KR20190071034A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 전면에 표시면이 위치하고, 측면에 보조감지면이 위치하고, 표시영역 및 비표시영역을 포함하는 표시패널; 상기 표시패널 상에 배치되는 입력감지유닛; 및 상기 보조감지면에 배치되며, 사용자의 지문 또는 장문을 감지하기 위한 보조감지유닛을 포함하고, 상기 보조감지유닛은 상기 표시패널 및 상기 입력감지유닛 중 어느 하나와 동일층에 형성될 수 있다.

Description

표시장치{A DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 표시장치(Display Device)의 사용이 증가하고 있다.
최근에, 표시장치에는 터치를 감지하기 위한 터치 센서 또는 지문을 감지하기 위한 지문 센서 등이 포함되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 표시장치의 전면에 배치되는 입력감지유닛 및 측면에 배치되는 보조감지유닛을 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 전면에 표시면이 위치하고, 측면에 보조감지면이 위치하고, 표시영역 및 비표시영역을 포함하는 표시패널; 상기 표시패널 상에 배치되는 입력감지유닛; 및 상기 보조감지면에 배치되며, 사용자의 지문 또는 장문을 감지하기 위한 보조감지유닛을 포함하고, 상기 보조감지유닛은 상기 표시패널 및 상기 입력감지유닛 중 어느 하나와 동일층에 형성될 수 있다.
또한, 상기 표시패널은, 상기 표시면에 배치된 표시화소들을 포함하는 표시유닛 및 상기 보조감지면에 배치된 보조화소들을 포함하는 상기 보조감지유닛을 포함하고, 상기 보조감지유닛은, 상기 표시패널과 동일층에 형성될 수 있다.
또한, 상기 표시패널은, 베이스층; 상기 베이스층 상에 배치된 회로 소자층; 상기 회로 소자층 상에 배치된 표시 소자층; 상기 회로 소자층 상에, 상기 표시 소자층과 이격되어 배치된 보조감지 소자층; 상기 표시 소자층 및 상기 보조감지 소자층을 밀봉하는 박막 봉지층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시 소자층은, 상기 표시화소들에 포함된 발광소자들을 포함하고, 상기 보조감지 소자층은, 상기 보조화소들에 포함된 보조감지전극들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 회로 소자층은, 상기 표시화소들 및 상기 보조화소들에 포함된 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시 소자층은, 상기 표시영역 내에 위치할 수 있다.
또한, 상기 표시패널은, 상기 표시화소들 및 상기 보조화소들을 구동하는 구동회로를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동회로는, 상기 표시화소들 및 상기 보조화소들을 수평라인 별로, 순차적으로 구동시킬 수 있다.
또한, 상기 구동회로는, 주사 신호들을 주사 라인들로 순차적으로 출력하고, 상기 표시화소들 및 상기 보조화소들은, 수평라인 별로, 동일한 상기 주사 라인들에 각각 연결될 수 있다.
또한, 상기 구동회로는, 상기 표시유닛 및 상기 보조감지유닛 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 보조화소들 중 제i(i는 2이상의 정수) 주사 라인 및 보조출력 라인에 연결된 보조화소는, 보조감지전극; 게이트 전극이 상기 보조감지전극에 연결되며, 상기 보조출력 라인을 통해 출력되는 전류를 제어하는 제1 트랜지스터; 게이트 전극이 상기 제i 주사 라인에 연결되며, 보조전원 라인과 상기 제1 트랜지스터 사이에 연결되는 제2 트랜지스터; 게이트 전극이 제i-1 주사 라인에 연결되며, 상기 보조전원 라인과 상기 보조감지전극 사이에 연결되는 제3 트랜지스터; 및 상기 보조감지전극과 제1 커패시터를 형성하며, 상기 제i 주사 라인에 연결되는 커패시터 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조감지전극은, 터치가 발생하면, 사용자의 손가락과 제2 커패시터를 형성할 수 있다.
또한, 상기 보조감지유닛은, 상기 터치에 대응한 상기 제2 커패시터의 정전 용량 변화를 이용하여, 상기 사용자의 지문 또는 장문을 인식할 수 있다.
또한, 상기 입력감지유닛 및 상기 보조감지유닛은, 상기 표시패널 상에 직접 배치되고, 상기 입력감지유닛은 감지전극을 포함하고, 상기 보조감지유닛은 보조감지전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지전극 및 상기 보조감지전극은 메쉬 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 감지전극은, 제1 감지전극들 및 상기 제1 감지전극들에 각각 대응하는 제2 감지전극들을 포함하고, 상기 제2 감지전극들 각각은, 상기 제1 감지전극들과 동일한 층에 배치되며, 서로 이격되어 배치된 센서부들을 포함하고, 상기 보조감지전극은, 제1 보조감지전극들 및 상기 제1 보조감지전극들에 각각 대응하는 제2 보조감지전극들을 포함하고, 상기 제2 보조감지전극들 각각은, 상기 제1 보조감지전극들과 동일한 층에 배치되며, 서로 이격되어 배치된 보조센서부들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서부들의 크기는 상기 보조센서부들의 크기보다 크게 설정될 수 있다.
또한, 상기 센서부들 및 상기 보조센서부들은, 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 입력감지유닛 및 상기 보조감지유닛은, 상기 표시패널 상에 정의된 베이스면 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 입력감지유닛은, 제1 센서부들 및 상기 제1 센서부들을 연결하는 제1 연결부들을 포함하는 제1 감지전극; 및 제2 센서부들 및 상기 제2 센서부들을 연결하는 제2 연결부들을 포함하는 제2 감지전극을 포함하고, 상기 보조감지유닛은, 제1 보조센서부들 및 상기 제1 보조센서부들을 연결하는 제1 보조연결부들을 포함하는 제1 보조감지전극; 및 제2 보조센서부들 및 상기 제2 보조센서부들을 연결하는 제2 보조연결부들을 포함하는 제2 보조감지전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 연결부들, 상기 제1 및 제2 보조센서부들 및 상기 제1 보조연결부들은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 지문을 감지할 수 있는 보조감지유닛을 이용하여 강화된 보안을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 측면에 배치되는 보조감지유닛을 이용하여 사용자의 파지(Grip)와 동시에 잠금을 해제할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 압력을 감지할 수 있는 보조감지유닛을 이용하여 버튼을 구현할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 표시장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 표시장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1c는 본 발명의 표시장치를 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널을 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시화소를 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조화소를 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조화소의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조화소의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조화소의 등가 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7e는 도 7d에 도시된 보조화소의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지층의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지층을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력감지층을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입력감지층을 나타내는 도면이다.
도 10c는 도 10b에 도시된 입력감지층의 단면을 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지패널을 나타내는 도면이다.
도 11c는 도 11b에 도시된 입력감지패널의 단면을 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1a는 본 발명의 표시장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 본체부(BD)를 에워싸을 수 있다. 도시하지 않았으나, 본체부(BD)는 메인보드에 실장된 전자모듈들, 카메라 모듈, 전원모듈 등을 포함할 수 있다. 본체부(BD)는 표시장치(DD)와 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 핸드폰 단말기를 구성할 수 있다.
표시장치(DD)는 표시면(DD-IS) 및 적어도 하나의 보조감지면(RIS)을 포함할 수 있다.
표시면(DD-IS)은 표시장치(DD)의 전면에 위치할 수 있다. 표시장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 통해 이미지(IM)를 표시하거나, 입력(예컨대, 터치, 지문 또는 압력)을 감지할 수 있다. 표시면(DD-IS)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 법선 방향, 즉 표시장치(DD)의 표시면(DD-IS)에 따른 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다.
적어도 하나의 보조감지면(RIS)은 표시장치(DD)의 측면에 위치할 수 있다. 표시장치(DD)는 보조감지면(RIS)을 통해 입력(예컨대, 터치, 지문 또는 압력)을 감지할 수 있다. 보조감지면(RIS)은 제1 방향(DR1) 및 제3 방향(DR3)이 정의하는 면과 평행한다. 법선 방향, 즉 표시장치(DD)의 보조감지면(RIS)에 따른 두께 방향은 제2 방향(DR2)이 지시한다.
이하에서 설명되는 각 부재들 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 본 실시예에서 도시된 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하고 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향들은 상대적인 개념으로서 다른 방향들로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 발명의 일 실시예에서 평면형 표시면(DD-IS) 또는 평면형 보조감지면(RIS)을 구비한 표시장치(DD)를 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 표시장치(DD)는 곡면형 표시면(DD-IS), 곡면형 보조감지면(RIS), 입체형 표시면(DD-IS), 또는 입체형 보조감지면(RIS)을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면(DD-IS)은 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다.
본 실시예에 따른 표시장치(DD)는 리지드 표시장치일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 플렉서블 표시장치(DD)일 수 있다. 본 실시예에서 핸드폰 단말기에 적용될 수 있는 표시장치(DD)를 예시적으로 도시하였다. 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 테블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 표시면(DD-IS)은 이미지(IM)가 표시되는 표시영역(DD-DA) 및 표시영역(DD-DA)에 인접한 비표시영역(DD-NDA)을 포함한다. 비표시영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다. 도 1a에는 이미지(IM)의 일 예로 온도 및 날씨 이미지들을 도시하였다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 표시영역(DD-DA)은 사각형상일 수 있다. 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)을 에워싸을 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시영역(DD-DA)의 형상과 비표시영역(DD-NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 보조감지면(RIS)은 표시장치(DD)의 측면 전체를 나타낼 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1a에 도시된 것과 달리, 보조감지면(RIS)은 표시장치(DD)의 측면 일부를 나타낼 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 아래에서부터 표시장치(DD)가 펼쳐진 상태인 것으로 가정하여 설명된다. 따라서, 아래의 도면에서, 표시면(DD-IS) 및 적어도 하나의 보조감지면(RIS)이 동일 평면상에 위치한 것으로 도시되더라도, 표시면(DD-IS)은 표시장치(DD)의 정면에 위치하고, 적어도 하나의 보조감지면(RIS)은 표시장치(DD)의 측면에 위치함은 당연하게 이해될 것이다.
도 1b는 본 발명의 표시장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1a와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 1b는 표시장치(DD)의 펼쳐진 상태를 도시한다. 도 1b에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 기준으로 양 방향으로 연장된 두 개의 보조감지면(RIS)들을 포함할 수 있다.
도 1c는 본 발명의 표시장치를 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1b와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 1c는 표시장치(DD)의 펼쳐진 상태를 도시한다. 도 1c에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 기준으로 일 방향으로 연장된 한 개의 보조감지면(RIS)을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 표시장치(DD)는 한 개의 보조감지면(RIS)을 포함하는 것으로 가정한다. 그러나, 아래의 설명은 도 1b에 도시된 표시장치(DD) 또는 3개 이상의 보조감지면들(RIS)을 포함하는 표시장치(DD)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 단면도이다. 예컨대, 도 2a 내지 도 2c는 도 1c에 도시된 표시장치의 일 실시예의 단면을 나타낼 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 제2 방향(DR2)과 제3 방향(DR3)이 정의하는 단면을 도시하였다. 도 2a 내지 도 2c는 표시장치(DD)를 구성하는 기능성 패널 및/또는 기능성 유닛들의 적층관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)는 표시패널(DP), 입력감지유닛, 반사방지유닛, 및 윈도우유닛을 포함할 수 있다. 표시패널, 입력감지유닛, 반사방지유닛, 및 윈도우유닛 중 적어도 일부의 구성들은 연속공정에 의해 형성되거나, 적어도 일부의 구성들은 접착부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에는 접착부재로써 광학 투명 접착부재(OCA)가 예시적으로 도시되었다. 이하에서 설명되는 접착부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 반사방지유닛 및 윈도우유닛은 다른 구성으로 대체되거나 생략될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서, 입력감지유닛, 반사방지유닛, 및 윈도우유닛 중 다른 구성과 연속공정을 통해 형성된 해당 구성은 "층"으로 표현된다. 입력감지유닛, 반사방지유닛, 및 윈도우유닛 중 다른 구성과 접착부재를 통해 결합된 구성은 "패널"로 표현된다. 패널은 베이스면을 제공하는 베이스층, 예컨대 합성수지 필름, 복합재료 필름, 유리 기판 등을 포함하지만, "층"은 상기 베이스층이 생략될 수 있다. 다시 말해, “층”으로 표현되는 상기 유닛들은 다른 유닛이 제공하는 베이스면 상에 배치된다.
입력감지유닛, 반사방지유닛, 윈도우유닛은 베이스층의 유/무에 따라 입력감지패널(ISP), 반사방지패널, 윈도우패널(WP) 또는 입력감지층(ISL), 반사방지층, 윈도우층(WL)로 지칭될 수 있다. 실시예에 따라, 반사방지유닛은 생략될 수 있다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 표시패널(DP), 입력감지층(ISL), 및 윈도우패널(WP)을 포함할 수 있다.
입력감지층(ISL)은 표시패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 명세서에서 "B의 구성이 A의 구성 상에 직접 배치된다"는 것은 A의 구성과 B의 구성 사이에 별도의 접착층/접착부재가 배치되지 않는 것을 의미한다. B 구성은 A 구성이 형성된 이후에 A구성이 제공하는 베이스면 상에 연속공정을 통해 형성된다.
표시패널(DP)과 표시패널(DP) 상에 직접 배치된 입력감지층(ISL)을 포함하여 표시모듈(DM)로 정의될 수 있다. 표시모듈(DM)과 윈도우패널(WP) 사이에 광학 투명 접착부재(OCA)가 배치될 수 있다.
표시패널(DP)은 이미지를 생성할 수 있다. 예컨대, 표시패널(DP)은 도 1a에 도시된 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다.
표시패널(DP)은 표시면(DD-IS) 및 보조감지면(RIS)으로 구분될 수 있다. 예컨대, 표시면(DD-IS)에는 표시화소들이 배치되고, 보조감지면(RIS)에는 보조화소들이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 발광형 표시패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시패널(DP)은 유기발광 표시패널 또는 퀀텀닷 발광 표시패널일 수 있다. 유기발광 표시패널의 발광층은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시패널의 발광층은 퀀텀닷, 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시패널(DP)은 유기발광 표시패널로 설명된다.
표시패널(DP)은 보조감지면(RIS) 측에 실장된 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다. 예컨대, 보조감지유닛(RISU)은 표시장치(DD)의 측면에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 보조감지유닛(RISU)은 표시패널(DP)과 동일층에 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 보조감지유닛(RISU)은 터치, 지문 및 압력 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
즉, 보조감지유닛(RISU)은 외부입력(예컨대, 터치 이벤트)의 좌표정보 또는 압력정보를 획득함으로써, 터치, 지문 및 압력 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
보조감지유닛(RISU)은 액티브 셀프 커패시터(Active-Self-Capacitor; ASC) 방식, 액티브 상호 커패시터(Active-Mutual-Capacitor; AMC) 방식, 셀프 커패시터(Self-Capacitor) 방식 또는 상호 커패시터(Mutual Capacitor) 방식 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
여기서, 액티브 셀프 커패시터 방식이란, 보조감지유닛(RISU)에 포함된 보조화소들이 순차적으로 구동되고, 보조화소들에 포함된 전극이 사용자의 신체 일부(예컨대, 손가락)와 커패시터를 형성함으로써, 지문 및 압력 중 적어도 하나를 감지하는 방식을 의미할 수 있다.
여기서, 액티브 상호 커패시터 방식이란, 보조감지유닛(RISU)에 포함된 전극들이 순차적으로 구동되고, 보조감지유닛(RISU)에 포함된 두 전극 사이에 형성된 커패시터가 사용자의 터치에 따라 변경됨으로써, 지문 및 압력 중 적어도 하나를 감지하는 방식을 의미할 수 있다.
여기서, 셀프 커패시터 방식이란, 보조화소들에 포함된 전극이 사용자의 신체 일부(예컨대, 손가락)와 커패시터를 형성함으로써, 지문 및 압력 중 적어도 하나를 감지하는 방식을 의미할 수 있다.
여기서, 상호 커패시터 방식이란, 보조감지유닛(RISU)에 포함된 두 전극 사이에 형성된 커패시터가 사용자의 터치에 따라 변경됨으로써, 지문 및 압력 중 적어도 하나를 감지하는 방식을 의미할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 보조감지유닛(RISU)은 초음파 센서 또는 광 센서로 구현될 수 있다.
보조감지유닛(RISU)이 초음파 센서로 구현되는 경우, 보조감지유닛(RISU)은 초음파 생성기들 및 초음파 수신기들을 포함할 수 있다.
보조감지유닛(RISU)이 광센서로 구현되는 경우, 보조감지유닛(RISU)은 광원 및 수광소자(예컨대, 포토 다이오드)들을 포함할 수 있다.
입력감지층(ISL)은 외부입력(예컨대, 터치 이벤트)의 좌표정보 또는 압력정보를 획득할 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시모듈(DM)은 표시패널(DP)의 하면에 배치된 보호부재를 더 포함할 수 있다. 보호부재와 표시패널(DP)은 접착부재를 통해 결합될 수 있다. 이하에서 설명되는 도 2b 및 도 2c의 표시장치들(DD) 역시 보호부재를 더 포함할 수 있다.
반사방지패널(미도시)은 윈도우패널(WP)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지패널(미도시)은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 보호필름을 더 포함할 수 있다. 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer) 자체 또는 보호필름이 반사방지패널(미도시)의 베이스층으로 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지패널(미도시)은 컬러필터들을 포함할 수 있다. 컬러필터들은 소정의 배열을 갖는다. 표시패널(DP)에 포함된 화소들의 발광컬러들을 고려하여 컬러필터들의 배열이 결정될 수 있다. 반사방지패널(미도시)은 컬러필터들에 인접한 블랙매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지패널(미도시)은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우패널(WP)은 베이스 필름 및 차광 패턴을 포함할 수 있다. 베이스 필름은 유리 기판 및/또는 합성수지 필름 등을 포함할 수 있다. 베이스 필름은 단층으로 제한되지 않는다. 베이스 필름은 접착부재로 결합된 2 이상의 필름들을 포함할 수 있다.
차광 패턴은 베이스 필름에 부분적으로 중첩할 수 있다. 차광 패턴은 베이스 필름의 배면에 배치되어 표시장치(DD)의 베젤영역 즉, 비표시영역(DD-NDA, 도 1a 내지 도 1c 참조)을 정의할 수 있다.
차광 패턴은 유색의 유기막으로써 예컨대, 코팅 방식으로 형성될 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 윈도우패널(WP)은 베이스 필름의 전면에 배치된 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 기능성 코팅층은 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등을 포함할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 있어서, 윈도우패널(WP)은 베이스 필름 및 차광 패턴의 구분없이 간략히 도시되었다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 입력감지층(ISL)은 보조감지면(RIS) 측에 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다. 예컨대, 보조감지유닛(RISU)은 표시장치(DD)의 측면에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 보조감지유닛(RISU)은 입력감지층(ISL), 즉 입력감지유닛과 동일층에 형성될 수 있다.
도 2c에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 표시패널(DP), 입력감지패널(ISP) 및 윈도우패널(WP)을 포함할 수 있다. 입력감지패널(ISP)은 표시패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 또한, 입력감지패널(ISP)은 보조감지면(RIS) 측에 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다. 예컨대, 보조감지유닛(RISU)은 표시장치(DD)의 측면에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 보조감지유닛(RISU)은 입력감지패널(ISP), 즉 입력감지유닛과 동일층에 형성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서, 입력감지층(ISL) 또는 입력감지패널(ISP)은 표시패널(DP)에 전체적으로 중첩할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 입력감지층(ISL) 또는 입력감지패널(ISP)은 표시패널(DP)에 부분적으로 중첩할 수 있다.
이하에서 설명되는 감지전극들의 피치, 감지전극들의 너비들은 입력감지유닛의 용도에 따라 변경될 수 있다. 터치감지패널의 감지전극들은 수 mm 내지 수십 mm의 너비를 갖고, 지문감지패널의 감지전극들은 수십 um 내지 수백 um의 너비를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 단면을 나타내는 도면이다. 예컨대, 도 3은 도 2a에 도시된 표시패널의 단면을 나타낼 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OLED), 보조감지 소자층(RIS-SC) 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나, 표시패널(DP)은 반사방지층, 굴절률 조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다.
표시패널(DP)의 제조시에 이용되는 작업기판 상에 합성수지층을 형성한다. 이후 합성수지층 상에 도전층 및 절연층 등을 형성한다. 작업기판이 제거되면, 합성수지층은 베이스층(BL)에 대응한다.
합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 그밖에 베이스층(BL)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함할 수 있다. 이하, 회로 소자층(DP-CL)에 포함된 절연층은 중간 절연층으로 지칭된다. 중간 절연층은 적어도 하나의 중간 무기막과 적어도 하나의 중간 유기막을 포함할 수 있다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로, 보조화소의 구동회로 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
예컨대, 회로 소자층(DP-CL)은 표시화소의 트랜지스터들(T1, T2, 도 6 참조) 또는 보조화소의 트랜지스터들(T1, T2, T3, 도 7d 참조)을 포함할 수 있다.
표시 소자층(DP-OLED)은 표시화소들의 발광소자를 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 유기발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막과 같은 유기막을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 표시 소자층(DP-OLED)은 표시영역(DD-DA) 내에 위치할 수 있다.
보조감지 소자층(RIS-SC)은 보조화소들의 보조감지전극을 포함할 수 있다. 보조감지 소자층(RIS-SC)은 감지전극들을 포함할 수 있다. 보조감지 소자층(RIS-SC)은 감지전극들 사이에 위치한 탄성층을 더 포함할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 표시 소자층(DP-OLED) 및 보조감지 소자층(RIS-SC)을 밀봉할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기막(이하, 봉지 무기막)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 유기막(이하, 봉지 유기막) 및 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함할 수 있다.
봉지 무기막은 수분/산소로부터 표시 소자층(DP-OLED)을 보호하고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 표시 소자층(DP-OLED)을 보호한다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기막은 아크릴 계열 유기막을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 평면도이다. 예컨대, 도 4는 도 2a에 도시된 표시패널을 나타낼 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 평면상에서 표시영역(DD-DA)과 비표시영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 표시패널(DP)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 표시장치(DD)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 각각 대응할 수 있다.
표시패널(DP)은 신호라인들(SGGL), 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD) 및 표시유닛(DU)을 포함할 수 있다. 또한, 표시패널(DP)은 보조감지유닛(RISU)을 더 포함할 수 있다.
표시유닛(DU)은 표시화소들(PX)을 포함하고, 보조감지유닛(RISU)은 보조화소들(RSPX)을 포함할 수 있다.
표시패널(DP)은 표시면(DD-IS) 및 보조감지면(RIS)으로 구분될 수 있다. 신호라인들(SGGL) 및 표시유닛(DU)은 표시패널(DP)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있고, 보조감지유닛(RISU)은 보조감지면(RIS) 측에 배치될 수 있다.
또한, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 표시패널(DP)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4에서는 생략되었으나, 신호라인들(SGGL)은 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 걸쳐 배치될 수 있다. 신호라인들(SGGL)은 패드부 및 라인부를 포함할 수 있다.
라인부는 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 배치되는 부분이고, 패드부는 라인부의 말단에 연결되는 부분일 수 있다.
실질적으로 표시화소(PX)에 연결된 라인부가 신호라인들(SGGL)의 대부분을 구성할 수 있다. 라인부는 표시화소(PX)의 트랜지스터들(T1, T2, 도 5 참조) 또는 보조화소(RSPX)의 트랜지스터들(T1, T2, T3, 도 7d 참조)에 연결될 수 있다.
라인부는 단층/다층 구조를 가질 수 있고, 라인부는 일체의 형상(single body)이거나, 2 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 2 이상의 부분들은 서로 다른 층 상에 배치되고, 2 이상의 부분들 사이에 배치된 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있다.
패드부는 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD) 중 대응하는 패드에 중첩할 수 있다.
신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 및 보조패드들(RIS-PD)이 배치된 영역은 패드영역(NDA-PD)으로 정의될 수 있다.
신호패드들(DP-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 신호라인들(SGGL) 중 대응하는 신호라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
감지패드들(IS-PD)은 도 2a 및 도 2b의 표시패널(DP)에 선택적으로 구비될 수 있다. 감지패드들(IS-PD)은 도 2c의 표시패널(DP)에서 생략될 수 있다.
감지패드들(IS-PD)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 입력감지층(ISL)에 구비된 신호라인들의 패드부에 중첩할 수 있다. 감지패드들(IS-PD)은 플로팅 전극일 수 있다. 감지패드들(IS-PD)은 표시패널(DP)의 신호라인들(SGGL)과 전기적으로 절연될 수 있다.
신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 신호라인들(SGGL)과 동일한 공정을 통해 형성되어, 신호라인들(SGGL)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
표시화소들(PX)은 표시영역(DD-DA)에 배치될 수 있다. 표시화소들(PX) 각각은 유기발광 다이오드와 그에 연결된 화소 구동회로를 포함할 수 있다. 보조화소들(RSPX) 각각은 보조감지전극과 그에 연결된 보조화소 구동회로를 포함할 수 있다.
신호라인들(SGGL), 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD), 화소 구동회로 및 보조화소 구동회로는 도 3에 도시된 회로 소자층(DP-CL)에 포함될 수 있다.
도 4에는 표시패널(DP)에 전기적으로 연결되는 회로기판(PCB)을 추가 도시하였다. 회로기판(PCB)은 리지드 회로기판 또는 플렉서블 회로기판일 수 있다. 회로기판(PCB)은 표시패널(DP)에 직접 결합되거나, 또 다른 회로기판을 통해 표시패널(DP)에 연결될 수 있다.
회로기판(PCB)에는 표시패널(DP)의 동작을 제어하는 타이밍 제어회로(TC)가 배치될 수 있다. 또한, 회로기판(PCB)에는 입력감지패널(ISP) 또는 입력감지층(ISL)을 제어하는 입력감지회로(IS-C)가 배치될 수 있다. 타이밍 제어회로(TC)와 입력감지회로(IS-C) 각각은 집적 칩의 형태로 회로기판(PCB)에 실장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 타이밍 제어회로(TC)와 입력감지회로(IS-C)는 하나의 집적 칩의 형태로 회로기판(PCB)에 실장될 수 있다. 회로기판(PCB)은 표시패널(DP)과 전기적으로 연결되는 회로기판 패드들(PCB-P)을 포함할 수 있다. 미 도시되었으나, 회로기판(PCB)은 회로기판 패드들(PCB-P)과 타이밍 제어회로(TC) 및/또는 입력감지회로(IS-C)를 연결하는 신호라인들을 더 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 것과 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 비표시영역(DD-NDA)에 배치된 칩실장 영역을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 칩 형태의 타이밍 제어회로(TC) 및 입력 감지회로(IS-C) 중 적어도 어느 하나는 칩실장 영역에 실장될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 표시패널의 일 실시예를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 액티브 셀프 커패시터(Active-Self-Capacitor) 방식으로 구현된 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
설명의 편의를 위하여, 도 4에 도시된 표시화소들(PX) 중 어느 하나와 그에 대응되는 구성들만이 도 5a 및 도 5b에 도시된다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 5a 및 도 5b의 내용 중 도 4와 중복되는 내용은 생략된다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 구동회로(GDC), 표시유닛(DU) 및 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다. 또한, 표시패널(DP)은 신호패드들(DP-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)을 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에는 설명의 편의를 위하여, 보조패드들(RIS-PD)이 표시패널(DP)의 보조감지면(RIS) 측에 배치된 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
구동회로(GDC), 신호라인들(SGGL), 신호패드들(DP-PD) 및 화소 구동회로는 도 3에 도시된 회로 소자층(DP-CL)에 포함될 수 있다.
도 5a에서는 구동회로(GDC)가 표시유닛(DU) 및 보조감지유닛(RISU)을 기준으로 일측에 배치된 실시예가 도시되고, 도 5b에서는 구동회로(GDC)가 표시유닛(DU) 및 보조감지유닛(RISU) 사이에 배치된 실시예가 도시된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 구동회로(GDC)는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
구동회로(GDC)는 주사 구동회로를 포함할 수 있다. 주사 구동회로는 주사 신호들을 생성하고, 주사 신호들을 주사 라인들(GL)에 순차적으로 출력할 수 있다.　실시예에 따라, 주사 구동회로는 표시화소들(PX)의 구동회로에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
즉, 구동회로(GDC)는 표시화소들(PX) 및 보조화소들(RSPX)을 수평라인 별로 순차적으로 구동할 수 있다.
주사 구동회로는 표시화소들(PX)의 구동회로와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 복수 개의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 신호라인들(SGGL)은 주사 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을 포함할 수 있다. 또한, 신호라인들(SGGL)은 보조출력 라인들(ROL) 및 보조전원 라인(RSPL)을 더 포함할 수 있다.
주사 라인들(GL)은 표시화소들(PX) 중 대응하는 표시화소에 각각 연결되면서, 보조화소들(RSPX) 중 대응하는 보조화소에 각각 연결될 수 있다. 즉, 대응하는 표시화소 및 대응하는 보조화소는 동일한 주사 라인(GL)에 연결될 수 있다. 예컨대, 표시화소들(PX) 및 보조화소들(RSPX)은 수평라인 별로, 동일한 주사 라인들(GL)에 각각 연결될 수 있다.
데이터 라인들(DL) 및 전원 라인(PL)은 표시화소들(PX) 에 연결될 수 있다.
제어신호 라인(CSL)은 구동회로(GDS)에 연결될 수 있다.
보조출력 라인들(ROL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 보조화소들(RSPX)에 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시화소를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시화소(PX)의 등가회로도이다.
도 6에는 어느 하나의 주사 라인(GL), 어느 하나의 데이터 라인(DL), 전원 라인(PL), 및 이들에 연결된 표시화소(PX)를 도시하였다. 표시화소(PX)의 구성은 도 6에 제한되지 않고 변형되어 실시될 수 있다.
유기발광 다이오드(OLED)는 전면 발광형 다이오드이거나, 배면 발광형 다이오드일 수 있다. 표시화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 화소 구동회로로써 제1 트랜지스터(T1, 또는 스위칭 트랜지스터), 제2 트랜지스터(T2, 또는 구동 트랜지스터), 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 제2 트랜지스터(T2)에 제공되고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 유기발광 다이오드(OLED)에 제공된다. 제2 전원 전압(ELVSS)은 제1 전원 전압(ELVDD) 보다 낮은 전압일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 주사 라인(GL)에 인가된 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다. 제2 트랜지스터(T2)는 유기발광 다이오드(OLED)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 커패시터(Cst)에 저장된 전하량에 대응하여 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류를 제어한다.
등가회로는 하나의 일 실시예에 불과하며 이에 제한되지 않는다. 표시화소(PX)는 복수 개의 트랜지스터들을 더 포함할 수 있고, 더 많은 개수의 커패시터들을 포함할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)는 전원 라인(PL)과 제2 트랜지스터(T2) 사이에 접속될 수도 있다.
도 7a 내지 도 7e는 액티브 셀프 커패시터(Active-Self-Capacitor) 방식의 보조화소(RSPX)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 보조화소를 나타내는 평면도이다. 예컨대, 도 7a는 도 5에 도시된 보조화소를 나타낼 수 있다.
특히, 도 7a에서는 설명의 편의를 위하여 제i 주사 라인(GLi) 및 어느 하나의 보조출력 라인(ROL)과 연결된 보조화소(RSPX)를 도시하기로 한다. (여기서, i는 2이상의 정수이다.)
도 7a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 보조화소(RSPX)는 보조감지전극(300), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 및 커패시터 전극(350)을 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 보조출력 라인(ROL)으로 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제1 트랜지스터(T1)는 보조출력 라인(ROL)과 제2 트랜지스터(T2) 사이에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극(323)과 연결되는 제1 전극(312), 보조출력 라인(ROL)과 연결되는 제2 전극(313), 보조감지전극(300)과 연결되는 게이트 전극(314), 및 상기 제1 전극(312) 및 상기 제2 전극(313) 사이에 연결되는 반도체층(311)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(314), 제1 전극(312), 및 제2 전극(313)은 각각 컨택홀(CH1, CH2, CH3)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제1 트랜지스터(T1)는 보조감지전극(300)의 전위에 대응하여 보조출력 라인(ROL)으로 출력되는 전류(Io)를 제어할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 보조전원 라인(RSPL)과 제1 트랜지스터(T1) 사이에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 트랜지스터(T2)는 보조전원 라인(RSPL)과 연결되는 제1 전극(322), 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(312)과 연결되는 제2 전극(323), 제i 주사 라인(GLi)과 연결되는 게이트 전극(324), 및 상기 제1 전극(322)과 상기 제2 전극(323) 사이에 연결되는 반도체층(321)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극(322) 및 제2 전극(323)은 각각 컨택홀(CH4, CH5)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제2 트랜지스터(T2)는 제i 주사 라인(GLi)으로 센서 주사 신호가 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(312)으로는 기준 전압이 인가될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 보조전원 라인(RSPL)과 보조감지전극(300) 사이에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제3 트랜지스터(T3)는 보조전원 라인(RSPL)에 연결되는 제1 전극(332), 보조감지전극(300)에 연결되는 제2 전극(333), 제i-1 주사 라인(GLi-1)에 연결되는 게이트 전극(334), 및 상기 제1 전극(332)과 상기 제2 전극(333) 사이에 연결되는 반도체층(331)을 포함할 수 있다.
또한, 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극(332) 및 제2 전극(333)은 각각 컨택홀(CH6, CH7)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제3 트랜지스터(T3)는 제i-1 주사 라인(GLi-1)으로 센서 주사 신호가 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되는 경우, 보조감지전극(300)의 전압은 기준 전압으로 초기화될 수 있다.
커패시터 전극(350)은 보조감지전극(300)과 중첩하여 위치할 수 있으며, 이에 따라 보조감지전극(300)과 함께 커패시터를 형성할 수 있다.
또한, 커패시터 전극(350)은 제i 주사 라인(GLi)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 커패시터 전극(350)은 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(324)을 통해 제i 주사 라인(GLi)과 연결될 수 있다.
이때, 커패시터 전극(350)과 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(324)은 제i 주사 라인(GLi)과 동일 물질로 형성될 수 있다.
보조감지전극(300)은 커패시터 전극(350) 및 사용자의 손가락 등과 커패시터를 형성할 수 있다.
또한, 보조감지전극(300)은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 재료로는 금속, 이들의 합금, 도전성 고분자, 투명 도전성 물질 등이 사용될 수 있다.
상기 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 도전성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물을 사용할 수 있다.
상기 투명 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 예로 들 수 있다.
도 7b 및 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 센서 화소의 단면도이다. 예컨대, 도 7b 및 도 7c는 는 도 5에 도시된 보조화소의 구조를 나타낼 수 있다.
도 7b 및 도 7c는 보조감지전극(300)과 관련된 제2 커패시터(C2)의 정전 용량이 지문의 융선(410) 및 골(420)에 따라 변화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
특히, 도 7b에서는 보조화소(RSPX) 상에 손가락(400)의 융선(410)이 위치한 경우를 도시하였고, 도 7c에서는 보조화소(RSPX) 상에 손가락(400)의 골(420)이 위치한 경우를 도시하였다.
커패시터 전극(350) 상에 탄성절연층(RSL)이 위치할 수 있고, 탄성절연층(RSL) 상에 보조감지전극(300)이 위치할 수 있다.
보조감지전극(300)과 커패시터 전극(350)은 제1 커패시터(C1)를 형성할 수 있다. 보조감지전극(300)과 커패시터 전극(350)은 탄성절연층(RSL)을 사이에 두고 서로 이격되어 위치할 수 있다.
보조감지전극(300) 상에 탄성절연층(RSL)이 위치하고, 탄성절연층(RSL) 상에 윈도우패널(WP)이 위치할 수 있다.
사용자의 손가락(400)은 윈도우패널(WP)에 접촉될 수 있다.
또한, 지문 인식을 위해 사용자의 손가락(400)이 보조화소(RSPX) 상에 위치하는 경우, 보조감지전극(300)과 손가락(400)은 제2 커패시터(C2)를 형성할 수 있다.
이때, 제2 커패시터(C2)는 가변 커패시터로서, 제2 커패시터(C2)의 정전 용량은 보조감지전극(300) 상에 지문의 융선(410) 또는 골(420)이 위치하는지 여부에 따라 변화될 수 있다.
즉, 융선(410)과 보조감지전극(300)의 거리는 골(420)과 보조감지전극(300) 사이의 거리보다 짧으므로, 도 7b와 같이 융선(410)이 보조감지전극(300) 상에 위치한 경우의 제2 커패시터(C2)의 정전 용량과, 도 7c와 같이 골(420)이 보조감지전극(300) 상에 위치한 경우의 제2 커패시터(C2)의 정전 용량은 서로 차이가 나게 된다.
도 7a 내지 도 7c을 참조하면, 제2 커패시터(C2)의 정전 용량의 변화는 보조화소(RSPX)의 출력 전류에도 영향을 미치게 되고, 출력 전류의 변화량을 기초로 사용자의 지문 또는 장문이 감지될 수 있다.
또한, 탄성절연층(RSL)은 탄성을 가질 수 있다. 탄성을 가진 탄성절연층(RSL)은 가해지는 압력에 따라 두께가 달라질 수 있다. 탄성절연층(RSL)의 두께가 달라지면, 제1 커패시터(C1) 또는 제2 커패시터(C2)의 정전 용량이 달라질 수 있다.
이러한 정전 용량 변화는 보조화소(RSPX)의 출력 전류에도 영향을 미치게 되고, 출력 전류의 변화량을 기초로 압력이 감지될 수 있다.
본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 압력 감지를 위하여, 보조화소(RSPX)는 다양한 방식으로 설계될 수 있다.
도 7d은 본 발명의 실시 예에 따른 보조화소의 등가 회로를 나타낸 도면이고, 도 7e는 도 7d에 도시된 보조화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
특히, 도 7d에서는 설명의 편의를 위하여 제i 주사 라인(GLi), 제i-1 주사 라인(GLi-1) 및 보조출력 라인(ROL)과 연결된 보조화소(RSPX)를 도시하기로 한다. 또한, 도 7에서는 제i-1 주사 라인(GLi-1)에 공급되는 주사 신호와 제i 주사 라인(GLi)에 공급되는 주사 신호를 도시하였다.
도 7d을 참조하면, 보조화소(RSPX)는 보조감지전극(300), 커패시터 전극(350), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 및 제3 트랜지스터(T3)를 포함할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 보조감지전극(300)과 커패시터 전극(350)은 제1 커패시터(C1)를 구성할 수 있으며, 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 및 제3 트랜지스터(T3)는 보조화소 구동회로(SC)를 구성할 수 있다.
또한, 제2 커패시터(C2)는 가변 커패시터로서, 앞서 살펴본 바와 같이 보조감지전극(300)과 손가락(400)으로 이루어질 수 있다. 이때, 제2 커패시터(C2)의 정전용량은 보조감지전극(300)과 손가락(400) 사이의 거리, 보조감지전극(300) 상에 지문의 골 또는 융선이 위치하는지 여부, 터치에 의한 압력의 세기 등에 따라 변화될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 보조출력 라인(ROL)으로 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제1 트랜지스터(T1)는 보조출력 라인(ROL)과 제2 트랜지스터(T2) 사이에 연결될 수 있다.
다시 말해, 제1 트랜지스터(T1)는 보조출력 라인(ROL)과 제1 노드(N1) 사이에 연결되며, 게이트 전극이 제2 노드(N2)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극과 연결되는 제1 전극, 보조출력 라인(ROL)과 연결되는 제2 전극, 및 보조감지전극(300)과 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 보조전원 라인(RSPL)과 제1 트랜지스터(T1) 사이에 연결될 수 있다.
다시 말해, 제2 트랜지스터(T2)는 보조전원 라인(RSPL)과 제1 노드(N1) 사이에 연결되며, 게이트 전극이 제i 주사 라인(GLi)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 트랜지스터(T2)는 보조전원 라인(RSPL)과 연결되는 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결되는 제2 전극, 및 제i 주사 라인(GLi)과 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
따라서, 제2 트랜지스터(T2)는 제i 주사 라인(GLi)으로 주사 신호가 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로는 기준 전압이 인가될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 보조전원 라인(RSPL)과 보조감지전극(300) 사이에 연결될 수 있다.
다시 말해, 제3 트랜지스터(T3)는 제2 노드(N2)와 보조전원 라인(RSPL) 사이에 연결되며, 게이트 전극이 제i-1 주사 라인(GLi-1)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제3 트랜지스터(T3)는 보조전원 라인(RSPL)에 연결되는 제1 전극, 보조감지전극(300)에 연결되는 제2 전극, 및 제i-1 주사 라인(GLi-1)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
따라서, 제3 트랜지스터(T3)는 제i-1 주사 라인(GLi-1)으로 주사 신호가 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되는 경우, 보조감지전극(300)의 전압은 기준 전압으로 초기화될 수 있다.
커패시터 전극(350)은 보조감지전극(300)과 중첩하여 위치할 수 있으며, 이에 따라 보조감지전극(300)과 함께 제1 커패시터(C1)를 형성할 수 있다.
또한, 커패시터 전극(350)은 제i 주사 라인(GLi)과 연결될 수 있다.
이에 따라, 제1 커패시터(C1)는 제2 노드(N2)와 제i 주사 라인(GLi) 사이에 연결될 수 있다.
또한, 제2 커패시터(C2)는 제2 노드(N2)에 연결될 수 있다.
제1 노드(N1)는 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극이 공통적으로 접속되는 노드이며, 제2 노드(N2)는 보조감지전극(300), 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극, 및 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극이 공통적으로 접속되는 노드이다.
여기서, 트랜지스터들(T1, T2, T3)의 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 트랜지스터들(T1, T2, T3)의 제2 전극은 제1 전극과 다른 전극으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극이 소스 전극으로 설정되면 제2 전극은 드레인 전극으로 설정될 수 있다.
또한, 도 7d에서는 예시적으로 트랜지스터들(T1, T2, T3)이 PMOS 트랜지스터인 것으로 도시하였으나, 다른 실시예에서는 트랜지스터들(T1, T2, T3)이 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
도 7e는 도 7d에 도시된 보조화소의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 7e을 참조하면, 제1 기간(P1) 동안 제i-1 주사 라인(GLi-1)으로 주사 신호가 공급될 수 있다.
따라서, 제1 기간(P1)에서는 제3 트랜지스터(T3)가 온 상태를 유지할 수 있으며, 제2 노드(N2)는 보조전원 라인(RSPL)으로부터 인가되는 기준 전압으로 초기화될 수 있다.
그 후, 제2 기간(P2) 동안 제i 주사 라인(GLi)으로 주사 신호가 공급될 수 있다.
따라서, 제2 기간(P2)에서는 제2 트랜지스터(T2)가 온 상태를 유지할 수 있으며, 보조전원 라인(RSPL)으로부터 제2 트랜지스터(T2)와 제1 트랜지스터(T1)를 통해 보조출력 라인(ROL)으로 전류가 흐를 수 있다.
이때, 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전압(제2 노드(N2)의 전압)에 대응하여 출력 전류의 양을 제어할 수 있다.
예를 들어, 출력 전류는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압(Vg)에 따라 변화될 수 있으며, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압(Vg)은 하기와 같은 수식에 따라 결정될 수 있다.
Vg = Vcom +{Vc1/(Vc1+Vc2)}*Vs (Vcom은 기준 전압, Vc1은 제1 커패시터(C1)의 정전 용량, Vc2는 제2 커패시터(C2)의 정전 용량, Vs는 제i 주사 라인(GLi)에 공급된 센서 주사 신호의 전압 변화량)
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지층(ISL)을 나타내는 도면이다. 예컨대, 도 8은 도 2b에 도시된 입력감지층(ISL)을 나타낼 수 있다.
도 8에 도시된 것과 같이, 입력감지층(ISL)은 평면상에서 표시영역(DD-DA)과 비표시영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 입력감지층(ISL)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 표시장치(DD)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 각각 대응할 수 있다.
입력감지층(ISL)은 신호라인들(SGGL), 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD) 및 입력감지유닛(ISU)을 포함할 수 있다. 또한, 입력감지층(ISL)은 보조감지유닛(RISU)을 더 포함할 수 있다.
입력감지유닛(ISU)은 감지화소들(SPX)을 포함하고, 보조감지유닛(RISU)은 보조화소들(RSPX)을 포함할 수 있다.
입력감지유닛(ISU)은 표시장치(DD, 도 1a 참조)의 전면에 배치되고, 보조감지유닛(RISU)은 표시장치(DD)의 측면에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 입력감지유닛(ISU)은 터치를 감지하기 위한 터치 센서 또는 지문 또는 장문을 감지하기 위한 지문 센서로 구현될 수 있다.
또한, 보조감지유닛(RISU)은 지문 또는 장문을 감지하기 위한 지문 센서로 구현될 수 있다.
입력감지층(ISL)은 표시면(DD-IS) 및 보조감지면(RIS)으로 구분될 수 있다. 입력감지유닛(ISU)은 입력감지층(ISL)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있고, 보조감지유닛(RISU)은 보조감지면(RIS) 측에 배치될 수 있다.
또한, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 입력감지층(ISL)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
신호라인들(SGGL)은 입력감지층(ISL) 전반에 걸쳐 배치될 수 있다. 신호라인들(SGGL)은 패드부 및 라인부를 포함할 수 있다.
라인부는 입력감지층(ISL) 전반에 배치되는 부분이고, 패드부는 라인부의 말단에 연결되는 부분일 수 있다.
실질적으로 감지화소(SPX)에 연결된 라인부가 신호라인들(SGGL)의 대부분을 구성할 수 있다. 라인부는 감지화소(SPX) 또는 보조화소(RSPX)에 연결될 수 있다.
라인부는 단층/다층 구조를 가질 수 있고, 라인부는 일체의 형상(single body)이거나, 2 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 2 이상의 부분들은 서로 다른 층 상에 배치되고, 2 이상의 부분들 사이에 배치된 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있다.
패드부는 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD) 중 대응하는 패드에 중첩할 수 있다.
신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 및 보조패드들(RIS-PD)이 배치된 영역은 패드영역(NDA-PD)으로 정의될 수 있다.
감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 신호라인들(SGGL) 중 대응하는 신호라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
신호패드들(DP-PD)은 도 2a 및 도 2b의 입력감지층(ISL)에 선택적으로 구비될 수 있다. 신호패드들(DP-PD)은 도 2c의 입력감지패널(ISP)에서 생략될 수 있다.
신호패드들(DP-PD)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 표시패널(DP)에 구비된 신호라인들의 패드부에 중첩할 수 있다. 신호패드들(DP-PD)은 플로팅 전극일 수 있다. 신호패드들(DP-PD)은 입력감지층(ISL)의 신호라인들(SGGL)과 전기적으로 절연될 수 있다.
신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 신호라인들(SGGL)과 동일한 공정을 통해 형성되므로, 신호라인들(SGGL)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
감지화소들(SPX)은 표시영역(DD-DA)에 배치될 수 있다. 감지화소들(SPX) 각각은 감지전극과 그에 연결된 감지화소 구동회로를 포함할 수 있다. 보조화소들(RSPX) 각각은 보조감지전극과 그에 연결된 보조화소 구동회로를 포함할 수 있다.
도 9a는 도 8에 도시된 입력감지층의 일 실시예를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 9a는 액티브 셀프 커패시터(Active-Self-Capacitor) 방식으로 구현된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
설명의 편의를 위하여, 도 8에 도시된 감지화소들(SPX) 중 어느 하나와 그에 대응되는 구성들만이 도 9a에 도시된다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 9a의 내용 중 도 8와 중복되는 내용은 생략된다.
도 9a에 도시된 것과 같이, 입력감지층(ISL)은 감지구동회로(SGDC), 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다. 또한, 입력감지층(ISL)은 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)을 포함할 수 있다.
도 9a에는 설명의 편의를 위하여, 보조패드들(RIS-PD)이 입력감지층(ISL)의 보조감지면(RIS) 측에 배치된 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9a에서는 감지구동회로(SGDC)가 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 기준으로 일측에 배치된 실시예가 도시된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 감지구동회로(SGDC)는 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU) 사이에 배치될 수 있다.
감지구동회로(SGDC)는 감지주사 구동회로를 포함할 수 있다.
감지주사 구동회로는 감지주사 신호들을 생성하고, 감지주사 신호들을 감지주사 라인들(SGL)에 순차적으로 출력할 수 있다.　실시예에 따라, 감지주사 구동회로는 감지화소들(SPX)의 구동회로 또는 보조화소들(RSPX)의 구동회로에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
즉, 감지구동회로(SGDC)는 감지화소들(SPX) 및 보조화소들(RSPX)을 수평라인 별로 순차적으로 구동할 수 있다.
도 8에 도시된 신호라인들(SGGL)은 감지주사 라인들(SGL), 감지출력 라인들(SOL), 감지전원 라인(SPL), 및 감지제어신호 라인(SCSL)을 포함할 수 있다. 또한, 신호라인들(SGGL)은 보조출력 라인들(ROL) 및 보조전원 라인(RSPL)을 더 포함할 수 있다.
감지주사 라인들(SGL)은 감지화소들(SPX) 중 대응하는 감지화소에 각각 연결되면서, 보조화소들(RSPX) 중 대응하는 보조화소에 각각 연결될 수 있다. 즉, 대응하는 감지화소 및 대응하는 보조화소는 동일한 감지주사 라인(SGL)에 연결될 수 있다.
감지출력 라인들(SOL) 및 감지전원 라인(SPL)은 감지화소들(SPX)에 연결될 수 있다.
감지제어신호 라인(SCSL)은 감지구동회로(SGDS)에 연결될 수 있다.
보조출력 라인들(ROL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 보조화소들(RSPX)에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 감지전원 라인(SPL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 동일한 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 감지전원 라인(SPL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9a에 도시된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)은 액티브 셀프 커패시터(Active-Self-Capacitor) 방식으로 구현되었으므로, 도 7a 내지 도 7e에서 설명된 내용이 적용될 수 있다.
입력감지유닛(ISU)의 해상도는 보조감지유닛(RISU)의 해상도보다 작을 수 있다. 실시예에 따라, 감지화소(SPX)의 크기는 보조화소(RSPX)의 크기보다 클 수 있다.
도 9b는 도 8에 도시된 입력감지층의 다른 실시예를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 9b는 셀프 커패시터(Self-Capacitor) 방식으로 구현된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
설명의 편의를 위하여, 도 8에 도시된 감지화소들(SPX) 중 어느 하나와 그에 대응되는 구성들만이 도 9b에 도시된다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 9b의 내용 중 도 8와 중복되는 내용은 생략된다.
도 9b에 도시된 것과 같이, 입력감지층(ISL)은 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다. 또한, 입력감지층(ISL)은 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)을 포함할 수 있다.
도 9b에는 설명의 편의를 위하여, 보조패드들(RIS-PD)이 입력감지층(ISL)의 보조감지면(RIS) 측에 배치된 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8에 도시된 신호라인들(SGGL)은 감지출력 라인들(SOL) 및 감지전원 라인(SPL)을 포함할 수 있다. 또한, 신호라인들(SGGL)은 보조출력 라인들(ROL) 및 보조전원 라인(RSPL)을 더 포함할 수 있다.
감지출력 라인들(SOL)은 감지화소들(SPX) 중 대응하는 감지화소에 각각 연결될 수 있다.
도 9b에 도시된 것과 같이, 입력감지유닛(ISU)은 감지화소들(SPX)을 포함할 수 있다. 보조감지유닛(RISU)은 보조화소들(RSPX)을 포함할 수 있다. 감지화소들(SPX) 각각은 감지전극(IE)을 포함할 수 있다. 보조화소들(RSPX) 각각은 보조감지전극(RIE)을 포함할 수 있다.
감지전극들(IE) 및 보조감지전극들(RIE)은 고유의 좌표정보를 가질 수 있다. 예컨대, 감지전극들(IE) 및 보조감지전극들(RIE)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 감지전극들(IE) 및 보조감지전극들(RIE)의 형상과 배열은 특별히 제한되지 않는다. 실시예에 따라, 감지전극들(IE) 및 보조감지전극들(RIE)은 메쉬(mesh) 형상, 판상 형상 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 감지전극들(IE) 또는 보조감지전극들(RIE)은 금속 또는 투명 도전층으로 구현될 수 있다. 예컨대, 금속은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
감지전극들(IE) 또는 보조감지전극들(RIE)의 형상 및 재료는 센싱감도를 고려하여 결정될 수 있다. RC 딜레이가 센싱감도에 영향을 미칠 수 있는데, 금속을 포함하는 감지전극들은 투명 도전층 대비 저항이 작기 때문에 RC 값이 감소된다, 따라서 감지전극들(IE) 또는 보조감지전극들(RIE) 사이에 정의된 커패시터의 충전시간이 감소된다. 투명 도전층을 포함하는 감지전극들(IE) 또는 보조감지전극들(RIE)은 금속 대비 사용자에게 시인되지 않고, 입력 면적이 증가하여 커패시턴스를 증가시킬 수 있다.
금속을 포함하는 감지전극들(IE) 또는 보조감지전극들(RIE)은 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위해 메쉬 형상을 가질 수 있다.
감지전원 라인(SPL)은 감지화소들(SPX)에 연결될 수 있다.
보조출력 라인들(ROL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 보조화소들(RSPX)에 각각 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 감지전원 라인(SPL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 동일한 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 감지전원 라인(SPL) 및 보조전원 라인(RSPL)은 전기적으로 연결될 수 있다.
입력감지유닛(ISU)의 해상도는 보조감지유닛(RISU)의 해상도보다 작을 수 있다. 실시예에 따라, 감지화소(SPX)의 크기는 보조화소(RSPX)의 크기보다 클 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지층(ISL)의 도면이다. 예컨대, 도 10a 및 도 10b는 도 2b에 도시된 입력감지층의 다른 실시예를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 것과 같이, 입력감지층(ISL)은 평면상에서 표시영역(DD-DA)과 비표시영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 입력감지층(ISL)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 표시장치(DD)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 각각 대응할 수 있다.
도 10a는 액티브 상호 커패시터(Active-Mutual-Capacitor) 방식으로 구현된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
도 10a를 참조하면, 입력감지층(ISL)은 신호라인들, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD), 입력감지유닛(ISU) 및 감지구동회로(SGDC)를 포함할 수 있다. 또한, 입력감지층(ISL)은 보조감지유닛(RISU)을 더 포함할 수 있다.
도 10a에 도시된 것과 같이, 입력감지유닛(ISU)은 제1 감지전극들(IE1) 및 제2 감지전극들(IE2)을 포함할 수 있다. 보조감지유닛(RISU)은 제1 보조감지전극들(RIE1) 및 제2 보조감지전극들(RIE2)을 포함할 수 있다.
입력감지층(ISL)은 표시면(DD-IS) 및 보조감지면(RIS)으로 구분될 수 있다. 입력감지유닛(ISU)은 입력감지층(ISL)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있고, 보조감지유닛(RISU)은 보조감지면(RIS) 측에 배치될 수 있다.
또한, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 입력감지층(ISL)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 및 보조패드들(RIS-PD)이 배치된 영역은 패드영역(NDA-PD)으로 정의될 수 있다.
감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 신호라인들 중 대응하는 신호라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
신호패드들(DP-PD)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 표시패널(DP)에 구비된 신호라인들의 패드부에 중첩할 수 있다. 신호패드들(DP-PD)은 플로팅 전극일 수 있다. 신호패드들(DP-PD)은 입력감지층(ISL)의 신호라인들과 전기적으로 절연될 수 있다.
도 10a에서는 감지구동회로(SGDC)가 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU) 사이에 배치된 실시예가 도시된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 감지구동회로(SGDC)는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
감지구동회로(SGDC)는 감지구동 신호들을 생성하고, 감지구동 신호들을 제1 감지전극들(IE1) 및 제1 보조감지전극들(RIE1)에 순차적으로 출력할 수 있다.
제1 감지전극들(IE1)과 제2 감지전극들(IE2)은 서로 교차할 수 있다. 제1 보조감지전극들(RIE1) 및 제2 보조감지전극들(RIE2)은 서로 교차할 수 있다.
제1 감지전극들(IE1)은 제1 방향(DR1)으로 나열되며, 각각이 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 감지전극들(IE2)은 제2 방향(DR2)으로 나열되며, 각각이 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.
제1 보조감지전극들(RIE1)은 제1 방향(DR1)으로 나열되며, 각각이 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 보조감지전극들(RIE2)은 제2 방향(DR2)으로 나열되며, 각각이 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.
입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)은 상호 커패시터 방식 및/또는 셀프 커패시터 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다. 제1 구간 동안에 상호 커패시터 방식 외부 입력의 좌표를 산출한 후 제2 구간 동안에 셀프 커패시터 방식으로 외부 입력의 좌표를 재 산출할 수도 있다.
제1 감지전극들(IE1) 각각은 제1 센서부들(SP1) 및 제1 연결부들(CP1)을 포함하고, 제2 감지전극들(IE2) 각각은 제2 센서부들(SP2) 및 제2 연결부들(CP2)을 포함할 수 있다.
제1 보조감지전극들(RIE1) 각각은 제1 보조센서부들(RSP1) 및 제1 보조연결부들(RCP1)을 포함하고, 제2 보조감지전극들(RIE2) 각각은 제2 보조센서부들(RSP2) 및 제2 보조연결부들(RCP2)을 포함할 수 있다.
제1 센서부들(SP1) 중 제1 전극의 양단에 배치된 2개 제1 센서부들은 중앙에 배치된 제1 센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다. 제2 센서부들(SP2) 중 제2 전극의 양단에 배치된 2개 제2 센서부들은 중앙에 배치된 제2 센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다.
제1 보조센서부들(RSP1) 중 제1 전극의 양단에 배치된 2개 제1 보조센서부들은 중앙에 배치된 제1 보조센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다. 제2 보조센서부들(RSP2) 중 제2 전극의 양단에 배치된 2개 제2 보조센서부들은 중앙에 배치된 제2 보조센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다.
도 10a에는 일 실시예에 따른 감지전극들(IE1, IE2)과 보조감지전극들(RIE1, RIE2)을 도시하였으나, 그 형상은 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 감지전극들(IE1, IE2)과 보조감지전극들(RIE1, RIE2)은 센서부와 연결부의 구분이 없는 형상(예컨대 바 형상)을 가질 수 있다.
마름모 형상의 센서부들(SP1, SP2)과 보조센서부들(RSP1, RSP2)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 센서부들(SP1, SP2)과 보조센서부들(RSP1, RSP2)은 또 다른 다각형상을 가질 수 있다.
실시예에 따라, 제1 센서부들(SP1)은 제2 방향(DR2)을 따라 나열되고, 제2 센서부들(SP2)은 제1 방향(DR1)을 따라 나열될 수 있다. 제1 보조센서부들(RSP1)은 제2 방향(DR2)을 따라 나열되고, 제2 보조센서부들(RSP2)은 제1 방향(DR1)을 따라 나열될 수 있다.
제1 연결부들(CP1) 각각은 인접한 제1 센서부들(SP1)을 연결하고, 제2 연결부들(CP2) 각각은 인접한 제2 센서부들(SP2)을 연결할 수 있다. 제1 보조연결부들(RCP1) 각각은 인접한 제1 보조센서부들(RSP1)을 연결하고, 제2 보조연결부들(RCP2) 각각은 인접한 제2 보조센서부들(RSP2)을 연결할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 감지전극들(IE1)은 대응하는 제1 보조감지전극들(RIE1)과 동일한 전압을 공급받을 수 있다.
입력감지유닛(ISU)의 해상도는 보조감지유닛(RISU)의 해상도보다 작을 수 있다. 실시예에 따라, 센서부들(SP1, SP2)의 크기는 보조센서부들(RSP1, RSP2)의 크기보다 클 수 있다.
도 10b는 상호 커패시터(Mutual-Capacitor) 방식으로 구현된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 10a에서 설명된 입력감지층(ISL)과 도 10b에 도시된 입력감지층(ISL)의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 10b에 도시된 입력감지층(ISL)은, 도 10a에 도시된 입력감지층(ISL)과 달리, 신호라인들, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD), 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다.
도 10b에 도시된 실시예에 따른 입력감지층(ISL)은 감지구동회로(SGDC)를 포함하지 않을 수 있다.
제1 감지전극들(IE1) 및 제1 보조감지전극들(RIE1)은 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)로부터 감지구동 신호들을 직접 공급받을 수 있다.
실시예에 따라, 감지구동 신호들은 순차적으로 또는 동시에 제1 감지전극들(IE1) 및 제1 보조감지전극들(RIE1)로 공급될 수 있다.
도 10c는 도 10b에 도시된 입력감지층의 단면을 나타내는 도면이다. 즉, 도 10c는 도 10b의 I1-I1' 및 I2-I2'에 따른 단면들을 나타낸다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 3과 중복되는 내용은 생략한다.
도 10c에 도시된 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함하기 때문에 좀 더 평탄화된 베이스면을 제공할 수 있다. 따라서, 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)의 구성들은 연속공정에 의해 형성되더라도 불량률이 감소될 수 있다.
도 10c에 도시된 바와 같이, 입력감지유닛(ISU)은 표시패널(DP)의 박막 봉지층(TFE) 상에 형성될 수 있고, 제1 센서부들(SP1), 연결부들(CP1, CP2) 및 적어도 하나의 절연층(IS-IL)을 포함할 수 있다.
보조감지유닛(RISU)은 표시패널(DP)의 박막 봉지층(TFE) 상에 형성될 수 있고, 제1 보조센서부들(RSP1), 보조연결부들(RCP1, RCP2) 및 적어도 하나의 절연층(IS-IL)을 포함할 수 있다.
도 10c에 도시된 것과 같이, 제1 센서부들(SP1)은 제1 연결부(CP1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결부(CP1)는 제1 센서부들(SP1)보다 저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 제1 보조센서부들(RSP1)은 제1 보조연결부(RCP1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 보조연결부(RCP1)는 제1 보조센서부들(RSP1)보다 저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다.
제1 연결부(CP1)는 제2 연결부(CP2)와 서로 교차되는데, 기생 캐패시턴스의 영향을 줄이기 위해 제1 연결부(CP1)의 폭(평면에서 측정됨)을 최소화하는 것이 바람직하다.
제1 보조연결부(RCP1)는 제2 보조연결부(RCP2)와 서로 교차되는데, 기생 캐패시턴스의 영향을 줄이기 위해 제1 보조연결부(RCP1)의 폭(평면에서 측정됨)을 최소화하는 것이 바람직하다.
절연층(IS-IL)은 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
절연층(IS-IL)은 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 절연층(IS-IL)은 고분자층, 예를 들면 아크릴 고분자층일 수 있다. 고분자층은 입력감지유닛(ISU, 도 10b 참조) 및 보조감지유닛(RISU, 도 10b 참조)이 표시패널(DP) 상에 직접 배치되더라도 표시장치(DD)의 플렉서블리티를 향상시킬 수 있다.
플렉서블리티를 향상시키기 위해 센서부들(SP1, SP2) 및 보조센서부들(RSP1, RSP2)은 메쉬 형상을 갖고, 금속을 포함할 수 있다. 이러한 센서부들(SP1, SP2) 및 보조센서부들(RSP1, RSP2)은 메탈 메쉬 패턴으로 지칭될 수 있다.
감지전극들(IE1, IE2) 및 보조감지전극들(RIE1, RIE2)은 메쉬 형상을 가질 수 있다. 감지전극들(IE1, IE2) 및 보조감지전극들(RIE1, RIE2)은 메쉬 형상을 가짐으로써 표시패널(DP)의 전극들과의 기생 커패시턴스가 감소될 수 있다.
센서부들(SP1, SP2), 보조센서부들(RSP1, RSP2), 제2 연결부들(CP2) 및 제2 보조연결부들(RCP2)은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 센서부들(SP1, SP2), 보조센서부들(RSP1, RSP2), 제2 연결부들(CP2) 및 제2 보조연결부들(RCP2)은 동일한 재료를 포함할 수 있고, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
제1 연결부들(CP1) 및 제1 보조연결부들(RCP1)은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 연결부들(CP1) 및 제1 보조연결부들(RCP1)은 동일한 재료를 포함할 수 있고, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지패널(ISP)의 도면이다. 예컨대, 도 11a 및 도 11b는 도 2c에 도시된 입력감지패널(ISP)을 나타낼 수 있다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 것과 같이, 입력감지패널(ISP)은 평면상에서 표시영역(DD-DA)과 비표시영역(DD-NDA)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 입력감지패널(ISP)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 표시장치(DD)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 각각 대응할 수 있다.
도 11a는 액티브 상호 커패시터(Active-Mutual-Capacitor) 방식으로 구현된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
도 11a를 참조하면, 입력감지패널(ISP)은 신호라인들, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD), 입력감지유닛(ISU), 보조감지유닛(RISU) 및 감지구동회로(SGDC)를 포함할 수 있다.
도 11a에 도시된 것과 같이, 입력감지유닛(ISU)은 제1 감지전극들(IE1) 및 제2 감지전극들(IE2)을 포함할 수 있다. 보조감지유닛(RISU)은 제1 보조감지전극들(RIE1) 및 제2 보조감지전극들(RIE2)을 포함할 수 있다.
입력감지패널(ISP)은 표시면(DD-IS) 및 보조감지면(RIS)으로 구분될 수 있다. 입력감지유닛(ISU)은 입력감지패널(ISP)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있고, 보조감지유닛(RISU)은 보조감지면(RIS) 측에 배치될 수 있다.
또한, 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 입력감지패널(ISP)의 표시면(DD-IS) 측에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
감지패드들(IS-PD), 및 보조패드들(RIS-PD)이 배치된 영역은 패드영역(NDA-PD)으로 정의될 수 있다.
감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)은 대응하는 신호라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11a에서는 감지구동회로(SGDC)가 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU) 사이에 배치된 실시예가 도시된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 감지구동회로(SGDC)는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
감지구동회로(SGDC)는 감지구동 신호들을 생성하고, 감지구동 신호들을 제1 감지전극들(IE1) 및 제1 보조감지전극들(RIE1)에 순차적으로 출력할 수 있다.
제1 감지전극들(IE1)과 제2 감지전극들(IE2)은 서로 교차할 수 있다. 제1 보조감지전극들(RIE1) 및 제2 보조감지전극들(RIE2)은 서로 교차할 수 있다.
제1 감지전극들(IE1)은 제1 방향(DR1)으로 나열되며, 각각이 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 감지전극들(IE2)은 제2 방향(DR2)으로 나열되며, 각각이 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.
제1 보조감지전극들(RIE1)은 제1 방향(DR1)으로 나열되며, 각각이 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 보조감지전극들(RIE2)은 제2 방향(DR2)으로 나열되며, 각각이 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.
입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)은 상호 커패시터 방식 및/또는 셀프 커패시터 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다. 제1 구간 동안에 상호 커패시터 방식 외부 입력의 좌표를 산출한 후 제2 구간 동안에 셀프 커패시터 방식으로 외부 입력의 좌표를 재 산출할 수도 있다.
제1 감지전극들(IE1) 각각은 제1 센서부들(SP1) 및 제1 연결부들(CP1)을 포함하고, 제2 감지전극들(IE2) 각각은 제2 센서부들(SP2) 및 제2 연결부들(CP2)을 포함할 수 있다.
제1 보조감지전극들(RIE1) 각각은 제1 보조센서부들(RSP1) 및 제1 보조연결부들(RCP1)을 포함하고, 제2 보조감지전극들(RIE2) 각각은 제2 보조센서부들(RSP2) 및 제2 보조연결부들(RCP2)을 포함할 수 있다.
제1 센서부들(SP1) 중 제1 전극의 양단에 배치된 2개 제1 센서부들은 중앙에 배치된 제1 센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다. 제2 센서부들(SP2) 중 제2 전극의 양단에 배치된 2개 제2 센서부들은 중앙에 배치된 제2 센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다.
제1 보조센서부들(RSP1) 중 제1 전극의 양단에 배치된 2개 제1 보조센서부들은 중앙에 배치된 제1 보조센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다. 제2 보조센서부들(RSP2) 중 제2 전극의 양단에 배치된 2개 제2 보조센서부들은 중앙에 배치된 제2 보조센서부 대비 작은 크기, 예컨대 1/2 크기를 가질 수 있다.
도 11a에는 일 실시예에 따른 감지전극들(IE1, IE2)과 보조감지전극들(RIE1, RIE2)을 도시하였으나, 그 형상은 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 감지전극들(IE1, IE2)과 보조감지전극들(RIE1, RIE2)은 센서부와 연결부의 구분이 없는 형상(예컨대 바 형상)을 가질 수 있다.
마름모 형상의 센서부들(SP1, SP2)과 보조센서부들(RSP1, RSP2)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 센서부들(SP1, SP2)과 보조센서부들(RSP1, RSP2)은 또 다른 다각형상을 가질 수 있다.
실시예에 따라, 제1 센서부들(SP1)은 제2 방향(DR2)을 따라 나열되고, 제2 센서부들(SP2)은 제1 방향(DR1)을 따라 나열될 수 있다. 제1 보조센서부들(RSP1)은 제2 방향(DR2)을 따라 나열되고, 제2 보조센서부들(RSP2)은 제1 방향(DR1)을 따라 나열될 수 있다.
제1 연결부들(CP1) 각각은 인접한 제1 센서부들(SP1)을 연결하고, 제2 연결부들(CP2) 각각은 인접한 제2 센서부들(SP2)을 연결할 수 있다. 제1 보조연결부들(RCP1) 각각은 인접한 제1 보조센서부들(RSP1)을 연결하고, 제2 보조연결부들(RCP2) 각각은 인접한 제2 보조센서부들(RSP2)을 연결할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 감지전극들(IE1)은 대응하는 제1 보조감지전극들(RIE1)과 동일한 전압을 공급받을 수 있다.
입력감지유닛(ISU)의 해상도는 보조감지유닛(RISU)의 해상도보다 작을 수 있다. 실시예에 따라, 센서부들(SP1, SP2)의 크기는 보조센서부들(RSP1, RSP2)의 크기보다 클 수 있다.
도 11b는 상호 커패시터(Mutual-Capacitor) 방식으로 구현된 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 도시한다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 11a에서 설명된 입력감지패널(ISP)과 도 11b에 도시된 입력감지패널(ISP)의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 11b에 도시된 입력감지패널(ISP)은, 도 11a에 도시된 입력감지패널(ISP)과 달리, 신호라인들, 신호패드들(DP-PD), 감지패드들(IS-PD), 보조패드들(RIS-PD), 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)을 포함할 수 있다.
도 11b에 도시된 실시예에 따른 입력감지패널(ISP)은 감지구동회로(SGDC)를 포함하지 않을 수 있다.
제1 감지전극들(IE1) 및 제1 보조감지전극들(RIE1)은 감지패드들(IS-PD) 및 보조패드들(RIS-PD)로부터 감지구동 신호들을 직접 공급받을 수 있다.
실시예에 따라, 감지구동 신호들은 순차적으로 또는 동시에 제1 감지전극들(IE1) 및 제1 보조감지전극들(RIE1)로 공급될 수 있다.
도 11c는 도 11b에 도시된 입력감지패널의 단면을 나타내는 도면이다. 즉, 도 11c는 도 11b의 I3-I3' 및 I4-I4'에 따른 단면들을 나타낸다.
설명의 중복을 방지하기 위하여, 도 3과 중복되는 내용은 생략한다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 입력감지유닛(ISU) 및 보조감지유닛(RISU)은 표시패널(DP) 상에 정의된 베이스면 상에 배치될 수 있다.
즉, 입력감지유닛(ISU)은 광학 투명 접착부재(OCA)를 이용하여 표시패널(DP)의 상에 형성될 수 있고, 감지베이스층(IBL), 제1 센서부들(SP1), 연결부들(CP1, CP2) 및 적어도 하나의 절연층(IS-IL)을 포함할 수 있다.
보조감지유닛(RISU)은 광학 투명 접착부재(OCA)를 이용하여 표시패널(DP)의 상에 형성될 수 있고, 감지베이스층(IBL), 제1 보조센서부들(RSP1), 보조연결부들(RCP1, RCP2) 및 적어도 하나의 절연층(IS-IL)을 포함할 수 있다.
감지베이스층(IBL)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 감지베이스층(IBL)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
도 11c에 도시된 것과 같이, 제1 센서부들(SP1)은 제1 연결부(CP1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결부(CP1)는 제1 센서부들(SP1)보다 저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 연결부(CP1)는 금속을 포함할 수 있다.
제1 보조센서부들(RSP1)은 제1 보조연결부(RCP1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 보조연결부(RCP1)는 제1 보조센서부들(RSP1)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 보조연결부(RCP1) 및 제1 보조센서부들(RSP1)은 금속을 포함할 수 있다.
절연층(IS-IL)은 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
절연층(IS-IL)은 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 절연층(IS-IL)은 고분자층, 예를 들면 아크릴 고분자층일 수 있다. 고분자층은 입력감지유닛(ISU, 도 11b 참조) 및 보조감지유닛(RISU, 도 11b 참조)이 표시패널(DP) 상에 직접 배치되더라도 표시장치(DD)의 플렉서블리티를 향상시킬 수 있다.
제1 연결부들(CP1)은 메쉬 형상을 갖고, 금속을 포함할 수 있다. 이러한 제1 연결부들(CP1)은 메탈 메쉬 패턴으로 지칭될 수 있다.
또한, 보조센서부들(RSP1, RSP2) 및 제1 보조연결부들(RCP1)은 메쉬 형상을 갖고, 금속을 포함할 수 있다. 이러한 보조센서부들(RSP1, RSP2) 및 제1 보조연결부들(RCP1)은 메탈 메쉬 패턴으로 지칭될 수 있다.
제1 연결부들(CP1), 보조센서부들(RSP1, RSP2) 및 제1 보조연결부들(RCP1)은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 연결부들(CP1), 보조센서부들(RSP1, RSP2) 및 제1 보조연결부들(RCP1)은 동일한 재료를 포함할 수 있고, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
센서부들(SP1, SP2) 및 제2 연결부들(CP2)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제2 보조연결부들(RCP2)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
제2 보조연결부들(RCP2), 센서부들(SP1, SP2) 및 제2 연결부들(CP2)은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 제2 보조연결부들(RCP2), 센서부들(SP1, SP2) 및 제2 연결부들(CP2)은 동일한 재료를 포함할 수 있고, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
DD: 표시장치
BD: 본체부
DD-IS: 표시면
RIS: 보조감지면
DP: 표시패널
ISL: 입력감지층
ISP: 입력감지패널
ISU: 입력감지유닛
RISU: 보조감지유닛

Claims (20)

  1. 전면에 표시면이 위치하고, 측면에 보조감지면이 위치하는 표시장치에 있어서,
    표시영역 및 비표시영역을 포함하는 표시패널;
    상기 표시패널 상에 배치되는 입력감지유닛; 및
    상기 보조감지면에 배치되며, 사용자의 지문 또는 장문을 감지하기 위한 보조감지유닛을 포함하고,
    상기 보조감지유닛은 상기 표시패널 및 상기 입력감지유닛 중 어느 하나와 동일층에 형성되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은, 상기 표시면에 배치된 표시화소들을 포함하는 표시유닛 및 상기 보조감지면에 배치된 보조화소들을 포함하는 상기 보조감지유닛을 포함하고,
    상기 보조감지유닛은, 상기 표시패널과 동일층에 형성되는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 배치된 회로 소자층;
    상기 회로 소자층 상에 배치된 표시 소자층;
    상기 회로 소자층 상에, 상기 표시 소자층과 이격되어 배치된 보조감지 소자층;
    상기 표시 소자층 및 상기 보조감지 소자층을 밀봉하는 박막 봉지층을 포함하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시 소자층은, 상기 표시화소들에 포함된 발광소자들을 포함하고,
    상기 보조감지 소자층은, 상기 보조화소들에 포함된 보조감지전극들을 포함하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회로 소자층은, 상기 표시화소들 및 상기 보조화소들에 포함된 트랜지스터들을 포함하는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 표시 소자층은, 상기 표시영역 내에 위치하는 표시장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    상기 표시화소들 및 상기 보조화소들을 구동하는 구동회로를 더 포함하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동회로는,
    상기 표시화소들 및 상기 보조화소들을 수평라인 별로, 순차적으로 구동시키는 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동회로는, 주사 신호들을 주사 라인들로 순차적으로 출력하고,
    상기 표시화소들 및 상기 보조화소들은, 수평라인 별로, 동일한 상기 주사 라인들에 각각 연결되는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동회로는, 상기 표시유닛 및 상기 보조감지유닛 사이에 배치되는 표시장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 보조화소들 중 제i(i는 2이상의 정수) 주사 라인 및 보조출력 라인에 연결된 보조화소는,
    보조감지전극;
    게이트 전극이 상기 보조감지전극에 연결되며, 상기 보조출력 라인을 통해 출력되는 전류를 제어하는 제1 트랜지스터;
    게이트 전극이 상기 제i 주사 라인에 연결되며, 보조전원 라인과 상기 제1 트랜지스터 사이에 연결되는 제2 트랜지스터;
    게이트 전극이 제i-1 주사 라인에 연결되며, 상기 보조전원 라인과 상기 보조감지전극 사이에 연결되는 제3 트랜지스터; 및
    상기 보조감지전극과 제1 커패시터를 형성하며, 상기 제i 주사 라인에 연결되는 커패시터 전극을 포함하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조감지전극은, 터치가 발생하면, 사용자의 손가락과 제2 커패시터를 형성하는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보조감지유닛은, 상기 터치에 대응한 상기 제2 커패시터의 정전 용량 변화를 이용하여, 상기 사용자의 지문 또는 장문을 인식하는 표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 입력감지유닛 및 상기 보조감지유닛은, 상기 표시패널 상에 직접 배치되고,
    상기 입력감지유닛은 감지전극을 포함하고, 상기 보조감지유닛은 보조감지전극을 포함하는 표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 감지전극 및 상기 보조감지전극은 메쉬 형상을 갖는 표시장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 감지전극은, 제1 감지전극들 및 상기 제1 감지전극들에 각각 대응하는 제2 감지전극들을 포함하고,
    상기 제2 감지전극들 각각은, 상기 제1 감지전극들과 동일한 층에 배치되며, 서로 이격되어 배치된 센서부들을 포함하고,
    상기 보조감지전극은, 제1 보조감지전극들 및 상기 제1 보조감지전극들에 각각 대응하는 제2 보조감지전극들을 포함하고,
    상기 제2 보조감지전극들 각각은, 상기 제1 보조감지전극들과 동일한 층에 배치되며, 서로 이격되어 배치된 보조센서부들을 포함하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 센서부들 및 상기 보조센서부들은, 동일한 공정을 통해 형성되는 표시장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 입력감지유닛 및 상기 보조감지유닛은, 상기 표시패널 상에 정의된 베이스면 상에 배치되는 표시장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 입력감지유닛은,
    제1 센서부들 및 상기 제1 센서부들을 연결하는 제1 연결부들을 포함하는 제1 감지전극; 및
    제2 센서부들 및 상기 제2 센서부들을 연결하는 제2 연결부들을 포함하는 제2 감지전극을 포함하고,
    상기 보조감지유닛은,
    제1 보조센서부들 및 상기 제1 보조센서부들을 연결하는 제1 보조연결부들을 포함하는 제1 보조감지전극; 및
    제2 보조센서부들 및 상기 제2 보조센서부들을 연결하는 제2 보조연결부들을 포함하는 제2 보조감지전극을 포함하는 표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 연결부들, 상기 제1 보조센서부들, 제2 보조센서부들 및 상기 제1 보조연결부들은 동일한 공정을 통해 형성되는 표시장치.
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