KR20210093423A - 펜 감지 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

펜 감지 유닛 및 표시 장치는 펜 감지 패널을 포함한다. 펜 감지 패널은 복수의 센서들을 포함하고, 센서들 각각은 제1 루프 안테나 및 제1 루프 안테나에 연결되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비한다. 펜 감지 회로는, 제1 모드에서 제1 루프 안테나를 통해 수신된 감지 신호에 기초하여 펜의 위치를 감지하고, 제1 모드와 다른 제2 모드에서 감지 신호를 외부의 전자기 유도 장치에 전달한다.

Description

펜 감지 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치{PEN SENSING UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 펜 감지 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시(Liquid Crystal Display, LCD) 장치, 유기 발광 표시(Organic Light Emitting Display, OLED) 장치 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다. 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 발생하는 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 이용하여 영상을 표시한다.
표시 장치는 다양한 입력 모듈들을 포함하며, 예를 들어, 사용자의 손가락 등에 의한 터치 입력을 감지하는 터치 감지 모듈, 사용자의 지문을 센싱하는 지문 감지 모듈, 스타일러스 펜에 의한 입력을 감지하는 펜 감지 모듈 등을 포함할 수 있다.
또한, 최근 표시 장치(또는, 표시 장치를 포함하는 전자기기)는 다양한 기능들을 제공하는 모듈들을 포함하며, 예를 들어, 무선 충전 기술을 이용한 충전 모듈, 근거리 무선 통신(Near Field Communications; NFC) 기술을 이용한 통신 모듈, 마그네틱 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 기술을 이용한 결제 모듈 등을 포함한다.
무선 충전 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 마그네틱 보안 전송 모듈 등과 같은 다양한 모듈들 각각을 위한 안테나들이 표시 장치에 개별적으로 구비되는 경우, 표시 장치의 두께가 두꺼워지고, 제조 비용이 증가된다.
본 발명의 일 목적은 두께 및 제조 비용을 감소시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 펜 감지 유닛은, 각각이 제1 루프 안테나 및 상기 제1 루프 안테나에 연결되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비하는 복수의 센서부들을 포함하는 펜 감지 패널; 및 제1 모드에서 상기 제1 루프 안테나를 통해 수신된 감지 신호에 기초하여 펜의 위치를 감지하고, 상기 제1 모드와 다른 제2 모드에서 상기 감지 신호를 외부의 전자기 유도 장치에 전달하는 펜 감지 회로를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜은 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터로 구성된 공진회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전자기 유도 장치는 무선 충전 장치, 근거리 무선 통신 모듈, 및 마그네틱 보안 전송 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 패널은, 상기 적어도 하나의 트랜지스터에 게이트 전극에 연결되는 제1 스캔 라인, 및 상기 제1 루프 안테나에 연결되는 리드아웃 라인을 더 포함하고, 상기 센서부들 각각은 상기 제1 스캔 라인 및 상기 리드아웃 라인에 의해 구획된 영역들에 각각 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 루프 안테나는 평면상 나선형 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 나선형 형상의 폭은 1mm 내지 10mm 일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 패널은 제2 스캔 라인; 구동 라인; 상기 구동 라인에 연결되는 제1 전극, 및 상기 제1 스캔 라인에 연결되는 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터; 및 제1 구동 전압 라인에 연결되는 제1 전극, 상기 제1 루프 안테나의 일단에 연결되는 제2 전극, 및 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 연결되는 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 패널은, 상기 제1 루프 안테나의 일단에 연결되는 제1 전극, 상기 리드아웃 라인에 연결되는 제2 전극, 및 상기 제2 스캔 라인에 연결되는 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 회로는 상기 감지 신호에 기초하여 상기 펜의 위치를 감지하는 펜 감지 블록; 및 상기 제1 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 펜 감지 블록에 연결하고, 상기 제2 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 전자기 유도 장치에 연결하는 스위치 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 회로는 제1 선택 신호에 기초하여 상기 리드아웃 라인을 상기 펜 감지 블록에 연결하는 제1 스위치; 및 제2 선택 신호에 기초하여 상기 리드아웃 라인을 상기 전자기 유도 장치에 연결하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 모드 내 제1 구간에서, 상기 제1 스캔 라인에 턴-온 전압 레벨의 스캔 신호가 제공되고, 상기 구동 라인에 복수의 펄스들을 가지는 구동 신호가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 모드 내 제2 구간에서 상기 제2 스캔 라인에 턴-온 전압 레벨의 스캔 신호가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 구간에 대응하는 상기 제2 모드 내 제3 구간에서 상기 제1 스캔 라인에 턴-오프 전압 레벨의 스캔 신호가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 패널은, 상기 펜 감지 패널의 가장자리를 따라 연장하는 제2 루프 안테나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 모드에서 상기 제2 루프 안테나는 상기 전자기 유도 장치에 연결되고, 상기 제2 모드에서 상기 제2 루프 안테나는 상기 제1 루프 안테나에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 화소들을 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 펜 감지 유닛; 및 상기 표시 패널에 구동 전원을 공급하는 전원부를 포함한다. 상기 펜 감지 유닛은, 각각이 제1 루프 안테나 및 상기 제1 루프 안테나에 연결되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비하는 복수의 센서부들을 포함하는 펜 감지 패널; 및 제1 모드에서 상기 제1 루프 안테나를 통해 수신된 감지 신호에 기초하여 펜의 위치를 감지하고, 상기 제1 모드와 다른 제2 모드에서 상기 감지 신호를 상기 전원부에 전달하는 펜 감지 회로를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 루프 안테나는 평면상 나선형 형상을 가지고, 상기 나선형 형상의 폭은 1mm 내지 10mm 일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 패널은, 상기 루프 안테나에 연결되는 리드아웃 라인을 더 포함하고, 상기 펜 감지 회로는 상기 감지 신호에 기초하여 상기 펜의 위치를 감지하는 펜 감지 블록; 및 상기 제1 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 펜 감지 블록에 연결하고, 상기 제2 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 전원부에 연결하는 스위치 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 펜 감지 패널은, 상기 펜 감지 패널의 가장자리를 따라 연장하는 제2 루프 안테나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널의 타면 상에 제공되는 터치 감지 패널을 더 포함하고, 상기 터치 감지 패널은 터치 감지 영역에 제공되는 터치 전극들, 및 상기 터치 감지 영역을 에워싸는 터치 비감지 영역에 제공되는 제3 루프 안테나를 포함하며, 상기 제3 루프 안테나는 상기 전원부에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 펜 감지 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치는, 펜 감지 모듈에 구비된 펜 센서를 무선 충전 모듈을 포함하는 다양한 모듈들의 안테나로서 공통으로 사용하거나, 특정 모듈의 안테나를 다른 모듈에 내재(또는, 일체화)시킴으로써, 표시 장치의 두께 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함된 표시 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 표시 장치에 포함된 터치 감지 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 표시 장치에 포함된 펜 감지 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 펜 감지 유닛에 포함된 펜 센서부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7a는 도 6의 펜 센서부의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 7b 내지 도 7d는 도 6의 펜 센서부의 다른 예를 나타내는 회로도들이다.
도 8은 도 2의 펜 감지 유닛에 포함된 펜 감지 회로의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 펜 감지 회로의 제1 동작을 설명하는 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 8의 펜 감지 회로의 제2 동작을 설명하는 도면이다.
도 13은 도 2의 표시 장치에 포함된 펜 감지 유닛의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 2의 표시 장치에 포함된 터치 감지 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지는 않으며, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있을 것이다.
한편, 도면에서 본 발명의 특징과 직접적으로 관계되지 않은 일부 구성 요소는 본 발명을 명확하게 나타내기 위하여 생략되었을 수 있다. 또한, 도면 상의 일부 구성 요소는 그 크기나 비율 등이 다소 과장되어 도시되었을 수 있다. 도면 전반에서 동일 또는 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 화상을 표시하는 영역으로 정의되며, 표시 영역(DA)에는 복수의 화소들이 제공될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 외측에 배치되되, 화상이 표시되지 않는 영역으로 정의된다.
일 실시예에서, 표시 영역(DA)은 사용자의 터치 입력, 지문 패턴 및 펜 입력 등을 인식하기 위한 입력 감지 영역(IDA)일 수 있다. 예를 들어, 입력 감지 영역(IDA)은 복수의 화소들과 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 즉, 입력 감지 영역(IDA)은 화상을 표시할 수도 있으며, 사용자의 터치 입력, 지문 패턴 및 펜 입력을 인식하는 영역으로 사용될 수 있다.
도 1에서는 입력 감지 영역(IDA)이 표시 영역(DA)과 동일한 영역을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 입력 감지 영역(IDA)은 표시 영역(DA)의 일부 영역에 위치할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서는 사용자의 터치 입력, 지문 패턴 및 펜 입력 등을 인식하기 위한 영역이 서로 다르게 설정될 수도 있다.
표시 영역(DA)은 일 실시예로 평평한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 표시 영역(DA)의 적어도 일부 영역이 구부러질 수도 있다. 또한, 표시 영역(DA)은 표시 장치(10)의 에지(edge) 영역에 배치될 수도 있다.
도시되지는 않았지만, 표시 장치(10)는 펜(20)을 수용할 수 있는 수용홈을 포함할 수 있다. 펜(20)은 펜 입력을 위해 필요한 구성으로 표시 장치와 별도의 구성을 이룰 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 표시 장치에 포함된 구성일 수도 있다. 또한, 펜(20)은 복수 개로 이루어질 수도 있다.
일 실시예에서, 펜(20)은 공진회로(23)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 공진회로(23)가 하나의 커패시터(C)와 하나의 인덕터(L)를 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 펜(20)에 구비되는 공진회로(23)의 구성은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 경우에 따라 펜(20)은 복수 개의 공진회로(23)를 포함할 수도 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 일 예를 나타내는 단면도이다. 도 2에는 도 1에 도시된 I-I'선을 따라 자른 표시 장치(10)의 단면이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 유닛(DU)(또는, 표시 패널)과, 표시 유닛(DU) 상에 배치된 터치 감지 유닛(TDU)(또는, 제1 입력 감지 유닛, 터치 감지층, 터치 감지 패널)과, 표시 유닛(DU) 하부에 배치된 지문 감지 유닛(FDU)(또는, 제2 입력 감지 유닛, 지문 감지층, 지문 감지 패널)과, 지문 감지 유닛(FDU) 하부에 배치된 펜 감지 유닛(PDU)(또는, 제3 입력 감지 유닛, 펜 감지층, 펜 감지 패널)을 포함할 수 있다.
표시 유닛(DU)은 기판(SUB), 기판(SUB) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL)(또는, 화소 회로층), 발광 소자층(EML), 및 박막 봉지층(TFEL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 또는, 기판(SUB)은 금속 재질의 물질을 포함할 수도 있다.
기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(SUB)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)에는 화소들 각각의 박막 트랜지스터들뿐만 아니라, 표시 스캔 라인들, 표시 데이터 라인들, 전원 라인들, 표시 스캔 제어 라인들, 및 표시 패드들과 표시 데이터 라인들을 연결하는 라우팅 라인들 등이 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 표시 스캔 구동부(DSCV)가 도 3과 같이 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(NDA)에 형성되는 경우, 표시 스캔 구동부(DSCV)는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 스캔 제어 라인들과 링크 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 화소들과 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 이 경우, 발광층은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 발광층(organic light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 제1 전극에 소정의 전압이 인가되고 제2 전극에 캐소드 전압이 인가되면, 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동되며, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 발광 소자층(EML)의 화소들은 표시 영역(DA, 도 1 참조)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 박막 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL)은 도 1을 참조하여 설명한 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 모두에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 발광 소자층(EML)을 덮으며, 비표시 영역(NDA)의 박막 트랜지스터층(TFTL)을 덮도록 배치될 수 있다.
표시 유닛(DU)의 박막 봉지층(TFEL) 상에는 터치 감지 유닛(TDU)이 배치될 수 있다. 터치 감지 유닛(TDU)이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 배치되는 경우, 터치 감지 유닛(TDU)을 포함하는 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(TFEL) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께가 감소될 수 있다.
터치 감지 유닛(TDU)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 전극들과 패드들과 터치 전극들을 연결하는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 유닛(TDU)은 자기 정전 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 감지 유닛(TDU)의 구체적인 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
터치 감지 유닛(TDU) 상에는 커버 윈도우가 추가로 배치될 수 있으며, 이 경우 터치 감지 유닛(TDU)과 커버 윈도우는 OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 부착될 수 있다.
표시 유닛(DU)의 기판(SUB)하부에는 지문 감지 유닛(FDU)이 배치될 수 있다. 지문 감지 유닛(FDU)은 표시 유닛(DU)의 화소에 구비된 유기 발광 소자를 지문 인식을 위한 광원으로 이용할 수 있다. 지문 감지 유닛(FDU)은 지문 인식 센서들을 포함할 수 있다. 지문 인식 센서들은 광 센서일 수 있다. 예를 들어, 지문 인식 센서들은 포토 다이오드, CMOS 이미지 센서, CCD 카메라 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
지문 감지 유닛(FDU)은 사용자의 손가락이 커버 윈도우 상에 접촉되었을 때, 발광 소자층(EML)에서 출력된 광이 사용자의 손가락의 융선 또는 골에 의하여 반사되고, 반사된 광이 지문 감지 유닛(FDU)에 수신되어, 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다.
지문 감지 유닛(FDU)의 하부에는 펜 감지 유닛(PDU)이 배치될 수 있다. 지문 감지 유닛(FDU)은 펜 센서부(PSP, 도 5 참조)를 포함할 수 있다. 펜 센서부(PSP)는전자기 공명(Electro-Magnetic Resonance, EMR) 센서로 이루어질 수 있다. 펜 센서부(PSP)에 구동 신호가 인가되면, 펜 센서부(PSP)의 펜 센서에서는 전자기장이 발생하고, 이에 내부에 공진회로(23)가 구비된 펜(20, 도 1 참조)은 상기 전자기장에 의해 공진되어 공진 주파수를 일정 시간 홀딩하고, 이를 다시 펜 센서부(PSP)에 출력할 수 있다. 이를 통해, 펜 센서부(PSP)(또는, 펜 센싱 제어부)는 펜으로부터 출력된 전자기장을 감지하여 펜(20)의 접촉 위치를 감지할 수 있다. 공진회로(23)는 LC 복합회로로서 인가되는 전원의 특정 주파수에서 최대 전류가 흐르게 되는 회로이며, 공진 주파수는 특정 주파수대의 출력 특성만을 추출할 수 있다.
도 2에 도시된 표시 유닛(DU), 터치 감지 유닛(TDU), 지문 감지 유닛(FDU) 및 펜 감지 유닛(PDU)의 배치 순서는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 표시 유닛(DU), 터치 감지 유닛(TDU), 지문 감지 유닛(FDU) 및 펜 감지 유닛(PDU) 중 일부의 구성은 생략될 수도 있다. 또한, 표시 유닛(DU), 터치 감지 유닛(TDU), 지문 감지 유닛(FDU) 및 펜 감지 유닛(PDU)을 별도의 구성으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로, 표시 유닛(DU), 터치 감지 유닛(TDU), 지문 감지 유닛(FDU) 및 펜 감지 유닛(PDU) 중 일부의 구성들은 일체화 될 수도 있다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함된 표시 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 도 3에는 표시 유닛(DU)의 화소(P)들, 표시 스캔 라인(DSL)들, 표시 데이터 라인(DDL)들, 전원 라인(PWL), 표시 스캔 제어 라인(DSCL)들, 표시 스캔 구동부(DSCV), 표시 구동 회로(DDC), 및 표시 패드들(DP) 만이 도시되었다.
도 3을 참조하면, 표시 스캔 라인(DSL)들, 표시 데이터 라인(DDL)들, 전원 라인(PWL), 및 화소(P)들은 표시 영역(DA)에 배치된다. 표시 스캔 라인(DSL)들은 제1 방향(DR1)으로 나란하게 형성되고, 표시 데이터 라인(DDL)들은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 나란하게 형성될 수 있다. 전원 라인(PWL)은 제2 방향(DR2)으로 표시 데이터 라인(DDL)들과 나란하게 형성된 적어도 하나의 라인과, 상기 적어도 하나의 라인으로부터 제1 방향(DR1)으로 분지된 복수의 라인들을 포함할 수 있다.
화소(P)들 각각은 표시 스캔 라인(DSL)들 중 적어도 어느 하나, 표시 데이터 라인(DDL)들 중 어느 하나, 및 전원 라인(PWL)에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터들, 유기 발광 다이오드, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 표시 스캔 라인(DSL)으로부터 스캔 신호가 인가되는 경우, 표시 데이터 라인(DDL)의 데이터 전압이 화소(P)들 각각에 인가되며, 화소(P)들 각각은 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급함으로써 발광할 수 있다.
표시 스캔 구동부(DSCV)는 적어도 하나의 표시 스캔 제어 라인(DSCL)을 통해 표시 구동 회로(DDC)에 연결될 수 있다. 표시 스캔 구동부(DSCV)는 표시 구동 회로(DDC)의 표시 스캔 제어 신호를 수신할 수 있다. 표시 스캔 구동부(DSCV)는 표시 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하여 표시 스캔 라인(DSL)들에 공급할 수 있다.
도 3에서는 표시 스캔 구동부(DSCV)가 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 스캔 구동부(DSCV)는 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 각각 형성될 수도 있다.
표시 구동 회로(DDC)는 표시 패드들(DP)에 접속되어 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 수신할 수 있다. 표시 구동 회로(DDC)는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 링크 라인(DLL)들을 통해 표시 데이터 라인(DDL)들에 공급할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(DDC)는 표시 스캔 제어 라인(DSCL)을 통해 표시 스캔 구동부(DSCV)를 제어하기 위한 스캔 제어 신호를 생성하여 공급할 수 있다. 표시 스캔 구동부(DSCV)의 스캔 신호들에 의해 데이터 전압들이 공급될 화소(P)들이 선택되며, 선택된 화소(P)들에 데이터 전압들이 공급될 수 있다. 표시 구동 회로(DDC)는 집적회로(IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 기판(SUB) 상에 부착될 수 있다.
도 4는 도 2의 표시 장치에 포함된 터치 감지 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 도 4에는 터치 전극들(TE, RE), 터치 라인들(TL1, TL2, RL), 및 터치 패드(TP)들만이 도시되었다.
도 4를 참조하면, 터치 감지 유닛(TDU)은 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 감지 영역(TDA)과 터치 감지 영역(TDA)의 주변에 배치되는 터치 비감지 영역(NTDA)을 포함할 수 있다. 터치 감지 영역(TDA)은 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DA)에 중첩하고, 터치 비감지 영역(NTDA)은 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다.
터치 전극들(TE, RE)은 터치 감지 영역(TDA)에 배치될 수 있다. 터치 전극들(TE, RE)은 제1 방향(DR1)으로 전기적으로 연결되는 감지 전극(RE)들과 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 전기적으로 연결되는 구동 전극(TE)들을 포함할 수 있다. 또한, 도 4에서는 감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들이 다이아몬드 형태의 평면 형태로 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들이 그들의 교차 영역들에서 서로 단락(short circuit)되는 것을 방지하기 위해, 제2 방향(DR2)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 연결 전극(BE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 하나의 층에 배치되고, 연결 전극(BE)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들과 다른 층에 배치될 수 있다. 또한, 제1 방향(DR1)으로 전기적으로 연결된 감지 전극(RE)들과 제2 방향(DR2)으로 전기적으로 연결된 구동 전극(TE)들은 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
터치 라인들(TL1, TL2, RL)은 터치 비감지 영역(NTDA)에 배치될 수 있다. 터치 라인들(TL1, TL2, RL)은 감지 전극(RE)들에 연결되는 감지 라인(RL)들과 구동 전극(TE)들에 연결되는 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들을 포함할 수 있다.
터치 감지 영역(TDA)의 우측에 배치된 감지 전극(RE)들은 감지 라인(RL)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(DR1)으로 전기적으로 연결된 감지 전극(RE)들 중 우측 끝에 배치된 감지 전극은 감지 라인(RL)에 연결될 수 있다. 감지 라인(RL)들은 제1 터치 패드들(TP1)에 연결될 수 있다. 이 경우, 연성회로기판(FPC)에 실장된 터치 구동 회로(TDC)는 제1 터치 패드들(TP1)을 통해 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 터치 감지 영역(TDA)의 하측에 배치된 구동 전극(TE)들은 제1 구동 라인(TL1)들에 연결되고, 터치 감지 영역(TDA)의 상측에 배치된 구동 전극(TE)들은 제2 구동 라인(TL2)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(DR2)으로 전기적으로 연결된 구동 전극(TE)들 중 하측 끝에 배치된 구동 전극(TE)은 제1 구동 라인(TL1)에 연결되며, 상측 끝에 배치된 구동 전극(TE)은 제2 구동 라인(TL2)에 연결될 수 있다. 제2 구동 라인(TL2)들은 터치 감지 영역(TDA)의 좌측 바깥쪽을 경유하여 터치 감지 영역(TDA)의 상측에서 구동 전극(TE)들에 연결될 수 있다. 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들은 제2 터치 패드들(TP2)에 연결될 수 있다. 이 경우, 터치 구동 회로(TDC)는 제2 터치 패드들(TP2)을 통해 구동 전극(TE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 터치 전극들(TE, RE)은 상호 정전 용량 방식 또는 자기 정전 용량 방식으로 구동될 수 있다.
예를 들어, 터치 전극들(TE, RE)이 상호 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 터치 구동 회로(TDC)는 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들을 통해 구동 전극(TE)들에 구동 신호들을 공급하며, 감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들의 교차 영역들에 형성된 상호 정전 용량들을 충전할 수 있다. 이후, 터치 구동 회로(TDC)는 감지 라인(RL)들을 통해 감지 전극(RE)들의 차지 변화량들을 측정하며, 감지 전극(RE)들의 차지 변화량들에 따라 터치 입력 여부를 판단할 수 있다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다.
다른 예로, 터치 전극들(TE, RE)이 자기 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 터치 구동 회로(TDC)는 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 및 감지 라인(RL)들을 통해 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 모두에 구동 신호들을 공급하며, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들의 자기 정전 용량들을 충전할 수 있다. 이후, 터치 구동 회로(TDC)는 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 및 감지 라인(RL)들을 통해 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들의 자기 정전 용량들의 차지 변화량들을 측정하며, 자기 정전 용량들의 차지 변화량들에 따라 터치 입력 여부를 판단할 수 있다.
구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 연결 전극(BE)들은 메쉬 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들을 포함하는 터치 감지 유닛(TDU)이 도 2를 참조하여 설명한 박막 봉지막(TFEL) 상에 바로 형성되는 경우, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 터치 센서층(TSL)의 구동 전극(TE)들 또는 감지 전극(RE)들 사이의 거리가 가깝기 때문에, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 터치 센서층(TSL)의 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE) 사이에 기생 정전 용량(parasitic capacitance)이 매우 크게 형성될 수 있다. 상기 기생 정전 용량을 줄이기 위해, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 산화물 도전층의 비패턴 전극 대신에, 메쉬 형태의 전극으로 형성될 수 있다.
감지 라인(RL)들 중 가장 외곽에 배치된 감지 라인(RL)의 바깥쪽에는 제1 가드 라인(GL1)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 가드 라인(GL1)의 바깥쪽에는 제1 접지 라인(GRL1)이 배치될 수 있다. 즉, 감지 라인(RL)들 중 우측 끝에 배치된 감지 라인(RL)의 우측에는 제1 가드 라인(GL1)이 배치되고, 제1 가드 라인(GL1)의 우측에는 제1 접지 라인(GRL1)이 배치될 수 있다.
감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1) 사이에는 제2 가드 라인(GL2)이 배치될 수 있다. 또한, 제2 가드 라인(GL2)은 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다. 나아가, 제3 가드 라인(GL3)은 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 접지 라인(GRL2)은 제1 터치 패드들(TP1) 중 가장 좌측에 배치된 제1 터치 패드와 제2 터치 패드들(TP2) 중에 가장 우측에 배치된 제2 터치 패드에 연결될 수 있다.
제2 구동 라인(TL2)들 중 가장 외곽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 바깥쪽에는 제4 가드 라인(GL4)이 배치될 수 있다. 또한, 제4 가드 라인(GL4)의 바깥쪽에는 제3 접지 라인(GRL3)이 배치될 수 있다. 즉, 제2 구동 라인(TL2)들 중 좌측과 상측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 좌측과 상측에는 제4 가드 라인(GL4)이 배치되고, 제4 가드 라인(GL4)의 좌측과 상측에는 제3 접지 라인(GRL3)이 배치될 수 있다.
제2 구동 라인(TL2)들 중에 가장 안쪽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 안쪽에는 제5 가드 라인(GL5)이 배치될 수 있다. 즉, 제5 가드 라인(GL5)은 제2 구동 라인(TL2)들 중에 우측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)과 터치 전극들(TE, RE) 사이에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에 의하면, 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)은 표시 유닛(DU)의 상측, 좌측, 및 우측에서 가장 외곽에 배치될 수 있다. 또한, 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 이로 인해, 외부로부터 정전기가 인가되는 경우, 정전기는 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)으로 방전될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 실시예에 의하면, 제1 가드 라인(GL1)은 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제1 접지 라인(GRL1) 사이에 배치되므로, 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제1 접지 라인(GRL1)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1) 사이에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1)이 전압 변화에 따른 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제3 가드 라인(GL3)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제2 접지 라인(GRL2)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 가장 외곽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 제3 접지 라인(GRL3) 사이에 배치되므로, 제2 구동 라인(TL2)이 제3 접지 라인(GRL3)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 터치 전극들(TE, RE) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 터치 전극들(TE, RE)이 서로 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
터치 전극들(TE, RE)이 상호 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 및 제5 가드 라인(GL5)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 터치 전극들(TE, RE)이 자기 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 및 제5 가드 라인(GL5)에는 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 및 감지 라인(RL)들에 인가되는 구동 신호들과 동일한 구동 신호들이 인가될 수 있다. 다만, 도 4에 도시된 터치 감지 유닛(TDU)의 라인들(TL1, TL2, RL, GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GRL1, GRL2, GRL3)의 구성 및 배치는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 2의 표시 장치에 포함된 펜 감지 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5의 펜 감지 유닛에 포함된 펜 센서부의 일 예를 나타내는 도면이다.
먼저 도 5를 참조하면, 펜 감지 유닛(PDU)(또는, 펜 감지 패널)은 펜 비감지 영역(NPDA)에 위치한 펜 스캔 구동부(PSCV) 및 펜 패드(PD)와, 펜 감지 영역(PDA)에 배치된 펜 센서부(PSP)들을 포함할 수 있다. 펜 감지 영역(PDA)은 펜 입력을 감지하기 위한 영역이고, 펜 비감지 영역(NPDA)은 펜 감지 영역(PDA)의 주변에 배치되는 영역으로 정의된다.
펜 감지 영역(PDA)은 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DA)에 중첩하고, 펜 비감지 영역(NPDA)은 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다.
펜 센서부(PSP)들은 행과 열을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 펜 센서부(PSP)들은 별도의 기판에 행과 열을 따라 매트릭스 형태로 제공될 수 있다. 펜 센서부(PSP)들 각각의 제1 방향(DR1)으로의 길이 및 제2 방향(DR2)으로의 길이는 각각 1mm 내지 10mm 일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 펜 감지 유닛(PDU)의 크기 및 펜 감지 유닛(PDU)의 배치 위치 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
제1 펜 스캔 라인(PSL1)들, 제2 펜 스캔 라인(PSL2)들, 제1 펜 라인(PL1)들(또는, 구동 라인들), 및 제2 펜 라인(PL2)들(또는, 리드아웃 라인들)은 펜 센서부(PSP)들과 함께 펜 감지 영역(PDA)에 배치될 수 있다. 제1 펜 스캔 라인(PSL1)들 및 제2 펜 스캔 라인(PSL2)들은 제1 방향(DR1)으로 나란하게 형성되고, 제1 펜 라인(PL1)들, 및 제2 펜 라인(PL2)들은 제2 방향(DR2)으로 나란하게 형성될 수 있다. 펜 센서부(PSP)들 각각은 제1 펜 스캔 라인(PSL1)들 중 어느 하나, 제2 펜 스캔 라인(PSL2)들 중 어느 하나, 제1 펜 라인(PL1)들 중 어느 하나, 및 제2 펜 라인(PL2)들 중 어느 하나에 접속될 수 있다.
도 6을 참조하면, 펜 센서부(PSP)들 각각은 펜 센서 회로(PSC) 및 펜 센서 회로(PSC)와 연결된 펜 센서(PS)(또는, 루프 안테나, 코일)를 포함할 수 있다. 펜 센서 회로(PSC)는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 펜 센서(PS)는 나선 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 펜 센서(PS)는 중심부로부터 적어도 1 회 이상 감긴 형상일 수 있다. 도 6에서 펜 센서(PS)가 각진 나선 형상인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 펜 센서(PS)는 곡선의 형상을 가질 수도 있다. 펜 센서(PS)의 양단은 펜 센서 회로(PSC)에 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 펜 센서(PS)의 일단은 펜 센서 회로(PSC)에 연결되고, 펜 센서(PS)의 타단은 기준 전원(또는, 레퍼런스 전원)에 연결될 수 있다. 여기서, 기준 전원은 접지(ground: GND) 전원일 수 있다.
펜 센서(PS)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Ag) 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다. 펜 센서(PS)는 화소(P)들 하부에 위치하여 표시 장치(10)의 투과율과 무관하므로, 펜 센서(PS)의 선폭, 두께, 위치 등의 제약이 거의 없고, 펜 센서(PS)는 영역별로 개별적으로 배치되므로, 낮은 저항을 포함하는 설계 자유도가 주어질 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 펜 스캔 구동부(PSCV)는 적어도 하나의 펜 스캔 제어 라인(PSCL)을 통해 펜 패드(PD)에 연결될 수 있다. 연성회로기판(FPC)에 실장된 펜 구동 회로(PDC)는 펜 패드(PD)를 통해 펜 스캔 구동부(PSCV)에 연결될 수 있다. 펜 스캔 구동부(PSCV)는 펜 구동 회로(PDC)로부터 펜 스캔 제어 신호를 수신할 수 있다. 펜 스캔 구동부(PSCV)는 펜 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들(또는, 펜 스캔 신호들, 제1 스캔 신호들)을 생성하여 제1 펜 스캔 라인(PSL1)들에 공급하고, 제1 펜 스캔 라인(PSL1)들은 스캔 신호들을 펜 센서부(PSP)에 전달할 수 있다. 이 경우, 펜 센서부(PSP)들 각각은 제1 펜 라인(PL1)의 구동 신호를 인가 받을 수 있다.
또한, 펜 스캔 구동부(PSCV)는 펜 스캔 제어 신호에 따라 센싱 스캔 신호들(또는, 펜 센싱 스캔 신호들, 제2 스캔 신호들)을 생성하여 제2 펜 스캔 라인(PSL2)들에 공급하고, 제2 펜 스캔 라인(PSL2)들은 센싱 스캔 신호들을 펜 센서부(PSP)에 전달할 수 있다. 이 경우, 펜 센서부(PSP)들 각각은 제2 펜 라인(PL2)을 통해 감지 신호를 전달하고, 펜 구동 회로(PDC)는 펜 입력 여부 및 좌표를 검출할 수 있다.
실시예들에서, 펜 구동 회로(PDC)는 펜 센서부(PSP)를 전원부(PSU)(또는, 전원 공급 유닛)에 연결할 수 있다. 전원부(PSU)는 표시 장치(10, 도 1 참조) 내에 포함되고, 표시 장치(10)의 구동에 필요한 전원을 저장하거나 생성할 수 있다. 전원부(PSU)가 무선 충전 기술(또는, 전자기 유도 기술)을 이용하는 경우, 펜 센서부(PSP)(또는, 펜 센서(PS))는 무선 전력을 수신하는 전원부(PSU)의 안테나로서 기능할 수 있다.
한편, 도 5에서, 펜 구동 회로(PDC)는 펜 센서부(PSP)를 전원부(PSU)에 연결하는 것으로 설명하였으나, 펜 구동 회로(PDC)가 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 표시 장치(10)가 근거리 무선 통신 모듈(NFCU, 즉, 근거리 무선 통신 기술을 이용하는 모듈), 마그네틱 보안 전송 모듈(MSTU, 즉, 마그네틱 보안 전송 기술을 이용하는 모듈) 등을 포함하는 경우, 펜 구동 회로(PDC)는 펜 센서부(PSP)를 근거리 무선 통신 모듈, 마그네틱 보안 전송 모듈 등 중 적어도 하나에 선택적으로 연결할 수 있고, 이 경우, 펜 센서부(PSP)(또는, 펜 센서(PS))는 근거리 무선 통신 모듈, 마그네틱 보안 전송 모듈 등 중 적어도 하나의 안테나로서 기능할 수 있다.
도 7a는 도 6의 펜 센서부의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 6 및 도 7a를 참조하면, 펜 센서부(PSP)는 펜 센서 회로(PSC) 및 펜 센서(PS)를 포함하고, 펜 센서 회로(PSC)는 제1 트랜지스터(TFT1)(또는, 제1 박막 트랜지스터), 제2 트랜지스터(TFT2), 및 제3 트랜지스터(TFT3)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(TFT1)는 제1 펜 라인(PL1)에 연결되는 제1 전극, 제2 트랜지스터(TFT2)의 게이트 전극에 연결되는 제2 전극, 제1 펜 스캔 라인(PSL1)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(TFT1)는 제1 펜 스캔 라인(PSL1)의 스캔 신호에 응답하여 턴-온되고, 제1 펜 라인(PL1)을 제2 트랜지스터(TFT2)의 게이트 전극에 연결할 수 있다.
제2 트랜지스터(TFT2)는 제1 구동 전압 라인(VDD1)에 연결되는 제1 전극, 펜 센서(PS)의 일단에 연결되는 제2 전극, 제1 트랜지스터(TFT1)의 제2 전극에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(TFT2)는 제1 펜 라인(PL1)의 구동 신호에 응답하여 전류를 펜 센서(PS)에 제공할 수 있다.
제3 트랜지스터(TFT3)는 제2 트랜지스터(TFT2)의 제2 전극(또는, 펜 센서(PS)의 일단)에 연결되는 제1 전극, 제2 펜 라인(PL2)에 연결되는 제2 전극, 및 제2 펜 스캔 라인(PSL2)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(TFT3)는 제1 펜 스캔 라인(PSL1)의 센싱 스캔 신호에 응답하여 턴-온되고, 펜 센서(PS)의 일단을 제2 펜 라인(PL2)에 연결할 수 있다.
실시예들에서, 펜 센서부(PSP)는 제1 모드 또는 제2 모드에서 동작할 수 있다. 여기서, 제1 모드는 펜 감지 모드로, 제1 모드에서, 펜 센서부(PSP)는 펜 센서(PS)를 통해 제1 전자기장을 발생하고 펜 센서(PS)를 통해 펜(20)에 의한 제2 전자기장을 검출하며, 펜 구동 회로(PDC, 도 5 참조)는 제2 전자기장에 기인한 전류에 기초하여 펜(20)의 접촉 및 좌표를 감지할 수 있다. 제2 모드는 충전 모드(또는, 수신 모드, 정보 송수신 모드)로, 제2 모드에서, 펜 센서부(PSP)는 제1 전자기장을 발생시키지 않고, 펜 센서(PS)를 통해 외부 전자기 유도 기기에 의한 제3 전자기장을 검출하며, 제3 전자기장에 기인한 전류(또는, 정보)를 전원부(PSU, 도 5 참조)에 제공할 수 있다.
펜 센서부(PSP)의 구체적인 동작에 대해서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 도 7a에서 제1 내지 제3 트랜지스터들(TFT1, TFT2, TFT3)이 P 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 제1 내지 제3 트랜지스터들(TFT1, TFT2, TFT3)은 N 타입 MOSFET으로 형성될 수도 있다.
또한, 도 7a에서, 펜 센서 회로(PSC)(또는, 펜 센서부(PSP))는 제1 및 제2 펜 스캔 라인들(PSL1, PSL2) 및 제1 및 제2 펜 라인들(PL1, PL2)에 연결된 3개의 트랜지스터들(TFT1, TFT2, TFT3)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 펜 센서 회로(PSC)가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7b 내지 도 7d는 도 6의 펜 센서부의 다른 예를 나타내는 회로도들이다.
먼저, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제3 트랜지스터(TFT3)를 제외하고, 도 7b의 펜 센서부는 도 7a의 펜 센서부와 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
제1 트랜지스터(TFT1)는 펜 스캔 라인(PSL)의 스캔 신호에 응답하여 턴-온되고, 제2 트랜지스터(TFT2)는 제1 구동 전압 라인(VDD1)으로부터 펜 센서(PS)에 전류를 공급할 수 있다. 여기서, 펜 스캔 라인(PSL)과 실질적으로 동일할 수 있다.
제3 트랜지스터(TFT3)는 제2 구동 전압 라인(VDD2)에 연결되는 제1 전극, 기준 전원(및 제2 펜 라인(PL2))에 연결되는 제2 전극, 및 펜 센서(PS)의 일단에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(TFT3)는 펜 센서(PS)의 일단의 전압에 응답하여 제2 구동 전압 라인(VDD2)으로부터 제2 펜 라인(PL2)으로 전류를 전달할 수 있다. 제3 트랜지스터(TFT3)는 펜 센서(PS)를 통해 검출된 감지 신호를 증폭함으로써, 펜 감지 유닛(PDU, 도 5 참조)의 감도가 향상될 수 있다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 도 7c의 펜 센서부는 커패시터(C)를 더 포함한다는 점에서, 도 7b의 펜 센서부와 상이하다.
제1 구동 전압 라인(VDD1)과 제2 트랜지스터(TFT2)의 게이트 전극 사이에, 커패시터(C)가 연결되거나 형성될 수도 있다.
도 7a 및 도 7d를 참조하면, 도 7d의 펜 센서부는 제3 트랜지스터(TFT3)를 포함하지 않는다는 점에서, 도 7a의 펜 센서부와 상이하다.
이 경우, 펜 센서(PS)의 일단은 제2 펜 라인(PL2)에 직접적으로 연결될 수 있다. 펜 센서(PS)에 유도된 전류는 제2 펜 라인(PL2)에 바로 전달될 수 있다.
도 8은 도 2의 펜 감지 유닛에 포함된 펜 감지 회로의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2, 도 7a 및 도 8을 참조하면, 펜 구동 회로(PDC)는 스위치부(SWU)(또는, 스위치 블록) 및 펜 감지 블록(PDB)을 포함할 수 있다.
스위치부(SWU)는 선택 신호들(SEL1, SEL2)에 기초하여 펜 감지 블록(PDB) 또는 도 5를 참조하여 설명한 전원부(PSU)를 펜 패드(PD)에 선택적으로 연결할 수 있다. 선택 신호들(SEL1, SEL2)은 외부 장치(예를 들어, 어플리케이션 프로세서)로부터 제공될 수 있다. 펜 패드(PD)는 제2 펜 라인(PL2)을 통해 펜 센서부(PSP)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 스위치부(SWU)는 제1 스위치(SW1)(또는, 제1 스위칭 소자) 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 펜 패드(PD) 및 펜 감지 블록(PDB) 사이에 연결되고, 제1 선택 신호(SEL1)에 응답하여 턴-온되어, 펜 패드(PD) 및 펜 감지 블록(PDB)을 연결할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 펜 패드(PD) 및 전원부(PSU) 사이에 연결되고, 제2 선택 신호(SEL2)에 응답하여 턴-온되어, 펜 패드(PD) 및 전원부(PSU)를 연결할 수 있다. 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 트랜지스터로 구현될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다.
펜 감지 블록(PDB)은 증폭기(AMP), 디코더(DEC), 저주파 필터(LPF)(또는, 저주파 통과 필터)를 포함할 수 있다. 증폭기(AMP)는 펜 센서부(PSP)로부터 펜 패드(PD) 및 스위치부(SWU)를 통해 제공되는 감지 신호를 증폭하고, 디코더(DEC)는 증폭된 감지 신호에 기초하여 특정 출력 신호를 출력하며, 저주파 필터(LPF)는 출력 신호에 포함된 노이즈 성분(예를 들어, 고주파 성분)을 제거할 수 있다. 즉, 펜 감지 블록(PDB)은 전자기 유도 기술을 이용하는 수신단을 구성할 수 있다.
한편, 전원부(PSU)는 정류기(RECT) 및 변조기(ADC)를 포함할 수 있다. 정류기(RECT)는 펜 센서부(PSP)로부터 펜 패드(PD) 및 스위치부(SWU)를 통해 제공되는 감지 신호(또는, 교류 형태의 전류)를 특정 방향으로만 통과시키며(또는, 특정 극성을 가지는 감지 신호만을 통과시키며), 변조기(ADC)는 정류기(RECT)의 출력을 표시 장치에 구비된 배터리 모듈(또는, 근거리 무선 통신 모듈 등)에서 이용 가능한 신호로 변조시킬 수 있다.
도 8에서, 스위치부(SWU)는 펜 감지 회로(PDC)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스위치부(SWU)는 펜 감지 유닛(PDU)의 비표시 영역(NPDA)에 펜 센서부(PSP)와 동일한 공정을 통해 형성될 수도 있다.
도 9 및 도 10은 도 8의 펜 감지 회로의 제1 동작을 설명하는 도면이다. 도 9에는 제1 모드에서 펜 구동 회로(PDC) 및 펜 센서부(PSP)간의 연결 관계가 도시되어 있으며, 도 10에는 도 9의 펜 구동 회로(PDC)에서 측정된 신호들의 파형도가 도시되어 있다.
제1 모드(또는, 제1 동작 구간)에서, 턴-온 전압 레벨의 제1 선택 신호(SEL1)가 제1 스위치(SW1)에 제공되고, 제1 스위치(SW1)는 펜 패드(PD) 및 펜 감지 블록(PDB)을 연결할 수 있다. 한편, 제2 선택 신호(SEL2)는 턴-오프 전압 레벨을 가지며, 제2 스위치(SW2)는 턴-오프될 수 있다.
제1 모드의 제1 구간(P1)에서, 스캔 신호(SCAN1)(즉, 제1 펜 스캔 라인(PSL1)에 인가되는 스캔 신호)는 턴-온 전압 레벨(또는, 논리 로우 레벨)을 가질 수 있다. 구동 신호(Ts)는 제1 펜 라인(PL1)에 제공되며, 복수의 펄스들을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 트랜지스터(TFT1)는 턴-온 전압 레벨의 스캔 신호(SCAN1)에 응답하여 턴-온되고, 구동 신호(Ts)는 제2 트랜지스터(TFT2)의 게이트 전극에 제공될 수 있다. 제2 트랜지스터(TFT2)는 구동 신호(Ts)에 응답하여 턴-온 및 턴-오프를 반복하면서, 교류 형태의 전류를 펜 센서(PS)에 제공할 수 있다. 펜 센서(PS)에 제공되는 전류의 변화에 의하여 제1 전자기장(MF1)이 발생할 수 있다. 펜(20)이 펜 센서(PS)에 특정 거리 이내에 인접하는 경우, 펜(20)의 공진회로(23)가 제1 전자기장(MF1)에 의해 공진되어 공진 주파수를 일정시간 홀딩하고, 제2 전자기장(MF2)을 출력할 수 있다.
제1 모드의 제2 구간(P2)에서, 스캔 신호(SCAN1)는 턴-오프 전압 레벨(또는, 논리 하이 레벨)을 가지도록 천이되며, 센싱 스캔 신호(SCAN2)(즉, 제2 펜 스캔 라인(PSL2)에 인가되는 스캔 신호)는 턴-온 전압 레벨을 가질 수 있다.
이 경우, 제1 트랜지스터(TFT1)는 턴-오프 전압 레벨의 스캔 신호(SCAN1)에 응답하여 턴-오프되고, 제2 트랜지스터(TFT2)도 턴-오프될 수 있다. 제3 트랜지스터(TFT3)는 턴-온 전압 레벨의 센싱 스캔 신호(SCAN2)에 응답하여 턴-온될 수 있다. 한편, 펜(20)에 의해 출력되는 제2 전자기장(MF2)에 의해 펜 센서(PS)에 감지 신호(Rs)가 발생하며, 감지 신호(Rs)는 제3 트랜지스터(TFT3)를 통해 제2 펜 라인(PL2)에 제공될 수 있다.
제1 스위치(SW1)가 펜 패드(PD)와 펜 감지 블록(PDB)을 연결하고 있으므로, 감지 신호(Rs)는 펜 감지 블록(PDB)에 제공될 수 있다. 펜 감지 블록(PDB)은 감지 신호(Rs)에 기초하여 펜(20)의 접촉 및 좌표를 감지할 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 8의 펜 감지 회로의 제2 동작을 설명하는 도면이다. 도 11에는 제2 모드에서 펜 구동 회로(PDC) 및 펜 센서부(PSP)간의 연결 관계가 도시되어 있으며, 도 12에는 도 11의 펜 구동 회로(PDC)에서 측정된 신호들의 파형도가 도시되어 있다.
제2 모드(또는, 제2 동작 구간)에서, 턴-온 전압 레벨의 제2 선택 신호(SEL2)가 제2 스위치(SW2)에 제공되고, 제2 스위치(SW2)는 펜 패드(PD) 및 전원부(PSU)를 연결할 수 있다. 한편, 제1 선택 신호(SEL1)는 턴-오프 전압 레벨을 가지며, 제1 스위치(SW1)는 턴-오프될 수 있다.
제2 모드의 제1 구간(P1_1)에서, 스캔 신호(SCAN1) 및 구동 신호(Ts)는 턴-오프 전압 레벨을 가질 수 있다. 여기서, 제1 구간(P1_1)은 제1 모드의 제1 구간(P1)에 대응되며, 스캔 신호(SCAN1)는 제1 펜 스캔 라인(PSL1)에 인가되고, 구동 신호(Ts)는 제1 펜 라인(PL1)에 인가될 수 있다. 따라서, 펜 센서부(PSP)에 의해 별도의 전자기장(MF1)이 발생하지 않을 수 있다.
한편, 외부의 전자기 유도 장치(CC)에 의해 제3 전자기장(MF3)이 발생할 수 있다. 펜 센서부(PSP)가 전자기 유도 장치(CC)에 특정 거리 이내에 인접하는 경우, 펜 센서(PS)에 유도 전류가 발생할 수 있다. 다만, 턴-오프 레벨의 센싱 스캔 신호(SCAN2)에 응답하여 제3 트랜지스터(TFT3)는 턴-오프 상태이므로, 제2 펜 라인(PL2)에서 별도의 감지 신호(Rs)가 검출되지 않을 수 있다.
제2 모드의 제2 구간(P2_1)에서, 센싱 스캔 신호(SCAN2)(즉, 제2 펜 스캔 라인(PSL2)에 인가되는 스캔 신호)는 턴-온 전압 레벨을 가질 수 있다. 여기서, 제2 구간(P2_1)은 제1 모드의 제2 구간(P2)에 대응될 수 있다.
이 경우, 제3 트랜지스터(TFT3)는 턴-온 전압 레벨의 센싱 스캔 신호(SCAN2)에 응답하여 턴-온되고, 전자기 유도 장치(CC)에 의해 펜 센서(PS)에 발생한 감지 신호(Rs)가, 제3 트랜지스터(TFT3)를 통해 제2 펜 라인(PL2)에 제공될 수 있다.
제2 스위치(SW2)가 펜 패드(PD)와 전원부(PSU)를 연결하고 있으므로, 전원부(PSU)는 감지 신호(Rs)에 기초하여 동작할 수 있다.
도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 펜 센서부(PSP)의 펜 센서(PS)는 제1 모드에서 펜(20)을 감지하는데 이용되며, 제2 모드에서 외부의 전자기 유도 장치로부터 유도 전류를 수신하는데 이용될 수 있다. 즉, 표시 장치(10, 도 1 참조) 내에 구비되는 다양한 전자기 유도 모듈들(즉, 전자기 유도 기술을 이용하는, 무선 충전 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 마그네틱 보안 전송 모듈 등)이 펜 감지 유닛(PDU)의 펜 센서(PS)를 이용하여 동작할 수 있다. 따라서, 표시 장치 내 전자기 유도 모듈들의 안테나 구현을 위한 공간, 비용 등이 절감될 수 있다.
도 13은 도 2의 표시 장치에 포함된 펜 감지 유닛의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 13을 참조하면, 도 13의 펜 감지 유닛(PDU)은 루프 안테나(WCC)를 더 포함한다는 점을 제외하고, 도 13의 펜 감지 유닛(PDU)은 도 5의 펜 감지 유닛(PDU)과 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
루프 안테나(WCC)는 펜 감지 유닛(PDU)의 펜 비감지 영역(NPDA)에 제공되고, 펜 감지 유닛(PDU)의 가장자리를 따라 연장하며, 적어도 1회 이상 감긴 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 루프 안테나(WCC)는 펜 센서부(PSP) 내 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극(또는, 제1 전극) 및 드레인 전극(또는, 제2 전극) 중 적어도 하나와 동일한 물질로, 이와 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
보조 패드(DPD)(또는, 제2 펜 패드)는 펜 패드(PD)(또는, 제1 펜 패드)가 배치된 펜 감지 유닛(PDU)의 일측에 형성되고, 펜 구동 회로(PDC)는 보조 패드(DPD)를 통해 루프 안테나(WCC)에 연결될 수 있다.
펜 구동 회로(PDC)는 보조 패드(DPD)를 전원부(PSU)에 연결할 수 있다. 예를 들어, 펜 구동 회로(PDC)(또는, 연성 회로 기판(FPC))는 연결 배선들을 통해 보조 패드(PDD)를 전원부(PSU)를 연결할 수 있다.
실시예들에서, 펜 구동 회로(PDC)는 보조 패드(DPD), 펜 패드(PD), 및 전원부(PSU)간의 연결 구조를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1 모드에서, 펜 구동 회로(PDC)는 보조 패드(DPD)를 전원부(PSU)에 연결하고, 펜 패드(PD) 및 전원부(PSU) 간의 연결을 차단할 수 있다. 제2 모드에서, 펜 구동 회로(PDC)는 보조 패드(DPD), 펜 패드(PD) 및 전원부(PSU)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 펜 구동 회로(PDC)는 루프 안테나(WCC) 및 펜 센서(PS, 도 6 참조)를 전원부(PSU)에 직렬 연결하고, 이 경우, 전원부(PSU)는 루프 안테나(WCC) 및 펜 센서(PS)를 이용함으로써, 전원부(PSU)의 동작 효율(예를 들어, 충전 효율)이 향상될 수 있다.
한편, 도 13에서 루프 안테나(WCC)가 펜 감지 유닛(PDU)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 루프 안테나(WCC)가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 14는 도 2의 표시 장치에 포함된 터치 감지 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 14를 참조하면, 도 14의 터치 감지 유닛(TDU)은 루프 안테나(WCC)(및 보조 패드(DPD))를 더 포함한다는 점을 제외하고, 도 14의 터치 감지 유닛(TDU)은 도 4를 참조하여 설명한 터치 감지 유닛(TDU)과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
또한, 도 13 및 도 14를 참조하면, 도 14에 도시된 루프 안테나(WCC) 및 보조 패드(DPD)는 도 13을 참조하여 설명한 루프 안테나(WCC) 및 보조 패드(DPD)와 각각 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다.
루프 안테나(WCC)는 터치 감지 유닛(TDU)의 터치 비감지 영역(NTDA)에 제공되고, 터치 감지 유닛(TDU)의 가장자리를 따라 연장하며, 적어도 1회 이상 감긴 형상을 가질 수 있다.
루프 안테나(WCC)는 터치 전극들(TE, RE) 및 연결 전극(BE) 중 적어도 하나와 동일한 물질로, 이와 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
예를 들어, 루프 안테나(WCC)의 대부분은 연결 전극(BE)(및 제1 및 제2 구동 라인들(TL1, TL2))과 동일한 공정을 통해 형성되고, 제1 및 제2 구동 라인들(TL1, TL2)과 중첩하는 루프 안테나(WCC)의 일 부분은 터치 전극들(TE, RE)과 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
전원부(PSU)는 보조 패드(DPD)를 통해 루프 안테나(WCC)에 연결될 수 있다.
본 발명의 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다. 또한, 특허 청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 표시 장치
20: 펜
23: 공진회로
CC: 전자기 유도 장치
DDC: 표시 구동 회로
DU: 표시 유닛
EML: 발광 소자층
FDU: 지문 감지 유닛
MSTU: 마그네틱 보안 전송 모듈
NFCU: 근거리 무선 통신 모듈
SWU: 스위치부
PDB: 펜 감지 블록
PDC: 펜 구동 회로
PDU: 펜 감지 유닛
PS: 펜 센서
PSC: 펜 센서 회로
PSP: 펜 센서부
PSU: 전원 공급부
TDC: 터치 구동 회로
TDU: 터치 감지 유닛
TFEL: 박막 봉지층
TFTL: 박막 트랜지스터층
WCC: 루프 안테나

Claims (20)

  1. 각각이 제1 루프 안테나 및 상기 제1 루프 안테나에 연결되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비하는 복수의 센서부들을 포함하는 펜 감지 패널; 및
    제1 모드에서 상기 제1 루프 안테나를 통해 수신된 감지 신호에 기초하여 펜의 위치를 감지하고, 상기 제1 모드와 다른 제2 모드에서 상기 감지 신호를 외부의 전자기 유도 장치에 전달하는 펜 감지 회로를 포함하는, 펜 감지 유닛.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 펜은 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터로 구성된 공진회로를 포함하는, 펜 감지 유닛.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 전자기 유도 장치는 무선 충전 장치, 근거리 무선 통신 모듈, 및 마그네틱 보안 전송 모듈 중 적어도 하나를 포함하는, 펜 감지 유닛.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 펜 감지 패널은,
    상기 적어도 하나의 트랜지스터에 게이트 전극에 연결되는 제1 스캔 라인, 및
    상기 제1 루프 안테나에 연결되는 리드아웃 라인을 더 포함하고,
    상기 센서부들 각각은 상기 제1 스캔 라인 및 상기 리드아웃 라인에 의해 구획된 영역들에 각각 제공되는, 펜 감지 유닛.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 루프 안테나는 평면상 나선형 형상을 가지는, 펜 감지 유닛.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 나선형 형상의 폭은 1mm 내지 10mm 인, 펜 감지 유닛.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 펜 감지 패널은
    제2 스캔 라인;
    구동 라인;
    상기 구동 라인에 연결되는 제1 전극, 및 상기 제1 스캔 라인에 연결되는 게이트 전극을 포함하는 제1 트랜지스터; 및
    제1 구동 전압 라인에 연결되는 제1 전극, 상기 제1 루프 안테나의 일단에 연결되는 제2 전극, 및 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 연결되는 게이트 전극을 포함하는 제2 트랜지스터를 더 포함하는, 펜 감지 유닛.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 펜 감지 패널은,
    상기 제1 루프 안테나의 일단에 연결되는 제1 전극, 상기 리드아웃 라인에 연결되는 제2 전극, 및 상기 제2 스캔 라인에 연결되는 게이트 전극을 포함하는 제3 트랜지스터를 더 포함하는, 펜 감지 유닛.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 펜 감지 회로는
    상기 감지 신호에 기초하여 상기 펜의 위치를 감지하는 펜 감지 블록; 및
    상기 제1 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 펜 감지 블록에 연결하고, 상기 제2 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 전자기 유도 장치에 연결하는 스위치 블록을 포함하는, 펜 감지 유닛.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 펜 감지 회로는
    제1 선택 신호에 기초하여 상기 리드아웃 라인을 상기 펜 감지 블록에 연결하는 제1 스위치; 및
    제2 선택 신호에 기초하여 상기 리드아웃 라인을 상기 전자기 유도 장치에 연결하는 제2 스위치를 포함하는, 펜 감지 유닛.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 제1 모드 내 제1 구간에서, 상기 제1 스캔 라인에 턴-온 전압 레벨의 스캔 신호가 제공되고, 상기 구동 라인에 복수의 펄스들을 가지는 구동 신호가 제공되는, 펜 감지 유닛.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 모드 내 제2 구간에서 상기 제2 스캔 라인에 턴-온 전압 레벨의 스캔 신호가 제공되는, 펜 감지 유닛.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 제1 구간에 대응하는 상기 제2 모드 내 제3 구간에서 상기 제1 스캔 라인에 턴-오프 전압 레벨의 스캔 신호가 제공되는, 펜 감지 유닛.
  14. 제7 항에 있어서, 상기 펜 감지 패널은, 상기 펜 감지 패널의 가장자리를 따라 연장하는 제2 루프 안테나를 더 포함하는, 펜 감지 유닛.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제1 모드에서 상기 제2 루프 안테나는 상기 전자기 유도 장치에 연결되고,
    상기 제2 모드에서 상기 제2 루프 안테나는 상기 제1 루프 안테나에 연결되는, 펜 감지 유닛.
  16. 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 펜 감지 유닛; 및
    상기 표시 패널에 구동 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
    상기 펜 감지 유닛은,
    각각이 제1 루프 안테나 및 상기 제1 루프 안테나에 연결되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비하는 복수의 센서부들을 포함하는 펜 감지 패널; 및
    제1 모드에서 상기 제1 루프 안테나를 통해 수신된 감지 신호에 기초하여 펜의 위치를 감지하고, 상기 제1 모드와 다른 제2 모드에서 상기 감지 신호를 상기 전원부에 전달하는 펜 감지 회로를 포함하는, 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제1 루프 안테나는 평면상 나선형 형상을 가지고, 상기 나선형 형상의 폭은 1mm 내지 10mm 인, 표시 장치.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 펜 감지 패널은, 상기 루프 안테나에 연결되는 리드아웃 라인을 더 포함하고,
    상기 펜 감지 회로는
    상기 감지 신호에 기초하여 상기 펜의 위치를 감지하는 펜 감지 블록; 및
    상기 제1 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 펜 감지 블록에 연결하고, 상기 제2 모드에서 상기 리드아웃 라인을 상기 전원부에 연결하는 스위치 블록을 포함하는, 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 펜 감지 패널은, 상기 펜 감지 패널의 가장자리를 따라 연장하는 제2 루프 안테나를 더 포함하는, 표시 장치.
  20. 제16 항에 있어서, 상기 표시 패널의 타면 상에 제공되는 터치 감지 패널을 더 포함하고,
    상기 터치 감지 패널은 터치 감지 영역에 제공되는 터치 전극들, 및 상기 터치 감지 영역을 에워싸는 터치 비감지 영역에 제공되는 제3 루프 안테나를 포함하며,
    상기 제3 루프 안테나는 상기 전원부에 연결되는, 표시 장치.
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