KR20160080751A - 햅틱 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 영상을 표시하도록 구성된 표시부, 액츄에이터 및 액츄에이터 구동부를 포함한다. 액츄에이터는 전기 활성층 및 전기 활성층의 일면에 배치되는 복수의 전극을 포함한다. 액츄에이터 구동부는 복수의 전극에 서로 상이한 전압을 인가하도록 제어된다. 여기서, 액츄에이터 구동부는, 진동감을 제공하기 위해 복수의 전극 중 인접한 전극들 각각에 서로 상이한 전압을 인가하도록 구동된다. 또한, 재질감을 제공하기 위해 복수의 전극 중 인접한 전극들 각각에 동일한 전압을 인가하도록 구동된다. 또한, 액츄에이터 구동부는 진동감 또는 재질감이 요구되는지에 따라 인가되는 전압을 제어함으로써, 원하는 햅틱감을 제공할 수 있다. 하나의 구조를 통해 다양한 햅틱감이 제공될 수 있으므로, 표시 장치가 경량화되고 두께가 얇아질 수 있다.

Description

햅틱 표시 장치 및 이의 구동 방법{HAPTIC DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 햅틱 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 햅틱감을 제공할 수 있는 햅틱 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

터치 감지부는 표시 장치에 대한 화면 터치나 제스쳐(gesture) 등과 같은 사용자의 터치 입력을 감지하는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대용 표시 장치를 비롯하여 공공 시설의 표시 장치와 스마트 TV 등의 대형 표시 장치에 널리 활용되고 있다. 이러한 터치 감지부는 동작 방식에 따라 저항막 방식, 정전 용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 분류된다.

그러나, 최근에는 사용자의 터치 입력을 감지하는 것에 그치지 않고, 사용자의 터치 입력에 대한 피드백(feedback)으로 사용자의 손가락 또는 사용자의 스타일러스 펜으로 느낄 수 있는 촉각 피드백을 전달하는 햅틱(haptic) 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.

이러한 햅틱 장치로 표시 장치에 ERM(Eccentric Rotating Mass)이 적용된 햅틱 장치가 사용되었다. ERM은 모터의 회전부의 한쪽 부분에 질량을 붙여서 모터가 회전할 때 발생하는 편심력으로 인하여 기계적인 진동을 발생시키는 진동 모터이다. 다만, ERM은 불투명한 재료로 구성되므로, 표시 장치에서 표시부의 전면이 아닌 표시부의 후면에 배치되어야 한다. 또한, ERM은 모터에 의해 진동을 발생시키므로, 표시 장치의 특정 부분만이 진동되는 것이 아니고 표시 장치 전체가 진동되게 된다. 따라서, ERM이 적용된 표시 장치에서는 사용자의 터치 입력이 발생된 부분에만 촉각 피드백을 전달할 수 없다는 문제가 발생한다. 또한, ERM은 모터를 통해 기계적 진동을 발생시킨다는 점에서 응답 속도가 매우 느리므로, 햅틱 장치의 진동원으로 사용되기에 어려움이 존재한다. 또한, ERM은 단단한 모듈형 컴포넌트이어서, 플렉서블 표시 장치에 적용되기 어렵다.

한편, 햅틱 장치로 표시 장치에 LRA(Linear Resonant Actuator)가 적용된 햅틱 장치도 사용되었다. LRA는 영구 자석이 솔레노이드(solenoid) 내부를 왕복 운동함에 의해 발생하는 스프링과 스테인리스 진동자의 진동을 통해 촉각 피드백을 전달한다. 다만, LRA 또한 ERM과 같이 불투명한 재료로 구성되고, 표시 장치 전체를 진동시키므로, ERM과 동일한 문제가 존재한다. 또한, LRA는 공진 주파수를 사용하여야 하므로, 진동 주파수가 150Hz 내지 200Hz 사이로 고정된다. 따라서, LRA가 적용된 햅틱 장치는 다양한 진동감 생성이 어렵다는 단점을 갖는다.

상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 압전 세라믹 액츄에이터(Piezo Ceramic Actuator)가 적용된 햅틱 장치가 사용되고 있다. 압전 세라믹 액츄에이터는 수 msec의 빠른 응답속도를 가지며, 진동 주파수의 범위가 매우 넓어 사람이 실제 촉각을 느끼는 모든 주파수 범위의 진동을 구현해낼 수 있다. 다만, 압전 세라믹 액츄에이터는 세라믹 재질의 판(plate) 형태로 제작되어, 외부 충격에 대한 내구성이 낮아 외부 충격에 의해 쉽게 깨진다는 단점이 있다. 또한, 압전 세라믹 액츄에이터는 ERM 및 LRA와 마찬가지로 불투명하고 박형화가 어렵고, 표시 장치 후면에 배치되어 표시 장치 전체를 진동시키는 문제가 있다.

[관련기술문헌]

정전기 마찰로, 안내 및 정렬을 위한 햅틱 큐들을 제공하는 방법 및 장치 (한국특허출원번호 제2013-0140928호)

햅틱 장치에서 진동을 발생시키기 위한 진동원으로서 전기 활성 고분자를 채용하는 구조가 사용될 수 있다. 구체적으로 전기 활성 고분자를 채용하는 구조는 전기 활성 고분자로 이루어지는 전기 활성층의 상부 및 하부에 배치된 전극에 전압을 인가하여 발생되는 전기 활성층의 진동을 통해 사용자에게 촉각 피드백을 전달할 수 있다. 이러한 구조는 투명한 재료들로 이루어질 수 있으므로, 표시 장치 전면에 적용될 수 있다는 장점이 있으며, 구동되는 주파수 범위가 넓어 다양한 진동감을 나타낼 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 전기 활성 고분자를 이용하는 구조는 진동에 의한 촉각만을 전달할 수 있을 뿐, 표시 장치에 표시되는 물체의 질감을 전달할 수 없었다.

한편, 표시 장치에 표시되는 물체의 질감을 전달하기 위한 구조로는 정전기적 인력을 이용하는 구조가 있다. 구체적으로 정전기적 인력을 이용하는 구조에서는, 절연층의 일면에 전극을 배치한다. 전극에 전압이 가해지고, 손가락이 접촉되면, 손가락과 절연층 사이에서 정전기적인 인력인 쿨롱력이 발생한다. 그 상태에서 손가락이 절연층 상에서 이동되면, 수평 마찰을 통해 전기적 질감이 전달된다. 그러나, 정전기적 인력을 이용하는 구조에서는 손가락이 정지하는 경우, 촉감이 전달되지 않는다는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 발명자들은 전기 활성 고분자를 채용하는 구조에서 전기 활성층의 일면에 전극을 배치하는 구조와 그 전극에 인가되는 전압을 달리하는 구동을 통해, 하나의 구조에서 질감과 진동에 의한 촉각을 동시에 구현할 수 있는 새로운 햅틱 표시 장치를 발명하였다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 진동감을 전달하는 구동과 사물에 대한 재질감을 전달하는 구동이 전환 가능한 햅틱 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 영상을 표시하도록 구성된 표시부, 액츄에이터 및 액츄에이터 구동부를 포함한다. 액츄에이터는 전기 활성층 및 전기 활성층의 일면에 배치되는 복수의 전극을 포함한다. 액츄에이터 구동부는 복수의 전극에 서로 상이한 전압을 인가하도록 제어된다. 여기서, 액츄에이터 구동부는, 진동감을 제공하기 위해 복수의 전극 중 인접한 전극들 각각에 서로 상이한 전압을 인가하도록 구동된다. 또한, 재질감을 제공하기 위해 복수의 전극 중 인접한 전극들 각각에 동일한 전압을 인가하도록 구동된다. 또한, 액츄에이터 구동부는 진동감 또는 재질감이 요구되는지에 따라 인가되는 전압을 제어함으로써, 원하는 햅틱감을 제공할 수 있다. 또한, 하나의 액츄에이터를 통해 다양한 햅틱감이 제공될 수 있으므로, 표시 장치가 경량화되고 두께가 얇아질 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은, 진동감과 사물에 대한 재질감을 서로 다른 구동 방식을 통해 하나의 구조에서 구현하므로, 촉각을 발생시키는 구조와 촉각을 인식하는 손가락 사이의 간격이 최소화되고, 이에, 보다 세밀한 재질감 및 다이나믹한 입력 피드벡과 같은 사실적인 느낌을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4a 및 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동과 사용자가 느끼는 촉각을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 4b 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 4c 및 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동예를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전환을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터의 셀을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치가 유리하게 활용될 수 있는 실례들을 나타내는 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.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(100)는 액츄에이터(110), 액츄에이터 구동부(120), 터치 감지부(130), 터치 회로부(140), 표시부(150), 타이밍 제어부(160), 프로세서(170), 상부 커버(180) 및 하부 커버(190)를 포함한다. 도 2에서는 액츄에이터 구동부(120), 터치 회로부(140), 타이밍 제어부(160) 및 프로세서(170)를 생략하여 도시하였다.

액츄에이터(110)는 전기 활성 고분자로 이루어지는 전기 활성층(112)의 하부에 배치된 복수의 전극(114)에 전압을 인가함으로써, 발생되는 전기 활성층(112)의 진동 및 사용자의 손가락과 전극 사이에 발생하는 정전기적 인력과 손가락의 움직임에 따른 마찰력을 통해 사용자에게 재질감을 전달한다. 액츄에이터(110)는 투명한 재료들로 이루어진다. 액츄에이터(110)는 복수의 전극(114)을 통해 국부적인 영역에서 촉감을 제공할 수 있다. 도 2를 참조하면, 액츄에이터(110)는 전기 활성층(112) 및 복수의 전극(114)을 포함한다. 복수의 전극(114)은 전기 활성층(112)의 동일한 일 면에 배치된다.

액츄에이터 구동부(120)는 수신되는 진동 구동 신호에 대응하여 액츄에이터(110)를 구동시키기 위한 전압을 제어한다. 액츄에이터 구동부(120)는 다양한 크기와 다양한 주파수의 전압을 제공하도록 구성된다. 또한, 액츄에이터(110)는 사물에 대한 재질감과 진동감을 모두 제공하기 위해 다양한 전기장을 형성할 수 있다. 이를 위해, 액츄에이터 구동부(120)는 복수의 전극(114) 각각에 서로 상이한 전압을 인가하도록 구성될 수 있다. 액츄에이터 구동부(120)는 프로세서(170) 또는 터치 감지부(130)의 입력에 대응하여 전압의 인가 방식을 변경하도록 구성된다. 예를 들어, 액츄에이터 구동부(120)는 액츄에이터(110)의 복수의 전극(114) 각각에 대한 인가 전압을 결정하고, 인가 전압을 복수의 전극(114) 각각에 전달할 수 있다. 액츄에이터(110)의 구조 및 액츄에이터 구동부(120)의 동작에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술한다.

액츄에이터(110) 상에는 상부 커버(180)가 배치된다. 상부 커버(180)는 표시 장치(100) 외부로부터의 충격으로부터 표시 장치(100)를 보호하기 위한 구성이다. 상부 커버(180)는 플라스틱 또는 유리와 같은 투명한 절연성 물질로 이루어질 수 있다.

액츄에이터(110) 아래에는 터치 감지부(130)가 배치된다. 터치 감지부(130)는 표시 장치(100)에 대한 사용자의 터치 입력을 감지하는 패널을 의미한다. 터치 감지부(130)로서, 예를 들어, 정전 용량 방식, 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 저항막 방식의 터치 감지부가 터치 감지부(130)로서 사용될 수 있다. 터치 회로부(140)는 터치 감지부(130)로부터의 터치 입력 신호를 수신하고, 터치와 연관된 다양한 터치 출력 신호를 출력하도록 구성된다. 터치 회로부(140)는 액츄에이터 구동부(120) 및 프로세서(170)에 터치 출력 신호를 출력할 수 있다. 다만, 터치 감지부(130)가 정전 용량 방식의 터치 감지부인 경우, 터치 감지부(130)는 정전 용량의 변화를 더 용이하게 감지하기 위해 액츄에이터(110) 위에 배치될 수도 있다.

터치 감지부(130) 아래에는 표시부(150)가 배치된다. 표시부(150)는 표시 장치(100)에서 영상을 표시하기 위한 표시 소자가 배치된 패널을 의미한다. 표시부(150)로서, 예를 들어, 유기 발광 표시부, 액정 표시부, 전기 영동 표시부 등과 같은 다양한 표시부가 사용될 수 있다. 표시부(150)는 플렉서블(flexible) 기판을 포함하고, 연성을 갖는 표시부일 수 있다. 연성을 갖는 표시부는 외부에서 가해지는 힘에 의해 다양한 방향 및 각도로 변형될 수 있다. 타이밍 제어부(160)는 입력된 영상에 기초하여 스캔 제어 신호, 데이터 제어 신호 등을 이용하여 표시부(150)를 구동하도록 구성된다.

하부 커버(190)는 액츄에이터(110), 터치 감지부(130) 및 표시부(150)의 하부를 덮도록 표시부(150) 아래에 배치된다. 하부 커버(190)는 표시 장치(100) 내부의 구성들을 외부의 충격 및 이물질이나 수분의 침투로부터 보호한다. 예를 들어, 하부 커버(190)는 경도가 좋은 유리나 열 성형이 가능하고 가공성이 좋은 플라스틱과 같은 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 하부 커버(190)는 액츄에이터(110)의 연성과 형상의 변화에 따라 함께 변형될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하부 커버(190)는 연성을 갖는 플라스틱과 같은 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

도 2에 도시되지는 않았으나, 액츄에이터(110), 터치 감지부(130), 표시부(150), 상부 커버(180) 및 하부 커버(190)를 서로 접착시키기 위한 접착층이 사용될 수 있다. 접착층은, 예를 들어, OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

프로세서(170)는 다양한 연산을 수행하기 위한 수단으로 MAP (Multimedia Application Processor), MCU(Microcontroller), ISP (Image Signal Processor) 등과 같은 연산 장치일 수도 있다. 프로세서(170)는 영상을 처리하고, 터치 회로부(140)로부터의 터치 출력 신호에 대응하여 액츄에이터(110)에 진동 구동 신호를 출력할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 액츄에이터(110)는 전기 활성층(112), 복수의 전극(114) 및 배선(116)을 포함한다.

전기 활성층(112)은 전기적인 자극에 의하여 변형되는 고분자 재료인 전기 활성 고분자로 이루어지는 판상의 필름이다. 예를 들어, 전기 활성층(112)은 실리콘계, 우레탄계, 아크릴계 등의 유전성 엘라스토머(dielectric elastomer) 또는 PVDF, PVDF-TrFE 등의 강유전성 고분자(ferroelectric polymer)로 이루어질 수 있다. 전기 활성층(112)이 유전성 엘라스토머로 이루어지는 경우, 전기 활성층(112)에 전압을 인가됨에 따라 발생하는 쿨롱력(Coulomb's force)에 의해 유전성 엘라스토머가 수축 및 팽창되어 액츄에이터(110)가 진동할 수 있다. 또한, 전기 활성층(112)이 강유전성 고분자로 이루어지는 경우, 전기 활성층(112)에 전압을 인가됨에 따라 전기 활성층(112) 내부의 쌍극자(dipole)의 정렬 방향이 변경되어 액츄에이터(110)가 진동할 수 있다.

복수의 전극(114)은 전기 활성층(112)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서, 도전성 물질로 이루어진다. 또한, 액츄에이터(110)의 투과율을 확보하기 위해, 복수의 전극(114)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(114)은 ITO(Indium Tin Oxide), PEDOT:PSS, 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 복수의 전극(114)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질 및 그 복합체가 복수의 전극(114)의 구성 물질로 사용될 수 있다. 또한, 복수의 전극(114)은 400 내지 900 Å의 두께를 가질 수 있다.

도 3을 참조하면, 복수의 전극(114)은 제1 전극(114a) 및 제2 전극(114b)을 포함한다. 제1 전극(114a)과 제2 전극(114b)은 전기 활성층(112)의 하면에서 서로 인접하게 배치된다. 제1 전극(114a)과 제2 전극(114b) 각각은 액츄에이터(110)의 일 단부로 연장된 배선(116)과 연결된다. 배선(116)은 예를 들어 액츄에이터(110)의 일 단부에 배치된 패드부를 통해 연성 인쇄 회로 기판에 연결되고, 연성 회로 기판은 액츄에이터(110)의 구동부와 전기적으로 연결될 수 있다.

복수의 전극(114) 각각의 평면상 면적은 촉각이 인지되는 단위 면적 이상이다. 촉각이 인지되는 단위 면적은 사용자에게 촉각 피드백을 전달할 수 있는 최소 단위 영역으로서, 각각의 촉각이 인지되는 단위 면적은 독립적으로 촉각 피드백을 전달할 수 있다.

각각의 촉각이 인지되는 단위 면적은 일반적인 사람의 손가락 또는 필기 입력 수단의 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 액츄에이터(110)는 손가락 또는 필기 입력 수단의 터치 입력에 대한 촉각 피드백을 전달하는 것이므로, 사용자에게 촉각 피드백을 전달할 수 있는 촉각이 인지되는 단위 면적은 사용자의 터치 입력이 발생하는 면적을 고려하여 결정될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 복수의 전극(114) 각각의 면적은 액츄에이터(110)와 함께 사용될 수 있는 터치 감지부의 화소의 면적을 고려하여 결정될 수도 있다. 터치 감지부에서 사용자의 터치 입력을 감지하는 것에 응답하여 액츄에이터(110)가 사용자에게 촉각 피드백을 전달하게 된다. 이에, 예를 들어, 사용자의 터치 입력이 감지된 터치 감지부의 화소와 동일하게 액츄에이터(110)의 복수의 전극(114) 각각의 면적이 결정되는 경우, 터치 감지부의 화소와 액츄에이터(110)의 전극(114)이 1:1로 대응될 수 있으므로, 액츄에이터(110)의 진동감 또는 재질감 제공 위치가 보다 정확하게 결정될 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동과 사용자가 느끼는 촉각을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동을 설명하기 위한 개략도이다. 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동예를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4a에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(100)에서 터치 감지부(130) 및 표시부(150)는 생략된다. 도 4a에 도시된 표시 장치(100)의 액츄에이터(110)는 도 3에 도시된 액츄에이터(110)와 실질적으로 동일하므로 그 구조에 대한 중복 설명은 생략한다. 이하의 도면들에서 + 기호는 전극에 구동 전압이 인가된다는 것을 나타내며 - 기호는 전극에 0 V가 인가되거나 전극이 접지된 것을 나타낸다.

도 4a를 참조하면, 제1 전극(114a)은 예컨대 구동 전압인 제1 전압이 인가되고, 제1 전극(114a)에 인접한 제2 전극(114b)은 예컨대 0 V전압인 제2 전압이 인가되거나 접지된다. 이에 따라, 제1 전극(114a)과 제2 전극(114b) 사이의 전기 활성층(112)에 전기장이 형성된다. 전기 활성층(112)이 유전성 엘라스토머로 이루어지는 경우, 유전성 엘라스토머가 수축 팽창되어 액츄에이터(110)가 진동한다. 또는, 전기 활성층(112)이 강유전성 고분자로 이루어지는 경우, 전기 활성층(112) 내부의 쌍극자의 정렬방향이 번경되어 액츄에이터(110)가 진동한다. 액츄에이터(110)에서의 진동은 상부 커버(180)로 전달되고, 사용자는 상부 커버(180)에 접하는 손가락의 기계적 자극 수용체를 통해 진동을 인지한다. 또한, 다양한 진동감을 제공하기 위해 상이한 주파수의 전압이 인가될 수 있다. 다양한 진동감을 제공하기 위해 복수의 전극에 인가되는 전압의 주파수는 예를 들어 1 내지 500 Hz 범위 내일 수 있다.

제1 전극(114a)과 제2 전극(114b)을 포함하는 복수의 전극(114) 각각에는 제1 전압과 제2 전압 또는 서로 상이한 전위의 전압이 인가될 수 있으며, 인접하는 복수의 전극(114)에서의 전위 차이에 의해 진동이 생성된다. 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 액츄에이터(110)에서 복수의 전극(114)에 인가되는 전압들이 도시된다. 도 4b에서와 같이 액츄에이터(110)의 복수의 전극(114)에 제1 전압과 제2 전압이 서로 교차하여 인가됨으로써, 사용자에게 진동감이 제공될 수 있다. 또한, 복수의 전극(114) 중 인접하는 전극 일부에만 전압이 인가되어 국부적인 진동감이 제공될 수도 있다.

도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 시시예에 따른 표시 장치(100)의 표시부(150) 및 표시부(150)가 표시하는 화면이 도시된다. 화면에서는 복수의 카드가 펼쳐지며, 사용자가 손가락으로 복수의 카드 중 하나를 선택하면, 국부적인 진동감이 손가락을 통해 전달된다. 복수의 카드 중 하나를 선택하는 것은 손가락의 평면상 움직임을 수반하지 않으므로, 표시 장치(100)는 도 4a 및 4b에서의 액츄에이터(110) 구동을 통한 진동감으로 촉각 피드백을 전달한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 진동감 외에 표시되는 물체의 재질감도 동일한 액츄에이터(110)를 통해 제공할 수 있다. 물체의 재질감은 액츄에이터(110)를 도 4a 및 도 4b와는 상이하게 구동시킴으로써 구현될 수 있다. 이하에서는 동일한 액츄에이터(110)에서 물체의 재질감을 구현하기 위한 구동 방식을 설명한다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동과 사용자가 느끼는 촉각을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동예를 설명하기 위한 개략도이다. 도 5a에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(100)에서 터치 감지부(130) 및 표시부(150)는 생략된다. 도 5a에 도시된 표시 장치(100)의 액츄에이터(110)는 도 3에 도시된 액츄에이터(110)와 실질적으로 동일하므로 그 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 5a를 참조하면, 제1 전극(114a) 및 제2 전극(114b) 모두에는 제1 전압이 인가된다. 이에 따라, 복수의 전극(114)과 손가락 사이에 전기장이 형성되며, 손가락의 평면상 움직임에 의해 수평 마찰이 발생하고, 제1 전극(114a)과 제2 전극(114b) 사이에서 사용자는 마찰을 통한 재질감을 인지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 전극(114a)과 제2 전극(114b)을 포함하는 복수의 전극(114) 모두에는 제1 전압 또는 제2 전압이 인가될 수 있다. 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 액츄에이터(110)에서 복수의 전극(114)에 인가되는 전압들이 도시된다. 도 5b에서와 같이 액츄에이터(110)의 복수의 전극(114) 모두에 동일한 제1 전압이 인가됨으로써, 사용자의 손가락이 평면상에서 움직이는 경우, 재질감이 제공될 수 있다. 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 표시부(150) 및 표시부(150)가 표시하는 화면이 도시된다. 화면에는 온라인 쇼핑몰에서의 상품들이 표시된다. 상품들이 표시되는 영역(SP)에 대응되는 복수의 전극(114)에는 동일한 제1 전압이 인가된다. 이에 따라, 손가락이 상품들이 표시되는 영역(SP) 상에서 움직이게 되면, 상품의 재질감이 손가락을 통해 전달된다. 또한, 상품들이 표시되는 영역(SP) 각각에는 서로 상이한 주파수의 전압이 인가되어 매끄러움부터 거칠음 등과 같은 다양한 재질감이 제공될 수 있다. 재질감을 제공하기 위해 복수의 전극(114)에 인가되는 전압의 주파수는 예를 들어 1 내지 1000 Hz 범위 내일 수 있다.

상품의 재질감은 손가락의 평면상 움직임을 수반하고, 입력에 대한 진동감을 요구하지 않으므로, 표시 장치는 도 5a 및 5b에서의 액츄에이터(110) 구동과 손가락의 수평 마찰을 통한 재질감으로 촉각 피드백을 전달할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 전환을 설명하기 위한 개략도이다. 도 6을 참조하면, 표시부(150)에 복수의 카드가 펼쳐지며, 이 때 액츄에이터(110)에는 도 4b에서와 같이 복수의 전극(114)의 제1 전극(114a)에 제1 전압이 제2 전극(114b)에 제2 전압이 서로 교차하며 인가된다. 사용자가 복수의 카드 중 하나를 선택하면, 국부적인 진동감이 손가락을 통해 전달된다.

다음으로, 표시부(150)의 화면이 전환되어 온라인 쇼핑몰에서의 상품들이 표시된다. 이 경우, 액츄에이터(110)에는 도 5b에서와 같이 복수의 전극(114)인 제1 전극(114a) 및 제2 전극(114b) 모두에 제1 전압이 인가된다. 이에 따라, 사용자의 손가락이 상품들이 표시되는 영역(SP) 상에서 움직이게 되면, 상품의 재질감이 손가락을 통해 전달된다.

즉, 제2 전극(114b)에 인가되는 전압을 제2 전압에서 제1 전극(114a)에 인가되는 동일한 제1 전압으로 바꾸어줌으로써, 제1 전극(114a)과 제2 전극(114b) 사이의 전위차로 발생되는 전기장이 소멸되고, 사용자의 손가락과 제1 전극(114a) 및 제2 전극(114b) 사이의 전기장이 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 하나의 액츄에이터(110)에서 진동감과 물체의 재질감이 구동에 따라 전환되어 제공할 수 있다. 또한, 하나의 액츄에이터(110)에서 서로 상이한 두 가지의 햅틱감을 구현할 수 있으므로, 제조 공정이 간소화될 수 있으며 이에 따른 공정 비용도 감소될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 제조하여 그 동작 여부를 확인하였다. 전기 활성층으로는 두께 190 ㎛와 투과도 89%의 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane) 전기 활성 고분자 필름을 사용하였다. 복수의 전극으로는 전기 활성층의 하부에 ITO를 스퍼터링 방식으로 면저항 182 Ω/□에 두께 900 Å으로 형성하였다. 다음으로 500 내지 1000 V, 100 Hz의 주파수인 사인파를 구동 전압으로 사용하였다. 진동감은 진동 가속도로 측정하였다. 도 4a 및 4b와 같이 인접하는 복수의 전극 각각에 0 V와 구동전압을 인가하였을 때 0.15 G의 진동가속도가 측정되었다. 도 5a 및 도 5b와 같이 인접하는 복수의 전극 모두에 구동전압을 인가하였을 때, 손가락을 이동하면 마찰력에 의한 재질감이 인식되었다.

이하에서는 다양한 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터 및 복수의 전극의 구조에 대해서 설명한다. 도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 7b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다. 도 7a를 참조하면, 액츄에이터(710)는 전기 활성층(712), 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)이 배치된 셀(cell; CE), 제1 배선(716), 제2 배선(718) 및 FPCB(720)를 포함한다,

전기 활성층(712)은 액티브 영역(AA)을 갖도록 구성된다. 전기 활성층(712)의 액티브 영역(AA)은 사용자에게 촉각 피드백을 전달하기 위한 영역으로서, 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)이 배치된 복수의 셀(CE)을 포함한다. 이하에서는, 각각의 셀(CE) 및 셀(CE)에 배치된 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 7b를 함께 참조한다.

도 7b를 참조하면, 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)은 하나의 셀(CE) 내에서 전기 활성층(712)의 일 면에 배치된다. 즉, 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)은 전기 활성층(712)의 동일한 면에 형성되고, 하나의 셀(CE) 내에 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)이 모두 배치된다.

도 7b를 참조하면, 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b) 각각은 줄기 전극 및 줄기 전극으로부터 연장되는 복수의 가지 전극으로 구성된다. 구체적으로, 제1 전극(714a)은 셀(CE)의 상부 영역에서 가로 방향으로 연장하는 줄기 전극 및 줄기 전극으로부터 세로 방향으로 연장하는 복수의 가지 전극을 갖는다. 또한, 제2 전극(714b)은 셀(CE)의 하부 영역에서 가로 방향으로 연장하는 줄기 전극 및 줄기 전극으로부터 세로 방향으로 연장하는 복수의 가지 전극을 갖는다. 도 7b를 참조하면, 셀(CE) 내에서 제1 전극(714a)의 복수의 가지 전극과 제2 전극(714b)의 복수의 가지 전극은 교대로 배치된다. 다시 말해서, 제1 전극(714a)의 가지 전극들 사이에 제2 전극(714b)의 가지 전극이 배치되고, 제2 전극(714b)의 가지 전극들 사이에 제1 전극(714a)의 가지 전극이 배치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(700)의 액츄에이터(710)에서는 제1 전극(714a)의 복수의 가지 전극과 제2 전극(714b)의 복수의 가지 전극이 서로 교대로 배치됨에 따라 제1 전극(714a)과 제2 전극(714b)이 인접하는 부분이 증가될 수 있고, 이에 따라 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)에 전압 인가 시 전기 활성층(712)에 인가되는 전기장의 크기가 증가될 수 있다.

다시 도 7a를 참조하면, 복수의 셀(CE) 내의 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b) 각각과 전기적으로 연결되도록 제1 배선(716) 및 제2 배선(718)이 전기 활성층(712) 상에 배치된다. 구체적으로, 제1 배선(716)은 복수의 셀(CE) 내의 제1 전극(714a)과 전기적으로 연결되고, 제2 배선(718)은 복수의 셀(CE) 내의 제2 전극(714b)과 전기적으로 연결된다. 제1 배선(716) 및 제2 배선(718)은 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 제1 배선(716) 및 제2 배선(718)이 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)과 동일한 물질로 이루어지는 경우, 제1 배선(716) 및 제2 배선(718)은 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)과 동일한 공정에서 동시에 형성될 수도 있다.

전기 활성층(712)의 일 측에 FPCB(flexible printed circuit board; 720)가 배치된다. FPCB(720)는 제1 배선(716) 및 제2 배선(718)과 전기적으로 연결되며, FPCB(720)에는 제1 배선(716) 및 제2 배선(718)을 통해 제1 전극(714a) 및 제2 전극(714b)에 전압을 인가하기 위한 액츄에이터 구동부(720) 등과 같은 회로부가 내장될 수 있다. 도 1a에서는 구동부(720)와 같은 회로부가 FPCB(720)에 내장되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 회로부는 COF(chip on flim) 등의 방식으로도 구현될 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치의 액츄에이터를 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도들이다. 도 8 및 도 9는 표시 장치(800, 900)의 액츄에이터 각각의 하나의 셀(CE)에 배치된 제1 전극(814a, 914a) 및 제2 전극(814b, 914b)만을 도시하였으며, 도 10은 액츄에이터의 전기 활성층(912)의 액티브 영역(AA)에 배치되는 제1 전극(1014a) 및 제2 전극(1014b)을 도시하였다. 도 8 내지 도 10에 도시된 표시 장치(800, 900, 1000)의 액츄에이터는 도 3 또는 도 7b에 도시된 액츄에이터와 비교하여 제1 전극(114a) 및 제2 전극(114b)의 형상만이 상이할 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.

먼저, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 전극(814a, 914a) 및 제2 전극(814b, 914b)은 제1 전극(814a, 914a)과 제2 전극(814b, 914b)이 인접하는 부분을 최대화시키기 위한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 전극(814a) 및 제2 전극(814b)은 나선형(spiral) 구조를 갖도록 배치될 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 전극(914a) 및 제2 전극(914b)은 이중 루프 구조를 갖도록 배치될 수도 있다. 다만, 제1 전극(814a, 914a) 및 제2 전극(814b, 914b)의 형상이 도 8 및 도 9에 도시된 예에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 도 10을 참조하면, 제1 전극(1014a) 및 제2 전극(1014b)은 전기 활성층(1012)의 액티브 영역(AA) 전체에 걸쳐 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 제1 전극(1014a) 각각은 전기 활성층(1012)의 액티브 영역(AA)에서 가로 방향으로 연장하고, 복수의 제2 전극(1014b) 각각은 전기 활성층(1012)의 액티브 영역(AA)에서 세로 방향으로 연장할 수 있다. 이 때, 제1 전극(1014a)과 제2 전극(1014b)이 전기적으로 절연되기 위해 적어도 제1 전극(1014a)과 제2 전극(1014b)이 교차하는 지점에는 제1 전극(1014a)과 제2 전극(1014b) 사이에 별도의 절연층 또는 평탄화층이 배치될 수 있다. 도 10에서는 설명의 편의를 위해, 제1 전극(1014a) 및 제2 전극(1014b)이 마름모 형상으로 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 제1 전극 및 제1 전극과 인접하게 배치된 제2 전극이 전기 활성층의 일면에 제공된다(S1110).

다음으로, 진동감이 요구되는지를 판단한다(S1120). 예를 들어, 표시되는 화면이 진동감이 요구되는 전자식 키보드이거나, 전화나 문자가 오는 화면, 입력 피드백이 요구되는 화면이면, 진동감이 요구될 수 있다. 진동감이 요구되는 경우, 표시 장치의 액츄에이터는 진동감을 제공하도록 구동될 수 있다.

전기 활성층을 통해 진동감을 제공하기 위해, 제1 전극에는 제1 전압이 인가되고, 제2 전극에는 제2 전압이 인가된다(S1130). 예를 들어 제1 전극에는 구동 전압이 인가되고 제2 전극은 접지되거나 0 V의 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 전기 활성층이 수축되고 팽창되어 진동감이 제공된다. 진동감이 제공된 후에는 다시 단계 S1120가 반복된다.

진동감이 요구되지 않는다고 판단된 경우, 물체에 대한 재질감이 요구되는지 판단된다(S1140). 예를 들어, 표시되는 화면이 재질감을 요구하는 사물을 포함하거나, 페이지를 스크롤하거나, 전자 필기를 하면, 재질감이 요구될 수 있다. 재질감이 요구되는 경우, 표시 장치의 액츄에이터는 재질감을 제공하도록 구동된다.

재질감을 제공하기 위해, 제1 전극 및 제2 전극 모두에는 제1 전압이 인가된다(S1150). 이에 따라, 손가락이 표시 장치에 접촉하여 이동되는 경우, 발생되는 전기적인 수평 마찰에 의해 손가락에 촉각이 전달된다. 재질감이 제공된 후에는 다시 단계 S1120이 반복된다. 재질감이 요구되지 않는 경우에도, 다시 단계 S1120이 반복된다. 그러나, 도 11에서 도시되는 표시 장치를 구동하기 위한 방법은 예시적일 뿐이며, 표시 장치가 진동감과 재질감을 전환가능하게 제공할 수 있다면, 이에 제한되지 않고, 다양한 방식의 알고리즘으로 어떠한 상황에 진동감과 재질감이 요구되는지를 판단할 수 있으며, 판단의 선후관계나 판단 방식도 상이할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치가 유리하게 활용될 수 있는 실례들을 나타내는 도면이다. 도 12의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 모바일 디바이스(1200)에서 사용되는 경우를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 도 12의 (a)에서 모바일 디바이스(1200)에 포함되도록 도시되었으며, 여기서 모바일 디바이스(1200)는 스마트폰, 핸드폰, 태블릿 PC, PDA 등과 같은 소형화 장치를 의미한다. 표시 장치(1210)가 모바일 디바이스(1200)에 설치되는 경우, 외부 전원이 공급되지 않고 자체 배터리를 사용하게 되므로, 한정된 배터리 용량에 적합하도록 표시 장치(1210)의 구성요소들이 설계되어야 한다. 표시 장치(1210)의 액츄에이터의 구동 전압이 감소되고, 한정된 배터리 용량에서도 표시 장치(1210)가 정상적으로 구동될 수 있다. 또한, 사용자는 모바일 디바이스(1200)로 동영상 시청, 게임, 버튼 입력 등을 수행할 시에 터치와 함께 진동을 느낄 수 있으므로, 보다 감각적인 정보를 전달받을 수 있다.

도 12의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 차량용 네비게이션(1300)에서 사용되는 경우를 도시한다. 차량용 네비게이션(1300)은 표시 장치(1310) 및 다수의 조작 요소들을 포함할 수 있으며, 차량 내부에 설치된 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 표시 장치(1310)가 차량용 네비게이션(1300)에 적용되는 경우, 도로의 높낮이, 도로의 상태, 가상 조그셔틀 및 차량의 진행 상황 등을 재질감에 의한 촉각으로 제공받을수 있으며, 네비게이션 화면에 가상 버튼을 입력할 시 각기 다른 버튼감을 진동에 의해 제공할 수 있게 되어 운전자 안전 및 시야확보를 도울수 있게된다.

도 12의 (c)는 본 발명의 일 실시예들에 따른 표시 장치가 모니터, TV 등과 같은 디스플레이 수단(1400)으로 사용되는 경우를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1410)가 디스플레이 수단(1400)으로 이용되는 경우, 사용자는 특정 물건의 질감, 화자의 상태 등을 실제로 경험하듯이 촉각적으로 느낄 수 있으므로, 보다 실감나는 영상을 즐길 수 있게 된다.

도 12의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 옥외 광고판(1500)에서 사용되는 경우를 도시한다. 옥외 광고판(1500)은 표시 장치(1510) 및 지면과 표시 장치(1510)를 연결시키는 지지대를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1510)를 옥외 광고판(1500)에 적용하는 경우, 판매하고자 하는 광고 물품에 대한 촉각적인 정보 영상 및/또는 음성과 함께 사용자에게 직접 전달할 수 있으므로, 광고 효과가 극대화될 수 있게 된다.

도 12의 (e)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치가 게임기(1600)에서 사용되는 경우를 도시한다. 게임기(1600)는 표시 장치(1610), 및 다양한 프로세서가 내장되는 하우징을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1610)를 게임기(1600)에 적용하는 경우, 사용자의 게임 조작에 따른 다양한 촉각적 피드백을 실감나게 제공할 수 있게 되므로, 사용자의 게임에 대한 몰입도가 배가될 수 있게 된다.

도 12의 (f)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 전자 칠판(1700)에서 사용되는 경우를 도시한다. 전자 칠판(1700)은 표시 장치(1710), 스피커 및 이들을 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 구조물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1710)를 전자 칠판(1700)에 적용하는 경우, 교육자는 스타일러스 펜 또는 손가락으로 표시 장치(1710)에 강의 내용을 입력할 때에 직접 칠판에 판서하는 듯한 느낌을 제공받을 수 있게 된다. 또한, 피교육자가 전자 칠판(1700)에 표시된 이미지에 대한 터치 입력을 인가하는 경우, 해당 이미지에 적합한 촉각적 피드백이 피교육자에게 제공될 수 있으므로, 교육의 효과가 극대화될 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로 (ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상으로 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 700, 800, 900, 1000: 표시 장치
110: 액츄에이터
112, 712, 812, 912, 1010 : 전기 활성층
114, 714, 814, 914, 1014: 복수의 전극
114a, 714a, 814a, 914a, 1014a: 제1 전극
114b, 714b, 814b, 914b, 1014b: 제2 전극
116, 716, 718: 배선
120, 720: 액츄에이터 구동부
130: 터치 감지부
140: 터치 회로부
150: 표시부
160: 타이밍 제어부
170: 프로세서
180: 상부 커버
190: 하부 커버
720: FPCB
1200: 모바일 디바이스
1300: 차량용 네비게이션
1400: 디스플레이 수단
1500: 옥외 광고판
1600: 게임기
1700: 전자 칠판

Claims (9)

1. 전기 활성 고분자로 이루어지는 전기 활성층, 및 상기 전기 활성층의 일 면에만 배치된 제1 전극 및 상기 제1 전극과 인접하여 배치된 제2 전극을 포함하는 접촉 감응 소자를 제공하는 단계;
   상기 접촉 감응 소자가 진동하도록 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 서로 상이한 전압을 인가하는 단계; 및
   상기 접촉 감응 소자 위에서 수평 마찰을 발생시키도록 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 모두에 동일한 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 접촉 감응 소자 구동 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수평 마찰은 상기 접촉 감응 소자 위에서 손가락의 평면 움직임에 의해 발생되는, 접촉 감응 소자 구동 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 서로 상이한 전압을 인가하는 단계 또는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 모두에 동일한 전압을 인가하는 단계는 상기 접촉 감응 소자의 일부 영역에서만 수행되는, 접촉 감응 소자 구동 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 서로 상이한 전압을 인가하는 단계 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 모두에 동일한 전압을 인가하는 단계는 전환가능하도록 구현되는, 접촉 감응 소자 구동 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전기 활성층은 복수의 셀을 갖고,
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 셀 각각에 배치된, 접촉 감응 소자 구동 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각은 제1 서브 전극 및 상기 제1 서브 전극으로부터 연장하는 복수의 제2 서브 전극을 갖고,
   상기 제1 전극의 제2 서브 전극과 상기 제2 전극의 제2 서브 전극은 교대로 배치된, 접촉 감응 소자 구동 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각은 나선형 구조 또는 이중 루프 구조를 갖는, 접촉 감응 소자 구동 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 접촉 감응 소자가 진동하도록 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 서로 상이한 전압을 인가하는 단계는, 상기 제1 전극에 구동전압을 인가하는 단계 및 상기 제2 전극을 접지시키거나 0V의 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 접촉 감응 소자 구동 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 접촉 감응 소자 위에서 수평 마찰을 발생시키도록 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 모두에 동일한 전압을 인가하는 단계는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 모두에 상기 구동전압을 인가하는 단계를 포함하는, 접촉 감응 소자 구동 방법.

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