KR20220140084A - 전자 장치 - Google Patents

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KR20220140084A
KR20220140084A KR1020210045980A KR20210045980A KR20220140084A KR 20220140084 A KR20220140084 A KR 20220140084A KR 1020210045980 A KR1020210045980 A KR 1020210045980A KR 20210045980 A KR20210045980 A KR 20210045980A KR 20220140084 A KR20220140084 A KR 20220140084A
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임상현
김가영
박영민
전현지
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 전자 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장된 제1 감지 전극을 포함하는 입력 센서를 포함하고, 상기 제1 감지 전극은, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 줄기부 및 상기 제1 줄기부로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 가지부를 포함하고, 상기 제1 가지부는 상기 제2 방향에서 서로 반대되는 방향으로 연장된 복수의 제1 가지들 및 복수의 제2 가지들을 포함하고, 상기 제1 가지들의 개수와 상기 제2 가지들의 개수는 동일하다.

Description

전자 장치 {ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 전자 장치의 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. 전자 장치는 전자기 공명(electromagnetic resonance, EMR) 방식을 이용하여 펜의 좌표를 인식하거나, 능동 정전기(active electrostatic, AES) 방식을 이용하여 펜의 좌표를 인식할 수 있다.
본 발명은 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 좌표 정확도가 향상된 입력 센서를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 줄기부와 가지부를 포함하는 감지 전극을 통해 인접한 감지 전극의 신호 감도를 높이고 입력 센서의 좌표 정확도가 향상된 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 다른 전자 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장된 제1 감지 전극을 포함하는 입력 센서를 포함하고, 상기 제1 감지 전극은, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 줄기부 및 상기 제1 줄기부로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 가지부를 포함하고, 상기 제1 가지부는 상기 제2 방향에서 서로 반대되는 방향으로 연장된 복수의 제1 가지들 및 복수의 제2 가지들을 포함하고, 상기 제1 가지들의 개수와 상기 제2 가지들의 개수는 동일하다.
상기 입력 센서에는 상기 제1 감지 전극이 배치된 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접하고 상기 제1 감지 전극에 연결된 신호 배선들이 배치된 주변 영역이 정의될 수 있다.
상기 제1 가지부는 상기 액티브 영역 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 감지 전극은 복수 개로 제공되고, 상기 복수 개의 제1 감지 전극들은 상기 제2 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제1 가지들과 상기 제2 가지들은 상기 제1 줄기부에 직교할 수 있다.
상기 입력 센서는 상기 제1 감지 전극과 직교하고 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 감지 전극을 더 포함하고, 상기 제2 감지 전극은, 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 줄기부 및 상기 제2 줄기부로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 가지부를 포함하고, 상기 제2 가지부는, 서로 반대되는 방향으로 연장되는 복수의 제3 가지들 및 복수의 제4 가지들을 포함하고 상기 제3 가지들의 개수와 상기 제4 가지들의 개수는 동일할 수 있다.
상기 제1 줄기부는 복수의 제1 감지부들 및 상기 복수의 제1 감지부들을 연결하는 복수의 제1 연결부들을 포함하고, 상기 제1 감지부들과 상기 제1 연결부들은 서로 다른층 상에 배치되고, 상기 제2 줄기부는 복수의 제2 감지부들 및 상기 복수의 제2 감지부들을 연결하는 복수의 제2 연결부들을 포함하고, 상기 제2 감지부들과 상기 제2 연결부들은 서로 동일층 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 가지부는 상기 제1 감지부로부터 연장되고, 상기 제2 가지부는 상기 제2 감지부로부터 연장될 수 있다.
상기 입력 센서는 상기 제1 감지 전극에 연결된 제1 신호 라인 및 상기 제2 감지 전극에 연결된 제2 신호 라인을 더 포함하고, 상기 제1 신호 라인 및 상기 제2 신호 라인이 연결된 센서 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 입력 센서의 상기 액티브 영역에는 제1 피치를 각각 가지는 복수 개의 단위 영역들이 정의되고, 상기 단위 영역들 각각에는 적어도 하나의 상기 제1 가지 및 적어도 하나의 상기 제2 가지가 배치될 수 있다.
상기 제1 가지의 끝 단과 상기 제2 가지의 끝 단 사이의 상기 제2 방향으로 직선상의 거리는 제1 폭으로 정의되고, 상기 제1 폭의 길이는 상기 제1 피치의 길이보다 클 수 있다.
상기 제1 줄기부 및 상기 제1 가지부는 각각 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 제1 가지들의 길이와 상기 제2 가지들의 길이는 서로 다를 수 있다.
상기 복수의 제1 가지부들 중 인접한 서로 다른 제1 가지부들에 각각 포함된 서로 다른 제1 가지들은 서로 마주하고, 상기 복수의 제1 가지부들 중 인접한 서로 다른 제1 가지부들에 각각 포함된 서로 다른 제2 가지들은 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다.
상기 복수 개의 제1 줄기부들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 가지들 및 상기 제2 가지들은 상기 제1 줄기부에 인접한 제1 부분 및 상기 줄기부에 비-인접한 제2 부분을 각각 포함하고, 상기 제2 부분의 폭은 상기 제1 부분의 폭보다 클 수 있다.
상기 입력 센서에는 상기 제1 감지 전극이 배치된 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역이 정의되고, 상기 액티브 영역은 제1 단위 영역 및 상기 제1 단위 영역에 인접한 제2 단위 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 줄기부 및 상기 제1 부분은 상기 제1 단위 영역에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 제2 단위 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 가지들의 상기 제2 부분의 형상은 상기 제2 가지들의 상기 제2 부분의 형상과 다를 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 단위 영역들을 포함하는 액티브 영역이 정의되며, 상기 복수의 단위 영역 내에 각각 배치된 복수의 단위 감지 전극들을 포함하는 입력 센서를 포함하고, 제1 방향에서 상기 복수의 단위 영역들 각각의 길이는 상기 제1 방향에서 상기 복수의 단위 감지 전극들 각각의 직선상 최장 길이보다 작다.
상기 복수의 단위 감지 전극들 각각은, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 줄기부 및 상기 제1 줄기부로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 가지부를 포함하고, 상기 제1 가지부는 상기 제2 방향에서 서로 반대되는 방향으로 연장된 복수의 제1 가지들 및 복수의 제2 가지들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 단위 감지 전극들 각각의 직선상 최장 길이는 상기 제1 가지들의 끝 단과 상기 제2 가지들의 끝 단 사이의 제1 방향에서 거리일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 입력 센서의 감지 전극이 줄기부와 줄기부로부터 양방향으로 연장되는 가지부들을 포함하여 인접한 감지 전극들의 신호 감도를 향상시킬 수 있다. 그에 따라서, 본 발명의 일 실시예는 입력 센서를 통해 감지되는 입력 장치의 좌표 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서를 보여주는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면들이다.
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 구성요소들이 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 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"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, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전자 장치(ED)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 전자 장치(ED)는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(ED)는 스마트 워치, 태블릿, 노트북, 컴퓨터, 스마트 텔레비전 등의 전자 장치에 적용될 수 있다.
전자 장치(ED)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면(IS)에 제3 방향(DR3)을 향해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 영상(IM)이 표시되는 표시면(IS)은 전자 장치(ED)의 전면(front surface)과 대응될 수 있다. 영상(IM)은 동적인 영상을 포함하거나 정지 영상을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 영상(IM)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다.
제3 방향(DR3)에서의 전면과 배면 사이의 이격 거리는 전자 장치(ED)의 제3 방향(DR3)에서의 두께와 대응될 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 전자 장치(ED)의 외부에서 제공되는 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 사용자 터치(US)의 제1 입력(TC1)을 감지할 수 있다. 사용자 터치(US)의 제1 입력(TC1)은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들 중 어느 하나 또는 그들의 조합일 수 있다. 본 실시예에서, 사용자 터치(US)의 제1 입력(TC1)은 전면에 인가되는 사용자의 손에 의한 터치 입력인 것을 예로 들어 설명하나, 이는 예시적인 것이며, 상술한 바와 같이 사용자 터치(US)의 제1 입력(TC1)은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 전자 장치(ED)는 전자 장치(ED)의 구조에 따라 전자 장치(ED)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자 터치(US)의 제1 입력(TC1)을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 제2 입력(TC2)을 감지할 수 있다. 제2 입력(TC2)은 사용자 터치(US)의 손 이외의 입력 장치(AP)(예를 들어, 스타일러스 펜, 액티브 펜, 터치 펜, 전자 펜, e-펜 등)에 의한 입력들을 포함할 수 있다.
전자 장치(ED)의 전면은 투과 영역(TA) 및 베젤 영역(BZA)으로 구분될 수 있다. 투과 영역(TA)은 영상(IM)이 표시되는 영역일 수 있다. 사용자는 투과 영역(TA)을 통해 영상(IM)을 시인한다. 본 실시예에서, 투과 영역(TA)은 꼭지점들이 둥근 사각 형상으로 도시되었다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 투과 영역(TA)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)에 인접한다. 베젤 영역(BZA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)을 에워쌀 수 있다. 이에 따라, 투과 영역(TA)의 형상은 실질적으로 베젤 영역(BA)에 의해 정의될 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 생략될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 다양한 실시예들을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM) 및 표시 모듈(DM) 상에 배치된 윈도우(WM)를 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 및 입력 센서(ISP)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시 패널 또는 퀀텀닷(quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다. 유기발광 표시 패널의 발광층은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷, 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시 패널로 설명된다.
도 1a 및 도 1b에서는 전자 장치(ED)가 플랫한 구조를 갖는 것을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 전자 장치(ED)는 폴딩축으로 기준으로 휘어지거나 폴딩될 수 있으며, 또한 슬라이딩 가능한 구조를 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 입력 센서(ISP)는 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 입력 센서(ISP)는 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 센서(ISP)는 연속공정에 의해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 즉, 입력 센서(ISP)가 표시 패널(DP) 상에 직접 배치되는 경우, 접착필름이 입력 센서(ISP)와 표시 패널(DP) 사이에 배치되지 않는다. 또는, 입력 센서(ISP)와 표시 패널(DP) 사이에 내부 접착필름이 배치될 수 있다. 이 경우, 입력 센서(ISP)는 표시 패널(DP)과 연속공정에 의해 제조되지 않으며, 표시 패널(DP)과 별도의 공정을 통해 제조된 후, 내부 접착필름에 의해 표시 패널(DP)의 상면에 고정될 수 있다.
표시 패널(DP)은 영상(IM)을 출력하고, 입력 센서(ISP)는 외부 입력(예컨대, 제1 또는 제2 입력(TC1, TC2)의 좌표 정보를 획득한다.
윈도우(WM)는 영상(IM)을 출사할 수 있는 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 유리, 사파이어, 플라스틱 등으로 구성될 수 있다. 윈도우(WM)는 단일층으로 도시되었으나, 이에 한정하는 것은 아니며 복수 개의 층들을 포함할 수 있다.
미도시되었으나, 윈도우(WM)와 표시 모듈(DM) 사이에는 반사방지층이 더 배치될 수 있다. 반사방지층은 윈도우(WM)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지층은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 하나의 편광필름으로 구현될 수 있다.
표시 모듈(DM)은 전기적 신호에 따라 영상을 표시하고, 외부 입력에 대한 정보를 송/수신할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)으로 정의될 수 있다. 액티브 영역(AA)은 표시 모듈(DM)에서 제공되는 영상을 출사하는 영역으로 정의될 수 있다.
주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)에 인접한다. 예를 들어, 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 주변 영역(NAA)은 다양한 형상으로 정의될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 표시 모듈(DM)의 액티브 영역(AA)은 투과 영역(TA)의 적어도 일부와 대응될 수 있다.
전자 장치(ED)는 메인회로기판(MCB), 연성회로필름(FCB) 및 구동칩(DIC)을 더 포함할 수 있다. 메인회로기판(MCB)은 연성회로필름(FCB)과 접속되어 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 메인회로기판(MCB)은 복수의 구동 소자를 포함할 수 있다. 복수의 구동 소자는 표시 패널(DP)을 구동하기 위한 회로부를 포함할 수 있다. 연성회로필름(FCB)은 표시 패널(DP)에 접속되어 표시 패널(DP)과 메인회로기판(MCB)을 전기적으로 연결한다. 연성회로필름(FCB) 상에는 구동칩(DIC)이 실장될 수 있다.
구동칩(DIC)은 표시 패널(DP)의 화소를 구동하기 위한 구동 소자들 예를 들어, 데이터 구동회로를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연성회로필름(FCB)은 하나로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 복수 개로 제공되어 표시 패널(DP)에 접속될 수 있다. 도 1b에서는 구동칩(DIC)이 연성회로필름(FCB) 상에 실장된 구조를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동칩(DIC)은 표시 패널(DP) 상에 직접 실장될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(DP)의 구동칩(DIC)이 실장된 부분은 밴딩되어 표시 모듈(DM)의 후면에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 구동칩(DIC)은 센서 컨트롤러(TIC, 도 3 참조)를 포함할 수 있다.
입력 센서(ISP)는 연성회로필름(FCB)을 통해 메인회로기판(MCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 표시 모듈(DM)은 입력 센서(ISP)를 메인회로기판(MCB)과 전기적으로 연결하기 위한 별도의 연성회로필름을 추가적으로 포함할 수 있다.
다시 도 1b를 참조하면, 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM)을 수용하는 외부케이스(EDC)를 더 포함한다. 외부케이스(EDC)는 윈도우(WM)와 결합되어 전자 장치(ED)의 외관을 정의할 수 있다. 외부케이스(EDC)는 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하며 표시 모듈(DM)로 침투되는 이물질/수분 등을 방지하여 외부케이스(EDC)에 수용된 구성들을 보호한다. 한편, 본 발명의 일 예로, 외부케이스(EDC)는 복수의 수납 부재들이 결합된 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM)을 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함하는 전자 모듈, 전자 장치(ED)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급모듈, 표시 모듈(DM) 및/또는 외부케이스(EDC)와 결합되어 전자 장치(ED)의 내부 공간을 분할하는 브라켓 등을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 입력 센서(ISP)에 연결된 센서 컨트롤러(TIC)를 더 포함한다. 센서 컨트롤러(TIC)는 입력 센서(ISP)의 구동을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 센서 컨트롤러(TIC)는 메인회로기판(MCB, 도 1b 참조)에 실장될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 센서 컨트롤러(TIC)는 구동칩(DIC, 도 1b 참조)에 내장될 수 있다. 또는 센서 컨트롤러(TIC)는 입력 센서(ISP) 상에 배치될 수도 있다.
입력 센서(ISP)는 복수의 감지 전극들을 포함할 수 있다. 입력 센서(ISP)의 구조에 대해서는 이후 도 5a 내지 도 9b를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
센서 컨트롤러(TIC)는 입력 센서(ISP)의 감지 전극들에 연결될 수 있다. 센서 컨트롤러(TIC)는 제1 입력(TC1) 또는 제2 입력(TC2)을 감지하도록 입력 센서(ISP)를 구동시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 입력 장치(AP)는 하우징(11), 전도성 팁(12) 및 통신 모듈(13)을 포함할 수 있다. 하우징(11)은 펜 형상을 가질 수 있고, 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 전도성 팁(12)은 하우징(11)의 개구된 일측에서 외부로 돌출될 수 있다. 전도성 팁(12)은 입력 장치(AP)에서 입력 센서(ISP)와 직접적으로 접촉되는 부분일 수 있다.
통신 모듈(13)은 송신 회로(13a) 및 수신 회로(13b)를 포함할 수 있다. 송신 회로(13a)는 다운링크 신호(DLS)를 센서 컨트롤러(TIC)로 송신할 수 있다. 다운링크 신호(DLS)는 펜 데이터, 입력 장치(AP)의 위치 정보, 입력 장치(AP)의 기울기, 상태 정보 등을 포함할 수 있다. 센서 컨트롤러(TIC)는 입력 장치(AP)가 입력 센서(ISP)에 접촉될 때, 입력 센서(ISP)를 통해 다운링크 신호(DLS)를 수신할 수 있다.
수신 회로(13b)는 센서 컨트롤러(TIC)로부터 업링크 신호(ULS)를 수신할 수 있다. 업링크 신호(ULS)는 비콘(beacon) 신호, 패널 정보, 프로토콜 버전 등의 정보를 포함할 수 있다. 센서 컨트롤러(TIC)는 입력 장치(AP)의 접근을 감지하기 위해 복수의 전극들로 업링크 신호(ULS)를 공급한다. 입력 장치(AP)가 전자 장치(ED)에 접근해 있으면, 입력 장치(AP)는 복수의 전극들을 통해 업링크 신호(ULS)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(AP)는 펜 전극을 통해 업링크 신호(ULS)를 수신할 수 있다.
입력 장치(AP)는 입력 장치(AP)의 구동을 제어하는 입력 컨트롤러(14)를 더 포함한다. 입력 컨트롤러(14)는 규정된 프로그램에 따라서 동작하도록 구성될 수 있다. 송신 회로(13a)는 입력 컨트롤러(14)로부터 공급된 신호를 수신하여, 입력 센서(ISP)에 의해 센싱 가능한 신호로 변조하고, 수신 회로(13b)는 입력 센서(ISP)의 감지 전극을 통해 수신된 신호를 입력 컨트롤러(14)에 의해 처리 가능한 신호로 변조한다.
입력 장치(AP)는 입력 장치(AP)에 전원을 공급하기 위한 전원 모듈(15)을 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 및 표시 패널(DP) 위에 직접 배치된 입력 센서(ISP)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 회로층(DP_CL), 발광 소자층(DP_ED), 및 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
베이스층(BS)은 회로층(DP_CL)이 배치되는 베이스 면을 제공할 수 있다. 베이스층(BS)은 유리기판, 금속기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
베이스층(BS)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BS)은 합성수지층, 접착층, 및 합성수지층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 합성수지층은 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(DP_CL)은 베이스층(BS) 위에 배치될 수 있다. 회로층(DP_CL)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 베이스층(BS) 위에 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝될 수 있다. 이후, 회로층(DP_CL)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인이 형성될 수 있다.
베이스층(BS)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 형성된다. 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 표시 패널(DP)은 버퍼층(BFL)을 포함하는 것으로 도시되었다.
버퍼층(BFL)은 베이스층(BS)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 또는 금속 산화물을 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 도핑영역과 비-도핑영역을 포함할 수 있다. 도핑영역은 N형 도판트 또는 P형 도판트로 도핑될 수 있다. PMOS의 트랜지스터는 P형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함하고, NMOS의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다.
도핑영역은 비-도핑영역보다 전도성이 크고, 실질적으로 전극 또는 신호 라인의 역할을 할 수 있다. 비-도핑영역은 실질적으로 트랜지스터의 액티브 영역(또는 채널 영역)에 해당할 수 있다. 다시 말해, 반도체 패턴의 일부분은 트랜지스터의 액티브 영역일수 있고, 다른 일부분은 트랜지스터의 소스 영역 또는 드레인 영역일 수 있다.
화소들 각각은 7개의 트랜지스터들, 하나의 커패시터, 및 발광 소자를 포함하는 등가 회로를 가질 수 있으며, 화소의 등가 회로도는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 4에서는 화소에 포함되는 하나의 트랜지스터(TR) 및 발광 소자(EMD)를 예시적으로 도시하였다.
트랜지스터(TR)의 소스 영역(SR), 액티브 영역(CHR), 및 드레인 영역(DR)이 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스 영역(SR) 및 드레인 영역(DR)은 단면 상에서 액티브 영역(CHR)으로부터 서로 반대 방향에 제공될 수 있다. 도 4에는 반도체 패턴과 동일층 상에 배치된 신호 라인(SCL)의 일부분을 도시하였다. 별도로 도시하지 않았으나, 신호 라인(SCL)은 평면 상에서 트랜지스터(TR)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(IL1)은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 복수 개의 화소들에 공통으로 중첩하며, 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(IL1)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다. 제1 절연층(IL1)뿐만 아니라 후술하는 회로층(DP_CL)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(TR)의 게이트(GR)는 제1 절연층(IL1) 위에 배치된다. 게이트(GR)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(GR)는 액티브 영역(CHR)에 중첩한다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(GR)는 마스크로써 기능할 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 제1 절연층(IL1) 위에 배치되며, 게이트(GR)를 커버할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 화소들에 공통으로 중첩할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서 제2 절연층(IL2)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제3 절연층(IL3)은 제2 절연층(IL2) 위에 배치될 수 있으며, 본 실시예에서 제3 절연층(IL3)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제1 연결 전극(CNE1)은 제3 절연층(IL3) 위에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(CNE1)은 제1, 제2, 및 제3 절연층(IL1, IL2, IL3)을 관통하는 콘택홀(CNT1)을 통해 신호 라인(SCL)에 접속될 수 있다.
제4 절연층(IL4)은 제3 절연층(IL3) 위에 배치될 수 있다. 제4 절연층(IL4)은 단층의 실리콘 옥사이드층일 수 있다. 제5 절연층(IL5)은 제4 절연층(IL4) 위에 배치될 수 있다. 제5 절연층(IL5)은 유기층일 수 있다.
제2 연결 전극(CNE2)은 제5 절연층(IL5) 위에 배치될 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제4 절연층(IL4) 및 제5 절연층(IL5)을 관통하는 콘택홀(CNT2)을 통해 제1 연결 전극(CNE1)에 접속될 수 있다.
제6 절연층(IL6)은 제5 절연층(IL5) 위에 배치되며, 제2 연결 전극(CNE2)을 커버할 수 있다. 제6 절연층(IL6)은 유기층일 수 있다. 발광 소자층(DP_ED)은 회로층(DP_CL) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(DP_ED)은 발광 소자(EMD)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(DP_ED)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다. 발광 소자(EMD)는 제1 전극(AE), 발광층(EL), 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다.
제1 전극(AE)은 제6 절연층(IL6) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(IL6)을 관통하는 콘택홀(CNT3)을 통해 제2 연결 전극(CNE2)에 연결될 수 있다.
화소 정의막(IL7)은 제6 절연층(IL6) 위에 배치되며, 제1 전극(AE)의 일부분을 커버할 수 있다. 화소 정의막(IL7)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소 정의막(IL7)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 본 실시예에서 발광 영역(PXA)은 개구부(OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부 영역에 대응하게 정의되었다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다.
발광층(EL)은 제1 전극(AE) 위에 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 개구부(OP)에 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. 제2 전극(CE)에는 공통 전압이 제공될 수 있으며, 제2 전극(CE)은 공통 전극으로 지칭될 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(TFE)은 발광 소자층(DP_ED) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 순차적으로 적층된 무기층, 유기층, 및 무기층을 포함할 수 있으나, 봉지층(TFE)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
무기층들은 수분 및 산소로부터 발광 소자층(DP_ED)을 보호하고, 유기층은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(DP_ED)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(ISP)는 연속된 공정을 통해 표시 패널(DP) 위에 형성될 수 있다. 입력 센서(ISP)는 베이스층(IIL1), 제1 도전층(ICL1), 감지 절연층(IIL2), 제2 도전층(CIL1), 및 커버 절연층(IIL3)을 포함할 수 있다.
베이스층(IIL1)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘옥사이드 중 어느 하나를 포함하는 무기층일 수 있다. 또는 베이스층(IIL1)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이미드 계열 수지를 포함하는 유기층일 수도 있다. 베이스층(IIL1)은 단층 구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(ICL1) 및 제2 도전층(ICL2) 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), 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(IIL2) 및 커버 절연층(IIL3) 중 적어도 하나는 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
감지 절연층(IIL2) 및 커버 절연층(IIL3) 중 적어도 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.
이하, 도 5a 내지 도 7b를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 전극의 구조를 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서를 보여주는 도면들이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면이다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면들이다.
도 5a는 입력 센서의 단위 영역들(UA)을 보여주고, 도 5b는 특정 단위 영역 내의 감지 전극들이 입력 장치를 센싱하는 센싱 동작을 개략적으로 보여준다. 도 6은 도 5a의 단위 영역들(UA) 중 일부 영역 내에 배치된 감지 전극들을 보여주는 도면이다. 도 7a는 도 6의 제1 감지 전극을 보여주는 도면이다. 도 7b는 도 6의 II 내지 II'를 자른 절단면을 보여주는 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 입력 센서(ISP)에는 액티브 영역(AA)과 주변 영역(NAA)이 정의된다. 액티브 영역(AA)은 감지 전극들이 배치되는 영역이다. 액티브 영역(AA)은 복수의 단위 영역들(UA)을 포함할 수 있다. 단위 영역들(UA)은 정사각형 형상으로 도시되었으나 이에 한정되지 않는다. 단위 영역들(UA)은 서로 인접한 5x7의 매트릭스로 배열되도록 도시되었다. 그러나, 이에 반드시 한정되지 않는다.
도 5a 에서, 단위 영역(UA) 내에 배치된 감지 전극들은 생략되었다. 감지 전극들은 도 6에 도시되었다. 입력 센서(ISP)는 제1 신호 라인(SL1) 및 제2 신호 라인(SL2)을 포함할 수 있다. 제1 신호 라인(SL1)은 복수 개로 제공되어 복수 개의 제1 감지 전극(SE1)들에 각각 연결되고, 제2 신호 라인(SL2)은 복수 개로 제공되어 복수 개의 제2 감지 전극(SE2)들에 각각 연결될 수 있다.
제1 신호 라인(SL1) 및 제2 신호 라인(SL2)은 센서 컨트롤러(TIC)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 신호 라인(SL1) 및 제2 신호 라인(SL2)은 각각 제1 감지 전극(SE1) 및 제2 감지 전극(SE2)에 감지된 신호를 센서 컨트롤러(TIC)에 전달 할 수 있다.
제1 신호 라인(SL1)은 제1 감지 전극(SE1)에 의해 감지되는 제1 방향(DR1)의 x좌표에 대한 신호를 센서 컨트롤러(TIC)에 전달하고, 제2 감지 전극(SE2)에 의해 제2 방향(DR2)의 y좌표에 대한 신호를 센서 컨트롤러(TIC)에 전달할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 입력 장치(AP)의 팁이 입력 센서(ISP)의 특정 좌표에 위치하여 특정 구동 파형을 내보내면, 입력 센서(ISP)의 특정 좌표로 인가되는 커패시턴스를 통해 해당 좌표의 감지 전극들로 신호가 이동한다. 센서 컨트롤러(TIC)에서는 감지 전극의 각 채널에서 받은 신호의 크기를 비교하여 입력 장치(AP)의 x좌표 및 y좌표를 산출할 수 있다. 여기에서, 채널은 일 방향으로 나열된 단위 영역들(UA)의 그룹에 해당할 수 있다. 도 5a 에서, 제1 방향(DR1)의 x축 채널은 7개로 도시되고, 제2 방향(DR2)의 y축 채널은 5개로 도시되었으나 반드시 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 입력 장치(AP)의 입력 센서(ISP) 상의 좌표(x, y)를 계산하는 방법은 무게 중심법을 사용할 수 있다. 무게 중심법은 입력 장치(AP)의 물리적 위치, 입력 장치(AP)가 위치한 특정 감지 전극의 물리적 위치 및 입력 장치와 입력 장치가 위치한 특정 감지 전극간의 커패시턴스를 기초로 좌표를 산출할 수 있다.
무게 중심법을 통해 정확한 좌표를 산출하기 위해서는 입력 장치(AP)가 위치한 특정 감지 전극에서 인식되는 신호 외에도 특정 감지 전극에 인접한 인접 감지 전극에서 인식되는 신호도 일정 수준 이상 발생하여야 한다. 이는 입력 장치(AP)의 미세한 움직임을 감지하기 위함이다. 예를 들어, 인접 감지 전극에서 인식되는 신호의 크기는 전체 신호의 크기의 약 15%일 수 있다.
본 실시예에서, 특정 감지 전극이 위치하는 특정 단위 영역은 제1 단위 영역(UA1)이고, 인접 감지 전극이 위치하는 인접 단위 영역은 제2 단위 영역(UA2)으로 설명할 수 있다.
본 발명은 인접 단위 영역의 인접 감지 전극이 입력 장치가 위치하는 특정 단위 영역의 특정 감지 전극과 밀접하게 배치되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 단위 영역(UA2)에 배치되는 인접 감지 전극은 일부분이 특정 감지 전극이 배치되는 제1 단위 영역(UA1)까지 연장되는 형상 또는 패턴을 가질 수 있다. 즉, 인접 감지 전극의 줄기로부터 연장되는 가지들은 제2 단위 영역(UA2)을 벗어나 특정 감지 전극에 인접하도록 제1 단위 영역(UA1)까지 연장될 수 있다. 도 6 및 도 7a를 통해 보다 자세히 설명한다.
도 6을 참조하면, 입력 센서(ISP)는 제1 감지 전극(SE1) 및 제2 감지 전극(SE2)을 포함할 수 있다. 제1 감지 전극(SE1)은 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제2 감지 전극(SE2)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제1 감지 전극(SE1)은 복수 개로 제공되어 제2 방향(DR2)으로 배열되고, 제2 감지 전극(SE2)은 복수 개로 제공되어 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다.
즉, 제1 감지 전극(SE1)과 제2 감지 전극(SE2)은 서로 직교하여 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 감지 전극(SE1)과 제2 감지 전극(SE2)의 형상은 동일한 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 제1 감지 전극(SE1)과 제2 감지 전극(SE2)의 형상은 다를 수 있다.
도 6에서, 하나의 단위 영역(UA) 내에는 제1 감지 전극(SE1) 및 제2 감지 전극(SE2)이 서로 교차하도록 배치될 수 있다.
도 7a는 도 6에 도시된 제1 감지 전극(SE1)들 중 하나를 보여준다. 도 6에서는 제1 감지 전극(SE1)을 설명한다. 본 발명에서 제2 감지 전극(SE2)은 제1 감지 전극(SE1)과 동일한 형상을 가지는 것으로 설명한다.
도 7a는 제1 단위 영역(UA1) 및 인접한 제2 단위 영역(UA2)에 걸쳐서 배치되는 제1 감지 전극(SE1)의 일부를 도시한다. 이하, 제1 감지 전극(SE1)만을 설명하지만, 제2 감지 전극(SE2)도 동일한 구조로 설명될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 제1 감지 전극(SE1)은 제1 줄기부(100) 및 제1 가지부(200)를 포함한다. 제1 줄기부(100)는 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제1 줄기부(100)는 제1 방향(DR1)으로 배열되는 복수의 제1 단위 영역들(UA1)로 형성되는 채널을 따라 연장될 수 있다.
제1 가지부(200)는 제1 줄기부(100)로부터 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제1 가지부(200)는 제1 줄기부(100)로부터 제2 방향(DR2)에서 서로 반대 방향으로 각각 연장되는 제1 가지(210) 및 제2 가지(220)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 가지(210) 및 제2 가지(220)는 제1 줄기부(100)와 직교할 수 있다. 제1 가지(210) 및 제2 가지(220)는 모두 복수 개로 제공될 수 있다.
제1 줄기부(100)는 복수의 제1 감지부들(110) 및 복수의 제1 연결부들(120)을 포함한다. 복수의 제1 감지부들(110)은 근접하는 입력 장치(AP, 도 5b 참조)를 감지할 수 있다. 복수의 제1 연결부들(120)은 인접하는 제1 감지부들(110)을 서로 연결시킬 수 있다.
제1 가지부(200)는 제1 감지부(110)로부터 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 동일한 제1 감지부(110)로부터 각각 연장되는 제1 가지들(210)의 개수와 제2 가지들(220)의 개수는 서로 동일할 수 있다. 제1 가지들(210)과 제2 가지들(220)은 제1 줄기부(100)를 기준으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다. 제1 가지들(210)과 제2 가지들(220)은 제1 방향(DR1)에서 서로 이격될 수 있다.
도 7a에서, 제1 단위 영역(UA1)에는 하나의 제1 연결부(120), 제1 연결부에 연결된 복수의 제1 감지부들(110) 및 복수의 제1 감지부들(110) 각각에서 연장되는 적어도 하나의 제1 가지(210) 및/또는 제2 가지(220)가 배치될 수 있다.
제1 단위 영역(UA1) 각각은 제1 피치(PT1)를 가진다. 여기에서, 제1 피치(PT1)는 일방향에서의 제1 단위 영역(UA1)의 직선상의 길이에 해당할 수 있다. 제1 단위 영역(UA1)은 정사각형 모양으로 도시된 바, 제1 피치(PT1)는 직선상에서 제1 방향(DR1)의 길이 또는 제2 방향(DR2)의 길이에 해당할 수 있다. 예를 들어, 제1 피치(PT1)는 4mm일 수 있다. 제1 단위 영역(UA1)과 인접한 제2 단위 영역(UA2)은 제2 피치(미도시)를 가질 수 있다. 제2 피치는 제1 피치(PT1)와 동일할 수 있다. 즉, 모든 단위 영역들(UA)은 동일한 피치를 가질 수 있다.
본 실시예에서, 제1 감지 전극(SE1)의 제2 방향(DR2)에서의 직선상 최장 길이는 제1 가지(210)의 제1 끝 단(EZ1)과 제2 가지(220)의 제2 끝 단(EZ2) 사이의 제2 방향(DR2)에서의 직선상 거리와 동일할 수 있다. 여기에서, 제1 가지(210)의 제1 끝 단(EZ1)과 제2 가지(220)의 제2 끝 단(EZ2) 사이의 거리는 제1 폭(WT1)으로 정의될 수 있다.
제1 폭(WT1)은 제1 피치(PT1)보다 클 수 있다. 즉, 제1 감지 전극(SE1)의 제1 가지부(200)는 제1 단위 영역(UA1) 및 제2 단위 영역(UA2)에 배치될 수 있다. 제1 끝 단(EZ1)과 제2 끝 단(EZ2)은 제2 단위 영역(UA2)에 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 가지(210) 및 제2 가지(220)는 제1 단위 영역(UA1)을 넘어 제2 단위 영역(UA2)까지 연장될 수 있다.
제1 가지(210)의 제2 방향(DR2)의 길이와 제2 가지(220)의 제2 방향(DR2)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제1 가지(210)와 제2 가지(220)형상은 서로 다를 수 있다.
도 7b는 도 6의 II 내지 II'를 자른 절단면의 단면도를 도시한다. 도 7b에서, 제1 감지부(110)와 제1 연결부(120)는 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 감지부(110)는 감지 절연층(IIL2) 상에 배치되고, 제1 연결부(120)는 베이스층(IIL1) 상에 배치될 수 있다. 제1 감지부(110)와 제1 연결부(120)는 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 감지 전극(SE2, 도 6 참조)의 제2 연결부(120-1)는 제2 감지부(110-1)와 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 제1 감지부(110)와 제2 감지부(110-1)는 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 감지부(110)와 제2 연결부(120-1)는 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면들이다. 도 8a 및 도 8b는 도 7a와 다른 형태를 가지는 줄기부 및 가지부를 보여준다.
도 8a 및 도 8b에서, 제1 줄기부(100)는 제1 방향(DR1)으로 지그재그 형태로 연장될 수 있다. 즉, 제1 줄기부(100)의 제1 감지부들(110)은 제1 연결부(120)를 중심으로 점대칭 형태를 가질 수 있다. 또한, 제1 감지부들(110)은 인접한 제1 단위 영역들(UA1)간 경계를 중심으로 서로 비틀린 형상을 가질 수 있다.
도 8a에서, 제1 감지 전극(SE1)은 제1 신호 라인(SL1)과 연결될 수 있다. 제2 감지 전극(SE2)은 제2 신호 라인(SL2)과 연결될 수 있다. 제1 신호 라인(SL1) 및 제2 신호 라인(SL2)은 주변 영역(NAA, 도 5a 참조)에 배치될 수 있다.
도 8b에서, 제1 가지(210)는 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 가질 수 있다. 제2 가지(220)는 제1 부분(P1-1) 및 제2 부분(P2-1)을 가질 수 있다.
제1 부분(P1, P1-1)은 제1 줄기부(100)와 인접하고 제2 부분(P2, P2-1)은 제1 줄기부(100)와 비인접하고 제1 부분(P1, P1-1)과 인접하다. 제1 부분(P1, P1-1)은 제1 줄기부(100)로부터 직접 연장되고, 제2 부분(P2, P2-1)은 제1 부분(P1, P1-1)에서 연장될 수 있다.
제1 부분(P1, P1-1)은 제1 단위 영역(UA1)에 배치되고, 제2 부분(P2, P2-1)은 제2 단위 영역(UA2)에 배치될 수 있다.
제2 부분(P2, P2-1)의 폭(WT2)은 제1 부분(P1, P1-1)의 폭(WT3)보다 클 수 있다. 제1 부분(P1, P1-1)의 형상과 제2 부분(P2, P2-1)의 형상은 서로 다를 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서 제2 부분(P2, P2-1)의 형상은 직사각형으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 제2 부분(P2, P2-1)의 형상은 제2 단위 영역(UA2) 내에서 인접한 제1 감지 전극을 침범하지 않는 한 자유롭게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 부분(P2, P2-1)의 형상은 동그라미, 세모 또는 알파벳 와이(Y) 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 가지(210)의 제2 부분(P2)의 형상과 제2 가지(220)의 제2 부분(P2-1)의 형상은 서로 다를 수 있다.
제1 감지 전극(SE1)의 제2 방향(DR2)의 길이인 제1 폭(WT1)의 길이는 제1 단위 영역(UA1)의 제1 피치(PT1)의 길이보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 폭(WT1)의 길이는 제1 피치(PT1)의 길이보다 제1 가지의 제2 부분(P2)과 제2 가지의 제2 부분(P2-1)의 제2 방향(DR2)의 길이를 합한 것만큼 클 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 감지 전극을 보여주는 도면들이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 감지 전극(SE1) 및 제2 감지 전극(SE2) 각각은 복수 개의 줄기부들 및 복수 개의 가지부들을 포함할 수 있다.
하나의 제1 감지 전극(SE1)은 복수의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)을 포함하고, 하나의 제2 감지 전극(SE2)은 복수의 제2 서브 감지 전극들(SE2-1, SE2-2)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 및 복수의 제2 서브 감지 전극들(SE2-1, SE2-2)은 각각 2개로 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각은 제1 줄기부(100) 및 제1 가지부(200)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 서브 감지 전극들(SE2-1, SE2-2) 각각은 제2 줄기부 및 제2 가지부를 포함할 수 있다. 복수의 제2 서브 감지 전극들(SE2-1, SE2-2)은 복수의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)과 동일한 구조 및 형상을 가지고 복수의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)에 직교할 수 있다.
복수의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각의 제1 줄기부(100)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)은 제1 신호 라인(SL1)과 연결될 수 있다.
도 9b는 제1 단위 영역(UA1)에 배치된 제1 감지 전극(SE1)의 일부를 도시한다. 일 실시예에 따른 제1 감지 전극(SE1)은 나란하게 배치되는 두 개의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)을 포함할 수 있다. 두 개의 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2)은 서로 대칭되게 배치될 수 있다. 제1 서브 감지 전극(SE1-1, SE1-2)은 제2 방향(DR2)에서 서로 반대 방향으로 연장되는 제1 가지들(210) 및 제2 가지들(220)을 포함할 수 있다.
제1 가지들(210)과 제2 가지들(220)의 형상은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 가지들(210)과 제2 가지들(220)의 제2 방향(DR2)에서 길이는 서로 다를 수 있다. 서로 다른 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각의 제1 가지들(210)은 서로 마주할 수 있다. 서로 다른 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각의 제2 가지들(220)은 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다. 서로 다른 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각의 제2 가지들(220)은 제1 단위 영역(UA1)을 사이에 두고 떨어져 있는 서로 다른 제2 단위 영역(UA2, UA2-1)까지 각각 연장될 수 있다.
제2 가지들(220) 각각은 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 포함할 수 있다. 제2 부분(P2)은 제2 단위 영역(UA2)에 배치될 수 있다. 서로 다른 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각의 제2 부분(P2)은 제1 단위 영역(UA1)을 사이에 두고 떨어져 있는 서로 다른 제2 단위 영역(UA2, UA2-1)에 각각 배치될 수 있다.
서로 다른 제1 서브 감지 전극들(SE1-1, SE1-2) 각각의 제2 부분(P2)은 각각 엣지(EZ2-1, EZ2-2)를 포함한다. 제2 방향(DR2)에서 두 엣지(EZ2-1, EZ2-2) 사이의 직선 길이는 제1 폭(WT1)으로 정의될 수 있다. 제1 폭(WT1)의 길이는 제1 단위 영역(UA1)의 제1 피치(PT1)의 길이 보다 크다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 입력 센서(ISP)는 제1 단위 영역(UA1)에 배치되어 인접한 제2 단위 영역(UA2)까지 확장되는 제1 가지부(200)를 포함하는 제1 감지 전극(SE1)을 포함한다. 입력 센서(ISP)는 제1 감지 전극(SE1)과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 감지 전극(SE2)을 포함한다. 제2 감지 전극(SE2)의 구조 또는 패턴은 따로 도시하여 설명하지 않았으나 제1 감지 전극(SE1)의 구조 또는 패턴과 동일할 수 있다. 즉, 제2 감지 전극(SE2)은 제2 줄기부로부터 직교하는 방향으로 연장되는 제2 가지부를 포함하고 제2 가지 부는 인접한 제2 단위 영역까지 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 단위 영역에 배치된 특정 감지 전극에서 입력 장치의 신호를 인식할 때, 정확한 좌표 측정을 위해 필요한 인접한 단위 영역에 배치된 인접 감지 전극의 신호를 효과적으로 인식할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예는 인접 단위 영역의 인접 감지 전극으로부터 특정 감지 전극이 배치된 단위 영역까지 연장된 인접 감지 전극의 가지부의 신호를 인접 신호로 인식함으로써 인접 감지 전극에서 인식되는 인접 신호의 크기를 충분히 확보할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
ED: 전자 장치
DP: 표시 패널
ISP: 입력 센서
SE1: 제1 감지 전극
SE2: 제2 감지 전극
100: 제1 줄기부
200: 제1 가지부
210: 제1 가지
220: 제2 가지

Claims (22)

  1. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 제1 방향으로 연장된 제1 감지 전극을 포함하는 입력 센서를 포함하고,
    상기 제1 감지 전극은,
    상기 제1 방향으로 연장되는 제1 줄기부; 및
    상기 제1 줄기부로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 가지부를 포함하고,
    상기 제1 가지부는,
    상기 제2 방향에서 서로 반대되는 방향으로 연장된 복수의 제1 가지들 및 복수의 제2 가지들을 포함하고, 상기 제1 가지들의 개수와 상기 제2 가지들의 개수는 동일한 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력 센서에는 상기 제1 감지 전극이 배치된 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접하고 상기 제1 감지 전극에 연결된 신호 배선들이 배치된 주변 영역이 정의된 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 가지부는 상기 액티브 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 감지 전극은 복수 개로 제공되고, 상기 복수 개의 제1 감지 전극들은 상기 제2 방향으로 배열되는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 가지들과 상기 제2 가지들은 상기 제1 줄기부에 직교하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 입력 센서는 상기 제1 감지 전극과 직교하고 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 감지 전극을 더 포함하고,
    상기 제2 감지 전극은,
    상기 제2 방향으로 연장되는 제2 줄기부; 및
    상기 제2 줄기부로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 가지부를 포함하고,
    상기 제2 가지부는,
    서로 반대되는 방향으로 연장되는 복수의 제3 가지들 및 복수의 제4 가지들을 포함하고 상기 제3 가지들의 개수와 상기 제4 가지들의 개수는 동일한 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 줄기부는 복수의 제1 감지부들 및 상기 복수의 제1 감지부들을 연결하는 복수의 제1 연결부들을 포함하고, 상기 제1 감지부들과 상기 제1 연결부들은 서로 다른층 상에 배치되고,
    상기 제2 줄기부는 복수의 제2 감지부들 및 상기 복수의 제2 감지부들을 연결하는 복수의 제2 연결부들을 포함하고, 상기 제2 감지부들과 상기 제2 연결부들은 서로 동일층 상에 배치되는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 가지부는 상기 제1 감지부로부터 연장되고, 상기 제2 가지부는 상기 제2 감지부로부터 연장되는 전자 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 입력 센서는 상기 제1 감지 전극에 연결된 제1 신호 라인 및 상기 제2 감지 전극에 연결된 제2 신호 라인을 더 포함하고,
    상기 제1 신호 라인 및 상기 제2 신호 라인이 연결된 센서 컨트롤러를 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 입력 센서의 상기 액티브 영역에는 제1 피치를 각각 가지는 복수 개의 단위 영역들이 정의되고,
    상기 단위 영역들 각각에는 적어도 하나의 상기 제1 가지 및 적어도 하나의 상기 제2 가지가 배치되는 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 가지의 끝 단과 상기 제2 가지의 끝 단 사이의 상기 제2 방향으로 직선상의 거리는 제1 폭으로 정의되고,
    상기 제1 폭의 길이는 상기 제1 피치의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 줄기부 및 상기 제1 가지부는 각각 복수 개로 제공되는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 가지들의 길이와 상기 제2 가지들의 길이는 서로 다른 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 제1 가지부들 중 인접한 서로 다른 제1 가지부들에 각각 포함된 서로 다른 제1 가지들은 서로 마주하고,
    상기 복수의 제1 가지부들 중 인접한 서로 다른 제1 가지부들에 각각 포함된 서로 다른 제2 가지들은 서로 반대 방향으로 연장되는 전자 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 복수 개의 제1 줄기부들은 서로 전기적으로 연결된 전자 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 가지들 및 상기 제2 가지들은 상기 제1 줄기부에 인접한 제1 부분 및 상기 줄기부에 비-인접한 제2 부분을 각각 포함하고,
    상기 제2 부분의 폭은 상기 제1 부분의 폭보다 큰 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 입력 센서에는 상기 제1 감지 전극이 배치된 액티브 영역 및 상기 액티브 영역에 인접한 주변 영역이 정의되고, 상기 액티브 영역은 제1 단위 영역 및 상기 제1 단위 영역에 인접한 제2 단위 영역을 포함하는 전자 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 줄기부 및 상기 제1 부분은 상기 제1 단위 영역에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 제2 단위 영역에 배치되는 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 가지들의 상기 제2 부분의 형상은 상기 제2 가지들의 상기 제2 부분의 형상과 다른 전자 장치.
  20. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 단위 영역들을 포함하는 액티브 영역이 정의되며, 상기 복수의 단위 영역 내에 각각 배치된 복수의 단위 감지 전극들을 포함하는 입력 센서를 포함하고,
    제1 방향에서 상기 복수의 단위 영역들 각각의 길이는 상기 제1 방향에서 상기 복수의 단위 감지 전극들 각각의 직선상 최장 길이보다 작은 전자 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 복수의 단위 감지 전극들 각각은,
    상기 제1 방향으로 연장되는 제1 줄기부 및 상기 제1 줄기부로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 가지부를 포함하고,
    상기 제1 가지부는 상기 제2 방향에서 서로 반대되는 방향으로 연장된 복수의 제1 가지들 및 복수의 제2 가지들을 포함하는 전자 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복수의 단위 감지 전극들 각각의 직선상 최장 길이는 상기 제1 가지들의 끝 단과 상기 제2 가지들의 끝 단 사이의 제1 방향에서 거리인 전자 장치.
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