KR20180125676A - 입력감지회로 및 이를 포함하는 표시모듈 - Google Patents

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Abstract

터치 및 지문을 인식하기 위한 입력감지회로는 복수의 센서들을 포함한다. 복수의 센서들 중 적어도 어느 하나는 2개의 트랜지스터 및 1개의 커패시터를 포함한다. 상기 커패시터를 구성하는 전극들 중 어느 하나는 사람의 손가락과 접촉하여 정전용량을 형성하고, 상기 입력감지회로는 상기 정전용량을 감지하여 터치 및 지문을 인식한다.

Description

입력감지회로 및 이를 포함하는 표시모듈{INPUT SENSING CIRCUIT AND DISPLAY MODULE HAVING THE SAME}
본 발명은 사용자의 지문을 인식할 수 있는 입력감지회로 및 표시모듈에 관한 것이다.
표시장치는 화면에 접촉하는 사람의 손가락 등을 입력감지회로를 통해 인식할 수 있다. 입력감지회로에서의 터치 검출 방식은 저항막 방식, 광학 방식, 정전 용량 방식, 초음파 방식 등 여러 가지가 있으며, 이 중 정전용량 방식은 표시 장치의 화면에 터치 발생 수단이 접촉할 때 변화하는 정전용량을 이용하여 터치 발생 여부를 검출한다.
한편, 최근 보안 관련문제가 대두되면서 스마트폰, 태블릿 PC 등 개인휴대기기에 대한 보안이 화두가 되고 있다. 사용자들의 휴대기기 사용빈도가 증가하면서 휴대기기를 통한 전자상거래 등에 있어서의 보안이 요구되고, 이러한 요구에 따라 지문과 같은 생체 정보를 이용하고 있다.
본 발명은 지문을 인식할 수 있는 입력감지회로 및 표시모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시모듈은 표시패널 및 입력감지회로를 포함한다. 상기 표시패널은 제1 파장을 갖는 제1 광을 방출하는 제1 발광영역, 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광을 방출하는 제2 발광영역, 및 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광을 방출하는 제3 발광영역이 정의된다. 상기 입력감지회로는 제1 스캔라인, 제2 스캔라인, 리드아웃라인, 및 센서를 포함한다.
상기 센서는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제1 전극, 및 투명전극을 포함한다.
상기 제1 트랜지스터는 전원전압이 인가되는 제1 입력전극, 상기 리드아웃라인과 연결된 제1 출력전극, 및 제1 제어전극을 포함한다. 상기 제2 트랜지스터는 초기화전압이 인가되는 제2 입력전극, 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제2 출력전극, 및 상기 제2 스캔라인에 연결된 제2 제어전극을 포함한다.
상기 제1 전극은 상기 제1 스캔라인과 연결된다.
상기 투명전극은 상기 제1 전극, 상기 제1 발광영역, 상기 제2 발광영역, 및 상기 제3 발광영역에 중첩 하고, 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된다.
상기 투명전극은 제2 전극 및 제3 전극을 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 레퍼런스 커패시터를 정의할 수 있다. 상기 제3 전극은 외부의 물체와 정전용량을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시에에서, 상기 투명전극은 손가락의 지문과 정전용량을 형성할 수 있다.
상기 센서는 복수 개로 제공될 수 있다. 상기 복수 개의 센서들 중 어느 하나는 상기 지문 중 융선(ridge)과 제1 정전용량을 형성하고, 상기 복수 개의 센서들 중 다른 하나는 상기 지문 중 골(valley)과 제2 정전용량을 형성할 수 있다. 상기 입력감지회로는 상기 제1 정전용량 및 상기 제2 정전용량을 감지하여 상기 지문을 인식할 수 있다.
상기 제1 스캔라인에는 제1 구간 동안 제1 펄스신호가 인가되고, 상기 제2 스캔라인에는 제2 구간 동안 제2 펄스신호가 인가될 수 있다. 상기 제2 구간은 상기 제1 구간 이후의 구간일 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 제2 발광영역 및 상기 제3 발광영역보다 상기 제1 발광영역에 더 인접하게 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 입력감지회로는 상기 제1 스캔라인 및 상기 제2 스캔라인과 연결된 스캔 구동회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 표시모듈은 상기 표시패널 및 상기 입력감지회로 사이에 배치되는 반사방지부재를 더 포함할 수 있다. 상기 반사방지부재는 편광부재일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 스캔라인, 상기 제2 스캔라인, 및 상기 리드아웃라인 중 적어도 하나는 지그재그(zigzag) 형상으로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 광은 청색광이고, 상기 제2 광은 녹색광이며, 상기 제3 광은 적색광일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지회로는 복수의 스캔라인들, 상기 복수의 스캔라인들과 교차하는 리드아웃라인, 상기 복수의 스캔라인들과 교차하는 센서-전원라인, 및 복수의 센서들을 포함한다. 상기 복수의 센서들은 상기 복수의 스캔라인들, 상기 리드아웃라인, 및 상기 센서-전원라인에 연결된다.
상기 복수의 센서들 중 적어도 어느 하나는 제1 트랜지스터, 레퍼런스 커패시터, 제2 트랜지스터, 및 제3 전극을 포함한다.
상기 제1 트랜지스터는 상기 센서-전원라인에 연결된 제1 입력전극, 상기 리드아웃라인에 연결된 제1 출력전극, 및 제1 제어전극을 포함하고, 상기 리드아웃라인과 상기 센서-전원라인 사이에 싱글 트랜지스터 형태로 배치된다.
상기 레퍼런스 커패시터는 상기 복수의 스캔라인들 중 제1 스캔라인과 연결된 제1 전극 및 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제2 전극을 포함한다.
상기 제2 트랜지스터는 초기화전압이 인가되는 제2 입력전극, 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제2 출력전극, 및 상기 복수의 스캔라인들 중 제2 스캔라인에 연결된 제2 제어전극을 포함한다.
상기 제3 전극은 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된다. 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은 같은 레이어에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 표시장치에 표시되는 이미지의 시인성을 향상시키면서 지문을 인식할 수 있는 입력감지회로 및 표시모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 표시장치에 사용자의 손가락이 접촉되는 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치의 단면 중 일부를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지회로의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 등가회로도이다.
도 9는 도 8에 도시된 센서에 인가되는 신호 및 센서로부터 출력되는 신호를 도시한 타이밍도이다.
도 10a, 도 10b, 및 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지회로의 센서의 레이아웃을 도시한 것이다.
도 11은 도 10b에 도시된 입력감지회로의 센서의 레이아웃에서 표시패널의 발광영역을 추가적으로 도시한 것이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 발광영역을 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면 중 일부를 도시한 것이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
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.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 표시장치(DD)에 사용자의 손가락(FG)이 접촉되는 것을 도시한 사시도이다.
이미지(IM)가 표시되는 표시면(IS)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면(IS)의 법선 방향, 즉 표시장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향으로 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 발명에 따른 표시장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 스마트폰, 태블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 사용될 수 있다. 본 명세서 내에서, 표시장치(DD)는 스마트폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
도 1을 참조하면, 표시면(IS)은 이미지(IM)가 표시되는 표시영역(DD-DA) 및 표시영역(DD-DA)에 인접한 비표시영역(DD-NDA)을 포함한다. 비표시영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다. 도 1에는 이미지(IM)의 일 예로 어플리케이션 아이콘들을 도시하였다. 일 예로써, 표시영역(DD-DA)은 사각형상일 수 있다. 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시영역(DD-DA)의 형상과 비표시영역(DD-NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 표시장치(DD)는 사용자 손가락(FG)의 지문(FP)을 인식할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 지문(FP)을 인식할 수 있는 영역은 표시영역(DD-DA)과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 표시영역(DD-DA)에 사용자 손가락(FG)의 지문(FP)이 접촉하게 되면, 표시장치(DD)는 이를 인식할 수 있게 된다.
표시장치(DD)는 사용자의 지문(FP)을 인식하여 정당한 사용자인지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 사용자의 지문(FP)은 휴대기기 보안, 금융거래, 또는 시스템 제어 등을 위해서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 표시영역(DD-DA)의 일 부분만이 지문(FP)을 인식할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표시영역(DD-DA)이 아닌 비표시영역(DD-NDA)이 지문(FP)을 인식할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 사용자 손가락(FG)이 접촉하는 영역은 지문접촉영역(FCA)으로 정의될 수 있다. 손가락(FG)이 접촉되는 위치가 변경됨에 따라, 지문접촉영역(FCA)의 위치는 이에 대응하여 변경될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치(DD)의 단면 중 일부를 도시한 것이다.
표시장치(DD)는 윈도우(WM) 및 표시모듈(DM)을 포함할 수 있다. 윈도우(WM) 및 표시모듈(DM)은 제1 접착부재(ADH1)에 의해 접착될 수 있다.
표시모듈(DM)은 입력감지회로(FPS), 표시패널(DP), 및 반사방지부재(POL)를 포함할 수 있다. 입력감지회로(FPS) 및 표시패널(DP)은 제2 접착부재(ADH2)에 의해 접착될 수 있다.
제1 접착부재(ADH1) 및 제2 접착부재(ADH2) 각각은 광학투명접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 또는 감압접착필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 접착부재(ADH1) 및 제2 접착부재(ADH2) 각각은 광경화 접착물질 또는 열경화 접착물질을 포함하고, 그 재료는 특별히 제한되지 않을 수 있다.
윈도우(WM)는 외부 충격으로부터 표시모듈(DM)을 보호하고, 사용자에게 터치감지면 또는 지문인식면을 제공할 수 있다. 도 1 내지 도 2b에 도시된 표시면(IS)이 사용자의 터치여부를 감지하기 위한 터치감지면 일 수 있다. 또한, 표시면(IS)이 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문인식면일 수 있다.
윈도우(WM)는 유리를 포함할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니며, 윈도우(WM)는 광 투과성을 가지는 투명한 물질을 포함할 수 있다.
표시패널(DP)은 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)은 입력된 영상 데이터에 대응하는 이미지(IM, 도 1 참조)를 생성한다. 표시패널(DP)을 생성하는 공정은 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 포함할 수 있다.
입력감지회로(FPS)는 표시패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 입력감지회로(FPS)는 외부입력의 좌표정보를 획득할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 입력감지회로(FPS)는 별도의 공정에 의해 제조되어, 표시패널(DP)에 접착될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니며 입력감지회로(FPS)는 표시패널(DP)의 일면에 직접 배치될 수 있다. 즉, 입력감지회로(FPS)는 표시패널(DP)과 연속공정에 의해 제조될 수 있다. 이 때, 입력감지회로(FPS)는 제2 접착부재(ADH2)가 없어도 표시패널(DP)에 결합될 수 있다.
입력감지회로(FPS)는 외부의 물체의 접촉여부를 감지하기 위한 복수의 센서들(SN, 도 7 참조)을 포함할 수 있다. 도 3에서 외부의 물체의 일 예로, 손가락의 지문(FP)을 예시적으로 도시하였다.
지문(FP)은 융선(FP-R) 및 골(FP-V)을 포함한다. 융선(FP-R)은 입력감지회로(FPS)와 제1 정전용량(C1)을 형성하고, 골(FP-V)은 입력감지회로(FPS)와 제2 정전용량(C2)을 형성할 수 있다. 이 때, 제1 정전용량(C1)은 제2 정전용량(C2)과 다르다. 입력감지회로(FPS)는 제1 정전용량(C1)과 제2 정전용량(C2)의 차이를 이용하여 지문(FP)을 인식할 수 있다.
반사방지부재(POL)는 표시패널(DP)과 입력감지회로(FPS) 사이에 배치될 수 있다. 반사방지부재(POL)는 외부로부터 입사된 광을 흡수, 상쇄간섭, 또는 편광시켜 외부광 반사율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 반사방지부재(POL)는 컬러필터, 도전층/유전체층/도전층의 적층 구조물, 편광부재(polarizer), 또는 광학부재를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 등가회로도이다.
도 4를 참조하면, 표시패널(DP)은 평면상에서 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)을 포함한다. 표시패널(DP)의 표시영역(DA) 및 비표시영역(NDA)은 표시장치(DD, 도 1 참조)의 표시영역(DD-DA, 도 1 참조) 및 비표시영역(DD-NDA, 도 1 참조)에 각각 대응한다. 표시패널(DP)의 표시영역(DA) 및 비표시영역(NDA)은 표시장치(DD)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)과 반드시 동일할 필요는 없고, 표시패널(DP)의 구조/디자인에 따라 변경될 수 있다.
표시패널(DP)은 복수 개의 신호라인들(SGL) 및 복수 개의 화소들(PX)을 포함한다. 복수 개의 화소들(PX)이 배치된 영역이 표시영역(DA)으로 정의된다. 본 실시예에서 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다.
복수 개의 신호라인들(SGL)은 게이트 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을 포함한다. 게이트 라인들(GL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되고, 데이터 라인들(DL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결된다. 전원 라인(PL)은 복수 개의 화소들(PX)에 연결된다. 비표시영역(NDA)의 일측에는 게이트 라인들(GL)이 연결된 게이트 구동회로(DCV)가 배치될 수 있다. 제어신호 라인(CSL)은 게이트 구동회로(DCV)에 제어신호들을 제공할 수 있다.
게이트 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 중 일부는 동일한 층에 배치되고, 일부는 다른 층에 배치된다. 게이트 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 중 어느 하나의 층에 배치된 신호라인들이 제1 신호라인으로 정의될 때, 다른 하나의 층에 배치된 신호라인들은 제2 신호라인으로 정의될 수 있다. 또 다른 하나의 층에 배치된 신호라인들은 제3 신호라인으로 정의될 수 있다.
게이트 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 각각은 신호 배선부와 신호 배선부의 말단에 연결된 표시패널 패드들(PD-DP)을 포함할 수 있다. 신호 배선부는 게이트 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 각각의 표시패널 패드들(PD-DP)을 제외한 부분으로 정의될 수 있다.
표시패널 패드들(PD-DP)은 화소들(PX)을 구동하기 위한 트랜지스터들과 같은 공정에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 표시패널 패드들(PD-DP)은 화소들(PX)을 구동하기 위한 트랜지스터들과 같은 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 표시패널 패드들(PD-DP)은 제어 패드(CSL-P), 데이터 패드(DL-P), 및 전원 패드(PL-P)를 포함할 수 있다. 게이트 패드부는 미 도시되었으나, 게이트 구동회로(DCV)와 중첩하며 게이트 구동회로(DCV)에 연결될 수 있다. 별도로 표기하지 않았으나, 제어 패드(CSL-P), 데이터 패드(DL-P), 및 전원 패드(PL-P)가 얼라인되어 있는 비표시영역(NDA)의 일부분은 패드영역으로 정의된다.
도 5에는 어느 하나의 게이트 라인(GL)과 어느 하나의 데이터 라인(DL), 및 전원 라인(PL)에 연결된 화소(PX)를 예시적으로 도시하였다. 화소(PX)의 구성은 이에 제한되지 않고 변형될 수 있다.
화소(PX)는 표시소자로써 발광소자(LM)를 포함한다. 발광소자(LM)는 전면 발광형 다이오드이거나, 배면 발광형 다이오드일 수 있다. 또는, 발광소자(LM)는 양면 발광형 다이오드일 수 있다. 발광소자(LM)는 유기발광 다이오드(Organic　Light　Emitting　Diode)일 수 있다. 화소(PX)는 발광소자(LM)를 구동하기 위한 회로부로써 스위칭 트랜지스터(TFT-S), 구동 트랜지스터(TFT-D), 및 커패시터(CP)를 포함한다. 발광소자(LM)는 트랜지스터들(TFT-S, TFT-D)로부터 제공되는 전기적 신호의 의해 광을 생성한다.
스위칭 트랜지스터(TFT-S)는 게이트 라인(GL)에 인가된 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 커패시터(CP)는 스위칭 트랜지스터(TFT-S)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다.
구동 트랜지스터(TFT-D)는 발광소자(LM)에 연결된다. 구동 트랜지스터(TFT-D)는 커패시터(CP)에 저장된 전하량에 대응하여 발광소자(LM)에 흐르는 구동전류를 제어한다. 발광소자(LM)는 구동 트랜지스터(TFT-D)의 턴-온 구간 동안 발광할 수 있다.
전원 라인(PL)은 발광소자(LM)에 제1 전원전압(VDD1)을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 단면을 도시한 것이다. 도 6은 도 5에 도시된 등가회로의 구동 트랜지스터(TFT-D) 및 발광소자(LM)에 대응하는 부분의 단면을 도시하였다.
도 6에 도시된 것과 같이, 베이스층(SUB) 상에 회로층(CL)이 배치된다. 베이스층(SUB) 상에 구동 트랜지스터(TFT-D)의 반도체 패턴(ALD)이 배치된다. 반도체 패턴(ALD)은 아몰포스 실리콘, 폴리 실리콘, 금속 산화물 반도체에서 서로 동일하게 또는 서로 다르게 선택될 수 있다.
회로층(CL)은 유기/무기층들(BR, BL, 12, 14, 16), 스위칭 트랜지스터(TFT-S, 도 4 참조), 및 구동 트랜지스터(TFT-D)를 포함할 수 있다. 유기/무기층들(BR, BF, 12, 14, 16)은 기능층(BR, BF), 제1 절연층(12), 제2 절연층(14), 및 제3 절연층(16)을 포함할 수 있다.
기능층(BR, BF)은 베이스층(SUB)의 일면 상에 배치될 수 있다. 기능층(BR, BF)은 배리어층(BR) 또는 버퍼층(BF) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 반도체 패턴(ALD)은 배리어층(BR) 또는 버퍼층(BF) 상에 배치될 수 있다.
베이스층(SUB) 상에 반도체 패턴(ALD)을 커버하는 절연층(12)이 배치된다. 제1 절연층(12)은 유기층 및/또는 무기층을 포함한다. 특히, 제1 절연층(12)은 복수 개의 무기 박막들을 포함할 수 있다. 복수 개의 무기 박막들은 실리콘 나이트라이드층 및 실리콘 옥사이드층을 포함할 수 있다.
제1 절연층(12) 상에 구동 트랜지스터(TFT-D)의 제어전극(GED)이 배치된다. 도시되지 않았으나, 스위칭 트랜지스터(TFT-S, 도 4 참조)의 제어전극 역시 제1 절연층(12) 상에 배치될 수 있다. 제어전극(GED)은 게이트 라인(GL, 도 4 참조)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있다. 다시 말해, 제어전극(GED)은 게이트 라인들(GL)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 적층 구조를 갖고, 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
제1 절연층(12) 상에 제어전극(GED)을 커버하는 제2 절연층(14)이 배치된다. 제2 절연층(14)은 유기층 및/또는 무기층을 포함한다. 특히, 제2 절연층(14)은 복수 개의 무기 박막들을 포함할 수 있다. 복수 개의 무기 박막들은 실리콘 나이트라이드층 및 실리콘 옥사이드층을 포함할 수 있다.
제2 절연층(14) 상에 데이터 라인(DL, 도 4 참조)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(14) 상에 구동 트랜지스터(TFT-D)의 입력전극(SED) 및 출력전극(DED)이 배치된다. 도시되지 않았으나, 스위칭 트랜지스터(TFT-S, 도 4 참조)의 입력전극 및 출력전극 역시 제2 절연층(14) 상에 배치된다. 입력전극(SED)은 데이터 라인들(DL) 중 대응하는 데이터 라인으로부터 분기될 수 있다. 전원 라인(PL, 도 4 참조)은 데이터 라인들(DL)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 입력전극(SED)은 전원 라인(PL)으로부터 분기될 수 있다.
제2 절연층(14) 상에 커패시터(CP)의 전극중 일부가 배치된다. 상기 커패시터(CP)의 전극중 일부는 데이터 라인들(DL) 및 전원 라인(PL)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있고, 동일한 물질로 구성되고, 동일한 적층 구조를 갖고, 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
입력전극(SED)과 출력전극(DED)은 제1 절연층(12) 및 제2 절연층(14)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)과 제2 관통홀(CH2)을 통해 반도체 패턴(ALD)에 각각 연결된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 스위칭 트랜지스터(TFT-S)와 구동 트랜지스터(TFT-D)는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2 절연층(14) 상에 입력전극(SED), 출력전극(DED)을 커버하는 제3 절연층(16)이 배치된다. 제3 절연층(16)은 유기층 및/또는 무기층을 포함한다. 특히, 제3 절연층(16)은 평탄면을 제공하기 위해서 유기물질을 포함할 수 있다.
제1 절연층(12), 제2 절연층(14), 및 제3 절연층(16) 중 어느 하나는 화소의 회로 구조에 따라 생략될 수 있다. 제2 절연층(14) 및 제3 절연층(16) 각각은 층간 절연층(interlayer)으로 정의될 수 있다. 층간 절연층은 층간 절연층을 기준으로 하부에 배치된 도전패턴과 상부에 배치된 도전패턴의 사이에 배치되어 도전패턴들을 절연시킨다.
제3 절연층(16) 상에 발광소자층(ELL)이 배치된다. 발광소자층(ELL)은 화소정의막(PXL) 및 발광소자(LM)를 포함한다. 제3 절연층(16) 상에 애노드(AE)가 배치된다. 애노드(AE)는 제3 절연층(16)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)을 통해 구동 트랜지스터(TFT-D)의 출력전극(DED)에 연결된다. 화소정의막(PXL)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소정의막(PXL)의 개구부(OP)는 애노드(AE)의 일부분을 노출시킨다.
발광소자층(ELL)은 발광영역(PXA)과 발광영역(PXA)에 인접한 비발광영역(NPXA)을 포함한다. 비발광영역(NPXA)은 발광영역(PXA)을 에워싸을수 있다. 본 실시예에서 발광영역(PXA)은 애노드(AE)에 대응하게 정의되었다. 그러나, 발광영역(PXA)은 이에 제한되지 않고, 발광영역(PXA)은 광이 발생되는 영역으로 정의되면 충분하다. 발광영역(PXA)은 개구부(OP)에 의해 노출된 애노드(AE)의 일부영역에 대응하게 정의될 수도 있다.
정공 제어층(HCL)은 발광영역(PXA)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나, 정공 제어층(HCL)과 같은 공통층은 복수 개의 화소들(PX, 도 4 참조)에 공통으로 형성될 수 있다.
정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치된다. 발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에만 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PX) 각각에 분리되어 형성될 수 있다.
발광층(EML)은 유기물 또는 무기물을 포함할 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치된다. 전자 제어층(ECL) 상에 캐소드(CE)가 배치된다. 캐소드(CE)는 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치될 수 있다.
본 실시예에서 패터닝된 발광층(EML)을 예시적으로 도시하였으나, 발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치될 수 있다. 이때, 발광층(EML)은 백색 광을 생성할 수 있다. 또한, 발광층(EML)은 다층구조를 가질 수 있다.
본 실시예에서 박막봉지층(TFE)은 캐소드(CE)를 직접 커버한다. 본 발명의 일 실시예에서, 캐소드(CE)를 커버하는 캡핑층이 더 배치될 수 있다. 이때 박막봉지층(TFE)은 캡핑층을 직접 커버한다. 박막봉지층(TFE)은 유기물을 포함하는 유기층 및 무기물을 포함하는 무기층을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지회로(FPS)의 평면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서(SN)의 등가회로도이다. 도 9는 도 8에 도시된 센서(SN)에 인가되는 신호들 및 센서(SN)로부터 출력되는 신호들을 도시한 타이밍도이다.
도 7을 참조하면, 입력감지회로(FPS)는 평면상에서 입력인식영역(FPA) 및 비입력인식영역(NFPA)을 포함한다. 입력감지회로(FPS)의 입력인식영역(FPA) 및 비입력인식영역(NFPA)은 표시장치(DD, 도 1 참조)의 표시영역(DD-DA, 도 1 참조) 및 비표시영역(DD-NDA, 도 1 참조)에 각각 대응할 수 있다. 입력감지회로(FPS)의 입력인식영역(FPA) 및 비입력인식영역(NFPA)은 표시장치(DD)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)과 반드시 동일할 필요는 없고, 입력감지회로(FPS)의 구조/디자인에 따라 변경될 수 있다.
입력감지회로(FPS)는 복수 개의 스캔라인들(SL), 복수 개의 리드아웃라인들(RL), 및 복수 개의 센서들(SN)을 포함한다. 복수 개의 센서들(SN)이 배치된 영역이 입력인식영역(FPA)으로 정의될 수 있다.
스캔라인들(SL)은 복수 개의 센서들(SN) 중 대응하는 센서(SN)에 연결되고, 리드아웃라인들(RL)은 복수 개의 센서들(SN) 중 대응하는 센서(SN)에 연결된다.
복수 개의 센서들(SN) 중 인접하는 센서들(SN) 간의 이격거리는 3μm 이상 120μm 이하일 수 있으며, 바람직하게는 센서들(SN) 간의 이격거리는 20μm 이상 100μm 이하일 수 있다. 센서들(SN) 간의 이격거리가 100μm보다 큰 경우, 지문을 인식하는데 필요한 충분한 해상도를 얻지 못할 수 있다. 이격거리가 20μm보다 작은 경우는 공정이 복잡하고 제조단가 상승이 발생할 수 있다.
비입력인식영역(NFPA)의 일측에는 스캔라인들(SL)이 연결된 스캔 구동회로(SCV)가 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 스캔 구동회로(SCV)는 게이트 구동회로(DCV, 도 4 참조)와 동일할 수 있다.
비입력인식영역(NFPA)의 일측에는 리드아웃라인들(RL)이 연결된 리드아웃 회로(RCV)가 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 리드아웃 회로(RCV) 없이 외부의 집적회로로부터 인가되는 신호가 리드아웃라인들(RL)에 인가될 수 있다.
스캔라인들(SL) 및 리드아웃라인들(RL) 각각은 말단에 연결된 센서 패드들(PD-SN)을 포함할 수 있다.
센서 패드들(PD-SN)은 센서들(SN)을 구동하기 위한 트랜지스터들과 같은 공정에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서 패드들(PD-SN)은 센서들(SN)을 구동하기 위한 트랜지스터들과 같은 공정에서 형성될 수 있다.
스캔라인들(SL)에는 순차적으로 스캔 신호가 공급되며, 리드아웃라인들(RL)은 센서(SN)로부터 출력되는 신호들을 수신하여 이를 리드아웃 회로(RCV)로 전달할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 센서(SN)로부터 출력되는 신호들은 이를 처리하는 다른 회로(미도시)로 전달될 수 있다.
도 8에서는 스캔라인들(SLn, SLn+1)과 리드아웃라인(RL)에 연결된 센서(SN)를 예시적으로 도시하였다. 센서(SN)의 구성은 이에 제한되지 않고 변경될 수 있다.
센서(SN)는 제1 트랜지스터(TFT1), 레퍼런스 커패시터(Cref), 및 제2 트랜지스터(TFT2)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(TFT1)는 제1 입력전극, 제1 출력전극, 및 제1 제어전극을 포함한다.
제1 입력전극은 센서-전원라인(PL-S)과 연결된다. 제1 입력전극은 센서-전원라인(PL-S)으로부터 제2 전원전압(VDD2)을 제공 받을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 전원전압(VDD2)은 제1 전원전압(VDD1, 도 5 참조)과 같을 수 있다.
제1 출력전극은 리드아웃라인(RL)과 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 출력전극은 리드아웃라인(RL)과 직접 연결되어 제1 입력전극이 수신한 신호를 리드아웃라인(RL)에 제공할 수 있다.
제1 제어전극은 제2 트랜지스터(TFT2) 및 레퍼런스 커패시터(Cref)에 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(TFT1)는 리드아웃라인(RL) 및 센서-전원라인(PL-S) 상이에 싱글 트랜지스터 형태로 배치 될 수 있다. 싱글 트랜지스터 형태는 두 개의 포인트 사이에 하나의 트랜지스터만이 존재하는 구조를 의미한다.
레퍼런스 커패시터(Cref)는 제1 전극(ED1) 및 제2 전극(ED2)을 포함한다. 제1 전극(ED1)은 복수의 스캔라인들(SL) 중 n번째 스캔라인(SLn)에 연결된다. 제1 전극(ED1)은 n번째 스캔라인(SLn)로부터 분기되어 형성될 수 있다. 제2 전극(ED2)은 제1 트랜지스터(TFT1)의 제1 제어전극에 연결된다.
제2 트랜지스터(TFT2)는 제2 입력전극, 제2 출력전극, 및 제2 제어전극을 포함한다.
제2 입력전극은 레퍼런스 라인(PL-R)과 연결된다. 제2 입력전극은 레퍼런스 라인(PL-R)으로부터 초기화 전압(Vinit)을 제공 받을 수 있다.
제2 출력전극은 제1 트랜지스터(TFT1)의 제1 제어전극에 연결된다. 그리고, 제2 출력전극은 레퍼런스 커패시터(Cref)의 제2 전극(ED2)에 연결된다.
제2 제어전극은 복수의 스캔라인들 중 n+1번째 스캔라인(SLn+1)에 연결된다. 제2 제어전극은 n+1번째 스캔라인(SLn+1)으로부터 인가받는 신호에 의해 턴-온되어 초기화 전압(Vinit)을 제2 출력전극을 통해 출력한다.
센서(SN)는 제3 전극(ED3)을 더 포함한다. 제3 전극(ED3)은 제1 트랜지스터(TFT1)의 제1 제어전극에 연결된다. 그리고, 제3 전극(ED3)은 레퍼런스 커패시터(Cref)의 제2 전극(ED2)에 연결된다.
제3 전극(ED3)은 외부의 물체와 정전용량(Cfg)을 형성할 수 있다. 상기 외부의 물체는 손가락의 지문(FP, 도 3 참조)일 수 있다. 정전용량(Cfg)은 제1 정전용량(C1, 도 3 참조) 또는 제2 정전용량(C2, 도 3 참조)일 수 있다.
제1 트랜지스터(TFT1)의 제1 제어전극, 제2 트랜지스터(TFT2)의 제2 출력전극, 제2 전극(ED2), 및 제3 전극(ED3)이 전기적으로 연결되는 부분은 노드(ND)라고 정의될 수 있다. 노드(ND)의 전압의 크기에 따라, 제1 트랜지스터(TFT1)가 턴-온 되는 정도가 달라지게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 전극(ED2) 및 제3 전극(ED3)은 같은 레이어에 배치되는 하나의 투명전극(ED-T) 형태일 수 있다. 투명전극(ED-T) 중 n번째 스캔라인(SLn)으로부터 분기되는 제1 전극(ED1)과 레퍼런스 커패시터(Cref)를 형성하는 부분이 제2 전극(ED2)으로 정의되고, 투명전극(ED-T) 중 지문(FP, 도 3 참조)과 정전용량(Cfg)를 형성하는 부분이 제3 전극(ED3)으로 정의될 수 있다. 이는 도 10c 및 도 11에서 추가적으로 설명한다.
도 9를 참조하면, n번째 스캔라인(SLn) 및 n+1번째 스캔라인(SLn+1)에는 순차적으로 스캔신호들(SCSn, SCSn+1)이 인가된다. 스캔신호들(SCSn, SCSn+1) 각각은 고전압(V-H) 및 저전압(VL)을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 고전압(V-H)은 약 4V 내지 6V이고, 저전압(VL)은 약 -4V 내지 -6V일 수 있다. 스캔신호들(SCSn, SCSn+1)은 각각은 펄스 파형을 갖는 신호일 수 있다.
스캔신호의 전압 변화량(ΔVg)은 고전압(V-H) 및 저전압(VL)의 차이에 해당하는 값이다.
n번째 스캔신호(SCSn)는 n번째 스캔라인(SLn)을 통해 레퍼런스 커패시터(Cref, 도 8 참조)의 제1 전극(ED1)에 인가된다. 제1 구간(HH1)에, 제1 전극(ED1)에 저전압(VL)이 인가된다.
이 때, 노드(ND)의 전압이 변하게 된다. 노드(ND)의 전압 변화량(ΔV1, ΔV2, ΔV3)은 터치가 되지 않은 상태인지 여부, 지문의 융선이 접촉된 상태인지 여부, 또는 지문의 골이 접촉된 상태인지 여부에 따라 제1 전압 변화량(ΔV1), 제2 전압 변화량(ΔV2), 또는 제3 전압 변화량(ΔV3)으로 구분될 수 있다.
제1 노드신호(NSG1)는 제3 전극(ED3)이 외부의 물체(또는 지문)와 정전용량을 형성하지 않을 때, 노드(ND)의 전압값 변화를 나타낸 것이다. 제1 노드신호(NSG1)는 초기화 전압(Vinit) 및 제1 노드전압(VG1)을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 초기화 전압(Vinit)은 약 4V 내지 6V이고, 제1 노드전압(VG1)은 약 -2V 내지 -4V일 수 있다.
제1 전압 변화량(ΔV1)은 초기화 전압(Vinit)과 제1 노드전압(VG1)의 차이에 해당하는 값이다.
제2 노드신호(NSG2)는 제3 전극(ED3)이 지문의 융선과 정전용량을 형성할 때, 노드(ND)의 전압값 변화를 나타낸 것이다. 제2 노드신호(NSG2)는 초기화 전압(Vinit) 및 제2 노드전압(VG2)을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 초기화 전압(Vinit)은 약 4V 내지 6V이고, 제2 노드전압(VG2)은 약 -1V 내지 1V일 수 있다.
제2 전압 변화량(ΔV2)은 초기화 전압(Vinit)과 제2 노드전압(VG2)의 차이에 해당하는 값이다.
제3 노드신호(NSG3)는 제3 전극(ED3)이 지문의 골과 정전용량을 형성할 때, 노드(ND)의 전압값 변화를 나타낸 것이다. 제3 노드신호(NSG3)는 초기화 전압(Vinit) 및 제3 노드전압(VG3)을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 초기화 전압(Vinit)은 약 4V 내지 6V이고, 제3 노드전압(VG3)은 약 -1V 내지 1V일 수 있다.
제3 전압 변화량(ΔV3)은 초기화 전압(Vinit)과 제3 노드전압(VG3)의 차이에 해당하는 값이다.
제1 전압 변화량(ΔV1)은 제2 전압 변화량(ΔV2) 보다 크다. 그리고, 제2 전압 변화량(ΔV2)은 제3 전압 변화량(ΔV3)보다 크다. 이와 같이, 노드(ND)의 전압 변화량(ΔV1, ΔV2, ΔV3)이 각각 다르므로, 노드(ND)의 전압이 달라져서 제1 트랜지스터(TFT1)가 턴-온 되는 정도가 다르게 된다. 제1 트랜지스터(TFT1)가 턴-온 되는 정도의 차이에 의해, 리드아웃라인(RL)으로 출력되는 센싱신호(SSG1, SSG2, SSG3)가 달라지게 된다.
노드(ND)에 제1 노드신호(NSG1)가 인가될 때, 리드아웃라인(RL)으로 제1 센싱신호(SSG1)가 출력된다. 제1 센싱신호(SSG1)는 기준전압(Vn) 및 제1 센싱전압(VS1)을 갖는다. 구체적으로, 제1 구간(HH1)에서, 제1 센싱신호(SSG1)는 제1 센싱전압(VS1)을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 기준전압(Vn)은 0V이고, 제1 센싱전압(VS1)은 약 3V 내지 5V 일 수 있다.
노드(ND)에 제2 노드신호(NSG2)가 인가될 때, 리드아웃라인(RL)으로 제2 센싱신호(SSG2)가 출력된다. 제2 센싱신호(SSG2)는 기준전압(Vn) 및 제2 센싱전압(VS2)을 갖는다. 구체적으로, 제1 구간(HH1)에서, 제2 센싱신호(SSG2)는 제2 센싱전압(VS2)을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 기준전압(Vn)은 0V이고, 제2 센싱전압(VS2)은 약 2V 내지 3V 일 수 있다.
노드(ND)에 제3 노드신호(NSG3)가 인가될 때, 리드아웃라인(RL)으로 제3 센싱신호(SSG3)가 출력된다. 제3 센싱신호(SSG3)는 기준전압(Vn) 및 제3 센싱전압(VS3)을 갖는다. 구체적으로, 제1 구간(HH1)에서, 제3 센싱신호(SSG3)는 제3 센싱전압(VS3)을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 기준전압(Vn)은 0V이고, 제3 센싱전압(VS3)은 약 2V 내지 3V 일 수 있다.
제1 센싱전압(VS1)은 제2 및 제3 센싱전압(VS2, VS2)보다 크다. 즉, 지문이 접촉하지 않았을 때 리드아웃라인(RL)으로 출력되는 전압(VS1)이 지문이 접촉하였을 때 리드아웃라인(RL)으로 출력되는 전압들(VS2, VS3)보다 크다.
제2 센싱전압(VS2)은 제3 센싱전압(VS3)보다 크다. 즉, 지문의 골이 접촉되었을 때 리드아웃라인(RL)으로 출력되는 전압(VS2)이 지문의 융선이 접촉되었을 때 리드아웃라인(RL)으로 출력되는 전압(VS3)보다 크다.
이와 같이, 리드아웃라인(RL)으로 출력되는 센싱신호들(SSG1, SSG2, SSG3)이 제1 구간(HH1)에 어떤 전압값을 갖는지를 측정하여, 손가락의 지문을 인식할 수 있다.
제1 구간(HH1) 이후에 발생하는 제2 구간(HH2)에, 제2 트랜지스터(TFT2)의 제2 제어전극에 인가되는 n+1번째 스캔신호(SCSn+1)에 의해 제2 트랜지스터(TFT2)가 턴-온 된다. 제2 트랜지스터(TFT2)가 턴-온되면, 제2 입력전극에 인가된 초기화 전압(Vinit)이 제2 출력전극을 통해 노드(ND)에 제공된다.
도 10a, 도 10b, 및 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력감지회로(FPS)의 센서(SN)의 레이아웃을 도시한 것이다. 도 11은 도 10c에 도시된 입력감지회로(FPS)의 센서(SN)의 레이아웃에 표시패널(DP)의 발광영역들(PXA)을 추가적으로 도시한 것이다.
도 10a, 도 10b, 도 10c, 및 도 11에는 복수의 스캔라인들(SL) 중 n번째 스캔라인(SLn) 및 n+1번째 스캔라인(SLn+1)을 예시적으로 도시하였다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, n번째 스캔라인(SLn) 및 n+1번째 스캔라인(SLn+1)은 각각 지그재그(zigzag) 형상으로 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제1 전극(ED1)은 n번째 스캔라인(SLn)과 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 전극(ED1)은 n번째 스캔라인(SLn)으로부터 분기될 수 있다.
리드아웃라인(RL), 센서-전원라인(PL-S), 및 레퍼런스 라인(PL-R)은 스캔라인들(SLn, SLn+1)보다 상부 레이어에 배치될 수 있다. 리드아웃라인(RL), 센서-전원라인(PL-S), 및 레퍼런스 라인(PL-R)은 각각 지그재그(zigzag) 형상으로 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 이와 같은, 지그재그 형상에 의해 라인들(SLn, SLn+1, RL, PL-S, PL-R)이 발광영역들(PXA)을 가리는 것을 방지하고, 모아레(Moire) 형상을 방지할 수 있다.
제1 트랜지스터(TFT1)의 제1 제어전극 및 제2 트랜지스터(TFT2)의 제2 제어전극은 스캔라인들(SLn, SLn+1)과 같은 레이어에 배치될 수 있다. 제1 트랜지스터(TFT1)의 제1 입력전극 및 제1 출력전극은 스캔라인들(SLn, SLn+1)보다 하부 레이어에 배치될 수 있다. 또한, 제2 트랜지스터(TFT2)의 제2 입력전극 및 제2 출력전극은 스캔라인들(SLn, SLn+1)보다 하부 레이어에 배치될 수 있다.
서로 다른 레이어들은 사이에 배치된 절연층에 의해서 구분될 수 있다. 서로 다른 레이어에 배치된 라인들(SLn, SLn+1, RL, PL-S, PL-R) 및 트랜지스터들(TFT1, TFT2)은 절연층에 정의된 복수의 관통홀(CH-T)을 통해서 접속될 수 있다.
도 10c를 참조하면, 투명전극(ED-T)은 리드아웃라인(RL), 센서-전원라인(PL-S), 및 레퍼런스 라인(PL-R)보다 상부 레이어에 배치될 수 있다.
투명전극(ED-T)은 제2 전극(ED2) 및 제3 전극(ED3)을 포함할 수 있다. 투명전극(ED-T)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), 또는 ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그 밖에 투명전극(ED-T)은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
제2 전극(ED2)은 제1 전극(ED1)과 중첩한다. 이에 따라, 제1 전극(ED1) 및 제2 전극(ED2)은 레퍼런스 커패시터(Cref)를 형성한다.
도 3 및 도 8을 참조하면, 제3 전극(ED3)은 지문(FP)의 융선(FP-R) 또는 골(FP-V)과 정전용량(Cfg)을 형성할 수 있다. 제3 전극(ED3)이 융선(FP-R)과 형성하는 정전용량(Cfg)은 제1 정전용량(C1)이고, 제3 전극(ED3)이 골(FP-V)과 형성하는 정전용량(Cfg)은 제2 정전용량(C2)일 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 11는 도 10c에서 입력감지회로(FPS)의 하부에 배치된 표시패널(DP)의 발광영역들(PXA) 및 비발광영역(NPXA)을 추가적으로 도시한 것이다.
발광영역들(PXA)은 제1 발광영역(PXA1), 제2 발광영역(PXA2), 및 제3 발광영역(PXA3)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 발광영역(PXA1)은 제1 파장을 갖는 제1 광을 방출하고, 제2 발광영역(PXA2)은 제2 파장을 갖는 제2 광을 방출하며, 제3 발광영역(PXA3)은 제3 파장을 갖는 제3 광을 방출할 수 있다. 제1 파장은 제2 파장보다 짧고, 제2 파장은 제3 파장보다 짧을 수 있다. 예를들어, 제1 광은 청색광이고, 제2 광은 녹색광이며, 제3 광은 적색광일 수 있다.
도 11을 참조하면, 레퍼런스 커패시터(Cref)는 발광영역들(PXA1, PXA2, PXA3) 중 제1 광(청색광)을 방출하는 제1 발광영역(PXA1)에 인접하게 배치될 수 있다. 레퍼런스 커패시터(Cref)를 형성하기 위해서 제1 전극(ED1)을 형성하면 발광영역들(PXA)의 일부를 가릴 수 있다. 제1 발광영역(PXA1)에서 방출되는 제1 광(청색광)은 제2 광(녹색광) 및 제3 광(적색광)에 비해 시인성이 낮기 때문에, 레퍼런스 커패시터(Cref)를 제1 광(청색광)을 방출하는 제1 발광영역(PXA1)에 인접하게 배치시킴에 따라, 표시품질이 우수한 표시장치(DD)를 제공할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 발광영역을 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 발광영역들(PXA-1)은 제1 발광영역(PXA1-1), 제2 발광영역(PXA2-1), 및 제3 발광영역(PXA3-1)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 발광영역(PXA1-1), 제2 발광영역(PXA2-1), 및 제3 발광영역(PXA3-1)은 제2 방향(DR2) 상에 순서대로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 발광영역(PXA1-1)은 제1 파장을 갖는 제1 광을 방출하고, 제2 발광영역(PXA2-1)은 제2 파장을 갖는 제2 광을 방출하며, 제3 발광영역(PXA3-1)은 제3 파장을 갖는 제3 광을 방출할 수 있다. 제1 파장은 제2 파장보다 짧고, 제2 파장은 제3 파장보다 짧을 수 있다. 예를들어, 제1 광은 청색광이고, 제2 광은 녹색광이며, 제3 광은 적색광일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광영역들(PXA-1) 각각에서 방출되는 광의 파장은 변경될 수 있다.
도 13을 참조하면, 발광영역들(PXA-2)은 제1 발광영역(PXA1-2), 제2 발광영역(PXA2-2), 및 제3 발광영역(PXA3-2)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 발광영역(PXA1-2)은 제1 방향(DR1)으로 긴 형상을 갖는다. 제2 발광영역(PXA2-2) 및 제3 발광영역(PXA3-2)은 제1 발광영역(PXA1-2)의 일 측에 나란하게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 발광영역(PXA1-2)은 제1 파장을 갖는 제1 광을 방출하고, 제2 발광영역(PXA2-2)은 제2 파장을 갖는 제2 광을 방출하며, 제3 발광영역(PXA3-2)은 제3 파장을 갖는 제3 광을 방출할 수 있다. 제1 파장은 제2 파장보다 짧고, 제2 파장은 제3 파장보다 짧을 수 있다. 예를들어, 제1 광은 청색광이고, 제2 광은 녹색광이며, 제3 광은 적색광일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광영역들(PXA-2) 각각에서 방출되는 광의 파장은 변경될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 도 12 및 도 13에 도시된 비발광영역(NPXA) 상에는 입력감지회로(FPS)를 구성하는 라인들(SLn, SLn+1, PL-R, RL, PL-S, 도 11참조)이 배치될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 도 12 및 도 13에 도시된 발광영역들(PXA-1, PXA-2) 중 적어도 일부에 중첩하도록 투명전극(ED-T, 도 10C 참조)이 배치될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD-1)의 단면 중 일부를 도시한 것이다.
표시장치(DD-1)는 윈도우(WM), 반사방지부재(POL), 입력감지회로(FPS), 표시패널(DP)을 포함할 수 있다. 반사방지부재(POL)는 윈도우(WM) 하부에 배치되고, 입력감지회로(FPS)는 반사방지부재(POL) 하부에 배치되며, 표시패널(DP)은 입력감지회로(FPS) 하부에 배치될 수 있다.
윈도우(WM) 및 반사방지부재(POL)는 제1 접착부재(ADH-1)에 의해 접착될 수 있다.
그 외 다른 설명은 도 3에서 설명한 내용과 실질적으로 동일한바 생략한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD2)의 사시도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD3)의 사시도이다.
도 15를 참조하면, 표시장치(DD2)는 일부분 또는 전체가 벤딩 또는 롤링될 수 있다.
도 16을 참조하면, 표시장치(DD3)는 신체의 일부에 착용하는 웨어러블 장치 일 수 있다. 도 16에 시계형 장치를 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 사용자의 몸에 착용되는 다양한 형태를 가질 수 있다.
DD: 표시장치 DM: 표시모듈
DP: 표시패널 FPS: 입력인식회로
SN: 센서 SL: 스캔라인
RL: 리드아웃라인 PL-S: 센서-전원라인
PL-R: 레퍼런스 라인 ED1: 제1 전극
ED2: 제2 전극 ED3: 제3 전극
ED-T: 투명전극 Cref: 레퍼런스 커패시터

Claims (20)

  1. 제1 파장을 갖는 제1 광을 방출하는 제1 발광영역, 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광을 방출하는 제2 발광영역, 및 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광을 방출하는 제3 발광영역이 정의된 표시패널; 및
    제1 스캔라인, 제2 스캔라인, 리드아웃라인, 및 센서를 포함하는 입력감지회로를 포함하고,
    상기 센서는,
    전원전압이 인가되는 제1 입력전극, 상기 리드아웃라인과 연결된 제1 출력전극, 및 제1 제어전극을 포함하는 제1 트랜지스터;
    초기화전압이 인가되는 제2 입력전극, 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제2 출력전극, 및 상기 제2 스캔라인에 연결된 제2 제어전극을 포함하는 제2 트랜지스터;
    상기 제1 스캔라인과 연결되는 제1 전극; 및
    상기 제1 전극, 상기 제1 발광영역, 상기 제2 발광영역, 및 상기 제3 발광영역에 중첩하고, 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 투명전극을 포함하는 표시모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 투명전극은 제2 전극 및 제3 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 레퍼런스 커패시터를 정의하는 표시모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 전극은 외부의 물체와 정전용량을 형성하는 표시모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 투명전극은 손가락의 지문과 정전용량을 형성하는 표시모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 센서는 복수 개로 제공되고,
    상기 복수 개의 센서들 중 어느 하나는 상기 지문 중 융선(ridge)과 제1 정전용량을 형성하고,
    상기 복수 개의 센서들 중 다른 하나는 상기 지문 중 골(valley)과 제2 정전용량을 형성하며,
    상기 제1 정전용량 및 상기 제2 정전용량을 감지하여 상기 지문을 인식하는 표시모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 스캔라인에는 제1 구간 동안 제1 펄스신호가 인가되고, 상기 제2 스캔라인에는 제2 구간 동안 제2 펄스신호가 인가되는 표시모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 구간은 상기 제1 구간 이후의 구간인 표시모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제2 발광영역 및 상기 제3 발광영역보다 상기 제1 발광영역에 더 인접하게 배치되는 표시모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스캔라인 및 상기 제2 스캔라인과 연결된 스캔 구동회로를 더 포함하는 표시모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널 및 상기 입력감지회로 사이에 배치되는 반사방지부재를 더 포함하는 표시모듈.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 반사방지부재는 편광부재인 표시모듈.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스캔라인, 상기 제2 스캔라인, 및 상기 리드아웃라인 중 적어도 하나는 지그재그(zigzag) 형상으로 연장되는 표시모듈.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광은 청색광이고, 상기 제2 광은 녹색광이며, 상기 제3 광은 적색광인 표시모듈.
  14. 복수의 스캔라인들;
    상기 복수의 스캔라인들과 교차하는 리드아웃라인;
    상기 복수의 스캔라인들과 교차하는 센서-전원라인; 및
    상기 복수의 스캔라인들, 상기 리드아웃라인, 및 상기 센서-전원라인에 연결되는 복수의 센서들을 포함하고, 상기 복수의 센서들 중 적어도 어느 하나는,
    상기 센서-전원라인에 연결된 제1 입력전극, 상기 리드아웃라인에 연결된 제1 출력전극, 및 제1 제어전극을 포함하고, 상기 리드아웃라인과 상기 센서-전원라인 사이에 싱글 트랜지스터 형태로 배치되는 제1 트랜지스터;
    상기 복수의 스캔라인들 중 제1 스캔라인과 연결된 제1 전극 및 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제2 전극을 포함하는 레퍼런스 커패시터;
    초기화전압이 인가되는 제2 입력전극, 상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제2 출력전극, 및 상기 복수의 스캔라인들 중 제2 스캔라인에 연결된 제2 제어전극을 포함하는 제2 트랜지스터; 및
    상기 제1 트랜지스터의 상기 제1 제어전극에 연결된 제3 전극을 포함하는 입력감지회로.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은 같은 레이어에 배치되는 입력감지회로.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), 및 ITZO(indium tin zinc oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 입력감지회로.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제3 전극은 외부의 물체와 정전용량을 형성하는 입력감지회로.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 외부의 물체는 사람의 지문인 입력감지회로.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 복수의 센서들 중 어느 하나는 상기 지문 중 융선(ridge)과 제1 정전용량을 형성하고,
    상기 복수의 센서들 중 다른 하나는 상기 지문 중 골(valley)과 제2 정전용량을 형성하며,
    상기 제1 정전용량 및 상기 제2 정전용량을 감지하여 상기 지문을 인식하는 입력감지회로.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 스캔라인에는 제1 구간 동안 제1 펄스신호가 인가되고, 상기 제2 스캔라인에는 상기 제1 구간에 연속하는 제2 구간 동안 제2 펄스신호가 인가되는 입력감지회로.

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