KR20150048348A

KR20150048348A - 표시장치

Info

Publication number: KR20150048348A
Application number: KR1020130128232A
Authority: KR
Inventors: 정일두
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-05-07
Also published as: US20160357289A1; KR102109479B1; US9436224B2; CN104571747B; US20150116608A1; US10055075B2; CN104571747A

Abstract

본 발명은 서로 나란하게 위치하는 복수의 전극을 포함하는 패널 및 복수의 전극 중 적어도 두 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 패널의 휨을 센싱하는 휨센싱부를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 기술이다. 더욱 상세하게는 휨을 센싱하는 표시장치에 관한 기술이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD, liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP, plasma display panel), 유기전계발광표시장치(OLED, organic light emitting diode display device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

최근 이러한 표시장치는 패널이 휘어지는 플레서블 표시장치로 발전하고 있다. 통상적인 표시장치는 기판으로 유리를 사용하여 패널이 휘어지지 않지만 플렉서블 표시장치는 플라스틱 기판을 사용하기 때문에 사용자의 의지에 따라 접히거나 구부려질 수 있다.

한편, 통상적인 표시장치에는 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 입력할 수 있는 터치입력시스템이 더 포함될 수 있다. 터치입력시스템은 사람의 신체나 별도의 입력장치가 표시장치와 접촉하는 것을 인식하여 사용자 정보 혹은 사용자 명령을 입력받는 것이다. 이러한 터치입력시스템은 사용자가 표시장치의 표면을 터치하는 자연스러운 행동을 사용자 입력 수단으로 발전시킴으로써 사용자의 조작 편의성을 높여 주었다.

플렉서블 표시장치에도 터치입력시스템이 포함되어 적용될 수 있다. 그런데, 플렉서블 표시장치의 경우 접히거나 구부러지는 특성으로 인해 사용자의 휨조작이 자연스럽게 발생할 수 있다. 이러한 사용자의 휨조작을 표시장치에 대한 사용자 입력 수단으로 사용할 경우 보다 다양하고 손쉬운 사용자 조작 입력이 가능할 수 있다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 표시장치에 대한 휨조작을 인식하는 기술을 제공하는 것이다.

다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 터치센싱에 사용되는 전극을 이용하여 휨을 센싱하는 기술을 제공하는 것이다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 표시장치에 대한 휨조작을 사용자 조작 수단으로 사용하는 기술을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 서로 나란하게 위치하는 복수의 전극을 포함하는 패널 및 상기 복수의 전극 중 적어도 두 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널의 휨을 센싱하는 휨센싱부를 포함하는 표시장치를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은, Tx 전극들 및 상기 Tx 전극들과 교차하는 Rx 전극들을 포함하는 패널, 상기 Tx 전극들과 상기 Rx 전극들 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 터치를 센싱하는 터치센싱부 및 상기 Tx 전극들 사이의 정전용량변동 혹은 상기 Rx 전극들 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 휨을 센싱하는 휨센싱부를 포함하는 표시장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 표시장치에 대한 휨조작을 인식할 수 있어 손쉬운 사용자 조작 입력이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의하면, 터치센싱을 위한 전극을 이용하여 휨을 센싱함으로써 새로운 공정을 추가하지 않고 휨을 센싱할 수 있게 된다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구조도이다.
도 2는 휨을 센싱하는 두 전극 사이의 정전용량을 나타내는 도면이다.
도 3은 정전용량변동을 측정할 두 전극의 위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 두 방향에 대하여 휨을 센싱하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 구동신호로 정전용량을 측정하는 휨센싱부를 모델링한 회로도이다.
도 6은 도 5에서 CM의 변동에 따른 Vout의 출력 그래프이다.
도 7은 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 터치센싱부를 더 포함하고 있는 표시장치의 구조이다.
도 9는 휨센싱과 터치센싱이 이루어지는 시간대를 나타내는 타이밍도이다.
도 10은 송신부를 더 포함하고 있는 표시장치의 블록도 및 이러한 표시장치의 활용 예시도이다.
도 11은 휨정도에 따른 정전용량변동의 크기를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구조도이다.

도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 패널(110)과 휨센싱부(120)를 포함할 수 있다. 도 1에서 패널(110) 아래쪽에 도시된 그림은 패널(110)에 대한 하측면도(하측 단면도)이고, 패널(110) 오른쪽에 도시된 그림은 패널(110)에 대한 우측면도(우측 단면도)이다.

패널(110)은 서로 교차하지 않는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패널(110)은 도 1의 Rx 전극들과 같이 서로 평행하게 배열되어 있는 복수의 전극들을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 패널(110)은 서로 교차하지 않는 복수의 전극들(예를 들어, Rx 전극들)과 더불어 이러한 복수의 전극들과 서로 교차하는 교차 전극들(예를 들어, Tx 전극들)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 표시장치(100)는 서로 교차하지 않는 복수의 전극들만 포함하고 있을 수 있으나 추가적인 실시예들을 더 설명하기 위해 도 1에서는 이러한 복수의 전극들과 함께 서로 교차하는 교차 전극들도 도시하고 있다. 또한, 교차 전극들 각각은 서로 교차하지 않는 전극들로서 이러한 교차 전극들도 일 실시예에서 설명하는 '서로 교차하지 않는 복수의 전극들'에 해당될 수 있다.

아래에서는 도 1에 도시된 Rx 전극들 혹은 Tx 전극들을 서로 교차하지 않는 복수의 전극들 혹은 교차 전극들의 예로서 이용한다.

휨센싱부(120)는 서로 교차하지 않는 Rx 전극들 중 적어도 두 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 패널(110)의 휨을 센싱한다.

휨센싱부(120)는 두 개의 전극(도 1에서 Rx(j) 및 Rx(j+1))을 이용하여 정전용량변동을 측정 혹은 추정할 수 있다. 또한, 휨센싱부(120)는 세 개 이상의 전극(예를 들어, Rx(j), Rx(j+1) 및 Rx(j+2))을 이용하여 정전용량변동을 측정 혹은 추정할 수 있다. 정전용량은 절연된 도체 사이에서 전하를 축적하는 것으로서 서로 접촉되지 않은 두 개 이상의 도체 사이에서는 정전용량이 발생할 수 있다. 아래에서는 두 개의 전극을 이용하여 정전용량변동을 측정 혹은 추정하는 것으로서 실시예를 설명하나 실시예는 전술한 바와 같이 세 개 이상의 전극으로 확장될 수 있다. (도 1에서 n은 1 이상의 자연수, m은 3이상의 자연수, j는 1이상의 자연수, k는 3이상의 자연수임)

도 2는 휨을 센싱하는 두 전극 사이의 정전용량을 나타내는 도면이다.

도 2의 (a)를 참조하면, 도 1에서의 하측면도가 도시되어 있고, Rx(j)와 Rx(j+2) 전극 사이에서 정전용량 CM을 표시하고 있다.

이때, 도 2의 (b) 좌측과 같이 패널(110)에 대해 힘을 가하게 되면 패널(110)은 휘어지게 된다. 도 2의 (b) 우측 도면은 패널(110)의 휘어진 부분을 확대한 하측면도로서 이를 참조하면 정전용량 CM을 형성하는 Rx(j) 및 Rx(J+2) 전극의 형상 및 위치가 변경된 것을 확인할 수 있다.

(ε : 두 전극 사이에 위치하는 유전물질의 유전율, A : 두 전극의 단면적, t : 두 전극 사이의 거리)

정전용량 CM은 수학식 1과 같이 두 전극(Rx(j) 및 Rx(j+2))의 단면적(A), 두 전극 사이의 거리(t) 및 두 전극 사이에 위치하는 유전물질의 유전율(ε)에 따라 변동된다.

도 2를 참조하면, 패널(110)이 휘어짐에 따라 두 전극의 단면적(A)이 증가한다. 또한, 패널(110)이 휘어짐에 따라 두 전극의 거리(t)가 감소한다. 이러한 두 변수(A 및 t)가 정전용량을 증가시키는 방향으로 변함에 따라 정전용량 CM은 휘어질 때, 더 큰 값을 가지게 된다. 물론, 이러한 두 전극 사이의 형상 및 위치의 변경은 일 예로서 휘어지는 모양에 따라 두 전극의 단면적은 감소할 수도 있고, 두 전극 사이의 거리는 증가할 수도 있다.

휨센싱부(120)는 이렇게 패널(110)이 휘어짐에 따라 변경되는 두 전극(Rx(j) 및 Rx(j+2)) 사이의 정전용량(CM)변동을 측정 혹은 추정하여 패널(110)의 휨을 센싱한다.

패널(110)에는 복수의 전극들이 배열될 수 있는데, 이중 적어도 두 개의 전극을 선택하여 선택된 두 전극 사이의 정전용량변동을 확인하면 패널(110)의 휨을 센싱할 수 있다.

도 2에서는 휩에 의한 정전용량변동을 측정하는 두 전극(Rx(j) 및 Rx(j+2)) 사이에 적어도 하나의 다른 전극(도 2에서 Rx(j+1))이 위치하고 있는 전극 구조가 도시되어 있다. 두 전극 사이의 거리가 멀어질수록 패널(110)이 휘어질 때, 두 전극 사이의 거리(t) 변동 및 두 전극의 단면적(A) 변동이 커질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 다른 전극을 끼고 있는 두 전극을 선택하여 정전용량을 측정하는 경우, 두 전극 사이의 거리가 멀어져 휨센싱부(120)는 보다 큰 변동량을 가지는 정전용량을 확인할 수 있게 된다.

한편, 두 전극은 도 2와 달리 서로 인접하여 위치할 수 있다.

도 3은 정전용량변동을 측정할 두 전극의 위치에 대해 도 2와 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 휨센싱부(120)는 인접한 두 전극을 선택하여 정전용량변동을 확인할 수 있다(도 3에서 Rx(j)와 Rx(j+1) 사이에서 정전용량 CM을 확인함). 정전용량은 앞서 설명한 바와 같이 두 전극 사이의 거리에 반비례하게 되기 때문에 두 전극이 멀어질수록 정전용량 값이 작아지게 된다. 이렇게 정전용량 값이 작아지면 측정상의 오차 혹은 노이즈에 의한 오차가 발생할 수 있다. 도 3의 Rx(j)와 Rx(j+1)와 같이 서로 인접한 두 전극을 선택하여 정전용량을 확인하는 경우, 휨센싱부(120)는 측정상의 오차 혹은 노이즈에 의한 오차를 줄일 수 있다.

패널(110)은 평면상으로 볼때, 두 축으로 휘어질 수 있다. 도 4를 참조하여, 평면상의 두 축 방향에 대해 휨을 센싱하는 실시예에 대해 설명한다.

도 4는 두 방향에 대하여 휨을 센싱하는 것을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 패널(110)은 X방향으로 서로 평행하게 배열된 Rx 전극들 및 Y방향으로 서로 평행하게 배열된 Tx 전극들을 포함할 수 있다.

휨센싱부(120)는 Rx 전극들 사이의 정전용량변동을 확인하여 패널(110)에 대한 X방향 휨을 센싱할 수 있다. 그리고, 휨센싱부(120)는 Tx 전극들 사이의 정전용량변동을 확인하여 패널(110)에 대한 Y방향 휨을 센싱할 수 있다.

한편, 휨센싱부(120)는 두 전극 사이의 정전용량 혹은 정전용량변동을 측정하기 위해 두 전극 중 한 전극으로 구동신호를 인가하고 다른 한 전극으로부터 구동신호에 대한 반응신호를 수신할 수 있다.

도 5는 구동신호로 정전용량을 측정하는 휨센싱부(120)를 모델링한 회로도이다.

도 5를 참조하면, 휨센싱부(120)는 정전용량을 측정하는 Tx(n)(두 전극 중 한 전극)으로 구동신호(Vin, driving signal)를 인가한다. 두 전극 Tx(n) 및 Tx(n+1) 사이에는 정전용량 CM이 형성되는데, Tx(n)으로 인가된 구동신호는 CM을 통해 Tx(n+1)(다른 한 전극)으로 전달되어 반응신호의 형태로 나타난다. Tx(n+1)으로 전달된 구동신호는 CM 및 Tx(n+1)에서의 임피던스에 따라 파형이 변형될 수 있고 이렇게 변형된 파형의 형태를 반응신호로 정의할 수 있다. 다만, 본 실시예가 이러한 명칭에 의해 제한되는 것은 아니다.

이때, 구동신호는 교류(AC)의 파형을 가지게 된다. 두 전극(Tx(n) 및 Tx(n+1))은 서로 절연되어 있기 때문에 직류(DC)의 파형을 가지는 구동신호는 전달될 수 없고 교류형태의 파형만 전달될 수 있다.

휨센싱부(120)는 Tx(n+1)에 형성된 반응신호를 수신하여 적분기(도 5에서, 비교기(opAmp) 및 적분캐패시터(Cs)로 이루어진 부분)로 입력시킴으로써 최종 출력 Vout을 획득한다.

이러한 최종 출력 Vout은 CM의 변동에 따라 달라지게 된다.

도 6은 도 5에서 CM의 변동에 따른 Vout의 출력 그래프이다.

도 6에서, 증가량이 큰 곡선(620)은 패널(110)이 휘어져 있을 때의 Vout에 대한 그래프이고, 증가량이 작은 곡선(610)은 패널(110)에 휨 조작이 이루어지지 않을 때의 Vout에 대한 그래프이다.

수학식 2와 같이, Vout은 CM의 크기에 비례하게 되는데, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 패널(110)이 휘어질 때, 두 전극 사이의 거리가 감소하거나 두 전극의 단면적이 증가하는 이유로 CM이 커질 수 있다. 이렇게 CM이 증가함에 따라 도 6에 도시된 것과 같이 패널(110)이 휘어질 때, Vout이 더 크게 나타날 수 있다. 다만, 패널(110)이 휘어질 때, CM이 커지는 것은 패널(110)의 형상에 따른 일 예로서 패널(110)의 형상에 따라 CM이 작아질 수도 있다.

패널(110)의 형상에 따라 CM이 변동하고 이러한 변동은 도 5에 도시된 회로를 통해 Vout 값으로 측정될 수 있다. 그리고, 휨센싱부(120)는 이러한 Vout 값을 이용하여 휨을 센싱할 수 있다.

한편, 휨센싱부(120)는 패널(110)에 배치된 복수의 전극들 중 두 개의 전극만 선택하여 휨을 센싱할 수도 있지만, 보다 세밀한 휨 관련 정보를 획득하기 위해 복수의 전극들 전체에 대해 휨을 센싱할 수도 있다.

도 7은 복수의 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가하는 것을 나타내는 도면이다. 도 7은 도 1의 패널(110)의 하측면도에 구동신호가 인가되는 순서를 표시하고 있다.

도 7을 참조하면, 휨센싱부(120)는 Rx 전극들 중 먼저 Rx(1) 전극으로 구동신호를 인가할 수 있다. 이때, 휨센싱부(120)는 Rx(1) 전극으로 인가된 구동신호에 대한 반응신호를 Rx(2) 전극을 통해 수신할 수 있다. 이를 통해, 휨센싱부(120)는 Rx(1) 및 Rx(2) 전극 사이의 정전용량변동을 확인하고 Rx(1) 및 Rx(2)가 배치된 위치에서의 패널(110)의 휨 상태를 센싱할 수 있다.

계속해서 같은 방식으로 휨센싱부(120)는 Rx(j) 전극에 구동신호를 인가하고 Rx(j+1) 전극에서 반응신호를 수신하여 Rx(j) 및 Rx(j+1) 전극이 배치된 위치에서의 패널(110)의 휨 상태를 센싱할 수 있다.

휨센싱부(120)는 Rx 전극들이 배치된 우측단의 Rx(k) 전극을 제외하고 나머지 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가할 수 있다. 그리고, 구동신호를 인가한 전극의 다음 전극(예를 들어, Rx(k-1)에 대하여 Rx(k) 전극)에서 해당 구동신호에 대한 반응신호를 수신하여 두 전극 사이의 정전용량변동을 확인하고 두 전극이 배치된 위치에서의 패널(110)의 휨 상태를 센싱할 수 있다. 두 개의 전극을 이용하여 휨을 센싱하기 때문에 한쪽단의 전극에 대해서는 구동신호를 인가할 필요가 없다.

도 7에서는 휨센싱부(120)는 인접한 두 개의 전극을 이용하여 휨을 센싱하고 있으나 이와 달리 한 개의 전극을 사이에 둔 두 개의 전극(예를 들어, Rx(j) 및 Rx(j+2) 전극)을 이용하여 휨을 센싱할 수도 있다. 이런 경우, 도 7에서는 우측단의 두 개의 전극(Rx(k-1) 및 Rx(k))에 대해서는 구동신호를 인가할 필요가 없다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 대해 설명하면서, 패널(110)은 서로 교차하지 않는 복수의 전극들(도 1에서 Rx 전극들) 및 복수의 전극들과 서로 교차하는 교차 전극들(도 1에서 Tx 전극들)을 포함할 수 있으며, 이러한 Rx 전극들 및 Tx 전극들은 패널(110)에 대한 휨을 센싱하는데 이용할 수 있는 것으로 설명하였다. 아래에서는 도 8을 참조하여 표시장치(100)가 Rx 전극들 및 Tx 전극들을 이용하여 터치를 센싱하는 실시예에 대해 설명한다.

도 8은 터치센싱부(810)를 더 포함하고 있는 표시장치(100)의 구조이다.

도 8을 참조하면, 표시장치(100)는 도 1의 구조에서 터치센싱부(810)를 추가적으로 더 포함하고 있을 수 있다.

터치센싱부(810)는 패널(110) 위에서 사용자의 신체 혹은 별도의 입력장치가 터치(접촉)되는 것을 인식할 수 있다. 터치센싱부(810)는 Tx 전극들 중 한 전극(Tx(n))으로 구동신호를 인가하고 Rx 전극들 중 한 전극(Rx(j))으로부터 구동신호에 대한 반응신호를 수신하여 두 전극(Tx(n) 및 Rx(j))의 교차점 주변에서 터치가 이루어졌는지 센싱할 수 있다.

터치센싱부(810)가 한 교차점에서 터치를 센싱하는 방법은 도 5를 참조하여 설명한 휨센싱부(120)가 휨을 센싱하는 방법과 유사할 수 있다. 먼저 터치센싱부(810)는 Tx(n) 전극으로 구동신호를 인가한다. 이때, 구동신호는 AC 파형일 수 있다. 이러한 AC 파형의 구동신호는 Tx(n) 전극과 Rx(j) 전극 사이에 형성된 정전용량 CMT를 통해 Rx(j) 전극으로 전달되고, Rx(j) 전극에는 반응신호가 형성된다. 터치센싱부(810)는 이러한 Rx(j) 전극에서의 반응신호를 수신하여 터치를 센싱하게 된다.

터치가 이루어질 경우 해당 터치지점에서의 Tx 전극 및 Rx 전극 사이의 정전용량(예를 들어, 도 8에서 CMT)은 작아지게 된다. 이에 따라, 터치센싱부(810)는 반응신호를 수신한 지점에서의 최종 출력 파형(도 5에서 Vout에 대응되는 파형)이 줄어든 지점에서 터치가 이루어졌다고 인식하게 된다.

터치센싱부(810)는 Tx 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가하고 Rx 전극들에 대하여 순차적으로 반응신호를 수신함으로써 평면상의 터치좌표를 인식할 수 있게 된다.

이렇게 표시장치(100)는 패널(110)에 형성된 Tx 전극들 및 Rx 전극들을 이용하여 터치를 센싱할 수도 있으며 또한 휨을 센싱할 수도 있다. 표시장치(100)에 패널(110) 및 터치센싱부(810)가 구비되어 있다면 패널(110)에 추가적인 전극의 설치없이 휨센싱부(120)를 더 추가함으로써 표시장치(100)는 터치와 휨을 모두 센싱할 수 있게 된다. 반대로 표시장치(100)에 패널(110) 및 휨센싱부(120)가 구비되어 있다면 패널(110)에 추가적인 전극의 설치없이 터치센싱부(120)를 더 추가함으로써 표시장치(100)는 터치와 휨을 모두 센싱할 수 있게 된다.

도 8의 실시예가 적용되는 표시장치(100)에서 휨과 터치는 동일한 전극들을 이용하여 각각 센싱하기 때문에 시간대를 분할하여 센싱 작업을 수행할 수 있다.

도 9는 휨센싱과 터치센싱이 이루어지는 시간대를 나타내는 타이밍도이다.

도 9를 참조하면, 표시장치(100)에서 휨센싱부(120)는 먼저 Tx 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가하면서 Tx 전극들이 배치된 방향(도 4에서 Y방향)으로 휨을 센싱한다. 그리고, 휨센싱부(120)는 Rx 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가하면서 Rx 전극들이 배치된 방향(도 4에서 X방향)으로 휨을 센싱한다. 이러한 휨센싱은 전체적으로 2.5ms 내지 5ms의 시간 내에서 진행될 수 있다.

휨에 대한 센싱이 완료되면, 터치센싱부(810)는 Tx 전극들에 순차적으로 구동신호를 인가하고 Rx 전극들로부터 순차적으로 반응신호를 수신하는 방식으로 터치를 센싱한다. 이러한 터치센싱은 전체적으로 2.5ms 내지 5ms의 시간 내에서 진행될 수 있다.

도 9를 참조할 때, 표시장치(100)는 휨과 터치를 5ms 내지 10ms의 시간 내에서 진행할 수 있는데, 이렇게 진행할 경우 표시장치(100)는 100Hz(10ms의 경우) 내지 200Hz(5ms의 경우)로 프레임을 구동시킬 수 있게 된다.

표시장치(100)가 휨을 센싱할 수 있는 경우, 이러한 휨은 사용자 조작 수단으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 표시장치(100)가 전자계산부(미도시)를 더 포함하고 있고, 전자계산부가 정보를 처리함에 있어서 사용자의 조작 입력(예를 들어, 예 또는 아니오의 선택)이 필요할 수 있다. 이 경우, 휨센싱부(120)는 센싱을 통해 패널(110)의 휨 여부를 전자계산부로 알려줄 수 있고 전자계산부는 휨이 이루어진 경우 사용자가 예를 선택한 것으로 하여 정보를 처리할 수 있다. 본 예에서 알 수 있는 바와 같이 사용자는 휴대하고 있는 표시장치(100)를 구부리거나 휘는 동작만을 통해 표시장치(100)로 사용자 조작 입력을 수행할 수 있게 된다.

표시장치(100)의 휨 센싱을 사용자 조작 수단으로 활용하는 다른 예시에 대해 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 송신부를 더 포함하고 있는 표시장치의 블록도 및 이러한 표시장치의 활용 예시도이다.

도 10의 (a)를 참조하면, 표시장치(100)는 휨센싱부(120)에 의해 센싱된 패널(110)의 휨에 대한 정보를 다른 장치로 전송할 수 있는 송신부(1030)를 더 포함하고 있다.

송신부(1030)가 전송하는 휨에 대한 정보(이하 '휨정보'라 함)에 포함되는 값은 다양할 수 있다. 가장 쉬운 예로서 휨정보에는 휨 여부값이 포함될 수 있다. 휨센싱부(120)는 휨이 있을 때의 정전용량과 휨이 없을 때의 정전용량을 비교하여 휨 여부를 센싱할 수 있다. 송신부(1030)는 이렇게 센싱된 휨 여부값을 포함하는 휨정보를 다른 장치로 전송할 수 있다.

휨정보에는 휨의 정도를 나타내는 값이 포함될 수도 있다. 도 5에 도시된 것과 같이 Vout 값은 CM에 비례하기 때문에 휨센싱부(120)는 휨의 정도에 따라 다르게 변하는 CM 값을 이용하여 패널(110)의 휨 정도 값을 센싱할 수 있고, 이러한 휨 정도 값은 휨정보에 포함되어 다른 장치로 전송될 수 있다.

이외에도 휨정보에는 휨이 많이 발생한 위치에 대한 좌표값도 포함될 수 있다. 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 휨센싱부(120)가 Tx 전극들 및 Rx 전극들에 대하여 순차적으로 구동신호를 인가하여 전체 전극들에 대하여 휨을 센싱하게 되면 휨이 많이 발생한 위치에 대한 좌표값을 센싱할 수 있게 된다.

송신부(1030)는 이렇게 패널(110)의 휨에 대한 다양한 정보를 포함하는 휨정보를 다른 장치로 전송할 수 있다.

도 10의 (b)를 참조하면, 표시장치(100)는 송신부(1030)를 이용하여 패널(110)에 가해지는 다양한 휨 조작을 휨정보로 변환하여 다른 장치(1040)으로 전송하고 있다.

전술한 바와 같이 휨센싱부(120)는 다양한 휨에 대한 정보(예를들어, 휨 여부, 휨 정도 및 휨의 위치)를 센싱할 수 있고 이러한 다양한 휨정보는 송신부(1030)를 통해 다른 장치(1040)로 전송된다. 이때, 다른 장치(1040)는 전송되어 온 휨정보를 분석하여 사용자의 휨조작 내용을 파악할 수 있게 된다. 예를들어, 휨 정도 값 및 휨이 발생한 위치의 좌표 값을 분석함으로써 다른 장치(1040)는 사용자가 패널(100)을 비트는 조작을 하였는지 아니면 패널(100)을 잡아당기는 조작을 하였는지 파악할 수 있다.

이러한 과정을 통해 사용자는 다른 장치(1040)에 대하여 다양한 휨조작을 사용자 조작 입력으로써 사용할 수 있게 된다.

다른 장치(1040)는 게임기일 수 있다. 게임기는 게임의 용도로만 제작된 제품일 수도 있지만 전용 플랫폼을 구비하고 있으면서 텔레비전과 연동하여 텔레비전을 디스플레이로 사용하는 게임기일 수 있다.

이러한 게임기에 대하여 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 게임 조작 장치로서 활용될 수 있다. 특히, 게임기가 체감형 게임을 구동시키는 경우, 표시장치(100)는 이러한 체감형 게임의 일 조작 수단이 될 수 있다. 체감형 게임이란 스포츠 게임과 같이 게임 유저가 게임의 캐릭터와 같이 움직이면서 게임을 조작하는 게임을 의미한다. 이러한 체감형 게임에서는 게임 유저의 행동을 사용자 조작 신호로 변환해 주는 별도의 장치가 필요한데, 일 실시예에 따른 표시장치(100)가 이러한 장치가 될 수 있다.

한편, 송신부(1030)는 휨정보를 전송하기 위한 통신 모듈을 구비할 수 있다. 통신 모듈은 유선 통신 모듈일 수 있고, 무선 통신 모듈일 수 있다. 무선 통신 모듈로서는 와이파이, 블루투스, 적외선 통신과 같은 근거리 통신 방식이 사용될 수도 있다.

도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 일 실시예에서 표시장치(100)는 패널(110)이 휨에 따라 변동하는 두 전극(서로 교차하지 않는 두 전극)의 정전용량변동을 이용하여 휨을 센싱할 수 있다고 설명하였다. 패널(110)의 휨에 따라 변동하는 두 전극의 정전용량변동 값에 대한 일 데이터가 도 11에 도시되어 있다.

도 11은 휨정도에 따른 정전용량변동의 크기를 나타내는 그래프이다. 구체적으로 도 11의 (a)는 정전용량이 측정된 두 전극의 위치를 나타내는 도면이고, 도 11의 (b)는 휨정도를 나타내는 지표를 표시한 도면이며, 도 11의 (c)는 휨정도(flexible distance)에 대한 두 전극의 정전용량을 나타낸 측정 데이터 그래프이다.

도 11의 (a)를 참조하면, 휨정도에 따른 정전용량변동은 Rx 전극들 및 Tx 전극들의 두 방향에 대해 측정되었다(Rx(3) 및 Rx(4) 사이에서의 CM(Rx), 그리고 Tx(3) 및 Tx(4) 사이에서의 CM(Tx)이 측정됨). 그리고, 도 11의 (b)를 참조하면 휨정도는 패널(110)이 휘어졌을 때, 가운데 부분을 저점으로 한 한쪽단에서의 높이로 측정되었다.

패널(110)을 조금씩 휘면서 휘어진 높이에 따른 CM(Tx) 및 CM(Rx)를 측정한 결과, 도 11의 (c)에 도시된 것과 같이 휨정도가 증가함에 따라 두 전극 사이의 정전용량(CM(Rx) 및 CM(Tx))이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 11의 데이터를 통해 알 수 있는 바와 같이 패널(110)에서 서로 교차하지 않는 두 전극의 정전용량변동을 파악하면 패널(110)의 휨정도를 센싱할 수 있다. 이러한 휨에 대한 센싱 정보는 사용자 입력을 손쉽게 하는 수단으로 활용될 수 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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. 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 : 표시장치
110 : 패널
120 : 휨센싱부
810 : 터치센싱부
1030 : 송신부

Claims

서로 나란하게 위치하는 복수의 전극을 포함하는 패널; 및
상기 복수의 전극 중 적어도 두 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널의 휨을 센싱하는 휨센싱부;
를 포함하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 패널은,
상기 복수의 전극과 서로 교차하는 교차 전극들을 더 포함하고,
상기 복수의 전극 중 한 전극과 상기 교차 전극들 중 다른 한 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널의 터치를 센싱하는 터치센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제2항에 있어서,
상기 휨센싱부는 상기 터치센싱부가 터치를 센싱하는 시간과 다른 시간에서 상기 패널의 휨을 센싱하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 패널은,
상기 복수의 전극과 서로 교차하는 교차 전극들을 더 포함하고,
상기 휨센싱부는,
상기 복수의 전극 중 적어도 두 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 제1 방향의 휨을 센싱하고,
상기 교차 전극들 중 적어도 두 전극 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 제2 방향의 휨을 센싱하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 휨센싱부는,
상기 적어도 두 전극 중 한 전극으로 구동신호를 인가하고 상기 적어도 두 전극 중 다른 한 전극으로부터 상기 구동신호에 대한 반응신호를 수신하며, 상기 반응신호에 따라 상기 한 전극과 상기 다른 한 전극 사이의 정전용량변동을 센싱하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 두 전극 사이에는 적어도 하나의 다른 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
센싱된 상기 패널의 휨에 대한 정보를 다른 장치로 전송하는 송신부를 더 포함하는 표시장치.
Tx 전극들 및 상기 Tx 전극들과 교차하는 Rx 전극들을 포함하는 패널;
상기 Tx 전극들과 상기 Rx 전극들 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 터치를 센싱하는 터치센싱부; 및
상기 Tx 전극들 사이의 정전용량변동 혹은 상기 Rx 전극들 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 휨을 센싱하는 휨센싱부
를 포함하는 표시장치.
제8항에 있어서,
상기 휨센싱부는 상기 터치센싱부가 터치를 센싱하는 시간과 다른 시간에서 상기 패널의 휨을 센싱하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제8항에 있어서,
상기 휨센싱부는
상기 Tx 전극들 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 제1 방향의 휨을 센싱하고,
상기 Rx 전극들 사이의 정전용량변동을 이용하여 상기 패널에 대한 제2 방향의 휨을 센싱하는 것을 특징으로 하는 표시장치.