KR20230105739A - 전자 장치 및 전자 장치 구동 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치 구동 방법 Download PDF

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KR20230105739A
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이순규
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Abstract

전자 장치는 영상을 표시하는 표시층, 상기 표시층 위에 배치된 센서층, 및 상기 센서층과 전기적으로 연결되며, 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동되도록 구성된 센서 구동부를 포함하고, 상기 제2 모드에서 상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 복수의 감지 신호들을 수신하고, 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호 및 노이즈 신호로 구분한 후, 상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하고, 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하도록 구성될 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치 구동 방법{ELECTRONIC DEVICE AND DRIVING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 액티브 입력에 대한 위치 검출 정확도가 향상된 전자 장치 및 전자 장치 구동 방법에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 내비게이션, 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 센서층(또는, 입력 센서)를 구비할 수 있다.
입력 센서는 사용자의 신체를 이용한 터치나 압력을 감지할 수 있다. 한편 필기구를 이용한 정보 입력이 익숙한 사용자 또는 특정 응용 프로그램(예를 들면, 스케치 또는 드로잉을 위한 응용 프로그램)을 위한 세밀한 터치 입력을 위한 펜의 사용 요구가 증가하고 있다.
본 발명은 액티브 입력에 대한 위치 검출 정확도가 향상된 전자 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 액티브 입력에 대한 위치 검출 정확도가 향상된 전자 장치 구동 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 영상을 표시하는 표시층, 상기 표시층 위에 배치된 센서층, 및 상기 센서층과 전기적으로 연결되며, 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동되도록 구성된 센서 구동부를 포함하고, 상기 제2 모드에서 상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 복수의 감지 신호들을 수신하고, 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호 및 노이즈 신호로 구분한 후, 상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하고, 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 복수의 감지 신호들 각각을 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 샘플링 값들을 획득하는 AD 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 제2 모드에서 상기 샘플링 값들의 변화 데이터들을 획득하는 변화 데이터 연산부, 상기 복수의 감지 신호들 각각의 상기 변화 데이터들의 비교 대상값과 임계값을 비교하여 상기 복수의 감지 신호들을 상기 유효 신호와 상기 노이즈 신호로 분리하는 비교부, 상기 유효 신호를 이용하여 상기 중간 좌표를 연산하는 중간 좌표 연산부, 및 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 상기 입력 좌표를 산출하는 좌표 보정부를 더 포함할 수 있다.
상기 변화 데이터들은 하나의 샘플링 값과 상기 하나의 샘플링 값 이전의 이전 샘플링 값의 차이에 각각 대응할 수 있다.
상기 복수의 감지 신호들은 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 비교부는 상기 제1 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 최대값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 제1 감지 신호를 유효 신호로 결정하고, 상기 비교부는 상기 제2 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 최대값이 상기 임계값 미만 인 경우, 상기 제2 감지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
상기 복수의 감지 신호들은 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 비교부는 상기 제1 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 평균값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 제1 감지 신호를 유효 신호로 결정하고, 상기 비교부는 상기 제2 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 평균값이 상기 임계값 미만 인 경우, 상기 제2 감지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
상기 복수의 감지 신호들은 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고, 상기 비교부는 상기 제1 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 실효값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 제1 감지 신호를 유효 신호로 결정하고, 상기 비교부는 상기 제2 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 실효값이 상기 임계값 미만 인 경우, 상기 제2 감지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 센서 구동부가 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 중 어떤 모드로 구동 되는지 판단하는 모드 판단부, 및 상기 제2 모드로 판단되는 경우, 상기 소정의 샘플링 주파수를 기준 샘플링 주파수에서 상기 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 변경하는 샘플링 주파수 변환부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 기준샘플링 주파수이고, 상기 제2 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 상기 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수일 수 있다.
상기 제1 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 선택 샘플링 주파수이고, 상기 제2 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 상기 선택 샘플링 주파수와 동일한 샘플링 주파수일 수 있다.
상기 센서층은 제1 방향을 따라 배열된 복수의 전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 교차 전극들을 포함하고, 상기 센서 구동부는 상기 제1 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 사이에 형성된 상호 정전 용량의 변화를 통해 상기 패시브 입력을 감지하고, 상기 제2 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 중 적어도 하나의 정전 용량의 변화를 통해 상기 액티브 입력을 감지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제1 방향을 따라 배열된 복수의 전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 교차 전극들을 포함하는 센서층, 및 상기 센서층과 전기적으로 연결된 센서 구동부를 포함하고, 상기 센서 구동부는 상기 복수의 전극들 및 상기 복수의 교차 전극들로부터 복수의 감지 신호들을 각각 수신하고, 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 상기 복수의 감지 신호들 각각을 샘플링하여 샘플링 값들을 획득하고, 상기 샘플링 값들 중 서로 인접한 샘플링 값들의 차에 의해 산출된 변화 데이터들을 근거로 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호와 노이즈 신호로 분리하고, 상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하도록 구성될 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 변화 데이터들의 최대값, 평균값 및 실효값 중 어느 하나의 비교 대상값과 임계값과 비교하여, 상기 비교 대상값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 복수의 감지 신호들 중 상기 변화 데이터들에 대응하는 감지 신호를 유효 신호로 결정하고, 상기 비교 대상값이 상기 임계값 미만인 경우, 상기 감지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 센서 구동부는 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동 되도록 구성되고, 상기 기준 샘플링 주파수는 상기 제1 모드에서의 샘플링 주파수이고, 상기 선택 샘플링 주파수는 상기 제2 모드에서의 샘플링 주파수일 수 있다.
상기 센서 구동부는 상기 제1 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 사이에 형성된 상호 정전 용량의 변화를 통해 상기 패시브 입력을 감지하고, 상기 제2 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 각각의 정전 용량의 변화를 통해 상기 액티브 입력을 감지하도록 구성될 수 있다.
상기 센서 구동부는 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동되도록 구성되고, 상기 선택 샘플링 주파수는 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드에서의 샘플링 주파수일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 구동 방법은 제1 방향을 따라 배열된 복수의 전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 교차 전극들을 포함하는 센서층으로부터 복수의 감지 신호들을 수신하는 단계, 상기 복수의 감지 신호들 각각을 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 샘플링하여 복수의 샘플링 값들을 획득하는 단계, 상기 복수의 샘플링 값들 중 서로 인접한 샘플링 값들을 비교하여 복수의 변화 데이터들을 산출하는 단계, 상기 복수의 변화 데이터들로부터 도출된 비교 대상값과 임계값을 비교하여 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호와 노이즈 신호로 분리하는 단계, 상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하는 단계, 및 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전자 장치 구동 방법은 상기 센서층이 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 및 액티브 입력을 감지하는 제2 모드 중 어떤 모드로 동작하는지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 센서층이 제1 모드로 구동되는 경우, 상기 복수의 전극들 또는 복수의 교차 전극들로부터 복수의 제1 모드 감지 신호들을 수신하고, 상기 복수의 제1 모드 감지 신호들을 상기 기준 샘플링 주파수로 샘플링하고, 이를 근거로 상기 패시브 입력에 따른 제1 모드 입력 좌표를 산출할 수 있다.
상기 센서층이 제2 모드로 구동되는 경우, 상기 기준 샘플링 주파수를 상기 선택 샘플링 주파수로 상향하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 입력 장치로부터 제공된 액티브 입력에 대한 중간 좌표를 산출함에 있어서, 노이즈 신호를 제외한 유효 신호만을 이용함에 따라 입력 장치의 위치에 대한 왜곡이 감소될 수 있다. 또한, 유효 신호만을 이용하여 중간 좌표를 산출한 후, 노이즈 신호를 고려하여 중간 좌표를 보정함에 따라, 대면적 도전체에 의한 입력 장치의 무게 중심 산출 오차가 보상될 수 있다. 따라서, 입력 장치의 입력에 대한 위치 정확도, 선형성, 및 정밀도가 모두 향상된 전자 장치가 제공될 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 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 구동부의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층의 일부 등가 회로도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 내지 제4 감지 신호들의 파형들을 도시한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구동 방법의 순서도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 구동부의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 제1 감지 신호의 샘플링 동작을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 변화 데이터들과 임계값을 표시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 변화 데이터들과 임계값을 표시한 그래프이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구동 방법의 순서도이다.
도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 구동부의 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 제1 감지 신호의 샘플링 동작을 도시한 도면이다.
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.
“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.
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 전자 장치(1000)의 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 1에서는 바(bar)타입의 전자 장치(1000)를 예시적으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하 설명되는 설명들은 폴더블 전자 장치(1000), 롤러블 전자 장치(1000), 또는 슬라이더블 전자 장치(1000)와 같은 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)의 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 표시 패널로 지칭될 수 있고, 센서층(200)은 센서 패널 또는 센서로 지칭될 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, 무기발광 표시층, 유기-무기 발광 표시층, 퀀텀닷 표시층, 마이크로 엘이디 표시층, 또는 나노 엘이디 표시층일 수 있다.
센서층(200)은 표시층(100) 위에 배치될 수 있다. 센서층(200)은 외부에서 인가되는 외부 입력들(2000, PN)을 감지할 수 있다. 외부 입력들(2000, PN)은 정전 용량에 변화를 제공할 수 있는 입력 수단을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서층(200)은 입력 장치(PN)에 의한 액티브 입력과 터치(2000)에 의한 패시브 입력을 모두 감지할 수 있다. 입력 장치(PN)는 구동 신호를 제공하는 액티브 타입의 입력 수단으로, 예를 들어 액티브 펜일 수 있다. 터치(2000)는 사용자 신체, 패시브 펜과 같이 정전용량에 변화를 제공할 수 있는 입력 수단을 모두 포함할 수 있다.
센서층(200)과 입력 장치(PN)는 서로 양방향 통신할 수 있다. 센서층(200)은 입력 장치(PN)로 업링크 신호(ULS)를 제공하고, 입력 장치(PN)는 센서층(200)으로 다운링크신호(DLS)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 업링크 신호(ULS)는 패널 정보, 프로토콜 버전 등의 정보를 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 다운링크신호(DLS)는 동기화 신호 또는 입력 장치(PN)의 상태 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다운링크신호(DLS)는 입력 장치(PN)의 좌표 정보, 입력 장치(PN)의 배터리 정보, 입력 장치(PN)의 기울기 정보, 및/또는 입력 장치(PN)에 저장된 다양한 정보 등을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
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)에 신호를 제공하는 타이밍을 제어하기 위한 수직동기신호 및 수평동기신호를 생성할 수 있다.
센서 구동부(200C)는 센서층(200)을 구동할 수 있다. 센서 구동부(200C)는 메인 구동부(1000C)로부터 제어 신호(I-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(I-CS)는 센서 구동부(200C)의 구동 모드를 결정하는 모드 결정신호 또는 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 좌표 신호(I-SS)를 근거로 표시층(100)에 새로운 어플리케이션 이미지가 표시되도록 표시 구동부(100C)를 동작시킬 수 있다. 또는, 메인 구동부(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 대응하는 궤적 이미지가 표시되도록 표시 구동부(100C)를 동작시킬 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)의 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.
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 배선 이 형성될 수 있다.
발광 소자층(130)은 회로층(120) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(130)은 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(130)은 유기 발광 물질, 무기 발광 물질, 유기-무기 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 장치(1000_1)의 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 장치(1000)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 베이스층(110)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 형성된다. 무기층은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 지르코늄 옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 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 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 및 실리콘 옥시나이트라이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(BFL)은 실리콘 옥사이드층과 실리콘 나이트라이드층이 교대로 적층된 구조를 포함할 수 있다.
반도체 패턴은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 반도체 패턴은 비정질실리콘, 저온다결정실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수도 있다.
도 4는 일부의 반도체 패턴을 도시한 것일 뿐이고, 다른 영역에 반도체 패턴이 더 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 화소들에 걸쳐 특정한 규칙으로 배열될 수 있다. 반도체 패턴은 도핑 여부에 따라 전기적 성질이 다를 수 있다. 반도체 패턴은 전도율이 높은 제1 영역과 전도율이 낮은 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역은 N형 도판트 또는 P형 도판트로 도핑될 수 있다. P타입의 트랜지스터는 P형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함하고, N타입의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다. 제2 영역은 비-도핑 영역이거나, 제1 영역 대비 낮은 농도로 도핑된 영역일 수 있다.
제1 영역의 전도성은 제2 영역의 전도성보다 크고, 실질적으로 전극 또는 신호 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 소자를 포함하는 등가회로를 가질 수 있으며, 화소의 등가회로도는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 4에서는 화소에 포함되는 하나의 트랜지스터(100PC) 및 발광 소자(100PE)를 예시적으로 도시하였다.
트랜지스터(100PC)의 소스 영역(SC), 액티브 영역(AL), 및 드레인 영역(DR)이 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스 영역(SC) 및 드레인 영역(DR)은 단면 상에서 액티브 영역(AL)으로부터 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 영역(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 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 지르코늄 옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(10)은 단층의 실리콘 옥사이드층일 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 영역(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 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 및 실리콘 옥시나이트라이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 절연층(20)은 실리콘 옥사이드층 및 실리콘 나이트라이드층을 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 실리콘 옥사이드층 및 실리콘 나이트라이드층을 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, 무기 발광 물질, 유기-무기 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 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 산화 아연(zinc oxide, ZnO), 또는 인듐 아연 주석 산화물(indium zinc tin oxide, IZTO) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 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 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 지르코늄 옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
감지 절연층(203) 및 커버 절연층(205) 중 적어도 어느 하나는 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층(100) 및 표시 구동부(100C)의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 표시층(100)은 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm), 및 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 복수의 화소들(PX) 각각은 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm) 중 대응하는 데이터 배선과 연결되고, 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn) 중 대응하는 스캔 배선과 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서 표시층(100)은 발광 제어 배선들을 더 포함하고, 표시 구동부(100C)는 발광 제어 배선들에 제어신호들을 제공하는 발광 구동 회로를 더 포함할 수 있다. 표시층(100)의 구성은 특별히 제한되지 않는다.
복수의 스캔 배선들(SL1-SLn) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되고, 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn)은 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)은 제1 방향(DR1)으로 이격되어 배열될 수 있다.
표시 구동부(100C)는 신호 제어 회로(100C1), 스캔 구동 회로(100C2), 및 데이터 구동 회로(100C3)를 포함할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)로부터 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호(D-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(D-CS)는 다양한 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(D-CS)는 입력수직동기신호, 입력수평동기신호, 메인 클럭, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)를 생성하고, 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)를 스캔 구동 회로(100C2)로 출력할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 제2 제어 신호(CONT2) 및 수평동기신호(Hsync)를 생성하고, 제2 제어 신호(CONT2) 및 수평동기신호(Hsync)를 데이터 구동 회로(100C3)로 출력할 수 있다.
또한, 신호 제어 회로(100C1)는 영상 데이터(RGB)를 표시층(100)의 동작 조건에 맞게 처리한 구동 신호(DS)를 데이터 구동 회로(100C3)로 출력할 수 있다. 제1 제어 신호(CONT1) 및 제2 제어 신호(CONT2)는 스캔 구동 회로(100C2) 및 데이터 구동 회로(100C3)의 동작에 필요한 신호로써 특별히 제한되지 않는다.
스캔 구동 회로(100C2)는 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)에 응답해서 복수 개의 스캔 배선들(SL1-SLn)을 구동한다. 본 발명의 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(100C2)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 4 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스캔 구동 회로(100C2)는 집적 회로 (Integrated circuit, IC)로 구현되어서 표시층(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩 온 필름(chip on film: COF) 방식으로 실장되어서 표시층(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 구동 회로(100C3)는 신호 제어 회로(100C1)로부터의 제2 제어 신호(CONT2), 수평동기신호(Hsync), 및 구동 신호(DS)에 응답해서 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm)로 계조 전압을 출력할 수 있다. 데이터 구동 회로(100C3)는 집적 회로로 구현되어 표시층(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩온 필름 방식으로 실장되어서 표시층(100)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(100C3)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 4 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층(200) 및 센서 구동부(200C)의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 센서층(200)은 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220)을 포함할 수 있다. 복수의 전극들(210)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열되며, 복수의 전극들(210) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장할 수 있다. 복수의 교차 전극들(220)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열되며, 복수의 교차 전극들(220) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장할 수 있다. 복수의 전극들(210)은 복수의 교차 전극들(220)과 교차할 수 있다. 센서층(200)은 복수의 전극들(210) 및 복수의 교차 전극들(220)에 연결된 복수의 신호배선들을 더 포함할 수 있다.
복수의 전극들(210) 각각은 감지 패턴(211) 및 브릿지 패턴(212)을 포함할 수 있다. 서로 인접한 2 개의 감지 패턴들(211)은 두 개의 브릿지 패턴들(212)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 감지 패턴(211)은 제2 도전층(204, 도 4 참조)에 포함될 수 있고, 브릿지 패턴(212)은 제1 도전층(202, 도 4 참조)에 포함될 수 있다.
복수의 교차 전극들(220) 각각은 제1 부분(221) 및 제2 부분(222)을 포함할 수 있다. 제1 부분(221)과 제2 부분(222)은 서로 일체의 형상을 가지며, 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(221) 및 제2 부분(222)은 제2 도전층(204, 도 4 참조)에 포함될 수 있다. 두 개의 브릿지 패턴들(212)은 제2 부분(222)과 절연 교차될 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)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 제어 신호(I-CS)를 근거로 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3)의 동작을 제어할 수 있다.
센서 구동부(200C)는 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동될 수 있다. 제1 모드에서 신호 생성 회로(200C2)는 구동 신호(DS)를 센서층(200), 예를 들어, 교차 전극들(220)로 순차적으로 출력할 수 있다. 입력 검출 회로(200C3)는 감지 신호들(SS)을 센서층(200)으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 입력 검출 회로(200C3)는 전극들(210)로부터 감지 신호들(SS)을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 신호 생성 회로(200C2)는 전극들(210)로 구동 신호(DS)를 순차적으로 출력하고, 입력 검출 회로(200C3)는 교차 전극들(220)로부터 감지 신호들(SS)을 수신할 수도 있다. 제2 모드에서 입력 검출 회로(200C3)는 전극들(210) 및 교차 전극들(220)로부터 감지 신호들(SS)을 수신할 수 있다.
도 6에는 노드들(N11 내지 Nxy)이 도시되었다. 노드들(N11 내지 Nxy) 각각은 복수의 전극들(210) 중 하나의 전극(210) 및 복수의 교차 전극들(220) 중 하나의 교차 전극(220)이 교차하는 영역에 정의될 수 있다. 도 6에서는 제1 방향(DR1)을 따라 4 개의 노드들(N11, N12 내지 N1y)이 배열되고, 제2 방향(DR2)을 따라 6 개의 노드들(N11 내지 Nx1)이 배열된 것을 예로 들어 도시하였다. 다만, 노드들(N11 내지 Nxy)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니며, 노드들(N11 내지 Nxy)의 개수는 도 6의 도시보다 많을 수도, 적을 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층(200)의 일부 등가 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 4 개의 노드들(N11, N12, N21, N22), 및 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드들(200C3a, 200C3b)의 등가 회로가 도시되었다.
4 개의 노드들(N11, N12, N21, N22) 각각은 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 기생 정전 용량(CB1), 제2 기생 정전 용량(CB2), 및 상호 정전 용량(CM)으로 표현될 수 있다. 제1 저항(R1)은 하나의 전극(210)의 일부분, 예를 들어 하나의 노드가 정의되는 부분의 등가 저항, 제2 저항(R2)은 하나의 교차 전극(220)의 일부분, 예를 들어, 하나의 노드가 정의되는 부분의 등가 저항일 수 있다. 제1 기생 정전 용량(CB1)은 하나의 전극(210)과 제2 전극(CE, 도 4 참조) 사이의 정전 용량, 제2 기생 정전 용량(CB2)은 하나의 교차 전극(220)과 제2 전극(CE, 도 4 참조) 사이의 정전 용량일 수 있다. 상호 정전 용량(CM)은 하나의 전극(210)과 하나의 교차 전극(220) 사이의 정전 용량일 수 있다.
제2 모드에서, 센서 구동부(200C)는 전극들(210) 및 교차 전극들(220)로부터 감지 신호들(SS)을 수신할 수 있다. 도 6의 4 개의 노드들(N11, N12, N21, N22)은 2 개의 전극들(210) 및 2 개의 교차 전극들(220)에 의해 정의될 수 있으며, 센서 구동부(200C)가 수신하는 4 개의 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4)이 예시적으로 도시되었다.
제1 감지 신호(SS1)는 제1-1 노드(N11), 및 제1-2 노드(N12)에 포함된 하나의 교차 전극(220)으로부터 수신되고, 제2 감지 신호(SS2)는 제2-1 노드(N21), 및 제2-2 노드(N22)에 포함된 다른 하나의 교차 전극(220)으로부터 수신될 수 있다. 제3 감지 신호(SS3)는 제1-1 노드(N11), 및 제2-1 노드(N21)에 포함된 하나의 전극(210)으로부터 수신되고, 제4 감지 신호(SS4)는 제1-2 노드(N12), 및 제2-2 노드(N22)에 포함된 다른 하나의 전극(210)으로부터 수신될 수 있다.
제1-1 노드(N11)에 입력 장치(PN, 도 2 참조)에 의한 액티브 입력(PNI)이 발생될 수 있다. 즉, 입력 장치(PN, 도 2 참조)에 의한 터치 이벤트는 제1-1 노드(N11)와 중첩하여 발생될 수 있다. 입력 장치(PN, 도 2 참조)에서 다운링크신호(DLS)가 출력되고, 하나의 전극(210)과 입력 장치(PN, 도 2 참조) 사이에 제1 터치 정전 용량(CP1), 하나의 교차 전극(220)과 입력 장치(PN, 도 2 참조) 사이에 제2 터치 정전 용량(CP2)이 발생될 수 있다.
액티브 입력(PNI)이 발생될 때, 노이즈 입력(NI)이 제2-1 노드(N21)와 제2-2 노드(N22) 사이에 발생될 수 있다. 노이즈 입력(NI)은 하나의 노드 사이즈 이상의 대면적 도전체에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 노이즈 입력(NI)은 손바닥의 일부분 또는 손날의 일부분에 의해 제공될 수 있다. 대면적 도전체와 하나의 전극(210) 사이에 제1 노이즈 정전 용량(CF1)이 형성되고, 대면적 도전체와 다른 하나의 전극(210) 사이에 제2 노이즈 정전 용량(CF2)이 형성될 수 있다.
제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드들(200C3a, 200C3b)은 센서 구동부(200C)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드들(200C3a, 200C3b)은 입력 검출 회로(200C3)에 포함될 수 있다. 제1 아날로그 프론트 엔드들(200C3a)은 교차 전극들(220)로부터 감지 신호들을 각각 수신하고, 제2 아날로그 프론트 엔드들(200C3b)은 전극들(210)로부터 감지 신호들을 각각 수신할 수 있다. 제1 및 제2 아날로그 프론트 엔드들(200C3a, 200C3b)은 각각은 연산 증폭기 및 AD 컨버터(200C-1, 도 9b 참조)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연산 증폭기는 수신한 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4) 각각을 증폭하고, AD 컨버터(200C-1, 도 9b 참조)는 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4) 각각을 제1 내지 제4 디지털 신호들로 변환할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4)의 파형들을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 감지 신호(SS1) 및 제3 감지 신호(SS3)는 액티브 입력(PNI)에 의한 유효 신호일 수 있고, 제4 감지 신호(SS4)는 노이즈 입력(NI)에 의한 노이즈 신호일 수 있다.
제1 감지 신호(SS1)의 제1 기울기(SP1)와 제3 감지 신호(SS3)의 제3 기울기(SP3)는 제4 감지 신호(SS4)의 제2 기울기(SP2)보다 클 수 있다. 이를 근거로 센서 구동부(200C, 도 6 참조)는 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4)의 파형 변화율을 분석하여 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4) 중 노이즈 신호를 분리할 수 있다. 따라서, 노이즈 입력(NI)에 의한 액티브 입력(PNI)의 좌표가 왜곡되는 현상이 방지될 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술된다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구동 방법(S100)의 순서도이다. 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 구동부(200C)의 블록도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 제1 감지 신호(SS1)의 샘플링 동작을 도시한 도면이다.
도 6, 도 7, 도 9a, 및 도 9b를 참조하면, 센서 구동부(200C)는 복수의 감지 신호들(SS)을 수신한다(S110).
센서 구동부(200C)는 AD 컨버터(200C-1), 변화 데이터 연산부(200C-2), 비교부(200C-3), 중간 좌표 연산부(200C-4), 및 좌표 보정부(200C-5)를 포함할 수 있다. 센서 구동부(200C)는 AD 컨버터(200C-1), 변화 데이터 연산부(200C-2), 비교부(200C-3), 중간 좌표 연산부(200C-4), 및 좌표 보정부(200C-5)는 물리적으로 구분되는 별개의 구성 요소들을 지칭하는 것은 아니다. 예를 들어, 센서 구동부(200C)는 AD 컨버터(200C-1), 변화 데이터 연산부(200C-2), 비교부(200C-3), 중간 좌표 연산부(200C-4), 및 좌표 보정부(200C-5)는 동작에 따라 기능적으로 구분한 것이며, 단일의 칩 내에 구현될 수 있다.
AD 컨버터(200C-1)는 아날로그 형태의 복수의 감지 신호들(SS)을 디지털 신호로 변환할 수 있다. AD 컨버터(200C-1)는 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 복수의 감지 신호들(SS) 각각을 샘플링하여 샘플링 값들(DSS)을 획득할 수 있다(S120). 기준 샘플링 주파수는 제1 샘플링 주파수, 선택 샘플링 주파수는 제2 샘플링 주파수로 지칭될 수도 있다. 선택 샘플링 주파수는 유효 입력과 노이즈 입력을 구분할 수 있는 수준의 주파수로 선택된 주파수일 수 있다. 예를 들어, 선택 샘플링 주파수는 후술될 변화 데이터들(dQ)의 비교 대상값과 임계값을 비교하여 유효 신호(VS)와 노이즈 신호(NS)를 구분할 수 있는 수준의 주파수로 선택될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제2 모드에서 제1 주기(dT)로 제1 감지 신호(SS1)에 대한 샘플링이 진행될 수 있으며, 하나의 감지 신호, 예를 들어, 제1 감지 신호(SS1)로부터 복수의 샘플링 값들(DSS)이 획득될 수 있다. 또한, 제2 내지 제3 감지 신호들(SS2, SS3, SS4) 각각으로부터 복수의 샘플링 값들(DSS)이 획득될 수 있다. 또한, 패시브 입력을 감지하는 제1 모드에서도 선택 샘플링 주파수로 감지 신호(SS, 도 6 참조)에 대한 샘플링이 진행될 수 있다. 다만, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 모드에서는 선택 샘플링 주파수보다 낮은 샘플링 주파수로 감지 신호(SS, 도 6 참조)에 대한 샘플링이 진행될 수도 있다.
변화 데이터 연산부(200C-2)는 샘플링 값들(DSS)로부터 변화 데이터들(dQ)을 획득할 수 있다(S130). 변화 데이터들(dQ) 각각은 샘플링 값들(DSS) 중 서로 인접한 샘플링 값들(Qx-1, Qx)의 차에 의해 산출될 수 있다. 예를 들어, 하나의 변화 데이터(dQ)는 하나의 샘플링 값(Qx)과 하나의 샘플링 값(Qx) 이전의 샘플링 값(Qx-1)의 차이에 대응될 수 있다.
비교부(200C-3)는 변화 데이터들(dQ)의 비교 대상값과 임계값을 비교하여 유효 신호(VS)와 노이즈 신호(NS)를 분리할 수 있다(S140). 예를 들어, 제1 감지 신호(SS1) 및 제3 감지 신호(SS3)에 대응하는 디지털 신호들은 유효 신호(VS)로, 제2 감지 신호(SS2) 및 제4 감지 신호(SS4)에 대응하는 디지털 신호들은 노이즈 신호(NS)로 결정될 수 있다.
비교부(200C-3)는 유효 신호(VS)를 중간 좌표 연산부(200C-4)로 제공할 수 있다. 중간 좌표 연산부(200C-4)는 유효 신호(VS)를 근거로 중간 좌표(CN)를 연산할 수 있다(S150).
좌표 보정부(200C-5)는 노이즈 신호(NS)를 근거로 중간 좌표(CN)를 보정하여 입력 좌표를 산출하고(S160), 입력 좌표 정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 출력할 수 있다. 액티브 입력(PNI)이 제공될 때, 노이즈 입력(NI)이 함께 발생됨에 따라, 액티브 입력(PNI)에 의한 신호 중 일부는 다른 채널로 유기될 수 있다. 따라서, 유효 신호(VS)만을 근거로 액티브 입력(PNI)에 대한 무게 중심 산출 시 소정의 오차가 발생될 수 있다. 이를 보정하기 위해, 좌표 보정부(200C-5)는 노이즈 신호(NS)를 근거로 대면적 도전체의 좌표 및 사이즈를 도출할 수 있고, 이를 근거로 중간 좌표(CN)를 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중간 좌표(CN)를 산출함에 있어서, 노이즈 신호(NS)를 제외한 유효 신호(VS)만을 이용함에 따라 입력 장치(PN, 도 2 참조)의 위치에 대한 왜곡이 감소될 수 있다. 또한, 유효 신호(VS)만을 이용하여 중간 좌표(CN)를 산출한 후, 노이즈 신호(NS)를 고려하여 중간 좌표(CN)를 보정함에 따라, 대면적 도전체에 의한 입력 장치(PN, 도 2 참조)의 무게 중심 산출 오차가 보상될 수 있다. 따라서, 입력 장치(PN, 도 2 참조)의 입력에 대한 위치 정확도, 선형성, 및 정밀도가 모두 향상된 전자 장치(1000, 도 1 참조)가 제공될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 변화 데이터들(dQ)과 임계값(THL)을 표시한 그래프이다.
도 7 및 도 11을 참조하면, 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4)에 각각 대응되는 제1 내지 제4 그래프들(SS1-d, SS2-d, SS3-d, SS4-d)이 도 11에 도시되었다. 제1 내지 제4 그래프들(SS1-d, SS2-d, SS3-d, SS4-d) 각각은 변화 데이터들(dQ)을 표시한 그래프이다.
제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4) 각각으로부터 도출된 변화 데이터들의 비교 대상값은 최대값일 수 있다. 도 11에는 제1 감지 신호(SS1)의 변화 데이터들(dQ)의 제1 최대값(S1M), 제2 감지 신호(SS2)의 변화 데이터들(dQ)의 제2 최대값(S2M), 제3 감지 신호(SS3)의 변화 데이터들(dQ)의 제3 최대값(S3M)이 표시되었다.
비교부(200C-3)는 제1 최대값(S1M), 제2 최대값(S2M), 및 제3 최대값(S3M) 각각과 임계값(THL)을 비교할 수 있다. 임계값(THL)에 대한 정보는 메모리에 저장될 수 있다.
비교부(200C-3)는 제1 최대값(S1M), 및 제3 최대값(S3M)은 임계값(THL) 이상이므로, 제1 감지 신호(SS1) 및 제3 감지 신호(SS3)를 유효 신호(VS, 도 9b 참조)로 결정할 수 있다. 비교부(200C-3)는 제2 최대값(S2M)은 임계값(THL) 미만이므로, 제2 감지 신호(SS2)를 노이즈 신호(NS, 도 9b 참조)로 결정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 변화 데이터들(dQ)과 임계값(THLA)을 표시한 그래프이다.
도 7 및 도 12를 참조하면, 제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4)에 각각 대응되는 제1 내지 제4 그래프들(SS1-d, SS2-d, SS3-d, SS4-d)이 도 12에 도시되었다. 제1 내지 제4 그래프들(SS1-d, SS2-d, SS3-d, SS4-d) 각각은 변화 데이터들(dQ)을 표시한 그래프이다.
제1 내지 제4 감지 신호들(SS1, SS2, SS3, SS4) 각각으로부터 도출된 변화 데이터들의 비교 대상값은 평균값일 수 있다. 도 12에는 제1 감지 신호(SS1)의 변화 데이터들(dQ)의 제1 평균값(S1A), 제2 감지 신호(SS2)의 변화 데이터들(dQ)의 제2 평균값(S2A), 제3 감지 신호(SS3)의 변화 데이터들(dQ)의 제3 평균값(S3A)이 표시되었다.
비교부(200C-3)는 제1 평균값(S1A), 제2 평균값(S2A), 및 제3 평균값(S3A) 각각과 임계값(THLA)을 비교할 수 있다. 제1 평균값(S1A), 및 제3 평균값(S3A)은 임계값(THLA) 이상이므로, 비교부(200C-3)는 제1 감지 신호(SS1) 및 제3 감지 신호(SS3)를 유효 신호(VS, 도 9b 참조)로 결정할 수 있다. 제2 최대값(S2M)은 임계값(THL) 미만이므로, 비교부(200C-3)는 제2 감지 신호(SS2)를 노이즈 신호(NS, 도 9b 참조)로 결정할 수 있다.
도 11에서는 최대값, 도 12에서는 평균값을 근거로 노이즈 신호를 분리하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 비교부(200C-3)는 변화 데이터들(dQ)의 실효값(Root Mean Square)과 임계값을 비교하여 노이즈 신호와 유효 신호를 분리할 수도 있다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구동 방법(S200)의 순서도이다. 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 구동부(200Ca)의 블록도이다.
도 6, 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 센서 구동부(200Ca)는 모드 판단부(200C-6) 및 샘플링 주파수 변환부(200C-7)를 더 포함할 수 있다.
모드 판단부(200C-6)는 센서층(200) 및 센서 구동부(200Ca)가 제1 모드 또는 제2 모드 중 어떤 모드로 구동되는지 판단할 수 있다. 모드 판단부(200C-6)는 센서 구동부(200Ca)가 제2 모드로 진입했는지 여부를 판단할 수 있다(S210).
제2 모드로 진입된 것으로 판단된 경우, 모드 판단부(200C-6)는 샘플링 주파수 변환부(200C-7)로 주파수 변환 신호(DCS)를 제공할 수 있다. 모드 판단부(200C-6)는 감지 신호(SS)를 근거로 제2 모드 진입 여부를 판단하거나, 모드 결정 신호를 근거로 제2 모드 진입 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 감지 신호(SS)에 업링크 신호에 대한 응답으로 입력 장치(PN, 도 2 참조)에서 출력된 응답 신호가 포함될 수 있고, 모드 판단부(200C-6)는 이를 근거로 제2 모드 진입 여부를 판단할 수 있다.
샘플링 주파수 변환부(200C-7)는 기준 샘플링 주파수를 선택 샘플링 주파수로 상향할 수 있다(S220). 샘플링 주파수 변환부(200C-7)는 샘플링 주파수에 대한 정보를 포함하는 샘플링 주파수 신호(SFS)를 AD 컨버터(200C-1a)로 제공할 수 있다.
제2 모드로 진입되지 않은 것으로 판단된 경우, 샘플링 주파수 변환부(200C-7)는 변경하지 않고, 기준 샘플링 주파수를 유지할 수 있다(S230).
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 제1 감지 신호(SS1x)의 샘플링 동작을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 14를 참조하면, 센서층(200) 및 센서 구동부(200C)가 제1 모드로 동작될 때, 센서 구동부(200C)는 교차 전극들(220)로부터 감지 신호들(SS1x, SS2x)을 수신할 수 있다. AD 컨버터(200C-1a)는 기본 샘플링 주파수로 감지 신호들(SS1x, SS2x) 각각을 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 기본 샘플링 주파수는 제2 모드에서의 선택 샘플링 주파수보다 낮을 수 있고, 따라서, 제2 주기(dTx)는 제1 주기(dT, 도 10 참조)보다 길 수 있다. 즉, 제1 모드에서 제2 주기(dTx)로 샘플링이 진행될 수 있으며, 하나의 감지 신호, 예를 들어, 제1 감지 신호(SS1x)로부터 복수의 샘플링 값들(DSS)이 획득될 수 있다. 센서 구동부(200C)는 복수의 샘플링 값들(DSS)을 근거로 위치 좌표를 산출하고, 좌표 신호(I-SS)를 메인 구동부(1000C, 도 2 참조)에 제공할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 모드에서는 상대적으로 주파수가 낮은 기본 샘플링 주파수로 샘플링이 진행되고, 제2 모드에서는 상대적으로 주파수가 높은 선택 샘플링 주파수로 샘플링이 진행될 수 있다. 따라서, 제1 모드 및 제2 모드 모두에서 선택 샘플링 주파수로 샘플링되는 경우와 비교하여, 소비 전력이 감소될 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 200C: 센서 구동부
SS1, SS2, SS3, SS4: 제1 내지 제4 감지 신호들
VS: 유효 신호 NS: 노이즈 신호
CN: 중간 좌표 I-SS: 좌표 신호

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시층;
    상기 표시층 위에 배치된 센서층; 및
    상기 센서층과 전기적으로 연결되며, 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동되도록 구성된 센서 구동부를 포함하고,
    상기 제2 모드에서 상기 센서 구동부는 상기 센서층으로부터 복수의 감지 신호들을 수신하고, 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호 및 노이즈 신호로 구분한 후, 상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하고, 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하도록 구성된 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는
    상기 복수의 감지 신호들 각각을 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 샘플링 값들을 획득하는 AD 컨버터를 포함하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는
    상기 제2 모드에서 상기 샘플링 값들의 변화 데이터들을 획득하는 변화 데이터 연산부;
    상기 복수의 감지 신호들 각각의 상기 변화 데이터들의 비교 대상값과 임계값을 비교하여 상기 복수의 감지 신호들을 상기 유효 신호와 상기 노이즈 신호로 분리하는 비교부;
    상기 유효 신호를 이용하여 상기 중간 좌표를 연산하는 중간 좌표 연산부; 및
    상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 상기 입력 좌표를 산출하는 좌표 보정부를 더 포함하는 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 변화 데이터들은 하나의 샘플링 값과 상기 하나의 샘플링 값 이전의 이전 샘플링 값의 차이에 각각 대응하는 전자 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 신호들은 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고,
    상기 비교부는 상기 제1 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 최대값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 제1 감지 신호를 유효 신호로 결정하고,
    상기 비교부는 상기 제2 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 최대값이 상기 임계값 미만 인 경우, 상기 제2 감지 신호를 노이즈 신호로 결정하는 전자 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 신호들은 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고,
    상기 비교부는 상기 제1 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 평균값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 제1 감지 신호를 유효 신호로 결정하고,
    상기 비교부는 상기 제2 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 평균값이 상기 임계값 미만 인 경우, 상기 제2 감지 신호를 노이즈 신호로 결정하는 전자 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 신호들은 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 포함하고,
    상기 비교부는 상기 제1 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 실효값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 제1 감지 신호를 유효 신호로 결정하고,
    상기 비교부는 상기 제2 감지 신호의 상기 변화 데이터들의 실효값이 상기 임계값 미만 인 경우, 상기 제2 감지 신호를 노이즈 신호로 결정하는 전자 장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는,
    상기 센서 구동부가 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 중 어떤 모드로 구동 되는지 판단하는 모드 판단부; 및
    상기 제2 모드로 판단되는 경우, 상기 소정의 샘플링 주파수를 기준 샘플링 주파수에서 상기 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 변경하는 샘플링 주파수 변환부를 더 포함하는 전자 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 기준샘플링 주파수이고,
    상기 제2 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 상기 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수인 전자 장치.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 선택 샘플링 주파수이고,
    상기 제2 모드에서 상기 소정의 샘플링 주파수는 상기 선택 샘플링 주파수와 동일한 샘플링 주파수인 전자 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 센서층은 제1 방향을 따라 배열된 복수의 전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 교차 전극들을 포함하고,
    상기 센서 구동부는 상기 제1 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 사이에 형성된 상호 정전 용량의 변화를 통해 상기 패시브 입력을 감지하고, 상기 제2 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 중 적어도 하나의 정전 용량의 변화를 통해 상기 액티브 입력을 감지하도록 구성된 전자 장치.
  12. 제1 방향을 따라 배열된 복수의 전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 교차 전극들을 포함하는 센서층; 및
    상기 센서층과 전기적으로 연결된 센서 구동부를 포함하고,
    상기 센서 구동부는,
    상기 복수의 전극들 및 상기 복수의 교차 전극들로부터 복수의 감지 신호들을 각각 수신하고, 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 상기 복수의 감지 신호들 각각을 샘플링하여 샘플링 값들을 획득하고, 상기 샘플링 값들 중 서로 인접한 샘플링 값들의 차에 의해 산출된 변화 데이터들을 근거로 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호와 노이즈 신호로 분리하고, 상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하도록 구성된 전자 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 상기 변화 데이터들의 최대값, 평균값 및 실효값 중 어느 하나의 비교 대상값과 임계값과 비교하여, 상기 비교 대상값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 복수의 감지 신호들 중 상기 변화 데이터들에 대응하는 감지 신호를 유효 신호로 결정하고, 상기 비교 대상값이 상기 임계값 미만인 경우, 상기 감지 신호를 노이즈 신호로 결정하는 전자 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하도록 구성된 전자 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동 되도록 구성되고, 상기 기준 샘플링 주파수는 상기 제1 모드에서의 샘플링 주파수이고, 상기 선택 샘플링 주파수는 상기 제2 모드에서의 샘플링 주파수인 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 상기 제1 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 사이에 형성된 상호 정전 용량의 변화를 통해 상기 패시브 입력을 감지하고, 상기 제2 모드에서 상기 복수의 전극들과 상기 복수의 교차 전극들 각각의 정전 용량의 변화를 통해 상기 액티브 입력을 감지하도록 구성된 전자 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 센서 구동부는 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 또는 액티브 입력을 감지하는 제2 모드로 선택적으로 구동되도록 구성되고, 상기 선택 샘플링 주파수는 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드에서의 샘플링 주파수인 전자 장치.
  18. 제1 방향을 따라 배열된 복수의 전극들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 교차 전극들을 포함하는 센서층으로부터 복수의 감지 신호들을 수신하는 단계;
    상기 복수의 감지 신호들 각각을 기준 샘플링 주파수보다 높은 선택 샘플링 주파수로 샘플링하여 복수의 샘플링 값들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 샘플링 값들 중 서로 인접한 샘플링 값들을 비교하여 복수의 변화 데이터들을 산출하는 단계;
    상기 복수의 변화 데이터들로부터 도출된 비교 대상값과 임계값을 비교하여 상기 복수의 감지 신호들을 유효 신호와 노이즈 신호로 분리하는 단계;
    상기 유효 신호를 이용하여 중간 좌표를 연산하는 단계; 및
    상기 노이즈 신호를 근거로 상기 중간 좌표를 보정하여 입력 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 전자 장치 구동 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 센서층이 패시브 입력을 감지하는 제1 모드 및 액티브 입력을 감지하는 제2 모드 중 어떤 모드로 동작하는지 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 센서층이 제1 모드로 구동되는 경우, 상기 복수의 전극들 또는 복수의 교차 전극들로부터 복수의 제1 모드 감지 신호들을 수신하고, 상기 복수의 제1 모드 감지 신호들을 상기 기준 샘플링 주파수로 샘플링하고, 이를 근거로 상기 패시브 입력에 따른 제1 모드 입력 좌표를 산출하는 전자 장치 구동 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 센서층이 제2 모드로 구동되는 경우, 상기 기준 샘플링 주파수를 상기 선택 샘플링 주파수로 상향하는 단계를 더 포함하는 전자 장치 구동 방법.
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