KR102539517B1 - 센싱 구동 회로, 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치 - Google Patents

센싱 구동 회로, 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은, 센싱 구동 회로, 디스플레이 패널 및 장치에 관한 것으로서, 광이 입사되는 면과 게이트 전극 사이에 액티브층이 배치된 센싱 트랜지스터와, 광이 입사되는 면과 액티브층 사이에 게이트 전극이 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터를 서브픽셀에 배치함으로써, 디스플레이 구동 트랜지스터의 액티브층이 광에 노출되는 것을 차단하면서, 센싱 트랜지스터의 광 반응성을 높여 디스플레이 패널의 액티브 영역에서 광 센싱이 가능하도록 하는 센싱 구동 회로, 디스플레이 패널 및 장치를 제공한다.

Description

센싱 구동 회로, 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치{SENSING DRIVING CIRCUIT, DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은, 센싱 구동 회로, 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기발광 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널의 외부에서 조사되거나, 디스플레이 패널에 인접한 물체에 반사되는 광을 센싱하는 광 센서를 디스플레이 장치에 내장하고, 광 센서를 이용한 조도 센싱, 지문 센싱 등의 기능을 제공하고 있다.
이러한 광 센서는 일반적으로 디스플레이 패널의 베젤 영역에 배치될 수 있다. 따라서, 이러한 광 센서의 배치로 인해 베젤 영역을 감소시키는 데 어려움이 존재하며, 좁은 베젤 영역이 구현된 디스플레이 장치에서 광 센싱 기능을 제공할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 패널의 액티브 영역에서 광 센싱 기능을 제공할 수 있는 서브픽셀 구조를 갖는 디스플레이 패널 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 패널로 입사되는 광이 서브픽셀 내 배치된 디스플레이 구동 소자에 미치는 영향을 방지하며, 광 센싱 소자의 센싱 성능을 높여줄 수 있는 디스플레이 패널 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 서브픽셀의 디스플레이 구동에 미치는 영향을 최소화하며 서브픽셀 내 배치된 광 센싱 소자를 통해 광 센싱을 수행할 수 있는 센싱 구동 회로와, 이를 포함하는 디스플레이 패널 및 장치를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인 및 다수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 서브픽셀 각각에 배치된 적어도 하나의 디스플레이 구동 트랜지스터와, 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀에 배치된 센싱 트랜지스터와, 센싱 트랜지스터를 제어하는 구동 회로와, 센싱 트랜지스터의 제1 전극과 전기적으로 연결된 센싱 회로를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 센싱 트랜지스터의 게이트 전극은 액티브층을 기준으로 수직 방향으로 서로 반대편에 배치될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 기판과, 기판 상에 위치하는 제1 게이트 전극과, 제1 게이트 전극 상에 위치하는 제1 채널 영역과, 제1 채널 영역과 동일한 층에 배치된 제2 채널 영역과, 제2 채널 영역 상에 위치하는 제2 게이트 전극을 포함하고, 제1 채널 영역은, 제1 게이트 전극과 외부 광이 입사되는 면 사이에 배치된 디스플레이 패널을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 서브픽셀에 배치된 센싱 트랜지스터의 게이트 전극으로 디스플레이 구동 기간에 턴-온 신호를 출력하고, 센싱 기간에 턴-오프 신호를 출력하는 제어 신호 출력부와, 센싱 트랜지스터의 제1 전극으로 디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터의 제2 전극에 인가된 전압과 동일한 레벨의 전압을 공급하고, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터의 제2 전극에 인가된 전압보다 낮은 레벨의 전압을 공급하는 센싱부를 포함하는 센싱 구동 회로를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널에 배열된 서브픽셀에 광에 반응하여 오프 커런트를 발생시키는 센싱 트랜지스터를 배치함으로써, 디스플레이 패널의 액티브 영역에서 광 센싱 기능을 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극은 액티브층과 광이 입사되는 면 사이에 배치함으로써, 디스플레이 패널로 입사되는 광이 디스플레이 구동 트랜지스터의 액티브층에 도달하는 것을 차단할 수 있다.
또한, 센싱 트랜지스터의 게이트 전극은 액티브층을 기준으로 광이 입사되는 면의 반대편에 배치함으로써, 센싱 트랜지스터의 액티브층의 광 반응성을 높여 광 센싱 성능을 높여줄 수 있다.
그리고, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터의 오프 커런트 센싱을 통해 광 센싱을 수행하고, 디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터를 턴-온 시키고 센싱 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극에 동일한 레벨의 전압을 인가함으로써, 서브픽셀 내 배치된 센싱 트랜지스터가 디스플레이 구동에 영향을 미치지 않으면서 광 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 포함된 서브픽셀의 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 포함된 서브픽셀에 센싱 트랜지스터가 배치된 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 센싱 트랜지스터의 게이트 전극과 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 배치된 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 센싱 트랜지스터의 액티브층의 표면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치가 디스플레이 구동과 광 센싱을 수행하는 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 타이밍에 따라 디스플레이 구동 기간에 서브픽셀의 구동의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 타이밍에 따라 센싱 기간에 서브픽셀의 구동의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 센싱 구동 회로의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따라 서브픽셀에 배치된 센싱 트랜지스터의 오프 커런트를 측정한 결과를 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 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 소자를 포함하는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 서브픽셀(SP)이 배치된다. 이러한 서브픽셀(SP)은 각각 발광 소자를 포함할 수 있으며, 둘 이상의 서브픽셀(SP)이 하나의 픽셀을 구성할 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다. 또한, 게이트 구동 회로(120)는, 서브픽셀(SP)에 포함된 발광 소자의 발광 타이밍을 제어하는 발광 신호를 출력할 수도 있다. 이러한 스캔 신호를 출력하는 회로와, 발광 신호를 출력하는 회로는 일체로 구현될 수도 있고, 별도로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC, Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.
데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC, Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
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.
컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 하며, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
컨트롤러(140)는, 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 신호를 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 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)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)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 스타트 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.
이러한 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 이외에 각종 신호나 전압이 공급되는 전압 라인이 배치될 수 있으며, 각각의 서브픽셀(SP)에는 발광 소자와 이를 구동하기 위한 트랜지스터 등이 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 패널(110)에 배열된 서브픽셀(SP)의 회로 구조의 예시를 나타낸 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우를 예시로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(110)에 배열된 서브픽셀(SP)에는, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하기 위한 다수의 디스플레이 구동 트랜지스터와, 캐패시터(Cst)가 배치될 수 있다.
도 2는 서브픽셀(SP)에 6개의 디스플레이 구동 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)와, 1개의 캐패시터(Cst)가 배치된 6T1C 구조를 예시로 나타낸 것으로서, 서브픽셀(SP)은 이외에도 서브픽셀(SP)에 배치되는 회로 소자의 수와 연결 관계에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 서브픽셀(SP)에 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터가 P 타입인 경우를 예시로 나타내나, N 타입의 디스플레이 구동 트랜지스터로 서브픽셀(SP)이 구성될 수도 있다.
제1 트랜지스터(T1)는, 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로(130)와 캐패시터(Cst) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호에 의해 제어될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는, 게이트 라인(GL)을 통해 턴-온 레벨의 스캔 신호가 인가되면 데이터 구동 회로(130)로부터 공급되는 데이터 전압이 캐패시터(Cst)의 일면에 인가되도록 한다.
제2 트랜지스터(T2)는, 구동 전압(VDD)이 공급되는 라인과 제5 트랜지스터(T5) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 캐패시터(Cst)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터라고도 하며, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 인가된 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어하여 유기발광다이오드(OLED)가 나타내는 밝기를 제어할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극과 드레인 전극 또는 소스 전극 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제3 트랜지스터(T3)는 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호에 의해 제어될 수 있다.
이러한 제3 트랜지스터(T3)는, 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압을 보상해주기 위한 것으로서, 보상 트랜지스터라고도 한다.
즉, 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터로서, 서브픽셀(SP)에 인가되는 데이터 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어해야 하나, 서브픽셀(SP)마다 배치된 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압의 편차로 인해 각각의 서브픽셀(SP)에 배치된 유기발광다이오드(OLED)가 원하는 밝기를 나타내지 못할 수 있다.
따라서, 제3 트랜지스터(T3)를 통해, 각각의 서브픽셀(SP)에 배치된 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압을 보상할 수 있도록 한다.
일 예로, 게이트 라인(GL)을 통해 제3 트랜지스터(T3)를 턴-온 시키는 스캔 신호가 인가되면, 구동 전압(VDD)에서 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압이 감해진 전압이 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 인가되게 된다.
제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 문턱 전압이 감해진 구동 전압(VDD)이 인가된 상태에서 캐패시터(Cst)의 일면에 데이터 전압이 인가되도록 함으로써, 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압에 대한 보상이 이루어질 수 있도록 한다.
여기서, 캐패시터(Cst)의 일면에 데이터 전압의 인가를 제어하는 제1 트랜지스터(T1)와, 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압 보상을 수행하는 제3 트랜지스터(T3)는 동일한 게이트 라인(GL)으로 공급되는 스캔 신호에 의해 제어될 수도 있고, 다른 게이트 라인(GL)으로 공급되는 스캔 신호에 의해 제어될 수도 있다.
이와 같이, 제3 트랜지스터(T3)를 통해 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압의 편차를 보상함으로써, 제2 트랜지스터(T2)의 문턱 전압의 차이로 인해 서브픽셀(SP)이 나타내는 휘도의 편차를 방지할 수 있도록 한다.
제4 트랜지스터(T4)는, 캐패시터(Cst)와 기준 전압(Vref)이 공급되는 라인 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제4 트랜지스터(T4)는 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 발광 신호에 의해 제어될 수 있다.
이러한 제4 트랜지스터(T4)는, 게이트 라인(GL)을 통해 턴-온 레벨의 발광 신호가 인가되면 캐패시터(Cst)의 일면의 전압을 초기화하거나, 캐패시터(Cst)의 일면에 인가된 데이터 전압을 서서히 방전시키며 데이터 전압에 따른 전류가 유기발광다이오드(OLED)에 흐르도록 할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는, 제2 트랜지스터(T2)와 유기발광다이오드(OLED) 사이에 전기적으로 연결된다. 그리고, 제5 트랜지스터(T5)는, 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 발광 신호에 의해 제어될 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는, 캐패시터(Cst)의 일면에 데이터 전압이 인가되고 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 문턱 전압의 보상이 적용된 구동 전압(VDD)이 인가된 상태에서, 턴-온 레벨의 발광 신호가 인가되면 턴-온 되어 유기발광다이오드(OLED)에 전류가 흐르도록 할 수 있다.
이러한 제4 트랜지스터(T4)와 제5 트랜지스터(T5)는 유기발광다이오드(OLED)의 발광 타이밍을 제어하므로, 발광 트랜지스터라고도 한다.
제6 트랜지스터(T6)는, 기준 전압(Vref)이 공급되는 라인과 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호에 의해 제어될 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는, 게이트 라인(GL)을 통해 턴-온 레벨의 스캔 신호가 인가되면 기준 전압(Vref)을 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극이나, 제2 트랜지스터(T2)와 제5 트랜지스터(T5) 사이의 노드를 초기화할 수 있다.
이와 같이, 서브픽셀(SP)에 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터는 스캔 신호와 발광 신호에 의해 작동하며, 데이터 전압에 따른 전류가 유기발광다이오드(OLED)에 흐르도록 함으로써, 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 나타낼 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들은, 이러한 서브픽셀(SP)에 광에 반응하는 트랜지스터를 배치함으로써, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에서 광 센싱 기능을 제공할 수 있도록 한다.
그리고, 광에 반응하는 트랜지스터가 디스플레이 구동 트랜지스터의 작동에 영향을 미치지 않게 배치되도록 함으로써, 서브픽셀(SP)이 정상적인 디스플레이 구동과 함께 광 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
이하에서는, 이러한 광 센싱을 위한 트랜지스터가 전술한 6T1C의 서브픽셀(SP) 구조에서 배치된 경우를 예시로 설명하나, 이와 다른 서브픽셀(SP) 구조에서도 유사한 방식으로 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에 센싱 트랜지스터(SST)가 배치된 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 패널(110)에 배열된 서브픽셀(SP)에는, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하기 위한 다수의 디스플레이 구동 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)와, 캐패시터(Cst)가 배치될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널(110)에 배열된 다수의 서브픽셀(SP) 중 적어도 하나의 서브픽셀(SP)에는 광 센싱을 위한 센싱 트랜지스터(SST)가 배치될 수 있다.
센싱 트랜지스터(SST)는, 일 예로, 서브픽셀(SP)로 기준 전압(Vref)이 공급되는 라인과 센싱 전압(Vsen)이 공급되는 라인 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극은 제어 전압(Vcon) 또는 제어 신호가 인가되는 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 센싱 트랜지스터(SST)의 소스 전극 또는 드레인 전극은 센싱 전압(Vsen)이 인가될 수 있다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 드레인 전극 또는 소스 전극은 기준 전압(Vref)이 인가될 수 있다.
이러한 센싱 트랜지스터(SST)의 소스 전극 또는 드레인 전극은 서브픽셀(SP)에 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터 중 적어도 하나의 디스플레이 구동 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 센싱 트랜지스터(SST)의 소스 전극 또는 드레인 전극은 디스플레이 구동 트랜지스터인 제6 트랜지스터(T6)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제4 트랜지스터(T4)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 것으로 볼 수도 있다.
즉, 센싱 트랜지스터(SST)의 소스 전극, 드레인 전극 및 액티브층을 디스플레이 구동 트랜지스터의 소스 전극, 드레인 전극 및 액티브층이 배치되는 층과 동일한 층에 배치함으로써, 공정을 추가하지 않고 디스플레이 구동 트랜지스터를 배치하는 공정을 통해 센싱 트랜지스터(SST)가 배치되도록 할 수 있다.
센싱 트랜지스터(SST)는, 게이트 전극으로 인가되는 제어 전압(Vcon)에 따라 턴-온, 턴-오프 될 수 있다.
일 예로, 디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 턴-온 레벨의 제어 전압(Vcon)이 인가될 수 있다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)에 인가된 전압과 동일한 레벨의 전압이 인가될 수 있다.
즉, 디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 기준 전압(Vref)과 동일한 레벨의 센싱 전압(Vsen)이 인가될 수 있다.
디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터(SST)가 턴-온 된 상태이고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 전압 레벨이 동일하므로, 센싱 트랜지스터(SST)는 디스플레이 구동 기간에 디스플레이 구동 트랜지스터의 작동에 영향을 주지 않게 된다.
따라서, 서브픽셀(SP)에 센싱 트랜지스터(SST)가 추가적으로 배치되더라도, 서브픽셀(SP)에 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터가 정상적으로 작동할 수 있도록 한다.
센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 턴-오프 레벨의 제어 전압(Vcon)이 인가될 수 있다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)에 인가된 전압보다 낮은 레벨의 전압이 인가될 수 있다.
즉, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 기준 전압(Vref)보다 낮은 레벨의 센싱 전압(Vsen)이 인가될 수 있다.
따라서, 오프 상태인 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)의 전압 레벨이 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)의 전압 레벨보다 높게 된다.
이때, 서브픽셀(SP)로 광이 조사되면 센싱 트랜지스터(SST)가 광에 반응하여 오프 커런트가 발생할 수 있다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)의 전압 레벨이 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)의 전압 레벨보다 높은 상태이므로, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)의 전류에 변화가 발생하게 된다.
이러한 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)에 연결된 배선에 흐르는 전류의 변화를 검출함으로써, 광 센싱이 이루어질 수 있다.
이러한 광 센싱은, 디스플레이 패널(110)의 외부의 조도를 센싱하는 것일 수도 있고, 디스플레이 패널(110)을 가리키는 레이저 포인터를 센싱하는 것일 수도 있다.
또는, 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문을 센싱하는 것일 수도 있다. 일 예로, 지문의 마루와 골이 터치된 위치에 배치된 서브픽셀(SP)에서 센싱되는 전류를 분석함으로써, 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문을 센싱할 수도 있다.
즉, 광 센싱은, 디스플레이 패널(110)로 조사되는 광이나, 디스플레이 패널(110)에 인접한 물체에 반사되어 입사되는 광을 센싱하는 것을 모두 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에 디스플레이 구동 트랜지스터의 작동에 영향을 미치지 않도록 센싱 트랜지스터(SST)를 배치함으로써, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에서 광 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 센싱 트랜지스터(SST)를 소스 전극, 드레인 전극 및 액티브층 등이 디스플레이 구동 트랜지스터의 소스 전극, 드레인 전극 및 액티브층과 동일한 층에 배치되도록 함으로써, 추가적인 공정 없이 센싱 트랜지스터(SST)를 배치할 수 있도록 한다.
이때, 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극과 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극을 액티브층을 기준으로 반대편에 배치함으로써, 디스플레이 구동 트랜지스터의 오동작을 방지하면서, 센싱 트랜지스터(SST)의 광 센싱의 성능을 높여줄 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 서브픽셀(SP)에서 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극과 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 배치된 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)와 디스플레이 구동 트랜지스터인 제6 트랜지스터(T6)의 단면 구조를 나타낸 것으로서, 디스플레이 패널(110)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)와 제6 트랜지스터(T6)의 구성을 중심으로 나타낸 것이다.
기판(SUB) 상에 제1 게이트 전극(GE1)이 위치하고, 제1 게이트 전극(GE1) 상에 제1 액티브층(ACT1)이 위치할 수 있다. 제1 액티브층(ACT1)은 제1 채널 영역이라고 할 수도 있다. 그리고, 제1 액티브층(ACT1)과 연결된 제1 드레인 전극(DE1)과 제1 소스 전극(SE1)이 배치될 수 있다.
기판(SUB)과 제1 게이트 전극(GE1) 사이나, 제1 게이트 전극(GE1)과 제1 액티브층(ACT1) 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.
이러한 제1 게이트 전극(GE1), 제1 액티브층(ACT1), 제1 드레인 전극(DE1) 및 제1 소스 전극(SE1)이 센싱 트랜지스터(SST)를 구성할 수 있다.
그리고, 제1 액티브층(ACT1)과 동일한 층에 제2 액티브층(ACT2)이 배치될 수 있다. 제2 액티브층(ACT2)은 제2 채널 영역이라고 할 수도 있다.
제2 액티브층(ACT2)과 연결된 제2 드레인 전극(DE2)과 제2 소스 전극(SE2)이 배치되며, 제2 액티브층(ACT2) 상에 제2 게이트 전극(GE2)이 위치할 수 있다.
제2 액티브층(ACT2)과 제2 게이트 전극(GE2) 사이에는 절연층이 배치될 수 있으며, 제2 게이트 전극(GE2), 제2 액티브층(ACT2), 제2 드레인 전극(DE2) 및 제2 소스 전극(SE2)이 제6 트랜지스터(T6)를 구성할 수 있다.
이와 같이, 센싱 트랜지스터(SST)는, 제1 액티브층(ACT1)이 제1 게이트 전극(GE1)과 외부로부터 광이 입사되는 면 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 디스플레이 구동 트랜지스터인 제6 트랜지스터(T6)는, 제2 액티브층(ACT2)과 외부로부터 광이 입사되는 면 사이에 제2 게이트 전극(GE2)이 배치될 수 있다.
즉, 외부 광이 디스플레이 패널(110)로 도 6과 같이 입사되는 구조에서, 센싱 트랜지스터(SST)는 바텀 게이트 구조로 배치되고, 제6 트랜지스터(T6)를 포함한 디스플레이 구동 트랜지스터들은 탑 게이트 구조로 배치될 수 있다.
디스플레이 구동 트랜지스터인 제6 트랜지스터(T6)는, 제2 게이트 전극(GE2)이 제2 액티브층(ACT2) 상에 배치되므로, 외부로부터 입사되는 광이 제2 액티브층(ACT2)에 도달하는 것을 차단해줄 수 있다.
따라서, 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 액티브층에 광이 도달하는 것을 차단하도록 배치되므로, 외부로부터 입사되는 광에 의해 디스플레이 구동 트랜지스터가 오동작하는 것을 방지해줄 수 있다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)는, 제1 게이트 전극(GE1)이 제1 액티브층(ACT1)의 아래에 배치되므로, 제1 액티브층(ACT1)이 외부 광에 노출되는 면적이 증가할 수 있다.
즉, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)의 수광 면적이 증가하므로, 외부로부터 입사되는 광에 의해 발생하는 오프 커런트의 양이 증가될 수 있다.
따라서, 센싱 트랜지스터(SST)의 광 반응성을 높여줌으로써, 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)를 통한 광 센싱 성능을 개선할 수 있다.
또한, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)의 하부에 배치되는 제1 게이트 전극(GE1)은 해당 층에서 캐패시턴스 형성을 위해 배치되는 메탈이나 신호 배선으로 이용되는 메탈을 이용함으로써, 제1 게이트 전극(GE1)을 배치하기 위한 추가적인 공정 없이 높은 광 센싱 성능을 제공하는 센싱 트랜지스터(SST)가 서브픽셀(SP)에 배치되도록 할 수 있다.
한편, 이러한 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)은 공정 상에서 발생하는 표면의 돌출부로 인해 광 센싱 성능을 높여주는 효과를 제공할 수도 있다.
도 5는 도 3에 도시된 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)의 표면 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)에서 제1 게이트 전극(GE1)과 마주보는 면의 반대쪽의 표면에 다수의 돌출부가 형성될 수 있다.
일 예로, 제1 액티브층(ACT1)은 다결정 실리콘일 수 있다. 저온 다결정 실리콘 방식의 제1 액티브층(ACT1)은 직렬 저항이 낮고 제1 게이트 전극(GE1)과의 절연층을 얇게 형성하도록 할 수 있다.
이러한 저온 다결정 실리콘 방식으로 이루어진 제1 액티브층(ACT1)의 표면에는 제조 공정 중 다수의 돌출부가 형성될 수 있다.
구체적으로, 저온 다결정 실리콘은 비정질 실리콘을 기판(SUB)이나 절연층 상에 플라즈마 화학 기상 증착 등의 공정으로 증착한 후, 익사이머 레이져를 조사하여 재결정화하는 공정을 거쳐 제조될 수 있다.
여기서, 재결정화하는 과정에서 제1 액티브층(ACT1)의 표면에 도 5에 도시된 예시와 같이, 다수의 돌출부가 형성될 수 있다.
센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)에서 광이 입사되는 표면에 다수의 돌출부가 형성됨으로써, 제1 액티브층(ACT1)의 수광 면적이 증가할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예들은, 센싱 트랜지스터(SST)를 바텀 게이트 구조로 배치함으로써, 제1 액티브층(ACT1)의 수광 면적을 증가시켜줄 수 있다.
그리고, 제1 액티브층(ACT1)에서 다수의 돌출부가 형성되는 표면에 광이 입사되도록 함으로써, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 액티브층(ACT1)의 수광 면적을 증가시켜 오프 커런트를 증폭시키고 광 센싱 성능을 더욱 높여줄 수 있다.
이러한 센싱 트랜지스터(SST)를 이용한 광 센싱은 디스플레이 구동 기간과 시간적으로 분할된 센싱 기간에 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 구동과 광 센싱을 수행하는 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동 기간과 시간적으로 분할된 센싱 기간에 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)를 구동하여 광 센싱을 수행할 수 있다.
여기서, 센싱 기간은 모든 프레임 기간마다 존재할 수도 있고, 특정 프레임 기간에만 존재할 수도 있다. 그리고, 프레임 기간에서 수평 블랭크 기간이나 수직 블랭크 기간이 센싱 기간에 해당할 수도 있다.
디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동 기간에 서브픽셀(SP)에 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터를 구동하며, 영상 데이터에 따른 이미지를 표시한다.
이때, 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 로우 레벨의 제어 전압(Vcon)이 인가되어 센싱 트랜지스터(SST)는 디스플레이 구동 기간 동안 턴-온 상태일 수 있다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 인가되는 센싱 전압(Vsen)은, 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)로 인가되는 기준 전압(Vref)가 동일한 레벨일 수 있다.
따라서, 디스플레이 구동 기간 동안 센싱 트랜지스터(SST)는 서브픽셀(SP)에 배치된 디스플레이 구동 트랜지스터의 작동에 영향을 주지 않을 수 있다.
그리고, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 하이 레벨의 제어 전압(Vcon)이 인가되어 센싱 트랜지스터(SST)는 센싱 기간 동안 턴-오프 상태일 수 있다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 인가되는 센싱 전압(Vsen)은, 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)로 인가되는 기준 전압(Vref)보다 ΔV만큼 낮은 전압일 수 있다.
또는, 경우에 따라서는, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)로 인가되는 기준 전압(Vref)을 센싱 전압(Vsen)보다 높여줄 수도 있다.
센싱 트랜지스터(SST)가 턴-오프 된 상태에서, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전압 차이가 발생하게 된다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)가 광에 노출되면 발생하는 오프 커런트로 인해 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)와 연결된 배선의 전류 변화가 감지될 수 있다.
이러한 전류 변화의 감지를 통해, 해당 센싱 트랜지스터(SST)가 배치된 서브픽셀(SP)의 광 노출 여부를 판단하고 광 센싱을 수행할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 타이밍에 따라 디스플레이 구동 기간에 서브픽셀(SP)의 구동의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 구동 기간에 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 로우 레벨의 제어 전압(Vcon)이 인가되므로, 센싱 트랜지스터(SST)는 디스플레이 구동 기간 동안 턴-온 상태가 된다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)에 동일한 레벨의 전압이 인가되므로, 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)는 다른 디스플레이 구동 트랜지스터의 작동에 전혀 영향을 주지 않게 된다.
따라서, 디스플레이 구동 기간에는 센싱 트랜지스터(SST)를 턴-온 시키고 센싱 트랜지스터(SST)와 연결된 노드의 전압이 변동되지 않도록 함으로써, 서브픽셀(SP)의 디스플레이 구동이 정상적으로 수행되도록 할 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 타이밍에 따라 센싱 기간에 서브픽셀(SP)의 구동의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 센싱 기간에 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 하이 레벨의 제어 전압(Vcon)이 인가되므로, 센싱 트랜지스터(SST)는 센싱 기간 동안 턴-오프 상태가 된다.
그리고, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)에 기준 전압(Vref)보다 낮은 레벨의 센싱 전압(Vsen)이 인가되므로, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)에 상이한 전압이 인가된 상태가 된다.
여기서, 센싱 트랜지스터(SST)가 광에 노출되면, 광 반응성에 의해 오프 커런트가 발생하므로, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)에 연결된 배선에 흐르는 전류에 변화가 발생할 수 있다.
이와 같이, 센싱 트랜지스터(SST)가 광에 반응함으로써 발생하는 전류를 센싱함으로써, 액티브 영역에 배치된 서브픽셀(SP)을 통해 광 센싱을 수행할 수 있다.
이러한 센싱 트랜지스터(SST)를 구동하는 회로는, 게이트 구동 회로(120)나 데이터 구동 회로(130)에 배치될 수도 있으나, 별도의 회로로 구현될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 센싱 구동 회로(900)의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 센싱 구동 회로(900)는, 제어 전압(Vcon) 또는 제어 신호를 출력하는 제어 신호 출력부(910)와, 센싱 트랜지스터(SST)가 광에 반응함으로써 발생하는 전류를 센싱하는 센싱부(920)를 포함할 수 있다.
제어 신호 출력부(910)는, 디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 턴-온 레벨의 제어 전압(Vcon)을 인가하고, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 턴-오프 레벨의 제어 전압(Vcon)을 인가할 수 있다.
이러한 제어 신호 출력부(910)는, 컨트롤러(140)에 의해 출력되는 신호에 의해 제어될 수 있다. 그리고, 도 9의 예시와 같이, 센싱 구동 회로(900)에 포함될 수도 있으나, 센싱부(920)와 별도로 게이트 구동 회로(120) 내에 배치되어 구현될 수도 있다.
센싱부(920)는, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 센싱 전압(Vsen)을 공급하며, 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)의 전류 변화를 센싱할 수 있다.
센싱부(920)는, 디스플레이 구동 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)에 인가된 전압과 동일한 레벨의 센싱 전압(Vsen)을 공급한다.
그리고, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)로 센싱 트랜지스터(SST)의 제2 노드(N2)에 인가된 전압보다 낮은 레벨의 센싱 전압(Vsen)을 공급한다.
센싱부(920)는, 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SST)의 제1 노드(N1)와 연결된 배선에 흐르는 전류의 변화를 검출하여, 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)에 의한 광 센싱이 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 센싱부(920)는, 컨트롤러(140)에 의해 출력되는 신호에 의해 제어될 수 있다. 그리고, 도 9의 예시와 같이, 센싱 구동 회로(900)에 포함될 수도 있으나, 제어 신호 출력부(910)와 별도로 데이터 구동 회로(130) 내에 배치될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따라 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)의 오프 커런트를 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 센싱 트랜지스터(SST)의 액티브층이 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극과 광이 입사되는 면 사이에 배치된 구조에서, 센싱 트랜지스터(SST)에 조사되는 광에 의해 발생하는 오프 커런트를 나타낸다.
즉, 전술한 예시와 같이, 센싱 트랜지스터(SST)가 바텀 게이트 구조로 배치된 경우에 광 반응에 의한 오프 커런트를 나타낸 것이다.
그리고, 도 10은 센싱 트랜지스터(SST)가 N 타입인 경우에 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 0V보다 낮은 전압을 인가하고, 센싱 트랜지스터(SST)의 소스 전극과 드레인 전극 간의 전압 차이가 4V인 상태에서, 센싱 트랜지스터(SST)가 광에 노출되면 센싱 트랜지스터(SST)의 드레인 커런트가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 센싱 트랜지스터(SST)를 바텀 게이트 구조로 배치하고 광을 조사함으로써, 센싱 트랜지스터(SST)의 턴-오프 상태에서 발생하는 드레인 커런트의 폭이 증가한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 센싱 트랜지스터(SST)의 광 반응에 의한 오프 커런트를 증가시켜줌으로써, 서브픽셀(SP) 내 배치된 센싱 트랜지스터(SST)를 통한 광 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 배치된 서브픽셀(SP)에 광에 반응하는 센싱 트랜지스터(SST)를 배치함으로써, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에서 광 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
그리고, 서브픽셀(SP)에 배치된 센싱 트랜지스터(SST)의 게이트 전극은 광이 광이 입사되는 면의 반대쪽에 배치하고, 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극은 광이 입사되는 면 쪽에 배치함으로써, 센싱 트랜지스터(SST)의 광 반응성을 높여주며 외부 광이 디스플레이 구동 트랜지스터에 영향을 주는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 센싱 트랜지스터(SST)가 서브픽셀(SP) 내에서 디스플레이 구동 트랜지스터의 작동에 영향을 주지 않도록 배치하고 구동함으로써, 정상적인 디스플레이 구동을 수행하며 높은 광 센싱 성능을 제공할 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: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 900: 센싱 구동 회로
910: 제어 신호 출력부 920: 센싱부

Claims (17)

  1. 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인 및 다수의 서브픽셀이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 다수의 서브픽셀 각각에 배치된 적어도 하나의 디스플레이 구동 트랜지스터;
    상기 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀에 배치된 센싱 트랜지스터;
    상기 센싱 트랜지스터를 제어하는 구동 회로; 및
    상기 센싱 트랜지스터의 제1 전극과 전기적으로 연결된 센싱 회로를 포함하고,
    상기 디스플레이 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 센싱 트랜지스터의 게이트 전극은 액티브층을 기준으로 수직 방향으로 서로 반대편에 배치되고,
    상기 센싱 트랜지스터의 게이트 전극은, 디스플레이 구동 기간에 턴-온 신호가 인가되고, 센싱 기간에 턴-오프 신호가 인가되는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 액티브층과 외부 광이 입사되는 면 사이에 배치되고, 상기 액티브층은 상기 센싱 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 외부 광이 입사되는 면 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    상기 디스플레이 구동 기간에 상기 센싱 트랜지스터의 제2 전극에 인가된 전압과 동일한 레벨의 센싱 전압을 상기 센싱 트랜지스터의 상기 제1 전극으로 공급하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    상기 센싱 기간에 상기 센싱 트랜지스터의 제2 전극에 인가된 전압보다 낮은 레벨의 센싱 전압을 상기 센싱 트랜지스터의 상기 제1 전극으로 공급하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    센싱 기간에 상기 센싱 트랜지스터의 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 배선에 흐르는 전류의 변화를 검출하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액티브층에서 상기 센싱 트랜지스터의 게이트 전극과 마주보는 면의 반대면은 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액티브층은 다결정 실리콘으로 이루어진 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 트랜지스터의 제2 전극은 상기 적어도 하나의 디스플레이 구동 트랜지스터 중 적어도 하나의 디스플레이 구동 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 트랜지스터의 제2 전극은 기준 전압 라인 또는 초기화 전압 라인과 전기적으로 연결된 디스플레이 장치.
  10. 다수의 서브픽셀이 배치된 기판;
    상기 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀에 배치된 센싱 트랜지스터; 및
    상기 다수의 서브픽셀 각각에 배치된 적어도 하나의 디스플레이 구동 트랜지스터;를 포함하며,
    상기 센싱 트랜지스터는, 상기 기판 상에 위치하는 제1 게이트 전극 및 상기 제1 게이트 전극 상에 위치하는 제1 채널 영역을 포함하고,
    상기 구동 트랜지스터는, 상기 제1 채널 영역과 동일한 층에 배치된 제2 채널 영역 및 상기 제2 채널 영역 상에 위치하는 제2 게이트 전극을 포함하고,
    상기 제1 채널 영역은,
    상기 제1 게이트 전극과 외부 광이 입사되는 면 사이에 배치되고,
    상기 제1 게이트 전극은, 디스플레이 구동 기간에 턴-온 신호가 인가되고, 센싱 기간에 턴-오프 신호가 인가되는 디스플레이 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 게이트 전극은,
    상기 제2 채널 영역과 상기 외부 광이 입사되는 면 사이에 배치된 디스플레이 패널.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 채널 영역과 전기적으로 연결된 두 개의 전극은 디스플레이 구동 기간에 동일한 레벨의 전압이 인가되고, 센싱 기간에 상이한 레벨의 전압이 인가되는 디스플레이 패널.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 채널 영역과 전기적으로 연결된 전극 중 하나의 전극은 상기 제2 채널 영역과 전기적으로 연결된 전극 중 하나의 전극과 서로 전기적으로 연결된 디스플레이 패널.
  15. 서브픽셀에 배치된 센싱 트랜지스터의 게이트 전극으로 디스플레이 구동 기간에 턴-온 신호를 출력하고, 센싱 기간에 턴-오프 신호를 출력하는 제어 신호 출력부; 및
    상기 센싱 트랜지스터의 제1 전극으로 디스플레이 구동 기간에 상기 센싱 트랜지스터의 제2 전극에 인가된 전압과 동일한 레벨의 전압을 공급하고, 센싱 기간에 상기 센싱 트랜지스터의 상기 제2 전극에 인가된 전압보다 낮은 레벨의 전압을 공급하는 센싱부
    를 포함하는 센싱 구동 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 센싱 기간에 상기 센싱 트랜지스터의 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 배선에 흐르는 전류의 변화를 검출하는 센싱 구동 회로.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 센싱 트랜지스터의 상기 제2 전극에 인가되는 전압은 상기 서브픽셀에 배치된 발광 소자의 애노드 전극의 전압을 초기화시키기 위한 전압인 센싱 구동 회로.
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