KR20090071113A - Sensing device and sensing method - Google Patents

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KR20090071113A
KR20090071113A KR1020070139322A KR20070139322A KR20090071113A KR 20090071113 A KR20090071113 A KR 20090071113A KR 1020070139322 A KR1020070139322 A KR 1020070139322A KR 20070139322 A KR20070139322 A KR 20070139322A KR 20090071113 A KR20090071113 A KR 20090071113A
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허진
이창환
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

A sensing device and a sensing method are provided to secure accurate sensing even if the threshold voltage of a driving element is different by offsetting a power supply voltage and the threshold voltage. In a sensing device and a sensing method, an optical sensor(5) is connected between a first node(n) and a second node. A storage cell(3) is connected in parallel with the optical sensor, and a driving element(9) is connected to the first node. A second switch element(7) is connected to the driving element, and a first switch device(1) is connected between the first node, the driving unit, and a second switch device.

Description

센싱 소자 및 센싱 방법{Sensing device and sensing method}Sensing device and sensing method

본 발명은 센싱 소자에 관한 것으로, 특히 이미지 센서나 터치 센서로 활용될 수 있는 센싱 소자 및 센싱 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing element, and more particularly, to a sensing element and a sensing method that can be utilized as an image sensor or a touch sensor.

정보화 사회의 발달로 인해, 정보를 표시할 수 있는 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 표시 장치는 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기전계발광 표시장치(organic electro-luminescence display device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel) 전계 방출 표시장치(field emission display device) 및 센싱 표시장치를 포함한다.Due to the development of the information society, display devices capable of displaying information have been actively developed. The display device includes a liquid crystal display device, an organic electro-luminescence display device, a plasma display panel, a field emission display device, and a sensing display device. Include.

센싱 소자는 다수의 셀에 각각 배치되어 각 센싱 소자에서 검출된 신호를 영상으로 표시하여 표시장치로 사용될 수 있다. The sensing elements may be disposed in a plurality of cells, and may be used as a display device by displaying a signal detected by each sensing element as an image.

센싱 소자는 다수의 셀에 각각 배치되어 각 센싱 소자에 가해진 터치 압력을 이용하여 표시장치의 좌표나 이벤트를 인식하는데 사용될 수 있다.The sensing elements may be disposed in a plurality of cells, respectively, and used to recognize coordinates or events of the display device by using touch pressure applied to each sensing element.

도 1은 일반적인 센싱 소자를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a general sensing device.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 스위치(SW1), 광 센서(Sp) 및 스토리지 캐패시턴스(Cst)가 공통으로 연결된다. 상기 광 센서(Sp)와 상기 스토리지 캐패시턴 스(Cst)는 병렬로 배치된다. 공통으로 연결된 제1 스위치(SW1), 광 센서(Sp) 및 스토리지 캐패시턴스(Cst)는 구동 스위치(SWd)의 게이트 단자에 연결된다. 제2 스위치(SW2)는 상기 구동 스위치(SWd)의 드레인 단자에 연결된다. As illustrated in FIG. 1, the first switch SW1, the optical sensor Sp, and the storage capacitance Cst are commonly connected. The optical sensor Sp and the storage capacitance Cst are disposed in parallel. The first switch SW1, the optical sensor Sp, and the storage capacitance Cst, which are connected in common, are connected to the gate terminal of the driving switch SWd. The second switch SW2 is connected to the drain terminal of the driving switch SWd.

리셋 신호에 의해 제1 공급전압(Vr)이 상기 스토리지 캐패시턴스(Cst)에 충전된다. 상기 제1 공급전압(Vr)은 상기 구동 스위치(SWd)로 공급되는 제2 공급전압(Vdd)과 동일한 전압일 수 있다.The first supply voltage Vr is charged to the storage capacitance Cst by the reset signal. The first supply voltage Vr may be the same voltage as the second supply voltage Vdd supplied to the driving switch SWd.

상기 광 센서(Sp)는 광을 센싱하는 소자이다. 상기 광 센서(Sp)는 광에 의해 턴온될 수 있다. The optical sensor Sp is a device for sensing light. The optical sensor Sp may be turned on by light.

상기 광 센서(Sp)는 사람의 손에 의해 접촉되는 터치 센서일 수 있다. 사람이 상기 광 센서(Sp)를 터치하거나 터치하지 않음에 따라 상기 광 센서(Sp)에서 발생되는 광 전류가 달라지게 된다. The optical sensor Sp may be a touch sensor contacted by a human hand. As a person touches or does not touch the optical sensor Sp, the photocurrent generated by the optical sensor Sp changes.

상기 광 센서(Sp)는 이미지 센서일 수 있다. The optical sensor Sp may be an image sensor.

사람이 상기 광 센서(Sp)를 터치하지 않는 경우, 광 센서(Sp)는 광에 의한 광 전류가 지속적으로 발생되게 되고, 이러한 광 전류에 의해 스토리지 캐패시턴스(Cst)에 충전된 제1 공급전압(Vr)이 방전되게 된다.When a person does not touch the optical sensor Sp, the optical sensor Sp continuously generates an optical current caused by light, and the first supply voltage charged with the storage capacitance Cst is generated by the optical current. Vr) is discharged.

일정 시점에서 리드아웃 신호에 의해 제2 스위치(SW2)가 턴온되는 경우, 상기 제2 공급전압(Vdd)과 상기 스토리지 캐패시턴스(Cst)에 충전된 전압에 의해 상기 구동 소자(SWd)를 통해 출력 신호가 출력되게 된다. When the second switch SW2 is turned on by a readout signal at a certain point in time, an output signal is output through the driving element SWd by the voltage charged in the second supply voltage Vdd and the storage capacitance Cst. Will be output.

상기 출력 신호가 이미지 센서로부터 검출된 경우에는 영상 정보로 변환되어 영상으로 표시된다. 상기 출력 신호가 터치 센서로부터 검출된 경우에는 터치 좌표 정보로 변환될 수 있다. When the output signal is detected from the image sensor, it is converted into image information and displayed as an image. When the output signal is detected from the touch sensor, the output signal may be converted into touch coordinate information.

상기 구동 스위치(SWd)는 고유한 문턱전압과 이동도를 가진다. 상기 구동 스위치(SWd)의 문턱전압과 이동도는 각 셀마다 동일한 특성을 가질 수 없다. 즉, 상기 구동 스위치(SWd)를 제조할 때, 다수의 공정을 거치는 동안 상기 구동 스위치(SWd)의 문턱전압과 이동도가 변동될 수 있다. The drive switch SWd has a unique threshold voltage and mobility. Threshold voltage and mobility of the driving switch SWd may not have the same characteristic for each cell. That is, when manufacturing the driving switch SWd, the threshold voltage and the mobility of the driving switch SWd may vary during a plurality of processes.

이와 같이, 각 셀의 구동 스위치(SWd)들이 상이한 문턱전압과 이동도를 가지게 되므로, 상기 구동 스위치(SWd)들을 통해 출력된 출력신호들 간에 편차가 발생하게 되고, 이러한 편차에 의해 원하는 정보를 정확히 얻을 수 없으므로, 센싱 소자의 불량을 야기하는 문제가 있다.As described above, since the drive switches SWd of each cell have different threshold voltages and mobility, deviations occur between output signals outputted through the drive switches SWd. Since it cannot be obtained, there is a problem that causes a failure of the sensing element.

본 발명은 구동 스위치의 문턱전압과 이동도를 보상하여 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 센싱 소자 및 센싱 방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a sensing element and a sensing method that can improve sensing performance by compensating the threshold voltage and mobility of a driving switch.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 센싱 소자는, 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 광 센서; 상기 광 센서와 병렬로 연결된 저장 소자; 상기 제1 노드에 연결된 구동 소자; 상기 구동 소자에 연결된 제2 스위치 소자; 및 상기 제1 노드 그리고 상기 구동 소자와 상기 제2 스위치 소자 사이에 연결된 제1 스위치 소자를 포함하고, 상기 구동 소자의 문턱전압은 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 제1 노드에 설정된 전압에 의해 상쇄된다.According to a first embodiment of the present invention, a sensing element comprises: an optical sensor connected between a first node and a second node; A storage element connected in parallel with the optical sensor; A drive element connected to the first node; A second switch element connected to the driving element; And a first switch device connected between the first node and the driving device and the second switch device, wherein a threshold voltage of the driving device is connected to the first node by turning on the first and second switch devices. Offset by the set voltage.

상기 센싱 소자는 상기 제2 스위치 소자에 연결된 정전류원을 더 포함할 수 있다.The sensing element may further include a constant current source connected to the second switch element.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 센싱 소자는, 제1 노드에 연결된 가변 캐패시턴스; 상기 제1 노드에 연결된 구동 소자; 상기 구동 소자에 연결된 제2 스위치 소자; 및 상기 제1 노드 그리고 상기 구동 소자와 상기 제2 스위치 소자 사이에 연결된 제1 스위치 소자를 포함하고, 상기 구동 소자의 문턱전압은 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 제1 노드에 설정된 전압에 의해 상쇄된다.According to a second embodiment of the present invention, a sensing element comprises: a variable capacitance connected to a first node; A drive element connected to the first node; A second switch element connected to the driving element; And a first switch device connected between the first node and the driving device and the second switch device, wherein a threshold voltage of the driving device is connected to the first node by turning on the first and second switch devices. Offset by the set voltage.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 광 센서와, 상기 광 센서와 병렬로 연결된 저장 소자와, 상기 제1 노드에 연결된 구동 소자와, 상기 구동 소자에 연결된 제2 스위치 소자와, 상기 제1 노드 그리고 상기 구동 소자와 상기 제2 스위치 소자 사이에 연결된 제1 스위치 소자를 포함하는 센싱 소자의 센싱 방법은, 제1 구간에 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 구동 소자에 전류 패스를 형성하는 단계; 제2 구간에 상기 제1 노드에 상기 구동 소자의 문턱전압을 상쇄하기 위한 제1 전압을 설정하는 단계; 제3 구간에 상기 광 센서에 의해 상기 저장 소자의 제2 전압을 변화시키는 단계; 및 제4 구간에 상기 제2 스위치의 턴온에 의해 상기 제1 전압 및 상기 변화된 제2 전압을 반영한 상기 구동 소자의 전류를 출력하는 단계를 포함한다.According to a third embodiment of the present invention, an optical sensor connected between a first node and a second node, a storage element connected in parallel with the optical sensor, a drive element connected to the first node, and connected to the drive element In the sensing element sensing method including a second switch element, the first node and a first switch element connected between the driving element and the second switch element, the first and second switch elements are turned on in a first section. Forming a current path in the drive element by; Setting a first voltage to cancel the threshold voltage of the driving device at the first node in a second section; Changing a second voltage of the storage element by the optical sensor in a third section; And outputting a current of the driving device reflecting the first voltage and the changed second voltage by turning on the second switch in a fourth section.

본 발명은 구동 소자의 소오스 단자와 드레인 단자 사이에 스위치를 배치하여, 스위치의 턴온에 의해 공급전압과 구동 소자의 문턱전압을 충전하고, 이러한 공급전압과 문턱전압을 이용하여 구동 소자에 흐르는 전류의 공급전압과 문턱전압을 상쇄시킨다. 이에 따라, 구동 소자에 흐르는 전류가 문턱전압에 관계없도록 하여, 구동 소자의 문턱전압이 셀마다 상이하더라도 정확한 센싱이 가능하게 되어 센싱 소자의 불량을 방지하여 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a switch is disposed between a source terminal and a drain terminal of the driving device, and the supply voltage and the threshold voltage of the driving device are charged by turning on the switch, and the supply voltage and the threshold voltage are used to control the current flowing through the driving device. Offset supply voltage and threshold voltage. Accordingly, the current flowing through the driving element is independent of the threshold voltage, so that accurate sensing is possible even if the threshold voltage of the driving element is different for each cell, thereby preventing the failure of the sensing element and improving the sensing performance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 소자를 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a sensing device according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 센싱 소자는 광 센서(5), 저장 소자(3), 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7) 및 구동 소자(9)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the sensing element may include an optical sensor 5, a storage element 3, first and second switch elements 1 and 7, and a driving element 9.

상기 광 센서(5)는 노드(n)와 그라운드 단자(GND) 사이에 연결된다. 여기서, 그라운드 단자(GND) 또한 또 다른 노드라 정의할 수 있다. 상기 광 센서(5)는 그라운드 단자(GND)에서 상기 노드(n)로 순방향 광 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. The optical sensor 5 is connected between the node n and the ground terminal GND. Here, the ground terminal GND may also be defined as another node. The optical sensor 5 may be configured such that a forward optical current flows from the ground terminal GND to the node n.

상기 저장 소자(3)는 상기 노드(n)와 상기 그라운드 단자(GND) 사이에서 상기 광 센서(5)와 병렬로 연결된다. The storage element 3 is connected in parallel with the optical sensor 5 between the node n and the ground terminal GND.

상기 제1 스위치 소자(1)는 게이트 단자가 리셋신호의 라인에 연결되고 소오스 단자가 상기 노드(n)에 연결된다. 상기 제1 스위치 소자(1)는 리셋신호에 의해 스위칭될 수 있다.The first switch element 1 has a gate terminal connected to the line of the reset signal and a source terminal connected to the node n. The first switch element 1 may be switched by a reset signal.

상기 구동 소자(9)는 게이트 단자가 상기 노드(n)에 연결되고 소오스 단자가 공급전압(Vdd)의 라인에 연결되며 드레인 단자가 상기 제1 스위치 소자(1)의 드레인 단자에 연결된다. 구동 전압(Vdd), 상기 구동 소자(9)의 게이트 단자와 소오스 단자 사이의 전압(Vgs), 상기 저장 소자(3)의 전압 변화량 및 상기 구동 소자(9)의 문턱전압에 따라 상기 구동 소자(9)에 흐르는 전류가 결정될 수 있다.The driving element 9 has a gate terminal connected to the node n, a source terminal connected to a line of a supply voltage Vdd, and a drain terminal connected to a drain terminal of the first switch element 1. According to the driving voltage Vdd, the voltage Vgs between the gate terminal and the source terminal of the driving element 9, the amount of change in voltage of the storage element 3, and the threshold voltage of the driving element 9. The current flowing in 9) can be determined.

상기 제2 스위치 소자(7)는 게이트 단자가 리드아웃신호의 라인에 연결되고 소오스 단자가 상기 구동 소자(9)의 드레인 단자에 연결되며 드레인 단자가 출력신호의 라인에 연결된다. 상기 제2 스위치 소자(7)는 리드아웃신호에 의해 스위칭될 수 있다.The second switch element 7 has a gate terminal connected to the line of the readout signal, a source terminal connected to the drain terminal of the drive element 9, and a drain terminal connected to the line of the output signal. The second switch element 7 may be switched by a readout signal.

상기 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)과 상기 구동 소자(9)는 PMOS로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)과 상기 구동 소자(9)는 로우 레벨의 신호에 의해 턴온될 수 있다. 도 2에 도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)과 상기 구동 소자(9)는 NMOS나 CMOS로 이루어질 수도 있다. 본 실시예는 설명의 편의를 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)과 상기 구동 소자(9)가 PMOS로 이루어지는 것에 한정하여 설명한다.The first and second switch elements 1 and 7 and the driving element 9 may be made of PMOS. Accordingly, the first and second switch elements 1 and 7 and the driving element 9 may be turned on by a low level signal. Although not shown in FIG. 2, the first and second switch elements 1 and 7 and the driving element 9 may be made of NMOS or CMOS. As shown in FIG. 2, the first and second switch elements 1 and 7 and the driving element 9 are made of PMOS.

도 3을 참조하여, 본 실시예의 동작을 설명한다.Referring to Fig. 3, the operation of this embodiment will be described.

도 3에 도시된 바와 같이, 리셋신호와 리드아웃신호는 소정 구간 로우 레벨로 오버랩될 수 있다. As shown in FIG. 3, the reset signal and the readout signal may overlap at a predetermined low level.

즉, 리드아웃신호가 로우 레벨이 되는 시점에 리셋신호는 하이 레벨을 가지게 된다. 리셋신호가 로우레벨이 되는 시점에 리드아웃신호는 로우레벨을 계속 유지하게 된다. 리드아웃신호가 하이레벨이 되는 시점에 리셋신호는 로우레벨을 계속 유지한다. 리셋신호가 하이레벨이 되는 시점에 리드아웃신호는 계속 하이레벨을 유 지한다. That is, the reset signal has a high level when the readout signal reaches a low level. At the time when the reset signal becomes the low level, the readout signal is kept at the low level. At the time when the readout signal becomes high level, the reset signal keeps low level. When the reset signal reaches the high level, the readout signal remains at the high level.

제1 구간, 즉 리셋신호와 리드아웃신호가 로우레벨로 오버랩되는 동안에, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)이 턴온되게 된다. 이에 따라, 상기 구동 소자(9)와 상기 제2 스위치 소자(7)를 통해 전류 패스가 형성된다.The first and second switch elements 1 and 7 are turned on while the first period, that is, the reset signal and the readout signal overlap with the low level. Thus, a current path is formed through the drive element 9 and the second switch element 7.

제2 구간, 즉 리드아웃신호가 하이레벨이 되는 시점부터 리셋신호가 하이레벨이 되는 시점까지의 구간에, 상기 제1 스위치 소자(1)와 상기 구동 소자(9)는 다이오드 구조가 된다. 이에 따라, 상기 노드(n)나 저장 소자(3)에 공급전압(Vdd)과 상기 구동 소자(9)의 문턱전압(Vth)의 차이값이 충전될 수 있다.The first switch element 1 and the drive element 9 have a diode structure in a second section, i.e., a time period from when the readout signal becomes high level to when the reset signal becomes high level. Accordingly, the difference between the supply voltage Vdd and the threshold voltage Vth of the driving device 9 may be charged in the node n or the storage device 3.

제3 구간, 즉 리셋신호가 하이레벨이 되는 시점부터 리드아웃신호가 로우레벨이 되는 시점까지의 구간에, 상기 광 센서(5)에 의한 광 전류에 의해 상기 저장 소자(3)의 전압은 방전되게 된다. 이때 상기 저장 소자(3)의 전압 변화량을 ΔV라 한다.The voltage of the storage element 3 is discharged by the optical current by the optical sensor 5 in the third section, that is, from the time when the reset signal becomes high level to the time when the readout signal becomes low level. Will be. In this case, the amount of change in voltage of the storage element 3 is referred to as ΔV.

이러한 경우, 상기 구동 소자(9)에 흐르는 전류는 하기의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.In this case, the current flowing in the driving element 9 may be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112007094063081-PAT00001
Figure 112007094063081-PAT00001

Figure 112007094063081-PAT00002
Figure 112007094063081-PAT00002

Figure 112007094063081-PAT00003
Figure 112007094063081-PAT00003

따라서, 수학식 1에 표현된 바와 같이, 상기 구동 소자(9)에 흐르는 전류는 구동 소자(9)의 문턱전압(Vth)에 관계없이 오로지 상기 저장 소자(3)의 전압 변화 량(ΔV)에 의해서만 결정될 수 있다.Therefore, as represented by Equation 1, the current flowing through the driving element 9 is dependent only on the amount of change in voltage ΔV of the storage element 3 regardless of the threshold voltage Vth of the driving element 9. Can only be determined by

그러므로, 이와 같은 센싱 소자를 패널의 각 셀마다 배치함으로써, 각 셀의 구동 소자(9)에 흐르는 전류는 구동 소자(9)의 문턱전압에 관계없게 되므로, 구동 소자(9)의 문턱전압이 셀마다 상이하더라도 정확한 센싱이 가능하게 되어 센싱 소자의 불량을 방지하여 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, by arranging such a sensing element for each cell of the panel, the current flowing through the driving element 9 of each cell becomes independent of the threshold voltage of the driving element 9, so that the threshold voltage of the driving element 9 is a cell. Even if it is different from each other, accurate sensing is possible, thereby preventing the failure of the sensing element and improving the sensing performance.

제4 구간, 즉 리드아웃신호가 로우레벨이 되는 동안에, 제2 스위치 소자(7)가 턴온되게 됨에 따라 상기 구동 소자(9)에 흐르는 전류(I(out))가 출력신호로 출력될 수 있다. 이러한 출력신호는 이미지나 좌표로 활용될 수 있다.As the second switch element 7 is turned on while the fourth period, that is, the readout signal is at the low level, the current I (out) flowing through the driving element 9 may be output as an output signal. . This output signal may be utilized as an image or coordinates.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 소자를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a sensing device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능을 갖는 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.In the second embodiment, the same components having the same functions as the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

제2 실시예는 제1 실시예의 모든 구성 요소들을 포함하고, 제2 스위치 소자(7)의 소오스 단자와 출력신호라인에 정전류원(11)을 더 포함할 수 있다.The second embodiment includes all the components of the first embodiment, and may further include a constant current source 11 at the source terminal and the output signal line of the second switch element 7.

제2 실시예 또한 제1 실시예와 동일하게 동작될 수 있다. 도 5의 동작 파형은 도 3의 동작 파형과 동일하다.The second embodiment may also operate in the same manner as the first embodiment. The operation waveform of FIG. 5 is the same as the operation waveform of FIG. 3.

다만, 제2 실시예는 구동 소자(9)에 전류 패스가 형성되는 경우, 구동 소자(9)의 전류(I(out))가 정전류원(11)의 일정한 전류(Idc)만큼 싱킹(sinking)되게 되는 경우, 구동 소자(9)의 게이트 단자와 소오스 단자 사이의 전압(Vgs)이 하기 수학식 2와 같이 이동도(mobility)까지 포함된 값으로 설정될 수 있다.However, in the second embodiment, when a current path is formed in the driving element 9, the current I (out) of the driving element 9 sinks by a constant current Idc of the constant current source 11. In this case, the voltage Vgs between the gate terminal and the source terminal of the driving element 9 may be set to a value including mobility, as shown in Equation 2 below.

[수학식2][Equation 2]

Figure 112007094063081-PAT00004
Figure 112007094063081-PAT00004

단,

Figure 112007094063081-PAT00005
only,
Figure 112007094063081-PAT00005

수학식 2를 수학식 1에 대입하여 정리하면, 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.By substituting Equation 2 into Equation 1, it can be expressed as Equation 3.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112007094063081-PAT00006
Figure 112007094063081-PAT00006

Figure 112007094063081-PAT00007
Figure 112007094063081-PAT00007

따라서, 수학식 3에 표현된 바와 같이, 이동도(u)가 일부분 상쇄되므로, 이동도에 대한 보상도 이루어질 수 있다.Therefore, as expressed in Equation 3, since the mobility u is partially canceled, compensation for the mobility can also be made.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 센싱 소자를 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a sensing device according to a third embodiment of the present invention.

제3 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능을 갖는 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.In the third embodiment, the same components having the same functions as the first embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

제1 실시예에서 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)과 구동 소자(9)는 제2 실시예와 동일하다.In the first embodiment, the first and second switch elements 1 and 7 and the drive element 9 are the same as in the second embodiment.

도 6을 참조하면, 노드(n)와 공통전극(Vcom) 사이에 게재된 액정층의 액정들에 의해 액정 캐패시턴스(13)가 형성된다. Referring to FIG. 6, the liquid crystal capacitance 13 is formed by the liquid crystals of the liquid crystal layer interposed between the node n and the common electrode Vcom.

제3 실시예는 액정표시장치의 액정패널에 적용될 수 있다.The third embodiment can be applied to a liquid crystal panel of a liquid crystal display device.

액정패널은 제1 기판, 제2 기판 및 제1 및 제2 기판 사이에 게재된 액정층을 포함할 수 있다.The liquid crystal panel may include a liquid crystal layer interposed between the first substrate, the second substrate, and the first and second substrates.

제1 기판에는 다수의 게이트라인들과 다수의 데이터라인들에 의해 다수의 셀들(또는 화소 영역들)이 정의될 수 있다. 각 셀에는 제1 및 제2 스위치 소자들(1, 7)과 구동 소자(9)가 배치될 뿐만 아니라 박막트랜지스터와 화소전극이 배치될 수 있다.A plurality of cells (or pixel regions) may be defined in the first substrate by a plurality of gate lines and a plurality of data lines. Each cell may include not only the first and second switch elements 1 and 7 and the driving element 9 but also a thin film transistor and a pixel electrode.

제2 기판에는 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과, 각 컬러필터 사이에 배치된 블랙 매트릭스와, 컬러필터층과 블랙 매트릭스 상에 배치된 공통전극(Vcom)이 배치될 수 있다. The second substrate may include a color filter layer including a red color filter, a green color filter, and a blue color filter, a black matrix disposed between each color filter, and a common electrode Vcom disposed on the color filter layer and the black matrix. Can be.

제 3 실시예에서는 제1 기판에 배치된 구동 소자(9)의 게이트 단자와 제2 기판의 공통전극(Vcom) 사이에 게재된 액정층에 형성된 액정 캐패시턴스(13)가 배치된다. In the third embodiment, the liquid crystal capacitance 13 formed in the liquid crystal layer disposed between the gate terminal of the driving element 9 disposed on the first substrate and the common electrode Vcom of the second substrate is disposed.

제 3 실시예의 센싱 소자는 터치 센서로 활용될 수 있다.The sensing element of the third embodiment may be utilized as a touch sensor.

제3 실시예 또한 제1 실시예와 동일하게 동작될 수 있다.The third embodiment may also operate in the same manner as the first embodiment.

도 7을 참조하여 설명하면, 제 1구간에, 구동 소자(9)와 제2 스위치 소자(7)를 통해 전류 패스가 형성된다.Referring to FIG. 7, the current path is formed through the driving element 9 and the second switch element 7 in the first section.

제2 구간에, 노드(n)에 공급전압(Vdd)과 상기 구동 소자(9)의 문턱전압(Vth)의 차이값이 충전될 수 있다.In the second section, the difference value between the supply voltage Vdd and the threshold voltage Vth of the driving element 9 may be charged in the node n.

제3 구간에 사람의 제2 기판의 접촉에 의한 가압으로 인해 액정 캐패시턴스(11)가 변하게 된다. 이에 따라, 상기 노드(n)의 전압값이 변하게 된다. The liquid crystal capacitance 11 changes due to the pressurization caused by the contact of the second substrate of the person in the third section. Accordingly, the voltage value of the node n is changed.

제4 구간에 상기 노드(n)의 전압 변화량에 따라 결정된 전류(I(out)가 출력될 수 있다. In the fourth section, the current I (out) determined according to the voltage change amount of the node n may be output.

제3 실시예 또한 구동 소자(9)의 문턱전압에 관계없는 출력 전류(I(out))를 얻을 수 있으므로, 구동 소자(9)의 문턱전압이 셀마다 상이하더라도 정확한 센싱이 가능하게 되어 센싱 소자의 불량을 방지하여 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.In the third embodiment, the output current I (out) irrespective of the threshold voltage of the driving element 9 can be obtained, so that accurate sensing is possible even if the threshold voltage of the driving element 9 is different from cell to cell. It is possible to improve the sensing performance by preventing the defect.

도 1은 일반적인 센싱 소자를 도시한 회로도.1 is a circuit diagram showing a general sensing element.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 소자를 도시한 회로도.2 is a circuit diagram showing a sensing element according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 센싱 소자의 신호 파형을 도시한 도면.3 illustrates a signal waveform of the sensing element of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 센싱 소자를 도시한 회로도.4 is a circuit diagram showing a sensing element according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 센싱 소자의 신호 파형을 도시한 도면.5 is a diagram illustrating a signal waveform of the sensing element of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 센싱 소자를 도시한 회로도.6 is a circuit diagram illustrating a sensing element according to a third embodiment of the present invention.

도 7은 도 6의 센싱 소자의 신호 파형을 도시한 도면.7 is a view illustrating signal waveforms of the sensing element of FIG. 6.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 제1 스위치 소자 3: 저장 소자1: first switch element 3: storage element

5: 광 센서 7: 제2 스위치 소자5: optical sensor 7: second switch element

9: 구동 소자 11: 정전류원9: drive element 11: constant current source

13: 액정 캐패시턴스 n: 노드13: liquid crystal capacitance n: node

GND: 그라운드 단자 Vdd: 공급전압GND: Ground terminal Vdd: Supply voltage

Claims (13)

제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 광 센서;An optical sensor coupled between the first node and the second node; 상기 광 센서와 병렬로 연결된 저장 소자;A storage element connected in parallel with the optical sensor; 상기 제1 노드에 연결된 구동 소자;A drive element connected to the first node; 상기 구동 소자에 연결된 제2 스위치 소자; 및A second switch element connected to the driving element; And 상기 제1 노드 그리고 상기 구동 소자와 상기 제2 스위치 소자 사이에 연결된 제1 스위치 소자를 포함하고,A first switch element connected between the first node and the driving element and the second switch element, 상기 구동 소자의 문턱전압은 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 제1 노드에 설정된 전압에 의해 상쇄되는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.And a threshold voltage of the driving device is canceled by a voltage set at the first node by turning on the first and second switch devices. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 구동소자와 상기 제1 스위치 소자는 다이오드 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing device of claim 1, wherein the driving device and the first switch device have a diode structure by turning on the first and second switch devices. 제1항에 있어서, 상기 제1 노드에 설정된 전압은 상기 구동 소자에 공급된 공급전압과 상기 구동 소자의 문턱전압의 차이값인 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing device of claim 1, wherein the voltage set at the first node is a difference between a supply voltage supplied to the driving device and a threshold voltage of the driving device. 제1항에 있어서, 상기 제2 스위치 소자에 연결된 정전류원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing element of claim 1, further comprising a constant current source connected to the second switch element. 제3항에 있어서, 상기 구동 소자의 이동도는 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 제1 노드에 설정된 전압에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.4. The sensing element of claim 3, wherein the mobility of the driving element is compensated by a voltage set at the first node by turning on the first and second switch elements. 제5항에 있어서, 상기 1 노드에 설정된 전압은 상기 구동 소자에 공급된 공급전압, 상기 정전류원의 정전류 및 상기 구동 소자의 문턱전압에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.6. The sensing device according to claim 5, wherein the voltage set at the one node is determined by a supply voltage supplied to the driving device, a constant current of the constant current source, and a threshold voltage of the driving device. 제1 노드에 연결된 가변 캐패시턴스;A variable capacitance coupled to the first node; 상기 제1 노드에 연결된 구동 소자;A drive element connected to the first node; 상기 구동 소자에 연결된 제2 스위치 소자; 및A second switch element connected to the driving element; And 상기 제1 노드 그리고 상기 구동 소자와 상기 제2 스위치 소자 사이에 연결된 제1 스위치 소자를 포함하고,A first switch element connected between the first node and the driving element and the second switch element, 상기 구동 소자의 문턱전압은 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 제1 노드에 설정된 전압에 의해 상쇄되는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.And a threshold voltage of the driving device is canceled by a voltage set at the first node by turning on the first and second switch devices. 제7항에 있어서, 상기 가변 캐패시턴스는 액정들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing element of claim 7, wherein the variable capacitance is formed by liquid crystals. 제8항에 있어서, 상기 가변 캐패시턴스는 가압에 의해 캐패시턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing device of claim 8, wherein the variable capacitance is variable in capacitance by pressurization. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 구동소자와 상기 제1 스위치 소자는 다이오드 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing device of claim 7, wherein the driving device and the first switch device have a diode structure by turning on the first and second switch devices. 제7항에 있어서, 상기 제1 노드에 설정된 전압은 상기 구동 소자에 공급된 공급전압과 상기 구동 소자의 문턱전압의 차이값인 것을 특징으로 하는 센싱 소자.The sensing device of claim 7, wherein the voltage set at the first node is a difference value between a supply voltage supplied to the driving device and a threshold voltage of the driving device. 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 광 센서와, 상기 광 센서와 병렬로 연결된 저장 소자와, 상기 제1 노드에 연결된 구동 소자와, 상기 구동 소자에 연결된 제2 스위치 소자와, 상기 제1 노드 그리고 상기 구동 소자와 상기 제2 스위치 소자 사이에 연결된 제1 스위치 소자를 포함하는 센싱 소자에 있어서,An optical sensor connected between a first node and a second node, a storage element connected in parallel with the optical sensor, a drive element connected to the first node, a second switch element connected to the drive element, and the first node And a first switch element connected between the driving element and the second switch element. 제1 구간에 제1 및 제2 스위치 소자들의 턴온에 의해 상기 구동 소자에 전류 패스를 형성하는 단계;Forming a current path to the driving device by turning on first and second switch devices in a first section; 제2 구간에 상기 제1 노드에 상기 구동 소자의 문턱전압을 상쇄하기 위한 제1 전압을 설정하는 단계;Setting a first voltage to cancel the threshold voltage of the driving device at the first node in a second section; 제3 구간에 상기 광 센서에 의해 상기 저장 소자의 제2 전압을 변화시키는 단계; 및Changing a second voltage of the storage element by the optical sensor in a third section; And 제4 구간에 상기 제2 스위치의 턴온에 의해 상기 제1 전압 및 상기 변화된 제2 전압을 반영한 상기 구동 소자의 전류를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 방법.And outputting a current of the driving device reflecting the first voltage and the changed second voltage by turning on the second switch in a fourth section. 제12항에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 구동 소자에 공급된 공급전압과 상기 구동 소자의 문턱전압의 차이값인 것을 특징으로 하는 센싱 방법.The sensing method of claim 12, wherein the first voltage is a difference between a supply voltage supplied to the driving device and a threshold voltage of the driving device.
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