KR20220162227A - 터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 표시 장치는 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되며, 센서 전극들을 포함하는 터치 감지부, 및 상기 센서 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 센서 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력 받는 터치 구동 회로를 구비한다. 상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는다.

Description

터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSING UNIT AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 감지부와 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 장치는 입력 인터페이스 중 하나로 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 감지부를 포함할 수 있다.
터치 감지부는 사용자의 접촉 터치를 감지하기 위해 정전 용량 방식으로 구동되는 복수의 터치 전극들을 포함할 수 있다. 하지만, 정전 용량 방식의 경우, 표시 장치 상에 근접한 사용자의 근접 터치의 거리를 늘리기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 접촉 터치뿐만 아니라, 근접 터치가 가능한 터치 감지부와 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 따른 표시 장치는 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되며, 센서 전극들을 포함하는 터치 감지부, 및 상기 센서 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 센서 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력 받는 터치 구동 회로를 구비한다. 상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는다.
상기 터치 구동 회로는 제1 기간 동안 상기 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 상기 센서 전극들로부터 상기 수신 신호들을 수신할 수 있다.
상기 전자기파는 25 GHz 내지 27 GHz, 33 GHz 내지 35 GHz, 47 GHz 내지 49 GHz, 및 82 GHz 내지 85 GHz의 주파수를 가질 수 있다.
상기 센서 전극들 각각은 메쉬 또는 그물망 형태를 가질 수 있다.
상기 센서 전극들 중에서 제1 방향으로 배열된 P(P는 2 이상의 정수) 개의 센서 전극들과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된 Q(Q는 2 이상의 정수) 개의 센서 전극들에 대응되는 P×Q 개의 센서 전극들은 하나의 센서 유닛으로 정의될 수 있다.
상기 센서 전극들 각각은 정사각형, 직사각형 또는 원형의 평면 형태를 가질 수 있다.
상기 센서 전극들 각각의 게인은 2㏈i보다 작을 수 있다.
상기 센서 전극들에 일대일로 연결되는 센서 배선들, 및 상기 센서 배선들에 일대일로 연결되는 터치 패드들을 더 구비할 수 있다.
상기 센서 전극들 중에서 제1 센서 전극에 연결되는 제1 센서 배선의 길이와 상기 센서 전극들 중에서 제2 센서 전극에 연결되는 제2 센서 배선의 길이는 동일할 수 있다.
상기 제1 센서 배선과 상기 제2 센서 배선 각각은 구불구불한 배선 패턴을 포함하며, 상기 제1 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이와 상기 제2 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이는 상이할 수 있다.
상기 제1 센서 배선은 상기 터치 패드들 중에서 제1 터치 패드에 연결되고, 상기 제2 센서 배선은 상기 터치 패드들 중에서 제2 터치 패드에 연결되며, 상기 제1 센서 전극과 상기 제1 터치 패드 사이의 최소 거리는 상기 제2 센서 전극과 상기 제2 터치 패드 사이의 최소 거리보다 크며, 상기 제1 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이는 상기 제2 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이보다 작을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되며, 송신 전극들과 수신 전극들을 포함하는 터치 감지부, 및 상기 송신 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 송신 전극들에 송신하고, 상기 수신 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 수신 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력받는 터치 구동 회로를 구비한다. 상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는다.
상기 송신 전극들의 개수는 상기 수신 전극들의 개수보다 적을 수 있다.
상기 송신 전극들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 상기 수신 전극들은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 배열될 수 있다.
상기 송신 전극들 중에서 어느 한 송신 전극, 및 상기 수신 전극들 중에서 상기 송신 전극으로부터 제1 대각 방향과 제2 대각 방향에 배치되는 수신 전극들은 하나의 센서 유닛으로 정의되며, 상기 제1 대각 방향은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 방향이고, 상기 제2 대각 방향은 상기 제1 대각 방향과 직교할 수 있다.
상기 송신 전극들에 공통적으로 연결되는 송신 배선, 및 상기 수신 전극들에 일대일로 연결되는 수신 배선들을 더 구비할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되며, 센서 전극들을 포함하는 터치 감지부, 상기 센서 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 센서 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력받는 터치 구동 회로, 및 상기 터치 감지부 상에 배치되는 광학 부재를 구비한다.
상기 광학 부재는 외부로부터 상기 표시 패널로 입사된 광이 반사되어 상기 외부로 진행하는 것을 차단하는 반사 방지 부재를 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 커버 윈도우를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널과 상기 터치 감지부 사이에 배치되며, 외부로부터 상기 표시 패널로 입사된 광이 반사되어 상기 외부로 진행하는 것을 차단하는 반사 방지 부재를 더 구비할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 터치 감지부는 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 센서 전극들과 센서 배선들, 및 상기 센서 전극들과 상기 센서 배선들을 덮는 센서 절연막을 포함하는 센서 전극층을 구비한다. 상기 센서 전극들은 상기 센서 배선들의 송신 신호들에 따라 전자기파를 방사하고, 외부로부터 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 배선들에 수신 신호들을 전송하며, 상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
실시예들에 따른 터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치에 의하면, 터치 감지부의 센서 전극들 각각이 10 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 방사하고, 사람의 손가락이나 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파를 수신함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 즉, 센서 전극들 각각은 전자기파를 송수신하는 안테나의 원리를 이용하여 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
실시예들에 따른 터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치에 의하면, 터치 감지부의 센서 전극들을 이용하여 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 송수신함으로써, 접촉 터치뿐만 아니라 근접 터치를 감지할 수 있다. 또한, 센서 전극들은 커버 윈도우로부터 대략 1m에 떨어져 위치하는 손가락 또는 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파를 수신할 수 있으므로, 근접 터치의 거리를 대략 1m까지 늘릴 수 있다.
실시예들에 따른 터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치에 의하면, 터치 감지부가 표시 패널 상에 배치되는 경우, 터치 감지부 상에는 전자기파가 통과 가능한 방사 방지 부재, 제1 접착 부재, 및 커버 윈도우가 배치될 수 있다. 그러므로, 터치 감지부는 전자기파를 방사하고, 커버 윈도우 상에 배치된 사람의 손가락 또는 펜 등의 물체로부터 반사되는 전자기파를 수신함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
실시예들에 따른 터치 감지부와 그를 포함하는 표시 장치에 의하면, 터치 감지부가 방사 방지 부재 또는 커버 윈도우 상에 배치되는 경우, 터치 감지부의 센서 전극층과 표시 패널의 표시층 사이의 거리가 멀어질 수 있으므로, 터치 감지부의 센서 전극층의 센서 전극들과 표시 패널의 표시층의 전극 사이의 기생 용량이 작아질 수 있다. 그러므로, 터치 감지부의 센서 전극층의 센서 전극들이 표시 패널의 표시층의 전극의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 줄일 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1과 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절단한 표시 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2의 A-A'를 따라 절단한 표시 장치의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 A-A'를 따라 절단한 표시 장치의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치 감지부를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 7은 전자기파의 주파수에 따른 침투 깊이를 보여주는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 센서 전극들로부터 방사되는 전자기파의 주파수를 보여주는 예시 도면이다.
도 9는 도 6의 제1 열에 배치된 센서 전극들에 연결된 센서 배선들의 일 예를 보여주는 예시 도면이다.
도 10은 도 9의 B-B'를 따라 절단한 표시 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12는 도 6의 센서 전극들을 이용한 접촉 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다.
도 13은 도 6의 센서 전극들을 이용한 근접 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 터치 감지부를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 터치 감지 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 16은 도 14의 센서 전극들을 이용한 접촉 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다.
도 17은 도 14의 센서 전극들을 이용한 근접 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "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 1과 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 연성 필름(210), 회로 보드(220), 표시 구동 회로(230), 터치 구동 회로(240), 터치 연성 필름(250), 커넥터(260), 및 터치 감지부(300)를 포함한다.
도 1에는 표시 연성 필름(210)과 터치 연성 필름(250)이 구부러지지 않고 펼쳐진 경우 표시 장치(10)의 평면도가 나타나 있다. 도 2에는 표시 연성 필름(210)과 터치 연성 필름(250)이 구부러진 경우 표시 장치(10)의 평면도가 나타나 있다.
도 1과 도 2에서 제1 방향(DR1)은 표시 장치(10)의 가로 방향을 가리키고, 제2 방향(DR2)은 표시 장치(10)의 세로 방향을 가리키며, 제3 방향(DR3)은 표시 장치(10)의 두께 방향을 가리킨다. 이 경우, "좌측", "우측", "상측", "하측"은 표시 장치(10)를 평면에서 바라보았을 때의 방향을 나타낸다. 예를 들어, "좌측"은 제1 방향(DR1)의 일측, "우측"은 제1 방향(DR1)의 타측, "상측"은 제2 방향(DR2)의 일측, "하측"은 제2 방향(DR2)의 타측을 나타낸다. 또한, "상부"는 제3 방향(DR3)의 일측을 가리키고, "하부"는 제3 방향(DR3)의 타측을 가리킨다.
표시 패널(100)은 제1 방향(DR1)의 단변과 제2 방향(DR2)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 표시 패널(100)에서 제1 방향(DR1)의 단변과 제2 방향(DR2)의 장변이 만나는 코너(corner)는 직각으로 형성되거나, 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성될 수 있다. 표시 패널(100)은 직사각형 이외의 다른 사각형, 사각형 이외의 다른 다각형, 원형 타원형 또는 비정형의 평면 형태를 가질 수 있다.
표시 패널(100)은 광을 발광하는 복수의 발광 영역들이 배치되는 표시 영역과 표시 영역의 주변에 배치되는 비표시 영역을 포함할 수 있다. 비표시 영역은 표시 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 표시 패널(100)의 하측 가장자리의 비표시 영역에는 복수의 표시 패드들이 배치될 수 있다.
표시 연성 필름(210)은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)과 같은 도전 접착 부재를 통해 표시 패널(100)의 복수의 표시 패드들에 연결될 수 있다. 이로 인해, 표시 패널(100)과 표시 연성 필름(210)은 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 표시 연성 필름(210)은 이방성 도전 필름과 같은 도전 접착 부재를 통해 회로 보드(220)의 복수의 회로 패드들에 연결될 수 있다. 이로 인해, 표시 연성 필름(210)과 회로 보드(220)는 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 연성 필름(210)은 연성 인쇄 회로 보드(flexible prinited circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)일 수 있다. 회로 보드(220)는 연성 인쇄 회로 보드 또는 인쇄 회로 보드일 수 있다.
표시 연성 필름(210) 상에는 표시 구동 회로(230)가 배치될 수 있다. 표시 구동 회로(230)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 예를 들어, 표시 구동 회로(230)는 표시 패널(100)의 데이터 라인들에 데이터 전압들을 출력할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(230)는 표시 패널(100)의 전원 라인들에 전원 전압들을 출력할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(230)는 표시 패널(100)의 스캔 구동부에 스캔 제어 신호들을 출력할 수 있다.
표시 구동 회로(230)는 집적 회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 표시 연성 필름(210) 상에 접착될 수 있다. 또는, 표시 구동 회로(230)는 터치 감지부(300)에 의해 덮이지 않고 노출된 표시 패널(100) 상에 접착될 수 있다. 또는, 표시 구동 회로(230)는 회로 보드(220) 상에 접착될 수 있다.
터치 감지부(300)는 표시 패널(100) 상에 배치될 수 있다. 터치 감지부(300)의 평면 형태는 표시 패널(100)의 평면 형태를 추종할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지부(300)는 제1 방향(DR1)의 단변과 제2 방향(DR2)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 터치 감지부(300)에서 제1 방향(DR1)의 단변과 제2 방향(DR2)의 장변이 만나는 코너는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 터치 감지부(300)는 직사각형 이외의 다른 사각형, 사각형 이외의 다른 다각형, 원형 타원형 또는 비정형의 평면 형태를 가질 수 있다.
터치 감지부(300)는 사용자의 터치를 감지하는 복수의 센서 전극들이 배치되는 터치 센서 영역과 터치 센서 영역의 주변에 배치되는 터치 주변 영역을 포함할 수 있다. 터치 주변 영역은 터치 센서 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 터치 감지부(300)의 하측 가장자리의 터치 주변 영역에는 복수의 터치 패드들이 배치될 수 있다.
터치 연성 필름(250)은 이방성 도전 필름과 같은 도전 접착 부재를 통해 터치 감지부(300)의 복수의 터치 패드들에 연결될 수 있다. 이로 인해, 터치 감지부(300)와 터치 연성 필름(250)은 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 터치 연성 필름(250)은 회로 보드(220)의 커넥터(260)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 터치 연성 필름(250)과 회로 보드(220)는 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 연성 필름(250)은 연성 인쇄 회로 보드 또는 칩온 필름(chip on film)일 수 있다.
터치 구동 회로(240)는 집적 회로(IC)로 형성되어 회로 보드(220) 상에 접착될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(240)는 터치 연성 필름(250) 상에 접착될 수 있다.
터치 구동 회로(240)는 터치 감지부(300)의 센서 전극들에 송신 신호들을 송신하고, 이에 따라 전자기파가 터치 감지부(300)의 센서 전극들로부터 방사될 수 있다. 또한, 터치 구동 회로(240)는 터치 감지부(300)의 센서 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 터치 감지부(300)의 센서 전극들로부터 수신 신호들을 입력 받을 수 있다. 터치 구동 회로(240)는 수신 신호들에 따라 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 터치는 접촉 터치와 근접 터치를 포함할 수 있다. 접촉 터치는 사람의 손가락 또는 펜 등의 물체가 센서 전극층 상에 배치되는 커버 윈도우(도 3 내지 도 5의 CW)에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 근접 터치는 사람의 손가락 또는 펜 등의 물체가 호버링(hovering)과 같이 커버 윈도우(도 3 내지 도 5의 CW) 상에 근접하게 떨어져 위치하는 것을 가리킨다.
도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절단한 표시 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 3에는 도 2와 같이 표시 연성 필름(210)과 터치 연성 필름(250)이 구부러져 표시 패널(100)의 하부에 배치되는 경우, 표시 장치(10)의 단면도가 나타나 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100)과 터치 감지부(300) 이외에, 반사 방지 부재(PF), 제1 접착 부재(ADH1), 및 커버 윈도우(CW)를 더 포함한다.
표시 패널(100)은 제1 기판(SUB1), 표시층(DISL), 봉지층(ENC), 및 패널 하부 커버(PB)를 포함할 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에는 표시층(DISL)이 배치될 수 있다. 표시층(DISL)은 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 층일 수 있다. 표시층(DISL)은 박막 트랜지스터들이 배치되는 박막 트랜지스터층, 광을 발광하는 발광 소자들이 배치되는 발광 소자층, 및 발광 소자층을 봉지하기 위한 봉지층을 포함할 수 있다.
표시층(DISL)은 복수의 발광 영역들뿐만 아니라, 박막 트랜지스터층에 형성되는 스캔 배선들, 데이터 배선들, 전원 배선들, 및 스캔 구동부를 더 포함할 수 있다. 데이터 배선들, 전원 배선들, 및 스캔 구동부는 표시 패드들을 통해 표시 구동 회로(230)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스캔 배선들은 스캔 구동부에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시층(DISL) 상에는 봉지층(ENC)이 배치될 수 있다. 봉지층(ENC)은 외부의 산소 또는 수분이 표시층(DISL)의 발광 소자들에 침투하는 것을 방지하기 위한 층이다. 봉지층(ENC)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또는, 봉지층(ENC)은 충진층과 밀봉 부재를 포함할 수 있다. 충진층은 표시층(DISL) 상에 배치될 수 있다. 밀봉 부재는 표시층(DISL)과 충진층을 둘러싸기 위해 제1 기판(SUB1)의 가장자리에 배치될 수 있다. 밀봉 부재는 프릿(frit) 접착층, 자외선 경화형 수지, 또는 열 경화형 수지일 수 있다.
터치 감지부(300)는 표시 패널(100) 상에 배치될 수 있다. 표시 패널(100)과 터치 감지부(300) 사이에는 별도의 접착 부재가 추가로 배치될 수도 있다.
터치 감지부(300)는 제2 기판(SUB2)과 센서 전극층(SENL)을 포함할 수 있다. 터치 감지부(300)는 필름 타입의 터치 감지 부재일 수 있다.
제2 기판(SUB2)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
센서 전극층(SENL)은 사용자의 터치를 감지하는 복수의 센서 전극들이 배치되는 터치 센서 영역과 복수의 터치 패드들이 배치되는 터치 주변 영역을 포함할 수 있다. 센서 전극층(SENL)의 터치 센서 영역은 표시 패널(100)의 표시 영역과 제3 방향(DR3)에서 중첩할 수 있다. 센서 전극층(SENL)의 터치 센서 영역의 면적은 표시 패널(100)의 표시 영역의 면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 센서 전극층(SENL)의 터치 주변 영역은 표시 패널(100)의 비표시 영역과 제3 방향(DR3)에서 중첩할 수 있다. 센서 전극층(SENL)의 터치 주변 영역의 면적은 표시 패널(100)의 비표시 영역의 면적과 실질적으로 동일할 수 있다.
터치 감지부(300) 상에는 반사 방지 부재((PF)가 배치될 수 있다. 반사 방지 부재(PF)는 외부 광 반사로 인한 표시 패널(100)의 화상 시인성 저하를 방지하는 역할을 할 수 있다. 반사 방지 부재(PF)는 위상 지연 필름과 선편광판을 포함할 수 있다. 위상 지연 필름은 λ/4 판(quarter-wave plate)과 λ/2 판(half-wave plate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 방사 방지 부재(PF)는 복수의 컬러필터들을 포함할 수 있다. 반사 방지 부재(PF)는 광학 부재로 칭해질 수 있다.
방사 방지 부재(PF) 상에는 커버 윈도우(CW)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 광 투과율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 폴리이미드와 같은 고분자 수지 또는 유리를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 제1 접착 부재(ADH1)에 의해 반사 방지 부재(PF) 상에 부착될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 광학 부재로 칭해질 수 있다.
표시 패널(100)의 하부에는 패널 하부 커버(PB)가 배치될 수 있다. 패널 하부 커버(PB)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(PB)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 차광 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 및 표시 패널(100)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
차광 부재는 표시 패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 차광 부재는 광의 투과를 저지하여 차광 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 표시 회로 보드(310) 등이 표시 패널(100)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 차광 부재는 블랙 안료나 블랙 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재는 차광 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.
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 연성 필름(210)은 접착 부재(410)에 의해 패널 하부 커버(PB)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재(410)는 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive)일 수 있다.
도 3과 같이, 터치 감지부(300)가 표시 패널(100) 상에 배치되는 경우, 터치 감지부(300) 상에는 전자기파가 통과 가능한 방사 방지 부재(PF), 제1 접착 부재(ADH1), 및 커버 윈도우(CW)가 배치될 수 있다. 그러므로, 터치 감지부(300)는 전자기파를 방사하고, 커버 윈도우(CW) 상에 배치된 사람의 손가락 또는 펜 등의 물체로부터 반사되는 전자기파를 수신함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
도 4는 도 2의 A-A'를 따라 절단한 표시 장치의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 4의 실시예는 반사 방지 부재(PF)가 표시 패널(100) 상에 배치되고, 터치 감지부(300)가 반사 방지 부재(PF) 상에 배치되는 것에서 도 3의 실시예와 차이가 있다. 도 4에서는 도 3의 실시예와 중복된 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 터치 감지부(300)는 OCA 필름과 같은 투명한 접착 부재인 제2 접착 부재(ADH2)에 의해 반사 방지 부재(PF) 상에 부착될 수 있다. 이 경우, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL)과 표시 패널(100)의 표시층(DISL) 사이의 거리가 멀어질 수 있으므로, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 전극들과 표시 패널(100)의 표시층(DISL)의 전극 사이의 기생 용량이 작아질 수 있다. 그러므로, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 전극들이 표시 패널(100)의 표시층(DISL)의 전극의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 줄일 수 있다. 표시 패널(100)의 표시층(DISL)의 전극은 도 8에 도시된 공통 전극(173)일 수 있다.
도 5는 도 2의 A-A'를 따라 절단한 표시 장치의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 5의 실시예는 터치 감지부(300)가 커버 윈도우(CW) 상에 배치되는 것에서 도 3의 실시예와 차이가 있다. 도 5에서는 도 3의 실시예와 중복된 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 반사 방지 부재(PF)가 표시 패널(100) 상에 배치되고, 커버 윈도우(CW)가 제1 접착 부재(ADH1)에 의해 반사 방지 부재(PF)에 부착될 수 있다. 터치 감지부(300)는 OCA 필름과 같은 투명한 접착 부재인 제2 접착 부재(ADH2)에 의해 커버 윈도우(CW) 상에 부착될 수 있다. 이 경우, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL)과 표시 패널(100)의 표시층(DISL) 사이의 거리가 멀어질 수 있으므로, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 전극들과 표시 패널(100)의 표시층(DISL)의 전극 사이의 기생 용량이 작아질 수 있다. 그러므로, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 전극들이 표시 패널(100)의 표시층(DISL)의 전극의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 줄일 수 있다. 표시 패널(100)의 표시층(DISL)의 전극은 도 8에 도시된 공통 전극(173)일 수 있다.
또한, 터치 감지부(300)의 센서 전극층(SENL) 상에 표시 장치(10)의 다른 구성이 배치되지 않으므로, 센서 전극층(SENL)의 전자기파의 송수신이 보다 자유로울 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치 감지부를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 6을 참조하면, 센서 전극층(SENL)은 터치 센서 영역(TSA)과 터치 주변 영역(TPA)을 포함할 수 있다. 터치 센서 영역(TSA)의 평면 형태는 터치 감지부(300)의 평면 형태를 추종할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서 영역(TSA)은 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 터치 주변 영역(TPA)은 터치 센서 영역(TSA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)은 복수의 센서 전극(SE)들과 복수의 센서 배선(SL)들을 포함할 수 있다. 터치 주변 영역(TPA)은 센서 전극층(SENL)의 하측에 배치되는 복수의 터치 패드(TPD)들을 포함할 수 있다.
복수의 센서 전극(SE)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 복수의 센서 전극(SE)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 복수의 센서 전극(SE)들은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)에서 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서 전극(SE)들은 제1 내지 제n 행들(R1~Rn)과 제1 내지 제m 열들(C1~Cm)에 배치될 수 있다.
복수의 센서 전극(SE)들 중에서 제1 방향(DR1)으로 배열된 P 개의 센서 전극(SE)들과 제2 방향(DR2)으로 배열된 Q 개의 센서 전극(SE)들을 포함하는 P×Q 개의 센서 전극(SE)들은 하나의 센서 유닛(SU)으로 정의될 수 있다. 센서 유닛(SU)들은 터치 구동 회로(240)가 터치 위치를 판단하는 최소 단위일 수 있다. 도 6에서는 센서 유닛(SU)이 제1 방향(DR1)으로 배열된 3 개의 센서 전극(SE)들과 제2 방향(DR2)으로 배열된 3 개의 센서 전극(SE)들을 포함하는 9 개의 센서 전극(SE)들을 포함하는 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
복수의 센서 전극(SE)들은 복수의 센서 배선(SL)들에 일대일로 연결될 수 있다. 또한, 복수의 센서 배선(SL)들은 복수의 터치 패드(TPD)들에 일대일로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 센서 배선(SL)들 중 어느 한 센서 배선(SL)은 복수의 센서 전극(SE)들 중 어느 한 센서 전극(SE)과 복수의 터치 패드(TPD)들 중 어느 한 터치 패드(TPD)를 연결하기 위해, 센서 전극(SE)과 터치 패드(TPD) 사이에 배치될 수 있다.
터치 패드(TPD)들은 터치 감지부(300)의 하측 가장자리에 배치될 수 있다. 터치 패드(TPD)들은 터치 연성 필름(250)의 패드들에 일대일로 연결될 수 있다. 터치 패드(TPD)들은 이방성 도전 필름을 이용하여 터치 연성 필름(250)의 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 복수의 센서 전극(SE)들은 복수의 센서 배선(SL)들과 복수의 터치 패드(TPD)들, 및 터치 연성 필름(250)을 통해 회로 보드(220)의 터치 구동 회로(240)에 전기적으로 연결될 수 있다.
센서 전극(SE)들 각각은 터치 구동 회로(240)의 송신 신호에 따라 전자기파를 방사하고, 수신되는 전자기파에 따라 수신 신호를 터치 구동 회로(240)로 전송할 수 있다. 이때, 전자기파의 침투 깊이는 도 7과 같이 전자기파의 주파수에 따라 달라질 수 있다. 전자기파의 침투 깊이는 대략적으로 전자기파의 주파수에 반비례할 수 있다. 즉, 전자기파의 주파수가 높을수록 전자기파의 침투 깊이는 작아질 수 있다. 예를 들어, 전자기파의 주파수가 1 GHz인 경우, 전자기파의 침투 깊이는 대략 29.08㎜일 수 있다. 전자기파의 주파수가 3.5 GHz인 경우, 전자기파의 침투 깊이는 대략 9.71㎜일 수 있다. 전자기파의 주파수가 10 GHz인 경우, 전자기파의 침투 깊이는 대략 3.8㎜일 수 있다. 전자기파의 주파수가 28 GHz인 경우, 전자기파의 침투 깊이는 대략 0.92㎜일 수 있다. 그러므로, 전자기파의 주파수가 10 내지 100 GHz인 경우, 전자기파는 사람의 손가락이나 펜과 같이 사용자가 터치를 위해 사용하는 물체를 통과하지 못하고, 흡수 또는 반사될 수 있다. 그러므로, 센서 전극(SE)들 각각이 10 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 방사하고, 사람의 손가락이나 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파를 수신함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 즉, 센서 전극(SE)들 각각은 전자기파를 송수신하는 안테나의 원리를 이용하여 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
센서 전극(SE)들 각각이 방사하는 전자기파의 주파수가 인공 위성의 기상 관측을 위한 전자기파의 주파수, 5G 통신을 위한 전자기파의 주파수, 및 군사 목적으로 이용되는 전자기파의 주파수와 일치하는 경우, 인공 위성의 기상 관측을 위한 전자기파, 5G 통신을 위한 전자기파, 및 군사 목적으로 이용되는 전자기파가 센서 전극(SE)들 각각에 의해 수신되는 경우, 터치 노이즈로 작용할 수 있다. 그러므로, 상기 터치 노이즈를 줄이거나 없애기 위해, 센서 전극(SE)들 각각이 방사하는 전자기파의 주파수 대역은 인공 위성의 기상 관측을 위한 전자기파의 주파수 대역, 5G 통신을 위한 전자기파의 주파수 대역, 및 군사 목적으로 이용되는 전자기파의 주파수 대역을 제외한 주파수 대역일 수 있다.
도 8과 같이, 인공 위성의 수증기 관측을 위한 전자기파의 주파수 대역은 대략 23.8 GHz이고, 인공 위성의 비와 눈 관측을 위한 전자기파의 주파수 대역은 대략 36 GHz 내지 37 GHz일 수 있다. 또한, 인공 위성의 대기 온도 관측을 위한 주파수 대역은 대략 50.2 GHz 내지 50.4 GHz이고, 인공 위성의 구름과 얼음 관측을 위한 주파수 대역은 대략 86 GHz 내지 92 GHz일 수 있다. 또한, 5G 통신을 위한 전자기파의 주파수 대역은 대략 24GHz, 28GHz, 및 39GHz일 수 있다. 그러므로, 센서 전극(SE)들 각각이 방사하는 전자기파의 주파수 대역은 대략 25 GHz 내지 27 GHz, 33 GHz 내지 35 GHz, 47 내지 49 GHz, 및 82 내지 85 GHz일 수 있다.
10 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 송수신하는 안테나의 원리를 이용하기 위해서, 센서 전극(SE)들 각각의 제1 방향(DR1)의 길이와 제2 방향(DR2)의 길이는 각각 대략 1㎜ 내지 5㎜일 수 있다. 센서 전극(SE)의 제1 방향(DR1)의 길이와 제2 방향(DR2)의 길이는 송수신을 위한 주파수 대역과 안테나의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 전극(SE)들이 30GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 송수신하고, 다이폴 안테나로 설계되는 경우, 전자기파의 파장 길이가 10㎜이므로, 센서 전극(SE)들 각각의 제1 방향(DR1)의 길이 또는 제2 방향(DR2)의 길이는 1/2 파장에 해당하는 5㎜일 수 있다. 이에 비해, 센서 전극(SE)들이 30GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 송수신하고, 패치 안테나로 설계되는 경우, 센서 전극(SE)들 각각의 제1 방향(DR1)의 길이 또는 제2 방향(DR2)의 길이는 1/4 파장에 해당하는 2.5㎜일 수 있다. 또한, 센서 전극(SE)들 각각은 직사각형, 정사각형 또는 원형의 평면 형태를 가질 수도 있다.
센서 전극(SE)들이 방사하는 전자기파는 1m 이하의 거리에 존재하는 물체를 감지하는 것이므로, 5G 통신에 이용하는 안테나의 전자기파와 달리, 기지국 탐색을 위한 빔 포밍이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 센서 전극(SE)의 게인은 2㏈i보다 작아도 무방하다.
도 6과 같이, 센서 전극(SE)들 각각이 10 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 방사하고, 사람의 손가락이나 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파를 수신함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 즉, 센서 전극(SE)들 각각은 전자기파를 송수신하는 안테나의 원리를 이용하여 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
도 9는 도 6의 제1 열에 배치된 센서 전극들에 연결된 센서 배선들의 일 예를 보여주는 예시 도면이다.
도 9를 참조하면, 센서 전극(SE)들 각각은 저항이 낮은 불투명한 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 전극(SE)들 각각은 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. 이 경우, 터치 감지부(300)는 표시 패널(100) 상에 배치되므로, 센서 전극(SE)들 각각은 표시 패널(100)로부터 발광하는 광을 차단하지 않도록 메쉬 또는 그물망 형태를 가질 수 있다.
한편, 센서 배선(SL)들 각각의 길이는 어느 행에 배치된 센서 전극(SE)과 연결되는지에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 행(R1)에 배치된 센서 전극(SE)과 터치 패드(TPD) 사이의 거리가 가장 멀고, 제n 행(Rn)에 배치된 센서 전극(SE)과 터치 패드(TPD) 사이의 거리가 가장 가깝다. 그러므로, 제1 행(R1)에 배치된 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)의 길이가 가장 길고, 제n 행(Rn)에 배치된 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)의 길이가 가장 짧을 수 있다. 센서 배선(SL)들 각각의 길이가 달라지는 경우, 센서 배선(SL)들 각각의 임피던스가 달라질 수 있다.
센서 배선(SL)들 간의 임피던스를 매칭하기 위해, 길이가 가장 긴 제1 행(R1)에 배치된 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)을 제외한 제2 내지 제n 행(R2~Rn)에 배치된 센서 전극(SE)들에 연결되는 센서 배선(SL)들 각각은 구불구불한 패턴(winding pattern, WP)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 내지 제n 행(R2~Rn)에 배치된 센서 전극(SE)들에 연결되는 센서 배선(SL)들 각각에서 구불구불한 패턴(WP)의 길이는 다를 수 있다. 제2 행(R2)에서 제n 행(Rn)으로 갈수록 센서 배선(SL)의 구불구불한 패턴(WP)의 길이는 길어질 수 있다. 예를 들어, 제2 행(R2)에 배치된 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)의 구불구불한 패턴(WP)의 길이는 가장 짧고, 제n 행(Rn)에 배치된 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)의 구불구불한 패턴(WP)의 길이는 가장 길 수 있다.
도 9와 같이, 센서 배선(SL)들 간의 임피던스를 매칭하기 위해, 센서 배선(SL)들 각각은 구불구불한 패턴(WP)을 포함할 수 있다. 이로 인해, 센서 배선(SL)들의 길이들은 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 센서 전극(SE)들 중 제1 센서 전극에 연결되는 제1 센서 배선의 길이와 센서 전극(SE)들 중 제2 센서 전극에 연결되는 제2 센서 배선의 길이는 실질적으로 동일할 수 있다. 이때, 제1 센서 전극과 터치 패드(TPD)들 중 제1 터치 패드 사이의 최소 거리가 제2 센서 전극과 터치 패드(TPD)들 중 제2 터치 패드 사이의 거리가 최소 거리보다 큰 경우, 상기 제1 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이는 상기 제2 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이보다 작을 수 있다.
도 10은 도 9의 B-B'를 따라 절단한 표시 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제1 기판(SUB1)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(SUB1)은 폴리이미드(polyimide)를 포함할 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에는 배리어막(BR)이 배치될 수 있다. 배리어막(BR)은 투습에 취약한 제1 기판(SUB1)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터와 발광 소자층(EML)의 발광층(172)을 보호하기 위한 막이다. 배리어막(BR)은 교번하여 적층된 복수의 무기막으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배리어막(BR)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
배리어막(BR) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)들을 포함하는 박막 트랜지스터층(TFTL)이 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)들 각각은 액티브층(ACT)과 게이트 전극(GE)을 포함할 수 있다.
버퍼막(BF) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)의 액티브층(ACT)이 배치될 수 있다. 액티브층(ACT)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 또는 비정질 실리콘과 같은 실리콘 반도체를 포함할 수 있다. 또는, 액티브층(ACT)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 이 경우, 액티브층(ACT)은 IGZO(인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 및 산소(O)), IGZTO(인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 주석(Sn) 및 산소(O)), 또는, IGTO(인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 및 산소(O))를 포함할 수 있다.
액티브층(ACT)은 채널 영역(CHA), 제1 도전 영역(CDA1), 및 제2 도전 영역(CDA1)을 포함할 수 있다. 제1 도전 영역(CDA1)과 제2 도전 영역(CDA2)은 실리콘 반도체 또는 산화물 반도체에 이온 또는 불순물이 도핑되어 도전성을 갖는 영역일 수 있다. 제1 도전 영역(CDA1)은 소스 전극으로 역할을 하고, 제2 도전 영역(CDA2)은 드레인 전극으로 역할을 할 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)의 액티브층(ACT) 상에는 게이트 절연막(130)이 배치될 수 있다. 게이트 절연막(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE)과 제1 커패시터 전극(CAE1)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 제3 방향(DR3)에서 액티브층(ACT)의 채널 영역(CHA)과 중첩할 수 있다. 게이트 전극(GE)과 제1 커패시터 전극(CAE1)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.
게이트 전극(GE)과 제1 커패시터 전극(CAE1) 상에는 제1 층간 절연막(141)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(141) 상에는 제2 커패시터 전극(CAE2)이 배치될 수 있다. 제2 커패시터 전극(CAE2)은 제3 방향(DR3)에서 제1 커패시터 전극(CAE1)과 중첩할 수 있다. 제1 층간 절연막(141)이 소정의 유전율을 가지므로, 제1 커패시터 전극(CAE1), 제2 커패시터 전극(CAE2), 및 제1 커패시터 전극(CAE1)과 제2 커패시터 전극(CAE2) 사이에 배치된 제1 층간 절연막(141)에 의해 커패시터가 형성될 수 있다. 제2 커패시터 전극(CAE2)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.
제2 커패시터 전극(CAE2) 상에는 제2 층간 절연막(142)이 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 복수의 무기막을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(142) 상에는 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)이 배치될 수 있다. 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)은 게이트 절연막(130)과 층간 절연막(140)을 관통하여 박막 트랜지스터(TFT)의 제2 도전 영역(CDA2)을 노출하는 제1 애노드 콘택홀(ANCT1)을 통해 제2 도전 영역(CDA2)에 연결될 수 있다. 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)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.
제1 애노드 연결 전극(ANDE1) 상에는 평탄화를 위한 제1 유기막(160)이 배치될 수 있다. 제1 유기막(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.
제1 유기막(160) 상에는 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)이 배치될 수 있다. 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)은 제1 유기막(160)을 관통하여 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)을 노출하는 제2 애노드 콘택홀(ANCT2)을 통해 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)에 연결될 수 있다. 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)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.
제2 애노드 연결 전극(ANDE2) 상에는 제2 유기막(180)이 배치될 수 있다. 제2 유기막(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.
도 10에서는 박막 트랜지스터(TFT)들 각각의 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACT)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 박막 트랜지스터(TFT)들 각각은 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACT)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACT)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
제2 유기막(180) 상에는 발광 소자(LEL)들과 뱅크(190)를 포함하는 발광 소자층(EML)이 배치될 수 있다. 발광 소자(LEL)들 각각은 제1 발광 전극(171), 발광층(172), 및 제2 발광 전극(173)을 포함한다. 제1 발광 전극(171)은 애노드 전극이고, 제2 발광 전극(173)은 캐소드 전극일 수 있다.
제1 발광 전극(171)은 제2 유기막(180) 상에 형성될 수 있다. 제1 발광 전극(171)은 제2 유기막(180)을 관통하여 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)을 노출하는 제3 애노드 콘택홀(ANCT3)을 통해 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)에 연결될 수 있다.
발광층(172)을 기준으로 제2 발광 전극(173) 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 구조에서 제1 발광 전극(171)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), 은과 ITO의 적층 구조(ITO/Ag/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.
뱅크(190)는 제2 유기막(180) 상에 배치될 수 있다. 뱅크(190)는 발광부들(EA1, EA2, EA3)을 정의하는 역할을 하기 위해 제1 발광 전극(171)들을 구획하도록 형성될 수 있다. 즉, 뱅크(190)는 제1 발광 전극(171)들 각각의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 뱅크(190)는 제3 애노드 콘택홀(ANCT3)을 덮도록 형성될 수 있다. 뱅크(190)는 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.
화소(PX)들 각각은 복수의 발광부들(EA1, EA2, EA3)을 포함할 수 있다. 도 10에서는 화소(PX)들 각각이 제1 내지 제3 발광부들(EA1, EA2, EA3)을 포함하는 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 제1 발광부(EA1)는 제1 광을 발광하는 영역을 가리키고, 제2 발광부(EA2)는 제2 광을 발광하는 영역을 가리키며, 제3 발광부(EA3)는 제3 광을 발광하는 영역을 가리킬 수 있다. 복수의 발광부들(EA1, EA2, EA3) 각각은 제1 발광 전극(171), 발광층(172), 및 제2 발광 전극(173)이 순차적으로 적층되어 제1 발광 전극(171)으로부터의 정공과 제2 발광 전극(173)으로부터의 전자가 발광층(172)에서 재결합되어 발광하는 영역을 나타낸다.
제1 발광 전극(171)과 뱅크(190) 상에는 발광층(172)이 형성된다. 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함한다.
제2 발광 전극(173)은 발광층(172) 상에 형성된다. 제2 발광 전극(173)은 발광층(172)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 발광 전극(173)은 복수의 발광부들(EA1, EA2, EA3)에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 제2 발광 전극(173) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상부 발광 구조에서 제2 발광 전극(173)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전성 산화물(TCO, Transparent Conductive Oxide), 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 발광 전극(173)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
제2 발광 전극(173) 상에는 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함한다. 또한, 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함한다. 예를 들어, 봉지층(TFEL)은 제1 봉지 무기막(TFE1), 봉지 유기막(TFE2), 및 제2 봉지 무기막(TFE3)을 포함한다.
제1 봉지 무기막(TFE1)은 제2 발광 전극(173) 상에 배치되고, 봉지 유기막(TFE2)은 제1 봉지 무기막(TFE1) 상에 배치되며, 제2 봉지 무기막(TFE3)은 봉지 유기막(TFE2) 상에 배치될 수 있다. 제1 봉지 무기막(TFE1)과 제2 봉지 무기막(TFE3)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 봉지 유기막(TFE2)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등으로 형성될 수 있다.
봉지층(TFEL) 상에는 터치 감지부(300)가 배치될 수 있다. 터치 감지부(300)는 제2 기판(SUB2)과 센서 전극층(SENL)을 포함할 수 있다.
제2 기판(SUB2)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(SUB2)은 폴리이미드(polyimide)를 포함할 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
센서 전극층(SENL)은 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다. 센서 전극층(SENL)은 센서 전극(SE)들, 센서 배선(SL)들, 및 센서 절연막(TINS)을 포함할 수 있다.
센서 전극(SE)들과 센서 배선(SL)들은 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다. 터치 패드(TPD)들 역시 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다. 센서 전극(SE)들, 센서 배선(SL)들, 및 터치 패드(TPD)들은 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.
센서 전극(SE)은 메쉬 또는 그물망 형태를 가지므로, 센서 전극(SE)은 발광 영역(EA)과 부분적으로 중첩할 수 있다. 센서 배선(SL) 역시 발광 영역(EA)과 부분적으로 중첩할 수 있다. 그러므로, 센서 전극(SE)과 센서 배선(SL)이 발광 영역(EA)을 완전히 덮지 않으므로, 발광 영역(EA)의 광은 상부 방향으로 출광될 수 있다.
센서 전극(SE)들, 센서 배선(SL)들, 및 터치 패드(TPD)들 상에는 센서 절연막(TINS)이 배치될 수 있다. 센서 절연막(TINS)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 또는, 센서 절연막(TINS)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 10에서는 센서 전극(SE)들, 센서 배선(SL)들, 및 터치 패드(TPD)들이 하나의 층에 배치되는 1 층 구조의 센서 전극층(SENL)을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 센서 전극(SE)들이 센서 배선(SL)들 및 터치 패드(TPD)들과 서로 다른 층에 배치되는 2 층 구조의 센서 전극층(SENL)이 터치 감지부(300)에 적용될 수 있다. 이 경우, 센서 배선(SL)들과 터치 패드(TPD)들이 제2 기판(SUB2) 상에 배치되며, 센서 절연막(TINS)이 센서 배선(SL)들과 터치 패드(TPD)들 상에 배치되고, 센서 전극(SE)들이 센서 절연막(TINS) 상에 배치될 수 있다. 또한, 센서 전극(SE)들 각각은 센서 절연막(TINS)을 관통하여 센서 배선(SL)을 노출하는 콘택홀을 센서 배선(SL)에 연결될 수 있다.
도 10에서는 설명의 편의를 위해 반사 방지 부재(PF), 제1 접착 부재(ADH1), 및 커버 윈도우(CW)는 생략하였다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 12는 도 6의 센서 전극들을 이용한 접촉 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다. 도 13은 도 6의 센서 전극들을 이용한 근접 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다.
도 12와 도 13에서는 도 6의 센서 유닛(SU)에서 제1 방향(DR1)으로 배열된 3 개의 센서 전극(SE)들을 예시하였다. 이하에서는 도 11 내지 도 13을 결부하여 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명한다.
첫 번째로, 터치 구동 회로(340)는 제1 기간 동안 센서 전극(SE)들 각각에 송신 신호를 출력한다. 센서 전극(SE)들 각각은 제1 기간 동안 송신 신호에 따라 전자기파(EMW)를 방사한다. 전자기파(EMW)는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 가질 수 있다. (도 11의 S110)
도 12와 같이, 센서 전극(SE)들 각각에서 방사된 전자기파(EMW)는 커버 윈도우(CW) 상에 직접 접촉하는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사될 수 있다. 또는, 도 13과 같이, 센서 전극(SE)들 각각에서 방사된 전자기파(EMW)는 커버 윈도우(CW)로부터 대략 1m에 떨어져 위치하는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사될 수 있다.
두 번째로, 터치 구동 회로(340)는 제2 기간 동안 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파(EMW)에 따라 센서 전극(SE)들 각각에서 수신되는 수신 신호를 입력 받을 수 있다. (도 11의 S120)
세 번째로, 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체의 위치에 따라 센서 전극(SE)들 각각에서 수신되는 수신 신호는 상이할 수 있다. 터치 구동 회로(340)는 수신 신호의 감도에 따라 사용자의 터치 위치에 대응되는 센서 유닛(SU)을 선택할 수 있다. 터치 구동 회로(340)는 선택된 센서 유닛(SU)의 위치를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(340)는 선택된 센서 유닛(SU)에서 수신 신호의 감도가 가장 높은 센서 전극(SE)의 위치를 터치 좌표로 산출할 수 있다. (도 11의 S130)
도 11 내지 도 13과 같이, 센서 전극(SE)들을 이용하여 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파(EMW)를 송수신함으로써, 접촉 터치뿐만 아니라 근접 터치를 감지할 수 있다. 또한, 센서 전극(SE)들은 커버 윈도우(CW)로부터 대략 1m에 떨어져 위치하는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파(EMW)를 수신할 수 있으므로, 근접 터치의 거리를 대략 1m까지 늘릴 수 있다.
또한, 센서 전극(SE)들 각각은 제1 기간 동안 송신 전극으로 역할을 하고, 제2 기간 동안 수신 전극으로 역할을 하도록, 시분할 구동될 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 터치 감지부를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 14의 실시예는 복수의 센서 전극(SE)들이 복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들을 포함하는 것에서 도 6의 실시예와 차이가 있다.
도 14를 참조하면, 복수의 송신 전극(TE)들은 터치 구동 회로(240)의 송신 신호에 따라 전자기파를 방사하며, 복수의 수신 전극(RE)들은 사람의 손가락 또는 펜과 같은 물체에 의해 반사된 전자기파에 따라 수신 신호를 터치 구동 회로(240)로 전송할 수 있다.
복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 복수의 송신 전극(TE)들은 우수 행들(R2, R4, …, Rn-1)과 우수 열들(C2, C4, …, Cm-1)에 배치될 수 있다. 복수의 수신 전극(RE)들은 기수 행들(R1, R3, …, Rn)과 우수 행들(C1, C3 …, Cm)에 배치될 수 있다.
복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들은 직사각형, 정사각형 또는 원형의 평면 형태를 가질 수도 있다. 복수의 송신 전극(TE)들 각각의 크기와 복수의 수신 전극(RE)들 각각의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다. 10 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 송수신하는 안테나의 원리를 이용하기 위해서, 복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들 각각의 제1 방향(DR1)의 길이와 제2 방향(DR2)의 길이는 각각 대략 1㎜ 내지 5㎜일 수 있다.
복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들 각각은 저항이 낮은 불투명한 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들 각각은 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. 이 경우, 터치 감지부(300)는 표시 패널(100) 상에 배치되므로, 복수의 송신 전극(TE)들과 복수의 수신 전극(RE)들 각각은 표시 패널(100)로부터 발광하는 광을 차단하지 않도록 메쉬 또는 그물망 형태를 가질 수 있다.
적어도 하나의 송신 전극(TE)과 송신 전극(TE)으로부터 제1 대각 방향(DR4)과 제2 대각 방향(DR5)으로 배치되는 수신 전극(RE)들은 하나의 센서 유닛(SU)으로 정의될 수 있다. 제1 대각 방향(DR4)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2) 사이의 방향이고, 제2 대각 방향(DR5)은 제1 대각 방향(DR4)과 직교하는 방향일 수 있다.
센서 유닛(SU)은 터치 구동 회로(240)가 터치 위치를 판단하는 최소 단위일 수 있다. 도 14에서는 센서 유닛(SU)이 1 개의 송신 전극(TE)과 4 개의 수신 전극(RE)들을 포함하는 것을 예시하였다. 이 경우, 터치 센서 영역(TSA)에서 복수의 송신 전극(TE)들의 개수는 복수의 수신 전극(RE)들의 개수보다 작을 수 있다.
제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2)에서 서로 인접한 센서 유닛(SU)들은 적어도 두 개의 수신 전극(RE)들을 공유할 수 있다.
복수의 센서 배선(SL)들은 복수의 송신 배선(TSL)들과 복수의 수신 배선(RSL)들을 포함할 수 있다. 복수의 터치 패드(TPD)들은 복수의 송신 패드(TD)들과 복수의 수신 패드(RD)들을 포함할 수 있다.
어느 한 열에 배치된 복수의 송신 전극(TE)들은 하나의 송신 배선(TSL)에 공통적으로 연결될 수 있다. 또는, 터치 센서 영역(TSA)의 모든 송신 전극(TE)들은 하나의 송신 배선(TSL)에 공통적으로 연결될 수 있다.
복수의 수신 전극(RE)들은 복수의 수신 배선(RSL)들에 일대일로 연결될 수 있다. 복수의 수신 배선(TRL)들은 복수의 수신 패드(TD)들에 일대일로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 수신 배선(TRL)들 중 어느 한 수신 배선(RSL)은 복수의 수신 전극(RE)들 중 어느 한 수신 전극(RE)과 복수의 수신 패드(RD)들 중 어느 한 수신 패드(RD)를 연결하기 위해, 수신 전극(RE)과 수신 패드(RD) 사이에 연결될 수 있다.
복수의 수신 배선(TRL)들 간의 임피던스를 매칭하기 위해, 복수의 수신 배선(TRL)들은 구불구불한 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 송신 전극(TE)들은 하나의 송신 배선(TSL)에 공통적으로 연결되나, 송신 배선(TSL)의 분지점(BP)으로부터 분지된 분지 배선의 길이를 맞추기 위해, 분지 배선은 구불구불한 패턴을 포함할 수 있다. 분지 배선은 분지점(BP)과 송신 전극(TE) 사이의 배선으로 정의될 수 있다.
도 14와 같이, 송신 전극(TE)들 각각이 10 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 방사하고, 수신 전극(RE)들을 이용하여 사람의 손가락이나 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파를 수신함으로써, 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 즉, 송신 전극(TE)들과 수신 전극(RE)들은 전자기파를 송수신하는 안테나의 원리를 이용하여 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
또한, 송신 전극(TE)들과 수신 전극(RE)들이 구분됨으로써, 하나의 센서 전극(SE)들을 이용하여 전자기파를 송수신하는 도 6의 실시예에 비해 시분할 구동될 필요가 없는 장점이 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 터치 감지 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 16은 도 14의 센서 전극들을 이용한 접촉 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다. 도 17은 도 14의 센서 전극들을 이용한 근접 터치 감지를 보여주는 예시 도면이다.
도 16과 도 17에서는 도 14의 센서 유닛(SU)에서 제1 대각 방향(DR4)으로 배열된 3 개의 센서 전극(SE)들을 예시하였다. 이하에서는 도 15 내지 도 17을 결부하여 일 실시예에 따른 터치 감지 방법을 설명한다.
첫 번째로, 터치 구동 회로(340)는 송신 전극(TE)들 각각에 송신 신호를 출력한다. 송신 전극(TE)들 각각은 송신 신호에 따라 전자기파(EMW)를 방사한다. 전자기파(EMW)는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 가질 수 있다. (도 15의 S210)
도 16과 같이, 송신 전극(SE)에서 방사된 전자기파(EMW)는 커버 윈도우(CW) 상에 직접 접촉하는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사될 수 있다. 또는, 도 17과 같이, 송신 전극(SE)에서 방사된 전자기파(EMW)는 커버 윈도우(CW)로부터 대략 1m에 떨어져 위치하는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사될 수 있다.
두 번째로, 터치 구동 회로(340)는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파(EMW)에 따라 수신 전극(RE)들 각각에서 수신되는 수신 신호를 입력 받을 수 있다. (도 15의 S220)
세 번째로, 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체의 위치에 따라 수신 전극(RE)들 각각에서 수신되는 수신 신호는 상이할 수 있다. 터치 구동 회로(340)는 수신 신호의 감도에 따라 사용자의 터치 위치에 대응되는 센서 유닛(SU)을 선택할 수 있다. 터치 구동 회로(340)는 선택된 센서 유닛(SU)을 터치 좌표로 산출할 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(340)는 선택된 센서 유닛(SU)에서 수신 신호의 감도가 가장 높은 수신 전극(RE)의 위치를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(340)는 선택된 센서 유닛(SU)의 수신 전극(RE)들로부터 수신된 수신 신호들 각각의 감도에 따라 수신 전극(RE)들 사이의 특정 위치를 터치 좌표로 산출할 수 있다. (도 15의 S230)
도 15 내지 도 17과 같이, 송신 전극(TE)들과 수신 전극(RE)들을 이용하여 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 전자기파(EMW)를 송수신함으로써, 접촉 터치뿐만 아니라 근접 터치를 감지할 수 있다. 또한, 전극(RE)들은 커버 윈도우(CW)로부터 대략 1m에 떨어져 위치하는 손가락(F) 또는 펜과 같은 물체에서 반사된 전자기파(EMW)를 수신할 수 있으므로, 근접 터치의 거리를 대략 1m까지 늘릴 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
210: 표시 연성 필름 220: 회로 보드
230: 표시 구동 회로 240: 터치 구동 회로
250: 터치 연성 필름 260: 커넥터
300: 터치 감지부

Claims (21)

  1. 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되며, 센서 전극들을 포함하는 터치 감지부; 및
    상기 센서 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 센서 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력 받는 터치 구동 회로를 구비하고,
    상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 제1 기간 동안 상기 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 상기 센서 전극들로부터 상기 수신 신호들을 수신하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전자기파는 25 GHz 내지 27 GHz, 33 GHz 내지 35 GHz, 47 GHz 내지 49 GHz, 및 82 GHz 내지 85 GHz의 주파수를 갖는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 전극들 각각은 메쉬 또는 그물망 형태를 갖는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 전극들 중에서 제1 방향으로 배열된 P(P는 2 이상의 정수) 개의 센서 전극들과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된 Q(Q는 2 이상의 정수) 개의 센서 전극들에 대응되는 P×Q 개의 센서 전극들은 하나의 센서 유닛으로 정의되는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 전극들 각각은 정사각형, 직사각형 또는 원형의 평면 형태를 갖는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 전극들 각각의 게인은 2㏈i보다 작은 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 전극들에 일대일로 연결되는 센서 배선들; 및
    상기 센서 배선들에 일대일로 연결되는 터치 패드들을 더 구비하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 센서 전극들 중에서 제1 센서 전극에 연결되는 제1 센서 배선의 길이와 상기 센서 전극들 중에서 제2 센서 전극에 연결되는 제2 센서 배선의 길이는 동일한 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 센서 배선과 상기 제2 센서 배선 각각은 구불구불한 배선 패턴을 포함하며, 상기 제1 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이와 상기 제2 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이는 상이한 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 센서 배선은 상기 터치 패드들 중에서 제1 터치 패드에 연결되고,
    상기 제2 센서 배선은 상기 터치 패드들 중에서 제2 터치 패드에 연결되며,
    상기 제1 센서 전극과 상기 제1 터치 패드 사이의 최소 거리는 상기 제2 센서 전극과 상기 제2 터치 패드 사이의 최소 거리보다 크며,
    상기 제1 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이는 상기 제2 센서 배선의 구불구불한 배선 패턴의 길이보다 작은 표시 장치.
  12. 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되며, 송신 전극들과 수신 전극들을 포함하는 터치 감지부; 및
    상기 송신 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 송신 전극들에 송신하고, 상기 수신 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 수신 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력받는 터치 구동 회로를 구비하고,
    상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 송신 전극들의 개수는 상기 수신 전극들의 개수보다 적은 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 송신 전극들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며,
    상기 수신 전극들은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 배열되는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 송신 전극들 중에서 어느 한 송신 전극, 및 상기 수신 전극들 중에서 상기 송신 전극으로부터 제1 대각 방향과 제2 대각 방향에 배치되는 수신 전극들은 하나의 센서 유닛으로 정의되며,
    상기 제1 대각 방향은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 방향이고, 상기 제2 대각 방향은 상기 제1 대각 방향과 직교하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 송신 전극들에 공통적으로 연결되는 송신 배선; 및
    상기 수신 전극들에 일대일로 연결되는 수신 배선들을 더 구비하는 표시 장치.
  17. 광을 발광하는 복수의 발광 영역들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되며, 센서 전극들을 포함하는 터치 감지부;
    상기 센서 전극들로부터 전자기파를 송출하기 위해 송신 신호들을 상기 센서 전극들에 송신하고, 상기 센서 전극들에 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 전극들로부터 수신되는 수신 신호들을 입력받는 터치 구동 회로; 및
    상기 터치 감지부 상에 배치되는 광학 부재를 구비하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 외부로부터 상기 표시 패널로 입사된 광이 반사되어 상기 외부로 진행하는 것을 차단하는 반사 방지 부재를 포함하는 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 커버 윈도우를 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 터치 감지부 사이에 배치되며, 외부로부터 상기 표시 패널로 입사된 광이 반사되어 상기 외부로 진행하는 것을 차단하는 반사 방지 부재를 더 구비하는 표시 장치.
  21. 유리 또는 고분자 수지를 포함하는 기판; 및
    상기 기판 상에 배치되는 센서 전극들과 센서 배선들, 및 상기 센서 전극들과 상기 센서 배선들을 덮는 센서 절연막을 포함하는 센서 전극층을 구비하고,
    상기 센서 전극들은 상기 센서 배선들의 송신 신호들에 따라 전자기파를 방사하고, 외부로부터 수신되는 전자기파에 따라 상기 센서 배선들에 수신 신호들을 전송하며,
    상기 전자기파는 10 GHz 내지 100 GHz의 주파수를 갖는 터치 감지부.
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