KR20220058698A - 전자 장치 - Google Patents

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KR20220058698A
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KR1020200142147A
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박진우
김태준
박정목
이보환
조현욱
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

전자 장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의된 센서층, 상기 센서층으로 제1 구동 신호를 제공하고, 상기 센서층의 상기 제1 영역에서 출력된 제1 데이터를 수신하는 제1 구동 회로, 및 상기 센서층으로 제2 구동 신호를 제공하고, 상기 센서층의 상기 제2 영역에서 출력된 제2 데이터를 수신하는 제2 구동 회로를 포함하고, 상기 제2 구동 회로는 상기 제2 데이터에 근거한 중간 데이터를 상기 제1 구동 회로에 제공하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터와 상기 중간 데이터를 연산한 결과 데이터를 생성할 수 있다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 센싱 성능이 개선된 전자 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 내비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 전자 장치들은 영상을 표시하기 위한 전자 장치를 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.
본 발명은 센싱 성능이 향상된 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의된 센서층, 상기 센서층으로 제1 구동 신호를 제공하고, 상기 센서층의 상기 제1 영역에서 출력된 제1 데이터를 수신하는 제1 구동 회로, 및 상기 센서층으로 제2 구동 신호를 제공하고, 상기 센서층의 상기 제2 영역에서 출력된 제2 데이터를 수신하는 제2 구동 회로를 포함하고, 상기 제2 구동 회로는 상기 제2 데이터에 근거한 중간 데이터를 상기 제1 구동 회로에 제공하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터와 상기 중간 데이터를 연산한 결과 데이터를 생성할 수 있다.
상기 센서층은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로부터 상기 제1 구동 신호를 제공받는 복수의 제1 전극들, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로부터 상기 제2 구동 신호를 제공받는 복수의 제2 전극들, 상기 제1 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로 상기 제1 데이터를 제공하는 복수의 제1 교차 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로 상기 제2 데이터를 제공하는 복수의 제2 교차 전극들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1 교차 전극들은 상기 복수의 제2 교차 전극들과 가장 인접하게 배치된 제1 중간 교차 전극을 포함하고, 상기 복수의 제2 교차 전극들은 상기 복수의 제1 교차 전극들과 가장 인접하게 배치된 제2 중간 교차 전극을 포함하고, 상기 제1 데이터는 상기 제1 중간 교차 전극에서 출력된 제1 교차 데이터를 포함하고, 상기 제2 데이터는 상기 제2 중간 교차 전극에서 출력된 제2 교차 데이터를 포함하고, 상기 제1 구동 회로는 제1 기간 동안 상기 제1 교차 데이터 및 상기 제2 교차 데이터를 수신하고, 상기 제2 구동 회로는 제2 기간 동안 상기 제1 교차 데이터 및 상기 제2 교차 데이터를 수신할 수 있다.
상기 제1 중간 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하고, 상기 제2 중간 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하는 스위치 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 중간 데이터는 상기 제2 구동 회로가 수신한 상기 제1 교차 데이터 및 상기 제2 구동 회로가 수신한 상기 제2 교차 데이터를 포함할 수 있다.
상기 결과 데이터는 상기 제1 구동 회로가 상기 제1 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제1 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제1 교차 데이터를 연산한 제1 결과 데이터, 및 상기 제1 구동 회로가 상기 제2 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제2 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제2 교차 데이터를 연산한 제2 결과 데이터를 포함할 수 있다. 7
상기 제1 결과 데이터는 상기 제1 구동 회로가 상기 제1 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제1 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제1 교차 데이터를 1 대 1로 연산한 결과 값이고, 상기 제2 결과 데이터는 상기 제1 구동 회로가 상기 제2 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제2 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제2 교차 데이터를 1 대 1로 연산한 결과 값일 수 있다.
상기 중간 데이터는 상기 제2 데이터일 수 있다.
상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터의 제1 평균값과 상기 제2 데이터의 제2 평균값을 비교하여 상기 결과 데이터를 생성할 수 있다.
상기 제1 구동 회로는 상기 제1 평균값과 상기 제2 평균값의 차이에 따른 피드백 게인이 저장된 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 결과 데이터는 상기 피드백 게인을 포함하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 결과 데이터를 상기 제2 구동 회로로 출력할 수 있다.
상기 제2 구동 회로는 상기 결과 데이터를 근거로 상기 제2 데이터를 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의된 센서층, 상기 제1 영역에 발생된 터치를 감지하는 제1 구동 회로, 및 상기 제2 영역에 발생된 터치를 감지하는 제2 구동 회로를 포함하고, 상기 제2 구동 회로는 상기 센서층으로부터 획득한 데이터를 근거로 중간 데이터를 생성하며, 상기 제2 구동 회로는 상기 중간 데이터를 상기 제1 구동 회로로 출력하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 제1 영역으로부터 획득한 데이터와 상기 중간 데이터를 근거로 결과 데이터를 생성할 수 있다.
상기 센서층은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로부터 제1 구동 신호를 제공받는 복수의 제1 전극들, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로부터 제2 구동 신호를 제공받는 복수의 제2 전극들, 상기 제1 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로 제1 데이터를 제공하는 복수의 제1 교차 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로 제2 데이터를 제공하는 복수의 제2 교차 전극들을 포함할 수 있다.
상기 중간 데이터는 상기 복수의 제1 교차 전극들 중 상기 제2 영역에 가장 인접한 하나의 제1 교차 전극 및 상기 복수의 제2 교차 전극들 중 상기 제1 영역에 가장 인접한 하나의 제2 교차 전극으로부터 획득한 데이터를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동 회로는 상기 하나의 제1 교차 전극 및 상기 하나의 제2 교차 전극으로부터 수신한 데이터와 상기 중간 데이터를 연산하여 상기 결과 데이터를 생성할 수 있다.
상기 제1 구동 회로 및 상기 제2 구동 회로를 모두 제어하는 메인 구동부를 더 포함하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 결과 데이터에 대응하는 데이터를 상기 메인 구동부로 제공할 수 있다.
상기 하나의 제1 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하고, 상기 하나의 제2 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하는 스위치 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 중간 데이터는 상기 제2 데이터의 평균 값일 수 있다.
상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터의 평균 값과 상기 제2 데이터의 평균 값의 차이에 따른 피드백 게인을 결정하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 피드백 게인을 포함하는 상기 결과 데이터를 상기 제2 구동 회로로 출력하고, 상기 제2 구동 회로는 상기 결과 데이터를 근거로 상기 제2 데이터를 보정할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 센서층의 제1 영역은 제1 구동 회로로 제1 데이터를 출력하고, 센서층의 제2 영역은 제2 구동 회로로 제2 데이터를 출력할 수 있다. 제1 구동 회로와 제2 구동 회로는 서로 신호를 송신, 수신, 또는 송수신할 수 있다. 제1 영역과 제2 영역의 경계에서의 센싱 감도의 편차를 감소시키기 위해 제2 구동 회로는 제2 데이터에 근거한 중간 데이터를 제1 구동 회로로 제공하고, 제1 구동 회로는 제1 데이터와 중간 데이터를 연산한 결과 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 제1 구동 회로는 제2 구동 회로로부터 제공된 중간 데이터를 기초로 소정의 연산을 수행하여, 제1 구동 회로와 제2 구동 회로의 출력 산포를 감소 또는 최소화시킬 수 있다. 이에 따라 제1 영역과 제2 영역의 경계에서의 데이터 편차가 감소되고, 전자 장치의 센싱 성능이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에따른 전자 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 표시 구동부의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 구동 회로의 블록도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 구동 회로의 블록도이다.
도 9a는 본 발명의 비교예에 따른 센서층 내 위치에 따른 정전용량을 도시한 그래프이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 내 위치에 따른 정전용량을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 구동 회로의 블록도이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 구동 회로의 블록도이다.
도 12a는 본 발명의 비교예에 따른 센서층 내 위치에 따른 정전용량을 도시한 그래프이다.
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 내 위치에 따른 정전용량을 도시한 그래프이다.
도 13은 도 6에 도시한 하나의 센싱 단위를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 전자 장치의 폴딩 사태를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 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 사전적 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, 부분 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"부(part)", "유닛"이라는 용어는 특정 기능을 수행하는 소프트웨어 구성 요소(component) 또는 하드웨어 구성 요소를 의미한다. 하드웨어 구성 요소는 예를 들어, FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)을 포함할 수 있다. 소프트웨어 구성 요소는 실행 가능한 코드 및/또는 어드레스 가능 저장 매체 내의 실행 가능 코드에 의해 사용되는 데이터를 지칭할 수 있다. 따라서 소프트웨어 구성 요소들은 예를 들어, 객체 지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 작업 구성 요소들일 수 있으며, 프로세스들, 기능들, 속성들, 절차들, 서브 루틴들, 프로그램 코드 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어들, 마이크로 코드들, 회로들, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 배열들 또는 변수들을 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(1000)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 휴대폰, 폴더블 휴대폰, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1에서는 전자 장치(1000)가 태블릿인 것을 예시적으로 도시하였다.
전자 장치(1000)에는 액티브 영역(1000A) 및 주변 영역(1000NA)이 정의될 수 있다. 전자 장치(1000)는 액티브 영역(1000A)을 통해 영상을 표시할 수 있다. 액티브 영역(1000A)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 면을 포함할 수 있다. 주변 영역(1000NA)은 액티브 영역(1000A)의 주변을 둘러쌀 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시층(100), 센서층(200), 표시 구동부(100C), 센서 구동부(200C), 및 메인 구동부(1000C)를 포함할 수 있다.
표시층(100)은 영상을 실질적으로 생성하는 구성일 수 있다. 표시층(100)은 발광형 표시층일 수 있으며, 예를 들어, 표시층(100)은 유기발광 표시층, 퀀텀닷 표시층, 마이크로 엘이디 표시층, 또는 나노 엘이디 표시층일 수 있다.
센서층(200)은 표시층(100) 위에 배치될 수 있다. 센서층(200)은 외부에서 인가되는 외부 입력(2000)을 감지할 수 있다. 외부 입력(2000)은 정전용량에 변화를 제공할 수 있는 입력 수단을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서층(200)은 사용자의 손, 패시브 펜뿐만 아니라, 구동 신호를 제공하는 액티브 타입의 입력 수단에 의한 입력도 감지할 수 있다.
메인 구동부(1000C)는 전자 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 구동부(1000C)는 표시 구동부(100C) 및 센서 구동부(200C)의 동작을 제어할 수 있다. 메인 구동부(1000C)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 메인 구동부(1000C)는 호스트로 지칭될 수도 있다.
표시 구동부(100C)는 표시층(100)을 구동할 수 있다. 메인 구동부(1000C)은 그래픽 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 표시 구동부(100C)는 메인 구동부(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 입력수직동기신호, 입력수평동기신호, 메인 클럭, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 표시 구동부(100C)는 제어 신호(D-CS)을 근거로 표시층(100)에 신호를 제공하는 타이밍을 제어하기 위한 수직동기신호 및 수평동기신호를 생성할 수 있다.
센서 구동부(200C)는 센서층(200)을 구동할 수 있다. 센서 구동부(200C)는 메인 구동부(1000C)로부터 제어 신호(I-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(I-CS)는 센서 구동부(200C)의 구동 모드를 결정하는 모드 결정신호 및 클럭 신호를 포함할 수 있다.
센서 구동부(200C)는 센서층(200)으로부터 수신한 신호에 근거하여 입력의 좌표정보를 산출하고, 좌표정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C)에 제공할 수 있다. 메인 구동부(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 사용자 입력에 대응하는 동작을 실행시킨다. 예컨대, 메인 구동부(1000C)는 표시층(100)에 새로운 어플리케이션 이미지가 표시되도록 표시 구동부(100C)를 동작시킬 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 표시층(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 기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(110)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 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. 한편, 본 명세서에서 "~~" 계 수지는 "~~" 의 작용기를 포함하는 것을 의미한다.
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 라인 이 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.
센서층(200)은 표시층(100) 위에 배치될 수 있다. 센서층(200)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
센서층(200)은 연속된 공정을 통해 표시층(100) 위에 형성될 수 있다. 이 경우, 센서층(200)은 표시층(100) 위에 직접 배치된다고 표현될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 센서층(200)과 표시층(100) 사이에 제3 의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 센서층(200)과 표시층(100) 사이에는 별도의 접착 부재가 배치되지 않을 수 있다.
또는, 센서층(200)은 표시층(100)과 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 전자 장치(1000)는 센서층(200) 위에 배치된 반사 방지층 및 광학층을 더 포함할 수도 있다. 반사 방지층은 전자 장치(1000)의 외부로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 광학층은 표시층(100)으로부터 입사된 광의 방향을 제어하여 전자 장치(1000)의 정면 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 3b를 참조하면, 전자 장치(1000_1)는 표시층(100_1) 및 센서층(200_1)을 포함할 수 있다. 표시층(100_1)은 베이스 기판(110_1), 회로층(120_1), 발광 소자층(130_1), 봉지 기판(140_1), 및 결합 부재(150_1)를 포함할 수 있다.
베이스 기판(110_1) 및 봉지 기판(140_1) 각각은 유리 기판, 금속 기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
결합 부재(150_1)는 베이스 기판(110_1)과 봉지 기판(140_1) 사이에 배치될 수 있다. 결합 부재(150_1)는 봉지 기판(140_1)을 베이스 기판(110_1) 또는 회로층(120_1)에 결합시킬 수 있다. 결합 부재(150_1)는 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기물은 프릿 실(frit seal)을 포함할 수 있고, 유기물은 광 경화성 수지 또는 광 가소성 수지를 포함할 수 있다. 다만, 결합 부재(150_1)를 구성하는 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
센서층(200_1)은 봉지 기판(140_1) 위에 직접 배치될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 센서층(200_1)과 봉지 기판(140_1) 사이에 제3 의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 센서층(200_1)과 표시층(100_1) 사이에는 별도의 접착 부재가 배치되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 센서층(200_1)과 봉지 기판(140_1) 사이에는 접착층이 더 배치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 베이스층(110)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 형성된다. 무기층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 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 표시층(100)은 버퍼층(BFL)을 포함하는 것으로 도시되었다.
버퍼층(BFL)은 베이스층(110)과 반도체 패턴 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다. 버퍼층(BFL)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 및 살리콘옥시나이트라이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(BFL)은 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층이 교대로 적층된 구조를 포함할 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 4는 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 도핑영역을 포함하고, N타입의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다. 제2 영역은 비-도핑 영역이거나, 제1 영역 대비 낮은 농도로 도핑된 영역일 수 있다.
제1 영역의 전도성은 제2 영역의 전도성보다 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 신호라인일 수 있다.
화소들 각각은 7개의 트랜지스터들, 하나의 커패시터, 및 발광 소자를 포함하는 등가회로를 가질 수 있으며, 화소의 등가회로도는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 4에서는 화소에 포함되는 하나의 트랜지스터(100PC) 및 발광 소자(100PE)를 예시적으로 도시하였다.
트랜지스터(100PC)의 소스(SC), 액티브(AL), 및 드레인(DR)이 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스(SC) 및 드레인(DR)은 단면 상에서 액티브(AL)로부터 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다. 도 4에는 반도체 패턴으로부터 형성된 연결 신호 배선(SCL)의 일부분을 도시하였다. 별도로 도시하지 않았으나, 연결 신호 배선(SCL)은 평면 상에서 트랜지스터(100PC)의 드레인(DR)에 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.
트랜지스터(100PC)의 게이트(GT)는 제1 절연층(10) 위에 배치된다. 게이트(GT)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(GT)는 액티브(AL)에 중첩한다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(GT)는 마스크로 기능할 수 있다.
제2 절연층(20)은 제1 절연층(10) 위에 배치되며, 게이트(GT)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(CNT-1)을 통해 연결 신호 배선(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(CNT-2)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(CNT-3)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(1000A, 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, 복수 개의 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.
센서층(200)은 베이스층(201), 제1 도전층(202), 감지 절연층(203), 제2 도전층(204), 및 커버 절연층(205)을 포함할 수 있다.
베이스층(201)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층일 수 있다. 또는 베이스층(201)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이미드 계열 수지를 포함하는 유기층일 수도 있다. 베이스층(201)은 단층 구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(202) 및 제2 도전층(204) 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(203) 및 커버 절연층(205) 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(203) 및 커버 절연층(205) 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.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 표시 구동부의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 표시층(100)은 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm), 및 복수의 화소들(PX)를 포함할 수 있다. 복수 개의 화소들(PX) 각각은 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm) 중 대응하는 데이터 배선과 연결되고, 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn) 중 대응하는 스캔 배선과 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서 표시층(100)은 발광 제어 배선들을 더 포함하고, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선들에 제어신호들을 제공하는 발광 구동 회로를 더 포함할 수 있다. 표시층(100)의 구성은 특별히 제한되지 않는다.
표시 구동부(100C)는 신호 제어 회로(100C1), 스캔 구동 회로(100C2), 및 데이터 구동 회로(100C3)를 포함할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 메인 구동부(1000C, 도 2 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 입력수직동기신호, 입력수평동기신호, 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) 및 수직동기신호(Vsync)를 생성하고, 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)를 스캔 구동 회로(100C2)로 출력할 수 있다. 수직동기신호(Vsync)는 제1 제어 신호(CONT1)에 포함될 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 제2 제어 신호(CONT2) 및 수평동기신호(Hsync)를 생성하고, 제2 제어 신호(CONT2) 및 수평동기신호(Hsync)를 데이터 구동 회로(100C3)로 출력할 수 있다. 수평동기신호(Hsync)는 제2 제어 신호(CONT2)에 포함될 수 있다.
또한, 신호 제어 회로(100C1)는 영상 데이터(RGB)를 표시층(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 필요한 신호로써 특별히 제한되지 않는다.
스캔 구동 회로(100C2)는 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)에 응답해서 복수 개의 스캔 배선들(SL1-SLn)을 구동한다. 본 발명의 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(100C2)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 4 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스캔 구동 회로(100C2)는 집적 회로 (Integrated circuit, IC)로 구현되어서 표시층(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩 온 필름(chip on film: COF) 방식으로 실장되어서 표시층(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 구동 회로(100C3)는 신호 제어 회로(100C1)로부터의 제2 제어 신호(CONT2), 수평동기신호(Hsync), 및 데이터 신호(DS)에 응답해서 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm)을 구동하기 위한 계조 전압들을 출력할 수 있다. 데이터 구동 회로(100C3)는 집적 회로로 구현되어 표시층(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩온 필름 방식으로 실장되어서 표시층(100)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(100C3)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 4 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 센서층(200)은 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220)을 포함할 수 있다. 복수의 교차 전극들(220)은 복수의 전극들(210)과 교차할 수 있다. 미 도시되었으나, 센서층(200)은 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220)에 연결된 복수의 신호배선들을 더 포함할 수 있다. 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220) 각각은 바 형상 또는 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상의 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220)은 연속된 선형 입력의 감지 특성을 향상시킬 수 있다. 다만, 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220)의 형상은 이에 제한되지 않는다.
센서 구동부(200C)는 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로부터 제어 신호(I-CS)를 수신할 수 있고, 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로 좌표 신호(I-SS)를 제공할 수 있다. 센서 구동부(200C)는 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)를 포함할 수 있다.
제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)는 집적 회로(Integrated circuit, IC)로 구현되어서 센서층(200)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩 온 필름(chip on film: COF) 방식으로 실장되어서 센서층(200) 과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)는 서로 다른 칩 내에 구현될 수 있다. 즉, 제1 구동 회로(200C1)는 제1 구동칩(200C1)으로, 제2 구동 회로(200C2)는 제2 구동칩(200C2)으로 지칭될 수 있다.
센서층(200)은 제1 영역(200A1) 및 제2 영역(200A2)으로 정의될 수 있다. 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)은 소정 방향에서 인접할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)은 제1 방향(DR1)으로 인접할 수 있다.
제1 구동 회로(200C1)는 센서층(200)으로 제1 구동 신호(SS1)를 제공하고, 제2 구동 회로(200C2)는 센서층(200)으로 제2 구동 신호(SS2)를 제공할 수 있다. 제1 및 제2 구동 신호들(SS1, SS2) 각각은 TX 신호로 지칭될 수도 있다.
제1 구동 회로(200C1)는 제1 영역(200A1)으로부터 제1 데이터(SD1)를 수신할 수 있다. 제2 구동 회로(200C2)는 제2 영역(200A2)으로부터 제2 데이터(SD2)를 수신할 수 있다. 제1 데이터(SD1) 및 제2 데이터(SD2) 각각은 RX 신호 또는 감지 신호로 일컬어질 수 있다. 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)는 제1 데이터(SD1) 및 제2 데이터(SD2)를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)는 수신한 아날로그 신호를 증폭한 후 필터링하고, 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)는 이후 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 구동 회로(200C1)와 제2 구동 회로(200C2)는 서로 신호를 송신, 수신, 또는 송수신할 수 있다. 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)의 경계에서의 센싱 감도의 편차를 감소시키기 위해 제2 구동 회로(200C2)는 제2 데이터(SD2)에 근거한 중간 데이터를 제1 구동 회로(200C1)로 제공하고, 제1 구동 회로(200C1)는 제1 데이터(SD1)와 중간 데이터를 연산한 결과 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 제1 구동 회로(200C1)는 제2 구동 회로(200C2)로부터 제공된 중간 데이터를 기초로 소정의 연산을 수행하여, 제1 구동 회로(200C1)와 제2 구동 회로(200C2)의 출력 산포를 감소 또는 최소화시킬 수 있다. 이에 따라 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)의 경계에서의 데이터 편차가 감소되고, 전자 장치(1000, 도 1 참조)의 센싱 성능이 개선될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 전극들(210)은 복수의 제1 전극들(211) 및 복수의 제2 전극들(212)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 전극들(211) 및 복수의 제2 전극들(212) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장할 수 있다. 복수의 제1 전극들(211)은 복수의 제2 전극들(212)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 복수의 제1 전극들(211) 및 복수의 제2 전극들(212) 각각은 제1 영역(200A1) 및 제2 영역(200A2) 모두에 배치될 수 있다.
교차 전극들(220)은 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c) 및 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c)은 제1 영역(200A1)에 배치되고, 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)은 제2 영역(200A2)에 배치될 수 있다. 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c)은 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)에 가장 인접한 제1 중간 교차 전극(221c)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)은 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c)에 가장 인접한 제2 중간 교차 전극(222c)을 포함할 수 있다.
제1 구동 회로(200C1)는 제1 전극들(211)로 제1 구동 신호(SS1)를 제공하고, 제2 구동 회로(200C2)는 제2 전극들(212)로 제2 구동 신호(SS2)를 제공할 수 있다. 제1 구동 신호(SS1) 및 제2 구동 신호(SS2)는 TX 신호 또는 출력 신호라 지칭될 수 있다.
제1 구동 회로(200C1)는 제1 교차 전극들(221, 221c)로부터 제1 데이터(SD1a, CSD1)를 수신하고, 제2 구동 회로(200C2)는 제2 교차 전극들(222)로부터 제2 데이터(SD2a, CSD2)를 수신할 수 있다. 제1 데이터(SD1a, CSD1)는 제1 중간 교차 전극(221c)으로부터 출력된 제1 교차 데이터(CSD1)를 포함할 수 있고, 제2 데이터(SD2a, CSD2)는 제2 중간 교차 전극(222c)으로부터 출력된 제2 교차 데이터(CSD2)를 포함할 수 있다.
제1 중간 교차 전극(221c)을 사이에 두고 제2 중간 교차 전극(222c)과 이격된 제1 교차 전극들(221) 모두는 제1 구동 회로(200C1)로 신호를 제공할 수 있다. 제2 중간 교차 전극(222c)을 사이에 두고 제1 중간 교차 전극(221c)과 이격된 제2 교차 전극들(222) 모두는 제2 구동 회로(200C2)로 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)과 제1 구동 회로(200C1)의 연결 및 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)과 제2 구동 회로(200C2)의 연결을 제어하는 스위치 회로(200SW)가 더 제공될 수 있다. 스위치 회로(200SW)는 센서층(200)의 소정 영역에 직접 실정되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 제공될 수 있다. 또는, 스위치 회로(200SW)는 제1 구동 회로(200C1, 또는 제1 구동칩) 및 제2 구동 회로(200C2, 또는 제2 구동칩) 각각에 내장될 수도 있다.
제1 중간 교차 전극(221c)에서 출력된 제1 교차 데이터(CSD1), 및 제2 중간 교차 전극(222c)에서 출력된 제2 교차 데이터(CSD2)는 스위치 회로(200SW)를 거쳐 제1 구동 회로(200C1) 또는 제2 구동 회로(200C2)로 제공될 수 있다. 이하에서, 이해의 편의를 위해 스위치 회로(200SW)를 통해 제1 구동 회로(200C1)로 제공되는 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1a, CSD2a)와 스위치 회로(200SW)를 통해 제2 구동 회로(200C2)로 제공되는 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1b, CSD2b)의 도면 부호를 서로 다르게 표시하였다.
이하, 표 1은 제1 기간 및 제2 기간에서 교차 전극들(220)이 제1 구동 회로(200C1)와 제2 구동 회로(200C2) 중 어느 것에 연결되었는지 표시한 것이다.
제1 교차 전극(221) 제1 교차 전극(221c) 제2 교차 전극(222c) 제2 교차 전극(222)
제1 기간 제1 구동 회로(220C1) 제1 구동 회로(220C1) 제1 구동 회로(220C1) 제2 구동 회로(220C2)
제2 기간 제1 구동 회로(220C1) 제2 구동 회로(220C2) 제2 구동 회로(220C2) 제2 구동 회로(220C2)
제1 기간 동안 스위치 회로(200SW)는 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)을 제1 구동 회로(200C1)에 연결할 수 있다. 제2 기간 동안 스위치 회로(200SW)는 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)을 제2 구동 회로(200C2)에 연결할 수 있다. 제1 구동 회로(200C1)는 상기 제1 기간 동안 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)로부터 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1a, CSD2a)를 수신하고, 제2 구동 회로(200C2)는 상기 제2 기간 동안 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)로부터 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1b, CSD2b)를 수신할 수 있다.
제2 구동 회로(200C2)는 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1b, CSD2b)에 기초하여 중간 데이터(MD)를 생성하고, 이를 제1 구동 회로(200C1)로 출력한다. 제1 구동 회로(200C1)는 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1a, CSD2a)와 중간 데이터(MD)를 연산하여 결과 데이터를 생성할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 8a 및 도 8b에서 구체적으로 설명된다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 구동 회로의 블록도이다. 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 구동 회로의 블록도이다.
도 8a를 참조하면, 제1 구동 회로(200C1)는 제1 센서 제어 회로(200C11), 제1 신호 생성 회로(200C12), 및 제1 입력 검출 회로(200C13)를 포함할 수 있다. 제1 센서 제어 회로(200C11), 제1 신호 생성 회로(200C12), 및 제1 입력 검출 회로(200C13)는 단일의 칩 내에 구현될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 제2 구동 회로(200C2)는 제2 센서 제어 회로(200C21), 제2 신호 생성 회로(200C22), 및 제2 입력 검출 회로(200C23)를 포함할 수 있다. 제2 센서 제어 회로(200C21), 제2 신호 생성 회로(200C22), 및 제2 입력 검출 회로(200C23)는 단일의 칩 내에 구현될 수 있다.
도 7, 도 8a, 및 도 8b를 참조하면, 제1 센서 제어 회로(200C11)는 제1 신호 생성 회로(200C12), 및 제1 입력 검출 회로(200C13)의 동작을 제어하고, 제1 입력 검출 회로(200C13)로부터 수신된 신호로부터 외부 입력의 좌표를 산출할 수 있다. 제1 센서 제어 회로(200C11)는 제어 신호(I-CS)를 수신하고, 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로 제공할 수 있다.
제2 센서 제어 회로(200C21)는 제2 신호 생성 회로(200C22) 및 제2 입력 검출 회로(200C23)의 동작을 제어하고, 제2 입력 검출 회로(200C23)로부터 수신된 신호로부터 외부 입력의 좌표를 산출할 수 있다. 제2 센서 제어 회로(200C21)는 제어 신호(I-CS)를 수신하고, 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SSM)를 제1 센서 제어 회로(200C11)로 출력할 수 있다.
제1 센서 제어 회로(200C11)는 제1 입력 검출 회로(200C13) 및 제2 입력 검출 회로(200C23)로부터 획득한 정보를 취합하여 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로 제공할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 센서 구동부(200C, 도 6 참조)는 마이크로 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 마이크로 컨트롤러는 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)와 분리된 별개의 칩일 수 있다. 이 경우, 마이크로 컨트롤러는 센서 구동부(200C, 도 6 참조)의 호스트 컨트롤러 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 컨트롤러는 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)의 동작 타이밍을 제어하고, 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2)가 획득한 정보를 취합하여 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로 제공할 수 있다.
제1 신호 생성 회로(200C12)는 제1 구동 신호(SS1)를 센서층(200), 예를 들어, 제1 전극들(211)로 제공할 수 있다. 제2 신호 생성 회로(200C22)는 제2 구동 신호(SS2)를 센서층(200), 예를 들어, 제2 전극들(212)로 제공할 수 있다.
제1 입력 검출 회로(200C13)는 데이터(SD1a, CSD1a, CSD2a)를 센서층(200)으로부터 수신할 수 있다. 제2 입력 검출 회로(200C23)는 데이터(SD2a, CSD1b, CSD2b)를 센서층(200)으로부터 수신할 수 있다. 제1 및 제2 입력 검출 회로들(200C13, 200C23) 각각은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제1 및 제2 입력 검출 회로들(200C13, 200C23) 각각은 수신한 아날로그 신호를 증폭한 후 필터링한다. 제1 및 제2 입력 검출 회로들(200C13, 200C23) 각각은 이후 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
제2 입력 검출 회로(200C23)는 중간 데이터(MD)를 생성하고, 이를 제1 구동 회로(200C1)로 출력할 수 있다. 중간 데이터(MD)는 제2 구동 회로(200C2)가 수신한 제1 교차 데이터(CSD1b) 및 제2 교차 데이터(CSD2b)를 포함할 수 있다.
제1 입력 검출 회로(200C13)는 제2 구동 회로(200C2)로부터 중간 데이터(MD)를 수신할 수 있다. 제1 입력 검출 회로(200C13)는 제1 및 제2 교차 데이터(CSD1a, CSD2a)와 중간 데이터(MD)를 연산하여 결과 데이터(RD)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 결과 데이터(RD)는 제1 교차 데이터(CSD1a)와 제1 교차 데이터(CSD1b)를 연산한 제1 결과 데이터 및 제2 교차 데이터(CSD2a)와 제2 교차 데이터(CSD2b)를 연산한 제2 결과 데이터를 포함할 수 있다.
제1 결과 데이터는 제1 교차 데이터(CSD1a)와 제1 교차 데이터(CSD1b)를 1 대 1로 연산한 결과 값이고, 제2 결과 데이터는 제2 교차 데이터(CSD2a)와 제2 교차 데이터(CSD2b)를 1 대 1로 연산한 결과 값일 수 있다. 수식으로 표현하면, 이하와 같이 표현될 수 있다.
제1 결과 데이터 = (제1 교차 데이터(CSD1a) X 0.5) + (제1 교차 데이터(CSD1b) X 0.5)
제2 결과 데이터 = (제2 교차 데이터(CSD2a) X 0.5) + (제2 교차 데이터(CSD2b) X 0.5)
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 구동 회로(200C1)로 신호를 출력하는 제1 교차 전극들(221, 221c)과 제2 구동 회로(200C2)로 신호를 출력하는 제2 교차 전극들(222, 222c) 중 서로 가장 인접한 하나의 제1 교차 전극(221c, 또는 제1 중간 교차 전극)과 하나의 제2 교차 전극(222c, 또는 제2 중간 교차 전극) 각각은 제1 구동 회로(200C1) 및 제2 구동 회로(200C2) 모두로 신호를 출력할 수 있다.
제1 구동 회로(200C1)는 제1 및 제2 중간 교차 전극들(221c, 222c)로부터 제1 구동 회로(200C1)가 수신한 데이터와 제2 구동 회로(200C2)가 수신한 데이터를 연산하여 데이터의 편차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 특정 영역, 예를 들어, 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)의 경계 영역에서의 데이터 편차를 감소시킬 수 있다.
도 9a는 본 발명의 비교예에 따른 센서층 내 위치에 따라 측정된 정전용량을 도시한 그래프이다. 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 내 위치에 따라 측정된 정전용량을 도시한 그래프이다.
도 9a를 참조하면, 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)의 경계 부근에서 상호정전용량의 차이가 커지는 것을 볼 수 있다. 이는 위치 좌표의 정확도를 감소시키는 원인이 될 수 있다. 상호정전용량은 하나의 전극과 하나의 교차 전극 사이에 형성된 정전용량을 의미한다. 도 9a 및 도 9b 각각은 하나의 전극과 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 교차 전극들에서 형성된 상호정전용량 데이터를 표시한 것이다.
도 7, 도 8a, 도 8b, 및 도 9b를 참조하면, 경계에 인접한 제1 중간 교차 전극(221c)과 제2 중간 교차 전극(222c)으로부터 출력된 신호는 제1 구동 회로(200C1)와 제2 구동 회로(200C2)에서 모두 수신되고, 제1 구동 회로(200C1)는 이를 근거로 결과 데이터를 생성할 수 있다. 결과 데이터는 제1 구동 회로(200C1)에서 수신한 데이터와 제2 구동 회로(200C2)에서 수신한 데이터의 평균값에 대응될 수 있다. 따라서, 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)의 경계에서 상호정전용량의 차이가 도 9a에 도시된 그래프보다 감소될 수 있다. 그에 따라, 위치 좌표의 정확도가 향상될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 전극들(210)은 제1 전극들(211) 및 제2 전극들(212)을 포함할 수 있다. 교차 전극들(220)은 제1 교차 전극들(221a) 및 제2 교차 전극들(222a)을 포함할 수 있다. 제1 전극들(211) 및 제1 교차 전극들(221a)은 제1 구동 회로(200C1a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극들(212) 및 제2 교차 전극들(222a)은 제2 구동 회로(200C2a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 구동 회로(200C1a)는 제1 전극들(211)로 제1 구동 신호(SS1)를 제공하고, 제2 구동 회로(200C2a)는 제2 전극들(212)로 제2 구동 신호(SS2)를 제공할 수 있다. 제1 구동 신호(SS1) 및 제2 구동 신호(SS2)는 TX 신호 또는 출력 신호라 지칭될 수 있다.
제1 구동 회로(200C1a)는 제1 교차 전극들(221a)로부터 제1 데이터(SD1b)를 수신하고, 제2 구동 회로(200C2a)는 제2 교차 전극들(222a)로부터 제2 데이터(SD2b)를 수신할 수 있다.
제2 구동 회로(200C2a) 제2 데이터(SD2b)에 기초하여 중간 데이터(MDa)를 생성하고, 이를 제1 구동 회로(200C1a)로 출력한다. 제1 구동 회로(200C1a)는 제1 데이터(SD1b)와 중간 데이터(MDa)를 연산하여 결과 데이터(FB)를 생성한다. 제1 구동 회로(200C1a)는 결과 데이터(FB)를 제2 구동 회로(200C2a)로 출력할 수 있다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 구동 회로의 블록도이다. 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 구동 회로의 블록도이다.
도 11a를 참조하면, 제1 구동 회로(200C1a)는 제1 센서 제어 회로(200C11a), 제1 신호 생성 회로(200C12a), 제1 입력 검출 회로(200C13a), 및 메모리(220C14)를 포함할 수 있다. 제1 센서 제어 회로(200C11), 제1 신호 생성 회로(200C12), 제1 입력 검출 회로(200C13), 및 메모리(220C14)는 단일의 칩 내에 구현될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 제2 구동 회로(200C2a)는 제2 센서 제어 회로(200C21a), 제2 신호 생성 회로(200C22a), 및 제2 입력 검출 회로(200C23a)를 포함할 수 있다. 제2 센서 제어 회로(200C21a), 제2 신호 생성 회로(200C22a), 및 제2 입력 검출 회로(200C23a)는 단일의 칩 내에 구현될 수 있다.
도 10, 도 11a, 및 도 11b를 참조하면, 제1 센서 제어 회로(200C11a)는 제1 신호 생성 회로(200C12a), 및 제1 입력 검출 회로(200C13a)의 동작을 제어하고, 제1 입력 검출 회로(200C13a)로부터 수신된 신호로부터 외부 입력의 좌표를 산출할 수 있다. 제1 센서 제어 회로(200C11a)는 제어 신호(I-CS)를 수신하고, 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로 제공할 수 있다.
제2 센서 제어 회로(200C21a)는 제2 신호 생성 회로(200C22a) 및 제2 입력 검출 회로(200C23a)의 동작을 제어하고, 제2 입력 검출 회로(200C23a)로부터 수신된 신호로부터 외부 입력의 좌표를 산출할 수 있다. 제2 센서 제어 회로(200C21a)는 제어 신호(I-CS)를 수신하고, 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SSMa)를 제1 센서 제어 회로(200C11a)로 출력할 수 있다.
제1 센서 제어 회로(200C11a)는 제1 입력 검출 회로(200C13a) 및 제2 입력 검출 회로(200C23a)로부터 획득한 정보를 취합하여 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로 제공할 수 있다.
제2 입력 검출 회로(200C23)는 제2 데이터(SD2b)를 근거로 중간 데이터(MDa)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 중간 데이터(MDa)는 제2 데이터(SD2b)의 평균 값일 수 있다. 제2 입력 검출 회로(200C23)는 중간 데이터(MDa)를 제1 구동 회로(200C1a)로 제공할 수 있다.
제1 구동 회로(200C1a)의 제1 센서 제어 회로(200C11a)는 중간 데이터(MDa)를 수신한다. 제1 센서 제어 회로(200C11a)는 중간 데이터(MDa)와 제1 입력 검출 회로(200C13a)로부터 제공된 데이터를 비교한다. 예를 들어, 제1 입력 검출 회로(200C13a)가 수신한 제1 데이터(SD1b)의 평균 값과 중간 데이터(MDa)를 비교할 수 있다.
제1 센서 제어 회로(200C11a)는 제1 데이터(SD1b)의 평균 값과 중간 데이터(MDa)을 비교한 후 차이 값을 계산한다. 이후, 메모리(220C14)에 저장된 피드백 게인에 대한 정보를 포함하는 결과 데이터(FB)를 제2 입력 검출 회로(200C23)에 제공할 수 있다.
이하 표 2는 메모리(220C14)에는 저장된 정보를 표현한 것이다. 다만 이하의 데이터는 일 예일 뿐 이에 제한되는 것은 아니다.
데이터 차이 피드백 게인
-9% 이상 -7% 미만 1.08
-7% 이상 -5% 미만 1.06
-5% 이상 -3% 미만 1.04
-3% 이상 -1% 미만 1.02
-1% 이상 +1% 미만 1.00
+1% 이상 +3% 미만 0.98
+3% 이상 +5% 미만 0.96
+5% 이상 +7% 미만 0.94
+7% 이상 +9% 미만 0.92
제1 구동 회로(200C1a)는 전자 장치(1000, 도 1 참조)가 동작되기 시작되었을 때, 예를 들어, 전자 장치(1000, 도 1 참조)가 온 되었을 때, 결과 데이터(FB)를 생성할 수 있다. 전자 장치(1000, 도 1 참조)의 동작 초기에 생성된 결과 데이터(FB)는 메모리(220C14)에 저장될 수 있다. 제2 구동 회로(200C2a)는 전자 장치(1000, 도 1 참조)가 동작하는 동안 결과 데이터(FB)에 대응하여 제2 데이터(SD2b)를 보정할 수 있다. 다만, 이에 특별히 제한되는 것은 아니며, 결과 데이터(FB)를 생성하는 동작은 매 프레임마다 반복되거나, 소정의 프레임마다 반복될 수도 있다.제2 입력 검출 회로(200C23)는 제1 구동 회로(200C1a)로부터 피드백 게인을 포함하는 결과 데이터(FB)를 수신한다. 제2 입력 검출 회로(200C23)는 제2 데이터(SD2b)를 결과 데이터(FB)를 반영하여 보정한 후 이를 출력할 수 있다.
도 12a는 본 발명의 비교예에 따른 센서층 내 위치에 따른 정전용량을 도시한 그래프이다. 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 내 위치에 따른 정전용량을 도시한 그래프이다.
도 12a를 참조하면, 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)의 경계 부근에서 상호정전용량의 차이는 클 수 있다. 이는 위치 좌표의 정확도를 감소시키는 원인이 될 수 있다.
도 10, 도 11a, 도 11b, 및 도 12를 참조하면, 제1 구동 회로(200C1a)는 제1 데이터(SD1b)의 평균 값과 제2 데이터(SD2b)의 평균 값을 비교하여, 제2 구동 회로(200C2a)에 피드백 게인 정보를 포함하는 결과 데이터(FB)를 제공한다. 따라서, 제2 구동 회로(200C2a)는 제1 구동 회로(200C1a)로부터 결과 데이터(FB)를 수신하고, 이에 대응하여 제2 데이터(SD2b)를 보정할 수 있다. 따라서, 제1 영역(200A1)과 제2 영역(200A2)에서의 상호정전용량 차이는 도 12a에 도시된 그래프보다 감소될 수 있다. 그에 따라, 위치 좌표의 정확도가 향상될 수 있다.
도 13은 도 6에 도시한 하나의 센싱 단위를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 13을 참조하면, 하나의 전극(210)의 일부분 및 하나의 교차 전극(220)의 일부분은 하나의 센싱 단위(200U)로 정의될 수 있다.
교차 전극(220)은 교차 패턴들(221p) 및 교차 패턴들(221p)에 전기적으로 연결된 브릿지 패턴들(222p)을 포함할 수 있다. 교차 패턴들(221p)은 전극(210)을 사이에 두고 이격될 수 있다. 브릿지 패턴들(222p)은 전극(210)과 중첩할 수 있고, 브릿지 패턴들(222p)은 전극(210)과 절연 교차할 수 있다.
교차 패턴들(221p) 및 전극(210)은 서로 동일한 층 상에 배치될 수 있고, 브릿지 패턴들(222p)은 교차 패턴들(221p) 및 전극(210)과 상이한 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 교차 패턴들(221p) 및 전극(210)은 제2 도전층(204, 도 4 참조)에 포함될 수 있고, 브릿지 패턴들(222p)은 제1 도전층(202, 도 4 참조)에 포함될 수 있으며, 이 구조는 바텀 브릿지 구조라 지칭될 수 있다. 하지만, 본 발명이 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 교차 패턴들(221p) 및 전극(210)은 제1 도전층(202, 도 4 참조)에 포함될 수 있고, 브릿지 패턴들(222p)은 제2 도전층(204, 도 4 참조)에 포함될 수 있으며, 이 구조는 탑 브릿지 구조라 지칭될 수 있다.
또한, 센서층(200, 도 4 참조)은 교차 패턴들(221p) 및 전극(210)이 배치되지 않은 영역에 배치된 더미 패턴(200D)을 더 포함할 수 있다. 더미 패턴(200D)은 외부에서 전극(210) 및 교차 전극(220)이 시인되는 것을 방지하기 위해 제공되는 구성일 수 있으며, 더미 패턴(200D)은 전기적으로 플로팅된 패턴일 수 있다. 더미 패턴(200D)은 플로팅 패턴 또는 패턴으로 지칭될 수도 있다. 더미 패턴(200D)은 교차 패턴들(221p) 및 전극(210)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
교차 패턴들(221p), 전극(210), 및 더미 패턴(200D) 각각은 메쉬 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 교차 패턴들(221p), 전극(210), 및 더미 패턴(200D) 각각에는 개구가 정의될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 교차 패턴들(221p), 전극(210), 및 더미 패턴(200D) 각각은 투명한 통전극으로 구성될 수도 있다.
도 13에서는 하나의 센싱 단위(200U)의 형상을 예시적으로 도시한 것일 뿐, 하나의 센싱 단위(200U)의 형상이 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전극(210)과 교차 전극(220) 사이에 상호 정전 용량이 형성될 수 있다면, 전극(210)과 교차 전극(220)의 형상, 즉 하나의 센싱 단위(200U)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다. 도 14b는 도 14a에 도시된 전자 장치의 폴딩 사태를 도시한 도면이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 전자 장치(1000-1)는 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)이 정의하는 표시면(DSS)을 포함할 있다. 전자 장치(1000-1)는 표시면(DSS)을 통해 이미지(IM)를 사용자에게 제공할 수 있다.
표시면(DSS)은 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA) 주변의 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 이미지(IM)를 표시하고, 비표시 영역(NDA)은 이미지(IM)를 표시하지 않을 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 영역(DA)의 형상과 비표시 영역(NDA)의 형상은 변형될 수 있다.
전자 장치(1000-1)는 폴딩 영역(FA) 및 복수 개의 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)을 포함할 수 있다. 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)은 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FA)은 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 비폴딩 영역(NFA1), 폴딩 영역(FA), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 제1 방향(DR1)을 따라 전자 장치(1000-1)에 순차적으로 정의될 수 있다.
도 14a에는 하나의 폴딩 영역(FA)과 두 개의 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)이 예시적으로 도시되었으나, 폴딩 영역(FA) 및 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전자 장치(1000-1)는 2개보다 많은 복수 개의 비폴딩 영역들 및 비폴딩 영역들 사이에 배치된 복수 개의 폴딩 영역들을 포함할 수 있다.
도 14b를 참조하면, 전자 장치(1000-1)는 폴딩되거나 언폴딩되는 접이식(폴더블) 전자 장치(1000-1)일 수 있다. 예를 들어, 폴딩 영역(FA)은 제2 방향(DR2)에 평행한 폴딩축(FX)을 기준으로 휘어져, 전자 장치(1000-1)가 폴딩될 수 있다.
전자 장치(1000-1)의 폴딩 시, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역들(NFA2)은 서로 마주보고, 전자 장치(1000-1)는 표시면(DSS)이 외부에 노출되지 않도록 인-폴딩(in-folding)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전자 장치(1000-1)는 표시면(DSS)이 외부에 노출되도록 아웃-폴딩(outer-folding)될 수 있다. 또는 본 발명의 일 실시예에서, 전자 장치(1000-1)는 인-폴딩 및 아웃-폴딩 동작이 반복되도록 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서 전자 장치(1000-1)는 펼침 동작, 인-폴딩 동작, 및 아웃-폴딩 동작 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 14a, 도 14b, 및 도 15를 참조하면, 센서층(200-1)에는 제1 영역(200A1) 및 제2 영역(200A2)이 정의될 수 있다. 센서층(200-1)은 전극들(210) 및 교차 전극들(220)을 포함할 수 있다.
교차 전극들(220)은 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c) 및 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c)은 제1 영역(200A1)에 배치되고, 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)은 제2 영역(200A2)에 배치될 수 있다. 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c)은 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)에 가장 인접한 제1 중간 교차 전극(221c)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 교차 전극들(222, 222c)은 복수의 제1 교차 전극들(221, 221c)에 가장 인접한 제2 중간 교차 전극(222c)을 포함할 수 있다.
제1 중간 교차 전극(221c) 및 제2 중간 교차 전극(222c)은 제1 구동 회로(200C1, 도 6 참조) 및 제2 구동 회로(200C2, 도 6 참조)와 모두 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 중간 교차 전극(221c)과 제2 중간 교차 전극(222c)이 배치된 영역은 센서층(200-1)의 경계 영역(200BA)이라 정의될 수 있다.
제1 영역(200A1) 및 제2 영역(200A2)의 경계에는 폴딩축(FX)이 정의될 수 있다. 즉, 폴딩축(FX)은 경계 영역(200BA)과 중첩할 수 있다. 따라서, 폴딩 영역(FA)도 경계 영역(200BA)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 폴딩 영역(FA)과 경계 영역(200BA)은 중첩할 수 있다. 폴딩 영역(FA)의 면적은 경계 영역(200BA)의 면적보다 넓을 수도 있고, 좁을 수도 있고, 동일할 수도 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 100: 표시층
200: 센서층 200A1: 제1 영역
200A2: 제2 영역 200C1: 제1 구동 회로
200C2: 제2 구동 회로

Claims (20)

  1. 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의된 센서층;
    상기 센서층으로 제1 구동 신호를 제공하고, 상기 센서층의 상기 제1 영역에서 출력된 제1 데이터를 수신하는 제1 구동 회로; 및
    상기 센서층으로 제2 구동 신호를 제공하고, 상기 센서층의 상기 제2 영역에서 출력된 제2 데이터를 수신하는 제2 구동 회로를 포함하고,
    상기 제2 구동 회로는 상기 제2 데이터에 근거한 중간 데이터를 상기 제1 구동 회로에 제공하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터와 상기 중간 데이터를 연산한 결과 데이터를 생성하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센서층은
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로부터 상기 제1 구동 신호를 제공받는 복수의 제1 전극들;
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로부터 상기 제2 구동 신호를 제공받는 복수의 제2 전극들;
    상기 제1 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로 상기 제1 데이터를 제공하는 복수의 제1 교차 전극들; 및
    상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로 상기 제2 데이터를 제공하는 복수의 제2 교차 전극들을 포함하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 교차 전극들은 상기 복수의 제2 교차 전극들과 가장 인접하게 배치된 제1 중간 교차 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제2 교차 전극들은 상기 복수의 제1 교차 전극들과 가장 인접하게 배치된 제2 중간 교차 전극을 포함하고,
    상기 제1 데이터는 상기 제1 중간 교차 전극에서 출력된 제1 교차 데이터를 포함하고, 상기 제2 데이터는 상기 제2 중간 교차 전극에서 출력된 제2 교차 데이터를 포함하고,
    상기 제1 구동 회로는 제1 기간 동안 상기 제1 교차 데이터 및 상기 제2 교차 데이터를 수신하고, 상기 제2 구동 회로는 제2 기간 동안 상기 제1 교차 데이터 및 상기 제2 교차 데이터를 수신하는 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 중간 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하고, 상기 제2 중간 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하는 스위치 회로를 더 포함하는 전자 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 중간 데이터는 상기 제2 구동 회로가 수신한 상기 제1 교차 데이터 및 상기 제2 구동 회로가 수신한 상기 제2 교차 데이터를 포함하는 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 결과 데이터는,
    상기 제1 구동 회로가 상기 제1 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제1 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제1 교차 데이터를 연산한 제1 결과 데이터, 및 상기 제1 구동 회로가 상기 제2 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제2 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제2 교차 데이터를 연산한 제2 결과 데이터를 포함하는 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 결과 데이터는 상기 제1 구동 회로가 상기 제1 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제1 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제1 교차 데이터를 1 대 1로 연산한 결과 값이고,
    상기 제2 결과 데이터는 상기 제1 구동 회로가 상기 제2 중간 교차 전극으로부터 수신한 상기 제2 교차 데이터와 상기 중간 데이터의 상기 제2 교차 데이터를 1 대 1로 연산한 결과 값인 전자 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 중간 데이터는 상기 제2 데이터인 전자 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터의 제1 평균값과 상기 제2 데이터의 제2 평균값을 비교하여 상기 결과 데이터를 생성하는 전자 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 구동 회로는 상기 제1 평균값과 상기 제2 평균값의 차이에 따른 피드백 게인이 저장된 메모리를 더 포함하는 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 결과 데이터는 상기 피드백 게인을 포함하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 결과 데이터를 상기 제2 구동 회로로 출력하는 전자 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 구동 회로는 상기 결과 데이터를 근거로 상기 제2 데이터를 보정하는 전자 장치.
  13. 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의된 센서층;
    상기 제1 영역에 발생된 터치를 감지하는 제1 구동 회로; 및
    상기 제2 영역에 발생된 터치를 감지하는 제2 구동 회로를 포함하고,
    상기 제2 구동 회로는 상기 센서층으로부터 획득한 데이터를 근거로 중간 데이터를 생성하며, 상기 제2 구동 회로는 상기 중간 데이터를 상기 제1 구동 회로로 출력하고,
    상기 제1 구동 회로는 상기 제1 영역으로부터 획득한 데이터와 상기 중간 데이터를 근거로 결과 데이터를 생성하는 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 센서층은
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로부터 제1 구동 신호를 제공받는 복수의 제1 전극들;
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로부터 제2 구동 신호를 제공받는 복수의 제2 전극들;
    상기 제1 영역에 배치되며 상기 제1 구동 회로로 제1 데이터를 제공하는 복수의 제1 교차 전극들; 및
    상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 구동 회로로 제2 데이터를 제공하는 복수의 제2 교차 전극들을 포함하는 전자 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 중간 데이터는 상기 복수의 제1 교차 전극들 중 상기 제2 영역에 가장 인접한 하나의 제1 교차 전극 및 상기 복수의 제2 교차 전극들 중 상기 제1 영역에 가장 인접한 하나의 제2 교차 전극으로부터 획득한 데이터를 포함하는 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 구동 회로는 상기 하나의 제1 교차 전극 및 상기 하나의 제2 교차 전극으로부터 수신한 데이터와 상기 중간 데이터를 연산하여 상기 결과 데이터를 생성하는 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 구동 회로 및 상기 제2 구동 회로를 모두 제어하는 메인 구동부를 더 포함하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 결과 데이터에 대응하는 데이터를 상기 메인 구동부로 제공하는 전자 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 하나의 제1 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하고, 상기 하나의 제2 교차 전극을 상기 제1 구동 회로 또는 상기 제2 구동 회로에 선택적으로 전기적으로 연결하는 스위치 회로를 더 포함하는 전자 장치.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 중간 데이터는 상기 제2 데이터의 평균 값인 전자 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 구동 회로는 상기 제1 데이터의 평균 값과 상기 제2 데이터의 평균 값의 차이에 따른 피드백 게인을 결정하고, 상기 제1 구동 회로는 상기 피드백 게인을 포함하는 상기 결과 데이터를 상기 제2 구동 회로로 출력하고, 상기 제2 구동 회로는 상기 결과 데이터를 근거로 상기 제2 데이터를 보정하는 전자 장치.
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