KR20220147179A - 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

전자 장치는 스캔 배선, 데이터 배선, 발광 제어 배선, 화소를 포함하는 표시층, 상기 표시층을 구동하며, 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선으로 신호들을 각각 제공하는 표시 구동부, 상기 표시층 위에 배치되며, 제1 센싱 주파수로 구동하는 제1 센싱 모드 또는 상기 제1 센싱 주파수와 상이한 제2 센싱 주파수로 구동하는 제2 센싱 모드로 동작하는 센서층, 및 상기 센서층을 구동하는 센서 구동부를 포함할 수 있다. 상기 센서층이 상기 제1 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 센서층이 상기 제2 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호와 파형이 상이한 제2 발광 제어 신호를 출력할 수 있다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 근접 센싱 기능을 갖는 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 발명의 근접 센싱 기능을 갖는 센서층을 포함하는 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 스캔 배선, 데이터 배선, 발광 제어 배선, 화소를 포함하는 표시층, 상기 표시층을 구동하며, 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선으로 신호들을 각각 제공하는 표시 구동부, 상기 표시층 위에 배치되며, 제1 센싱 주파수로 구동하는 제1 센싱 모드 또는 상기 제1 센싱 주파수와 상이한 제2 센싱 주파수로 구동하는 제2 센싱 모드로 동작하는 센서층, 및 상기 센서층을 구동하는 센서 구동부를 포함할 수 있다. 상기 센서층이 상기 제1 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 센서층이 상기 제2 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호와 파형이 상이한 제2 발광 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 제2 센싱 주파수는 상기 제1 센싱 주파수보다 낮고, 상기 제2 센싱 모드는 전자 장치의 표면에서 이격된 오브젝트(호버링 오브젝트)를 검출하는 근접 센싱 모드일 수 있다.
상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 화소는 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제1 구동 전류는 상기 제2 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제2 구동 전류보다 클 수 있다.
상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수보다 많을 수 있다.
상기 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 상기 제2 활성화 구간들 각각의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이보다 길 수 있다.
상기 화소는 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제1 구동 전류는 상기 제2 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제2 구동 전류보다 작을 수 있다.
상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수와 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수는 서로 동일할 수 있다.
상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 서로 동일할 수 있다.
상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들은 제1 서브 활성화 구간 및 상기 제1 서브 활성화 구간보다 짧은 길이를 갖는 제2 서브 활성화 구간을 포함할 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 감지 신호들을 수신하고, 상기 센서 구동부는 상기 감지 신호들을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하고, 상기 센서 구동부는 상기 감지 신호들 중 상기 제2 서브 활성화 구간을 포함하는 구간에 센싱된 감지 신호들에 가중치를 두어 상기 디지털 데이터로 변환할 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 감지 신호들을 수신하고, 상기 센서 구동부는 상기 감지 신호들을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하고, 상기 제2 서브 활성화 구간을 포함하는 구간에서 센싱된 감지 신호들을 샘플링하는 횟수는 상기 제1 서브 활성화 구간을 포함하는 구간에서 센싱된 감지 신호들을 샘플링하는 횟수보다 많을 수 있다.
상기 표시층은 제1 표시 영역 및 상기 제1 표시 영역과 인접한 제2 표시 영역을 포함하고, 상기 발광 제어 배선은 상기 제1 표시 영역에 배치된 제1 발광 제어 배선 상기 제2 표시 영역에 배치된 제2 발광 제어 배선을 포함하고, 상기 센서층이 상기 제1 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 센서층이 상기 제2 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제2 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 스캔 배선, 데이터 배선, 발광 제어 배선, 화소를 포함하는 표시층, 상기 표시층을 구동하며, 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선으로 신호들을 각각 제공하는 표시 구동부, 상기 표시층 위에 배치되며, 외부 입력을 감지하는 센서층, 및 상기 센서층을 구동하는 센서 구동부를 포함하고, 상기 센서층이 터치 센싱 모드에서 근접 센싱 모드로 진입 시, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 출력되는 제1 발광 제어 신호의 파형을 변경한 제2 발광 제어 신호를 생성하고, 상기 제2 발광 제어 신호를 상기 발광 제어 배선으로 출력할 수 있다.
상기 터치 센싱 모드에서 상기 센서층은 제1 센싱 주파수로 구동되고, 상기 근접 센싱 모드에서 상기 센서층은 상기 제1 센싱 주파수보다 낮은 제2 센싱 주파수로 구동될 수 있다.
상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수보다 많고, 상기 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 상기 제2 활성화 구간들 각각의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수와 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수는 서로 동일하고, 상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 서로 동일하고, 상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들은 제1 서브 활성화 구간 및 상기 제1 서브 활성화 구간보다 짧은 길이를 갖는 제2 서브 활성화 구간을 포함할 수 있다.
상기 화소는 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제1 구동 전류는 상기 제2 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제2 구동 전류와 상이할 수 있다.
상기 표시층은 제1 표시 영역 및 상기 제1 표시 영역과 인접한 제2 표시 영역을 포함하고, 상기 발광 제어 배선은 상기 제1 표시 영역에 배치된 제1 발광 제어 배선 상기 제2 표시 영역에 배치된 제2 발광 제어 배선을 포함하고, 상기 센서층이 상기 터치 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 센서층이 상기 근접 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제2 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호 또는 x+1번째 제2 발광 제어 신호를 출력할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 센서층이 근접 센싱 모드로 동작할 때, 메인 구동부는 표시 구동부를 제어하여 표시층에 제공되는 발광 제어 신호의 파형이 조절될 수 있다. 발광 제어 신호의 파형이 조절됨에 따라, 근접 센싱 모드에서 센서층에서 획득된 신호의 노이즈가 감소되어 근접 센싱 성능이 향상될 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 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 표시 구동부의 블록도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 화소를 구동하기 위한 전송 신호들의 파형도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 센서층에 제공되는 전송 신호들의 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 센싱 모드에서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호들의 파형도이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호들의 파형도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
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.
"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, 노트북, 텔레비전, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1에서는 전자 장치(1000)가 휴대폰인 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. 표시층(100)은 표시 패널로 지칭될 수 있다.
센서층(200)은 표시층(100) 위에 배치될 수 있다. 센서층(200)은 외부에서 인가되는 외부 입력(2000 또는 3000)을 감지할 수 있다. 외부 입력(2000 또는 3000)은 정전 용량에 변화를 제공할 수 있는 입력 수단을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서층(200)은 사용자의 신체와 같은 패시브 타입의 입력 수단뿐만 아니라, 전송 신호를 제공하는 액티브 타입의 입력 수단에 의한 입력도 감지할 수 있다. 센서층(200)은 센서, 터치층, 터치 패널, 또는 입력 감지층, 또는 입력 감지 패널로 지칭될 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. 메인 구동부(1000C)은 그래픽 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
표시 구동부(100C)는 표시층(100)을 구동할 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)를 근거로 표시층(100)의 구동을 제어하는 스캔 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 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 센서층(200)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.
센서 구동부(200C)는 센서층(200)으로부터 수신한 신호에 근거하여 전자 장치(1000)의 표면(1000SF)으로부터 이격된 오브젝트(3000)의 접근을 감지할 수 있다. 이격된 오브젝트(3000)는 호버링 오브젝트로 지칭될 수 있다. 이격된 오브젝트(3000)의 일 예로 전자 장치(1000)에 접근하는 사용자의 귀가 도시되었다. 하지만, 이는 일 예일 뿐, 오브젝트(3000)는 사용자의 얼굴일 수도 있다. 센서 구동부(200C)는 근접 물체 감지 정보를 갖는 근접 센싱 신호(I-NS)를 메인 구동부(1000C)에 제공할 수 있다. 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 신호(I-NS)에 근거하여 표시층(100)에 표시되는 이미지의 휘도를 감소시키거나, 표시층(100)에 이미지가 표시되지 않도록 표시 구동부(100C)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 신호(I-NS)에 근거하여 전자 장치(1000)의 화면을 오프할 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 배선 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 배선이 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, 제1 영역은 실질적으로 전극 또는 신호 배선의 역할을 할 수 있다. 제2 영역은 실질적으로 트랜지스터의 액티브(또는 채널)에 해당할 수 있다. 다시 말해, 반도체 패턴의 일부분은 트랜지스터의 액티브일수 있고, 다른 일부분은 트랜지스터의 소스 또는 드레인일 수 있고, 또 다른 일부분은 연결 전극 또는 연결 신호 배선일 수 있다.
화소들 각각은 7개의 트랜지스터들, 하나의 커패시터, 및 발광 소자(100PE)를 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.
센서층(200)과 제2 전극(CE) 사이에는 기생 정전 용량(Cb)이 발생될 수 있다. 기생 정전 용량(Cb)은 베이스 정전 용량으로 지칭될 수도 있다. 센서층(200)과 제2 전극(CE)의 거리가 가까워짐에 따라 기생 정전 용량(Cb) 값은 증가될 수 있다. 기생 정전 용량(Cb)이 커지면 커질수록 기준 값 대비 정전 용량의 변화량의 비율이 작아질 수 있다. 정전 용량의 변화량은 입력 수단, 예를 들어, 사용자 신체(3000, 도 2 참조), 에 의한 입력 전과 입력 후 사이에 발생하는 정전 용량의 변화를 의미한다.
센서층(200)으로부터 감지된 신호를 처리하는 감지 구동회로(200C, 도 2 참조)는 감지된 신호에서 기생 정전 용량(Cb)에 대응하는 값을 제거하는 레벨링 동작을 수행할 수 있다. 상기 레벨링 동작에 의해 기준 값 대비 정전 용량의 변화량의 비율은 증가되어 센싱 감도가 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 표시 구동부의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 표시층(100)은 복수의 제1 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 제2 스캔 배선들(GL1-GLn), 복수의 제3 스캔 배선들(HL1-HLn), 복수의 발광 제어 배선들(EL1-ELn), 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm), 및 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 제2 스캔 배선들(GL1-GLn), 복수의 제3 스캔 배선들(HL1-HLn), 및 복수의 발광 제어 배선들(EL1-ELn) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되고, 복수의 제1 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 제2 스캔 배선들(GL1-GLn), 복수의 제3 스캔 배선들(HL1-HLn), 및 복수의 발광 제어 배선들(EL1-ELn) 각각은 제2 방향(DR2)으로 이격되어 배열될 수 있다. 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되고, 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm) 각각은 제1 방향(DR1)으로 이격되어 배열될 수 있다.
표시 구동부(100C)는 신호 제어 회로(100C1), 스캔 구동 회로(100C2), 발광 구동 회로(100C3), 및 데이터 구동 회로(100C4)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 제3 제어 신호 (ECS)를 생성하고, 제3 제어 신호(ECS)를 발광 구동 회로(100C3)로 출력할 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(100C4)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 구동 신호(DS)를 데이터 구동 회로(100C4)로 출력할 수 있다. 제1 제어 신호(CONT1) 및 제2 제어 신호(CONT2)는 스캔 구동 회로(100C2) 및 데이터 구동 회로(100C4)의 동작에 필요한 신호로써 특별히 제한되지 않는다.
스캔 구동 회로(100C2)는 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)에 응답해서 복수의 제1 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 제2 스캔 배선들(GL1-GLn), 복수의 제3 스캔 배선들(HL1-HLn)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.
발광 구동 회로(100C3)는 신호 제어 회로(100C1)로부터 제3 제어 신호(ECS)를 수신한다. 발광 구동 회로(100C3)는 제3 제어 신호(ECS)에 응답해서 발광 제어 배선들(EL1-ELn)로 발광 제어 신호들을 출력할 수 있다.
데이터 구동 회로(100C4)는 신호 제어 회로(100C1)로부터의 제2 제어 신호(CONT2), 수평동기신호(Hsync), 및 구동 신호(DS)에 응답해서 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm)로 계조 전압을 출력할 수 있다. 데이터 구동 회로(100C4)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(100C4)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 4 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수도 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다. 도 6b는 도 6a에 도시된 화소를 구동하기 위한 전송 신호들의 파형도이다.
도 6a 및 도 6b을 참조하면, j번째 데이터 배선(DLj), i번째 제1 스캔 배선(SLi), 제 i번째 제2 스캔 배선(GLi), i번째 제3 스캔 배선(HLi)에 연결된 화소(PXij)를 예시적으로 도시하였다.
본 실시예에서 화소(PXij)는 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 내지 T7), 커패시터(Cst), 및 발광 소자(EE)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 및 제5 트랜지스터(T5) 내지 제7 트랜지스터(T7)은 P타입의 트랜지스터이고, 제3 트랜지스터(T3), 및 제4 트랜지스터(T4)는 N타입 트랜지스터인 것으로 설명된다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 내지 T7)은 P타입의 트랜지스터 또는 N타입 트랜지스터 중 어느 하나로 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 내지 T7) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
본 실시예에서 제1 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터일 수 있고, 제2 트랜지스터(T2)는 스위칭 트랜지스터일 수 있다. 커패시터(Cst)는 제1 전원 전압(ELVDD)을 수신하는 제1 전압배선(PL)과 기준 노드(RD) 사이에 접속된다. 커패시터(Cst)는 기준 노드(RD)에 접속하는 제1 전극(Cst1) 및 제1 전압배선(PL)에 접속하는 제2 전극(Cst2)을 포함한다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 전압배선(PL)과 발광 소자(EE)의 하나의 전극 사이에 접속된다. 제1 트랜지스터(T1)의 소스(S1)는 제1 전압배선(PL)과 전기적으로 연결된다. 본 명세서에서 "트랜지스터와 신호배선 또는 트랜지스터와 트랜지스터 사이에 전기적으로 연결된다"는 것은 "트랜지스터의 소스, 드레인, 게이트가 신호 배선과 일체의 형상을 갖거나, 연결전극을 통해서 연결된 것"을 의미한다. 제1 트랜지스터(T1)의 소스(S1)와 제1 전압배선(PL) 사이에는 다른 트랜지스터, 예를 들어, 제5 트랜지스터(T5)가 배치될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)의 드레인(D1)은 발광 소자(EE)의 애노드와 전기적으로 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)의 드레인(D1)과 발광 소자(EE)의 애노드 사이에는 다른 트랜지스터, 예를 들어, 제6 트랜지스터(T6)가 배치될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트(G1)는 기준 노드(RD)에 전기적으로 연결된다.
제2 트랜지스터(T2)는 j번째 데이터 배선(DLj)과 제1 트랜지스터(T1)의 소스 사이에 접속된다. 제2 트랜지스터(T2)의 소스(S2)는 j번째 데이터 배선(DLj)에 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 드레인(D2)은 제1 트랜지스터(T1)의 소스(S1)에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서 제2 트랜지스터(T2)의 게이트(G2)는 i번째 제1 스캔 배선(SLi)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 기준 노드(RD)와 제1 트랜지스터(T1)의 드레인(D1) 사이에 접속된다. 제3 트랜지스터(T3)의 드레인(D3)은 제1 트랜지스터(T1)의 드레인(D1)에 전기적으로 연결되고, 제3 트랜지스터(T3)의 소스(S3)는 기준 노드(RD)에 전기적으로 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트(G3)는 i번째 제2 스캔 배선(GLi)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 기준 노드(RD)와 제2 전압배선(RL) 사이에 접속된다. 제4 트랜지스터(T4)의 드레인(D4)은 기준 노드(RD)에 전기적으로 연결되고, 제4 트랜지스터(T4)의 소스(S4)는 제2 전압배선(RL)에 전기적으로 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)의 게이트(G4)는 i번째 제3 스캔 배선(HLi)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 전압배선(PL)와 제1 트랜지스터(T1)의 소스(S1) 사이에 접속된다. 제5 트랜지스터(T5)의 소스(S5)는 제1 전압배선(PL)에 전기적으로 연결되고, 제5 트랜지스터(T5)의 드레인(D5)은 제1 트랜지스터(T1)의 소스(S1)에 전기적으로 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트(G5)는 i번째 발광 제어 배선(ELi)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)의 드레인(D1)과 발광 소자(EE) 사이에 접속된다. 제6 트랜지스터(T6)의 소스(S6)는 제1 트랜지스터(T1)의 드레인(D1)에 전기적으로 연결되고, 제6 트랜지스터(T6)의 드레인(D5)은 발광 소자(EE)의 애노드에 전기적으로 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트(G6)는 i번째 발광 제어 배선(ELi)에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제6 트랜지스터(T6)의 게이트(G6)는 제5 트랜지스터(T5)의 게이트(G5)와 다른 신호 배선에 연결될 수도 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 제6 트랜지스터(T6)의 드레인(D6)과 제2 전압배선(RL) 사이에 접속된다. 제7 트랜지스터(T7)의 소스(S7)는 제6 트랜지스터(T6)의 드레인(D6)에 전기적으로 연결되고, 제7 트랜지스터(T7)의 드레인(D7)은 제2 전압배선(RL)에 전기적으로 연결된다. 제7 트랜지스터(T7)의 게이트(G7)는 i+1번째 제1 스캔 배선(SLi+1)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6a 및 도 6b을 참조하여 화소(PXij)의 동작을 좀 더 상세히 설명한다. 표시층(100, 도 5 참조)은 프레임 구간들마다 영상을 표시한다. 제1 스캔 배선(SLi), 제2 스캔 배선(GLi), 제3 스캔배선(HLi), 및 발광 제어 배선(ELi) 각각은 복수로 제공되고, 이들 각각의 신호 배선들은 순차적으로 스캐닝된다. 도 6b은 어느 하나의 프레임 구간 중 일부를 도시하였다.
도 6b을 참조하면, 신호들(E1i, GIi, GWPi, GWNi, GWPi+1) 각각은 일부 구간 동안 하이레벨을 갖고, 일부 구간 동안 로우레벨을 가질 수 있다. N타입의 트랜지스터들은 대응하는 신호가 하이레벨을 가질 때 턴-온되고, P타입의 트랜지스터들은 대응하는 신호가 로우레벨을 가질 때 턴-온된다.
제1 발광 제어 신호(E1i)가 하이레벨을 가질 때, 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)가 턴-오프된다. 제5 트랜지스터(T5)와 제6 트랜지스터(T6)가 턴-오프되면 제1 전압배선(PL)과 발광 소자(EE) 사이에 전류 패스가 형성되지 않는다. 따라서 해당 구간은 비발광 구간으로 정의될 수 있다.
i번째 제3 스캔 배선(HLi)에 인가된 제1 스캔 신호(GIi)가 하이레벨을 가질 때, 제4 트랜지스터(T4)가 턴-온된다. 제4 트랜지스터(T4)가 턴-온되면 초기화 전압(Vint)에 의해 기준 노드(RD)가 초기화된다.
i번째 제1 스캔 배선(SLi)에 인가된 제2 스캔 신호(GWPi)가 로우레벨을 갖고, i번째 제2 스캔 배선(GLi)에 제3 스캔 신호(GWNi)가 하이레벨을 가질 때, 제2 트랜지스터(T2) 및 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온된다.
기준 노드(RD)가 초기화 전압(Vint)으로 초기화되었기 때문에 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온된 상태이다. 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되면 데이터 신호(Dj)에 대응되는 전압이 기준 노드(RD)에 제공된다. 이때, 커패시터(Cst)는 데이터 신호(Dj)에 대응되는 전압을 저장한다.
i+1번째 제1 스캔 배선(SLi+1)에 인가된 제4 스캔 신호(GWPi+1)가 로우레벨을 가질 때, 제7 트랜지스터(T7)가 턴-온된다. 제7 트랜지스터(T7)가 턴-온됨에 따라 발광 소자(EE)의 애노드는 초기화 전압(Vint)으로 초기화된다. 발광 소자(EE)의 기생 커패시터가 방전될 수 있다.
제1 발광 제어 신호(E1i)가 로우레벨을 가지면 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)가 턴-온된다. 제5 트랜지스터(T5)가 턴-온되면 제1 전원 전압(ELVDD)이 제1 트랜지스터(T1)에 제공된다. 제6 트랜지스터(T6)가 턴-온되면 제1 트랜지스터(T1)과 발광 소자(EE)가 전기적으로 접속된다. 발광 소자(EE)는 제공받는 구동 전류(Idw)에 대응하는 휘도의 광을 생성할 수 있다. 따라서, 제1 발광 제어 신호(E1i)가 로우레벨을 갖는 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)은 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)로 정의될 수 있으며, 발광 구간들로 지칭될 수도 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다. 도 7b는 도 7a에 도시된 센서층에 제공되는 전송 신호들의 파형도이다.
도 7a 및 도 7b를 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) 각각은 제1 부분(211) 및 제2 부분(212)을 포함할 수 있다. 제1 부분(211)과 제2 부분(212)은 서로 일체의 형상을 가지며, 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(211) 및 제2 부분(212)은 제2 도전층(204, 도 4 참조)에 포함될 수 있다.
복수의 교차 전극들(220) 각각은 감지 패턴(221) 및 브릿지 패턴(222)을 포함할 수 있다. 서로 인접한 2 개의 감지 패턴들(221)은 두 개의 브릿지 패턴들(222)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 두 개의 브릿지 패턴들(222)은 제2 부분(212)과 절연 교차될 수 있다. 감지 패턴(221)은 제2 도전층(204, 도 4 참조)에 포함될 수 있고, 브릿지 패턴(222)은 제1 도전층(202, 도 4 참조)에 포함될 수 있다.
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) 또는 근접 센싱 신호(I-NS)를 제공할 수 있다.
센서 구동부(200C)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.
센서 구동부(200C)는 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3)를 포함할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1)는 표시 구동부(100C)로부터 수직동기신호(Vsync) 및 수평동기신호(Hsync)를 수신할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1)는 제어 신호(I-CS), 수직동기신호(Vsync), 및 수평동기신호(Hsync)를 근거로 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3)의 동작을 제어할 수 있다.
신호 생성 회로(200C2)는 제1 전송 신호들(DS1) 또는 제2 전송 신호들(DS2)을 센서층(200), 예를 들어, 전극들(210)로 출력할 수 있다. 센서층(200)이 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)로 동작할 때, 신호 생성 회로(200C2)는 전극들(210)로 제1 전송 신호들(DS1)을 순차적으로 출력할 수 있다. 센서층(200)이 제1 센싱 모드와 상이한 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)로 동작할 때, 신호 생성 회로(200C2)는 전극들(210)로 제2 전송 신호들(DS2)을 순차적으로 출력할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제1 센싱 모드에서 하나의 전극(210)으로 제공되는 제1 전송 신호(DS1i)의 파형 및 제2 센싱 모드에서 하나의 전극(210)으로 제공되는 제2 전송 신호(DS2i)의 파형이 예시적으로 도시되었다. 하나의 전극(210)은 도 7a에 도시된 6 개의 전극들(210) 중 하나일 수 있다.
제1 센싱 모드에서 센서 구동부(200C)는 제1 센싱 주파수로 센서층(200)을 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 생성 회로(200C2)는 제1 센싱 주파수를 갖는 제1 전송 신호들(DS1)을 생성하여 센서층(200)으로 제공할 수 있다. 제1 센싱 모드에서, 센서층(200)은 제1 전송 신호들(DS1)을 수신하여 제1 센싱 주파수로 동작할 수 있다. 제1 센싱 주파수는 480Hz(hertz), 240Hz, 또는 120Hz일 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.
제2 센싱 모드에서 센서 구동부(200C)는 제2 센싱 주파수로 센서층(200)을 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 주파수는 제1 센싱 주파수보다 낮은 주파수일 수 있다. 신호 생성 회로(200C2)는 제2 센싱 주파수를 갖는 제2 전송 신호들(DS2)를 생성하여 센서층(200)으로 제공할 수 있다. 제2 센싱 모드에서, 센서층(200)은 제2 전송 신호들(DS2)을 수신하여 제2 센싱 주파수로 동작할 수 있다. 제2 센싱 주파수는 90Hz, 또는 60Hz일 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.
도 7b에서는 제1 센싱 주파수는 120Hz이고, 제2 센싱 주파수는 60Hz인 것을 예시적으로 도시하였다. 제1 전송 신호(DS1i)의 주기(SF1)는 8.33 밀리초(millisecond, ms)일 수 있고, 제2 전송 신호(DS2i)의 주기(SF2)는 16.67 밀리초일 수 있다. 주파수가 낮아짐에 따라, 제2 전송 신호(DS2i)의 인가 시간은 제1 전송 신호(DS1i)의 인가 시간보다 길어질 수 있다.
제1 전송 신호(DS1i)는 0V 내지 제1 전압(DVS1) 사이에서 스윙하는 신호일 수 있고, 제2 전송 신호(DS2i)는 0V 내지 제2 전압(DVS2) 사이에서 스윙하는 신호일 수 있다. 제2 전압(DVS2)은 제1 전압(DVS1)보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 또는, 제1 전송 신호(DS1i)는 제1 네가티브 전압과 제1 포지티브 전압 사이에서 스윙하는 신호이고, 제2 전송 신호(DS2i)는 제2 네가티브 전압과 제2 포지티브 전압 사이에서 스윙하는 신호일 수 있다. 이 경우, 제2 네가티브 전압은 제1 네가티브 전압보다 낮은 전압 레벨을 갖고, 제2 포지티브 전압은 제1 포지티브 전압보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 즉, 제2 전송 신호(DS2i)의 진폭은 제1 전송 신호(DS1i)의 진폭보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2 전송 신호(DS2i)의 주파수를 제1 전송 신호(DS1i)의 주파수보다 낮추고, 제2 전송 신호(DS2i) 제2 전송 신호(DS2i)의 전압 레벨을 제1 전송 신호(DS1i)의 전압 레벨보다 높임에 따라 센서층(200)의 근접 센싱 가능 거리가 증가될 수 있다. 또한, 오브젝트(3000)의 접근 시 발생하는 정전 용량 변화량이 증가하여, 오브젝트(3000)의 접근을 감지하는데 소요되는 시간이 단축될 수 있고, 결과적으로 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)에서 근접 센싱 성능이 개선될 수 있다.
다시 도 7a를 참조하면, 입력 검출 회로(200C3)는 감지 신호들(SS)을 센서층(200)으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 입력 검출 회로(200C3)는 교차 전극들(220)로부터 감지 신호들(SS)을 수신할 수 있다. 입력 검출 회로(200C3)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 입력 검출 회로(200C3)는 수신한 아날로그 형태의 감지 신호들(SS)을 증폭한 후 필터링하고, 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
도 7a에서는 전극들(210)이 수신 전극, 교차 전극들(220)이 송신 전극인 것을 예로 들어 설명하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전극들(210)이 송신 전극으로 기능하고, 교차 전극들(220)이 수신 전극으로 기능할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 센싱 모드에서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 메인 구동부(1000C)는 전자 장치(1000)가 근접 센싱 모드로 진입했는지 판단한다(S100). 예를 들어, 전자 장치(1000)가 음성 통화 모드로 진입한 경우, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 모드가 필요한 상황으로 판단할 수 있다.
근접 센싱 모드로 진입되지 않은 경우, 메인 구동부(1000C)는 표시층(100)이 제1 표시 모드로 구동되도록 표시 구동부(100C)를 제어하고, 센서층(200)이 제1 센싱 모드로 구동되도록 센서 구동부(200C)를 제어할 수 있다.
근접 센싱 모드로 진입된 경우, 메인 구동부(1000C)는 표시층(100)이 제2 표시 모드로 구동되도록 표시 구동부(100C)를 제어하고, 센서층(200)이 제2 센싱 모드로 구동되도록 센서 구동부(200C)를 제어할 수 있다. 표시층(100)은 제2 표시 모드로 진입되고, 센서층(200)은 제2 센싱 모드로 진입될 수 있다(S200).
제1 표시 모드에서 제2 표시 모드로 변경되면, 표시층(100)에 제공되는 발광 제어 신호의 파형은 조절될 수 있다. 발광 제어 신호의 파형이 조절됨에 따라, 근접 센싱 모드에서 센서층(200)에서 획득된 신호의 노이즈가 감소되어 근접 센싱 성능이 향상될 수 있다. 제2 표시 모드에서 조절되는 발광 제어 신호의 파형에 대한 구체적인 설명은 후술된다.
센서 구동부(200C)는 센서층(200)으로부터 수신된 감지 신호들(SS)에 기초하여 근접 센싱 신호(I-NS)를 생성하고, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 신호(I-NS)를 근거로 근접 물체의 인식 여부를 판단한다(S300). 예를 들어, 사용자의 귀 또는 볼로 판단될 수 있는 수준의 면적 이상의 터치가 감지된 경우, 근접 물체가 인식된 것으로 판단될 수 있다.
판단 결과, 근접 물체가 인식된 경우, 근접 감지 동작이 실행될 수 있다(S400). 예를 들어, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 신호(I-NS)에 근거하여 표시층(100)을 오프시킬 수 있다.
이 후, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 모드가 종료되었는지 판단한다(S500). 예를 들어, 통화가 종료되거나, 스피커 통화 모드가 실행된 경우에는 근접 센싱 모드가 종료된 것으로 판단될 수 있다. 근접 센싱 모드가 종료된 경우, 메인 구동부(1000C)는 표시층(100)이 제1 표시 모드로 구동되도록 표시 구동부(100C)를 제어하고, 센서층(200)이 제1 센싱 모드로 구동되도록 센서 구동부(200C)를 제어할 수 있다.
근접 셍싱 모드가 종료되지 않은 경우, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 신호(I-NS)를 근거로 근접 물체의 인식 여부를 판단(S300)하는 동작을 다시 수행할 수 있다. 판단 결과, 근접 물체가 인식되지 않은 경우, 메인 구동부(1000C)는 근접 센싱 모드가 종료되었는지 판단한다(S500).
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 5, 도 6a, 및 도 9a를 참조하면, 발광 제어 배선들(EL1-ELn) 중 하나의 발광 제어 배선(ELi)으로 제공되는 제1 발광 제어 신호(E1i)와 제2 발광 제어 신호(E2i)가 예시적으로 도시되었다.
센서층(200, 도 2 참조)이 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)로 동작될 때, 표시층(100)은 제1 표시 모드로 구동될 수 있다. 이 경우, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제1 발광 제어 신호(E1i)를 출력할 수 있다.
센서층(200, 도 2 참조)이 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)로 동작될 때, 표시층(100)은 제2 표시 모드로 구동될 수 있다. 이 경우, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제2 발광 제어 신호(E2i)를 출력할 수 있다.
제2 발광 제어 신호(E2i)의 파형은 제1 발광 제어 신호(E1i)의 파형과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 제어 신호(E1i)가 활성화되는 구간의 길이는 제2 발광 제어 신호(E2i)가 활성화되는 구간의 길이보다 짧을 수 있다. 제1 발광 제어 신호(E1i) 및 제2 발광 제어 신호(E2i) 각각이 로우 레벨을 갖는 구간이 활성화 구간(또는 발광 구간)으로 정의될 수 있다.
제2 발광 제어 신호(E2i)가 인가되었을 때의 발광 시간이 제1 발광 제어 신호(E1i)가 인가되었을 때의 발광 시간보다 길기 때문에, 동일한 휘도의 영상이 표시하기 위해 제2 표시 모드에서 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는 제1 표시 모드에서 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기보다 작을 수 있다. 구동 전류(Idw)의 세기가 감소되는 경우, 근접 센싱 모드에서 센서층(200, 도 2 참조)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)로부터 야기된 노이즈가 감소될 수 있다. 따라서, 센서층(200, 도 2 참조)의 근접 센싱 성능이 향상될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 표시층(100)에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간동안 제1 발광 제어 신호(E1i)는 복수의 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2i)는 복수의 제2 활성화 구간들(ET21, ET22)을 가질 수 있다. 복수의 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)의 제1 수는 복수의 제2 활성화 구간들(ET21, ET22)의 제2 수보다 많을 수 있다.
도 9a에서는 한 프레임 구간 동안 제1 발광 제어 신호(E1i)가 4 사이클(cycle)의 활성화 구간(또는 발광 구간)을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2i)가 2 사이클의 활성화 구간을 갖는 것을 예로 들어 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 발광 제어 신호(E1i)는 8 사이클의 활성화 구간을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2i)는 2 사이클 또는 4 사이클의 활성화 구간을 가질 수 있다. 또는, 제1 발광 제어 신호(E1i)는 16 사이클의 활성화 구간을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2i)는 2 사이클, 4 사이클, 또는 8 사이클의 활성화 구간을 가질 수 있다.
제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이의 총합은 제2 활성화 구간들(ET21, ET22)의 각각의 길이의 총합보다 짧을 수 있다. 또한, 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이는 제2 활성화 구간들(ET21, ET22) 각각의 길이보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 기준 길이를 "L"이라 정의하면, 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이는 0.2L일 수 있고, 제2 활성화 구간들(ET21, ET22) 각각의 길이는 0.45L일 수 있다. 즉, 제1 발광 제어 신호(E1i)가 활성화되는 구간의 총 길이는 0.8L이고, 제2 발광 제어 신호(E2i)가 활성화되는 구간의 총 길이는 0.9L일 수 있다. 제1 발광 제어 신호(E1i)가 제공되는 경우, 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는 I 일 수 있다. 제2 발광 제어 신호(E2i)가 제공되는 경우, 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는
Figure pat00001
일 수 있다. 구동 전류(Idw)의 세기가 감소되는 경우, 근접 센싱 모드에서 센서층(200, 도 2 참조)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)로부터 야기된 노이즈가 감소될 수 있다. 따라서, 센서층(200, 도 2 참조)의 근접 센싱 성능이 향상될 수 있다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 5, 도 6a, 및 도 9b를 참조하면, 발광 제어 배선들(EL1-ELn) 중 하나의 발광 제어 배선(ELi)으로 제공되는 제1 발광 제어 신호(E1i)와 제2 발광 제어 신호(E2ia)가 예시적으로 도시되었다.
센서층(200, 도 2 참조)이 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)로 동작될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제1 발광 제어 신호(E1i)를 출력할 수 있다. 센서층(200, 도 2 참조)이 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)로 동작될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제2 발광 제어 신호(E2ia)를 출력할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 표시층(100)에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간동안 제1 발광 제어 신호(E1i)는 복수의 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2ia)는 하나의 제2 활성화 구간(ET21a)을 가질 수 있다. 도 9b에서는 한 프레임 구간 동안 제1 발광 제어 신호(E1i)가 4 사이클(cycle)의 활성화 구간(또는 발광 구간)을 갖는 것을 예로 들어 도시하였으나, 제1 발광 제어 신호(E1i)는 2 사이클, 8 사이클, 또는 16 사이클의 활성화 구간(또는 발광 구간)을 포함할 수도 있다.
제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이의 총합은 제2 활성화 구간(ET21a)의 길이보다 짧을 수 있다. 한 프레임 구간 동안 발광 제어 신호가 1 사이클 활성화될 때 활성화 구간의 길이를 기준 길이 "L"로 정의할 수 있다. 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이는 0.2L일 수 있고, 제2 활성화 구간(ET21a)의 길이는 L일 수 있다.
제1 발광 제어 신호(E1i)가 제공되는 경우, 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는 I 일 수 있다. 제2 발광 제어 신호(E2ia)가 제공되는 경우, 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는
Figure pat00002
일 수 있다. 구동 전류(Idw)의 세기가 감소되는 경우, 근접 센싱 모드에서 센서층(200, 도 2 참조)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)로부터 야기된 노이즈가 감소될 수 있다. 따라서, 센서층(200, 도 2 참조)의 근접 센싱 성능이 향상될 수 있다.
센서층(200, 도 2 참조)의 감도가 향상됨에 따라 제2 센싱 모드는 전자 장치(1000, 도 2 참조)의 표면(1000SF, 도 2 참조)에서 이격된 오브젝트(호버링 오브젝트)를 검출하는 근접 센싱 모드로 기능할 수 있다. 즉, 제2 센싱 모드로 동작하는 센서층(200)은 근접 센서로 활용될 수 있다. 이 경우, 전자 장치(1000)에서 근접 센서가 생략될 수 있고, 그에 따라 전자 장치(1000)의 제조 단가가 절감될 수 있다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 5, 도 6a, 및 도 10a를 참조하면, 발광 제어 배선들(EL1-ELn) 중 하나의 발광 제어 배선(ELi)으로 제공되는 제1 발광 제어 신호(E1i)와 제2 발광 제어 신호(E2ib)가 예시적으로 도시되었다.
센서층(200, 도 2 참조)이 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)로 동작될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제1 발광 제어 신호(E1i)를 출력할 수 있다. 센서층(200, 도 2 참조)이 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)로 동작될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제2 발광 제어 신호(E2ib)를 출력할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 표시층(100)에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안 제1 발광 제어 신호(E1i)는 복수의 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2ib)는 복수의 제2 활성화 구간들(ET21b, ET22b, ET23b, ET24b)을 가질 수 있다. 표시층(100)에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안의 복수의 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14)의 수와 복수의 제2 활성화 구간들(ET21b, ET22b, ET23b, ET24b)의 수는 서로 동일할 수 있다. 도 10a에서는 한 프레임 구간 동안 제1 발광 제어 신호(E1i) 및 제2 발광 제어 신호(E2ib) 각각이 4 사이클(cycle)의 활성화 구간(또는 발광 구간)을 갖는 것을 예로 들어 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이의 총합은 복수의 제2 활성화 구간들(ET21b, ET22b, ET23b, ET24b) 각각의 길이의 총합보다 길 수 있다. 제2 활성화 구간들(ET21b, ET22b, ET23b, ET24b)은 제1 서브 활성화 구간들(ET21b, ET22b) 및 제2 서브 활성화 구간들(ET23b, ET24b)을 포함할 수 있다. 제2 서브 활성화 구간들(ET23b, ET24b) 각각의 길이는 제1 서브 활성화 구간들(ET21b, ET22b) 각각의 길이보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 제1 활성화 구간들(ET11, ET12, ET13, ET14) 각각의 길이 및 제1 서브 활성화 구간들(ET21b, ET22b) 각각의 길이는 0.2L일 수 있다. 제2 서브 활성화 구간들(ET23b, ET24b) 각각의 길이는 0.15L일 수 있다.
제2 발광 제어 신호(E2ib)가 인가되었을 때의 발광 시간이 제1 발광 제어 신호(E1i)가 인가되었을 때의 발광 시간보다 짧기 때문에, 동일한 휘도의 영상이 표시하기 위해 제2 표시 모드에서 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는 제1 표시 모드에서 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기보다 클 수 있다. 하지만, 제2 발광 제어 신호(E2ib)가 인가되었을 때의 비발광 시간의 길이는 제1 발광 제어 신호(E1i)가 인가되었을 때의 비발광 시간의 길이보다 길 수 있다.
센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 센서층(200, 도 7a 참조)으로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 제2 서브 활성화 구간들(ET23b, ET24b)을 포함하는 제2 구간(SPI2)에 센싱된 감지 신호들에 가중치를 두어 디지털 데이터로 변환할 수 있다.
예를 들어, 도 10a에는 제1 및 제2 샘플링 타이밍들(STM1, STM2)을 예시적으로 도시하였다. 제1 샘플링 타이밍(STM1)을 참조하면, 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 동일한 간격으로 감지 신호들을 샘플링할 수 있다. 이와 달리, 제2 샘플링 타이밍(STM2)을 참조하면, 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 특정 구간에서 감지 신호들을 집중적으로 샘플링 할 수 있다.
제2 발광 제어 신호(E2ib)에는 제1 서브 활성화 구간들(ET21b, ET22b)을 포함하는 제1 구간(SPI1)과 제2 서브 활성화 구간들(ET23b, ET24b)을 포함하는 제2 구간(SPI2)이 정의된다. 제2 발광 제어 신호(E2ib)의 파형이 조절되어 제2 서브 활성화 구간들(ET23b, ET24b) 각각의 길이는 제1 서브 활성화 구간들(ET21b, ET22b) 각각의 길이보다 짧게 조정될 수 있다. 이 경우, 제1 구간(SPI1)에 포함된 비발광 구간의 길이보다 제2 구간(SPI2)에 포함된 비발광 구간의 길이가 더 길 수 있다. 따라서, 제2 구간(SPI2)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)으로부터 야기된 노이즈는 제1 구간(SPI1)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)으로부터 야기된 노이즈보다 작을 수 있다.
제1 구간(SPI1)에서 감지 신호들(SS)을 샘플링하는 횟수보다 노이즈가 상대적으로 적은 제2 구간(SPI2)에서 감지 신호들(SS)을 샘플링 하는 횟수가 많기 때문에, 센서층(200, 도 2 참조)의 근접 센싱 성능이 향상될 수 있다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 발광 제어 신호와 제2 발광 제어 신호의 파형도이다.
도 5, 도 6a, 및 도 10b를 참조하면, 발광 제어 배선들(EL1-ELn) 중 하나의 발광 제어 배선(ELi)으로 제공되는 제1 발광 제어 신호(E1ia)와 제2 발광 제어 신호(E2ic)가 예시적으로 도시되었다.
센서층(200, 도 2 참조)이 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)로 동작될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제1 발광 제어 신호(E1ia)를 출력할 수 있다. 센서층(200, 도 2 참조)이 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)로 동작될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선(ELi)으로 제2 발광 제어 신호(E2ic)를 출력할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 표시층(100)에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간동안 제1 발광 제어 신호(E1ia)는 복수의 제1 활성화 구간들(ET11a, ET12a)을 갖고, 제2 발광 제어 신호(E2ib)는 복수의 제2 활성화 구간들(ET21c, ET22c)을 가질 수 있다. 표시층(100)에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안의 복수의 제1 활성화 구간들(ET11a, ET12a)의 수와 복수의 제2 활성화 구간들(ET21c, ET22c)의 수는 서로 동일할 수 있다. 도 10b에서는 한 프레임 구간 동안 제1 발광 제어 신호(E1ia) 및 제2 발광 제어 신호(E2ic) 각각이 2 사이클(cycle)의 활성화 구간(또는 발광 구간)을 갖는 것을 예로 들어 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 활성화 구간들(ET11a, ET12a) 각각의 길이의 총합은 복수의 제2 활성화 구간들(ET21c, ET22c) 각각의 길이의 총합보다 길 수 있다. 제2 활성화 구간들(ET21c, ET22c)은 제1 서브 활성화 구간(ET21c) 및 제2 서브 활성화 구간(ET22c)을 포함할 수 있다. 제2 서브 활성화 구간(ET22c)의 길이는 제1 서브 활성화 구간(ET21c)의 길이보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 제1 활성화 구간들(ET11a, ET12a) 각각의 길이 및 제1 서브 활성화 구간(ET21c)의 길이는 0.45L일 수 있다. 제2 서브 활성화 구간(ET22c)의 길이는 0.3L일 수 있다.
제2 발광 제어 신호(E2ic)가 인가되었을 때의 발광 시간이 제1 발광 제어 신호(E1ia)가 인가되었을 때의 발광 시간보다 짧기 때문에, 동일한 휘도의 영상이 표시하기 위해 제2 표시 모드에서 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기는 제1 표시 모드에서 발광 소자(EE)에 흐르는 구동 전류(Idw)의 세기보다 클 수 있다. 하지만, 제2 발광 제어 신호(E2ic)가 인가되었을 때의 비발광 시간의 길이는 제1 발광 제어 신호(E1ia)가 인가되었을 때의 비발광 시간의 길이보다 길 수 있다.
센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 센서층(200, 도 7a 참조)으로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 제2 서브 활성화 구간(ET22c)을 포함하는 제2 구간(SPI2)에 센싱된 감지 신호들에 가중치를 두어 디지털 데이터로 변환할 수 있다.
제1 서브 활성화 구간(ET21c)을 포함하는 제1 구간(SPI1)과 제2 서브 활성화 구간(ET22c)을 포함하는 제2 구간(SPI2)이 정의된다. 제2 발광 제어 신호(E2ic)의 파형이 조절되어 제2 서브 활성화 구간(ET22c)의 길이는 제1 서브 활성화 구간(ET21c)의 길이보다 짧게 조정될 수 있다. 이 경우, 제1 구간(SPI1)에 포함된 비발광 구간의 길이보다 제2 구간(SPI2)에 포함된 비발광 구간의 길이가 더 길 수 있다. 따라서, 제2 구간(SPI2)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)으로부터 야기된 노이즈는 제1 구간(SPI1)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)으로부터 야기된 노이즈보다 작을 수 있다.
제1 샘플링 타이밍(STM1)을 참조하면, 제1 센싱 모드(또는 터치 센싱 모드)에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 동일한 간격으로 감지 신호들을 샘플링할 수 있다. 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 샘플링된 신호를 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 이와 달리, 제2 샘플링 타이밍(STM2a)을 참조하면, 제2 센싱 모드(또는 근접 센싱 모드)에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 특정 구간에서 감지 신호들을 집중적으로 샘플링 할 수 있다. 예를 들어, 제2 구간(SPI2)에서 감지 신호를 샘플링하는 횟수는 제1 구간(SPI1)에서 감지 신호를 샘플링하는 횟수보다 많을 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 제2 센싱 모드에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 동일한 간격으로 감지 신호들을 샘플링할 수 있다. 이후, 샘플링된 신호에서 제2 구간(SPI2)에 획득된 신호들을 제1 구간(SPI1)에서 획득된 신호들보다 더 가중치를 두어 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 즉, 노이즈가 상대적으로 더 적은 구간에서 획득된 신호들에 더 가중치를 둘 수 있다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호들의 파형도이다. 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호들의 파형도이다.
도 11a에는 수평동기신호(Hsync), 제1 센싱 모드에서 하나의 전극(210)으로 제공되는 제1 전송 신호(DS1ia)의 파형, 및 제2 센싱 모드에서 하나의 전극(210)으로 제공되는 제2 전송 신호(DS2ia)의 파형이 예시적으로 도시되었다. 도 11b에는 수평동기신호(Hsync), 제1 센싱 모드에서 하나의 교차 전극(220)으로부터 획득된 제1 감지 신호(SSia), 및 제2 센싱 모드에서 하나의 교차 전극(220)으로부터 획득된 제2 감지 신호(SSib)가 예시적으로 도시되었다.
도 11a를 참조하면, 1 수평 주기(1H)동안 제1 전송 신호(DS1ia)에 포함된 펄스의 개수는 1 수평 주기(1H)동안 제2 전송 신호(DS2ia)에 포함된 펄스의 개수보다 많을 수 있다. 도 11a에서는 제1 전송 신호(DS1ia)에 포함된 펄스의 개수가 10개, 제2 전송 신호(DS2ia)에 포함된 펄스의 개수가 5개인 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
제1 전송 신호(DS1ia)는 표시 구동부(100C, 도 5 참조)에 동기화되어 제1 전극(210, 도 7a 참조)으로 출력될 수도 있고, 표시 구동부(100C, 도 5 참조)의 동작과 무관하게, 즉, 표시 구동부(100C, 도 5 참조)와 비동기화된 상태로 제1 전극(210, 도 7a 참조)으로 출력될 수도 있다.
제2 전송 신호(DS2ia)는 표시 구동부(100C, 도 5 참조)에 동기화되어 제1 전극(210, 도 7a 참조)으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 제2 전송 신호(DS2ia)는 비교적 노이즈가 적은 제1 수평 주기(1H)의 후반부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 노이즈 신호는 데이터 배선들(DL1-DLm, 도 5 참조)로 계조 전압이 출력될 때, 가장 크게 발생될 수 있다. 따라서, 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 표시 구동부(100C, 도 5 참조)에 동기화되어 노이즈 신호에 대한 영향을 적게 받는 구간에 제2 전송 신호(DS2ia)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 수평동기신호(Hsync)의 레벨 변화 시점으로부터 제1 시간(PT) 이후에 제2 전송 신호(DS2ia)를 하나의 전극(210, 도 7a 참조)으로 출력할 수 있다.
도 11b를 참조하면, 제1 수평 주기(1H)동안 제1 감지 신호(SSia)에 포함된 펄스의 개수는 1 수평 주기(1H)동안 제2 감지 신호(SSib)에 포함된 펄스의 개수보다 많을 수 있다. 제1 감지 신호(SSia)에 포함된 펄스의 개수는 제1 전송 신호(DS1ia)에 포함된 펄스의 개수에 대응될 수 있고, 제2 감지 신호(SSib)에 포함된 펄스의 개수는 제2 전송 신호(DS2ia)에 포함될 펄스의 개수에 대응될 수 있다.
제1 센싱 모드에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 표시 구동부(100C, 도 5 참조)에 동기화 또는 비동기화되어 제1 감지 신호(SSia)를 수신할 수 있다. 제2 센싱 모드에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 표시 구동부(100C, 도 5 참조)에 동기화되어 제2 감지 신호(SSib)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 모드에서 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 노이즈 신호에 대한 영향을 적게 받는 구간에서 제2 감지 신호(SSib)를 수신할 수 있다. 예컨대, 센서 구동부(200C, 도 7a 참조)는 수평동기신호(Hsync)의 레벨 변화 시점으로부터 제2 시간(PTa) 이후에 제2 감지 신호(SSib)를 수신할 수 있다. 그 결과, 표시층(100, 도 5 참조)에 의해 발생된 노이즈에 의해 센싱 감도가 불균일해지는 것이 감소 될 수 있고, 그에 따라 근접 센싱 감도가 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
도 5 및 도 12를 참조하면, 전자 장치(1000)가 음성 통화 모드로 진입한 경우, 전자 장치(1000)는 근접 센싱 모드로 동작할 수 있다. 예컨대, 표시층(100)은 제2 표시 모드로 구동되고, 센서층(200, 도 7a 참조)은 제2 센싱 모드로 구동될 수 있다.
표시층(100)이 제2 표시 모드로 구동될 때, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선들(EL1-ELn)로 제2 발광 제어 신호들(E21-E2n)을 각각 제공할 수 있다. 제2 발광 제어 신호들(E21-E2n)은 도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b에서 설명된 제2 발광 제어 신호들(E2i, E2ia, E2ib, E2ic) 중 어느 하나에 대응될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
도 5 및 도 13을 참조하면, 표시층(100)은 영상을 표시하는 표시 영역(1000A-1)을 포함하고, 표시 영역(1000A-1)은 제1 표시 영역(1000A1) 및 제1 표시 영역(1000A1)과 인접한 제2 표시 영역(1000A2)을 포함할 수 있다.
발광 제어 배선들(EL1-ELn)은 제1 표시 영역(1000A1)에 배치된 제1 발광 제어 배선(EL1-ELx) 및 제2 표시 영역(1000A2)에 배치된 제2 발광 제어 배선(ELx+1-ELn)을 포함할 수 있다.
전자 장치(1000)가 음성 통화 모드로 진입한 경우, 전자 장치(1000)는 근접 센싱 모드로 동작할 수 있다. 센서층(200, 도 7a 참조)은 제2 센싱 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 제1 표시 영역(1000A1)은 제2 표시 모드로 동작하고, 제2 표시 영역(1000A2)은 제1 표시 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(100C)는 제1 발광 제어 배선들(EL1 - ELx)로 제2 발광 제어 신호(E21-E2x)를 출력하고, 제2 발광 제어 배선들(ELx+1 - ELn)로 제1 발광 제어 신호(E1x+1 - E1n)를 출력할 수 있다.
센서층(200, 도 7a)이 제1 센싱 모드로 동작하는 경우, 제1 표시 영역(1000A1) 및 제2 표시 영역(1000A2)은 모두 제1 표시 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 표시 구동부(100C)는 제1 발광 제어 배선들(EL1 - ELx) 및 제2 발광 제어 배선들(EL1x+1 - ELn)로 제1 발광 제어 신호(E11 - E1n)를 출력할 수 있다.
제1 표시 영역(1000A1)과 제2 표시 영역(1000A2)의 면적 및 위치는 고정되어 제공될 수도 있고, 커스터마이징될 수도 있다. 예를 들어, 제1 표시 영역(1000A1)은 사용자의 귀의 크기 또는 귀의 형태를 고려하여 결정될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 평면도이다.
도 5 및 도 14를 참조하면, 표시층(100)은 영상을 표시하는 표시 영역(1000A-1)을 포함하고, 표시 영역(1000A-1)은 제1 표시 영역(1000A1) 및 제1 표시 영역(1000A1)과 인접한 제2 표시 영역(1000A2)을 포함할 수 있다.
전자 장치(1000)가 음성 통화 모드로 진입한 경우, 전자 장치(1000)는 근접 센싱 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 제1 표시 영역(1000A1)의 휘도는 본래 표시되는 휘도보다 감소될 수 있다. 예를 들어, 본래 표시되는 휘도를 100%로 정의할 때, 근접 센싱 모드에서 제1 표시 영역(1000A1)의 휘도는 95% 수준으로 낮아질 수 있다. 이 경우, 근접 센싱 모드에서 센서층(200, 도 2 참조)에서 획득된 신호에 포함된 표시층(100)로부터 야기된 노이즈가 감소될 수 있다. 따라서, 센서층(200, 도 2 참조)의 근접 센싱 성능이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1000: 전자 장치 100: 표시층
200: 센서층 100C: 표시 구동부
200C: 센서 구동부 E1i: 제1 발광 제어 신호
E2i: 제2 발광 제어 신호

Claims (20)

  1. 스캔 배선, 데이터 배선, 발광 제어 배선, 화소를 포함하는 표시층;
    상기 표시층을 구동하며, 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선으로 신호들을 각각 제공하는 표시 구동부;
    상기 표시층 위에 배치되며, 제1 센싱 주파수로 구동하는 제1 센싱 모드 또는 상기 제1 센싱 주파수와 상이한 제2 센싱 주파수로 구동하는 제2 센싱 모드로 동작하는 센서층; 및
    상기 센서층을 구동하는 센서 구동부를 포함하고,
    상기 센서층이 상기 제1 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 센서층이 상기 제2 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호와 파형이 상이한 제2 발광 제어 신호를 출력하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 주파수는 상기 제1 센싱 주파수보다 낮고, 상기 제2 센싱 모드는 전자 장치의 표면에서 이격된 오브젝트(호버링 오브젝트)를 검출하는 근접 센싱 모드인 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이보다 짧은 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제1 구동 전류는 상기 제2 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제2 구동 전류보다 큰 전자 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수보다 많은 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 상기 제2 활성화 구간들 각각의 길이보다 짧은 전자 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 구간의 길이보다 긴 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제1 구동 전류는 상기 제2 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제2 구동 전류보다 작은 전자 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수와 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수는 서로 동일한 전자 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 서로 동일한 전자 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들은 제1 서브 활성화 구간 및 상기 제1 서브 활성화 구간보다 짧은 길이를 갖는 제2 서브 활성화 구간을 포함하는 전자 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 감지 신호들을 수신하고, 상기 센서 구동부는 상기 감지 신호들을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하고, 상기 센서 구동부는 상기 감지 신호들 중 상기 제2 서브 활성화 구간을 포함하는 구간에 센싱된 감지 신호들에 가중치를 두어 상기 디지털 데이터로 변환하는 전자 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 감지 신호들을 수신하고, 상기 센서 구동부는 상기 감지 신호들을 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하고, 상기 제2 서브 활성화 구간을 포함하는 구간에서 센싱된 감지 신호들을 샘플링하는 횟수는 상기 제1 서브 활성화 구간을 포함하는 구간에서 센싱된 감지 신호들을 샘플링하는 횟수보다 많은 전자 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 표시층은 제1 표시 영역 및 상기 제1 표시 영역과 인접한 제2 표시 영역을 포함하고,
    상기 발광 제어 배선은 상기 제1 표시 영역에 배치된 제1 발광 제어 배선 상기 제2 표시 영역에 배치된 제2 발광 제어 배선을 포함하고,
    상기 센서층이 상기 제1 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호를 출력하고,
    상기 센서층이 상기 제2 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제2 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호를 출력하는 전자 장치.
  15. 스캔 배선, 데이터 배선, 발광 제어 배선, 화소를 포함하는 표시층;
    상기 표시층을 구동하며, 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선으로 신호들을 각각 제공하는 표시 구동부;
    상기 표시층 위에 배치되며, 외부 입력을 감지하는 센서층; 및
    상기 센서층을 구동하는 센서 구동부를 포함하고,
    상기 센서층이 터치 센싱 모드에서 근접 센싱 모드로 진입 시, 상기 표시 구동부는 상기 발광 제어 배선으로 출력되는 제1 발광 제어 신호의 파형을 변경한 제2 발광 제어 신호를 생성하고, 상기 제2 발광 제어 신호를 상기 발광 제어 배선으로 출력하는 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 터치 센싱 모드에서 상기 센서층은 제1 센싱 주파수로 구동되고, 상기 근접 센싱 모드에서 상기 센서층은 상기 제1 센싱 주파수보다 낮은 제2 센싱 주파수로 구동되는 전자 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수는 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수보다 많고, 상기 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 상기 제2 활성화 구간들 각각의 길이보다 짧은 전자 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들의 수와 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들의 수는 서로 동일하고,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제1 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제1 활성화 구간들 각각의 길이는 서로 동일하고,
    상기 표시층에 이미지가 표시되는 한 프레임 구간 동안, 상기 제2 발광 제어 신호가 활성화되는 복수의 제2 활성화 구간들은 제1 서브 활성화 구간 및 상기 제1 서브 활성화 구간보다 짧은 길이를 갖는 제2 서브 활성화 구간을 포함하는 전자 장치.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 스캔 배선, 상기 데이터 배선, 및 상기 발광 제어 배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제1 구동 전류는 상기 제2 발광 제어 신호가 제공될 때, 상기 발광 소자에 흐르는 제2 구동 전류와 상이한 전자 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 표시층은 제1 표시 영역 및 상기 제1 표시 영역과 인접한 제2 표시 영역을 포함하고,
    상기 발광 제어 배선은 상기 제1 표시 영역에 배치된 제1 발광 제어 배선 상기 제2 표시 영역에 배치된 제2 발광 제어 배선을 포함하고,
    상기 센서층이 상기 터치 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제1 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호를 출력하고,
    상기 센서층이 상기 근접 센싱 모드로 동작할 때, 상기 표시 구동부는 상기 제1 발광 제어 배선으로 상기 제2 발광 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 발광 제어 배선으로 x+1번째 제1 발광 제어 신호 또는 x+1번째 제2 발광 제어 신호를 출력하는 전자 장치.
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