KR20240059755A - 구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR20240059755A
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양태현
조한수
김태준
조현욱
최재우
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Abstract

본 발명의 실시예들에 의한 구동 회로부는 제 1발진기의 제 1클럭 신호를 이용하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하는 표시 구동부와; 제 2발진기의 제 2클럭 신호를 이용하여 터치 신호를 생성하는 센서 구동부와; 상기 표시 구동부 및 상기 센서 구동부 중 어느 하나에 포함되며, 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비한다.

Description

구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치{DRIVING CIRCUIT, DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME, AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시부와 터치 위치를 센싱하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 표시부는 구동 신호에 대응하여 소정의 영상을 표시하고, 센서부는 터치 신호에 대응하여 외부 입력을 감지한다. 여기서, 터치 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수와 간섭이 발생되지 않도록 설정될 수 있다.
하지만, 온도 등에 의하여 구동 신호의 주파수 및/또는 터치 신호의 주파수가 변경될 수 있고, 이에 따라 구동 신호의 주파수와 터치 신호의 주파수 간 하모닉(Harmonic)이 발생될 수 있다. 구동 신호의 주파수와 터치 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되면 지터 노이즈(Jitter Noise)가 증가함과 동시에 고스트 터치(Ghost Touch) 등이 발생될 염려가 있다.
본 발명의 일 목적은 제 1발진기의 제 1클럭 신호에 의하여 생성되는 수직 동기신호(Vsync) 및 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 제 2발진기의 제 2클럭 신호를 이용하여 카운트하고, 카운트 결과에 대응하여 불량을 검출할 수 있는 구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수직 동기신호 및 수평 동기신호의 주기가 미리 설정됨 범위에 포함되지 않는 경우 제 1발진기의 주파수 및/또는 제 2발진기의 주파수를 제어하여 구동 신호의 주파수 및 터치 신호의 주파수 간 하모닉 발생을 방지할 수 있는 구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 의한 구동 회로부는 제 1발진기의 제 1클럭 신호를 이용하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하는 표시 구동부와; 제 2발진기의 제 2클럭 신호를 이용하여 터치 신호를 생성하는 센서 구동부와; 상기 표시 구동부 및 상기 센서 구동부 중 어느 하나에 포함되며, 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 판단부는 상기 수평 동기신호의 하이 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 1카운트 값 및 상기 수평 동기신호의 로 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 2카운트 값을 이용하여 상기 수평 동기신호의 주기를 검출한다.
실시예에 의한, 상기 판단부는 상기 제 1카운트 값 또는 상기 제 2카운트 값이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력한다.
실시예에 의한, 상기 판단부는 상기 수직 동기신호의 하이 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 3카운트 값 및 상기 수직 동기신호의 로 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 4카운트 값을 이용하여 상기 수직 동기신호의 주기를 검출한다.
실시예에 의한, 상기 판단부는 상기 제 3카운트 값 또는 상기 제 4카운트 값이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력한다.
실시예에 의한, 상기 판단부는 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호의 하이 레벨 구간과 상기 수평 동기신호의 로 레벨 구간, 상기 수직 동기신호의 하이 레벨 구간과 상기 수직 동기신호의 로 레벨 구간 중 적어도 하나의 구간을 카운트하여 카운트 값을 생성하는 카운터와; 상기 미리 설정된 범위에 대응하는 임계값들이 저장되는 저장부와; 상기 카운트 값 및 상기 임계값들을 입력받으며, 상기 주기가 상기 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력하기 위한 제어부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 주파수 제어부를 더 구비한다.
실시예에 의한, 상기 주파수 제어부는 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경한다.
실시예에 의한, 상기 센서 구동부는 상기 터치 신호를 센서들로 공급하기 위한 터치 제어부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 판단부 및 상기 주파수 제어부는 상기 센서 구동부에 포함된다.
실시예에 의한, 상기 제 1발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 제 1클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 제 1주파수 제어부를 더 구비한다.
실시예에 의한, 상기 제 1주파수 제어부는 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 1클럭 신호의 주파수를 변경한다.
실시예에 의한, 상기 표시 구동부는 데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와, 상기 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 판단부 및 상기 제 1주파수 제어부는 상기 표시 구동부에 포함된다.
실시예에 의한, 상기 제 1주파수 제어부는 상기 검출 신호가 입력될 때 제어 신호를 상기 타이밍 제어부로 공급하며, 상기 타이밍 제어부는 상기 제어 신호가 입력될 때 발진 변경 신호를 상기 센서 구동부로 공급한다.
실시예에 의한, 상기 센서 구동부는 상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 발진 변경 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하는 제 2주파수 제어부를 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는 주사선들 및 데이터선들과 접속되는 화소들을 구비하는 표시부와; 외부 입력을 감지하기 위하여 제 1센서들 및 제 2센서들을 구비하는 센서부와; 제 1발진기의 제 1클럭 신호를 분주하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하며, 상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 표시 구동부와; 제 2발진기의 제 2클럭 신호를 분주하여 상기 제 1센서들 및/또는 제 2센서들로 공급될 터치 신호를 생성하는 센서 구동부와; 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 판단부는 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및/또는 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 카운트하여 카운트 값을 생성하는 카운터와; 상기 미리 설정된 범위에 대응하는 임계값들이 저장되는 저장부와; 상기 카운트 값 및 상기 임계값들을 입력받으며, 상기 주기가 상기 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력하기 위한 제어부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 주파수 제어부를 더 구비한다.
실시예에 의한, 상기 판단부 및 상기 주파수 제어부는 상기 센서 구동부에 포함된다.
실시예에 의한, 상기 제 1발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 1클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 제 1주파수 제어부를 더 구비한다.
실시예에 의한, 상기 표시 구동부는 상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와, 상기 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부를 구비한다.
실시예에 의한, 상기 판단부 및 상기 제 1주파수 제어부는 상기 표시 구동부에 포함된다.
실시예에 의한, 상기 제 1주파수 제어부는 상기 검출 신호가 입력될 때 제어 신호를 상기 타이밍 제어부로 공급하며, 상기 타이밍 제어부는 상기 제어 신호가 입력될 때 발진 변경 신호를 상기 센서 구동부로 공급한다.
실시예에 의한, 상기 센서 구동부는 상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 발진 변경 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하는 제 2주파수 제어부를 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 전자 장치는 프로세서와; 상기 프로세서의 제어에 대응하여 소정의 영상을 표시하는 표시 패널과; 외부로부터 입력을 감지하는 입력 센서와; 인터페이스를 경유하여 상기 소정의 영상에 대응하는 데이터를 입력받으며, 제 1발진기의 제 1클럭 신호를 분주하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하는 컨트롤러와; 제 2발진기의 제 2클럭 신호를 분주하여 상기 입력 센서로 터치 신호를 공급하기 위한 터치 제어 회로를 구비하며; 상기 컨트롤러 및 상기 터치 제어 회로 중 적어도 하나는 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비한다.
본 발명의 실시예들에 의한 구동 회로부, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치를 포함하는 전자 장치에 의하면 구동 신호의 주파수 및/또는 터치 신호의 주파수가 변경되더라도 구동 신호의 주파수와 터치 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함된 센서들의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 뮤추얼 센싱 기간을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 8은 제 1셀프 센싱 기간 및 제 2셀프 센싱 기간을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 판단부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 구동 회로부의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12 내지 도 13b는 판단부의 카운트 값 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 구동 회로부의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16a 및 도 16b는 도 15의 구동 방법에 의한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18의 표시부에 포함된 화소의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 화소의 구동 방법을 나타내는 파형도이다.
도 21 내지 도 27은 표시 장치의 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 28은 본 발명의 실시예에 의한 전자 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
또한, 설명에서 “동일하다”라고 표현한 것은, “실질적으로 동일하다”는 의미일 수 있다. 즉, 통상의 지식을 가진 자가 동일하다고 납득할 수 있을 정도의 동일함일 수 있다. 그 외의 표현들도 “실질적으로”가 생략된 표현들일 수 있다.
일부 실시예가 기능 블록, 유닛 및/또는 모듈과 관련하여 첨부된 도면에서 설명된다. 당업자는 이러한 블록, 유닛 및/또는 모듈이 논리 회로, 개별 구성 요소, 마이크로 프로세서, 하드 와이어 회로, 메모리 소자, 배선 연결, 및 기타 전자 회로에 의해 물리적으로 구현된다는 것을 이해할 것이다. 이는 반도체 기반 제조 기술 또는 기타 제조 기술을 사용하여 형성 될 수 있다. 마이크로 프로세서 또는 다른 유사한 하드웨어에 의해 구현되는 블록, 유닛 및/또는 모듈의 경우, 소프트웨어를 사용하여 프로그래밍 및 제어되어 본 발명에서 논의되는 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 선택적으로 펌웨어 및/또는 또는 소프트웨어에 의해 구동될 수 있다. 또한, 각각의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 전용 하드웨어에 의해 구현 될 수 있거나, 일부 기능을 수행하는 전용 하드웨어와 다른 기능을 수행하는 프로세서(예를 들어, 하나 이상의 프로그래밍된 마이크로 프로세서 및 관련 회로)의 조합으로 구현 될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 블록, 유닛 및/또는 모듈은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 상호 작용하는 둘 이상의 개별 블록, 유닛 및/또는 모듈로 물리적으로 분리될 수도 있다. 또한, 일부 실시예에서 블록, 유닛 및/또는 모듈은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 물리적으로 더 복잡한 블록, 유닛 및/또는 모듈로 결합될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 패널(10) 및 패널(10)을 구동하기 위한 구동 회로부(20)를 구비한다. 또한, 표시 장치(1)는 어플리케이션 프로세서(30)를 더 포함하거나, 어플리케이션 프로세서(30)에 연결될 수 있다.
패널(10)은 영상을 표시하기 위한 표시부(110)와, 터치, 압력, 지문, 호버링(hovering), 생체 정보(또는 생체 특성) 등을 센싱하기 위한 센서부(120)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 패널(10)은 화소들(PX) 및 화소들(PX) 중 적어도 일부와 중첩하여 위치하는 센서들(SC)을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 센서들(SC)은 제 1센서들(TX)(또는, 구동 전극) 및 제 2센서들(RX)(또는, 센싱 전극)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(예를 들어, 자기 정전 용량 모드)에서, 센서들(SC)은 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)의 구분없이 한 종류의 센서들로 구성될 수도 있다.
구동 회로부(20)는 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 센서 구동부(220)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 화소들(PX)은 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 센서들(SC)은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱할 수 있다. 센싱 프레임 기간과 표시 프레임 기간은 서로 독립적일 수 있고, 서로 다를 수 있다. 센싱 프레임 기간과 표시 프레임 기간은 서로 동기될 수 있고, 비동기될 수도 있다.
실시예에 따라, 표시부(110) 및 센서부(120)는 서로 별개로 제작된 후, 적어도 일 영역이 중첩되도록 배치 및/또는 결합될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 표시부(110) 및 센서부(120)는 일체로 제작될 수도 있다. 예컨대, 센서부(120)는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(일례로, 표시 패널의 상부 기판 및/또는 하부 기판, 또는 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation)), 또는 이외의 다른 절연층이나 각종 기능막(일례로, 광학층 또는 보호층) 상에 직접 형성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 센서부(120)가 표시부(110)의 전면(예컨대, 영상이 표시되는 상부면) 측에 배치되는 것으로 도시하였으나, 센서부(120)의 위치에 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 센서부(120)가 표시부(110)의 배면 또는 양면에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 센서부(120)가 표시부(110)의 적어도 일측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.
표시부(110)는 표시 기판(111) 및 표시 기판(111)에 형성된 다수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 화소들(PX)은 표시 기판(111)의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
표시 기판(111)은 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)의 외곽의 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 표시 영역(DA)은 표시부(110)의 중앙 영역에 배치되고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 표시부(110)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다.
표시 기판(111)은 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있으며, 그 재료나 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시 기판(111)은 유기 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다.
표시 영역(DA)에는 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)과, 주사선들(SL)과 데이터선들(DL)에 접속되는 화소들(PX)이 배치된다. 화소들(PX)은 주사선들(SL)로부터 공급되는 턴-온 레벨의 주사 신호에 의해 선택되어 데이터선들(DL)로부터 데이터 신호를 공급받고, 데이터 신호에 대응하는 휘도의 빛을 방출한다. 이에 의해, 표시 영역(DA)에서 데이터 신호에 대응하는 영상이 표시된다. 본 발명에서 화소들(PX)의 구조 및 구동 방법 등이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 화소들(PX) 각각은 현재 공지된 다양한 구조 및 구동 방법을 채용한 화소로 구현될 수 있다.
비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 화소들(PX)에 연결되는 각종 배선들 및/또는 내장 회로부가 배치될 수 있다. 일례로, 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)으로 각종 전원 및 제어 신호를 공급하기 위한 다수의 배선들이 배치될 수 있으며, 이 외에도 주사 구동부 등이 더 배치될 수 있다.
본 발명에서, 표시부(110)의 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시부(110)는 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display Panel) 등과 같은 자발광 타입의 표시 패널로 구현될 수 있다. 다만, 표시부(110)가 자발광 타입으로 구현될 때, 화소들(PX) 각각이 반드시 유기 발광 소자만 포함하는 경우로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 화소들(PX) 각각의 발광 소자는 유기 발광 소자(organic light emitting diode), 무기 발광 소자(inorganic light emitting diode), 퀀텀 닷/웰 발광 소자(quantum dot/well light emitting diode) 등으로 구성될 수 있다. 화소들(PX) 각각에 복수의 발광 소자들이 구비될 수도 있다. 이때, 복수의 발광 소자들은 직렬, 병렬, 직병렬 등으로 연결될 수 있다. 또는, 표시부(110)는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel) 등과 같은 비발광 타입의 표시 패널로 구현될 수 있다. 표시부(110)가 비발광 타입으로 구현되는 경우, 표시 장치(1)는 백라이트 유닛(Back-light Unit)과 같은 광원을 추가적으로 구비할 수 있다.
센서부(120)는 센서 기판(121) 및 센서 기판(121) 상에 형성된 다수의 센서들(SC)을 구비한다. 센서들(SC)은 센서 기판(121) 상의 센싱 영역(SA)에 배치될 수 있다.
센서 기판(121)은, 터치 입력 등을 센싱할 수 있는 센싱 영역(SA)과, 센싱 영역(SA) 외곽의 주변 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 센싱 영역(SA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 일례로, 센싱 영역(SA)은 표시 영역(DA)에 대응하는 영역(예컨대, 표시 영역(DA)과 중첩되는 영역)으로 설정되고, 주변 영역(NSA)은 비표시 영역(NDA)에 대응하는 영역(예컨대, 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 영역)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 표시 영역(DA) 상에 터치 입력 등이 제공될 때, 센서부(120)를 통해 터치 입력을 검출할 수 있게 된다.
센서 기판(121)은 경성 또는 가요성 기판일 수 있으며, 이외에도 적어도 한층의 절연막으로 구성될 수 있다. 또한, 센서 기판(121)은 투명 또는 반투명의 투광성 기판일 수 있으냐, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명에서 센서 기판(121)의 재료 및 그 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 센서 기판(121)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속재질의 박막 필름으로 구성된 가용성 기판일 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(예컨대, 표시 기판(111), 봉지 기판 및/또는 박막 봉지층), 또는 표시부(110)의 내부 및/또는 외면에 배치되는 적어도 한 층의 절연막이나 기능막 등이 센서 기판(121)으로 이용될 수도 있다.
센싱 영역(SA)은 터치 입력에 반응할 수 있는 영역(즉, 센서의 활성 영역)으로 설정된다. 이를 위해, 센싱 영역(SA)에는 터치 입력 등을 센싱하기 위한 센서들(SC)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 센서들(SC)은 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 각각의 제 1센서들(TX)은 제 1방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제 2센서들(RX)은 제 2방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제 2방향(DR2)은 제 1방향(DR1)과 다를 수 있다. 예를 들여, 제 2방향(DR2)은 제 1방향(DR1)과 교차하는 방향일 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1센서들(TX)의 연장 방향 및 배열 방향은 종래의 구성에 따를 수 있다. 각각의 제 1센서들(TX)은 비교적 넓은 면적의 제 1셀들(first cells)과 비교적 좁은 면적의 제 1브릿지들(first bridges)이 연결된 형태일 수 있다. 또한, 도 1에서는 각각의 제 1셀들은 다이아몬드 형태로 도시되었으나, 원형, 사각형, 삼각형, 메시 형태(mesh form) 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1브릿지들은 제 1셀들과 동일층 상에서 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1브릿지들은 제 1셀들과 다른 층에서 형성되어, 인접한 제 1셀들을 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 각각의 제 2센서들(RX)은 제 2방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제 2센서들(RX)은 제 1방향(DR1)으로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2센서들(RX)의 연장 방향 및 배열 방향은 종래의 다른 구성에 따를 수 있다. 각각의 제 2센서들(RX)은 비교적 넓은 면적의 제 2셀들과 비교적 좁은 면적의 제 2브릿지들이 연결된 형태일 수 있다. 도 1에서 각각의 제 2셀들은 다이아몬드 형태로 도시되었으나, 원형, 사각형, 삼각형, 메시 형태 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2브릿지들은 제 2셀들과 동일 층 상에서 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2브릿지들은 제 2셀들과 다른 층에서 형성되어, 인접한 제 2셀들을 전기적으로 연결할 수 있다.
실시예에 따라, 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX) 각각은, 금속 물질, 투명 도전성 물질 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)은, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 비롯한 다양한 금속 물질 중 적어도 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이때, 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)은 메시 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)은, 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 외에도 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)은, 다양한 도전 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 도전성을 가질 수 있다. 또한, 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX) 각각은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 그 단면 구조가 특별히 한정되지는 않는다.
한편, 센서부(120)의 주변 영역(NSA)에는 제 1 및 제 2센서들(TX, RX)을 센서 구동부(220) 등과 전기적으로 연결하기 위한 센서 라인들이 집중적으로 배치될 수 있다.
구동 회로부(20)는, 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 센서 구동부(220)를 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)는 서로 별개의 IC들(Integrated chips)로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)의 적어도 일부분이 하나의 IC 내에 함께 집적될 수 있다.
표시 구동부(210)는 표시부(110)에 전기적으로 연결되어 화소들(PX)을 구동한다. 예를 들어, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부 및 타이밍 제어부를 포함할 수 있고, 주사 구동부는 표시부(110)의 비표시 영역(NDA)에 별도로 마운트(mount)될 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부, 타이밍 제어부 및 주사 구동부를 전부 또는 적어도 일부를 포함할 수도 있다.
표시 구동부(210)에 포함된 타이밍 제어부는 데이터 구동부를 제어할 수 있다. 일례로, 타이밍 제어부는 데이터 구동부로 제어 신호 및 디지털 데이터를 공급할 수 있고, 데이터 구동부는 제어 신호에 대응하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 데이터선들(DL)로 공급할 수 있다. 표시 구동부(210) 내부에는 제 1클럭 신호를 생성하기 위한 제 1발진기(Oscillator)가 구비될 수 있다. 타이밍 제어부는 제 1발진기로부터 공급되는 제 1클럭 신호를 분주하여 다양한 제어 신호 및 동기신호들을 생성할 수 있다. 일례로, 타이밍 제어부는 제 1클럭 신호를 분주하여 수직 동기신호(Vsync) 및 수평 동기신호(Hsync)를 생성할 수 있다. 여기서, 수평 동기신호(Hsync)는 데이터 신호가 공급되는 기간을 제어하는 것으로, 구동 신호로 명명될 수 있다. 또한 구동 신호의 주파수는 구동 주파수로 명명될 수 있다.
센서 구동부(220)는 센서부(120)에 전기적으로 연결되어 센서부(120)를 구동한다. 센서 구동부(220)는, 센서 송신부 및 센서 수신부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 센서 송신부 및 센서 수신부는 하나의 IC의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않다.
센서 구동부(220)는 센서부(120)에서 터치가 감지될 수 있도록 센서 송신부 및 센서 수신부로 제어 신호들을 공급할 수 있다. 센서 송신부는 제 1센서들(TX)(및/또는 제 2센서들(RX))로 터치 신호를 공급할 수 있고, 센서 수신부는 제 2센서들(RX)(및/또는 제 1센서들(TX))로부터 터치 신호에 대응한 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센서 구동부(220) 내부에는 제 2클럭 신호를 생성하기 위한 제 2발진기가 구비될 수 있다. 센서 구동부(220)는 제 2발진기로부터 공급되는 제 2클럭 신호를 분주하여 다양한 제어 신호 등을 생성할 수 있다. 일례로, 센서 구동부(220)는 제 2클럭 신호를 분주하여 터치 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 터치 신호의 주파수는 터치 주파수로 명명될 수 있다.
실시예에서, 터치 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수와 간섭이 발생되지 않도록 설정될 수 있다. 일례로, 터치 신호의 주파수는 200Khz 이상의 주파수로 설정될 수 있고, 구동 신호의 주파수는 500Khz 이상의 주파수로 설정될 수 있다. 다만, 터치 신호의 주파수 및 구동 신호의 주파수는 패널의 해상도, 인치 등에 대응하여 다양하게 설정될 수 있다.
터치 신호의 체배 주파수들과 구동 신호 체배 주파수가 간섭되는 경우 지터 노이즈가 증가함과 동시에 고스트 터치가 발생될 수 있다. 따라서, 터치 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수와 하모닉(Harmonic)이 발생되지 않도록 실험적으로 결정될 수 있다. 여기서, 터치 신호의 주파수는 수평 동기신호(Hsync) 및/또는 수직 동기신호(Vsync)와 동기 또는 비동기되도록 생성될 수 있다.
한편, 제 1발진기 및 제 2발진기는 온도 등에 대응하여 발진 주파수가 변경될 수 있다. 일례로, 제 1발진기로부터 출력되는 제 1클럭 신호는 온도 변화에 대응하여 주기(일례로, 제 1주기)가 변경될 수 있다. 또한, 제 2발진기로부터 출력되는 제 2클럭 신호는 온도 변화에 대응하여 주기(일례로, 제 2주기)가 변경될 수 있다.
여기서, 제 1주기 및 제 2주기가 동일하게 변경된다면 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되지 않을 수 있다. 하지만, 제 1발진기 및 제 2발진기의 물리적 특성, 산포 등이 상이하기 때문에 온도에 대응하여 제 1클럭 신호의 제 1주기 및 제 2클럭 신호의 제 2주기가 서로 다르게 변경될 수 있고, 이에 따라 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제 1클럭 신호의 제 1주기 및 제 2클럭 신호의 제 2주기가 다르게 변경되는 경우 자동적으로 불량을 판별할 수 있는 방법을 제안한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 제 1클럭 신호의 제 1주기 및 제 2클럭 신호의 제 2주기가 다르게 변경되는 경우 제 1클럭 신호의 주파수(즉, 제 1주기) 및/또는 제 2클럭 신호의 주파수(즉, 제 2주기)를 변경하여 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이와 관련하여 상세한 설명은 후술하기로 한다.
어플리케이션 프로세서(30)는 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)에 전기적으로 연결될 수 있다. 어플리케이션 프로세서(30)는 표시 프레임 기간에 대한 계조들(데이터) 및 타이밍 신호들을 표시 구동부(210)에 제공할 수 있다. 또한, 어플리케이션 프로세서(30)는 타이밍 신호들을 센서 구동부(220)에 제공할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(30)는 GPU(Graphics Processing Unit), CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등 중 적어도 하나에 해당할 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시부(110) 상에는 센서부(120)가 적층되고, 센서부(120) 상부에 윈도우(WIN)가 적층될 수 있다.
표시부(110)는 표시 기판(111), 표시 기판(111) 상에 형성된 회로 소자층(BPL) 및 회로 소자층(BPL) 상에 형성된 발광 소자들(LD)을 구비할 수 있다. 회로 소자층(BPL)은 화소들(PX)의 발광 소자들(LD)을 구동하기 위한 화소 회로들(예를 들어, 트랜지스터 및 커패시터), 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)을 구비할 수 있다
센서부(120)는 센서 기판(121), 센서 기판(121) 상에 형성된 센서들(SC) 및 센서들(SC)을 커버하는 보호막(122)을 구비할 수 있다. 도 2의 실시예에서, 센서 기판(121)은 화소들(PX)을 커버하는 봉지막 형태로 도시되었다. 다른 실시예에서, 센서 기판(121)은 화소들(PX)을 커버하는 봉지막과 별개로 존재할 수도 있다.
윈도우(WIN)는 표시 장치(1)의 모듈 최상단에 배치되는 보호 부재로서, 실질적으로 투명한 투광성 기판일 수 있다. 이러한 윈도우(WIN)는 유기 기판, 플라스틱 필름, 플라스틱 기판으로부터 선택된 다층 구조를 가질 수 있다. 윈도우(WIN)는 경성 또는 가요성의 기재를 포함할 수 있으며, 윈도우(WIN)의 구성 물질이 특별히 한정되지는 않는다.
도시되지 않았지만, 표시 장치(1)는 윈도우(WIN) 및 센서부(120) 사이에서 외광 반사 방지를 위한 편광판(또는 다른 종류의 반사 방지층)을 더 포함할 수도 있다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함된 센서들의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 센싱 영역(SA)에 위치된 제 1센서들(TX1, TX2, TX3, TX4) 및 제 2센서들(RX1, RX2, RX3, RX4)이 예시적으로 도시된다. 설명의 편의를 위해서, 센싱 영역(SA)에 4개의 제 1센서들(TX1 내지 TX4)이 배치되고, 4개의 제 2센서들(RX1 내지 RX4)이 배치되는 것으로 가정한다. 실제로, 표시 장치(1)에는 y(예를 들어, y는 자연수) 내지 p(예를 들어, p는 y보다 큰 자연수) 개의 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)이 배치될 수 있다.
제 1센서들(TX1 내지 TX4) 및 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 대한 설명은 도 1의 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX)에 대한 설명과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4 및 도 5는 뮤추얼 센싱 기간을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 뮤추얼 센싱 기간(MSP)은 센서부(120) 및 센서 구동부(220)가 상호 정전 용량 모드(mutual capacitance mode)로 구동되는 기간일 수 있다. 도 4에서는 어느 한 센서 채널(222)을 중심으로 센서부(120) 및 센서 구동부(220)의 구동을 도시하기로 한다.
센서 구동부(220)는 센서 수신부(TSC) 및 센서 송신부(TDC)를 포함할 수 있다. 뮤추얼 센싱 기간(MSP)에서 센서 송신부(TDC)는 제 1센서들(TX)과 연결되고, 센서 수신부(TSC)는 제 2센서들(RX)과 연결될 수 있다.
센서 수신부(TSC)는 연산 증폭기(AMP), 아날로그 디지털 변환기(224) 및 프로세서(226)를 포함할 수 있다. 일례로, 각각의 센서 채널(222)은 적어도 하나의 연산 증폭기(AMP)를 포함하는 아날로그 전단(analog front end: AFE)으로 구현될 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(224) 및 프로세서(226)는 각각의 센서 채널(222) 마다 구비될 수 있고, 복수의 센서 채널들(222)에 공유될 수도 있다.
연산 증폭기(AMP)의 제 1입력 단자(IN1)가 대응하는 제 2센서(RX)와 연결되고, 연산 증폭기(AMP)의 제 2입력 단자(IN2)가 기준 신호(REF)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1입력 단자(IN1)는 반전 단자이고, 제 2입력 단자(IN2)는 비반전 단자일 수 있다. 기준 신호(REF)는 그라운드 전압이거나 특정 크기의 전압일 수 있다. 실시예에 따라, 기준 신호(REF)는 대응하는 제 2센서와 다른 제 2센서를 통해 제공되는 신호일 수도 있다.
아날로그 디지털 변환기(224)는 연산 증폭기(AMP)의 출력단자(OUT1)와 연결될 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(224)는 연산 증폭기(AMP)의 출력을 디지털 형태의 센싱 값으로 변환하여 출력할 수 있다. 커패시터(Ca) 및 스위치(SWr)는 제 1입력 단자(IN1) 및 출력단자(OUT1) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 뮤추얼 센싱 기간(MSP) 동안, 센서 구동부(220)(예를 들어, 센서 송신부(TDC))는 제 1센서들(TX1 내지 TX4)에 제 1터치 신호들(또는, 센싱을 위한 신호)을 순차적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 제 1센서(TX1)에 제 1터치 신호들을 2번 공급하고(t1b, t2b), 제 1센서(TX2)에 제 1터치 신호들을 2번 공급하고(t3b, t4b), 제 1센서(TX3)에 제 1터치 신호들을 2번 공급하고(t5b, t6b), 제 1센서(TX4)에 제 1터치 신호들을 2번 공급할 수 있다(t7b, t8b). 각각의 제 1센서들(TX1 내지 TX4)에 제 1터치 신호들을 공급하는 횟수는 실시예에 따라 2번보다 많을 수도 있다.
각각의 제 1터치 신호들은 라이징 트랜지션(rising transition) 및/또는 폴링 트랜지션(falling transition)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 시점(t1b)의 제 1터치 신호는 라이징 트랜지션에 대응할 수 있다. 즉, 시점(t1b)에서 제 1터치 신호는 로 레벨에서 하이 레벨로 상승할 수 있다. 시점(t2b)의 제 1터치 신호는 폴링 트랜지션에 대응할 수 있다. 즉, 시점(t2b)에서 제 1터치 신호는 하이 레벨에서 로 레벨로 하강할 수 있다.
센서 수신부(TSC)는 복수의 제 2센서들(RX)에 연결된 복수의 센서 채널들(222)을 구비할 수 있다. 각각의 센서 채널들(222)은 대응하는 제 2센서로부터 제 1터치 신호들에 대응하는 제 1센싱 신호들(또는, 제 1샘플링 신호들)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 시점(t1b)에 제 1센서(TX1)에 인가된 제 1터치 신호에 대응하여 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 연결된 센서 채널들(222)은 제 1센싱 신호들을 독립적으로 수신할 수 있다. 또한, 시점(t2b)에 제 1센서(TX1)에 인가된 제 1터치 신호에 대응하여 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 연결된 센서 채널들(222)은 제 1센싱 신호들을 독립적으로 수신할 수 있다.
센싱 영역(SA) 상에서, 사용자 손가락 등의 오브젝트(OBJ)의 위치에 따라서, 제 1센서들(TX1 내지 TX4) 및 제 2센서들(RX1 내지 RX4) 간의 상호 정전 용량이 서로 달라질 수 있고, 이에 따라 센서 채널들(222)이 수신한 제 1센싱 신호들로 서로 다를 수 있다. 이러한 제 1센싱 신호들의 차이를 이용하여 오브젝트(OBJ)의 터치 위치를 검출할 수 있다.
센서 채널(222)은 제 1입력 단자(IN1) 및 제 2입력 단자(IN2)의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 센서 채널(222)은 제 1입력 단자(IN1) 및 제 2입력 단자(IN2)의 차전압을 소정의 게인(gain)에 대응하는 정도로 증폭하여 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 센서 채널(222)은 적분기로 구현될 수 있다. 이 경우, 연산 증폭기(AMP)의 제 1입력 단자(IN1)와 출력단자(OUT)의 사이에는 커패시터(Ca) 및 스위치(SWr)가 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1샘플링 신호를 수신하기 전 스위치(SWr)가 턴-온됨으로써, 커패시터(Ca)의 전하들을 초기화시킬 수 있다. 제 1샘플링 신호의 수신 시점에는 스위치(SWr)가 턴-오프 상태일 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(224)는 각각의 센서 채널들(222)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 프로세서(226)는 이러한 디지털 신호를 분석하여 사용자의 입력을 검출할 수 있다. 프로세서(226)는 어플리케이션 프로세서(30)에 포함될 수도 있다.
도 6 내지 도 8은 제 1셀프 센싱 기간 및 제 2셀프 센싱 기간을 설명하기 위한 도면들이다. 도 6에서는 어느 한 센서 채널(222)을 중심으로 센서부(120) 및 센서 구동부(220)의 구성을 도시하기로 한다. 센서 수신부(TSC) 및 센서 송신부(TDC)의 내부 구성은 도 4의 경우와 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 대한 중복된 설명은 생략하고, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 제 1셀프 센싱 기간(STP)은 센서부(120) 및 센서 구동부(220)가 자기 정전 용량 모드(self-capacitance mode)로 구동되는 기간일 수 있다. 제 1셀프 센싱 기간(STP)에서, 각 센서 채널(222)의 제 2입력 단자(IN2)에는 센서 송신부(TDC)가 연결되고, 각 센서 채널(222)의 제 1입력 단자(IN1)에는 대응하는 제 1센서가 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서 송신부(TDC)는 제 1입력 단자(IN1)에 연결될 수도 있다. 이때, 제 2입력 단자(IN2)에는 기준 신호(REF, 도 4 참고)가 인가될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 1셀프 센싱 기간(STP) 동안, 센서 송신부(TDC)는 각 센서 채널(222)의 제 2입력 단자(IN2)로 제 2터치 신호를 공급할 수 있다. 이때, 연산 증폭기(AMP)의 특성에 따라 제 1입력 단자(IN1)에 연결된 제 1센서에 제 2터치 신호가 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 구동부(220)는 제 1셀프 센싱 기간(STP) 동안 제 1센서들(TX1 내지 TX4)에 제 2터치 신호들을 동시에 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 각 시점들(t1c, t2c, t3c, t4c, t5c, t6c, t7c, t8c)에서 제 2터치 신호들은 제 1센서들(TX1 내지 TX4)에 동시에 공급될 수 있다. 이때, 제 2센서들(RX1 내지 RX4)은 별도의 기준 신호(예를 들어, 그라운드 전압)를 수신하거나, 플로팅 상태일 수 있다. 각각의 제 2터치 신호들은 라이징 트랜지션 및/또는 폴링 트랜지션에 대응할 수 있다.
제 1센서들(TX1 내지 TX4)은 자기 정전 용량을 가질 수 있다. 이때, 사용자 손가락 등의 오브젝트(OBJ)가 제 1센서들(TX1 내지 TX4)에 근접한 경우, 오브젝트 표면(OB)과 형성된 정전 용량에 따라 제 1센서들(TX1 내지 TX4)의 자기 정전 용량이 변화할 수 있다. 이러한 자기 정전 용량이 반영된 제 2터치 신호를 제 2센싱 신호(또는 제 2샘플링 신호)라고 할 수 있다. 제 1센서들(TX1 내지 TX4)에 대한 제 2센싱 신호들의 차이를 이용하여, 제 2방향(DR2)에 대한 오브젝트(OBJ)의 터치 위치를 검출할 수 있다(도 3 참고).
도 8을 참조하면, 제 2셀프 센싱 기간(SRP)은 센서부(120) 및 센서 구동부(220)가 자기 정전 용량 모드로 구동되는 기간일 수 있다. 제 2셀프 센싱 기간(SRP)에서, 각 센서 채널(222)의 제 2입력 단자(IN2)에는 센서 송신부(TDC)가 연결되고, 각 센서 채널(222)의 제 1입력 단자(IN1)에는 대응하는 제 2센서가 연결될 수 있다.
예를 들어, 제 2셀프 센싱 기간(SRP) 동안, 센서 송신부(TDC)는 각 센서 채널(222)의 제 2입력 단자(IN2)로 제 3터치 신호를 공급할 수 있다. 이때, 연산 증폭기(AMP)의 특성에 따라 제 1입력 단자(IN1)에 연결된 제 2센서에 제 3터치 신호가 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 구동부(220)는 제 2셀프 센싱 기간(SRP) 동안 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 제 3터치 신호들을 동시에 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 각 시점들(t1d, t2d, t3d, t4d, t5d, t6d, t7d, t8d)에서 제 3터치 신호들은 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 동시에 공급될 수 있다. 이때, 제 1센서들(TX1 내지 TX4)은 별도의 기준 신호(예를 들어, 그라운드 전압)를 수신하거나, 플로팅 상태일 수 있다. 각각의 제 3터치 신호들은 라이징 트랜지션 또는 폴링 트랜지션에 대응할 수 있다.
제 2센서들(RX1 내지 RX4)은 자기 정전 용량을 가질 수 있다. 이때, 사용자 손가락 등의 오브젝트(OBJ)가 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 근접한 경우, 오브젝트 표면(OB)과 형성된 정전 용량에 따라 제 2센서들(RX1 내지 RX4)의 자기 정전 용량이 변화할 수 있다. 이러한, 자기 정전 용량이 반영된 제 3터치 신호를 제 3센싱 신호(또는, 제 3샘플링 신호)라고 할 수 있다. 제 2센서들(RX1 내지 RX4)에 대한 제 3센싱 신호들의 차이를 이용하여 제 1방향(DR1)에 대한 오브젝트(OBJ)의 터치 위치를 검출할 수 있다(도 3 참고).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부(20)는 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)를 구비한다.
표시 구동부(210)는 타이밍 제어부(11), 데이터 구동부(12) 및 제 1발진기(112)를 구비할 수 있다. 일반적으로, 제 1발진기(112)는 타이밍 제어부(11)의 내부에 포함되지만, 도 9에서는 설명의 편의성을 위하여 제 1발진기(112)를 타이밍 제어부(11)의 외부에 도시하기로 한다.
제 1발진기(112)는 표시 구동부(210) 내부에서 사용될 제 1클럭 신호(CLK1)를 생성한다. 여기서, 제 1클럭 신호(CLK1)는 높은 주파수(일례로, 1Mhz 이상의 주파수)를 가질 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 외부(일례로, 어플리케이션 프로세서(30))로부터 제어 신호(CS) 및 제 1데이터(Data1)를 공급받을 수 있다. 제어 신호(CS)를 공급받은 타이밍 제어부(11)는 제어 신호(CS)를 기초로 제 1클럭 신호(CLK1)를 분주하여 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호 등을 생성할 수 있다. 그리고, 타이밍 제어부(11)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호 등을 이용하여 데이터 구동부(12) 등으로 공급될 제어 신호를 생성할 수 있다.
수직 동기신호(Vsync)의 각각의 주기(cycle)는 각각의 표시 프레임 기간에 대응할 수 있다. 표시 프레임 기간은 표시부(110)에 한 화면의 영상이 표시되는 기간을 의미할 수 있다. 수평 동기신호(Hsync)의 각각의 주기는 각각의 수평 기간(horizontal period)에 대응할 수 있다. 수평 기간은 하나의 수평라인(예컨대, 동일 주사선에 접속된 화소들이 위치된 화소행)에 위치된 화소들로 데이터 신호가 공급되는 기간을 의미할 수 있다.
제 1데이터(Data1)를 공급받은 타이밍 제어부(11)는 제 1데이터(Data1)를 보정하여 제 2데이터(Data2)를 생성하고, 제 2데이터(Data2)를 데이터 구동부(12)로 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(11)에서 제 1데이터(Data1)를 이용하여 제 2데이터(Data2)를 생성하는 방법은 현재 공지된 방법들이 사용될 수 있다. 일례로, 타이밍 제어부(11)는 화소들(PX)의 광학 특성, 화소들(PX) 각각에 포함된 구동 트랜지스터 문턱 전압, 발광 소자의 열화 등을 반영하여 제 2데이터(Data2)를 생성할 수 있다. 제 2데이터(Data2)를 공급받은 데이터 구동부(12)는 데이터 신호를 생성하고, 수평 기간 동안 데이터선들(DL)로 데이터 신호를 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 데이터 구동부(12), 타이밍 제어부(11) 및 제 1발진기(112)는 하나의 IC로 집적될 수 있다. 다른 실시예에서, 타이밍 제어부(11) 및 제 1발진기(112)는 하나의 IC로 집적될 수 있고, 데이터 구동부(12)는 별도의 IC로 집적될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 타이밍 제어부(11), 제 1발진기(112) 및 데이터 구동부(12)의 적어도 일부 구성이 하나의 IC 내에 함께 집적될 수 있다.
센서 구동부(220)는 판단부(232), 터치 제어부(234) 및 제 2발진기(236)를 구비한다. 일반적으로, 제 2발진기(236)는 터치 제어부(234)의 내부에 포함되지만, 도 9에서는 설명의 편의성을 위하여 제 2발진기(236)를 터치 제어부(234)의 외부에 도시하기로 한다. 또한, 터치 제어부(234)는 판단부(232)의 구성을 내부에 포함할 수 있다.
제 2발진기(236)는 센서 구동부(220) 내부에서 사용될 제 2클럭 신호(CLK2)를 생성한다. 여기서, 제 2클럭 신호(CLK2)는 높은 주파수(일례로, 1Mhz 이상의 주파수)를 가질 수 있다.
터치 제어부(234)는 센서 구동부(220)의 전반적인 동작을 제어한다. 터치 제어부(234) 내에는 센서 송신부(TDC) 및 센서 수신부(TSC)가 포함될 수 있다. 터치 제어부(234)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 분주하여 다양한 신호들을 생성할 수 있다. 일례로, 터치 제어부(234)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 분주하여 도 5에 도시된 제 1터치 신호, 도 7에 도시된 제 2터치 신호, 도 8에 도시된 제 3터치 신호를 생성할 수 있다. 즉, 터치 제어부(234)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 분주하여 제 1센서(TX) 및/또는 제 2센서들(RX)로 공급될 터치 신호를 생성할 수 있다.
터치 제어부(234)는 표시 구동부(210)(일례로, 타이밍 제어부(11))로부터 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)를 공급받을 수 있다. 여기서, 수평 동기신호(Hsync)는 데이터 신호가 공급되는 기간을 의미하는 것으로, 상술한 바와 같이 구동 신호로 명명될 수 있다. 터치 제어부(234)는 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)에 동기 또는 비동기되도록 터치 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 터치 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수와 하모닉이 발생되지 않도록 미리 설정될 수 있고, 터치 제어부(234)는 미리 설정된 주파수로 터치 신호를 생성할 수 있다.
실시예에서, 구동 신호의 주파수와 터치 신호의 주파수는 서로 다른 주파수를 갖는다. 터치 신호의 체배 주파수들과 구동 신호의 체배 주파수들이 간섭되는 경우 하모닉이 발생되고, 이경우 지터 노이즈가 증가함과 동시에 고스트 터치 등이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 터치 제어부(234)는 구동 신호의 주파수와 하모닉이 발생되지 않도록 미리 설정된 주파수로 터치 신호를 생성할 수 있다.
한편, 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)는 온도 등에 대응하여 주파수(또는 주기)가 변경될 수 있다. 여기서, 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)의 특성(물리적 특성 및/또는 산포)이 동일 또는 유사한 경우 제 1클럭 신호(CLK1)의 제 1주기 및 제 2클럭 신호(CLK2)의 제 2주기는 유사 또는 동일한 비율로 변경될 수 있다. 이 경우, 터치 신호의 주파수 및 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되지 않을 수 있다.
하지만, 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)의 특성이 상이한 경우 제 1주기 및 제 2주기는 서로 상이한 비율로 변경될 수 있다. 제 1주기 및 제 2주기가 상이한 비율로 변경되는 경우 특정 대역에서 구동 신호의 주파수 및 터치 신호의 주파수 간 하모닉이 발생될 수 있다. 일례로, 터치 제어부(234)에 미리 설정된 주파수로 터치 신호가 생성되더라도 상술한 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)의 특성 차이로 인하여 터치 신호의 주파수 및 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되고, 이에 따라 구동의 신뢰성이 저하될 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 센서 구동부(220) 내부에 판단부(232)를 구비한다. 판단부(232)는 제 2발진기(236)로부터 공급되는 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 카운트하여 적어도 하나의 카운트 값(CN)(도 10 참고)을 생성하고, 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우(미만 또는 초과) 표시 장치(1)를 불량으로 판단할 수 있다. 판단부(232)는 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호(DTS)를 외부로 공급할 수 있다. 이를 위하여, 판단부(232)는 미리 설정된 범위에 대응하는 임계값들이 저장되는 저장부(메모리 또는 레지스터 등)를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 터치 제어부(234), 판단부(232) 및 제 2발진기(236)는 하나의 IC로 집적될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 제어부(234) 및 제 2발진기(236)는 하나의 IC로 집적되고, 판단부(232)는 별도의 IC로 집적될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 터치 제어부(234), 판단부(232) 및 제 2발진기(236)의 적어도 일부 구성이 하나의 IC 내에 함께 집적될 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 판단부의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 판단부(232)는 저장부(2321), 카운터(2322) 및 제어부(2323)를 구비한다.
저장부(2321)에는 미리 설정된 범위에 대응하는 임계값들이 저장될 수 있다. 일례로, 저장부(2321)에는 수평 동기신호(Hsync)의 활성화 구간(예를 들어, 하이 레벨 구간)에 대응하여 미리 설정된 제 1범위에 대응하는 임계값들, 수평 동기신호(Hsync)의 비활성화 구간(예를 들어, 로 레벨 구간)에 대응하여 미리 설정된 제 2범위에 대응하는 임계값들이 저장될 수 있다.
저장부(2321)에는 수직 동기신호(Vsync)의 활성화 구간(예를 들어, 하이 레벨 구간)에 대응하여 미리 설정된 제 3범위에 대응하는 임계값들, 수직 동기신호(Vsync)의 비활성화 구간(예를 들어, 로 레벨 구간)에 대응하여 미리 설정된 제 4범위에 대응하는 임계값들이 저장될 수 있다.
카운터(2322)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 카운트하고, 이에 대응하는 카운트 값(CN), 즉 활성화 구간의 제 2클럭 신호의 개수와, 비활성화 구간에서의 제 2클럭 신호의 개수들을 출력할 수 있다.
카운터(2322)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수직 동기신호(Vsync)의 주기를 카운트하고, 이에 대응하는 카운트 값(CN), 즉 활성화 구간의 제 2클럭 신호의 개수와, 비활성화 구간에서의 제 2클럭 신호의 개수들을 출력할 수 있다.
제어부(2323)는 수평 동기신호(Hsync)의 하이 레벨 구간에 대응하는 카운트 값(CN)(또는 제 1카운트 값) 또는 수평 동기신호(Hsync)의 로 레벨 구간에 대응하는 카운트 값(CN)(또는 제 2카운트 값)이 저장부(2321)에 포함된 제 1범위 또는 제 2범위에 포함되는지 판단하고, 판단 결과에 대응하여 검출 신호(DTS)를 외부로 공급할 수 있다.
제어부(2323)는 수직 동기신호(Vsync)의 하이 레벨 구간에 대응하는 카운트 값(CN)(또는 제 3카운트 값) 또는 수직 동기신호(Hsync)의 로 레벨 구간에 대응하는 카운트 값(CN)(또는 제 4카운트 값)이 저장부(2321)에 포함된 제 3범위 또는 제 4범위에 포함되는지 판단하고, 판단 결과에 대응하여 검출 신호(DTS)를 외부로 공급할 수 있다. 제어부(2323)는 터치 제어부(234)로 대체될 수 있고, 이 경우 제어부(2323)는 생략될 수 있다.
실시예에서, 판단부(232)는 수평 동기신호(Hsync) 또는 수직 동기신호(Vsync)에 대응하여 카운트 값(CN)을 생성할 수 있다. 실시예에서, 판단부(232)는 수평 동기신호(Hsync) 및 수직 동기신호(Vsync)에 대응하여 카운트 값(CN)을 생성할 수 있다.
제어부(2323)는 카운트 값(CN)들이 각각 제 1범위 내지 제 4범위에 포함되는지 판단하고, 판단 결과에 대응하여 검출 신호를 외부로 공급할 수 있다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 구동 회로부의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 12 내지 도 13b는 판단부의 카운트 값 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 카운터(2322)는 제 2발진기(236)로부터 제 2클럭 신호(CLK2)를 공급받는다(S2002). 그리고, 카운터(2322)는 표시 구동부(210)로부터 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)를 공급받는다(S2002). 이후 설명의 편의성을 위하여 카운터(2322)로 공급되는 수평 동기신호(Hsync)를 이용하여 구동 방법을 설명하지만, 수직 동기신호(Vsync)의 경우에도 동일 구동 방법이 적용될 수 있다.
수평 동기신호(Hsync) 및 제 2클럭 신호(CLK2)를 공급받은 카운터(2322)는 도 12 내지 도 13b와 같이 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 카운트하고, 카운트 결과에 대응하여 적어도 하나의 카운트 값(CN)을 생성한다(S2004).
카운터(2322)에서 생성된 카운트 값(CN)은 제어부(2323)로 공급될 수 있다. 제어부(2323)는 저장부(2321)로부터 제 1범위에 대응하는 임계값들 및 제 2범위에 대응하는 임계값들을 공급받을 수 있다.
카운트 값(CN) 및 임계값들을 공급받은 제어부(232)는 카운트 값(CN)이 제 1범위 또는 제 2범위에 포함되는지 판단한다(S2006). 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위 내에 포함된 경우 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 유지된다(S2008). 이후, 실시간 또는 소정 주기마다 S2002 내지 S2006 단계가 반복될 수 있다.
S2004 내지 S2008 단계를 보다 상세히 설명하면, 카운터(2322)는 도 12와 같이 수평 동기신호(Hsync)의 하이 레벨 구간(일례로, 하이 레벨 전압이 공급되는 구간) 동안 제 2클럭 신호(CLK2)를 카운트하고, 카운트 값(CN) "A"(예를 들어, "A"는 자연수)를 생성할 수 있다. 또한, 카운터(2322)는 도 12와 같이 수평 동기신호(Hsync)의 로 레벨 구간(일례로, 로 레벨 전압이 공급되는 구간) 동안 제 2클럭 신호(CLK2)를 카운트하고, 카운트 값(CN) "B"(예를 들어, "B"는 자연수)를 생성할 수 있다. 여기서, 카운트 값(CN) "A" 및 카운트 값(CN) "B"는 미리 설정된 범위에 포함되는 값으로 설정될 수 있다. 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되는 경우 제 1발진기(112)의 주기 및 제 2발진기(236)의 주기가 유사 또는 동일한 비율로 변경되며, 이에 따라 터치 신호의 주파수 및 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되지 않을 수 있다. 카운트 값(CN) "A" 및 "B"가 미리 설정된 범위에 포함되는 경우 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 유지된다.
한편, 제어부(2323)는 카운터(2322)에서 생성된 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 외부의 검사 장치로 검출 신호(DTS)를 공급할 수 있다(S2010). 여기서, 검출 신호(DTS)는 표시 장치(1)의 공정 과정에서 외부의 검사 장치로 공급될 수 있으며, 검출 신호(DTS)가 공급된 경우 표시 장치(1)를 불량으로 판단할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)의 특성 차이에 의한 불량을 공정 과정에서 검출할 수 있고, 이에 따라 구동의 신뢰성을 확보할 수 있다.
S2004, S2006, S2010 단계를 보다 상세히 설명하면, 카운터(2322)는 도 13a 및 도 13b와 같이 수평 동기신호(Hsync)의 하이 레벨 구간 동안 제 2클럭 신호(CLK2)를 카운트하고, 카운트 값(CN) "A+k"(예를 들어, "k"는 자연수) 또는 "A-g"(예를 들어, "g"는 자연수)를 생성할 수 있다. 또한, 카운터(2322)는 수평 동기신호(Hsync)의 로 레벨 구간 동안 제 2클럭 신호(CLK2)를 카운트하고, 카운트 값(CN)"B+f"(예를 들어, "f"는 자연수) 또는 "B-h"(예를 들어, "h"는 자연수)를 생성할 수 있다.
도 13a를 참조하면, 제어부(2323)는 수평 동기신호(Hsync)의 하이 레벨 구간 동안 생성된 "A+k"의 카운트 값(CN)이 미리 설정된 제 1범위에 포함되는지 판단한다. 또한, 제어부(2323)는 수평 동기신호(Hsync)의 로 레벨 구간 동안 생성된 "B+f"의 카운트 값(CN)이 미리 설정된 제 2범위에 포함되는지 판단한다. 제어부(2323)는 "A+k"의 카운트 값(CN) 또는"B+f"의 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호(DTS)를 생성하여 외부로 공급할 수 있다.
도 13b를 참조하면, 제어부(2323)는 수평 동기신호(Hsync)의 하이 레벨 구간 동안 생성된 "A-g"의 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되는지 판단한다. 또한, 제어부(2323)는 수평 동기신호(Hsync)의 로 레벨 구간 동안 생성된 "B-h"의 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되는지 판단한다. 제어부(2323)는 "A-g"의 카운트 값(CN) 또는 "B-h"의 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호(DTS)를 생성하여 외부로 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 온도 변화에 대응하여 제 1클럭 신호(CLK1)의 제 1주기 및 제 2클럭 신호(CLK2)의 제 2주기가 변경될 수 있다. 제 1클럭 신호(CLK1)의 제 1주기가 변경되는 경우 구동 신호의 주파수(일례로, 수평 동기신호(Hsync))의 주파수가 변경될 수 있다, 또한, 제 2클럭 신호(CLK2)의 제 2주기가 변경되는 경우 터치 신호의 주파수가 변경될 수 있다.
카운터(2322)에서 생성되는 카운트 값(CN)은 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 카운트하여 생성된다. 따라서, 카운트 값(CN)을 이용하여 제 1주기 및 제 2주기의 변경 비율을 알 수 있고, 이에 따라 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉이 발생되는지를 판단할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부를 나타내는 도면이다. 도 14를 설명할 때 도 9와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 할당함과 아울러 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부(20)는 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)를 구비한다.
센서 구동부(220)는 판단부(232), 터치 제어부(234), 제 2발진기(236) 및 주파수 제어부(238)를 구비한다.
주파수 제어부(238)는 판단부(232)에서 검출 신호(DTS)가 입력되는 경우 제 2발진기(236)의 주파수를 변경할 수 있다. 여기서, 주파수 제어부(238)는 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 제 2발진기(236)의 주파수를 변경할 수 있다. 이를 위하여, 검출 신호(DTS)에는 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위보다 작은 값인지 또는 미리 설정된 범위보다 큰 값인지의 정보가 포함될 수 있다.
제 2발진기(236)의 주파수가 변경되는 경우 카운터(2322)에서 생성된 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함될 수 있고, 이 경우 판단부(232)로부터 주파수 제어부(238)로 검출 신호(DTS)의 공급이 중단된다. 주파수 제어부(238)는 검출 신호(DTS)가 공급되지 않는 경우 제 2발진기(236)의 주파수를 변경하지 않고, 현재 주파수를 유지할 수 있다.
도 15는 도 14에 도시된 구동 회로부의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 16a 및 도 16b는 도 15의 구동 방법에 의한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 15를 설명할 때 도 11과 동일한 과정에 대해서는 동일한 도면 부호를 할당함과 아울러 간략히 설명하기로 한다.
도 10, 도 14 및 도 15를 참조하면, 카운터(2322)는 제 2클럭 신호(CLK2), 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)를 공급받는다(S2002). 제 2클럭 신호(CLK2)를 공급받은 카운터(2322)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 카운트하고, 카운트 결과에 대응하여 적어도 하나의 카운트 값(CN)을 생성한다(S2004).
카운터(2322)에서 생성된 카운트 값(CN)은 제어부(2323)로 공급될 수 있다. 제어부(2323)는 저장부(2321)로부터 공급되는 임계값들을 이용하여 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되는지 판단한다(S2006). 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위 내에 포함된 경우 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 유지된다(S2008).
한편, 제어부(2323)는 카운터(2322)에서 생성된 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호(DTS)를 주파수 제어부(238)로 공급한다. 검출 신호(DTS)를 공급받은 주파수 제어부(238)는 제 2발진기(236)를 제어하여 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 변경한다(S2012). 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 변경된 후 S2002, S2004, S2006 단계를 반복하고, S2006 단계에서 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위 내에 포함되는 경우 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 유지된다(S2008). 실시예에서, S2002, S2004, S2006 및 S2012 단계는 S2006 단계에서 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위 내에 포함될 때까지 반복될 수 있다.
S2006 단계에서 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위 내에 포함되는 경우 검출 신호(DTS)가 주파수 제어부(238)로 공급되지 않고, 이에 따라 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 유지될 수 있다.
실시예에서, 주파수 제어부(238)는 터치 제어부(234) 또는 제어부(2323)로 대체될 수 있다. 즉, 주파수 제어부(238)의 기능은 제어부(2323)에 통합되거나, 터치 제어부(234)에 통합될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부(20)는 온도 변화에 대응하여 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기가 변경되는 경우(즉, 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우), 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기 변경에 대응하여 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 변경할 수 있다. 이 경우, 구동 신호의 주파수의 변경 비율만큼 터치 신호의 주파수가 변경될 수 있고, 이에 따라 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉 발생을 방지할 수 있다.
온도 변화에 대응하여 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기가 변경되어 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않을 수 있다. 이때, 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 변경되지 않는다면 도 16a에 도시된 바와 같이 구동 신호의 주파수와 터치 신호의 주파수 간 하모닉이 발생될 수 있다.
반면에, 본원 발명의 일 실시예와 같이 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기가 변경되어 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우, 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 변경할 수 있다. 일례로, 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수는 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되도록 변경될 수 있다. 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함되도록 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수가 변경되면 도 16b에 도시된 바와 같이 구동 신호의 주파수와 터치 신호의 주파수 간 하모닉을 방지할 수 있다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부를 나타내는 도면이다. 도 17a는 판단부의 구성이 표시 구동부에 포함되는 것을 제외하고 나머지 구성은 도 9와 유사할 수 있다. 도 17b 및 도 17c는 판단부 및 주파수 제어부의 구성이 표시 구동부에 포함되는 것을 제외하고 나머지 구성은 도 14와 유사할 수 있다. 도 17a 내지 도 17c를 설명할 때 도 9 및 도 14와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 할당함과 아울러 중복되는 설명은 생략하기로 한다
도 17a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부(20)는 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)를 구비한다.
센서 구동부(220)는 터치 제어부(234) 및 제 2발진기(236)를 구비할 수 있다.
표시 구동부(210)는 타이밍 제어부(11), 데이터 구동부(12), 제 1발진기(112) 및 판단부(114)를 구비할 수 있다. 여기서, 제 1발진기(112) 및/또는 판단부(114)는 타이밍 제어부(11)의 내부에 포함될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의성을 위하여 제 1발진기(112) 및 판단부(114)를 타이밍 제어부(11)의 외부에 도시하기로 한다.
판단부(114)는 도 10에 도시된 판단부(232)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 판단부(114)는 제 2발진기(236)로부터 제 2클럭 신호(CLK2)를 공급받고, 타이밍 제어부(11)로부터 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)를 공급받을 수 있다. 판단부(114)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 카운트하여 카운트 값(CN)을 생성하고, 카운트 값(CN)이 미리 설정됨 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호(DTS)를 생성할 수 있다. 판단부(114)에서 생성된 검출 신호(DTS)는 외부의 검사 장치로 공급될 수 있으며, 검출 신호(DTS)가 공급된 경우 표시 장치(1)를 불량으로 판단할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)의 특성 차이에 의한 불량을 공정 과정에서 검출할 수 있고, 이에 따라 구동의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 17b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 회로부(20)는 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)를 구비한다.
센서 구동부(220)는 터치 제어부(234) 및 제 2발진기(236)를 구비할 수 있다.
표시 구동부(210)는 타이밍 제어부(11), 데이터 구동부(12), 제 1발진기(112), 판단부(114) 및 주파수 제어부(115)(또는 제 1주파수 제어부)를 구비할 수 있다. 여기서, 제 1발진기(112), 판단부(114) 및/또는 주파수 제어부(115)는 타이밍 제어부(11)의 내부에 포함될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의성을 위하여 제 1발진기(112), 판단부(114) 및 주파수 제어부(115)를 타이밍 제어부(11)의 외부에 도시하기로 한다.
판단부(114)는 도 10에 도시된 판단부(232)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 판단부(114)는 제 2발진기(236)로부터 제 2클럭 신호(CLK2)를 공급받고, 타이밍 제어부(11)로부터 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)를 공급받을 수 있다. 판단부(114)는 제 2클럭 신호(CLK2)를 이용하여 수직 동기신호(Vsync) 및/또는 수평 동기신호(Hsync)의 주기를 카운트하여 카운트 값(CN)을 생성하고, 카운트 값(CN)이 미리 설정됨 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호(DTS)를 생성할 수 있다. 판단부(114)에서 생성된 검출 신호(DTS)는 주파수 제어부(115)로 공급될 수 있다.
주파수 제어부(115)는 검출 신호(DTS)가 공급될 때 제 1발진기(112)를 제어하여 제 1클럭 신호(CLK1)의 주파수를 변경할 수 있다. 일례로, 주파수 제어부(115)는 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 제 1클럭 신호(CLK1)의 주파수를 변경할 수 있다. 이를 위하여, 검출 신호(DTS)에는 카운트 값(CN)이 미리 설정된 범위보다 작은 값인지 또는 미리 설정된 범위보다 큰 값인지의 정보가 포함될 수 있다. 주파수 제어부(115)에서 카운트 값(CN)이 미리 설정됨 범위에 포함될 수 있도록 제 1클럭 신호(CLK1)의 주파수가 변경되면 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉 발생을 방지할 수 있다.
실시예에서, 주파수 제어부(115)는 타이밍 제어부(11)로 대체될 수 있다. 즉, 주파수 제어부(115)의 기능은 타이밍 제어부(11)에서 구현될 수 있다. 이 경우, 검출 신호(DTS)는 타이밍 제어부(11)로 공급될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 카운트 값(CN)이 미리 설정됨 범위에 포함되지 않는 경우(즉, 검출 신호(DTS)가 생성되는 경우) 제 1클럭 신호(CLK1) 및 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 변경할 수 있다. 이와 관련하여 도 17c를 참조하여 설명하기로 하며, 도 17b와 중복되는 구성과 관련하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 17c를 참조하면, 주파수 제어부(115a)(또는 제 1주파수 제어부)는 검출 신호(DTS)가 공급될 때 제 1발진기(112)를 제어하여 제 1클럭 신호(CLK1)의 주파수를 변경할 수 있다. 또한, 주파수 제어부(115a)는 검출 신호(DTS)가 공급될 때 제어 신호(CTS)를 생성하고, 생성된 제어 신호(CTS)를 타이밍 제어부(11)로 공급할 수 있다. 제어 신호(CTS)를 공급받은 타이밍 제어부(11)는 발진 변경 신호(OCS)(일례로, 검출 신호(DTS)와 동일 신호)를 주파수 제어부(238a)로 공급할 수 있다.
발진 변경 신호(OCS)를 공급받은 주파수 제어부(238a)(또는 제 2주파수 제어부)는 제 2발진기(236)의 제어하여 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 변경할 수 있다. 실시예에서, 주파수 제어부(115a)는 카운트 값(CN)이 미리 설정됨 범위에 포함될 수 있도록 제 1클럭 신호(CLK1)의 주파수를 변경할 수 있고, 주파수 제어부(238a)는 카운트 값(CN)이 미리 설정됨 범위에 포함될 수 있도록 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 변경할 수 있다. 제 1발진기(112) 및 제 2발진기(236)의 주파수가 변경되는 경우 터치 신호의 주파수 및 구동 신호의 주파수가 변경되고, 이에 따라 터치 신호의 주파수와 구동 신호의 주파수 간 하모닉 발생을 방지할 수 있다.
실시예에서, 주파수 제어부(115a)는 타이밍 제어부(11)로 대체될 수 있다. 즉, 주파수 제어부(115a)의 기능은 타이밍 제어부(11)에서 구현될 수 있다. 이 경우, 검출 신호(DTS)는 타이밍 제어부(11)로 공급될 수 있다.
실시예에서, 주파수 제어부(238a)는 터치 제어부(234)로 대체될 수 있다. 즉, 주파수 제어부(238a)의 기능은 터치 제어부(234)에서 구현될 수 있다. 이 경우, 발진 변경 신호(OCS)는 터치 제어부(11)로 공급될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 표시 구동부(210)는 타이밍 제어부(11) 및 데이터 구동부(12)를 포함할 수 있고, 표시부(110)는 주사 구동부(13) 및 발광 구동부(15)를 포함할 수 있다. 하지만, 전술한 바와 같이, 각각의 기능부를 하나의 IC에 집적할 것인지, 복수의 IC들에 집적할 것인지, 표시 기판(111)에 마운트할 것인지는 표시 장치(1)의 사양(specification)에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 추가적으로, 타이밍 제어부(11)는 도 17a 내지 도 17c에 도시된 제 1발진기(112), 판단부(114) 및 주파수 제어부(115, 115a)의 구성을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 프로세서(9)로부터 각각의 표시 프레임 기간에 대한 계조들(또는, 도 9에 도시된 제 1데이터(Data1)) 및 타이밍 신호들(또는, 도 9에 도시된 제어 신호(CS))을 수신할 수 있다. 여기서, 프로세서(9)는 GPU(Graphics Processing Unit), CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(9)는 도 1의 어플리케이션 프로세서(30)일 수 있다.
계조들은 각 수평 기간에 수평 라인(horizontal line) 단위로 공급될 수 있다. 수평 라인은 동일한 주사선에 연결된 화소들(예를 들어, 화소행)을 의미할 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 표시 장치(1)(또는, 화소부(14))의 사양에 대응하도록 계조들을 렌더링(rendering)할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(9)는 각각의 단위 도트(unit dot)에 대해서 적색 계조, 녹색 계조, 청색 계조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 화소부(14)가 RGB stripe 구조인 경우, 각각의 계조에 화소가 1대 1 대응할 수 있다. 이러한 경우 계조들의 렌더링이 불필요할 수 있다. 하지만, 예를 들어, 화소부(14)가 펜타일(PENTILETM) 구조인 경우, 인접한 단위 도트끼리 화소를 공유하므로, 각각의 계조에 화소가 1대 1 대응하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 계조들의 렌더링이 필요할 수 있다. 렌더링되거나 렌더링되지 않은 계조들(또는, 도 9에 도시된 제 2데이터(Data2))은 데이터 구동부(12)로 제공될 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(11)는 데이터 구동부(12)에 데이터 제어 신호를 제공할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(11)는 주사 구동부(13)에 주사 제어 신호를 제공할 수 있다.
데이터 구동부(12)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 계조들 및 데이터 제어 신호를 이용하여 데이터선들(DL1 내지 DLn)(예를 들어, n은 자연수)로 제공할 데이터 전압(또는 데이터 신호)들을 생성할 수 있다.
주사 구동부(13)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 클록 신호, 주사 시작 신호 등을 이용하여, 주사선들(SL0 내지 SLm)(예를 들어, m은 자연수)에 제공할 주사 신호들을 생성할 수 있다. 주사 구동부(13)는 주사선들(SL0 내지 SLm)에 턴-온 레벨의 펄스를 갖는 주사 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(13)는, 계조들이 공급되는 액티브 기간(active period) 중, 수평 동기신호(Hsync)의 주기(cycle)와 대응하는 주기로 턴-온 레벨의 주사 신호들을 주사선들로 공급할 수 있다. 주사 구동부(13)는 시프트 레지스터(shift register) 형태로 구성된 주사 스테이지들을 포함할 수 있다. 주사 구동부(13)는 클록 신호의 제어에 따라 턴-온 레벨의 펄스 형태인 주사 시작 신호를 다음 주사 스테이지로 순차적으로 전달하는 방식으로 주사 신호들을 생성할 수 있다.
발광 구동부(15)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 발광 제어 신호(예를 들어, 클록 신호, 발광 중지 신호 등)을 이용하여, 발광 라인들(EL1 내지 ELo)(예를 들어, o는 자연수)에 제공할 발광 신호들을 생성할 수 있다. 발광 구동부(15)는 발광 라인들(EL1 내지 ELo)에 턴-오프 레벨의 펄스를 갖는 발광 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 발광 구동부(15)는 시프트 레지스터 형태로 구성된 발광 스테이지들을 포함할 수 있다. 발광 구동부(15)는 클록 신호의 제어에 따라 턴-오프 레벨의 펄스 형태인 발광 중지 신호를 다음 발광 스테이지로 순차적으로 전달하는 방식으로 발광 신호들을 생성할 수 있다.
화소부(14)는 화소들(PX)을 포함한다. 각각의 화소들(PX)은 대응하는 데이터선 및 주사선에 연결될 수 있다. 예를 들어, 화소(PXij)는 i 번째 주사선 및 j 번째 데이터선에 연결될 수 있다. 화소들은 제 1색상의 광을 방출하는 화소들, 제 2색상의 광을 방출하는 화소들, 및 제 3색상의 광을 방출하는 화소들을 포함할 수 있다. 제 1색상, 제 2색상, 및 제 3색상은 서로 다른 색상일 수 있다. 예를 들어, 제 1색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 한가지 색상일 수 있고, 제 2색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 제 1색상이 아닌 한가지 색상일 수 있고, 제 3색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 제 1색상 및 제 2색상이 아닌 나머지 색상일 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 3색상들로 적색, 녹색, 및 청색 대신 마젠타(magenta), 시안(cyan), 및 옐로(yellow)가 사용될 수도 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 화소(PXij)는 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(LD)를 포함한다.
이하에서는 P형 트랜지스터로 구성된 회로를 예로 들어 설명한다. 하지만 당업자라면 게이트 단자에 인가되는 전압의 극성을 달리하여, N형 트랜지스터로 구성된 회로를 설계할 수 있을 것이다. 유사하게, 당업자라면 P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터의 조합으로 구성된 회로를 설계할 수 있을 것이다. 트랜지스터는 TFT(thin film transistor), FET(field effect transistor), BJT(bipolar junction transistor) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
제 1트랜지스터(T1)는 게이트 전극이 제 1노드(N1)에 연결되고, 제 1전극이 제 2노드(N2)에 연결되고, 제 2전극이 제 3노드(N3)에 연결될 수 있다. 제 1트랜지스터(T1)를 구동 트랜지스터로 명명할 수 있다.
제 2트랜지스터(T2)는 게이트 전극이 주사선(SLi1)에 연결되고, 제 1전극이 데이터선(DLj)에 연결되고, 제 2전극이 제 2노드(N2)에 연결될 수 있다. 제 2트랜지스터(T2)를 스캔 트랜지스터로 명명할 수 있다.
제 3트랜지스터(T3)는 게이트 전극이 주사선(SLi2)에 연결되고, 제 1전극이 제 1노드(N1)에 연결되고, 제 2전극이 제 3노드(N3)에 연결될 수 있다. 제 3트랜지스터(T3)를 다이오드 연결 트랜지스터로 명명할 수 있다.
제 4트랜지스터(T4)는 게이트 전극이 주사선(SLi3)에 연결되고, 제 1전극이 제 1노드(N1)에 연결되고, 제 2전극이 초기화 라인(INTL)에 연결될 수 있다. 제 4트랜지스터(T4)는 게이트 초기화 트랜지스터로 명명될 수 있다.
제 5트랜지스터(T5)는 게이트 전극이 i번째 발광 라인(ELi)에 연결되고, 제 1전극이 제 1전원 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제 2전극이 제 2노드(N2)에 연결될 수 있다. 제 5트랜지스터(T5)는 발광 트랜지스터로 명명될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 5트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 제 6트랜지스터(T6)의 게이트 전극과 연결된 발광 라인과 다른 발광 라인에 연결될 수도 있다.
제 6트랜지스터(T6)는 게이트 전극이 i번째 발광 라인(ELi)에 연결되고, 제 1전극이 제 3노드(N3)에 연결되고, 제 2전극이 발광 소자(LD)의 애노드에 연결될 수 있다. 제 6트랜지스터(T6)는 발광 트랜지스터로 명명될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 6트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 제 5트랜지스터(T5)의 게이트 전극과 연결된 발광 라인과 다른 발광 라인에 연결될 수도 있다.
제 7트랜지스터(T7)는 게이트 전극이 주사선(SLi4)에 연결되고, 제 1전극이 초기화 라인(INTL)에 연결되고, 제 2전극이 발광 소자(LD)의 애노드에 연결될 수 있다. 제 7트랜지스터(T7)는 발광 소자 초기화 트랜지스터로 명명될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제 1전극은 제 1전원 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제 2전극은 제 1노드(N1)에 연결될 수 있다.
발광 소자(LD)는 애노드가 제 6트랜지스터(T6)의 제 2전극에 연결되고, 캐소드가 제 2전원 라인(ELVSSL)에 연결될 수 있다. 발광 소자(LD)는 발광 다이오드일 수 있다. 발광 소자(LD)는 유기 발광 소자(organic light emitting diode), 무기 발광 소자(inorganic light emitting diode), 퀀텀 닷/웰 발광 소자(quantum dot/well light emitting diode) 등으로 구성될 수 있다. 발광 소자(LD)는 제 1색상, 제 2색상, 및 제 3색상 중 어느 하나의 색상으로 발광할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 각 화소에 발광 소자(LD)가 하나만 구비되었으나, 다른 실시예에서 각 화소에 복수의 발광 소자들이 구비될 수도 있다. 이때, 복수의 발광 소자들은 직렬, 병렬, 직병렬 등으로 연결될 수 있다.
제 1전원 라인(ELVDDL)에는 제 1전원 전압이 인가되고, 제 2전원 라인(ELVSSL)에는 제 2전원 전압이 인가되고, 초기화 라인(INTL)에는 초기화 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제 1전원 전압은 제 2전원 전압보다 클 수 있다. 예를 들어, 초기화 전압은 제 2전원 전압과 동일하거나 더 클 수 있다. 예를 들어, 초기화 전압은 제공 가능한 데이터 전압들 중 가장 작은 크기의 데이터 전압과 대응할 수 있다. 다른 예에서, 초기화 전압의 크기는 제공 가능한 데이터 전압들의 크기들보다 작을 수 있다.
도 20은 도 19의 화소의 예시적인 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서 주사선들(SLi1, SLi2, SLi4)이 i번째 주사선(SLi)이고, 주사선(SLi3)이 i-1번째 주사선(SL(i-1))인 경우를 가정한다. 다만, 주사선들(SLi1, SLi2, SLi3, SLi4)은 실시예들에 따라 연결 관계가 다양할 수 있다. 예를 들어, 주사선(SLi4)은 i-1번째 주사선이거나, i+1번째 주사선일 수도 있다.
먼저, i번째 발광 라인(ELi)에는 턴-오프 레벨(로직 하이 레벨, logic high level)의 발광 신호가 인가되고, 데이터선(DLj)에는 i-1번째 화소에 대한 데이터 전압(DATA(i-1)j)이 인가되고, 주사선(SLi3)에는 턴-온 레벨(로직 로 레벨, logic low level)의 주사 신호가 인가된다. 로직 레벨의 하이/로우는 트랜지스터가 P형인지 N형인지에 따라서 달라질 수 있다.
이때, 주사선들(SLi1, SLi2)에는 턴-오프 레벨의 주사 신호가 인가되므로, 제 2트랜지스터(T2)는 턴-오프 상태이고, i-1번째 화소에 대한 데이터 전압(DATA(i-1)j)이 화소(PXij)로 인입되는 것이 방지된다.
이때, 제 4트랜지스터(T4)는 턴-온 상태가 되므로, 제 1노드(N1)가 초기화 라인(INTL)과 연결되어, 제 1노드(N1)의 전압이 초기화된다. 발광 라인(ELi)에는 턴-오프 레벨의 발광 신호가 인가되므로, 트랜지스터들(T5, T6)은 턴-오프 상태이고, 초기화 전압 인가 과정에 따른 불필요한 발광 소자(LD)의 발광이 방지된다.
다음으로, 데이터선(DLj)에는 i번째 화소(PXij)에 대한 데이터 전압(DATAij)이 인가되고, 주사선들(SLi1, SLi2)에는 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가된다. 이에 따라 트랜지스터들(T2, T1, T3)이 도통 상태가 되며, 데이터선(DLj)과 제 1노드(N1)가 전기적으로 연결된다. 따라서, 데이터 전압(DATAij)에서 제 1트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 감한 보상 전압이 스토리지 커패시터(Cst)의 제 2전극(즉, 제 1노드(N1))에 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)는 제 1전원 전압과 보상 전압의 차이에 해당하는 전압을 유지한다. 이러한 기간을 문턱 전압 보상 기간 또는 데이터 기입 기간이라고 명명할 수 있다.
또한, 주사선(SLi4)이 i번째 주사선인 경우, 제 7트랜지스터(T7)는 턴-온 상태이므로, 발광 소자(LD)의 애노드와 초기화 라인(INTL)이 연결되고, 발광 소자(LD)는 초기화 전압과 제 2전원 전압의 전압 차이에 해당하는 전하량으로 초기화된다.
이후, i번째 발광 라인(ELi)에 턴-온 레벨의 발광 신호가 인가됨에 따라, 트랜지스터들(T5, T6)이 도통될 수 있다. 따라서, 제 1전원 라인(ELVDDL), 제 5트랜지스터(T5), 제 1트랜지스터(T1), 제 6트랜지스터(T6), 발광 소자(LD), 및 제 2전원 라인(ELVSSL)을 연결하는 구동 전류 경로가 형성된다.
스토리지 커패시터(Cst)에 유지된 전압에 따라 제 1트랜지스터(T1)의 제 1전극과 제 2전극에 흐르는 구동 전류량이 조절된다. 발광 소자(LD)는 구동 전류량에 대응하는 휘도로 발광한다. 발광 소자(LD)는 발광 라인(ELi)에 턴-오프 레벨의 발광 신호가 인가되기 전까지 발광한다.
발광 신호가 턴-온 레벨일 때, 해당 발광 신호를 수신하는 화소들은 표시 상태일 수 있다. 따라서, 발광 신호가 턴-온 레벨인 기간을 발광 기간(EP)(또는, 발광 허용 기간)이라고 할 수 있다. 또한, 발광 신호가 턴-오프 레벨일 때, 해당 발광 신호를 수신하는 화소들은 비표시 상태일 수 있다. 따라서, 발광 신호가 턴-오프 레벨인 기간을 비발광 기간(NEP)(또는, 발광 불허용 기간)이라고 할 수 있다.
도 20에서 설명된 비발광 기간(NEP)은, 화소(PXij)가 초기화 기간 및 데이터 기입 기간을 거치는 동안 원하지 않는 휘도로 발광하는 것을 방지하기 위한 것이다.
화소(PXij)에 기입된 데이터가 유지되는 동안(예를 들어, 한 프레임 기간) 한 번 이상의 비발광 기간(NEP)이 추가로 제공될 수 있다. 이는 화소(PXij)의 발광 기간(EP)을 줄임으로써 저계조를 효과적으로 표현하거나, 영상의 모션(motion)을 부드럽게 블러(blur)처리하기 위함일 수 있다.
도 21 내지 도 27은 표시 장치의 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면들이다. 도 21 내지 도 27의 도면 부호들과 도 1 내지 도 20의 도면 부호들은 서로 독립적이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 설명하기 위한 도면이고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하 실시예들에서 평면은 제 1방향(DR1) 및 제 2방향(DR2)으로 위치를 정의할 수 있고, 높이는 제 3방향(DR3)으로 위치를 정의할 수 있다(도 22, 도 23 참조). 제 1방향(DR1), 제 2방향(DR2), 및 제 3방향(DR3)은 서로 직교하는 방향일 수 있다.
기판(SUB)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 제 1부가 영역(ADA1), 및 제 2부가 영역(ADA2)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 표시 영역(DA)의 각 코너는 각진 형태이거나 곡면 형태일 수 있다. 또한, 원형 디스플레이의 경우 표시 영역(DA)은 원의 형태를 가질 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)은 사각형이 아닌 다른 다각형, 타원형 등으로 구성될 수 있다. 이와 같이, 표시 영역(DA)의 형태는 제품에 따라 달리 설정될 수 있다.
표시 영역(DA) 상에는 화소들이 위치할 수 있다. 표시 장치(DP)의 종류에 따라 각각의 화소들은 발광 다이오드를 포함하거나, 액정층을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 외곽을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)은 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 비표시 영역(NDA)의 각 코너(corner)는 각진 형태이거나 곡면 형태일 수 있다. 도 22는 비표시 영역(NDA)의 각 코너가 곡면 형태를 갖는 경우를 가정하여 도시되었다. 비표시 영역(NDA)은 원의 형태를 가질 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 최소화되는 것이 좁은 베젤(narrow bezel) 구조에 유리하므로, 비표시 영역(NDA)의 형상은 표시 영역(DA)의 형상과 유사할 수 있다.
제 1부가 영역(ADA1)은 비표시 영역(NDA)과 제 2부가 영역(ADA2)의 사이에 위치할 수 있다. 제 1부가 영역(ADA1)은 비표시 영역(NDA)과 제 1경계(ED1)에서 연결될 수 있다. 제 1부가 영역(ADA1)은 제 2부가 영역(ADA2)과 제 2경계(ED2)에서 연결될 수 있다. 제 1경계(ED1) 및 제 2경계(ED2)는 각각 제 1방향(DR1)으로 연장될 수 있다.
제 1부가 영역(ADA1)의 폭은 제 1경계(ED1)에서 제 2경계(ED2)로 갈수록 좁아질 수 있다. 즉, 제 1부가 영역(ADA1)의 제 1방향(DR1)의 폭은 제 2방향(DR2)으로 갈수록 좁아질 수 있다. 이에 따라, 제 1부가 영역(ADA1)은 굴곡진 제 1측면(RC1) 및 제 2측면(RC2)을 포함할 수 있다. 측면들(RC1, RC2)은 기판의 내부(예를 들어, 기판의 중심)를 향해서 볼록할 수 있다.
도 22에서는 제 1방향(DR1) 및 그 반대 방향에서 2 개의 측면들(RC1, RC2)을 포함하도록 제 1부가 영역(ADA1)이 도시되었다. 다른 실시예에서 제 1부가 영역(ADA1)은 제 1방향(DR1)에 위치한 경계가 비표시 영역(NDA)의 경계와 일치함으로써, 제 1측면(RC1)만 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서 제 1부가 영역(ADA1)은 제 1방향(DR1)의 반대 방향에 위치한 경계가 비표시 영역(NDA)의 경계와 일치함으로써, 제 2측면(RC2)만 포함할 수도 있다.
제 2부가 영역(ADA2)은 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 제 2부가 영역(ADA2)의 제 2방향(DR2)에 위치한 각 코너는 각진 형태이거나 곡면 형태일 수 있다. 도 22는 제 2부가 영역(ADA2)의 제 2방향(DR2)에 위치한 각 코너가 각진 형태인 경우를 가정하여 도시되었다.
봉지막(TFE)은 화소들 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 봉지막(TFE)은 표시 영역(DA)에서 화소들을 커버하고, 봉지막(TFE)의 경계가 비표시 영역(NDA)에 위치할 수 있다. 봉지막(TFE)은 표시 영역(DA)의 화소들의 발광 소자들 및 회로 소자들을 커버함으로써, 외부 습기 또는 충격으로부터의 파손을 방지할 수 있다.
감지 전극들(SC1, SC2)(일례로, 도 1에 도시된 센서들(TX, RX))은 봉지막(TFE) 상에 위치할 수 있다. 감지 전극들(SC1, SC2)은 사용자의 신체에 의한 터치(touch), 호버링(hovering), 제스처(gesture), 근접 여부 등을 감지할 수 있다. 감지 전극들(SC1, SC2)은 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도 방식(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식에 따라 다른 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 감지 전극들(SC1, SC2)이 정전 용량 방식으로 구성되는 경우, 감지 전극들(SC1, SC2)은 자기 정전 용량 모드, 상호 정전 용량 모드 등으로 구동될 수 있다.
감지 전극들(SC1, SC2)이 상호 정전 용량 모드로 구동되는 경우, 제 1감지 전극(SC1)에 대응하는 감지 배선을 통해서 터치 신호가 송신되고, 제 1감지 전극(SC1)과 상호 정전 용량을 형성하는 제 2감지 전극(SC2)에 대응하는 감지 배선을 통해서 센싱 신호가 수신될 수 있다. 사용자의 신체가 근접하는 경우, 제 1감지 전극(SC1)과 제 2감지 전극(SC2) 간의 상호 정전 용량이 변화할 수 있고, 이에 따른 터치 신호의 차이에 따라, 사용자의 터치 여부를 검출할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2감지 전극(SC2)에 대응하는 감지 배선을 통해서 터치 신호가 송신되고, 제 2감지 전극(SC2)과 상호 정전 용량을 형성하는 제 1감지 전극(SC1)에 대응하는 감지 배선을 통해서 센싱 신호가 수신될 수 있다.
패드들(PDE1, PDE2, PDE3)은 제 2부가 영역(ADA2) 상에 위치할 수 있다. 패드들(PDE1, PDE3)은 감지 배선들(IST1, IST2)을 통해서 봉지막 상부에 위치한 감지 전극들(SC1, SC2)과 연결될 수 있다. 패드들(PDE1, PDE3)은 외부의 터치 IC(integrated chip)에 연결될 수 있다. 또한, 패드들(PDE2)은 표시 배선들(DST)을 통해서 봉지막(TFE) 하부에 위치한 화소들 또는 화소들의 구동부와 연결될 수 있다. 구동부는 주사 구동부, 발광 구동부, 데이터 구동부 등을 포함할 수 있다. 구동부는 봉지막(TFE) 하부에 위치할 수도 있고, 패드들(PDE2)을 통해서 연결된 외부의 표시 IC에 위치할 수도 있다.
표시 장치(DP)가 상호 정전 용량 모드로 구동되는 경우, 터치 IC는, 제 1감지 배선(IST1)을 통해서 터치 신호를 송신하고, 제 2감지 배선(IST2)을 통해서 센싱 신호를 수신할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2감지 배선(IST2)을 통해서 터치 신호를 송신하고, 제 1감지 배선(IST1)을 통해서 센싱 신호를 수신할 수도 있다. 참고로, 표시 장치(DP)가 자기 정전 용량 모드로 구동되는 경우, 제 1감지 배선(IST1)과 제 2감지 배선(IST2)의 구동 방식에서 차이가 없을 수 있다. 표시 배선들(DST)은 제어 라인, 데이터선, 전원 라인 등을 포함할 수 있으며, 화소들이 영상을 표시할 수 있도록 신호들을 제공할 수 있다. 이러한 신호들은 표시 배선들(DST)과 연결된 구동부로부터 제공될 수 있다.
도 21은 기판(SUB)이 벤딩된 상태이고, 도 22는 기판(SUB)이 벤딩되지 않은 상태이다. 표시 장치(DP)는 도 22와 같이 벤딩되지 않은 상태에서 기판(SUB)에 소자들이 적층된 후에, 도 21과 같이 벤딩될 수 있다.
기판(SUB)은 제 1부가 영역(ADA1)의 제 1측면(RC1)으로부터 비표시 영역(NDA)과 중첩되도록 연장되는 제 1벤딩 영역(BA1)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 제 1벤딩 영역(BA1)은 표시 영역(DA)과 중첩되도록 연장될 수 있다. 즉, 각각의 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 제 1부가 영역(ADA1)은 제 1벤딩 영역(BA1)과 일부 중첩될 수 있다. 제 1벤딩 영역(BA1)은 제 1방향(DR1)의 폭을 가지고, 제 2방향(DR2)으로 길이가 연장될 수 있다. 제 1벤딩 축(BX1)은 제 1벤딩 영역(BA1)의 중심에서 제 2방향(DR2)으로 연장되는 접이선(folding line)으로 정의될 수 있다. 실시예에 따라, 제 1벤딩 영역(BA1)은 주변의 다른 부분과 달리 일부 절연막 등이 제거되어 응력이 감소된 부분일 수 있다. 실시예에 따라, 제 1벤딩 영역(BA1)은 주변의 다른 부분과 동일한 구성을 가질 수도 있다.
기판(SUB)은 제 1부가 영역(ADA1)의 제 2측면(RC2)으로부터 비표시 영역(NDA)과 중첩되도록 연장되는 제 3벤딩 영역(BA3)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 제 3벤딩 영역(BA3)은 표시 영역(DA)과 중첩되도록 연장될 수 있다. 즉, 각각의 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 제 1부가 영역(ADA1)은 제 3벤딩 영역(BA3)과 일부 중첩될 수 있다. 제 3벤딩 영역(BA3)은 제 1방향(DR1)의 폭을 가지고, 제 2방향(DR2)으로 길이가 연장될 수 있다.
제 3벤딩 축(BX3)은 제 3벤딩 영역(BA3)의 중심에서 제 2방향(DR2)으로 연장되는 접이선으로 정의될 수 있다. 실시예에 따라, 제 3벤딩 영역(BA3)은 주변의 다른 부분과 달리 일부 절연막 등이 제거되어 응력이 감소된 부분일 수 있다. 실시예에 따라, 제 3벤딩 영역(BA3)은 주변의 다른 부분과 동일한 구성을 가질 수도 있다.
제 2부가 영역(ADA2)은 제 2벤딩 영역(BA2)을 포함할 수 있다. 제 2벤딩 영역(BA2)은 제 2방향(DR2)의 폭을 가지고, 제 1방향(DR1)으로 길이가 연장될 수 있다. 제 2벤딩 축(BX2)은 제 2벤딩 영역(BA2)의 중심에서 제 1방향(DR1)으로 연장되는 접이선으로 정의될 수 있다. 실시예에 따라, 제 2벤딩 영역(BA2)은 주변의 다른 부분과 달리 일부 절연막 등이 제거되어 응력이 감소된 부분일 수 있다. 실시예에 따라, 제 2벤딩 영역(BA2)은 주변의 다른 부분과 동일한 구성을 가질 수도 있다.
제 1 내지 제 3벤딩 영역들(BA1, BA2, BA3)은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
여기서, “접힌다”는 용어는 형태가 고정된 것이 아니라 원래의 형태로부터 다른 형태로 변형될 수 있다는 것으로서, 하나 이상의 벤딩 축을 따라 접히거나(folded) 휘거나(curved) 두루마리 식으로 말리는(rolled) 것을 포함한다. 제 1 및 제 3벤딩 영역들(BA1, BA3)에 의해, 표시 장치(DP)의 제 1방향(DR1)의 반대 방향 및 제 1방향(DR1)의 측면 베젤 폭이 감소될 수 있다. 또한, 제 2벤딩 영역(BA2)에 의해, 표시 장치(DP)의 제 2방향(DR2)의 측면 베젤 폭이 감소될 수 있다.
도 23은 도 22의 I-I’ 선에 해당하는 단면의 일 실시예다. 도 22의 I-I’ 선은 제 1패드(PDE1) 및 제 1감지 배선(IST1)을 지나는 것으로 가정한다.
먼저, 표시 영역(DA)에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 표시 영역(DA)에는 화소들(PX)이 제공된다. 각 화소(PX)는 표시 배선들(DST) 중 대응하는 배선에 연결된 트랜지스터, 트랜지스터에 연결된 발광 소자, 및 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 도 23에서는 설명의 편의를 위해 1 개의 화소(PX)에 대해 예시적으로 도시되었다.
기판(SUB)은 유리, 수지(resin) 등과 같은 절연성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(SUB)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 기판(SUB)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 기판(SUB)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있으며, 섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber reinforced plastic) 등으로 이루어질 수도 있다.
예를 들어, 기판(SUB)이 다층 구조를 갖는 경우, 복수의 층들 사이에 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등의 무기물 들이 단일 층 또는 복수 층으로 개재될 수 있다.
버퍼막(BF)은 기판(SUB)을 커버할 수 있다. 버퍼막(BF)은 트랜지스터의 채널에 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 버퍼막(BF)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(BF)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 등으로 형성될 수 있으며, 기판(SUB)의 재료 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다. 실시예에 따라, 배리어막(barrier layer)이 더 제공될 수 있다.
버퍼막(BF) 상에는 액티브막(ACT)이 위치할 수 있다. 액티브막(ACT)은 패터닝되어 트랜지스터의 채널, 소스 전극, 및 드레인 전극을 구성하거나, 배선을 구성할 수 있다. 액티브막(ACT)은 반도체 소재로 형성될 수 있다. 액티브막(ACT)은 폴리 실리콘, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 트랜지스터의 채널은 불순물로 도핑되지 않은 반도체 패턴으로서, 진성 반도체일 수 있다. 소스 전극, 드레인 전극, 및 배선은 불순물이 도핑된 반도체 패턴일 수 있다. 불순물로는 n형 불순물, p형 불순물, 기타 금속과 같은 불순물이 사용될 수 있다.
제 1게이트 절연막(GI1)은 액티브막(ACT)을 커버할 수 있다. 제 1게이트 절연막(GI)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등의 무기 절연 물질이 이용될 수 있다.
트랜지스터의 게이트 전극(GE) 및 커패시터(Cst)의 하부 전극(LE)이 제 1게이트 절연막(GI1) 상에 위치할 수 있다. 게이트 전극(GE)은 채널에 대응되는 영역과 중첩될 수 있다. 게이트 전극(GE) 및 하부 전극(LE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(GE)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 전극(GE)은 단일막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 금속들 및 합금들 중 2 이상 물질이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
제 2게이트 절연막(GI2)은 게이트 전극(GE) 및 하부 전극(LE)을 커버할 수 있다. 제 2게이트 절연막(GI2)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다.
커패시터(Cst)의 상부 전극(UE)은 제 2게이트 절연막(GI2) 상에 위치할 수 있다. 커패시터 상부 전극(UE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(UE)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상부 전극(UE)은 단일막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 금속들 및 합금들 중 2 이상 물질이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
하부 전극(LE)과 상부 전극(UE)은 제 2게이트 절연막(GI2)을 사이에 두고 커패시터(Cst)를 구성할 수 있다. 도 23에서 커패시터(Cst)가 하부 전극(LE)과 상부 전극(UE)의 2 층 전극 구조로 도시되었으나, 다른 실시예에서 커패시터(Cst)는 액티브막(ACT)을 이용하여 3층 전극 구조로 구성되거나, 제 1연결 패턴(CNP1)과 동일한 층의 전극을 이용하여 3층 전극 구조로 구성되거나, 4층 이상의 전극 구조로 구성될 수도 있다.
층간 절연막(ILD)은 상부 전극(UE)을 커버할 수 있다. 층간 절연막(ILD)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다.
본 실시예에서 설명의 편의성을 위해서, 제 1게이트 절연막(GI1), 제 2게이트 절연막(GI2), 및 층간 절연막(ILD)을 제 1절연막 그룹(ING1)으로 지칭할 수 있다. 제 1절연막 그룹(ING1)은 트랜지스터의 일부를 커버할 수 있다. 실시예에 따라, 제 1절연막 그룹(ING1)은 버퍼막(BF)을 더 포함할 수 도 있다.
제 1연결 패턴(CNP1)이 층간 절연막(ILD) 상에 위치할 수 있다. 제 1연결 패턴(CNP1)은 층간 절연막(ILD), 제 2게이트 절연막(GI2), 제 1게이트 절연막(GI1)에 형성된 컨택홀을 통해 액티브막(ACT)의 소스 전극과 드레인 전극에 각각 접촉할 수 있다.
제 1연결 패턴(CNP1)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다.
도시되지 않았지만, 실시예에 따라, 패시베이션막은 제 1연결 패턴(CNP1)을 커버할 수 있다. 패시베이션막은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다.
제 1비아막(VIA1)은 패시베이션막 또는 트랜지스터를 커버할 수 있다. 제 1비아막(VIA1)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다. 유기막은 에바포레이션(evaporation) 등의 방법으로 증착될 수 있다.
제 2연결 패턴(CNP2)은 제 1비아막(VIA1)의 개구부를 통해 제 1연결 패턴(CNP1)과 연결될 수 있다. 제 2연결 패턴(CNP2)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제 2비아막(VIA2)은 제 1비아막(VIA1) 및 제 2연결 패턴(CNP2)을 커버할 수 있다. 제 2비아막(VIA2)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.
제 1발광 소자 전극(LDE1)은 제 2비아막(VIA2)의 개구부를 통해 제 2연결 패턴(CNP2)과 연결될 수 있다. 여기서, 제 1발광 소자 전극(LDE1)은 실시예에 따라 발광 소자의 애노드일 수 있다.
실시예에 따라, 제 2비아막(VIA2) 및 제 2연결 패턴(CNP2)의 구성이 생략되고, 제 1발광 소자 전극(LDE1)이 제 1비아막(VIA1)의 개구부를 통해 제 1컨택 전극과 직접 연결될 수도 있다.
제 1발광 소자 전극(LDE1)은, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 이들의 합금 등의 금속막 및/또는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 제 1발광 소자 전극(LDE1)은 한 종의 금속으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 두 종 이상의 금속, 예를 들어, Ag와 Mg의 합금으로 이루어질 수도 있다.
제 1발광 소자 전극(LDE1)은 기판(SUB)의 하부 방향으로 영상을 제공하고자 하는 경우, 투명 도전막으로 형성될 수 있으며, 기판(SUB)의 상부 방향으로 영상을 제공하고자 하는 경우, 금속 반사막 및/또는 투명 도전막으로 형성될 수 있다.
제 1발광 소자 전극(LDE1) 등이 형성된 기판(SUB) 상에는 각 화소(PX)의 발광 영역을 구획하는 화소 정의막(PDL)이 제공된다. 화소 정의막(PDL)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제 1발광 소자 전극(LDE1)의 상면을 노출하며 화소(PX)의 둘레를 따라 기판(SUB)으로부터 돌출될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에 의해 둘러싸인 화소(PX) 영역에는 발광막(EML)이 제공될 수 있다.
발광막(EML)은 저분자 또는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 저분자 물질로는 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다. 상기 고분자 물질로는 PEDOT, PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등을 포함할 수 있다.
발광막(EML)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 다양한 기능층을 포함하는 다중층으로 제공될 수 있다. 발광막(EML)이 다중층으로 제공되는 경우, 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이러한 발광막(EML)은 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄 방법, 레이저 열 전사 방법(LITI; Laser induced thermal imaging) 등으로 형성할 수 있다.
실시예에 따라, 발광막(EML)의 적어도 일부는 복수의 제 1발광 소자 전극(LDE1)들에 걸쳐서 일체로 형성될 수 있으며, 복수 개의 제 1발광 소자 전극(LDE1)들 각각에 대응하도록 개별적으로 제공될 수도 있다.
발광막(EML) 상에는 제 2발광 소자 전극(LDE2)이 제공될 수 있다. 제 2발광 소자 전극(LDE2)은 화소(PX)마다 제공될 수도 있으나, 표시 영역(DA)의 대부분을 커버하도록 제공될 수 있으며 복수의 화소들(PX)에 의해 공유될 수 있다.
제 2발광 소자 전극(LDE2)은 실시예에 따라 캐소드 또는 애노드로 사용될 수 있으며, 제 1발광 소자 전극(LDE1)이 애노드인 경우 제 2발광 소자 전극(LDE2)은 캐소드로, 제 1발광 소자 전극(LDE1)이 캐소드인 경우 제 2발광 소자 전극(LDE2)은 애노드로 사용될 수 있다.
제 2발광 소자 전극(LDE2)은, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 등의 금속막 및/또는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 2발광 소자 전극(LDE2)은 금속 박막을 포함하는 이중막 이상의 다중막으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, ITO/Ag/ITO 의 삼중막으로 이루어질 수도 있다.
제 2발광 소자 전극(LDE2)은 기판(SUB)의 하부 방향으로 영상을 제공하고자 하는 경우, 금속 반사막 및/또는 투명 도전막으로 형성될 수 있으며, 기판(SUB)의 상부 방향으로 영상을 제공하고자 하는 경우, 투명 도전막으로 형성될 수 있다.
상술한 제 1발광 소자 전극(LDE1), 발광막(EML), 및 제 2발광 소자 전극(LDE2)의 집합을 발광 소자라고 지칭할 수 있다.
제 2발광 소자 전극(LDE2) 상에는 봉지막(TFE)이 제공될 수 있다. 봉지막(TFE)은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 다중층으로 이루어질 수도 있다. 본 실시예에서, 봉지막(TFE)은 제 1 내지 제 3봉지막들(ENC1, ENC2, ENC3)로 이루어질 수 있다. 제 1 내지 제 3봉지막들(ENC1, ENC2, ENC3)은 유기 재료 및/또는 무기 재료로 이루어질 수 있다. 최외곽에 위치한 제 3봉지막(ENC3)은 무기 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1봉지막(ENC1)은 무기 재료로 구성된 무기막, 제 2봉지막(ENC2)은 유기 재료로 구성된 유기막, 제 3봉지막(ENC3)은 무기 재료로 구성된 무기막일 수 있다. 무기 재료의 경우 유기 재료에 비해 수분이나 산소의 침투는 덜하나 탄성이나 가요성이 작아 크랙에 취약하다. 제 1봉지막(ENC1)과 제 3봉지막(ENC3)을 무기 재료로 형성하고, 제 2봉지막(ENC2)을 유기 재료로 형성함으로써 크랙의 전파가 방지될 수 있다. 여기서, 유기 재료로 이루어진 층, 즉, 제 2봉지막(ENC2)은 단부가 외부로 노출되지 않도록 제 3봉지막(ENC3)에 의해 완전히 커버될 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있으며, 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다.
발광 소자를 이루는 발광막(EML)은 외부로부터의 수분이나 산소 등에 의해 쉽게 손상될 수도 있다. 봉지막(TFE)은 발광막(EML)을 커버함으로써 이들을 보호한다. 봉지막(TFE)은 표시 영역(DA)을 덮으며, 표시 영역(DA)의 외측인 비표시 영역(NDA)까지 연장될 수 있다. 그런데, 유기 재료로 이루어진 절연막들의 경우, 가요성 및 탄성 등의 측면에서 유리한 점이 있으나, 무기 재료로 이루어진 절연막에 비해 수분이나 산소의 침투가 용이하다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유기 재료로 이루어진 절연막들을 통한 수분이나 산소의 침투를 막기 위해, 유기 재료로 이루어진 절연막들의 단부는 외부로 노출되지 않도록 무기 재료로 이루어진 절연막들에 의해 커버될 수 있다. 예를 들어, 유기 재료로 이루어진 제 1비아막(VIA1), 제 2비아막(VIA2), 및 화소 정의막(PDL)은 비표시 영역(NDA)까지 연속적으로 연장되지 않으며, 제 1봉지막(ENC1)에 의해 커버될 수 있다. 이에 따라, 화소 정의막(PDL)의 상면과, 제 1비아막(VIA1), 제 2비아막(VIA2), 및 화소 정의막(PDL)의 측면은 무기 재료를 포함하는 봉지막(TFE)에 의해 봉지됨으로써, 외부로의 노출이 방지될 수 있다.
그러나, 봉지막(TFE) 복층 여부나 재료는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 봉지막(TFE)은 서로 교번하여 적층된 다수의 유기 재료층과 다수의 무기 재료층을 포함할 수 있다.
제 1감지 전극층(ISM1)은 봉지막(TFE) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라, 제 1감지 전극층(ISM1) 및 봉지막(TFE) 사이에 추가 버퍼막이 위치할 수 있다. 제 1감지 전극층(ISM1)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 등의 금속막 및/또는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전막으로 이루어질 수 있다.
제 1감지 절연막(ISI1)은 제 1감지 전극층(IMS1) 상에 존재할 수 있다. 제 1감지 절연막(ISI1)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등의 무기 절연 물질이 이용될 수 있다.
제 2감지 전극층(ISM2)은 제 1감지 절연막(ISI1) 상에 존재할 수 있다. 제 2감지 전극층(ISM2)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 등의 금속막 및/또는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전막으로 이루어질 수 있다.
제 1감지 전극층(ISM1), 제 1감지 절연막(ISI1), 및 제 2감지 전극층(ISM2)을 이용하여 다양한 입력 감지부가 구성될 수 있음은 후술하기로 한다.
도 23의 실시예에서, 제 2감지 전극층(ISM2)은 패터닝되어 제 1감지 배선(IST1)의 제 1패턴(IST1a)을 구성할 수 있다. 제 2감지 절연막(ISI2)은 제 2감지 전극층(ISM2) 상에 위치할 수 있다. 제 2감지 절연막(ISI2)은 유기막으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2감지 절연막(ISI2)은 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane), 폴리이미드(Polyimide), 아크릴레이트(Acrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylen terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylen naphthalate) 등으로 구성될 수도 있다.
다음으로, 비표시 영역(NDA), 제 1부가 영역(ADA1), 및 제 2부가 영역(ADA2)에 대해 설명한다. 도 23의 단면도 상에서 비표시 영역(NDA)과 제 1부가 영역(ADA1)의 구별은 특징이 아니므로, 비표시 영역(NDA)과 제 1부가 영역(ADA1)을 구별하여 설명하지 않는다. 이하 비표시 영역(NDA) 및 제 2부가 영역(ADA2)을 설명함에 있어, 설명의 중복을 피하기 위해 이미 설명한 것에 대해서는 설명을 생략하거나 간단히 설명하기로 한다.
댐(DAM)은 제 2봉지막(ENC2)의 경계에 위치할 수 있다. 예를 들어, 댐(DAM)은 평탄화막(FLT)과 제 2봉지막(ENC2) 사이에 위치할 수 있다. 댐(DAM)은 복층 구조물일 수 있으며, 예를 들어, 제 1댐(DAM1) 및 제 2댐(DAM2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2댐들(DAM1, DAM2)은 유기 재료로 구성될 수 있다. 제 1 및 제 2댐들(DAM1, DAM2)은 각각 제 1비아막(VIA1), 제 2비아막(VIA2), 및 화소 정의막(PDL) 중 어느 하나에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제 1댐(DAM1)이 제 1비아막(VIA1)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성되는 경우, 제 2댐(DAM2)은 제 2비아막(VIA2) 또는 화소 정의막(PDL)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1댐(DAM1)이 제 2비아막(VIA2)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성되는 경우, 제 2댐(DAM2)은 화소 정의막(PDL)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성될 수 있다. 그 외에도 표시 영역(DA)의 화소 정의막(PDL) 상에 스페이서(spacer)를 형성하는 경우, 스페이서와 동일한 물질을 이용하여 댐(DAM)을 구성할 수도 있다.
댐(DAM)은, 공정 과정에서, 유동성이 강한 제 2봉지막(ENC2)의 유기 재료가 댐(DAM) 외부로 범람하는 것을 방지한다. 무기 재료로 구성되는 제 1 및 제 3봉지막들(ENC1, ENC3)은 댐(DAM)을 커버하며 연장됨으로써, 기판(SUB) 또는 기판(SUB) 상부의 다른 막들과의 접착력이 강화될 수 있다.
제 1패드(PDE1)는 기판(SUB) 상에 위치하되, 평탄화막(FLT)과 이격될 수 있다. 제 1패드(PDE1)는 제 2절연막 그룹(ING2)에 의해 지지될 수 있다. 제 2절연막 그룹(ING2)의 각 절연막들은 제 1절연막 그룹(ING1)의 각 절연막들과 대응할 수 있다. 제 1패드(PDE1)는 제 1패드 전극(PDE1a) 및 제 2패드 전극(PDE1b)을 포함할 수 있다. 제 1패드 전극(PDE1a)은 제 1연결 패턴(CNP1)과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 제 2패드 전극(PDE1b)은 제 2연결 패턴(CNP2)과 동일한 물질로 구성될 수 있다.
평탄화막(FLT)은 기판(SUB) 상에 위치하되, 봉지막(TFE)이 커버하는 영역과 이격될 수 있다. 평탄화막(FLT)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.
본 실시예에서, 평탄화막(FLT)은 층간 절연막(ILD) 형성 이후 제 1연결 패턴(CNP1)의 형성 이전에, 형성될 수 있다. 따라서, 평탄화막(FLT)과 제 1비아막(VIA1)은 서로 다른 공정을 통해 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 평탄화막(FLT)과 제 1비아막(VIA1)은 서로 다른 유기 재료를 포함할 수도 있다.
평탄화막(FLT)의 일단은 제 1절연막 그룹(ING1)을 커버할 수 있다. 또한 제 2벤딩 영역(BA2)에 대응하는 평탄화막(FLT)의 일부는 제 1절연막 그룹(ING1)과 제 2절연막 그룹(ING2) 사이의 제 1트렌치(TCH1)를 충진할 수 있다. 무기 절연막들은 유기 절연막에 비해 경도가 높고 가요성이 작기 때문에 크랙이 발생할 확률이 상대적으로 높다. 무기 절연막들에 크랙이 발생할 경우 크랙은 무기 절연막들 상의 배선들에 전파될 수 있으며, 결국 배선 단선 등의 불량이 발생할 수 있다.
따라서, 도 23에 도시된 바와 같이, 제 2벤딩 영역(BA2)에서 무기 절연막들이 제거됨으로써, 제 1트렌치(TCH1)가 형성될 수 있고, 제 1절연막 그룹(ING1) 및 제 2절연막 그룹(ING2)이 구분될 수 있다. 본 실시예에서, 제 1트렌치(TCH1)의 영역에 해당하는 모든 무기 절연막들이 제거된 것으로 도시되었으나, 다른 실시예에서 일부 무기 절연막들이 잔존할 수도 있다. 이러한 경우, 잔존하는 일부 무기 절연막들은 슬릿을 포함함으로써, 벤딩 응력을 분산시킬 수도 있다.
제 1감지 배선(IST1)의 제 2패턴(IST1b)은 평탄화막(FLT) 상에서 연장되고, 제 1패드(PDE1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 제 2패턴(IST1b)은 제 1연결 패턴(CNP1)과, 동일한 공정을 통해서, 동일한 물질로 구성될 수 있다.
제 1배선 보호막(LPL1)은 평탄화막(FLT) 및 제 2패턴(IST1b)을 커버할 수 있다. 또한, 제 2배선 보호막(LPL2)은 제 1배선 보호막(LPL1)을 커버할 수 있다. 실시예에 따라, 제 2배선 보호막(LPL2)의 구성은 생략될 수도 있다. 제 1 및 제 2배선 보호막들(LPL1, LPL2)은 유기 재료로 구성될 수 있다. 제 1 및 제 2배선 보호막들(LPL1, LPL2)은 각각 제 1비아막(VIA1), 제 2비아막(VIA2), 및 화소 정의막(PDL) 중 어느 하나에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제 1배선 보호막(LPL1)이 제 1비아막(VIA1)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성되는 경우, 제 2배선 보호막(LPL2)은 제 2비아막(VIA2) 또는 화소 정의막(PDL)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1배선 보호막(LPL1)이 제 2비아막(VIA2)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성되는 경우, 제 2배선 보호막(LPL2)은 화소 정의막(PDL)과 동일한 공정을 통해서 동일한 물질로 구성될 수 있다.
제 1, 제 2배선 보호막들(LPL1, LPL2), 및 제 1감지 절연막(ISI1)은 제 2패턴(IST1b)을 노출시키는 제 1개구부(OPN1)를 포함할 수 있다.
제 1패턴(IST1a)은 제 1개구부(OPN1)를 통해서 제 2패턴(IST1b)과 연결될 수 있다. 본 실시예에 의하면, 제 1절연막 그룹(ING1) 및 평탄화막(FLT)의 일단 상에 위치한 제 1패턴(IST1a)의 높이는 제 1트렌치(TCH1)에 대응하는 평탄화막(FLT) 상에 위치한 제 2패턴(IST1b)의 높이보다 클 수 있다.
따라서, 제 1패턴(IST1a) 및 제 2패턴(IST1b)은 다른 브릿지 배선 없이 직접 연결될 수 있으며, 브릿지 배선이 없으므로 제 1패턴(IST1a) 및 제 2패턴(IST1b) 사이의 연결 신뢰성이 향상된다. 또한, 브릿지 배선의 길이만큼 비표시 영역(NDA)의 길이를 감소시킬 수 있어서, 데드 스페이스(dead space)를 감소시키고 얇은 베젤 구현이 용이해진다.
제 1감지 배선(IST1)의 제 3패턴(IST1c)은 제 1패드(PDE1)와 제 2패턴(IST1b)을 연결시킬 수 있다. 제 3패턴(IST1c)은 트랜지스터의 게이트 전극(GE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 제 3패턴(IST1c)은 상부 전극(UE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 홀수 번째 제 3패턴(IST1c)은 트랜지스터의 게이트 전극(GE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 짝수 번째 제 3패턴(IST1c)은 상부 전극(UE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 형성될 수도 있다. 반대로, 짝수 번째 제 3패턴(IST1c)은 트랜지스터의 게이트 전극(GE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 형성될 수 있고, 홀수 번째 제 3패턴(IST1c)은 상부 전극(UE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 형성될 수도 있다. 이로써, 인접한 배선 간의 단락 문제를 보다 효율적으로 방지할 수도 있다.
제 2절연막 그룹(ING2)은 제 3패턴(IST1c)을 노출시키는 제 2개구부(OPN2)를 포함할 수 있다. 또한, 평탄화막(FLT)은 제 2개구부(OPN2)에 대응하는 개구부를 포함할 수 있다. 제 2패턴(IST1b)은 제 2개구부(OPN2)를 통해서 제 3패턴(IST1c)과 연결될 수 있다.
도 24는 도 22의 II-II’ 선에 해당하는 단면의 일 실시예다. 도 22의 II-II’선은 제 1벤딩 축(BX1)에 대응할 수 있다. 다만, 제 1측면(RC1)뿐만 아니라 제 2측면(RC2)에도 동일일 실시예가 적용될 수 있다.
표시 배선들(DST)은 배선들(G1L, G2L, SDL) 중 적어도 하나를 이용하여 단층 배선 또는 다층 배선으로 구성될 수 있다. 배선(G1L)은 게이트 전극(GE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 구성될 수 있다. 배선(G2L)은 상부 전극(UE)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 구성될 수 있다. 배선(SDL)은 제 1연결 패턴(CNP1)과 동일한 공정으로 동일한 물질로 구성될 수 있다.
감지 배선들(IST1, IST2)의 패턴들(IST1a, IST12a)은 봉지막(TFE) 및 제 1감지 절연막(ISI1) 상에 위치하되(제 3방향(DR3) 기준), 댐(DAM)과 표시 영역(DA)의 사이에 위치할 수 있다(제 2방향(DR2) 기준). 제 1감지 절연막(ISI1)은 봉지막(TFE)과 감지 배선들(IST1, IST2)의 사이에 위치할 수 있다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 전극들 및 브릿지 전극들을 설명하기 위한 도면이다. 도 26은 도 25의 III-III’ 선에 따른 단면도이다.
브릿지 전극들(CP1)은 제 1감지 전극층(ISM1)을 패터닝함으로써 봉지막(TFE) 상에 위치할 수 있다.
제 1감지 절연막(ISI1)은 브릿지 전극들(CP1)을 커버하되, 브릿지 전극들(CP1)의 일부를 노출시키는 컨택홀들(CNT)을 포함할 수 있다. 제 1감지 전극들(SC1) 및 제 2감지 전극들(SC2)은 제 2감지 전극층(ISM2)을 패터닝함으로써 제 1감지 절연막(ISI1) 상에 형성될 수 있다. 제 1감지 전극들(SC1)은 컨택홀들(CNT)을 통해서 브릿지 전극들(CP1)과 연결될 수 있다.
제 2감지 전극들(SC2)은 제 2감지 전극층(ISM2)을 패터닝함으로써 동일한 층에 연결 패턴(CP2)을 가질 수 있다. 따라서, 제 2감지 전극들(SC2)을 연결함에 있어서 별도 브릿지 전극은 불필요할 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 감지 전극들(SC1, SC2)은 복수의 화소들(PX)을 커버할 수 있다. 이때, 각각의 감지 전극들(SC1, SC2)이 불투명 도전막으로 구성된 경우, 커버하는 복수의 화소들(PX)을 노출시킬 수 있는 복수의 개구부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 감지 전극들(SC1, SC2)은 메시 형태로 구성될 수 있다. 만약, 각각의 감지 전극들(SC1, SC2)이 투명 도전막으로 구성된 경우, 각각의 감지 전극들(SC1, SC2)은 개구부를 포함하지 않는 플레이트(plate) 형태로 구성될 수도 있다.
도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감지 전극들 및 브릿지 전극들을 설명하기 위한 도면이다. 도 27은 도 25의 III-III’ 선에 따른 다른 단면도이다.
제 1감지 전극들(SC1) 및 제 2감지 전극들(SC2)은, 제 1감지 전극층(ISM1)을 패터닝하여 구성됨으로써, 봉지막(TFE) 상에 위치할 수 있다.
제 1감지 절연막(ISI1)은 제 1감지 전극들(SC1) 및 제 2감지 전극들(SC2)을 커버하되, 제 1감지 전극들(SC1)의 일부를 노출시키는 컨택홀들(CNT)을 포함할 수 있다.
브릿지 전극들(CP1)은, 제 2감지 전극층(ISM2)을 패터닝하여 구성됨으로써, 제 1감지 절연막(ISI1) 상에 위치할 수 있다. 브릿지 전극들(CP1)은 컨택홀들(CNT)을 통해서 제 1감지 전극들(SC1)과 연결될 수 있다.
도 28은 본 발명의 실시예에 의한 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 28을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전자 장치(1000)는 표시 모듈(1140)을 통해서 다양한 정보를 출력한다. 표시 모듈(1140)은 도 1의 표시 장치(1)의 적어도 일부에 대응할 수 있다. 프로세서(1110)가 메모리(1120)에 저장된 어플리케이션을 실행시키면, 표시 모듈(1140)은 표시 패널(1141)을 통해 어플리케이션 정보를 사용자에게 제공한다. 프로세서(1110)는 도 1에 도시된 어플리케이션 프로세서(30)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다. 표시 패널(1141)은 도 1에 도시된 표시부(110)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다.
프로세서(1110)는 입력 모듈(1130) 또는 센서 모듈(1161)을 통해 외부 입력을 획득하고, 외부 입력에 대응하는 어플리케이션을 실행시킨다. 예를 들어, 사용자가 표시 패널(1141)에 표시된 카메라 아이콘을 선택한 경우, 프로세서(1110)는 입력 센서(1161-2)를 통해서 사용자 입력을 획득하고, 카메라 모듈(1171)을 활성화시킨다. 입력 센서(1161-2)는 도 1에 도시된 센서부(120)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다. 프로세서(1110)는 카메라 모듈(1171)을 통해 획득한 촬영 이미지에 대응하는 영상 데이터를 표시 모듈(1140)에 전달한다. 표시 모듈(1140)은 촬영 이미지에 대응하는 이미지를 표시 패널(1141)을 통해 표시할 수 있다.
또 다른 예로, 표시 모듈(1140)에서 개인 정보 인증이 실행되는 경우, 지문 센서(1161-1)는 입력된 지문 정보를 입력 데이터로써 획득한다. 프로세서(1110)는 지문 센서(1161-1)를 통해 획득한 입력 데이터를 메모리(1120)에 저장된 인증 데이터와 비교하고, 비교 결과에 따라 어플리케이션을 실행한다. 표시 모듈(1140)은 어플리케이션의 로직에 따라 실행된 정보를 표시 패널(1141)을 통해 표시할 수 있다.
또 다른 예로, 표시 모듈(1140)에 표시된 음악 스트리밍 아이콘이 선택된 경우, 프로세서(1110)는 입력 센서(1161-2)를 통해서 사용자 입력을 획득하고, 메모리(1120)에 저장된 음악 스트리밍 어플리케이션을 활성화시킨다. 음악 스트리밍 어플리케이션에서 음악 실행 명령이 입력되면 프로세서(1110)는 음향 출력 모듈(1163)을 활성화시켜 음악 실행 명령에 부합하는 음향 정보를 사용자에게 제공한다.
이상에서, 전자 장치(1000)의 동작을 간략히 설명하였다. 이하에서 전자 장치(1000)의 구성에 대해 상세히 설명한다. 후술하는 전자 장치(1000)의 구성들 중 일부는 일체화되어 하나의 구성으로 제공될 수 있고, 하나의 구성이 둘 이상의 구성으로 분리되어 제공될 수도 있다.
전자 장치(1000)는 네트워크(예컨대, 근거리 무선 통신 네트워크 또는 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치(2000)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1000)는 프로세서(1110), 메모리(1120), 입력 모듈(1130), 표시 모듈(1140), 전원 모듈(1150), 내장형 모듈(1160), 및 외장형 모듈(1170)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1000)는 상술한 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상술한 구성요소들 중 일부의 구성요소는(예컨대, 센서 모듈(1161), 안테나 모듈(1162), 또는 음향 출력 모듈(1163))은 다른 하나의 구성요소(예컨대, 표시 모듈(1140))에 통합될 수 있다.
프로세서(1110)는, 소프트웨어를 실행하여 프로세서(1110)에 연결된 전자 장치(1000)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예컨대, 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1110)는 다른 구성요소(예컨대, 입력 모듈(1130), 센서 모듈(1161) 또는 통신 모듈(1173))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1121)에 저장하고, 휘발성 메모리(1121)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터는 비휘발성 메모리(1122)에 저장될 수 있다.
프로세서(1110)는 메인 프로세서(1111)와 보조 프로세서(1112)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서(1112)는 도 1에 도시된 구동 회로부(20)의 구성을 포함할 수 있다.
메인 프로세서(1111)는 중앙처리장치(1111-1, CPU: central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(AP: application processor) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 메인 프로세서(1111)는 그래픽 처리 유닛(1111-2, GPU: graphic processing unit), 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor), 및 이미지 신호 프로세서(ISP: image signal processor) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수도 있다. 메인 프로세서(1111)는 신경망 처리 장치(1111-3, NPU: neural processing unit)을 더 포함할 수도 있다. 신경망 처리 장치는 인공지능 모델의 처리에 특화된 프로세서로, 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다. 상술한 처리 장치(processing unit) 및 프로세서 중 적어도 두 개가 하나의 통합된 구성(예컨대, 단일 칩)으로 구현되거나, 각각이 독립된 구성(예컨대, 복수 개의 칩)으로 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1112)는 컨트롤러(1112-1)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(1112-1)는 인터페이스 변환 회로 및 타이밍 제어 회로를 포함할 수 있다. 컨트롤러(1112-1)는 메인 프로세서(1111)로부터 영상 신호를 수신하고, 표시 모듈(1140)과의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호의 데이터 포맷을 변환하여 영상 데이터를 출력한다. 컨트롤러(1112-1)는 표시 모듈(1140)의 구동에 필요한 각종 제어 신호를 출력할 수 있다.
보조 프로세서(1112)는 데이터 변환회로(1112-2), 감마 보정회로(1112-3), 렌더링 회로(1112-4), 터치 제어 회로(1112-5) 등을 더 포함할 수 있다. 데이터 변환회로(1112-2)는 컨트롤러(1112-1)로부터 영상 데이터를 수신하고, 전자 장치(1000)의 특성 또는 사용자의 설정 등에 따라 원하는 휘도로 영상이 표시되도록 영상 데이터를 보상하거나, 소비 전력의 저감 또는 잔상 보상 등을 위해 영상 데이터를 변환할 수 있다.
실시예에서, 컨트롤러(1112-1) 및 데이터 변환회로(1112-2)는 도 9, 도 14, 도 17a, 도 17b 및 도 17c에 도시된 타이밍 제어부(11)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다. 컨트롤러(1112-1)에는 도 9, 도 14, 도 17a, 도 17b 및 도 17c에 도시된 제 1발진기(112)가 구비될 수 있다.
감마 보정회로(1112-3)는 전자 장치(1000)에 표시되는 영상이 원하는 감마 특성을 갖도록 영상 데이터 또는 감마 기준 전압 등을 변환할 수 있다. 렌더링 회로(1112-4)는 컨트롤러(1112-1)로부터 영상 데이터를 수신하고, 전자 장치(1000)에 적용되는 표시 패널(1141)의 화소 배치 등을 고려하여 영상 데이터를 렌더링할 수 있다.
터치 제어 회로(1112-5)는 입력 센서(1161-2)로 터치 신호를 공급하고, 터치 신호에 대응하여 입력 센서(1161-2)로부터 센싱 신호를 공급받을 수 있다. 또한, 터치 제어 회로(1112-5)는 컨트롤러(1112-1)로부터 공급되는 수직 동기신호(Vsync) 및 수평 동기신호(Hsync)에 대응하여 자체 클럭 신호의 주파수(예컨대, 도 9, 도 14, 도 17a, 도 17b 및 도 17c에 도시된 제 2발진기(236)의 주파수)를 제어할 수 있다. 이와 같은 터치 제어 회로(1112-5)는 도 9, 도 14, 도 17a, 도 17b 및 도 17c에 도시된 센서 구동부(220)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다.
추가적으로, 컨트롤러(1112-1)는 도 17a, 도 17b 및 도 17c에 도시된 바와 같이 터치 제어 회로(1112-5)로부터 제 2클럭 신호(CLK2)를 공급받고, 제 2클럭 신호(CLK2), 수직 동기신호(Vsync) 및 수평 동기신호(Hsync)에 대응하여 제 1클럭 신호(CLK1)의 주파수 및/또는 제 2클럭 신호(CLK2)의 주파수를 제어할 수 있다.
데이터 변환회로(1112-2), 감마 보정회로(1112-3), 렌더링 회로(1112-4) 및 터치 제어 회로(1112-5) 중 적어도 하나는 다른 구성요소(예컨대, 메인 프로세서(1111) 또는 컨트롤러(1112-1))에 통합될 수 있다. 데이터 변환회로(1112-2), 감마 보정회로(1112-3), 렌더링 회로(1112-4) 중 적어도 하나는 후술하는 소스 드라이버(1143)에 통합될 수도 있다.
메모리(1120)는 전자 장치(1000)의 적어도 하나의 구성 요소(예컨대, 프로세서(1110) 또는 센서 모듈(1161))에 의해 사용되는 다양한 데이터 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(1121) 및 비휘발성 메모리(1122) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1130)은 전자 장치(1000)의 구성 요소(예컨대, 프로세서(1110), 센서 모듈(1161) 또는 음향 출력 모듈(1163))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1000)의 외부(예컨대, 사용자 또는 외부의 전자 장치(2000))로부터 수신할 수 있다.
입력 모듈(1130)은 사용자로부터 명령 또는 데이터가 입력되는 제 1입력 모듈(1131) 및 외부 전자 장치(2000)로부터 명령 또는 데이터가 입력되는 제 2입력 모듈(1132)을 포함할 수 있다. 제 1입력 모듈(1131)은 마이크, 마우스, 키보드, 키(예컨대, 버튼) 또는 펜(예컨대, 패시브 펜 또는 액티브 펜)을 포함할 수 있다. 제 2입력 모듈(1132)은 외부 전자 장치(2000)와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 2입력 모듈(1132)은 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 제 2입력 모듈(1132)은 외부 전자 장치(2000)와 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예컨대, 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
표시 모듈(1140)은 사용자에게 시각적으로 정보를 제공한다. 표시 모듈(1140)은 표시 패널(1141), 게이트 드라이버(1142), 및 소스 드라이버(1143)를 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(1142)는 도 18에 도시된 주사 구동부(13)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다. 소스 드라이버(1143)는 도 18에 도시된 데이터 구동부(12)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다. 표시 모듈(1140)은 표시 패널(1141)을 보호하기 위한 윈도우, 샤시, 브라켓을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(1141)(또는, 디스플레이)은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 또는 무기 발광 표시 패널을 포함할 수 있으며, 표시 패널(1141)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 표시 패널(1141)은 리지드 타입이거나, 롤링이 가능하거나 폴딩이 가능한 플렉서블 타입일수 있다. 표시 모듈(1140)은 표시 패널(1141)을 지지하는 서포터, 브라켓, 또는 방열부재 등을 더 포함할 수 있다.
게이트 드라이버(1142)는 구동칩으로써 표시 패널(1141)에 실장될 수 있다. 또한, 게이트 드라이버(1142)는 표시 패널(1141)에 집적화될 수 있다. 예컨대, 게이트 드라이버(1142)는 표시 패널(1141)에 내제화된 ASG(Amorphous Silicon TFT Gate driver circuit), LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) TFT Gate driver circuit 또는 OSG(Oxide Semiconductor TFT Gate driver circuit)을 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(1142)는 컨트롤러(1112-1)로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 응답하여 표시 패널(1141)에 주사 신호들을 출력한다.
표시 모듈(1140)은 발광 드라이버를 더 포함할 수 있다. 발광 드라이버는 도 18에 도시된 발광 구동부(15)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있다. 발광 드라이버는 컨트롤러(1112-1)로부터 수신한 제어 신호에 응답하여 표시 패널(1141)에 발광 제어 신호를 출력한다. 발광 드라이버는 게이트 드라이버(1142)와 구별되어 형성되거나, 게이트 드라이버(1142)에 통합될 수 있다.
소스 드라이버(1143)는 컨트롤러(1112-1)로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 응답하여 영상 데이터를 아날로그 전압(예컨대, 데이터 신호)으로 변환한 후 표시 패널(1141)에 데이터 신호들을 출력한다.
소스 드라이버(1143)는 다른 구성요소(예컨대, 컨트롤러(1112-1))에 통합될 수 있다. 상술한 컨트롤러(1112-1)의 인터페이스 변환 회로 및 타이밍 제어 회로의 기능은 소스 드라이버(1143)에 통합될 수도 있다.
표시 모듈(1140)은 전압 발생 회로를 더 포함할 수 있다. 전압 발생 회로는 표시 패널(1141)의 구동에 필요한 각종 전압들을 출력할 수 있다. 실시 예에서, 표시 패널(1141)은 복수의 화소들을 각각 포함하는 복수의 화소열들을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 소스 드라이버(1143)는 프로세서(1110)로부터 수신한 영상 데이터에 포함된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)에 대응하는 데이터(일례로, 출력 데이터(Dout))를 적색 데이터 신호(또는 데이터 전압), 녹색 데이터 신호 및 청색 데이터 신호로 변환하여 하나의 수평 기간 동안 표시 패널(1141)에 포함된 복수의 화소열들로 제공할 수 있다.
전원 모듈(1150)은 전자 장치(1000)의 구성 요소에 전력을 공급한다. 전원 모듈(1150)은 전원 전압을 충전하는 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 전원 모듈(1150)은 PMIC(power management integrated circuit)를 포함할 수 있다. PMIC는 상술한 모듈 및 후술하는 모듈 각각에 최적화된 전원을 공급한다. 전원 모듈(1150)은 배터리와 전기적으로 연결된 무선 전력 송수신 부재를 포함할 수 있다. 무선 전력 송수신 부재는 코일 형태의 복수의 안테나 방사체를 포함할 수 있다.
전자 장치(1000)는 내장형 모듈(1160)과 외장형 모듈(1170)을 더 포함할 수 있다. 내장형 모듈(1160)은 센서 모듈(1161), 안테나 모듈(1162), 및 음향 출력 모듈(1163)을 포함할 수 있다. 외장형 모듈(1170)은 카메라 모듈(1171), 라이트 모듈(1172), 및 통신 모듈(1173)을 포함할 수 있다.
센서 모듈(1161)은 사용자의 신체에 의한 입력 또는 제 1입력 모듈(1131) 중 펜에 의한 입력을 감지하고, 상기 입력에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(1161)은 지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
지문 센서(1161-1)는 사용자의 지문에 대응하는 데이터 값을 생성할 수 있다. 지문 센서(1161-1)는 광 방식 또는 정전 용량 방식의 지문 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
입력 센서(1161-2)는 사용자의 신체에 의한 입력 또는 펜에 의한 입력의 좌표 정보에 대응하는 데이터 값을 생성할 수 있다. 입력 센서(1161-2)는 입력에 의한 정전용량 변화량을 데이터 값으로 생성한다. 입력 센서(1161-2)는 패시브 펜에 의한 입력을 감지하거나, 액티브 펜과 데이터를 송수신할 수 있다.
입력 센서(1161-2)는 혈압, 수분, 또는 체지방과 같은 생체 신호를 측정할 수도 있다. 예컨대, 사용자가 센서층 또는 센싱 패널에 신체 일부를 접촉하고 일정한 시간 동안 움직이지 않는 경우, 신체 일부에 의한 전기장(electric field) 변화에 기초하여, 입력 센서(1161-2)는 생체 신호를 감지하여 하여 사용자가 원하는 정보를 표시 모듈(1140)로 출력할 수 있다. 입력 센서(1161-2)는 도 1에 도시된 센서부(120)의 적어도 일부에 대응되는 구성일 수 있으며, 센서들(SC)(예컨대, 제 1센서들(TX) 및 제 2센서들(RX))을 구비할 수 있다.
디지타이저(1161-3)는 펜에 의한 입력의 좌표 정보에 대응하는 데이터 값을 생성할 수 있다. 디지타이저(1161-3)는 입력에 의한 전자기 변화량을 데이터 값으로 생성한다. 디지타이저(1161-3)는 패시브 펜에 의한 입력을 감지하거나, 액티브 펜과 데이터를 송수신할 수 있다.
지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3) 중 적어도 하나는 연속공정을 통해 표시 패널(1141) 상에 형성된 센서층으로 구현될 수도 있다. 지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3)는 표시 패널(1141)의 상측에 배치될 수 있고, 지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3) 중 어느 하나, 예컨대 디지타이저(1161-3)는 표시 패널(1141)의 하측에 배치될 수 있다.
지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3) 중 적어도 둘 이상은 동일한 공정을 통해서 하나의 센싱 패널로 일체화되도록 형성될 수 있다. 하나의 센싱 패널로 일체화될 경우, 센싱 패널은 표시 패널(1141)과 표시 패널(1141)의 상측에 배치되는 윈도우 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센싱 패널은 윈도우 상에 배치될 수도 있으며, 센싱 패널의 위치는 특별히 제한되지 않는다.
지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3) 중 적어도 하나는 표시 패널(1141)에 내장될 수 있다. 즉, 표시 패널(1141)에 포함된 소자들(예를 들어, 발광 소자, 트랜지스터 등)을 형성하는 공정을 통해 지문 센서(1161-1), 입력 센서(1161-2), 및 디지타이저(1161-3) 중 적어도 하나를 동시에 형성할 수 있다.
그밖에 센서 모듈(1161)은 전자 장치(1000)의 내부 상태 또는 외부 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(1161)은 예를 들어 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 더 포함할 수 있다.
안테나 모듈(1162)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1173)은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다. 안테나 모듈(1162)의 안테나 패턴은 표시 모듈(1140)의 하나의 구성(예컨대 표시 패널(1141)) 또는 입력 센서(1161-2) 등에 일체화될 수도 있다.
음향 출력 모듈(1163)은 음향 신호를 전자 장치(1000)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다. 음향 출력 모듈(1163)의 음향 출력 패턴은 표시 모듈(1140)에 일체화될 수도 있다.
카메라 모듈(1171)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(1171)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1171)은 사용자의 유무, 사용자의 위치, 사용자의 시선 등을 측정할 수 있는 적외선 카메라를 더 포함할 수 있다.
라이트 모듈(1172)은 광을 제공할 수 있다. 라이트 모듈(1172)은 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 라이트 모듈(1172)은 카메라 모듈(1171)과 연동하여 동작하거나 독립적으로 동작할 수 있다.
통신 모듈(1173)은 전자 장치(1000)와 외부 전자 장치(2000) 사이의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1173)은 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈과 같은 무선 통신 모듈과 LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈과 같은 유선 통신 모듈 중 어는 하나를 포함하거나 모두 포함할 수 있다. 통신 모듈(1173)은 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크 또는 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예컨대, LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 외부 전자 장치(2000)와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(1173)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
입력 모듈(1130), 센서 모듈(1161), 카메라 모듈(1171) 등은 프로세서(1110)와 연동하여 표시 모듈(1140)의 동작을 제어하는데 활용될 수 있다.
프로세서(1110)는 입력 모듈(1130)로부터 수신된 입력 데이터에 근거하여, 표시 모듈(1140), 음향 출력 모듈(1163), 카메라 모듈(1171), 또는 라이트 모듈(1172)에 명령 또는 데이터를 출력한다. 예컨대, 프로세서(1110)는 마우스 또는 액티브 펜 등을 통해 인가된 입력 데이터에 대응하여 영상 데이터를 생성하여 표시 모듈(1140)에 출력하거나, 입력 데이터에 대응하여 명령 데이터를 생성하여 카메라 모듈(1171) 또는 라이트 모듈(1172)에 출력할 수 있다. 프로세서(1110)는 입력 모듈(1130)로부터 일정 시간동안 입력 데이터가 수신되지 않을 경우, 전자 장치(1000)의 동작 모드를 저전력 모드 또는 슬립 모드(sleep mode)로 전환시켜 전자 장치(1000)에서 소비되는 전력을 저감시킬 수 있다.
프로세서(1110)는 센서 모듈(1161)로부터 수신된 센싱 데이터에 근거하여, 표시 모듈(1140), 음향 출력 모듈(1163), 카메라 모듈(1171), 또는 라이트 모듈(1172)에 명령 또는 데이터를 출력한다. 예컨대, 프로세서(1110)는 지문 센서(1161-1)에 의해 인가된 인증 데이터를 메모리(1120)에 저장된 인증 데이터와 비교한 후, 비교 결과에 따라 어플리케이션을 실행할 수 있다. 프로세서(1110)는 입력 센서(1161-2) 또는 디지타이저(1161-3)에 의해 감지된 센싱 데이터에 근거하여 명령을 실행하거나 대응하는 영상 데이터를 표시 모듈(1140)에 출력할 수 있다. 센서 모듈(1161)에 온도 센서가 포함되는 경우, 프로세서(1110)는 센서 모듈(1161)로부터 측정된 온도에 대한 온도 데이터를 수신하고, 온도 데이터를 근거로 영상 데이터에 대한 휘도 보정 등을 더 실시할 수 있다.
프로세서(1110)는 카메라 모듈(1171)로부터 사용자의 유무, 사용자의 위치, 사용자의 시선 등에 대한 측정 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(1110)는 측정 데이터를 근거로 영상 데이터에 대한 휘도 보정 등을 더 실시할 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈(1171)로부터의 입력을 통해 사용자의 유무를 판단한 프로세서(1110)는 데이터 변환회로(1112-2) 또는 감마 보정회로(1112-3)를 통해 휘도가 보정된 영상 데이터를 표시 모듈(1140)에 출력할 수 있다.
상기 구성 요소들 중 일부 구성 요소들은 주변 기기들간 통신 방식, 예컨대, 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), MIPI(mobile industry processor interface), 또는 UPI(Ultra path interconnect) 링크를 통해 서로 연결되어 신호(예컨대, 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다. 프로세서(1110)는 표시 모듈(1140)과 서로 약속된 인터페이스로 통신할 수 있으며, 예컨대, 상술한 통신 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있고, 상술한 통신 방식에 제한되지 않는다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(1000)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치(1000)는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예컨대, 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치(1000)는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치 9: 프로세서
10: 패널 11: 타이밍 제어부
12: 데이터 구동부 13: 주사 구동부
14: 화소부 15: 발광 구동부
20: 구동 회로부 30: AP
110: 표시부 111,121: 기판
112,236: 발진기 114, 232: 판단부
120: 센서부 122: 보호막
210: 표시 구동부 220: 센서 구동부
222: 센서 채널 224: ADC
226: MPU 234: 터치 제어부
238: 주파수 제어부 1000: 전자장치
1110: 프로세서 1120: 메모리
1130: 입력 모듈 1140: 표시 모듈
1150: 전원 모듈 1160: 내장형 모듈
1170: 외장형 모듈 2321: 저장부
2322: 카운터 2323: 제어부

Claims (26)

  1. 제 1발진기의 제 1클럭 신호를 이용하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하는 표시 구동부와;
    제 2발진기의 제 2클럭 신호를 이용하여 터치 신호를 생성하는 센서 구동부와;
    상기 표시 구동부 및 상기 센서 구동부 중 어느 하나에 포함되며, 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비하는 구동 회로부.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 수평 동기신호의 하이 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 1카운트 값 및 상기 수평 동기신호의 로 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 2카운트 값을 이용하여 상기 수평 동기신호의 주기를 검출하는 구동 회로부.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 제 1카운트 값 또는 상기 제 2카운트 값이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력하는 구동 회로부.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 수직 동기신호의 하이 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 3카운트 값 및 상기 수직 동기신호의 로 레벨 구간에 포함되는 상기 제 2클럭 신호의 제 4카운트 값을 이용하여 상기 수직 동기신호의 주기를 검출하는 구동 회로부.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 제 3카운트 값 또는 상기 제 4카운트 값이 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력하는 구동 회로부.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부는
    상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호의 하이 레벨 구간과 상기 수평 동기신호의 로 레벨 구간, 상기 수직 동기신호의 하이 레벨 구간과 상기 수직 동기신호의 로 레벨 구간 중 적어도 하나의 구간을 카운트하여 카운트 값을 생성하는 카운터와;
    상기 미리 설정된 범위에 대응하는 임계값들이 저장되는 저장부와;
    상기 카운트 값 및 상기 임계값들을 입력받으며, 상기 주기가 상기 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력하기 위한 제어부를 구비하는 구동 회로부.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 주파수 제어부를 더 구비하는 구동 회로부.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 주파수 제어부는 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하는 구동 회로부.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 센서 구동부는
    상기 터치 신호를 센서들로 공급하기 위한 터치 제어부를 구비하는 구동 회로부.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 판단부 및 상기 주파수 제어부는 상기 센서 구동부에 포함되는 구동 회로부.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 제 1클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 제 1주파수 제어부를 더 구비하는 구동 회로부.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1주파수 제어부는 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 1클럭 신호의 주파수를 변경하는 구동 회로부.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 표시 구동부는
    데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와,
    상기 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부를 구비하는 구동 회로부.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 판단부 및 상기 제 1주파수 제어부는 상기 표시 구동부에 포함되는 구동 회로부.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1주파수 제어부는 상기 검출 신호가 입력될 때 제어 신호를 상기 타이밍 제어부로 공급하며,
    상기 타이밍 제어부는 상기 제어 신호가 입력될 때 발진 변경 신호를 상기 센서 구동부로 공급하는 구동 회로부.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 센서 구동부는
    상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 발진 변경 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하는 제 2주파수 제어부를 구비하는 구동 회로부.
  17. 주사선들 및 데이터선들과 접속되는 화소들을 구비하는 표시부와;
    외부 입력을 감지하기 위하여 제 1센서들 및 제 2센서들을 구비하는 센서부와;
    제 1발진기의 제 1클럭 신호를 분주하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하며, 상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 표시 구동부와;
    제 2발진기의 제 2클럭 신호를 분주하여 상기 제 1센서들 및/또는 제 2센서들로 공급될 터치 신호를 생성하는 센서 구동부와;
    상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비하는 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 판단부는
    상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및/또는 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 카운트하여 카운트 값을 생성하는 카운터와;
    상기 미리 설정된 범위에 대응하는 임계값들이 저장되는 저장부와;
    상기 카운트 값 및 상기 임계값들을 입력받으며, 상기 주기가 상기 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 상기 검출 신호를 출력하기 위한 제어부를 구비하는 표시 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 주파수 제어부를 더 구비하는 표시 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 판단부 및 상기 주파수 제어부는 상기 센서 구동부에 포함되는 표시 장치.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 제 1발진기와 접속되며, 상기 검출 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 1클럭 신호의 주파수를 변경하기 위한 제 1주파수 제어부를 더 구비하는 표시 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 표시 구동부는
    상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와,
    상기 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부를 구비하는 표시 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 판단부 및 상기 제 1주파수 제어부는 상기 표시 구동부에 포함되는 표시 장치.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 제 1주파수 제어부는 상기 검출 신호가 입력될 때 제어 신호를 상기 타이밍 제어부로 공급하며,
    상기 타이밍 제어부는 상기 제어 신호가 입력될 때 발진 변경 신호를 상기 센서 구동부로 공급하는 표시 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 센서 구동부는
    상기 제 2발진기와 접속되며, 상기 발진 변경 신호가 입력될 때 상기 카운트 값이 상기 미리 설정된 범위에 포함될 수 있도록 상기 제 2클럭 신호의 주파수를 변경하는 제 2주파수 제어부를 구비하는 표시 장치.
  26. 프로세서와;
    상기 프로세서의 제어에 대응하여 소정의 영상을 표시하는 표시 패널과;
    외부로부터 입력을 감지하는 입력 센서와;
    인터페이스를 경유하여 상기 소정의 영상에 대응하는 데이터를 입력받으며, 제 1발진기의 제 1클럭 신호를 분주하여 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 생성하는 컨트롤러와;
    제 2발진기의 제 2클럭 신호를 분주하여 상기 입력 센서로 터치 신호를 공급하기 위한 터치 제어 회로를 구비하며;
    상기 컨트롤러 및 상기 터치 제어 회로 중 적어도 하나는 상기 제 2클럭 신호를 이용하여 상기 수평 동기신호 및 상기 수직 동기신호 중 적어도 하나의 주기를 검출하고, 상기 주기가 미리 설정된 범위에 포함되지 않는 경우 검출 신호를 출력하기 위한 판단부를 구비하는 전자 장치.
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