KR20240001754A - 표시 장치 및 이를 포함하는 터치 감지 시스템 - Google Patents

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구다솜
노기준
박길영
안성국
이희영
한소연
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Abstract

표시 장치 및 이를 포함하는 터치 감지 시스템이 제공된다. 표시 장치는 기판, 기판의 일면 상에 배치되며, 복수의 발광 영역을 포함하는 표시층, 표시층의 일면 상에 배치되며, 복수의 위치 코드 패턴을 포함하는 코드 패턴층, 및 외부로부터 입사되는 제1 파장 대역을 갖는 제1 광 중에서 제2 파장 대역을 갖는 제2 광을 반사하는 반사층을 구비하고, 제2 광의 제2 피크 파장은 제1 광의 제1 피크 파장보다 작다.

Description

표시 장치 및 이를 포함하는 터치 감지 시스템 {DISPLAY DEVICE AND TOUCH SENSING SYSTEM}
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 터치 감지 시스템에 관한 발명이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 내비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다. 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 평판 표시 장치일 수 있다.
최근의 표시 장치는 사용자의 신체 일부(예를 들어, 손가락)를 이용한 터치 입력, 및 외부의 위치 입력 장치를 이용한 직접 또는 근접 터치 감지를 지원하고 있다. 예를 들어, 위치 입력 장치의 경우, 표시 장치에 미리 입력된 패턴들에 반사된 광을 이용하여 터치 입력을 감지함으로써 사용자의 신체 일부를 이용한 터치 입력만을 이용할 때보다 더욱 세밀하게 터치 입력을 감지할 수 있다. 따라서, 위치 입력 장치는 표시 장치에 미리 입력된 패턴들을 정확히 획득하도록 반사광을 인식할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위치 입력 장치에서 발광한 광과 표시 장치에서 반사되어 수광한 광의 피크 파장을 다르게 조절할 수 있고, 이에 따라, 정확한 위치 코드 패턴을 감지할 수 있는 표시 장치 및 이를 포함하는 터치 감지 시스템을 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 기판, 상기 기판의 일면 상에 배치되며, 복수의 발광 영역을 포함하는 표시층, 상기 표시층의 일면 상에 배치되며, 복수의 위치 코드 패턴을 포함하는 코드 패턴층, 및 외부로부터 입사되는 제1 파장 대역을 갖는 제1 광 중에서 제2 파장 대역을 갖는 제2 광을 반사하는 반사층을 구비하고, 상기 제2 광의 제2 피크 파장은 상기 제1 광의 제1 피크 파장보다 작다.
상기 제1 피크 파장은 상기 제1 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제1 광의 파장을 지칭키고, 상기 제2 피크 파장은 상기 제2 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제2 광의 파장을 지칭하는 경우, 상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장보다 50nm 내지 100nm 작을 수 있다.
상기 제2 파장 대역의 중심 파장은 상기 제1 파장 대역의 중심 파장보다 작을 수 있다.
상기 제1 파장 대역은 780nm 내지 900nm이고, 상기 제2 파장 대역은 860nm 내지 1010nm일 수 있다.
상기 제1 광의 강도 대비 상기 제2 광의 강도 비율을 상기 반사층의 반사율로 정의하는 경우, 상기 반사율은 10% 내지 50%일 수 있다.
상기 반사층은 상기 코드 패턴층 상에 배치될 수 있다.
상기 반사층은 제1 배향막, 상기 제1 배향막 상에 배치되는 제2 배향막, 및 상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막 사이에 배치되며, 콜레스테릭 액정들을 포함하는 액정층을 포함할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정들의 액정 분자들은 상기 액정층의 두께 방향을 따라 나선형으로 배열될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템은 영상을 표시하는 표시 장치, 및 제1 파장 대역을 갖는 제1 광을 출력하는 위치 입력 장치를 구비하고, 상기 표시 장치는, 복수의 발광 영역을 포함하는 표시층, 상기 표시층의 일면 상에 배치되며, 복수의 위치 코드 패턴을 포함하는 코드 패턴층, 및 상기 제1 광이 입사되여 상기 제1 파장 대역과 상이한 제2 파장 대역을 갖는 제2 광을 반사하는 반사층을 포함하며, 상기 위치 입력 장치는 상기 제1 광 중에서 상기 복수의 위치 코드 패턴과 상기 반사층에 의해 반사된 제2 광을 감지하고, 상기 복수의 위치 코드 패턴을 분석하여 터치 좌표 데이터를 산출한다.
상기 제2 파장 대역의 중심 파장은 상기 제1 파장 대역의 중심 파장보다 작을 수 있다.
상기 제1 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제1 광의 파장을 제1 피크 파장으로 정의하고, 상기 제2 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제2 광의 파장을 제2 피크 파장으로 정의하는 경우, 상기 제2 광의 제2 피크 파장은 상기 제1 광의 제1 피크 파장보다 작을 수 있다.
상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장보다 50nm 내지 100nm 작을 수 있다.
상기 제1 광의 강도 대비 상기 제2 광의 강도 비율을 상기 반사층의 반사율로 정의하는 경우, 상기 반사율은 10% 내지 50%일 수 있다.
상기 위치 입력 장치로부터 상기 터치 좌표 데이터를 입력 받고, 상기 터치 좌표 데이터에 대응되는 어플리케이션을 실행하는 메인 프로세서를 더 구비할 수 있다.
상기 코드 패턴층은 복수의 터치 전극을 포함하고, 상기 복수의 터치 전극에 의해 형성되는 정전 용량의 변화를 감지하여 터치 좌표 데이터를 산출하고, 상기 터치 좌표 데이터에 대응되는 어플리케이션을 실행하는 메인 프로세서를 더 구비할 수 있다.
상기 위치 입력 장치는 상기 표시 장치에 상기 제1 광을 발광하는 발광부, 및 상기 표시 장치에서 반사된 상기 제2 광을 수광하는 수광부를 포함하고, 상기 발광부는 적외선 광을 발광할 수 있다.
상기 수광부는 적외선 광을 수광할 수 있다.
상기 발광부는 780nm 내지 900nm 파장의 광을 발광하고, 상기 수광부는 840nm 내지 1010nm 파장의 광을 수광할 수 있다.
상기 반사층은 제1 배향막, 상기 제1 배향막 상에 배치되는 제2 배향막, 및 상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막 사이에 배치되며, 콜레스테릭 액정들을 포함하는 제1 액정층을 포함할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정들의 액정 분자들은 상기 제1 액정층의 두께 방향을 따라 나선형으로 배열될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치 및 이를 포함하는 터치 감지 시스템에 의하면, 표시 장치의 위치 코드 패턴의 일면에 반사층을 배치함으로써, 위치 입력 장치에서 발광한 광과 표시 장치에서 반사되어 수광한 광의 피크 파장을 다르게 조절할 수 있다. 즉, 수광한 광의 피크 파장을 조절하는 반사층을 배치함으로써, 정확한 위치 코드 패턴을 감지할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 위치 입력 장치와 표시 장치를 나타낸 예시 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 위치 입력 장치와 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 5 및 도 6은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 개력적인 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8 및 도 7의 반사층을 확대한 단면도이다.
도 9 및 도 10은 또 다른 실시예에 따른 반사층을 나타낸 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 위치 감지 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 위치 감지 방법을 나타낸 단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 입사광과 반사광의 광의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 이미지 데이터를 나타낸 이미지들이다.
도 17은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 위치 감지 방법을 나타낸 단면도이다.
도 18 내지 도 20은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 이미지 데이터를 나타낸 이미지들이다.
도 21은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 22는 일 실시예에 따른 표시 장치의 터치 센싱부를 나타내는 평면도이다.
도 23은 도 21에 도시된 A1 영역의 확대도이다.
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 25은 도 24의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 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(element) 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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 위치 입력 장치와 표시 장치를 나타낸 구성도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 위치 입력 장치와 표시 장치를 나타낸 구성 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 터치 검출 시스템은 표시 장치(10) 및 위치 입력 장치(2)를 포함한다. 표시 장치(10)는 표시 패널(110), 표시 구동부(120), 터치 구동부(140), 메인 프로세서(150), 및 통신부(160)를 포함한다.
표시 장치(10)는 위치 입력 장치(2)를 터치 입력 기구로 이용한다. 위치 입력 장치(2)는 광학 방식을 이용하여 표시 패널(110)의 표시 광이나 표시 패널(110)에서 반사되는 광을 감지하는 전자펜으로서, 감지된 광에 기반해서 표시 패널(110)에 포함된 코드 패턴을 검출하고 좌표 데이터를 생성할 수 있다.
표시 패널(110)은 영상을 표시하는 표시부(DU), 및 손가락 등의 인체 부위와 위치 입력 장치(2)를 감지하는 터치 센싱부(TSU)를 포함할 수 있다. 표시부(DU)는 복수의 화소를 포함하고 복수의 화소를 통해 영상을 표시할 수 있다. 표시부(DU)는 복수의 화소를 통해 코드 패턴들이 포함된 영상을 표시할 수도 있다.
터치 센싱부(TSU)는 복수의 터치 전극을 포함하여 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 여기서, 복수의 터치 전극 중 적어도 일부의 터치 전극은 코드 패턴부(도 22의 CDP)를 포함함으로써, 위치 입력 장치(2)의 터치를 감지할 수도 있다.
표시 패널(110)의 코드 패턴부(도 23의 CDP)는 위치 정보에 대한 특정 코드를 형성하기 위해 특정 기준에 따라 커팅된 코드 패턴들을 포함할 수 있다. 코드 패턴들은 미리 설정된 데이터 코드의 값에 대응될 수 있다. 표시 패널(110)을 비롯한 터치 센싱부(TSU)의 세부 구성 특징과 코드 패턴부(도 23의 CDP), 및 코드 패턴들의 세부 구조에 대해서는 이후에 첨부된 도면들을 참조해서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
표시 구동부(120)는 표시부(DU)를 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(120)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(120)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 게이트 구동부에 게이트 제어 신호들을 공급할 수 있다.
터치 구동부(140)는 터치 센싱부(TSU)에 접속될 수 있다. 터치 구동부(140)는 터치 센싱부(TSU)의 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고, 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 센싱할 수 있다. 터치 구동부(140)는 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 기초로 사용자의 터치 입력 여부 및 터치 좌표를 산출할 수 있다.
메인 프로세서(150)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(150)는 표시 패널(110)이 영상을 표시하도록 디지털 비디오 데이터를 표시 구동부(120)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(150)는 터치 구동부(140)로부터 터치 데이터를 수신하여 사용자의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 사용자의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다. 다른 예를 들어, 메인 프로세서(150)는 위치 입력 장치(2)으로부터 좌표 데이터를 수신하여 위치 입력 장치(2)의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 위치 입력 장치(2)의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다.
통신부(160)는 외부 장치와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(160)는 위치 입력 장치(2)의 통신 모듈(263)과 통신 신호를 송수신할 수 있다. 통신부(160)는 위치 입력 장치(2)으로부터 데이터 코드로 구성된 좌표 데이터를 수신할 수 있고, 좌표 데이터를 메인 프로세서(150)에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 위치 입력 장치(2)는 바디부(20)와 펜촉부(30)를 포함한다. 위치 입력 장치(2)는 전체적인 외형을 이루는 바디부(20)와 펜촉부(30)를 통해 만년필 등의 필기구 형상으로 형성될 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 위치 입력 장치(2)는 단순히 필기구 형태나 구조만으로 한정되지 않을 수 있다.
위치 입력 장치(2)는 바디부(20), 발광부(24), 수광부(25), 광 투과층(23), 및 제어부(26)를 포함한다.
발광부(24)는 바디부(20)상에 위치 입력 장치(2)의 펜촉부와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 발광부(24)는 일 방향으로 발광할 수 있다. 예를 들어, 발광부(24)는 적어도 하나의 적외선 광원을 이용해서 적외선 광을 바디부(20)의 일 단에서 출사시킬 수 있다. 발광부(24)에 포함된 적어도 하나의 적외선 광원 모듈은 행렬 구조의 적외선 LED 어레이로 구성될 수 있다.
수광부(25)는 바디부(20)상에 위치 입력 장치(2)의 펜촉부와 인접한 위치에 배치되어, 표시 장치(10)의 표시 패널(110)에 포함된 코드 패턴부(도 23의 CDP)에 관한 이미지 신호를 감지한다. 구체적으로, 수광부(25)는 코드 패턴부(도 23의 CDP)의 코드 패턴들로부터 반사된 적외선 광을 적외선 카메라로 검출할 수 있다.
수광부(25)는 렌즈계(도 12의 251), 경통부(도 12의 252), 이미지 센서부(도 12의 253)를 포함할 수 있다.
렌즈계(251)는 적외선을 포커싱하여 적외선 이미지를 경통부(252)로 전달할 수 있다. 경통부(252)는 렌즈계(251)로부터 포커싱된 적외선 이미지를 이미지 센서부(253)로 전달하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 또한, 적외선 이미지를 이미지 센서부(253)가 인식할 수 있도록 포커싱 할 수 있다. 광학 이미지 센서부(253)는 렌즈계(251)에 의해 형성된 광학 이미지를 전기적인 이미지 신호로 변환해서 출력할 수 있다.
이미지 센서부(253)는 적외선 LED 어레이와 마찬가지로 행렬 구조의 어레이로 구성되어, 코드 패턴부의 코드 패턴들로부터 반사된 적외선 형태에 따라 코드 패턴들의 이미지 데이터를 코드 프로세서(262)로 제공할 수 있다. 이렇게, 위치 입력 장치(2)의 수광부(25)는 사용자의 제어 및 움직임에 따라 터치 센싱부(TSU)의 적어도 일부 영역들에 포함된 코드 패턴부를 연속적으로 검출하고, 코드 패턴들의 형상 데이터를 연속적으로 생성해서 코드 프로세서(262)로 제공할 수 있다.
수광부(25) 및 발광부(24)의 일 측에 광 투과층(23)이 배치될 수 있다. 광 투과층(23)은 적외선 이외의 파장 대역을 차단하고 적외선을 통과시킬 수 있다.
제어부(26)는 코드 프로세서(262), 통신 모듈(263), 및 메모리(264)를 포함한다.
코드 프로세서(262)는 가압 감지 신호가 입력되는 시점을 위치 입력 장치(2)가 사용되는 시점으로 판단할 수 있다. 코드 프로세서(262)는 가압 감지 신호가 입력되면, 수광부(25)로부터 코드 패턴부의 이미지 데이터를 연속적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 코드 프로세서(262)는 코드 패턴부에 포함된 코드 패턴들에 대한 이미지 데이터를 연속적으로 수신할 수 있고, 코드 패턴들의 구조와 형상을 식별할 수 있다. 코드 프로세서(262)는 코트 패턴들에 구조와 형상에 대응되는 데이터 코드를 추출하거나 생성할 수 있고, 데이터 코드를 조합하여 조합된 데이터 코드에 대응되는 좌표 데이터를 추출하거나 생성할 수 있다. 코드 프로세서(262)는 생성된 좌표 데이터를 통신 모듈(263)을 통해 표시 장치(10)에 전송할 수 있다. 특히, 코드 프로세서(262)는 코드 패턴부의 이미지 데이터를 수신하여 코드 패턴들과 각각 대응되는 데이터 코드를 생성 및 변환함으로써, 복잡한 연산 및 보정 없이 좌표 데이터를 신속하게 생성할 수 있다.
통신 모듈(263)은 외부 장치와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(263)은 표시 장치(10)의 통신부(160)와 통신 신호를 송수신할 수 있다. 통신 모듈(263)은 코드 프로세서(262)로부터 데이터 코드로 구성된 좌표 데이터를 수신할 수 있고, 좌표 데이터를 통신부(160)에 제공할 수 있다.
메모리(264)는 위치 입력 장치(2)의 구동에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(264)에는 코드 패턴들의 이미지 데이터, 각각의 이미지 데이터와 코드 패턴들에 각각 대응되는 데이터 코드들이 저장된다. 또한, 메모리(264)에는 데이터 코드들 및 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들이 저장된다. 메모리(264)는 각각의 이미지 데이터와 코드 패턴들에 각각 대응되는 데이터 코드들, 및 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들을 코드 프로세서(262)와 공유한다. 이에, 코드 프로세서(262)는 메모리(264)에 저장된 데이터 코드들, 및 좌표 데이터들을 통해 데이터 코드를 조합하고, 조합된 데이터 코드에 대응되는 좌표 데이터를 추출하거나 생성할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet Personal Computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 또는 사물 인터넷(Internet Of Things, IOT)의 표시부로 적용될 수 있다. 다른 예를 들어, 표시 장치(10)는 스마트 워치(Smart Watch), 워치 폰(Watch Phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(Wearable Device)에 적용될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 표시 장치(10)는 자동차의 계기판, 자동차의 센터페시아(Center Fascia), 자동차의 대쉬 보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(Room Mirror Display), 또는 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로서 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이에 적용될 수 있다.
표시 장치(10)는 사각형과 유사한 평면 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 제1 방향(X)의 단변과 제2 방향(Y)의 장변을 갖는 사각형과 유사한 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X)의 단변과 제2 방향(Y)의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형과 유사하게 형성될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 패널(110), 표시 구동부(120), 회로 보드(130), 및 터치 구동부(140)를 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 메인 영역(MA) 및 서브 영역(SBA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 영상을 표시하는 화소들을 구비한 표시 영역(DA), 및 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 발광 영역 또는 복수의 개구 영역으로부터 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(110)은 스위칭 소자들을 포함하는 화소 회로, 발광 영역 또는 개구 영역을 정의하는 화소 정의막, 및 자발광 소자(Self-Light Emitting Element)를 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(110)의 메인 영역(MA)의 가장자리 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급하는 게이트 구동부(미도시), 및 표시 구동부(120)와 표시 영역(DA)을 연결하는 팬 아웃 라인들(미도시)을 포함할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 영역(SBA)이 벤딩되는 경우, 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)과 두께 방향(제3 방향(Z))으로 중첩될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 표시 구동부(120), 및 회로 보드(130)와 접속되는 패드부를 포함할 수 있다. 선택적으로, 서브 영역(SBA)은 생략될 수 있고, 표시 구동부(120) 및 패드부는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
표시 구동부(120)는 표시 패널(110)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(120)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(120)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 게이트 구동부에 게이트 제어 신호들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(120)는 집적 회로(Integrated Circuit, IC)로 형성되어 COG(Chip on Glass) 방식, COP(Chip on Plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(110) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(120)는 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있고, 서브 영역(SBA)의 벤딩에 의해 메인 영역(MA)과 두께 방향(제3 방향(Z))으로 중첩될 수 있다. 다른 예를 들어, 표시 구동부(120)는 회로 보드(130) 상에 실장될 수 있다.
회로 보드(130)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하여 표시 패널(110)의 패드부 상에 부착될 수 있다. 회로 보드(130)의 리드 라인들은 표시 패널(110)의 패드부에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(130)는 연성 인쇄 회로 보드(Flexible Printed Circuit Board), 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board), 또는 칩 온 필름(Chip on Film)과 같은 연성 필름(Flexible Film)일 수 있다.
터치 구동부(140)는 회로 보드(130) 상에 실장될 수 있다. 터치 구동부(140)는 표시 패널(110)의 터치 센싱부에 연결될 수 있다. 터치 구동부(140)는 터치 센싱부의 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고, 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 신호는 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호일 수 있다. 터치 구동부(140)는 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 기초로 터치 입력 여부 및 터치 좌표를 산출할 수 있다. 터치 구동부(140)는 집적 회로(IC)로 형성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다. 도 5 및 도 6은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 개력적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(110)은 표시부(DU), 터치 센싱부(TSU), 및 반사층(700)을 포함할 수 있다. 표시부(DU)는 반사층(700), 기판(SUB), 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 봉지층(TFEL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 베이스 기판 또는 베이스 부재일 수 있다. 기판(SUB)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 글라스 재질 또는 금속 재질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예를 들어, 기판(SUB)은 폴리이미드(PI)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 화소들의 화소 회로를 구성하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 게이트 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 게이트 제어 라인들, 표시 구동부(120)와 데이터 라인들을 연결하는 팬 아웃 라인들, 및 표시 구동부(120)와 패드부를 연결하는 리드 라인들을 더 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 반도체 영역, 소스 전극, 드레인 전극, 및 게이트 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부가 표시 패널(110)의 비표시 영역(NDA)의 일측에 형성되는 경우, 게이트 구동부는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 게이트 제어 라인들 및 팬 아웃 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 리드 라인들은 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML)은 박막 트랜지스터층(TFTL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 광을 발광하는 복수의 발광 소자, 및 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광 소자층(EML)의 복수의 발광 소자는 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 발광층은 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 유기 발광층(Organic Light Emitting Layer), 및 전자 수송층(Electron Transporting Layer)을 포함할 수 있다. 제1 전극이 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 소정의 전압을 수신하고, 제2 전극이 캐소드 전압을 수신하면, 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동될 수 있고, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극은 애노드 전극이고, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 예를 들어, 복수의 발광 소자는 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 다이오드 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)의 상면과 측면을 덮을 수 있고, 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)을 봉지하기 위한 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다.
터치 센싱부(TSU)는 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)는 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 복수의 터치 전극, 복수의 터치 전극과 터치 구동부(140)를 접속시키는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱부(TSU)는 자기 정전 용량(Self-Capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
다른 예를 들어, 터치 센싱부(TSU)는 표시부(DU) 상에 배치된 별도의 기판 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센싱부(TSU)를 지지하는 기판은 표시부(DU)를 봉지하는 베이스 부재일 수 있다.
터치 센싱부(TSU)의 복수의 터치 전극은 표시 영역(DA)과 중첩되는 터치 센서 영역에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)의 터치 라인들은 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 터치 주변 영역에 배치될 수 있다.
반사층(700)은 터치 센싱부(TSU)의 상면에 배치된다. 반사층(700)은 외부의 광을 반사하는 역할을 한다. 예를 들어, 외부의 광이 표시 장치(10)에 입사될 때, 외부의 광의 일부는 반사층(700)에 의해 반사되고, 또 다른 일부의 광은 반사층(700)을 투과하여 코드 패턴부(도 7의 CDP)에 반사될 수 있다. 또한, 다시 코드 패턴부(도 7의 CDP)에 의해 반사된 광은 다시 반사층(700)에 반사될 수 있다. 이에, 반사된 광들은 위치 입력 장치(2)에서 감지될 수 있고, 위치를 감지할 수 있다. 코드 패턴부(도 7의 CDP)이 사용자의 위치를 감지하는 방법에 대해서는 도 11 이하에서 후술하기로 한다.
반사층(700)은 필름 형태로 제공될 수 있으며, 반사층(700)은 투명 접착 필름(Optically Clear Adhesive, OCA 필름) 또는 투명 접착 레진(Optically Clear Resin, OCR)에 의해 기판의 하면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 반사층(700)은 콜레스테릭 액정층(도 8의 CD) 및 배향판들을 포함할 수 있다. 배향판들 및 콜레스테릭 액정층(도 8의 CD)은 터치 센싱부(TSU)의 상면에 순차적으로 적층될 수 있다.
반사층(700)은 표시 패널(110) 내에 직접 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에도, 반사층(700)은 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 봉지층(TFEL), 및 터치 센싱부(TSU)와 함께 표시 패널(110) 내에 내재화될 수도 있다. 이 경우, 반사층(700)은 발광 소자층(EML)의 광 방출 경로 상에 위치한다. 따라서, 반사층(700)은 표시 화면을 가리거나 휘도가 저하하는 것을 방지하기 위해 어느 정도의 투명도를 가질 필요가 있다.
표시 패널(110)의 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 영역(SBA)이 벤딩되는 경우, 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)과 두께 방향(제3 방향(Z))으로 중첩될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 표시 구동부(120), 및 회로 보드(130)와 접속되는 패드부를 포함할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 개력적인 단면도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예의 경우, 반사층(700)이 터치 센싱부(TSU)의 하면에 배치된 점에서 도 4의 실시예와 상이하다.
도 5를 참조하면, 반사층(700)은 필름 형태로 제공될 수 있으며, 반사층(700)은 투명 접착 필름(Optically Clear Adhesive, OCA 필름) 또는 투명 접착 레진(Optically Clear Resin, OCR)에 의해 기판의 하면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 반사층(700)은 콜레스테릭 액정층(도 8의 CD) 및 배향판들을 포함할 수 있다. 배향판들 및 콜레스테릭 액정층(710)은 기판의 하면에 순차적으로 적층될 수 있다.
반사층(700)은 표시 패널(110) 내에 직접 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에도, 반사층(700)은 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 봉지층(TFEL), 및 터치 센싱부(TSU)와 함께 표시 패널(110) 내에 내재화될 수도 있다. 이 경우, 반사층(700)은 발광 소자층(EML)의 광 방출 경로 상에 위치한다. 따라서, 반사층(700)은 표시 화면을 가리거나 휘도가 저하하는 것을 방지하기 위해 어느 정도의 투명도를 가질 필요가 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 개력적인 단면도이다.
도 6를 참고하면, 본 실시예의 경우, 반사층(700)이 박막 트렌지스터층(TFTL) 상에 배치된 점에서 도 4의 실시예와 상이하다.
도 6를 참조하면, 반사층(700)은 필름 형태로 제공될 수 있으며, 반사층(700)은 투명 접착 필름(Optically Clear Adhesive, OCA 필름) 또는 투명 접착 레진(Optically Clear Resin, OCR)에 의해 기판의 상면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 반사층(700)은 콜레스테릭 액정층(도 8의 CD) 및 배향판들을 포함할 수 있다. 배향판들 및 콜레스테릭 액정층(도 8의 CD)은 기판의 하면에 순차적으로 적층될 수 있다.
반사층(700)은 표시 패널(110) 상에 직접 형성될 수 있다. 이 경우, 반사층(700)은 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 봉지층(TFEL), 및 터치 센싱부(TSU)와 함께 표시 패널(110) 내에 내재화될 수도 있다. 이 경우, 반사층(700)은 발광 소자층(EML)의 광 방출 경로 상에 위치하지 않는다. 따라서, 반사층(700)은 표시 화면을 가리거나 휘도가 저하하는 것을 방지할 필요가 없으므로, 불투명한 물질을 포함할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에의 경우에도, 반사층(700)이 터치 센싱부(TSU)와 인접하여 배치될 수 있다. 반사층(700)이 외부의 광을 반사하고, 반사된 광이 터치 센싱부(TSU)의 코드 패턴부(CDP)에 다시 반사되는 경우, 광 경로의 길이가 감소할 수 있다. 즉, 반사층(700)의 반사 효율이 증가할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다. 도 8 및 도 7의 반사층을 확대한 단면도이다. 도 9 및 도 10은 또 다른 실시예에 따른 반사층을 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 기판(SUB) 상에는 버퍼층(510)이 배치된다. 버퍼층(510)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(510) 상에는 제1 박막 트랜지스터(TFT1), 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 배치될 수 있다.
복수의 박막 트랜지스터들(TFT1, TFT2)은 각각 반도체층들(A1, A2), 반도체층들(A1, A2)의 일부 상에 배치되는 게이트 절연층(521), 게이트 절연층(521) 상의 게이트 전극들(G1, G2), 반도체층들(A1, A2) 각각과 게이트 전극들(G1, G2) 각각을 덮는 층간 절연막(522), 층간 절연막(522) 상의 소스 전극들(S1, S2)과 드레인 전극들(D1, D2)을 포함할 수 있다.
반도체층들(A1, A2)은 각각 제1 박막 트랜지스터(TFT1), 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 채널을 이룰 수 있다. 반도체층들(A1, A2)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 반도체층들(A1, A2)은 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘이나, 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는 예를 들어, 인듐, 아연, 갈륨, 주석, 티타늄, 알루미늄, 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz)을 포함할 수 있다. 반도체층들(A1, A2)은 각각 채널 영역과 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다.
반도체층들(A1, A2) 상에는 게이트 절연층(521)이 배치된다. 게이트 절연층(521)은 제1 게이트 전극(G1)과 제1 반도체층(A1)을 전기적으로 절연하고, 제2 게이트 전극(G2)과 제2 반도체층(A2)을 전기적으로 절연한다. 게이트 절연층(521)은 절연 물질, 예를 들어 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 또는 금속 산화물 등으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연층(521) 상에는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 게이트 전극(G1), 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 게이트 전극(G2)이 배치된다. 게이트 전극들(G1, G2)은 각각 반도체층들(A1, A2)의 채널 영역의 상부, 즉 게이트 절연층(521) 상에서 채널 영역과 중첩하는 위치에 형성될 수 있다.
게이트 전극들(G1, G2) 상에는 층간 절연이 배치될 수 있다. 층간 절연막(522)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 또한 도시하지는 않았지만, 층간 절연막(522)은 복수의 절연막으로 이루어질 수 있고, 절연막 사이에는 커패시터 제2 전극을 형성하는 도전층을 더 포함할 수 있다.
층간 절연막(522) 상에는 소스 전극들(S1, S2)과 드레인 전극들(D1, D2)이 배치된다. 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 소스 전극(S1)은 층간 절연막(522)과 게이트 절연층(521)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 반도체층(A1)의 드레인 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 소스 전극(S2)은 층간 절연막(522)과 게이트 절연층(521)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 반도체층(A2)의 드레인 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 각각의 소스 전극들(S1, S2)과 드레인 전극들(D1, D2)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
평탄화층(530)은 각각의 소스 전극들(S1, S2)과 드레인 전극들(D1, D2)을 덮도록 층간 절연막(522) 상에 형성될 수 있다. 평탄화층(530)은 유기 절연 물질 등으로 형성될 수 있다. 평탄화층(530)은 평평한 표면을 가질 수 있으며, 소스 전극들(S1, S2)과 드레인 전극들(D1, D2) 각각 중 어느 하나를 노출시키는 컨택홀을 포함할 수 있다.
평탄화층(530) 상에는 발광 소자층(EML)이 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 발광 소자(EL), 및 뱅크층(BK)을 포함할 수 있다. 발광 소자(EL)는 화소 전극(57), 발광층(58), 및 공통 전극(590)을 포함할 수 있다.
평탄화층(530) 상에는 발광 소자(EL)의 화소 전극(57)이 배치될 수 있다. 화소 전극(57)은 각 화소(PX)마다 마련될 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(530) 상에는 제1 발광 소자(EL1)의 제1 화소 전극(571)이 배치되고, 제2 발광 소자(EL2)의 제2 화소 전극(573)이 배치될 수 있다. 제1 화소 전극(571)은 평탄화층(530)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 소스 전극(S1) 또는 제1 드레인 전극(D1)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 화소 전극(572)은 평탄화층(530)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 소스 전극(S2) 또는 제2 드레인 전극(D2)과 연결될 수 있다.
발광 소자(EL)의 화소 전극(57)은 이에 제한되는 것은 아니지만 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)의 단일층 구조를 가지거나, 적층막 구조, 예를 들어 인듐-주석-산화물(Indi㎛-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indi㎛-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Induim Oxide: In2O3) 및 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pb), 금(Au), 니켈(Ni)을 포함하는 ITO/Mg, ITO/MgF, ITO/Ag, ITO/Ag/ITO의 복수층 구조를 가질 수 있다.
화소 전극(57) 상에는 뱅크층(BK)이 배치될 수 있다. 뱅크층(BK)은 화소 전극(57)과 중첩하는 영역에 형성되어 화소 전극(57)을 노출시키는 개구를 형성할 수 있다. 상기 노출된 화소 전극(57)과 발광층(58)이 중첩하는 영역은 각 화소(PX: PX1, PX2, PX3, PX4)에 따라 서로 다른 광을 발광하는 발광 영역으로 정의될 수 있다.
뱅크층(BK)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 다른 예로, 뱅크층(BK)은 실리콘 질화물 등과 같은 무기 물질을 포함할 수도 있다.
뱅크층(BK)의 개구가 노출하는 발광 소자(EL)의 화소 전극(57) 상에는 발광층(58)이 배치될 수 있다. 발광층(58)은 고분자 물질 또는 저분자 물질을 포함할 수 있으며, 각 화소(PX)별로 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출할 수 있다. 발광층(58)에서 방출한 빛은 영상 표시에 기여하거나, 또는 광 센서(PS)에 입사되는 광원으로서 기능할 수 있다.
발광층(58)이 유기물로 형성되는 경우, 각 발광층(58)을 중심으로 하부에는 정공 주입층(Hole Injecting Layer: HIL) 및 정공 수송층(Hole Transporting Layer: HTL)이 배치될 수 있고, 상부에는 전자 주입층(Electron Injecting Layer: EIL) 및 전자 수송층(Electron Transporting Layer: ETL)이 적층될 수 있다. 이들은 유기물로 구비된 단층 또는 다층일 수 있다.
발광층(58), 및 뱅크층(BK) 상에는 공통 전극(590)이 배치될 수 있다. 공통 전극(590)은 발광층(58), 및 뱅크층(BK)을 덮는 형태로 복수의 화소(PX) 및 복수의 광 센서(PS) 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 공통 전극(590)은 일함수가 낮은 도전성 물질, 예를 들어, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)을 포함할 수 있다. 또는 투명 금속 산화물, 예를 들어, 인듐-주석-산화물(ITO), 인듐-아연-산화물(IZO), 산화아연(ZnO) 등을 포함할 수 있다.
이에 제한되는 것은 아니지만, 공통 전극(590)은 발광층(58) 상에 공통적으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 발광 소자(EL1)의 캐소드 전극과 제2 발광 소자(EL2)의 감지 캐소드 전극은 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 소자(EL1)의 캐소드 전극에 연결된 공통 전압 배선은 제2 발광 소자(EL2)의 캐소드 전극에 동시에 연결될 수 있다.
발광 소자층(EML) 상부에는 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광층(58) 각각에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광층(58) 각각을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지층(TFEL)은 제1 무기막(611), 유기막(612), 제2 무기막(613)이 순차 적층된 구조로 형성될 수 있다. 제1 무기막(611) 및 제2 무기막(613)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄 옥사이드층, 및 알루미늄 옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 유기막(612)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막일 수 있다.
봉지층(TFEL) 상부에는 터치 센싱부(TSU)가 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시하지는 않았지만, 터치 센싱부(TSU)는 복수의 터치 전극(SEN) 및 복수의 더미 전극(DME)을 포함할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)은 물체 또는 사람의 터치를 감지하기 위해 상호 정전 용량 또는 자기 정전 용량을 형성할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)은 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE)을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 코드 패턴부(CDP)는 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 갖는 복수의 코드 패턴을 포함할 수 있다. 터치 센싱부(TSU)의 복수의 터치 전극(SEN), 복수의 더미 전극(DME), 및 코드 패턴부(CDP)에 관한 설명은 도 22에서 후술하기로 한다.
터치 센싱부(TSU) 상부에는 반사층(700)이 배치될 수 있다.
도 8을 더 참조하면, 반사층(700)은 적어도 액정층(710)을 포함할 수 있다. 액정층(710)은 콜레스테릭 액정층(Cholesteric liquid layer)일 수 있다. 즉, 액정층(710)은 콜레스테릭 액정(CD)에 주기적인 나선구조를 유도하는 카이럴 도펀트(chiral)를 포함한다. 콜레스테릭 액정(CD)은 카이럴 네마틱 액정(chiral nematic liquid crystal)으로 칭할 수 있다. 콜레스테릭 액정(CD)이 꼬여서 돌아가는 나선 구조의 회전 방향에 따라 액정층(710)의 광학적 성질이 결정될 수 있다.
액정층(710)은 콜레스테릭 액정(CD)의 카이럴 도펀트(또는 액정 분자들)이 나선 축을 따라 꼬이면서 층을 이루며 배열된 나선형의 구조를 가진다. 제1 카이럴 도펀트(CD1)를 기준으로 나선 축 방향으로 360° 회전한 제2 카이럴 도펀트(CD2)까지의 거리가 액정층(710)의 피치(P)로 정의될 수 있다. 즉, 피치(P)는 제1 카이럴 도펀트(CD1)와 제2 카이럴 도펀트(CD2) 사이의 제3 방향(Z)의 거리일 수 있다. 또는, 액정층(710)의 나선축(CL)은 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있고, 피치(P)는 나선축(CL) 상에서 제1 카이럴 도펀트(CD1)와 제2 카이럴 도펀트(CD2) 사이의 제3 방향(Z)의 거리일 수 있다.
이에 따라, 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들은 피치(P)가 커질수록 장파장의 빛을 반사시키고, 피치(P)가 작을수록 단파장의 빛을 반사시킨다. 즉, 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들의 피치(P)를 어떻게 설계하느냐에 따라 어느 파장의 빛을 반사시킬지를 결정할 수 있다. 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들의 피치(P)는 카이럴 도펀트의 양에 따라 조정될 수 있다.
액정층(710)은 나선의 회전방향과 역방향으로 편광된 일부의 광만을 투과시키고 나머지 광은 반사시킨다. 반사광의 파장은 콜레스테릭 액정(CD)의 평균 굴절률과 피치(P)의 곱으로 표시될 수 있다.
목적하는 피치를 갖는 액정층(710)을 배향하기 위해 액정 조성물을 준비하더라도, 피치를 구성하는 액정 분자 그룹 내 액정 분자들의 조합은 랜덤하게 결정되기 때문에 액정 분자 그룹은 소정 범위의 피치를 갖도록 배향된다. 또한 액정 분자들 각각은 소정 범위 내의 굴절률을 갖고, 하나의 피치를 이루는 액정 분자들의 조합은 랜덤하게 결정되기 때문에 하나의 피치를 이루는 액정 분자 그룹의 평균 굴절률은 피치마다 다를 수 있다.
액정층(710)은 소정 범위의 굴절률을 갖고, 소정 범위의 피치를 갖도록 배향된다. 액정층(710)의 굴절률 범위가 넓고 피치 범위가 넓을수록 넓은 파장대역의 광을 반사시킬 수 있다. 하나의 피치를 이루는 액정 분자 그룹의 반사광 파장대역은 아래의 수학식 1과 같이 결정되고, 다른 피치를 갖는 복수 개의 액정 분자 그룹들을 포함하는 액정층(710)에서 반사된 반사광의 파장 대역은 아래의 수학식 2과 같이 결정된다.
수학식 1에서, P는 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들의 피치, λ는 빛을 반사하는 반사 파장, n은 콜레스테릭 액정(CD)의 평균 굴절률을 나타낸다. 예를 들어, 반사 파장(λ)이 780nm이고, 콜레스테릭 액정(CD)의 평균 굴절률(n)이 1.5인 경우, 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들의 피치(P)는 520nm로 산출될 수 있다. 또한, 반사 파장(λ)이 380nm이고, 콜레스테릭 액정(CD)의 굴절률(n)이 1.5인 경우 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들의 피치(P)는 253nm로 산출될 수 있다. 즉, 콜레스테릭 액정(CD)의 굴절률(n)이 1.5인 경우 적외선 파장대(780nm 이상의 파장대) 또는 자외선 파장대(380nm 이하의 파장대)를 반사하기 위해서 카이럴 도펀트에 의해 나선 구조로 배열된 콜레스테릭 액정(CD)들의 반사 파장(λ)이 380nm 이하 780nm 이상 되도록 피치(P)를 253nm 이하 또는 520nm 이상으로 설계될 수 있다.
콜레스테릭 액정(CD)을 좀 더 플래너 형태로 배향하기 위해 반사층(700)은 배향막들(720, 730)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 도시된 경우와 같이, 액정층(710)은 제1 배향막(730)과 제2 배향막 사이에서 배향될 수 있다. 배향막은 폴리이미드막일 수 있고, 러빙된 폴리이미드막 상에 콜레스테릭 액정을 배향할 수 있다.
필름 타입의 액정층(710)은 제1 배향막(730) 상에 배향되고, 액정층(710) 상에 제2 배향막(720)이 배치된다. 액상 상태의 액정층(710)의 액정 조성물을 제1 배향막(730)의 일면에 코팅한 후 1차 경화시시키고, 80℃의 오븐에서 코팅층을 5분간 열 경화시킨다. 이후 UV 광원을 이용하여 2차 경화시킨다. 이에 따라, 액정층(710) 내의 카이럴 도펀트는 소정의 피치(P)와 나선축(CL)을 갖도록 고정될 수 있다.
도 10을 더 참조하면, 반사층(700)은 복수의 액정층(710)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 반사층(700)은 제1 액정층(710) 및 제2 액정층(710)을 포함할 수 있다. 제1 액정층(710)을 배향하기 위해 제1 배향막(730) 및 제2 배향막(720)이 제1 액정층(710)의 일면과 타면에 각각 배치될 수 있다. 또, 제2 액정층(710)을 배향하기 위해 제3 배향막(740) 및 제4 배향막(750)이 제1 액정층(710)의 일면과 타면에 각각 배치될 수 있다. 다만, 반사층(700)의 액정층(710)의 개수는 이에 제한되지 않고, 반사광의 파장 대역에 따라 자유롭게 설계될 수 있다.
반사층(700)은 입사된 외부의 광으로부터 광을 반사하는 비율인 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 반사층(700)의 반사율은 10% 내지 50%일 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 도 17 이하에서 후술하기로 한다.
반사층(700) 상부에는 윈도우(WDL)가 배치될 수 있다. 윈도우(WDL)는 표시 셀(100)이 절단 공정 및 모듈 공정을 진행한 후 표시 장치(10)의 상부에 배치되어 표시 장치(10)의 구성을 보호할 수 있다. 윈도우(WDL)는 유리나 플라스틱일 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 위치 감지 방법을 나타낸 순서도이다. 도 12는 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 위치 감지 방법을 나타낸 단면도이다. 도 13은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 입사광과 반사광의 광의 세기를 나타낸 그래프이다. 도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 이미지 데이터를 나타낸 이미지이다. 도 17은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 위치 감지 방법을 나타낸 단면도이다. 도 18 내지 도 20은 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템의 이미지 데이터를 나타낸 이미지이다.
첫번째로, 위치 입력 장치(2)의 발광부(24)는 입사광(L1)을 발광할 수 있다(S110).
도 12 및 도 13을 더 참조하면, 위치 입력 장치(2)는 표시 장치(10)를 향해 발광할 수 있다. 위치 입력 장치(2)의 발광부(24)는 입사광(L1)을 출력하고, 출력된 입사광(L1)은 직접 또는 반사 부재 등에 반사되어 표시 장치(10)에 입사될 수 있다.
도 12 내지 도 16에서는 위치 입력 장치(2)가 표시 장치(10)에 대해 수직으로 입사하는 경우의 예시 도면들이다. 즉, 입사광(L1)이 나선축(CL)과 평행한 경우를 예시하고 있다. 예를 들어, 위치 입력 장치(2)는 나선축(CL)으로부터 -5°내지 5° 기울어져 표시 장치(10)에 입사할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 발광부(24)는 소정의 각도로 기울어져 발광할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)가 제1 방향(X)을 따라 연장되고, 이에 따라 액정층(710)의 나선축(CL)이 제3 방향(Z)을 따라 연장되는 경우, 위치 입력 장치(2)의 발광부(24)는 나선축(CL)과 소정의 각도로 기울어져 발광할 수 있다. 즉, 입사광(L1)이 나선축(CL)과 소정의 각도로 기울어져 표시 장치(10)에 입사할 수 있다.
발광부(24)가 발광하는 입사광(L1)은 적외선 대역의 광일 수 있다. 예를 들어, 입사광(L1)의 강도 중에서 가장 큰 강도 값을 갖는 강도를 갖는 파장을 피크 파장으로 정의하는 경우, 입사광(L1)의 제1 피크 파장(PK1)은 약 860nm에 위치할 수 있다. 또한, 광의 피크 파장에서 갖는 강도 값의 절반이 되는 강도 값을 갖는 파장들의 폭을 파장 대역으로 정의하는 경우, 입사광(L1)의 제1 파장 대역(FW1)은 780nm 내지 900nm일 수 있다. 또한, 파장 대역의 양단의 파장들의 평균 값을 중심 파장으로 정의하는 경우, 입사광(L1)의 제1 중심 파장(CCR1)은 제1 파장 대역(FW1)의 양단의 제1 파장(F1) 제2 파장(F2)의 평균 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 중심 파장(CCR1)은 850nm일 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
두번째로, 표시 장치(10)에 입사한 입사광(L1)이 반사층(700)에 반사되어 반사광(L2)이 생성될 수 있다(S120).
표시 장치(10)에 입사한 입사광(L1)이 반사층(700)에 반사되는 경우, 상술한 바와 같이, 반사층(700)이 콜레스테릭 액정을 포함함으로써, 반사광(L2)은 입사광(L1)과 다른 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 입사광(L1)이 적외선 대역이 광인 경우, 반사광(L2)도 적외선 대역일 수 있다. 또한, 입사광(L1)의 파장 대역보다 반사광(L2)의 파장 대역이 더 클 수 있다. 반사광(L2)의 제2 파장 대역(FW2),제2 피크 파장(PKR2), 및 제2 중심 파장(CCR2)은 아래의 표 1과 같이 결정된다.
A B C D E F
FW2(nm) 500 이하 780-920 800-960 840-980 860-1010 910~1060
PKR2(nm) - 850 870 910 960 1000
CCR2(nm) - 850 880 910 935 985
a*/b* 8.9/14.2 -0.3/-3.7 -0.3/-3.7 -0.5/-3.2 -0.5/-3.2 -0.5/-3.2
표 1은 발광부(24)가 발광하는 입사광(L1)의 제1 피크 파장(PK1)이 860nm이고, 입사광(L1)의 제1 파장 대역(FW1)이 780nm 내지 900nm이며, 입사광(L1)이 반사층(700)에 나선축(CL)으로부터 -5°내지 5°의 범위내로 기울어져 입사되는 경우에 관한 반사광(L2)의 결과를 나타낸다. 표 1에서 FW2는 반사광(L2)의 제2 파장 대역(FW2), PKR2는 반사광(L2)의 제2 피크 파장(PKR2), CCR2는 반사광(L2)의 제2 중심 파장(CCR2) 및 a*는 반사광(L2)의 적색의 비율을 나타내는 색차계의 색감 정보, b*는 황색의 비율을 나타내는 색차계의 색감 정보, 및 A 내지 F는 서로 다른 반사층(700)의 설계에 따른 각각의 경우를 나타낸다. 예를 들어, A의 경우는 반사광(L2)이 제2 파장 대역(FW2)이 780nm 내지 920nm을 갖도록 반사층(700)이 설계된 경우를 나타낸다. 이 경우, 제2 피크 파장(PKR2)은 850nm에 위치하고, 제2 중심 파장(CCR2)은 850nm에 위치할 수 있다. 또한, A의 경우, 반사광(L2)은 적색과 황색 대역의 파장을 가질 수 있고, 반사광(L2)이 적색 또는 황색으로 시인될 수 있다. 즉, 반사광(L2)이 가시광선 파장 대역을 가져, 사용자가 위치 입력 장치(2)를 사용하는 경우에 반사광(L2)이 시인될 수 있다. 또한, B의 경우는 반사광(L2)이 제2 파장 대역(FW2)이 800nm 내지 960nm을 갖도록 반사층(700)이 설계된 경우를 나타낸다. 이 경우, 제2 피크 파장(PKR2)은 870nm에 위치하고, 제2 중심 파장(CCR2)은 880nm에 위치할 수 있다. 또한, B의 경우, 반사광(L2)은 가시광선 파장 대역의 광을 가지지 않을 수 있다. 즉, 사용자가 위치 입력 장치(2)를 사용하는 경우에 반사광(L2)이 시인되지 않을 수 있다. 또한, E의 경우는 반사광(L2)이 제2 파장 대역(FW2)이 880nm 내지 10100nm을 갖도록 반사층(700)이 설계된 경우를 나타낸다. 이 경우, 제2 피크 파장(PKR2)은 960nm에 위치하고, 제2 중심 파장(CCR2)은 935nm에 위치할 수 있다. 또한, E의 경우, 반사광(L2)은 가시광선 파장 대역의 광을 가지지 않을 수 있다. 즉, 사용자가 위치 입력 장치(2)를 사용하는 경우에 반사광(L2)이 시인되지 않을 수 있다.
세번째로, 위치 입력 장치(2)에서 반사광(L2)을 수광하여 이미지 데이터 획득한다(S130).
도 14 내지 도 16을 더 참조하면, 위치 입력 장치(2)의 수광부는 반사층(700)에서 반사된 반사광(L2)을 수광하여 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 14는 상기 표 1에서 B의 경우에 획득한 제1 이미지 데이터(IMD1)를 나타내고, 도 15는 상기 표 1에서 E의 경우에 획득한 제2 이미지 데이터(IMD2)를 나타내고,도 16은 상기 표 1에서 F의 경우에 획득한 제3 이미지 데이터(IMD3)를 나타낸다. 도 14의 실시예인 상기 표 1의 B의 경우는 반사광(L2)이 제2 파장 대역(FW2)이 800nm 내지 960nm을 갖도록 반사층(700)이 설계될 수 있다. 이 경우, 입사광(L1)과 반사광(L2)의 중첩되는 파장 대역이 필요 이상으로 클 수 있다. 이에 따라서, 제1 이미지 데이터(IMD1) 상에는 반사광(L2)의 강도가 높아 코드 패턴부(CDP)가 인식되지 않는 광포화 영역(SL)이 발생할 수 있다. 광포화 영역(SL)이 발생함에 따라, 제1 이미지 데이터(IMD1)는 광포화 영역(SL)에 배치된 코드 패턴부(CDP)에 관한 정보가 포함되지 않을 수 있다.
또한, 도 15의 실시예인 상기 표 1의 E의 경우는 반사광(L2)이 제2 파장 대역(FW2)이 860nm 내지 1010nm을 갖도록 반사층(700)이 설계될 수 있다. 즉, 제2 피크 파장(PKR2)은 960nm에 위치하고, 제2 중심 파장(CCR2)은 935nm에 위치할 수 있다. 이 경우, 입사광(L1)과 반사광(L2)의 중첩되는 파장 대역에 따라 제2 이미지 데이터(IMD2)에는 광포화 영역(SL)이 발생하지 않을 수 있다. 즉, 제2 이미지 데이터(IMD2)에는 코드 패턴부(CDP)가 바람직하게 시인될 수 있다. 또한, 도 16의 실시예인 상기 표 1의 F의 경우는 반사광(L2)이 제2 파장 대역(FW2)이 910nm 내지 1060nm을 갖도록 반사층(700)이 설계될 수 있다. 즉, 제2 피크 파장(PKR2)은 1000nm에 위치하고, 제2 중심 파장(CCR2)은 985nm에 위치할 수 있다. 이 경우, 입사광(L1)과 반사광(L2)의 중첩되는 파장 대역이 필요 이하로 작을 수 있다. 이에 따라 제3 이미지 데이터(IMD3)에는 코드 패턴부(CDP)의 시인성이 감소할 수 있다.
정리하면, 반사광(L2)이 반사광(L2)의 제2 파장 대역이 840nm 내지 980nm 또는 860nm 내지 1010nm보다 작은 파장 대역을 갖는 경우, 반사광(L2)이 적색 또는 황색 파장 대역의 광을 가질 수 있어, 사용자에게 반사광(L2)이 시인될 수 있다. 또한, 이미지 데이터에 광포화 영역(SL)이 발생하여 이미지 데이터의 일부 영역에 코드 패턴부(CDP)에 대한 정보가 포함되지 않을 수도 있다. 반면, 반사광(L2)이 반사광(L2)의 제2 파장 대역이 840nm 내지 980nm 또는 860nm 내지 1010nm보다 큰 파장 대역을 갖는 경우, 이미지 데이터에 코드 패턴부(CDP)에 관한 정보가 포함되지 않을 수 있다. 즉, 반사광(L2)이 반사광(L2)의 제2 파장 대역이 840nm 내지 980nm 또는 860nm 내지 1010nm인 경우에 이미지 데이터에 바람직한 코드 패턴부(CDP)의 정보가 포함될 수 있다.
또한, 도 17 내지 도 20을 더 참조하면, 상술한 바와 같이, 위치 입력 장치(2)는 소정의 각도로 기울어져 광을 발광할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 위치 입력 장치(2)를 사용하는 경우, 위치 입력 장치(2)는 나선축(CL)으로부터 입사 각도(AN)로 기울어질 수 있다. 즉, 위치 입력 장치(2)의 입사광(L1)은 입사 각도(AN)를 갖고, 나선축(CL)으로부터 입사 각도(AN)로 기울어져 입사할 수 있다. 이 경우, 입사 각도(AN)는 0° 내지 40°일 수 있다.
이에 따라, 위치 입력 장치(2)의 수광부는 입사 각도(AN)로 기울어져 입사한 입사광(L1)의 반사광(L2)을 수광할 수 있다. 또한, 수광한 반사광(L2)에서 획득한 이미지 데이터에 기초하여 좌표 데이터를 산출할 수 있어야 한다. 예를 들어, 위치 입력 장치(2)의 수광부는 입사 각도(AN)가 0° 내지 40°인 입사광(L1)의 반사광(L2)을 수광하여 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 이미지 데이터에 코드 패턴부(CDP)의 이미지를 포함하는 경우, 위치 입력 장치(2)는 좌표 데이터를 산출하고, 터치 위치를 산출할 수 있다.
정리하면, 반사층(700)이 소정의 반사율을 가짐으로써, 이미지 데이터 코드에 코드 패턴부(CDP)의 이미지가 포함되고, 위치 입력 장치(2)는 터치 위치를 산출할 수 있다. 즉, 반사층(700)은 입사된 외부의 광으로부터 광을 반사하는 비율인 반사율을 가질 수 있고, 반사층(700)의 반사율은 10% 내지 50%일 수 있다. 이하에서는 발광부(24)가 발광하는 입사광(L1)의 파장의 제1 피크 파장(PK1)이 860nm이고, 입사광(L1)의 제1 파장 대역(FW1)이 780nm 내지 900nm이며, 반사광(L2)의 제2 피크 파장(PKR2)이 960nm이고, 반사광(L2)의 제2 파장 대역이 860nm 내지 1010nm인 경우를 살펴보기로 한다.
도 18을 더 참조하면, 예를 들어, 반사층(700)의 반사율이 50%을 초과하는 경우, 위치 입력 장치(2)의 수광부는 충분한 반사광(L2)을 수광하여 제4 이미지 데이터(IMD4)를 획득할 수 있다. 즉, 제4 이미지 데이터(IMD4)는 표시 장치(10)의 코드 패턴부(CDP) 이미지가 포함될 수 있다. 한편, 반사층(700)의 반사율이 50%을 초과하는 경우, 입사광(L1)이 반사층(700) 및 코드 패턴부(CDP)에 의해 반사되는 광의 강도가 클 수 있다. 구체적으로, 입사광(L1)이 반사층(700) 및 코드 패턴부(CDP)에 의해 반사되는 경우, 코드 패턴부(CDP)에 반사된 반사광(L2)은 다시 반사층(700)에 의해 반사되고, 다시 코드 패턴부(CDP)에 재반사 될 수 있다. 즉, 입사광(L1)이 반사층(700) 및 코드 패턴부(CDP)에 의해 반사되는 광의 강도가 커짐으로써, 코드 패턴부(CDP)에 재반사된 반사광(L2)이 제4 이미지 데이터(IMD4)에서 허상 코드 패턴부(ICDP) 이미지를 생성할 수 있다. 이에 따라, 제4 이미지 데이터(IMD4)에는 코드 패턴부(CDP)의 이미지 및 허상 코드 패턴부(ICDP)의 이미지가 인접하여 생성될 수 있다.
반면, 도 19를 더 참조하면, 반사층(700)의 반사율이 10% 내지 50%인 경우, 위치 입력 장치(2)의 수광부는 충분한 반사광(L2)을 수광하여 제5 이미지 데이터(IMD5)를 획득할 수 있다. 즉, 제5 이미지 데이터(IMD5)는 표시 장치(10)의 코드 패턴부(CDP) 이미지가 포함될 수 있다. 한편, 반사층(700)의 반사율이 50%을 초과하지 않는 경우에는 제5 이미지 데이터(IMD5)에 허상 코드 패턴부(ICDP) 이미지가 생성되지 않을 수 있다. 즉, 제5 이미지 데이터(IMD5)에는 코드 패턴부(CDP)의 이미지를 포함할 수 있다.
한편, 도 20을 더 참조하면, 반사층(700)의 반사율이 10%보다 작은 경우, 위치 입력 장치(2)의 수광부는 충분한 반사광(L2)을 수광하지 못할 수 있다. 구체적으로, 위치 입력 장치(2)의 발광부(24)에서 입사한 입사광(L1)이 반사층(700) 및 코드 패턴부(CDP)에 의해 반사되는 반사광(L2)의 강도가 작을 수 있다. 더욱이 입사 각도(AN)가 커질수록 위치 입력 장치(2)의 수광부에서 수광하는 반사광(L2)의 강도가 감소한다. 이 경우, 반사광(L2)은 코드 패턴부(CDP)를 인식할 수 있는 충분한 반사광(L2)이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 반사광(L2)을 통해 획득한 제6 이미지 데이터(IMD6)의 일부 영역에는 코드 패턴부(CDP)의 이미지가 포함되지 않을 수 있다.
정리하면, 반사층(700)의 반사율이 50%을 초과하는 경우, 제4 이미지 데이터(IMD4)에는 코드 패턴부(CDP)의 이미지 및 허상 코드 패턴부(ICDP)의 이미지가 인접하여 생성될 수 있다. 또한, 반사층(700)의 반사율이 10% 내지 50%인 경우, 제5 이미지 데이터(IMD5)에는 코드 패턴부(CDP)의 이미지를 포함할 수 있다. 또, 반사층(700)의 반사율이 10%보다 작은 경우, 제6 이미지 데이터(IMD6)의 일부 영역에는 코드 패턴부(CDP)의 이미지가 포함되지 않을 수 있다. 즉, 반사층(700)의 반사율이 10% 내지 50%인 경우에 바람직한 코드 패턴부(CDP)를 포함하는 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
다음으로, 위치 입력 장치(2)의 코드 프로세서(262)는 이미지 데이터에 기초하여 데이터 코드로 변환하고,(S140) 데이터 코드에 대응하는 좌표 데이터를 생성하여(S150) 표시 장치(10)에 좌표 데이터를 전송할 수 있다(S160).
위치 입력 장치(2)의 코드 프로세서(262)는 수광부로부터 입력 받은 이미지 데이터에 기초하여 각각의 데이터 코드로 변환할 수 있다. 코드 프로세서(262)는 이미지 데이터에 포함된 코드 패턴부(CDP)의 이미지에 기초하여 코드 패턴부(CDP)의 기준 지점(도 24의 RP), 제1 기준 선(도 24의 HRL), 제2 기준 선(도 24의 VRL), 및 복수의 코드 패턴(도 24의 CP)을 검출할 수 있다. 코드 프로세서(262)는 검출한 복수의 코드 패턴에 기초하여 각각의 코드 패턴에 대응하는 데이터 코드로 변환할 수 있다.
예를 들어, 도 15의 제2 이미지 데이터(IMD2)의 경우, 코드 프로세서(262)는 제2 이미지 데이터(IMD2)에 기초하여 코드 패턴부(CDP)의 이미지에서 복수의 코드 패턴(도 24의 CP)을 검출할 수 있다. 코드 프로세서(262)는 복수의 코드 패턴(도 24의 CP)에 따른 좌표 데이터를 생성하고, 표시 장치(10)에 전송할 수 있다. 반면, 도 16의 제1 이미지 데이터(IMD1)의 경우, 제1 이미지 데이터(IMD1)의 광포화 영역(SL)에 코드 패턴부(CDP)의 이미지가 포함되지 않는다. 따라서, 코드 프로세서(262)는 제1 이미지 데이터(IMD1)의 광포화 영역(SL)에서 코드 패턴부(CDP)의 이미지에서 복수의 코드 패턴을 검출할 수 없다. 즉, 반사층(700)이 반사광(L2)의 제2 파장 대역이 860nm 내지 1010nm을 갖도록 설계되고, 반사층(700)의 반사율이 10% 내지 50%인 경우에 코드 프로세서(262)는 복수의 코드 패턴에 따른 좌표 데이터를 생성하고, 표시 장치(10)에 전송할 수 있다.
이어서, 코드 프로세서(262)는 데이터 코드에 대응하는 좌표 데이터를 생성하고, 표시 장치(10)에 각각의 이미지 데이터에 대응하는 좌표 데이터를 전송할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(10)는 좌표 데이터에 대응하는 위치의 어플리케이션을 실행할 수 있다. 코드 프로세서(262)가 복수의 코드 패턴에 기초하여 데이터 코드를 생성하는 방법에 관한 설명은 도 24 내지 도 25를 참조하여 후술하기로 한다.
본 실시예의 경우, 반사층(700)의 반사광(L2)의 제2 파장 대역(FW2)이 소정의 범위를 갖도록 설계되고, 반사층(700)의 반사율이 10% 내지 50%을 갖음으로써, 터치 검출 시스템(1)은 코드 패턴부(CDP)를 인식하여 정확한 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 21을 참조하면, 표시부(DU)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 영역으로서, 표시 패널(110)의 중앙 영역으로 정의될 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소(SP), 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 데이터 라인(DL), 및 복수의 전원 라인(VL)을 포함할 수 있다. 복수의 화소(SP) 각각은 광을 출력하는 최소 단위로 정의될 수 있다.
복수의 게이트 라인(GL)은 게이트 구동부(121)로부터 수신된 게이트 신호를 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 게이트 라인(GL)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있고, 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 데이터 라인(DL)은 표시 구동부(120)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL)은 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있고, 제1 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 전원 라인(VL)은 표시 구동부(120)로부터 수신된 전원 전압을 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 여기에서, 전원 전압은 구동 전압, 초기화 전압, 및 기준 전압 중 적어도 하나일 수 있다. 복수의 전원 라인(VL)은 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있고, 제1 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 구동부(121), 팬 아웃 라인들(FOL), 및 게이트 제어 라인(GCL)들을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(121)는 게이트 제어 신호를 기초로 복수의 게이트 신호를 생성할 수 있고, 복수의 게이트 신호를 설정된 순서에 따라 복수의 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급할 수 있다.
팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(120)로부터 표시 영역(DA)까지 연장될 수 있다. 팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(120)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 데이터 라인(DL)에 공급할 수 있다.
게이트 제어 라인(GCL)은 표시 구동부(120)로부터 게이트 구동부(121)까지 연장될 수 있다. 게이트 제어 라인(GCL)은 표시 구동부(120)로부터 수신된 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(121)에 공급할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 표시 구동부(120), 표시 패드 영역(DPA), 제1 및 제2 터치 패드 영역(TPA1, TPA2)을 포함할 수 있다.
표시 구동부(120)는 팬 아웃 라인들(FOL)에 표시 패널(110)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(120)는 팬 아웃 라인들(FOL)을 통해 데이터 전압을 데이터 라인(DL)에 공급할 수 있다. 데이터 전압은 복수의 화소(SP)에 공급될 수 있고, 복수의 화소(SP)의 휘도를 결정할 수 있다. 표시 구동부(120)는 게이트 제어 라인(GCL)을 통해 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(121)에 공급할 수 있다.
표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 서브 영역(SBA)의 가장자리에 배치될 수 있다. 표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 이방성 도전 필름 또는 SAP 등과 같은 저저항 고신뢰성 소재를 이용하여 회로 보드(130)에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 패드 영역(DPA)은 복수의 표시 패드부(DP)를 포함할 수 있다. 복수의 표시 패드부(DP)는 회로 보드(130)를 통해 메인 프로세서(150)에 접속될 수 있다. 복수의 표시 패드부(DP)는 회로 보드(130)와 접속되어 디지털 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 디지털 비디오 데이터를 표시 구동부(120)에 공급할 수 있다.
도 22는 일 실시예에 따른 표시 장치의 터치 센싱부를 나타내는 평면도이다.
도 22을 참조하면, 터치 센싱부(TSU)는 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서 영역(TSA), 및 터치 센서 영역(TSA)의 주변에 배치되는 터치 주변 영역(TPA)을 포함할 수 있다. 터치 센서 영역(TSA)은 표시부(DU)의 표시 영역(DA)에 중첩될 수 있고, 터치 주변 영역(TPA)은 표시부(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)은 복수의 터치 전극(SEN) 및 복수의 더미 전극(DME)을 포함할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)은 물체 또는 사람의 터치를 감지하기 위해 상호 정전 용량 또는 자기 정전 용량을 형성할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)은 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE)을 포함할 수 있다.
복수의 구동 전극(TE)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 배열될 수 있다. 복수의 구동 전극(TE)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있다. 제2 방향(Y)으로 인접한 구동 전극(TE)들은 브릿지 전극(CE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 구동 전극(TE)은 구동 라인(TL)을 통해 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있다. 구동 라인(TL)은 하부 구동 라인(TLa) 및 상부 구동 라인(TLb)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서 영역(TSA)의 하측에 배치된 일부의 구동 전극(TE)들은 하부 구동 라인(TLa)을 통해 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있고, 터치 센서 영역(TSA)의 상측에 배치된 다른 일부의 구동 전극(TE)들은 상부 구동 라인(TLb)을 통해 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있다. 하부 구동 라인(TLa)은 터치 주변 영역(TPA)의 하측을 지나 제1 터치 패드부(TP1)까지 연장될 수 있다. 상부 구동 라인(TLb)은 터치 주변 영역(TPA)의 상측, 좌측, 및 하측을 경유하여 제1 터치 패드부(TP1)까지 연장될 수 있다. 제1 터치 패드부(TP1)는 회로 보드(130)를 통해 터치 구동부(140)에 접속될 수 있다.
브릿지 전극(CE)은 적어도 한 번 절곡될 수 있다. 예를 들어, 브릿지 전극(CE)은 꺾쇠 형태("<" 또는 ">")를 가질 수 있으나, 브릿지 전극(CE)의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다. 제2 방향(Y)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 복수의 브릿지 전극(CE)에 의해 연결될 수 있고, 브릿지 전극(CE)들 중 어느 하나가 단선되더라도 구동 전극(TE)들은 나머지 브릿지 전극(CE)을 통해 안정적으로 연결될 수 있다. 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 두 개의 브릿지 전극(CE)에 의해 연결될 수 있으나, 브릿지 전극(CE)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
브릿지 전극(CE)은 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE)과 서로 다른 층에 배치될 수 있다. 제1 방향(X)으로 서로 인접한 감지 전극(RE)들은 복수의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE)과 같은 층에 배치된 연결부를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 방향(Y)으로 인접한 구동 전극(TE)들은 복수의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE)과 서로 다른 층에 배치된 브릿지 전극(CE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 브릿지 전극(CE)이 복수의 감지 전극(RE)과 제3 방향(Z)으로 서로 중첩되더라도, 복수의 구동 전극(TE)과 복수의 감지 전극(RE)은 서로 절연될 수 있다. 상호 정전 용량은 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이에 형성될 수 있다.
복수의 감지 전극(RE)은 제1 방향(X)으로 연장되고 제2 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있다. 복수의 감지 전극(RE)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 배열될 수 있고, 제1 방향(X)으로 인접한 감지 전극(RE)들은 연결부를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 감지 전극(RE)은 감지 라인(RL)을 통해 제2 터치 패드부(TP2)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치된 일부의 감지 전극(RE)들은 감지 라인(RL)을 통해 제2 터치 패드부(TP2)에 접속될 수 있다. 감지 라인(RL)은 터치 주변 영역(TPA)의 우측 및 하측을 경유하여 제2 터치 패드부(TP2)까지 연장될 수 있다. 제2 터치 패드부(TP2)는 회로 보드(130)를 통해 터치 구동부(140)에 접속될 수 있다.
복수의 더미 전극(DME) 각각은 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE)에 둘러싸일 수 있다. 복수의 더미 전극(DME) 각각은 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE)과 이격되어 절연될 수 있다. 따라서, 더미 전극(DME)은 전기적으로 플로팅될 수 있다.
표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 서브 영역(SBA)의 가장자리에 배치될 수 있다. 표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 이방성 도전 필름 또는 SAP 등과 같은 저저항 고신뢰성 소재를 이용하여 회로 보드(130)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 터치 패드 영역(TPA1)은 표시 패드 영역(DPA)의 일측에 배치될 수 있고, 복수의 제1 터치 패드부(TP1)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 터치 패드부(TP1)는 회로 보드(130) 상에 배치된 터치 구동부(140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 제1 터치 패드부(TP1)는 복수의 구동 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 복수의 구동 전극(TE)에 공급할 수 있다.
제2 터치 패드 영역(TPA2)은 표시 패드 영역(DPA)의 타측에 배치될 수 있고, 복수의 제2 터치 패드부(TP2)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 터치 패드부(TP2)는 회로 보드(130) 상에 배치된 터치 구동부(140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 구동부(140)는 복수의 제2 터치 패드부(TP2)에 접속된 복수의 감지 라인(RL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신할 수 있고, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 간의 상호 정전 용량 변화를 센싱할 수 있다.
다른 예를 들어, 터치 구동부(140)는 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 각각에 터치 구동 신호를 공급할 수 있고, 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 각각으로부터 터치 센싱 신호를 수신할 수 있다. 터치 구동부(140)는 터치 센싱 신호를 기초로 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 각각의 전하 변화량을 센싱할 수 있다.
도 23은 도 21에 도시된 A1 영역의 확대도이다.
도 23을 참조하면, 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 동일 층에 배치될 수 있고, 서로 이격될 수 있다.
복수의 구동 전극(TE)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 배열될 수 있다. 복수의 구동 전극(TE)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있다. 제2 방향(Y)으로 인접한 구동 전극(TE)들은 브릿지 전극(CE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 감지 전극(RE)은 제1 방향(X)으로 연장되고 제2 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있다. 복수의 감지 전극(RE)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 배열될 수 있고, 제1 방향(X)으로 인접한 감지 전극(RE)들은 연결부(RCE)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 감지 전극(RE)들의 연결부(RCE)는 서로 인접한 구동 전극(TE)들의 최단 거리 내에 배치될 수 있다.
복수의 브릿지 전극(CE)은 구동 전극(TE) 및 감지 전극(RE)과 다른 층에 배치될 수 있다. 브릿지 전극(CE)은 제1 부분(CEa) 및 제2 부분(CEb)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 브릿지 전극(CE)의 제1 부분(CEa)은 제1 컨택홀(CNT1)을 통해 일측에 배치된 구동 전극(TE)에 연결되어 제3 대각선 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 브릿지 전극(CE)의 제2 부분(CEb)은 감지 전극(RE)과 중첩되는 영역에서 제1 부분(CEa)으로부터 절곡되어 제2 대각선 방향(DR2)으로 연장될 수 있고, 제1 컨택홀(CNT1)을 통해 타측에 배치된 구동 전극(TE)에 연결될 수 있다. 이하에서, 제1 대각선 방향(DR1)은 제1 방향(X)과 제2 방향(Y) 사이의 방향이고, 제2 대각선 방향(DR2)은 제2 방향(Y)의 반대 방향과 제1 방향(X) 사이의 방향이며, 제3 대각선 방향(DR3)은 제1 대각선 방향(DR1)의 반대 방향이고, 제4 대각선 방향(DR4)은 제2 대각선 방향(DR2)의 반대 방향일 수 있다. 따라서, 복수의 브릿지 전극(CE) 각각은 제2 방향(Y)으로 인접한 구동 전극(TE)들을 접속시킬 수 있다.
예를 들어, 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 평면 상 메쉬(Mesh) 구조 또는 그물망 구조로 형성될 수 있다. 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 평면 상에서 화소 그룹(PG)의 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3) 각각을 둘러쌀 수 있다. 따라서, 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)과 중첩되지 않을 수 있다. 복수의 브릿지 전극(CE) 역시 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)과 중첩되지 않을 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)에서 방출된 광의 휘도가 터치 센싱부(TSU)에 의해 감소되는 것을 방지할 수 있다.
복수의 구동 전극(TE) 각각은 제1 대각선 방향(DR1)으로 연장된 제1 부분(TEa) 및 제2 대각선 방향(DR2)으로 연장된 제2 부분(TEb)을 포함할 수 있다. 복수의 감지 전극(RE) 각각은 제1 대각선 방향(DR1)으로 연장된 제1 부분(REa) 및 제2 대각선 방향(DR2)으로 연장된 제2 부분(REb)을 포함할 수 있다.
복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 코드 패턴부(CDP)는 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 갖는 복수의 코드 패턴을 포함할 수 있다. 복수의 코드 패턴은 기 설정된 데이터 코드의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점에서 연장된 복수의 줄기 중 하나의 줄기가 커팅되어 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 복수의 줄기는 교차 지점으로부터 제1 내지 제4 대각선 방향(DR1, DR2, DR3, DR4)으로 연장될 수 있고, 제1 내지 제4 대각선 방향(DR1, DR2, DR3, DR4) 중 한 방향으로 연장된 줄기가 커팅될 수 있다. 줄기가 커팅된 방향은 위치 정보를 구성하는 기 설정된 데이터 코드의 값에 대응될 수 있다.
복수의 화소는 제1 내지 제3 서브 화소를 포함할 수 있고, 제1 내지 제3 서브 화소 각각은 제1 내지 제3 발광 영역을 포함할 수 있다. 전극들은 제1 내지 제3 발광 영역과 중첩하지 않을 수 있다. 또한, 코드 패턴부(CDP)는 전극들의 일부에 형성됨으로써, 코드 패턴부(CDP)는 제1 내지 제3 발광 영역과 중첩하지 않을 수 있다.
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 25은 도 24의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
도 24 및 도 25을 참조하면, 복수의 터치 전극(SEN)은 평면 상 메쉬(Mesh) 구조 또는 그물망 구조로 형성될 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)의 최소 단위의 변들은 제1 대각선 방향(DR1) 및 제2 대각선 방향(DR2)으로 서로 교차할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다.
코드 패턴부(CDP)는 기준 지점(RP), 제1 기준 선(HRL), 제2 기준 선(VRL), 및 복수의 코드 패턴(CP)을 포함할 수 있다.
기준 지점(RP)은 코드 패턴부(CDP)의 식별 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 기준 지점(RP)은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점이 커팅된 영역에 해당할 수 있다. 예를 들어, 기준 지점(RP)은 코드 패턴부(CDP)의 좌측 상단에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 기준 선(HRL)은 기준 지점(RP)으로부터 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 제1 기준 선(HRL)은 기준 지점(RP)의 제1 방향(X)에 배치된 복수의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 선(HRL)이 6개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의되는 경우, 복수의 코드 패턴(CP)은 6개의 교차 지점(ITS)을 포함하는 6개의 열(Column)을 따라 배열될 수 있다.
제2 기준 선(VRL)은 기준 지점(RP)으로부터 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 제2 기준 선(VRL)은 기준 지점(RP)의 제2 방향(Y)에 배치된 복수의 교차 지점(ITS) 및 복수의 교차 지점(ITS) 사이에 배치된 절단부(CTP)를 연결하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 기준 선(VRL)은 2개의 교차 지점(ITS), 1개의 절단부(CTP), 및 3개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의될 수 있고, 복수의 코드 패턴(CP)은 5개의 교차 지점(ITS) 및 1개의 절단부(CTP)를 포함하는 6개의 행(Row)을 따라 배열될 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 제1 기준 선(HRL) 및 제2 기준 선(VRL)에 의해 정의되는 영역에 배치될 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 제1 기준 선(HRL) 및 제2 기준 선(VRL)에 의해 카메라에 대한 기울기 또는 회전 각이 감지될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 선(HRL)이 6개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의되고, 제2 기준 선(VRL)이 2개의 교차 지점(ITS), 1개의 절단부(CTP), 및 3개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의되는 경우, 복수의 코드 패턴(CP)은 6Х6 행렬(6 by 6 Matrix)로 배열될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 복수의 코드 패턴(CP)은 다앙한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴(CP)은 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 또는, 마름모 일부의 변을 따라 연장된 형상을 가질 수도 있다. 또는, 원 등의 형상을 가질 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴(CP)은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점에서 연장된 복수의 줄기 중 하나의 줄기가 커팅되어 마련될 수 있다. 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 복수의 줄기는 교차 지점으로부터 제1 내지 제4 대각선 방향(DR1, DR2, DR3, DR4)으로 연장될 수 있고, 제1 내지 제4 대각선 방향(DR1, DR2, DR3, DR4) 중 한 방향으로 연장된 줄기가 커팅될 수 있다. 줄기가 커팅된 방향은 위치 정보를 구성하는 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제m 행(이하에서, m은 자연수) 및 제n 열(이하에서, n은 자연수)에 배치된 코드 패턴(CP)은 제m 행 및 제n 열에 배치된 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
예를 들어, 제1 대각선 방향(DR1)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [00]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제2 대각선 방향(DR2)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [01]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제3 대각선 방향(DR3)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [10]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제4 대각선 방향(DR4)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [11]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
제1 행(Row1) 및 제1 열(Col1)에 배치된 제11 코드 패턴(CP11)은 제1 대각선 방향(DR1)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제11 데이터 코드(DC11)는 [00] 값을 가질 수 있다. 제6 행(Row6) 및 제1 열(Col1)에 배치된 제61 코드 패턴(CP61)은 제2 대각선 방향(DR2)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제61 데이터 코드(DC61)는 [01] 값을 가질 수 있다. 제6 행(Row6) 및 제2 열(Col2)에 배치된 제62 코드 패턴(CP62)은 제3 대각선 방향(DR3)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제62 데이터 코드(DC62)는 [10] 값을 가질 수 있다. 제1 행(Row1) 및 제6 열(Col6)에 배치된 제16 코드 패턴(CP16)은 제4 대각선 방향(DR4)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제16 데이터 코드(DC16)는 [11] 값을 가질 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 교차 지점에서 연장된 복수의 줄기가 커팅되지 않은 통전 패턴을 더 포함할 수 있다. 통전 패턴은 데이터 코드(DC)의 값을 갖지 않을 수 있다(Null). 통전 패턴은 복수의 터치 전극(SEN)이 터치 동작을 정상적으로 수행할 수 있도록 필요한 위치에 배치될 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 통전 패턴을 포함함으로써, 복수의 터치 전극(SEN)의 열화를 방지할 수 있다. 예를 들어, 제3 행(Row3) 및 제2 열(Col2)에 배치된 제32 코드 패턴(CP32)은 통전 패턴에 해당할 수 있고, 제32 데이터 코드(DC32)는 값을 갖지 않을 수 있다(Null).
표시 장치(10)는 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 위치 입력 장치(2)와 같은 터치 위치 입력 장치의 터치 입력을 수신할 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있고, 기 설정된 데이터 코드(DC)에 일대일 대응될 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 데이터 코드(DC)를 이용하여 복잡한 연산 및 보정 없이 생성된 좌표 데이터를 수신함으로써, 비용을 절감하고 소비 전력을 감소시키며 구동 과정을 간소화할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 사이즈의 제약을 받지 않으며 터치 기능을 갖는 모든 전자 기기에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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
110: 표시 패널
120: 표시 구동부
140: 터치 구동부
150: 메인 프로세서
2: 위치 입력 장치
24: 발광부
25: 수광부
26: 제어부
SUB: 기판
TFTL: 박막 트랜지스터층
EML: 발광 소자층
TFEL: 봉지층
TSU: 터치 센싱부
700: 반사층
CD: 콜레스테릭 액정

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판의 일면 상에 배치되며, 복수의 발광 영역을 포함하는 표시층;
    상기 표시층의 일면 상에 배치되며, 복수의 위치 코드 패턴을 포함하는 코드 패턴층; 및
    외부로부터 입사되는 제1 파장 대역을 갖는 제1 광 중에서 제2 파장 대역을 갖는 제2 광을 반사하는 반사층을 구비하고,
    상기 제2 광의 제2 피크 파장은 상기 제1 광의 제1 피크 파장보다 작은 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 피크 파장은 상기 제1 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제1 광의 파장을 지칭키고, 상기 제2 피크 파장은 상기 제2 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제2 광의 파장을 지칭하는 경우,
    상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장보다 50nm 내지 100nm 작은 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 파장 대역의 중심 파장은 상기 제1 파장 대역의 중심 파장보다 작은
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역은 780nm 내지 900nm이고, 상기 제2 파장 대역은 860nm 내지 1010nm인 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 광의 강도 대비 상기 제2 광의 강도 비율을 상기 반사층의 반사율로 정의하는 경우, 상기 반사율은 10% 내지 50%인 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 코드 패턴층 상에 배치되는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 제1 배향막;
    상기 제1 배향막 상에 배치되는 제2 배향막; 및
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막 사이에 배치되며, 콜레스테릭 액정들을 포함하는 액정층을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 콜레스테릭 액정들의 액정 분자들은 상기 액정층의 두께 방향을 따라 나선형으로 배열되는 표시 장치.
  9. 영상을 표시하는 표시 장치; 및
    제1 파장 대역을 갖는 제1 광을 출력하는 위치 입력 장치를 구비하고,
    상기 표시 장치는,
    복수의 발광 영역을 포함하는 표시층;
    상기 표시층의 일면 상에 배치되며, 복수의 위치 코드 패턴을 포함하는 코드 패턴층; 및
    상기 제1 광이 입사되여 상기 제1 파장 대역과 상이한 제2 파장 대역을 갖는 제2 광을 반사하는 반사층을 포함하며,
    상기 위치 입력 장치는 상기 제1 광 중에서 상기 복수의 위치 코드 패턴과 상기 반사층에 의해 반사된 제2 광을 감지하고, 상기 복수의 위치 코드 패턴을 분석하여 터치 좌표 데이터를 산출하는 터치 감지 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 파장 대역의 중심 파장은 상기 제1 파장 대역의 중심 파장보다 작은 터치 감지 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제1 광의 파장을 제1 피크 파장으로 정의하고, 상기 제2 파장 대역에서 가장 높은 강도를 갖는 상기 제2 광의 파장을 제2 피크 파장으로 정의하는 경우,
    상기 제2 광의 제2 피크 파장은 상기 제1 광의 제1 피크 파장보다 작은 터치 감지 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장보다 50nm 내지 100nm 작은 터치 감지 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 광의 강도 대비 상기 제2 광의 강도 비율을 상기 반사층의 반사율로 정의하는 경우, 상기 반사율은 10% 내지 50%인 터치 감지 시스템.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 위치 입력 장치로부터 상기 터치 좌표 데이터를 입력 받고, 상기 터치 좌표 데이터에 대응되는 어플리케이션을 실행하는 메인 프로세서를 더 구비하는 터치 감지 시스템.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 코드 패턴층은 복수의 터치 전극을 포함하고, 상기 복수의 터치 전극에 의해 형성되는 정전 용량의 변화를 감지하여 터치 좌표 데이터를 산출하고, 상기 터치 좌표 데이터에 대응되는 어플리케이션을 실행하는 메인 프로세서를 더 구비하는 터치 감지 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 위치 입력 장치는
    상기 표시 장치에 상기 제1 광을 발광하는 발광부; 및
    상기 표시 장치에서 반사된 상기 제2 광을 수광하는 수광부를 포함하고,
    상기 발광부는 적외선 광을 발광하는 터치 감지 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 수광부는 적외선 광을 수광하는 터치 감지 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 발광부는 780nm 내지 900nm 파장의 광을 발광하고, 상기 수광부는 840nm 내지 1010nm 파장의 광을 수광하는 터치 감지 시스템.
  19. 제9 항에 있어서,
    상기 반사층은 제1 배향막;
    상기 제1 배향막 상에 배치되는 제2 배향막; 및
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막 사이에 배치되며, 콜레스테릭 액정들을 포함하는 제1 액정층을 포함하는 터치 감지 시스템.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 콜레스테릭 액정들의 액정 분자들은 상기 제1 액정층의 두께 방향을 따라 나선형으로 배열되는 터치 감지 시스템.
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