KR20120062501A - 광 센서 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치에서, 표시 패널에 내장되는 광 센서는 기판 상에 구비되어 외부로부터 제공되는 광을 센싱하기 위하여 광 센싱층, 소오스 및 드레인 전극, 절연막, 게이트 전극을 포함한다. 광 센싱층은 기판 상에 구비되어 광에 반응하며, 소오스 및 드레인 전극은 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된다. 소오스 및 드레인 전극은 절연막에 의해 커버되며, 게이트 전극은 절연막 상에 구비되어 광 센싱층과 마주한다. 여기서, 광 센싱층이 적어도 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 게이트 전극의 에지는 광 센싱층 상부에 위치한다. 따라서, 게이트 전극과 소오스 및 드레인 전극 사이의 쇼트 불량을 개선할 수 있고, 그로 인한 누설 전류 생성을 방지할 수 있다.

Description

광 센서 및 이를 갖는 표시장치{LIGHT SENSOR AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 광 센서 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 특히 표시패널에 광 센서가 내장된 구조에서 누설 전류 발생 및 쇼트 불량을 방지할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
터치 패널을 갖는 영상표시장치는 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력 장치를 필요로 하지 않기 때문에 사용이 증대되고 있는 추세이다.
최근에는 터치 패널이 액정표시장치에도 사용되고 있으며, 이 경우 터치 패널은 영상을 표시하는 액정표시패널의 상측에 구비되어 사용자로부터 소정의 입력을 받아 위치 정보를 검출한다. 그러나, 터치 패널이 액정표시패널과 별도의 패널로 구비되면 휘도 및 시야각과 같은 액정표시장치의 광학적 특성이 저하될 뿐만 아니라, 터치 패널의 두께만큼 액정표시장치의 전체적인 두께가 증가하게 된다.
본 발명의 목적은 누설 전류의 발생 및 쇼트 불량 등을 방지할 수 있는 광 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 광 센서가 표시패널에 내장되는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 광 센서는 기판 상에 구비되어 외부로부터 제공되는 광을 센싱하기 위하여 광 센싱층, 소오스 및 드레인 전극, 절연막, 게이트 전극을 포함한다.
상기 광 센싱층은 상기 기판 상에 구비되어 상기 광에 반응하며, 상기 소오스 및 드레인 전극은 상기 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된다. 상기 절연막은 상기 소오스 및 드레인 전극을 커버하며, 상기 게이트 전극은 상기 절연막 상에 구비되어 상기 광 센싱층과 마주한다.
여기서, 상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 표시장치는 서로 마주하는 제1 및 제2 기판으로 이루어져 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 구비되어 광을 센싱하는 다수의 광 센서를 포함한다.
상기 다수의 광 센서 각각은 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 하나에 구비되고, 상기 광에 반응하는 광 센싱층, 상기 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된 소오스 및 드레인 전극, 상기 소오스 및 드레인 전극을 커버하는 절연막, 및 상기 절연막 상에 구비되어 상기 광 센싱층과 마주하는 게이트 전극을 포함한다.
상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 표시장치는 표시 패널 및 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 표시 패널은 다수의 화소가 구비된 제1 기판, 및 적외선 파장대의 제1 광을 센싱하는 제1 센서 및 가시광 파장대의 제2 광을 센싱하는 제2 센서가 구비되는 제2 기판으로 이루어져 영상을 표시한다. 상기 백라이트 유닛은 상기 표시 패널에 인접하여 구비되어, 상기 제1 기판 측으로 백색광을 공급하다.
상기 제1 센서 각각은, 상기 제2 기판에 구비되고, 상기 광에 반응하는 광 센싱층, 상기 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된 소오스 및 드레인 전극, 상기 소오스 및 드레인 전극을 커버하는 절연막, 및 상기 절연막 상에 구비되어 상기 광 센싱층과 마주하는 게이트 전극을 포함한다.
여기서, 상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치한다.
본 발명에 따르면, 표시 패널에 내장되는 광 센서는 트랜지스터 구조를 갖는다. 특히, 게이트 전극 소오스 및 드레인 전극 상부에 위치하는 탑 게이트 구조를 갖는다. 여기서, 상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치한다.
따라서, 게이트 전극과 소오스 및 드레인 전극 사이의 쇼트 불량을 개선할 수 있고, 그로 인한 누설 전류 생성을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다수의 센서의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 기판의 레이아웃을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 센서의 확대도이다.
도 6은 도 5에 도시된 절단선 I-I`에 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 제2 센서의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 센서를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다수의 센서의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(200)는 표시패널(100), 타이밍 컨트롤러(130), 게이트 드라이버(140), 데이터 드라이버(150), 스캔 드라이버(160), 리드아웃 회로(170)를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 표시장치(200)의 외부로부터 다수의 영상신호(RGB) 및 다수의 제어신호(CS)를 수신한다. 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 데이터 드라이버(150)와의 인터페이스 사양에 맞도록 상기 영상신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환하고, 변환된 영상신호들(R'G'B')을 상기 데이터 드라이버(150)로 제공한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 데이터 제어신호(예를 들어, 출력개시신호(TP), 수평개시신호(STH) 및 극성반전신호(POL) 등)를 상기 데이터 드라이버(150)로 제공하고, 게이트 제어신호(예를 들어, 제1 개시신호(STV1), 제1 클럭신호(CK1), 및 제2 클럭신호(CKB1))를 게이트 드라이버(140)로 제공한다.
상기 게이트 드라이버(140)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 제공되는 상기 게이트 제어신호(STV1, CK1, CKB1)에 응답해서 게이트 신호들(G1~Gn)을 순차적으로 출력한다.
상기 데이터 드라이버(150)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 제공되는 상기 데이터 제어신호(TP, STH, POL)에 응답해서 상기 영상신호들(R'G'B')을 데이터 전압들(D1~Dm)로 변환하여 출력한다. 상기 출력된 데이터 전압들(D1~Dm)은 상기 표시패널(100)로 인가된다.
상기 표시패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 마주하는 제2 기판(120) 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 이루어진다. 상기 제1 기판(110)에는 다수의 화소(PX)가 구비되고, 상기 제2 기판(120)에는 다수의 센서(SN)가 구비될 수 있다.
상기 화소들(PX) 각각은 서로 동일한 구조를 가지므로, 여기서는 하나의 화소에 대한 구성을 일 예로써 설명하기로 한다.
상기 제1 기판(110)에는 다수의 게이트 라인(GL1~GLn), 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)과 교차하는 다수의 데이터 라인(DL1~DLm) 및 상기 다수의 화소(PX)가 구비된다. 각 화소(PX)는 박막 트랜지스터(미도시) 및 화소 전극(미도시)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인에 연결되고, 소오스 전극은 상기 다수의 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 연결되며, 드레인 전극은 상기 화소 전극에 연결된다.
상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)은 상기 게이트 드라이버(140)에 연결되며, 상기 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)은 상기 데이터 드라이버(150)에 연결된다. 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)은 상기 게이트 드라이버(140)로부터 제공되는 게이트 신호들(G1~Gn)을 수신하고, 상기 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)은 상기 데이터 드라이버(150)로부터 제공되는 데이터 전압들(D1~Dm)을 수신한다.
따라서, 상기 각 화소(PX)의 박막 트랜지스터는 대응하는 게이트 라인으로 공급되는 게이트 신호에 응답하여 턴-온되고, 대응하는 데이터 라인으로 공급된 데이터 전압은 턴-온된 박막 트랜지스터를 통해 상기 화소전극에 인가된다.
한편, 상기 제2 기판(120)에는 상기 액정층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 마주하는 기준 전극이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 기판(120)에는 다수의 스캔 라인(SL1~SLi), 상기 다수의 스캔 라인(SL1~SLi)과 교차하는 다수의 리드아웃 라인(RL1~RLj) 및 상기 다수의 센서(SN)가 구비된다.
도 2에서는 설명의 편의를 위하여 상기 다수의 스캔 라인(SL1~SLi) 중 제1 및 제2 스캔 라인(SL1, SL2)을 도시하였고, 상기 다수의 리드아웃 라인(RL1~RLj) 중 제1 내지 제4 리드아웃 라인(RL1, RL2, RL3, RL4)을 도시하였다.
도 2를 참조하면, 다수의 센서(SN)는 적어도 두 종의 센서로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 다수의 센서(SN)에는 적외선 파장대의 제1 광을 센싱하는 다수의 제1 센서(SN1) 및 가시광선 파장대의 제2 광을 센싱하는 다수의 제2 센서(SN2)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 센서(SN1)들 각각은 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1), 제1 센서 트랜지스터(IRT) 및 제1 커패시터(CS1)를 포함한다. 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 게이트 전극은 상기 다수의 스캔 라인(SL1~SLi) 중 대응하는 스캔 라인에 연결되고, 소오스 전극은 상기 다수의 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 대응하는 리드아웃 라인에 연결되며, 드레인 전극은 상기 제1 커패시터(CS1)와 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)에 연결된다.
상기 제1 커패시터(CS1)의 제1 전극은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극에 연결되고, 제2 전극에는 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다. 예를 들어, 상기 제1 바이어스 전압(VB1)은 -8.75V일 수 있다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 게이트 전극에는 제2 바이어스 전압(VB2)이 인가되고, 소오스 전극은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극에 연결되며, 드레인 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다. 상기 제2 바이어스 전압(VB2)은 상기 제1 바이어스 전압(VB1)보다 작은 전압 레벨을 갖는다. 예를 들어, 상기 제2 바이어스 전압(VB2)은 -13.75V일 수 있다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)는 외부로부터 입사되는 제1 광의 광량에 대응하는 포토 커런트를 생성한다. 상기 제1 광은 적외선 파장대를 갖는 광일 수 있다. 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)로 상기 제1 광을 공급하는 구조에 대해서는 이후 도 9를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)로부터 생성된 상기 포토 커런트에 의해 상기 제1 커패시터(CS1)에 충전되는 전압이 상승한다. 즉, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)로 입사되는 상기 제1 광의 광량이 증가할수록 상기 제1 커패시터(CS1)에 충전되는 전압은 증가할 것이다. 이로써, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)는 상기 제1 광을 센싱할 수 있다.
한편, 상기 제2 센서(SN2)들 각각은 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2), 제2 센서 트랜지스터(VST) 및 제2 커패시터(CS2)를 포함한다. 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 게이트 전극은 상기 다수의 스캔 라인(SL1~SLi) 중 대응하는 스캔 라인에 연결되고, 소오스 전극은 상기 다수의 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 대응하는 리드아웃 라인에 연결되며, 드레인 전극은 상기 제2 커패시터(CS2)와 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)에 연결된다.
상기 제2 커패시터(CS2)의 제1 전극은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 드레인 전극에 연결되고, 제2 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다.
상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 게이트 전극에는 상기 제2 바이어스 전압(VB2)이 인가되고, 소오스 전극은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 드레인 전극에 연결되며, 드레인 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다.
상기 제2 센서 트랜지스터(VST)는 외부로부터 입사되는 제2 광의 광량에 대응하는 포토 커런트를 생성한다. 상기 제2 광은 가시광선 파장대를 갖는 광일 수 있다. 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)로부터 생성된 상기 포토 커런트에 의해 상기 제2 커패시터(CS2)에 충전되는 전압이 상승한다. 이로써, 상기 제2 센서(SN2)는 상기 제2 광을 센싱할 수 있다.
한편, 상기 다수의 스캔 라인(SL1~SLi)은 상기 스캔 드라이버(160)에 연결되어 다수의 스캔 신호(S1~Si)를 각각 순차적으로 수신한다. 상기 스캔 드라이버(160)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 스캔 제어신호(예를 들어, 제2 개시신호(STV2), 제3 및 제4 클럭신호(CK2, CKB2))를 수신하여 상기 스캔 신호들(S1~Sn)을 순차적으로 출력한다. 상기 스캔 제어신호(STV2, CK2, CKB2)는 게이트 제어신호(STV1, CK1, CKB1)에 동기하는 신호일 수 있다.
상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)은 상기 리드아웃 회로(170)에 연결되어 대응하는 센서들(SN1, SN2)에 충전된 전압을 상기 리드아웃 회로(170)로 제공하는 역할을 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 센서들(SN1, SN2)은 상기 스캔 라인들(SL1~SLi)이 연장된 제1 방향으로 교번적으로 배열되고, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)이 연장된 제2 방향으로 교번적으로 배열된다.
특히, 본 발명의 일 예로, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 4k-3번째(여기서, k는 1 이상의 자연수) 리드아웃 라인(예를 들어, 도 2에서 제1 리드아웃 라인(RL1)) 및 4k번째 라인(예를 들어, 도 2에서 제4 리드아웃 라인(RL4))에는 상기 제1 센서들(SN1)이 연결된다. 또한, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 4k-2번째 리드아웃 라인(예를 들어, 도 2에서 제2 리드아웃 라인(RL2)) 및 4k-1번째 라인(예를 들어, 도 2에서 제3 리드아웃 라인(RL3))에는 상기 제2 센서들(SN2)이 연결된다.
상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)들 각각은 대응하는 스캔라인으로 공급되는 스캔신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)가 턴-온되면, 상기 제1 및 제2 커패시터(CS1, CS2)에 충전된 전압을 상기 턴-온된 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)를 통해 상기 대응하는 리드아웃 라인으로 제공한다.
상기 리드아웃 회로(170)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 공급되는 제어신호들(RCS)에 응답하여 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)로부터 수신된 전압들(SS)을 순차적으로 상기 타이밍 컨트롤러(130)로 제공한다. 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 스캔 신호가 발생된 시점 및 상기 리드아웃 회로(170)로부터 수신된 전압(SS)을 근거로 화면에서 터치된 지점 또는 스캔될 대상에 대한 정보들의 2차원 좌표값을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 마주하는 제2 기판(120) 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 개재된 액정층(180)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 및 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 구비된 다수의 화소(PX)를 포함한다. 상기 다수의 화소(PX) 각각은 박막 트랜지스터(Tr) 및 화소 전극(115)으로 이루어진다.
도 3에서는 제1 방향으로 배열된 6개의 화소(PX1~PX6)를 도시하였다. 6개의 화소(PX1~PX6) 각각은 서로 동일한 구조로 이루어진다. 따라서, 하나의 화소에 대해서 설명하고, 나머지 화소들의 설명은 생략한다.
상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(GE1)이 형성된다. 상기 게이트 전극(GE1)은 제1 게이트 절연막(112)에 의해서 커버된다.
상기 제1 게이트 절연막(112) 상에는 상기 게이트 전극(GE1)과 마주하도록 액티브층(ACT1) 및 오믹 콘택층(ACT2)이 형성된다. 이후, 상기 액티브층(ACT1) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소오스 및 드레인 전극(SE1, DE1)이 형성된다. 상기 소오스 및 드레인 전극(SE1, DE1)은 제1 보호막(113)에 의해서 커버되고, 상기 제1 보호막(113) 상에는 유기 절연막(114)이 더 형성된다.
상기 제1 보호막(113) 및 유기 절연막(114)에는 상기 드레인 전극(DE1)을 노출시키는 콘택홀(114a)이 형된다. 상기 화소 전극(115)은 상기 유기 절연막(114) 상에 형성되고, 상기 콘택홀(114a)을 통해 상기 드레인 전극(DE1)과 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 제2 기판(120)은 제2 베이스 기판(121), 상기 제2 베이스 기판(121) 상에 형성된 다수의 센서(SN) 및 상기 다수의 화소들(PX)과 각각 대응하여 구비되는 다수의 색화소(R, G, B)를 포함하는 컬러필터층(125) 및 기준 전극(127)을 포함한다.
먼저, 상기 제2 베이스 기판(121) 상에는 상기 다수의 센서(SN)가 형성된다. 상기 다수의 센서(SN)는 제1 센서(SN1) 및 제2 센서(SN2)를 포함한다. 상기 제1 센서(SN1)는 제1 스위칭 트랜지스터(SWT), 제1 커패시터(CS1) 및 제1 센서 트랜지스터(IRT)로 이루어진다. 상기 제2 센서(SN2)는 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2), 제2 커패시터(CS1) 및 제2 센서 트랜지스터(VST)로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)는 유사한 구조로 이루어지므로, 동일한 공정을 통해 동시에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 베이스 기판(121) 상에는 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)의 게이트 전극(GE2, GE3)이 형성된다.
상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)의 게이트 전극(GE2, GE3)은 제2 게이트 절연막(122)이 형성된다. 상기 제2 게이트 절연막(122) 상에는 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 반도체층(SEM1)이 형성되고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 반도체층(SEM2)이 형성된다. 상기 반도체층(SEM1, SEM2)은 아몰퍼스 실리콘층으로 이루어진다.
또한, 상기 제2 게이트 절연막(122) 상에는 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 제1 광 센싱층(LSE1) 및 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 제2 광 센싱층(LSE2)이 형성된다. 상기 제1 광 센싱층(LSE1)은 적외선 파장대를 갖는 상기 제1 광에 반응하는 실리콘 게르마늄(SiGe)으로 이루어질 수 있고, 상기 제2 광 센싱층(LSE2)은 가시광선 파장대를 갖는 상기 제2 광에 반응하는 아몰퍼스 실리콘(a-Si)으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 제2 광은 차단하고, 상기 제1 광만을 투과시키는 적외선 필터(128)를 더 구비할 수 있다. 상기 적외선 필터(128)는 상기 제1 광 센싱층(LSE1)에 대응하여 상기 제2 베이스 기판(121)과 상기 제2 게이트 절연막(122) 사이에 구비될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 적외선 필터(128)는 실리콘 게르마늄(SiGe)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 상기 반도체층(SEM1) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소오스 및 드레인 전극(SE2, DE2)이 형성되고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 상기 반도체층(SEM2) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소오스 및 드레인 전극(SE3, DE3)이 형성된다. 이로써, 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)가 완성될 수 있다.
한편, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소오스 및 드레인 전극(SE4, DE4)이 형성되고, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 상기 제2 광 센싱층(LSE2) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소오스 및 드레인 전극(SE5, DE5)이 형성된다.
여기서, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 소오스 전극(SE4)은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극(DE2)과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 커패시터(CS1)의 제1 전극으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 소오스 전극(SE5)은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 드레인 전극(DE3)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 커패시터(CS2)의 제1 전극으로 형성될 수 있다.
상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 소오스 및 드레인 전극(SE2, DE2), 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 소오스 및 드레인 전극(SE3, DE3), 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 소오스 및 드레인 전극(SE4, DE4) 및 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 소오스 및 드레인 전극(SE5, DE5)은 제2 보호막(123)에 의해서 커버된다.
상기 제2 보호막(123) 상에는 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 게이트 전극(이하, 제1 탑 게이트)(TGE1)이 형성되고, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 게이트 전극(이하, 제2 탑 게이트)(TGE2)이 형성된다.
또한, 상기 제2 보호막(123) 상에는 상기 제1 커패시터(CS1)의 제2 전극 및 상기 제2 커패시터(CS2)의 제2 전극이 형성된다.
본 발명의 일 예로, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)는 상기 제2 보호막(123) 상에 구비되고 상기 게이트 전극(GE2)과 전기적으로 연결된 더미 게이트 전극(TGE3)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 상기 제2 보호막(123) 상에 구비되고, 상기 게이트 전극(GE3)과 전기적으로 연결된 더미 게이트 전극(TGE4)을 더 포함할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 제1 탑 게이트(TGE1)는 상기 적외선 필터(128)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 적외선 필터(128) 상에는 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 게이트 전극(GE2)과 동일한 공정을 통해서 연결 전극(CE)이 구비될 수 있다. 상기 제2 게이트 절연막(122) 및 상기 제2 보호막(123)에는 상기 연결 전극(CE)을 노출시키기 위한 제2 콘택홀(123a)이 형성되고, 상기 제1 탑 게이트(TGE1)는 상기 제2 콘택홀(123a)을 통해 상기 연결 전극(CE)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)의 제1 및 제2 탑 게이트(TGE1, TGE2) 및 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)의 더미 게이트 전극(TGE3, TGE4)은 제2 유기 절연막(124)에 의해서 커버될 수 있다. 상기 제2 유기 절연막(124) 상에는 상기 컬러필터층(125)이 형성된다. 상기 컬러필터층(125)은 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B)를 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B) 각각은 하나의 화소에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 컬러필터층(125) 상에는 오버 코팅층(126)이 형성된다. 상기 오버 코팅층(126) 상에는 상기 기준 전극(127)이 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 기판의 레이아웃을 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제2 기판(120)은 제1 방향으로 연장된 제1 및 제2 스캔 라인(SL1, SL2), 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장된 제1 내지 제4 리드아웃 라인(RL1, RL2, RL3, RL4), 상기 제2 방향으로 연장된 제1 및 제2 바이어스 라인(BL1, BL2)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)들은 상기 제1 방향으로 교번적으로 배치되고, 상기 제2 방향으로 교번적으로 배치된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 리드아웃 라인(RL1)은 상기 제1 센서(SN1)들과 연결되며, 상기 제2 리드아웃 라인(RL2)은 상기 제2 센서(SN2)들과 연결된다. 또한, 상기 제3 리드아웃 라인(RL3)은 상기 제1 센서(SN1)들과 연결되며, 상기 제4 리드아웃 라인(RL4)은 상기 제2 센서(SN2)들과 연결된다.
한편, 상기 제1 바이어스 라인(BL1)은 외부로부터 제1 바이어스 전압(VB1)을 수신하여, 상기 제1 바이어스 전압(VB1)을 상기 제1 및 제2 센서들(SN1, SN2)에 공급한다. 상기 제2 바이어스 라인(BL2)은 외부로부터 상기 제1 바이어스 전압보다 낮은 제2 바이어스 전압(VB2)을 수신하여, 상기 제2 바이어스 전압(VB2)을 상기 제1 및 제2 센서들(SN1, SN2)에 공급한다.
평면상에서 봤을 때, 상기 제1 및 제2 바이어스 라인(BL1, BL2)은 상기 제1 및 제2 리드아웃 라인(RL1, RL2) 사이에 구비되고, 상기 제3 및 제4 리드아웃 라인(RL3, RL4) 사이에 구비된다.
한편, 상기 제2 기판(120)은 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B)를 더 포함한다. 상기 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B)는 상기 제1 방향으로 순서대로 배열된다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 센서의 확대도이며, 도 6은 도 5에 도시된 절단선 I-I`에 따라 절단한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 센서들(SN1) 각각은 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1), 제1 커패시터(CS1) 및 제1 센서 트랜지스터(IRT)를 구비한다.
상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)는 상기 제1 스캔 라인(SL1)으로부터 분기된 게이트 전극(GE2), 상기 게이트 전극(GE2) 상부에 위치하는 반도체층(SEM1), 상기 제1 리드아웃 라인(RL1)으로부터 분기된 소오스 전극(SE2) 및 상기 반도체층(SME1) 상에서 상기 소오스 전극(SE2)과 이격된 드레인 전극(DE2)을 포함한다. 따라서, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)는 상기 제1 스캔 라인(SL1)으로부터 인가되는 스캔 신호에 응답하여 턴-온되어, 상기 제1 리드라웃 라인(RL1)에 소정의 신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)는 상기 소오스 및 드레인 전극(SE2, DE2) 상부에 위치하고 상기 게이트 전극(GE2)과 전기적으로 연결되는 제1 더미 게이트 전극(TGE3)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 더미 게이트 전극(TGE3)이 형성됨으로써, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 구동 능력이 향상될 수 있다.
한편, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)는 적외선 파장대를 갖는 상기 제1 광에 반응하는 제1 광 센싱층(LSE1), 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극(DE2)으로부터 연장되어 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에 위치하는 소오스 전극(SE4), 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에서 상기 소오스 전극(SE4)과 이격된 드레인 전극(DE4), 상기 제1 바이어스 라인(BL1)으로부터 분기되어 상기 소오스 및 드레인 전극(SE4, DE4) 상부에 위치하는 제1 탑 게이트(TGE1)를 포함한다. 상기 제1 탑 게이트(TGE1)는 상기 제1 바이어스 라인(BL1)을 통해 상기 제1 바이어스 전압(VB1)을 수신한다. 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 드레인 전극(DE4)은 상기 제2 바이어스 라인(BL2)에 전기적으로 연결되어 상기 제2 바이어스 전압(VB2)을 수신한다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 소오스 전극(SE4)은 상기 제1 스캔 라인(SL1)이 연장된 상기 제1 방향으로 연장된 제1 몸체 전극(SE41) 및 상기 제1 몸체 전극(SE41)으로부터 분기되어 상기 제1 방향으로 배열된 다수의 제1 가지 전극(SE42)으로 이루어진다. 상기 다수의 제1 가지 전극들(SE42)은 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상에 구비된다.
한편, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 드레인 전극(DE4)은 상기 제1 방향으로 연장된 제2 몸체 전극(DE41) 및 상기 제2 몸체 전극(DE41)으로부터 분기되어 상기 제1 방향으로 배열된 다수의 제2 가지 전극(DE42)으로 이루어진다. 상기 다수의 제2 가지 전극들(DE42)도 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상에 구비된다.
상기 제1 및 제2 가지 전극들(SE42, DE42)은 서로 교번적으로 배치된다. 즉, 서로 인접하는 두 개의 제1 가지 전극(SE42) 사이에 하나의 제2 가지 전극(DE42)이 구비된다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 게이트 전극인 상기 제1 탑 게이트(TGE1)는 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 가지 전극들(SE42)과 교차하는 제1 변(E1) 및 상기 제1 변(E1)과 평행하고, 상기 제2 가지 전극들(DE42)과 교차하는 제2 변(E3)을 포함한다.
상기 제1 광 센싱층(LSE1)은 상기 제1 및 제2 변(E1, E2)과 각각 나란한 제3 및 제4 변(E3, E4)을 포함한다. 특히, 상기 제1 광 센싱층(LSE1)의 제3 변(E3)은 상기 제1 가지 전극들(SE42)과 교차하고, 상기 제4 변(E4)은 상기 제2 가지 전극들(DE42)과 교차한다.
또한, 상기 제1 광 센싱층(LSE1)이 적어도 상기 제1 및 제2 가지 전극들(SE42, DE42)과 오버랩되는 영역에서 상기 제1 탑 게이트(TGE1)의 제1 및 제2 변(E1, E2)은 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에 위치한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 변(E1, E2)의 거리(d2)는 상기 제3 및 제4 변(E3, E4)의 거리(d1)보다 짧다. 즉, 상기 제1 변(E1)은 상기 제3 변(E3)보다 내측에 구비되고, 상기 제2 변(E2)은 상기 제4 변(E4)보다 내측에 구비된다. 따라서, 상기 제1 탑 게이트(TGE1)의 제1 및 제2 변(E1, E2)은 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에 위치할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 제1 커패시터(CS1)는 상기 제2 바이어스 라인(BL2)으로부터 연장된 제1 전극(A1) 및 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 소오스 전극(SE4)으로부터 연장되어 상기 제1 전극(A1)과 마주하는 제2 전극(A2)으로 이루어진다.
상기 제1 센서(SN1)는 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 제1 광 센싱층(LSE1)의 하부에 구비되어 상기 제1 광 센싱층(LSE1)으로 공급되는 광을 필터링하기 위한 적외선 필터(128)를 더 구비한다. 상기 적외선 필터(128)는 가시광선 파장대의 제2 광을 차단하고, 적외선 파장대의 제1 광을 투과시켜 상기 제1 광 센싱층(LSE1)에 상기 제1 광만을 공급하는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 예로, 상기 적외선 필터(128)는 실리콘 게르마늄(SiGe)과 같은 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 적외선 필터(128)는 상기 제1 탑 게이트(TGE1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 적외선 필터(128)가 상기 제1 탑 게이트(TGE1)와 전기적으로 연결됨으로써, 상기 적외선 필터(128)를 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 게이트 전극으로 활용할 수 있고, 그 결과 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 구동 능력이 향상될 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 제2 센서의 확대도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제2 센서들(SN1) 각각은 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2), 제2 커패시터(CS2) 및 제2 센서 트랜지스터(VST)를 구비한다.
상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 상기 제1 스캔 라인(SL1)으로부터 분기된 게이트 전극(GE3), 상기 게이트 전극(GE3) 상부에 위치하는 반도체층(SEM2), 상기 제2 리드아웃 라인(RL2)으로부터 분기된 소오스 전극(SE3) 및 상기 반도체층(SME2) 상에서 상기 소오스 전극(SE3)과 이격된 드레인 전극(DE3)을 포함한다. 따라서, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 상기 제1 스캔 라인(SL1)으로부터 인가되는 스캔 신호에 응답하여 턴-온되어, 상기 제2 리드라웃 라인(RL2)에 소정의 신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 상기 소오스 및 드레인 전극(SE3, DE3) 상부에 위치하고 상기 게이트 전극(GE3)과 전기적으로 연결되는 제2 더미 게이트 전극(TGE4)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 더미 게이트 전극(TGE4)이 형성됨으로써, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 구동 능력이 향상될 수 있다.
상기 제2 커패시터(CS2)는 상기 제2 바이어스 라인(BL2)으로부터 분기되어 제2 바이어스 전압(VB2)을 수신하는 제1 전극(A3) 및 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SET2)의 드레인 전극(DE3)으로부터 분기되어 상기 제1 전극(A3)과 마주하는 제2 전극(A4)으로 이루어진다.
한편, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)는 가시광선 파장대의 제2 광에 반응하는 제2 광 센싱층(LSE2), 상기 제2 커패시터스(CS2)의 제2 전극(A4)으로부터 연장되어 상기 제2 광 센싱층(LSE2) 상부에 위치하는 소오스 전극(SE5), 상기 제2 광 센싱층(LSE2) 상부에서 상기 소오스 전극(SE5)과 이격된 드레인 전극(DE5), 상기 제1 바이어스 라인(BL1)으로부터 분기되어 상기 소오스 및 드레인 전극(SE5, DE5) 상부에 위치하는 제2 탑 게이트(TGE2)를 포함한다. 상기 제2 탑 게이트(TGE2)는 상기 제1 바이어스 라인(BL1)을 통해 상기 제1 바이어스 전압(VB1)을 수신한다. 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 드레인 전극(DE5)은 상기 제2 바이어스 라인(BL2)에 전기적으로 연결되어 상기 제2 바이어스 전압(VB2)을 수신한다.
이상, 상기 제2 기판(120)에 구비되는 상기 제1 및 제2 센서들(SN1, SN2)의 구조를 일 예를 들어 설명하였으나, 상기 제1 및 제2 센서들(SN1, SN2) 각각의 구조는 도 5 및 도 7에 한정되지 않는다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 센서를 나타낸 평면도이다. 단, 도 8에 도시된 구성요소 중 도 5에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 센서(SN1)는 제3 광 센싱층(LSE3)을 포함하는 제1 센서 트랜지스터(IRT)를 구비한다.
구체적으로, 상기 제3 광 센싱층(LSE3)은 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 제1 가지 전극들(SE42)과 교차하는 제3 변(E3) 및 상기 제1 센서 트랜지스터(SN1)의 제2 가지 전극들(DE42)과 교차하는 제4 변(E4)으로 이루어진다.
상기 제3 광 센싱층(LSE3)의 상기 제3 변(E3)은 서로 인접하는 두 개의 제1 가지 전극들(SE42) 사이의 영역에서 상기 제4 변(E4) 측으로 함몰된다. 또한, 상기 제3 광 센싱층(LSE3)의 상기 제4 변(E4)은 서로 인접하는 두 개의 제2 가지 전극들(DE42) 사이의 영역에서 상기 제3 변(E3) 측으로 함몰된다.
따라서, 상기 제3 광 센싱층(LSE1)이 상기 제1 가지 전극들(SE42)과 오버랩되는 영역에서 상기 제1 탑 게이트(TGE1)의 상기 제1 변(E1)은 상기 제3 변(E3)보다 내측에 구비된다. 또한, 상기 제3 광 센싱층(LSE1)이 상기 제2 가지 전극들(DE42)과 오버랩되는 영역에서 상기 제1 탑 게이트(TGE1)의 상기 제2 변(E2)은 상기 제4 변(E4)보다 내측에 구비된다. 따라서, 적어도 상기 제3 광 센싱층이 상기 제1 및 제2 가지 전극들(SE42, DE42)과 오버랩되는 영역에서 상기 제1 탑 게이트(TGE1)의 상기 제1 및 제2 변(E1, E2)은 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에 위치할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 표시장치(300)는 영상을 표시하는 표시패널(100) 및 상기 표시패널(100)의 하부에 구비된 백라이트 유닛(250)을 포함한다.
상기 표시패널(100)의 구조에 대해서는 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하였으므로, 상기 표시패널(100)의 구조에 대한 구체적인 설명은 이하 생략한다.
한편, 상기 백라이트 유닛(250)은 상기 표시패널(100)의 하부에 배치된 회로기판(201), 상기 회로기판(201) 상에 실장되어 적외선 파장대의 제1 광을 출사하는 다수의 제1 광원(210) 및 상기 회로기판(201) 상에 실장되어 백색광을 출사하는 다수의 제2 광원(220)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 광원들(210, 220)은 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이 서로 인접하는 두 개의 제1 광원(210) 사이에 하나 이상의 제2 광원(220)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 광원들(210, 220) 각각은 발광 다이오드로 이루어질 수 있다.
상기 제2 광원들(220)로부터 출사된 백색광은 상기 표시패널(100)로 입사되며, 입사된 상기 백색광은 상기 액정층(180, 도 3에 도시됨)을 통과한다. 상기 액정층(180)의 광 투과율은 상기 화소전극(115)과 상기 기준전극(127) 사이에 형성된 전계에 의해서 컨트롤된다. 즉, 상기 표시패널(100)은 상기 액정층(180)에 의해서 상기 백색광의 투과율을 컨트롤함으로써 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.
한편, 상기 제1 광원들(210)로부터 출사된 상기 제1 광은 상기 표시패널(100)로 입사된 후 상기 표시패널(100)을 통과한다. 상기 표시패널(100)을 통과한 상기 제1 광은 사용자의 눈에는 인식되지 않으므로, 상기 사용자가 상기 표시패널(100)에 표시된 영상을 인식하는 데에는 영향을 미치지 않는다.
상기 제1 광원들(210)로부터 출사된 상기 제1 광은 상기 표시패널(100) 내에 구비된 다수의 층에 의해서 일부 반사되고, 일부만이 상기 표시패널(100)을 통과할 수 있다. 상기 표시패널(100)을 통과한 제1 광은 외부로 방사되지만, 상기 표시패널(100) 상에 물체(예를 들어, 손가락)가 존재하면, 상기 손가락에 의해서 반사될 수 있다. 이로써, 상기 반사된 제1 광은 상기 표시패널(100) 측으로 재입사되어 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT,도 3에 도시됨)를 통해 센싱될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 표시패널 110 : 제1 기판
120 : 제2 기판 130 : 타이밍 컨트롤러
140 : 데이터 드라이버 150 : 게이트 드라이버
160 : 스캔 드라이버 170 : 리드아웃 회로
200, 300 : 표시장치 250 : 백라이트 유닛

Claims (20)

  1. 기판 상에 구비되어 외부로부터 제공되는 광을 센싱하는 광 센서에서,
    상기 기판 상에 구비되어 상기 광에 반응하는 광 센싱층;
    상기 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된 소오스 및 드레인 전극;
    상기 소오스 및 드레인 전극을 커버하는 절연막; 및
    상기 절연막 상에 구비되어 상기 광 센싱층과 마주하는 게이트 전극을 포함하고,
    상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소오스 전극은 제1 방향으로 배열된 다수의 제1 가지 전극 및 상기 다수의 제1 가지 전극을 연결하는 제1 몸체 전극을 포함하고,
    상기 드레인 전극은 상기 제1 방향으로 배열된 다수의 제2 가지 전극 및 상기 다수의 제2 가지 전극을 연결하는 제2 몸체 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가지 전극들은 서로 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 게이트 전극은 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 가지 전극들과 교차하는 제1 변 및 상기 제1 변과 평행하고, 상기 제2 가지 전극들과 교차하는 제2 변을 포함하고, 상기 광 센싱층은 상기 제1 및 제2 변과 각각 나란한 제3 및 제4 변을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 변의 거리는 상기 제3 및 제4 변의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 광 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광 센싱층의 상기 제3 변은 서로 인접하는 두 개의 제1 가지 전극들 사이의 영역에서 상기 제4 변 측으로 함몰되고, 상기 광 센싱층의 상기 제4 변은 서로 인접하는 두 개의 제2 가지 전극들 사이의 영역에서 상기 제3 변 측으로 함몰되는 것을 특징으로 하는 광 센서.
  6. 서로 마주하는 제1 및 제2 기판으로 이루어져 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 구비되어 광을 센싱하는 다수의 광 센서를 포함하고,
    상기 다수의 광 센서 각각은,
    상기 제1 및 제2 기판 중 어느 하나에 구비되고, 상기 광에 반응하는 광 센싱층;
    상기 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된 소오스 및 드레인 전극;
    상기 소오스 및 드레인 전극을 커버하는 절연막; 및
    상기 절연막 상에 구비되어 상기 광 센싱층과 마주하는 게이트 전극을 포함하고,
    상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 기판에는 다수의 화소가 구비되고, 상기 제2 기판에는 상기 다수의 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판에 인접하여 구비된 백라이트 유닛을 더 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 제1 기판 측으로 제1 광을 공급하는 제1 광원; 및
    상기 제1 기판 측으로 제2 광을 공급하는 제2 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 광은 적외선 파장대를 갖는 광이며, 상기 제2 광은 백색광인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 소오스 전극은 제1 방향으로 배열된 다수의 제1 가지 전극 및 상기 다수의 제1 가지 전극을 연결하는 제1 몸체 전극을 포함하고,
    상기 드레인 전극은 상기 제1 방향으로 배열된 다수의 제2 가지 전극 및 상기 다수의 제2 가지 전극을 연결하는 제2 몸체 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가지 전극들은 서로 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 게이트 전극은 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 가지 전극들과 교차하는 제1 변 및 상기 제1 변과 평행하고, 상기 제2 가지 전극들과 교차하는 제2 변을 포함하고, 상기 광 센싱층은 상기 제1 및 제2 변과 각각 나란한 제3 및 제4 변을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 변의 거리는 상기 제3 및 제4 변의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 광 센싱층의 상기 제3 변은 서로 인접하는 두 개의 제1 가지 전극들 사이의 영역에서 상기 제4 변 측으로 함몰되고, 상기 광 센싱층의 상기 제4 변은 서로 인접하는 두 개의 제2 가지 전극들 사이의 영역에서 상기 제3 변 측으로 함몰되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제6항에 있어서, 상기 광 센싱층은 적외선 파장대의 광을 센싱하는 실리콘 게르마늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 다수의 화소가 구비된 제1 기판, 및 적외선 파장대의 제1 광을 센싱하는 제1 센서 및 가시광 파장대의 제2 광을 센싱하는 제2 센서가 구비되는 제2 기판으로 이루어져 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 인접하여 구비되어, 상기 제1 기판 측으로 백색광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 제1 센서 각각은,
    상기 제2 기판에 구비되고, 상기 광에 반응하는 광 센싱층;
    상기 광 센싱층 상에서 서로 소정 간격 이격되어 배치된 소오스 및 드레인 전극;
    상기 소오스 및 드레인 전극을 커버하는 절연막; 및
    상기 절연막 상에 구비되어 상기 광 센싱층과 마주하는 게이트 전극을 포함하고,
    상기 광 센싱층이 적어도 상기 소오스 및 드레인 전극과 오버랩되는 영역에서 상기 게이트 전극의 에지는 상기 광 센싱층 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 소오스 전극은 제1 방향으로 배열된 다수의 제1 가지 전극 및 상기 다수의 제1 가지 전극을 연결하는 제1 몸체 전극을 포함하고,
    상기 드레인 전극은 상기 제1 방향으로 배열된 다수의 제2 가지 전극 및 상기 다수의 제2 가지 전극을 연결하는 제2 몸체 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가지 전극들은 서로 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 게이트 전극은 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 가지 전극들과 교차하는 제1 변 및 상기 제1 변과 평행하고, 상기 제2 가지 전극들과 교차하는 제2 변을 포함하고, 상기 광 센싱층은 상기 제1 및 제2 변과 각각 나란한 제3 및 제4 변을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 변의 거리는 상기 제3 및 제4 변의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 광 센싱층의 상기 제3 변은 서로 인접하는 두 개의 제1 가지 전극들 사이의 영역에서 상기 제4 변 측으로 함몰되고, 상기 광 센싱층의 상기 제4 변은 서로 인접하는 두 개의 제2 가지 전극들 사이의 영역에서 상기 제3 변 측으로 함몰되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 광 센싱층은 적외선 파장대의 광을 센싱하는 실리콘 게르마늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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