KR102482800B1 - 구동 회로, 표시패널 및 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예들은 액티브 영역에서 지문 센싱이 가능한 표시패널 및 표시장치에 관한 것으로서, 디스플레이 구동 기간에 지문 센싱 영역의 서브픽셀로 데이터 전압을 공급하고 디스플레이 구동 기간에 공급된 데이터 전압을 이용하여 전압 차를 형성한 후 지문 센싱 기간에서 광 노출에 의한 전압 변동을 유도함으로써, 지문 센싱 기간을 단축시키며 액티브 영역의 모든 영역에서 지문 센싱이 가능한 표시패널과 표시장치를 제공한다.

Description

구동 회로, 표시패널 및 표시장치{DRIVING CIRCUIT, DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE}

본 발명의 실시예들은 구동 회로, 표시패널 및 표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 표시장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 유형의 표시장치가 제공되고 있다.

이러한 표시장치는 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 표시패널에 대한 사용자의 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.

또한, 표시장치는 사용자의 생체 정보를 이용한 입력 처리 기능을 제공하기 위하여, 표시패널에 대한 사용자의 지문을 센싱하고 사용자의 식별 및 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.

이러한 지문 인식이 가능한 표시장치는, 일 예로, 표시패널에서 영상이 표시되지 않는 베젤 영역(논-액티브 영역)에 지문 센서를 배치하고, 사용자의 지문을 인식하여 입력 처리를 수행할 수 있다. 이러한 경우, 지문 센서가 배치됨에 따라 표시패널의 베젤 영역이 넓어지고 영상이 표시되는 영역(액티브 영역)이 좁아지는 문제점이 존재한다.

따라서, 표시패널의 액티브 영역에서 사용자의 지문을 센싱할 수 있는 방안에 대한 요구가 존재한다.

그러나, 지문 센싱을 위해서는 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해할 수 있어야 하므로 높은 해상도와 센싱 감도가 요구되어, 표시패널의 액티브 영역 내에서 지문 센싱 기능을 제공하는 데 많은 어려움이 존재한다.

본 발명의 실시예들의 목적은, 표시패널의 액티브 영역에서 사용자의 지문을 센싱하고 센싱된 지문을 기반으로 입력 처리를 수행할 수 있는 지문 센싱 회로, 표시패널 및 표시장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예들의 목적은, 표시패널의 액티브 영역에서 지문 센싱을 수행함에 따른 디스플레이 구동 또는 터치 센싱을 수행하는 기간의 감소를 최소화할 수 있는 지문 센싱 회로, 표시패널 및 표시장치를 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인들, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 서브픽셀들이 배치된 표시패널과, 다수의 서브픽셀들로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로와, 다수의 서브픽셀들 중 적어도 둘 이상의 서브픽셀들로 광을 공급하는 광원과, 다수의 데이터 라인들 중 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 통해 지문을 감지하는 지문 센싱 회로를 포함하는 표시장치를 제공한다.

이러한 표시장치에서, 다수의 서브픽셀들 중 적어도 둘 이상의 서브픽셀들 각각은, 픽셀 전극과, 데이터 라인 및 픽셀 전극과 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터와, 스위칭 트랜지스터의 소스 노드와 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결된 광 센서를 포함할 수 있다.

여기서, 데이터 구동 회로는, 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 영역에 배치된 둘 이상의 서브픽셀로 제1 데이터 전압을 공급하고 지문 센싱 영역에 배치된 둘 이상의 서브픽셀로 제2 데이터 전압을 공급하며, 지문 센싱 회로는, 지문 센싱 기간에서 지문 센싱 영역에 배치되고 턴-온 상태인 스위칭 트랜지스터와 연결된 데이터 라인을 통해 픽셀 전극 각각을 센싱하고 지문을 감지할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 액티브 영역의 디스플레이 영역에 배치된 둘 이상의 제1 서브픽셀들과, 액티브 영역의 지문 센싱 영역에 배치된 둘 이상의 제2 서브픽셀들을 포함하고, 둘 이상의 제2 서브픽셀들 각각은, 픽셀 전극과, 데이터 라인 및 픽셀 전극과 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터와, 스위칭 트랜지스터의 소스 노드와 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결된 광 센서를 포함하고, 디스플레이 구동 기간에서 제1 서브픽셀은 제1 데이터 전압을 공급받고 제2 서브픽셀은 제2 데이터 전압을 공급받으며, 지문 센싱 기간의 제1 기간에서 제2 서브픽셀은 센싱용 기준 전압을 공급받고 제2 서브픽셀에 배치된 스위칭 트랜지스터는 턴-오프 스캔 신호를 인가받으며 제2 서브픽셀에 배치된 광 센서 중 적어도 일부는 광에 노출되고, 지문 센싱 기간의 제2 기간에서 제2 서브픽셀에 배치된 스위칭 트랜지스터는 턴-온 스캔 신호를 순차적으로 인가받는 표시패널을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 영역의 서브픽셀에 배치된 데이터 라인으로 제1 데이터 전압을 공급하고 지문 센싱 영역의 서브픽셀에 배치된 데이터 라인으로 제2 데이터 전압을 공급하는 데이터 전압 출력부와, 지문 센싱 기간의 제1 기간에서 지문 센싱 영역의 서브픽셀에 배치된 데이터 라인으로 센싱용 기준 전압을 공급하는 센싱용 기준 전압 출력부와, 지문 센싱 기간의 제2 기간에서 지문 센싱 영역의 서브픽셀에 배치된 데이터 라인을 통해 신호를 검출하고 지문을 감지하는 지문 센싱부를 포함하는 구동 회로를 제공한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 서브픽셀에 배치된 광 센서의 광 노출 여부에 따른 신호 차이를 검출함으로써, 표시패널의 액티브 영역에서 사용자의 지문을 감지할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 지문 센싱을 위해 서브픽셀로 인가되는 전압으로 디스플레이 구동 기간 중 출력되는 데이터 전압을 이용함으로써, 지문 센싱 기간을 단축시키며 액티브 영역에서의 지문 센싱이 가능하도록 한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 지문 센싱을 위한 전압원이 별도로 필요하지 않도록 하며, 지문 센싱을 위한 회로를 효율적으로 구성할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱이 가능한 표시장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에서 지문 센싱 영역에 배치되는 서브픽셀 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치가 광 센서를 이용하여 지문을 센싱하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에서 광 센서가 배치된 서브픽셀의 회로 구조와 센싱 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치가 광 센서를 이용하여 지문 센싱을 수행하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치가 광 센서를 이용하여 지문 센싱을 수행하는 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 지문 센싱 방식에 따라 지문 센싱을 수행하는 과정을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치가 광 센서를 이용하여 지문 센싱을 수행하는 방식의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 13은 도 10에 도시된 지문 센싱 방식에 따라 지문 센싱을 수행하는 과정을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 14와 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 방식이 적용될 수 있는 서브픽셀 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱을 수행하는 구동 회로의 구동 방법의 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 사용자의 지문을 센싱할 수 있는 표시장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 게이트 라인(GL), 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된 표시패널(110)을 포함한다.

그리고, 표시장치(100)는, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(120)와, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동 회로(130)와, 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)를 제어하는 컨트롤러(140)를 포함한다.

또한, 표시패널(110)에 대한 사용자의 터치 또는 지문을 센싱하는 센싱 회로(150)를 포함할 수 있다.

표시패널(110)은, 이미지를 표시하는 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된 액티브 영역(A/A)과, 액티브 영역(A/A)의 외부에 위치하는 논-액티브 영역(N/A)을 포함한다.

이러한 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에는, 표시패널(110)에 대한 사용자의 터치 또는 지문을 센싱하기 위한 센서가 배치될 수 있다. 이러한 센서는 표시패널(110)의 디스플레이 구동을 위해 이용되는 전극일 수도 있다.

게이트 구동 회로(120)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력하여 표시패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.

게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라 온(ON) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동 한다.

게이트 구동 회로(120)는, 구동 방식에 따라 표시패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 표시패널(110)의 배면에 배치될 수도 있다.

이러한 게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.

각각의 게이트 드라이버 집적 회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB, Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG, Chip On Glass) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 표시패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF, Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다.

또는, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있으며, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있다.

데이터 구동 회로(130)는, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.

데이터 구동 회로(130)는, 특정 게이트 라인(GL)이 열리면 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하고 다수의 데이터 라인(DL)에 공급함으로써 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.

데이터 구동 회로(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적 회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.

각각의 소스 드라이버 집적 회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 표시패널(110)에 직접 배치될 수 있으며, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.

또는, 각각의 소스 드라이버 집적 회로는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 소스 드라이버 집적 회로의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 표시패널(110)에 본딩된다.

컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.

이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 수신하는 입력 영상 데이터(또는 외부 데이터)를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환한다. 그리고, 변환된 영상 데이터를 출력하며, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어한다.

컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다.

컨트롤러(140)는, 입력받은 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력하여 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어할 수 있다.

일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS, Gate Control Signal)를 출력한다.

여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.

또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS, Data Control Signal)를 출력한다.

여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.

컨트롤러(140)는, 소스 드라이버 집적 회로가 본딩된 소스 인쇄회로기판과 연결 매체(예, FFC, FPC 등)를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.

이러한 컨트롤 인쇄회로기판에는, 표시패널(110), 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러가 더 배치될 수 있다.

센싱 회로(150)는, 표시패널(110)에 배치된 터치 센서 또는 지문 센서와 연결되며, 터치 센싱 기간 또는 지문 센싱 기간에 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 이용하여 터치, 지문 등을 센싱할 수 있다.

또는, 센싱 회로(150)는, 센싱 신호를 수신하면 수신된 센싱 신호를 센싱 데이터로 변환하고 변환된 센싱 데이터를 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)으로 전송할 수도 있다. 그리고, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)이 센싱 데이터를 기반으로 터치나 지문을 센싱할 수 있다.

이러한 센싱 회로(150)는, 터치 센싱 회로와 지문 센싱 회로로 구분되어 배치될 수도 있고, 터치 센싱 기능과 지문 센싱 기능이 통합된 회로일 수도 있다.

센싱 회로(150)는, 표시패널(110)에 디스플레이 구동을 위해 배치된 전극과 별도로 배치된 터치 센서, 지문 센서를 이용하여 센싱 신호를 검출할 수도 있으나, 디스플레이 구동을 위해 배치된 전극을 이용하여 센싱을 수행할 수도 있다.

일 예로, 액정표시장치에서 터치 센싱을 수행하는 경우, 센싱 회로(150)는 디스플레이 구동 시 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극(CE)을 터치 센서로 이용할 수 있다.

이러한 경우, 센싱 회로(150)는, 터치 센싱 기간에 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호를 인가하고 터치 센싱 신호를 수신한다. 그리고, 표시패널(110)에 대한 사용자의 터치에 의한 캐패시턴스 변화량을 센싱하고, 사용자의 터치 유무 및 터치 위치를 검출할 수 있도록 한다.

한편, 지문 센싱을 수행하는 경우, 지문을 감지하기 위해서는 지문에서 돌출된 부분인 마루(Ridge)와 움푹 패인 부분인 골(Valley)을 구분하여 센싱할 수 있어야 하므로, 높은 해상도와 센싱 감도가 요구된다.

따라서, 각각의 서브픽셀(SP)에 배치되며 공통 전극(CE)보다 작은 크기로 배치되는 픽셀 전극(PXL)을 이용하여 지문 센싱을 수행할 수 있다.

이러한 경우, 센싱 회로(150)는, 픽셀 전극(PXL)으로 지문 센싱을 위한 전압을 인가하고 지문 터치 시 마루(Ridge)와 골(Valley)에 대응하는 위치에서 발생하는 캐패시턴스의 변화량을 이용하여 지문을 센싱할 수 있다.

그러나, 이러한 픽셀 전극(PXL)의 캐패시턴스 변화를 이용하는 지문 센싱 방식은 기생 캐패시턴스나 커버 글래스의 두께 등으로 인해 지문 센싱을 위해 요구되는 센싱 감도를 충분히 제공하지 못하는 문제점이 존재한다.

따라서, 본 발명의 실시예들은, 지문 센싱을 위해 요구되는 센싱 감도를 제공하며 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에서 지문 센싱이 가능하도록 하기 위하여, 표시패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)에 광 센서(PS)를 배치하고, 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따른 픽셀 전극(PXL)의 전압 변동 감지를 통해 지문 센싱을 수행하는 방안을 제공한다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP) 구성의 예시를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에 지문 센싱 영역이 설정될 수 있다. 이러한 지문 센싱 영역은 디스플레이 구동 기간에는 이미지를 표시하고, 지문 센싱 기간에 지문 센싱 기능을 제공한다.

지문 센싱 영역은 둘 이상의 서브픽셀(SP)을 포함할 수 있으며, 일 예로, 100×100 개의 서브픽셀(SP)로 지문 센싱 영역을 구성할 수 있다.

지문 센싱 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하여 배치되고, 스위칭 트랜지스터(SWT), 픽셀 전극(PXL), 공통 전극(CE) 및 광 센서(PS)가 배치될 수 있다.

스위칭 트랜지스터(SWT)는, 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된 제1 노드(N1)와, 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결된 제2 노드(N2)와, 픽셀 전극(PXL)과 전기적으로 연결된 제3 노드(N3)를 가질 수 있다.

스위칭 트랜지스터(SWT)는, 디스플레이 구동 기간에서 게이트 라인(GL)으로 인가되는 스캔 신호에 따라 온/오프되며, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 상태일 때 데이터 라인(DL)으로 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 픽셀 전극(PXL)으로 인가된다.

픽셀 전극(PXL)은, 각각의 서브픽셀(SP)마다 배치되고 스위칭 트랜지스터(SWT)를 통해 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 픽셀 전극(PXL)과 공통 전극(CE)은 스토리지 캐패시터(Cstg)를 형성하여 디스플레이 구동 기간에서 한 프레임 동안 전압을 유지시켜줄 수 있다.

공통 전극(CE)은, 둘 이상의 서브픽셀(SP)을 포함하는 영역에 배치될 수 있으며, 디스플레이 구동 기간에는 공통 전압(Vcom)이 인가되고 터치 센싱 기간에는 터치 구동 신호가 인가되어 터치 센서로 이용될 수 있다.

광 센서(PS)는, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된다.

이러한 광 센서(PS)는, 특정 파장의 광에 노출되면 전기적인 특성이 변하는 감광성을 가질 수 있다. 예를 들면, 광 센서(PS)는 적외선에 반응하는 센서일 수 있다. 또한, 광 센서(PS)는 자외선에 반응하거나, 가시광선에 반응하는 센서일 수도 있다.

일 예로, 광 센서(PS)는, 광에 노출되기 전에 부도체처럼 동작하고, 광에 노출되면 전기적인 특성이 변경되어 양 단이 전기적으로 연결되고 도체처럼 동작할 수 있다. 여기서, 광 센서(PS)를 포토 센서라고도 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된 광 센서(PS)를 이용하여 지문 센싱 영역에 터치된 사용자의 지문을 검출할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 광 센서(PS)를 이용하여 지문을 센싱하는 원리를 설명하기 위한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 기판(330) 상에 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)가 위치한다.

그리고, 지문 센싱 기간에 광을 조사하는 광원(310)과, 광원(310)으로부터 조사된 광을 가이드하는 광 가이드 플레이트(320)를 포함할 수 있다. 광원(310)은 광 가이드 플레이트(320)의 측면에 배치될 수도 있으며, 광 가이드 플레이트(320)의 하면에 배치될 수도 있다. 이러한 광 가이드 플레이트(320)는, 도광판이나 광 가이드 패널, 또는 표시패널(110)의 커버 글래스 등과 같은 다양한 구성이 이용될 수 있다. 또한, 광원(310)에서 출사된 광의 경로를 제어하기 위해서, 광 가이드 플레이트(320)의 하부에 추가적으로 HOE(Holographic Optical Element) 등과 같은 광학 필름을 배치하여 광의 굴절이나 반사를 일으킬 수 있다.

지문 센싱 기간에서 광원(310)이 특정 파장의 광을 조사하면 광원(310)으로부터 조사된 광이 광 가이드 플레이트(320)를 따라 발산될 수 있다.

이때, 지문 센싱 영역에 해당하는 표시패널(110)의 표면에 지문이 터치되면 지문에서 돌출된 부분인 마루(Ridge)와 움푹 패인 부분인 골(Valley)에 따라 광의 투과, 반사가 발생할 수 있다.

일 예로, 지문의 마루(Ridge)와 광 가이드 플레이트(320)가 접촉된 부분에 도달한 광은 손가락과 글래스의 굴절률이 거의 동일하므로, 광이 투과하게 된다. 그리고, 광이 투과하여 외부로 발산되므로, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역에 배치된 광 센서(PS)는 광에 노출되지 않게 된다(광 차단 영역).

그리고, 지문의 골(Valley)이 위치하는 부분에서, 지문의 골(Valley)과 광 가이드 플레이트(320)가 접촉하지 않고 그 사이에 공기(Air)가 위치하게 된다.

공기(Air)의 굴절률은 글래스의 굴절률과 차이가 존재하므로, 지문의 골(Valley)이 위치하는 부분에서 광은 투과되지 못하고 반사하게 된다. 따라서, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 배치된 광 센서(PS)는 광에 노출되게 된다(광 노출 영역).

즉, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역에 배치된 광 센서(PS)는 광이 차단되고, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 배치된 광 센서(PS)는 광에 노출될 수 있다.

그리고, 광 차단 또는 광 노출에 따라 광 센서(PS)의 전기적인 특성이 다르게 변할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 이러한 광 센서(PS)의 광 차단 또는 광 노출에 따른 전기적인 특성 변화를 이용하여, 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 지문 센싱을 수행하는 방안을 제공한다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)의 회로 구조와 센싱 회로(150)의 예시를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)에는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하며 배치된다.

게이트 라인(GL)은, 지문 센싱 기간에서 전압 인가와 신호 검출의 타이밍을 제어하는 데 이용된다.

데이터 라인(DL)은, 센싱 회로(150)와 전기적으로 연결되며 지문 센싱 기간에서 신호 검출을 위한 라인으로 이용될 수 있다.

각각의 서브픽셀(SP)에는, 스위칭 트랜지스터(SWT), 광 센서(PS), 픽셀 전극(PXL) 및 공통 전극(CE)이 배치된다. 픽셀 전극(CE)은 각각의 서브픽셀(SP)마다 배치되고, 공통 전극(CE)은 둘 이상의 서브픽셀(SP)을 포함하는 영역에 배치될 수 있다.

스위칭 트랜지스터(SWT)의 제1 노드(N1)는 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 제2 노드(N2)는 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결되며, 제3 노드(N3)는 픽셀 전극(PXL)과 전기적으로 연결된다.

광 센서(PS)는, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 광 센서(PS)는, 지문 센싱 기간에 광에 노출되거나 노출되지 않을 수 있다.

픽셀 전극(PXL)은, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 제3 노드(N3)와 전기적으로 연결되며, 공통 전극(CE)과 스토리지 캐패시터(Cstg)를 형성한다. 그리고, 지문 센싱 기간에서 지문 센싱을 위한 포워딩 전압(Vforwarding)이 인가될 수 있다.

센싱 회로(150)는, 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된 스위치(SW)와, 증폭기 및 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다.

센싱 회로(150)의 스위치(SW)는, 일 단이 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 타 단이 증폭이의 (-) 입력단과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 지문 센싱 기간에서 데이터 라인(DL)을 통해 신호를 검출하는 기간에 턴-온 될 수 있다.

증폭기의 (-) 입력단은 스위치(SW)와 전기적으로 연결되고, (+) 입력단으로 기준 전압(Vref)이 인가될 수 있다. 그리고, 피드백 캐패시터(Cfb)는, 증폭기의 (-) 입력단과 출력단 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.

지문 센싱 기간에서 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 회로(150)의 스위치(SW)가 턴-온 되면, 픽셀 전극(PXL)의 전압 상태에 따라 피드백 캐패시터(Cfb)에 전하가 축적된다. 그리고, 피드백 캐패시터(Cfb)에 축적된 전압과 기준 전압(Vref)의 차이에 해당하는 전압 또는 그 전압이 반전된 전압이 증폭기의 출력단으로부터 출력된다.

따라서, 광에 노출된 광 센서(PS)가 배치된 서브픽셀(SP)로부터 센싱된 전압과, 광에 노출되지 않은 광 센서(PS)가 배치된 서브픽셀(SP)로부터 센싱된 전압 간의 차이가 발생하게 된다. 그리고, 이를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 지문을 센싱할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 광 센서(PS)를 이용하여 지문 센싱을 수행하는 방식의 예시를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 하나의 영상 프레임 기간에서 동기 신호(Sync)에 따라 디스플레이 구동 기간과 터치 센싱 기간으로 구분되어 동작할 수 있다.

그리고, 동기 신호(Sync)가 하이 레벨인 기간 중 일부 기간에서 지문 센싱을 수행할 수 있다. 또는, 동기 신호(Sync)가 로우 레벨인 기간 중 일부 기간에서 지문 센싱을 수행할 수도 있으며, 지문 센싱의 타이밍 지정을 위해 별도로 설정된 신호에 따라 지문 센싱을 수행할 수도 있다.

이러한 동기 신호는 컨트롤러(140)로부터 출력될 수 있다.

동기 신호(Sync)가 하이 레벨인 기간 중 디스플레이 구동 기간에서 데이터 구동 회로(130)는 각각의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압(Vdata)을 공급하여 이미지를 표시할 수 있도록 한다.

지문 센싱 기간에서 게이트 구동 회로(120)는, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 게이트 라인(GL)으로 스위칭 트랜지스터(SWT)를 턴-온 시키는 스캔 신호를 순차적으로 출력한다. 또한, 지문 센싱 기간에서 게이트 구동 회로(120)는, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 게이트 라인(GL)으로 스위칭 트랜지스터(SWT)를 턴-온 시키는 스캔 신호를 동시에 인가할 수 있다. 이러한 경우, 지문 센싱 영역을 동시에 충전하여, 충전 시간을 줄일 수 있다.

그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 데이터 라인(DL)으로 지문 센싱을 위한 포워딩 전압(Vforwarding)을 공급한다. 이러한 포워딩 전압(Vforwarding)은, 데이터 구동 회로(130) 이외의 별도의 구동 회로로부터 출력될 수도 있다.

지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)으로 포워딩 전압(Vforwarding)의 인가가 완료되면, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-오프 되고 데이터 라인(DL)으로 기준 전압(Vref)이 공급된다.

따라서, 포워딩 전압(Vforwarding)이 인가된 픽셀 전극(PXL)과 기준 전압(Vref)이 인가된 데이터 라인(DL) 사이에 전압 차가 발생한 상태가 된다.

이때, 광원(310)으로부터 광이 조사되어, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)가 광에 노출되거나 노출되지 않을 수 있다.

즉, 지문 센싱 영역에 터치된 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)는 광에 노출되지 않고, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)는 광에 노출되게 된다.

광 센서(PS)가 광에 노출되면 전기적인 특성이 변하여 도체처럼 동작하므로, 광 센서(PS)를 통해 전류가 흐르게 되고 픽셀 전극(PXL)의 전압이 포워딩 전압(Vforwarding)보다 낮아지거나 높아질 수 있다.

반면, 광에 노출되지 않은 광 센서(PS)가 배치된 서브픽셀(SP)의 픽셀 전극(PXL)은 포워딩 전압(Vforwarding)이 인가된 상태를 유지할 수 있다.

광을 조사하는 기간이 완료되면, 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 회로(150)의 스위치(SW)를 턴-온 시키고, 데이터 라인(DL)을 통해 픽셀 전극(PXL)의 전압을 센싱할 수 있다. 여기서, 센싱 회로(150)는 데이터 구동 회로(130)와 통합되어, 하나의 통합된 구동 센싱 회로 IC(Integrated Circuit)로 구성될 수도 있다.

따라서, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)로부터 센싱된 전압과, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)로부터 센싱된 전압 간의 차이가 존재하므로, 이러한 센싱 전압의 차이를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 구분하고 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

한편, 이와 같이, 지문 센싱 기간에서 픽셀 전극(PXL)에 포워딩 전압(Vforwarding)을 인가하여 지문을 센싱하는 경우, 포워딩 전압(Vforwaring)을 공급하기 위한 전압원이 추가되어야 한다.

또한, 포워딩 전압(Vforwarding)이 인가되는 기간만큼 지문 센싱 기간이 길어지게 된다.

특히, 하나의 영상 프레임 기간에서 디스플레이 구동과 터치 센싱을 수행하는 경우, 지문 센싱 기간이 길어질수록 디스플레이 구동 기간이나 터치 센싱 기간이 짧아지게 되는 문제점이 존재한다.

본 발명의 실시예들은, 지문 센싱을 위한 포워딩 전압(Vforwardng)으로 데이터 전압(Vdata)을 이용함으로써, 지문 센싱 기간을 단축시키며 지문 센싱을 수행할 수 있는 방안을 제공한다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 광 센서(PS)를 이용하여 지문 센싱을 수행하는 방식의 다른 예시를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 하나의 영상 프레임 기간에서 동기 신호(Sync)에 따라 디스플레이 구동 기간과 터치 센싱 기간으로 구분되어 동작할 수 있다.

그리고, 동기 신호(Sync)가 하이 레벨인 기간 중 일부 기간에서 지문 센싱을 수행할 수 있다.

디스플레이 구동 기간에서 데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라 각각의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압(Vdata)을 공급한다.

이때, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)은 이미지를 표시하는 디스플레이 영역과 지문 센싱을 수행하기 위한 지문 센싱 영역으로 구분될 수 있다. 이러한 디스플레이 영역과 지문 센싱 영역은 컨트롤러(140) 또는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 의해 설정될 수 있다.

데이터 구동 회로(130)는, 디스플레이 영역에 배치된 서브픽셀(SP)로 각각의 서브픽셀(SP)의 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압(Vdata)을 공급한다.

그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)로 지문 센싱을 위한 데이터 전압(Vdata)을 공급한다. 이러한 지문 센싱을 위한 데이터 전압(Vdata)을 "센싱용 데이터 전압"이라고도 한다.

일 예로, 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)로 가장 높은 계조에 해당하는 데이터 전압(Vdata)을 공급할 수 있다(예, ±5V).

따라서, 디스플레이 영역에 해당하는 영역 ①, ③은 영상 데이터에 해당하는 이미지를 표시한다. 그리고, 지문 센싱 영역에 해당하는 영역 ②는 화이트 이미지를 표시할 수 있다.

이러한 지문 센싱 영역은 지문 센싱 기능이 필요한 경우에만 설정될 수 있으며, 지문 센싱 영역에는 사용자의 손가락이 터치되므로 화이트 이미지를 표시하더라도 디스플레이에 영향을 주지 않을 수 있다.

디스플레이 구동 기간이 종료하면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)은 디스플레이 구동 기간에서 공급된 데이터 전압(Vdata)이 유지된 상태가 된다.

그리고, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)는 턴-오프 상태이고, 데이터 라인(DL)으로 기준 전압(Vref)이 인가되므로, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에서 데이터 라인(DL)과 픽셀 전극(PXL) 사이에 전압 차이가 존재한다.

디스플레이 구동 기간 이후의 지문 센싱 기간에 광원(310)으로부터 광이 조사된다.

광원(310)으로부터 광이 조사되면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP) 중 광 노출 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)는 광 노출에 의해 전류가 흐르게 된다. 그리고, 광 센서(PS)를 통해 전류가 흐르게 됨에 따라 픽셀 전극(PXL)의 전압이 낮아지거나 높아지게 된다.

광을 조사하는 기간이 종료되면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)와 센싱 회로(150)의 스위치(SW)가 턴-온 된다. 이러한 센싱 회로(150)는 데이터 구동 회로(130)와 통합되어, 하나의 통합된 구동 센싱 회로 IC로 구성될 수도 있다.

따라서, 센싱 회로(150)는, 데이터 라인(DL)을 통해 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)의 전압을 센싱할 수 있다.

그리고, 광 차단 영역과 광 노출 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)의 픽셀 전극(PXL)으로부터 센싱된 전압 간의 차를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 지문 센싱 영역에 터치된 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

즉, 전술한 지문 센싱 방식에 의하면, 지문 센싱을 위해 픽셀 전극(PXL)으로 공급되는 포워딩 전압(Vforwarding)으로 디스플레이 구동 기간에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 이용하므로, 포워딩 전압(Vforwaring)을 인가하기 위한 별도의 기간이 요구되지 않아 지문 센싱 기간을 단축시킬 수 있다.

또는, 포워딩 전압(Vforwarding)을 인가하는 기간이 감소하므로 광 조사 기간을 늘려서 지문 센싱 감도를 향상시킬 수도 있다.

또한, 포워딩 전압(Vforwarding)을 공급하기 위한 별도의 전압원과 게이트 구동이 요구되지 않도록 함으로써, 지문 센싱을 위한 구성을 효율적으로 구현할 수 있도록 한다.

도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 지문 센싱 방식에 따라 지문 센싱을 수행하는 경우 디스플레이 영역에 배치된 서브픽셀(SP)과 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)의 구체적인 동작 상태를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에 배치된 서브픽셀(SP) 중 제1 서브픽셀(SP1)은 디스플레이 영역으로 설정되고, 제2 서브픽셀(SP2)은 지문 센싱 영역으로 설정될 수 있다.

디스플레이 영역에 배치된 제1 서브픽셀(SP1)에도 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 소스 노드와 드레인 노드 사이에 연결된 제1 광 센서(PS1)를 배치함으로써, 경우에 따라 지문 센싱 영역으로 설정되도록 할 수도 있다.

디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 영역에 배치된 제1 서브픽셀(SP1)은 제1 데이터 전압(Vdata1)을 공급받고, 지문 센싱 영역에 배치된 제2 서브픽셀(SP2)은 제2 데이터 전압(Vdata2)을 공급받는다.

여기서, 제1 데이터 전압(Vdata1)은 제1 서브픽셀(SP1)의 영상 데이터에 대응하는 전압일 수 있다.

그리고, 제2 데이터 전압(Vdata2)은 제2 서브픽셀(SP1)에서 지문 센싱을 위해 픽셀 전극(PXL)으로 인가되는 센싱용 데이터 전압일 수 있으며, 일 예로, 가장 높은 계조에 대응하는 전압(예, ±5V)일 수 있다.

즉, 지문 센싱 기간에서 픽셀 전극(PXL)과 제2 데이터 라인(DL2) 간의 전압 차가 높게 발생할 수 있도록 가장 높은 계조에 대응하는 전압을 제2 서브픽셀(SP2)로 공급할 수 있다.

디스플레이 영역에 배치된 제1 서브픽셀(SP1)은 공급받은 제1 데이터 전압(Vdata1)에 해당하는 밝기를 표현하여 제1 서브픽셀(SP1)의 영상 데이터에 대응하는 이미지를 표시한다.

지문 센싱 영역에 배치된 제2 서브픽셀(SP2)은 공급받은 제2 데이터 전압(Vdata2)에 해당하는 밝기를 표현하며, 일 예로, 화이트 이미지를 표시할 수 있다.

따라서, 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 영역에 배치된 제1 서브픽셀(SP1)은 디스플레이를 수행하고, 지문 센싱 영역에 배치된 제2 서브픽셀(SP2)은 지문 센싱을 위한 전압이 픽셀 전극(PXL)에 인가된 상태가 되도록 한다.

도 8을 참조하면, 디스플레이 구동 기간이 종료하면, 지문 센싱 영역에 배치된 제2 서브픽셀(SP2)의 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 턴-오프 상태가 된다.

그리고, 제2 서브픽셀(SP2)에 배치된 제2 데이터 라인(DL2)으로 기준 전압(Vref)이 공급되므로 제2 서브픽셀(SP2)에서 제2 데이터 라인(DL2)과 픽셀 전극(PXL) 사이에 전압 차가 발생한다.

동시에 광원(310)으로부터 광이 조사되어, 제2 서브픽셀(SP2)에 배치된 제2 광 센서(PS2)가 광에 노출되는지 여부에 따라 다르게 동작하게 된다.

일 예로, 제2 서브픽셀(SP2)이 광 차단 영역, 즉, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역에 위치하는 경우, 제2 서브픽셀(SP2)에 배치된 제2 광 센서(PS2)는 광에 노출되지 않으므로 픽셀 전극(PXL)의 전압은 제2 데이터 전압(Vdata2)을 유지하게 된다.

반면, 제2 서브픽셀(SP2)이 광 노출 영역, 즉, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 위치하는 경우, 제2 서브픽셀(SP2)에 배치된 제2 광 센서(PS2)는 광에 노출되므로 제2 광 센서(PS2)를 통해 전류가 흐르게 된다. 따라서, 제2 서브픽셀(SP2)의 픽셀 전극(PXL)의 전압은 제2 데이터 전압(Vdata2)보다 낮아지거나 높아진다.

도 9를 참조하면, 지문 센싱 기간에서 광 조사 기간이 종료하면, 제2 서브픽셀(SP2)에 배치된 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 턴-온 상태가 된다.

그리고, 센싱 회로(150)의 스위치(SW)도 턴-온 상태가 된다.

센싱 회로(150)는, 제2 서브픽셀(SP2)에 배치된 제2 데이터 라인(DL2)을 통해 제2 서브픽셀(SP2)의 픽셀 전극(PXL)의 전압을 센싱할 수 있다.

센싱 회로(150)가 픽셀 전극(PXL)으로부터 센싱한 전압은 피드백 캐패시터(Cfb)에 축적되므로, 센싱 회로(150)는 증폭기의 (+) 입력단에 인가되는 기준 전압(Vref)과 픽셀 전극(PXL)의 전압 차에 해당하는 신호를 출력할 수 있다.

제2 서브픽셀(SP2)이 광 차단 영역 또는 광 노출 영역에 위치하는지 여부에 따라 픽셀 전극(PXL)의 전압이 상이하므로, 증폭기의 출력 신호에 차이가 발생하게 된다. 조금 더 상세히 설명하면, 광 조사 기간에 각 서브픽셀(SP) 별로 배치된 각각의 광 센서(PS)를 통해, 광 노출에 따라 각 픽셀 전극(PXL)으로부터 전압(전류) 또는 전하가 누설되고, 누출된 전압(전류)량 또는 전하량에 따라, 각 픽셀 전극(PXL)에 남아 있는 전압(전류)량 또는 전하량이 달라지게 된다. 따라서, 센싱 기간에 각 픽셀 전극(PXL)을 센싱하면, 각 픽셀 전극(PXL)에 남아 있는 전압(전류)량 또는 전하량의 차이로 인해서, 증폭기의 출력 신호의 차이가 발생하게 된다.

따라서, 센싱 회로(150)의 증폭기로부터 출력된 신호를 이용하여 제2 서브픽셀(SP2)이 지문의 마루(Ridge) 또는 골(Valley)에 대응하는 영역에 위치하는지를 판별하고, 지문 센싱 영역에 터치된 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 가장 높은 계조에 대응하는 전압인 경우를 예시로 설명되고 있으나, 지문 센싱을 위한 데이터 전압(Vdata)으로 가장 낮은 계조에 대응하는 전압을 이용할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 광 센서(PS)를 이용하여 지문 센싱을 수행하는 방식의 또 다른 예시를 나타낸 것이다.

도 10을 참조하면, 하나의 영상 프레임 기간에서 표시패널(110)의 일부는 디스플레이 영역으로 설정되고, 다른 일부는 지문 센싱 영역으로 설정될 수 있다.

영상 프레임의 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 영역에 해당하는 영역 ①, ③에 배치된 서브픽셀(SP)로 각각의 서브픽셀(SP)의 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압(Vdata)이 공급된다.

그리고, 디스플레이 구동 기간에서 지문 센싱 영역에 해당하는 영역 ②에 배치된 서브픽셀(SP)로 가장 낮은 계조에 대응하는 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다(예, 약 ±0.1V).

디스플레이 영역에 배치된 서브픽셀(SP)은 영상 데이터에 대응하는 이미지를 표시하고, 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)은 블랙 이미지를 표시할 수 있다. 지문 센싱 영역에서 블랙 이미지가 표시되더라도, 사용자의 지문이 터치된 상태이므로 디스플레이에 영향을 주지 않을 수 있다.

디스플레이 구동 기간이 종료하면, 지문 센싱 기간에서 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 데이터 라인(DL)으로 센싱용 기준 전압(Vsref)을 공급한다. 그리고, 광원(310)으로부터 광이 조사된다.

여기서, 지문 센싱 기간에 데이터 라인(DL)으로 공급되는 센싱용 기준 전압(Vsref)은 지문 센싱을 위해 별도로 설정된 전압일 수 있으며, 일 예로, ±5V에 해당하는 전압일 수 있다.

즉, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)으로 가장 낮은 계조에 대응하는 데이터 전압(Vdata)이 인가된 상태이므로, 데이터 라인(DL)으로 픽셀 전극(PXL)에 인가된 데이터 전압(Vdata)과 차이가 존재하는 센싱용 기준 전압(Vsref)을 공급한다.

따라서, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 데이터 라인(DL)과 픽셀 전극(PXL) 사이에 전압 차가 존재하므로, 지문 센싱 기간에서 광 노출에 따른 픽셀 전극(PXL)의 전압 변동을 유도할 수 있다.

지문 센싱 기간에서 광 조사 기간이 종료하면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되고 센싱 회로(150)의 스위치(SW)가 턴-온 된다.

센싱 회로(150)는, 데이터 라인(DL)을 통해 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)의 전압을 센싱하여, 서브픽셀(SP)이 지문의 마루(Ridge) 또는 골(Valley)에 대응하는 영역에 위치하는지를 판별하고 지문 센싱 영역에 터치된 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

도 11 내지 도 13은 도 10에 도시된 지문 센싱 방식에 따라 지문 센싱 영역을 수행하는 경우 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀(SP)의 구체적인 동작 상태를 나타낸 것이다.

도 11을 참조하면, 디스플레이 구동 기간에서 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)로 턴-온 스캔 신호가 인가되고, 데이터 라인(DL)으로 지문 센싱을 위한 데이터 전압(Vdata)이 공급된다.

여기서, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 가장 낮은 계조에 대응하는 데이터 전압(Vdata)일 수 있다(예, ±0.1V).

지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)은 디스플레이 구동 기간에서 블랙 이미지를 표시할 수 있다.

도 12를 참조하면, 디스플레이 구동 기간이 종료하면, 지문 센싱 기간에서 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)는 턴-오프 스캔 신호를 인가받는다.

그리고, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 데이터 라인(DL)은 센싱용 기준 전압(Vsref)을 공급받는다. 이러한 센싱용 기준 전압(Vsref)은 픽셀 전극(PXL)에 인가된 전압과 차이가 존재하도록 설정된 전압(예, ±5V)일 수 있다.

동시에 광원(310)으로부터 광이 조사되어, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)가 광에 노출되는지 여부에 따라 광 센서(PS)를 통한 누설 전류가 발생하게 된다.

광 센서(PS)를 통한 누설 전류가 발생하는 경우 픽셀 전극(PXL)의 전압이 낮아지거나 높아질 수 있다.

여기서, 지문 센싱 기간에 데이터 라인(DL)으로 공급되는 센싱용 기준 전압(Vsref)은 영상 프레임마다 극성이 다르게 공급될 수 있다.

이는 디스플레이 구동 시 서브픽셀(SP)에 배치된 회로 소자의 열화 방지를 위해 정극성(+)의 전압과 부극성(-)의 전압이 영상 프레임마다 교번하여 공급될 수 있으므로, 픽셀 전극(PXL)으로 가장 낮은 계조에 대응하는 데이터 전압(Vdata)이 공급된 경우 영상 프레임마다 극성이 다른 센싱용 기준 전압(Vsref)이 공급될 수 있다.

따라서, 센싱 회로(150)에서 픽셀 전극(PXL)의 전압 변동 센싱을 위해 증폭기의 (+) 입력단으로 인가되는 센싱용 기준 전압(Vsref)의 극성도 영상 프레임마다 변경될 수 있다.

이러한 기능은 센싱 회로(150) 내에서 센싱용 기준 전압(Vsref)을 영상 프레임마다 스윕(Sweep)시켜줌으로써 구현될 수 있다.

도 13을 참조하면, 지문 센싱 기간에서 광 조사 기간이 종료하면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)가 게이트 라인(GL)으로 인가되는 턴-온 스캔 신호에 의해 턴-온 된다.

또한, 센싱 회로(150)의 스위치(SW)가 턴-온 상태가 된다.

센싱 회로(150)는, 데이터 라인(DL)을 통해 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)의 전압을 센싱할 수 있다.

지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따라 픽셀 전극(PXL)의 전압이 다르게 센싱되므로, 센싱된 픽셀 전극(PXL)의 전압의 차이를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 구분하고 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동 기간에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 이용하여 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 픽셀 전극(PXL)에 지문 센싱을 위한 전압이 인가되도록 한다. 그리고, 지문 센싱 기간에서 데이터 라인(DL)과 픽셀 전극(PXL) 간의 전압 차가 발생하도록 함으로써, 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 의한 누설 전류를 유도하고 픽셀 전극(PXL)의 전압 변동을 이용하여 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 실시예들은, 지문 센싱을 위한 전압이 디스플레이 구동 기간에 공급되는 것을 특징으로 하며, 지문 센싱 기간에서 데이터 라인(DL)과 픽셀 전극(PXL)의 전압 차만 발생시켜주면 되므로 지문 센싱을 위해 픽셀 전극(PXL)으로 공급되는 전압은 특정 레벨의 전압으로 한정되지 아니한다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 기간에서 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)의 양 단의 전압 차만 형성되면 광 노출을 이용한 지문 센싱을 수행할 수 있으므로, 서브픽셀(SP)에 스위칭 트랜지스터(SWT)와 스토리지 캐패시터(Cstg)가 배치된 다양한 서브픽셀(SP) 구조에 적용될 수도 있다.

도 14와 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 방식이 적용될 수 있는 서브픽셀(SP) 구조의 예시들을 나타낸 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 유기발광표시장치인 경우 표시패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 예시를 나타낸 것이다.

도 14를 참조하면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하며 배치되고, 전원 전압(Vdd)이 인가되는 전원 전압 라인이 배치될 수 있다.

그리고, 유기발광다이오드(OLED)와 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)가 배치되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드와 데이터 라인(DL) 사이에 스위칭 트랜지스터(SWT)가 연결된다.

구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드와 전원 전압 라인 사이에 스토리지 캐패시터(Cstg)가 형성될 수 있으며, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스 노드와 드레인 노드 사이에 광 센서(PS)가 전기적으로 연결된다.

도 14는 스위칭 트랜지스터(SWT)와 구동 트랜지스터(DRT)가 nMOS 유형인 경우를 예시로 나타내고 있으나, pMOS 유형의 트랜지스터가 배치될 수도 있다.

지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 광 센서(PS)가 연결된 스위칭 트랜지스터(SWT)와 스토리지 캐패시터(Cstg)가 배치되므로, 전술한 지문 센싱 방식이 본 서브픽셀(SP) 구조에서 적용될 수 있다.

일 예로, 디스플레이 구동 기간에서 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되고, 데이터 라인(DL)으로 지문 센싱을 위한 데이터 전압(Vdata)이 공급된다.

그리고, 디스플레이 구동 기간 이후 지문 센싱 기간에서 스위칭 트랜지스터(SWT)를 턴-오프 시키고, 데이터 라인(DL)으로 기준 전압(Vref)을 공급한다.

따라서, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 양 단에 해당하는 a 노드(Na)와 b 노드(Nb) 사이에 전압 차이가 발생한다.

지문 센싱 기간에서 광원(310)으로부터 광이 조사되고, 광 노출 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)는 전기적인 특성이 변하여 광 센서(PS)를 통해 전류가 흐르게 된다.

a 노드(Na)와 b 노드(Nb) 사이에 전압 차가 존재하는 상태에서 광 센서(PS)를 통해 전류가 흐르게 되므로, b 노드(Nb)의 전압이 낮아지거나 높아지게 된다.

지문 센싱 기간에서 광 조사 기간이 종료하면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되고, 센싱 회로(150)의 스위치(SW)가 턴-온 된다.

센싱 회로(150)는, 데이터 라인(DL)을 통해 b 노드(Nb)의 전압을 센싱할 수 있게 되며, 광 차단 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)의 b 노드(Nb)로부터 센싱된 전압과 광 노출 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)의 b 노드(Nb)로부터 센싱된 전압 사이에 차이가 존재한다.

따라서, 광 차단 영역과 광 노출 영역을 구분하여 지문 센싱 영역에 터치된 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고, 지문을 센싱할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동 기간에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 이용하여 지문 센싱을 수행하며, 광 센서(PS)와 연결된 스위칭 트랜지스터(SWT)의 양 단의 전압 차가 형성된 상태에서 광 조사를 통해 전압 변동을 발생시킨다.

그리고, 전압 변동을 센싱하여 지문 센싱을 수행하므로, 서브픽셀(SP) 내에 광 센서(PS)와 연결된 스위칭 트랜지스터(SWT)와, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 일 단에 전압이 형성될 수 있도록 하는 스토리지 캐패시터(Cstg)가 포함된 모든 서브픽셀(SP) 구조에 적용될 수 있다.

도 15는 유기발광표시장치의 표시패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP) 구조의 다른 예시를 나타낸다.

유기발광표시장치의 표시패널(110)에 배치되는 서브픽셀(SP)은 구동에 따라 구동 트랜지스터(DRT) 또는 유기발광다이오드(OLED)의 열화가 발생할 수 있으며, 이러한 열화 또는 열화에 따른 편차를 보상하기 위한 회로를 더 포함할 수 있다.

일 예로, 구동 트랜지스터(DRT)나 유기발광다이오드(OLED)의 특성치(예, 문턱 전압, 이동도 등)를 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터와 센싱 전압 라인 등이 더 배치될 수 있다.

이러한 보상 회로는 하나 이상의 회로 소자가 다양한 구조로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 스토리지 캐패시터(Cstg)와 스위칭 트랜지스터(SWT)가 배치되고 a 노드(Na)와 b 노드(Nb) 사이에 광 센서(PS)가 연결된 서브픽셀(SP) 구조에 적용될 수 있으므로, 이러한 보상 회로의 구조에 상관 없이 적용될 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱을 수행하는 구동 회로의 구동 방법의 과정을 나타낸 것이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 회로는 디스플레이 구동 기간에 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압(Vdata)을 공급한다(S1600).

이러한 데이터 전압(Vdata)은 가장 높은 계조 또는 가장 낮은 계조에 대응하는 데이터 전압(Vdata)일 수 있다.

구동 회로는 디스플레이 기간 이후 지문 센싱 기간의 제1 기간에서 데이터 라인(DL)으로 기준 전압(Vref)을 공급하고, 광원(310)으로부터 광이 조사되도록 한다(S1610).

스위칭 트랜지스터(SWT)와 연결된 광 센서(PS)의 양 단에 전압 차가 형성된 상태에서 광 노출에 의한 누설 전류가 발생하도록 한다.

구동 회로는 지문 센싱 기간의 제2 기간에서 데이터 라인(DL)을 통해 신호를 검출한다(1620). 여기서, 검출된 신호는 서브픽셀(SP)에 배치된 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따라 다르게 검출될 수 있다.

구동 회로는 지문 센싱 기간의 제2 기간에서 검출된 신호에 기초하여 지문 센싱 영역에 터치된 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 구분하고, 지문을 감지한다(S1630).

본 발명의 실시예들에 의하면, 지문 센싱 영역의 서브픽셀(SP)에 배치된 스위칭 트랜지스터(SWT)에 광 센서(PS)를 연결하고 광 노출 여부에 따른 센싱 신호 차이를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 구분함으로써, 표시패널(110)의 액티브 영역(A/A)에서 지문 센싱을 수행할 수 있도록 한다.

또한, 지문 센싱을 위해 서브픽셀(SP)로 공급하는 전압을 디스플레이 구동 기간에서 공급함으로써, 지문 센싱 기간을 단축시키며 액티브 영역(A/A)의 모든 영역에서 지문 센싱을 수행할 수 있도록 한다.

또한, 지문 센싱을 위해 공급하는 전압을 위한 전압원을 별도로 구비하지 않아도 되는 이점을 제공하며, 다양한 표시장치(100)에서 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱을 수행할 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 표시장치 110: 표시패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 150: 센싱 회로
310: 광원 320: 광 가이드 플레이트
330: 기판

Claims (17)

1. 다수의 게이트 라인들, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 서브픽셀들이 배치된 표시패널;
   상기 다수의 서브픽셀들로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로;
   상기 다수의 서브픽셀들 중 적어도 둘 이상의 서브픽셀들로 광을 공급하는 광원; 및
   상기 다수의 데이터 라인들 중 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 통해 지문을 감지하는 지문 센싱 회로를 포함하고,
   상기 다수의 서브픽셀들 중 적어도 둘 이상의 서브픽셀들 각각은,
   픽셀 전극;
   상기 데이터 라인 및 상기 픽셀 전극과 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터; 및
   상기 스위칭 트랜지스터의 소스 노드와 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결된 광 센서를 포함하며,
   상기 데이터 구동 회로는,
   디스플레이 구동 기간에 상기 다수의 서브픽셀들 중 적어도 둘 이상의 서브픽셀들로 센싱용 데이터 전압을 공급하며,
   상기 지문 센싱 회로는,
   지문 센싱 기간에 상기 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 통해 상기 다수의 서브픽셀들 중 적어도 둘 이상의 서브픽셀들의 픽셀 전극 각각을 센싱하며,
   상기 센싱용 데이터 전압은 모두 동일한 레벨을 갖는 전압인 표시장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 센싱용 데이터 전압은 가장 높은 계조에 대응하는 전압인 표시장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 데이터 구동 회로는,
   상기 광원이 광을 조사하는 기간 동안 상기 둘 이상의 서브픽셀들에 배치된 상기 데이터 라인으로 기준 전압을 공급하는 표시장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 둘 이상의 서브픽셀들은 상기 디스플레이 구동 기간 동안 화이트 이미지를 표시하는 표시장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 센싱용 데이터 전압은 가장 낮은 계조에 대응하는 전압인 표시장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 데이터 구동 회로는,
   상기 광원이 광을 조사하는 기간 동안 상기 둘 이상의 서브픽셀들에 배치된 상기 데이터 라인으로 상기 센싱용 데이터 전압보다 높거나 낮은 전압을 공급하는 표시장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 데이터 구동 회로는,
   제1 영상 프레임의 상기 지문 센싱 기간에서 상기 광원이 광을 조사하는 기간 동안 상기 둘 이상의 서브픽셀들에 배치된 상기 데이터 라인으로 제1 극성의 전압을 공급하고,
   제2 영상 프레임의 상기 지문 센싱 기간에서 상기 광원이 광을 조사하는 기간 동안 상기 둘 이상의 서브픽셀들에 배치된 상기 데이터 라인으로 제2 극성의 전압을 공급하는 표시장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 지문 센싱 회로는,
   일 단이 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결된 스위치;
   (-) 입력단이 상기 스위치의 타 단과 전기적으로 연결되고, (+) 입력단으로 센싱용 기준 전압이 인가되는 증폭기; 및
   상기 증폭기의 상기 (-) 입력단과 출력단 사이에 전기적으로 연결된 피드백 캐패시터를 포함하고,
   상기 센싱용 기준 전압은,
   상기 광원이 광을 조사하는 기간 동안 상기 둘 이상의 서브픽셀들에 배치된 상기 데이터 라인으로 공급되는 전압과 동일한 극성 및 레벨을 갖는 표시장치.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 둘 이상의 서브픽셀들은 상기 디스플레이 구동 기간 동안 블랙 이미지를 표시하는 표시장치.
    
11. 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 영역의 서브픽셀에 배치된 데이터 라인으로 제1 데이터 전압을 공급하고, 지문 센싱 영역의 다수의 서브픽셀에 배치된 다수의 데이터 라인으로 제2 데이터 전압을 공급하는 데이터 전압 출력부;
    지문 센싱 기간의 제1 기간에서 상기 지문 센싱 영역의 다수의 서브픽셀에 배치된 다수의 데이터 라인으로 센싱용 기준 전압을 공급하는 센싱용 기준 전압 출력부; 및
    상기 지문 센싱 기간의 제2 기간에서 상기 지문 센싱 영역의 다수의 서브픽셀에 배치된 다수의 데이터 라인 중 적어도 둘 이상의 데이터 라인을 통해 신호를 검출하고 지문을 감지하는 지문 센싱부를 포함하며,
    상기 제2데이터 전압은 모두 동일한 레벨을 갖는 전압인 구동 회로.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 데이터 전압은 상기 디스플레이 영역에 배치된 서브픽셀의 영상 데이터에 대응하는 전압인 구동 회로.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 센싱용 기준 전압 출력부는,
    상기 지문 센싱 영역에 배치된 서브픽셀에서 상기 데이터 라인과 스토리지 캐패시터 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 트랜지스터가 턴-오프 상태인 기간에 상기 센싱용 기준 전압을 공급하고,
    상기 지문 센싱부는,
    상기 스위칭 트랜지스터가 턴-온 상태인 동안 상기 데이터 라인을 통해 신호를 검출하는 구동 회로.
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 센싱용 기준 전압 출력부는,
    제1 영상 프레임의 상기 지문 센싱 기간에서 제1 극성의 상기 센싱용 기준 전압을 출력하고, 제2 영상 프레임의 상기 지문 센싱 기간에서 제2 극성의 상기 센싱용 기준 전압을 출력하는 구동 회로.
    
15. 제11항에 있어서,
    상기 지문 센싱부는,
    일 단이 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결된 스위치;
    (-) 입력단이 상기 스위치의 타 단과 전기적으로 연결되고, (+) 입력단으로 상기 센싱용 기준 전압과 동일한 극성 및 레벨을 갖는 전압이 인가되는 증폭기; 및
    상기 증폭기의 상기 (-) 입력단과 출력단 사이에 전기적으로 연결된 피드백 캐패시터를 포함하는 구동 회로.
    
16. 액티브 영역의 디스플레이 영역에 배치된 둘 이상의 제1 서브픽셀들; 및
    상기 액티브 영역의 지문 센싱 영역에 배치된 둘 이상의 제2 서브픽셀들을 포함하고,
    상기 둘 이상의 제2 서브픽셀들 각각은,
    픽셀 전극;
    데이터 라인 및 상기 픽셀 전극과 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 스위칭 트랜지스터의 소스 노드와 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결된 광 센서를 포함하고,
    디스플레이 구동 기간에서 상기 제1 서브픽셀들은 제1 데이터 전압들을 공급받고, 상기 제2 서브픽셀들은 제2 데이터 전압들을 공급받으며,
    지문 센싱 기간의 제1 기간에서 상기 제2 서브픽셀들은 센싱용 기준 전압을 공급받고, 상기 제2 서브픽셀들에 배치된 상기 스위칭 트랜지스터는 턴-오프 스캔 신호를 인가받으며,
    상기 지문 센싱 기간의 제2 기간에서 상기 제2 서브픽셀들에 배치된 상기 스위칭 트랜지스터는 턴-온 스캔 신호를 인가받고,
    상기 제2데이터 전압들은 모두 동일한 레벨을 갖는 전압인 표시패널.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 데이터 전압들은 상기 제1 서브픽셀들의 영상 데이터에 대응하는 전압이고,
    상기 제2 데이터 전압들은 가장 높은 계조 또는 가장 낮은 계조에 대응하는 전압인 표시패널.
    

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