KR20230041856A - 표시 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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허상현
김지웅
마형근
박경태
박성안
이성주
이태훈
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Abstract

표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 입력 센서 및 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들과 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 제2 감지 전극들로부터 수신된 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하는 리드아웃 회로를 포함하되, 상기 리드아웃 회로는 제1 감지 모드동안 상기 수신 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하고, 제2 감지 모드동안 상기 유효한 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하되, 상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거한다

Description

표시 장치 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 터치 입력을 감지할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 전자 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 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 표시 장치를 구비할 수 있다.
본 발명의 목적은 터치 감지 성능이 향상된 표시 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 입력 센서 및 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들과 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 제2 감지 전극들로부터 수신된 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하는 리드아웃 회로를 포함한다. 상기 리드아웃 회로는 제1 감지 모드동안 상기 수신 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하고, 제2 감지 모드동안 상기 유효한 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하되, 상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거한다.
일 실시예에서, 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수가 적어질수록 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 좁아질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 Q 팩터 신호를 상기 노이즈 필터로 제공하되, 상기 Q 팩터 신호의 Q 팩터 레벨이 높을수록 상기 노이즈 필터의 상기 통과 대역이 좁아질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 감지 신호를 출력하는 수신기, 상기 복수의 제1 감지 전극들로 상기 전송 신호를 전송하는 전송기 및 상기 수신기 및 상기 전송기를 제어하는 제어 회로를 포함하되, 상기 제어 회로는 상기 감지 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 상기 유효한 제1 감지 전극들을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수신기는 Q 팩터 신호에 응답해서 상기 수신 신호의 노이즈를 제거하는 상기 노이즈 필터를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 상기 Q 팩터 신호를 상기 노이즈 필터로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수신기는 상기 제1 감지 모드동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수신기는 상기 제1 감지 모드의 제1 구간동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 모드의 제2 구간동안 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 복수의 제1 감지 전극들과 상기 리드아웃 회로를 전기적으로 연결하는 제1 감지 라인들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들과 상기 리드아웃 회로를 전기적으로 연결하는 제2 감지 라인들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노이즈 필터는 밴드 패스 필터일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 상기 복수의 제1 감지 전극들의 개수에 근거할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 입력 센서 및 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들과 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 제2 감지 전극들로부터 수신된 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하는 리드아웃 회로를 포함할 수 있다. 상기 리드아웃 회로는 제1 감지 모드동안 상기 수신 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하고, 제2 감지 모드동안 상기 유효한 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하되, 상기 제1 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 Q 팩터는 제1 레벨이고, 상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 상기 Q 팩터는 상기 제1 레벨과 다른 제2 레벨일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 상기 Q 팩터는 상기 복수의 제1 감지 전극들의 개수에 근거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 상기 Q 팩터는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 감지 신호를 출력하는 수신기, 상기 복수의 제1 감지 전극들로 상기 전송 신호를 전송하는 전송기 및 상기 수신기 및 상기 전송기를 제어하는 제어 회로를 포함하되, 상기 제어 회로는 상기 감지 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 상기 유효한 제1 감지 전극들 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수신기는 상기 제1 감지 모드동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수신기는 상기 제1 감지 모드의 제1 구간동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 모드의 제2 구간동안 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노이즈 필터는 밴드 패스 필터일 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 입력 센서 및 리드아웃 회로를 포함하는 표시 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 입력 센서는 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하고, 상기 리드아웃 회로는 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 수신되는 상기 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하며, 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 수신 신호를 수신하는 단계, 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하는 단계, 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 상기 노이즈 필터의 통과 대역을 결정하는 단계 및 상기 복수의 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 수신 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수가 적어질수록 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 좁아진다.
일 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 Q 팩터 신호를 상기 노이즈 필터로 제공하되, 상기 Q 팩터 신호의 Q 팩터 레벨이 높을수록 상기 노이즈 필터의 상기 통과 대역이 좁아질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 수신 신호를 수신하는 단계는, 상기 복수의 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 상기 노이즈 필터의 상기 통과 대역을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노이즈 필터는 밴드 패스 필터일 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 제1 감지 모드에서 터치 입력을 감지하고, 유효한 감지 라인들을 선택한다. 제2 감지 모드에서 유효한 감지 라인들을 통해 터치 입력을 감지함으로써 유효한 감지 라인들 각각에 대한 터치 감지 시간을 충분히 확보할 수 있다. 그러므로 노이즈 필터의 Q 팩트를 높게 설정할 수 있어서 노이즈 필터의 성능이 향상될 수 있다. 그 결과 표시 장치의 터치 감지 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 절단선 I-I'에 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 발광 소자층 및 입력 센서를 구체적으로 보여주는 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드아웃 회로의 블록도이다.
도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시된 수신기의 블록도이다.
도 10은 도 9에 도시된 수신부의 블록도이다.
도 11은 밴드 패스 필터의 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 Q 팩터 신호의 Q 팩터 레벨에 따른 밴드 패스 필터의 출력 신호의 지연을 예시적으로 보여준다.
도 13은 제1 감지 모드의 제1 구간동안 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 15는 제1 감지 모드의 제2 구간동안 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 17은 제2 감지 모드동안 입력 센서로 제공되는 제1 내지 제14 전송 신호들을 예시적으로 보여준다.
도 18은 제2 감지 모드동안 입력 센서로부터 수신되는 제1 내지 제10 수신 신호들을 예시적으로 보여준다.
도 19는 제2 감지 모드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 도 10에 도시된 로우 패스 필터로부터 출력되는 신호를 예시적으로 보여준다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 센서를 보여주는 도면이다.
도 22는 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 플로우차트이다.
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 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)의 사시도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 통해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 표시면(DD-IS)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면(DD-IS)의 법선 방향, 즉 표시 장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다.
이하에서 설명되는 각 부품들 또는 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 본 실시예에서 도시된 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 정의되고, 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 발명의 일 실시예에서 평면형 표시면을 구비한 표시 장치(DD)를 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 표시 장치(DD)는 곡면형 표시면을 더 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 입체형 표시면을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면은 서로 다른 방향을 지시하는 복수의 표시 영역들을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 리지드 표시 장치일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 플렉서블 표시 장치일 수 있다. 플렉서블 표시 장치는 폴딩 가능한 폴더블 표시 장치 또는 일부 영역이 벤딩(bending)된 벤딩형 표시 장치, 슬라이더블 표시 장치를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 도 1에는 휴대폰 단말기에 적용될 수 있는 표시 장치(DD)를 예시적으로 도시하였다. 도시하지 않았으나, 메인보드에 실장된 전자 모듈들, 카메라 모듈, 전원 모듈 등이 표시 장치(DD)과 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 휴대폰 단말기를 구성할 수 있다. 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자 장치를 비롯하여, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 스마트 워치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시면(DD-IS)은 이미지(IM)가 표시되는 이미지 영역(DD-DA) 및 이미지 영역(DD-DA)에 인접한 베젤 영역(DD-NDA)을 포함한다. 베젤 영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다. 도 1에는 이미지(IM)의 일 예로 시계 및 아이콘 이미지들을 도시하였다.
도 1에 도시된 것과 같이, 이미지 영역(DD-DA)은 실질적으로 사각 형상일 수 있다. "실질적으로 사각 형상"이란 수학적 의미의 사각형상을 포함할 뿐만 아니라 꼭지점 영역(또는 코너 영역)에 꼭지점이 정의되지 않고 곡선의 경계가 정의된 사각형상을 포함한다.
베젤 영역(DD-NDA)은 이미지 영역(DD-DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 이미지 영역(DD-DA)과 베젤 영역(DD-NDA)은 다른 형상으로 디자인될 수 있다. 베젤 영역(DD-NDA)은 이미지 영역(DD-DA)의 일측에만 배치될 수도 있다. 표시 장치(DD)와 전자 장치(미 도시됨)의 다른 구성요소의 결합 형태에 따라 베젤 영역(DD-NDA)은 외부에 노출되지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력(TC)을 감지할 수 있다. 표시 장치(DD)는 사용자의 입력(TC)에 의한 반사광, 온도, 압력, 초음파, 전자기 중 어느 하나 또는 그들의 조합의 변화를 감지하여 사용자의 입력(TC)을 감지할 수 있다. 본 실시예에서, 사용자의 입력(TC)은 표시 장치(DD)의 전면에 인가되는 사용자의 손에 의한 터치 입력인 것으로 가정하고 설명하나, 이는 예시적인 것이며, 상술한 바와 같이 사용자의 입력(TC)은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)는 표시 장치(DD)의 구조에 따라 표시 장치(DD)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력(TC)을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 전자 펜에 의한 입력을 감지할 수 있다. 전자 펜은 스타일러스 펜, 전자 펜, 액티브 펜과 같이 기구를 이용한 입력 장치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 윈도우(WP), 반사 방지 패널(RPP), 표시 모듈(DM) 및 하우징(HU)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 실시예에서, 윈도우(WP)와 하우징(HU)은 결합되어 표시 장치(DD)의 외관을 구성한다.
윈도우(WP)는 표시 패널(DP)의 상면을 보호한다. 윈도우(WP)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WP)는 유리 또는 플라스틱을 포함하는 전면(FS)을 포함할 수 있다. 윈도우(WP)는 다층구조 또는 단층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WP)은 접착제로 결합된 복수 개의 플라스틱 필름을 포함하거나, 접착제로 결합된 유리 기판과 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
반사 방지 패널(RPP)은 윈도우(WP) 아래에 배치될 수 있다. 반사 방지 패널(RPP)은 윈도우(WP)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 반사 방지 패널(RPP)은 생략되거나, 표시 모듈(DM) 내에 내장될 수 있다.
표시 모듈(DM)은 이미지(IM)를 표시하고 외부 입력을 감지할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 입력 센서(ISU), 및 인쇄 회로 기판(FCB)을 포함할 수 있다.
표시 모듈(DM)에는 도 1에 도시된 이미지 영역(DD-DA) 및 베젤 영역(DD-NDA)에 대응하는 액티브 영역(AA)과 주변 영역(NAA)이 정의될 수 있다. 표시 패널(DP)은 실질적으로 이미지(IM)를 생성하는 구성일 수 있다. 표시 패널(DP)의 액티브 영역(AA)이 생성하는 이미지(IM)는 윈도우(WP)를 통해 외부에서 사용자에게 시인된다. 표시 패널(DP)은 패드 영역(PP)을 포함할 수 있다. 패드 영역(PP)은 주변 영역(NAA)의 일부일 수 있다.
입력 센서(ISU)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지한다. 상술한 바와 같이, 입력 센서(ISU)는 윈도우(WP)에 제공되는 외부 입력을 감지할 수 있다.
표시 패널(DP)은 인쇄 회로 기판(FCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)에는 표시 패널(DP)의 동작에 필요한 신호들을 생성하는 구동칩이 실장될 수 있다.
인쇄 회로 기판(FCB)은 표시 패널(DP) 및 입력 센서(ISU)를 구동하기 위한 각종 구동 회로나 전원 공급을 위한 커넥터 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인쇄 회로 기판(FCB)은 표시 패널(DP)을 구동하기 위한 패널 구동 회로(PDC) 및 입력 센서(ISU)를 구동하기 위한 리드아웃 회로(ROC)를 포함할 수 있다. 패널 구동 회로(PDC) 및 리드아웃 회로(ROC)는 각각 집적 회로로 형성되어서 인쇄 회로 기판(FCB) 상에 실장될 수 있다. 다른 실시예에서, 패널 구동 회로(PDC) 및 리드아웃 회로(ROC)는 하나의 집적 회로로 구성될 수도 있다.
하우징(HU)은 바닥부(BP) 및 측벽(SW)을 포함한다. 측벽(SW)은 바닥부(BP)로부터 연장될 수 있다. 하우징(HU)은 바닥부(BP) 및 측벽(SW)에 의해서 정의된 수용 공간에 표시 패널(DP)을 수용할 수 있다. 윈도우(WP)는 하우징(HU)의 측벽(SW)과 결합할 수 있다. 하우징의 측벽(SW)은 윈도우(WP)의 가장자리를 지지할 수 있다.
하우징(HU)은 상대적으로 높은 강성을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(HU)은 유리, 플라스틱, 또는 금속을 포함하거나, 이들의 조합으로 구성된 복수 개의 프레임 및/또는 플레이트를 포함할 수 있다. 하우징(HU)은 내부 공간에 수용된 표시 장치(DD)의 구성들을 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 절단선 I-I'에 따라 절단한 단면도이다.
도 3에는 제1 방향축(DR1)과 제3 방향축(DR3)이 정의하는 표시 장치(DD)의 단면을 도시하였다. 도 3에 있어서, 표시 장치(DD)의 구성 요소들은 그들의 적층 관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 입력 센서(ISU), 반사 방지 패널(RPP, anti-reflector), 및 윈도우(WP)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP), 입력 센서(ISU), 반사 방지 패널(RPP), 및 윈도우(WP) 중 적어도 일부의 구성 요소들은 연속 공정에 의해 형성되거나, 적어도 일부의 구성 요소들은 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 입력 센서(ISU)와 반사 방지 패널(RPP)는 접착 부재(AD1)에 의해 결합될 수 있다. 반사 방지 패널(RPP)와 윈도우(WP)는 접착 부재(AD2)에 의해 결합될 수 있다.
접착 부재들(AD1, AD2)는 감압 접착 필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film), 광학 투명 접착 필름(OCA, Optically Clear Adhesive film) 또는 광학 투명 접착 수지(OCR, Optically Clear Resin)와 같은 투명한 접착 부재일 수 있다. 이하에서 설명되는 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 반사 방지 패널(RPP) 및 윈도우(WP)는 다른 구성요소로 대체되거나 생략될 수 있다.
도 3에 있어서, 입력 센서(ISU), 반사 방지 패널(RPP, anti-reflector), 및 윈도우(WP) 중 표시 패널(DP)과 연속공정을 통해 형성된 입력 센서(ISU)는 표시 패널(DP)에 직접 배치된다. 본 명세서에서 "B 구성요소가 A 구성요소 상에 직접 배치된다"는 것은 A 구성요소와 B 구성요소 사이에 별도의 접착층/접착부재가 배치되지 않는 것을 의미한다. B 구성요소는 A 구성요소가 형성된 이후에 A 구성요소가 제공하는 베이스면 상에 연속공정을 통해 형성된다.
일 실시예에서 반사 방지 패널(RPP) 및 윈도우(WP)는 "패널" 타입이고, 입력 센서(ISU)은 "층" 타입이다. "패널" 타입은 베이스 면을 제공하는 베이스층, 예컨대 합성수지 필름, 복합재료 필름, 유리 기판 등을 포함하지만, "층" 타입은 상기 베이스층이 생략될 수 있다. 다시 말해, "층" 타입의 구성 요소들은 다른 구성요소가 제공하는 베이스면 상에 배치된다. 일 실시예에서 반사 방지 패널(RPP) 및 윈도우(WP)은 "층" 타입일 수도 있다.
표시 패널(DP)은 이미지를 생성하고, 입력 센서(ISU)는 외부 입력(예컨대, 터치 이벤트)의 좌표 정보를 획득한다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP)의 하면(또는 배면)에 배치된 보호 부재를 더 포함할 수 있다. 보호 부재와 표시 패널(DP)은 접착 부재를 통해 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있으나, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷 발광 표시 패널일 수 있다. 상기 패널들은 발광 소자의 구성 물질에 따라 구별된다. 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 및/또는 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명된다.
반사 방지 패널(RPP)은 윈도우(WP)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패널(RPP)은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅 타입일 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 보호필름을 더 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자 자체 또는 보호필름이 반사 방지 패널(RPP)의 베이스층으로 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패널(RPP)은 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 컬러 필터들은 소정의 배열을 갖는다. 표시 패널(DP)에 포함된 화소들의 발광컬러들을 고려하여 컬러 필터들의 배열이 결정될 수 있다. 반사 방지 패널(RPP)은 컬러필터들에 인접한 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패널(RPP)은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각 반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WP)는 유리 기판 및/또는 합성수지 필름 등을 포함할 수 있다. 윈도우(WP)는 단층으로 제한되지 않는다. 윈도우(WP)는 접착 부재로 결합된 2개 이상의 필름들을 포함할 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 윈도우(WP)는 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 기능성 코팅층은 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 표시 패널(DP)의 단면도이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 발광 소자층(DP-OLED) 및 박막 봉지층(TFE)을 포함한다. 도 1에 도시된 이미지 영역(DD-DA) 및 베젤 영역(DD-NDA)에 대응하는 액티브 영역(AA)과 주변 영역(NAA)이 표시 패널(DP)에 정의될 수 있다. 본 명세서에서 "영역/부분과 영역/부분이 대응한다"는 것은 "서로 중첩한다"는 것을 의미하나, 동일한 면적 및/또는 동일한 형상을 갖는 것으로 제한되지 않는다.
베이스층(BL)은 적어도 하나의 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 베이스층(BL)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
베이스층(BL) 상에는 회로 소자층(DP-CL)이 배치된다. 회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자들을 포함한다. 절연층은 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 포함한다. 회로 소자들은 신호 라인들 및 화소 구동 회로 등을 포함할 수 있다.
회로 소자층(DP-CL) 상에는 발광 소자층(DP-OLED)이 배치된다. 발광 소자층(DP-OLED)은 유기 발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 발광 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막과 같은 유기층을 더 포함할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 발광 소자층(DP-OLED) 상에 배치되어 발광 소자층(DP-OLED)을 봉지할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 액티브 영역(AA)을 전체적으로 커버할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 주변 영역(NAA)의 일부 영역을 커버할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 복수의 박막들을 포함한다. 일부 박막은 광학 효율을 향상시키기 위해 배치되고, 일부 박막은 유기발광 다이오드들을 보호하기 위해 배치된다.
도 5는 발광 소자층 및 입력 센서를 구체적으로 보여주는 표시 장치의 단면도이다.
도 5에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 발광 소자층(DP-OLED), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함한다. 별도로 도시되지 않았으나, 표시 패널(DP)은 반사방지층, 굴절률 조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)의 제조시에 이용되는 작업기판 상에 합성수지층을 형성한다. 이후 합성수지층 상에 도전층 및 절연층 등을 형성한다. 작업기판이 제거되면 합성수지층은 베이스층(BL)에 대응한다. 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 그밖에 베이스층(BL)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함한다. 이하, 회로 소자층(DP-CL)에 포함된 절연층은 중간 절연층으로 지칭된다. 중간 절연층은 적어도 하나의 중간 무기막과 적어도 하나의 중간 유기막을 포함한다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함한다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
발광 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기물질을 포함할 수 있다. 회로 소자층(DP-CL) 상에 제1 전극(AE)이 배치된다. 제1 전극(AE) 위로 화소 정의막(PDL)이 형성된다. 화소 정의막(PDL)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 본 발명의 일 실시예에서 화소 정의막(PDL)은 생략될 수도 있다.
정공 제어층(HCL)은 제1 전극(AE) 상에 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치된다. 발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EML)은 화소들(PX, 도 6 참조) 각각에 분리되어 형성될 수 있다. 발광층(EML)은 유기물질 및/또는 무기물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 소정의 유색 컬러광을 생성할 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치된다. 전자 제어층(ECL) 상에 제2 전극(CE)이 배치된다. 제2 전극(CE)은 화소들(PX)에 공통적으로 배치된다.
제2 전극(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)이 배치된다. 박막 봉지층(TFE)은 발광 소자층(DP-OLED)을 밀봉한다. 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 절연층을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기막(이하, 봉지 무기막)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 유기막(이하, 봉지 유기막) 및 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함할 수 있다.
봉지 무기막은 수분/산소로부터 발광 소자층(DP-OLED)을 보호하고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(DP-OLED)을 보호한다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기막은 아크릴 계열 유기막을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
입력 센서(ISU)는 베이스층(IL1), 그 위로 배치된 제1 및 제2 도전층, 제1 및 제2 절연층(IL2, IL3)을 포함한다. 베이스층(IL1)은 무기물을 포함할 수 있고, 예컨대, 실리콘 나이트라이드층을 포함할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)의 최상측에 배치된 무기막 역시 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있는데, 박막 봉지층(TFE)의 실리콘 나이트라이드층과 베이스층(IL1)은 다른 증착조건에서 형성될 수 있다.
제1 도전층은 베이스층(IL1) 상에 배치된다. 제1 도전층은 제1 감지 패턴(SP1), 제2 감지 패턴(SP2) 및 제2 연결 패턴(CP2, 도 7a 참조)을 포함할 수 있다. 제2 도전층은 제1 도전층 상에 배치된다. 제2 도전층은 제1 연결 패턴(CP1)를 포함할 수 있다. 제1 절연층(IL2)은 제1 도전층과 제2 도전층 사이에 배치된다. 제1 절연층(IL2)은 제1 도전층과 제2 도전층을 단면상에서 이격 및 분리시킨다. 제1 절연층(IL2)에는 제1 감지 패턴(SP1)를 부분적으로 노출시키기 위한 콘택홀이 제공되고, 콘택홀을 통해 제1 연결 패턴(CP1)는 제1 감지 패턴(SP1)과 접속될 수 있다. 제2 절연층(IL3)은 제1 절연층(IL2) 상에 배치된다. 제2 절연층(IL3)은 제2 도전층을 커버할 수 있다. 제2 절연층(IL3)은 외부 환경으로부터 제2 도전층을 보호한다.
제1 감지 패턴(SP1) 및 제2 감지 패턴(SP2)의 메쉬선들은 복수 개의 메쉬홀들을 정의할 수 있다. 메쉬선들은 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 입력 센서(ISU)는 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 명세서에서 직접 배치된다는 것은 입력 센서(ISU)와 표시 패널(DP) 사이에 접착 필름이 배치되지 않는다는 것을 의미한다. 즉, 입력 센서(ISU)는 연속 공정을 통해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 표시층으로 표현되고, 입력 센서(ISU)는 입력 감지층으로 표현될 수 있다.
제1 전극(AE) 및 발광층(EML)이 배치된 부분은 화소 영역(PXA)으로 불리울 수 있다. 화소 영역(PXA)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2, 도 1 참조) 각각에서 서로 이격하여 배치될 수 있다. 비화소 영역(NPAX)는 화소 영역들(PXA) 사이에 배치되며, 화소 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다.
입력 센서(ISU)의 상면에는 반사 방지 패널(RPP)이 배치될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 반사 방지 패널(RPP)은 편광필름을 포함할 수 있다. 반사 방지 패널 (RPP)은 편광필름 이외에도 보호필름 및 다른 기능 필름을 더 포함할 수 있으나, 이하, 설명의 편의를 위하여 편광 필름만을 도시하였다. 반사 방지 패널(RPP)과 입력 센서(ISU) 사이에는 접착 부재(AD1)가 배치될 수 있다. 따라서, 반사 방지 패널(RPP)은 접착 부재(AD1)에 의해서 입력 센서(ISU)와 결합될 수 있다. 윈도우(WP)는 접착 부재(AD2)를 통해 반사 방지 패널(RPP) 상에 결합될 수 있다.
표시 패널(DP) 및 입력 센서(ISU)에 대해서는 이하 상세히 설명된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 표시 패널(DP)은 스캔 구동 회로(SDC), 복수의 신호 라인들(SGL, 이하 신호 라인들), 복수의 신호 패드들(DP-PD, IS-PD, 이하 신호 패드들) 및 복수의 화소들(PX, 이하 화소들)을 포함할 수 있다.
스캔 구동 회로(SDC)는 복수의 스캔 신호들(이하, 스캔 신호들)을 생성하고, 스캔 신호들을 후술하는 복수의 스캔 라인들(SL, 이하 스캔 라인들)에 순차적으로 출력한다.　스캔 구동 회로(SDC)는 스캔 신호들뿐만 아니라 발광 제어 신호들을 후술하는 복수의 발광 제어 라인들(EL, 이하 발광 제어 라인들)에 순차적으로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 발광 제어 신호들은 스캔 구동 회로(SDC)로부터 출력되지 않고 별도의 회로(예를 들면, 발광 구동 회로)로부터 출력될 수 있다.
스캔 구동 회로(SDC)는 화소들(PX) 내 트랜지스터들과 동일한 공정을 통해 형성된 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
신호 라인들(SGL)은 스캔 라인들(SL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 발광 제어 라인들(EL) 및 제어 신호 라인(CSL)을 포함한다. 스캔 라인들(SL), 데이터 라인들(DL) 및 발광 제어 라인들(EL) 각각은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 연결된다. 전원 라인(PL)은 화소들(PX)에 공통으로 연결된다. 제어 신호 라인(CSL)은 스캔 구동 회로(SDC)에 제어 신호들을 제공할 수 있다. 전원 라인(PL)은 화소들(PX)의 동작에 필요한 전압을 제공할 수 있다. 전원 라인(PL)은 서로 다른 전압들을 제공하는 복수의 라인들을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 신호 라인들(SGL)은 보조 라인들(SSL)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 보조 라인들(SSL)은 생략될 수 있다. 보조 라인들(SSL)은 컨택홀들(CNT)에 각각 연결된다. 보조 라인들(SSL)은 컨택홀들(CNT)을 통해 후술하는 입력 센서(ISU, 도 7 참조)의 신호 라인들과 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 패널(DP)은 패드 영역(PP)을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)의 패드 영역(PP)에는 복수의 신호 패드들(DP-PD, IS-PD)이 배치될 수 있다. 신호 패드들(DP-PD, IS-PD)은 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL) 및 제어 신호 라인(CSL)에 연결되는 제1 타입 신호 패드들(DP-PD) 및 보조 라인들(SSL)에 연결되는 제2 타입 신호 패드들(IS-PD)을 포함할 수 있다. 제1 타입 신호 패드들(DP-PD) 및 제2 타입 신호 패드들(IS-PD)은 주변 영역(NAA)의 일부 영역에 정의된 패드 영역(PP)에 서로 인접하게 배치된다. 신호 패드들(DP-PD, IS-PD)의 적층 구조 또는 구성 물질은 서로 구분되지 않고, 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
액티브 영역(AA)은 화소들(PX)이 배치된 영역으로 정의될 수 있다. 액티브 영역(AA)에 복수의 전자 소자들이 배치된다. 전자 소자들은 화소들(PX) 각각에 구비된 유기발광 다이오드와 그에 연결된 화소 구동 회로를 포함한다. 스캔 구동 회로(SDC), 신호 라인들(SGL), 신호 패드들(DP-PD, IS-PD) 및 화소 구동 회로는 도 4에 도시된 회로 소자층(DP-CL)에 포함될 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 화소들(PX) 각각은 복수의 트랜지스터들, 커패시터 및 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 화소들(PX)은 스캔 라인들(SL), 데이터 라인들(DL), 발광 제어 라인들(EL) 및 전원 라인(PL)을 통해 수신되는 신호들에 응답해서 발광한다.
표시 패널(DP)의 신호 패드들(DP-PD, IS-PD)은 도 2에 도시된 인쇄 회로 기판(FCB)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6에 도시된 표시 패널(DP)은 일부분이 벤딩(bending)될 수 있다. 표시 패널(DP)의 주변 영역(NAA)의 일부분이 벤딩 될 수 있는데, 제1 방향(DR1)에 평행한 벤딩 축을 기준으로 벤딩 될 수 있다. 벤딩 축은 데이터 라인들(DL)의 일부 및 보조 라인들(SSL)의 일부에 중첩하도록 정의될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서(ISU)의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 7을 참조하면, 입력 센서(ISU)는 감지 영역(SA) 및 비감지 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 감지 영역(SA)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA)은 입력을 감지하는 영역일 수 있다. 비감지 영역(NSA)은 감지 영역(SA)을 에워쌀 수 있다. 감지 영역(SA)은 도 5의 액티브 영역(AA)에 대응하고, 비감지 영역(NSA)은 도 5의 주변 영역(NAA)에 대응할 수 있다.
입력 센서(ISU)는 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)(또는 제1 감지 전극들) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)(또는 제2 감지 전극들)을 포함한다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)은 감지 영역(SA)에 배치된다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)은 감지 영역(SA) 내에서 서로 전기적으로 절연되어 교차한다. 본 발명의 일 예로, 입력 센서(ISU)는 14개의 전송 전극들(TE1-TE14) 및 10개의 수신 전극들(RE1-RE10)을 포함하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 전송 전극들 및 수신 전극들 각각의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 도 7에는 전송 전극들의 개수가 수신 전극들의 개수보다 많은 것으로 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 전송 전극들의 개수가 수신 전극들의 개수보다 많거나 같을 수 있다.
본 명세서에서는 제1 내지 제14 전극들(TE1-TE14)과 제1 내지 제10 전극들(RE1-RE10)을 명확하게 구별하기 위해서 전극들(TE1-TE14)을 전송 전극들로 명명하고, 전극들(RE1-RE10)을 수신 전극으로 명명하였으나, 본 발명은 전극들의 기능은 명칭에 한정되지 않는다. 동작 모드에 따라 전송 전극들(TE1-TE14)은 전송 전극뿐만 아니라 수신 전극으로 동작할 수 있으며, 수신 전극들(RE1-RE10)은 수신 전극뿐만 아니라 전송 전극으로 동작할 수 있다.
제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10) 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장된다. 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)은 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)과 서로 교차하여 배치되고, 전기적으로 절연될 수 있다. 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10) 각각은 제1 감지 패턴들(SP1) 및 제1 연결 패턴들(CP1)을 포함한다. 제1 연결 패턴들(CP1)은 제2 방향(DR2)으로 이격 배치된 및 제1 감지 패턴들(SP1)을 전기적으로 연결한다. 제1 감지 패턴들(SP1)과 제1 연결 패턴들(CP1)은 서로 다른 층 상에 배치되며, 일체의 형상을 갖지 않는다.
제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 각각은 제1 방향(DR1)으로 연장된다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)은 제2 방향(DR2)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 각각은 제2 감지 패턴들(SP2) 및 제2 연결 패턴들(CP2)을 포함한다. 제2 연결 패턴들(CP2)은 제1 방향(DR1)으로 이격 배치된 및 제1 감지 패턴들(SP1)을 전기적으로 연결한다. 제2 감지 패턴들(SP2)과 제2 연결 패턴들(CP2)은 일체의 형상을 갖는다.
도 6에서는 마름모 형상의 제1 감지 패턴들(SP1)과 제2 감지 패턴들(SP2)을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 제2 감지 패턴들(SP2)과 제2 감지 패턴들(SP2)은 일체의 형상을 가질 수 있다.
제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10) 각각은 메쉬 형상을 가질 수 있다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10) 각각이 메쉬 형상을 가짐으로써 표시 패널(DP, 도 5 참조)의 전극들(예를 들면, 제2 전극(CE, 도 5 참조))과의 기생 커패시턴스가 감소될 수 있다.
입력 센서(ISU)는 제1 내지 제14 전송 라인들(TL1-TL14)(또는 제1 감지 라인들) 및 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10) (또는 제2 감지 라인들)을 더 포함할 수 있다. 제1 내지 제14 전송 라인들(TL1-TL14) 및 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10)은 비감지 영역(NSA)에 배치될 수 있다. 제1 내지 제14 전송 라인들(TL1-TL14)은 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)의 일측에 전기적으로 연결되고, 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10)은 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)의 일측에 전기적으로 연결된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 예로, 입력 센서(ISU)는 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)의 타측에 전기적으로 연결된 수신 라인들을 더 포함할 수 있다.
제1 내지 제14 전송 라인들(TL1-TL14) 및 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10)의 일단은 컨택홀(CNT)을 통해 도 5에 도시된 보조 라인들(SSL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
입력 센서(ISU)은 제1 내지 제14 전송 라인들(TL1-TL14) 및 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10)을 통해 리드아웃 회로(ROC, 도 2 참조)와 전기적으로 연결된다. 리드아웃 회로(ROC)는 입력 센서(ISU)의 동작을 제어할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드아웃 회로의 블록도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 리드아웃 회로(ROC)는 수신기(110), 전송기(120) 및 제어 회로(130)를 포함한다.
도 8a는 제1 감지 모드의 리드아웃 회로(ROC)를 도시하고, 도 8b는 제2 감지 모드의 리드아웃 회로(ROC)를 도시한다.
수신기(110)는 도 7에 도시된 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)로부터의 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14) 및/또는 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)로부터 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10)를 수신하고, 감지 신호를 제어 회로(130)로 제공한다.
전송기(120)는 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)을 도 7에 도시된 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)로 제공한다.
제어 회로(130)는 수신기(110) 및 전송기(120)를 제어한다. 수신기(110), 전송기(120) 및 제어 회로(130)의 동작은 이하 상세히 설명된다.
도 8a를 참조하면, 리드아웃 회로(ROC)는 제1 감지 모드동안 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 및/또는 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10) 각각의 커패시턴스의 변화를 통해 사용자의 입력(TC)에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다. 제1 감지 모드는 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14) 각각 및/또는 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10) 각각의 변화를 감지하는 셀프 캡 센싱 모드일 수 있다.
제1 감지 모드 동안 제어 회로(130)는 수신기(110)로 Q 팩터 신호(QF)를 제공한다. 수신기(110)는 추후 설명될 노이즈 필터(예를 들면, 도 10의 밴드 패스 필터(112))를 포함한다. 수신기(110)는 Q 팩터 신호(QF)에 응답해서 노이즈 필터의 통과 대역을 설정할 수 있다. 제1 감지 모드 동안 Q 팩터 신호(QF)는 미리 설정된 레벨로 설정될 수 있다. Q 팩터 신호(QF)의 미리 설정된 레벨은 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)을 안정적으로 수신할 수 있는 레벨로 결정될 수 있다.
제1 감지 모드 동안 수신기(110)는 제어 회로(130)의 제어에 응답해서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)로부터 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14) 및 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10)를 수신한다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)로부터 수신되는 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14) 및 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)로부터 수신되는 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10)은 사용자의 입력(TC, 도 1 참조)에 의한 아날로그 정전 용량 신호일 수 있다. 수신기(110)는 아날로그 정전 용량 신호를 감지하기 위한 AFE(analog front end) 회로를 포함할 수 있다.
수신기(110)는 감지된 아날로그 정전 용량 신호에 대응하는 디지털 감지 신호를 제어 회로(130)로 제공한다. 제어 회로(130)는 수신기(110)로부터의 수신 신호에 응답해서 사용자의 입력(TC, 도 1 참조) 위치를 판별하고, 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 사용자의 입력(TC) 위치에 대응하는 유효한 전송 전극들을 선택한다.
전송기(120)는 제1 감지 모드 동안 동작하지 않을 수 있다.
도 8b를 참조하면, 리드아웃 회로(ROC)는 제2 감지 모드동안 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들과 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10) 사이의 상호 커패시턴스의 변화를 통해 사용자의 입력(TC)에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다. 제2 감지 모드는 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)과 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10) 사이의 상호 커패시턴스의 변화를 감지하는 뮤츄얼 캡 센싱 모드일 수 있다.
제2 감지 모드 동안 제어 회로(130)는 수신기(110)로 Q 팩터 신호(QF)를 제공한다. 수신기(110)는 Q 팩터 신호(QF)에 응답해서 노이즈 필터의 통과 대역을 설정할 수 있다. 제2 감지 모드에서 제어 회로(130)로부터 수신기(110)로 제공되는 Q 팩터 신호(QF)는 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들의 개수에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들의 개수가 적을수록 Q 팩터 신호(QF)가 나타내는 Q 팩터는 커진다. Q 팩터가 커질수록 노이즈 필터의 통과 대역은 좁아진다. 즉, 1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들의 개수가 적을수록 노이즈 필터의 통과 대역은 좁아진다. 따라서 노이즈 필터의 노이즈 제거 성능이 향상될 수 있다.
제2 감지 모드 동안 전송기(120)는 제어 회로(130)의 제어에 응답해서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들로 전송 신호들을 전송한다. 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14) 중 유효한 전송 전극들에 대응하는 전송 신호들은 소정의 전압 레벨들 사이를 스윙하는 펄스 신호 형태를 가지며, 비유효한 전송 전극들에 대응하는 전송 신호들은 일정한 기준 전압 레벨(예를 들면, 접지 전압 레벨)로 유지될 수 있다.
수신기(110)는 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)로부터 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10)를 수신한다. 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)로부터 수신되는 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10)은 사용의 입력(TC, 도 1 참조)에 의한 아날로그 정전 용량 신호일 수 있다.
수신기(110)는 감지된 아날로그 정전 용량 신호에 대응하는 디지털 감지 신호를 제어 회로(130)로 제공한다. 제어 회로(130)는 수신기(110)로부터의 수신 신호에 응답해서 사용자의 입력(TC, 도 1 참조) 위치를 판별할 수 있다.
도 9는 도 8a 및 도 8b에 도시된 수신기의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 도 8a 및 도 8b에 도시된 수신기(110)는 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10)에 각각 대응하는 제1 내지 제10 수신부들(11-20)을 포함한다. 제1 수신부(11)는 제1 수신 라인(RL1) 및 제2 수신 라인(RL2)에 연결된다. 제2 수신부(12)는 제2 수신 라인(RL2) 및 제3 수신 라인(RL3)에 연결된다. 제3 수신부(13)는 제3 수신 라인(RL3) 및 제4 수신 라인(RL4)에 연결된다. 제4 수신부(14)는 제4 수신 라인(RL4) 및 제5 수신 라인(RL5)에 연결된다. 제10 수신부(20)는 제10 수신 라인(RL10) 및 더미 라인(DL1)에 연결된다.
제1 내지 제10 수신부들(11-20) 각각은 2개의 수신 라인들을 통해 수신되는 수신 신호들의 차를 증폭하고, 감지 신호(SS1-SS10)를 출력한다. 제1 내지 제10 수신부들(11-20) 각각은 수신되는 수신 신호들의 차를 증폭하여 노이즈를 제거하고 신호 성분을 더 크게 함으로써 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 개선할 수 있다.
예를 들어, 제1 수신부(11)는 제1 수신 신호(RS1) 및 제2 수신 신호(RS2)의 차에 대응하는 감지 신호(SS1)를 출력한다. 제2 수신부(12)는 제2 수신 신호(RS2) 및 제3 수신 신호(RS3)의 차에 대응하는 감지 신호(SS2)를 출력한다. 제3 수신부(13)는 제3 수신 신호(RS3) 및 제4 수신 신호(RS4)의 차에 대응하는 감지 신호(SS3)를 출력한다. 제4 수신부(14)는 제4 수신 신호(RS4) 및 제5 수신 신호(RS5)의 차에 대응하는 감지 신호(SS4)를 출력한다. 제10 수신부(20)는 제10 수신 신호(RS10) 및 더미 수신 신호(DS1)의 차에 대응하는 감지 신호(SS10)를 출력한다.
도 9에는 제1 내지 제10 수신 라인들(RL1-RL10)에 각각 대응하는 제1 내지 제10 수신부들(11-20)만을 도시하였으나, 수신기(110)는 제1 내지 제14 전송 라인들(TL1-TL14)에 각각 대응하는 수신부들을 더 포함할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 수신부(11)의 블록도이다.
도 10에는 도 9에 도시된 수신부(11)만을 도시하나, 제2 내지 제10 수신부들(12-20)도 수신부(11)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 수신부(11)는 증폭기(111), 밴드 패스 필터(112), 믹서(113), 로우 패스 필터(114), 아날로그-디지털 변환기(115) 및 디지털 필터(116)를 포함한다.
증폭기(111)는 차동 증폭기 또는 슈도(pseudo) 차동 증폭기일 수 있다. 증폭기(111)는 제 제1 수신 신호(RS1) 및 제2 수신 신호(RS2)를 수신하고, 제1 출력 신호(OUT1) 및 제2 출력 신호(OUT2)를 출력할 수 있다.
밴드 패스 필터(112)는 제1 출력 신호(OUT1) 및 제2 출력 신호(OUT2)의 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 노이즈 필터일 수 있다. 밴드 패스 필터(112)는 Q 팩터 신호(QF)에 따라 내부 저항값 및/또는 내부 커패시턴스를 변경할 수 있다. 내부 저항값 및/또는 내부 커패시턴스의 변경에 의해 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역이 변경될 수 있다. 예를 들어, Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터(Q-factor 또는 품질 계수(quality factor) 레벨이 커지면 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역은 좁아질 수 있다.
밴드 패스 필터(112)의 출력은 믹서(113)로 제공될 수 있다. 믹서(113)는 밴드 패스 필터(112)로부터 수신된 신호의 주파수를 변환한다. 로우 패스 필터(114)는 믹서(113)로부터 수신된 신호의 특정값 이하의 주파수 대역만을 통과시켜서 아날로그 디지털 변환기(115)로 제공한다.
아날로그-디지털 변환기(115)는 로우 패스 필터(114)로부터 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 디지털 필터(116)는 아날로그-디지털 변환기(115)로부터 수신된 신호의 노이즈를 제거하고, 감지 신호(SS1)를 출력한다. 감지 신호(SS1)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 제어 회로(130)로 제공될 수 있다.
도 11은 밴드 패스 필터의 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 밴드 패스 필터(112)로 제공되는 Q 팩터 신호(QF)의 레벨에 따라 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역이 결정될 수 있다.
도 11에서 Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨들(Q1, Q2, Q3, Q4)은 Q1<Q2<Q3<Q4의 관계를 갖는다. Q 팩터 레벨들(Q1, Q2, Q3, Q4)이 Q1<Q2<Q3<Q4의 관계를 가질 때, 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역은 B4<B3<B2<B1이다. 즉, Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨이 높아질수록 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역은 좁아질 수 있다.
밴드 패스 필터(112)의 통과 대역이 좁을수록 밴드 패스 필터(112)의 노이즈 제거 성능은 향상될 수 있다.
도 12는 Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨에 따른 밴드 패스 필터(112)의 출력 신호의 지연을 예시적으로 보여준다.
도 10, 도 11 및 도 12를 참조하면, Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨이 높을수록 밴드 패스 필터(112)의 출력 신호가 소정 전압 레벨에 도달하는 지연 시간이 길어짐을 알 수 있다. 즉, Q 팩터 레벨들 Q1, Q2, Q3, Q4에 각각 대응하는 지연 시간을 t1, t2, t3, t4라 하고, Q 팩터 레벨들이 Q1<Q2<Q3<Q4의 관계를 가질 때, 밴드 패스 필터(112)의 출력 신호의 지연 시간은 t1<t2<t3<t4이다.
즉, 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역이 좁을수록 밴드 패스 필터(112)의 노이즈 제거 성능은 향상되나, 밴드 패스 필터(112)의 출력 신호의 지연 시간이 길어지므로 Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨을 무작정 높게 설정할 수 없다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 감지 모드동안 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들을 선택하고, 제2 감지 모드 동안 전송기(120)는 제어 회로(130)의 제어에 응답해서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들로 전송 신호들을 전송한다. 유효한 전송 전극들의 개수가 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)의 개수보다 적으면 유효한 전송 전극들 각각으로 전송 신호들을 제공하는 시간을 충분히 확보할 수 있다. 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들의 개수에 따라서 Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨을 설정함으로써 노이즈 제거 효과를 최대화하면서 밴드 패스 필터(112)로부터 출력되는 신호의 지연 시간에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있다.
도 13은 제1 감지 모드의 제1 구간(SSM1-1)동안 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8a, 도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 감지 모드의 제1 구간(SSM1-1)동안 리드아웃 회로(ROC)는 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)의 정전 용량 변화를 감지할 수 있다.
제1 감지 모드의 제1 구간(SSM1-1)동안 사용자의 제1 입력(TC1)과 제2 입력(TC2)이 입력될 때 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)의 정전 용량이 변화한다. 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)의 정전 용량이 변화에 의해 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14) 중 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)의 신호 파형(또는 전압 레벨)이 변화한다.
리드아웃 회로(ROC)는 제1 감지 모드의 제1 구간(SSM1-1))에서 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)의 정전 용량 변화 즉, 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)의 신호 파형 변화에 근거해서 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)을 유효한 전송 전극들로 선택할 수 있다.
도 15는 제1 감지 모드의 제2 구간(SSM1-2)동안 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 입력 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8a, 도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 감지 모드의 제2 구간(SSM1-2)동안 리드아웃 회로(ROC)는 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 뿐만 아니라 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)의 정전 용량 변화를 감지할 수 있다.
사용자의 제1 입력(TC1)과 제2 입력(TC2)이 입력될 때 제5 및 제6 수신 전극들(RE5, RE6)의 정전 용량이 변화한다. 제5 및 제6 수신 전극들(RE5, RE6)의 정전 용량이 변화에 의해 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10) 중 제5 및 제6 수신 신호들(RS5, RS6)의 신호 파형(또는 전압 레벨)이 변화한다.
리드아웃 회로(ROC)는 도 14에 도시된 제1 감지 모드의 제1 구간(SSM1-1)에서 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)의 신호 파형 변화 및 도 16에 도시된 제1 감지 모드의 제2 구간(SSM1-2)에서 제5 및 제6 수신 신호들(RS5, RS6)의 신호 파형 변화에 근거해서 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)을 유효한 전송 전극들로 선택할 수 있다.
일 실시예에서 제1 감지 모드는 제1 구간(SSM1-1)만을 포함할 수 있다. 즉, 리드아웃 회로(ROC)는 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)의 정전 용량 변화에 근거해서 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)을 유효한 전송 전극들로 선택할 수 있다.
일 실시예에서 제1 감지 모드는 제1 구간(SSM1-1) 및 제2 구간(SSM1-2)을 포함할 수 있다. 즉, 리드아웃 회로(ROC)는 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)뿐만 아니라 제5 및 제6 수신 전극들(RE5, RE6)의 정전 용량 변화에 근거해서 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)을 유효한 전송 전극들로 선택할 수 있다.
도 17은 제2 감지 모드동안 입력 센서로 제공되는 제1 내지 제14 전송 신호들을 예시적으로 보여준다.
도 13 내지 도 17을 참조하면, 제2 감지 모드(SSM2)에서 리드아웃 회로(ROC)는 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 (도 13 내지 도 16에 도시된 예에서 판별된) 유효한 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)로 터치 입력 감지를 위한 제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)을 출력한다.
제5, 제6, 제7, 제10 및 제11 전송 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)은 센싱 구간들(SP1, SP2, SP3, SP4, SP5) 각각에서 소정의 전압 레벨들 사이를 스윙하는 펄스 신호들일 수 있다.
제2 감지 모드에서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 비유효한 제1, 제2, 제3, 제4, 제8, 제9, 제12, 제13, 제14 전송 전극들(TE1, TE2, TE3, TE4, TE8, TE9, TE12, TE13, TE14)로 제공되는 제1, 제2, 제3, 제4, 제8, 제9, 제12, 제13, 제14 전송 신호들(TS1, TS2, TS3, TS4, TS8, TS9, TS12, TS13, TS14)은 소정 레벨(예를 들면, 접지 레벨)로 유지될 수 있다.
도 18은 제2 감지 모드동안 입력 센서로부터 수신되는 제1 내지 제10 수신 신호들을 예시적으로 보여준다.
도 13, 도 17 및 도 18을 참조하면, 제2 감지 모드동안 리드아웃 회로(ROC)는 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)으로부터 제1 내지 제10 수신 신호들(RS1-RS10)을 수신한다.
리드아웃 회로(ROC)는 제2 감지 모드의 제2 감지 구간(SP2), 제4 감지 구간(SP4) 및 제5 감지 구간(SP5)에서 제5 수신 신호(RS5) 및 제6 수신 신호(RS)의 신호 파형이 변화하는 것을 감지할 수 있다.
리드아웃 회로(ROC)는 제2 감지 구간(SP2)에 대응하는 제6 전송 전극(TE6)과 제5 수신 신호(RS5) 및 제6 수신 신호(RS6)에 대응하는 제5 수신 전극(RE5) 및 제6 수신 전극(RE6)의 교차 지점을 사용자의 제1 입력(TC1) 위치로 감지하고, 제4 감지 구간(SP4) 및 제5 감지 구간(SP5)에 대응하는 제10 전송 전극(TE10) 및 제11 전송 전극(TE11)과 제5 수신 신호(RS5) 및 제6 수신 신호(RS)에 대응하는 제5 수신 전극(RE5) 및 제6 수신 전극(RE6)의 교차 지점을 사용자의 제2 입력(TC2) 위치로 감지할 수 있다.
도 19는 제2 감지 모드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19에는 제2 감지 모드(SSM2)에서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 모두로 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)을 제공하는 것과 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 감지 전극들 즉, 제5, 제6, 제7, 제10, 제11 감지 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)로 제5, 제6, 제7, 제10, 제11 감지 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)을 비교하여 보여준다.
도 13 및 도 19를 참조하면, 리드아웃 회로(ROC)는 제2 감지 모드(SSM2)에서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 모두로 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)을 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 각각으로 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)이 제공되는 감지 구간(SP)의 감지 시간은 제1 내지 제5 감지 구간들(SP1-SP5) 각각의 감지 시간보다 짧다.
다시 말하면, 제2 감지 모드(SSM2)에서 유효한 감지 전극들 즉, 제5, 제6, 제7, 제10, 제11 감지 전극들(TE5, TE6, TE7, TE10, TE11)로 제5, 제6, 제7, 제10, 제11 감지 신호들(TS5, TS6, TS7, TS10, TS11)을 제공할 때 제1 내지 제5 감지 구간들(SP1-SP5) 각각의 감지 시간은 제1 내지 제14 전송 신호들(TS1-TS14)이 각각 제공되는 감지 구간(SP)의 감지 시간보다 충분히 길 수 있다.
예를 들어, 제2 감지 모드(SSM2)의 감지 시간이 2ms일 때 감지 구간(SP)의 감지 시간은 2/14=0.143ms이고, 제1 내지 제5 감지 구간들(SP1-SP5) 각각의 감지 시간은 2/5=0.4ms이다.
유효한 전송 전극들의 개수가 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)의 개수보다 적으므로, 유효한 전송 전극들 각각으로 전송 신호들을 제공하는 시간을 충분히 확보할 수 있다. 즉, 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들의 개수에 따라서 Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨을 설정함으로써 노이즈 제거 효과를 최대화하면서 밴드 패스 필터(112, 도 10 참조)로부터 출력되는 신호의 지연 시간에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있다.
도 20은 도 10에 도시된 로우 패스 필터로부터 출력되는 신호를 예시적으로 보여준다.
도 10 및 도 20을 참조하면, 밴드 패스 필터(112)로 제공되는 Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨들(Q1, Q2, Q3, Q4)에 따라 로우 패스 필터(114)로부터 출력되는 신호에 포함된 노이즈 성분이 달라질 수 있다.
Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨이 Q1<Q2<Q3<Q4의 관계를 가질 때 Q 팩터 레벨이 높을수록 로우 패스 필터(114)로부터 출력되는 신호의 지연 시간은 길어지나, 노이즈 성분은 감소한다.
즉, Q 팩터 신호(QF)의 Q 팩터 레벨이 높을수록 제1 내지 제10 수신부들(11-20, 도 9 참조)로부터 출력되는 감지 신호들(SS1-SS10)에 포함된 노이즈 성분을 최소화할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 센서(ISUa)를 보여주는 도면이다.
도 21을 참조하면, 제1 감지 전극들(SA1-SA14) 및 제2 감지 전극들(SB1-SB10)은 감지 영역(SA)에 배치될 수 있다. 제1 감지 전극들(SA1-SA14)은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되며, 제2 방향(DR2)으로 서로 이격하여 배열될 수 있다. 제2 감지 전극들(SB1-SB10) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되며, 제1 방향(DR1)으로 서로 이격하여 배열될 수 있다. . 제2 감지 전극들(SB1-SB10)은 제1 감지 전극들(SA1-SA14)과 교차하여 배열될 수 있다. 제1 감지 전극들(SA1-SA14) 및 제2 감지 전극들(SB1-SB10)은 서로 절연된다.
제1 감지 전극들(SA1-SA14)은 제1 내지 제14 수신 라인들(RL1-RL14)과 전기적으로 연결된다. 제2 감지 전극들(SB1-SB10)은 제1 내지 제10 전송 라인들(TL1-TL10)과 전기적으로 연결된다.
도 21에 도시된 입력 센서(ISUa)은 도 7에 도시된 입력 센서(ISU)와 동일하게 동작할 수 있다.
도 22는 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하 설명에서 도 8a 및 도 8b에 도시된 리드아웃 회로를 참조하여 표시 장치의 동작 방법을 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 8a, 도 8b 및 도 22를 참조하면, 리드아웃 회로(ROC)는 제1 감지 모드로 동작한다(단계 S100). 제1 감지 모드에서 리드아웃 회로(ROC)의 수신기(110)는 도 7에 도시된 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)로부터 수신 신호를 수신한다.
수신기(110) 내 밴드 패스 필터(112, 도 10 참조)의 통과 대역은 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)의 개수에 근거해서 결정될 수 있다.
리드아웃 회로(ROC)의 제어 회로(130)는 수신기(110)로부터의 감지 신호들에 근거해서 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들을 선택한다(단계 S110).
리드아웃 회로(ROC)의 제어 회로(130)는 유효한 전송 전극들의 개수에 근거해서 수신기(110) 내 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역을 결정할 수 있다(단계 S120). 제어 회로(130)는 결정된 통과 대역에 대응하는 Q 팩터 신호(QF)를 수신기(110) 내 밴드 패스 필터(112)로 제공한다.
리드아웃 회로(ROC)는 제2 감지 모드로 동작한다(단계 S130). 제2 감지 모드에서 리드아웃 회로(ROC)의 전송기(120)는 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14)로 전송 신호를 전송하고, 수신기(110)는 도 7에 도시된 제1 내지 제10 수신 전극들(RE1-RE10)로부터 수신 신호를 수신한다.
이때, 수신기(110) 내 밴드 패스 필터(112)의 통과 대역은 제1 내지 제14 전송 전극들(TE1-TE14) 중 유효한 전송 전극들의 개수에 따라 결정되었으므로 노이즈를 충분히 제거하면서 신호 지연에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
DD: 표시 장치
DP: 표시 패널
DM: 표시 모듈
ISU: 입력 센서
PDC: 패널 구동 회로
ROC: 리드아웃 회로

Claims (22)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 입력 센서; 및
    상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들과 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 제2 감지 전극들로부터 수신된 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하는 리드아웃 회로를 포함하되;
    상기 리드아웃 회로는,
    제1 감지 모드동안 상기 수신 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하고,
    제2 감지 모드동안 상기 유효한 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하되;
    상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거한 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수가 적어질수록 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 좁아지는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 Q 팩터 신호를 상기 노이즈 필터로 제공하되,
    상기 Q 팩터 신호의 Q 팩터 레벨이 높을수록 상기 노이즈 필터의 상기 통과 대역이 좁아지는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는
    상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 감지 신호를 출력하는 수신기;
    상기 복수의 제1 감지 전극들로 상기 전송 신호를 전송하는 전송기; 및
    상기 수신기 및 상기 전송기를 제어하는 제어 회로를 포함하되,
    상기 제어 회로는 상기 감지 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 상기 유효한 제1 감지 전극들을 선택하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신기는 Q 팩터 신호에 응답해서 상기 수신 신호의 노이즈를 제거하는 상기 노이즈 필터를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 상기 Q 팩터 신호를 상기 노이즈 필터로 제공하는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 제1 감지 모드동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하는 표시 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 제1 감지 모드의 제1 구간동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 모드의 제2 구간동안 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하는 표시 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 감지 전극들과 상기 리드아웃 회로를 전기적으로 연결하는 제1 감지 라인들; 및
    상기 복수의 제2 감지 전극들과 상기 리드아웃 회로를 전기적으로 연결하는 제2 감지 라인들을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 노이즈 필터는 밴드 패스 필터인 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 상기 복수의 제1 감지 전극들의 개수에 근거한 표시 장치.
  11. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 입력 센서; 및
    상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들과 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 제2 감지 전극들로부터 수신된 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하는 리드아웃 회로를 포함하되;
    상기 리드아웃 회로는,
    제1 감지 모드동안 상기 수신 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하고,
    제2 감지 모드동안 상기 유효한 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하되;
    상기 제1 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 Q 팩터는 제1 레벨이고, 상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 상기 Q 팩터는 상기 제1 레벨과 다른 제2 레벨인 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 상기 Q 팩터는 상기 복수의 제1 감지 전극들의 개수에 근거한 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 감지 모드동안 상기 노이즈 필터의 상기 Q 팩터는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거한 표시 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는
    상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 감지 신호를 출력하는 수신기;
    상기 복수의 제1 감지 전극들로 상기 전송 신호를 전송하는 전송기; 및
    상기 수신기 및 상기 전송기를 제어하는 제어 회로를 포함하되,
    상기 제어 회로는 상기 감지 신호에 근거해서 상기 복수의 제1 감지 전극들 중 상기 유효한 제1 감지 전극들 선택하는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 제1 감지 모드동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하는 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 제1 감지 모드의 제1 구간동안 상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 제1 감지 모드의 제2 구간동안 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 상기 수신 신호를 수신하는 표시 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 노이즈 필터는 밴드 패스 필터인 표시 장치.
  18. 입력 센서 및 리드아웃 회로를 포함하는 표시 장치의 동작 방법에 있어서:
    상기 입력 센서는 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들을 포함하고;
    상기 리드아웃 회로는 상기 복수의 제1 감지 전극들 및 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 수신되는 상기 수신 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함하며,
    상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 수신 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 제1 감지 전극들 중 유효한 제1 감지 전극들을 선택하는 단계;
    상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 상기 노이즈 필터의 통과 대역을 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 제1 감지 전극들로 전송 신호를 전송하고, 상기 복수의 제2 감지 전극들로부터 수신 신호를 수신하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수가 적어질수록 상기 노이즈 필터의 통과 대역은 좁아지는 표시 장치의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 상기 유효한 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 Q 팩터 신호를 상기 노이즈 필터로 제공하되,
    상기 Q 팩터 신호의 Q 팩터 레벨이 높을수록 상기 노이즈 필터의 상기 통과 대역이 좁아지는 표시 장치의 동작 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 감지 전극들로부터 수신 신호를 수신하는 단계는,
    상기 복수의 제1 감지 전극들의 개수에 근거해서 상기 노이즈 필터의 상기 통과 대역을 결정하는 것을 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 노이즈 필터는 밴드 패스 필터인 표시 장치의 동작 방법.
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