KR20180055941A - 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20180055941A
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김광혁
박성배
이상윤
이정원
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시장치는 제1 및 제2 면을 갖는 기판; 영상을 표시하도록 상기 기판의 제1 면 상에 형성되는 표시 엘리먼트들(elements); 제1 입력을 센싱하도록 상기 기판의 제2 면 에 형성되는 제1 센서; 및 제2 입력을 센싱하도록 상기 제1 센서 상에 형성되는 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는 제1 센서와 통합(integrated)되는 층(layer)을 갖는다.

Description

통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법{FLEXIBLE DISPLAY HAVING INTEGRATED SENSOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD) 및 유기전계발광 표시장치(OLED)는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 모바일 기기에 널리 사용되고 있다. 최근, 이러한 모바일 기기에 채용되는 표시장치는 휴대하기 쉬울 뿐 아니라, 다양한 형상으로 적용될 수 있도록 얇고, 가볍고 더 나아가 곡면을 구현하거나 구부러질 수 있는 플렉서블한 특성이 요구되고 있다.
또한, 터치 스크린 패널들은 모바일 기기의 입력수단으로 널리 사용되고 있다. 이러한 터치 스크린 패널은 일 예로, 화상을 표시하는 표시장치의 특정 영역을 터치하는 사용자의 손가락 또는 스타일러스를 통한 센싱에 의해 사용자의 입력을 수신하는 입력장치이다.
상기 터치 스크린 패널은 화면 상의 터치를 저항막(resistive layer) 방식, 광전기 효과(photoelectric effect) 방식, 피에조-전기 효과(piezo-electric effect) 방식, 정전용량 검출(capacitance detection) 방식을 포함한 다양한 방식에 의한 화면 상의 터치를 검출할 수 있으며, 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 터치에 의해 야기되는 정전용량의 변화를 검출하도록 구성된다. 이러한 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치 및 유기전계발광 표시장치와 같은 표시패널의 전면에 구비될 수 있다.
최근, 디지타이저(digitizer)가 표시장치에 부착되어 스타일러스 펜을 이용한 보다 세밀한 터치 인식이 가능해지고 있다. 디지타이저는 일반적으로 스타일러스 펜과 함께 구동되는 EMR 센서를 포함하며, 상기 EMR 센서는 표시패널의 후면에 구비될 수 있다.
그러나, 상기 터치 스크린 패널과 EMR 센서를 모두 표시패널에 부착할 경우, 제조비용이 증가되고, 표시장치의 전체 두께가 증가되어 소비자들의 요구사항인 표시장치의 유연성(flexibility)이 저하될 수 있다. 또한, 표시 패널의 전면에 터치 스크린을 부착할 경우 플렉서블 표시장치의 표시패널이 외력(external force)과 같은 환경적 요건으로부터 적절히 보호받지 못할 수 있다.
위 발명의 배경이 되는 기술 란에 기재된 내용은 오직 본 발명의 기술적 사상에 대한 배경 기술의 이해를 돕기 위한 것이며, 따라서 그것은 본 발명의 기술 분야의 당업자에게 알려진 선행 기술에 해당하는 내용으로 이해될 수 없다.
본 발명의 실시예들은 보다 얇고, 강건한(robust) 플렉서블 표시장치를 제공함에 있어 보다 실용적으로 앞서 언급한 종래기술의 단점 및/또는 문제점을 극복할 수 있는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다.
추가적인 양상들은 하기의 상세한 설명에 제시될 것이며, 적어도 본 명세서로부터 분명히 도출될 수 있거나 발명의 개념의 실시에 의해 습득될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는, 제1 및 제2 면을 갖는 기판; 영상을 표시하도록 상기 기판의 제1 면 상에 형성되는 표시 엘리먼트들(elements); 제1 입력을 센싱하도록 상기 기판의 제2 면에 형성되는 제1 센서; 및 상기 제1 센서 상에 형성되는 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 제1 센서와 통합(integrated)되는 층(layer)을 갖는다.
상기 기판은, 지지 기판; 및 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 형성된 플렉서블 기판으로 구성될 수 있다.
상기 제2 센서는 표시장치의 외부 상태(condition) 변화를 감지할 수 있다.
상기 외부 상태는 상기 표시장치에 인가되는 압력일 수 있다.
상기 제2 센서의 층(layer)은 제1 전극층을 포함하며, 상기 제2 센서는, 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성되는 탄성기판을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층은 스캔 신호를 전달하기 위한 전달(transmitting) 전극일 수 있다.
상기 제2 센서의 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 간격의 변화에 대응되는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 압력이 인가된 위치를 검출할 수 있다.
상기 제1 센서는 상기 지지 기판에 통합(integrated)될 수 있다.
상기 제1 입력은 입력 기기의 위치이며, 상기 제1 센서는 EMR 센서일 수 있다.
상기 입력 기기는 상기 EMR 센서에 의해 생성되는 전자기장에 대응하여 공진 주파수 신호를 생성하는 공진회로를 포함하며, 상기 EMR 센서는 상기 공진 주파수 신호를 검출하여 상기 입력 기기의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 표시장치는, 제1 및 제2 측(side)을 가지는 기판; 상기 기판의 제1 측에 형성되어 화상을 표시하는 표시 엘리먼트들; 상기 기판의 제2 측에 형성되는 EMR 센서; 상기 EMR 센서 상에 형성되며, 상기 EMR 센서와 통합(integrated)된 제1 전극층을 가지는 압력 센서를 포함한다.
상기 기판은, 지지 기판; 및 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 형성된 플렉서블 기판으로 구성될 수 있다.
상기 압력 센서는, 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성되는 탄성기판을 더 포함할 수 있다.
상기 탄성 기판은 베이스기판과 탄성층을 포함할 수 있다.
상기 탄성층은 접착면을 포함하며, 상기 탄성층의 접착면은 상기 제1 전극층에 직접 부착될 수 있다.
상기 플렉서블 기판, 지지 기판 및 베이스기판은 실질적으로(substantially) 동일한 재질로 구현될 수 있으며. 이는 각각 폴리이미드 재질로 구현될 수 있다.
상기 제1 전극층은 스캔 신호를 전달하기 위한 전달(transmitting) 전극이고, 상기 압력 센서의 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 간격의 크기 변화에 대응되는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 압력이 인가된 위치를 검출함으로써 표시장치에 인가되는 압력의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치의 제조방법은, 기판의 제1 면에 화상을 표시하는 표시 엘리먼트들을 형성하는 단계; 상기 기판의 제2면에 제1 센서를 형성하는 단계; 상기 제1 센서 상에 압력센서의 제1 층을 형성하는 단계; 및 상기 압력 센서의 제1 층 상에 상기 압력 센서의 제 2층을 부착하는 단계를 포함한다.
상기 기판은, 제1 면 및 제2 면을 가지는 지지 기판; 제1 면 및 제2 면을 가지며, 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 위치하는 플렉서블 기판을 포함하며, 상기 기판의 제1 면은 상기 플렉서블 기판의 제1면이고, 상기 기판의 제2 면은 상기 지지 기판의 제2 면일 수 있다.
상기 제1 센서를 형성하는 단계는, 상기 제1 센서의 제1 전극을 상기 지지 기판의 제2면 상에 직접 형성하는 단계와, 상기 지지 기판의 제1 면을 상기 플렉서블 기판의 제2 면에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 압력 센서의 제1 층을 형성하는 단계는, 상기 제1 센서 상에 직접 제1 전극층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 압력 센서의 제 2층을 부착하는 단계는, 베이스기판의 제1 면에 형성된 탄성층을 포함하는 탄성기판 상에 제 2전극층을 형성하는 단계와, 상기 탄성층을 압력 센서의 제1층에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극층은 상기 베이스기판의 제2 면에 형성되며, 상기 탄성층은 상기 베이스기판의 제1 면에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 표시장치 내의 통합 센서는, 표시장치의 제1 상태를 검출하는 제1 센서; 표시장치의 제2 상태를 검출하는 제2 센서를 포함하며, 상기 제1 센서 및 제2 센서가 접착제 없이 통합된다.
상기 제2 센서의 층(layer)은 상기 제1 센서 상에 직접 형성될 수 있다.
상기 표시장치의 제2 상태는 상기 표시장치에 인가되는 압력의 정도일 수 있다.
상기 제2 센서의 층은 제1 전극층을 포함하며, 상기 제2 센서는, 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성되는 탄성기판을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층은 스캔 신호를 전달하기 위한 전달(transmitting) 전극이며, 상기 제2 센서의 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 간격의 크기 변화에 대응되는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 압력이 인가된 위치를 검출할 수 있다.
상기 제1 센서는 어느 삽입층들(intervening layers) 없이 표시장치 상에 직접 형성될 수 있다.
상기 제1 입력은 입력 기기의 위치이며, 상기 제1 센서는 EMR 센서일 수 있다.
상기 EMR 센서는 전자기장을 생성하고, 상기 EMR 센서에서 생성되는 전자기장에 대응하여 상기 입력 기기에 의해 생성되는 공진 주파수 신호를 검출함으로써 상기 입력 기기의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 보다 얇고, 강건한(robust) 플렉서블 표시장치를 제공함에 있어 보다 실용적으로 앞서 언급한 종래기술의 단점 및/또는 문제점을 극복할 수 있는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다.
발명 개념의 이해를 제공하기 위해 포함되며 이 명세서의 일부를 구성하는 도면들은 발명 개념의 실시예들을 설명하되, 해당 설명들과 함께 발명 개념의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 플렉서블 표시장치의 일부분에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서의 적층 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서의 적층 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 통합 센서에 포함된 EMR 센서를 나타내는 평면도.
도 6은 도 4에 도시된 통합 센서에 포함된 압력 센서를 나타내는 평면도.
도 7은 도 6에 도시된 압력 센서의 동작을 개략적으로 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 통합 센서의 적층 구조를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
아래의 서술에서, 설명의 목적으로, 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해 많은 구체적인 세부 내용들이 제시된다. 그러나, 다양한 실시예들이 이러한 구체적인 세부 내용들 없이 또는 하나 이상의 동등한 방식으로 실시될 수 있다는 것은 명백하다. 다른 예시들에서, 잘 알려진 구조들과 장치들은 장치는 다양한 실시예들을 불필요하게 이해하기 어렵게 하는 것을 피하기 위해 블록도로 표시된다.
도면에서, 레이어들, 필름들, 패널들, 영역들 등의 크기 또는 상대적인 크기는 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 또한, 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 소자 또는 레이어가 다른 소자 또는 레이어와 "연결되어 있다"고 서술되어 있으면, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자나 레이어를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 그러나, 만약 어떤 부분이 다른 부분과 "직접적으로 연결되어 있다"고 서술되어 있으면, 이는 해당 부분과 다른 부분 사이에 다른 소자가 없음을 의미할 것이다. "X, Y, 및 Z 중 적어도 어느 하나", 그리고 "X, Y, 및 Z로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나"는 X 하나, Y 하나, Z 하나, 또는 X, Y, 및 Z 중 둘 또는 그 이상의 어떤 조합 (예를 들면, XYZ, XYY, YZ, ZZ) 으로 이해될 것이다. 여기에서, "및/또는"은 해당 구성들 중 하나 또는 그 이상의 모든 조합을 포함한다.
여기에서, 첫번째, 두번째 등과 같은 용어가 다양한 소자들, 요소들, 지역들, 레이어들, 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 소자들, 요소들, 지역들, 레이어들, 및/또는 섹션들은 이러한 용어들에 한정되지 않는다. 이러한 용어들은 하나의 소자, 요소, 지역, 레이어, 및/또는 섹션을 다른 소자, 요소, 지역, 레이어, 및 또는 섹션과 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 일 실시예에서의 첫번째 소자, 요소, 지역, 레이어, 및/또는 섹션은 다른 실시예에서 두번째 소자, 요소, 지역, 레이어, 및/또는 섹션이라 칭할 수 있다.
"아래", "위" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어가 설명의 목적으로 사용될 수 있으며, 그렇게 함으로써 도면에서 도시된 대로 하나의 소자 또는 특징과 다른 소자(들) 또는 특징(들)과의 관계를 설명한다. 이는 도면 상에서 하나의 구성 요소의 다른 구성 요소에 대한 관계를 나타내는 데에 사용될 뿐, 절대적인 위치를 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 도면에 도시된 장치가 뒤집히면, 다른 소자들 또는 특징들의 "아래"에 위치하는 것으로 묘사된 소자들은 다른 소자들 또는 특징들의 "위"의 방향에 위치한다. 따라서, 일 실시예에서 "아래" 라는 용어는 위와 아래의 양방향을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 장치는 그 외의 다른 방향일 수 있다 (예를 들어, 90도 회전된 혹은 다른 방향에서), 그리고, 여기에서 사용되는 그런 공간적으로 상대적인 용어들은 그에 따라 해석된다.
여기에서 사용된 용어는 특정한 실시예들을 설명하는 목적이고 제한하기 위한 목적이 아니다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다" 고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 다른 정의가 없는 한, 여기에 사용된 용어들은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다.
다양한 예시적인 실시예들이 이상적인 실시예들 및/또는 중간 구조들의 개략도로서의 평면도 및/또는 단면도를 참조하여 설명된다. 이와 같이, 예를 들어 제조 기술 및/또는 허용 오차와 같은 결과로서의 도면은 어느 정도의 변형이 예상되어야 한다. 따라서, 여기에 개시된 예시적인 실시예들은 특정 도시된 형상의 영역으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 일 예로, 제조로 인한 형상의 편차를 포함해야 한다. 예를 들어, 직사각형으로 도시된 영역은 통상적으로, 원형 또는 곡선 형상 및/또는 그 끝단부에 소정의 기울기를 가질 수 있는 것이다. 마찬가지로, 매립 영역도 매립 영역과 그 표면 사이의 영역에 약간의 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 도면에 예시된 영역들은 본질적으로 개략적이며, 그 형상들은 디바이스의 영역의 실제 형상을 도시하기 위한 것이 아니며, 제한하려는 의도가 아니다.
별도로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 본 개시에 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어는 관련기술의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 명세서에서 명시적으로 정의되지 않은 이상 이상적이거나 지나치게 형식적으로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치(10)의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플렉서블 표시장치의 일부분에 대한 단면도이다.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예는 EMR(ElectroMagnetic Resonance) 센서 및 압력 센서를 포함하는 통합 센서(도 2의 400)가 일체화된 플렉서블 표시장치(10)를 그 대상으로 한다. 이 때, 상기 표시장치는 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치 등이 될 수 있으며, 특히 유기전계 발광 표시장치는 플렉서블 특성을 구현함이 보다 용이하다.
따라서, 이하 본 발명의 실시예에서는 유기전계 발광 표시장치를 플렉서블 표시장치로서 설명하도록 한다. 단, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치가 반드시 유기전계 발광 표시장치로 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치(10)는, 플렉서블 기판(100)의 표시영역(500)에 복수의 화소들(112)이 형성되고, 상기 화소들(112)이 형성된 플렉서블 기판(100)은 봉지(Encapsulation)층(도 2의 350) 또는 봉지 기판에 의해 밀봉(sealing)될 수 있다. 일 예로, 상기 봉지 기판에 의해 밀봉될 경우에는 상기 표시영역(500)을 둘러싸는 비표시영역(510)의 가장자리에 상기 봉지 기판과 플렉서블 기판(100)을 합착하기 위한 실링재가 도포될 수 있다.
상기 봉지층(350)은 복수의 층으로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 봉지층(350)은 적어도 하나의 제1 무기층과 적어도 하나의 제2무기층을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 제1 무기층 및 제2 무기층은 서로 순차적으로 적층될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 무기층 및 제2 무기층은 각각 실리콘옥사이드(SiOX), 실리콘나이트라이드(SiNX) 및 실리콘옥시나이트라이드(SiNXOY)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소들(112)이 형성된 플렉서블 기판(100)의 일면(e.g., 하부면)에는 EMR 센서 및 압력 센서를 포함하는 통합 센서(도 2의 400)가 형성된다. 즉, 상기 통합 센서는 상기 플렉서블 기판(100)의 하부면에 직접 형성되는 것으로서, 상기 복수의 화소들(112)은 상기 통합 센서의 센싱 영역과 중첩되는 영역 상에 형성된다.
상기 플렉서블 기판(100)의 표시영역(500) 상에 형성된 화소들(112) 각각에는 다수의 신호선들(114, 116)이 연결되며, 상기 신호선들(114, 116)은 비표시영역(510) 상에 배열된다.
도 1에서는 상기 신호선들로서 주사선(114), 데이터선(116)들이 배열되는 것만이 도시되어 있으나, 이외에도 각 화소에 구비된 유기발광다이오드의 발광을 제어하는 발광 제어선들 등이 더 구비될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들(112)은 자발광소자인 유기발광다이오드와 복수의 트랜지스터들 및 적어도 하나의 커패시터가 포함되어 구성될 수 있다.
상기 신호선들(114, 116)은 도 1에 도시된 바와 같이 플렉서블 기판(100) 비표시영역(510)의 일측 끝단에 구비된 구동 패드부(118)에 접속되며, 이를 통해 연성 인쇄회로기판(FPCB)(300) 상에 실장된 외부의 구동 IC로부터 신호를 수신하게 된다.
또한, 상기 패드부(118)의 측면에는 센싱 패드부(119)가 인접하여 구비될 수 있으며, 상기 통합 센서(400)는 상기 센싱 패드부(119)와 전기적으로 접속될 수 있다.
일 예로, 플렉서블 기판(100)의 일면 상에 형성된 통합 센서는 EMR 센서 및 압력 센서의 적층 구조로 구현될 수 있다. 이 때, 상기 EMR 센서는 제1, 2 루프 코일들을 포함할 수 있고, 상기 압력 센서는 제1, 2전극들을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 EMR 센서의 제1, 2 루프 코일들과 전기적으로 연결되는 신호선들은 상기 플렉서블 기판(100)에 형성된 콘택홀을 통해 상기 센싱 패드부(119)에 전기적으로 접속될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 압력 센서의 제1, 2 전극들과 전기적으로 연결되는 신호선들도 상기 플렉서블 기판(100)에 형성된 콘택홀을 통해 상기 센싱 패드부(119)에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기와 같은 구조를 통해 상기 플렉서블 기판(100) 비표시영역(510)의 일측 끝단에 구비된 패드부 즉, 구동 패드부(118) 및 센싱 패드부(119)는 도시된 바와 같이 동일한 연성 인쇄회로기판(FPCB)(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 연성 인쇄회로기판(300)은 상기 플렉서블 기판(100)의 표시영역(500)에 구비된 복수의 화소들(112)을 구동하는 구동 IC 및 플렉서블 기판(100)의 일면 상에 형성된 통합 센서의 동작을 제어하는 센싱 IC가 실장 되어있다. 이 때, 상기 구동 IC 및 센싱 IC는 각각 별도의 IC로 구현되거나, 각 기능을 모두 구현하는 하나의 통합 IC로 구현될 수도 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 상기 연성 인쇄회로기판(300)을 하나로 통합함을 통해 연성 인쇄회로기판의 본딩 공정 및 검사 단계를 간소화함으로써, 제조의 용이 및 제품 단가의 최소화라는 장점을 실현할 수 있게 된다.
단, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 이에 상기 구동 패드부(118)과 센싱 패드부(119)는 서로 다른 기판 또는 서로 다른 레이어 상에 형성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치(10)는 플렉서블 기판(100), 상기 플렉서블 기판(100) 상에 형성된 화소(112) 및 상기 화소(112)를 밀봉하는 봉지층(350)을 포함한다.
상기 플렉서블 기판(100)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로, 일반적으로 일정 두께를 갖는 판상일 수 있다. 판상 형태인 플렉서블 기판(100)의 두께(d1)는 예컨대 5㎛ 내지 30㎛일 수 있고, 바람직하게는 10㎛일 수 있다.
플렉서블 기판(100)은 내열성 및 내구성이 우수하며 플렉서블 특성을 갖는 폴리에틸렌에테르프탈레이트(Polyethylenterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylennaphthalate, PEN), 폴리이미드(Polyimide, PI) 등과 같은 플라스틱 소재로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 폴리이미드(PI) 재질로 구현됨을 그 예로 설명한다.
상기 플렉서블 기판(100) 상에는 화소(112)가 형성되며, 상기 화소(112)는 박막트랜지스터(TFT), 커패시터(CAP), 및 상기 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(240)를 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 비정질실리콘, 다결정실리콘 또는 유기반도체물질을 포함하는 반도체층(120), 게이트 전극(140), 소스 전극(160) 및 드레인 전극(162)을 포함한다. 도 2에 도시된 화소의 적층 구조를 설명하면 다음과 같다.
플렉서블 기판(100)의 상부면을 평탄화하기 위해 또는 상기 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(120)으로 불순물 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등으로 이루어진 버퍼층(110)이 상기 플렉서블 기판(100) 상에 형성되고, 상기 버퍼층(110) 상에는 반도체층(120)이 위치할 수 있다. 상기 반도체층(120)의 상부에는 게이트 전극(140)이 배치되며, 상기 게이트 전극(140)으로 인가되는 스캔 신호에 따라 소스 전극(160) 및 드레인 전극(162)이 전기적으로 도통된다. 이 때, 상기 반도체층(120)과 게이트 전극(140)과의 절연성을 확보하기 위해 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성되는 게이트 절연막(130)이 반도체층(120)과 게이트전극(140) 사이에 개재될 수 있다. 상기 게이트 전극(140)의 상부에는 층간 절연막(150)이 배치될 수 있으며, 이는 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(150)의 상부에는 소스 전극(160) 및 드레인 전극(162)이 배치된다. 소스 전극(160) 및 드레인 전극(162)은 층간 절연막(150)과 게이트 절연막(130)에 형성되는 컨택홀을 통하여 반도체층(120)에 각각 전기적으로 연결된다.
이와 같은 박막트랜지스터 상에는 제1 절연막(170)이 형성될 수 있으며, 이는 평탄화막 또는 보호막일 수도 있다. 상기 제1 절연막(170)은 박막트랜지스터(TFT) 상부에 유기발광소자(240)가 배치되는 경우 박막트랜지스터(TFT) 의 상면을 대체로 평탄화하게 하고, 박막트랜지스터(TFT) 및 각종 소자들을 보호하는 역할을 한다. 이러한 제1 절연막(170)은 예컨대 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다. 상기 제1 절연막(170) 상에는 제2 절연막(180)이 배치될 수 있다. 상기 제2 절연막(180)은 화소정의막(Pixel Define Layer)으로서, 각 화소들(112)의 영역을 정의하는 역할을 하며, 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
한편, 제2 절연막(180) 상에는 유기발광소자(240)가 배치될 수 있다. 유기발광소자(240)는 화소전극(210), 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하는 중간층(220) 및 대향전극(230)을 포함할 수 있다. 화소전극(210)은 각 화소에 구비된 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 접속될 수 있으며, (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 제2 절연막(180)에 의해 정의된 화소영역에는 중간층(220)이 각각 배치될 수 있다. 이러한 중간층(220)은 전기적 신호에 의해 빛을 발광하는 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하며, 발광층(EML)을 이외에도 발광층(EML)과 화소전극(210) 사이에 배치되는 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 발광층(EML)과 대향전극(230) 사이에 배치되는 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 대향전극(230)은 플렉서블 기판(100) 전면(全面)에 걸쳐서 배치될 수 있다.
상기 플렉서블 기판(100) 상에 형성되는 박막트랜지스터(TFT), 유기발광소자(240) 및 봉지층(350)의 전체 두께는 20 내지 30㎛일 수 있다. 이 경우 화상을 표시하는 표시패널의 두께가 상기 플렉서블 기판(100)을 포함해도 약 30 내지 40㎛로 상당히 얇은 바, 플렉서블 특성을 유지하면서 강성을 확보하기 위해 본 발명의 실시예는 상기 플렉서블 기판(100) 하부면에 보호 기판이 부착된다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 화소(112)가 형성된 플렉서블 기판(100)의 하부면에 EMR 센서 및 압력 센서를 포함하는 통합 센서(400)가 형성된다. 즉, 상기 통합 센서(400)는 상기 보호 기판에 일체형으로 구현되어 플렉서블 기판(100)의 하부면에 직접 형성되는 것이다.
상기 통합 센서(400)는 EMR 센서의 제1, 2 루프 코일들 및 압력 센서의 제1, 2 전극들의 적층 구조로 구현될 수 있으며, 상기 통합 센서(400)의 적층 구조에 대한 실시예는 이하 도 3 및 도 4를 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서의 적층 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서의 적층 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400)는 플렉서블 기판(100)의 하부면에 부착되는 보호 기판(410)에 센싱 패턴들을 형성하여 구현된다.
도 3에 도시된 실시예에서는 상기 플렉서블 기판(100)과 보호 기판(410)이 점착제(e.g., Optically Clear Adhesive(OCA))(412)에 의해 부착됨을 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 플렉서블 기판(100)은
상기 보호 기판(410)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로, 상기 플렉서블 기판(100)과 동일하게 일정 두께를 갖는 판상일 수 있다. 단, 상기 보호 기판(410)의 두께(d2)는 예컨대 90 내지 110㎛일 수 있고, 바람직하게는 약 100㎛일 수 있다.
즉, 상기 보호 기판(410)은 플렉서블 특성을 보유하면서 강성을 유지할 수 있는 두께로 구현되어 상기 플렉서블 기판(100)에 부착됨으로써, 플렉서블 기판(100) 상에 형성된 화소들(112)이 외부 충격 등에 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 표시패널의 상부에 부착될 수 있는 구성요소들(예; 편광판, 윈도우 등)(미도시)의 두께를 고려하면 상기 보호 기판(410)이 플렉서블 기판(100)에 부착됨으로써, 상기 플렉서블 기판(100) 상에 형성된 화소들(112)이 수직방향(예: Z축 방향)의 휨에 대하여 중성면(neutral plane)에 위치할 수 있게 된다.
상기 보호 기판(410)은 PET, PEN, PI 등과 같은 플라스틱 소재로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 상기 플렉서블 기판(100)과 동일하게 폴리이미드(PI) 재질로 구현됨을 그 예로 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400)은 EMR 센서(430) 및 압력 센서(450)의 적층 구조로 구현될 수 있다. 이 때, 상기 EMR 센서(430)는 제1 방향(예: X축 방향)으로 배열되는 제1루프 코일들(432) 및 제2 방향(예: Y축 방향)으로 배열되는 제2 루프 코일들(434)을 포함할 수 있고, 상기 압력 센서(450)는 제1 방향으로 배열되는 제1 전극들(452) 및 제2 방향으로 배열되는 제2 전극들(454)을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예의 경우, 상기 EMR 센서(430)의 제1, 2 루프 코일들(432, 434) 및 상기 압력 센서(450)의 제1 전극들(452)은 상기 보호 기판(410)의 일면(예: 하부면)에 순차적으로 적층되어 형성된다.
또한, 상기 압력 센서(450)의 제2 전극들(454)은 상기 보호 기판(410)에 부착되는 탄성기판(440)의 일면에 형성된다.
상기 탄성기판(440)은 탄성층(442) 및 베이스기판(444)를 포함한다. 상기 탄성층(442)은 상기 압력 센서(450)의 제1 전극들(452)과 제2 전극들(454) 사이의 간격을 복원성 있게 탄성적으로 가변시킬 수 있는 소재와 형상이라면 제한되지 않으며, 일 예로는 폴리올레핀계, PVC계, 폴리스티렌계, 폴리우레탄계, 폴리아미드계 등 널리 알려진 탄성소재, 특히 탄성 실리콘이 사용될 수 있다.
상기 베이스기판(444)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로, 상기 플렉서블 기판(100)과 동일하게 일정 두께를 갖는 판상일 수 있다. 단, 상기 베이스기판(444)의 두께(d3)는 예컨대 5㎛ 내지 15㎛일 수 있고, 바람직하게는 10㎛일 수 있다. 상기 보호 기판(444)은 PET, PEN, PI 등과 같은 플라스틱 소재로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 상기 플렉서블 기판(100)과 동일하게 폴리이미드(PI) 재질로 구현됨을 그 예로 설명한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400)는 보호기판(410) 및 탄성기판(440)을 포함하며, 상기 보호기판(410)에는 EMR 센서(430)의 센싱 패턴들 즉, 제1, 2 루프 코일들(432, 434)뿐 아니라, 압력 센서(450)의 센싱 패턴들 일부 즉, 제1 전극들(452)이 형성된다. 반면, 상기 탄성기판(440)에는 압력 센서(450)의 나머지 센싱 패턴들 즉, 제2 전극들(454)이 형성된다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400)의 경우, 상기 보호 기판(410)에는 복수개의 센서 즉, EMR 센서(430) 및 압력 센서(450)들에 대해 각 센서를 구성하는 적어도 하나의 센싱 패턴들이 순차적으로 적층되어 형성되고, 탄성 기판(440)에는 상기 복수개의 센서들 중 하나의 센서 즉, 압력 센서(450)의 나머지 센싱 패턴들이 형성된다.
보다 구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 보호기판(410)의 일면에 제1 방향으로 제1 루프 코일들(432)이 형성되고, 상기 제1 루프 코일들(432)을 포함하는 보호기판(410)의 일면에 제1 절연층(431)이 형성된다. 상기 제1 절연층(431)에는 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 루프 코일들(434)이 형성된다. 즉, 제1 루프 코일들(432) 및 제2 루프 코일들(434)은 중첩되도록 배열되지만 상기 제1 절연층(431)에 의해 서로 절연된다.
또한, 제1 루프 코일들(432)과 제2 루프 코일들(434)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag) 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다. 상기 EMR 센서(430)는 복수의 화소들(112) 하부에 위치하여 표시패널의 투과율과 무관하므로, 제1 루프 코일들(432)과 제2 루프 코일들(434)의 선폭, 두께, 위치 등의 제약이 거의 없고, EMR 방식이 요구하는 낮은 저항을 포함하는 설계 자유도가 주어진다.
본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400)는 압력 센서(450)를 구성하는 제1, 2 전극들(452, 454)이 각각 서로 다른 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 압력 센서(450)는 스캔 신호가 순차적으로 인가되는 구동 전극들과, 접촉된 위치에 대응되는 감지신호가 출력되는 감지 전극들을 포함하는데, 상기 감지신호는 인접한 다른 신호들에 의해 간섭을 받을 수 있는 반면, 구동신호는 인접한 다른 신호들에 의한 영향을 상대적으로 덜 받는다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 보호 기판(410)의 일면에 적층 구조로 형성된 EMR 센서(430) 상에 상기 압력 센서(450)의 제1 전극들(452)이 형성된다.
즉, EMR 센서(430)의 제2 루프 코일들(434)을 포함하는 보호 기판(410)의 일면에 제2 절연층(433)이 형성되고, 상기 제2 절연층(433)의 일면에는 제1 방향으로 배열되는 압력 센서(450)의 제1 전극들(452)이 형성된다. 이 때, 상기 제1 전극들(452)은 압력 센서(450)의 구동신호들이 순차적으로 인가되는 구동 전극으로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 제1 전극들(452)은 EMR 센서(430)가 형성된 보호 기판(410)에 형성되어도 EMR 센서(430) 신호에 의한 영향이 적으므로 압력 센서(450)를 구동하는데 큰 문제가 없다.
반면에, 상기 압력 센서(450)의 제 2전극들(454)은 상기 보호 기판(410)이 아닌 탄성 기판(440)의 일면에 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1 전극들(452) 아래에 탄성 기판(440)의 탄성층(442)이 위치하고, 상기 압력 센서(450)의 제2 전극들(454)은 탄성 기판(440)의 베이스기판(444) 하부면에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극들(454)은 제3 절연층(455)에 의해 외부로 노출되는 것이 방지될 수 있다.
상기 제2 전극들(454)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 압력 센서(450)의 감지신호들이 출력되는 감지 전극으로서의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제1 전극들(452)과 제2 전극들(454)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag) 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다. 상기 압력 센서(450)는 복수의 화소들(112) 하부에 위치하여 표시패널의 투과율과 무관하므로, 제1 전극들(452)과 제2 전극들(454)의 선폭, 두께, 위치 등의 제약이 거의 없고, 압력 센싱 방식이 요구하는 낮은 저항을 포함하는 설계 자유도가 주어진다.
도 5는 도 4에 도시된 통합 센서(400)에 포함된 EMR 센서(430)를 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 EMR 센서(430)의 제1 루프 코일들(432)은 도시된 바와 같이 제1 방향(X축 방향)으로 배열되는 것으로서, 일측 단자(terminal)가 오픈된 형상으로 일정 간격을 갖고 복수 개 형성된다. 상기 오픈된 일측 단자는 센싱 패드부(도 1의 119)를 통해 연성 인쇄회로기판(도 1의 300) 상에 실장된 EMR 센싱 IC(510)의 제1제어부(512)와 전기적으로 연결된다.
이와 마찬가지로, 상기 EMR 센서(430)의 제2 루프 코일들(434)은 도시된 바와 같이 제2 방향(Y축 방향)으로 배열되는 것으로서, 일측 단자(terminal)가 오픈된 형상으로 일정 간격을 갖고 복수 개 형성된다. 상기 오픈된 일측 단자는 센싱 패드부(도 1의 119)를 통해 연성 인쇄회로기판(도 1의 300) 상에 실장된 EMR 센싱 IC(510)의 제2제어부(514)와 전기적으로 연결된다.
일 예로, 상기 제1 루프 코일들(432) 및 제2 루프 코일들(434) 중 적어도 어느 하나는 자기장 필드 형성을 위한 구동 채널이 될 수 있고, 다른 하나는 스타일러스 펜의 접촉 위치를 검출하기 위한 수신 채널이 될 수 있다. 또한, 상기 제1 루프 코일들(432) 및 제2 루프 코일들(434)들 모두 스타일러스 펜의 접촉 위치를 감지하는 감지 채널로서 동작할 수도 있다. 도 5에 도시된 실시예는 상기 제1 루프 코일들(432) 및 제2 루프 코일들(434)들이 모두 감지 채널로 동작하는 것을 설명하나, 본 발명의 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이 경우 상기 스타일러스 펜이 표시패널이 접촉되면 상기 제1 루프 코일들(432) 및 제2 루프 코일들(434) 중 상기 접촉 지점에 가장 인접한 제1 루프 코일 및 제2 루프 코일이 선택되어 소정 레벨의 전압이 상기 선택된 제1, 2 루프 코일에 인가될 수 있다. 상기 EMR 센서(430)에 의한 수동 스타일러스의 접촉 인식 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.
EMR 센서(430)는 EMR 센싱 IC(510) 내에 구비된 제1, 2 EMR 제어부(512, 514)로부터 신호를 인가 받아 동작하는 것으로, 상기 제1 루프 코일들(432) 및 제2 루프 코일들(434)들 내의 특정 루프 코일을 선택하여 전가기를 유도하여 전자기장을 발생한다.
이에 내부에 공진회로가 구비된 수동 스타일러스 펜은 상기 전자기장에 의해 공진되어 공진 주파수를 일정 시간 홀딩하고, 이를 다시 상기 EMR 센서(430)에서 수신함으로써 스타일러스 펜의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
여기서, 상기 수동 스타일러스 펜에 구비되는 공진회로는 LC 복합회로로서 인가되는 전원의 특정 주파수에서 최대 전류가 흐르게 되는 회로이며, 상기 공진 주파수는 특정 주파수대의 출력 특성만을 추출할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 통합 센서(400)에 포함된 압력 센서(450)를 나타내는 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 압력 센서(450)의 동작을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 압력 센서(450)의 제1 전극들(452)은 도시된 바와 같이 제1 방향(X축 방향)으로 배열되는 것으로 일정 간격을 갖고 복수 개 형성된다. 상기 제1 전극들(452)는 각 전극들의 끝단과 접속된 제1 신호선들(461) 및 센싱 패드부(도 1의 119)를 통해 연성 인쇄회로기판(도 1의 300) 상에 실장된 압력 센싱 IC(610)의 제1제어부(612)와 전기적으로 연결된다.
압력 센서(450)의 제2 전극들(454)은 도시된 바와 같이 제2 방향(Y축 방향)으로 배열되는 것으로 일정 간격을 갖고 복수 개 형성된다. 상기 제2 전극들(454)는 각 전극들의 끝단과 접속된 제2 신호선들(463) 및 센싱 패드부(도 1의 119)를 통해 연성 인쇄회로기판(도 1의 300) 상에 실장된 압력 센싱 IC(610)의 제2 제어부(614)와 전기적으로 연결된다.
도 6 및 도 7에서는 6개의 제1 전극 및 5개의 제2 전극이 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위해 간략히 도시한 것에 불과하며, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때, 상기 제1 전극들(452) 및 제2 전극들(454) 사이에는 탄성층(도 3, 도 4의 442)이 형성된다. 상기 탄성층(442)은 외부의 터치 및 압력에 의해 높이가 복원 가능하게 탄성적으로 가변되는 것으로, 상기 제1 전극들(452) 및 제2 전극들(454) 사이에 간격 변화에 따른 변화된 정전용량을 발생할 수 있도록 하는 층이다.
이와 같은 구조의 압력 센서(450)는 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 전압(V)이 인가되는 제 1전극들(452) 및 상기 제 1전극들(452)과 교차되는 영역에 위치한 제 2전극들(454)에 있어서, 소정의 영역이 접촉되어 압력이 발생된 경우 그 터치 압력에 의해 상, 하 두 전극들 사이의 간격이 변화되고, 이에 따라 상기 터치 영역에서의 정전용량(C1, C2, C3, C4, 및 C5)이 변화되며, 이는 제 2전극들(454)에 출력되는 전압(V1, V2, V3, V4, 및 V5)의 차이를 감지하고, 최종적으로 이를 인식하여 터치 위치를 감지할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 통합 센서(400')의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8에 도시된 통합 센서(400')는 도 3에 도시된 통합 센서(400)와 비교할 때, 보호 기판(410) 및 탄성 기판(440)에 형성되는 센싱 패턴의 적층 구조가 상이하다는 점에서 그 차이가 있다. 따라서, 도 3의 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400')는 플렉서블 기판(100)의 하부면에 부착되는 보호 기판(410) 및 탄성 기판(440)을 포함하며, 상기 보호 기판(410)에는 압력 센서(450')의 센싱 패턴들 일부 즉, 제1 전극들(452')이 형성된다. 반면, 상기 탄성 기판(440)에는 압력 센서(450')의 나머지 센싱 패턴들 즉, 제2 전극들(454')뿐 아니라, EMR 센서(430')의 센싱 패턴들 즉, 제1, 2 루프 코일들(432', 434')이 형성된다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400')의 경우, 상기 탄성 기판(440)에는 복수개의 센서 즉, EMR 센서(430') 및 압력 센서(450')들에 대해 각 센서를 구성하는 적어도 하나의 센싱 패턴들이 순차적으로 적층되어 형성되고, 보호 기판(410)에는 상기 복수개의 센서들 중 하나의 센서 즉, 압력 센서(450')의 나머지 센싱 패턴들이 형성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400')는, 상기 압력 센서(450')를 구성하는 제1, 2 전극들(452', 454')이 각각 서로 다른 기판 즉, 보호 기판(410) 및 탄성 기판(440) 상에 분리되어 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 8을 참조하면, 보호기판(410)의 일면에 제1 방향으로 압력 센서(450')의 제1 전극들(452')이 형성된다. 이 때, 상기 제1 전극들(452')은 압력 센서(450')의 감지신호들이 출력되는 감지 전극으로서의 역할을 수행할 수 있다.
상기 제1 전극들(452') 아래에 탄성 기판(440)의 탄성층(442)이 위치하고, 상기 압력 센서(450')의 제2 전극들(454')은 탄성 기판(440)의 베이스기판(444) 하부면에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제2 전극들(454')은 압력 센서(450)의 구동신호들이 순차적으로 인가되는 구동 전극으로서의 역할을 수행할 수 있다. 상기 제2 전극들(454')이 형성된 베이스기판(444)의 하부면에는 제 1절연층(455')이 형성된다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 제1 절연막(455')의 일면에 제 1방향으로 배열되는 복수의 제1 루프 코일들(432')이 형성되고, 상기 제1 루프 코일들(432')을 포함하는 베이스기판(444)의 의 일면에 제2 절연층(431')이 형성된다. 상기 제2 절연층(431')에는 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 루프 코일들(434')이 형성된다. 즉, 제1 루프 코일들(432') 및 제2 루프 코일들(434')은 중첩되도록 배열되지만 상기 제2 절연층(431')에 의해 서로 절연된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서(400)를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 플렉서블 표시장치는 표시 엘리먼트들(elements) 및 EMR 센서와 압력 센서를 포함하는 통합 센서(400)를 포함할 수 있다. 상기 EMR 센서 및 압력 센서에 대한 구체적인 설명은 앞서 도 5 및 도 6을 통해 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
먼저, 기판의 제1 면에 화상을 표시할 수 있는 표시 엘리먼트들이 형성될 수 있다 (910). 상기 표시 엘리먼트들은 액정표시장치 소자들 및/또는 유기전계발광 표시장치 소자들을 포함할 수 있다. 상기 기판은 플렉서블 기판으로 구현될 수 있다. 상기 플렉서블 기판은 플렉서블 기판과 지지 기판으로 구현될 수 있다. 상기 지지 기판 및 플렉서블 기판은 각각 제1 면 및 제2 면을 가질 수 있다. 상기 플렉서블 기판은 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 위치할 수 있다. 상기 기판의 제1 면은 상기 플렉서블 기판의 제1 면일 수 있으며, 상기 기판의 제2 면은 상기 지지 기판의 제2 면일 수 있다.
상기 EMR 센서는 상기 기판의 제 2면에 형성될 수 있다 (920). 상기 EMR 센서는 상기 지지 기판의 제2 면 상에 형성될 수 있으며, 상기 지지 기판의 제1 면은 상기 플렉서블 기판의 제2 면 상에 부착될 수 있다.
이에 따라, 압력 센서의 제1 층은 제1 센서 상에 형성될 수 있고 (930), 압력 센서의 제2 층은 상기 압력 센서의 제1 층에 부착될 수 있다 (940). 상기 압력 센서의 제2 층은 제2 전극층과 베이스기판 및 탄성층을 포함하는 탄성 기판을 포함한다. 상기 탄성층은 상기 베이스기판의 제1 면에 형성될 수 있고, 제2 전극층은 베이스기판의 제2 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 압력 센서의 제2 층은 상기 압력 센서의 제1 층 상에 상기 탄성층을 부착함을 통해 압력 센서의 제1 층에 부착될 수 있다. 상기 탄성층은 폼(form) 형상을 구현되거나 이외 공지된 다양한 수단을 통해 구현될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치는, 플렉서블 표시장치에 결합되는 통합 센서(400)를 포함하며, 상기 통합 센서(400)는 스타일러스 펜 및 사용자의 손가락 압력 모두로부터의 터치 입력을 검출하도록 구성된다. 따라서, 표시장치 전체 두께는 감소되고, 플렉서블 표시장치의 유연성을 향상된다. 본 발명의 실시예에 의한 통합 센서는 접착층의 사용을 최소화하는 구성을 가지며, 이를 통해 그 두께를 최소화하고 플렉서블 표시장치가 외부 스트레스에 대해 보다 향상된 특성을 갖도록 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (34)

  1. 제1 및 제2 면을 갖는 기판;
    영상을 표시하도록 상기 기판의 제1 면 상에 형성되는 표시 엘리먼트들(elements);
    제1 입력을 센싱하도록 상기 기판의 제2 면에 형성되는 제1 센서; 및
    상기 제1 센서 상에 형성되는 제2 센서를 포함하고,
    상기 제2 센서는 상기 제1 센서와 통합(integrated)되는 층(layer)을 갖는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은, 지지 기판; 및 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 형성된 플렉서블 기판으로 구성되는 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 센서는 표시장치의 외부 상태(condition) 변화를 감지하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 외부 상태는 상기 표시장치에 인가되는 압력인 표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 센서의 층(layer)은 제1 전극층을 포함하며,
    상기 제2 센서는, 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성되는 탄성기판을 더 포함하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 전극층은 스캔 신호를 전달하기 위한 전달(transmitting) 전극인 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 센서의 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 간격의 변화에 대응되는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 압력이 인가된 위치를 검출하는 표시장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 지지 기판에 통합(integrated)되는 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 입력은 입력 기기의 위치인 표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 EMR 센서인 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 입력 기기는 상기 EMR 센서에 의해 생성되는 전자기장에 대응하여 공진 주파수 신호를 생성하는 공진회로를 포함하며,
    상기 EMR 센서는 상기 공진 주파수 신호를 검출하여 상기 입력 기기의 위치를 검출하는 표시장치.
  12. 제1 및 제2 측(side)을 가지는 기판;
    상기 기판의 제1 측에 형성되어 화상을 표시하는 표시 엘리먼트들;
    상기 기판의 제2 측에 형성되는 EMR 센서;
    상기 EMR 센서 상에 형성되며, 상기 EMR 센서와 통합(integrated)된 제1 전극층을 가지는 압력 센서를 포함하는 표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기판은, 지지 기판; 및 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 형성된 플렉서블 기판으로 구성되는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 압력 센서는, 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성되는 탄성기판을 더 포함하는 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 탄성 기판은 베이스기판과 탄성층을 포함하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 탄성층은 접착면을 포함하며, 상기 탄성층의 접착면은 상기 제1 전극층에 직접 부착되는 표시장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판, 지지 기판 및 베이스기판은 실질적으로(substantially) 동일한 재질로 구현되는 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판, 지지 기판 및 베이스기판은 각각 폴리이미드 재질로 구현되는 표시장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 전극층은 스캔 신호를 전달하기 위한 전달(transmitting) 전극이고,
    상기 압력 센서의 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 간격의 크기 변화에 대응되는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 압력이 인가된 위치를 검출함으로써 표시장치에 인가되는 압력의 위치를 검출하는 표시장치.
  20. 기판의 제1 면에 화상을 표시하는 표시 엘리먼트들을 형성하는 단계;
    상기 기판의 제2면에 제1 센서를 형성하는 단계;
    상기 제1 센서 상에 압력센서의 제1 층을 형성하는 단계; 및
    상기 압력 센서의 제1 층 상에 상기 압력 센서의 제 2층을 부착하는 단계를 포함하는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 기판은,
    제1 면 및 제2 면을 가지는 지지 기판;
    제1 면 및 제2 면을 가지며, 상기 지지 기판과 표시 엘리먼트들 사이에 위치하는 플렉서블 기판을 포함하며,
    상기 기판의 제1 면은 상기 플렉서블 기판의 제1면이고, 상기 기판의 제2 면은 상기 지지 기판의 제2 면인 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 센서를 형성하는 단계는,
    상기 제1 센서의 제1 전극을 상기 지지 기판의 제2면 상에 직접 형성하는 단계와,
    상기 지지 기판의 제1 면을 상기 플렉서블 기판의 제2 면에 부착하는 단계를 포함하는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  23. 제20 항에 있어서,
    상기 압력 센서의 제1 층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 센서 상에 직접 제1 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  24. 제20 항에 있어서,
    상기 압력 센서의 제 2층을 부착하는 단계는,
    베이스기판의 제1 면에 형성된 탄성층을 포함하는 탄성기판 상에 제 2전극층을 형성하는 단계와,
    상기 탄성층을 압력 센서의 제1층에 부착하는 단계를 포함하는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제2 전극층은 상기 베이스기판의 제2 면에 형성되며, 상기 탄성층은 상기 베이스기판의 제1 면에 형성되는 통합 센서를 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  26. 표시장치의 제1 상태를 검출하는 제1 센서;
    표시장치의 제2 상태를 검출하는 제2 센서를 포함하며,
    상기 제1 센서 및 제2 센서가 접착제 없이 통합되는 표시장치 내의 통합 센서.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제2 센서의 층(layer)은 상기 제1 센서 상에 직접 형성되는 표시장치 내의 통합 센서.
  28. 제26 항에 있어서,
    상기 표시장치의 제2 상태는 상기 표시장치에 인가되는 압력의 정도인 표시장치 내의 통합 센서.
  29. 제27 항에 있어서,
    상기 제2 센서의 층은 제1 전극층을 포함하며,
    상기 제2 센서는, 제2 전극층; 및 상기 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성되는 탄성기판을 더 포함하는 표시장치 내의 통합 센서.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 제1 전극층은 스캔 신호를 전달하기 위한 전달(transmitting) 전극이며,
    상기 제2 센서의 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 간격의 크기 변화에 대응되는 캐패시턴스의 변화를 검출하여 압력이 인가된 위치를 검출하는 표시장치 내의 통합 센서.
  31. 제26 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 어느 삽입층들(intervening layers) 없이 표시장치 상에 직접 형성되는 표시장치 내의 통합 센서.
  32. 제26 항에 있어서,
    상기 제1 입력은 입력 기기의 위치인 표시장치 내의 통합 센서.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 EMR 센서인 표시장치 내의 통합 센서.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 EMR 센서는 전자기장을 생성하고, 상기 EMR 센서에서 생성되는 전자기장에 대응하여 상기 입력 기기에 의해 생성되는 공진 주파수 신호를 검출함으로써 상기 입력 기기의 위치를 검출하는 표시장치 내의 통합 센서.
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