KR20210077813A - 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법 - Google Patents

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안이준
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여소영
연은경
이재빈
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Abstract

표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법이 제공된다. 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되며, 촉감 패턴을 포함하는 커버 윈도우, 및 상기 표시 패널의 제1 면의 반대면인 제2 면 상에 배치되며, 상기 표시 패널의 두께 방향에서 상기 촉감 패턴과 중첩하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 액츄에이터는 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생한다.

Description

표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF HAPTIC FEEDBACK OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰(smart phone), 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기로 구현될 수 있다.
표시 장치가 다양한 전자기기로 구현됨에 따라, 다양한 디자인을 갖는 표시 장치가 요구되고 있다. 예를 들어, 표시 장치가 스마트 폰으로 구현되는 경우, 스마트 폰의 심미감을 높이기 위해, 표시 장치의 측면에 배치되는 전원 버튼과 음향 버튼과 같은 물리 버튼이 제거될 수 있다. 이 경우, 물리 버튼을 대신하여 물리 버튼과 동일한 기능을 제공하기 위해, 사용자가 인가한 압력을 인식하는 영역이 제공될 수 있다. 하지만, 사용자가 압력을 인가할 영역에 대하여 별도의 촉감을 느끼기 어려우므로, 사용자가 압력을 인가할 영역을 찾기 어려울 수 있다. 또한, 사용자가 압력을 인가하였을 때 물리 버튼이 눌리는 것과 같이 기계적 변형이 발생하지 않는 경우, 사용자가 제대로 압력을 인가하였는지 인식하기 어려울 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자가 촉감을 느낄 수 있는 촉감 패턴을 포함함으로써, 사용자가 원하는 기능을 수행하기 위해 압력을 인가할 영역을 쉽게 찾을 수 있는 표시 장치와 그의 피드백 제공 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 액츄에이터를 이용하여 사용자의 압력을 감지할 뿐 아니라 햅틱 피드백을 제공할 수 있으므로, 사용자가 가한 압력에 의해 원하는 기능이 제대로 수행되는지를 사용자가 쉽게 인식할 수 있는 표시 장치와 그의 피드백 제공 방법을 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 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되며, 촉감 패턴을 포함하는 커버 윈도우, 및 상기 표시 패널의 제1 면의 반대면인 제2 면 상에 배치되며, 상기 표시 패널의 두께 방향에서 상기 촉감 패턴과 중첩하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 액츄에이터는 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생한다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 표시 유닛, 상기 표시 유닛 상에 배치되며, 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 유닛, 및 상기 표시 유닛 아래에 배치되며, 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생하는 액츄에이터를 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 표시 유닛, 상기 표시 유닛 상에 배치되며, 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 유닛, 및 상기 표시 유닛 아래에 배치되며, 서로 떨어져 배치되는 복수의 액츄에이터들을 구비하고, 상기 복수의 액츄에이터들 각각은 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생한다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 커버 윈도우, 및 상기 표시 패널의 제1 면의 반대면인 제2 면 상에 배치되며, 서로 떨어져 배치되는 제1 및 제2 액츄에이터들을 구비하고, 상기 제1 및 제2 액츄에이터들 각각은 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생한다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법은 사용자가 표시 장치의 제1 면에 압력을 인가하는 단계, 상기 사용자의 터치 위치를 산출하고, 상기 사용자의 터치 위치에 따른 위치 문턱 값을 산출하는 단계, 상기 압력에 의해 액츄에이터로부터 감지되는 감지 전압을 감지 데이터로 변환하고, 상기 감지 데이터를 상기 위치 문턱 값과 비교하는 단계, 및 상기 감지 데이터가 상기 위치 문턱 값보다 큰 경우, 상기 액츄에이터를 진동하기 위해 상기 액츄에이터에 상기 구동 전압들을 인가하는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 의하면, 커버 윈도우의 일 측면부의 상면 상에 촉감 패턴을 형성한다. 그 결과, 사용자는 촉감 패턴으로 인해, 사용자가 원하는 기능을 수행하기 위해 압력을 인가할 영역을 쉽게 찾을 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 의하면, 사용자가 촉감 패턴에 압력을 가하는 경우, 표시 패널의 두께 방향에서 촉감 패턴과 중첩하는 액츄에이터의 감지 데이터를 감지할 수 있다. 액츄에이터의 감지 데이터가 문턱 값보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 액츄에이터를 진동하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 촉감 패턴에 가한 압력에 의해 원하는 기능이 제대로 수행되는지를 인식할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 의하면, 표시 장치가 촉감 패턴을 포함하지 않는 경우, 사용자가 압력을 가하는 위치가 액츄에이터로부터 멀수록 액츄에이터의 감지 데이터는 작을 수 있다. 그러므로, 액츄에이터에서 멀어질수록 위치 문턱 값을 작게 설정함으로써, 사용자가 압력을 가하는 위치에 상관없이 액츄에이터를 이용하여 사용자가 가한 압력을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 의하면, 표시 장치가 촉감 패턴을 포함하지 않는 경우, 사용자가 압력을 가하는 위치가 액츄에이터로부터 멀어질수록 액츄에이터에 의한 진동 가속도는 작아질 수 있다. 그러므로, 액츄에이터로부터 멀어질수록 액츄에이터에 인가되는 구동 전압들의 스윙 폭을 크게 한다. 이로 인해, 사용자가 압력을 가하는 위치와 상관없이 실질적으로 동일한 진동 가속도의 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 의하면, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치의 일 측면의 일부 영역에 압력을 가하는 경우, 복수의 액츄에이터들 중 사용자가 압력을 가하는 위치에 인접한 액츄에이터를 선택하고, 선택된 액츄에이터를 이용하여 사용자의 압력을 감지한다. 이로 인해, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 서로 다른 문턱 값을 적용할 필요가 없다. 또한, 선택된 액츄에이터를 진동하여 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 액츄에이터의 구동 전압들을 조정할 필요가 없다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 햅틱 피드백 방법에 의하면, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치의 일 측면의 일부 영역에 압력을 가하는 경우, 제1 액츄에이터의 제1 감지 데이터와 제2 액츄에이터의 제2 감지 데이터를 합산한 최종 감지 데이터를 문턱 값과 비교하여 사용자에 의해 압력이 가해졌는지를 판단한다. 이로 인해, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 서로 다른 문턱 값을 적용할 필요가 없다. 또한, 제1 액츄에이터의 제1 진동 가속도와 제2 액츄에이터의 제2 진동 가속도를 합산한 최종 진동 가속도에 따라 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 액츄에이터의 구동 전압들을 조정할 필요가 없다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 4은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널을 보여주는 타 측 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 표시 유닛을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 액츄에이터를 상세히 보여주는 예시 도면이다.
도 7은 액츄에이터의 역압전 효과를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 8은 액츄에이터의 압전 효과를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널, 액츄에이터, 및 메인 프로세서를 보여주는 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다.
도 12는 일 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 일 측면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 일 측면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 일 측면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 일 측면도이다.
도 17은 도 13의 커버 윈도우와 촉감 패턴을 보여주는 단면도이다.
도 18은 도 13의 커버 윈도우와 촉감 패턴을 보여주는 단면도이다.
도 19는 도 13의 커버 윈도우와 촉감 패턴을 보여주는 단면도이다.
도 20은 도 13의 커버 윈도우와 촉감 패턴을 보여주는 단면도이다.
도 21은 도 13의 커버 윈도우와 촉감 패턴을 보여주는 단면도이다.
도 22는 도 13의 커버 윈도우와 촉감 패턴을 보여주는 단면도이다.
도 23은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 24는 또 다른 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다.
도 25는 또 다른 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 26은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 측면의 액츄에이터와 촉감 패턴들을 보여주는 예시 도면이다.
도 27은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 측면의 액츄에이터와 촉감 패턴들을 보여주는 예시 도면이다.
도 28은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 측면의 액츄에이터와 촉감 패턴들을 보여주는 예시 도면이다.
도 29는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 측면의 액츄에이터와 촉감 패턴들을 보여주는 예시 도면이다.
도 30은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 31은 또 다른 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터들 중 어느 하나의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 32는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 33은 또 다른 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터들에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다.
도 34는 또 다른 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터들의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 35는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 36은 일 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다.
도 37은 일 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 38은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 39는 일 실시예에서 표시 장치의 일 측면을 손가락으로 드래깅하는 것을 보여주는 예시 도면이다.
도 40은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 41은 일 실시예에서 표시 패널의 일 측면을 손가락으로 줌-인 또는 줌-아웃하는 것을 보여주는 예시 도면이다.
도 42는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 43은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 44는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 45는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널, 액츄에이터, 및 메인 프로세서를 보여주는 블록도이다.
도 46은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 촉감 패턴들과 액츄에이터들을 보여주는 일 예시 도면이다.
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.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 및 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 또는, 표시 장치(10)는 자동차의 센터페시아에 적용되는 표시 화면으로 사용될 수 있다. 이하에서는, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)가 스마트 폰인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다.
표시 장치(10)는 유기 발광 다이오드를 이용하는 유기 발광 표시 장치, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 표시 장치, 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 표시 장치, 및 초소형 발광 다이오드(micro light emitting diode(LED))를 이용하는 초소형 발광 표시 장치와 같은 발광 표시 장치일 수 있다. 이하에서는, 표시 장치(10)가 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 커버 윈도우(100), 표시 패널(300), 표시 회로 보드(310), 표시 구동부(320), 브라켓(bracket, 600), 메인 회로 보드(700), 및 하부 커버(900)를 포함한다.
본 명세서에서, 제1 방향(X축 방향)은 평면 상 표시 장치(10)의 단변과 나란한 방향으로, 예를 들어 표시 장치(10)의 가로 방향일 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)은 평면 상 표시 장치(10)의 장변과 나란한 방향으로, 예를 들어 표시 장치(10)의 세로 방향일 수 있다. 제3 방향(Z축 방향)은 표시 장치(10)의 두께 방향일 수 있다.
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.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 커버하도록 표시 패널(300)의 상부에 배치될 수 있다. 커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 보호하는 역할을 할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 광을 투과시키는 투과부(DA100)와 광을 차단하는 차광부(NDA100)를 포함할 수 있다. 차광부(NDA100)는 소정의 패턴이 형성된 데코층을 포함할 수 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 장치(10)의 상면을 이루는 상면부, 표시 장치(10)의 좌측면을 이루는 좌측면부, 및 표시 장치(10)의 우측면을 이루는 우측면부를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)의 좌측면부는 상면부의 좌측으로부터 연장되고, 우측면부는 상면부의 우측으로부터 연장될 수 있다.
커버 윈도우(100)의 상면부, 좌측면부, 우측면부 모두 투과부(DA100)와 차광부(NDA100)를 포함할 수 있다. 투과부(DA100)는 커버 윈도우(100)의 상면부, 좌측면부, 및 우측면부의 대부분을 차지할 수 있다. 차광부(NDA100)는 커버 윈도우(100)의 상면부의 상측 가장자리와 하측 가장자리, 커버 윈도우(100)의 좌측면부의 상측 가장자리, 좌측 가장자리, 및 하측 가장자리, 및 커버 윈도우(100)의 우측면부의 상측 가장자리, 우측 가장자리, 및 하측 가장자리에 배치될 수 있다.
커버 윈도우(100)의 우측면부 상에는 도 2와 같이 촉감 패턴(110)이 배치될 수 있다. 촉감 패턴(110)은 커버 윈도우(100)의 우측면부에서 돌출된 양각 패턴이거나 커버 윈도우(100)의 우측면부가 움푹하게 파인 음각 패턴일 수 있다. 촉감 패턴(110)은 사용자가 커버 윈도우(100)와 이질감을 느낄 수 있는 패턴일 수 있다. 이로 인해, 사용자는 촉감 패턴(110)을 물리 버튼(physical button)으로 인식할 수 있다.
표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 메인 영역(MA)과 서브 영역(SA)을 포함할 수 있다. 메인 영역(MA)은 화소들이 형성되어 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 메인 영역(MA)의 대부분의 영역을 차지할 수 있다. 표시 영역(DA)은 메인 영역(MA)의 중앙에 배치될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(300)의 가장자리 영역으로 정의될 수 있다.
서브 영역(SA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 제2 방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 도 2와 같이 서브 영역(SA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작으며, 서브 영역(SA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
서브 영역(SA)은 구부러질 수 있으며, 도 3과 같이 표시 패널(300)의 하면 상에 배치될 수 있다. 서브 영역(SA)은 제3 방향(Z축 방향)에서 메인 영역(MA)과 중첩할 수 있다. 서브 영역(SA)에는 표시 패드(DP)들과 표시 구동부(200)가 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 표시 영역(DA)은 표시 패널(300)의 두께 방향에서 커버 윈도우(100)의 투과부(DA100)와 중첩되게 배치될 수 있다. 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(300)의 두께 방향에서 커버 윈도우(100)의 차광부(NDA100)와 중첩되게 배치될 수 있다.
표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 상면부에 대응되는 상면부, 커버 윈도우(100)의 좌측면부에 대응되는 좌측면부, 및 커버 윈도우(100)의 우측면부에 대응되는 우측면부를 포함할 수 있다. 표시 패널(300)의 좌측면부는 상면부의 좌측으로부터 연장되고, 우측면부는 상면부의 우측으로부터 연장될 수 있다.
표시 패널(300)의 상면부, 좌측면부, 우측면부 모두 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 표시 패널(300)의 상면부, 좌측면부, 및 우측면부의 대부분을 차지할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(300)의 상면부의 상측 가장자리와 하측 가장자리, 표시 패널(300)의 좌측면부의 상측 가장자리, 좌측 가장자리, 및 하측 가장자리, 및 표시 패널(300)의 우측면부의 상측 가장자리, 우측 가장자리, 및 하측 가장자리에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 우측면부의 하면 상에는 액츄에이터(510)가 배치될 수 있다. 액츄에이터(510)는 표시 패널(300)의 우측면부의 하면에 압력 민감 점착제와 같은 접착 부재를 이용하여 부착될 수 있다. 액츄에이터(510)는 기계적인 압력이 가해지는 경우 전압이 발생하는 압전 효과와 전압이 인가되는 경우 기계적인 변형이 발생하는 역압전 효과를 갖는 압전 물질을 포함하는 압전 소자(piezoelectric element, 壓電素子) 또는 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator)일 수 있다.
액츄에이터(510)는 도 2 및 도 4와 같이 표시 패널(300)의 두께 방향에서 커버 윈도우(100)의 촉감 패턴(110)과 중첩할 수 있다. 이로 인해, 사용자가 손가락으로 촉감 패턴(110)에 압력을 가하는 경우 액츄에이터(510)에 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 사용자는 촉감 패턴(110)을 물리 버튼(physical button)으로 인식하여 촉감 패턴(110)에 압력을 가하는 경우, 액츄에이터(510)는 압전 효과에 의해 전압을 발생할 수 있다. 또한, 액츄에이터(510)가 역압전 효과에 의해 기계적 변형에 의한 진동을 발생하는 경우, 상기 진동은 촉감 패턴(110)에 접촉한 사용자의 손가락에 전달될 수 있다. 그러므로, 사용자는 햅틱을 느낄 수 있다.
표시 패널(300)의 서브 영역(SA)에는 표시 회로 보드(310)와 표시 구동부(320)가 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)의 일 단은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 패널(300)의 서브 영역(SA)의 하측 가장자리에 배치된 패드들 상에 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 구부러질 수 있는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB), 단단하여 잘 구부러지지 않는 강성 인쇄 회로 보드(rigid printed circuit board, PCB), 또는 강성 인쇄 회로 보드와 연성 인쇄 회로 보드를 모두 포함하는 복합 인쇄 회로 보드일 수 있다.
표시 구동부(320)는 표시 회로 보드(310)를 통해 제어 신호들과 전원 전압들을 인가받고, 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성하여 출력한다. 표시 구동부(320)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식 또는 초음파 방식으로 표시 패널(300)의 서브 영역(SA)에 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동부(320)는 표시 회로 보드(310) 상에 부착될 수 있다.
표시 회로 보드(310) 상에는 터치 구동부(330)와 액츄에이터 구동부(340)가 배치될 수 있다. 터치 구동부(330)와 액츄에이터 구동부(340)는 집적회로로 형성될 수 있다.
터치 구동부(330)는 표시 회로 보드(310)의 상면에 부착될 수 있다. 터치 구동부(330)는 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 패널(300)의 센서 전극층의 센서 전극들에 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 구동부(330)는 센서 전극들 중 구동 전극들에 터치 구동 신호들을 인가하고, 센서 전극들 중 감지 전극들을 통해 구동 전극들과 감지 전극들 사이의 정전 용량들의 차지 변화량들을 감지함으로써, 사용자의 터치 여부와 근접 여부 등을 판단할 수 있다. 사용자의 터치는 사용자의 손가락 또는 펜 등과 같은 물체가 센서 전극층 상에 배치되는 커버 윈도우(100)의 상면에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 사용자의 근접은 사용자의 손가락 또는 펜 등과 같은 물체가 커버 윈도우(100)의 상면 상에서 떨어져 위치하는(hovering) 것을 가리킨다. 터치 구동부(330)는 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
액츄에이터 구동부(340)는 표시 회로 보드(310)의 상면에 부착될 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 액츄에이터(510)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 표시 회로 보드(310)와 액츄에이터(510)를 연결하는 연결 부재가 배치될 수 있다. 연결 부재는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board) 또는 연성 케이블(flexible cable)일 수 있다.
액츄에이터 구동부(340)는 액츄에이터(510)가 압전 효과에 의해 전압을 발생하는 경우, 상기 전압을 감지할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 감지된 전압을 문턱 전압과 비교하여 액츄에이터(510)에 압력이 가해졌는지를 판단할 수 있다.
또한, 액츄에이터 구동부(340)는 액츄에이터(510)를 역압전 효과에 의해 진동시키기 위해 메인 회로 보드(700)의 메인 프로세서(710)로부터 입력되는 구동 데이터에 따라 구동 전압들을 생성하여 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 구동 전압들은 사인파 또는 구형파로 인가될 수 있다. 이때, 구동 전압들이 구형파로 인가되는 경우, 액츄에이터(510)를 이용하여 서로 다른 햅틱 피드백을 연속으로 구현하더라도, 사용자는 서로 다른 햅틱 피드백을 명확하게 전달받을 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 브라켓(600)이 배치될 수 있다. 브라켓(600)은 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다. 브라켓(600)에는 카메라 장치(720)가 삽입되는 제1 카메라 홀(CMH1), 배터리(790)가 배치되는 배터리 홀(BH), 및 표시 회로 보드(310)에 연결된 케이블(314)이 통과하는 케이블 홀(CAH)이 형성될 수 있다.
브라켓(600)의 하부에는 메인 회로 보드(700)와 배터리(790)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)는 집적회로로 형성될 수 있다.
카메라 장치(720)는 메인 회로 보드(700)의 상면과 하면 모두에 배치되고, 메인 프로세서(710)는 메인 회로 보드(700)의 상면에 배치되며, 메인 커넥터(730)는 메인 회로 보드(700)의 하면에 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 디지털 비디오 데이터를 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 구동부(320)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 터치 구동부(330)로부터 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터를 입력 받고, 사용자의 터치 여부 또는 근접 여부를 판단한 후, 사용자의 터치 입력 또는 근접 입력에 대응되는 동작을 실행할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 사용자가 터치한 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행하거나 동작을 수행할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 액츄에이터 구동부(340)에 의해 액츄에이터(510)로부터 압력이 가해졌다고 판단되는 경우, 액츄에이터(510)를 이용하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 액츄에이터 구동부(340)에 의해 액츄에이터(510)로부터 압력이 가해졌다고 판단되는 경우, 미리 저장된 구동 데이터를 메모리로부터 입력 받고, 구동 데이터를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 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.
메인 커넥터(730)에는 브라켓(600)의 케이블 홀(CAH)을 통과한 케이블(314)이 연결될 수 있다. 이로 인해, 메인 회로 보드(700)는 표시 회로 보드(310)에 전기적으로 연결될 수 있다.
배터리(790)는 제3 방향(Z축 방향)에서 메인 회로 보드(700)와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 배터리(790)는 제3 방향(Z축 방향)에서 브라켓(600)의 배터리 홀(BH)과 중첩할 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.
하부 커버(900)는 메인 회로 보드(700)와 배터리(790)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(900)는 브라켓(600)과 체결되어 고정될 수 있다. 하부 커버(900)는 표시 장치(10)의 상측면, 하측면, 및 하면을 형성할 수 있다. 하부 커버(900)는 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
하부 커버(900)에는 카메라 장치(720)의 하면이 노출되는 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 2에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 모듈을 보여주는 일 측 단면도이다. 도 4은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 모듈을 보여주는 타 측 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 패널(300)은 기판(SUB1), 표시 유닛(PAL), 및 센서 유닛(SENL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB1)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(SUB1)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(SUB1)의 메인 영역(MA) 상에는 표시 유닛(PAL)과 센서 유닛(SENL)이 배치될 수 있다. 기판(SUB1)의 서브 영역(SA)은 표시 패널(300)의 하면 상으로 구부러질 수 있으며, 접착 부재(390)를 통해 패널 하부 커버(400)의 하면에 부착될 수 있다.
기판(SUB1) 상에는 표시 유닛(PAL)이 배치될 수 있다. 표시 유닛(PAL)은 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 층일 수 있다. 표시 유닛(PAL)은 도 5와 같이 버퍼막(302), 박막 트랜지스터층(303), 발광 소자층(304), 및 봉지층(305)을 포함할 수 있다.
표시층(DISL) 상에는 센서 전극층(SENL)이 배치될 수 있다. 센서 전극층(SENL)은 센서 전극들을 포함하며, 사용자의 터치 여부를 감지하기 위한 층일 수 있다.
센서 전극층(SENL) 상에는 외부광 반사로 인한 시인성 저하를 방지하기 위해 편광 필름(PF)이 배치될 수 있다. 편광 필름(PF)은 선편광판과 λ/4 판(quarter-wave plate)과 같은 위상지연필름을 포함할 수 있다. 위상지연필름은 센서 전극층(SENL) 상에 배치되고, 선편광판은 위상지연필름 상에 배치될 수 있다.
편광 필름(PF) 상에는 커버 윈도우(100)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(100)는 투명한 물질로 이루어지며, 유리나 플라스틱을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(100)는 두께가 0.1㎜ 이하의 초박막(Ultra-Thin Glass; UTG) 유리를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 투명한 폴리이미드(polyimide) 필름을 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 편광 필름(PF) 상에 부착될 수 있다.
기판(SUB1)의 하부에는 패널 하부 커버(400)가 배치될 수 있다. 패널 하부 커버(400)는 접착 부재를 통해 기판(SUB)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다. 패널 하부 커버(400)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 및 표시 패널(300)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광 흡수 부재는 기판(SUB1)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수 부재는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 표시 회로 보드(310) 등이 표시 패널(300)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수 부재는 블랙 안료나 블랙 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.
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.
액츄에이터(510)가 패널 하부 커버(400)의 방열 부재 상에 배치되는 경우, 액츄에이터(510)의 진동에 의해 방열 부재의 제1 방열층이 깨질 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(510)가 배치되는 영역에서 패널 하부 커버(400)의 방열 부재가 제거될 수 있으며, 액츄에이터(510)는 패널 하부 커버(400)의 완충 부재의 하면에 부착될 수 있다.
또는, 액츄에이터(510)가 패널 하부 커버(400)의 완충 부재 상에 배치되는 경우, 완충 부재에 의해 액츄에이터(510)의 진동의 크기가 작아질 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(510)가 배치되는 영역에서는 완충 부재와 방열 부재가 제거될 수 있으며, 액츄에이터(510)는 광 흡수 부재의 하면에 부착될 수 있다.
또는, 액츄에이터(510)가 배치되는 영역에서는 도 4와 같이 패널 하부 커버(400)가 제거될 수 있으며, 액츄에이터(510)는 표시 패널(300)의 기판(SUB1)의 하면에 부착될 수 있다. 즉, 액츄에이터(510)와 패널 하부 커버(400)는 표시 패널(300)의 두께 방향에서 서로 중첩하지 않을 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 표시 유닛과 센서 전극층을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(300)은 기판(SUB1), 표시 유닛(PAL), 및 센서 전극층(SENL)을 포함할 수 있다. 표시 유닛(PAL)은 도 5와 같이 버퍼막(302), 박막 트랜지스터층(303), 발광 소자층(304), 및 봉지층(305)을 포함할 수 있다.
기판(SUB1) 상에는 버퍼막(302)이 형성될 수 있다. 버퍼막(302)은 투습에 취약한 기판(SUB1)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(335)들과 발광 소자들을 보호하기 위해 기판(SUB1) 상에 형성될 수 있다. 버퍼막(302)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(302)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
버퍼막(302) 상에는 박막 트랜지스터층(303)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(303)은 박막 트랜지스터(335)들, 게이트 절연막(336), 층간 절연막(337), 보호막(338), 및 유기막(339)을 포함한다.
박막 트랜지스터(335)들 각각은 액티브층(331), 게이트 전극(332), 소스 전극(333) 및 드레인 전극(334)을 포함한다. 도 5에서는 박막 트랜지스터(335)가 게이트 전극(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 게이트 전극(332)이 액티브층(331)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트 전극(332)이 액티브층(331)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막(302) 상에는 액티브층(331)이 형성된다. 액티브층(331)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 액티브층(331)은 다결정 실리콘(poly silicon), 비정질 실리콘(amorphous silicon), 또는 산화물(oxide) 반도체로 형성될 수 있다. 버퍼막(302)과 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(336)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(336) 상에는 게이트 전극(332)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(332)과 게이트 배선은 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.
게이트 전극(332)과 게이트 배선 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 소스 전극(333)과 드레인 전극(334)이 형성될 수 있다. 소스 전극(333)과 드레인 전극(334) 각각은 게이트 절연막(336)과 층간 절연막(337)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(331)에 접속될 수 있다. 소스 전극(333)과 드레인 전극(334)은 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.
소스 전극(333)과 드레인 전극(334) 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 유기막(339)이 형성될 수 있다. 유기막(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 뱅크(344)를 포함한다.
발광 소자들과 뱅크(344)는 유기막(339) 상에 형성된다. 발광 소자는 애노드 전극(341), 발광층(342)들, 및 캐소드 전극(343)을 포함하는 유기 발광 소자(organic light emitting device)인 것을 예시하였다.
애노드 전극(341)은 유기막(339) 상에 형성될 수 있다. 애노드 전극(341)은 보호막(338)과 유기막(339)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(335)의 소스 전극(333)에 접속될 수 있다.
뱅크(344)는 화소들의 발광 영역(EA)들을 구획하기 위해 유기막(339) 상에서 애노드 전극(341)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 뱅크(344)는 화소들의 발광 영역(EA)들을 정의하는 역할을 한다. 화소(PX)들 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 뱅크(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. 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, 화소(PX)들에 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 수 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 화소(PX)들에 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 봉지층(305)이 형성된다. 봉지층(305)은 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 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, 봉지층(305)은 적어도 하나의 유기막을 더 포함할 수 있다. 유기막은 이물들(particles)이 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.
봉지층(305) 상에는 센서 전극층(SENL)이 형성될 수 있다. 터치 센서층(SENL)이 박막 봉지층(305) 상에 바로 형성되는 경우, 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(305) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
센서 전극층(SENL)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 전극들과 패드들과 센서 전극들을 연결하는 터치 배선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서층은 자기 정전 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 도 5에서는 센서 전극층(SENL)이 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 구동 전극(TE)들을 연결하는 연결부(BE)들을 포함하는 2 층의 상호 정전 용량 방식으로 형성된 것을 중심으로 설명하였다.
봉지층(TFEL) 상에는 연결부(BE)들이 형성될 수 있다. 연결부(BE)들은 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)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 연결부(BE1)들은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 ITO의 단일층으로 형성될 수도 있다.
연결부(BE)들 상에는 제1 센싱 절연막(TINS1)이 형성된다. 제1 센싱 절연막(TINS1)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
제1 센싱 절연막(TINS1) 상에는 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들이 형성될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 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)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 ITO의 단일층으로 형성될 수도 있다.
제1 센싱 절연막(TINS1)에는 제1 센싱 절연막(TINS1)을 관통하여 연결부(BE)들을 노출하는 콘택홀들이 형성될 수 있다. 구동 전극(TE)들은 콘택홀들을 통해 연결부(BE)들에 접속될 수 있다.
구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 상에는 제2 센싱 절연막(TINS2)이 형성된다. 제2 센싱 절연막(TINS2)은 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 제1 연결부(BE1)들로 인한 단차를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 제2 센싱 절연막(TINS2)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.
서로 인접한 구동 전극(TE)들을 연결하는 제1 연결부(BE1)들은 봉지층(TFEL) 상에 배치되고, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 제1 센싱 절연막(TINS1) 상에 배치될 수 있다. 그러므로, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 그들의 교차부들에서 전기적으로 분리되며, 감지 전극(RE)들은 일 방향으로 전기적으로 연결되고, 구동 전극(TE)들은 타 방향으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 액츄에이터를 상세히 보여주는 예시 도면이다. 도 7은 액츄에이터의 역압전 효과를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 8은 액츄에이터의 압전 효과를 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 액츄에이터(510)는 인가된 전압에 따라 수축하거나 팽창하는 압전 물질을 이용하여 표시 패널(300)을 진동시키는 압전 소자(piezoelectric element, 壓電素子) 또는 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator)일 수 있다. 액츄에이터(510)는 진동층(511), 제1 전극(512), 및 제2 전극(513)을 포함할 수 있다.
제1 전극(512)은 제1 줄기 전극(5121)과 제1 가지 전극(5122)들을 포함할 수 있다. 제1 줄기 전극(5121)은 도 6과 같이 진동층(511)의 적어도 일 측면에 배치될 수 있다. 또는, 제1 줄기 전극(5121)은 진동층(511)의 일부를 관통하여 배치될 수 있다. 제1 줄기 전극(5121)은 진동층(511)의 상면에 배치될 수도 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 제1 줄기 전극(5121)으로부터 분지될 수 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 서로 나란하게 배치될 수 있다.
제2 전극(513)은 제2 줄기 전극(5131)과 제2 가지 전극(5132)들을 포함할 수 있다. 제2 전극(513)은 제1 전극(512)과 떨어져 배치될 수 있다. 이로 인해, 제2 전극(513)은 제1 전극(512)과 전기적으로 분리될 수 있다. 제2 줄기 전극(5131)은 진동층(511)의 적어도 일 측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 줄기 전극(5121)은 진동층(511)의 제1 측면에 배치되고, 제2 줄기 전극(5131)은 진동층(511)의 제2 측면에 배치될 수 있다. 또는, 제2 줄기 전극(5131)은 진동층(511)의 일부를 관통하여 배치될 수 있다. 제2 줄기 전극(5131)은 진동층(511)의 상면에 배치될 수 있다. 제2 가지 전극(5132)들은 제2 줄기 전극(5131)으로부터 분지될 수 있다. 제2 가지 전극(5132)들은 서로 나란하게 배치될 수 있다.
제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 서로 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 수직 방향(Z축 방향)에서 교대로 배치될 수 있다. 즉, 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 수직 방향(Z축 방향)에서 제1 가지 전극(5122), 제2 가지 전극(5132), 제1 가지 전극(5122), 제2 가지 전극(5132)의 순서로 반복적으로 배치될 수 있다.
제1 전극(512)과 제2 전극(513)은 제2 연성 회로 기판(570)의 패드들에 연결될 수 있다. 제2 연성 회로 기판(570)의 패드들은 액츄에이터(510)의 일 면 상에 노출된 제1 전극(512)과 제2 전극(513)에 연결될 수 있다.
진동층(511)은 제1 전극(512)에 인가된 구동 전압과 제2 전극(513)에 인가되는 구동 전압에 따라 변형되는 압전 소자일 수 있다. 이 경우, 진동층(511)은 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride) 필름이나 PZT(Plumbum Ziconate Titanate(티탄산지르콘납)) 등의 압전체, 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 중 어느 하나일 수 있다.
진동층(511)의 제조 온도가 높기 때문에, 제1 전극(512)과 제2 전극(513)은 녹는점이 높은 은(Ag) 또는 은(Ag)과 팔라듐(Pd)의 합금으로 형성될 수 있다. 제1 전극(512)과 제2 전극(513)의 녹는점을 높이기 위해, 제1 전극(512)과 제2 전극(513)이 은(Ag)과 팔라듐(Pd)의 합금으로 형성되는 경우, 은(Ag)의 함량이 팔라듐(Pd)의 함량보다 높을 수 있다.
진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들 사이마다 배치될 수 있다. 진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)에 인가되는 구동 전압과 제2 가지 전극(5132)에 인가되는 구동 전압 간의 차이에 따라 수축하거나 팽창한다.
도 6과 같이 제1 가지 전극(5122)과 제1 가지 전극(5122)의 하부에 배치된 제2 가지 전극(5132) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향이 상부 방향(↑)인 경우, 진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)에 인접한 상부 영역에서 정극성을 가지며, 제2 가지 전극(5132)에 인접한 하부 영역에서 부극성을 가질 수 있다. 또한, 제2 가지 전극(5132)과 제2 가지 전극(5132)의 하부에 배치된 제1 가지 전극(5122) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향이 하부 방향(↓)인 경우, 진동층(511)은 제2 가지 전극(5132)에 인접한 상부 영역에서 부극성을 가지며, 제1 가지 전극(5122)에 인접한 하부 영역에서 정극성을 가질 수 있다. 진동층(511)의 극성 방향은 제1 가지 전극(5122)과 제2 가지 전극(5132)을 이용하여 진동층(511)에 전계를 가하는 폴링(poling) 공정에 의해 정해질 수 있다.
도 7과 같이, 제1 가지 전극(5122)과 제1 가지 전극(5122)의 하부에 배치된 제2 가지 전극(5132) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향이 상부 방향(↑)인 경우, 제1 가지 전극(5122)에 정극성의 구동 전압이 인가되며, 제2 가지 전극(5132)에 부극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 제1 힘(F1)에 따라 수축될 수 있다. 제1 힘(F1)은 수축력일 수 있다. 또한, 제1 가지 전극(5122)에 부극성의 구동 전압이 인가되며, 제2 가지 전극(5132)에 정극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 제2 힘(F2)에 따라 팽창할 수 있다. 제2 힘(F2)은 신장력일 수 있다.
도 7과 유사하게, 제2 가지 전극(5132)과 제2 가지 전극(5132)의 하부에 배치된 제1 가지 전극(5122) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향이 하부 방향(↓)인 경우, 제2 가지 전극(5132)에 정극성의 구동 전압이 인가되며, 제1 가지 전극(5122)에 부극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 신장력에 따라 팽창할 수 있다. 또한, 제2 가지 전극(5132)에 부극성의 구동 전압이 인가되며, 제1 가지 전극(5122)에 정극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 수축력에 따라 수축될 수 있다.
제1 전극(512)에 인가되는 구동 전압과 제2 전극(513)에 인가되는 구동 전압이 정극성과 부극성으로 교대로 반복되는 경우, 진동층(511)은 수축과 팽창을 반복하게 된다. 이로 인해, 액츄에이터(510)는 진동하게 된다. 액츄에이터(510)가 방열 필름(130)의 일 면 상에 배치되므로, 액츄에이터(510)의 진동층(511)이 수축과 팽창하는 경우, 표시 패널(300)은 응력에 의해 표시 패널(300)의 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)으로 진동하게 된다. 액츄에이터(510)에 의해 표시 패널(300)이 진동함으로써, 제1 음향이 출력될 수 있다.
액츄에이터(510)의 제2 면과 측면들 상에는 보호층(519)이 추가로 배치될 수 있다. 보호층(519)은 절연 물질로 형성되거나, 또는 진동층(511)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(512), 제2 전극(513), 및 제1 전극(512)과 제2 전극(513)에 의해 덮이지 않고 노출된 진동층(511) 상에는 보호층(519)이 배치될 수 있다. 보호층(519)은 제1 전극(512), 제2 전극(513), 및 제1 전극(512)과 제2 전극(513)에 의해 덮이지 않고 노출된 진동층(511)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(510)의 진동층(511), 제1 전극(512), 및 제2 전극(513)은 보호층(519)에 의해 보호될 수 있다. 보호층(519)은 생략될 수 있다.
또한, 도 8과 같이, 액츄에이터(510)에 압력이 인가되어 액츄에이터(510)에 기계적 변형이 발생하는 경우, 액츄에이터(510)의 진동층(511)은 가해진 압력에 따른 힘(F1)에 의해 수축되며, 이로 인해 제1 전극(512)과 제2 전극(513) 중 적어도 어느 하나에 전압이 발생할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 제1 전극(512)과 제2 전극(513) 중 적어도 어느 하나에 전압이 발생하는 경우, 이를 감지할 수 있다.
도 6 내지 도 8과 같이, 액츄에이터(510)는 사용자의 압력이 가해지는 경우 압전 효과에 의해 제1 전극(512)과 제2 전극(513) 중 적어도 어느 하나에 감지 전압을 발생하고, 제1 전극(512)과 제2 전극(513) 각각에 구동 전압이 인가되는 경우 역압전 효과에 의해 진동을 발생할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 모듈, 액츄에이터, 및 메인 프로세서를 보여주는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(300), 표시 구동부(320), 터치 구동부(330), 액츄에이터 구동부(340), 스캔 구동부(350), 액츄에이터(510), 및 메인 프로세서(710)를 포함한다.
표시 패널(300)의 표시 유닛(PAL)은 데이터 배선들, 데이터 배선들과 교차는 스캔 배선들, 및 데이터 배선들 중 어느 하나와 스캔 배선들 중 적어도 하나에 각각 접속된 화소들을 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(300)의 표시 유닛(PAL)은 제1 전원전압이 공급되는 제1 전원전압 배선과 제1 전원전압보다 낮은 제2 전원전압이 공급되는 제2 전원전압 배선을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 화소들은 제1 전원전압 배선과 제2 전원전압 배선에 전기적으로 연결될 수 있다. 화소들 각각은 발광 소자와 발광 소자에 발광 전류를 공급하기 위한 복수의 트랜지스터들과 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
표시 구동부(320)는 메인 프로세서(710)로부터 디지털 비디오 데이터(VDATA)와 타이밍 신호들을 입력 받는다. 표시 구동부(320)는 타이밍 신호들에 따라 디지털 비디오 데이터(VDATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 표시 패널(300)의 데이터 배선들에 인가한다. 또한, 표시 구동부(320)는 타이밍 신호들에 따라 스캔 구동부(350)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 제어 신호(SCS)를 생성할 수 있다. 표시 구동부(320)는 스캔 제어 신호(SCS)를 스캔 구동부(350)로 출력할 수 있다.
센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 전극들의 센서 감지 전압들(TRV)을 입력 받는다. 센서 구동부(330)는 센서 감지 전압들(TRV)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환할 수 있다. 센서 구동부(330)는 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 터치 입력이 발생한 터치 좌표를 산출할 수 있다. 센서 구동부(330)는 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
액츄에이터 구동부(340)는 액츄에이터(510)의 압전 효과에 의해 발생하는 감지 전압(RV)을 입력 받는다. 액츄에이터 구동부(340)는 아날로그 감지 전압(RV)을 디지털 데이터인 감지 데이터(RD)로 변환할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 감지 데이터(RD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
액츄에이터 구동부(340)는 메인 프로세서(710)로부터 구동 데이터(DD)를 입력 받는다. 액츄에이터 구동부(340)는 구동 데이터(DD)에 따라 아날로그 구동 전압들(ADV)을 생성하여 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다.
스캔 구동부(350)는 표시 구동부(320)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 입력 받는다. 스캔 구동부(350)는 스캔 제어 신호(SCS)에 따라 스캔 신호들(SP)을 생성하여 표시 패널(300)의 스캔 배선들에 인가한다.
액츄에이터(510)는 압력이 가해지는 경우, 압전 효과에 의해 액츄에이터 구동부(340)로 감지 전압(RV)을 출력할 수 있다. 액츄에이터(510)는 액츄에이터 구동부(340)로부터 구동 전압들(ADV)을 입력 받을 수 있다. 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)이 인가되는 경우, 역압전 효과에 의해 기계적인 변형이 발생할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)의 주기에 따라 진동할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 외부로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(VDATA)의 해상도를 표시 패널(300)의 해상도에 맞게 변환할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 디지털 비디오 데이터(VDATA)와 타이밍 신호들을 표시 구동부(320)로 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 센서 구동부(330)로부터 터치 데이터(TD)를 입력 받을 수 있다. 메인 프로세서(710)는 터치 데이터(TD)에 따라 터치 좌표를 산출할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 사용자의 터치에 대응되는 동작을 실행할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 사용자가 터치하였다고 판단되는 터치 좌표의 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행하거나 동작을 수행할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 액츄에이터 구동부(340)로부터 감지 데이터(RD)를 입력 받는다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 문턱 값보다 큰 경우, 사용자가 압력을 인가하였다고 판단할 수 있다. 이 경우, 메인 프로세서(710)는 액츄에이터(510)를 이용하여 햅틱 피드백을 제공하기 위해, 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 11은 일 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다. 도 12는 일 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
첫 번째로, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 배치된 촉감 패턴(110)에 압력을 가한다. (도 10의 S101)
촉감 패턴(110)은 커버 윈도우(100)의 우측면부에서 돌출된 양각 패턴이거나 커버 윈도우(100)의 우측면부가 움푹하게 파인 음각 패턴일 수 있다. 촉감 패턴(110)은 사용자가 커버 윈도우(100)와 이질감을 느낄 수 있는 패턴일 수 있다. 이로 인해, 사용자는 촉감 패턴(110)을 물리 버튼(physical button)으로 인식할 수 있다. 그러므로, 사용자는 물리 버튼을 누르는 것과 같이 소정의 기능을 실행하기 위해 촉감 패턴(110)에 압력을 가할 수 있다. 소정의 기능은 전원 온이나 전원 오프와 같은 전원 제어 기능이거나 음량을 높이거나 낮추는 음량 조절 기능일 수 있다. 도 11 및 도 12에서는 촉감 패턴(110)이 커버 윈도우(100)의 우측면부의 상면에 배치된 것을 예시하였으나, 촉감 패턴(110)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
두 번째로, 표시 패널(300)의 두께 방향에서 촉감 패턴(110)과 중첩하는 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 지를 판단한다. (도 10의 S102)
촉감 패턴(110)에 사용자의 압력이 가해지는 경우, 표시 패널(300)의 두께 방향에서 촉감 패턴(110)과 중첩하는 액츄에이터(510)는 압전 효과에 의해 감지 전압(RV)을 발생시키며, 액츄에이터 구동부(340)는 액츄에이터(510)의 감지 전압(RV)을 감지할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 아날로그 감지 전압(RV)을 디지털 데이터인 감지 데이터(RD)로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 지를 판단한다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 액츄에이터(510)에 사용자의 압력이 가해졌다고 판단할 수 있다. 즉, 메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 촉감 패턴(110)에 압력을 가하였다고 판단할 수 있다.
세 번째로, 감지 데이터(RD)가 문턱 값보다 큰 경우, 표시 패널(300)의 두께 방향에서 촉감 패턴(110)과 중첩하는 액츄에이터(510)를 진동하여 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. (도 10의 S103)
메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 메모리에 저장된 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 구동 데이터(DD)를 아날로그 데이터인 구동 전압들(ADV)로 변환하여 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)에 따라 역압전 효과에 의해 진동할 수 있다. 즉, 사용자는 액츄에이터(510)의 진동에 의한 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
한편, 도 11 및 도 12와 같이, 커버 윈도우(100)의 우측면부는 제1 내지 제p(p는 2 이상의 정수) 영역들(A1~Ap)을 포함할 수 있으며, 촉감 패턴(110)과 액츄에이터(510)는 제2 영역(A2)에 배치될 수 있다.
사용자가 압력을 가하는 위치가 촉감 패턴(110)으로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의해 감지되는 감지 데이터(RD)는 작아질 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이, 사용자가 압력을 가하는 위치가 제2 영역(A2)인 경우, 액츄에이터(510)에 의해 감지되는 감지 데이터(RD)는 가장 클 수 있다. 또한, 사용자가 압력을 가하는 위치가 제p 영역(Ap)인 경우, 액츄에이터(510)에 의해 감지되는 감지 데이터(RD)는 가장 작을 수 있다.
또한, 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 도 12와 같이, 액츄에이터(510)가 제2 영역(A2)에 배치된 경우, 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 제2 영역(A2)에서 가장 크고, 제p 영역(Ap)에서 가장 작을 수 있다.
도 10 내지 도 12와 같이, 커버 윈도우(100)의 일 측면부의 상면 상에 촉감 패턴(110)을 형성한다. 그 결과, 사용자는 촉감 패턴(110)으로 인해, 사용자가 원하는 기능을 수행하기 위해 압력을 인가할 영역을 쉽게 찾을 수 있다.
또한, 사용자가 커버 윈도우(100)의 촉감 패턴(110)에 압력을 가하는 경우, 표시 패널(300)의 두께 방향에서 촉감 패턴(110)과 중첩하는 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)를 감지할 수 있다. 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 액츄에이터(510)에 구동 전압들을 인가함으로써 액츄에이터(510)를 진동하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 촉감 패턴(110)에 가한 압력에 의해 원하는 기능이 제대로 수행되는지를 인식할 수 있다.
도 13 내지 도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 일 측면도들이다.
도 13 내지 도 16에는 표시 장치(10)의 우측면도가 나타나 있다. 도 13 내지 도 16에서는 설명의 편의를 위해 하부 커버(900)를 생략하고, 커버 윈도우(100)와 촉감 패턴(110)만을 도시하였다.
도 13 내지 도 16에서는 촉감 패턴(110)이 표시 장치(10)의 우측면에 배치된 것을 예시하였으나, 촉감 패턴(110)의 배치 위치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 촉감 패턴(110)은 표시 장치(10)의 좌측면 또는 표시 장치(10)의 상면에 배치될 수 있다.
촉감 패턴(110)은 커버 윈도우(100)의 상면으로부터 돌출되는 양각 패턴이거나, 커버 윈도우(100)의 상면의 일부가 움푹하게 파인 음각 패턴일 수 있다.
촉감 패턴(110)은 도 13과 같이 평면 상 사각형으로 형성될 수 있다. 하지만, 촉감 패턴(110)의 평면 형태는 이에 한정되지 않으며, 사각형 이외의 다각형, 원형, 또는 도 14와 같이 타원형으로 형성될 수 있다.
또는, 촉감 패턴(110)은 도 15와 같이 평면 상 사각형의 프레임(frame) 또는 사각형의 창틀 형태로 형성될 수 있다. 촉감 패턴(110)은 평면 상 사각형의 테두리로 형성될 수 있다. 또는, 촉감 패턴(110)은 평면 상 사각형 이외의 다각형의 프레임, 원형의 프레임, 타원형의 프레임으로 형성될 수 있다.
또는, 촉감 패턴(110)은 도 16과 같이 평면 상 사각형을 이루는 복수의 도트들을 포함할 수 있다. 또는, 촉감 패턴(110)은 평면 상 사각형 이외의 다각형, 원형, 또는 타원형을 이루는 복수의 도트들을 포함할 수 있다.
촉감 패턴(110)의 평면 형태는 도 13 내지 도 16을 결부하여 설명한 것에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 17 내지 도 22는 도 13의 커버 윈도우(100)와 복수의 촉감 패턴(110)들을 보여주는 단면도이다. 도 17 내지 도 22에서는 설명의 편의를 위해 커버 윈도우(100)와 촉감 패턴(110)만을 도시하였다.
촉감 패턴(110)은 도 17과 같이 커버 윈도우(100)의 제1 면 상에 배치될 수 있다. 커버 윈도우(100)의 제1 면은 표시 패널(300)과 마주보는 커버 윈도우(100)의 제2 면의 반대면일 수 있다. 커버 윈도우(100)의 제1 면은 커버 윈도우(100)의 상면이고, 커버 윈도우(100)의 제2 면은 커버 윈도우(100)의 하면일 수 있다. 촉감 패턴(110)의 두께는 커버 윈도우(100)의 두께보다 낮을 수 있다.
촉감 패턴(110)은 무기 물질 또는 유무기 하이브리드 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 촉감 패턴(110)은 실리콘(Si) 계열의 무기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 촉감 패턴(110)은 폴리 카보네이트(PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 투명 플라스틱과 무기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 촉감 패턴(110)은 자외선 경화 가능한 아크릴 또는 열 경화 가능한 에폭시와 같은 유기 물질과 실리콘(Si) 계열의 무기 물질이 공유 결합된 물질을 가질 수 있다. 이때, 촉감 패턴(110)에서 유기 물질의 비율이 높을수록 촉감 패턴(110)의 인쇄를 용이하게 할 수 있으며, 무기 물질의 비율이 높을수록 촉감 패턴(110)의 강도가 높을 수 있다. 또는, 촉감 패턴(110)은 프릿 유리(frit glass)를 포함할 수 있다.
촉감 패턴(110)은 도 18과 같이 커버 윈도우(100)의 제1 면에 형성된 홀 패턴(hole pattern, HP)(또는 웰 패턴(well pattern)) 상에 배치될 수 있다. 홀 패턴(HP)은 CNC(Computerized Numerically Control) 가공으로 커버 윈도우(100)에 관통 홀을 형성할 때 동시에 형성할 수 있다. 또는, 홀 패턴(HP)은 커버 윈도우(100)의 제1 면 상에 마스크 패턴을 형성하고, 습식 식각 또는 건식 식각과 같이 화학 물질을 이용하여 커버 윈도우(100)를 식각함으로써 형성될 수 있다. 또는, 홀 패턴(HP)은 레이저를 이용하여 형성될 수 있다. 홀 패턴(HP)의 상면은 도 18과 같이 고르지 않고 거칠게(rough) 형성될 수 있다.
촉감 패턴(110)은 도 19와 같이 커버 윈도우(100)와 일체로 형성될 수 있다. 촉감 패턴(110)은 커버 윈도우(100)의 제1 면으로부터 돌출된 양각 패턴일 수 있다. 이 경우, 촉감 패턴(110)이 배치된 영역에서 커버 윈도우(100)의 두께는 촉감 패턴(110)이 배치되지 않은 영역에서 커버 윈도우(100)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
촉감 패턴(110)은 도 20과 같이 커버 윈도우(100)의 제1 면에 움푹하게 파인 음각 패턴일 수 있다. 이 경우, 촉감 패턴(110)이 배치된 영역에서 커버 윈도우(100)의 두께는 촉감 패턴(110)이 배치되지 않은 영역에서 커버 윈도우(100)의 두께보다 얇을 수 있다.
촉감 패턴(110)은 도 21 및 도 22와 같이 커버 윈도우(100)가 절곡된 절곡부(111)의 일부 영역일 수 있다. 절곡부(111)의 상면과 하면 각각은 도 21 및 도 22와 같이 삼각형의 단면 형태를 가질 수 있다. 절곡부(111)가 도 21과 같이 커버 윈도우(100)의 상면 방향으로 돌출되는 경우, 촉감 패턴(110)은 양각 패턴일 수 있다. 절곡부(111)가 도 22와 같이 커버 윈도우(100)의 하면 방향으로 돌출되는 경우, 촉감 패턴(110)은 음각 패턴일 수 있다.
도 23은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 24는 또 다른 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다. 도 25는 또 다른 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 23 내지 도 25의 실시예는 표시 장치(10)가 촉감 패턴(110)을 포함하지 않으며, 사용자가 표시 패널(300)의 두께 방향에서 액츄에이터(510)와 중첩하는 영역에 압력을 가하는 것이 아니라, 표시 장치(10)의 일 측면의 일 부분에 압력을 가하는 것에서 도 10 내지 도 12의 실시예와 차이점이 있다.
첫 번째로, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가한다. (도 23의 S201)
표시 장치(10)의 일 측면에 촉감 패턴(110)이 형성되지 않을 수 있다. 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면의 일 부분에 압력을 가하는 경우, 표시 장치(10)는 전원 제어 기능이나 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행할 수 있다.
두 번째로, 사용자의 압력이 가해진 사용자의 터치 위치를 산출하고, 사용자의 터치 위치에 따른 위치 문턱 값을 산출한다. (도 23의 S202)
사용자가 압력을 가하기 위해 표시 장치(10)를 터치하는 경우, 센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 감지 전압들을 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 터치 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(330)는 터치 문턱 값보다 큰 터치 로우 데이터의 좌표를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 센서 구동부(330)는 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 터치 데이터(TD)의 터치 좌표에 따라 사용자의 터치 위치를 판단할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 터치 좌표에 따른 위치 문턱 값을 저장하는 룩-업 테이블을 포함할 수 있다. 룩-업 테이블은 터치 좌표를 입력 어드레스로 하여 위치 문턱 값(VLTH)을 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 룩-업 테이블에 터치 좌표를 출력하고, 위치 문턱 값을 입력 받을 수 있다.
사용자가 압력을 가하는 위치가 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의해 감지되는 감지 데이터(RD)는 작아질 수 있다. 그러므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 감지 데이터(RD)와 비교할 문턱 값을 조정할 필요가 있다. 즉, 위치 문턱 값(VLTH)은 액츄에이터(510)에서 멀어질수록 작을 수 있다. 예를 들어, 도 24와 같이, 액츄에이터(510)가 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제2 영역(A2)에 배치되는 경우, 위치 문턱 값(VLTH)은 제2 영역(A2)에서 가장 크고, 제p 영역(Ap)에서 가장 작을 수 있다.
세 번째로, 표시 패널(300)의 두께 방향에서 촉감 패턴(110)과 중첩하는 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 지를 판단한다. (도 23의 S203)
촉감 패턴(110)에 사용자의 압력이 가해지는 경우, 표시 패널(300)의 두께 방향에서 촉감 패턴(110)과 중첩하는 액츄에이터(510)는 압전 효과에 의해 감지 전압(RV)을 발생시키며, 액츄에이터 구동부(340)는 액츄에이터(510)의 감지 전압(RV)을 감지할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 아날로그 감지 전압(RV)을 디지털 데이터인 감지 데이터(RD)로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 지를 판단한다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 경우, 액츄에이터(510)에 사용자의 압력이 가해졌다고 판단할 수 있다. 즉, 메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 경우, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 촉감 패턴(110)에 압력을 가하였다고 판단할 수 있다.
네 번째로, 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 경우, 액츄에이터(510)를 진동하여 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. (도 23의 S204)
메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 메모리에 저장된 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 구동 데이터(DD)를 아날로그 데이터인 구동 전압들(ADV)로 변환하여 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)에 따라 역압전 효과에 의해 진동할 수 있다. 즉, 사용자는 액츄에이터(510)의 진동에 의한 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
도 23과 같이, 표시 장치(10)가 촉감 패턴(110)을 포함하지 않는 경우, 사용자가 압력을 가하는 위치가 액츄에이터(510)로부터 멀수록 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)는 작을 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(510)에서 멀어질수록 위치 문턱 값(VLTH)을 작게 설정함으로써, 사용자가 압력을 가하는 위치에 상관없이 액츄에이터(510)를 이용하여 사용자가 가한 압력을 감지할 수 있다.
한편, 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 도 25와 같이, 액츄에이터(510)가 제2 영역(A2)에 배치된 경우, 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 제2 영역(A2)에서 가장 크고, 제p 영역(Ap)에서 가장 작을 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 작을 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 햅틱 피드백이 작아지는 것을 보상할 필요가 있다.
도 26 내지 도 29는 일 실시예에 따른 커버 윈도우, 표시 패널, 액츄에이터, 및 촉감 패턴들을 보여주는 예시 도면들이다.
도 26 내지 도 29에서는 설명의 편의를 위해 커버 윈도우(100), 표시 패널(300), 액츄에이터(510), 및 촉감 패턴(110)들의 단면을 도시하였다.
도 26과 같이, 제2 방향(Y축 방향)에서 액츄에이터(510)로부터의 거리가 멀어질수록 촉감 패턴(110)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 길어질 수 있다. 촉감 패턴(110)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이가 길어질수록 사용자의 손가락과 촉감 패턴(110)의 접촉 면적이 늘어날 수 있다. 사용자의 손가락과 촉감 패턴(110)의 접촉 면적이 늘어나는 경우, 사용자가 느낄 수 있는 진동의 면적이 늘어나므로, 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 커질 수 있다. 따라서, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 작아지더라도, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자의 손가락과 촉감 패턴(110)의 접촉 면적이 커지기 때문에, 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 거의 유사할 수 있다. 즉, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백이 작아지는 것을 방지할 수 있다.
도 27과 같이, 제2 방향(Y축 방향)에서 액츄에이터(510)로부터의 거리가 멀어질수록 촉감 패턴(110)의 제3 방향(Z축 방향)의 길이는 길어질 수 있다. 즉, 제2 방향(Y축 방향)에서 액츄에이터(510)로부터의 거리가 멀어질수록 커버 윈도우(100)로부터 돌출되는 촉감 패턴(110)의 높이는 높아질 수 있다. 촉감 패턴(110)의 제3 방향(Z축 방향)의 길이가 길어질수록 사용자의 손가락이 촉감 패턴(110)의 상면뿐만 아니라, 촉감 패턴(110)의 측면들과 접촉할 수 있다. 즉, 사용자가 느낄 수 있는 진동의 면적이 늘어나므로, 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 커질 수 있다. 따라서, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 작아지더라도, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자의 손가락과 촉감 패턴(110)의 접촉 면적이 커지기 때문에, 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 거의 유사할 수 있다. 즉, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백이 작아지는 것을 방지할 수 있다.
도 28과 같이, 제2 방향(Y축 방향)에서 액츄에이터(510)로부터의 거리가 멀어질수록 촉감 패턴(110)의 상면의 길이가 짧아질 수 있다. 이로 인해, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 촉감 패턴(110)이 뾰족하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 표시 패널(300)의 두께 방향에서 액츄에이터(510)와 중첩하는 촉감 패턴(110)의 단면 형태는 직사각형, 사다리꼴, 및 삼각형으로 변할 수 있다. 촉감 패턴(110)이 뾰족하게 형성될수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 커질 수 있다. 따라서, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 작아지더라도, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 촉감 패턴(110)이 뾰족하게 형성되므로, 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 거의 유사할 수 있다. 즉, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백이 작아지는 것을 방지할 수 있다.
도 29와 같이, 제2 방향(Y축 방향)에서 액츄에이터(510)로부터의 거리가 멀어질수록 촉감 패턴(110)의 표면 거칠기가 거칠어지거나 촉감 패턴(110)의 도트 패턴들의 개수가 증가할 수 있다. 이때, 촉감 패턴(110)들의 제2 방향(Y축 방향)의 길이와 제3 방향(Z축 방향)의 길이, 및 촉감 패턴(110)들의 단면 형태는 실질적으로 동일할 수 있다. 촉감 패턴(110)의 표면 거칠기가 거칠어지거나 촉감 패턴(110)의 도트 패턴들의 개수가 증가할수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 커질 수 있다. 따라서, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 작아지더라도, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 촉감 패턴(110)의 표면 거칠기가 거칠어지거나 촉감 패턴(110)의 도트 패턴들의 개수가 증가하므로, 사용자가 느끼는 햅틱 피드백은 거의 유사할 수 있다. 즉, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 사용자가 느끼는 햅틱 피드백이 작아지는 것을 방지할 수 있다.
도 30은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 31은 또 다른 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터들 중 어느 하나의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 30 및 도 31의 실시예는 S304 단계의 사용자의 터치 위치에 따라 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도를 조정하는 것에서 도 23 내지 도 25의 실시예와 차이점이 있다. 그러므로, 도 30 및 도 31의 S301 내지 S303 단계들에 대한 설명은 생략한다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 사용자의 터치 위치에 따라 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도를 조정하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공한다. (도 30의 S304)
메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 위치 문턱 값(VLTH)보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 메모리에 저장된 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 터치 좌표에 따른 구동 데이터(DD)를 저장하는 룩-업 테이블을 포함할 수 있다. 룩-업 테이블은 터치 좌표를 입력 어드레스로 하여 구동 데이터(DD)를 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 룩-업 테이블에 터치 좌표를 출력하고, 구동 데이터(DD)를 입력 받을 수 있다.
액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 작아질 수 있다. 그러므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도를 조정할 필요가 있다. 즉, 사용자의 터치 위치가 액츄에이터(510)에서 멀어질수록 액츄에이터(510)에 인가되는 구동 전압들 각각의 스윙 폭을 크게 함으로써, 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도를 높일 수 있다.
도 31과 같이, 사용자가 제2 영역(A2)에 압력을 가하는 경우, 제1 스윙 폭을 갖는 구동 전압들에 따라 액츄에이터(510)를 진동함으로써, 제2 영역(A2)에서 제1 진동 가속도(G1)로 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 이에 비해, 사용자가 제4 영역(A4)에 압력을 가하는 경우, 제1 스윙 폭보다 큰 제2 스윙 폭을 갖는 구동 전압들에 따라 액츄에이터(510)를 진동함으로써, 제2 영역(A2)에서 제1 진동 가속도(G1)보다 큰 제2 진동 가속도(G2)로 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 이 경우, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 작아지므로, 제4 영역(A4)에 위치하는 사용자의 손가락은 제1 진동 가속도(G1)로 햅틱 피드백을 느낄 수 있다. 즉, 사용자가 제2 영역(A2)에 압력을 가하는 경우와 사용자가 제4 영역(A4)에 압력을 가하는 경우에 사용자는 실질적으로 동일한 진동 가속도의 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
도 30 및 도 31과 같이, 표시 장치(10)가 촉감 패턴(110)을 포함하지 않는 경우, 사용자가 압력을 가하는 위치가 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 의한 진동 가속도는 작아지므로, 액츄에이터(510)로부터 멀어질수록 액츄에이터(510)에 인가되는 구동 전압들의 스윙 폭을 크게 한다. 이로 인해, 사용자가 압력을 가하는 위치와 상관없이 실질적으로 동일한 진동 가속도의 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 32는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 33은 또 다른 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터들에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다. 도 34는 또 다른 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터들의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 32 내지 도 34의 실시예는 표시 장치(10)가 복수의 액츄에이터들을 포함하는 것에서 도 23 내지 도 25의 실시예와 차이점이 있다.
첫 번째로, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가한다. (도 32의 S401)
두 번째로, 사용자의 압력이 가해진 사용자의 터치 위치를 산출하고, 복수의 액츄에이터(510)들 중에서 사용자의 터치 위치에 인접한 액츄에이터(510)를 선택한다. (도 32의 S402)
사용자가 압력을 가하기 위해 표시 장치(10)를 터치하는 경우, 센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 감지 전압들을 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 터치 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(330)는 터치 문턱 값보다 큰 터치 로우 데이터의 좌표를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 센서 구동부(330)는 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
복수의 액츄에이터(510)들은 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제1 내지 제p 영역들(A1~Ap)에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제1 내지 제p 영역들(A1~Ap) 각각에 복수의 액츄에이터(510)들 중에서 하나의 액츄에이터(510)가 배치될 수 있다. 또는, 복수의 액츄에이터(510)들은 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제1 내지 제p 영역들(A1~Ap) 중 일부 영역들에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제1 내지 제p 영역들(A1~Ap) 각각에 복수의 액츄에이터(510)들 중 일부 영역들에 하나의 액츄에이터(510)가 배치될 수 있다.
사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하는 경우, 복수의 액츄에이터(510)들 각각은 압전 효과에 의해 감지 전압(RV)을 발생시킨다. 액츄에이터 구동부(340)는 복수의 액츄에이터(510)들 각각의 감지 전압(RV)을 감지할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 아날로그 감지 전압(RV)들을 디지털 데이터인 감지 데이터(RD)로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 터치 데이터(TD)의 터치 좌표에 따라 사용자의 터치 위치를 판단할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 복수의 액츄에이터(510)들 중에서 사용자의 터치 위치에 인접한 액츄에이터(510)를 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 33과 같이 사용자가 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제p-2 영역(Ap-2)에 압력을 가하는 경우, 메인 프로세서(710)는 제p-2 영역(Ap-2)을 사용자의 터치 위치로 판단하고, 복수의 액츄에이터(510)들 중에서 제p-2 영역(Ap-2)에 배치된 액츄에이터(510)를 선택할 수 있다.
세 번째로, 선택된 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 지를 판단한다. (도 32의 S403)
메인 프로세서(710)는 선택한 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 지를 판단한다. 메인 프로세서(710)는 선택한 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하였다고 판단할 수 있다.
네 번째로, 선택한 액츄에이터(510)의 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 선택한 액츄에이터(510)를 진동하여 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. (도 32의 S404)
메인 프로세서(710)는 감지 데이터(RD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 선택한 액츄에이터(510)를 구동하기 위한 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 구동 데이터(DD)를 아날로그 데이터인 구동 전압들(ADV)로 변환하여 선택된 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 선택된 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)에 따라 역압전 효과에 의해 진동할 수 있다. 즉, 사용자는 선택된 액츄에이터(510)의 진동에 의한 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다. 도 34와 같이 사용자의 손가락이 위치하는 제p-2 영역(Ap-2)에 배치된 액츄에이터(510)를 진동하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.
도 32 내지 도 34와 같이, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면의 일부 영역에 압력을 가하는 경우, 복수의 액츄에이터(510)들 중 사용자가 압력을 가하는 위치에 인접한 액츄에이터(510)를 선택하고, 선택된 액츄에이터(510)를 이용하여 사용자의 압력을 감지한다. 이로 인해, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 서로 다른 문턱 값을 적용할 필요가 없다. 또한, 선택된 액츄에이터(510)를 진동하여 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 액츄에이터(510)의 구동 전압들을 조정할 필요가 없다.
도 35는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 36은 일 실시예에서 표시 장치의 일 측면에 인가된 압력에 따라 액츄에이터에 의해 감지되는 감지 전압을 보여주는 그래프이다. 도 37은 일 실시예에서 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액츄에이터의 진동에 따른 진동 가속도를 보여주는 그래프이다.
도 35 내지 도 37의 실시예는 표시 장치(10)가 제1 액츄에이터(510)와 제2 액츄에이터(520)를 포함하는 것에서 도 23 내지 도 25의 실시예와 차이점이 있다.
첫 번째로, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가한다. (도 35의 S501)
두 번째로, 제1 및 제2 액츄에이터들(510, 520)은 커버 윈도우(100)의 우측면부에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 액츄에이터들(510, 520)은 커버 윈도우(100)의 우측면부의 제1 내지 제p 영역들(A1~Ap) 중 두 개의 영역들에 각각 배치될 수 있다. 제1 액츄에이터(510)의 배치 위치와 제2 액츄에이터(520)의 배치 위치는 커버 윈도우(100)의 우측면부의 중앙을 기준으로 대칭될 수 있다. 즉, 제1 액츄에이터(510)는 커버 윈도우(100)의 우측면부의 상측에 인접하게 배치되고, 제2 액츄에이터(520)는 커버 윈도우(100)의 우측면부의 하측에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 36 및 도 37과 같이 제1 액츄에이터(510)는 제2 영역(A2)에 배치되고, 제2 액츄에이터(520)는 제p-1 영역(Ap-1)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 액츄에이터들(510, 520)의 배치 위치는 도 36 및 도 37에 한정되지 않는다.
사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하는 경우, 제1 및 제2 액츄에이터들(510, 520) 각각은 압전 효과에 의해 감지 전압(RV)을 발생시킨다. 액츄에이터 구동부(340)는 제1 액츄에이터(510)의 제1 감지 전압과 제2 액츄에이터(520)의 제2 감지 전압을 감지할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 제1 감지 전압을 디지털 데이터인 제1 감지 데이터(RD1)로 변환하고, 제2 감지 전압을 디지털 데이터인 제2 감지 데이터(RD2)로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 제1 액츄에이터(510)의 제1 감지 데이터(RD1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 감지 데이터(RD2)를 합산하여 최종 감지 데이터(FRD)를 산출할 수 있다.
세 번째로, 최종 감지 데이터(FRD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 지를 판단한다. (도 35의 S503)
메인 프로세서(710)는 최종 감지 데이터(FRD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 지를 판단한다. 메인 프로세서(710)는 선택한 액츄에이터(510)의 최종 감지 데이터(FRD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하였다고 판단할 수 있다.
도 36과 같이, 사용자가 커버 윈도우(100)의 제p-2 영역(Ap-2)에 압력을 가하는 경우, 제1 액츄에이터(510)는 제2 영역(A2)에 배치되고, 제2 액츄에이터(520)는 제p-1 영역(Ap-1)에 배치되므로, 제1 액츄에이터(510)의 제1 감지 데이터(RD1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 감지 데이터(RD2)는 모두 문턱 값(VTH)보다 작을 수 있다. 하지만, 제1 액츄에이터(510)의 제1 감지 데이터(RD1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 감지 데이터(RD2)를 합산한 최종 감지 데이터(FRD)는 문턱 값(VTH)보다 클 수 있다. 즉, 커버 윈도우(100)의 우측면부에 제1 및 제2 액츄에이터들(510, 520)을 배치하는 경우, 제1 액츄에이터(510)의 제1 감지 데이터(RD1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 감지 데이터(RD2)를 합산한 최종 감지 데이터(FRD)를 문턱 값과 비교하면 되므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 서로 다른 문턱 값을 적용할 필요가 없다.
네 번째로, 최종 감지 데이터(FRD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 제1 및 제2 액츄에이터들(510, 520)을 진동하여 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. (도 35의 S504)
메인 프로세서(710)는 최종 감지 데이터(FRD)가 문턱 값(VTH)보다 큰 경우, 전원 제어 기능 또는 음량 조절 기능과 같은 소정의 기능을 실행함과 동시에, 제1 액츄에이터(510)를 구동하기 위한 제1 구동 데이터와 제2 액츄에이터(520)를 구동하기 위한 제2 구동 데이터를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 제1 구동 데이터를 아날로그 데이터인 제1 서브 구동 전압들로 변환하여 제1 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 제2 구동 데이터를 아날로그 데이터인 제2 서브 구동 전압들로 변환하여 제2 액츄에이터(520)로 출력할 수 있다. 제1 액츄에이터(510)는 제1 서브 구동 전압들에 따라 역압전 효과에 의해 진동하고, 제2 액츄에이터(520)는 제2 서브 구동 전압들에 따라 역압전 효과에 의해 진동할 수 있다. 사용자는 제1 액츄에이터(510)의 진동과 제2 액츄에이터(520)의 진동에 의한 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다. 예를 들어, 도 37과 같이 사용자는 제p-2 영역(Ap-2)에서 제1 액츄에이터(510)의 제1 진동 가속도(G1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 진동 가속도(G2)를 합산한 최종 진동 가속도(FG)에 따라 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
도 35 내지 도 37과 같이, 사용자가 소정의 기능을 실행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면의 일부 영역에 압력을 가하는 경우, 제1 액츄에이터(510)의 제1 감지 데이터(RD1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 감지 데이터(RD2)를 합산한 최종 감지 데이터(FRD)를 문턱 값과 비교하여 사용자에 의해 압력이 가해졌는지를 판단한다. 이로 인해, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 서로 다른 문턱 값을 적용할 필요가 없다. 또한, 제1 액츄에이터(510)의 제1 진동 가속도(G1)와 제2 액츄에이터(520)의 제2 진동 가속도(G2)를 합산한 최종 진동 가속도(FG)에 따라 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하므로, 사용자가 압력을 가하는 위치에 따라 액츄에이터(510)의 구동 전압들을 조정할 필요가 없다.
도 38은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 39는 일 실시예에서 표시 장치의 일 측면을 손가락으로 드래깅하는 것을 보여주는 예시 도면이다.
첫 번째로, 사용자가 제1 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅(dragging)을 하는지를 판단한다. 예를 들어, 사용자는 음량을 높이는 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅(dragging)을 하는지를 판단할 수 있다. (도 38의 S601)
사용자가 표시 장치(10)를 터치하는 경우, 센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 감지 전압들을 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 터치 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(330)는 터치 문턱 값보다 큰 터치 로우 데이터의 좌표를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 센서 구동부(330)는 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 복수의 프레임 기간들 동안 입력된 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅을 하는지를 판단할 수 있다. 일 방향은 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 방향으로 표시 장치(10)의 우측면의 하측으로부터 상측으로 진행하는 방향일 수 있다.
두 번째로, 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅한 경우, 표시 장치(10)의 일 측면에 배치된 액츄에이터(510)의 진동 가속도를 점점 증가시킨다. (도 38의 S602)
메인 프로세서(710)는 복수의 프레임 기간들 동안 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 구동 데이터(DD)를 아날로그 데이터인 구동 전압들(ADV)로 변환하여 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)에 따라 역압전 효과에 의해 진동할 수 있다.
이때, 복수의 프레임 기간들 동안 액츄에이터(510)에 인가되는 구동 전압들 각각의 스윙 폭은 점점 증가할 수 있다. 그러므로, 사용자는 진동의 세기가 점점 높아지는 것과 같은 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
세 번째로, 사용자가 제2 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅하지 않은 경우, 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에서 타 방향으로 드래깅 하는지를 판단한다. 예를 들어, 사용자는 음량을 낮추는 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅(dragging)을 하는지를 판단할 수 있다. (도 38의 S603)
메인 프로세서(710)는 복수의 프레임 기간들 동안 입력된 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에서 타 방향으로 드래깅을 하는지를 판단할 수 있다. 타 방향은 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 방향으로 표시 장치(10)의 우측면의 상측으로부터 하측으로 진행하는 방향일 수 있다.
네 번째로, 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에서 타 방향으로 드래깅한 경우, 표시 장치(10)의 일 측면에 배치된 액츄에이터(510)의 진동 가속도를 점점 감소시킨다. (도 38의 S604)
복수의 프레임 기간들 동안 액츄에이터(510)에 인가되는 구동 전압들(ADV) 각각의 스윙 폭은 점점 증가할 수 있다. 그러므로, 사용자는 진동의 세기가 점점 낮아지는 것과 같은 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
도 38 및 도 39와 같이, 사용자는 표시 장치(10)의 일 측면에서 일 방향으로 드래깅하는 경우와 타 방향으로 드래깅하는 경우에, 표시 장치(10)의 일 측면에 배치된 액츄에이터(510)의 진동 가속도를 증가 또는 감소함으로써, 사용자에게 상이한 피드백을 제공할 수 있다.
도 40은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 41은 일 실시예에서 표시 패널의 일 측면을 손가락으로 줌-인 또는 줌-아웃하는 것을 보여주는 예시 도면이다.
첫 번째로, 사용자가 제1 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-인(zoon-in) 터치를 수행하였는지를 판단한다. 예를 들어, 사용자는 줌-인 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-인 터치를 수행하였는지를 판단할 수 있다. (도 40의 S701)
사용자가 표시 장치(10)를 터치하는 경우, 센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 감지 전압들을 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 터치 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(330)는 터치 문턱 값보다 큰 터치 로우 데이터의 좌표를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 센서 구동부(330)는 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 복수의 프레임 기간들 동안 입력된 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-인 터치를 수행하였는지를 판단할 수 있다.
두 번째로, 사용자가 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-인(zoon-in) 터치를 수행한 경우, 표시 장치(10)의 일면에 배치된 액츄에이터(510)의 진동 가속도를 점점 증가시킨다. (도 40의 S702)
메인 프로세서(710)는 복수의 프레임 기간들 동안 구동 데이터(DD)를 액츄에이터 구동부(340)로 출력할 수 있다. 액츄에이터 구동부(340)는 디지털 데이터인 구동 데이터(DD)를 아날로그 데이터인 구동 전압들(ADV)로 변환하여 액츄에이터(510)로 출력할 수 있다. 액츄에이터(510)는 구동 전압들(ADV)에 따라 역압전 효과에 의해 진동할 수 있다.
이때, 복수의 프레임 기간들 동안 액츄에이터(510)에 인가되는 구동 전압들 각각의 스윙 폭은 점점 증가할 수 있다. 그러므로, 사용자는 진동의 세기가 점점 높아지는 것과 같은 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
세 번째로, 사용자가 제2 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-인 터치를 수행하지 않은 경우, 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-아웃(zoon-out) 터치를 수행하였는지를 판단한다. 예를 들어, 사용자는 줌-아웃 기능을 수행하기 위해 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-아웃 터치를 수행하였는지를 판단할 수 있다. (도 40의 S703)
메인 프로세서(710)는 복수의 프레임 기간들 동안 입력된 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-아웃 터치를 수행하였는지를 판단할 수 있다.
네 번째로, 사용자가 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-아웃 터치를 수행한 경우, 표시 장치(10)의 일면에 배치된 액츄에이터(510)의 진동 가속도를 점점 감소시킨다. (도 40의 S704)
복수의 프레임 기간들 동안 액츄에이터(510)에 인가되는 구동 전압들(ADV) 각각의 스윙 폭은 점점 증가할 수 있다. 그러므로, 사용자는 진동의 세기가 점점 낮아지는 것과 같은 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
도 40 및 도 41와 같이, 사용자는 표시 장치(10)의 일 면에서 줌-인 터치 또는 줌-아웃 터치를 수행하는 경우, 표시 장치(10)의 일 측면에 배치된 액츄에이터(510)의 진동 가속도를 증가 또는 감소함으로써, 사용자에게 상이한 피드백을 제공할 수 있다.
도 42는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 42의 실시예는 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하기 위해, 표시 장치(10)의 일 측면을 터치하는 경우, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 깨어나도록 제어하는 것에서 도 30 및 도 31의 실시예와 차이가 있다. 그러므로, 도 42에 도시된 S801, 및 S803 내지 S805 단계들은 생략한다.
도 42를 참조하면, 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하기 위해, 표시 장치(10)의 일 측면을 터치하는 경우, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 웨이크 업(wake-up) 한다. 슬립 모드에서 표시 장치(10)의 소비 전력을 절감하기 위해 표시 패널(300)의 표시 유닛(PAL)에 전원이 공급되지 않으며, 이로 인해 표시 패널(300)에 화상이 표시되지 않을 수 있다. (도 42의 S802)
사용자가 압력을 가하기 위해 표시 장치(10)를 터치하는 경우, 센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 감지 전압들을 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 터치 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(330)는 터치 문턱 값보다 큰 터치 로우 데이터의 좌표를 터치 좌표로 산출할 수 있다. 센서 구동부(330)는 사용자의 터치 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자의 터치가 발생하였다고 판단되는 경우, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 웨이크 업(wake-up)할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 슬립 모드에서 깨어나는 경우, 표시 패널(300)이 잠금 화면과 같은 초기 화면을 표시하도록 제어할 수 있다.
도 42와 같이, 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면을 터치하기 이전에, 표시 장치(10)가 슬립 모드로 구동될 수 있으므로, 표시 장치(10)의 소비 전력을 절감할 수 있다.
도 43은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 햅틱 피드백 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 43의 실시예는 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하기 위해, 표시 장치(10)에 근접하는 경우, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 깨어나도록 제어하는 것에서 도 30 및 도 31의 실시예와 차이가 있다. 그러므로, 도 43에 도시된 S903 내지 S906 단계들은 생략한다.
첫 번째로, 표시 장치(10)의 일 측면에 근접한 물체가 있는지를 판단한다. (도 43의 S901)
사용자가 압력을 가하기 위해 표시 장치(10)의 일 측면에 근접하는 경우, 센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SENL)의 센서 감지 전압들을 터치 로우 데이터로 변환하고, 터치 로우 데이터를 분석하여 사용자의 근접 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(330)는 근접 문턱 값보다 큰 터치 로우 데이터의 좌표를 근접 좌표로 산출할 수 있다. 근접 문턱 값은 터치 문턱 값보다 작을 수 있다. 센서 구동부(330)는 사용자의 근접 좌표를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 근접하였는지를 판단할 수 있다.
두 번째로, 표시 장치(10)의 일 측면에 근접한 물체를 감지하는 경우, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 웨이크 업할 수 있다. (도 43의 S902)
메인 프로세서(710)는 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 근접하였다고 판단되는 경우, 표시 장치(10)를 슬립 모드에서 웨이크 업할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 슬립 모드에서 깨어나는 경우, 표시 패널(300)이 잠금 화면과 같은 초기 화면을 표시하도록 제어할 수 있다.
도 42와 같이, 사용자가 표시 장치(10)의 일 측면에 압력을 가하기 위해 표시 장치(10)에 근접하기 이전에, 표시 장치(10)가 슬립 모드로 구동될 수 있으므로, 표시 장치(10)의 소비 전력을 절감할 수 있다.
도 44는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 45는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널, 액츄에이터, 및 메인 프로세서를 보여주는 블록도이다.
도 44 및 도 45의 실시예는 액츄에이터 구동부(340)가 센서 구동부(330)에 통합되어 생략된 것에서 도 2 및 도 9의 실시예와 차이점이 있다. 도 44 및 도 45와 같이, 액츄에이터 구동부(340)가 센서 구동부(330)에 통합되어 생략되는 경우, 표시 회로 보드(310)에 부착되는 집적 회로의 개수를 줄일 수 있으므로, 비용을 절감할 수 있다.
도 46은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 촉감 패턴들과 액츄에이터들을 보여주는 일 예시 도면이다.
도 46에서는 표시 장치(10)가 메인 표시부(MDA)와 보조 표시부(ADA)를 포함하는 노트북인 것을 예시하였다.
도 46을 참조하면, 표시 장치(10)는 메인 영상을 표시하는 메인 표시부(MDA)와 음량 조절, 화면 밝기 조절, 어플리케이션 전환, 홈 화면 전환, 소리/진동/무음 전환, 및 보조창 온/오프 설정을 위한 아이콘 등 보조 영상을 표시하는 보조 표시부(ADA)를 포함할 수 있다. 보조 표시부(ADA)에는 복수의 액츄에이터(510)들이 배치되고, 복수의 액츄에이터(510)들과 각각 중첩하는 복수의 촉감 패턴(110)들이 배치될 수 있다.
도 46과 같이, 사용자는 보조 표시부(ADA)에 표시된 아이콘들을 실행하기 위해 아이콘들 상에 배치된 복수의 촉감 패턴(110)들에 압력을 가할 수 있다. 표시 장치(10)는 복수의 액츄에이터(510)들을 이용하여 사용자의 압력을 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 액츄에이터(510)를 진동하여 사용자에게 햅틱 피드백을 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
110: 촉감 패턴 300: 표시 패널
310: 표시 회로 보드 320: 표시 구동부
330: 센서 구동부 340: 액츄에이터 구동부
400: 패널 하부 커버 510: 액츄에이터
511: 진동층 512: 제1 전극
5121: 제1 줄기 전극 5122: 제1 가지 전극
513: 제2 전극 5131: 제2 줄기 전극
5132: 제2 가지 전극 570: 제1 연성 회로 기판
600: 브라켓 700: 메인 회로 보드
710: 메인 프로세서 720: 카메라 장치
730: 메인 커넥터 790: 배터리
900: 하부 커버

Claims (31)

  1. 화상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되며, 촉감 패턴을 포함하는 커버 윈도우; 및
    상기 표시 패널의 제1 면의 반대면인 제2 면 상에 배치되며, 상기 표시 패널의 두께 방향에서 상기 촉감 패턴과 중첩하는 액츄에이터를 구비하고,
    상기 액츄에이터는 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 압전 물질을 갖는 진동층을 포함하며,
    상기 진동층은 상기 진동층에 인가되는 압력에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나로 상기 감지 전압을 출력하고, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 구동 전압들 중 제1 구동 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 상기 구동 전압들 중 제2 구동 전압에 따라 상기 진동을 발생하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 감지 전압을 디지털 데이터인 감지 데이터로 변환하여 출력하며, 상기 감지 데이터가 문턱 값보다 큰 경우 상기 액츄에이터를 진동하기 위한 구동 데이터를 입력 받고, 상기 구동 데이터를 구동 전압들로 변환하여 상기 액츄에이터에 인가하는 액츄에이터 구동부를 더 구비하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 상기 커버 윈도우의 제1 면 상에 배치되는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 실리콘(Si) 계열의 무기 물질, 자외선 경화 가능한 아크릴 또는 열 경화 가능한 에폭시와 같은 유기 물질과 실리콘(Si) 계열의 무기 물질이 공유 결합된 물질, 또는 투명 플라스틱과 무기 물질을 포함하는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 상기 커버 윈도우의 제1 면에 배치되는 홀 패턴 상에 배치되는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 상기 커버 윈도우와 일체로 형성되며, 상기 커버 윈도우로부터 돌출되는 양각 패턴인 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 상기 커버 윈도우와 일체로 형성되며, 상기 커버 윈도우의 제1 면에 형성된 음각 패턴인 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 상기 커버 윈도우의 절곡부를 포함하는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 평면 상 다각형, 원형 또는 타원형의 형태를 갖는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 평면 상 다각형, 원형 또는 타원형의 프레임의 형태를 갖는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 촉감 패턴은 평면 상 다각형, 원형 또는 타원형을 이루는 복수의 도트들을 포함하는 표시 장치.
  13. 화상을 표시하기 위한 표시 유닛;
    상기 표시 유닛 상에 배치되며, 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 유닛; 및
    상기 표시 유닛 아래에 배치되며, 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생하는 액츄에이터를 구비하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 압전 물질을 갖는 진동층을 포함하며,
    상기 진동층은 상기 진동층에 인가되는 압력에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나로 상기 감지 전압을 출력하고, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 구동 전압들 중 제1 구동 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 상기 구동 전압들 중 제2 구동 전압에 따라 상기 진동을 발생하는 표시 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 센서 유닛 상에 배치되는 커버 윈도우;
    상기 사용자가 상기 커버 윈도우 상에 압력을 인가하는 경우, 상기 센서 유닛의 센서 전극들로부터의 센서 감지 전압들을 입력 받고, 상기 사용자의 터치 위치를 산출하는 센서 구동부; 및
    상기 사용자의 터치 위치에 따라 위치 문턱 전압을 산출하며, 상기 감지 전압을 디지털 데이터인 감지 데이터로 변환하여 출력하며, 상기 감지 데이터가 상기 위치 문턱 값보다 큰 경우, 상기 액츄에이터를 진동하기 위한 구동 데이터를 입력 받고, 상기 구동 데이터를 구동 전압들로 변환하여 상기 액츄에이터에 인가하는 액츄에이터 구동부를 더 구비하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 위치와 상기 액츄에이터 사이의 거리가 멀어질수록 상기 위치 문턱 전압은 작아지는 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우의 제1 면 상에서 일 방향으로 나란하게 배치되는 촉감 패턴들을 더 구비하고,
    상기 액츄에이터로부터 멀어질수록 상기 촉감 패턴들 각각의 상기 일 방향의 길이는 길어지는 표시 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우의 제1 면 상에 일 방향으로 나란하게 배치되는 촉감 패턴들을 더 구비하고,
    상기 액츄에이터로부터 멀어질수록 상기 촉감 패턴들 각각의 높이는 커지는 표시 장치.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 위치와 상기 액츄에이터 사이의 거리가 멀수록 상기 액츄에이터의 진동 가속도는 커지는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 위치와 상기 액츄에이터 사이의 거리가 멀수록 상기 구동 전압들 각각의 스윙 폭은 커지는 표시 장치.
  21. 제15 항에 있어서,
    상기 센서 구동부와 상기 액츄에이터 구동부 각각은 집적 회로로 이루어진 표시 장치.
  22. 제15 항에 있어서,
    상기 센서 구동부와 상기 액츄에이터 구동부는 하나의 집적 회로로 이루어진 표시 장치.
  23. 화상을 표시하기 위한 표시 유닛;
    상기 표시 유닛 상에 배치되며, 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 유닛; 및
    상기 표시 유닛 아래에 배치되며, 서로 떨어져 배치되는 복수의 액츄에이터들을 구비하고,
    상기 복수의 액츄에이터들 각각은 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생하는 표시 장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 복수의 액츄에이터들 각각은 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 압전 물질을 갖는 진동층을 포함하며,
    상기 진동층은 상기 진동층에 인가되는 압력에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나로 상기 감지 전압을 출력하고, 상기 제1 전극에 인가되는 상기 구동 전압들 중 제1 구동 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 상기 구동 전압들 중 제2 구동 전압에 따라 상기 진동을 발생하는 표시 장치.
  25. 제23 항에 있어서,
    상기 센서 유닛 상에 배치되는 커버 윈도우;
    상기 사용자가 상기 커버 윈도우 상에 압력을 인가하는 경우, 상기 센서 유닛으로부터 센서 감지 전압들을 입력 받고, 상기 사용자의 터치 위치를 산출하는 센서 구동부; 및
    상기 복수의 액츄에이터들 중에서 상기 사용자의 터치 위치에 인접한 액츄에이터를 선택하고, 상기 감지 전압을 디지털 데이터인 감지 데이터로 변환하여 출력하며, 선택된 액츄에이터의 감지 데이터가 문턱 값보다 큰 경우 선택된 액츄에이터를 진동하기 위한 구동 데이터를 입력 받고, 상기 구동 데이터를 구동 전압들로 변환하여 상기 액츄에이터에 인가하는 액츄에이터 구동부를 더 구비하는 표시 장치.
  26. 화상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 커버 윈도우; 및
    상기 표시 패널의 제1 면의 반대면인 제2 면 상에 배치되며, 서로 떨어져 배치되는 제1 및 제2 액츄에이터들을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 액츄에이터들 각각은 인가되는 압력에 따라 감지 전압을 출력하고, 인가되는 구동 전압들에 따라 진동을 발생하는 표시 장치.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 제1 액츄에이터의 제1 감지 전압을 제1 감지 데이터로 변환하고, 상기 제2 액츄에이터의 제2 감지 전압을 제2 감지 데이터로 변환하여 출력하며, 상기 제1 감지 데이터와 상기 제2 감지 데이터를 합산한 최종 감지 데이터가 문턱 값보다 큰 경우 상기 제1 액츄에이터를 진동하기 위한 제1 구동 데이터와 상기 제2 액츄에이터를 구동하기 위한 제2 구동 데이터를 입력 받으며, 상기 제1 구동 데이터를 제1 서브 구동 전압들로 변환하여 상기 제1 액츄에이터에 인가하고, 상기 제2 구동 데이터를 제2 서브 구동 전압들로 변환하여 상기 제2 액츄에이터에 인가하는 액츄에이터 구동부를 더 구비하는 표시 장치.
  28. 사용자가 표시 장치의 제1 면에 압력을 인가하는 단계;
    상기 사용자의 터치 위치를 산출하고, 상기 사용자의 터치 위치에 따른 위치 문턱 값을 산출하는 단계;
    상기 압력에 의해 액츄에이터로부터 감지되는 감지 전압을 감지 데이터로 변환하고, 상기 감지 데이터를 상기 위치 문턱 값과 비교하는 단계; 및
    상기 감지 데이터가 상기 위치 문턱 값보다 큰 경우, 상기 액츄에이터를 진동하기 위해 상기 액츄에이터에 상기 구동 전압들을 인가하는 단계를 포함하는 표시 장치의 햅틱 피드백 방법.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 위치와 상기 액츄에이터 사이의 거리가 멀수록 상기 구동 전압들 각각의 스윙 폭은 커지는 표시 장치의 햅틱 피드백 방법.
  30. 제28 항에 있어서,
    사용자가 표시 장치의 제1 면에 압력을 인가하는 단계는,
    상기 사용자가 상기 표시 장치의 제1 면에 압력을 인가하기 위해 상기 표시 장치의 제1 면을 터치하는 경우, 상기 표시 장치가 슬립 모드에서 깨어나는 표시 장치의 햅틱 피드백 방법.
  31. 제28 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 제1 면 상에 인접하는 물체가 감지되는 경우, 상기 표시 장치가 슬립 모드에서 깨어나는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 햅틱 피드백 방법.
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