KR102379186B1 - 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치 및 벤딩 센싱 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에서 벤딩 영역들의 벤딩을 개별적으로 센싱할 수 있는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치 및 벤딩 센싱 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치는, 제 1 벤딩 영역 및 제 2 벤딩 영역에 제 1 내지 제 4 벤딩 센서를 내장하고, 비 벤딩 영역에 제 1 및 제 2 기준 저항을 내장하여, 상기 제 1 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 및 제 2 기준 저항을 이용하여 2개의 휘트스톤 브리지를 구성한 것이다.
Description
본 발명은 연성 표시장치에 관한 것으로, 특히 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에서 벤딩 영역들의 벤딩을 개별적으로 센싱할 수 있는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치 및 벤딩 센싱 방법에 관한 것이다.
대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(Display) 분야가 급속도로 발전해왔고, 여러 가지 다양한 디스플레이 장치가 개발되고 있다.
디스플레이 장치의 예로서 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display device), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel device), 전계방출 표시장치(FED: Field Emission Display device), 전기발광 표시장치(ELD: Electro Luminescence Display Device) 등이 개발되어 왔는데, 이러한 디스플레이 장치들은 박형화, 경량화, 저소비 전력화를 추구하는 방향으로 진화하고 있다. 그러나, 상기 언급된 디스플레이 장치들은 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리 기판을 사용하므로 경량 박형화나 유연성을 구현하는데 한계가 있었다.
따라서, 최근에는 종래의 유연성이 없는 유리 기판 대신에 플라스틱 필름 등과 같이 접고 펼 수 있는 유연성이 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어지더라도 디스플레이 성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 연성(flexible) 표시 장치가 차세대 평판표시장치로 부상하고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치는 얇고 가벼울 뿐만 아니라 충격에도 강하고, 휘거나 굽힐 수 있어 접거나 말아서 휴대할 수 있는 장점이 있다. 또한, 다양한 형태로 제작이 가능한 장점을 가지고 있기 때문에 앞으로도 그 활용성이 확대될 수 있다.
이러한, 연성 표시 장치 기술은 실험 단계를 거쳐 이제 대량의 양산을 목전에 두고 있다. 연성 표시에 기반한 연성(flexible) 표시 장치는 종래의 단단한(rigid) 표시 장치를 갖는 전자 기기들과는 다른 새로운 형태의 입출력 인터페이스를 제공할 것으로 예상되며, 이를 통해 더욱 새로운 사용자 경험을 제공할 것으로 기대된다.
최근에, 연성 표시장치의 가장자리에 복수의 벤딩 센서(bending sensor)들을 배치하고, 상기 배치된 복수의 벤딩 센서들로부터 연성 표시장치의 형상을 감지할 수 있는 연성 표시장치의 형상 감지 장치가 제안된 바 있다 (한국공개특허공보 10-2014-0132569호 참조).
도 1은 종래의 복수의 벤딩 센서들이 배치된 연성 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래의 계측부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 스트레인 게이지 회로를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 마이크로 프로세서의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 연성 표시장치(100)의 가장자리(또는 테두리(edge))를 따라 일정 간격으로 연성 표시 패널의 구부러짐을 감지할 수 있는 벤딩 센서(101, 102)들이 배치된다.
상기 벤딩 센서(101, 102)는 스트레인 게이지(strain gauge)이다. 상기 스트레인 게이지는 물리적인 인장(elongation)과 수축(contraction)에 따라 단자 사이의 저항이 변화하는 특성을 갖는다. 이러한 센서를 이용하여 연성 표시장치(100)의 형상을 감지하기 위해서는 신호처리를 담당하는 계측부가 필요하며 이는 도 2와 같이 구현될 수 있다.
종래의 계측부는 브리지(bridge) 회로(210), 증폭기(amplifier; 220), 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter;ADC)(230) 등을 포함할 수 있다.
상기 브리지 회로(210)는 하나 이상의 스트레인 게이지로 이루어진 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)로 구현된다. 즉, 스트레인 게이지들의 저항 변화량은 대부분 매우 작기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구성하여 저항의 변화를 전압의 변화로 변환한 후 증폭기(220)를 통해 증폭시킨다.
한편, 상기 휘트스톤 브리지는 도 3a에 도시된 바와 같이 스트레인 게이지 하나의 변화를 감지하기 위한 쿼터 브리지(Quarter-bridge) 회로를 사용하거나, 도 3b에 도시된 바와 같이 인장과 수축의 변화가 반대로 일어나는 한 쌍의 스트레인 게이지의 변화를 감지하기 위한 하프 브리지(Half-bridge) 회로를 사용한다. 즉, 도 1의 연성 표시 패널(100)에서 각 벤딩 센서(101, 102)가 배치되는 배치 위치의 양면에 스트레인 게이지 센서를 하나씩 장착할 경우, 두 스트레인 게이지들은 서로 반대 방향의 인장 혹은 수축 변화를 감지하게 되어 센서의 감도가 좋아지는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 2의 브리지 회로(210)를 도 3a에 도시된 바와 같이 쿼터 브리지 회로로 구성할 경우, R1, R2, R3 및 하나의 스트레인 게이지(330a)가 쿼터 브리지 회로(320a)를 구성할 수 있으며, 전원부(310)의 전원 공급에 의해 각 저항으로 전원이 분배되면, 스트레인 게이지(330a)의 저항 변화에 따라 브리지 회로에서 출력되는 전압의 크기가 달라지게 된다.
또한, 도 2의 브리지 회로(210)를 도 3b에 도시된 바와 같이 하프 브리지 회로로 구성할 경우, R1, R3 및 두 개의 스트레인 게이지(330b)가 하프 브리지 회로(320b)를 구성할 수 있으며, 전원부(310)의 전원 공급에 의해 각 저항으로 전원이 분배되면, 각 스트레인 게이지(330b, 330c)의 저항 변화에 따라 브리지 회로에서 출력되는 전압의 크기가 달라지게 된다. 이러한, 브리지 회로의 출력되는 전압값에 의해 연성 표시장치의 형상을 감지하게 된다.
상기 브리지 회로(210)의 출력 전압은 증폭기(220)로 입력되어 작은 전압 변화를 큰 전압 값으로 증폭되어 아날로그 디지털 변환기(230)에 입력된다. 상기 아날로그 디지털 변환기(230)는 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환하여 마이크로 프로세서(microprocessor, 240)로 출력한다. 상기 마이크로 프로세서(240)는 상기 각 센서들로부터 센싱된 측정값으로부터 상기 연성 표시 패널(100)의 형상을 감지한다.
상기 마이크로 프로세서(microprocessor, 240)의 세부 구성은 도 4와 같다.
즉, 상기 마이크로 프로세서(microprocessor, 240)는 잡음 필터부(Noise filter; 402), 채널 보상부(Channel compensator; 403), 변곡점 검출부(Curve Point Detector; 404), 이득 조절부(VGA Gain Conrtroller; 405), 벤딩선 검출부(Bending Line Detector; 406), 기울기 보상부(Slope Compensator; 407), 특징 추출부(Feature Extractor; 408) 등을 포함하여 구성된다.
상기 잡음 필터부(402)는 연성 표시 패널(100)에서 사용자의 구부림 동작 이외의 요인에 의한 센서값의 변화를 의미있는 신호로부터 걸러내기 위한 기능을 수행한다.
상기 채널 보상부(403)는 상기 연성 표시 패널(100)에 배치된 각 센서들 간의 편차를 보상하기 위한 기능을 수행하며, 각 연성 표시 패널(100)들 마다 상이한 센서들 간의 편차를 보상할 수도 있다.
상기 변곡점 검출부(404)는 각 변(테두리)에 일렬로 배치된 센서(101, 102)들로부터 센싱된 측정값(예컨대, 전압 값)을 분석하여 각 테두리(즉, 각 외곽 영역)에 형성된 변곡점의 위치와 특징을 추출한다.
상기 이득 조절부(405)는 상기 변곡점 검출부(404)의 출력 값에 기반하여 각 센서(101, 102)의 출력이 정해진 기준값보다 작거나, 아날로그 디지털 변환기(230)의 입력 범위를 벗어나는 등 증폭기(220)(예컨대, 가변 이득 증폭기)의 이득 조절이 필요한 경우, 적절한 이득 조절 신호를 생성하여, 상기 증폭기(220)로 제공한다.
한편, 상기 변곡점 검출부(404)에 의해 각 외곽 영역(111, 112, 113, 114)으로부터 검출된 변곡점 정보는 벤딩선 검출부(406)로 입력되어 연성 표시 패널(100)의 형상 감지에 활용된다.
상기 기울기 보상부(407)는 벤딩선의 기울기 정보를 바탕으로 벤딩선의 구부러짐 정보를 보상하는 기능을 수행한다.
상기 특징 추출부(408)는 검출된 벤딩선들의 위치, 기울기, 각도, 두께 및 방향 등을 추출하여 상위 계층에 전달한다.
그러나, 이와 같은 종래의 연성 표시 장치의 벤딩 센싱 장치 및 벤딩 센싱 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래의 연성 표시장치의 벤딩 센싱 장치는 이중 벤딩 (인벤딩(In-bending, In folding)과 아웃벤딩(Out-bending, Our-folding)이 동시에 일어남) 연성 표시장치에서 각 벤딩 영역을 센싱할 경우, 각 센서마다 하나의 벤딩 센서(스트레인 게이지)와 3개의 저항(R1, R2, R3)를 한 세트로 하여 브리지 회로를 구성하여야 하므로, 디자인 면적이 증가하고 단가가 상승하게 된다.
둘째, 각 벤딩 영역을 센싱하기 위해서는 분배기(Mux)가 필요하게 된다.
셋째, 상기와 같이 분배기를 이용하여 벤딩 센서(스트레인 게이지)를 위치별로 제어할 경우, 상기 3개의 저항(R1, R2, R3)이 상기 벤딩 센서의 저항과 같아야 하지만, 상기 벤딩 센서까지 연결되는 배선의 길이 차이로 인하여 각각의 벤딩 센서의 저항이 다르기 때문에 실질적으로 적용하기 불가능하다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각 벤딩 영역에 2개의 벤딩 센서를 내장하고 별도로 비 벤딩 영역에 기준 저항을 내장하여 2개의 휘스톤 브리지를 만들어 벤딩을 센싱하는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치 및 벤딩 센싱 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치는, 제 1 벤딩 영역 및 제 2 벤딩 영역에 제 1 내지 제 4 벤딩 센서를 내장하고, 비 벤딩 영역에 제 1 및 제 2 기준 저항을 내장하여, 상기 제 1 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 및 제 2 기준 저항을 이용하여 2개의 휘트스톤 브리지를 구성한 것이다.
여기서, 상기 제 1 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 및 제 2 기준 저항은 연성 표시장치를 구성하는 필름의 공정에서 사용되는 전도성 물질로 형성된다.
상기 제 1 내지 제 4 벤딩 센서는 상기 제 1 또는 제 2 벤딩 영역의 양측 또는 일측에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 기준 저항은 상기 비 벤딩 영역의 양측 또는 일측에 형성된다.
상기 2개의 휘트스톤 브리지 회로는, 상기 제 1 내지 제 3 벤딩 센서와 상기 제 2 기준 저항으로 구성되는 제 1 휘트스톤 브리지 회로와, 상기 제 2 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 기준저항으로 구성되는 제 2 휘트스톤 브리지 회로를 구비한다.
상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로는, 전원단 사이에 상기 제 1 벤딩 센서과 상기 제 2 기준저항이 제 1 로드를 통해 직렬 연결되는 제 1 연결부와, 상기 제 2 벤딩 센서와 상기 제 3 벤딩 센서가 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 제 2 연결부를 구비하고, 상기 제 1 연결부와 제 2 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 1 로드와 제 2 로드에 출력단이 형성된다.
상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로는, 상기 제 2 연결부와, 상기 제 1 기준저항과 상기 제 4 벤딩 센서가 제 3 로드를 통해 직렬 연결되는 제 3 연결부를 구비하고, 상기 제 2 연결부와 제 3 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 2 로드와 제 3 로드에 출력단이 형성된다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 방법은, 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)을 검출하여 룩업 테이블과 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지의 출력 전압(V1, V2)에 매칭(matching)된 룩업 테이블의 값으로 각 벤딩 영역의 벤딩 상태를 판단한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 방법은, 전원단 사이에 상기 제 1 벤딩 센서과 상기 제 2 기준저항이 제 1 로드를 통해 직렬 연결되는 제 1 연결부와, 상기 제 2 벤딩 센서와 상기 제 3 벤딩 센서가 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 제 2 연결부를 구비하고, 상기 제 1 연결부와 제 2 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 1 로드와 제 2 로드에 출력단이 형성되는 제 1 휘트스톤 브리지 회로와, 상기 제 2 연결부와, 상기 제 1 기준저항과 상기 제 4 벤딩 센서가 제 3 로드를 통해 직렬 연결되는 제 3 연결부를 구비하고, 상기 제 2 연결부와 제 3 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 2 로드와 제 3 로드에 출력단이 형성되는 제 2 휘트스톤 브리지 회로를 구비한 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치에서, 상기 제 1 및 제 3 연결부 각각의 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)을 검출하고 룩업 테이블과 비교하여, 상기 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)에 매칭(matching)된 룩업 테이블의 값으로 각 벤딩 영역의 벤딩 상태를 판단한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치 및 벤딩 센싱 밥법에 있어서는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 벤딩 영역을 갖는 연성 표시장치에서, 각 벤딩 영역에 2개의 벤딩 센서를 내장하고 별도로 비 벤딩 영역에 2개의 기준 저항을 내장하여 2개의 휘스톤 브리지를 만들어 벤딩을 센싱하므로, 각 벤딩 영역의 벤딩 상태를 정확하게 판단할 수 있다.
둘째, 연성 표시장치에 내장되는 벤딩 센서들을 중복으로 사용하여 2개의 휘트스톤 브리지 회로를 형성하므로 벤딩 센서 및 기준 저항 사용 수를 줄일 수 있으므로 단가를 낮출 수 있다.
셋째, 본 발명은 연성 표시장치 내부의 벤딩 영역에 벤딩 센서를 내장하므로, 연성 표시장치를 형성하는 형성하는 공정에서 사용된 전도성 물질로 벤딩 센서와 기준 저항 등을 형성할 수 있으므로 추가 공정이 요구되지 않고, 더불어 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 종래의 복수의 벤딩 센서들이 배치된 연성 표시 패널을 나타내는 도면
도 2는 종래의 계측부의 구성을 나타내는 도면
도 3a 및 도 3b는 스트레인 게이지 회로를 나타낸 것으로, 도 3a는 쿼터 브리지(Quarter-bridge) 회로이고, 도 3b는 하프 브리지(Half-bridge) 회로도
도 4는 도 2의 마이크로 프로세서의 세부 구성을 나타내는 블록도
도 5는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 원리를 설명하기 위한 설명도
도 6은 본 발명에 따른 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에서 각 벤딩 영역에 벤딩 센서가 장착된 경우를 설명하기 위한 설명도
도 7은 본 발명에 따른 벤딩 센서 또는 기준 저항의 구성도
도 8은 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로 구성 설명도
도 9는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로도
도 10은 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로의 계측 구성도
도 11은 본 발명에 따른 계측부의 동작 순서도
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 룩업 테이블 구성도
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 룩업 테이블 구성도
도 2는 종래의 계측부의 구성을 나타내는 도면
도 3a 및 도 3b는 스트레인 게이지 회로를 나타낸 것으로, 도 3a는 쿼터 브리지(Quarter-bridge) 회로이고, 도 3b는 하프 브리지(Half-bridge) 회로도
도 4는 도 2의 마이크로 프로세서의 세부 구성을 나타내는 블록도
도 5는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 원리를 설명하기 위한 설명도
도 6은 본 발명에 따른 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에서 각 벤딩 영역에 벤딩 센서가 장착된 경우를 설명하기 위한 설명도
도 7은 본 발명에 따른 벤딩 센서 또는 기준 저항의 구성도
도 8은 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로 구성 설명도
도 9는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로도
도 10은 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로의 계측 구성도
도 11은 본 발명에 따른 계측부의 동작 순서도
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 룩업 테이블 구성도
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 룩업 테이블 구성도
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치 및 벤딩 센싱 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 원리를 설명하기 위한 설명도이고, 도 6은 본 발명에 따른 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에서 각 벤딩 영역에 벤딩 센서가 장착된 경우를 설명하기 위한 설명도이며, 도 7은 본 발명에 따른 벤딩 센서의 구성도이다.
먼저, 본 발명은 다중 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에 관한 것으로, 설명의 편의를 위해 이중 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치를 예로 설명하면 다음과 같다.
이중 벤딩 구조의 연성 표시장치는, 도 5에 도시한 바와 같이, 2 개의 위치에서 벤딩됨을 의미한다. 상기 2개의 벤딩 위치 각각은 안쪽으로 구부러지거나 바깥쪽으로 구부러질 수 있으므로, 연성 표시장치의 화면 크기를 다양하게 조절할 수 있다.
도 5에서는 A영역과 B영역 사이의 D영역과 B영역과 C영역 사이의 E영역이 벤딩(구부러짐) 영역이다.
본 발명의 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치는, 도 6에 도시한 바와 같이, 연성 표시 장치의 제 1 벤딩 영역(D) 양측에 2개의 벤딩 센서(bending sensor)(R1, R3)를 설치하고, 연성 표시 장치의 제 2 벤딩 영역(E) 양측에 2개의 벤딩 센서(bending sensor)(R2, R4)를 설치하며, 비 벤딩 영역(A, B, C 중 하나)의 양측에 기준 저항(Rref1, Rref2)을 설치한 것이다. 도 6에서는 이중 벤딩 영역 사이에 위치한 B영역에 기준 저항(Rref1, Rref2)을 설치한 것이다.
상기에서 모든 벤딩 센서(R1-R4) 및 기준저항(Rref1, Rref2)은 연성 표시장치 내부에 내장된다.
일반적으로 연성 표시장치는 백 플레이트(Back plate), 픽셀 어레이(TFT+Encap), 터치 센서(Touch) 및 커버 플레이트(Cover +Pol) 등, 다수개의 필름(층)으로 구성된다.
따라서, 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치는 상기 픽셀 어레이 필름(층) 또는 터치 센서 필름(층) 등에 내장되고, 상기 픽셀 어레이 공정 또는 터치 센서 공정에서 사용되는 전도성 물질로 상기 벤딩 센서와 기준 저항 등을 형성한다.
도 6에서는 각 벤딩 영역(D, E)의 양측에 2개의 벤딩 센서가 내장됨을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 각 벤딩 영역(D, E)의 일측에 2개의 벤딩 센서가 내장되도 무방하다. 또한, 2개의 기준 저항도 비 벤딩 영역의 양측에 형성됨을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 비 벤딩 영역의 일측에 2개의 기준 저항이 내장되도 무방하다.
상기 벤딩 센서(R1-R4)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 전기 저항을 갖는 전도성 물질로 형성되어 물리적인 인장(elongation)과 수축(contraction), 즉 구부러진 정도(벤딩 각도)에 띠라 단자 사이의 저항 값이 가변되는 센서이다. 마찬 가지로, 상기 기준 저항(Rref1, Rref2)도 도 7에 도시한 바와 같이, 전기 저항을 갖는 전도성 물질로 형성되지만 비 벤딩 영역에 형성되므로 저항 값이 가변되지 않는다.
도 8은 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로 구성 설명도이고, 도 9는 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로도이고, 도 10은 본 발명에 따른 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 브리지 회로의 계측 구성도이다.
상기와 같이 4개의 벤딩 센서(R1-R4)와 2개의 기준저항(Rref1, Rref2)을 설치하여, 도 8 및 도 9와 같이 총 2개의 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구성한다.
즉, 3 개의 벤딩 센서(R1, R2, R3)와 하나의 기준저항(Rref2)으로 제 1 휘트스톤 브리지 회로를 구성하고, 3 개의 벤딩 센서(R2, R3, R4)와 하나의 기준저항(Rref1)으로 제 2 휘트스톤 브리지 회로를 구성한다. 상기 2 개의 벤딩 센서(R2, R3)는 제 1 휘트스톤 브리지 회로와 제 2 휘트스톤 브리지 회로에 중복된다.
상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로는, 전원단(12V) 사이에 제 1 벤딩 센서(R1)과 제 2 기준저항(Rref2)이 제 1 로드를 통해 직렬 연결되는 제 1 연결부와, 제 2 벤딩 센서(R2)과 제 3 벤딩 센서(R3)가 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 제 2 연결부를 구비하고, 상기 제 1 연결부와 제 2 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 1 로드와 제 2 로드에 출력단이 형성된다.
또한, 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로는, 전원단(12V) 사이에 제 2 벤딩 센서(R3)과 제 2 벤딩 센서(R3)가 상기 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 상기 제 2 연결부와, 제 1 기준저항(Rref1)과 제 4 벤딩 센서(R4)가 제 3 로드를 통해 직렬 연결되는 제 3 연결부를 구비하고, 상기 제 2 연결부와 제 3 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 2 로드와 제 3 로드에 출력단이 형성된다.
이와 같이 구성된 상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력은 도 10에 도시한 계측부를 통해 처리되어 각 벤딩 영역의 벤딩 상태를 파악할 수 있다.
즉, 본 발명의 계측부는, 도 10에 도시한 바와 같이, 증폭기(amplifier; G+50), 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter;ADC) 및 마이크로 프로세서(MCU) 등을 포함할 수 있다.
상기 벤딩 센서들의 저항 변화량은 대부분 매우 작기 때문에, 상술한 바와 같이 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구성하여 저항의 변화를 전압의 변화로 변환한 후 증폭기(G=50)를 통해 증폭시킨다.
그리고, 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)는 상기 증폭기에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이크로 프로세서(MCU)에 출력한다.
즉, 상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지의 출력 전압은 상기 증폭기에서 증폭되고 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)에서 디지털 신호로 변환되어 마이크로 프로세서(MCU)에 입력된다.
상기 마이크로 프로세서(MCU)는 상기 입력된 상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지의 출력 전압의 디지털 값을 룩업 테이블에 저장된 데이터와 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지의 출력 전압에 매칭(matching)된 값에 따라 연성 표시장치의 벤딩 상태를 판단한다.
상기 도 10에는 도시하지 않았지만, 상기 증폭기와 상기 아날로그 디지털 변환기 사이에 아날로그 필터와, 상기 아날로그 디지털 변환기와 마이크로 프로세서 사이에 디지털 필터를 더 구비할 수도 있다.
이하에서, 상기 계측부의 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 11은 본 발명에 따른 계측부의 동작 순서도이고, 도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 룩업 테이블 구성도이다.
먼저, 상기와 같이 구성된 브리지 회로에서, 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)은 다음과 같다.
도 9에서 전원단을 12V로 하였지만, 이에 한정되지 않고 다양한 전압으로 설정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)은 증폭기(G=50)에서 증폭된 후 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)에서 디지털 신호로 변환되어 상기 마이크로 프로세서(MCU)에 입력된다(1S).
이 때, 상기 증폭기에서 너무 높은 이득값(Gain)으로 증폭하게 되면 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)가 입력된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환할 수 없게 되므로, 상기 증폭기의 증폭 이득 값을 적절하게 조절하여 상기 증폭기에서 출력된 아날로그 값이 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 정상 범위내가 되도록 한다(2S, 3S).
상기 마이크로 프로세서(MCU)는 연성 표시장치가 벤딩되지 않은 상태의 초기 디지털 값을 저장하고 있는 상태에서, 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)로부터 입력된 디지털 값을 상기 초기 디지털 값고 비교하여 상기 입력된 값이 상기 초기 값과 같으면, 연성 표시장치는 벤딩되지 않은 것으로 판단하고 계속 상기 입력된 값과 상기 초기 값을 비교한다 (4S, 5S).
그리고, 상기 입력된 값이 상기 초기 값과 다르면, 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)을, 도 12도와 같은 룩업 테이블과 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지의 출력 전압(V1, V2)에 매칭(matching)된 값에 따라 연성 표시장치의 벤딩 상태를 판단한다(6S, 7S). 도 12에서, 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)의 단위는 mV이다.
즉, 도 12에서, D 및 E각도가 모두 180도인 상태를 연성 표시장치가 벤딩되지 않은 것으로 간주하여, 상기 마이크로 프로세서(MCU)는 상기 D 및 E각도가 모두 180도인 상태의 V1 및 V2 값(0, 0)을 초기 디지털 값으로 저장한다, 그리고, 예를 들면, 입력된 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)이 각각 -6.234mV이라고 가정하면, 상기 마이크로 프로세서(MCU)는 제 1 벤딩 영역(D) 및 제 2 벤딩 영역이 안쪽으로 90도 벤딩 된 것으로 판단하고, 상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)이 각각 6.234mV이라고 가정하면, 상기 마이크로 프로세서(MCU)는 제 1 벤딩 영역(D) 및 제 2 벤딩 영역이 바깥쪽으로 90도(270도) 벤딩 된 것으로 판단한다.
한편, 상기 도 9의 브리지 회로에서, 상기 제 1 내지 제 3 연결부의 분압 전압(V3, V4, V5)을 측정하여 연성 표시장치의 벤딩 상태를 판단할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 룩업 테이블 구성도이다.
즉, 상기 도 9의 브리지 회로에서, 상기 제 1 연결부의 제 1 벤딩 센서(R1)와 제 2 기준저항(Vref2) 간의 제 1 분압 전압(V3)과, 상기 제 2 연결부의 제 2 벤딩 센서(R2)와 제 3 벤딩 센서(R3) 간의 제 2 분압 전압(V4)과, 상기 제 3 연결부의 제 1 기준저항(Vref1)과 제 4 벤딩 센서(R4) 간의 제 3 분압 전압(V5)은 다음과 같다.
상기 도 6에서, 제 1 벤딩 영역(D)이 안쪽으로 벤딩되면(In bending) 제 1 벤딩 센서(R1)와 제 3 벤딩 센서(R3)의 저항 값은 감소하고, 상기 제 1 벤딩 영역(D)이 바깥쪽으로 벤딩되면(Out bending) 제 1 벤딩 센서(R1)와 제 3 벤딩 센서(R3)의 저항 값은 증가한다. 마찬가지로, 제 2 벤딩 영역(E)이 안쪽으로 벤딩되면(In bending) 제 2 벤딩 센서(R2)와 제 4 벤딩 센서(R4)의 저항 값은 감소하고, 상기 제 2 벤딩 영역(E)이 바깥쪽으로 벤딩되면(Out bending) 제 2 벤딩 센서(R2)와 제 4 벤딩 센서(R4)의 저항 값은 증가한다.
상기 제 1 및 제 2 벤딩 영역(D, E)의 벤딩 상태에 따라 벤딩 센서들의 저항 값이 가변되므로 상기 제 1 및 제 2 벤딩 영역(D, E)의 벤딩 상태에 따라 상기 각 분압 전압(V3, V4, V5)도 가변된다.
도 13에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)는 2가지 레벨로 가변되고, 제 2 분압 전압(V4)은 3가지 이상의 레벨로 가변된다. 따라서, 제 1 분압 전압(V3) 및 제 3 분압 전압(V5)를 이용하면 상기 제 1 및 제 2 벤딩 영역(D, E)의 벤딩 상태를 판단할 수 있다.
따라서, 상기 도 10 및 도 11에서 설명한 방법으로 상기 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)을 측정하고 측정된 제 1 및 제 3 분압 전압을 각각의 초기 전압과 비교하여 상기 제 1 및 제 2 벤딩 영역(D, E)의 벤딩 상태를 판단한다.
도 13에서, 제 1 및 제 2 벤딩 영역(D, E)이 벤딩되지 않은 상태(Flat)를 초기 디지털 값으로 설정하고, 상기 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)의 가변 량에 따라 상기 제 1 및 제 2 벤딩 영역(D, E)의 안쪽으로 벤딩되었는지 바깥쪽으로 벤딩되었는지를 판단할 수 있다.
예를들면, 도 13에서, 상기 제 1 분압 전압(V3)이 소폭 감소하면 제 1 벤딩 영역이 바깥쪽으로 벤딩된 것으로 판단하고, 상기 제 1 분압 전압(V3)이 대폭 증가하면 상기 제 1 벤딩 영역이 안쪽으로 벤딩된 것으로 판단한다. 또한, 상기 제 3 분압 전압(V5)이 소폭으로 증가하면 제 2 벤딩 영역이 바깥쪽으로 벤딩된 것으로 판단하고, 상기 제 3 분압 전압(V5)이 대폭으로 감소하면 상기 제 2 벤딩 영역이 안쪽으로 벤딩된 것으로 판단한다.
따라서, 상기 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)의 변화 량에 따라 벤딩 상태를 판단한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (8)
- 벤딩 구조를 갖는 연성 표시장치에서,
제 1 벤딩 영역에 내장되는 제 1 및 제 3 벤딩 센서와
제 2 벤딩 영역에 내장되는 제 2 및 제 4 벤딩 센서와,
비 벤딩 영역에 내장되는 제 1 및 제 2 기준 저항을 구비하고,
상기 제 1 내지 제 3 벤딩 센서와 상기 제 2 기준 저항으로 제 1 휘트스톤 브리지 회로를 구성하고, 상기 제 2 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 기준저항으로 제 2 휘트스톤 브리지 회로를 구성하는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 및 제 2 기준 저항은 연성 표시장치를 구성하는 필름의 공정에서 사용되는 전도성 물질로 형성되는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 4 벤딩 센서는 상기 제 1 또는 제 2 벤딩 영역의 양측 또는 일측에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 기준 저항은 상기 비 벤딩 영역의 양측 또는 일측에 형성되는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로는, 전원단 사이에 상기 제 1 벤딩 센서과 상기 제 2 기준저항이 제 1 로드를 통해 직렬 연결되는 제 1 연결부와,
상기 제 2 벤딩 센서와 상기 제 3 벤딩 센서가 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 제 2 연결부를 구비하고, 상기 제 1 연결부와 제 2 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 1 로드와 제 2 로드에 출력단이 형성되는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로는,
전원단 사이에 상기 제 2 벤딩 센서와 상기 제 3 벤딩 센서가 상기 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 상기 제 2 연결부와,
상기 제 1 기준저항과 상기 제 4 벤딩 센서가 제 3 로드를 통해 직렬 연결되는 제 3 연결부를 구비하고, 상기 제 2 연결부와 제 3 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 2 로드와 제 3 로드에 출력단이 형성되는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치. - 제 1 벤딩 영역에 내장되는 제 1 및 제 3 벤딩 센서와, 제 2 벤딩 영역에 내장되는 제 2 및 제 4 벤딩 센서와, 비 벤딩 영역에 내장되는 제 1 및 제 2 기준 저항을 구비하고, 상기 제 1 내지 제 3 벤딩 센서와 상기 제 2 기준 저항으로 제 1 휘트스톤 브리지 회로를 구성하고, 상기 제 2 내지 제 4 벤딩 센서와 상기 제 1 기준저항으로 제 2 휘트스톤 브리지 회로를 구성한 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 방법에 있어서,
상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)을 검출하는 단계;
상기 제 1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V1)과 상기 제 2 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압(V2)을 룩업 테이블과 비교하는 단계; 그리고,
상기 제 1 및 제 2 휘트스톤 브리지의 출력 전압(V1, V2)에 매칭(matching)된 룩업 테이블의 값으로 각 벤딩 영역의 벤딩 상태를 판단하는 단계를 포함하는 벤딩 센싱 방법. - 제 1 벤딩 영역에 내장되는 제 1 및 제 3 벤딩 센서와, 제 2 벤딩 영역에 내장되는 제 2 및 제 4 벤딩 센서와, 비 벤딩 영역에 내장되는 제 1 및 제 2 기준 저항을 구비하고,
전원단 사이에 상기 제 1 벤딩 센서과 상기 제 2 기준저항이 제 1 로드를 통해 직렬 연결되는 제 1 연결부와, 상기 제 2 벤딩 센서와 상기 제 3 벤딩 센서가 제 2 로드를 통해 직렬 연결되는 제 2 연결부를 구비하고, 상기 제 1 연결부와 제 2 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 1 로드와 제 2 로드에 출력단이 형성되는 제 1 휘트스톤 브리지 회로를 구성하고,
상기 제 2 연결부와, 상기 제 1 기준저항과 상기 제 4 벤딩 센서가 제 3 로드를 통해 직렬 연결되는 제 3 연결부를 구비하고, 상기 제 2 연결부와 제 3 연결부는 서로 병렬 연결되고, 상기 제 2 로드와 제 3 로드에 출력단이 형성되는 제 2 휘트스톤 브리지 회로를 구성하는 벤딩 센싱 장치를 갖는 연성 표시장치의 벤딩 센싱 방법에 있어서,
상기 제 1 및 제 3 연결부 각각의 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)을 검출하는 단계;
상기 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)을 룩업 테이블과 비교하는 단계; 그리고,
상기 제 1 및 제 3 분압 전압(V3, V5)에 매칭(matching)된 룩업 테이블의 값으로 각 벤딩 영역의 벤딩 상태를 판단하는 단계를 포함하는 벤딩 센싱 방법.
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