KR20200057867A - 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치 - Google Patents

압력 센서와 그를 포함한 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200057867A
KR20200057867A KR1020180141647A KR20180141647A KR20200057867A KR 20200057867 A KR20200057867 A KR 20200057867A KR 1020180141647 A KR1020180141647 A KR 1020180141647A KR 20180141647 A KR20180141647 A KR 20180141647A KR 20200057867 A KR20200057867 A KR 20200057867A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
driving
pressure
electrode
substrate
Prior art date
Application number
KR1020180141647A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102667701B1 (ko
Inventor
홍원기
박성국
박소희
서문희
서영석
이태희
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020180141647A priority Critical patent/KR102667701B1/ko
Priority to US16/569,399 priority patent/US11137850B2/en
Priority to CN201911086348.6A priority patent/CN111198612A/zh
Publication of KR20200057867A publication Critical patent/KR20200057867A/ko
Priority to US17/494,021 priority patent/US11567601B2/en
Priority to US18/161,948 priority patent/US20230168759A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102667701B1 publication Critical patent/KR102667701B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G06F3/04144—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position using an array of force sensing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

압력 센서와 그를 포함한 표시 장치가 제공된다. 압력 센서는 제1 기판, 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 제2 기판과 마주보는 제1 기판의 일면 상에 배치되며, 서로 이격된 구동 전극과 감지 전극, 및 제1 기판과 마주보는 제2 기판의 일면 상에 배치되는 압력 감지층을 구비하고, 구동 전극은 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 구동 돌출부를 포함한다.

Description

압력 센서와 그를 포함한 표시 장치{FORCE SENSOR AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치에 관한 것이다.
사용자에게 영상을 제공하는 스마트 폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전 등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함한다. 표시 장치는 영상을 생성하여 표시하는 표시 패널 및 다양한 입력 장치를 포함한다.
최근에는 스마트 폰이나 태블릿 PC를 중심으로 터치 입력을 인식하는 터치 패널이 표시 장치에 많이 적용되고 있다. 터치 방식의 편리함으로 기존의 물리적인 입력 장치인 키 패드(key pad) 등을 대체하는 추세이다. 터치 패널에서 더 나아가 압력 센서를 표시 장치에 장착하여 압력 센서를 입력 장치로 구현하려는 연구가 이루어지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 압력 센서를 입력 장치로 구현할 수 있는 압력 센서를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 압력 센서를 입력 장치로 구현할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 압력 센서는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되며, 서로 이격된 구동 전극과 감지 전극, 및 상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치되는 압력 감지층을 구비하고, 상기 구동 전극은 상기 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 구동 돌출부를 포함한다.
상기 구동 전극은 상기 구동 돌출부의 제1 측면에서 돌출되는 제1 구동 돌출부, 상기 구동 돌출부의 제2 측면에서 돌출된 제2 구동 돌출부, 및 상기 구동 돌출부의 제2 측면과 마주보는 제3 측면에서 돌출된 제3 구동 돌출부를 포함한다.
상기 제1 구동 돌출부의 크기, 상기 제2 구동 돌출부의 크기, 및 상기 제3 구동 돌출부의 크기는 상기 구동 돌출부의 크기보다 작다.
상기 제1 구동 돌출부, 상기 제2 구동 돌출부, 및 상기 제3 구동 돌출부가 동일한 형태를 갖는다.
상기 감지 전극은 상기 구동 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 감지 돌출부를 포함한다.
상기 감지 전극은 상기 감지 돌출부의 제1 측면에서 돌출되는 제1 감지 돌출부, 상기 감지 돌출부의 제2 측면에서 돌출되는 제2 감지 돌출부, 및 상기 감지 돌출부의 제2 측면과 마주보는 제3 측면에서 돌출되는 제3 감지 돌출부를 포함한다.
상기 구동 전극은 상기 구동 돌출부를 포함하여 상기 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 복수의 구동 돌출부들을 포함하고, 상기 감지 돌출부는 상기 구동 전극의 길이 방향에서 상기 복수의 구동 돌출부들 사이에 배치된다.
상기 감지 전극은 상기 감지 돌출부를 포함하여 상기 구동 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 복수의 감지 돌출부들을 포함하고, 상기 구동 돌출부는 상기 감지 전극의 길이 방향에서 상기 복수의 감지 돌출부들 사이에 배치된다.
상기 구동 전극에 접속되는 구동 라인, 상기 감지 전극에 접속되는 감지 라인, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하며, 상기 구동 라인 및 상기 감지 라인과 중첩하는 접착층을 더 구비한다.
상기 접착층은 상기 압력 감지층과 중첩하지 않는다.
상기 제1 기판은 상기 구동 라인에 접속되는 구동 패드와 상기 감지 라인에 접속되는 감지 패드를 포함하며, 상기 제1 기판의 일 측면에서 돌출된 패드부를 더 구비하고, 상기 접착층은 상기 패드부의 구동 라인과 상기 감지 라인과 중첩한다.
상기 패드부는 상기 제2 기판에 의해 덮이지 않는다.
상기 구동 전극과 상기 압력 감지층 사이와 상기 감지 전극과 상기 압력 감지층 사이에는 갭이 존재한다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 압력 센서는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 복수의 압력 감지 셀들을 구비하고, 상기 복수의 압력 감지 셀들 각각은 구동 전극과 감지 전극, 및 상기 구동 전극과 상기 감지 전극에 중첩하는 압력 감지층을 포함하며, 상기 구동 전극은 상기 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 구동 돌출부를 포함한다.
상기 복수의 압력 감지 셀들에 공통적으로 접속된 구동 라인, 상기 복수의 압력 감지 셀들에 접속된 복수의 감지 라인들, 및 상기 구동 라인에 접속되는 구동 패드와 상기 복수의 감지 라인들에 접속되는 감지 패드들을 포함하는 패드부를 더 구비한다.
상기 복수의 감지 라인들의 배선 길이들은 상이하다.
상기 복수의 압력 감지 셀들 중 어느 한 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들은 상기 복수의 압력 감지 셀들 중 또 다른 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들과 상이하다.
상기 복수의 압력 감지 셀들 중 어느 한 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들은 동일하다.
상기 복수의 압력 감지 셀들 중 어느 한 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들은 동일하다.
상기 구동 라인의 폭은 상기 복수의 감지 라인들 중 가장 바깥쪽에 배치된 감지 라인의 폭 이상이다.
상기 구동 라인의 폭은 상기 복수의 감지 라인들 중 나머지 감지 라인들의 폭들보다 크다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 하부에 배치되는 압력 센서를 구비하고, 상기 압력 센서는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되며, 서로 이격된 구동 전극과 감지 전극, 및 상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치되는 압력 감지층을 포함하며, 상기 구동 전극은 상기 감지 전극과 마주보는 일 측에서 돌출된 구동 돌출부를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치에 의하면, 압력 센서의 압력 감지 셀은 가해지는 압력에 따라 압력 감지층이 구동 전극들과 감지 전극들에 접촉하는 면적이 달라지므로, 감지 전극들에 전기적으로 연결된 감지 라인의 저항 값이 변화될 수 있다. 그러므로, 저항 값 변화에 따라 감지 라인들(RL1~RL8)로부터 전류 값 또는 전압 값 변화를 감지함으로써, 사용자가 손으로 누르는 압력을 감지할 수 있으므로, 압력 센서는 사용자의 입력을 감지하는 입력 장치로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치에 의하면, 구동 전극들 각각의 구동 돌출부들과 감지 전극들 각각의 감지 돌출부들로 인하여, 구동 전극과 감지 전극이 서로 마주보는 길이가 늘어남으로써, 구동 전극과 감지 전극 사이의 정전 용량(capacitance)이 커질 수 있다. 이로 인해, 구동 전극들과 감지 전극들 사이의 정전 용량들에 충전된 전압과 임계 값 사이의 차이가 커질 수 있으므로, 정확한 검사가 가능하다.
일 실시예에 따른 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치에 의하면, 접착층이 구동 라인 및 감지 라인들과 중첩하게 배치되므로, 구동 라인 및 감지 라인들을 절연하는 절연층으로서 역할을 할 수 있다. 이로 인해, 구동 라인 및 감지 라인들이 외부로 노출되어 산화되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치에 의하면, 감지 라인의 개수가 줄어듦에 따라 감지 라인들의 배선 폭들을 확장하여 설계함으로써, 감지 라인들의 배선 저항들 간의 차이를 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따른 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치에 의하면, 감지 라인들의 배선 길이들에 따라 배선 폭들을 차등 설계함으로써, 감지 라인들의 배선 저항들 간의 차이를 최소화할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 4는 도 2의 하부 프레임의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 2의 메인 회로 보드의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 표시 패널의 표시 영역을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 평면도이다.
도 10은 도 9의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 11은 도 10의 A-1 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 13은 압력 감지층에 인가된 압력에 따른 전기 저항을 나타낸 그래프이다.
도 14는 도 10의 Ⅲ-Ⅲ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 15는 도 10의 Ⅳ-Ⅳ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 16은 도 10의 A-1 영역의 또 다른 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 17은 도 9의 A 영역의 또 다른 예를 상세히 보여주는 확대 평면도이다.
도 18은 도 9의 A 영역의 또 다른 예를 상세히 보여주는 확대 평면도이다.
도 19는 도 9의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 20은 도 9의 C 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 21은 도 9의 B 영역의 다른 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 22는 도 9의 C 영역의 다른 예를 상세히 보여주는 확대 평면도이다.
도 23은 다른 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 분해 사시도이다.
도 24는 다른 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 평면도이다.
도 25는 도 24의 A’ 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 26 및 도 27은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 압력 센서들을 물리 버튼으로 활용하는 표시 장치를 보여주는 예시도면들이다.
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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 커버 윈도우(100), 터치 감지 장치(200), 터치 회로 보드(210), 터치 구동부(220), 표시 패널(300), 표시 회로 보드(310), 표시 구동부(320), 압력 감지부(330), 제1 압력 센서(510), 제2 압력 센서(520), 압력 감지 회로 보드(550), 하부 프레임(600), 메인 회로 보드(700), 및 하부 커버(900)를 포함한다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 표시 패널(300)을 기준으로 윈도우(100)가 배치되는 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 표시 패널(300)을 기준으로 하부 프레임(600)이 배치되는 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 패널(300)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
표시 장치(10)는 평면 상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 도 1 및 도 2와 같이 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
표시 장치(10)는 평탄하게 형성된 제1 영역(DR1)과 제1 영역(DR1)의 좌우 측들로부터 연장된 제2 영역(DR2)을 포함할 수 있다. 제2 영역(DR2)은 평탄하게 형성되거나 곡면으로 형성될 수 있다. 제2 영역(DR2)이 평탄하게 형성되는 경우, 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다. 제2 영역(DR2)이 곡면으로 형성되는 경우, 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.
도 1에서는 제2 영역(DR2)이 제1 영역(DR1)의 좌우 측들 각각에서 연장된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우 측들 중 어느 한 측에서만 연장될 수 있다. 또는, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우 측들뿐만 아니라 상하 측들 중 적어도 어느 하나에서도 연장될 수 있다. 이하에서는, 제2 영역(DR2)이 표시 장치(10)의 좌우 측 가장자리에 배치된 것을 중심으로 설명한다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 커버하도록 표시 패널(300)의 상부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 보호하는 기능을 할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 도 6과 같이 제1 접착 부재(910)를 통해 터치 감지 장치(200)에 부착될 수 있다. 제1 접착 부재(910)는 투명 접착 필름(optically cleared adhesive film, OCA) 또는 투명 접착 레진(optically cleared resin, OCR)일 수 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)에 대응하는 투과부(DA100)와 표시 패널(300) 이외의 영역에 대응하는 차광부(NDA100)를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)들에 배치될 수 있다. 투과부(DA100)는 제1 영역(DR1)의 일부와 제2 영역(DR2)들의 일부에 배치될 수 있다. 차광부(NDA100)는 불투명하게 형성될 수 있다. 또는, 차광부(NDA100)는 화상을 표시하지 않는 경우에 사용자에게 보여줄 수 있는 패턴이 형성된 데코층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광부(NDA100)에는 “SAMSUNG”과 같이 회사의 로고 또는 다양한 문자가 패턴될 수 있다. 또한, 차광부(NDA100)에는 전면 카메라, 전면 스피커, 적외선 센서, 홍채 인식 센서, 초음파 센서, 조도 센서 등을 노출하기 위한 홀들(HH)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전면 카메라, 전면 스피커, 적외선 센서, 홍채 인식 센서, 초음파 센서, 조도 센서 중 일부 또는 전부가 표시 패널(300)에 내장될 수 있으며, 이 경우 홀들(HH)의 일부 또는 전부가 삭제될 수 있다
커버 윈도우(100)는 유리, 사파이어, 및/또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 커버 윈도우(100)는 리지드(rigid)하거나 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다.
터치 감지 장치(200)는 커버 윈도우(100)와 표시 패널(300) 사이에 배치될 수 있다. 터치 감지 장치(200)는 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)들에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 영역(DR1)뿐만 아니라 제2 영역(DR2)들에서도 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 감지 장치(200)는 도 6과 같이 제1 접착 부재(910)를 통해 커버 윈도우(100)의 하면에 부착될 수 있다. 터치 감지 장치(200) 상에 외부 광 반사로 인한 시인성 저하를 방지하기 위해 편광 필름이 추가될 수 있다. 이 경우, 편광 필름이 제1 접착 부재(910)를 통해 커버 윈도우(100)의 하면에 부착될 수 있다.
터치 감지 장치(200)는 사용자의 터치 위치를 감지하기 위한 장치로서, 자기 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 용량(mutual capacitance) 방식과 같이 정전 용량 방식으로 구현될 수 있다. 터치 감지 장치(200)가 자기 용량 방식으로 구현되는 경우 터치 구동 전극들만 포함하는 반면에, 상호 용량 방식으로 구현되는 경우 터치 구동 전극들과 터치 감지 전극들을 포함할 수 있다. 이하에서는, 터치 감지 장치가 상호 용량 방식으로 구현되는 것을 중심으로 설명한다.
터치 감지 장치(200)는 패널 형태 또는 필름 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 터치 감지 장치(200)는 도 6과 같이 제2 접착 부재(920)를 통해 표시 패널(300)의 박막 봉지막 상에 부착될 수 있다. 제2 접착 부재(920)는 투명 접착 필름(OCA) 또는 투명 접착 레진(OCR)일 수 있다.
또는, 터치 감지 장치(200)는 표시 패널(300)과 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 터치 감지 장치(200)의 터치 구동 전극들과 터치 감지 전극들은 표시 패널(300)의 박막 봉지막 상에 형성될 수 있다.
터치 감지 장치(200)의 일 측에는 터치 회로 보드(210)가 부착될 수 있다. 구체적으로, 터치 회로 보드(210)의 일 측은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 터치 감지 장치(200)의 일 측에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 또한, 터치 회로 보드(210)의 타 측에는 터치 접속부가 마련될 수 있으며, 터치 접속부는 도 3과 같이 표시 회로 보드(310)의 터치 커넥터(312a)에 연결될 수 있다. 터치 회로 보드는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)일 수 있다.
터치 구동부(220)는 터치 감지 장치(200)의 터치 구동 전극들에 터치 구동 신호들을 인가하고, 터치 감지 장치(200)의 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 감지하며, 감지 신호들을 분석하여 사용자의 터치 위치를 산출할 수 있다. 터치 구동부(220)는 집적회로(integrated circuit)로 형성되어 터치 회로 보드(210) 상에 장착될 수 있다.
표시 패널(300)은 터치 감지 장치(200)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 투과부(100DA)에 중첩하게 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)들에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 영역(DR1)뿐만 아니라 제2 영역(DR2)들에서도 표시 패널(300)의 영상이 보일 수 있다.
표시 패널(300)은 발광 소자(light emitting element)를 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 패널, 및 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 포함하는 양자점 발광 표시 패널일 수 있다. 이하에서는, 표시 패널(300)이 도 7과 같이 유기 발광 표시 패널인 것을 중심으로 설명한다.
도 7과 같이 표시 패널(300)의 표시 영역은 발광 소자층(304)이 형성되어 영상을 표시하는 영역을 가리키며, 비표시 영역은 표시 영역의 주변 영역을 가리킨다. 표시 패널(300)은 지지 기판(301), 플렉서블 기판(302), 박막 트랜지스터층(303), 발광 소자층(304), 박막 봉지층(305)을 포함할 수 있다.
지지 기판(301) 상에는 플렉서블 기판(302)이 배치된다. 지지 기판(301)과 플렉서블 기판(302) 각각은 유연성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 기판(301)과 플렉서블 기판(302) 각각은 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenapthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylenesulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulosetriacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합일 수 있다.
플렉서블 기판(302) 상에는 박막 트랜지스터층(303)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(303)은 박막 트랜지스터(335)들, 게이트 절연막(336), 층간 절연막(337), 보호막(338), 및 평탄화막(339)을 포함한다.
플렉서블 기판(302) 상에는 버퍼막이 형성될 수 있다. 버퍼막은 투습에 취약한 지지 기판(301)과 플렉서블 기판(302)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(335)들과 발광 소자들을 보호하기 위해 플렉서블 기판(302) 상에 형성될 수 있다. 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
버퍼막 상에는 박막 트랜지스터(335)가 형성된다. 박막 트랜지스터(335)는 액티브층(331), 게이트전극(332), 소스전극(333) 및 드레인전극(334)을 포함한다. 도 7에서는 박막 트랜지스터(335)가 게이트전극(332)이 액티브층(331)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(335)들은 게이트전극(332)이 액티브층(331)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트전극(332)이 액티브층(331)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막 상에는 액티브층(331)이 형성된다. 액티브층(331)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 버퍼막과 액티브층(331) 사이에는 액티브층(331)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(331) 상에는 게이트 절연막(336)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(316)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(316) 상에는 게이트전극(332)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트전극(332)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트전극(332)과 게이트 라인 상에는 층간 절연막(337)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(337)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(337) 상에는 소스전극(333), 드레인전극(334), 및 데이터 라인이 형성될 수 있다. 소스전극(333)과 드레인전극(334) 각각은 게이트 절연막(336)과 층간 절연막(337)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(331)에 접속될 수 있다. 소스전극(333), 드레인전극(334), 및 데이터 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스전극(333), 드레인전극(334), 및 데이터 라인 상에는 박막 트랜지스터(335)를 절연하기 위한 보호막(338)이 형성될 수 있다. 보호막(338)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(338) 상에는 박막 트랜지스터(335)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(339)이 형성될 수 있다. 평탄화막(339)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터층(303) 상에는 발광 소자층(304)이 형성된다. 발광 소자층(304)은 발광 소자들과 화소 정의막(344)을 포함한다.
발광 소자들과 화소 정의막(344)은 평탄화막(339) 상에 형성된다. 발광 소자는 유기 발광 소자(organic light emitting device)일 수 있다. 이 경우, 발광 소자는 애노드 전극(341), 발광층(342)들, 및 캐소드 전극(343)을 포함할 수 있다.
애노드 전극(341)은 평탄화막(339) 상에 형성될 수 있다. 애노드 전극(341)은 보호막(338)과 평탄화막(339)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(335)의 소스전극(333)에 접속될 수 있다.
화소 정의막(344)은 화소들을 구획하기 위해 평탄화막(339) 상에서 애노드 전극(341)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 화소 정의막(344)은 화소들을 정의하는 화소 정의막으로서 역할을 한다. 화소들 각각은 애노드 전극(341), 발광층(342), 및 캐소드 전극(343)이 순차적으로 적층되어 애노드 전극(341)으로부터의 정공과 캐소드 전극(343)으로부터의 전자가 발광층(342)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다.
애노드 전극(341)과 화소 정의막(344) 상에는 발광층(342)들이 형성된다. 발광층(342)은 유기 발광층일 수 있다. 발광층(342)은 적색(red) 광, 녹색(green) 광 및 청색(blue) 광 중 하나를 발광할 수 있다. 적색 광의 피크 파장 범위는 약 620㎚ 내지 750㎚일 수 있으며, 녹색 광의 피크 파장 범위는 약 495㎚ 내지 570㎚일 수 있다. 또한, 청색 광의 피크 파장 범위는 약 450㎚ 내지 495㎚일 수 있다. 또는, 발광층(342)은 백색 광을 발광하는 백색 발광층일 수 있으며, 이 경우 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 형태를 가질 수 있으며, 화소들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(300)은 적색, 녹색 및 청색을 표시하기 위한 별도의 컬러 필터(Color Filter)를 더 포함할 수도 있다.
발광층(342)은 정공 수송층(hole transporting layer), 발광층(light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 또한, 발광층(342)은 2 스택(stack) 이상의 탠덤 구조로 형성될 수 있으며, 이 경우, 스택들 사이에는 전하 생성층이 형성될 수 있다.
캐소드 전극(343)은 발광층(342) 상에 형성된다. 제2 전극(343)은 발광층(342)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 전극(343)은 화소들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다.
발광 소자층(304)이 상부 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 방식으로 형성되는 경우, 애노드 전극(341)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다. 또한, 캐소드 전극(263)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 캐소드 전극(343)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 미세 공진(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
발광 소자층(304)이 하부 방향으로 발광하는 하부 발광(bottom emission) 방식으로 형성되는 경우, 애노드 전극(341)은 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material) 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(343)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 애노드 전극(341)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 미세 공진(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
발광 소자층(304) 상에는 박막 봉지층(305)이 형성된다. 박막 봉지층(305)은 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(305)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다. 또한, 박막 봉지층(305)은 적어도 하나의 유기막을 더 포함할 수 있다. 유기막은 이물들(particles)이 박막 봉지층(305)을 뚫고 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 투입되는 것을 방지하기 위해 충분한 두께로 형성될 수 있다. 유기막은 에폭시, 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
표시 패널(300)의 일 측에는 표시 회로 보드(310)가 부착될 수 있다. 구체적으로, 표시 회로 보드(310)의 일 측은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 패널(300)의 일 측에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 표시 패널(300)의 하면으로 구부러질 수 있다. 터치 회로 보드(210) 역시 표시 패널(300)의 하면으로 구부러질 수 있다. 이로 인해, 터치 회로 보드(210)의 일 측 끝단에 배치된 터치 접속부는 표시 회로 보드(310)의 터치 커넥터(312a)에 연결될 수 있다. 표시 회로 보드(310)에 대한 자세한 설명은 도 3 및 도 4를 결부하여 후술한다.
표시 구동부(320)는 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 표시 구동부(320)는 집적회로로 형성되어 표시 회로 보드(310) 상에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동부(320)는 표시 패널(300)의 기판 상에 직접 부착될 수 있으며, 이 경우 표시 패널(300)의 기판의 상면 또는 하면에 부착될 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 도 6과 같이 패널 하부 부재(400)가 배치될 수 있다. 패널 하부 부재(400)는 제3 접착 부재(930)를 통해 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다. 제3 접착 부재(930)는 투명 접착 필름(OCA) 또는 투명 접착 레진(OCR)일 수 있다.
패널 하부 부재(400)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 표시 패널(300)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재, 및 외부로부터 입사되는 광을 차단하기 위한 차광층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광 흡수 부재는 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수 부재는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재의 하부에 배치된 구성들, 즉 제1 압력 센서(510), 제2 압력 센서(520), 표시 회로 보드(310) 등이 표시 패널(300)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수 부재는 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재는 광 흡수 부재의 하부에 배치될 수 있다. 완충 부재는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(300)이 파손되는 것을 방지한다. 완충 부재는 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 완충 부재는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene)등과 같은 고분자 수지로 형성되거나, 고무, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지 등 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 완충 부재는 쿠션층일 수 있다.
방열 부재는 완충 부재의 하부에 배치될 수 있다. 방열 부재는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층과 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 제2 영역(DR2)에 배치될 수 있다. 즉, 제1 압력 센서(510)는 표시 패널(300)의 우측 가장자리에서 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 제2 압력 센서(520)는 표시 패널(300)의 좌측 가장자리에서 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2와 같이 표시 패널(300)의 좌측과 우측은 서로 마주보는 측들이다.
제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 패널 하부 부재(400)의 하면에 부착될 수 있다. 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 압력 감지 회로 보드(550)를 통해 표시 회로 보드(310)에 연결될 수 있다. 도 3에서는 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)가 하나의 압력 감지 회로 보드(550)에 연결된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 서로 다른 압력 감지 회로 보드(550)들을 통해 표시 회로 보드(310)에 연결될 수 있다.
도 3과 같이 표시 회로 보드(310) 상에는 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)를 구동하여 압력을 감지하기 위한 압력 감지부(330)가 장착될 수 있다. 이 경우, 압력 감지부(330)는 집적회로로 형성될 수 있다. 압력 감지부(330)는 표시 구동부(320)에 통합되어 하나의 집적회로로 형성될 수 있다.
또는, 압력 감지 회로 보드(550)는 표시 회로 보드(310)가 아닌 터치 회로 보드(210)에 연결될 수 있다. 이 경우, 압력 감지부(330)는 터치 회로 보드(210) 상에 장착될 수 있다. 압력 감지부(330)는 터치 구동부(220)에 통합되어 하나의 집적회로로 형성될 수 있다.
패널 하부 부재(400)의 하부에는 하부 프레임(600)이 배치될 수 있다. 하부 프레임(600)은 합성 수지, 금속, 또는 합성 수지와 금속을 모두 포함할 수 있다.
방수 부재(610)는 하부 프레임(600)의 테두리에 배치될 수 있다. 방수 부재(610)는 제1 압력 센서(510)의 외측과 제2 압력 센서(520)의 외측에 배치될 수 있다. 방수 부재(610)는 패널 하부 부재(400)의 상면과 하부 프레임(600)의 하면에 접착될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 의하면, 방수 부재(610)가 제1 압력 센서(510)의 외측과 제2 압력 센서(520)의 외측에 배치되므로, 방수 부재(610)에 의해 표시 패널(300)과 하부 프레임(600) 사이로 수분이나 분진이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 방수 및 방진이 가능한 표시 장치(10)가 제공될 수 있다.
하부 프레임(600)에는 카메라 장치(720)가 삽입되는 제1 카메라 홀(CMH1), 배터리의 발열을 위한 배터리 홀(BH), 및 표시 회로 보드(310)에 접속된 제2 연결 케이블(314)이 통과하는 케이블 홀(CAH)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 케이블 홀(CAH)은 하부 프레임(600)의 우측 가장자리에 가까이 배치될 수 있으며, 이 경우 표시 패널(300)의 우측 가장자리에서 패널 하부 부재(400)의 하부에 배치되는 제1 압력 센서(510)에 의해 가려질 수 있다. 따라서, 제1 압력 센서(510)는 도 2와 같이 케이블 홀(CAH)을 가리지 않고 노출하기 위해 일 측에서 노치(notch) 형태로 오목하게 형성된 제1 오목부(NTH1)를 포함할 수 있다.
또한, 하부 프레임(600)은 표시 패널(300)의 패널 하부 부재(400), 제1 압력 센서(510), 및 제2 압력 센서(520)의 하부에 배치된다. 하부 프레임(600)은 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)에 압력이 인가되는 경우, 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)를 지지할 수 있다. 따라서, 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 인가된 압력을 감지할 수 있다.
하부 프레임(600)의 하부에는 메인 회로 보드(700)가 배치될 수 있다. 메인 회로 보드(700)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
메인 회로 보드(700)는 메인 프로세서(710), 카메라 장치(720), 및 메인 커넥터(730)를 포함할 수 있다. 메인 프로세서(710)와 메인 커넥터(730)는 하부 커버(900)와 마주보는 메인 회로 보드(700)의 하면 상에 배치될 수 있다. 또한, 카메라 장치(720)는 메인 회로 보드(700)의 상면과 하면 모두에 배치될 수 있다.
메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 표시 패널(300)이 영상을 표시하도록 영상 데이터를 표시 회로 보드(310)의 표시 구동부(320)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 터치 구동부(220)로부터 터치 데이터를 입력 받고 사용자의 터치 위치를 판단한 후, 사용자의 터치 위치에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 터치 구동부(220) 또는 압력 감지부(330)로부터 압력 감지 데이터를 입력 받고, 압력 감지 데이터에 따라 사용자의 압력 위치에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 압력 감지 데이터에 따라 진동 발생 장치(901)를 진동하여 햅틱(haptic)을 구현하도록 제어할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 집적회로로 이루어진 어플리케이션 프로세서(application processor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 또는 시스템 칩(system chip)일 수 있다.
카메라 장치(720)는 카메라 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리하여 메인 프로세서(710)로 출력한다.
하부 프레임(600)의 커넥터 홀(CAH)을 통과한 제2 연결 케이블(314)은 하부 프레임(600)과 메인 회로 보드(700)의 간극을 통해 메인 회로 보드(700)의 하면 상에 배치된 메인 커넥터(730)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 메인 회로 보드(700)는 표시 회로 보드(310)와 터치 회로 보드(210)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이외, 메인 회로 보드(700)에는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있는 이동 통신 모듈이 더 장착될 수 있다. 무선 신호는 음성 신호, 화상 통화 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 메인 회로 보드(700)에는 음향을 출력할 수 있는 스피커와 같은 음향 출력 장치가 더 장착될 수 있다.
하부 커버(900)는 하부 프레임(600)과 메인 회로 보드(700)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(900)는 하부 프레임(600)과 체결되어 고정될 수 있다. 하부 커버(900)는 표시 장치(10)의 하면 외관을 형성할 수 있다. 하부 커버(900)는 플라스틱, 및/또는 금속을 포함할 수 있다.
하부 커버(900)에는 카메라 장치(720)가 삽입되어 외부로 돌출되는 제2 카메라 홀(CMH2)이 형성될 수 있다. 카메라 장치(720)의 위치와 카메라 장치(720)에 대응되는 제1 및 제2 카메라 홀들(CMH1, CMH2)의 위치는 도 1, 도 2, 도 4, 및 도 5에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 하부 커버(900)의 상면에는 진동 발생 장치(901)가 배치될 수 있으며, 진동 발생 장치(901)는 메인 회로 보드(700)의 하면에 연결될 수 있다. 이로 인해, 진동 발생 장치(901)는 메인 프로세서(710)의 진동 신호에 응답하여 진동을 발생할 수 있다. 진동 발생 장치(901)는 편심 모터(eccentric rotating mass, ERM), 선형 공진 액츄에이터(linear resonant actuator, LRA), 및 피에조 액츄에이터(piezo actuator) 중 어느 하나일 수 있다.
도 3은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다. 도 4는 도 2의 하부 프레임의 일 예를 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 2의 메인 회로 보드의 일 예를 보여주는 평면도이다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 표시 회로 보드(310)와 제3 회로 보드(550)의 연결, 및 제2 연결 케이블(314)과 메인 회로 보드(700)의 메인 커넥터(730)의 연결에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 도 4는 평면도인 반면에 도 3과 도 5는 저면도이므로, 도 3과 도 5에서는 도 4에서의 표시 장치(10)의 좌우가 반대로 도시되어 있음에 주의하여야 한다. 또한, 설명의 편의를 위해, 도 4에서는 표시 회로 보드(310)를 점선으로 도시하였으며, 도 5에서는 제2 연결 케이블(314)을 점선으로 도시하였다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 표시 회로 보드(310)는 제1 회로 보드(311), 제2 회로 보드(312), 및 제1 연결 케이블(313)을 포함할 수 있다.
제1 회로 보드(311)는 표시 패널(300)의 기판의 상면 또는 하면의 일 측에 부착되며, 표시 패널(300)의 기판의 하면으로 구부러질 수 있다. 제1 회로 보드(311)는 고정 부재들에 의해 도 4와 같이 하부 프레임(600)에 형성된 고정 홀(FH)들에 고정될 수 있다.
제1 회로 보드(311)는 표시 구동부(320), 압력 감지부(330), 제1 커넥터(311a), 및 제2 커넥터(311b)를 포함할 수 있다. 표시 구동부(320), 압력 감지부(330), 제1 커넥터(311a), 및 제2 커넥터(311b)는 제1 회로 보드(311)의 일면 상에 배치될 수 있다.
제1 커넥터(311a)는 제2 회로 보드(312)에 연결된 제1 연결 케이블(313)의 일 단에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 회로 보드(311)에 장착된 표시 구동부(320)와 압력 감지부(330)는 제1 연결 케이블(313)을 통해 제2 회로 보드(312)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 커넥터(311b)는 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)에 연결된 제3 회로 보드(550)의 일 단에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 압력 감지부(330)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 회로 보드(312)는 터치 커넥터(312a), 제1 연결 커넥터(312b), 및 제2 연결 커넥터(312c)를 포함할 수 있다. 제1 연결 커넥터(312b)와 제2 연결 커넥터(312c)는 제2 회로 보드(312)의 일면 상에 배치되고, 터치 커넥터(312a)는 제2 회로 보드(312)의 타면 상에 배치될 수 있다.
터치 커넥터(312a)는 터치 회로 보드(210)의 일 단에 마련된 터치 접속부에 연결될 수 있다. 이로 인해, 터치 구동부(220)는 제2 회로 보드(312)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 연결 커넥터(312b)는 제1 회로 보드(311)에 연결된 제1 연결 케이블(313)의 타 단에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 회로 보드(311)에 장착된 표시 구동부(320)와 압력 감지부(330)는 제1 연결 케이블(313)을 통해 제2 회로 보드(312)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 연결 커넥터(312c)는 메인 회로 보드(700)의 메인 커넥터(730)에 연결되는 제2 연결 케이블(314)의 일 단에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제2 회로 보드(312)는 제2 연결 케이블(314)을 통해 제2 회로 보드(312)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 연결 케이블(314)의 타 단에는 커넥터 접속부(315)가 형성될 수 있다. 제2 연결 케이블(314)의 커넥터 접속부(315)는 도 3 및 도 4와 같이 하부 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)을 통과하여 하부 프레임(600)의 하부로 연장될 수 있다. 제1 압력 센서(510)의 내측에는 하부 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)에 대응되는 영역에 노치(notch) 형태의 제1 오목부(NTH1)가 형성되므로, 하부 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)은 제1 압력 센서(510)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.
또한, 도 5와 같이 하부 프레임(600)과 메인 회로 보드(700) 사이의 간극이 있으므로, 케이블 홀(CAH)을 통과한 제2 연결 케이블(314)의 커넥터 접속부(315)는 하부 프레임(600)과 메인 회로 보드(700) 사이의 간극으로 빠져나와 메인 회로 보드(700)의 하부로 연장될 수 있다. 최종적으로, 제2 연결 케이블(314)의 커넥터 접속부(315)는 메인 회로 보드(700)의 하면 상에 배치된 메인 커넥터(730)에 연결될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에 의하면, 하부 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)을 덮지 않도록 제1 압력 센서(510)의 일 측에는 노치(notch) 형태의 제1 오목부(NTH1)가 형성된다. 이로 인해, 표시 회로 보드(310)에 연결된 제2 연결 케이블(314)이 케이블 홀(CAH)을 통해 하부 프레임(600)의 하부로 연장되어, 메인 회로 보드(700)의 메인 커넥터(730)에 연결될 수 있다. 따라서, 표시 회로 보드(310)와 메인 회로 보드(700)는 안정적으로 연결될 수 있다.
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 커버 윈도우(100), 터치 감지 장치(200), 표시 패널(300), 패널 하부 부재(400), 및 하부 프레임(600)은 제1 영역(DR1)에서 평탄하게 형성되며, 제2 영역(DR2)에서 곡면으로 형성될 수 있다.
제1 압력 센서(510)는 표시 장치(10)의 곡면부에 해당하는 제2 영역(DR2)에 배치될 수 있다. 제1 압력 센서(510)의 상부에는 제1 범프(530)들이 배치되며, 제1 범프(530)들 각각은 제4 접착 부재(940)를 통해 패널 하부 부재(400)의 하면에 부착되고, 제6 접착 부재(960)를 통해 제1 압력 센서(510)의 상면에 부착될 수 있다. 또한, 제1 압력 센서(510)는 제5 접착 부재(950)를 통해 하부 프레임(600)의 상면에 부착될 수 있다. 제4 접착 부재(940), 제5 접착 부재(950), 및 제6 접착 부재(960)는 압력 민감 점착제(PSA)일 수 있다. 제4 접착 부재(940)와 제5 접착 부재(950) 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
방수 부재(610)는 제1 압력 센서(510)의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 방수 부재(610)는 제1 압력 센서(510)의 일 측면 상에 배치될 수 있으며, 제1 압력 센서(510)의 일 측면은 다른 측면들보다 표시 패널(300)의 일 측 가장자리에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 제1 압력 센서(510)가 표시 패널(300)의 우측 가장자리에 배치되는 경우, 방수 부재(610)는 제1 압력 센서(510)의 우측면 상에 배치될 수 있다.
방수 부재(610)는 패널 하부 부재(400)의 하면과 하부 프레임(600)의 상면에 부착될 수 있다. 이를 위해, 방수 부재(610)는 베이스 필름과 베이스 필름의 일 면 상에 배치되는 제1 점착막, 및 베이스 필름의 타면 상에 배치되는 제2 점착막을 포함할 수 있다. 베이스 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET)와 쿠션층, 또는 폴리에틸렌 폼(PE-foam)일 수 있다. 제1 점착막과 제2 점착막은 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다. 제1 점착막은 패널 하부 부재(400)의 하면에 점착되고, 제2 점착막은 하부 프레임(600)의 상면에 점착될 수 있다.
방수 부재(610)는 패널 하부 부재(400)의 하면과 하부 프레임(600)의 상면에 가압하여 부착되므로, 방수 부재(610)의 높이가 제1 압력 센서(510)의 높이와 제1 범프(530)의 높이의 합보다 낮은 경우, 방수 부재(610)를 부착하기 위한 힘에 의해 제1 압력 센서(510)가 손상될 수 있다. 따라서, 방수 부재(610)의 높이는 제1 압력 센서(510)의 높이와 제1 범프(530)의 높이의 합보다 높은 것이 바람직하다. 하지만, 방수 부재(610)의 높이가 제1 압력 센서(510)의 높이와 제1 범프(530)의 높이의 합보다 매우 높은 경우, 제1 압력 센서(510)에 의해 압력이 감지되지 않을 수 있다. 따라서, 방수 부재(610)의 높이는 방수 부재(610)를 부착하기 위한 힘에 의해 제1 압력 센서(510)가 손상되는 것과 방수 부재(610) 부착 후 제1 압력 센서(510)에 의한 압력 감지 여부를 고려하여 사전 실험을 통해 미리 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 범프(530)가 사용자의 압력에 따라 제1 압력 센서(510)의 압력 감지 셀들(CE1~CE8)을 가압하기 위해서는, 제1 범프(530)의 높이가 제1 압력 센서(510)의 높이보다 높은 것이 바람직하다.
또한, 방수 부재(610)의 폭은 수분과 분진의 침투를 막기 위해 적어도 1㎜ 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 실시예에 의하면, 방수 부재(610)가 제1 압력 센서(510)의 외측에 배치되어, 패널 하부 부재(400)의 하면과 하부 프레임(600)의 상면에 부착되므로, 방수 부재(610)에 의해 표시 패널(300)과 하부 프레임(600) 사이로 수분이나 분진이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 방수 및 방진이 가능한 표시 장치(10)가 제공될 수 있다.
한편, 제2 압력 센서(520)가 표시 패널(300)의 좌측 가장자리에 배치되기 때문에, 방수 부재(610)가 제2 압력 센서(520)의 좌측면 상에 배치되는 것에서 방수 부재(610)와 제1 압력 센서(510)의 배치 위치와 차이가 있을 뿐이므로, 방수 부재(610)와 제2 압력 센서(520)의 배치 위치에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 8은 일 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 사시도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 압력 센서(510)는 제1 기판(SUB1), 제2 기판(SUB2), 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8), 구동 패드(TPD), 감지 패드(RPD)들, 및 접착층(AHL)을 포함할 수 있다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 서로 마주보도록 배치된다. 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 각각은 폴리에틸렌(poly ethylene), 폴리이미드(poly imide), 폴리카보네이트(poly carbonate), 폴리술폰(polysulfone), 폴리아크릴레이트(poly acrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol), 폴리노르보넨(poly norbornene), 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 폴레에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 또는 폴리이미드 필름으로 이루어질 수 있다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 각각은 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 하지만, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 각각의 평면 형태는 이에 한정되지 않으며, 적용되는 위치에 따라 달라질 수 있다.
제1 기판(SUB1)의 일 측면과 제2 기판(SUB2)의 일 측면에는 하부 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)을 덮지 않도록 하기 위해 노치(notch) 형태의 오목부(NTH1)가 형성될 수 있다. 제1 기판(SUB1)의 오목부(NTH1)와 제2 기판(SUB2)의 오목부(NTH2)는 서로 중첩할 수 있다.
제1 기판(SUB1)에는 압력 감지 회로 보드(550)가 부착되는 패드부(PAD)가 형성될 수 있다. 패드부(PAD)는 제2 기판(SUB2)에 의해 덮이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 패드부(PAD)는 제1 기판(SUB1)의 일 측면으로부터 돌출될 수 있다. 도 8 및 도 9에서는 패드부(PAD)가 제1 기판(SUB1)의 장변에 대응되는 일 측면으로부터 돌출된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
패드부(PAD)는 구동 라인(TL)에 연결되는 구동 패드(TPD)와 감지 라인들(RL1~RL8)에 연결되는 감지 패드(RD)들을 포함할 수 있다. 구동 패드(TPD)와 감지 패드(RD)들 상에는 압력 감지 회로 보드(550)가 부착될 수 있다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에는 압력 감지 셀들(CE1~CE8)이 배치된다. 도 8 및 도 9에서는 제1 압력 센서(510)가 8 개의 압력 감지셀들(CE1~CE8)을 포함하는 것을 예시하였으나, 압력 감지 셀들(CE1~CE8)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각은 독립적으로 해당 위치의 압력을 감지할 수 있다. 도 8 및 도 9에서는 압력 감지 셀들(CE1~CE8)이 1 열로 배열된 것을 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 압력 감지 셀들(CE1~CE8)은 필요에 따라 복수의 열들로 배열될 수 있다. 또한, 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각은 도 8 및 도 9와 같이 소정의 간격으로 떨어져 배치되거나, 연속적으로 배치될 수 있다.
압력 감지 셀들(CE1~CE8)은 용도에 따라 다른 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 26과 같이 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)은 표시 장치(10)의 일 측 가장자리에 배치된 볼륨 제어 버튼(VB+, VB-) 또는 전원 버튼(PB)과 같이 물리 버튼으로 사용될 수 있다. 또는, 도 27과 같이 제8 압력 감지 셀(CE8)은 사용자의 스퀴징(squeezing) 압력을 감지하기 위한 버튼(SQB)으로 사용될 수 있다. 이 경우, 제8 압력 감지 셀(CE8)은 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 제8 압력 감지 셀(CE8)은 제1 압력 센서(510)의 길이 방향(Y축 방향)에서 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9에서는 물리 버튼으로 사용되는 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)이 동일한 면적으로 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)의 면적은 서로 다를 수 있다. 또는, 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7) 중 일부 압력 감지 셀들의 면적은 서로 동일하고, 나머지 압력 감지 셀들의 면적은 서로 동일하나, 일부 압력 감지 셀들 각각의 면적과 나머지 압력 감지 셀들 각각의 면적은 서로 다를 수 있다.
압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각은 제2 기판(SUB2)과 마주보는 제1 기판(SUB1)의 일면 상에 배치되는 구동 전극(TE)들 및 감지 전극(RE)들, 및 제1 기판(SUB1)과 마주보는 제2 기판(SUB2)의 일면 상에 배치되는 압력 감지층(PSL)을 포함할 수 있다. 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 교대로 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)들 중 어느 하나는 구동 라인(TL)에 접속되며, 감지 전극(RE)들 중 어느 하나는 감지 라인들(RL1~RL8) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 압력 감지층(PSL)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들에 중첩할 수 있다.
제1 기판(SUB1)의 일면 상에는 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 패드(TPD), 및 감지 패드(RPD)들이 배치된다. 구동 라인(TL)은 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 공통적으로 접속되는 반면에, 감지 라인들(RL1~RL8)은 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 일대일로 접속될 수 있다. 구동 패드(TPD)는 구동 라인(TL)과 접속되고, 감지 패드(RPD)들은 감지 라인들(RL1~RL8)에 일대일로 접속될 수 있다. 도 8 및 도 9에서는 제1 압력 센서(510)가 8 개의 감지 라인들(RL1~RL8)을 포함하는 것을 예시하였으나, 감지 라인들(RL1~RL8)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
접착층(AHL)은 도 14 및 도 15와 같이 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되어 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접착하는 역할을 한다. 접착층(AHL)은 압력 민감 점착제(Pressure Sensitive Adhesive), 또는 양면 테이프일 수 있다.
접착층(AHL)은 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 접착층(AL)은 패드부(PAD)를 제외한 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)의 가장자리를 완전히 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 접착층(AL)은 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서의 역할을 할 수 있다.
접착층(AL)은 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp)에 중첩하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 접착층(AL)은 도 14와 같이 감지 라인들(RL1~RLp) 상에 배치되거나 도 15와 같이 구동 라인(TL) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 접착층(AL)은 구동 라인(TL) 및 감지 라인들(RL1~RLp)을 절연하는 절연층으로서 역할을 할 수 있다. 이로 인해, 구동 라인(TL) 및 감지 라인들(RL1~RLp)이 외부로 노출되어 산화되는 것을 방지할 수 있다.
접착층(AL)의 일 측면에는 도 3 내지 도 5를 결부하여 설명한 하부 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)을 덮지 않도록 하기 위해 노치(notch) 형태의 오목부(NTH1)가 형성될 수 있다. 접착층(AL)의 오목부(NTH1)는 제1 기판(SUB1)의 오목부(NTH1), 및 제2 기판(SUB2)의 오목부(NTH2)와 중첩할 수 있다.
접착층(AL)은 제1 기판(SUB1)의 일면 또는 제2 기판(SUB2)의 일면에 먼저 부착된 후 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)의 합착 과정에서 다른 기판의 일면에 부착될 수 있다. 다른 예로, 제1 기판(SUB1)의 일면과 제2 기판(SUB2)의 일면에 각각 접착층(AL)이 마련되고, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)의 합착 과정에서 제1 기판(SUB1)의 접착층(AL)과 제2 기판(SUB2)의 접착층(AL)이 서로 부착될 수도 있다.
제1 범프(530)들은 제2 기판(SUB2)의 타면 상에 배치될 수 있다. 제2 기판(SUB2)의 타면은 제2 기판(SUB2)의 일면의 반대 면일 수 있다. 제1 범프(530)들은 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 중첩할 수 있다. 제1 범프(530)들은 사용자의 압력에 따라 압력 감지 셀들(CE1~CE8)을 가압하는 역할을 한다.
제1 범프(530)들에 의해 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 가해지는 압력을 높이기 위해서, 제1 범프(530)들 각각은 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각에 비해 작은 면적으로 형성될 수 있다. 제1 범프(530)들 각각은 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각의 압력 감지층(PSL)보다 작은 면적으로 형성될 수 있다.
제1 범프(530)의 면적은 압력 감지 셀의 면적에 비례할 수 있다. 예를 들어, 도 8과 같이 제8 압력 감지 셀(CE8)의 면적이 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7) 각각의 면적에 비해 넓은 경우, 제8 압력 감지 셀(CE8)에 중첩하는 제1 범프(530)의 면적은 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)에 중첩하는 제1 범프(530)들 각각의 면적보다 넓을 수 있다.
한편, 제2 압력 센서(520)는 제2 압력 센서(520)가 오목부(NTH1)를 포함하지 않는 것에서 도 8 및 도 9에 도시된 제1 압력 센서(510)와 차이가 있을 뿐이므로, 제2 압력 센서(520)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 10은 도 9의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 11은 도 10의 A-1 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 10에서는 설명의 편의를 위해 제4 압력 감지 셀(CE4), 제5 압력 감지 셀(CE5), 구동 라인(TL), 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 접속되는 제1 내지 제8 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 패드(TPD), 감지 패드(RPD)들, 및 접착층(AL)만을 도시하였다. 또한, 도 10에서는 구동 패드(TPD)와 감지 패드(RPD)들 상에 부착된 압력 감지 회로 보드(550)를 도시하였다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각은 적어도 하나의 구동 라인과 적어도 하나의 감지 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 압력 감지 셀들(CE1~CE8)은 하나의 구동 라인(TL)에 공통적으로 연결되는데 비해, 감지 라인들(RL1~RL5)에는 일대일로 접속될 수 있다. 도 10과 같이, 제4 압력 감지 셀(CE4)은 구동 라인(TL)과 제4 감지 라인(RL4)에 접속되고, 제5 압력 감지 셀(CE5)은 구동 라인(TL)과 제5 감지 라인(RL5)에 접속될 수 있다. 또한, 구동 라인(TL)은 구동 패드(TPD)에 접속되고, 감지 라인들(RL1~RL5)은 감지 패드(RPD)들에 일대일로 접속될 수 있다.
패드부(PAD)에는 구동 패드(TPD)와 감지 패드들(RP1~RP8)이 배치될 수 있다. 구동 패드(TPD)는 압력 감지 회로 보드(550)의 구동 리드 라인(TLR)에 접속되고, 감지 패드들(RP1~RP8)은 압력 감지 회로 보드(550)의 감지 리드 라인들(RLR1~RLR8)에 일대일로 연결될 수 있다. 압력 감지 회로 보드(550)는 표시 회로 보드(310)에 연결되므로, 제1 압력 센서(510)는 표시 회로 보드(310)에 장착된 압력 감지부(330)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그러므로, 압력 감지부(330)는 압력 감지 회로 보드(550)의 구동 리드 라인(TLR)과 제1 압력 센서(510)의 구동 패드(TPD)를 통해 구동 라인(TL)에 구동 전압을 인가할 수 있다. 또한, 제1 압력 센서(510)의 감지 패드들(RP1~RP8)에 접속된 감지 리드 라인들(RLR1~RLR8)을 통해 감지 라인들(RL1~RL8)로부터 전류 값들 또는 전압 값들을 감지함으로써, 압력 감지 셀들(CE1~CE8)들에 가해진 압력을 감지할 수 있다.
압력 감지 셀들(CE1~CE8) 각각은 도 11과 같이 구동 연결 전극(TCE), 감지 연결 전극(RCE), 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 압력 감지층(PSL)을 포함한다.
구동 연결 전극(TCE), 감지 연결 전극(RCE), 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들은 제2 기판(SUB2)과 마주보는 제1 기판(SUB1)의 일면 상에 배치된다.
구동 연결 전극(TCE)은 구동 라인(TL)과 구동 전극(TE)들에 접속된다. 구체적으로, 구동 연결 전극(TCE)은 길이 방향(Y축 방향)으로 일 끝단에서 구동 라인(TL)에 연결된다. 구동 전극(TE)들은 구동 연결 전극(TCE)의 폭 방향(X축 방향)으로 분지될 수 있다.
감지 연결 전극(RCE)은 감지 라인들(RL1~RL8) 중 어느 하나와 감지 전극(RE)들에 접속된다. 구체적으로, 감지 연결 전극(TCE)은 길이 방향(Y축 방향)으로 일 끝단에서 감지 라인들(RL1~RL8) 중 어느 하나에 연결된다. 감지 전극(RE)들은 감지 연결 전극(RCE)의 폭 방향(X축 방향)으로 분지될 수 있다.
구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 인접하여 배치되나, 서로 연결되지 않는다. 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 구동 연결 전극(TCE)과 감지 연결 전극(RCE)의 길이 방향(Y축 방향)으로 교대로 배치될 있다. 즉, 구동 연결 전극(TCE)과 감지 연결 전극(RCE)의 길이 방향(Y축 방향)으로 구동 전극(TE), 감지 전극(RE), 구동 전극(TE), 감지 전극(RE)의 순서로 반복적으로 배치될 수 있다.
구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 연결 전극(TCE)들, 감지 연결 전극(RCE)들, 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들은 동일층에 배치될 수 있다. 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 연결 전극(TCE)들, 감지 연결 전극(RCE)들, 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들은 동일 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 연결 전극(TCE)들, 감지 연결 전극(RCE)들, 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들은 은(Ag), 구리(Cu) 등의 도전성 물질을 포함할 수 있다. 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 연결 전극(TCE)들, 감지 연결 전극(RCE)들, 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들은 제1 기판(SUB1) 상에 스크린 인쇄 방식으로 형성될 수 있다.
압력 감지층(PSL)은 제1 기판(SUB1)과 마주보는 제2 기판(SUB2)의 일면 상에 배치된다. 압력 감지층(PSL)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들에 중첩되게 배치될 수 있다.
압력 감지층(PSL)은 압력 민감 물질을 갖는 고분자 수지(polymer)를 포함할 수 있다. 압력 민감 물질은 니켈, 알루미늄, 티타늄, 주석, 구리 등의 금속 미세 입자들(또는 금속 나노 입자들)일 수 있다. 예를 들어, 압력 감지층(PSL)은 QTC(Quantum Tunneling Composite)일 수 있다.
제1 압력 센서(510)의 높이 방향(Z축 방향)에서 압력이 제2 기판(SUB2)으로 가해지지 않는 경우, 도 11과 같이 압력 감지층(PSL)과 구동 전극(TE)들 사이와 압력 감지층(PSL)과 감지 전극(RE)들 사이에는 갭이 존재한다. 즉, 압력이 제2 기판(SUB2)으로 가해지지 않는 경우, 압력 감지층(PSL)은 구동 전극(TE)들 및 감지 전극(RE)들과 이격되어 있다.
제1 압력 센서(510)의 높이 방향(Z축 방향)에서 압력이 제2 기판(SUB2)으로 가해지는 경우, 압력 감지층(PSL)이 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들에 접촉할 수 있다. 이 경우, 구동 전극(TE)들 중 적어도 어느 하나와 감지 전극(RE)들 중 적어도 어느 하나는 압력 감지층(PSL)을 통해 물리적으로 연결될 수 있으며, 압력 감지층(PSL)은 전기적인 저항으로 작용할 수 있다.
따라서, 도 10 내지 도 12에 도시된 실시예에 의하면, 제1 압력 센서(510)의 압력 감지 셀은 가해지는 압력에 따라 압력 감지층(PSL)이 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들에 접촉하는 면적이 달라지므로, 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결된 감지 라인의 저항 값이 변화될 수 있다. 예를 들어, 도 13과 같이 제1 압력 센서(510)의 압력 감지 셀에 가해지는 압력이 높아질수록 감지 라인의 저항 값은 낮아질 수 있다. 압력 감지부(330)는 저항 값 변화에 따라 감지 라인들(RL1~RL8)로부터 전류 값 또는 전압 값 변화를 감지함으로써, 사용자가 손으로 누르는 압력을 감지할 수 있으므로, 제1 압력 센서(510)는 사용자의 입력을 감지하는 입력 장치로 사용될 수 있다.
구동 전극(TE)들 각각은 도 11과 같이 구동 돌출부(TP)들을 포함할 수 있다. 구동 돌출부(TP)들 각각은 구동 전극(TE)으로부터 구동 전극(TE)의 길이 방향(X축 방향)과 교차하는 구동 전극(TE)의 폭 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 구동 돌출부(TP)들 각각은 감지 전극(RE)들과 마주보는 구동 전극(TE)의 측면들 중 적어도 어느 하나로부터 돌출될 수 있다. 구체적으로, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 구동 연결 전극(TCE)과 감지 연결 전극(RCE)의 길이 방향(Y축 방향)으로 교대로 배치되므로, 구동 전극(TE)은 두 개의 측면들 사이에 배치된다. 그러므로, 구동 돌출부(TP)들은 두 개의 감지 전극(RE)들에 인접한 구동 전극(TE)의 두 개의 측면들로부터 돌출될 수 있다.
감지 전극(RE)들 각각은 도 11과 같이 감지 돌출부(RP)들을 포함할 수 있다. 감지 돌출부(RP)들 각각은 감지 전극(RE)으로부터 감지 전극(RE)의 길이 방향(X축 방향)과 교차하는 감지 전극(RE)의 폭 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 감지 돌출부(RP)들 각각은 구동 전극(TE)들과 마주보는 감지 전극(RE)의 측면들 중 적어도 어느 하나로부터 돌출될 수 있다. 구체적으로, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 구동 연결 전극(TCE)과 감지 연결 전극(RCE)의 길이 방향(Y축 방향)으로 교대로 배치되므로, 감지 전극(RE)은 두 개의 측면들 사이에 배치된다. 그러므로, 감지 돌출부(RP)들은 두 개의 구동 전극(TE)들에 인접한 감지 전극(RE)의 두 개의 측면들로부터 돌출될 수 있다.
도 11에서는 구동 돌출부(TP)들과 감지 돌출부(RP)들이 평면 상 사각 형태인 것을 예시하였으나, 구동 돌출부(TP)들과 감지 돌출부(RP)들의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 구동 돌출부(TP)들과 감지 돌출부(RP)들은 평면 상 다각 형태 또는 원 형태 등으로 형성될 수 있다 또한, 도 11에서는 구동 돌출부(TP)들과 감지 돌출부(RP)들이 동일한 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 구동 돌출부(TP)들은 서로 다른 형태를 가질 수 있고, 감지 돌출부(RP)들은 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 또는, 구동 돌출부(TP)들은 서로 동일하고 감지 돌출부(RP)들은 서로 동일하나 구동 돌출부(TP)들 각각의 평면 형태와 감지 돌출부(RP)들 각각의 평면 형태가 상이할 수 있다.
구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)의 길이 방향(X축 방향)에서 구동 돌출부(TP)는 감지 돌출부(RP)들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)의 길이 방향(X축 방향)에서 구동 돌출부(TP)들과 감지 돌출부(RP)들은 교대로 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)의 길이 방향(X축 방향)에서 구동 돌출부(TP), 감지 돌출부(RP), 구동 돌출부(TP), 및 감지 돌출부(RP)의 순서로 반복적으로 배치될 수 있다.
구동 전극(TE)들 각각의 구동 돌출부(TP)들과 감지 전극(RE)들 각각의 감지 돌출부(RP)들로 인하여, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)이 서로 마주보는 길이가 늘어날 수 있다. 이로 인해, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 인접 정전 용량(fringe capacitance)과 측면 정전 용량(lateral capacitance)이 커질 수 있다. 즉, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 정전 용량(capacitance)이 커질 수 있다.
한편, 제1 압력 센서(510)를 제조한 후에 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 연결 전극(TCE)들, 감지 연결 전극(RCE)들, 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들이 단선되었는지를 검사하는 단선 검사가 수행될 수 있다. 단선 검사는 구동 라인(TL)에 소정의 전압, 예를 들어 5V 내지 10V의 전압을 인가하여 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이의 정전 용량들을 충전한 후, 감지 라인들(RL1~RL8)을 통해 정전 용량들에 충전된 전압들을 감지하는 방식으로 수행될 수 있다. 구동 라인(TL), 감지 라인들(RL1~RL8), 구동 연결 전극(TCE), 감지 연결 전극(RCE), 구동 전극(TE)들, 및 감지 전극(RE)들 중 어느 하나가 단선된 경우, 감지 라인들(RL1~RL8)을 통해 감지되는 전압들 중 적어도 하나가 임계 값보다 작을 수 있다. 하지만, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이의 정전 용량들에 충전된 전압과 임계 값 사이의 차이가 작은 경우, 검사 결과가 부정확할 수 있다.
도 11에 도시된 실시예에 의하면, 구동 전극(TE)들 각각의 구동 돌출부(TP)들과 감지 전극(RE)들 각각의 감지 돌출부(RP)들로 인하여, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)이 서로 마주보는 길이가 늘어남으로써, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 정전 용량(capacitance)이 커질 수 있다. 이로 인해, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이의 정전 용량들에 충전된 전압과 임계 값 사이의 차이가 커질 수 있으므로, 정확한 검사가 가능하다.
접착층(AL)은 도 10과 같이 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp) 상에 배치될 수 있다. 즉, 접착층(AL)은 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp)을 덮을 수 있으며, 이로 인해 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp)을 절연하는 절연층으로서 역할을 할 수 있다. 그러므로, 구동 라인(TL) 및 감지 라인들(RL1~RLp)이 외부로 노출되어 산화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 기판(SUB2)의 압력 감지층(PSL)이 공정 오차에 의해 제1 기판(SUB1)의 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp)과 중첩하더라도, 압력이 가해지는 경우 제1 기판(SUB1)의 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp)이 제2 기판(SUB2)의 압력 감지층(PSL)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
접착층(AL)은 도 10과 같이 패드부(PAD)에 배치된 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp) 상에 배치되지 않을 수 있다. 즉, 접착층(AL)과 압력 감지 회로 보드(550) 사이에는 제1 갭(G1)이 있을 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 17과 같이 접착층(AL)은 패드부(PAD)에 배치된 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp) 상에 배치될 수 있으며, 이로 인해 접착층(AL)과 압력 감지 회로 보드(550) 사이에는 갭이 없을 수 있다. 이 경우, 접착층(AL)은 압력 감지 회로 보드(550)와 접촉할 수 있다. 또한, 도 18과 같이 접착층(AL)은 패드부(PAD)에 배치된 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp) 상에 배치될 수 있으나, 이 경우에도 접착층(AL)과 압력 감지 회로 보드(550) 사이에는 제2 갭(G2)이 있을 수 있다. 제2 갭(G2)은 제1 갭(G1)보다 작기 때문에, 외부로 노출되는 구동 라인(TL)과 감지 라인들(RL1~RLp)의 면적은 최소화될 수 있다.
또한, 접착층(AL)은 도 10과 같이 압력 감지 셀들(CE1~CE8)과 패드부(PAD)의 구동 패드(TPD) 및 감지 패드들(RP1~RPp)과 중첩하지 않는다. 접착층(AL)이 압력 감지 셀들(CE1~CE8)과 중첩하는 경우, 제1 기판(SUB1)의 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)들이 제2 기판(SUB2)의 압력 감지층(PSL)과 접촉할 수 없으므로, 압력이 가해지더라도 압력을 감지하기 어렵다. 또한, 접착층(AL)이 구동 패드(TPD) 및 감지 패드들(RP1~RPp)과 중첩하는 경우, 패드부(PAD)의 구동 패드(TPD) 및 감지 패드들(RP1~RPp)이 압력 감지 회로 보드(550)와 접속될 수 없다. 이로 인해, 압력 감지 셀들(CE1~CE8)은 압력 감지 회로 보드(550)로부터 구동 전압을 인가 받을 수 없으며, 압력 감지 회로 보드(550)는 압력 감지 셀들(CE1~CE8)로부터 전류 값들 또는 전압 값들을 감지할 수 없다.
한편, 제2 압력 센서(520)는 도 10 내지 도 12를 결부하여 설명한 제1 압력 센서(510)와 실질적으로 동일하므로, 제2 압력 센서(520)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 16은 도 10의 A-1 영역의 또 다른 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 16에 도시된 실시예는 각 구동 돌출부(TP)가 그로부터 돌출된 제1 내지 제3 구동 돌출부들(TP1~TP3)을 포함하고, 각 감지 돌출부(RP)가 그로부터 돌출된 제1 내지 제3 감지 돌출부들(RP1~RP3)을 포함하는 것에서 도 11에 도시된 실시예와 차이가 있다. 따라서, 도 16에서는 도 11에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면, 구동 전극(TE)들 각각은 각 구동 돌출부(TP)로부터 돌출된 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)를 더 포함할 수 있다. 제1 구동 돌출부(TP1)는 각 구동 돌출부(TP)의 제1 측면(SI1)으로부터 돌출되고, 제2 구동 돌출부(TP2)는 각 구동 돌출부(TP)의 제2 측면(SI2)으로부터 돌출되며, 제3 구동 돌출부(TP3)는 각 구동 돌출부(TP)의 제3 측면(SI3)으로부터 돌출될 수 있다. 각 구동 돌출부(TP)의 제2 측면(SI2)과 제3 측면(SI3)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 돌출부(TP1)는 각 구동 돌출부(TP)로부터 구동 전극(TE)의 폭 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 제2 구동 돌출부(TP2)와 제3 구동 돌출부(TP3)는 각 구동 돌출부(TP)로부터 구동 전극(TE)의 길이 방향(X축 방향)으로 돌출될 수 있다.
제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3) 각각의 크기는 구동 돌출부(TP1)의 크기보다 작을 수 있다. 도 16에서는 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)가 평면 상 사각 형태인 것을 예시하였으나, 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)는 평면 상 다각 형태 또는 원 형태 등으로 형성될 수 있다 또한, 도 16에서는 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)가 동일한 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)는 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 또는, 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3) 중 두 개는 동일한 형태를 가지며, 나머지 하나는 다른 형태를 가질 수 있다.
감지 전극(RE)들 각각은 각 감지 돌출부(RP)로부터 돌출된 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)를 더 포함할 수 있다. 제1 감지 돌출부(RP1)는 각 감지 돌출부(RP)의 제1 측면(SI1)으로부터 돌출되고, 제2 감지 돌출부(RP2)는 각 감지 돌출부(RP)의 제2 측면(SI2)으로부터 돌출되며, 제3 감지 돌출부(RP3)는 각 감지 돌출부(RP)의 제3 측면(SI3)으로부터 돌출될 수 있다. 각 감지 돌출부(RP)의 제2 측면(SI2)과 제3 측면(SI3)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 돌출부(RP1)는 각 감지 돌출부(RP)로부터 감지 전극(RE)의 폭 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 제2 감지 돌출부(RP2)와 제3 감지 돌출부(RP3)는 각 감지 돌출부(RP)로부터 감지 전극(RE)의 길이 방향(X축 방향)으로 돌출될 수 있다.
제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3) 각각의 크기는 감지 돌출부(RP)의 크기보다 작을 수 있다. 도 16에서는 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)가 평면 상 사각 형태인 것을 예시하였으나, 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)는 평면 상 다각 형태 또는 원 형태 등으로 형성될 수 있다 또한, 도 16에서는 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)가 동일한 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)는 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 또는, 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3) 중 두 개는 동일한 형태를 가지며, 나머지 하나는 다른 형태를 가질 수 있다.
구동 전극(TE)들 각각의 구동 돌출부(TP)들 각각이 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)를 포함하고, 감지 전극(RE)들 각각의 감지 돌출부(RP)들 각각이 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)를 포함하므로, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)이 서로 마주보는 길이가 늘어날 수 있다. 이로 인해, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 인접 정전 용량(fringe capacitance)과 측면 정전 용량(lateral capacitance)이 커질 수 있다. 즉, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 정전 용량(capacitance)이 커질 수 있다.
도 16에 도시된 실시예에 의하면, 구동 전극(TE)들 각각의 구동 돌출부(TP)들 각각이 제1 구동 돌출부(TP1), 제2 구동 돌출부(TP2), 및 제3 구동 돌출부(TP3)를 포함하고, 감지 전극(RE)들 각각의 감지 돌출부(RP)들 각각이 제1 감지 돌출부(RP1), 제2 감지 돌출부(RP2), 및 제3 감지 돌출부(RP3)를 포함한다. 이로 인해, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)이 서로 마주보는 길이가 늘어남으로써, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이의 정전 용량(capacitance)이 커질 수 있다. 따라서, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 사이의 정전 용량들에 충전된 전압과 임계 값 사이의 차이가 커질 수 있으므로, 정확한 검사가 가능하다.
도 19는 도 9의 B 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 20은 도 9의 C 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 19를 참조하면, 제1 내지 제3 감지 라인들(RL1~RL3) 중에서 제1 감지 라인(RL1)은 가장 바깥쪽에 배치되고, 제3 감지 라인(RL3)은 가장 안쪽에 배치될 수 있다. 제3 감지 라인(RL3)은 패드부(PAD)로부터 가장 가까이 배치된 제3 압력 감지 셀(CE3)에 접속되므로, 배선의 길이가 가장 짧다. 이에 비해, 제1 감지 라인(RL1)은 패드부(PAD)로부터 가장 멀리 배치된 제1 압력 감지 셀(CE1)에 접속되므로, 배선의 길이가 가장 길다. 즉, 제1 감지 라인(RL1)의 배선 길이, 제2 감지 라인(RL2)의 배선 길이, 및 제3 감지 라인(RL3)의 배선 길이가 상이할 수 있다. 이로 인해, 제1 감지 라인(RL1)의 배선 저항, 제2 감지 라인(RL2)의 배선 저항, 및 제3 감지 라인(RL3)의 배선 저항이 상이할 수 있다.
이에 따라, 제1 감지 라인(RL1)의 배선 저항, 제2 감지 라인(RL2)의 배선 저항, 및 제3 감지 라인(RL3)의 배선 저항 사이의 차이를 최소화하기 위해, 감지 라인의 개수가 줄어듦에 따라 감지 라인의 배선 폭을 확장하여 설계할 수 있다. 구체적으로, 제3 압력 감지 셀(CE3)의 일 측 바깥쪽에는 제1 감지 라인(RL1), 제2 감지 라인(RL2), 및 제3 감지 라인(RL3)이 배치된다. 하지만, 제3 감지 라인(RL3)이 제3 압력 감지 셀(CE3)에 접속되므로, 제2 압력 감지 셀(CE2)의 일 측 바깥쪽에는 제1 감지 라인(RL1)과 제2 감지 라인(RL2)만이 배치된다. 그러므로, 제3 압력 감지 셀(CE3)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1), 제2 감지 라인(RL2), 및 제3 감지 라인(RL3)은 제1 폭(W1)을 갖는 반면에, 제2 압력 감지 셀(CE2)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1)의 배선 폭과 제2 감지 라인(RL2)의 배선 폭은 제1 폭(W1)보다 넓은 제2 폭(W2)을 가질 수 있다.
또한, 제2 감지 라인(RL2)이 제1 압력 감지 셀(CE1)에 접속되므로, 제1 압력 감지 셀(CE1)의 일 측 바깥쪽에는 제1 감지 라인(RL1)만이 배치된다. 그러므로, 제2 압력 감지 셀(CE2)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1)과 제2 감지 라인(RL2)은 제2 폭(W2)을 갖는 반면에, 제1 압력 감지 셀(CE1)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1)의 배선 폭은 제2 폭(W2)보다 넓은 제3 폭(W3)을 가질 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 압력 감지 셀들(CE1~CE3)의 타 측 바깥쪽에는 구동 라인(TL) 하나만이 배치되므로, 구동 라인(TL)의 폭은 제3 폭(W3) 이상으로 형성될 수 있다.
도 20을 참조하면, 제6 내지 제8 감지 라인들(RL6~RL8) 중에서 제8 감지 라인(RL8)은 가장 바깥쪽에 배치되고, 제6 감지 라인(RL6)은 가장 안쪽에 배치될 수 있다. 제6 감지 라인(RL6)은 패드부(PAD)로부터 가장 가까이 배치된 제6 압력 감지 셀(CE6)에 접속되므로, 배선의 길이가 가장 짧다. 이에 비해, 제8 감지 라인(RL8)은 패드부(PAD)로부터 가장 멀리 배치된 제8 압력 감지 셀(CE8)에 접속되므로, 배선의 길이가 가장 길다. 즉, 제6 감지 라인(RL6)의 배선 길이, 제7 감지 라인(RL7)의 배선 길이, 및 제8 감지 라인(RL8)의 배선 길이가 상이할 수 있다. 이로 인해, 제6 감지 라인(RL6)의 배선 저항, 제7 감지 라인(RL7)의 배선 저항, 및 제8 감지 라인(RL8)의 배선 저항이 상이할 수 있다. 이에 따라, 제6 감지 라인(RL6)의 배선 저항, 제7 감지 라인(RL7)의 배선 저항, 및 제8 감지 라인(RL8)의 배선 저항 사이의 차이를 최소화하기 위해, 감지 라인의 개수가 줄어듦에 따라 감지 라인의 배선 폭을 확장하여 설계할 수 있다.
구체적으로, 제6 압력 감지 셀(CE6)의 일 측 바깥쪽에는 제6 감지 라인(RL6), 제7 감지 라인(RL7), 및 제8 감지 라인(RL8)이 배치된다. 하지만, 제6 감지 라인(RL6)이 제6 압력 감지 셀(CE6)에 접속되므로, 제7 압력 감지 셀(CE7)의 일 측 바깥쪽에는 제7 감지 라인(RL7)과 제8 감지 라인(RL8)만이 배치된다. 그러므로, 제6 압력 감지 셀(CE6)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제6 감지 라인(RL), 제7 감지 라인(RL7), 및 제8 감지 라인(RL8)은 제4 폭(W4)을 갖는 반면에, 제7 압력 감지 셀(CE7)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제7 감지 라인(RL7)의 배선 폭과 제8 감지 라인(RL8)의 배선 폭은 제4 폭(W4)보다 넓은 제5 폭(W5)을 가질 수 있다. 제4 폭(W4)은 제1 폭(W1)과 실질적으로 동일하며, 제5 폭(W5)은 제2 폭(W2)과 실질적으로 동일할 수 있다.
한편, 도 19 및 도 20에서는 B 영역과 C 영역에 동일한 개수의 감지 라인들이 배치된 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, B 영역과 C 영역에는 서로 다른 개수의 감지 라인들이 배치될 수 있으며, 이 경우 제4 폭(W4)은 제1 폭(W1)과 상이하며, 제5 폭(W5)은 제2 폭(W2)과 상이할 수 있다. 예를 들어, B 영역에 배치된 감지 라인들의 개수보다 C 영역에 배치되는 감지 라인들의 개수가 많은 경우, 제4 폭(W4)은 제1 폭(W1)보다 작으며, 제5 폭(W5)은 제2 폭(W2)보다 작을 수 있다.
도 19 및 도 20에 도시된 실시예에 의하면, 감지 라인의 개수가 줄어듦에 따라 감지 라인들의 배선 폭들을 확장하여 설계함으로써, 감지 라인들(RL1~RL8)의 배선 저항들 간의 차이를 최소화할 수 있다.
도 21은 도 9의 B 영역의 다른 예를 보여주는 확대 평면도이다. 도 22는 도 9의 C 영역의 다른 예를 상세히 보여주는 확대 평면도이다.
도 21 및 도 22에 도시된 실시예는 제1 내지 제3 감지 라인들(RL1~RL3)의 배선 길이들에 따라 배선 폭들을 차등 설계하고, 제6 내지 제8 감지 라인들(RL6~RL8)의 배선 길이들에 따라 배선 폭들을 차등 설계하는 것에서 도 19 및 도 20에 도시된 실시예와 차이가 있다. 따라서, 도 21 및 도 22에서는 도 19 및 도 20에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략한다.
도 21을 참조하면, 제3 압력 감지 셀(CE3)의 일 측 바깥쪽에는 제1 감지 라인(RL1), 제2 감지 라인(RL2), 및 제3 감지 라인(RL3)이 배치된다. 제3 감지 라인(RL3)의 배선 길이가 가장 짧고, 제1 감지 라인(RL1)의 배선 길이가 가장 길며, 제2 감지 라인(RL2)의 배선 길이는 제1 감지 라인(RL1)의 배선 길이보다 짧고 제3 감지 라인(RL3)의 배선 길이보다 길 수 있다.
이에 따라, 제1 감지 라인(RL1)의 배선 저항, 제2 감지 라인(RL2)의 배선 저항, 및 제3 감지 라인(RL3)의 배선 저항 사이의 차이를 최소화하기 위해, 감지 라인의 길이에 따라 감지 라인의 배선 폭을 상이하게 설계할 수 있다. 구체적으로, 제3 압력 감지 셀(CE3)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제3 감지 라인(RL3)의 배선 폭은 제6 폭(W6)을 가질 수 있다. 제3 압력 감지 셀(CE3)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제2 감지 라인(RL2)의 배선 폭은 제6 폭(W6)보다 큰 제7 폭(W7)을 가질 수 있다. 제3 압력 감지 셀(CE3)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1)의 배선 폭은 제7 폭(W7)보다 큰 제8 폭(W8)을 가질 수 있다.
또한, 제3 감지 라인(RL3)이 제3 압력 감지 셀(CE3)에 접속되므로, 제2 압력 감지 셀(CE2)의 일 측 바깥쪽에는 제1 감지 라인(RL1)과 제2 감지 라인(RL2)만이 배치된다. 제2 압력 감지 셀(CE2)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제2 감지 라인(RL2)의 배선 폭은 제7 폭(W7)보다 큰 제9 폭(W9)을 가질 수 있다. 제2 압력 감지 셀(CE2)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1)의 배선 폭은 제8 폭(W8)보다 큰 제10 폭(W10)을 가질 수 있다.
또한, 제2 감지 라인(RL2)이 제2 압력 감지 셀(CE2)에 접속되므로, 제1 압력 감지 셀(CE1)의 일 측 바깥쪽에는 제1 감지 라인(RL1)만이 배치된다. 제1 압력 감지 셀(CE1)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제1 감지 라인(RL1)의 배선 폭은 제10 폭(W10)보다 큰 제11 폭(W11)을 가질 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 압력 감지 셀들(CE1~CE3)의 타 측 바깥쪽에는 구동 라인(TL) 하나만이 배치되므로, 구동 라인(TL)의 폭은 제10 폭(W10) 이상으로 형성될 수 있다.
도 22를 참조하면, 제6 압력 감지 셀(CE6)의 일 측 바깥쪽에는 제6 감지 라인(RL6), 제7 감지 라인(RL7), 및 제8 감지 라인(RL8)이 배치된다. 제6 감지 라인(RL6)의 배선 길이가 가장 짧고, 제8 감지 라인(RL8)의 배선 길이가 가장 길며, 제7 감지 라인(RL7)의 배선 길이는 제8 감지 라인(RL8)의 배선 길이보다 짧고 제6 감지 라인(RL6)의 배선 길이보다 길 수 있다.
이에 따라, 제6 감지 라인(RL6)의 배선 저항, 제7 감지 라인(RL7)의 배선 저항, 및 제8 감지 라인(RL8)의 배선 저항 사이의 차이를 최소화하기 위해, 감지 라인의 길이에 따라 감지 라인의 배선 폭을 상이하게 설계할 수 있다. 구체적으로, 제6 압력 감지 셀(CE6)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제6 감지 라인(RL6)의 배선 폭은 제12 폭(W12)을 가질 수 있다. 제6 압력 감지 셀(CE6)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제7 감지 라인(RL7)의 배선 폭은 제12 폭(W12)보다 큰 제13 폭(W13)을 가질 수 있다. 제6 압력 감지 셀(CE6)의 일 측 바깥쪽에 배치된 제8 감지 라인(RL8)의 배선 폭은 제13 폭(W13)보다 큰 제14 폭(W14)을 가질 수 있다. 제12 폭(W12)은 제6 폭(W6)과 실질적으로 동일하며, 제13 폭(W13)은 제7 폭(W7)과 실질적으로 동일하고, 제14 폭(W14)은 제8 폭(W8)과 실질적으로 동일할 수 있다.
한편, 도 21 및 도 22에서는 B 영역과 C 영역에 동일한 개수의 감지 라인들이 배치된 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, B 영역과 C 영역에는 서로 다른 개수의 감지 라인들이 배치될 수 있으며, 이 경우 제12 폭(W12)은 제6 폭(W6)과 상이하며, 제13 폭(W13)은 제7 폭(W7)과 상이하고, 제14 폭(W14)은 제8 폭(W8)과 상이할 수 있다. 예를 들어, B 영역에 배치된 감지 라인들의 개수보다 C 영역에 배치되는 감지 라인들의 개수가 많은 경우, 제12 폭(W12)은 제6 폭(W6)보다 작으며, 제13 폭(W13)은 제7 폭(W7)보다 작고, 제14 폭(W14)은 제8 폭(W8)보다 작을 수 있다.
도 21 및 도 22에 도시된 실시예에 의하면, 감지 라인들(RL1~RL8)의 배선 길이들에 따라 배선 폭들을 차등 설계함으로써, 감지 라인들(RL1~RL8)의 배선 저항들 간의 차이를 최소화할 수 있다.
도 23은 다른 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 분해 사시도이다. 도 24는 다른 실시예에 따른 압력 센서를 보여주는 평면도이다. 도 25는 도 24의 A’ 영역의 일 예를 보여주는 확대 평면도이다.
도 23 내지 도 25에 도시된 실시예는 패드부(PAD)가 제1 기판(SUB1)의 단변에 대응되는 일 측면으로부터 돌출된 것에서 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예와 차이가 있다. 따라서, 도 23 내지 도 25에서는 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략한다.
도 23 내지 도 25를 참조하면, 패드부(PAD)는 제1 기판(SUB1)의 단변에 대응되는 일 측면으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 패드부(PAD)는 제8 압력 감지 셀(CE8)의 하측에 배치된 제1 기판(SUB1)의 하 측면으로부터 돌출될 수 있다. 이 경우, 감지 라인들(RL1~RL8)은 압력 감지 셀들(CE1~CE8)의 일 측 바깥쪽에 배치될 수 있으며, 구동 라인(TL)은 압력 감지 셀들(CE1~CE8)의 타 측 바깥쪽에 배치될 수 있다.
도 26 및 도 27은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 압력 센서들을 물리 버튼으로 활용하는 표시 장치를 보여주는 예시도면들이다.
도 26 및 도 27에는 표시 장치(10)의 제2 영역(DR2)들에 배치된 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)이 나타나 있다. 도 26에는 사용자가 표시 장치(10)를 손으로 잡은 상태에서 검지 손가락으로 표시 장치(10)의 제2 영역(DR2)에 해당하는 좌측 곡면부의 제5 압력 감지 셀(CE5)을 누르는 것이 도시되어 있다. 도 27에는 사용자가 표시 장치(10)를 손으로 잡은 상태에서 중지, 약지 및 새끼 손가락으로 표시 장치(10)의 제2 영역(DR2)에 해당하는 좌측 곡면부의 제8 압력 감지 셀(CE8)을 스퀴징(squeezing)하고, 손바닥으로 표시 장치(10)의 제2 영역(DR2)에 해당하는 우측 곡면부의 제8 압력 감지 셀(CE8)을 스퀴징(squeezing)하는 것이 도시되어 있다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)는 표시 장치(10)의 물리 버튼 대용으로 활용될 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 형성된 제1 압력 센서(510)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)과 표시 장치(10)의 좌측 곡면부에 형성된 제2 압력 센서(520)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 압력이 인가되는 경우, 미리 정해진 어플리케이션 또는 동작이 실행될 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 형성된 제1 압력 센서(510)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 중에서 제1 압력 감지 셀(CE1)과 제2 압력 감지 셀(CE2)은 사용자가 표시 장치(10)의 음향을 높이기 위해 누르는 음향 상향 버튼(VB+)으로 활용되고, 제3 압력 감지 셀(CE3)과 제4 압력 감지 셀(CE4)은 사용자가 표시 장치(10)의 음향을 낮추기 위해 누르는 음향 하향 버튼(VB-)으로 활용되며, 제5 압력 감지 셀(CE5), 제6 압력 감지 셀(CE6), 및 제7 압력 감지 셀(CE7)은 사용자가 전원을 오프(off)하기 위해 누르는 전원 버튼(PWB)으로 활용될 수 있다.
메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 형성된 제1 압력 감지 셀(CE1)과 제2 압력 감지 셀(CE2)로부터 압력이 감지되면, 표시 장치(10)의 스피커의 음향을 높이도록 제어할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 형성된 제3 압력 감지 셀(CE3)과 제4 압력 감지 셀(CE4)로부터 압력이 감지되면, 표시 장치(10)의 스피커의 음향을 높이도록 제어할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 형성된 제5 압력 감지 셀(CE5), 제6 압력 감지 셀(CE6), 및 제7 압력 감지 셀(CE7)로부터 압력이 감지되면, 표시 장치(10)의 화면을 끄거나, 표시 장치(10)의 전원 오프를 선택할 수 있는 화면을 출력할 수 있다.
또한, 표시 장치(10)의 좌측 곡면부에 형성된 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 중에서 제1 압력 감지 셀(CE1)과 제2 압력 감지 셀(CE2)은 사용자가 통화 어플리케이션을 실행하기 위해 누르는 통화 버튼(CB)으로 활용되고, 제3 압력 감지 셀(CE3)과 제4 압력 감지 셀(CE4)은 사용자가 카메라 어플리케이션을 실행하기 위해 누르는 카메라 버튼(CMB)으로 활용되며, 제5 압력 감지 셀(CE5), 제6 압력 감지 셀(CE6), 및 제7 압력 감지 셀(CE7)은 사용자가 인터넷 어플리케이션을 실행하기 위해 누르는 인터넷 버튼(IB)으로 활용될 수 있다.
이 경우, 메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 좌측 곡면부에 형성된 제1 압력 감지 셀(CE1)과 제2 압력 감지 셀(CE2)로부터 압력이 감지되면, 통화 어플리케이션을 실행하도록 제어할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 형성된 제3 압력 감지 셀(CE3)과 제4 압력 감지 셀(CE4)로부터 압력이 감지되면, 카메라 어플리케이션을 실행하도록 제어할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 좌측 곡면부에 형성된 제5 압력 감지 셀(CE5), 제6 압력 감지 셀(CE6), 및 제7 압력 감지 셀(CE7)로부터 압력이 감지되면, 인터넷 어플리케이션을 실행하도록 제어할 수 있다.
도 26에 도시된 실시예는 하나의 예에 불과하므로, 이에 한정되지 않는다. 즉, 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 위치한 제1 압력 센서(510)의 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)과 표시 장치(10)의 좌측 곡면부에 위치한 제2 압력 센서(520)의 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)에 압력 인가에 따라, 상기 기능들을 포함하거나 제외한 다양한 기능들이 실행될 수 있다. 또한, 표시 장치(10)의 우측 곡면부에 위치한 제1 압력 센서(510)의 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)과 표시 장치(10)의 좌측 곡면부에 위치한 제2 압력 센서(520)의 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)마다 서로 다른 동작이 실행되도록 프로그래밍될 수 있다.
또한, 표시 장치(10)의 좌측 곡면부와 우측 곡면부 각각에 형성된 제8 압력 감지 셀(CE8)은 스퀴징 감지 버튼(SB)으로 활용될 수 있다. 제8 압력 감지 셀(CE8)에 가해지는 스퀴징 압력은 제1 내지 제7 압력 감지 셀들(CE1~CE7)에 가해지는 압력에 비해 더 큰 압력일 수 있다. 메인 프로세서(710)는 좌측 곡면부와 우측 곡면부 각각에 형성된 제8 압력 감지 셀(CE8)로부터 스퀴징 압력이 감지되면, 미리 정해진 어플리케이션 또는 동작을 실행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 좌측 곡면부와 우측 곡면부 각각에 형성된 제8 압력 감지 셀(CE8)로부터 스퀴징 압력이 감지되면, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 온(on)시키도록 제어할 수 있다.
도 26 및 도 27에 도시된 실시예에 의하면, 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)가 표시 장치(10)의 곡면부에 해당하는 제2 영역(DR2)들에 배치됨으로써, 음향 조절 버튼, 전원 버튼, 통화 버튼, 카메라 버튼, 인터넷 버튼, 및 스퀴징 감지 버튼 등의 물리 버튼 대용으로 활용될 수 있다.
또한, 제1 압력 센서(510)와 제2 압력 센서(520)에 압력이 인가되는 경우, 진동 발생 장치(901)가 진동하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 압력 센서(510)에 압력이 인가된 경우 진동 발생 장치(901)의 진동과 제2 압력 센서(520)에 압력이 인가된 경우 진동 발생 장치(901)의 진동은 상이할 수 있다. 또한, 제1 압력 센서(510)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)과 제2 압력 센서(520)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8) 중 어느 위치에 압력이 인가되는지에 따라 진동 발생 장치(901)의 진동은 상이할 수 있다. 진동 발생 장치(901)의 진동은 진동 발생 장치(901)의 진동 주파수, 진동 변위, 및/또는 진동 기간을 조정함에 의해 조정될 수 있다.
도 26 및 도 27에 도시된 실시예에 의하면, 제1 압력 센서(510)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)과 제2 압력 센서(520)의 제1 내지 제8 압력 감지 셀들(CE1~CE8)에 의해 압력이 감지되는 경우, 진동 발생 장치(901)가 진동함으로써, 사용자에게 다양한 촉감, 즉 햅틱(haptic)을 제공할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 100: 커버 윈도우
200: 터치 감지 장치 210: 터치 회로 보드
220: 터치 구동부 300: 표시 패널
310: 표시 회로 보드 311: 제1 회로 보드
312: 제2 회로 보드 313: 제1 연결 케이블
314: 제2 연결 케이블 320: 표시 구동부
330: 압력 감지부 400: 패널 하부 부재
510: 제1 압력 센서 520: 제2 압력 센서
550: 압력 감지 회로 보드 540: 제2 연성 회로 보드
550: 제1 범프 600: 하부 프레임
610: 방수 부재 700: 메인 회로 보드
710: 메인 프로세서 720: 카메라 장치
730: 메인 커넥터 900: 하부 커버

Claims (22)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판;
    상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되며, 서로 이격된 구동 전극과 감지 전극; 및
    상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치되는 압력 감지층을 구비하고,
    상기 구동 전극은 상기 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 구동 돌출부를 포함하는 압력 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 전극은,
    상기 구동 돌출부의 제1 측면에서 돌출되는 제1 구동 돌출부;
    상기 구동 돌출부의 제2 측면에서 돌출된 제2 구동 돌출부; 및
    상기 구동 돌출부의 제2 측면과 마주보는 제3 측면에서 돌출된 제3 구동 돌출부를 포함하는 압력 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 구동 돌출부의 크기, 상기 제2 구동 돌출부의 크기, 및 상기 제3 구동 돌출부의 크기는 상기 구동 돌출부의 크기보다 작은 압력 센서.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 구동 돌출부, 상기 제2 구동 돌출부, 및 상기 제3 구동 돌출부가 동일한 형태를 갖는 압력 센서.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 감지 전극은 상기 구동 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 감지 돌출부를 포함하는 압력 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지 전극은,
    상기 감지 돌출부의 제1 측면에서 돌출되는 제1 감지 돌출부;
    상기 감지 돌출부의 제2 측면에서 돌출되는 제2 감지 돌출부; 및
    상기 감지 돌출부의 제2 측면과 마주보는 제3 측면에서 돌출되는 제3 감지 돌출부를 포함하는 압력 센서.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 전극은 상기 구동 돌출부를 포함하여 상기 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 복수의 구동 돌출부들을 포함하고,
    상기 감지 돌출부는 상기 구동 전극의 길이 방향에서 상기 복수의 구동 돌출부들 사이에 배치되는 압력 센서.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지 전극은 상기 감지 돌출부를 포함하여 상기 구동 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 복수의 감지 돌출부들을 포함하고,
    상기 구동 돌출부는 상기 감지 전극의 길이 방향에서 상기 복수의 감지 돌출부들 사이에 배치되는 압력 센서.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 전극에 접속되는 구동 라인;
    상기 감지 전극에 접속되는 감지 라인; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하며, 상기 구동 라인 및 상기 감지 라인과 중첩하는 접착층을 더 구비하는 압력 센서.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 압력 감지층과 중첩하지 않는 압력 센서.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 구동 라인에 접속되는 구동 패드와 상기 감지 라인에 접속되는 감지 패드를 포함하며, 상기 제1 기판의 일 측면에서 돌출된 패드부를 더 구비하고,
    상기 접착층은 상기 패드부의 구동 라인과 상기 감지 라인과 중첩하는 압력 센서.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 패드부는 상기 제2 기판에 의해 덮이지 않는 압력 센서.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 전극과 상기 압력 감지층 사이와 상기 감지 전극과 상기 압력 감지층 사이에는 갭이 존재하는 압력 센서.
  14. 제1 기판;
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 복수의 압력 감지 셀들을 구비하고,
    상기 복수의 압력 감지 셀들 각각은,
    구동 전극과 감지 전극; 및
    상기 구동 전극과 상기 감지 전극에 중첩하는 압력 감지층을 포함하며,
    상기 구동 전극은 상기 감지 전극과 마주보는 일 측면에서 돌출된 구동 돌출부를 포함하는 압력 센서.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 감지 셀들에 공통적으로 접속된 구동 라인;
    상기 복수의 압력 감지 셀들에 접속된 복수의 감지 라인들; 및
    상기 구동 라인에 접속되는 구동 패드와 상기 복수의 감지 라인들에 접속되는 감지 패드들을 포함하는 패드부를 더 구비하는 압력 센서.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 라인들의 배선 길이들은 상이한 압력 센서.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 감지 셀들 중 어느 한 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들은 상기 복수의 압력 감지 셀들 중 또 다른 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들과 상이한 압력 센서.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 감지 셀들 중 어느 한 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들은 동일한 압력 센서.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 감지 셀들 중 어느 한 압력 감지 셀의 일 측 바깥쪽에 배치된 감지 라인들의 배선 폭들은 동일한 압력 센서.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 구동 라인의 폭은 상기 복수의 감지 라인들 중 가장 바깥쪽에 배치된 감지 라인의 폭 이상인 압력 센서.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 구동 라인의 폭은 상기 복수의 감지 라인들 중 나머지 감지 라인들의 폭들보다 큰 압력 센서.
  22. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 하부에 배치되는 압력 센서를 구비하고,
    상기 압력 센서는,
    제1 기판;
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판;
    상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 상에 배치되며, 서로 이격된 구동 전극과 감지 전극; 및
    상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치되는 압력 감지층을 포함하며,
    상기 구동 전극은 상기 감지 전극과 마주보는 일 측에서 돌출된 구동 돌출부를 포함하는 표시 장치.
KR1020180141647A 2018-11-16 2018-11-16 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치 KR102667701B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180141647A KR102667701B1 (ko) 2018-11-16 2018-11-16 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치
US16/569,399 US11137850B2 (en) 2018-11-16 2019-09-12 Force sensor and display device including the same
CN201911086348.6A CN111198612A (zh) 2018-11-16 2019-11-08 力传感器和包括该力传感器的显示装置
US17/494,021 US11567601B2 (en) 2018-11-16 2021-10-05 Force sensor and display device including the same
US18/161,948 US20230168759A1 (en) 2018-11-16 2023-01-31 Force sensor and display device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180141647A KR102667701B1 (ko) 2018-11-16 2018-11-16 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020240063795A Division KR20240078615A (ko) 2024-05-16 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200057867A true KR20200057867A (ko) 2020-05-27
KR102667701B1 KR102667701B1 (ko) 2024-05-21

Family

ID=70728266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180141647A KR102667701B1 (ko) 2018-11-16 2018-11-16 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치

Country Status (3)

Country Link
US (3) US11137850B2 (ko)
KR (1) KR102667701B1 (ko)
CN (1) CN111198612A (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102582316B1 (ko) * 2018-08-20 2023-09-25 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102667701B1 (ko) 2018-11-16 2024-05-21 삼성디스플레이 주식회사 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치
KR20200120845A (ko) * 2019-04-12 2020-10-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN110097043B (zh) * 2019-05-05 2022-04-15 京东方科技集团股份有限公司 传感器像素、超声传感器、oled显示面板和oled显示装置
WO2021137334A1 (ko) * 2020-01-02 2021-07-08 엘지전자 주식회사 이동 단말기
CN111509011A (zh) * 2020-04-26 2020-08-07 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示装置及其制备方法
WO2022025311A1 (ko) * 2020-07-29 2022-02-03 엘지전자 주식회사 이동 단말기
CN115237281B (zh) * 2022-09-22 2023-06-27 惠科股份有限公司 触控面板及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9195343B1 (en) * 2013-09-26 2015-11-24 Amazon Technologies, Inc. Force-sensing resistor sensor and applications
KR20170140460A (ko) * 2016-06-10 2017-12-21 삼성디스플레이 주식회사 센서 및 이를 포함하는 표시 장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538760B2 (en) 2006-03-30 2009-05-26 Apple Inc. Force imaging input device and system
KR101292765B1 (ko) * 2006-10-31 2013-08-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
US8686952B2 (en) 2008-12-23 2014-04-01 Apple Inc. Multi touch with multi haptics
US8654524B2 (en) 2009-08-17 2014-02-18 Apple Inc. Housing as an I/O device
US8633916B2 (en) 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
US8787006B2 (en) 2011-01-31 2014-07-22 Apple Inc. Wrist-worn electronic device and methods therefor
US20140210784A1 (en) * 2011-02-24 2014-07-31 Cypress Semiconductor Corporation Touch sensor device
JP2014010051A (ja) 2012-06-29 2014-01-20 Okuma Corp レゾルバおよび多回転検出器
US9886116B2 (en) 2012-07-26 2018-02-06 Apple Inc. Gesture and touch input detection through force sensing
JP6260622B2 (ja) 2012-09-17 2018-01-17 ティーケー ホールディングス インク．Ｔｋ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｉｎｃ． 単一層力センサ
US20140085213A1 (en) 2012-09-21 2014-03-27 Apple Inc. Force Sensing Using Bottom-Side Force Map
US9178509B2 (en) 2012-09-28 2015-11-03 Apple Inc. Ultra low travel keyboard
JP2014174851A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Japan Display Inc タッチセンサ装置、表示装置、及び電子機器
US9513663B2 (en) 2013-04-02 2016-12-06 Apple Inc. Electronic device with touch sensitive display
KR20170129372A (ko) 2016-05-17 2017-11-27 삼성전자주식회사 디스플레이를 구비하는 전자 장치
KR20170135602A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 및 터치 센서를 포함하는 유기발광 표시장치
KR102667701B1 (ko) 2018-11-16 2024-05-21 삼성디스플레이 주식회사 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9195343B1 (en) * 2013-09-26 2015-11-24 Amazon Technologies, Inc. Force-sensing resistor sensor and applications
KR20170140460A (ko) * 2016-06-10 2017-12-21 삼성디스플레이 주식회사 센서 및 이를 포함하는 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20220027007A1 (en) 2022-01-27
US11567601B2 (en) 2023-01-31
US20200159358A1 (en) 2020-05-21
KR102667701B1 (ko) 2024-05-21
US20230168759A1 (en) 2023-06-01
US11137850B2 (en) 2021-10-05
CN111198612A (zh) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102667701B1 (ko) 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치
KR102582316B1 (ko) 표시 장치
KR102582263B1 (ko) 표시 장치와 그의 제조 방법
KR102654691B1 (ko) 표시 장치
KR102554586B1 (ko) 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치
KR102635463B1 (ko) 음향 발생 장치, 그를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치의 구동 방법
KR102589832B1 (ko) 표시 장치
KR102589782B1 (ko) 표시 장치
KR20200077643A (ko) 표시 장치
US11127796B2 (en) Display panel with integrated pressure sensor and printed circuit board
KR102650629B1 (ko) 압력 센서와 이를 포함한 표시 장치
US11609609B2 (en) Pressure sensor and display device including the same
KR20240078615A (ko) 압력 센서와 그를 포함한 표시 장치
KR20200115857A (ko) 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant