KR102398482B1 - 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 폴딩축을 따라 폴딩 가능한 것으로서, 표시 영역을 통해 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 제1 표시 영역 및 상기 제2 표시 영역 상에 입력되는 터치를 감지하고, 상기 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하는 터치 유닛을 포함하고, 상기 터치 유닛은,동일한 평면 상에서 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제1 센서들; 및 상기 폴딩축과 중첩하도록 배치되며 적어도 일부가 구부러진 도전 배선을 포함하는 제2 센서를 포함할 수 있다.

Description

표시 장치 및 그의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
최근의 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 사용자의 터치를 입력 받기 위한 터치 센서를 구비하고 있다. 이에 따라, 사용자는 터치 센서를 통해 보다 편리하게 표시 장치를 이용할 수 있게 되었다.
또한 최근에는 터치 위치뿐만 아니라, 터치로 인하여 발생하는 압력을 이용하거나, 표시 장치의 가요성 특징을 이용하여 사용자에게 다양한 기능을 제공하고자 하였다.
본 발명은 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하여 전원의 온 또는 오프를 제어하는 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 별도의 부품 또는 별도의 공정 추가 없이 폴더블 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하는 센서를 형성하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 폴딩축을 따라 폴딩 가능한 것으로서, 표시 영역을 통해 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 표시 영역 중 제1 표시 영역 및 제2 표시 영역 상에 입력되는 터치를 감지하고, 상기 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하는 터치 유닛을 포함하고, 상기 터치 유닛은, 동일한 평면 상에서 매트릭스 형태로 터치 활성 영역에 배열된 복수의 제1 센서들; 및 상기 터치 활성 영역 이외의 터치 비활성 영역에 배치되며, 상기 폴딩축과 중첩되도록 적어도 일부가 구부러진 도전 배선을 포함하는 제2 센서를 포함하며; 상기 도전 배선은 상기 터치 활성 영역을 경유하지 않는다.
또한, 상기 표시 장치는, 상기 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역으로 구분되며, 상기 복수의 제1 센서들은 상기 표시 영역에 중첩하도록 배치되고, 상기 제2 센서는 상기 비표시 영역에 중첩하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 센서들 각각은, 감지 전극; 및 상기 감지 전극에 연결된 신호 라인을 포함하며, 상기 감지 전극 및 상기 신호 라인은 동일한 평면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 터치 유닛은 상기 신호 라인에 연결된 제1 패드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 센서는 상기 제1 패드와 동일한 평면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 센서는 상기 복수의 제1 센서들과 상이한 평면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 센서의 저항은 상기 복수의 제1 센서들의 저항보다 클 수 있다.
또한, 상기 터치 유닛은, 상기 복수의 제1 센서들로부터 출력된 터치 입력 신호를 제공받고, 상기 제2 센서로부터 출력된 폴딩 감지 신호를 제공받는 센서 제어부를 더 포함하며, 상기 터치 입력 신호는 상기 감지 전극의 자기 정전용량(self capacitance) 변화량을 포함하고, 상기 폴딩 감지 신호는 상기 제2 센서의 저항 변화량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지 전극은 메쉬 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 센서로부터 출력되는 신호에 대응하여 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어하는 표시 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시 영역은 상기 폴딩축에 의하여 구분되는 상기 제1 표시 영역과 상기 제2 표시 영역을 포함하며, 상기 표시 장치가 인 폴딩 상태일 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 표시 영역 및 상기 제2 표시 영역이 비활성화 되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 표시 장치가 아웃 폴딩 상태일 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 표시 영역 및 상기 제2 표시 영역 중 적어도 어느 하나가 비활성화 되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 터치 유닛에 두 개의 상기 제2 센서가 구비되며, 상기 표시 영역은 상기 두 개의 제2 센서 사이에 위치할 수 있다.
다음으로, 폴딩축을 따라 폴딩 가능한 표시 장치의 구동 방법은, 터치 활성 영역 및 터치 비활성 영역을 포함하는 표시 패널에서 영상을 표시하는 단계; 터치 유닛에 구비된 제2 센서로부터 폴딩 감지 신호를 획득하는 단계; 및 상기 폴딩 감지 신호를 참조하여 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제2 센서는 적어도 일부가 구부러지며 상기 터치 활성 영역을 경유하지 않고 상기 터치 비활성 영역에 배치되는 도전 배선을 포함하고, 상기 폴딩 감지 신호는 상기 제2 센서의 저항 변화량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 표시 패널은 상기 폴딩축에 의하여 구분되는 복수 개의 표시 영역을 통해 상기 영상을 표시하며, 상기 표시 장치가 인 폴딩 상태일 때 상기 복수 개의 표시 영역이 비활성화 되도록 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어할 수 있다.
또한, 상기 표시 장치가 아웃 폴딩 상태일 때 상기 복수 개의 표시 영역 중 적어도 어느 하나의 표시 영역이 비활성화 되도록 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어할 수 있다.
또한, 상기 터치 유닛은, 동일한 평면 상에서 상기 터치 활성 영역에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 감지 전극들; 상기 복수의 감지 전극들 각각에 연결된 복수의 신호 라인들; 및 상기 복수의 신호 라인들 각각에 연결된 복수의 패드들을 포함하며, 상기 복수의 감지 전극들은 자기 정전용량(self capacitance) 변화량이 반영된 터치 입력 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 복수의 감지 전극들과 상기 복수의 신호 라인들은 동일한 평면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 패드들은 상기 복수의 감지 전극들과 상이한 평면 상에 형성되며, 상기 제2 센서와 상기 복수의 패드들은 동일한 평면 상에 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하여 전원의 온 또는 오프를 제어하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 부품 또는 별도의 공정 추가 없이 폴더블 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하는 센서를 형성할 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 표시 장치가 폴딩된 상태를 나타내는 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 표시 패널의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6a는 도 2에 도시된 터치 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 터치 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 의한 터치 유닛의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 2에 도시된 터치 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 표시 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 13은 터치 활성 영역 구조의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
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 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치, 표시 장치의 구동방법, 및 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 도면이다. 특히, 도 1 및 도 2는 폴딩되지 않은 상태의 표시 장치를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 영상이 표시되는 표시면을 포함하며, 표시면은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행할 수 있다. 표시면의 법선 방향은 제3 방향(DR3)일 수 있으며, 제3 방향(DR3)은 표시 장치(DD)의 두께 방향을 지시할 수 있다.
표시 장치(DD) 및 표시 장치(DD)에 포함되는 각 부재들의 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에 의해 구분될 수 있다. 다만, 방향들(DR1, DR3, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 표시면 상에서 구분되는 복수의 영역들을 포함할 수 있다. 구체적으로 표시 장치(DD)는 영상의 표시여부에 따라 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역이고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변 영역으로서 영상이 비표시되는 영역일 수 있다.
표시 영역(DA)은 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)을 포함할 수 있으며, 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)은 폴딩축(FX)에 의하여 구분될 수 있다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP)과 터치 유닛(TU)를 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시 영역(DA)에 표시될 영상을 생성할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 표시 패널(DP)은 복수의 데이터 라인, 복수의 스캔 라인, 및 각각이 데이터 라인들 중 대응되는 데이터 라인과 스캔 라인들 중 대응되는 스캔 라인에 연결된 복수의 화소들을 포함할 수 있다.
복수의 화소들은 평면상에서 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 화소들 각각은 대응되는 스캔 라인으로부터 전달받은 스캔 신호와 대응되는 데이터 라인으로부터 전달받은 데이터 신호에 대응하여 광을 생성할 수 있다. 화소들 각각이 생성한 광들은 영상을 구성할 수 있다.
터치 유닛(TU)은 터치 영역에 입력되는 사용자의 터치를 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 터치 영역은 표시 영역(DA)과 동일할 수 있다.
표시 장치(DD)의 사용자는 터치 신호를 입력하는 것과 동시에, 표시되는 영상을 통해 정보를 제공받을 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 표시 장치가 폴딩된 상태를 나타내는 것이다. 특히, 도 3은 인-폴딩(in-folding)된 상태의 표시 장치를 나타낸 것이며, 도 4는 아웃-폴딩(out-folding)된 상태의 표시 장치를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(DD)는 폴딩축(FX)을 따라 폴딩될 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 인-폴딩 상태가 되도록 폴딩될 수 있다. 여기서, 인-폴딩 상태는, 표시 영역(DA)이, 폴딩된 표시 장치(DD)의 내측에 위치하도록 폴딩된 것을 의미할 수 있다. 표시 장치(DD)가 인-폴딩 상태가 되면, 사용자는 표시 영역(DA)을 볼 수 없는 상태가 된다.
다음으로, 도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 아웃-폴딩 상태가 되도록 폴딩될 수 있다. 여기서, 아웃-폴딩 상태는, 표시 영역(DA)이, 폴딩된 표시 장치(DD)의 외측에 위치하도록 폴딩된 것을 의미할 수 있다. 표시 장치(DD)가 아웃-폴딩 상태일 때, 사용자는 표시 영역(DA)의 적어도 일부(예를 들어, 제2 표시 영역(DA2))를 볼 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4에서는 폴딩축(FX)이 제2 방향(DR2)과 평행한 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 폴딩축(FX)의 연장 방향은 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 표시 패널의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 표시 패널(DP)은, 화소부(100)와 표시 구동부(200)를 포함할 수 있다. 표시 구동부(200)는 주사 구동부(210), 데이터 구동부(230), 및 타이밍 제어부(250)를 포함할 수 있다.
표시 구동부(200)는 화소부(100)의 구동을 제어할 수 있다. 화소부(100)는 표시 구동부(200)의 제어에 따라 활성화되어 영상을 표시하거나, 비활성화되어 영상을 표시하지 않을 수 있다.
타이밍 제어부(250)는 표시 영역(DA)의 영상 표시를 제어할 수 있다. 구체적으로 외부로부터 복수의 영상 신호들을 수신하고, 영상 신호들을 표시 패널(DP)의 동작 모드에 부합하는 영상 데이터들로 변환할 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(250)는 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭신호, 데이터 인에이블신호 등과 같은 각종 제어 신호를 입력 받아 주사 구동제어신호(SCS), 및 데이터 구동제어신호(DCS)를 생성할 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(250)는 표시 장치(DD)의 폴딩 상태를 나타내는 폴딩 감지 신호에 대응하여 표시 영역(DA)의 영상 표시를 제어할 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(DD)가 인-폴딩 상태인 경우 표시 영역(DA) 전체가 비활성화 되도록 제어할 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)가 인-폴딩 상태가 되면 표시 영역(DA)에 영상이 표시되지 않을 수 있다.
또는, 표시 장치(DD)가 아웃-폴딩 상태인 경우 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2) 중 적어도 어느 하나가 비활성화 되도록 제어할 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)가 아웃-폴딩 상태가 되면 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2) 중 어느 하나에만 영상이 표시될 수 있다. 또는, 경우에 따라 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2) 모두 비활성화 될 수도 있다.
주사 구동부(210)는 주사 구동제어신호(SCS)에 대응하여 주사선(S11~S1n)들로 주사 신호를 공급할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(210)는 주사선(S11~S1n)들로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
데이터 구동부(230)는 데이터 구동제어신호(DCS)에 대응하여 데이터선(D1~Dm)들로 데이터신호를 공급할 수 있다. 데이터선(D1~Dm)들로 공급된 데이터신호는 주사신호에 의하여 선택된 화소(PXL)들로 공급될 수 있다. 주사 구동부(210)는 박막 공정을 통해서 기판에 실장될 수 있다.
화소부(100)는 데이터선(D1~Dm)들, 및 주사선(S11~S1n)들과 접속되는 복수의 화소(PXL)들을 포함할 수 있다. 여기서 화소부(100)는 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA)에 대응할 수 있다.
화소(PXL)들은 외부로부터 제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
화소(PXL)들 각각은 자신과 접속된 주사선(S11~S1n)으로 주사신호가 공급될 때 선택되어 데이터선(D1~Dm)으로부터 데이터신호를 공급받을 수 있다. 데이터신호를 공급받은 화소(PXL)는 데이터신호에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 발광 소자(미도시)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어할 수 있다.
이때, 발광 소자는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성할 수 있다. 추가적으로, 제1 전원(ELVDD)은 제2 전원(ELVSS)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다.
한편, 도 5에서는 화소(PXL)가 하나의 주사선(S1i), 및 하나의 데이터선(Dj)에 접속되는 것으로 도시되었지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 다시 말하여, 화소(PXL)의 회로 구조에 대응하여 화소(PXL)에 접속되는 주사선(S11~S1n)의 수가 복수일 수도 있다.
또한, 도 5에서는 주사 구동부(210) 만이 도시되었으나, 화소(PXL)의 구조에 따라 화소(PXL)들에 연겨되는 발광 제어선들 및 발광 구동부를 더 포함할 수도 있다.
도 6a는 도 2에 도시된 터치 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 터치 유닛(TU)은 터치 센서(TS)와 센서 제어부(TSC)를 포함할 수 있다.
터치 센서(TS)는 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 센서와, 표시 장치(DD)가 폴딩 상태인지를 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
센서 제어부(TSC)는 터치 센서(TS)를 구동시키기 위한 구동 신호(Td)들을 터치 센서(TS)로 공급할 수 있다.
또한, 센서 제어부(TSC)는 터치 센서(TS)로부터 출력되는 터치 입력 신호(Ts)들을 이용하여 터치가 입력된 위치를 검출할 수 있다.
또한, 센서 제어부(TSC)는 터치 센서(TS)로부터 출력되는 폴딩 감지 신호(Tf)를 이용하여 표시 장치(DD)가 폴딩된 상태인지 판단할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 터치 센서(TS)는 기판(300), 복수의 제1 센서(310)들 및 제2 센서(320)를 포함할 수 있다.
먼저, 기판(300)은 유리, 수지(resin) 등과 같은 절연성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(300)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 기판(300)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 도 6b에서는 기판(300)이 별개의 구성인 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 표시 패널(DP)의 봉지층(미도시됨)이 터치 센서(TS)의 기판(300)으로 기능할 수도 있다. 이 경우, 표시 패널(DP)의 봉지층 상에 제1 센서(310)들 및 제2 센서(320)가 형성될 수 있다.
기판(300)은 터치 활성 영역(TA)과 터치 비활성 영역(NTA)으로 구분될 수 있다. 터치 활성 영역(TA)은 표시 영역(DA)과 중첩되는 영역일 수 있다.
터치 비활성 영역(NTA)은 터치 활성 영역(TA)을 둘러싸는 주변 영역일 수 있다. 터치 비활성 영역(NTA)은 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 영역일 수 있다.
복수의 제1 센서(310)들은 기판(300) 상에 형성될 수 있으며, 터치 활성 영역(TA) 내에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 복수의 제1 센서(310)들은 단층형(1 layer) 구조로 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 6b에 도시된 것처럼, 제1 센서(310)들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의하여 정의되는 평면 상에 배치되며, 제1 센서(310)들이 배치된 형태는, 제1 방향(DR1)을 따라 제1 센서(310)들이 배열되고, 제1 방향(DR1)으로 따라 배열된 센서 행이 제2 방향(DR2)을 따라 복수 개 구비되는 매트릭스 형태일 수 있다.
복수의 제1 센서(310)들 각각은, 제1 감지 전극(311)과 제1 감지 전극(311)에 의하여 획득된 터치 입력 신호(Ts)를 센서 제어부(TSC)로 전달하기 위한 신호라인(315)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 감지 전극(311)은 정전 용량 변화량을 이용하여 표시 장치(DD)에 입력되는 터치를 감지하기 위한 것으로서, 특히 자기 정전용량(self-capacitance)의 변화량을 감지를 위한 것일 수 있다.
제1 감지 전극(311)들은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 재료로는 금속, 이들의 합금, 도전성 고분자, 도전성 금속 산화물 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다. 상기 도전성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물을 사용할 수 있다.
상기 도전성 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 감지 전극(311)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
한편, 도 6b에서는 제1 감지 전극(311)이 사각형의 형상을 갖는 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 감지 전극(311)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
신호라인(315)들은 제1 감지 전극(311)을 형성할 수 있는 재료로 형성될 수 있으며, 제1 감지 전극(311)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 감지 전극(311)들 각각에 신호라인(315)이 연결되므로, 신호라인(315)들은 터치 센서(TS)에 구비된 제1 감지 전극(311)들의 개수만큼 구비될 수 있다.
신호라인(315)을 통해 전달되는 신호에는 제1 감지 전극(311)의 정전 용량 변화량이 반영될 수 있다.
신호라인(315)들 각각은 제1 패드(TP1)에 연결될 수 있다. 제1 패드(TP1)들은 터치 비활성 영역(NTA)에 제공될 수 있으며, 터치 센서(TS)의 가장 자리에 제공될 수 있다.
제1 패드(TP1)들은 센서 제어부(TSC)와 제1 감지 전극(311)들을 전기적으로 연결시키는 통로일 수 있다. 제1 감지 전극(311)들은 제1 패드(TP1)들을 통하여 센서 제어부(TSC)로부터 구동 신호를 인가 받거나, 제1 패드(TP1)들을 통해 센서 제어부(TSC)로 터치 입력 신호(Ts)를 제공할 수 있다.
제1 패드(TP1)들은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 재료로는 금속, 이들의 합금 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다.
제2 센서(320)는 기판(300) 상에 형성될 수 있으며, 터치 비활성 영역(NTA) 내에 위치할 수 있다.
제2 센서(320)는 소정의 패턴을 갖도록 적어도 일부가 구부러진 도전성 배선일 수 있다. 특히 제2 센서(320)의 구부러진 부분은 폴딩축(FX)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD)가 폴딩되면 제2 센서(320)의 구부러진 부분도 함께 폴딩될 수 있다.
도 6b에 도시된 것과 같이 구부러진 형상을 갖는 제2 센서(320)에 외력이 가해지면, 제2 센서(320), 즉 도전성 배선의 길이 및 단면적이 변하게 된다.
예를 들어 표시 장치(DD)가 폴딩되면, 제2 센서(320)의 길이가 늘어나고 단면적은 작아지게 된다. 따라서, 제2 센서(320)의 저항은 커지게 된다.
즉, 본 발명에 따르면, 제2 센서(320)는 스트레인 게이지(strain gauge)로서 동작하게 된다.
센서 제어부(TSC)는 폴딩 감지 신호(Tf)에 반영된 제2 센서(320)의 저항 변화량을 기초로 하여, 표시 장치(DD)가 폴딩 상태인지 폴딩되지 않은 상태인지 판별할 수 있다.
또한, 센서 제어부(TSC)는 상기 저항 변화량의 크기를 이용하여, 표시 장치(DD)가 인-폴딩 상태인지 아웃-폴딩 상태인지 판단할 수 있다.
제2 센서(320)의 양 단에는 제2 패드(TP2)들이 연결될 수 있다. 제2 패드(TP2)들은 터치 비활성 영역(NTA)에 제공될 수 있으며, 터치 센서(TS)의 가장 자리에 제공될 수 있다.
제2 패드(TP2)들은 센서 제어부(TSC)와 제2 센서(320)를 전기적으로 연결시키는 통로일 수 있다. 제2 센서(320)는 제2 패드(TP2)들을 통하여 센서 제어부(TSC)로부터 구동 신호(Td)를 인가 받거나, 제2 패드(TP2)들을 통해 센서 제어부(TSC)로 폴딩 감지 신호(Tf)를 제공할 수 있다. 여기서, 폴딩 감지 신호(Tf)에는 제2 센서(320)의 저항 변화량이 반영될 수 있다.
제2 패드(TP2)는 제1 패드(TP1)를 형성할 수 있는 재료로 형성될 수 있으며, 제1 패드(TP1)와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
또한, 제2 센서(320)는 제1 패드(TP1)를 형성할 수 있는 재료로 형성될 수 있으며, 제1 패드(TP1)와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
즉, 제2 센서(320)는 제1 패드(TP1) 및 제2 패드(TP2)와 동일한 재료로, 동시에 형성될 수 있다.
제1 패드(TP1)들 및 제2 패드(TP2)들에는 회로기판이 연결될 수 있으며, 회로기판은, 유연성 있는 절연기판을 사용한 배선판(Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다. 센서 제어부(TSC)는 회로기판 상에 제공될 수 있다.
이하에서는 도 7a 내지 도 10c를 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 터치 유닛(TU)의 제조 방법에 관하여 설명하도록 한다.
도 7a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 의한 터치 유닛의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 먼저 기판(300) 상에 제1 도전층(CL1)과 제2 도전층(CL2)을 순차적으로 형성한다. 여기서 도 7a는 제1 도전층(CL1)과 제2 도전층(CL2)이 형성된 기판의 일부를 나타낸 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 I1-I1' 선에 따른 단면도이며, 도 7c는 도 7a의 I2-I2' 선에 따른 단면도이다.
제1 도전층(CL1)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide)과 같은 투명 도전성 금속 산화물을 포함할 수도 있고, 또는, 은나노와이어, 탄소나노튜브, 그래핀 등을 포함할 수도 있다.
제2 도전층(CL2)은 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등과 같은 금속, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 도전층(CL2)을 형성하는 도전성 재료의 저항은, 제1 도전층(CL1)을 형성하는 도전성 재료의 저항보다 클 수 있다.
다음으로, 제2 도전층(CL2) 상에 포토레지스트(PR)를 도포한 후 제2 센서(320)와 패드들(TP1, TP2)의 형상에 대응하는 포토 마스크를 이용하여, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 것과 같이 포토레지스트(PR)를 패터닝할 수 있다. 여기서 도 8a는 패터닝된 포토레지스트(PR)가 형성된 기판(300)의 일부를 나타낸 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 I1-I1' 선에 따른 단면도이며, 도 8c는 도 8a의 I2-I2' 선에 따른 단면도이다.
다음으로, 식각(etching) 등과 같은 공정을 통해 도 9a 내지 도 9c에 도시된 것과 같이 제2 도전층(CL2)을 패터닝할 수 있다. 여기서 도 9a는 패터닝된 제2 도전층(CL2)을 포함하는 기판(300)의 일부를 나타낸 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 I1-I1' 선에 따른 단면도이며, 도 9c는 도 9a의 I2-I2' 선에 따른 단면도이다.
도 9b 및 도 9c를 참조하면, 제2 도전층(CL2)을 패터닝함으로써 제2 센서(320) 및 패드들(TP1, TP2)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 센서(320) 및 패드들(TP1, TP2)이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에서 제2 도전층(CL2)이 제거되므로 제1 도전층(CL1)이 노출된 상태가 될 수 있다.
다음으로, 제1 도전층(CL1) 상에 포토레지스트(PR)를 도포한 후 제1 감지 전극(311)들과 신호라인(315)들의 형상에 대응하는 포토 마스크를 이용하여, 포토레지스트(PR)를 패터닝할 수 있다.
이후, 식각(etching) 등과 같은 공정을 통해 도 10a 내지 도 10c에 도시된 것과 같이 제1 도전층(CL1)을 패터닝하고, 기판(300) 상에 잔존하는 포토레지스트(PR)를 제거할 수 있다.
패터닝된 제1 도전층(CL1)은 제1 감지 전극(311)들과 신호라인(315)들로 구성될 수 있다. 또한, 패터닝된 제1 도전층(CL1)의 일부는 제2 센서(320) 및 패드들(TP1, TP2)의 하부에 위치할 수 있다.
마지막으로, 제1 센서(310) 및 제2 센서(320)를 덮도록 절연층이 형성할 수 있다. 다만, 제1 패드(TP1)들 및 제2 패드(TP2)들은 별도의 회로 기판과 전기적으로 접속될 수 있도록, 제1 패드(TP1)들 및 제2 패드(TP2)들이 위치하는 영역을 제외한 나머지 영역에만 절연층이 형성될 수 있다.
도 11은 도 2에 도시된 터치 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 11에서는 상술한 실시예와 비교하여 변경된 부분을 중심으로 설명을 진행하며, 상술한 실시예와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. 이에 따라, 이하에서는 제2 센서(320)에 중점을 두어 설명하도록 한다.
도 11을 참조하면, 터치 유닛(TU)은 제2 센서(320)들을 포함할 수 있으며, 제2 센서(320)들은 터치 활성 영역(TA)의 양 측에 위치할 수 있다.
센서 제어부(TSC)는 어느 하나의 제2 센서(320)로부터 출력된 폴딩 감지 신호와 나머지 제2 센서(320)로부터 출력된 폴딩 감지 신호를 모두 이용하여, 표시 장치(DD)가 폴딩되었는지 판단할 수 있다.
도 11에 도시된 것과 같이 제2 센서(320)들이 터치 유닛(TU)의 양 측부에 위치하는 경우, 표시 장치(DD)의 폴딩 상태 판단의 정확성을 더 높일 수 있다.
도 1 내지 도 11에서는 표시 장치(DD)가 하나의 폴딩축(FX)을 따라 폴딩되는 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 두 번 이상 폴딩될 수도 있다.
도 12a 내지 도 12c는 표시 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 12a 내지 도 12c에서는 상술한 실시예와 비교하여 변경된 부분을 중심으로 설명을 진행하며, 상술한 실시예와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. 이에 따라, 이하에서는 폴딩축(FX1, FX2)에 중점을 두어 설명하도록 한다.
여기서, 도 12a는 표시 장치(DD')가 폴딩되지 않은 상태를 도시한 것이며, 도 12b는 인-폴딩된 상태의 표시 장치를 나타낸 것이며, 도 12c는 아웃-폴딩된 상태의 표시 장치를 나타낸 것이다.
도 12a를 참조하면, 표시 영역(DA')은 제1 표시 영역(DA1), 제2 표시 영역(DA2) 및 제3 표시 영역(DA3)을 포함할 수 있으며, 제1 표시 영역(DA1) 내지 제3 표시 영역(DA3)은 제1 폴딩축(FX1) 및 제2 폴딩축(FX2)에 의하여 구분될 수 있다.
제1 표시 영역(DA1), 제2 표시 영역(DA2) 및 제3 표시 영역(DA3)의 면적은 동일할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제1 폴딩축(FX1)과 제2 폴딩축(FX2)는 서로 평행할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 12b에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD')는 인-폴딩 상태가 되도록 폴딩될 수 있다. 여기서, 인-폴딩 상태는, 표시 영역(DA')이 폴딩된 표시 장치(DD')의 내측에 위치하도록 폴딩된 것을 의미할 수 있다. 표시 장치(DD')가 인-폴딩 상태가 되면, 사용자는 표시 영역(DA')을 볼 수 없는 상태가 된다.
이 경우, 제1 내지 제3 표시 영역(DA1, DA2, DA3)은 비활성화될 수 있다.
도 12c에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD')는 아웃-폴딩 상태가 되도록 폴딩될 수 있다. 여기서, 아웃-폴딩 상태는, 표시 영역(DA') 중 적어도 일부가 폴딩된 표시 장치(DD')의 외측에 위치하도록 폴딩된 것을 의미할 수 있다. 표시 장치(DD')가 아웃-폴딩 상태일 때, 사용자는 표시 영역(DA)의 적어도 일부를 볼 수 있다.
이 경우, 제1 내지 제3 표시 영역(DA1, DA2, DA3) 중 적어도 하나 이상의 영역은 비활성화될 수 있다.
도 13은 터치 활성 영역 구조의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 13을 참조로 하여 터치 활성 영역 구조를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. 즉, 도 6b나 도 11에 도시된 것과 같은 터치 비활성 영역(NTA)에 제공된 제2 센서(320), 패드들(TP1, TP2) 등과 같은 구성에 대한 설명은 생략하고, 제1 감지 전극(311')의 형상에 중점을 두어 설명하도록 한다.
도 13을 참조하면, 터치 활성 영역(TA')에는 복수의 제1 센서(311', 315')들이 제공될 수 있다. 제1 센서(311', 315')들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의하여 정의되는 평면 상에 배치되며, 제1 센서(311', 315')들이 배치된 형태는, 제1 방향(DR1)을 따라 제1 센서(311', 315')들이 배열되고, 제1 방향(DR1)으로 따라 배열된 센서 행이 제2 방향(DR2)을 따라 복수 개 구비되는 매트릭스 형태일 수 있다.
복수의 제1 센서(311', 315')들 각각은, 제1 감지 전극(311')과 제1 감지 전극(311')에 의하여 획득된 터치 입력 신호(Ts)를 센서 제어부(TSC)로 전달하기 위한 신호라인(315')을 포함할 수 있다.
제1 감지 전극(311')은 메쉬 형상일 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 것과 같이, 제1 감지 전극(311')은 개구부들을 형성하는 도전성 라인들로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 라인들은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 라인들은 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 재료로는 금속, 이들의 합금, 도전성 고분자, 도전성 금속 산화물 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다. 상기 도전성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물을 사용할 수 있다.
상기 도전성 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
DD, DD': 표시 장치
DA, DA': 표시 영역
NDA: 비표시 영역
TU: 터치 유닛
TS: 터치 센서
TSC: 센서 제어부
310: 제1 센서
320: 제2 센서

Claims (19)

  1. 폴딩축을 따라 폴딩 가능한 표시 장치에 있어서,
    표시 영역을 통해 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 영역 중 제1 표시 영역 및 제2 표시 영역 상에 입력되는 터치를 감지하고, 상기 표시 장치의 폴딩 상태를 감지하는 터치 유닛을 포함하고,
    상기 터치 유닛은,
    동일한 평면 상에서 매트릭스 형태로 터치 활성 영역에 배열된 복수의 제1 센서들; 및
    상기 터치 활성 영역 이외의 터치 비활성 영역에 배치되며, 상기 폴딩축과 중첩되도록 적어도 일부가 구부러진 도전 배선을 포함하는 제2 센서를 포함하며; 상기 도전 배선은 상기 터치 활성 영역을 경유하지 않는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 상기 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역으로 구분되며,
    상기 복수의 제1 센서들은 상기 표시 영역에 중첩하도록 배치되고, 상기 제2 센서는 상기 비표시 영역에 중첩하도록 배치된 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서들 각각은,
    감지 전극; 및
    상기 감지 전극에 연결된 신호 라인을 포함하며,
    상기 감지 전극 및 상기 신호 라인은 동일한 평면 상에 형성된 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 유닛은 상기 신호 라인에 연결된 제1 패드를 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 센서는 상기 제1 패드와 동일한 평면 상에 형성된 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 센서는 상기 복수의 제1 센서들과 상이한 평면 상에 형성된 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 센서의 저항은 상기 복수의 제1 센서들의 저항보다 큰 표시 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 터치 유닛은,
    상기 복수의 제1 센서들로부터 출력된 터치 입력 신호를 제공받고, 상기 제2 센서로부터 출력된 폴딩 감지 신호를 제공받는 센서 제어부를 더 포함하며,
    상기 터치 입력 신호는 상기 감지 전극의 자기 정전용량(self capacitance) 변화량을 포함하고, 상기 폴딩 감지 신호는 상기 제2 센서의 저항 변화량을 포함하는 표시 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 감지 전극은 메쉬 형상을 갖는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 센서로부터 출력되는 신호에 대응하여 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어하는 표시 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표시 영역은 상기 폴딩축에 의하여 구분되는 상기 제1 표시 영역과 상기 제2 표시 영역을 포함하며,
    상기 표시 장치가 인 폴딩 상태일 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 표시 영역 및 상기 제2 표시 영역이 비활성화 되도록 제어하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표시 장치가 아웃 폴딩 상태일 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 표시 영역 및 상기 제2 표시 영역 중 적어도 어느 하나가 비활성화 되도록 제어하는 표시 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 터치 유닛에 두 개의 상기 제2 센서가 구비되며,
    상기 표시 영역은 상기 두 개의 제2 센서 사이에 위치하는 표시 장치.
  14. 폴딩축을 따라 폴딩 가능한 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    터치 활성 영역 및 터치 비활성 영역을 포함하는 표시 패널에서 영상을 표시하는 단계;
    터치 유닛에 구비된 제2 센서로부터 폴딩 감지 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 폴딩 감지 신호를 참조하여 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 센서는 적어도 일부가 구부러지며 상기 터치 활성 영역을 경유하지 않고 상기 터치 비활성 영역에 배치되는 도전 배선을 포함하고,
    상기 폴딩 감지 신호는 상기 제2 센서의 저항 변화량을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 폴딩축에 의하여 구분되는 복수 개의 표시 영역을 통해 상기 영상을 표시하며,
    상기 표시 장치가 인 폴딩 상태일 때 상기 복수 개의 표시 영역이 비활성화 되도록 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시 장치가 아웃 폴딩 상태일 때 상기 복수 개의 표시 영역 중 적어도 어느 하나의 표시 영역이 비활성화 되도록 상기 표시 패널의 영상 표시를 제어하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 터치 유닛은,
    동일한 평면 상에서 상기 터치 활성 영역에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 감지 전극들;
    상기 복수의 감지 전극들 각각에 연결된 복수의 신호 라인들; 및
    상기 복수의 신호 라인들 각각에 연결된 복수의 패드들을 포함하며,
    상기 복수의 감지 전극들은 자기 정전용량(self capacitance) 변화량이 반영된 터치 입력 신호를 출력하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 감지 전극들과 상기 복수의 신호 라인들은 동일한 평면 상에 형성된 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 패드들은 상기 복수의 감지 전극들과 상이한 평면 상에 형성되며,
    상기 제2 센서와 상기 복수의 패드들은 동일한 평면 상에 형성된 표시 장치의 구동 방법.
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