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KR20220093958A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220093958A
KR20220093958A KR1020200185160A KR20200185160A KR20220093958A KR 20220093958 A KR20220093958 A KR 20220093958A KR 1020200185160 A KR1020200185160 A KR 1020200185160A KR 20200185160 A KR20200185160 A KR 20200185160A KR 20220093958 A KR20220093958 A KR 20220093958A
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KR
South Korea
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electrode
support substrate
display device
area
electroactive layer
Prior art date
Application number
KR1020200185160A
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English (en)
Inventor
우상민
이준형
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US17/494,546 priority patent/US11579702B2/en
Priority to CN202111319106.4A priority patent/CN114690895A/zh
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 폴딩 영역 및 폴딩 영역의 양측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널, 표시 패널 하부에 배치되는 백 플레이트 및 백 플레이트 하부에 배치되는 복수의 기공을 포함하는 금속 또는 합금으로 이루어진 지지 기판을 포함하고, 지지 기판은 폴딩 영역에 대응하여 지지 기판의 하면으로부터 상면을 향해 리세스된 복수의 홈패턴을 구비한다. 따라서, 표시 패널의 폴딩 영역에 패턴이 시인되는 현상을 최소화하면서 폴딩 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누름 촉각을 포함하는 촉각 피드백을 제공하는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 패널은 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 패널의 동작 방식으로는 저항막(resistive) 방식, 정전용량(capcitive) 방식, 광학(optical) 방식, 전자기(ElctroMagnetic; EM) 방식 등을 들 수 있다.
그러나, 최근에는 사용자의 터치 입력을 감지하는 것에 그치지 않고, 사용자의 터치 입력에 대한 피드백(feedback)으로 사용자의 손가락 또는 사용자의 스타일러스 펜으로 다양한 촉각을 느끼게 하는 햅틱(haptic) 효과를 제공할 수 있는 액츄에이터에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비폴딩 영역에 누름 구조를 갖는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 터치 압력이 가해진 촉각 셀별로 촉각 피드백을 전달하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 누름 촉각을 통해 촉각 피드백을 전달하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 폴딩 영역 및 폴딩 영역의 양측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널, 표시 패널 하부에 배치되는 지지 기판을 포함하고, 지지 기판은, 폴딩 영역에 배치된 복수의 개구부, 및 비폴딩 영역에 배치된 복수의 누름 구조를 포함한다. 따라서, 터치 입력 영역별로 촉각 피드백을 제공하는 표시 장치를 구현할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 비폴딩 영역에 누름 구조를 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 터치 압력이 가해진 촉각 셀별로 촉각 피드백을 제공하는 표시 장치를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 터치 압력이 가해진 촉각 셀별로 누름 촉각을 제공하는 표시 장치를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 비폴딩 영역에서 플렉서블 표시 패널의 활용을 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 비폴딩 영역의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지지 기판의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 2의 IⅤ-IⅤ'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지지 기판의 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 비폴딩 영역의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 ⅤII-ⅤII'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 비폴딩 영역의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX'에 따른 개략적인 단면도이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 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 발명 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.
또한 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 설명의 편의를 위해 표시 장치의 비폴딩 영역만 도시하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 지지 기판(120)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 폴딩되어 랩탑 형태 또는 태블릿 형태로 변환 가능한 것으로, 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소가 배치되어 실질적으로 영상이 표시되는 영역이다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싼다. 비표시 영역(NDA)은 실질적으로 영상이 표시되지 않는 영역으로 표시 영역(DA)에 배치되는 화소 및 구동 회로를 구동하기 위한 다양한 배선, 구동 IC, 인쇄 회로 기판 등이 배치된다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)에는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 IC, VSS 배선 등이 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 적어도 하나의 폴딩 영역(FA) 및 둘 이상의 비폴딩 영역(NFA)을 포함한다. 폴딩 영역(FA)은 표시 장치(100)를 폴딩할 때 접히는 영역으로, 폴딩축을 기준으로 특정한 곡률 반경에 따라 폴딩될 수 있다. 비폴딩 영역(NFA)은 표시 장치(100)를 폴딩할 때, 폴딩되지 않는 영역이다. 즉, 비폴딩 영역(NFA)은 표시 장치(100)를 폴딩할 때 평면 상태를 유지한다. 비폴딩 영역(NFA)은 폴딩 영역(FA)의 일측 또는 양측에 위치할 수 있다. 예를 들어, 폴딩 영역(FA)의 폴딩축이 Y축 방향으로 형성되는 경우, 비폴딩 영역(NFA)은 폴딩 영역(FA)로부터 폴딩축과 수직인 X축 방향으로 연장된 영역으로 정의된다.
도 1 및 도 2에서는 표시 장치가 폴딩 영역(FA) 및 폴딩 영역의 양측에 2개의 비폴딩 영역(NFA)이 배치된 것으로 도시하였으나, 폴딩 영역(FA) 및 비폴딩 영역(NFA)의 개수 및 위치는 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(110)은 영상이 구현되는 패널로, 영상을 구현하기 위한 표시 소자와 표시 소자를 구동하기 위한 회로부 등이 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)가 유기 발광 표시 장치인 경우, 표시 소자는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치(100)가 유기 발광 소자를 포함하는 폴더블 유기 발광 표시 장치인 것으로 가정하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
회로부는 유기 발광 소자를 구동하기 위한 다양한 박막 트랜지스터, 커패시터, 배선 및 구동 IC 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로부는 구동 박막 트랜지스터, 스위칭 박막 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 게이트 배선, 데이터 배선, 게이트 드라이버 IC 및 데이터 드라이버 IC 등과 다양한 구성을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
지지 기판(120)은 표시 패널(110) 하부에 배치되는 것으로, 스테인레스 스틸(Stainless steel; SUS), 니켈(Ni) 등의 다른 금속이 포함된 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar), 철(Fe), 알루미늄(Al) 계열 또는 마그네슘(Mg)과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지지 기판(120)은 스테인레스 스틸(SUS)로 이루어질 수 있고, 스테인레스 스틸(SUS)은 높은 복원력(restoring force)과 강성을 가지고 있어, 지지 기판(120)(110)의 두께가 감소하더라도 일정 수준의 강성을 유지할 수 있다.
지지 기판(120)은 폴딩 영역(FA)에 복수의 개구부(미도시)가 배치된다. 복수의 개구부(미도시)의 개수 및 크기를 조절하여 폴딩 성능을 조절할 수 있다. 복수의 개구부(미도시)를 통해 지지 기판(120)의 내구성을 유지하면서 폴딩시 발생하는 외부 스트레스를 저감시킬 수 있고, 곡률 반경을 조절하여 폴딩 성능을 향상시킬 수 있다. 개구부(미도시)의 형태는 타원형 또는 사각형일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 선택적으로 변경 가능하다.
지지 기판(120)의 비폴딩 영역(NFA)에는 복수의 누름 구조(PS)가 배치된다. 일반적으로 터치 입력 영역과 무관하게 전기 활성층 전체 또는 일 부분이 진동함으로써 촉각 피드백이 발생하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 지지 기판(120)은 누름 구조(PS)를 배치하여 진동뿐만 아니라 터치 입력 영역별로 누름 촉각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 지지 기판(120)에 키보드 배열과 같이 각각의 키 영역에 대응되도록 누름 구조(PS)를 배치함으로써 사용자에게 표시 장치(100)의 표시 영역(DA)에서 키보드를 누르는 것과 같은 촉각 피드백을 전달할 수 있다. 누름 구조(PS)의 보다 자세한 형태는 도 3에서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 구성하는 지지 기판의 상면을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'에 따른 개략적인 단면도이다. 도 3 및 도 4는 설명의 편의를 위해 비폴딩 영역(NFA)의 표시 장치(100) 또는 지지 기판(120)만 도시하였다.
도 3을 참조하면, 지지 기판(120)은 복수의 누름 구조(PS)를 포함하고, 복수의 누름 구조(PS) 각각은 터치 압력이 가해지는 경우 아래로 이동이 가능한 평면부(121) 및 평면부(121)의 일부를 둘러싸는 홀(122)을 포함한다. 홀(122)의 형태는 지지 기판(120)의 상면에서 바라볼 경우 평면부(121)를 둘러싸는 나선형으로 이루어질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 나선형의 홀(122)은 직각 나선형 홀(122)이고, 직각 나선형 홀(122)에 따라 평면부(121)의 중앙은 사각형의 형상과 유사할 수 있으나, 곡선 구조의 나선형 홀(122) 및 평면부(121)의 중앙은 원형일 수도 있으며 이에 제한되지 않는다.
도 4를 참조하면, 누름 구조(PS)와 중첩하는 표시 패널(110)에 터치 압력을 가할시 나선형 평면부(121)가 아래로 이동해 함몰부가 형성된다. 이후, 터치 압력을 제거하면 패턴의 탄성에 의해 패턴이 원상태로 복원된다. 따라서, 누름 촉각을 통해 사용자에게 촉각 피드백을 전달할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 표시 패널(110) 하부에 누름 구조(PS)를 포함하는 지지 기판(120)을 배치하여 사용자가 누름 구조(PS)에 터치 입력시 누름 촉각을 통해 촉각 피드백 전달이 가능하다. 이는 기존의 폴딩 영역만 활용하던 플렉서블 표시 패널(110)을 비폴딩 영역(NFA)의 표시 영역(DA)에도 활용할 수 있도록 한다. 또한, 기존의 표시 장치는 터치 입력 영역과 상관없이 표시 영역 전체 또는 일부에 촉각 피드백을 전달하였으나, 본 발명은 터치 압력이 가해진 영역별로 촉각 피드백을 전달할 수 있게 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구성하는 지지 기판의 상면을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 5의 표시 장치(200)는 도 3의 표시 장치(200)와 비교하여 지지 기판(220)의 누름 구조(PS)만 상이할 뿐 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 복수의 평면부(221) 및 복수의 홀(222) 각각은 복수의 누름 구조(PS) 각각에 대응하여 배치되고, 홀(222)은 지지 기판(220)의 상면에서 바라볼 경우 평면부(221)를 둘러싸는 지그재그(zigzag)형상을 포함할 수 있다. 지그재그 형상에 의해 형성된 평면부(221)는 중앙에 배치된 평면부(221)가 아래로 이동 가능하도록 하면서 외곽의 평면부(221)와 연결되도록 연결부의 역할을 수행한다. 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 누름 구조(PS)에 평면부(221)는 육각형과 유사하고, 지그재그 형상의 홀(222)은 평면부(221)의 모서리 마다 배치될 수 있으나, 평면부(221)의 형태 및 홀(222)의 개수는 필요에 따라 선택적으로 변경 가능하다.
이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(200)에서는 표시 패널(110) 하부에 누름 구조(PS)를 포함하는 지지 기판(220)을 배치하여 사용자가 누름 구조(PS)에 터치 입력시 누름 촉각을 통해 촉각 피드백 전달이 가능하다. 이는 기존의 폴딩 영역만 활용하던 플렉서블 표시 패널(110)을 비폴딩 영역(NFA)의 표시 영역(DA)에도 활용할 수 있도록 한다. 또한, 기존의 표시 장치는 터치 입력 영역과 상관없이 표시 영역 전체 또는 일부에 촉각 피드백을 전달하였으나, 본 발명은 터치 압력이 가해진 영역별로 촉각 피드백을 전달할 수 있게 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 비폴딩 영역의 분해 사시도이다. 도 6의 표시 장치(300)는 도 2의 표시 장치(100)와 비교하여 터치 패널(TP) 및 액츄에이터(A1)만이 상이할 뿐, 다른 구조는 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)에서는 표시 패널(110) 상부에 터치 패널(TP)이 배치되고, 표시 패널(110) 하부에 지지 기판(120), 지지 기판(120) 하부에 접착층(AD), 접착층(AD) 하부에 액츄에이터(A1)가 배치된다.
터치 패널(TP)은 표시 패널(110) 상에 배치된다. 터치 패널(TP)은 표시 장치에 대한 사용자의 터치 입력을 수신하는 패널을 의미한다. 터치 패널(TP)로서, 예를 들어, 정전 용량 방식, 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 정전 용량 방식의 터치 패널(TP)이 터치 패널(TP)로서 사용될 수 있다. 도 6에서는 표시 패널(110) 상부에 터치 패널(TP)을 배치한 것으로 도시되었으나, 터치 패널(TP)은 표시 패널(110) 하부에 배치하는 것도 가능하다. 또한, 터치 패널(TP)은 표시 패널(110)과 일체형으로 형성될 수도 있다.
액츄에이터(A1)는 전기 활성층(340), 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)을 포함한다. 전기 활성층(340)은 전기적인 자극에 의하여 변형되는 고분자 재료인 전기 활성 고분자로 이루어지는 판상의 필름이다. 예를 들어, 전기 활성층(340)은 실리콘(Si) 계열, 폴리우레탄(polyurethane; PU) 계열, 아크릴 계열 등의 유전성 엘라스토머(dielectric elastomer)로 구성되거나, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-TrFE-CTFE 등의 완화형 강유전성 고분자(relaxor ferroelectric polymer)로 이루어질 수 있다. 전기 활성층(340)이 유전성 엘라스토머로 이루어지는 경우, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)에 전압이 인가됨에 따라 전기 활성층(340)에 작용하는 정전기적 인력(Coulombic Force)에 의해 유전성 엘라스토머가 수축 및 팽창되어 액츄에이터(A1)가 진동할 수 있다. 또한, 전기 활성층(340)이 완화형 강유전성 고분자로 이루어지는 경우, 전기 활성층(340)에 전압을 인가됨에 따라 전기 활성층(340) 내부의 쌍극자(dipole)의 정렬 방향이 변경되고, 이에 의해 전기 활성층(340)이 수축 및 팽창됨으로써 액츄에이터(A1)가 진동할 수 있다.
전기 활성층(340)의 양면에는 복수의 전극이 배치된다. 복수의 전극은 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)을 포함한다. 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 전기 활성층(340)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서, 도전성 물질로 이루어진다. 또한, 액츄에이터(A1)의 투과율을 확보하기 위해, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium doped zinc oxide), FTO(Fluorine tin oxide), 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 즉, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 금속 물질이 메쉬 형태로 배치되는 메탈 메쉬로 구성되어, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 실질적으로 투명한 전극으로 기능할 수도 있다. 다만, 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)의 구성 물질로 사용될 수 있다. 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
제1 전극(350)은 전기 활성층(340)의 일면에 배치되며, 제2 전극(330)은 전기 활성층(340)의 타면에 배치된다. 예를 들어, 제1 전극(350)은 전기 활성층(340)의 하면에 배치되고, 제2 전극(330)은 전기 활성층(340)의 상면에 배치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 전극은 복수의 셀 단위로 패터닝될 수 있다.
제2 전극(330)의 면적은 촉각 셀들의 면적에 대응되며, 촉각 셀들 각각의 면적은 일반적인 사람의 손가락의 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 액츄에이터(A1)는 사용자의 터치 입력에 대한 촉각 피드백을 전달하는 것이므로, 사용자에게 촉각 피드백을 전달할 수 있는 최소 단위 영역인 촉각 셀은 사용자의 터치 입력이 발생하는 면적을 고려하여 결정될 수 있다. 이 경우, 사용자의 터치 입력이 발생하는 면적은 일반적인 사람의 손가락의 크기에 따라 결정되므로, 촉각 셀의 면적 또한 일반적인 사람의 손가락의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 촉각 셀의 면적은 액츄에이터(A1)와 함께 사용될 수 있는 터치 패널(TP)의 터치 셀의 면적을 고려하여 결정될 수도 있다. 여기서, 터치 패널(TP)의 터치 셀은 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있는 최소의 단위를 의미한다. 촉각 셀의 면적이 터치 소자의 터치 셀의 면적을 고려하여 결정되는 경우, 촉각 셀은 터치 패널(TP)의 터치 셀과 1:1로 대응될 수 있다. 이 경우, 액츄에이터(A1)는 사용자의 터치 입력이 인가된 정확한 지점에 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
제1 전극(350)은 하나의 전극으로 구성된다. 이 경우, 제1 전극(350)에는 기준 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(330)은 접지될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(350)과 제2 전극(330)의 패턴 전극들 사이의 전위차에 기초하여 전기 활성층(340)에 전기장이 인가된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(350)은 제2 전극(330)의 패턴 전극들에 대응되는 복수의 제2 패턴 전극들을 포함할 수 있다. 이 경우, 액츄에이터(A1)의 촉각 셀들은 다양한 주파수의 진동을 발생시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 패턴 전극들과 이에 대응되는 패턴 전극들 사이에 서로 상이한 주파수의 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 제2 패턴 전극들과 이에 대응되는 패턴 전극들에 대응되는 촉각 셀들은 각각 상이한 주파수의 진동을 발생시킬 수 있다.
접착층(AD)은 전기 활성층(340)의 일면을 덮으며, 전기 활성층(340)에서 발생된 진동은 접착층(AD)을 통해 전달될 수 있다. 즉, 접착층(AD)은 전기 활성층(340)에서 발생된 진동을 전달하는 진동 전달층으로 사용된다. 구체적으로, 접착층(AD)은 전기 활성층(340)에서 발생된 진동 중 전기 활성층(340)의 일면과 수직한 방향의 진동 성분은 전달하며, 전기 활성층(340)의 일면과 평행한 수평 방향의 진동 성분은 흡수하도록 구성된다. 이에 대한 상세한 설명은 도 7을 참조하여 후술한다.
이하에서는, 터치 입력이 수신된 촉각 셀에서 터치 입력에 응답하는 촉각 피드백이 전달되는 과정을 상세하게 설명하기 위해 도 7을 함께 참조한다.
도 7은 도 6의 ⅤII-ⅤII'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 사용자의 터치 입력이 발생하면, 터치 패널(TP)은 사용자의 터치 입력이 발생한 위치를 감지할 수 있다. 이에, 터치 패널(TP)에 의해 감지된 터치 입력의 위치에 해당하는 위치의 제1 전극(350) 및 제2 전극(330)에 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 전압이 인가되는 제1 전극(350)과 제2 전극(330)이 중첩하는 특정 촉각 셀에서 진동이 발생된다. 전기 활성층(340)의 진동은 제2 전극(330)을 통해 상부로 전달된다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)에서는 비폴딩 영역에 배치된 복수의 누름 구조(PS)를 포함하는 지지 기판(120)에 의한 누름 촉각 및 액츄에이터(A1)에 의한 진동을 통해 촉각 피드백을 전달할 수 있다. 특히, 터치 입력된 특정 촉각 셀에 대응되는 터치 패널(TP)에만 촉각 피드백을 전달할 수 있다. 뿐만 아니라, 기존의 폴딩 영역만 활용하던 플렉서블 표시 패널(110)을 비폴딩 영역(NFA)의 표시 영역(DA)에서도 활용할 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 비폴딩 영역의 분해 사시도이다. 도 8의 표시 장치(400)는 도 6의 표시 장치(300)와 비교하여 스페이서(460) 및 액츄에이터(A2)만이 상이할 뿐, 다른 구조는 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(400)에서 액츄에이터(A2)는 제1 전극(350), 전기 활성층(340) 및 제2 전극으로 기능하는 지지 기판(120)을 포함할 수 있다. 즉, 추가적인 제2 전극 사용 없이 지지 기판(120)이 제2 전극으로 기능할 수 있다. 이에 따라, 전기 활성층(340)과 지지 기판(120)이 이격되도록 스페이서(460)가 배치된다.
제1 전극(350)은 전기 활성층(340)의 일면에 배치되며, 지지 기판(120)은 전기 활성층(340)의 타면에 배치된다. 예를 들어, 제1 전극(350)은 전기 활성층(340)의 하면에 배치되고, 제2 전극은 전기 활성층(340)의 상면에 배치될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 지지 기판(120)은 복수의 셀 단위로 누름 구조(PS)가 배치된다.
지지 기판(120)의 복수의 누름 구조(PS) 각각의 면적은 촉각 셀들의 면적에 대응되며, 촉각 셀들 각각의 면적은 일반적인 사람의 손가락의 크기를 고려하여 결정될 수 있다.
제1 전극(350)에 기준 전압이 인가될 경우, 지지 기판(120)은 접지될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(350)의 패턴 전극과 지지 기판(120)의 누름 구조(PS)들 사이의 전위차에 기초하여 전기 활성층(340)에 전기장이 인가된다.
스페이서(460)는 터치 입력이 없는 경우 지지 기판(120)과 전기 활성층(340)이 접지되지 않도록 절연 물질로 이루어진다. 스페이서(460)는 지지 기판(120)의 복수의 누름 구조(PS) 둘레에 대응되는 형태로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하에서는, 터치 입력이 수신된 촉각 셀에서 터치 입력에 응답하는 촉각 피드백이 전달되는 과정을 상세하게 설명하기 위해 도 9을 함께 참조한다.
도 9는 도 8의 IX-IX'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 9를 참조하면, 사용자의 터치 입력이 발생하면, 터치 패널(TP)은 사용자의 터치 입력이 발생한 위치를 감지할 수 있다. 이에, 터치 패널(TP)에 의해 감지된 터치 입력의 위치에 해당하는 위치의 제1 전극(350) 및 지지 기판(120)에 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 전압이 인가되는 제1 전극(350)과 지지 기판(120)이 중첩하는 특정 촉각 셀에서 진동이 발생된다. 전기 활성층(340)의 진동은 지지 기판(120)을 통해 상부로 전달된다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(400)에서는 비폴딩 영역에 배치된 복수의 누름 구조를 포함하는 지지 기판(120)에 의한 누름 촉각 및 액츄에이터(A2)에 의한 진동을 통해 촉각 피드백을 전달할 수 있다. 특히, 터치 입력된 특정 촉각 셀에 대응되는 터치 패널(TP)에만 촉각 피드백을 전달할 수 있다. 뿐만 아니라, 기존의 폴딩 영역만 활용하던 플렉서블 표시 패널(110)을 비폴딩 영역(NFA)의 표시 영역(DA)에서도 활용할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 폴딩 영역 및 폴딩 영역의 양측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널, 표시 패널 하부에 배치되는 지지 기판을 포함하고, 지지 기판은, 폴딩 영역에 배치된 복수의 개구부, 및 비폴딩 영역에 배치된 복수의 누름 구조를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 누름 구조는 평면부 및 평면부의 일부를 둘러싸는 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 홀은 평면부를 둘러싸는 나선형 형태일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 홀은 지그 재그 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 사용자 터치 입력을 수신하는 터치 패널, 및 지지 기판 하부에 배치된 액츄에이터를 더 포함하고, 액츄에이터는 사용자 터치 입력에 응답하여 촉각 피드백을 전달할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액츄에이터는, 전기 활성층, 전기 활성층 하부에 배치되는 제1 전극, 및 전기 활성층 상부에서 복수의 누름 구조의 하부에 배치되는 복수의 제2 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 지지 기판 하부에 배치된 스페이서, 스페이서 하부에 배치된 전기 활성층, 및 전기 활성층 하부에 배치된 제1 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 누름 구조, 전기 활성층 및 제1 전극은 액츄에이터를 구성할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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, 200, 300, 400: 표시 장치
110: 표시 패널
120, 220: 지지 기판
PS: 누름 구조
121, 222: 평면부
122, 222: 홀
A1, A2: 액츄에이터
330: 제2 전극
340: 전기 활성층
350: 제1 전극
460: 스페이서
AD: 접착층
TP: 터치 패널
DA: 표시 영역
NDA: 비표시 영역
FA: 폴딩 영역
NFA: 비폴딩 영역

Claims (8)

  1. 폴딩 영역 및 상기 폴딩 영역의 양측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 하부에 배치되는 지지 기판을 포함하고,
    상기 지지 기판은,
    상기 폴딩 영역에 배치된 복수의 개구부; 및
    상기 비폴딩 영역에 배치된 복수의 누름 구조를 포함하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 누름 구조는 평면부 및 상기 평면부의 일부를 둘러싸는 홀을 포함하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀은 상기 평면부를 둘러싸는 나선형 형태인, 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 홀은 지그 재그 형상을 포함하는, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    사용자 터치 입력을 수신하는 터치 패널; 및
    상기 지지 기판 하부에 배치된 액츄에이터를 더 포함하고,
    상기 액츄에이터는 상기 사용자 터치 입력에 응답하여 촉각 피드백을 전달하는, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    전기 활성층;
    상기 전기 활성층 하부에 배치되는 제1 전극; 및
    상기 전기 활성층 상부에서 상기 복수의 누름 구조의 하부에 배치되는 복수의 제2 전극을 포함하는, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지 기판 하부에 배치된 스페이서;
    상기 스페이서 하부에 배치된 전기 활성층; 및
    상기 전기 활성층 하부에 배치된 제1 전극을 포함하는, 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 누름 구조, 상기 전기 활성층 및 상기 제1 전극은 액츄에이터를 구성하는, 표시 장치.
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