KR20230174354A - 전자 장치 및 이를 포함하는 인터페이스 장치 - Google Patents

전자 장치 및 이를 포함하는 인터페이스 장치 Download PDF

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KR20230174354A
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강진아
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이강원
전병규
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 표시층, 터치에 의한 제1 입력을 감지하는 제1 모드 및 상기 제1 모드와 상이한 제2 모드로 동작하는 센서층, 및 센서 제어부를 포함하고, 상기 제2 모드는 복수의 프레임들로 동작하고, 상기 복수의 프레임들 각각에는 다운링크 신호 및 센싱 신호가 제공되며, 상기 다운링크 신호는 입력 장치에 의한 제2 입력을 감지하고, 상기 센싱 신호는 상기 제1 입력을 감지하며, 상기 센서 제어부는 상기 제2 모드 동안 상기 제1 입력이 감지되는 경우, 상기 복수의 프레임들 중 상기 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임의 상기 센싱 신호를 근거로 상기 제1 입력의 제1 좌표를 출력하고, 상기 적어도 하나의 프레임을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 상기 제2 입력의 제2 좌표를 보정할 수 있다.

Description

전자 장치 및 이를 포함하는 인터페이스 장치{ELECTRONIC DEVICE AND INTERFACE DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치 및 이를 포함하는 인터페이스 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 전자 장치의 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다. 전자 장치는 전자기 공명(electromagnetic resonance, EMR) 방식을 이용하여 펜의 좌표를 인식하거나, 능동 정전기(active electrostatic, AES) 방식을 이용하여 펜의 좌표를 인식할 수 있다.
본 발명은 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치 및 이를 포함하는 인터페이스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는 표시층, 상기 표시층 위에 배치되고, 터치에 의한 제1 입력을 감지하는 제1 모드 및 상기 제1 모드와 상이한 제2 모드로 동작하는 센서층, 및 상기 센서층을 제어하는 센서 제어부를 포함하고, 상기 제2 모드는 복수의 프레임들로 동작하고, 상기 복수의 프레임들 각각에는 다운링크 신호 및 센싱 신호가 제공되며, 상기 다운링크 신호는 입력 장치에 의한 제2 입력을 감지하고, 상기 센싱 신호는 상기 제1 입력을 감지하며, 상기 센서 제어부는 상기 제2 모드 동안 상기 제1 입력이 감지되는 경우, 상기 복수의 프레임들 중 상기 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임의 상기 센싱 신호를 근거로 상기 제1 입력의 제1 좌표를 출력하고, 상기 센서 제어부는 상기 제2 모드 동안 상기 제1 입력이 감지되는 경우, 상기 적어도 하나의 프레임을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 상기 제2 입력의 제2 좌표를 보정할 수 있다.
상기 센서 제어부는 상기 제1 좌표를 근거로 상기 적어도 2개 이상의 프레임들에서 감지된 상기 제2 좌표들 중 적어도 하나를 무시할 수 있다.
상기 표시층을 표시 프레임 단위로 구동하는 표시 제어부를 더 포함하고, 상기 센서 제어부는 무시된 상기 적어도 하나의 제2 좌표가 감지된 적어도 하나의 프레임을 사이에 두고 이격된 두 프레임들에서 감지된 상기 제2 좌표들 사이를 연결한 경로에 대한 정보를 출력하며, 상기 표시 제어부는 상기 적어도 2개 이상의 프레임들 이후의 상기 표시 프레임에서 상기 표시층에 상기 경로를 표시할 수 있다.
상기 센서 제어부는 상기 입력 장치에 업링크 신호를 송신하고, 상기 입력 장치로부터 확인 응답 신호의 수신 여부에 따라 상기 센서층을 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 구동할 수 있다.
상기 센서 제어부는 상기 확인 응답 신호를 수신하지 않은 경우, 상기 센서층을 상기 제1 모드로 구동하고, 상기 센서 제어부는 상기 확인 응답 신호를 수신한 경우, 상기 센서층을 상기 제2 모드로 구동할 수 있다.
상기 센서층은 각각 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극들 및 각각 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극들을 포함할 수 있다.
상기 다운링크 신호는 상기 입력 장치의 제1 정보를 포함하는 제1 신호, 상기 제1 정보와 상이한 제2 정보를 포함하는 제2 신호, 및 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보와 상이한 제3 정보를 포함하는 제3 신호를 포함할 수 있다.
상기 제1 정보는 상기 입력 장치의 좌표 정보를 포함하고, 상기 제3 정보는 상기 입력 장치의 기울기 정보를 포함할 수 있다.
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 적어도 하나 이상으로 제공되고, 상기 다운링크 신호는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 상기 제1 신호, 상기 제3 신호, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 및 상기 제1 신호 순으로 제공되며, 상기 센싱 신호는 마지막 상기 제1 신호 이후에 제공되고, 상기 센싱 신호는 상기 복수의 제1 전극들 및 상기 복수의 제2 전극들의 용량성 결합되어 감지된 값을 포함할 수 있다.
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 제1 신호 주파수를 가지고, 상기 제3 신호는 상기 제1 신호 주파수와 상이한 제2 신호 주파수를 가질 수 있다.
상기 제1 신호 주파수는 상기 제2 신호 주파수보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치는 표시층, 상기 표시층 위에 배치된 센서층, 및 상기 센서층을 제어하는 센서 제어부를 포함하는 전자 장치 및 상기 전자 장치와 통신하는 입력 장치를 포함하고, 상기 센서층은 복수의 프레임들로 구동하고, 터치에 의한 제1 좌표 및 상기 입력 장치에 의한 제2 좌표를 감지하고, 상기 복수의 프레임들 각각에는 업링크 신호, 다운링크 신호, 및 센싱 신호가 순차적으로 제공하며, 상기 업링크 신호는 상기 센서층으로부터 상기 입력 장치로 제공되고, 상기 다운링크 신호는 상기 입력 장치로부터 상기 센서층으로 제공되며, 상기 센싱 신호는 상기 센서층의 터치를 감지하며, 상기 제어부는 상기 터치가 감지되는 경우, 상기 복수의 프레임들 중 상기 터치가 감지되는 적어도 하나의 프레임의 상기 센싱 신호를 근거로 상기 제1 좌표를 출력하고, 상기 센서 제어부는 상기 적어도 하나의 프레임을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 상기 제2 좌표를 보정할 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 표시층을 표시 프레임 단위로 구동하는 표시 제어부를 더 포함하고, 상기 센서 제어부는 상기 복수의 프레임들 중 상기 터치가 감지되는 상기 적어도 하나의 프레임을 사이에 두고 이격된 두 개의 프레임들에서 감지된 상기 입력 장치의 좌표들 사이를 연결한 경로에 대한 정보를 출력하며, 상기 표시 제어부는 상기 적어도 2개 이상의 프레임들 이후의 상기 표시 프레임에서 상기 표시층에 상기 경로를 표시할 수 있다.
상기 입력 장치는 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 전원부, 상기 하우징 내에 배치되며 상기 전원부로부터 전원을 공급받는 제어부, 상기 센서층과 상기 업링크 신호 및 상기 다운링크 신호를 통신하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈과 전기적으로 연결된 펜 전극을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 소정의 프로토콜에 따른 다운링크신호를 생성하고, 상기 소정의 프로토콜은 유니버설 스타일러스 이니셔티브(Universal Stylus Initiative, USI)를 포함할 수 있다.
상기 다운링크 신호는 상기 입력 장치의 제1 정보를 포함하는 제1 신호, 상기 입력 장치의 상기 제1 정보와 상이한 제2 정보를 포함하는 제2 신호, 및 상기 입력 장치의 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보와 상이한 제3 정보를 포함하는 제3 신호를 포함하고, 상기 제1 정보는 상기 입력 장치의 좌표 정보를 포함하고, 상기 제3 정보는 상기 입력 장치의 기울기 정보를 포함할 수 있다.
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 적어도 하나 이상으로 제공되고, 상기 다운링크 신호는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 상기 제1 신호, 상기 제3 신호, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 및 상기 제1 신호 순으로 제공되며, 상기 센싱 신호는 마지막 상기 제1 신호 이후에 제공될 수 있다.
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 제1 신호 주파수를 가지고, 상기 제3 신호는 상기 제1 신호 주파수와 상이한 제2 신호 주파수를 가질 수 있다.
상기 제1 신호 주파수는 상기 제2 신호 주파수보다 클 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호를 동시에 수신할 수 있다.
상술된 바에 따르면, 센서 제어부는 제1 입력과 제2 입력이 동시에 감지되는 경우, 센서층의 복수의 프레임들 중 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임의 센싱 신호를 근거로 제1 입력의 제1 좌표를 출력할 수 있다. 센서 제어부는 복수의 프레임들 중 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들의 시간 동안 제1 좌표를 근거로 제2 입력의 제2 좌표를 보정할 수 있다. 보정된 제2 좌표에 의해 입력 장치를 이용하여 전자 장치에 직선을 그을 때 표시되는 직선의 선형성(linearity)이 향상될 수 있다. 따라서, 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치 및 인터페이스 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 표시 제어부의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 제어부의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 센서층의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드로 동작하는 센서층을 도시한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드로 동작하는 센서층을 도시한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 입력 및 제2 입력이 동시에 인가된 센서층을 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치의 동작을 도시한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 14의 AA' 영역을 확대하여 도시한 전자 장치의 동작을 도시한 개념도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 센서층의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결된다”, 또는 “결합된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. “및/또는”은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 인터페이스 장치(INF)는 전자 장치(1000) 및 입력 장치(2000)를 포함할 수 있다.
전자 장치(1000)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 휴대폰, 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 에워쌀 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.
전자 장치(1000)는 제3 방향(DR3)을 향해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 영상(IM)은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다. 도 1에서 영상(IM)의 일 예로 시계 및 아이콘들이 도시되었다.
전자 장치(1000)는 전자 장치(1000)의 외부에서 인가되는 입력들을 감지할 수 있다. 상기 외부의 입력들은 사용자의 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다. 상기 외부의 입력들은 제1 입력으로 지칭될 수 있다.
도 1에 도시된 전자 장치(1000)는 사용자의 터치에 의한 입력 및 입력 장치(2000)에 의한 입력을 감지할 수 있다. 입력 장치(2000)는 사용자의 신체 이외의 장치를 의미할 수 있다. 입력 장치(2000)에 의한 입력은 제2 입력으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(2000)는 액티브 펜, 스타일러스 펜, 터치 펜, 또는 전자 펜일 수 있다.
전자 장치(1000) 및 입력 장치(2000)는 양방향 통신이 가능할 수 있다. 전자 장치(1000)는 입력 장치(2000)으로 업링크 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 업링크 신호는 동기화 신호 또는 전자 장치(1000)의 정보를 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 입력 장치(2000)는 전자 장치(1000)로 다운링크 신호를 제공할 수 있다. 상기 다운링크 신호는 동기화 신호 또는 입력 장치(2000)의 상태 정보를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치를 도시한 사시도이다. 도 2를 설명함에 있어서, 도 1을 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(1000-1)는 액티브 영역(1000A-1)을 통해 영상을 표시할 수 있다. 도 2에서는 전자 장치(1000-1)가 소정의 각도로 폴딩된 상태를 도시하였다. 전자 장치(1000-1)가 언폴딩된 상태에서, 액티브 영역(1000A-1)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면을 포함할 수 있다.
액티브 영역(1000A-1)은 제1 영역(1000A1), 제2 영역(1000A2), 및 제3 영역(1000A3)을 포함할 수 있다. 제1 영역(1000A1), 제2 영역(1000A2), 및 제3 영역(1000A3)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 정의될 수 있다. 제2 영역(1000A2)은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 폴딩축(1000FX)을 기준으로 휘어질 수 있다. 따라서, 제1 영역(1000A1) 및 제3 영역(1000A3)은 비폴딩 영역들로 지칭될 수 있고, 제2 영역(1000A2)은 폴딩 영역으로 지칭될 수 있다.
전자 장치(1000-1)가 폴딩되면, 제1 영역(1000A1)과 제3 영역(1000A3)은 서로 마주할 수 있다. 따라서, 완전히 폴딩된 상태에서, 액티브 영역(1000A-1)은 외부로 노출되지 않을 수 있으며, 이는 인-폴딩(in-folding)으로 지칭될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 전자 장치(1000-1)의 동작이 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 전자 장치(1000-1)가 폴딩되면, 제1 영역(1000A1) 및 제3 영역(1000A3)은 서로 대향(opposing)할 수 있다. 따라서, 폴딩된 상태에서, 액티브 영역(1000A-1)은 외부로 노출될 수 있으며, 이는 아웃-폴딩(out-folding)으로 지칭될 수 있다.
전자 장치(1000-1)는 인-폴딩 또는 아웃-폴딩 중 어느 하나의 동작만 가능할 수 있다. 또는 전자 장치(1000-1)는 인-폴딩 동작 및 아웃-폴딩 동작이 모두 가능할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(1000-1)의 동일한 영역, 예를 들어, 제2 영역(1000A2)이 인-폴딩 및 아웃-폴딩될 수 있다.
도 2에서는 하나의 폴딩 영역과 두 개의 비폴딩 영역이 예를 들어 도시되었으나, 폴딩 영역과 비폴딩 영역의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자 장치(1000-1)는 2개보다 많은 복수 개의 비폴딩 영역들 및 서로 인접한 비폴딩 영역들 사이에 배치된 복수의 폴딩 영역들을 포함할 수 있다.
도 2에서는 폴딩축(1000FX)이 제2 방향(DR2)으로 연장된 것을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴딩축(1000FX)은 제1 방향(DR1)과 나란한 방향을 따라 연장될 수도 있다. 이 경우, 제1 영역(1000A1), 제2 영역(1000A2), 및 제3 영역(1000A3)은 제2 방향(DR2)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
액티브 영역(1000A-1)은 적어도 하나의 전자 모듈들과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈들은 카메라 모듈 및 근접 조도 센서 등을 포함할 수 있다. 전자 모듈들은 액티브 영역(1000A-1)을 통해 전달되는 외부 입력을 수신하거나, 액티브 영역(1000A-1)을 통해 출력을 제공할 수 있다. 카메라 모듈 및 근접 조도 센서 등과 중첩하는 액티브 영역(1000A-1)의 일부분은 액티브 영역(1000A-1)의 다른 일부분보다 높은 투과율을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 전자 모듈들이 배치될 영역을 액티브 영역(1000A-1) 주변의 주변 영역(1000NA-1)에 제공하지 않아도 된다. 그 결과, 전자 장치(1000-1)의 전면 대비 액티브 영역(1000A-1)의 면적 비율이 증가될 수 있다.
전자 장치(1000-1)와 입력 장치(2000)는 양방향 통신이 가능할 수 있다. 전자 장치(1000-1)는 입력 장치(2000)로 업링크 신호를 제공할 수 있다. 입력 장치(2000)는 전자 장치(1000-1)로 다운링크 신호를 제공할 수 있다. 전자 장치(1000-1)는 입력 장치(2000)로부터 제공되는 신호를 이용하여 입력 장치(2000)의 좌표를 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시층(100), 센서층(200), 표시 제어부(100C), 센서 제어부(200C), 및 메인 제어부(1000C)를 포함할 수 있다.
표시층(100)은 영상을 실질적으로 생성하는 구성일 수 있다. 표시층(100)은 발광형 표시층일 수 있으며, 예를 들어, 표시층(100)은 유기발광 표시층, 퀀텀닷 표시층, 마이크로 엘이디 표시층, 또는 나노 엘이디 표시층일 수 있다.
센서층(200)은 표시층(100) 위에 배치될 수 있다. 센서층(200)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 센서층(200)은 입력 장치(2000)에 의한 제1 입력과 사용자의 신체(3000)에 의한 제2 입력을 감지할 수있다.
메인 제어부(1000C)는 전자 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(1000C)는 표시 제어부(100C) 및 센서 제어부(200C)의 동작을 제어할 수 있다. 메인 제어부(1000C)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 메인 제어부(1000C)는 호스트로 지칭될 수도 있다.
표시 제어부(100C)는 표시층(100)을 제어할 수 있다. 메인 제어부(1000C)는 그래픽 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 표시 제어부(100C)는 메인 제어부(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 제어부(100C)는 제어 신호(D-CS)을 근거로 표시층(100)에 신호를 제공하는 타이밍을 제어하기 위한 수직동기신호 및 수평동기신호를 생성할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 센서층(200)을 제어할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 메인 제어부(1000C)로부터 제어 신호(I-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(I-CS)는 센서 제어부(200C)의 구동 모드를 결정하는 모드 결정신호 및 클럭 신호를 포함할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 사용자의 신체(3000)에 의한 제1 입력(TC1)을 감지하는 제1 모드 또는 제어 신호(I-CS)를 근거로 입력 장치(2000)에 의한 제2 입력(TC2)을 감지하는 제2 모드로 동작할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 모드 결정신호에 근거하여 센서층(200)을 후술될 제1 모드 또는 제2 모드로 제어할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 센서층(200)으로부터 수신한 신호에 근거하여 제1 입력 또는 제2 입력의 좌표정보를 산출하고, 좌표정보를 갖는 좌표 신호(I-SS)를 메인 제어부(1000C)에 제공할 수 있다. 메인 제어부(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 사용자 입력에 대응하는 동작을 실행시킨다. 예를 들어, 메인 제어부(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 표시층(100)에 새로운 어플리케이션 이미지가 표시되도록 표시 제어부(100C)를 동작시킬 수 있다.
입력 장치(2000)는 하우징(2100), 전원부(2200), 제어부(2300), 통신 모듈(2400), 및 펜 전극(2500)을 포함할 수 있다. 다만, 입력 장치(2000)을 구성하는 구성 요소들이 상기 나열된 구성 요소들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 입력 장치(2000)는 신호 송신 모드 또는 신호 수신 모드로 전환하는 전극 스위치, 압력을 감지하는 압력 센서, 소정의 정보를 저장하는 메모리, 또는 회전을 감지하는 회전 센서 등을 더 포함할 수도 있다.
하우징(2100)은 펜 형상을 가질 수 있고, 내부에 수용 공간이 형성될 수 있다. 하우징(2100) 내부에 정의된 수용 공간에는 전원부(2200), 제어부(2300), 통신 모듈(2400), 및 펜 전극(2500)이 수납될 수 있다.
전원부(2200)은 입력 장치(2000) 내부의 제어부(2300), 통신 모듈(2400) 등에 전원을 공급할 수 있다. 전원부(2200)은 배터리 또는 고용량 커패시터를 포함할 수 있다.
제어부(2300)는 입력 장치(2000)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(2300)는 주문형 반도체(ASIC, Application-specific integrated circuit)일 수 있다. 제어부(2300)는 설계된 프로그램에 따라서 동작하도록 구성될 수 있다.
통신 모듈(2400)은 송신 회로(2410) 및 수신 회로(2420)를 포함할 수 있다. 송신 회로(2410)는 다운링크 신호(DLS)를 센서층(200)으로 출력할 수 있다. 수신 회로(2420)는 센서층(200)으로부터 제공되는 업링크 신호(ULS)를 수신할 수 있다. 송신 회로(2410)는 제어부(2300)로부터 제공된 신호를 수신하여 센서층(200)에 의해 센싱 가능한 신호로 변조하고, 수신 회로(2420)는 센서층(200)으로부터 제공된 신호를 제어부(2300)에 의해 처리 가능한 신호로 변조할 수 있다.
펜 전극(2500)은 통신 모듈(2400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 펜 전극(2500)의 일부분은 하우징(2100)으로부터 돌출될 수 있다. 또는, 입력 장치(2000)는 하우징(2100)으로부터 노출된 펜 전극(2500)을 커버하는 커버 하우징을 더 포함할 수도 있다. 또는, 펜 전극(2500)은 하우징(2100) 내부에 내장될 수도 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시층(100) 및 센서층(200)을 포함할 수 있다. 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 기판일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(110)은 무기층, 유기층, 또는 복합 재료층일 수 있다.
베이스층(110)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(110)은 제1 합성 수지층, 상기 제1 합성 수지층 위에 배치된 실리콘 옥사이드(SiOx)층, 상기 실리콘 옥사이드층 위에 배치된 아몰퍼스 실리콘(a-Si)층, 및 상기 아몰퍼스 실리콘층 위에 배치된 제2 합성 수지층을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 옥사이드층 및 상기 아몰퍼스 실리콘층은 베이스 배리어층이라 지칭될 수 있다.
상기 제1 및 제2 합성 수지층들 각각은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 합성 수지층들 각각은 아크릴(acrylate)계 수지, 메타크릴(methacrylate)계 수지, 폴리아이소프렌(polyisoprene)계 수지, 비닐(vinyl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 우레탄(urethane)계 수지, 셀룰로오스(cellulose)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 페릴렌(perylene)계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 "~~" 계 수지는 "~~" 의 작용기를 포함하는 것을 의미한다.
회로층(120)은 베이스층(110) 위에 배치될 수 있다. 회로층(120)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 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 라인이 형성될 수 있다.
발광 소자층(130)은 회로층(120) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(130)은 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(130)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다.
봉지층(140)은 발광 소자층(130) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(140)은 수분, 산소, 및 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(130)을 보호할 수 있다.
센서층(200)은 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.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 4b를 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, 유기물을 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 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 5를 설명함에 있어서, 도 4a를 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 베이스층(110)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 형성될 수 있다. 무기층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기층은 다층으로 형성될 수 있다. 다층의 무기층들은 배리어층 및/또는 버퍼층을 구성할 수 있다. 본 실시예에서 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 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함할 수 있으며, 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층은 교대로 적층될 수 있다.
반도체 패턴은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 반도체 패턴은 비정질실리콘, 저온다결정실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수도 있다.
도 5는 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 도핑 영역을 포함하고, N타입의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다. 제2 영역은 비도핑 영역이거나, 제1 영역 대비 낮은 농도로 도핑될 수 있다.
제1 영역의 전도성은 제2 영역보다 크고, 실질적으로 전극 또는 신호 라인의 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 라인일 수 있다.
화소들 각각은 7개의 트랜지스터들, 하나의 커패시터, 및 발광 소자를 포함하는 등가회로를 가질 수 있으며, 화소의 등가회로는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 5에서는 화소에 포함되는 하나의 트랜지스터(100PC) 및 발광 소자(100PE)를 예시적으로 도시하였다.
트랜지스터(100PC)는 소스(SC1), 액티브(A1), 드레인(D1), 및 게이트(G1)를 포함할 수 있다. 소스(SC1), 액티브(A1), 및 드레인(D1)은 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스(SC1) 및 드레인(D1)은 단면 상에서 액티브(A1)로부터 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다. 도 5에는 반도체 패턴으로부터 형성된 연결 신호 라인(SCL)의 일부분을 도시하였다. 별도로 도시하지 않았으나, 연결 신호 라인(SCL)은 평면 상에서 트랜지스터(100PC)의 드레인(D1)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(10)은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 제1 절연층(10)은 복수 개의 화소들에 공통으로 중첩하며, 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 제1 절연층(10)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(10)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(10)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다. 제1 절연층(10)뿐만 아니라 후술하는 회로층(120)의 절연층은 무기층 및/또는 유기층일 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 무기층은 상술한 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트(G1)는 제1 절연층(10) 위에 배치된다. 게이트(G1)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(G1)는 액티브(AL)에 중첩한다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(G1)는 마스크로 기능할 수 있다.
제2 절연층(20)은 제1 절연층(10) 위에 배치되며, 게이트(G1)를 커버할 수 있다. 제2 절연층(20)은 화소들에 공통으로 중첩할 수 있다. 제2 절연층(20)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제2 절연층(20)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 및 실리콘옥시나이트라이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 절연층(20)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
제3 절연층(30)은 제2 절연층(20) 위에 배치될 수 있다. 제3 절연층(30)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 절연층(30)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 연결 전극(CNE1)은 제3 절연층(30) 위에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(CNE1)은 제1, 제2, 및 제3 절연층(10, 20, 30)을 관통하는 컨택홀(CNT-1)을 통해 연결 신호 라인(SCL)에 접속될 수 있다.
제4 절연층(40)은 제3 절연층(30) 위에 배치될 수 있다. 제4 절연층(40)은 단층의 실리콘 옥사이드층일 수 있다. 제5 절연층(50)은 제4 절연층(40) 위에 배치될 수 있다. 제5 절연층(50)은 유기층일 수 있다.
제2 연결 전극(CNE2)은 제5 절연층(50) 위에 배치될 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제4 절연층(40) 및 제5 절연층(50)을 관통하는 컨택홀(CNT-2)을 통해 제1 연결 전극(CNE1)에 접속될 수 있다.
제6 절연층(60)은 제5 절연층(50) 위에 배치되며, 제2 연결 전극(CNE2)을 커버할 수 있다. 제6 절연층(60)은 유기층일 수 있다.
발광 소자층(130)은 회로층(120) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(130)은 발광 소자(100PE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(130)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다. 이하에서, 발광 소자(100PE)가 유기 발광 소자인 것을 예로 들어 설명하나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자(100PE)는 제1 전극(AE), 발광층(EL), 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(60) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(60)을 관통하는 컨택홀(CNT-3)을 통해 제2 연결 전극(CNE2)에 접속될 수 있다.
화소 정의막(70)은 제6 절연층(60) 위에 배치되며, 제1 전극(AE)의 일부분을 커버할 수 있다. 화소 정의막(70)에는 개구부(70-OP)가 정의된다. 화소 정의막(70)의 개구부(70-OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다.
액티브 영역(1000A, 도 1 참조)은 발광 영역(PXA)과 발광 영역(PXA)에 인접한 비발광 영역(NPXA)을 포함할 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다. 본 실시예에서 발광 영역(PXA)은 개구부(70-OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부 영역에 대응하게 정의되었다.
발광층(EL)은 제1 전극(AE) 위에 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 개구부(70-OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EL)은 화소들 각각에 분리되어 형성될 수 있다. 발광층(EL)이 화소들 각각에 분리되어 형성된 경우, 발광층들(EL) 각각은 청색, 적색, 및 녹색 중 적어도 하나의 색의 광을 발광할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광층(EL)은 화소들에 연결되어 공통으로 제공될 수도 있다. 이 경우, 발광층(EL)은 청색 광을 제공하거나, 백색 광을 제공할 수도 있다.
제2 전극(CE)은 발광층(EL) 위에 배치될 수 있다. 제2 전극(CE)은 일체의 형상을 갖고, 복수의 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 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 접착 부재를 통해 표시층(100)에 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.
센서층(200)은 베이스 절연층(201), 제1 도전층(202), 감지 절연층(203), 제2 도전층(204), 및 커버 절연층(205)을 포함할 수 있다.
베이스 절연층(201)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층일 수 있다. 또는 베이스 절연층(201)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이미드 계열 수지를 포함하는 유기층일 수도 있다. 베이스 절연층(201)은 단층 구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(202) 및 제2 도전층(204) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
단층구조의 도전층은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐아연산화물(indium zinc oxide, IZO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 또는 인듐아연주석산화물(indium zinc tin oxide, IZTO) 등과 같은 투명한 전도성산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
다층구조의 도전층은 금속층들을 포함할 수 있다. 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 적어도 하나의 금속층 및 적어도 하나의 투명 도전층을 포함할 수 있다.
감지 절연층(203) 및 커버 절연층(205) 중 적어도 어느 하나는 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
감지 절연층(203) 및 커버 절연층(205) 중 적어도 어느 하나는 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 표시 제어부의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 표시층(100)은 복수의 스캔 배선들(SL1-SLn), 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm), 및 복수의 화소들(PX)를 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 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표시층(100)은 발광 제어 배선들을 더 포함하고, 표시 제어부(100C)는 발광 제어 배선들에 제어 신호들을 제공하는 발광 구동 회로를 더 포함할 수도 있다. 표시층(100)의 구성은 특별히 제한되지 않는다.
표시 제어부(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 제어부(1000C, 도 3 참조)로부터 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호(D-CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(D-CS)는 다양한 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(D-CS)는 입력수직동기신호, 입력수평동기신호, 메인 클럭, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)를 생성하고, 제1 제어 신호(CONT1) 및 수직동기신호(Vsync)를 스캔 구동 회로(100C2)로 출력할 수 있다. 수직동기신호(Vsync)는 제1 제어 신호(CONT1)에 포함될 수 있다.
신호 제어 회로(100C1)는 제어 신호(D-CS)에 기초하여 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. 수평동기신호(Hsync)는 제2 제어 신호(CONT2)에 포함될 수 있다.
또한, 신호 제어 회로(100C1)는 영상 데이터(RGB)를 표시층(100)의 동작 조건에 맞게 처리한 데이터 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 응답하여 복수 개의 스캔 배선들(SL1-SLn)을 구동할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(100C2)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 5 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스캔 구동 회로(100C2)는 직접 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 수도 있다.
데이터 구동 회로(100C3)는 신호 제어 회로(100C1)로부터 제2 제어 신호(CONT2), 수평동기신호(Hsync), 및 데이터 신호(DS)에 응답하여 복수의 데이터 배선들(DL1-DLm)을 구동하기 위한 계조 전압들을 출력할 수 있다. 데이터 구동 회로(100C3)는 직접 회로로 구현되어 표시층(100)의 소정 영역에 직접 실장되거나 별도의 인쇄 회로 기판에 칩 온 필름 방식으로 실장되어서 표시층(100)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 이나다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(100C3)는 표시층(100) 내의 회로층(120, 도 5 참조)과 동일한 공정으로 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서층 및 센서 제어부의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 센서층(200)에는 액티브 영역(200A) 및 주변 영역(200N)이 정의될 수 있다. 액티브 영역(200A)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 액티브 영역(200A)은 입력을 감지하는 영역일 수 있다. 액티브 영역(200A)은 전자 장치(1000, 도 1 참조)의 액티브 영역(1000A, 도 1 참조)과 중첩할 수 있다. 주변 영역(200N)은 액티브 영역(200A)을 에워쌀 수 있다. 주변 영역(200N)은 전자 장치(1000, 도 1 참조)의 주변 영역(1000NA, 도 1 참조)과 중첩할 수 있다.
센서층(200)은 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 전극들(210) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되며, 복수의 제1 전극들(210)은 제2 방향(DR2)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 복수의 제2 전극들(220) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되며, 복수의 제2 전극들(220)은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다.
복수의 제2 전극들(220)은 복수의 제1 전극들(210)과 절연 교차될 수 있다. 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220) 각각은 바 형상 또는 스타라이프 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상의 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220)은 연속된 선형 입력의 감지 특성을 향상시킬 수 있다. 다만, 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220) 각각의 형상을 이에 제한되지 않는다.
센서 제어부(200C)는 메인 제어부(1000C, 도 3 참조)로부터 제어 신호(I-CS)를 수신하고, 메인 제어부(1000C, 도 3 참조)로 좌표 신호(I-SS)를 제공할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 입력 검출 회로(200C3), 및 스위칭 회로(200C4)를 포함할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3)는 단일의 칩 내에 구현되거나, 센서 제어 회로(200C1), 신호 생성 회로(200C2), 및 입력 검출 회로(200C3) 중 일부와 다른 일부는 서로 다른 칩 내에 구현될 수도 있다.
센서 제어 회로(200C1)는 신호 생성 회로(200C2) 및 스위칭 회로(200C4)의 동작을 제어하고, 입력 검출 회로(200C3)로부터 수신된 구동 신호로부터 외부 입력의 좌표를 산출하거나, 입력 검출 회로(200C3)로부터 수신된 변조 신호로부터 입력 장치(2000, 도 3 참조)에서 송신한 정보를 분석할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1)는 센서층(200)의 액티브 영역(200A)을 복수의 영역들로 정의할 수 있다. 센서 제어 회로(200C1)는 상기 복수의 영역들 중 일부 영역에는 업링크 신호(ULS, 도 3 참조)를 제공하고, 나머지 일부 영역에는 업링크 신호(ULS, 도 3 참조)의 역상을 갖는 역상 신호를 제공할 수 있다. 이에 대해서는 후술된다.
신호 생성 회로(200C2)는 TX 신호로 일컬어지는 출력 신호(또는 구동 신호)를 센서층(200)으로 제공할 수 있다. 신호 생성 회로(200C2)는 동작 모드에 부합하는 출력 신호를 센서층(200)으로 출력할 수 있다.
입력 검출 회로(200C3)는 센서층(200)으로부터 수신한, RX 신호(또는 감지 신호)로 일컬어지는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 입력 검출 회로(200C3)는 수신한 아날로그 신호를 증폭한 후 필터링할 수 있다. 입력 검출 회로(200C3)는 이후 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
스위칭 회로(200C4)는 센서 제어 회로(200C1)의 제어에 따라 센서층(200)과 신호 생성 회로(200C2) 및/또는 입력 검출 회로(200C3)의 전기적 연결 관계를 선택적으로 제어할 수 있다. 스위칭 회로(200C4)는 센서 제어 회로(200C1)의 제어에 따라 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220) 중 어느 하나의 그룹을 신호 생성 회로(200C2)에 연결시키거나, 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220) 각각을 신호 생성 회로(200C2)에 연결시킬 수 있다. 또는 스위칭 회로(200C4)는 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220) 중 하나의 그룹 또는 모두를 입력 검출 회로(200C3)에 연결시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 센서층의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 및 도 8을 참조하면, 전자 장치(1000)는 표시층(100)을 통해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 표시층(100)은 표시 프레임(DF) 단위로 영상(IM)을 표시할 수 있다. 표시 프레임(DF)은 복수로 제공될 수 있다. 표시 프레임(FR)은 제1 동작 주파수로 구동될 수 있다. 상기 제1 동작 주파수는 120Hz(Hertz)일 수 있다. 이 때, 하나의 표시 프레임(DF)에 대응하는 시간은 8.33ms(millisecond)일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 동작 주파수는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 동작 주파수는 60Hz일 수도 있다.
전자 장치(1000)는 센서층(200)을 통해 외부의 입력을 감지할 수 있다. 센서층(200)은 프레임(FR) 단위로 상기 입력을 감지할 수 있다. 프레임(FR)은 복수로 제공될 수 있다. 프레임(FR)은 제2 동작 주파수로 구동될 수 있다. 상기 제2 동작 주파수는 240Hz일 수 있다. 이 때, 하나의 프레임(FR)에 대응하는 시간은 4.16ms일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 동작 주파수는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 제2 동작 주파수는 120Hz일 수도 있다. 상기 제2 동작 주파수는 상기 제1 동작 주파수보다 높거나 같을 수 있다.
도 8에서는 예시적으로 하나의 표시 프레임(DF)에 2개의 프레임(FR)이 대응되는 것을 도시하였으나 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 프레임(DF)과 프레임(FR)의 관계는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 하나의 표시 프레임(DF)에 4개의 프레임(FR)이 대응될 수도 있고, 하나의 표시 프레임(DF)에 하나의 프레임(FR)이 대응될 수도 있다.
프레임(FR)은 소정의 프로토콜에 따라 동작할 수 있다. 상기 소정의 프로토콜은 유니버설 스타일러스 이니셔티브(Universal Stylus Initiative, USI)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소정의 프로토콜은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 소정의 프로토콜은 능동정전기 방식 프로토콜(AES) 또는 마이크로 소프트 펜 프로토콜(MPP)을 포함할 수도 있다.
전자 장치(1000)는 표시층(100)을 통해 영상(IM)을 표시하는 동안, 제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)을 감지할 수 있다. 전자 장치(1000)는 입력 장치(2000)의 존재 유무에 따라 제1 입력(TC1)을 감지하는 제1 모드(MD1, 도 9 참조)로 동작하거나, 제2 입력(TC2)을 감지하는 제2 모드(MD2, 도 11 참조)로 동작할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(2000)가 감지되지 않으면, 전자 장치(1000)는 제1 모드(MD1, 도 9 참조)로 동작하고, 입력 장치(2000)가 감지되면, 전자 장치(1000)는 제2 모드(MD2, 도 11 참조)로 동작할 수 있다. 이에 대해서는 후술된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 동작을 설명하기 위한 개념도이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드로 동작하는 센서층을 도시한 도면들이다.
도 3, 도 9 내지 도 10b를 참조하면, 센서 제어부(200C)는 업링크 신호(ULS)를 센서층(200)을 통해 외부에 제공할 수 있다. 이에 대해서는 후술된다. 업링크 신호(ULS)는 비콘 신호로 지칭될 수도 있다.
센서 제어부(200C)는 입력 장치(2000)에 업링크 신호(ULS)를 송신하고, 입력 장치(2000)로부터 확인 응답 신호(ACK)의 수신 여부에 따라 센서층(200)을 제1 모드(MD1) 또는 제2 모드(MD2, 도 11 참조)로 구동할 수 있다.
전자 장치(1000)가 입력 장치(2000)와 인접하지 않은 경우, 업링크 신호(ULS)는 입력 장치(2000)에 제공되지 않을 수 있다. 이 경우, 센서층(200)은 입력 장치(2000)의 업링크 신호(ULS)에 대한 확인 응답 신호(ACK)를 수신하지 않을 수 있다. 센서 제어부(200C)은 확인 응답 신호(ACK)를 수신하지 않은 경우, 센서층(200)을 제1 모드(MD1)로 구동할 수 있다.
제1 모드(MD1)에서 하나의 프레임(FR, 도 8 참조)에는 업링크 신호(ULS) 및 적어도 하나의 센싱 신호(SSL)가 제공될 수 있다.
센싱 신호(SSL)는 제1 센싱 신호(SS1) 및 제2 센싱 신호(SS2)를 포함할 수 있다. 즉, 제k 프레임(FRk)에는 적어도 하나의 제1 센싱 신호(SS1) 및 적어도 하나의 제2 센싱 신호(SS2)가 제공될 수 있다. 이 때, k는 양의 정수일 수 있다.
제k 프레임(FRk)에서 업링크 신호(ULS), 제1 센싱 신호(SS1), 제2 센싱 신호(SS2), 제1 센싱 신호(SS1), 및 제2 센싱 신호(SS2)가 순서대로 제공될 수 있다. 제k 프레임(FRk)에는 2번의 제1 센싱 신호(SS1) 및 2번의 제2 센싱 신호(SS2)가 제공될 수 있다.
센서층(200)이 제1 모드(MD1)로 동작하는 경우, 센서층(200)은 제k 프레임(FRk) 동안 제1 입력(TC1)을 감지할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220) 각각에 제1 센싱 신호(SS1)를 송신할 수 있다. 센서층(200)은 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220)이 하나의 전극으로 통합되어 제1 입력(TC1)을 감지할 수 있다. 이 때, 센서층(200)은 셀프 터치 방식으로 동작한다고 정의될 수 있다.
도 10a는 상기 셀프 터치 방식으로 동작하는 센서층(200)의 일부분을 도시한 것이다. 하나의 제1 전극(210)의 일부분 및 하나의 제2 전극(220)의 일부분은 하나의 센싱 단위(200U)로 정의될 수 있다.
제2 전극(220)은 교차 패턴들(221) 및 교차 패턴들(221)에 전기적으로 연결된 브릿지 패턴들(222)을 포함할 수 있다. 교차 패턴들(221)은 제1 전극(210)을 사이에 두고 이격될 수 있다. 브릿지 패턴들(222)은 제1 전극(210)과 중첩할 수 있고, 브릿지 패턴들(222)은 제1 전극(210)과 절연 교차될 수 있다.
교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210)은 서로 동일한 층 상에 배치될 수 있고, 브릿지 패턴들(222)은 교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210)과 상이한 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210)은 제2 도전층(204, 도 5 참조)에 포함될 수 있고, 브릿지 패턴들(222)은 제1 도전층(202, 도 5 참조)에 포함될 수 있다. 이 때, 이 구조는 바텀 브릿지 구조라 지칭될 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210)은 제1 도전층(202, 도 5 참조)에 포함될 수 있고, 브릿지 패턴들(222)은 제2 도전층(204, 도 5 참조)에 포함될 수 있으며, 이 구조는 탑 브릿지 구조라 지칭될 수 있다.
교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210) 각각은 메쉬 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210) 각각에는 개구가 정의될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 교차 패턴들(221) 및 제1 전극(210) 각각은 투명하 통전극으로 구성될 수도 있다.
제1 센싱 신호(SS1)는 제1 신호(S1) 및 제2 신호(S2)를 포함할 수 있다. 상기 셀프 터치 방식에서 센서 제어부(200C)는 제1 전극(210)으로 제1 신호(S1)를 제공하고, 제2 전극(220)으로 제2 신호(S2)를 제공할 수 있다. 이 때 센서 제어부(200C)는 캐패시터에 충전되는 전하량으로부터 제1 입력(TC1)의 터치 좌표를 감지할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 복수의 제1 전극들(210) 또는 복수의 제2 전극들(220)에 제2 센싱 신호(SS2)를 송신할 수 있다. 센서층(200)은 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220)이 용량성 결합되어 제1 입력(TC1)을 감지할 수 있다. 이 때, 센서층(200)은 상호 터치 방식으로 동작한다고 정의될 수 있다.
도 10b는 상기 상호 터치 방식으로 동작하는 센서층(200)의 일부분을 도시한 것이다. 제2 센싱 신호(SS2)는 출력 신호(S3) 및 감지 신호(S4)를 포함할 수 있다. 상기 상호 터치 방식에서 센서 제어부(200C)는 제1 전극(210)으로 출력 신호(S3)를 제공하고, 제2 전극(220)으로부터 감지 신호(S4)를 수신할 수 있다. 즉, 제1 전극(210)은 전송 전극으로 기능할 수 있고, 제2 전극(220)은 수신 전극으로 기능할 수 있다. 하지만, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극(210)이 수신 전극으로 기능하고, 제2 전극(220)이 송신 전극으로 기능할 수도 있다. 이 때, 센서 제어부(200C)는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 사이의 전하량의 차이로부터 제1 입력(TC1)의 터치 좌표를 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 모드(MD1)로 동작하는 센서층(200)은 제k 프레임(FRk)에서 제1 입력(TC1)을 감지하기 위해 상기 셀프 터치 방법 및 상기 상호 터치 방식을 모두 이용할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 제1 센싱 신호(SS1) 및 제2 센싱 신호(SS2)를 근거로 제1 입력(TC1)의 좌표를 감지할 수 있다. 제1 입력(TC1)의 터치 신뢰성이 향상될 수 있다. 따라서, 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치(1000)를 제공할 수 있다.
제k 프레임(FRk) 이후 제k+1 프레임(FRk+1)이 진행될 수 있다. 제k+1 프레임(FRk+1)에서 센서 제어부(200C)는 업링크 신호(ULS)를 센서층(200)을 통해 외부에 제공할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 입력 장치(2000)로부터 확인 응답 신호(ACK)의 수신 여부에 따라 센서층(200)을 제1 모드(MD1) 또는 제2 모드(MD2, 도 11 참조)로 구동할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 동작을 설명하기 위한 개념도이고, 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드로 동작하는 센서층을 도시한 도면들이다. 도 12a 및 도 12b를 설명함에 있어서 도 10a 및 도 10b를 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 3, 도 11 내지 도 12b를 참조하면, 센서 제어부(200C)는 업링크 신호(ULS)를 센서층(200)을 통해 외부에 제공할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 입력 장치(2000)에 업링크 신호(ULS)를 송신하고, 입력 장치(2000)로부터 확인 응답 신호(ACK)의 수신 여부에 따라 센서층(200)을 제1 모드(MD1, 도 9 참조) 또는 제2 모드(MD2)로 구동할 수 있다.
전자 장치(1000)가 입력 장치(2000)와 인접한 경우, 업링크 신호(ULS)는 입력 장치(2000)에 제공될 수 있다. 이 경우, 센서층(200)은 입력 장치(2000)의 업링크 신호(ULS)에 대한 확인 응답 신호(ACK)를 수신할 수 있다. 센서 제어부(200C)은 확인 응답 신호(ACK)를 수신한 경우, 센서층(200)을 제2 모드(MD2)로 구동할 수 있다.
제2 모드(MD2)는 전자 장치(1000)와 입력 장치(2000)가 서로 데이터를 송수신하는 모드일 수 있다.
제2 모드(MD2)에서 하나의 프레임(FR, 도 8 참조) 에는 업링크 신호(ULS), 다운링크 신호(DLS), 및 제3 센싱 신호(SS3)가 제공될 수 있다.
제어부(2300)는 소정의 프로토콜에 따라 다운링크 신호(DLS)를 생성할 수 있다. 상기 소정의 프로토콜은 유니버설 스타일러스 이니셔티브(Universal Stylus Initiative, USI)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소정의 프로토콜은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 소정의 프로토콜은 능동정전기 방식 프로토콜(AES) 또는 마이크로 소프트 펜 프로토콜(MPP)을 포함할 수도 있다.
다운링크 신호(DLS)는 적어도 하나의 제1 신호(DLK1), 적어도 하나의 제2 신호(DLK2), 및 적어도 하나의 제3 신호(DLK3)를 포함할 수 있다. 제1 신호(DLK1)는 제1 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 정보는 입력 장치(2000)의 좌표 정보를 포함할 수 있다. 제2 신호(DLK2)는 상기 제1 정보와 상이한 제2 정보를 포함할 수 있다. 상기 제2 정보는 입력 장치(2000)에 배터리 정보를 포함할 수 있다. 제3 신호(DLK3)는 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보와 상이한 제3 정보를 포함할 수 있다. 상기 제3 정보는 입력 장치(2000)의 기울기 정보를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 정보 내지 제3 정보가 포함하는 입력 장치(2000)의 정보는 이에 제한되지 않고 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 정보가 입력 장치(2000)의 배터리 정보를 포함할 수 있고, 제2 정보가 입력 장치(2000)의 기울기 정보를 포함할 수 있으며, 제3 정보가 입력 장치(2000)의 좌표 정보를 포함할 수도 있다.
제n 프레임(FRn)에는 적어도 하나의 제1 신호(DLK1), 적어도 하나의 제2 신호(DLK2), 및 적어도 하나의 제3 신호(DLK3)가 제공될 수 있다. 이 때, n은 양의 정수일 수 있다.
제n 프레임(FRn)에서 업링크 신호(ULS), 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제1 신호(DLK1), 제3 신호(DLK3), 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제1 신호(DLK1), 및 제3 센싱 신호(SS3)가 순서대로 제공될 수 있다. 제n 프레임(FRn)에서 4번의 제1 신호(DLK1), 2번의 제2 신호(DLK2), 1번의 제3 신호(DLK3), 및 1번의 제3 센싱 신호(SS3)가 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제3 신호(DLK3), 및 제3 센싱 신호(SS3) 각각의 횟수는 이에 제한되지 않는다.
센서층(200)이 제2 모드(MD2)로 동작하는 경우, 센서층(200)은 제n 프레임(FRn) 동안 제2 입력(TC2)을 감지할 수 있다.
도 12a에 도시된 동작은 전자 장치(1000)에서 입력 장치(2000)로 업링크 신호(ULS)를 제공하는 동작일 수 있다. 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 각각은 센서 제어부(200C)로부터 제공된 업링크 신호(ULS)를 입력 장치(2000)로 제공하기 위한 전송 전극으로 활용될 수 있다. 업링크 신호(ULS)는 분할 신호들(S5a, S5b)로 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 각각 제공될 수 있다. 다만, 이는 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 전극(210) 또는 제2 전극(220)이 전송 전극으로 활용될 수도 있다.
도 12b에 도시된 동작은 입력 장치(2000)에서 전자 장치(1000)로 다운링크 신호(DLS)를 제공하는 동작일 수 있다. 다운링크 신호(DLS)에 의해 센서층(200)에는 유도 신호들(S6a, S6b)이 제공될 수 있다. 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 각각은 입력 장치(2000)로부터 유도된 유도 신호들(S6a, S6b)을 센서 제어부(200C)로 전달하기 위한 수신 전극으로 활용될 수 있다.
제3 센싱 신호(SS3)는 다운링크 신호(DLS)의 마지막 제1 신호(DLK1) 이후에 제공될 수 있다. 센서 제어부(200C)는 복수의 제1 전극들(210) 또는 복수의 제2 전극들(220)에 제3 센싱 신호(SS3)를 송신할 수 있다. 센서층(200)은 복수의 제1 전극들(210) 및 복수의 제2 전극들(220)이 용량성 결합되어 사용자의 신체(3000)에 의한 제1 입력(TC1)을 감지할 수 있다. 센서층(200)은 제3 센싱 신호(SS3)를 근거로 상호 터치 방식으로 동작할 수 있다.
제2 모드(MD2) 동안 사용자의 신체(3000)에 의한 제1 입력(TC1)이 감지되는 경우, 센서 제어부(200C)는 복수의 프레임들(FR, 도 8 참조) 중 제1 입력(TC1)이 감지되는 적어도 2개 이상의 프레임들(FR, 도 8 참조) 각각의 제3 센싱 신호(SS3)를 근거로 제1 입력(TC1)의 제1 좌표를 출력할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1000)는 입력 장치(2000)에 대한 제2 입력(TC2)을 감지하는 제2 모드(MD2) 동안에도 제3 센싱 신호(SS3)를 통해 제1 입력(TC1)을 모니터링하여 감지할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 상기 제1 좌표를 근거로 제2 입력(TC2)의 제2 좌표를 보정할 수 있다. 이에 대해서는 후술된다.
전자 장치(1000)에 입력 장치(2000) 및 사용자의 신체(3000)가 동시에 제공되는 경우, 본 발명과 달리, 업링크 신호(ULS)가 사용자의 신체(3000)를 통해 유기되는 현상이 발생될 수 있다. 또한, 제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)이 센서 제어부(200C)에 동시에 입력될 수 있다. 이로 인해, 센서 제어부(200C)가 입력 장치(2000)의 제2 좌표를 정확히 인식하지 못할 수 있다. 제2 좌표가 정확하지 않아 입력 장치(2000)를 이용하여 전자 장치(1000)에 직선을 그을 때 표시되는 직선의 선형성(linearity)이 저하될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 센서 제어부(200C)는 제2 모드(MD2) 동안 제1 입력(TC1)이 감지되는 경우, 복수의 프레임들(FR, 도 8 참조) 중 제1 입력(TC1)이 감지되는 적어도 하나의 프레임(FR, 도 8 참조)의 센싱 신호(SS3)를 근거로 제1 입력(TC1)의 제1 좌표를 출력할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 복수의 프레임들(FR, 도 8 참조) 중 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임(FR, 도 8 참조)을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들(FR, 도 8 참조)의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 제2 입력(TC2)의 제2 좌표를 보정할 수 있다. 보정된 상기 제2 좌표에 의해 입력 장치(2000)를 이용하여 전자 장치(1000)에 직선을 그을 때 표시되는 직선의 선형성(linearity)이 향상될 수 있다. 따라서, 감지 신뢰성이 향상된 전자 장치(1000) 및 이를 포함하는 인터페이스 장치(INF, 도 1 참조)가 제공될 수 있다.
제n 프레임(FRn) 이후 제n+1 프레임(FRn+1)이 진행될 수 있다. 제n+1 프레임(FRn+1)에서 센서 제어부(200C)는 업링크 신호(ULS)를 센서층(200)을 통해 외부에 제공할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 업링크 신호(ULS)를 센서층(200)을 통해 외부에 제공할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 입력 장치(2000)로부터 확인 응답 신호(ACK)의 수신 여부에 따라 센서층(200)을 제1 모드(MD1, 도 9 참조) 또는 제2 모드(MD2)로 구동할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 입력 및 제2 입력이 동시에 인가된 센서층을 도시한 것이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 입력 장치의 동작을 도시한 개념도이다.
도 3, 도 13, 및 도 14를 참조하면, 센서층(200)은 입력 장치(2000)를 근거로 제2 입력(TC2)을 감지할 수 있다. 이 때, 입력 장치(2000)를 쥐고 있는 손이 센서층(200)에 접촉되어 사용자의 신체(3000)에 의한 제1 입력(TC1)이 동시에 발생될 수 있다.
전자 장치(1000)의 액티브 영역(1000A)에는 영상(IM)이 표시될 수 있다. 영상(IM)은 제1 선(LN-1), 제2 선(LN-2), 및 제3 선(LN-3)을 포함할 수 있다.
입력 장치(2000)를 이용하여 전자 장치(1000)에 제1 선(LN-1), 제2 선(LN-2), 및 제3 선(LN-3) 각각에 대응되는 직선을 그을 때, 상기 직선의 좌표는 좌표 신호(I-SS)로 변환되어 메인 제어부(1000C)에 제공될 수 있다. 메인 제어부(1000C)는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 표시층(100)에 제1 내지 제3 선(LN-1, LN-2, LN-3)이 표시되도록 표시 제어부(100C)를 동작시킬 수 있다.
제1 내지 제3 선(LN-1, LN-2, LN-3)은 입력 장치(2000)의 제2 입력(TC2)의 제2 좌표를 근거로 생성된 것일 수 있다.
본 발명과 달리, 입력 장치(2000)의 기울기를 90도로 4mm/s의 속도로 선을 그었을 때, 제1 입력(TC1)과 제2 입력(TC2)이 동시에 제공되는 경우, 표시층(100)에 표시되는 직선의 선형성은 제1 입력(TC1)의 간섭 효과에 의해 이상적인 직선에 비해 평균적으로 약 1.01mm의 오차가 발생될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 센서 제어부(200C, 도 3 참조)는 제1 입력(TC1)과 제2 입력(TC2)이 동시에 감지되는 경우, 복수의 프레임들(FR, 도 8 참조) 중 제1 입력(TC1)이 감지되는 적어도 하나의 프레임(FR, 도 8 참조)의 센싱 신호(SS3, 도 11 참조)를 근거로 제1 입력(TC1)의 제1 좌표를 출력할 수 있다. 센서 제어부(200C, 도 3 참조)는 복수의 프레임들(FR, 도 8 참조) 중 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임(FR, 도 8 참조)을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들(FR, 도 8 참조)의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 제2 입력(TC2)의 제2 좌표를 보정할 수 있다. 보정된 상기 제2 좌표에 의해 입력 장치(2000)를 이용하여 전자 장치(1000)에 직선을 그을 때 표시되는 직선의 선형성(linearity)이 향상될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 선(LN-1, LN-2, LN-3)의 선형성은 이상적인 직선에 비해 평균적으로 약 0.55mm의 오차가 발생되도록 개선될 수 있다. 따라서, 신뢰성이 향상된 전자 장치(1000, 도 3 참조) 및 이를 포함하는 인터페이스 장치(INF, 도 1 참조)가 제공될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 14의 AA' 영역을 확대하여 도시한 전자 장치의 동작을 도시한 개념도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시층 및 센서층의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 16에서는 예시적으로 입력 장치(2000)에 의해 제3 선(LN-3)에 대응되는 제2 입력(TC2)이 제공되고, 제2 프레임(FR2)에서 제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)이 동시에 제공되는 동작을 도시하였다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)이 동시에 제공되는 프레임 및 프레임의 개수는 이에 제한되지 않는다.
도 3, 도 11, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 표시층(100)은 연속된 제1 내지 제3 표시 프레임들(DF1, DF2, DF3)로 동작할 수 있다. 영상(IM, 도 1 참조)은 제3 선(LN-3)을 포함할 수 있다. 즉, 표시층(100)은 제3 선(LN-3)을 표시할 수 있다. 제3 선(LN-3)은 제1 부분(LN-3a), 제2 부분(LN-3b), 및 제3 부분(LN-3c)을 포함할 수 있다.
센서층(200)은 제1 내지 제6 프레임들(FR1, FR2, FR3, FR4, FR5, FR6) 로 동작하여 제1 입력(TC1) 및/또는 제2 입력(TC2)을 감지할 수 있다. 센서층(200)에는 입력 장치(2000)에 의한 제2 입력(TC2)이 제공되어 제1 내지 제6 프레임들(FR1, FR2, FR3, FR4, FR5, FR6) 각각은 제2 모드(MD2)로 동작할 수 있다.
제1 표시 프레임(DF1)에서 표시층(100)은 제1 영상(IM-1)을 표시할 수 있다. 제1 영상(IM-1)은 이전 프레임들에 의해 감지된 제2 입력(TC2)의 제2 좌표를 근거로 생성된 제1 부분(LN-3a)을 표시할 수 있다.
제1 프레임(FR1)에서 센서 제어부(200C)는 다운링크 신호(DLS)를 근거로 입력 장치(2000)의 제1 센싱 좌표(CD1)를 출력할 수 있다.
제2 프레임(FR2)에서 센서 제어부(200C)는 다운링크 신호(DLS)를 근거로 입력 장치(2000)의 제2 입력(TC2)을 감지하고, 제3 센싱 신호(SS3)를 근거로 제1 입력(TC1)을 감지할 수 있다. 즉, 제2 프레임(FR2)에서 제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)이 동시에 제공될 수 있다.
센서 제어부(200C)는 제2 모드(MD2) 동안 제1 입력(TC1)이 감지되는 경우, 제1 입력(TC1)이 감지되는 제2 프레임(FR2)의 제3 센싱 신호(SS3)를 근거로 제1 입력(TC1)의 제1 좌표(CDa)를 출력할 수 있다.
본 발명과 달리, 제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)이 동시에 감지되는 경우, 센서 제어부(200C)는 입력 장치(2000)의 제2 입력(TC2)의 좌표를 정확히 인식하지 못할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 다운링크 신호(DLS)를 근거로 제1 입력(TC1)의 간섭에 의해 감지되는 제2 센싱 좌표(CD2)를 출력할 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 제어부(200C)는 제1 좌표(CDa)를 근거로 제2 센싱 좌표(CD2)를 보정할 수 있다.
제1 입력(TC1) 및 제2 입력(TC2)이 동시에 감지되는 경우, 센서 제어부(200C)는 제2 프레임(FR2)을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임(FR, 도 8 참조)을 정의할 수 있다. 메인 제어부(1000C)는 상기 적어도 2개 이상의 프레임(FR, 도 8 참조)동안 출력된 센싱 좌표들이 표시층(100)에 표시되지 않도록 표시 제어부(100C)를 동작시킬 수 있다.
센서 제어부(200C)는 제2 프레임(FR2)을 포함하는 제2 내지 제4 프레임들(FR2, FR3, FR4)의 시간 동안 제1 좌표(CDa)를 근거로 제2 센싱 좌표(CD2)를 보정할 수 있다. 예를 들어, 상기 시간은 12.48ms일 수 있다. 도 16에서는 예시적으로 3개의 프레임들을 누적하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 개수는 임의의 것으로 이에 제한되지 않고, 2개 이상의 프레임들을 확보한다면 제한되지 않는다. 예를 들어, 4개의 프레임들을 누적하는 경우, 센서 제어부(200C)는 16.67ms의 시간 동안 실시간으로 제2 센싱 좌표(CD2)를 보정할 수 있다.
본 발명과 달리, 센서 제어부(200C)가 제2 센싱 좌표(CD2)를 프로세싱하기 위한 시간을 확보하지 못하는 경우, 제2 센싱 좌표(CD2)를 보정하지 못할 수 있다. 이 경우, 제2 영상(IM-2)이 간섭된 선(LIN1)을 포함하여 표시층(100)에 표시될 수 있다. 따라서, 제3 선(LN-3)의 선형성이 저하될 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 내지 제4 프레임들(FR2, FR3, FR4)은 누적된 프레임들(FR2, FR3, FR4)로 지칭될 수 있다. 표시층(100)은 누적된 프레임들(FR2, FR3, FR4)에서 감지된 제2 입력(TC2)의 제2 좌표를 표시하지 않을 수 있다. 표시층(100)은 간섭된 선(LIN1)을 표시하지 않고, 센서 제어부(200C)에서 제2 센싱 좌표(CD2)가 보정될 때까지 대기할 수 있다.
제2 표시 프레임(DF2)에서 표시층(100)은 제2 영상(IM-2)을 표시할 수 있다. 제2 영상(IM-2)은 간섭된 선(LIN1)을 표시하지 않고, 제1 부분(LN-3a)만을 표시할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 제1 좌표(CDa)를 근거로 제2 센싱 좌표(CD2)가 제3 선(LN-3)의 선형성을 저하시키는 간섭된 좌표임을 판단할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 상기 간섭된 좌표로 판단하는 경우, 제2 센싱 좌표(CD2)를 무시할 수 있다.
제3 프레임(FR3) 및 제4 프레임(FR4)에서 센서 제어부(200C)는 다운링크 신호(DLS)를 근거로 입력 장치(2000)의 제3 센싱 좌표(CD3) 및 제4 센싱 좌표(CD4)를 각각 출력할 수 있다.
센서 제어부(200C)는 무시된 제2 센싱 좌표(CD2)가 감지된 제2 프레임(FR2)을 사이에 두고 서로 이격된 두 프레임들(FR1, FR3)에서 감지된 센싱 좌표들(CD1, CD3) 사이를 연결하여 경로(LIN)에 대한 정보를 출력할 수 있다. 표시 제어부(100C)는 경로(LIN)에 대한 상기 정보를 근거로 경로(LIN)가 표시층(100)에 표시되도록 제어할 수 있다. 즉, 센서 제어부(200C)는 제1 센싱 좌표(CD1) 및 제3 센싱 좌표(CD3)를 직선 연결하여 경로(LIN)에 대한 정보를 생성할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 간섭된 좌표인 제2 센싱 좌표(CD2)를 무시하고, 제1 센싱 좌표(CD1) 및 제3 센싱 좌표(CD3)를 근거로 경로(LIN)에 대한 정보를 생성하여 입력 장치(2000)의 선형성을 보정할 수 있다.
제3 표시 프레임(DF3)에서 표시층(100)은 제3 영상(IM-3)을 표시할 수 있다. 제3 영상(IM-3)은 제1 부분(LN-3a) 및 보정된 경로(LIN)를 포함하는 제2 부분(LN-3b)을 표시할 수 있다. 메인 제어부(1000C)는 제1 센싱 좌표(CD1), 경로(LIN)에 대한 정보, 제3 센싱 좌표(CD3), 및 제4 센싱 좌표(CD4)를 포함하는 좌표 신호(I-SS)에 근거하여 표시층(100)에 제2 부분(LN-3b)이 표시되도록 표시 제어부(100C)를 동작시킬 수 있다.
표시 제어부(100C)는 누적된 프레임들(FR2, FR3, FR4) 이후의 표시 프레임(DF3)에서 표시층(100)에 보정된 경로(LIN)를 표시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 센서 제어부(200C)는 제2 모드(MD2) 동안 제1 입력(TC1)이 감지되는 경우, 복수의 프레임들(FR1, FR2, FR3, FR4, FR5, FR6) 중 제1 입력(TC1)이 감지되는 적어도 하나의 프레임(FR2)의 제3 센싱 신호(SS3)를 근거로 제1 입력(TC1)의 제1 좌표(CDa)를 출력할 수 있다. 센서 제어부(200C)는 복수의 프레임들(FR1, FR2, FR3, FR4, FR5, FR6) 중 제1 입력(TC1)이 감지되는 적어도 하나의 프레임(FR2)을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들(FR2, FR3, FR4)의 시간 동안 제1 좌표(CDa)를 근거로 제2 입력(TC2)의 좌표를 보정할 수 있다. 보정된 좌표에 의해 입력 장치(2000)의 선형성(linearity)이 향상될 수 있다. 따라서, 신뢰성이 향상된 전자 장치(1000) 및 이를 포함하는 인터페이스 장치(INF, 도 1 참조)가 제공될 수 있다.
제5 프레임(FR5) 및 제6 프레임(FR6)에서 센서 제어부(200C)는 다운링크 신호(DLS)를 근거로 입력 장치(2000)의 제5 센싱 좌표(CD5) 및 제6 센싱 좌표(CD6)를 각각 출력할 수 있다.
제5 센싱 좌표(CD5) 및 제6 센싱 좌표(CD6)를 포함하는 제3 부분(LN-3c)은 제3 표시 프레임(DF3) 이후 표시 프레임에 의해 표시층(100)에 표시될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 17을 설명함에 있어서 도 11을 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 3 및 도 17을 참조하면, 다운링크 신호(DLS-1)는 적어도 하나의 제1 신호(DLK1), 적어도 하나의 제2 신호(DLK2), 및 적어도 하나의 제3 신호(DLK3-1)를 포함할 수 있다. 제1 신호(DLK1)는 제1 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 정보는 입력 장치(2000)의 좌표 정보를 포함할 수 있다. 제2 신호(DLK2)는 상기 제1 정보와 상이한 제2 정보를 포함할 수 있다. 상기 제2 정보는 입력 장치(2000)에 배터리 정보와 같은 다양한 정보를 포함할 수 있다. 제3 신호(DLK3-1)는 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보와 상이한 제3 정보를 포함할 수 있다. 상기 제3 정보는 입력 장치(2000)의 기울기 정보를 포함할 수 있다.
제m 프레임(FRm)에는 적어도 하나의 제1 신호(DLK1), 적어도 하나의 제2 신호(DLK2), 및 적어도 하나의 제3 신호(DLK3-1)가 제공될 수 있다. 이 때, m은 양의 정수일 수 있다.
제m 프레임(FRm)에서 제2 모드(MD2)는 주파수 분할 다중화(Frequency-division multiplexing) 방법으로 동작할 수 있다.
업링크 신호(ULS), 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제3 센싱 신호(SS3) 각각은 제1 신호 주파수로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 주파수는 370kHz일 수 있다.
제3 신호(DLK3-1)은 제2 신호 주파수로 동작할 수 있다. 제2 신호 주파수는 제1 신호 주파수와 상이한 주파수를 가질 수 있다. 제2 신호 주파수는 제1 신호 주파수보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 신호 주파수는 330kHz일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 신호 주파수 및 제2 신호 주파수는 서로 상이하다면 제한되지 않는다.
업링크 신호(ULS), 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제1 신호(DLK1), 제3 센싱 신호(SS3), 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제1 신호(DLK1), 및 제3 센싱 신호(SS3)가 순서대로 제공될 수 있다. 제3 신호(DLK3-1)는 제2 신호(DLK2)가 제공될 때 동시에 제공될 수 있다.
제m 프레임(FRm)에서 4번의 제1 신호(DLK1), 2번의 제2 신호(DLK2), 2번의 제3 신호(DLK3), 및 2번의 제3 센싱 신호(SS3)가 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 신호(DLK1), 제2 신호(DLK2), 제3 신호(DLK3), 및 제3 센싱 신호(SS3) 각각의 횟수는 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 제m 프레임(FRm) 동안 주파수 분할 다중화(Frequency-division multiplexing) 방법으로 구동하여 제2 신호(DLK2)를 제1 신호 주파수로 제공하고, 제3 신호(DLK3-1)를 제2 신호 주파수로 제공할 수 있다. 제2 신호(DLK2) 및 제3 신호(DLK3-1)는 동시에 제공될 수 있다. 상기 제3 정보에 대한 리포트 레이트(report rate)가 향상될 수 있다. 따라서, 신뢰성이 향상된 전자 장치(1000) 및 이를 포함하는 인터페이스 장치(INF, 도 1 참조)가 제공될 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.
INF: 인터페이스 장치 1000: 전자 장치
2000: 입력 장치 100: 표시층
200: 센서층 200C: 센서 제어부

Claims (20)

  1. 표시층;
    상기 표시층 위에 배치되고, 터치에 의한 제1 입력을 감지하는 제1 모드 및 상기 제1 모드와 상이한 제2 모드로 동작하는 센서층; 및
    상기 센서층을 제어하는 센서 제어부를 포함하고,
    상기 제2 모드는 복수의 프레임들로 동작하고,
    상기 복수의 프레임들 각각에는 다운링크 신호 및 센싱 신호가 제공되며,
    상기 다운링크 신호는 입력 장치에 의한 제2 입력을 감지하고,
    상기 센싱 신호는 상기 제1 입력을 감지하며,
    상기 센서 제어부는 상기 제2 모드 동안 상기 제1 입력이 감지되는 경우, 상기 복수의 프레임들 중 상기 제1 입력이 감지되는 적어도 하나의 프레임의 상기 센싱 신호를 근거로 상기 제1 입력의 제1 좌표를 출력하고,
    상기 센서 제어부는 상기 제2 모드 동안 상기 제1 입력이 감지되는 경우, 상기 적어도 하나의 프레임을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 상기 제2 입력의 제2 좌표를 보정하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는 상기 제1 좌표를 근거로 상기 적어도 2개 이상의 프레임들에서 감지된 상기 제2 좌표들 중 적어도 하나를 무시하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 표시층을 표시 프레임 단위로 구동하는 표시 제어부를 더 포함하고,
    상기 센서 제어부는 무시된 상기 적어도 하나의 제2 좌표가 감지된 적어도 하나의 프레임을 사이에 두고 이격된 두 프레임들에서 감지된 상기 제2 좌표들 사이를 연결한 경로에 대한 정보를 출력하며,
    상기 표시 제어부는 상기 적어도 2개 이상의 프레임들 이후의 상기 표시 프레임에서 상기 표시층에 상기 경로를 표시하는 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는 상기 입력 장치에 업링크 신호를 송신하고, 상기 입력 장치로부터 확인 응답 신호의 수신 여부에 따라 상기 센서층을 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 구동하는 전자 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는 상기 확인 응답 신호를 수신하지 않은 경우, 상기 센서층을 상기 제1 모드로 구동하고,
    상기 센서 제어부는 상기 확인 응답 신호를 수신한 경우, 상기 센서층을 상기 제2 모드로 구동하는 전자 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 센서층은 각각 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극들 및 각각 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극들을 포함하는 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 다운링크 신호는 상기 입력 장치의 제1 정보를 포함하는 제1 신호, 상기 제1 정보와 상이한 제2 정보를 포함하는 제2 신호, 및 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보와 상이한 제3 정보를 포함하는 제3 신호를 포함하는 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 정보는 상기 입력 장치의 좌표 정보를 포함하고, 상기 제3 정보는 상기 입력 장치의 기울기 정보를 포함하는 전자 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 적어도 하나 이상으로 제공되고,
    상기 다운링크 신호는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 상기 제1 신호, 상기 제3 신호, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 및 상기 제1 신호 순으로 제공되며,
    상기 센싱 신호는 마지막 상기 제1 신호 이후에 제공되고,
    상기 센싱 신호는 상기 복수의 제1 전극들 및 상기 복수의 제2 전극들의 용량성 결합되어 감지된 값을 포함하는 전자 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 제1 신호 주파수를 가지고,
    상기 제3 신호는 상기 제1 신호 주파수와 상이한 제2 신호 주파수를 갖는 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 신호 주파수는 상기 제2 신호 주파수보다 큰 전자 장치.
  12. 표시층, 상기 표시층 위에 배치된 센서층, 및 상기 센서층을 제어하는 센서 제어부를 포함하는 전자 장치; 및
    상기 전자 장치와 통신하는 입력 장치를 포함하고,
    상기 센서층은 복수의 프레임들로 구동하고, 터치에 의한 제1 좌표 및 상기 입력 장치에 의한 제2 좌표를 감지하고,
    상기 복수의 프레임들 각각에는 업링크 신호, 다운링크 신호, 및 센싱 신호가 순차적으로 제공하며,
    상기 업링크 신호는 상기 센서층으로부터 상기 입력 장치로 제공되고,
    상기 다운링크 신호는 상기 입력 장치로부터 상기 센서층으로 제공되며,
    상기 센싱 신호는 상기 센서층의 터치를 감지하며,
    상기 제어부는 상기 터치가 감지되는 경우, 상기 복수의 프레임들 중 상기 터치가 감지되는 적어도 하나의 프레임의 상기 센싱 신호를 근거로 상기 제1 좌표를 출력하고,
    상기 센서 제어부는 상기 적어도 하나의 프레임을 포함하는 적어도 2개 이상의 프레임들의 시간 동안 상기 제1 좌표를 근거로 상기 제2 좌표를 보정하는 인터페이스 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전자 장치는 상기 표시층을 표시 프레임 단위로 구동하는 표시 제어부를 더 포함하고,
    상기 센서 제어부는 상기 복수의 프레임들 중 상기 터치가 감지되는 상기 적어도 하나의 프레임을 사이에 두고 이격된 두 개의 프레임들에서 감지된 상기 입력 장치의 좌표들 사이를 연결한 경로에 대한 정보를 출력하며,
    상기 표시 제어부는 상기 적어도 2개 이상의 프레임들 이후의 상기 표시 프레임에서 상기 표시층에 상기 경로를 표시하는 인터페이스 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 입력 장치는,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 전원부;
    상기 하우징 내에 배치되며 상기 전원부로부터 전원을 공급받는 제어부;
    상기 센서층과 상기 업링크 신호 및 상기 다운링크 신호를 통신하는 통신 모듈; 및
    상기 통신 모듈과 전기적으로 연결된 펜 전극을 포함하는 인터페이스 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제어부는 소정의 프로토콜에 따른 다운링크신호를 생성하고,
    상기 소정의 프로토콜은 유니버설 스타일러스 이니셔티브(Universal Stylus Initiative, USI)를 포함하는 인터페이스 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 다운링크 신호는 상기 입력 장치의 제1 정보를 포함하는 제1 신호, 상기 입력 장치의 상기 제1 정보와 상이한 제2 정보를 포함하는 제2 신호, 및 상기 입력 장치의 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보와 상이한 제3 정보를 포함하는 제3 신호를 포함하고,
    상기 제1 정보는 상기 입력 장치의 좌표 정보를 포함하고, 상기 제3 정보는 상기 입력 장치의 기울기 정보를 포함하는 인터페이스 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 적어도 하나 이상으로 제공되고,
    상기 다운링크 신호는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 상기 제1 신호, 상기 제3 신호, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호, 및 상기 제1 신호 순으로 제공되며,
    상기 센싱 신호는 마지막 상기 제1 신호 이후에 제공되는 인터페이스 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각은 제1 신호 주파수를 가지고,
    상기 제3 신호는 상기 제1 신호 주파수와 상이한 제2 신호 주파수를 갖는 전자 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 신호 주파수는 상기 제2 신호 주파수보다 큰 전자 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 전자 장치는 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호를 동시에 수신하는 인터페이스 장치.
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