KR20220036419A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220036419A
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touch
input
area
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KR1020200117966A
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김수원
오예린
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 표시 장치는, 외부로부터 입력 영상 데이터, 동기 신호, 및 전압 제어 신호를 수신하고, 입력 영상 데이터 및 동기 신호에 기초하여 영상 데이터를 생성하는 표시 구동 제어부, 표시 영역 상에 배치되는 복수의 화소들을 포함하며, 영상 데이터에 기초하여 표시 영역 상에 영상을 표시하는 표시 패널, 및 센싱 영역 상에 배치되는 복수의 센싱 전극들을 포함하며, 센싱 전극들을 구동하여 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 검출하는 터치 센서를 포함한다. 표시 구동 제어부는, 전압 제어 신호에 기초하여 제1 레벨의 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 제2 레벨의 동기 신호를 생성하고, 제2 레벨의 동기 신호를 터치 센서에 제공한다. 터치 센서는, 제2 레벨의 동기 신호에 응답하여 센싱 영역 중 적어도 일부 영역을 비활성화시킨다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
터치 센서는 표시 장치를 비롯한 다양한 전자 장치의 입력 장치로서 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 터치 센서는 표시 장치에 구비되어, 표시 영역과 중첩되는 센싱 영역에 배치된 센싱 전극들을 포함할 수 있다. 이러한 터치 센서는 센싱 전극들을 이용하여 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 센싱할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 소비 전력을 저감할 수 있는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 표시 장치는, 외부로부터 입력 영상 데이터, 동기 신호, 및 전압 제어 신호를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터 및 상기 동기 신호에 기초하여 영상 데이터를 생성하는 표시 구동 제어부, 표시 영역 상에 배치되는 복수의 화소들을 포함하며, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 표시 영역 상에 영상을 표시하는 표시 패널, 및 센싱 영역 상에 배치되는 복수의 센싱 전극들을 포함하며, 상기 센싱 전극들을 구동하여 상기 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 검출하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 상기 표시 구동 제어부는, 상기 전압 제어 신호에 기초하여 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 제2 레벨의 동기 신호를 생성하고, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 상기 터치 센서에 제공할 수 있다. 상기 터치 센서는, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 응답하여 상기 센싱 영역 중 적어도 일부 영역을 비활성화시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 센서는, 터치 구동 신호들을 생성하여 상기 센싱 전극들에 공급하는 입력 제어부, 및 상기 센싱 전극들을 포함하는 터치 패널을 포함할 수 있다. 상기 입력 제어부는, 상기 터치 구동 신호들에 응답하여 상기 센싱 전극들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 상기 터치 입력을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 센싱 영역은 제1 센싱 영역 및 제2 센싱 영역을 포함하며, 상기 입력 제어부는 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 응답하여, 상기 제2 센싱 영역에 배치되는 상기 센싱 전극들에 상기 터치 구동 신호들을 공급하며, 상기 제1 센싱 영역에 배치되는 상기 센싱 전극들에 상기 터치 구동 신호들을 공급하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는, 상기 표시 구동 제어부와 상기 터치 센서를 연결하며, 상기 동기 신호가 전송되는 동기 신호 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 구동 제어부는, 상기 동기 신호 라인의 일 단부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 생성하는 전압 레벨 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압 레벨 제어부는, 상기 동기 신호가 입력되는 입력 단자 및 접지 전극 사이에 직렬로 연결되는 복수의 저항들, 및 상기 복수의 저항들 사이의 각 노드와 상기 동기 신호 라인의 상기 일 단부 사이에 연결되는 복수의 스위칭 소자들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 동기 신호는 수직 동기 신호 또는 수평 동기 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 입력 제어부는, 상기 표시 구동 제어부로 상기 동기 신호가 제공되는 기간과 비중첩하여 상기 터치 구동 신호들을 상기 센싱 전극들에 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 센싱 영역은 사용자에게 시인되는 활성 영역에 대응하며, 상기 제1 센싱 영역은 사용자에게 시인되지 않는 비활성 영역에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 센싱 전극들은, 제1 방향을 따라 배치되는 제1 센싱 전극들, 및 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 배치되는 제2 센싱 전극들을 포함할 수 있다. 상기 입력 제어부는 상기 제1 센싱 전극들에 상기 터치 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센싱 전극들과 상기 제2 센싱 전극들 간의 상호 정전용량 방식 또는 자가 정전용량 방식에 따라 상기 제2 센싱 전극들로부터 출력되는 상기 센싱 신호들에 기초하여 상기 터치 입력을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 패널과 상기 터치 센서 각각은 가요성 기판을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 센서는 상기 동기 신호의 전압 레벨에 대응하여, 상기 터치 입력의 터치 위치를 적응적으로 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 표시 장치는, 외부로부터 입력 영상 데이터, 동기 신호, 및 전압 제어 신호를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터 및 상기 동기 신호에 기초하여 영상 데이터를 생성하는 표시 구동 제어부, 표시 영역 상에 배치되는 복수의 화소들을 포함하며, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 표시 영역 상에 영상을 표시하는 표시 패널, 및 센싱 영역 상에 배치되는 복수의 센싱 전극들을 포함하며, 상기 센싱 전극들을 구동하여 상기 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 검출하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 상기 표시 구동 제어부는, 상기 전압 제어 신호에 기초하여 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 제2 레벨의 동기 신호를 생성하고, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 상기 터치 센서에 제공할 수 있다. 상기 터치 센서는, 상기 제1 레벨 또는 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 기초하여, 상기 터치 입력의 터치 위치를 적응적으로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 센서는, 터치 구동 신호들을 생성하여 상기 센싱 전극들에 공급하는 입력 제어부, 및 상기 센싱 전극들을 포함하는 터치 패널을 포함할 수 있다. 상기 입력 제어부는, 상기 터치 구동 신호들에 응답하여 상기 센싱 전극들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 상기 터치 입력을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는, 상기 표시 구동 제어부와 상기 터치 센서를 연결하며, 상기 동기 신호가 전송되는 동기 신호 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 구동 제어부는, 상기 동기 신호 라인의 일 단부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 생성하는 전압 레벨 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압 레벨 제어부는, 상기 동기 신호가 입력되는 입력 단자 및 접지 전극 사이에 직렬로 연결되는 복수의 저항들, 및 상기 복수의 저항들 사이의 각 노드와 상기 동기 신호 라인의 상기 일 단부 사이에 연결되는 복수의 스위칭 소자들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 동기 신호는 수직 동기 신호 또는 수평 동기 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 센서는, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 응답하여 상기 센싱 영역 중 적어도 일부 영역을 비활성화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 표시 장치는, 수직 동기 신호 및/또는 수평 동기 신호의 전압 레벨에 기초하여 센싱 영역 중 비활성 영역에 대응하는 영역을 오프시킬 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 구동에 따른 소비 전력이 저감될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 표시 구동 제어부 및 입력 제어부의 일 예들을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 표시 구동 제어부에 포함된 제1 전압 레벨 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 표시 구동 제어부에 포함된 제2 전압 레벨 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 터치 센서의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 5의 터치 센서의 동작의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 도 5의 터치 센서의 동작에 따른 표시 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 도 5의 터치 센서의 동작에 따른 표시 장치의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 도 5의 터치 센서의 동작에 따른 표시 장치의 또 다른 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 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.
본 출원에서, "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.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결된다"고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 구동 제어부(100), 표시 패널(300), 및 터치 센서(TS)를 포함할 수 있다. 여기서, 터치 센서(TS)는 입력 제어부(200) 및 터치 패널(400)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센서(TS)는 정전용량 방식의 터치 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서(TS)는 상호 정전용량 방식 또는 자가 정전용량 방식의 터치 센서일 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 센서(TS)는 구동 모드 등에 따라 상호 정전용량 방식 또는 자가 정전용량 방식으로 선택적으로 구동되는 하이브리드 방식의 정전용량 터치 센서일 수 있다. 또한, 터치 센서(TS)는 정전용량 방식의 터치 센서 외에도 현재 공지된 다양한 종류의 터치 센서일 수 있다.
표시 구동 제어부(100) 및 입력 제어부(200)는 각각 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)을 구동하기 위한 회로 소자들을 포함한 집적 회로로 구성될 수 있다. 실시예들에 따라, 표시 구동 제어부(100)와 입력 제어부(200)는 별개의 칩(chip) 형태로 제작되거나, 단일의 칩으로 집적될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)은 일체로 제조 및/또는 제공될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(400)은, 화소(PX)들과 함께 표시 패널(300)의 내부에 형성되거나, 표시 패널(300)의 적어도 일면(일 예로, 상부면 및/또는 하부면) 상에 직접 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)은 비일체로 제조 및/또는 제공될 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(400)은, 표시 패널(300)과 별도로 제조되어, 투명 점착제 등에 의해 표시 패널(300)의 적어도 일면 상에 부착될 수 있다.
이러한 표시 패널(300)은 표시 영역을 포함하며, 터치 패널(400)은 센싱 영역을 포함할 수 있다. 표시 영역은 표시 패널(300)에 의해 영상이 표시되는 영역일 수 있고, 센싱 영역은 터치 패널(400)에 의해 사용자의 입력(예를 들어, 터치 입력)이 센싱될 수 있는 영역일 수 있다. 또한, 표시 패널(300)과 터치 패널(400)은 주변 영역을 더 포함할 수 있다. 주변 영역은 표시 영역 및/또는 센싱 영역을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 예를 들어, 주변 영역은 표시 영역 및/또는 센싱 영역을 둘러싸는 외곽 영역일 수 있다. 주변 영역에는 표시 영역의 화소(PX)들 및/또는 센싱 영역의 센싱 전극들과 연결되는 배선들 및/또는 패드들이 배치될 수 있다.
표시 영역과 센싱 영역은 중첩될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역의 적어도 일 영역이 센싱 영역으로 설정될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않으며, 표시 영역과 센싱 영역은 비중첩될 수도 있다.
일 실시예에서, 구동 모드에 따라 표시 영역과 센싱 영역 각각의 적어도 일부 영역은 활성 영역으로 설정되고, 나머지 영역은 비활성 영역으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 시인되지 않는 영역이 비활성 영역으로 설정될 수 있다. 여기서, 구동 모드는 표시 영역과 센싱 영역 각각의 적어도 일부 영역이 활성 영역으로 설정되고 나머지 영역이 비활성 영역으로 설정되는 제1 모드와, 표시 영역과 센싱 영역 각각의 전체 영역이 모두 활성 영역으로 설정되는 제2 모드를 구분될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 모드에서, 표시 구동 제어부(100)는 표시 패널(300)의 표시 영역 중 비활성 영역으로 설정된 영역에 대응하는 영역을 구동시키지 않을 수 있다(즉, 비활성화 시킴). 예를 들어, 표시 구동 제어부(100)는 표시 영역 중 활성 영역으로 설정된 영역에만 데이터 신호를 공급하며, 비활성 영역으로 설정된 영역에는 데이터 신호를 공급하지 않을 수 있다.
또한, 제1 모드에서, 입력 제어부(200)는 터치 패널(400)의 센싱 영역 중 비활성 영역으로 설정된 영역에 대응하는 영역을 구동시키지 않을 수 있다(즉, 비활성화 시킴). 예를 들어, 입력 제어부(200)는 센싱 영역 중 활성 영역으로 설정된 영역에만 터치 구동 신호를 제공하며, 비활성 영역으로 설정된 영역에는 터치 구동 신호를 제공하지 않을 수 있다.
이에 따라, 비활성 영역으로 설정된 영역에서는 영상이 표시되지 않으며 터치 입력이 센싱되지 않는다.
예를 들어, 표시 장치(DD)가 플렉서블(flexible) 표시 장치 내지 슬라이더블(slidable)(또는, 롤러블(rollable)) 표시 장치로 구현되는 경우, 사용자의 제어에 따라 표시 패널(300)과 터치 패널(400)의 일부가 하우징(housing) 내부로 인입될 수 있다(제1 모드). 여기서, 표시 패널(300)과 터치 패널(400)의 일부가 하우징 내부로 인입됨에 따라, 해당 영역은 사용자에게 시인되지 않으므로 비활성 영역으로 설정될 수 있다.
다른 예로, 표시 장치(DD)가 폴더블(foldable) 표시 장치로 구현되는 경우, 사용자의 제어에 따라 표시 장치(DD)가 아웃 폴딩(out-folding)되었을 때 폴딩 동작에 따라 사용자에게 시인되지 않는 영역이 비활성 영역으로 설정될 수 있다(제1 모드).
제2 모드에서, 표시 구동 제어부(100)는 표시 패널(300)의 표시 영역 전체를 구동시키며, 입력 제어부(200)는 터치 패널(400)의 센싱 영역 전체를 구동시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(DD)는 구동 모드에 따라 비활성 영역으로 설정된 영역에 대응하여 표시 패널(300)과 터치 패널(400)을 비활성화시킬 수 있다. 이에 따라, 영상 표시 및 터치 입력 센싱에 있어서 소비 전력이 저감될 수 있다.
표시 패널(300)은 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 각각의 화소(PX)는 대응하는 데이터 라인 및 주사 라인에 연결될 수 있다. 한편, 각각의 화소(PX)는 외부로부터 제1 전원 및 제2 전원의 전압들을 공급받을 수 있다. 여기서, 제1 전원과 제2 전원은 화소들의 동작에 필요한 전압들이다. 예를 들어, 제1 전원은 제2 전원의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다.
화소(PX)들 각각은 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다. 화소(PX)들 각각은 해당 주사 라인을 통해 제공되는 주사 신호에 응답하여 해당 데이터 라인을 통해 제공되는 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
실시예들에 따라, 표시 구동 제어부(100)는 타이밍 제어부(10), 주사 구동부(20), 및 데이터 구동부(30)를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 외부로부터 입력 영상 데이터(IDATA)와 제어 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 동기 신호(수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync)), 전압 제어 신호(VCS), 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 제어 신호에 대응하여 주사 제어 신호(SCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다. 주사 제어 신호(SCS)는 주사 구동부(20)로 공급되고, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(30)로 공급될 수 있다.
타이밍 제어부(10)는 입력 영상 데이터(IDATA)를 변환하여 영상 데이터(DATA)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(10)는 입력 영상 데이터(IDATA)를 재정렬하여 영상 데이터(DATA)를 생성할 수 있다. 영상 데이터(DATA)는 데이터 구동부(30)로 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 제어부(10)는 전압 제어 신호(VCS)에 기초하여, 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨을 가변하고 이를 입력 제어부(200)에 공급할 수 있다.
주사 구동부(20)는 주사 제어 신호(SCS)에 응답하여 주사 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 화소(PX)들에 주사 신호들을 공급할 수 있다. n는 0보다 큰 정수일 수 있다.
데이터 구동부(30)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여, 디지털 형식의 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형식의 데이터 신호로 변환하고, 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 화소(PX)들에 데이터 신호를 공급할 수 있다. m은 0보다 큰 정수일 수 있다.
터치 패널(400)은 센싱 전극들을 포함한 터치 센서층을 포함할 수 있다. 터치 센서층은 센싱 전극들 및/또는 이에 연결되는 배선들을 포함한 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 센싱 전극들은 터치 센서층의 센싱 영역 상에 배치되어, 입력 제어부(200)에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 입력 제어부(200)로부터 제공되는 터치 구동 신호(TX)에 응답하여 센싱 전극들이 구동되면, 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 검출할 수 있다. 여기서, 터치 입력은 실질적인 접촉에 따른 터치 입력과 호버링(hovering)에 따른 터치 입력을 포괄적으로 의미할 수 있다.
입력 제어부(200)는 터치 패널(400)의 센싱 전극들로 터치 구동 신호(TX)를 공급하고, 상기 터치 구동 신호(TX)에 의해 센싱 전극들로부터 출력되는 센싱 신호(RX)를 수신할 수 있다. 이러한 입력 제어부(200)는 센싱 신호(RX)를 분석하여 터치 입력의 발생 여부 및/또는 그 위치를 검출할 수 있다.
한편, 주사 신호 및 데이터 신호가 표시 패널(300)로 공급되는 기간과 터치 구동 신호(TX)가 터치 패널(400)로 공급되는 기간이 중첩되는 경우, 각 신호 간의 노이즈(noise)가 발생할 수 있다. 이러한 노이즈(noise)에 의하여 터치 입력이 정확히 검출되지 않을 수 있다.
입력 제어부(200)는 표시 구동 제어부(100)(또는, 타이밍 제어부(10))로부터 제공되는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)에 기초하여 표시 구동 제어부(100)가 표시 패널(300)로 주사 신호와 데이터 신호를 제공하는 구간을 판단하고, 해당 구간을 회피하여 터치 구동 신호(TX)를 터치 패널(400)에 제공할 수 있다. 즉, 입력 제어부(200)는 주사 신호와 데이터 신호가 공급되는 구간과 비중첩하도록 터치 구동 신호(TX)를 터치 패널(400)에 제공할 수 있으며, 이에 따라 터치 입력이 정확히 검출될 수 있다.
일 실시예에서, 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 터치 패널(400)의 센싱 전극들 중 적어도 일부를 오프(off)시킬 수 있다. 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 센싱 영역 중 비활성 영역으로 설정된 영역을 판단하고, 비활성 영역에 대응하는 센싱 전극들을 오프시킬 수 있다. 예를 들어, 입력 제어부(200)는 센싱 전극들 중 적어도 일부(또는, 비활성 영역에 대응하는 센싱 전극들)에 터치 구동 신호(TX)를 제공하지 않을 수 있다.
한편, 입력 제어부(200)는 기저장된 데이터(예를 들어, 룩-업 테이블(look-up table; LUT) 등)에 기초하여, 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 대응하는 비활성 영역을 판단할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여 비활성 영역을 판단하는 별도의 알고리즘 등을 이용하여, 센싱 영역 중 비활성 영역으로 설정된 영역을 판단할 수도 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 표시 구동 제어부 및 입력 제어부의 일 예들을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 표시 구동 제어부에 포함된 제1 전압 레벨 제어부의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 2의 표시 구동 제어부에 포함된 제2 전압 레벨 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 구동 제어부(100)와 입력 제어부(200)는 동기 신호 라인들을 통해 상호 연결될 수 있으며, 표시 구동 제어부(100)는 동기 신호 라인들을 통해 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력 제어부(200)에 공급할 수 있다. 여기서, 동기 신호 라인들은 수직 동기 신호 라인(Vsyncl) 및 수평 동기 신호 라인(Hsyncl)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)과 수평 동기 신호 라인(Hsyncl) 각각은 양 단부에 배치된 입/출력 핀(GPIO1, GPIO2)이 각각 표시 구동 제어부(100)와 입력 제어부(200)에 결합되는 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)의 입력 핀(GPIO1a)은 표시 구동 제어부(100)에 연결되고, 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)의 출력 핀(GPIO1b)은 입력 제어부(200)에 연결될 수 있다. 또한, 수평 동기 신호 라인(Hsyncl)의 입력 핀(GPIO2a)은 표시 구동 제어부(100)에 연결되고, 수평 동기 신호 라인(Hsyncl)의 출력 핀(GPIO2b)은 입력 제어부(200)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 구동 제어부(100)는 전압 레벨 제어부를 이용하여 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨을 가변할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동 제어부(100)는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨 가변을 위한 제1 전압 레벨 제어부(110)와 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨 가변을 위한 제2 전압 레벨 제어부(120)를 포함할 수 있다.
제1 전압 레벨 제어부(110)는 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)의 입력 핀(GPIO1a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전압 레벨 제어부(120)는 수평 동기 신호 라인(Hsyncl)의 입력 핀(GPIO2a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전압 레벨 제어부(110)의 전압 레벨 가변 동작에 대하여 구체적으로 설명하기 위해 도 3을 더 참조하면, 제1 전압 레벨 제어부(110)는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨을 가변하기 위한 복수의 스위칭 소자들(SW11 내지 SW16) 및 복수의 저항들(R11 내지 R16)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 복수의 스위칭 소자들(SW11 내지 SW16)과 복수의 저항들(R11 내지 R16)이 각각 6개인 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 본 발명에 있어서 스위칭 소자들(SW11 내지 SW16)과 저항들(R11 내지 R16)의 개수는 이에 제한되는 것이 아니다.
일 실시예에서, 복수의 저항들(R11 내지 R16)은 제1 노드(N11)와 제7 노드(N17) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 노드(N11)에는 외부로부터 공급되는 수직 동기 신호(Vsync)가 입력되는 입력 단자에 연결될 수 있으며, 제7 노드(N17)는 접지 전극에 연결될 수 있다. 제1 전압 레벨 제어부(110)는 복수의 저항들(R11 내지 R16)에 의한 전압 분배를 이용하여 복수의 전압들(V1 내지 V7)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 전압 레벨 제어부(110)는 전압 분배를 통하여, 외부로부터 공급되는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨에 대응하는 제1 전압(V1), 접지 전극의 전압 레벨(예를 들어, 0V)에 대응하는 제7 전압(V7), 및 제1 전압(V1)과 제7 전압(V7) 사이의 제2 내지 제6 전압들(V2 내지 V6)을 생성할 수 있다. 한편, 복수의 저항들(R11 내지 R16)은 동일한 저항 값을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 스위칭 소자들(SW11 내지 SW16) 각각은 복수의 저항들(R11 내지 R16) 사이의 각 노드들(N11 내지 N16)과 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)의 입력 핀(GPIO1a) 사이에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 노드(N11)와 입력 핀(GPIO1a) 사이에 제1 스위칭 소자(SW11)가 연결되고, 제2 노드(N12)와 입력 핀(GPIO1a) 사이에 제2 스위칭 소자(SW12)가 연결되고, 제3 노드(N13)와 입력 핀(GPIO1a) 사이에 제3 스위칭 소자(SW13)가 연결되고, 제4 노드(N14)와 입력 핀(GPIO1a) 사이에 제4 스위칭 소자(SW14)가 연결되고, 제5 노드(N15)와 입력 핀(GPIO1a) 사이에 제5 스위칭 소자(SW15)가 연결되고, 제6 노드(N16)와 입력 핀(GPIO1a) 사이에 제6 스위칭 소자(SW16)가 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 전압 제어 신호(VCS_1)에 기초하여 복수의 스위칭 소자들(SW11 내지 SW16) 중 하나가 턴-온될 수 있다. 이에 따라, 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)의 입력 핀(GPIO1a)은 제1 내지 제6 노드들(N11 내지 N16) 중 하나와 접속될 수 있으며, 이에 따라 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)의 입력 핀(GPIO1a)으로 제1 내지 제6 전압들(V1 내지 V6) 중 하나가 제공될 수 있다.
이와 같이 제1 전압 레벨 제어부(110)는 복수의 스위칭 소자들(SW11 내지 SW16) 및 복수의 저항들(R11 내지 R16)을 이용하여 외부로부터 공급되는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨을 가변하고, 전압 레벨이 가변된 수직 동기 신호(Vsync)를 수직 동기 신호 라인(Vsyncl)을 통해 입력 제어부(200)로 제공할 수 있다.
한편, 제2 전압 레벨 제어부(120)의 회로 형태 및 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨 가변 동작 구성은 제1 전압 레벨 제어부(110)의 회로 형태 및 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨 가변 동작 구성과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 제2 전압 레벨 제어부(120)는 외부로부터 공급되는 수평 동기 신호(Hsync)가 입력되는 입력 단자에 연결된 제8 노드(N21)와 접지 전극에 연결된 제14 노드(N27) 사이에 직렬로 연결된 복수의 저항들(R21 내지 R26)과, 제8 내지 제13 노드들(N21 내지 N26) 각각과 수평 동기 신호 라인(Hsyncl)의 입력 핀(GPIO2a) 사이에 연결된 스위칭 소자들(SW21 내지 SW26)을 포함할 수 있다. 전압 레벨 제어 신호(VCS_2)에 기초하여 복수의 스위칭 소자들(SW21 내지 SW26) 중 하나가 턴-온되고, 이에 따라 제8 내지 제13 노드들(N21 내지 N26) 각각에 대응하는 제8 내지 제13 전압들(V8 내지 V13) 중 하나가 수평 동기 신호 라인(Hsyncl)의 입력 핀(GPIO2a)에 입력될 수 있다.
이와 같이, 표시 구동 제어부(100)는 제1 전압 레벨 제어부(110)와 제2 전압 레벨 제어부(120)를 통하여, 전압 레벨이 가변된 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력 제어부(200)에 제공할 수 있다. 또한, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 비활성 영역을 판단하고, 터치 패널(400)의 센싱 전극들 중 비활성 영역에 대응하는 적어도 일부를 오프(off)시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센서를 나타내는 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 터치 센서의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면들이며, 도 7a 내지 도 7c는 도 5의 터치 센서의 동작의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면들이다. 입력 제어부(200)의 구체적 동작에 대하여 설명하기 위하여 도 5 내지 도 7c가 참조될 수 있다. 한편, 이하에서는 입력 제어부(200)가 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨에 기초하여 비활성 영역을 판단하는 구성을 기준으로 설명하기로 한다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 입력 제어부(200)는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여 비활성 영역을 판단하거나, 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨 및 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨 모두에 기초하여 비활성 영역을 판단할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 터치 센서(TS)는 입력 제어부(200) 및 터치 패널(400)을 포함할 수 있다.
입력 제어부(200)는 터치 패널(400)의 센싱 전극(SSE)들로 터치 구동 신호(TX)를 공급하고, 터치 구동 신호(TX)에 의해 센싱 전극(SSE)들로부터 출력되는 센싱 신호(RX)를 수신하여 터치 입력의 발생 여부 및/또는 터치 입력의 위치를 검출할 수 있다.
터치 패널(400)은 센싱 영역(SA)을 포함할 수 있다. 한편, 도 5에 도시되지는 않았으나, 터치 패널(400)은 도 1을 참조하여 설명한 주변 영역을 더 포함할 수 있다.
센싱 영역(SA) 상에는 복수의 센싱 전극(SSE)들이 제공될 수 있다. 주변 영역 상에는 센싱 영역(SA)의 센싱 전극(SSE)들과 입력 제어부(200)를 연결하는 신호 배선들 및/또는 패드들이 배치될 수 있다.
센싱 전극(SSE)들은 제2 방향(DR2)으로 배열되는 제1 센싱 전극(SSE1)들을 포함할 수 있다. 제1 센싱 전극(SSE1)들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 센싱 전극(SSE1)들은 제2 방향(DR2)으로 연장되는 제1 센싱 전극 라인을 구성할 수 있다.
센싱 전극(SSE)들은 제1 방향(DR1)을 따라 배열되는 제2 센싱 전극(SSE2)들을 더 포함할 수 있다. 제2 센싱 전극(SSE2)들은 제1 방향(DR1)을 따라 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 전극(SSE2)들은 제1 방향(DR1)으로 연장되는 제2 센싱 전극 라인을 구성할 수 있다.
한편, 도 5에서는 제1 및 제2 센싱 전극들(SSE1, SSE2)이 마름모 형상인 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 센싱 전극들(SSE1, SSE2)은 또 다른 다각 형상들을 가질 수 있다. 또한, 도 5에서는 제1 센싱 전극(SSE1)들이 제1 방향(DR1)으로 6개가 배열되며 제2 센싱 전극(SSE2)들이 제2 방향(DR2)으로 5개가 배열되는 것을 도시하였으나, 제1 및 제2 센싱 전극들(SSE1, SSE2)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
제1 센싱 전극 라인들(예를 들어, 센싱 전극 열들) 및 제2 센싱 전극 라인들(예를 들어, 센싱 전극 행들)은 각각 신호 라인을 통해 입력 제어부(200)와 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 센싱 전극 행과 센싱 전극 열 중 하나는 신호 라인을 통해 입력 제어부(200)로부터 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호(TX)를 수신하고, 다른 하나는 신호 라인을 통해 센싱 신호(RX)를 입력 제어부(200)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 센싱 전극 열에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들 각각은 신호 라인을 통해 입력 제어부(200)로부터 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX6)을 수신하고, 센싱 전극 행에 대응하는 제2 센싱 전극(SSE2)들 각각은 신호 라인을 통해 센싱 신호들(RX1 내지 RX5)를 입력 제어부(200)로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨에 기초하여, 센싱 영역(SA) 중 비활성 영역으로 설정되는 영역을 판단하고, 비활성 영역에 대응하는 센싱 전극(SSE)들을 오프시킬 수 있다. 일 예로, 입력 제어부(200)는 비활성 영역에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(TX)를 제공하지 않을 수 있다.
예를 들어, 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6a를 참조하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 센싱 영역(SA)은 제1 센싱 영역(SA1)과 제2 센싱 영역(SA2)으로 구분되며, 구동 모드에 따라 제1 모드에서 센싱 영역(SA) 중 제1 센싱 영역(SA1)은 비활성 영역(NA)으로, 제2 센싱 영역(SA2)은 활성 영역(AA)으로 설정될 수 있다.
입력 제어부(200)는 표시 구동 제어부(100)로부터 제공되는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨에 기초하여 제1 센싱 영역(SA1)을 비활성 영역(NA)으로 판단하고, 제2 센싱 영역(SA2)을 활성 영역(AA)으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동 제어부(100)는 구동 모드에 따라 제1 모드에서 외부로부터 공급되는 제1 전압(V1)의 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨(예를 들어, 제1 레벨)을 가변하여, 제4 전압(V4)의 수직 동기 신호(Vsync)를 생성하고 이를 입력 제어부(200)에 제공할 수 있다. 입력 제어부(200)는 제4 전압(V4)의 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨(예를 들어, 제2 레벨)에 기초하여, 제1 센싱 영역(SA1)이 비활성 영역(NA)임을 판단할 수 있다.
한편, 도 6a에서는 구동 모드에 따라 표시 구동 제어부(100)가 제1 전압(V1)의 수직 동기 신호(Vsync)를 제4 전압(V4)의 수직 동기 신호(Vsync)로 가변하는 구성이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 구동 제어부(100)는 제1 전압(V1)의 수직 동기 신호(Vsync)를 제2, 제3, 제5, 및 제6 전압(V2, V3, V5, V6)의 수직 동기 신호(Vsync)로 가변할 수도 있다.
입력 제어부(200)는 비활성 영역(NA)으로 판단된 제1 센싱 영역(SA1)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX3)을 제공하지 않을 수 있다(도 6a에 'off'로 표시됨). 또한, 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제2 센싱 영역(SA2)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX4 내지 TX6)을 제공할 수 있다(도 6a에 'on'으로 표시됨).
이에 따라, 입력 제어부(200)는 제2 센싱 전극(SSE2)들로부터 출력되는 센싱 신호들(RX1 내지 RX5)에 기초하여, 활성 영역(AA)(또는, 제2 센싱 영역(SA2))에 대응하는 터치 입력의 발생 여부 및/또는 터치 입력의 위치를 검출할 수 있다. 즉, 활성 영역(AA)에서 터치 센싱 동작이 수행될 수 있다. 이때, 비활성 영역(NA)인 제1 센싱 영역(SA1)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에는 터치 구동 신호(TX)가 제공되지 않으므로, 비활성 영역(AA)에서는 터치 센싱 동작이 수행되지 않으며, 이에 따라, 소비 전력이 저감될 수 있다.
이와 다르게 구동 모드에 따라 제2 모드에서 센싱 영역(SA)은 모두 활성 영역(AA)으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6b를 참조하면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 모드에서 센싱 영역(SA)에 포함되는 제1 및 제2 센싱 영역들(SA1, SA2)은 모두 활성 영역(AA)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 표시 구동 제어부(100)는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨을 가변하지 않고 제1 전압(V1)의 수직 동기 신호(Vsync)를 입력 제어부(200)에 제공할 수 있다.
입력 제어부(200)는 제1 전압(V1)의 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨(또는, 제1 레벨)에 기초하여, 센싱 영역(SA)이 모두 활성 영역(AA)인 것으로 판단하고, 센싱 영역(SA)의 전체 영역(즉, 제1 센싱 영역(SA1) 및 제2 센싱 영역(SA2))에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX6)을 제공할 수 있다(도 6b에 'on'으로 표시됨).
한편, 도 6a 및 도 6b에 도시된 활성 영역(AA) 및/또는 비활성 영역(NA)의 위치, 크기 등은 예시적인 것으로, 이에 제한되는 것은 아니며, 센싱 영역(SA) 중 비활성 영역(NA)과 활성 영역(AA)으로 설정되는 영역은 구동 모드에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 센싱 영역(SA)은 제1 센싱 영역(SA1), 제2 센싱 영역(SA2), 및 제3 센싱 영역(SA3)으로 구분될 수 있다. 입력 제어부(200)는 제1 내지 제3 센싱 영역들(SA1 내지 SA3)들 중 비활성 영역(NA)으로 설정된 영역을 판단할 수 있다.
일 예로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 모드에서 사용자에게 시인되지 않는 영역에 대응하여 제1 센싱 영역(SA1)과 제2 센싱 영역(SA2)이 비활성 영역(NA)으로 설정되고, 제3 센싱 영역(SA3)이 활성 영역(AA)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 입력 제어부(200)는 표시 구동 제어부(100)로부터 제공되는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨(예를 들어, 제5 전압(V5)에 대응하는 전압 레벨)에 대응하여, 제1 센싱 영역(SA1)과 제2 센싱 영역(SA2)을 비활성 영역(NA)으로 판단하고, 제1 센싱 영역(SA1)과 제2 센싱 영역(SA2)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX4)을 제공하지 않을 수 있다(도 7a에 'off'로 표시됨). 또한, 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제3 센싱 영역(SA3)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX5, TX6)을 제공할 수 있다(도 7a에 'on'으로 표시됨).
다른 예로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 모드에서 사용자에게 시인되지 않는 영역에 대응하여 제1 센싱 영역(SA1)이 비활성 영역(NA)으로 설정되고, 제2 센싱 영역(SA2)과 제3 센싱 영역(SA3)이 활성 영역(AA)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 입력 제어부(200)는 표시 구동 제어부(100)로부터 제공되는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨(예를 들어, 제3 전압(V3)에 대응하는 전압 레벨)에 대응하여, 제1 센싱 영역(SA1)을 비활성 영역(NA)으로 판단하고, 제1 센싱 영역(SA1)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX2)을 제공하지 않을 수 있다(도 7b에 'off'로 표시됨). 또한, 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제2 센싱 영역(SA2)과 제3 센싱 영역(SA3)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX3 내지 TX6)을 제공할 수 있다(도 7b에 'on'으로 표시됨).
한편, 도 7c에 도시된 바와 같이, 구동 모드에 따라 제2 모드에서 제1 내지 제3 센싱 영역들(SA1 내지 SA3)이 모두 활성 영역(AA)으로 설정되는 경우, 표시 구동 제어부(100)는 수직 동기 신호(Vsync)의 전압 레벨을 가변하지 않고 제1 전압(V1)의 수직 동기 신호(Vsync)를 입력 제어부(200)에 제공할 수 있다. 이 경우, 입력 제어부(200)는 센싱 영역(SA)의 전체 영역(즉, 제1 센싱 영역(SA1), 제2 센싱 영역(SA2), 및 제3 센싱 영역(SA3))에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX6)을 제공할 수 있다(도 7c에 'on'으로 표시됨).
도 2 내지 도 7c를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 구동 모드에 따라 센싱 영역(SA) 중 비활성 영역(NA)에 대응하는 영역을 오프(off)시킴으로써, 소비 전력이 저감될 수 있다. 이 때, 비활성 영역(NA) 판단을 위해 표시 구동 제어부(100)와 입력 제어부(200) 사이에 별도의 신호 배선을 추가하지 않고도, 입력 제어부(200)는 전압 레벨이 가변된 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)를 이용하여 비활성 영역(NA)을 판단할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 도 5의 터치 센서의 동작에 따른 표시 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b에는 표시 장치(DD_1)가 슬라이더블 표시 장치로 구현된 것이 도시되어 있으며, 이 경우, 표시 장치(DD_1)의 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)은 슬라이딩(sliding) 동작을 위하여 가요성(flexible) 기판을 포함하여 구현될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(300), 터치 패널(400)에 포함되는 가요성 기판은 고분자 유기물을 포함하는 필름 기판 및 플라스틱 기판 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 가요성 기판은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 표시 장치(DD_1)는 하우징(HS), 표시 패널(300), 및 터치 패널(400)를 포함할 수 있다. 한편, 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)은 도 1 내지 도 7c를 참조하여 설명한 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 도 8a 내지 도 8b에서는 설명의 편의상 도 1의 표시 구동 제어부(100), 입력 제어부(200) 등의 구성은 생략하였다. 또한, 도 8a 내지 도 8b에서는 설명의 편의상 표시 패널(300)과 터치 패널(400)을 하나의 구성으로 도시하였으며, 이하에서는 별도의 설명이 없는 한 표시 장치(DD_1)의 동작 구성과 관련하여 터치 패널(400)을 기준으로 설명하기로 한다.
하우징(HS)은 표시 패널(300), 터치 패널(400), 등과 같은 표시 장치(DD_1)의 구성들을 수납 및 보호하는 부재이다.
도 8a에서는 사용자의 제어에 따라 표시 패널(300), 터치 패널(400) 중 일부가 하우징(HS) 내부에 인입되는 경우를 도시하였다. 이 경우, 표시 장치(DD_1)는 하우징(HS) 내부에 인입된 부분에 대응하여, 표시 패널(300)의 표시 영역과 터치 패널(400)의 센싱 영역 각각의 일부 영역을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)의 표시 영역 중 하우징(HS) 내부에 인입된 영역은 비활성화되며, 터치 패널(400)의 센싱 영역 중 하우징(HS) 내부에 인입된 영역은 비활성화될 수 있다.
또한, 표시 장치(DD_1)는 표시 영역 및 센싱 영역 중 하우징(HS) 내부에 인입되지 않는 영역(또는, 사용자에게 시인되는 영역)을 활성 영역(AA)으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 2 내지 도 5, 및 도 6a를 참조하여 설명한 바와 같이, 표시 장치(DD_1)의 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 센싱 영역 중 제2 센싱 영역(SA2)을 활성 영역(AA)으로 판단하고, 나머지 영역(예를 들어, 도 6a의 제1 센싱 영역(SA1))을 비활성 영역(NA)으로 판단할 수 있다. 여기서, 나머지 영역은 하우징(HS) 내부에 인입된 영역에 대응할 수 있다. 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제2 센싱 영역(SA2)을 제외한 나머지 영역에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(예를 들어, 도 6a의 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX3))를 제공하지 않을 수 있다. 또한, 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제2 센싱 영역(SA2)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(예를 들어, 도 6a의 터치 구동 신호들(TX4 내지 TX6))를 제공할 수 있다.
도 8b에서는 사용자의 제어에 따라 표시 패널(300), 터치 패널(400)이 최대로 슬라이딩되는 경우를 도시하였다. 이 경우, 표시 장치(DD_1)는 표시 패널(300)의 표시 영역 및 터치 패널(400)의 센싱 영역을 모두 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 5, 및 도 6b를 참조하여 설명한 바와 같이, 표시 장치(DD_1)의 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 센싱 영역에 포함되는 제1 센싱 영역(SA1)과 제2 센싱 영역(SA2)을 모두 활성 영역(AA)으로 판단할 수 있다. 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제1 및 제2 센싱 영역들(SA1, SA2)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(예를 들어, 도 6b의 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX6))를 제공할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 5의 터치 센서의 동작에 따른 표시 장치의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면들이다. 도 9a 및 도 9b에는 표시 장치(DD_2)가 폴더블 표시 장치로 구현된 것이 도시되어 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 표시 장치(DD_2)는 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)을 포함할 수 있다. 한편, 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)은 도 1 내지 도 7c를 참조하여 설명한 표시 패널(300) 및 터치 패널(400)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 도 9a 내지 도 9b에서는 설명의 편의상 도 1의 표시 구동 제어부(100), 입력 제어부(200) 등의 구성은 생략하였다. 또한, 도 9a 내지 도 9b에서는 설명의 편의상 표시 패널(300)과 터치 패널(400)을 하나의 구성으로 도시하였으며, 이하에서는 별도의 설명이 없는 한 표시 장치(DD_2)의 동작 구성과 관련하여 터치 패널(400)을 기준으로 설명하기로 한다.
표시 장치(DD_2)는 사용자의 제어에 따라 폴딩(folding)되거나 언-폴딩(un-folding)될 수 있다.
일 예로, 도 9a에 도시된 바와 같이 표시 장치(DD_2)가 언-폴딩되는 경우 표시 패널(300)의 표시 영역의 전체 영역이 사용자에게 시인될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(DD_1)는 표시 패널(300)의 표시 영역 및 터치 패널(400)의 센싱 영역을 모두 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 5, 및 도 6b를 참조하여 설명한 바와 같이, 표시 장치(DD_2)의 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 센싱 영역에 포함되는 제1 센싱 영역(SA1)과 제2 센싱 영역(SA2)을 모두 활성 영역(AA)으로 판단할 수 있다. 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제1 및 제2 센싱 영역들(SA1, SA2)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(예를 들어, 도 6b의 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX6))를 제공할 수 있다.
다른 예로, 도 9b에 도시된 바와 같이 표시 장치(DD_2)가 폴딩되는 경우, 표시 장치(DD_2)는 폴딩 동작에 의해 사용자에게 시인되지 않는 영역에 대응하여 표시 패널(300)의 표시 영역과 터치 패널(400)의 센싱 영역 각각의 일부 영역을 비활성화시킬 수 있다.
또한, 표시 장치(DD_2)는 표시 영역 및 센싱 영역 중 사용자에게 시인되는 영역을 활성 영역(AA)으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 2 내지 도 5, 및 도 6a를 참조하여 설명한 바와 같이, 표시 장치(DD_2)의 입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여, 센싱 영역 중 제2 센싱 영역(SA2)을 활성 영역(AA)으로 판단하고, 제1 센싱 영역(SA1)을 비활성 영역(NA)으로 판단할 수 있다. 입력 제어부(200)는 비활성 영역(NA)으로 판단된 제1 센싱 영역(SA1)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(예를 들어, 도 6a의 터치 구동 신호들(TX1 내지 TX3))를 제공하지 않을 수 있다. 또한, 입력 제어부(200)는 활성 영역(AA)으로 판단된 제2 센싱 영역(SA2)에 대응하는 제1 센싱 전극(SSE1)들에 터치 구동 신호(예를 들어, 도 6a의 터치 구동 신호들(TX4 내지 TX6))를 제공할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 도 5의 터치 센서의 동작에 따른 표시 장치의 또 다른 일 예를 설명하기 위한 도면들이다. 도 10a 및 도 10b에는 표시 장치(DD_3)가 스트레쳐블(stretchable) 표시 장치로 구현된 것이 도시되어 있다. 한편, 터치 패널(400)은 도 1 내지 도 7c를 참조하여 설명한 터치 패널(400)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 설명의 편의상, 도 10a 및 도 10b에는 터치 패널(400)만을 도시하였으며, 도 1의 표시 패널(300), 표시 구동 제어부(100), 입력 제어부(200) 등의 구성은 생략하였다.
도 1, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 표시 장치(DD_3)는 터치 패널(400)을 포함할 수 있으며, 터치 패널(400)은 신축적(stretchable)으로 구현되어 연신될 수 있다.
이와 같은 표시 장치(DD_3)는 사용자의 제어에 따라, 도 10a에 도시된 바와 같이 센싱 전극(SSE)의 제1 방향(DR1)에 대응하는 제1 길이(a)와 제2 방향(DR2)에 대응하는 제2 길이(b)가 동일한 노멀 상태(또는, 등방 상태)에 있거나, 도 10b에 도시된 바와 같이 터치 패널(400)이 제1 방향(DR1)을 따라 연신되어, 센싱 전극(SSE)의 제1 방향(DR1)에 대응하는 제1 길이(a')와 제2 방향(DR2)에 대응하는 제2 길이(b)가 상이한 연신 상태(또는, 비등방 상태)에 있을 수 있다.
표시 장치(DD_3)의 노멀 상태 또는 연신 상태에 있어서, 터치 입력에 따른 터치 위치 검출 연산 방법이 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 표시 장치(DD_3)가 제1 방향(DR1)을 따라 연신되어 센싱 전극(SSE)의 제1 길이(a')와 제2 길이(b)가 상이한 경우, 입력 제어부(200)는 센싱 전극(SSE)으로부터 수신되는 센싱 신호(RX)에 기초하여 터치 위치를 검출하는데 있어 알고리즘을 상이하게 적용할 수 있다.
이 경우, 연신 정도에 따라, 표시 장치(DD_3)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨을 가변할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD_3)가 노멀 상태에 있는 경우, 표시 장치(DD_3)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨을 가변하지 않고, 제1 레벨의 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)를 입력 제어부(200)에 제공할 수 있다. 다른 예로, 표시 장치(DD_3)가 연신 상태에 있는 경우, 표시 장치는(DD_3)는 제1 레벨의 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨을 가변하여 제2 레벨의 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)를 생성하여 입력 제어부(200)에 제공할 수 있다.
입력 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)의 전압 레벨에 기초하여 표시 장치(DD_3)의 연신 정도를 판단하고, 이에 따라 터치 위치 검출을 위한 알고리즘을 적응적으로 적용할 수 있다. 예를 들어, 입력 제어부(200)는 제1 레벨의 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)에 기초하여 표시 장치(DD_3)가 노멀 상태에 있는 것으로 판단하고, 노멀 상태에 대응하는 터치 위치 검출 알고리즘을 적용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 다른 예로, 입력 제어부(200)는 제2 레벨의 수직 동기 신호(Vsync) 및/또는 수평 동기 신호(Hsync)에 기초하여 표시 장치(DD_3)가 연신 상태에 있는 것으로 판단하고, 연신 상태에 대응하는 터치 위치 검출 알고리즘을 적용하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 타이밍 제어부 20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부 100: 표시 구동 제어부
110: 제1 전압 레벨 제어부 120: 제2 전압 레벨 제어부
200: 입력 제어부 300: 표시 패널
400: 터치 패널 DD: 표시 장치
HS: 하우징 SSE: 센싱 전극
SSE1: 제1 센싱 전극 SSE2: 제2 센싱 전극
TS: 터치 센서

Claims (19)

  1. 외부로부터 입력 영상 데이터, 동기 신호, 및 전압 제어 신호를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터 및 상기 동기 신호에 기초하여 영상 데이터를 생성하는 표시 구동 제어부;
    표시 영역 상에 배치되는 복수의 화소들을 포함하며, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 표시 영역 상에 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    센싱 영역 상에 배치되는 복수의 센싱 전극들을 포함하며, 상기 센싱 전극들을 구동하여 상기 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 검출하는 터치 센서를 포함하고,
    상기 표시 구동 제어부는, 상기 전압 제어 신호에 기초하여 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 제2 레벨의 동기 신호를 생성하고, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 상기 터치 센서에 제공하며,
    상기 터치 센서는, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 응답하여 상기 센싱 영역 중 적어도 일부 영역을 비활성화시키는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 터치 센서는,
    터치 구동 신호들을 생성하여 상기 센싱 전극들에 공급하는 입력 제어부; 및
    상기 센싱 전극들을 포함하는 터치 패널을 포함하며,
    상기 입력 제어부는, 상기 터치 구동 신호들에 응답하여 상기 센싱 전극들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 상기 터치 입력을 검출하는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 센싱 영역은 제1 센싱 영역 및 제2 센싱 영역을 포함하며,
    상기 입력 제어부는 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 응답하여, 상기 제2 센싱 영역에 배치되는 상기 센싱 전극들에 상기 터치 구동 신호들을 공급하며, 상기 제1 센싱 영역에 배치되는 상기 센싱 전극들에 상기 터치 구동 신호들을 공급하지 않는, 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 구동 제어부와 상기 터치 센서를 연결하며, 상기 동기 신호가 전송되는 동기 신호 라인을 더 포함하는, 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 표시 구동 제어부는,
    상기 동기 신호 라인의 일 단부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 생성하는 전압 레벨 제어부를 포함하는, 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 전압 레벨 제어부는,
    상기 동기 신호가 입력되는 입력 단자 및 접지 전극 사이에 직렬로 연결되는 복수의 저항들; 및
    상기 복수의 저항들 사이의 각 노드와 상기 동기 신호 라인의 상기 일 단부 사이에 연결되는 복수의 스위칭 소자들을 포함하는, 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 동기 신호는 수직 동기 신호 또는 수평 동기 신호인, 표시 장치.
  8. 제2 항에 있어서, 상기 입력 제어부는, 상기 표시 구동 제어부로 상기 동기 신호가 제공되는 기간과 비중첩하여 상기 터치 구동 신호들을 상기 센싱 전극들에 공급하는, 표시 장치.
  9. 제3 항에 있어서, 상기 제2 센싱 영역은 사용자에게 시인되는 활성 영역에 대응하며, 상기 제1 센싱 영역은 사용자에게 시인되지 않는 비활성 영역에 대응하는, 표시 장치.
  10. 제2 항에 있어서, 상기 센싱 전극들은,
    제1 방향을 따라 배치되는 제1 센싱 전극들; 및
    상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 배치되는 제2 센싱 전극들을 포함하며,
    상기 입력 제어부는 상기 제1 센싱 전극들에 상기 터치 구동 신호들을 공급하고, 상기 제1 센싱 전극들과 상기 제2 센싱 전극들 간의 상호 정전용량 방식 또는 자가 정전용량 방식에 따라 상기 제2 센싱 전극들로부터 출력되는 상기 센싱 신호들에 기초하여 상기 터치 입력을 검출하는, 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 표시 패널과 상기 터치 센서 각각은 가요성 기판을 포함하는, 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 동기 신호의 전압 레벨에 대응하여, 상기 터치 입력의 터치 위치를 적응적으로 검출하는, 표시 장치.
  13. 외부로부터 입력 영상 데이터, 동기 신호, 및 전압 제어 신호를 수신하고, 상기 입력 영상 데이터 및 상기 동기 신호에 기초하여 영상 데이터를 생성하는 표시 구동 제어부;
    표시 영역 상에 배치되는 복수의 화소들을 포함하며, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 표시 영역 상에 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    센싱 영역 상에 배치되는 복수의 센싱 전극들을 포함하며, 상기 센싱 전극들을 구동하여 상기 센싱 영역에서 발생하는 터치 입력을 검출하는 터치 센서를 포함하고,
    상기 표시 구동 제어부는, 상기 전압 제어 신호에 기초하여 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 제2 레벨의 동기 신호를 생성하고, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 상기 터치 센서에 제공하며,
    상기 터치 센서는, 상기 제1 레벨 또는 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 기초하여, 상기 터치 입력의 터치 위치를 적응적으로 검출하는, 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 터치 센서는,
    터치 구동 신호들을 생성하여 상기 센싱 전극들에 공급하는 입력 제어부; 및
    상기 센싱 전극들을 포함하는 터치 패널을 포함하며,
    상기 입력 제어부는, 상기 터치 구동 신호들에 응답하여 상기 센싱 전극들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 상기 터치 입력을 검출하는, 표시 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 표시 구동 제어부와 상기 터치 센서를 연결하며, 상기 동기 신호가 전송되는 동기 신호 라인을 더 포함하는, 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 표시 구동 제어부는,
    상기 동기 신호 라인의 일 단부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 레벨의 상기 동기 신호의 전압 레벨을 가변하여 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호를 생성하는 전압 레벨 제어부를 포함하는, 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 전압 레벨 제어부는,
    상기 동기 신호가 입력되는 입력 단자 및 접지 전극 사이에 직렬로 연결되는 복수의 저항들; 및
    상기 복수의 저항들 사이의 각 노드와 상기 동기 신호 라인의 상기 일 단부 사이에 연결되는 복수의 스위칭 소자들을 포함하는, 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서, 상기 동기 신호는 수직 동기 신호 또는 수평 동기 신호인, 표시 장치.
  19. 제13 항에 있어서, 상기 터치 센서는, 상기 제2 레벨의 상기 동기 신호에 응답하여 상기 센싱 영역 중 적어도 일부 영역을 비활성화시키는, 표시 장치.
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