼 대용으로 활용하려는 연구가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 압력을 감지할 수 있는 터치 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 터치 센서는, 제1감지영역 및 상기 제1감지영역의 일측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제2감지영역을 포함하는 감지영역과, 상기 감지영역 주변의 비감지영역이 정의된 베이스층; 상기 베이스층 상에 위치하되 상기 감지영역 내에 위치하고, 제1방향을 따라 배열되고 각각이 제1개구부를 포함하는 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1터치전극부; 상기 베이스층 상에 위치하되 상기 감지영역 내에 위치하고, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고 각각이 제2개구부를 포함하는 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2터치전극부; 상기 베이스층 상에 위치하고, 적어도 일부가 상기 제2감지영역 내에 위치하는 제1스트레인 게이지를 포함하는 제1압력센서; 를 포함하고, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어진 부분을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1방향을 따라 측정한 상기 제1감지영역의 폭은, 상기 제1방향을 따라 측정한 상기 제2감지영역의 폭보다 넓고, 상기 제2방향을 따라 측정한 상기 제1감지영역의 폭은, 상기 제2방향을 따라 측정한 상기 제2감지영역의 폭보다 넓을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2터치전극부는 상기 제1방향을 따라 복수개 배치되고, 상기 복수의 제2터치전극은 상기 제1방향을 따라 행을 정의하고, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 임의의 제1행에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선과, 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2저항선을 포함하고, 각각의 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 상기 제1행에서 상기 제2개구부 내에 위치하고, 상기 제2개구부 내에서 상기 제1저항선과 상기 제2저항선은 서로 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 각각의 상기 제1저항선 및 제2저항선은 상기 제2감지영역 내에 위치하고, 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 제1행에서 상기 제1방향을 따라 상기 제1저항선과 전기적으로 연결되되 상기 제1저항선과 다른 형상인 제1도전패턴, 및 상기 제1행에서 상기 제1방향을 따라 상기 제2저항선과 전기적으로 연결되되 상기 제2저항선과 다른 형상으로 이루어진 제2도전패턴을 더 포함하고, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 쌍을 이루어 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 한 쌍의 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 제1방향을 따라 복수개 배열되고, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴 중 일부는 상기 제1감지영역 내에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1압력센서는 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 포함하는 제1도전부를 더 포함하고, 상기 제1터치전극부는 상기 제2방향을 따라 복수개 배치되고, 상기 복수의 제1터치전극은 상기 제1방향을 따라 전극행을 정의하고, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 전극행 중 임의의 제1전극행에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1전극행은, 상기 제1행과 제2행 사이에 위치하되 상기 제2행은 상기 제1행과 상기 제2방향을 따라 인접할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1압력센서는, 상기 제2행에 위치하고 상기 제1스트레인 게이지와 동일한 구조로 이루어진 제2스트레인 게이지, 및 상기 제1도전부와 동일한 구조로 이루어진 제2도전부를 더 포함하고, 상기 제2도전부는 상기 제2행을 사이에 두고 상기 제1도전부의 반대측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 비감지영역 내에 위치하되 상기 제2감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치하는 압력배선들을 더 포함하고, 상기 압력배선들은, 상기 제1스트레인 게이지의 일단과 연결된 제1압력배선, 상기 제1스트레인 게이지의 타단 및 상기 제1도전부의 일단과 연결된 제2압력배선, 상기 제1도전부의 타단 및 상기 제2스트레인 게이지의 일단과 연결된 제3압력배선, 상기 제2스트레인 게이지의 타단 및 상기 제2도전부의 일단과 연결된 제4압력배선. 및 상기 제2도전부의 타단과 연결된 제5압력배선을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제1도전부 및 상기 제2도전부는 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 제1행에서 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 저항선과, 상기 제1행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2행에서 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 저항선과, 상기 제1행에 위치하는 상기 복수의 저항선 중 어느 하나와, 상기 제2행에 위치하는 상기 복수의 저항선 중 어느 하나를 상기 제2방향을 따라 연결하는 연결선을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1압력센서는, 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 포함하는 제1도전부를 더 포함하고, 상기 제1터치전극부는 상기 제2방향을 따라 복수개 배치되고, 상기 복수의 제1터치전극은 상기 제1방향을 따라 전극행을 정의하고, 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은, 상기 전극행 중 제1전극행에 위치하고, 상기 제1전극행은 상기 제2행을 사이에 두고 상기 제1행의 반대측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1고정저항 및 제2고정저항을 포함하는 휘트스톤 브리지 회로부; 를 더 포함하고, 상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제1도전부는 상기 휘트스톤 브리지 회로부와 연결되고, 상기 제1스트레인 게이지, 상기 제1도전부, 제1고정저항 및 제2고정저항은 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층 상에 위치하는 제2압력센서로서, 적어도 일부가 상기 제2감지영역 내에 위치하는 제2스트레인 게이지를 포함하는 제2압력센서; 를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2압력센서는, 상기 제1압력센서와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 베이스층 상에 위치하고 제3스트레인 게이지를 포함하는 제3압력센서; 를 더 포함하고, 상기 감지영역은 상기 제1감지영역의 타측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제3감지영역을 더 포함하고, 상기 제3스트레인 게이지의 적어도 일부는 상기 제3감지영역 내에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2터치전극부는 상기 제1방향을 따라 복수개 배치되고, 상기 복수의 제2터치전극은 상기 제1방향을 따라 행을 정의하고, 상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제3스트레인 게이지는, 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 임의의 제1행에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제1압력센서와 연결된 제1압력배선; 상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제2압력센서와 연결된 제2압력배선; 및 상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제3압력센서와 연결된 제3압력배선; 을 더 포함하고, 상기 제1압력배선 및 상기 제2압력배선은 상기 제2감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치하고, 상기 제3압력배선은 상기 제3감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2터치전극부는 상기 제1방향을 따라 복수개 배치되고, 상기 복수의 제2터치전극은 상기 제1방향을 따라 행을 정의하고, 상기 제1스트레인 게이지는 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 임의의 제1행에 위치하고, 상기 제3스트레인 게이지는 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 상기 제1행과 다른 행에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제1압력센서와 연결된 제1압력배선; 상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제2압력센서와 연결된 제2압력배선; 및 상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제3압력센서와 연결된 제3압력배선; 을 포함하고, 상기 제1압력배선, 상기 제2압력배선 및 상기 제3압력배선은 상기 제2감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1감지영역 내에 위치하고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 노이즈 감지전극을 더 포함하되, 각각의 노이즈 감지전극은 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되어 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 노이즈 감지전극이 감지한 노이즈 신호에 기초하여 상기 제1터치전극부에서 감지한 신호의 노이즈를 상쇄하도록 구성된 터치제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시장치는, 제1표시영역 및 상기 제1표시영역의 일측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제2표시영역을 포함하는 표시패널; 및 상기 표시패널 상에 위치하는 터치센서층; 을 포함하고, 상기 터치센서층은, 상기 제2표시영역과 중첩하고 개구부를 포함하는 복수의 터치전극과, 상기 제2표시영역과 중첩하는 제1스트레인 게이지를 포함하는 제1압력센서를 포함하고, 상기 제1스트레인 게이지는, 상기 개구부 중 임의의 제1개구부 내에 위치하는 제1저항선 및 제2저항선을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1압력센서는, 상기 제2표시영역과 중첩하고 상기 제1스트레인 게이지와 다른 형상의 제1도전부를 더 포함하고, 상기 제1도전부는, 상기 개구부 중 상기 제1개구부와 다른 제2개구부 내에 위치하는 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1압력센서는, 상기 제2표시영역과 중첩하는 제2스트레인 게이지 및 상기 제2표시영역과 중첩하고 상기 제2스트레인 게이지와는 다른 형상의 제2도전부를 더 포함하고, 상기 제2스트레인 게이지는, 상기 개구부 중 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부와는 다른 제3개구부 내에 위치하는 제3저항선 및 제4저항선을 포함하고, 상기 제2도전부는 상기 개구부 중 상기 제1개구부, 상기 제2개구부 및 상기 제3개구부와는 다른 제4개구부 내에 위치하는 제3도전패턴 및 제4도전패턴을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제1도전부 및 상기 제2도전부는 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 터치센서층은 제2압력센서 및 제3압력센서를 더 포함하되, 상기 표시패널은 상기 제1표시영역의 타측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제3표시영역을 더 포함하고, 상기 제2압력센서는 상기 제2표시영역과 중첩하고, 상기 제3압력센서는 상기 제3표시영역과 중첩할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2압력센서 및 상기 제3압력센서는, 스트레인 게이지를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 표시패널은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 자발광소자 및 상기 자발광소자 상에 위치하는 박막봉지층을 포함하고, 상기 터치전극 및 상기 제1스트레인 게이지는 상기 박막봉지층 상에 위치할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 터치 입력의 위치뿐만 아니라 터치 입력의 압력도 센싱할 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시장치를 제공할 수 잇다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 X1-X1'를 따라 절단한 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 X3-X3'를 따라 절단한 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 터치센서층의 확대된 단면도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 상부 절연층의 확대된 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 표시 패널의 개략적인 평면도로서, 펼쳐진 상태의 표시 패널의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 화소의 예시적인 등가회로도이다.
도 8은 도 7에 도시된 화소 및 이를 포함하는 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 터치 센서의 예시적인 블록도이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 제1스트레인 게이지의 제1저항선 및 제2저항선을 확대 도시한 평면도이다.
도 14는 도 13의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 15는 도 12에 도시된 제1도전체의 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 확대 도시한 평면도이다.
도 16은 도 10 및 도 11에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 17은 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서 및 그 주변의 제1터치전극부, 제2터치전극부를 확대 도시한 평면도이다.
도 18은 도 17의 X5-X5'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 19는 도 17의 X7-X7'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 20은 도 17의 X9-X9'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 21은 도 17의 X11-X11'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 22는 도 17의 X13-X13'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 23은 도 17의 Q3를 확대 도시한 평면도로서, 표시 패널의 발광 영역 및 비발광 영역도 함께 도시한 평면도이다.
도 24는 도 10의 Q1부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 25는 도 24의 X15-X15'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 26은 도 24의 X17-X17'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 27은 도 24에 도시된 노이즈 감지전극을 확대한 평면도이다.
도 28은 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 위치 검출동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 30, 도 31 및 도 32는 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 30은 도 29에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 31은 도 29에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 32는 도 29에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 33 및 도 34는 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 35는 도 33 및 도 34에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 36은 도 33 및 도 34에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 37은 도 33 및 도 34에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 38, 도 39 및 도 40은 다른 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 38은 도 37에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 39는 도 37에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 40은 도 37에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 41 및 도 42는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 43은 도 41 및 도 42에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 44는 도 41 및 도 42에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 45는 도 43 및 도 44에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 46 및 도 47은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 48은 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 49는 도 48에 도시된 제1압력센서의 제1저항선을 확대한 평면도이다.
도 50, 도 51 및 도 52는 각각 도 49의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 53은 도 46 및 도 47에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 54는 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서와, 그 주변의 구조를 확대 도시한 평면도이다.
도 55는 도 54의 X19-X19'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 56은 도 54의 X21-X21'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 57은 도 54의 X23-X23'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 58은 도 54의 X25-X25'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 59는 도 54의 X27-X27'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 60은 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 61, 도 62 및 도 63은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 61은 도 60에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 62는 도 60에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 63은 도 60에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 X1-X1'를 따라 절단한 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 X3-X3'를 따라 절단한 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 터치센서층의 확대된 단면도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 상부 절연층의 확대된 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 표시 패널의 개략적인 평면도로서, 펼쳐진 상태의 표시 패널의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 화소의 예시적인 등가회로도이다.
도 8은 도 7에 도시된 화소 및 이를 포함하는 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 터치 센서의 예시적인 블록도이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 제1스트레인 게이지의 제1저항선 및 제2저항선을 확대 도시한 평면도이다.
도 14는 도 13의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 15는 도 12에 도시된 제1도전체의 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 확대 도시한 평면도이다.
도 16은 도 10 및 도 11에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 17은 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서 및 그 주변의 제1터치전극부, 제2터치전극부를 확대 도시한 평면도이다.
도 18은 도 17의 X5-X5'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 19는 도 17의 X7-X7'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 20은 도 17의 X9-X9'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 21은 도 17의 X11-X11'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 22는 도 17의 X13-X13'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 23은 도 17의 Q3를 확대 도시한 평면도로서, 표시 패널의 발광 영역 및 비발광 영역도 함께 도시한 평면도이다.
도 24는 도 10의 Q1부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 25는 도 24의 X15-X15'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 26은 도 24의 X17-X17'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 27은 도 24에 도시된 노이즈 감지전극을 확대한 평면도이다.
도 28은 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 위치 검출동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 30, 도 31 및 도 32는 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 30은 도 29에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 31은 도 29에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 32는 도 29에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 33 및 도 34는 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 35는 도 33 및 도 34에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 36은 도 33 및 도 34에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 37은 도 33 및 도 34에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 38, 도 39 및 도 40은 다른 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 38은 도 37에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 39는 도 37에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 40은 도 37에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 41 및 도 42는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 43은 도 41 및 도 42에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 44는 도 41 및 도 42에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 45는 도 43 및 도 44에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 46 및 도 47은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 펼쳐진 상태의 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면이다.
도 48은 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 49는 도 48에 도시된 제1압력센서의 제1저항선을 확대한 평면도이다.
도 50, 도 51 및 도 52는 각각 도 49의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 53은 도 46 및 도 47에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 54는 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서와, 그 주변의 구조를 확대 도시한 평면도이다.
도 55는 도 54의 X19-X19'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 56은 도 54의 X21-X21'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 57은 도 54의 X23-X23'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 58은 도 54의 X25-X25'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 59는 도 54의 X27-X27'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 60은 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 61, 도 62 및 도 63은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 61은 도 60에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 62는 도 60에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 63은 도 60에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
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 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 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.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(1)는 휴대용 단말기 등에 적용될 수 있다. 휴대용 단말기는 태블릿 PC, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 게임기, 손목 시계형 전자 기기 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 표시장치(1)의 구체적인 종류에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시 예에서는 표시장치(1)가 텔레비전 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자 장비를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 자동차 내비게이션 장치, 스마트 와치, 카메라와 같은 중소형 전자 장비 등에 사용될 수 있다.
다른 정의가 없는 한, 본 명세서에서 "상", "상측", "상부", "탑", "상면"은 도면을 기준으로 제1방향(x) 및 제2방향(y)과 교차하는 제3방향(z)의 화살표가 향하는 측을 의미하고, "하", "하측", "하부", "바텀", "하면"은 도면을 기준으로 제3방향(z)의 화살표가 향하는 방향의 반대 방향측을 의미하는 것으로 한다.
표시장치(1)는 서로 다른 평면에 놓인 제1영역(A1), 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)을 포함할 수 있다. 제1영역(A1)은 제1방향(x)으로 연장된 양 단변, 제1방향(x)과 교차하는 제2방향(y)으로 연장된 양 장변을 포함할 수 있다. 제1영역(A1)의 장변과 단변이 만나는 모서리는 곡면을 이룰 수 있다. 이외에도 제1영역(A1)의 평면 형상은 예시된 것에 제한되지 않고, 원형이나 기타 다른 형상일 수도 있다. 제1영역(A1)은 제1 평면에 놓일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1영역(A1)은 표시장치(1)의 제1영역(A1)은 주된 표시면으로 사용될 수 있다.
제2영역(A2)은 제1영역(A1)의 한 장변의 일측에 위치하고 제1영역(A1)과 연결되되, 그로부터 꺾이거나 휘어져 있다. 제2영역(A2)은 제1 평면과 소정의 교차각을 갖는 제2 평면에 놓이거나 곡면을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2영역(A2)은 제1영역(A1)에서 제1영역(A1)의 하측으로 꺾이거나 휘어질 수 있다.
제3영역(A3)은 제1영역(A1)의 다른 장변의 일측에 위치하고 제1영역(A1)과 연결되되, 그로부터 꺾이거나 휘어져 있다. 즉, 제3영역(A3)은 제1영역(A1)을 사이에 두고 제2영역(A2)의 반대측에 위치할 수 있다. 제3영역(A3)은 제1 평면과 소정의 교차각을 갖는 제3 평면에 놓이거나 곡면을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3영역(A3)은 제1영역(A1)에서 제1영역(A1)의 하측으로 꺾이거나 휘어질 수 있다.
이하에서는 표시장치(1)의 제1영역(A1)이 평탄부이고, 제2영역(A2)이 제1 측면부이고 제3영역(A3)이 제2 측면부인 경우를 예로 하여 설명하지만, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
이미지의 표시 여부로 표시장치(1)의 영역을 구분하면, 표시장치(1)는 이미지가 표시되는 표시영역(IDA) 및 표시영역(IDA)에 인접한 주변영역(INDA)을 포함한다. 표시영역(IDA)은 이미지가 표시되는 영역이며, 주변영역(INDA)은 대부분 이미지가 표시되지 않는 영역일 수 있다.
몇몇 실시예에서 표시영역(IDA)은 제1영역(A1), 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에 걸쳐 위치할 수 있으며, 주변영역(INDA)은 표시영역(IDA)을 둘러쌀 수 있다. 몇몇 실시예에서 표시영역(IDA) 중 제1영역(A1)에 위치하는 부분과 제2영역(A2)에 위치하는 부분은 서로 분리되지 않고 연속할 수 있으며, 표시영역(IDA) 중 제1영역(A1)에 위치하는 부분과 제3영역(A3)에 위치하는 부분도 서로 분리되지 않고 연속할 수 있다.
몇몇 실시예에서 표시장치(1)는 압력센서를 포함할 수 있다. 상기 압력센서는 표시장치(1)의 입력장치로 사용될 수 있으며, 물리적인 버튼을 대체할 수 있다. 예시적으로 상기 압력센서는 표시장치(1)의 볼륨 버튼, 전원 버튼, 메뉴 버튼 등으로 기능할 수 있다.
도 1에는 표시장치(1)가 상기 압력센서로서 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)를 포함하는 경우를 예시로 도시하였다. 몇몇 실시예에서 제1압력센서(PS1) 및 제2압력센서(PS2)는 제2영역(A2) 내에 위치할 수 있으며, 제2영역(A2) 중 표시영역(IDA) 내에 위치할 수 있다. 제3압력센서(PS3)는 제3영역(A3) 내에 위치할 수 있으며, 제3영역(A3) 중 표시영역(IDA) 내에 위치할 수 있다. 이하에서는 표시장치(1)가 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)를 포함하는 경우를 예시로 설명하나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 다른 변형예에서 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3) 중 적어도 어느 하나는 생략될 수도 있다. 또는 또 다른 변형예에서 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3) 이외에 압력센서가 더 추가될 수도 있다.
몇몇 실시예에서 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)는 스트레인 게이지 등을 포함할 수 있다. 또는 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)는 가변 커패시터, 가변 인덕터 등과 같은 트랜스듀서로 이루어질 수도 있다. 이하에서는 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)가 스트레인 게이지 등을 포함하는 경우를 예시로 설명한다.
도 2는 도 1의 X1-X1'를 따라 절단한 표시장치의 개략적인 단면도, 도 3은 도 1의 X3-X3'를 따라 절단한 표시장치의 개략적인 단면도, 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 터치센서층의 확대된 단면도, 도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 상부 절연층의 확대된 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 표시장치(1)의 개략적인 적층구조를 설명하면, 표시장치(1)는 표시 패널(DP) 및 터치센서를 포함한다. 상기 터치센서는 표시 패널(DP) 상에 위치하는 터치센서층(TSL)을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)은 이미지를 생성하고, 상기 터치센서는 외부입력(터치 이벤트)의 좌표정보를 획득한다. 별도로 도시하지 않았으나, 표시장치(1)는 표시패널(DP)의 하측에 배치된 보호부재, 터치센서층(TSL)의 상측에 배치된 반사방지부재 및/또는 윈도우 부재를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 표시 패널(DP)은 자발광 소자를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 상기 자발광 소자는 유기발광소자(Organic Light Emitting Diode), 양자점 발광소자(Quantum dot Light Emitting Diode), 무기물 기반의 마이크로 발광소자(예컨대 Micro Light Emitting Diode), 무기물 기반의 나노 발광소자(예컨대 Nano Light Emitting Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 자발광 소자가 유기발광소자인 경우를 예로서 설명한다.
표시 패널(DP)은 베이스 기판(110), 베이스 기판(110) 상에 위치하는 소자층(DSL) 및 소자층(DSL) 상에 위치하는 상부 절연층(TFL)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(110)은 소자층(DSL)을 지지하는 기판이다. 몇몇 실시예에서 베이스 기판(110)은 절연물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 베이스 기판(110)은 가요성 기판일 수 있으며, 고분자 수지 등의 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacryLate: PA), 폴리아릴레이트(polyaryLate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenyLene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
소자층(DSL)은 베이스 기판(110) 상에 위치한다. 몇몇 실시예에서 소자층(DSL)은 베이스 기판(110) 상에 위치하는 복수의 화소 및 복수의 표시 신호선을 포함할 수 있다. 각 화소는 후술하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT), 축전기(capacitor), 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 표시 신호선은 상기 각 화소에 주사 신호를 전달하는 주사라인 및 데이터 신호를 전달하는 데이터라인을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 소자층(DSL)이 포함하는 화소들은 표시영역(IDA) 내에 위치할 수 있다.
소자층(DSL)은 베이스 기판(110) 상에 위치하되 주변영역(INDA) 내에 위치하는 소자들 및 배선들을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 소자들 및 배선들은 화소들에 인가되는 각종 신호들을 생성하거나 해당 신호들을 상기 화소들에 전달할 수 있다.
소자층(DSL) 상에는 상부 절연층(TFL)이 위치할 수 있다. 상부 절연층(TFL)은 소자층(DSL)을 보호할 수 있다.
상부 절연층(TFL)은 도 5에 도시된 바와 같이 박막 봉지층(TFE)을 포함하며, 캡핑층(CPL)을 더 포함할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 제1 무기층(IOL1), 유기층(OL), 및 제2 무기층(IOL2)을 포함할 수 있다.
캡핑층(CPL)은 소자층(DSL) 상에 위치할 수 있으며, 몇몇 실시예에서 소자층(DSL)의 캐소드 전극 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서 캡핑층(CPL)은 상기 캐소드 전극과 접촉할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 유기물질을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 제1 무기층(IOL1), 유기층(OL), 및 제2 무기층(IOL2)을 포함할 수 있다.
제1 무기층(IOL1)은 캡핑층(CPL) 상에 배치되고 캡핑층(CPL)에 접촉한다. 유기층(OL)은 제1 무기층(IOL1) 상에 배치되고 제1 무기층(IOL1)에 접촉한다. 제2 무기층(IOL2)은 유기층(OL) 상에 배치되고 유기층(OL)에 접촉한다.
캡핑층(CPL)은 후속의 공정 예컨대 스퍼터링 공정으로부터 상기 캐소드 전극을 보호하고, 자발광 소자의 출광효율을 향상시킨다. 캡핑층(CPL)은 제1 무기층(IOL1)보다 큰 굴절률을 가질 수 있다.
제1 무기층(IOL1) 및 제2 무기층(IOL2)은 수분/산소로부터 소자층(DSL)을 보호하고, 유기층(OL)은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 소자층(DSL)을 보호한다. 제1 무기층(IOL1) 및 제2 무기층(IOL2)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에서 제1 무기층(IOL1) 및 제2 무기층(IOL2)은 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다. 유기층(OL)은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 캡핑층(CPL)과 제1 무기층(IOL1) 사이에 무기층, 예컨대 리튬플루오르(LiF)층이 더 배치될 수 있다. 리튬플루오르 층은 자발광 소자의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
터치센서층(TSL)은 상부 절연층(TFL) 상에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 터치센서층(TSL)은 박막 봉지층(TFE) 상에 위치할 수 있으며, 박막 봉지층(TFE)과 터치센서층(TSL) 사이에는 별도의 결합층(예컨대 접착층 등)이 위치하지 않을 수 있다. 예시적으로, 터치센서층(TSL)에 포함된 터치전극부, 터치배선, 압력배선 중 적어도 어느 하나는 박막 봉지층(TFE)의 바로 위에 위치할 수 있다. 또는 터치센서층(TSL)과 박막 봉지층(TFE) 사이에 별도의 버퍼층 또는 절연층이 위치하는 경우, 터치센서층(TSL)의 상기 터치전극부, 상기 터치배선 및 상기 압력배선 중 적어도 어느 하나는 박막 봉지층(TFE) 상의 상기 절연층 바로 위에 위치할 수도 있다. 즉, 터치센서층(TSL)에 베이스면을 제공하는 베이스층은, 박막 봉지층(TFE)이거나, 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
터치센서층(TSL)을 포함하는 터치센서는 정전용량 방식으로 터치입력지점의 좌표를 획득할 수 있다. 상기 정전용량 방식은 자기 정전용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전용량(mutual-capacitance) 방식으로 터치된 지점의 좌표정보를 획득할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 터치센서층(TSL)이 상호 정전용량 방식의 구조로 이루어진 경우를 예시로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서 터치센서층(TSL) 중 표시영역(IDA) 내에 위치하는 부분은 터치전극부를 포함할 수 있으며, 터치센서층(TSL) 중 주변영역(INDA) 내에 위치하는 부분은 상기 터치전극부에 신호를 송신 및/또는 수신하는 터치 신호선(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치센서층(TSL)은 상술한 제1압력센서(도 1의 PS1), 제2압력센서(도 1의 PS2) 및 제3압력센서(도 1의 PS3)를 더 포함할 수 있다.
터치센서층(TSL)의 적층구조를 살펴보면 몇몇 실시예에서 터치센서층(TSL)은, 도 4에 도시된 바와 같이 제1도전층(ML1), 절연층(IL) 및 제2도전층(ML2)을 포함할 수 있다.
제1도전층(ML1)은 불투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1도전층(ML1)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(AL), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1도전층(ML1)은 단층구조로 이루어질 수 있으며, 다층구조로 이루어질 수 있다. 예시적으로 제1도전층(ML1)은 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수도 있다.
제1도전층(ML1) 상에는 절연층(IL)이 위치할 수 있다. 절연층(IL)은 제1도전층(ML1)과 제2도전층(ML2) 사이에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서 절연층(IL)은 절연 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 상기 절연물질은 무기 절연물질 또는 유기 절연물질일 수 있다. 상기 무기 절연물질은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유기 절연물질은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
절연층(IL) 상에는 제2도전층(ML2)이 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2도전층(ML2)은 광투과성을 갖는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예시적으로 광투과성을 갖는 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene), 전도성 고분자(예시적으로 PEDOT) 등을 들 수 있다. 또는 제2도전층(ML2)은 광투과성이 확보된다면 금속이나 이들의 합금과 같은 도전성 물질을 포함할 수도 있다. 상기 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(AL), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2도전층(ML2)이 금속 또는 이들의 합급으로 이루어지는 경우, 제2도전층(ML2)은 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위해 메쉬(mesh) 구조로 이루어질 수도 있다. 이하에서는 제2도전층(ML2)이 메쉬 구조로 이루어지는 경우를 예시로 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 표시 패널의 개략적인 평면도, 도 7은 도 6에 도시된 화소의 예시적인 등가회로도, 도 8은 도 7에 도시된 화소 및 이를 포함하는 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 표시패널(DP) 또는 베이스 기판(110)에는 도 1에 도시된 표시장치(1)의 표시영역(IDA) 및 주변영역(INDA)에 대응하는 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)이 정의될 수 있다. 이하에서 어느 한 영역과 다른 한 영역이 서로 대응한다는 것은 두 영역이 서로 중첩한다는 것을 의미하고 동일한 면적을 갖는 것으로 제한되지 않는다.
표시영역(DA)은 제1영역(A1) 내에 위치하는 제1표시영역(DA1), 적어도 일부가 제1영역(A1) 내에 위치하고 다른 일부는 제2영역(A2) 내에 위치하는 제2표시영역(DA2), 적어도 일부가 제1영역(A1) 내에 위치하고 다른 일부는 제3영역(A3) 내에 위치하는 제3표시영역(DA3)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1방향(x)을 따라 측정한 제1표시영역(DA1)의 제1폭(W1a)은, 제1방향(x)을 따라 측정한 제2표시영역(DA2)의 제1폭(W2a) 및 제1방향(x)을 따라 측정한 제3표시영역(DA3)의 제1폭(W3a)보다 넓을 수 있다. 또한 제2방향(y)을 따라 측정한 제1표시영역(DA1)의 제2폭(W1b)은, 제2방향(y)을 따라 측정한 제2표시영역(DA2)의 제2폭(W2b) 및 제2방향(y)을 따라 측정한 제3표시영역(DA3)의 제2폭(W3b)보다 넓을 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1방향(x)을 따라 측정한 표시영역(DA)의 최대폭은 제1표시영역(DA1)의 제1폭(W1a), 제2표시영역(DA2)의 제1폭(W2a) 및 제3표시영역(DA3)의 제1폭(W3a)의 합과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 제2방향(y)을 따라 측정한 표시영역(DA)의 최대폭은, 제1표시영역(DA1)의 제2폭(W1b)과 실질적으로 동일할 수 있다.
표시영역(DA)에서 베이스 기판(110) 상에는 복수개의 신호라인들(SGL), 복수개의 화소들(PX)이 위치할 수 있다. 비표시영역(NDA)에서 베이스 기판(110) 상에는 신호패드부(DPD)가 위치할 수 있으며, 터치센서층이 포함하는 터치배선들 및 압력배선들과 연결된 터치패드부(TPD1, TPD2)가 더 위치할 수 있다.
신호라인들(SGL), 화소들(PX) 및 신호패드부(DPD)는 소자층(DSL)에 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서 소자층(DSL)에는 터치패드부(TPD1, TPD2)가 더 포함될 수도 있다.
복수 개의 신호라인들(SGL)은 주사 라인GL), 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)을 포함할 수 있다.
주사 라인(GL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되어 화소(PX)에 주사 신호를 전달한다.
데이터 라인(DL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되어 화소(PX)에 데이터 신호를 전달한다.
전원 라인(PL)은 복수 개의 화소들(PX)에 연결되어 화소(PX)에 구동전압을 전달한다.
신호패드부(DPD)는 비표시영역(NDA)에 배치되고, 신호라인들(SGL), 예시적으로 데이터 라인(DL)과 연결될 수 있다. 신호패드부(DPD)는 외부로부터 데이터 신호를 수신할 수 있다.
몇몇 실시예에서 각 주사 라인(GL)은 제1방향(x)을 따라 연장되고, 데이터 라인(DL)은 제2방향(y)을 따라 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서 전원 라인(PL)은 데이터 라인(DL)과 동일한 제2방향(y)을 따라 연장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7에는 어느 하나의 주사라인(GL), 어느 하나의 데이터라인(DL), 전원라인(PL), 및 이들에 연결된 화소(PX)를 도시하였다. 화소(PX)의 구성은 도 7에 제한되지 않고 변형되어 실시될 수 있다.
화소(PX)는 자발광 소자(ELD), 자발광 소자(ELD)를 구동하기 위한 화소 구동회로로써 제1 트랜지스터(T1, 또는 스위칭 트랜지스터), 제2 트랜지스터(T2, 또는 구동 트랜지스터) 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 제2 트랜지스터(T2)에 제공되고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 자발광 소자(ELD)에 제공된다. 제2 전원 전압(ELVSS)은 제1 전원 전압(ELVDD) 보다 낮은 전압일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 주사 라인(GL)에 인가된 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다. 제2 트랜지스터(T2)는 자발광 소자(ELD)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 커패시터(Cst)에 저장된 전하량에 대응하여 자발광 소자(ELD)에 흐르는 구동전류를 제어한다.
등가회로는 하나의 일 실시예에 불과하며 이에 제한되지 않는다. 화소(PX)는 복수 개의 트랜지스터들을 더 포함할 수 있고, 더 많은 개수의 커패시터들을 포함할 수 있다. 자발광 소자(ELD)는 전원 라인(PL)과 제2 트랜지스터(T2) 사이에 접속될 수도 있다.
몇몇 실시예에서 자발광 소자(ELD)는 상술한 바와 같이 유기발광소자일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 자발광 소자(ELD)는 양자점 발광소자, 무기물 기반의 발광소자, 무기물 기반의 마이크로 발광다이오드, 무기물 기반의 나노 발광 다이오드 중 어느 하나일 수도 있다.
도 8은 도 7에 도시된 등가회로에 대응하는 표시패널(DP)의 부분 단면을 도시하였으며, 터치센서층(TSL)도 함께 도시하였다.
이하 표시패널(DP)의 적층구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
베이스 기판(110) 상에는 버퍼막(BFL)이 배치될 수 있다.
버퍼막(BFL) 상에는 제1 트랜지스터(T1)의 반도체 패턴(OSP1: 이하 제1 반도체 패턴), 제2 트랜지스터(T2)의 반도체 패턴(OSP2: 이하 제2 반도체 패턴)이 배치될 수 있다. 제1 반도체 패턴(OSP1) 및 제2 반도체 패턴(OSP2)은 아몰포스 실리콘, 폴리 실리콘, 금속 산화물 반도체에서 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 반도체 패턴(OSP1)과 제2 반도체 패턴(OSP2) 중 어느 하나는 폴리 실리콘으로 이루어지고, 제1 반도체 패턴(OSP1)과 제2 반도체 패턴(OSP2) 중 다른 하나는 금속 산화물 반도체로 이루어질 수도 있다.
제1 반도체 패턴(OSP1) 및 제2 반도체 패턴(OSP2) 상에는 제1절연층(111)이 배치된다. 제1절연층(111) 상에는 제1 트랜지스터(T1)의 제어전극(GE1: 이하, 제1 제어전극) 및 제2 트랜지스터(T2)의 제어전극(GE2: 이하, 제2 제어전극)이 배치된다. 제1 제어전극(GE1)과 제2 제어전극(GE2)이 동일한 층에 위치하는 경우, 제1 제어전극(GE1) 및 제2 제어전극(GE2)은 주사라인들(GL, 도 6 참조)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 제어전극(GE1)과 제2 제어전극(GE2)은 서로 다른 층에 위치할 수도 있다. 이러한 경우 제1 제어전극(GE1)과 제2 제어전극(GE2) 중 어느 하나만이 주사라인들(GL, 도 6 참조)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수도 있다.
제1절연층(111) 상에는 제1 제어전극(GE1) 및 제2 제어전극(GE2)을 커버하는 제2절연층(112)이 배치된다. 제2절연층(112) 상에는 제1 트랜지스터(T1)의 입력전극(DE1: 이하, 제1 입력전극) 및 출력전극(SE1: 제1 출력전극), 제2 트랜지스터(T2)의 입력전극(DE2: 이하, 제2 입력전극) 및 출력전극(SE2: 제2 출력전극)이 배치된다.
몇몇 실시예에서 제1절연층(111) 및 제2절연층(112)은 무기물질 또는 유기물질을 포함할 수 있다.
제1 입력전극(DE1)과 제1 출력전극(SE1)은 제1절연층(111) 및 제2절연층(112)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)과 제2 관통홀(CH2)을 통해 제1 반도체 패턴(OSP1)에 각각 연결된다. 제2 입력전극(DE2)과 제2 출력전극(SE2)은 제1절연층(111) 및 제2절연층(112)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)과 제4 관통홀(CH4)을 통해 제2 반도체 패턴(OSP2)에 각각 연결된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 중 일부는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2절연층(112) 상에 제1 입력전극(DE1), 제2 입력전극(DE2), 제1 출력전극(SE1), 및 제2 출력전극(SE2)을 커버하는 중간 유기층(113)이 배치된다. 중간 유기층(113)은 평탄면을 제공할 수 있다.
중간 유기층(113) 상에는 화소 정의막(PDL) 및 자발광 소자(ELD)가 위치할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기물질을 포함할 수 있다. 중간 유기층(113) 상에 애노드 전극(AE)이 배치된다. 애노드 전극(AE)은 중간 유기층(113)을 관통하는 제5 관통홀(CH5)을 통해 제2 출력전극(SE2)에 연결된다. 화소 정의막(PDL)에는 애노드 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출하는 개구부(OPN)가 정의될 수 있다.
화소(PX)는 표시영역(DA)에 배치될 수 있다. 표시영역(DA)은 발광영역(PXA)과 발광영역(PXA)에 인접한 비발광영역(NPXA)을 포함할 수 있다. 비발광영역(NPXA)은 발광영역(PXA)을 둘러 쌀 수 있다. 본 실시예에서 발광영역(PXA)은 개구부(OPN)에 의해 노출된 애노드 전극(AE)의 일부영역에 대응하게 정의되었다.
본 발명의 일 실시예에서 발광영역(PXA)은 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 중 적어도 하나에 중첩할 수 있다. 개구부(OPN)가 더 넓어지고, 애노드 전극(AE), 및 후술하는 발광층(EML)도 더 넓어질 수 있다.
정공 제어층(HCL)은 발광영역(PXA)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나, 정공 제어층(HCL)과 같은 공통층은 화소들(PX, 도 6 참조)에 공통으로 형성될 수 있다.
정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치된다. 발광층(EML)은 소정의 컬러광을 생성할 수 있다. 발광층(EML)은 개구부(OPN)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 발광층(EML)은 화소들(PX) 각각에 분리되어 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예에서 발광층(EML)의 적어도 일부는 둘 이상의 화소(PX)에 걸쳐 위치할 수도 있다.
자발광 소자(ELD)가 유기발광소자인 경우, 발광층(EML)은 유기물질을 포함할 수 있다. 즉, 몇몇 실시예에서 발광층(EML)은 유기발광층일 수 있다.
자발광 소자(ELD)가 양자점 발광소자인 경우, 발광층(EML)은 양자점 물질을 포함할 수 있다. 즉, 발광층(EML)은 양자점 발광층일 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치된다. 별도로 도시되지 않았으나, 전자 제어층(ECL)은 화소들(PX)에 공통으로 형성될 수 있다.
전자 제어층(ECL) 상에 캐소드 전극(CE)이 배치된다. 캐소드 전극(CE)은 화소들(PX)에 공통적으로 배치된다.
캐소드 전극(CE) 상에는 상부 절연층(TFL)이 위치할 수 있으며, 터치센서층(TSL)은 상부 절연층(TFL) 또는 박막 봉지층(TFE) 상에 위치할 수 있다.
발광영역(PXA) 내에 위치하는 애노드 전극(AE), 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL) 및 캐소드 전극(CE)은 자발광 소자(ELD)를 이룰 수 있다.
즉, 자발광 소자(ELD)는 애노드 전극(AE), 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL) 및 캐소드 전극(CE)이 모두 발광영역(PXA) 내에 위치하는 부분으로 정의될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 터치 센서의 예시적인 블록도이다.
도 9를 참조하면, 터치 센서(TSM)는 터치센서층(TSL) 및 터치제어부(TSC)를 포함한다.
터치센서층(TSL)은 터치 입력을 검출하기 위한 복수의 제1터치전극부(120) 및 복수의 제2터치전극부(130)를 포함할 수 있다.
제1터치전극부(120) 및 제2터치전극부(130)는 터치제어부(TSC)와 전기적으로 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2터치전극부(130)는 터치제어부(TSC)로부터 터치 검출을 위한 구동신호(Ts)를 제공받는 구동전극부 일 수 있으며, 제1터치전극부(120)는 터치제어부(TSC)에 터치 검출을 위한 감지신호(Rs)를 출력하는 감지전극부 일 수 있다. 또는 다른 예에서 제1터치전극부(120)는 구동신호(Ts)를 제공받는 구동전극부 일 수 있으며, 제2터치전극부(130)는 터치 검출을 위한 감지신호(Rs)를 출력하는 감지전극부 일 수 있다. 이하에서는 제1터치전극부(120)가 감지전극부이고, 제2터치전극부(130)가 구동전극부인 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1터치전극부(120) 및 제2터치전극부(130)는 표시 패널(DP)에 구비된 적어도 일 전극과 중첩될 수 있다. 예컨대, 표시 패널(DP)이 유기 발광 디스플레이 패널인 경우, 제1터치전극부(120) 및 제2터치전극부(130)는 도 8에 도시된 표시 패널(DP)의 캐소드 전극(CE) 등과 중첩할 수 있다.
터치센서층(TSL)은 노이즈 감지전극부(170)를 더 포함할 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)는 터치제어부(TSC)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 보다 구체적으로 후술할 터치 검출부(230)와 전기적으로 연결될 수 있다. 노이즈 감지전극부(170)는 터치센서층(TSL)에서 발생하는 노이즈를 감지하고 이를 노이즈 감지신호(Ns)로서 터치 검출부(230)에 제공할 수 있다.
터치센서층(TSL)은 압력센서(150)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 압력센서(150)는 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 압력센서(150)는 외부에서 가해진 힘 또는 압력에 응답하여 저항값이 변화할 수 있다. 압력센서(150)는 압력 검출부(250)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치제어부(TSC)는 터치센서층(TSL)과 전기적으로 연결되어 터치센서층(TSL)에 구동신호(Ts)를 공급하고, 터치센서층(TSL)로부터 구동신호(Ts)에 대응하는 감지신호(Rs)를 수신하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한 터치제어부(TSC)는 압력센서(150)와 전기적으로 연결되어 터치 압력 또는 터치 힘을 검출할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치제어부(TSC)는 터치 구동부(210), 터치 검출부(230) 및 압력 검출부(250)를 포함할 수 있다.
터치 구동부(210)는 제2터치전극부(130)에 터치 입력을 검출하기 위한 구동신호(Ts)를 제공할 수 있다.
터치 검출부(230)는 제1터치전극부(120)로부터 구동신호(Ts)에 상응하는 감지신호(Rs)를 수신하여 터치 입력의 유무 및/또는 그 위치를 검출할 수 있다. 몇몇 실시예에서 감지신호(Rs)는 제1터치전극부(120)와 제2터치전극부(130) 사이에 발생하는 상호 정전용량의 변화량일 수 있다. 보다 구체적으로, 터치 입력이 발생하게 되면, 터치 입력이 제공된 지점 혹은 그 주변부에서는 정전용량이 변화된다. 터치 검출부(230)는 감지신호(Rs)로서 제1터치전극부(120)와 제2터치전극부(130) 사이의 상호 정전용량의 변화량을 수신하고 이에 기초하여 터치입력의 유무 및/또는 그 위치를 파악할 수 있다. 또한 터치 검출부(230)는 노이즈 감지전극부(170)로부터 노이즈 감지신호(Ns)를 수신하고, 노이즈 감지신호(Ns)를 이용하여 감지신호(Rs)에 포함된 노이즈를 제거 또는 상쇄할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 검출부(230)는 수신한 감지신호(Rs)를 증폭하는 하나 이상의 증폭기, 상기 증폭기의 출력단과 연결된 아날로그 디지털 변환기(analog digital converter) 및 프로세서를 포함할 수 있다. 보다 구체적 내용은 도 28에서 후술한다.
압력 검출부(250)는 압력센서(150)와 전기적으로 연결되고 압력센서(150)의 저항값 변화에 기초하여 터치 압력 또는 터치 힘을 검출할 수 있다. 몇몇 실시예에서 압력 검출부(250)는 적어도 하나의 휘트스톤 브리지 회로부를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 터치 구동부(210), 터치 검출부(230) 및 압력 검출부(250)는 하나의 터치 IC의 내부에 집적될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 다른 실시예에서 터치 구동부(210) 및 터치 검출부(230)는 하나의 터치 IC 내부에 집적되고, 압력 검출부(250)는 터치 IC 내부가 아닌 다른 부분에 위치할 수 있다. 예시적으로 압력 검출부(250)는 표시 패널(DP) 상에 배치될 수도 있으며, 또는 별도의 연성회로기판 상에 배치될 수도 있다.
이하 도 10 내지 도 27을 더 참조하여 터치 센서(TSM)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 표시장치가 포함하는 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면, 도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도, 도 13은 도 12에 도시된 제1스트레인 게이지의 제1저항선 및 제2저항선을 확대 도시한 평면도, 도 14는 도 13의 변형예를 도시한 평면도, 도 15는 도 12에 도시된 제1도전체의 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 확대 도시한 평면도, 도 16은 도 10 및 도 11에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도, 도 17은 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서 및 그 주변의 제1터치전극부, 제2터치전극부를 확대 도시한 평면도, 도 18은 도 17의 X5-X5'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 19는 도 17의 X7-X7'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 20은 도 17의 X9-X9'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 21은 도 17의 X11-X11'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 22는 도 17의 X13-X13'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 23은 도 17의 Q3를 확대 도시한 평면도로서, 표시 패널의 발광 영역 및 비발광 영역도 함께 도시한 평면도, 도 24는 도 10의 Q1부분을 확대 도시한 평면도, 도 25는 도 24의 X15-X15'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 26은 도 24의 X17-X17'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도. 도 27은 도 24에 도시된 노이즈 감지전극을 확대한 평면도이다.
참고로 도 10에는 터치배선과 터치전극부들 간의 연결관계가 도시되어 있으며, 도 11에는 각 압력센서와 압력배선 간의 연결관계가 도시되어 있다.
도 10 내지 도 11을 참조하면, 터치센서층(TSL)에는 감지영역(SA) 및 비감지영역(NSA)이 정의된다. 감지영역(SA)은 터치센서층(TSL) 중 터치 입력을 감지하는 영역이고, 비감지영역(NSA)은 터치 입력을 감지하지 못하는 영역일 수 있다.
감지영역(SA)은 도 1에 도시된 표시장치(1)의 표시영역(IDA) 또는 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 표시영역(DA)에 대응할 수 있다. 또한 비감지영역(NSA)은 도 1에 도시된 표시장치(1)의 주변영역(INDA) 또는 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 비표시영역(NDA)에 대응할 수 있다. 몇몇 실시예에서 감지영역(SA)은 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 표시영역(DA)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 비감지영역(NSA)은 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 비표시영역(NDA)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하 감지영역(SA)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
감지영역(SA)은 제1영역(A1) 내에 위치하는 제1감지영역(SA1), 적어도 일부가 제1영역(A1) 내에 위치하고 다른 일부는 제2영역(A2) 내에 위치하는 제2감지영역(SA2), 적어도 일부가 제1영역(A1) 내에 위치하고 다른 일부는 제3영역(A3) 내에 위치하는 제3감지영역(SA3)을 포함할 수 있다. 제1감지영역(SA1)은 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 제1표시영역(DA1)과 대응할 수 있으며, 제2감지영역(SA2)은 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 제2표시영역(DA2)과 대응할 수 있고, 제3감지영역(SA3)은 도 6에 도시된 표시패널(DP)의 제3표시영역(DA3)과 대응할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1방향(x)을 따라 측정한 제1감지영역(SA1)의 제1폭(W4a)은, 제1방향(x)을 따라 측정한 제2감지영역(SA2)의 제1폭(W5a) 및 제1방향(x)을 따라 측정한 제3감지영역(SA3)의 제1폭(W6a)보다 넓을 수 있다. 또한 제2방향(y)을 따라 측정한 제1감지영역(SA1)의 제2폭(W6b)은, 제2방향(y)을 따라 측정한 제2감지영역(SA2)의 제2폭(W5b) 및 제2방향(y)을 따라 측정한 제3감지영역(SA3)의 제2폭(W6b)보다 넓을 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1방향(x)을 따라 측정한 감지영역(SA)의 최대폭은 제1감지영역(SA1)의 제1폭(W4a), 제2감지영역(SA2)의 제1폭(W5a) 및 제3감지영역(SA3)의 제1폭(W6a)의 합과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 제2방향(y)을 따라 측정한 감지영역(SA)의 최대폭은, 제1감지영역(SA1)의 제2폭(W4b)과 실질적으로 동일할 수 있다.
제2감지영역(SA2)의 일부는 표시장치의 제2영역(A2), 즉 표시장치의 제1 측면부 내에 위치한다. 따라서 제2감지영역(SA2)은 제3방향(z)의 반대방향으로 구부러지거나 접힐 수 있다.
제3감지영역(SA3)의 일부는 표시장치의 제3영역(A3), 즉 표시장치의 제2 측면부 내에 위치한다. 따라서 제3감지영역(SA3)은 제3방향(z)의 반대방향으로 구부러지거나 접힐 수 있다.
상술한 바와 같이 표시패널(DP)의 일부는 터치센서층(TSL)의 베이스층일 수 있으며, 예시적으로 박막 봉지층(TFE)은 터치센서층(TSL)의 베이스층일 수 있다. 이하에서는 박막 봉지층(TFE)과 베이스층이라는 용어를 혼용하며, 동일한 도면부호를 부여한다.
터치센서층(TSL)은 감지영역(SA) 내에 위치하고 베이스층(TFE) 상에 위치하는 제1터치전극부(120), 제2터치전극부(130), 압력센서(150)를 포함할 수 있다. 터치센서층(TSL)은 노이즈 감지전극부(170), 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)을 더 포함할 수 있다. 압력센서(150)는 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2), 제3압력센서(PS3)를 포함할 수 있다.
제1터치전극부(120)는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1방향(x)을 따라 연장되고 제2방향(y)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제2방향(y)을 따라 서로 이격 배치된 제1터치전극부(120)는 각각 전극행을 구성할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1터치전극부(120) 중 일부는 제1감지영역(SA1) 뿐만 아니라 제2감지영역(SA2) 및 제3감지영역(SA3)에 더 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2감지영역(SA2) 내에 위치하는 제1터치전극부(120)의 전극행 개수는 제3감지영역(SA3) 내에 위치하는 제1터치전극부(1200의 전극행 개수보다 많을 수 있다. 도 10 및 도 11에는 예시적으로 제2감지영역(SA2) 내에는 총 4개의 전극행이 위치하고, 제3감지영역(SA3) 내에는 총 2개의 전극행이 위치하는 것으로 도시하였다. 제2감지영역(SA2) 내에 위치하는 제1터치전극부(120)의 전극행을 제2방향(y)의 화살표가 향하는 방향의 반대방향을 따라 순차적으로 제1전극행(RE1), 제2전극행(RE2), 제3전극행(RE3) 및 제4전극행(RE4)으로 지칭하면, 제2감지영역(SA2) 내에는 제1전극행(RE1), 제2전극행(RE2), 제3전극행(RE3) 및 제4전극행(RE4)이 위치하고 제3감지영역(SA3) 내에는 제1전극행(RE1) 및 제2전극행(RE2)이 위치할 수 있다.
제1터치전극부(120)는 제1방향(x)을 따라 배열된 복수의 제1터치전극(121) 및 제1방향(x)을 따라 서로 이웃하는 제1터치전극(121)을 서로 전기적으로 연결하는 제1연결부(123)를 포함할 수 있다. 이하 실시예들을 설명함에 있어서, "연결"이라 함은 물리적 및/또는 전기적인 측면에서의 "연결"을 포괄적으로 의미할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)은 마름모 형상 또는 정사각형 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 삼각형, 마름모 이외의 사각형, 정사각형 이외의 사각형, 오각형, 원형, 바(bar)형 등 다양한 형상으로 변형될 수도 있다.
제1터치전극(121)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제1터치전극(121)은 도 4의 설명에서 상술한 제2도전층(ML2)으로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 물질의 구체적 예시는 제2도전층(ML2)의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
제1터치전극(121)이 제2도전층(ML2)으로 이루어지는 바, 제1터치전극(121)은 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 절연층(IL) 상에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)은 도 23에 도시된 바와 같이 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위해 메쉬(mesh) 구조로 이루어질 수 있다. 제1터치전극(121)이 메쉬 구조로 이루어지는 경우, 제1터치전극(121)은 표시 패널의 발광영역과 비중첩하도록 배치될 수 있다. 바꾸어 말하면, 메쉬 구조의 제1터치전극(121)은 표시 패널의 비발광영역과 중첩하도록 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2방향(y)을 따라 이격된 제1터치전극(121)은 전극열을 이룰 수 있으며, 전극열의 일부는 제1감지영역(SA1) 뿐만 아니라 제2감지영역(SA2) 및 제3감지영역(SA3)에도 위치할 수 있다.
도 10 및 도 11에는 예시적으로 제2감지영역(SA2) 내에 제1방향(x)을 따라 순차적으로 제1전극열(CE1a), 제2전극열(CE2a), 제3전극열(CE3a) 및 제4전극열(CE4a)이 위치하고, 제3감지영역(SA3) 내에는 제1방향(x)의 반대방향을 따라 순차적으로 제5전극열(CE1b), 제6전극열(CE2b), 제7전극열(CE3b) 및 제8전극열(CE4b)이 위치하는 것으로 도시하였다.
제1터치전극(121)은 제1개구부(OP1)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1터치전극(121) 각각은 적어도 중앙부분이 개구되어 제1터치전극(121) 아래에 위치하는 층을 노출할 수 있다. 예시적으로 제1개구부(OP1)는 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 제1터치전극(121) 아래에 위치하는 절연층(IL)을 노출할 수 있다.
제1연결부(123)는 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1터치전극(121)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 제1터치전극(121)과 접촉할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1연결부(123)는 제1터치전극(121)과 동일한 층에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1연결부(123)는 도 4의 설명에서 상술한 제2도전층(ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제1터치전극(121)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1연결부(123)가 제2도전층(ML2)으로 이루어지는 바, 제1연결부(123)는 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 절연층(IL) 상에 위치할 수 있다.
도 10, 도 11, 도 17에는 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1터치전극(121) 사이에 제1연결부(123)가 하나 배치된 것으로 도시되어 있으나, 제1연결부(123)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1방향(x)을 따라 이웃하는 두개의 제1터치전극(121) 사이에는 제1연결부(123)가 두개 이상 배치될 수도 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제2터치전극부(130)는 제2방향(y)을 따라 연장되고 제1방향(x)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제1방향(x)을 따라 서로 이격 배치된 제2터치전극부(130)는 각각 열을 구성할 수 있다.
제2터치전극부(130)는 제1감지영역(SA1) 뿐만 아니라 제2감지영역(SA2) 및 제3감지영역(SA3)내에도 위치할 수 있다.
도 10 및 도 11에는 예시적으로 제2감지영역(SA2) 내에 제1방향(x)을 따라 순차적으로 제1열(CO1a), 제2열(CO2a) 및 제3열(CO3a)이 위치하고, 제3감지영역(SA3) 내에는 제1방향(x)의 반대방향을 따라 순차적으로 제4열(CO1b), 제5열(CO2b) 및 제6열(CO3b)이 위치하는 것으로 도시하였다.
제2터치전극부(130)는 제2방향(y)을 따라 배열된 복수의 제2터치전극(131) 및 제2방향(y)을 따라 서로 이웃하는 제2터치전극(131)을 서로 전기적으로 연결하는 제2연결부(133)를 포함할 수 있다.
복수의 제2터치전극(131)은 제2방향(y)을 따라 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 제2터치전극(131)은 제1방향(x)을 따라 서로 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1방향(x)을 따라 이격된 제2터치전극(131)은 행을 이룰 수 있다. 도 10 및 도 11에서는 예시적으로 제2감지영역(SA2) 내에는 제2방향(y)의 화살표가 향하는 방향의 반대방향을 따라 순차적으로 제1행(RO1), 제2행(RO2), 제3행(RO3) 및 제4행(RO4)이 위치하고 제3감지영역(SA3) 내에는 제1행(RO1) 및 제2행(RO2)이 위치하는 것으로 도시하였다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)이 이루는 행은 제1터치전극부(120)가 이루는 두개의 전극행 사이에 위치할 수 있다. 예시적으로 제2행(RO2)은 제1전극행(RE1)과 제2전극행(RE2) 사이에 위치할 수 있으며, 제3행(RO3)은 제2전극행(RE2)과 제3전극행(RE3) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 제2터치전극(131)이 이루는 행과 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행은 제2방향(y)을 따라 반복적으로 배치될 수 있다.
제2터치전극(131)은 제2개구부(OP2)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2터치전극(131) 각각은 적어도 중앙부분이 개구되어 제2터치전극(131) 아래에 위치하는 층을 노출할 수 있다. 예시적으로 제2개구부(OP2)는 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 제2터치전극(131) 아래에 위치하는 절연층(IL)을 노출할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2)의 면적은 제1개구부(OP1)의 면적과 다를 수 있다. 예시적으로 제2개구부(OP2)의 면적은 제1개구부(OP1)의 면적보다 넓을 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)의 평면 형상은 마름모 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 삼각형, 마름모 이외의 사각형, 오각형, 원형, 바(bar)형 등 다양한 형상으로 변형될 수도 있다.
제2터치전극(131)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제2터치전극(131)은 도 4의 설명에서 상술한 제2도전층(ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제1터치전극(121)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)은 제1터치전극(121)과 마찬가지로 메쉬 구조로 이루어질 수 있다.
제2연결부(133)는 제2방향(y)을 따라 이웃하는 제2터치전극(131)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 제2터치전극(131)과 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2연결부(133)는 브리지(bridge) 형태의 연결 패턴으로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2연결부(133)는 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 다른 층으로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2연결부(133)는 도 4의 설명에서 상술한 제1도전층(ML1)으로 이루어질 수 있으며, 제1도전층(ML1)의 설명에서 상술한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제2연결부(133)가 제1도전층(ML1)으로 이루어지는 바, 제2연결부(133)와 제2터치전극(131) 사이에는 절연층(IL)이 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 도 18에 도시된 바와 같이 제2터치전극(131)은 절연층(IL)에 형성된 제1컨택홀(CN1)을 통해 제2연결부(133)와 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2터치전극(131)은 터치 위치를 검출하기 위한 구동신호(Ts)를 제공받는 구동전극일 수 있으며, 제1터치전극(121)은 터치 위치를 검출하기 위한 감지신호(Rs)를 출력하는 감지전극일 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 압력센서(150)는 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)를 포함할 수 있다.
제1압력센서(PS1) 및 제2압력센서(PS2)는 제2감지영역(SA2) 내에 위치하고, 제3압력센서(PS3)는 제3감지영역(SA3) 내에 위치할 수 있다.
제1압력센서(PS1)는 제1스트레인 게이지(150a), 제1도전부(150b), 제2스트레인 게이지(150c) 및 제2도전부(150d)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c)는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수 있다. 예시적으로 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 제1스트레인 게이지(150a)는 제1행(RO1)에 위치하고, 제2스트레인 게이지(150c)는 제2행(RO2)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 예시적으로 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 제1도전부(150b)는 제1전극행(RE1)에 위치하고, 제2도전부(150d)는 제2전극행(RE2)에 위치할 수 있다. 다만 이는 하나의 예시이며, 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c)가 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치하고 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)가 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수도 있다. 또는 1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c) 중 어느 하나는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치하고 다른 하나는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수도 있으며, 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d) 중 어느 하나는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치하고 다른 하나는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수도 있다.
이하에서는 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c)는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치하고 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치하는 경우를 예시로 설명한다.
제1스트레인 게이지(150a)는 도 12에 도시된 바와 같이, 제1저항선(151a), 제2저항선(153a), 제1연결선(155a), 제2연결선(157a) 및 제1연결패턴(159a)을 포함할 수 있다.
제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 제1행(RO1)에서 제1터치전극(121)에 형성된 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있으며, 도 17에 도시된 바와 같이 제2터치전극(131)과 이격될 수 있다. 또한 제2개구부(OP2) 내에서 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 서로 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 평면상에서 서로 중첩하지 않을 수 있다.
제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 소정의 패턴을 갖도록 구부러진 형상으로 이루어질 수 있다. 터치 센서(TSM)의 터치센서층(TSL)에 소정의 세기를 갖는 압력이 인가되면, 제1저항선(151a)의 길이와 제2저항선(153a)의 길이 중 적어도 어느 하나가 변하게 된다. 이에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값이 변하게 되며, 변화된 저항값에 기초하여 터치 압력의 세기를 판별할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 도 13에 도시된 바와 같이 둘 이상의 절곡된 부분 및 제1방향(x) 및 제2방향(y)과 교차하는 방향으로 연장된 부분을 포함하는 형상으로 이루어질 수도 있다.
이외에도 제1저항선(151a)의 형상 및 제2저항선(153a)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
예시적으로 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)이 메쉬 구조로 이루어진 경우, 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 형성될 수 있다. 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)을 형성하는 경우, 몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2) 내에는 도 14에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a) 중 적어도 하나와 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부(BPa)가 더 위치할 수 있다.
가지부(BPa)는 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하고 남은 잔여물일 수 있다. 가지부(BPa)는 제2터치전극(131)과 이격될 수 있으며, 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)과 동일한 층으로 이루어지고 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 층에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)이 절연층(IL) 상에 위치하는 경우, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)도 절연층(IL) 상에 위치할 수 있다.
제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 도 4의 설명에서 상술한 제2도전층(ML2)으로 이루어질 수 있다.
제1연결선(155a)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1저항선(151a)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제1저항선(151a)과 접촉할 수 있다. 또한 제2연결선(157a)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제2저항선(153a)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제2저항선(153a)과 접촉할 수 있다. 제1연결선(155a) 및 제2연결선(157a)은 제1터치전극부(120) 및 제2터치전극부(130)와 접촉하지 않고 이격될 수 있으며, 제1연결선(155a)과 제2연결선(157a)은 서로 이격될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1연결선(155a) 및 제2연결선(157a)은 제2연결부(133)와 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 도 4의 설명에서 상술한 제1도전층(ML1)으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)과 제1연결선(155a) 사이 및 제2저항선(153a)과 제2연결선(157a) 사이에는 절연층(IL)이 위치할 수 있다. 예컨대 제1저항선(151a) 및 제2저항선(153a)은 절연층(IL) 상에 위치하고 제1연결선(155a) 및 제2연결선(157a)은 절연층(IL)의 아래에 위치할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제1저항선(151a)과 제1연결선(155a)은 절연층(IL)에 형성된 제2컨택홀(CN2)을 통해 서로 연결되고 서로 직접 접촉할 수 있다. 제2저항선(153a)과 제2연결선(157a)은 도 20에 도시된 바와 같이 절연층(IL)에 형성된 제3컨택홀(CN3)을 통해 서로 연결되고 서로 직접 접촉할 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 12에 도시된 바와 같이 제1행(RO1) 및 제2열(CO2a)에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에는 제1연결패턴(159a)이 위치할 수 있다. 제1연결패턴(159a)은 제1저항선(151a)과 제2저항선(153a)을 서로 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1연결패턴(159a)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 마찬가지로 도 4에 도시된 제2도전층(ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
제1저항선(151a), 제1연결선(155a), 제2저항선(153a), 제2연결선(157a) 및 제1연결패턴(159a)을 포함하는 제1스트레인 게이지(150a)는 평면상에서 바라볼 때, 제1방향(x)을 따라 터치센서층(TSL)의 일측에서 타측으로 연장된 후 제1방향(x)의 반대방향을 따라 타측에서 일측으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 양단은 모두 감지영역(SA)의 일측, 예를 들어 도 10 및 도 11을 기준으로 제2감지영역(SA2)의 좌측에 인접하여 위치할 수 있다.
제1도전부(150b)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1도전부(150b)는 제1전극행(RE1)에 위치할 수 있다.
제1도전부(150b)는 제1도전패턴(152b), 제2도전패턴(154b), 제3연결선(155b), 제4연결선(157b) 및 제2연결패턴(159b)을 포함하며, 제3저항선(151b)과 제4저항선(153b)을 더 포함할 수 있다.
제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 제2터치전극(131)에 형성된 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 제1전극열(CE1a)에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있다. 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 도 17에 도시된 바와 같이 제1터치전극(121)과 이격될 수 있으며, 제2개구부(OP2) 내에서 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 서로 이격될 수 있다.
제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 소정의 패턴을 갖도록 구부러진 형상으로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 도 13에 도시된 바와 같이 둘 이상의 절곡된 부분 및 제1방향(x) 및 제2방향(y)과 교차하는 방향으로 연장된 부분을 포함하는 형상으로 이루어질 수도 있다.
이외에도 제3저항선(151b)의 형상 및 제4저항선(153b)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)은 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 형성될 수 있다. 이러한 경우, 몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2) 내에는 도 14에 도시된 바와 유사하게 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b) 중 적어도 하나와 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부가 더 위치할 수 있다.
제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)은 제1터치전극(121)에 형성된 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)은 제2전극열(CE2a)에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있다. 실시예에서 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)은 도 17에 도시된 바와 같이 제1터치전극(121)과 이격될 수 있으며, 제2개구부(OP2) 내에서 실시예에서 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)은 서로 이격될 수 있다.
제1도전패턴(152b)의 평면 형상은 제1저항선(151a)의 평면 형상과 다를 수 있으며, 제2도전패턴(154b)의 평면 형상은 제2저항선(153b)의 평면 형상과 다를 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)은 도 15에 도시된 바와 같이 메쉬구조로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 12에 도시된 바와 같이 제1전극행(RE1) 및 제2전극열(CO2a)에 위치하는 제1개구부(OP1) 내에는 제2연결패턴(159b)이 위치할 수 있다. 제2연결패턴(159b)은 제1도전패턴(152b)과 제2도전패턴(154b)을 서로 연결할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1도전패턴(152b), 제2도전패턴(154b) 및 제2연결패턴(159b)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있다.
제3연결선(155b)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제3저항선(151b)과 제1도전패턴(152b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제4연결선(157b)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제4저항선(153b)과 제2도전패턴(154b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3연결선(155b) 및 제4연결선(157b)은 제2연결부(133) 와 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 제1도전층(도 4의 ML1)으로 이루어질 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제3저항선(151b)은 절연층(IL)에 형성된 제4컨택홀(CN4)을 통해 제3연결선(155b)과 연결될 수 있으며, 제1도전패턴(152b)은 절연층(IL)에 형성된 제6컨택홀(CN6)을 통해 제3연결선(155b)과 연결될 수 있다. 또한 도 22에 도시된 바와 같이 제4저항선(153b)은 절연층(IL)에 형성된 제5컨택홀(CN5)을 통해 제4연결선(157b)과 연결될 수 있으며, 제2도전패턴(154b)은 절연층(IL)에 형성된 제7컨택홀(CN7)을 통해 제4연결선(157b)과 연결될 수 있다.
제1도전부(150b)는 평면상에서 바라볼 때, 제1방향(x)을 따라 터치센서층(TSL)의 일측에서 타측으로 연장된 후 제1방향(x)의 반대방향을 따라 타측에서 일측으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제1도전부(150b)의 양단은 모두 감지영역(SA)의 일측, 예를 들어 도 10 및 도 11을 기준으로 제2감지영역(SA2)의 좌측에 인접하여 위치할 수 있다.
제2스트레인 게이지(150c)는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1스트레인 게이지(150c)는 도 10 내지 도12에 도시된 바와 같이 제2행(RO2)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2스트레인 게이지(150c)는 제1스트레인 게이지(150a)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제2스트레인 게이지(150c)는 도 12에 도시된 바와 같이, 제5저항선(151c), 제6저항선(153c), 제5연결선(155c), 제6연결선(157c) 및 제3연결패턴(159c)을 포함할 수 있다.
제5저항선(151c), 제6저항선(153c) 및 제3연결패턴(159c)은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제5연결선(155c) 및 제6연결선(157c)은 제1도전층(도 4의 ML1)으로 이루어질 수 있다.
제5저항선(151c)과 제5연결선(155c)은 절연층(IL)에 형성된 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있으며, 제6저항선(153c)과 제6연결선(157c)은 절연층(IL)에 형성된 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있다.
이외 제5저항선(151c), 제6저항선(153c), 제5연결선(155c), 제6연결선(157c) 및 제3연결패턴(159c)에 대한 설명은 제1저항선(151a), 제2저항선(153a), 제1연결선(155a), 제2연결선(157a) 및 제1연결패턴(159a)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바 생략한다.
제2도전부(150d)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 예시적으로 제2도전부(150d)는 제2전극행(RE2)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2도전부(150d)는 제1도전부(150b)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제2도전부(150d)는 제3도전패턴(152d), 제4도전패턴(154d), 제7연결선(155d), 제8연결선(157d) 및 제4연결패턴(159d)을 포함하며, 제7저항선(151d)과 제8저항선(153d)을 더 포함할 수 있다.
제3도전패턴(152d)과 제7저항선(151d)은 각각 절연층(IL)에 형성된 컨택홀을 통해 제7연결선(155d)과 연결될 수 있다. 또한 제4도전패턴(154d)과 제8저항선(153d)은 각각 절연층(IL)에 형성된 컨택홀을 통해 제8연결선(157d)과 연결될 수 있다.
이외 제3도전패턴(152d), 제4도전패턴(154d), 제7연결선(155d), 제8연결선(157d), 제4연결패턴(159d), 제7저항선(151d) 및 제8저항선(153d)에 대한 설명은 제1도전패턴(152b), 제2도전패턴(154b), 제3연결선(155b), 제4연결선(157b), 제2연결패턴(159b), 제3저항선(151b) 및 제4저항선(153b)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
몇몇 실시예에서 동일한 압력이 가해지는 경우 제1도전패턴(152b)의 길이 변화량 또는 단면적 변화량은 제1저항선(151a)의 길이 변화량 또는 단면적 변화량보다 작을 수 있다. 즉, 동일한 압력에 대한 제1도전패턴(152b)의 저항값 변화량은, 제1저항선(151b)의 저항값 변화량보다 작을 수 있다.
마찬가지로 동일한 압력에 대한 제2도전패턴(154b)의 저항값 변화량은, 제2저항선(153b)의 저항값 변화량보다 작고, 동일한 압력에 대한 제3도전패턴(152d)의 저항값 변화량은, 제5저항선(151c)의 저항값 변화량보다 작고, 동일한 압력에 대한 제4도전패턴(154d)의 저항값 변화량은, 제6저항선(153c)의 저항값 변화량보다 작을 수 있다.
제2감지영역(SA2) 또는 제1압력센서(PS1)에 사용자의 터치 입력이 가해지는 경우, 터치 입력의 세기에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값과 제2스트레인 게이지(150c)의 저항값 중 적어도 어느 하나가 변화할 수 있다. 또한 사용자의 체온에 의해 온도변화가 발생함에 따라 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값과 제2스트레인 게이지(150c)의 저항값 중 적어도 어느 하나가 변화할 수 있다. 즉, 제1스트레인 게이지(150a)를 기준으로 설명하면, 제1스트레인 게이지(150a)의 저항값의 변화량은 터치 압력에 따라 형상이 변형되어 변화하는 성분(이하 '압력저항성분') 및 온도변화에 기초하여 변화하는 성분(이하 '온도저항성분')을 모두 포함할 수 있다. 그리고 상기 온도저항성분은 터치 압력의 세기와 무관한 바, 압력 검출시 노이즈로 작용할 수 있다.
본 실시예에 의하는 경우 제1압력센서(PS1)가 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)를 포함한다. 그리고 제1도전부(150b)는 제2감지영역(SA2) 내에 위치하는 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)을 포함하고, 제2도전부(150d)는 제2감지영역(SA2) 내에 위치하는 제3도전패턴(152d) 및 제4도전패턴(154d)을 포함한다. 따라서 제2감지영역(SA2)에 사용자의 터치 입력이 발생한 경우, 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)에는 터치 입력의 세기에 따른 저항값 변화(또는 압력저항성분)는 실질적으로 발생하지 않거나 미미하게 발생한다. 그리고 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)에는 온도 변화에 따른 저항값 변화가 발생한다.
따라서 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c)의 온도저항성분을 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)의 온도저항성분으로 보상하거나 상쇄할 수 있으며, 이에 따라 압력 검출 민감도를 향상시킬 수 있다.
제2압력센서(PS2)는 제2감지영역(SA2) 내에 위치하는 제3스트레인 게이지(150e), 제3도전부(150f), 제4스트레인 게이지(150g) 및 제4도전부(150h)를 포함할 수 있다.
제3스트레인 게이지(150e)는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수 있다. 예시적으로 제3스트레인 게이지(150e)는 도 10 내지 도12에 도시된 바와 같이 제3행(RO3)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3스트레인 게이지(150e)는 제1스트레인 게이지(150a)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제3스트레인 게이지(150e)는 도 12에 도시된 바와 같이, 제9저항선(151e), 제10저항선(153e), 제9연결선(155e), 제10연결선(157e) 및 제5연결패턴(159e)을 포함할 수 있다.
제3도전부(150f)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행, 예시적으로 제3전극행(RE3)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3도전부(150f)는 제1도전부(150b)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제3도전부(150f)는 제5도전패턴(152f), 제6도전패턴(154f), 제11연결선(155f), 제12연결선(157f) 및 제6연결패턴(159f)을 포함하며, 제11저항선(151f)과 제12저항선(153f)을 더 포함할 수 있다.
제4스트레인 게이지(150g)는 제2터치전극(131)이 이루는 행, 예시적으로 제4행(RO4)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제4스트레인 게이지(150g)는 제1스트레인 게이지(150a)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제4스트레인 게이지(150g)는 도 12에 도시된 바와 같이, 제13저항선(151g), 제14저항선(153g), 제13연결선(155g), 제14연결선(157g) 및 제7연결패턴(159e)을 포함할 수 있다.
제4도전부(150h)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행, 예시적으로 제4전극행(RE4)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제4도전부(150h)는 제1도전부(150b)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제4도전부(150h)는 제7도전패턴(152h), 제8도전패턴(154h), 제15연결선(155h), 제16연결선(157h) 및 제8연결패턴(159h)을 포함하며, 제15저항선(151h)과 제16저항선(153h)을 더 포함할 수 있다.
이외 제3스트레인 게이지(150e) 및 제4스트레인 게이지(150g)에 대한 설명은 제1스트레인 게이지(150a)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사하며, 제3도전부(150f) 및 제4도전부(150h)에 대한 설명은 제1도전부(150b)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 구체적 설명을 생략한다.
제3압력센서(PS3)는 제3감지영역(SA3) 내에 위치하는 제5스트레인 게이지(150i), 제5도전부(150j), 제6스트레인 게이지(150k) 및 제6도전부(150l)를 포함할 수 있다.
제5스트레인 게이지(150i) 및 제6스트레인 게이지(150k)는 제2터치전극(131)이 이루는 행에 위치할 수 있다. 예시적으로 도 10, 도 11 및 도 16에 도시된 바와 같이 제5스트레인 게이지(150i)는 제1행(RO1)에 위치하고 제6스트레인 게이지(150k)는 제2행(RO2)에 위치할 수 있다.
제5스트레인 게이지(150i), 제5도전부(150j), 제6스트레인 게이지(150k) 및 제6도전부(150l)는 각각 평면상에서 바라볼 때, 제1방향(x)의 반대방향을 따라 터치센서층(TSL)의 타측에서 일측으로 연장된 후 제1방향(x)을 따라 터치센서층(TSL)의 일측에서 타측으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제5스트레인 게이지(150i), 제5도전부(150j), 제6스트레인 게이지(150k) 및 제6도전부(150l) 각각의 양단은 모두 감지영역(SA)의 타측, 예를 들어 도 10 및 도 11을 기준으로 제3감지영역(SA3)의 우측에 인접하여 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5스트레인 게이지(150i) 및 제6스트레인 게이지(150k)는 제1스트레인 게이지(150a)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제5스트레인 게이지(150i)는 도 16에 도시된 바와 같이, 제17저항선(151i), 제18저항선(153i), 제17연결선(155i), 제18연결선(157i) 및 제9연결패턴(159i)을 포함할 수 있다.
제6스트레인 게이지(150k)는 도 16에 도시된 바와 같이, 제21저항선(151k), 제22저항선(153k), 제21연결선(155k), 제22연결선(157k) 및 제11연결패턴(159k)을 포함할 수 있다.
제5도전부(150j) 및 제6도전부(150l)는 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 예시적으로 도 10, 도 11 및 도 16에 도시된 바와 같이 제5도전부(150j)는 제1전극행(RE1)에 위치하고 제6도전부(150l)는 제2전극행(RE2)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5도전부(150j) 및 제6도전부(150l)는 제1도전부(150b)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제5도전부(150j)는 제9도전패턴(152j), 제10도전패턴(154j), 제19연결선(155j), 제20연결선(157j) 및 제10연결패턴(159j)을 포함하며, 제19저항선(151j)과 제20저항선(153j)을 더 포함할 수 있다.
제6도전부(150l)는 제11도전패턴(152l), 제12도전패턴(154l), 제23연결선(155l), 제24연결선(157l) 및 제12연결패턴(159l)을 포함하며, 제23저항선(151l)과 제24저항선(153l)을 더 포함할 수 있다.
이외 제5스트레인 게이지(150i) 및 제6스트레인 게이지(150k)에 대한 설명은 제1스트레인 게이지(150a)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사하며, 제5도전부(150j) 및 제6도전부(150l)에 대한 설명은 제1도전부(150b)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 구체적 설명을 생략한다.
노이즈 감지전극부(170)는 제1감지영역(SA1) 내에 위치할 수 있으며, 제1터치전극부(120)가 이루는 전극행에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 노이즈 감지전극부(170)는 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)의 구성들이 위치하는 전극행과 다른 전극행에 위치할 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)는 도 10, 도 11 및 도 24에 도시된 바와 같이 노이즈 감지전극(171) 및 제3연결부(173)를 포함할 수 있다.
노이즈 감지전극(171)은 제1터치전극(121)의 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수 있으며, 제1터치전극(121)과 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서 도 25에 도시된 바와 같이 노이즈 감지전극(171)은 제1터치전극(121)과 마찬가지로 절연층(IL) 상에 위치할 수 있다. 노이즈 감지전극(171)은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제1터치전극(121)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121)이 메쉬 구조로 이루어지는 경우, 도 27에 도시된 바와 같이 노이즈 감지전극(171)도 메쉬 구조로 이루어질 수 있다.
제3연결부(173)는 동일한 전극행에 위치하는 노이즈 감지전극(171) 중 제1방향(x)을 따라 이웃하는 노이즈 감지전극(171)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3연결부(173)는 제1연결부(123)와 동일한 제1도전층(도 4의 ML1)으로 이루어질 수 있으며, 제1연결부(123)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 노이즈 감지전극(171)과 제3연결부(173)는 절연층(IL)에 형성된 제8컨택홀(CN8)을 통해 서로 연결될 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 24에 도시된 바와 같이, 노이즈 감지전극(171), 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)가 배치되지 않은 제1터치전극(121)의 제1개구부(OP1) 내에는 제1패턴(180)이 위치할 수 있다. 또한 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)가 배치되지 않은 제2터치전극(131)의 제2개구부(OP2) 내에는 제2패턴(190)이 위치할 수 있다.
제1터치전극(121)에 제1개구부(OP1)를 형성하고 제2터치전극(131)에 제2개구부(OP2)를 형성함에 따라 외광 반사율의 차이가 발생할 수 있으며, 이에 따라 외부에서 패턴 얼룩이 시인될 수 있다. 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)은 외광 반사율 차이를 감소시켜 외부에서 패턴 얼룩이 시인될 가능성을 낮출 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1패턴(180)은 제1개구부(OP1)와 실질적으로 동일한 형상으로 이루어지고 제2패턴(190)은 제2개구부(OP2)와 실질적으로 동일한 형상으로 수 있다. 예시적으로 제1개구부(OP1) 및 제2개구부(OP2)의 평면 형상이 마름모 형상인 경우, 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)도 마름모 형상으로 이루어질 수 있다.
제1패턴(180)은 제1개구부(OP1) 내에 위치하되 제1터치전극(121)과는 이격될 수 있다. 또한 제2패턴(190)은 제2개구부(OP2) 내에 위치하고 제2터치전극(131)과는 이격될 수 있다. 즉, 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)은 각각 섬 형상의 도전 패턴일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)은 각각 플로팅 상태일 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)은 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131) 과 동일한 층으로 이루어지고 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)은 절연층(IL) 상에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)이 메쉬구조로 이루어지는 경우, 제1패턴(180) 및 제2패턴(190)도 메쉬구조로 이루어질 수 있다.
이하 비감지영역(NSA)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 10에 도시된 바와 같이 터치센서층(TSL)은 비감지영역(NSA) 내에 위치하고 베이스층(TFE) 상에 위치하는 터치배선들을 포함한다. 또한 도 11에 도시된 바와 같이 터치센서층(TSL)은 비감지영역(NSA) 내에 위치하고 베이스층(TFE) 상에 위치하는 노이즈 배선(907) 및 압력배선들을 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 상기 터치배선들은 제1감지영역(SA1) 내에 위치하는 제2터치전극부(130)와 연결된 제1터치배선(901), 제2감지영역(SA2) 및 제3감지영역(SA3) 내에 위치하는 제2터치전극부(130)와 연결된 제2터치배선(903) 및 제1터치전극부(120)와 연결된 제3터치배선(905)을 포함할 수 있다.
제1터치배선(901), 제2터치배선(903) 및 제3터치배선(905)은 터치패드부(TPD1, TPD2)와 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치배선(901) 및 제2터치배선(903)은 제1터치패드부(TPD1)와 연결되고 제3터치배선(905)은 제2터치패드부(TPD2)와 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11에 도시된 바와 같이, 노이즈 배선(907)은 각각의 노이즈 감지전극부(170)와 터치패드부(TPD1, TPD2)을 연결할 수 있다. 도면에는 노이즈 배선(907)이 제1터치패드부(TPD1)와 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 다른 실시예에서 노이즈 배선(907)은 제2터치패드부(TPD2)와 연결될 수도 있다.
상기 압력배선들은 제1압력센서(PS1)와 연결된 제1압력배선(911), 제2압력배선(913), 제3압력배선(915), 제4압력배선(917) 및 제5압력배선(919)을 포함한다. 또한 상기 압력배선들은 제2압력센서(PS2)와 연결된 제6압력배선(921), 제7압력배선(923), 제8압력배선(925), 제9압력배선(927) 및 제10압력배선(929)을 더 포함할 수 있으며, 제3압력센서(PS3)와 연결된 제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)을 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1압력배선(911), 제2압력배선(913), 제3압력배선(915), 제4압력배선(917), 제5압력배선(919), 제6압력배선(921), 제7압력배선(923), 제8압력배선(925), 제9압력배선(927) 및 제10압력배선(929)은 비감지영역(NSA) 중 제2감지영역(SA2)과 인접한 부분에 위치할 수 있다. 예컨대, 제1압력배선(911), 제2압력배선(913), 제3압력배선(915), 제4압력배선(917), 제5압력배선(919), 제6압력배선(921), 제7압력배선(923), 제8압력배선(925), 제9압력배선(927) 및 제10압력배선(929)은 제2감지영역(SA2)을 사이에 두고 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 반대측에 위치할 수 있다.
제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)은 비감지영역(NSA) 중 제3감지영역(SA3)과 인접한 부분에 위치할 수 있다. 예컨대 제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)은 제3감지영역(SA3)을 사이에 두고 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 반대측에 위치할 수 있다.
제1압력배선(911)은 제1스트레인 게이지(150a)의 일단과 연결될 수 있다. 제2압력배선(913)은 제1스트레인 게이지(150a)의 타단 및 제1도전부(150b)의 일단과 연결될 수 있다. 제3압력배선(915)은 제1도전부(150b)의 타단 및 제2스트레인 게이지(150c)의 일단과 연결될 수 있다. 제4압력배선(917)은 제2스트레인 게이지(150c)의 타단 및 제2도전부(150d)의 일단과 연결될 수 있다. 제5압력배선(919)은 제2도전부(150d)의 타단과 연결될 수 있다.
제6압력배선(921)은 제3스트레인 게이지(150e)의 일단과 연결될 수 있다. 제7압력배선(923)은 제3스트레인 게이지(150e)의 타단 및 제3도전부(150f)의 일단과 연결될 수 있다. 제8압력배선(925)은 제3도전부(150f)의 타단 및 제4스트레인 게이지(150g)의 일단과 연결될 수 있다. 제9압력배선(927)은 제4스트레인 게이지(150g)의 타단 및 제4도전부(150h)의 일단과 연결될 수 있다. 제10압력배선(929)은 제4도전부(150h)의 타단과 연결될 수 있다.
제1압력배선(911), 제2압력배선(913), 제3압력배선(915), 제4압력배선(917), 제5압력배선(919), 제6압력배선(921), 제7압력배선(923), 제8압력배선(925), 제9압력배선(927) 및 제10압력배선(929)은 제1터치패드부(TPD1)와 연결될 수 있다.
제11압력배선(931)은 제5스트레인 게이지(150i)의 일단과 연결될 수 있다. 제12압력배선(933)은 제5스트레인 게이지(150i)의 타단 및 제5도전부(150j)의 일단과 연결될 수 있다. 제13압력배선(935)은 제5도전부(150j)의 타단 및 제6스트레인 게이지(150k)의 일단과 연결될 수 있다. 제14압력배선(937)은 제6스트레인 게이지(150k)의 타단 및 제6도전부(150l)의 일단과 연결될 수 있다. 제15압력배선(939)은 제6도전부(150l)의 타단과 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)은 각각 제2터치패드부(TPD2)와 연결될 수 있다.
비감지영역(NSA)에는 상기 터치패드부가 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 상기 터치패드부는 상술한 바와 같이 표시패널의 베이스 기판 상에 위치할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서 상기 터치패드부는 베이스층(TFE) 상에 위치할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 상기 터치패드부는 제1터치패드부(TPD1) 및 제2터치패드부(TPD2)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1터치패드부(TPD1) 및 제2터치패드부(TPD2)는 제1방향(x)을 따라 서로 이격될 수 있다. 제1터치패드부(TPD1) 및 제2터치패드부(TPD2)는 터치제어부(TSC)와 연결될 수 있다.
상술한 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는 두개의 도전층을 이용하여 터치전극부 및 압력센서를 구현하는 바, 제조공정이 간소해지는 이점, 터치 센서(TSM)가 압력 센싱의 기능을 가지면서도 박형으로 구현될 수 있는 이점을 갖는다.
또한 터치 센서(TSM)가 노이즈 감지전극부(170)를 포함함에 따라 터치 센서(TSM)의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 압력배선들 중 일부는 스트레인 게이지 및 도전부와 모두 연결되는 바, 상기 압력배선들이 비감지영역(NSA)에서 점유하는 면적을 감소시킬 수 있는 이점을 갖는다.
이하 도 28을 더 참조하여 터치제어부(TSC)의 터치 위치 검출동작에 대해 설명한다.
도 28은 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 위치 검출동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 28을 더 참조하면, 터치 구동부(210)는 제1터치배선(도 10의 901) 및 제2터치배선(도 10의 903)을 통해 제2터치전극부(130)에 구동신호(Ts)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서 구동신호(Ts)는 제2터치전극부(130) 각각에 순차적으로 제공될 수 있다.
터치 검출부(230)는 제3터치배선(도 10의 905)을 통해 제1터치전극부(120)로부터 감지신호(Rs)를 전달받을 수 있다. 몇몇 실시예에서 감지신호(Rs)는 상술한 바와 같이, 제1터치전극부(120)와 제2터치전극부(130) 사이에 발생한 상호 정전용량 변화량의 정보를 포함할 수 있다. 구동신호(Ts)가 제2터치전극부(130)에 제공되면, 제2터치전극부(130)와 제1터치전극부(120) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 형성된다. 그리고 터치 입력이 발생하는 경우 상호 정전용량(Cm)에 변화가 발생하며, 감지신호(Rs)는 상술한 상호 정전용량의 변화량 정보를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 검출부(230)는 OP 앰프(operational amplifier)와 같은 적어도 하나의 증폭기(231), 아날로그 디지털 변환기(233) 및 프로세서(235)를 포함할 수 있다.
증폭기(231)는 제1입력단자(231a), 제2입력단자(231b) 및 출력단자(231c)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 증폭기(231)의 제1입력단자(231a), 예컨대 OP 앰프의 반전 입력 단자는 제1터치배선(901) 등을 매개로 제1터치전극부(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1입력단자(231a)에는 감지신호(Rs)가 입력될 수 있다.
몇몇 실시예에서 증폭기(231)의 제2입력단자(231b), 예컨대 OP 앰프의 비반전 입력 단자는 노이즈 배선(도 11의 907) 등을 매개로 노이즈 감지전극부(170)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 감지신호(Ns)는 증폭기(231)의 제2입력단자(231b)에 제공될 수 있다. 이에 따라 노이즈 감지전극부(170) 각각의 전압 변동에 따라 증폭기(231) 각각의 기준 전압(레퍼런스 전압)이 함께 변동되게 된다. 즉, 노이즈 감지전극부(170)의 전위(전압 레벨)에 따라 증폭기(231) 각각의 기준 전위가 변동될 수 있다.
노이즈 감지전극부(170)의 전위는 표시 패널(DP) 등으로부터 터치센서층(TSL)로 유입되는 노이즈 신호에 따라 변동될 수 있다. 예컨대, 노이즈 감지전극부(170)의 전위는 표시 패널(DP) 등으로부터 터치센서층(TSL)로 유입되는 공통 모드 노이즈에 대응하여 변동될 수 있다.
따라서, 감지영역(SA)에 노이즈 감지전극부(170)를 더 배치하고, 노이즈 감지전극부(170)로 감지한 노이즈 감지신호(Ns)를 이용하여 증폭기(231)의 기준 전위를 변동시키게 되면, 터치센서층(TSL)로 유입되는 공통 모드 노이즈를 상쇄 또는 제거할 수 있다. 구체적으로, 감지전극부인 제1터치전극부(120) 및 노이즈 감지전극부(170)는 공통 모드 노이즈에 대응하여 서로 상응하는 리플을 가지게 된다. 특히, 제1터치전극부(120) 및 노이즈 감지전극부(170)는 감지영역(SA) 내에서 서로 동일한 방향으로 연장되며 서로 대응하는 위치에 배열됨으로써, 동일 또는 매우 유사한 형태 및/또는 크기의 노이즈 신호를 수신한다. 또한, 제1터치전극부(120)는 제3터치배선(도 10의 905)을 매개로 증폭기(231)의 제1입력단자(231a)에 전기적으로 연결되고, 노이즈 감지전극부(170)는 제3터치배선(도 10의 905)과는 다른 노이즈 배선(도 11의 907)을 통해 증폭기(231)의 제2입력단자(231b)에 전기적으로 연결된다. 따라서 제1터치전극부(120)에서 제공받은 감지신호(Rs)에 포함된 노이즈 성분(리플)은 효과적으로 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 증폭기(231)의 출력단자(231c)에서 출력되는 신호는 노이즈가 제거된 감지신호일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 증폭기(231)의 제1입력단자(231a)와 출력단자(231c) 사이에는 커패시터(C) 및 리셋 스위치(SW)가 서로 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 상술한 예시에서는 증폭기(231)가 비반전 증폭기 형태로 구현됨을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서 증폭기(231)는 반전 증폭기 등의 형태로 구현될 수도 있다.
증폭기(231)의 출력단자(231c)는 아날로그 디지털 변환기(233)와 전기적으로 연결될 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(233)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 실시예에 따라, 아날로그 디지털 변환기(233)는 각각의 제1터치전극부(120)와 1:1로 대응하도록 제1터치전극부(120)의 개수만큼 구비될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서는 각각의 제1터치전극부(120)가 하나의 아날로그 디지털 변환기(233)를 공유하도록 구성될 수도 있으며, 이러한 경우 채널 선택을 위한 스위칭 회로가 추가적으로 구비될 수 있다.
프로세서(235)는 아날로그 디지털 변환기(233)로부터의 변환 신호(디지털 신호)를 신호 처리하고, 신호 처리 결과에 따라 터치 입력을 검출한다. 일례로, 프로세서(235)는 증폭기(231)에서 증폭되고 아날로그 디지털 변환기(233)에서 변환된 제1감지신호를 종합적으로 분석하여 터치 입력의 발생 여부 및 그 위치를 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(235)는 마이크로 프로세서(Microprocessor: MPU)로 구현될 수 있다. 이 경우, 터치 검출부(230)의 내부에는 프로세서(235)의 구동에 필요한 메모리가 추가적으로 구비될 수 있다. 한편, 프로세서(235)의 구성이 이에 한정되지는 않는다. 다른 예로서, 프로세서(235)는 마이크로 컨트롤러(Microcontroller: MCU) 등으로 구현될 수도 있다.
상술한 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는, 표시 패널(DP) 등으로부터 유입되는 노이즈 신호를 효과적으로 상쇄할 수 있으며, 신호 대 잡음비(SNR)를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 노이즈 신호에 따른 터치 센서(TSM)의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
이하 도 29, 도 30, 도 31 및 도 32를 더 참조하여 터치제어부(TSC)의 터치 압력 검출동작에 대해 설명한다.
도 29는 도 10 및 도 11에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도, 도 30, 도 31 및 도 32는 일 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 30은 도 29에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 31은 도 29에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 32는 도 29에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 29 내지 도 32을 참조하면, 터치입력이 인가되지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)는 제1저항값(Ra)을 갖고, 제1도전부(150b)는 제2저항값(Rb)을 갖고, 제2스트레인 게이지(150c)는 제3저항값(Rc)을 갖고, 제2도전부(150d)는 제4저항값(Rd)을 갖고, 제3스트레인 게이지(150e)는 제5저항값(Re)을 갖고, 제3도전부(150f)는 제6저항값(Rf)을 갖고, 제4스트레인 게이지(150g)는 제7저항값(Rg)을 갖고, 제4도전부(150h)는 제8저항값(Rh)을 가질 수 있다. 또한 제5스트레인 게이지(150i)는 제9저항값(Ri)을 갖고, 제5도전부(150j)는 제10저항값(Rj)을 갖고, 제6스트레인 게이지(150k)는 제11저항값(Rk)을 갖고, 제6도전부(150l)는 제12저항값(Rl)을 가질 수 있다.
압력 검출부(250)는 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa), 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb) 및 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)를 포함할 수 있다.
제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)는 제1노드(N1a), 제2노드(N2a), 제1출력노드(N3a) 및 제2출력노드(N4a)를 포함하며, 제1출력노드(N3a)와 제2출력노드(N4a)에 연결된 제1소자(253a) 및 제1노드(N1a)와 제2노드(N2a)에 연결된 제2소자(255a)를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1노드(N1a)에는 구동전압(Vd)이 제공될 수 있으며, 제2노드(N2a)에는 기준전압(Vref)이 제공될 수 있다. 예시적으로 기준전압(Vref)은 그라운드 전압일 수 있다.
제1소자(253a)는 제1출력노드(N3a)와 제2출력노드(N4a) 사이의 전기적 흐름을 감지할 수 있다. 예를 들어 제1소자(253a)는 검류소자 또는 전압측정소자일 수 있다.
제2소자(255a)는 제1노드(N1a)와 제2노드(N2a)에 전압을 공급하는 전압공급소자일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2소자(255a)는 제1노드(N1a)에 구동전압(Vd)을 제공하고, 제2노드(N2)에 기준전압(Vref)을 제공할 수 있다.
제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)는 제1노드(N1b), 제2노드(N2b), 제1출력노드(N3b) 및 제2출력노드(N4b)를 포함하며, 제1출력노드(N3b)와 제2출력노드(N4b)에 연결된 제1소자(253b) 및 제1노드(N1b)와 제2노드(N2b)에 연결된 제2소자(255b)를 더 포함할 수 있다. 마찬가지로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)는 제1노드(N1c), 제2노드(N2c), 제1출력노드(N3c) 및 제2출력노드(N4c)를 포함하며, 제1출력노드(N3c)와 제2출력노드(N4c)에 연결된 제1소자(253c) 및 제1노드(N1c)와 제2노드(N2c)에 연결된 제2소자(255c)를 더 포함할 수 있다. 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)의 제1소자(253b) 및 제2소자(255b)에 대한 설명과 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)의 제1소자(253c) 및 제2소자(255c)에 대한 설명은, 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 제1소자(253a) 및 제2소자(255a)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
제1압력센서(PS1)는 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)와 전기적으로 연결되고, 제2압력센서(PS2)는 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)와 전기적으로 연결되고, 제3압력센서(PS3)는 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)와 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a)의 일단은 제1압력배선(911)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 제1노드(N1a)에 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a)의 타단 및 제1도전부(150b)의 일단은 제2압력배선(913)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 제1출력노드(N3a)에 연결될 수 있다. 또한 제1도전부(150b)의 타단 및 제2스트레인 게이지(150c)의 일단은 제3압력배선(915)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 제2노드(N2a)에 연결되고, 제2스트레인 게이지(150c)의 타단 및 제2도전부(150d)의 일단은 제4압력배선(917)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 제2출력노드(N4a)에 연결되고, 제2도전부(150d)의 타단은 제5압력배선(919)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 제1노드(N1a)에 연결될 수 있다.
즉, 제1스트레인 게이지(150a), 제2스트레인 게이지(150c), 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)는 상술한 바와 같이 서로 전기적으로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항값(Ra), 제1도전부(150b)의 제2저항값(Rb), 제2스트레인 게이지(150c)의 제3저항값(Rc) 및 제2도전부(150d)의 제4저항값(Rd)은 실질적으로 동일할 수 있다.
터치센서층(TSL)에 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서, 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항값(Ra), 제1도전부(150b)의 제2저항값(Rb), 제2스트레인 게이지(150c)의 제3저항값(Rc) 및 제2도전부(150d)의 제4저항값(Rd)은 평형상태를 유지할 수 있다. 예컨대, 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항값(Ra)과 제3스트레인 게이지(150c)의 제3저항값(Rc)을 곱한 값은, 제1도전부(150b)의 제2저항값(Rb)과 제2도전부(150d)의 제4저항값(Rd)을 곱한 값과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 터치센서층(TSL)에 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4)의 전압은 서로 동일할 수 있다.
터치센서층(TSL)에 터치 입력이 가해지면, 압력이 가해짐에 따라 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c) 중 적어도 어느 하나의 형상이 변형되고, 형상 변형에 의해 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항값(Ra)과 제2스트레인 게이지(150c)의 제3저항값(Rc) 중 적어도 어느 하나가 변화될 수 있다. 이에 따라 제1출력노드(N3)와 제2출력노드(N4) 사이에는 전압차가 발생된다. 그리고 상기 전압차 또는 상기 전압차에 의해 발생한 전류량을 제1소자(253a)로 측정하여 터치의 세기 또는 터치의 압력을 검출할 수 있다.
터치센서층(TSL)에 터치 입력이 가해지면, 압력뿐만 아니라 온도도 변화하는 바, 제1스트레인 게이지(150a)의 제1저항값(Ra)과 제2스트레인 게이지(150c)의 제3저항값(Rc) 중 어느 하나는 온도 변화에 기초하여 저항값이 변화할 수 있다. 이러한 경우, 제1도전부(150b)의 제2저항값(Rb) 및 제2도전부(150d)의 제4저항값(Rd) 중 어느 하나도 온도 변화에 따라 저항값이 변화한다. 따라서, 제1스트레인 게이지(150a) 및 제2스트레인 게이지(150c)의 저항값 변화량 중 온도 변화에 기초한 성분을 보상할 수 있다.
한편, 제1스트레인 게이지(150a), 제2스트레인 게이지(150c), 제1도전부(150b) 및 제2도전부(150d)와 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)의 전기적 연결관계는 이외에도 다양하게 변경될 수 있다.
제3스트레인 게이지(150e)의 일단은 제6압력배선(921)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)의 제1노드(N1b)에 연결되고, 제3스트레인 게이지(150e)의 타단 및 제3도전부(150f)의 일단은 제7압력배선(923)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)의 제1출력노드(N3b)에 연결될 수 있다. 또한 제3도전부(150f)의 타단 및 제4스트레인 게이지(150g)의 일단은 제8압력배선(925)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)의 제2노드(N2b)에 연결되고, 제4스트레인 게이지(150g)의 타단 및 제4도전부(150h)의 일단은 제9압력배선(927)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)의 제2출력노드(N4b)에 연결되고, 제4도전부(150h)의 타단은 제10압력배선(929)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)의 제1노드(N1a)에 연결될 수 있다.
즉, 제3스트레인 게이지(150e), 제4스트레인 게이지(150g), 제3도전부(150f) 및 제4도전부(150h)는 상술한 바와 같이 서로 전기적으로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제3스트레인 게이지(150e)의 제5저항값(Re), 제3도전부(150f)의 제6저항값(Rf), 제4스트레인 게이지(150g)의 제7저항값(Rg) 및 제4도전부(150h)의 제8저항값(Rh)은 실질적으로 동일할 수 있다.
제5스트레인 게이지(150i)의 일단은 제11압력배선(931)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)의 제1노드(N1c)에 연결되고, 제5스트레인 게이지(150i)의 타단 및 제5도전부(150j)의 일단은 제12압력배선(933)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)의 제1출력노드(N3c)에 연결될 수 있다. 또한 제5도전부(150j)의 타단 및 제6스트레인 게이지(150k)의 일단은 제13압력배선(935)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)의 제2노드(N2c)에 연결되고, 제6스트레인 게이지(150k)의 타단 및 제6도전부(150l)의 일단은 제14압력배선(937)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)의 제2출력노드(N4c)에 연결되고, 제6도전부(150l)의 타단은 제15압력배선(939)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)의 제1노드(N1c)에 연결될 수 있다.
즉, 제5스트레인 게이지(150i), 제6스트레인 게이지(150k), 제5도전부(150j) 및 제6도전부(150l)는 상술한 바와 같이 서로 전기적으로 연결되어 휘트스톤 브리지를 구성할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제5스트레인 게이지(150i)의 제9저항값(Ri), 제5도전부(150j)의 제10저항값(Rj), 제6스트레인 게이지(150k)의 제11저항값(Rk) 및 제6도전부(150l)의 제12저항값(Rl)은 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는 제1터치전극부(120), 제2터치전극부(130) 및 터치 구동부(210)를 이용하여 터치의 위치를 검출할 수 있으며, 제1압력센서(PS1), 제2압력센서(PS2) 및 제3압력센서(PS3)를 이용하여 압력의 세기를 검출할 수 있다.
본 실시예에 따른 터치 센서(TSM)는 제1터치전극부(120), 제2터치전극부(130) 및 터치 구동부(210)를 이용하여 터치의 위치를 검출할 수 있으며, 압력센서(150) 및 압력 검출부(250)를 이용하여 압력의 세기를 검출할 수 있다.
터치 센서(TSM)의 압력센서(150)는 등 표시장치(1)를 포함하는 다양한 전자기기의 입력 장치로 사용될 수 있다. 압력센서(150)는 물리적인 입력 버튼을 대체하거나 물리적인 입력 버튼과 혼용되어 사용될 수 있다. 예컨대, 압력센서(150) 및 압력 검출부(250)를 이용하여 압력의 세기를 검출할 수 있으며, 압력의 세기에 따라 사전 프로그래밍된 표시장치(1)의 동작이 출력될 수 있다. 예컨대 볼륨 조절, 전원 온오프, 화면 잠금, 화면 잠금 해제, 미동작 상태의 특정 하드웨어(예컨대 지문 센서 등의 센서들)를 동작대기 상태 또는 웨이크 업(wake up) 상태로의 전환, 화면 전환, 어플리케이션 호출, 어플리케이션 실행, 어플리케이션 내에서 기 설정된 기능의 실행, 사진 촬영, 전화 수신 등의 사전 프로그래밍된 기능이 수행될 수 있다.
도 33 및 도 34는 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면, 도 35는 도 33 및 도 34에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도, 도 36은 도 33 및 도 34에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 33 내지 도 36을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서는 터치센서층(TSL1) 및 터치제어부(TSC)를 포함한다.
터치센서층(TSL1)은 제1압력센서(PS11), 제2압력센서(PS21) 및 제3압력센서(PS31)를 포함하는 점에서 앞서 상술한 실시예들과 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제1압력센서(PS11)는 제1스트레인 게이지(150a1), 제1도전부(150b1), 제2스트레인 게이지(150c1) 및 제2도전부(150d1)를 포함한다.
제2압력센서(PS21)는 제3스트레인 게이지(150e1), 제3도전부(150f1), 제4스트레인 게이지(150g1) 및 제4도전부(150h1)를 포함한다.
제3압력센서(PS31)는 제5스트레인 게이지(150i1), 제5도전부(150j1), 제6스트레인 게이지(150k1) 및 제6도전부(150l1)를 포함한다.
제1스트레인 게이지(150a1)는 도 10 내지 도 12에 도시된 제1스트레인 게이지(도 10 내지 도 12의 150a)와는 달리, 제13도전패턴(152a) 및 제14도전패턴(154a)을 더 포함한다. 제13도전패턴(152a) 및 제14도전패턴(154a)은 제1터치전극(121)의 제1개구부(OP1) 내에 위치하되, 제2감지영역(SA2) 뿐만 아니라 제1감지영역(SA1) 내에도 더 위치할 수 있다. 제1감지영역(SA1) 중 제1방향(x)을 따라 비감지영역(NSA)에서 가장 멀리 위치하는 제13도전패턴(152a)과 제14도전패턴(154a)은 제1연결패턴(159a)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제13도전패턴(152a) 및 제14도전패턴(154a)은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1도전부(150b1)의 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)도 제2감지영역(SA2) 뿐만 아니라 제1감지영역(SA1) 내에도 더 위치할 수 있다. 또한 제1감지영역(SA1) 중 제1방향(x)을 따라 비감지영역(NSA)에서 가장 멀리 위치하는 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)은 제2연결패턴(159b)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제2도전부(150d1), 제3도전부(150f1), 제4도전부(150h1), 제5도전부(150j1) 및 제6도전부(150l1)에 대한 설명은 제1도전부(150b1)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
제2스트레인 게이지(150c1)는 도 10 내지 도 12에 도시된 제2스트레인 게이지(도 10 내지 도 12의 150c)와는 달리, 제15도전패턴(152c) 및 제16도전패턴(154c)을 더 포함하며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 가장 내측에 위치하는 제15도전패턴(152c) 및 제16도전패턴(154c)은 제3연결패턴(159c)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제3스트레인 게이지(150e1)는 도 10 내지 도 12에 도시된 제3스트레인 게이지(도 10 내지 도 12의 150e)와는 달리, 제17도전패턴(152e) 및 제18도전패턴(154e)을 더 포함하며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 가장 내측에 위치하는 제17도전패턴(152e) 및 제18도전패턴(154e)은 제5연결패턴(159e)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제4스트레인 게이지(150g1)는 도 10 내지 도 12에 도시된 제4스트레인 게이지(도 10 내지 도 12의 150g)와는 달리, 제19도전패턴(152g) 및 제20도전패턴(154g)을 더 포함하며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 가장 내측에 위치하는 제19도전패턴(152g) 및 제20도전패턴(154h)은 제7연결패턴(159g)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제5스트레인 게이지(150i1)는 도 10 내지 도 12에 도시된 제5스트레인 게이지(도 10 내지 도 12의 150i)와는 달리, 제21도전패턴(152i) 및 제22도전패턴(154i)을 더 포함하며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 가장 내측에 위치하는 제21도전패턴(152i) 및 제22도전패턴(154i)은 제9연결패턴(159i)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제6스트레인 게이지(150k1)는 도 10 내지 도 12에 도시된 제6스트레인 게이지(도 10 내지 도 12의 150k)와는 달리, 제23도전패턴(152k) 및 제24도전패턴(154k)을 더 포함하며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 가장 내측에 위치하는 제23도전패턴(152k) 및 제26도전패턴(154k)은 제9연결패턴(159k)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
상술한 제2스트레인 게이지(150c1), 제3스트레인 게이지(150e1), 제4스트레인 게이지(150g1), 제5스트레인 게이지(150i1) 및 제6스트레인 게이지(150k1)의 각 도전패턴들은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어질 수 있으며, 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
도 37은 도 33 및 도 34에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도, 도 38, 도 39 및 도 40은 다른 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 38은 도 37에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 39는 도 37에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 40은 도 37에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 37 내지 도 40을 참조하면, 제1압력센서(PS11)는 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)와 전기적으로 연결되고, 제2압력센서(PS21)는 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)와 전기적으로 연결되고, 제3압력센서(PS31)는 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치입력이 인가되지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a1)는 제1저항값(Ra1)을 갖고, 제1도전부(150b1)는 제2저항값(Rb1)을 갖고, 제2스트레인 게이지(150c1)는 제3저항값(Rc1)을 갖고, 제2도전부(150d1)는 제4저항값(Rd1)을 갖고, 제3스트레인 게이지(150e1)는 제5저항값(Re1)을 갖고, 제3도전부(150f1)는 제6저항값(Rf1)을 갖고, 제4스트레인 게이지(150g1)는 제7저항값(Rg1)을 갖고, 제4도전부(150h1)는 제8저항값(Rh1)을 가질 수 있다. 또한 제5스트레인 게이지(150i1)는 제9저항값(Ri1)을 갖고, 제5도전부(150j1)는 제10저항값(Rj1)을 갖고, 제6스트레인 게이지(150k1)는 제11저항값(Rk1)을 갖고, 제6도전부(150l)는 제12저항값(Rl1)을 가질 수 있다.
제1압력센서(PS11)는 제1휘트스톤 브리지 회로부(WBa)와 전기적으로 연결되고, 제2압력센서(PS21)는 제2휘트스톤 브리지 회로부(WBb)와 전기적으로 연결되고, 제3압력센서(PS31)는 제3휘트스톤 브리지 회로부(WBc)와 전기적으로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a1)의 제1저항값(Ra1), 제1도전부(150b1)의 제2저항값(Rb1), 제2스트레인 게이지(150c1)의 제3저항값(Rc1) 및 제2도전부(150d1)의 제4저항값(Rd1)은 실질적으로 동일할 수 있다.
또한 몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제3스트레인 게이지(150e1)의 제5저항값(Re1), 제3도전부(150f1)의 제6저항값(Rf1), 제4스트레인 게이지(150g1)의 제7저항값(Rg1) 및 제4도전부(150h1)의 제8저항값(Rh1)은 실질적으로 동일할 수 있다.
아울러 몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제5스트레인 게이지(150i1)의 제9저항값(Ri1), 제5도전부(150j1)의 제10저항값(Rj1), 제6스트레인 게이지(150k1)의 제11저항값(Rk1) 및 제6도전부(150l1)의 제12저항값(Rl1)은 실질적으로 동일할 수 있다.
이외 각 구성간의 연결관계 및 압력 검출부(250)의 구체적 동작에 관한 설명은 도 29 내지 도 32의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
도 41 및 도 42는 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면, 도 43은 도 41 및 도 42에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도, 도 44는 도 41 및 도 42에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도이다.
도 41 내지 도 44를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서는 터치센서층(TSL2) 및 터치제어부(TSC)를 포함한다.
터치센서층(TSL2)에는 감지영역(SA-1)이 정의되며, 감지영역(SA-1)은 제1감지영역(SA1), 제2감지영역(SA-1) 및 제3감지영역(SA3)을 포함한다. 제1감지영역(SA1)은 표시장치의 제1영역(A1) 내에 위치하고, 제2감지영역(SA-1)은 표시장치의 제2영역(A2-1) 내에 위치하고 제3감지영역(SA3)은 표시장치의 제3영역(A3) 내에 위치한다. 몇몇 실시예에서 제2감지영역(SA-1) 및 제3감지영역(SA3)은 표시장치의 제1영역(A1) 내에 더 위치할 수 있다. 표시장치의 제1영역(A1) 및 제3영역(A3)에 대한 설명은 앞서 상술한 바와 실질적으로 동일할 수 있다. 또한 표시장치의 제2영역(A2-1)은 앞서 상술한 실시예와 달리, 상대적으로 제2방향(y)의 반대방향으로 부분적으로 시프트된 점에서 차이점이 존재하며, 이외 내용은 실질적으로 동일하다.
몇몇 실시예에서, 도 10 및 도 11에 도시된 바와는 달리, 제1감지영역(SA1)의 적어도 일부는 제1방향(x)을 따라 제2감지영역(SA2-1)과 중첩하지 않을 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2감지영역(SA2-1)은 도 10 및 도 11에 도시된 제2감지영역(도 10 및 도 11의 SA2)대비 상대적으로 제2방향(y)의 반대방향으로 시프트 될 수 있다.
터치센서층(TSL1)은 제1압력센서(PS12), 제2압력센서(PS22) 및 제3압력센서(PS32)를 포함한다.
제1압력센서(PS12)는 제1스트레인 게이지(150a2), 제1도전부(150b2), 제2스트레인 게이지(150c2) 및 제2도전부(150d2)를 포함한다.
제2압력센서(PS22)는 제3스트레인 게이지(150e2), 제3도전부(150f2), 제4스트레인 게이지(150g2) 및 제4도전부(150h2)를 포함한다.
제3압력센서(PS32)는 제5스트레인 게이지(150i2), 제5도전부(150j2), 제6스트레인 게이지(150k2) 및 제6도전부(150l2)를 포함한다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a2), 제1도전부(150b2), 제2스트레인 게이지(150c2) 및 제2도전부(150d2)는, 그 전부가 제3압력센서(PS32)의 제5스트레인 게이지(150i2), 제5도전부(150j2), 제6스트레인 게이지(150k2) 및 제6도전부(150l2)와는 다른 행에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a2)는 제3행(RO3)에 위치하고, 제1도전부(150b2)는 제3전극행(RE3)에 위치하고, 제2스트레인 게이지(150c2)는 제4행(RO4)에 위치하고, 제2도전부(150d2)는 제4전극행(RE4)에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a2)의 제13도전패턴(152a) 및 제14도전패턴(154a)은 제1감지영역(SA1) 내에 위치하되, 도 33 및 도 34에 도시된 바와는 달리 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)과 제3감지영역(SA3) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다.
유사하게 제2스트레인 게이지(150b2)의 제15도전패턴(152b) 및 제16도전패턴(154b), 제3스트레인 게이지(150e2)의 제17도전패턴(152e) 및 제18도전패턴(154e), 제4스트레인 게이지(150g2)의 제19도전패턴(152g) 및 제20도전패턴(154g)도 제1감지영역(SA1) 내에 위치하되, 도 33 및 도 34에 도시된 바와는 달리 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)과 제3감지영역(SA3) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다.
제1도전부(150b2)의 제1도전패턴(152b) 및 제2도전패턴(154b)도 제2감지영역(SA2) 뿐만 아니라 제1감지영역(SA1) 내에도 더 위치할 수 있으며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)과 제3감지영역(SA3) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다.
제2도전부(150d2), 제3도전부(150f2) 및 제4도전부(150h2)에 대한 설명은 제1도전부(150b2)에 대한 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
제5스트레인 게이지(150i2)의 제21도전패턴(152i) 및 제22도전패턴(154i)은 제1감지영역(SA1) 내에 위치하되, 도 33 및 도 34에 도시된 바와는 달리 제1방향(x)의 반대방향을 따라 제1감지영역(SA1)과 제2감지영역(SA2-1) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다. 제4열(CO1b) 내에 위치하는 제17저항선(151i)과 제18저항선(153i)은 제9연결패턴(159i)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제6스트레인 게이지(150k2)의 제23도전패턴(152k) 및 제24도전패턴(154k)도 제1감지영역(SA1) 내에 위치하되, 도 33 및 도 34에 도시된 바와는 달리 제1방향(x)의 반대방향을 따라 제1감지영역(SA1)과 제2감지영역(SA2-1) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다. 제4열(CO1b) 내에 위치하는 제21저항선(151k) 및 제22저항선(153k)은 제11연결패턴(159k)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제5도전부(150j2)의 제9도전패턴(152j), 제10도전패턴(154j)은 제2감지영역(SA2) 뿐만 아니라 제1감지영역(SA1) 내에도 더 위치할 수 있으며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)과 제3감지영역(SA3) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다. 제19저항선(151j)과 제20저항선(153j)은 제5전극열(CE1b)에서 제10연결패턴(159j)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
제6도전부(150l2)의 제11도전패턴(152l) 및 제12도전패턴(154l)은 제2감지영역(SA2) 뿐만 아니라 제1감지영역(SA1) 내에도 더 위치할 수 있으며, 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)과 제3감지영역(SA3) 간의 경계와 인접한 영역까지 배치될 수 있다. 제23저항선(151l)과 제24저항선(153l)은 제5전극열(CE1b)에서 제12연결패턴(159l)을 매개로 서로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제5스트레인 게이지(150i2)의 양단, 제5도전부(150j2)의 양단, 제6스트레인 게이지(150k2)의 양단 및 제6도전부(150l2)의 양단은 도면을 기준으로 제2감지영역(SA-1)의 좌측에 위치할 수 있다. 또한 제3압력센서(PS32)와 연결된 제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)은 비감지영역(NSA) 내에 위치하되, 도면을 기준으로 제2감지영역(SA-1)의 좌측에 위치할 수 있다. 즉, 몇몇 실시예에서 제1압력배선(911), 제2압력배선(913), 제3압력배선(915), 제4압력배선(917), 제5압력배선(919), 제6압력배선(921), 제7압력배선(923), 제8압력배선(925), 제9압력배선(927) 및 제10압력배선(929), 제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)은 모두 도면을 기준으로 제2감지영역(SA-1)의 좌측에 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제11압력배선(931), 제12압력배선(933), 제13압력배선(935), 제14압력배선(937) 및 제15압력배선(939)은 제1터치패드부(TPD1)와 연결될 수 있다.
이외 터치센서층(TSL2)에 대한 보다 구체적인 설명은 앞서 설명한 실시예들의 설명과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
도 45는 도 43 및 도 44에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 45를 참조하면, 몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a2)의 제1저항값(Ra2), 제1도전부(150b2)의 제2저항값(Rb2), 제2스트레인 게이지(150c2)의 제3저항값(Rc2) 및 제2도전부(150d2)의 제4저항값(Rd2)은 실질적으로 동일할 수 있다.
또한 몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제3스트레인 게이지(150e2)의 제5저항값(Re2), 제3도전부(150f2)의 제6저항값(Rf2), 제4스트레인 게이지(150g2)의 제7저항값(Rg2) 및 제4도전부(150h2)의 제8저항값(Rh2)은 실질적으로 동일할 수 있다.
아울러 몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제5스트레인 게이지(150i2)의 제9저항값(Ri2), 제5도전부(150j2)의 제10저항값(Rj2), 제6스트레인 게이지(150k2)의 제11저항값(Rk2) 및 제6도전부(150l2)의 제12저항값(Rl2)은 실질적으로 동일할 수 있다.
제1압력센서(PS12)는 압력 검출부(도 30 내지 도 32의 250)의 제1휘트스톤 브리지(도 30의 WBa)와 연결되고 제2압력센서(PS22)는 압력 검출부(도 30 내지 도 32의 250)의 제2휘트스톤 브리지(도 30의 WBb)와 연결되고, 제3압력센서(PS32)는 압력 검출부(도 30 내지 도 32의 250)의 제3휘트스톤 브리지(도 30의 WBc)와 연결될 수 있다.
이외 각 구성간의 연결관계 및 압력검출부(도 30 내지 도 32의 250)의 구체적 동작에 관한 설명은 도 29 내지 도 32의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
도 46 및 도 47은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 도시한 도면으로서, 터치 센서 중 터치센서층의 평면구조와 터치센서층과 터치제어부 간의 연결관계를 함께 도시한 도면, 도 48은 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서 및 제2압력센서의 평면구조를 도시한 평면도, 도 49는 도 48에 도시된 제1압력센서의 제1저항선을 확대한 평면도, 도 50, 도 51 및 도 52는 각각 도 49의 변형예를 도시한 평면도, 도 53은 도 46 및 도 47에 도시된 제3압력센서의 평면구조를 도시한 평면도, 도 54는 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서와, 그 주변의 구조를 확대 도시한 평면도, 도 55는 도 54의 X19-X19'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 56은 도 54의 X21-X21'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 57은 도 54의 X23-X23'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 58은 도 54의 X25-X25'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도, 도 59는 도 54의 X27-X27'를 따라 절단한 터치센서층의 단면도이다.
도 46 내지 도 59를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 센서는 터치센서층(TSL3) 및 터치제어부(TSC1)를 포함한다.
터치센서층(TSL3)은 제1압력센서(PS13), 제2압력센서(PS23) 및 제3압력센서(PS33)를 포함하는 점에서 도 10 및 도 11에 도시된 터치센서층(도 10 및 도 11의 TSL)와 가장 큰 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
제1압력센서(PS13)는 제1스트레인 게이지(150a3) 및 제1도전부(150b3)를 포함한다.
제1스트레인 게이지(150a3)는 제1저항선(1511a), 제1연결선(1551a) 및 제2연결선(1581a)을 포함할 수 있다.
제1저항선(1511a)은 제2터치전극(131)의 제2개구부(OP2) 내에 위치하되 제2감지영역(SA2) 내에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1저항선(1511a)은 둘 이상의 행 내에 위치할 수 있다. 예시적으로 제1저항선(1511a)은 제1행(RO1)에서 제1열(CO1a) 및 제2열(CO2a)에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에 각각 위치할 수 있다. 또한 제1저항선(1511a)은 제2행(RO2)에서 제1열(CO1a) 및 제2열(CO2a)에 위치하는 제2개구부(OP2) 내에 각각 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)은 도 49에 도시된 바와 같이 둘 이상의 절곡된 부분 및 제1방향(x) 및 제2방향(y)과 교차하는 방향으로 연장된 부분을 포함하는 형상으로 이루어질 수도 있다.
이외에도 제1저항선(151a)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예시적으로 도 50에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)은 복수의 절곡된 부분 및 제1방향(x)과 나란하게 연장된 부분을 포함할 수도 있다. 또는 도 51에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)은 각진 나선형으로 감긴 형상으로 이루어질 수도 있으며, 도 51에 도시된 바와 달리 곡선의 나선형으로 감긴 형상으로 이루어질 수도 있다.
몇몇 실시예에서 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)이 메쉬구조로 이루어진 경우, 제1저항선(151a)은 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 형성될 수 있다. 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하여 제1저항선(151a)을 형성하는 경우, 몇몇 실시예에서 제2개구부(OP2) 내에는 도 53에 도시된 바와 같이 제1저항선(151a)과 연결되고 서로 이격된 복수의 가지부(BR)가 더 위치할 수 있다.
가지부(BR)는 메쉬 구조의 일부 영역을 제거하고 남은 잔여물일 수 있다. 가지부(BR)는 제2터치전극(131)과 이격될 수 있으며, 제1저항선(151a)과 동일한 층에 위치하고 제1저항선(151a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1연결선(1551a)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 두개의 제1저항선(1511a)을 서로 연결할 수 있다.
제2연결선(1581a)은 제2방향(y)을 따라 이웃하는 두개의 제1저항선(1511a)을 서로 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2연결선(1581a)은 제1행(RO1) 및 제2열(CO2a) 내에 위치하는 제1저항선(1511a)과 제2행(RO2) 및 제2열(CO2a) 내에 위치하는 제1저항선(1511a)을 서로 연결할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1저항선(151a)은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어지고 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한 제1연결선(1551a) 및 제2연결선(1581a)은 제1도전층(도 4의 ML1)으로 이루어지고 제2연결부(133)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 55 및 도 56에 도시된 바와 같이 제1저항선(1511a)의 양단에는 각각 절연층(IL)을 관통하는 제9컨택홀(CN9)이 형성될 수 있다. 그리고 제1연결선(1551a)과 제1저항선(1511a) 및 제2연결선(1581a)과 제1저항선(1511a)은 각각 제9컨택홀(CN9)을 통해 서로 연결될 수 있다.
제1도전부(150b3)는 제1도전패턴(1521b), 제2도전패턴(1541b), 제3연결선(1551b) 및 제4연결선(1557b) 및 제1연결패턴(1591b)을 포함할 수 있다.
제1도전패턴(1521b) 및 제2도전패턴(1541b)은 쌍을 이루어 제1터치전극(121)의 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 한 쌍의 제1도전패턴(1521b) 및 제2도전패턴(1541b)은 제3행(RO3)에서 제2개구부(OP2) 내에 위치할 수 있으며, 제1방향(x)을 따라 복수개 위치할 수 있다.
도면에는 제1도전패턴(1521b) 및 제2도전패턴(1541b)이 제2개구부(OP2) 내에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서 제1도전패턴(1521b) 및 제2도전패턴(1541b)은 제1개구부(OP1) 내에 위치할 수도 있다. 예시적으로 다른 예에서 제1도전패턴(1521b) 및 제2도전패턴(1541b)은 제1전극행(RE1) 내에 위치하거나 또는 제2전극행(RE2) 내에 위치할 수도 있다. 제1도전패턴(1521b) 및 제2도전패턴(1541b)이 제1개구부(OP1) 내에 위치하는 경우, 제2감지영역(SA2)에 위치하는 제1패턴(180)은 생략될 수 있다.
제3연결선(1551b)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제1도전패턴(1521b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며 제4연결선(1571b)은 제1방향(x)을 따라 이웃하는 제4도전패턴(1541b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 46, 47 및 도 49에 도시된 바와 같이 제3행(RO3) 및 제2열(CO1b)의 제2개구부(OP2) 내에는 제2연결패턴(1591b)이 위치할 수 있더. 제2연결패턴(1591b)은 제2개구부(OP2) 내에서 제1도전패턴(1521b)과 제2도전패턴(1541b)을 서로 연결할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1도전패턴(1521b), 제2도전패턴(1541b) 및 재2연결패턴(1591b)은 제2도전층(도 4의 ML2)으로 이루어지고 제1터치전극(121) 및 제2터치전극(131)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한 제3연결선(1551b) 및 제4연결선(1571b)은 제1도전층(도 4의 ML1)으로 이루어지고 제2연결부(133)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 도 58 및 도 59에 도시된 바와 같이 제1도전패턴(1521b)과 제3연결선(1551b)은 절연층(IL)에 형성된 제10컨택홀(CN10)을 통해 서로 연결될 수 있다. 또한 제2도전패턴(1541b)과 제4연결선(1571b)은 절연층(IL)에 형성된 제11컨택홀(CN11)을 통해 서로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예예서 제1스트레인 게이지(150a3)의 양단 및 제1도전부(150b3)의 양단은 모두 동일측에 위치할 수 있다. 예시적으로 1스트레인 게이지(150a3)의 양단 및 제1도전부(150b3)의 양단은 도면을 기준으로 제2감지영역(SA2)의 좌측에 위치할 수 있다.
제2압력센서(PS23)는 제2스트레인 게이지(150c3) 및 제2도전부(150d3)를 포함한다.
제2스트레인 게이지(150c3)는 제1스트레인 게이지(150a3)와 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제2스트레인 게이지(150c3)는 제2저항선(1511c), 제5연결선(1551c) 및 제6연결선(1581c)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2저항선(1511c)은 제2감지영역(SA2) 내에 위치하되, 제4행(RO4) 및 제5행(RO5)에 위치할 수 있다. 이외 제2스트레인 게이지(150c3)의 각 구성에 대한 설명은 제1스트레인 게이지(150a3)의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일한 바, 생략한다.
제2도전부(150d3)는 제1도전부(150b3)와 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
제2도전부(150d3)는 제3도전패턴(1521d), 제4도전패턴(1541d), 제7연결선(1551d), 제8연결선(1557d) 및 제2연결패턴(1591d)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3도전패턴(1521d) 및 제4도전패턴(1541d)은 제2감지영역(SA2) 내에 위치하되 제6행(RO6)에 위치할 수 있다. 이외 제2도전부(150d3)의 각 구성에 대한 설명은 제1도전부(150b3)의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일한 바, 생략한다.
제3압력센서(PS23)는 제3스트레인 게이지(150e3) 및 제3도전부(150f3)를 포함한다.
제3스트레인 게이지(150e3)는 제1스트레인 게이지(150a3)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조로 이루어질 수 있다.
제3스트레인 게이지(150e3)는 제3저항선(1511e), 제9연결선(1551e) 및 제10연결선(1581e)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3저항선(1511e)은 제3감지영역(SA3) 내에 위치하되, 제1행(RO1) 및 제2행(RO2)에 위치할 수 있다. 이외 제3스트레인 게이지(150e3)의 각 구성에 대한 설명은 제1스트레인 게이지(150a3)의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
제4도전부(150f3)는 제1도전부(150b3)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조로 이루어질 수 있다.
제4도전부(150f3)는 제5도전패턴(1521f), 제6도전패턴(1541f), 제11연결선(1551f), 제12연결선(1557f) 및 제3연결패턴(1591f)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제5도전패턴(1521f) 및 제6도전패턴(1541f)은 제3감지영역(SA3) 내에 위치하되 제3행(RO3)에 위치할 수 있다. 이외 제4도전부(150f3)의 각 구성에 대한 설명은 제1도전부(150b3)의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일한 바, 생략한다.
비감지영역(NSA)에는 압력배선들이 위치한다.
상기 압력배선들은 제1압력센서(PS13)와 연결된 제1압력배선(941), 제2압력배선(943) 및 제3압력배선(945)을 포함한다. 또한 상기 압력배선들은 제2압력센서(PS23)와 연결된 제4압력배선(951), 제5압력배선(953) 및 제6압력배선(955)을 더 포함할 수 있으며, 제3압력센서(PS33)와 연결된 제7압력배선(961), 제8압력배선(963) 및 제9압력배선(965)을 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1압력배선(941), 제2압력배선(943), 제3압력배선(945), 제4압력배선(951), 제5압력배선(953) 및 제6압력배선(955)은 비감지영역(NSA)에 위치하되, 제2감지영역(SA2)을 사이에 두고 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 반대측에 위치할 수 있다.
제7압력배선(961), 제8압력배선(963) 및 제9압력배선(965)은 비감지영역(NSA)에 위치하되, 제3감지영역(SA3)을 사이에 두고 제1방향(x)을 따라 제1감지영역(SA1)의 반대측에 위치할 수 있다.
제1압력배선(941)은 제1스트레인 게이지(150a3)의 일단과 연결될 수 있다. 제2압력배선(943)은 제1스트레인 게이지(150a3)의 타단 및 제1도전부(150b3)의 일단과 연결될 수 있다. 제3압력배선(945)은 제1도전부(150b3)의 타단과 연결될 수 있다.
제4압력배선(951)은 제2스트레인 게이지(150c3)의 일단과 연결되고, 제5압력배선(953)은 제2스트레인 게이지(150c3) 및 제2도전부(150d3)의 일단과 연결되고, 제6압력배선(955)은 제2도전부(150d3)의 타단과 연결될 수 있다.
제7압력배선(961)은 제3스트레인 게이지(150e3)의 일단과 연결되고, 제8압력배선(963)은 제3스트레인 게이지(150e3)의 타단 및 제3도전부(150f3)의 일단과 연결되고, 제9압력배선(965)은 제3도전부(150f3)의 타단과 연결될 수 있다.
제1압력배선(911), 제2압력배선(913), 제3압력배선(915), 제4압력배선(917), 제5압력배선(919), 제6압력배선(921), 제7압력배선(923), 제8압력배선(925), 제9압력배선(927) 및 제10압력배선(929)은 제1터치패드부(TPD1)와 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1압력배선(941), 제2압력배선(943), 제3압력배선(945), 제4압력배선(951), 제5압력배선(953) 및 제6압력배선(955)은 제1터치패드부(TPD1)와 연결되고, 제7압력배선(961), 제8압력배선(963) 및 제9압력배선(965)은 제2터치패드부(TPD2)와 연결될 수 있다.
도 60은 도 46 및 도 47에 도시된 제1압력센서, 제2압력센서, 제3압력센서, 압력배선들의 배치 및 압력배선들과 휘트스톤 브리지 회로부의 연결관계를 개략적으로 도시한 평면도, 도 61, 도 62 및 도 63은 또 다른 실시예에 따른 터치 센서의 터치 압력 검출동작을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 61은 도 60에 도시된 제1압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 62는 도 60에 도시된 제2압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면, 도 63은 도 60에 도시된 제3압력센서와 연결된 휘트스톤 브리지 회로부를 도시한 도면이다.
도 60 내지 도 63을 참조하면, 터치입력이 인가되지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a3)는 제1저항값(Ra3)을 갖고, 제1도전부(150b3)는 제2저항값(Rb3)을 갖고, 제2스트레인 게이지(150c3)는 제3저항값(Rc3)을 갖고, 제2도전부(150d3)는 제4저항값(Rd)3을 갖고, 제3스트레인 게이지(150e3)는 제5저항값(Re3)을 갖고, 제3도전부(150f3)는 제6저항값(Rf3)을 가질 수 있다.
터치 제어부(TSC1)가 포함하는 압력 검출부(250-1)는 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a), 제2휘트스톤 브리지 회로부(WB1b) 및 제3휘트스톤 브리지 회로부(WB1c)를 포함할 수 있다.
제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)는 제1고정저항(RF1a) 및 제2고정저항(RF2a)을 더 포함하는 점에서 도 30에 도시된 제1휘트스톤 브리지 회로부(도 30의 WBa)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 몇몇 실시예에서 제1고정저항(RF1a)은 제1노드(N1a)와 제2출력노드(N4a) 사이에 연결되고, 제2고정저항(RF2a)은 제2노드(N2a)와 제2출력노드(N4a) 사이에 연결될 수 있다.
제2휘트스톤 브리지 회로부(WB1b)는 제1고정저항(RF1b) 및 제2고정저항(RF2b)을 더 포함하는 점에서 도 31에 도시된 제2휘트스톤 브리지 회로부(도 31의 WBb)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 몇몇 실시예에서 제1고정저항(RF1b)은 제1노드(N1b)와 제2출력노드(N4b) 사이에 연결되고, 제2고정저항(RF2b)은 제2노드(N2b)와 제2출력노드(N4b) 사이에 연결될 수 있다.
제3휘트스톤 브리지 회로부(WB1c)는 제1고정저항(RF1c) 및 제2고정저항(RF2c)을 더 포함하는 점에서 도 32에 도시된 제3휘트스톤 브리지 회로부(도 32의 WBc)와 차이점이 존재하며, 이외 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 몇몇 실시예에서 제1고정저항(RF1c)은 제1노드(N1c)와 제2출력노드(N4c) 사이에 연결되고, 제2고정저항(RF2c)은 제2노드(N2c)와 제2출력노드(N4c) 사이에 연결될 수 있다.
제1압력센서(PS13)는 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)와 전기적으로 연결되고, 제2압력센서(PS23)는 제2휘트스톤 브리지 회로부(WB1b)와 전기적으로 연결되고, 제3압력센서(PS33)는 제3휘트스톤 브리지 회로부(WB1c)와 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 몇몇 실시예에서 제1스트레인 게이지(150a3)의 일단은 제1압력배선(941)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)의 제1노드(N1a)에 연결되고, 제1스트레인 게이지(150a3)의 타단 및 제1도전부(150b3)의 일단은 제2압력배선(943)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)의 제1출력노드(N3a)에 연결될 수 있다. 또한 제1도전부(150b3)의 타단은 제3압력배선(945)을 매개로 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)의 제2노드(N2a)에 연결될 수 있다.
터치센서층(TSL3)에 터치 입력이 가해지지 않은 상태에서, 제1스트레인 게이지(150a3)의 제1저항값(Ra3)과 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)의 제2고정저항(RF2a)의 저항값 간의 곱은, 제1도전부(150b3)의 제2저항값(Rb3)과 제1휘트스톤 브리지 회로부(WB1a)의 제1고정저항(RF1a)의 저항값 간의 곱과 실질적으로 동일할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제1스트레인 게이지(150a3)의 제1저항값(Ra3)과 제1도전부(150b3)의 제2저항값(Rb3), 제1고정저항(RF1a)의 저항값 및 제2고정저항(RF2a)의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
터치센서층(TSL3)에 터치 입력이 가해지면, 제1스트레인 게이지(150a3)의 저항값은 변화하며, 저항값의 변화량은 압력저항성분(압력에 의해 변화하는 저항성분)과 온도저항성분(온도에 의해 변화하는 저항성분)을 모두 포함한다. 또한 터치센서층(TSL3)에 터치 입력이 가해지면, 제1도전부(150b3)의 저항값은 압력에 의해서는 실질적으로 변화하지 않고 온도에 의해서 저항값이 변화할 수 있다.
따라서 터치센서층(TSL3)에 터치 입력이 가해지면 휘트스톤 브리지의 평형이 깨지며, 제1도전부(150b3)의 저항값 변화량은 제1스트레인 게이지(150a3)의 온도저항성분을 보상할 수 있다. 이에 따라 제1스트레인 게이지(150a3)의 압력저항성분에 기초하여 터치압력을 검출할 수 있으며, 압력 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
제2스트레인 게이지(150c3)의 일단은 제4압력배선(951)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WB1b)의 제1노드(N1b)에 연결되고, 제2스트레인 게이지(150c3)의 타단 및 제2도전부(150d3)의 일단은 제5압력배선(953)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WB1b)의 제1출력노드(N3b)에 연결될 수 있다. 또한 제2도전부(150d3)의 타단은 제6압력배선(955)을 매개로 제2휘트스톤 브리지 회로부(WB1b)의 제2노드(N2b)에 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제2스트레인 게이지(150c3)의 제3저항값(Rc3)과 제2도전부(150d3)의 제4저항값(Rd3), 제1고정저항(RF1b)의 저항값 및 제2고정저항(RF2b)의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
제3스트레인 게이지(150e3)의 일단은 제7압력배선(961)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WB1c)의 제1노드(N1c)에 연결되고, 제3스트레인 게이지(150e3)의 타단 및 제3도전부(150f3)의 일단은 제8압력배선(963)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WB1c)의 제1출력노드(N3c)에 연결될 수 있다. 또한 제3도전부(150f3)의 타단은 제9압력배선(965)을 매개로 제3휘트스톤 브리지 회로부(WB1c)의 제2노드(N2c)에 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 입력이 가해지지 않은 상태 또는 외력이 가해지지 않은 상태에서 제3스트레인 게이지(150e3)의 제5저항값(Re3)과 제3도전부(150f3)의 제6저항값(Rf3), 제1고정저항(RF1c)의 저항값 및 제2고정저항(RF2c)의 저항값은 실질적으로 동일할 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 표시장치는 압력센서가 터치 센서 내에 위치하는 바, 별도의 압력 센서를 구비하지 않더라도 압력의 세기를 검출할 수 있는 이점을 갖는다. 또한 터치전극부의 형성 과정에서 압력센서들도 함께 형성할 수 있는 바, 제조공정이 간소화되는 이점 및 터치 센서의 두께가 증가하지 않는 이점이 존재한다. 아울러 압력센서들이 물리적인 입력 버튼을 대체하거나 물리적인 입력 버튼과 혼용되어 사용될 수 있는 바, 사용자에게 다양한 유저 인터페이스를 제공할 수 있는 이점을 갖는다.
또한 터치 센서는 표시 패널 등으로부터 유입되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있는 바, 터치감도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
아울러, 실시예들에 따라 터치 센서가 포함하는 압력센서들은 온도에 의한 저항변화를 보상할 수 있는 바, 터치압력의 검출 감도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (32)
- 제1감지영역 및 상기 제1감지영역의 일측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제2감지영역을 포함하는 감지영역과, 상기 감지영역 주변의 비감지영역이 정의된 베이스층;
상기 베이스층 상에 위치하되 상기 감지영역 내에 위치하고, 제1방향을 따라 배열되고 각각이 제1개구부를 포함하는 복수의 제1터치전극을 포함하는 제1터치전극부;
상기 베이스층 상에 위치하되 상기 감지영역 내에 위치하고, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 배열되고 각각이 제2개구부를 포함하는 복수의 제2터치전극을 포함하는 제2터치전극부;
상기 베이스층 상에 위치하고, 적어도 일부가 상기 제2감지영역 내에 위치하는 제1스트레인 게이지를 포함하는 제1압력센서; 를 포함하고,
상기 제1스트레인 게이지는,
상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어진 부분을 포함하는 터치센서. - 제1항에 있어서,
상기 제1방향을 따라 측정한 상기 제1감지영역의 폭은, 상기 제1방향을 따라 측정한 상기 제2감지영역의 폭보다 넓고,
상기 제2방향을 따라 측정한 상기 제1감지영역의 폭은, 상기 제2방향을 따라 측정한 상기 제2감지영역의 폭보다 넓은 터치센서. - 제1항에 있어서,
상기 제2터치전극부는 상기 제1방향을 따라 복수개 배치되고,
상기 복수의 제2터치전극은 상기 제1방향을 따라 행을 정의하고,
상기 제1스트레인 게이지는, 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 임의의 제1행에 위치하는 터치센서. - 제3항에 있어서,
상기 제1스트레인 게이지는,
상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제1저항선과, 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 제2저항선을 포함하고,
각각의 상기 제1저항선 및 상기 제2저항선은 상기 제1행에서 상기 제2개구부 내에 위치하고,
상기 제2개구부 내에서 상기 제1저항선과 상기 제2저항선은 서로 이격된 터치센서. - 제4항에 있어서,
각각의 상기 제1저항선 및 제2저항선은 상기 제2감지영역 내에 위치하고,
상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어진 터치센서. - 제4항에 있어서,
상기 제1스트레인 게이지는,
상기 제1행에서 상기 제1방향을 따라 상기 제1저항선과 전기적으로 연결되되 상기 제1저항선과 다른 형상인 제1도전패턴, 및 상기 제1행에서 상기 제1방향을 따라 상기 제2저항선과 전기적으로 연결되되 상기 제2저항선과 다른 형상으로 이루어진 제2도전패턴을 더 포함하고,
상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 쌍을 이루어 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어진 터치센서. - 제6항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 제1방향을 따라 복수개 배열되고,
상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴 중 일부는 상기 제1감지영역 내에 위치하는 터치센서. - 제3항에 있어서,
상기 제1압력센서는 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 포함하는 제1도전부를 더 포함하고,
상기 제1터치전극부는 상기 제2방향을 따라 복수개 배치되고,
상기 복수의 제1터치전극은 상기 제1방향을 따라 전극행을 정의하고,
상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은 상기 전극행 중 임의의 제1전극행에 위치하는 터치센서. - 제8항에 있어서,
상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은,
상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극 및 상기 제2터치전극과 동일한 층으로 이루어진 터치센서. - 제8항에 있어서,
상기 제1전극행은,
상기 제1행과 제2행 사이에 위치하되, 상기 제2행은 상기 제1행과 상기 제2방향을 따라 인접한 터치센서. - 제10항에 있어서,
상기 제1압력센서는,
상기 제2행에 위치하고 상기 제1스트레인 게이지와 동일한 구조로 이루어진 제2스트레인 게이지, 및
상기 제1도전부와 동일한 구조로 이루어진 제2도전부를 더 포함하고,
상기 제2도전부는 상기 제2행을 사이에 두고 상기 제1도전부의 반대측에 위치하는 터치센서. - 제11항에 있어서,
상기 비감지영역 내에 위치하되 상기 제2감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치하는 압력배선들을 더 포함하고,
상기 압력배선들은,
상기 제1스트레인 게이지의 일단과 연결된 제1압력배선,
상기 제1스트레인 게이지의 타단 및 상기 제1도전부의 일단과 연결된 제2압력배선,
상기 제1도전부의 타단 및 상기 제2스트레인 게이지의 일단과 연결된 제3압력배선,
상기 제2스트레인 게이지의 타단 및 상기 제2도전부의 일단과 연결된 제4압력배선. 및
상기 제2도전부의 타단과 연결된 제5압력배선을 포함하는 터치센서. - 제11항에 있어서,
상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제1도전부 및 상기 제2도전부는 휘트스톤 브리지를 구성하는 터치센서. - 제3항에 있어서,
상기 제1스트레인 게이지는,
상기 제1행에서 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 저항선과,
상기 제1행과 상기 제2방향을 따라 인접한 제2행에서 상기 제2개구부 내에 위치하고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 저항선과,
상기 제1행에 위치하는 상기 복수의 저항선 중 어느 하나와, 상기 제2행에 위치하는 상기 복수의 저항선 중 어느 하나를 상기 제2방향을 따라 연결하는 연결선을 포함하는 터치센서. - 제14항에 있어서,
상기 제1압력센서는, 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 포함하는 제1도전부를 더 포함하고,
상기 제1터치전극부는 상기 제2방향을 따라 복수개 배치되고,
상기 복수의 제1터치전극은 상기 제1방향을 따라 전극행을 정의하고,
상기 제1도전패턴 및 상기 제2도전패턴은, 상기 전극행 중 제1전극행에 위치하고,
상기 제1전극행은 상기 제2행을 사이에 두고 상기 제1행의 반대측에 위치하는 터치센서. - 제15항에 있어서,
제1고정저항 및 제2고정저항을 포함하는 휘트스톤 브리지 회로부; 를 더 포함하고,
상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제1도전부는 상기 휘트스톤 브리지 회로부와 연결되고,
상기 제1스트레인 게이지, 상기 제1도전부, 제1고정저항 및 제2고정저항은 휘트스톤 브리지를 구성하는 터치센서. - 제1항에 있어서,
상기 베이스층 상에 위치하는 제2압력센서로서, 적어도 일부가 상기 제2감지영역 내에 위치하는 제2스트레인 게이지를 포함하는 제2압력센서; 를 더 포함하는 터치센서. - 제17항에 있어서,
상기 제2압력센서는, 상기 제1압력센서와 동일한 구조로 이루어진 터치센서. - 제17항에 있어서,
상기 베이스층 상에 위치하고 제3스트레인 게이지를 포함하는 제3압력센서; 를 더 포함하고,
상기 감지영역은 상기 제1감지영역의 타측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제3감지영역을 더 포함하고,
상기 제3스트레인 게이지의 적어도 일부는 상기 제3감지영역 내에 위치하는 터치센서. - 제19항에 있어서,
상기 제2터치전극부는 상기 제1방향을 따라 복수개 배치되고,
상기 복수의 제2터치전극은 상기 제1방향을 따라 행을 정의하고,
상기 제1스트레인 게이지 및 상기 제3스트레인 게이지는, 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 임의의 제1행에 위치하는 터치센서. - 제20항에 있어서,
상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제1압력센서와 연결된 제1압력배선;
상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제2압력센서와 연결된 제2압력배선; 및
상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제3압력센서와 연결된 제3압력배선; 을 더 포함하고,
상기 제1압력배선 및 상기 제2압력배선은 상기 제2감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치하고,
상기 제3압력배선은 상기 제3감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치하는 터치센서. - 제19항에 있어서,
상기 제2터치전극부는 상기 제1방향을 따라 복수개 배치되고,
상기 복수의 제2터치전극은 상기 제1방향을 따라 행을 정의하고,
상기 제1스트레인 게이지는 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 임의의 제1행에 위치하고,
상기 제3스트레인 게이지는 상기 복수의 제2터치전극이 정의하는 행 중 상기 제1행과 다른 행에 위치하는 터치센서. - 제22항에 있어서,
상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제1압력센서와 연결된 제1압력배선;
상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제2압력센서와 연결된 제2압력배선; 및
상기 비감지영역 내에 위치하고 상기 제3압력센서와 연결된 제3압력배선; 을 포함하고,
상기 제1압력배선, 상기 제2압력배선 및 상기 제3압력배선은 상기 제2감지영역을 사이에 두고 상기 제1감지영역의 반대측에 위치하는 터치센서. - 제1항에 있어서,
상기 제1감지영역 내에 위치하고 상기 제1방향을 따라 서로 전기적으로 연결된 복수의 노이즈 감지전극을 더 포함하되,
각각의 노이즈 감지전극은 상기 제1개구부 내에 위치하고 상기 제1터치전극과 이격되어 배치된 터치센서. - 제24항에 있어서,
상기 노이즈 감지전극이 감지한 노이즈 신호에 기초하여 상기 제1터치전극부에서 감지한 신호의 노이즈를 상쇄하도록 구성된 터치제어부를 더 포함하는 터치센서. - 제1표시영역 및 상기 제1표시영역의 일측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제2표시영역을 포함하는 표시패널; 및
상기 표시패널 상에 위치하는 터치센서층; 을 포함하고,
상기 터치센서층은,
상기 제2표시영역과 중첩하고 개구부를 포함하는 복수의 터치전극과,
상기 제2표시영역과 중첩하는 제1스트레인 게이지를 포함하는 제1압력센서를 포함하고,
상기 제1스트레인 게이지는, 상기 개구부 중 임의의 제1개구부 내에 위치하는 제1저항선 및 제2저항선을 포함하는 표시장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1압력센서는, 상기 제2표시영역과 중첩하고 상기 제1스트레인 게이지와 다른 형상의 제1도전부를 더 포함하고,
상기 제1도전부는, 상기 개구부 중 상기 제1개구부와 다른 제2개구부 내에 위치하는 제1도전패턴 및 제2도전패턴을 포함하는 표시장치. - 제27항에 있어서,
상기 제1압력센서는, 상기 제2표시영역과 중첩하는 제2스트레인 게이지 및 상기 제2표시영역과 중첩하고 상기 제2스트레인 게이지와는 다른 형상의 제2도전부를 더 포함하고,
상기 제2스트레인 게이지는, 상기 개구부 중 상기 제1개구부 및 상기 제2개구부와는 다른 제3개구부 내에 위치하는 제3저항선 및 제4저항선을 포함하고,
상기 제2도전부는 상기 개구부 중 상기 제1개구부, 상기 제2개구부 및 상기 제3개구부와는 다른 제4개구부 내에 위치하는 제3도전패턴 및 제4도전패턴을 포함하는 표시장치. - 제28항에 있어서,
상기 제1스트레인 게이지, 상기 제2스트레인 게이지, 상기 제1도전부 및 상기 제2도전부는 휘트스톤 브리지를 구성하는 표시장치. - 제26항에 있어서,
상기 터치센서층은 제2압력센서 및 제3압력센서를 더 포함하되,
상기 표시패널은 상기 제1표시영역의 타측에서 연장되고 하측으로 구부러진 제3표시영역을 더 포함하고,
상기 제2압력센서는 상기 제2표시영역과 중첩하고,
상기 제3압력센서는 상기 제3표시영역과 중첩하는 표시장치. - 제30항에 있어서,
상기 제2압력센서 및 상기 제3압력센서는, 스트레인 게이지를 포함하는 표시장치. - 제26항에 있어서,
상기 표시패널은,
베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 자발광소자 및 상기 자발광소자 상에 위치하는 박막봉지층을 포함하고,
상기 터치전극 및 상기 제1스트레인 게이지는 상기 박막봉지층 상에 위치하는 표시장치.
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