KR20130057029A

KR20130057029A - 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR20130057029A
Application number: KR1020110122742A
Authority: KR
Inventors: 장민수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-05-31
Also published as: US20130127606A1; US9007226B2; CN103136490A; CN103136490B; KR101879615B1; EP2597635A1

Abstract

본 발명은, 연성 디스플레이 패널(flexible display panel); 및 상기 연성 디스플레이 패널의 적어도 일면에 설치되는 다수의 스트레인 게이지(strain gage)들을 구비하고, 상기 스트레인 게이지들은 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형(bending)을 감지하는 디스플레이 장치를 개시한다. 상기와 같은 디스플레이 장치와 그의 제어 방법은 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형에 따른 변형률 등을 감시할 수 있으므로, 스트레인 게이지로부터 측정되는 변형률이 기설정된 값, 예를 들면, 균열이 발생하지 않는 변형률의 허용 한계치에 이르기 전에 경고 신호 등을 발생하여 사용자에게 인지시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 제어 방법 {DISPLAY DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히, 유연성을 가지는 연성 디스플레이 패널을 구비하는 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 장치는, 일반 가정의 텔레비전 수상기로부터 각종 가전 제품이나 자동차, 기계 설비 등의 작동 상태 등 나타내고 제어하는데 필요한 정보들을 표시하게 된다. 이동통신 서비스가 일반화되면서, 휴대용 단말기의 디스플레이 장치는 급속도로 발전해 왔다. 휴대용 단말기의 디스플레이 장치는 초기에 단순한 문자를 표시하는 정도의 성능이었지만, 최근에는 고화질의 사진이나 동영상을 표시할 수 있을 정도로 그 성능이 대폭 강화되었다.

또한, 휴대용 단말기는 그 자체로서 휴대성을 요구하는 기기이기 때문에 소형, 경량화가 필수적이다. 최근에 휴대용 단말기를 이용한 멀티미디어 서비스가 활성화되면서 디스플레이 장치의 크기가 확장되는 추세이다. 하지만, 휴대용 단말기의 소형, 경량화를 유지하면서, 디스플레이 장치를 확장하는데 한계가 있다. 디스플레이 장치가 확장됨에 따라 대체로 휴대용 단말기의 소형, 경량화를 위한 노력은 휴대용 단말기의 두께를 줄이는데 집중되고 있다. 또한, 디스플레이 장치에 터치스크린 기능을 탑재하여 물리적인 키패드를 제거하기도 한다.

터치스크린 디스플레이 장치는 화면상에서 가상의 키패드를 구성할 수 있으므로, 휴대용 단말기에서 물리적인 키패드를 제거할 수 있게 한다. 따라서 터치스크린 디스플레이 장치를 장착한 휴대용 단말기는 일반 디스플레이 장치를 장착한 휴대용 단말기에 비해 더 큰 화면을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 터치스크린 디스플레이 장치를 장착한 휴대용 단말기는 일반 디스플레이 장치를 장착한 휴대용 단말기에 비해 소형, 경량화에 오히려 더 적합하다. 이는 앞서 언급한 바와 같이, 터치스크린 디스플레이 장치를 이용하여 키패드를 구현할 수 있으므로, 물리적인 키패드를 휴대용 단말기에서 제거할 수 있기 때문이다.

한편, 최근에는 연성 디스플레이 패널(flexible display panel)을 이용하여 디스플레이 장치를 제작함으로써, 디스플레이 장치를 구부리거나 접을 수 있게 구성하는 기술이 제안되고 있다. 디스플레이 장치 자체를 구부리거나 접을 수 있게 됨으로써, 이동통신 단말기 등, 휴대용 단말기의 휴대성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이 장치를 구부리거나 접는 방향에 따라 화면을 분할하여 출력하는 등, 디스플레이 장치의 활용도가 크게 향상된다. 이러한 유연성을 가지는 디스플레이 장치는 국내 공개특허 제2009-87303호(2009. 08. 17. 공개) 등을 통해 개시되어 있다.

도 1은 종래의 디스플레이 장치에 설치되는 연성 디스플레이 패널이 접혀진 모습을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 연성 디스플레이 패널이 구부러지거나 접힌 상태에서 외측면에서는 인장력이 작용하게 되므로, 표면에 균열이 발생할 위험이 있다. 또한, 연성 디스플레이 패널을 구부리거나 접는 동작이 반복됨에 따라 연성 디스플레이 패널의 외측면에 반복된 인장 하중이 가해지며, 균열이 발생하지 않더라도 영구변형을 초래할 위험이 있다. 하지만, 이러한 연성 디스플레이 패널의 영구적인 변형이나 균열은 사용자가 쉽게 인지할 수 없으며, 파괴 또는 변형된 후에는 그 원인 분석이 실질적으로 불가능한 실정이다.

이에, 본 발명은 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형에 따른 변형률 등을 사용자가 쉽게 인지할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형에 있어 허용 한계치에 이르기 전에 사용자가 이를 인지하여 변형을 중단할 수 있도록 경고 신호를 발생하는 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.

아울러, 본 발명은 연성 디스플레이 패널이 영구적으로 변형되거나 균열이 발생한 경우, 변형이나 균열에 관한 데이터를 저장함으로써 원인 분석을 용이하게 하는 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.

따라서 본 발명은, 연성 디스플레이 패널(flexible display panel); 및 상기 연성 디스플레이 패널의 적어도 일면에 설치되는 다수의 스트레인 게이지(strain gage)들을 구비하고, 상기 스트레인 게이지들은 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형(bending)을 감지하는 디스플레이 장치를 개시한다.

이때, 상기 디스플레이 장치는 상기 연성 디스플레이 패널의 타면에 설치되는 가이드 봉을 더 구비하고, 상기 가이드 봉은 상기 연성 디스플레이 패널을 일정 곡률 이상으로 유지함이 바람직하다.

아울러, 상기 연성 디스플레이 패널이 일정 각도 이내로 접혀짐을 상기 스트레인 게이지가 감지하면, 상기 가이드 봉이 상기 연성 디스플레이 패널의 타면 상에 배치되어 상기 연성 디스플레이 패널을 일정 곡률 이상으로 유지할 수 있다.

더욱이, 상기 스트레인 게이지로부터 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형이 허용 한계치에 이르렀음이 감지되었을 때, 경고 신호를 발생함이 바람직하다.

한편, 본 발명은, 연성 디스플레이 패널(flexible display panel)과, 상기 연성 디스플레이 패널의 적어도 일면에 설치되어 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형을 감지하는 다수의 스트레인 게이지(strain gage)들을 구비하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,

상기 스트레인 게이지로 상기 연성 디스플레이 패널이 변형률을 측정하는 과정; 변형률을 측정하는 과정에서 상기 연성 디스플레이 패널의 변형률이 허용 한계치에 이르렀음을 감지하면 경고 신호를 발생하는 과정; 및 상기 경고 신호에 따라 상기 연성 디스플레이 패널을 구동하여 경고 화면을 출력하는 과정을 포함하는 디스플레이 장치 제어 방법을 개시한다.

상기와 같은 디스플레이 장치 제어 방법은, 경고 신호가 발생하여 경고 화면이 출력되는 중에, 상기 연성 디스플레이 패널이 복원되면서 변형률이 허용 한계치 미만으로 낮아지면 경고 신호를 중단하여 경고 화면을 종료하는 과정을 더 포함이 바람직하다.

또한, 변형률을 측정하는 과정에서 상기 연성 디스플레이 패널의 영구 변형 또는 균열이 감지된 경우, 영구 변형 또는 균열이 감지되는 시점의 변형률 및 하중 데이터를 저장하는 과정을 더 포함함이 바람직하다.

상기와 같은 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법은 연성 디스플레이 패널의 일면에 스트레인 게이지를 설치함으로써, 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형에 따른 변형률 등을 감시할 수 있게 된다. 따라서 스트레인 게이지로부터 측정되는 변형률이 기설정된 값, 예를 들면, 균열이 발생하지 않는 변형률의 허용 한계치에 이르기 전에 경고 신호 등을 발생하여 사용자에게 인지시킬 수 있게 된다. 사용자는 디스플레이 장치가 발생하는 경고 신호 등에 따라 유연성을 가지는 디스플레이 장치의 변형을 중단함으로써 균열 등이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 더욱이, 연성 디스플레이 패널이 영구적으로 변형되거나 균열이 발생하더라도, 변형이나 균열에 관한 데이터를 저장함으로써 향후 제품의 품질을 개선하는데 활용할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 디스플레이 장치에 설치되는 연성 디스플레이 패널이 접혀진 모습을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치 중 연성 디스플레이 패널의 응력-변형률 선도(stress-strain curve),
도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도,
도 5는 도 2에 도시된 디스플레이 장치에 가이드 봉이 설치된 모습을 나타내는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 연성 디스플레이 패널(111)과 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 일면에 배열되는 다수의 스트레인 게이지(strain gage)(113)들을 구비한다. 상기 스트레인 게이지(113)들은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 굽힘 변형(bending)을 감지하며, 더 나아가서는 상기 연성 디스플레이 패널(111)에 발생하는 균열을 감지하게 된다.

상기 연성 디스플레이 패널(111)은 구부리거나 접는 것이 비교적 자유로운 패널로서, 휴대용 단말기에 장착하여 휴대용 단말기의 휴대성을 향상시키는데 이용될 수 있다. 또한, 구부리거나 접은 상태로 휴대하고 다니면서, 필요에 따라 펼쳐 휴대용 단말기 등 미디어 기기와 접속하여 사용한다면, 사용자는 상기 디스플레이 장치(100)를 간편하게 휴대하면서 장소에 구애받지 않고 편리하게 사용할 수 있게 된다.

상기 스트레인 게이지(113)들은 외력이 가해짐에 따라 도선이 탄성적으로 연장되면서 그 길이와 직경이 변화되어, 도선 전체의 전기저항이 변화되는 원리로부터 변형률을 측정하는 센서의 일종이다. 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 구부러지거나 접혀졌을 때, 그 외측면에는 장력이 작용하게 되는데, 이때, 상기 스트레인 게이지(113)들이 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 외측면의 변형률을 측정하게 된다. 상기 스트레인 게이지(113)들은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 일면에 부착되는데, 이때, 적어도 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 한 변을 따라 일정한 간격으로 배열된다. 더 바람직하게는, 상기 스트레인 게이지(113)들이 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 가장자리 전체에, 즉, 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 일면에서 네 변을 따라 각각 일정 간격으로 배열함이 바람직하다. 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 가장자리 전체에 상기 스트레인 게이지(113)들을 배열함으로써, 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 어떠한 방향으로 변형되더라도 그 변형률이나 균열 여부를 감지할 수 있게 된다.

도 3은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 응력-변형률 선도(stress-strain curve)를 도시하고 있다. 상기 연성 디스플레이 패널(111)은 항복 응력(Y) 이내의 범위에서는 탄성 변형을 하게 되며, 항복 응력(Y)을 초과하면서 최대 응력(U) 이내의 범위에서는 소성 변형을 하게 된다. 최대 응력(U)에 도달한 후에도 인장력이 계속 작용하게 되면, 인장력이 감소하더라도 취약 부분이 연장되다가 결국에는 균열, 파손(F)에 이르게 된다.

탄성 변형 구간에서 상기 연성 디스플레이 패널(111)은 초기의 형상으로 복원될 수 있지만, 소성 변형 구간에서는 초기 형상으로의 복원이 거의 불가능하다. 따라서 상기 스트레인 게이지(113)를 통해 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형률이 허용 한계치, 즉, 항복 응력(Y)에 이르렀을 때, 경고 신호를 발생하여 경고음을 출력하거나 상기 연성 디스플레이 패널(111)을 구동하여 경고음이나 경고 화면을 출력하게 함이 바람직하다. 사용자는 경고음 또는 경고 화면을 통해 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형 한계에 도달하였음을 인지할 수 있으며, 따라서 상기 연성 디스플레이 패널(111), 다시 말해서, 상기 디스플레이 장치(100)의 변형을 중단하게 될 것이다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 과도한 변형을 방지하기 위해, 가이드 봉(115)을 설치할 수 있다. 상기 가이드 봉(115)은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 타면, 다시 말해서, 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 굽혀질 때의 내측면 상에 설치된다. 특히, 상기 디스플레이 장치(100)가 특정 부분에서 집중적으로 접혀지는 구조로 설치될 경우, 상기 가이드 봉(115)을 설치하여, 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 균열 등을 방지할 수 있다. 즉, 상기 가이드 봉(115)을 설치하면, 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 굽혀지는 등의 변형이 이루어질 때, 일정 곡률 이상을 유지하게 하는 것이다. 이로써 굽혀진 상태의 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 외측면에서 작용하는 인장력을 항복 응력(Y) 미만의 범위에서 제한할 수 있게 된다. 한편, 상기 연성 디스플레이 패널(111)가 화면을 출력하는 면 상에 상기 가이드 봉(115)이 위치된다면, 상기 가이드 봉(115)는 선택적으로 상기 연성 디스플레이 패널(111) 상에 위치됨이 바람직할 것이다. 예를 들어, 상기 가이드 봉(115)은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 화면 표시 영역 밖에 위치되어 있으면서, 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형률이 허용 한계치에 근접하는 것을 감지하였을 때, 상기 가이드 봉(115)가 상기 연성 디스플레이 패널(111) 상에 위치될 수 있게 할 수 있을 것이다.

도 4는 상기 디스플레이 장치(100)의 영구적인 변형이나 균열을 방지하기 위한 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 일면에 상기 스트레인 게이지(113)들을 설치한 디스플레이 장치(100)에 굽힘력이나 인장력이 가해져 변형을 시작(121)하면, 상기 스트레인 게이지(113)들은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형률을 측정(123)하게 된다. 상기와 같이 변형률을 측정하는 과정(123)은 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 평판 형태가 아닌 변형된 상태에서 지속적으로 이루어진다. 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형률이 허용 한계치, 즉, 항복 응력(Y)에 이르지 않더라도, 상기 스트레인 게이지(113)들은 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 평판이 아닌 형태를 이루고 있는 상태에서는 그 변형률을 상시로 감시하는 것이다.

이 과정에서 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 항복 응력(Y)에 도달(125)하면 상기 스트레인 게이지(113)들은 이를 감지(127)하여 경고 신호를 발생함과 아울러, 이러한 경고 신호에 따라 상기 디스플레이 장치(100)는, 예를 들면, 상기 연성 디스플레이 패널(111)을 구동하여 경고 화면을 출력(129)하게 된다. 이러한 경고 신호는 상기 스트레인 게이지(113)들과 연결된 별도의 제어 장치 등에 의해 발생할 것이다. 아울러, 상기 디스플레이 장치(100)가 휴대용 단말기 등에 장착되어 있다면, 경고 신호에 따라 휴대용 단말기가 경고음을 발생할 수 있다. 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 출력하는 경고 화면은, 화면 자체를 깜빡이게 하거나 특정하게 설정된 화면으로 이루어질 수 있다.

사용자가 경고 화면 등을 인지하여 상기 디스플레이 장치(100)의 변형을 중단하고 평판 형태로 복귀(131)시키면 상기 스트레인 게이지(113)들은 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형률이 항복 응력(Y) 이내의 범위, 즉, 영구적인 변형이나 균열의 위험이 없는 안전한 상태임을 감지하여 경고 신호를 중단하게 된다. 따라서 상기 연성 디스플레이 패널(111)을 통해 출력되는 경고 화면 또는 단말기 등으로부터 출력되는 경고음이 중단(133)된다.

한편, 사용자가 경고 화면이나 경고음을 미처 인지하지 못하고, 상기 디스플레이 장치(100)를 더 변형시킬 경우, 상기 연성 디스플레이 패널(111)은 영구적인 변형이나 균열 또는 파단(137)에 이르게 되는데. 이때, 균열이나 파단되는 부분에서의 스트레인 게이지는 균열이나 파단에 이르는 순간의 변형률, 하중, 위치 등의 데이터를 제어 장치로 제공하여 저장(139)하게 된다. 이렇게 저장된 데이터는 상기 디스플레이 장치(100)의 수리나 향후 생산되는 디스플레이 장치의 품질을 향상시키는데 활용될 수 있다.

이러한 일련의 과정을 통해 상기 디스플레이 장치(100)가 제어가 종료(135)되는데, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이다. 즉, 상기 연성 디스플레이 패널(111)이 항복 응력(Y) 이내의 범위에서 변형되는 경우에는 경고 화면의 출력이 중단되면 상기 스트레인 게이지(113)들은 다시 상기 연성 디스플레이 패널(111)의 변형률을 측정(123)하는 과정을 반복하게 된다.

상기와 같이, 본 발명은 유연성을 가지는 디스플레이 장치를 구성함에 있어, 연성 디스플레이 패널의 일면에 스트레인 게이지들을 설치하여 연성 디스플레이 패널의 변형률을 감지하여 필요에 따라 경고 화면 등을 출력하게 한다. 따라서 사용자는 연성 디스플레이 패널이 항복 응력에 도달하였음을 쉽게 인지할 수 있으므로, 연성 디스플레이 패널이 영구 변형되거나 균열하지 않도록 연성 디스플레이 패널의 변형을 조절할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구체적인 실시 예에서 스트레인 게이지들은 연성 디스플레이 패널의 일면에 배치된 구성을 개시하고 있지만, 연성 디스플레이 패널의 양면에도 배치될 수 있을 것이다.

100: 디스플레이 장치 111: 연성 디스플레이 패널
113: 스트레인 게이지 115: 가이드 봉

Claims

디스플레이 장치에 있어서,
연성 디스플레이 패널(flexible display panel); 및
상기 연성 디스플레이 패널의 적어도 일면에 설치되는 다수의 스트레인 게이지(strain gage)들을 구비하고,
상기 스트레인 게이지들은 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형(bending)을 감지함을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1 항에 있어서,
상기 연성 디스플레이 패널의 타면에 설치되는 가이드 봉을 더 구비하고,
상기 가이드 봉은 상기 연성 디스플레이 패널을 일정 곡률 이상으로 유지함을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제2 항에 있어서, 상기 스트레인 게이지가 상기 연성 디스플레이 패널이 일정 각도 이내로 접혀짐을 감지하면, 상기 가이드 봉이 상기 연성 디스플레이 패널의 타면 상에 배치되어 상기 연성 디스플레이 패널을 일정 곡률 이상으로 유지함을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1 항에 있어서, 상기 스트레인 게이지로부터 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형이 허용 한계치에 이르렀음이 감지되었을 때, 경고 신호를 발생함을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
연성 디스플레이 패널(flexible display panel)과, 상기 연성 디스플레이 패널의 적어도 일면에 설치되어 상기 연성 디스플레이 패널의 굽힘 변형을 감지하는 다수의 스트레인 게이지(strain gage)들을 구비하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 스트레인 게이지로 상기 연성 디스플레이 패널이 변형률을 측정하는 과정;
변형률을 측정하는 과정에서 상기 연성 디스플레이 패널의 변형률이 허용 한계치에 이르렀음을 감지하면 경고 신호를 발생하는 과정; 및
상기 경고 신호에 따라 상기 연성 디스플레이 패널을 구동하여 경고 화면을 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제어 방법.
제5 항에 있어서,
경고 신호가 발생하여 경고 화면이 출력되는 중에, 상기 연성 디스플레이 패널이 복원되면서 변형률이 허용 한계치 미만으로 낮아지면 경고 신호를 중단하여 경고 화면을 종료하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제어 방법.
제5 항에 있어서,
변형률을 측정하는 과정에서 상기 연성 디스플레이 패널의 영구 변형 또는 균열이 감지된 경우, 영구 변형 또는 균열이 감지되는 시점의 변형률 및 하중 데이터를 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제어 방법.