KR100730361B1 - Amoled with a built-in image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 능동구동 유기발광다이오드의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a general active organic light emitting diode.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드의 모식도이다.2 is a schematic diagram of an active driving organic light emitting diode with an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 적용되는 유기발광다이오드의 회로도이다.3 is a circuit diagram of an organic light emitting diode applied to the present invention.
도 4는 본 발명에 적용되는 이미지 센서의 회로도이다.4 is a circuit diagram of an image sensor applied to the present invention.
도 5는 본 발명에 따라, 한 픽셀 내에 존재하는 유기발광다이오드 회로와 이미지 센서 회로의 구성도이다.5 is a configuration diagram of an organic light emitting diode circuit and an image sensor circuit existing in one pixel according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따라, 유기발광다이오드 회로를 구성하는 박막트랜지스터의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a thin film transistor constituting an organic light emitting diode circuit according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따라, 이미지 센서 회로를 구성하는 박막트랜지스터의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a thin film transistor constituting an image sensor circuit according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 글라스 12 : 게이트 드라이버11: glass 12: gate driver
13 : 데이터 IC부 14 : 디스플레이 영역13: data IC section 14: display area
15 : 이미지 센서가 내장된 디스플레이 영역15: display area with built-in image sensor
16 : 리드아웃부 31, 32 : 게이트 라인16: lead out
33 : 게이트 절연층a-Si:H 34 : a-Si:H33: gate insulating layer a-Si: H 34: a-Si: H
35 : n+a-Si:H 36 : 데이터 라인35: n + a-Si: H 36: data line
37 : 패시베이션층 38 : 픽셀 전극37
39 : 뱅크 40 : 유기발광다이오드39: bank 40: organic light emitting diode
41 : 캐소드41: cathode
본 발명은 능동구동 유기발광다이오드에 관한 것으로, 특히 능동구동 유기발광다이오드의 픽셀 회로 내에 이미지 센서 회로를 내장함으로써, 능동구동 유기발광다이오드에서 발광하는 빛을 감지하고 패널에 접촉된 물체의 이미지를 전기적으로 인식하여 영상으로 표현할 수 있는 이미지 센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an organic light emitting diode that is active, and in particular, an image sensor circuit is built into a pixel circuit of an organic light emitting diode to sense light emitted from the organic light emitting diode and to electrically detect an image of an object in contact with the panel. The present invention relates to an organic light emitting diode with an active image sensor that can be recognized as an image.
능동구동 유기발광다이오드 디스플레이는 차세대 평판 디스플레이의 선두주자로 부각되고 있다. 자발광 소자이기 때문에 백라이트(backlight)를 필요로 하지 않으며, 기존의 액정 디스플레이보다 더 얇고, 소비전력이 작으며, 플렉시블 디스플레이(plexible display)에 응용할 수 있다. 이러한 유기발광 다이오드 화소에 이미지 센서가 내장되면 유기발광 다이오드의 장점을 그대로 유지하면서, 디스플레이 해상도 만큼, 동일한 해상도의 센싱 효과를 얻을 수 있다.Active-driven organic light emitting diode displays are emerging as leaders in next-generation flat panel displays. Because it is a self-luminous device, it does not require a backlight, is thinner than a conventional liquid crystal display, has a low power consumption, and can be applied to a flexible display. When the image sensor is embedded in the organic light emitting diode pixel, the same resolution as the display resolution may be obtained while maintaining the advantages of the organic light emitting diode.
기존의 디스플레이(display)만 가능하던 능동구동 유기발광다이오드 패널(AMOLED panel)에 센서(sensor)가 내장되면, 원하는 내용이 화면에 디스플레이(display)됨과 동시에 패널에 접촉되는 물체의 이미지를 센싱해서 저장할 수 있을 것이다.If a sensor is embedded in an active-driven organic light-emitting diode panel that was only available for display, the desired content is displayed on the screen and the image of an object touching the panel is sensed and stored. Could be.
그런데, 종래의 이미지 센서 구조를 유기발광 다이오드 화소에 적용할 경우, 유기발광 다이오드의 하판을 제작하는 것에 비해 공정수가 늘어나는 단점이 있을 수 있다. 그러나 Top gate 구조로 포토센서를 유기발광 다이오드 화소에 내장하면 공정수를 늘일 필요 없이 이미지 센싱이 가능한 유기발광 디스플레이를 제작할 수 있다. 그러므로 Top gate 구조의 포토센서가 내장된 능동구동 유기 발광 다이오드 표시장치를 소개할 필요가 있다.However, when the conventional image sensor structure is applied to an organic light emitting diode pixel, there may be a disadvantage in that the number of processes is increased as compared to fabricating a lower plate of the organic light emitting diode. However, by embedding the photo sensor in the organic light emitting diode pixel with a top gate structure, it is possible to manufacture an organic light emitting display capable of image sensing without increasing the number of processes. Therefore, there is a need to introduce an active driving organic light emitting diode display incorporating a photo sensor having a top gate structure.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 능동구동 유기발광다이오드의 픽셀 회로 내에 이미지 센서 회로를 내장함으로써, 능동구동 유기발광다이오드에서 발광하는 빛을 감지하고 패널에 접촉된 물체의 이미지를 전기적으로 인식하여 영상으로 표현할 수 있는 포토센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, by embedding an image sensor circuit in the pixel circuit of the active driving organic light emitting diode, it detects the light emitted from the active driving organic light emitting diode and touches the panel An object of the present invention is to provide an active driving organic light emitting diode with a built-in photo sensor capable of electrically recognizing an image of an object.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 이미지 센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드를 이루는 구성수단은, 픽셀 내에 이미지 센서 회로와 유기발광다이오드 회로가 함께 형성되되, In order to solve the technical problem as described above, the constituent means of the active light-emitting organic light-emitting diode incorporating the image sensor of the present invention is formed in the pixel together with the image sensor circuit and the organic light-emitting diode circuit,
상기 유기발광다이오드 회로는,The organic light emitting diode circuit,
게이트 신호 라인이 게이트 단자에 연결되고, 데이터 신호 라인이 드레인 단자에 연결되는 제1 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 제1 스위칭 박막트랜지스터의 소스 단자에 게이트 단자가 연결되고, 소스 단자는 유기발광다이오드의 애노드 단자에 연결되는 구동 박막트랜지스터와, 상기 제1 스위칭 박막트랜지스터의 소스 단자와 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트 단자에 일단이 연결되고, 타단은 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 단자에 연결되는 제1 커패시터를 포함하여 구성되고,A first switching thin film transistor having a gate signal line connected to a gate terminal, a data signal line connected to a drain terminal, a gate terminal connected to a source terminal of the first switching thin film transistor, and the source terminal being an anode of an organic light emitting diode A first capacitor connected to a terminal, a first terminal connected to a source terminal of the first switching thin film transistor and a gate terminal of the driving thin film transistor, and the other end of the first capacitor connected to a drain terminal of the driving thin film transistor; Composed,
상기 이미지 센서 회로는,The image sensor circuit,
드레인 단자가 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 게이트 단자는 공통단(Vcom)에 연결되는 센서 박막트랜지스터와, 상기 센서 박막트랜지스터의 소스 단자에 드레인 단자가 연결되고, 상기 게이트 신호 라인에 게이트 단자가 연결되며, 리드아웃(Read out) 데이터 라인에 소스 단자가 연결되는 제2 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 센서 박막 트랜지스터의 소스 단자와 상기 제2 스위칭 박막트랜지스터의 드레인 단자에 일단이 연결되고, 타단은 상기 공통단(Vcom)에 연결되는 제2 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A drain terminal is connected to the drain terminal of the driving thin film transistor, the gate terminal is connected to the common terminal (Vcom), a drain terminal is connected to the source terminal of the sensor thin film transistor, the gate signal line A terminal is connected and one end is connected to a second switching thin film transistor having a source terminal connected to a read out data line, and a source terminal of the sensor thin film transistor and a drain terminal of the second switching thin film transistor. Is characterized in that it comprises a second capacitor connected to the common terminal (Vcom).
또한, 상기 능동구동 유기발광다이오드는 배면 발광(bottom emission) 구조인 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 이미지 센서 회로는 배면 쪽에서 들어오는 빛을 센싱하게 된다.In addition, the active driving organic light emitting diode is characterized in that the bottom emission (bottom emission) structure. That is, the image sensor circuit senses the light coming from the back side.
또한, 상기 제1 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터는 배면 게이트(bottom gate)형 박막트랜지스터이고, 상기 센서 박막트랜지스터는 전면 게이트(top gate)형 박막트랜지스터인 것을 특징으로 한다. 즉, 유기발광다이오드 회로에는 배면 게이트(bottom gate)형 박막트랜지스터를 사용하고, 센서 회로부에는 전면 게이트(top gate)형 박막트랜지스터를 사용한다.In addition, the first switching thin film transistor and the driving thin film transistor may be a bottom gate type thin film transistor, and the sensor thin film transistor may be a top gate type thin film transistor. That is, a bottom gate type thin film transistor is used for the organic light emitting diode circuit, and a top gate type thin film transistor is used for the sensor circuit portion.
또한, 상기 이미지 센서 박막트랜지스터는 픽셀 전극을 게이트 단자로 사용하고, 패시베이션층(passivation layer)을 게이트 절연층(gate insulator)으로 사용하는 것을 특징으로 하고, 상기 픽셀 전극은 상기 패시베이션층 상에도 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 배면에서 들어오는 빛을 감지하기 위하여, 상기 패시베이션층 상에 형성된 픽셀 전극을 게이트 전극으로 사용한다.The image sensor thin film transistor may use a pixel electrode as a gate terminal, and a passivation layer as a gate insulator. The pixel electrode may also be formed on the passivation layer. It is preferable. That is, in order to sense the light coming from the back, the pixel electrode formed on the passivation layer is used as the gate electrode.
또한, 상기 센서 박막트랜지스터의 게이트 전극은 뱅크막으로 덮이고 상기 픽셀 전극 위에는 뱅크막이 제거되는 것을 특징으로 한다.In addition, the gate electrode of the sensor thin film transistor may be covered with a bank film, and the bank film may be removed on the pixel electrode.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 이미지 센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of an active driving organic light emitting diode having an image sensor of the present invention consisting of the above configuration means.
본 발명은 비정질 박막트랜지스터(TFT)를 포토 센서(photo-sensor)로 이용하여 각 픽셀에 내장함으로써, 디스플레이(display) 해상도와 동일한 해상도의 이미지 센싱 효과를 얻을 수 있도록 한다.According to the present invention, an amorphous thin film transistor (TFT) is used as a photo-sensor and embedded in each pixel, thereby obtaining an image sensing effect having the same resolution as the display resolution.
즉, 배면 발광 구조의 능동구동 유기발광다이오드(Bottom emission AMOLED)의 빛이 아래로 나올 때, 그 빛에 의해 포토센서(photo-sensor)에는 포토전류(photo-current)가 흐른다.That is, when the light of the bottom emission AMOLED of the bottom emission structure comes out, the photo-current flows to the photo-sensor by the light.
상기 빛이 글라스(glass)에 접촉된 물체에 의해 가려지고 가려지지 않은 부분들에 따라 위치별로 서로 다른 양의 전류가 흐르고, 그 전류에 의해 차징(charging)되는 커패시터(capacitor)를 달아 스캔신호(scan signal) 동안 리드아웃(read out) IC를 통해 상기 차징(charging)된 전압을 읽어드림으로써 센싱이 되는 것이다.The light is blocked by an object in contact with the glass and a different amount of current flows from location to location according to the unobscured portions, and a scan signal is formed by attaching a capacitor charged by the current. During the scan signal, sensing is performed by reading the charged voltage through a readout IC.
그런데, 아래쪽에서 빛이 들어오는 것을 센싱하므로 기존의 배면 게이트(bottom gate) 구조의 박막트랜지스터(TFT)를 센서로 사용했을 시에는 게이트(gate) 단자가 불투명 메탈(metal) 이기 때문에 활성층(active layer)까지 빛이 전달되지 않는 문제점이 있다.However, since light is sensed from the bottom, when the conventional bottom gate structure thin film transistor (TFT) is used as a sensor, the gate terminal is an opaque metal, so the active layer is an active layer. There is a problem that the light is not transmitted until.
따라서, 본 발명에서의 포토 센서는 아래의 게이트(gate) 라인을 없애 버리고, 활성층 위의 패시베이션층(passivation layer)을 게이트 절연체(gate insulator)로 이용하고 유기발광다이오드의 애노드(anode)인 픽셀전극을 포토센서의 게이트 단자로 이용하여 아래에서 들어오는 빛을 문제없이 센싱할 수 있고 포토센서의 암전류(dark current)를 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.Therefore, the photo sensor in the present invention eliminates the gate line below, uses a passivation layer on the active layer as a gate insulator, and is a pixel electrode which is an anode of an organic light emitting diode. By using this as the gate terminal of the photosensor, it is possible to sense the light from below without problems and to reduce the dark current of the photosensor.
도 1은 일반적인 능동구조 유기발광다이오드의 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 포토센서가 내장된 능동구조 유기발광다이오드의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a general active structure organic light emitting diode, and FIG. 2 is a schematic diagram of an active structure organic light emitting diode incorporating a photosensor according to the present invention.
일반적인 능동구조 유기발광다이오드는 도 1에 도시된 바와 같이, 글라 스(11) 상에 디스플레이 영역(14)이 형성되고, 일변에 게이트 드라이버부(12)가 형성되며, 다른 일변에 데이터 IC부(Data IC part)가 형성된다. 상기 데이터 IC부에는 데이터 IC가 본딩되고, 상기 데이터 드라이버부(12)에는 게이트 드라이버 IC가 본딩된다.As shown in FIG. 1, a general active structure organic light emitting diode has a
상기 도 1과 달리 본 발명인 이미지 센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드는 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 센서가 내장된 디스플레이 영역(15)의 일변에 리드아웃부(16)가 형성되어 있다. 상기 리드아웃부(16)에는 리드아웃 IC가 본딩되어 센싱된 신호를 읽어들일 수 있도록 한다.Unlike the FIG. 1, the active driving organic light emitting diode incorporating the image sensor according to the present invention has a lead-out
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 같은 픽셀 내에 함께 형성되는 이미지 센서 회로와 유기발광다이오드 회로의 구성도이다. 그리고, 도 3은 상기 유기발광다이오드 회로만의 구성이고, 도 4는 상기 이미지 센서 회로만의 구성이다.5 is a configuration diagram of an image sensor circuit and an organic light emitting diode circuit formed together in the same pixel according to an embodiment of the present invention. 3 shows only the organic light emitting diode circuit, and FIG. 4 shows only the image sensor circuit.
도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드의 등가 회로는 게이트 신호 라인(Gate라 표기됨)이 게이트 단자에 연결되고, 데이터 신호 라인(Data라 표기됨)이 드레인 단자에 연결되는 제1 스위칭 박막트랜지스터(TS1)와, 상기 제1 스위칭 박막트랜지스터(TS1)의 소스 단자에 게이트 단자가 연결되고, 소스 단자는 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 단자에 연결되는 구동 박막트랜지스터(TD)와, 상기 제1 스위칭 박막트랜지스터(TS1)의 소스 단자와 상기 구동 박막트랜지스터(TD)의 게이트 단자에 일단이 연결되고, 타단은 상기 구동 박막트랜지스터(TD)의 드레인 단자에 연결되는 제1 커패시터(C1)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 5, in an equivalent circuit of an organic light emitting diode according to the present invention, a gate signal line (denoted as Gate) is connected to a gate terminal, and a data signal line (denoted as Data) is connected to a drain terminal. a first switching thin film transistor (T S1) is connected to the said first and the gate terminal connected to the source terminal of the first switching thin film transistor (T S1), the source terminal is driving connected to the anode terminal of the organic light emitting diode (OLED) a thin film transistor (T D) and the first switch thin film transistor (T S1) a source terminal and the driving thin film transistor (T D) one end is connected to the gate terminal and the other end is the driving thin film transistor (T D) of the The first capacitor C 1 is connected to the drain terminal.
상기와 같이 유기발광다이오드 회로는 두 개의 박막트랜지스터(TS1,TD)와 하나의 커패시터(C1) 및 유기발광다이오드(OLED)로 이루어져 있다. 상기와 같은 회로에서 데이터 신호 라인(Data라 표기됨)으로 들어오는 데이터 전압이 게이트 신호 라인(Gate라 표기됨)을 통해 들어오는 신호가 하이 레벨이 되는 동안 상기 제1 커패시터(C1)에 저장되어, 한 프레임 동안 구동 박막트랜지스터(TD)의 게이트 단자에 인가되기 때문에, 상기 데이터 전압만큼 상기 구동 박막트랜지스터(TD)를 통해 흐르는 전류가 조절된다. 상기 조절되는 전류는 유기발광다이오드(OLED)를 통해 흐르고, 상기 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류가 조절되면 발광되는 빛의 세기가 조절된다.As described above, the organic light emitting diode circuit includes two thin film transistors T S1 and T D , one capacitor C 1 , and an organic light emitting diode OLED. In such a circuit, a data voltage coming into a data signal line (denoted as Data) is stored in the first capacitor C1 while a signal coming through the gate signal line (denoted as Gate) is at a high level. Since it is applied to the gate terminal of the driving thin film transistor T D during the frame, the current flowing through the driving thin film transistor T D by the data voltage is controlled. The controlled current flows through the organic light emitting diode OLED, and when the current flowing through the organic light emitting diode OLED is controlled, the intensity of light emitted is controlled.
한편, 상기와 같은 유기발광다이오드 등가 회로는 이미지 센서 회로가 연결되어 있다. 이에 대하여 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.On the other hand, the organic light emitting diode equivalent circuit as described above is connected to the image sensor circuit. This will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
상기 이미지 센서 회로는, 드레인 단자가 상기 유기발광다이오드 회로에 포함되는 구동 박막트랜지스터(TD)의 드레인 단자에 연결되고, 게이트 단자는 공통단(Vcom)에 연결되는 센서 박막트랜지스터(TP)와, 상기 센서 박막트랜지스터(TP)의 소스 단자에 드레인 단자가 연결되고, 상기 게이트 신호 라인(Gate라 표기됨)에 게이트 단자가 연결되며, 리드아웃(Read out) 데이터 라인(Read out data라 표기됨)에 소스 단자가 연결되는 제2 스위칭 박막트랜지스터(TS2)와, 상기 센서 박막 트랜 지스터(TP)의 소스 단자와 상기 제2 스위칭 박막트랜지스터(TS2)의 드레인 단자에 일단이 연결되고, 타단은 상기 공통단(Vcom)에 연결되는 제2 커패시터(C2)를 포함하여 구성된다.The image sensor circuit may include a sensor thin film transistor T P having a drain terminal connected to a drain terminal of a driving thin film transistor T D included in the organic light emitting diode circuit, and a gate terminal connected to a common terminal Vcom. A drain terminal is connected to the source terminal of the sensor thin film transistor T P , and a gate terminal is connected to the gate signal line (Gate), and a read out data line is referred to as read out data. One end is connected to a second switching thin film transistor T S2 to which a source terminal is connected, a source terminal of the sensor thin film transistor T P , and a drain terminal of the second switching thin film transistor T S2 . The other end includes a second capacitor C 2 connected to the common end Vcom.
상기와 같이 이미지 센서 회로는 두 개의 박막트랜지스터(TP, TS2)와 하나의 커패시터로 이루어진다. 상기 센서 박막트랜지스터(TP)의 게이트 단자 전압은 항상 -5V의 공통단(Vcom) 전압으로 잡혀있고, 빛이 들어와 포토 전류(photo current)가 VDD로부터 흘러서 제2 커패시터(C2)가 차징되고, 게이트 신호 라인(Gate라 표기됨)으로부터 들어오는 신호 동안 리드아웃 데이터 라인(Read out data라 표기됨)을 통해 읽혀 나간다.As described above, the image sensor circuit includes two thin film transistors T P and T S2 and one capacitor. The gate terminal voltage of the sensor thin film transistor T P is always set to the common terminal voltage Vcom of -5 V, and light enters the photo current from V DD to charge the second capacitor C 2 . And read out through the readout data line (denoted Read out data) during the signal coming from the gate signal line (denoted Gate).
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유기발광다이오드 회로에 포함되는 구동 박막트랜지스터(TD)의 드레인 단자와, 이미지 센서 회로에 포함되는 센서 박막트랜지스터(TP)의 드레인 단자는 VDD에 공통으로 연결되어 있다. 즉, 한 픽셀 내에 유기발광다이오드와 포토센서가 내장되어, VDD 라인을 하나로 써서 유기발광다이오드 회로와 이미지 센서 회로가 동시에 구동되도록 형성되어 있다.As shown in FIG. 5, the drain terminal of the driving thin film transistor T D included in the organic light emitting diode circuit and the drain terminal of the sensor thin film transistor T P included in the image sensor circuit are common to V DD . It is connected. That is, the organic light emitting diode and the photosensor are built in one pixel, V DD Using a single line, the organic light emitting diode circuit and the image sensor circuit are simultaneously driven.
상기에서 설명한 능동구동 유기발광다이오드는 배면 쪽으로 빛을 자발광하는 배면 발광(bottom emission) 구조인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 유기발광다이오드와 한 픽셀 내에 내장되는 포토센서는 배면 쪽의 빛을 감지한다.The active driving organic light emitting diode described above is preferably a bottom emission structure that self-lights up the back side. Therefore, the organic light emitting diode and the photosensor embedded in one pixel sense the light of the back side.
상기와 같이 포토센서가 배면 쪽의 빛을 감지하기 때문에, 상기 포토센서의 등가회로에 포함되는 센서 박막트랜지스터(TP)는 구조적으로 변경이 가해져야 한다. 즉, 기존의 게이트 라인에 의한 빛 차단 효과를 제거해야할 필요가 있다.Since the photosensor detects light on the rear side as described above, the sensor thin film transistor T P included in the equivalent circuit of the photosensor should be structurally changed. That is, it is necessary to remove the light blocking effect by the existing gate line.
상기와 같이, 기존의 게이트 라인에 의한 빛 차단 효과를 제거함과 동시에 포토센서의 암전류를 낮게 유지하기 위하여, 상기 센서 박막트랜지스터(TP)는 전면 게이트(top gate)형 박막트랜지스터인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 배면 발광 구조인 유기발광다이오드의 등가 회로에 포함되는 제1 스위칭 박막트랜지스터(TS1)와 구동 박막트랜지스터(TD)는 배면 게이트(bottom gate)형 박막트랜지스터인 것이 바람직하다.As described above, the sensor thin film transistor T P is preferably a front gate type thin film transistor in order to remove the light blocking effect by the existing gate line and keep the dark current of the photosensor low. The first switching thin film transistor T S1 and the driving thin film transistor T D included in the equivalent circuit of the organic light emitting diode having the bottom light emitting structure may be a bottom gate type thin film transistor.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드의 등가회로에 포함되는 제1 스위칭 박막트랜지스터(TS1)와 구동 박막트랜지스터(TD)의 단면 구조는 글라스(11) 상에 게이트 라인(31, 32)이 형성되고, 상기 게이트 라인(31, 32)과 글라스(11) 상에 게이트 절연층(33)이 형성되고, 그 상부에 순차적으로 a-Si:H층(34), n+a-Si:H 층(35) 및 데이터 라인(36)이 형성되며, 그 상부에 순차적으로 패시베이션층(37), 뱅크(bank)(39), OLED층(40) 및 캐소드층(41)이 형성되어, 배면 게이트형 박막트랜지스터 구조를 이룬다.That is, as shown in FIG. 6, the cross-sectional structure of the first switching thin film transistor T S1 and the driving thin film transistor T D included in the equivalent circuit of the organic light emitting diode is the
그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 유기발광다이오드와 한 픽셀 내에 내장되는 이미지 센서 회로를 구성하는 센서 박막트랜지스터(TP)(도 7에서 왼 편의 박막트랜지스터)는 글라스(11) 상에 게이트 라인(31, 32)이 형성되지 않는다. 즉, 상기 센서 박막트랜지스터(TP)는 전면 게이트(top gate)형 박막트랜지스 구조를 가진다.However, as shown in FIG. 7, the sensor thin film transistor T P (the left thin film transistor in FIG. 7) constituting the organic light emitting diode and the image sensor circuit embedded in one pixel is gated on the
대신, 상기 센서 박막트랜지스터(TP)는 픽셀 전극(38)을 게이트 단자로 사용한다. 따라서, 상기 픽셀 전극(38)이 패시베이션층(passivation layer)(37) 상에 형성된다. 그리고 상기 패시베이션층(37)은 게이트 절연층(gate insulator)으로 사용된다.Instead, the sensor thin film transistor T P uses the
한편, 도 6에 도시된 유기발광다이오드 단면도에서, 왼 편에 위치하는 박막트랜지스터가 제1 스위칭 박막트랜지스터(TS1)이고, 오른 편의 박막트랜지스터가 구동 박막트랜지스터(TD)이다. 그리고, 제1 커패시터(C1)는 구동 박막트랜지스터의 데이터 라인(36) 메탈과 게이트 라인(31) 메탈 간의 오버랩(overlap)으로 형성된다.Meanwhile, in the cross-sectional view of the organic light emitting diode illustrated in FIG. 6, the thin film transistor positioned on the left side is the first switching thin film transistor T S1 , and the thin film transistor on the right side is the driving thin film transistor T D. The first capacitor C 1 is formed as an overlap between the
그리고, 도 7에 도시된 포토센서의 단면도에서, 중간부분에 위치한 것은 제2 커패시터(C2)로 같은 면적으로도 큰 커패시턴스를 얻기 위해, 데이터 라인(36) 메탈의 위 아래로 픽셀 전극(38)과 게이트 라인(32) 메탈이 형성되어 있도록 한다. 그리고, 도 7에서 오른 편에 위치하고 있는 박막트랜지스터는 제2 스위칭 박막트랜지스터(TS2)로서, 턴온이 될 때, 리드아웃 데이터 라인과 연결되어 센싱된 신호가 리드아웃(Read out)되도록 한다.In the cross-sectional view of the photosensor shown in FIG. 7, the
상기와 같은 구성 및 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 이미지 센서가 내장된 능동구동 유기발광다이오드에 의하면, 능동구동 유기발광다이오드의 픽셀 회로 내에 이미지 센서 회로를 내장하기 때문에, 능동구동 유기발광다이오드에서 발광하는 빛을 감지하고 패널에 접촉된 물체의 이미지를 전기적으로 인식하여 영상으로 표현할 수 있는 장점이 있다.According to the active driving organic light emitting diode in which the image sensor according to the present invention having the above-described configuration and preferred embodiment is incorporated, since the image sensor circuit is embedded in the pixel circuit of the active driving organic light emitting diode, the active driving organic light emitting diode emits light. Sensing light and electrically recognizing the image of the object in contact with the panel has the advantage of expressing the image.
또한, 본 발명은 포토 센서의 아래에 게이트 단자를 두지 않고, 기존의 패시베이션층을 게이트 절연체로 이용하고 그 상부에 위치하는 픽셀 전극을 게이트 전극으로 이용하기 때문에, 낮은 암전류(dark current)를 유지하면서 배면의 전 부분에서 들어오는 빛을 감지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention uses a conventional passivation layer as a gate insulator and uses a pixel electrode positioned as a gate electrode without a gate terminal under the photo sensor, thereby maintaining a low dark current. It has the advantage of detecting the light coming from all parts of the back.
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