KR20220026016A - 전자 장치 - Google Patents

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KR20220026016A
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input detection
uplink
sensor
electronic device
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이동천
김진우
전병규
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

전자 장치는 영상을 표시하는 표시패널, 제1 및 제2 모드에서 제1 입력을 감지하는 입력 센서, 입력 센서에 연결된 센서 컨트롤러를 포함한다. 입력 센서는 표시패널 상에 배치된 전송 전극들 및 전송 전극들과 절연되게 교차하는 수신 전극들을 포함한다. 센서 컨트롤러는 제1 모드에서 입력 센서를 통해 입력 장치로 업링크 신호를 전송하고, 입력 센서를 통해 입력 장치로부터 다운링크 신호를 수신한다. 센서 컨트롤러가 제1 모드로 동작하는 입력 감지 프레임은 입력 센서로 업링크 신호가 제공되는 업링크 구간을 포함하고, 센서 컨트롤러는 업링크 구간 동안 전송 전극들 중 적어도 일부에 업링크 신호를 인가하지 않는다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 표시 품질이 개선된 전자 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 내비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 전자 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시장치를 구비한다. 전자 장치들은 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력 방식 외에 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공할 수 있는 입력 센서를 구비할 수 있다.
입력 센서는 사용자의 신체를 이용한 터치나 압력을 감지할 수 있다. 한편 필기구를 이용한 정보 입력이 익숙한 사용자 또는 특정 응용 프로그램(예를 들면, 스케치 또는 드로잉을 위한 응용 프로그램)을 위한 세밀한 터치 입력을 위한 전자 펜의 사용 요구가 증가하고 있다.
따라서, 전자 장치에 채용되는 입력 센서는 사용자의 신체에 의한 터치나 압력에 의한 입력뿐만 아니라 전자 펜 입력과 같은 다양한 입력들을 감지하는 것이 요구된다.
본 발명은 입력 감지 시 표시 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 전자 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 영상을 표시하는 표시패널, 상기 표시패널 상에 배치된 전송 전극들 및 상기 전송 전극들과 절연되게 교차하는 수신 전극들을 포함하는 입력 센서, 및 상기 입력 센서를 통해 입력 장치로 업링크 신호를 전송하고, 상기 입력 센서를 통해 상기 입력 장치로부터 다운링크 신호를 수신하는 제1 모드 또는 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작하는 센서 컨트롤러를 포함한다.
상기 센서 컨트롤러가 상기 제1 모드로 동작하는 입력 감지 프레임은 상기 입력 센서로 상기 업링크 신호가 제공되는 업링크 구간을 포함하고, 상기 센서 컨트롤러는 상기 업링크 구간 동안 상기 전송 전극들 중 적어도 일부에 상기 업링크 신호를 인가하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 표시 프레임 동안 영상을 표시하는 표시패널, 상기 표시패널 상에 배치된 전송 전극들 및 상기 전송 전극들과 절연되게 교차하는 수신 전극들을 포함하는 입력 센서, 및 상기 입력 센서를 통해 입력 장치로 업링크 신호를 전송하고, 상기 입력 센서를 통해 상기 입력 장치로부터 다운링크 신호를 수신하는 제1 모드 또는 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작하는 센서 컨트롤러를 포함한다.
상기 센서 컨트롤러가 상기 제1 모드로 동작하는 입력 감지 프레임은 상기 입력 센서로 상기 업링크 신호가 제공되는 업링크 구간을 포함한다. k 개의 입력 감지 프레임 동안 상기 업링크 구간의 시작 시점은 하나의 입력 감지 프레임 단위로 상기 표시 프레임의 시작 시점으로부터 쉬프트 또는 지연된다.
상기 센서 컨트롤러는 상기 업링크 구간 동안 상기 전송 전극들 중 적어도 일부에 상기 업링크 신호를 인가하지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 전자 장치에서, 입력 센서로 업링크 신호를 공급하는 업링크 구간에서 입력 센서의 전송 전극들 중 일부 전송 전극은 센서 컨트롤러로부터 업링크 신호를 수신하지 않을 수 있다. 업링크 구간은 업링크 신호를 수신하지 않는 일부 전송 전극과 대응하는 스캔 배선들의 스캔 구간과 중첩할 수 있다. 따라서, 입력 감지 시 업링크 신호에 의해 전자 장치의 영상에서 플리커가 시인되는 영역이 제거 또는 감소될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 도시한 사시도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 및 패널 드라이버의 블록도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드 및 제2 모드의 동작을 도시한 개념도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서 및 센서 컨트롤러의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서의 평면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 컨트롤러의 제1 모드에서의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 10a 및 도 10b는 입력 감지 프레임들의 업링크 구간 동안 전송 전극들로 인가되는 업링크 신호들을 나타낸 파형도들이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 컨트롤러의 쉬프트 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 12는 입력 감지 프레임들의 업링크 구간 동안 전송 전극들로 인가되는 업링크 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 컨트롤러의 쉬프트 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 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", "위에", "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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 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(wearable) 장치일 수 있으나, 특별히 이들 중 어느 하나에 제한되는 것은 아니다. 도 1에서는 전자 장치(1000)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
전자 장치(1000)에는 액티브 영역(AA1) 및 주변 영역(NAA1)이 정의될 수 있다. 전자 장치(1000)는 액티브 영역(AA1)을 통해 영상을 표시할 수 있다. 액티브 영역(AA1)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 면을 포함할 수 있다. 주변 영역(NAA1)은 액티브 영역(AA1)의 주변을 에워쌀 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.
도 1에 도시된 전자 장치(1000)는 사용자의 터치에 의한 입력 및 입력 장치(2000)에 의한 입력을 감지할 수 있다. 입력 장치(2000)는 사용자의 신체 이외의 장치를 의미할 수 있다. 입력 장치(2000)에 의한 입력은 제1 입력으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(2000)는 액티브 펜, 스타일러스 펜, 터치 펜, 또는 전자 펜일 수 있다. 사용자의 터치에 의한 입력은 제2 입력으로 지칭될 수 있다. 제2 입력은 사용자의 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력을 포함할 수 있다.
전자 장치(1000) 및 입력 장치(2000)는 양방향 통신이 가능할 수 있다. 전자 장치(1000)는 입력 장치(2000)로 업링크 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 업링크 신호는 동기화 신호 또는 전자 장치(1000)의 정보를 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 입력 장치(2000)는 전자 장치(1000)로 다운링크 신호를 제공할 수 있다. 다운링크 신호는 동기화 신호 또는 입력 장치(2000)의 상태 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다운링크 신호는 입력 장치(2000)의 위치 정보, 입력 장치(2000)의 배터리 정보, 입력 장치(2000)의 기울기 정보, 및/또는 입력 장치(2000)에 저장된 다양한 정보 등을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 업링크 신호 및 다운링크 신호에 대해서는 후술된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 도시한 사시도이다. 도 2를 설명함에 있어서, 도 1을 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(1001)는 액티브 영역(AA2)을 통해 영상을 표시할 수 있다. 도 2에서는 전자 장치(1001)가 소정의 각도로 폴딩된 상태를 도시하였다. 전자 장치(1001)가 언폴딩된 상태에서, 액티브 영역(AA2)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면을 포함할 수 있다.
액티브 영역(AA2)은 제1 영역(AA2_1), 제2 영역(AA2_2), 및 제3 영역(AA2_3)을 포함할 수 있다. 제1 영역(AA2_1), 제2 영역(AA2_2), 및 제3 영역(AA2_3)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 정의될 수 있다. 제2 영역(AA2_2)은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 폴딩축(FX)을 기준으로 휘어질 수 있다. 따라서, 제1 영역(AA2_1) 및 제3 영역(AA2_3)은 비폴딩 영역들로 지칭될 수 있고, 제2 영역(AA2_2)은 폴딩 영역으로 지칭될 수 있다.
전자 장치(1001)가 폴딩되면, 제1 영역(AA2_1)과 제3 영역(AA2_3)은 서로 마주할 수 있다. 따라서, 완전히 폴딩된 상태에서, 액티브 영역(AA2)은 외부로 노출되지 않을 수 있으며, 이는 인-폴딩(in-folding)으로 지칭될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 전자 장치(1001)의 폴딩 동작이 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 전자 장치(1001)는 제1 영역(AA2_1) 및 제3 영역(AA2_3)이 서로 대향(opposing)하도록 폴딩될 수 있다. 이 경우, 액티브 영역(AA2)은 외부로 노출될 수 있으며, 이는 아웃-폴딩(out-folding)으로 지칭될 수 있다.
전자 장치(1001)는 인-폴딩 또는 아웃-폴딩 중 어느 하나의 동작만 가능할 수 있다. 또는 전자 장치(1001)는 인-폴딩 동작 및 아웃-폴딩 동작이 모두 가능하도록 동작할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(1001)의 제2 영역(AA2_2)이 인-폴딩 및 아웃-폴딩될 수 있다.
도 2에서는 하나의 폴딩 영역과 두 개의 비폴딩 영역이 예를 들어 도시되었으나, 폴딩 영역과 비폴딩 영역의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자 장치(1001)는 2개보다 많은 복수 개의 비폴딩 영역들 및 서로 인접한 비폴딩 영역들 사이에 배치된 복수의 폴딩 영역들을 포함할 수 있다.
도 2에서는 폴딩축(FX)이 제2 방향(DR2)으로 연장된 것을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴딩축(FX)은 제1 방향(DR1)과 나란한 방향을 따라 연장될 수도 있다. 이 경우, 제1 영역(AA2_1), 제2 영역(AA2_2), 및 제3 영역(AA2_3)은 제2 방향(DR2)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
액티브 영역(AA2)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(AA2)을 통해 전달되는 외부 입력을 수신하거나, 액티브 영역(AA2)을 통해 출력을 제공할 수 있다. 카메라 모듈 및 근접 조도 센서 등과 중첩하는 액티브 영역(AA2)의 일부분은 액티브 영역(AA2)의 다른 일부분보다 높은 투과율을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 전자 모듈들이 배치될 영역을 액티브 영역(AA2) 주변의 주변 영역(NAA2)에 제공하지 않아도 된다. 그 결과, 전자 장치(1001)의 전면 대비 액티브 영역(AA2)의 면적 비율이 증가될 수 있다.
전자 장치(1001)와 입력 장치(2000)는 양방향 통신이 가능할 수 있다. 전자 장치(1001)는 입력 장치(2000)로 업링크 신호를 제공할 수 있다. 입력 장치(2000)는 전자 장치(1001)로 다운링크 신호를 제공할 수 있다. 전자 장치(1001)는 입력 장치(2000)로부터 제공되는 신호를 이용하여 입력 장치(2000)의 위치를 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시패널(100), 입력 센서(200), 패널 드라이버(100C), 센서 컨트롤러(200C), 및 메인 컨트롤러(1000C)를 포함할 수 있다.
표시패널(100)은 영상을 실질적으로 생성하는 구성일 수 있다. 표시패널(100)은 발광형 표시패널일 수 있으며, 예를 들어, 표시패널(100)은 유기발광 표시패널, 퀀텀닷 표시패널, 마이크로 엘이디 표시패널, 또는 나노 엘이디 표시패널일 수 있다.
입력 센서(200)는 표시패널(100) 위에 배치될 수 있다. 입력 센서(200)는 외부에서 인가되는 입력을 감지할 수 있다. 입력 센서(200)는 입력 장치(2000)에 의한 제1 입력과 사용자의 신체(3000)에 의한 제2 입력을 감지할 수 있다.
메인 컨트롤러(1000C)는 전자 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(1000C)는 패널 드라이버(100C) 및 센서 컨트롤러(200C)의 동작을 제어할 수 있다. 메인 컨트롤러(1000C)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 메인 컨트롤러(1000C)는 호스트로 지칭될 수도 있다.
패널 드라이버(100C)는 표시패널(100)의 구동을 제어할 수 있다. 메인 컨트롤러(1000C)는 그래픽 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 패널 드라이버(100C)는 메인 컨트롤러(1000C)로부터 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호(D-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(D-CS)는 다양한 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(D-CS)는 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 패널 드라이버(100C)는 제어 신호(D-CS)을 근거로 표시패널(100)에 신호를 제공하는 타이밍을 제어하기 위한 수직개시신호 및 수평개시신호를 생성할 수 있다.
센서 컨트롤러(200C)는 입력 센서(200)를 제어할 수 있다. 센서 컨트롤러(200C)는 메인 컨트롤러(1000C)로부터 센싱 제어 신호(I-CS)를 수신할 수 있다. 센싱 제어 신호(I-CS)는 센서 컨트롤러(200C)의 구동 모드를 결정하는 모드 결정신호 및 클럭 신호 등을 포함할 수 있다. 센서 컨트롤러(200C)는 센싱 제어 신호(I-CS)를 근거로 입력 장치(2000)에 의한 제1 입력을 감지하는 제1 모드 또는 사용자의 신체(3000)에 의한 제2 입력을 감지하는 제2 모드로 동작할 수 있다. 센서 컨트롤러(200C)는 모드 결정신호에 근거하여 입력 센서(200)를 후술될 제1 모드 또는 제2 모드로 제어할 수 있다.
센서 컨트롤러(200C)는 입력 센서(200)로부터 수신한 신호에 근거하여 제1 입력 또는 제2 입력의 좌표정보를 산출하고, 좌표정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 컨트롤러(1000C)에 제공할 수 있다. 메인 컨트롤러(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 사용자 입력에 대응하는 동작을 실행시킨다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 표시패널(100)에 새로운 이미지가 표시되도록 패널 드라이버(100C)를 동작시킬 수 있다.
입력 장치(2000)는 하우징(2100), 전원(2200), 펜 컨트롤러(2300), 통신 모듈(2400), 및 펜 전극(2500)을 포함할 수 있다. 다만, 입력 장치(2000)를 구성하는 구성 요소들이 상기 나열된 구성 요소들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 입력 장치(2000)는 신호 송신 모드 또는 신호 수신 모드로 전환하는 전극 스위치, 압력을 감지하는 압력 센서, 소정의 정보를 저장하는 메모리, 또는 회전을 감지하는 회전 센서 등을 더 포함할 수도 있다.
하우징(2100)은 펜 형상을 가질 수 있고, 내부에 수용 공간이 형성될 수 있다. 하우징(2100) 내부에 정의된 수용 공간에는 전원(2200), 펜 컨트롤러(2300), 통신 모듈(2400), 및 펜 전극(2500)이 수납될 수 있다.
전원(2200)은 입력 장치(2000) 내부의 펜 컨트롤러(2300), 통신 모듈(2400) 등에 전원을 공급할 수 있다. 전원(2200)은 배터리 또는 고용량 커패시터를 포함할 수 있다.
펜 컨트롤러(2300)는 입력 장치(2000)의 동작을 제어할 수 있다. 펜 컨트롤러(2300)는 주문형 반도체(ASIC, Application-specific integrated circuit)일 수 있다. 펜 컨트롤러(2300)는 설계된 프로그램에 따라서 동작하도록 구성될 수 있다.
통신 모듈(2400)은 송신 회로(2410) 및 수신 회로(2420)를 포함할 수 있다. 송신 회로(2410)는 다운링크 신호(DLS)를 입력 센서(200)로 출력할 수 있다. 수신 회로(2420)는 입력 센서(200)로부터 제공되는 업링크 신호(ULS)를 수신할 수 있다. 송신 회로(2410)는 펜 컨트롤러(2300)로부터 제공된 신호를 수신하여 입력 센서(200)에 의해 센싱 가능한 신호로 변조하고, 수신 회로(2420)는 입력 센서(200)로부터 제공된 신호를 펜 컨트롤러(2300)에 의해 처리 가능한 신호로 변조할 수 있다.
펜 전극(2500)은 통신 모듈(2400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 펜 전극(2500)의 일부분은 하우징(2100)으로부터 돌출될 수 있다. 또는, 입력 장치(2000)는 하우징(2100)으로부터 노출된 펜 전극(2500)을 커버하는 커버 하우징을 더 포함할 수도 있다. 또는, 펜 전극(2500)은 하우징(2100) 내부에 내장될 수도 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시패널(100) 및 입력 센서(200)를 포함할 수 있다. 표시패널(100)은 베이스층(110), 회로층(120), 발광 소자층(130), 및 봉지층(140)을 포함할 수 있다.
베이스층(110)은 회로층(120)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(110)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 고분자 기판일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(110)은 무기층, 유기층, 또는 복합 재료층일 수 있다.
베이스층(110)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(110)은 제1 합성 수지층, 상기 제1 합성 수지층 위에 배치된 실리콘 옥사이드(SiOx)층, 상기 실리콘 옥사이드층 위에 배치된 아몰퍼스 실리콘(a-Si)층, 및 상기 아몰퍼스 실리콘층 위에 배치된 제2 합성 수지층을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 옥사이드층 및 상기 아몰퍼스 실리콘층은 베이스 배리어층이라 지칭될 수 있다.
상기 제1 및 제2 합성 수지층들 각각은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 합성 수지층들 각각은 아크릴(acrylate)계 수지, 메타크릴(methacrylate)계 수지, 폴리아이소프렌(polyisoprene)계 수지, 비닐(vinyl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 우레탄(urethane)계 수지, 셀룰로오스(cellulose)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 페릴렌(perylene)계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
회로층(120)은 베이스층(110) 위에 배치될 수 있다. 회로층(120)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 베이스층(110) 위에 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝될 수 있다. 이 후, 회로층(120)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인이 형성될 수 있다.
발광 소자층(130)은 회로층(120) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(130)은 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(130)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다.
봉지층(140)은 발광 소자층(130) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(140)은 수분, 산소, 및 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(130)을 보호할 수 있다.
입력 센서(200)는 연속된 공정을 통해 표시패널(100) 위에 형성될 수 있다. 이 경우, 입력 센서(200)는 표시패널(100) 위에 직접 배치된다고 표현될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 입력 센서(200)와 표시패널(100) 사이에 제3 의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 입력 센서(200)와 표시패널(100) 사이에는 별도의 접착 부재가 배치되지 않을 수 있다. 선택적으로, 입력 센서(200)는 표시패널(100)과 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4b를 참조하면, 전자 장치(1002)는 표시패널(101) 및 입력 센서(201)를 포함할 수 있다. 표시패널(101)은 베이스 기판(111), 회로층(121), 발광 소자층(131), 봉지 기판(141), 및 결합 부재(151)를 포함할 수 있다.
베이스 기판(111) 및 봉지 기판(141) 각각은 유리 기판, 금속 기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
결합 부재(151)는 베이스 기판(111)과 봉지 기판(141) 사이에 배치될 수 있다. 결합 부재(151)는 봉지 기판(141)을 베이스 기판(111) 또는 회로층(121)에 결합시킬 수 있다. 결합 부재(151)는 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기물은 프릿 실(frit seal)을 포함할 수 있고, 유기물을 광 경화성 수지 또는 광 가소성 수지를 포함할 수 있다. 다만, 결합 부재(151)를 구성하는 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
입력 센서(201)는 봉지 기판(141) 위에 직접 배치될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 입력 센서(201)와 봉지 기판(141) 사이에 제3 의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 입력 센서(201)와 표시패널(101) 사이에는 별도의 접착 부재가 배치되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 입력 센서(201)와 봉지 기판(141) 사이에는 접착층이 더 배치될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 5를 설명함에 있어서, 도 4a를 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 베이스층(110)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 형성될 수 있다. 무기층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기층은 다층으로 형성될 수 있다. 다층의 무기층들은 배리어층 및/또는 버퍼층을 구성할 수 있다. 본 실시예에서 표시패널(100)은 버퍼층(BFL)을 포함하는 것으로 도시되었다.
버퍼층(BFL)은 베이스층(110)과 반도체 패턴 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다. 버퍼층(BFL)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함할 수 있으며, 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층은 교대로 적층될 수 있다.
반도체 패턴은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 반도체 패턴은 비정질실리콘, 저온다결정실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수도 있다.
도 5는 일부의 반도체 패턴을 도시한 것일 뿐이고, 다른 영역에 반도체 패턴이 더 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 화소들에 걸쳐 특정한 규칙으로 배열될 수 있다. 반도체 패턴은 도핑 여부에 따라 전기적 성질이 다를 수 있다. 반도체 패턴은 전도율이 높은 제1 영역과 전도율이 낮은 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역은 N형 도판트 또는 P형 도판트로 도핑될 수 있다. P타입의 트랜지스터는 P형 도판트로 도핑된 도핑 영역을 포함하고, N타입의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다. 제2 영역은 비도핑 영역이거나, 제1 영역 대비 낮은 농도로 도핑될 수 있다.
제1 영역의 전도성은 제2 영역보다 크고, 실질적으로 전극 또는 신호 라인의 역할을 할 수 있다. 제2 영역은 실질적으로 트랜지스터의 액티브(또는 채널)에 해당할 수 있다. 다시 말해, 반도체 패턴의 일부분은 트랜지스터의 액티브일수 있고, 다른 일부분은 트랜지스터의 소스 또는 드레인일 수 있고, 또 다른 일부분은 연결 전극 또는 연결 신호 라인일 수 있다.
화소들 각각은 7개의 트랜지스터들, 하나의 커패시터, 및 발광 소자를 포함하는 등가회로를 가질 수 있으며, 화소의 등가회로는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 5에서는 화소에 포함되는 하나의 트랜지스터(100PC) 및 발광 소자(100PE)를 예시적으로 도시하였다.
트랜지스터(100PC)는 소스(SC1), 액티브(A1), 드레인(D1), 및 게이트(G1)를 포함할 수 있다. 소스(SC1), 액티브(A1), 및 드레인(D1)은 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스(SC1) 및 드레인(D1)은 단면 상에서 액티브(A1)로부터 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다. 도 5에는 반도체 패턴으로부터 형성된 연결 신호 라인(SCL)의 일부분을 도시하였다. 별도로 도시하지 않았으나, 연결 신호 라인(SCL)은 평면 상에서 트랜지스터(100PC)의 드레인(D1)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(10)은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 제1 절연층(10)은 복수 개의 화소들에 공통으로 중첩하며, 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 제1 절연층(10)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(10)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(10)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다. 제1 절연층(10)뿐만 아니라 후술하는 회로층(120)의 절연층은 무기층 및/또는 유기층일 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 무기층은 상술한 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트(G1)는 제1 절연층(10) 위에 배치된다. 게이트(G1)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(G1)는 액티브(A1)에 중첩한다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(G1)는 마스크로 기능할 수 있다.
제2 절연층(20)은 제1 절연층(10) 위에 배치되며, 게이트(G1)를 커버할 수 있다. 제2 절연층(20)은 화소들에 공통으로 중첩할 수 있다. 제2 절연층(20)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제2 절연층(20)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 및 실리콘옥시나이트라이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 절연층(20)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
제3 절연층(30)은 제2 절연층(20) 위에 배치될 수 있다. 제3 절연층(30)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 절연층(30)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 연결 전극(CNE1)은 제3 절연층(30) 위에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(CNE1)은 제1, 제2, 및 제3 절연층(10, 20, 30)을 관통하는 컨택홀(CNT1)을 통해 연결 신호 라인(SCL)에 접속될 수 있다.
제4 절연층(40)은 제3 절연층(30) 위에 배치될 수 있다. 제4 절연층(40)은 단층의 실리콘 옥사이드층일 수 있다. 제5 절연층(50)은 제4 절연층(40) 위에 배치될 수 있다. 제5 절연층(50)은 유기층일 수 있다.
제2 연결 전극(CNE2)은 제5 절연층(50) 위에 배치될 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제4 절연층(40) 및 제5 절연층(50)을 관통하는 컨택홀(CNT2)을 통해 제1 연결 전극(CNE1)에 접속될 수 있다.
제6 절연층(60)은 제5 절연층(50) 위에 배치되며, 제2 연결 전극(CNE2)을 커버할 수 있다. 제6 절연층(60)은 유기층일 수 있다.
발광 소자층(130)은 회로층(120) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(130)은 발광 소자(100PE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(130)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다. 이하에서, 발광 소자(100PE)가 유기 발광 소자인 것을 예로 들어 설명하나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자(100PE)는 제1 전극(AE), 발광층(EL), 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(60) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(60)을 관통하는 컨택홀(CNT3)을 통해 제2 연결 전극(CNE2)에 접속될 수 있다.
화소 정의막(70)은 제6 절연층(60) 위에 배치되며, 제1 전극(AE)의 일부분을 커버할 수 있다. 화소 정의막(70)에는 개구부(70-OP)가 정의된다. 화소 정의막(70)의 개구부(70-OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다.
액티브 영역(AA1, 도 1 참조)은 발광 영역(PXA)과 발광 영역(PXA)에 인접한 비발광 영역(NPXA)을 포함할 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다. 본 실시예에서 발광 영역(PXA)은 개구부(70-OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부 영역에 대응하게 정의되었다.
발광층(EL)은 제1 전극(AE) 위에 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 개구부(70-OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EL)은 화소들 각각에 분리되어 형성될 수 있다. 발광층(EL)이 화소들 각각에 분리되어 형성된 경우, 발광층들(EL) 각각은 청색, 적색, 및 녹색 중 적어도 하나의 색의 광을 발광할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광층(EL)은 화소들에 연결되어 공통으로 제공될 수도 있다. 이 경우, 발광층(EL)은 청색 광을 제공하거나, 백색 광을 제공할 수도 있다.
제2 전극(CE)은 발광층(EL) 위에 배치될 수 있다. 제2 전극(CE)은 일체의 형상을 갖고, 복수의 화소들에 공통적으로 배치될 수 있다.
도시되지 않았으나, 제1 전극(AE)과 발광층(EL) 사이에는 정공 제어층이 배치될 수 있다. 정공 제어층은 발광 영역(PXA)과 비발광 영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층은 정공 수송층을 포함하고, 정공 주입층을 더 포함할 수 있다. 발광층(EL)과 제2 전극(CE) 사이에는 전자 제어층이 배치될 수 있다. 전자 제어층은 전자 수송층을 포함하고, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다. 정공 제어층과 전자 제어층은 오픈 마스크를 이용하여 복수 개의 화소들에 공통으로 형성될 수 있다.
봉지층(140)은 발광 소자층(130) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(140)은 순차적으로 적층된 무기층, 유기층, 및 무기층을 포함할 수 있으나, 봉지층(140)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
무기층들은 수분 및 산소로부터 발광 소자층(130)을 보호하고, 유기층은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(130)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.
입력 센서(200)는 연속된 공정을 통해 표시패널(100) 위에 형성될 수 있다. 이 경우, 입력 센서(200)는 표시패널(100) 위에 직접 배치된다고 표현될 수 있다. 선택적으로, 입력 센서(200)는 접착 부재를 통해 표시패널(100)에 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.
입력 센서(200)는 베이스 절연층(210), 제1 도전층(220), 감지 절연층(230), 제2 도전층(240), 및 커버 절연층(250)을 포함할 수 있다.
베이스 절연층(210)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층일 수 있다. 또는 베이스 절연층(210)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이미드 계열 수지를 포함하는 유기층일 수도 있다. 베이스 절연층(210)은 단층 구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(220) 및 제2 도전층(240) 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, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐아연산화물(indium zinc oxide, IZO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 또는 인듐아연주석산화물(indium zinc tin oxide, IZTO) 등과 같은 투명한 전도성산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
다층구조의 도전층은 금속층들을 포함할 수 있다. 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 적어도 하나의 금속층 및 적어도 하나의 투명 도전층을 포함할 수 있다.
감지 절연층(230) 및 커버 절연층(250) 중 적어도 어느 하나는 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
감지 절연층(230) 및 커버 절연층(250) 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.
입력 센서(200)와 표시패널(100) 사이에는 기생 정전 용량(Cb)이 발생될 수 있다. 입력 센서(200)과 표시패널(100)의 거리가 가까워짐에 따라 기생 정전 용량(Cb)의 값은 증가될 수 있다. 기생 정전 용량(Cb)이 커지면 커질수록 입력 감지 시 표시패널(100)에 표시되는 영상에서 플리커가 시인될 수 있다. 특히, 입력 센서(200)를 통해 입력 장치(2000, 도 3 참조)로 업링크 신호(ULS, 도 3 참조)를 전송할 경우, 업링크 신호(ULS)가 인가되는 타이밍과 표시패널(100)로 스캔 신호를 인가하는 타이밍이 일치하는 영역에서 플리커가 시인될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 및 패널 드라이버의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 표시패널(100)은 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm), 및 복수의 화소들(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소들(PX) 각각은 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm) 중 대응하는 데이터 배선과 연결되고, 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn) 중 대응하는 스캔 배선과 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표시패널(100)은 발광 제어 배선들을 더 포함할 수 있으나, 표시패널(100)의 구성은 특별히 제한되지 않는다.
패널 드라이버(100C)는 신호 제어 회로(100C1), 스캔 구동 회로(100C2), 및 데이터 구동 회로(100C3)를 포함할 수 있다. 패널 드라이버(100C)는 발광 제어 배선들에 제어 신호들을 제공하는 발광 구동 회로를 더 포함할 수도 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 메인 컨트롤러(1000C, 도 3 참조)로부터 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호(D-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(D-CS)는 다양한 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(D-CS)는 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하고, 제1 제어 신호(CONT1)를 스캔 구동 회로(100C2)로 출력할 수 있다. 제1 제어 신호(CONT1)는 수직개시신호 및 클럭 신호 등을 포함할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하고, 제2 제어 신호(CONT2)를 데이터 구동 회로(100C3)로 출력할 수 있다. 제2 제어 신호(CONT2)에는 수평개시신호 및 출력 인에이블 신호 등이 포함될 수 있다.
또한, 신호 제어 회로(100C1)는 영상 데이터(RGB)를 표시패널(100)의 동작 조건에 맞게 처리한 데이터 신호(DS)를 데이터 구동 회로(100C3)로 출력할 수 있다. 제1 제어 신호(CONT1) 및 제2 제어 신호(CONT2)는 스캔 구동 회로(100C2) 및 데이터 구동 회로(100C3)의 동작에 각각 필요한 신호로써 특별히 제한되지 않는다.
스캔 구동 회로(100C2)는 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 복수 개의 스캔 배선들(SL1-SLn)을 구동할 수 있다. 스캔 구동 회로(100C2)는 복수 개의 스캔 배선들(SL1-SLn)에 순차적으로 스캔 신호를 인가할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(100C2)는 표시패널(100) 내의 회로층(120, 도 5 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스캔 구동 회로(100C2)는 직접 회로(Integrated circuit, IC)로 구현되어서 표시패널(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩 온 필름(chip on film, COF) 방식으로 실장되어서 표시패널(100)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
데이터 구동 회로(100C3)는 신호 제어 회로(100C1)로부터 제2 제어 신호(CONT2) 및 데이터 신호(DS)에 응답하여 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm)을 구동하기 위한 계조 전압들을 출력할 수 있다. 데이터 구동 회로(100C3)는 직접 회로로 구현되어 표시패널(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩 온 필름 방식으로 실장되어서 표시패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 이나다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(100C3)는 표시패널(100) 내의 회로층(120, 도 5 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수도 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드 및 제2 모드의 동작을 도시한 개념도이다.
도 3 및 도 7a를 참조하면, 센서 컨트롤러(200C)는 입력 장치(2000)에 의한 제1 입력을 감지하는 제1 모드(MD1) 또는 사용자의 신체(3000)에 의한 제2 입력을 감지하는 제2 모드(MD2)로 동작할 수 있다.
제1 모드(MD1)는 제1 구간(PU1) 및 제2 구간(PS1)을 포함할 수 있다. 제2 구간(PS1)은 제1 구간(PU1) 이후에 진행될 수 있다. 제1 구간(PU1)동안 센서 컨트롤러(200C)는 업링크 신호(ULS)를 입력 센서(200)로 전송될 수 있다. 제1 구간(PU1)은 업링크 구간으로 지칭될 수 있다. 제2 구간(PS1)동안, 센서 컨트롤러(200C)는 입력 센서(200)를 통해 입력 장치(2000)로부터 제공되는 다운링크 신호(DLS)를 입력 받을 수 있다. 제2 구간(PS1)은 다운링크 신호를 수신하는 다운링크 구간을 포함할 수 있다. 센서 컨트롤러(200C)는 다운링크 신호(DLS)를 근거로 입력 장치(2000)의 제1 입력을 감지할 수 있다.
센서 컨트롤러(200C)는 제1 모드(MD1)가 종료된 이후, 제2 모드(MD2)로 동작할 수 있다. 제1 모드(MD1) 및 제2 모드(MD2)는 서로 반복될 수 있다.
제2 모드(MD2)는 제1 구간(PU2) 및 제2 구간(PS2)을 포함할 수 있다. 제2 구간(PS2)은 제1 구간(PU2) 이후에 진행될 수 있다. 제1 구간(PU1)동안 센서 컨트롤러(200C)는 업링크 신호(ULS)를 입력 센서(200)로 전송할 수 있다. 제2 구간(PS2)동안 센서 컨트롤러(200C)는 사용자의 신체(3000)에 의한 제2 입력을 감지할 수 있다.
입력 장치(2000)는 업링크 신호(ULS)에 대한 응답 신호를 입력 센서(200)에 제공할 수 있다. 센서 컨트롤러(200C)는 제1 구간(PU1)에서 입력 센서(200)를 통해 응답 신호를 수신하면, 제1 모드(MD1)의 제2 구간(PS1)으로 동작할 수 있다. 센서 컨트롤러(200C)는 제1 구간(PU2)에서 입력 장치(2000)로부터 응답 신호를 수신하지 않을 시, 제2 모드(MD2)의 제2 구간(PS2)으로 동작할 수 있다. 따라서, 센서 컨트롤러(200C)는 입력 장치(2000)의 존재 여부를 주기적으로 모니터링 가능하고, 입력 장치(2000)에 의한 제1 입력을 용이하게 감지할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 센서 컨트롤러(200C)의 동작은 특별히 제한되지 않는다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서 및 센서 컨트롤러의 블록도이다.
도 7b를 참조하면, 입력 센서(200)에는 감지 영역(200A) 및 비감지 영역(200N)이 정의될 수 있다. 감지 영역(200A)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(200A)은 입력을 감지하는 영역일 수 있다. 감지 영역(200A)은 전자 장치(1000, 도 1 참조)의 액티브 영역(AA1, 도 1 참조)과 중첩할 수 있다. 비감지 영역(200N)은 감지 영역(200A)을 에워쌀 수 있다. 비감지 영역(200N)은 전자 장치(1000, 도 1 참조)의 주변 영역(NAA1, 도 1 참조)과 중첩할 수 있다.
입력 센서(200)는 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE)을 포함할 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되며, 복수의 전송 전극들(TE)은 제2 방향(DR2)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 복수의 수신 전극들(RE) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되며, 복수의 수신 전극들(RE)은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다.
복수의 수신 전극들(RE)은 복수의 전송 전극들(TE)과 절연되게 교차될 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE) 각각은 바 형상 또는 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE)이 바 또는 스트라이프 형상을 가질 경우, 입력 장치(2000)를 통해 제공되는 연속된 선형 입력의 감지 특성이 향상될 수 있다. 다만, 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE) 각각의 형상은 바 또는 스트라이프 형상에 제한되지 않는다.
센서 컨트롤러(200C)는 메인 컨트롤러(1000C, 도 3 참조)로부터 제어 신호(I-CS)를 수신하고, 메인 컨트롤러(1000C, 도 3 참조)로 좌표 신호(I-SS)를 제공할 수 있다.
센서 컨트롤러(200C)는 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 입력 검출 회로(200C3), 및 스위칭 회로(200C4)를 포함할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3)는 단일의 칩 내에 구현되거나, 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3) 중 일부와 다른 일부는 서로 다른 칩 내에 구현될 수도 있다.
센서 제어 회로(200C1)는 신호 생성 회로(200C2) 및 스위칭 회로(200C4)의 동작을 제어하고, 입력 검출 회로(200C3)로부터 수신된 구동 신호로부터 외부 입력의 좌표를 산출하거나, 입력 검출 회로(200C3)로부터 수신된 변조 신호로부터 입력 장치(2000, 도 3 참조)에서 송신한 정보를 분석할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1)는 입력 센서(200)의 감지 영역(200A)을 복수의 영역들로 정의할 수 있다.
신호 생성 회로(200C2)는 전송 신호 또는 업링크 신호를 입력 센서(200)로 제공할 수 있다. 신호 생성 회로(200C2)는 제1 모드에서 업링크 신호를 입력 센서(200)로 출력하고, 제2 모드에서 전송 신호를 입력 센서(200)로 출력할 수 있다.
입력 검출 회로(200C3)는 입력 센서(200)로부터 수신 신호 또는 다운링크 신호를 수신할 수 있다. 입력 검출 회로(200C3)는 수신 신호 또는 다운링크 신호를 필터링하거나 센서 제어 회로(200C1)에서 처리 가능한 신호로 변환하여 센서 제어 회로(200C1)로 제공할 수 있다.
스위칭 회로(200C4)는 센서 제어 회로(200C1)의 제어에 따라 입력 센서(200)와 신호 생성 회로(200C2) 및/또는 입력 검출 회로(200C3)의 전기적 연결 관계를 선택적으로 제어할 수 있다. 스위칭 회로(200C4)는 센서 제어 회로(200C1)의 제어에 따라 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE) 중 어느 하나의 그룹을 신호 생성 회로(200C2)에 연결시키거나, 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE) 각각을 신호 생성 회로(200C2)에 연결시킬 수 있다. 선택적으로, 스위칭 회로(200C4)는 복수의 전송 전극들(TE) 및 복수의 수신 전극들(RE) 중 하나의 그룹 또는 모두를 입력 검출 회로(200C3)에 연결시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 입력 센서(200)는 베이스 절연층(210), 복수의 전송 전극들(TE1~TE20), 복수의 수신 전극들(RE1~RE10), 복수의 전송 배선들(TL1~TL20), 및 복수의 수신 배선들(RL1~RL10)을 포함할 수 있다.
복수의 전송 전극들(TE1~TE20) 및 복수의 수신 전극들(RE1~RE10)은 감지 영역(200A)에 배치될 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE1~TE20)은 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제2 방향(DR2)으로 이격되어 배열된다. 복수의 전송 전극들(TE1~TE20)은 도 6에 도시된 스캔 배선들(SL1~SLn)을 따라 연장될 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE1~TE20)은 바 또는 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 복수의 수신 전극들(RE1~RE10)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR1)으로 이격되어 배열된다. 복수의 수신 전극들(RE1~RE10)은 바 또는 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 도 8에서는 본 발명의 일 예로, 20개의 전송 전극들(TE1~TE20) 및 10개의 수신 전극들(RE1~RE10)이 감지 영역(200A)에 배치된 구조를 도시하였으나, 전송 전극들(TE1~TE20) 및 수신 전극들(RE1~RE10)의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
복수의 전송 배선들(TL1~TL20) 및 복수의 수신 배선들(RL1~RL10)은 비감지 영역(200N)에 배치될 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE1~TE20) 각각은 복수의 전송 배선들(TL1~TL20) 중 대응하는 배선에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 수신 전극들(RE1~RE10) 각각은 복수의 수신 배선들(RL1~RL10) 중 대응하는 배선에 전기적으로 연결될 수 있다. 도 8에서는 전송 전극들(TE1~TE20) 각각에 하나의 전송 배선이 연결되고, 수신 전극들(RE1~RE10) 각각에 하나의 수신 배선이 연결된 싱글 라우팅 구조를 예를 들어 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 수신 전극들(RE1~RE10) 각각의 양단에는 한 쌍의 수신 배선들이 각각 연결될 수도 있다. 선택적으로, 복수의 전송 전극들(TE1~TE20) 각각의 양단에 한 쌍의 전송 배선들이 연결되거나, 복수의 수신 전극들(RE1~RE10) 각각의 양단에 한 쌍의 수신 배선들이 연결될 수도 있다.
복수의 전송 배선들(TL1~TL20) 및 복수의 수신 배선들(RL1~RL10)은 센서 컨트롤러(200C)에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 전송 전극들(TE1~TE20)은 복수의 전송 배선들(TL1~TL20)을 통해 센서 컨트롤러(200C)에 전기적으로 연결되고, 복수의 수신 전극들(RE1~RE10)은 복수의 수신 배선들(RL1~RL10)은 센서 컨트롤러(200C)에 전기적으로 연결될 수 있다.
센서 컨트롤러(200C)는 복수의 전송 전극들(TE1~TE20)로 업링크 신호(ULS)를 제공할 수 있다. 입력 장치(2000)가 입력 센서(200)의 제1 위치에 배치되면, 센서 컨트롤러(200C)는 입력 장치(2000)로부터 다운링크 신호(DLS, 도 3에 도시됨)를 수신하여, 입력 장치(2000)의 제1 입력을 감지할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 컨트롤러의 제1 모드에서의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 3 및 도 9a를 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시패널(100)을 통해 영상을 표시한다. 표시패널(100)이 영상을 표시하는 시간 단위를 표시 프레임이라 지칭할 수 있다. 표시패널(DP)의 동작 주파수가 60Hz인 경우, 1초에 60개의 표시 프레임들(DF1~DFk)이 포함되고, 각 표시 프레임(DF1~DFk)에 대응하는 시간은 대략 16.67ms일 수 있다. 표시패널(100)의 동작 주파수가 120Hz인 경우, 1초에 120개의 표시 프레임들(DF1~DFk)이 포함되고, 표시 프레임들(DF1~DFk) 각각에 대응하는 시간은 대략 8.3ms일 수 있다. 표시패널(100)의 동작 주파수는 수직동기신호(Vsync)에 의해 결정될 수 있다.
센서 컨트롤러(200C)는 제1 모드에서 복수의 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 동안 제1 입력을 감지할 수 있다. 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk)은 입력 센서(200)로 업링크 신호(ULS)가 전송되는 업링크 구간(ULP) 및 입력 장치(2000)로부터 다운링크 신호(DLS)를 수신하는 다운링크 구간(DLP)을 포함할 수 있다. 복수의 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 중 적어도 일부(IFk)는 다운링크 구간(DLP)을 포함하지 않을 수 있다.
입력 감지 프레임들(IF1~IFk) 중 적어도 일부는 업링크 구간(ULP)과 다운링크 구간(DLP) 사이에 응답 구간(AP)을 더 포함할 수 있다. 응답 구간(AP) 동안 입력 센서(200)를 통해 센서 컨트롤러(200C)는 입력 장치(2000)로부터 응답 신호를 수신할 수 있다. 업링크 구간(ULP)과 응답 구간(AP) 사이에는 지연 구간(DEP)이 더 배치될 수 있다.
제k 입력 감지 프레임(IFk)은 업링크 구간(ULP) 및 응답 구간(AP)만을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제k 입력 감지 프레임(IFk)은 업링크 구간(ULP), 응답 구간(AP) 및 다운링크 구간(DLP)을 포함할 수 있다. 제k 입력 감지 프레임(IFk)의 다운링크 구간(DLP)의 시간 폭은 다른 입력 감지 프레임들(IF1~IF3)의 다운링크 구간들(DLP)의 시간 폭보다 작을 수 있다.
입력 감지 프레임들(IF1~IFk) 중 적어도 일부(IF1~IF3)는 다운링크 구간(DLP)에 후행하는 휴지 구간(PP)을 더 포함할 수 있다. 휴지 구간(PP)동안 센서 컨트롤러(200C)와 입력 장치(2000)는 서로 데이터 통신을 수행하지 않을 수 있다. 휴지 구간(PP)은 일부 입력 감지 프레임(예를 들어, 제k 입력 감지 프레임(IFk))에서 생략될 수 있으며, 또한, 휴지 구간(PP)의 시간 폭은 입력 감지 프레임들(IF1~IF3)마다 서로 상이할 수 있다.
도 9a에서는 입력 감지 프레임들(IF1~IF3)에 하나의 다운링크 구간(DLP)이 포함된 구조를 도시하였으나, 입력 감지 프레임들(IF1~IF3) 각각은 하나 이상(예를 들어, 두 개 또는 세 개)의 다운링크 구간(DLP)을 포함할 수 있다.
복수의 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 중 일부 입력 감지 프레임(IF2~IFk)의 시작 시점은 대응하는 표시 프레임(DF2~DFk)의 시작 시점과 상이할 수 있다. 일부 입력 감지 프레임(IF2~IFk)의 시작 시점은 대응하는 표시 프레임(DF2~DFk)의 시작 시점부터 쉬프트 또는 지연될 수 있다. 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk)의 시작 시점과 대응하는 표시 프레임(DF1~DFk)의 시작 시점 사이의 시간 폭은 하나의 입력 감지 프레임 단위로 가변될 수 있다.
k 개의 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 중 j번째 입력 감지 프레임은 대응하는 표시 프레임의 시작 시점으로부터 기 설정된 쉬프트 구간(즉, 제1 쉬프트 구간(SP1))의 j-1배 만큼 쉬프트 또는 지연될 수 있다. 여기서, j는 k보다 작은 정수이다.
예를 들어, 제1 입력 감지 프레임(IF1)의 시작 시점은 대응하는 제1 표시 프레임(DF1)의 시작 시점과 동일할 수 있다. 반면, 제2 입력 감지 프레임(IF2)의 시작 시점은 대응하는 제2 표시 프레임(DF2)의 시작 시점부터 제1 쉬프트 구간(SP1)만큼 쉬프트 또는 지연될 수 있다. 또한, 제3 입력 감지 프레임(IF3)의 시작 시점은 대응하는 제3 표시 프레임(DF3)의 시작 시점부터 제2 쉬프트 구간(SP2)만큼 쉬프트 또는 지연될 수 있다. 여기서, 제2 쉬프트 구간(SP2)의 시간 폭은 제1 쉬프트 구간(SP1)의 시간 폭보다 클 수 있다. 본 발명의 일 예로, 제2 쉬프트 구간(SP2)은 제1 쉬프트 구간(SP1)의 시간 폭의 2배에 대응하는 시간 폭을 가질 수 있다. 제k 입력 감지 프레임(IFk)의 시작 시점은 대응하는 제k 표시 프레임(DFk)의 시작 시점부터 제k-1 쉬프트 구간(SPk-1)만큼 쉬프트 또는 지연될 수 있다. 여기서, 제k-1 쉬프트 구간(SPk-1)은 제1 쉬프트 구간(SP1)의 시간폭의 k-1배에 대응하는 시간 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 예로, 센서 컨트롤러(200C)는 k 개의 입력 감지 프레임 단위로 상기한 쉬프트 동작을 반복할 수 있다. 즉, 제k+1 입력 감지 프레임의 시작 시점은 대응하는 제k+1 표시 프레임의 시작 시점과 동일할 수 있고, 제k+2 입력 감지 프레임의 시작 시점은 대응하는 제k+2 표시 프레임의 시작 시점부터 제1 쉬프트 구간(SP1)만큼 쉬프트 또는 지연될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 제1 쉬프트 구간(SP1)은 업링크 구간(ULP)의 시간 폭보다 작거나 같은 시간 폭을 가질 수 있다. 여기서, k는 2 이상의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 표시패널(100)은 60Hz의 구동 주파수로 동작하고, 업링크 구간(ULP)은 1ms의 시간 폭을 가지며, 상기한 쉬프트 동작은 16개의 입력 감지 프레임 단위로 반복될 수 있다. 이 경우, 제1 쉬프트 구간(SP1)은 업링크 구간(ULP)과 동일하게 1ms의 시간 폭을 가질 수 있다.
입력 감지 프레임들(IF1~IFk) 각각은 다음 표시 프레임(DF2~DFk)과 중첩하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 입력 감지 프레임(IF1)은 제2 표시 프레임(DF2)과 중첩하지 않고, 제2 입력 감지 프레임(IF2)은 제3 표시 프레임(DF3)과 중첩하지 않을 수 있다. 선택적으로, 입력 감지 프레임들(IF1~IFk) 각각은 다음 표시 프레임(DF2~DFk)과 중첩할 수 있다.
도 3 및 도 9b를 참조하면, 입력 감지 프레임들(IF1~IFk) 중 일부(IF1~IF3, IFk-1)는 업링크 구간(ULP) 및 다운링크 구간(DLP)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 감지 프레임들(IF1~IFk) 중 일부(IF2, IF3, IFk-1)의 다운링크 구간(DLP)은 다음 표시 프레임과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제2 입력 감지 프레임(IF2)의 다운링크 구간(DLP)은 제3 표시 프레임(DF3)과 중첩하고, 제3 입력 감지 프레임(IF3)의 다운링크 구간(DLP)은 제4 표시 프레임과 중첩할 수 있다. 또한, 제k-1 입력 감지 프레임(IFk-1)의 다운링크 구간(DLP)은 제k 표시 프레임(DFk)과 중첩할 수 있다.
도 9b와 같이 다운링크 구간(DLP)의 시간 폭이 도 9a에 대비하여 증가하더라도 다운링크 구간(DLP)을 다음 표시 프레임과 중첩시킴에 따라, 업링크 구간(ULP)이 쉬프트 또는 지연되더라도 다운링크 구간(DLP)을 충분히 확보할 수 있다. 도 9b에서 입력 감지 프레임들(IF1~IFk-1)의 시간 폭은 서로 동일할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 입력 감지 프레임들의 업링크 구간 동안 전송 전극들로 인가되는 업링크 신호들을 나타낸 파형도들이다. 도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 컨트롤러의 쉬프트 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 8, 도 9a, 및 도 10a를 참조하면, 전송 전극들(TE1~TE20)이 배치된 감지 영역(200A)을 k 개의 영역으로 분할할 수 있다. 각 영역은 적어도 하나 이상 전송 전극들과 중첩할 수 있다. 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 동안 k 개의 영역 중 적어도 하나의 영역에 대응하는 전송 전극에는 업링크 신호(ULS)가 공급되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 예로, 감지 영역(200A)에는 20개의 전송 전극들(TE1~TE20)이 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 감지 영역(200A)은 16개의 영역(SA1~SA16)으로 분할될 수 있다. 각 영역(SA1~SA16)은 적어도 두 개의 전송 전극과 중첩할 수 있다.
제1 입력 감지 프레임(IF1) 동안, 센서 컨트롤러(200C)는 16 개의 영역(SA1~SA16) 중 제1 영역(SA1)에 대응하는 전송 전극(TE1, TE2)에 업링크 신호(ULS)를 공급하지 않고, 제2 내지 제16 영역(SA2~SA16)에 대응하는 전송 전극들(TE3~TE16)에 업링크 신호를 공급한다. 즉, 제1 입력 감지 프레임(IF1)의 업링크 구간(ULP) 동안, 제1 영역(SA1)에 중첩하는 제1 및 제2 전송 전극(TE1, TE2)은 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제1 입력 감지 프레임(IF1)의 업링크 구간(ULP)은 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들(SL1~SLn, 도 6 참조) 중 제1 영역(SA1)에 대응하는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다. 업링크 구간(ULP) 동안 제3 내지 제20 전송 전극들(TE3~TE20)에 업링크 신호(ULS)가 인가되지만, 업링크 구간(ULP) 동안 제2 내지 제16 영역(SA2~SA16)에 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들은 스캔 신호를 수신하지 않는다. 따라서, 제1 입력 감지 프레임(IF1) 내에서 전송 전극들(TE3~TE20)로 인가된 업링크 신호(ULS)는 전송 전극들(TE3~TE20)과 공간적으로 대응하는 스캔 배선들에 인가되는 스캔 신호와 중첩하지 않을 수 있다. 이로써, 감지 영역(200A) 내에는 업링크 신호(ULS)와 스캔 신호가 중첩하여 발생하는 영역이 존재하지 않을 수 있고, 그 결과 업링크 신호(ULS)의 간섭에 의해 전자 장치(1000)에 플리커가 시인되는 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있다.
제2 입력 감지 프레임(IF2) 동안, 센서 컨트롤러(200C)는 16 개의 영역(SA1~SA16) 중 제2 영역(SA2)에 대응하는 전송 전극(TE2, TE3)에 업링크 신호(ULS)를 공급하지 않고, 제1, 제3 내지 제16 영역(SA1, SA3~SA16)에 대응하는 전송 전극들(TE1, TE4~TE16)에 업링크 신호를 공급한다. 즉, 제2 영역(SA2)에 중첩하는 제2 및 제3 전송 전극(TE2, TE3)은 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제2 입력 감지 프레임(IF2)의 업링크 구간(ULP)은 제2 영역(SA2)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다. 업링크 구간(ULP) 동안 제1, 제4 내지 제20 전송 전극들(TE1, TE4~TE20)에 업링크 신호(ULS)가 인가되지만, 업링크 구간(ULP) 동안 제1, 제3 내지 제16 영역(SA1, SA3~SA16)에 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들은 스캔 신호를 수신하지 않는다. 따라서, 제2 입력 감지 프레임(IF2) 내에서 업링크 신호(ULS)는 전송 전극들(TE1, TE4~TE20)과 공간적으로 대응하는 스캔 배선들에 인가되는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다.
제3 입력 감지 프레임(IF3) 동안, 제3 영역(SA3)에 대응하는 제3 및 제4 전송 전극(TE3, TE4)은 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제3 입력 감지 프레임(IF3)의 업링크 구간(ULP)은 제3 영역(SA3)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다.
k가 16인 경우, 제k 입력 감지 프레임(IFk) 동안, 제16 영역(SA16)에 대응하는 제19 및 제20 전송 전극(TE19, TE20)은 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제k 입력 감지 프레임(IFk)의 업링크 구간(ULP)은 제16 영역(SA16)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다.
이처럼, 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다. 따라서, 업링크 신호(ULS)가 스캔 신호와 중첩하여 발생하는 영역을 감지 영역(200A)에서 제거함으로써, 전자장치(1000)의 영상에서 플리커가 시인되는 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 내에서 블랭크 상태를 유지하는 전송 전극이 매 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 마다 스캔 방향(즉, 제2 방향(DR2))으로 쉬프트된다. 따라서, 감지 전극들(TE1~TE20) 중 특정 감지 전극으로 수 프레임 동안 업링크 신호(ULS)가 인가되지 않는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 감지 영역(200A)의 특정 위치에서 입력 장치(2000)가 감지되지 않는 문제를 해소할 수 있다.
도 10b, 도 11a 내지 도 11d를 참조하면, 감지 영역(200A)에는 20개의 전송 전극들(TE1~TE20)이 제2 방향(DR2)을 따라 배열되고, 감지 영역(200A)은 10개의 영역(SA1~SA10)으로 분할될 수 있다. 각 영역(SA1~SA10)은 두 개의 전송 전극과 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 제1 영역(SA1)은 제1 및 제2 전송 전극(TE1, TE2)과 중첩하고, 제2 영역(SA2)은 제3 및 제4 전송 전극(TE3, TE4)과 중첩하며, 제3 영역(SA3)은 제5 및 제6 전송 전극(TE5, TE6)과 중첩할 수 있다. 제10 영역(SA10)은 제19 및 제20 전송 전극(TE19, TE20)과 중첩할 수 있다.
제1 입력 감지 프레임(IF1) 동안, 제1 영역(SA1)에 대응하는 제1 및 제2 전송 전극(TE1, TE2)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제1 입력 감지 프레임(IF1)의 업링크 구간(ULP)은 제1 영역(SA1)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다. 업링크 구간(ULP) 동안 제3 내지 제20 전송 전극들(TE3~TE20)에 업링크 신호(ULS)가 인가되지만, 업링크 구간(ULP) 동안 제2 내지 제10 영역(SA2~SA10)에 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들은 스캔 신호를 수신하지 않는다. 따라서, 제1 입력 감지 프레임(IF1) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다. 이로써, 감지 영역(200A) 내에는 업링크 신호(ULS)와 스캔 신호가 중첩하여 발생하는 영역이 존재하지 않을 수 있고, 그 결과 업링크 신호(ULS)의 간섭에 의해 전자 장치(1000)의 영상에 플리커가 시인되는 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있다.
제2 입력 감지 프레임(IF2) 동안, 제2 영역(SA2)에 대응하는 제3 및 제4 전송 전극(TE3, TE4)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제2 입력 감지 프레임(IF2)의 업링크 구간(ULP)은 제2 영역(SA2)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다. 업링크 구간(ULP) 동안 제1, 제2, 제5 내지 제20 전송 전극들(TE1, TE2, TE5~TE20)에 업링크 신호(ULS)가 인가되지만, 업링크 구간(ULP) 동안 제1, 제3 내지 제10 영역(SA1, SA3~SA10)에 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들은 스캔 신호를 수신하지 않는다. 따라서, 제2 입력 감지 프레임(IF2) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다.
제3 입력 감지 프레임(IF3) 동안, 제3 영역(SA3)에 대응하는 제5 및 제6 전송 전극(TE5, TE6)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제3 입력 감지 프레임(IF3)의 업링크 구간(ULP)은 제3 영역(SA3)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다.
k가 10인 경우, 제k 입력 감지 프레임(IFk) 동안, 제10 영역(SA10)에 대응하는 제19 및 제20 전송 전극(TE19, TE20)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제k 입력 감지 프레임(IFk)의 업링크 구간(ULP)은 제10 영역(SA10)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다.
이처럼, 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다. 따라서, 업링크 신호(ULS)가 스캔 신호와 중첩하여 발생하는 영역을 감지 영역(200A)에서 제거함으로써, 전자 장치(1000)의 영상에서 플리커가 시인되는 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 내에서 블랭크 상태를 유지하는 전송 전극이 매 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 마다 스캔 방향(즉, 제2 방향(DR2))으로 쉬프트됨에 따라 감지 전극들(TE1~TE20) 중 특정 감지 전극으로 수 프레임 동안 업링크 신호(ULS)가 인가되지 않는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 감지 영역(200A)의 특정 위치에서 입력 장치(2000)가 감지되지 않는 문제를 해소할 수 있다.
본 발명에서, k는 2 이상의 정수일 수 있으며, k는 표시패널(100)의 사이즈, 스캔 배선들(SL1~SLn, 도 6에 도시됨)의 개수, 전송 전극들(TE1~TE20)의 개수, 표시패널(100)의 구동 주파수 등에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
도 12는 각 입력 감지 프레임의 업링크 구간 동안 전송 전극들로 인가되는 업링크 신호들을 나타낸 파형도이다. 도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 컨트롤러의 쉬프트 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 12, 도 13a 내지 도 13d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서(202)의 감지 영역(200A)에는 14개의 전송 전극들(TE1~TE14)이 제2 방향(DR2)을 따라 배열된다. 감지 영역(200A)은 k개의 영역(SA1~SA14)으로 분할될 수 있다. 본 발명의 일 예로, k는 감지 영역(200A)에 배치되는 전송 전극들(TE1~TE14)의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 감지 영역(200A)에 14개의 전송 전극들(TE1~TE14)이 배치되는 경우, 감지 영역(200A)은 14개의 영역(SA1~SA14)으로 분할될 수 있다. 전송 전극들(TE1~TE14)의 개수와 k가 동일한 경우, 각 영역(SA1~SA14)은 하나의 전송 전극과 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 제1 영역(SA1)은 제1 전송 전극(TE1)과 중첩하고, 제2 영역(SA2)은 제2 전송 전극(TE2)과 중첩하며, 제3 영역(SA3)은 제3 전송 전극(TE3)과 중첩할 수 있다. 제14 영역(SA14)은 제14 전송 전극(TE14)과 중첩할 수 있다.
제1 입력 감지 프레임(IF1) 동안, 제1 영역(SA1)에 대응하는 제1 전송 전극(TE1)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제1 입력 감지 프레임(IF1)의 업링크 구간(ULP)은 제1 영역(SA1)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다. 업링크 구간(ULP) 동안 제2 내지 제14 전송 전극들(TE3~TE14)에 업링크 신호(ULS)가 인가되지만, 업링크 구간(ULP) 동안 제2 내지 제14 영역(SA2~SA14)에 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들은 스캔 신호를 수신하지 않는다. 따라서, 제1 입력 감지 프레임(IF1) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다. 이로써, 감지 영역(200A) 내에는 업링크 신호(ULS)와 스캔 신호가 중첩하여 발생하는 영역이 존재하지 않을 수 있고, 그 결과 업링크 신호(ULS)의 간섭에 의해 전자 장치(1000, 도 3 참조)의 영상에 플리커가 시인되는 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있다.
제2 입력 감지 프레임(IF2) 동안, 제2 영역(SA2)에 대응하는 제2 전송 전극(TE2)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제2 입력 감지 프레임(IF2)의 업링크 구간(ULP)은 제2 영역(SA2)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다. 업링크 구간(ULP) 동안 제1, 제3 내지 제14 전송 전극들(TE1, TE3~TE14)에 업링크 신호(ULS)가 인가되지만, 업링크 구간(ULP) 동안 제1, 제3 내지 제14 영역(SA1, SA3~SA14)에 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들은 스캔 신호를 수신하지 않는다. 따라서, 제2 입력 감지 프레임(IF2) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다.
제3 입력 감지 프레임(IF3) 동안, 제3 영역(SA3)에 대응하는 제3 전송 전극(TE3)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제3 입력 감지 프레임(IF3)의 업링크 구간(ULP)은 제3 영역(SA3)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다.
k가 14인 경우, 제k 입력 감지 프레임(IFk) 동안, 제14 영역(SA14)에 대응하는 제14 전송 전극(TE14)은 센서 컨트롤러(200C)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신하지 않고, 블랭크 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 제k 입력 감지 프레임(IFk)의 업링크 구간(ULP)은 제14 영역(SA14)에서 대응하여 표시패널(100)에 배치되는 스캔 배선들이 스캔 신호를 수신하는 구간과 중첩할 수 있다.
이처럼, 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 내에서 업링크 신호(ULS)는 스캔 신호와 중첩하여 발생되지 않을 수 있다. 따라서, 업링크 신호(ULS)가 스캔 신호와 중첩하여 발생하는 영역을 감지 영역(200A)에서 제거함으로써, 전자 장치(1000)의 영상에서 플리커가 시인되는 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 각 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 내에서 블랭크 상태를 유지하는 전송 전극이 매 입력 감지 프레임(IF1~IFk) 마다 스캔 방향(즉, 제2 방향(DR2))으로 쉬프트됨에 따라 감지 전극들(TE1~TE14) 중 특정 감지 전극으로 수 프레임 동안 업링크 신호(ULS)가 인가되지 않는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 감지 영역(200A)의 특정 위치에서 입력 장치(2000)가 감지되지 않는 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 전송 전극들(TE1~TE14) 및 수신 전극들(RE1~RE10) 각각은 마름모 형상의 센서부들을 포함할 수 있다. 각 전송 전극(TE1~TE14)의 센서부들은 제1 방향(DR1)으로 배열되고 서로 전기적으로 연결된다. 각 수신 전극(RE1~RE10)의 센서부들은 제2 방향(DR2)으로 배열되고, 서로 전기적으로 연결된다.
도 13a 내지 도 13d에는 마름모 형상의 센서부들을 예시적으로 도시하였으나, 센서부들 각각의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 다른 다각형상을 가질 수 있다.
센서부들 각각은 메쉬 형상을 가질 수 있다. 센서부들 각각이 메쉬 형상을 가짐으로써 표시패널(100, 도 3 참조)의 전극들과의 기생 커패시턴스가 감소될 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 2000: 입력 장치
100: 표시패널 200: 입력 센서
200C: 센서 컨트롤러 1000C: 메인 컨트롤러
100C: 패널 드라이버 TE: 전송 전극
RE: 수신 전극 ULP: 업링크 구간
SP1~SPk-1: 제1 내지 제k-1 쉬프트 구간
IF1~IFk: 제1 내지 제k 입력 감지 프레임
DF1~DFk: 제1 내지 제k 표시 프레임

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널 상에 배치된 전송 전극들 및 상기 전송 전극들과 절연되게 교차하는 수신 전극들을 포함하는 입력 센서; 및
    상기 입력 센서를 통해 입력 장치로 업링크 신호를 전송하고, 상기 입력 센서를 통해 상기 입력 장치로부터 다운링크 신호를 수신하는 제1 모드 또는 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작하는 센서 컨트롤러를 포함하고,
    상기 센서 컨트롤러가 상기 제1 모드로 동작하는 입력 감지 프레임은 상기 입력 센서로 상기 업링크 신호가 제공되는 업링크 구간을 포함하고, 상기 센서 컨트롤러는 상기 업링크 구간 동안 상기 전송 전극들 중 적어도 일부에 상기 업링크 신호를 인가하지 않는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 업링크 구간은 하나의 입력 감지 프레임 단위로 쉬프트 또는 지연되는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표시패널은 표시 프레임 동안 영상을 표시하고,
    k 개의 입력 감지 프레임 동안 상기 업링크 구간의 시작 시점은 하나의 입력 감지 프레임 단위로 상기 표시 프레임의 시작 시점으로부터 쉬프트 또는 지연되며,
    상기 k는 2 이상의 정수인 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 j번째 입력 감지 프레임은 상기 표시 프레임의 시작 시점으로부터 기 설정된 쉬프트 구간의 j-1배 만큼 쉬프트 또는 지연되고,
    상기 j는 k보다 작은 정수인 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 쉬프트 구간은 상기 업링크 구간과 같거나 다른 시간 폭을 갖는 전자 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 입력 센서는,
    상기 전송 전극들을 기준으로 k 개의 영역으로 분리되고,
    각 영역은 하나 이상의 전송 전극과 중첩되는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 j번째 입력 감지 프레임 동안, 상기 센서 컨트롤러는 상기 k 개의 영역 중 j번째 영역에 중첩하는 전송 전극으로 상기 업링크 신호를 공급하지 않는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 표시패널은,
    상기 표시 프레임 동안 스캔 신호를 순차적으로 수신하는 스캔 배선들, 데이터 신호들을 수신하는 데이터 배선들, 및 상기 스캔 배선들과 상기 데이터 배선들에 연결된 복수의 화소를 포함하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전송 전극들은 상기 스캔 라인들을 따라 연장되는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 j번째 입력 감지 프레임의 상기 업링크 구간은,
    상기 스캔 배선들 중 상기 j번째 영역에 대응하는 스캔 배선들의 스캔 구간과 중첩하는 전자 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 j번째 입력 감지 프레임의 상기 업링크 구간은,
    상기 스캔 배선들 중 상기 j번째 영역 이외의 영역에 대응하는 스캔 배선들의 스캔 구간과 중첩하지 않는 전자 장치.
  12. 제3항에 있어서, k 개의 입력 감지 프레임 중 적어도 일부는 상기 입력 장치로부터 상기 입력 센서를 통해 상기 다운링크 신호를 전송하는 다운링크 구간을 더 포함하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 다운링크 구간은 상기 업링크 구간보다 후행하는 전자 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 j번째 입력 감지 프레임의 상기 다운링크 구간은 j+1번째 입력 감지 프레임과 중첩하는 표시 프레임과 부분적으로 중첩하는 전자 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 적어도 일부는 상기 업링크 구간과 상기 다운링크 구간 사이에 배치된 응답 구간을 더 포함하는 전자 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 k번째 입력 감지 프레임은 업링크 구간 및 상기 응답 구간 만을 포함하는 전자 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 j번째 입력 감지 프레임의 상기 다운링크 구간은 j+1번째 입력 감지 프레임과 중첩하는 표시 프레임과 중첩하지 않는 전자 장치.
  18. 표시 프레임 동안 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널 상에 배치된 전송 전극들 및 상기 전송 전극들과 절연되게 교차하는 수신 전극들을 포함하는 입력 센서; 및
    상기 입력 센서를 통해 입력 장치로 업링크 신호를 전송하고, 상기 입력 센서를 통해 상기 입력 장치로부터 다운링크 신호를 수신하는 제1 모드 또는 상기 제1 모드와 다른 제2 모드로 동작하는 센서 컨트롤러를 포함하고,
    상기 센서 컨트롤러가 상기 제1 모드로 동작하는 입력 감지 프레임은 상기 입력 센서로 상기 업링크 신호가 제공되는 업링크 구간을 포함하고,
    k 개의 입력 감지 프레임 동안 상기 업링크 구간의 시작 시점은 하나의 입력 감지 프레임 단위로 상기 표시 프레임의 시작 시점으로부터 쉬프트 또는 지연되며,
    상기 센서 컨트롤러는 상기 업링크 구간 동안 상기 전송 전극들 중 적어도 일부에 상기 업링크 신호를 인가하지 않는 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 입력 센서는,
    상기 전송 전극들을 기준으로 k 개의 영역으로 분리되고,
    각 영역은 하나 이상의 전송 전극과 중첩되는 전자 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 k 개의 입력 감지 프레임 중 j번째 입력 감지 프레임 동안, 상기 센서 컨트롤러는 상기 k 개의 영역 중 j번째 영역에 중첩하는 전송 전극으로 상기 업링크 신호를 공급하지 않는 전자 장치.
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