KR102355515B1 - 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서는, 다수의 센서 화소들과, 상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부와, 상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부와, 상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고, 상기 센서 화소들 중 서로 인접한 두 개의 센서 화소들은 하나의 공통 배선을 공유한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시 예는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 센서를 구현하는 방식으로는 광학 방식, 열감지 방식 및 정전용량 방식 등의 다양한 인식 방식이 알려져 있다. 이 중 정전용량 방식의 터치 센서(capacitive touch sensor)는 사람의 손 또는 물체의 접촉에 따라 정전용량이 변화되는 지점을 검출하여 터치 위치를 파악할 수 있는 것으로서, 멀티 터치의 검출이 용이하고 정확도가 뛰어나 최근 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는 터치 센서를 이용하여 터치 위치뿐만 아니라 지문 및 터치 압력까지 검출함으로써, 사용자에게 다양한 기능을 제공하고자 하였다.
정전용량 방식의 지문 센서는 사람의 손가락이 도전성 감지 전극에 근접할 때 지문의 골(valley)과 융선(ridge) 형상에 따른 정전용량의 변화를 검출함으로써, 지문의 모양(지문 패턴)을 획득할 수 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적인 과제는, 터치 및 지문 감지를 위한 소형화 및 집적화된 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서는, 다수의 센서 화소들과, 상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부와, 상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부와, 상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고, 상기 센서 화소들 중 서로 인접한 두 개의 센서 화소들은 하나의 공통 배선을 공유할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 두 개의 센서 화소들 중 하나의 센서 화소는 한 프레임 기간 중 제1 기간 동안에만 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공하고, 상기 두 개의 센서 화소들 중 나머지 센서 화소는 상기 한 프레임 기간 중 상기 제1 기간과 상이한 제2 기간 동안에만 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 전원 공급부는, 상기 공통 배선들 각각에 제1 공통 전압과, 상기 제1 공통 전압보다 낮은 레벨의 제2 공통 전압을 일정 주기마다 교번하여 공급할 수 있다.
실시 예에 따라, 전원 공급부는, 상기 공통 배선들 중 홀수 번째의 공통 배선들과 짝수 번째의 공통 배선들에 서로 상이한 레벨의 상기 공통 전압을 동시에 공급할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 두 개의 센서 화소들 중 제1 센서 화소는 제j(j는 자연수) 공통 배선 및 제j+1 공통 배선에 연결되고, 상기 두 개의 센서 화소들 중 제2 센서 화소는 상기 제j+1 공통 배선 및 제j+2 공통 배선에 연결될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 전원 공급부는, 한 프레임 기간 중 제1 기간 동안 상기 제j 및 제j+2 공통 배선들에 제1 공통 전압을 공급하고, 상기 제j+1 공통 배선에 상기 제1 공통 전압보다 낮은 레벨의 제2 공통 전압을 공급하며, 상기 한 프레임 기간 중 제2 기간 동안 상기 제j 및 제j+2 공통 배선들에 상기 제1 공통 전압을 공급하고, 상기 제j+1 공통 배선에 상기 제2 공통 전압을 공급할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 센서 화소는 상기 제1 기간 동안 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 출력 신호가 상기 제j 공통 배선을 통해 제공된 경우, 상기 리드 아웃 회로는 상기 제1 센서 화소 상에서 터치가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 출력 신호가 상기 제j+1 공통 배선을 통해 제공된 경우, 상기 리드 아웃 회로는 상기 제1 센서 화소 상에서 터치가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제2 센서 화소는 상기 제2 기간 동안 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 센서 화소들 중 제j 공통 배선, 제j+1 공통 배선, 제i(i는 자연수) 센서 주사선, 및 제i+1 센서 주사선에 연결되는 센서 화소는, 센서 전극과, 게이트 전극이 상기 센서 전극에 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되고, 제2 전극이 제2 노드에 연결되는 제1 트랜지스터와, 게이트 전극이 상기 제i+1 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 제1 노드에 연결되는 제2 트랜지스터와, 게이트 전극이 상기 제i 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 센서 전극에 연결되는 제3 트랜지스터와, 제1 전극이 상기 제2 노드에 연결되고, 게이트 전극과 제2 전극이 상기 제j+1 공통 배선에 연결되는 제4 트랜지스터를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 센서 화소는 상기 센서 전극과 제1 커패시터를 형성하는 커패시터 전극을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 터치가 발생한 경우, 상기 센서 전극은 상기 사용자의 손가락과 제2 커패시터를 형성할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 센서 화소는, 상기 제i+1 센서 주사선에 상기 센서 주사 신호가 공급될 때, 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 센서는, 다수의 센서 화소들과, 상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부와, 상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부와, 상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고, 상기 센서 화소들 중 제j(j는 자연수) 공통 배선, 제j+1 공통 배선, 제i(i는 자연수) 센서 주사선, 및 제i+1 센서 주사선에 연결되는 센서 화소는, 센서 전극과, 게이트 전극이 상기 센서 전극에 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되고, 제2 전극이 제2 노드에 연결되는 제1 트랜지스터와, 게이트 전극이 상기 제i+1 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 제1 노드에 연결되는 제2 트랜지스터와, 게이트 전극이 상기 제i 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 센서 전극에 연결되는 제3 트랜지스터와, 제1 전극이 상기 제2 노드에 연결되고, 게이트 전극과 제2 전극이 상기 제j+1 공통 배선에 연결되는 제4 트랜지스터를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 센서 화소는, 상기 제j 공통 배선으로 제1 공통 전압이 공급되고, 상기 제j+1 공통 배선으로 상기 제1 공통 전압보다 낮은 레벨의 제2 공통 전압이 공급될 때, 활성화되고, 상기 제j 공통 배선으로 상기 제2 공통 전압이 공급되고, 상기 제j+1 공통 배선으로 상기 제1 공통 전압이 공급될 때, 비활성화될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 센서 화소가 활성화되고, 상기 센서 화소 상에 상기 사용자의 터치가 발생한 경우, 상기 출력 신호는 상기 제1, 제2, 및 제4 트랜지스터들을 경유하여 상기 제j 공통 배선을 통해 상기 리드 아웃 회로에 제공될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 센서 화소가 활성화되고, 상기 센서 화소 상에 상기 사용자의 터치가 발생하지 않은 경우, 상기 출력 신호는 상기 제j+1 공통 배선을 통해 상기 리드 아웃 회로에 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 장치는, 영상을 표시하는 표시 화소들과, 상기 표시 화소들 상에 배치되는 다수의 센서 화소들과, 상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부와, 상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부와, 상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고, 상기 센서 화소들 중 서로 인접한 두 개의 센서 화소들은 하나의 공통 배선을 공유할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 의하면, 별도의 공통 전압선과 출력선을 배치하지 않아도 하나의 공통 배선을 통해 공통 전압을 센서 화소에 공급하고, 센서 화소로부터 출력되는 출력 전류를 감지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 의하면, 터치 센서를 구동하는데 필요한 배선의 수를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 터치 센서를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 센서의 일부 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 센서 화소들의 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 커패시터의 정전 용량이 지문의 융선 및 골에 따라 변화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 센서 화소들의 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 센서 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 화소들의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 의한 표시 화소부와 표시 구동부를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 표시 화소의 실시 예를 나타낸 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(10)는 영상을 표시하는 표시 패널(12)과, 표시 패널(12)의 일면 상에 배치된 터치 감지층(11)을 포함할 수 있다.
표시 장치(10)는 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 제공될 수 있다. 표시 장치(10)가 직사각형의 판상으로 제공되는 경우, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 표시 장치(10)는 원형, 곡면 모서리를 포함하는 직사각형 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
표시 패널(12)은 일면 상으로 임의의 시각 정보, 예컨대, 텍스트, 비디오, 사진, 2차원 또는 3차원 영상 등을 표시할 수 있으며, 상기 임의의 시각 정보는 "영상"으로 표시될 수 있다. 상기 표시 패널(12)의 종류는 영상을 표시하는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니다.
터치 감지층(11)은 사용자의 손가락(300)이나 별도의 입력 수단에 의해 발생하는 터치 이벤트를 인식하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 터치 센서는 감지 전극들을 이용하여 터치 및/또는 압력을 감지할 수 있는 것으로 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 터치 센서는 정전 용량 방식이나 압저항 방식 등으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 터치 센서를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 터치 센서의 일부 단면을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 터치 센서(100)는 사용자에 의한 터치를 인식할 수 있다.
예컨대, 터치 센서(100)에 의해 구현 가능한 인식 동작은 터치가 발생한 위치에 대한 식별, 터치된 손가락의 지문 인식, 및 터치 압력에 대한 감지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
터치 센서(100)는 기판(SUB), 센서 화소들(SP), 센서 주사 구동부(110), 리드 아웃 회로(120), 및 전원 공급부(130)를 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 수지(resin) 등과 같은 절연성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(SUB)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예컨대, 기판(SUB)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다만, 기판(SUB)을 구성하는 재료는 다양하게 변경될 수 있으며, 유리 섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber glass reinforced plastic) 등으로도 이루어질 수 있다.
센서 화소들(SP)은 기판(SUB) 상에 위치할 수 있다. 또한, 센서 화소들(SP)은 센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn) 및 공통 배선들(CL1 내지 CLm)과 연결될 수 있다.
센서 화소들(SP)은 센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn)을 통해 센서 주사 신호를 입력받을 수 있다. 센서 화소들(SP)은 터치 상태에 대응하는 소정의 출력 전류를 센서 주사 신호의 공급 기간 동안에 일부의 공통 배선들(CL1 내지 CLm)로 출력할 수 있다.
특히, 센서 화소들(SP) 중 서로 인접한 두 개의 센서 화소열들은 하나의 공통 배선(CL1 내지 CLm 중 어느 하나)을 공유할 수 있다. 이때, 상기 두 개의 센서 화소열들은 동시에 활성화되지 않으며, 공통 전압의 공급에 대응하여 하나의 센서 화소열만 터치 감지를 위해 활성화될 수 있다.
예컨대, 상기 두 개의 센서 화소열들 중 하나의 센서 화소열은 한 프레임 기간 중 제1 기간 동안에만 출력 전류를 리드 아웃 회로(120)에 제공하고, 나머지 센서 화소열은 상기 한 프레임 기간 중 상기 제1 기간과 상이한 제2 기간 동안에만 상기 출력 전류를 상기 리드 아웃 회로(120)에 제공할 수 있다.
센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn)은 기판(SUB) 상에 위치할 수 있으며, 제1 방향(예컨대, x축 방향)으로 연장되어 센서 화소행 단위로 센서 화소들(SP)과 연결될 수 있다.
특히, 센서 화소행들 중 적어도 두 개의 센서 화소행은 동일한 센서 주사선(SSL1 내지 SSLn 중 하나)에 연결될 수 있고, 센서 주사선(SSL1 내지 SSLn 중 하나)으로부터 동시에 센서 주사 신호를 입력받을 수 있다.
공통 배선들(CL1 내지 CLm)은 기판(SUB) 상에 위치할 수 있으며, 제2 방향(예컨대, y축 방항)으로 연장되고 라인 단위로 센서 화소들(SP)과 연결될 수 있다.
특히, 센서 화소열들 중 적어도 두 개의 센서 화소열은 동일한 공통 배선(CL1 내지 CLm 중 하나)에 연결될 수 있고, 공통 배선(CL1 내지 CLm 중 하나)로부터 동시에 공통 전압을 공급받을 수 있다. 즉, 서로 인접한 센서 화소열들은 하나의 공통 배선(CL1 내지 CLm 중 하나)을 공유할 수 있다.
또한, 센서 화소들(SP)은 사용자의 터치에 대응하여 일부의 공통 배선들(CL1 내지 CLm)을 통해 출력 전류를 리드 아웃 회로(120)에 제공할 수 있다.
한편, 공통 배선들(CL1 내지 CLm)의 배치 방향은 다양하게 변경될 수 있으며, 일예로 센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn)과 평행하게 배치될 수도 있다.
센서 주사 구동부(110)는 센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn)을 통해 센서 화소들(SP)로 센서 주사 신호들을 공급할 수 있다.
실시 예에 따라, 센서 주사 구동부(110)는 순차적으로 센서 주사 신호를 센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn)로 출력할 수 있다.
센서 주사 신호는 상기 센서 주사 신호를 공급받는 트랜지스터를 턴-온시킬 수 있는 전압 레벨을 가질 수 있다.
센서 주사 구동부(110)는 기판(SUB) 상에 직접 실장되거나, 연성 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board) 등과 같은 별도의 구성 요소를 통해 기판(SUB)과 연결될 수 있다.
리드 아웃 회로(120)는 센서 화소들(SP)로부터 공통 배선들(CL1 내지 CLm)을 통해 출력 전류를 제공받을 수 있다.
예컨대, 센서 주사 구동부(110)가 순차적으로 센서 주사 신호를 공급하는 경우 센서 화소들(SP)은 라인 단위로 선택되고, 리드 아웃 회로(120)는 선택된 센서 화소들(SP)로부터 공통 배선들(CL1 내지 CLm)을 통해 출력 전류를 차례대로 입력받을 수 있다.
이때, 리드 아웃 회로(120)는 하나의 센서 화소(SP)에 연결된 두 개의 공통 배선들 중 제1 공통 배선으로부터 출력 전류가 공급되면, 해당 센서 화소(SP) 상에서 터치가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
반면, 리드 아웃 회로(120)는 하나의 센서 화소(SP)에 연결된 두 개의 공통 배선들 중 제2 공통 배선으로부터 출력 전류가 공급되면, 해당 센서 화소(SP) 상에서 터치가 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제1 공통 배선은 제1 전압 레벨의 공통 전압(이하, 제1 공통 전압이라 함.)이 공급되는 배선을 의미하고, 제2 공통 배선은 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨의 공통 전압(이하, 제2 공통 전압이라 함.)이 공급되는 배선을 의미한다.
리드 아웃 회로(120)는 판단 결과를 이용하여 센서 화소들(SP) 상에서 발생된 터치의 위치, 상기 터치에 의해 인가된 압력, 및 손가락 지문에 포함된 골(valley)과 융선(ridge) 등에 관한 정보를 생성할 수 있다.
리드 아웃 회로(120)는 기판(SUB) 상에 직접 실장되거나, 연성 회로 기판 등과 같은 별도의 구성 요소를 통해 기판(SUB)과 연결될 수 있다.
전원 공급부(130)는 공통 배선들(CL1 내지 CLm)을 통해 센서 화소들(SP)로 공통 전압을 공급할 수 있다. 이때, 전원 공급부(130)는 공통 배선들(CL1 내지 CLm) 중 일부의 공통 배선들에 제1 공통 전압을 공급하고, 나머지 공통 배선들에 제2 공통 전압을 공급할 수 있다.
예컨대, 전원 공급부(130)는 홀수 번째의 공통 배선들(CL1, CL3, …)에 제1 공통 전압 또는 제2 공통 전압을 공급하고, 짝수 번째의 공통 배선들(CL2, CL4, …)에 제2 공통 전압 또는 제1 공통 전압을 공급할 수 있다. 즉, 전원 공급부(130)는 홀수 번째의 공통 배선들(CL1, CL3, …)과 짝수 번째의 공통 배선들(CL2, CL4, …)에 서로 상이한 레벨의 공통 전압을 동시에 공급할 수 있다.
또한, 전원 공급부는 일정 주기마다 공통 배선들(CL1 내지 CLm) 각각에 제1 공통 전압과, 제2 공통 전압을 일정 주기마다 교번적으로 공급할 수 있다.
예컨대, 전원 공급부(130)는 한 프레임 기간 중 제1 기간 동안 홀수 번째의 공통 배선들(CL1, CL3, …)에 제1 공통 전압을 공급하고, 짝수 번째의 공통 배선들(CL2, CL4, …)에 제2 공통 전압을 공급할 수 있다. 이후, 전원 공급부(130)는 한 프레임 기간 중 제1 기간과 중첩되지 않는 제2 기간 동안 홀수 번째의 공통 배선들(CL1, CL3, …)에 제2 공통 전압을 공급하고, 짝수 번째의 공통 배선들(CL2, CL4, …)에 제1 공통 전압을 공급할 수 있다.
도 2에서는 센서 주사 구동부(110), 리드 아웃 회로(120), 및 전원 공급부(130)를 개별적으로 도시하였으나, 상기 구성 요소들 중 적어도 일부는 필요에 따라 통합될 수 있다.
또한, 센서 주사 구동부(110), 리드 아웃 회로(120), 및 전원 공급부(130)는 칩 온 글래스(Chip On Glass), 칩 온 플라스틱(Chip On Plastic), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package), 칩 온 필름(Chip On Film) 등과 다양한 방식에 의하여 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 센서 화소들의 평면도이다.
도 4에서는 설명의 편의를 위하여 제i 및 제i+1 센서 주사선들(SSLi 및 SSLi+1)과 제j 및 제j+1 공통 배선들(CLj 및 CLj+1)에 연결된 제1 센서 화소(SP1)와, 제i 및 제i+1 센서 주사선들(SSLi 및 SSLi+1)과 제j+1 및 제j+2 공통 배선들(CLj+1 및 CLj+2)에 연결된 제2 센서 화소(SP2)를 도시하기로 한다. (여기서, i및 j는 자연수이다.)
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 제1 및 제2 센서 화소들(SP1 및 SP2) 각각은 센서 전극(240), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 및 커패시터 전극(250)을 포함할 수 있다.
이하, 중복된 설명을 피하기 위해, 제1 센서 화소(SP1)에 포함된 구성들의 연결관계에 대해서만 상세히 설명한다.
제1 트랜지스터(T1)는 제j 공통 배선(CLj)으로 흐르는 출력 전류를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)와 제4 트랜지스터(T4) 사이에 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극(223)과 연결되는 제1 전극(212), 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극(242)과 연결되는 제2 전극(213), 센서 전극(240)과 연결되는 게이트 전극(214), 및 상기 제1 전극(212) 및 상기 제2 전극(213) 사이에 연결되는 반도체층(211)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(214), 제1 전극(212), 및 제2 전극(213)은 각각 컨택홀(CH1, CH2, 및 CH3)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제1 트랜지스터(T1)는 센서 전극(240)의 전위에 대응하여 제j 공통 배선(CLj)으로 출력되는 출력 전류를 제어할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 제j 공통 배선(CLj)과 제1 트랜지스터(T1) 사이에 연결될 수 있다.
예컨대, 제2 트랜지스터(T2)는 제j 공통 배선(CLj)과 연결되는 제1 전극(222), 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(212)과 연결되는 제2 전극(223), 제i+1 센서 주사선(SSLi+1)과 연결되는 게이트 전극(224), 및 상기 제1 전극(222)과 상기 제2 전극(223) 사이에 연결되는 반도체층(221)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극(222) 및 제2 전극(223)은 각각 컨택홀(CH4 및 CH5)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제2 트랜지스터(T2)는 제i+1 센서 주사선(SSLi+1)으로 센서 주사 신호가 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(212)으로는 제1 공통 전압 또는 제2 공통 전압이 인가될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제j 공통 배선(CLj)과 센서 전극(240) 사이에 연결될 수 있다.
예컨대, 제3 트랜지스터(T3)는 제j 공통 배선(CLj)에 연결되는 제1 전극(232), 센서 전극(240)에 연결되는 제2 전극(233), 제i 센서 주사선(SSLi)에 연결되는 게이트 전극(234), 및 상기 제1 전극(232)과 상기 제2 전극(233) 사이에 연결되는 반도체층(231)을 포함할 수 있다.
또한, 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극(232) 및 제2 전극(233)은 각각 컨택홀(CH6, CH7)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제3 트랜지스터(T3)는 제i 센서 주사선(SSLi)으로 센서 주사 신호가 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되는 경우, 센서 전극(240)의 전압은 제1 공통 전압 또는 제2 공통 전압으로 초기화될 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 트랜지스터(T1)과 제j+1 공통 배선(CLj+1) 사이에 연결될 수 있다.
예컨대, 제4 트랜지스터(T4)는 제1 트랜지스터의 제2 전극(213)에 연결되는 제1 전극(242), 제j+1 공통 배선(CLj+1)에 연결되는 제2 전극(243)과 게이트 전극(244), 및 상기 제1 전극(242)과 상기 제2 전극(243) 사이에 연결되는 반도체층(241)을 포함할 수 있다.
또한, 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극(242), 제2 전극(243), 및 게이트 전극(244)은 각각 컨택홀(CH8, CH9, 및 CH10)을 통하여 다른 구성요소와 연결될 수 있다.
따라서, 제4 트랜지스터(T4)는 제1 전극(242)에 제1 공통 전압이 공급되고, 제j+1 공통 배선(CLj+1)으로 제2 공통 전압이 공급되는 경우 턴-온될 수 있다. 즉, 제4 트랜지스터(T4)는 제j 공통 배선(CLj)으로 공급된 제1 공통 전압이 제1 트랜지스터를 경유하여 제1 전극(242)에 공급되고, 제j+1 공통 배선(CLj+1)으로 제2 공통 전압이 공급되는 경우 턴-온될 수 있다.
반면, 제4 트랜지스터(T4)는 제1 전극(242)에 제2 공통 전압이 공급되고, 제j+1 공통 배선(CLj+1)으로 제1 공통 전압이 공급되는 경우 턴-오프될 수 있다. 즉, 제4 트랜지스터(T4)는 제j 공통 배선(CLj)으로 공급된 제2 공통 전압이 제1 트랜지스터를 경유하여 제1 전극(242)에 공급되고, 제j+1 공통 배선(CLj+1)으로 제1 공통 전압이 공급되는 경우 턴-오프될 수 있다.
제4 트랜지스터가 턴-온되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)는 센서 전극(240)의 전위에 대응하여 제j 공통 배선(CLj)으로 출력 전류를 제공할 수 있다.
반면, 제4 트랜지스터가 턴-오프되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)이 센서 전극(240)의 전위에 대응하여 턴-온되더라도 제j 공통 배선(CLj)으로 출력 전류가 제공되지 않는다.
커패시터 전극(250)은 센서 전극(240)과 중첩하여 위치할 수 있으며, 이에 따라 센서 전극(240)과 함께 제1 커패시터를 형성할 수 있다.
또한, 커패시터 전극(250)은 제i 센서 주사선(SSi)과 연결될 수 있다. 예컨대, 커패시터 전극(250)은 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(224)를 통해 제i 센서 주사선(SSi)과 연결될 수 있다.
이때, 커패시터 전극(250)과 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(224)은 제i 센서 주사선(SSi)과 동일 물질로 형성될 수 있다.
센서 전극(240)은 커패시터 전극(250)과 커패시터를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 손가락 등의 터치에 대응하여 커패시터를 형성할 수 있다.
또한, 센서 전극(240)은 도전성 재료를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 도전성 재료는 금속, 이들의 합금, 도전성 고분자, 및 투명 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 금속은 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 및 납 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 도전성 고분자는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물, 및 이들의 혼합물 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 상기 도전성 고분자는 PEDOT/PSS 화합물로 이루어진 폴리티오펜계가 사용될 수 있다.
예컨대, 상기 투명 도전성 물질은 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 및 그래핀 (graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 제1 센서 화소(SP1)와 제2 센서 화소(SP2)는 제j+1 공통 배선(CLj+1)을 공유할 수 있다. 즉, 제1 센서 화소(SP1)의 제4 트랜지스터(T4)와, 제2 센서 화소(SP2)의 제2 및 제3 트랜지스터(T2 및 T3)는 제j+1 공통 배선(CLj+1)과 연결될 수 있다. 따라서, 제j+1 공통 배선(CLj+1)으로 제1 공통 전압 또는 제2 공통 전압기 공급될 때, 제1 센서 화소(SP1)와 제2 센서 화소(SP2)는 동시에 제1 공통 전압 또는 제2 공통 전압을 공급받을 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 커패시터의 정전 용량이 지문의 융선 및 골에 따라 변화하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 5a에서는 센서 화소(SP) 상에 손가락(300)의 융선(310)이 위치한 경우를 도시하였고, 도 5b에서는 센서 화소(SP) 상에 손가락(300)의 골(320)이 위치한 경우를 도시하였다.
도 5a 및 도 5b를 참고하면, 센서 전극(240)과 커패시터 전극(250)은 제1 커패시터(C1)를 형성할 수 있다. 센서 전극(240)과 커패시터 전극(250)은 서로 이격되어 위치할 수 있으며, 그 사이에는 적어도 하나의 절연층(미도시)이 위치할 수 있다.
또한, 지문 인식을 위해 사용자의 손가락(300)이 센서 화소(SP) 상에 위치하는 경우, 센서 전극(240)과 손가락(300)은 제2 커패시터(C2)를 형성할 수 있다.
이때, 제2 커패시터(C2)는 가변 커패시터로서, 제2 커패시터(C2)의 정전 용량은 센서 전극(240) 상에 지문의 융선(310) 또는 골(320)이 위치하는지 여부에 따라 변화될 수 있다.
즉, 융선(310)과 센서 전극(240)의 거리는 골(320)과 센서 전극(240) 사이의 거리보다 짧으므로, 도 5a와 같이 융선(310)이 센서 전극(240) 상에 위치한 경우의 제2 커패시터(C2)의 정전 용량과, 도 5b와 같이 골(320)이 센서 전극(240) 상에 위치한 경우의 제2 커패시터(C2)의 정전 용량은 서로 상이할 수 있다.
제2 커패시터(C2)의 정전 용량의 변화는 센서 화소(SP)의 출력 전류에 영향을 미치게 되므로, 리드 아웃 회로(120)는 출력 전류의 변화량을 감지하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 센서 화소들의 실시 예를 나타낸 회로도이고, 도 7은 도 6에 도시된 센서 화소들의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6에서는 설명의 편의를 위해 제i 및 제i+1 센서 주사선들(SSLi 및 SSLi+1)과 제j 및 제j+1 공통 배선들(CLj 및 CLj+1)에 연결된 제1 센서 화소(SP1)와, 제i 및 제i+1 센서 주사선들(SSLi 및 SSLi+1)과 제j+1 및 제j+2 공통 배선들(CLj+1 및 CLj+2)에 연결된 제2 센서 화소(SP2)를 도시하기로 한다.
또한, 도 7에서는 1번째 센서 주사선(SSL1)에 공급되는 제1 센서 주사 신호(SS1) 내지 n번째 센서 주사선(SSLn)에 공급되는 제n 센서 주사 신호(SSn)를 도시하였고, 홀수번째 공통 배선들(CL1, CL3, …)에 공급되는 공통 전압(CLodd)과 짝수번째 공통 배선들(CL2, CL4, …)에 공급되는 공통 전압(CLeven)을 도시하였다.
제1 및 제2 센서 화소들(SP1 및 SP2) 각각은 제1 커패시터(C1), 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 및 제4 트랜지스터(T4)를 포함할 수 있다.
이하, 중복된 설명을 피하기 위해, 제1 센서 화소(SP1)에 포함된 구성들의 연결관계에 대해서만 상세히 설명한다.
앞서 살펴본 바와 같이, 제1 커패시터(C1)는 제3 노드(N3)에 연결된 센서 전극(240)과 제i+1 센서 주사선(SSLi+1)에 연결된 커패시터 전극(250)에 의해 형성될 수 있다.
또한, 제2 커패시터(C2)는 가변 커패시터로서, 앞서 살펴본 바와 같이 센서 전극(240)과 사용자의 손가락(300)에 의해 형성될 수 있다. 이때, 제2 커패시터(C2)의 정전용량은 센서 전극(240)과 손가락(300) 사이의 거리, 센서 전극(240) 상에 지문의 골 또는 융선이 위치하는지 여부, 터치에 의한 압력의 세기 등에 따라 변화될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)와 연결되는 제1 전극, 제2 노드(N2)와 연결되는 제2 전극, 및 제3 노드(N3)와 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 제j 공통 배선(CLj)과 연결되는 제1 전극, 제1 노드(N1)와 연결되는 제2 전극, 및 제i+1 센서 주사선(SSLi+1)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제j 공통 배선(CLj)과 연결되는 제1 전극, 제3 노드(N3)와 연결되는 제2 전극, 및 제i 센서 주사선(SSLi)과 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제2 노드(N2)와 연결되는 제1 전극과, 제j+1 공통 배선(CLj+1)과 연결되는 제2 전극 및 게이트 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 노드(N1)는 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극이 공통적으로 접속되는 노드이며, 제2 노드(N2)는 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극이 공통적으로 접속되는 노드이며, 제3 노드(N3)는 센서 전극(240), 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극, 및 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극이 공통적으로 접속되는 노드이다.
여기서, 트랜지스터들(T1, T2, T3, 및 T4)의 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 트랜지스터들(T1, T2, T3, 및 T4)의 제2 전극은 제1 전극과 다른 전극으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극이 소스 전극으로 설정되면 제2 전극은 드레인 전극으로 설정될 수 있다.
또한, 도 6에서는 예시적으로 트랜지스터들(T1, T2, T3, 및 T4)을 PMOS 트랜지스터로 도시하였으나, 다른 실시 예에서는 트랜지스터들(T1, T2, T3, 및 T4)은 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
도 7을 참조하면, 한 프레임 기간(1 FRAME) 중 제1 기간(PD1) 및 제2 기간(PD2) 동안 공급되는 제1 센서 주사 신호(SS1) 내지 제n 센서 주사 신호(SSn)와, 홀수번째 공통 배선들(CL1, CL3, …)에 공급되는 공통 전압(CLodd)과, 짝수번째 공통 배선들(CL2, CL4, …)에 공급되는 공통 전압(CLeven)이 도시되어 있다.
여기서, 한 프레임 기간(1 FRAME)은 센서 화소들 전체에 센서 주사 신호(SS1 내지 SSn)가 적어도 2번 공급되는 기간을 의미하거나, 표시 패널(12)에 공급되는 수직 동기신호의 한 주기에 대응되는 기간을 의미할 수 있다.
제1 내지 제n 센서 주사선들(SSL1 내지 SSLn)에는 제1 기간(PD1) 동안 1번째 제1 내지 제n 센서 주사 신호(SS1 내지 SSn)가 순차적으로 공급될 수 있고, 제1 기간(PD1)과 중첩되지 않는 제2 기간(PD2) 동안 반복하여 제1 내지 제n 센서 주사 신호(SS1 내지 SSn)가 공급될 수 있다.
그리고, 홀수번째 공통 배선들(CL1, CL3, …)에는 제1 기간(PD1) 동안 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급되고, 제2 기간(PD2) 동안 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLodd)이 공급될 수있다.
그리고, 짝수번째 공통 배선들(CL2, CL4, …)에는 제1 기간(PD1) 동안 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급되고, 제2 기간(PD2) 동안 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLeven)이 공급될 수 있다.
이에 따라, 제1 기간(PD1) 동안 홀수번째 센서 화소열의 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극 및 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급되고, 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급될 수 있다.
그리고, 제1 기간(PD1) 동안 짝수번째 센서 화소열의 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극 및 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급되고, 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급될 수 있다.
이하, 제1 센서 화소(SP1)가 홀수번째 센서 화소열에 위치하고, 제2 센서 화소(SP2)가 짝수번째 센서 화소열에 위치한 것으로 가정하고, 제1 센서 화소(SP1)와 제2 센서 화소(SP2)의 동작을 설명한다.
제1 기간(PD1) 동안 제i 센서 주사 신호(SSi)가 공급되면, 제1 센서 화소(SP1)의 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되어 제3 노드(N3)는 제1 전압 레벨(V1)로 초기화될 수 있다. 또한, 제2 센서 화소(SP2)의 제3 트랜지스터(T3)도 턴-온되어 제3 노드(N3)는 제2 전압 레벨(V2)로 초기화될 수 있다.
이후, 제1 기간(PD1) 동안 제i+1 센서 주사 신호(SSi+1)가 공급되면, 제1 센서 화소(SP1)의 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되어 제1 노드(N1)에 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급될 수 있다. 또한, 제2 센서 화소(SP2)의 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되어 제1 노드(N1)에 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급될 수 있다.
이때, 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전압(제3 노드(N3)에 인가된 전압)에 대응하여 출력되는 출력 전류의 공급을 제어할 수 있으며, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압은 하기와 같은 수식에 따라 결정될 수 있다.
Vg = {CA2/(CA1+CA2)}*Vs
여기서, Vg는 게이트 전압이고, CA1은 제1 커패시터(C1)의 정전 용량이고, CA2는 제2 커패시터(C2)의 정전 용량이고, Vs는 i+1번째 센서 주사선(SSLi+1)에 공급된 제i+1 센서 주사 신호(SSi+1)의 전압 변화량이다.
사용자에 의해 터치가 발생된 경우, 상기 수식에 의해 제1 트랜지스터(T1)는 턴온될 수 있다. 반면, 사용자에 의해 터치가 발생되지 않은 경우, 상기 수식에 의해 제1 트랜지스터(T1)는 턴-오프될 수 있다.
제1 기간(PD1) 동안 제1 센서 화소(SP1)의 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되는 경우, 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급될 수 있다. 또한, 제2 센서 화소(SP2)의 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되는 경우, 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급될 수 있다.
이때, 제1 센서 화소(SP1)의 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급되고, 제2 전극 및 게이트 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급되기 때문에, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온될 수 있다. 이러한 경우, 출력 전류는 제4, 제1, 및 제2 트랜지스터(T4, T1, 및 T2)를 경유하여 제j 공통 배선(CLj)으로 제공될 수 있다.
반면, 제2 센서 화소(SP2)의 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLeven)이 공급되고, 제2 전극 및 게이트 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLodd)이 공급되기 때문에, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-오프될 수 있다. 이러한 경우, 제2 센서 화소(SP2)는 리드 아웃 회로(120)에 출력 전류를 제공할 수 없다.
이와 같이, 제1 기간(PD1) 동안 홀수번째 센서 화소열은 터치 감지를 위해 활성화될 수 있지만, 짝수번째 센서 화소열은 비활성화될 수 있다.
이후, 제2 기간(PD2) 동안 홀수번째 센서 화소열의 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극 및 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLodd)이 공급되고, 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLeven)이 공급될 수 있다.
그리고, 제2 기간(PD2) 동안 짝수번째 센서 화소열의 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극 및 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압(CLeven)이 공급되고, 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압(CLodd)이 공급될 수 있다.
제1 센서 화소(SP1)는 제1 기간 동안의 제2 센서 화소(SP2)와 동일한 동작을 수행하며, 제2 센서 화소(SP2)는 제1 기간 동안의 제1 센서 화소(SP1)와 동일한 동작을 수행할 수 있으며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
결국, 제2 기간(PD1) 동안 홀수번째 센서 화소열들은 비활성화되며, 짝수번째 센서 화소열들은 터치 감지를 위해 활성화될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서(100)는 한 프레임 기간(1 FRAME)의 제1 기간(PD1) 동안 홀수번째 센서 화소열들을 활성화시킬 수 있고, 제2 기간(PD2) 동안 짝수번째 센서 화소열들을 활성화시킬 수 있다.
한편, 도 7에서는 한 프레임 기간(1 FRAME) 중 제1 기간(PD1)이 제2 기간(PD2)보다 선행하는 실시 예를 도시하였으나 이에 한정되지 않으며, 제2 기간(PD2)이 제1 기간(PD1)보다 선행될 수 있다. 즉, 한 프레임 기간(1 FRAME) 중 짝수번째 센서 화소열들이 먼저 활성화되고, 이후에 홀수번째 센서 화소열들이 활성화될 수 있다.
또한, 도 7에서는 한 프레임 기간(1 FRAME) 내에 제1 기간(PD1)과 제2 기간(PD2) 각각이 1회 존재하는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않으며, 제1 기간과 제2 기간(PD2)은 한 프레임 기간(1 FRAME) 동안 복수회 존재할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 화소들의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 8을 참조하면, 공통적으로 제1 및 제2 센서 주사선들(SSL1 및 SSL2)에 연결되는 제1 내지 제4 센서 화소들(SP1 내지 SP4)이 도시되어 있다. 제1 센서 화소(SP1)는 제1 및 제2 공통 배선들(CL1 및 CL2)에 연결되며, 제2 센서 화소(SP1)는 제2 및 제3 공통 배선들(CL2 및 CL3)에 연결되며, 제3 센서 화소(SP3)는 제3 및 제4 공통 배선들(CL3 및 CL4)에 연결되며, 제4 센서 화소(SP4)는 제4 및 제5 공통 배선들에 연결된다.
그리고, 제1, 제3, 및 제5 공통 배선들(CL1, CL3, 및 CL5)에는 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압이 공급되고, 제2 및 제4 공통 배선들(CL2 및 CL4)에는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압이 공급될 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제3 센서 화소들(SP1 내지 SP3)은 터치 감지를 위해 활성화되지만, 제2 및 제4 센서 화소들(SP1 및 SP2)은 비활성화될 수 있다.
도 8에서는 사용자의 터치 발생 여부에 따라 변화되는 출력 전류의 경로를 설명하기 위해 화살표를 도시하였다. 이하, 제1 센서 화소(SP1) 상에서 터치가 발생하지 않은 경우와 제3 센서 화소(SP3) 상에서 터치가 발생한 경우를 구분하여 설명한다. 하지만, 이와 같은 실시 예는 설명의 편의를 위한 일 예시일뿐 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 리드 아웃 회로(120)는 활성화된 센서 화소의 제2 및 제3 트랜지스터들(T2 및 T3)과 연결된 공통 배선으로부터 출력 전류를 공급받는 경우, 해당 센서 화소 상에서 터치가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 리드 아웃 회로(120)는 활성화된 센서 화소의 제4 트랜지스터(T4)와 연결된 공통 배선으로부터 출력 전류를 공급받는 경우, 해당 센서 화소 상에서 터치가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 즉, 리드 아웃 회로(120)는 활성화된 센서 화소의 제4 트랜지스터(T4)와 연결된 공통 배선으로부터 출력 전류가 제공되는지 여부에 따라 터치의 발생 여부를 판단할 수 있다.
먼저, 제1 센서 화소(SP1)의 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 제2 센서 주사 신호(SS2)가 공급되더라도 제1 센서 화소(SP1) 상에서 터치가 발생하지 않았기 때문에, 제1 트랜지스터(T1)는 턴-오프된다. 따라서, 제1 센서 화소(SP1)의 출력 전류는 제1 트랜지스터(T1)를 경유하지 않고, 제2 공통 배선(CL2)을 통해 리드 아웃 회로(120)에 제공된다.
그리고, 제3 센서 화소(SP3)의 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 제2 센서 주사 신호(SS2)가 공급되면, 제3 센서 화소(SP3) 상에서 터치가 발생하였기 때문에, 제1 트랜지스터(T1)는 턴-온된다. 따라서, 제3 센서 화소(SP3)의 출력 전류는 제4, 제1, 및 제2 트랜지스터(T4, T1, 및 T2)를 경유하여 제3 공통 배선(CL3)으로 제공된다.
결국, 리드 아웃 회로(120)는 활성화된 제1 및 제3 센서 화소들(SP1 및 SP3) 중 제1 센서 화소(SP1) 상에서 터치가 발생하지 않고, 제3 센서 화소(SP3) 상에서 터치가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a 및 도 9b에서는 제1 내지 제9 센서 주사선들(SSL1 내지 SSL9), 제1 내지 제9 공통 배선들(CL1 내지 CL9), 8×8 매트릭스 구조의 센서 화소들(SP)이 도시되어 있다. 이는 설명의 편의를 위해 도 2에 도시된 터치 센서(100)를 개념적으로 도시한 것으로서, 제1 내지 제9 센서 주사선들(SSL1 내지 SSL9), 제1 내지 제9 공통 배선들(CL1 내지 CL9), 8×8 매트릭스 구조의 센서 화소들(SP) 각각의 개수, 배치 등이 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형 실시될 수 있다.
한편, 일부의 센서 화소(SP)를 흑색으로 표시하였으나, 이는 단지 활성화된 센서 화소를 설명하기 위해 표시한 것 일뿐, 특정한 의미를 내포하지 않는다.
도 9a를 참조하면, 센서 주사 구동부(110)는 제1 내지 제9 센서 주사선들(SSL1 내지 SSA9)을 통해 센서 화소들(SP)과 연결될 수 있고, 리드 아웃 회로(120)와 전원 공급부(130)는 제1 내지 제9 공통 배선들(CL1 내지 CL9)을 통해 센서 화소들(SP)과 연결될 수 있다.
또한, 서로 인접한 센서 화소열들은 하나의 공통 배선을 공유할 수 있다. 예컨대, 첫번째 센서 화소열과 두번째 센서 화소열은 제2 공통 배선(CL2)에 공통적으로 연결될 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 홀수번째 공통 배선들(CL1, CL3, …, CL9)에 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압이 공급되고, 짝수번째 공통 배선들(CL2, CL4, …, CL8)에 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압이 공급되면, 홀수번째 센서 화소들은 터치 감지를 위해 활성화될 수 있고, 짝수번째 센서 화소들은 비활성화될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 홀수번째 공통 배선들(CL1, CL3, …, CL9)에 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압이 공급되고, 짝수번째 공통 배선들(CL2, CL4, …, CL8)에 제1 전압 레벨(V1)의 공통 전압이 공급되면, 홀수번째 센서 화소들은 비활성될 수 있고, 짝수번째 센서 화소들은 터치 감지를 위해 활성화될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서(100)는 공통 배선들에 제1 전압 레벨(V1) 또는 제2 전압 레벨(V2)의 공통 전압을 선택적으로 공급하여 센서 화소(SP)의 활성화를 제어할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 의한 표시 화소부와 표시 구동부를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패널(12)은 표시 화소부(500)와 표시 구동부(400)를 포함할 수 있다.
표시 화소부(500)는 다수의 표시 화소들(DP)을 포함할 수 있다.
표시 화소들(DP)은 데이터선들(D1 내지 Dq) 및 표시 주사선들(DS1 내지 DSp)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 표시 화소들(DP)은 데이터선들(D1 내지 Dq)과 표시 주사선들(DS1 내지 DSp)의 교차 영역에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
또한, 각 표시 화소들(DP)은 데이터선들(D1 내지 Dq) 및 표시 주사선들(DS1 내지 DSp)을 통해 데이터 신호 및 표시 주사 신호를 공급받을 수 있다.
표시 화소들(DP)은 발광 소자(예를 들어, 유기발광 다이오드)를 포함할 수 있으며, 제1 전원(ELVDD)으로부터 발광 소자를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 흐르는 전류에 의해, 데이터 신호에 대응하는 빛을 생성할 수 있다.
표시 구동부(400)는 주사 구동부(410), 데이터 구동부(420) 및 타이밍 제어부(450)를 포함할 수 있다.
주사 구동부(410)는 주사 구동부 제어신호(SCS)에 응답하여 표시 주사선들(DS1 내지 DSp)에 표시 주사 신호들을 공급할 수 있다. 예컨대, 주사 구동부(410)는 표시 주사선들(DS1 내지 DSp)에 표시 주사 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.
표시 주사선들(DS1 내지 DSp)과의 연결을 위하여, 주사 구동부(410)는 기판 상에 직접 실장되거나, 연성 회로 기판 등과 같은 별도의 구성 요소를 통해 기판(100)과 연결될 수 있다.
데이터 구동부(420)는 타이밍 제어부(450)로부터 데이터 구동부 제어신호(DCS)와 영상 데이터(DATA)를 입력받아, 데이터 신호를 생성할 수 있다.
데이터 구동부(420)는 생성된 데이터 신호를 데이터선들(D1 내지 Dq)에 공급할 수 있다.
데이터선들(D1 내지 Dq)과의 연결을 위하여, 데이터 구동부(420)는 기판 상에 직접 실장되거나, 연성 회로 기판 등과 같은 별도의 구성 요소를 통해 기판과 연결될 수 있다.
특정 표시 주사선으로 표시 주사 신호가 공급되면, 상기 특정 표시 주사선과 연결된 일부의 표시 화소들(DP)은 데이터선들(D1 내지 Dq)로부터 전달되는 데이터 신호를 공급받을 수 있으며, 상기 일부의 표시 화소들(DP)은 공급받은 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
타이밍 제어부(450)는 주사 구동부(410)와 데이터 구동부(420)를 제어하기 위한 제어신호들을 생성할 수 있다.
예컨대, 상기 제어신호들은 주사 구동부(410)를 제어하기 위한 주사 구동부 제어신호(SCS)와, 데이터 구동부(420)를 제어하기 위한 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 포함할 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(450)는 주사 구동부 제어신호(SCS)를 주사 구동부(410)로 공급하고, 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(420)로 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(450)는 데이터 구동부(420)의 사양에 맞게 영상 데이터(DATA)를 변환하여, 데이터 구동부(420)로 공급할 수 있다.
도 10에서는 주사 구동부(410), 데이터 구동부(420), 및 타이밍 제어부(450)를 개별적으로 도시하였으나, 상기 구성 요소들 중 적어도 일부는 필요에 따라 통합될 수 있다.
또한, 주사 구동부(410), 데이터 구동부(420), 및 타이밍 제어부(450)는 칩 온 글래스(Chip On Glass), 칩 온 플라스틱(Chip On Plastic), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package), 칩 온 필름(Chip On Film) 등과 다양한 방식에 의하여 설치될 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 표시 화소의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 11에서는 설명의 편의를 위하여 제p 표시 주사선(DSp) 및 제q 데이터선(Dq)과 접속된 표시 화소(DP)를 도시하기로 한다.
도 11을 참조하면, 표시 화소(DP)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 제q 데이터선(Dq) 및 제p 표시 주사선(DSp)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로(PC)를 포함할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 화소 회로(PC)에 접속되고, 캐소드 전극은 제2 전원(ELVSS)에 접속될 수 있다.
이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소 회로(PC)로부터 공급되는 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성할 수 있다.
화소 회로(PC)는 제p 표시 주사선(DSp)으로 표시 주사 신호가 공급될 때 제q 데이터선(Dq)으로 공급되는 데이터 신호를 저장할 수 있으며, 상기 저장된 데이터 신호에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어할 수 있다.
예컨대, 화소 회로(PC)는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 제q 데이터선(Dq)과 제2 트랜지스터(M2) 사이에 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 트랜지스터(M1)는 게이트 전극이 제p 표시 주사선(DSp)에 접속되고, 제1 전극은 제q 데이터선(Dq)에 접속되며, 제2 전극은 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 접속될 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 제p 표시 주사선(DSp)으로부터 표시 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어, 제q 데이터선(Dq)으로부터의 데이터 신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급할 수 있다.
이 때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 신호에 대응되는 전압을 충전할 수 있다.
제2 트랜지스터(M2)는 제1 전원(ELVDD)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제2 트랜지스터(M2)는 게이트 전극이 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극 및 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극에 연결되고, 제1 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극 및 제1 전원(ELVDD)에 연결되며, 제2 전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결될 수 있다.
이와 같은 제2 트랜지스터(M2)는 구동 트랜지스터로서, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어할 수 있다.
이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제2 트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성할 수 있다.
여기서, 트랜지스터들(M1 및 M2)의 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 트랜지스터들(M1 및 M2)의 제2 전극은 제1 전극과 다른 전극으로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 전극이 소스 전극으로 설정되면 제2 전극은 드레인 전극으로 설정될 수 있다.
또한, 도 11에서는 예시적으로 트랜지스터들(M1 및 M2)이 PMOS 트랜지스터인 것으로 도시하였으나, 다른 실시 예에서는 트랜지스터들(M1 및 M2)이 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 표시 장치
11: 터치 감지층
12: 표시 패널
100: 터치 센서
110: 센서 주사 구동부
120: 리드 아웃 회로
130: 전원 공급부
400: 표시 구동부
410: 주사 구동부
420: 데이터 구동부
450: 타이밍 제어부
500: 표시 화소부

Claims (20)

  1. 다수의 센서 화소들;
    상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부;
    상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고,
    상기 센서 화소들 중 서로 인접한 두 개의 센서 화소들은 하나의 공통 배선을 공유하는 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 두 개의 센서 화소들 중 하나의 센서 화소는 한 프레임 기간 중 제1 기간 동안에만 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공하고,
    상기 두 개의 센서 화소들 중 나머지 센서 화소는 상기 한 프레임 기간 중 상기 제1 기간과 상이한 제2 기간 동안에만 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공하는 터치 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 공통 배선들 각각에 제1 공통 전압과, 상기 제1 공통 전압보다 낮은 레벨의 제2 공통 전압을 일정 주기마다 교번하여 공급하는 터치 센서.
  4. 제1항에 있어서, 전원 공급부는,
    상기 공통 배선들 중 홀수 번째의 공통 배선들과 짝수 번째의 공통 배선들에 서로 상이한 레벨의 상기 공통 전압을 동시에 공급하는 터치 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 두 개의 센서 화소들 중 제1 센서 화소는 제j(j는 자연수) 공통 배선 및 제j+1 공통 배선에 연결되고,
    상기 두 개의 센서 화소들 중 제2 센서 화소는 상기 제j+1 공통 배선 및 제j+2 공통 배선에 연결되는 터치 센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    한 프레임 기간 중 제1 기간 동안 상기 제j 및 제j+2 공통 배선들에 제1 공통 전압을 공급하고, 상기 제j+1 공통 배선에 상기 제1 공통 전압보다 낮은 레벨의 제2 공통 전압을 공급하며,
    상기 한 프레임 기간 중 제2 기간 동안 상기 제j 및 제j+2 공통 배선들에 상기 제1 공통 전압을 공급하고, 상기 제j+1 공통 배선에 상기 제2 공통 전압을 공급하는 터치 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기간과 상기 제2 기간은 서로 중첩되지 않는 터치 센서.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 센서 화소는 상기 제1 기간 동안 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공하는 터치 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 출력 신호가 상기 제j 공통 배선을 통해 제공된 경우, 상기 리드 아웃 회로는 상기 제1 센서 화소 상에서 터치가 발생한 것으로 판단하는 터치 센서.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 출력 신호가 상기 제j+1 공통 배선을 통해 제공된 경우, 상기 리드 아웃 회로는 상기 제1 센서 화소 상에서 터치가 발생하지 않은 것으로 판단하는 터치 센서.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제2 센서 화소는 상기 제2 기간 동안 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공하는 터치 센서.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 센서 화소들 중 제j 공통 배선, 제j+1 공통 배선, 제i(i는 자연수) 센서 주사선, 및 제i+1 센서 주사선에 연결되는 센서 화소는,
    센서 전극;
    게이트 전극이 상기 센서 전극에 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되고, 제2 전극이 제2 노드에 연결되는 제1 트랜지스터;
    게이트 전극이 상기 제i+1 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 제1 노드에 연결되는 제2 트랜지스터;
    게이트 전극이 상기 제i 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 센서 전극에 연결되는 제3 트랜지스터; 및
    제1 전극이 상기 제2 노드에 연결되고, 게이트 전극과 제2 전극이 상기 제j+1 공통 배선에 연결되는 제4 트랜지스터를 포함하는 터치 센서.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센서 화소는 상기 센서 전극과 제1 커패시터를 형성하는 커패시터 전극을 더 포함하는 터치 센서.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 터치가 발생한 경우, 상기 센서 전극은 사용자의 손가락과 제2 커패시터를 형성하는 터치 센서.
  15. 제12항에 있어서, 상기 센서 화소는,
    상기 제i+1 센서 주사선에 상기 센서 주사 신호가 공급될 때, 상기 출력 신호를 상기 리드 아웃 회로에 제공하는 터치 센서.
  16. 다수의 센서 화소들;
    상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부;
    상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고,
    상기 센서 화소들 중 제j(j는 자연수) 공통 배선, 제j+1 공통 배선, 제i(i는 자연수) 센서 주사선, 및 제i+1 센서 주사선에 연결되는 센서 화소는,
    센서 전극;
    게이트 전극이 상기 센서 전극에 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되고, 제2 전극이 제2 노드에 연결되는 제1 트랜지스터;
    게이트 전극이 상기 제i+1 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 제1 노드에 연결되는 제2 트랜지스터;
    게이트 전극이 상기 제i 센서 주사선에 연결되고, 제1 전극이 상기 제j 공통 배선에 연결되고, 제2 전극이 상기 센서 전극에 연결되는 제3 트랜지스터; 및
    제1 전극이 상기 제2 노드에 연결되고, 게이트 전극과 제2 전극이 상기 제j+1 공통 배선에 연결되는 제4 트랜지스터를 포함하는 터치 센서.
  17. 제16항에 있어서, 상기 센서 화소는,
    상기 제j 공통 배선으로 제1 공통 전압이 공급되고, 상기 제j+1 공통 배선으로 상기 제1 공통 전압보다 낮은 레벨의 제2 공통 전압이 공급될 때, 활성화되고,
    상기 제j 공통 배선으로 상기 제2 공통 전압이 공급되고, 상기 제j+1 공통 배선으로 상기 제1 공통 전압이 공급될 때, 비활성화되는 터치 센서.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 센서 화소가 활성화되고, 상기 센서 화소 상에 사용자의 터치가 발생한 경우, 상기 출력 신호는 상기 제1, 제2, 및 제4 트랜지스터들을 경유하여 상기 제j 공통 배선을 통해 상기 리드 아웃 회로에 제공되는 터치 센서.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 센서 화소가 활성화되고, 상기 센서 화소 상에 사용자의 터치가 발생하지 않은 경우, 상기 출력 신호는 상기 제j+1 공통 배선을 통해 상기 리드 아웃 회로에 제공되는 터치 센서.
  20. 영상을 표시하는 표시 화소들;
    상기 표시 화소들 상에 배치되는 다수의 센서 화소들;
    상기 센서 화소들에 센서 주사선들을 통해 센서 주사 신호를 공급하는 센서 주사 구동부;
    상기 센서 화소들에 공통 배선들을 통해 공통 전압을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 공통 배선들을 통해 상기 센서 화소들과 연결되며, 상기 공통 배선들을 통해 출력되는 출력 신호를 이용하여 터치를 감지하는 리드 아웃 회로를 포함하고,
    상기 센서 화소들 중 서로 인접한 두 개의 센서 화소들은 하나의 공통 배선을 공유하는 표시 장치.
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