KR20220001513A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220001513A
KR20220001513A KR1020217033978A KR20217033978A KR20220001513A KR 20220001513 A KR20220001513 A KR 20220001513A KR 1020217033978 A KR1020217033978 A KR 1020217033978A KR 20217033978 A KR20217033978 A KR 20217033978A KR 20220001513 A KR20220001513 A KR 20220001513A
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pad
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KR1020217033978A
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강창우
구동익
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는 인쇄회로기판과 센서의 접속을 강화시킬 수 있다. 본 발명에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 상기 표시 패널에 대향하여 배치되는 브래킷; 상기 브래킷과 정전 용량을 형성하는 센싱 전극; 상기 센싱 전극과 연결되는 제1 패드부; 상기 제1 패드부와 중첩되는 제1 인쇄회로기판; 상기 제1 패드부 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제1 접착부; 및 상기 표시 패널 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제2 접착부를 포함한다.

Description

표시 장치
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 센서를 포함하는 표시 장치에서 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit board)과 센서의 접속을 강화시키는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 방식 표시 장치는 사용자를 위해 더 향상된 편의성을 제공하도록 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 최근에는, 화면의 터치를 감지할 뿐만 아니라 화면을 터치하는 압력을 감지할 수 있는 포스 터치 방식 표시 장치 분야에서, 센서 시트를 사용하지 않고 표시 패널의 후면에 센싱 전극을 프린팅하여 두께를 줄이는 일체형 포스 터치 방식이 개발되고 있다.
센싱 전극을 표시 패널의 후면에 프린팅하여 형성하는 경우, 센싱 전극이 프린팅된 표시 패널과 인쇄회로기판을 도전 테이프(Conductive Tape)로 부착하여 연결한다. 그런데, 사용자의 터치에 따른 압력이 센서와 인쇄회로기판의 연결 부위에 가해질 때, 표시 패널은 휘어지나 인쇄회로기판은 강성(Stiffness)으로 인하여 휘어지지 않는다. 따라서, 센싱 전극에 부착된 도전 테이프가 인쇄회로기판으로부터 탈착되어, 센서에서 검출된 신호가 전송되지 않아 신호 검출을 정상적으로 할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 센서를 포함하는 표시 장치에서 인쇄회로기판과 센서의 접속을 강화시킨 표시 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 상기 표시 패널에 대향하여 배치되는 브래킷; 상기 브래킷과 정전 용량을 형성하는 센싱 전극; 상기 센싱 전극과 연결되는 제1 패드부; 상기 제1 패드부와 중첩되는 제1 인쇄회로기판; 상기 제1 패드부 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제1 접착부; 및 상기 표시 패널 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제2 접착부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 표시 패널과 상기 브래킷 사이에 배치된 탄성체를 더 포함하고, 상기 센싱 전극은 상기 탄성체와 상기 표시 패널 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2접착부는, 평면상에서 상기 제1 접착부로부터 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 제1 인쇄회로기판 상에 배치되는 제2 패드부를 더 포함하고, 상기 제1 접착부는 상기 제1 패드부 및 상기 제2 패드부와 접촉하고, 상기 제2 접착부는, 평면상에서 상기 제2 패드부 및 상기 제1 접착부로부터 이격되어, 상기 제1 접착부를 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 접착부는 도전성 테이프이고, 상기 제2 접착부는 비도전성 테이프일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 접착부는 도전성 스폰지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 접착부는 상기 제1 접착부보다 큰 접착력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 접착부와 상기 제1 인쇄회로기판 사이의 접착력은 상기 제1 접착부와 상기 제1 인쇄회로기판 사이의 접착력보다 더 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 제1 인쇄회로기판과 배선으로 연결되는 제2 인쇄회로기판을 더 포함하고, 상기 제2 인쇄회로기판과 상기 제1 인쇄회로기판은 서로 중첩하지 않게 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 제1 인쇄회로기판 상에 실장되고, 상기 제1 패드부와 전기적으로 연결된 제1 구동부; 및 상기 표시 패널과 연결된 제2 구동부를 더 포함하고, 상기 제2 인쇄회로기판은 배선을 통해 상기 제1 구동부와 연결되며, 상기 제1 구동부는 배선을 통해 상기 제2 구동부와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 접착부는, 2nm 내지 500nm의 크기를 갖는 입자로 이루어진 필러; 및 상기 필러를 고정시키는 바인더를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필러는 BaSO4, TiO2, SiO2 및 카본 블랙으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더는 아크릴 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 접착부는, 1.0 kgf/in 내지 3.0 kgf/in의 접착력을 가질 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 상기 표시 패널에 대향하여 배치되는 브래킷; 상기 브래킷과 정전 용량을 형성하는 센싱 전극; 상기 센싱 전극과 연결되는 제1 패드부; 상기 제1 패드부와 중첩되는 제1 인쇄회로기판; 및 상기 제1 인쇄회로기판과 배선으로 연결된 제2 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판은 서로 중첩하지 않게 이격된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 표시 패널과 상기 브래킷 사이에 배치된 탄성체를 더 포함하고, 상기 센싱 전극은 상기 탄성체와 상기 표시 패널 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 제1 인쇄회로기판 상에 실장되고, 상기 제1 패드부와 전기적으로 연결된 제1 구동부; 및 상기 표시 패널과 연결된 제2 구동부를 더 포함하고, 상기 제2 인쇄회로기판은 배선을 통해 상기 제1 구동부와 연결되며, 상기 제1 구동부는 배선을 통해 상기 제2 구동부와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 장치는, 상기 제1 패드부 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제1 접착부; 및 상기 표시 패널 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제2 접착부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 접착부는 평면상에서 상기 제1 접착부로부터 이격되어 상기 제1 접착부를 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 접착부는 도전성 테이프 또는 도전성 스폰지이고, 상기 제2 접착부는 비도전성 테이프일 수 있다.
본 발명에 의하면, 사용자의 터치에 따른 압력이 센서와 인쇄회로기판의 연결 부위에 가해질 때, 센서와 인쇄회로기판을 접착시킨 제2 접착부에 의해 패드부에 부착된 도전 테이프가 인쇄회로기판으로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제2 접착부에 의해 센서와 인쇄회로기판의 접속을 강화시킬 수 있다.
또한, 두께를 차지하는 센서 시트를 사용하지 않고 센싱 전극을 표시 패널에 프린팅함으로써 표시 장치의 두께를 줄일 수 있고, 재료비를 절감하는 효과가 있다.
그리고, 센싱 인쇄회로기판과 메인 인쇄회로기판을 서로 중첩하지 않도록 이격하여 배치함으로써, 센싱 인쇄회로기판과 메인 인쇄회로기판이 들뜨는 현상을 방지할 수 있고, 배선의 중첩으로 인한 신호의 간섭 현상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 배면에 배치된 제1 인쇄회로기판, 제2 인쇄회로기판, 제2 구동부 등을 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 배면에 배치된 센싱 전극 및 제1 패드부 등을 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 도 4의 A 영역을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 인쇄회로기판, 제2 인쇄회로기판, 제2 구동부를 배면에서 바라본 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 접착부를 확대하여 도시한 평면도이다.
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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대해서 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
본 명세서에서 표시 장치는 유기 발광 표시 장치인 것을 전제로 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치 또는 플라즈마 표시 장치에 적용될 수도 있다.
본 명세서에서, 둘 이상의 구성 요소가 서로 "전기적으로 연결"된다는 의미는, 달리 설명이 없는 한, 도전체 또는 배선 등의 매개체를 통해 전기적으로 연결되는 것을 의미할 수도 있고, 매개체 없이 직접 연결된다는 것을 의미할 수도 있다. 또한 둘 이상의 구성 요소가 서로 "연결"된다는 의미는, 달리 설명이 없는 한, 매개체 없이 직접 연결된다는 것을 의미할 수도 있고, 도전체 또는 배선을 통해 전기적으로 연결되는 것을 의미할 수도 있다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치(10)는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 텔레비전, 데스크탑 PC (desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 웨어러블 장치는 엑세서리 형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체 형(예: 전자 의복), 신체 부착 형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식 형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 표시 장치(10)는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 표시 장치는 플렉서블 표시 장치일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 전술한 기기들에 한정되는 것은 아니며, 기술 발전에 따른 새로운 표시 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 표시 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 표시 장치를 사용하는 사람 또는 표시 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 표시 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치(10)의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 하우징(20), 브래킷(40), 표시 패널(100), 편광 필름(50) 및 커버 윈도우(60) 등을 포함할 수 있다.
커버 윈도우(60)는 표시 패널(100)에 의해 생성된 빛을 투과시킬 수 있다. 또한, 커버 윈도우(60) 상에서 사용자는 신체의 일부(또는 터치 펜)를 접촉하여 터치(또는 포스 터치)를 수행할 수 있다. 아울러, 커버 윈도우(60)는 터치(또는 포스 터치) 여부를 알리는 신호를 센서부(S)에 전달하기 위해 유동성을 갖는다. 커버 윈도우(60)는, 예컨대, 강화 유리, 강화 플라스틱, 고분자 소재 등 구부러질 수 있는(flexible) 소재로 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 커버 윈도우(60)는 글래스 윈도우(glass window)로도 참조될 수 있다. 본 명세서에서, 센서부(S)는 외부로부터의 터치, 포스 터치, 압력 등을 센싱하기 위한 것으로, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명한다.
일 실시예에 따르면, 표시 패널(100)은 액정 디스플레이(LCD) 패널, 발광 다이오드(LED) 표시 패널, 유기 발광 다이오드(OLED) 표시 패널, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 표시 패널, 또는 전자 종이 표시 패널을 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 가요성을 가질 수 있다. 표시 패널(100)은 커버 윈도우(60)의 하부에 배치되고, 각종 컨텐츠를 표시할 수 있다. 표시 패널(100)은 기판, 기판의 일면 상에 배치된 복수개의 화소(미도시), 및 화소와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 도전성 라인을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 기판은 적어도 일부가 후면 방향으로 휘어질 수 있도록 플렉서블 소재로 형성될 수 있다. 도전성 라인은 적어도 하나의 게이트선 또는 적어도 하나의 데이터선을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 게이트선과 복수 개의 데이터선은 매트릭스 형태로 배열되고 라인이 교차되는 지점과 인접하게 복수 개의 화소들이 정렬되어 전기적으로 연결될 수 있다.
브래킷(40)은 표시 패널(100) 등의 상부 구성요소를 지지하는 역할을 한다. 브래킷(40)은, 표시 패널(100)이 방출하는 열을 확산시키는 방열 시트의 역할을 하는 단일층 또는 다중층의 복합 시트를 포함할 수 있다. 브래킷(40)은, 예를 들어, 마그네슘 합금으로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 브래킷(40)은 그라파이트(graphite)를 포함하는 그라파이트 시트 및/또는 구리를 포함하는 구리 시트를 포함할 수 있다. 또는 브래킷(40)은 그라파이트 시트 및/또는 구리 시트가 적층된 복층 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않으며, 브래킷(40)은 니켈, 금, 은 등 도전성 및 열 전도성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 브래킷(40)이 그라파이트 시트를 포함하는 경우, X-Y 방향의 열 전도도(thermal conductivity)는 약 100~400 W/mK이고, Z 방향의 열 전도도는 약 1~30 W/mK이다.
일 실시예에 따르면, 브래킷(40)에는 상부 구성요소의 일부가 통과할 수 있는 쓰루홀(through hole)이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 브래킷(40)에는 경년 변화에 따른 배터리의 부풀어오름을 감안한 스웰링 갭(swelling gap)이 형성되어 있을 수 있다.
하우징(20)은, 브래킷(40)을 지지하고 표시 장치(10)의 각 구성을 수납할 수 있다. 외관적으로, 하우징(20)은 표시 장치(10)의 내부 외관 및/또는 외부 외관을 형성할 수 있다. 하우징(20)은 후면 케이스(rear case), 리어 플레이트(rear plate) 등으로도 지칭될 수 있다. 하우징(20)은 표시 장치(10)의 외부에 노출되지 않는 영역 및 표시 장치(10)의 외부 측면에 노출되는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 장치(10)의 외부에 노출되지 않는 영역은 플라스틱 사출물로 구성될 수 있고, 표시 장치(10)의 외부 측면에 노출되는 영역은, 금속으로 구성될 수 있다. 금속 소재로 이루어진 측면 노출 영역은 금속 베젤(metal bezel)로도 참조될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 금속 베젤 중 적어도 일부는, 지정된 주파수의 신호를 송수신하기 위한 안테나 방사체로 활용될 수 있다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(100)의 배면에 배치된 제1 인쇄회로기판(510), 제2 인쇄회로기판(610), 제2 구동부(130) 등을 도시하는 평면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 표시 장치(10)는 표시 패널(100)과 브래킷(40) 사이에 배치되는 센서부(S), 제2 구동부(130), 제1 인쇄회로기판(510), 제1 구동부(520), 제2 인쇄회로기판(610) 등을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 표시 장치(10)는 도 1 내지 도 4에 도시된 일부 구성을 포함하지 않을 수도 있고, 도 1 내지 도 4에 도시되지 않은 구성을 추가로 포함할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(100)은 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA) 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 화면을 표시하는 영역이다. 표시 영역(DA)의 평면 형상은 직사각형 형상이거나 모서리가 라운드진 직사각형, 원형, 타원형이나 기타 다양한 형상을 가질 수 있다. 표시 영역(DA) 주변에는 비표시 영역(NDA)이 배치된다. 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(10)의 테두리를 구성할 수 있다. 도 3에서는, 표시 패널(100)이 평판형인 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 표시 패널(100)은 플렉서블 소재로 형성되어, 적어도 일부가 배면 방향으로 휘어질 수 있다. 이 경우, 표시 패널(100)은, 상측 평탄부, 벤딩부, 상측 평탄부에 대향하는 하측 평탄부를 포함할 수 있고, 하측 평탄부 상에 구성 요소(예를 들어, 제2 구동부(130))가 실장될 수도 있다.
제2 구동부(130)는, 표시 패널(100)의 배면의 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 구동부(130)은 표시 패널(100)의 전면의 비표시 영역(NDA)에 배치될 수도 있다. 제2 구동부(130)는, 구동 회로(미도시)와 구동 신호를 전달하는 구동 배선(미도시)을 포함하여, 표시 영역(DA)의 화소 회로를 구동할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 구동부(130)는, 구동 회로(미도시)로서, 표시 패널(100)에 구동 신호 및 영상 신호를 제공하는 구동 칩(driver IC), 또는 구동 신호 및 영상 신호를 제어하는 타이밍 컨트롤러(timing controller, T-con)를 포함할 수 있다. 구동 칩은 표시 패널(100)의 게이트 신호 라인을 순차적으로 선택하여 스캔(scan) 신호(또는, 구동 신호)를 인가하는 게이트 드라이버 IC, 및 영상 신호를 표시 패널(100)의 데이터 신호 라인에 인가하는 데이터 드라이버 IC(또는, 소스 드라이버 IC)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 게이트 드라이버 IC가 상기 게이트 신호 라인을 선택하고 스캔 신호를 인가하여 해당 화소를 활성화 상태로 변경하면, 상기 데이터 드라이버 IC는 영상 신호를 상기 데이터 신호 라인을 통해 해당 화소에 인가할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 구동칩에 전송되는 신호의 전송 시간을 조절하여 표시 패널(100)에 출력되는 과정에서 발생할 수 있는 표시 시간 차를 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 구동부(130)는 표시 패널(100)과 전기적으로 연결되고, 제2 구동부(130)로부터의 신호에 따라, 표시 패널(100)이 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 위젯, 또는 심볼 등)를 출력할 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 패널(100)의 표시면 상에 배치된 편광 필름(50)을 포함할 수 있다. 편광 필름(50)은 접착층(미도시)을 통해 표시 패널(100)의 표시면 상에 부착될 수 있다. 편광 필름(50)은 표시 영역(DA) 전체를 덮을 수 있다. 나아가, 편광 필름(50)은 표시 영역(DA)의 외측 에지로부터 외측으로 연장되어 비표시 영역(NDA)의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 표시 장치(10)는 터치 감지층을 더 포함할 수 있다. 터치 감지층은 커버 윈도우(60)와 표시 패널(100) 사이에 적층될 수 있으며, 사용자의 신체 일부 또는 전자 펜 등과 같은 터치 객체의 접촉 또는 접근을 감지할 수 있는 터치 센서를 포함할 수 있다. 또한, 터치 감지층은 표시 패널(100) 내에 패터닝 되어 형성될 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 표시 장치(10)에 전원을 공급할 수 있는 배터리를 더 포함할 수 있다.
한편, 센서는 일반적으로 제1 도전체, 제1 도전체와 정전 용량을 형성하는 제2 도전체 등을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서부(S)는 제1 도전체로서의 센싱 전극(340) 및 제2 도전체로서의 브래킷(40)을 포함한다. 일 실시예에서, 센서부(S)는, 사용자로부터의 터치를 검출하는 터치 센서일 수 있고, 다른 실시예에서, 센서부(S)는, 터치뿐만 아니라 압력(포스 터치)까지 검출하는 포스 터치 센서일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 센서부(S)는 지문, 장애물 등을 감지하는 기타의 다른 센서일 수도 있다. 센서부(S)가 포스 터치 센서인 경우, 센서부(S)는 탄성체(320)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 명세서에서, 센서부(S)는 탄성체(320), 센싱 전극(340), 브래킷(40) 등을 총괄적으로 지칭하는 것이다.
일 실시예에서, 센싱 전극(340)은 표시 패널(100)의 배면 상에 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱 전극(340)은 표시 패널(100)이 패터닝되어 정의된 홈 내에 형성될 수도 있다. 센싱 전극(340)은 브래킷(40)과 정전 용량을 형성하고, 이 정전 용량의 변화에 기초하여 터치 여부(및/또는 압력의 세기)와 그 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센싱 전극(340)은 제1 패드부(도 5의 200 참조)와 연결되어 센싱 구동 전압(전류)을 공급받을 수 있다. 브래킷(40)은 제1 인쇄회로기판(510) 또는 제2 인쇄회로기판(610)와 전기적으로 연결되어 기준 전압을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 브래킷(40)은, 제1 인쇄회로기판(510)에 구비되는 기준 전압 패드(미도시)와 직접 연결되거나 배선을 통해 연결되어 기준 전압(전류)을 공급받을 수 있다. 센싱 전극(340)이 센싱 구동 전압을 공급받고, 브래킷(40)이 기준 전압을 공급받음으로써, 센싱 전극(340)과 브래킷(40)이 정전 용량을 형성하고, 이 정전 용량의 변화에 기초하여 터치 여부(및/또는 압력의 세기)와 그 위치를 검출할 수 있다. 이에 대해서는 도 9를 참조하여 이하에서 더 자세히 설명한다. 또한, 도시되지 않았지만, 브래킷(40)의 하부 영역에는 예를 들어 차폐층(미도시)이 형성될 수 있다. 차폐층은 브래킷(40) 하부로부터의 전자파, 잡음 신호 등을 차폐하고, 센싱 전극(340)이 브래킷(40)이 아닌 다른 도전체와 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)를 형성하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 인쇄회로기판(510)은 센싱 인쇄회로기판일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 인쇄회로기판(510)은 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB) 또는 경성 인쇄회로기판(rigid printed circuit board, rigid PCB)으로 구현될 수 있다. 도 4에서, 제1 인쇄회로기판(510)은 표시 패널(100)의 배면에 배치되는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 인쇄회로기판(510)은, 벤딩될 수 있는 연성 인쇄회로기판으로 구현될 수 있고, 일부가 벤딩되어 표시패널의 전면의 비표시영역에 배치될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 구동부(520), 후술하는 제2 패드부(545), 및 후술하는 제2 접착부(700) 등이 제1 인쇄회로기판(510) 상에 실장될 수 있다. 도 4는 제1 인쇄회로기판(510)의 배면에서 바라본 평면도이므로, 제1 인쇄회로기판(510) 위에 배치되는 구성요소는 점선으로 도시되었다. 도 4에 도시되지 않았지만, 제1 구동부(520)는, 센서부(S)와 전기적으로 연결되어, 센서부(S)로 센싱 구동 전압 등을 전달하고, 센서부(S)로부터 센싱 신호(예를 들어, 터치 신호 및 압력 신호)를 수신하여 터치 여부(및/또는 압력의 세기)와 그 위치를 검출할 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 제1 구동부(520)는 센서부(S)를 제어하는 센싱 제어부(미도시)의 역할도 할 수 있다. 대안적인 실시예에서는 센싱 제어부가 별도로 직접회로 칩으로 구성되어, 제1 인쇄회로기판(510) 또는 제2 인쇄회로기판(610)에 실장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 인쇄회로기판(610)은 메인 인쇄회로기판 또는 메인 연성 인쇄회로기판일 수 있다. 일 실시예에 따르면 제2 인쇄회로기판(610)에는 표시 장치(10)의 각종 전자 부품, 소자, 인쇄 회로 등이 실장(mount) 혹은 배치(arrange)될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(610)에는 프로세서, 통신 모듈, 각종 인터페이스, 전력 관리 모듈 등이 집적회로 칩 형태로 실장될 수 있다. 또한, 표시 패널(100) 및 센서부(S)를 각각 제어하는 표시 패널 제어부(미도시) 및 센싱 제어부(미도시)가 집적회로 칩으로 구성되어 제2 인쇄회로기판(610)에 실장될 수 있다. 예를 들어, 센싱 제어부는 전술한 프로세서의 일부일 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 표시 패널(100) 및 센서부(S)를 자세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 배면에 배치된 센싱 전극 및 제1 패드부 등을 도시하는 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 8은 도 4의 A 영역을 확대하여 도시한 평면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100)의 배면 상에는 센싱 전극(340)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 센싱 전극(340)은 도전성 페이스트를 도포 또는 프린팅하여 형성될 수 있다. 도전성 페이스트는 도막 형성제와 금속 분말을 혼합하여 제조된다. 도막 형성제로는 가교성을 이용하는 에폭시류, 아마인유, 콩기름, 옻, 동유, 합성건성유 등의 액체나 셸락, 코펄 등의 천연수지, 석회로진 등의 가공수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 비닐수지 등의 합성수지, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 합성고무 등의 고무유도체 및 폴리비닐알코올, 카세인 등의 고체를 용제에 녹인 것이 사용될 수 있다. 도전성 페이스트의 금속 분말은 전기 전도도가 높은 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱 전극(340)은, 프린팅(잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 임프린팅, 롤프린팅 등)이나 금속 박막을 이용한 포토 리소그래피 공정 등 다른 방법에 의해서도 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 전극(340)은, 표시 패널(100)의 중앙부에 배치된 제1 센싱 전극(341), 표시 패널(100)의 평면상에서 상단 및 양측 단부에 부분적으로 배치된 제2 센싱 전극(342), 표시 패널(100)의 외곽을 부분적으로 둘러싸는 제3 센싱 전극(343), 및 제1, 제2, 제3 센싱 전극(341, 342, 343)을 제외한 표시 패널(100)의 나머지 영역에 배치되는 제4 센싱 전극(344)을 포함할 수 있다. 다만, 센싱 전극(340)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 내지 제4 센싱 전극(341, 342, 343, 344) 중 일부의 전극이 생략될 수 있으며, 센싱 전극(340)이 별도의 다른 전극을 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 제1 센싱 전극(341)은, 제1 방향으로 서로 이격되어 연장되는 복수개의 제1 서브 센싱 전극(341-1), 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 연장되는 복수개의 제2 서브 센싱 전극(341-2)을 포함하여 격자 형태를 이룰 수 있다. 제2 내지 제4 센싱 전극(342, 343, 344)은, 비교적 센싱 민감도가 낮은 외곽 영역의 센싱 민감도를 향상시키기 위해 상대적으로 넓은 면적으로 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 제1 내지 제4 센싱 전극(341, 342, 343, 344)은 다양한 임의의 형상을 가질 수 있다.
각각의 제1 내지 제4 센싱 전극(341, 342, 343, 344)은 그에 대응하는 센싱 영역을 가질 수 있다. 센싱 영역은 사용자에 의해 터치 또는 포스 터치가 입력되는 영역으로 정의될 수 있으며, 센싱 전극(341, 342, 343, 344)과 중첩하는 영역은 물론 그 주위를 포함할 수 있다. 센싱 전극(340)은, 제1 인쇄회로기판(510), 제2 인쇄회로기판(610), 및 제2 구동부(130)가 배치된 영역과 중첩하지 않도록 이격되어 배치될 수 있다.
제1 및 제2 서브 센싱 전극(341-1, 341-2) 및 제2 내지 제4 센싱 전극(342, 343, 344)은, 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 서브 센싱 전극(341-1, 341-2) 및 제2 내지 제4 센싱 전극(342, 343, 344)은, 서로 같은 층에 형성되고, 그 사이에 절연체가 배치되어 서로 절연되도록 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제1 및 제2 서브 센싱 전극(341-1, 341-2) 및 제2 내지 제4 센싱 전극(342, 343, 344)은, 브릿지 전극을 이용하여 연결되거나 구분될 수 있다.
제1 내지 제4 센싱 전극(341, 342, 343, 344)은, 제1 패드부(200)와 연결되어 센싱 구동 전압을 공급받을 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 센싱 전극(341, 342, 343, 344)은, 각각 제1 구동부(520) 또는 센싱 제어부와 연결되어 제1 구동부(520) 또는 센싱 제어부로 센싱 신호를 전달하기 위한 추가의 배선을 포함할 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 센싱 전극(340)은, 점착층, 도전층, 절연층을 포함하는 도전성 테이프로 형성될 수 있다. 도전성 테이프의 도전층 및 점착층은 각각 도전성 섬유와 점착제로 구성될 수 있다. 절연층은 생략될 수 있다. 도전층의 기재로는 도전성 섬유 및 알루미늄, 동, 니켈 FOIL 등이 사용될 수 있으며, 점착제는 도전층의 일면에 제공될 수 있다. 도전층은 무전해 도금 방식을 이용하여, Ni, Cu, Cu + Ni, Cu + Ni + 금, Cu + Ni + 기타 금속, Cu + Ni + 레진 등의 다양한 구성으로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(100)의 배면 상에 제1 패드부(200)가 배치될 수 있다. 제1 패드부(200)가 센싱 전극(340)과 연결되어 센싱 전극(340)에 센싱 구동 전압을 공급하고, 사용자의 터치 입력 등에 따른 센싱 신호를 수신함으로써, 터치 입력이 검출될 수 있다. 한편, 대안적인 실시예에서, 제1 패드부(200)가 생략되고, 센싱 전극(340)은 제2 패드부(도 4의 545 참조) 또는 제1 구동부(520)와 직접 전기적으로 연결되어 센싱 구동 전압 등을 공급받을 수도 있다.
일 실시예에서, 제1 패드부(200)는, 제1 센싱 패드(210), 제2 센싱 패드(220), 제3 센싱 패드(230), 및 제4 센싱 패드(240)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센싱 패드(210)는 제1 센싱 전극(341)과 연결되어 센싱 구동 전압을 공급하고 센싱 신호를 검출하고, 제2 센싱 패드(220)는 제2 센싱 전극(342)과 연결되어 센싱 구동 전압을 공급하고 센싱 신호를 검출하고, 제3 센싱 패드(230)는 제3 센싱 전극(343)과 연결되어 센싱 구동 전압을 공급하고 센싱 신호를 검출하며, 제4 센싱 패드(240)는 제4 센싱 전극(344)과 연결되어 센싱 구동 전압을 공급하고 센싱 신호를 검출할 수 있다.
제1 패드부(200)가 표시 패널(100)의 배면 상에 배치되는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 패드부(200)는 표시 패널(100)의 배면이 패터닝되어 정의된 홈 내에 배치될 수도 있다. 또한, 제1 패드부(200)가 평면상에서 표시 패널(100)의 하단부에 가까이 배치되는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 패드부(200)는 평면상에서 표시 패널(100)의 상단부에 위치하거나, 표시 패널(100)의 전면 상의 비표시부에 위치하거나, 일부가 벤딩된 표시 패널(100)의 하측 평탄부에 위치하고, 센싱 전극(340)과 배선으로 연결될 수도 있다.
이어서, 도 6을 참조하여, 센서부(S)에 대해서 더 구체적으로 설명한다. 도 6에 도시된 센싱 전극(340)은, 예를 들어, 제1 방향으로 나란히 배열된 복수개의 제1 서브 센싱 전극(341-1)의 단면일 수 있다.
표시 패널(100)과 브래킷(40) 사이에, 더 구체적으로 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이에 탄성체(320)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 탄성체(320)의 일면은 센싱 전극(340)에 접촉되고, 탄성체(320)의 타면은 브래킷(40)에 접촉될 수 있다. 또한, 탄성체(320)와 센싱 전극(340) 사이, 탄성체(320)와 브래킷(40)사이에는 각각 접착층(321, 322)이 배치될 수 있다. 탄성체(320)는 센싱 전극(340) 및 브래킷(40)과 평면상에서 중첩할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일 실시예에 따르면, 센서부(S)는 포스 터치(또는 압력)가 아닌 터치, 지문 등을 검출하는 기타 센서의 역할만을 할 수도 있으며, 이 경우 탄성체(320)가 배치되지 않을 수 있다.
탄성체(320)는, 커버 윈도우(60)에 가해지는 압력에 따라 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이의 거리가 변화할 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 탄성체(320)는 커버 윈도우(60)일 수 있고, 공기 또는 임의의 유전체가 브래킷(40)과 센싱 전극(340) 사이에 있을 수 있다. 따라서, 커버 윈도우(60)에 가해지는 터치 압력에 따라 센서부(S)의 탄성체(320)가 수축할 수 있다. 탄성체(320)는 외부의 충격을 완화시키는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 위해 탄성력을 가질 수 있다. 예를 들어, 탄성체(320)는 외부로부터의 압력에 의해 변형이 일어나며, 상기 외부로부터의 압력이 제거되면 다시 원 상태로 복원 가능한 탄성력을 가질 수 있다.
또한, 탄성체(320)는 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이의 전기적 단락을 방지하기 위해 절연성을 가질 수 있다. 탄성체(320)는 탄성력을 갖도록 다공성 고분자로 제공될 수 있다. 예를 들어, 탄성체(320)는 스폰지와 같이 발포체 형태로 제공될 수 있다.
예를 들어, 탄성체(320)는 열가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리우레탄 열가소성 탄성 중합체(polyurethane thermoplastic elastomers), 폴리아미드(polyamides), 합성고무(synthetic rubbers), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리이소부티렌(polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌)[poly(styrenebutadienestyrene)], 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리에틸렌(polyethylene), 실리콘(silicone), 등 및 이들의 조합들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 인쇄회로기판(510)은, 탄성체가 배치되지 않은 영역에서, 표시 패널(100)과 브래킷(40) 사이에 배치될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(510)의 일부는 제1 패드부(200)와 중첩할 수 있다. 제1 인쇄회로기판(510)은, 제1 패드부(200)에 대응하는 영역에 배치되는 제2 패드부(545)를 포함할 수 있다. 제2 패드부(545)는 제1 패드부(200)와 평면 상에서 동일한 형상 및 동일한 크기를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 패드부(545)는, 제1 센싱 패드(210)에 대응하여 배치되는 제1 센싱 구동 패드(545-1), 제2 센싱 패드(220)에 대응하여 배치되는 제2 센싱 구동 패드(545-2), 제3 센싱 패드(230)에 대응하여 배치되는 제3 센싱 구동 패드(545-3), 및 제4 센싱 패드(240)에 대응하여 배치되는 제4 센싱 구동 패드(545-4)를 포함할 수 있다. 제2 패드부(545)는 제1 패드부(200)와 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있으므로, 제1 인쇄회로기판(510)의 배면을 도시한 도 8에서는 제1 접착부(370) 및 제2 패드부(545)만이 점선으로 도시되어 있다.
일 실시예에서, 제2 패드부(545)의 일단부는, 도시되지 않았지만, 제1 구동부(520)와 전기적으로 연결되고, 제2 패드부(545)의 타단부는 후술하는 제1 접착부(370)를 통해 제1 패드부(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 패드부(545)는, 제1 구동부(520)로부터의 센싱 구동 전압 등을 제1 패드부(200)로 전달하고, 제1 패드부(200)로부터 센싱 신호(예를 들어, 터치 신호 등)를 수신하여 제1 구동부(520)(또는 센싱 제어부)로 전달할 수 있다. 이에 의해, 제1 구동부(520)는 터치 및/또는 압력을 검출할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 내지 제4 센싱 패드(210, 220, 230, 240)와 제1 내지 제4 센싱 구동 패드(545-1, 545-2, 545-3, 545-4) 사이에 제1 접착부(370)가 각각 배치될 수 있다. 제1 접착부(370)는, 제1 내지 제4 센싱 패드(210, 220, 230, 240)를 각각의 대응하는 제1 내지 제4 센싱 구동 패드(545-1, 545-2, 545-3, 545-4)에 부착하는 역할을 한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서, 각각의 제1 내지 제4 센싱 패드(210, 220, 230, 240) 및 각각의 제1 내지 제4 센싱 구동 패드(545-1, 545-2, 545-3, 545-4)는 신호를 각각 송신하고 수신하기 위한 적어도 두 개의 패드를 포함할 수 있고, 각각의 제1 내지 제4 센싱 패드(210, 220, 230, 240)의 적어도 두 개의 패드는 각각의 제1 내지 제4 센싱 구동 패드(545-1, 545-2, 545-3, 545-4)의 적어도 두 개의 패드와 각각 서로 대응하도록 전기적으로 연결되고, 그 사이에 제1 접착부(370)가 각각 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 접착부(370)는, 제1 패드부(200) 및 제2 패드부(545)에 접촉하도록 배치된다. 제2 패드부(545)와 제1 패드부(200)의 전기적 연결을 위해, 제1 접착부(370)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 접착부(370)의 일단 및 타단에는 도전성 점착층이 배치되어, 제1 접착부(370)의 일단 및 타단이 각각 제2 패드부(545) 및 제1 패드부(200)에 부착될 수 있다. 따라서, 제1 접착부(370)는 제1 패드부(200)와 제2 패드부(545)를 전기적으로 연결한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서, 제1 접착부(370)는 비도전성 물질로 이루어지고, 제2 패드부(545)와 제1 패드부(200)는 다른 배선을 통해 연결될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 접착부(370)는 도전성 스폰지를 포함할 수 있다. 도전성 스폰지는, 원, 타원, 사각형 등의 다각형의 단면을 갖는 기둥의 형상을 가질 수 있다. 도전성 스폰지는 원상 회복력이 뛰어난 FOAM에 동, 니켈, 은, 금, 구리 등이 도금된 구조를 가질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에서, 제1 접착부(370)는 도전성 테이프를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착부(370)는, 탄성체(320)의 변형에 따라 수축하거나 형태를 바꾸는 임의의 도전성 재료로 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 접착부(700)가, 표시 패널(100)과 제1 인쇄회로기판(510) 사이에 배치되어 표시 패널(100)과 제1 인쇄회로기판(510)을 서로 부착할 수 있다. 제2 접착부(700)는 비도전성 테이프일 수 있다. 또한, 제2 접착부(700)와 표시 패널(100) 사이에는 절연층(미도시)이 배치될 수도 있다. 제2 접착부(700)는, 제1 인쇄회로기판(510)이 제1 패드부(200)로부터 탈착되는 것을 방지하도록, 제1 접착부(370)를 보조하여 제1 인쇄회로기판(510)을 표시 패널(100)에 부착하는 기능을 한다.
도 8을 참조하면, 제2 접착부(700)는, 평면상에서 제1 접착부(370)로부터 이격되어 제1 접착부(370)를 부분적으로 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 제1 인쇄회로기판(510)의 배면을 도시한 도 8에서는 제1 접착부(370) 및 제2 접착부(700)가 점선으로 도시되어 있다. 예를 들어, 제2 접착부(700)는 평면 상에서 'ㄷ' 형상, 'Ｃ' 형상, '□' 형상, '田' 형상, '＋' 형상, '⊂' 형상, '⊃' 형상, '∪' 형상, '∩' 형상 중 하나를 가질 수 있다.
제2 접착부(700)는 제1 접착부(370)와 동일한 두께(높이) 또는 더 작은 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 접착부(700)는, 5 ~ 15㎛의 두께를 가질 수 있다. 제2 접착부(700)는 제1 접착부(370)보다 더 큰 두께를 가지거나, 더 넓은 면적을 가질 수 있다.
제2 접착부(700)는 제1 접착부(370)보다 더 많은 점착성 물질을 가지므로, 제1 접착부(370)보다 큰 접착력을 가질 수 있다. 따라서, 제2 접착부(700)와 제2 도전체(310) 사이의 접착력은 제1 접착부(370)와 제2 도전체(310) 사이의 접착력보다 더 크다. 제2 접착부(700)는, 1.0 kgf/in 내지 3.0 kgf/in의 접착력을 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 전술한 바와 같이, 센싱 전극(340)과 브래킷(40)은 커패시터의 역할을 수행할 수 있으며, 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이에는 정전 용량(capacitance)이 형성될 수 있다. 센싱 전극(340)은 제1 패드부(200)와 연결되어 센싱 구동 전압을 공급받을 수 있고, 브래킷(40)은 기준 전압 패드(550)와 연결되어 기준 전압을 공급받을 수 있다. 제1 구동부(520)(또는 센싱 제어부)는, 센싱 구동 전압을 공급받는 센싱 전극(340) 및 기준 전압을 공급받는 브래킷(40)과 연결되어, 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이에 존재하는 정전 용량의 변화량(C)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(520)는 센싱 전극(340)의 센싱 신호(즉, 출력 신호)를 이용하여 정전 용량의 변화량(C)을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 커버 윈도우(60)를 터치하는 경우, 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이의 정전 용량(capacitance)이 변화할 수 있다. 제1 구동부(520)(또는 센싱 제어부)는 이 정전 용량의 변화에 기초하여 터치를 검출할 수 있다. 다른 실시예에서, 커버 윈도우(60)에 인가되는 압력에 의해 탄성체(320)의 두께가 변하고, 이에 따라 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 사이의 거리가 변할 수 있다. 이 경우, 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 간의 거리에 따라 센싱 전극(340)과 브래킷(40) 간의 정전 용량이 변화하므로, 제1 구동부(520)는 정전 용량의 변화량에 기초하여 커버 윈도우(60)에 인가되는 압력의 세기를 검출할 수 있다.
터치 신호 등은 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 일 예에서, 터치 신호는 사용자의 신체 일부(예를 들어, 손가락)를 통해 센서부(도 3의 S 참조)에 제공될 수 있다. 그러나, 터치 신호는 어느 하나의 방식에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 터치 신호는 광학식, 접촉식, 또는 자기식 등의 방식으로 입력될 수 있다. 센서부는 다양한 방식에 의하여 터치 신호 등을 감지할 수 있다. 예시적으로, 센서부는 저항막 방식, 정전용량 방식, 또는 전자기 유도 방식으로 동작할 수 있으며, 터치 이벤트가 발생한 지점의 좌표 정보를 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 인쇄회로기판(510), 제2 인쇄회로기판(610), 및 제2 구동부(130)를 배면에서 바라본 평면도이다. 도 10은 도 4의 B 영역에 대응하는 영역을 도시한다.
도 10을 참조하면, 제1 인쇄회로기판(510), 제2 인쇄회로기판(610), 제2 구동부(130), 제1 배선 패드(810), 제2 배선 패드(820) 등이 표시 패널(100)의 배면에 배치될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(510)은, 제1 배선 패드(810)를 통해 제2 인쇄회로기판(610)과 연결되고, 제2 배선 패드(820)를 통해 제2 구동부(130)와 연결될 수 있다. 여기서, 제1 배선 패드(810) 및 제2 배선 패드(820)는 예를 들어 커넥터, 이방성 도전 필름, 또는 배선일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 인쇄회로기판(510) 상에, 제1 구동부(520), 배선부(560, 570, 580), 제2 패드부(545)가 배치될 수 있다. 배선부(560, 570, 580)는 제1 배선(560), 제2 배선(570), 및 제3 배선(580)을 포함할 수 있다. 도 10은 제1 인쇄회로기판(510)의 배면에서 바라본 평면도이므로, 그 위에 배치되는 구성요소는 점선으로 도시되었다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 인쇄회로기판(510)은 센싱 인쇄회로기판일 수 있다. 제1 인쇄회로기판(510)의 일부는, 센싱 전극(도 6의 340 참조)과 연결된 제1 패드부(도 6의 200 참조)와 중첩될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(510)의 제2 패드부(545)는 제1 패드부와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 제1 인쇄회로기판(510)의 배면을 도시한 도 10에서는, 제1 패드부와 동일한 형상 및 크기를 가지며, 제1 패드부에 대응하는 위치에 배치되는 제2 패드부(545)만이 점선으로 도시되어 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 패드부(545)가 제1 패드부와 다른 형상을 가질 수 있고, 제1 인쇄회로기판(510)이 제1 패드부(200)의 일부만을 덮을 수도 있다.
제2 패드부(545)는 제1 구동부(520)와 제1 배선(560)을 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 패드부(545)는, 제1 구동부(520)로부터 제1 배선(560)을 통해 센싱 구동 전압 등을 수신하고, 이를 제1 패드부를 통해 센싱 전극으로 전달할 수 있다. 또한, 제2 패드부(545)는, 제1 패드부를 통해 센싱 전극으로부터의 센싱 신호(예를 들어, 터치 신호 등)를 수신하여, 이를 제1 배선(560)을 통해 제1 구동부(520)로 전달할 수 있다. 이에 의해, 제1 구동부(520)가 터치 및 압력을 검출할 수 있다. 한편, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱 전극으로부터의 센싱 신호를 제1 구동부(520)로 전달하는 별도의 배선이 구비될 수도 있고, 센싱 전극으로부터의 센싱 신호를 수신 받아 터치 및 압력을 판단하는 별도의 센싱 제어부가 더 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 인쇄회로기판(610)은 메인 인쇄회로기판일 수 있다. 제2 인쇄회로기판(520) 상에는, 다양한 연산 및 제어를 담당할 수 있는 제어부, 회로망 등이 배치될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(520)의 제1 배선 패드(810)는, 제1 인쇄회로기판(510)의 제1 구동부(520)와 제2 배선(570)을 통해 연결될 수 있다. 이로 인해, 제2 인쇄회로기판(520)에 위치한 제어부, 회로망 등은, 제1 구동부(520)가 센싱 전극으로부터 수신한 센싱 신호를 제2 배선(570)을 통해 입력 받아 판단하거나 연산을 수행하고, 그 결과에 따라 표시 장치(10)를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 구동부(130)는 표시 패널(100)에 구동 신호를 전달하는 구동 회로를 포함하고, 표시 패널(100)과 연결될 수 있다. 제2 구동부(130)의 제2 배선 패드(820)는 제1 구동부(520)와 제3 배선(580)을 통해 연결될 수 있다. 이로 인해, 제2 구동부(130)는, 제1 구동부(520)로부터의 신호를 제3 배선(580)을 통해 수신하여 표시 패널(100)을 구동할 수 있다.
위와 같은 구성을 통하여, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 인쇄회로기판(610)으로부터의 신호는, 제2 배선(570) 및 제3 배선(580)을 통하여, 제1 구동부(520)를 거쳐 제2 구동부(130)로 전달됨으로써, 제2 인쇄회로기판(610)이 표시 패널(100)을 구동하고 제어할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 인쇄회로기판(510)이 제2 인쇄회로기판(610)과 이격되어 위치하는 상태에서, 제2 인쇄회로기판(610)과 제2 구동부(130)는, 제1 구동부(520)를 통과하지 않는 별도의 배선을 통해 서로 연결될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 인쇄회로기판(510)은 제2 인쇄회로기판(610)과 서로 중첩하지 않게 이격되어 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 인쇄회로기판(510)과 제2 인쇄회로기판(610)이 중첩하는 경우 발생할 수 있는 들뜨는 현상을 방지할 수 있고, 배선의 중첩으로 인한 신호의 간섭 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 제1 인쇄회로기판(510)은 제2 구동부(130)와도 서로 중첩하지 않게 이격되어 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 인쇄회로기판(510)과 제2 구동부(130)가 중첩하는 경우 발생할 수 있는 들뜨는 현상을 방지할 수 있고, 배선의 중첩으로 인한 신호의 간섭 현상을 최소화할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 인쇄회로기판(510)은 제2 인쇄회로기판(610) 및 제2 구동부(130)와 부분적으로는 중첩할 수도 있으나, 형상, 구조 및 배선 설계의 변화를 통하여 최대한 이격되어 들뜸 및 간섭 현상을 최소화하도록 배치될 수 있다.
한편, 도 10에 도시되지 않았지만, 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 접착부가 제1 패드부와 제2 패드부(545) 사이에 배치될 수 있고, 제2 접착부가 표시 패널과 제1 인쇄회로기판(510) 사이에 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 접착부(700)를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제2 접착부(700)는, 2nm 내지 500nm의 크기를 갖는 입자로 이루어진 필러(701); 및 필러를 고정시키는 바인더(702)를 포함한다.
필러(701)는 BaSO4, TiO2, SiO2 및 카본 블랙으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나이다. 필러(701)는 2nm ~ 500nm의 크기를 가지며, 원형 또는 막대형 또는 불규칙한 형상을 가질 수 있다.
바인더(702)는 아크릴 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 하나이다.
제2 접착부(700)는 실크 프린팅(Silk Imprinting), 증착 공정 등에 의하여 도포된다.
제2 접착부(700)는 바인더(702)를 용해할 수 있는 솔벤트를 더 포함할 수 있다. 솔벤트는 제1 인쇄회로기판(도 6의 510 참조)과의 접착과정에서 휘발되지만, 제2 접착부(700) 내에 일부 잔류할 수 있다.
제2 접착부(700)는 상면에 플라즈마 처리를 하여 제1 인쇄회로기판과의 접착력을 개선시킬 수 있다.
제2 접착부(700)와 제1 인쇄회로기판 사이의 접착력은 약 1.0 ~ 3.5 kgf/in 보다 큰 접착력을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 접착부(700)와 제1 인쇄회로기판 사이의 접착력은 1.0 kgf/in 내지 약 4 kgf/in일 수 있다.
따라서, 제2 접착부(700)는 표시 패널(도 6의 100 참조)의 제1 패드부(도 6의 200 참조)와 제1 인쇄회로기판을 접착시키는 제1 접착부(370)의 접착력에 추가적인 접착력을 강화시킨다.
전술한 바와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 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. 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 인쇄회로기판과 센서의 접속을 강화시켜, 표시 장치 분야의 기술의 발전에 이바지할 수 있다.

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널에 대향하여 배치되는 브래킷;
    상기 브래킷과 정전 용량을 형성하는 센싱 전극;
    상기 센싱 전극과 연결되는 제1 패드부;
    상기 제1 패드부와 중첩되는 제1 인쇄회로기판;
    상기 제1 패드부 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제1 접착부; 및
    상기 표시 패널 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제2 접착부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 브래킷 사이에 배치된 탄성체를 더 포함하고,
    상기 센싱 전극은 상기 탄성체와 상기 표시 패널 사이에 배치되는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2접착부는, 평면상에서 상기 제1 접착부로부터 이격된 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판 상에 배치되는 제2 패드부를 더 포함하고,
    상기 제1 접착부는 상기 제1 패드부 및 상기 제2 패드부와 접촉하고,
    상기 제2 접착부는, 평면상에서 상기 제2 패드부 및 상기 제1 접착부로부터 이격되어, 상기 제1 접착부를 부분적으로 둘러싸는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접착부는 도전성 테이프이고, 상기 제2 접착부는 비도전성 테이프인 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접착부는 도전성 스폰지인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접착부는 상기 제1 접착부보다 큰 접착력을 갖는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 접착부와 상기 제1 인쇄회로기판 사이의 접착력은 상기 제1 접착부와 상기 제1 인쇄회로기판 사이의 접착력보다 더 큰 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판과 배선으로 연결되는 제2 인쇄회로기판을 더 포함하며,
    상기 제2 인쇄회로기판과 상기 제1 인쇄회로기판은 서로 중첩하지 않게 이격된 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판 상에 실장되고, 상기 제1 패드부와 전기적으로 연결된 제1 구동부; 및
    상기 표시 패널과 연결된 제2 구동부를 더 포함하고,
    상기 제2 인쇄회로기판은 배선을 통해 상기 제1 구동부와 연결되며, 상기 제1 구동부는 배선을 통해 상기 제2 구동부와 연결되는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접착부는,
    2nm 내지 500nm의 크기를 갖는 입자로 이루어진 필러; 및
    상기 필러를 고정시키는 바인더;
    를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필러는 BaSO4, TiO2, SiO2 및 카본 블랙으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나인 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 바인더는 아크릴 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 하나인 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접착부는, 1.0 kgf/in 내지 3.0 kgf/in의 접착력을 갖는 표시장치.
  15. 표시 패널;
    상기 표시 패널에 대향하여 배치되는 브래킷;
    상기 브래킷과 정전 용량을 형성하는 센싱 전극;
    상기 센싱 전극과 연결되는 제1 패드부;
    상기 제1 패드부와 중첩되는 제1 인쇄회로기판; 및
    상기 제1 인쇄회로기판과 배선으로 연결된 제2 인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판은 서로 중첩하지 않게 이격된 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 브래킷 사이에 배치된 탄성체를 더 포함하고, 상기 센싱 전극은 상기 탄성체와 상기 표시 패널 사이에 배치되는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판 상에 실장되고, 상기 제1 패드부와 전기적으로 연결된 제1 구동부; 및
    상기 표시 패널과 연결된 제2 구동부를 더 포함하고,
    상기 제2 인쇄회로기판은 배선을 통해 상기 제1 구동부와 연결되며, 상기 제1 구동부는 배선을 통해 상기 제2 구동부와 연결되는 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 패드부 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제1 접착부; 및
    상기 표시 패널 및 상기 제1 인쇄회로기판과 접촉하는 제2 접착부를 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 접착부는 평면상에서 상기 제1 접착부로부터 이격되어 상기 제1 접착부를 부분적으로 둘러싸는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 접착부는 도전성 테이프 또는 도전성 스폰지이고, 상기 제2 접착부는 비도전성 테이프인 표시 장치.
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