KR20230041111A - 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 펜은 바디부, 상기 바디부의 일 측 단부에 형성되어 광의 출사, 반사 및 수광 경로를 형성하는 펜촉부, 표시 패널 및 상기 펜촉부로부터 반사된 광을 수광하여 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출하는 코드 검출부, 및 상기 형상 데이터를 이용해서 좌표 데이터를 생성하고 상기 좌표 데이터를 상기 표시 패널의 구동을 위한 메인 프로세서로 전달하는 코드 프로세서를 포함하여, 표시 패널의 코드 패턴 및 코드 정보 인식률을 높여서 사용자 만족도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치{SMART PEN AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 내비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다. 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 평판 표시 장치일 수 있다. 이러한 평판 표시 장치 중에서 발광 표시 장치는 표시 패널의 화소들 각각이 스스로 발광할 수 있는 발광 소자를 포함함으로써, 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛 없이도 화상을 표시할 수 있다.
최근의 표시 장치는 사용자의 신체 일부(예를 들어, 손가락)를 이용한 터치 입력, 및 전자 펜을 이용한 터치 입력을 지원하고 있다. 표시 장치는 전자 펜을 이용한 터치 입력을 감지함으로써 사용자의 신체 일부를 이용한 터치 입력만을 이용할 때보다 더욱 세밀하게 터치 입력을 감지할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 펜촉부 주변의 광 반사로 인한 광 손실을 최소화하여 표시 패널의 코드 패턴 및 코드 정보 인식률을 높일 수 있는 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시 패널의 코드 패턴들을 이용해서 복잡한 연산 및 보정 없이 스마트 펜의 터치 좌표 데이터를 생성하고, 스마트 펜의 터치 입력을 수행할 수 있는 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예의 스마트 펜은 바디부, 상기 바디부의 일 측 단부에 형성되어 광의 출사, 반사 및 수광 경로를 형성하는 펜촉부, 표시 패널 및 상기 펜촉부로부터 반사된 광을 수광하여 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출하는 코드 검출부, 및 상기 형상 데이터를 이용해서 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 상기 표시 패널의 구동을 위한 메인 프로세서로 전달하는 코드 프로세서를 포함한다.
상기 코드 검출부는 적어도 하나의 적외선 광원을 이용해서 적외선을 출사시키는 발광부, 및 상기 표시 패널의 코드 패턴들로부터 반사된 적외선을 적외선 카메라로 검출하는 수광부를 포함한다.
상기 코드 프로세서는 상기 코트 패턴들의 구조와 형상에 대응되는 데이터 코드들을 메모리를 통해 추출하거나 생성하고, 상기 데이터 코드들을 조합하여 조합된 데이터 코드들에 대응되는 좌표 데이터를 추출하거나 생성할 수 있다.
상기 메모리는 상기 데이터 코드들 및 상기 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들을 저장하고, 상기 형상 데이터와 상기 코드 패턴들에 각각 대응되는 상기 데이터 코드들, 및 상기 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들을 상기 코드 프로세서와 공유할 수 있다.
상기 펜촉부는 상기 바디부의 일 측 단부에 형성되며, 상기 표시 패널의 표시 광과 상기 코드 검출부에서 출사되어 상기 표시 패널에서 반사된 광이 내면의 반사면에 다시 반사되도록 함으로써, 반사광의 진행 경로 및 수광 경로를 형성할 수 있다. 상기 펜촉부 내면의 반사면 형상은 역삼각형, 역삼각형과는 다른 어느 한 다각 형상, 원 형상, 타원 형상, 및 만년필의 펜 촉 형상 중 어느 한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 펜촉부의 내부 중심부에는 상기 코드 검출부로부터의 적외선 광이 출사되는 출광 경로, 및 상기 표시 패널과 상기 펜촉부의 반사면에서 반사되는 반사광의 수광 경로를 형성하는 적어도 하나의 투광구가 관통 홀 형태로 형성될 수 있다.
상기 펜촉부의 반사면은 적외선 반사체로 형성되거나, 상기 적외선 반사체가 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 펜촉부의 반사면은 반사 폭이 상기 바디부의 두께 또는 폭과 동일하거나, 상기 바디부의 두께 또는 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다.
상기 펜촉부의 반사면은 오목한 형상의 제1 곡률을 갖는 제1 반사면, 및 오목한 형상으로 상기 제1 곡률보다 더 큰 제2 곡률을 갖는 제2 반사면을 포함할 수 있다. 상기 제1 반사면의 반사 폭은 상기 바디부의 두께 또는 폭과 동일하거나, 상기 바디부의 두께 또는 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다. 상기 펜촉부의 반사면은 적외선 반사체로 형성되거나, 상기 적외선 반사체가 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예의 표시 장치는 코드 패턴들을 표시하거나 상기 코드 패턴들이 포함된 표시 패널, 상기 표시 패널의 영상 표시 구동을 제어하는 메인 프로세서, 및 상기 표시 패널로부터 반사된 광을 수광하여 상기 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출하고, 상기 형상 데이터들에 따른 좌표 데이터를 생성해서 상기 메인 프로세서로 전달하는 스마트 펜을 포함한다.
상기 스마트 펜은 바디부의 일 측 단부에 형성되어 광의 출사, 반사 및 수광 경로를 형성하는 펜촉부, 상기 표시 패널 및 상기 펜촉부로부터 반사된 광을 수광하여 상기 코드 패턴들에 대한 상기 형상 데이터를 검출하는 코드 검출부 및 상기 형상 데이터를 이용해서 상기 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 상기 메인 프로세서로 전달하는 코드 프로세서를 포함한다.
상기 펜촉부는 상기 바디부의 일 측 단부에 형성되며, 상기 표시 패널의 표시 광과 상기 코드 검출부에서 출사되어 상기 표시 패널에서 반사된 광이 내면의 반사면에 다시 반사되도록 함으로써, 반사광의 진행 경로 및 수광 경로를 형성한다.
상기 펜촉부 내면의 반사면 형상은 역삼각형, 역삼각형과는 다른 어느 한 다각 형상, 원 형상, 타원 형상, 및 만년필의 펜 촉 형상 중 어느 한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 표시 패널은 터치를 감지하는 복수의 터치 전극, 및 상기 복수의 터치 전극 중 적어도 일부의 터치 전극은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 갖는 상기 코드 패턴들이 배치된 코드 패턴부를 포함할 수 있다.
상기 코드 패턴부는 상기 코드 패턴부의 식별 기준이 되는 기준 지점, 상기 기준 지점으로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 기준 선, 및 상기 기준 지점으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 기준 선을 더 포함하고, 상기 코드 패턴들은 상기 제1 기준 선 및 상기 제2 기준 선에 의해 정의되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 기준 지점은 상기 적어도 일부의 터치 전극의 교차 지점이 커팅된 영역에 해당한다. 상기 제1 기준 선은 상기 기준 지점의 제1 방향에 배치된 복수의 교차 지점을 연결하여 정의된다.
실시예들에 따른 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치는 표시 패널의 코드 패턴 및 코드 정보 인식률을 높여서 사용자 만족도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
실시예들에 따른 스마트 펜 및 이를 이용하는 표시 장치는 표시 패널의 코드 패턴들을 통해 복잡한 연산 및 보정 없이 스마트 펜의 터치 좌표 데이터가 생성되고 터치 입력이 진행되도록 함으로써, 비용을 절감하고 소비 전력을 감소시키며 구동 과정을 간소화할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 펜과 표시 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 펜과 표시 장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 스마트 펜을 구체적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 스마트 펜의 바디부 및 펜촉부 구조를 구체적으로 나타난 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 펜촉부의 광 반사 형태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 다른 일 실시예에 따른 스마트 펜의 펜촉부 구조를 구체적으로 나타난 도면이다.
도 7은 또 다른 일 실시예에 따른 스마트 펜의 펜촉부 및 반사면 구조를 구체적으로 나타난 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 표시 장치 구성을 구체적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 터치 센싱부를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 A1 영역의 확대도이다.
도 13은 도 12에 도시된 A1 영역의 일부를 구체적으로 나타낸 확대도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 16의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 펜과 표시 장치를 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 스마트 펜과 표시 장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동부(200), 터치 구동부(400), 메인 프로세서(500), 및 통신부(600)를 포함한다. 그리고, 스마트 펜(Smart Pen, 20)은 코드 검출부(21), 압전 센서(22), 코드 프로세서(23), 통신 모듈(24), 및 메모리(25)를 포함한다. 스마트 펜(20)은 전체적인 외형을 이루는 바디부와 펜촉부가 만년필 등의 필기구 형상으로 형성될 수 있다.
스마트 펜(20)은 광학 방식을 이용하여 표시 패널(100)의 표시 광이나 표시 패널(100)에서 반사되는 광을 감지하는 전자펜으로서, 감지된 광에 기반해서 표시 패널(100)에 포함된 코드 패턴을 검출하고 좌표 데이터를 생성할 수 있다. 이러한, 스마트 펜(20)은 필기구 형상의 전자 펜일 수 있으나, 단순히 필기구 형태나 구조만으로 한정되지 않는다.
표시 장치(10)는 스마트 펜(20)을 터치 입력 기구로 이용한다. 이러한 표시 장치(10)의 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부(DU), 및 손가락 등의 인체 부위와 스마트 펜(20)을 감지하는 터치 센싱부(TSU)를 포함할 수 있다. 표시부(DU)는 복수의 화소를 포함하고 복수의 화소를 통해 영상을 표시할 수 있다. 표시부(DU)는 복수의 화소를 통해 코드 패턴들이 포함된 영상을 표시할 수도 있다.
터치 센싱부(TSU)는 복수의 터치 전극을 포함하여 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 여기서, 복수의 터치 전극 중 적어도 일부의 터치 전극은 코드 패턴부를 포함함으로써, 스마트 펜(20)의 터치를 감지할 수도 있다.
표시 패널(100)의 코드 패턴부는 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 갖는 코드 패턴들을 포함할 수 있으면, 코드 패턴들은 미리 설정된 데이터 코드의 값에 대응될 수 있다. 표시 패널(100)을 비롯한 터치 센싱부(TSU)의 세부 구성 특징과 코드 패턴부, 및 코드 패턴들의 세부 구조에 대해서는 이후에 첨부된 도면들을 참조해서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
표시 구동부(200)는 표시부(DU)를 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(200)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(200)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 게이트 구동부에 게이트 제어 신호들을 공급할 수 있다.
터치 구동부(400)는 터치 센싱부(TSU)에 접속될 수 있다. 터치 구동부(400)는 터치 센싱부(TSU)의 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고, 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 센싱할 수 있다. 터치 구동부(400)는 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 기초로 사용자의 터치 입력 여부 및 터치 좌표를 산출할 수 있다.
메인 프로세서(500)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(500)는 표시 패널(100)이 영상을 표시하도록 디지털 비디오 데이터를 표시 구동부(200)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(500)는 터치 구동부(400)로부터 터치 데이터를 수신하여 사용자의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 사용자의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다. 다른 예를 들어, 메인 프로세서(500)는 스마트 펜(20)으로부터 좌표 데이터를 수신하여 스마트 펜(20)의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 스마트 펜(20)의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다.
통신부(600)는 외부 장치와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(600)는 스마트 펜(20)의 통신 모듈(24)과 통신 신호를 송수신할 수 있다. 통신부(600)는 스마트 펜(20)으로부터 데이터 코드로 구성된 좌표 데이터를 수신할 수 있고, 좌표 데이터를 메인 프로세서(500)에 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 스마트 펜(20)의 코드 검출부(21)는 스마트 펜(20)의 펜촉부와 인접한 위치에 배치되어, 표시 장치(10)의 표시 패널(100)에 포함된 코드 패턴부를 감지한다. 구체적으로, 코드 검출부(21)는 적어도 하나의 적외선 광원을 이용해서 적외선을 출사시키는 발광부(21(a)), 및 코드 패턴부의 코드 패턴들로부터 반사된 적외선을 적외선 카메라로 검출하는 수광부(21(b))를 포함한다.
발광부(21(a))의 적어도 하나의 적외선 광원은 행렬 구조의 적외선 LED 어레이로 구성될 수 있다. 그리고, 수광부(21(b))의 적외선 카메라는 적외선 이외의 파장 대역을 차단하고 적외선을 통과시키는 필터, 필터를 통과한 적외선을 포커싱하는 렌즈계, 및 렌즈계에 의해 형성된 광학 이미지를 전기적인 이미지 신호로 변환해서 출력하는 광학 이미지 센서 등을 포함할 수 있다. 광학 이미지 센서는 적외선 LED 어레이와 마찬가지로 행렬 구조의 어레이로 구성되어, 코드 패턴부의 코드 패턴들로부터 반사된 적외선 형태에 따라 코드 패턴들의 형상 데이터를 코드 프로세서(23)로 제공할 수 있다. 이렇게, 스마트 펜(20)의 코드 검출부(21)는 사용자의 제어 및 움직임에 따라 터치 센싱부(TSU)의 적어도 일부 영역들에 포함된 코드 패턴부를 연속적으로 검출하고, 코드 패턴들의 형상 데이터를 연속적으로 생성해서 코드 프로세서(23)로 제공할 수 있다.
코드 프로세서(23)는 코드 검출부(21)로부터 코드 패턴부의 형상 데이터를 연속적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 코드 프로세서(23)는 코드 패턴부에 포함된 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 연속적으로 수신할 수 있고, 코드 패턴들의 구조와 형상을 식별할 수 있다. 코드 프로세서(23)는 코트 패턴들에 구조와 형상에 대응되는 데이터 코드를 추출하거나 생성할 수 있고, 데이터 코드를 조합하여 조합된 데이터 코드에 대응되는 좌표 데이터를 추출하거나 생성할 수 있다. 코드 프로세서(23)는 생성된 좌표 데이터를 통신 모듈(24)을 통해 표시 장치(10)에 전송할 수 있다. 특히, 코드 프로세서(23)는 코드 패턴부의 형상 데이터를 수신하여 코드 패턴들과 각각 대응되는 데이터 코드를 생성 및 변환함으로써, 복잡한 연산 및 보정 없이 좌표 데이터를 신속하게 생성할 수 있다.
통신 모듈(24)은 외부 장치와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(24)은 표시 장치(10)의 통신부(600)와 통신 신호를 송수신할 수 있다. 통신 모듈(24)은 코드 프로세서(23)로부터 데이터 코드로 구성된 좌표 데이터를 수신할 수 있고, 좌표 데이터를 통신부(600)에 제공할 수 있다.
메모리(25)는 스마트 펜(20)의 구동에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(25)에는 코드 패턴들의 형상 데이터, 각각의 형상 데이터와 코드 패턴들에 각각 대응되는 데이터 코드들이 저장된다. 또한, 메모리(25)에는 데이터 코드들 및 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들이 저장된다. 메모리(25)는 각각의 형상 데이터와 코드 패턴들에 각각 대응되는 데이터 코드들, 및 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들을 코드 프로세서(23)와 공유한다. 이에, 코드 프로세서(23)는 메모리(25)에 저장된 데이터 코드들, 및 좌표 데이터들을 통해 데이터 코드를 조합하고, 조합된 데이터 코드에 대응되는 좌표 데이터를 추출하거나 생성할 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 스마트 펜을 구체적으로 나타낸 측면도이다. 그리고, 도 4는 일 실시예에 따른 스마트 펜의 바디부 및 펜촉부 구조를 구체적으로 나타난 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 스마트 펜(20)은 전체적인 외형을 이루는 바디부(26), 및 바디부(26)의 일 측 단에 일체로 형성된 펜촉부(27)를 포함하여, 전자펜 등과 유사하게 필기구 형태로 형성될 수 있다.
바디부(26)는 손잡이 기능이 동반되도록 일 방향으로 긴 막대형으로 형성되어, 전체적으로는 필기구 형태의 외형을 이룰 수 있다.
펜촉부(27)는 바디부(26)의 일 측 단부에 형성되며, 표시 패널(100)의 표시 광과 코드 검출부(21)에서 출사되어 표시 패널(100)에서 반사된 광이 다시 반사되도록 함으로써, 반사광의 진행 경로 및 수광 경로를 형성한다. 구체적으로, 펜촉부(27)는 표시 패널(100)에서 표시되는 광과 코드 검출부(21)에서 출사되어 표시 패널(100)에서 반사된 광이 경반사면이나 경반사각에 의해 손실되지 않고 펜촉부(27) 내면의 반사면(29)에 의해 재반사되도록 함으로써, 코드 검출부(21)의 수광 효율을 향상시키도록 형성된다.
펜촉부(27)의 광 반사 효율 향상을 위해, 펜촉부(27) 내면의 반사면(29) 형상은 역삼각형, 또는 역삼각형과는 다른 어느 한 다각 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 펜촉부(27) 내면의 반사면(29) 형상은 원 또는 타원 형상으로 형성될 수도 있다. 도 4(a) 내지 도 4(c)로는 펜촉부(27) 내면의 반사면(29) 형상이 역삼각 형상으로 형성된 예를 도시하였다. 일 예로, 펜촉부(27)는 바디부(26)의 일 측 단부에 만년필의 펜 촉 형상으로 형성될 수 있다.
펜 촉 형상으로 형성된 펜촉부(27)에는 코드 검출부(21)로부터의 적외선 광이 출사되는 출광 경로, 및 표시 패널(100)과 펜촉부(27)의 반사면(29)에서 반사되는 반사광의 수광 경로를 형성하는 적어도 하나의 투광구(28)가 내부 중심부에 관통 홀 형태로 형성된다.
코드 검출부(21)는 바디부(26)에 내장되어 표시 패널(100) 및 펜촉부(27)의 반사면(29)으로부터 반사된 적외선 광을 수광한다. 그리고, 표시 패널(100)에 형성된 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출한다. 이를 위해, 코드 검출부(21)는 바디부(26)에 내장된 발광부(21(a))를 통해 펜촉부(27)의 투광구(28)로 적외선 광을 출사시킬 수 있다. 코드 검출부(21)의 발광부(21(a))로부터 적외선 광이 출사되는 경우, 발광부(21(a))의 적외선 광은 펜촉부(27)의 투광구(28)를 통해 펜촉부(27)의 일 측 단부 방향으로 출사될 수 있다. 반대로, 표시 패널(100)의 광을 비롯하여 표시 패널(100) 및 펜촉부(27)의 반사면(29)에서 반사되는 반사광은 다시 펜촉부(27)의 투광구(28)를 통해 코드 검출부(21)의 수광부(21(b))로 입사될 수 있다. 이에, 코드 검출부(21)는 수광된 적외선 광을 통해 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 펜촉부의 광 반사 형태를 나타낸 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 코드 검출부(21)의 발광부(21(a))로부터 출사된 광은 펜촉부(27)의 투광구(28)를 통해 펜촉부(27)의 일 측 단부 방향으로 출사되어 표시 패널(100)에서 반사될 수 있다. 스마트 펜(20)을 소정의 각도로 기울인 상태로 표시 패널(100)에 광을 출사시키거나 표시 패널(100)에서 표시되는 광을 수광하는 경우, 표시 패널(100)과의 입사각과 반사각의 방향 차이에 의해 표시 패널(100)의 표면에서 광이 난반사 및 손실될 수 있다. 그러나, 펜촉부(27)의 반사면(29)이 표시 패널(100)의 일 측 방향을 커버함으로써, 표시 패널(100)과 펜촉부(27)의 반사면(29)에서 반사되는 반사광은 소실되지 않고 펜촉부(27)의 투광구(28)를 통해 코드 검출부(21)의 수광부(21(b))로 수광될 수 있다.
펜촉부(27)와 반사면(29)의 반사 효율을 높이기 위해, 펜촉부(27)의 반사면(29)은 황산바륨(barium sulfate)이나 산화마그네슘(magnesium oxide) 등의 적외선 반사체로 형성되거나, 적외선 반사체가 코팅된 형태로 형성될 수 있다.
도 6은 다른 일 실시예에 따른 스마트 펜의 펜촉부 구조를 구체적으로 나타난 도면이다.
도 6을 참조하면, 펜촉부(27)의 광 반사 효율 향상을 위해, 펜촉부(27) 내면의 반사면(29)을 이루는 반사 폭(fd)과 반사면(29)의 길이(fe)가 반사 광량을 높일 수 있도록 변형되어 형성될 수 있다. 일 예로, 펜촉부(27)에 형성된 반사면(29)의 반사 폭(fd)은 바디부(26)의 두께 또는 폭과 동일하거나 바디부(26)의 두께 또는 폭보다 더 넓게 형성되어, 반사면(29)의 반사 광량을 높일 수 있다. 반사면(29)의 반사 면적이 더 넓어질수록 표시 패널(100)에서 난반사되는 광을 더 많이 재반사시킬 수 있기 때문에 코드 검출부(21)의 수광부(21(b))로 수광되는 광량 또한 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 펜촉부(27)에 형성된 반사면(29)의 반사 폭(fd)을 바디부(26)의 두께 또는 폭과 동일하거나 더 넓게 형성함으로써, 반사면(29)의 반사 광량과 수광부(21(b))로 수광되는 광량을 더 증가시킬 수 있다.
도 7은 또 다른 일 실시예에 따른 스마트 펜의 펜촉부 및 반사면 구조를 구체적으로 나타난 도면이다.
도 7을 참조하면, 펜촉부(27) 내면의 반사면(29)은 오목한 형상의 제1 곡률을 갖는 제1 반사면(29(a)), 및 오목한 형상으로 제1 곡률보다 더 큰 제2 곡률을 갖는 제2 반사면(29(b))을 포함할 수 있다.
펜촉부(27)의 광 반사 효율 향상을 위해, 제1 반사면(29(a))은 오목한 형상의 제1 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 반사면(29(a))이 오목한 제1 곡률을 갖도록 형성됨에 따라 제1 반사면(29(a))에서 반사되는 적외선 광의 집광 효율이 향상될 수 있다. 이와 더불어, 제2 반사면(29(b))은 제1 반사면(29(a))의 제1 곡률보다 더 큰 제2 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 제2 반사면(29(b))이 제1 반사면(29(a))의 제1 곡률보다 더 큰 제2 곡률을 갖도록 형성됨에 따라 제2 반사면(29(b))에서 반사되는 적외선 광의 집광 효율이 제1 반사면(29(a))의 광 반사 효율보다 더 향상될 수 있다.
제1 반사면(29(a))의 반사 폭과 반사면(29)의 길이가 더 크거나 길게 형성될수록 제1 반사면(29(a))의 빈사 광량 또한 높일 수 있다. 이에, 제1 반사면(29(a))의 반사 폭은 바디부(26)의 두께 또는 폭과 동일하거나 바디부(26)의 두께 또는 폭보다 더 넓게 형성되어, 제1 반사면(29(a))의 반사 광량을 높일 수 있다. 제1 반사면(29(a))의 반사 면적이 더 넓어질수록 표시 패널(100)에서 난반사되는 광을 더 많이 재반사시킬 수 있기 때문에 제1 반사면(29(a))의 면적을 가능한 한 더 넓게 형성함으로써, 제1 반사면(29(a))의 반사 광량과 수광부(21(b))로 수광되는 광량을 더 높일 수 있다.
도 8은 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치 구성을 구체적으로 나타내는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(10)는 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet Personal Computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 또는 사물 인터넷(Internet Of Things, IOT)의 표시부로 적용될 수 있다. 다른 예를 들어, 표시 장치(10)는 스마트 워치(Smart Watch), 워치 폰(Watch Phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(Wearable Device)에 적용될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 표시 장치(10)는 자동차의 계기판, 자동차의 센터페시아(Center Fascia), 자동차의 대쉬 보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(Room Mirror Display), 또는 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로서 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이에 적용될 수 있다.
표시 장치(10)는 사각형과 유사한 평면 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 X축 방향의 단변과 Y축 방향의 장변을 갖는 사각형과 유사한 평면 형태를 가질 수 있다. X축 방향의 단변과 Y축 방향의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형과 유사하게 형성될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동부(200), 회로 보드(300), 및 터치 구동부(400)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 메인 영역(MA) 및 서브 영역(SBA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 영상을 표시하는 화소들을 구비한 표시 영역(DA), 및 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 발광 영역 또는 복수의 개구 영역으로부터 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 스위칭 소자들을 포함하는 화소 회로, 발광 영역 또는 개구 영역을 정의하는 화소 정의막, 및 자발광 소자(Self-Light Emitting Element)를 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(100)의 메인 영역(MA)의 가장자리 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급하는 게이트 구동부(미도시), 및 표시 구동부(200)와 표시 영역(DA)을 연결하는 팬 아웃 라인들(미도시)을 포함할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 영역(SBA)이 벤딩되는 경우, 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)과 두께 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 표시 구동부(200), 및 회로 보드(300)와 접속되는 패드부를 포함할 수 있다. 선택적으로, 서브 영역(SBA)은 생략될 수 있고, 표시 구동부(200) 및 패드부는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
표시 구동부(200)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(200)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(200)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 게이트 구동부에 게이트 제어 신호들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(200)는 집적 회로(Integrated Circuit, IC)로 형성되어 COG(Chip on Glass) 방식, COP(Chip on Plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(100) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(200)는 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있고, 서브 영역(SBA)의 벤딩에 의해 메인 영역(MA)과 두께 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 다른 예를 들어, 표시 구동부(200)는 회로 보드(300) 상에 실장될 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하여 표시 패널(100)의 패드부 상에 부착될 수 있다. 회로 보드(300)의 리드 라인들은 표시 패널(100)의 패드부에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(Flexible Printed Circuit Board), 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board), 또는 칩 온 필름(Chip on Film)과 같은 연성 필름(Flexible Film)일 수 있다.
터치 구동부(400)는 회로 보드(300) 상에 실장될 수 있다. 터치 구동부(400)는 표시 패널(100)의 터치 센싱부에 연결될 수 있다. 터치 구동부(400)는 터치 센싱부의 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고, 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 신호는 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호일 수 있다. 터치 구동부(400)는 복수의 터치 전극 사이의 정전 용량의 변화량을 기초로 터치 입력 여부 및 터치 좌표를 산출할 수 있다. 터치 구동부(400)는 집적 회로(IC)로 형성될 수 있다.
도 9는 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 표시 패널(100)은 표시부(DU), 터치 센싱부(TSU), 및 편광 필름(POL)을 포함할 수 있다. 표시부(DU)는 기판(SUB), 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 봉지층(TFEL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 베이스 기판 또는 베이스 부재일 수 있다. 기판(SUB)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 글라스 재질 또는 금속 재질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예를 들어, 기판(SUB)은 폴리이미드(PI)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 화소들의 화소 회로를 구성하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 게이트 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 게이트 제어 라인들, 표시 구동부(200)와 데이터 라인들을 연결하는 팬 아웃 라인들, 및 표시 구동부(200)와 패드부를 연결하는 리드 라인들을 더 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 반도체 영역, 소스 전극, 드레인 전극, 및 게이트 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부가 표시 패널(100)의 비표시 영역(NDA)의 일측에 형성되는 경우, 게이트 구동부는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 게이트 제어 라인들 및 팬 아웃 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 리드 라인들은 서브 영역(SBA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML)은 박막 트랜지스터층(TFTL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 광을 발광하는 복수의 발광 소자, 및 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광 소자층(EML)의 복수의 발광 소자는 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 발광층은 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 유기 발광층(Organic Light Emitting Layer), 및 전자 수송층(Electron Transporting Layer)을 포함할 수 있다. 제1 전극이 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 소정의 전압을 수신하고, 제2 전극이 캐소드 전압을 수신하면, 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동될 수 있고, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극은 애노드 전극이고, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 예를 들어, 복수의 발광 소자는 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 다이오드 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)의 상면과 측면을 덮을 수 있고, 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)을 봉지하기 위한 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다.
터치 센싱부(TSU)는 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)는 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 복수의 터치 전극, 복수의 터치 전극과 터치 구동부(400)를 접속시키는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱부(TSU)는 자기 정전 용량(Self-Capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
다른 예를 들어, 터치 센싱부(TSU)는 표시부(DU) 상에 배치된 별도의 기판 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센싱부(TSU)를 지지하는 기판은 표시부(DU)를 봉지하는 베이스 부재일 수 있다.
터치 센싱부(TSU)의 복수의 터치 전극은 표시 영역(DA)과 중첩되는 터치 센서 영역에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)의 터치 라인들은 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 터치 주변 영역에 배치될 수 있다.
편광 필름(POL)은 터치 센싱부(TSU) 상에 배치될 수 있다. 편광 필름(POL)은 투명 접착 필름(Optically Clear Adhesive, OCA 필름) 또는 투명 접착 레진(Optically Clear Resin, OCR)에 의해 터치 센싱부(TSU) 상에 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광 필름(POL)은 선 편광판 및 λ/4 판(Quarter-Wave Plate)과 같은 위상 지연 필름을 포함할 수 있다. 위상 지연 필름 및 선 편광판은 터치 센싱부(TSU) 상에 순차적으로 적층될 수 있다.
표시 패널(100)의 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 영역(SBA)이 벤딩되는 경우, 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)과 두께 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 표시 구동부(200), 및 회로 보드(300)와 접속되는 패드부를 포함할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 10을 참조하면, 표시부(DU)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 영역으로서, 표시 패널(100)의 중앙 영역으로 정의될 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소(SP), 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 데이터 라인(DL), 및 복수의 전원 라인(VL)을 포함할 수 있다. 복수의 화소(SP) 각각은 광을 출력하는 최소 단위로 정의될 수 있다.
복수의 게이트 라인(GL)은 게이트 구동부(210)로부터 수신된 게이트 신호를 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 게이트 라인(GL)은 X축 방향으로 연장될 수 있고, X축 방향과 교차하는 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 데이터 라인(DL)은 표시 구동부(200)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL)은 Y축 방향으로 연장될 수 있고, X축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 전원 라인(VL)은 표시 구동부(200)로부터 수신된 전원 전압을 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 여기에서, 전원 전압은 구동 전압, 초기화 전압, 및 기준 전압 중 적어도 하나일 수 있다. 복수의 전원 라인(VL)은 Y축 방향으로 연장될 수 있고, X축 방향으로 서로 이격될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 구동부(210), 팬 아웃 라인들(FOL), 및 게이트 제어 라인들(GCL)을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(210)는 게이트 제어 신호를 기초로 복수의 게이트 신호를 생성할 수 있고, 복수의 게이트 신호를 설정된 순서에 따라 복수의 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급할 수 있다.
팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(200)로부터 표시 영역(DA)까지 연장될 수 있다. 팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(200)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 데이터 라인(DL)에 공급할 수 있다.
게이트 제어 라인(GCL)은 표시 구동부(200)로부터 게이트 구동부(210)까지 연장될 수 있다. 게이트 제어 라인(GCL)은 표시 구동부(200)로부터 수신된 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(210)에 공급할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 표시 구동부(200), 표시 패드 영역(DPA), 제1 및 제2 터치 패드 영역(TPA1, TPA2)을 포함할 수 있다.
표시 구동부(200)는 팬 아웃 라인들(FOL)에 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(200)는 팬 아웃 라인들(FOL)을 통해 데이터 전압을 데이터 라인(DL)에 공급할 수 있다. 데이터 전압은 복수의 화소(SP)에 공급될 수 있고, 복수의 화소(SP)의 휘도를 결정할 수 있다. 표시 구동부(200)는 게이트 제어 라인(GCL)을 통해 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(210)에 공급할 수 있다.
표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 서브 영역(SBA)의 가장자리에 배치될 수 있다. 표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 이방성 도전 필름 또는 SAP 등과 같은 저저항 고신뢰성 소재를 이용하여 회로 보드(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 패드 영역(DPA)은 복수의 표시 패드부(DP)를 포함할 수 있다. 복수의 표시 패드부(DP)는 회로 보드(300)를 통해 메인 프로세서(500)에 접속될 수 있다. 복수의 표시 패드부(DP)는 회로 보드(300)와 접속되어 디지털 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 디지털 비디오 데이터를 표시 구동부(200)에 공급할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 터치 센싱부를 나타내는 평면도이다.
도 11을 참조하면, 터치 센싱부(TSU)는 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서 영역(TSA), 및 터치 센서 영역(TSA)의 주변에 배치되는 터치 주변 영역(TPA)을 포함할 수 있다. 터치 센서 영역(TSA)은 표시부(DU)의 표시 영역(DA)에 중첩될 수 있고, 터치 주변 영역(TPA)은 표시부(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)은 복수의 터치 전극(SEN) 및 복수의 더미 전극(DME)을 포함할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)은 물체 또는 사람의 터치를 감지하기 위해 상호 정전 용량 또는 자기 정전 용량을 형성할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)은 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE)을 포함할 수 있다.
복수의 구동 전극(TE)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열될 수 있다. 복수의 구동 전극(TE)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다. Y축 방향으로 인접한 구동 전극들(TE)은 브릿지 전극(CE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 구동 전극(TE)은 구동 라인(TL)을 통해 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있다. 구동 라인(TL)은 하부 구동 라인(TLa) 및 상부 구동 라인(TLb)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서 영역(TSA)의 하측에 배치된 일부의 구동 전극들(TE)은 하부 구동 라인(TLa)을 통해 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있고, 터치 센서 영역(TSA)의 상측에 배치된 다른 일부의 구동 전극들(TE)은 상부 구동 라인(TLb)을 통해 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있다. 하부 구동 라인(TLa)은 터치 주변 영역(TPA)의 하측을 지나 제1 터치 패드부(TP1)까지 연장될 수 있다. 상부 구동 라인(TLb)은 터치 주변 영역(TPA)의 상측, 좌측, 및 하측을 경유하여 제1 터치 패드부(TP1)까지 연장될 수 있다. 제1 터치 패드부(TP1)는 회로 보드(300)를 통해 터치 구동부(400)에 접속될 수 있다.
브릿지 전극(CE)은 적어도 한 번 절곡될 수 있다. 예를 들어, 브릿지 전극(CE)은 꺾쇠 형태(“<” 또는 “>”)를 가질 수 있으나, 브릿지 전극(CE)의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다. Y축 방향으로 서로 인접한 구동 전극들(TE)은 복수의 브릿지 전극(CE)에 의해 연결될 수 있고, 브릿지 전극(CE)들 중 어느 하나가 단선되더라도 구동 전극들(TE)은 나머지 브릿지 전극(CE)을 통해 안정적으로 연결될 수 있다. 서로 인접한 구동 전극들(TE)은 두 개의 브릿지 전극(CE)에 의해 연결될 수 있으나, 브릿지 전극(CE)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
브릿지 전극(CE)은 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE)과 서로 다른 층에 배치될 수 있다. X축 방향으로 서로 인접한 감지 전극들(RE)은 복수의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE)과 같은 층에 배치된 연결부를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, Y축 방향으로 인접한 구동 전극들(TE)은 복수의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE)과 서로 다른 층에 배치된 브릿지 전극(CE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 브릿지 전극(CE)이 복수의 감지 전극(RE)과 Z축 방향으로 서로 중첩되더라도, 복수의 구동 전극(TE)과 복수의 감지 전극(RE)은 서로 절연될 수 있다. 상호 정전 용량은 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 사이에 형성될 수 있다.
복수의 감지 전극(RE)은 X축 방향으로 연장되고 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다. 복수의 감지 전극(RE)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열될 수 있고, X축 방향으로 인접한 감지 전극들(RE)은 연결부를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 감지 전극(RE)은 감지 라인(RL)을 통해 제2 터치 패드부(TP2)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치된 일부의 감지 전극들(RE)은 감지 라인(RL)을 통해 제2 터치 패드부(TP2)에 접속될 수 있다. 감지 라인(RL)은 터치 주변 영역(TPA)의 우측 및 하측을 경유하여 제2 터치 패드부(TP2)까지 연장될 수 있다. 제2 터치 패드부(TP2)는 회로 보드(300)를 통해 터치 구동부(400)에 접속될 수 있다.
복수의 더미 전극(DME) 각각은 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE)에 둘러싸일 수 있다. 복수의 더미 전극(DME) 각각은 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE)과 이격되어 절연될 수 있다. 따라서, 더미 전극(DME)은 전기적으로 플로팅될 수 있다.
표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 서브 영역(SBA)의 가장자리에 배치될 수 있다. 표시 패드 영역(DPA), 제1 터치 패드 영역(TPA1), 및 제2 터치 패드 영역(TPA2)은 이방성 도전 필름 또는 SAP 등과 같은 저저항 고신뢰성 소재를 이용하여 회로 보드(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 터치 패드 영역(TPA1)은 표시 패드 영역(DPA)의 일측에 배치될 수 있고, 복수의 제1 터치 패드부(TP1)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 터치 패드부(TP1)는 회로 보드(300) 상에 배치된 터치 구동부(400)에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 제1 터치 패드부(TP1)는 복수의 구동 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 복수의 구동 전극(TE)에 공급할 수 있다.
제2 터치 패드 영역(TPA2)은 표시 패드 영역(DPA)의 타측에 배치될 수 있고, 복수의 제2 터치 패드부(TP2)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 터치 패드부(TP2)는 회로 보드(300) 상에 배치된 터치 구동부(400)에 전기적으로 연결될 수 있다. 터치 구동부(400)는 복수의 제2 터치 패드부(TP2)에 접속된 복수의 감지 라인(RL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신할 수 있고, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 간의 상호 정전 용량 변화를 센싱할 수 있다.
다른 예를 들어, 터치 구동부(400)는 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 각각에 터치 구동 신호를 공급할 수 있고, 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 각각으로부터 터치 센싱 신호를 수신할 수 있다. 터치 구동부(400)는 터치 센싱 신호를 기초로 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 각각의 전하 변화량을 센싱할 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 A1 영역의 확대도이다. 그리고, 도 13은 도 12에 도시된 A1 영역의 일부를 구체적으로 나타낸 확대도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 동일 층에 배치될 수 있고, 서로 이격될 수 있다.
복수의 구동 전극(TE)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열될 수 있다. 복수의 구동 전극(TE)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다. Y축 방향으로 인접한 구동 전극들(TE)은 브릿지 전극(CE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 감지 전극(RE)은 X축 방향으로 연장되고 Y축 방향으로 서로 이격될 수 있다. 복수의 감지 전극(RE)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 배열될 수 있고, X축 방향으로 인접한 감지 전극들(RE)은 연결부(RCE)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 감지 전극들(RE)의 연결부(RCE)는 서로 인접한 구동 전극들(TE)의 최단 거리 내에 배치될 수 있다.
복수의 브릿지 전극(CE)은 구동 전극(TE) 및 감지 전극(RE)과 다른 층에 배치될 수 있다. 브릿지 전극(CE)은 제1 부분(CEa) 및 제2 부분(CEb)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 브릿지 전극(CE)의 제1 부분(CEa)은 제1 컨택홀(CNT1)을 통해 일측에 배치된 구동 전극(TE)에 연결되어 제3 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 브릿지 전극(CE)의 제2 부분(CEb)은 감지 전극(RE)과 중첩되는 영역에서 제1 부분(CEa)으로부터 절곡되어 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있고, 제1 컨택홀(CNT1)을 통해 타측에 배치된 구동 전극(TE)에 연결될 수 있다. 이하에서, 제1 방향(DR1)은 X축 방향과 Y축 방향 사이의 방향이고, 제2 방향(DR2)은 Y축 방향의 반대 방향과 X축 방향 사이의 방향이며, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)의 반대 방향이고, 제4 방향(DR4)은 제2 방향(DR2)의 반대 방향일 수 있다. 따라서, 복수의 브릿지 전극(CE) 각각은 Y축 방향으로 인접한 구동 전극들(TE)을 접속시킬 수 있다.
예를 들어, 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 평면 상 메쉬(Mesh) 구조 또는 그물망 구조로 형성될 수 있다. 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 평면 상에서 화소 그룹(PG)의 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3) 각각을 둘러쌀 수 있다. 따라서, 복수의 구동 전극(TE), 복수의 감지 전극(RE), 및 복수의 더미 전극(DME)은 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)과 중첩되지 않을 수 있다. 복수의 브릿지 전극(CE) 역시 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)과 중첩되지 않을 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)에서 방출된 광의 휘도가 터치 센싱부(TSU)에 의해 감소되는 것을 방지할 수 있다.
복수의 구동 전극(TE) 각각은 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 부분(TEa) 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 제2 부분(TEb)을 포함할 수 있다. 복수의 감지 전극(RE) 각각은 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 부분(REa) 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 제2 부분(REb)을 포함할 수 있다.
복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 코드 패턴부(CDP)는 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 갖는 복수의 코드 패턴을 포함할 수 있다. 복수의 코드 패턴은 기 설정된 데이터 코드의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점에서 연장된 복수의 줄기 중 하나의 줄기가 커팅되어 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 복수의 줄기는 교차 지점으로부터 제1 내지 제4 방향(DR1, DR2, DR3, DR4)으로 연장될 수 있고, 제1 내지 제4 방향(DR1, DR2, DR3, DR4) 중 한 방향으로 연장된 줄기가 커팅될 수 있다. 줄기가 커팅된 방향은 위치 정보를 구성하는 기 설정된 데이터 코드의 값에 대응될 수 있다.
복수의 화소는 제1 내지 제3 서브 화소를 포함할 수 있고, 제1 내지 제3 서브 화소 각각은 제1 내지 제3 발광 영역(EA1, EA2, EA3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 영역(EA1)은 제1 색의 광 또는 적색 광을 방출할 수 있고, 제2 발광 영역(EA2)은 제2 색의 광 또는 녹색 광을 방출할 수 있으며, 제3 발광 영역(EA3)은 제3 색의 광 또는 청색 광을 방출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
하나의 화소 그룹(PG)은 하나의 제1 발광 영역(EA1), 두 개의 제2 발광 영역(EA2), 및 하나의 제3 발광 영역(EA3)을 포함하여 백색 계조를 표현할 수 있다. 따라서, 하나의 제1 발광 영역(EA1)에서 방출된 광, 두 개의 제2 발광 영역(EA2)에서 방출된 광, 및 하나의 제3 발광 영역(EA3)에서 방출된 광의 조합에 의해 백색 계조가 표현될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 코드 패턴부의 일 예를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 15는 도 14의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 복수의 터치 전극(SEN)은 평면 상 메쉬(Mesh) 구조 또는 그물망 구조로 형성될 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)의 최소 단위의 변들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장되어 서로 교차할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다.
코드 패턴부(CDP)는 기준 지점(RP), 제1 기준 선(HRL), 제2 기준 선(VRL), 및 복수의 코드 패턴(CP)을 포함할 수 있다.
기준 지점(RP)은 코드 패턴부(CDP)의 식별 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 기준 지점(RP)은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점이 커팅된 영역에 해당할 수 있다. 예를 들어, 기준 지점(RP)은 코드 패턴부(CDP)의 좌측 상단에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 기준 선(HRL)은 기준 지점(RP)으로부터 X축 방향으로 연장될 수 있다. 제1 기준 선(HRL)은 기준 지점(RP)의 X축 방향에 배치된 복수의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 선(HRL)이 6개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의되는 경우, 복수의 코드 패턴(CP)은 6개의 교차 지점(ITS)을 포함하는 6개의 열(Column)을 따라 배열될 수 있다.
제2 기준 선(VRL)은 기준 지점(RP)으로부터 Y축 방향으로 연장될 수 있다. 제2 기준 선(VRL)은 기준 지점(RP)의 Y축 방향에 배치된 복수의 교차 지점(ITS) 및 복수의 교차 지점(ITS) 사이에 배치된 절단부(CTP)를 연결하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 기준 선(VRL)은 2개의 교차 지점(ITS), 1개의 절단부(CTP), 및 3개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의될 수 있고, 복수의 코드 패턴(CP)은 5개의 교차 지점(ITS) 및 1개의 절단부(CTP)를 포함하는 6개의 행(Row)을 따라 배열될 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 제1 기준 선(HRL) 및 제2 기준 선(VRL)에 의해 정의되는 영역에 배치될 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 제1 기준 선(HRL) 및 제2 기준 선(VRL)에 의해 카메라에 대한 기울기 또는 회전 각이 감지될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 선(HRL)이 6개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의되고, 제2 기준 선(VRL)이 2개의 교차 지점(ITS), 1개의 절단부(CTP), 및 3개의 교차 지점(ITS)을 연결하여 정의되는 경우, 복수의 코드 패턴(CP)은 6×6 행렬(6 by 6 Matrix)로 배열될 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴(CP)은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점에서 연장된 복수의 줄기 중 하나의 줄기가 커팅되어 마련될 수 있다. 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 복수의 줄기는 교차 지점으로부터 제1 내지 제4 방향(DR1, DR2, DR3, DR4)으로 연장될 수 있고, 제1 내지 제4 방향(DR1, DR2, DR3, DR4) 중 한 방향으로 연장된 줄기가 커팅될 수 있다. 줄기가 커팅된 방향은 위치 정보를 구성하는 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제m 행(이하에서, m은 자연수) 및 제n 열(이하에서, n은 자연수)에 배치된 코드 패턴(CP)은 제m 행 및 제n 열에 배치된 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
예를 들어, 제1 방향(DR1)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [00]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제2 방향(DR2)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [01]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제3 방향(DR3)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [10]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제4 방향(DR4)의 줄기가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [11]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
제1 행(Row1) 및 제1 열(Col1)에 배치된 제11 코드 패턴(CP11)은 제1 방향(DR1)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제11 데이터 코드(DC11)는 [00] 값을 가질 수 있다. 제6 행(Row6) 및 제1 열(Col1)에 배치된 제61 코드 패턴(CP61)은 제2 방향(DR2)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제61 데이터 코드(DC61)는 [01] 값을 가질 수 있다. 제6 행(Row6) 및 제2 열(Col2)에 배치된 제62 코드 패턴(CP62)은 제3 방향(DR3)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제62 데이터 코드(DC62)는 [10] 값을 가질 수 있다. 제1 행(Row1) 및 제6 열(Col6)에 배치된 제16 코드 패턴(CP16)은 제4 방향(DR4)의 줄기가 커팅될 수 있고, 제16 데이터 코드(DC16)는 [11] 값을 가질 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 교차 지점에서 연장된 복수의 줄기가 커팅되지 않은 통전 패턴을 더 포함할 수 있다. 통전 패턴은 데이터 코드(DC)의 값을 갖지 않을 수 있다(Null). 통전 패턴은 복수의 터치 전극(SEN)이 터치 동작을 정상적으로 수행할 수 있도록 필요한 위치에 배치될 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 통전 패턴을 포함함으로써, 복수의 터치 전극(SEN)의 열화를 방지할 수 있다. 예를 들어, 제3 행(Row3) 및 제2 열(Col2)에 배치된 제32 코드 패턴(CP32)은 통전 패턴에 해당할 수 있고, 제32 데이터 코드(DC32)는 값을 갖지 않을 수 있다(Null).
표시 장치(10)는 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 스마트 펜(20)과 같은 터치 입력 장치의 터치 입력을 수신할 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있고, 기 설정된 데이터 코드(DC)에 일대일 대응될 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 데이터 코드(DC)를 이용하여 복잡한 연산 및 보정 없이 생성된 좌표 데이터를 수신함으로써, 비용을 절감하고 소비 전력을 감소시키며 구동 과정을 간소화할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 사이즈의 제약을 받지 않으며 터치 기능을 갖는 모든 전자 기기에 적용될 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 17은 도 16의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 복수의 터치 전극(SEN)은 평면 상 메쉬(Mesh) 구조 또는 그물망 구조로 형성될 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)의 최소 단위의 변들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장되어 서로 교차할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다.
코드 패턴부(CDP)는 기준 지점(RP) 및 복수의 코드 패턴(CP)을 포함할 수 있다.
기준 지점(RP)은 코드 패턴부(CDP)의 식별 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 기준 지점(RP)은 적어도 일부의 터치 전극(SEN)의 교차 지점이 커팅된 영역에 해당할 수 있다. 기준 지점(RP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)은 복수의 코드 패턴(CP)의 상부에서 서로 이격되게 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
복수의 코드 패턴(CP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)을 기준으로 기 설정된 영역에 배치될 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)에 의해 카메라에 대한 기울기 또는 회전 각이 감지될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)이 특정 행에서 서로 이격되게 배치된 경우, 복수의 코드 패턴(CP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)이 배치된 행의 다음 행부터 m×n 행렬(m by n Matrix)로 배열될 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴(CP)은 메쉬 형태를 이루는 복수의 변 중 커팅되지 않은 일부의 변, 및 커팅된 다른 일부의 변을 포함할 수 있다. 여기에서, 변의 중앙부가 커팅될 수 있으나, 커팅 위치는 이에 한정되지 않는다. 복수의 변의 커팅 유무는 위치 정보를 구성하는 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제m 행 및 제n 열에 배치된 코드 패턴(CP)은 제m 행 및 제n 열에 배치된 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 커팅되지 않은 변을 포함하는 코드 패턴(CP)은 [0]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 커팅된 변을 포함하는 코드 패턴(CP)은 [1]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
제1 행(Row1) 및 제1 열(Col1)에 배치된 제11 코드 패턴(CP11)은 커팅된 변을 포함할 수 있고, 제11 데이터 코드(DC11)는 [1] 값을 가질 수 있다. 제4 행(Row4) 및 제5 열(Col5)에 배치된 제45 코드 패턴(CP45)은 커팅되지 않은 변을 포함할 수 있고, 제45 데이터 코드(DC45)는 [0] 값을 가질 수 있다.
일부 행에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제1 데이터(Data1)를 구성할 수 있고, 다른 일부 행에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제2 데이터(Data2)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터(Data1)는 터치 위치의 X축 좌표에 해당하고, 제2 데이터(Data2)는 터치 위치의 Y축 좌표에 해당할 수 있으나, 제1 및 제2 데이터(Data1, Data2)의 예시는 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 행(Row1) 및 제2 행(Row2)에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제1 데이터(Data1)를 구성할 수 있고, 제3 행(Row3) 및 제4 행(Row4)에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제2 데이터(Data2)를 구성할 수 있다. 따라서, 복수의 코드 패턴(CP)은 대응되는 데이터 코드(DC)로 변환될 수 있고, 좌표 데이터는 데이터 코드(DC)를 기초로 복잡한 연산 및 보정 없이 신속하게 생성될 수 있다.
표시 장치(10)는 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 스마트 펜(Smart Pen)과 같은 터치 입력 장치의 터치 입력을 수신할 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있고, 기 설정된 데이터 코드(DC)에 일대일 대응될 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 데이터 코드(DC)를 이용하여 복잡한 연산 및 보정 없이 생성된 좌표 데이터를 수신함으로써, 비용을 절감하고 소비 전력을 감소시키며 구동 과정을 간소화할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 사이즈의 제약을 받지 않으며 터치 기능을 갖는 모든 전자 기기에 적용될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 코드 패턴부의 또 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 19는 도 18의 코드 패턴부에 대응되는 데이터 코드를 나타내는 도면이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 복수의 터치 전극(SEN)은 평면 상 메쉬(Mesh) 구조 또는 그물망 구조로 형성될 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN)의 최소 단위의 변들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장되어 서로 교차할 수 있다. 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 전극(TE) 중 적어도 일부의 구동 전극(TE) 또는 복수의 감지 전극(RE) 중 적어도 일부의 감지 전극(RE)은 코드 패턴부(CDP)를 포함할 수 있다.
코드 패턴부(CDP)는 기준 지점(RP) 및 복수의 코드 패턴(CP)을 포함할 수 있다.
기준 지점(RP)은 코드 패턴부(CDP)의 식별 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 기준 지점(RP)은 메쉬 형태를 이루는 변이 전부 커팅된 영역에 해당할 수 있다. 기준 지점(RP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2) 각각은 복수의 코드 패턴(CP)이 배열된 행과 열 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 코드 패턴부(CDP)가 4×3 행렬(4 by 3 Matrix)로 배열된 경우, 제1 기준 지점(RP1)은 제1 행(Row1) 및 제1 열(Col1)에 배치되고, 제2 기준 지점(RP2)은 제3 행(Row3) 및 제1 열(Col1)에 배치되며, 복수의 코드 패턴(CP)은 나머지 행과 열에 배열될 수 있다. 기준 지점(RP) 및 복수의 코드 패턴(CP)의 배열 위치는 이에 한정되지 않는다.
복수의 코드 패턴(CP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)을 기준으로 기 설정된 영역에 배치될 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 제1 및 제2 기준 지점(RP1, RP2)에 의해 카메라에 대한 기울기 또는 회전 각이 감지될 수 있다.
복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코드 패턴(CP)은 메쉬 형태를 이루는 변의 특정 부분이 커팅되어 마련될 수 있다. 복수의 변이 커팅된 위치는 위치 정보를 구성하는 기 설정된 데이터 코드(DC)의 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제m 행 및 제n 열에 배치된 코드 패턴(CP)은 제m 행 및 제n 열에 배치된 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
예를 들어, 커팅되지 않은 코드 패턴(CP)은 [00]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제1 방향(DR1)으로 연장된 변의 하부가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [01]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제1 방향(DR1)으로 연장된 변의 상부가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [10]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다. 제1 방향(DR1)으로 연장된 변의 중앙부가 커팅된 코드 패턴(CP)은 [11]의 데이터 코드(DC)에 대응될 수 있다.
제2 행(Row2) 및 제2 열(Col2)에 배치된 제22 코드 패턴(CP22)은 커팅되지 않을 수 있고, 제22 데이터 코드(DC22)는 [00] 값을 가질 수 있다. 제1 행(Row1) 및 제2 열(Col2)에 배치된 제12 코드 패턴(CP12)은 하부가 커팅된 변을 포함할 수 있고, 제12 데이터 코드(DC12)는 [01] 값을 가질 수 있다. 제1 행(Row1) 및 제3 열(Col3)에 배치된 제13 코드 패턴(CP13)은 상부가 커팅된 변을 포함할 수 있고, 제13 데이터 코드(DC13)는 [10] 값을 가질 수 있다. 제2 행(Row2) 및 제3 열(Col3)에 배치된 제23 코드 패턴(CP23)은 중앙부가 커팅된 변을 포함할 수 있고, 제23 데이터 코드(DC23)는 [11] 값을 가질 수 있다.
일부 행에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제1 데이터(Data1)를 구성할 수 있고, 다른 일부 행에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제2 데이터(Data2)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터(Data1)는 터치 위치의 X축 좌표에 해당하고, 제2 데이터(Data2)는 터치 위치의 Y축 좌표에 해당할 수 있으나, 제1 및 제2 데이터(Data1, Data2)의 예시는 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 행(Row1) 및 제2 행(Row2)에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제1 데이터(Data1)를 구성할 수 있고, 제3 행(Row3) 및 제4 행(Row4)에 배열된 데이터 코드(DC)는 좌표 데이터의 제2 데이터(Data2)를 구성할 수 있다. 따라서, 복수의 코드 패턴(CP)은 대응되는 데이터 코드(DC)로 변환될 수 있고, 좌표 데이터는 데이터 코드(DC)를 기초로 복잡한 연산 및 보정 없이 신속하게 생성될 수 있다.
표시 장치(10)는 복수의 터치 전극(SEN) 중 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 스마트 펜(Smart Pen)과 같은 터치 입력 장치의 터치 입력을 수신할 수 있다. 복수의 코드 패턴(CP)은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 가질 수 있고, 기 설정된 데이터 코드(DC)에 일대일 대응될 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 데이터 코드(DC)를 이용하여 복잡한 연산 및 보정 없이 생성된 좌표 데이터를 수신함으로써, 비용을 절감하고 소비 전력을 감소시키며 구동 과정을 간소화할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 적어도 일부의 터치 전극(SEN)에 마련된 복수의 코드 패턴(CP)을 포함함으로써, 사이즈의 제약을 받지 않으며 터치 기능을 갖는 모든 전자 기기에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 21: 코드 검출부
22: 압전 센서 23: 코드 프로세서
24: 통신 모듈 25: 메모리
26: 바디부 27: 펜촉부
28: 투광구 29: 반사면
100: 표시 패널 200: 표시 구동부
210: 게이트 구동부 300: 회로 보드
400: 터치 구동부 500: 메인 프로세서

Claims (20)

  1. 바디부;
    상기 바디부의 일 측 단부에 형성되어 광의 출사, 반사 및 수광 경로를 형성하는 펜촉부;
    표시 패널 및 상기 펜촉부로부터 반사된 광을 수광하여 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출하는 코드 검출부; 및
    상기 형상 데이터를 이용해서 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 상기 표시 패널의 구동을 위한 메인 프로세서로 전달하는 코드 프로세서를 포함하는 스마트 펜.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 코드 검출부는
    적어도 하나의 적외선 광원을 이용해서 적외선을 출사시키는 발광부, 및 상기 표시 패널의 코드 패턴들로부터 반사된 적외선을 적외선 카메라로 검출하는 수광부를 포함하는 스마트 펜.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 코드 프로세서는
    상기 코트 패턴들의 구조와 형상에 대응되는 데이터 코드들을 메모리를 통해 추출하거나 생성하고, 상기 데이터 코드들을 조합하여 조합된 데이터 코드들에 대응되는 좌표 데이터를 추출하거나 생성하는 스마트 펜.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 메모리는
    상기 데이터 코드들 및 상기 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들을 저장하고, 상기 형상 데이터와 상기 코드 패턴들에 각각 대응되는 상기 데이터 코드들, 및 상기 데이터 코드들의 조합에 따른 좌표 데이터들을 상기 코드 프로세서와 공유하는 스마트 펜.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 펜촉부는
    상기 바디부의 일 측 단부에 형성되며, 상기 표시 패널의 표시 광과 상기 코드 검출부에서 출사되어 상기 표시 패널에서 반사된 광이 내면의 반사면에 다시 반사되도록 함으로써, 반사광의 진행 경로 및 수광 경로를 형성하는 스마트 펜.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 펜촉부 내면의 반사면 형상은 역삼각형, 역삼각형과는 다른 어느 한 다각 형상, 원 형상, 타원 형상, 및 만년필의 펜 촉 형상 중 어느 한 형상으로 형성된 스마트 펜.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 펜촉부의 내부 중심부에는
    상기 코드 검출부로부터의 적외선 광이 출사되는 출광 경로, 및 상기 표시 패널과 상기 펜촉부의 반사면에서 반사되는 반사광의 수광 경로를 형성하는 적어도 하나의 투광구가 관통 홀 형태로 형성된 스마트 펜.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 펜촉부의 반사면은
    적외선 반사체로 형성되거나, 상기 적외선 반사체가 코팅되어 형성된 스마트 펜.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 펜촉부의 반사면은
    반사 폭이 상기 바디부의 두께 또는 폭과 동일하거나, 상기 바디부의 두께 또는 폭보다 더 넓게 형성된 스마트 펜.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 펜촉부의 반사면은
    오목한 형상의 제1 곡률을 갖는 제1 반사면; 및
    오목한 형상으로 상기 제1 곡률보다 더 큰 제2 곡률을 갖는 제2 반사면을 포함하는 스마트 펜.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 반사면의 반사 폭은
    상기 바디부의 두께 또는 폭과 동일하거나, 상기 바디부의 두께 또는 폭보다 더 넓게 형성된 스마트 펜.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 펜촉부의 반사면은
    적외선 반사체로 형성되거나, 상기 적외선 반사체가 코팅되어 형성된 스마트 펜.
  13. 코드 패턴들을 표시하거나 상기 코드 패턴들이 포함된 표시 패널;
    상기 표시 패널의 영상 표시 구동을 제어하는 메인 프로세서; 및
    상기 표시 패널로부터 반사된 광을 수광하여 상기 코드 패턴들에 대한 형상 데이터를 검출하고, 상기 형상 데이터들에 따른 좌표 데이터를 생성해서 상기 메인 프로세서로 전달하는 스마트 펜을 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 스마트 펜은
    바디부의 일 측 단부에 형성되어 광의 출사, 반사 및 수광 경로를 형성하는 펜촉부;
    상기 표시 패널 및 상기 펜촉부로부터 반사된 광을 수광하여 상기 코드 패턴들에 대한 상기 형상 데이터를 검출하는 코드 검출부; 및
    상기 형상 데이터를 이용해서 상기 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 상기 메인 프로세서로 전달하는 코드 프로세서를 포함하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 펜촉부는
    상기 바디부의 일 측 단부에 형성되며, 상기 표시 패널의 표시 광과 상기 코드 검출부에서 출사되어 상기 표시 패널에서 반사된 광이 내면의 반사면에 다시 반사되도록 함으로써, 반사광의 진행 경로 및 수광 경로를 형성하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 펜촉부 내면의 반사면 형상은 역삼각형, 역삼각형과는 다른 어느 한 다각 형상, 원 형상, 타원 형상, 및 만년필의 펜 촉 형상 중 어느 한 형상으로 형성된 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 표시 패널은
    터치를 감지하는 복수의 터치 전극; 및
    상기 복수의 터치 전극 중 적어도 일부의 터치 전극은 특정 기준에 따라 커팅되어 위치 정보를 갖는 상기 코드 패턴들이 배치된 코드 패턴부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 코드 패턴부는,
    상기 코드 패턴부의 식별 기준이 되는 기준 지점;
    상기 기준 지점으로부터 제1 방향으로 연장되는 제1 기준 선; 및
    상기 기준 지점으로부터 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 기준 선을 더 포함하고,
    상기 코드 패턴들은 상기 제1 기준 선 및 상기 제2 기준 선에 의해 정의되는 영역에 배치되는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 기준 지점은 상기 적어도 일부의 터치 전극의 교차 지점이 커팅된 영역에 해당하는 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 기준 선은 상기 기준 지점의 제1 방향에 배치된 복수의 교차 지점을 연결하여 정의되는 표시 장치.
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