KR102647375B1 - 접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층, 전극 및 복수의 비드(bead)들을 포함한다. 전기 활성층은 전기 활성 고분자를 포함한다. 전극은 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된다. 복수의 비드들은 전기 활성층 내부에 분산되고, 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드들을 포함한다. 이에, 전기 활성층의 적어도 일 면은 복수의 비드들의 표면을 따라 볼록하게 형성되며, 전기 활성층의 표면적은 증가된다. 따라서, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스(blocking force) 및 진동 강도는 향상될 수 있다.

Description

접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 {CONTACT SENSITIVE DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동 강도가 향상된 접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 소자는 표시 장치에 대한 화면 터치나 제스쳐(gesture) 등과 같은 사용자의 터치 입력을 감지하는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대용 표시 장치를 비롯하여 공공 시설의 표시 장치와 스마트 TV 등의 대형 표시 장치에 널리 활용되고 있다. 이러한 터치 소자의 동작 방식으로는 저항막(resistive) 방식, 정전용량(capcitive) 방식, 광학(optical) 방식, 전자기(ElctroMagnetic; EM) 방식 등을 들 수 있다.
그러나, 최근에는 사용자의 터치 입력을 감지하는 것에 그치지 않고, 사용자의 터치 입력에 대한 피드백(feedback)으로 사용자의 손가락 또는 사용자의 스타일러스 펜으로 느낄 수 있는 촉각 피드백을 전달하는 햅틱(haptic) 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
이러한 햅틱 장치로 ERM(Eccentric Rotating Mass)이 적용된 햅틱 장치, LRA(Linear Resonant Actuator)가 적용된 햅틱 장치, 압전 세라믹 액츄에이터 (Piezo Ceramic Actuator)가 적용된 햅틱 장치 등이 사용되었다. 그러나, 상술한 햅틱 장치들은 불투명한 재료로 구성되고, 표시 장치의 특정 부분이 아닌 표시 장치 전체를 진동시키고, 다양한 진동감을 제공하지 못하며, 내구성이 낮아 외부 충격에 의해 쉽게 깨질 수 있다는 문제점을 갖는다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer; EAP)를 사용한 햅틱 장치가 연구되고 있다. 전기 활성 고분자를 이용한 햅틱 장치는 얇고, 플렉서블하므로, 다양한 표시 장치에 용이하게 적용될 수 있다. 그러나, 전기 활성 고분자를 사용한 햅틱 장치는 ERM, LRA 및 압전 세라믹 액츄에이터에 비해 진동 강도가 낮고, 높은 구동 전압을 갖는 문제점을 갖는다.
표면형 디스플레이 장치 및 방법(특허출원번호 제 10-2015-0032782 호)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 접촉 감응 소자의 블록킹 포스(blocking force)를 향상시켜 우수한 진동 강도를 갖는 접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 표시 패널 하부에 배치되더라도, 우수한 진동 강도로 촉각 피드백을 전달할 수 있는 접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층, 전극 및 복수의 비드(bead)들을 포함한다. 전기 활성층은 전기 활성 고분자를 포함한다. 전극은 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된다. 복수의 비드들은 전기 활성층 내부에 분산되고, 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드들을 포함한다. 이에, 전기 활성층의 적어도 일 면은 복수의 비드들의 표면을 따라 볼록하게 형성되며, 전기 활성층의 표면적은 증가된다. 따라서, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스(blocking force)는 향상되며, 접촉 감응 소자의 진동 강도는 향상될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 접촉 감응 소자를 포함한다. 표시 패널은 화상을 표시한다. 접촉 감응 소자는 표시 패널의 하부에 배치되고, 접촉 전기 활성층, 전극 및 복수의 비드들을 포함한다. 접촉 감응 소자의 전극은 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된다. 복수의 비드들은 전기 활성층의 내부에 분산된다. 전기 활성층의 적어도 일 표면은 복수의 비드들을 따라 볼록하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 적어도 일 표면이 복수의 비드들을 따라 볼록한 전기 활성층을 구비하는 접촉 감응 소자를 포함한다. 이에, 전기 활성층의 표면적이 증가되어 접촉 감응 소자의 블록킹 포스는 향상된다. 접촉 감응 소자의 블록킹 포스가 향상됨에 따라 접촉 감응 소자는 상부에 배치된 표시 패널의 하중을 이겨내고 표시 패널을 큰 힘으로 진동시킬 수 있으며, 접촉 감응 소자의 진동은 표시 패널을 통해 용이하게 사용자에게 전달될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드들을 사용하여 전기 활성층의 표면적을 증가시킬 수 있고, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스를 향상시킬 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자의 진동 강도가 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 전기 활성층을 구성하는 전기 활성 고분자보다 큰 영률을 갖는 복수의 비드들을 사용하여 전기 활성층의 전체적인 영률을 증가시킬 수 있으며, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스를 향상시킬 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자의 진동 강도가 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 접촉 감응 소자의 블록킹 포스를 향상시켜, 접촉 감응 소자가 보다 큰 힘으로 진동할 수 있게 할 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자 상부에 표시 패널을 배치하더라도 접촉 감응 소자의 진동이 표시 패널을 통해 사용자에게 용이하게 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 향상된 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 비드(bead) 직경에 따른 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 비드 영률에 따른 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 비드 함량에 따른 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 분해 사시도 이다.
도 8는 도 7의 VIII-VIII'에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 향상된 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 위 (on)로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II' 에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120), 제1 전극(110), 제2 전극(140) 및 복수의 비드(130)들을 포함한다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 전기 활성층(120)의 적어도 일면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전기 활성층(120)의 하면에는 제1 전극(110)이 배치되고, 전기 활성층(120)의 상면에는 제2 전극(140)이 배치될 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 전기 활성층(120)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서, 도전성 물질로 이루어진다. 또한, 접촉 감응 소자(100)의 투과율을 확보하기 위해, 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium doped zinc oxide), FTO(Fluorine tin oxide), 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 즉, 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 금속 물질이 메쉬 형태로 배치되는 메탈 메쉬로 구성되어, 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 실질적으로 투명한 전극으로 기능할 수도 있다. 다만, 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)의 구성 물질로 사용될 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
전기 활성층(120)은 전기 활성 고분자를 포함한다. 즉, 전기 활성층(120)은 전기적인 자극에 의하여 변형되는 고분자 재료인 전기 활성 고분자로 이루어지는 판상의 필름이다. 제1 전극(110)과 제2 전극(140) 사이에 전기장(electric field)이 인가되는 경우, 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자 내부의 쌍극자(dipole)의 정렬 방향이 변경되며, 이로 인한 정전기적 인력 또는 반발력으로 전기 활성층(120)이 진동된다. 전기 활성층(120)은 PVDF 계열의 고분자로 이루어진다. 예를 들어, 전기 활성층(120)은 PVDF-TrFE 등과 같은 PVDF 이중합체(copolymer) 또는 PVDF-TrFE-CFE, PVDF-TrFE-CTFE 등과 같은 PVDF 삼중합체(terpolymer)로 이루어질 수 있다. PVDF 이중합체 및 PVDF 삼중합체는 강유전성 고분자(ferroelectric polymer) 또는 완화된 강유전성 고분자로서, 낮은 구동 전압으로도 큰 진동을 발생시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, PVDF 이중합체 및 PVDF 삼중합체는 PVDF에 TrFE가 무작위(random)적으로 결합되어 있으므로, 수소(H) 원자와 불소(F) 원자 사이의 전기 음성도 차이에 의해 자연스럽게 β-페이즈(β-phase)를 형성하는 특징이 있다. 이에, PVDF 단일중합체(homopolymer)와 다르게 β-페이즈를 형성하기 위한 폴링(polling)이 필요 없으며, 접촉 감응 소자(100)의 제조 공정이 단순화되고, 제조 비용이 절감되는 이점이 있다. 또한, 필름 형태의 전기 활성층(120)은 투과율이 우수하므로, 접촉 감응 소자(100)는 표시 패널의 전면에 부착되어 표시 장치에 용이하게 적용될 수 있다.
복수의 비드(bead)(130)들은 전기 활성층(120) 내에 분산되어 배치되며, 비드(130)들 각각은 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 갖는다. 여기서, 전기 활성층(120)의 두께(t)는 비드(130)들이 분산되지 않은 전기 활성층(120)이 균일한 두께(t)로 형성되었을 때, 전기 활성층(120)의 두께(t)를 의미한다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 비드(130)들이 전기 활성층(120)의 외곽 부분에 분산되지 않은 경우, 전기 활성층(120)의 외곽 부분에서의 전기 활성층(120)의 하면과 상면 사이의 거리가 전기 활성층(120)의 두께(t)를 의미한다. 이 경우, 전기 활성층(120)은 비드(130)가 배치되지 않는 접촉 감응 소자(100)의 외곽 부분에서 최소 두께(t)를 가지며, 비드(130)의 직경(d)은 전기 활성층(120)의 최소 두께(t)보다 큰 직경(d)을 갖는다. 또한 비드(130)의 직경(d)은 비드(130)의 단면 길이 중 가장 큰 길이를 의미한다. 비록, 도 1 및 도 2에는 구형의 비드(130)가 도시되어 있으나, 비드(130)의 형상은 완전한 구형이 아닐 수 있으며, 타원형 또는 다면체일 수 있으며, 비드(130)의 직경(d)은 비드(130)의 단면 길이 중 최대 길이를 의미한다.
복수의 비드(130)들 각각은 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 가지며, 비드(130)들은 전기 활성층(120) 내에 분산 배치되므로, 전기 활성층(120)의 적어도 일 표면은 복수의 비드(130)들의 표면을 따라 볼록할 수 있다. 비드(130)들은 전기 활성 고분자를 포함하는 용액에 분산되며, 전기 전기 활성 고분자를 포함하는 용액과 함께 제1 전극(110) 상에 도포된다. 구체적으로, 유리로 구성된 기판 상에 제1 전극(110)이 형성되고, 제1 전극(110) 상에 비드(130)들 및 전기 활성 고분자가 분산된 용액이 도포된다. 비드(130)들 및 전기 활성 고분자가 분산된 용액은 예를 들어, 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK) 또는 사이클로펜타논(Cyclopentanone) 등과 같은 용매에 파우더 형태의 PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE 또는 PVDF-TrFE-CTFE 등과 같은 전기 활성 고분자 물질을 분산하고, 비드(130)들을 분산함으로써, 형성될 수 있다. 비드(130)들 및 전기 활성 고분자가 분산된 용액은 제1 전극(110)이 형성된 기판 상에 도포되며, 비드(130)들의 직경(d)보다 작은 두께(t)로 도포된다. 이후, 어닐링(Annealing)을 통해 용매가 제거되면, 도 2에 도시된 전기 활성층(120)이 형성된다. 한편, 전기 활성 고분자를 포함하는 용액과 비드(130)들 사이의 표면 장력에 의해 전기 활성 고분자를 포함하는 용액은 비드(130)들의 표면을 덮으며, 어닐링을 통해 용매가 제거되면 전기 활성 고분자로 이루어진 층이 얇은 두께로 비드(130)들의 표면을 덮는다. 이에, 전기 활성층(120)의 일 표면은 비드(130)들의 표면을 따라 볼록하게 형성된다. 이 후, 제2 전극(140)이 형성되며, 제2 전극(140)은 볼록한 전기 활성층(120)의 일 표면을 따라 볼록하게 형성된다.
복수의 비드(130)들은 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자보다 높은 영률(Young's Modulus)를 갖는다. 즉, 복수의 비드(130)들 각각은 PVDF 이중합체 또는 PVDF 삼중합체보다 높은 영률을 갖는 유기물 또는 무기물로 형성된다. 예를 들어, 비드(130)들이 유기물로 이루어지는 경우, 비드(130)들 각각은 디비닐벤젠(Divinylbenzene; DVB), 폴리스티렌(polystyrene), PVDF 계열의 고분자, 아크릴 계열의 고분자 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 비드(130)들이 무기물로 이루어지는 경우, 비드(130)들 각각은 실리콘(silicon)으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120)에 분산되고, 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 갖는 비드(130)들을 포함하므로, 전기 활성층(120)의 표면적은 증가되며, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스(blocking force)가 증가될 수 있다. 여기서, 블록킹 포스는 접촉 감응 소자(100)가 진동함으로써 발생시킬 수 있는 최대 힘을 의미하며, 하기 [수학식 1]의 관계를 만족시킨다.
Figure 112016116811908-pat00001
여기서, F는 블록킹 포스의 크기를 의미하고, N은 전기 활성층(120)의 적층수를 의미하고, S는 전기 활성층(120)의 표면적을 의미하고, L은 전기 활성층(120)의 두께를 의미하고, d33은 전기 활성층(120)의 압전 계수를 의미하고, Y는 전기 활성층(120)의 영률을 의미하고, V는 전기 활성층(120)에 인가되는 전압의 세기를 의미한다.
접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 클수록 접촉 감응 소자(100)는 큰 진동을 발생시킬 수 있으며, 접촉 감응 소자(100) 상에 큰 질량의 구조물이 배치되더라도 접촉 감응 소자(100)는 충분한 힘으로 중력에 의한 상부 구조물의 하중을 극복할 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자(100)는 상부의 구조물을 진동시킬 수 있으며, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 상부 구조물을 통해 전달될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 갖는 복수의 비드(130)들을 포함하므로, 전기 활성층(120)의 적어도 일 면은 비드(130)들의 표면을 따라 볼록하게 형성된다. 이에, 전기 활성층(120)의 표면은 요철 형태로 형성되며, 전기 활성층(120)의 표면적은 증가될 수 있다. 상기 [수학식 1]을 통해 알 수 있듯이, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스는 전기 활성층(120)의 표면적에 비례한다. 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 향상됨에 따라 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 향상되며, 동일한 진동 강도의 촉각 피드백을 형성하기 위해 전기 활성층(120)에 인가되어야 할 전압의 세기, 즉, 구동 전압은 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 영률을 갖는 비드(130)들을 포함한다. 이에, 전기 활성층(120)의 전체 영률은 증가될 수 있다. 상기 [수학식 1]을 통해 알 수 있듯이 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스는 전기 활성층(120)의 영률에 비례하므로, 비드(130)들에 의한 전기 활성층(120)의 영률 증가는 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스를 증가시킨다. 따라서, 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 더욱 향상될 수 있다. 비드(130)들에 의한 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도 향상을 보다 상세히 설명하기 위해 도 3을 함께 참조한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 향상된 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 복수의 비드(130)들을 구비하지 않은 비교예에 따른 접촉 감응 소자와 복수의 비드(130)들을 구비하는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도를 나타낸다. 비교예에 따른 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120) 내의 비드(130)의 분산 여부를 제외하고는 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 비교예에 따른 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 모두 제1 전극(110), 전기 활성층(120) 및 제2 전극(140)을 포함한다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(140)은 ITO를 사용하여 300nm의 두께로 형성되었다. 전기 활성층(120)은 PVDF-TrFE-CFE를 사용하여 형성되었으며, 20μm의 두께(t)로 형성되었다. 비교예에 따른 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 모두 10cm × 10cm 크기의 정사각형 형태로 형성되었다. 도 3의 그래프는 비교예에 따른 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)에 100Hz 주파수를 갖는 교류 전압을 세기를 달리하여 인가함으로써, 측정되었다.
실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)의 비드(130)들은 각각 PVDF 단일 중합체를 사용하여 50μm의 직경(d)을 갖는 구형으로 형성되었으며, 비드(130)들은 PVDF-TrFE-CFE를 포함하는 용액에 균일하게 분산되었다. 비드(130)들의 총 중량은 PVDF-TrFE-CFE의 총 중량을 기준으로 20wt%이었다. 실시예에 따른 전기 활성층(120)은 비드(130)들이 분산된 PVDF-TrFE-CFE 용액을 기판에 도포한 후 70℃의 온도로 10분 동안 1차 어닐링하고, 100℃의 온도로 60분간 2차 어닐링함으로써, 형성되었다.
한편, 비교예에 따른 접촉 감응 소자의 전기 활성층은 비드들을 분산하지 않은 PVDF-TrFE-CFE 용액을 기판 상에 도포한 후, 70℃의 온도로 10분 동안 1차 어닐링하고, 100℃의 온도로 60분간 2차 어닐링함으로써, 형성되었다.
도 3을 참조하면, 비드(130)들을 포함하는 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 비드들을 포함하지 않는 비교예에 따른 접촉 감응 소자에 비해 동일한 구동 전압에서 우수한 진동 가속도(G)를 갖는 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 400V의 구동 전압을 제1 전극(110) 및 제2 전극(140) 양단에 인가한 경우, 비교예에 따른 접촉 감응 소자는 약 0.6G의 진동 가속도로 진동하였으나, 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 약 1.15G의 진동 가속도로 진동하였다. 즉, 비드(130)들을 함유하는 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도가 비드(130)들을 함유하지 않는 비교예에 따른 접촉 감응 소자에 비해 약 2배 가까이 향상된 것을 확인할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 비드(130)들은 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 가지므로, 전기 활성층(120)의 적어도 일 표면은 비드(130)들의 표면을 따라 볼록하게 형성될 수 있고, 이로 인해 전기 활성층(120)의 표면적은 증가될 수 있다. 전기 활성층(120)의 표면적이 증가됨에 따라 전기 활성층(120)을 포함하는 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 증가될 수 있으며, 전기 활성층(120)의 진동 가속도는 향상된다.
또한, 비드(130)들은 전기 활성층(120)을 구성하는 PVDF-TrFE-CFE의 영률보다 큰 영률을 갖는 PVDF 단일 중합체를 사용하여 형성되었으므로, 전기 활성층(120)의 전체 영률은 증가될 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 증가될 수 있으며, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 더욱 향상된다.
한편, 도 3의 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 가지고, 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자인 PVDF-TrFE-CFE의 영률보다 큰 영률을 갖는 비드(130)들을 포함한다. 다만, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 오직 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 큰 직경(d)을 갖는 비드(130)들 만을 사용함으로써 향상될 수 있다. 즉, 비드(130)들의 영률이 PVDF-TrFE-CFE보다 낮거나 같더라도, 비드(130)들의 직경(d)에 의한 전기 활성층(120)의 표면적 증가가 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스를 향상시킬 수 있으므로, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 향상될 수 있다.
마찬가지로, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)보다 작거나 같더라도, 비드(130)들의 영률이 전기 활성층(120)을 구성하는 PVDF-TrFE-CFE보다 큰 경우, 비드(130)들에 의한 전기 활성층(120)의 전체 영률은 향상될 수 있으므로, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 향상될 수 있다.
결과적으로, 전기 활성층(120)의 두께(t)에 대한 비드(130)들의 직경(d) 조건과 비드(130)들의 영률의 조건은 모두 충족할 필요가 없으며, 두가지 조건 중 어느 하나의 조건만 만족시키는 경우에도 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 향상될 수 있다.
한편, 비드(130)들 각각은 전기 활성층(120)의 표면적을 증가시키기에 적합한 직경(d)을 가질 수 있다. 구체적으로, 비드(130)들 각각은 전기 활성층(120)의 두께(t)의 1.5배 내지 2배 큰 직경(d)을 갖는다. 만약, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)의 1.5배 미만인 경우, 비드(130)들에 의한 전기 활성층(120)의 표면적 증가는 매우 작을 수 있으며, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스는 실질적으로 증가되지 않을 수 있다. 또한, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)의 2배를 초과하는 경우, 압전 특성이 없는 비드(130)들의 전기 활성층(120)에 대한 점유율이 증가된다. 따라서, 압전 특성이 있는 전기 활성 고분자의 점유율은 비드(130)들에 비해 상대적으로 감소된다. 이에, 전기 활성층(120)의 압전 특성이 감소되며, 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 감소될 수 있다. 또한, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)의 2배를 초과하는 경우, 비드(130)들의 표면이 전기 활성층(120)의 표면으로부터 지나치게 돌출될 수 있다. 또한, 전기 활성 고분자를 포함하는 용액이 비드(130)들의 표면을 덮지 못할 수 있다. 이에, 비드(130)들의 표면이 외부로 노출되며, 노출된 비드(130)들의 표면은 진동을 발생시키지 못하는 결함(defect)으로 기능한다. 이에, 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 오히려 감소될 수 있다.
비록, 도 2에는 모두 동일한 직경(d)을 갖는 복수의 비드(130)들이 도시되어 있으나, 몇몇 실시예에서, 비드(130)들 각각의 직경(d)은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 비드(130)들 각각의 직경(d)은 전기 활성층(120)의 두께(t)의 1.5배 내지 2배의 범위에서 다양한 값을 가질 수 있다.
비드(130)들의 직경(d)에 따른 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도 변화를 설명하기 위해 도 4를 함께 참조한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 비드 직경에 따른 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다. 도 4의 그래프는 비드(130)들의 직경(d)을 제외하고는 도 3의 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)와 동일한 구성을 갖는 접촉 감응 소자(100)를 사용하여 측정되었다. 즉, 도 4의 그래프는 20μm의 두께를 갖는 전기 활성층(120) 및 전기 활성층(120)을 구성하는 PVDF-TrFE-CFE의 전체 중량 대비 20wt% 중량비로 전기 활성층(120)에 분산된 비드(130)들을 포함하는 접촉 감응 소자(100)를 사용하여 측정되었다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 비드(130)들의 직경(d)이 증가될수록 증가됨을 알 수 있다. 예를 들어, 비드(130)들의 직경(d)이 30μm 이상인 경우, 비드(130)들의 직경(d)은 전기 활성층(120)의 20μm 두께(t)의 1.5배 이상이된다. 비드(130)들의 직경(d)이 20μm인 경우 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 약 0.75G이지만, 비드(130)들의 직경(d)이 30μm인 경우 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 약 1.05G로 향상된다. 즉, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)의 1.5배 이상인 경우, 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 현저하게 향상된다. 반면, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)의 2배를 초과하는 경우, 즉, 도 4의 그래프에서 비드(130)들의 직경(d)이 40μm를 초과하는 경우, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 감소된다. 앞서 언급한 바와 같이, 비드(130)들의 직경(d)이 증가되는 경우 압전 특성이 없는 비드(130)들의 전기 활성층(130)에 대한 점유율이 증가되고, 압전 특성이 있는 전기 활성 고분자의 전기 활성층(130)에 대한 점유율은 감소되므로, 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 저하될 수 있다. 따라서, 비드(130)들의 직경(d)이 전기 활성층(120)의 두께(t)의 1.5배 내지 2배일 때, 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도는 극대화될 수 있다.
또한, 비드(130)들은 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스를 충분히 향상시키도록 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률의 2배 이상의 영률을 갖는다. 만약, 비드(130)들의 영률이 전기 활성 고분자의 영률의 2배 미만인 경우, 비드(130)들에 의한 전기 활성층(120)의 영률 향상은 매우 작을 수 있으며, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스를 충분히 향상시키지 못할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하기 위해 도 5를 함께 참조한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 비드 영률에 따른 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다. 도 5의 그래프는 비드(130)들 각각의 영률을 제외하고는 도 3의 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)와 동일한 구성을 갖는 접촉 감응 소자(100)를 사용하여 측정되었다. 즉, 도 5의 그래프는 20μm의 두께를 가지고, 2Gpa의 영률을 갖는 PVDF-TrFE-CFE로 이루어진 전기 활성층(120)을 포함하는 접촉 감응 소자(100)를 사용하여 측정되었다.
도 5를 참조하면, 비드(130)들의 영률이 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률보다 약 2배 이상인 경우 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도가 향상됨을 알 수 있다. 예를 들어, 비드(130)들의 영률이 2Gpa인 경우, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 약 0.55G이지만, 비드(130)들의 영률이 8Gpa인 경우, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 약 1.05G로 상승됨을 알 수 있다. 이 경우, 앞서 언급한 바와 같이, 비드(130)들은 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 영률을 갖도록 DVB, 폴리스티렌, PVDF 계열의 고분자, 아크릴 계열의 고분자 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 유기물 또는 실리콘을 포함하는 무기물로 이루어질 수 있다.
한편, 비드(130)들은 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도를 극대화할 수 있도록 적절한 함량으로 전기 활성층(120) 내에 분산될 수 있다. 예를 들어, 비드(130)들은 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 총 중량을 기준으로 10wt% 내지 20wt%로 분산될 수 있다. 만약, 비드(130)들의 중량비가 10wt% 미만인 경우, 비드(130)들에 의한 전기 활성층(120)의 표면적 증가 또는 비드(130)들에 의한 전기 활성층(120)의 영률 증가는 매우 작을 수 있으며, 비드(130)들에 의한 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스 상승은 접촉 감응 소자(100)의 진동 강도 향상에 거의 영향을 미치지 않을 수 있다. 또한, 비드(130)들의 중량비가 20wt%를 초과하는 경우, 비드(130)들이 오히려 전기 활성층(120)의 진동을 감소시킬 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 비드(130)들은 압전 특성이 없는 DVB, 폴리스티렌, PVDF 계열의 고분자, 아크릴 계열의 고분자 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 유기물 또는 실리콘을 포함하는 무기물로 이루어질 수 있다. 만약, 비드(130)들의 중량비가 20wt%를 초과하는 경우, 전기 활성 고분자의 함량은 비드(130)들에 비해 상대적으로 감소될 수 있다. 이에, 전기 활성 고분자의 진동이 감소될 수 있고, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 저하될 수 있다. 또한, 비드(130)들의 함량이 증가되는 경우, 비드(130)들이 서로 응집되어 전기 활성층(120) 내에 덩어리 형태로 존재할 수 있다. 이 경우, 비드(130)들이 응집되어 있는 영역은 진동이 발생되지 않으므로, 접촉 감응 소자(100)의 전체적인 진동 가속도는 감소될 수 있다. 비드(130)들의 함량에 따른 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도 변화를 보다 상세히 설명하기 위해 도 6을 함께 참조한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 비드 함량에 따른 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다. 도 6의 그래프는 비드(130)들의 함량을 제외하고는 도 3의 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)와 동일한 구성을 갖는 접촉 감응 소자(100)를 사용하여 측정되었다. 구체적으로, 도 6의 그래프는 PVDF-TrFE-CFE로 이루어지고, 20μm의 두께를 갖는 전기 활성층(120) 및 50μm의 직경(d)을 갖는 구형의 비드(130)들을 포함하는 접촉 감응 소자(100)를 사용하여 측정되었다.
도 6을 참조하면, 비드(130)들의 중량비가 전기 활성층(120)을 구성하는 PVDF-TrFE-CFE의 총 중량 대비 10wt% 이상인 경우, 크게 향상됨을 확인할 수 있다. 예를 들어, 비드(130)들의 중량비가 5wt%인 경우, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 약 0.75G이나, 비드(130)들의 중량비가 10wt%인 경우, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도는 약 1.0G로 상승됨을 알 수 있다. 반면, 비드(130)들의 중량비가 20wt%를 초과하는 경우, 비드(130)들에 의해 전기 활성층(120)의 진동이 방해되므로, 접촉 감응 소자(100)의 진동 가속도가 현저하게 떨어짐을 알 수 있다. 따라서, 비드(130)들의 중량비는 전기 활성층(120)의 전기 활성 고분자의 총 중량을 기준으로 10wt% 내지 20wt%인 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 분해 사시도 이다. 도 8는 도 7의 VIII-VIII'에 따른 단면도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 접촉 감응 소자(700)는 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)이 전기 활성층(120)의 동일 면에 배치된 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 접촉 감응 소자(100)와 동일하다. 이에, 중복된 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)은 전기 활성층(120)의 동일면에 배치된다. 이 경우, 제1 전극(710)과 제2 전극(740) 사이의 전위차에 기초하여 제1 전극(710)과 제2 전극(740) 사이에 수평 전기장이 발생되며, 전기 활성층(120)은 제1 전극(710)과 제2 전극(740) 사이의 수평 전기장에 기초하여 진동할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자(700)는 전기 활성층(120)의 동일면 상에 형성된 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)을 포함한다. 이에, 접촉 감응 소자(700)는 우수한 시인성을 제공할 수 있다. 만약, 접촉 감응 소자(700)가 화상을 표시하는 표시 패널의 상부에 배치되는 경우, 접촉 감응 소자(700)에 의해 표시 패널의 시인성이 저하될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(710)과 제2 전극(740)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)이 투명 도전성 물질로 이루어짐에도 불구하고, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)으로 입사하는 광의 일부는 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)에서 반사되거나 흡수될 수 있다. 따라서, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)으로 입사하는 광 중 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)을 통과하지 못하는 광이 존재하므로, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)에 의해 접촉 감응 소자(700)의 투과율이 저하될 수 있다. 특히, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)이 전기 활성층(120)의 양면에 배치되는 경우, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)에 의해 투과율은 더욱 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(700)에서는 투명 도전성 물질로 이루어지는 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)이 전기 활성층(120)의 일 면에 배치된다. 따라서, 접촉 감응 소자(700)로 입사하는 광이 통과하는 전극의 개수가 감소되므로, 제1 전극(710)과 제2 전극(740)이 전기 활성층(120)의 서로 다른 면에 배치되는 경우와 비교하여 접촉 감응 소자(700)의 투과율이 향상될 수 있다.
한편, 제1 전극(710) 및 제2 전극(740)의 하부에 배치된 전기 활성층(120)은 내부에 분산된 비드(130)들의 표면을 따라 볼록한 표면을 포함한다. 이에, 전기 활성층(120)의 표면적은 비드(130)들에 의해 증가될 수 있으며, 접촉 감응 소자(700)의 블록킹 포스는 증가된다.
또한, 비드(130)들은 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 영률을 갖는다. 이에, 전기 활성층(120)의 전체적인 영률은 증가되며, 접촉 감응 소자(700)의 블로킹 포스는 증가될 수 있다.
접촉 감응 소자(700)의 블로킹 포스가 증가됨에 따라 접촉 감응 소자(700)의 진동 강도는 향상되므로, 접촉 감응 소자(700) 상부에 무거운 중량의 구조물이 배치되더라도, 접촉 감응 소자(700)는 큰 힘으로 구조물을 진동시킬 수 있고, 접촉 감응 소자(700)의 진동은 구조물을 통해 전달될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자의 단면도이다. 도 9에 도시된 접촉 감응 소자(900)는 전기 활성층(920)이 복수의 비드(130)들 사이에서 돌출된 돌출부(921)을 포함하는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 접촉 감응 소자(100)와 동일하다. 이에, 중복된 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 전기 활성층(920)은 복수의 돌출부(921)를 포함한다. 돌출부(921)는 복수의 비드(130)들이 배치된 영역의 사이에 위치하며, 전기 활성층(920)의 하면 및 상면이 상부로 볼록하게 돌출된 형상을 갖는다. 이에, 전기 활성층(920)의 상면은 복수의 돌출부(921) 및 복수의 비드(130)들에 대응되는 영역에서 볼록하며, 전기 활성층(920)의 표면적은 증가된다.
전기 활성층(920)의 돌출부(921)는 돌출부(921)에 대응되는 돌출된 패턴을 갖는 기판을 사용하여 형성된다. 구체적으로, 복수의 돌출된 패턴을 갖는 기판 상에 제1 전극(910)이 형성된다. 제1 전극(910)은 기판의 상면을 덮도록 형성되므로, 제1 전극(910)은 도 9에 도시된 바와 같이, 기판의 돌출된 패턴을 따라 굴곡되게 형성된다.
이후, 전기 활성층(920)이 제1 전극(910) 상에 형성된다. 앞서 언급한 바와 같이, 전기 활성층(920)은 전기 활성 고분자를 용매에 분산시키고, 복수의 비드(130)들을 전기 활성 고분자를 포함하는 용액에 분산시키고, 비드(130) 및 전기 활성 고분자가 분산된 용액을 제1 전극(910) 상에 도포하고, 어닐링을 통해 용매를 제거함으로써 형성된다. 만약, 도포된 용액의 두께보다 제1 전극(910)의 돌출된 패턴의 두께가 크고 도포된 용액의 두께보다 비드(130)들 각각의 직경이 큰 경우, 용액은 제1 전극(910)의 표면 장력 및 비드(130)들의 표면 장력에 의해 제1 전극(910)의 돌출된 패턴의 표면 및 비드(130)들의 표면을 얇게 덮을 수 있으며, 어닐링을 통해 용매가 제거되는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 요철 구조의 표면을 갖는 전기 활성층(920)이 형성될 수 있다.
이후, 전기 활성층(920) 상에 제2 전극(940)이 형성된다. 제2 전극(940)은 전기 활성층(920)의 상면을 덮도록 형성되므로, 전기 활성층(920)의 상면을 따라 굴곡되도록 형성된다. 이후, 복수의 돌출된 패턴을 갖는 기판이 제거된다. 기판이 제거됨에 따라 돌출부(921)에 대응되는 영역에서 굴곡된 제1 전극(910), 돌출부(921) 및 비드(130)에 대응되는 영역에서 볼록한 상면을 갖는 전기 활성층(920) 및 돌출부(921) 및 비드(130)의 표면을 따라 굴곡된 제2 전극(940)을 포함하는 접촉 감응 소자(900)가 제조된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자(900)는 복수의 돌출부(921)를 구비하는 전기 활성층(920) 및 전기 활성층(920)의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드(130)들을 포함한다. 이에, 전기 활성층(920)의 적어도 일면은 돌출부(921) 및 비드(130)들의 표면을 따라 볼록하게 되며, 전기 활성층(920)의 표면적은 돌출부(921) 및 비드(130)들에 의해 증가된다. 따라서, 접촉 감응 소자(900)의 블록킹 포스는 증가되며, 접촉 감응 소자(900)의 진동 강도는 향상된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 10의 표시 장치(1000)에 포함된 접촉 감응 소자(100)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)와 동일하다. 이에, 접촉 감응 소자(100)에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(1060), 접촉 감응 소자(100), 터치 소자(1070), 구조물(1050) 및 접착 부재(1060)를 포함한다. 도 10에서는 터치 소자(1070), 표시 패널(1060) 및 구조물(1050)의 구성들에 대한 구체적인 도시를 생략하였다.
표시 패널(1060)은 표시 장치(1000)에서 화상을 표시하기 위한 표시 소자가 배치된 패널을 의미한다. 표시 패널(1060)로서, 예를 들어, 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등과 같은 다양한 표시 패널이 사용될 수 있다.
터치 소자(1070)는 표시 장치(1000)에 대한 사용자의 터치 입력을 감지하는 패널을 의미한다. 터치 소자(1070)로서, 예를 들어, 정전 용량 방식(capacitive type), 저항막 방식(resistive type), 초음파 방식(surface acoustic wave type), 적외선 방식(infrared ray type) 등이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 정전 용량 방식의 터치 소자가 터치 소자(1070)로서 사용될 수 있다. 이 경우, 사용자는 표시 패널(1060) 상에 배치된 터치 소자(1070)를 통해 표시 패널(1060)의 스크린 상에 직접 터치 입력을 인가할 수 있으므로, 표시 장치(1000)의 조작이 보다 용이해질 수 있다. 또한, 접촉 감응 소자(100)는 사용자의 터치 입력에 대응하여 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 이에, 사용자는 표시 장치(1000)를 통해 시각적 정보뿐 아니라 촉각 정보를 동시에 제공 받을 수 있다.
구조물(1050)은 접촉 감응 소자(100) 하부에 배치되며, 표시 패널(1060)의 종류에 따라 다양한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(1060)이 액정을 포함하는 액정 표시 패널인 경우, 구조물(1050)은 표시 패널(1060)에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(1060)이 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 패널인 경우, 구조물(1050)은 방열 시트, 압력 센서 및 백커버 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 방열 시트는 구조물(1050) 상에 배치된 구성들로부터 발생되는 열을 외부로 방출시키는 시트이며, 열 전도성이 우수한 금속으로 형성될 수 있다. 압력 센서는 사용자의 터치 입력에 대한 세기를 측정할 수 있는 센서로서, 커패시턴스 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서는 서로 대향하는 두개의 전극과 두개의 전극 사이에 배치된 탄성 절연 부재로 구성될 수 있으며, 사용자의 터치 입력에 따라 두개의 전극 사이의 간격이 변화됨으로써, 발생되는 커패시턴스 변화를 측정하여 터치 입력의 세기를 측정한다. 백커버는 표시 패널(1060) 및 접촉 감응 소자(100)의 하부를 보호하는 부재로서, 금속 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다.
접촉 감응 소자(100)는 표시 패널(1060) 하부에 배치되며, 제1 전극(110), 전기 활성층(120), 복수의 비드(130)들 및 제2 전극(140)을 포함한다. 비드(130)들은 전기 활성층(120)의 두께보다 큰 직경을 가지며, 전기 활성층(120)의 일면은 비드(130)들의 표면을 따라 볼록한 형상을 갖는다. 이에, 전기 활성층(120)의 표면적은 증가되며, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스는 증가된다. 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 증가됨에 따라 접촉 감응 소자(100)는 큰 힘으로 접촉 감응 소자(100)의 상부에 배치된 표시 패널(1060) 및 터치 소자(1070)를 진동시킬 수 있다.
구체적으로, 사용자는 터치 소자(1170)의 상부에 터치 입력을 인가하며, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 표시 패널(1060) 및 터치 소자(1070)를 통해 사용자에게 전달되어야 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 접촉 감응 소자(100)의 상부에는 표시 패널(1060)과 터치 소자(1070)가 배치되므로, 표시 패널(1060)과 터치 소자(1070)의 무게로 인해 접촉 감응 소자(100)에는 하중이 가해질 수 있다. 만약, 접촉 감응 소자(100)의 블로킹 포스가 작다면, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 표시 패널(1060) 및 터치 소자(1070)의 무게로 인한 하중을 이기지 못할 수 있으며, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 사용자에게 전달되지 못할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120)의 두께보다 큰 직경을 갖는 비드(130)들을 포함하며, 비드(130)들에 의해 전기 활성층(120)의 표면적이 증가되므로, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 증가된다. 이에, 접촉 감응 소자(100)는 큰 힘으로 진동할 수 있고, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 표시 패널(1160)과 터치 소자(1170)의 무게로 인한 하중을 충분히 극복할 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자(100)는 표시 패널(1160)과 터치 소자(1170)를 진동시키며, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 표시 패널(1160)과 터치 소자(1170)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다.
또한, 복수의 비드(130)들의 영률이 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 경우, 전기 활성층(120)의 전체 영률은 비드(130)들에 의해 증가될 수 있고, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스는 더욱 증가될 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 표시 패널(1060) 및 터치 소자(1070)를 통해 상부로 더욱 잘 전달될 수 있다.
한편, 접촉 감응 소자(100)는 표시 패널(1060)의 하부에 배치되므로, 표시 패널(1060)에서 구현된 화상이 접촉 감응 소자(100)에 의해 간섭되는 것이 최소화될 수 있다. 즉, 접촉 감응 소자(100)에 의한 시인성 저하는 최소화될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 접촉 감응 소자(100)의 제1 전극(110), 제2 전극(140) 및 전기 활성층(120)은 얇은 두께를 가지며, 투명성을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 표시 패널(1160)에서 방출된 빛의 일부는 제1 전극(110), 제2 전극(140) 및 전기 활성층(120)의 표면에서 반사되거나, 산란될 수 있으며, 이에 의해 표시 패널(1060)의 시인성이 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 접촉 감응 소자(100)가 표시 패널(1060)의 하부에 배치되므로, 접촉 감응 소자(100)에 의한 시인성 저하는 최소화될 수 있으며, 표시 패널(1060)에서 구현된 화상은 선명하게 시인될 수 있다.
한편, 접촉 감응 소자(100)와 표시 패널(1060)은 접착 부재(1080)에 의해 서로 접착된다. 접착 부재(1080)는 접촉 감응 소자(100)의 볼록한 표면을 덮을 수 있도록 제2 전극(140)이 굴곡된 부분의 높이보다 큰 두께를 갖는다. 예를 들어, 접착 부재(1080)는 10μm 이상의 두께를 갖는다. 이 경우, 접착 부재(1080)에 의해 제2 전극(140)의 굴곡된 부분은 덮이며, 표시 패널(1060)과 접촉 감응 소자(100)는 접착 부재(1080)에 의해 서로 단단하게 접착될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 11의 표시 장치(1100)는 터치 소자가 생략되고, 구조물(1150)이 접촉 감응 소자(100)의 상부에 배치된 것을 제외하고는 도 11의 표시 장치(1100)와 동일하므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1100)는 복수의 터치 전극을 포함하는 터치 소자 일체형 표시 패널(1160)을 포함한다. 터치 소자 일체형 표시 패널(1160)은 복수의 터치 전극들을 포함하는 액정 표시 패널일 수 있다. 터치 전극은 액정 표시 패널의 화소 전극 또는 공통 전극으로 기능할 수 있다. 이 경우, 표시 패널(1160)에 화상이 표시되는 표시 구간 동안 터치 전극에는 공통 전압 또는 화소 전압이 인가되고, 터치 입력을 센싱하는 터치 센싱 구간 동안 터치 전극에는 터치 전압이 인가된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 패널(1160)은 복수의 터치 전극들을 포함하는 유기 발광 표시 패널(1160)일 수 있다. 이 경우, 터치 전극은 유기 발광 표시 패널(1160)의 상부 기판의 하부에 배치되거나, 유기 발광 소자를 봉지하는 봉지층 상부에 배치될 수 있다.
구조물(1150)은 표시 패널(1160)의 하부에 배치되며, 표시 패널(1160)의 종류에 따라 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(1160)이 터치 소자 일체형 액정 표시 패널(1160)로 구현되는 경우, 구조물(1150)은 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1100)는 표시 패널(1160)에 복수의 터치 전극이 구비되므로, 별도의 터치 소자가 생략될 수 있다. 이에, 표시 장치(1100)의 전체적인 두께가 감소될 수 있고, 얇고 가벼운 표시 장치(1100)가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1100)는 구조물(1150) 하부에 배치된 접촉 감응 소자(100)를 포함하므로, 접촉 감응 소자(100)에 의한 시인성 저하는 발생되지 않을 수 있다. 구체적으로, 표시 패널(1160)이 터치 소자 일체형 액정 표시 패널(1160)인 경우, 표시 패널(1160) 하부의 구조물(1150)은 백라이트 유닛이 포함될 수 있다. 만약, 접촉 감응 소자(100)가 표시 패널(1160)과 구조물(1150) 사이에 배치되는 경우, 구조물(1150)의 백라이트 유닛에서 발생된 빛이 접촉 감응 소자(100)를 통과하면서 반사 또는 산란될 수 있으며, 표시 패널(1160)에는 접촉 감응 소자(100)에서 반사 또는 산란되지 않은 일부 광이 제공될 수 있다. 이 경우, 접촉 감응 소자(100)에 의해 백라이트 유닛의 광의 휘도가 감소될 수 있고, 표시 패널(1160)의 시인성이 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1100)는 구조물(1150) 하부에 배치된 접촉 감응 소자(100)를 포함하므로, 백라이트 유닛의 광은 모두 표시 패널(1160)로 전달될 수 있고, 접촉 감응 소자(100)에 의한 시인성 저하는 발생되지 않는다.
특히, 접촉 감응 소자(100)는 전기 활성층(120)의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드(130)들을 포함하므로, 전기 활성층(120)의 표면적은 증가될 수 있다. 또한, 복수의 비드(130)들의 영률이 전기 활성층(120)을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 경우, 비드(130)들로 인해 전기 활성층(120)의 전체 영률은 증가될 수 있다. 전기 활성층(120)의 표면적 증가 및 전기 활성층(120)의 영률 증가는 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스를 향상시키며, 접촉 감응 소자(100)의 블록킹 포스가 향상됨에 따라 접촉 감응 소자(100)는 큰 힘으로 진동할 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자(100) 상부에 표시 패널(1160) 및 구조물(1150)이 배치되더라도, 접촉 감응 소자(100)의 진동은 표시 패널(1160) 및 구조물(1150)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 향상된 진동 강도를 설명하기 위해 도 12를 함께 참조한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 향상된 진동 강도를 설명하기 위한 그래프이다.
도 12에서 비교예에 따른 표시 장치와 실시예에 따른 표시 장치는 접촉 감응 소자를 제외하고는 모두 동일한 구성을 포함한다. 구체적으로, 비교예에 따른 표시 장치와 실시예에 따른 표시 장치는 모두 접촉 감응 소자 상에 배치된 터치 소자 일체형 액정 표시 패널을 포함한다. 액정 표시 패널은 74g의 무게를 갖는다.
한편, 비교예에 따른 표시 장치의 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 표시 장치의 접촉 감응 소자는 모두 제1 전극, 전기 활성층 및 제2 전극을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극은 ITO를 사용하여 300nm의 두께로 형성되었다. 전기 활성층은 PVDF-TrFE-CFE를 사용하여 형성되었으며, 20μm의 두께로 형성되었다. 비교예에 따른 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 모두 10cm × 10cm 크기의 정사각형 형태로 형성되었다. 도 12의 그래프는 비교예에 따른 표시 장치의 접촉 감응 소자와 실시예에 따른 표시 장치의 접촉 감응 소자에 400V, 100Hz의 교류 전압을 인가함으로써, 측정되었다.
실시예에 따른 표시 장치의 접촉 감응 소자는 PVDF 단일 중합체를 사용하여 50μm의 직경(d)을 갖는 구형으로 형성된 복수의 비드들을 포함한다. 비드들은 PVDF-TrFE-CFE를 포함하는 용액에 균일하게 분산되었고, 비드들의 총 중량은 PVDF-TrFE-CFE의 총 중량을 기준으로 20wt%이었다.
도 12에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 표시 장치는 비드를 구비하지 않는 접촉 감응 소자를 포함하므로, 접촉 감응 소자의 진동이 표시 패널을 충분히 진동시키지 못함을 알 수 있다. 즉, 비교예에 따른 표시 장치의 접촉 감응 소자는 비드들을 포함하지 않으므로, 낮은 블록킹 포스를 가지며, 74g의 표시 패널을 충분히 진동시키지 못한다. 이에 반해, 실시예에 따른 표시 장치는 비드들을 구비하는 접촉 감응 소자를 포함한다. 비드들은 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 가지며, 전기 활성층을 구성하는 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 영률을 갖는다. 이에, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스는 증가되며, 접촉 감응 소자는 큰 힘으로 진동하므로, 접촉 감응 소자 상에 배치된 74g의 표시 패널은 충분히 진동할 수 있다. 이에, 실시예에 따른 표시 장치는 비교예에 따른 표시 장치보다 큰 진동 강도를 갖는다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층, 전극 및 복수의 비드(bead)들을 포함한다. 전기 활성층은 전기 활성 고분자를 포함한다. 전극은 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된다. 복수의 비드들은 전기 활성층 내부에 분산되고, 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드들을 포함한다. 이에, 전기 활성층의 적어도 일 면은 복수의 비드들의 표면을 따라 볼록하게 형성되며, 전기 활성층의 표면적은 증가된다. 따라서, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스(blocking force)는 향상되며, 접촉 감응 소자의 진동 강도는 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 비드들 각각은 전기 활성 고분자의 영률(Young's Modulus)보다 큰 영률을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 비드들 각각의 직경은 전기 활성층의 두께의 1.5배 내지 2배일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 비드들의 총 중량은 전기 활성 고분자의 중량 대비 10 wt% 내지 20 wt%일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전기 활성 고분자는 PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-TrFE-CTFE 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 비드들 각각은 디비닐 벤젠 (divinylbenzene; DVB), 폴리스티렌 (polystyrene), PVDF 계열의 고분자, 아크릴 계열의 고분자 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 유기물 또는 실리콘을 포함하는 무기물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전기 활성층은 복수의 비드들 사이의 영역에서 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극은 전기 활성층의 하면에 위치하고, 돌출부에 대응되는 영역에서 전기 활성층의 하면을 따라 굴곡될 수 있다. 제2 전극은 전기 활성층의 상면에 위치하고, 돌출부에 대응되는 영역 및 비드에 대응되는 영역에서 전기 활성층의 상면을 따라 굴곡될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성층, 전극 및 복수의 비드들을 포함한다. 전기 활성층은 전기 활성 고분자를 포함한다. 전극은 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된다. 복수의 비드들은 전기 활성층 내부에 분산되고, 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 영률을 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감응 소자는 전기 활성 고분자의 영률보다 큰 영률을 갖는 복수의 비드들을 포함하므로, 전기 활성층의 전체적인 영률이 향상될 수 있다. 이에, 접촉 감응 소자의 블록킹 포스가 향상되고, 접촉 감응 소자의 진동 강도가 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 비드들 각각의 직경은 전기 활성층의 두께보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 비드들 각각은 전기 활성 고분자의 영률보다 2배 이상의 영률을 가질 수 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 접촉 감응 소자를 포함한다. 표시 패널은 화상을 표시한다. 접촉 감응 소자는 표시 패널의 하부에 배치되고, 접촉 전기 활성층, 전극 및 복수의 비드들을 포함한다. 접촉 감응 소자의 전극은 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된다. 복수의 비드들은 전기 활성층의 내부에 분산된다. 전기 활성층의 적어도 일 표면은 복수의 비드들을 따라 볼록하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 적어도 일 표면이 복수의 비드들을 따라 볼록한 전기 활성층을 구비하는 접촉 감응 소자를 포함한다. 이에, 전기 활성층의 표면적이 증가되어 접촉 감응 소자의 블록킹 포스는 향상된다. 접촉 감응 소자의 블록킹 포스가 향상됨에 따라 접촉 감응 소자는 상부에 배치된 표시 패널의 하중을 이겨내고 표시 패널을 큰 힘으로 진동시킬 수 있으며, 접촉 감응 소자의 진동은 표시 패널을 통해 용이하게 사용자에게 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 비드들 각각의 직경은 전기 활성층의 최소 두께보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 표시 장치는 표시 패널 하부에 배치된 백라이트 유닛을 더 포함하고, 표시 패널은 액정 표시 패널이며, 접촉 감응 소자는 백라이트 유닛 하부에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 표시 패널은 유기 발광 표시 패널일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 표시 장치는 표시 패널 상의 터치 소자를 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 700, 900: 접촉 감응 소자
110, 710, 910: 제1 전극
120, 920: 전기 활성층
130: 비드
140, 740, 940: 제2 전극
921: 돌출부
1000, 1100: 표시 장치
1050, 1150: 구조물
1060, 1160: 표시 패널
1070: 터치 소자
1080: 접착 부재
t: 전기 활성층의 두께
d: 비드의 직경

Claims (16)

  1. 전기 활성 고분자를 포함하는 전기 활성층;
    상기 전기 활성층의 적어도 일면에 배치되는 전극; 및
    상기 전기 활성층 내부에 분산되고, 상기 전극에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 전기 활성층의 두께보다 큰 직경을 갖는 복수의 비드(bead)들을 포함하고,
    상기 전극에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 전기 활성층의 적어도 일 표면은 상기 복수의 비드의 표면을 따라 볼록하게 돌출된 표면을 갖는, 접촉 감응 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비드들 각각은 상기 전기 활성 고분자의 영률(Young's Modulus)보다 큰 영률을 갖는, 접촉 감응 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비드들 각각의 직경은 상기 전기 활성층의 두께의 1.5배 내지 2배인, 접촉 감응 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비드들의 총 중량은 상기 전기 활성 고분자의 중량 대비 10 wt% 내지 20 wt%인, 접촉 감응 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기 활성 고분자는 PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-TrFE-CTFE 중 적어도 하나인, 접촉 감응 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 비드들 각각은 디비닐 벤젠 (divinylbenzene; DVB), 폴리스티렌 (polystyrene), PVDF 계열의 고분자, 아크릴 계열의 고분자 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 유기물 또는 실리콘을 포함하는 무기물로 이루어진, 접촉 감응 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기 활성층은 상기 복수의 비드들 사이의 영역에서 돌출된 돌출부를 포함하는, 접촉 감응 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 전기 활성층의 하면에 위치하고, 상기 돌출부에 대응되는 영역에서 상기 전기 활성층의 하면을 따라 굴곡된 제1 전극; 및
    상기 전기 활성층의 상면에 위치하고, 상기 돌출부에 대응되는 영역 및 상기 비드에 대응되는 영역에서 상기 전기 활성층의 상면을 따라 굴곡된 제2 전극을 포함하는, 접촉 감응 소자.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 비드들 각각은 상기 전기 활성 고분자의 영률보다 2배 이상의 영률을 갖는, 접촉 감응 소자.
  12. 화상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 하부에 배치된 접촉 감응 소자를 포함하고,
    상기 접촉 감응 소자는,
    전기 활성층;
    상기 전기 활성층의 적어도 일면에 배치된 전극; 및
    상기 전기 활성층의 내부에 분산된 복수의 비드들을 포함하고,
    상기 전극에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 전기 활성층의 적어도 일 표면은 상기 복수의 비드들을 따라 볼록하게 돌출된, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 비드들 각각의 직경은 상기 전기 활성층의 최소 두께보다 큰, 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널 하부에 배치된 백라이트 유닛을 더 포함하고,
    상기 표시 패널은 액정 표시 패널이며,
    상기 접촉 감응 소자는 상기 백라이트 유닛 하부에 배치된, 표시 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널인, 표시 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널 상의 터치 소자를 더 포함하는, 표시 장치.
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