KR102057583B1 - 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 개시한다. 본 플렉서블 디스플레이 장치는 영상을 표시하며, 플렉서블한 디스플레이부; 및 디스플레이부가 휜 상태에서 디스플레이부의 만곡된 공간으로 물체의 접근 여부를 감지하는 센서;를 포함한다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 구동 방법{Flexible display apparatus and method of operating the same}
본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플렉서블 디스플레이 장치가 휜 상태에서 접근 터치를 구현하는 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 평판 디스플레이 장치(Flat display device)는 발광형과, 수광형으로 분류하고 있다. 발광형 디스플레이 장치로는 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device, OLED)와, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display panel, PDP)과, 평면 음극선관(Flat Cathode ray tube, FCRT)과, 진공 형광 디스플레이 패널(Vaccum Fluorescent Display Panel, VFD)와, 발광 다이오드 패널(Light Emitting Diode Panel, LED) 등이 있으며, 수광형 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display panel, LCD) 등이 있다.
이중에서, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수하고, 응답 속도가 빠르다는 장점이 있다. 이에 따라, 유기 발광 디스플레이 장치는 디지털 카메라, 비디오 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기, 스마트 폰, 초슬림 노트북, 태블릿 퍼스널 컴퓨터와 같은 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비젼 같은 전자/전기 제품에 적용할 수 있어서 각광받고 있다.
최근 들어서는, 휴대하기가 용이하고, 다양한 형상의 장치에 적용할 수 있도록 플렉서블 디스플레이 장치(Flexible display device)가 차세대 디스플레이 장치로 연구 개발중이다. 이중에서, 유기 발광 디스플레이 기술을 기반으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치가 가장 유력한 디스플레이 장치로 유력시되고 있다.
본 발명은 디스플레이부가 휜 상태에서 물체의 접근을 감지하여 사용자 인터페이스로 활용하는 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 측면에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 영상을 표시하며, 플렉서블한 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부가 휜 상태에서 상기 디스플레이부의 만곡된 공간으로 물체의 접근 여부를 감지하는 센서;를 포함한다.
그리고, 상기 디스플레이부는 펴진 상태 및 휜 상태가 반복적으로 변형 가능할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부는 특정 곡률을 갖도록 휘어질 수 있다.
그리고, 상기 센서는, 상기 디스플레이부와 중첩되면서 상기 센서로부터 상기 디스플레이부의 휜 방향에 수직한 방향으로 연장된 영역에 상기 물체가 진입하였는지 여부를 감지할 수 있다.
또한, 상기 센서는 센싱 신호를 송신하고, 송신된 상기 센싱 신호를 수신할 수 있다.
상기 센서는, 상기 디스플레이부의 제1 가장 자리에 배치되어 센싱 신호를 송신하는 송신부; 및 상기 제1 가장 자리 영역과 마주하는 제2 가장자리 영역에 배치되어 상기 센싱 신호를 수신하는 수신부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 송신부는, 상기 센싱 신호 중 상기 물체에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 센서는, 상기 디스플레이부의 제1 가장 자리에 배치되어 센싱 신호를 송신 및 수신하는 송수신부; 및 상기 제1 가장 자리 영역과 마주하는 제2 가장자리 영역에 배치되어 상기 센싱 신호를 반사시키는 반사부;를 포함할 수 있다.
그리고, 송신된 상기 센싱 신호와 수신된 상기 센싱 신호로부터 상기 물체의 접근 여부, 상기 물체의 접근 위치 및 상기 디스플레이부의 휨 정도 중 적어도 하나를 판단하는 판단부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 판단부는, 상기 센싱 신호의 송신 시간, 상기 센싱 신호의 수신 시간, 송신된 상기 센싱 신호의 세기, 수신된 상기 센싱 신호의 세기 중 적어도 하나를 이용하여 판단할 수 있다.
또한, 상기 센싱 신호는 광일 수 있다.
그리고, 상기 물체의 접근을 사용자 인터페이스로 인식하여 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부는 상기 물체의 접근에 따라 다른 영상을 표시하거나 영상 표시를 종료할 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이부의 가장자리에 배치되어 물체의 접근 여부를 감지하는 제1 센서; 및 상기 디스플레이부의 영역 중 상기 가장 자리와 상기 디스플레이부의 중심 사이에 배치되어 상기 물체의 접근 여부를 감지하는 제2 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 센서로부터 상기 물체의 접근 깊이가 감지될 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이부의 일면에 부착되어 상기 디스플레이부와 함께 휘어지며, 일 방향을 따라 곡률을 가지는 슬랩부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬랩부는 상기 디스플레이부가 펴진 상태에서도 유선형의 단면을 유지하는 형상 가변부;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 플렉서블 디스플레이 장치의 동작 방법은, 상기 플렉서블 디스플레이 장치의 디스플레이부가 휜 상태에서, 상기 디스플레이부의 만곡된 공간으로 물체의 접근 여부를 감지하는 단계; 및 상기 물체가 진입한 것으로 판단되면, 상기 디스플레부는 상기 물체의 진입에 대응하는 영상을 표시하거나 영상의 표시를 종료하는 단계;를 포함한다.
그리고, 감지하는 단계는, 상기 물체의 접근 깊이를 감지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 플렉서블 디스플레이 장치는 디스플레이부의 인접 영역 또는 디스플레이부상에 센서를 배치시켜 물체의 접근을 감지함으로써 근접 터치를 사용자 인터페이스로 활용할 수 있다.
또한, 디스플레이부의 일 방향을 따라 곡률을 가지는 슬랩부가 장착됨에 따라서, 플렉서블 디스플레이 장치의 변형이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2a는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치가 펴진 상태를 도시한 사시도이다.
도 2b는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치가 휘어진 상태를 도시한 단면도이다.
도 3는 도 1의 디스플레이부(110)의 일 서브 픽셀을 도시한 것이다.
도 4은 도 1의 슬랩부를 일부 절제하여 도시한 사시도이다.
도 5a는 도 4의 슬랩부가 펴진 상태에서 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 절개한 것을 도시한 단면도이다.
도 5b는 도 4의 슬랩부가 펴진 상태에서 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 것을 펴진 상태에서 도시한 단면도이다.
도 6는 디스플레이 장치가 휜 상태에서 센서의 센싱 영역을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체의 접근 깊이를 센싱하는 센서를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이. 플렉서블 디스플레이 장치(100)는 플렉서블한 디스플레이부(110), 센싱 신호를 송수신하는 센서(120), 센싱 신호를 기초로 디스플레이 장치의 휨 정도, 물체의 접근 여부, 물체의 접근 위치 등을 판단하는 판단부(130) 및 디스플레이 장치의 전반적인 동작을 제어할 뿐만 아니라, 물체의 접근 여부, 접근 위치 등을 사용자 인터페이스로 인식하여 디스플레이부(110)를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(110)는 외부로 영상을 표시하며, 센서(120)는 외부에서의 물체의 접근 여부를 감지하므로, 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 외측에 배치되며, 판단부(130) 및 제어부(140)는 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 센서(110)의 감지 결과를 판단하는 판단부(130)를 제어부(140)와 별도의 구성요소로 기재하였으나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이다. 제어부(140)이 판단부(130)의 기능을 함께 수행할 수 있음도 물론이다.
도 2a는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(100)가 펴진 상태를 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(100)가 휘어진 상태를 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 플렉서블 디스플레이 장치(100)에는 영상을 표시하는 플렉서블한 디스플레이부(110)가 마련되어 있다.
상기 디스플레이부(110)는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)와, 유기 발광 소자(OLED)를 포함한다.
상기 플렉서블 디스플레이 장치(100)는 유기 발광 디스플레이 장치를 도시하나, 이외에도, 액정 디스플레이 패널이나, 전계 방출 디스플레이 장치나, 전계 발광 디스플레이 장치나, 전기 영동 디스플레이 장치 등 다른 디스플레이 장치에도 적용가능하다 할 것이다.
상기 디스플레이부(110)는 터치 스크린(Touch screen), 디스플레이 드라이버 IC(Display driver IC, DDI), 플렉서블 프린티드 회로(Flexible printed circuit board, FPCB), 편광판, 및 윈도우 커버 등과 결합된다.
디스플레이부(110)의 가장자리에는 물체의 접근 여부를 감지하기 위해 센싱 신호를 송수신하는 센서(120)를 포함할 수 있다. 상기한 센서(120)는 센싱 신호를 송신하는 송신부(122)와 센싱 신호를 수신하는 수신부(124)를 포함할 수 있으며, 센싱 신호는 적외전, 레이저 등 직진성을 갖는 광 신호일 수 있다.
상기 디스플레이부(110)의 하부에는 상기 디스플레이부(110)를 장착하기 위한 케이싱(150)이 설치되어 있다. 상기 케이싱(150)은 유연성을 가지는 소재라면 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
상기 케이싱(150) 하부에는 상기 디스플레이부(110)와 함께 휘어지는 슬랩부(160)가 설치되어 있다. 상기 슬랩부(160)는 일 방향을 따라 곡률을 가지면서 변형가능하다. 상기 디스플레이부(110)는 슬랩부(160) 상에 장착되어 펴진 상태인 바 형상이나, 타원의 일부 형태인 휜 상태에서 영상을 구현하거나, 휴대할 수 있다.
사용자는 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 가장 자리 영역에 압축 응력을 가하여 플렉서블 디스플레이 장치(100)를 휠 수도 있고, 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 가장 자리 영역에 압축 응력을 가하여 플렉서블 디스플레이 장치(100)를 펼 수도 있다. 이와 같이, 응력에 따라 플렉서블 디스플레이 장치(100)는 펴진 상태 또는 휜 상태로 반복적으로 변형될 수 있다.
이하 설명의 편의를 도모하기 위해 디스플레이부(110)의 폭 방향을 x축이라고 하고, 디스플레이부(110)가 펴진 상태에서의 디스플레이부의 길이 방향을 y축이라고 하며, 디스플레이부(110)의 휘는 방향을 z축이라고 한다.
도 3은 도 1의 디스플레이부(110)의 일 서브 픽셀을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이부(110)에는 기판(11)이 마련되어 있다. 상기 기판(11)은 유연성을 가지는 플렉서블한 기판이다. 상기 플렉서블한 기판(11)은 글래스 기판에 비하여 비중이 작아 가볍고, 잘 깨어지지 않으며, 휘어질 수 있는 특성을 가진 소재, 예컨대, 플렉서블 플라스틱 필름과 같은 고분자 소재로 제조하는 것이 바람직하다.
상기 기판(11)은 두께가 얇을수록 가볍고, 박막의 디스플레이 실현에 유리하지만, 상기 기판(11) 상에 형성되는 소자와 박막층이 제조 공정시 상기 기판(11)에 의하여 하중이 유지될 수 있을 정도의 두께를 가져야 한다.
이를 위하여, 상기 기판(11)의 두께는 10 내지 100 마이크로미터 정도인 박막형 기판이다. 상기 기판(11)의 두께가 10 마이크로미터 미만일 경우, 상기 기판(11)의 제조시 그 위에 형성되는 소자와 박막층들의 형상을 안정적으로 유지하기 어렵다. 상기 기판(11)의 두께가 100 마이크로미터를 초과하는 경우, 상기 기판(111)의 유연한 특성을 유지하기가 용이하지 않다.
상기 기판(11)은 폴리이미드(Polyimide, PI)나, 폴리 카보네이트(Polycarbonate, PC)나, 폴리 에테르 설폰(Polyethersulphone, PES)이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)나, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN)나, 폴리아릴레이트(Polyarylate, PAR), 유리섬유 강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic, FRP) 등의 고분자 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기판(11) 상에는 제 1 배리어층(12)이 형성되어 있다. 상기 제 1 배리어층(12)은 SiOx, SiNx, SiON, AlO, AlON 등의 무기물이나, 아크릴, 폴리이미드 등의 유기물로 이루어지거나, 유기물과 무기물이 교대로 적층될 수 있다. 상기 제 1 배리어층(12)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행하고, 상기 기판(11)으로부터 발생하는 수분이나, 불순물의 확산을 방지하고, 결정화시 열의 전달 속도를 조절함으로써, 반도체의 결정화가 잘 이루어질 수 있는 역할을 수행한다.
상기 제 1 배리어층(12)의 상부에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 본 실시예의 박막 트랜지스터는 탑 게이트(Top gate) 방식의 박막 트랜지스터를 예시하나, 바텀 게이트(Bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 제 1 배리어층(12)의 상부에는 반도체 활성층(13)이 형성되어 있다. 상기 반도체 활성층(13)이 폴리 실리콘으로 형성될 경우에는 아몰퍼스 실리콘을 형성하고, 이를 결정화시켜 폴리 실리콘으로 변화시키게 된다.
아몰퍼스 실리콘의 결정화 방법으로는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법, SPC(Solid Phase Crystallzation)법, ELA(Eximer Laser Annealing)법, MIC(Metal Induced Crystallization)법, MILC(Metal Induced Lateral Crystallization)법, SLS(Sequential Lateral Solidification)법등 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 본 발명에 따른 기판(11)을 적용하기 위해서는 고온의 가열 공정이 요구되지 않는 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
예컨대, 저온 폴리 실리콘(Low temperature poly-silicon, LTPS) 공정에 의한 결정화시, 상기 반도체 활성층(13)의 활성화를 레이저를 단시간 조사하여 진행함으로써, 기판(11)이 300℃ 이상의 고온에 노출되는 시간을 제거하여 전체 공정을 300℃ 이하에서 진행가능하다. 이에 따라, 고분자 소재를 적용한 플렉서블한 기판(11)을 적용하여 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다.
상기 반도체 활성층(13)에는 N형이나, P형 불순물 이온을 도핑하여 소스 영역(14)과, 드레인 영역(15)이 형성되어 있다. 상기 소스 영역(14)과, 드레인 영역(115) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(16)이다.
상기 반도체 활성층(13) 상부에는 게이트 절연막(117)이 증착되어 있다. 상기 게이트 절연막(17)은 SiO2로 된 단일층이나, SiO2와 SiNx의 이중층 구조로 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(17) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(18)이 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(18)은 박막 트랜지스터 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(18)은 단일이나, 다중 금속의 사용이 가능하며, Mo, MoW, Cr, Al, Mg, Ni, W, Au 등의 다층막이나, 이들의 혼합으로 이루어지는 다층막으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 게이트 전극(18)의 상부에는 층간 절연막(19)이 형성되어 있고, 콘택 홀(20)을 통하여 소스 영역(14)에 대하여 소스 전극(21)이 전기적으로 연결되어 있고, 드레인 영역(15)에 대하여 드레인 전극(22)이 전기적으로 연결되어 있다.
상기 층간 절연막(19)은 SiO2나, SiNx 등과 같은 절연성 소재로 형성될 수 있으며, 절연성 유기물 등으로도 형성될 수 있다. 상기 콘택 홀(20)은 게이트 절연막(17)의 일부와, 층간 절연막(19)의 일부를 선택적으로 제거하는 것에 의하여 형성될 수 있다.
상기 소스 전극(21) 및 드레인 전극(22)의 상부에는 보호막(패시베이션막 및/또는 평탄화막, 23)이 형성되어 있다. 상기 보호막(23)은 하부의 박막 트랜지스터를 보호하고, 평탄화시킨다. 상기 보호막(23)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene)나, 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성될 수 있고, 단층으로 형성되거나 이중층이나, 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
상기 박막 트랜지스터의 상부에는 디스플레이 소자가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 유기 발광 소자(OLED)를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 디스플레이 소자가 적용가능하다.
상기 박막 트랜지스터 상부에는 유기 발광 소자를 형성하기 위하여 소스 전극(21)이나, 드레인 전극(22)의 일 전극에 콘택 홀(24)을 통하여 제 1 전극(25)이 전기적으로 연결되어 있다.
상기 제 1 전극(25)은 유기 발광 소자에 구비되는 전극들 중 애노우드 전극으로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(25)은 유기 발광 소자에 따라 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 제 1 전극(25)이 투명 전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 구비할 수 있으며, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 형성할 수 있다.
상기 보호막(23)의 상부에는 유기 발광 소자의 제 1 전극(25)의 일부를 덮도록 유기물로 된 화소 정의막(Pixel define layer, PDL, 126)이 형성되어 있다.
상기 제 1 전극(25) 상에는 상기 화소 정의막(26)의 일부를 식각하여 외부로 노출되는 제 1 전극(25)의 일 부분에 중간층(27)이 형성되어 있다. 중간층(27)은 가시 광선을 발광하도록 적어도 유기 발광층을 구비한다.
상기 중간층(27) 상에는 유기 발광 소자의 제 2 전극(28)이 형성되어 있다.
상기 중간층(27)에 서로 다른 극성의 전압을 가하여 중간층(27)에서 발광이 이루어지도록 한다.
본 실시예에서는 상기 중간층(27)이 각 서브 픽셀, 즉, 패터닝된 각 제 1 전극(25)에만 대응되도록 패터닝된 것으로 도시되어 있으나, 이것은 서브 픽셀의 구성을 설명하기 위하여 편의상 이와 같이 도시한 것이며, 상기 중간층(27)은 인접한 다른 서브 픽셀의 중간층(27)과 일체로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 중간층(27)중 일부의 층은 각 서브 픽셀별로 형성되고, 다른 층은 인접한 서브 픽셀의 중간층(27)과 일체로 형성될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
상기 중간층(27)의 유기 발광층은 저분자 유기물이나 고분자 유기물로 구비될 수 있다.
상기 중간층(27)의 유기 발광층이 저분자 유기물을 사용할 경우, 상기 중간층(27)은 정공 주입층(Hole injection layer, HIL), 정공 수송층(Hole transport layer, HTL), 유기 발광층(Emissive layer, EML), 전자 수송층(Electron transport layer, ETL), 전자 주입층(Electron injection layer, EIL) 등이 단일이나, 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 중간층(27)에 이용 가능한 유기 재료는 구리 프탈로시아닌(Copper phthalocyanine, CuPc), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기물은 마스크들을 이용한 진공 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
상기 중간층(27)의 유기 발광층이 고분자 유기물을 사용할 경우, 상기 중간층(27)은 정공 수송층(HTL) 및 발광층(EML)을 구비한 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 정공 수송층으로는 PEDOT를 사용하고, 발광층으로는 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용한다. 이들 고분자 유기물은 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄 방법 등으로 형성할 수 있다.
상기와 같은 중간층(27)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 제 2 전극(28)은 제 1 전극(25)과 마찬가지로 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성할 수 있다.
상기 제 2 전극(28)이 투명 전극으로 사용될 경우, 상기 제 2 전극(28)은 일 함수가 작은 금속, 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물이 중간층(27) 상에 증착된 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 형성된 보조 전극을 형성할 수 있다.
상기 제 2 전극(28)이 반사형 전극으로 사용될 경우, 상기 제 2 전극(28)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
한편, 상기 제 1 전극(25)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성시에 각 서브 픽셀의 개구 형태에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 상기 제 2 전극(28)은 투명 전극이나, 반사형 전극을 디스플레이 영역 전체에 전면 증착하여 형성될 수 있다. 상기 제 2 전극(28)은 반드시 전면 증착될 필요는 없으며, 다양한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다. 이때, 상기 제 1 전극(25)과, 제 2 전극(28)은 서로 위치가 반대로 적층될 수 있음은 물론이다.
상기 유기 발광 소자의 상부에는 밀봉 기판(31)이 결합되어 있다. 상기 밀봉 기판(31)은 상기 플렉서블한 기판(11)과 실질적으로 동일한 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 밀봉 기판(31)은 쉽게 휘어질 수 있는 필름이다. 대안으로는 상기 밀봉 기판(31)은 유기 발광 소자를 제조한 이후에 그 상부에 유기물 및/또는 무기물 필름으로 형성하는 것에 의하여 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다.
상기 제 2 전극(28)과 마주보는 밀봉 기판(31)의 일면에는 제 2 배리어층(32)이 더 형성될 수 있다. 상기 제 2 배리어층(32)은 SiOx, SiNx, SiON, AlO, AlON 등의 무기물로 이루어지거나, 아크릴, 폴리이미드 등의 유기물로 이루어지거나, 유기물 및 무기물이 교대로 적층될 수 있다.
도 4은 도 1의 슬랩부(160)를 일부 절제하여 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 슬랩부(160)는 형상 가변부(161)와, 하우징부(162)를 포함한다.
상기 슬랩부(160)는 펴진 상태 및 휜 상태가 각각 안정된 상태를 유지하도록 만곡된 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 형상 가변부(161)는 z축 방향으로 유선형의 단면을 가지고 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 형상 가변부(161)는 U 자형의 단면을 가지고 있으나, 파상형 등 다른 형상의 단면을 가질 수도 있을 것이다. 상기 형상 가변부(161)는 유연성을 가지는 금속 박판으로 형성되어 있다.
상기 형상 가변부(161)는 그 자체로 상기 디스플레이부(110)(도 1의 100)의 일면에 장착될 수 있지만, 변형을 최소화하기 위하여 하우징부(162)에 감싸져 있는 것이 바람직하다. 상기 하우징부(162)는 실리콘이나, 러버와 같은 탄성을 가지는 소재로 이루어져 있다. 대안으로서, 상기 디스플레이부(110)와 형상 가변부(161) 사이에 탄성을 가지는 소재로 된 접착층을 형성시킬 수도 있을 것이다.
상기 하우징부(162)가 형상 가변부(161)를 감싸고 있으므로, 상기 형상 가변부(161)와 디스플레이부(110)의 곡률 반경 차이에 따른 상기 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 불필요한 변형을 최소화 할 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 변형 발생시, 상기 형상 가변부(161)의 내측 및 외측의 원주 차이가 상기 하우징부(162)의 탄성에 의하여 상쇄되어서, 펴지거나 휜 상태에서 불필요한 휨이 발생하지 않는다.
상기 하우징부(162)는 상기 형상 가변부(161)를 감싸고 있을 뿐만 아니라, 디스플레이부(110)가 완전히 펴진 상태를 유지하도록 플렉서블 디스플레이 장치(100)가 펴진 상태에서는 하우징부의 표면은 평평할 수 있다. 그리하여, 상기 하우징부(162)는 전체 영역에 걸쳐서 상기 형상 가변부(161)를 감싸면서도 슬랩부(160) 전체가 일정한 폭을 유지하도록 하는 두께를 갖을 수 있다.
대안으로는, 상기 하우징부(162)는 사각형의 외형을 가지며, 상기 형상 가변부(161)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 하우징부(162)의 두께가 다르게 형성될 수 있는 등 어느 하나의 형상에 한정되는 것은 아니다.
도 5a는 도 4의 슬랩부(160)가 펴진 상태에서 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 절개한 것을 도시한 단면도이며, 도 5b는 도 4의 슬랩부(160)가 펴진 상태에서 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 것을 펴진 상태에서 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 슬랩부(160)가 펴진 상태에 있어서, 상기 형상 가변부(161)는 폭방향으로 직선형의 측면을 유지하는 반면, 길이 방향으로 유선형의 단면을 유지한다.
상기 형상 가변부(161)는 형상 가변부(161)의 중심(170)으로부터 양 가장자리(164)로 갈수록 만곡되는 형상을 갖는다. 형상 가변부는 만곡되는 형상은 소정의 곡률을 갖을 수 있다. 상기 형상 가변부(161)는 U 자형의 단면을 가진다. 여기서 형상 가변부(161)의 중심(170)은 디스플레이부(110)의 중심과 일치한다.
이와 같이, 디스플레이부(110)가 펴진 상태에서도 형상 가변부(161)는 U자형의 단면을 가짐으로써 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 휨 방향을 가이드하여 플렉서블 디스플레이 장치(100)의 상태 변화가 용이하다.
도 6는 디스플레이 장치가 휜 상태에서 센서(120)의 센싱 영역(126)을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 센서(120)는 디스플레이부(110)의 제1 가장자리에 배치되어 센싱 신호를 송신하는 송신부(122)와 제1 가장자리와 마주하는 디스플레이부(110)의 제2 가장자리에 배치되어 상기한 센싱 신호를 수신하는 수신부(124)를 포함할 수 있다. 송신부(122)는 휜 방향과 수직한 방향인 y축 방향으로 수신부(124)를 향해 센싱 신호를 송신할 수 있다. 그리고, 센싱 신호는 직진성있는 광 신호 예를 들어, 적외선, 레이저 등일 수 있다.
디스플레이부(110)가 디스플레이부(110)의 중심(170)을 기준으로 U자형으로 휜 상태에서, 수신부(124)는 송신부(122)에서 송신한 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때, 송신부(122)와 수신부(124) 사이의 영역을 센싱 영역(126)이라고 한다. 상기한 센싱 영역(126)은 디스플레이부(110)과 중첩되면서 센서(120)로부터 z축 방향과 수직한 방향으로 연장된 영역이다. 그리고, 디스플레이부(110)가 휜 상태에서의 디스플레이부(110)의 만곡된 공간은 디스플레이부(110)과 센싱 영역(126) 사이의 공간이다. 그리고, 판단부(130)는 센싱 신호를 기초로 디스플레이부(110)의 휨 정도, 물체의 접근 여부 등을 판단할 수 있다.
구체적으로, 판단부(130)는 송신부(122)에서 센싱 신호의 송신 시간과 수신부(124)에서 센싱 신호의 수신 시간간의 차로부터 디스플레이부(110)의 휜 정도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 송신 시간과 수신 시간의 시간차가 짧을수록 디스플레이부(110)의 휜 정도는 크다.
그리고, 센싱 영역(126)으로 물체가 진입하게 되면, 송신부(122)에서 송신된 센싱 신호는 물체에 의해 반사된다. 그리하여, 수신부(124)는 세기가 약한 센싱 신호를 수신하게 되어, 판단부(130)는 센싱 신호의 세기로부터 물체가 접근하였는지 여부를 판단할 수 있다.
송신부(122)가 물체로부터 반사된 센싱 신호를 수신할 수 있는 경우, 판단부(130)는 송신부(122)의 센싱 신호의 송신 시간과 반사된 센싱 신호의 수신 시간의 차로부터 y축 방향에서의 물체의 접근 위치를 판단할 수 있다.
본 실시예에서는 디스플레이부(110)의 제1 가장자리에 센싱 신호를 송수신하는 송신부(122), 디스플레이부(110)의 제2 가장자리에 센싱 신호를 수신하는 수신하는 수신부(124)가 배치된다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 디스플레이부(110)의 제1 가장자리에 센싱 신호를 송신 또는 수신하는 센서가 배치되고, 디스플레이부(110)의 제2 가장자리에는 센싱 신호를 상기한 센서로 반사시키는 반사부가 배치될 수도 있다.
또한, 센서(120)는 복수 개의 단위 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신부(122)는 디스플레이부(110)의 제1 가장자리에 일렬로 배치되는 복수 개의 단위 송신부를 포함할 수 있고, 수신부(124)는 디스플레이부(110)의 제2 가장자리에 일렬로 배치되어 있는 복수 개의 단위 수신부를 포함할 수 있다. 그리고, 각 단위 송신부는 그에 대응하는 각 단위 수신부로 센싱 신호를 송신하고, 각 단위 수신부(는 수신된 센싱 신호를 판단부(130)로 인가하다. 그리하여, 판단부(130)는 세기가 약한 센싱 신호를 수신한 단위 수신부(124)의 위치로부터 폭 방향 즉, x축에서의 으로 물체의 접근 위치를 판단할 수 있다.
이와 같이, 디스플레이부(110)의 가장 자리에 센서(120)가 배치되어 센싱 영역(126)으로 물체의 진입 여부를 판단하기 때문에 디스플레이부(110)를 직접 터치하지 않는 접근 터치로도 사용자 인터페이스를 구현할 수 있다.
그리하여, 제어부(140)는 물체의 접근 여부 및 물체의 접근한 위치 등을 사용자 인터페이스로 인식하여 영상을 표시하거나 영상의 표시를 종료할 수 있도록 디스플레이부(110)를 제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 물체의 접근 깊이를 센싱함으로써 3차원적인 사용자 인터페이스의 구현도 가능한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체의 접근 깊이를 센싱하는 센서(120)를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110)의 가장자리에 제1 센서(120a)가 배치되고, 제1 센서(120a)와 디스플레이부(110)의 중심(170) 사이의 디스플레이부(110)의 영역상에 제2 센서(120b) 등 다수의 센서가 배치될 수 있다. 그리고 각 제 및 제2 센서(120a, 120b)들은 센싱 신호를 송수신하여 제1 센싱 영역(126a), 제2 센싱 영역(126b) 등 깊이가 다른 복수 개의 센싱 영역을 설정할 수 있다.
그리고, 각 센서(120a, 120b)는 그에 대응하는 센싱 영역(126a, 126b)에 물체가 진입하였는지 여부를 중심으로 물체의 접근 깊이, 접근 위치 등을 센싱할 수 있다. 그리하여, 제어부(140)는 물체의 접근 깊이를 3차원적인 사용자 인터페이스로 인식하여 디스플레이부(110)의 영상 표시 및 영상 표시의 종료를 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 광을 이용하여 센서가 물체의 접근 여부를 감지한다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 자기장 또는 전지장을 이용한 센서도 적용될 수 있다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 플렉서블 디스플레이 장치 110 : 디스플레이부
120: 센서 130 : 판단부
140 : 제어부 150 : 케이싱
160: 슬랩부 161: 형상 가변부
162 : 하우징부

Claims (20)

  1. 영상을 표시하며, 플렉서블한 디스플레이부; 및
    상기 디스플레이부에 구비되고, 센싱신호를 송수진하는 센서;를 포함하며,
    서로 반대측에 위치한 제1 가장자리 영역과 제2 가장자리 영역이 서로 마주보도록 상기 디스플레이부가 휜 경우,
    상기 제1 가장자리 영역과 상기 제2 가장자리 영역 사이에 상기 센서에 의해 센싱영역이 형성되며, 상기 센서는 상기 센싱영역에서의 상기 센싱신호에 의해 상기 센싱영역과 상기 디스플레이부 사이의 만곡 공간으로 물체의 진입여부를 센싱하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    펴진 상태 및 휜 상태가 반복적으로 변형 가능한 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    특정 곡률을 갖도록 휘어질 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 센서는
    상기 센싱 신호를 송신하고, 송신된 상기 센싱 신호를 수신하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 제1 가장 자리 영역에 배치되어 상기 센싱 신호를 송신하는 송신부; 및
    상기 제2 가장 자리 영역에 배치되어 상기 센싱 신호를 수신하는 수신부;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 센싱 신호 중 상기 물체에 의해 반사된 신호를 수신하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 제1 가장 자리 영역에 배치되어 센싱 신호를 송신 및 수신하는 송수신부; 및
    상기 제2 가장 자리 영역에 배치되어 상기 센싱 신호를 반사시키는 반사부;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    송신된 상기 센싱 신호와 수신된 상기 센싱 신호로부터 상기 물체의 진입 여부, 상기 물체의 진입 위치 및 상기 디스플레이부의 휨 정도 중 적어도 하나를 판단하는 판단부;를 더 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 센싱 신호의 송신 시간, 상기 센싱 신호의 수신 시간, 송신된 상기 센싱 신호의 세기, 수신된 상기 센싱 신호의 세기 중 적어도 하나를 이용하여 판단하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 센싱 신호는 광인 플렉서블 디스플레이 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 물체의 진입을 사용자 인터페이스로 인식하여 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    상기 물체의 진입에 따라 다른 영상을 표시하거나 영상 표시를 종료하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 제1 가장자리 영역 및 상기 제2 가장자리 영역 중 적어도 어느 하나에 배치된 제1 센서; 및
    상기 제1 센서와 상기 디스플레이부의 중심 사이에 배치된 제2 센서;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 센서로부터 상기 만곡 공간으로 진입한 상기 물체의 진입 깊이가 감지되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 일면에 부착되어 상기 디스플레이부와 함께 휘어지며, 일 방향을 따라 곡률을 가지는 슬랩부;를 더 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 슬랩부는
    상기 디스플레이부가 펴진 상태에서도 유선형의 단면을 유지하는 형상 가변부;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 형상 가변부의 중심과 상기 디스플레이부의 중심을 일치하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  19. 플렉서블한 디스플레이부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 동작 방법에 있어서,
    서로 반대측에 위치한 제1 가장자리 영역과 제2 가장자리 영역이 서로 마주보도록 상기 디스플레이부가 휘고, 상기 제1 가장자리 영역과 상기 제2 가장자리 영역 사이에 센싱영역이 형성되는 단계;
    상기 센싱영역에서의 센싱신호에 의해 상기 센싱영역과 상기 디스플레이부 사이의 만곡 공간으로 물체의 진입 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 센싱 신호에 기초하여, 상기 디스플레이부를 통해 영상을 표시하거나, 영상의 표시를 종료하는 단계;를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 동작 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    상기 만곡 공간으로의 상기 물체의 진입 깊이를 감지하는 플렉서블 디스플레이 장치의 동작 방법.
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