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KR20220136539A - 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법 - Google Patents

표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법 Download PDF

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KR20220136539A
KR20220136539A KR1020210041175A KR20210041175A KR20220136539A KR 20220136539 A KR20220136539 A KR 20220136539A KR 1020210041175 A KR1020210041175 A KR 1020210041175A KR 20210041175 A KR20210041175 A KR 20210041175A KR 20220136539 A KR20220136539 A KR 20220136539A
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KR
South Korea
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display
luminance
frame
display panel
layer
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KR1020210041175A
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Inventor
지용진
이순규
이호응
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Priority to US17/693,808 priority patent/US20220319466A1/en
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 사용자의 입력에 따라 개시 신호가 수신되면, 터치 신호 대신에 근접 신호를 감지하는 근접 센싱 모드를 실행시키는 제어부, 상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시키는 표시부 및 상기 표시부와 동기화되고, 상기 근접 신호를 감지하는 센서부를 포함할 수 있다.

Description

표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법 {DISPLAY DEVICE AND PROXIMITY SENSING METHOD USING INPUT SENSOR}
본 발명은 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신뢰성이 향상된 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하는 스마트폰 또는 휴대폰을 포함한다. 현재 휴대폰은 사용자가 통화 진입시 화면을 끄고 통화 종료시 다시 켜는 기능이 있으며, 보통 적외선 센서를 통해 귀 또는 얼굴의 접근을 감지하여 화면을 제어한다. 입력 센서는 사용자의 터치를 감지한다. 입력 센서는 영상을 표시 하는 표시 패널 상에 배치된다. 입력 센서는 터치뿐만 아니라 다양한 입력 신호들을 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 입력 센서를 통해 근접 신호를 감지하는 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 입력 센서를 통해 근접 신호를 감지하는 과정에서 표시 패널로부터 발생하는 노이즈를 감소시키고 감지 성능이 향상된 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 표시 장치는 사용자의 입력에 따라 개시 신호가 수신되면, 터치 신호 대신에 근접 신호를 감지하는 근접 센싱 모드를 실행시키는 제어부, 상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시키는 표시부 및 상기 표시부와 동기화되고, 상기 근접 신호를 감지하는 센서부를 포함한다.
상기 개시 신호는 상기 사용자의 통화 버튼 입력에 따른 통화 모드 진입 신호일 수 있다.
상기 표시부는 상기 표시 패널 및 상기 표시 패널에 전기적으로 연결된 표시 구동 회로를 포함하고, 상기 표시 구동 회로는 상기 표시 패널의 상기 휘도를 상기 타겟 신호까지 감소시킬 수 있다.
상기 표시부는 서로 교번하는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함하고, 상기 제1 프레임에서 상기 표시 패널의 제1 휘도는 상기 제2 프레임에서의 상기 표시 패널의 제2 휘도 보다 높을 수 있다.
상기 표시 구동 회로로부터 상기 표시 패널에 상기 제2 프레임에서 인가되는 구동 전압은 상기 제1 프레임에서 인가되는 구동 전압보다 작을 수 있다.
상기 제2 프레임의 제2 구동 시간은 상기 제1 프레임의 제1 구동 시간보다 작을 수 있다.
상기 제2 프레임의 구동 전압 및 구동 시간은 상기 제1 프레임의 구동 전압 및 구동 시간보다 작을 수 있다.
상기 타겟 휘도는 상기 제1 휘도와 상기 제2 휘도의 평균일 수 있다.
상기 센서부는 입력 센서 및 상기 입력 센서와 전기적으로 연결된 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는 상기 표시부와 동기화되어 상기 입력 센서를 통해 상기 근접 신호를 감지할 수 있다.
상기 센서부는 상기 제2 프레임에서 상기 근접 신호를 감지할 수 있다.
상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 상기 표시부는 상기 휘도를 상기 타겟 휘도까지 점진적으로 감소시킬 수 있다.
평면상에서 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의되고,
상기 표시부는 상기 제1 영역의 상기 표시 패널의 휘도를 상기 타겟 휘도까지 낮출 수 있다.
상기 센서부는 상기 제1 영역에서 상기 근접 신호를 감지할 수 있다.
상기 센서부는 상기 표시부의 두께방향에서 상기 표시부와 중첩되도록 상기 표시부 상에 배치될 수 있다.
실시예들 중에서, 입력 센서를 이용한 근접 센싱 방법은 제어부가 사용자의 입력에 따라 발생하는 개시 신호를 수신하면, 입력 센서가 터치 신호 대신에 근접 신호를 감지하는 근접 센싱 모드를 실행시키는 단계, 상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 표시부가 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시키는 단계 및 상기 표시부와 동기화된 센서부가 상기 근접 신호를 감지하는 단계를 포함한다.
상기 표시 패널은 서로 교번하는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함하고, 상기 제1 프레임에서 상기 표시 패널의 제1 휘도는 상기 제2 프레임에서의 상기 표시 패널의 제2 휘도 보다 높을 수 있다.
상기 표시부는 표시 구동 회로를 포함하고, 상기 표시 구동 회로는 상기 제2 프레임에서 구동 전압을 상기 제1 프레임에서 구동 전압보다 낮게할 수 있다.
상기 센서부는 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는 상기 제2 프레임에서 상기 근접 신호를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법은 입력 센서를 통해 근접 신호를 감지하는 과정에서 표시 패널로부터 야기되는 노이즈를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법은 입력 센서가 근접 신호를 감지하는 동안 표시 패널의 휘도를 줄여서 표시 패널로부터 야기되는 노이즈를 줄이고 근접 신호 감지 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 확대 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법을 보여주는 순서도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 휘도 감소를 보여주는 그래프이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 휘도를 낮추는 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 평면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결 된다”, 또는 “결합된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. “및/또는”은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 표시 장치(DD)는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 텔레비전, 모니터, 또는 외부 광고판과 같은 대형 표시 장치를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션 유닛, 게임기, 휴대용 전자 기기, 및 카메라와 같은 중소형 표시 장치 등에 사용될 수 있다. 또한, 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않는 이상 다른 표시 장치에도 채용될 수 있음은 물론이다. 본 실시예에서, 표시 장치(DD)는 스마트 폰으로 예시적으로 도시하였다.
표시 장치(DD)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면(FS)에 제3 방향(DR3)을 향해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 영상(IM)이 표시되는 표시면(FS)은 표시 장치(DD)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 윈도우(100)의 전면(FS)과 대응될 수 있다. 이하 표시 장치(DD)의 표시면, 전면, 및 윈도우(100)의 전면은 동일한 참조부호를 사용할 수 있다. 영상(IM)은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다. 도 1에서 영상(IM)의 일 예로 시계창 및 애플리케이션 아이콘들이 도시되었다.
본 실시예에서 영상(IM)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의될 수 있다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 교차하는 방향일 수 있다. 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2), 및 제3 방향(DR3)은 서로 직교할 수 있다.
본 명세서에서 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면을 평면이라 정의하고, “평면 상에서 보았다”는 것은 제3 방향(DR3)에서 바라본 것으로 정의될 수 있다.
표시 장치(DD)는 윈도우(100), 표시 모듈(200), 구동 회로부(300), 하우징(400), 및 전자 모듈(500)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 윈도우(100)와 하우징(400)은 결합되어 표시 장치(DD)의 외관을 구성할 수 있다.
윈도우(100)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(100)는 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 윈도우(100)는 다층 구조 또는 단층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(100)는 접착제로 결합된 복수 개의 플라스틱 필름을 포함하거나, 접착제로 결합된 유리 기판과 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
평면 상에서 윈도우(100)는 투과 영역(TA) 및 베젤 영역(BZA)으로 구분될 수 있다. 투과 영역(TA)은 광학적으로 투명한 영역일 수 있다. 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)에 비해 상대적으로 광 투과율이 낮은 영역일 수 있다. 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)에 인접하며, 투과 영역(TA)을 에워쌀 수 있다.
베젤 영역(BZA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 베젤 영역(BZA)은 표시 모듈(200)의 주변 영역(NAA)을 커버하여 주변 영역(NAA)이 외부에서 시인되는 것을 차단할 수 있다. 한편, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(100)에 있어서, 베젤 영역(BZA)은 생략될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 모듈 영역(MA)은 전자 모듈(500)과 중첩할 수 있다. 표시 장치(DD)는 모듈 영역(MA)을 통해 전자 모듈(500)에 필요한 외부 신호를 수신하거나, 전자 모듈(500)로부터 출력되는 신호를 외부에 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면, 모듈 영역(MA)은 투과 영역(TA)과 중첩하여 정의될 수 있다. 따라서, 투과 영역(TA) 외의 영역에서 모듈 영역(MA)을 제공하기 위해 구비되는 별도의 영역이 생략될 수 있다. 이에 따라, 베젤 영역(BZA)의 면적이 감소될 수 있다.
표시 모듈(200)은 윈도우(100) 아래에 배치될 수 있다. 표시 모듈(200)은 영상(IM)을 표시할 수 있다. 표시 모듈(200)은 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)을 포함하는 전면(IS)을 포함할 수 있다. 액티브 영역(AA)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 액티브 영역(AA)은 제1 영역으로, 주변 영역(NAA)은 제2 영역으로 정의될 수 있다.
본 실시예에서, 액티브 영역(AA)은 영상(IM)이 표시되는 영역일 수 있다. 투과 영역(TA)은 액티브 영역(AA)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 액티브 영역(AA)의 전면 또는 적어도 일부와 중첩할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 투과 영역(TA)을 통해 영상(IM)을 시인할 수 있다.
주변 영역(NAA)은 베젤 영역(BZA)에 의해 커버되는 영역일 수 있다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)에 인접할 수 있다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)을 에워쌀 수 있다. 주변 영역(NAA)에는 액티브 영역(AA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 표시 모듈(200)은 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)이 윈도우(100)를 향하는 평탄한 상태로 조립된다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것으로 주변 영역(NAA)의 일부는 휘어질 수 있다. 이 때, 주변 영역(NAA) 중 일부는 표시 장치(DD)의 배면을 향하게 되어, 표시 장치(DD) 전면에서의 베젤 영역(BZA)의 면적은 감소될 수 있다. 또는, 표시 모듈(200)은 액티브 영역(AA)의 일부가 휘어진 상태로 조립될 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈(200)에 있어서 주변 영역(NAA)은 생략될 수 있다.
구동 회로부(300)는 표시 모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 회로부(300)는 표시 구동 회로(DC), 메인 회로 기판(MB), 센서 구동 회로(TC) 및 연성 필름(CF)을 포함할 수 있다.
표시 구동 회로(DC)는 표시 모듈(200)의 주변 영역(NAA) 상에 연성 필름(CF)과 인접하도록 배치될 수 있고, 센서 구동 회로(TC)는 메인 회로 기판(MB) 상에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(DC)는 센서 구동 회로(TC)와 같이 메인 회로 기판(MB) 상에 배치될 수도 있다.
연성 필름(CF)은 표시 모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 필름(CF)은 주변 영역(NAA)에 배치된 표시 모듈(200)의 패드들에 접속될 수 있다. 연성 필름(CF)은 표시 모듈(200)을 구동하기 위한 전기적 신호를 표시 모듈(200)에 제공할 수 있다. 상기 전기적 신호는 연성 필름(CF)에서 생성되거나 메인 회로 기판(MB)에서 생성된 것일 수 있다. 메인 회로 기판(MB)은 표시 모듈(200)을 구동하기 위한 각종 구동 회로나 전원 공급을 위한 커넥터 등을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 메인 회로 기판(MB)은 센서 구동 회로(TC)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 모듈 영역(MA)에 대응되는 표시 모듈(200)의 일 영역은 모듈 영역(MA)과 중첩하지 않는 액티브 영역(AA)에 비해 상대적으로 높은 투과율을 가질 수 있다. 예를 들어, 표시 모듈(200)의 구성들 중 적어도 일부가 제거될 수 있다. 따라서, 전자 모듈(500)이 모듈 영역(MA)을 통해 신호를 용이하게 전달 및/또는 수신할 수 있다.
전자 모듈(500)은 표시 모듈(200) 아래에 배치될 수 있다. 구체적으로, 전자 모듈(500)은 표시 패널의 아래에 배치될 수 있다. 평면 상에서 전자 모듈(500)은 모듈 영역(MA)과 중첩할 수 있다. 전자 모듈(500)은 모듈 영역(MA)을 통해 전달되는 외부 입력을 수신하거나, 모듈 영역(MA)을 통해 출력을 제공할 수 있다. 전자 모듈(500)은 스피커 모듈, 카메라 모듈 및 관련 전자부품들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전자 모듈(500)은 통화시 상대방 음성이 출력되는 스피커 모듈을 포함할 수 있다. 전자 모듈(500)은 사용자가 통화하는 동안 사용자의 귀와 인접할 수 있다.
하우징(400)은 윈도우(100)와 결합될 수 있다. 하우징(400)은 윈도우(100)와 결합되어 내부 공간을 제공할 수 있다. 표시 모듈(200) 및 전자 모듈(500)은 상기 내부 공간에 수용될 수 있다.
하우징(400)은 상대적으로 높은 강성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(400)은 유리, 플라스틱, 또는 금속을 포함하거나, 이들의 조합으로 구성될 복수 개의 프레임 및/또는 플레이트를 포함할 수 있다. 하우징(400)은 내부 공간에 수용된 표시 장치(DD)의 구성들을 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 모듈(200), 전원공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)을 포함할 수 있다. 표시 모듈(200), 전원공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 모듈(200)은 표시 패널(210) 및 입력 센서(220)를 포함할 수 있다.
표시 패널(210)은 실질적으로 영상(IM)을 생성하는 구성일 수 있다. 표시 패널(210)이 생성하는 영상(IM)은 전면(IS)에 표시되고, 투과 영역(TA)을 통해 외부에서 사용자에게 시인된다.
입력 센서(220)는 외부에서 인가되는 외부 입력(EIP)을 감지한다. 예를 들어, 입력 센서(220)는 윈도우(100)에 제공되는 외부 입력(EIP)을 감지할 수 있다. 외부 입력(EIP)은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함한다. 도 1에서는 외부 입력(EIP)이 터치 신호인 경우로, 전면(FS)에 인가되는 사용자의 손으로 도시되었다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 상술한 바와 같이 외부 입력(EIP)은 다양한 형태로 제공될 수 있고, 또한, 표시 장치(DD)의 구조에 따라 표시 장치(DD)의 측면이나 배면에 인가되는 외부 입력(EIP)을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다. 본 실시예에서, 외부 입력(EIP)은 근접 신호인 경우에는 사용자의 신체의 일부인 귀 또는 볼에 해당할 수 있다.
전원공급 모듈(PM)은 표시 장치(DD)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급 모듈(PM)은 통상적인 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 표시 장치(DD)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함할 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1)은 표시 모듈(200)과 전기적으로 연결된 마더보드에 직접 실장되거나 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미 도시) 등을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1)은 제어 모듈(CM), 무선통신 모듈(TM), 영상입력 모듈(IIM), 음향입력 모듈(AIM), 메모리(MM), 및 외부 인터페이스(IF)를 포함할 수 있다. 상기 모듈들 중 일부는 마더보드에 실장되지 않고, 연성회로기판을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수도 있다.
제어 모듈(CM)은 표시 장치(DD)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어 모듈(CM)은 마이크로프로세서일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(CM)은 표시 모듈(200)을 활성화 시키거나, 비활성화 시킨다. 제어 모듈(CM)은 표시 모듈(200)로부터 수신된 터치 신호에 근거하여 발광 모듈(LLM), 영상입력 모듈(IIM)이나 음향입력 모듈(AIM) 등의 다른 모듈들을 제어할 수 있다.
제어 모듈(CM)은 전자 모듈(500)과 연결되어 전자 모듈(500)의 동작을 제어하는 마이크로프로세서일 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈(CM)은 전자 모듈(500)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 전자 모듈(500)을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 제어 모듈(CM)은 표시 패널(210) 및 입력 센서(220)와 전기적으로 연결되어, 표시 패널(210) 및 입력 센서(220)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 표시 패널(210)을 구동하는 표시 구동 회로(DC, 도 2 참조)를 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 입력 센서(220)를 구동하는 센서 구동 회로(TC, 도 2 참조)를 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 표시 구동 회로(DC) 및 센서 구동 회로(TC)에 사용자 입력에 따른 다양한 신호들을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 모듈(CM)은 표시 패널(210)과 입력 센서(220) 사이에 동기화를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(CM)은 사용자 입력에 따라 통화 모드가 실행되면 입력 센서(220)에 전달하여 표시 패널(210)과 동기화하도록 명령을 내릴 수 있다.
무선통신 모듈(TM)은 블루투스 또는 와이파이 회선을 이용하여 다른 단말기와 무선 신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 일반 통신회선을 이용하여 음성신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 송신할 신호를 변조하여 송신하는 송신부(TM1)와, 수신되는 신호를 복조하는 수신부(TM2)를 포함할 수 있다.
영상입력 모듈(IIM)은 영상 신호를 처리하여 표시 모듈(200)에 표시 가능한 영상 데이터로 변환한다. 음향입력 모듈(AIM)은 녹음 모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 변환한다.
외부 인터페이스(IF)는 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 카드 소켓(예를 들어, 메모리 카드(Memory card), SIM/UIM card) 등에 연결되는 인터페이스 역할을 할 수 있다.
제2 전자 모듈(EM2)은 음향출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LMM), 수광 모듈(LRM), 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 모듈(500) 등을 포함할 수 있다. 상기 구성들은 마더보드에 직접 실장되거나, 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미 도시) 등을 통해 표시 모듈(200)과 전기적으로 연결되거나, 제1 전자 모듈(EM1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
음향출력 모듈(AOM)은 무선통신 모듈(TM)로부터 수신된 음향 데이터 또는 메모리(MM)에 저장된 음향 데이터를 변환하여 외부로 출력한다.
발광 모듈(LMM)은 광을 생성하여 출력한다. 발광 모듈(LMM)은 적외선을 출력할 수 있다. 발광 모듈(LMM)은 LED 소자를 포함할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 적외선을 감지할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 소정 레벨 이상의 적외선이 감지된 때 활성화될 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 CMOS 센서를 포함할 수 있다. 발광 모듈(LMM)에서 생성된 적외광이 출력된 후, 외부 물체(예컨대 사용자 손가락 또는 얼굴)에 의해 반사되고, 반사된 적외광이 수광 모듈(LRM)에 입사될 수 있다. 전자 모듈(500)은 외부의 영상을 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 모듈(500)은 제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2) 중 적어도 어느 하나에 포함될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈(500)은 음향출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LMM), 수광 모듈(LRM)과 함께 제2 전자 모듈(EM2)의 하나로 포함될 수 있다. 전자 모듈(500)은 모듈 영역(MA)을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나, 모듈 영역(MA)을 통해 음성 등의 소리 신호, 또는 적외광 등의 광을 외부에 제공할 수 있다. 전자 모듈(500)은 카메라 모듈 및 액추에이터 등을 포함하여 외부의 피사체를 촬영할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도들이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다. 도 4a를 참조하면, 표시 모듈(200)은 표시 패널(210) 및 입력 센서(220)를 포함할 수 있다. 표시 패널(210)은 베이스층(BL), 회로 소자층(ML), 발광 소자층(EML), 및 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다. 입력 센서(220)는 봉지층(TFE) 및 감지 회로층(ML-T)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 패널(210)과 입력 센서(220)는 연속 공정으로 형성될 수 있다. 즉, 감지 회로층(ML-T)은 봉지층(TFE) 위에 직접 형성될 수 있다. 입력 센서(220)는 표시 패널(210)위에 직접 배치되어 표시 패널(210)의 화면이 출력될 때 표시 구동 회로에서 기인하는 노이즈의 영향을 받는다. 예를 들어, 입력 센서(220)는 입력 신호들을 감지할 때 표시 패널(210)의 화면 전환시 발생하는 노이즈에 영향을 받을 수 있다.
베이스층(BL)은 실리콘 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 절연 필름, 또는 복수의 절연층들을 포함하는 적층 구조체일 수 있다.
회로 소자층(ML)은 베이스층(BL) 위에 배치될 수 있다. 회로 소자층(ML)은 복수의 절연층들, 복수의 도전층들 및 반도체층을 포함할 수 있다. 회로 소자층(ML)의 복수의 도전층들은 신호 배선들 또는 화소의 제어 회로를 구성할 수 있다.
발광 소자층(EML)은 회로 소자층(ML) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 광을 발생하는 발광층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 및 퀀텀로드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
감지 회로층(ML-T)은 봉지층(TFE) 위에 배치될 수 있다. 감지 회로층(ML-T)은 복수의 절연층들 및 복수의 도전층들을 포함할 수 있다. 복수의 도전층들은 외부의 입력을 감지하는 감지 전극, 감지 전극과 연결된 감지 배선, 및 감지 배선과 연결된 감지 패드를 구성할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다. 도 4b를 설명함에 있어서, 도 4a를 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고, 이에 대한 설명은 생략된다.
도 4b를 참조하면, 표시 모듈(200-1)은 표시 패널(210-1) 및 입력 감지부(220-1)를 포함할 수 있다. 표시 패널(210-1)은 베이스층(BL), 회로 소자층(ML), 및 발광 소자층(EML)을 포함할 수 있다. 입력 감지부(220-1)는 커버 기판(CBL) 및 감지 회로층(ML-T)을 포함할 수 있다.
커버 기판(CBL)은 발광 소자층(EML) 위에 배치될 수 있다. 커버 기판(CBL) 각각은 실리콘 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 절연 필름, 또는 복수의 절연층들을 포함하는 적층 구조체일 수 있다. 커버 기판(CBL)과 발광 소자층(EML) 사이에는 소정의 공간이 정의될 수 있다. 상기 공간은 공기 또는 비활성 기체로 충진될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 공간은 실리콘계 폴리머, 에폭시계 수지, 또는 아크릴 수지 등과 같은 충진재로 충진될 수도 있다.
베이스층(BL)과 커버 기판(CBL) 사이에는 결합 부재(SLM)가 배치될 수 있다. 결합 부재(SLM)는 베이스층(BL)과 커버 기판(CBL)을 결합할 수 있다. 결합 부재(SLM)는 광 경화성 수지 또는 광 가소성 수지와 같은 유기물을 포함하거나, 프릿 씰(frit seal)과 같은 무기물을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 확대 단면도이다.
도 5를 참조하면, 표시 모듈(200)은 표시 패널(210) 및 표시 패널(210) 위에 직접 배치된 입력 센서(220)를 포함할 수 있다. 표시 패널(210)은 베이스층(BL), 회로 소자층(ML), 발광 소자층(EML), 및 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 회로 소자층(ML)이 배치되는 베이스 면을 제공할 수 있다. 베이스층(BL)은 유리기판, 금속기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
베이스층(BL)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BL)은 합성수지층, 접착층, 및 합성수지층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 합성수지층은 아크릴(acrylate)계 수지, 메타크릴(methacrylate)계 수지, 폴리아이소프렌(polyisoprene)계 수지, 비닐(vinyl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 우레탄(urethane)계 수지, 셀룰로오스(cellulose)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 페릴렌(perylene)계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
회로 소자층(ML)은 베이스층(BL) 위에 배치될 수 있다. 회로 소자층(ML)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 베이스층(BL) 위에 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝될 수 있다. 이후, 회로 소자층(ML)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인이 형성될 수 있다.
베이스층(BL)의 상면에 적어도 하나의 무기층이 형성된다. 무기층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기층은 다층으로 형성될 수 있다. 다층의 무기층들은 배리어층 및/또는 버퍼층을 구성할 수 있다. 본 실시예에서 표시 패널(210)은 버퍼층(BFL)을 포함하는 것으로 도시되었다.
버퍼층(BFL)은 베이스층(BL)과 반도체 패턴 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다. 버퍼층(BFL)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함할 수 있으며, 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층은 교대로 적층될 수 있다.
반도체 패턴은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 반도체 패턴은 비정질실리콘 또는 금속 산화물을 포함할 수도 있다.
도 5는 일부의 반도체 패턴을 도시한 것일 뿐이고, 다른 영역에 반도체 패턴이 더 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 화소들에 걸쳐 특정한 규칙으로 배열될 수 있다. 반도체 패턴은 도핑 여부에 따라 전기적 성질이 다를 수 있다. 반도체 패턴은 도핑영역과 비-도핑영역을 포함할 수 있다. 도핑영역은 N형 도판트 또는 P형 도판트로 도핑될 수 있다. PMOS의 트랜지스터는 P형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함하고, NMOS의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다.
도핑영역은 비-도핑영역보다 전도성이 크고, 실질적으로 전극 또는 신호 라인의 역할을 할 수 있다. 비-도핑영역은 실질적으로 트랜지스터의 액티브 영역(또는 채널 영역)에 해당할 수 있다. 다시 말해, 반도체 패턴의 일부분은 트랜지스터의 액티브 영역일수 있고, 다른 일부분은 트랜지스터의 소스 영역 또는 드레인 영역일 수 있다.
화소들 각각은 7개의 트랜지스터들, 하나의 커패시터, 및 발광 소자를 포함하는 등가 회로를 가질 수 있으며, 화소의 등가 회로도는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 5에서는 화소에 포함되는 하나의 트랜지스터(TR) 및 발광 소자(EMD)를 예시적으로 도시하였다.
트랜지스터(TR)의 소스 영역(SR), 액티브 영역(CHR), 및 드레인 영역(DR)이 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스 영역(SR) 및 드레인 영역(DR)은 단면 상에서 액티브 영역(CHR)으로부터 서로 반대 방향에 제공될 수 있다. 도 5에는 반도체 패턴과 동일층 상에 배치된 신호 라인(SCL)의 일부분을 도시하였다. 별도로 도시하지 않았으나, 신호 라인(SCL)은 평면 상에서 트랜지스터(TR)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(IL1)은 버퍼층(BFL) 위에 배치될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 복수 개의 화소들에 공통으로 중첩하며, 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(IL1)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다. 제1 절연층(IL1)뿐만 아니라 후술하는 회로 소자층(ML)의 절연층은 무기층 및/또는 유기층일 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 무기층은 상술한 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
트랜지스터(TR)의 게이트(GR)는 제1 절연층(IL1) 위에 배치된다. 게이트(GR)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(GR)는 액티브 영역(CHR)에 중첩한다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(GR)는 마스크로써 기능할 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 제1 절연층(IL1) 위에 배치되며, 게이트(GR)를 커버할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 화소들에 공통으로 중첩할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서 제2 절연층(IL2)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제3 절연층(IL3)은 제2 절연층(IL2) 위에 배치될 수 있으며, 본 실시예에서 제3 절연층(IL3)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제1 연결 전극(CNE1)은 제3 절연층(IL3) 위에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(CNE1)은 제1, 제2, 및 제3 절연층(IL1, IL2, IL3)을 관통하는 콘택홀(CNT1)을 통해 신호 라인(SCL)에 접속될 수 있다.
제4 절연층(IL4)은 제3 절연층(IL3) 위에 배치될 수 있다. 제4 절연층(IL4)은 단층의 실리콘 옥사이드층일 수 있다. 제5 절연층(IL5)은 제4 절연층(IL4) 위에 배치될 수 있다. 제5 절연층(IL5)은 유기층일 수 있다.
제2 연결 전극(CNE2)은 제5 절연층(IL5) 위에 배치될 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제4 절연층(IL4) 및 제5 절연층(IL5)을 관통하는 콘택홀(CNT2)을 통해 제1 연결 전극(CNE1)에 접속될 수 있다.
제6 절연층(IL6)은 제5 절연층(IL5) 위에 배치되며, 제2 연결 전극(CNE2)을 커버할 수 있다. 제6 절연층(IL6)은 유기층일 수 있다. 발광 소자층(EML)은 회로 소자층(ML) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 발광 소자(EMD)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자층(EML)은 유기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다. 발광 소자(EMD)는 제1 전극(AE), 발광층(EL), 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다.
제1 전극(AE)은 제6 절연층(IL6) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 제6 절연층(IL6)을 관통하는 콘택홀(CNT3)을 통해 제2 연결 전극(CNE2)에 연결될 수 있다.
화소 정의막(IL7)은 제6 절연층(IL6) 위에 배치되며, 제1 전극(AE)의 일부분을 커버할 수 있다. 화소 정의막(IL7)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소 정의막(IL7)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 본 실시예에서 발광 영역(PXA)은 개구부(OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부 영역에 대응하게 정의되었다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 에워쌀 수 있다.
발광층(EL)은 제1 전극(AE) 위에 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 개구부(OP)에 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EL)은 화소들 각각에 분리되어 형성될 수 있다. 발광층(EL)이 화소들 각각에 분리되어 형성된 경우, 발광층들(EL) 각각은 청색, 적색, 및 녹색 중 적어도 하나의 색의 광을 발광할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광층(EL)은 화소들에 연결되어 공통으로 제공될 수도 있다. 이 경우, 발광층(EL)은 청색 광을 제공하거나, 백색 광을 제공할 수도 있다.
제2 전극(CE)은 발광층(EL) 위에 배치될 수 있다. 제2 전극(CE)은 일체의 형상을 갖고, 복수 개의 화소들에 공통적으로 배치될 수 있다. 제2 전극(CE)에는 공통 전압이 제공될 수 있으며, 제2 전극(CE)은 공통 전극으로 지칭될 수 있다.
도시되지 않았으나, 제1 전극(AE)과 발광층(EL) 사이에는 정공 제어층이 배치될 수 있다. 정공 제어층은 발광 영역(PXA)과 비발광 영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층은 정공 수송층을 포함하고, 정공 주입층을 더 포함할 수 있다. 발광층(EL)과 제2 전극(CE) 사이에는 전자 제어층이 배치될 수 있다. 전자 제어층은 전자 수송층을 포함하고, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다. 정공 제어층과 전자 제어층은 오픈 마스크를 이용하여 복수 개의 화소들에 공통으로 형성될 수 있다. 봉지층(TFE)은 발광 소자층(EML) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 순차적으로 적층된 무기층, 유기층, 및 무기층을 포함할 수 있으나, 봉지층(TFE)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
무기층들은 수분 및 산소로부터 발광 소자층(EML)을 보호하고, 유기층은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 무기층들은 실리콘나이트라이드층, 실리콘옥시나이트라이드층, 실리콘옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다. 유기층은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
입력 센서(220)는 연속된 공정을 통해 표시 패널(210) 위에 형성될 수 있다. 입력 센서(220)는 베이스층(IIL1), 제1 도전층(ICL1), 감지 절연층(IIL2), 제2 도전층(CIL1), 및 커버 절연층(IIL3)을 포함할 수 있다.
베이스층(IIL1)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘옥사이드 중 어느 하나를 포함하는 무기층일 수 있다. 또는 베이스층(IIL1)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이미드 계열 수지를 포함하는 유기층일 수도 있다. 베이스층(IIL1)은 단층 구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(ICL1) 및 제2 도전층(ICL2) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 단층구조의 도전층은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐아연산화물(indium zinc oxide, IZO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 인듐아연주석산화물(indium zinc tin oxide, IZTO) 등과 같은 투명한 전도성산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
다층구조의 도전층은 금속층들을 포함할 수 있다. 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 적어도 하나의 금속층 및 적어도 하나의 투명 도전층을 포함할 수 있다.
감지 절연층(IIL2) 및 커버 절연층(IIL3) 중 적어도 하나는 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
감지 절연층(IIL2) 및 커버 절연층(IIL3) 중 적어도 하나는 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도들이다.
도 6a를 참조하면, 표시 장치는 제어부(10), 표시부(20) 및 센서부(30)를 포함한다.
제어부(10)는 표시부(20)와 센서부(30)간의 신호 전달 및 동작을 제어할 수 있다. 제어부(10)는 제어 모듈(CM, 도 3)을 포함할 수 있다. 제어부(10)는 입력 센서를 통해 수신된 사용자의 입력을 기초로 표시부(20)와 센서부(30)에 대응하는 명령을 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(10)는 사용자가 통화 버튼(CAL, 도 1 참조)을 터치하면, 통화 모드를 실행시킬 수 있다. 제어부(10)는 통화 모드가 실행되면, 근접 센싱 모드를 실행시킬 수 있다. 근접 센싱 모드는 입력 센서(220)가 터치 신호 대신에 근접 신호를 감지하는 모드에 해당할 수 있다. 여기에서, 터치 신호는 표시 장치(DD, 도 1 참조)의 표시면(FS, 도 1 참조)에 사용자의 신체의 일부(예를 들어, 손가락)가 직접 닿는 경우에 표시 장치에 인가되는 신호에 해당하고, 근접 신호는 사용자의 신체의 일부(예를 들어, 귀)가 표시면(FS)에 근접하는 경우에 표시 장치에 인가되는 신호에 해당할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 표시부(20)는 표시 패널(210) 및 표시 구동 회로(DC)를 포함한다.
표시부(20)는 근접 센싱 모드가 실행되면, 표시 구동 회로(DC)에 의해서 표시 패널(210)의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시킬 수 있다. 여기에서, 타겟 휘도는 근접 센싱 모드에서 입력 센서(220)가 근접 신호를 감지하는데 필요한 표시 패널(210)이 가지는 최적의 휘도에 해당한다. 근접 신호의 경우 터치 신호보다 신호의 세기가 작다. 따라서, 표시 패널(210)의 노이즈에 취약하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 구동 회로(DC)는 근접 센싱 모드에서 표시 패널(210)의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시킴으로써 표시 패널(210)로부터 발생하는 노이즈를 저감시킬 수 있다.
타겟 휘도는 사용자에 의해 기 설정된 값에 해당할 수 있다. 또는, 타겟 휘도는 근접 센싱 모드에서 표시 구동 회로(DC)가 표시 패널(210)로부터 발생하는 노이즈에 기초하여 자동 설정하는 휘도 값에 해당할 수 있다.
센서부(30)는 입력 센서(220) 및 센서 구동 회로(TC)를 포함할 수 있다. 입력 센서(220)는 표시 패널(210) 상에 배치된다. 입력 센서(220)는 표시 패널(210)의 두께 방향에서 표시 패널(210)과 중첩될 수 있다. 센서 구동 회로(TC)는 입력 센서(220)를 구동한다. 센서 구동 회로(TC)는 표시 구동 회로(DC)와 통합 또는 별개로 구성될 수 있다. 센서 구동 회로(TC)는 메인 회로 기판(MB, 도 2 참조) 상에 배치될 수 있다.
근접 센싱 모드에서 센서부(30)는 표시부(20)와 동기화되어 동작할 수 있다. 즉, 센서부(30)는 표시 패널(210)이 타겟 휘도를 가질 때 입력 센서(220)를 통해 근접 신호를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 센서 구동 회로(TC)는 근접 센싱 모드에서 표시 구동 회로(DC)와 동기화 될 수 있다. 센서 구동 회로(TC)는 표시 구동 회로(DC)로부터 표시 패널(210)의 휘도 정보를 수신하고, 표시 패널(210)의 휘도가 타겟 휘도에 해당하는 경우 입력 센서(220)를 통해 근접 신호를 감지하도록 한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법을 보여주는 순서도들이다.
도 7a는 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
도 7a에서, 입력 센서를 이용한 근접 센싱 방법은 사용자가 통화 버튼을 입력 하는 경우에 근접 센싱 모드를 실행 시킴으로서 개시될 수 있다(단계 S710).
표시 장치는 사용자에 의해 통화 버튼이 입력되지 않는 경우라면 근접 센싱 모드가 실행되지 않고 일반 터치 모드로 동작하게 된다.
근접 센싱 모드가 실행되면, 표시 구동 회로는 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도로 감소시키는 조정을 수행할 수 있다(단계 S720). 표시 구동 회로의 이러한 조정 방법은 도 7b 및 도 9a 내지 도 9c에서 자세히 설명한다.
표시 패널이 타겟 휘도에서 구동되면 센서 구동 회로는 입력 센서로 하여금 근접 신호를 감지하도록 한다(단계 S730). 일 실시예에서, 표시 패널이 타겟 휘도에서 구동되어 노이즈 발생이 저감되고, 입력 센서의 근접 신호 감지 성능은 표시 패널의 적은 노이즈에 따라서 개선될 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서를 이용한 근접 신호 센싱 방법을 구체적으로 보여주는 순서도이다. 도 7b는 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도로 감소시키는 방법을 나타낸다.
도 7b에서, 표시 구동 회로는 제2 프레임에서 표시 패널의 구동 전압을 제1 프레임에서의 구동 전압보다 낮게 조정할 수 있다(단계 S721). 즉, 표시 구동 회로는 표시 패널의 구동 중 교번하는 프레임마다 구동 전압을 서로 다르게 인가할 수 있다. 타겟 휘도는 제1 프레임의 구동 전압과 제2 프레임의 구동 전압의 평균 구동 전압에서의 휘도에 해당할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 표시 구동 회로는 제2 프레임에서 표시 패널의 구동 시간을 제1 프레임에서의 구동 시간보다 작게 조정할 수 있다(단계 S722). 즉, 표시 구동 회로는 교번하는 프레임마다 구동 시간을 서로 다르게 할 수 있다. 타겟 휘도는 제1 프레임의 구동 시간과 제2 프레임의 구동 시간의 평균 구동 시간에서의 표시 패널의 휘도에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 단계 S721과 단계 S722 중 어느 하나의 단계는 생략될 수 있다.
표시 구동 회로와 동기화된 센서 구동 회로는 제2 프레임에서 근접 신호를 감지할 수 있다. 센서 구동 회로는 구동 전압 및/또는 구동 시간이 작은 제2 프레임에서만 근접 신호를 감지한다. 즉, 센서 구동 회로는 표시 패널의 휘도가 낮은 프레임에서만 근접 신호를 검출할 수 있다. 작은 휘도에서는 표시 패널로부터 입력 센서에 인가되는 노이즈가 작기 때문에, 입력 센서는 근접 신호를 효과적으로 감지할 수 있다. 관련하여 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 더 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 휘도 감소를 보여주는 그래프이다.
도 8에서, 근접 감지 모드(PSM)가 실행되면 표시 구동 회로는 표시 패널의 현재 휘도(OLM)에서부터 타겟 휘도(TLM)까지 휘도를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 표시 구동 회로는 근접 감지 모드(PSM) 중 타겟 휘도(TLM)에 도달하면 휘도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 휘도를 낮추는 방법을 보여주는 그래프들이다.
도 9a는 표시 패널의 구동 전압을 조절하여서 휘도를 낮추는 방법을 도시한다. 도 9b는 표시 패널의 구동 시간을 조절하여서 휘도를 낮추는 방법을 도시한다. 도 9c는 표시 패널의 구동 전압 및 구동 시간을 조절하여서 휘도를 낮추는 방법을 도시한다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 표시부는 제1 프레임(FR1) 및 제2 프레임(FR2)을 포함할 수 있다. 제1 프레임(FR1)과 제2 프레임(FR2)은 서로 교번하여 나타난다. 제2 프레임(FR2)은 제1 프레임(FR1)에 후행한다.
도 9a에서, 표시 구동 회로는 제1 프레임(FR1)에서 표시 패널의 제1 휘도(LM1)보다 제2 프레임(FR2)에서 제2 휘도(LM2)를 낮게 구동할 수 있다. 타겟 휘도(TLM)는 제1 휘도(LM1)와 제2 휘도(LM2)의 평균 휘도에 해당할 수 있다. 즉, 표시 구동 회로는 제1 프레임(FR1)의 구동 전압을 높게 하고 제2 프레임(FR2)의 구동 전압을 낮게 하여, 평균 구동 전압을 통해 타겟 휘도(TLM)를 결정할 수 있다.
센서 구동 회로는 낮은 구동 전압에 의해 낮은 휘도를 가지는 제2 프레임(FR2)에서 감지된 근접 신호를 검출할 수 있다. 제2 프레임(FR2)의 제2 휘도(LM2)는 타겟 휘도(TLM)보다 낮다. 타겟 휘도(TLM)는 사용자가 화면을 인지할 수 있는 정도의 적정 휘도로 결정될 수 있다. 제2 휘도(LM2)는 표시 패널의 노이즈를 줄이기 위해 작은 휘도로 결정된다. 본 발명의 일 실시예는 제1 휘도(LM1)와 제2 휘도(LM2)를 교번하도록 설정하고, 제2 휘도(LM2)에서 근접 신호를 감지하도록 구동하여 사용자가 통화 중 화면을 인지할 수 있으면서 동시에 근접 신호의 감지 성능을 높일 수 있다.
도 9b에서, 표시 구동 회로는 제1 프레임(FR1)의 제1 구동 시간(DT1)보다 제2 프레임(FR2)의 제2 구동 시간(DT2)을 작게 하여 표시 패널의 휘도를 조정할 수 있다. 제1 구동 시간(DT1)의 휘도보다 제2 구동 시간(DT2)의 휘도는 작다.
본 실시예에서, 제1 프레임(FR1)과 제2 프레임(FR2)의 구동 전압은 동일하다. 평균 구동 시간은 제1 구동 시간(DT1)과 제2 구동 시간(DT2)의 평균값이다. 평균 구동 시간에 따라서 타겟 휘도(TLM)가 결정될 수 있다.
표시 구동 회로와 동기화된 센서 구동 회로는 휘도가 작은 제2 프레임(FR2)의 제2 구동 시간(DT2) 동안 근접 신호를 감지하도록 입력 센서를 구동할 수 있다.
도 9c에서, 표시 구동 회로는 구동 전압 및 구동 시간을 모두 조절하여 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도로 하향 조정할 수 있다.
표시 구동 회로는 제1 프레임(FR1)에서 구동 전압과 구동 시간을 크게 하고, 제2 프레임(FR2)에서 구동 전압과 구동 시간은 작게 할 수 있다. 따라서, 표시 구동 회로는 표시 패널을 타겟 휘도(TLM)에서 구동할 수 있다.
센서 구동 회로는 교번하는 제1 프레임(FR1)과 제2 프레임(FR2) 중에서 구동 전압과 구동 시간이 작은 제2 프레임(FR2)에서 감지된 근접 신호를 검출할 수 있다. 제2 프레임(FR2)에서 표시 패널의 휘도는 가장 작다. 따라서, 표시 패널의 노이즈가 적어 근접 신호를 효과적으로 감지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 평면도이다.
일 실시예에서, 표시 장치(DD)의 표시 패널(210)에는 제1 영역(PSA) 및 제2 영역(NSA)이 정의될 수 있다. 제1 영역(PSA)과 제2 영역(NSA)은 액티브 영역(AA)에 정의될 수 있다. 제1 영역(PSA)과 제2 영역(NSA)은 인접하게 정의된다. 일 실시예에서, 제1 영역(PSA)은 스피커 모듈(SPK)과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 사용자가 통화하는 과정에서 제1 영역(PSA)은 제2 영역(NSA)보다 사용자의 귀와 가깝게 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 구동 회로는 근접 센싱 모드에서 표시 패널의 제1 영역(PSA)의 휘도를 타겟 휘도까지 낮출 수 있다. 즉, 표시 구동 회로는 제2 영역(NSA)의 휘도는 그대로 두고, 사용자의 귀와 가까운 제1 영역(PSA)의 휘도만 조정할 수 있다.
센서 구동 회로는 제1 영역(PSA)에 입력되는 근접 신호를 감지할 수 있다. 즉, 센서 구동 회로는 타겟 휘도로 구동되는 제1 영역(PSA)에서 근접 신호를 감지하여 표시 패널의 노이즈 영향을 줄일 수 있다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명하면, 표시 구동 회로는 제1 영역(PSA)에서 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도로 감소시키기 위해서 프레임 별로 구동 전압 및/또는 구동 시간을 조절할 수 있다. 즉, 표시 구동 회로는 표시 패널의 제1 영역(PSA)의 화소들을 구동함에 있어서, 교번하는 제1 프레임(FR1)과 제2 프레임(FR2)의 구동 전압 및/또는 구동 시간을 조절할 수 있다.
표시 구동 회로는 제1 영역(PSA)에서 제1 프레임(FR1)보다 제2 프레임(FR2)의 휘도를 낮게 할 수 있다. 센서 구동 회로는 제2 프레임(FR2)에서 근접 신호를 감지할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 영역(PSA)에 한하여 표시 패널의 제1 프레임(FR1)과 제2 프레임(FR2)의 휘도를 조절하고, 휘도가 낮은 제2 프레임(FR2)에서 입력 센서를 통해 감지된 근접 신호를 검출한다. 중복되는 설명은 도 9a 내지 도 9c를 참조한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
DD: 표시 장치
210: 표시 패널
220: 입력 센서
10: 제어부
20: 표시부
30: 센서부
DC: 표시 구동 회로
TC: 센서 구동 회로
TLM: 타겟 휘도

Claims (20)

  1. 사용자의 입력에 따라 개시 신호가 수신되면, 터치 신호 대신에 근접 신호를 감지하는 근접 센싱 모드를 실행시키는 제어부;
    상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시키는 표시부; 및
    상기 표시부와 동기화되고, 상기 근접 신호를 감지하는 센서부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개시 신호는 상기 사용자의 통화 버튼 입력에 따른 통화 모드 진입 신호인 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표시부는 상기 표시 패널 및 상기 표시 패널에 전기적으로 연결된 표시 구동 회로를 포함하고, 상기 표시 구동 회로는 상기 표시 패널의 상기 휘도를 상기 타겟 휘도로 감소시키는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표시부는 서로 교번하는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함하고,
    상기 제1 프레임에서 상기 표시 패널의 제1 휘도는 상기 제2 프레임에서의 상기 표시 패널의 제2 휘도 보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 표시 구동 회로로부터 상기 표시 패널에 상기 제2 프레임에서 인가되는 구동 전압은 상기 제1 프레임에서 인가되는 구동 전압보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2 프레임의 제2 구동 시간은 상기 제1 프레임의 제1 구동 시간보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제2 프레임의 구동 전압 및 구동 시간은 상기 제1 프레임의 구동 전압 및 구동 시간보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 타겟 휘도는 상기 제1 휘도와 상기 제2 휘도의 평균인 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 센서부는 입력 센서 및 상기 입력 센서와 전기적으로 연결된 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는 상기 표시부와 동기화되어 상기 타겟 휘도에서 감지된 상기 근접 신호를 검출하는 표시 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 센서부는 상기 제2 프레임에서 상기 근접 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 센서부는 상기 제2 프레임에서 상기 근접 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 센서부는 상기 제2 프레임에서 상기 근접 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 상기 표시부는 상기 휘도를 상기 타겟 휘도까지 점진적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서, 평면상에서 제1 영역 및 상기 제1 영역과 인접한 제2 영역이 정의되고,
    상기 표시부는 상기 제1 영역의 상기 표시 패널의 휘도를 상기 타겟 휘도까지 낮추는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 센서부는 상기 제1 영역에서 상기 근접 신호를 감지하는 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 센서부는 상기 표시부의 두께방향에서 상기 표시부와 중첩되도록 상기 표시부 상에 배치되는 표시 장치.
  17. 제어부가 사용자의 입력에 따라 발생하는 개시 신호를 수신하면, 입력 센서가 터치 신호 대신에 근접 신호를 감지하는 근접 센싱 모드를 실행시키는 단계;
    상기 근접 센싱 모드가 실행되면, 표시부가 표시 패널의 휘도를 타겟 휘도까지 감소시키는 단계; 및
    상기 표시부와 동기화된 센서부가 상기 근접 신호를 감지하는 단계를 포함하는 입력 센서를 이용한 근접 센싱 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 표시 패널은 서로 교번하는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함하고,
    상기 제1 프레임에서 상기 표시 패널의 제1 휘도는 상기 제2 프레임에서의 상기 표시 패널의 제2 휘도 보다 큰 것을 특징으로 하는 입력 센서를 이용한 근접 센싱 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 표시부는 표시 구동 회로를 포함하고, 상기 표시 구동 회로는 상기 제2 프레임에서 구동 전압을 상기 제1 프레임에서 구동 전압보다 낮게 하는 입력 센서를 이용한 근접 센싱 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 센서부는 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는 상기 제2 프레임에서 감지된 상기 근접 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 입력 센서를 이용한 근접 센싱 방법.
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