KR101981318B1 - 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
지문 인식의 정확도를 향상시키면서도 제조 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 구성된 발광 지문 인식 패널이 개시된다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은, 투명 절연성 기판; 및, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및, 포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 투명 광센서 어레이를 구비하여 디스플레이 화면상에서 지문 이미지를 스캐닝할 수 있는 지문 인식 패널 및 이를 포함한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보통신상의 보안 문제가 이슈화되면서 스마트폰, 태블릿 PC 등 개인휴대용 정보통신기기 분야에서도 보안 관련 기술이 화두가 되고 있다. 사용자들의 휴대기기를 통한 전자상거래 등도 늘어나고 있는데, 특히 핀테크(FinTech)라 불리는 금융과 정보통신 융합기술의 발전이 활발히 이루어지면서 지문, 홍채, 안면, 음성, 혈관 등의 생체 정보를 이용하여 개인을 식별하고 인증하는 기술들이 개발되고, 활용되고 있다. 다양한 생체 정보 인증 기술 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 기술은 지문 인식을 통한 인증 기술이다. 최근에는, 스마트폰 및 태블릿 PC의 휴대용 정보통신기기에 지문 인식 및 이를 통한 인증 기술이 적용된 제품이 출시되었다.
현재까지 휴대용 정보통신기기에 적용된 지문 인식 센서의 주류는 반도체 웨이퍼 기반의 정전용량 방식 지문 인식 센서이다. 이 방식의 지문 인식 센서는 우선 불투명하기 때문에 홈 키나 사이드 키 또는 후면 키 등에 설치되어 왔다. 그런데, 이런 부분에 설치될 경우 지문 인식 센서의 정확하고 편리한 활용을 위해 충분한 면적을 확보하는 데에 한계가 있다. 또한 위치가 한정되어 사용자의 편의성에도 제약이 따른다. 그리고, 정전용량 방식의 지문 인식 센서는 실리콘 고무(silicone rubber) 등을 이용한 위조 지문에도 취약한 것으로 알려져 있다.
한편, 최근에는 휴대용 정보통신기기에서 가장 넓은 면적을 차지하는 디스플레이 패널에 터치 인식 또는 지문 인식을 위한 센서를 통합하여 일체화하는 기술에 관해서도 연구와 개발이 진행되고 있다. 광학 방식과 정전 용량 방식 등으로 진행되고 있는데, 광센서 어레이를 활용하는 광학 방식의 경우 디스플레이 패널로부터 방출된 내부광의 영향을 받거나, 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향을 받아 지문 인식의 정확도가 저하되는 문제가 발생하기 쉽다. 예를 들어, 디스플레이 패널을 통해 방출되는 내부광은 지문이 접촉하는 표면과 비교적 거리가 멀고, 지향성이 없어 산란과 상호 간섭이 발생하는 문제점이 존재한다. 특히, 인접 화소 영역에서 반사 또는 굴절된 광이 센싱 소자에 수광되어 영향을 미치는 상호 간섭은 지문 인식의 정확도를 떨어뜨린다. 또한, 광센서 어레이를 디스플레이 패널의 화소 어레이에 통합하는 경우 제조 공정이 지나치게 복잡해 지거나, 디스플레이 본연의 성능이 저하되는 문제도 발생하기 쉽다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 정보통신기기 등에 설치 면적의 제약 없이 디스플레이 패널과 중첩하여 설치될 수 있고, 디스플레이 영역의 성능 저하를 최소화한 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명은 광센서 어레이 자체에 광원을 포함하여 지문이 접촉되는 표면에 가까운 위치에서 발광이 이루어지고, 그 반사광의 수광이 이루어지도록 함으로써, 지문 인식의 정확도를 향상시킨 발광 지문 인식 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 발광 소자를 포함하는 광센서 어레이에서 발광 소자나 광센서를 구동하는 스위칭 소자와 광센서 소자가 과도한 공정의 추가 없이 동시에 형성될 수 있도록 구성하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은, 투명 절연성 기판; 및, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및, 포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 발광부와 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 소재로 이루어질 수 있다.
상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조일 수 있다.
상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층과 게이트 절연층 사이에 상기 제 2 산화물 반도체층이 형성된 이중층 구조일 수 있다. 이 경우, 상기 포토 트랜지스터의 제 1 산화물 반도체층과 상기 스위칭 트랜지스터의 제 1 산화물 반도체층은 서로 두께가 같을 수 있다.
상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 2 산화물 반도체층을 사이에 두고 두 개의 제 1 산화물 반도체층이 위 아래에 샌드위치 형태로 배치된 삼중층 구조일 수 있다. 이 경우, 상기 포토 트랜지스터에서 두 개의 제 1 산화물 반도체층 두께의 합은 상기 스위칭 트랜지스터에서 상기 제 1 산화물 반도체층의 두께와 같을 수 있다.
한편, 본 발명의 한 측면에 따른 발광 지문 인식 패널은, 투명 절연성 기판; 및, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 제 1 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및, 포토 트랜지스터와 상기 포토 트랜지스터와 연결된 제 2 스위칭 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 각각의 게이트 전극이 상기 투명 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선 중 어느 하나에 연결되고, 상기 포토 트랜지스터는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 다른 게이트 배선에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 발광부와 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 소재로 이루어질 수 있다.
상기 포토 트랜지스터는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 인접한 게이트 배선에 연결될 수 있다.
상기 포토 트랜지스터는, 소스 및 드레인 전극 중 어느 한쪽이 상기 제 2 스위칭 트랜지스터에 연결되고, 나머지 한쪽이 상기 투명 절연성 기판상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 리드 아웃 배선 중 어느 하나와 연결되어, 상기 발광 소자의 발광과 동시에 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역에 입사한 광량에 따른 전류량 신호를 상기 리드 아웃 배선에 제공하는 것일 수 있다.
이때, 상기 다수의 리드 아웃 배선과 연결된 리드 아웃 회로는 상기 각각의 발광-수광 화소에 대응되는 게이트 배선에 게이트 온(ON) 신호가 인가되는 시간 중 시작 직후 일부의 시간이 지난 후부터 상기 전류량 신호를 검출할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 것일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조이고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층과 게이트 절연층 사이에 상기 제 2 산화물 반도체층이 형성된 이중층 구조일 수 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조이고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 2 산화물 반도체층을 사이에 두고 두 개의 제 1 산화물 반도체층이 위 아래에 샌드위치 형태로 배치된 삼중층 구조일 수 있다. ,
한편, 본 발명의 한 측면에 따른 지문 인식 디스플레이 장치는, 평판형 디스플레이 패널; 및, 상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및, 포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 측면에 따른 지문 인식 디스플레이 장치는, 평판형 디스플레이 패널; 및, 상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 제 1 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및, 포토 트랜지스터와 상기 포토 트랜지스터와 연결된 제 2 스위칭 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 각각의 게이트 전극이 상기 투명 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선 중 어느 하나에 연결되고, 상기 포토 트랜지스터는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 다른 게이트 배선에 연결된 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명에 따르면 휴대용 정보통신기기 등에 설치 면적의 제약 없이 디스플레이 패널과 중첩하여 설치될 수 있는 발광 지문 인식 패널이 제공된다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 영역을 지문 센싱 영역으로 활용하여 충분한 면적을 확보할 수 있으면서도 디스플레이 성능의 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 패널에 중첩 배치될 경우에도, 자체 광원을 이용하여 반사된 지문 이미지를 스캐닝함으로써, 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴 및 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다. 특히, 광센서 어레이의 각 화소 영역 내에서 발광 및 수광이 이뤄지도록 함으로서 인접 화소간의 상호 간섭을 방지하는 효과가 탁월하다.
또한, 본 발명에 따르면 발광 소자를 포함하는 광센서 어레이에서 발광 소자나 광센서를 구동하는 스위칭 소자와 광센서 소자가 과도한 공정의 추가 없이 동시에 형성될 수 있도록 구성되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지문 인식 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 단면을 모식적으로 보인다.
도 3은 상기 도 2에서 포토 트랜지스터(PT)의 반도체 채널 영역 A의 구성 예를 보인다.
도 4는 상기 도 3의 (a) 구성 예에 따른 포토 트랜지스터(PT)의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 상기 도 2의 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW) 각각의 반도체 채널 영역 A, B의 한 구성 예를 보인다.
도 6은 상기 도 2의 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW) 각각의 반도체 채널 영역 A, B의 한 구성 예를 보인다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 등가 회로도이다.
도 8은 상기 도 7의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 구동 신호 파형을 보인다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 단면을 모식적으로 보인다.
도 3은 상기 도 2에서 포토 트랜지스터(PT)의 반도체 채널 영역 A의 구성 예를 보인다.
도 4는 상기 도 3의 (a) 구성 예에 따른 포토 트랜지스터(PT)의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 상기 도 2의 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW) 각각의 반도체 채널 영역 A, B의 한 구성 예를 보인다.
도 6은 상기 도 2의 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW) 각각의 반도체 채널 영역 A, B의 한 구성 예를 보인다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 등가 회로도이다.
도 8은 상기 도 7의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 구동 신호 파형을 보인다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 등가 회로도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 설명된 실시예로 한정되는 것은 아니다. 도면에서 본 발명의 이해를 돕기 위한 설명과 관계없는 부분은 생략되거나 간략하게 표현되었으며, 구성요소의 크기나 두께 등은 기술적 특징의 이해를 돕기 위해 실제와 다른 비율로 확대 또는 축소된 것일 수 있다. 명세서 전체를 통하여 그 성격이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 참고로 상부, 하부, 상면 및 하면 등과 같이 상하의 개념을 포함하는 표현은 특별한 언급이 없으면 도면에 도시된 방향을 기준으로 한 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분 "상에 배치"된다고 할 때, 이는 그 다른 부분 위에 직접적으로 접촉하도록 배치되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부재를 사이에 두고 그 위에 배치된 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지문 인식 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널(100)은 디스플레이 패널(200)에 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 광학적으로 투명하게 형성되는데, 그 투과율은 낮게는 50%에서 바람직하게는 90% 이상일 수 있다. 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 투명 절연성 기판(101) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소(110)를 갖는다.
상기 다수의 단위 발광-수광 화소(110)는 제 1 방향(본 도면에서 가로 방향)으로 연장된 다수의 게이트 배선(102)과 연결되고, 이들에 교차하는 제 2 방향(본 도면에서 세로 방향)으로 연장된 다수의 리드 아웃(Read Out) 배선(103)과 연결된다. 여기서, 게이트 및 리드 아웃 배선(102, 103)은 투명 도전성 물질로 이루어진 박막 패턴에 의해 형성될 수 있다. ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), OMO(Oxide Metal Oxide) 등의 도전성 박막 또는 실버 나노 와이어(silver nano-wire) 등의 도전성 나노 구조물을 포함하는 층으로 형성될 수 있다.
상기 다수의 단위 발광-수광 화소(110) 각각에는 투명 발광 소자를 가지는 발광부(112)와 상기 발광부(112)에서 방출된 빛이 해당 발광-수광 화소의 영역에 접촉된 지문의 일부분에 의해 반사된 것을 수광하는 수광부(113)가 마련된다. 상기 발광부(112)는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함하여 해당 발광-수광 화소(110)에 대응되는 게이트 배선(102)의 제어 신호에 따라 발광하고, 상기 수광부(113)는 포토 트랜지스터를 포함하여 상기 발광부(112)의 발광 시에 누설된 전류를 해당 화소에 대응되는 리드 아웃 배선(103)에 제공한다.
도시되지 않았으나 상기 다수의 리드 아웃 배선(103)에 연결된 리드 아웃 회로는 전술한 전류량 신호를 이용하여 각 화소에 대한 지문의 접촉 여부는 물론, 해당 화소에 대응되는 부분이 지문의 융선(Ridge)인지 골(Valley)인지를 검출할 수 있다. 상기 단위 발광-수광 화소(110)의 크기는 지문 패턴의 식별을 위해 요구되는 해상도 수준에 따라 결정될 수 있는데, 일반적인 지문의 융선(Ridge)과 골(Valley)의 피치(pitch)보다 작은 폭과 높이를 가지는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 폭과 높이는 각각 약 50㎛일 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 단면을 모식적으로 보인다.
단위 발광-수광 화소 각각은, 발광부(112)를 구성하는 것으로 투명 발광 소자(112L)와 이를 제어하는 스위칭 트랜지스터(SW)(112S)를 가지고, 또한 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(PT)(113P)를 포함한다. 상기 수광부는 상기 포토 트랜지스터(113P)의 소스/드레인 전극(103P)에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있으나 본 도면에는 도시되지 않았다. 수광부의 스위칭 트랜지스터의 구조도 발광부(112)의 스위칭 트랜지스터(112S)의 구조와 동일하기 때문이다.
본 도면에는 발광 지문 인식 패널(100)에서 두 개의 단위 발광-수광 화소에 해당하는 부분의 단면이 도시된다. 둘 중 왼쪽 단위 발광-수광 화소의 상부에는 지문(F)의 융선(R)이 위치하고, 오른쪽 단위 발광-수광 화소의 상부에는 지문의 골(V)이 위치한 상태를 보인다.
발광 지문 인식 패널(100)의 동작에 관해 설명하자면, 왼쪽의 단위 발광-수광 화소에서는 그 상부 표면에 지문의 융선 부분이 접촉되어 있으므로, 발광부(112)의 발광 소자(112L)에서 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 융선 내부의 진피 부분에서 반사되어 그 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(113P)의 채널 영역(A)에 수광된다. 한편, 오른쪽의 단위 발광-수광 화소에서는 그 상부 표면과 지문의 골(V) 사이에 약간의 간격이 있어서, 그 발광 소자에서 방출된 광량 중 상대적으로 적은 양만 해당 화소의 포토 트랜지스터(PT)에 수광된다. 발광 중에 상기 각 화소의 포토 트랜지스터(PT)의 소스 또는 드레인 전극(103P)에 동일한 입력 전압이 인가되고, 이들의 게이트 전극(102P)에 게이트 오프(OFF) 신호가 인가된다면 이들은 채널 영역(A)에 수광된 광량에 따라 서로 다른 누설 전류를 발생시키게 된다.
이와 같이, 발광 지문 인식 패널(100)은 각각의 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 반사를 거쳐 수광된 광량에 따른 전기적 신호를 검출하여 지문 패턴의 이미지 정보를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널(100)에서는 각각의 단위 발광-수광 화소마다 발광 소자(112L)와 수광 소자인 포토 트랜지스터(113P)가 마련되어 있어, 발광, 반사 및 수광에 이르는 광경로가 짧다. 따라서, 인접 화소 영역으로부터의 영향 없이 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 정확한 검출이 가능하다.
한편, 상기 투명 발광 소자(112L)와 상기 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(113P)는 발광 파장 대역과 수광 감도가 높은 파장 대역이 서로 중첩하도록 튜닝될 수 있다. 이러한 튜닝은 발광 소자의 발광층을 구성하는 물질과, 포토 트랜지스터의 채널 영역을 구성하는 물질이나 적층 구조 등을 조절하는 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 발광부(112)를 구성하는 적어도 일부가 투명한 발광 소자(112L)는 예컨대 애노드 전극인 하부 전극(151) 및 캐소드 전극인 상부 전극(153)의 적어도 일부가 투명 전극으로 구성되고, 그 사이에 전계 발광층(152)이 배치된 유기발광다이오드(OLED) 또는 양자점 발광다이오드(QLED)일 수 있다. 이하에서는 전계 발광층(152)에 상기 하부 전극(151)과 상부 전극(153) 사이에 구동 전류가 흐를 때 청색 계열의 빛을 방출하는 유기 전계 발광 물질이 채용된 예를 들어 설명한다. 상기 전계 발광층(152)은 포토 트랜지스터(113P)의 광 반응성이 높은 파장 대역의 빛을 방출하는 것으로, 내구성을 담보할 수 있는 것이면 채용될 수 있다.
상기 발광 소자(112L)의 애노드 전극인 하부 전극(151)은 스위칭 트랜지스터(112S)의 소스/드레인 전극(103S) 중 어느 한쪽에 컨택홀(104)을 통해 연결되어, 상기 스위칭 트랜지스터(112S)의 제어에 따른 구동 전류를 공급받는다. 상기 하부 전극(151)은 패터닝된 투명 전극일 수 있다. 본 도면에서는 상기 하부 전극(151)이 상기 스위칭 트랜지스터(112S)의 상부에 배치되어 있으나 다른 위치에 배치될 수도 있다. 한편, 상기 발광 소자(112L)의 캐소드 전극인 상부 전극(153)은 발광 지문 인식 패널(100) 상부의 전면에 형성될 수도 있다. 상기 상부 전극(153) 위에는 봉지층(Encapsulation layer,124)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 상기 스위칭 트랜지스터(SW,112S)는 각각의 채널 영역을 구성하는 활성층으로서 산화물 반도체 활성층(130,140)을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 산화물 반도체 활성층(130,140)을 제외하고는 전체적으로 유사한 구조를 갖는다. 이를 통해 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 상기 스위칭 트랜지스터(SW,112S)를 제조하는 공정을 단순화할 수 있다. 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 상기 스위칭 트랜지스터(SW,112S)는 각각 서로 동일한 층에 형성된 게이트 전극(102P,102S)과 게이트 절연층(121), 그리고 소스 및 드레인 전극(103P,103S)을 갖는다. 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 상기 스위칭 트랜지스터(SW,112S)의 위에는 투명 절연성의 보호막(122)이 형성되고, 발광 소자(112L)가 없는 부분의 높이 차를 보상하는 투명 절연성의 평탄화막(123)이 형성될 수 있다.
여기서 투명 절연성의 게이트 절연층(121), 보호막(122), 평탄화막(123), 및 봉지층(124) 등은 일반적으로 OLED 디스플레이 패널에 적용되는 소재로 형성될 수 있다. 한편, 게이트 전극(102P,102S) 및 소스/드레인 전극(103P,103S)과 도시되지 않은 게이트 배선이나 리드 아웃 배선 등은 금속 박막 패턴으로 형성될 수도 있고, ITO, IZO 등의 투명 도전성 박막 패턴으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 스위칭 트랜지스터(SW,112S)의 채널 영역 상부에는 스위칭 동작의 안정성 확보를 위해 빛을 차단하는 차광막(155)이 더 구비될 수 있다. 한편, 게이트 전극과 게이트 배선이 금속 박막 패턴으로 형성되는 경우에는 게이트 전극이 채널 영역으로 유입되는 빛을 차단하는 역할을 할 수 있으므로, 스위칭 트랜지스터(SW,112S)의 경우 게이트 전극의(102S) 폭을 반도체 활성층(140)의 폭보다 넓게 한다거나, 상기 반도체 활성층의 상부에도 별도의 상부 게이트 전극을 갖는 소위 더블 게이트 구조의 적용도 스위칭 안정성 확보에 도움이 될 수 있다.
상기 포토 트랜지스터(PT,113P)의 산화물 반도체 활성층(130)과 상기 스위칭 트랜지스터(SW,112S)의 산화물 반도체 활성층(140)은 상기 게이트 절연층(121) 위에, 그리고 상기 소스 및 드레인 전극(103P,103S)의 아래에 배치된다는 점에서는 공통되나, 그 층상 구조에 차이가 있다. 스위칭 트랜지스터(SW,112S)의 산화물 반도체 활성층(140)은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조라면, 포토 트랜지스터(113P)의 산화물 반도체 활성층(130)은 제 1 산화물 반도체층을 포함하되, 그와 다른 조성의 산화물 반도체 물질층인 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 이중층 구조 또는 3중층 구조 등 다층 구조로 이루어질 수 있다.
도 3은 상기 도 2에서 포토 트랜지스터(PT)의 반도체 채널 영역 A의 구성 예를 보인다.
도 3의 (a)는 반도체 채널 영역(A1)이 이중층 구조로 이루어진 예를 보인다. 이 경우 광 활성도, 즉 빛에 의한 전기 전도성 증가의 정도가 상대적으로 낮은 산화물 반도체인 제 1 산화물 반도체층(131)이 위쪽에 형성되고, 게이트 절연층(121)과 가까운 쪽에 상대적으로 광 활성도가 높은 제 2 산화물 반도체층(132)이 형성될 수 있다.
도 3의 (b)는 반도체 채널 영역(A2)이 삼중층 구조로 이루어진 예를 보인다. 이 경우 광 활성도가 상대적으로 높은 제 2 산화물 반도체층(132)이 가운데에 배치되고, 그 위와 아래에 제 1 산화물 반도체층(131)이 샌드위치 형태로 배치될 수 있다. 이와 달리, 제 1 산화물 반도체층이 가운데에 배치되고 제 2 산화물 반도체층이 위와 아래에 배치된 형태의 삼중층 구조도 가능하다.
위에서 제 1 산화물 반도체층(131)을 형성하는 물질은 일 예로서 AIZTO (Al:InZnSnO)이고, 제 2 산화물 반도체층(132)을 형성하는 물질은 일 예로서 IZO(InZnO)일 수 있다. 상기 제 1 산화물 반도체층(131)을 구성하는 AIZTO(Al:InZnSnO)는 그 자체로는 광 활성도가 낮아 전술한 스위칭 트랜지스터(SW)와 같이 단층 구조로서 반도체 채널 영역을 이루거나 광 활성도가 낮은 다른 산화물 반도체와 적층된 구조를 이루는 경우, 빛의 영향을 크게 받지 않고 게이트 전압에 따라 전도성을 띄는 스위칭 소자를 구성할 수 있다. 한편, 상기 제 2 산화물 반도체층(132)을 구성하는 IZO(InZnO)는 그 자체로도 광 활성도가 높고, 따라서 반도체 채널 영역 전체의 광 활성도를 높이는 역할을 하게 된다.
도 4는 상기 도 3의 (a) 구성 예에 따른 포토 트랜지스터(PT)의 특성을 나타내는 그래프이다.
본 그래프는 포토 트랜지스터(PT)의 반도체 채널 영역에서 게이트 절연층상에 제 2 산화물 반도체층으로서 IZO를 6nm 두께로 형성하고, 그 위에 제 1 산화물 반도체층으로서 AIZTO를 30nm 두께로 형성한 경우의 전기적 특성을 보인다. 이 경우 포토 트랜지스터(PT)는 어둠 속에서는 일반적인 스위칭 트랜지스터와 같은 특성 커브(실선 커브 참조)를 보이나, 채널 영역에 빛이 조사되면(본 그래프는 473nm 파장의 빛이 1 mW/cm2의 세기로 조사된 것임) 전기 전도도가 확연히 증가함(일점쇄선 커브 참조)을 보인다.
여기서 한 가지 유의해야 할 점은 상기 포토 트랜지스터(PT)가 473nm 파장대의 빛에 노출된 후에는 빛이 없어지더라도 노출 전보다 문턱 전압이 낮아지는 현상을 보인다는 점(점선 커브 참조)이다. 그러나, 이러한 문턱 전압 감소는 게이트 전극에 문턱 전압 이상의 펄스 신호를 약 10ns 정도 인가해 줌으로써 해소될 수 있음이 확인되었다.
한편, 이때 제 1 산화물 반도체층, 즉 AIZTO 단층 구조(두께 30nm)의 채널 영역을 갖는 스위칭 트랜지스터는 별도로 도시되진 않았으나, 단기적으로는 채널 영역에 빛이 조사되는지 여부와 관계없이 본 그래프에서 실선으로 표시된 Dark_Vds 10V 조건의 특성 커브와 유사한 형태의 전형적인 트랜지스터 특성 커브를 나타낸다.
도 5는 상기 도 2의 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW) 각각의 반도체 채널 영역 A, B의 한 구성 예를 보인다.
본 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)는 이중층 구조의 산화물 반도체 활성층(130D)을 가지고, 스위칭 트랜지스터(SW)는 단일층 구조의 산화물 반도체 활성층(140)을 가질 수 있다. 여기서 스위칭 트랜지스터(SW)는 전술한 발광부를 구성하는 스위칭 트랜지스터(112S)뿐만 아니라 전술한 수광부에서 상기 포토 트랜지스터(PW)의 소스 또는 드레인 전극에 인가되는 신호를 제어하는 스위칭 트랜지스터(113S)를 포함한다.
상기 포토 트랜지스터(PT)의 산화물 반도체 활성층(130D)이 두께 t1의 제 1 산화물 반도체층(131)과 두께 t2의 제 2 산화물 반도체층(132)을 갖는 이중층 구조로 이루어진 경우, 상기 스위칭 트랜지스터(SW)의 산화물 반도체 활성층(140)은 두께 t3의 제 1 산화물 반도체층(131)으로 이루어질 수 있는데, 여기서 t3=t1의 조건을 만족할 수 있다. 다시 말해, 상기 포토 트랜지스터(PT)의 산화물 반도체 활성층(130D) 일부를 구성하는 제 1 산화물 반도체층(131)과 상기 스위칭 트랜지스터(SW)의 산화물 반도체 활성층(140)을 구성하는 제 1 산화물 반도체층(131)은 제조 공정상 동시에 형성된 동일한 두께의 층인 것이 바람직하다.
도 6은 상기 도 2의 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW) 각각의 반도체 채널 영역 A, B의 한 구성 예를 보인다.
본 실시예에서 포토 트랜지스터(PT)는 삼중층 구조의 산화물 반도체 활성층(130T)을 가지고, 스위칭 트랜지스터(SW)는 단일층 구조의 산화물 반도체 활성층(140)을 가질 수 있다. 여기서도 스위칭 트랜지스터(SW)는 전술한 발광부를 구성하는 스위칭 트랜지스터(112S)뿐만 아니라 전술한 수광부에서 상기 포토 트랜지스터(PW)의 소스 또는 드레인 전극에 인가되는 신호를 제어하는 스위칭 트랜지스터(113S)를 포함한다.
상기 포토 트랜지스터(PT)의 산화물 반도체 활성층(130T)이 그 위쪽과 아래쪽에 각각 두께 t11와 두께 t12의 제 1 산화물 반도체층(131)과, 그 가운데에 두께 t2의 제 2 산화물 반도체층(132)을 갖는 삼중층 구조로 이루어진 경우, 상기 스위칭 트랜지스터(SW)의 산화물 반도체 활성층은 두께 t3의 제 1 산화물 반도체층(131)으로 이루어질 수 있는데, 여기서 t3=(t11+t12)의 조건을 만족할 수 있다. 다시 말해, 상기 포토 트랜지스터(PT)의 산화물 반도체 활성층(130T) 일부를 구성하는 제 1 산화물 반도체층(131)의 두께의 합과 상기 스위칭 트랜지스터(SW)의 산화물 반도체 활성층(140)을 구성하는 제 1 산화물 반도체층(131)의 두께가 서로 같을 수 있다. 제조 공정상 제 1 산화물 반도체층(131)은 두 차례에 걸쳐 적층되나 그 때마다 포토 트랜지스터(PT)와 스위칭 트랜지스터(SW)에 동시에 동일한 두께로 형성됨을 의미한다.
한편, 공정에 따라서는 t3≤(t11+t12)일 수도 있다. 산화물 반도체 활성층 형성 과정에서 아래쪽 일부의 제 1 산화물 반도체층이 적층된 후에, 제 2 산화물 반도체층이 적층된 것을 상기 포토 트랜지스터(PW)의 채널 영역에만 남기고 나머지를 제거(에칭 또는 리프트오프)하는 과정에서 일부가 소실될 수도 있기 때문이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 등가 회로도이다.
도시된 바와 같이, 단위 발광-수광 화소는 발광 소자(112L)와, 상기 발광 소자(112L)의 발광 구동을 제어하는 제 1 스위칭 트랜지스터(112S)와, 수광 소자인 포토 트랜지스터(113P)와 상기 포토 트랜지스터(113P)의 소스/드레인 전극 중 어느 한쪽에 연결되어 센싱을 위한 신호 입력을 제어하는 제 2 스위칭 트랜지스터(113S)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 스위칭 트랜지스터(112S)와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터(113S)는 각각의 게이트 전극이 투명 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선(G1,G2,G3,…) 중 어느 하나에 연결되고, 상기 포토 트랜지스터(113P)는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(112S,113S)의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 다른 게이트 배선에 연결된다. 상기 포토 트랜지스터(113P)의 게이트 전극은 예컨대 해당 화소의 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(112S,113S)의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 인접한 게이트 배선에 연결될 수 있다.
상기 포토 트랜지스터(113P)는 그 소스 및 드레인 전극 중 나머지 한쪽이 상기 투명 절연성 기판상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 리드 아웃 배선(RO1,RO2,…) 중 어느 하나와 연결되어, 상기 발광 소자(112L)의 발광과 동시에 상기 포토 트랜지스터(113P)의 채널 영역에 입사한 광량에 따른 전류량 신호를 상기 리드 아웃 배선에 제공한다. 상기 다수의 리드 아웃 배선(RO1,RO2,…)들은 리드 아웃 회로(ROIC)(160)에 연결된다. 상기 리드 아웃 회로(160)는 발광 지문 인식 패널의 투명 절연성 기판상에 센싱 영역(111)의 외부의 주변부에 설치될 수도 있고, 기판 외측에 설치되어 유연성 인쇄회로기판 등을 통해 연결될 수도 있다.
한편, 투명 절연성 기판상에는 상기 다수의 게이트 배선과 교차하는 방향으로 다수의 발광 구동 전원 배선(VDDe)이 형성될 수 있다. 다만, 상기 다수의 발광 구동 전원 배선(VDDe)이 반드시 게이트 배선과 교차하는 방향으로 설치되어야 하는 것은 아니고, 전술한 각각의 제 1 스위칭 소자(112S)의 소스/드레인 전극에 연결되는 구조이면 충분하다. 또한, 전술한 각각의 제 2 스위칭 소자(113S)의 소스/드레인 전극 중 포토 트랜지스터(113P) 반대쪽에도 센싱 전원 배선(VDDs)이 연결된다. 본 실시예에서는 다수의 센싱 전원 배선(VDDs)이 게이트 배선과 교차하는 방향으로 배치되었다. 또한, 전술한 발광 소자(112L)에서 상기 제 1 스위칭 소자(112S)의 반대편 전극, 즉 캐소드 전극은 패널 전체를 덮도록 형성된 공통 전극으로서 마이너스 전원(Vss)과 연결될 수 있다.
도 8은 상기 도 7의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 구동 신호 파형을 보인다. 상기 도 7과 도 8을 함께 참조하여 본 실시예에 따른 지문 인식 패널의 구동 방식을 설명하기로 한다.
먼저, 첫번째 게이트 배선(G1)에 게이트 온(ON) 펄스 신호가 인가되면, 첫번째 행에 속한 제 1 스위칭 트랜지스터(SW11)와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터(SW12)가 동시에 온(ON) 상태가 된다. 그 결과 상기 제 1 스위칭 트랜지스터(SW11)에 연결된 발광소자(OLED1)에는 상기 발광 구동 전원(VDDe)에 의한 발광 구동 전류가 흘러 발광하게 되고, 제 2 스위칭 트랜지스터(SW12)에 연결된 포토 트랜지스터(PT1)의 소스/드레인 전극 중 하나에는 상기 센싱 전원(VDDs)에 의한 전위가 형성된다. 이때, 상기 포토 트랜지스터(PT1)의 게이트 신호는 오프(OFF) 상태이나, 상기 발광소자(OLED1)에서 방출된 빛의 일부가 해당 화소 영역에 대응되는 지문의 일부분에 반사되어 상기 포토 트랜지스터(PT1)의 채널 영역에 수광되면, 그 빛의 세기에 따라 대략 수백 피코 암페어(pA) 수준의 누설 전류가 생기고, 이것이 상기 리드 아웃 배선(RO1)을 통해 리드 아웃 회로(160)에 제공된다.
다음으로, 두번째 게이트 배선(G2)에 게이트 온(ON) 펄스 신호가 인가되고, 첫번째 게이트 배선(G1)에 오프(OFF) 신호가 인가되면, 두번째 행에 속한 제 1 스위칭 트랜지스터(SW21)와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터(SW22)가 동시에 온(ON) 상태가 된다. 그 결과 발광소자(OLED2)에는 상기 발광 구동 전원(VDDe)에 의한 발광 구동 전류가 흘러 발광하게 되고, 상기 발광소자(OLED2)에서 방출된 빛의 일부가 해당 화소 영역에 대응되는 지문의 일부분에 반사되어 상기 포토 트랜지스터(PT2)의 채널 영역에 수광되면, 그 빛의 세기에 따른 누설 전류 리드 아웃 배선(RO1)을 통해 리드 아웃 회로(160)에 제공된다.
한편, 두번째 게이트 배선(G2)에 게이트 온(ON) 펄스 신호가 인가가 되면, 첫번째 행의 포토 트랜지스터(PT1)의 게이트 전극에도 게이트 온 펄스 신호가 인가되는데, 이를 통해 상기 포토 트랜지스터(PT1)의 문턱 전압 감소 문제를 해소할 수 있다. 다만, 이 과정에서 첫번째 행의 제 2 스위칭 트랜지스터(SW12)와 포토 트랜지스터(PT1) 사이의 노드에 남아있던 전하가 리드 아웃 배선(RO1)을 타고 흘러, 두번째 행의 센싱 신호에 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 이러한 영향은 리드 아웃 회로(160)가 센싱 신호를 검출할 때, 해당 게이트 배선에 게이트 온(ON) 신호가 인가되는 시간 중 시작 직후 일부의 시간이 지난 후부터 상기 전류량 신호를 검출하도록 함으로써 해소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 등가 회로도이다.
본 실시예는 전술한 도 7의 실시예와 비교하여 다수의 센싱 전원 배선(VDDs)이 다수의 게이트 배선과 나란히 배치된 점에서 차이가 있다. 가로 방향과 세로 방향에서 화소와 화소 사이를 가로지르는 배선의 수가 동일하게 구성될 수 있다는 점이 장점이 될 수 있다. 그 외의 배치나 연결 구성은 전술한 도 7의 실시예와 같으며, 구동 신호의 파형 역시 동일하게 구성될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 9의 실시예에 있어서, 발광 구동 전원 배선(VDDe)과 센싱 전원 배선(VDDs)에 인가되는 전압과 전류가 동등한 수준인 경우에는 상기 발광 구동 전원 배선(VDDe)과 상기 센싱 전원 배선(VDDs)은 하나로 통합될 수도 있다. 또한, 상기 다수의 발광 구동 전원 배선(VDDe)과 상기 다수의 센싱 전원 배선(VDDs)을 각각 둘 이상의 그룹으로 나누어, 예컨대 홀수번째 배선과 짝수번째 배선 그룹으로 나누어 그룹별로 전원 공급 타이밍을 조절하면 인접한 화소와 화소 사이의 상호간섭, 소위 크로스톡(Cross Talk)을 더욱 억제할 수도 있다.
100: 발광 지문 인식 패널
101: 투명 절연성 기판 102: 게이트 배선
103: 리드 아웃 배선 110: 단위 발광-수광 화소
111: 센싱 영역 112: 발광부
112S: 제 1 스위칭 트랜지스터 112L: 발광 소자
113: 수광부 113S: 제 2 스위칭 트랜지스터
113P: 포토 트랜지스터 131: 제 1 산화물 반도체층
132: 제 2 산화물 반도체층 160: 리드 아웃 회로
101: 투명 절연성 기판 102: 게이트 배선
103: 리드 아웃 배선 110: 단위 발광-수광 화소
111: 센싱 영역 112: 발광부
112S: 제 1 스위칭 트랜지스터 112L: 발광 소자
113: 수광부 113S: 제 2 스위칭 트랜지스터
113P: 포토 트랜지스터 131: 제 1 산화물 반도체층
132: 제 2 산화물 반도체층 160: 리드 아웃 회로
Claims (17)
- 투명 절연성 기판; 및,
상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및,
포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며,
상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어지되, 상기 제 2 산화물 반도체층은 상기 제 1 산화물 반도체층과 게이트 절연층 사이에 형성된,
발광 지문 인식 패널. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자와 상기 포토 트랜지스터는 적어도 일부가 투명한,
발광 지문 인식 패널. - 제 1 항에 있어서,
상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조인,
발광 지문 인식 패널. - 제 1 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층과 상기 제 2 산화물 반도체층으로 이루어진 이중층 구조인,
발광 지문 인식 패널. - 제 4 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터의 제 1 산화물 반도체층과 상기 스위칭 트랜지스터의 제 1 산화물 반도체층은 서로 두께가 같은,
발광 지문 인식 패널. - 제 1 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 2 산화물 반도체층을 사이에 두고 두 개의 제 1 산화물 반도체층이 위 아래에 샌드위치 형태로 배치된 삼중층 구조인,
발광 지문 인식 패널. - 제 6 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터에서 두 개의 제 1 산화물 반도체층 두께의 합은 상기 스위칭 트랜지스터에서 상기 제 1 산화물 반도체층의 두께와 같은,
발광 지문 인식 패널. - 투명 절연성 기판; 및,
상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 제 1 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및,
포토 트랜지스터와 상기 포토 트랜지스터와 연결된 제 2 스위칭 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며,
상기 제 1 스위칭 트랜지스터와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 각각의 게이트 전극이 상기 투명 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선 중 어느 하나에 연결되고,
상기 포토 트랜지스터는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 다른 게이트 배선에 연결되며,
상기 포토 트랜지스터는, 상기 투명 절연성 기판상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 리드 아웃 배선 중 어느 하나의 리드 아웃 배선에, 상기 발광 소자의 발광과 동시에 상기 제 2 스위칭 트랜지스터가 온(ON) 상태일 때 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역에 입사한 광량에 따른 전류량 신호를 제공하고,
상기 다수의 리드 아웃 배선과 연결된 리드 아웃 회로는 상기 각각의 발광-수광 화소에 대응되는 게이트 배선에 게이트 온(ON) 신호가 인가되는 시간 중 시작 직후 일부의 시간이 지난 후부터 상기 전류량 신호를 검출하는,
발광 지문 인식 패널. - 제 8 항에 있어서,
상기 발광 소자와 상기 포토 트랜지스터는 적어도 일부가 투명한,
발광 지문 인식 패널. - 제 8 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 인접한 게이트 배선에 연결된,
발광 지문 인식 패널. - 제 8 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터는, 소스 및 드레인 전극 중 어느 한쪽이 상기 제 2 스위칭 트랜지스터에 연결되고, 나머지 한쪽이 상기 어느 하나의 리드 아웃 배선과 연결된,
발광 지문 인식 패널. - 삭제
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어진,
발광 지문 인식 패널. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조이고,
상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층과 게이트 절연층 사이에 상기 제 2 산화물 반도체층이 형성된 이중층 구조인,
발광 지문 인식 패널. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 상기 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조이고,
상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 2 산화물 반도체층을 사이에 두고 두 개의 제 1 산화물 반도체층이 위 아래에 샌드위치 형태로 배치된 삼중층 구조인,
발광 지문 인식 패널. - 평판형 디스플레이 패널; 및,
상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및,
포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며,
상기 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역은 제 1 산화물 반도체층 및 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 다층 구조로 이루어지되, 상기 제 2 산화물 반도체층은 상기 제 1 산화물 반도체층과 게이트 절연층 사이에 형성된,
지문 인식 디스플레이 장치. - 평판형 디스플레이 패널; 및,
상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자와 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 적어도 하나의 제 1 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광부; 및,
포토 트랜지스터와 상기 포토 트랜지스터와 연결된 제 2 스위칭 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하며,
상기 제 1 스위칭 트랜지스터와 상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 각각의 게이트 전극이 상기 투명 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선 중 어느 하나에 연결되고,
상기 포토 트랜지스터는 그 게이트 전극이 상기 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극이 연결된 게이트 배선과 다른 게이트 배선에 연결되며,
상기 포토 트랜지스터는, 상기 투명 절연성 기판상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 리드 아웃 배선 중 어느 하나의 리드 아웃 배선에, 상기 발광 소자의 발광과 동시에 상기 제 2 스위칭 트랜지스터가 온(ON) 상태일 때 상기 포토 트랜지스터의 채널 영역에 입사한 광량에 따른 전류량 신호를 제공하고,
상기 다수의 리드 아웃 배선과 연결된 리드 아웃 회로는 상기 각각의 발광-수광 화소에 대응되는 게이트 배선에 게이트 온(ON) 신호가 인가되는 시간 중 시작 직후 일부의 시간이 지난 후부터 상기 전류량 신호를 검출하는,
지문 인식 디스플레이 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170050304A KR101981318B1 (ko) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170050304A KR101981318B1 (ko) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 |
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ID=64100986
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170050304A KR101981318B1 (ko) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 |
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| KR101851567B1 (ko) * | 2011-07-04 | 2018-04-25 | 삼성전자주식회사 | 트랜지스터, 트랜지스터를 포함하는 전자소자 및 이들의 제조방법 |
| KR101899482B1 (ko) * | 2011-11-25 | 2018-09-18 | 삼성전자주식회사 | 광센싱 회로, 상기 광센싱 회로의 제조 방법 및 상기 광센싱 회로를 포함하는 광터치 패널 |
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