KR102603691B1 - Fingerprint sensing subpixel, driving circuit and display device - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 지문 센싱 서브픽셀, 구동 회로 및 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 센싱 트랜지스터, 센싱 캐패시터 및 광 센서로 구성된 지문 센싱 서브픽셀을 배치하고, 광 센서의 광 노출 여부에 따른 전압 변동을 센싱하여 디스플레이 패널에 터치된 지문의 마루와 골을 분석하고 지문을 센싱할 수 있도록 한다. 이와 같이, 디스플레이 패널의 액티브 영역에서 지문 센싱이 가능하도록 함으로써, 지문 센서의 배치로 인한 액티브 영역의 감소를 방지하고 사용자 편의를 개선한 지문 센싱 기능이 구현된 디스플레이 장치를 제공할 수 있도록 한다.Embodiments of the present invention relate to a fingerprint sensing subpixel, a driving circuit, and a display device, wherein a fingerprint sensing subpixel composed of a sensing transistor, a sensing capacitor, and an optical sensor is disposed in an active area of a display panel, and whether or not the optical sensor is exposed to light is determined. By sensing the voltage fluctuations, the ridges and valleys of the fingerprint touched on the display panel can be analyzed and the fingerprint can be sensed. In this way, by enabling fingerprint sensing in the active area of the display panel, it is possible to provide a display device implementing a fingerprint sensing function that prevents a decrease in the active area due to the placement of the fingerprint sensor and improves user convenience.

Description

지문 센싱 서브픽셀, 구동 회로 및 디스플레이 장치{FINGERPRINT SENSING SUBPIXEL, DRIVING CIRCUIT AND DISPLAY DEVICE}Fingerprint sensing subpixel, driving circuit and display device {FINGERPRINT SENSING SUBPIXEL, DRIVING CIRCUIT AND DISPLAY DEVICE}

본 발명의 실시예들은 지문 센싱 서브픽셀, 구동 회로 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a fingerprint sensing subpixel, a driving circuit, and a display device.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device), 유기발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.As the information society develops, various demands for display devices that display images are increasing, including liquid crystal display devices, plasma display devices, and organic light emitting display devices. ), etc., various types of display devices are being used.

이러한 디스플레이 장치는 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널을 통해 화상을 표시하는 기본적인 기능 이외에 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하여 입력 처리를 수행하는 기능 등과 같은 다양한 기능을 제공하고 있다.In order to provide more diverse functions to users, these display devices provide various functions, such as a function to recognize the user's touch on the display panel and perform input processing, in addition to the basic function of displaying images through the display panel.

또한, 사용자의 생체 정보를 이용한 입력 처리 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 장치에서 사용자의 지문, 홍체 또는 얼굴 등과 같은 사용자의 생체 정보를 인식하고 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.Additionally, in order to provide an input processing function using the user's biometric information, the display device provides a function to recognize the user's biometric information such as the user's fingerprint, iris, or face and perform input processing.

이러한 사용자의 생체 정보 중 사용자의 지문을 인식하는 방식은, 일 예로, 디스플레이 패널의 전면에서 화상이 표시되지 않는 영역(논-액티브 영역)이나 디스플레이 장치의 측면 또는 후면에 지문 센서를 배치하고 지문 센서에 접촉된 사용자의 지문을 인식하는 방식이 있다.A method of recognizing the user's fingerprint among the user's biometric information is, for example, placing a fingerprint sensor on the front of the display panel in an area where no image is displayed (non-active area) or on the side or back of the display device and There is a method to recognize the user's fingerprint that has been touched.

여기서, 지문 센서를 디스플레이 장치의 측면이나 후면에 배치하는 구조는 지문 센서가 사용자로부터 시인되기 어려운 위치에 배치되므로, 사용자 편의가 저하되는 문제점이 존재한다.Here, the structure in which the fingerprint sensor is placed on the side or rear of the display device causes the fingerprint sensor to be placed in a position that is difficult to see from the user, which poses a problem of deteriorating user convenience.

또한, 지문 센서를 디스플레이 패널의 논-액티브 영역에 배치하는 구조는 지문 센서로 인해 논-액티브 영역이 증가함에 따라 화상이 표시되는 영역(액티브 영역)이 상대적으로 좁아지게 되는 문제점이 존재한다.In addition, the structure of arranging the fingerprint sensor in the non-active area of the display panel has a problem in that as the non-active area increases due to the fingerprint sensor, the area where the image is displayed (active area) becomes relatively narrow.

따라서, 최근 액티브 영역을 극대화하고 논-액티브 영역을 최소화하고자 하는 디스플레이 장치의 구조에서 사용자 편의를 개선하며 지문 센싱 기능을 제공할 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, there is a need for a method that can improve user convenience and provide a fingerprint sensing function in the structure of a display device that seeks to maximize the active area and minimize the non-active area.

본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 액티브 영역에 터치된 사용자의 지문을 센싱할 수 있는 구조와, 지문 센싱을 구동하는 회로 및 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.The purpose of embodiments of the present invention is to provide a structure that can sense a user's fingerprint touched on an active area where an image is displayed on a display panel, a circuit that drives fingerprint sensing, and a display device.

본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 패널의 액티브 영역에서 디스플레이 구동 기간을 감소시키지 않으면서 지문 센싱을 수행할 수 있도록 하는 구조와, 지문 센싱을 구동하는 회로 및 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.The purpose of embodiments of the present invention is to provide a structure that allows fingerprint sensing to be performed in the active area of a display panel without reducing the display driving period, and a circuit and display device for driving fingerprint sensing.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인들, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 서브픽셀들이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 서브픽셀들 중 하나 이상의 제1 서브픽셀을 이용하여 영상을 표시하고 다수의 서브픽셀들 중 하나 이상의 제2 서브픽셀을 이용하여 지문을 센싱하는 구동 회로를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.In one aspect, embodiments of the present invention include a display panel on which a plurality of gate lines, a plurality of data lines, and a plurality of subpixels are arranged, and an image using at least one first subpixel among the plurality of subpixels. A display device including a driving circuit that displays and senses a fingerprint using one or more second subpixels among a plurality of subpixels is provided.

이러한 디스플레이 장치에서, 제1 서브픽셀에는, 발광다이오드와, 발광다이오드를 구동하는 구동 트랜지스터가 배치될 수 있다.In such a display device, a light emitting diode and a driving transistor that drives the light emitting diode may be disposed in the first subpixel.

그리고, 제2 서브픽셀에는, 센싱 라인, 기준 전압 라인 및 센싱 스캔 라인이 배치되고, 센싱 라인과 기준 전압 라인 사이에 전기적으로 연결된 지문 센서가 배치되며, 지문 센서는, 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드를 갖는 센싱 트랜지스터, 센싱 캐패시터 및 광 센서를 포함하고, 센싱 트랜지스터의 제1 노드는 센싱 라인과 전기적으로 연결되고 센싱 트랜지스터의 제2 노드는 센싱 스캔 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.And, in the second subpixel, a sensing line, a reference voltage line, and a sensing scan line are disposed, and a fingerprint sensor electrically connected between the sensing line and the reference voltage line is disposed, and the fingerprint sensor is connected to the first node and the second node. and a sensing transistor having a third node, a sensing capacitor, and an optical sensor, wherein a first node of the sensing transistor may be electrically connected to a sensing line and a second node of the sensing transistor may be electrically connected to a sensing scan line.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 센싱 라인과, 센싱 라인과 교차하는 센싱 스캔 라인과, 센싱 스캔 라인과 교차하는 기준 전압 라인과, 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드를 가지고 제1 노드는 센싱 라인과 전기적으로 연결되고 제2 노드는 센싱 스캔 라인과 전기적으로 연결된 센싱 트랜지스터와, 센싱 트랜지스터의 제3 노드와 기준 전압 라인 사이에 전기적으로 연결된 센싱 캐패시터와, 센싱 트랜지스터의 제1 노드와 제3 노드 사이에 전기적으로 연결된 광 센서를 포함하는 지문 센싱 서브픽셀을 제공한다.In another aspect, embodiments of the present invention have a sensing line, a sensing scan line crossing the sensing line, a reference voltage line crossing the sensing scan line, and a first node, a second node, and a third node. Node 1 is electrically connected to the sensing line, and the second node is a sensing transistor electrically connected to the sensing scan line, a sensing capacitor electrically connected between the third node of the sensing transistor and the reference voltage line, and the first node of the sensing transistor. It provides a fingerprint sensing subpixel including an optical sensor electrically connected between and a third node.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 센싱 라인과, 센싱 라인과 교차하는 센싱 스캔 라인과, 센싱 스캔 라인과 교차하는 기준 전압 라인과, 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드를 가지고 제1 노드는 상기 센싱 라인과 전기적으로 연결되고 제2 노드는 센싱 스캔 라인과 전기적으로 연결된 센싱 트랜지스터와, 센싱 트랜지스터의 제3 노드와 기준 전압 라인 사이에 전기적으로 연결된 광 센서와, 광 센서와 병렬로 연결된 센싱 캐패시터를 포함하는 지문 센싱 서브픽셀을 제공한다.In another aspect, embodiments of the present invention have a sensing line, a sensing scan line crossing the sensing line, a reference voltage line crossing the sensing scan line, and a first node, a second node, and a third node. One node is electrically connected to the sensing line, and the second node is a sensing transistor electrically connected to the sensing scan line, an optical sensor electrically connected between the third node of the sensing transistor and the reference voltage line, and a second node in parallel with the optical sensor. A fingerprint sensing subpixel including a connected sensing capacitor is provided.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 기간의 제1 기간에 센싱 라인으로 센싱 구동 전압을 출력하고 지문 센싱 기간의 제2 기간에 센싱 라인 또는 기준 전압 라인으로 센싱 기준 전압을 출력하는 센싱 전압 출력부와, 지문 센싱 기간의 제3 기간에 센싱 라인을 통해 전압을 센싱하고 센싱된 전압을 토대로 지문을 센싱하는 지문 센싱부를 포함하는 구동 회로를 제공한다.In another aspect, embodiments of the present invention output a sensing driving voltage through a sensing line in a first period of the fingerprint sensing period and output a sensing reference voltage through a sensing line or reference voltage line in a second period of the fingerprint sensing period. A driving circuit is provided including a voltage output unit and a fingerprint sensing unit that senses voltage through a sensing line during a third period of the fingerprint sensing period and senses the fingerprint based on the sensed voltage.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 광 센서를 이용한 지문 센서를 배치함으로써, 디스플레이 패널의 액티브 영역에 터치된 사용자의 지문을 센싱할 수 있도록 한다.According to embodiments of the present invention, by disposing a fingerprint sensor using an optical sensor in the active area of the display panel, the user's fingerprint touched on the active area of the display panel can be sensed.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널의 서브픽셀에 배치된 전압 라인들 중 일부를 지문 센싱을 위한 센싱 라인 등으로 이용함으로써, 디스플레이 패널에 추가되는 배선을 최소화하며 지문 센싱 기능을 구현할 수 있도록 한다.According to embodiments of the present invention, some of the voltage lines arranged in the subpixels of the display panel are used as sensing lines for fingerprint sensing, so that the fingerprint sensing function can be implemented while minimizing the wiring added to the display panel. do.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널에 지문 센싱을 위한 센싱 라인을 별도로 구성함으로써, 디스플레이 구동과 지문 센싱을 동시에 수행할 수 있도록 하여 디스플레이 구동 기간을 감소시키지 않으면서 지문 센싱을 수행할 수 있도록 한다.According to embodiments of the present invention, by configuring a separate sensing line for fingerprint sensing on the display panel, display driving and fingerprint sensing can be performed simultaneously, so that fingerprint sensing can be performed without reducing the display driving period. do.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 패널에서 서브픽셀 단위로 지문 터치에 의한 센싱 신호를 검출함으로써, 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)의 분해가 가능하도록 하여 디스플레이 패널의 액티브 영역에서 사용자의 지문을 인식할 수 있도록 한다.According to embodiments of the present invention, by detecting a sensing signal from a fingerprint touch on a sub-pixel basis on the display panel, it is possible to decompose the ridges and valleys of the fingerprint, thereby allowing the user to identify the user in the active area of the display panel. Enables fingerprint recognition.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널에 배열된 서브픽셀의 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널에 지문 센싱 서브픽셀이 배치된 개략적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4a와 도 4b는 도 3에 도시된 지문 센싱 서브픽셀의 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 서브픽셀에 배치된 광 센서를 이용하여 지문을 센싱하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 도 4a에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(타입 1)이 지문 센싱 기간에 구동하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 13은 도4b에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(타입 2)이 지문 센싱 기간에 구동하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널에 지문 센싱 서브픽셀이 배치된 개략적인 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 지문 센싱 서브픽셀의 회로 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 지문 센싱 서브픽셀의 구동 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 지문을 센싱하는 구동 회로의 개략적인 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 지문 센싱 방법의 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치가 제공하는 지문 센싱 기능의 효과를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing the schematic configuration of a display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit structure of subpixels arranged in a display panel of a display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic example of a structure in which fingerprint sensing subpixels are arranged on a display panel of a display device according to embodiments of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing examples of the circuit structure of the fingerprint sensing subpixel shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of sensing a fingerprint using an optical sensor disposed in a fingerprint sensing subpixel according to embodiments of the present invention.
FIGS. 6 to 9 are diagrams showing examples of how the fingerprint sensing subpixel (type 1) shown in FIG. 4A operates during the fingerprint sensing period.
Figures 10 to 13 are diagrams showing examples of how the fingerprint sensing subpixel (type 2) shown in Figure 4b operates during the fingerprint sensing period.
FIG. 14 is a diagram illustrating another example of a schematic structure in which fingerprint sensing subpixels are arranged on a display panel of a display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing an example of the circuit structure of the fingerprint sensing subpixel shown in FIG. 14.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the driving timing of the fingerprint sensing subpixel shown in FIG. 15.
Figure 17 is a diagram showing an example of the schematic configuration of a driving circuit for sensing a fingerprint in a display device according to embodiments of the present invention.
Figure 18 is a diagram illustrating an example of a process of a fingerprint sensing method of a display device according to embodiments of the present invention.
Figure 19 is a diagram showing the effect of the fingerprint sensing function provided by the display device according to embodiments of the present invention.

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.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the exemplary drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, identical components may have the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted.

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.Additionally, when describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the essence, sequence, order, or number of the components are not limited by the term. When a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there are no other components between each component. It should be understood that may be “interposed” or that each component may be “connected,” “combined,” or “connected” through other components.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.Figure 1 shows a schematic configuration of a display device 100 according to embodiments of the present invention.

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.Referring to FIG. 1, the display device 100 according to embodiments of the present invention includes a display panel 110 in which a plurality of subpixels (SP) including light-emitting elements are arranged, and driving the display panel 110. It may include a gate driving circuit 120, a data driving circuit 130, and a controller 140.

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.In the display panel 110, a plurality of gate lines (GL) and a plurality of data lines (DL) are arranged, and a subpixel (SP) is arranged in an area where the gate line (GL) and the data line (DL) intersect. . Each of these subpixels (SP) may include a light emitting element, and two or more subpixels (SP) may constitute one pixel.

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.The gate driving circuit 120 is controlled by the controller 140 and sequentially outputs scan signals to the plurality of gate lines GL disposed on the display panel 110 to determine the driving timing of the plurality of subpixels SP. control.

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.The gate driving circuit 120 may include one or more gate driver integrated circuits (GDIC, Gate Driver Integrated Circuit) and may be located on only one side or both sides of the display panel 110 depending on the driving method. It may be possible.

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.The data driving circuit 130 receives image data from the controller 140 and converts the image data into an analog data voltage. Then, the data voltage is output to each data line (DL) in accordance with the timing when the scan signal is applied through the gate line (GL), so that each subpixel (SP) expresses brightness according to the image data.

데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC, Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.The data driving circuit 130 may include one or more source driver integrated circuits (SDIC).

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.The controller 140 supplies various control signals to the gate driving circuit 120 and the data driving circuit 130, and controls the operations of the gate driving circuit 120 and the data driving circuit 130.

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.The controller 140 causes the gate driving circuit 120 to output a scan signal according to the timing implemented in each frame, and converts the externally received image data to fit the data signal format used by the data driving circuit 130. The converted image data is output to the data driving circuit 130.

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.The controller 140 sends various timing signals including a vertical synchronization signal (Vsync), a horizontal synchronization signal (Hsync), an input data enable signal (DE, Data Enable), and a clock signal (CLK) along with the image data to an external device. Receive from (e.g. host system).

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.The controller 140 may generate various control signals using various timing signals received from the outside and output them to the gate driving circuit 120 and the data driving circuit 130.

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 신호를 출력한다.As an example, the controller 140 uses a gate start pulse (GSP, Gate Start Pulse), a gate shift clock (GSC), and a gate output enable signal (GOE, Outputs various gate control signals including Gate Output Enable).

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.Here, the gate start pulse (GSP) controls the operation start timing of one or more gate driver integrated circuits constituting the gate driving circuit 120. The gate shift clock (GSC) is a clock signal commonly input to one or more gate driver integrated circuits, and controls the shift timing of the scan signal. The gate output enable signal (GOE) specifies timing information for one or more gate driver integrated circuits.

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 신호를 출력한다.In addition, the controller 140 uses a source start pulse (SSP), a source sampling clock (SSC), and a source output enable signal (SOE) to control the data driving circuit 130. Outputs various data control signals, including Output Enable.

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.Here, the source start pulse (SSP) controls the data sampling start timing of one or more source driver integrated circuits constituting the data driving circuit 130. The source sampling clock (SSC) is a clock signal that controls the sampling timing of data in each source driver integrated circuit. The source output enable signal (SOE) controls the output timing of the data driving circuit 130.

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.This display device 100 supplies various voltages or currents to the display panel 110, the gate driving circuit 120, the data driving circuit 130, etc., or has a power management integrated circuit that controls the various voltages or currents to be supplied. More may be included.

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.In the display panel 110, in addition to the gate line (GL) and data line (DL), voltage lines to which various signals or voltages may be supplied may be disposed, and each subpixel (SP) may include a light emitting element and a transistor for driving the same. etc. may be placed.

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.Figure 2 shows an example of a circuit structure of a subpixel (SP) arranged on the display panel 110 of the display device 100 according to embodiments of the present invention. The display device (SP) according to embodiments of the present invention 100) shows an example of an organic light emitting display device.

또한, 본 발명의 실시예들은 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 장치 위주로 설명하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 무기(Inorganic) 발광다이오드 디스플레이 장치에도 적용이 가능할 것이다.In addition, although embodiments of the present invention are mainly described with respect to an organic light emitting diode (OLED) display device, the present invention is not limited thereto and may also be applied to an inorganic light emitting diode display device.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 서브픽셀(SP)은, 유기발광다이오드(OLED)를 포함하고, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2) 및 스토리지 캐패시터(Cstg) 등을 포함할 수 있다. 즉, 세 개의 트랜지스터와 하나의 캐패시터를 포함하는 3T1C 구조일 수 있다.Referring to FIG. 2, a subpixel (SP) according to embodiments of the present invention includes an organic light emitting diode (OLED), a driving transistor (DRT) that drives the organic light emitting diode (OLED), and a first transistor. (T1), a second transistor (T2), and a storage capacitor (Cstg). That is, it may be a 3T1C structure including three transistors and one capacitor.

또한, 서브픽셀(SP)에는, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 배치되며, 구동 전압(Vdd)이 인가되는 구동 전압 라인(DVL)과 기준 전압(Vref)이 인가되는 기준 전압 라인(RVL)이 배치될 수 있다. 여기서, 구동 전압 라인(DVL)과 기준 전압 라인(RVL)은 둘 이상의 서브픽셀(SP)마다 하나씩 배치될 수도 있다.In addition, a gate line (GL) and a data line (DL) are disposed in the subpixel (SP), a driving voltage line (DVL) to which the driving voltage (Vdd) is applied, and a reference voltage line to which the reference voltage (Vref) is applied. (RVL) can be placed. Here, the driving voltage line (DVL) and the reference voltage line (RVL) may be arranged one at a time for each of two or more subpixels (SP).

제1 트랜지스터(T1)는, 데이터 라인(DL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드 사이에 전기적으로 연결된다. 그리고, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드는 제1 게이트 라인(GL1)과 전기적으로 연결되거나 일체로 형성될 수 있다.The first transistor T1 is electrically connected between the data line DL and the gate node of the driving transistor DRT. Additionally, the gate node of the first transistor T1 may be electrically connected to or formed integrally with the first gate line GL1.

제1 트랜지스터(T1)는, 제1 게이트 라인(GL1)으로 인가되는 스캔 신호에 의해 턴-온, 턴-오프 되고, 데이터 라인(DL)을 통해 공급된 데이터 전압(Vdata)이 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 인가되도록 제어한다. 이러한 제1 트랜지스터(T1)는 스위칭 트랜지스터라고도 한다.The first transistor T1 is turned on and off by the scan signal applied to the first gate line GL1, and the data voltage Vdata supplied through the data line DL is turned on and off by the driving transistor DRT. ) is controlled to be applied to the gate node. This first transistor T1 is also called a switching transistor.

제2 트랜지스터(T2)는, 기준 전압 라인(RVL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드 사이에 전기적으로 연결된다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드는 제2 게이트 라인(GL2)과 전기적으로 연결되거나 일체로 형성될 수 있다.The second transistor T2 is electrically connected between the reference voltage line RVL and the source node of the driving transistor DRT. Additionally, the gate node of the second transistor T2 may be electrically connected to or formed integrally with the second gate line GL2.

제2 트랜지스터(T2)는, 제2 게이트 라인(GL2)으로 인가되는 스캔 신호에 의해 턴-온, 턴-오프 되고, 기준 전압 라인(RVL)을 통해 공급된 기준 전압(Vref)이 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드에 인가되도록 제어한다.The second transistor T2 is turned on and off by the scan signal applied to the second gate line GL2, and the reference voltage Vref supplied through the reference voltage line RVL is applied to the driving transistor ( DRT) is controlled to be applied to the source node.

구동 트랜지스터(DRT)는, 구동 전압 라인(DVL)과 유기발광다이오드(OLED) 사이에 전기적으로 연결된다.The driving transistor (DRT) is electrically connected between the driving voltage line (DVL) and the organic light emitting diode (OLED).

구동 트랜지스터(DRT)는, 게이트 노드에 인가되는 데이터 전압(Vdata)에 의해 턴-온 되고, 구동 전압(Vdd)이 데이터 전압(Vdata)에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 인가되도록 제어한다.The driving transistor (DRT) is turned on by the data voltage (Vdata) applied to the gate node, and controls the driving voltage (Vdd) to be applied to the organic light emitting diode (OLED) according to the data voltage (Vdata).

스토리지 캐패시터(Cstg)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드와 소스 노드 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 스토리지 캐패시터(Cstg)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 인가된 데이터 전압(Vdata)을 한 프레임 동안 유지시켜줄 수 있다.The storage capacitor Cstg is electrically connected between the gate node and source node of the driving transistor DRT. This storage capacitor (Cstg) can maintain the data voltage (Vdata) applied to the gate node of the driving transistor (DRT) for one frame.

유기발광다이오드(OLED)는, 구동 트랜지스터(DRT)에 의해 애노드 전극으로 인가되는 전압과 기저 전압(Vss)의 차이에 따른 밝기를 나타내며, 각각의 서브픽셀(SP)이 이미지를 표시할 수 있도록 한다.Organic light-emitting diodes (OLEDs) display brightness based on the difference between the voltage applied to the anode electrode by the driving transistor (DRT) and the base voltage (Vss), allowing each subpixel (SP) to display an image. .

이러한 서브픽셀(SP)은, 전술한 3T1C 구조 이외에도 다양한 구조로 설계될 수 있다.These subpixels (SP) may be designed in various structures in addition to the 3T1C structure described above.

본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 이미지 표시를 위한 서브픽셀(SP) 이외에 지문 센싱을 위해 배치된 서브픽셀(SP)을 포함할 수 있다.The display device 100 according to embodiments of the present invention may include a subpixel (SP) disposed for fingerprint sensing in addition to a subpixel (SP) for displaying an image in the active area of the display panel 110. .

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 패널(110)에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 배치된 개략적인 구조의 예시를 나타낸 것이다.FIG. 3 shows an example of a schematic structure in which a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) is disposed on the display panel 110 of the display device 100 according to embodiments of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 패널(110)에는 화상을 표시하는 서브픽셀(SP)과 지문 센싱을 위한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3, the display panel 110 of the display device 100 according to embodiments of the present invention includes a subpixel (SP) for displaying an image and a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) for fingerprint sensing. can be placed.

화상을 표시하는 서브픽셀(SP)은 발광 영역과 회로 소자가 배치되는 영역으로 구분될 수 있다. 그리고, 각각의 서브픽셀(SP)은 적색, 녹색 또는 청색 광을 표시할 수 있으며, 도 3은 적색 서브픽셀(SP), 녹색 서브픽셀(SP) 및 청색 서브픽셀(SP)이 배치된 구조 중 하나의 예시를 나타낸 것이다.A subpixel (SP) that displays an image can be divided into a light emitting area and an area where circuit elements are placed. In addition, each subpixel (SP) can display red, green, or blue light, and Figure 3 shows a structure in which the red subpixel (SP), green subpixel (SP), and blue subpixel (SP) are arranged. This shows one example.

지문 센싱을 위한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은 화상을 표시하는 서브픽셀(SP)과 인접하게 배치될 수 있다. 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은, 화상을 표시하는 서브픽셀(SP)의 수와 동일하게 배치될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀(SP)마다 하나의 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 배치될 수도 있다. 또한, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에서 지문 센싱을 수행하는 영역에만 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 배치될 수도 있다.A fingerprint sensing subpixel (FS-SP) for fingerprint sensing may be placed adjacent to a subpixel (SP) that displays an image. The fingerprint sensing subpixel (FS-SP) may be arranged equal to the number of subpixels (SP) displaying an image, and one fingerprint sensing subpixel (FS-SP) for every two or more subpixels (SP). It may be deployed. Additionally, a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) may be disposed only in an area where fingerprint sensing is performed in the active area of the display panel 110.

지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 지문 센싱을 수행하기 위한 트랜지스터와 캐패시터와 같은 회로 소자가 배치될 수 있다. 또한, 광에 반응하는 센서가 배치될 수 있다.Circuit elements such as transistors and capacitors for performing fingerprint sensing may be disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP). Additionally, a sensor that responds to light may be disposed.

그리고, 트랜지스터, 캐패시터와 센서 등을 구동하기 위한 스캔 라인, 전압 라인 등이 배치되고, 스캔 라인과 전압 라인을 통해 인가되는 신호, 전압에 의해 지문 센싱을 위한 구동을 수행한다.Then, scan lines, voltage lines, etc. for driving transistors, capacitors, sensors, etc. are arranged, and driving for fingerprint sensing is performed by signals and voltage applied through the scan lines and voltage lines.

일 예로, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 트랜지스터의 온, 오프를 제어하는 센싱 스캔 라인(SSL)이 배치될 수 있다. 그리고, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로 공급되는 전압이 인가되는 전압 라인은 디스플레이 구동을 위해 배치된 전압 라인 중 어느 하나의 라인이 이용될 수 있다.As an example, a sensing scan line (SSL) that controls on and off of a transistor disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) may be disposed. Additionally, any one of the voltage lines arranged to drive the display may be used as the voltage line to which the voltage supplied to the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) is applied.

즉, 데이터 라인(DL)이나 기준 전압 라인(RVL) 등이 지문 센싱을 위한 전압이 인가되는 라인으로 이용될 수 있다. 또한, 데이터 라인(DL)이나 기준 전압 라인(RVL)은 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 센싱 신호를 검출하기 위한 라인으로 이용될 수도 있다.That is, the data line (DL) or the reference voltage line (RVL) can be used as a line to which voltage is applied for fingerprint sensing. Additionally, the data line (DL) or the reference voltage line (RVL) may be used as a line to detect a sensing signal from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP).

따라서, 지문 센싱을 위한 트랜지스터, 캐패시터, 센서 및 센싱 스캔 라인(SSL)을 배치하고, 디스플레이 구동을 위해 배치된 데이터 라인(DL)이나 기준 전압 라인(RVL) 등을 이용하여 지문 센싱 기능을 제공하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구현할 수 있다.Therefore, the fingerprint sensing function is provided by arranging transistors, capacitors, sensors, and sensing scan lines (SSL) for fingerprint sensing, and using the data line (DL) or reference voltage line (RVL) arranged to drive the display. Fingerprint sensing subpixel (FS-SP) can be implemented.

도 4a와 도 4b는 도 3에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 회로 구조의 예시를 나타낸 것이다.FIGS. 4A and 4B show examples of the circuit structure of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in FIG. 3.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 데이터 라인(DL), 기준 전압 라인(RVL)과 센싱 스캔 라인(SSL)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4A, a data line (DL), a reference voltage line (RVL), and a sensing scan line (SSL) may be disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) according to embodiments of the present invention.

그리고, 센싱 트랜지스터(SENT), 광 센서(PS) 및 센싱 캐패시터(Csen)가 배치될 수 있다.Additionally, a sensing transistor (SENT), a light sensor (PS), and a sensing capacitor (Csen) may be disposed.

센싱 트랜지스터(SENT)는, 데이터 라인(DL)과 센싱 캐패시터(Csen) 사이에 전기적으로 연결된다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 센싱 스캔 라인(SSL)과 전기적으로 연결되거나 일체로 형성될 수 있다.The sensing transistor (SENT) is electrically connected between the data line (DL) and the sensing capacitor (Csen). Additionally, the gate node of the sensing transistor (SENT) may be electrically connected to or formed integrally with the sensing scan line (SSL).

센싱 캐패시터(Csen)는, 센싱 트랜지스터(SENT)와 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결된다.The sensing capacitor Csen is electrically connected between the sensing transistor SENT and the reference voltage line RVL.

센싱 트랜지스터(SENT) 및 센싱 캐패시터(Csen)와 데이터 라인(DL) 및 기준 전압 라인(RVL)의 연결 구조는 하나의 예시이며, 센싱 트랜지스터(SENT)가 기준 전압 라인(RVL)과 연결되고 센싱 캐패시터(Csen)가 데이터 라인(DL)과 연결된 구조일 수도 있다.The connection structure of the sensing transistor (SENT) and sensing capacitor (Csen) with the data line (DL) and reference voltage line (RVL) is an example, in which the sensing transistor (SENT) is connected to the reference voltage line (RVL) and the sensing capacitor (Csen) may be a structure connected to the data line (DL).

즉, 데이터 라인(DL)과 기준 전압 라인(RVL) 중 지문 센싱을 위한 구동 전압이 인가되고 센싱 신호를 검출하는 라인이 어느 라인인지에 따라 센싱 트랜지스터(SENT), 센싱 캐패시터(Csen)에 연결된 전압 라인이 달라질 수 있다. 도 4a에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은 데이터 라인(DL)을 센싱 라인으로 이용하는 경우의 구조를 예시로 나타낸다.In other words, depending on which line among the data line (DL) and the reference voltage line (RVL) the driving voltage for fingerprint sensing is applied and the sensing signal is detected, the voltage connected to the sensing transistor (SENT) and sensing capacitor (Csen) Lines may vary. The fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in FIG. 4A shows an example of a structure when the data line (DL) is used as a sensing line.

광 센서(PS)는, 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.The optical sensor PS may be electrically connected between the drain node and the source node of the sensing transistor SENT.

이러한 광 센서(PS)는, 특정 파장의 광에 노출되면 전기적인 특성이 변하는 감광성을 가질 수 있다.This optical sensor (PS) may have photosensitivity that changes its electrical characteristics when exposed to light of a specific wavelength.

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 하며, 도 4a는 광 센서(PS)로서 양방향 다이오드가 배치된 경우를 예시로 나타낸 것이다.For example, the optical sensor PS operates like an insulator before being exposed to light, and when exposed to light, its electrical characteristics change so that both ends are electrically connected and it operates like a conductor. Here, the optical sensor (PS) is also called a photo sensor, and Figure 4a shows an example in which a bidirectional diode is disposed as the optical sensor (PS).

즉, 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이에 광 센서(PS)가 전기적으로 연결된 구조에서, 센싱 트랜지스터(SENT)가 오프 상태일 때 광 센서(PS)가 광에 노출되면 광 센서(PS)를 통해 흐르는 전류가 발생할 수 있다. 따라서, 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이에 전류가 흐르게 된다.That is, in a structure where the optical sensor (PS) is electrically connected between the drain node and the source node of the sensing transistor (SENT), when the optical sensor (PS) is exposed to light when the sensing transistor (SENT) is in the off state, the optical sensor ( A current flowing through PS) may occur. Accordingly, current flows between the drain node and the source node of the sensing transistor (SENT).

여기서, 센싱 트랜지스터(SENT)의 소스 노드에는 센싱 캐패시터(Csen)가 연결되어 있으므로, 센싱 캐패시터(Csen)를 충전시킨 상태에서 광 노출에 의한 누설 전류가 발생하면 센싱 캐패시터(Csen)에 충전된 전압이 변화하게 된다.Here, since the sensing capacitor (Csen) is connected to the source node of the sensing transistor (SENT), if leakage current due to light exposure occurs while the sensing capacitor (Csen) is charged, the voltage charged in the sensing capacitor (Csen) It changes.

이러한 센싱 캐패시터(Csen)의 충전 전압의 변화량을 센싱함으로써, 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따라 발생하는 센싱 신호를 검출할 수 있다. 그리고, 이러한 센싱 신호를 이용하여 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 지문을 센싱할 수 있다.By sensing the change in the charging voltage of the sensing capacitor Csen, a sensing signal generated depending on whether the optical sensor PS is exposed to light can be detected. And, using these sensing signals, the ridges and valleys of the fingerprint touched on the display panel 110 can be decomposed and the fingerprint can be sensed.

이러한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은, 광 센서(PS)로 포토 다이오드를 배치하여 구성될 수도 있다.This fingerprint sensing subpixel (FS-SP) may be configured by arranging a photo diode as an optical sensor (PS).

도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 데이터 라인(DL), 기준 전압 라인(RVL) 및 센싱 스캔 라인(SSL)이 배치된다.Referring to FIG. 4B, a data line (DL), a reference voltage line (RVL), and a sensing scan line (SSL) are disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) according to embodiments of the present invention.

그리고, 센싱 트랜지스터(SENT), 센싱 캐패시터(Csen)와 광 센서(PS)가 배치될 수 있다.Additionally, a sensing transistor (SENT), a sensing capacitor (Csen), and a light sensor (PS) may be disposed.

센싱 트랜지스터(SENT)는, 데이터 라인(DL)과 광 센서(PS) 사이에 전기적으로 연결된다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 센싱 스캔 라인(SSL)과 전기적으로 연결되거나 일체로 형성될 수 있다.The sensing transistor (SENT) is electrically connected between the data line (DL) and the optical sensor (PS). Additionally, the gate node of the sensing transistor (SENT) may be electrically connected to or formed integrally with the sensing scan line (SSL).

광 센서(PS)는, 센싱 트랜지스터(SENT)와 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결된다. 그리고, 센싱 캐패시터(Csen)는, 광 센서(PS)와 병렬로 연결될 수 있다.The optical sensor (PS) is electrically connected between the sensing transistor (SENT) and the reference voltage line (RVL). Additionally, the sensing capacitor Csen may be connected in parallel with the optical sensor PS.

또는, 도 4a에서 설명한 바와 같이, 센싱 트랜지스터(SENT)가 기준 전압 라인(RVL)과 연결되고, 광 센서(PS)가 데이터 라인(DL)가 연결될 수도 있다. 도 4b에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은 데이터 라인(DL)을 센싱 라인으로 이용하는 경우의 구조를 예시로 나타낸다.Alternatively, as described in FIG. 4A, the sensing transistor (SENT) may be connected to the reference voltage line (RVL), and the optical sensor (PS) may be connected to the data line (DL). The fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in FIG. 4B shows an example of a structure when the data line (DL) is used as a sensing line.

광 센서(PS)로 포토 다이오드를 배치한 경우, 광 센서(PS)가 광에 노출되면 광 센서(PS)를 통해 역방향으로 전류가 흐를 수 있다. 즉, 제3 노드(N3)로부터 기준 전압 라인(RVL)으로 흐르는 전류가 발생할 수 있다.When a photodiode is placed as the optical sensor (PS), when the optical sensor (PS) is exposed to light, current may flow in the reverse direction through the optical sensor (PS). That is, a current flowing from the third node N3 to the reference voltage line RVL may occur.

따라서, 제3 노드(N3)에 구동 전압이 인가되고 센싱 트랜지스터(SENT)가 오프인 상태에서, 광 센서(PS)가 광에 노출되면 발생하는 전류로 인해 제3 노드(N3)의 전압 변화가 발생할 수 있다.Therefore, when the driving voltage is applied to the third node (N3) and the sensing transistor (SENT) is turned off, the voltage of the third node (N3) changes due to the current generated when the optical sensor (PS) is exposed to light. It can happen.

이러한 제3 노드(N3)의 전압 변화를 센싱함으로써, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 터치된 지문의 마루(Ridge) 또는 골(Valley)을 판단하고 지문을 센싱할 수 있다.By sensing the voltage change of the third node N3, the ridge or valley of the fingerprint touched on the fingerprint sensing subpixel FS-SP can be determined and the fingerprint can be sensed.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 광 센서(PS)를 이용하여 지문을 센싱하는 원리를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the principle of sensing a fingerprint using the optical sensor (PS) disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) in the display device 100 according to embodiments of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는, 기판(530) 상에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 광 센서(PS)가 위치한다.Referring to FIG. 5, the display device 100 according to embodiments of the present invention has an optical sensor (PS) disposed in a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) on a substrate 530.

그리고, 디스플레이 장치(100)는, 지문 센싱 기간에 광을 조사하는 광원 장치(510)와, 광원 장치(510)로부터 조사된 광을 가이드하는 광 가이드 플레이트(520)를 포함할 수 있다. 이러한 광 가이드 플레이트(520)는, 광 가이드 패널이나 광 가이드 장치가 추가로 배치된 것일 수도 있고, 디스플레이 패널(110)의 커버 글래스와 같이 디스플레이 장치(100)에 포함된 구성이 활용된 것일 수도 있다.Additionally, the display device 100 may include a light source device 510 that irradiates light during the fingerprint sensing period, and a light guide plate 520 that guides the light emitted from the light source device 510. This light guide plate 520 may be an additional light guide panel or light guide device, or may be a structure included in the display device 100, such as the cover glass of the display panel 110. .

지문 센싱 기간에 광원 장치(510)가 특정 파장의 광을 조사하면 광원 장치(510)로부터 조사된 광이 광 가이드 플레이트(520)를 따라 발산될 수 있다.During the fingerprint sensing period, when the light source device 510 radiates light of a specific wavelength, the light irradiated from the light source device 510 may be emitted along the light guide plate 520.

이때, 디스플레이 패널(110)의 표면에 지문이 터치되면 지문에서 돌출된 부분인 마루(Ridge)와 움푹 패인 부분인 골(Valley)에 따라 광의 투과, 반사가 발생할 수 있다.At this time, when a fingerprint touches the surface of the display panel 110, light may be transmitted or reflected depending on the ridge, which is a protruding part, and the valley, which is a recessed part, of the fingerprint.

일 예로, 지문의 마루(Ridge)와 광 가이드 플레이트(520)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).For example, the light that reaches the part where the ridge of the fingerprint contacts the light guide plate 520 is transmitted because the refractive index of the finger and the glass are almost the same. And, since the light passes through and is emitted to the outside, the optical sensor PS disposed in the area corresponding to the ridge of the fingerprint is not exposed to light (light blocking area).

그리고, 지문의 골(Valley)이 위치하는 부분에서, 지문의 골(Valley)과 광 가이드 플레이트(520)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 투과하지 못하고 반사하게 된다. 따라서, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 배치된 광 센서(PS)는 광에 노출되게 된다(광 노출 영역).And, in the area where the valley of the fingerprint is located, the valley of the fingerprint and the light guide plate 520 do not contact, and air is located between them. Since the refractive index of air is different from that of glass, light does not transmit but is reflected in the area where the valley of the fingerprint is located. Accordingly, the optical sensor PS disposed in the area corresponding to the valley of the fingerprint is exposed to light (light exposure area).

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.That is, the light sensor (PS) placed in the area corresponding to the ridge of the fingerprint is blocked from light, and the light sensor (PS) placed in the area corresponding to the valley of the fingerprint can be exposed to light. there is.

그리고, 광 차단 또는 광 노출에 따라 광 센서(PS)의 전기적인 특성이 다르게 변할 수 있다.Additionally, the electrical characteristics of the optical sensor (PS) may change differently depending on light blocking or light exposure.

이러한 광 센서(PS)의 광 차단 또는 광 노출에 의한 전기적인 특성의 변화를 이용하여, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역에 위치하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)과 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역에 위치하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 다른 센싱 신호를 검출할 수 있다.Using changes in electrical characteristics due to light blocking or light exposure of the optical sensor (PS), the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) located in the area corresponding to the ridge of the fingerprint and the valley of the fingerprint ( Other sensing signals can be detected from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) located in the area corresponding to the valley.

이러한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 검출되는 센싱 신호의 차이를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문을 센싱할 수 있도록 한다.Using the difference in the sensing signal detected from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP), the ridges and valleys of the fingerprint are separated and the fingerprint touched on the display panel 110 can be sensed.

이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널(110)에 광 센서(PS)를 포함하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 배치함으로써, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 터치된 사용자의 지문을 센싱할 수 있도록 한다.As such, embodiments of the present invention place a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) including a light sensor (PS) on the display panel 110, thereby detecting the user's touch on the active area of the display panel 110. Enables fingerprint sensing.

이하에서는, 도 6 내지 도 13을 참조하여, 전술한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구체적인 구동 방식을 설명한다.Hereinafter, a specific driving method of the above-described fingerprint sensing subpixel (FS-SP) will be described with reference to FIGS. 6 to 13.

도 6 내지 도 9는 도 4a에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동 방식을 나타낸 것이다.Figures 6 to 9 show the driving method of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in Figure 4a.

이러한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은 데이터 라인(DL)을 지문 센싱을 위한 라인으로 이용하므로, 디스플레이 구동 기간과 시분할된 기간에 수행될 수 있다.Since this fingerprint sensing subpixel (FS-SP) uses the data line (DL) as a line for fingerprint sensing, it can be performed in a time-divided period from the display driving period.

따라서, 디스플레이 구동 기간의 일부 기간 또는 터치 센싱 기능을 제공하는 경우 터치 센싱 기간의 일부 기간을 할당하여 지문 센싱을 수행할 수 있다. 또는, 디스플레이 장치(100)에서 실행되는 어플리케이션 등에 의해 지문 센싱이 요구되는 경우에만 지문 센싱을 수행하도록 할 수도 있다.Therefore, fingerprint sensing can be performed by allocating a portion of the display driving period or, when a touch sensing function is provided, a portion of the touch sensing period. Alternatively, fingerprint sensing may be performed only when fingerprint sensing is required by an application running on the display device 100.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 센싱 트랜지스터(SENT), 센싱 캐패시터(Csen) 및 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이에 전기적으로 연결된 광 센서(PS)가 배치된다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 온, 오프 제어를 위한 센싱 스캔 라인(SSL)이 배치된다.Referring to FIG. 6, in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) according to embodiments of the present invention, a sensing transistor (SENT), a sensing capacitor (Csen), and between the drain node and the source node of the sensing transistor (SENT) An electrically connected optical sensor (PS) is disposed. Additionally, a sensing scan line (SSL) is disposed for on and off control of the sensing transistor (SENT).

데이터 라인(DL)은, 데이터 구동 회로(130)에 포함된 제1 스위치(SW1)에 의해 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되거나 지문 센싱을 위한 전압이 인가되도록 제어될 수 있다.The data line DL may be controlled so that a voltage for driving a display or a voltage for fingerprint sensing is applied by the first switch SW1 included in the data driving circuit 130.

이러한 데이터 라인(DL)은, 센싱 회로(150)와 연결될 수도 있다.This data line DL may be connected to the sensing circuit 150.

센싱 회로(150)는, 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된 제2 스위치(SW2)와, 증폭기 및 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다.The sensing circuit 150 may include a second switch SW2 electrically connected to the data line DL, an amplifier, and a feedback capacitor Cfb.

센싱 회로(150)의 제2 스위치(SW2)는, 일 단이 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 타 단이 증폭기의 (-) 입력단과 전기적으로 연결될 수 있다. 증폭기의 (-) 입력단과 출력단 사이에는 피드백 캐패시터(Cfb)가 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 증폭기는 지문 센싱 기간에 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되면 데이터 라인(DL)을 통해 검출되는 신호를 출력할 수 있다.One end of the second switch SW2 of the sensing circuit 150 may be electrically connected to the data line DL, and the other end may be electrically connected to the (-) input terminal of the amplifier. A feedback capacitor (Cfb) may be electrically connected between the (-) input terminal and the output terminal of the amplifier. Additionally, the amplifier may output a signal detected through the data line DL when the second switch SW2 is turned on during the fingerprint sensing period.

이러한 센싱 회로(150)는, 데이터 구동 회로(130)와 별도로 배치될 수도 있고, 데이터 구동 회로(130)의 내부에 배치될 수도 있다. 또한, 이러한 센싱 회로(150)의 구성은 하나의 예시이며, 데이터 라인(DL)을 통해 신호를 검출할 수 있는 다양한 형태의 회로가 적용될 수도 있다.This sensing circuit 150 may be placed separately from the data driving circuit 130 or may be placed inside the data driving circuit 130. Additionally, this configuration of the sensing circuit 150 is just an example, and various types of circuits capable of detecting signals through the data line DL may be applied.

도 6은 지문 센싱 기간 중 구동 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱은, 구동 기간(① Driving), 광 조사 기간(② Lighting), 리셋 기간(③ Reset) 및 센싱 기간(④ Sensing)으로 구분될 수 있다.Figure 6 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the driving period of the fingerprint sensing period. Fingerprint sensing according to embodiments of the present invention consists of a driving period (① Driving) and a light irradiation period (② Lighting). ), reset period (③ Reset), and sensing period (④ Sensing).

지문 센싱 기간에서 데이터 구동 회로(130)에 포함된 제1 스위치(SW1)가 지문 센싱을 위한 전압을 출력하는 회로와 연결된다.During the fingerprint sensing period, the first switch SW1 included in the data driving circuit 130 is connected to a circuit that outputs a voltage for fingerprint sensing.

지문 센싱 기간의 구동 기간에서 센싱 스캔 라인(SSL)을 통해 스캔 신호가 인가되어 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된다. 그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 데이터 라인(DL)을 통해 센싱 구동 전압(Vdrv)을 출력한다.During the driving period of the fingerprint sensing period, a scan signal is applied through the sensing scan line (SSL) to turn on the sensing transistor (SENT). Then, the data driving circuit 130 outputs the sensing driving voltage (Vdrv) through the data line (DL).

센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된 상태이므로, 데이터 라인(DL)을 통해 인가된 센싱 구동 전압(Vdrv)이 제3 노드(N3)에 인가되어 센싱 캐패시터(Csen)가 충전된다.Since the sensing transistor SENT is turned on, the sensing driving voltage Vdrv applied through the data line DL is applied to the third node N3 to charge the sensing capacitor Csen.

도 7은 지문 센싱 기간 중 광 조사 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것이다.Figure 7 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the light irradiation period during the fingerprint sensing period.

도 7을 참조하면, 지문 센싱 기간의 구동 기간에 제3 노드(N3)로 센싱 구동 전압(Vdrv)의 공급이 완료되면, 광 조사 기간에 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 되고 광원 장치(510)로부터 광이 조사된다.Referring to FIG. 7, when the supply of the sensing driving voltage (Vdrv) to the third node (N3) is completed during the driving period of the fingerprint sensing period, the sensing transistor (SENT) is turned off during the light irradiation period and the light source device 510 ) Light is irradiated from.

센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 된 상태에서 광이 조사되므로, 센싱 트랜지스터(SENT)에 연결된 광 센서(PS)가 광에 노출되는지 여부에 따라 누설 전압(Vleak)이 발생할 수 있다. 이러한 누설 전압(Vleak)의 차이가 클수록 센싱 신호의 차이가 크게 발생하므로, 지문 센싱 기간 중 광 조사 기간을 충분히 길게 설정할 수도 있다.Since light is irradiated while the sensing transistor (SENT) is turned off, a leakage voltage (Vleak) may occur depending on whether the optical sensor (PS) connected to the sensing transistor (SENT) is exposed to light. Since the larger the difference in leakage voltage (Vleak), the larger the difference in the sensing signal occurs, the light irradiation period during the fingerprint sensing period may be set sufficiently long.

여기서, 데이터 구동 회로(130)는, 광이 조사되는 기간 동안 데이터 라인(DL)으로 기준 전압(Vref) 또는 센싱 기준 전압을 출력한다.Here, the data driving circuit 130 outputs a reference voltage (Vref) or a sensing reference voltage to the data line (DL) during the period when light is irradiated.

이러한 센싱 기준 전압은 광 센서(PS)를 통한 누설 전압(Vleak)을 발생시켜주기 위한 것으로서, 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이의 전압 차이를 발생시켜줄 수 있는 전압일 수 있다. 일 예로, 센싱 기준 전압은 기준 전압(Vref), 공통 전압 또는 그라운드 전압일 수 있으며, 지문 센싱을 위해 별도로 설정된 전압일 수도 있다.This sensing reference voltage is intended to generate a leakage voltage (Vleak) through the optical sensor (PS), and may be a voltage that can generate a voltage difference between the drain node and the source node of the sensing transistor (SENT). For example, the sensing reference voltage may be a reference voltage (Vref), a common voltage, or a ground voltage, or may be a voltage set separately for fingerprint sensing.

즉, 광 조사 기간에는 지문 센싱 기간의 구동 기간에 데이터 라인(DL)을 통해 공급된 센싱 구동 전압(Vdrv)과 다른 레벨을 갖는 센싱 기준 전압이 데이터 라인(DL)으로 공급될 수 있다.That is, during the light irradiation period, a sensing reference voltage having a level different from the sensing driving voltage Vdrv supplied through the data line DL during the driving period of the fingerprint sensing period may be supplied to the data line DL.

센싱 트랜지스터(SENT)가 오프 상태이고 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이에 전압 차이가 존재하는 상태이므로, 광 센서(PS)가 광에 노출되는지 여부에 다라 광 센서(PS)를 통한 누설 전압(Vleak)이 발생할 수 있다.Since the sensing transistor (SENT) is in the off state and a voltage difference exists between the drain node and the source node of the sensing transistor (SENT), the light through the light sensor (PS) depends on whether the light sensor (PS) is exposed to light. Leakage voltage (Vleak) may occur.

일 예로, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 영역은 광 차단 영역에 해당하므로, 해당 영역에 배치된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 광 센서(PS)는 광에 노출되지 않게 된다. 따라서, 광 센서(PS)가 부도체인 상태를 유지하므로, 광 센서(PS)를 통한 누설 전압(Vleak)이 발생하지 않게 된다.For example, since the area corresponding to the ridge of the fingerprint corresponds to the light blocking area, the optical sensor (PS) of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) disposed in the area is not exposed to light. Accordingly, since the optical sensor PS maintains a non-conducting state, leakage voltage Vleak through the optical sensor PS does not occur.

그리고, 지문의 골(Valley)에 대응하는 영역은 광 노출 영역에 해당하므로, 해당 영역에 배치된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 광 센서(PS)는 광에 노출되게 된다. 따라서, 광 센서(PS)가 도체처럼 동작하여 광 센서(PS)를 통한 누설 전압(Vleak)이 발생하게 되므로, 제3 노드(N3)에 충전된 전압이 변화하게 된다.And, since the area corresponding to the valley of the fingerprint corresponds to the light exposure area, the optical sensor (PS) of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) disposed in the area is exposed to light. Accordingly, the optical sensor PS operates like a conductor and a leakage voltage Vleak occurs through the optical sensor PS, so the voltage charged in the third node N3 changes.

따라서, 광 조사 기간 이후에 제3 노드(N3)의 전압 센싱을 통해 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)과 지문의 골(Valley)에 대응하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구분할 수 있게 되고, 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하여 지문을 센싱할 수 있게 된다.Therefore, after the light irradiation period, the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) corresponding to the ridge of the fingerprint and the fingerprint sensing subpixel corresponding to the valley of the fingerprint are detected through voltage sensing of the third node (N3). (FS-SP) can be distinguished, and fingerprints can be sensed by disassembling the ridges and valleys of the fingerprint.

여기서, 광 조사 기간 이후의 제3 노드(N3)의 전압은 데이터 라인(DL)을 통해 센싱할 수 있다. 이때, 데이터 라인(DL)의 전압 상태가 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)마다 다를 수 있으며, 이로 인하여 제3 노드(N3)의 전압이 정확하게 센싱되지 않을 수 있다.Here, the voltage of the third node N3 after the light irradiation period can be sensed through the data line DL. At this time, the voltage state of the data line DL may be different for each fingerprint sensing subpixel (FS-SP), and because of this, the voltage of the third node N3 may not be accurately sensed.

본 발명의 실시예들은, 광 조사 기간 이후의 센싱 전압의 정확도 개선을 위하여, 광 조사 기간 이후에 데이터 라인(DL)을 초기화 또는 리셋시켜주는 과정을 수행한다.Embodiments of the present invention perform a process of initializing or resetting the data line DL after the light irradiation period in order to improve the accuracy of the sensing voltage after the light irradiation period.

도 8은 지문 센싱 기간 중 리셋 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것이다.Figure 8 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the reset period during the fingerprint sensing period.

도 8을 참조하면, 지문 센싱 기간의 리셋 기간에 광원 장치(510)는 광 조사를 중지한다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 오프 상태를 유지하며, 데이터 라인(DL)으로 센싱 리셋 전압(Vrst)을 출력한다.Referring to FIG. 8, the light source device 510 stops emitting light during the reset period of the fingerprint sensing period. Then, the sensing transistor (SENT) is maintained in an off state, and the sensing reset voltage (Vrst) is output to the data line (DL).

이러한 센싱 리셋 전압(Vrst)은, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 데이터 라인(DL)의 전압 레벨을 일정한 레벨로 조정해주기 위한 전압으로서, 기준 전압(Vref)일 수도 있고, 그라운드 전압일 수도 있다.This sensing reset voltage (Vrst) is a voltage for adjusting the voltage level of the data line (DL) placed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) to a constant level, and may be the reference voltage (Vref) or the ground voltage. It may be.

즉, 광 조사 기간 이후에 제3 노드(N3)의 전압을 센싱하기 전에 제3 노드(N3)의 전압을 정확히 센싱할 수 있도록 데이터 구동 회로(130)는 각각의 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 데이터 라인(DL)으로 동일한 레벨의 센싱 리셋 전압(Vrst)을 출력한다.That is, the data driving circuit 130 includes each fingerprint sensing subpixel (FS-SP) to accurately sense the voltage of the third node (N3) before sensing the voltage of the third node (N3) after the light irradiation period. ) outputs the same level of sensing reset voltage (Vrst) to the data line (DL).

여기서, 센싱 리셋 전압(Vrst)은, 센싱 회로(150)의 증폭기의 (+) 입력단에 입력되는 전압과 동일한 레벨의 전압일 수 있다.Here, the sensing reset voltage Vrst may be a voltage at the same level as the voltage input to the (+) input terminal of the amplifier of the sensing circuit 150.

센싱 회로(150)의 증폭기는 (+) 입력단에 입력되는 전압과 (-) 입력단에 입력되는 전압의 차이에 해당하는 신호를 출력하므로, 제3 노드(N3)의 전압을 센싱하기 전에 데이터 라인(DL)의 전압 레벨을 증폭기의 (+) 입력단에 입력되는 전압 레벨으로 맞춰줄 수 있다.Since the amplifier of the sensing circuit 150 outputs a signal corresponding to the difference between the voltage input to the (+) input terminal and the voltage input to the (-) input terminal, before sensing the voltage of the third node N3, the data line ( The voltage level of DL) can be adjusted to the voltage level input to the (+) input terminal of the amplifier.

따라서, 센싱 기간에 제3 노드(N3)의 전압을 정확히 센싱할 수 있도록 한다.Therefore, it is possible to accurately sense the voltage of the third node (N3) during the sensing period.

도 9는 지문 센싱 기간의 센싱 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것이다.Figure 9 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the sensing period of the fingerprint sensing period.

도 9를 참조하면, 센싱 리셋 전압(Vrst)에 의해 데이터 라인(DL)의 전압 레벨을 일정하게 조정한 후, 센싱 스캔 라인(SSL)으로 인가되는 스캔 신호에 의해 센싱 트랜지스터(SENT)를 턴-온 시킨다. 그리고, 센싱 회로(150)에 포함된 제2 스위치(SW2)가 턴-온 된다.Referring to FIG. 9, after the voltage level of the data line (DL) is adjusted to be constant by the sensing reset voltage (Vrst), the sensing transistor (SENT) is turned by the scan signal applied to the sensing scan line (SSL). He orders it to come on. Then, the second switch SW2 included in the sensing circuit 150 is turned on.

여기서, 센싱 리셋 전압(Vrst)이 인가되고 일정한 기간 후에 센싱 트랜지스터(SENT)와 제2 스위치(SW2)를 턴-온 시켜 센싱을 수행할 수도 있다.Here, sensing may be performed by turning on the sensing transistor (SENT) and the second switch (SW2) after a certain period of time after the sensing reset voltage (Vrst) is applied.

센싱 트랜지스터(SENT)와 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되면, 센싱 회로(150)의 증폭기의 (-) 입력단이 데이터 라인(DL)과 연결된다. 그리고, 데이터 라인(DL)을 통해 제3 노드(N3)의 전압을 센싱할 수 있게 된다.When the sensing transistor (SENT) and the second switch (SW2) are turned on, the (-) input terminal of the amplifier of the sensing circuit 150 is connected to the data line (DL). Additionally, the voltage of the third node N3 can be sensed through the data line DL.

제3 노드(N3)의 전압은 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따라 다른 전압 레벨을 가지므로, 광 차단 영역과 광 노출 영역에 위치한 서브픽셀(SP)로부터 각각 다른 센싱 신호를 검출할 수 있다.Since the voltage of the third node (N3) has a different voltage level depending on the light exposure of the optical sensor (PS) disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP), the subpixels located in the light blocking area and the light exposure area Different sensing signals can be detected from (SP).

따라서, 센싱 회로(150)에 의해 제3 노드(N3)의 전압을 센싱한 후, 검출된 센싱 신호를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)의 위치를 구분하고, 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문을 센싱할 수 있다.Therefore, after sensing the voltage of the third node N3 by the sensing circuit 150, the positions of the ridge and valley of the fingerprint are distinguished using the detected sensing signal, and the display panel 110 ) can sense the fingerprint touched.

이러한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)는, 광 센서(PS)로서 포토 다이오드가 배치된 경우에도 이와 유사한 구동 방식으로 지문 센싱이 이루어질 수 있다.This fingerprint sensing subpixel (FS-SP) can perform fingerprint sensing using a similar driving method even when a photo diode is disposed as an optical sensor (PS).

도 10 내지 도 13은 도 4b에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동 방식을 나타낸 것이다.Figures 10 to 13 show the driving method of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in Figure 4b.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 센싱 트랜지스터(SENT)가 배치되고, 센싱 트랜지스터(SENT)와 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결된 광 센서(PS)가 배치된다. 그리고, 광 센서(PS)와 병렬로 연결된 센싱 캐패시터(Csen)이 배치되며, 센싱 트랜지스터(SENT)의 온, 오프를 제어하는 센싱 스캔 라인(SSL)이 배치된다.Referring to FIG. 10, a sensing transistor (SENT) is disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) according to embodiments of the present invention, and is electrically connected between the sensing transistor (SENT) and the reference voltage line (RVL). A connected optical sensor (PS) is placed. Additionally, a sensing capacitor (Csen) connected in parallel with the optical sensor (PS) is disposed, and a sensing scan line (SSL) that controls the on and off of the sensing transistor (SENT) is disposed.

데이터 구동 회로(130)는, 데이터 구동 회로(130)에 포함된 제1 스위치(SW1)에 의해 디스플레이 구동을 위한 전압이 인가되거나 지문 센싱을 위한 전압이 인가되도록 제어될 수 있다. 그리고, 데이터 라인(DL)은, 센싱 회로(150)와 연결될 수 있다.The data driving circuit 130 may be controlled so that a voltage for driving a display or a voltage for fingerprint sensing is applied by the first switch (SW1) included in the data driving circuit 130. And, the data line DL may be connected to the sensing circuit 150.

도 10은 지문 센싱 기간 중 구동 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 센싱은, 구동 기간(① Driving), 광 조사 기간(② Lighting), 리셋 기간(③ Reset) 및 센싱 기간(④ Sensing)으로 구분될 수 있다.Figure 10 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the driving period of the fingerprint sensing period. Fingerprint sensing according to embodiments of the present invention consists of a driving period (① Driving) and a light irradiation period (② Lighting). ), reset period (③ Reset), and sensing period (④ Sensing).

지문 센싱 기간의 구동 기간에 센싱 스캔 라인(SSL)으로 인가되는 스캔 신호에 의해 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된다. 그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 데이터 라인(DL)으로 센싱 구동 전압(Vdrv)을 출력한다.The sensing transistor (SENT) is turned on by the scan signal applied to the sensing scan line (SSL) during the driving period of the fingerprint sensing period. Then, the data driving circuit 130 outputs the sensing driving voltage (Vdrv) to the data line (DL).

센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된 상태에서 데이터 라인(DL)을 통해 센싱 구동 전압(Vdrv)이 공급되므로, 제3 노드(N3)에 연결된 센싱 캐패시터(Csen)가 충전되게 된다.Since the sensing driving voltage (Vdrv) is supplied through the data line (DL) when the sensing transistor (SENT) is turned on, the sensing capacitor (Csen) connected to the third node (N3) is charged.

센싱 구동 전압(Vdrv)의 공급이 완료되면 광원 장치(510)로부터 광이 조사된다.When the supply of the sensing driving voltage (Vdrv) is completed, light is emitted from the light source device 510.

도 11은 지문 센싱 기간 중 광 조사 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것이다.Figure 11 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the light irradiation period during the fingerprint sensing period.

도 11을 참조하면, 지문 센싱 기간의 광 조사 기간에 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 되고, 광원 장치(510)로부터 광이 조사된다.Referring to FIG. 11, the sensing transistor (SENT) is turned off during the light irradiation period of the fingerprint sensing period, and light is irradiated from the light source device 510.

여기서, 데이터 구동 회로(130)는, 광 센서(PS)와 연결된 기준 전압 라인(RVL)으로 센싱 기준 전압을 출력하며, 도 11은 센싱 기준 전압으로 기준 전압(Vref)을 출력하는 경우를 예시로 나타낸다.Here, the data driving circuit 130 outputs the sensing reference voltage to the reference voltage line (RVL) connected to the optical sensor (PS), and FIG. 11 shows an example of outputting the reference voltage (Vref) as the sensing reference voltage. indicates.

제3 노드(N3)에 센싱 구동 전압(Vdrv)이 인가되고 기준 전압 라인(RVL)으로 센싱 기준 전압이 인가된 상태에서, 광 센서(PS)가 광에 노출되면 포토 다이오드의 역방향으로 흐르는 전류가 발생하게 된다.With the sensing driving voltage (Vdrv) applied to the third node (N3) and the sensing reference voltage applied to the reference voltage line (RVL), when the optical sensor (PS) is exposed to light, the current flowing in the reverse direction of the photo diode It happens.

따라서, 광 센서(PS)를 통한 누설 전압(Vleak)이 발생하게 되며, 제3 노드(N3)의 전압이 낮아질 수 있다. 반면, 광 센서(PS)가 광에 노출되지 않으면 제3 노드(N3)의 전압은 일정하게 유지될 수 있다.Accordingly, a leakage voltage (Vleak) occurs through the optical sensor (PS), and the voltage of the third node (N3) may be lowered. On the other hand, if the optical sensor PS is not exposed to light, the voltage of the third node N3 may be maintained constant.

광 조사 기간이 완료되면, 센싱 신호를 검출하기 위해 데이터 라인(DL)을 초기화 또는 리셋시켜주는 과정을 수행한다.When the light irradiation period is completed, a process of initializing or resetting the data line DL is performed to detect the sensing signal.

도 12는 지문 센싱 기간 중 리셋 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것이다.Figure 12 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the reset period of the fingerprint sensing period.

도 12를 참조하면, 지문 센싱 기간의 리셋 기간에 광원 장치(510)는 광 조사를 중지한다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 오프 상태를 유지하며, 데이터 라인(DL)으로 센싱 리셋 전압(Vrst)을 출력한다.Referring to FIG. 12, the light source device 510 stops emitting light during the reset period of the fingerprint sensing period. Then, the sensing transistor (SENT) is maintained in an off state, and the sensing reset voltage (Vrst) is output to the data line (DL).

이러한 센싱 리셋 전압(Vrst)을 통해 센싱 신호 검출을 위해 이용되는 데이터 라인(DL)의 전압 레벨을 일정한 레벨로 맞춰준다. 그리고, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 데이터 라인(DL)의 전압 레벨을 일정하게 조정한 후 데이터 라인(DL)을 통해 제3 노드(N3)의 전압을 센싱함으로써, 정확한 센싱이 이루어질 수 있도록 한다.Through this sensing reset voltage (Vrst), the voltage level of the data line (DL) used to detect the sensing signal is set to a constant level. In addition, accurate sensing is achieved by constantly adjusting the voltage level of the data line (DL) placed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) and then sensing the voltage of the third node (N3) through the data line (DL). make it happen.

도 13은 지문 센싱 기간 중 센싱 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동을 나타낸 것이다.Figure 13 shows the operation of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the fingerprint sensing period.

도 13을 참조하면, 지문 센싱 기간의 센싱 기간에 센싱 스캔 라인(SSL)으로 인가되는 스캔 신호에 의해 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된다. 그리고, 센싱 회로(150)에 포함된 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되어 데이터 라인(DL)과 증폭기의 (-) 입력단이 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 13, the sensing transistor (SENT) is turned on by a scan signal applied to the sensing scan line (SSL) during the sensing period of the fingerprint sensing period. Then, the second switch SW2 included in the sensing circuit 150 is turned on, so that the data line DL and the (-) input terminal of the amplifier are electrically connected.

증폭기의 출력단으로 데이터 라인(DL)을 통해 입력된 전압과 (+) 입력단으로 입력된 전압의 차이에 따른 센싱 신호가 출력된다.A sensing signal is output according to the difference between the voltage input through the data line (DL) to the output terminal of the amplifier and the voltage input to the (+) input terminal.

광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따라 제3 노드(N3)의 전압 레벨이 달라지므로, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따라 다른 센싱 신호가 출력될 수 있다.Since the voltage level of the third node (N3) varies depending on whether the optical sensor (PS) is exposed to light, a different sensing signal is generated depending on whether the optical sensor (PS) disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) is exposed to light. can be output.

따라서, 지문의 마루(Ridge)에 대응하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 검출된 센싱 신호와 지문의 골(Valley)에 대응하는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 검출된 센싱 신호의 차이를 이용하여, 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문을 센싱할 수 있도록 한다.Therefore, the sensing signal detected from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) corresponding to the ridge of the fingerprint and the sensing signal detected from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) corresponding to the valley of the fingerprint Using the difference, the ridges and valleys of the fingerprint are broken down and the fingerprint touched on the display panel 110 can be sensed.

이와 같이, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은 지문 센싱을 위한 전압이 인가되고 센싱 신호를 검출하는 라인으로 데이터 라인(DL)이나 기준 전압 라인(RVL)을 이용함으로써, 신호 배선의 추가를 최소화하며 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구현할 수 있다.In this way, the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) minimizes the addition of signal wiring by using the data line (DL) or reference voltage line (RVL) as a line to which the voltage for fingerprint sensing is applied and the sensing signal is detected. and can implement fingerprint sensing subpixel (FS-SP).

또는, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 별도의 센싱 라인(SL)을 배치하고 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구성할 수도 있다.Alternatively, a separate sensing line (SL) may be placed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) and the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) may be configured.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 패널(110)에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 배치된 개략적인 구조의 다른 예시를 나타낸 것이다.FIG. 14 shows another example of a schematic structure in which a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) is disposed on the display panel 110 of the display device 100 according to embodiments of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 패널(110)에는 화상을 표시하는 서브픽셀(SP)과 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 14, a subpixel (SP) that displays an image and a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) may be disposed on the display panel 110 of the display device 100 according to embodiments of the present invention. .

지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 지문 센싱을 위한 센싱 트랜지스터(SENT), 센싱 캐패시터(Csen)와 광 센서(PS) 등이 배치될 수 있다.In the fingerprint sensing subpixel (FS-SP), a sensing transistor (SENT), a sensing capacitor (Csen), and a light sensor (PS) for fingerprint sensing may be disposed.

그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 온, 오프를 제어하는 센싱 스캔 라인(SSL)이 배치될 수 있다.Additionally, a sensing scan line (SSL) that controls on and off of the sensing transistor (SENT) may be disposed.

여기서, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에는, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로 센싱 구동 전압(Vdrv) 등을 공급하고 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 센싱 신호를 검출하기 위한 센싱 라인(SL)이 배치될 수 있다.Here, a sensing drive voltage (Vdrv) is supplied to the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) and a sensing signal is used to detect a sensing signal from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP). A line (SL) may be placed.

즉, 디스플레이 구동을 위해 배치된 전압 라인 이외에 별도의 센싱 라인(SL)을 배치하여 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구성할 수 있다.That is, a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) can be formed by placing a separate sensing line (SL) in addition to the voltage line arranged for display driving.

이러한 센싱 라인(SL)은, 데이터 라인(DL)이나 기준 전압 라인(RVL)과 평행하게 배치될 수 있으며, 데이터 구동 회로(130), 센싱 회로(150) 등과 연결되어 지문 센싱을 위한 전압을 인가받고, 센싱 신호 검출을 위한 라인으로 이용될 수 있다.This sensing line (SL) may be arranged in parallel with the data line (DL) or the reference voltage line (RVL) and is connected to the data driving circuit 130 and the sensing circuit 150 to apply a voltage for fingerprint sensing. It can be used as a line for receiving and detecting sensing signals.

도 15는 도 14에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 회로 구조의 예시를 나타낸 것이다.FIG. 15 shows an example of the circuit structure of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in FIG. 14.

도 15를 참조하면, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 센싱 라인(SL)이 배치되는 경우에도 센싱 트랜지스터(SENT), 센싱 캐패시터(Csen) 및 광 센서(PS) 등을 이용하여 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)이 구성될 수 있다.Referring to FIG. 15, even when the sensing line (SL) is disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP), the fingerprint sensing sub-pixel is implemented using a sensing transistor (SENT), a sensing capacitor (Csen), and an optical sensor (PS). A pixel (FS-SP) may be configured.

일 예로, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 센싱 스캔 라인(SSL), 센싱 라인(SL) 및 기준 전압 라인(RVL)이 배치된다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT), 센싱 캐패시터(Csen) 및 광 센서(PS)가 배치된다.As an example, a sensing scan line (SSL), a sensing line (SL), and a reference voltage line (RVL) are disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP). Then, a sensing transistor (SENT), a sensing capacitor (Csen), and a light sensor (PS) are disposed.

센싱 트랜지스터(SENT)는, 센싱 라인(SL)과 센싱 캐패시터(Csen) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 센싱 스캔 라인(SSL)과 연결되어 센싱 스캔 라인(SSL)으로 인가되는 스캔 신호에 의해 센싱 트랜지스터(SENT)가 온, 오프될 수 있다.The sensing transistor (SENT) may be electrically connected between the sensing line (SL) and the sensing capacitor (Csen). Additionally, the gate node of the sensing transistor (SENT) is connected to the sensing scan line (SSL), and the sensing transistor (SENT) can be turned on and off by a scan signal applied to the sensing scan line (SSL).

센싱 캐패시터(Csen)는, 센싱 트랜지스터(SENT)와 기준 전압 라인(RVL)과 전기적으로 연결된다.The sensing capacitor (Csen) is electrically connected to the sensing transistor (SENT) and the reference voltage line (RVL).

광 센서(PS)는, 센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드와 소스 노드 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 광 센서(PS)로서 양방향 다이오드가 배치될 수 있다.The optical sensor (PS) is electrically connected between the drain node and the source node of the sensing transistor (SENT). A bidirectional diode may be placed as this optical sensor (PS).

따라서, 센싱 라인(SL)으로 센싱 구동 전압(Vdrv), 센싱 기준 전압 및 센싱 리셋 전압(Vrst) 등이 공급되고, 센싱 라인(SL)을 통해 제3 노드(N3)의 전압을 센싱하여 지문 센싱을 수행할 수 있다.Therefore, the sensing driving voltage (Vdrv), sensing reference voltage, and sensing reset voltage (Vrst) are supplied to the sensing line (SL), and the voltage of the third node (N3) is sensed through the sensing line (SL) to perform fingerprint sensing. can be performed.

다른 예로, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 광 센서(PS)로서 포토 다이오드가 배치될 수 있다.As another example, a photo diode may be disposed as a light sensor (PS) in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP).

이러한 광 센서(PS)는 기준 전압 라인(RVL)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 센싱 라인(SL)과 광 센서(PS) 사이에 센싱 트랜지스터(SENT)가 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 광 센서(PS)와 병렬로 연결된 센싱 캐패시터(Csen)가 배치될 수 있다.This optical sensor (PS) may be electrically connected to the reference voltage line (RVL), and a sensing transistor (SENT) may be electrically connected between the sensing line (SL) and the optical sensor (PS). Additionally, a sensing capacitor (Csen) connected in parallel with the optical sensor (PS) may be disposed.

이러한 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에서 센싱 라인(SL)으로 지문 센싱을 위한 전압이 인가되고, 센싱 라인(SL)을 통해 지문 센싱을 위한 센싱 신호를 검출할 수 있다.A voltage for fingerprint sensing is applied from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) to the sensing line (SL), and a sensing signal for fingerprint sensing can be detected through the sensing line (SL).

이와 같이, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 별도의 센싱 라인(SL)을 배치함에 따라, 센싱 라인(SL)을 통한 지문 센싱 구동은 디스플레이 구동과 독립적으로 수행될 수도 있다.In this way, by arranging a separate sensing line (SL) in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP), fingerprint sensing driving through the sensing line (SL) may be performed independently of display driving.

도 16은 도 15에 도시된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동 타이밍의 예시를 나타낸 것이다.FIG. 16 shows an example of the driving timing of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) shown in FIG. 15.

도 16을 참조하면, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)은, 지문 센싱 기간의 구동 기간에 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된 상태에서 센싱 라인(SL)을 통해 센싱 구동 전압(Vdrv)을 공급받는다.Referring to FIG. 16, the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) generates a sensing driving voltage (Vdrv) through the sensing line (SL) with the sensing transistor (SENT) turned on during the driving period of the fingerprint sensing period. receive supply.

그리고, 지문 센싱 기간의 광 조사 기간에 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 된 상태에서 센싱 라인(SL)으로 센싱 기준 전압을 공급받고, 리셋 기간에 센싱 리셋 전압(Vrst)을 공급받는다.Also, during the light irradiation period of the fingerprint sensing period, the sensing transistor (SENT) is turned off and the sensing reference voltage is supplied through the sensing line (SL), and the sensing reset voltage (Vrst) is supplied during the reset period.

이후, 지문 센싱 기간의 센싱 기간에 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 되고, 센싱 라인(SL)을 통해 센싱 신호를 검출하여 지문을 센싱할 수 있도록 한다.Afterwards, the sensing transistor (SENT) is turned on during the sensing period of the fingerprint sensing period, and a sensing signal is detected through the sensing line (SL) to enable fingerprint sensing.

여기서, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 배치된 센싱 라인(SL)을 통해 지문 센싱 구동을 수행하므로, 지문 센싱과 디스플레이 구동이 동시에 이루어질 수 있다. 디스플레이 구동과 지문 센싱을 동시에 수행할 수 있도록 함으로써, 디스플레이 구동 기간을 감소시키지 않으면서 지문 센싱을 수행할 수 있도록 한다.Here, fingerprint sensing driving is performed through the sensing line (SL) disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP), so fingerprint sensing and display driving can be performed simultaneously. By allowing display driving and fingerprint sensing to be performed simultaneously, fingerprint sensing can be performed without reducing the display driving period.

특히, 디스플레이 구동과 디스플레이 패널에 대한 터치 센싱을 시분할하여 수행하는 디스플레이 장치(100)에서, 지문 센싱을 위한 기간을 별도로 확보할 필요가 없도록 함으로써, 디스플레이 구동과 터치 센싱에 영향을 주지 않으면서 지문 센싱을 수행할 수 있도록 한다.In particular, in the display device 100, which performs display driving and touch sensing on the display panel by time division, there is no need to secure a separate period for fingerprint sensing, thereby enabling fingerprint sensing without affecting display driving and touch sensing. Allows you to perform.

이러한 지문 센싱은 데이터 구동 회로(130)와 센싱 회로(150)에 의해 수행될 수 있으며, 하나로 구성된 회로에 의해 수행될 수도 있다.Such fingerprint sensing may be performed by the data driving circuit 130 and the sensing circuit 150, or may be performed by a single circuit.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 지문을 센싱하는 구동 회로(1700)의 개략적인 구성의 예시를 나타낸 것이다.FIG. 17 shows an example of a schematic configuration of a driving circuit 1700 that senses a fingerprint in the display device 100 according to embodiments of the present invention.

도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 회로(1700)는, 센싱 전압 출력부(1710)와 지문 센싱부(1720)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , the driving circuit 1700 according to embodiments of the present invention may include a sensing voltage output unit 1710 and a fingerprint sensing unit 1720.

센싱 전압 출력부(1710)는, 지문 센싱 기간의 구동 기간에 센싱 라인(SL)을 통해 센싱 구동 전압(Vdrv)을 출력한다. 이러한 센싱 라인(SL)은, 데이터 라인(DL)이나 기준 전압 라인(RVL)일 수도 있고, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)에 추가적으로 배치된 라인일 수도 있다.The sensing voltage output unit 1710 outputs the sensing driving voltage (Vdrv) through the sensing line (SL) during the driving period of the fingerprint sensing period. This sensing line (SL) may be a data line (DL) or a reference voltage line (RVL), or may be a line additionally disposed in the fingerprint sensing subpixel (FS-SP).

센싱 전압 출력부(1710)는, 지문 센싱 기간의 광 조사 기간에 센싱 라인(SL) 또는 기준 전압 라인(RVL)으로 센싱 기준 전압을 출력하고, 지문 센싱 기간의 리셋 기간에 센싱 라인(SL)으로 센싱 리셋 전압(Vrst)을 출력한다.The sensing voltage output unit 1710 outputs a sensing reference voltage to the sensing line (SL) or reference voltage line (RVL) during the light irradiation period of the fingerprint sensing period, and outputs the sensing reference voltage to the sensing line (SL) during the reset period of the fingerprint sensing period. Outputs the sensing reset voltage (Vrst).

지문 센싱부(1720)는, 지문 센싱 기간의 센싱 기간에 센싱 라인(SL)과 연결된다. 그리고, 센싱 라인(SL)을 통해 센싱 신호를 검출하고, 검출된 센싱 신호에 기초하여 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하여 지문을 센싱한다.The fingerprint sensing unit 1720 is connected to the sensing line SL during the sensing period of the fingerprint sensing period. Then, the sensing signal is detected through the sensing line SL, and the fingerprint is sensed by decomposing the ridges and valleys of the fingerprint touched on the display panel 110 based on the detected sensing signal.

도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 지문 센싱 방법의 과정을 나타낸 것이다.Figure 18 shows the process of a fingerprint sensing method of the display device 100 according to embodiments of the present invention.

도 18을 참조하면, 본 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 구동 회로(1700)는 지문 센싱 기간의 구동 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 된 상태에서 센싱 라인(SL)으로 센싱 구동 전압(Vdrv)을 출력한다(S1800).Referring to FIG. 18, the driving circuit 1700 of the display device 100 according to the present embodiments turns on the sensing transistor (SENT) of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) during the driving period of the fingerprint sensing period. In this state, the sensing driving voltage (Vdrv) is output to the sensing line (SL) (S1800).

지문 센싱 기간의 광 조사 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 된 상태에서 광원 장치(510)로부터 광이 조사된다(S1820). 이때, 구동 회로(1700)는 센싱 라인(SL)으로 센싱 기준 전압을 출력할 수 있다.During the light irradiation period of the fingerprint sensing period, light is irradiated from the light source device 510 while the sensing transistor (SENT) of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) is turned off (S1820). At this time, the driving circuit 1700 may output the sensing reference voltage to the sensing line SL.

지문 센싱 기간의 리셋 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 된 상태에서 구동 회로(1700)는 센싱 라인(SL)으로 센싱 리셋 전압(Vrst)을 출력한다(S1820).During the reset period of the fingerprint sensing period, with the sensing transistor (SENT) of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) turned off, the driving circuit 1700 outputs the sensing reset voltage (Vrst) to the sensing line (SL). (S1820).

지문 센싱 기간의 센싱 기간에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 되며, 구동 회로(1700)는 센싱 라인(SL)을 통해 전압을 센싱하고 센싱 신호를 검출한다(S1830).During the sensing period of the fingerprint sensing period, the sensing transistor (SENT) of the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) is turned on, and the driving circuit 1700 senses the voltage through the sensing line (SL) and detects the sensing signal. (S1830).

구동 회로(1700)는 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)로부터 검출된 센싱 신호의 차이를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 분해하고 디스플레이 패널(110)에 터치된 지문을 센싱한다(S1840).The driving circuit 1700 uses the difference in the sensing signal detected from the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) to decompose the ridges and valleys of the fingerprint and senses the fingerprint touched on the display panel 110. Do it (S1840).

도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)가 제공하는 지문 센싱 기능의 효과를 나타낸 것이다.Figure 19 shows the effect of the fingerprint sensing function provided by the display device 100 according to embodiments of the present invention.

도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 배치하여 액티브 영역에 터치된 지문을 센싱할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 19, the display device 100 according to embodiments of the present invention arranges a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) in the active area of the display panel 110 to detect a fingerprint touched in the active area. Enable sensing.

따라서, 지문 센서의 배치로 인한 액티브 영역의 감소를 방지하고, 사용자의 편의성을 개선하며, 지문 센싱을 수행할 수 있는 디스플레이 장치(100)를 제공할 수 있다.Accordingly, it is possible to provide a display device 100 that prevents a decrease in the active area due to the arrangement of the fingerprint sensor, improves user convenience, and performs fingerprint sensing.

본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 센싱 트랜지스터(SENT)와 광 센서(PS) 등으로 구성된 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 배치하고, 광 센서(PS)의 광 노출 여부에 따른 전압 변동을 센싱할 수 있도록 한다.In embodiments of the present invention, a fingerprint sensing subpixel (FS-SP) composed of a sensing transistor (SENT) and a light sensor (PS) is placed in the active area of the display panel 110, and the light of the light sensor (PS) is It allows sensing voltage changes depending on exposure.

그리고, 센싱된 전압 변동에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 터치된 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)의 위치를 분해할 수 있도록 한다.And, based on the sensed voltage change, the positions of the ridges and valleys of the fingerprint touched on the active area of the display panel 110 can be resolved.

이와 같이, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP) 단위로 센싱되는 신호를 이용하여 지문의 마루(Ridge)와 골(Valley)을 구분함으로써, 디스플레이 패널(110)의 액티브 영역에 터치된 사용자의 지문을 센싱할 수 있도록 한다.In this way, the user's fingerprint touched on the active area of the display panel 110 is identified by distinguishing the ridge and valley of the fingerprint using signals sensed in units of fingerprint sensing subpixels (FS-SP). Enable sensing.

또한, 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)의 구동에 이용되는 전압 라인을 디스플레이 구동을 위해 배치된 전압 라인을 이용함으로써, 배선의 추가를 최소화하며 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구현할 수 있도록 한다. 또는, 별도의 센싱 라인(SL)을 배치하여 지문 센싱 서브픽셀(FS-SP)을 구성함으로써, 디스플레이 구동과 동시에 지문 센싱을 수행할 수 있도록 하여 디스플레이 구동 기간의 감소를 방지하며 지문 센싱 기능을 제공할 수도 한다.In addition, the voltage line used to drive the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) uses the voltage line arranged to drive the display, so that the fingerprint sensing subpixel (FS-SP) can be implemented while minimizing the addition of wiring. do. Alternatively, by arranging a separate sensing line (SL) to form a fingerprint sensing subpixel (FS-SP), fingerprint sensing can be performed simultaneously with the display drive, preventing a decrease in the display drive period and providing a fingerprint sensing function. You can do it too.

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.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and therefore the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.

100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 150: 센싱 회로
510: 광원 장치 520: 광 가이드 플레이트
530: 기판 1700: 구동 회로
1710: 센싱 전압 출력부 1720: 지문 센싱부
100: display device 110: display panel
120: gate driving circuit 130: data driving circuit
140: Controller 150: Sensing circuit
510: Light source device 520: Light guide plate
530: substrate 1700: driving circuit
1710: Sensing voltage output unit 1720: Fingerprint sensing unit

Claims (21)

다수의 게이트 라인들, 다수의 데이터 라인들, 구동 전압 라인, 기준 전압 라인 및 다수의 서브픽셀들이 배치된 디스플레이 패널; 및
상기 다수의 서브픽셀들 중 하나 이상의 제1 서브픽셀을 이용하여 영상을 표시하고, 상기 다수의 서브픽셀들 중 하나 이상의 제2 서브픽셀을 이용하여 지문을 센싱하는 구동 회로를 포함하고,
상기 제1 서브픽셀에는,
발광다이오드와, 상기 발광다이오드를 구동하는 구동 트랜지스터가 배치되고,
상기 제2 서브픽셀에는,
상기 게이트 라인과 다른 센싱 스캔 라인이 배치되고,
상기 데이터 라인과 상기 기준 전압 라인 사이에 전기적으로 연결된 지문 센서가 배치되며,
상기 지문 센서는,
제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드를 갖는 센싱 트랜지스터와, 센싱 캐패시터 및 광 센서를 포함하고,
상기 센싱 트랜지스터의 상기 제1 노드는 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되고, 상기 센싱 트랜지스터의 상기 제2 노드는 상기 센싱 스캔 라인과 전기적으로 연결되고,
상기 센싱 트랜지스터의 상기 제2 노드는 게이트 전극인 디스플레이 장치.
A display panel including a plurality of gate lines, a plurality of data lines, a driving voltage line, a reference voltage line, and a plurality of subpixels; and
A driving circuit that displays an image using one or more first subpixels among the plurality of subpixels and senses a fingerprint using one or more second subpixels among the plurality of subpixels,
In the first subpixel,
A light emitting diode and a driving transistor for driving the light emitting diode are disposed,
In the second subpixel,
A sensing scan line different from the gate line is disposed,
A fingerprint sensor electrically connected is disposed between the data line and the reference voltage line,
The fingerprint sensor is,
It includes a sensing transistor having a first node, a second node, and a third node, a sensing capacitor, and an optical sensor,
The first node of the sensing transistor is electrically connected to the data line, and the second node of the sensing transistor is electrically connected to the sensing scan line,
A display device wherein the second node of the sensing transistor is a gate electrode.
제1항에 있어서,
상기 광 센서는,
상기 센싱 트랜지스터의 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 전기적으로 연결되고,
상기 센싱 캐패시터는,
상기 센싱 트랜지스터의 상기 제3 노드와 상기 기준 전압 라인 사이에 전기적으로 연결된 디스플레이 장치.
According to paragraph 1,
The optical sensor is,
electrically connected between the first node and the third node of the sensing transistor,
The sensing capacitor is,
A display device electrically connected between the third node of the sensing transistor and the reference voltage line.
제1항에 있어서,
상기 광 센서는,
상기 센싱 트랜지스터의 상기 제3 노드와 상기 기준 전압 라인 사이에 전기적으로 연결되고,
상기 센싱 캐패시터는,
상기 광 센서와 병렬로 연결된 디스플레이 장치.
According to paragraph 1,
The optical sensor is,
electrically connected between the third node of the sensing transistor and the reference voltage line,
The sensing capacitor is,
A display device connected in parallel with the optical sensor.
제1항에 있어서,
상기 구동 회로는,
지문 센싱 기간의 제1 기간에 상기 데이터 라인으로 센싱 구동 전압을 공급하고, 상기 지문 센싱 기간의 제2 기간에 상기 데이터 라인 또는 상기 기준 전압 라인으로 센싱 기준 전압을 공급하며, 상기 지문 센싱 기간의 제3 기간에 상기 데이터 라인을 통해 전압을 센싱하는 디스플레이 장치.
According to paragraph 1,
The driving circuit is,
A sensing driving voltage is supplied to the data line in the first period of the fingerprint sensing period, and a sensing reference voltage is supplied to the data line or the reference voltage line in the second period of the fingerprint sensing period. A display device that senses voltage through the data line in three periods.
제4항에 있어서,
상기 구동 회로는,
상기 지문 센싱 기간의 상기 제2 기간과 상기 제3 기간 사이의 적어도 일부 기간에 상기 데이터 라인으로 센싱 리셋 전압을 공급하는 디스플레이 장치.
According to paragraph 4,
The driving circuit is,
A display device that supplies a sensing reset voltage to the data line in at least a portion of the period between the second period and the third period of the fingerprint sensing period.
제5항에 있어서,
상기 센싱 트랜지스터는,
상기 지문 센싱 기간의 상기 제1 기간과 상기 제3 기간 동안 턴-온 되고, 상기 제1 기간과 상기 제3 기간을 제외한 기간 동안 턴-오프 되는 디스플레이 장치.
According to clause 5,
The sensing transistor is,
A display device that is turned on during the first period and the third period of the fingerprint sensing period and turned off during the period excluding the first period and the third period.
제4항에 있어서,
상기 센싱 구동 전압의 레벨과 상기 센싱 기준 전압의 레벨은 상이한 디스플레이 장치.
According to paragraph 4,
A display device wherein the level of the sensing driving voltage and the level of the sensing reference voltage are different.
제4항에 있어서,
상기 지문 센싱 기간의 상기 제2 기간 동안 광을 조사하는 광원을 더 포함하고,
상기 광원으로부터 조사된 광에 노출된 상기 제2 서브픽셀에 배치된 상기 지문 센서는 상기 광 센서를 통해 흐르는 전류가 발생하는 디스플레이 장치.
According to paragraph 4,
Further comprising a light source that irradiates light during the second period of the fingerprint sensing period,
The fingerprint sensor disposed on the second subpixel exposed to light emitted from the light source generates a current flowing through the optical sensor.
제4항에 있어서,
상기 구동 회로는,
상기 지문 센싱 기간 중 적어도 일부 기간에 상기 하나 이상의 제1 서브픽셀로 데이터 전압을 공급하는 디스플레이 장치.
According to paragraph 4,
The driving circuit is,
A display device that supplies a data voltage to the one or more first subpixels during at least a portion of the fingerprint sensing period.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 데이터 라인은,
디스플레이 구동 기간 중 적어도 일부 기간에 데이터 전압을 공급받고, 지문 센싱 기간 중 적어도 일부 기간에 센싱 구동 전압을 공급받는 디스플레이 장치.
According to paragraph 1,
The data line is,
A display device that receives a data voltage during at least a portion of the display driving period and receives a sensing driving voltage during at least a portion of the fingerprint sensing period.
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