KR20210003972A - 터치 감지 유닛과 그를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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김도익
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김장희
이상철
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Abstract

터치 감지 유닛과 그를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 터치 감지 유닛은 일 방향으로 배치되며 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들, 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며 전기적으로 연결되고 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들, 및 상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들을 구비하고, 제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 변화량들을 감지하며, 제2 모드에서 상기 제1 정전 용량들의 변화량들과 상기 제1 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량의 변화량을 감지한다.

Description

터치 감지 유닛과 그를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSING UNIT HAVING FORCE SENSOR AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 감지 유닛과 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다.
표시 장치가 다양한 전자기기에 적용됨에 따라, 다양한 디자인을 갖는 표시 장치가 요구되고 있다. 최근에는 베젤 영역을 최소화하는 베젤리스(bezeless) 스마트폰이 개발되고 있다. 베젤 영역은 화상이 표시되는 표시 영역의 주변에 배치되는 비표시 영역을 가리킨다.
스마트 폰의 베젤 영역에는 사용자가 표시 장치의 전면에 위치하는지를 감지하기 위한 근접 센서가 배치된다. 그러므로, 스마트 폰에서 베젤 영역을 최소화하기 위해서는 근접 센서가 삭제될 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 근접 감지를 수행할 수 있는 터치 감지 유닛을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 근접 감지를 수행할 수 있는 터치 감지 유닛을 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
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 터치 감지 유닛은 일 방향으로 배치되며 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들, 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며 전기적으로 연결되고 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들, 및 상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들을 구비하고, 제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 변화량들을 감지하며, 제2 모드에서 상기 제1 정전 용량들의 변화량들과 상기 제1 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량의 변화량을 감지한다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 터치 감지 유닛은 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들, 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되고, 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들, 및 상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들을 구비하고, 제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 제1 정전 용량 값들을 감지하며, 제2 모드에서 상기 제1 정전 용량 값들과 상기 제2 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량들의 제2 정전 용량 값들을 감지한다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 터치 감지 유닛은 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들, 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되고, 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들, 상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들, 및 상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제4 센서 전극들을 구비하고, 제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 변화량들을 감지하며, 제2 모드에서 상기 제1 정전 용량들의 변화량들과 상기 제1 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량의 변화량, 및 상기 제1 센서 전극들과 상기 제4 센서 전극들 사이의 제3 정전 용량의 변화량을 감지한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
실시예들에 따른 터치 감지 유닛과 표시 장치에 의하면, 제1 영역에서 제1 상호 용량들의 변화량들과 제2 상호 용량의 변화량을 감지함으로써, 사람 또는 물체의 근접 감지 여부를 판단할 수 있다. 그러므로, 표시 장치는 근접 센서 없이 사람 또는 물체의 근접 여부를 감지할 수 있으므로, 근접 센서가 배치되었던 표시 장치의 베젤 영역을 줄일 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 측면도들이다.
도 5는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 표시 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 5의 터치 감지 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 7의 제1 영역에서 제1 상호 용량의 변화량과 제2 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 9는 도 7의 제2 영역에서 제1 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 10은 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 11은 도 7의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 10의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 13a 및 도 13b는 도 11의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 14는 도 12a의 Ⅱ-Ⅱ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 15는 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 16은 도 7의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 17a 및 도 17b는 도 15의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 18a 및 도 18b는 도 16의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 19는 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 20a 및 도 20b는 도 19의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 21은 도 5의 터치 감지 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 22는 도 21의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 23은 도 21의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 24a 및 도 24b는 도 22의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 25a 및 도 25b는 도 23의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 26은 도 21의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 27은 도 21의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 28a 및 도 28b는 도 26의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 29a 및 도 29b는 도 27의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 30은 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 31a 및 도 31b는 도 30의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 32는 도 5의 터치 감지 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 33은 도 32의 제1 영역에서 제1 상호 용량의 변화량, 제2 상호 용량의 변화량, 및 제3 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 34는 도 32의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 35a 및 도 35b는 도 34의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 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 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
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.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 측면도들이다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 표시 패널(100)을 기준으로 상부 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 표시 패널(100)을 기준으로 하부 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 패널(100)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 및 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 표시 장치(10)는 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계방출 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치, 양자점 발광 표시 장치, 및 마이크로 LED 표시 장치 중 어느 하나일 수 있다. 이하에서는, 표시 장치(10)가 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동 회로(200), 회로 보드(300), 및 터치 구동 회로(400)를 포함한다.
표시 패널(100)은 메인 영역(MA)과 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출된 돌출 영역(PA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형 형태의 평면으로 형성될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 코너(corner)는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 메인 영역(MA)은 평탄하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 좌우측 끝단에 형성된 곡면부를 포함할 수 있다. 이 경우, 곡면부는 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.
메인 영역(MA)은 화소들이 형성되어 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)에는 화소들 뿐만 아니라, 화소들에 접속되는 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인이 배치될 수 있다. 메인 영역(MA)이 곡면부를 포함하는 경우, 표시 영역(DA)은 곡면부에 배치될 수 있다. 이 경우, 곡면부에서도 표시 패널(100)의 영상이 보일 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽에서부터 표시 패널(100)의 가장자리까지의 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 스캔 라인들에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부, 및 데이터 라인들과 표시 구동 회로(200)를 연결하는 링크 라인들이 배치될 수 있다.
돌출 영역(PA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 돌출 영역(PA)은 도 2와 같이 메인 영역(MA)의 하 측으로부터 돌출될 수 있다. 돌출 영역(PA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작을 수 있다.
돌출 영역(PA)은 벤딩 영역(BA)과 패드 영역(PDA)을 포함할 수 있다. 이 경우, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 일 측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 타 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 하 측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 상 측에 배치될 수 있다.
표시 패널(100)은 구부러지거나, 휘어지거나, 벤딩되거나, 접히거나, 말릴 수 있도록 유연하게 형성될 수 있다. 그러므로, 표시 패널(100)은 벤딩 영역(BA)에서 두께 방향(Z축 방향)으로 벤딩될 수 있다. 도 3과 같이 표시 패널(100)이 벤딩되기 전에 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)의 일면은 상부를 향하고 있다. 도 4와 같이 표시 패널(100)이 벤딩된 후에는 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)의 일면은 하부로 향하게 된다. 이로 인해, 패드 영역(PDA)은 메인 영역(MA)의 하부에 배치되므로, 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다.
표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)에는 표시 구동 회로(200)와 회로 보드(300)와 전기적으로 연결되는 패드들이 배치될 수 있다.
표시 패널(100)의 하부에는 패널 하부 커버(101)가 배치될 수 있다. 패널 하부 커버(101)는 접착 부재를 통해 표시 패널(100)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다.
패널 하부 커버(101)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 표시 패널(100)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재를 포함할 수 있다.
광 흡수 부재는 표시 패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수 부재는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 회로 보드(300) 등이 표시 패널(100)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수 부재는 블랙 안료나 블랙 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재는 광 흡수 부재의 하부에 배치될 수 있다. 완충 부재는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(100)이 파손되는 것을 방지한다. 완충 부재는 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 완충 부재는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene)등과 같은 고분자 수지로 형성되거나, 고무, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지 등 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 완충 부재는 쿠션층일 수 있다.
방열 부재는 완충 부재의 하부에 배치될 수 있다. 방열 부재는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층과 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)이 쉽게 구부러질 수 있도록 하기 위해, 도 3과 같이 패널 하부 커버(101)는 표시 패널(100)의 벤딩 영역(BA)에 배치되지 않을 수 있다. 표시 패널(100)이 벤딩 영역(BA)에서 구부러져 패드 영역(PDA)은 메인 영역(MA)의 하부에 배치되므로, 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다. 이로 인해, 표시 패널(100)의 메인 영역(MA)에 배치된 패널 하부 커버(101)와 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)에 배치된 패널 하부 커버(101)는 접착 부재(102)에 의해 부착될 수 있다. 접착 부재(102)는 압력 민감 점착제일 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(200)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 스캔 구동부에 스캔 제어 신호들을 공급할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 패드 영역(PDA)에서 표시 패널(100) 상에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
패드들은 표시 구동 회로(200)에 전기적으로 연결되는 표시 패드들과 터치 라인들에 전기적으로 연결되는 터치 패드들을 포함할 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 패드들 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드(300)의 리드 라인들은 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible prinited circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 표시 패널(100)의 터치 감지층(TSL)의 센서 전극들에 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 감지층(TSL)의 센서 전극들에 구동 신호들을 인가하고 센서 전극들의 상호 용량 값들을 측정한다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 상호 용량 값들에 따라 사용자의 터치 여부와 근접 여부 등을 판단할 수 있다. 사용자의 터치는 사용자의 손가락 또는 펜 등과 같은 물체가 터치 감지층(TSL) 상에 배치되는 표시 장치(10)의 일 면에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 사용자의 근접은 사용자의 손가락 또는 펜 등과 같은 물체가 표시 장치(10)의 일 면 상에서 떨어져 위치하는(hovering) 것을 가리킨다.
터치 구동 회로(400)는 회로 보드(300) 상에 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 집적회로(IC)로 형성되어 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
도 5는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(100)은 기판(SUB), 기판(SUB) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 박막 봉지층(TFEL)을 갖는 표시 유닛(DU)과, 터치 감지층(TSL)을 갖는 터치 감지 유닛(TDU)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 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. 또는, 기판(SUB)은 금속 재질의 물질을 포함할 수도 있다.
기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(SUB)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)에는 화소들 각각의 박막 트랜지스터들뿐만 아니라, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 스캔 제어 라인들, 및 패드들과 데이터 라인들을 연결하는 라우팅 라인들 등이 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 스캔 구동부(110)가 도 6과 같이 표시 패널(100)의 비표시 영역(NDA)에 형성되는 경우, 스캔 구동부(110)는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 스캔 제어 라인들과 링크 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 화소들과 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 이 경우, 발광층은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 발광층(organic light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 제1 전극에 소정의 전압이 인가되고, 제2 전극에 캐소드 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동되며, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 발광 소자층(EML)의 화소들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 박막 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 모두에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 발광 소자층(EML)을 덮으며, 비표시 영역(NDA)의 박막 트랜지스터층(TFTL)을 덮도록 배치될 수 있다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 터치 감지층(TSL)이 배치될 수 있다. 터치 감지층(TSL)이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 배치됨으로써, 터치 감지층(TSL)을 포함하는 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(TFEL) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
터치 감지층(TSL)은 상호 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 전극들과 패드들과 센서 전극들을 연결하는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 터치 감지층(TSL)의 센서 전극들은 도 7과 같이 표시 영역(DA)에 중첩하는 터치 감지 영역(TSA)에 배치될 수 있다. 터치 감지층(TSL)의 터치 라인들은 도 7과 같이 비표시 영역(NDA)에 중첩하는 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다.
터치 감지층(TSL) 상에는 편광 필름이 배치될 수 있다. 편광 필름은 선편광판과 λ/4 판(quarter-wave plate)과 같은 위상지연필름을 포함할 수 있다. 이 경우, 위상지연필름이 터치 감지층(TSL) 상에 배치되고, 선편광판이 위상지연필름 상에 배치될 수 있다. 또한, 편광 필름 상에는 커버 윈도우가 배치될 수 있다. 커버 윈도우는 OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 편광 필름 상에 부착될 수 있다.
도 6은 도 5의 표시 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 6에서는 설명의 편의를 위해 표시 유닛(DU)의 화소(P)들, 스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 스캔 제어 라인들(SCL), 팬 아웃 라인(DLL)들, 스캔 구동부(110), 표시 구동 회로(200), 및 표시 패드들(DP) 만을 도시하였다.
도 6을 참조하면, 스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 및 화소(P)들은 표시 영역(DA)에 배치된다. 스캔 라인(SL)들은 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 형성되고, 데이터 라인(DL)들은 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 형성될 수 있다.
화소(P)들 각각은 스캔 라인(SL)들 중 적어도 어느 하나와 데이터 라인(DL)들 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터들, 발광 소자, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 화소(P)들 각각은 스캔 라인(SL)으로부터 스캔 신호가 인가되는 경우 데이터 라인(DL)의 데이터 전압을 공급받으며, 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 발광 소자에 구동 전류를 공급함으로써 발광할 수 있다. 발광 소자는 애노드 전극, 유기 발광층, 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 발광 소자는 애노드 전극, 양자점 발광층, 및 캐소드 전극을 포함하는 양자점 발광 소자, 애노드 전극, 무기 반도체를 갖는 무기 발광층, 및 캐소드 전극을 포함하는 무기 발광 소자, 또는 초소형 발광 다이오드를 포함하는 초소형 발광 소자로 구현될 수 있다.
스캔 구동부(110)는 복수의 스캔 제어 라인들(SCL)을 통해 표시 구동 회로(200)에 연결된다. 그러므로, 스캔 구동부(110)는 표시 구동 회로(200)의 스캔 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 스캔 구동부(110)는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하여 스캔 라인(SL)들에 공급한다.
도 5에서는 스캔 구동부(110)가 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스캔 구동부(110)는 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 표시 패드들(DP)에 접속되어 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 입력 받는다. 표시 구동 회로(200)는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 데이터 전압들로 변환하여 팬 아웃 라인(DLL)들을 통해 데이터 라인(DL)들에 공급한다. 또한, 표시 구동 회로(200)는 복수의 스캔 제어 라인들(SCL)을 통해 스캔 구동부(110)를 제어하기 위한 스캔 제어 신호를 생성하여 공급한다. 스캔 구동부(110)의 스캔 신호들에 의해 데이터 전압들이 공급될 화소(P)들이 선택되며, 선택된 화소(P)들에 데이터 전압들이 공급된다. 표시 구동 회로(200)는 집적회로(IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 기판(SUB) 상에 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
표시 패널(100)은 도 6과 같이 표시 구동 회로(200)에 전기적으로 연결되는 표시 패드(DP)들과 터치 라인들에 전기적으로 연결되는 터치 패드들(TP1, TP2)을 포함할 수 있다. 표시 패드(DP)들이 배치되는 표시 패드 영역(DPA)은 제1 터치 패드(TP1)들이 배치되는 제1 터치 패드 영역(TPA1)과 제2 터치 패드(TP2)들이 배치되는 제2 터치 패드 영역(TPA2) 사이에 배치될 수 있다. 도 6과 같이, 표시 패드 영역(DPA)은 돌출 영역(PA)의 일 단의 중앙에 배치되고, 제1 터치 패드 영역(TPA1)은 돌출 영역(PA)의 일 단의 좌측에 배치되며, 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 돌출 영역(PA)의 일 단의 우측에 배치될 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 표시 패드(DP)들과 터치 패드들(TP1, TP2) 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드(300)의 리드 라인들은 표시 패드(DP)들과 터치 패드들(TP1, TP2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible prinited circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 표시 패널(100)의 터치 감지 유닛의 센서 전극들에 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 센서 전극들에 구동 신호들을 인가하고 센서 전극들의 상호 정전 용량(mutual capacitance, 이하 “상호 용량”으로 칭함)들을 측정한다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 상호 용량들에 따라 터치가 입력된 터치 좌표들을 산출할 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 회로 보드(300) 상에 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 집적회로(IC)로 형성되어 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
도 7은 도 5의 터치 감지 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 7에서는 설명의 편의를 위해 센서 전극들(TE, RE, PE), 도전 패턴(DE)들, 터치 라인들(TL, RL, PL), 터치 패드들(TP1, TP2), 가드 라인들(GL1~GL5), 및 접지 라인들(GRL1~GRL3)만을 도시하였다.
도 7을 참조하면, 터치 감지 유닛(TDU)은 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 감지 영역(TSA)과 터치 감지 영역(TSA)의 주변에 배치되는 터치 주변 영역(TPA)을 포함한다. 터치 감지 영역(TSA)은 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DA)에 중첩하고, 터치 주변 영역(TPA)은 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다.
터치 감지 영역(TSA)은 사람 또는 물체가 근접하게 위치하는지를 감지하기 위한 제1 영역(PA1)과 제1 영역(PA1) 이외의 제2 영역(PA2)을 포함한다. 도 7에서는 제1 영역(PA1)이 터치 감지 영역(TSA) 중에서 표시 장치(10)의 상측과 인접한 영역인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 영역(PA1)은 터치 감지 영역(TSA) 중에서 표시 장치(10)의 다른 측과 인접한 영역이거나 터치 감지 영역(TSA)의 중앙 영역일 수 있다. 또한, 도 7에서는 제1 영역(PA1)이 터치 감지 영역(TSA)의 일부 영역인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 터치 감지 영역(TSA)은 제2 영역(PA2) 없이 제1 영역(PA1)만을 포함할 수 있다.
센서 전극들(TE, RE, PE)은 제1 센서 전극(TE)들, 제2 센서 전극(RE)들, 및 제3 센서 전극(PE)들을 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 제1 센서 전극은 구동 전극(TE)이고, 제2 센서 전극은 감지 전극(RE)이며, 제3 센서 전극은 근접 감지 전극(PE)인 것을 중심으로 설명하였다.
감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 배치되고, 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 전극(TE)들은 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 도 7에서는 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들 각각이 마름모의 평면 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들 각각의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다.
구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들 각각은 구동 전극(TE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 제1 연결부(BE1)을 통해 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들은 제2 연결부(BE2)을 통해 연결될 수 있다. 또한, 감지 전극(RE)들과 근접 감지 전극(PE)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들은 제3 연결부(BE3)을 통해 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들은 제2 연결부(BE2)을 통해 연결될 수 있다.
구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2) 모두에 배치될 수 있다. 이에 비해, 근접 감지 전극(PE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)에만 배치될 수 있다. 그러므로, 제1 영역(PA1)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들이 형성되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들 사이에 제2 상호 용량이 형성될 수 있다.
도전 패턴(DE)들은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들과 전기적으로 분리될 수 있다. 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 도전 패턴(DE)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 제1 영역(PA1)에서 도전 패턴(DE)들 각각은 감지 전극(RE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 제2 영역(PA2)에서 도전 패턴(DE)들 각각은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 도전 패턴(DE)들로 인해 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE) 사이의 기생 정전 용량이 작아질 수 있다. 기생 정전 용량이 작아지는 경우 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 상호 용량이 충전되는 충전 속도를 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만, 도전 패턴(DE)들로 인해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)의 면적이 줄어듦에 따라, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 상호 용량이 작아질 수 있으며, 이로 인해 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 도전 패턴(DE)들의 면적은 기생 정전 용량과 상호 용량을 고려하여 적절하게 설정되는 것이 바람직하다.
터치 라인들(TL, RL, PL)은 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다. 터치 라인들(TL, RL)은 감지 전극(RE)들에 연결되는 감지 라인(RL)들, 구동 전극(TE)들에 연결되는 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들, 및 근접 감지 전극(PE)들에 연결되는 근접 감지 라인(PL)을 포함할 수 있다.
터치 감지 영역(TSA)의 일 측에 배치된 감지 전극(RE)들은 감지 라인(RL)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이 제1 방향(x축 방향)으로 전기적으로 연결된 감지 전극(RE)들 중 우측 끝에 배치된 감지 전극은 감지 라인(RL)에 연결될 수 있다. 감지 라인(RL)들은 제2 터치 패드들(TP2)에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(400)는 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 감지 영역(TSA)의 일 측에 배치된 구동 전극(TE)들은 제1 구동 라인(TL1)들에 연결되고, 터치 감지 영역(TSA)의 타 측에 배치된 구동 전극(TE)들은 제2 구동 라인(TL2)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 구동 전극(TE)들 중 하측 끝에 배치된 구동 전극(TE)은 제1 구동 라인(TL1)에 연결되며, 상측 끝에 배치된 구동 전극(TE)은 제2 구동 라인(TL2)에 연결될 수 있다. 제2 구동 라인(TL2)들은 터치 감지 영역(TSA)의 좌측 바깥쪽을 경유하여 터치 감지 영역(TSA)의 상측에서 구동 전극(TE)들에 연결될 수 있다. 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들은 제1 터치 패드들(TP1)에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(400)는 구동 전극(TE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 감지 영역(TSA)의 타 측에 배치된 근접 감지 전극(PE)들은 근접 감지 라인(PL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 근접 감지 전극(PE)들 중 상측 끝에 배치된 근접 감지 전극(PE)은 근접 감지 라인(PL)에 연결될 수 있다. 근접 감지 라인(PL)은 터치 감지 영역(TSA)의 좌측 바깥쪽을 경유하여 터치 감지 영역(TSA)의 상측에서 근접 감지 전극(PE)들에 연결될 수 있다. 근접 감지 라인(PL)은 제1 터치 패드(TP1)에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 전극(PE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 장치(10)는 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들 사이의 제2 상호 용량의 변화량을 감지함에 의해, 사람 또는 물체가 터치 감지 유닛(TDU)의 상부에 근접하였는지를 감지할 수 있다. 근접 감지는 사람 또는 물체가 터치 감지 유닛(TDU)과 접촉하지 않음에도 사람 또는 물체를 검출할 수 있어야 한다. 그러므로, 사람 또는 물체가 근접한지를 감지하기 위한 상호 용량의 크기는 사람 또는 물체의 터치를 감지하기 위한 상호 용량의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 제2 상호 용량의 크기는 구동 전극(TE)의 크기 및 근접 감지 전극(PE)의 크기와 비례하므로, 제2 상호 용량의 크기를 크게 하기 위해, 근접 감지 전극(PE)들은 도 7과 같이 하나의 근접 감지 라인(PL)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 가드 라인(GL1)은 감지 라인(RL)들 중 가장 외곽에 배치된 감지 라인(RL)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 또한, 제1 접지 라인(GRL1)은 제1 가드 라인(GL1)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 도 7과 같이, 제1 가드 라인(GL1)은 감지 라인(RL)들 중 우측 끝에 배치된 감지 라인(RL)의 우측에 배치되고, 제1 접지 라인(GRL1)은 제1 가드 라인(GL1)의 우측에 배치될 수 있다.
제2 가드 라인(GL2)은 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1) 사이에 배치될 수 있다. 도 7과 같이, 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)은 감지 라인(RL)들 중 좌측 끝에 배치된 감지 라인(RL)일 수 있다. 또한, 제2 가드 라인(GL2)은 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다.
제3 가드 라인(GL3)은 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 접지 라인(GRL2)은 제1 터치 패드들(TP1) 중 가장 우측에 배치된 제1 터치 패드(TP1)와 제2 터치 패드들(TP2) 중에 가장 좌측에 배치된 제2 터치 패드(TP2)에 연결될 수 있다.
제4 가드 라인(GL4)은 제2 구동 라인(TL2)들 중 가장 외곽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 도 7과 같이, 제4 가드 라인(GL4)은 제2 구동 라인(TL2)들 중 좌측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 좌측에 배치될 수 있다.
또한, 제4 가드 라인(GL4)의 바깥쪽에는 제3 접지 라인(GRL3)이 배치될 수 있다. 도 7과 같이, 제4 가드 라인(GL4)은 제2 구동 라인(TL2)들 중 좌측과 상측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 좌측과 상측에 배치되고, 제3 접지 라인(GRL3)은 제4 가드 라인(GL4)의 좌측과 상측에 배치될 수 있다.
제5 가드 라인(GL5)은 제2 구동 라인(TL2)들 중에 가장 안쪽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 안쪽에 배치될 수 있다. 도 7과 같이, 제5 가드 라인(GL5)은 제2 구동 라인(TL2)들 중에 우측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)과 감지 전극(RE)들 사이에 배치될 수 있다.
제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 및 제5 가드 라인(GL5)에는 접지 전압이 인가될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 의하면, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2) 모두에 배치되고, 근접 감지 전극(PE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)에만 배치될 수 있다. 그러므로, 제1 영역(PA1)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들이 형성되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들 사이에 제2 상호 용량이 형성될 수 있으므로, 터치 감지와 근접 감지를 모두 수행할 수 있다. 또한, 제2 영역(PA2)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들만 형성되므로, 터치 감지만을 수행할 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 의하면, 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)은 표시 패널(100)의 상측, 좌측, 및 우측에서 가장 외곽에 배치된다. 또한, 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)에는 접지 전압이 인가된다. 이로 인해, 외부로부터 정전기가 인가되는 경우, 정전기는 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)으로 방전될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 실시예에 의하면, 제1 가드 라인(GL1)은 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제1 접지 라인(GRL1) 사이에 배치되므로, 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제1 접지 라인(GRL1)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1) 사이에 배치된다. 이로 인해, 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1)이 전압 변화에 따른 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제3 가드 라인(GL3)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제2 접지 라인(GRL2)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 가장 외곽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 제3 접지 라인(GRL3) 사이에 배치되므로, 제2 구동 라인(TL2)이 제3 접지 라인(GRL3)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 센서 전극들(TE, RE) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 센서 전극들(TE, RE)이 서로 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
도 8은 도 7의 제1 영역에서 제1 상호 용량의 변화량과 제2 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법을 보여주는 일 예시도면이다. 도 9는 도 7의 제2 영역에서 제1 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 8 및 도 9에서는 설명의 편의를 위해 하나의 열에 배치되며 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 구동 전극(TE)들과 하나의 행에 배치되며 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 감지 전극(RE)들만을 도시하였다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 영역(PA1)에서는 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이에 제1 상호 용량(Cm1)이 형성되고, 구동 전극(TE)과 근접 감지 전극(PE) 사이에 제2 상호 용량(Cm2)이 형성될 수 있다. 제2 영역(PA2)에서는 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이에 제1 상호 용량(Cm1)이 형성될 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 구동 신호 출력부(410), 제1 터치 감지부(420), 제1 아날로그 디지털 변환부(analog to digital converter)(430), 제2 터치 감지부(440), 및 제2 아날로그 디지털 변환부(450)를 포함할 수 있다.
터치 구동 신호 출력부(410)는 제1 구동 라인(TL1)을 통해 터치 구동 신호(TD)를 구동 전극(TE)들에 출력하고, 제2 구동 라인(TL2)을 통해 터치 구동 신호(TD)를 구동 전극(TE)들에 출력할 수 있다. 터치 구동 신호(TD)는 복수의 펄스들을 포함할 수 있다.
터치 구동 신호 출력부(410)는 미리 정해진 순서대로 구동 라인들(TL1, TL2)에 터치 구동 신호(TD)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 신호 출력부(410)는 도 7의 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치된 구동 전극(TE)들로부터 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치된 구동 전극(TE)들로 터치 구동 신호(TD)를 순차적으로 출력할 수 있다.
제1 터치 감지부(420)는 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결된 감지 라인(RL)을 통해 제1 상호 용량(Cm1)에 충전된 전압을 감지한다. 제1 터치 감지부(420)는 제1 연산 증폭기(OA1), 제1 피드백 커패시터(Cfb1), 및 제1 리셋 스위치(RSW1)를 포함할 수 있다. 제1 연산 증폭기(OA1)는 제1 입력단자(-), 제2 입력단자(+), 및 출력 단자(out)를 포함할 수 있다. 제1 연산 증폭기(OA1)의 제1 입력단자(-)는 감지 라인(RL)에 접속되고, 제2 입력단자(+)에는 초기화 전압(VREF)이 공급되며, 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)는 제1 저장 커패시터(Cs1)에 접속될 수 있다. 제1 저장 커패시터(Cs1)는 출력 단자(out)와 그라운드 사이에 접속되어 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout1)을 저장한다. 제1 피드백 커패시터(Cfb1)와 제1 리셋 스위치(RSW1)는 제1 연산 증폭기(OA1)의 제1 입력단자(-)와 출력 단자(out) 사이에 병렬로 접속될 수 있다. 제1 리셋 스위치(RSW1)는 제1 피드백 커패시터(Cfb1)의 양단의 접속을 제어하는 역할을 한다. 제1 리셋 스위치(RSW1)가 턴-온되어 제1 피드백 커패시터(Cfb1)의 양단이 접속되는 경우, 제1 피드백 커패시터(Cfb1)는 리셋될 수 있다.
제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout1)은 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, "Vout1"은 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압, "Cm1"은 제1 상호 용량, "Cfb1"는 제1 피드백 커패시터의 용량, "Vt1"은 제1 상호 용량(Cm1)에 충전된 전압을 지시한다.
제1 아날로그 디지털 변환부(430)는 제1 저장 커패시터(Cs1)에 저장된 출력 전압(Vout1)을 제1 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
제2 터치 감지부(440)는 근접 감지 전극(PE)들에 접속된 근접 감지 라인(PL)을 통해 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압들을 감지한다. 제2 터치 감지부(440)는 제2 연산 증폭기(OA2), 제2 피드백 커패시터(Cfb2), 및 제2 리셋 스위치(RSW2)를 포함할 수 있다. 제2 연산 증폭기(OA2)는 제1 입력단자(-), 제2 입력단자(+), 및 출력 단자(out)를 포함할 수 있다. 제2 연산 증폭기(OA2)의 제1 입력단자(-)는 근접 감지 라인(RL)에 접속되고, 제2 입력단자(+)에는 초기화 전압(VREF)이 공급되며, 제2 연산 증폭기(OA2)의 출력 단자(out)는 제2 저장 커패시터(Cs2)에 접속될 수 있다. 제2 저장 커패시터(Cs2)는 출력 단자(out)와 그라운드 사이에 접속되어 제2 연산 증폭기(OA2)의 출력 전압(Vout2)을 저장한다. 제2 피드백 커패시터(Cfb2)와 제2 리셋 스위치(RSW2)는 제2 연산 증폭기(OA2)의 제1 입력단자(-)와 출력 단자(out) 사이에 병렬로 접속될 수 있다. 제2 리셋 스위치(RSW2)는 제2 피드백 커패시터(Cfb2)의 양단의 접속을 제어하는 역할을 한다. 제2 리셋 스위치(RSW2)가 턴-온되어 제2 피드백 커패시터(Cfb2)의 양단이 접속되는 경우, 제2 피드백 커패시터(Cfb2)는 리셋될 수 있다.
제2 연산 증폭기(OA2)의 출력 전압(Vout2)은 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2에서, "Vout2"은 제2 연산 증폭기(OA2)의 출력 전압, "Cm2"는 제2 상호 용량, "Cfb2"는 제2 피드백 커패시터의 용량, "Vt2"는 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 지시한다.
제2 아날로그 디지털 변환부(450)는 제2 저장 커패시터(Cs2)에 저장된 출력 전압(Vout2)을 제2 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 감지 모드(또는 제1 모드)와 근접 감지 모드(또는 제2 모드)로 구동할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 감지 모드에서 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2)의 제1 상호 용량(Cm1)들의 변화량들을 감지하도록 구동할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 모드에서 제1 영역(PA1)의 제1 상호 용량(Cm1)들의 변화량들과 제2 상호 용량(Cm2)의 변화량을 감지하도록 구동할 수 있다.
예를 들어, 터치 구동 신호 출력부(410)는 터치 감지 모드에서 구동 라인들(TL1, TL2)을 통해 터치 구동 신호(TD)를 구동 전극(TE)들에 출력할 수 있다. 제1 터치 감지부(420)는 터치 감지 모드에서 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결된 감지 라인(RL)을 통해 제1 상호 용량(Cm1)들에 충전된 전압들을 감지할 수 있다. 제1 아날로그 디지털 변환부(430)는 터치 감지 모드에서 제1 저장 커패시터(Cs1)에 저장된 제1 터치 감지부(420)의 출력 전압(Vout1)을 제1 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 감지 모드에서 제1 디지털 데이터를 분석하여 터치 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(400)는 제1 임계 값 이상의 제1 디지털 데이터를 제1 터치 데이터로 산출하고, 제1 터치 데이터에 대응하는 제1 상호 용량(Cm1)의 좌표를 터치 좌표로 산출할 수 있다.
또한, 터치 구동 신호 출력부(410)는 근접 감지 모드에서 구동 라인들(TL1, TL2)을 통해 터치 구동 신호(TD)를 구동 전극(TE)들에 출력할 수 있다. 제1 터치 감지부(420)는 근접 감지 모드에서 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결된 감지 라인(RL)을 통해 제1 상호 용량(Cm1)들에 충전된 전압들을 감지할 수 있다. 제1 아날로그 디지털 변환부(430)는 근접 감지 모드에서 제1 저장 커패시터(Cs1)에 저장된 제1 터치 감지부(420)의 출력 전압(Vout1)을 제1 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 제2 터치 감지부(440)는 근접 감지 모드에서 근접 감지 전극(PE)들에 전기적으로 연결된 근접 감지 라인(PL)을 통해 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 감지할 수 있다. 제2 아날로그 디지털 변환부(450)는 근접 감지 모드에서 제2 저장 커패시터(Cs2)에 저장된 제2 터치 감지부(440)의 출력 전압(Vout2)을 제2 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 모드에서 제1 디지털 데이터와 제2 디지털 데이터를 분석하여 사람 또는 물체의 근접 감지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 모드에서 제1 디지털 데이터와 제2 디지털 데이터를 합산한 값이 제2 임계 값 이상인 경우 사람 또는 물체가 근접하였다고 판단할 수 있다.
근접 감지는 사람 또는 물체가 터치 감지 유닛(TDU)과 접촉하지 않음에도 사람 또는 물체를 검출할 수 있어야 하므로, 사람 또는 물체가 근접한지를 감지하기 위한 상호 용량의 크기는 사람 또는 물체의 터치를 감지하기 위한 상호 용량의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 이를 위해, 근접 감지 모드에서 인가되는 터치 구동 신호(TD)의 하이 전압과 로우 전압 사이의 전압 차(VD)는 터치 감지 모드에서 인가되는 터치 구동 신호(TD)의 하이 전압과 로우 전압 사이의 전압 차(VD)보다 클 수 있다. 또는, 근접 감지 모드에서 제2 터치 감지부(440)가 근접 감지 라인(PL)을 통해 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 감지하는 기간은 터치 감지 모드에서 제2 터치 감지부(440)가 근접 감지 라인(PL)을 통해 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 감지하는 기간보다 길 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 실시예에 의하면, 터치 감지 유닛(TDU)은 제1 영역(PA1)에서 제1 상호 용량들의 변화량들과 제2 상호 용량의 변화량을 감지함으로써, 사람 또는 물체의 근접 감지 여부를 판단할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)는 근접 센서 없이 사람 또는 물체의 근접 여부를 감지할 수 있다. 따라서, 근접 센서가 배치되었던 표시 장치(10)의 베젤 영역을 줄일 수 있다. 베젤 영역은 화상이 표시되는 표시 영역(DA)의 주변에 배치되는 비표시 영역(NDA)을 가리킨다.
도 10은 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 10을 참조하면, 감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 및 도전 패턴(DE)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 및 도전 패턴(DE)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들 각각은 구동 전극(TE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 도전 패턴(DE)들 각각은 감지 전극(RE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.
도 10과 같이 구동 전극(TE)들 각각의 크기와 감지 전극(RE)들 각각의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들 각각의 크기와 도전 패턴(DE)들 각각의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다. 구동 전극(TE)들 각각의 크기는 근접 감지 전극(PE)들 각각의 크기보다 클 수 있다. 구동 전극(TE)들 각각의 크기는 도전 패턴(DE)들 각각의 크기보다 클 수 있다. 감지 전극(RE)들 각각의 크기는 근접 감지 전극(PE)들 각각의 크기보다 클 수 있다. 감지 전극(RE)들 각각의 크기는 도전 패턴(DE)들 각각의 크기보다 클 수 있다. 도 10에서는 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 및 도전 패턴(DE)들 각각이 마름모의 평면 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 및 도전 패턴(DE)들 각각의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다.
감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 제1 연결부(BE1)들을 통해 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들은 제2 연결부(BE2)을 통해 연결될 수 있다. 또한, 감지 전극(RE)들과 근접 감지 전극(PE)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들은 제3 연결부(BE3)들을 통해 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들은 제2 연결부(BE2)을 통해 연결될 수 있다.
제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 상이한 층에 형성되며, 제1 콘택홀(CNT1)들을 통해 구동 전극(TE)들과 접속될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(BE1)은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제1 연결부(BE1)들은 적어도 한 번 절곡되도록 형성될 수 있다. 도 10에서는 제1 연결부(BE1)들이 “<” 또는 “>”와 같이 절곡된 것을 예시하였으나, 제1 연결부(BE1)들의 형태는 이에 한정되지 않는다. 또한, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들이 복수 개의 제1 연결부(BE1)들에 의해 연결되므로, 제1 연결부(BE1)들 중 어느 하나가 단선되더라도, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 안정적으로 연결될 수 있다. 도 10에서는 서로 인접한 구동 전극(TE)들이 2 개의 제1 연결부(BE1)들에 의해 연결되는 것을 예시하였으나, 제1 연결부(BE1)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들과 동일한 층에 형성되며, 감지 전극(RE)들로부터 연장된 형태를 가질 수 있다. 감지 전극(RE)들과 제2 연결부(BE2)은 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 감지 전극(RE)들과 제2 연결부(BE2)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다.
제3 연결부(BE3)은 도 10과 같이 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)들을 포함할 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 각각은 구동 전극(TE)과 전기적으로 분리될 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 각각은 구동 전극(TE)과 떨어져 배치될 수 있다.
제3-1 연결부(BE3-1)은 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 구동 전극(TE)들 중 어느 한 구동 전극(TE)에 의해 둘러싸인 근접 감지 전극(PE)과 연결될 수 있다. 제3-2 연결부(BE3-2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 구동 전극(TE)들 중 다른 구동 전극(TE)에 의해 둘러싸인 근접 감지 전극(PE)과 연결될 수 있다.
제3-3 연결부(BE3-3)들 각각은 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2)에 연결될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)과 상이한 층에 형성되며, 제3 콘택홀(CNT3)들을 통해 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)과 접속될 수 있다. 예를 들어, 제3-3 연결부(BE3-3)들은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 근접 감지 전극(PE)들, 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제3-3 연결부(BE3-3)은 적어도 한 번 절곡되도록 형성될 수 있다. 도 10과 같이, 제3-3 연결부(BE3-3)의 절곡 횟수가 제1 연결부(BE1)의 절곡 횟수보다 많을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 10에서는 제3-3 연결부(BE3-3)가 3 번 절곡되는 것을 예시하였으나, 제3-3 연결부(BE3-3)의 절곡 횟수는 이에 한정되지 않는다. 또한, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들이 복수 개의 제3-3 연결부(BE3-3)들에 의해 전기적으로 연결되므로, 제3-3 연결부(BE3-3)들 중 어느 하나가 단선되더라도, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들은 안정적으로 연결될 수 있다. 도 10에서는 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들이 2 개의 제3-3 연결부(BE3-3)들에 의해 연결되는 것을 예시하였으나, 제3-3 연결부(BE3-3)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
도 10에 도시된 실시예에 의하면, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들을 연결하는 제1 연결부(BE1)들과 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하는 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11은 도 7의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 11을 참조하면, 제2 영역(PA2)에서는 근접 감지 전극(PE)들이 도전 패턴(DE)들로 대체되며, 제2 방향(Y축 방향)으로 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하기 위한 제3 연결부(BE)이 생략된 것에서 제1 영역(PA)의 구조와 차이점이 있을 뿐이다. 그러므로, 도 11에 도시된 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1)들, 및 제2 연결부(BE2)은 도 10을 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 11에 도시된 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1)들, 및 제2 연결부(BE2)에 대한 설명은 생략한다.
도 12a 및 도 12b는 도 10의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 제1 연결부(BE1)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)들은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들과 도전 패턴(DE)들 역시 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다. 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들을 포함하는터치 감지층(TSL)이 도 5와 같이 박막 봉지막(TFEL) 상에 바로 형성되는 경우, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과터치 감지층(TSL)의 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들 각각의 사이의 거리가 가깝기 때문에, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과터치 감지층(TSL)의 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들 각각의 사이에 기생 정전 용량(parasitic capacitance)이 크게 형성될 수 있다. 기생 정전 용량은 발광 소자층(EML)의 제2 전극과터치 감지층(TSL)의 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들 각각의 사이의 중첩 면적에 비례하므로, 기생 정전 용량을 줄이기 위해 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들 각각은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE), 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 구동 전극(TE)과 근접 감지 전극(PE) 사이, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 및 감지 전극(RE)과 도전 패턴(DE) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 12a 및 도 12b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제1 연결부(BE1)은 제1 콘택홀들(CNT1)을 통해 구동 전극(TE)들에 각각 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)의 일 단은 제1-1 콘택홀(CNT1-1)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들 중 어느 한 구동 전극(TE)에 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)의 타 단은 제1-2 콘택홀(CNT1-2)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들 중 다른 구동 전극(TE)에 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)에 중첩할 수 있다. 또는, 제1 연결부(BE1)은 감지 전극(RE) 대신에 제2 연결부(BE2)과 중첩할 수도 있다. 또는, 제1 연결부(BE1)은 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 모두에 중첩할 수도 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제2 연결부(BE2)과 상이한 층에 형성되므로, 감지 전극(RE) 및/또는 제2 연결부(BE2)에 중첩하더라도, 감지 전극(RE) 및/또는 제2 연결부(BE2)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다.
제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들 사이에 배치될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들과 동일한 층에 형성되며, 감지 전극(RE)들 각각에서 연장될 수 있다. 그러므로, 제2 연결부(BE2)은 별도의 콘택홀 없이 감지 전극(RE)들에 연결될 수 있다.
제3-1 연결부(BE3-1)은 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들 중 어느 한 근접 감지 전극(PE)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이에 배치될 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)은 근접 감지 전극(PE)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 그러므로, 제3-1 연결부(BE3-1)은 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들 중 어느 한 근접 감지 전극(PE)에서 연장될 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)은 복수의 제3-3 연결부(BE3-3)들에 접속될 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)은 제2-1 콘택홀(CNT2-1)을 통해 제3-3 연결부(BE3-3)의 일 단과 접속될 수 있다.
제3-2 연결부(BE3-2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들 중 다른 근접 감지 전극(PE)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이에 배치될 수 있다. 제3-2 연결부(BE3-2)은 근접 감지 전극(PE)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 그러므로, 제3-2 연결부(BE3-2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들 중 다른 근접 감지 전극(PE)에서 연장될 수 있다. 제3-2 연결부(BE3-2)은 복수의 제3-3 연결부(BE3-3)들에 접속될 수 있다. 제3-2 연결부(BE3-2)은 제2-2 콘택홀(CNT2-2)을 통해 제3-3 연결부(BE3-3)의 타 단과 접속될 수 있다.
제3-3 연결부(BE3-3)은 제2 콘택홀들(CNT2)을 통해 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)에 각각 접속될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)의 일 단은 제2-1 콘택홀(CNT1)을 통해 제3-1 연결부(BE3-1)에 접속될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)의 타 단은 제2-2 콘택홀(CNT2-2)을 통해 제3-2 연결부(BE3-2)에 접속될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)에 중첩할 수 있다. 또는, 제3-3 연결부(BE3-3)은 감지 전극(RE) 대신에 제2 연결부(BE2)과 중첩할 수도 있다. 또는, 제3-3 연결부(BE3-3)은 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 모두에 중첩할 수도 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제2 연결부(BE2)과 상이한 층에 형성되므로, 감지 전극(RE) 및/또는 제2 연결부(BE2)에 중첩하더라도, 감지 전극(RE) 및/또는 제2 연결부(BE2)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다.
서브 화소들(R, G, B)은 제1 색을 발광하는 제1 서브 화소(R), 제2 색을 발광하는 제2 서브 화소(G), 및 제3 색을 발광하는 제3 서브 화소(B)를 포함할 수 있다. 도 12a 및 도 12b에서는 제1 서브 화소(R)가 적색 서브 화소, 제2 서브 화소(G)가 녹색 서브 화소, 제3 서브 화소(B)가 청색 서브 화소인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 도 12a 및 도 12b에서는 제1 서브 화소(R), 제2 서브 화소(G), 및 제3 서브 화소(B)가 육각형의 평면 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 서브 화소(R), 제2 서브 화소(G), 및 제3 서브 화소(B)는 육각형 이외에 다른 다각형, 원형 또는 타원형의 평면 형태를 가질 수 있다. 또한, 도 12a 및 도 12b에서는 제1 서브 화소(R)의 크기, 제2 서브 화소(G)의 크기, 및 제3 서브 화소(B)의 크기가 실질적으로 동일한 것을 예시하였으나, 서브 화소들(R, G, B)의 크기는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제3 서브 화소(B)의 크기가 가장 크고, 제2 서브 화소(G)의 크기가 가장 작을 수 있다. 또는, 제1 서브 화소(R)의 크기와 제3 서브 화소(B)의 크기는 실질적으로 동일하고, 제2 서브 화소(G)의 크기는 제1 서브 화소(R)의 크기와 제3 서브 화소(B)의 크기 각각보다 작을 수 있다.
화소(P)는 계조를 표현할 수 있는 한 그룹의 서브 화소들을 가리킨다. 도 12a 및 도 12b에서는 화소(P)가 하나의 제1 서브 화소(R), 두 개의 제2 서브 화소(G)들, 및 하나의 제3 서브 화소(B)를 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소(P)는 하나의 제1 서브 화소(R), 하나의 제2 서브 화소(G), 및 하나의 제3 서브 화소(B)를 포함할 수 있다.
구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)들이 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성되므로, 서브 화소들(R, G, B)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)들과 중첩하지 않을 수 있다. 따라서, 서브 화소들(R, G, B)로부터 출력된 광이 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)들에 의해 가려짐으로써, 광의 휘도가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 도 11의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 제2 영역(PA2)에서는 근접 감지 전극(PE)들이 도전 패턴(DE)들로 대체되며, 제2 방향(Y축 방향)으로 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하기 위한 제3 연결부(BE)이 생략된 것에서 제1 영역(PA)의 구조와 차이점이 있을 뿐이다. 그러므로, 도 13a 및 도 13b에 도시된 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 제1 연결부(BE1)들, 및 제2 연결부(BE2)은 도 12a 및 도 12b를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 13a 및 도 13b에 도시된 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제1 연결부(BE1)들, 및 제2 연결부(BE2)에 대한 설명은 생략한다.
도 14는 도 12a의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 14의 Ⅱ-Ⅱ’에는 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 간의 접속 구조가 나타나 있다.
도 14를 참조하면, 기판(SUB) 상에는 박막 트랜지스터층(TFTL)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 박막 트랜지스터(120)들, 게이트 절연막(130), 층간 절연막(140), 보호막(150), 및 평탄화막(160)을 포함한다.
기판(SUB)의 일면 상에는 버퍼막(BF)이 형성될 수 있다. 버퍼막(BF)은 투습에 취약한 기판(SUB)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(120)들과 발광 소자층(EML)의 유기 발광층(172)을 보호하기 위해 기판(SUB)의 일면 상에 형성될 수 있다. 버퍼막(BF)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(BF)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막(BF)은 생략될 수 있다.
버퍼막(BF) 상에는 박막 트랜지스터(120)가 형성된다. 박막 트랜지스터(120)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다. 도 14에서는 박막 트랜지스터(120)가 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(210)들은 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막 상에는 액티브층(121)이 형성된다. 액티브층(121)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 인듐, 아연, 갈륨, 주석, 티타늄, 알루미늄, 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액티브층(121)은 ITZO(인듐, 주석, 티타늄을 포함하는 산화물)나 IGZO(인듐, 갈륨, 주석을 포함하는 산화물)를 포함할 수 있다. 버퍼막과 액티브층(121) 사이에는 액티브층(121)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(121) 상에는 게이트 절연막(130)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 도 14에서는 게이트 절연막(130)이 게이트 전극(122)과 중첩하는 영역 이외에도 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 게이트 절연막(130)은 게이트 전극(122)과 중첩하는 영역에만 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에는 게이트 전극(122)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트 전극(122)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(122)과 게이트 라인 상에는 층간 절연막(140)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(140)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(140) 상에는 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 형성될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124) 각각은 게이트 절연막(130)과 층간 절연막(140)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(121)에 접속될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스 전극(213)과 드레인 전극(124) 상에는 박막 트랜지스터(120)를 절연하기 위한 보호막(150)이 형성될 수 있다. 보호막(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
보호막(150) 상에는 박막 트랜지스터(120)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(160)이 형성될 수 있다. 평탄화막(160)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 형성된다. 발광 소자층(EML)은 발광 소자(170)들과 화소 정의막(180)을 포함한다.
발광 소자(170)들과 화소 정의막(180)은 평탄화막(160) 상에 형성된다. 발광 소자(170)들 각각은 제1 전극(171), 유기 발광층(172), 및 제2 전극(173)을 포함할 수 있다.
제1 전극(171)은 평탄화막(160) 상에 형성될 수 있다. 도 14에서는 제1 전극(171)이 보호막(150)과 평탄화막(160)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)에 접속된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 전극(171)은 보호막(150)과 평탄화막(160)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)에 접속될 수 있다.
유기 발광층(172)을 기준으로 제2 전극(173) 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 구조에서 제1 전극(171)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
유기 발광층(172)을 기준으로 제1 전극(171) 방향으로 발광하는 하부 발광(bottom) 구조에서 제1 전극(171)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(171)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
화소 정의막(180)은 서브 화소들(R, G, B)을 정의하는 화소 정의막으로 역할을 하기 위해 평탄화막(250) 상에서 제1 전극(171)을 구획하도록 형성될 수 있다. 화소 정의막(180)은 제1 전극(171)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 화소 정의막(180)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
서브 화소들(R, G, B) 각각은 제1 전극(171), 유기 발광층(172), 및 제2 전극(173)이 순차적으로 적층되어 제1 전극(171)으로부터의 정공과 제2 전극(173)으로부터의 전자가 유기 발광층(172)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 제2 서브 화소(G)와 제3 서브 화소(B)는 도 14에 도시된 제1 서브 화소(R)와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
제1 전극(171)과 화소 정의막(180) 상에는 유기 발광층(172)이 형성된다. 유기 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 이 경우, 적색 서브 화소(R)의 유기 발광층(172)은 적색 광을 발광하고, 녹색 서브 화소(G)의 유기 발광층(172)은 녹색 광을 발광하며, 청색 서브 화소(B)의 유기 발광층(172)은 청색 광을 발광할 수 있다.
또는, 서브 화소들(R, G, B)의 유기 발광층(172)들은 하나의 층으로 형성되어 백색 광, 자외선 광, 또는 청색 광을 발광할 수 있다. 이 경우 적색 서브 화소(R)는 적색 광을 투과시키는 적색 컬러필터층과 중첩하고, 녹색 서브 화소(G)는 녹색 광을 투과시키는 녹색 컬러필터층과 중첩하며, 청색 서브 화소(B)는 청색 광을 투과시키는 청색 컬러필터층과 중첩할 수 있다. 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층, 및 청색 컬러필터층은 박막 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 또한, 적색 서브 화소(R)는 자외선 광 또는 청색 광을 적색 광으로 변환하는 적색 파장 변환층과 중첩하고, 녹색 서브 화소(G)는 자외선 광 또는 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 적색 파장 변환층과 중첩하며, 청색 서브 화소(B)는 자외선 광 또는 청색 광을 청색 광으로 변환하는 청색 파장 변환층과 중첩할 수 있다. 적색 파장 변환층, 녹색 파장 변환층, 및 청색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL)과 적색 컬러필터층 사이에 배치되고, 녹색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL)과 녹색 컬러필터층 사이에 배치되며, 청색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL)과 청색 컬러필터층 사이에 배치될 수 있다.
제2 전극(173)은 유기 발광층(172) 상에 형성된다. 제2 전극(173)은 유기 발광층(172)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 전극(173)은 화소(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 제2 전극(173) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상부 발광 구조에서 제2 전극(173)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(173)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
하부 발광 구조에서 제2 전극(173)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 형성된다. 박막 봉지층(TFEL)은 제2 전극(173) 상에 배치된다. 박막 봉지층(TFEL)은 유기 발광층(172)과 제2 전극(173)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 박막 봉지층(TFEL)은 제2 전극(173) 상에 배치된 제1 무기막, 제1 무기막 상에 배치된 유기막, 유기막 상에 배치된 제2 무기막을 포함할 수 있다. 제1 무기막과 제2 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 터치 감지층(TSL)이 형성된다. 박막 봉지층(TFEL)과터치 감지층(TSL) 사이에는 버퍼막이 추가로 형성될 수 있다. 도 5에서 설명한 바와 같이, 터치 감지층(TSL)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1)들, 제2 연결부(BE2)들, 제3 연결부(BE3)들, 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 감지 라인(RL)들, 근접 감지 라인(PL), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL4)을 포함할 수 있다. 도 14에서는 터치 감지층(TSL)의 구동 전극(TE), 감지 전극(RE), 제1 연결부(BE1), 제3 연결부(BE3)의 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-3 연결부(BE3-3)만을 예시하였다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 제1 연결부(BE1)들과 제3-3 연결부(BE3-3)들을 포함하는 제1 층(TSL1)이 형성된다. 제1 층(TSL1)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 층(TSL1) 상에는 제1 터치 절연막(TINS1)이 형성된다. 제1 터치 절연막(TINS1)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 터치 절연막(TINS1)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 층(TSL2)이 형성된다. 제2 층(TSL2)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제2 연결부(BE2)들, 제3-1 연결부(BE3-1)들, 제3-2 연결부(BE3-2)들, 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 감지 라인(RL)들, 근접 감지 라인(PL), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL4)을 포함할 수 있다. 제2 층(TSL2)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 터치 절연막(TINS1)에는 제1 터치 절연막(TINS1)을 관통하여 제1 연결부(BE1)들을 노출하는 제1 콘택홀들(CNT1)이 형성될 수 있다. 구동 전극(TE)들은 제1 콘택홀들(CNT1)을 통해 제1 연결부(BE1)들에 접속될 수 있다. 제1 터치 절연막(TINS)에는 제1 터치 절연막(TINS1)을 관통하여 제3-3 연결부(BE3-3)들을 노출하는 제3 콘택홀들(CNT3)이 형성될 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2)은 제3 콘택홀들(CNT3)을 통해 제3-3 연결부(BE3-3)들에 접속될 수 있다.
제2 층(TSL2) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 제1 층(TSL1)과 제2 층(TSL2)로 인해 형성된 단차를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
도 14에 도시된 실시예에 의하면, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들을 연결하는 제1 연결부(BE1)들과 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하는 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도 12a에 도시된 Ⅲ-Ⅲ’의 단면도, Ⅳ-Ⅳ’의 단면도, 및 Ⅴ-Ⅴ’의 단면도는 도 14에 도시된 Ⅱ-Ⅱ’의 단면도와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 15는 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 16은 도 7의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 17a 및 도 17b는 도 15의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다. 도 18a 및 도 18b는 도 16의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 15 내지 도 18b에 도시된 실시예는 터치 센서 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2)에서 제1 연결부(BE1)이 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 배치되고 제2 연결부(BE2)이 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 배치되는 것에서 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 15 내지 도 18b에서는 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 15 내지 도 18b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 구동 전극(TE)과 근접 감지 전극(PE) 사이, 감지 전극(RE)과 제1 연결부(BE1) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 및 감지 전극(RE)과 도전 패턴(DE) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 17a 및 도 17b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다. 도 18a 및 도 18b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 형성되며, 구동 전극(TE)들 각각에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(TE)들과 제1 연결부(BE1)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 제1 연결부(BE1)은 별도의 콘택홀 없이 구동 전극(TE)들에 연결될 수 있다.
제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 형성되며, 제2 콘택홀(CNT2)들을 통해 감지 전극(RE)들과 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 제2 콘택홀들(CNT2)을 통해 감지 전극(RE)들에 각각 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)의 일 단은 제2-1 콘택홀(CNT2-1)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들 중 어느 한 감지 전극(RE)에 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)의 타 단은 제2-2 콘택홀(CNT2-2)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들 중 다른 감지 전극(RE)에 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)에 중첩할 수 있다. 또는, 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE) 대신에 제1 연결부(BE1)과 중첩할 수도 있다. 또는, 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 모두에 중첩할 수도 있다. 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제1 연결부(BE1)과 상이한 층에 형성되므로, 구동 전극(TE) 및/또는 제1 연결부(BE1)에 중첩하더라도, 구동 전극(TE) 및/또는 제1 연결부(BE1)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 연결부(BE2)은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 감지 전극(RE)들은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제3 연결부(BE3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)을 포함할 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 도 10 내지 도 13을 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
도 15 내지 도 18b에 도시된 실시예에 의하면, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들을 연결하는 제2 연결부(BE2)들과 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하는 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 19는 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 20a 및 도 20b는 도 19의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 19 내지 도 20b에 도시된 실시예는 제1 영역(PA1)에서 제3-3 연결부(BE3-3)이 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 배치되는 것에서 도 15 내지 도 18에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 19 내지 도 20b에 도시된 실시예에서 제2 영역(PA2)은 도 15 내지 도 18에 도시된 실시예의 제2 영역(PA2)과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 도면과 설명은 생략한다. 도 19 내지 도 20b에서는 도 15 내지 도 18에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 19 내지 도 20b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 구동 전극(TE)과 근접 감지 전극(PE) 사이, 감지 전극(RE)과 제1 연결부(BE1) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이, 및 감지 전극(RE)과 도전 패턴(DE) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 20a 및 도 20b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 제1 연결부(BE1)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이의 경계, 및 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제3 연결부(BE3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)을 포함할 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2)은 도 10 내지 도 13을 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
제3-3 연결부(BE3-3)은 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이에 배치될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 근접 감지 전극(PE)들과 동일한 층에 형성될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2) 각각에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 근접 감지 전극(PE)들, 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 제3-3 연결부(BE3-3)은 별도의 콘택홀 없이 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)에 연결될 수 있다.
도 19 내지 도 20b에 도시된 실시예에 의하면, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들을 연결하는 제2 연결부(BE2)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 21은 도 5의 터치 감지 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 21에 도시된 실시예는 제1 영역(PA1)에서 근접 감지 전극(PE)들이 제1 방향(X축 방향)으로 배치되어 전기적으로 연결되고, 도전 패턴(DE)들 각각이 구동 전극(TE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치되는 것에서 도 7에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 21에서는 도 7에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 21을 참조하면, 제1 영역(PA1)에서 근접 감지 전극(PE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 근접 감지 전극(PE)들 각각은 감지 전극(RE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들은 제3 연결부(BE3)을 통해 연결되고, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 제1 연결부(BE1)을 통해 연결될 수 있다. 제1 영역(PA1)에서 도전 패턴(DE)들 각각은 감지 전극(RE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)의 일측, 예를 들어 우측에 배치된 근접 감지 전극(PE)들은 근접 감지 라인(PL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 근접 감지 전극(PE)들 중 우측 끝에 배치된 근접 감지 전극(PE)은 근접 감지 라인(PL)에 연결될 수 있다. 근접 감지 라인(PL)은 제2 터치 패드(TP2)에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 전극(PE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 21에 도시된 실시예에 의하면, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2) 모두에 배치되고, 근접 감지 전극(PE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)에만 배치될 수 있다. 그러므로, 제1 영역(PA1)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들이 형성되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들 사이에 제3 상호 용량이 형성될 수 있으므로, 터치 감지와 근접 감지를 모두 수행할 수 있다. 또한, 제2 영역(PA2)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들만 형성되므로, 터치 감지만을 수행할 수 있다.
한편, 도 21에 도시된 실시예에서, 제1 영역(PA1)의 제1 상호 용량의 변화량과 제3 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법은 도 8을 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 도 21에 도시된 실시예에서, 제2 영역(PA2)의 제1 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법은 도 9를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 22는 도 21의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 23은 도 21의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 24a 및 도 24b는 도 22의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다. 도 25a 및 도 25b는 도 23의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 22 내지 도 25b에 도시된 실시예는 터치 센서 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2)에서 제1 연결부(BE1)이 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 배치되고 제2 연결부(BE2)이 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 배치되며, 제1 영역(PA1)에서 근접 감지 전극(PE)들이 제3 연결부(BE3)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되는 것에서 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 22 내지 도 25b에서는 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 22 내지 도 25b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 감지 전극(RE)과 근접 감지 전극(PE) 사이, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 및 구동 전극(TE)과 도전 패턴(DE) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 24a 및 도 24b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다. 도 18a 및 도 18b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 형성되며, 구동 전극(TE)들 각각에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(TE)들과 제1 연결부(BE1)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 제1 연결부(BE1)은 별도의 콘택홀 없이 구동 전극(TE)들에 연결될 수 있다.
제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 형성되며, 제2 콘택홀(CNT2)들을 통해 감지 전극(RE)들과 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 제2 콘택홀들(CNT2)을 통해 감지 전극(RE)들에 각각 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)의 일 단은 제2-1 콘택홀(CNT2-1)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들 중 어느 한 감지 전극(RE)에 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)의 타 단은 제2-2 콘택홀(CNT2-2)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들 중 다른 감지 전극(RE)에 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)에 중첩할 수 있다. 또는, 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE) 대신에 제1 연결부(BE1)과 중첩할 수도 있다. 또는, 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 모두에 중첩할 수도 있다. 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제1 연결부(BE1)과 상이한 층에 형성되므로, 구동 전극(TE) 및/또는 제1 연결부(BE1)에 중첩하더라도, 구동 전극(TE) 및/또는 제1 연결부(BE1)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 연결부(BE2)은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 감지 전극(RE)들은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제3 연결부(BE3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)을 포함할 수 있다.
제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 각각은 감지 전극(RE)과 전기적으로 분리될 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 각각은 감지 전극(RE)들과 떨어져 배치될 수 있다.
제3-1 연결부(BE3-1)은 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 감지 전극(RE)들 중 어느 한 감지 전극(RE)에 의해 둘러싸인 근접 감지 전극(PE)과 연결될 수 있다. 제3-2 연결부(BE3-2)은 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 감지 전극(RE)들 중 다른 감지 전극(RE)에 의해 둘러싸인 근접 감지 전극(PE)과 연결될 수 있다.
제3-3 연결부(BE3-3)들 각각은 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2)에 연결될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)과 상이한 층에 형성되며, 제3 콘택홀(CNT3)들을 통해 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)과 접속될 수 있다. 예를 들어, 제3-3 연결부(BE3-3)들은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 근접 감지 전극(PE)들, 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제3-3 연결부(BE3-3)은 적어도 한 번 절곡되도록 형성될 수 있다. 도 22와 같이, 제3-3 연결부(BE3-3)의 절곡 횟수가 제1 연결부(BE1)의 절곡 횟수보다 많을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 22에서는 제3-3 연결부(BE3-3)가 3 번 절곡되는 것을 예시하였으나, 제3-3 연결부(BE3-3)의 절곡 횟수는 이에 한정되지 않는다. 또한, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들이 복수 개의 제3-3 연결부(BE3-3)들에 의해 전기적으로 연결되므로, 제3-3 연결부(BE3-3)들 중 어느 하나가 단선되더라도, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들은 안정적으로 연결될 수 있다. 도 10에서는 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들이 2 개의 제3-3 연결부(BE3-3)들에 의해 연결되는 것을 예시하였으나, 제3-3 연결부(BE3-3)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
도 22 내지 도 25b에 도시된 실시예에 의하면, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들을 연결하는 제2 연결부(BE2)들과 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하는 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 26은 도 21의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 27은 도 21의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 28a 및 도 28b는 도 26의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다. 도 29a 및 도 29b는 도 27의 B-1 영역과 B-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 26 내지 도 29b에 도시된 실시예는 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2)에서 제1 연결부(BE1)이 구동 전극(TE)들과 상이한 층에 배치되고 제2 연결부(BE2)이 감지 전극(RE)들과 동일한 층에 배치되는 것에서 도 22 내지 도 25b에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 26 내지 도 29b에서는 도 22 내지 도 25b에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 26 내지 도 29b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 구동 전극(TE)과 근접 감지 전극(PE) 사이, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 및 구동 전극(TE)과 도전 패턴(DE) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 28a 및 도 28b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다. 도 29a 및 도 29b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 및 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 상이한 층에 형성되며, 제1 콘택홀(CNT1)들을 통해 구동 전극(TE)들과 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)은 제1 콘택홀들(CNT1)을 통해 구동 전극(TE)들에 각각 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)의 일 단은 제1-1 콘택홀(CNT1-1)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들 중 어느 한 구동 전극(TE)에 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)의 타 단은 제1-2 콘택홀(CNT1-2)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들 중 다른 구동 전극(TE)에 접속될 수 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)에 중첩할 수 있다. 또는, 제1 연결부(BE1)은 감지 전극(RE) 대신에 제2 연결부(BE2)과 중첩할 수도 있다. 또는, 제1 연결부(BE1)은 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 모두에 중첩할 수도 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제2 연결부(BE2)과 상이한 층에 형성되므로, 감지 전극(RE) 및/또는 제2 연결부(BE2)에 중첩하더라도, 감지 전극(RE) 및/또는 제2 연결부(BE2)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(BE1)은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 감지 전극(RE)들은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들 사이에 배치될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들과 동일한 층에 형성되며, 감지 전극(RE)들 각각에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 감지 전극(RE)들과 제2 연결부(BE2)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 제2 연결부(BE2)은 별도의 콘택홀 없이 감지 전극(RE)들에 연결될 수 있다.
도 26 내지 도 29b에 도시된 실시예에 의하면, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들을 연결하는 제1 연결부(BE1)들과 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하는 제3-3 연결부(BE3-3)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 및 제3-2 연결부(BE3-2)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 30은 도 7의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 31a 및 도 31b는 도 30의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 30 내지 도 31b에 도시된 실시예는 제1 영역(PA1)에서 제3-3 연결부(BE3-3)이 감지 전극(RE)들과 동일한 층에 배치되는 것에서 도 26 내지 도 29b에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 30 내지 도 31b에 도시된 실시예에서 제2 영역(PA2)은 도 26 내지 도 29b에 도시된 실시예의 제2 영역(PA2)과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 도면과 설명은 생략한다. 도 30 내지 도 31b에서는 도 26 내지 도 29b에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 30 내지 도 31b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 도전 패턴(DE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 구동 전극(TE)과 근접 감지 전극(PE) 사이, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 감지 전극(RE)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이, 및 구동 전극(TE)과 도전 패턴(DE) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 31a 및 도 31b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제2 연결부(BE2) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이의 경계, 제2 연결부(BE2)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이의 경계, 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이의 경계, 및 제3-2 연결부(BE3-2)과 제3-3 연결부(BE3-3) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제3 연결부(BE3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)을 포함할 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2)은 도 26 내지 도 29b를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
제3-3 연결부(BE3-3)은 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이에 배치될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 근접 감지 전극(PE)들과 동일한 층에 형성될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2) 각각에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 근접 감지 전극(PE)들, 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 제3-3 연결부(BE3-3)은 별도의 콘택홀 없이 제3-1 연결부(BE3-1) 및 제3-2 연결부(BE3-2)에 연결될 수 있다.
도 19 및 도 20에 도시된 실시예에 의하면, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들을 연결하는 제2 연결부(BE2)들은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제2 연결부(BE2), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들과 근접 감지 전극(PE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 32는 도 5의 터치 감지 유닛과 관련된 구성들을 보여주는 평면도이다.
도 32에 도시된 실시예는 제1 영역(PA1)에서 제1 근접 감지 전극(PE1)들이 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되어 전기적으로 연결되고, 제2 근접 감지 전극(PE2)들이 제1 방향(X축 방향)으로 배치되어 전기적으로 연결되는 것에서 도 7에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 32에서는 도 7에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 32를 참조하면, 제1 영역(PA1)에서 제1 근접 감지 전극(PE1)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 근접 감지 전극(PE1)들 각각은 구동 전극(TE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 감지 전극(RE)들과 제1 근접 감지 전극(PE)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 제1 근접 감지 전극(PE1)들은 제3 연결부(BE3)을 통해 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들은 제2 연결부(BE2)을 통해 연결될 수 있다.
제2 근접 감지 전극(PE2)들은 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 근접 감지 전극(PE2)들 각각은 감지 전극(RE)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 제2 근접 감지 전극(PE2)들이 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되기 위해, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 제2 근접 감지 전극(PE2)들은 제4 연결부(BE4)을 통해 연결되고, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 제1 연결부(BE1)을 통해 연결될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)의 일측, 예를 들어 상측에 배치된 제1 근접 감지 전극(PE1)들은 제1 근접 감지 라인(PL1)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 제1 근접 감지 전극(PE1)들 중 상측 끝에 배치된 제1 근접 감지 전극(PE1)은 제1 근접 감지 라인(PL1)에 연결될 수 있다. 제1 근접 감지 라인(PL1)은 제1 터치 패드(TP1)에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(400)는 제1 근접 감지 전극(PE1)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)의 타측, 예를 들어 우측에 배치된 제2 근접 감지 전극(PE2)들은 제2 근접 감지 라인(PL2)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 제2 근접 감지 전극(PE2)들 중 우측 끝에 배치된 제2 근접 감지 전극(PE2)은 제2 근접 감지 라인(PL2)에 연결될 수 있다. 제2 근접 감지 라인(PL2)은 제2 터치 패드(TP2)에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(400)는 제2 근접 감지 전극(PE2)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 32에 도시된 실시예에 의하면, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2) 모두에 배치되고, 제1 근접 감지 전극(PE1)들과 제2 근접 감지 전극(PE2)들은 터치 감지 영역(TSA)의 제1 영역(PA1)에만 배치될 수 있다. 그러므로, 제1 영역(PA1)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들이 형성되고, 구동 전극(TE)들과 제1 근접 감지 전극(PE1) 사이에 제2 상호 용량이 형성되며, 구동 전극(TE)들과 제2 근접 감지 전극(PE2) 사이에 제3 상호 용량이 형성될 수 있으므로, 터치 감지와 근접 감지를 모두 수행할 수 있다. 또한, 제2 영역(PA2)에서는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이에 제1 상호 용량들만 형성되므로, 터치 감지만을 수행할 수 있다.
한편, 근접 감지는 사람 또는 물체가 터치 감지 유닛(TDU)과 접촉하지 않음에도 사람 또는 물체를 검출할 수 있어야 한다. 그러므로, 사람 또는 물체가 근접한지를 감지하기 위한 상호 용량의 크기는 사람 또는 물체의 터치를 감지하기 위한 상호 용량의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 도 32에 도시된 실시예는 제2 상호 용량뿐만 아니라 제3 상호 용량을 포함하므로, 근접 감지 시에 상호 용량의 크기를 크게 할 수 있다.
도 33은 도 32의 제1 영역에서 제1 상호 용량의 변화량, 제2 상호 용량의 변화량, 및 제3 상호 용량의 변화량을 감지하는 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 33에 도시된 실시예는 구동 전극(TE)과 제2 근접 감지 전극(PE2) 사이에 제3 상호 용량(Cm)이 추가로 형성되며, 제3 상호 용량(Cm)의 변화량을 감지하기 위한 제3 터치 감지부(460)와 제3 아날로그 디지털 변환부(470)를 더 포함하는 것에서 도 8에 도시된 실시예와 차이점이 있다.
도 33을 참조하면, 제3 터치 감지부(460)는 제2 근접 감지 전극(PE2)들에 접속된 제2 근접 감지 라인(PL2)을 통해 제3 상호 용량(Cm3)에 충전된 전압들을 감지한다. 제3 터치 감지부(460)는 제3 연산 증폭기(OA3), 제3 피드백 커패시터(Cfb3), 및 제3 리셋 스위치(RSW3)를 포함할 수 있다. 제3 연산 증폭기(OA3)는 제1 입력단자(-), 제2 입력단자(+), 및 출력 단자(out)를 포함할 수 있다. 제3 연산 증폭기(OA3)의 제1 입력단자(-)는 제2 근접 감지 라인(RL2)에 접속되고, 제2 입력단자(+)에는 초기화 전압(VREF)이 공급되며, 출력 단자(out)는 제3 저장 커패시터(Cs3)에 접속될 수 있다. 제3 저장 커패시터(Cs3)는 제3 연산 증폭기(OA3)의 출력 단자(out)와 그라운드 사이에 접속되어 제3 연산 증폭기(OA3)의 출력 전압(Vout3)을 저장한다. 제3 피드백 커패시터(Cfb3)와 제3 리셋 스위치(RSW3)는 제3 연산 증폭기(OA3)의 제1 입력단자(-)와 출력 단자(out) 사이에 병렬로 접속될 수 있다. 제3 리셋 스위치(RSW3)는 제3 피드백 커패시터(Cfb3)의 양단의 접속을 제어하는 역할을 한다. 제3 리셋 스위치(RSW3)가 턴-온되어 제3 피드백 커패시터(Cfb3)의 양단이 접속되는 경우, 제3 피드백 커패시터(Cfb3)는 리셋될 수 있다.
제3 연산 증폭기(OA3)의 출력 전압(Vout3)은 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3에서, "Vout3"은 제3 연산 증폭기(OA3)의 출력 전압, "Cm3"는 제3 상호 용량, "Cfb3"는 제3 피드백 커패시터의 용량, "Vt3"는 제3 상호 용량(Cm3)에 충전된 전압을 지시한다.
제3 아날로그 디지털 변환부(470)는 제3 저장 커패시터(Cs3)에 저장된 출력 전압(Vout3)을 제3 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 터치 감지 모드와 근접 감지 모드로 구동할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 감지 모드에서 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2)의 제1 상호 용량(Cm1)들의 변화량들을 감지하도록 구동할 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 모드에서 제1 영역(PA1)의 제1 상호 용량(Cm1)들의 변화량들, 제2 상호 용량(Cm2)의 변화량, 및 제3 상호 용량(Cm3)의 변화량을 감지하도록 구동할 수 있다.
터치 구동 회로(400)의 터치 감지 모드의 동작은 도 8 및 도 9를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
터치 구동 신호 출력부(410)는 근접 감지 모드에서 구동 라인들(TL1, TL2)을 통해 터치 구동 신호(TD)를 구동 전극(TE)들에 출력할 수 있다. 제1 터치 감지부(420)는 근접 감지 모드에서 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결된 감지 라인(RL)을 통해 제1 상호 용량(Cm1)들에 충전된 전압들을 감지할 수 있다. 제1 아날로그 디지털 변환부(430)는 근접 감지 모드에서 제1 저장 커패시터(Cs1)에 저장된 제1 터치 감지부(420)의 출력 전압(Vout1)을 제1 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
제2 터치 감지부(440)는 근접 감지 모드에서 제1 근접 감지 전극(PE1)들에 전기적으로 연결된 제1 근접 감지 라인(PL1)을 통해 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 감지할 수 있다. 제2 아날로그 디지털 변환부(450)는 근접 감지 모드에서 제2 저장 커패시터(Cs2)에 저장된 제2 터치 감지부(440)의 출력 전압(Vout2)을 제2 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
제3 터치 감지부(460)는 근접 감지 모드에서 제2 근접 감지 전극(PE2)들에 전기적으로 연결된 제2 근접 감지 라인(PL2)을 통해 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 감지할 수 있다. 제2 아날로그 디지털 변환부(470)는 근접 감지 모드에서 제3 저장 커패시터(Cs3)에 저장된 제3 터치 감지부(460)의 출력 전압(Vout3)을 제3 디지털 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 근접 감지 모드에서 제1 디지털 데이터, 제2 디지털 데이터, 및 제3 디지털 데이터를 분석하여 사람 또는 물체의 근접 감지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(400)는 근접 감지 모드에서 제1 디지털 데이터, 제2 디지털 데이터, 및 제3 디지털 데이터를 합산한 값이 제2 임계 값 이상인 경우 사람 또는 물체가 근접하였다고 판단할 수 있다.
도 33에 도시된 실시예에 의하면, 터치 감지 유닛(TDU)은 제1 영역(PA1)에서 제1 상호 용량(Cm1)들의 변화량들, 제2 상호 용량(Cm2)의 변화량, 및 제3 상호 용량(Cm3)의 변화량을 감지함으로써, 사람 또는 물체의 근접 감지 여부를 판단할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)는 근접 센서 없이 사람 또는 물체의 근접 여부를 감지할 수 있다. 따라서, 근접 센서가 배치되었던 표시 장치(10)의 베젤 영역을 줄일 수 있다.
도 34는 도 32의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 35a 및 도 35b는 도 34의 A-1 영역과 A-2 영역을 보여주는 확대 평면도들이다.
도 34 내지 도 35b에 도시된 실시예는 제1 영역(PA1)과 제2 영역(PA2)에서 제1 연결부(BE1)이 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 배치되고, 제2 연결부(BE2)이 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 배치되는 것에서 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 또한, 도 34 내지 도 35b에 도시된 실시예는 하나의 제3-3 연결부(BE3-3)이 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이에 배치되며, 제4-1 연결부(BE4-1)과 제4-2 연결부(BE4-2)이 감지 전극(RE)들과 동일한 층에 배치되고, 제4-2 연결부(BE4-2)이 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 배치되는 것에서 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 34 내지 도 35b에서는 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 34 내지 도 35b를 참조하면, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 제1 근접 감지 전극(PE1)들, 제2 근접 감지 전극(PE2)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 제4-1 연결부(BE4-1), 및 제4-2 연결부(BE4-2)은 동일한 층에 형성되므로, 서로 떨어져 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이, 구동 전극(TE)과 제1 근접 감지 전극(PE1) 사이, 감지 전극(RE)과 제2 근접 감지 전극(PE2) 사이, 구동 전극(TE)과 제2 연결부(BE2) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이, 구동 전극(TE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이, 감지 전극(RE)과 제4-1 연결부(BE4-1), 및 감지 전극(RE)과 제4-2 연결부(BE4-2) 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 35a 및 도 35b에서는 설명의 편의를 위해 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제3-1 연결부(BE3-1) 사이의 경계, 구동 전극(TE)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제1 연결부(BE1) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제4-1 연결부(BE4-1) 사이의 경계, 감지 전극(RE)과 제4-2 연결부(BE4-2) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 연결부(BE1)은 구동 전극(TE)들과 동일한 층에 형성되며, 구동 전극(TE)들 각각에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(TE)들과 제1 연결부(BE1)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 제1 연결부(BE1)은 별도의 콘택홀 없이 구동 전극(TE)들에 연결될 수 있다.
제2 연결부(BE2)은 감지 전극(RE)들과 상이한 층에 형성되며, 제2 콘택홀(CNT2)들을 통해 감지 전극(RE)들과 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 제2 콘택홀들(CNT2)을 통해 감지 전극(RE)들에 각각 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)의 일 단은 제2-1 콘택홀(CNT2-1)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들 중 어느 한 감지 전극(RE)에 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)의 타 단은 제2-2 콘택홀(CNT2-2)을 통해 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들 중 다른 감지 전극(RE)에 접속될 수 있다. 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)에 중첩할 수 있다. 또는, 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE) 대신에 제1 연결부(BE1)과 중첩할 수도 있다. 또는, 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)과 제1 연결부(BE1) 모두에 중첩할 수도 있다. 제2 연결부(BE2)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제1 연결부(BE1)과 상이한 층에 형성되므로, 구동 전극(TE) 및/또는 제1 연결부(BE1)에 중첩하더라도, 구동 전극(TE) 및/또는 제1 연결부(BE1)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 연결부(BE2)은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 감지 전극(RE)들은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다.
제3 연결부(BE3)은 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)을 포함할 수 있다. 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 및 제3-3 연결부(BE3-3)은 하나의 제3-3 연결부(BE3-3)이 제3-1 연결부(BE3-1)과 제3-2 연결부(BE3-2) 사이에 배치되는 것을 제외하고는, 도 10 내지 도 13을 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
제4 연결부(BE4)은 제4-1 연결부(BE4-1), 제4-2 연결부(BE4-2), 및 제4-3 연결부(BE4-3)을 포함할 수 있다. 제4-1 연결부(BE4-1)과 제4-2 연결부(BE4-2) 각각은 감지 전극(RE)과 전기적으로 분리될 수 있다. 제4-1 연결부(BE4-1)과 제4-2 연결부(BE4-2) 각각은 감지 전극(RE)과 떨어져 배치될 수 있다. 제4-1 연결부(BE4-1), 제4-2 연결부(BE4-2), 및 제4-3 연결부(BE4-3)들은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다.
제4-1 연결부(BE4-1)은 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 감지 전극(RE)들 중 어느 한 감지 전극(RE)에 의해 둘러싸인 제2 근접 감지 전극(PE2)과 연결될 수 있다. 제4-2 연결부(BE4-2)은 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 감지 전극(RE)들 중 다른 감지 전극(RE)에 의해 둘러싸인 제2 근접 감지 전극(PE2)과 연결될 수 있다.
제4-1 연결부(BE4-1)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 제2 근접 감지 전극(PE2)들 중 어느 한 제2 근접 감지 전극(PE2)과 제4-3 연결부(BE4-3) 사이에 배치될 수 있다. 제4-1 연결부(BE4-1)은 제2 근접 감지 전극(PE2)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 그러므로, 제4-1 연결부(BE4-1)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 제2 근접 감지 전극(PE2)들 중 어느 한 제2 근접 감지 전극(PE2)에서 연장될 수 있다. 제4-1 연결부(BE4-1)은 제4-1 콘택홀(CNT4-1)을 통해 제4-3 연결부(BE3-3)의 일 단과 접속될 수 있다.
제4-2 연결부(BE4-2)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 제2 근접 감지 전극(PE2)들 중 다른 제2 근접 감지 전극(PE2)과 제4-3 연결부(BE4-3) 사이에 배치될 수 있다. 제4-2 연결부(BE4-2)은 제2 근접 감지 전극(PE2)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 그러므로, 제4-2 연결부(BE4-2)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 제2 근접 감지 전극(PE2)들 중 다른 제2 근접 감지 전극(PE2)에서 연장될 수 있다. 제4-2 연결부(BE4-2)은 제4-2 콘택홀(CNT4-2)을 통해 제4-3 연결부(BE4-3)의 타 단과 접속될 수 있다. 제4-2 연결부(BE4-2)은 제3-3 연결부(BE3-3)과 중첩할 수 있다. 제4-2 연결부(BE4-2)은 제3-3 연결부(BE3-3)과 상이한 층에 형성되므로, 제3-3 연결부(BE3-3)에 중첩하더라도, 제3-3 연결부(BE3-3)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다.
제4-3 연결부(BE4-3)들 각각은 제4-1 연결부(BE4-1)과 제4-2 연결부(BE4-2)에 연결될 수 있다. 제4-3 연결부(BE4-3)들은 제4-1 연결부(BE4-1) 및 제4-2 연결부(BE4-2)과 상이한 층에 형성되며, 제4 콘택홀(CNT4)들을 통해 제4-1 연결부(BE4-1) 및 제4-2 연결부(BE4-2)과 접속될 수 있다. 예를 들어, 제4-3 연결부(BE4-3)들은 도 14에 도시된 제1 층(TSL1)에 형성되고, 근접 감지 전극(PE)들, 제4-1 연결부(BE4-1), 및 제4-2 연결부(BE4-2)은 도 14에 도시된 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 제2 층(TSL2)은 제1 층(TSL1) 상에 배치될 수 있다. 제3-3 연결부(BE3-3)은 적어도 한 번 절곡되는 반면에, 제4-3 연결부(BE4-3)은 절곡되지 않게 형성될 수 있다. 또한, 하나의 제4-3 연결부(BE4-3)이 제4-1 연결부(BE4-1)과 제4-2 연결부(BE4-2) 사이에 배치될 수 있다.
제4-3 연결부(BE4-3)은 제4 콘택홀들(CNT4)을 통해 제4-1 연결부(BE4-1) 및 제4-2 연결부(BE4-2)에 각각 접속될 수 있다. 제4-3 연결부(BE4-3)의 일 단은 제4-1 콘택홀(CNT4-1)을 통해 제4-1 연결부(BE4-1)에 접속될 수 있다. 제4-3 연결부(BE4-3)의 타 단은 제4-2 콘택홀(CNT4-2)을 통해 제4-2 연결부(BE4-2)에 접속될 수 있다. 제4-3 연결부(BE4-3)은 감지 전극(RE)들과 제1 연결부(BE1)에 중첩할 수 있다. 제4-3 연결부(BE4-3)은 감지 전극(RE)들 및 제1 연결부(BE1)과 상이한 층에 형성되므로, 감지 전극(RE) 및 제1 연결부(BE1)에 중첩하더라도, 감지 전극(RE) 및 제1 연결부(BE1)에 단락(short-circuited)되지 않을 수 있다.
도 34 내지 도 35b에 도시된 실시예에 의하면, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들을 연결하는 제2 연결부(BE2)들, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 제1 근접 감지 전극(PE)들을 전기적으로 연결하는 제3-3 연결부(BE3-3), 및 제1 방향(X축 방향)으로 서로 인접한 제2 근접 감지 전극(PE2)들을 연결하는 제4-3 연결부(BE4-3)은 제1 층(TSL1)에 형성되고, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 근접 감지 전극(PE)들, 제1 연결부(BE1), 제3-1 연결부(BE3-1), 제3-2 연결부(BE3-2), 제4-1 연결부(BE4-1), 및 제4-2 연결부(BE4-2)은 제1 층(TSL1)과 상이한 제2 층(TSL2)에 형성될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 근접 감지 전극(PE)들은 그들의 교차 영역들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들과 제2 근접 감지 전극(PE2)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들과 제1 근접 감지 전극(PE1)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있다.
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.
10: 표시 장치 100: 표시 패널
200: 표시 구동 회로 300: 회로 보드
400: 터치 회로 보드

Claims (29)

  1. 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들;
    상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되고, 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들; 및
    상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들을 구비하고,
    제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 변화량들을 감지하며,
    제2 모드에서 상기 제1 정전 용량들의 변화량들과 상기 제1 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량의 변화량을 감지하는 터치 감지 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들은 상기 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되는 터치 감지 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 도전 패턴들을 더 구비하는 터치 감지 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들 각각은 상기 제1 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이며, 상기 도전 패턴들 각각은 상기 제2 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이는 터치 감지 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들 각각은 제1 영역에서 상기 제1 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이며,
    상기 도전 패턴들 각각은 상기 제1 영역에서 상기 제2 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이고, 상기 제1 영역의 주변에 배치되는 제2 영역에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸인 터치 감지 유닛.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들을 연결하는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들을 연결하는 제2 연결부; 및
    상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 일 방향에서 인접한 제3 센서 전극들을 연결하는 제3 연결부를 더 구비하는 터치 감지 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 연결부는,
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 어느 한 제1 센서 전극에 의해 둘러싸인 제3 센서 전극과 연결되는 제3-1 연결부;
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 다른 제1 센서 전극에 의해 둘러싸인 제3 센서 전극과 연결되는 제3-2 연결부; 및
    상기 제3-1 연결부와 상기 제3-2 연결부 사이에 배치되는 제3-3 연결부를 포함하는 터치 감지 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3-1 연결부와 상기 제3-2 연결부는 상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리되는 터치 감지 유닛.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 상기 제3-3 연결부 각각은 상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들 중 적어도 하나의 제2 센서 전극 또는 상기 제2 연결부와 중첩하는 터치 감지 유닛.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 상기 제3-3 연결부는 제1 층에 배치되고,
    상기 제1 센서 전극들, 상기 제2 센서 전극들, 상기 제3 센서 전극들, 상기 제2 연결부, 상기 제3-1 연결부, 및 상기 제3-2 연결부는 상기 제1 층과 상이한 제2 층에 배치되는 터치 감지 유닛.
  11. 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들;
    상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되고, 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들; 및
    상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들을 구비하고, 제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 제1 정전 용량 값들을 감지하며,
    제2 모드에서 상기 제1 정전 용량 값들과 상기 제2 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량들의 제2 정전 용량 값들을 감지하는 터치 감지 유닛.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들은 상기 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되는 터치 감지 유닛.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들 각각은 상기 제2 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이며, 상기 도전 패턴들 각각은 상기 제1 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이는 터치 감지 유닛.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들을 연결하는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들을 연결하는 제2 연결부; 및
    상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 일 방향에서 인접한 제3 센서 전극들을 연결하는 제3 연결부를 더 구비하는 터치 감지 유닛.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제3 연결부는,
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 어느 한 제1 센서 전극에 의해 둘러싸인 제3 센서 전극과 연결되는 제3-1 연결부;
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 다른 제1 센서 전극에 의해 둘러싸인 제3 센서 전극과 연결되는 제3-2 연결부; 및
    상기 제3-1 연결부와 상기 제3-2 연결부 사이에 배치되는 제3-3 연결부를 포함하는 터치 감지 유닛.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제3-1 연결부와 상기 제3-2 연결부는 상기 일 방향에서 인접한 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리되는 터치 감지 유닛.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 연결부와 상기 제3-3 연결부 각각은 상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 적어도 하나의 제1 센서 전극 또는 상기 제1 연결부와 중첩하는 터치 감지 유닛.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 연결부와 상기 제3-3 연결부는 제1 층에 배치되고,
    상기 제1 센서 전극들, 상기 제2 센서 전극들, 상기 제3 센서 전극들, 상기 제1 연결부, 상기 제3-1 연결부, 및 상기 제3-2 연결부는 상기 제1 층과 상이한 제2 층에 배치되는 터치 감지 유닛.
  19. 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결된 제1 센서 전극들;
    상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되고, 상기 제1 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제2 센서 전극들;
    상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제3 센서 전극들; 및
    상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 제4 센서 전극들을 구비하고,
    제1 모드에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 사이의 제1 정전 용량들의 변화량들을 감지하며,
    제2 모드에서 상기 제1 정전 용량들의 변화량들과 상기 제1 센서 전극들과 상기 제3 센서 전극들 사이의 제2 정전 용량의 변화량, 및 상기 제1 센서 전극들과 상기 제4 센서 전극들 사이의 제3 정전 용량의 변화량을 감지하는 터치 감지 유닛.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들은 상기 일 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되고,
    상기 제4 센서 전극들은 상기 타 방향으로 배치되며, 전기적으로 연결되는 터치 감지 유닛.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 제3 센서 전극들 각각은 상기 제1 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이며, 상기 제4 센서 전극들 각각은 상기 제2 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸인 터치 감지 유닛.
  22. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극들 및 상기 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리된 도전 패턴들을 더 구비하는 터치 감지 유닛.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 도전 패턴들 각각은 제1 영역에서 상기 제1 센서 전극들과 상기 제2 센서 전극들 각각에 의해 둘러싸이고,
    상기 제3 센서 전극들과 상기 제4 센서 전극들은 상기 제1 영역의 주변에 배치되는 제2 영역에 배치되는 터치 감지 유닛.
  24. 제19 항에 있어서,
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들을 연결하는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들을 연결하는 제2 연결부; 및
    상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 일 방향에서 인접한 제3 센서 전극들을 연결하는 제3 연결부; 및
    상기 제1 연결부, 상기 제2 연결부, 및 상기 제3 연결부와 전기적으로 분리되고, 상기 타 방향에서 인접한 제4 센서 전극들을 연결하는 제4 연결부를 더 구비하는 터치 감지 유닛.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 제3 연결부는,
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 어느 한 제1 센서 전극에 의해 둘러싸인 제3 센서 전극과 연결되는 제3-1 연결부;
    상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 다른 제1 센서 전극에 의해 둘러싸인 제3 센서 전극과 연결되는 제3-2 연결부; 및
    상기 제3-1 연결부와 상기 제3-2 연결부 사이에 배치되는 제3-3 연결부를 포함하는 터치 감지 유닛.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 제4 연결부는,
    상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들 중 어느 한 제2 센서 전극에 의해 둘러싸인 제4 센서 전극과 연결되는 제4-1 연결부;
    상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들 중 다른 제2 센서 전극에 의해 둘러싸인 제4 센서 전극과 연결되는 제4-2 연결부; 및
    상기 제4-1 센서 전극과 상기 제4-2 센서 전극 사이에 배치되는 제4-3 센서 전극을 포함하는 터치 감지 유닛.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 제4-1 센서 전극과 상기 제4-2 센서 전극은 상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들과 전기적으로 분리되는 터치 감지 유닛.
  28. 제26 항에 있어서,
    상기 제2 연결부와 상기 제4-3 연결부 각각은 상기 일 방향에서 인접한 제1 센서 전극들 중 적어도 하나의 제1 센서 전극 또는 상기 제1 연결부와 중첩하며,
    상기 제3-3 연결부는 상기 타 방향에서 인접한 제2 센서 전극들 중 적어도 하나의 제2 센서 전극, 및 상기 제4-1 연결부와 상기 제4-2 연결부 중 어느 하나와 중첩하는 터치 감지 유닛.
  29. 제26 항에 있어서,
    상기 제2 연결부, 상기 제3-3 연결부, 및 상기 제4-3 연결부는 제1 층에 배치되고,
    상기 제1 센서 전극들, 상기 제2 센서 전극들, 상기 제3 센서 전극들, 상기 제1 연결부, 상기 제3-1 연결부, 상기 제3-2 연결부, 상기 제4-1 연결부, 및 상기 제4-2 연결부는 상기 제1 층과 상이한 제2 층에 배치되는 터치 감지 유닛.
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