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KR20150028471A - 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 - Google Patents

터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 Download PDF

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KR20150028471A
KR20150028471A KR20130107066A KR20130107066A KR20150028471A KR 20150028471 A KR20150028471 A KR 20150028471A KR 20130107066 A KR20130107066 A KR 20130107066A KR 20130107066 A KR20130107066 A KR 20130107066A KR 20150028471 A KR20150028471 A KR 20150028471A
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substrate
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 터치 윈도우는, 기판; 기판 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및 상기 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함한다.
실시예에 따른 디스플레이는, 터치 윈도우; 및 상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고, 상기 터치 윈도우는, 기판; 기판 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및 상기 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함한다.

Description

터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이{TOUCH WINDOW AND DISPLAY WITH THE SAME}
본 기재는 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 대표적으로 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치에 압력을 가했을 때 전극 간 연결에 따라 저항이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 제조 방식의 편의성 및 센싱력 등을 감안하여 소형 모델에 있어서는 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다.
한편, 최근에는 구부러지는 터치 패널에 대한 요구가 증가하고 있다. 즉, 터치 패널이 휘어지거나 구부러짐으로써, 사용자의 경험을 확대하고자 한다. 그러나, 터치 패널의 투명 전극으로 가장 널리 쓰이는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)은 기판의 굽힘과 휨에 의해 물리적으로 쉽게 타격을 받아 전극으로의 특성이 악화되고, 이에 의해 플렉시블(flexible) 소자에 적합하지 않다는 문제점이 있다. 한편, 투명 전극으로써, ITO가 아닌 플렉시블한 소재를 사용할 경우, 빛 반사로 인해 시인성이 ITO보다 떨어진다는 문제가 있다.
실시예는 신뢰성이 향상된 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 윈도우는, 기판; 기판 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및 상기 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함한다.
실시예에 따른 디스플레이는, 터치 윈도우; 및 상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고, 상기 터치 윈도우는, 기판; 기판 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및 상기 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함한다.
실시예에 따른 터치 윈도우는, 기판이 구부러지거나 휘어지는 벤딩 시, 보호층이 감지전극을 물리적 타격으로부터 보호할 수 있다. 즉, 상기 보호층은 상기 감지전극을 보강하여 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 보호층이 상기 감지전극과의 굴절률 조절을 통해 인덱스 메칭(index matching)됨으로써, 광 특성 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1 의 A-A’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다.
도 6은 도 5의 B-B’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 C-C’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 터치 윈도우가 구동부 상에 배치된 디스플레이를 도시한 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 터치 윈도우를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 A-A’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 터치 윈도우는 입력 장치(예를 들어, 손가락 등)의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과 이 유효 영역(AA)의 주위에 배치되는 비유효 영역(UA)이 정의되는 기판(100)을 포함한다.
여기서, 유효 영역(AA)에는 입력 장치를 감지할 수 있도록 감지전극(200)이 형성될 수 있다. 그리고, 비유효 영역(UA)에는 감지전극(200)을 전기적으로 연결하는 배선(300)이 형성될 수 있다. 또한, 비유효 영역(UA)에는 상기 배선(300)에 연결되는 외부 회로 등이 위치할 수 있다.
이와 같은 터치 윈도우에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생하고, 이러한 차이가 발생한 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다.
이러한 터치 윈도우를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
기판(100)은 이 위에 형성되는 감지전극(200), 배선(300) 및 회로 기판 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 상기 기판(100)은 유리 기판, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 또는 수지를 포함하는 플라스틱 기판으로 형성될 수 있다.
기판(100)의 비유효 영역(UA)에 외곽 더미층이 형성된다. 외곽 더미층은 배선(300)과 이 배선(300)을 외부 회로에 연결하는 인쇄 회로 기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 외곽 더미층은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 외곽 더미층에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 이러한 외곽 더미층은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 감지전극(200)이 형성될 수 있다. 상기 감지전극(200)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다. 도 1에서는 상기 감지전극(200)이 기판 상에서 일 방향으로 연장되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 감지전극(200)은 일 방향과 교차하는 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 감지전극(200)은 일 방향으로 연장되는 형상 및 타 방향으로 연장되는 형상을 가지는 두 종류의 감지전극(200)을 포함할 수도 있다.
상기 감지전극(200)은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지전극(200)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 물질들은 광의 투과를 방해하지 않아 시인성에 매우 유리한 물질이다.
상기 감지전극(200) 상에 보호층(400)이 배치된다. 상기 보호층(400)은 상기 감지전극(200)과 직접 접촉할 수 있다. 즉, 상기 보호층(400)은 상기 감지전극(200)의 상면과 직접 접촉할 수 있다. 상기 보호층(400)은 상기 감지전극(200)을 보호할 수 있다. 구체적으로, 도 3과 같이, 기판이 구부러지거나 휘어지는 벤딩 시, 상기 보호층(400)은 상기 감지전극(200)을 물리적 타격으로부터 보호할 수 있다. 즉, 상기 보호층(400)은 상기 감지전극(200)을 보강하여 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 보호층(400)이 상기 감지전극(200)과의 굴절률 조절을 통해 인덱스 메칭(index matching)됨으로써, 광 특성 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기 보호층(400)은 다양한 고분자 물질을 포함할 수 있다. 상기 보호층(400)은 폴리우레탄, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 또는 폴리스티렌을 포함할 수 있다.
상기 보호층(400)의 두께(T)는 1 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 상기 보호층(400)의 두께(T)가 1 ㎛이상일 경우, 상기 감지전극(200)을 물리적으로 보강할 수 있다. 상기 보호층(400)의 두께(T)가 20 ㎛ 이하일 경우, 터치 윈도우의 두께 증가를 방지할 수 있다.
이어서, 상기 배선(300)은 상기 비유효 영역(UA)에 형성된다. 상기 배선(300)은 상기 감지전극(200)에 전기적 신호를 인가할 수 이다. 상기 배선(300)은 상기 비유효 영역(UA)에 형성되어 보이지 않게 할 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 배선(300)과 연결되는 회로 기판이 더 위치할 수 있다. 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 다른 실시예에 따른 터치 윈도우를 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 단면도이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다. 도 6은 도 5의 B-B’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 7은 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다. 도 8 및 도 9는 도 7의 C-C’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 상기 보호층(400)은 제1 보호층(401) 및 제2 보호층(402)을 포함한다. 상기 제1 보호층(401)은 감지전극(200)의 상면에 배치된다. 제2 보호층(402)은 상기 감지전극(200)의 하면에 배치된다. 즉, 상기 제1 보호층(401) 및 상기 제2 보호층(402)을 통해, 감지전극(200)의 상면 및 하면을 보호할 수 있다. 따라서, 감지전극(200)의 강도 향상 효과를 극대화할 수 있다.
이어서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 감지전극(200)은 메쉬 형상으로 배치된다.
구체적으로, 상기 감지전극(200)은 메쉬 개구부(OA) 및 메쉬 선부(LA)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 메쉬 선부(LA)의 선폭이 0. 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 가 될 수 있다. 선폭이 0. 1 ㎛ 이하인 메쉬 선부(LA)는 제조 공정 상 불가능할 수 있다. 선폭이 10 ㎛ 이하일 경우, 감지전극(200)의 패턴이 눈에 보이지 않게 할 수 있다. 바람직하게, 상기 메쉬 선부(LA)의 선폭은 1 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.
한편, 도 5에서 보는 바와 같이, 메쉬 개구부(OA)는 사각형 형상이 될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 메쉬 개구부(OA)는 다이아몬드형, 오각형, 육각형의 다각형 형상 또는 원형 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 감지전극(200)이 메쉬 형상을 가짐으로써, 유효 영역(AA) 상에서 상기 감지전극(200)의 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 즉, 상기 감지전극(200)이 금속으로 형성되어도, 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 또한, 상기 감지전극(200)이 대형 크기의 터치 윈도우에 적용되어도 터치 윈도우의 저항을 낮출 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 감지전극(200)은 제1 서브패턴(110), 제2 서브패턴(120) 및 전극층(210)을 포함할 수 있다.
상기 제1 서브패턴(110)은 상기 기판(100) 상에 배치된다. 상기 제1 서브패턴(110)은 상기 메쉬 선부(LA)에 배치된다. 따라서, 상기 제1 서브패턴(110)은 메쉬 형상으로 배치된다. 상기 제1 서브패턴(110)은 양각일 수 있다.
한편, 상기 제1 서브패턴(110)에 인접하여 제2 서브패턴(120)이 배치된다. 상기 제2 서브패턴(120)은 상기 기판(100) 상에 배치된다. 상기 제2 서브패턴(120)은 상기 메쉬 개구부(OA)에 배치된다. 따라서, 상기 제2 서브패턴(120)은 상기 제1 서브패턴(110) 사이사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 서브패턴(120)은 양각일 수 있다.
상기 제1 서브패턴(110) 및 상기 제2 서브패턴(120)은 수지(resin) 또는 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 전극층(210)은 상기 제1 서브패턴(110) 상에 배치된다. 따라서, 상기 전극층(210)은 상기 메쉬 선부(LA)에 배치되고, 상기 전극층(210)은 메쉬 형상으로 배치된다.
상기 감지전극(200)은 전기 전도성이 우수한 금속 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지전극(200)은 Cu, Au, Ag, Al, Ti, Ni 또는 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 감지전극(200)이 적용된 터치 윈도우의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 전극층(210) 상에 보호층(400)이 배치될 수 있다. 상기 보호층(400)은 상기 전극층(210)의 상면 및 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 전극층(210)에만 보호층(400)이 배치될 수 있다. 따라서, 상기 보호층(400)은 메쉬 형상으로 배치될 수 있다.
이어서, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 기판은 제1 유효 영역(1AA) 및 제2 유효 영역(2AA)을 포함한다.
상기 제1 유효 영역(1AA)에는 제1 감지전극(201)이 배치될 수 있다.
상기 제2 유효 영역(2AA)은 상기 제1 유효 영역(1AA)의 측면에 배치될 수 있다. 도면에 도시한 바와 같이, 상기 제2 유효 영역(2AA)은 상기 제1 유효 영역(1AA)의 양 측면에 배치될 수 있다. 도 9를 참조하면, 상기 제2 유효 영역(2AA)은 상기 제1 유효 영역(1AA)으로부터 휘어질 수 있다. 즉, 상기 제2 유효 영역(2AA)은 구부러질 수 있다.
상기 제1 감지전극(201) 및 상기 제2 감지전극(202)은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 감지전극(201) 및 상기 제2 감지전극(202)은 서로 다른 특성을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 제1 감지전극(201)은 제1 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 물질은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 제1 물질들은 광의 투과를 방해하지 않아 시인성에 매우 유리한 물질이다. 그러나, 한편으로 상기 제1 물질들은 기판의 굽힘과 휨에 의해 물리적으로 쉽게 타격을 받을 수도 있는 물질이다.
상기 제2 감지전극(202)은 상기 제1 물질과 다른 제2 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 물질은, 나노와이어, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene) 또는 다양한 금속을 포함할 수 있다. 상기 제2 물질들은 기판의 굽힘과 휨(bending)에 적용할 수 있는 플렉서블(flexible)한 특성을 가진다.
한편, 이와 반대로, 상기 제1 감지전극(201)이 상기 제2 물질을 포함하고, 상기 제2 감지전극(202)이 상기 제1 물질을 포함할 수도 있다.
이때, 상기 제2 감지전극(202) 상에는 보호층(400)이 배치된다. 즉, 상기 보호층(400)은 상기 제2 유효 영역(2AA)에 배치된다. 즉, 상기 보호층(400)이 벤딩되는 상기 제2 유효 영역(2AA)에만 배치됨으로써, 상기 제2 감지전극(202)이 물리적 타격 없이 휘어질 수 있다.
즉, 상기 보호층(400)을 통해, 일부분만 휘어지는 터치 윈도우를 구현할 수 있다. 따라서, 휘어지는 터치 윈도우의 구조적 다양성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 보호층(400)은 상기 제1 유효 영역(1AA)에도 추가적으로 배치되어, 기판(100)의 전면에 배치될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 10을 참조하면 이러한 터치 윈도우(10)는 구동부인 표시패널(20) 상에 배치될 수 있다. 이러한 터치 윈도우(10) 및 표시패널(20)이 합착되어 디스플레이장치를 구성할 수 있다.
상기 표시패널(20)은 영상을 출력하기 위한 표시영역이 형성되어 있다. 이러한 디스플레이장치에 적용되는 표시패널은 일반적으로 상부기판(21) 및 하부기판(22)을 포함할 수 있다. 하부기판(22)에는 데이터라인, 게이트라인 및 박막트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다. 상부기판(21)은 하부기판(22)과 접합되어 하부기판(22) 상에 배치되는 구성요소들을 보호할 수 있다.
표시패널(20)은, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 어떠한 종류의 디스플레이장치인지에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 디스플레이장치는 액정표시장치(LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP), 유기발광표시장치(OLED) 및 전기영동 표시장치(EPD) 등이 될 수 있으며, 이에 따라 표시패널(20)은 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1 유효 영역 및 상기 제1 유효 영역으로부터 휘어지는 제2 유효 영역을 포함하는 기판;
    기판 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및
    상기 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 제2 유효 영역에 배치되는 터치 윈도우.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 감지전극과 직접 접촉하는 터치 윈도우.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 감지전극의 상면에 배치되는 제1 보호층 및 상기 감지전극의 하면에 배치되는 제2 보호층을 포함하는 터치 윈도우.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극은 투명 전도성 물질을 포함하는 터치 윈도우.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극은 메쉬 형상으로 배치되는 터치 윈도우.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극은 나노와이어, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene) 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하는 터치 윈도우.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 고분자를 포함하는 터치 윈도우.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 폴리우레탄, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 어느 하나 포함하는 터치 윈도우.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보호층의 두께는 1 ㎛ 내지 20 ㎛인 터치 윈도우.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 구부러지는 터치 윈도우.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 제1 유효 영역에 더 배치되는 터치 윈도우.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 유효 영역에 제1 감지전극이 배치되고,
    상기 제2 유효 영역에 제2 감지전극이 배치되고,
    상기 제1 감지전극 및 상기 제2 감지전극은 서로 다른 물질을 포함하는 터치 윈도우.
  13. 터치 윈도우; 및
    상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고,
    상기 터치 윈도우는,
    기판;
    기판 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및
    상기 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함하는 디스플레이.
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