KR20220094273A - 표시 장치 - Google Patents
표시 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220094273A KR20220094273A KR1020200184837A KR20200184837A KR20220094273A KR 20220094273 A KR20220094273 A KR 20220094273A KR 1020200184837 A KR1020200184837 A KR 1020200184837A KR 20200184837 A KR20200184837 A KR 20200184837A KR 20220094273 A KR20220094273 A KR 20220094273A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensor
- pad
- display device
- line
- substrate
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 88
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OWOMRZKBDFBMHP-UHFFFAOYSA-N zinc antimony(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[Sb+3] OWOMRZKBDFBMHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) tin(4+) Chemical compound [O-2].[Zn+2].[Sn+4].[In+3] TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- H01L27/323—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds
-
- H01L27/124—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
본 발명의 표시 장치는, 표시 영역 및 상기 표시 영역 외곽의 비표시 영역을 포함하는 표시 기판; 상기 표시 영역에 위치한 화소들; 상기 화소들 및 상기 표시 기판의 일부를 커버하는 센서 기판; 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 패드; 상기 비표시 영역에 위치하는 제2 패드; 상기 센서 기판 상에 위치한 제1 센서; 상기 제1 패드 및 상기 제1 센서를 연결하는 제1 센서 라인; 상기 제2 패드 및 상기 제1 센서를 연결하는 제2 센서 라인; 상기 제1 패드로 센싱 신호를 공급하도록 구성된 센서 송신부; 및 상기 제2 패드로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성된 센서 수신부를 포함한다.
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 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 표시 영역에 정전 용량 센서들을 구비함으로써, 사용자의 터치 입력, 액티브 펜 입력 등을 수신할 수 있다. 정전 용량 센서들은 2 개 이상의 센서들의 상호 정전 용량(mutual capacitance)을 이용하여 센싱하는 방식과 각각의 센서의 자기 정전 용량(self-capacitance)을 이용하여 센싱하는 방식으로 나눠질 수 있다.
자기 정전 용량을 이용하는 센싱 방식에서, 터치 IC(integrated chip)와 센서들 간의 거리들이 서로 다름에 따라, 센서들 간의 RC 로드(load)가 달라지는 문제가 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 자기 정전 용량을 이용하는 센싱 방식에서, 센서들 간의 RC 로드를 매칭시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 영역 및 상기 표시 영역 외곽의 비표시 영역을 포함하는 표시 기판; 상기 표시 영역에 위치한 화소들; 상기 화소들 및 상기 표시 기판의 일부를 커버하는 센서 기판; 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 패드; 상기 비표시 영역에 위치하는 제2 패드; 상기 센서 기판 상에 위치한 제1 센서; 상기 제1 패드 및 상기 제1 센서를 연결하는 제1 센서 라인; 상기 제2 패드 및 상기 제1 센서를 연결하는 제2 센서 라인; 제1 기간 동안 상기 제1 패드로 센싱 신호를 공급하도록 구성된 센서 송신부; 및 상기 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 상기 제2 패드로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성된 센서 수신부를 포함한다.
상기 표시 장치는, 상기 비표시 영역에 위치하는 제3 패드; 상기 비표시 영역에 위치하는 제4 패드; 상기 센서 기판 상에 위치하는 제2 센서; 상기 제3 패드 및 상기 제2 센서를 연결하는 제3 센서 라인; 및 상기 제4 패드 및 상기 제2 센서를 연결하는 제4 센서 라인을 더 포함하고, 상기 센서 송신부는 상기 제3 패드로 센싱 신호를 공급하도록 구성되고, 상기 센서 수신부는 상기 제4 패드로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 제3 센서 라인은 상기 제1 센서 라인보다 길고, 상기 제4 센서 라인은 상기 제2 센서 라인보다 짧을 수 있다.
상기 제1 센서의 면적 및 상기 제2 센서의 면적은 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 패드 및 상기 제3 패드는 상기 표시 기판의 제1 가장자리 부근에 위치하고, 상기 제2 패드 및 상기 제4 패드는 상기 표시 기판의 제2 가장자리 부근에 위치하고, 상기 제2 센서는 상기 제1 센서로부터 제1 방향에 위치하고, 상기 제2 가장자리는 상기 제1 가장자리로부터 상기 제1 방향에 위치할 수 있다.
상기 제3 패드는 상기 제1 패드로부터 상기 제1 방향과 다른 제2 방향에 위치하고, 상기 제4 패드는 상기 제2 패드로부터 상기 제2 방향에 위치할 수 있다.
상기 제1 센서, 상기 제1 센서 라인, 및 상기 제2 센서 라인은 상기 센서 기판 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 제2 센서, 상기 제3 센서 라인, 및 상기 제4 센서 라인은 상기 센서 기판 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 센서 기판의 적어도 일부를 커버하는 절연층을 더 포함하고, 상기 제1 센서 라인의 일부 및 상기 제2 센서 라인의 일부는 상기 센서 기판 및 상기 절연층 사이에 위치하고, 상기 제1 센서는 상기 절연층 상에 위치하고, 상기 절연층의 제1 컨택 홀을 통해서 상기 제1 센서 라인 및 상기 제2 센서 라인에 연결될 수 있다.
상기 제3 센서 라인의 일부 및 상기 제4 센서 라인의 일부는 상기 센서 기판 및 상기 절연층 사이에 위치하고, 상기 제2 센서는 상기 절연층 상에 위치하고, 상기 절연층의 제2 컨택 홀을 통해서 상기 제3 센서 라인 및 상기 제4 센서 라인에 연결될 수 있다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 제2 센서는 상기 제1 센서로부터 제1 방향에 위치하고, 상기 제1 센서 라인, 상기 제2 센서 라인, 상기 제3 센서 라인, 및 상기 제4 센서 라인은 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 센서 송신부는: 전원 공급기; 및 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 연결하는 제1 스위치를 포함할 수 있다.
상기 센서 수신부는: 적분기; 및 상기 적분기와 상기 제2 패드를 연결하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위치는 상기 제1 기간 동안 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 전기적으로 연결시키고, 상기 전원 공급기는 상기 제1 기간 동안 상기 제1 패드로 상기 센싱 신호를 공급하고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 기간 동안 상기 적분기와 상기 제2 패드를 전기적으로 분리시킬 수 있다.
상기 제2 스위치는 상기 제2 기간 동안 상기 적분기와 상기 제2 패드를 전기적으로 연결시키고, 상기 적분기는 상기 제2 기간 동안 상기 제2 패드로부터 상기 샘플링 신호를 수신하고, 상기 제1 스위치는 상기 제2 기간 동안 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 전기적으로 분리시킬 수 있다.
상기 제1 스위치는 상기 제2 기간 이후의 제3 기간 동안 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 전기적으로 연결시키고, 상기 전원 공급기는 상기 제3 기간 동안 상기 제1 패드로 초기화 신호를 공급할 수 있다.
상기 적분기는: 상기 제2 스위치와 연결된 제1 입력 단자, 기준 전압을 수신하는 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함하는 증폭기; 상기 제1 입력 단자 및 상기 출력 단자를 연결하는 커패시터; 및 상기 제1 입력 단자 및 상기 출력 단자를 연결하는 리셋 스위치를 포함할 수 있다.
상기 센서 수신부는: 상기 적분기의 출력 신호를 수신하는 아날로그 디지털 변환기; 및 상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 신호를 수신하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 자기 정전 용량을 이용하는 센싱 방식에서, 센서들 간의 RC 로드를 매칭시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서들 및 센서 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서들 및 센서 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 송신부 및 센서 수신부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 비교예의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 한 실시예의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서들 및 센서 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서들 및 센서 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 송신부 및 센서 수신부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 비교예의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 한 실시예의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 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.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(1)는 패널(10) 및 패널(10)을 구동하기 위한 구동 회로부(20)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 패널(10)은 영상을 표시하기 위한 표시부(110)와 터치, 압력, 지문, 호버링(hovering), 액티브 펜(active pen) 등을 센싱하기 위한 센서부(120)를 포함할 수 있다. 센서부(120)는 표시부(110)와 중첩하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 패널(10)은 화소들(PXL) 및 화소들(PXL) 중 적어도 일부와 중첩하여 위치하는 센서들(SC)을 포함할 수 있다. 구동 회로부(20)는 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 및 센서 구동부(220)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 표시부(110) 및 센서부(120)는 서로 별개로 제작된 후, 적어도 일 영역이 서로 중첩되도록 배치 및/또는 결합될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 표시부(110) 및 센서부(120)는 일체로 제작될 수도 있다. 예를 들어, 센서부(120)의 센서 기판(121)은 표시부(110)의 상부 기판에 해당할 수 있다. 예를 들어, 센서 기판(121)은 화소들(PXL)을 커버하는 봉지막(encapsulation film)일 수 있다.
한편, 도 1a에서는 센서부(120)가 표시부(110)의 전면(예컨대, 영상이 표시되는 상부면) 측에 배치되는 것으로 도시하였으나, 센서부(120)의 위치가 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.
도 1b를 참조하면, 표시 장치(1)의 예시적인 적층 구조가 도시된다. 예를 들어, 표시부(110) 상부에 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 다이오드들(LD)을 포함할 수 있다. 회로 소자층(BPL)은 화소들(PXL)의 발광 다이오들(LD)을 구동하기 위한 화소 회로들 및 주사 라인들(SL), 데이터 라인들(DL) 등을 포함할 수 있다.
센서부(120)는 센서 기판(121), 센서 기판(121) 상에 형성된 센서들(SC), 및 센서들(SC)을 커버하는 보호막(122)을 포함할 수 있다. 도 1b의 실시예에서, 센서 기판(121)은 화소들(PXL)을 커버하는 봉지막 형태로 도시되었다.
윈도우(WIN)는 표시 장치(1)의 모듈 최상단에 배치되는 보호 부재로서, 실질적으로 투명한 투광성 기판일 수 있다. 이러한 윈도우(WIN)는 유리 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 반사 방지층)을 더 포함할 수 있다.
표시부(110)는 표시 기판(111) 및 표시 기판(111)에 형성된 다수의 화소들(PXL)을 포함할 수 있다. 화소들(PXL)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 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다.
표시 영역(DA)에는 주사 라인들(SL) 및 데이터 라인들(DL)과, 주사 라인들(SL) 및 데이터 라인들(DL)에 접속되는 화소들(PXL)이 배치된다. 화소들(PXL)은 주사 라인들(SL)로부터 공급되는 턴-온 레벨의 주사 신호에 의해 선택되어 데이터 라인들(DL)로부터 데이터 전압을 공급받고, 데이터 전압에 대응하는 휘도의 빛을 방출한다. 이에 의해, 표시 영역(DA)에서 데이터 전압에 대응하는 영상이 표시된다. 본 발명에서 화소들(PXL)의 구조 및 구동 방법 등이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 화소들(PXL) 각각은 현재 공지된 다양한 구조 및/또는 구동 방법의 화소로 구현될 수 있다.
비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 화소들(PXL)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, 이외에도 주사 구동부(scan driver) 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. 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 복수의 센서들(SC)을 포함한다. 센서들(SC)은 센서 기판(121)의 센싱 영역(SA)에 위치할 수 있다.
센서 기판(121)은, 터치 입력 등을 센싱할 수 있는 센싱 영역(SA)과, 센싱 영역(SA)의 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. 이에 따라, 표시 영역(DA) 상에 터치 입력 등이 제공될 때, 센서부(120)를 통해 터치 입력을 검출할 수 있다.
센서 기판(121)은 경성 또는 가요성의 기판일 수 있으며, 이외에도 적어도 한 층의 절연막으로 구성될 수 있다. 또한, 센서 기판(121)은 투명 또는 반투명의 투광성 기판일 수 있으나, 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 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 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 사용자 입력에 반응할 수 있는 영역(즉, 센서의 활성 영역)으로 설정된다. 이를 위해, 센싱 영역(SA)에는 사용자 입력 등을 센싱하기 위한 센서들(SC)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서들(SC)은 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)에 직교하는 제2 방향(DR2)을 기준으로 행렬 형태로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 직교하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 센서들(SC)은 원형, 타원형으로 배치되거나 비스듬히 배치될 수 있으며, 반드시 행렬 형태로 배치되는 것은 아니다. 센서들(SC) 각각은 사각형, 삼각형, 원형, 메쉬 형태 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 센서들(SC) 각각은, 금속 물질, 투명 도전성 물질 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 센서들(SC)은, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 비롯한 다양한 금속 물질 중 적어도 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이때, 센서들(SC)은 메쉬 형태로 구성될 수 있다. 또한, 센서들(SC)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 센서들(SC)은, 다양한 도전 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 도전성을 가질 수 있다. 또한, 센서들(SC) 각각은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 그 단면 구조가 특별히 한정되지는 않는다.
구동 회로부(20)는, 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 센서 구동부(220)를 포함할 수 있다. 한 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(PXL)을 구동한다. 예를 들어, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부(12) 및 타이밍 제어부(11)를 포함할 수 있고, 주사 구동부(13)는 표시부(110)의 비표시 영역(NDA)에 별도로 마운트(mount)될 수 있다(도 2 참조). 다른 실시예에서, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부(12), 타이밍 제어부(11), 및 주사 구동부(13)를 전부 또는 적어도 일부를 포함할 수도 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.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시부 및 표시 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 표시 구동부(210)는 데이터 구동부(12) 및 타이밍 제어부(11)를 포함할 수 있고, 표시부(110)는 주사 구동부(13)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.
타이밍 제어부(11)는 프로세서로부터 각각의 프레임(frame)에 대한 계조들 및 제어 신호들을 수신할 수 있다. 여기서 프로세서는 GPU(Graphics Processing Unit), CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등에 해당할 수 있다. 제어 신호들은 수직 동기 신호(vertical synchronization signal), 수평 동기 신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal) 등을 포함할 수 있다.
수직 동기 신호의 각각의 주기(each cycle)는 각각의 표시 프레임 기간(display frame period)과 대응할 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호는 로직 하이 레벨일 때 해당 표시 프레임 기간의 액티브 기간(active period)을 가리키고, 로직 로우 레벨일 때 해당 표시 프레임 기간의 블랭크 기간(blank period)을 가리킬 수 있다. 수평 동기 신호의 각각의 주기들은 각각의 수평 기간들(horizontal periods)과 대응할 수 있다. 데이터 인에이블 신호는, 프로세서로부터 계조들이 공급되는 동안 인에이블 레벨(예를 들어, 로직 하이 레벨)이고, 계조들이 공급되지 않는 동안 디스에이블 레벨(예를 들어, 로직 로우 레벨)일 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 표시 장치(1)의 사양에 대응하도록 계조들을 렌더링(rendering)할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 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(pentile) 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 계조들은 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 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)로 제공할 데이터 전압들을 생성할 수 있다.
주사 구동부(13)는 타이밍 제어부(11)로부터 수신한 클록 신호, 주사 시작 신호 등을 이용하여, 주사 라인들(SL1, SL2)에 제공할 주사 신호들을 생성할 수 있다. 주사 구동부(13)는 주사 라인들(SL1, SL2)에 턴-온 레벨의 펄스를 갖는 주사 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(13)는 수평 동기 신호의 주기(cycle)와 대응하는 주기로 턴-온 레벨의 주사 신호들을 주사 라인들로 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.
화소부(14)는 화소들을 포함한다. 각각의 화소들은 대응하는 데이터 라인 및 주사 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 화소(PXij)는 i 번째 주사 라인 및 j 번째 데이터 라인에 연결될 수 있다. 화소들은 제1 색상의 광을 방출하는 화소들, 제2 색상의 광을 방출하는 화소들, 및 제3 색상의 광을 방출하는 화소들을 포함할 수 있다. 제1 색상, 제2 색상, 및 제3 색상은 서로 다른 색상일 수 있다. 예를 들어, 제1 색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 한가지 색상일 수 있고, 제2 색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 제1 색상이 아닌 한가지 색상일 수 있고, 제3 색상은 적색, 녹색, 및 청색 중 제1 색상 및 제2 색상이 아닌 나머지 색상일 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 색상들로 적색, 녹색, 및 청색 대신 마젠타(magenta), 시안(cyan), 및 옐로우(yellow)가 사용될 수도 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제1 색상, 제2 색상, 및 제3 색상이 적색, 녹색, 및 청색인 것으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 예시적인 화소(PXij)가 도시된다. 다른 화소들 또한 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 중복된 설명은 생략한다.
트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극에 연결되고, 제1 전극은 제1 전원 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제2 전극은 발광 다이오드(LD)의 애노드에 연결될 수 있다. 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터로 명명될 수 있다.
트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 i 번째 주사 라인(SLi)에 연결되고, 제1 전극은 j 번째 데이터 라인(DLj)에 연결되고, 제2 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극에 연결될 수 있다. 트랜지스터(T2)는 스캔 트랜지스터로 명명될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 제1 전원 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제2 전극은 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결될 수 있다.
발광 다이오드(LD)는 애노드가 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 연결되고, 캐소드가 제2 전원 라인(ELVSSL)에 연결될 수 있다. 발광 다이오드(LD)의 발광 기간 동안, 제1 전원 라인(ELVDDL)에 인가되는 제1 전원 전압은 제2 전원 라인(ELVSSL)에 인가되는 제2 전원 전압보다 클 수 있다.
여기서, 트랜지스터들(T1, T2)은 P 형 트랜지스터로 도시되었지만, 당업자라면 신호의 극성을 반전시켜 적어도 하나의 트랜지스터를 N 형 트랜지스터로 대체하여 사용할 수도 있을 것이다.
i 번째 주사 라인(SLi)에 턴-온 레벨의 주사 신호가 인가되면, 트랜지스터(T2)가 턴-온될 수 있다. 이때, j 번째 데이터 라인(DLj)에 충전된 데이터 전압이 스토리지 커패시터(Cst)에 저장될 수 있다. 트랜지스터(T1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 의해서 유지되는 게이트-소스 전압 차이에 대응하여 구동 전류를 흘릴 수 있다. 구동 전류는 제1 전원 라인(ELVDDL), 트랜지스터(T1), 발광 다이오드(LD), 및 제2 전원 라인(ELVSSL)의 경로로 흐를 수 있다. 발광 다이오드(LD)는 구동 전류 량에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서들 및 센서 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 표시 기판(111), 센서 기판(121), 패드들(PD1, PD2, PD3, PD4, PD5, PD6, PD7, PD8), 센서들(SC1, SC2, SC3, SC4), 센서 라인들(TC1, TC2, TC3, TC4, TC5, TC6, TC7, TC8)의 배치가 예시적으로 도시된다.
표시 기판(111)은 표시 영역 및 표시 영역 외곽의 비표시 영역을 포함할 수 있다. 화소들은 표시 영역에 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 표시 기판(111)은 4 개의 가장자리들(ED1, ED2, ED3, ED4)을 갖는 사각형 형태인 것을 가정한다. 표시 기판(111)이 원형, 타원형, 삼각형 등 다른 형태인 경우에도 이하의 실시예들이 적용될 수 있다.
센서 기판(121)은 화소들 및 표시 기판(111)의 일부를 커버할 수 있다. 센서들(SC1, SC2, SC3, SC4)은 센서 기판(121) 상에 위치할 수 있다. 제2 센서(SC2)는 제1 센서(SC1)로부터 제1 방향(DR1)에 위치할 수 있다. 제4 센서(SC4)는 제3 센서(SC3)로부터 제1 방향에 위치할 수 있다. 제3 센서(SC3)는 제1 센서(SC1)로부터 제1 방향(DR1)에 위치할 수 있다. 제4 센서(SC4)는 제2 센서(SC2)로부터 제2 방향(DR2)에 위치할 수 있다. 센서들(SC1~SC4)은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 4 개의 센서들(SC1~SC4)에 대해서만 설명하지만, 4 개의 센서들(SC1~SC4) 사이 및 외곽에도 다른 센서들 및 센서 라인들이 위치할 수 있다. 예를 들어, 센서들(SC1~SC4)의 면적은 서로 동일할 수 있다.
패드들(PD1~PD8)은 비표시 영역에 위치할 수 있다. 제1 패드(PD1), 제3 패드(PD3), 제5 패드(PD5), 및 제7 패드(PD7)는 제1 가장자리(ED1) 부근에 위치할 수 있다. 제1 패드(PD1), 제3 패드(PD3), 제5 패드(PD5), 및 제7 패드(PD7)는 제2 방향(DR2)으로 순차적으로 배열될 수 있다. 제1 패드(PD1), 제3 패드(PD3), 제5 패드(PD5), 제7 패드(PD7), 및 이들로부터 제2 방향(DR2)에 위치하는 패드들은 센서 송신부에 연결될 수 있다.
제2 패드(PD2), 제4 패드(PD4), 제6 패드(PD6), 및 제8 패드(PD8)는 제2 가장자리(ED2) 부근에 위치할 수 있다. 제2 가장자리(ED2)는 제1 가장자리(ED1)로부터 제1 방향(DR1)에 위치할 수 있다. 제2 가장자리(ED2)는 제1 가장자리(ED1)는 서로 연결되지 않고, 제2 가장자리(ED2) 및 제1 가장자리(ED1)는 사이에 센서 기판(121)을 두고 서로 이격될 수 있다. 제2 패드(PD2), 제4 패드(PD4), 제6 패드(PD6), 및 제8 패드(PD8)는 제2 방향(DR2)으로 순차적으로 배열될 수 있다. 제2 패드(PD2), 제4 패드(PD4), 제6 패드(PD6), 제8 패드(PD8), 및 이들로부터 제2 방향(DR2)에 위치하는 패드들은 센서 수신부에 연결될 수 있다.
제1 센서 라인(TC1)은 제1 패드(PD1) 및 제1 센서(SC1)를 연결할 수 있다. 제2 센서 라인(TC2)은 제2 패드(PD2) 및 제1 센서(SC1)를 연결할 수 있다. 제3 센서 라인(TC3)은 제3 패드(PD3) 및 제2 센서(SC2)를 연결할 수 있다. 제4 센서 라인(TC4) 제4 패드(PD4) 및 제2 센서(SC2)를 연결할 수 있다. 제5 센서 라인(TC5)은 제5 패드(PD5) 및 제3 센서(SC3)를 연결할 수 있다. 제6 센서 라인(TC6)은 제6 패드(PD6) 및 제3 센서(SC3)를 연결할 수 있다. 제7 센서 라인(TC7)은 제7 패드(PD7) 및 제4 센서(SC4)를 연결할 수 있다. 제8 센서 라인(TC8)은 제8 패드(PD8) 및 제4 센서(SC4)를 연결할 수 있다. 센서 라인들(TC1~TC8)은 주로 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 센서 라인들(TC1~TC8)은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 또한, 센서 라인들(TC1~TC8) 및 센서들(SC1~SC4)은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
제3 센서 라인(TC3)은 제1 센서 라인(TC1)보다 길 수 있다. 제4 센서 라인(TC4)은 제2 센서 라인(TC2)보다 짧을 수 있다. 따라서, 제1 센서(SC1), 제1 센서 라인(TC1), 및 제2 센서 라인(TC2)의 RC 로드(load)는 제2 센서(SC2), 제3 센서 라인(TC3), 및 제4 센서 라인(TC4)의 RC 로드와 매칭될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 라인(TC1) 및 제2 센서 라인(TC2)의 길이의 합은 제3 센서 라인(TC3) 및 제4 센서 라인(TC4)의 길이의 합과 동일하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(SC1) 및 제2 센서(SC2)의 형상 및 크기는 동일할 수 있다. RC 로드는 센서 라인들의 길이/폭에 따른 저항 성분 및 캐소드 전극 등과의 기생 커패시턴스 성분을 포함할 수 있다. 이하에서 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
유사하게, 제7 센서 라인(TC7)은 제5 센서 라인(TC5)보다 길 수 있다. 제8 센서 라인(TC8)은 제6 센서 라인(TC6)보다 짧을 수 있다. 따라서, 제3 센서(SC3), 제5 센서 라인(TC5), 및 제6 센서 라인(TC6)의 RC 로드는 제4 센서(SC4), 제7 센서 라인(TC7), 및 제8 센서 라인(TC8)의 RC 로드와 매칭될 수 있다.
제1 센서(SC1), 제1 센서 라인(TC1), 및 제2 센서 라인(TC2)의 형상은 제3 센서(SC3), 제5 센서 라인(TC5), 및 제6 센서 라인(TC6)의 형상과 대응할 수 있다. 제2 센서(SC2), 제3 센서 라인(TC3), 및 제4 센서 라인(TC4)의 형상은 제4 센서(SC4), 제7 센서 라인(TC7), 및 제8 센서 라인(TC8)의 형상과 대응할 수 있다. 이에 따라, 모든 센서들(SC1~SC4)의 RC 로드가 실질적으로 동일할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 센서(SC1) 부근의 단면이 예시적으로 도시된다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 직교하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 평면 방향에 대응한다면, 제3 방향(DR3)은 높이 방향에 대응할 수 있다.
예를 들어, 제1 센서(SC1), 제1 센서 라인(TC1), 및 제2 센서 라인(TC2)은 센서 기판(121) 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(SC1), 제1 센서 라인(TC1), 및 제2 센서 라인(TC2)은 동일한 물질로 동시에 형성(패터닝)될 수 있다.
유사하게, 제2 센서(SC2), 제3 센서 라인(TC3), 및 제4 센서 라인(TC4)은 센서 기판(121) 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다. 제3 센서(SC3), 제5 센서 라인(TC5), 및 제6 센서 라인(TC6)은 센서 기판(121) 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다. 제4 센서(SC4), 제7 센서 라인(TC7), 및 제8 센서 라인(TC8)은 센서 기판(121) 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 센서들(SC1~SC4)은 동일한 층에 위치할 수 있다. 예를 들어, 센서들(SC1~SC4)과 센서 라인들(TC1~TC8)은 센서 기판(121) 상에서 동일한 층에 위치할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 하나의 금속 층으로 센서들(SC1~SC4) 및 센서 라인들(TC1~TC8)의 구성이 가능하므로, 공정 비용 및 구성 비용이 감소할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서들 및 센서 라인들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(1)는 센서 기판(121)의 적어도 일부를 커버하는 절연층(ISI)을 더 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 절연층(ISI)은 센서 기판(121)으로부터 제3 방향(DR3)에 위치할 수 있다.
제1 센서 라인(TC1')의 일부 및 제2 센서 라인(TC2')의 일부는 센서 기판(121) 및 절연층(ISI) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(SC1')는 절연층(ISI) 상에 위치하고, 절연층(ISI)의 제1 컨택 홀(CT1)을 통해서 제1 센서 라인(TC1') 및 제2 센서 라인(TC2')에 연결될 수 있다.
유사하게, 제3 센서 라인(TC3')의 일부 및 제4 센서 라인(TC4')의 일부는 센서 기판(121) 및 절연층(ISI) 사이에 위치할 수 있다. 제2 센서(SC2')는 절연층(ISI) 상에 위치하고, 절연층(ISI)의 제2 컨택 홀(CT2)을 통해서 제3 센서 라인(TC3') 및 제4 센서 라인(TC4')에 연결될 수 있다.
제5 센서 라인(TC5')의 일부 및 제6 센서 라인(TC6')의 일부는 센서 기판(121) 및 절연층(ISI) 사이에 위치할 수 있다. 제3 센서(SC3')는 절연층(ISI) 상에 위치하고, 절연층(ISI)의 제3 컨택 홀(CT3)을 통해서 제5 센서 라인(TC5') 및 제6 센서 라인(TC6')에 연결될 수 있다.
제7 센서 라인(TC7')의 일부 및 제8 센서 라인(TC8')의 일부는 센서 기판(121) 및 절연층(ISI) 사이에 위치할 수 있다. 제4 센서(SC4')는 절연층(ISI) 상에 위치하고, 절연층(ISI)의 제4 컨택 홀(CT4)을 통해서 제7 센서 라인(TC7') 및 제8 센서 라인(TC8')에 연결될 수 있다.
센서 라인들(TC1'~TC8')은 주로 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 도 6 및 도 7의 실시예에 있어서, 도 4 및 도 5의 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7의 실시예에 의하면, 센서 라인들(TC1'~TC8')이 센서들(SC1'~SC4')과 다른 층에서 연장되므로, 센서들(SC1'~SC4')이 배치될 공간이 확보될 수 있다. 따라서, 센서들(SC1'~SC4')의 개수를 증가시켜 센서 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 송신부 및 센서 수신부를 설명하기 위한 도면이다.
센서 송신부(TDC)는 제1 패드(PD1)로 센싱 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 센서 송신부(TDC)는 제1 기간 동안 제1 패드(PD1)로 센싱 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 센서 송신부(TDC)는 제3 패드(PD3), 제5 패드(PD5), 및 제7 패드(PD7)로 센싱 신호를 공급하도록 구성될 수 있다.
센서 수신부(TSC)는 제2 패드(PD2)로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 센서 수신부(TSC)는 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 제2 패드(PD2)로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제1 기간과 제2 기간은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 유사하게, 센서 수신부(TSC)는 제4 패드(PD4), 제6 패드(PD6), 및 제8 패드(PD8)로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서, 제1 센서(SC1)에 대한 센서 송신부(TDC) 및 센서 수신부(TSC)의 동작 및 구성을 설명한다. 이하의 실시예들은 다른 센서들에 대한 센서 송신부(TDC) 및 센서 수신부(TSC)에도 동일하게 적용될 수 있다.
센서 송신부(TDC)는 전원 공급기(PSP) 및 제1 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 전원 공급기(PSP)와 제1 패드(PD1)를 연결할 수 있다. 전원 공급기(PSP)는 센싱 신호(VDD) 또는 초기화 신호(VSS)를 공급할 수 있다. 센싱 신호(VDD)의 전압 레벨은 초기화 신호(VSS)의 전압 레벨보다 클 수 있다. 예를 들어, 전원 공급기(PSP)는 제3 스위치(SW3)가 턴-온될 때 출력 단자로 센싱 신호(VDD)를 공급하고, 제4 스위치(SW4)가 턴-온될 때 출력 단자로 초기화 신호(VSS)를 공급할 수 있다.
센서 수신부(TSC)는 적분기(222) 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 적분기(222)는 제1 센서(SC1)에 충전된 전하량에 대응하는 전압 레벨의 전압 신호를 출력 단자(OUT1)로 출력할 수 있다. 즉, 적분기(222)는 일종의 센서 채널로써 기능할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 적분기(222)와 제2 패드(PD2)를 연결할 수 있다.
예를 들어, 적분기(222)는 증폭기(AMP), 커패시터(Ca), 및 리셋 스위치(SWr)를 포함할 수 있다. 증폭기(AMP)는 제2 스위치(SW2)와 연결된 제1 입력 단자(IN1), 기준 전압(Vref)을 수신하는 제2 입력 단자(IN2), 및 출력 단자(OUT1)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증폭기(AMP)는 연산 증폭기(Operational Amplifier)일 수 있다. 예를 들어, 제1 입력 단자(IN1)는 반전 단자이고, 제2 입력 단자(IN2)는 비반전 단자일 수 있다. 기준 전압(Vref)의 전압 레벨은 초기화 신호(VSS)의 전압 레벨보다 크고, 센싱 신호(VDD)의 전압 레벨보다 작을 수 있다. 커패시터(Ca)는 제1 입력 단자(IN1) 및 출력 단자(OUT1)를 연결할 수 있다. 리셋 스위치(SWr)는 제1 입력 단자(IN1) 및 출력 단자(OUT1)를 연결할 수 있다.
또한, 센서 수신부(TSC)는 아날로그 디지털 변환기(224) 및 프로세서(226)를 더 포함할 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(224)는 적분기(222)의 출력 신호를 수신할 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(224)는 적분기(222)가 출력한 아날로그 전압 레벨을 디지털 값으로 변환하여 출력할 수 있다. 프로세서(226)는 아날로그 디지털 변환기(224)의 출력 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(226)는 수신된 디지털 값을 이용하여 사용자의 터치 입력 등을 판단할 수 있다.
도 9를 참조하여, 제1 센서(SC1)를 충전(charging)하는 제1 기간을 설명한다.
전원 공급기(PSP)는 제1 기간 동안 제1 패드(PD1)로 센싱 신호(VDD)를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치(SW3)가 제1 기간 동안 턴-온됨으로써, 전원 공급기(PSP)는 제1 패드(PD1)로 센싱 신호(VDD)를 공급할 수 있다.
제1 스위치(SW1)는 제1 기간 동안 전원 공급기(PSP)와 제1 패드(PD1)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 즉, 제1 스위치(SW1)는 제1 기간 동안 턴-온될 수 있다. 따라서, 제1 기간 동안 제1 센서(SC1)에 센싱 신호(VDD)가 인가될 수 있다. 이때, 사용자의 손가락 등 오브젝트(OBJ)의 근접 여부에 따라서, 제1 센서(SC1)의 자기 정전 용량이 달라질 수 있고, 제1 센서(SC1)에 충전되는 전하량에 차이가 발생하게 된다.
이때, 제2 스위치(SW2)는 제1 기간 동안 적분기(222)와 제2 패드(PD2)를 전기적으로 분리시킬 수 있다. 즉, 제2 스위치(SW2)는 제1 기간 동안 턴-오프 상태일 수 있다.
도 10을 참조하여, 제1 센서(SC1)를 샘플링(sampling)하는 제2 기간을 설명한다.
제2 스위치(SW2)는 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 적분기(222)와 제2 패드(PD2)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 즉, 제2 스위치(SW2)는 제2 기간 동안 턴-온 상태일 수 있다.
적분기(222)는 제2 기간 동안 제2 패드(PD2)로부터 샘플링 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 적분기(222)는 제1 센서(SC1)에 충전된 전하량에 대응하는 전압 신호를 출력 단자(OUT1)로 출력할 수 있다. 제2 기간의 종료 시점에서, 제1 센서(SC1)의 전압 레벨은 기준 전압(Vref)의 전압 레벨과 동일할 수 있다.
이때, 제1 스위치(SW1)는 제2 기간 동안 전원 공급기(PSP)와 제1 패드(PD1)를 전기적으로 분리시킬 수 있다. 즉, 제1 스위치(SW1)는 제2 기간 동안 턴-오프 상태일 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(224)는 적분기(222)로부터 수신한 전압 신호를 디지털 값으로 변환하고, 프로세서(226)는 수신한 디지털 값을 이용하여 사용자의 터치 입력 등을 판단할 수 있다.
도 11을 참조하여, 제1 센서(SC1)를 초기화(Initializing)하는 제3 기간을 설명한다.
제1 스위치(SW1)는 제2 기간 이후의 제3 기간 동안 전원 공급기(PSP)와 제1 패드(PD1)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 즉, 제1 스위치(SW1)는 제3 기간 동안 턴-온 상태일 수 있다.
전원 공급기(PSP)는 제3 기간 동안 제1 패드(PD1)로 초기화 신호(VSS)를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제4 스위치(SW4)가 제3 기간 동안 턴-온됨으로써, 전원 공급기(PSP)는 제1 패드(PD1)로 초기화 신호(VSS)를 공급할 수 있다. 이에 따라, 제3 기간의 종료 시점에서 제1 센서(SC1)의 전압 레벨은 초기화 신호(VSS)의 전압 레벨과 동일할 수 있다. 예를 들어, 초기화 신호(VSS)의 전압 레벨은 기준 전압(Vref)의 전압 레벨보다 낮을 수 있다.
또한, 제3 기간 동안 리셋 스위치(SWr)가 턴-온됨으로써 커패시터(Ca)의 전하량을 초기화시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 리셋 스위치(SWr)는 제3 기간이 아닌 다른 기간에서 턴-온될 수도 있다.
도 12 및 도 13은 비교예의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 비교예에 따라, 센서 송신부(TDC_fpr)로부터 상대적으로 거리가 먼 센서(SC_fpr) 및 센서 송신부(TDC_npr)로부터 상대적으로 거리가 가까운 센서(SC_npr)가 예시적으로 시뮬레이션된다.
예를 들어, 센서(SC_fpr)는 30 ohm(옴)의 저항 성분(R36) 및 50 pF(picofarad)의 커패시턴스(C44)를 포함한다. 예를 들어, 센서(SC_npr)는 30 ohm의 저항 성분(R111) 및 50 pF의 커패시턴스(C135)를 포함한다.
예를 들어, 센서 송신부(TDC_fpr) 및 센서 수신부(TDC_fpr)의 공통 노드 및 센서(SC_fpr) 사이의 전기적인 경로에, 배선 로드(TRC_fpr1), 멀티플렉서 로드(MUX_fpr), 배선 로드(TRC_fpr2), 및 라우팅 로드(ROUT_fpr)가 존재한다고 가정할 수 있다. 라우팅 로드(ROUT_fpr)는 센싱 영역(SA) 상에서의 배선 및 소자들에 의한 RC 로드일 수 있다.
예를 들어, 배선 로드(TRC_fpr1)는 5 kohm의 저항 성분(R110) 및 17.28 pF의 커패시턴스(C134)를 포함할 수 있다. 멀티플렉서 로드(MUX_fpr)는 2 kohm의 저항 성분(R109) 및 0.14 pF의 커패시턴스(C133)를 포함할 수 있다. 배선 로드(TRC_fpr2)는 760 ohm의 저항 성분(R46) 및 13 pF의 커패시턴스(C58)를 포함할 수 있다. 라우팅 로드(ROUT_fpr)는 경로 상 직렬 연결된 330 ohm의 저항 성분들(R35, R37, R38, R39, R40, R41, R42, R43, R44, R45)를 포함하고, 저항 성분들이 연결되는 노드들에서 각각 분기되는 3.2 pF의 커패시턴스들(C43, C47, C50, C51, C52, C53, C54, C55, C56, C57)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 센서 송신부(TDC_npr) 및 센서 수신부(TDC_npr)의 공통 노드 및 센서(SC_npr) 사이의 전기적인 경로에, 배선 로드(TRC_npr1), 멀티플렉서 로드(MUX_npr), 및 배선 로드(TRC_npr2)가 존재한다고 가정할 수 있다.
예를 들어, 배선 로드(TRC_npr1)는 5 kohm의 저항 성분(R114) 및 17.28 pF의 커패시턴스(C138)를 포함할 수 있다. 멀티플렉서 로드(MUX_npr)는 2 kohm의 저항 성분(R113) 및 0.14 pF의 커패시턴스(C137)를 포함할 수 있다. 배선 로드(TRC_npr2)는 760 ohm의 저항 성분(R112) 및 13 pF의 커패시턴스(C136)를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 센서 송신부(TDC_fpr)가 500 kHz로 센싱 신호를 공급하고 센서 수신부(TSC_fpr)가 500 kHz로 샘플링 신호를 수신하는 경우에서, 센서 수신부(TSC_fpr)의 제1 입력 단자(IN1)의 전압에 대한 그래프(TSC_fpr_IN1) 및 센서 수신부(TSC_fpr)의 출력 단자(OUT1)의 전압에 대한 그래프(TSC_fpr_OUT1)가 도시된다. 또한, 센서 송신부(TDC_npr)가 500 kHz로 센싱 신호를 공급하고 센서 수신부(TSC_npr)가 500 kHz로 샘플링 신호를 수신하는 경우에서, 센서 수신부(TSC_npr)의 제1 입력 단자(IN1)의 전압에 대한 그래프(TSC_npr_IN1) 및 센서 수신부(TSC_npr)의 출력 단자(OUT1)의 전압에 대한 그래프(TSC_npr_OUT1)가 도시된다.
도 13을 참조하면, 센서 송신부들(TDC_fpr, TDC_npr)로부터의 센서들(SC_fpr, SC_npr) 간의 거리(또는 위치)에 따라, 센서 수신부들(TSC_fpr, TSC_npr)의 입출력 전압에 바람직하지 않은 편차가 발생함을 확인할 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 한 실시예의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따라, 센서 송신부(TDC_fp)로부터 상대적으로 거리가 먼 센서(SC_fp) 및 센서 송신부(TDC_np)로부터 상대적으로 거리가 가까운 센서(SC_np)가 예시적으로 시뮬레이션된다.
예를 들어, 센서(SC_fp)는 30 ohm의 저항 성분(R48) 및 50 pF의 커패시턴스(C64)를 포함한다. 예를 들어, 센서(SC_np)는 30 ohm의 저항 성분(R59) 및 50 pF의 커패시턴스(C75)를 포함한다.
예를 들어, 센서 송신부(TDC_fp) 및 센서(SC_fp) 사이의 전기적인 경로에, 배선 로드(TRC_fp1), 멀티플렉서 로드(MUX_fp), 배선 로드(TRC_fp2), 및 라우팅 로드(ROUT_fp)가 존재한다고 가정할 수 있다. 라우팅 로드(ROUT_fp)는 센싱 영역(SA) 상에서의 배선 및 소자들에 의한 RC 로드일 수 있다.
예를 들어, 배선 로드(TRC_fp1)는 5 kohm의 저항 성분(R117) 및 17.28 pF의 커패시턴스(C141)를 포함할 수 있다. 멀티플렉서 로드(MUX_fp)는 2 kohm의 저항 성분(R116) 및 0.14 pF의 커패시턴스(C140)를 포함할 수 있다. 배선 로드(TRC_fp2)는 760 ohm의 저항 성분(R115) 및 13 pF의 커패시턴스(C139)를 포함할 수 있다. 라우팅 로드(ROUT_fp)는 경로 상 직렬 연결된 330 ohm의 저항 성분들(R47, R49, R50, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R57)를 포함하고, 저항 성분들이 연결되는 노드들에서 각각 분기되는 3.2 pF의 커패시턴스들(C63, C65, C66, C67, C68, C69, C70, C71, C72, C73)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 센서 송신부(TDC_np) 및 센서(SC_np) 사이의 전기적인 경로에, 배선 로드(TRC_np1), 멀티플렉서 로드(MUX_np), 및 배선 로드(TRC_np2)가 존재한다고 가정할 수 있다. 또한, 센서(SC_np) 및 센서 수신부(TSC_np) 사이의 전기적인 경로에, 라우팅 로드(ROUT_np)가 존재한다고 가정할 수 있다. 라우팅 로드(ROUT_np)는 센싱 영역(SA) 상에서의 배선 및 소자들에 의한 RC 로드일 수 있다.
예를 들어, 배선 로드(TRC_np1)는 5 kohm의 저항 성분(R71) 및 17.28 pF의 커패시턴스(C87)를 포함할 수 있다. 멀티플렉서 로드(MUX_np)는 2 kohm의 저항 성분(R70) 및 0.14 pF의 커패시턴스(C86)를 포함할 수 있다. 배선 로드(TRC_np2)는 760 ohm의 저항 성분(R69) 및 13 pF의 커패시턴스(C85)를 포함할 수 있다. 라우팅 로드(ROUT_np)는 경로 상 직렬 연결된 330 ohm의 저항 성분들(R58, R60, R61, R62, R63, R64, R65, R66, R67, R68)를 포함하고, 저항 성분들이 연결되는 노드들에서 각각 분기되는 3.2 pF의 커패시턴스들(C74, C76, C77, C78, C79, C80, C81, C82, C83, C84)을 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 센서 송신부(TDC_fp)가 500 kHz로 센싱 신호를 공급하고 센서 수신부(TSC_fp)가 500 kHz로 샘플링 신호를 수신하는 경우에서, 센서 수신부(TSC_fp)의 제1 입력 단자(IN1)의 전압에 대한 그래프(TSC_fp_IN1) 및 센서 수신부(TSC_fp)의 출력 단자(OUT1)의 전압에 대한 그래프(TSC_fp_OUT1)가 도시된다. 또한, 센서 송신부(TDC_np)가 500 kHz로 센싱 신호를 공급하고 센서 수신부(TSC_np)가 500 kHz로 샘플링 신호를 수신하는 경우에서, 센서 수신부(TSC_np)의 제1 입력 단자(IN1)의 전압에 대한 그래프(TSC_np_IN1) 및 센서 수신부(TSC_np)의 출력 단자(OUT1)의 전압에 대한 그래프(TSC_np_OUT1)가 도시된다.
도 15과 도 13을 비교하면, 센서 송신부들(TDC_fp, TDC_np)로부터의 센서들(SC_fp, SC_np) 간의 거리(또는 위치)에 따라, 센서 수신부들(TSC_fp, TSC_np)의 입출력 전압에 편차가 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
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.
111: 표시 기판
121: 센서 기판
PD1~PD8: 패드들
SC1~SC4: 센서들
TC1~TC8: 센서 라인들
ED1~ED4: 가장자리들
121: 센서 기판
PD1~PD8: 패드들
SC1~SC4: 센서들
TC1~TC8: 센서 라인들
ED1~ED4: 가장자리들
Claims (20)
- 표시 영역 및 상기 표시 영역 외곽의 비표시 영역을 포함하는 표시 기판;
상기 표시 영역에 위치한 화소들;
상기 화소들 및 상기 표시 기판의 일부를 커버하는 센서 기판;
상기 비표시 영역에 위치하는 제1 패드;
상기 비표시 영역에 위치하는 제2 패드;
상기 센서 기판 상에 위치한 제1 센서;
상기 제1 패드 및 상기 제1 센서를 연결하는 제1 센서 라인;
상기 제2 패드 및 상기 제1 센서를 연결하는 제2 센서 라인;
제1 기간 동안 상기 제1 패드로 센싱 신호를 공급하도록 구성된 센서 송신부; 및
상기 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 상기 제2 패드로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성된 센서 수신부를 포함하는,
표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 비표시 영역에 위치하는 제3 패드;
상기 비표시 영역에 위치하는 제4 패드;
상기 센서 기판 상에 위치하는 제2 센서;
상기 제3 패드 및 상기 제2 센서를 연결하는 제3 센서 라인; 및
상기 제4 패드 및 상기 제2 센서를 연결하는 제4 센서 라인을 더 포함하고,
상기 센서 송신부는 상기 제3 패드로 센싱 신호를 공급하도록 구성되고,
상기 센서 수신부는 상기 제4 패드로부터 샘플링 신호를 수신하도록 구성된,
표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제3 센서 라인은 상기 제1 센서 라인보다 길고,
상기 제4 센서 라인은 상기 제2 센서 라인보다 짧은,
표시 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 제1 센서의 면적 및 상기 제2 센서의 면적은 서로 동일한,
표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 패드 및 상기 제3 패드는 상기 표시 기판의 제1 가장자리 부근에 위치하고,
상기 제2 패드 및 상기 제4 패드는 상기 표시 기판의 제2 가장자리 부근에 위치하고,
상기 제2 센서는 상기 제1 센서로부터 제1 방향에 위치하고,
상기 제2 가장자리는 상기 제1 가장자리로부터 상기 제1 방향에 위치한,
표시 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제3 패드는 상기 제1 패드로부터 상기 제1 방향과 다른 제2 방향에 위치하고,
상기 제4 패드는 상기 제2 패드로부터 상기 제2 방향에 위치한,
표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 센서, 상기 제1 센서 라인, 및 상기 제2 센서 라인은 상기 센서 기판 상에서 동일한 층에 위치하는,
표시 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제2 센서, 상기 제3 센서 라인, 및 상기 제4 센서 라인은 상기 센서 기판 상에서 동일한 층에 위치하는,
표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 층에 위치하는,
표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 센서 기판의 적어도 일부를 커버하는 절연층을 더 포함하고,
상기 제1 센서 라인의 일부 및 상기 제2 센서 라인의 일부는 상기 센서 기판 및 상기 절연층 사이에 위치하고,
상기 제1 센서는 상기 절연층 상에 위치하고, 상기 절연층의 제1 컨택 홀을 통해서 상기 제1 센서 라인 및 상기 제2 센서 라인에 연결되는,
표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 제3 센서 라인의 일부 및 상기 제4 센서 라인의 일부는 상기 센서 기판 및 상기 절연층 사이에 위치하고,
상기 제2 센서는 상기 절연층 상에 위치하고, 상기 절연층의 제2 컨택 홀을 통해서 상기 제3 센서 라인 및 상기 제4 센서 라인에 연결되는,
표시 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 층에 위치하는,
표시 장치. - 제12 항에 있어서,
상기 제2 센서는 상기 제1 센서로부터 제1 방향에 위치하고,
상기 제1 센서 라인, 상기 제2 센서 라인, 상기 제3 센서 라인, 및 상기 제4 센서 라인은 상기 제1 방향으로 연장되는,
표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 센서 송신부는:
전원 공급기; 및
상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 연결하는 제1 스위치를 포함하는,
표시 장치. - 제14 항에 있어서,
상기 센서 수신부는:
적분기; 및
상기 적분기와 상기 제2 패드를 연결하는 제2 스위치를 포함하는,
표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 제1 스위치는 상기 제1 기간 동안 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 전기적으로 연결시키고,
상기 전원 공급기는 상기 제1 기간 동안 상기 제1 패드로 상기 센싱 신호를 공급하고,
상기 제2 스위치는 상기 제1 기간 동안 상기 적분기와 상기 제2 패드를 전기적으로 분리시키는,
표시 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 제2 스위치는 상기 제2 기간 동안 상기 적분기와 상기 제2 패드를 전기적으로 연결시키고,
상기 적분기는 상기 제2 기간 동안 상기 제2 패드로부터 상기 샘플링 신호를 수신하고,
상기 제1 스위치는 상기 제2 기간 동안 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 전기적으로 분리시키는,
표시 장치. - 제17 항에 있어서,
상기 제1 스위치는 상기 제2 기간 이후의 제3 기간 동안 상기 전원 공급기와 상기 제1 패드를 전기적으로 연결시키고,
상기 전원 공급기는 상기 제3 기간 동안 상기 제1 패드로 초기화 신호를 공급하는,
표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 적분기는:
상기 제2 스위치와 연결된 제1 입력 단자, 기준 전압을 수신하는 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함하는 증폭기;
상기 제1 입력 단자 및 상기 출력 단자를 연결하는 커패시터; 및
상기 제1 입력 단자 및 상기 출력 단자를 연결하는 리셋 스위치를 포함하는,
표시 장치. - 제19 항에 있어서,
상기 센서 수신부는:
상기 적분기의 출력 신호를 수신하는 아날로그 디지털 변환기; 및
상기 아날로그 디지털 변환기의 출력 신호를 수신하는 프로세서를 더 포함하는,
표시 장치.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200184837A KR20220094273A (ko) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 표시 장치 |
US17/411,317 US11635846B2 (en) | 2020-12-28 | 2021-08-25 | Display device |
CN202111610042.3A CN114690973A (zh) | 2020-12-28 | 2021-12-27 | 显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200184837A KR20220094273A (ko) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 표시 장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220094273A true KR20220094273A (ko) | 2022-07-06 |
Family
ID=82119002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200184837A KR20220094273A (ko) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 표시 장치 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11635846B2 (ko) |
KR (1) | KR20220094273A (ko) |
CN (1) | CN114690973A (ko) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220094273A (ko) * | 2020-12-28 | 2022-07-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
JP2023037375A (ja) * | 2021-09-03 | 2023-03-15 | 株式会社ジャパンディスプレイ | センサモジュール、およびセンサモジュールを備える表示装置 |
CN115032834B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-11-14 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种驱动基板、背光源及显示装置 |
Family Cites Families (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8552315B2 (en) * | 2009-09-03 | 2013-10-08 | Atmel Corporation | Two-dimensional position sensor |
KR101178914B1 (ko) * | 2010-10-29 | 2012-09-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 |
US8432836B2 (en) * | 2010-11-09 | 2013-04-30 | Apple Inc. | Wireless circuitry with simultaneous voice and data capabilities and reduced intermodulation distortion |
KR101328228B1 (ko) * | 2011-11-21 | 2013-11-14 | 삼성전기주식회사 | 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법 |
KR101398322B1 (ko) * | 2011-12-05 | 2014-05-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린의 센싱 장치 및 방법 |
KR101455315B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2014-10-27 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법 |
KR101628724B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2016-06-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치스크린 일체형 표시장치 |
US9552089B2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-01-24 | Synaptics Incorporated | Capacitive sensing using a matrix electrode pattern |
KR20150019130A (ko) * | 2013-08-12 | 2015-02-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치스크린 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 |
KR102087332B1 (ko) * | 2013-08-30 | 2020-03-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 장치와 그 구동방법 |
KR102108287B1 (ko) * | 2013-08-30 | 2020-05-28 | 주식회사 실리콘웍스 | 터치 시스템 및 그 제어 방법 |
US9024913B1 (en) | 2014-04-28 | 2015-05-05 | Lg Display Co., Ltd. | Touch sensing device and driving method thereof |
KR101633174B1 (ko) | 2014-04-28 | 2016-06-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센싱 장치와 그 구동 방법 |
CN104020905B (zh) * | 2014-05-30 | 2017-06-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种内嵌式触摸屏及显示装置 |
KR102305323B1 (ko) | 2014-09-10 | 2021-09-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센싱 장치 |
KR20160043212A (ko) * | 2014-10-10 | 2016-04-21 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 패널 및 이를 포함하는 표시장치 |
US9939972B2 (en) * | 2015-04-06 | 2018-04-10 | Synaptics Incorporated | Matrix sensor with via routing |
CN105094479B (zh) * | 2015-06-30 | 2018-05-01 | 京东方科技集团股份有限公司 | 触控显示面板、制备方法、驱动方法及显示装置 |
US10809855B2 (en) * | 2015-08-19 | 2020-10-20 | Novatek Microelectronics Corp. | Driving circuit and a method for driving a display panel having a touch panel |
KR102342357B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2021-12-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표시장치와 그 구동방법 |
KR102552462B1 (ko) | 2016-02-04 | 2023-07-06 | 삼성전자 주식회사 | 터치 감지 장치, 터치 감지 방법, 터치 감지 시스템 및 이를 적용하는 디스플레이 시스템 |
WO2017138469A1 (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | シャープ株式会社 | アクティブマトリクス基板及び表示パネル |
KR102533513B1 (ko) * | 2016-06-30 | 2023-05-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센서의 구동 방법 및 회로와 이를 이용한 표시장치 |
KR102623873B1 (ko) * | 2016-11-02 | 2024-01-12 | 삼성전자주식회사 | 터치 패널 컨트롤러 |
KR102670360B1 (ko) * | 2016-12-08 | 2024-05-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 일체형 표시장치와 그의 제조방법 |
KR101932650B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2018-12-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치 |
US10379688B2 (en) * | 2017-06-14 | 2019-08-13 | Synaptics Incorporated | Transcapacitive matrix sensor with via routing |
WO2019047213A1 (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 电容检测电路、电容检测的方法、触摸检测装置和终端设备 |
KR102456701B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2022-10-21 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치 |
KR102430806B1 (ko) * | 2017-12-07 | 2022-08-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린을 구비하는 표시장치 |
KR102508964B1 (ko) * | 2018-01-31 | 2023-03-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
US10802636B2 (en) * | 2018-06-15 | 2020-10-13 | Lg Display Co., Ltd. | Touch display device, data driver circuit, and method of driving controller |
JP2020086743A (ja) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | ローム株式会社 | タッチ検出回路、入力装置、電子機器 |
KR20210012216A (ko) * | 2019-07-24 | 2021-02-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 전극들을 포함하는 디스플레이 장치 |
US11474638B2 (en) * | 2019-11-25 | 2022-10-18 | Silicon Works Co., Ltd. | Display device and driving device for driving a panel |
KR20220004895A (ko) * | 2020-07-03 | 2022-01-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 |
KR20220008998A (ko) | 2020-07-14 | 2022-01-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 |
KR20220094273A (ko) * | 2020-12-28 | 2022-07-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
KR20220099613A (ko) * | 2021-01-06 | 2022-07-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 |
-
2020
- 2020-12-28 KR KR1020200184837A patent/KR20220094273A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-08-25 US US17/411,317 patent/US11635846B2/en active Active
- 2021-12-27 CN CN202111610042.3A patent/CN114690973A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114690973A (zh) | 2022-07-01 |
US20220206656A1 (en) | 2022-06-30 |
US11635846B2 (en) | 2023-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12086365B2 (en) | Display device and touch sensing unit therein | |
KR102586113B1 (ko) | 터치스크린 내장형 표시패널, 터치스크린 내장형 표시장치, 통합 구동 회로 및 구동 방법 | |
US11640211B2 (en) | Display device and method of driving the same | |
EP3327783A1 (en) | Flexible electroluminescent display device | |
CN114690973A (zh) | 显示装置 | |
US20240353942A1 (en) | Display device and portable terminal including same | |
KR20240131979A (ko) | 터치 센서 및 표시 장치 | |
KR20210003986A (ko) | 감지 센서 및 표시 장치 | |
KR20170001935A (ko) | 플렉서블 표시장치 | |
US11635852B2 (en) | Display device and a driving method thereof | |
US10976869B2 (en) | Display device | |
CN110045884A (zh) | 具有触摸屏的显示设备 | |
US11150765B2 (en) | Display device including a touch sensor and a method of eliminating noise | |
US11782553B2 (en) | Display device having different modes for transmitting a sensing signal in an area and a driving method thereof | |
KR20190088585A (ko) | 표시장치 | |
US11256360B2 (en) | Display device | |
US11789566B2 (en) | Display device and a driving method thereof | |
KR20220099613A (ko) | 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 | |
KR20220064473A (ko) | 표시 장치 및 그 구동 방법 | |
US11941202B2 (en) | Input sensing unit and display device including the same | |
US20230094019A1 (en) | Display device and method of driving the same | |
US12105915B2 (en) | Input sensing device and display device including the same | |
CN117950517A (zh) | 传感器装置及驱动传感器装置的方法 | |
KR20240023346A (ko) | 센서 구동부, 이를 포함하는 입력 센싱 장치 및 표시 장치 | |
CN117629258A (zh) | 传感器装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |