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KR102819577B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102819577B1
KR102819577B1 KR1020200023425A KR20200023425A KR102819577B1 KR 102819577 B1 KR102819577 B1 KR 102819577B1 KR 1020200023425 A KR1020200023425 A KR 1020200023425A KR 20200023425 A KR20200023425 A KR 20200023425A KR 102819577 B1 KR102819577 B1 KR 102819577B1
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KR
South Korea
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sensor
antenna
wires
display device
electrodes
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KR1020200023425A
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Inventor
이현재
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삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Priority to US17/125,666 priority patent/US11467683B2/en
Priority to CN202110156305.1A priority patent/CN113314041A/zh
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Priority to US18/045,344 priority patent/US11836309B2/en
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Abstract

터치를 감지하기 위한 센서 전극들을 안테나로 이용하는 표시 장치에 관한 것이다. 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 광을 발광하는 발광 소자들을 포함하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치되며, 센서 전극들과 상기 센서 전극들에 연결되는 센서 배선들을 포함하는 센서 전극층, 및 상기 센서 배선들에 전기적으로 연결되는 센서 회로 배선들, 및 상기 센서 회로 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들을 포함하는 회로 보드를 구비한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다.
표시 장치는 무선 통신을 위해 무선 전자기파를 송수신하는 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 LTE(Long Term Evolution)과 같은 4세대(4G) 이동통신 및 5세대(5G) 이동 통신을 하기 위한 안테나를 포함할 수 있다. 따라서, 통신 기술에 따라 송수신하는 무선 전자기파의 주파수 대역이 다양해지며, 무선 전자기파의 주파수 대역에 따라 안테나의 형태 또는 길이가 달라질 수 있다. 그러므로, 표시 장치는 무선 전자기파의 주파수 대역에 따른 안테나가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치를 감지하기 위한 센서 전극들을 안테나로 이용하는 표시 장치를 제공하기 위한 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 기판 상에 배치되며, 광을 발광하는 발광 소자들을 포함하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치되며, 센서 전극들과 상기 센서 전극들에 연결되는 센서 배선들을 포함하는 센서 전극층, 및 상기 센서 배선들에 전기적으로 연결되는 센서 회로 배선들, 및 상기 센서 회로 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들을 포함하는 회로 보드를 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 광을 발광하는 발광 소자들을 포함하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치되며, 센서 전극들과 상기 센서 전극들에 연결되는 센서 배선들을 포함하는 센서 전극층, 및 상기 센서 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들을 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 기판 상에 배치되는 센서 전극들, 상기 센서 전극들에 전기적으로 연결되는 센서 배선들, 상기 센서 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들, 상기 무선 신호 배선들에 전기적으로 연결되는 안테나 구동 회로를 구비한다. 상기 안테나 구동 회로는 상기 무선 신호 배선들을 통해 상기 센서 전극들에 수신되는 무선 수신 신호들을 수신하고, 상기 무선 수신 신호들에 따라 상기 센서 전극들 중 일부 센서 전극들을 안테나 전극들로 선택하며, 상기 안테나 전극들에 무선 송신 신호들을 출력한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 센서 전극들의 터치 감지 신호들과 무선 수신 신호들을 터치 구동 회로와 안테나 구동 회로에 제공하는 커플링 커패시터들을 갖는 무선 신호 연결부를 포함함으로써, 센서 전극들을 이용하여 사용자의 터치를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 센서 전극들을 이용하여 이동 통신할 수 있다. 즉, 터치를 감지하기 위한 센서 전극들을 안테나로 이용할 수 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 안테나 구동 회로는 제1 안테나 전극들을 이용하여 제1 무선 수신 신호들을 수신하고, 제1 무선 송신 신호들을 송신할 수 있다. 또한, 안테나 구동 회로는 제2 안테나 전극들을 이용하여 제2 무선 수신 신호들을 수신하고, 제1 무선 송신 신호들을 송신할 수 있다. 즉, 터치를 감지하기 위한 센서 전극들 중 일부를 제1 안테나로 이용 가능하고, 또 다른 일부를 제1 안테나와 다른 주파수의 전자기파를 송수신하는 제2 안테나로 이용할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3과 도 4는 일 실시예에 따른 표시 패널을 보여주는 평면도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 커버 윈도우와 표시 패널을 보여주는 단면도이다.
도 5b는 또 다른 실시예에 따른 커버 윈도우와 표시 패널을 보여주는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 7은 도 6의 무선 신호 연결부를 상세히 보여주는 회로도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 센서 전극에 인가되는 터치 구동 신호의 주파수와 무선 신호의 주파수를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 제1 안테나 전극들과 제2 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 19는 도 6의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 20은 도 19의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 21은 도 6의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 또 다른 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 22는 도 21의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 23은 도 21의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라 절단한 표시 패널의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 24는 도 6의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 또 다른 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 25는 어느 한 열에 배치된 센서 전극들과 그에 연결된 센서 배선들의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 26a 내지 도 26c는 도 25의 Ⅱ-Ⅱ’, Ⅲ-Ⅲ’, 및 Ⅳ-Ⅳ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도들이다.
도 27은 어느 한 열에 배치된 센서 전극들과 그에 연결된 센서 배선들의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 28은 어느 한 열에 배치된 센서 전극들과 그에 연결된 센서 배선들의 또 다른 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 29는 일 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 30은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 31은 도 30의 무선 신호 연결부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 32는 도 31의 Ⅴ-Ⅴ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 33은 도 30의 무선 신호 연결부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 34는 도 33의 Ⅵ-Ⅵ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 35는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 36은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 37은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 38는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 39는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 40은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 41a는 도 40의 스위칭 회로부의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 41b는 도 40의 스위칭 회로부의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 42는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 43은 도 42의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 44는 도 43의 Ⅸ-Ⅸ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 45는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 46과 도 47은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 48과 도 49는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2에서는 설명의 편의를 위해 일 실시예에 따른 표시 장치(10)가 스마트 폰(smart phone)으로 사용되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰, 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기일 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 또는 사물 인터넷(internet of things, IOT)의 표시부일 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 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)일 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 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 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 커버 윈도우(100), 표시 패널(300), 표시 회로 보드(310), 표시 구동 회로(320), 터치 구동 회로(330), 안테나 구동 회로(340), 브라켓(bracket, 600), 메인 회로 보드(700), 배터리(790), 및 하부 커버(900)를 포함한다.
본 명세서에서, 제1 방향(X축 방향)은 표시 장치(10)의 단변 방향으로, 예를 들어 표시 장치(10)의 가로 방향일 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)은 표시 장치(10)의 장변 방향으로, 예를 들어 표시 장치(10)의 세로 방향일 수 있다. 제3 방향(Z축 방향)은 표시 장치(10)의 두께 방향일 수 있다.
표시 장치(10)는 직사각형의 평면 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 도 1과 같이 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
표시 장치(10)는 제1 영역(DRA1)과 제1 영역(DRA1)의 좌우 측들로부터 연장된 제2 영역(DRA2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(DRA1)은 평탄하거나 곡면으로 형성될 수 있다. 제2 영역(DRA2)은 평탄하게 형성되거나 곡면으로 형성될 수 있다. 제1 영역(DRA1)과 제2 영역(DRA2)이 모두 곡면으로 형성되는 경우, 제1 영역(DRA1)의 곡률과 제2 영역(DRA2)의 곡률은 상이할 수 있다. 제1 영역(DRA1)이 곡면으로 형성되는 경우, 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다. 제2 영역(DRA2)이 곡면으로 형성되는 경우, 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다. 제1 영역(DRA1)과 제2 영역(DRA2)이 모두 평탄하게 형성되는 경우, 제1 영역(DRA1)과 제2 영역(DRA2)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다.
도 1에서는 제2 영역(DRA2)이 제1 영역(DRA1)의 좌우 측들 각각에서 연장된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제2 영역(DRA2)은 제1 영역(DRA1)의 좌우 측들 중 어느 한 측에서만 연장될 수 있다. 또는, 제2 영역(DRA2)은 제1 영역(DRA1)의 좌우 측들뿐만 아니라 상하 측들 중 적어도 어느 하나에서도 연장될 수 있다. 또는, 제2 영역(DRA2)은 생략될 수 있으며, 표시 장치(10)는 제1 영역(DRA1)만을 포함할 수도 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 커버하도록 표시 패널(300)의 상부에 배치될 수 있다. 커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 보호하는 역할을 할 수 있다.
커버 윈도우(100)는 투명한 물질로 이루어지며, 유리나 플라스틱을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(100)는 두께가 0.1㎜ 이하의 초박막 유리(Ultra Thin Glass; UTG)를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 투명한 폴리이미드(polyimide) 필름을 포함할 수 있다.
커버 윈도우(100)는 광을 투과시키는 투과부(DA100)와 광을 차단하는 차광부(NDA100)를 포함할 수 있다. 차광부(NDA100)는 소정의 패턴이 형성된 패턴층을 포함할 수 있다.
표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 제1 영역(DRA1)과 제2 영역(DRA2)들에 배치될 수 있다. 사용자는 표시 패널(300)의 영상을 제1 영역(DRA1)과 제2 영역(DRA2)에서 볼 수 있다.
표시 패널(300)은 발광 소자(light emitting element)를 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)은 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 패널, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 패널, 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자를 이용하는 무기 발광 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(300)은 강성이 있어 쉽게 구부러지지 않는 리지드(rigid) 표시 패널 또는 유연성이 있어 쉽게 구부러지거나 접히거나 말릴 수 있는 플렉시블(flexible) 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)은 접고 펼 수 있는 폴더블(foldable) 표시 패널, 표시면이 구부러진 커브드(curved) 표시 패널, 표시면 이외의 영역이 구부러진 벤디드(bended) 표시 패널, 말거나 펼 수 있는 롤러블(rollable) 표시 패널, 및 연신 가능한 스트레처블(stretchable) 표시 패널일 수 있다.
또는, 표시 패널(300)은 투명하게 구현되어 표시 패널(300)의 하면에 배치되는 물체나 배경을 표시 패널(300)의 상면에서 볼 수 있는 투명 표시 패널일 수 있다. 또는, 표시 패널(300)은 표시 패널(300)의 상면의 물체 또는 배경을 반사할 수 있는 반사형 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(300)은 도 2와 같이 메인 영역(MA)과 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출된 서브 영역(SBA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 화상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 메인 영역(MA)의 대부분의 영역을 차지할 수 있다. 표시 영역(DA)은 메인 영역(MA)의 중앙에 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(300)의 가장자리 영역으로 정의될 수 있다.
서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 제2 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 도 2와 같이 서브 영역(SBA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작으며, 서브 영역(SBA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 서브 영역(SBA)은 구부러질 수 있으며, 도 5와 같이 표시 패널(300)의 하면 상에 배치될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 제3 방향(Z축 방향)에서 메인 영역(MA)과 중첩할 수 있다.
표시 패널(300)의 서브 영역(SBA)에는 표시 회로 보드(310)가 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)이나 SAP(Self Assembly Anisotropic Conductive Paste)등과 같은 저저항 고신뢰성 소재를 이용하여 표시 패널(300)의 서브 영역(SBA)의 표시 패드들 상에 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 구부러질 수 있는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB), 단단하여 잘 구부러지지 않는 강성 인쇄 회로 보드(rigid printed circuit board, PCB), 또는 강성 인쇄 회로 보드와 연성 인쇄 회로 보드를 모두 포함하는 복합 인쇄 회로 보드일 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 송수신된 무선 신호의 경로 손실을 최소화 할 수 있는 특성을 가질 수 있다.
표시 구동 회로(320)는 표시 패널(300)의 서브 영역(SBA) 상에 배치될 수 있다. 표시 구동 회로(320)는 제어 신호들과 전원 전압들을 인가받고, 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성하여 출력할 수 있다. 표시 구동 회로(320)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성될 수 있다.
표시 회로 보드(310) 상에는 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)가 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340) 각각은 집적회로로 형성될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)는 하나의 집적회로로 통합 형성될 수 있다. 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340) 각각은 표시 회로 보드(310)에 부착될 수 있다. 또는, 안테나 구동 회로(340)는 표시 회로 보드(310)가 아닌 메인 회로 보드(700) 상에 배치될 수 있다.
터치 구동 회로(330)는 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 패널(300)의 센서 전극층의 센서 전극들에 전기적으로 연결될 수 있으므로, 센서 전극들 각각에 터치 구동 신호를 출력하고, 센서 전극들 각각의 자기 정전 용량(self-capacitance)에 충전된 전압을 감지할 수 있다. 터치 구동 회로(330)는 센서 전극들 각각에서 감지된 전기적 신호의 변화에 따라 터치 데이터를 생성하여 메인 프로세서(710)로 전송하며, 메인 프로세서(710)는 터치 데이터를 분석함으로써, 터치가 발생한 터치 좌표를 산출할 수 있다. 터치는 접촉 터치와 근접 터치를 포함할 수 있다. 접촉 터치는 사람의 손가락 또는 펜 등의 물체가 센서 전극층 상에 배치되는 커버 윈도우(100)에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 근접 터치는 호버링(hovering)과 같이, 사람의 손가락 또는 펜 등의 물체가 커버 윈도우(100) 상에 근접하게 떨어져 위치하는 것을 가리킨다.
안테나 구동 회로(340)는 무선 신호 연결부(RFC)를 통해 표시 패널(300)의 센서 전극층의 센서 전극들에 전기적으로 연결될 수 있으므로, 센서 전극들 각각에 무선 송신 신호를 송신하고, 센서 전극들 각각의 무선 수신 신호를 수신 받을 수 있다. 무선 신호 연결부(RFC)는 도 6과 같이 표시 회로 보드(310)에 배치되거나 도 30과 같이 표시 패널(300)에 배치될 수 있다.
안테나 구동 회로(340)는 무선 수신 신호의 위상을 변화시키고 증폭시킨 후 메인 회로 보드(700)의 이동 통신 모듈(720)로 전송할 수 있다. 또한, 안테나 구동 회로(340)는 메인 회로 보드(700)의 이동 통신 모듈(720)로부터 전송된 무선 송신 신호의 위상을 변화시키고 증폭시킨 후 센서 전극들 각각에 송신할 수 있다. 한편, 안테나 구동 회로(340)과 메인 회로 보드(700)의 이동 통신 모듈(720)은 통합된 형태로도 구성이 가능하다.
표시 회로 보드(310) 상에는 표시 패널(300)의 표시 화소들, 및 표시 구동 회로(320)를 구동하기 위한 구동 전압들을 공급하기 위한 전원 공급부가 추가로 배치될 수 있다. 또는, 전원 공급부는 표시 구동 회로(320)와 통합될 수 있으며, 이 경우 표시 구동 회로(320)와 전원 공급부는 하나의 집적회로로 형성될 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 표시 패널(300)을 지지하기 위한 브라켓(600)이 배치될 수 있다. 브라켓(600)은 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다. 브라켓(600)에는 카메라 장치(731)가 삽입되는 제1 카메라 홀(CMH1), 배터리(790)가 배치되는 배터리 홀(BH), 표시 회로 보드(310)에 연결된 케이블(314)이 통과하는 케이블 홀(CAH) 등이 형성될 수 있다.
브라켓(600)의 하부에는 메인 회로 보드(700)와 배터리(790)가 배치될 수 있다. 메인 회로 보드(700)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
메인 회로 보드(700)는 메인 프로세서(710), 이동 통신 모듈(720), 카메라 장치(731), 가속도 센서(740), 자이로 센서(750), 근접 센서(760) 및 메인 커넥터(711)를 포함할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 집적회로로 형성될 수 있다. 카메라 장치(731)는 메인 회로 보드(700)의 상면과 하면 모두에 배치되고, 메인 프로세서(710), 이동 통신 모듈(720), 가속도 센서(740), 자이로 센서(750), 근접 센서(760) 및 메인 커넥터(711) 각각은 메인 회로 보드(700)의 상면 및 하면 중 어느 한 면에 배치될 수 있다.
메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 표시 패널(300)이 영상을 표시하도록 디지털 비디오 데이터를 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 구동 회로(320)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 터치 구동 회로(330)로부터 터치 데이터를 입력 받는다. 메인 프로세서(710)는 터치 데이터에 따라 물체의 터치 여부를 판단하고, 물체의 직접 터치 또는 근접 터치에 대응되는 동작을 실행할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 터치 데이터를 분석하여 물체의 터치 좌표를 산출한 후 물체에 의해 터치된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행하거나 동작을 수행할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 가속도 센서(740)로부터의 가속도 데이터와 자이로 센서(750)로부터의 각속도 데이터에 따라 표시 장치(10)의 기울어진 정도와 표시 장치(10)의 회전 방향을 판단할 수 있으며, 근접 센서(760)를 통해 사람의 손가락과 같은 물체의 표시 장치(300)의 접근 여부 등을 판단할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 안테나 구동 회로(340)에 터치 좌표 정보를 포함하는 터치 좌표 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 안테나 구동 회로(340)에 가속도 센서(740)로부터의 가속도 데이터와 자이로 센서(750)로부터의 각속도 데이터를 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 집적회로로 이루어진 어플리케이션 프로세서(application processor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 또는 시스템 칩(system chip)일 수 있다.
이동통신 모듈(722)은 이동 통신을 위한 기술 표준들 또는 통신 방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 5G 등에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
카메라 장치(731)는 카메라 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리하여 메인 프로세서(710)로 출력한다. 카메라 장치(731)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
가속도 센서(740)는 제1 방향(X축 방향), 제2 방향(Y축 방향), 및 제3 방향(Z축 방향)의 가속도를 감지할 수 있다. 가속도 센서(740)는 제1 방향(X축 방향), 제2 방향(Y축 방향), 및 제3 방향(Z축 방향)의 가속도 정보를 포함하는 가속도 데이터를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
자이로 센서(750)는 제1 방향(X축 방향), 제2 방향(Y축 방향), 및 제3 방향(Z축 방향)의 각속도를 감지할 수 있다. 자이로 센서(750)는 제1 방향(X축 방향), 제2 방향(Y축 방향), 및 제3 방향(Z축 방향)의 각속도 정보를 포함하는 각속도 데이터를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
근접 센서(760)는 물체가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 근접하게 위치하는지를 감지하기 위한 센서이다. 근접 센서(760)는 광을 출력하는 광원과 물체에 의해 반사된 광을 수신하는 광 수신부를 포함할 수 있다. 근접 센서(760)는 물체에 의해 반사된 광량에 따라 표시 장치(10)의 전면(前面)에 근접하게 위치하는 물체가 존재하는지를 판단할 수 있다. 근접 센서(760) 표시 장치(10)의 전면(前面)에 근접하게 위치하는 물체가 존재하는지에 따라 근접 센서 데이터를 생성하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
메인 커넥터(711)에는 브라켓(600)의 케이블 홀(CAH)을 통과한 케이블(314)이 연결될 수 있으며, 이로 인해 메인 회로 보드(700)는 표시 회로 보드(310)에 전기적으로 연결될 수 있다.
하부 커버(900)는 메인 회로 보드(700)와 배터리(790)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(900)는 브라켓(600)과 체결되어 고정될 수 있다. 하부 커버(900)는 표시 장치(10)의 하면 외관을 형성할 수 있다. 하부 커버(900)는 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
하부 커버(900)에는 카메라 장치(721)의 하면이 노출되는 제2 카메라 홀(CMH2)이 형성될 수 있다. 카메라 장치(721)의 위치와 카메라 장치(721)에 대응되는 제1 및 제2 카메라 홀들(CMH1, CMH2)의 위치는 도 2에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
도 3과 도 4는 일 실시예에 따른 표시 패널을 보여주는 평면도이다. 도 3에는 서브 영역(SBA)이 구부러지지 않고 펼쳐진 경우 표시 패널(300)의 평면도가 나타나 있고, 도 4에는 서브 영역(SBA)이 표시 패널(300)의 하면으로 구부러진 경우 표시 패널(300)의 평면도가 나타나 있다.
도 3과 도 4를 참조하면, 표시 패널(300)은 메인 영역(MA)과 서브 영역(SBA)을 포함할 수 있다. 메인 영역(MA)은 표시 화소들이 배치되어 화상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역으로서 화상을 표시하지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 제2 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 도 4와 같이 서브 영역(SBA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작으며, 서브 영역(SBA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 서브 영역(SBA)은 구부러질 수 있으며, 기판(SUB)의 하면 상에 배치될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 기판(SUB)의 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)에서 메인 영역(MA)과 중첩할 수 있다.
서브 영역(SBA)에는 표시 회로 보드(310)와 표시 구동 회로(320)가 배치될 수 있다. 서브 영역(SBA)의 일 측에 배치된 패드들 상에는 표시 회로 보드(310)가 배치될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 이방성 도전 필름을 이용하여 서브 영역(SBA)의 패드들에 부착될 수 있다.
한편, 도 3에서는 표시 구동 회로(320)가 표시 패널(300) 상에 배치되고, 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)가 표시 회로 보드(310) 상에 배치되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(320), 터치 구동 회로(330), 및 안테나 구동 회로(340)가 모두 표시 회로 보드(310) 상에 배치될 수 있다. 또는, 도 36 및 도 37과 같이 표시 구동 회로(320)는 표시 패널(300) 상에 배치되고, 터치 구동 회로(330)는 표시 회로 보드(310) 상에 배치되며, 안테나 구동 회로(340)는 안테나 회로 보드(360) 상에 배치될 수 있다. 또는, 표시 구동 회로(320)와 터치 구동 회로(330)가 표시 회로 보드(310) 상에 배치되고, 안테나 구동 회로(340)가 안테나 회로 보드(360) 상에 배치될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(330)가 표시 회로 보드(310) 상에 배치되고, 표시 구동 회로(320)와 안테나 구동 회로(340)가 안테나 회로 보드(360) 상에 배치될 수 있다.
도 5a는 일 실시예에 따른 커버 윈도우와 표시 패널을 보여주는 단면도이다. 도 5a에는 도 4와 같이 서브 영역(SBA)이 구부러져 표시 패널(300)의 하면 상에 배치되는 경우, 표시 패널(300)의 단면도가 나타나 있다.
도 5a를 참조하면, 표시 패널(300)은 기판(SUB), 표시층(DISL), 센서 전극층(SENL), 편광 필름(PF), 및 패널 하부 커버(PB)를 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
기판(SUB)의 메인 영역(MA) 상에는 표시층(DISL)이 배치될 수 있다. 표시층(DISL)은 표시 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 층일 수 있다. 또한, 표시층(DISL)은 센서 화소들을 포함하여 외부로부터 입사되는 광을 감지하는 층일 수 있다. 표시층(DISL)은 박막 트랜지스터들이 형성되는 박막 트랜지스터층, 광을 발광하는 발광 소자들이 형성되는 발광 소자층, 및 발광 소자층을 봉지하기 위한 봉지층을 포함할 수 있다.
표시층(DISL)의 표시 영역(DA)에는 표시 화소들뿐만 아니라 표시 화소들에 접속되는 스캔 배선들, 데이터 배선들, 전원 배선들 등이 배치될 수 있다. 표시층(DISL)의 비표시 영역(NDA)에는 스캔 구동부와 팬 아웃 배선들 등이 배치될 수 있다. 스캔 배선들은 스캔 구동부에 연결되고, 팬 아웃 배선들은 데이터 배선들과 표시 구동 회로(320)를 연결할 수 있다.
표시층(DISL) 상에는 센서 전극층(SENL)이 배치될 수 있다. 센서 전극층(SENL)은 센서 전극들을 포함하며, 터치를 감지하기 위한 층일 수 있다.
센서 전극층(SENL)은 터치 감지 영역과 터치 주변 영역을 포함할 수 있다. 터치 감지 영역은 센서 전극들이 배치되어 터치 입력을 감지하는 영역일 수 있다. 터치 주변 영역은 센서 전극들이 배치되지 않는 영역으로, 터치 감지 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 터치 주변 영역은 터치 감지 영역의 바깥쪽에서부터 표시 패널(300)의 가장자리까지의 영역일 수 있다. 터치 감지 영역에는 센서 전극들과 센서 배선들이 배치될 수 있다. 터치 주변 영역에는 패드들이 배치될 수 있다.
센서 전극층(SENL)의 터치 감지 영역은 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)과 실질적으로 동일할 수 있다. 센서 전극층(SENL)의 터치 주변 영역은 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)과 실질적으로 동일할 수 있다.
센서 전극층(SENL) 상에는 편광 필름(PF)이 배치될 수 있다. 편광 필름(PF)은 순차적으로 적층되는 제1 베이스 필름, 위상 지연 필름, 선편광판, 및 제2 베이스 필름을 포함할 수 있다. 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름 각각은 TAC 필름(tri-acetyl-cellulose film)일 수 있으며, 위상 지연 필름은 λ/4 판(quarter-wave plate)과 λ/2 판(half-wave plate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 센서 전극층(SENL)과 편광 필름(PF)은 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 센서 전극층(SENL)은 제1 베이스 필름과 위상 지연 필름 사이에 배치될 수 있다.
편광 필름(PF) 상에는 커버 윈도우(100)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(100)는 OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 편광 필름(PF) 상에 부착될 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 패널 하부 커버(PB)가 배치될 수 있다. 패널 하부 커버(PB)는 접착 부재를 통해 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다. 패널 하부 커버(PB)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 차광 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 및 표시 패널(300)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
차광 부재는 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 차광 부재는 광의 투과를 저지하여 차광 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 표시 회로 보드(310) 등이 표시 패널(300)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 차광 부재는 블랙 안료나 블랙 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재는 차광 부재의 하부에 배치될 수 있다. 완충 부재는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(300)이 파손되는 것을 방지한다. 완충 부재는 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 완충 부재는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene)등과 같은 고분자 수지로 형성되거나, 고무, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지 등 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
방열 부재는 완충 부재의 하부에 배치될 수 있다. 방열 부재는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층과 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
기판(SUB)의 서브 영역(SBA)은 구부러질 수 있으며, 이로 인해 표시 패널(300)의 하면 상에 배치될 수 있다. 기판(SUB)의 서브 영역(SBA)은 접착층(391)에 의해 패널 하부 커버(PB)의 하면에 부착될 수 있다. 접착층(391)은 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive)일 수 있다.
도 5b는 또 다른 실시예에 따른 커버 윈도우와 표시 패널을 보여주는 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 표시 패널(300)은 제1 기판(SUB1), 표시층(DISL), 접착 부재(SEAL), 제2 기판(SUB2), 센서 전극층(SENL), 편광 필름(PF), 및 패널 하부 커버(PB)를 포함할 수 있다.
접착 부재(SEAL)는 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접착할 수 있다. 접착 부재(SEAL)는 표시층(DISL)을 둘러싸도록 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)의 가장자리에 배치될 수 있다. 접착 부재(SEAL)는 프릿(frit) 접착층, 자외선 경화형 수지, 또는 열 경화형 수지일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 기판(SUB2)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
제2 기판(SUB2) 상에는 센서 전극층(SENL)이 배치될 수 있다. 센서 전극층(SENL)은 센서 전극들을 포함할 수 있다. 센서 전극층(SENL)은 센서 전극들을 이용하여 터치를 감지하기 위한 층일 수 있다.
센서 전극층(SENL) 상에는 편광 필름(PF)이 배치될 수 있다. 또는, 센서 전극층(SENL)과 편광 필름(PF)은 일체로 형성될 수 있다.
터치 회로 보드(350)는 이방성 도전 필름이나 SAP 등과 같은 저저항(低抵抗) 고신뢰성 소재를 이용하여 제2 기판(SUB2)의 상면에 부착될 수 있다. 터치 회로 보드(350)는 구부러질 수 있으며, 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 터치 회로 보드(350)는 표시 회로 보드(310)의 커넥터(350)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 터치 회로 보드(350)는 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)에 전기적으로 연결될 수 있다.
센서 전극층(SENL)은 도 2와 같이 표시층(DISL) 상에 배치되거나 도 3과 같이 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 센서 전극층(SENL)이 표시층(DISL) 상에 배치되는 것을 위주로 설명하였다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 6을 참조하면, 센서 전극층(SENL)은 센서 전극(SE)들과 센서 배선(SL)들을 포함하며, 센서 전극(SE)들 각각의 자기 정전 용량에 충전된 전압을 감지하는 자기 정전 용량 방식으로 구동될 수 있다.
센서 전극(SE)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 센서 전극(SE)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 센서 전극(SE)들은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)에서 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
센서 전극(SE)들은 센서 배선(SL)들에 일대일로 연결될 수 있다. 센서 배선(SL)들은 센서 패드(TP)들에 일대일로 연결될 수 있다. 즉, 센서 배선(SL)들 중 어느 하나는 센서 전극(SE)들 중 어느 하나와 센서 패드(TP)들 중 어느 하나를 연결할 수 있다.
센서 전극(SE)들은 사각형의 평면 형태를 가진 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 센서 전극(SE)이 5G 이동 통신을 위한 안테나로 이용되기 위해서, 센서 전극(SE)의 제1 방향(X축 방향)의 길이와 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 각각 대략 2.5㎜ 내지 4.5㎜일 수 있다. 센서 전극(SE)의 제1 방향(X축 방향)의 길이와 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 송수신을 위한 주파수 대역과 센서 전극(SE)의 재료에 따라 달라질 수 있다.
센서 전극(SE)들 각각은 센서 콘택부(SCNT)에서 센서 배선(SL)에 연결될 수 있다. 도 6에서는 센서 전극(SE)들 각각이 하나의 센서 콘택부(SCNT)에서 센서 배선(SL)에 연결되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 센서 전극(SE)들 각각은 복수의 센서 콘택부(SCNT)들에서 센서 배선(SL)에 연결될 수 있다.
센서 배선(SL)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 센서 배선(SL)들은 제3 방향(Z축 방향)에서 적어도 하나의 센서 전극(SE)과 중첩할 수 있다.
제1 접지 배선(GRL1)과 제2 접지 배선(GRL2)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 제1 접지 배선(GRL1)은 센서 영역(TSA)의 좌 측 바깥쪽의 센서 주변 영역(TPA)과 상 측의 센서 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다. 제2 접지 배선(GRL2)은 센서 영역(TSA)의 우 측의 센서 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다.
센서 패드(TP)들이 배치되는 센서 패드 영역(SPA)은 서브 영역(SBA)의 일 측 끝단에 배치될 수 있다. 센서 패드(TP)들은 표시 회로 보드(310)의 범프 영역(BP)의 범프들에 일대일로 연결될 수 있다. 센서 패드(TP)들은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 회로 보드(310)의 범프들에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 회로 보드(310)는 무선 신호 연결부(RFC)를 포함할 수 있다. 무선 신호 연결부(RFC)는 센서 전극(SE)들의 터치 감지 신호들과 무선 수신 신호들을 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)에 제공할 수 있다.
도 6과 같이, 센서 전극(SE)들은 센서 배선(SL)들, 센서 패드(TP)들, 범프 영역(BP)의 범프들, 및 무선 신호 연결부(RFC)를 통해 표시 회로 보드(310)의 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(330)는 센서 전극(SE)들 각각에 터치 구동 신호를 인가하고, 센서 전극(SE)들 각각의 자기 정전 용량에 충전된 전압을 감지할 수 있다. 또한, 안테나 구동 회로(340)는 센서 전극(SE)들 각각에 수신되는 무선 수신 신호를 감지하고, 센서 전극(SE)들에 무선 송신 신호를 송신함으로써 무선 신호를 방사할 수 있다.
결국, 센서 전극(SE)들의 터치 감지 신호들과 무선 수신 신호들을 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)에 제공하는 무선 신호 연결부(RFC)를 포함함으로써, 센서 전극(SE)들을 이용하여 사용자의 터치를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 센서 전극(SE)들을 이용하여 이동 통신할 수 있다. 즉, 터치를 감지하기 위한 센서 전극들을 안테나로 이용할 수 있다.
한편, 안테나 구동 회로(340)는 모든 센서 전극(SE)들로 무선 송신 신호들을 출력하기 보다, 센서 전극(SE)들 중에서 안테나 전극(ASE)들을 선택하고, 안테나 전극(ASE)들에 무선 송신 신호들을 출력할 수 있다. 안테나 구동 회로(340)의 무선 신호 송수신 방법에 대한 설명은 도 9를 결부하여 후술한다.
도 7은 도 6의 무선 신호 연결부를 상세히 보여주는 회로도이다.
도 7을 참조하면, 표시 회로 보드(310)는 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn), 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn), 및 무선 신호 연결부(RFC)의 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)을 포함할 수 있다.
센서 회로 배선들(SLP1~SLPn) 각각의 일 단은 도 6의 범프 영역(BP)의 범프들 중 어느 하나에 연결되고, 타 단은 터치 구동 회로(330)에 연결될 수 있다. 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)은 범프들을 통해 표시 패널(300)의 패드(TP)들에 연결되므로, 표시 패널(300)의 센서 전극(SE)들 및 센서 배선(SL)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
무선 신호 배선들(RFL1~RFLn) 각각의 일 단은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn) 중 어느 하나의 일 전극에 연결되고, 타 단은 안테나 구동 회로(340)에 연결될 수 있다.
커플링 커패시터들(Crf1~Crfn) 각각은 배선들이 중첩되게 배치되거나 배선들이 인접하게 배치함으로써 형성되는 커패시터이거나 별도의 물리적인 회로 소자로서 형성되는 커패시터일 수 있다. 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn) 각각의 일 전극은 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn) 중 어느 하나에 연결되고, 타 전극은 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 커플링 커패시터(Crf1)는 제1 무선 신호 배선(RFL1)과 제1 센서 회로 배선(SLP1) 사이에 형성될 수 있다. 제2 커플링 커패시터(Crf2)는 제2 무선 신호 배선(RFL2)과 제2 센서 회로 배선(SLP2) 사이에 형성될 수 있다. 제n-1 커플링 커패시터(Crfn-1)는 제n-1 무선 신호 배선(RFLn-1)과 제n-1 센서 회로 배선(SLPn-1) 사이에 형성될 수 있다. 제n 커플링 커패시터(Crfn)는 제n 무선 신호 배선(RFLn)과 제n 센서 회로 배선(SLPn) 사이에 형성될 수 있다.
센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)에 전기적으로 연결된 센서 전극(SE)들의 터치 감지 신호들과 무선 수신 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)로 커플링될 수 있다. 이로 인해, 안테나 구동 회로(340)는 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)과 직접 연결되지 않음에도 센서 전극(SE)들의 터치 감지 신호들과 무선 수신 신호들을 수신 받을 수 있다.
또한, 안테나 구동 회로(340)로부터 출력되는 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)의 무선 송신 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)로 커플링될 수 있다. 이로 인해, 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)은 안테나 구동 회로(340)와 직접 연결되지 않음에도 무선 송신 신호들을 센서 전극(SE)들로 전송할 수 있다.
도 7과 같이, 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)과 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn) 사이에 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)을 형성함으로써, 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)의 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)로 커플링되고, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)의 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)로 커플링될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 센서 전극에 인가되는 터치 구동 신호들과 터치 감지 신호들의 주파수와 무선 송신 신호들과 무선 수신 신호들의 주파수를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 8을 참조하면, 터치 구동 신호들과 터치 감지 신호들은 대략 50~500kHz의 주파수를 갖는다. 이에 비해, 5G와 같은 5세대 이동 통신을 위한 무선 송신 신호들과 무선 수신 신호들은 3~100GHz의 주파수를 가질 수 있다. 즉, 터치 구동 신호들과 터치 감지 신호들의 주파수는 1MHz 이하의 주파수를 갖는 반면에, 5세대 이동 통신을 위한 무선 송신 신호들과 무선 수신 신호들은 1GHz 이상의 주파수를 가질 수 있다. 그러므로, 1MHz 이하의 주파수를 갖는 터치 구동 신호들과 터치 감지 신호들을 송수신하는 터치 구동 회로(330)와 1GHz 이상의 주파수를 갖는 무선 송신 신호들과 무선 수신 신호들을 송수신하는 안테나 구동 회로(340)는 주파수 분할 동시 송수신(frequency division duplex)이 가능하다.
터치 구동 회로(330)는 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)로부터 수신되는 신호들 중에서 1MHz 이하의 주파수를 갖는 신호들만 통과시키는 로우 패스 필터를 포함하거나 필요한 주파수 대역만을 선택하여 필터링하는 밴드 패스 필더를 포함할 수 있다. 이 경우, 터치 구동 회로(330)는 1GHz 이상의 주파수를 갖는 무선 송신 신호들과 무선 수신 신호들은 감쇠되므로, 1MHz 이하의 주파수를 갖는 터치 감지 신호들을 안정적으로 수신할 수 있다.
또한, 안테나 구동 회로(340)는 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)로부터 수신되는 신호들 중에서 1MHz 또는 1GHz 이상의 주파수 갖는 신호들만 통과시키는 하이 패스 필터를 포함하거나 필요한 주파수 대역만을 선택하여 필터링하는 밴드 패스 필더를 포함할 수 있다. 이 경우, 안테나 구동 회로(340)는 1MHz 이하의 주파수를 갖는 터치 구동 신호들과 터치 감지 신호들은 감쇠되므로, 1MHz 또는 1GHz 이상의 주파수 갖는 무선 수신 신호들을 안정적으로 수신할 수 있다.
안테나 구동 회로(340)는 센서 전극(SE)들 중에서 전자기파를 송수신할 안테나 전극(ASE)들을 선택하는 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 안테나 구동 회로(340)는 수신 감도, 센서 전극(SE)들의 위치, 및 표시 장치(10)의 기울어진 정도 등을 고려하여 센서 전극(SE)들 중에서 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다. 이하에서는, 도 9 내지 도 18을 참조하여 안테나 구동 회로(340)가 센서 전극(SE)들 중에서 안테나 전극(ASE)들을 선택하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 첫 번째로, 안테나 구동 회로(340)는 센서 전극(SE)들로부터 무선 수신 신호들을 수신한다. (도 9의 S101)
센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들은 센서 배선(SL)들과 센서 패드(TP)들을 통해 표시 회로 보드(310)의 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)에 전송될 수 있다. 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)의 무선 수신 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)에 커플링될 수 있다. 안테나 구동 회로(340)는 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)에 커플링된 무선 수신 신호들을 수신 받을 수 있다.
두 번째로, 안테나 구동 회로(340)는 안테나 전극(SE)들의 무선 수신 신호들을 이동 통신 모듈로 출력한다. (도 9의 S102)
안테나 구동 회로(340)는 무선 통신을 하기 전에 S103 단계와 같이 센서 전극(SE)들 중에서 안테나로 이용할 안테나 전극(ASE)들을 미리 설정할 수 있다. 안테나 전극(ASE)은 무선 송신 신호에 따라 전자기파를 송신하고, 무선 수신 신호에 따라 전자기파를 수신하는 전극일 수 있다. 그러므로, 센서 전극(SE)은 터치 감지를 위해 터치 구동 신호를 입력 받는 전극으로 정의되고, 안테나 전극(ASE)은 터치 감지를 위해 터치 구동 신호를 입력 받을 뿐만 아니라 이동 통신을 위해 무선 송신 신호를 입력 받아 전자기파를 방사하는 전극으로 정의될 수 있다.
센서 영역(TSA)은 I×J 개의 센서 전극(SE)들을 포함하며, 센서 전극(SE)들 중 일부의 센서 전극(SE)들은 안테나 전극(ASE)으로 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 센서 전극(SE)들은 도 10 및 도 11과 같이 P×Q(P는 I보다 작은 양의 정수이고, Q는 J보다 작은 양의 정수) 개의 안테나 전극(ASE)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 센서 영역(TSA)은 8×10 개의 센서 전극(SE)들을 포함하며, 센서 전극(SE)들 중에서 4×4 개의 센서 전극(SE)들은 안테나 전극(ASE)으로 역할을 할 수 있다.
또는, 센서 전극(SE)들은 도 12 내지 도 14와 같이 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)을 포함할 수 있다. 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각은 복수의 안테나 전극(ASE)들을 포함할 수 있다.
안테나 구동 회로(340)는 도 10과 같이 안테나 전극(ASE)들의 무선 수신 신호들 각각의 주파수를 변화시키고 진폭을 증폭하여 이동 통신 모듈(720)로 출력할 수 있다. 안테나 구동 회로(340)는 안테나 전극(ASE)들의 무선 수신 신호들 각각의 위상을 변화시킬 수도 있다.
세 번째로, 안테나 구동 회로(340)는 무선 수신 신호들을 분석하여 안테나 전극(ASE)들을 선택한다. (도 9의 S103)
안테나 구동 회로(340)는 모든 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들을 분석하여 안테나로 이용할 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구동 회로(340)는 모든 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들의 수신 감도 또는 품질을 고려하여 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다. 무선 수신 신호들의 수신 감도가 높을수록 외부의 기지국과 통신하기에 가장 적합한 위치에 배치되었다고 볼 수 있다. 그러므로, 안테나 구동 회로(340)는 무선 수신 신호들 중에서 수신 감도가 높은 무선 수신 신호들이 수신되는 센서 전극(SE)들을 안테나 전극(ASE)들로 선택할 수 있다. 수신 감도가 높은 무선 수신 신호들은 상대적으로 강한 세기의 무선 수신 신호들을 가리킬 수 있다.
네 번째로, 안테나 전극(ASE)들에 무선 송신 신호들을 출력한다. (도 9의 S104)
안테나 구동 회로(340)는 도 10과 같이 이동 통신 모듈(720)로부터 무선 송신 신호들을 수신 받고, 무선 송신 신호들의 주파수를 변화시켜 선택된 안테나 전극(ASE)들에 출력할 수 있다. 그러므로, 선택된 안테나 전극(ASE)들을 통해 외부의 기지국에 전자기파를 방사할 수 있다.
도 9와 같이, 안테나 구동 회로(340)는 센서 전극(SE)들 중에서 최적의 수신 감도를 갖는 센서 전극(SE)들을 안테나 전극(ASE)들로 선택하여 전자기파를 방사하는 안테나로 이용함으로써, 표시 장치(10)의 안테나의 성능을 높일 수 있다.
한편, 도 9에서는 안테나 구동 회로(340)가 S101 내지 S104 단계들을 계속하여 반복 수행하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이동 통신 모듈(720) 또는 안테나 구동 회로(340)가 안테나 전극(ASE)들에 의해 수신되는 무선 수신 신호의 감도 또는 품질이 낮다고 판단되는 경우에만, S103 단계를 수행하여 안테나로 이용할 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다.
이하에서는, 도 10 내지 도 14를 결부하여 센서 전극(SE)들과 안테나 전극(ASE)들의 실시 예들에 대해 설명한다. 도 10 내지 도 14에서는 무선 수신 신호의 감도 또는 품질을 높이기 위해 S103 단계와 같이 센서 전극(SE)들 중에서 선택된 안테나 전극(ASE)들을 보여주는 예시 도면들이다.
도 10은 일 실시예에 따른 센서 전극들과 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 10에서는 설명의 편의를 위해 센서 영역(TSA)이 8×10 개의 센서 전극(SE)을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
도 10을 참조하면, 센서 전극(SE)들은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)에서 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)에서 I(I는 양의 정수) 개 센서 전극(SE)이 나란하게 배열되고, 제2 방향(Y축 방향)에서 J(J는 양의 정수) 개의 센서 전극(SE)이 나란하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 제1 방향(X축 방향)에서 8 개의 센서 전극(SE)이 나란하게 배열되고, 제2 방향(Y축 방향)에서 10 개의 센서 전극(SE)이 나란하게 배열될 수 있다.
센서 전극(SE)들은 P×Q 개의 안테나 전극(ASE)을 포함할 수 있다. 안테나 전극(ASE)들은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)에서 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)에서 P 개 안테나 전극(ASE)이 나란하게 배열되고, 제2 방향(Y축 방향)에서 Q 개의 안테나 전극(ASE)이 나란하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 제1 방향(X축 방향)에서 4 개의 안테나 전극(ASE)이 나란하게 배열되고, 제2 방향(Y축 방향)에서 4 개의 안테나 전극(ASE)이 나란하게 배열될 수 있다.
본 명세서에서, 센서 전극(SE)은 터치 감지를 위해 터치 구동 신호를 입력 받는 전극으로 정의되고, 안테나 전극(ASE)은 터치 감지를 위해 터치 구동 신호를 입력 받을 뿐만 아니라 이동 통신을 위해 무선 송신 신호를 입력 받아 전자기파를 방사하는 전극으로 정의될 수 있다.
안테나 전극(ASE)들은 센서 영역(TSA)의 일 측 중앙에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 전극(ASE)들은 센서 영역(TSA)의 상 측 중앙에 배치될 수 있다. 즉, 센서 영역(TSA)에서 가장 상 측에 배치되는 센서 전극(SE)들 중 일부가 안테나 전극(ASE)들로 선택될 수 있다.
도 10과 같이, P×Q 개의 안테나 전극(ASE)이 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)에서 연속하여 배치되는 경우, 안테나 전극(ASE)들에 의해 방사되는 전자기파의 세기는 크며, 전자기파는 미리 정해진 방향으로 방사될 수 있다. 그러므로, 도 10의 실시예는 외부의 기지국의 위치가 파악되어 표시 장치(10)가 외부의 기지국의 방향에 맞춰 전자기파를 방사하는 경우에 유리할 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 센서 전극들과 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 11의 실시예는 안테나 전극(ASE)들이 센서 영역(TSA)의 일 측에 인접하게 배치되나, 센서 영역(TSA)에서 가장 일 측에 배치되는 센서 전극(SE)들 중 어느 것도 안테나 전극(ASE)으로 선택되지 않는 것에서 도 10의 실시예와 차이점이 있다.
도 11을 참조하면, 안테나 전극(ASE)들은 센서 영역(TSA)의 하 측에 인접하게 배치되나, 센서 영역(TSA)에서 가장 하 측에 배치되는 센서 전극(SE)들 중 어느 것도 안테나 전극(ASE)으로 선택되지 않을 수 있다.
또는, 안테나 전극(ASE)들은 센서 영역(TSA)의 네 측보다 센서 영역(TSA)의 중앙 영역에 인접하게 배치될 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 센서 전극들과 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 12의 실시예는 센서 전극(SE)들이 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)을 포함하는 것에서 도 10의 실시예와 차이점이 있다.
도 12를 참조하면, 센서 전극(SE)들은 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)을 포함할 수 있다. 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각은 R×S(R은 I보다 작은 양의 정수이고, S는 J보다 작은 양의 정수) 개의 안테나 전극(ASE)을 포함할 수 있다. R은 제1 방향(X축 방향)으로 배열되는 안테나 전극(ASE)의 개수를 가리키고, S는 제2 방향(Y축 방향)으로 배열되는 안테나 전극(ASE)의 개수를 가리킨다. 예를 들어, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각은 도 12와 같이 2×2 개의 안테나 전극(ASE)을 포함할 수 있다.
복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)은 센서 영역(TSA)의 코너들에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 안테나 전극 그룹(SAG1)은 센서 영역(TSA)의 상측과 좌측이 만나는 코너에 배치되고, 제2 서브 안테나 전극 그룹(SAG2)은 센서 영역(TSA)의 상측과 우측이 만나는 코너에 배치될 수 있다. 제3 서브 안테나 전극 그룹(SAG3)은 센서 영역(TSA)의 하측과 좌측이 만나는 코너에 배치되고, 제4 서브 안테나 전극 그룹(SAG4)은 센서 영역(TSA)의 하측과 우측이 만나는 코너에 배치될 수 있다.
도 12와 같이, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)이 센서 영역(TSA)의 코너들에 각각 배치되는 경우, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)에 의해 방사되는 전자기파는 여러 방향으로 방사될 수 있다. 그러므로, 도 12의 실시예는 외부의 기지국의 위치가 파악되지 않아 표시 장치(10)가 여러 방향으로 전자기파를 방사하는 경우에 유리할 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 센서 전극들과 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 13의 실시예는 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4)이 일 방향으로 길게 연장되는 것에서 도 12의 실시예와 차이점이 있다.
도 13을 참조하면, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각의 안테나 전극(ASE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 13과 같이 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각은 1×4 개의 안테나 전극(ASE)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 중에서 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 서브 안테나 전극 그룹들 사이에는 센서 전극(SE)들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 안테나 전극 그룹(SAG1)과 제2 서브 안테나 전극 그룹(SAG2) 사이에는 1×4 개의 센서 전극(SE)들이 배치될 수 있다.
또는, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각의 안테나 전극(ASE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 배열될 수 있다. 이 경우, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 중에서 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 서브 안테나 전극 그룹들 사이에는 센서 전극(SE)들이 배치될 수 있다.
도 13과 같이, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 각각이 일 방향으로 길게 연장되고, 복수의 서브 안테나 전극 그룹들(SAG1~SAG4) 사이마다 센서 전극(SE)들이 배치되는 경우, 보다 넓은 영역에서 전자기파를 수신할 수 있다. 그러므로, 도 13의 실시예는 외부의 기지국의 위치가 파악되지 않아 표시 장치(10)가 보다 넓은 면적에서 전자기파를 수신하고자 하는 경우에 유리할 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 센서 전극들과 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 14의 실시예는 안테나 전극(ASE)들이 서로 떨어져 배치되는 것에서 도 10의 실시예와 차이점이 있다.
도 14를 참조하면, 안테나 전극(ASE)들 중 제1 방향(X축 방향)에서 서로 인접한 안테나 전극(ASE)들 사이에는 적어도 하나의 센서 전극(SE)이 배치될 수 있다. 또한, 안테나 전극(ASE)들 중 제2 방향(Y축 방향)에서 서로 인접한 안테나 전극(ASE)들 사이에는 적어도 하나의 센서 전극(SE)이 배치될 수 있다.
도 14와 같이, 안테나 전극(ASE)들이 서로 떨어져 배치되는 경우, 보다 넓은 영역에서 전자기파를 수신할 수 있다. 그러므로, 도 14의 실시예는 외부의 기지국의 위치가 파악되지 않아 표시 장치(10)가 보다 넓은 면적에서 전자기파를 수신하고자 하는 경우에 유리할 수 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 15의 실시예는 S203 단계가 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들뿐만 아니라, 터치 좌표 데이터를 분석하여 안테나 전극(ASE)들을 선택하는 것에서 도 9의 실시예와 차이점이 있다.
도 15를 참조하면, 안테나 구동 회로(340)는 안테나 전극(ASE)들을 선택할 때, 터치 좌표 데이터의 터치 좌표 정보에 따라 터치가 발생한 센서 전극(SE)들을 제외할 수 있다. 터치가 발생한 센서 전극(SE)들 상에는 사람 또는 물체가 위치하는 경우, 사람 또는 물체에 의해 방사된 전자기파가 흡수되거나 반사됨으로써, 안테나의 성능이 저하될 수 있다. 그러므로, 안테나 구동 회로(340)는 터치가 발생한 센서 전극(SE)들을 제외하고, 나머지 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들의 수신 감도를 고려하여 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 16의 실시예는 S303 단계가 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들뿐만 아니라, 가속도 센서(740)의 가속도 데이터와 자이로 센서(750)의 각속도 데이터를 분석하여 안테나 전극(ASE)들을 선택하는 것에서 도 9의 실시예와 차이점이 있다.
도 16을 참조하면, 안테나 구동 회로(340)는 안테나 전극(ASE)들을 선택할 때, 가속도 센서(740)의 가속도 데이터와 자이로 센서(750)의 각속도 데이터에 따라 표시 장치(10)의 기울어진 정도와 회전 방향을 판단할 수 있다. 안테나 구동 회로(340)는 표시 장치(10)의 기울어진 정도와 회전 방향에 따라 센서 전극(SE)들 중에 지면과 인접하게 배치되는 센서 전극(SE)들을 제외할 수 있다. 지면과 인접하게 배치되는 센서 전극(SE)들에서 방사된 전자기파는 지면에서 흡수되거나 반사됨으로써, 안테나의 성능이 저하될 수 있다. 그러므로, 안테나 구동 회로(340)는 지면과 인접하게 배치되는 센서 전극(SE)들을 제외하고, 나머지 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들의 수신 감도를 고려하여 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다.
또는, 안테나 구동 회로(340)는 표시 장치(10)의 기울어진 정도와 회전 방향에 따라 센서 전극(SE)들 중에 상대적으로 높은 위치에 배치되는 센서 전극(SE)들을 후보 센서 전극(SE)들로 선택할 수 있다. 높은 위치에 배치되는 센서 전극(SE)들에 의해 방사된 전자기파는 방해받는 구조물이 없어 안정적으로 방사될 수 있다. 그러므로, 안테나 구동 회로(340)는 후보 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들의 수신 감도를 고려하여 안테나 전극(ASE)들을 선택할 수 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 무선 신호 송수신 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 18은 일 실시예에 따른 제1 안테나 전극들과 제2 안테나 전극들을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 첫 번째로, 센서 전극(SE)들로부터 제1 무선 수신 신호들과 제2 무선 수신 신호들을 수신한다. (도 17의 S401)
센서 전극(SE)들의 제1 무선 수신 신호들과 제2 무선 수신 신호들은 센서 배선(SL)들과 센서 패드(TP)들을 통해 표시 회로 보드(310)의 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)에 전송될 수 있다. 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)의 제1 무선 수신 신호들과 제2 무선 수신 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)에 커플링될 수 있다. 안테나 구동 회로(340)는 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)에 커플링된 제1 무선 수신 신호들과 제2 무선 수신 신호들을 수신 받을 수 있다.
제1 무선 수신 신호들은 대략 5~30GHz의 주파수를 갖는 신호일 수 있으며, 제2 무선 수신 신호들은 대략 30~70GHz의 주파수를 갖는 신호일 수 있다. 제1 무선 수신 신호들과 제2 무선 수신 신호들의 주파수가 구분되므로, 제1 무선 수신 신호들과 제2 무선 수신 신호들을 송수신하는 안테나 구동 회로(340)는 주파수 분할 동시 송수신(frequency division duplex)이 가능하다. 이 경우, 표시 장치(10)는 제1 무선 수신 신호들을 수신하고 제1 무선 송신 신호들을 송신하기 위한 제1 이동 통신 모듈(720)과 제2 무선 수신 신호들을 수신하고 제2 무선 송신 신호들을 송신하기 위한 제2 이동 통신 모듈(721)을 포함할 수 있다.
두 번째로, 제1 안테나 전극(SE1)들의 제1 무선 수신 신호들을 제1 이동 통신 모듈(720)로 출력한다. (도 17의 S402)
안테나 구동 회로(340)는 무선 통신을 하기 전에 S404 단계와 같이 센서 전극(SE)들 중에서 제1 안테나로 이용할 제1 안테나 전극(ASE1)들을 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 센서 전극(SE)들은 도 18과 같이 센서 영역(TSA)의 좌측과 상측이 만나는 코너와 우측과 상측이 만나는 코너에 배치되는 제1 안테나 전극(ASE1)들을 포함할 수 있다. 제1 안테나 전극(ASE1)들의 배치 위치는 도 18에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 안테나 전극(ASE1)들은 도 10과 같이 센서 영역(TSA)의 일 측 중앙에 배치되거나, 도 11과 같이 센서 영역(TSA)의 중앙 영역에 인접하게 배치될 수 있다. 또는, 제1 안테나 전극(ASE1)들은 도 13과 같이 일 방향으로 길게 연장되는 서브 안테나 전극 그룹들에 각각 포함될 수 있다. 또는, 제1 안테나 전극(ASE1)들은 도 14와 같이 서로 떨어져 배치될 수 있다.
안테나 구동 회로(340)는 도 18과 같이 제1 안테나 전극(ASE1)들의 제1 무선 수신 신호들 각각의 주파수를 변화시켜 제1 이동 통신 모듈(720)로 출력할 수 있다.
세 번째로, 제2 안테나 전극(SE2)들의 제2 무선 수신 신호들을 제2 이동 통신 모듈(721)로 출력한다. (도 17의 S403)
안테나 구동 회로(340)는 무선 통신을 하기 전에 S404 단계와 같이 센서 전극(SE)들 중에서 제2 안테나로 이용할 제2 안테나 전극(ASE2)들을 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 센서 전극(SE)들은 도 18과 같이 센서 영역(TSA)의 좌측과 하측이 만나는 코너와 우측과 하측이 만나는 코너에 배치되는 제2 안테나 전극(ASE2)들을 포함할 수 있다. 제2 안테나 전극(ASE2)들의 배치 위치는 도 18에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 안테나 전극(ASE2)들은 도 10과 같이 센서 영역(TSA)의 일 측 중앙에 배치되거나, 도 11과 같이 센서 영역(TSA)의 중앙 영역에 인접하게 배치될 수 있다. 또는, 제2 안테나 전극(ASE2)들은 도 13과 같이 일 방향으로 길게 연장되는 서브 안테나 전극 그룹들에 각각 포함될 수 있다. 또는, 제2 안테나 전극(ASE2)들은 도 14와 같이 서로 떨어져 배치될 수 있다.
안테나 구동 회로(340)는 도 18과 같이 제2 안테나 전극(ASE2)들의 제2 무선 수신 신호들 각각의 위상을 변화시키고 진폭을 증폭하여 제2 이동 통신 모듈(721)로 출력할 수 있다.
네 번째로, 제1 무선 수신 신호들을 분석하여 제1 안테나 전극(ASE1)들을 선택하고, 제2 무선 수신 신호들을 분석하여 제2 안테나 전극(ASE2)들을 선택한다. (도 17의 S404)
안테나 구동 회로(340)는 모든 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들을 분석하여 제1 안테나로 이용할 제1 안테나 전극(ASE1)들과 제2 안테나로 이용할 제2 안테나 전극(ASE2)들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구동 회로(340)는 모든 센서 전극(SE)들의 무선 수신 신호들의 수신 감도를 고려하여 제1 안테나 전극(ASE1)들과 제2 안테나 전극(ASE2)들을 선택할 수 있다.
다섯 번째로, 제1 안테나 전극(ASE1)들에 제1 무선 송신 신호들을 출력하고, 제2 안테나 전극(ASE2)들에 제2 무선 송신 신호들을 출력한다. (도 17의 S405)
안테나 구동 회로(340)는 도 18과 같이 제1 이동 통신 모듈(720)로부터 제1 무선 송신 신호들을 수신 받고, 제1 무선 송신 신호들의 위상을 변화시키고 진폭을 증폭하여 선택된 제1 안테나 전극(ASE1)들에 출력할 수 있다. 그러므로, 선택된 제1 안테나 전극(ASE1)들을 통해 외부의 기지국에 제1 무선 송신 신호를 송신할 수 있다.
또한, 안테나 구동 회로(340)는 도 18과 같이 제2 이동 통신 모듈(721)로부터 제2 무선 송신 신호들을 수신 받고, 제2 무선 송신 신호들의 위상을 변화시키고 진폭을 증폭하여 선택된 제2 안테나 전극(ASE2)들에 출력할 수 있다. 그러므로, 선택된 제2 안테나 전극(ASE2)들을 통해 외부의 기지국에 제2 무선 송신 신호를 송신할 수 있다.
도 17 및 도 18과 같이, 안테나 구동 회로(340)는 제1 안테나 전극(ASE1)들을 이용하여 제1 무선 수신 신호들을 수신하고, 제1 무선 송신 신호들을 송신할 수 있다. 또한, 안테나 구동 회로(340)는 제2 안테나 전극(ASE2)들을 이용하여 제2 무선 수신 신호들을 수신하고, 제1 무선 송신 신호들을 송신할 수 있다. 즉, 터치를 감지하기 위한 센서 전극들 중 일부를 제1 안테나로 이용 가능하고, 또 다른 일부를 제1 안테나와 다른 주파수의 전자기파를 송수신하는 제2 안테나로 이용할 수 있다.
도 19는 도 6의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다. 도 20은 도 19의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 19와 도 20에서는 설명의 편의를 위해 하나의 센서 전극(SE)과 하나의 센서 배선(SL)만을 도시하였다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 센서 전극(SE)은 센서 콘택부(SCNT)를 통해 센서 배선(SL)에 연결될 수 있다.
기판(SUB) 상에는 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 봉지층(TFEL)을 포함하는 표시층(DISL)이 배치되고, 표시층(DISL) 상에는 센서 전극(SE)들을 포함하는 센서 전극층(SENL)이 배치될 수 있다.
기판(SUB)의 일면 상에는 제1 버퍼막(BF)이 배치되고, 제1 버퍼막(BF1) 상에는 제2 버퍼막(BF2)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 버퍼막들(BF1, BF2)은 투습에 취약한 기판(SUB)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터들과 발광 소자층(EML)의 발광층(172)을 보호하기 위해 기판(SUB)의 일면 상에 배치될 수 있다. 버퍼막(BF)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 버퍼막들(BF1, BF2) 각각은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 버퍼막들(BF1, BF2) 중 적어도 어느 하나는 생략될 수 있다.
제1 버퍼막(BF1) 상에는 차광층(BML)이 배치될 수 있다. 차광층(BML)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 또는, 차광층(BML)은 블랙 안료를 포함하는 유기막일 수 있다.
제2 버퍼막(BF2) 상에는 표시 화소의 박막 트랜지스터(ST)의 액티브층(ACT)이 배치될 수 있다. 액티브층(ACT)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 산화물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 액티브층(ACT)이 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체 물질을 포함하는 경우, 액티브층(ACT)에서 이온 도핑된 영역은 도전성을 갖는 도전 영역일 수 있다.
액티브층(ACT)은 제3 방향(Z축 방향)에서 차광층(BML)과 중첩할 수 있다. 기판(SUB)을 통해 입사하는 광은 차광층(BML)에 의해 차단될 수 있으므로, 기판(SUB)을 통해 입사하는 광에 의해 액티브층(ACT) 각각에 누설 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
박막 트랜지스터(ST)의 액티브층(ACT) 상에는 게이트 절연막(130)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에는 박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G)이 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G)은 제3 방향(Z축 방향)에서 액티브층(ACT)과 중첩할 수 있다. 제3 방향(Z축 방향)에서 게이트 전극(G)과 중첩하는 액티브층(ACT)의 일부 영역은 채널 영역(CHA)일 수 있다. 박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G) 상에는 제1 층간 절연막(141)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 복수의 무기막을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(141) 상에는 커패시터의 일 전극(CE)이 배치될 수 있다. 커패시터의 일 전극은 제3 방향(Z축 방향)에서 박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G)과 중첩할 수 있다. 커패시터의 일 전극(CE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
커패시터의 일 전극(CE) 상에는 제2 층간 절연막(142)이 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 복수의 무기막을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(142) 상에는 박막 트랜지스터(ST)의 제1 전극(S)과 제2 전극(D)이 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터(ST)의 제1 전극(S)과 제2 전극(D)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(ST)의 제1 전극(S)은 게이트 절연막(130), 제1 층간 절연막(141), 및 제2 층간 절연막(142)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(ACT)의 채널 영역(CHA)의 일 측에 배치된 제1 도전 영역(COA1)에 접속될 수 있다. 박막 트랜지스터(ST)의 제2 전극(D)은 게이트 절연막(130), 제1 층간 절연막(141), 및 제2 층간 절연막(142)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(ACT)의 채널 영역(CHA)의 타 측에 배치된 제2 도전 영역(COA2)에 접속될 수 있다.
박막 트랜지스터(ST)의 제1 전극(S)과 제2 전극(D) 상에는 박막 트랜지스터들로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 제1 유기막(150)이 배치될 수 있다. 제1 유기막(150)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 유기막(150) 상에는 제1 연결 전극(ANDE1)이 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(ANDE1)은 제1 유기막(150)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(ST)의 제2 전극(D)에 접속될 수 있다. 제1 연결 전극(ANDE1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
제1 연결 전극(ANDE1) 상에는 제2 유기막(160)이 배치될 수 있다. 제2 유기막(160)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 배치된다. 발광 소자층(EML)은 발광 소자(170)들과 뱅크(180)를 포함할 수 있다.
발광 소자(170)들 각각은 제1 발광 전극(171), 발광층(172), 및 제2 발광 전극(173)을 포함할 수 있다.
제1 발광 전극(171)은 제2 유기막(160) 상에 형성될 수 있다. 제1 발광 전극(171)은 제2 유기막(160)을 관통하는 콘택홀을 통해 제1 연결 전극(ANDE1)에 접속될 수 있다.
발광층(172)을 기준으로 제2 발광 전극(173) 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 구조에서 제1 발광 전극(171)은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)의 단일층으로 형성되거나, 반사율을 높이기 위해 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
뱅크(180)는 표시 화소의 발광 영역(EA)을 정의하는 역할을 한다. 발광 영역(EA)은 제1 발광 전극(171), 발광층(172), 및 제2 발광 전극(173)이 순차적으로 적층되어 제1 발광 전극(171)으로부터의 정공과 제2 발광 전극(173)으로부터의 전자가 발광층(172)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 이 경우, 제1 발광 전극(171)은 애노드 전극이고, 제2 발광 전극(173)은 캐소드 전극일 수 있다.
뱅크(180)는 제2 유기막(160) 상에서 제1 발광 전극(171)의 일부 영역을 노출하도록 형성될 수 있다. 뱅크(180)는 제1 발광 전극(171)의 가장자리를 덮을 수 있다. 뱅크(180)는 제2 유기막(160)을 관통하는 콘택홀에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제2 유기막(160)을 관통하는 콘택홀은 뱅크(180)에 의해 채워질 수 있다. 뱅크(180)는 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 발광 전극(171) 상에는 발광층(172)이 형성된다. 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 유기 물질층은 호스트와 도펀트를 포함할 수 있다. 유기 물질층은 소정의 광을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 색의 광을 발광하는 제1 발광 영역(RE)의 발광층(172)의 유기 물질층은 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질일 수 있다. 또는, 제1 발광 영역(RE)의 발광층(172)의 유기 물질층은 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 색의 광을 발광하는 제2 발광 영역(GE)의 발광층(172)의 유기 물질층은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질일 수 있다. 또는, 제2 색의 광을 발광하는 제2 발광 영역(GE)의 발광층(172)의 유기 물질층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 색의 광을 발광하는 제3 발광 영역(BE)의 발광층(172)의 유기 물질층은 CBP, 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic 또는 L2BD111을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 발광 전극(173)은 발광층(172) 상에 형성된다. 제2 발광 전극(173)은 발광층(172)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 발광 전극(173)은 표시 화소들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 제2 발광 전극(173) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상부 발광 구조에서 제2 발광 전극(173)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 도전 물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 발광 전극(173)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
발광 소자층(EML) 상에는 봉지층(TFEL)이 형성될 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다.
또는, 발광 소자층(EML) 상에는 봉지층(TFEL) 대신에 기판이 배치되며, 발광 소자층(EML)과 기판 사이의 공간은 진공 상태로 비어 있거나 충전 필름이 배치될 수 있다. 충전 필름은 에폭시 충전필름 또는 실리콘 충전 필름일 수 있다.
봉지층(TFEL) 상에는 센서 전극층(SENL)이 배치된다. 센서 전극층(SENL)은 제3 버퍼막(BF3), 센서 배선(SL), 센서 전극(SE), 제1 센서 절연막(TINS1), 및 제2 센서 절연막(TINS2)을 포함할 수 있다.
봉지층(TFEL) 상에는 제3 버퍼막(BF3)이 배치될 수 있다. 제3 버퍼막(BF3)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 버퍼막(BF3)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 제3 버퍼막(BF3)은 생략될 수 있다.
제3 버퍼막(BF3) 상에는 센서 배선(SL)이 배치될 수 있다. 센서 배선(SL)은 발광 영역(EA)과 중첩하지 않을 수 있다. 센서 배선(SL)은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)의 단일층으로 형성되거나, 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있다.
센서 배선(SL) 상에는 제1 센서 절연막(TINS1)이 배치될 수 있다. 제1 센서 절연막(TINS1)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
제1 센서 절연막(TINS1) 상에는 센서 전극(SE)이 배치될 수 있다. 센서 전극(SE)은 센서 콘택부(SCNT)를 통해 센서 배선(SL)에 연결될 수 있다. 센서 콘택부(SCNT)는 제1 센서 절연막(TINS1)을 관통하여 센서 배선(SL)을 노출하는 영역일 수 있다. 센서 전극(SE)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 도전 물질(TCO, Transparent Conductive Material)로 형성될 수 있다.
센서 전극(SE) 상에는 제2 센서 절연막(TINS2)이 배치될 수 있다. 제2 센서 절연막(TINS2)은 무기막과 유기막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층일 수 있다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin)일 수 있다.
도 21은 도 6의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 또 다른 예를 보여주는 레이 아웃도이다. 도 22는 도 21의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 21 및 도 22의 실시예는 센서 전극(SE)과 센서 배선(SL)이 연결되는 센서 콘택부(SCNT)의 면적이 넓어진 것에서 도 19 및 도 20의 실시예와 차이점이 있다.
도 21 및 도 22에 도시된 센서 콘택부(SCNT)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이(W21)와 제1 방향(X축 방향)의 길이(W22) 각각은 도 19 및 도 20에 도시된 센서 콘택부(SCNT)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이(W11)와 제1 방향(X축 방향)의 길이(W12) 각각에 비해 길 수 있다. 이로 인해, 도 21 및 도 22에 도시된 센서 콘택부(SCNT)의 면적은 도 19 및 도 20에 도시된 센서 콘택부(SCNT)의 면적에 비해 넓을 수 있다. 센서 콘택부(SCNT)의 면적이 넓어지는 경우, 센서 전극(SE)과 센서 배선(SL)의 접촉 저항이 낮아질 수 있다.
센서 배선(SL)의 길수록 센서 배선(SL)의 저항이 높아지므로, 상대적으로 길이가 긴 센서 배선(SL)과 연결되는 센서 전극(SE)의 센서 콘택부(SCNT)의 면적을 넓게 형성하고, 상대적으로 길이가 짧은 센서 배선(SL)과 연결되는 센서 배선(SL)의 센서 콘택부(SCNT)의 면적을 작게 형성할 수 있다. 이로 인해, 센서 배선(SL)들 간의 저항의 차이를 줄일 수 있다.
도 23은 도 21의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라 절단한 표시 패널의 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 23의 실시예는 센서 콘택부(SCNT)에서 센서 전극(SE) 상에 캡핑 전극(CAPE)이 배치되는 것에서 도 22의 실시예와 차이점이 있다.
도 23을 참조하면, 캡핑 전극(CAPE)은 센서 콘택부(SCNT)가 채워지도록 센서 전극(SE) 상에 배치될 수 있다. 캡핑 전극(CAPE)의 면적은 센서 콘택부(SCNT)의 면적보다 클 수 있다. 캡핑 전극(CAPE)은 발광 영역(EA)과 중첩하지 않을 수 있다. 캡핑 전극(CAPE)은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 또는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
또한, 센서 콘택부(SCNT) 내에서 센서 배선(SL) 상에 배치된 센서 전극(SE)의 일부가 제거되는 경우, 캡핑 전극(CAPE)은 센서 배선(SL)과 직접 연결될 수 있다. 이때, 캡핑 전극(CAPE)이 저저항 물질을 포함하는 경우, 센서 배선(SL)과 센서 전극(SE)의 접촉 저항은 낮아질 수 있다.
도 23과 같이, 캡핑 전극(CAPE)이 센서 콘택부(SCNT)에 배치되는 경우, 센서 전극(SE)과 센서 배선(SL) 사이의 접촉 저항이 낮아질 수 있다.
또한, 센서 배선(SL)의 길수록 센서 배선(SL)의 저항이 높아지므로, 상대적으로 길이가 긴 센서 배선(SL)과 연결되는 센서 전극(SE)의 센서 콘택부(SCNT)에 캡핑 전극(CAPE)을 배치하고, 상대적으로 길이가 짧은 센서 배선(SL)과 연결되는 센서 배선(SL)의 센서 콘택부(SCNT)에 캡핑 전극(CAPE)을 배치하지 않을 수 있다. 이 경우, 센서 배선(SL)들 간의 저항의 차이를 줄일 수 있다.
도 24는 도 6의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 또 다른 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 24의 실시예는 센서 콘택부(SCNT)가 제1 방향(X축 방향) 대비 제1 각도(θ1)로 기울어져 배치되는 것에서 도 19의 실시예와 차이점이 있다. 제1 각도(θ1)는 예각일 수 있다.
도 25는 어느 한 열에 배치된 센서 전극들과 그에 연결된 센서 배선들의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다. 도 26a 내지 도 26c는 도 25의 Ⅱ-Ⅱ’, Ⅲ-Ⅲ’, 및 Ⅳ-Ⅳ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도들이다.
도 25에는 설명의 편의를 위해 제2 방향(Y축 방향)에서 서로 인접하게 배치된 제1 내지 제3 센서 전극들(SE1, SE2, SE3)만을 예시하였다.
도 25 및 도 26a 내지 도 26c를 참조하면, 제1 센서 전극(SE1)은 제1 내지 제3 센서 전극들(SE1, SE2, SE3) 중에서 가장 상측에 배치되며, 제3 센서 전극(SE3)은 제1 내지 제3 센서 전극들(SE1, SE2, SE3) 중에서 가장 하측에 배치될 수 있다.
제1 센서 전극(SE1)은 제1 센서 콘택부(SCNT1)를 통해 제1 센서 배선(SL1)에 연결될 수 있다. 제2 센서 전극(SE2)은 제2 센서 콘택부(SCNT2)를 통해 제2 센서 배선(SL2)에 연결될 수 있다. 제3 센서 전극(SE3)은 제3 센서 콘택부(SCNT3)를 통해 제3 센서 배선(SL3)에 연결될 수 있다.
제1 내지 제3 센서 배선들(SL1, SL2, SL3)은 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 제1 내지 제3 센서 배선들(SL1, SL2, SL3)은 제3 센서 전극(SE3)의 하측에 배치되는 패드(TP)들에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 내지 제3 센서 전극들(SE1, SE2, SE3) 중에서 가장 하측에 배치되는 제3 센서 배선(SL3)의 길이가 가장 짧고, 제1 내지 제3 센서 전극들(SE1, SE2, SE3) 중에서 가장 상측에 배치되는 제1 센서 배선(SL1)의 길이가 가장 길 수 있다.
제1 센서 배선(SL1)의 길이가 가장 길고, 제3 센서 배선(SL3)의 길이가 가장 짧으므로, 제1 센서 배선(SL1)의 저항이 가장 크고, 제3 센서 배선(SL3)의 길이가 가장 작을 수 있다. 도 26a 내지 도 26c와 같이 제1 센서 배선(SL1)의 폭(W1)은 제2 센서 배선(SL2)의 폭(W2)보다 크고, 제2 센서 배선(SL2)의 폭(W2)은 제3 센서 배선(SL3)의 폭(W3)보다 클 수 있으며, 이 경우 제1 내지 제3 센서 배선들(SL1, SL2, SL3) 간의 저항의 차이를 줄일 수 있다.
도 27은 어느 한 열에 배치된 센서 전극들과 그에 연결된 센서 배선들의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 27의 실시예는 제1 센서 배선(SL1)의 폭과 제2 센서 배선(SL2)의 폭이 하측에서 상측으로 갈수록 점점 넓어지는 것에서 도 25의 실시예와 차이점이 있다.
도 27을 참조하면, 제3 방향(Z축 방향)에서 제3 센서 전극(SE3)과 중첩하는 제1 센서 전극(SE1)의 폭은 제3 방향(Z축 방향)에서 제2 센서 전극(SE2)과 중첩하는 제1 센서 전극(SE1)의 폭보다 작을 수 있다. 제3 방향(Z축 방향)에서 제2 센서 전극(SE2)과 중첩하는 제1 센서 전극(SE1)의 폭은 제3 방향(Z축 방향)에서 제1 센서 전극(SE1)과 중첩하는 제1 센서 전극(SE1)의 폭보다 작을 수 있다.
제3 방향(Z축 방향)에서 제3 센서 전극(SE3)과 중첩하는 제2 센서 전극(SE2)의 폭은 제3 방향(Z축 방향)에서 제2 센서 전극(SE2)과 중첩하는 제2 센서 전극(SE2)의 폭보다 작을 수 있다.
제3 방향(Z축 방향)에서 제3 센서 전극(SE3)과 중첩하는 제1 센서 전극(SE1)의 폭, 제2 센서 전극(SE2)의 폭, 및 제3 센서 전극(SE3)의 폭은 실질적으로 동일할 수 있다. 제3 방향(Z축 방향)에서 제2 센서 전극(SE2)과 중첩하는 제1 센서 전극(SE1)의 폭과 제2 센서 전극(SE2)의 폭은 실질적으로 동일할 수 있다.
도 27과 같이 제1 센서 배선(SL1)의 폭과 제2 센서 배선(SL2)의 폭이 하측에서 상측으로 갈수록 점점 넓어지는 경우, 제1 내지 제3 센서 배선들(SL1, SL2, SL3) 간의 저항의 차이를 줄일 수 있다.
도 28은 어느 한 열에 배치된 센서 전극들과 그에 연결된 센서 배선들의 또 다른 예를 보여주는 레이 아웃도이다.
도 28의 실시예는 제2 센서 배선(SL2)과 제3 센서 배선(SL3)이 복수의 절곡부들을 포함하는 구불구불한 형태를 갖는 것에서 도 25의 실시예와 차이점이 있다.
도 28을 참조하면, 제2 센서 배선(SL2)은 제2 센서 전극(SE2)과 제3 센서 전극(SE3) 사이에서 복수의 절곡부들을 포함하는 구불구불한 형태를 가질 수 있다. 제3 센서 배선(SL3)은 제3 센서 전극(SE3)의 하측에서 복수의 절곡부들을 포함하는 구불구불한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 센서 배선(SL2)과 제3 센서 배선(SL3)은 일 방향으로 연장된 후 일 방향과 교차하는 타 방향으로 절곡되며, 그리고 나서 일 방향의 반대 방향으로 연장된 후 타 방향으로 절곡될 수 있다. 제2 센서 배선(SL2)은 제3 센서 전극(SE3)의 하측에서도 복수의 절곡부들을 포함하는 구불구불한 형태를 가질 수 있다.
도 28과 같이, 제2 센서 배선(SL2)과 제3 센서 배선(SL3)이 복수의 절곡부들을 포함하는 구불구불한 형태를 갖는 경우, 제1 내지 제3 센서 배선들(SL1, SL2, SL3) 간의 저항의 차이를 줄일 수 있다.
도 29는 일 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 29의 실시예는 제2 접지 배선(GRL2)과 연결되는 복수의 서브 접지 배선(SGL)들을 포함하는 것에서 도 6의 실시예와 차이점이 있다.
도 29를 참조하면, 복수의 서브 접지 배선(SGL)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 복수의 서브 접지 배선(SGL)들은 센서 주변 영역(TPA)에서 제2 접지 배선(GRL2)과 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 복수의 서브 접지 배선(SGL)들은 제2 접지 배선(GRL2)과 연결되지 않고, 전기적으로 플로팅(floating)될 수 있다.
복수의 서브 접지 배선(SGL)들은 제2 방향(Y축 방향)에서 센서 배선(SL)들과 나란하게 배치될 수 있다. 복수의 서브 접지 배선(SGL)들은 센서 배선(SL)들과 전기적으로 분리될 수 있다. 복수의 서브 접지 배선(SGL)들은 센서 배선(SL)들과 떨어져 배치될 수 있다. 복수의 서브 접지 배선(SGL)들 각각은 적어도 하나의 센서 전극(SE)과 중첩할 수 있다.
도 29와 같이, 센서 배선(SL)들이 배치되지 않는 영역과 센서 배선(SL)들이 배치되는 영역에서 센서 배선(SL)들의 개수 차이로 인하여, 센서 배선(SL)들이 배치되지 않는 영역이 사용자에게 시인되어 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 30은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 30의 실시예는 무선 신호 연결부(RFC)가 표시 패널(300)에 배치되는 것에서 도 6의 실시예와 차이점이 있다.
도 30을 참조하면, 무선 신호 연결부(RFC)는 센서 패드 영역(SPA)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 무선 신호 연결부(RFC)는 센서 패드 영역(SPA)의 상측에 배치될 수 있다. 하지만, 무선 신호 연결부(RFC)의 배치 위치는 이에 한정되지 않으며, 센서 영역(TSA)에 인접하게 배치될 수 있다. 또는, 무선 신호 연결부(RFC)는 센서 패드 영역(SPA)과 센서 영역(TSA) 사이의 공간 전체에 배치될 수 있다. 또는, 무선 신호 연결부(RFC)는 센서 영역(TSA)에 배치될 수도 있다.
무선 신호 연결부(RFC)는 무선 신호 배선(RFL)들을 포함할 수 있다. 무선 신호 배선(RFL)들은 센서 패드 영역(SPA)의 센서 패드(TP)들에 일대일로 결될 수 있다. 이로 인해, 무선 신호 배선(RFL)들은 표시 회로 보드(310)의 안테나 구동 회로(340)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 31은 도 30의 무선 신호 연결부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다. 도 32는 도 31의 Ⅴ-Ⅴ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 31 및 도 32를 참조하면, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)은 제2 방향(Y축 방향)에서 연장될 수 있다. 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)은 제1 방향(X축 방향)에서 교대로 배열될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)에서 서로 인접한 무선 신호 배선들 사이에는 센서 배선이 배치되고, 제1 방향(X축 방향)에서 서로 인접한 센서 배선들 사이에는 무선 신호 배선이 배치될 수 있다.
무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)이 서로 나란하게 배치되므로, 도 32와 같이 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn) 사이에는 프린지 용량에 해당하는 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 31과 같이 제1 무선 신호 배선(RFL1)과 제1 센서 배선(SL1) 사이에는 제1 커플링 커패시터(Crf1)가 형성되고, 제2 무선 신호 배선(RFL2)과 제2 센서 배선(SL2) 사이에는 제2 커플링 커패시터(Crf2)가 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 무선 신호 배선(RFL1)과 제1 센서 배선(SL1) 사이의 거리는 제1 무선 신호 배선(RFL1)과 제2 센서 배선(SL2) 사이의 거리보다 가까울 수 있다.
또한, 제n-1 무선 신호 배선(RFLn-1)과 제n-1 센서 배선(SLn-1) 사이에는 제n-1 커플링 커패시터(Crfn-1)가 형성되고, 제n 무선 신호 배선(RFLn)과 제n 센서 배선(SLn) 사이에는 제n 커플링 커패시터(Crfn)가 형성될 수 있다. 이 경우, 제n-1 무선 신호 배선(RFLn-1)과 제n-1 센서 배선(SLn-1) 사이의 거리는 제n-1 무선 신호 배선(RFLn-1)과 제n 센서 배선(SLn) 사이의 거리보다 가까울 수 있다.
제1 커플링 커패시터(Crf1)의 정전 용량은 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)의 나란한 길이에 비례할 수 있다. 제1 커플링 커패시터(Crf1)의 정전 용량이 클수록 제1 커플링 커패시터(Crf1)에 의해 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1) 간의 신호 커플링이 커질 수 있다. 그러므로, 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)의 나란한 길이는 제1 커플링 커패시터(Crf1)의 정전 용량을 고려하여 설계될 수 있다.
제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 동일한 층에 배치되고, 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서 배선들(SL1~SLn)은 도 20과 같이 센서 영역(TSA)에서 제3 버퍼막(BF3) 상에 배치되는 반면에, 도 32와 같이 센서 주변 영역(TPA)의 센서 패드 영역(SPA)과 무선 신호 연결부(RCF)에서는 게이트 절연막(130) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 도 32와 같이 게이트 절연막(130) 상에 배치되고, 도 20에 도시된 박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 제1 층간 절연막(141) 상에 배치되고, 도 20에 도시된 커패시터의 일 전극(CE)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 제2 버퍼막(BF2) 상에 배치되고, 도 20에 도시된 박막 트랜지스터(ST)의 액티브층(ACT)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 제1 버퍼막(BF1) 상에 배치되고, 도 20에 도시된 차광층(BML)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 31 및 도 32와 같이, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)이 서로 나란하게 배치되므로, 도 32와 같이 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn) 사이에는 프린지 용량에 해당하는 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)이 형성될 수 있다. 그러므로, 센서 배선들(SL1~SLn)의 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)로 커플링될 수 있다. 또한, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)의 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 센서 배선들(SL1~SLn)로 커플링될 수 있다.
도 33은 도 30의 무선 신호 연결부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다. 도 34는 도 33의 Ⅵ-Ⅵ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 33 및 도 34의 실시예는 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)이 제3 방향(Z축 방향)에서 중첩하여 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)을 형성하는 것에서 도 31 및 도 32의 실시예와 차이점이 있다.
도 33 및 도 34를 참조하면, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)은 제3 방향(Z축 방향)에서 중첩하므로, 도 34와 같이 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn) 사이에는 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 33과 같이 제1 무선 신호 배선(RFL1)과 제1 센서 배선(SL1) 사이에는 제1 커플링 커패시터(Crf1)가 형성되고, 제2 무선 신호 배선(RFL2)과 제2 센서 배선(SL2) 사이에는 제2 커플링 커패시터(Crf2)가 형성될 수 있다. 또한, 제n-1 무선 신호 배선(RFLn-1)과 제n-1 센서 배선(SLn-1) 사이에는 제n-1 커플링 커패시터(Crfn-1)가 형성되고, 제n 무선 신호 배선(RFLn)과 제n 센서 배선(SLn) 사이에는 제n 커플링 커패시터(Crfn)가 형성될 수 있다.
제1 커플링 커패시터(Crf1)의 정전 용량은 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1) 간의 중첩 면적에 비례할 수 있다. 제1 커플링 커패시터(Crf1)의 정전 용량이 클수록 제1 커플링 커패시터(Crf1)에 의해 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1) 간의 신호 커플링이 커질 수 있다. 그러므로, 제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1) 간의 중첩 면적은 제1 커플링 커패시터(Crf1)의 정전 용량을 고려하여 설계될 수 있다.
제1 센서 배선(SL1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 상이한 층에 배치되고, 상이한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서 배선들(SL1~SLn)은 도 20과 같이 센서 영역(TSA)에서 제3 버퍼막(BF3) 상에 배치되는 반면에, 도 32와 같이 센서 주변 영역(TPA)의 센서 패드 영역(SPA)과 무선 신호 연결부(RCF)에서는 게이트 절연막(130) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 센서 배선(SL1)은 도 20에 도시된 박막 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(G)과 동일한 물질로 형성되고, 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 도 32와 같이 제1 층간 절연막(141) 상에 배치되며, 도 20에 도시된 커패시터의 일 전극(CE)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 제2 버퍼막(BF2) 상에 배치되고, 도 20에 도시된 박막 트랜지스터(ST)의 액티브층(ACT)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또는, 제1 무선 신호 배선(RFL1)은 제1 버퍼막(BF1) 상에 배치되고, 도 20에 도시된 차광층(BML)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 33 및 도 34와 같이, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn)이 제3 방향(Z축 방향)에서 중첩하므로, 도 34와 같이 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)과 센서 배선들(SL1~SLn) 사이에는 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)이 형성될 수 있다. 그러므로, 센서 배선들(SL1~SLn)의 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)로 커플링될 수 있다. 또한, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)의 신호들은 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 의해 센서 배선들(SL1~SLn)로 커플링될 수 있다.
도 35는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 35의 실시예는 센서 배선(SL)들이 제3 방향(Z축 방향)에서 센서 전극(SE)들 중 어느 것 과도 중첩하지 않는 것에서 도 30의 실시예와 차이점이 있다.
도 35를 참조하면, 센서 배선(SL)은 센서 전극(SE)의 일 측에 배치될 수 있다. 센서 배선(SL)과 센서 전극(SE)은 동일한 층에 배치되고, 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서 배선(SL)과 센서 전극(SE)은 도 20에 도시된 제3 버퍼막(BF3) 상에 배치될 수 있다.
도 36은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 36의 실시예는 센서 배선(SL)들이 센서 패드 영역들(SPA1, SPA2) 중에서 일 측에 배치되는 제1 센서 패드 영역(SPA1)의 제1 센서 패드(TP1)들에 연결되고, 무선 신호 연결부(RFC)의 무선 신호 배선(RFL)들이 센서 패드 영역들(SPA1, SPA2) 중에서 타 측에 배치되는 제2 센서 패드 영역(SPA2)의 제2 센서 패드(TP2)들에 연결되는 것에서 도 35의 실시예와 차이점이 있다.
도 36을 참조하면, 센서 배선(SL)들은 센서 패드 영역들(SPA1, SPA2) 중에서 좌 측에 배치되는 제1 센서 패드 영역(SPA1)의 제1 센서 패드(TP1)들에 연결될 수 있다. 제1 센서 패드 영역(SPA1)의 제1 센서 패드(TP1)들은 이방성 도전 필름을 통해 표시 회로 보드(310)의 제1 범프 영역(BP1)의 제1 범프들과 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 센서 배선(SL)들은 표시 회로 보드(310)의 터치 구동 회로(330)와 전기적으로 연결될 수 있다.
무선 신호 연결부(RFC)의 무선 신호 배선(RFL)들은 센서 패드 영역들(SPA1, SPA2) 중에서 우 측에 배치되는 제2 센서 패드 영역(SPA2)의 제2 센서 패드(TP2)들에 연결될 수 있다. 제2 센서 패드 영역(SPA2)의 제2 센서 패드(TP2)들은 이방성 도전 필름을 통해 안테나 회로 보드(360)의 제2 범프 영역(BP2)의 제2 범프들과 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 무선 신호 배선(RFL)들은 안테나 회로 보드(350)의 안테나 구동 회로(340)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 36과 같이, 센서 배선(SL)들과 연결되는 제1 센서 패드(TP1)들을 포함하는 제1 센서 패드 영역(SPA1)을 센서 패드 영역들(SPA1, SPA2)의 일 측에 배치하고, 무선 신호 배선(RFL)들과 연결되는 제2 센서 패드(TP2)들을 포함하는 제2 센서 패드 영역(SPA2)을 센서 패드 영역들(SPA1, SPA2)의 타 측에 배치함으로써, 제1 센서 패드 영역(SPA1)과 제2 센서 패드 영역(SPA2)이 서로 다른 회로 보드들에 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)는 서로 다른 회로 보드들에 배치될 수 있다.
도 37은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 37의 실시예는 센서 전극(SE)들 사이에 별도의 안테나 전극들(ASE1, ASE2)이 배치되는 것에서 도 6의 실시예와 차이점이 있다.
도 37을 참조하면, 제1 안테나 전극(ASE1)이 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)에서 서로 인접한 4 개의 센서 전극(SE)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 안테나 전극(ASE1)은 십자가의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 안테나 전극(ASE1)은 제1 무선 신호 배선(RFL1)에 연결될 수 있다.
제2 안테나 전극(ASE2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 제2 안테나 전극(ASE2)은 제k(k는 양의 정수) 열에 배치되는 센서 전극(SE)들과 제k+1 열에 배치되는 센서 전극(SE)들 사이에 배치될 수 있다. 제2 안테나 전극(ASE2)은 막대와 같은 평면 형태를 가질 수 있다. 제2 안테나 전극(ASE2)은 제2 무선 신호 배선(RFL2)에 연결될 수 있다.
제1 무선 신호 배선(RFL1)과 제2 무선 신호 배선(RFL2)은 표시 패널(300)의 상측에 배치되는 제2 센서 패드 영역(SPA2)의 제2 센서 패드(TP2)들에 연결될 수 있다. 제2 센서 패드 영역(SPA2)의 제2 센서 패드(TP2)들은 이방성 도전 필름을 통해 안테나 회로 보드(360)의 제2 범프 영역(BP2)의 제2 범프들과 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 무선 신호 배선(RFL)들은 안테나 회로 보드(350)의 안테나 구동 회로(340)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 37과 같이, 센서 전극(SE)들 사이에 별도의 안테나 전극들(ASE1, ASE2)이 배치되는 경우, 무선 신호 연결부(RFC)는 생략될 수 있다.
또한, 안테나 전극들(ASE1, ASE2)과 연결되는 무선 신호 배선들(RFL1, RFL2)이 표시 패널(300)의 상측에 배치되는 제2 센서 패드 영역(SPA2)의 제2 센서 패드(TP2)들에 연결되며, 제2 센서 패드(TP2)들은 안테나 구동 회로(340)가 배치되는 안테나 회로 보드(360)의 제2 범프 영역(BP2)의 제2 범프들과 전기적으로 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)는 서로 다른 회로 보드들에 배치될 수 있다.
도 38는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 38의 실시예는 센서 전극(SE)의 면적이 센서 영역(TSA)의 상측에서 하측으로 갈수록 작아지는 것에서 도 35의 실시예와 차이점이 있다.
도 38을 참조하면, 센서 영역(TSA)의 상측에서 하측으로 갈수록 센서 배선(SL)들의 개수가 늘어난다. 그러므로, 센서 영역(TSA)의 상측에서 하측으로 갈수록 센서 전극(SE)의 면적을 줄임으로써, 센서 배선(SL)들이 배치되는 공간을 확보할 수 있다. 또한, 센서 영역(TSA)의 상측에 배치되는 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)의 저항이 센서 영역(TSA)의 하측에 배치되는 센서 전극(SE)에 연결되는 센서 배선(SL)의 저항보다 크기 때문에, 센서 영역(TSA)의 하측에서 상측으로 갈수록 센서 전극(SE)의 면적은 증가할 수 있다.
도 39는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 39의 실시예는 센서 영역(TSA)에서 센서 전극(SE)들 각각의 면적은 실질적으로 동일하며, 센서 영역(TSA)의 상측에 인접한 센서 전극(SE)이 보호 패턴(PPE)을 포함하는 것에서 도 38의 실시예와 차이점이 있다.
도 39를 참조하면, 센서 배선(SL)의 저항을 고려할 때, 센서 영역(TSA)의 하측에서 상측으로 갈수록 센서 전극(SE)의 면적은 증가하는 것이 바람직하다. 하지만, 센서 전극(SE)의 면적이 5G 통신을 위해 필요한 면적보다 커지는 경우, 안테나로서 정상적인 역할을 수행하기 힘들 수 있다. 따라서, 센서 영역(TSA)의 하측에서 상측으로 갈수록 센서 전극(SE)의 면적을 증가시키지 않고, 센서 전극(SE)의 적어도 일 측에 배치는 보호 패턴(PPE)을 포함할 수 있다.
도 39에서는 보호 패턴(PPE)은 센서 전극(SE)의 두 측들에 배치되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 39에서는 보호 패턴(PPE)이 적어도 한 번 절곡되는 ‘ㄱ’자 형태로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
보호 패턴(PPE)은 전기적으로 플로팅(floating)되거나 제2 접지 배선(GRL2)에 연결되어 접지 전압을 인가받을 수 있다. 이 경우, 센서 전극(SE)에 인가되는 정전기는 보호 패턴(PPE)으로 방전될 수 있으므로, 센서 전극(SE)은 정전기로부터 보호될 수 있다.
도 40은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센서 전극층을 보여주는 레이 아웃도이다.
도 40의 실시예는 표시 장치(10)가 무선 신호 연결부(RFC) 대신에 스위칭 회로부(SWC)를 포함하는 것에서 도 6의 실시예와 차이점이 있다.
도 40에서는 스위칭 회로부(SWC)가 표시 회로 보드(310)에 배치되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 스위칭 회로부(SWC)는 도 30과 같이 표시 패널(300)에 배치될 수 있다. 이 경우, 스위칭 회로부(SWC)는 센서 패드 영역(SPA)과 센서 영역(TSA) 사이의 공간에 배치될 수 있다.
도 41a는 도 40의 스위칭 회로부의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 41a의 실시예는 무선 신호 연결부(RFC) 대신에 스위칭 회로부(SWC)가 배치되는 것에서 도 7의 실시예와 차이점이 있다.
도 41a를 참조하면, 표시 회로 보드(310)는 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn), 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn), 센서 연결 배선(SLC1~SLCn)들, 및 스위칭 회로부(SWC)의 스위칭 소자들(SW1~SWn)을 포함할 수 있다.
센서 회로 배선들(SLP1~SLPn) 각각의 일 단은 도 6의 범프 영역(BP)의 범프들 중 어느 하나에 연결되고, 타 단은 스위칭 소자들(SW1~SWn) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)은 범프들을 통해 표시 패널(300)의 패드(TP)들에 연결되므로, 표시 패널(300)의 센서 전극(SE)들 및 센서 배선(SL)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
무선 신호 배선들(RFL1~RFLn) 각각의 일 단은 스위칭 소자들(SW1~SWn) 중 어느 하나에 연결되고, 타 단은 안테나 구동 회로(340)에 연결될 수 있다.
센서 연결 배선들(SLC1~SLCn) 각각의 일 단은 스위칭 소자들(SW1~SWn) 중 어느 하나에 연결되고, 타 단은 터치 구동 회로(330)에 연결될 수 있다.
스위칭 소자들(SW1~SWn) 각각은 스위칭 제어 신호(SCC)에 따라 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn) 중 어느 하나를 센서 연결 배선(SLC1~SLCn)들 중 어느 하나에 연결하거나 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn) 중 어느 하나에 연결할 수 있다. 스위칭 제어 신호(SCC)는 터치 구동 회로(330)로부터 출력될 수 있다. 스위칭 제어 신호(SCC)는 안테나 구동 회로(340)로부터 출력될 수 있다.
예를 들어, 제1 스위칭 회로(SW1)는 스위칭 제어 신호(SCC)에 따라 제1 센서 회로 배선(SLP1)을 제1 센서 연결 배선(SLC1)과 제1 무선 신호 배선(RFL1) 중 어느 하나에 연결할 수 있다. 제2 스위칭 회로(SW2)는 스위칭 제어 신호(SCC)에 따라 제2 센서 회로 배선(SLP2)을 제2 센서 연결 배선(SLC2)과 제2 무선 신호 배선(RFL2) 중 어느 하나에 연결할 수 있다. 제n-1 스위칭 회로(SWn-1)는 스위칭 제어 신호(SCC)에 따라 제n-1 센서 회로 배선(SLPn-1)을 제n-1 센서 연결 배선(SLCn-1)과 제n-1 무선 신호 배선(RFLn-1) 중 어느 하나에 연결할 수 있다. 제n 스위칭 회로(SWn)는 스위칭 제어 신호(SCC)에 따라 제n 센서 회로 배선(SLPn)을 제n 센서 연결 배선(SLCn)과 제n 무선 신호 배선(RFLn) 중 어느 하나에 연결할 수 있다.
도 41a와 같이, 스위칭 소자들(SW1~SWn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)이 센서 연결 배선들(SLC1~SLCn)에 연결되는 경우, 센서 전극(SE)들은 터치 구동 회로(330)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자들(SW1~SWn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)이 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)에 연결되는 경우, 센서 전극(SE)들은 안테나 구동 회로(340)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그러므로, 터치 구동 회로(330)와 안테나 구동 회로(340)는 시분할 동시 송수신(time division duplex)이 가능하다.
도 41b는 도 40의 스위칭 회로부의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 41b의 실시예는 스위칭 소자들(SW1~SWn) 각각이 스위칭 제어 신호(SCC)에 따라 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn) 중 어느 하나를 센서 연결 배선(SLC1~SLCn)들 중 어느 하나, 무선 신호 배선들(RFL1~RFLn)에 연결된 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn) 중 어느 하나, 또는 분리 단자(STER)들 중 어느 하나에 연결하는 것에서 도 41a의 실시예와 차이점이 있다.
도 41b와 같이, 스위칭 소자들(SW1~SWn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)이 센서 연결 배선들(SLC1~SLCn)에 연결되는 경우, 센서 전극(SE)들은 터치 구동 회로(330)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자들(SW1~SWn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)이 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn)에 연결되는 경우, 센서 전극(SE)들은 안테나 구동 회로(340)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 소자들(SW1~SWn)에 의해 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn)이 분리 단자(STER)들에 연결되는 경우, 센서 회로 배선들(SLP1~SLPn), 커플링 커패시터들(Crf1~Crfn), 및 센서 연결 배선들(SLC1~SLCn)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
도 42는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 단면도이다. 도 43은 도 42의 센서 배선, 센서 전극, 및 센서 콘택부의 일 예를 보여주는 레이 아웃도이다. 도 44는 도 43의 Ⅸ-Ⅸ’를 따라 절단한 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 42 내지 도 44를 참조하면, 센서 전극(SE)과 센서 배선(SL)은 평면 상 메쉬 구조 또는 그물망 구조를 가질 수 있다. 센서 전극(SE)과 센서 배선(SL)은 발광 영역(EA)들과 중첩하지 않을 수 있으며, 그러므로, 발광 영역(EA)들로부터 발광된 광이 센서 전극(SE)에 의해 가려짐으로써, 광의 휘도가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
센서 전극(SE)과 센서 배선(SL)은 제4 방향(DR4)과 제5 방향(DR5)으로 연장될 수 있다. 제4 방향(DR4)은 제1 방향(X축 방향) 대비 대략 45° 기울어진 각도일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제5 방향(DR5)은 제2 방향(Y축 방향) 대비 대략 45° 기울어진 각도일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
센서 전극(SE)은 센서 콘택부(SCNT1)들을 통해 센서 배선(SL)에 연결될 수 있다. 센서 배선(SL)은 제3 버퍼막(BF3) 상에 배치되고, 센서 전극(SE)은 제1 센서 절연막(TINS1) 상에 배치될 수 있다. 센서 콘택부(SCNT1)는 제1 센서 절연막(TINS1)을 관통하여 센서 배선(SL)을 노출하는 홀일 수 있다. 센서 전극(SE)과 센서 전극(SE) 각각은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)의 단일층으로 형성되거나, 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있다.
발광 영역(EA)들은 제1 발광 영역(RE)들, 제2 발광 영역(GE)들, 및 제3 발광 영역(BE)들을 포함할 수 있다. 제1 발광 영역(RE)들 각각은 제1 색의 광을 발광하는 영역이고, 제2 발광 영역(GE)들 각각은 제2 색의 광을 발광하는 영역이며, 제3 발광 영역(BE)들 각각은 제3 색의 광을 발광하는 영역일 수 있다. 예를 들어, 제1 색은 적색이고, 제2 색은 녹색이며, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 발광 영역(RE)들, 제2 발광 영역(GE)들, 및 제3 발광 영역(BE)들 각각이 마름모의 평면 형태 또는 직사각형의 평면 형태인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 발광 영역(RE)들, 제2 발광 영역(GE)들, 및 제3 발광 영역(BE)들 각각은 사각형 이외의 다른 다각형, 원형, 또는 타원형의 평면 형태를 가질 수 있다. 또한, 제3 발광 영역(BE)의 면적이 가장 크고, 제2 발광 영역(GE)의 면적이 가장 작은 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
하나의 제1 발광 영역(RE), 두 개의 제2 발광 영역(GE)들, 및 하나의 제3 발광 영역(BE)은 백색 계조를 표현하기 위한 하나의 발광 그룹(EG)으로 정의될 수 있다. 즉, 하나의 제1 발광 영역(RE)에서 발광된 광, 두 개의 제2 발광 영역(GE)들에서 발광된 광, 및 하나의 제3 발광 영역(BE)에서 발광된 광의 조합에 의해 백색 계조가 표현될 수 있다.
제2 발광 영역(GE)들은 홀수 행들에 배치될 수 있다. 제2 발광 영역(GE)들은 홀수 행들 각각에서 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 홀수 행들 각각에서 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 제2 발광 영역(GE)들 중 어느 하나는 제4 방향(DR4)의 장변과 제5 방향(DR5)의 단변을 갖는 반면에, 다른 하나는 제5 방향(DR5)의 장변과 제4 방향(DR4)의 단변을 가질 수 있다. 제4 방향(DR4)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 사이의 방향이고, 제5 방향(DR5)은 제4 방향(DR4)과 교차하는 방향일 수 있다.
제1 발광 영역(RE)들과 제3 발광 영역(BE)들은 짝수 행들에 배치될 수 있다. 제1 발광 영역(RE)들과 제3 발광 영역(BE)들은 짝수 행들 각각에서 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 발광 영역(RE)들과 제3 발광 영역(BE)들은 짝수 행들 각각에서 교대로 배치될 수 있다.
제2 발광 영역(GE)들은 홀수 열들에 배치될 수 있다. 제2 발광 영역(GE)들은 홀수 열들 각각에서 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 홀수 열들 각각에서 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 제2 발광 영역(GE)들 중 어느 하나는 제4 방향(DR4)의 장변과 제5 방향(DR5)의 단변을 갖는 반면에, 다른 하나는 제5 방향(DR5)의 장변과 제4 방향(DR4)의 단변을 가질 수 있다.
제1 발광 영역(RE)들과 제3 발광 영역(BE)들은 짝수 열들에 배치될 수 있다. 제1 발광 영역(RE)들과 제3 발광 영역(BE)들은 짝수 열들 각각에서 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 발광 영역(RE)들과 제3 발광 영역(BE)들은 짝수 열들 각각에서 교대로 배치될 수 있다.
도 45는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 45에서는 표시 장치(10)가 전면뿐만 아니라 4 개의 측면들에서 화상을 표시하는 것을 예시하였다.
도 45를 참조하면, 표시 패널(300)은 전면부(PS), 제1 측면부(SS1), 제2 측면부(SS2), 제3 측면부(SS3), 제4 측면부(SS4), 제1 코너부(CS1), 제2 코너부(CS2), 제3 코너부(CS3), 및 제4 코너부(CS4)를 갖는 기판을 포함할 수 있다.
표시 패널(300)의 전면부(PS)는 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 사각형의 평면 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전면부(PS)는 다른 다각형, 원형 또는 타원형의 평면 형태를 가질 수 있다. 전면부(PS)에서 단변과 장변이 만나는 코너는 소정의 곡률을 가져 구부러지도록 형성될 수 있다. 도 45에서는 전면부(PS)가 평탄하게 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 전면부(PS)는 곡면을 포함할 수 있다.
표시 패널(300)의 제1 측면부(SS1)는 전면부(PS)의 제1 측으로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 45와 같이 제1 측면부(SS1)는 전면부(PS)의 좌측으로부터 연장될 수 있다. 제1 측면부(SS1)는 제1 벤딩 라인에서 구부러질 수 있다. 제1 벤딩 라인은 전면부(PS)와 제1 측면부(SS1)의 경계일 수 있다. 제1 측면부(SS1)는 표시 패널(300)의 좌측면부일 수 있다.
표시 패널(300)의 제2 측면부(SS2)는 전면부(PS)의 제2 측으로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 45와 같이 제2 측면부(SS2)는 전면부(PS)의 하측으로부터 연장될 수 있다. 제2 측면부(SS2)는 제2 벤딩 라인에서 구부러질 수 있다. 제2 벤딩 라인은 전면부(PS)와 제2 측면부(SS2)의 경계일 수 있다. 제2 측면부(SS2)는 표시 패널(300)의 하측면부일 수 있다.
표시 패널(300)의 제3 측면부(SS3)는 전면부(PS)의 제3 측으로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 45와 같이 제3 측면부(SS3)는 전면부(PS)의 상측으로부터 연장될 수 있다. 제3 측면부(SS3)는 제3 벤딩 라인에서 구부러질 수 있다. 제3 벤딩 라인은 전면부(PS)와 제3 측면부(SS3)의 경계일 수 있다. 제3 측면부(SS3)는 표시 패널(300)의 상측면부일 수 있다.
표시 패널(300)의 제4 측면부(SS4)는 전면부(PS)의 제4 측으로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 45와 같이 제4 측면부(SS4)는 전면부(PS)의 우측으로부터 연장될 수 있다. 제4 측면부(SS4)는 제4 벤딩 라인에서 구부러질 수 있다. 제4 벤딩 라인은 전면부(PS)와 제4 측면부(SS4)의 경계일 수 있다. 제4 측면부(SS4)는 표시 패널(300)의 우측면부일 수 있다.
표시 패널(300)의 제1 코너부(CS1)는 전면부(PS)의 제1 측변과 제2 측변이 만나는 제1 코너로부터 연장될 수 있다. 제1 코너부(CS1)는 제1 측면부(SS1)와 제2 측면부(SS2) 사이에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 제2 코너부(CS2)는 전면부(PS)의 제1 측변과 제3 측변이 만나는 제2 코너로부터 연장될 수 있다. 제2 코너부(CS2)는 제1 측면부(SS1)와 제3 측면부(SS3) 사이에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 제3 코너부(CS3)는 전면부(PS)의 제2 측변과 제4 측변이 만나는 제3 코너로부터 연장될 수 있다. 제3 코너부(CS3)는 제2 측면부(SS2)와 제4 측면부(SS4) 사이에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 제4 코너부(CS4)는 전면부(PS)의 제3 측변과 제4 측변이 만나는 제4 코너로부터 연장될 수 있다. 제4 코너부(CS4)는 제3 측면부(SS3)와 제4 측면부(SS4) 사이에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 패드부(PDA)는 제2 측면부(SS2)의 일 측으로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 패드부(PDA)는 제2 측면부(SS2)의 하 측으로부터 연장될 수 있다. 패드부(PDA)는 제5 벤딩 라인(BL5)에서 구부러질 수 있다. 제5 벤딩 라인(BL5)은 제2 측면부(SS2)와 패드부(PDA)의 경계일 수 있다. 표시 패널(300)의 패드부(PDA)는 제5 벤딩 라인(BL5)에서 구부러져 표시 패널(300)의 전면부(PS)와 마주보도록 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 전면부(PS), 제1 측면부(SS1), 제2 측면부(SS2), 제3 측면부(SS3), 및 제4 측면부(SS4)는 영상을 표시하는 표시부일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)의 전면부(PS)는 메인 영상을 표시하는 메인 표시부이고, 제1 내지 제4 측면부들(SS1, SS2, SS3, SS4)은 서브 영상을 표시하는 서브 표시부일 수 있다.
도 46과 도 47은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 46과 도 47에서는 표시 장치(10)가 제1 방향(X축 방향)에서 접히는 폴더블 표시 장치인 것을 예시하였다.
도 46과 도 47을 참조하면, 표시 장치(10)는 접힌 상태와 펼쳐진 상태를 모두 유지할 수 있다. 표시 장치(10)는 전면이 내측에 배치되는 인 폴딩(in-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 인 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 전면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또는, 표시 장치(10)는 전면이 외측에 배치되는 아웃 폴딩(out-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 아웃 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 배면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 영역(FDA)의 일 측, 예를 들어 우 측에 배치될 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 영역(FDA)의 타 측, 예를 들어 좌 측에 배치될 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제1 방향(X축 방향)으로 접힐 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(10)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있으므로, 사용자가 표시 장치(10)를 휴대하기 편리할 수 있다.
한편, 제1 폴딩 라인(FOL1)의 연장 방향과 제2 폴딩 라인(FOL2)의 연장 방향은 제2 방향(Y축 방향)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 접힐 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있다. 또는, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 사이에 해당하는 표시 장치(10)의 대각 방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)는 삼각형 형태로 접힐 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되는 경우, 폴딩 영역(FDA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이보다 길 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이보다 길 수 있다.
표시 장치(10)는 제1 표시 영역(DA1), 제2 비표시 영역(DA2), 제1 비표시 영역(NDA1), 및 제2 비표시 영역(NDA2)을 포함할 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)과 제1 비표시 영역(NDA1)은 표시 장치(10)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)과 제1 비표시 영역(NDA1)은 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)가 펼쳐진 경우, 표시 장치(10)의 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 상면에는 화상이 표시될 수 있다.
제2 표시 영역(DA2)과 제2 비표시 영역(NDA2)은 표시 장치(10)의 하면에 배치될 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)과 제2 비표시 영역(NDA2)은 제2 비표시 영역(NFA2)과 중첩할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)가 접힌 경우 표시 장치(10)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 하면에는 화상이 표시될 수 있다.
도 48과 도 49는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 48과 도 49에서는 표시 장치(10)가 제2 방향(Y축 방향)에서 접히는 폴더블 표시 장치인 것을 예시하였다.
도 48과 도 49를 참조하면, 표시 장치(10)는 접힌 상태와 펼쳐진 상태를 모두 유지할 수 있다. 표시 장치(10)는 전면이 내측에 배치되는 인 폴딩(in-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 인 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 전면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또는, 표시 장치(10)는 전면이 외측에 배치되는 아웃 폴딩(out-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 아웃 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 배면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
표시 장치(10)는 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 표시 장치(10)가 접히는 영역이고, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 표시 장치(10)가 접히지 않는 영역일 수 있다.
제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 영역(FDA)의 일 측, 예를 들어 하 측에 배치될 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 영역(FDA)의 타 측, 예를 들어 상 측에 배치될 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)에서 소정의 곡률로 구부러진 영역일 수 있다. 그러므로, 제1 폴딩 라인(FOL1)은 폴딩 영역(FDA)과 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 경계이고, 제2 폴딩 라인(FOL2)은 폴딩 영역(FDA)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 경계일 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 도 48 및 도 49와 같이 제1 방향(X축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 접힐 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(10)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있으므로, 사용자가 표시 장치(10)를 휴대하기 편리할 수 있다.
한편, 제1 폴딩 라인(FOL1)의 연장 방향과 제2 폴딩 라인(FOL2)의 연장 방향은 제1 방향(X축 방향)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제1 방향(X축 방향)으로 접힐 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있다. 또는, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 사이에 해당하는 표시 장치(10)의 대각 방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)는 삼각형 형태로 접힐 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 도 48 및 도 49와 같이 제1 방향(X축 방향)으로 연장되는 경우, 폴딩 영역(FDA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 길 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 길 수 있다.
표시 영역(DA)은 표시 장치(10)의 상면에 배치될 수 있다. 도 48 및 도 49에서는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 각각이 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 각각은 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 적어도 하나와 중첩할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 100: 커버 윈도우
300: 표시 패널 310: 표시 회로 보드
320: 표시 구동 회로 330: 터치 구동 회로
340: 안테나 구동 회로 SE: 센서 전극
SL: 센서 배선 SCNT: 센서 콘택부
RFC: 무선 신호 연결부 Crf1~Crfn: 커플링 커패시터

Claims (22)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 광을 발광하는 발광 소자들을 포함하는 표시층;
    상기 표시층 상에 배치되며, 센서 전극들과 상기 센서 전극들에 연결되는 센서 배선들을 포함하는 센서 전극층; 및
    상기 센서 배선들에 전기적으로 연결되는 센서 회로 배선들, 및 상기 센서 회로 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들을 포함하는 회로 보드를 구비하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 신호 배선들에 전기적으로 연결되는 안테나 구동 회로를 더 구비하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 안테나 구동 회로는 상기 회로 보드 상에 배치되는 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 회로 보드 상에 배치되며, 상기 센서 회로 배선들에 전기적으로 연결되는 터치 구동 회로를 더 구비하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 상기 센서 회로 배선들의 제1 주파수의 신호들을 수신하며, 상기 안테나 구동 회로는 상기 무선 신호 배선들의 제2 주파수의 신호들을 수신하고,
    상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수보다 높은 주파수인 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 전극들은 상기 센서 배선들의 연장 방향으로 나란하게 배열된 제1 센서 전극과 제2 센서 전극을 포함하며,
    상기 센서 배선들은 제1 센서 콘택부를 통해 상기 제1 센서 전극과 연결되는 제1 센서 배선, 및 제2 센서 콘택부를 통해 상기 제2 센서 전극과 연결되는 제2 센서 배선을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 센서 콘택부의 크기는 상기 제2 센서 콘택부의 크기보다 큰 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 센서 콘택부에서 상기 제1 센서 전극 상에 배치되는 캡핑 전극을 더 구비하는 표시 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 센서 배선은 제1 폭을 가지며, 상기 제2 센서 전극은 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭을 갖는 표시 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극과 중첩하는 영역에서 제1 폭을 가지며, 상기 제2 센서 전극과 중첩하는 영역에서 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭을 가지고,
    상기 제2 센서 배선은 상기 제2 센서 전극과 중첩하는 영역에서 상기 제2 폭을 갖는 표시 장치.
  11. 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 광을 발광하는 발광 소자들을 포함하는 표시층;
    상기 표시층 상에 배치되며, 센서 전극들과 상기 센서 전극들에 연결되는 센서 배선들을 포함하는 센서 전극층; 및
    상기 센서 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들을 구비하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 센서 배선들과 상기 무선 신호 배선들은 일 방향에서 나란하게 배치되는 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 센서 배선들은 상기 기판의 두께 방향에서 상기 무선 신호 배선들과 중첩하는 표시 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 무선 신호 배선들에 전기적으로 연결되는 안테나 구동 회로;
    상기 센서 배선들에 전기적으로 연결되는 터치 구동 회로; 및
    상기 안테나 구동 회로와 상기 터치 구동 회로가 배치되며, 상기 기판에 부착되는 회로 보드를 더 구비하는 표시 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 무선 신호 배선들에 전기적으로 연결되는 안테나 구동 회로;
    상기 센서 배선들에 전기적으로 연결되는 터치 구동 회로;
    상기 터치 구동 회로가 배치되며, 상기 기판에 부착되는 제1 회로 보드; 및
    상기 안테나 구동 회로가 배치되는 상기 기판에 부착되는 제2 회로 보드를 더 구비하는 표시 장치.
  16. 기판 상에 배치되는 센서 전극들;
    상기 센서 전극들에 전기적으로 연결되는 센서 배선들;
    상기 센서 배선들과 커플링 커패시터들을 형성하는 무선 신호 배선들;
    상기 무선 신호 배선들에 전기적으로 연결되는 안테나 구동 회로를 구비하고,
    상기 안테나 구동 회로는 상기 무선 신호 배선들을 통해 상기 센서 전극들에 수신되는 무선 수신 신호들의 커플링 신호들을 수신하고, 상기 커플링 신호들에 따라 상기 센서 전극들 중 일부 센서 전극들을 안테나 전극들로 선택하며, 상기 안테나 전극들에 무선 송신 신호들을 출력하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 안테나 전극들은 일 방향과 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 나란하게 배열되는 P×Q(P와 Q는 양의 정수) 개의 센서 전극을 포함하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 안테나 전극들은 복수의 서브 안테나 전극 그룹들을 포함하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 안테나 전극 그룹들 각각은 일 방향에서 서로 떨어져 배치되는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 안테나 전극 그룹들 각각은 상기 일 방향과 교차하는 타 방향에서 서로 떨어져 배치되는 표시 장치.
  21. 제18 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 안테나 전극 그룹들은 상기 기판의 코너들에 각각 배치되는 표시 장치.
  22. 제18 항에 있어서,
    상기 서브 안테나 전극 그룹들 각각은 일 방향과 타 방향으로 나란하게 배열되는 R×S(R과 S는 양의 정수) 개의 센서 전극을 포함하는 표시 장치.
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