KR102510459B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102510459B1
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Abstract

표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되며, 사용자의 터치 압력을 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 압력 센서는, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 제1 베이스 기판; 상기 제1 베이스 기판의 상기 감지 영역에 제공되고 제1 방향으로 연장되는 제1 도전 패턴들; 상기 제1 베이스 기판에 마주보는 제2 베이스 기판; 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 베이스 기판을 마주하는 면 상에 제공되고, 상기 제1 도전 패턴들과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 도전 패턴들; 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에 상기 터치 압력에 대응하여 저항이 가변되는 압력 민감 물질층; 및 상기 제1 및 제2 베이스 기판을 합착하는 접착층을 포함할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
상기 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 사용자의 터치를 입력받기 위한 터치 센서를 구비하고 있다. 이에 따라, 사용자는 터치 센서를 통해 보다 편리하게 상기 표시 장치를 이용할 수 있게 되었다.
또한, 최근에는 터치 위치뿐만 아니라, 터치로 인하여 발생하는 압력을 이용하여 사용자에게 다양한 기능을 제공하는 표시 장치가 개발되었다.
본 발명은 압력 센서를 구비한 표시 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되며, 사용자의 터치 압력을 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 압력 센서는, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 제1 베이스 기판; 상기 제1 베이스 기판의 상기 감지 영역에 제공되고, 제1 방향으로 연장된 제1 도전 패턴들; 상기 제1 베이스 기판에 마주보는 제2 베이스 기판; 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 베이스 기판을 마주하는 면 상에 제공되고, 상기 제1 도전 패턴들과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 도전 패턴들; 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에 제공되며, 상기 터치 압력에 대응하여 저항이 가변되는 압력 민감 물질층; 및 상기 제1 및 제2 베이스 기판을 합착하는 접착층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 사용자의 터치 압력이 가해지는 경우, 상기 압력이 가해진 영역에 대응하는 상기 압력 민감 물질층의 저항이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 민감 물질층은 고분자 화합물, 및 상기 고분자 화합물 내에 분산된 도전성 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 민감 물질층은 상기 감지 영역에서 상기 제1 도전 패턴들이 연장된 방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 평면 상에서 볼 때, 상기 압력 민감 물질층은 각 제1 도전 패턴들과 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층은, 상기 감지 영역에 제공되는 제1 접착 패턴과 상기 제1 접착 패턴에 접하며 상기 비감지 영역에 제공된 제2 접착 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 접착 패턴은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 중 어느 하나의 도전 패턴들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 접착 패턴은 상기 어느 하나의 도전 패턴들의 연장 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 제2 접착 패턴은 상기 비감지 영역에서 상기 감지 영역의 테두리를 따라 연장될 수 있다. 여기서, 상기 제1 접착 패턴은 상기 제2 도전 패턴들 중 하나의 제2 도전 패턴과 상기 하나의 제2 도전 패턴에 인접한 제2 도전 패턴 사이의 간격보다 작은 폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 접착 패턴은 상기 제2 도전 패턴들 중 하나의 제2 도전 패턴과 상기 하나의 제2 도전 패턴에 인접한 제2 도전 패턴 사이의 간격과 동일한 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층은 상기 제1 도전 패턴의 두께 및 상기 압력 민감 물질층의 두께를 더한 값보다 작은 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 접착층은 감압 접착제(PSA; Pressure Sensitive Adhesive)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 베이스 기판 각각은 가요성을 가지며 폴딩 가능한 벤딩 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 베이스 기판은 상기 벤딩 영역에 제공된 제1 홈부를 포함하고, 상기 제2 베이스 기판은 상기 벤딩 영역에 제공된 제2 홈부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈부는 상기 제1 베이스 기판 상의 상기 제1 도전 패턴들 및 상기 압력 민감 물질층이 제공되지 않는 면 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 홈부는 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 제2 도전 패턴들이 제공되지 않는 면 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈부는 적어도 하나 이상의 제1 트렌치를 포함하고, 상기 제2 홈부는 적어도 하나 이상의 제2 트렌치를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 트렌치는 상기 제1 베이스 기판의 일면에서 상기 제1 도전 패턴들이 제공되는 상기 제1 베이스 기판의 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 트렌치는 상기 제2 베이스 기판의 일면에서 상기 제2 도전 패턴들이 제공되는 상기 제2 베이스 기판의 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 트렌치와 상기 제2 트렌치 각각은 대응되는 벤딩 영역의 곡률이 nR(n은 1 이상의 자연수)일 때 2πn에 해당하는 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 트렌치와 상기 제2 트렌치 각각은 상기 제1 및 제2 베이스 기판을 수직 방향에서 볼 때 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 트렌치는 상기 제1 베이스 기판의 두께의 절반 이하의 깊이(depth)를 갖고, 상기 제2 트렌치는 상기 제2 베이스 기판의 두께의 절반 이하의 깊이(depth)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 반대 방향의 면 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 민감 물질층은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에서 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이를 채울 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널; 상기 표시 패널의 광이 출사되는 면 상에 제공되는 윈도우; 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 제공된 편광 필름; 및 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되며, 사용자의 터치 압력을 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 압력 센서는, 감지 영역, 비감지 영역, 및 폴딩 가능한 벤딩 영역을 포함하고, 상기 벤딩 영역에 제공된 제1 홈부를 구비한 제1 베이스 기판; 상기 제1 베이스 기판의 상기 감지 영역에 제공되고 제1 방향으로 연장된 제1 도전 패턴들; 상기 제1 베이스 기판에 마주보는 제2 베이스 기판; 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 베이스 기판을 마주보는 면 상에 제공되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 도전 패턴들; 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에 제공되며, 상기 터치 압력에 대응하여 저항이 가변되는 압력 민감 물질층; 및 상기 제1 및 제2 베이스 기판을 합착하는 접착층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력 센서를 구비한 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 포함한 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치를 접었을 때를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 압력 센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 압력 센서를 설명하기 위한 구성 개략도이다.
도 6은 도 4의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6의 EA1 영역에 대응되는 확대도이다.
도 8은 도 4의 압력 센서에 압력이 가해지는 경우를 설명하기 위한 것으로, 도 6의 EA1 영역에 대응되는 확대도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 평면도이다.
도 11은 도 4에 도시된 제1 및 제2 도전 패턴들을 도시한 사시도이다.
도 12는 도 4에 도시된 제1 및 제2 도전 패턴을 다른 실시예에 따라 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 압력 센서를 접었을 때를 도시한 단면도이다.
도 15는 도 13의 Ⅲ ~ Ⅲ'선에 따른 단면도이다.
도 16a는 도 15의 EA2 영역의 확대도이고, 도 16b는 도 15의 EA3 영역의 확대도이다.
도 17은 도 1의 표시 장치의 표시 패널을 도시한 평면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 화소들 중 하나의 화소를 나타내는 등가회로도이다.
도 19는 도 17의 표시 패널의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 20은 도 4에 도시된 압력 센서를 구비한 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 21 내지 도 25는 도 13 내지 도 15에 도시된 압력 센서가 채용된 표시 장치를 도시한 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 포함한 표시 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 표시 장치를 접었을 때를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 압력 센서(PSR), 표시 패널(PNL), 및 윈도우(WD)를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치(DD)는 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 제공될 수 있다. 상기 표시 장치(DD)가 직사각형의 판상으로 마련되는 경우, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서는 설명의 편의를 위해 상기 표시 장치(DD)가 한 쌍의 장 변과 한 쌍의 단 변을 갖는 직사각 형상인 경우를 나타내며, 상기 장 변의 연장 방향을 제1 방향(DR1), 상기 단 변의 연장 방향을 제2 방향(DR2), 상기 장 변과 상기 단 변의 연장 방향에 수직한 방향을 제3 방향(DR3)으로 표시하였다.
상기 표시 장치(DD)는 적어도 일부가 가요성(flexibility)을 가질 수 있으며, 상기 가요성을 가지는 부분에서 접힐 수 있다. 즉, 상기 표시 장치(DD)는 상기 가요성을 가지며 접힐 수 있는 벤딩 영역(BA)과 상기 벤딩 영역(BA)의 적어도 일측에 제공되며 접히지 않고 편평한 플랫 영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 플랫 영역(FA1, FA2)은 상기 벤딩 영역(BA)을 사이에 두고 서로 이격된 제1 플랫 영역(FA1) 및 제2 플랫 영역(FA2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)은 상기 가요성을 가지거나 가지지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 방향(DR1)을 따라 상기 제1 플랫 영역(FA1), 상기 벤딩 영역(BA), 및 상기 제2 플랫 영역(FA2)이 순차적으로 배치된 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 벤딩 영역(BA)은 상기 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다.
상기 표시 장치(DD)가 접히는 중심 선을 접이선(FL)이라고 할 때, 상기 접이선(FL)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 상기 벤딩 영역(BA) 내에 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접이선(FL)은 상기 벤딩 영역(BA)의 중심을 지나며, 상기 벤딩 영역(BA)이 상기 접이선(FL)을 기준으로 선대칭인 것으로 개시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 접이선(FL)은 상기 벤딩 영역(BA) 내에 비대칭적으로 제공될 수 있다. 상기 벤딩 영역(BA) 및 상기 접이선(FL)은 상기 표시 패널(PNL)에서 영상이 표시되는 표시 영역(미도시)과 중첩될 수 있으며, 상기 표시 장치(DD)가 접히는 경우 상기 표시 영역이 접힐 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, “접힌다”는 용어는 형태가 고정된 것이 아니라 원래의 형태로부터 다른 형태로 변형될 수 있다는 것으로서, 하나 이상의 특정 라인, 즉, 상기 접이선(FL)을 따라 접히거나(folded), 휘거나(curved), 두루마리 식으로 말리는(rolled) 것을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)의 일 면이 서로 평행하게 위치하며 서로 마주보도록 접힌 상태를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 벤딩 영역(BA)을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)의 면들이 소정 각도(예를 들어 예각, 직각, 또는 둔각)를 이루며 접힐 수도 있다.
또한, 상기 벤딩 영역(BA)과 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)에 있어서, “가요성이 있다” 또는 “가요성이 없다”라는 표현은 상기 표시 장치(DD)의 성질을 상대적으로 나타낸 용어이다. 즉, 상기 “가요성이 없다”라는 표현은 가요성이 아예 없어 단단한 경우뿐만 아니라, 상기 가요성이 있기는 하나 상기 벤딩 영역(BA)보다 작은 가요성을 가지는 경우를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)은 상기 벤딩 영역(BA)에 비해 상대적으로 상기 가요성이 작게 제공되거나 상기 가요성이 없으며, 상기 벤딩 영역(BA)이 접히는 조건이더라도 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)은 접히지 않을 수 있다.
상기 표시 장치(DD)에 있어서, 상기 접이선(FL)이 상기 벤딩 영역(BA) 내에 제공되므로, 상기 표시 장치(DD)는 상기 벤딩 영역(BA)에서 접힐 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 설명의 편의를 위해 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)이 비슷한 면적을 가지며 상기 벤딩 영역(BA)이 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2) 사이에 위치한 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)은 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)을 포함한 상기 플랫 영역(FA1, FA2)이 두 개로 제공되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라 하나 또는 세 개 이상으로 제공될 수 있다. 이러한 경우, 다수의 플랫 영역들은 상기 벤딩 영역(BA)을 개재하여 서로 이격되어 제공될 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 임의의 시각 정보, 예를 들어, 텍스트, 비디오, 사진, 2차원 또는 3차원 영상 등을 표시할 수 있다. 이하, 상기 임의의 시각 정보를 “영상”으로 지칭한다. 상기 표시 패널(PNL)의 종류는 상기 영상을 표시하는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 표시 패널(PNL)로는 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel, OLED panel)과 같은 자발광이 가능한 표시 패널이 사용될 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(PNL)로는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(Electro-Phoretic Display panel, EPD panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(Electro-Wetting Display panel, EWD panel)과 같은 비발광성 표시 패널이 사용될 수 있다. 상기 비발광성 표시 패널이 상기 표시 패널(PNL)로 사용되는 경우, 상기 표시 장치(DD)는 상기 표시 패널(PNL)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 구비할 수도 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 상기 영상이 표시되는 상기 표시 영역 및 상기 표시 영역의 적어도 일측에 제공되는 비표시 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비표시 영역은 상기 표시 영역을 둘러싸는 형태로 제공될 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 상기 표시 패널(PNL)의 배면, 즉, 상기 영상이 표시되지 않는 면 상에 제공될 수 있으며 사용자의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 상기 표시 장치(DD)로부터의 터치 이벤트를 인식할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서(PSR)은 상기 터치 이벤트의 위치 및 그 압력의 세기를 감지할 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 상기 사용자의 터치가 이루어지는 감지 영역(SA) 및 상기 감지 영역(SA)의 적어도 일측에 제공되는 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 상기 비감지 영역(NSA)은 상기 감지 영역(SA)을 둘러싸는 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 감지 영역(SA)은 상기 표시 패널(PNL)의 상기 표시 영역에 대응될 수 있고, 상기 비감지 영역(NSA)은 상기 표시 패널(PNL)의 상기 비표시 영역에 대응될 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 제1 및 제2 도전 패턴들(미도시), 및 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에 제공되며 상기 사용자의 터치 압력에 따라 저항이 변하는 압력 민감 물질층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)에 대해서는 도 4를 통해 후술한다.
상기 표시 장치(DD) 내의 상기 표시 패널(PNL) 및 상기 압력 센서(PSR) 각각은 상기 플랫 영역(FA1, FA2)과 상기 벤딩 영역(BA)을 가질 수 있으며, 상기 표시 패널(PNL)의 벤딩 영역(BA)은 상기 압력 센서(PSR)의 벤딩 영역(BA)에 대응하고, 상기 표시 패널(PNL)의 플랫 영역(FA1, FA2)은 상기 압력 센서(PSR)의 플랫 영역(FA1, FA2)에 대응할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL) 상에는 상기 표시 패널(PNL)의 노출면을 보호하기 위한 상기 윈도우(WD)가 제공될 수 있다. 상기 윈도우(WD)는 상기 표시 패널(PNL)로부터의 영상을 투과시킴과 동시에 외부의 충격을 완화시킴으로써, 외부의 충격에 상기 표시 패널(PNL)이 파손되거나 오작동하는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 1의 압력 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4의 압력 센서를 설명하기 위한 구성 개략도이고, 도 6은 도 4의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이고, 도 7은 도 6의 EA1 영역에 대응되는 확대도이고, 도 8은 도 4의 압력 센서에 압력이 가해지는 경우를 설명하기 위한 것으로, 도 6의 EA1 영역에 대응되는 확대도이다. 도 5에 있어서, 편의를 위해 압력 센서에 포함되는 접착층의 도시를 생략하였다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 압력 센서(PSR), 구동부(DVR), 감지부(DSR), 및 제어부(COL)를 포함할 수 있다. 상기 표시 장치(DD)는 적어도 일부가 구부러지거나 접히거나 말리는 등 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이를 위해, 상기 표시 장치(DD)를 이루는 구성 요소 중 적어도 일부는 가요성(flexibility)을 가질 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 복수의 제1 도전 패턴들(CP1), 제2 베이스 기판(BS2), 및 복수의 제2 도전 패턴들(CP2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)은 감지 영역(SA) 및 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 감지 영역(SA)을 제1 감지 영역(SA)이라 지칭하고, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 비감지 영역(NSA)을 제1 비감지 영역(NSA)이라 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 베이스 기판(BS1)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 가요성을 갖는 재료로는 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 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 제1 베이스 기판(BS1)을 구성하는 재료는 다양하게 변경될 수 있으며 섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber glass Reinforced Plastic) 등으로도 이루어질 수 있다.
상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 상기 제1 감지 영역(SA)에 제공되며 제2 방향(DR2)을 따라 연장되고, 서로 평행하게 반복적으로 배열될 수 있다. 상기 제1 감지 영역(SA)에서, 각 제1 도전 패턴(CP1)은 인접한 제1 도전 패턴(CP1)과 이격될 수 있다.
상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 도전성 물질은 금속이나 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(BS2)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 감지 영역(SA) 및 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 감지 영역(SA)은 상기 제1 감지 영역(SA)에 대응될 수 있고, 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 비감지 영역(NSA)은 상기 제1 비감지 영역(NSA)에 대응될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 상기 제2 베이스 기판(BS2)에 포함된 상기 감지 영역(SA)을 제2 감지 영역(SA)이라 지칭하고, 상기 제2 베이스 기판(BS2)에 포함된 상기 비감지 영역(NSA)을 제2 비감지 영역(NSA)이라 지칭한다.
상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 감지 영역(SA)에 제공되며 상기 제2 방향(DR2)에 교차하는 제1 방향(DR1)을 따라 연장되고, 서로 평행하게 반복적으로 배열될 수 있다. 상기 제2 감지 영역(SA)에서 각 제2 도전 패턴(CP2)은 인접한 제2 도전 패턴(CP2)과 이격될 수 있다. 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 동일한 물질을 포함하거나 다른 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전 패턴들(CP1) 및 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 중 하나는 대응되는 연결 라인(CL)을 통하여 상기 구동부(DVR)로부터 구동 신호를 인가받는 구동 전극일 수 있고, 다른 하나는 대응되는 연결 라인(CL)을 통하여 터치 압력 감지 신호를 상기 감지부(DSR)로 전달하는 수신 전극일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 수신 전극이고, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 구동 전극일 수 있다. 여기서, 상기 구동 신호는 사용자의 터치 압력 감지를 위한 신호일 수 있다.
상기 구동부(DVR)는 상기 구동 신호를 상기 제2 도전 패턴들(CP2)에 인가할 수 있다. 예를 들면, 상기 구동부(DVR)는 상기 구동 신호를 상기 제2 도전 패턴들(CP2)에 순차적으로 인가할 수 있다. 또한, 상기 구동부(DVR)는 상기 구동 신호를 상기 제2 도전 패턴들(CP2)에 동시에 인가할 수도 있다.
상기 감지부(DSR)는 상기 터치 압력 감지 신호를 상기 제1 도전 패턴들(CP1)로부터 수신할 수 있다. 상기 터치 압력 감지 신호는 상기 압력이 가해지는 위치 정보 및 상기 제1 도전 패턴들(CP1)에서 출력되는 전압값 또는 전류값에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어부(COL)는 구동 제어 신호를 생성한 후, 상기 구동 제어 신호를 상기 구동부(DVR)에 전달할 수 있다. 상기 구동 제어 신호를 수신한 상기 구동부(DVR)는 상기 구동 제어 신호를 상기 제2 도전 패턴들(CP2)의 구동 신호로 변환하고, 상기 구동 신호를 상기 제2 도전 패턴들(CP2)에 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어부(COL)는 감지 제어 신호를 생성한 후, 상기 감지 제어 신호를 상기 감지부(DSR)에 전달할 수 있다. 상기 감지부(DSR)는 상기 감지 제어 신호에 따라, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)로부터 상기 터치 압력 감지 신호를 전달받을 수 있다.
한편, 상기 압력 센서(PSR)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2) 사이에 제공된 압력 민감 물질층(PSL) 및 접착층(ADL)을 더 포함할 수 있다.
상기 압력 민감 물질층(PSL)은 변형된 정도에 따라 전기적 특성이 변경되는 구성요소로서, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에서 외부로부터 가해지는 압력에 따라 저항이 변경될 수 있다. 즉, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 압력 센서(PSR)에 가해지는 압력에 따라 저항이 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 압력이 증가함에 따라 저항이 감소할 수 있다. 특히, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 표시 장치(DD)에 상기 압력이 가해지지 않을 경우 저항이 매우 커져 전기적으로 오픈(open) 상태가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 고분자 물질층(PML) 및 상기 고분자 물질층(PML) 내에 균일하게 분산된 도전성 입자(CDP)를 포함할 수 있다.
상기 도전성 입자(CDP)는 준금속, 금속, 상기 준금속 또는 상기 금속의 도전성 산화물, 또는 상기 준금속 또는 상기 금속의 도전성 질화물의 입자들을 포함하거나, 절연성 비드 상에 상기 입자들이 코팅된 코어 쉘 구조의 입자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 준금속은, 안티몬(Sb), 게르마늄(Ge), 및 비소(As) 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속은 아연(Zn), 알루미늄(Al), 스칸듐(Sc), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 인듐(In), 주석(Sn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 스트론튬(Sr), 텅스텐(W), 카드뮴(Cd), 탄탈륨(Ta), 타이타늄(Ti) 등, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전성 산화물은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 갈륨 인듐 아연 산화물(GIZO), 아연 산화물(ZnO) 등, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 입자(CDP)는 상기 금속의 입자들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 도전성 입자(CDP)는 대략 100nm 내지 1000nm 정도의 지름을 가질 수 있다.
상기 고분자 물질층(PML)은 상기 사용자의 터치에 따라 탄성 변형될 수 있도록 탄성을 갖는 물질을 포함하는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성을 갖는 물질은 외부로부터의 압력(예를 들어, 사용자의 손이나 스타일러스에 의한 압력 등)에 의해 변형이 일어나며, 상기 외부로부터의 압력이 제거되면 원 상태로 복원 가능한 탄성력을 가질 수 있다. 상기 고분자 물질층(PML)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리이미드(polyimide, PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리프로필렌 테레프탈레이트(polypropylene terephthalate, PPT), 아몰포스 폴리에틸렌 테레프탈레이트(amorphous polyethyleneterephthalate, APET), 폴리나프탈렌 테레프탈레이트(polyethylene naphthalate terephthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트글리세롤(polyethylene terephthalate glycol, PETG), 트리아세틸셀룰로스(tri-acetylcellulose, TAC), 사이클로올레핀폴리머(cyclic olefin polymer, COP), 사이클로올레핀코폴리머(cyclic olefin copolymer, COC), 디시클로펜타디엔폴리머(polydicyclopentadiene, DCPD), 시클로펜타디엔폴리머(cyclopentdienyl anions, CPD), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리에테르이미드(poly ether imide, PEI), 변성 에폭시수지 또는 아크릴 수지 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고분자 물질층(PML)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 포함할 수 있다.
상기 도전성 입자(CDP)가 균일하게 분산된 상기 고분자 물질층(PML)으로 이루어진 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 스크린 프린팅(screen printing) 방법 등을 이용하여 상기 제1 도전 패턴들(CP1)에 상에 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이에 제공되어 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이의 공간을 충진할 수 있다. 즉, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이의 공간을 메워 상기 공간에 존재할 수 있는 에어 갭(air gap)을 제거할 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)에 사용자의 손가락(10)이 닿아 터치가 이루어지면, 상기 압력 센서(PSR)에 압력이 가해질 수 있다. 이때, 상기 압력이 가해지는 방향의 기판, 예를 들면, 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 변형이 발생할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)이 변형되면, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)과 상기 제1 도전 패턴들(CP1) 사이의 간격이 좁아질 수 있다.
또한, 상기 압력 센서(PSR)에 상기 압력이 가해지면, 상기 압력이 가해진 영역에 대응하는 상기 압력 민감 물질층(PSL)의 전기적 특성, 즉, 저항이 감소하게 된다. 또한, 상기 압력 민감 물질층(PSL)에 변형이 일어나서 상기 제2 도전 패턴들(CP2)과 상기 제1 도전 패턴들(CP1) 사이의 간격이 좁아질 수 있다. 특히, 상기 압력 민감 물질층(PSL)의 저항이 감소하면, 이격된 간격이 좁아진 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에 전류가 흐를 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)는 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에 흐르는 전류를 이용하여 상기 압력 센서(PSR)에 가해진 사용자의 터치 압력의 세기를 감지함과 동시에 사용자의 터치 위치 또한 감지할 수 있다.
상기 접착층(ADL)은 제1 접착 패턴(ADP1) 및 제2 접착 패턴(ADP2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 제1 및 제2 감지 영역(SA)에 제공되고, 상기 제2 접착 패턴(ADP2)은 상기 제1 및 제2 비감지 영역(NSA)에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 접착 패턴(ADP1, ADP2)은 서로 닿아 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 제2 접착 패턴(ADP2)으로부터 연장된 형태로 상기 제1 및 제2 감지 영역(SA)에 제공될 수 있다. 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 방향(DR1)을 따라 연장되며 인접한 두 개의 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에 제공되도록 상기 제1 및 제2 감지 영역(SA)에 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 접착 패턴(ADP1, ADP2)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2) 사이에 제공되어 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2)을 접착시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 접착 패턴(ADP1, ADP2)은 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2) 사이의 공간에 남아있는 에어 갭(air gap)을 추가적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 제1 도전 패턴(CP1)의 두께(d1)와 상기 압력 민감 물질층(PSL)의 두께(d2)를 더한 값보다 작은 두께(d3)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전 패턴(CP1)의 두께(d1)와 상기 압력 민감 물질층(PSL)의 두께(d2)를 더한 값이 12㎛인 경우, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 대략 10㎛ 정도의 두께(d3)를 가질 수 있다.
평면 상에서 볼 때, 인접한 두 개의 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에 하나의 제1 접착 패턴(ADP1)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 부착 공차 등을 고려하여 상기 인접한 두 개의 제2 도전 패턴들(CP2) 사이의 간격보다 작은 폭을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 인접한 두 개의 제2 도전 패턴들(CP2) 사이의 간격과 동일한 폭을 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 인접한 두 개의 제2 도전 패턴들(CP2) 사이를 채울 수 있다.
평면 상에서 볼 때, 상기 제2 접착 패턴(ADP2)은 상기 제1 및 제2 감지 영역(SA)의 테두리를 따라 연장된 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착층(ADL)은 접착면과 접착시키기 위한 압력이 가해질 때 접착 물질이 작용하는 감압 접착제(PSA; Pressure Sensitive Adhesive)를 포함할 수 있다. 상기 접착층(ADL)이 상기 감압 접착제를 포함하는 경우, 상온에서 별도의 열 처리나 UV 처리 없이 압력만으로 상기 접착면에 부착될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 평면도이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 평면도이고, 도 11은 도 4에 도시된 제1 및 제2 도전 패턴들을 도시한 사시도이며, 도 12는 도 4에 도시된 제1 및 제2 도전 패턴을 다른 실시예에 따라 도시한 사시도이다.
도 4, 도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b, 도 11, 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공된 복수의 제1 도전 패턴들(CP1) 및 압력 민감 물질층(PSL), 제2 베이스 기판(BS2), 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공된 복수의 제2 도전 패턴들(CP2) 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되고, 인접한 제1 도전 패턴(CP1)과 일정 간격 이격되도록 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 스트라이프 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 마름모 등의 사각 형상을 포함한 다각 형상을 가질 수 있다. 이러한 제1 도전 패턴들(CP1)은 대응되는 연결 라인(CL)을 통해 감지부(도 5의 DSR 참고)에 연결될 수 있다.
상기 압력 민감 물질층(PSL)은 대응되는 제1 도전 패턴(CP1) 상에 도포되며 상기 제1 도전 패턴(CP1)을 커버할 수 있다. 평면 상에서 볼 때, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 제1 도전 패턴(CP1)과 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 방향(DR2)과 교차하는 제1 방향(DR1)을 따라 연장되고, 인접한 제2 도전 패턴(CP2)과 일정 간격 이격되도록 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공될 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 마찬가지로 스트라이프 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 마름모 등의 사각 형상을 포함한 다각 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 도 12에 도시된 바와 같이 일 방향으로 돌출된 복수의 돌기들을 포함한 다각 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제1 도전 패턴들(CP1)보다 복잡한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 복잡한 형상을 갖게 되면, 그 하부에 배치된 상기 제1 도전 패턴들(CP1), 상기 압력 민감 물질층(PSL) 등이 외부로 시인되는 불량을 줄일 수 있다.
상기 접착층(ADL)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 감지 영역(SA)에 제공된 제1 접착 패턴(ADP1) 및 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 비감지 영역(NSA)에 제공된 제2 접착 패턴(ADP2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 연장된 방향으로 연장되고, 인접한 제2 도전 패턴(CP2)과 일정 간격 이격될 수 있다. 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 제2 접착 패턴(ADP2)으로부터 연장되어 상기 감지 영역(SA)에 제공될 수 있다.
상기 접착층(ADL)은, 도 9b에 도시된 바와 같이, 평면 상에서 볼 때 상기 제2 도전 패턴들(CP2)과 중첩되지 않는다. 상기 접착층(ADL)을 이용하여 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2)을 합착할 경우, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)과 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 교차하는 영역에서 부분적으로 중첩할 수 있고, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 중첩하지 않을 수 있다.
상술한 실시예에서, 상기 접착층(ADL)이 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라, 상기 접착층(ADL)은 도 10a에 도시된 바와 같이 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 접착층(ADL)의 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 제1 도전 패턴들(CP1)이 연장된 방향으로 연장되고 인접한 제1 도전 패턴(CP1)과 일정 간격 이격될 수 있다. 이때, 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에는, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)만이 제공될 수 있다. 상기 접착층(ADL)을 이용하여 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2)을 합착할 경우, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 교차하는 부분에서 중첩할 수 있고, 상기 제1 접착 패턴(ADP1)과 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 중첩하지 않을 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 압력 센서를 접었을 때를 도시한 단면도이고, 도 15는 도 13의 Ⅲ ~ Ⅲ'선에 따른 단면도이고, 도 16a는 도 15의 EA2 영역의 확대도이며, 도 16b는 도 15의 EA3 영역의 확대도이다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 13 내지 도 15, 도 16a, 및 도 16b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 복수의 제1 도전 패턴들(CP1), 압력 민감 물질층(PSL), 제2 베이스 기판(BS2), 복수의 제2 도전 패턴들(CP2), 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 적어도 일부가 가요성(flexibility)을 가질 수 있으며, 상기 가요성을 가지는 부분에서 접힐 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)는 상기 가요성을 가지며 접힐 수 있는 벤딩 영역(BA)과 상기 벤딩 영역(BA)의 적어도 일측에 제공되며 접히지 않는 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)은 상기 가요성을 가질 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)가 접히는 중심 선을 접이선(FL)이라고 할 때, 상기 접이선(FL)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 상기 벤딩 영역(BA) 내에 제공될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)은 접힘이 가능하도록 상기 가요성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(BS1)은 감지 영역(SA) 및 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 감지 영역(SA)에는 상기 제1 도전 패턴들(CP1)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 비감지 영역(NSA)에 배치된 연결 라인(CL)을 통해 감지부(도 5의 DSR 참고)에 연결될 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(BS2)도 접힘이 가능하도록 상기 가요성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)도 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 감지 영역(SA)에 대응되는 감지 영역(SA)과, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 비감지 영역(NSA)에 대응되는 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 감지 영역(SA)에는 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 비감지 영역(NSA)에 배치된 연결 라인(CL)을 통해 구동부(도 5의 DVR 참고)에 연결될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2) 사이에 상기 압력 민감 물질층(PSL) 및 상기 접착층(ADL)이 제공될 수 있다.
상기 압력 민감 물질층(PSL)은 변형된 정도에 따라 전기적 특성이 변경되는 구성 요소로서, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에서 외부로부터 가해지는 압력에 따라 저항이 변경될 수 있다. 즉, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 압력 센서(PSR)에 가해지는 압력에 따라 저항이 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 압력이 증가함에 따라 저항이 감소할 수 있다.
상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이에 제공되어 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이의 공간을 충진하여 상기 공간에 존재할 수 있는 에어 갭(air gap)을 제거할 수 있다. 상기 에어 갭(air gap)은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이를 일정 간격으로 유지하여 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이를 좁히는 데 방해하는 요소로 작용될 수도 있다. 가해지는 압력에 의해 변형을 일으키는 상기 압력 민감 물질층(PSL)이 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이에 제공되어 상기 에어 갭(air gap)을 제거하게 되면, 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이의 간격은 용이하게 좁아질 수 있다. 따라서, 외부로부터의 압력이 상기 압력 센서(PSR)에 가해지면, 상기 가해진 압력만큼 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 사이의 간격이 좁아져 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이에 전류가 흐를 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)는 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이에 흐르는 전류를 이용하여 사용자의 터치 압력 및 그 위치를 감지할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)은 상기 벤딩 영역(BA), 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(BS1)은 상기 접이선(FL)을 기준으로 상기 제1 플랫 영역(FA1)과 상기 제2 플랫 영역(FA2)이 서로 마주보도록 접힐 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(BS2)도 상기 벤딩 영역(BA), 상기 제1 및 제2 플랫 영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다.
상술한 압력 센서(PSR)는 상기 접이선(FL)을 따라 접힐 때, 상기 압력 센서(PSR)에 인가되는 응력에 의해 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2)이 파손되는 굴곡 파괴가 일어날 수 있다. 이러한 굴곡 파괴를 줄이기 위해서는 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2)의 내충격 특성이 개선될 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 압력 센서(PSR)는 제1 홈부(HP1)와 제2 홈부(HP2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 벤딩 영역(BA) 내에 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 도전 패턴들(CP1) 및 상기 압력 민감 물질층(PSL)이 제공되지 않는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 벤딩 영역(BA)에 대응된 면 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈부(HP1)는 적어도 하나 이상의 제1 트렌치들(TRE1)을 포함할 수 있다. 상기 제1 트렌치들(TRE1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에서 규칙적 또는 불규칙적으로 제공될 수 있다. 다만, 상기 제1 홈부(HP1)를 포함하는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 제작 용이성 측면에서 상기 제1 트렌치들(TRE1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에 규칙적으로 제공되는 것이 바람직할 수 있다.
각 제1 트렌치(TRE1)는 도면에 도시된 바와 같이 가우시안(Gaussian) 형상을 포함한 반타원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 제1 트렌치(TRE1)는 반원 형상, 원뿔 형상, 사다리꼴 형상, 원형 형상, 다각 형상, 사각 형상 등을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있다. 이때, 각 제1 트렌치(TRE1)의 폭(w1)은 20㎛ 내지 30㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 인접한 제1 트렌치들(TRE1) 사이의 간격(w2)은 100㎛ 내지 200㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
각 제1 트렌치(TRE1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에서 상기 제1 도전 패턴들(CP1)이 위치하는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상면을 향하는 방향으로 움푹 파일 수 있다. 이때, 각 제1 트렌치(TRE1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 신뢰성 측면을 고려하여 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 두께의 절반 이하의 깊이(d4)를 갖도록 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에서 상기 상면을 향하여 움푹 파일 수 있다.
상술한 상기 제1 트렌치들(TRE1)을 포함한 상기 제1 홈부(HP1)로 인해 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면은 요철이 형성된 면을 포함할 수 있다.
상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 벤딩 영역(BA) 내에 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 제공되지 않는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 벤딩 영역(BA)에 대응된 면 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 홈부(HP2)는 적어도 하나 이상의 제2 트렌치들(TRE2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 트렌치들(TRE2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에서 규칙적 또는 불규칙적으로 제공될 수 있다. 상기 제2 홈부(HP2)를 포함하는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 제작 용이성 측면에서 상기 제2 트렌치들(TRE2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에 규칙적으로 제공될 수 있다.
각 제2 트렌치(TRE2)는 도면에 도시된 바와 같이 반타원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 제2 트렌치(TRE2)는 반원 형상, 원뿔 형상, 사다리꼴 형상, 원형 형상, 다각 형상, 사각 형상 등을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있다. 각 제2 트렌치(TRE2)의 폭(w3)은 20㎛ 내지 30㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 인접한 제2 트렌치들(TRE2) 사이의 간격(w4)은 100㎛ 내지 200㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
각 제2 트렌치(TRE2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에서 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 위치하는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 배면을 향하여 움푹 파인 형상을 가질 수 있다. 이때, 각 제2 트렌치(TRE2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 신뢰성 측면을 고려하여 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 두께의 절반 이하의 깊이(d5)를 갖도록 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에서 상기 배면을 향하여 움푹 파일 수 있다.
상술한 상기 제2 트렌치들(TRE2)을 포함한 상기 제2 홈부(HP2)로 인해 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면은 요철이 형성된 면을 포함할 수 있다.
각 제1 트렌치(TRE1)와 각 제2 트렌치(TRE2)는 레이저 등을 이용하여 대응되는 베이스 기판에 제공될 수 있으며, 수직 방향에서 볼 때 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 즉, 각 제1 트렌치(TRE1)와 각 제2 트렌치(TRE2)는 수직 방향에서 볼 때 교번하도록 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각 제1 트렌치(TRE1)와 각 제2 트렌치(TRE2)는 수직 방향에서 서로 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)가 상기 접이선(FL)을 따라 접힐 때, 상기 벤딩 영역(BA)은 소정의 곡률 반경으로 접힐 수 있도록 소정의 반지름(R)을 갖는 원 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 제1 트렌치(TRE1)의 폭(w1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 벤딩 영역(BA)의 곡률에 따라 결정되고, 각 제2 트렌치(TRE2)의 폭(w2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 벤딩 영역(BA)의 곡률에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 벤딩 영역(BA)의 곡률이 nR(n은 1 이상의 자연수)인 경우, 각 제1 트렌치(TRE1)의 폭(w1)은 2πn일 수 있다. 또한, 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 벤딩 영역(BA)의 곡률이 nR(n은 1 이상의 자연수)인 경우, 각 제2 트렌치(TRE2)의 폭(w3)은 2πn일 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)가 상기 접이선(FL)을 따라 접히는 경우, 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2)에 인가되는 응력은 상기 제1 및 제2 홈부(HP1, HP2)를 통해 상기 접히는 방향으로 집중되지 않고 분산될 수 있다. 이로 인해, 상기 압력 센서(PSR)가 접힐 때, 상기 압력 센서(PSR)에 가해진 응력에 의해 상기 압력 센서(PSR)가 파손되는 현상이 줄어들 수 있다. 그 결과, 상기 압력 센서(PSR)의 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 터치에 의한 압력을 감지하여 상기 터치 압력의 세기 및 상기 터치 위치를 감지하면서 내구성이 향상된 상기 압력 센서(PSR)가 제공될 수 있다.
도 17은 도 1의 표시 장치의 표시 패널을 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(PNL)은 영상을 표시할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널(PNL)은 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel, OLED panel)일 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 기판(SUB), 화소들(PXL), 구동부, 전원 공급부, 및 배선부 등을 포함할 수 있다.
상기 기판(SUB)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역(DA)은 상기 영상을 표시하는 상기 화소들(PXL)이 제공되는 영역이며 압력 센서(PSR)의 감지 영역(SA)에 대응될 수 있다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 화소들(PXL)이 제공되지 않는 영역으로서, 상기 영상이 표시되지 않는 영역이다. 상기 비표시 영역(NDA)에는 상기 화소들(PXL)을 구동하기 위한 상기 구동부, 상기 화소들(PXL)에 전원을 인가하는 상기 전원 공급부, 및 상기 화소들(PXL)과 상기 구동부를 연결하는 배선(미도시)의 일부가 제공될 수 있다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 압력 센서(PSR)의 비감지 영역(NSA)에 대응될 수 있다.
각 화소(PXL)는 영상을 표시하는 최소 단위로서, 상기 표시 영역(DA)에 복수 개로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 화소(PXL)는 유기 발광 표시 소자를 포함할 수 있다. 각 화소(PXL)는 적색, 녹색, 청색, 및 백색 중 하나의 색을 출사할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 화소(PXL)는 시안, 마젠타, 옐로우 등의 색을 출사할 수 있다.
상기 구동부는 상기 배선부를 통해 각 화소(PXL)에 신호를 제공하며, 이에 따라 상기 각 화소(PXL)의 구동을 제어할 수 있다.
상기 구동부는 스캔 배선을 따라 각 화소(PXL)에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부(SDV), 발광 제어 배선을 따라 각 화소(PXL)에 발광 제어 신호를 제공하는 발광 구동부(EDV), 및 데이터 배선을 따라 각 화소(PXL)에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부(DDV), 및 타이밍 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 타이밍 제어부는 상기 스캔 구동부(SDV), 상기 발광 구동부(EDV), 및 상기 데이터 구동부(DDV)를 제어할 수 있다.
상기 전원 공급부(미도시)는 적어도 하나의 전원 공급 배선을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전원 공급부는 제1 전원 공급 배선(미도시) 및 제2 전원 공급 배선(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부는 상기 표시 영역(DA) 각각에 배치된 화소들(PXL)에 전원을 공급할 수 있다.
도 18은 도 17에 도시된 화소들 중 하나의 화소를 나타내는 등가회로도이다. 도 18에 있어서, 설명의 편의를 위해, 하나의 화소 및 상기 화소에 연결된 배선들을 위주로 도시하였다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 각 화소(PXL)는 배선들에 연결된 트랜지스터, 상기 트랜지스터에 연결된 발광 소자(OLED), 및 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(OLED)는 전면 발광형 유기 발광 소자이거나, 배면 발광형 유기 발광 소자일 수 있다. 상기 유기 발광 소자는 유기 발광 다이오드일 수 있다.
각 화소(PXL)는 상기 발광 소자(OLED)를 구동하기 위한 화소 구동회로로서, 제1 트랜지스터(T1, 또는 스위칭 트랜지스터), 제2 트랜지스터(T2, 또는 구동 트랜지스터), 및 상기 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 전원 라인(PL)을 통해 상기 제2 트랜지스터(T2)에 제공되고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 상기 발광 소자(OLED)에 제공될 수 있다. 상기 제2 전원 전압(ELVSS)은 상기 제1 전원 전압(ELVDD) 보다 낮은 전압으로 설정될 수 있다.
상기 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 라인(GL)에 인가된 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 상기 커패시터(Cst)는 상기 제1 트랜지스터(T1)로부터 수신한 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다. 상기 제2 트랜지스터(T2)는 상기 발광 소자(OLED)에 연결된다. 상기 제2 트랜지스터(T2)는 상기 커패시터(Cst)에 저장된 전하량에 대응하여 상기 발광 소자(OLED)에 흐르는 구동 전류를 제어한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 하나의 화소(PXL)가 두 개의 트랜지스터(T1, T2)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 화소(PXL)에 하나의 트랜지스터와 커패시터, 또는 하나의 화소(PXL)에 셋 이상의 트랜지스터와 둘 이상의 커패시터를 구비할 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소(PXL)는 7개의 트랜지스터, 상기 발광 소자(OLED), 및 상기 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
도 19는 도 17의 표시 패널의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 17 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(PNL)은 기판(SUB), 화소 회로부(PCL), 표시 소자층(DPL), 및 박막 봉지 필름(TFE)을 포함할 수 있다.
상기 기판(SUB)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 화소 회로부(PCL)는 상기 기판(SUB) 상에 배치된 버퍼층(BFL), 상기 버퍼층(BFL) 상에 배치된 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)를 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(BFL)은 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)에 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 적어도 2중층 이상의 다중층으로 제공될 수도 있다. 상기 버퍼층(BFL)이 다중층으로 제공될 경우, 각 층은 동일한 재료로 형성되거나 또는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 상기 기판(SUB)의 재료 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
상기 제1 트랜지스터(T1)는 상기 제2 트랜지스터(T2)의 스위칭을 위한 스위칭 트랜지스터일 수 있다. 상기 제2 트랜지스터(T2)는 상기 표시 소자층(DPL)의 발광 소자(OLED)에 전기적으로 연결되어 상기 발광 소자(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터일 수 있다.
상기 제1 트랜지스터(T1)는 제1 반도체층(SCL1), 제1 게이트 전극(GE1), 제1 소스 전극(SE1), 및 제1 드레인 전극(DE1)을 포함할 수 있다. 상기 제2 트랜지스터(T2)는 제2 반도체층(SCL2), 제2 게이트 전극(GE2), 제2 소스 전극(SE2), 및 제2 드레인 전극(DE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 반도체층(SCL1, SCL2)은 상기 버퍼층(BFL) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 반도체층(SCL1, SCL2) 각각은 상기 제1 및 제2 소스 전극(SE1, SE2)과 상기 제1 및 제2 드레인 전극(DE1, DE2) 각각에 접촉되는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이의 영역은 채널 영역일 수 있다. 상기 제1 및 제2 반도체층(SCL1, SCL2) 각각은 폴리 실리콘, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 상기 채널 영역은 불순물로 도핑되지 않는 반도체 패턴으로서, 진성 반도체일 수 있다. 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 상기 불순물이 도핑된 반도체 패턴일 수 있다. 상기 불순물로는 n형 불순물, p형 불순물, 기타 금속과 같은 불순물이 사용될 수 있다.
상기 제1 게이트 전극(GE1)은 게이트 절연층(GI)을 사이에 두고 상기 제1 반도체층(SCL1) 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 게이트 전극(GE2)은 상기 게이트 절연층(GI)을 사이에 두고 상기 제2 반도체층(SCL2) 상에 제공될 수 있다.
상기 제1 소스 전극(SE1)과 상기 제1 드레인 전극(DE1) 각각은 층간 절연층(ILD) 및 상기 게이트 절연층(GI)을 관통하는 컨택 홀을 통해 상기 제1 반도체층(SCL1)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접촉될 수 있다. 상기 제2 소스 전극(SE2)과 상기 제2 드레인 전극(DE2) 각각은 상기 층간 절연층(ILD) 및 상기 게이트 절연층(GI)을 관통하는 컨택 홀을 통해 상기 제2 반도체층(SCL2)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접촉될 수 있다.
상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 상에는 보호층(PSV)이 제공될 수 있다.
상기 표시 소자층(DPL)은 상기 보호층(PSV) 상에 제공된 상기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(AE), 제2 전극(CE), 두 전극(AE, CE) 사이에 제공된 발광층(EML)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 중 어느 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(AE)이 애노드 전극일 수 있으며 상기 제2 전극(CE)이 캐소드 전극일 수 있다. 상기 발광 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극(AE)이 반사형 전극이고, 상기 제2 전극(CE)이 투과형 전극일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 발광 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자이며, 상기 제1 전극(AE)이 애노드 전극인 경우를 예로서 설명한다.
상기 제1 전극(AE)은 상기 보호층(PSV)을 관통하는 컨택 홀을 통해 상기 제2 트랜지스터(T2)의 상기 제2 소스 전극(SE2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(AE)은 광을 반사시킬 수 있는 반사막(미도시) 및 상기 반사막의 상부 또는 하부에 배치되는 투명 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전막 및 상기 반사막 중 적어도 하나는 상기 제2 소스 전극(SE2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 표시 소자층(DPL)은 상기 제1 전극(AE)의 일부, 예를 들면, 상기 제1 전극(AE)의 상면을 노출시키는 개구부(OP)를 구비한 화소 정의막(PDL)을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 정의막(PDL)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile), 폴리아미드(PA, polyamide), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아릴에테르(PAE, polyarylether), 헤테로사이클릭 폴리머(heterocyclic polymer), 파릴렌(parylene), 에폭시(epoxy), 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene), 실록산계 수지(siloxane based resin) 및 실란계 수지(silane based resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(AE)의 노출된 표면 상에 상기 발광층(EML)이 제공될 수 있다.
상기 발광층(EML)은 저분자 물질 또는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 저분자 물질로는 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), 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 포함할 수 있다. 고분자 물질로는 PEDOT, PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등을 포함할 수 있다.
상기 발광층(EML)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 다양한 기능층을 포함하는 다중층으로 제공될 수 있다. 상기 발광층(EML)이 다중층으로 제공되는 경우, 홀 주입층(Hole Injection Layer), 홀 수송층(Hole Transport Layer), 광생성층(Light Generation Layer), 전자 수송층(Electron Transport Layer), 전자 주입층(Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있다. 물론 상기 발광층(EML)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다. 그리고 상기 발광층(EML)의 적어도 일부는 복수 개의 제1 전극(AE)들에 걸쳐서 일체로 형성될 수 있으며, 복수 개의 제1 전극(AE)들 각각에 대응하도록 개별적으로 제공될 수도 있다. 상기 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 및 백색(white) 중 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 발광층(EML)의 상기 광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 하나일 수도 있다.
상기 발광층(EML) 상에 상기 제2 전극(CE)이 제공될 수 있다. 상기 제2 전극(CE)은 반투과 반사막일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(CE)은 상기 발광층(EML)에서 출사된 광을 투과시킬 수 있을 정도의 두께를 가지는 박형 금속층일 수 있다. 상기 제2 전극(CE)은 상기 발광층(EML)에서 출사된 광의 일부를 투과시키고, 상기 발광층(EML)에서 출사된 광의 나머지를 반사시킬 수 있다.
상기 박막 봉지 필름(TFE)은 상기 발광 소자(OLED) 상에 제공될 수 있다.
상기 박막 봉지 필름(TFE)은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 다중층으로 이루어질 수도 있다. 상기 박막 봉지 필름(TFE)은 상기 발광 소자(OLED)를 커버하는 복수의 절연막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 박막 봉지 필름(TFE)은 복수의 무기막 및 복수의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 박막 봉지 필름(TFE)은 상기 무기막 및 상기 유기막이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 또한, 경우에 따라, 상기 박막 봉지 필름(TFE)은 상기 발광 소자(OLED) 상에 배치되고 실런트를 통해 상기 기판(SUB)과 합착되는 봉지 기판일 수 있다.
도 20은 도 4에 도시된 압력 센서를 구비한 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 4, 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 압력 센서(PSR), 표시 패널(PNL), 및 윈도우(WD)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 기판(SUB), 상기 기판(SUB) 상에 제공된 화소 회로부(PCL), 상기 화소 회로부(PCL)에 연결된 표시 소자층(DPL), 및 상기 표시 소자층(DPL) 상에 제공된 박막 봉지 필름(TFE)을 포함할 수 있다.
상기 화소 회로부(PCL)는 적어도 하나 이상의 트랜지스터(T) 및 상기 트랜지스터(T)를 커버하는 보호층(PSV)을 포함할 수 있다. 상기 트랜지스터(T)는 반도체층(SCL), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다. 상기 반도체층(SCL)은 불순물이 도핑 또는 주입된 소스 영역 및 드레인 영역과, 상기 두 영역 사이에 제공된 채널 영역을 포함할 수 있다.
상기 표시 소자층(DPL)은 상기 화소 회로부(PCL) 상에 제공된 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(AE), 제2 전극(CE), 및 두 전극(AE, CE) 사이에 제공된 발광층(EML)을 포함할 수 있다.
상기 박막 봉지 필름(TFE)은 상기 발광 소자(OLED) 상에 제공되어 상기 발광 소자(OLED)를 외부 환경과 격리시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 박막 봉지 필름(TFE)은 외부의 수분 및 산소가 상기 발광 소자(OLED)로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 윈도우(WD)는 상기 표시 패널(PNL)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 윈도우(WD)는 양면을 포함하는 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 상기 윈도우(WD)는 광을 투과시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 윈도우(WD)는 가요성(flexibility)을 갖는 투명한 고분자 수지 등으로 구성될 수 있다. 상기 윈도우(WD)는 외부의 충격에 의해 상기 표시 패널(PNL)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)과 상기 윈도우(WD) 사이에는 편광 필름(POL)이 제공될 수 있다. 상기 편광 필름(POL)은 외부 광이 상기 표시 패널(PNL)에서 반사되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 상기 편광 필름(POL)은 선편광자, 및 상기 선편광자 상에 배치되는 위상차 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서(PSR)는 상기 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면, 예를 들면, 광 출사 방향의 면의 반대면 상에 제공될 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 복수의 제1 도전 패턴들(CP1), 제2 베이스 기판(BS2), 및 복수의 제2 도전 패턴들(CP2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2) 각각은 휘거나 접힘이 가능하도록 상기 가요성을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 감지 영역(SA)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 일면, 예를 들어, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)을 마주보는 면 상에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 감지 영역(SA)에 제공될 수 있다.
또한, 상기 압력 센서(PSR)는 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2) 사이에 제공된 압력 민감 물질층(PSL) 및 접착층(ADL)을 더 포함할 수 있다.
상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 압력 센서(PSR)에 가해지는 압력에 따라 저항이 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 압력이 증가함에 따라 저항이 감소할 수 있다.
상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이에 제공되어 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이의 공간을 충진할 수 있다. 즉, 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들(CP1, CP2) 사이의 공간을 메워 상기 공간에 존재할 수 있는 에어 갭(air gap)을 제거할 수 있다.
상기 접착층(ADL)은 제1 접착 패턴(ADP1) 및 제2 접착 패턴(ADP2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 접착 패턴(ADP1)은 상기 감지 영역(SA)에 제공되고, 상기 제2 접착 패턴(ADP2)은 상기 비감지 영역(NSA)에 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 접착 패턴(ADP1, ADP2)은 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2) 사이의 공간에 남아 있는 에어 갭(air gap)을 추가적으로 제거할 수 있다.
상술한 상기 압력 센서(PSR)에 사용자의 터치가 이루어져 압력이 가해지면, 상기 압력이 가해진 영역에 대응되는 상기 압력 민감 물질층(PSL)의 저항이 감소하게 된다. 이러한 저항 값의 변화를 감지하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 사용자의 터치 압력을 감지함과 동시에 사용자의 터치 위치 또한 감지할 수 있다.
하기에서는 도 13 내지 도 15에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예들을 도 21 내지 도 25를 참조하여 설명한다.
도 21 및 도 22는 도 13 내지 도 15에 도시된 압력 센서가 채용된 표시 장치를 도시한 단면도들이다. 도 21 및 도 22에 도시된 표시 장치에 대해 설명함에 있어, 중복된 설명을 피하기 위해 상술한 실시예에 따른 표시 장치와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
우선, 도 13 내지 도 15 및, 도 21을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 압력 센서(PSR), 표시 패널(PNL), 편광 필름(POL), 및 윈도우(WD)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 복수의 화소들(도 17의 PXL 참고)을 포함하여, 사용자에게 소정의 영상을 제공할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 적어도 일면으로 영상을 표시할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위해 상기 표시 패널(PNL)의 상면으로 영상이 표시되는 것으로 설명한다. 상기 영상이 표시되는 상면은 곡률을 갖지 않은 편평한 면일 수도 있고, 소정의 곡률을 갖는 곡면일 수도 있다. 또는 상기 영상이 표시되는 상면은 일시적으로는 편평하나, 구부러질 수 있거나 말릴 수 있는 형태로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널(PNL)의 상면은 광이 출사되는 면을 의미할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 영상을 표시하는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 표시 패널(PNL)은 유기 발광 표시 패널일 수 있다.
상기 편광 필름(POL)은 상기 표시 패널(PNL)의 상면 상에 제공될 수 있다. 상기 편광 필름(POL)은 외부 광이 상기 표시 패널(PNL)에서 반사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 윈도우(WD)는 상기 편광 필름(POL) 상에 제공될 수 있다. 상기 윈도우(WD)는 상기 표시 패널(PNL)의 상면, 즉, 영상이 표시되는 면 상에 제공되어 상기 표시 장치의 상부측 최외곽에 위치함으로써 외부의 응력이나 충격으로부터 상기 표시 장치를 보호할 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 상기 표시 패널(PNL)의 배면에 제공될 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 복수의 제1 도전 패턴들(CP1), 압력 민감 물질층(PSL), 제2 베이스 기판(BS), 복수의 제2 도전 패턴들(CP2), 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 접힘이 가능하도록 가요성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 상기 제1 도전 패턴들(CP1)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 감지 영역(SA)에 배치될 수 있고, 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 감지 영역(SA)에 배치될 수 있다. 상기 압력 민감 물질층(PSL)은 변형된 정도에 따라 전기적 특성이 변경되는 구성 요소로서, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2) 사이에서 외부로부터 가해지는 압력에 따라 저항이 변경될 수 있다. 상기 접착층(ADL)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 상기 제2 베이스 기판(BS2) 사이에 제공되어 상기 제1 및 제2 베이스 기판(BS1, BS2)을 접착시킬 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 내충격 특성을 개선하기 위한 제1 홈부(HP1)와 제2 홈부(HP2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 벤딩 영역(BA) 내에 제공되고, 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 벤딩 영역(BA) 내에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에 제공되고, 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에서 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 복수의 제1 트렌치들(TRE1)을 포함할 수 있다. 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에서 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 배면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 복수의 제2 트렌치들(TRE2)을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 표시 패널(PNL)과 상기 압력 센서(PSR) 사이에는 제공된 쿠션층(CSL)을 더 포함할 수 있다. 상기 쿠션층(CSL)은 상기 표시 패널(PNL)의 배면, 즉, 영상이 표시되지 않는 면 상에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널(PNL)의 배면은 광이 출사되지 않는 면을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 쿠션층(CSL)은 상기 표시 패널(PNL)의 광이 출사되지 않는 면 상에 제공될 수 있다.
상기 쿠션층(CSL)은 외부 충격 또는 사용자의 터치 압력에 의하여 변형될 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 쿠션층(CSL)은 탄성 변형 가능한 물질을 포함할 수 있다. 상기 쿠션층(CSL)은 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)을 포함할 수 있다. 상기 쿠션층(CSL)을 포함하는 상기 표시 장치는 외부 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 쿠션층(CSL)이 상기 압력 센서(PSR) 상에 배치되므로, 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 쿠션층(CSL)의 배면과 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상면 사이에 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 쿠션층(CSL)은 도 22에 도시된 바와 같이 상기 표시 장치 내에서 생략될 수 있다. 이러한 경우, 상기 표시 패널(PNL) 하부에 배치되는 상기 압력 센서(PSR)가 상기 쿠션층(CSL)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)가 상기 쿠션층(CSL)의 역할을 수행함에 따라, 상기 표시 장치의 두께가 슬림해질 수 있다. 이로 인해, 상기 표시 장치의 박형화가 구현될 수 있다.
도 23 및 도 24는 도 13 내지 도 15에 도시된 압력 센서를 채용한 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도들이다. 도 23 및 도 24에 도시된 표시 장치에 대해 설명함에 있어, 중복된 설명을 피하기 위해 상술한 실시예에 따른 표시 장치와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 13 내지 도 15, 도 23, 및 도 24를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 쿠션층(CSL), 표시 패널(PNL), 압력 센서(PSR), 편광 필름(POL), 및 윈도우(WD)를 포함할 수 있다.
상기 쿠션층(CSL)은 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 배치되어 외부의 충격으로부터 상기 표시 패널(PNL)을 보호할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 상면으로 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 상기 쿠션층(CSL)과 상기 압력 센서(PSR) 사이에 제공될 수 있다.
상기 편광 필름(POL)은 상기 표시 패널(PNL) 상에 제공될 수 있다.
상기 윈도우(WD)는 상기 편광 필름(POL) 상에 제공될 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 복수의 제1 도전 패턴들(CP1), 압력 민감 물질층(PSL), 제2 베이스 기판(BS), 복수의 제2 도전 패턴들(CP2), 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 압력 센서(PSR)는 제1 홈부(HP1)와 제2 홈부(HP2)를 포함할 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 도 23에 도시된 바와 같이 상기 표시 패널(PNL)과 상기 편광 필름(POL) 사이에 제공될 수 있다. 즉, 상기 압력 센서(PSR)는 상기 표시 패널(PNL)의 상면 상에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면은 상기 편광 필름(POL)의 배면에 대응될 수 있고, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면은 상기 표시 패널(PNL)의 상면, 즉, 영상이 표시되고 광이 출사되는 면에 대응될 수 있다.
상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 벤딩 영역(BA)에 대응되고, 상기 표시 패널(PNL)의 상면과 상기 제1 베이스 기판(BS1) 배면 사이에 제공될 수 있다. 상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에 대응된 상기 표시 패널(PNL)의 상면에서 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 복수의 제1 트렌치들(TRE1)을 포함할 수 있다.
상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 벤딩 영역(BA)에 대응되고, 상기 편광 필름(POL)의 배면과 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면 사이에 제공될 수 있다. 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면에 대응된 상기 편광 필름(POL)의 배면에서 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 배면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 복수의 제2 트렌치들(TRE2)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서(PSR)에 포함된 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 표시 패널(PNL)에서 출사된 영상에 영항을 미치지 않도록 하기 위해 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명한 도전성 물질로는, 예를 들어, 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 포함할 수 있다.
특히, 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2)이 투명한 도전성 물질로 이루어지는 경우, 상기 표시 패널(PNL)에서 출사된 영상은 상기 압력 센서(PSR)에 의해 광이 손실되지 않고 상기 윈도우(WD)에서 최종적으로 출사될 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 실시예에 따라 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우(WD)와 상기 편광 필름(POL) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면은 상기 윈도우(WD)의 배면에 대응될 수 있고, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면은 상기 편광 필름(POL)의 상면에 대응될 수 있다. 이때, 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 벤딩 영역(BA)에 대응된 상기 제2 홈부(HP2)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상면과 대응된 상기 윈도우(WD)의 배면에서 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 배면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 상기 제2 트렌치들(TRE2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 벤딩 영역(BA)에 대응된 상기 제1 홈부(HP1)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면과 대응된 상기 편광 필름(POL)의 상면에서 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 상기 제1 트렌치들(TRE1)을 포함할 수 있다.
도 25는 도 13 내지 도 15에 도시된 압력 센서를 채용한 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 25에 도시된 표시 장치에 대해 설명함에 있어, 중복된 설명을 피하기 위해 상술한 실시예에 따른 표시 장치와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 13 내지 도 15, 및 도 25를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 쿠션층(CSL), 표시 패널(PNL), 편광 필름(POL), 윈도우(WD), 및 압력 센서(PSR)를 포함할 수 있다.
상기 쿠션층(CSL)은 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 배치되어 외부의 충격으로부터 상기 표시 패널(PNL)을 보호할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 상면으로 영상을 표시하고 광을 출사할 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 상기 쿠션층(CSL) 상에 제공될 수 있다.
상기 편광 필름(POL)은 상기 표시 패널(PNL) 상에 제공될 수 있다.
상기 윈도우(WD)는 상기 편광 필름(WD) 상에 제공될 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)는 상기 윈도우(WD) 상에 제공될 수 있다. 상기 압력 센서(PSR)는 제1 베이스 기판(BS1), 복수의 제1 도전 패턴들(CP1), 압력 민감 물질층(PSL), 제2 베이스 기판(BS), 복수의 제2 도전 패턴들(CP2), 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 압력 센서(PSR)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)에 제공된 홈부(HP)를 포함할 수 있다.
상기 압력 센서(PSR)에 포함된 상기 제1 도전 패턴들(CP1)과 상기 제2 도전 패턴들(CP2)은 상기 표시 패널(PNL)에서 출사된 영상에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면은 상기 윈도우(WD)의 상면에 대응될 수 있다. 이러한 경우, 상기 홈부(HP)는 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 벤딩 영역(BA)에 대응되고, 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 배면에 대응된 상기 윈도우(WD)의 상면으로부터 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 복수의 트렌치들(TRE)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서(PSR)의 상기 제2 베이스 기판(BS2)이 상기 표시 장치의 최상부 층에 제공되므로, 외부로부터의 충격이 상기 제2 베이스 기판(BS2)에 직접적으로 가해질 수 있다. 따라서, 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 외부의 충격으로부터 상기 표시 장치를 보호하기 위해 충격에 강한 물질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 홈부(HP)에 대응되는 구성 요소를 포함하지 않을 수 있다. 만일, 상기 제2 베이스 기판(BS2)이 상기 홈부(HP)에 대응되는 구성 요소를 포함할 경우, 외부로부터의 충격이 상기 제2 베이스 기판(BS2)으로 가해지면, 상기 구성 요소가 쉽게 손상될 수 있다. 특히, 상기 구성 요소 부근에서 크랙(crack) 등이 발생할 수 있다. 상기 크랙은 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 전체 면으로 진행되어 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 불량을 초래할 수 있다. 따라서, 상기 압력 센서(PSR)가 상기 표시 장치의 최상부 층에 제공되는 경우, 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)에 제공된 상기 홈부(HP)에 대응되는 구성 요소를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 다양한 전자 기기에 채용될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 텔레비젼, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드(PD), 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), 내비게이션, 스마트 워치와 같은 각종 웨어러블 기기, 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
PSR: 압력 센서
PNL: 표시 패널
BS1, BS2: 제1 및 제2 베이스 기판
CP1, CP2: 제1 및 제2 도전 패턴들
ADL: 접착층
PSL: 압력 민감 물질층
PML: 고분자 물질층
CDP: 도전성 입자

Claims (40)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함한 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 일면 상에 제공되며, 사용자의 터치 압력을 감지하는 압력 센서를 포함하고,
    상기 압력 센서는,
    상기 표시 영역에 대응하는 감지 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하는 비감지 영역을 포함하고, 서로 마주보는 제1 면과 제2 면을 포함한 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판의 상기 제1 면 상의 상기 감지 영역에 제공되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 도전 패턴들;
    상기 제1 베이스 기판의 상기 제1 면에 마주보는 배면 및 상기 배면과 마주보는 상면을 포함한 제2 베이스 기판;
    상기 제2 베이스 기판의 상기 배면 상에 제공되고, 상기 제1 도전 패턴들과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 도전 패턴들;
    상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에 제공되며, 상기 터치 압력에 대응하여 저항이 가변되는 압력 민감 물질층; 및
    상기 제1 및 제2 베이스 기판을 합착하는 접착층을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 베이스 기판들 각각은 가요성을 가지며 폴딩 가능한 벤딩 영역을 포함하고,
    상기 제1 베이스 기판의 상기 벤딩 영역은 상기 표시 영역에 대응하는 상기 감지 영역에 위치하고,
    상기 제1 베이스 기판의 상기 제2 면은 상기 벤딩 영역에 제공된 제1 홈부를 포함하고, 상기 제2 베이스 기판의 상기 상면은 상기 벤딩 영역에 제공된 제2 홈부를 포함하고,
    상기 제1 홈부와 상기 제2 홈부는 단면 상에서 볼 때 대응하도록 배치되고,
    상기 제1 홈부는 상기 표시 영역에 대응하는 상기 감지 영역의 상기 벤딩 영역에 위치하는 복수 개의 제1 트렌치들을 포함하며,
    상기 제2 홈부는 상기 제1 트렌치들에 대응하도록 위치한 복수 개의 제2 트렌치들을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 압력이 가해지는 경우, 상기 압력이 가해진 영역에 대응하는 상기 압력 민감 물질층의 저항이 감소하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 압력 민감 물질층은 고분자 화합물 및 상기 고분자 화합물 내에 분산된 도전성 입자를 포함하는 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 압력 민감 물질층은 상기 감지 영역에서 상기 제1 도전 패턴들이 연장된 방향을 따라 연장된 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때, 상기 압력 민감 물질층은 각 제1 도전 패턴과 중첩되는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 감지 영역에 제공되는 제1 접착 패턴과 상기 제1 접착 패턴에 접하며 상기 비감지 영역에 제공되는 제2 접착 패턴을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 접착 패턴은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 중 어느 하나의 도전 패턴들 사이에 배치되는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 접착 패턴은 상기 어느 하나의 도전 패턴들의 연장 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 접착 패턴은 상기 비감지 영역에서 상기 감지 영역의 테두리를 따라 연장되는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 접착 패턴은 상기 제2 도전 패턴들 중 하나의 제2 도전 패턴과 상기 하나의 제2 도전 패턴에 인접한 제2 도전 패턴 사이의 간격보다 작은 폭을 갖는 표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 접착 패턴은 상기 제2 도전 패턴들 중 하나의 제2 도전 패턴과 상기 하나의 제2 도전 패턴에 인접한 제2 도전 패턴 사이의 간격과 동일한 폭을 갖는 표시 장치.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 제1 도전 패턴의 두께 및 상기 압력 민감 물질층의 두께를 더한 값보다 작은 두께를 갖는 표시 장치.
  12. 제6 항에 있어서,
    상기 접착층은 감압 접착제(PSA; Pressure Sensitive Adhesive)를 포함하는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 홈부는 상기 제1 베이스 기판 상의 상기 제1 도전 패턴들 및 상기 압력 민감 물질층이 제공되지 않는 상기 제2 면 상에 제공되는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 홈부는 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 제2 도전 패턴들이 제공되지 않는 상기 상면 상에 제공되는 표시 장치.
  17. 삭제
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 트렌치는 상기 제1 베이스 기판의 상기 제2 면에서 상기 제1 도전 패턴들이 제공되는 상기 제1 베이스 기판의 상기 제1 면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖고,
    상기 제2 트렌치는 상기 제2 베이스 기판의 상기 상면에서 상기 제2 도전 패턴들이 제공되는 상기 제2 베이스 기판의 상기 배면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 트렌치와 상기 제2 트렌치 각각은 대응되는 벤딩 영역의 곡률이 nR(n은 1 이상의 자연수)일 때 2πn에 해당하는 폭을 갖는 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 트렌치와 상기 제2 트렌치 각각은 상기 제1 및 제2 베이스 기판을 수직 방향에서 볼 때 교번하여 배치되는 표시 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 트렌치는 상기 제1 베이스 기판의 두께의 절반 이하의 깊이(depth)를 갖고, 상기 제2 트렌치는 상기 제2 베이스 기판의 두께의 절반 이하의 깊이(depth)를 갖는 표시 장치.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 반대 방향의 면 상에 제공되는 표시 장치.
  23. 제1 항에 있어서,
    상기 압력 민감 물질층은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에서 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이를 채우는 표시 장치.
  24. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 광이 출사되는 면 상에 제공된 윈도우;
    상기 표시 패널의 광이 출사되지 않는 면 상에 제공되고, 탄성 변형 가능한 물질을 포함하는 쿠션층;
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 제공된 편광 필름; 및
    상기 표시 패널의 일면 상에 제공되며, 사용자의 터치 압력을 감지하는 압력 센서를 포함하고,
    상기 압력 센서는,
    감지 영역, 비감지 영역, 및 폴딩 가능한 벤딩 영역을 포함하고, 상기 벤딩 영역에 제공된 제1 홈부를 구비한 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판의 상기 감지 영역에 제공되고 제1 방향으로 연장된 제1 도전 패턴들;
    상기 제1 베이스 기판에 마주보는 제2 베이스 기판;
    상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 베이스 기판을 마주하는 면 상에 제공되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 도전 패턴들;
    상기 제1 및 제2 도전 패턴들 사이에 제공되며, 상기 터치 압력에 대응하여 저항이 가변되는 압력 민감 물질층; 및
    상기 제1 및 제2 베이스 기판을 합착하는 접착층을 포함하는 표시 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 압력이 가해지는 경우, 상기 압력이 가해진 영역에 대응하는 상기 압력 민감 물질층의 저항이 감소하고,
    상기 압력 민감 물질층은 고분자 화합물 및 상기 고분자 화합물 내에 분산된 도전성 입자를 포함하는 표시 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 압력 민감 물질층은 상기 감지 영역에서 상기 제1 도전 패턴들이 연장된 방향을 따라 연장되고,
    평면 상에서 볼 때, 상기 압력 민감 물질층은 각 제1 도전 패턴과 중첩되는 표시 장치.
  27. 제24 항에 있어서,
    상기 접착층은, 상기 감지 영역에 제공되는 제1 접착 패턴과 상기 제1 접착 패턴에 접하며 상기 비감지 영역에 제공되는 제2 접착 패턴을 포함하는 표시 장치.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 제1 접착 패턴은 상기 제1 및 제2 도전 패턴들 중 어느 하나의 도전 패턴들 사이에 이격되게 배치되는 표시 장치.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 제1 접착 패턴은 상기 어느 하나의 도전 패턴들의 연장 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 접착 패턴은 상기 비감지 영역에서 상기 감지 영역의 테두리를 따라 연장되는 표시 장치.
  30. 제24 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 광이 출사되지 않는 면 상에 제공되는 표시 장치.
  31. 제24 항에 있어서,
    상기 제1 홈부는 상기 제1 베이스 기판 상의 상기 제1 도전 패턴들 및 상기 압력 민감 물질층이 제공되지 않는 면 상에 제공되는 표시 장치.
  32. 제31 항에 있어서,
    상기 제2 베이스 기판은 상기 제1 베이스 기판의 상기 벤딩 영역에 대응되는 일 영역에 제공되는 제2 홈부를 더 포함하고,
    상기 제2 홈부는 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 제2 도전 패턴들이 제공되지 않는 면 상에 제공되는 표시 장치.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 제1 홈부는 적어도 하나 이상의 제1 트렌치를 포함하고, 상기 제2 홈부는 적어도 하나 이상의 제2 트렌치를 포함하는 표시 장치.
  34. 제33 항에 있어서,
    상기 제1 트렌치는 상기 제1 베이스 기판의 일면에서 상기 제1 도전 패턴들이 제공되는 상기 제1 베이스 기판의 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖고,
    상기 제2 트렌치는 상기 제2 베이스 기판의 일면에서 상기 제2 도전 패턴들이 제공되는 상기 제2 베이스 기판의 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 표시 장치.
  35. 삭제
  36. 제34 항에 있어서,
    상기 쿠션층은 상기 표시 패널의 광이 출사되지 않는 면에 대응되는 제1 면과, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고,
    상기 압력 센서는 상기 쿠션층의 상기 제2 면에 제공되는 표시 장치.
  37. 제24 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 광이 출사되는 면과 상기 편광 필름 사이에 제공되는 표시 장치.
  38. 제24 항에 있어서,
    상기 편광 필름은 상기 표시 패널의 광이 출사되는 면에 대응되는 제1 면과, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고,
    상기 압력 센서는 상기 편광 필름의 상기 제2 면과 상기 윈도우 사이에 제공되는 표시 장치.
  39. 제24 항에 있어서,
    상기 윈도우는 상기 표시 패널의 광이 출사되는 면에 대응되는 제1 면과, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고,
    상기 압력 센서는 상기 윈도우의 상기 제2 면 상에 제공되는 표시 장치.
  40. 제39 항에 있어서,
    상기 제1 홈부는 적어도 하나 이상의 트렌치를 포함하고,
    각 트레치는 상기 윈도우의 상기 제2 면에 대응되는 상기 제1 베이스 기판의 일면에서 상기 제1 도전 패턴들이 제공되는 상기 제1 베이스 기판의 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 표시 장치.
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