KR20170047057A

KR20170047057A - 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20170047057A
Application number: KR1020150147465A
Authority: KR
Inventors: 윤여민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-05-04

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 플렉서블하게 형성되며, 디스플레이부와 터치센서를 구비하는 터치스크린과, 상기 디스플레이부에 대한 정보 출력과, 상기 터치센서의 구동을 제어하는 제어부와, 상기 제어부가 상기 터치스크린이 펼쳐진 제1상태와 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접힌 제2상태를 검출하도록, 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접히는 것을 센싱하는 접힘 센싱부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 터치스크린이 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되면, 상기 터치센서의 적어도 일부를 비활성화하는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 플렉서블한 터치 스크린을 구비하여, 사용자로부터 터치 입력을 수신하는 것이 가능한 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다. 그러나, LCD의 경우에 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 존재하고, AMOLED의 경우에 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않을 뿐 아니라 플렉서블의 정도가 약하다는 취약점이 존재한다.

한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광 소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다.

또한, 이러한 디스플레이 장치에는, 슬림화(slim化)가 가속되면서 박막 디스플레이 기술 개발이 중요한 부분이 되었다. 더불어 디스플레이 화면에서 손가락 또는 펜 등을 이용해 제어가 가능한 터치스크린 개발 또한 현대 산업에 중요한 부분이다.

한편, 플렉서블한 디스플레이 장치에서는 터치 입력을 감지하는 신호에서 노이즈를 제거하기 어려운 문제가 발생한다. 가장 심각한 문제는 터치 스크린을 구부릴 시에 간섭 등으로 인해 노이즈 수준이 변화된다는 것이다. 이런 경우에는, 기설정된 터치 입력의 감지를 위한 설정값들이 소용없어지는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 노이즈를 저감할 수 있는 새로운 시도가 착안될 수 있다.

본 발명은 터치 입력에 대한 노이즈를 저감할 수 있는 플렉서블한 디스플레이 장치를 제공하는 것에 일 목적이 있다.

또한, 본 발명은 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치에서, 정전용량방식의 터치 스크린에 대한 신뢰성을 확보하는 제어방법을 제공하는 것에 다른 일 목적이 있다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 플렉서블하게 형성되며, 디스플레이부와 터치센서를 구비하는 터치스크린과, 상기 디스플레이부에 대한 정보 출력과, 상기 터치센서의 구동을 제어하는 제어부와, 상기 제어부가 상기 터치스크린이 펼쳐진 제1상태와 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접힌 제2상태를 검출하도록, 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접히는 것을 센싱하는 접힘 센싱부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 터치스크린이 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되면, 상기 터치센서의 적어도 일부를 비활성화할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 접힘 센싱부는 상기 터치스크린의 접히는 정도를 센싱하도록 이루어지며, 상기 제2상태는 상기 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하도록 상기 터치스크린이 접힌 상태가 될 수 있다. 상기 제어부는 상기 터치 스크린이 접히는 부분을 검출하고, 상기 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하면, 상기 접히는 부분에서 상기 터치센서의 적어도 일부를 비활성화할 수 있다.

실시 예에 있어서, 접힘 센싱부는 설정된 간격으로 차례로 배치되는 복수의 휨 센서(Flex Sensor)를 구비하며, 상기 제어부는 상기 복수의 휨 센서를 이용하여 상기 터치 스크린이 접히는 부분을 검출할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제2상태에서 상기 검출된 접히는 부분을 기준으로 상기 터치센서의 일측에 해당하는 제1영역은 활성화되고, 타측에 해당하는 제2영역은 비활성화될 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제1상태와 제2상태의 상태 전환에 따라서, 상기 터치센서의 시분할 구동 여부가 결정될 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 터치스크린이 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전환되면, 상기 비활성된 터치센서의 적어도 일부를 활성화할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 디스플레이부는, 제1부분, 및 상기 제1상태에서 상기 제1부분과 평행하게 배치되는 제2부분을 포함한다. 상기 제1부분은 상기 제2부분에 대하여 상대 회전하여 상기 제2상태에서 상기 제2부분을 덮도록 형성되며, 상기 제어부는 상기 제1부분 및 제2부분의 상태 전환들을 이용하여 상기 터치센서의 구동 모드를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은, 플렉서블하게 형성되며, 복수의 센싱 노드를 구비하는 터치스크린과, 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접히는 것을 센싱하는 접힘 센싱부, 및 상기 터치스크린에 대한 정보 출력과, 상기 복수의 센싱 노드의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하도록 상기 터치스크린이 접히면, 상기 복수의 센싱 노드 중 적어도 일부의 구동을 중지하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 개시한다.

본 발명에 따르면, 터치 스크린이 접히는 것에 연동하여 터치 스크린의 구동영역을 제어함으로써, 터치 입력시에 노이즈의 발생을 저감시킨다. 이를 통하여 플렉서블 터치스크린에서 터치 입력을 감지하는 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 이를 통하여, 터치 스크린의 구동 소비전력이 저감될 수 있다.

예를 들어, 터치 스크린의 접힌 부분이 손바닥이나 손가락에 접촉한 경우에, 이러한 접촉에 의한 노이즈가 제거될 수 있다. 또한, 이러한 접촉이 터치 입력으로 처리되지 않아 터치 스크린의 오동작이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 터치 스크린이 접히는 부분에서 터치 센서를 미구동함에 의하여, 접히는 부분의 곡률이 정전용량에 주는 영향을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 터치 스크린이 접히면, 일부분에 대하여 시분할 구동으로 변경함에 따라, 터치입력을 감지하는 구간이 보다 큰 범위로 설정될 수 있다. 이를 통하여, 터치 스크린이 접힌 경우에도, 터치 응답속도가 우수한 플렉서블 터치 스크린이 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이다.
도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10 및 도 11은 터치센서가 더 구비된 디스플레이 장치의 일 예를 나타내는 개념도들이다.
도 12는 본 발명의 제어방법을 대표적으로 나타내는 흐름도이다.
도 13a 및 도 13b은 도 12의 제어방법이 적용되는 디스플레이 장치의 개념도이다.
도 14a, 도 14b 및 도 15는 도 12의 제어방법을 따라 터치 센서를 구동하는 방식을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 터치센서 구동방식의 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.

도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다.

플렉서블 디스플레이는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 구부리거나, 접을 수 있거나 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다.

상기 플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 R,G, B의 조합에 의해 형성되는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.

상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.

이하, 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3은 도 2의 라인 B-B를 따라 취한 단면도이며, 도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.

도 2, 도 3a 및 도 3b의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다.

상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함한다.

기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(110)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.

상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.

도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 기판(110)에 절연층(160)이 적층된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 상기 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.

보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광 소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서, 절연층(160) 상에 위치하고, 제1전극(120)의 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극홀(171)은 비아 홀에 도전물질이 채워짐에 의하여 형성될 수 있다.

본 도면들을 참조하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층(130)이 형성되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130)의 사이에 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성되거나, 절연층(160)이 없이 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.

상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 상기 전도성 접착층(130)에서는 전도성을 가지는 물질과 접착성을 가지는 물질이 혼합될 수 있다. 또한 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플렉서블 기능을 가능하게 한다.

이러한 예로서, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 상기 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 Z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 X-Y 방향으로는 전기절연성을 가지는 레이어로서 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 Z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하 '전도성 접착층'이라 한다).

상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분만 이방성 전도매질에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이하, 상기 이방성 전도성 필름에는 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도성 필름이 부분적으로 전도성을 가지기 위하여 다른 방법도 가능하다. 이러한 방법은, 예를 들어 상기 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화 등이 될 수 있다.

또한, 상기 이방성 전도매질은 예를 들어, 도전볼이나 전도성 입자가 될 수 있다. 도시에 의하면, 본 예시에서 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정부분만 도전볼에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있으며, 이 경우에 열 및 압력이 가해진 부분이 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 Z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성된다.

다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 열 및 압력이 가해진 부분이 전도성 물질이 변형되어(눌러 붙어서) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 Z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하다. 이 경우에, 전도성 물질은 뽀족한 단부를 가질 수 있다.

도시에 의하면, 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도성 필름(fixed array ACF)가 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연성 베이스부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스부재의 바닥부분에 집중적으로 배치되며, 상기 베이스부재에서 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형됨에 따라 수직방향으로 전도성을 가지게 된다.

다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태나, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.

이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 particle 혹은 nano 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.

다시 도면을 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격하여 절연층(160)에 위치한다. 즉, 상기 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다.

절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광 소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.

도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.

예를 들어, 상기 반도체 발광 소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 보조전극(170)과 전도성 접착층(130)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.

다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광 소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광 소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.

보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광 소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광 소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광 소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광 소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.

또한, 복수의 반도체 발광 소자(150)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 발광 소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다.

발광 소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광 소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광 소자(150)는 조합(또는 그룹화)되어 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광 소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광 소자들은 상기 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 반도체 발광 소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광 소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광 소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광 소자일 수 있다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.

도시에 의하면, 반도체 발광 소자(150)의 사이에 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 반도체 발광 소자들을 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.

또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.

다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 이 경우에, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우, 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)를 증가시킬 수 있다.

형광체층(180)은 반도체 발광 소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다.

즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(151) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(151) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자(151)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층될 수 있다. 따라서, 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다.

다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광 소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 단위 화소를 구현할 수 있다.

또한, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(191)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.

다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광 소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.

이 경우, 반도체 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.

도 5b를 참조하면, 반도체 발광 소자는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광 소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광 소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.

도 5c를 참조하면, 자외선 발광 소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광 소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광 소자의 형태로 확장될 수 있다.

본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광 소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.

또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광 소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다. 따라서, 단위 화소의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광 소자의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다. 따라서, 이러한 경우, HD화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.

상기에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.

본 도면을 참조하면, 먼저, 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 상기 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 이 경우에, 제1전극(120)과 제2전극(140)은 상호 직교 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.

상기 전도성 접착층(130)은 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위하여 절연층(160)이 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.

다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광 소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광 소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.

이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광 소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.

상기 반도체 발광 소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.

그 다음에, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head 를 적용하여 열압착될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140)의 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 이를 통하여 전극들과 반도체 발광소자(150)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때에, 반도체 발광 소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.

그 다음에, 상기 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판(112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.

마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광 소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 반도체 발광 소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광 소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.

이상에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광 소자도 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.

또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.

도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.

본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.

상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광 소자(250)를 포함한다.

기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.

제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(220)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.

전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.

기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광 소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광 소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이, 이방성 전도성 필름에서 열 및 압력이 가해지면 부분적으로 두께방향으로 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서, 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분(231)과 전도성을 가지지 않는 부분(232)으로 구획된다.

또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광 소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.

이와 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(250)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.

상기 반도체 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.

수직형 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광 소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.

도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 제1전극(220)과 전도성 접착층(230)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광 소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.

다시 도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우에, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.

즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(251) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(251) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자(251)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.

다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.

다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광 소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다.

개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치될 수 있다.

제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

또한, 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극은 오믹(ohmic) 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.

도시에 의하면, 상기 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광 소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다.

만약 반도체 발광 소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시키기 위하여는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용한다면, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 발광 소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.

도시에 의하면, 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.

또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(290)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.

다른 예로서, 상기 격벽(190)으로서, 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다.

만일 제2전극(240)이 반도체 발광 소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광 소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광 소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 도시에 의하면, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(291)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.

상기 설명과 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 반도체 발광소자들이 단위 화소(또는 픽셀)를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.

한편, 상기에서 살펴본, 디스플레이 장치는 디스플레이 장치에 가해지는 터치 동작을 감지하기 위한 터치센서가 더 구비될 수 있다.

터치센서가 구비된 디스플레이 장치는, 디스플레이부(또는 디스플레이 모듈) 및 터치 센서부의 구성을 포함하며, 출력 장치 이외에 입력장치로도 사용될 수 있다.

터치센서는, 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 디스플레이 장치에 대한 터치를 감지하는 것이 가능하다. 이하에서는, 특히, 정전용량 방식으로 터치를 감지하는 터치센서가 구비된 디스플레이 장치의 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명의 터치센서 구조는 정전용량 방식에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 터치 센서가 하나의 자기장 코일을 구비하는 자기장 방식 등이 적용될 수 있다.

정전용량 방식으로 터치를 감지하는 터치센서는 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이 모듈의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 이러한, 터치센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)은, 디스플레이 장치의 제어부에 의해 처리될 수 있고, 처리된 신호들은 그에 상응하는 데이터로 변환될 수 있다. 이하에서는, 이러한 정전용량 방식이 구비된 디스플레이 장치에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 설명한다. 도 10 및 도 11은 터치센서가 더 구비된 디스플레이 장치의 일 예를 나타내는 개념도들이다.

먼저, 도 10의 도시에 의하면, 디스플레이 장치(1000)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다. 플렉서블 디스플레이에 대한 설명은, 도 1의 설명으로 갈음한다.

도시된 것과 같이, 플렉서블 디스플레이로 이루어진 디스플레이 장치(1000)에는 터치센서가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (a)에 도시된 것과 같이, 디스플레이 장치(1000)에 대하여 터치입력이 가해지면, 제어부(미도시됨)는 이러한 터치입력을 처리하여, 처리된 터치입력에 상응하는 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (a)에서, 임의의 아이콘(1001)에 대해서 터치입력이 가해지면, 터치 센서에 전기적 변화가 발생하며, 제어부는 도 10의 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 전기적 변화를 감지하여 터치입력을 처리하여, 그에 상응하는 화면정보를 디스플레이 장치(1000)에 출력할 수 있다. 상기 전기적 변화는, 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식에 따라 달라지는 인자가 될 수 있다. 예를 들어 정전용량 방식에서는 정전용량의 변화에 따라 터치센서에서 전류나 전압의 출력값의 변화가 상기 전기적 변화가 될 수 있다.

이 경우에, 상기 플렉서블 디스플레이가 휘어진 상태에서 터치입력이 가해질 수 있으며, 터치센서는 이 상태에서 가해지는 터치입력을 감지하도록 이루어진다.

한편, 플렉서블 디스플레이로 이루어진 디스플레이 장치(1000)의 단위 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본, 전면 및 후면 터치가 가능한 디스플레이 장치의 구조를, 도 11과 함께 개략적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(1000)는, 기판(1120), 터치 센서(1110), 투명접합부(1130) 및 디스플레이부(1150)를 포함하도록 이루어질 수 있다.

상기 디스플레이부(1150)에는, 앞서 도 2를 참조하여 살펴본 것과 같이, 단위화소를 구현하는, 복수의 반도체 발광소자들이 배치될 수 있다.

디스플레이부(1500)는 예를 들어, 전도성 접착층, 복수의 반도체 발광소자들 및 전극라인을 포함할 수 있다. 상기 복수의 반도체 발광소자들은 상기 전도성 접착층에 결합되며, 복수의 열들을 형성하도록 배열되어, 단위 화소를 형성한다. 상기 전극라인은 상기 복수의 반도체 발광 소자들에 전원을 공급하는 라인으로서, 전술한 제1전극 및 제2전극이 될 수 있다. 이와 같은 디스플레이부(1500)의 구조에 대한 설명은 도 1 내지 도 9를 참조하여 전술한 내용으로 갈음한다.

터치 센서(1110)는 디스플레이부(1150)와 중첩하도록 이루어진다. 터치 센서(1110)와 디스플레이부(1150)는 투명 접합부(1130)를 사이에 두고 중첩될 수 있다. 상기 터치 센서(1110)는, 상기 복수의 반도체 발광소자들을 기준으로, 일측 및 타측 중 어느 한쪽에 배치되어, 디스플레이(1500)에 대한 터치를 센싱하도록 이루어진다. 즉, 터치 센서(1110)는, 디스플레이부(1500)의 일면 및 타면 중 어느 하나의 면 상에 배치될 수 있다.

또한, 다른 예로서, 상기 터치 센서(1110)는 적어도 일부가 디스플레이부(1500)의 레이어들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 인셀(In-Cell) 타입의 구조가 적용되는 경우에, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)의 셀 내부에 터치 기능이 구현될 수 있다.

또한, 상기 터치 센서(1110) 상에는, 강화유리 또는 폴리이미드(Polyimide) 재질의 기판, 1120)이 적층될 수 있다.

본 발명에서, 디스플레이부(1150)는 반도체 발광소자들로 이루어짐으로써, 매우 얇은 두께를 갖는 박막 디스플레이를 구현가능하다. 이에, 본 발명에 다른 터치 센서(1110)는, 디스플레이의 두께를 고려하여, 얇은 구조 및 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 센서(1110)는, 정전용량방식(Capacitive Touch)을 가지며, 강화유리 또는 폴리이미드(Polyimide) 재질의 기판에 형성되는 터치 전극으로 이루어질 수 있다.

상기 터치 센서(1110)는 상기 디스플레이부(1500)의 전극라인과 별도로 형성되어 상기 터치 센서(1110)를 온오프하는 터치 전극라인(미도시)을 구비할 수 있다.

한편, 플렉서블 디스플레이부에 적합하게 가장 얇은 터치스크린을 구현하기 위하여, 상기 터치 전극라인은, 단일 층(또는 단일 레이어)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 터치 센서(1110)는, 투명 접합부(1130)를 통해, 상기 디스플레이부(1500)에 접합될 수 있으며, 이를 통해, 본 발명에 의하면, 플렉서블한 터치 스크린(1160)이 구현될 수 있다.

상기 플렉서블한 터치 스크린(1160)은 외력에 의하여 변형 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 변형 가능한 터치 스크린(1160)은 ‘플렉서블 터치 스크린’또는 '벤더블 터치 스크린'로 명명될 수 있다. 여기에서, 플렉서블 터치 스크린은 일반적인 플렉서블 디스플레이와 전자 종이(e-paper) 및 그 조합을 모두 포함할 수 있다.

이 경우에, 상기 변형은 터치 스크린의 휘어짐, 구부러짐, 접힘, 비틀림, 말림 중 적어도 하나일 수 있다. 이하, 예시에서는 터치 스크린의 접힘에 대하여 주로 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이하 설명되는 예시에서 터치 스크린의 접힘은 터치 스크린의 휘어짐, 구부러짐, 비틀림, 말림으로 대체될 수 있다.

한편, 정전용량방식은 패널로부터 나오는 전자 방해 잡음(EMI)에 취약한 문제가 있으며, 이를 극복하기 위해 디스플레이부(1150)와 터치센서(1110) 사이에 공기층(Air Gap)을 가지거나 점착제(OCA) 두께를 두껍게 하여 노이즈를 최소화 한다. 하지만 플렉서블 디스플레이에서는 기존 노이즈 감소 방법을 사용할 수 없는 문제가 있다. 보다 구체적으로, 플렉서블 디스플레이는 패널이 휘어지기 때문에 패널고정이 필요한 공기층 삽입 방법을 사용할 수 없을 뿐만 아니라 휘어짐의 자유도를 높이기 위해 점착제(OCA) 두께를 두껍게 사용할 수 없기 때문이다. 이에 더하여, 심각한 문제는 터치 스크린을 구부릴 시 간섭등으로 인해 노이즈 수준이 변화된다는 것이다. 본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치에서 노이즈를 감소할 수 있는 새로운 제어방법을 제시한다. 이하, 이러한 새로운 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 12는 본 발명의 제어방법을 대표적으로 나타내는 흐름도이며, 도 13a 및 도 13b은 도 12의 제어방법이 적용되는 디스플레이 장치의 개념도이며, 도 14a, 도 14b 및 도 15는 도 12의 제어방법을 따라 터치 센서를 구동하는 방식을 설명하기 위한 개념도들이다.

먼저, 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는, 터치 센서의 구동 모드가 제1구동모드 및 제2구동모드를 포함할 수 있다.

상기 제1구동모드는 터치 입력을 센싱하도록 상기 터치 센서(1110, 도 11 참조)의 복수의 센싱 노드(1111, 도 14a 참조)를 함께 구동하는 모드가 될 수 있다. 상기 터치 센서(1110)의 복수의 노드(1111)를 함께 온(on)되며, 이를 통하여 상기 터치 센서(1110)가 전체적으로 활성화된다. 상기 제1구동모드는 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태(또는 평평한 상태)에서 실행될 수 있다. 상기 펼쳐진 상태는, 이하 제1상태로 지칭되며, 터치 센서(1110)와 디스플레이부(1150)가 변형되지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태)로서, 디스플레이 장치의 디스플레이 영역은 평면이 된다. 따라서, 상기 제1구동모드는 상기 제1상태에서 상기 터치센서(1110)의 복수의 센싱 노드(1111)를 함께 구동하는 모드가 될 수 있다.

또한, 상기 제2구동모드는 상기 복수의 센싱 노드(1111)의 어느 일부를 구동하는 모드로서, 다른 일부는 미구동된다. 이 경우에, 상기 터치 센서(1110)의 복수의 노드(1111)는 일부가 온(on)되며 나머지는 오프(off)되며, 이를 통하여 상기 터치 센서(1110)가 부분적으로 활성화된다. 상기 제1구동모드는 디스플레이 장치가 특정 수준이상으로 접혀진 상태에서 실행될 수 있다. 상기 접혀진 상태는, 이하 제2상태로 지칭된다. 터치 센서(1110)와 디스플레이부(1150)는 상기 변형되지 않는 제1상태에서 평평한 상태가 아닌, 적어도 일부가 특정 크기 또는 그 이상으로 접혀진 제2상태에 놓일 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 명세서에서는 접혀진 상태를 예시하나, 상기 제2상태는 휘어진 상태, 구부러진 상태, 비틀린 상태, 말린 상태 등이 될 수 있다. 따라서, 제2구동모드는 상기 제2상태에서 상기 복수의 센싱 노드(1111)의 일부를 구동하는 모드가 될 수 있다.

본 발명에서는 제1구동모드와 제2구동모드가 터치 스크린(1160)의 상태에 따라 선택적으로 실행되며, 이를 이용하여 노이즈를 저감한다. 이하, 이러한 제어방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도시에 의하면, 먼저 제어부가 제1상태에서 터치 스크린(1160)의 디스플레이부(1150)를 온(on)하도록 제어한다(S301).

디스플레이부(1150)가 활성화되면서, 상기 터치 스크린(1160)에는 시각정보가 출력될 수 있다. 이 경우에, 상기 터치 스크린(1160)은 전체가 활성화되어, 상기 시각정보를 출력할 수 있다. 다른 예로서, 상기 터치 스크린(1160)은 복수의 영역의 구획되고, 상기 복수의 영역 중 일부 영역이 비활성화된 상태에서 상기 시각정보를 디스플레이할 수 있다.

이 때에, 상기 터치 스크린(1160)의 터치 센서(1110)는 디스플레이부(1150)와 함께 온(on)되어 사용자의 터치 입력을 감지하게 된다. 즉, 제1상태에서 상기 터치 센서(1110)는 상기 제1구동모드를 실행하도록 제어될 수 있다.

이 상태에서, 사용자가 상기 터치 스크린(1160)에 출력된 시각정보에 터치입력을 가하면, 상기 터치 센서(1110)는 상기 터치입력이 가해짐을 감지(S302)하고, 제어부는 상기 터치입력에 대하여 신호처리를 수행한다.

이 때에, 상기 터치 스크린이 접혀지면, 접힘 센싱부가 상기 터치 스크린(1160)의 접힘을 감지한다(S303).

상기 접힘 센싱부는 상기 터치 스크린의 변형을 감지할 수 있는 변형감지수단으로 상기 디스플레이 장치에 구비된다. 상기 변형감지수단은 상기 터치 스크린(1160) 또는 상기 디스플레이 장치의 케이스에 구비되어, 터치 스크린의 접힘과 관련된 정보를 감지할 수 있다. 여기에서, 접힘과 관련된 정보는, 터치 스크린이 접히는 방향, 접히는 정도, 접히는 위치, 접히는 시간 및 접힌 터치 스크린이 복원되는 가속도 등이 될 수 있으며, 이 밖에도 터치 스크린의 접혀짐으로 인하여 감지 가능한 다양한 정보일 수 있다. 또한, 제어부는 상기 변형감지수단에 의하여 감지되는 터치 스크린의 변형과 관련된 정보에 근거하여, 터치 스크린 상에 표시되는 정보를 변경하거나, 디스플레이 장치의 기능을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.

보다 구체적인 예로서, 상기 접힘 센싱부는 설정된 간격으로 차례로 배치되는 복수의 휨 센서(Flex Sensor, 1161, 1162)를 구비할 수 있다. 상기 복수의 휨 센서는 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 상기 터치 스크린(1160)의 가장자리를 따라 순차적으로 배치되어, 상기 터치 스크린(1160)의 접히는 위치를 감지하기 위한 정보를 출력할 수 있다. 이 경우에, 상기 복수의 휨 센서(1161, 1162)는 디스플레이부(1150), 터치 센서(1110) 및 기판(1120, 이상 도 11 참조) 중 어느 하나에 장착될 수 있다.

도 13a을 참조하면, 상기 복수의 휨 센서(1161)는 상기 터치 스크린(1160)의 각 변을 따라 복수개가 차례로 배치될 수 있다. 이 경우에는 터치 스크린(1160)이 접혀지는 부분은 상기 복수의 휨 센서(1161) 중에서 전기적 변화가 가장 큰 휨 센서들을 기준으로 설정될 수 있다. 도 13b를 참조하면, 상기 복수의 휨 센서(1162)는 상기 터치 스크린(1160)의 가장자리를 따라 길게 형성되어, 상기 터치 스크린(1160)의 각 변에 하나씩 배치될 수 있다. 이 경우에는 터치 스크린(1160)이 접혀지는 부분은 상기 휨 센서(1162)에서 변형이 가장 큰 지점을 검출함에 의하여 설정될 수 있다.

다음으로, 상기 터치 스크린(1160)의 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하면, 제어부는 상기 접히는 부분에서 상기 터치센서(1110)의 적어도 일부를 비활성화한다(S304).

이 경우에, 상기 제어부는 변형에 의하여 발생하는 상기 휨 센서의 전기적 출력 변화를 기설정된 기준값과 비교하여 상기 터치 스크린의 접히는 정도가 제2상태에 해당하는지를 판별하게 된다. 즉, 상기 제2상태는 상기 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하도록 상기 터치 스크린(1160)이 접힌 상태이며, 제어부는 상기 휨 센서의 출력을 이용하여 상기 제2상태를 검출한다.

상기 접히는 부분에서, 상기 터치 센서(1110)를 비활성화하기 위하여, 상기 제어부는 상기 복수의 휨 센서를 이용하여 상기 터치 스크린(1160)이 접히는 부분을 검출할 수 있다. 이 경우에, 상기 복수의 휨 센서가 상기 터치 스크린(1160)의 가장자리를 따라 배치되므로, 이를 이용하여 상기 터치 스크린(1160)이 접히는 부분이 검출될 수 있다. 이와 같이, 제어부는 상기 터치 스크린(1160)이 접히는 부분(1171)을 검출하고, 상기 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하면, 상기 접히는 부분(1171)에서 상기 터치 센서(1110)의 적어도 일부를 비활성화하여 제2구동모드로 상기 터치 센서(1110)를 구동하게 된다.

상기 제2상태에서는, 상기 검출된 접히는 부분(1171)뿐만 아니라, 상기 검출된 접히는 부분(1171)을 기준으로 상기 터치 센서(1110)의 일측에 해당하는 제1영역(1172)은 활성화되고, 타측에 해당하는 제2영역(1173)은 비활성화될 수 있다. 이에 따라, 상기 터치 센서(1110)가 상기 제1영역(1172)은 활성화되고, 상기 접히는 부분(1171) 및 제2영역(1173)은 비활성화된 상태로 구동되는 모드가 상기 제2구동모드가 될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 15와 같이, 상기 디스플레이부(1150)는 제1부분(1151) 및 제2부분(1152)을 포함하며, 상기 제1부분(1151)은 상기 제1상태에서 상기 제2부분(1152)과 평행하게 배치되고, 상기 제2부분(1152)에 대하여 상대 회전하여 상기 제2상태에서 상기 제2부분(1152)을 덮도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 부분(1151)은 상기 제2부분(1152)을 덮는 상태와 상기 제2부분(1152)을 덮지 않는 상태 중 어느 하나가 되도록, 상기 제2부분(1152)의 일측에 형성되는 경계부(1153)를 기준으로 회전가능하게 형성된다. 한편, 경계부가 형성되는 위치는 플렉서블 디스플레이부(1150)에 가해지는 외부의 힘에 의하여 다르게 형성되며, 이 부분이 상기 접히는 부분이 될 수 있다.

이 때에, 도 14a에 도시된 바와 같이, 상기 접히는 부분(1171)은 상기 복수의 휨 센서(1161) 중에서 상기 접힘을 감지한 센서들을 이어주는 라인을 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 이어주는 라인이 지나가는 센싱 노드(1111a)은 상기 접히는 부분에 해당하는 센싱 노드(1111a)로서, 상기 제2영역(1173)과 함께 상기 제2구동모드에서 비활성화될 수 있다.

한편, 상기 센싱 노드(1111)는 단일 전극과 터치를 가하는 손가락이나 스타일러스의 사이에 형성되는 커패시턴스의 변화량을 센싱하도록 이루어질 수 있다. 이러한 예로서, 상기 센싱 노드(1111)는 셀프 커패시턴스(self capacitance) 타입의 센싱 노드가 될 수 있다. 따라서, 본 예시에서 터치의 감지는 각 센싱 노드가 한번에 한 노드씩 순차적으로 스캔되어, 센싱 노드 단위로 이루어진다.

다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 14b와 같이, 상기 센싱 노드(2111)는 두 전극의 사이에 형성된 커패시턴스가 터치를 가하는 손가락이나 스타일러스에 의해 변화되는 변화량을 센싱하도록 이루어질 수 있다. 이러한 예로서, 상기 센싱 노드는 뮤추얼 커패시턴스(mutual capacitance) 타입의 센싱 노드(2111)가 될 수 있다. 따라서, 제어부는 센싱 노드를 X축 및 Y축의 한축씩 스캔하여 터치를 감지하도록 형성될 수 있다. 또한, 이 경우에는 상기 센싱 노드를 한 라인씩 온오프하는 터치 전극라인(XL, YL)이 상기 복수의 반도체 발광 소자들에 전원을 공급하는 전극라인과 평행하게 형성될 수 있다. 상기 접힘을 감지한 센서들을 이어주는 라인과 대체로 평행하게 배치되는 터치 전극라인(XL, 예를 들어, X축 방향의 터치 전극라인)은 상기 제1영역(2172)에서 활성화되고 제2영역(2173)에서 비활성화될 수 있다. 반면에, 상기 라인과 교차하도록 배치되는 터치 전극라인(YL, 예를 들어, Y축 방향의 터치 전극라인)은 영역의 구분없이 순차적으로 온오프되도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 터치 전극라인과 상기 전극라인은 적어도 일부가 일체로 이루어지고, 상기 센싱 노드와 상기 복수의 반도체 발광 소자들의 신호전달을 순차적으로 제어하여, 보다 컴팩트한 구성으로 구현되는 것도 가능하다.

또한, 상기 접히는 부분은 서로 마주보는 한쌍의 휨 센서(1162)의 각각에서 가장 변형이 크다고 판별된 지점들을 이어주는 라인을 기준으로 설정될 수 있다. 이 경우에도, 상기 라인이 지나가는 센싱 노드들은 상기 제2영역(1173)과 함께 상기 제2구동모드에서 비활성화될 수 있다.

이 경우에, 상기 제1영역(1172)은 상기 제2상태에서 상기 제2영역(1173)의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1영역(1172)은 상기 제2상태에서 상측에 배치되는 영역이며, 상기 제2영역(1173)은 하측에 배치되는 영역이 될 수 있다. 이 경우에, 상기 디스플레이 장치는 외부 이미지를 촬영하는 카메라(1181)를 포함하고, 상기 카메라(1181)는 상기 제2영역(1173)보다 상기 제1영역(1172)에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우에, 상기 제1영역(1172)은 도 15의 제1부분(1151)에 포함되고, 상기 제2영역(1173)은 제2부분(1152)에 포함될 수 있으며, 따라서 상기 카메라는 상기 제1부분(1151)에 배치될 수 있다.

이와 같이, 상기 제1영역(1172)이 상기 제2영역(1173)을 덮는 상태에서는 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제2영역(1173)을 사용자가 손으로 잡은 상태가 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 제2영역(1173)에서 터치 센서(1110)를 비활성화하게 된다.

즉, 터치 스크린이 접혀진 상태에서, 사용자가 볼 수 있는 상단 영역은 터치 센서가 구동하고, 사용자의 손이 접촉할 가능성이 높은 하단 영역은 터치 센서가 미구동하게 된다. 또한, 상기 상단 영역과 하단 영역의 사이는 전술한 접히는 부분에 해당하며, 터치 센서가 미구동하는 부분이 될 수 있다.

이와 같은 제어방법에 의하면, 이 방법은 디스플레이 장치가 접혔을 때 불필요한 센서를 OFF 시켜 줌으로써 전력 소모도 줄일 수 있다. 또한 접거나 구부린 상태에서 사용자의 그립 시에 하단부에서 손바닥이나 손가락에 의한 사용자가 의도하지 않은 터치를 방지할 수 있다.

한편, 상기 디스플레이부에 출력되는 정보는 디스플레이 장치의 구부러지는 것과 연동하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이부에 출력되는 정보는 상기 제1부분(1151) 및 제2부분(1152)의 상태에 의하여 결정될 수 있다. 이 경우에, 상기 제어부는 상기 제1부분(1151) 및 제2부분(1152)의 상태 전환들을 이용하여 상기 터치센서의 구동 모드를 제어할 수 있다. 이 경우에, 전술한 바와 같이, 상기 제1부분(1151)에는 카메라가 배치될 수 있다.

예를 들어, 제어부는 상기 제1부분(1151)이 상기 제2부분(1152)을 덮지 않는 상태에서 디스플레이부(1150)에 출력되는 정보와 덮은 상태에서 출력되는 정보가 서로 달라지도록 제어한다. 또한, 상기 제어부는 상기 제1구동모드에서 상기 터치스크린이 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되면, 상기 제2부분(1152)을 비활성화할 수 있다.

한편, 상기에서 설명된 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제어방법은, 보다 노이즈를 저감할 수 있는 방법으로 변형될 수 있다. 이하, 이러한 변형예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 터치센서 구동방식의 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도들이다.

본 도면들을 참조하면, 터치 센서는 적어도 일부 구간에서 시분할 구동을 하도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 터치 센서의 시분할 구동 여부는 터치 스크린의 제1상태와 제2상태의 상태 전환에 따라서 결정될 수 있다.

보다 구체적으로, 제어부는 제1상태에서는 터치 센서를 디스플레이부와 독립적으로 전체구동하며, 제2상태에서는 상기 디스플레이부와 터치 센서를 순차적으로 활성화한다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 제2상태에서 상기 터치 센서의 일부 영역이 시분할구동되도록, 상기 일부 영역에서 상기 디스플레이부와 터치 센서를 순차적으로 활성화할 수 있다. 이 때에, 상기 제2상태에서 상기 터치 센서의 일부 영역을 제외한 나머지 영역은 구동이 중지될 수 있다.

도시에 의하면, 구부림이 없는 제1상태에서는 먼저 제어부가 터치 스크린의 디스플레이부와 터치 센서를 온(on)하도록 제어하며, 제1구동모드를 실행한다. 상기 제1상태에서 상기 디스플레이부와 터치 센서는 상기 터치스크린의 전 영역에서 함께 활성화될 수 있다.

이 경우에, 상기 터치 센서의 구동은 상기 디스플레이부의 어느 하나의 프레임에 해당하는 구간에서 이루어질 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 터치 스크린에서는, 프레임 단위로, 디스플레이부 및 터치 센서가 동시에 구동될 수 있다. 다만, 디스플레이부가 구동되지 않는 구간, 즉, 화면이 켜지지 않는 Blank 시간이 존재할 수 있으며, 이를 통하여 디스플레이부 및 터치 센서가 구동하는 구간의 범위는 서로 다를 수 있다.

한편, 본 발명에서 "프레임 단위"라는 표현은, 하나의 프레임을 구현하기 위하여 소요되는 시간 단위를 의미하며, 전술한 어느 하나의 프레임에 해당하는 구간이 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임을 구현하기 위하여, 0.001초의 시간이 소요되는 경우, 디스플레이부 및 터치 센서는 0.001초 내에서, 온 상태로 구동될 수 있다. 하나의 프레임이 가지는 시간은, 1초/프레임 수로 정해진다. 예를 들어, 초당 60 프레임(60Hz)를 출력하는 디스플레이부는, 1프레임당 약 16.6 미리세크(미리 초, ms)의 시간을 갖을 수 있다.

다음으로, 구부림이 발생하여 상기 터치 스크린의 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하면(즉, 제2상태가 되면), 제어부는 제2구동모드를 실행하며, 상기 제2구동모드는 시분할 구동을 하게 된다.

예를 들어, 제어부는, 매 프레임 마다, 제1 구간(a)에서는, 터치 센서를 구동하고, 제2 구간(b)에서는, 디스플레이부를 구동하는데, 터치 센서의 구동 구간에서는, 상기 터치 센서의 일부 영역만을 활성화한다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 프레임 단위로 제1구간에서는 상기 터치센서의 일부 영역을 온(on) 상태로 구동하고, 상기 디스플레이부를 오프(off) 상태로 구동하며, 상기 제1구간과 다른 제2구간에서는 상기 터치 센서의 일부 영역을 오프(off) 상태로 구동하고, 상기 디스플레이부를 온(on) 상태로 구동한다.

이 경우에, 상기 제어부는 사용자가 바라보는 영역(전술한 제1영역)에 해당하는 터치센서의 센싱 노드들만을 온(on)한 상태에서 발생하는 상기 터치 센서의 전기적 출력 변화를 기설정된 기준값과 비교하여 상기 제1영역에 가해지는 터치 입력을 센싱할 수 있다.

한편, 상기 기설정된 기준값은 터치 입력이 없을 경우 상기 제1영역에 해당하는 channel에 입력되는 ADC 값이 될 수 있다. 즉, 터치 입력이 없을 경우 각 channel에 입력되는 ADC 값이 터치입력 이전의 기준값, baseline으로 저장될 수 있다. 손가락 또는 스타일러스 펜 등의 터치 입력에 의해 정전용량의 유입이 있을 경우에 터치 이전보다 증가된 정전용량이 발생되고, 제어부는 이에 해당되는 상기 제1영역에 해당하는 channel의 ADC 출력값을 baseline과 비교할 수 있다. 상기 baseline 에는 일정 값 이상 또는 이하를 터치라고 판단하기 위한 threshold 값이 포함될 수 있다.

다음으로, 상기 제어부는 상기 터치스크린이 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전환되면, 상기 비활성된 터치 센서의 적어도 일부를 활성화하여 제1구동모드를 구동한다. 이 경우에는 다시 프레임 단위로, 디스플레이부 및 터치 센서가 동시에 구동될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는, 터치 스크린이 접힌 상태에서는 디스플레이부가 구동되지 않는 구간, 즉, 화면이 켜지지 않는 Blank 시간에 터치 센싱 구간을 할당하여, 터치 센싱 시 디스플레이 노이즈의 영향을 적게 받을 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

플렉서블하게 형성되며, 디스플레이부와 터치센서를 구비하는 터치스크린;
상기 디스플레이부에 대한 정보 출력과, 상기 터치센서의 구동을 제어하는 제어부;
상기 제어부가 상기 터치스크린이 펼쳐진 제1상태와 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접힌 제2상태를 검출하도록, 상기 터치스크린의 적어도 일부가 접히는 것을 센싱하는 접힘 센싱부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 터치스크린이 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되면, 상기 터치센서의 적어도 일부를 비활성화하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 접힘 센싱부는 상기 터치스크린의 접히는 정도를 센싱하도록 이루어지며,
상기 제2상태는 상기 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하도록 상기 터치스크린이 접힌 상태인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 터치 스크린이 접히는 부분을 검출하고,
상기 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하면, 상기 접히는 부분에서 상기 터치센서의 적어도 일부를 비활성화하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 접힘 센싱부는 설정된 간격으로 차례로 배치되는 복수의 휨 센서(Flex Sensor)를 구비하며, 상기 제어부는 상기 복수의 휨 센서를 이용하여 상기 터치 스크린이 접히는 부분을 검출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제4항에 있어서,
상기 복수의 휨 센서는 상기 터치 스크린의 가장자리를 따라 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2상태에서 상기 검출된 접히는 부분을 기준으로 상기 터치센서의 일측에 해당하는 제1영역은 활성화되고, 타측에 해당하는 제2영역은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1영역은 상기 제2상태에서 상기 제2영역의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제6항에 있어서,
외부 이미지를 촬영하는 카메라를 더 포함하고,
상기 카메라는 상기 제2영역보다 상기 제1영역에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1상태와 제2상태의 상태 전환에 따라서, 상기 터치센서의 시분할 구동 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2상태에서 상기 터치센서의 일부 영역이 시분할구동되도록, 상기 일부 영역에서 상기 디스플레이부와 터치센서를 순차적으로 활성화하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2상태에서 상기 터치센서의 일부 영역을 제외한 나머지 영역은 구동이 중지되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는, 프레임 단위로 제1구간에서는 상기 터치센서의 일부 영역을 온(on) 상태로 구동하고, 상기 디스플레이부를 오프(off) 상태로 구동하며, 상기 제1구간과 다른 제2구간에서는 상기 터치센서의 일부 영역을 오프(off) 상태로 구동하고, 상기 디스플레이부를 온(on) 상태로 구동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1상태에서 상기 디스플레이부와 터치센서는 상기 터치스크린의 전 영역에서 함께 활성화되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 터치스크린이 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전환되면, 상기 비활성된 터치센서의 적어도 일부를 활성화하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이부는,
제1부분; 및
상기 제1상태에서 상기 제1부분과 평행하게 배치되는 제2부분을 포함하고,
상기 제1부분은 상기 제2부분에 대하여 상대 회전하여 상기 제2상태에서 상기 제2부분을 덮도록 형성되며,
상기 제어부는 상기 제1부분 및 제2부분의 상태 전환들을 이용하여 상기 터치센서의 구동 모드를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제15항에 있어서,
상기 터치 센서의 구동 모드는,
상기 제1상태에서 상기 터치센서의 복수의 센싱 노드를 함께 구동하는 제1구동모드와,
상기 제2상태에서 상기 복수의 센싱 노드의 일부를 구동하는 제2구동모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제16항에 있어서,
상기 디스플레이부에 출력되는 정보는 상기 제1부분 및 제2부분의 상태에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제16항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1구동모드에서 상기 터치스크린이 상기 제1상태에서 상기 제2상태로 전환되면, 상기 제2부분을 비활성화하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이부는,
전도성 접착층; 및
상기 전도성 접착층에 결합되며, 복수의 열들을 형성하도록 배열되는 복수의 반도체 발광소자들; 및
상기 복수의 반도체 발광 소자들에 전원을 공급하는 전극라인을 포함하고,
상기 터치센서는 상기 전극라인과 별도로 형성되어 상기 터치센서를 온오프하는 터치 전극라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
플렉서블하게 형성되며, 복수의 센싱 노드를 구비하는 터치스크린;
상기 터치스크린의 적어도 일부가 접히는 것을 센싱하는 접힘 센싱부; 및
상기 터치스크린에 대한 정보 출력과, 상기 복수의 센싱 노드의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 접히는 정도가 기설정된 설정값에 해당하도록 상기 터치스크린이 접히면, 상기 복수의 센싱 노드 중 적어도 일부의 구동을 중지하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.