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KR102812808B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102812808B1
KR102812808B1 KR1020200123296A KR20200123296A KR102812808B1 KR 102812808 B1 KR102812808 B1 KR 102812808B1 KR 1020200123296 A KR1020200123296 A KR 1020200123296A KR 20200123296 A KR20200123296 A KR 20200123296A KR 102812808 B1 KR102812808 B1 KR 102812808B1
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sensing
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sensors
sensing period
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김태준
박재현
박정목
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 표시 장치는, 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시하는 화소들; 및 상기 화소들에 중첩하여 위치하고, 상기 표시 프레임 기간보다 짧은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱하는 센서들을 포함하고, 상기 센싱 프레임 기간은 상기 센서들에 센싱 신호들을 공급하는 센싱 기간 및 상기 센서들에 상기 센싱 신호들을 공급하지 않는 비센싱 기간을 포함하고, 제1 센싱 프레임 기간의 제1 비센싱 기간은 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고, 제2 센싱 프레임 기간의 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 일부 및 제2 표시 프레임 기간의 일부와 중첩되고, 상기 제1 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다르다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
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 영상을 표시하기 위한 표시부와 터치 위치를 센싱하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 일반적으로, 센서부는 표시부와 평면 상 중첩하여 위치할 수 있다.
이때, 센서부의 센싱 신호들에 의해서 표시부의 표시 신호들이 간섭을 받고, 센서부의 센싱 프레임 레이트(sensing frame rate)가 표시부의 표시 프레임 레이트(display frame rate)와 일치하지 않는 경우, 표시부에 흐르는 가로 줄무늬가 시인될 수 있는 문제점이 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는, 센싱 프레임 레이트와 표시 프레임 레이트가 일치하지 않더라도 흐르는 가로 줄무늬의 시인을 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시하는 화소들; 및 상기 화소들에 중첩하여 위치하고, 상기 표시 프레임 기간보다 짧은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱하는 센서들을 포함하고, 상기 센싱 프레임 기간은 상기 센서들에 센싱 신호들을 공급하는 센싱 기간 및 상기 센서들에 상기 센싱 신호들을 공급하지 않는 비센싱 기간을 포함하고, 제1 센싱 프레임 기간의 제1 비센싱 기간은 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고, 제2 센싱 프레임 기간의 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 일부 및 제2 표시 프레임 기간의 일부와 중첩되고, 상기 제1 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다르다.
상기 제1 센싱 프레임 기간의 제1 센싱 기간과 상기 제2 센싱 프레임 기간의 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일할 수 있다.
제3 센싱 프레임 기간의 제3 비센싱 기간은 상기 제2 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고, 상기 제3 비센싱 기간과 상기 제1 비센싱 기간의 길이는 서로 동일하고, 상기 제3 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다를 수 있다.
상기 제3 센싱 프레임 기간의 제3 센싱 기간, 상기 제1 센싱 기간, 및 상기 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일할 수 있다.
상기 표시 프레임 기간은 상기 화소들에 대한 계조들이 공급되는 액티브 기간 및 상기 계조들이 공급되지 않는 블랭크 기간을 포함하고, 상기 제1 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 액티브 기간과 전부 중첩되고, 상기 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 블랭크 기간과 일부가 중첩될 수 있다.
상기 제2 비센싱 기간은 상기 제2 표시 프레임 기간의 제2 액티브 기간과 일부가 중첩될 수 있다.
상기 제3 센싱 기간 및 상기 제3 비센싱 기간은 상기 제2 액티브 기간과 전부 중첩될 수 있다.
상기 센서들은 제1 센서들 및 제2 센서들을 포함하고, 상기 표시 장치는, 상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제1 센싱 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제2 센싱 신호들을 동시에 공급할 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제2 센서들에 제3 센싱 신호들을 동시에 공급할 수 있다.
상기 표시 장치는, 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시하는 화소들; 및 상기 화소들에 중첩하여 위치하고, 상기 표시 프레임 기간보다 짧은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱하는 센서들을 포함하고, 상기 센싱 프레임 기간은 상기 센서들에 센싱 신호들을 공급하는 센싱 기간 및 상기 센서들에 상기 센싱 신호들을 공급하지 않는 비센싱 기간을 포함하고, 제1 센싱 프레임 기간의 제1 비센싱 기간은 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고, 제2 센싱 프레임 기간의 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고, 상기 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 마지막 비센싱 기간이고, 상기 제1 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다르다.
상기 제1 센싱 프레임 기간의 제1 센싱 기간과 상기 제2 센싱 프레임 기간의 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일할 수 있다.
제3 센싱 프레임 기간의 제3 비센싱 기간은 제2 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고, 상기 제3 비센싱 기간과 상기 제1 비센싱 기간의 길이는 서로 동일하고, 상기 제3 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다를 수 있다.
상기 제3 센싱 프레임 기간의 제3 센싱 기간, 상기 제1 센싱 기간, 및 상기 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일할 수 있다.
상기 표시 프레임 기간은 상기 화소들에 대한 계조들이 공급되는 액티브 기간 및 상기 계조들이 공급되지 않는 블랭크 기간을 포함하고, 상기 제1 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 액티브 기간과 전부 중첩되고, 상기 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 블랭크 기간과 일부가 중첩될 수 있다.
상기 제3 센싱 기간은 상기 제1 블랭크 기간과 일부가 중첩될 수 있다.
상기 제3 비센싱 기간은 상기 제2 표시 프레임 기간의 제2 액티브 기간과 전부 중첩될 수 있다.
상기 센서들은 제1 센서들 및 제2 센서들을 포함하고, 상기 표시 장치는, 상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제1 센싱 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제2 센싱 신호들을 동시에 공급할 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제2 센서들에 제3 센싱 신호들을 동시에 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 센싱 프레임 레이트와 표시 프레임 레이트가 일치하지 않더라도 흐르는 가로 줄무늬의 시인을 방지할 수 있다.
도 1은 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 화소부 및 데이터 분배부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소부 및 데이터 분배부의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 센서들 및 제2 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 뮤추얼 센싱 기간을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 셀프 센싱 기간 및 제2 셀프 센싱 기간을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 비센싱 기간(non-sensing period)을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 센싱 기간과 비센싱 기간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 표시 장치가 비교예에 따른 센싱 방법을 이용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 19는 표시 장치가 본 발명의 한 실시예에 따른 센싱 방법을 이용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 표시 장치가 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 방법을 이용하는 경우를 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 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 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) 등을 센싱하기 위한 센서부(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패널(10)은 화소들(PXL) 및 화소들(PXL) 중 적어도 일부와 중첩하여 위치하는 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)를 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. 예를 들어, 화소들(PXL)은 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 센서들(TX, RX)은 표시 프레임 기간보다 짧은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱할 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. 예컨대, 센서부(120)는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(일례로, 표시 패널의 상부 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 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.
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 신호를 공급받고, 데이터 신호에 대응하는 휘도의 빛을 방출한다. 이에 의해, 표시 영역(DA)에서 데이터 신호에 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. 이후에 도 3 내지 도 5를 참조하여, 예시적인 화소들(PXL)의 구조 및 구동 방법을 설명한다.
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 다수의 센서들(TX, RX)을 포함한다. 센서들(TX, RX)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)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. 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 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 터치 입력에 반응할 수 있는 영역(즉, 센서의 활성 영역)으로 설정된다. 이를 위해, 센싱 영역(SA)에는 터치 입력 등을 센싱하기 위한 센서들(TX, RX)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 센서들(TX, RX)은 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 각각의 제1 센서들(TX)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제1 센서들(TX)은 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)과 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)과 직교하는 방향일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 센서들(TX)의 연장 방향 및 배열 방향은 종래의 다른 구성에 따를 수 있다. 각각의 제1 센서들(TX)은 비교적 넓은 면적의 제1 셀들(first cells)과 비교적 좁은 면적의 제1 브릿지들(first bridges)이 연결된 형태일 수 있다. 도 1에서 각각의 제1 셀들은 다이아몬드 형태로 도시되었으나, 원형, 사각형, 삼각형, 메쉬 형태(mesh form) 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 브릿지들은 제1 셀들과 동일 층 상에서 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 브릿지들은 제1 셀들과 다른 층에서 형성되어, 인접한 제1 셀들을 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 각각의 제2 센서들(RX)은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 센서들(RX)은 제1 방향(DR1)으로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 센서들(RX)의 연장 방향 및 배열 방향은 종래의 다른 구성에 따를 수 있다. 각각의 제2 센서들(RX)은 비교적 넓은 면적의 제2 셀들과 비교적 좁은 면적의 제2 브릿지들이 연결된 형태일 수 있다. 도 1에서 각각의 제2 셀들은 다이아몬드 형태로 도시되었으나, 원형, 사각형, 삼각형, 메쉬 형태 등 종래의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 브릿지들은 제2 셀들과 동일 층 상에서 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 브릿지들은 제2 셀들과 다른 층에서 형성되어, 인접한 제2 셀들을 전기적으로 연결할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX) 각각은, 금속 물질, 투명 도전성 물질 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)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, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)은 메쉬 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(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 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)은, 다양한 도전 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 도전성을 가질 수 있다. 또한, 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX) 각각은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 그 단면 구조가 특별히 한정되지는 않는다.
한편, 센서부(120)의 주변 영역(NSA)에는 센서들(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 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) 및 데이터 분배부(15)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), 주사 구동부(13), 및 데이터 분배부(15)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. 실시예에 따라, 센서 송신부 및 센서 수신부는 하나의 IC의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
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) 및 데이터 분배부(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. 또한, 표시 장치(1)는 프로세서(9)를 포함할 수 있다. 프로세서(9)는 GPU(Graphics Processing Unit), CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등으로 구성될 수 있다.
타이밍 제어부(11)는 프로세서(9)로부터 각각의 프레임(frame)에 대한 계조들 및 제어 신호들을 수신할 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 주기들은 각각의 표시 프레임 기간들(display frame periods)과 대응할 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호는 로직 하이 레벨일 때 해당 프레임 기간의 액티브 기간(active period)을 가리키고, 로직 로우 레벨일 때 해당 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, 프로세서(9)로부터 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, 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(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 출력 라인들(DO1, DO2)로 제공할 데이터 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(12)는 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)로, 제1 기간 동안 제1 데이터 신호들을 제공하고, 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 제2 데이터 신호들을 제공하고, 제2 기간 이후의 제3 기간 동안 제3 데이터 신호들을 제공하고, 제3 기간 이후의 제4 기간 동안 제4 데이터 신호들을 제공할 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 화소들(PXL)을 포함한다. 각각의 화소들(PXL)은 대응하는 데이터 라인 및 주사 라인에 연결될 수 있다. 화소들(PXL)은 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.
데이터 분배부(15)는 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)과 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)을 선택적으로 연결시킬 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DL4)의 개수는 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)의 개수보다 클 수 있다. 예를 들어, 데이터 라인들(DL1~DL4)의 개수는 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)의 개수의 정수배에 해당할 수 있다. 데이터 분배부(15)는 일종의 디멀티플렉서(demultiplexer)일 수 있다.
예를 들어, 데이터 출력 라인들(DO1, DO2) 대 데이터 라인들(DL1~ DL4)의 비율은 1:2일 수 있다. 예를 들어, 데이터 분배부(15)는 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)을 홀수 번째 데이터 라인들 또는 짝수 번째 데이터 라인들에 교번하여 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 데이터 분배부(15)는 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)을, 제1 기간 동안 제1 데이터 라인들(DL1, DL3)과 연결하고, 제2 기간 동안 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)과 연결하고, 제3 기간 동안 제1 데이터 라인들(DL1, DL3)과 연결하고, 제4 기간 동안 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)과 연결할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 화소부 및 데이터 분배부를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 데이터 분배부(15)는 제1 트랜지스터들(M11, M12) 및 제2 트랜지스터들(M21, M22)을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터들(M11, M12)의 게이트 전극은 제1 제어 라인(CL1)에 연결되고, 제1 전극들은 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)에 연결되고, 제2 전극들은 제1 데이터 라인들(DL1, DL3)에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터들(M21, M22)의 게이트 전극은 제2 제어 라인(CL2)에 연결되고, 제1 전극들은 데이터 출력 라인들(DO1, DO2)에 연결되고, 제2 전극들은 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 데이터 분배부(15)는 입력 대 출력의 비율이 1:2인 디멀티플렉서일 수 있다.
제1 트랜지스터들(M11, M12)의 턴-온 기간과 제2 트랜지스터들(M21, M22)의 턴-온 기간은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 타이밍 제어부(11)는 제1 트랜지스터들(M11, M12) 및 제2 트랜지스터들(M21, M22)이 교번적으로 턴-온되도록 제1 및 제2 제어 라인들(CL1, CL2)로 턴-온 레벨의 제어 신호들을 제공할 수 있다.
예를 들어, 제1 트랜지스터들(M11, M12)의 개수와 제2 트랜지스터들(M21, M22)의 개수는 동일할 수 있다. 또한, 제1 데이터 라인들(DL1, DL3) 및 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)의 개수는 동일할 수 있다. 제1 데이터 라인들(DL1, DL3) 및 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)은 서로 교번하도록 배열될 수 있다.
예를 들어, 화소부(14)는 펜타일(pentile) 구조로 배열된 화소들(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)을 포함할 수 있다. 제1 주사 라인(SL1)에는 제1 화소들(PX1, PX2, PX5, PX6)이 연결될 수 있다. 제1 화소들(PX1, PX2, PX5, PX6)은, 제1 주사 라인(SL1)의 연장 방향을 따라서, 적색, 녹색, 청색, 및 녹색이 순차적으로 반복되도록 구성될 수 있다. 제1 화소들(PX1, PX2, PX5, PX6)은 서로 다른 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 연결될 수 있다.
또한, 제2 주사 라인(SL2)에는 제2 화소들(PX3, PX4, PX7, PX8)이 연결될 수 있다. 제2 화소들(PX3, PX4, PX7, PX8)은, 제2 주사 라인(SL2)의 연장 방향을 따라서, 청색, 녹색, 적색, 및 녹색이 순차적으로 반복되도록 구성될 수 있다. 제2 화소들(PX3, PX4, PX7, PX8)은 서로 다른 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3, DL4)에 연결될 수 있다.
제1 데이터 라인(DL1)에는, 제1 데이터 라인(DL1)의 연장 방향을 따라서, 적색 및 청색 화소들이 순차적으로 반복되도록 연결될 수 있다. 제2 및 제4 데이터 라인들(DL2, DL4)에는, 제2 및 제4 데이터 라인들(DL2, DL4)의 연장 방향을 따라서, 녹색 화소들이 순차적으로 연결될 수 있다. 제3 데이터 라인(DL3)에는, 제3 데이터 라인(DL3)의 연장 방향을 따라서, 청색 및 적색 화소들이 순차적으로 반복되도록 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 예시적인 제1 화소(PX1)가 도시된다. 다른 화소들(PX2~PX8) 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 제1 주사 라인(SL1)에 연결되고, 제1 전극은 제1 데이터 라인(DL1)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, M11, M12, M21, M22)은 P 형 트랜지스터로 도시되었지만, 당업자라면 신호의 위상을 반전시켜 적어도 하나의 트랜지스터를 N 형 트랜지스터로 대체하여 사용할 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소부 및 데이터 분배부의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 시점(t1a)에서, 제1 제어 라인(CL1)에 턴-온 레벨(로우 레벨)의 제1 제어 신호가 인가될 수 있다. 이에 따라, 제1 트랜지스터들(M11, M12)이 턴-온되고, 제1 데이터 출력 라인(DO1)과 제1 데이터 라인(DL1)이 연결되고, 제2 데이터 출력 라인(DO2)과 제1 데이터 라인(DL3)이 연결된다. 이때, 데이터 구동부(12)는 제1 데이터 출력 라인(DO1)으로 제1 데이터 신호(PXD1)을 출력하고, 제2 데이터 출력 라인(DO2)으로 제1 데이터 신호(PXD5)를 출력할 수 있다. 따라서, 제1 데이터 라인(DL1)은 제1 데이터 신호(PXD1)로 충전되고, 제1 데이터 라인(DL3)은 제1 데이터 신호(PXD5)로 충전될 수 있다. 시점(t1a)부터 턴-오프 레벨의 제1 제어 신호가 인가되는 시점까지를 제1 기간이라고 할 수 있다.
다음으로, 시점(t2a)에서, 제2 제어 라인(CL2)에 턴-온 레벨의 제2 제어 신호가 인가될 수 있다. 이에 따라, 제2 트랜지스터들(M21, M22)이 턴-온되고, 제1 데이터 출력 라인(DO1)과 제2 데이터 라인(DL2)이 연결되고, 제2 데이터 출력 라인(DO2)과 제2 데이터 라인(DL4)이 연결된다. 이때, 제2 데이터 라인(DL2)은 제2 데이터 신호(PXD2)로 충전되고, 제2 데이터 라인(DL4)은 제2 데이터 신호(PXD6)로 충전될 수 있다. 시점(t2a)부터 턴-오프 레벨의 제2 제어 신호가 인가되는 시점까지를 제2 기간이라고 할 수 있다.
다음으로, 시점(t3a)에서, 제1 주사 라인(SL1)에 턴-온 레벨의 제1 주사 신호가 인가될 수 있다. 이에 따라, 제1 화소들(PX1, PX2, PX5, PX6)은 제1 데이터 라인들(DL1, DL3) 및 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)에 충전된 데이터 신호들을 수신할 수 있다. 본 실시예에서, 시점(t3a)은 제2 기간 중에 위치할 수 있다.
다음으로, 시점(t4a)에서, 제1 제어 라인(CL1)에 턴-온 레벨의 제1 제어 신호가 인가될 수 있다. 이에 따라, 제1 트랜지스터들(M11, M12)이 턴-온되고, 제1 데이터 출력 라인(DO1)과 제1 데이터 라인(DL1)이 연결되고, 제2 데이터 출력 라인(DO2)과 제1 데이터 라인(DL3)이 연결된다. 이때, 제1 데이터 라인(DL1)은 제3 데이터 신호(PXD3)로 충전되고, 제1 데이터 라인(DL3)은 제3 데이터 신호(PXD7)로 충전될 수 있다. 시점(t4a)부터 턴-오프 레벨의 제1 제어 신호가 인가되는 시점까지를 제3 기간이라고 할 수 있다.
다음으로, 시점(t5a)에서, 제2 제어 라인(CL2)에 턴-온 레벨의 제2 제어 신호가 인가될 수 있다. 이에 따라, 제2 트랜지스터들(M21, M22)이 턴-온되고, 제1 데이터 출력 라인(DO1)과 제2 데이터 라인(DL2)이 연결되고, 제2 데이터 출력 라인(DO2)과 제2 데이터 라인(DL4)이 연결된다. 이때, 제2 데이터 라인(DL2)은 제4 데이터 신호(PXD4)로 충전되고, 제2 데이터 라인(DL4)은 제4 데이터 신호(PXD8)로 충전될 수 있다. 시점(t5a)부터 턴-오프 레벨의 제2 제어 신호가 인가되는 시점까지를 제4 기간이라고 할 수 있다.
다음으로, 시점(t6a)에서, 제2 주사 라인(SL2)에 턴-온 레벨의 제2 주사 신호가 인가될 수 있다. 이에 따라, 제2 화소들(PX3, PX4, PX7, PX8)은 제1 데이터 라인들(DL1, DL3) 및 제2 데이터 라인들(DL2, DL4)에 충전된 데이터 신호들을 수신할 수 있다. 본 실시예에서 시점(t6a)은 제4 기간 중에 위치할 수 있다.
다른 실시예에서, 데이터 구동부(12)의 채널 수가 충분한 경우, 예를 들어, 데이터 구동부(12)의 채널 수가 데이터 라인들의 개수와 동일하거나 더 많은 경우, 데이터 분배부(15)가 불필요할 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 복수의 데이터 구동부(12)를 이용하는 경우, 데이터 분배부(15)가 불필요할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 4와 다른 구조의 화소 회로가 사용될 수 있다. 후술하는 실시예들이 적용될 수 있다면, 종래의 어떠한 화소 회로도 사용가능하다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 센서들 및 제2 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 센싱 영역(SA)에 위치한 제1 센서들(TX1, TX2, TX3, TX4) 및 제2 센서들(RX1, RX2, RX3, RX4)이 예시적으로 도시된다. 설명의 편의를 위해서 센싱 영역(SA)에 4 개의 제1 센서들(TX1~TX4)이 배치되고, 4 개의 제2 센서들(RX1~RX4)이 배치되는 것으로 가정한다.
제1 센서들(TX1~TX4) 및 제2 센서들(RX1~RX4)에 대한 설명은 도 1의 제1 센서들(TX) 및 제2 센서들(RX)에 대한 설명과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 뮤추얼 센싱 기간을 설명하기 위한 도면이다.
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 7에서는 어느 한 센서 채널(222)을 중심으로 센서부(120) 및 센서 구동부(220)의 구성을 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 제1 센서들(TX)과 연결되고, 센서 수신부(TSC)는 제2 센서들(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 AFE(analog front end)로 구현될 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(224) 및 프로세서(226)는 각각의 센서 채널(222) 마다 구비될 수도 있고, 복수의 센서 채널들(222)에 공유될 수도 있다.
연산 증폭기(AMP)는 제1 입력 단자(IN1)가 대응하는 제2 센서와 연결되고, 제2 입력 단자(IN2)가 기준 전원(GND)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 입력 단자(IN1)는 반전 단자이고, 제2 입력 단자(IN2)는 비반전 단자일 수 있다. 기준 전원(GND)은 그라운드 전압이거나 특정 크기의 전압일 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(224)는 연산 증폭기(AMP)의 출력 단자(OUT1)와 연결될 수 있다. 커패시터(Ca) 및 스위치(SWr)는 제1 입력 단자(IN1) 및 출력 단자(OUT1) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.
도 8을 참조하면, 뮤추얼 센싱 기간(MSP) 동안, 센서 구동부(220)(예를 들어, 센서 송신부(TDC))는 제1 센서들(TX1~TX4)에 제1 센싱 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(TX1)에 제1 센싱 신호들을 2 번 공급하고(t1b, t2b), 제1 센서(TX2)에 제1 센싱 신호들을 2 번 공급하고(t3b, t4b), 제1 센서(TX3)에 제1 센싱 신호들을 2 번 공급하고(t5b, t6b), 제1 센서(TX4)에 제1 센싱 신호들을 2 번 공급할 수 있다(t7b, t8b). 각각의 제1 센서들(TX1~TX4)에 제1 센싱 신호들을 공급하는 횟수는 실시예에 따라 2 번보다 많을 수도 있다.
각각의 제1 센싱 신호들은 라이징 트랜지션(rising transition) 및/또는 폴링 트랜지션(falling transition)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 시점(t1b)의 제1 센싱 신호는 라이징 트랜지션에 대응할 수 있다. 즉, 시점(t1b)에서 제1 센싱 신호는 로우 레벨에서 하이 레벨로 상승할 수 있다. 시점(t2b)의 제1 센싱 신호는 폴링 트랜지션에 대응할 수 있다. 즉, 시점(t2b)에서 제1 센싱 신호는 하이 레벨에서 로우 레벨로 하강할 수 있다.
센서 수신부(TSC)는 복수의 제2 센서들(RX)에 연결된 복수의 센서 채널들(222)을 포함할 수 있다. 각각의 센서 채널들(222)은 대응하는 제2 센서로부터 제1 센싱 신호들에 대응하는 제1 샘플링 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 시점(t1b)에 제1 센서(TX1)에 인가된 제1 센싱 신호에 대응하여, 제2 센서들(RX1~RX4)에 연결된 센서 채널들(222)은 제1 샘플링 신호들을 독립적으로 수신할 수 있다. 또한, 시점(t2b)에 제1 센서(TX1)에 인가된 제1 센싱 신호에 대응하여, 제2 센서들(RX1~RX4)에 연결된 센서 채널들(222)은 제1 샘플링 신호들을 독립적으로 수신할 수 있다.
센싱 영역(SA) 상에서, 사용자 손가락 등의 객체(OBJ)의 위치에 따라서, 제1 센서들(TX1~TX4) 및 제2 센서들(RX1~RX4) 간의 상호 정전 용량이 서로 달라질 수 있고, 이에 따라 센서 채널들(222)이 수신한 제1 샘플링 신호들도 서로 다를 수 있다. 이러한 제1 샘플링 신호들의 차이를 이용하여, 객체(OBJ)의 터치 위치를 검출할 수 있다.
센서 채널(222)은 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생할 수 있다. 예컨대, 센서 채널(222)은 제1 및 제2 입력 단자(IN1, 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 제1 입력 단자(IN1)와 출력 단자(OUT1)의 사이에는 커패시터(Ca) 및 스위치(SWr)가 서로 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 샘플링 신호를 수신하기 전 스위치(SWr)가 턴-온됨으로써, 커패시터(Ca)의 전하들을 초기화시킬 수 있다. 제1 샘플링 신호의 수신 시점에는 스위치(SWr)가 턴-오프 상태일 수 있다.
아날로그 디지털 컨버터(224)는 각각의 센서 채널들(222)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 프로세서(226)는 이러한 디지털 신호를 분석하여 사용자 입력을 검출할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 셀프 센싱 기간 및 제2 셀프 센싱 기간을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에서는 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 7의 경우와 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 대한 중복된 설명은 생략하고, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
도 10을 참조하면, 제1 셀프 센싱 기간(STP)은 센서부(120) 및 센서 구동부(220)가 자기 정전 용량 모드(self-capacitance mode)로 구동되는 기간일 수 있다. 제1 셀프 센싱 기간(STP)에서, 각 센서 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)에는 센서 송신부(TDC)가 연결되고, 각 센서 채널(222)의 제1 입력 단자(IN1)에는 대응하는 제1 센서가 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 셀프 센싱 기간(STP) 동안, 센서 송신부(TDC)는 각 센서 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)로 제2 센싱 신호를 공급할 수 있다. 이때, 연산 증폭기(AMP)의 특성에 따라 제1 입력 단자(IN1)에 연결된 제1 센서에 제2 센싱 신호가 공급될 수 있다. 한 실시예에서, 센서 구동부(220)는 제1 셀프 센싱 기간(STP) 동안 제1 센서들(TX1~TX4)에 제2 센싱 신호들을 동시에 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, 각 시점들(t1c, t2c, t3c, t4c, t5c, t6c, t7c, t8c)에서 제2 센싱 신호들은 제1 센서들(TX1~TX4)에 동시에 공급될 수 있다. 이때, 제2 센서들(RX1~RX4)은 별도의 기준 전압을 수신하거나, 플로팅 상태일 수 있다. 각각의 제2 센싱 신호들은 라이징 트랜지션 및/또는 폴링 트랜지션에 대응할 수 있다.
제1 센서들(TX1~TX4)은 자기 정전 용량을 가질 수 있다. 이때, 사용자 손가락 등의 객체(OBJ)가 제1 센서들(TX1~TX4)에 근접한 경우, 객체 표면(OE)과 형성된 정전 용량에 따라 제1 센서들(TX1~TX4)의 자기 정전 용량이 변화할 수 있다. 이러한 자기 정전 용량이 반영된 제2 센싱 신호를 제2 샘플링 신호라고 할 수 있다. 제1 센서들(TX1~TX4)에 대한 제2 샘플링 신호들의 차이를 이용하여, 제2 방향(DR2)에 대한 객체(OBJ)의 터치 위치를 검출할 수 있다(도 6 참조).
도 11을 참조하면, 제2 셀프 센싱 기간(SRP)은 센서부(120) 및 센서 구동부(220)가 자기 정전 용량 모드로 구동되는 기간일 수 있다. 제2 셀프 센싱 기간(SRP)에서, 각 센서 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)에는 센서 송신부(TDC)가 연결되고, 각 센서 채널(222)의 제1 입력 단자(IN1)에는 대응하는 제2 센서가 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 셀프 센싱 기간(SRP) 동안, 센서 송신부(TDC)는 각 센서 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)로 제3 센싱 신호를 공급할 수 있다. 이때, 연산 증폭기(AMP)의 특성에 따라 제1 입력 단자(IN1)에 연결된 제2 센서에 제3 센싱 신호가 공급될 수 있다. 한 실시예에서, 센서 구동부(220)는 제2 셀프 센싱 기간(SRP) 동안 제2 센서들(RX1~RX4)에 제3 센싱 신호들을 동시에 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 각 시점들(t1d, t2d, t3d, t4d, t5d, t6d, t7d, t8d)에서 제3 센싱 신호들은 제2 센서들(RX1~RX4)에 동시에 공급될 수 있다. 이때, 제1 센서들(TX1~TX4)은 별도의 기준 전압을 수신하거나, 플로팅 상태일 수 있다. 각각의 제3 센싱 신호들은 라이징 트랜지션 또는 폴링 트랜지션에 대응할 수 있다.
제2 센서들(RX1~RX4)은 자기 정전 용량을 가질 수 있다. 이때, 사용자 손가락 등의 객체(OBJ)가 제2 센서들(RX1~RX4)에 근접한 경우, 객체 표면(OE)과 형성된 정전 용량에 따라 제2 센서들(RX1~RX4)의 자기 정전 용량이 변화할 수 있다. 이러한 자기 정전 용량이 반영된 제3 센싱 신호를 제3 샘플링 신호라고 할 수 있다. 제2 센서들(RX1~RX4)에 대한 제3 샘플링 신호들의 차이를 이용하여, 제1 방향(DR1)에 대한 객체(OBJ)의 터치 위치를 검출할 수 있다(도 6 참조).
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 비센싱 기간(non-sensing period)을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 비센싱 기간(WT)은 제1 센서들(TX1~TX4) 및 제2 센서들(RX1~RX4)에 센싱 신호들을 공급하지 않는 기간일 수 있다.
예를 들어, 시점들(t1e, t2e, t3e, t4e, t5e, t6e, t7e, t8e)을 참조하면, 제1 센서들(TX1~TX4) 및 제2 센서들(RX1~RX4)은 별도의 기준 전압을 수신하거나, 플로팅 상태일 수 있다.
비센싱 기간(WT)은 센싱이 불필요한 기간일 수 있다. 비센싱 기간(WT)은 센싱 기간 동안 생성된 샘플링 신호들을 이용하여 해당 센싱 프레임 기간에서의 터치 위치를 산출하는 기간일 수 있다.
도 13 내지 도 15는 센싱 기간과 비센싱 기간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 센싱 기간들(SN1, SN2)과 비센싱 기간들(WT1, WT2)이 교번하여 위치할 수 있다. 제1 센싱 프레임 기간은 제1 센싱 기간(SN1) 및 제1 비센싱 기간(WT1)을 포함할 수 있다. 제2 센싱 프레임 기간은 제2 센싱 기간(SN2) 및 제2 비센싱 기간(WT2)을 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제1 센싱 기간(SN1)은 뮤추얼 센싱 기간(MSP1), 제1 셀프 센싱 기간(STP1), 및 제2 셀프 센싱 기간(SRP1)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 센싱 기간(SN2)은 뮤추얼 센싱 기간(MSP2), 제1 셀프 센싱 기간(STP2), 및 제2 셀프 센싱 기간(SRP2)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 센싱 영역(SA)의 일부 영역에 물방울이 떨어지고, 다른 일부 영역에 사용자의 터치가 이루어진 경우를 가정한다. 제1 센싱 기간(SN1)이 뮤추얼 센싱 기간(MSP1)만 포함하는 경우, 물방울의 위치 및 터치 위치를 정밀하게 센싱할 수 있지만, 물방울과 터치를 구별하지는 못할 수 있다.
이를 보완하기 위하여, 제1 셀프 센싱 기간(STP1) 및 제2 셀프 센싱 기간(SRP1)이 제공될 수 있다. 제1 셀프 센싱 기간(STP1)에 검출된 제2 방향(DR2)에 대한 객체(OBJ)의 터치 위치와 제2 셀프 센싱 기간(SRP1)에 검출된 제1 방향(DR1)에 대한 객체(OBJ)의 터치 위치를 조합하여, 사용자의 터치 위치를 대략적으로 센싱할 수 있다. 제1 셀프 센싱 기간(STP1) 및 제2 셀프 센싱 기간(SRP1)에서 물방울의 위치는 센싱되지 않을 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 셀프 센싱 기간들(STP1, SRP1)을 이용하면 뮤추얼 센싱 기간(MSP1)에서 물방울에 의한 센싱 결과를 제외시킴으로써 사용자의 정확한 터치 위치를 산출할 수 있다.
실시예에 따라, 도 14와 같이 각각의 센싱 기간들(SN1, SN2)은 제1 셀프 센싱 기간(STP1, STP2) 및 제2 셀프 센싱 기간(SRP1, SRP2)만 포함할 수도 있다.
실시예에 따라, 도 15와 같이 각각의 센싱 기간들(SN1, SN2)은 뮤추얼 센싱 기간(MSP1, MSP2)만 포함할 수도 있다.
도 16 및 도 17은 표시 장치가 비교예에 따른 센싱 방법을 이용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 예시적인 표시 프레임 기간들(DFP1, DFP2, DFP3) 및 센싱 프레임 기간들(SFP1, SFP2, SFP3, SFP4, SFP5)이 도시된다.
각각의 표시 프레임 기간들(DFP1, DFP2, DFP3)은 화소들(PXL)에 대한 계조들이 공급되는 액티브 기간(APP1, APP2, APP3) 및 계조들이 공급되지 않는 블랭크 기간(BPP1, BPP2)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 수직 동기 신호(Vsync)는 로직 하이 레벨일 때 액티브 기간(APP1, APP2, APP3)을 가리키고, 로직 로우 레벨일 때 블랭크 기간(BPP1, BPP2)을 가리킬 수 있다.
각각의 센싱 프레임 기간들(SFP1, SFP2, SFP3, SFP4, SFP5)은 센서들(TX1~TX4 or RX1~RX4)에 센싱 신호들을 공급하는 센싱 기간(SN1, SN2, SN3, SN4, SN5) 및 센서들(TX1~TX4 or RX1~RX4)에 센싱 신호들을 공급하지 않는 비센싱 기간(WT1, WT2, WT3, WT4, WT5)을 포함할 수 있다.
센싱 프레임 기간들(SFP1, SFP2, SFP3, SFP4, SFP5)은 표시 프레임 기간들(DFP1, DFP2, DFP3)보다 짧을 수 있다. 즉, 센싱 프레임 레이트가 표시 프레임 레이트보다 높을 수 있다.
도 16의 비교예에서, 비센싱 기간들(WT1, WT2, WT3, WT4, WT5)의 길이들은 서로 동일할 수 있다. 또한, 센싱 기간들(SN1, SN2, SN3, SN4, SN5)의 길이들은 서로 동일할 수 있다. 따라서, 센싱 프레임 기간들(SFP1, SFP2, SFP3, SFP4, SFP5)의 길이들은 서로 동일할 수 있다.
도 17을 참조하면, 제1 표시 프레임 기간(DFP1)에서 화소부(14)에서 시인되는 가로 줄무늬 패턴이 예시적으로 도시된다. 가로 줄무늬 패턴은 센서부(120)의 센싱 신호들에 의해서 표시부(110)의 표시 신호들이 간섭을 받아 발생될 수 있다. 예를 들어, 센싱 신호들의 트랜지션에 커플링되어 데이터 신호의 전압 레벨이 달라짐으로써 가로 줄무늬 패턴이 발생될 수 있다.
이러한 가로 줄무늬 패턴의 주기(hsp) 및 그 두께는 센서부(120)의 센싱 신호들 및 표시부(110)의 표시 신호들에 의해 예측될 수 있다. 예를 들어, 가로 줄무늬 패턴은 도 5의 제어 라인들(CL1, CL2)의 제어 신호들, 주사 라인들(SL1, SL2, ...), 도 8 내지 도 12의 센서들(TX1~TX4, RX1~RX4)의 센싱 신호들 등의 주파수 및/또는 위상에 의해 예측(예를 들어, 시뮬레이션)될 수 있다.
한편, 가로 줄무늬 패턴의 주기(cycle, hsp) 및 그 두께는 광학 촬상 장치를 이용하여 촬영됨으로써 실측될 수도 있다. 예측과 실측은 병행가능하다.
제2 표시 프레임 기간(DFP2)에서 화소부(14)에서 시인되는 가로 줄무늬 패턴은 그 주기(hsp)를 유지한 채로, 위상(phase)이 달라질 수 있다. 이러한 현상은 센싱 프레임 레이트와 표시 프레임 레이트가 다름에 기인한다. 따라서, 사용자는 시간의 흐름에 따라 가로 줄무늬 패턴이 아래로 흐르는 것처럼 인식할 수 있다.
도 18 및 도 19는 표시 장치가 본 발명의 한 실시예에 따른 센싱 방법을 이용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 19를 설명함에 있어서, 도 16 및 도 17과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 18을 참조하면, 각각의 센싱 프레임 기간들(SFP1, SFP2', SFP3, SFP4', SFP5)에서 센싱 기간들(SN1, SN2, SN3, SN4, SN5)의 길이들은 서로 동일할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 일부 비센싱 기간들의 길이가 서로 다를 수 있다.
제1 센싱 프레임 기간(SFP1)의 제1 비센싱 기간(WT1)은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)과 전부 중첩될 수 있다. 제1 비센싱 기간(WT1)은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 제1 액티브 기간(APP1)과 전부 중첩될 수 있다.
제2 센싱 프레임 기간(SFP2')의 제2 비센싱 기간(WT2')은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 일부 및 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 일부와 중첩될 수 있다. 제2 비센싱 기간(WT2')은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 제1 블랭크 기간(BPP1)과 일부가 중첩될 수 있다. 제2 비센싱 기간(WT2')은 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 제2 액티브 기간(APP2)과 일부가 중첩될 수 있다. 즉, 제2 비센싱 기간(WT2')은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)에서 제2 표시 프레임 기간(DFP2)으로 전환되는 과도 기간에서의 비센싱 기간일 수 있다.
이때, 제1 비센싱 기간(WT1)과 제2 비센싱 기간(WT2')의 길이는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 시작 시점과 제1 센싱 기간(SN1)의 시작 시점의 차이가 변수 x라면, 제2 비센싱 기간(WT2')의 종료 시점은 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 시작 시점과 y만큼 차이나도록 설정될 수 있다(수학식 1 참조).
[수학식 1]
y = x + (hsp/2)*odv
여기서, odv는 홀수인 정수일 수 있다. hsp/2는 가로 줄무늬 패턴의 반주기(half-cycle, hsp/2)일 수 있다.
예를 들어, 도 18에서는, x가 0이고, odv가 1인 경우가 도시된다. 이에 따라, 각각의 표시 프레임 기간의 시작 시점을 기준으로, 제1 센싱 기간(SN1)의 시작 시점보다 제3 센싱 기간(SN3)의 시작 시점이 기간(hsp/2)만큼 지연될 수 있다. 이에 따라, 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 가로 줄무늬 패턴은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 가로 줄무늬 패턴에 비해서 기간(hsp/2)만큼 지연되어 표시될 수 있다.
도 19를 참조하면, 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 가로 줄무늬 패턴의 밝은 부분이 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 가로 줄무늬 패턴의 어두운 부분과 상쇄될 수 있음이 도시된다. 또한, 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 가로 줄무늬 패턴의 어두운 부분이 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 가로 줄무늬 패턴의 밝은 부분과 상쇄될 수 있음이 도시된다. 이에 따라, 센싱 프레임 레이트와 표시 프레임 레이트가 다르더라도, 가로 줄무늬 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하여 설명한 바와 같이, 가로 줄무늬 패턴의 주기(hsp) 및 두께는 예측 및 실측이 가능하다. 따라서, 제품 출하 전 공장 단계에서, 다양한 주파수 및 위상의 센싱 신호들 및 표시 신호들에 대해 가로 줄무늬 패턴의 예측 및/또는 실측을 수행함으로써, 가로 줄무늬 패턴의 주기(hsp)에 대한 정보를 LUT(look-up table)로 표시 장치(1)의 메모리에 미리 저장할 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 제3 센싱 프레임 기간(SFP3)의 제3 비센싱 기간(WT3)은 제3 표시 프레임 기간(DFP3)과 전부 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제3 센싱 기간(SN3) 및 제3 비센싱 기간(WT3)은 제2 액티브 기간(APP2)과 전부 중첩될 수 있다. 제3 비센싱 기간(WT3)과 제1 비센싱 기간(WT1)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 표시 프레임 기간들과 중첩되는 비센싱 기간들의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제3 비센싱 기간(WT3)과 제2 비센싱 기간(WT2')의 길이는 서로 다를 수 있다.
제4 센싱 프레임 기간(SFP4')의 제4 비센싱 기간(WT4')은 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 제2 블랭크 기간(BPP2)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 시작 시점과 제5 센싱 기간(SN5)의 시작 시점의 차이가 x가 되도록, 제4 비센싱 기간(WT4')이 결정될 수 있다. 도 18의 경우, x는 0일 수 있다.
이에 따라, 각각의 표시 프레임 기간의 시작 시점을 기준으로, 제3 센싱 기간(SN3)의 시작 시점보다 제5 센싱 기간(SN5)의 시작 시점이 기간(hsp/2)만큼 빨라질 수 있다. 이에 따라, 제3 표시 프레임 기간(DFP3)의 가로 줄무늬 패턴은 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 가로 줄무늬 패턴에 비해서 기간(hsp/2)만큼 빨리 표시될 수 있다. 이에 따라, 제2 및 제3 표시 프레임 기간들(DFP2, DFP3)의 가로 줄무늬 패턴들은 상쇄되어 시인이 방지될 수 있다.
한편, 제4 비센싱 기간(WT4')의 종료 시점은 제3 표시 프레임 기간(DFP3)의 시작 시점과 z만큼 차이나도록 설정될 수 있다(수학식 2 참조).
[수학식 2]
z = x + (hsp/2)*evv
여기서, evv는 0 또는 짝수인 정수일 수 있다. 전술한 바와 같이, x는 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 시작 시점과 제1 센싱 기간(SN1)의 시작 시점의 차이다. 도 18의 경우, x 및 evv는 0이다.
도 18의 실시예에서는 설명의 간소화를 위해서, 제1 센싱 프레임 기간(SFP1) 이후에 제2 센싱 프레임 기간(SFP2')이 위치한 것으로 설명하였다. 하지만, 다른 실시예에서는 제1 센싱 프레임 기간(SFP1) 및 제2 센싱 프레임 기간(SFP2') 사이에 추가된 센싱 프레임 기간들이 위치할 수도 있다. 이러한 추가된 센싱 프레임 기간들 각각은 제1 센싱 프레임 기간(SFP1)과 동일한 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 추가된 센싱 프레임 기간들의 센싱 기간은 제1 센싱 기간(SN1)과 길이가 동일하고, 비센싱 기간은 제1 비센싱 기간(WT1)과 길이가 동일할 수 있다. 추가된 센싱 프레임 기간들은 제1 액티브 기간(APP1)과 전부 중첩될 수 있다.
유사하게, 제3 센싱 프레임 기간(SFP3)과 제4 센싱 프레임 기간(SFP4') 사이에도 추가된 센싱 프레임 기간들이 위치할 수도 있다. 이러한 추가된 센싱 프레임 기간들 각각은 제3 센싱 프레임 기간(SFP3)과 동일한 특징을 가질 수 있다.
도 20은 표시 장치가 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 방법을 이용하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 설명함에 있어서, 도 16 내지 도 19와 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 20을 참조하면, 제2 센싱 프레임 기간(SFP2")의 제2 비센싱 기간(WT2")은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)과 전부 중첩될 수 있다. 제2 비센싱 기간(WT2")은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 마지막 비센싱 기간일 수 있다.
이때, 제1 비센싱 기간(WT1)과 제2 비센싱 기간(WT2")의 길이는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 시작 시점과 제1 센싱 기간(SN1)의 시작 시점의 차이가 변수 x라면, 제2 비센싱 기간(WT2")의 종료 시점은 제2 표시 프레임 기간(DFP2)의 시작 시점과 y만큼 차이나도록 설정될 수 있다(수학식 3 참조).
[수학식 3]
y = x - (hsp/2)*odv
x는 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 시작 시점과 제1 센싱 기간(SN1)의 시작 시점의 차이다. odv는 홀수인 정수일 수 있다. hsp/2는 가로 줄무늬 패턴의 반주기(hsp/2)일 수 있다. 예를 들어, 도 20에서는 x가 0이고, odv가 1인 경우가 도시된다. 이로써 도 19의 경우와 실질적으로 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
제1 비센싱 기간(WT1)은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 제1 액티브 기간(APP1)과 전부 중첩되고, 제2 비센싱 기간(WT2")은 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 제1 블랭크 기간(BPP1)과 일부가 중첩될 수 있다.
제3 센싱 프레임 기간(SN3)의 제3 비센싱 기간(WT3)은 제2 표시 프레임 기간(DFP2)과 전부 중첩될 수 있다. 제3 비센싱 기간(WT3)과 제1 비센싱 기간(WT1)의 길이는 서로 동일할 수 있다. 제3 비센싱 기간(WT3)과 제2 비센싱 기간(WT2")의 길이는 서로 다를 수 있다.
제3 센싱 기간(SN3)은 제1 블랭크 기간(BPP1)과 일부가 중첩될 수 있다. 제3 비센싱 기간(WT3)은 제2 액티브 기간(APP2)과 전부 중첩될 수 있다.
한편, 제4 비센싱 기간(WT4")의 종료 시점은 제3 표시 프레임 기간(DFP3)의 시작 시점과 z만큼 차이나도록 설정될 수 있다(수학식 4 참조).
[수학식 4]
z = x - (hsp/2)*evv
전술한 바와 같이, x는 제1 표시 프레임 기간(DFP1)의 시작 시점과 제1 센싱 기간(SN1)의 시작 시점의 차이다. evv는 0 또는 짝수인 정수일 수 있다. 예를 들어, 도 20의 경우, x 및 evv는 0이다.
한편, 도 18의 실시예와 도 20의 실시예는 서로 조합될 수 있다. 예를 들어, 제2 비센싱 기간(WT2', WT2")에 수학식 1 또는 수학식 3이 선택적으로 적용되고, 제4 비센싱 기간(WT4', WT4")에 수학식 2 또는 수학식 4가 선택적으로 적용될 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.
Vsync: 수직 동기 신호
DFP1~DFP3: 표시 프레임 기간
APP1, APP2, APP3: 액티브 기간
BPP1, BPP2: 블랭크 기간
SFP1~SFP5: 센싱 프레임 기간
SN1~SN5: 센싱 기간
WT1~WT5: 비센싱 기간

Claims (20)

  1. 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시하는 화소들; 및
    상기 화소들에 중첩하여 위치하고, 상기 표시 프레임 기간보다 짧은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱하는 센서들을 포함하고,
    상기 센싱 프레임 기간은 상기 센서들에 센싱 신호들을 공급하는 센싱 기간 및 상기 센서들에 상기 센싱 신호들을 공급하지 않는 비센싱 기간을 포함하고,
    제1 센싱 프레임 기간의 제1 비센싱 기간은 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고,
    제2 센싱 프레임 기간의 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 일부 및 제2 표시 프레임 기간의 일부와 중첩되고,
    상기 제1 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다른,
    표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 프레임 기간의 제1 센싱 기간과 상기 제2 센싱 프레임 기간의 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일한,
    표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    제3 센싱 프레임 기간의 제3 비센싱 기간은 상기 제2 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고,
    상기 제3 비센싱 기간과 상기 제1 비센싱 기간의 길이는 서로 동일하고,
    상기 제3 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다른,
    표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 센싱 프레임 기간의 제3 센싱 기간, 상기 제1 센싱 기간, 및 상기 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일한,
    표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 표시 프레임 기간은 상기 화소들에 대한 계조들이 공급되는 액티브 기간 및 상기 계조들이 공급되지 않는 블랭크 기간을 포함하고,
    상기 제1 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 액티브 기간과 전부 중첩되고,
    상기 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 블랭크 기간과 일부가 중첩되는,
    표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 비센싱 기간은 상기 제2 표시 프레임 기간의 제2 액티브 기간과 일부가 중첩되는,
    표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 센싱 기간 및 상기 제3 비센싱 기간은 상기 제2 액티브 기간과 전부 중첩되는,
    표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 센서들은 제1 센서들 및 제2 센서들을 포함하고,
    상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제1 센싱 신호들을 순차적으로 공급하는,
    표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제2 센싱 신호들을 동시에 공급하는,
    표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제2 센서들에 제3 센싱 신호들을 동시에 공급하는,
    표시 장치.
  11. 표시 프레임 기간 단위로 영상을 표시하는 화소들; 및
    상기 화소들에 중첩하여 위치하고, 상기 표시 프레임 기간보다 짧은 센싱 프레임 기간 단위로 사용자의 입력을 센싱하는 센서들을 포함하고,
    상기 센싱 프레임 기간은 상기 센서들에 센싱 신호들을 공급하는 센싱 기간 및 상기 센서들에 상기 센싱 신호들을 공급하지 않는 비센싱 기간을 포함하고,
    제1 센싱 프레임 기간의 제1 비센싱 기간은 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고,
    제2 센싱 프레임 기간의 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고,
    상기 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 마지막 비센싱 기간이고,
    상기 제1 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다른,
    표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 프레임 기간의 제1 센싱 기간과 상기 제2 센싱 프레임 기간의 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일한,
    표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    제3 센싱 프레임 기간의 제3 비센싱 기간은 제2 표시 프레임 기간과 전부 중첩되고,
    상기 제3 비센싱 기간과 상기 제1 비센싱 기간의 길이는 서로 동일하고,
    상기 제3 비센싱 기간과 상기 제2 비센싱 기간의 길이는 서로 다른,
    표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제3 센싱 프레임 기간의 제3 센싱 기간, 상기 제1 센싱 기간, 및 상기 제2 센싱 기간의 길이는 서로 동일한,
    표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 표시 프레임 기간은 상기 화소들에 대한 계조들이 공급되는 액티브 기간 및 상기 계조들이 공급되지 않는 블랭크 기간을 포함하고,
    상기 제1 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 액티브 기간과 전부 중첩되고,
    상기 제2 비센싱 기간은 상기 제1 표시 프레임 기간의 제1 블랭크 기간과 일부가 중첩되는,
    표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제3 센싱 기간은 상기 제1 블랭크 기간과 일부가 중첩되는,
    표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제3 비센싱 기간은 상기 제2 표시 프레임 기간의 제2 액티브 기간과 전부 중첩되는,
    표시 장치.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 센서들은 제1 센서들 및 제2 센서들을 포함하고,
    상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제1 센싱 신호들을 순차적으로 공급하는,
    표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제1 센서들에 제2 센싱 신호들을 동시에 공급하는,
    표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 센싱 기간 중 적어도 일부 동안, 상기 제2 센서들에 제3 센싱 신호들을 동시에 공급하는,
    표시 장치.
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