KR102017866B1 - 이미지 센서 내장형 디스플레이 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지 센서 내장형 디스플레이를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이를 포함하고, 상기 화소 어레이는, 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소; 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소; 상기 제1 컬러 화소에 접속되는 제1 데이터 라인; 상기 제2 컬러 화소에 접속되는 제2 데이터 라인; 상기 제3 컬러 화소에 접속되는 제3 데이터 라인; 상기 이미지 센서 화소에 연결되는 리드 아웃 라인(Read out line); 및 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소에 공통으로 접속되어 공유되는 게이트 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명의 실시예들은 이미지 센서 내장형 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조도 또는 모션 감지가 가능한 이미지 센서 내장형 디스플레이에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
사용자 경험에 따른 니즈(needs)가 확대됨에 따라 기존의 디스플레이와는 달리, 이미지만을 제공하는 터치 디스플레이를 넘어서 투명, 웨어러블 및 지능형 디스플레이로의 연구개발이 진행되고 있다. 특히 지능형 디스플레이는 사용자의 터치, 모션, 시선, 음성 등의 다양한 신호를 인지하여 사람과 대화하듯 편하게 정보를 주고받으며 사용자의 주변 환경을 감지해 상황에 맞게 동작하는 디스플레이로, 사용자와 기기간의 교감(interaction)을 가능케 함으로써 미래의 스마트 IT시대의 도래를 가속화해 줄 수 있는 새로운 기술이다.
지능형 디스플레이의 구현을 위해서는 다양한 주변 정보를 감지할 수 있는 센서들이 디스플레이 내부에 내장되는 것이 가장 중요한 요소로 작용하지만, 기존 디스플레이는 터치 정도만을 센싱하는 수준에 그쳐있고, 주변 조도나 조명환경에 따른 영상의 최적화 및 사용자의 모션, 시선 등의 변화를 감지하기 위해서는 추가적으로 광센서 및 모션 센서 등의 모듈을 사용하는데 그치고 있다.
따라서, 디스플레이에 추가적으로 광센서 및 모션 센서 등의 모듈을 사용하여 디스플레이 전체의 두께가 증가하고 광센서 및 모션 센서 형성 공정 및 광센서 및 모션 센서에 요구되는 별도의 기판에 의해 제조 원가가 상승하는 문제를 안고 있다.
또한, 디스플레이 내에 이미지 센서가 내장되더라도 단순히 포토 트랜지스터를 내장하는 기술로, 빛을 감지할수는 있으나, 빛의 세기에 따른 전류 값의 비선형적 증가로 인해 출력 전류의 직선성이 떨어져, 명확한 빛의 세기 감지가 불가능하고, 단순히 광스위치로만 활용되고 있어 기술적 한계가 존재한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이미지 센서를 화소 어레이에 내장시켜 추가적인 모듈 없이 모션, 지문 또는 조도를 인식할 수 있는 올인원(all-in-one) 패널을 활용한 지능형 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이미지 센서를 화소 어레이에 내장시켜 기존 터치 센서의 한계인 수중 터치 인식이 가능하고, 터치하는 물체를 구분하여 물체의 변화에 따라 다른 터치 기능을 수행할 수 있는 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이미지 센서를 화소 어레이에 내장시킴으로써, 단위 픽셀 별로 조도를 감지하여 레이저 포인터와 같은 특수 광원을 통한 원격 터치 입력 또는 단위 픽셀에 비치는 조명을 인식하여 단위 픽셀 별 밝기 조절을 통해 사용자에게 최적의 화면을 보여줄 수 있는 스마트 조도 센서 기능이 가능한 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이를 포함하고, 상기 화소 어레이는, 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소; 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소; 상기 제1 컬러 화소에 접속되는 제1 데이터 라인; 상기 제2 컬러 화소에 접속되는 제2 데이터 라인; 상기 제3 컬러 화소에 접속되는 제3 데이터 라인; 상기 이미지 센서 화소에 연결되는 리드 아웃 라인(Read out line); 및 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소에 공통으로 접속되어 공유되는 게이트 라인을 포함한다.
상기 화소 어레이는 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위 화소를 포함할 수 있다.
상기 제1 컬러 화소는 제1 행 제1 열에 배치되고, 상기 제2 컬러 화소는 제1 행 제2 열에 배치되며, 상기 제3 컬러 화소는 제1 행 제3 열에 배치되고, 상기 이미지 센서 화소는 제1 행 제4 열에 배치될 수 있다.
상기 이미지 센서 화소는 상기 화소 어레이 내에 랜덤하게 배열될 수 있다.
상기 이미지 센서 화소는 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 내에 내장될 수 있다.
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소에 접속되는 전원 전압 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 컬러 화소는 표시 소자, 스위칭 트랜지스터(Switching transistor) 및 드라이빙 트랜지스터(Driving transistor)를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서 화소는 포토 다이오드, 리셋 트랜지스터(Reset transistor), 셀렉 트랜지스터(Select transistor) 및 소스 팔로워(Source follower)를 포함할 수 있다.
상기 n번째 게이트 라인은 상기 n번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터와 접속되는 동시에 상기 n번째 이미지 센서 화소의 셀렉 트랜지스터와 접속되어, 상기 n번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터가 동작될 때, 상기 n번째 이미지 센서 화소의 셀렉 트랜지스터도 동시에 동작되고, 상기 n-1번째 게이트 라인은 상기 n-1번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터와 접속되는 동시에 상기 n번째 이미지 센서 화소의 리셋 트랜지스터와 접속되어, 상기 n-1번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터가 동작될 때, 상기 n번째 이미지 센서 화소의 리셋 트랜지스터도 동시에 동작될 수 있다.
상기 표시 소자는 액정 소자, 발광 소자 및 유기 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 스위칭 트랜지스터 및 드라이빙 트랜지스터 중 적어도 어느 하나는 산화물 반도체 박막 트랜지스터일 수 있다.
상기 포토 다이오드는 N형 산화물 반도체 및 P형 산화물 반도체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 리셋 트랜지스터, 상기 셀렉 트랜지스터 및 상기 소스 팔로워 중 적어도 어느 하나는 산화물 반도체 박막 트랜지스터일 수 있다.
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 터치를 감지할 수 있다.
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 조도를 감지할 수 있다.
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 상기 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소를 이용하여 외부 환경의 조도를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소 각각에서 감지된 조도를 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소의 밝기를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 이미지 센서를 화소 어레이에 내장시켜 추가적인 모듈 없이 모션, 지문 또는 조도를 인식할 수 있는 올인원(all-in-one) 패널을 활용한 지능형 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 이미지 센서를 화소 어레이에 내장시켜 기존 터치 센서의 한계인 수중 터치 인식이 가능하고, 터치하는 물체를 구분하여 물체에 변화에 따라 다른 터치 기능을 수행할 수 있는 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 이미지 센서를 화소 어레이에 내장시킴으로써, 단위 픽셀 별로 조도를 감지하여 레이저 포인터와 같은 특수 광원을 통한 원격 터치 입력 또는 단위 픽셀에 비치는 조명을 인식하여 단위 픽셀 별 밝기 조절을 통해 사용자에게 최적의 화면을 보여줄 수 있는 스마트 조도 센서 기능이 가능한 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면 및 회로도이다.
도 4은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 구동 신호를 도시한 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 구동 원리를 도시한 도면 및 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 포토 다이오드를 도시한 입체도이고, 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 산화물 박막 트랜지스터를 도시한 입체도이다.
도 7a는 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 7b는 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 8a는 모션에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 8b는 모션에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 9a는 원격 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 9b는 원격 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 10a는 다중 지문 인식에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 10b는 다중 지문 인식에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 11a는 수중 터치에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 11b는 수중 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이를 도시한 이미지이다.
도 12a는 손가락 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이고, 도 12b는 손톱 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이며, 도 12c는 주먹 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 13a는 조도에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 13b는 조도에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부 및 이미지 센서부를 도시한 이미지이다.
도 14a는 부분적 조도에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 14b는 부분적 조도에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부 및 이미지 센서부를 도시한 이미지이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면 및 회로도이다.
도 4은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 구동 신호를 도시한 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 구동 원리를 도시한 도면 및 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 포토 다이오드를 도시한 입체도이고, 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 산화물 박막 트랜지스터를 도시한 입체도이다.
도 7a는 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 7b는 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 8a는 모션에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 8b는 모션에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 9a는 원격 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 9b는 원격 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 10a는 다중 지문 인식에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 10b는 다중 지문 인식에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 11a는 수중 터치에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 11b는 수중 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이를 도시한 이미지이다.
도 12a는 손가락 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이고, 도 12b는 손톱 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이며, 도 12c는 주먹 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 13a는 조도에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 13b는 조도에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부 및 이미지 센서부를 도시한 이미지이다.
도 14a는 부분적 조도에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 14b는 부분적 조도에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부 및 이미지 센서부를 도시한 이미지이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되지 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 대해 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이를 도시한 도면이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이를 도시한 것이고, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이를 도시한 것이며, 도 1c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이를 도시한 것이다.
발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이를 포함하고, 화소 어레이는, 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B), 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소(210), 제1 컬러 화소(110R)에 접속되는 제1 데이터 라인, 제2 컬러 화소(110G)에 접속되는 제2 데이터 라인, 제3 컬러 화소(110B)에 접속되는 제3 데이터 라인, 이미지 센서 화소에 연결되는 리드 아웃 라인(Read out line) 및 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)에 공통으로 접속되어 공유되는 게이트 라인을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 내장 또는 별도의 터치 패널을 포함함으로써, 터치를 감지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이 내에 이미지 센서 화소(210)를 포함함으로써, 터치를 감지하는 동시에 조도를 감지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 추가적인 모듈 없이 모션, 지문 또는 조도를 인식할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 이미지 센서를 화소 어레이에 내장하여 기존 터치 센서의 한계인 수중 터치 인식이 가능하고, 터치하는 물체를 구분하여 물체의 변화에 따라 서로 다른 터치 기능을 수행 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소(210)를 이용하여 외부 환경의 조도를 감지하고, 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소(210) 각각에서 감지된 조도를 비교하여 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소(110)의 밝기를 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 단위 픽셀 별로 조도를 감지하여 레이저 포인터와 같은 특수 광원을 통한 원격 터치 입력 또는 단위 픽셀에 비치는 조명을 인식하여 단위 픽셀 별 밝기 조절을 통해 사용자에게 최적의 화면을 보여줄 수 있는 스마트 조도 센서 기능을 할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위 화소를 포함할 수 있다.
하지만, 이미지 센서 화소(210)는 실제 색 표현에 사용되지 않기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이(도 1a 참조)는 단위 화소의 일 부분에 이미지 센서 화소(210)가 형성되어, 단위 화소의 색 표현 면적이 상대적으로 감소될 수 있다.
그러나, 도 1b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 포함되는 이미지 센서 화소(210)가 화소 어레이 내에 랜덤하게 배열될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이(도 1b 참조)는 특정 단위 화소(U1)에는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하고, 특정 단위 화소(U2)에는 이미지 센서 화소(210) 없이 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)만 포함하도록 형성하여 색 표현 면적을 보다 증가시킬 수 있다.
이미지 센서 화소(210)는 그 필요성에 따라 단위 화소 내에 한 개씩 포함할 필요가 없기 때문에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이(도 1b 참조)는 이미지 센서 화소(210)의 갯수를 낮추는 대신에 이미지 센서 화소(210)가 포함되지 않는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)를 넓게 배치하여, 디스플레이 밝기 감소를 최소화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이(도 1b 참조)는 이미지 센서부의 해상도는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이(도 1a 참조)보다 감소되지만, 상대적으로 디스플레이부의 성능은 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 이미지 센서 화소(210)를 단위 화소 내에 포함하기 때문에, 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)가 단위 화소 내에서 한쪽 방향으로 치우치게 되어 단위 화소 내에 공백이 생성될 수 있다. 공백은 이미지 센서 화소가 빛을 방출하지 않기 때문에 디스플레이부에 검은색으로 표시되는 것을 의미한다.
그러나, 도 1c를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 포함되는 이미지 센서 화소(210)는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 내에 내장될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이(도 1c 참조)에서와 같이, 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 내에 이미지 센서 화소(210)를 내장시킴으로써, 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)가 한쪽 방향으로 치우치는 것을 방지하여 빛의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이의 구체적인 구성에 대해서는 도 2a 및 도 2b에서 설명하기로 한다.
이하에서는, 도 2 내지 도 5b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이에 대해 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이 및 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에도 동일하게 적용될 수 있다.
발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이를 포함하고, 화소 어레이는, 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B), 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소(210), 제1 컬러 화소(110R)에 접속되는 제1 데이터 라인(311), 제2 컬러 화소(110G)에 접속되는 제2 데이터 라인(312), 제3 컬러 화소(110B)에 접속되는 제3 데이터 라인(313), 이미지 센서 화소(210)에 연결되는 리드 아웃 라인(Read out line; 340) 및 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)에 공통으로 접속되어 공유되는 게이트 라인(321, 322)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 기판은 제 1 방향으로 배열된 라인들(예를 들면 게이트 라인들)과 제 2 방향으로 배열된 라인들(예를 들면 데이터 라인들)이 서로 교차함으로써 다수의 화소 영역을 정의할 수 있고, 다수의 화소 영역 각각에는 영상을 표시하는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 또는 이미지 센서 화소(120)가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위 화소를 포함할 수 있다.
제1 데이터 라인(311)은 제1 컬러 화소(110R)의 일측에 배치되어 제1 컬러 화소(110R)에 접속되고, 제2 데이터 라인(312)은 제2 컬러 화소(110G)의 일측에 배치되어 제2 컬러 화소(110G)에 접속되며, 제3 데이터 라인(313)은 제3 컬러 화소(110B)의 일측에 배치되어 제3 컬러 화소(110B)에 접속될 수 있다.
리드 아웃 라인(340)은 이미지 센서 화소(210)의 일측에 배치되어 이미지 센서 화소(210)와 접속될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 단위 화소당 1개의 리드 아웃 라인(340)을 포함함으로써, 개구율을 향상시킬 수 있다.
게이트 라인(321, 322)은 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)와 동시에 접속될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 전원 전압 라인(330)을 더 포함할 수 있다.
전원 전압 라인(330)은 이미지 센서 화소(210) 및 제1 내지 3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)의 타측에 배치되어 이미지 센서 화소(210) 및 제1 내지 3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)와 접속될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)는 표시 소자(111), 스위칭 트랜지스터(Switching transistor; 121) 및 드라이빙 트랜지스터(Driving transistor; 122)를 포함할 수 있고, 표시 소자(111)는 액정 소자, 발광 소자 및 유기 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서 화소(210)는 포토 다이오드(211), 리셋 트랜지스터(Reset transistor; 222), 셀렉 트랜지스터(Select transistor; 221) 및 소스 팔로워(Source follower; 223)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서 화소(210)에 대해서는 도 5a 및 도 5b에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 디스플레이 내에 이미지 센서를 내장시키기 위해, 디스플레이의 화소를 이루는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)에 추가적으로 이미지 센서 화소(210)을 배치할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위 화소를 포함할 수 있다.
단위 화소에 포함되는 컬러 화소들은 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)로 한정되지 않고, 화이트 화소일 수 있다..
또한, 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)는 서로 다른 사이즈로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 단위 화소의 제1 컬러 화소(110R)는 제1 행 제1 열에 배치되고, 제2 컬러 화소(110G)는 제1 행 제2 열에 배치되며, 제3 컬러 화소(11B)는 제1 행 제3 열에 배치되고, 이미지 센서 화소(210)는 제1 행 제4 열에 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)가 모두 게이트 라인(321, 322)를 공유할 수 있어, 단일 드라이버로 디스플레이부(제1 내지 제3 컬러 화소들) 및 이미지 센서부(이미지 센서 화소들)를 구동함으로써, 드라이버 공정 단순화 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 종래에는 이미지 센서가 내장된 디스플레이를 구동시키기 위해 추가적인 배선이 사용되었고, 추가적인 배선에 의해 추가적인 신호 지연을 유발하는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)를 구동하는 배선을 공유하도록 이미지 센서 화소(210)를 배치함으로써, 신호 지연 없이 전기적 특성이 향상된 이미지 센서 내장형 디스플레이를 제조할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 n번째 게이트 라인은 n번째 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)의 스위칭 트랜지스터(121)와 접속되는 동시에 n번째 이미지 센서 화소(210)의 셀렉 트랜지스터(221)와 접속될 수 있다.
따라서, n번째 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)의 스위칭 트랜지스터(121)가 동작될 때, n번째 이미지 센서 화소(210)의 셀렉 트랜지스터(221)도 동시에 동작될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 n-1번째 게이트 라인은 n-1번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터와 접속되는 동시에 n번째 이미지 센서 화소(210)의 리셋 트랜지스터(222)와 접속될 수 있다.
따라서, n-1번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터가 동작될 때, n번째 이미지 센서 화소(210)의 리셋 트랜지스터(222)도 동시에 동작될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소(210)를 이용하여 외부 환경의 조도를 감지하고, 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소(210) 각각에서 감지된 조도를 비교하여 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)의 밝기를 조절할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 단위 화소들로 구성되기 때문에, 단위 화소 별로 조도를 감지할 수 있다.
예를 들면, 제1 내지 제3 단위 화소 내에 각각 포함되는 제1 내지 제3 이미지 센서 화소(210)는 외부 환경의 조도를 감지할 수 있고, 제1 내지 제3 이미지 센서 화소(210)에서 감지된 조도 값을 비교할 수 있다.
만약, 제1 이미지 센서 화소(210)에서 감지된 조도 값이 제2 및 제3 이미지 센서 화소(210)에서 감지된 조도 값보다 크다면, 제1 이미지 센서 화소(210)가 포함된 제1 단위 화소의 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)의 출력을 조절하여 출력을 보정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 별로 조도를 감지하여 출력을 조절함으로써, 디스플레이의 부분적 밝기를 보정하여 외부 광에 의한 시인성 개선 및 최적의 화면을 제공할 수 있다.
도 3a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이와 동일한 구성 요소를 포함하고 있으므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 이미지 센서 화소(210)가 랜덤으로 배치되기 때문에, 화소 어레이는 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 단위 화소(U1) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하지 않는 단위 화소(U2)를 포함할 수 있다. 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 단위 화소(U1) 및 이미지 센서 화소(210)를 포함하지 않는 단위 화소(U2)는 화소 어레이 내에 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.
이미지 센서 화소(210)를 포함하지 않는 단위 화소(U2)의 경우, 이미지 센서를 포함하지 않기 때문에, 이미지 센서 화소(210)에 포함되는 포토 다이오드(211), 리셋 트랜지스터(222), 셀렉 트랜지스터(221), 소스 팔로워(223), 전원 전압 라인(330)에 연결되는 배선(전원 전압 라인(330), 리드 아웃 라인(340)) 및 스위칭 트랜지스터의 배선 신호가 존재하지 않는다.
따라서, 이미지 센서 화소(210)를 포함하지 않는 단위 화소(U2)에서는 이미지 센서 화소(210)에 접속되는 전원 전압 라인(330) 및 리드 아웃 라인(340)이 우회될 수 있다.
이미지 센서 화소(210)는 그 필요성에 따라 단위 화소 내에 한 개씩 포함할 필요가 없기 때문에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 이미지 센서 화소(210)의 갯수를 감소시키는 대신에 이미지 센서 화소(210)를 포함하지 않는 단위 화소(U2)의 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)를 넓게 배치하여, 디스플레이 밝기 감소를 최소화시킬 수 있다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 단위 화소를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 화소 어레이와 동일한 구성 요소를 포함하고 있으므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 생략하기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 및 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 각각에 내장되어 있는 이미지 센서 화소(210)를 포함하는 단위 화소를 포함할 수 있다. 단위 화소는 화소 어레이 내에 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.
이미지 센서 화소(210)는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 각각에 내장되어 있기 때문에, 포토 다이오드(211), 리셋 트랜지스터(222), 셀렉 트랜지스터(221), 소스 팔로워(223), 전원 전압 라인(330)에 연결되는 배선(전원 전압 라인(330), 리드 아웃 라인(340)) 및 스위칭 트랜지스터의 배선 신호가 단위 화소가 아닌 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 각각에 존재할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 내에 이미지 센서 화소(210)가 인-픽셀(in-pixel) 구조로 내장됨으로써, 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)가 한쪽 방향으로 치우치는 것을 방지하여 디스플레이부의 빛의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B)가 화소 어레이 내에 균일하게 분포되는 동시에, 제1 내지 제3 컬러 화소(110R, 110G, 110B) 내에 이미지 센서 픽셀(210)이 내장되어 있기 때문에, 광에 대한 미세한 감지가 가능하다.
도 4은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 구동 신호를 도시한 그래프이다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 n-1번째 게이트 라인에 신호가 인가되면, 이미지 센서 화소의 리셋 트랜지스터가 동작된다.
이 후, n번째 게이트 라인에 신호가 인가되면, 이미지 센서 화소의 셀렉 트랜지스터가 동작된다.
따라서, n-1번째 게이트 라인으로 인해 이미지 센서 화소의 포토 다이오드가 리셋되고, n번째 게이트 라인으로 인해 출력 신호를 읽어 들일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 구동 원리를 도시한 도면 및 그래프이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 제1 내지 제3 컬러 필터(110)와 이미지 센서 화소(210)가 게이트 라인(Gn+1, Gn, Gn-1, Gn-2)을 공유하고 있다.
만약, n-1번째 게이트 라인(Gn - 1)이 턴-온이 되면, 리셋 트랜지스터(222)가 턴-온이 되어 포토 다이오드(211)의 전압(VPD, VD)이 전원 전압(VDD)으로 변화되어 포토 다이오드(211)에 집적된 전하들이 리셋(T1 구간)될 수 있다.
다음으로, n-1번째 게이트 라인(Gn - 1)이 턴-오프가 되면, 이미지 센서 화소(210)의 리셋 트랜지스터(222)가 턴-오프가 되고, 리셋된 포토 다이오드(211)는 입사된 광에 의한 전하가 집적(T2 구간)될 수 있다.
이후, n번째 게이트 라인(Gn)이 턴-온이 되면, 이미지 센서 화소(210)의 셀렉 트랜지스터(221)가 턴-온 되고, 포토 다이오드에 집적된 전하량(입사된 광량)에 따른 출력 전압(Vout)을 판독(T3 구간)할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 포토 다이오드를 도시한 입체도이고, 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 산화물 박막 트랜지스터를 도시한 입체도이다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소에 포함되는 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서일 수 있고, CMOS 이미지 센서의 수광부는 한 개의 포토 다이오드(400)와 두 개 이상의 트랜지스터(400)로 구성되는 APS(active pixel sensor)일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 사용되는 CMOS 이미지 센서는 3개의 트랜지스터(400)를 사용하는 3Tr(transistor)-APS 구조가 사용될 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서 화소에 사용되는 CMOS 이미지 센서는 포토 다이오드, 리셋 트랜지스터(Reset transistor), 셀렉 트랜지스터(Select transistor) 및 소스 팔로워(Source follower)를 포함할 수 있다.
리셋 트랜지스터는 포토 다이오드의 전하를 초기화 시켜주는 역할을 하고, 셀렉 트랜지스터는 이미지 센서 어레이에서 신호를 받아들이는 화소를 선택하는 역할을 하며, 소스 팔로워는 광의 노출로 인해 변하는 전류 신호를 전압 신호로 변환시켜주는 역할을 한다.
또한, 리셋 트랜지스터와 셀렉 트랜지스터의 게이트 전극은 각각의 트랜지스터들을 동작시키기 위한 게이트 배선(Reset line, Select line)과 연결되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 리셋 트랜지스터, 셀렉 트랜지스터 및 소스 팔로워 중 적어도 어느 하나는 산화물 반도체 박막 트랜지스터일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 포토 다이오드는 N형 산화물 반도체 및 P형 산화물 반도체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
CMOS 이미지 센서를 디스플레이에 내장하기 위해서 종래에는 비정질실리콘(a-Si) 또는 저온폴리실리콘(LPTS)를 사용하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 산화물 반도체를 사용함으로써, 비정질실리콘(a-Si) 대비 전기적 특성이 우수하고, 저온폴리실리콘(LPTS) 대비 누설 전류 및 대면적 적용성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 소재 및 공정의 호환성을 고려하여 산화물 기반 패널을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 CMOS 이미지 센서의 포토 다이오드(400) 및 트랜지스터들(500), 디스플레이 패널의 컬러 화소의 트랜지스트들(500)이 모두 산화물 반도체를 사용하여 제조될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 포토 다이오드를 도시한 입체도이다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 포토 다이오드(400)는 기판(410) 상에 형성되는 N형 반도체층(420), N형 반도체층(420) 상에 형성되는 광흡수층(430), 광흡수층(430) 상에 형성되는 P형 반도체층(440), P형 반도체층(440) 상에 형성되는 제1 전극(450) 및 N형 반도체층(420) 상에 형성되는 제2 전극(460)을 포함할 수 있다.
포토 다이오드(400)에 입사된 광자는 광흡수층(430)에 도달하여 전자-정공 쌍을 생성할 수 있고, 생성된 제 1 캐리어(전자 또는 정공)는 N형 반도체층(420)으로 이동되며, 전기장에 의해 가속되어 새로운 전자-정공 쌍을 생성할 수 있다. 반면, 생성된 제 2 캐리어(전자 또는 정공)는 P형 반도체층(440)으로 이동되고, 마찬가지로 전기장에 의해 가속되어 새로운 전자-정공 쌍을 생성할 수 있다
포토 다이오드(400)는 기판(410) 상에 형성되는 N형 반도체층(420)를 포함할 수 있다.
기판(410)은 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 지지하기 위한 기판으로서, 가요성(flexibility)을 갖는 기판이 사용될 수 있고, 기판(510)은 특정 방향으로 벤딩(bending) 또는 폴딩(folding)될 수 있으며, 예를 들어, 기판(510)은 가로 방향, 세로 방향 또는 사선 방향으로 폴딩될 수 있다.
바람직하게는, 기판(410)은 실리콘, 유리, 폴리에스테르(Polyester), 폴리비닐(Polyvinyl), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아세테이트(Polyacetate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르술폰(Polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate; PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthelate; PEN) 및 폴리에틸렌에테르프탈레이트(Polyethyleneterephehalate; PET) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
N형 반도체층(420)은 산화물 반도체를 포함할 수 있고, 바람직하게는, N형 산화물 반도체는 티타늄 산화물(TiO2), 아연 산화물(ZnO) 및 지르코늄 산화물(ZrO2) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
N형 반도체층(420)은 N형 반도체층(420)을 형성하기 위한 N형 반도체 박막을 증착하고, N형 반도체 박막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 N형 반도체 박막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
N형 반도체층(420) 상에 형성되는 광흡수층(430)을 포함하고, 광흡수층(430)은 전자-정공(hole) 쌍을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 외부의 광은 광흡수층(430)의 상면을 통해 흡수될 수 있고, 광흡수층(19)의 상면을 통해 흡수된 외부의 광은 광흡수층(430) 내에서 전기 신호로 변환될 수 있다.
광흡수층(430)은 산화물 반도체, 게르마늄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 단결정 또는 다결정일 수 있다.
광흡수층(430) 상에 형성되는 P형 반도체층(440)을 포함한다.
P형 반도체층(440)는 산화물 반도체를 포함할 수 있고, 바람직하게는, P형 산화물 반도체는 몰리브덴 산화물(MoO3), 니켈 산화물(NiO), 바나듐 산화물(V2O5), 및 로듐 산화물(Rh2O3) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
광흡수층(430) 및 P형 반도체층(440)은 광흡수층(430) 및 P형 반도체층(440)을 형성하기 위한 P형 반도체 박막 및 광흡수 박막을 순차적으로 증착하고, N형 반도체 박막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 N형 반도체 박막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
P형 반도체층(440) 상에 형성되는 제1 전극(450) 및 N형 반도체층(420) 상에 형성되는 제2 전극(460)을 포함할 수 있다.
제1 전극(450) 및 제2 전극 (460)은 제1 전극(450) 및 제2 전극 (460)을 형성하기 위한 도전막을 증착하고, 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 도전막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
제1 전극(450) 및 제2 전극 (460)은 금속 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 제1 전극(450) 및 제2 전극(460)은 상술한 물질을 포함하는 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다.
도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서의 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 도시한 입체도이다.
도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 이미지 센서 화소에 구비되는 산화물 반도체 박막 트랜지스터(500)를 도시하고 있으나, 이에 대해 한정되지 않고, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 제1 내지 제2 컬러 화소에 포함되는 산화물 반도체 박막 트랜지스터(500)도 동일한 공정 및 물질을 사용하여 제조될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 컬러 화소에 포함되는 스위칭 트랜지스터 및 드라이빙 트랜지스터, 이미지 센서 화소에 포함되는 리셋 트랜지스터, 셀렉 트랜지스터 및 소스 팔로워 중 적어도 어느 하나는 산화물 반도체 박막 트랜지스터일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 트랜지스터는 인버티드(inverted) 또는 코플라나(co-planar) 구조를 가질 수 있다.
인버티트 구조의 박막 트랜지스터는 게이트 전극이 기판 상에 부착되어 있는 구조이고, 코플라나 구조의 박막 트랜지스터는 반도체층 상부에 소스/드레인 전극, 게이트 절연막 및 게이트 전극이 형성된 구조이다.
또한, 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 제1 내지 제3 컬러 화소의 산화물 반도체 박막 트랜지스터들 및 이미지 센서의 산화물 반도체 박막 트랜지스터들은 동일한 공정으로 동시에 형성될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 컬러 화소의 산화물 반도체 박막 트랜지스터들 및 이미지 센서의 산화물 반도체 박막 트랜지스터들은 동일한 공정으로 동시에 형성함으로써 공정을 단순화시키고 공정 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이에 포함되는 산화물 반도체 박막 트랜지스터는 기판(510) 상에 형성되는 산화물 반도체층(520), 산화물 반도체층(520) 상에 형성되는 게이트 절연막(530), 산화물 반도체층(520) 상에 형성되고 서로 이격되는 소스/드레인 전극(451, 452) 및 게이트 절연막(530) 상에 형성되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
기판(510)은 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 지지하기 위한 기판으로서, 가요성(flexibility)을 갖는 기판이 사용될 수 있고, 기판(510)은 특정 방향으로 벤딩(bending) 또는 폴딩(folding)될 수 있으며, 예를 들어, 기판(510)은 가로 방향, 세로 방향 또는 사선 방향으로 폴딩될 수 있다.
바람직하게는, 기판(510)은 실리콘, 유리, 폴리에스테르(Polyester), 폴리비닐(Polyvinyl), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아세테이트(Polyacetate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르술폰(Polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate; PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthelate; PEN) 및 폴리에틸렌에테르프탈레이트(Polyethyleneterephehalate; PET) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
기판(510) 상에 형성되는 산화물 반도체층(520)을 포함할 수 있다.
산화물 반도체층(520)은 기판(510) 상에 형성될 수 있고, 산화물 반도체층(520)을 형성하기 위한 반도체막을 형성한 다음, 포토레지스트 패턴을 형성하고, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 반도체막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
또한, 산화물 반도체층(520)은 채널이 형성되는 채널 영역만 포함되도록 패터닝(도 6b 참조)될 수 있고, 실시예에 따라, 산화물 반도체층(520)은 채널이 형성되는 채널 영역 및 소스/드레인 전극(451, 452)과 각각 연결되는 소스/드레인 영역을 포함할 수 있다.
산화물 반도체층(520)은 인듐갈륨징크옥사이드(IGZO), 징크옥사이드(ZnO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐틴옥사이드(ITO), 징크틴옥사이드(ZTO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 하프늄인듐징크옥사이드(HIZO), 징크인듐틴옥사이드(ZITO) 및 알루미늄징크옥사이드(AZTO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 산화물 반도체층(520)은 상술한 물질을 포함하는 비정질(amorphous) 또는 다결정질(polycrystal)로 형성될 수 있다.
또한, 산화물 반도체층(520)은 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD) 방법을 통하여 형성될 수 있다.
산화물 반도체층(520) 상에는 게이트 전극(540)과 산화물 반도체층(520)을 절연시키는 역할을 하는 게이트 절연막(530)이을 포함한다.
게이트 절연막(530)은 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx), 티타늄옥사이드(TiOx) 또는 하프늄옥사이드(HfOx)과 같은 무기물 또는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)과 같은 유기물이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 게이트 절연막(530)은 상술한 물질을 포함하는 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있고, 게이트 절연막(530)은 증착 방법 또는 코팅 방법을 사용하여 형성될 수 있다.
산화물 반도체층(520) 상에 형성되고, 서로 이격된 소스/드레인 전극(551, 552)을 포함할 수 있고, 소스/드레인 전극(551, 552)은 각각 산화물 반도체층(520)과 전기적으로 연결될 수 있다.
소스/드레인 전극(551, 552)은 소스/드레인 전극(551, 552)을 형성하기 위한 도전막(이하, 소스/드레인 도전막)을 증착하고, 소스/드레인 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 소스/드레인 도전막을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
소스/드레인 전극(551, 552)은 금속 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 소스/드레인 전극(551, 552)은 상술한 물질을 포함하는 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(530) 상에 형성되는 게이트 전극(540)을 포함할 수 있다.
게이트 전극(540)은 게이트 도전막을 증착하고, 게이트 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 게이트 도전막을 선택적으로 식각(패터닝)함으로써 형성될 수 있다.
게이트 전극(540)은 전기 전도도 물질인 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로는 게이트 전극(540)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti) 또는 은(Ag), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)과 같은 금속 및 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)와 같은 금속 산화물 중 적어도 어느 하나의 물질 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 게이트 전극(540)은 상술한 물질을 포함하는 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 게이트 전극(450) 및 소스/드레인 전극(551, 552) 상에 형성되는 패시베이션층을 포함할 수 있고, 패시베이션층은 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 보호할 수 있다.
패시베이션층은 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx), 티타늄옥사이드(TiOx) 또는 하프늄옥사이드(HfOx)과 같은 무기물 또는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)과 같은 유기물 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 패시베이션층은 상술한 물질을 포함하는 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다.
도 7a는 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 7b는 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 명암을 통해 터치를 인식 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 터치 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
도 8a는 모션에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 8b는 모션에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 명암을 통해 모션을 인식 할 수 있다.
도 9a는 원격 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 9b는 원격 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 원격으로 인가되는 특정 광원(예; 레이저 포인터)을 명암을 통해 인식 할 수 있다.
도 10a는 다중 지문 인식에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부를 도시한 이미지이고, 도 10b는 다중 지문 인식에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 명암을 통해 다중 지문 인식이 가능하다.
도 11a는 수중 터치에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 11b는 수중 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이를 도시한 이미지이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 정전 용량 방식의 터치 패널을 포함하는 디스플레이는 수중에서 정전 용량 변화를 감지하지 못해 터치를 인식하지 못하는 문제가 있었으나, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 수중에서도 명암을 이용하여 터치를 인식할 수 있다.
도 12a는 손가락 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이고, 도 12b는 손톱 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이며, 도 12c는 주먹 터치에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 이미지 센서 화소 반응을 도시한 이미지이다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 인체의 다양한 부위에 따른 각기 다른 터치를 구분하여 다양한 어플리케이션이 가능하다.
도 13a는 조도에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 13b는 조도에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부 및 이미지 센서부를 도시한 이미지이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 종래의 디스플레이는 조도에 따라 시인성이 감소하나, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 각 화소 별 조도를 감지할 수 있고, 각 화소 별 출력을 보정할 수 있다.
도 14a는 부분적 조도에 따른 종래의 디스플레이를 도시한 이미지이고, 도 14b는 부분적 조도에 따른 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이의 디스플레이부 및 이미지 센서부를 도시한 이미지이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 별도의 조도 센서 모듈을 포함하는 종래의 디스플레이는 부분적 밝기에 따른 보정이 불가하나, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이에 내장되는 이미지 센서 화소를 포함함으로써, 조명이 주사된 영역을 이미지 센서 화소가 감지하여 이미지 센서 화소 주변의 컬러 화소의 출력을 조절함으로써 최적의 화면을 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 컬러 화소 110R: 제1 컬러 화소
110G: 제2 컬러 화소 110B: 제3 컬러 화소
111: 표시 소자 121: 스위칭 트랜지스터
122: 드라이빙 트랜지스터 210: 이미지 센서 화소
211: 포토 다이오드 221: 리셋 트랜지스터
222: 셀렉 트랜지스터 223: 소스 팔로워
311: 제1 데이터 라인 312: 제2 데이터 라인
313: 제3 데이터 라인 321, 322: 게이트 하인
330: 전원 전압 라인 340: 리드 아웃 라인
410, 510: 기판 420: N형 반도체층
430: 광흡수층 440: P형 반도체층
450: 제1 전극 460: 제2 전극
520: 산화물 반도체층 530: 게이트 절연막
540: 게이트 전극 551, 552: 소스/드레인 전극
110G: 제2 컬러 화소 110B: 제3 컬러 화소
111: 표시 소자 121: 스위칭 트랜지스터
122: 드라이빙 트랜지스터 210: 이미지 센서 화소
211: 포토 다이오드 221: 리셋 트랜지스터
222: 셀렉 트랜지스터 223: 소스 팔로워
311: 제1 데이터 라인 312: 제2 데이터 라인
313: 제3 데이터 라인 321, 322: 게이트 하인
330: 전원 전압 라인 340: 리드 아웃 라인
410, 510: 기판 420: N형 반도체층
430: 광흡수층 440: P형 반도체층
450: 제1 전극 460: 제2 전극
520: 산화물 반도체층 530: 게이트 절연막
540: 게이트 전극 551, 552: 소스/드레인 전극
Claims (16)
- 이미지 센서 내장형 디스플레이는 화소 어레이를 포함하고,
상기 화소 어레이는,
적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소;
적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소;
상기 제1 컬러 화소에 접속되는 제1 데이터 라인;
상기 제2 컬러 화소에 접속되는 제2 데이터 라인;
상기 제3 컬러 화소에 접속되는 제3 데이터 라인;
상기 이미지 센서 화소에 연결되는 리드 아웃 라인(Read out line); 및
상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소에 공통으로 접속되어 공유되는 게이트 라인
을 포함하고,
상기 제1 내지 제3 컬러 화소는 n번째 게이트 라인과 접속되는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터와 접속되는 드라이빙 트랜지스터 및 상기 드라이빙 트랜지스터와 접속되는 표시 소자를 포함하며,
상기 이미지 센서 화소는 상기 n번째 게이트 라인과 접속되는 셀렉 트랜지스터, n-1번째 게이트 라인에 접속되는 리셋 트랜지스터, 상기 셀렉 트랜지스터에 접속되는 소스 팔로워 및 상기 리셋 트랜지스터와 상기 소스 팔로워에 접속되는 포토 다이오드를 포함하고,
상기 n번째 게이트 라인은 n번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터와 접속되는 동시에 n번째 이미지 센서 화소의 셀렉 트랜지스터와 접속되어, 상기 n번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터가 동작될 때, 상기 n번째 이미지 센서 화소의 셀렉 트랜지스터도 동시에 동작되며,
상기 n-1번째 게이트 라인은 n-1번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터와 접속되는 동시에 n번째 이미지 센서 화소의 리셋 트랜지스터와 접속되어, 상기 n-1번째 제1 내지 제3 컬러 화소의 스위칭 트랜지스터가 동작될 때, 상기 n번째 이미지 센서 화소의 리셋 트랜지스터도 동시에 동작되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 화소 어레이는 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 컬러 화소는 제1 행 제1 열에 배치되고, 상기 제2 컬러 화소는 제1 행 제2 열에 배치되며, 상기 제3 컬러 화소는 제1 행 제3 열에 배치되고, 상기 이미지 센서 화소는 제1 행 제4 열에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 화소는 상기 화소 어레이 내에 랜덤하게 배열되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 화소는 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 내에 내장되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 상기 제1 내지 제3 컬러 화소 및 상기 이미지 센서 화소에 접속되는 전원 전압 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 표시 소자는
액정 소자, 발광 소자 및 유기 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 스위칭 트랜지스터 및 드라이빙 트랜지스터 중 적어도 어느 하나는 산화물 반도체 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 포토 다이오드는 N형 산화물 반도체 및 P형 산화물 반도체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 리셋 트랜지스터, 상기 셀렉 트랜지스터 및 상기 소스 팔로워 중 적어도 어느 하나는 산화물 반도체 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 터치를 감지하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 조도를 감지하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
- 제15항에 있어서,
상기 이미지 센서 내장형 디스플레이는 상기 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소를 이용하여 외부 환경의 조도를 감지하고, 상기 적어도 하나 이상의 이미지 센서 화소 각각에서 감지된 조도를 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3 컬러 화소의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 내장형 디스플레이.
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| KR101483025B1 (ko) | 2007-11-01 | 2015-01-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | 이미지센서 내장형 액정표시장치 및 그의 구동 방법 |
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