KR20220108262A - 전자 장치 - Google Patents

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KR20220108262A
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area
folding
sensor
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electronic device
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KR1020210010441A
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오예린
김수원
구자승
정수현
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

전자 장치는 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 영상이 표시되는 액티브 영역을 포함하는 전자 패널, 및 전자 패널의 하 측에 배치되어 외부 입력을 감지하고, 서로 이격된 제1 및 제2 센서를 포함하는 펜 감지 모듈을 포함하고, 액티브 영역은 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 제1 영역, 폴딩 영역, 및 제2 영역을 포함하고, 폴딩 축은 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고, 제1 센서는 제1 영역에 중첩하고, 제2 센서는 평면상에서 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 제1 센서로부터 이격되어 제2 영역에 중첩한다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 전자기 펜에 대한 입력을 감지하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 전자기 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다. 특히, 표시 장치는 전자기 펜에 의한 터치를 감지하기 위해 디지타이저를 포함할 수 있다. 디지타이저는 전자기 공명(electromagnetic resonance, EMR) 방식 또는 능동 정전기(active electrostatic, AES) 방식 등 다양한 형태로 전자 장치에 적용될 수 있다.
본 발명은 전자기 펜에 의한 터치를 감지 할 수 있고 폴딩 가능한 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 영상이 표시되는 액티브 영역을 포함하는 전자 패널, 및 상기 전자 패널의 하 측에 배치되어 외부 입력을 감지하고, 서로 이격된 제1 및 제2 센서들을 포함하는 펜 감지 모듈을 포함하고, 상기 액티브 영역은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 제1 영역, 폴딩 영역, 및 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩 축은 상기 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고, 상기 제1 센서는 상기 제1 영역에 중첩하고, 상기 제2 센서는 평면상에서 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 상기 제1 센서로부터 이격되어 상기 제2 영역에 중첩한다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 어느 하나는 전자기 유도를 위한 복수의 코일들을 포함할 수 있다.
상기 전자 패널은, 상기 영상을 생성하는 복수의 화소들을 포함하고, 상기 화소들은 상기 폴딩 영역에 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 화소들 상에 배치되고 상기 외부 입력과 상이한 형태의 외부 입력을 감지하는 입력 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 입력 센서는 복수의 감지 패턴들을 포함하고, 상기 감지 패턴들은 상기 폴딩 영역에 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 펜 감지 모듈 하 측에 배치된 지지 플레이트를 더 포함하고, 상기 지지 플레이트는 금속을 포함할 수 있다.
상기 지지 플레이트는 상기 폴딩 영역, 상기 제1 영역, 및 상기 제2 영역에 중첩할 수 있다.
상기 지지 플레이트에는 상기 폴딩 영역에 중첩하는 복수의 홀들이 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 제1 외부 입력을 감지하는 전자 패널, 및 상기 전자 패널의 하 측에 배치되고 상기 제1 외부 입력과 상이한 제2 외부 입력을 감지하는 펜 감지 모듈을 포함하고, 상기 전자 패널은 평면상에서 상기 폴딩 축을 중심으로 폴딩되는 폴딩 영역, 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향에서 서로 이격된 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩 축은 상기 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고, 상기 펜 감지 모듈은 평면상에서 상기 폴딩 영역과 비 중첩한다.
상기 제2 외부 입력은 전자기 펜일 수 있다.
상기 펜 감지 모듈은 상기 제1 영역에 중첩하는 제1 센서 및 상기 제2 영역에 중첩하는 제2 센서를 포함하고, 상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 서로 마주하는 측면들을 포함할 수 있다.
상기 전자 패널은 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널을 더 포함하고, 상기 화소들은 상기 폴딩 영역에 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 펜 감지 모듈 하측에 배치된 지지 플레이트를 더 포함하고, 상기 지지 플레이트는 상기 폴딩 영역에 중첩할 수 있다.
상기 지지 플레이트에는 상기 폴딩 영역에 중첩하는 복수의 개구부들이 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 영상이 표시되는 액티브 영역을 포함하는 전자 패널, 및 상기 전자 패널의 하 측에 배치되고 서로 이격되며 각각이 제1 외부 입력을 감지하는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고, 상기 액티브 영역은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 제1 영역, 폴딩 영역, 및 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩 축은 상기 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고, 상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 서로 마주하는 측면들을 포함한다.
상기 폴딩 영역은 상기 제1 외부 입력이 감지되지 않을 수 있다.
상기 영상은 상기 제1 영역에 제공되는 제1 영상, 상기 제2 영역에 제공되는 제2 영상, 및 상기 폴딩 영역에 제공되는 제3 영상을 포함하고, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은 상기 제1 외부 입력에 대응되어 출력되고, 상기 제3 영상은 상기 제1 외부 입력에 대응되지 않을 수 있다.
상기 전자 패널은 상기 제1 외부 입력과 상이한 제2 외부 입력을 감지하는 감지 센서를 더 포함하고, 상기 감지 센서는 상기 폴딩 영역에 인가된 제2 외부 입력을 감지할 수 있다.
상기 제3 영상은 상기 제2 외부 입력에 대응되어 출력될 수 있다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각은 디지타이저를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴딩 스트레스에 따른 펜 감지 모듈의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 다양한 형태의 외부 입력을 감지할 수 있어 전자 장치의 활용도가 향상될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도들이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도들이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
도 3a 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 전자 장치의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도들이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지타이저의 구성을 간략히 도시한 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도들이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도들이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "상에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의될 수 있다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도들이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도들이다. 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다. 도 1a 및 도 1b에는 펼쳐진 상태의 전자 장치(1000)를 도시하였고, 도 2a 내지 도 2c에는 폴딩된 상태의 전자 장치(1000)를 도시하였다. 이하, 도 1a 내지 도 2c를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전자 장치(1000)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 휴대폰, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1a 및 도 1b에서는 전자 장치(1000)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
전자 장치(1000)는 영상을 표시하고 외부 입력을 감지할 수 있다. 전자 장치(1000)는 액티브 영역(AA)을 통해 영상을 표시할 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 전자 장치(1000)에 있어서, 액티브 영역(AA)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면을 포함할 수 있다.
전자 장치(1000)의 두께 방향은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 교차하는 제3 방향(DR3)과 나란할 수 있다. 따라서, 전자 장치(1000)를 구성하는 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)을 기준으로 정의될 수 있다.
전자 장치(1000)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 전자기 펜(PN), 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다.
전자 장치(1000)는 복수의 외부 입력들을 감지할 수도 있다. 예를 들어, 도 1a에서는 외부 입력의 일 실시예로 사용자의 손(TC)을 도시하였다. 전자 장치(1000)는 사용자의 손(TC)에 의해 변화된 커패시턴스나 임피턴스를 통해 사용자의 손(TC)이 입력된 위치나 세기를 감지할 수 있다.
또한, 도 1b에서는 외부 입력의 일 실시예로 전자기 펜(PN)을 도시하였다. 전자 장치(1000)는 전자 장치(1000) 내부에서 발생된 자기장과 전자기 펜(PN) 사이에 발생하는 전자기 유도에 의한 공명(Electro Magnetic Resonance, EMR)에 의해 전자기 펜(PN)이 입력된 위치나 세기를 감지할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 전자 장치(1000)는 폴딩 가능할 수 있다. 본 실시예에서, 전자 장치(1000)는 제2 방향(DR2)과 평행하게 연장된 폴딩 축(FX)을 중심으로 폴딩될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서는 폴딩 축(FX)이 제2 방향(DR2)으로 연장된 것을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴딩 축(FX)은 제1 방향(DR1)과 나란한 방향을 따라 연장할 수도 있다. 이 경우, 제1 영역(NFA1), 폴딩 영역(FA), 및 제2 영역(NFA2)은 제2 방향(DR2)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
액티브 영역(AA)은 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 배열된 제1 영역(NFA1), 폴딩 영역(FA), 및 제2 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FA)은 전자 장치(1000)의 폴딩 동작에 따라, 폴딩 축(FX)을 중심으로 플랫하거나 곡면을 형성하는 영역일 수 있다. 이와 달리, 제1 영역(NFA1) 및 제2 영역(NFA2)은 전자 장치(1000)의 폴딩 동작에 따라, 플랫하게 유지되는 형상을 가진 영역일 수 있다. 제1 영역(NFA1) 및 제2 영역(NFA2)은 전자 장치(1000)의 폴딩 동작에 따라, 위치의 이동만 있을 뿐, 자체의 형상 변형은 발생되지 않는다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 전자 장치(1000)가 폴딩되면, 폴딩 영역(FA)은 폴딩 축(FX)을 향해 오목하도록 휘어진 곡면을 형성하고, 제1 영역(NFA1)과 제2 영역(NFA2)은 서로 마주할 수 있다. 따라서, 완전히 폴딩된 상태에서, 액티브 영역(AA)은 외부로 노출되지 않을 수 있으며, 이는 인-폴딩(in-folding)으로 지칭될 수 있다.
또는, 도 2b 및 도 2c에 도시된 것과 같이, 전자 장치(1000)가 폴딩되면, 폴딩 영역(FA)은 폴딩 축(FX)을 향해 볼록하도록 휘어진 곡면을 형성할 수 있다. 따라서, 완전히 폴딩된 상태에서, 제1 영역(NFA1)과 제2 영역(NFA2)은 서로 대향되는(opposing) 방향으로 영상을 표시할 수 있으며, 이는 아웃-폴딩(out-folding)으로 지칭될 수 있다. 이에 따라, 도 2c에 도시된 것과 같이, 완전히 아웃-폴딩된 상태에서, 제2 영역(NFA2)이 보이는 위치에서 제1 영역(NFA1)은 노출되지 않을 수 있다.
본 실시예에서, 전자 장치(1000)는 폴딩 축(FX)을 중심으로 펼쳐지거나 폴딩될 수 있으며, 폴딩 되는 경우, 인-폴딩 또는 아웃-폴딩될 수 있도록 도시되었다. 다만, 이는 예시적인 것으로 전자 장치(1000)의 동작이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 인-폴딩만 가능하거나, 아웃-폴딩만 가능하도록 폴딩될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)는 폴딩 축(FX)을 중심으로 폴딩될 수 있다면, 다양한 형태로 설계될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
한편, 도 1a 내지 도 2c에서는 하나의 폴딩 영역을 가진 실시예가 도시되었으나, 폴딩 영역의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 3 개 이상의 영역들 및 각각이 인접한 영역들 사이에 위치하는 복수의 폴딩 영역들을 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)는 외부 입력의 형태에 따라 감지하는 영역을 다르게 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손(TC)은 액티브 영역(AA) 전면에서 감지될 수 있다. 이와 달리, 전자기 펜(PN)은 액티브 영역(AA) 중 일부에서만 감지될 수 있다. 전자기 펜(PN)은 액티브 영역(AA) 중 폴딩 영역(FA)을 제외한 영역, 구체적으로 제1 영역(NFA1) 및 제2 영역(NFA2)에서 감지될 수 있다. 본 발명에 따르면, 전자기 펜(PN)의 감지 영역에서 폴딩 영역(FA)이 제외되도록 전자 장치(1000)를 설계함으로써, 폴더블 전자 장치에서의 전자기 펜(PN) 감지 불량 문제가 방지될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 도시되지 않았으나, 액티브 영역(AA)은 적어도 하나의 전자 모듈들과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈들은 카메라 모듈 및 근접 조도 센서 등을 포함할 수 있다. 전자 모듈들은 액티브 영역(AA)을 통해 전달되는 외부 입력을 수신하거나, 액티브 영역(AA)을 통해 출력을 제공할 수 있다. 카메라 모듈 및 근접 조도 센서 등과 중첩하는 액티브 영역(AA)의 일부분은 액티브 영역(AA)의 다른 일부분보다 높은 투과율을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 전자 모듈들이 배치될 영역을 액티브 영역(AA) 주변의 주변 영역(NA)에 제공하지 않아도 된다. 그 결과, 전자 장치(1000)의 전면 대비 액티브 영역(AA)의 면적 비율은 증가될 수 있다.
도 3a 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 전자 장치의 블록도이다. 도 3a에는 도 1a에 도시된 전자 장치(1000)의 분해 사시도를 간략히 도시하였고, 도 3b에는 도 3a에 도시된 구성들 중 생략된 일부 구성들도 블록으로 도시되었다. 이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 전자 장치(1000)는 전자 패널(100), 펜 감지 모듈(200), 지지 플레이트(300), 윈도우(400), 및 하부 모듈()을 포함할 수 있다.
전자 패널(110)은 플렉서블한 패널일 수 있다. 이에 따라, 전자 패널(100)은 전체적으로 말리거나 폴딩 축(FX)을 중심으로 접히거나 펼쳐질 수 있다. 전자 패널(100)은 표시 패널(110) 및 입력 센서(120)를 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 영상을 생성한다. 표시 패널(110)은 발광형 표시 패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시 패널 또는 퀀텀닷(quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다. 유기발광 표시 패널의 발광층은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷, 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시 패널로 설명된다.
표시 패널(110)은 복수의 화소들(미도시)을 포함할 수 있다. 화소들 각각은 적어도 하나의 트랜지스터 및 트랜지스터에 전기적으로 연결된 표시 소자를 포함할 수 있다. 표시 소자들 각각은 광을 표시하여 영상을 구현한다. 액티브 영역(AA: 도 1a 참조)은 표시 소자들이 배치된 영역일 수 있다.
표시 소자는 액정 커패시터, 전기영동 커패시터, 또는 발광층을 포함하는 발광 소자일 수 있다. 발광 소자는 상술한 유기층을 포함하는 유기발광소자나 양자점을 포함하는 퀀텀닷 발광 소자일 수 있다. 한편, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 표시 패널(110)은 영상을 표시할 수 있다면 다양한 형태의 화소들을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
입력 센서(120)는 표시 패널(110) 상에 배치된다. 입력 센서(120)는 외부 입력을 감지할 수 있다. 본 실시예에서, 입력 센서(120)는 사용자의 손(TC)에 의해 전달된 신호를 감지할 수 있다. 입력 센서(120)는 액티브 영역(AA) 전면에 걸쳐 사용자의 손(TC)이 인가된 위치 및/또는 세기를 감지할 수 있다. 한편, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 입력 센서(120)는 다양한 형태의 입력을 감지할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
입력 센서(120)는 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 센서(120)는 연속공정에 의해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 즉, 입력 센서(120)는 별도의 점착 필름 등의 결합 부재 없이 표시 패널(DP) 상에 직접 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 입력 센서(120)는 점착 필름 등의 결합 부재를 사이에 두고 표시 패널(DP)에 결합될 수 있다. 이 경우, 입력 센서(120)는 표시 패널(DP)과 별도의 공정을 통해 제조된 후, 점착 필름에 의해 표시 패널(DP)의 상면에 결합될 수 있다.
펜 감지 모듈(200)은 전자 패널(100)과 지지 플레이트(300) 사이에 배치된다. 펜 감지 모듈(200)은 전자 패널(100)이 감지하는 외부 입력과 상이한 외부 입력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 펜 감지 모듈(200)은 상술한 전자기 펜(PN: 도 1b 참조)에 의해 전달된 신호를 감지할 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 외부 입력의 형태에 따라 감지하는 센서의 위치가 다를 수 있다.
펜 감지 모듈(200)은 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)를 포함할 수 있다. 제1 센서(210) 및 제2 센서(220) 각각은 동일한 구조를 가지며 동일한 방식으로 구동될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 센서(210) 및 제2 센서(220) 각각은 전자기 유도에 의한 공명(Electro Magnetic Resonance, EMR)을 이용한 방식으로 구동되는 실시예로 도시되었다. 다만, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)는 서로 상이한 구조를 갖거나 상이한 방식으로 구동될 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
제1 센서(210) 및 제2 센서(220)는 폴딩 영역(FA)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 제1 센서(210) 및 제2 센서(220)는 폴딩 축(FX)에 교차하는 방향, 즉 제1 방향(DR1)에서 서로 이격될 수 있다.
제1 센서(210)는 제1 영역(NFA1)에 중첩하여 배치되고 제2 센서(220)는 제2 영역(NFA2)에 중첩하여 배치될 수 있다. 제1 센서(210)는 제1 영역(NFA1)에 인가되는 전자기 펜(PN)의 위치나 세기를 감지할 수 있다. 제2 센서(220)는 제2 영역(NFA2)에 인가되는 전자기 펜(PN)의 위치나 세기를 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자 장치(1000)는 다양한 형태로 입력되는 외부 입력들을 감지할 수 있어, 전자 장치(1000)의 활용성이 높아질 수 있다. 또한, 펜 감지 모듈(200)은 복수의 디지타이저들(210, 220)을 포함함으로써, 폴딩 영역(FA)에 비 중첩하여 배치될 수 있다.
펜 감지 모듈(200)은 전자 장치(1000)의 폴딩에 의해 형상 변형이 발생되는 폴딩 영역(FA)에 배치되지 않는다. 즉, 본 실시예에서, 폴딩 영역(FA)은 영상이 표시되나 전자기 펜(PN: 도 1b 참조)에 의한 외부 입력은 감지되지 않는 영역일 수 있다. 또한, 본 실시예에서 폴딩 영역(FA)은 사용자의 손(TC)에 의한 외부 입력은 감지되나 전자기 펜(PN)에 의한 외부 입력은 감지되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 폴딩 영역(FA)은 화소들이나 입력 센서(120)와 펜 감지 모듈(200)이 평면상에서 중첩하지 않는 영역일 수 있다.
본 발명에 따르면, 펜 감지 모듈(200)을 폴딩 영역(FA)에 비 중첩하도록 함으로써, 폴딩에 따른 스트레스로 인한 펜 감지 모듈(200)의 손상이 방지될 수 있어 전자 장치(1000)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 펜 감지 모듈(200)이 유연성을 확보하지 않아도 되므로, 펜 감지 모듈(200)의 설계 자유도가 향상될 수 있다.
지지 플레이트(300)는 펜 감지 모듈(200)의 하 측에 배치되어 전자 패널(100)과 펜 감지 모듈(200)을 지지한다. 지지 플레이트(300)는 판 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(300)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 전자 패널(100)의 형상과 대응되는 형상을 가진 하나의 통 판 형태로 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 지지 플레이트(300)는 제1 영역(NFA1), 제2 영역(NFA2) 각각에 중첩하는 2 이상의 부분들로 분리되어 제공될 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
지지 플레이트(300)는 전자 패널(100)에 비해 높은 모듈러스를 가진 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(300)는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(300)는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 지지 플레이트(300)는 금속을 포함함으로써, 전자 패널(100)을 지지하는 것과 동시에 방열층으로서 기능할 수도 있다. 다만, 이는 예시적으로 설명한 것이고, 지지 플레이트(300)는 전자 패널(100)을 지지할 수 있다면 다양한 물질을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
지지 플레이트(300)는 폴딩 영역(FA)과 중첩하는 영역에 형성된 복수의 개구부들(HH)을 포함할 수 있다. 개구부들(HH) 각각은 지지 플레이트(300)를 관통하여 정의된다. 개구부들(HH)은 서로 이격되어 배열될 수 있다. 개구부들(HH)은 예를 들어 지그 재그 형태로 배열될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
한편, 개구부들(HH)은 지지 플레이트(300)의 상면 또는 하면으로부터 함몰된 그루브(groove) 패턴일 수도 있다. 개구부들(HH)은 지지 플레이트(300)의 폴딩 영역(FA)에서의 두께를 감소시킴으로써, 폴딩 영역(FA)에서의 지지 플레이트(300)의 유연성이 향상될 수 있다.
윈도우(400)는 전자 패널(100) 상에 배치되어 전자 패널(100)을 보호한다. 외부 입력은 실질적으로 윈도우(400)에 제공될 수 있다. 윈도우(400)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 전자 패널(100)에서 생성된 영상은 윈도우(400)를 관통하여 사용자에게 용이하게 인식될 수 있다.
예를 들어, 윈도우(400)는 박막 글라스 또는 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 윈도우(400)가 박막 글라스를 포함하는 경우, 윈도우(400)의 두께는 100㎛ 이하일 수 있으며, 예를 들어, 30㎛일 수 있으나, 윈도우(400)의 두께는 이에 제한되는 것은 아니다. 윈도우(400)가 합성수지 필름을 포함하는 경우, 윈도우(400)는 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름을 포함할 수 있다.
윈도우(400)는 다층구조 또는 단층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(400)는 점착제로 결합된 복수 개의 합성수지 필름을 포함하거나, 점착제로 결합된 유리 기판과 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 윈도우(400)는 연성 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 윈도우(400)는 폴딩 축(FX)을 중심으로 접히거나 펼쳐질 수 있다. 즉, 전자 패널(100)의 형상 변형 시 윈도우(400)의 형상도 전자 패널(100)의 형상에 대응하여 변형될 수 있다.
윈도우(400)는 전자 패널(100)로부터의 영상을 투과시킴과 동시에 외부의 충격을 완화시킴으로써, 외부의 충격에 의해 전자 패널(100)이 파손되거나 오작동하는 것을 방지한다. 외부로부터의 충격이라 함은 압력, 스트레스 등으로 표현할 수 있는 외부로부터의 힘으로써 전자 패널(100)에 결함을 야기하는 힘을 의미한다.
한편, 도시되지 않았으나, 전자 장치(1000)는 윈도우(400) 상에 배치된 보호층을 더 포함할 수 있다. 보호층은 윈도우(400)의 내충격성을 향상시키고 파손시 비산을 방지하기 위한 층일 수 있다. 보호층은 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 아크릴레이트계 수지, ABS 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene resin) 및 고무로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 보호층은 페닐렌(phenylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리 이미드(polyimide, PI), 폴리 아마이드(polyamide, PAI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 및 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 도시되지 않았으나, 전자 장치(1000)는 전자 패널(100)과 윈도우(400) 사이에 배치된 하나 이상의 기능층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기능층은 외광 반사를 차단하는 반사방지층일 수 있다. 반사방지층은 표시 장치(DD)의 전면을 통해 입사되는 외광에 의해 전자 패널(100)을 구성하는 소자들이 외부에서 시인되는 문제를 방지할 수 있다. 반사방지층은 위상지연자(retarder), 편광자(polarizer), 또는 컬러 필터를 포함할 수 있다.
하부 보호 부재(500)는 지지 플레이트(300) 하 측에 배치된다. 하부 보호 부재(500)는 전자 패널(100), 펜 감지 모듈(200), 및 지지 플레이트(300)를 보호할 수 있다. 본 실시예에서, 하부 보호 부재(500)는 윈도우(400)와 함께 전자 장치(1000)의 외관을 구성할 수 있다.
하부 보호 부재(500)는 제1 보호 부재(510) 및 제2 보호 부재(520)를 포함할 수 있다. 제1 보호 부재(510)는 제1 영역(NFA1)에 중첩하여 배치되고, 제2 보호 부재(520)는 제2 영역(NFA2)에 중첩하여 배치될 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나, 하부 보호 부재(500)는 제1 보호 부재(510) 및 제2 보호 부재(520)를 연결하는 연결 모듈을 더 포함할 수 있다. 연결 모듈은 힌지 모듈 또는 다관절 모듈을 포함할 수 있다. 하부 보호 부재(500)는 연결 모듈을 더 포함함으로써, 폴딩 영역(FA)에 중첩하는 전자 패널(100)이나 지지 플레이트(300)의 부분들도 안정적으로 보호할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시 패널(100), 감지 센서(500), 전원공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)을 포함할 수 있다. 도 3b에는 전자 장치(1000)를 이루는 구성들 간의 전기적 연결 관계를 블록으로 처리하여 도시하였다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100), 펜 감지 모듈(200), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 전자 장치(1000)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함한다. 제1 전자 모듈(EM1)은 표시 패널(100)과 전기적으로 연결된 마더보드에 직접 실장되거나 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미 도시) 등을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1)은 제어 모듈(CTM), 무선통신 모듈(TM), 영상입력 모듈(IIM), 음향입력 모듈(AIM), 메모리(MM), 및 외부 인터페이스(IF)를 포함할 수 있다. 상기 모듈들 중 일부는 마더보드에 실장되지 않고, 연성회로기판을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수도 있다.
제어 모듈(CTM)은 전자 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어 모듈(CTM)은 마이크로프로세서일 수 있다. 본 실시예에서, 전자 패널(100), 펜 감지 모듈(200), 및 제2 전자 모듈(EM2)은 각각 제어 모듈(CTM)에 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 제어 모듈(CTM)은 전자 패널(100)을 활성화 시키거나, 비활성화 시킨다. 제어 모듈(CTM)은 전자 패널(100)로부터 수신된 터치 신호에 근거하여 영상입력 모듈(IIM)이나 음향입력 모듈(AIM) 등의 다른 모듈들을 제어할 수 있다.
무선통신 모듈(TM)은 블루투스 또는 와이파이 회선을 이용하여 다른 단말기와 무선 신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 일반 통신회선을 이용하여 음성신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 송신할 신호를 변조하여 송신하는 송신부(TM1)와, 수신되는 신호를 복조하는 수신부(TM2)를 포함한다.
영상입력 모듈(IIM)은 영상 신호를 처리하여 전자 패널(100)에 표시 가능한 영상 데이터로 변환한다. 음향입력 모듈(AIM)은 녹음 모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 변환한다.
외부 인터페이스(IF)는 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 카드 소켓(예를 들어, 메모리 카드(Memory card), SIM/UIM card) 등에 연결되는 인터페이스 역할을 한다.
제2 전자 모듈(EM2)은 음향출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM), 및 카메라 모듈(CMM) 등을 포함할 수 있다. 상기 구성들은 마더보드에 직접 실장되거나, 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미 도시) 등을 통해 표시 패널(100)과 전기적으로 연결되거나, 제1 전자 모듈(EM1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
음향출력 모듈(AOM)은 무선통신 모듈(TM)로부터 수신된 음향 데이터 또는 메모리(MM)에 저장된 음향 데이터를 변환하여 외부로 출력한다.
발광 모듈(LM)은 광을 생성하여 출력한다. 발광 모듈(LM)은 적외선을 출력할 수 있다. 예를 들어, 발광 모듈(LM)은 LED 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수광 모듈(LRM)은 적외선을 감지할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 소정 레벨 이상의 적외선이 감지된 때 활성화될 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 CMOS 센서를 포함할 수 있다. 발광 모듈(LM)에서 생성된 적외광이 출력된 후, 외부 피사체(예컨대 사용자 손가락 또는 얼굴)에 의해 반사되고, 반사된 적외광이 수광 모듈(LRM)에 입사될 수 있다. 카메라 모듈(CMM)은 외부의 이미지를 촬영한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도들이다. 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지타이저의 구성을 간략히 도시한 평면도이다.
도4a에는 전자 장치의 펼쳐진 상태를 도시하였고, 도 3에 도시된 ⅠⅠ를 따라 자른 단면을 도시하였다. 도 4b에는 전자 장치의 인-폴딩 상태를 도시하였고, 도 2a와 대응되는 상태를 도시하였다. 한편, 도 4a 및 도 4b에는 용이한 설명을 위해 전자 장치(1000)의 구성들 중 전자 패널(100), 제1 및 제2 센서들(210, 220), 및 지지 플레이트(300)를 예시적으로 도시하였고, 도 5a에는 전자 장치(1000)의 구성들의 적층 관계를 도시하였다. 이하, 도 4a 내지 도 5b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같이, 전자 장치(1000)는 폴딩 축(FX)을 중심으로 펼쳐지거나 폴딩될 수 있다. 전자 장치(1000)가 인폴딩되는 경우, 전자 패널(100)은 서로 마주하도록 위치하고, 제1 영역(NFA1)과 제2 영역(NFA2)은 서로 중첩한다. 지지 플레이트(300)는 폴딩 축(FX)을 중심으로 폴딩됨에 따라, 지지 플레이트(300)의 개구부들(HH)의 면적이 증가될 수 있다.
제1 센서(210)와 제2 센서(220)는 폴딩 영역(FA)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 제1 센서(210)와 제2 센서(220) 중 서로 마주하는 측면들(210_S, 220_S)은 폴딩 영역(FA)에 대응되는 빈 공간을 정의하며 서로 이격된다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명의 층 구조에 대해 자세히 설명한다.
도 5a에 도시된 것과 같이, 표시 패널(110)은 베이스층(111), 회로층(112), 발광 소자층(113), 및 봉지층(114)을 포함할 수 있다.
베이스층(111)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 합성수지층은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 베이스층(111)은 다층구조를 가질 수 있다. 예컨대 베이스층(111)은 합성수지층, 점착층, 및 합성수지층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 합성수지층은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그밖에 베이스층(111)은 유리 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
회로층(112)은 베이스층(111) 상에 배치될 수 있다. 회로층(112)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 베이스층(111) 상에 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝될 수 있다. 이 후, 회로층(112)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 이 형성될 수 있다.
발광 소자층(113)은 회로층(112) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(113)은 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(113)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 또는 마이크로 엘이디를 포함할 수 있다.
봉지층(114)은 발광 소자층(113) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(114)은 순차적으로 적층된 무기층, 유기층, 및 무기층을 포함할 수 있으나, 봉지층(114)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
무기층들은 수분 및 산소로부터 발광 소자층(113)을 보호하고, 유기층은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(113)을 보호할 수 있다. 무기층들은 실리콘나이트라이드층, 실리콘옥시나이트라이드층, 실리콘옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다. 유기층은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예에서 입력 센서(120)는 표시 패널(110) 상에 직접 배치된다. 입력 센서(120)는 베이스 절연층(121), 제1 도전층(122), 감지 절연층(123), 제2 도전층(124), 및 커버 절연층(125)을 포함할 수 있다.
베이스 절연층(121)은 표시 패널(110) 상에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 베이스 절연층(121)은 봉지층(114)과 직접 접촉될 수 있다. 베이스 절연층(121)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 또는 베이스 절연층(121)은 생략될 수 있다. 또는 베이스 절연층(121)은 별도의 베이스층 상에 형성되고, 상기 베이스층은 표시 패널(110)과 접착부재를 통해 결합될 수도 있다.
제1 도전층(122) 및 제2 도전층(124) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 단층구조의 도전층은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 산화 아연(zinc oxide, ZnO), 인듐 주석 아연 산화물(indium zinc tin oxide, IZTO) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
다층구조의 도전층은 다층의 금속층들을 포함할 수 있다. 다층의 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 적어도 하나의 금속층 및 적어도 하나의 투명 도전층을 포함할 수 있다.
제1 도전층(122) 및 제2 도전층(124) 각각은 감지 전극들을 구성하는 패턴들을 포함할 수 있다. 입력 센서(120)는 감지 전극들 사이의 정전 용량의 변화를 통해 외부 입력에 대한 정보를 획득할 수 있다.
감지 절연층(123)은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 배치되며, 제1 도전층(122)을 커버할 수 있다. 제2 도전층(124)의 일부 구성은 감지 절연층(123)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 도전층(122)의 일부 구성과 전기적으로 연결될 수 있다. 커버 절연층(125)은 감지 절연층(123) 상에 배치되며, 제2 도전층(124)을 커버할 수 있다.
베이스 절연층(121), 감지 절연층(123) 및 커버 절연층(125) 중 적어도 어느 하나는 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
베이스 절연층(121), 감지 절연층(123) 및 커버 절연층(125) 중 적어도 어느 하나는 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 전자 장치(1000)는 전자 패널(100)과 펜 감지 모듈(200) 사이에 배치된 하부 보호 필름(600)을 더 포함할 수 있다. 하부 보호 필름(600)은 전자 패널(100)의 배면에 점착층(1030)을 통해 결합될 수 있다. 하부 보호 필름(400)은 전자 패널(100) 제조 공정 중에 전자 패널(100)의 배면에 스크래치가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 하부 보호 필름(600)은 유색의 폴리이미드 필름일 수 있다. 예를 들어, 하부 보호 필름(600)은 불투명한 황색 필름일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
펜 감지 모듈(200)은 하부 보호 필름(600)의 배면에 점착층(1040)을 통해 결합될 수 있다. 펜 감지 모듈(200)은 제1 및 제2 센서들(210, 220)을 포함한다. 제1 및 제2 센서들(210, 220) 각각은 디지타이저(dizitizer)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 센서들(210, 220) 각각은 전자기 유도에 의한 공명(Electro Magnetic Resonance, EMR)에 의해 외부 입력을 감지할 수 있다.
전자기 공명(EMR) 방식은, 전자기 펜(PN) 내부에 구성된 공진회로에서 자계를 발생시키고, 진동하는 자계는 제1 및 제2 센서들(210, 220) 각각에 포함된 복수의 코일들에 신호를 유도하고, 코일들에 유도된 신호를 통해 전자기 펜(PN)의 위치를 검출할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 센서들(210, 220) 각각은 서로 동일한 구조로 도시되었다. 이하, 제2 센서(220)의 층 구조를 기준으로 설명한다.
제2 센서(220)는 제1 베이스 필름(211), 제1 도전층(212), 절연층(213), 제2 베이스 필름(214), 제2 도전층(215), 및 제3 베이스 필름(216)을 포함할 수 있다. 제1 베이스 필름(211), 제1 도전층(212), 절연층(213), 제2 베이스 필름(214), 제2 도전층(215), 및 제3 베이스 필름(216)은 표시 패널(100)로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
제1 베이스 필름(211)은 점착층(1040)을 통해 하부 보호 필름(600)에 결합될 수 있다. 제1 베이스 필름(211)은 플라스틱 필름을 포함할 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리 이미드(polyimide, PI), 폴리 아마이드(polyamide, PAI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 및 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 도전층(212)은 제1 베이스 필름(211)의 하면 상에 배치된다. 제1 도전층(212)은 도전 물질을 포함한다. 예를 들어, 제1 도전층(212)은 구리를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 도전층(212)은 복수의 도전 패턴들을 포함할 수 있다. 도전 패턴들은 전자기 공명을 위한 코일을 구성할 수 있다. 예를 들어, 도전 패턴들 중 일부는 도 5b의 제1 코일들(201)을 구성할 수도 있고, 도전 패턴들 중 다른 일부는 제2 코일들(202)을 구성할 수 도 있다. 또는, 도전 패턴들은 모두 제1 코일들(201)에 포함되는 구성이거나, 모두 제2 코일들(202)에 포함되는 구성일 수 있다.
절연층(213)은 제1 베이스 기판(211)과 제2 베이스 기판(214) 사이에 배치된다. 절연층(213)은 에폭시를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 절연층(213)은 제1 도전층(212)을 커버하여 제1 도전층(212)과 외부를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제2 베이스 필름(214)은 제1 베이스 필름(211)과 제3 베이스 필름(216) 사이에 배치되고 제2 도전층(215)이 형성되는 베이스 층일 수 있다. 제2 베이스 필름(214)은 절연 필름일 수 있다.
제2 도전층(215)은 제2 베이스 필름(214)의 하면 상에 배치된다. 제2 도전층(215)은 복수의 도전 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전 패턴들 중 일부는 제1 코일들(211)을 구성할 수도 있고, 도전 패턴들 중 다른 일부는 제2 코일들(212)을 구성할 수 도 있다. 또는, 도전 패턴들은 모두 제1 코일들(211)에 포함되는 구성이거나, 모두 제2 코일들(212)에 포함되는 구성일 수 있다.
제3 베이스 필름(216)은 제2 도전층(215) 하 측을 커버하여 제2 도전층(215)을 보호한다. 한편, 도시되지 않았으나, 제3 베이스 필름(216)과 제2 도전층(215) 사이에 제2 도전층(215)을 커버하는 절연층이 더 포함될 수도 있다.
도 5b에는 펜 감지 모듈(200)에 포함된 디지타이저(200C)의 일 실시예를 도시하였다. 도 5b를 참조하면, 디지타이저(200C)는 복수의 제1 코일들(201) 및 복수의 제2 코일들(202)을 포함할 수 있다. 제1 코일들(201)은 구동 코일들로 지칭될 수 있고, 제2 코일들(202)은 감지 코일들로 지칭될 수 있다.
제1 코일들(201) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되며 제2 방향(DR2)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 제2 코일들(202) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되며 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다.
전자기 펜(PN: 도 1b 참조)을 감지하기 위해 제1 코일들(201)의 제1 단자들(201t)로 교류 신호가 순차적으로 제공된다. 제1 코일들(201)은 폐곡선 형태로 형성되어, 제1 코일들(201)에 전류가 흐르면, 제1 코일들(201)과 제2 코일들(202) 사이에 자기력선이 유도될 수 있다. 제2 코일들(202)은 전자기 펜(PN)에서 방출된 유도 전자기력을 감지한 신호를 제2 코일들(202)의 제2 단자들(202t)로 출력할 수 있다.
도 5b에서는 디지타이저의 구성을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 코일들(201)과 제2 코일들(202)의 배열관계는 도 5b에 도시된 것에 제한되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다.
다시 도 5a를 참조하면, 제1 센서(210)와 제2 센서(220)는 폴딩 영역(FA)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 제1 센서(210)의 일 측면(210_S)과 제2 센서(220)의 일 측면(220_S)은 폴딩 영역(FA)을 사이에 두고 제1 방향(DR1)에서 서로 마주한다.
본 발명에 따르면, 전자 장치(1000)는 서로 이격된 센서들(210, 220)을 구비함으로써, 폴딩 영역(FA)에 펜 감지 모듈(200)이 중첩되지 않도록 설계할 수 있다. 이에 따라, 전자기 펜(PN)을 감지하기 위한 코일을 구성하는 제1 도전층(212)이나 제2 도전층(215)이 폴딩에 의해 손상되는 문제를 방지할 수 있다. 이에 따라, 펜 감지 모듈(200)의 크랙 등의 폴딩 스트레스에 따른 손상이 방지되고 전자 장치(1000)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도들이다. 도 6a 내지 도 6c에는 다양한 외부 입력에 따른 전자 장치(1000)의 활용을 예시적으로 도시하였다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 전자기 펜(PN)이 전자 장치(1000)에 입력되는 경우, 전자기 펜(PN)은 제1 영역(NFA1)이나 제2 영역(NFA2)을 통해 감지되고 폴딩 영역(FA)에는 감지되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)는 폴딩 영역(FA)에 전자기 펜(PN)의 입력이 불필요한 영상을 제공할 수 있다.
구체적으로, 전자 장치(1000)는 폴딩 영역(FA)에 표시되는 영상(IM3A)은 제1 영역(NFA1)에 표시되는 영상(IM1A)이나 제2 영역(NFA2)에 표시되는 영상(IM2A)과 상이한 영상을 표시한다. 제1 영역(NFA1)에 표시되는 영상(IM1A)이나 제2 영역(NFA2)에 표시되는 영상(IM2A)은 전자기 펜(PN)의 입력이 필요한 노트(note) 등의 이미지일 수 있고, 폴딩 영역(FA)에 표시되는 영상(IM3A)은 노트를 연결하는 스프링 이미지일 수 있다.
이에 따라, 사용자는 도 6a에 도시된 것과 같이, 전자기 펜(PN)의 입력이 필요한 제2 영역(NFA2)에 펜 이미지(IM_11)가 표시되도록 전자기 펜(PN)을 입력한다. 이후, 도 6b에 도시된 것과 같이, 사용자의 터치(TC) 동작에 의해 제2 영역(NFA2)에 표시되는 영상(IM2B)은 페이지가 넘어가는 이미지가 표시될 수 있다.
이후, 도 6c에 도시된 것과 같이, 액티브 영역(AA)에는 다음 페이지의 노트 이미지가 제공될 수 있다. 제1 영역(NFA1)에 표시되는 영상(IM1C)이나 제2 영역(NFA2)에 표시되는 영상(IM2C)은 전자기 펜(PN)의 입력이 필요한 노트(note)의 이미지일 수 있고, 폴딩 영역(FA)에 표시되는 영상(IM3C)은 여전히 스프링 이미지로 유지된다.
이에 따라, 전자기 펜(PN)의 입력은 폴딩 영역(FA)이 아닌 제1 영역(NFA1)이나 제2 영역(NFA2)에 제공되도록 자연스럽게 유도될 수 있다. 사용자는 전자기 펜(PN)을 통해 전자기 펜(PN)을 감지할 수 있는 제2 영역(NFA2)에 전자기 펜(PN)의 입력을 제공하게 되고, 전자 장치(1000)는 이에 대응되는 펜 이미지(IM_P12)를 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 장치(1000)는 폴딩 영역(FA)에 전자기 펜(PN)의 입력이 불필요한 영상을 표시하여, 폴딩 영역(FA)에 전자기 펜(PN)을 감지하기 위한 감지 영역을 제공하지 않을 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(1000)가 폴딩 영역(FA)에 비 중첩하는 펜 감지 모듈(200: 도 3a 참조)을 포함하더라도 자연스러운 사용자 환경을 제공할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도들이다. 도 7a 내지 도 7d에는 다양한 외부 입력에 따른 전자 장치(1000)의 활용을 예시적으로 도시하였다. 한편, 도 6a 내지 도 6c에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 7a에 도시된 것과 같이, 폴딩 영역(FA)에 표시되는 영상(IM31)은 펜 선택을 위한 이미지일 수 있다. 제1 영역(NFA1)에 표시되는 영상(IM11A)이나 제2 영역(NFA2)에 표시되는 영상(IM21A)은 무지 노트 등의 이미지일 수 있다. 사용자는 전자기 펜(PN)의 입력이 가능하다고 판단되는 노트 이미지가 표시된 제2 영역(NFA2)에 전자기 펜(PN)의 입력을 가하게 되고, 전자 장치(1000)는 이에 대응되는 펜 이미지(IM_P21)를 출력한다.
이후, 도 7b에 도시된 것과 같이, 사용자의 손(TC)을 폴딩 영역(FA)에 표시되는 영상(IM31B)을 터치하여 펜 특성을 선택할 수 있다. 전자 장치(1000)는 액티브 영역(AA) 전면에 대해 사용자의 손(TC)을 감지하는 감지 영역을 제공한다. 따라서, 폴딩 영역(FA)은 전자기 펜(PN) 대신 사용자의 손(TC)을 통해 입력된 정보를 감지할 수 있다.
이후, 도 7c에 도시된 것과 같이, 전자기 펜(PN)을 제2 영역(NFA2)에 입력하여 새로운 펜 이미지(IM_P22)가 형성될 수 있다. 새로운 펜 이미지(IM_P22)는 기존의 펜 이미지(IM_P21)에 비해 두껍게 출력된다. 즉, 펜 선택 시 펜 촉의 두께 설정을 변경한 것일 수 있다.
또는, 도 7d에 도시된 것과 같이, 전자기 펜(PN)을 제2 영역(NFA2)에 입력하여 새로운 펜 이미지(IM_P23)가 형성될 수 있다. 새로운 펜 이미지(IM_P23)는 기존의 펜 이미지(IM_P21)와 다른 컬러로 출력된다. 즉, 펜 선택 시 펜 컬러 설정을 변경한 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자 장치(1000)는 폴딩 영역(FA)에 전자기 펜(PN)의 입력이 불필요한 영상을 제공하고, 제1 영역(NFA1) 및 제2 영역(NFA2)에 전자기 펜(PN)의 입력이 필요한 영상을 제공함으로써, 전자기 펜(PN)의 폴딩 영역(FA)에의 입력을 자연스럽게 제거할 수 있다. 또한, 사용자의 손(TC)과 같은 전자기 펜(PN)과 다른 방식의 외부 입력을 이용하여 폴딩 영역(FA)을 활용할 수 있는 영상을 제공함으로써, 다양한 외부 입력을 감지할 수 있는 전자 장치(1000)의 활용도를 향상시킬 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도들이다. 도 8a 내지 도 8c에는 다양한 외부 입력에 따른 전자 장치(1000)의 활용을 예시적으로 도시하였다. 한편, 도 6a 내지 도 6c에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 것과 같이, 폴딩 영역(FA)에 표시되는 영상(IM32A)은 스크롤 바 이미지(IM_SCR)일 수 있다. 제1 영역(NFA1)이나 제2 영역(NFA2)에 표시되는 영상들(IM12A, IM22A)은 전자기 펜(PN)의 입력이 가능한 노트 이미지일 수 있다. 전자기 펜(PN)의 입력이 제2 영역(NFA2)에 제공되고, 이에 대응되는 펜 이미지(IM_P31)가 제2 영역(NFA2)에 표시된다.
이후, 도 8b에 도시된 것과 같이, 사용자의 손(TC)이 스크롤 바 이미지(IM_SCR)를 아래로 내리는 동작을 취하면, 이에 대응하여 폴딩 영역(FA)에 스크롤 바 이미지(IM_SCR)가 아래로 내려가는 영상이 표시될 수 있다.
이후, 제1 영역(NFA1)이나 제2 영역(NFA2)에는 스크롤 바 이동에 대응되는 영상들(IM12C, IM22C)이 표시되고, 폴딩 영역(FA)에는 스크롤 바가 표시된다. 전자기 펜(PN)의 입력은 제1 영역(NFA1)이나 제2 영역(NFA2)으로 자연스럽게 유도되고, 제2 영역(NFA2)에는 전자기 펜(PN)의 입력에 대응되는 펜 이미지(IM_P32)가 표시될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자 장치(1000)는 폴딩 영역(FA)에 전자기 펜(PN)의 입력이 불필요한 영상을 제공하고, 제1 영역(NFA1) 및 제2 영역(NFA2)에 전자기 펜(PN)의 입력이 필요한 영상을 제공함으로써, 전자기 펜(PN)의 폴딩 영역(FA)에의 입력을 자연스럽게 제거할 수 있다. 또한, 사용자의 손(TC)과 같은 전자기 펜(PN)과 다른 방식의 외부 입력을 이용하여 폴딩 영역(FA)을 활용할 수 있는 영상을 제공함으로써, 다양한 외부 입력을 감지할 수 있는 전자 장치(1000)의 활용도를 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1000: 전자 장치 TC: 사용자의 손
PN: 전자기 펜 100: 전자 패널
200: 펜 감지 모듈 FA: 폴딩 영역

Claims (20)

  1. 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 영상이 표시되는 액티브 영역을 포함하는 전자 패널; 및
    상기 전자 패널의 하 측에 배치되어 외부 입력을 감지하고, 서로 이격된 제1 및 제2 센서들을 포함하는 펜 감지 모듈을 포함하고,
    상기 액티브 영역은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 제1 영역, 폴딩 영역, 및 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩 축은 상기 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고,
    상기 제1 센서는 상기 제1 영역에 중첩하고, 상기 제2 센서는 평면상에서 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 상기 제1 센서로부터 이격되어 상기 제2 영역에 중첩하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 어느 하나는 전자기 유도를 위한 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전자 패널은, 상기 영상을 생성하는 복수의 화소들을 포함하고,
    상기 화소들은 상기 폴딩 영역에 중첩하는 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 화소들 상에 배치되고 상기 외부 입력과 상이한 형태의 외부 입력을 감지하는 입력 센서를 더 포함하는 전자 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 입력 센서는 복수의 감지 패턴들을 포함하고, 상기 감지 패턴들은 상기 폴딩 영역에 중첩하는 전자 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 펜 감지 모듈 하 측에 배치된 지지 플레이트를 더 포함하고,
    상기 지지 플레이트는 금속을 포함하는 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 상기 폴딩 영역, 상기 제1 영역, 및 상기 제2 영역에 중첩하는 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트에는 상기 폴딩 영역에 중첩하는 복수의 홀들이 정의된 전자 장치.
  9. 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 제1 외부 입력을 감지하는 전자 패널; 및
    상기 전자 패널의 하 측에 배치되고 상기 제1 외부 입력과 상이한 제2 외부 입력을 감지하는 펜 감지 모듈을 포함하고,
    상기 전자 패널은 평면상에서 상기 폴딩 축을 중심으로 폴딩되는 폴딩 영역, 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향에서 서로 이격된 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩 축은 상기 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고,
    상기 펜 감지 모듈은 평면상에서 상기 폴딩 영역과 비 중첩하는 전자 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 외부 입력은 전자기 펜인 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 펜 감지 모듈은 상기 제1 영역에 중첩하는 제1 센서 및 상기 제2 영역에 중첩하는 제2 센서를 포함하고,
    상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 서로 마주하는 측면들을 포함하는 전자 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 전자 패널은 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널을 더 포함하고,
    상기 화소들은 상기 폴딩 영역에 중첩하는 전자 장치.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 펜 감지 모듈 하측에 배치된 지지 플레이트를 더 포함하고,
    상기 지지 플레이트는 상기 폴딩 영역에 중첩하는 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트에는 상기 폴딩 영역에 중첩하는 복수의 개구부들이 정의된 전자 장치.
  15. 제1 방향을 따라 연장된 폴딩 축을 중심으로 폴딩되고, 영상이 표시되는 액티브 영역을 포함하는 전자 패널;
    상기 전자 패널의 하 측에 배치되고 서로 이격되며 각각이 제1 외부 입력을 감지하는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고,
    상기 액티브 영역은 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열된 제1 영역, 폴딩 영역, 및 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩 축은 상기 폴딩 영역과 평면상에서 중첩하고,
    상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 상기 폴딩 영역을 사이에 두고 서로 마주하는 측면들을 포함하는 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 폴딩 영역은 상기 제1 외부 입력이 감지되지 않는 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 영상은 상기 제1 영역에 제공되는 제1 영상, 상기 제2 영역에 제공되는 제2 영상, 및 상기 폴딩 영역에 제공되는 제3 영상을 포함하고,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은 상기 제1 외부 입력에 대응되어 출력되고, 상기 제3 영상은 상기 제1 외부 입력에 대응되지 않는 전자 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 전자 패널은 상기 제1 외부 입력과 상이한 제2 외부 입력을 감지하는 감지 센서를 더 포함하고,
    상기 감지 센서는 상기 폴딩 영역에 인가된 제2 외부 입력을 감지하는 전자 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제3 영상은 상기 제2 외부 입력에 대응되어 출력되는 전자 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각은 디지타이저를 포함하는 전자 장치.
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