KR20220004895A - 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220004895A
KR20220004895A KR1020200082315A KR20200082315A KR20220004895A KR 20220004895 A KR20220004895 A KR 20220004895A KR 1020200082315 A KR1020200082315 A KR 1020200082315A KR 20200082315 A KR20200082315 A KR 20200082315A KR 20220004895 A KR20220004895 A KR 20220004895A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
electrode
capacitor
sub
common
Prior art date
Application number
KR1020200082315A
Other languages
English (en)
Inventor
현창호
장근영
전만복
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020200082315A priority Critical patent/KR20220004895A/ko
Priority to US17/198,095 priority patent/US11409401B2/en
Priority to EP21182759.7A priority patent/EP3933558A1/en
Priority to CN202110749714.2A priority patent/CN113885738A/zh
Publication of KR20220004895A publication Critical patent/KR20220004895A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041661—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using detection at multiple resolutions, e.g. coarse and fine scanning; using detection within a limited area, e.g. object tracking window
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 터치 센서는 제1 감지 영역 및 제2 감지 영역을 포함하는 베이스층, 상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극, 상기 제1 감지 영역에 배치되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 서브 감지 전극, 상기 제2 감지 영역에 배치되고 상기 제2 방향을 따라 연장되는 제2 서브 감지 전극, 상기 제1 감지 영역에 배치된 제1 공통 전극, 및 상기 제2 감지 영역에 배치된 제2 공통 전극을 포함하되, 상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 서로 전기적으로 연결된다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 정보 입력 기능을 구비하는 방향으로 개발되고 있다. 표시 장치의 정보 입력 기능은 일반적으로 사용자의 터치 또는 소정의 도구로부터의 터치를 입력 받기 위한 입력 감지 유닛으로 구현될 수 있다.
터치 센서와 같은 입력 감지 유닛은 영상 표시 기능을 구현하는 표시 패널의 일면에 부착되거나, 표시 패널과 일체로 형성되어 사용된다. 사용자는 표시 패널에서 구현되는 이미지를 시청하면서 입력 감지 유닛을 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
최근 터치 센서에는 위치 인식 정확도를 높이기 위해 다수의 감지 전극들 및 다수의 감지 배선들이 적용되고 있으나, 이러한 감지 배선들에 연결하기 위해 다수의 입출력 핀을 포함하는 넓은 면적의 회로 기판이 요구되어 터치 센서 및 터치 센서를 포함하는 표시 장치의 제조 비용이 증가되는 문제가 존재한다.
본 발명이 해결하려는 과제는 제조 비용이 절감된 터치 센서 및 이를 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 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는 제1 감지 영역 및 제2 감지 영역을 포함하는 베이스층, 상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극, 상기 제1 감지 영역에 배치되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 서브 감지 전극, 상기 제2 감지 영역에 배치되고 상기 제2 방향을 따라 연장되는 제2 서브 감지 전극, 상기 제1 감지 영역에 배치된 제1 공통 전극, 및 상기 제2 감지 영역에 배치된 제2 공통 전극을 포함하되, 상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 서로 전기적으로 연결된다.
상기 베이스층은 상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에 인접한 비감지 영역을 포함하고, 상기 비감지 영역에 배치되고 복수의 패드들을 포함하는 패드부를 더 포함하되, 상기 제1 서브 감지 전극과 상기 제2 서브 감지 전극은 제1 감지 신호 라인을 통해 동일한 제1 패드에 연결될 수 있다.
상기 감지 구동 전극은 구동 신호 라인을 통해 상기 패드부에 연결되어 감지 구동 신호를 제공받되, 상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제1 커패시터를 형성하고, 상기 제2 서브 감지 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제2 커패시터를 형성할 수 있다.
상기 제1 공통 전극은 제1 공통 신호 라인을 통해 상기 패드부에 연결되어 제1 공통 신호를 제공받고, 상기 제2 공통 전극은 제2 공통 신호 라인을 통해 상기 패드부에 연결되어 제2 공통 신호를 제공받으며, 상기 제1 공통 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제3 커패시터를 형성하고, 상기 제2 공통 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제4 커패시터를 형성하며, 상기 제1 공통 전극 및 상기 제1 서브 감지 전극은 제5 커패시터를 형성하고, 상기 제2 공통 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 제6 커패시터를 형성할 수 있다.
상기 제1 감지 영역에 발생된 터치 입력에 따라 상기 제1 커패시터, 상기 제3 커패시터, 및 상기 제5 커패시터의 정전용량이 변화하고, 상기 제1 서브 감지 전극은 상기 제1 커패시터, 상기 제3 커패시터, 및 상기 제5 커패시터의 정전용량의 변화에 기초하여 제1 감지 신호를 출력할 수 있다.
상기 제2 감지 영역에 발생된 터치 입력에 따라 상기 제2 커패시터, 상기 제4 커패시터, 및 상기 제6 커패시터의 정전용량이 변화하고, 상기 제2 서브 감지 전극은 상기 제2 커패시터, 상기 제4 커패시터, 및 상기 제6 커패시터의 정전용량의 변화에 기초하여 제2 감지 신호를 출력할 수 있다.
상기 제1 감지 신호 및 상기 제2 감지 신호는 상기 제1 감지 신호 라인을 통해 동일한 상기 제1 패드에 제공될 수 있다.
상기 패드부에 연결되는 증폭 회로를 더 포함하되, 상기 증폭 회로는 제1 입력 단자, 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기 및 커패시터를 포함하고, 상기 제1 입력 단자는 상기 제1 감지 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 입력 단자는 그라운드에 연결되며, 상기 제1 입력 단자 및 상기 출력 단자 사이에는 상기 커패시터가 연결될 수 있다.
상기 제1 공통 신호 및 상기 제2 공통 신호는 서로 교번하여 인가될 수 있다.
상기 제1 공통 신호 및 상기 제2 공통 신호는 서로 상이한 신호일 수 있다.
상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터는 서로 상이한 값일 수 있다.
상기 감지 구동 전극은 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 감지 셀들을 및 서로 인접한 상기 제1 감지 셀들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극 각각은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 감지 셀들 및 서로 인접한 상기 제2 감지 셀들을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 포함하고, 상기 제2 감지 셀들은 상기 제1 감지 셀들과 동일층에 배치될 수 있다.
상기 제1 공통 전극은 상기 제1 감지 셀들 및 상기 제1 서브 감지 전극의 상기 제2 감지 셀들 사이에 배치되고, 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 감지 셀들 및 상기 제2 서브 감지 전극의 상기 제2 감지 셀들 사이에 배치될 수 있다.
싱기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 감지 셀들 및 상기 제2 감지 셀들과 동일층에 형성될 수 있다.
상기 제1 연결부, 상기 제1 공통 전극, 및 상기 제2 공통 전극 상에 배치된 절연층을 더 포함하되, 상기 제2 연결부는 상기 절연층 상에 배치되고, 상기 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 셀들에 연결될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 터치 센서는 제1 내지 제p(p는 3 이상의 자연수) 감지 영역들을 포함하는 베이스층, 상기 제1 내지 제p 감지 영역들에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극, 상기 제1 내지 제p 감지 영역들에 각각 대응하여 배치되는 제1 내지 제p 감지 전극부들, 및 상기 제1 내지 제p 감지 영역들에 각각 대응하여 배치되는 제1 내지 제p 공통 전극들을 포함하되, 상기 제1 내지 제p 감지 전극부들은 각각 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 내지 제n(n은 2 이상의 자연수) 서브 감지 전극들을 포함하고, 상기 제1 내지 제p 감지 전극부들 각각의 제k(k는 n 이하의 자연수) 서브 감지 전극들은 서로 전기적으로 연결된다.
상기 제1 내지 제p 감지 전극부들 중 제j(j는 p 이하의 자연수) 감지 전극부와 상기 감지 구동 전극은 제1 커패시터를 형성하고, 상기 제1 내지 제p 공통 전극들 중 제j 공통 전극과 상기 감지 구동 전극은 제2 커패시터를 형성하며, 상기 제j 공통 전극과 상기 제j 감지 전극부는 제3 커패시터를 형성할 수 있다.
상기 제1 내지 제p 감지 영역들 중 제j 감지 영역에 발생된 터치 입력에 따라 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터의 정전용량이 변화하고, 상기 제j 감지 전극부는 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터의 정전용량의 변화에 기초하여 감지 신호를 출력할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자 및 상기 발광 소자를 커버하는 봉지층을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 터치 센서를 포함하고, 상기 터치 센서는, 제1 감지 영역 및 제2 감지 영역을 포함하는 베이스층, 상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극, 상기 제1 감지 영역에 배치되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 서브 감지 전극, 상기 제2 감지 영역에 배치되고 상기 제2 방향을 따라 연장되는 제2 서브 감지 전극, 상기 제1 감지 영역에 배치된 제1 공통 전극, 및 상기 제2 감지 영역에 배치된 제2 공통 전극을 포함하되, 상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 서로 전기적으로 연결된다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제조 비용이 절감된 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공될 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 터치 센서의 터치 위치 검출 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 터치 센서의 등가 회로도이다.
도 6a는 도 4에 도시된 터치 센서의 구동 방법의 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 6b는 도 4에 도시된 터치 센서의 구동 방법의 다른 예를 나타내는 파형도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 EA 영역을 확대한 확대 평면도이다.
도 10은 도 9의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다.
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. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략되거나 간소하게 표현될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 통해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 표시면(DD-IS)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 대체로 평행할 수 있다. 표시면(DD-IS)의 법선 방향, 즉 표시 장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시할 수 있다.
이하에서 설명되는 각 부재들, 층들, 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분될 수 있다. 그러나, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하며, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향들은 상대적인 개념으로서 다른 방향들로 변환될 수 있다.
도 1에 도시된 표시 장치(DD)는 평면형 표시면을 구비할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 곡면형 표시면 또는 입체형 표시면 등 화상을 표시할 수 있는 다양한 형태의 표시면을 구비할 수 있다.
표시 장치(DD)는 플렉서블 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 폴더블 표시 장치, 벤더블 표시 장치, 롤러블 표시 장치 등에 적용될 수 있다. 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 리지드 표시 장치일 수도 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)의 표시면(DD-IS)은 이미지(IM)가 표시되는 표시 영역(DD-DA) 및 표시 영역(DD-DA)에 인접한 비표시 영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역일 수 있다. 비표시 영역(DD-NDA)은 표시 영역(DD-DA)의 외측에 배치될 수 있다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2c는 표시 장치(DD)를 구성하는 기능성 패널 및/또는 기능성 유닛들의 적층 관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1, 예를 들어 터치 센서), 및 윈도우 유닛(WL, WP)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 반사 방지 유닛을 더 포함할 수도 있다.
표시 패널(DP), 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1), 및 윈도우 유닛(WL, WP) 중 적어도 일부의 구성들은 연속 공정에 의해 형성되거나, 적어도 일부의 구성들은 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2c에 도시된 접착 부재는 일 예로서 광학 투명 접착 부재(OCA)일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 베이스층, 회로 소자, 표시 소자 및 봉지층을 포함할 수 있다.
회로 소자는 베이스층 상에 배치되며 신호 라인, 화소의 구동 회로 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 소자는 화소 정의막 및 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자는 회로 소자 상에 배치되며, 회로 소자와 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 다이오드는 유기 발광 다이오드 또는 무기 발광 다이오드일 수 있다. 표시 소자는 화소를 구성할 수 있다.
봉치층은 표시 소자를 커버 및 밀봉하도록 배치될 수 있다. 봉지층은 적어도 하나의 유기막 및 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 봉지층은 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1)의 베이스층이 될 수 있다.
일 실시예에서, 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1)은 표시 장치(DD)의 표시면(DD-IS)에 대한 손이나 펜과 같은 외부 매체에 의한 접촉 또는 입력을 감지할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서, 입력 감지 유닛(ISL, ISL-1), 및 윈도우 유닛(WL, WP) 중 다른 구성과 연속 공정을 통해 형성된 해당 구성은 "층"으로 표현된다. 터치 센서 및 윈도우 유닛 중 다른 구성과 접착 부재를 통해 결합된 구성은 "패널"로 표현된다.
입력 감지 유닛(ISL, ISL-1), 및 윈도우 유닛(WL, WP)은 베이스층의 유/무에 따라 입력 감지 패널, 윈도우 패널(WP) 또는 입력 감지층(ISL), 윈도우층(WL)으로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2a에 도시된 바과 같이, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISL), 반사 방지 패널(RPP), 및 윈도우 패널(WP)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP)에 직접 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)과 표시 패널(DP) 상에 배치된 입력 감지층(ISL)을 포함하여 표시 모듈(DM)로 정의될 수 있다. 표시 모듈(DM)과 반사 방지 패널(RPP) 사이, 반사 방지 패널(RPP)과 윈도우 패널(WP) 사이 각각에 광학 투명 접착 부재(OCA)가 배치될 수 있다.
입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP)의 내부 또는 표시 패널(DP)의 상부에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷 발광 표시 패널일 수 있다.
반사 방지 패널(RPP)은 윈도우 패널(WP)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 일 실시예에서, 반사 방지 패널(RPP)은 위상 지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상 지연자는 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있으며, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있다.
일 실시예에서, 반사 방지 패널(RPP)은 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 컬러 필터들은 소정의 배열을 갖는다. 표시 패널(DP)에 포함된 화소들의 발광 색상을 고려하여 컬러 필터들의 배열이 결정될 수 있다. 반사 방지 패널(RPP)은 컬러 필터들에 인접한 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우 패널(WP)은 베이스 필름(WP-BS) 및 차광 패턴(WP-BZ)을 포함할 수 있다. 베이스 필름(WP-BS)은 유리 기판 및/또는 합성수지 필름 등을 포함할 수 있다. 베이스 필름(WP-BS)은 단층으로 제한되지 않는다. 베이스 필름(WP-BS)은 접착부재로 결합된 2 이상의 필름들을 포함할 수 있다.
차광 패턴(WP-BZ)은 베이스 필름(WP-BS)에 부분적으로 중첩한다. 차광 패턴(WP-BZ)은 베이스 필름(WP-BS)의 배면에 배치되어 표시 장치(DD)의 베젤 영역 즉, 비표시영역(DD-NDA, 도 1 참조)을 정의할 수 있다.
윈도우 패널(WP)은 베이스 필름(WP-BS)의 상면에 배치되는 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 기능성 코팅층은 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등을 포함할 수 있다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISL), 반사 방지층(RPL), 및 윈도우층(WL)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)로부터 접착부재들이 생략되고, 표시 패널(DP)에 제공하는 베이스면 상에 입력 감지층(ISL), 반사 방지층(RPL), 및 윈도우층(WL)이 연속 공정으로 형성될 수 있다. 입력 감지층(ISL)과 반사 방지층(RPL)의 적층 순서는 변경될 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 표시 장치(DD)는 별도의 반사 방지 유닛을 포함하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISL-1), 및 윈도우 패널(WP)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 감지층(ISL-1)은 반사 방지 기능을 더 가질 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서, 입력 감지 유닛은 표시 패널에 전체적으로 중첩하는 것으로 도시하였다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 입력 감지 유닛은 표시 영역(DD-DA)의 일부분에만 중첩하거나, 비표시 영역(DD-NDA)에만 중첩할 수도 있다. 입력 감지 유닛은 사용자의 터치를 감지하는 터치 감지 패널이거나, 사용자 손가락의 지문 정보를 감지하는 지문 감지 패널일 수 있다. 이하에서 설명되는 감지전극들의 피치, 감지전극들의 너비들은 입력 감지 유닛의 용도에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다. 여기서 터치 센서는 도 2a 내지 도 2c에서 설명한 입력 감지 유닛일 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 센서(TS)는 베이스층(BL), 구동 전극부(TE), 제1 감지 전극부(RE1), 제2 감지 전극부(RE2), 제1 공통 전극부(OE1), 및 제2 공통 전극부(OE2)를 포함할 수 있다. 또한, 터치 센서(TS)는 제1 내지 제m(m은 2 이상의 자연수) 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm), 제1 내지 제n(n은 2 이상의 자연수) 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn), 제1 공통 신호 라인(OL1), 제2 공통 신호 라인(OL2), 및 상기 라인들에 연결되는 패드부(PD)를 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 투명한 절연성 소재로 형성될 수 있다. 베이스층(BL)이 플라스틱으로 만들어질 경우 플렉서블(flexible) 기판으로 형성될 수도 있다.
일 실시예에서, 베이스층(BL)은 무기 물질일 수도 있다. 예를 들어, 베이스층(BL)은 표시 패널(도 1 의 DP)의 봉지층의 최상층에 상응할 수 있다. 이 경우, 베이스층(BL)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층 등을 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 사용자의 터치를 인식하는 감지 영역(SA)과 사용자의 터치를 인식하지 않는 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 도면에서는 감지 영역(SA)과 비감지 영역(NSA)이 사각 형상인 것을 도시하였으나 이에 한정되지 않는다.
감지 영역(SA)은 베이스층(BL)의 일 면에 배치될 수 있는 표시 패널(미도시)의 표시 영역과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA)은 표시 영역의 형상과 동일한 형상일 수 있다. 비감지 영역(NSA)은 표시 패널의 비 표시 영역과 중첩될 수 있다.
일 실시예로, 감지 영역(SA)은 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)을 포함할 수 있다.
제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)은 각각 사각 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)은 각각 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상일 수 있다.
또한, 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고 제2 방향(DR2)을 따라 각각 연장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 각각 연장될 수 있다.
감지 영역(SA)에는 구동 전극부(TE), 제1 감지 전극부(RE1), 제2 감지 전극부(RE2), 제1 공통 전극부(OE1), 및 제2 공통 전극부(OE2)가 제공될 수 있다.
비감지 영역(NSA)에는 복수의 패드(P)들을 포함하는 패드부(PD)와 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm), 제1 내지 제n 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn), 제1 공통 신호 라인(OL1), 및 제2 공통 신호 라인(OL2)이 제공될 수 있다. 구동 전극부(TE), 제1 감지 전극부(RE1), 제2 감지 전극부(RE2), 제1 공통 전극부(OE1), 및 제2 공통 전극부(OE2)는 각각 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm), 제1 내지 제n 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn), 제1 공통 신호 라인(OL1), 및 제2 공통 신호 라인(OL2)에 연결되어 패드부(PD)를 통해 신호를 입력 받거나 패드부(PD)로 신호를 출력할 수 있다.
패드부(PD)는 터치 감지 구동부(미도시)에 연결될 수 있다. 터치 감지 구동부는 패드부(PD)를 통해 감지 구동 신호, 제1 공통 신호, 및 제2 공통 신호를 구동 전극부(TE), 제1 공통 전극부(OE1), 및 제2 공통 전극부(OE2)에 전달할 수 있다. 또한, 터치 감지 구동부는 패드부(PD)로부터 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)의 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 제공받을 수 있으며, 이에 기초하여 터치 입력 위치를 검출할 수 있다.
구동 전극부(TE)는 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 구동 전극부(TE)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 복수의 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 전극부(TE)는 제1 내지 제m 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제m 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)은 각각 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)에서 연장되며 일체로 형성될 수 있다.
구동 전극부(TE)의 제1 내지 제m 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)은 각각 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm)에 연결될 수 있다. 제1 내지 제m 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)은 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm)을 통해 패드부(PD)의 서로 다른 패드(P)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 구동 전극(TE1)은 제1 구동 신호 라인(TL1)에 연결될 수 있고, 제2 감지 구동 전극(TE2)은 제2 구동 신호 라인(TL2)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 구동 전극부(TE)는 패드부(PD)로부터 감지 구동 신호들을 제공받을 수 있다.
제1 감지 전극부(RE1)는 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제1 감지 영역(SA1)에 배치될 수 있다. 일 실시예로 제1 감지 전극부(RE1)는 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 복수의 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n)을 포함할 수 있다.
제2 감지 전극부(RE2)는 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제2 감지 영역(SA2)에 배치될 수 있다. 일 실시예로 제2 감지 전극부(RE2)는 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 복수의 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE2n)을 포함할 수 있다.
제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)는 각각 제1 내지 제n 감지 신호 라인(RL1 내지 RLn)에 연결될 수 있다. 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)는 제1 내지 제n 감지 신호 라인(RL1 내지 RLn)을 통해 패드부(PD)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예로, 제1 감지 전극부(RE1)의 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n) 및 제2 감지 전극부(RE2)의 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE2n)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극부(RE1)의 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 감지 전극부(RE2)의 제2 서브 감지 전극(RE21)은 제1 감지 신호 라인(RL1)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)에 연결된 제1 감지 신호 라인(RL1)은 패드부(PD) 측으로 연장될 수 있고, 하나의 패드(P)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)은 동일한 패드(P)에 연결될 수 있다.
이와 유사하게, 제1 감지 전극부(RE1)의 제1 서브 감지 전극(RE12) 및 제2 감지 전극부(RE2)의 제2 서브 감지 전극(RE22)은 제2 감지 신호 라인(RL2)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 감지 신호 라인(RL2)은 제1 감지 신호 라인(RL1)이 연결된 패드(P)와 다른 패드(P)에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도 3에서는 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)가 개별적으로 형성된 구조를 도시하고 있다. 그러나 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)의 적어도 일부는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 서로 전기적으로 연결된 제1 감지 전극(RE11) 및 제2 감지 전극들은 서로 일체로 형성될 수도 있다.
제1 공통 전극부(OE1)는 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제1 감지 영역(SA1)에 배치될 수 있다. 일 실시예로 제1 공통 전극부(OE1)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 복수의 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)을 포함할 수 있다. 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)은 서로 인접한 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m) 및 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)은 제2 방향(DR2)을 따라 서로 교번하여 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)은 하나의 제1 공통 신호 라인(OL1)에 함께 연결될 수 있다. 즉, 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)은 제1 공통 신호 라인(OL1)을 통해 패드부(PD)에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)은 일체로 형성될 수도 있다.
제2 공통 전극부(OE2)는 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제2 감지 영역(SA2)에 배치될 수 있다. 일 실시예로 제2 공통 전극부(OE2)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 복수의 제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m)을 포함할 수 있다. 제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m)은 서로 인접한 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m) 및 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)은 제2 방향(DR2)을 따라 서로 교번하여 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m)은 하나의 제2 공통 신호 라인(OL2)에 함께 연결될 수 있다. 즉, 제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m)은 제2 공통 신호 라인(OL2)을 통해 패드부(PD)에 연결될 수 있다. 여기서, 제2 공통 신호 라인(OL2)이 연결되는 패드부(PD)의 패드(P)는 제1 공통 신호 라인(OL1)이 연결되는 패드(P)와 상이할 수 있다.
실시예에 따라, 제2 공통 전극들(OE21 내지 OE2m)은 일체로 형성될 수도 있다.
상술한 구동 전극부(TE), 제1 감지 전극부(RE1), 제2 감지 전극부(RE2), 제1 공통 전극부(OE1), 및 제2 공통 전극부(OE2)는 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명한 도전성 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube), 은나노와이어(AgNW), 그래핀(graphene) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 구동 전극부(TE), 제1 감지 전극부(RE1), 제2 감지 전극부(RE2), 제1 공통 전극부(OE1), 및 제2 공통 전극부(OE2)의 적어도 일부는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 제1 감지 영역(SA1)의 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 영역(SA2)의 제2 감지 전극부(RE2)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 서로 대응되는 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n) 및 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE2n)이 서로 동일한 패드에 연결되므로 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n) 및 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE2n) 각각에 연결되는 패드(P)의 수가 감소될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n) 및 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE2n)이 서로 다른 패드(P)에 연결될 경우, 총 2×n 개의 패드(P)가 요구되지만, 서로 대응되는 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n) 및 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE2n)이 동일한 패드(P)에 연결될 경우, 총 n 개의 패드(P)가 요구되므로, 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)를 패드부(PD)에 연결하기 위해 요구되는 패드(P)의 수를 절반으로 줄일 수 있으며, 패드부(PD)에 연결되는 터치 감지 구동부(미도시) 또는 회로 기판의 크기가 감소될 수 있어 터치 센서(TS)를 제조하기 위한 비용이 감소될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 감지 영역(SA1)에는 제1 공통 전극부(OE1)가 배치되고, 제2 감지 영역(SA2)에는 제2 공통 전극부(OE2)가 배치될 수 있다. 제1 공통 전극부(OE1) 및 제2 공통 전극부(OE2)에 제공되는 공통 신호들은 서로 교번하여 제공되거나, 서로 상이한 신호들일 수 있다. 이에 따라, 터치 센서(TS)는 제1 감지 전극부(RE1) 및 제2 감지 전극부(RE2)로부터 제공되는 감지 신호들을 서로 구분하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 6b를 참조하여 터치 센서(TS)의 터치 위치 검출 동작을 상세히 설명한다.
도 4는 도 3의 터치 센서의 터치 위치 검출 동작을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의상 도 4는 도 3의 터치 센서(TS)의 제1 감지 구동 전극(TE1), 제1 서브 감지 전극(RE11), 제2 서브 감지 전극(RE21), 제1 공통 전극(OE11), 및 제2 공통 전극(OE21)만을 도시하였다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)에는 제1 감지 구동 전극(TE1)이 배치될 수 있다. 제1 감지 영역(SA1)에는 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제1 공통 전극(OE11)이 배치될 수 있다. 제2 감지 영역(SA2)에는 제2 서브 감지 전극(RE21) 및 제2 공통 전극(OE21)이 배치될 수 있다.
제1 감지 구동 전극(TE1)은 제1 감지 구동 신호(TS1)를 제공받을 수 있다. 제1 감지 구동 신호(TS1)는 펄스 형태의 신호로서 일정 기간 동안 일정 횟수로 제공되는 신호일 수 있다.
제1 공통 전극(OE11)은 제1 공통 신호(OS1)를 제공받을 수 있으며, 제2 공통 전극(OE21)은 제2 공통 신호(OS2)를 제공받을 수 있다. 일 실시예로, 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)는 서로 교번하여 제공되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 신호(OS1)가 제1 기간 동안 제공된 후, 제2 공통 신호(OS2)가 제1 기간 동안 제공될 수 있다. 터치 센서(TS)는 제1 공통 신호(OS1)가 제공되는 기간 동안 제1 감지 영역(SA1)에 발생한 터치 입력을 검출할 수 있으며, 제2 공통 신호(OS2)가 제공되는 기간 동안 제2 감지 영역(SA2)에 발생한 터치 입력을 검출할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)는 동시에 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)는 서로 다른 신호일 수 있다. 예를 들어, 제2 공통 신호(OS2)는 제1 공통 신호(OS1)의 하이 레벨 및 로우 레벨이 반전된 신호일 수 있다. 다른 예로, 제2 공통 신호(OS2)는 제1 공통 신호(OS1)의 위상이 지연된 신호일 수 있다.
일 실시예로, 상술한 제1 감지 구동 신호(TS1), 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)는 패드부(PD)에 연결된 터치 감지 구동부(TDR)로부터 제공되는 신호일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 감지 구동 신호(TS1), 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2) 중 적어도 하나는 별도의 외부 회로 또는 구동부를 통해 제공되는 신호일 수 있다.
제1 감지 구동 전극(TE1), 제1 서브 감지 전극(RE11), 제2 서브 감지 전극(RE21), 제1 공통 전극(OE11), 및 제2 공통 전극(OE21)은 서로 커패시터를 형성할 수 있다. 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)에 발생한 터치 입력에 따라 커패시터의 정전용량이 변화할 수 있으며 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)은 정전용량의 변화에 기초하여 제1 감지 신호(RS11) 및 제2 감지 신호(RS21)를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 감지 구동 전극(TE1)은 제1 서브 감지 전극(RE11)과 제1 커패시터(C1)를 형성하고, 제2 서브 감지 전극(RE21)과 제2 커패시터(C2)를 형성할 수 있다. 제1 감지 구동 전극(TE1)은 제1 공통 전극(OE11)과 제3 커패시터(C3)를 형성하고, 제2 공통 전극(OE21)과 제4 커패시터(C4)를 형성할 수 있다. 또한, 제1 서브 감지 전극(RE11)은 제1 공통 전극(OE11)과 제5 커패시터(C5)를 형성하고, 제2 서브 감지 전극(RE21)은 제2 공통 전극(OE21)과 제6 커패시터(C6)를 형성할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 터치 센서의 등가 회로도이다. 도 6a는 도 4에 도시된 터치 센서의 구동 방법의 일 예를 나타내는 파형도이다. 도 6b는 도 4에 도시된 터치 센서의 구동 방법의 다른 예를 나타내는 파형도이다.
도 4에 결부하여 도 5를 더 참조하면, 제1 감지 구동 전극(TE1), 제1 서브 감지 전극(RE11), 제2 서브 감지 전극(RE21), 제1 공통 전극(OE11), 및 제2 공통 전극(OE21)의 등가 회로는 제1 신호 입력 단자(SI1), 제2 신호 입력 단자(SI2), 제3 신호 입력 단자(SI3), 및 신호 출력 단자(SO)를 포함하고, 제1 신호 입력 단자(SI1), 제2 신호 입력 단자(SI2), 제3 신호 입력 단자(SI3), 및 신호 출력 단자(SO) 사이에 연결된 제1 내지 제4 저항들(Ra, Rb, Rc, Rd) 및 제1 내지 제6 커패시터들(C1, C2, C3, C4, C5, C6)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 저항들(Ra, Rb, Rc, Rd)은 각 전극들의 내부 저항일 수 있다. 예를 들어, 제1 저항(Ra)은 제1 감지 구동 전극(TE1)의 내부 저항이고, 제2 저항(Rb)은 제1 공통 전극(OE11)의 내부 저항이고, 제3 저항(Rc)은 제2 공통 전극(OE21)의 내부 저항이고, 제4 저항(Rd)은 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)의 내부 저항일 수 있다.
제1 감지 구동 전극(TE1)은 제1 신호 입력 단자(SI1)를 통해 제1 감지 구동 신호(TS1)를 제공받을 수 있다. 제1 공통 전극(OE11)은 제2 신호 입력 단자(SI2)를 통해 제1 공통 신호(OS1)를 제공받을 수 있다. 제2 공통 전극(OE21)은 제3 신호 입력 단자(SI3)를 통해 제2 공통 신호(OS2)를 제공받을 수 있다. 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)은 신호 출력 단자(SO)를 통해 감지 신호(RS1)를 출력할 수 있다.
제1 감지 구동 전극(TE1)과 제1 서브 감지 전극(RE11) 사이에는 제1 커패시터(C1)가 형성될 수 있고, 제1 감지 구동 전극(TE1)과 제2 서브 감지 전극(RE21) 사이에는 제2 커패시터(C2)가 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제1 커패시터(C1)의 정전용량 및 제2 커패시터(C2)의 정전용량은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 제1 커패시터(C1)의 정전용량은 제2 커패시터(C2)의 정전용량과 상이할 수 있다.
제1 감지 구동 전극(TE1)과 제1 공통 전극(OE11) 사이에는 제3 커패시터(C3)가 형성될 수 있고, 제1 감지 구동 전극(TE1)과 제2 공통 전극(OE21) 사이에는 제4 커패시터(C4)가 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제3 커패시터(C3)의 정전용량 및 제4 커패시터(C4)의 정전용량은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 제3 커패시터(C3)의 정전용량은 제4 커패시터(C4)의 정전용량과 상이할 수 있다.
제1 공통 전극(OE11)과 제1 서브 감지 전극(RE11) 사이에는 제5 커패시터(C5)가 형성될 수 있고, 제2 공통 전극(OE21)과 제2 서브 감지 전극(RE21) 사이에는 제6 커패시터(C6)가 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제5 커패시터(C5)의 정전용량 및 제6 커패시터(C6)의 정전용량은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 제5 커패시터(C5)의 정전용량은 제6 커패시터(C6)의 정전용량과 상이할 수 있다.
신호 출력 단자(SO)를 통해 출력되는 감지 신호(RS1)는 제1 신호 입력 단자(SI1), 제2 신호 입력 단자(SI2), 및 제3 신호 입력 단자(SI3)에 입력되는 신호에 대응하여 변화할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 더 참조하면, 제1 신호 입력 단자(SI1)에 입력되는 제1 감지 구동 신호(TS1)는 소정의 주기로 일정 기간 동안 입력되는 신호일 수 있다. 제1 감지 구동 신호(TS1)에 대응하여 감지 신호(RS1)의 기본적인 파형이 결정될 수 있다.
제2 신호 입력 단자(SI2)에 입력되는 제1 공통 신호(OS1) 및 제3 신호 입력 단자(SI3)에 입력되는 제2 공통 신호(OS2)는 선택적으로 입력되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 도 6a는 제1 공통 신호(OS1)가 입력되고, 제2 공통 신호(OS2)가 입력되지 않는 경우에 대해 나타내고, 도 6b는 제1 공통 신호(OS1)가 입력되지 않고, 제2 공통 신호(OS2)가 입력되는 경우에 대해 나타낸다.
일 실시예로, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 공통 신호(OS1)와 제2 공통 신호(OS2)는 서로 다른 파형을 갖는 신호들일 수 있다. 이에 따라, 제1 공통 신호(OS1)만 공급될 때의 감지 신호(RS1)는 제2 공통 신호(OS2)만 공급될 때의 감지 신호(RS2)와 상이할 수 있다. 터치 센서(TS)는 터치 입력이 발생될 경우, 감지 신호(RS1)를 분석하여 제1 공통 신호(OS1)가 공급될 때의 감지 신호(RS1) 및 제2 공통 신호(OS2)가 공급될 때의 감지 신호(RS1)를 구분할 수 있으며 터치 위치를 판단할 수 있다. 다만, 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)는 상술한 바에 한정되지 않는다.
실시예에 따라, 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)는 서로 동일한 펄스를 포함하는 신호이며, 서로 교번하여 입력되는 신호일 수 있다. 이 경우, 터치 센서(TS)는 제1 공통 신호(OS1) 및 제2 공통 신호(OS2)의 입력 시점 및 출력된 감지 신호(RS1)의 파형을 통해 터치 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 신호(OS1)가 입력된 시점에 출력된 감지 신호(RS1)가 제1 공통 신호(OS1)의 영향이 없는 제1 감지 구동 신호(TS1)와 유사한 형태의 펄스인 경우, 제1 감지 영역(SA1)에서 발생하지 않은 신호인 것으로 판단할 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 감지 영역(SA1)에 터치 입력이 발생할 경우, 제1 커패시터(C1), 제3 커패시터(C3), 및 제5 커패시터(C5)의 정전용량이 변화할 수 있다. 제1 서브 감지 전극(RE11)은 제1 커패시터(C1), 제3 커패시터(C3), 및 제5 커패시터(C5)의 정전용량의 변화에 기초하여 제1 감지 신호(RS11)를 출력할 수 있다.
이와 유사하게, 제2 감지 영역(SA2)에 터치 입력이 발생할 경우, 제2 커패시터(C2), 제4 커패시터(C4), 및 제6 커패시터(C6)의 정전용량이 변화할 수 있다. 제2 서브 감지 전극(RE21)은 제2 커패시터(C2), 제4 커패시터(C4), 및 제6 커패시터(C6)의 정전용량의 변화에 기초하여 제2 감지 신호(RS21)를 출력할 수 있다.
제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)으로부터 출력된 제1 감지 신호(RS11) 및 제2 감지 신호(RS21)는 감지 신호(RS1)로서 터치 위치 검출을 위해 제1 감지 신호 라인(RL1)을 통해 패드부(도 3의 PD)로 전달될 수 있다. 패드부(PD)에는 터치 감지 구동부(TDR)가 전기적으로 연결될 수 있으며, 터치 감지 구동부(TDR)는 감지 신호(RS1)를 기초로 터치 입력 및 터치 위치를 검출할 수 있다.
터치 감지 구동부(TDR)는 증폭 회로(ITG), 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 및 프로세서(MPU)를 포함할 수 있다.
증폭 회로(ITG)는 연산 증폭기(AMP) 및 커패시터(C)를 포함할 수 있다.
연산 증폭기(AMP)는 제1 입력 단자, 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 입력 단자는 반전 입력 단자이고, 제2 입력 단자는 비반전 입력 단자일 수 있다.
연산 증폭기(AMP)의 제1 입력 단자는 제1 감지 신호 라인(RL1)에 연결될 수 있다. 제1 입력 단자에는 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)으로부터 출력된 감지 신호(RS1)가 입력될 수 있다. 연산 증폭기(AMP)의 제2 입력 단자는 기준 전위 단자로서, 기준 전원에 연결될 수 있다. 일 예로, 기준 전원은 그라운드 전원(GND)일 수 있다. 연산 증폭기(AMP)의 제1 입력 단자 및 출력 단자 사이에는 커패시터(C)가 연결될 수 있다. 이에 따라, 연산 증폭기(AMP)는 제1 입력 단자로 입력된 감지 신호(RS1)를 증폭하여 출력 단자로 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 연산 증폭기(AMP)는 제1 입력 단자 및 출력 단자 사이에 커패시터(C)와 병렬 연결된 리셋 스위치(SW)를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 예시에서는 증폭 회로(ITG)가 반전 증폭 회로 형태로 구현됨을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로 증폭 회로(ITG)는 비반전 증폭 회로 등의 형태로 구현될 수도 있다.
아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 증폭 회로(ITG)의 출력 단자에 연결될 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
프로세서(MPU)는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 변환 신호(디지털 신호)를 신호 처리하고, 신호 처리 결과를 종합적으로 분석하여 터치 입력을 검출할 수 있다. 일 예로, 프로세서(MPU)는 마이크로 프로세서 유닛(Micro Processor Unit)으로 구현될 수 있다. 이 경우, 터치 감지 구동부(TDR)에는 프로세서(MPU)의 구동에 필요한 메모리가 추가적으로 구비될 수 있다. 프로세서(MPU)의 구성은 이에 한정되지 않는다.
이하, 터치 센서의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이전에 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하고, 그 설명을 생략하거나 간략화하며, 차이점을 위주로 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다. 도 6의 터치 센서는 두 개의 감지 영역들을 포함하고 있으나, 도 7의 터치 센서는 3개 이상의 감지 영역들을 포함하는 점에서 차이가 있다.
도 7을 참조하면, 터치 센서(TS_1)는 베이스층(BL), 구동 전극부(TE), 제1 내지 제p(p는 3 이상의 자연수) 감지 전극부들(RE1 내지 REp), 및 제1 내지 제p 공통 전극부들(OE1 내지 OEp)을 포함할 수 있다. 또한, 터치 센서(TS_1)는 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm), 제1 내지 제n 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn), 제1 내지 제p 공통 신호 라인들(OL1 내지 OLp) 및 상기 라인들에 연결되는 패드부(PD)를 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 사용자의 터치를 인식하는 감지 영역(SA)과 사용자의 터치를 인식하지 않는 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 감지 영역(SA)은 제1 내지 제p 감지 영역들(SA1 내지 SAp)을 포함할 수 있다.
감지 영역(SA)에는 구동 전극부(TE), 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp), 및 제1 내지 제p 공통 전극부들(OE1 내지 OEp)이 배치될 수 있다.
비감지 영역(NSA)에는 복수의 패드(P)들을 포함하는 패드부(PD)와 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm), 제1 내지 제n 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn), 제1 내지 제p 공통 신호 라인들(OL1 내지 OLp)이 제공될 수 있다. 구동 전극부(TE), 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp), 및 제1 내지 제p 공통 전극부들(OE1 내지 OEp)은 각각 제1 내지 제m 구동 신호 라인들(TL1 내지 TLm), 제1 내지 제n 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn), 및 제1 내지 제p 공통 신호 라인들(OL1 내지 OLp)에 연결되어 패드부(PD)를 통해 신호를 입력 받거나 패드부(PD)로 신호를 출력할 수 있다.
구동 전극부(TE)는 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제1 내지 제p 감지 영역들(SA1 내지 SAp)에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 구동 전극부(TE)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 복수의 감지 구동 전극들(TE1 내지 TEm)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)은 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제1 내지 제p 감지 영역들(SA1 내지 SAp)에 각각 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)은 각각 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 복수의 서브 감지 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극부(RE1)는 복수의 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE1n)을 포함하고, 제p 감지 전극부(REp)는 복수의 제p 서브 감지 전극들(REp1 내지 REpn)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)은 각각 제1 내지 제n 감지 신호 라인(RL1 내지 RLn)에 연결될 수 있다. 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)은 제1 내지 제n 감지 신호 라인(RL1 내지 RLn)을 통해 패드부(PD)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예로, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)이 포함하는 복수의 서브 감지 전극들 중 서로 대응되는 서브 감지 전극들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp) 각각의 첫 번째 열에 배치된 제1 내지 제p 서브 감지 전극들(RE11, RE21, ?? , REp1)은 제1 감지 신호 라인(RL1)을 통해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp) 각각의 n 번째 열에 배치된 제1 내지 제p 서브 감지 전극들(RE1n, RE2n, ?? , REpn)은 제n 감지 신호 라인(RLn)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 내지 제p 공통 전극부들(OE1 내지 OEp)은 베이스층(BL) 상에 배치되고, 제1 내지 제p 감지 영역들(SA1 내지 SAp)에 각각 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제1 내지 제p 공통 전극부들(OE1 내지 OEp)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 복수의 공통 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 전극부(OE1)는 복수의 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)을 포함하고, 제p 공통 전극부(OEp)는 복수의 제p 공통 전극들(OEp1 내지 OEpm)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제p 공통 전극부들(OE1 내지 OEp)은 각각 제1 내지 제p 공통 신호 라인들(OL1 내지 OLp)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 전극부(OE1)의 제1 공통 전극들(OE11 내지 OE1m)은 제1 공통 신호 라인(OL1) 연결되고, 제p 공통 전극부(OEp)의 제p 공통 전극들(OEp1 내지 OEpm)은 제p 공통 신호 라인(OLp)에 연결될 수 있다.
이하, 터치 센서(TS_1)의 터치 검출 방법 및 구동 방법은 도 3의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 중복되는 내용은 생략한다.
상술한 바와 같이, 각 감지 영역들(SA1 내지 SAp)에 서로 대응하여 배치된 서브 감지 전극들이 전기적으로 연결되고, 제1 내지 제n 감지 신호 라인들(RL1 내지 RLn)을 통해 서로 동일한 패드에 연결될 경우, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp) 각각에 연결되는 패드(P)의 수가 감소될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)이 포함하는 서브 감지 전극들이 서로 다른 패드(P)에 연결될 경우, 총 p×n 개의 패드(P)가 요구되지만, 서로 대응되는 제1 내지 제p 서브 감지 전극들이 동일한 패드(P)에 연결될 경우, 총 n 개의 패드(P)가 요구되므로, 제1 내지 제p 감지 전극부들(RE1 내지 REp)을 패드부(PD)에 연결하기 위해 요구되는 패드(P)의 수를 절반으로 줄일 수 있으며, 패드부(PD)에 연결되는 터치 감지 구동부(미도시) 또는 회로 기판의 크기가 감소될 수 있어 터치 센서(TS_1)를 제조하기 위한 비용이 더욱 감소될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8의 EA 영역을 확대한 확대 평면도이다. 도 10은 도 9의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8 내지 도 10의 실시예는 도 3의 실시예와 비교하여 구동 전극부(TE_2), 제1 감지 전극부(RE1_2), 제2 감지 전극부(RE2_2), 제1 공통 전극부(OE1_2), 및 제2 공통 전극부(OE2_2)의 형상이 상이한 점에서 차이가 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 터치 센서(TS_2)는 베이스층(BL) 상에 배치된 구동 전극부(TE_2), 제1 감지 전극부(RE1_2), 제2 감지 전극부(RE2_2), 제1 공통 전극부(OE1_2), 및 제2 공통 전극부(OE2_2)를 포함할 수 있다.
설명의 편의상, 도 8은 구동 전극부(TE_2)가 7개의 감지 구동 전극들을 포함하고, 제1 감지 전극부(RE1_2) 및 제2 감지 전극부(RE2_2)가 각각 3개의 서브 감지 전극들을 포함하는 구조를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 많은 수의 감지 구동 전극들 및 서브 감지 전극들이 배치될 수 있다.
구동 전극부(TE_2)는 제1 감지 영역(SA1) 및 제2 감지 영역(SA2)에서 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 제1 내지 제7 감지 구동 전극들(TE1 내지 TE7)을 포함할 수 있다.
각각의 제1 내지 제7 감지 구동 전극들(TE1 내지 TE7)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 복수의 감지 셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 구동 전극(TE1)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 복수의 제1 감지 셀(TE1a)들을 포함할 수 있다. 제1 감지 셀(TE1a)들은 평면상 마름모 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 감지 구동 전극(TE1)은 서로 인접한 제1 감지 셀(TE1a)들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부(TE1b)를 포함할 수 있다. 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제1 연결부(TE1b)는 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 감지 전극부(RE1_2)는 제1 감지 영역(SA1)에서 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 제1 서브 감지 전극들(RE11, RE12, RE13)을 포함할 수 있다.
제2 감지 전극부(RE2_2)는 제2 감지 영역(SA2)에서 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 제2 서브 감지 전극들(RE21, RE22, RE23)을 포함할 수 있다.
서로 대응되는 제1 감지 전극부(RE1_2)의 제1 서브 감지 전극들(RE11, RE12, RE13) 및 제2 감지 전극부(RE2_2)의 제2 서브 감지 전극들(RE21, RE22, RE23)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 감지 전극(RE11) 및 제2 서브 감지 전극(RE21)은 제1 감지 신호 라인(RL1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 동일한 패드(P)에 연결될 수 있다.
한편, 각각의 제1 서브 감지 전극들(RE11, RE12, RE13) 및 각각의 제2 서브 감지 전극들(RE21, RE22, RE23)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열된 복수의 감지 셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 감지 전극(RE11)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열된 복수의 제2 감지 셀(RE11a)들을 포함할 수 있다. 제2 감지 셀(RE11a)들은 평면상 마름모 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 서브 감지 전극(RE11)은 서로 인접한 제2 감지 셀(RE11a)들을 전기적으로 연결하는 제2 연결부(RE11b)를 포함할 수 있다.
제1 공통 전극부(OE1_2)는 제1 감지 영역(SA1)에 배치될 수 있고, 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제1 서브 감지 전극들(RE11, RE12, RE13)의 제2 감지 셀(RE11a)들 사이에 배치될 수 있다.
제2 공통 전극부(OE2_2)는 제2 감지 영역(SA2)에 배치될 수 있고, 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제2 서브 감지 전극들(RE21, RE22, RE23)의 제2 감지 셀들 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제2 감지 셀(RE11a)들은 서로 동일층 상에 배치될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(TE1b)는 제2 감지 셀(RE11a)들과 동일층 상에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 공통 전극부(OE1_2) 및 제2 공통 전극부(OE2_2)는 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제2 감지 셀(RE11a)들과 동일층 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 전극부(OE1_2)는 제1 감지 셀(TE1a)들, 제2 감지 셀(RE11a)들, 및 제1 연결부(TE1b)와 동일층 상에 배치될 수 있다. 다만, 제1 공통 전극부(OE1_2) 및 제2 공통 전극부(OE2_2)의 배치는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 공통 전극부(OE1_2) 및 제2 공통 전극부(OE2_2)가 서로 상이한 층에 배치되거나, 제1 공통 전극부(OE1_2) 및 제2 공통 전극부(OE2_2) 모두 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제2 감지 셀(RE11a)들과 상이한 층에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 서로 인접한 제2 감지 셀(RE11a)들을 연결하는 제2 연결부(RE11b)는 제2 감지 셀(RE11a)들과 상이한 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 감지 셀(TE1a)들 및 제2 감지 셀(RE11a) 상에 절연층(IL)이 배치되고, 제2 연결부(RE11b)는 절연층(IL) 상에 배치되어 절연층(IL)을 관통하는 제1 컨택홀(CNT1) 및 제2 컨택홀(CNT2)을 통해 서로 인접한 제2 감지 셀(RE11a)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 연결부(RE11b)는 제2 감지 셀(RE11a)들과 상이한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 터치 센서(TS_2)의 터치 검출 방법 및 구동 방법은 상술한 실시예들과 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 중복되는 내용은 생략한다.
본 실시예와 같이, 서로 대응되는 제1 서브 감지 전극들(RE11 내지 RE13) 및 제2 서브 감지 전극들(RE21 내지 RE23)가 서로 전기적으로 연결되어 동일한 패드(P)에 연결될 경우, 제1 감지 전극부(RE1_2) 및 제2 감지 전극부(RE2_2)를 패드부(PD)에 연결하기 위해 요구되는 패드(P)의 수를 절반으로 줄일 수 있으며, 패드부(PD)에 연결되는 터치 감지 구동부(미도시) 또는 회로 기판의 크기가 감소될 수 있어 터치 센서(TS_2)를 제조하기 위한 비용이 감소될 수 있다.
또한, 터치 센서(TS_2)의 구동 전극부(TE_2)가 제1 감지 셀들 및 제1 연결부를 포함하도록 형성되고, 제1 감지 전극부(RE1_2) 및 제2 감지 전극부(RE2_2) 각각이 제2 감지 셀들 및 제2 연결부를 포함하도록 형성될 경우, 제1 감지 셀들 및 제2 감지 셀들을 동일한 층에 배치할 수 있어 더욱 얇은 두께의 터치 센서(TS_2)를 제조할 수 있으며, 터치 센서(TS_2)의 광 투과율이 개선될 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.
DD: 표시 장치
DP: 표시 패널
TS, TS_1, TS_2: 터치 센서
BL: 베이스층
SA: 감지 영역
SA1: 제1 감지 영역
SA2: 제2 감지 영역
NSA: 비감지 영역
TE: 구동 전극부
TE1 내지 TEm: 제1 내지 제m 감지 구동 전극들
RE1: 제1 감지 전극부
RE2: 제2 감지 전극부
RE11 내지 RE1n: 제1 서브 감지 전극들
RE21 내지 RE2n: 제2 서브 감지 전극들
OE1: 제1 공통 전극부
OE2: 제2 공통 전극부
OE11 내지 OE1m: 제1 공통 전극들
OE22 내지 OE2m: 제2 공통 전극들
TL1 내지 TLm: 제1 내지 제m 구동 신호 라인들
RL1 내지 RLn: 제1 내지 제n 감지 신호 라인들
OL1: 제1 공통 신호 라인
OL2: 제2 공통 신호 라인
PD: 패드부
P: 패드
C1 내지 C6: 제1 내지 제6 커패시터들
TDR: 터치 감지 구동부
ITG: 증폭 회로
SI1 내지 SI3: 제1 내지 제3 신호 입력 단자들
SO: 신호 출력 단자

Claims (20)

  1. 제1 감지 영역 및 제2 감지 영역을 포함하는 베이스층;
    상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극;
    상기 제1 감지 영역에 배치되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 서브 감지 전극;
    상기 제2 감지 영역에 배치되고 상기 제2 방향을 따라 연장되는 제2 서브 감지 전극;
    상기 제1 감지 영역에 배치된 제1 공통 전극; 및
    상기 제2 감지 영역에 배치된 제2 공통 전극을 포함하되,
    상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 서로 전기적으로 연결되는 터치 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스층은 상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에 인접한 비감지 영역을 포함하고,
    상기 비감지 영역에 배치되고 복수의 패드들을 포함하는 패드부를 더 포함하되,
    상기 제1 서브 감지 전극과 상기 제2 서브 감지 전극은 제1 감지 신호 라인을 통해 동일한 제1 패드에 연결되는 터치 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 감지 구동 전극은 구동 신호 라인을 통해 상기 패드부에 연결되어 감지 구동 신호를 제공받되,
    상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제1 커패시터를 형성하고,
    상기 제2 서브 감지 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제2 커패시터를 형성하는 터치 센서.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 공통 전극은 제1 공통 신호 라인을 통해 상기 패드부에 연결되어 제1 공통 신호를 제공받고,
    상기 제2 공통 전극은 제2 공통 신호 라인을 통해 상기 패드부에 연결되어 제2 공통 신호를 제공받으며,
    상기 제1 공통 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제3 커패시터를 형성하고,
    상기 제2 공통 전극 및 상기 감지 구동 전극은 제4 커패시터를 형성하며,
    상기 제1 공통 전극 및 상기 제1 서브 감지 전극은 제5 커패시터를 형성하고,
    상기 제2 공통 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 제6 커패시터를 형성하는 터치 센서.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 감지 영역에 발생된 터치 입력에 따라 상기 제1 커패시터, 상기 제3 커패시터, 및 상기 제5 커패시터의 정전용량이 변화하고,
    상기 제1 서브 감지 전극은 상기 제1 커패시터, 상기 제3 커패시터, 및 상기 제5 커패시터의 정전용량의 변화에 기초하여 제1 감지 신호를 출력하는 터치 센서.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 감지 영역에 발생된 터치 입력에 따라 상기 제2 커패시터, 상기 제4 커패시터, 및 상기 제6 커패시터의 정전용량이 변화하고,
    상기 제2 서브 감지 전극은 상기 제2 커패시터, 상기 제4 커패시터, 및 상기 제6 커패시터의 정전용량의 변화에 기초하여 제2 감지 신호를 출력하는 터치 센서.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 감지 신호 및 상기 제2 감지 신호는 상기 제1 감지 신호 라인을 통해 동일한 상기 제1 패드에 제공되는 터치 센서.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 패드부에 연결되는 증폭 회로를 더 포함하되,
    상기 증폭 회로는 제1 입력 단자, 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기 및 커패시터를 포함하고,
    상기 제1 입력 단자는 상기 제1 감지 신호 라인에 연결되고,
    상기 제2 입력 단자는 그라운드에 연결되며,
    상기 제1 입력 단자 및 상기 출력 단자 사이에는 상기 커패시터가 연결되는 터치 센서.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 공통 신호 및 상기 제2 공통 신호는 서로 교번하여 인가되는 터치 센서.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 공통 신호 및 상기 제2 공통 신호는 서로 상이한 신호인 터치 센서.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터는 서로 상이한 값인 터치 센서.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 감지 구동 전극은 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 감지 셀들을 및 서로 인접한 상기 제1 감지 셀들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 터치 센서.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극 각각은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 감지 셀들 및 서로 인접한 상기 제2 감지 셀들을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 포함하고,
    상기 제2 감지 셀들은 상기 제1 감지 셀들과 동일층에 배치되는 터치 센서.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 공통 전극은 상기 제1 감지 셀들 및 상기 제1 서브 감지 전극의 상기 제2 감지 셀들 사이에 배치되고,
    상기 제2 공통 전극은 상기 제1 감지 셀들 및 상기 제2 서브 감지 전극의 상기 제2 감지 셀들 사이에 배치되는 터치 센서.
  15. 제13 항에 있어서,
    싱기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 감지 셀들 및 상기 제2 감지 셀들과 동일층에 형성되는 터치 센서.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 연결부, 상기 제1 공통 전극, 및 상기 제2 공통 전극 상에 배치된 절연층을 더 포함하되,
    상기 제2 연결부는 상기 절연층 상에 배치되고, 상기 절연층을 관통하여 상기 제2 감지 셀들에 연결되는 터치 센서.
  17. 제1 내지 제p(p는 3 이상의 자연수) 감지 영역들을 포함하는 베이스층;
    상기 제1 내지 제p 감지 영역들에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극;
    상기 제1 내지 제p 감지 영역들에 각각 대응하여 배치되는 제1 내지 제p 감지 전극부들; 및
    상기 제1 내지 제p 감지 영역들에 각각 대응하여 배치되는 제1 내지 제p 공통 전극들을 포함하되,
    상기 제1 내지 제p 감지 전극부들은 각각 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 내지 제n(n은 2 이상의 자연수) 서브 감지 전극들을 포함하고,
    상기 제1 내지 제p 감지 전극부들 각각의 제k(k는 n 이하의 자연수) 서브 감지 전극들은 서로 전기적으로 연결되는 터치 센서.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제p 감지 전극부들 중 제j(j는 p 이하의 자연수) 감지 전극부와 상기 감지 구동 전극은 제1 커패시터를 형성하고,
    상기 제1 내지 제p 공통 전극들 중 제j 공통 전극과 상기 감지 구동 전극은 제2 커패시터를 형성하며,
    상기 제j 공통 전극과 상기 제j 감지 전극부는 제3 커패시터를 형성하는 터치 센서.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제p 감지 영역들 중 제j 감지 영역에 발생된 터치 입력에 따라 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터의 정전용량이 변화하고,
    상기 제j 감지 전극부는 상기 제1 커패시터, 상기 제2 커패시터, 및 상기 제3 커패시터의 정전용량의 변화에 기초하여 감지 신호를 출력하는 터치 센서.
  20. 발광 소자 및 상기 발광 소자를 커버하는 봉지층을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는,
    제1 감지 영역 및 제2 감지 영역을 포함하는 베이스층;
    상기 제1 감지 영역 및 상기 제2 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되는 감지 구동 전극;
    상기 제1 감지 영역에 배치되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 제1 서브 감지 전극;
    상기 제2 감지 영역에 배치되고 상기 제2 방향을 따라 연장되는 제2 서브 감지 전극;
    상기 제1 감지 영역에 배치된 제1 공통 전극; 및
    상기 제2 감지 영역에 배치된 제2 공통 전극을 포함하되,
    상기 제1 서브 감지 전극 및 상기 제2 서브 감지 전극은 서로 전기적으로 연결되는 표시 장치.
KR1020200082315A 2020-07-03 2020-07-03 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 KR20220004895A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200082315A KR20220004895A (ko) 2020-07-03 2020-07-03 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
US17/198,095 US11409401B2 (en) 2020-07-03 2021-03-10 Touch sensor and display device having the same
EP21182759.7A EP3933558A1 (en) 2020-07-03 2021-06-30 Touch sensor and display device having the same
CN202110749714.2A CN113885738A (zh) 2020-07-03 2021-07-02 触摸传感器和具有该触摸传感器的显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200082315A KR20220004895A (ko) 2020-07-03 2020-07-03 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220004895A true KR20220004895A (ko) 2022-01-12

Family

ID=76730352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200082315A KR20220004895A (ko) 2020-07-03 2020-07-03 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11409401B2 (ko)
EP (1) EP3933558A1 (ko)
KR (1) KR20220004895A (ko)
CN (1) CN113885738A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023177023A1 (ko) * 2021-04-30 2023-09-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US11822754B2 (en) 2021-03-15 2023-11-21 Samsung Display Co., Ltd. Display device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220094273A (ko) * 2020-12-28 2022-07-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6825833B2 (en) 2001-11-30 2004-11-30 3M Innovative Properties Company System and method for locating a touch on a capacitive touch screen
US8537126B2 (en) 2009-04-06 2013-09-17 Apple Inc. Integrated touch sensitive display gate driver
US8947392B2 (en) 2009-12-11 2015-02-03 Multek Display (Hong Kong) Limited Multi-driver touch panel
KR101749366B1 (ko) 2009-12-18 2017-06-20 시냅틱스 인코포레이티드 오믹 심을 갖는 트랜스커패시티브 센서 디바이스
JP2015043200A (ja) 2013-07-22 2015-03-05 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
KR102371677B1 (ko) 2015-04-30 2022-03-07 삼성디스플레이 주식회사 터치 표시 장치 및 그 구동 방법
CN106293207B (zh) * 2016-07-29 2019-10-18 厦门天马微电子有限公司 一种触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置
CN106354351B (zh) 2016-08-30 2019-04-05 京东方科技集团股份有限公司 触控基板及制作方法、显示装置、指纹识别装置和方法
KR20200084496A (ko) 2019-01-02 2020-07-13 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11822754B2 (en) 2021-03-15 2023-11-21 Samsung Display Co., Ltd. Display device
WO2023177023A1 (ko) * 2021-04-30 2023-09-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US11995281B2 (en) 2021-04-30 2024-05-28 Samsung Display Co., Ltd. Display device

Also Published As

Publication number Publication date
EP3933558A1 (en) 2022-01-05
CN113885738A (zh) 2022-01-04
US20220004281A1 (en) 2022-01-06
US11409401B2 (en) 2022-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102355519B1 (ko) 터치 센서 및 그의 구동 방법
KR102667551B1 (ko) 터치 센서 및 표시 장치
US10705635B2 (en) Touch sensor and display device including the same
EP3933558A1 (en) Touch sensor and display device having the same
US11334205B2 (en) Display device and method of manufacturing the same
US11086462B2 (en) Touch screen panel
EP4177719A1 (en) Display device
KR102657639B1 (ko) 터치 센서 및 표시장치
KR20200094896A (ko) 터치 센서 및 표시장치
US20230376141A1 (en) Input sensing unit and display device including the same
US9575585B2 (en) Display device and touch sensor
KR20200124807A (ko) 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20210010714A (ko) 입력감지장치 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102464268B1 (ko) 표시장치
KR102326454B1 (ko) 전자 장치
US11216141B2 (en) Touch sensor and display device
US10747384B1 (en) Single layer capacitive touch matrix
CN113282189A (zh) 包括触摸传感器的显示装置
KR20220051901A (ko) 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
TWI846744B (zh) 顯示裝置
KR20200044264A (ko) 표시 장치