KR20190071440A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판, 표시 영역 중 복수의 화소 사이에 배치되는 감지 트랜지스터, 감지 트랜지스터 상에서 감지 트랜지스터와 중첩하여 배치되며, 복수의 홀을 포함하는 구조물을 포함함으로써, 특정 파장 대역에 대응되는 광에 의하여 감지 트랜지스터가 효과적으로 턴온될 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시 장치 외부로부터 입사되는 광 중 특정 파장 대역의 광만을 증폭시켜 트랜지스터의 광 감지가 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보 신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저 소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시 장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이와 같은 평판 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(LCD), 유기 발광 표시 장치(OLED), 전기 영동 표시 장치(EPD), 플라즈마 표시 장치(PDP) 및 전기 습윤 표시 장치(EWD) 등을 들 수 있다.
표시 장치의 영상이 표시되는 표시 영역에는 복수의 화소가 정의된다. 복수의 화소 중 일부 화소의 사이에는 광을 감지하는 감지 트랜지스터가 배치될 수 있다. 감지 트랜지스터는 표시 장치의 외부로부터 입사되는 광을 감지할 수 있다. 감지 트랜지스터에 의하여 특정 단파장 대역의 레이저가 감지될 경우, 표시 영역 중 레이저를 감지한 감지 트랜지스터가 배치된 영역에는 특정 이미지가 표시될 수 있다.
이때, 표시 장치의 외부에서는 단파장 대역의 레이저 이외의 다양한 파장 대역의 광이 입사될 수 있다. 예를 들면, 감지 트랜지스터에는 자연광 등이 입사될 수 있고, 감지 트랜지스터는 레이저의 단파장 대역과 상이한 파장 대역의 광을 감지할 수도 있다. 레이저와 상이한 파장 대역의 광은 노이즈일 수 있다. 감지 트랜지스터에 레이저가 아닌 노이즈에 대응되는 광이 입사될 경우, 감지 트랜지스터는 노이즈를 감지하여, 표시 영역에는 특정 이미지가 원치 않게 표시될 수 있어 문제된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 감지 트랜지스터의 상부에 슬릿 형상의 복수의 홀을 포함하는 구조물이 배치되어, 표시 장치의 외부에서 구조물을 통하여 감지 트랜지스터로 입사되는 광 중 특정 파장 대역의 광만을 증폭시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 복수의 홀을 통과한 광 중 특정 파장 대역의 광이 보강 간섭될 수 있도록 구조물이 포함하는 슬릿 형상의 복수의 홀 중 인접한 홀 사이의 거리가 설정됨으로써, 감지 트랜지스터로 입사되는 광 중 특정 파장 대역에 대응하는 광을 증폭시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 복수의 홀을 포함하는 구조물이 표시 영역에 배치되는 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어짐으로써, 표시 장치의 외부에서 구조물을 통하여 감지 트랜지스터로 입사되는 광 중 특정 파장 대역의 광을 제외한 노이즈를 저감시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판, 표시 영역 중 복수의 화소 사이에 배치되는 감지 트랜지스터, 감지 트랜지스터 상에서 감지 트랜지스터와 중첩하여 배치되며, 복수의 홀을 포함하는 구조물을 포함한다. 이에, 특정 파장 대역에 대응되는 광에 의하여 감지 트랜지스터가 효과적으로 턴온될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판, 복수의 화소 중 일부 화소 사이에서 일정 간격으로 배치되는, 복수의 감지 트랜지스터와 복수의 리드아웃 트랜지스터 및 복수의 감지 트랜지스터 상에 배치되고, 복수의 홀을 포함하는 복수의 구조물을 포함한다. 이에, 감지 트랜지스터의 액티브층에 입사되는 광 중 특정 파장 대역에 대응되는 광의 세기를 증가시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 감지 트랜지스터가 특정 파장 대역의 광을 제외한 노이즈에 대응되는 광에 의하여 작동되는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 감지 트랜지스터가 표시 장치의 외부로부터 입사되는 광 중 특정 파장 대역의 광을 보다 민감하게 감지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역의 회로도이다.
도 3은 도 1의 A 영역의 확대 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV'에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 회로도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(100)의 다양한 구성 요소 중 제1 기판(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 복수의 신호 배선(DL, ROL, GL, DVL, SVL) 및 복수의 링크 배선(DLL, ROLL, GLL, DVLL, SVLL)만을 도시하였다.
도 1을 참조하면, 제1 기판(110)은 표시 장치(100)의 여러 구성 요소들을 지지하기 위한 베이스 부재로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 유리 또는 폴리이미드(ployimide) 등과 같은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 기판(110)에는 표시 영역(AA) 및 표시 영역(AA)을 둘러싸는 비표시 영역(NA)이 정의될 수 있다. 표시 영역(AA)은 표시 장치(100)에서 실제로 영상이 표시되는 영역으로, 표시 영역(AA)에는 복수의 화소(PX)가 정의될 수 있으며, 표시 영역(AA) 중 복수의 화소(PX)를 제외한 영역에는 블랙 매트릭스가 배치될 수 있다. 표시 영역(AA)에는 복수의 화소(PX)가 배치된다. 복수의 화소(PX)는 블랙 매트릭스가 배치되지 않은 영역에서 정의되며, 영상이 표시되는 영역이다. 블랙 매트릭스는 광을 투과하지 않는 물질로 이루어진 층이다. 블랙 매트릭스에 의하여 복수의 화소(PX)를 제외한 영역에 배치된 다양한 소자들이 사용자에게 시인되는 것이 방지될 수 있다. 복수의 화소(PX)는 빛을 발광하는 최소 단위로, 적색 화소(PX), 녹색 화소(PX) 및 청색 화소(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX) 각각은 신호 배선(DL, GL) 즉, 데이터 배선(DL), 및 게이트 배선(GL)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 화소(PX) 각각은 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과 연결될 수 있다.
표시 영역(AA)에는 표시부 및 표시부를 구동하기 위한 다양한 구동 소자 및 복수의 신호 배선(DL, ROL, GL, DVL, SVL)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시부는 화소(PX) 전극과 공통 전극에 인가된 전압에 의해 발생되는 전계에 의해 액정을 구동하는 액정 표시부일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시부는 애노드, 유기층, 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자로 구성되는 유기 발광 표시부일 수도 있다. 또한, 표시부를 구동하기 위한 트랜지스터, 커패시터 등과 같은 다양한 구동 소자가 표시 영역(AA)에 배치될 수 있다. 본 명세서에서는 표시 장치(100)를 액정 표시 장치로 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며, 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 장치일 수도 있다.
복수의 신호 배선(DL, ROL, GL, DVL, SVL)은 복수의 데이터 배선(DL), 복수의 리드아웃 배선(ROL), 복수의 게이트 배선(GL), 복수의 구동 전압 배선(DVL) 및 복수의 스토리지 전압 배선(SVL)을 포함할 수 있다. 복수의 데이터 배선(DL)은 제1 방향으로 연장되며 복수의 화소(PX)와 연결되어 복수의 화소(PX)에 데이터 신호를 전달한다. 복수의 리드아웃 배선(ROL)은 제1 방향으로 연장되며 복수의 리드아웃 트랜지스터와 연결되어 감지 트랜지스터가 광을 감지한 신호를 전달한다. 이때, 감지 트랜지스터는 표시 장치의 외부로부터 입사되는 광을 감지하여 신호를 생성하는 트랜지스터를 의미한다. 그리고, 리드아웃 트랜지스터는 감지 트랜지스터와 연결되며 감지 트랜지스터가 생성한 신호를 게이트 신호에 대응하여 전달하는 트랜지스터를 의미한다. 복수의 게이트 배선(GL)은 제2 방향으로 연장되며 복수의 화소(PX)에 게이트 신호를 전달한다. 복수의 구동 전압 배선(DVL)은 제2 방향으로 연장되며 복수의 감지 트랜지스터와 연결되어 복수의 감지 트랜지스터에 구동 전압을 공급한다. 그리고, 복수의 스토리지 전압 배선(SVL)은 제2 방향으로 연장되며 감지 트랜지스터와 연결되어 감지 트랜지스터를 턴오프(Turn Off)시킨다. 이때, 제1 방향과 제2 방향을 서로 수직인 방향일 수 있으며, 그러나, 이에 제한되지는 않는다.
비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(AA)을 둘러싸는 영역이다. 비표시 영역(NA)에는 표시 영역(AA)에 배치된 복수의 화소(PX)를 구동하기 위한 다양한 구성 요소들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 표시 영역(AA)의 다양한 신호 배선(DL, ROL, GL, DVL, SVL)과 연결되는 링크 배선(DLL, ROLL, GLL, DVLL, SVLL) 등이 비표시 영역(NA)에 배치될 수 있다. 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)은 비표시 영역(NA)에 형성되는 복수의 패드와 본딩될 수 있다.
복수의 패드는 링크 배선(DLL, ROLL, GLL, DVLL, SVLL)과 연결되고, 링크 배선(DLL, ROLL, GLL, DVLL, SVLL)을 통하여 신호 배선(DL, ROL, GL, DVL, SVL)과 연결될 수 있다. 이에, 복수의 패드 각각은 복수의 화소(PX) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 데이터 링크 배선(DLL)은 데이터 배선(DL)과 연결된다. 게이트 링크 배선(GLL)은 게이트 배선(GL)과 연결된다. 리드아웃 링크 배선(ROLL)은 리드아웃 배선(ROL)과 연결된다. 그리고, 구동 전압 링크 배선(DVLL)은 구동 전압 배선(DVL)과 연결된다. 또한, 스토리지 전압 링크 배선(SVLL)은 스토리지 전압 배선(SVL)과 연결된다.
데이터 구동부(120)는 영상을 표시하기 위한 데이터와 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 구성으로, 표시 영역(AA)의 복수의 화소(PX)로 신호를 공급하기 위한 구성이다. 데이터 구동부(120)는 비표시 영역(NA)에 배치된 데이터 링크 배선(DLL) 통해 데이터 신호을 표시 영역(AA)의 복수의 화소(PX)로 공급한다. 도 1에서는 데이터 구동부(120)가 복수인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 1개의 데이터 구동부(120)가 제1 기판(110)에 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 데이터 구동부(120)는 베이스 필름(121), 구동 IC(122) 및 복수의 데이터 패드를 포함한다. 베이스 필름(121)은 데이터 구동부(120)를 지지하는 필름이다. 베이스 필름(121)은 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 구동 IC(122)는 영상을 표시하기 위한 데이터 전압과 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 구성이다. 구동 IC(122)는 표시 장치(100)의 제1 기판(110) 상에 실장되는 방식에 따라 COG(Chip On Glass), COF(Chip On Film), TCP(Tape Carrier Package) 등의 방식으로 배치될 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 데이터 구동부(120)가 베이스 필름(121) 상에 실장된 COF 방식인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 게이트 신호를 출력하고, 게이트 링크 배선(GLL)을 통해 데이터 전압이 충전되는 화소(PX)를 선택할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 시프트 레지스터(shift register)를 이용하여 게이트 신호를 게이트 배선(GL)으로 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 베이스 필름(131), 구동 IC(132) 및 복수의 게이트 패드를 포함한다. 베이스 필름(131)은 게이트 구동부(130)를 지지하는 필름이다. 베이스 필름(131)은 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 구동 IC(132)는 영상을 표시하기 위한 게이트 전압과 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 구성이다. 구동 IC(132)는 표시 장치(100)의 제1 기판(110) 상에 실장되는 방식에 따라 COG(Chip On Glass), COF(Chip On Film), TCP(Tape Carrier Package) 등의 방식으로 배치될 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 게이트 구동부(130)가 베이스 필름(131) 상에 실장된 COF 방식인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 게이트 구동부(130)가 복수인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 1개의 게이트 구동부(130)가 제1 기판(110)에 배치될 수 있다.
도 2는 도 1의 A 영역의 회로도이다.
도 2를 참조하면, A 영역에는 감지 트랜지스터(Ts), 리드아웃 트랜지스터(Tro), 스토리지 커패시터(Cs), 구동 전압 배선(DVL), 스토리지 전압 배선(SVL), 리드아웃 배선(ROL), 게이트 배선(GL), 데이터 배선(DL), 구동 트랜지스터(Td) 및 화소 전극(180)이 배치된다. 구체적으로, 화소 전극(180)은 복수의 화소(PX)에 대응되어 배치되며, 감지 트랜지스터(Ts), 리드아웃 트랜지스터(Tro), 스토리지 커패시터(Cs) 및 구동 트랜지스터(Td)는 표시 영역(AA) 중 복수의 화소(PX)를 제외한 영역에 배치된다. 즉, 감지 트랜지스터(Ts), 리드아웃 트랜지스터(Tro), 스토리지 커패시터(Cs) 및 구동 트랜지스터(Td)는 복수의 화소(PX) 사이에 배치된다. 앞서 설명한 바와 같이, 데이터 배선(DL) 및 리드아웃 배선(ROL)은 제1 방향으로 연장되어 복수의 화소(PX) 사이에 배치되며, 게이트 배선(GL), 구동 전압 배선(DVL) 및 스토리지 전압 배선(SVL)은 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장되어 복수의 화소(PX) 사이에 배치된다.
구체적으로, 감지 트랜지스터(Ts)는 표시 장치(100)의 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)로 입사되는 광을 감지하여 신호를 발생시키는 트랜지스터를 의미한다. 감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극은 스토리지 전압 배선(SVL)과 연결된다. 스토리지 전압 배선(SVL)은 감지 트랜지스터(Ts)를 턴오프시키는 전압이 인가되는 배선이다. 예를 들면, 스토리지 전압 배선(SVL)에는 -5V의 전압이 인가될 수 있고, 감지 트랜지스터(Ts)는 턴오프될 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극은 구동 전압 배선(DVL)과 연결되어 구동 전압을 인가받을 수 있다. 예를 들면, 구동 전압은 7V일 수 있다. 그리고, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극은 스토리지 커패시터(Cs)와 연결된다. 스토리지 커패시터(Cs)는 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가되는 구동 전압을 저장하는 커패시터이다.
감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층에는 표시 장치(100)의 외부로부터 입사되는 광에 의한 광 전류가 흐를 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)는 스토리지 전압 배선(SVL)에 의하여 공급되는 전압에 의하여 턴오프되지만, 액티브층에 흐르는 광에 의한 광 전류에 의하여 턴온(Turn On)될 수 있다. 액티브층에 광 전류가 흘러 감지 트랜지스터(Ts)가 턴온될 경우, 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극에 인가되는 구동 전압은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극으로 흐를 수 있다.
스토리지 커패시터(Cs)는 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가되는 전압을 저장하는 커패시터이다. 스토리지 커패시터(Cs)의 제1 전극은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극과 연결되어 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가되는 전압을 인가받을 수 있다. 스토리지 커패시터(Cs)의 제2 전극은 스토리지 전압 배선(SVL)에 연결된다. 감지 트랜지스터(Ts)가 표시 장치(100)의 외부로부터 입사된 광에 의하여 턴온될 경우, 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극에 인가되는 구동 전압은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극 및 스토리지 커패시터(Cs)의 제1 전극으로 인가될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cs)는 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가되는 전압에 의하여 충전되며, 드레인 전극에 인가된 구동 전압을 저장할 수 있다.
리드아웃 트랜지스터(Tro)는 감지 트랜지스터(Ts)와 연결되어 감지 트랜지스터(Ts)에서 발생되는 광 감지 신호를 전달하는 트랜지스터이다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)과 연결되어 게이트 신호를 인가받을 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 소스 전극은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극 및 스토리지 커패시터(Cs)의 제1 전극과 연결되어, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가된 전압을 인가받을 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 드레인 전극은 리드아웃 배선(ROL)에 연결되어 감지 트랜지스터(Ts)로부터 발생된 광을 감지한 신호를 리드아웃 배선(ROL)에 전달할 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 게이트 신호에 의하여 턴온될 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 게이트 신호에 대응하여 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가된 광을 감지했다는 신호를 리드아웃 배선(ROL)에 전달할 수 있다. 리드아웃 배선(ROL)을 통하여 전달되는 감지 트랜지스터(Ts)의 광 감지 신호에 의하여 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역과 인접한 화소(PX)에는 영상이 표시될 수 있다.
감지 트랜지스터(Ts) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 화소(PX) 사이에서 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 감지 트랜지스터(Ts) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수개의 화소(PX) 그룹에 대응하여 하나씩 배치될 수 있다. 구체적으로, 표시 영역(AA)의 복수의 화소(PX) 사이에는 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)가 배치될 수 있다. 이때, 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 화소(PX) 모두에 대응하여 배치되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 화소(PX) 중 일부 화소(PX)의 사이에 배치되며, 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 제1 방향을 따라 정의된 복수의 화소(PX) 중 5개의 화소(PX)가 배치된 거리와 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 다시 설명하면, 복수의 화소(PX)는 일정한 수의 인접한 화소들(PX)을 포함하는 복수의 화소(PX) 그룹으로 나누어질 수 있다. 그리고, 감지 트랜지스터(Ts) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 각각의 화소(PX) 그룹당 하나씩 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구동 트랜지스터(Td)는 데이터 신호와 게이트 신호에 대응하여 화소 전극(180)에 신호를 전달하는 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터(Td)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과 연결된다. 구체적으로, 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)과 연결된다. 구동 트랜지스터(Td)의 소스 전극은 데이터 배선(DL)과 연결된다. 그리고, 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극은 화소 전극(180)에 연결된다. 구동 트랜지스터(Td)는 게이트 신호에 의하여 턴온되며, 데이터 신호를 화소 전극(180)에 전달할 수 있다.
화소 전극(180)은 복수의 화소(PX)에 대응하여 배치된 전극으로서, 복수의 화소(PX)에 대응하여 배치된 공통 전극과 함께 전계를 형성하여 액정층을 구동할 수 있다. 화소 전극(180)은 구동 트랜지스터(Td)에 연결되어 데이터 신호를 전달받는다. 화소 전극(180)에 데이터 신호가 인가될 경우, 화소 전극(180)과 공통 전극 사이에 배치되는 액정층에 전계가 형성될 수 있으며, 액정층은 구동될 수 있다.
도 3은 도 1의 A 영역의 확대 평면도이다. 도 4는 도 3의 IV-IV'에 대한 단면도이다. 도 3의 평면도 상의 레이아웃은 도 2의 회로도와 대응된다. 도 3의 평면도의 감지 트랜지스터(Ts), 리드아웃 트랜지스터(Tro) 및 구동 트랜지스터(Td) 각각은 액티브층이 생략되어 도시되었다.
도 3을 참조하면, 제1 기판(110) 상에는 화소 전극(180)이 배치된다. 화소 전극(180)은 표시 영역(AA)에 정의되는 화소(PX)에 대응하는 전극이다. 화소 전극(180)은 영상이 표시되는 개구부 및 영상이 표시되지 않는 비개구부를 포함한다.
복수의 화소(PX) 사이에는 복수의 신호 배선(DL, GL)이 배치된다. 구체적으로, 데이터 배선(DL)은 복수의 화소(PX) 사이에서, 제1 방향, 예를 들면 Y축 방향으로 연장되어 배치된다. 데이터 배선(DL)은 복수의 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하기 위한 배선이다. 게이트 배선(GL)은 복수의 화소(PX) 사이에서, 제2 방향, 예를 들면, X축 방향으로 연장되어 배치된다. 게이트 배선(GL)은 복수의 화소(PX)에 게이트 신호를 인가하기 위한 배선이다.
복수의 화소(PX) 사이에는 구동 트랜지스터(Td)가 배치된다. 구체적으로, 구동 트랜지스터(Td)는 게이트 신호 및 데이터 신호를 복수의 화소(PX)에 전달하기 위한 트랜지스터이다. 앞서 설명한 바와 같이, 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극(191)은 게이트 배선(GL)과 연결되며, 소스 전극(193)은 데이터 배선(DL)과 연결되고, 드레인 전극(194)은 화소 전극(180)과 연결된다. 구동 트랜지스터(Td)는 게이트 신호에 대응하여 데이터 신호를 화소 전극(180)에 인가할 수 있다.
복수의 화소(PX) 사이에는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL) 이외에 리드아웃 배선(ROL), 구동 전압 배선(DVL) 및 스토리지 전압 배선(SVL)이 더 배치된다. 리드아웃 배선(ROL)은 복수의 화소(PX) 사이에서 데이터 배선(DL)의 연장 방향과 동일한 방향인 제1 방향으로 연장되어 배치된다. 구동 전압 배선(DVL) 및 스토리지 전압 배선(SVL)은 복수의 화소(PX) 사이에서 게이트 배선(GL)의 연장 방향과 동일한 방향인 제2 방향으로 연장되어 배치된다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 복수의 화소(PX) 사이에는 복수의 감지 트랜지스터(Ts), 복수의 스토리지 커패시터(Cs) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)가 배치된다.
구체적으로, 제1 기판(110) 상에는 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된다. 감지 트랜지스터(Ts)는 게이트 전극(141), 게이트 전극(141) 상에 배치된 액티브층(142), 액티브층(142) 상에 배치된 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)을 포함한다.
구체적으로, 표시 영역(AA)의 제1 기판(110) 상에는 게이트 전극(141)이 형성된다. 게이트 전극(141) 상에는 게이트 절연층(111)이 형성되고, 게이트 절연층(111) 상에는 감지 트랜지스터(Ts)의 채널이 형성되는 액티브층(142)이 형성된다. 게이트 절연층(111)은 액티브층(142)과 게이트 전극(141)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 게이트 절연층(111)은 실리콘 나이트라이드(SiNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiOx) 등과 같은 무기물로 이루어지고, 단일층이거나 이들의 복수의 층으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 액티브층(142) 상에는 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)이 형성될 수 있다.
감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(141)은 스토리지 전압 배선(SVL)과 연결되어 스토리지 전압을 공급받는다. 앞서 설명한 바와 같이, 감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(141)에는 감지 트랜지스터(Ts)를 턴오프시킬 수 있는 전압이 공급될 수 있다. 이에, 감지 트랜지스터(Ts)는 턴오프될 수 있다.
감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143)은 구동 전압 배선(DVL)과 연결된다. 구체적으로, 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143)와 구동 전압 배선(DVL)은 컨택홀을 통하여 연결될 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143)에는 구동 전압이 공급될 수 있다.
감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)은 스토리지 커패시터(Cs)의 제1 전극(161)과 연결된다. 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에는 표시 장치(100)의 외부로부터 입사되는 광에 의한 광 전류가 흐를 수 있고, 광 전류에 의하여 감지 트랜지스터(Ts)는 턴온되어 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143)에 인가되는 구동 전압은 드레인 전극(144)에 인가될 수 있다.
표시 영역(AA)의 제1 기판(110) 상에는 스토리지 커패시터(Cs)가 형성된다. 스토리지 커패시터(Cs)는 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)을 포함한다. 구체적으로, 표시 영역(AA)의 제1 기판(110) 상에는 제1 전극(161)이 형성된다. 제1 전극(161)은 감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(141)과 동일한 물질로 이루어지며, 감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(141)과 일체로 형성될 수 있다. 제1 전극(161) 상에는 게이트 절연층(111)이 배치된다. 그리고, 게이트 절연층(111) 상에는 스토리지 커패시터(Cs)의 제2 전극(162)이 배치된다. 제2 전극(162)은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)과 동일한 물질로 이루어지며, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)과 일체로 형성될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cs)는 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)에 인가되는 구동 전압에 의하여 충전되며, 구동 전압을 저장할 수 있다. 구체적으로, 제2 전극(162)은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)과 연결되어 드레인 전극(144)에 인가되는 구동 전압을 인가받을 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 광이 입사되어 감지 트랜지스터(Ts)가 턴온된 경우, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)에는 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143)에 인가되는 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에, 스토리지 커패시터(Cs)의 제1 전극(161)에는 구동 전압이 인가되며, 스토리지 커패시터(Cs)는 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)에 인가된 전압을 저장할 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시 영역(AA)의 제1 기판(110) 상에는 구동 전압 배선(DVL)이 배치된다. 구체적으로, 구동 전압 배선(DVL)은 제1 기판(110) 상에 배치되며, 감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(141)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 구동 전압 배선(DVL) 상에는 게이트 절연층(111)이 배치되며, 게이트 절연층(111) 상에는 스토리지 커패시터(Cs)의 제2 전극(162)이 연장되어 배치될 수 있다.
표시 영역(AA)의 제1 기판(110) 상에는 리드아웃 트랜지스터(Tro)가 형성된다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 게이트 전극(171), 게이트 전극(171) 상에 배치된 액티브층(172), 액티브층(172) 상에 배치된 소스 전극(173) 및 드레인 전극(174)을 포함한다.
구체적으로, 표시 영역(AA)의 제1 기판(110) 상에는 게이트 전극(171)이 형성된다. 게이트 전극(171) 상에는 게이트 절연층(111)이 형성되고, 게이트 절연층(111) 상에는 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 채널이 형성되는 액티브층(172)이 형성된다. 게이트 절연층(111)은 액티브층(172)과 게이트 전극(171)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 게이트 절연층(111)은 실리콘 나이트라이드(SiNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiOx) 등과 같은 무기물로 이루어지고, 단일층이거나 이들의 복수의 층으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 액티브층(172) 상에는 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 소스 전극(173) 및 드레인 전극(174)이 형성될 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 도 4에 도시된 바와 같이 바텀 게이트(bottom gate) 타입일 수 있으나, 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 적층 구조는 이에 제한되지 않으며, 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 탑 게이트(top gate) 타입일 수도 있다.
리드아웃 트랜지스터(Tro)의 게이트 전극(171)은 게이트 배선(GL)과 연결되어 게이트 신호를 인가받는다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 게이트 신호에 의하여 턴온될 수 있다.
리드아웃 트랜지스터(Tro)의 소스 전극(173)은 스토리지 커패시터(Cs)의 제2 전극(162)과 연결된다. 스토리지 커패시터(Cs)의 제2 전극(162)은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)과 연결되므로, 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 소스 전극(173)은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)과 연결된다.
리드아웃 트랜지스터(Tro)의 드레인 전극(174)은 리드아웃 배선(ROL)과 연결된다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)가 게이트 신호에 대응하여 턴온될 경우, 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)에 인가된 신호를 리드아웃 배선(ROL)으로 전달할 수 있다. 즉, 감지 트랜지스터(Ts)가 광을 감지하여 턴온될 경우, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(144)에는 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143)에 인가되는 구동 전입이 인가될 수 있다. 그리고, 리드아웃 트랜지스터(Tro)가 게이트 신호에 대응하여 턴온될 경우, 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 소스 전극(173)에 인가된 구동 전압을 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 드레인 전극(174)에 인가할 수 있다. 이에, 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 리드아웃 배선(ROL)에 감지 트랜지스가 광을 감지했다는 신호를 전달할 수 있다.
그리고, 감지 트랜지스터(Ts), 스토리지 커패시터(Cs) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro) 상에는 제1 평탄화층(112)이 배치된다. 제1 평탄화층(112)은 제1 평탄화층(112) 하부에 배치되는 소자들의 상부를 평탄화시키는 층이다. 구체적으로, 제1 평탄화층(112)은 감지 트랜지스터(Ts), 스토리지 커패시터(Cs) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 상부 표면을 평탄화할 수 있다. 제1 평탄화층(112)은 유기 물질로 이루어진 절연층일 수 있다.
제1 평탄화층(112) 상에는 액정층(113)이 배치된다. 액정층(113)은 액정을 포함하는 층으로서, 전계에 의하여 빛을 투과하거나 차단할 수 있는 층이다. 구체적으로, 표시 영역(AA)에는 공통 전극과 화소 전극(180)이 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 공통 전극과 화소 전극(180)은 액정층(113)에 전계를 형성하기 위한 구성이다. 공통 전극과 화소 전극(180)에 의하여 액정층(113)에는 전계가 형성될 수 있고, 형성된 전계에 의하여 액정층(113)은 구동되어 빛을 차단하거나 투과시킬 수 있다.
액정층(113) 상에는 제2 기판(116)이 배치된다. 제2 기판(116)은 표시 장치(100)의 여러 구성 요소들을 지지하기 위한 베이스 부재로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 기판(116)은 제2 기판(116) 하부에 배치되는 블랙 매트릭스(115) 및 구조물(150) 등을 지지할 수 있다. 제2 기판(116)은 제1 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(116)은 유리 또는 폴리이미드(ployimide) 등과 같은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 기판(116)의 하부에는 블랙 매트릭스(115)가 형성된다. 블랙 매트릭스(115)는 블랙 매트릭스(115)의 하부에 배치되는 소자들이 표시 영역(AA)에 시인되는 것을 차단할 수 있다. 블랙 매트릭스(115)는 표시 영역(AA) 중 복수의 화소(PX) 및 구조물(150)을 제외한 영역에 배치된다. 구체적으로, 블랙 매트릭스(115)는 감지 트랜지스터(Ts)와 중첩되는 영역을 제외한 영역에 배치되며, 리드아웃 트랜지스터(Tro) 및 구동 트랜지스터(Td) 상에 배치된다. 블랙 매트릭스(115)는 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역에는 배치되지 않으며, 리드아웃 트랜지스터(Tro) 및 구동 트랜지스터(Td)가 배치된 영역에는 배치될 수 있다. 구체적으로, 블랙 매트릭스(115)는 개구부를 가질 수 있으며, 블랙 매트릭스(115)의 개구부는 감지 트랜지스터(Ts)와 중첩될 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스(115)는 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역과 중첩되는 개구부를 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스(115)가 리드아웃 트랜지스터(Tro) 및 구동 트랜지스터(Td) 상에 배치됨으로써, 리드아웃 트랜지스터(Tro) 및 구동 트랜지스터(Td)가 표시 영역(AA)에 시인되는 것이 방지될 수 있다. 그리고, 표시 장치(100) 외부로부터 입사되는 광이 감지 트랜지스터(Ts)로 입사될 수 있다.
제2 기판(116)의 하부에는 구조물(150)이 배치된다. 구조물(150)은 표시 장치(100) 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)로 입사되는 광이 통과하는 구조물(150)이다. 구조물(150)은 감지 트랜지스터(Ts) 상에서 감지 트랜지스터(Ts)와 중첩되어 형성된다.
이때, 구조물(150)은 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역 전체에 중첩되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 감지 트랜지스터(Ts)의 제1 방향에 대응되는 폭 및 제2 방향에 대응되는 폭 중 큰 폭은 15μm일 수 있다. 이때, 구조물(150)의 제1 방향에 대응되는 폭 및 제2 방향에 대응되는 폭은 20μm일 수 있다. 이처럼 구조물(150)의 폭은 감지 트랜지스터(Ts)의 폭 보다 클 수 있고, 구조물(150)은 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역 전체에 배치될 수 있다. 따라서, 표시 장치(100)의 외부로부터 구조물(150)을 통하여 표시 장치(100) 내부로 입사되는 광은 감지 트랜지스터(Ts)로 효과적으로 입사될 수 있다.
그리고, 블랙 매트릭스(115) 및 구조물(150)의 하부에는 제2 평탄화층(114)이 형성된다. 제2 평탄화층(114)은 제2 평탄화층(114) 상부에 배치되는 소자들의 하부 표면을 평탄화시키는 층이다. 구체적으로, 제2 평탄화층(114)은 블랙 매트릭스(115) 및 구조물(150)의 하부 표면을 평탄화할 수 있다. 제2 평탄화층(114)은 제1 평탄화층(112)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 유기 물질로 이루어진 절연층일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 기판(116), 블랙 매트릭스(115), 구조물(150) 및 제2 평탄화층(114)은 액정층(113) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 기판(116) 상에는 블랙 매트릭스(115) 및 구조물(150)이 형성되며, 블랙 매트릭스(115) 및 구조물(150) 상에는 액정층(113)이 배치된다. 블랙 매트릭스(115), 구조물(150) 및 제2 평탄화층(114)이 형성된 제2 기판(116)은 액정층(113) 상에 배치될 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 4를 참조하면, 구조물(150)은 슬릿 형상의 복수의 홀(H1, H2, H3)을 포함한다. 구체적으로, 복수의 홀(H1, H2, H3)은 게이트 배선(GL)이 연장되는 제1 방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 복수의 홀(H1, H2, H3)은 제2 방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성될 수도 있다.
복수의 홀(H1, H2, H3)은 제1 홀(H1) 내지 제3 홀(H3)을 포함한다. 복수의 홀(H1, H2, H3)은 5개일 수 있으며, 제1 홀(H1)은 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 가장 가운데 위치한다. 그리고, 제2 홀(H2)은 제1 홀(H1)의 양 측에 배치되며, 제3 홀(H3)은 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 가장 외 측에 위치한다. 복수의 홀(H1, H2, H3)의 수는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 5개일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 5개보다 적거나 많을 수도 있다.
이때, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 하나의 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142) 사이의 거리와 하나의 홀과 인접하는 다른 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142) 사이의 거리의 차이, 즉, 인접한 두 홀로부터 액티브층(142)까지의 경로차는, 특정 파장 대역의 광의 파장을 중간층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이때, 중간층은 구조물(150)과 감지 트랜지스터(Ts) 사이에 배치된 층을 의미한다. 즉, 중간층은 제1 평탄화층(112), 액정층(113) 및 제2 평탄화층(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 제1 홀(H1)과 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제1 홀(H1)과 인접하는 제2 홀(H2)과 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이는, 특정 파장 대역의 광의 파장을 구조물(150)과 감지 트랜지스터(Ts) 사이에 배치된 제1 평탄화층(112), 액정층(113) 및 제2 평탄화층(114)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다.
이때, 구조물(150)과 감지 트랜지스터(Ts) 사이에 배치된 층의 굴절률은 액정층(113)의 굴절률로 여겨질 수 있다. 제1 평탄화층(112)의 굴절률은 1.55일 수 있으며, 액정층(113)의 굴절률은 1.45 내지 1.55일 수 있고, 제2 평탄화층(114)의 굴절률을 1.55일 수 있다. 제1 평탄화층(112)의 굴절률과 액정층(113)의 굴절률의 차이 및 제2 평탄화층(114)의 굴절률과 액정층(113)의 굴절률의 차이는 무시할 수 있을 만큼 작을 수 있다. 따라서, 제1 홀(H1)과 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제2 홀(H2)과 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이는 감지 트랜지스터(Ts)로 입사하는 광의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다.
또한, 특정 파장 대역의 광은 표시 장치(100)의 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)로 입사되는 광 중 일부일 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(100)의 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)에 입사되는 광은 다양한 파장 대역에 대응하는 광일 수 있다. 예를 들면, 자연광이 표시 장치(100)의 내부로 입사될 수도 있으며, 레이저 등의 단파장 대역의 광이 입사될 수도 있다. 이때, 특정 파장 대역의 광은 레이저일 수 있다. 레이저는 적색 광을 띄는 적색 레이저일 수 있으며, 청색 광을 띄는 청색 레이저일 수 있으며, 녹색 광을 띄는 녹색 레이저일 수 있다. 적색 레이저의 파장은 650nm일 수 있고, 청색 레이저의 파장은 450nm일 수 있으며, 녹색 레이저의 파장은 532nm일 수 있다. 그러나, 레이저가 띄는 색과 레이저의 파장은 이에 제한되는 것은 아니다. 특정 파장 대역의 광은 적색 레이저, 녹색 레이저 또는 청색 레이저일 수 있다.
그리고, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 하나의 홀과 하나의 홀과 인접하는 다른 홀 사이의 거리는, 하나의 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142) 사이의 거리와 다른 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142) 사이의 거리의 차이가 특정 파장 대역의 광의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 제1 홀(H1)과 제1 홀(H1)과 인접하여 배치된 제2 홀(H2) 사이의 거리(D1)은 제1 홀(H1)과 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제2 홀(H2)과 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이가 표시 장치(100)의 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)으로 입사되는 광의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다.
이를 일반화하면, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 제n 홀(Hn)과 액티브층(142) 사이의 거리(dn)와 제n-1 홀(Hn-1)과 액티브층(142) 사이의 거리(dn - 1)의 차이, 즉, 경로차(dn - dn-1)는 특정 파장 대역의 광의 파장(λ)를 액정층(113)의 굴절률(n0)로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure pat00001
또한, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 제n 홀(Hn)과 제n-1 홀(Hn-1) 사이의 거리(Dn-1), 제n 홀(Hn)과 액티브층(142) 사이의 거리(dn) 및 제n-1 홀(Hn-1)과 액티브층(142) 사이의 거리(dn - 1)의 관계를 수식으로 표현하면 다음 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure pat00002
그리고, 특정 파장 대역의 광은 구조물(150)의 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통과하며 보강 간섭될 수 있다. 보강 간섭은 동일한 위상의 두 파동이 중첩될 때의 간섭을 의미한다. 특정 파장 대역의 광은 구조물(150)의 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사될 수 있다. 이때, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통과한 광은 서로 동일한 위상을 가질 수 있고, 이에, 서로 보강 간섭될 수 있다. 예를 들면, 제1 홀(H1)과 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제2 홀(H2)과 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이는 적색 레이저의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이 경우, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사된 적색 레이저는 보강 간섭될 수 있다.
보강 간섭된 특정 파장 대역의 광의 진폭은 증가될 수 있다. 구체적으로, 복수의 홀(H1, H2, H3)의 수가 n 개일 경우, 특정 파장 대역의 광의 진폭은 n2배로 증가될 수 있다. 예를 들면, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 홀(H1, H2, H3)의 수가 5개일 경우, 특정 파장 대역의 광의 진폭은 5의 제곱인 25배로 증가될 수 있다. 진폭이 증가된 특정 파장 대역의 광은 액티브층(142)으로 입사될 수 있다.
한편, 구조물(150)은 복수의 화소(PX)에 대응하여 배치되는 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 컬러 필터는 컬러 필터를 통과하는 광의 파장 대역 중 일부 파장 대역의 광을 효과적으로 통과시키며, 일부 파장 대역을 제외한 파장 대역의 광의 세기는 감소시키며 통과시킨다. 컬러 필터는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다. 적색 컬러 필터는 적색 화소(PX)에 대응하여, 배치되며 적색의 파장 대역에 대응하는 광만을 효과적으로 통과시킬 수 있다. 녹색 컬러 필터는 녹색 화소(PX)에 대응하여, 배치되며 녹색의 파장 대역에 대응하는 광만을 효과적으로 통과시킬 수 있다. 청색 컬러 필터는 청색 화소(PX)에 대응하여, 배치되며 청색의 파장 대역에 대응하는 광만을 효과적으로 통과시킬 수 있다.
예를 들어 설명하면, 구조물(150)이 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 경우, 구조물(150)을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광 중 대부분은 적색의 파장 대역에 대응되는 광일 수 있다. 즉, 표시 장치(100)의 내부로 입사된 적색의 파장 대역 이외의 대역에 대응되는 광, 예를 들면, 녹색 광 또는 청색 광의 세기는 적색 광의 세기보다 현저히 낮을 수 있다.
그리고, 구조물(150)은 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물, 녹색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제2 구조물 및 청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제3 구조물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 표시 영역(AA)에 배치되는 구조물(150) 중 일부는 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 다른 일부는 녹색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 나머지 일부는 청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 구조물(150)은 제1 구조물, 제2 구조물 및 제3 구조물을 모두 포함하지 않고 일부만을 포함할 수도 있다.
적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물은 표시 장치(100)의 외부로부터 제1 구조물을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광 중 적색 광만을 통과시킬 수 있다. 이때, 제1 구조물이 포함하는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은 적색 광이 보강 간섭될 수 있는 간격일 수 있다. 즉, 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은, 제1 홀(H1)과 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제2 홀(H2)과 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이가 적색 광의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다. 이에, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사된 광 중 적색 광만이 보강 간섭되어 그 진폭이 증가된다. 이와 동시에, 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 구조물(150)을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광은 적색 광일 수 있다.
녹색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제2 구조물은 표시 장치(100)의 외부로부터 제2 구조물을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광 중 녹색 광만을 통과시킬 수 있다. 이때, 제2 구조물이 포함하는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은 녹색 광이 보강 간섭될 수 있는 간격일 수 있다. 즉, 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은, 제1 홀(H1)과 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제2 홀(H2)과 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이가 녹색 광의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다. 이에, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사된 광 중 녹색 광만이 보강 간섭되어 그 진폭이 증가된다. 이와 동시에, 녹색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 구조물(150)을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광은 녹색 광일 수 있다.
이때, 녹색 광의 파장은 적색 광의 파장보다 작을 수 있다. 따라서, 녹색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3)의 경우, 적색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3)과 비교하여, 액티브층(142)과 인접한 두 홀 사이의 거리의 차이가 더 작을 수 있다. 따라서, 녹색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은 적색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격보다 작을 수 있다.
청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제3 구조물은 표시 장치(100)의 외부로부터 제3 구조물을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광 중 청색 광만을 통과시킬 수 있다. 이때, 제3 구조물이 포함하는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은 청색 광이 보강 간섭될 수 있는 간격일 수 있다. 즉, 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은, 제1 홀(H1)과 액티브층(142) 사이의 거리(d1)와 제2 홀(H2)과 액티브층(142) 사이의 거리(d2)의 차이가 청색 광의 파장을 액정층(113)의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다. 이에, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사된 광 중 청색 광만이 보강 간섭되어 그 진폭이 증가된다. 이와 동시에, 청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 구조물(150)을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 광은 청색 광일 수 있다.
이때, 청색 광의 파장은 녹색 광의 파장보다 작을 수 있다. 따라서, 청색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3)의 경우, 녹색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3)과 비교하여, 액티브층(142)과 인접한 두 홀 사이의 거리의 차이가 더 작을 수 있다. 따라서, 청색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격은 녹색 광이 보강 간섭될 수 있는 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 간격보다 작을 수 있다.
그리고, 구조물(150)은 복수의 홀(H1, H2, H3) 사이의 거리가 상이한 서로 다른 구조물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 구조물(150)은 제1 구조물 및 제2 구조물을 포함할 수 있다. 제1 구조물의 복수의 홀 사이의 거리와 제2 구조물의 복수의 홀 사이의 거리는 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 구조물의 복수의 홀 사이의 거리는 제2 구조물의 복수의 홀 사이의 거리보다 클 수 있다. 제1 구조물의 복수의 홀 사이의 거리는 적색 광이 보강 간섭될 수 있는 거리로 설정될 수 있다. 그리고, 제2 구조물의 복수의 홀 사이의 거리는 녹색 광이 보강 간섭될 수 있는 거리로 설정될 수 있다. 이처럼 구조물(150)이 복수의 홀(H1, H2, H3)사이의 거리가 서로 상이한 서로 다른 구조물을 포함함으로써, 각각 서로 다른 파장의 광을 보강 간섭시킬 수 있다.
종래의 표시 장치의 경우, 감지 트랜지스터의 상부에서 감지 트랜지스터와 중첩되어 배치되는 구조물은 복수의 홀을 포함하지 않았다. 따라서, 레이저 등의 특정 파장 대역의 광은 구조물을 통과하여 보강 간섭되지 못했으며, 레이저의 진폭은 증가되지 못하였다. 이 경우, 감지 트랜지스터의 액티브층에 입사되는 광 중 레이저의 진폭보다 큰 진폭을 갖는 노이즈에 대응되는 광을 감지 트랜지스터는 감지할 수 있었다. 감지 트랜지스터의 액티브층에는 노이즈에 대응되는 광에 의하여 광 전류가 흐를 수 있으며, 이에, 턴오프된 상태였던 감지 트랜지스터는 특정 파장 대역의 광이 아닌 노이즈에 대응되는 광에 의하여 턴온될 수 있었다. 따라서, 노이즈에 대응되는 광에 의하여 원하지 않는 화소에 영상이 표시될 수 있었다.
이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 포함한 구조물(150)이 감지 트랜지스터(Ts)의 상부에서 감지 트랜지스터(Ts)와 중첩하여 배치됨으로써, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 입사되는 특정 파장 대역의 광의 진폭을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 인접하는 홀 사이의 거리는 특정 파장 대역의 광이 보강 간섭될 수 있도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 적색 레이저에 있어, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되며 적색 레이저의 진폭이 증가되도록 복수의 홀(H1, H2, H3) 각각의 사이의 거리를 설정할 수 있다. 따라서, 구조물(150)을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사되는 다양한 파장의 광 중 적색 레이저만 보강 간섭될 수 있고, 이에, 액티브층(142)에 입사되는 적색 레이저의 진폭은 증가될 수 있다. 또한, 적색 레이저의 파장 대역을 제외한 나머지 파장 대역의 광, 즉, 노이즈에 대응되는 광은 보강 간섭되지 않을 수 있다. 이에, 특정 파장 대역의 광만이 선별되어 그 진폭이 증가될 수 있다. 이와 같이, 구조물(150)에 의하여 적색 레이저의 진폭만이 증가될 경우, 진폭이 증가된 적색 레이저는 감지 트랜지스터(Ts)에 의하여 효과적으로 감지될 수 있다. 진폭이 증가된 적색 레이저는 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 입사될 수 있고, 액티브층(142)에는 광 전류가 더욱 쉽게 흐를 수 있다. 따라서, 노이즈에 대응되는 광에 의하여 감지 트랜지스터(Ts)는 쉽게 턴온되지 않을 수 있고, 적색 레이저에 의하여 감지 트랜지스터(Ts)는 쉽고 효과적으로 턴온될 수 있다. 적색 레이저는 감지 트랜지스터(Ts)에 의하여 효과적으로 감지될 수 있고, 이에, 화소(PX)에는 영상이 올바르게 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는, 구조물(150)이 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어짐으로써, 컬러 필터가 통과시키는 광의 파장 대역과 중첩되는 파장 대역에 대응하는 광을 효과적으로 표시 장치(100) 내부로 입사시키며, 중첩되지 않는 파장 대역에 대응하는 광은 진폭을 감소시켜 표시 장치(100) 내부로 입사시킬 수 있다. 예를 들면, 구조물(150)이 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물을 포함할 경우, 제1 구조물로 입사되는 광 중 적색 레이저만이 제1 구조물을 통과하여 표시 장치(100)의 내부로 입사될 수 있다. 이에, 적색 레이저의 파장 대역을 제외한 파장 대역의 광, 즉, 노이즈에 대응되는 광은 표시 장치(100)의 내부로 입사되지 않을 수 있다. 이에, 감지 트랜지스터(Ts)에 입사되는 노이즈에 대응되는 광의 세기는 감소될 수 있으며, 감지 트랜지스터(Ts)에 입사되는 적색 레이저의 세기는 그대로 유지될 수 있다.
또한, 제1 구조물이 포함하는 복수의 홀(H1, H2, H3) 중 인접하는 홀 사이의 간격이 적색 레이저가 보강 간섭될 수 있는 간격일 경우, 제1 구조물이 적색 레이저만을 통과시키는 것과 더불어, 복수의 홀(H1, H2, H3)을 통하여 표시 장치(100)의 내부로 입사된 광 중 적색 레이저만이 진폭이 증가될 수 있다. 따라서, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 입사되는 광 중 적색 레이저의 세기는 증가될 수 있고, 적색 레이저를 제외한 광의 세기는 감소될 수 있다. 이에, 감지 트랜지스터(Ts)의 노이즈에 대응되는 광의 감지에 의한 잘못된 영상의 표시는 방지될 수 있으며, 감지 트랜지스터(Ts)의 적색 레이저의 감지에 의한 올바른 영상의 표시는 안정적으로 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 5의 표시 장치(500)는 도 1 내지 도 4의 표시 장치(100)와 비교하여 반사층(590)이 추가되었다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 구조물(150) 하부에는 반사층(590)이 배치된다. 반사층(590)은 반사층(590) 하부로부터 입사되는 광을 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 방향으로 반사시키는 층을 의미한다. 반사층(590)은 구조물(150) 하부에서 구조물(150)과 제2 평탄화층(114) 사이에 배치되며, 구조물(150)과 중첩하도록 배치된다. 즉, 반사층(590)은 구조물(150)과 동일한 형상을 가지며, 복수의 홀을 포함할 수 있다. 반사층(590)이 포함하는 복수의 홀은 구조물(150)이 포함하는 복수의 홀(H1, H2, H3)과 대응될 수 있다. 따라서, 구조물(150)의 복수의 홀(H1, H2, H3)로 입사되는 광은 반사층(590)의 복수의 홀을 통과하여 표시 장치(500) 내부로 입사될 수 있다.
반사층(590)의 하부에서 반사층(590)으로 입사된 광은 반사층(590)의 하부 표면에서 반사되어 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)으로 입사될 수 있다. 구조물(150)을 통하여 표시 장치(500)의 내부로 입사된 광 중 일부는 액티브층(142)으로 입사될 수 있으나, 나머지 일부는 액티브층(142)으로 입사하지 많고, 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143) 또는 드레인 전극(144)으로 입사될 수 있다. 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)은 금속으로 이루어짐으로써, 제1 광(L1)을 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)의 상부로 반사시킬 수 있다. 제1 광(L1)은 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)의 상부 표면에서 반사되어 제2 광(L2)으로서 반사층(590)의 하부 표면에 입사될 수 있다.
반사층(590)은 제2 광(L2)을 반사층(590)의 하부로 반사시킬 수 있다. 반사층(590)은 금속으로 이루어질 수 있으며, 이에, 광을 효과적으로 반사시킬 수 있다. 반사층(590)의 구성은 이에 제한되지 않으며, 광을 반사하는 성질을 갖는 물질이라면 반사층(590)을 구성할 수 있다. 반사층(590)에 입사된 제2 광(L2)은 반사층(590)의 하부 표면에서 제3 광(L3)으로 반사될 수 있다. 이때, 제3 광(L3)은 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)으로 입사될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(500)는 반사층(590)을 포함함으로써, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 입사되는 광의 양을 더욱 증가시킬 수 있다. 구조물(150)을 통하여 입사된 광 중 일부는 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 입사되지 않을 수 있고, 액티브층(142)에 입사되지 않은 광 중 일부 광인 제1 광(L1)은 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)에 반사되어 제2 광(L2)으로서 반사층(590)으로 입사될 수 있다. 반사층(590)은 제2 광(L2)을 제3 광(L3)으로 반사시키고, 제3 광(L3)은 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)으로 입사될 수 있다. 따라서, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 입사되는 광의 양은 증가될 수 있다. 따라서, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층(142)에 흐르는 광 전류의 세기는 증가될 수 있고, 이에, 감지 트랜지스터(Ts)는 효과적으로 턴온될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 회로도이다. 도 6의 표시 장치(600)는 도 1 내지 도 4의 표시 장치(100)와 비교하여 화소 전극(180)을 포함하지 않고, 스위칭 트랜지스터(Tsw), 제2 스토리지 커패시터(Cs2) 및 유기 발광 소자(610)를 포함하는 유기 발광 표시 장치라는 것을 제외하면 실질적으로 동일하다. 즉, 도 6의 표시 장치(600)의 감지 트랜지스터(Ts), 제1 스토리지 커패시터(Cs1) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 각각 도 1 내지 도 4의 표시 장치(100)의 감지 트랜지스터(Ts), 스토리지 커패시터(Cs) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)와 대응된다. 따라서, 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(600)는 복수의 감지 트랜지스터(Ts), 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro), 복수의 제1 스토리지 커패시터(Cs1), 복수의 스위칭 트랜지스터(Tsw), 복수의 구동 트랜지스터(Td), 복수의 제2 스토리지 커패시터(Cs2), 복수의 유기 발광 소자(610), 복수의 데이터 배선(DL), 복수의 리드아웃 배선(ROL), 복수의 고전위 전압 배선(VDDL), 복수의 게이트 배선(GL), 복수의 구동 전압 배선(DVL) 및 복수의 스토리지 전압 배선(SVL)을 포함한다.
구체적으로, 복수의 유기 발광 소자(610)는 복수의 화소(PX) 각각에 대응되어 배치된다. 유기 발광 소자(610)는 구동 트랜지스터(Td)와 전기적으로 연결된 애노드, 애노드 상에 배치되는 유기층 및 유기층 상에 배치되는 캐소드를 포함할 수 있다. 표시 장치(600)가 탑 에미션 방식일 경우, 애노드는 발광된 광을 캐소드 측으로 반사시키기 위한 반사층 및 유기층에 정공을 공급하기 위한 투명 도전층을 더 포함할 수 있다.
복수의 감지 트랜지스터(Ts), 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro), 복수의 제1 스토리지 커패시터(Cs1), 복수의 스위칭 트랜지스터(Tsw), 복수의 구동 트랜지스터(Td) 및 복수의 제2 스토리지 커패시터(Cs2)는 표시 영역(AA) 중 복수의 화소(PX)를 제외한 영역에 배치된다. 즉, 복수의 감지 트랜지스터(Ts), 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro), 복수의 제1 스토리지 커패시터(Cs1), 복수의 스위칭 트랜지스터(Tsw), 복수의 구동 트랜지스터(Td) 및 복수의 제2 스토리지 커패시터(Cs2)는 복수의 화소(PX) 사이에 배치된다.
복수의 데이터 배선(DL), 복수의 리드아웃 배선(ROL) 및 복수의 고전위 전압 배선(VDDL)은 제1 방향으로 연장되어 복수의 화소(PX) 사이에 배치되며, 복수의 게이트 배선(GL), 복수의 구동 전압 배선(DVL) 및 복수의 스토리지 전압 배선(SVL)은 제2 방향으로 연장되어 복수의 화소(PX) 사이에 배치된다.
복수의 고전위 전압 배선(VDDL)은 복수의 구동 트랜지스터(Td) 각각과 연결되어 복수의 구동 트랜지스터(Td) 각각에 고전위 전압을 공급할 수 있다.
복수의 스위칭 트랜지스터(Tsw)는 복수의 게이트 배선(GL) 및 복수의 데이터 배선(DL) 각각과 연결되어 게이트 신호 및 데이터 신호에 의하여 구동 트랜지스터(Td)를 턴온시키는 트랜지스터이다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)에 연결되며, 게이트 신호를 인가받을 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 소스 전극은 데이터 배선(DL)과 연결되며, 데이터 신호를 인가받을 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극은 구동 트랜지스터(Td)와 연결된다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)는 게이트 신호에 의하여 턴온되며, 게이트 신호에 대응하여 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Td)에 인가시킬 수 있다.
복수의 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극 각각에는 복수의 제2 스토리지 커패시터(Cs2)가 배치될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cs)는 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극에 인가되는 전압을 저장하는 커패시터를 의미한다. 구체적으로, 제2 스토리지 커패시터(Cs2)는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있고, 제1 전극은 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극과 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 게이트 신호에 의하여 턴온될 경우, 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극에는 데이터 신호가 인가될 수 있다. 이때, 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극에 연결되는 제2 스토리지 커패시터(Cs2)는 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극에 인가되는 전압을 저장할 수 있다.
복수의 구동 트랜지스터(Td)는 복수의 스위칭 트랜지스터(Tsw) 각각이 전달하는 데이터 신호에 대응하여 복수의 유기 발광 소자(610) 각각에 고전위 전압을 공급하는 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극은 스위칭 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극과 연결되어 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 턴온됨에 따라 데이터 신호를 인가받을 수 있다. 구동 트랜지스터(Td)의 소스 전극은 고전위 전압 배선(VDDL)과 연결되어 고전위 전압을 인가받을 수 있다. 이때, 복수의 고전위 전압 배선(VDDL)은 복수의 구동 트랜지스터(Td) 각각과 연결되어 복수의 구동 트랜지스터(Td) 각각에 고전위 전압을 공급할 수 있다. 그리고, 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극은 유기 발광 소자(610)와 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)가 게이트 신호에 대응하여 턴온될 경우, 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 데이터 신호가 인가되고, 데이터 신호에 의하여 구동 트랜지스터(Td)는 턴온될 수 있다. 구동 트랜지스터(Td)가 턴온됨에 따라, 유기 발광 소자(610)에는 고전위 전압이 인가될 수 있다.
복수의 감지 트랜지스터(Ts)는 표시 장치(600)의 외부로부터 복수의 감지 트랜지스터(Ts)로 입사되는 광을 감지하여 신호를 발생시키는 트랜지스터를 의미한다. 감지 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극은 스토리지 전압 배선(SVL)과 연결된다. 스토리지 전압 배선(SVL)에는 감지 트랜지스터(Ts)를 턴오프시키는 전압이 인가될 수 있고, 감지 트랜지스터(Ts)는 턴오프될 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극은 구동 전압 배선(DVL)과 연결되어 구동 전압을 인가받을 수 있다. 그리고, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극은 제1 스토리지 커패시터(Cs1)와 연결된다.
복수의 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층에는 표시 장치(600)의 외부로부터 입사되는 광에 의한 광 전류가 흐를 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)는 스토리지 전압 배선(SVL)에 의하여 공급되는 전압에 의하여 턴오프된 상태를 유지하며, 액티브층에 흐르는 광에 의한 광 전류에 의하여 턴온(Turn On)될 수 있다. 액티브층에 광 전류가 흘러 감지 트랜지스터(Ts)가 턴온될 경우, 감지 트랜지스터(Ts)의 소스 전극에 인가되는 구동 전압은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극으로 흐를 수 있다.
복수의 제1 스토리지 커패시터(Cs1)는 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 각각의 드레인 전극에 인가되는 전압을 저장하는 커패시터이다. 제1 스토리지 커패시터(Cs1)의 제1 전극은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극과 연결되어 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가되는 전압을 인가받을 수 있다. 제1 스토리지 커패시터(Cs1)의 제2 전극은 스토리지 전압 배선(SVL)에 연결된다.
복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 각각과 연결되어 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 각각에서 발생되는 광 감지 신호를 전달하는 트랜지스터이다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 게이트 전극(171)은 게이트 배선(GL)과 연결되어 게이트 신호를 인가받을 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 소스 전극(173)은 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극 및 제1 스토리지 커패시터(Cs1)의 제1 전극과 연결되어, 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가된 전압을 인가받을 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)의 드레인 전극(174)은 리드아웃 배선(ROL)에 연결되어 감지 트랜지스터(Ts)로부터 발생된 광을 감지한 신호를 리드아웃 배선(ROL)에 전달할 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 게이트 신호에 의하여 턴온될 수 있다. 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 게이트 신호에 대응하여 감지 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 인가된 광을 감지했다는 신호를 리드아웃 배선(ROL)에 전달할 수 있다. 리드아웃 배선(ROL)을 통하여 전달되는 감지 트랜지스터(Ts)의 광 감지 신호에 의하여 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역과 인접한 화소(PX)에는 영상이 표시될 수 있다.
감지 트랜지스터(Ts) 및 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 화소(PX) 사이에서 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 표시 영역(AA)의 복수의 화소(PX) 사이에는 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)가 배치될 수 있다. 이때, 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 화소(PX) 모두에 대응하여 배치되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 복수의 화소(PX) 중 일부 화소(PX)의 사이에 배치되며, 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 감지 트랜지스터(Ts) 및 복수의 리드아웃 트랜지스터(Tro)는 제1 방향을 따라 정의된 복수의 화소(PX) 중 5개의 화소(PX)가 배치된 거리와 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 장치(600)는 복수의 감지 트랜지스터(Ts)와 중첩되어 배치되며 복수의 홀을 포함하는 구조물을 포함할 수 있다. 이때, 구조물은 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역 전체에 중첩되어 배치될 수 있다. 구조물은 감지 트랜지스터(Ts)가 배치된 영역 전체에 배치될 수 있다. 따라서, 표시 장치(600)의 외부로부터 구조물을 통하여 표시 장치(600) 내부로 입사되는 광은 감지 트랜지스터(Ts)로 효과적으로 입사될 수 있다.
구조물은 슬릿 형상의 복수의 홀을 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 홀은 게이트 배선(GL)이 연장되는 제1 방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 복수의 홀은 제2 방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성될 수도 있다.
복수의 홀은 제1 홀 내지 제3 홀을 포함한다. 복수의 홀은 5개일 수 있으며, 제1 홀은 복수의 홀 중 가장 가운데 위치한다. 그리고, 제2 홀은 제1 홀의 양 측에 배치되며, 제3 홀은 복수의 홀 중 가장 외 측에 위치한다. 복수의 홀의 수는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 5개일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 5개보다 적거나 많을 수도 있다.
이때, 복수의 홀 중 하나의 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층 사이의 거리와 하나의 홀과 인접하는 다른 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층 사이의 거리의 차이, 즉, 인접한 두 홀로부터 액티브층까지의 경로차는, 특정 파장 대역의 광의 파장을 중간층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이때, 중간층은 구조물과 감지 트랜지스터(Ts) 사이에 배치된 층을 의미한다. 예를 들면, 중간층은 평탄화층을 포함할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 복수의 홀 중 제1 홀과 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층 사이의 거리와 제1 홀과 인접하는 제2 홀과 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층 사이의 거리의 차이는, 특정 파장 대역의 광의 파장을 구조물과 감지 트랜지스터(Ts) 사이에 배치된 평탄화층의 굴절률로 나눈 값은 자연수 배일 수 있다.
또한, 특정 파장 대역의 광은 표시 장치(600)의 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)로 입사되는 광 중 일부일 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(600)의 외부로부터 감지 트랜지스터(Ts)에 입사되는 광은 다양한 파장 대역에 대응하는 광일 수 있다. 이때, 특정 파장 대역의 광은 레이저일 수 있다. 레이저는 적색 광을 띄는 적색 레이저일 수 있으며, 청색 광을 띄는 청색 레이저일 수 있으며, 녹색 광을 띄는 녹색 레이저일 수 있다.
그리고, 복수의 홀 중 하나의 홀과 하나의 홀과 인접하는 다른 홀 사이의 거리는, 하나의 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층 사이의 거리와 다른 홀부터 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층 사이의 거리의 차이가 특정 파장 대역의 광의 파장을 평탄화층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다.
이를 일반화하면, 복수의 홀 중 제n 홀과 액티브층 사이의 거리와 제n-1 홀과 액티브층 사이의 거리의 차이, 즉, 경로차(dn - dn-1)는 특정 파장 대역의 광의 파장(λ)를 평탄화층의 굴절률(n0)로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 앞서 설명하였던 수학식 1과 같다.
또한, 복수의 홀 중 제n 홀과 제n-1 홀 사이의 거리, 제n 홀과 액티브층 사이의 거리 및 제n-1 홀과 액티브층 사이의 거리의 관계를 수식으로 표현하면 앞서 설명하였던 수학식 2와 같다.
그리고, 특정 파장 대역의 광은 구조물의 복수의 홀을 통과하며 보강 간섭될 수 있다. 복수의 홀을 통과한 광은 서로 동일한 위상을 가질 수 있고, 이에, 서로 보강 간섭될 수 있다. 예를 들면, 제1 홀과 액티브층 사이의 거리와 제2 홀과 액티브층 사이의 거리의 차이는 적색 레이저의 파장을 평탄화층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이 경우, 복수의 홀을 통하여 표시 장치(600)의 내부로 입사된 적색 레이저는 보강 간섭될 수 있다.
보강 간섭된 특정 파장 대역의 광의 진폭은 증가될 수 있다. 구체적으로, 복수의 홀의 수가 n 개일 경우, 특정 파장 대역의 광의 진폭은 n2배로 증가될 수 있다.
한편, 구조물은 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들며나, 구조물은 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물, 녹색 컬러 필터와 동일한 물질 이루어진 제2 구조물 및 청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제3 구조물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다
예를 들면, 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물은 표시 장치(600)의 외부로부터 제1 구조물을 통하여 표시 장치(600)의 내부로 입사되는 광 중 적색 광만을 통과시킬 수 있다. 이때, 제1 구조물이 포함하는 복수의 홀 사이의 간격은 적색 광이 보강 간섭될 수 있는 간격일 수 있다. 즉, 제1 홀과 액티브층 사이의 거리와 제2 홀과 액티브층 사이의 거리의 차이는 적색 광의 파장을 평탄화층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다. 이에, 복수의 홀을 통하여 표시 장치(600)의 내부로 입사된 광 중 적색 광만이 보강 간섭되어 그 진폭이 증가된다. 이와 동시에, 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 구조물을 통과하여 표시 장치(600)의 내부로 입사되는 광은 적색 광일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)는 복수의 홀을 포함한 구조물이 감지 트랜지스터(Ts)의 상부에서 감지 트랜지스터(Ts)와 중첩하여 배치됨으로써, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층에 입사되는 특정 파장 대역의 광을 보강 간섭시킬 수 있다. 예를 들면, 특정 파장 대역의 광은 적색 레이저일 수 있다. 구체적으로, 복수의 홀 중 인접하는 홀 사이의 거리는 적색 레이저가 보강 간섭될 수 있도록 설정될 수 있다. 이에, 복수의 홀 사이의 거리에 따라 액티브층에 입사되는 적색 레이저의 진폭은 증가될 수 있다. 따라서, 적색 레이저의 파장 대역을 제외한 파장 대역의 광에 의하여 감지 트랜지스터(Ts)는 쉽게 턴온되지 않을 수 있고, 적색 레이저에 의하여만 감지 트랜지스터(Ts)는 쉽고 효과적으로 턴온될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)는, 구조물이 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어짐으로써, 액티브층에 입사되는 광 중 컬러 필터가 투과시킬 수 있는 광의 세기를 증가시켜, 노이즈에 대응되는 광에 의한 액티브층에의 광 전류의 흐름을 억제할 수 있다. 예를 들면, 구조물은 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이에, 구조물을 투과하여 표시 장치(600) 내부로 입사되는 광은 적색 광일 수 있다. 이에, 감지 트랜지스터(Ts)의 액티브층에 입사되는 광 중, 적색 광을 제외한 광, 즉, 노이즈에 대응되는 광의 세기는 감소될 수 있다. 감지 트랜지스터(Ts)는 노이즈에 대응되는 광에 의하여 턴온되지 않을 수 있고, 적색 광에 의하여 효과적으로 턴온될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판, 표시 영역 중 복수의 화소 사이에 배치되는 감지 트랜지스터, 감지 트랜지스터 상에서 감지 트랜지스터와 중첩하여 배치되며, 복수의 홀을 포함하는 구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시 장치는, 감지 트랜지스터와 연결된 리드아웃(read out) 트랜지스터 및 리드아웃 트랜지스터 상에 배치되고, 표시 영역 중 복수의 화소 사이에서 구조물을 제외한 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 감지 트랜지스터와 리드아웃 트랜지스터는 복수의 화소 중 일부 화소 사이에서 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 복수의 화소 사이에서 제1 방향으로 연장하는 게이트 배선, 구동 전압 배선 및 스토리지 전압 배선, 복수의 화소 사이에서 제2 방향으로 연장하는 리드아웃 배선 및 감지 트랜지스터 및 리드아웃 트랜지스터와 연결된 제1 전극 및 스토리지 전압 배선과 연결된 제2 전극을 갖는 스토리지 커패시터를 더 포함하고, 감지 트랜지스터는 스토리지 전압 배선과 연결된 게이트 전극, 구동 전압 배선과 연결된 소스 전극 및 스토리지 커패시터의 제1 전극과 연결된 드레인 전극을 포함하고, 리드아웃 트랜지스터는 게이트 배선과 연결된 게이트 전극, 스토리지 커패시터의 제1 전극과 연결된 소스 전극 및 리드아웃 배선과 연결된 드레인 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 스토리지 전압 배선에는 감지 트랜지스터를 턴오프(turn off)시키기 위한 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 복수의 화소 사이에서 제2 방향으로 연장하는 데이터 배선, 데이터 배선 및 게이트 배선과 연결된 구동 트랜지스터 및 구동 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 화소 사이에서 제2 방향으로 연장하는 데이터 배선 및 고전위 전압 배선, 데이터 배선 및 게이트 배선과 연결된 스위칭 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터 및 고전위 전압 배선과 전기적으로 연결된 구동 트랜지스터 및 구동 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구조물은 감지 트랜지스터가 배치된 영역 전체와 중첩될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 복수의 화소에 대응하여 배치되는 컬러 필터를 더 포함하며, 구조물은 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 감지 트랜지스터와 구조물 사이에 배치되는 중간층을 더 포함하며, 복수의 홀 중 제1 홀과 감지 트랜지스터의 액티브층 사이의 거리와 제1 홀과 인접하는 제2 홀과 액티브층 사이의 거리의 차이는, 구조물로 입사하는 광의 파장을 중간층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구조물은 제1 구조물 및 제2 구조물을 포함하며, 제1 구조물이 포함하는 복수의 홀 중 인접한 홀 사이의 거리는, 제2 구조물이 포함하는 복수의 홀 중 인접한 홀 사이의 거리와 상이할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 중간층은, 액정층을 포함하며, 액정층의 굴절률은 1.55일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 중간층은, 액정층과 감지 트랜지스터 사이에 배치되는 제1 평탄화층 및 액정층과 구조물 사이에 배치되는 제2 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구조물 하부에서 구조물과 중첩하여 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판, 복수의 화소 중 일부 화소 사이에서 일정 간격으로 배치되는, 복수의 감지 트랜지스터와 복수의 리드아웃 트랜지스터 및 복수의 감지 트랜지스터 상에 배치되고, 복수의 홀을 포함하는 복수의 구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 일부 화소 사이에서 복수의 리드 트랜지스터와 중첩하도록 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는, 복수의 화소 사이에서 제1 방향으로 연장하는 복수의 게이트 배선, 복수의 구동 전압 배선 및 복수의 스토리지 전압 배선, 복수의 화소 사이에서 제2 방향으로 연장하는 복수의 리드아웃 배선 및 복수의 감지 트랜지스터 및 복수의 리드아웃 트랜지스터 각각과 연결된 제1 전극 및 복수의 스토리지 전압 배선 각각과 연결된 제2 전극을 갖는 복수의 스토리지 커패시터를 더 포함하고, 복수의 감지 트랜지스터 각각은, 복수의 스토리지 전압 배선 각각과 연결된 게이트 전극, 복수의 구동 전압 배선 각각과 연결된 소스 전극 및 복수의 스토리지 커패시터 각각의 제1 전극과 연결된 드레인 전극을 포함하고, 복수의 리드아웃 트랜지스터 각각은 복수의 게이트 배선 각각과 연결된 게이트 전극, 복수의 스토리지 커패시터 각각의 제1 전극과 연결된 소스 전극 및 복수의 리드아웃 배선 각각과 연결된 드레인 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 스토리지 전압 배선 각각에는 복수의 트랜지스터 각각은 턴오프시키기 위한 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 복수의 화소에 대응하여 배치되는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 더 포함하며, 복수의 구조물은, 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물, 녹색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제2 구조물 및 청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제3 구조물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 복수의 감지 트랜지스터 각각과 복수의 구조물 각각 사이에 배치되는 중간층을 더 포함하며, 복수의 홀 중 인접하는 제1 홀과 제2 홀 사이의 거리는, 제1 홀과 감지 트랜지스터의 액티브층 사이의 거리와 제2 홀과 액티브층 사이의 거리의 차이가 구조물로 입사하는 광의 파장을 중간층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 500, 600: 표시 장치
110: 제1 기판
111: 게이트 절연층
112: 제1 평탄화층
113: 액정층
114: 제2 평탄화층
115: 블랙 매트릭스
116: 제2 기판
120: 데이터 구동부
121: 베이스 필름
122: 구동 IC
130: 게이트 구동부
131: 베이스 필름
132: 구동 IC
150: 구조물
180: 화소 전극
590: 반사층
610: 유기 발광 소자
DL: 데이터 배선
ROL: 리드아웃 배선
GL: 게이트 배선
DVL: 구동 전압 배선
SVL: 스토리지 전압 배선
DLL: 데이터 링크 배선
ROLL: 리드아웃 링크 배선
GLL: 게이트 링크 배선
DVLL: 구동 전압 링크 배선
SVLL: 스토리지 전압 링크 배선
VDDL: 고전위 전압 배선
Td: 구동 트랜지스터
191: 구동 트랜지스터의 게이트 전극
193: 구동 트랜지스터의 소스 전극
194: 구동 트랜지스터의 드레인 전극
Ts: 감지 트랜지스터
141: 감지 트랜지스터의 게이트 전극
142: 감지 트랜지스터의 액티브층
143: 감지 트랜지스터의 소스 전극
144: 감지 트랜지스터의 드레인 전극
Cs: 스토리지 커패시터
161: 제1 전극
162: 제2 전극
Cs1: 제1 스토리지 커패시터
Cs2: 제2 스토리지 커패시터
Tro: 리드아웃 트랜지스터
171: 리드아웃 트랜지스터의 게이트 전극
172: 리드아웃 트랜지스터의 액티브층
173: 리드아웃 트랜지스터의 소스 전극
174: 리드아웃 트랜지스터의 드레인 전극
Tsw: 스위칭 트랜지스터
H1: 제1 홀
H2: 제2 홀
H3: 제3 홀
L1: 제1 광
L2: 제2 광
L3: 제3 광
AA: 표시 영역
NA: 비표시 영역
PX: 화소

Claims (20)

  1. 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 표시 영역 중 상기 복수의 화소 사이에 배치되는 감지 트랜지스터;
    상기 감지 트랜지스터 상에서 상기 감지 트랜지스터와 중첩하여 배치되며, 복수의 홀을 포함하는 구조물을 포함하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지 트랜지스터와 연결된 리드아웃(read out) 트랜지스터; 및
    상기 리드아웃 트랜지스터 상에 배치되고, 상기 표시 영역 중 상기 복수의 화소 사이에서 상기 구조물을 제외한 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지 트랜지스터와 상기 리드아웃 트랜지스터는 상기 복수의 화소 중 일부 화소 사이에서 일정한 간격으로 배치되는, 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 화소 사이에서 제1 방향으로 연장하는 게이트 배선, 구동 전압 배선 및 스토리지 전압 배선;
    상기 복수의 화소 사이에서 제2 방향으로 연장하는 리드아웃 배선; 및
    상기 감지 트랜지스터 및 상기 리드아웃 트랜지스터와 연결된 제1 전극 및 상기 스토리지 전압 배선과 연결된 제2 전극을 갖는 스토리지 커패시터를 더 포함하고,
    상기 감지 트랜지스터는 상기 스토리지 전압 배선과 연결된 게이트 전극, 상기 구동 전압 배선과 연결된 소스 전극 및 상기 스토리지 커패시터의 제1 전극과 연결된 드레인 전극을 포함하고,
    상기 리드아웃 트랜지스터는 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극, 상기 스토리지 커패시터의 제1 전극과 연결된 소스 전극 및 상기 리드아웃 배선과 연결된 드레인 전극을 포함하는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스토리지 전압 배선에는 상기 감지 트랜지스터를 턴오프(turn off)시키기 위한 전압이 인가되는, 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 화소 사이에서 상기 제2 방향으로 연장하는 데이터 배선;
    상기 데이터 배선 및 상기 게이트 배선과 연결된 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 더 포함하는, 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 화소 사이에서 상기 제2 방향으로 연장하는 데이터 배선 및 고전위 전압 배선;
    상기 데이터 배선 및 상기 게이트 배선과 연결된 스위칭 트랜지스터;
    상기 스위칭 트랜지스터 및 상기 고전위 전압 배선과 전기적으로 연결된 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자를 더 포함하는, 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구조물은 상기 감지 트랜지스터가 배치된 영역 전체와 중첩되는, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소에 대응하여 배치되는 컬러 필터를 더 포함하며,
    상기 구조물은 상기 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 감지 트랜지스터와 상기 구조물 사이에 배치되는 중간층을 더 포함하며,
    상기 복수의 홀 중 제1 홀과 상기 감지 트랜지스터의 액티브층 사이의 거리와 상기 제1 홀과 인접하는 제2 홀과 상기 액티브층 사이의 거리의 차이는, 상기 구조물로 입사하는 광의 파장을 상기 중간층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배인, 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구조물은 제1 구조물 및 제2 구조물을 포함하며,
    상기 제1 구조물이 포함하는 복수의 홀 중 인접한 홀 사이의 거리는, 상기 제2 구조물이 포함하는 복수의 홀 중 인접한 홀 사이의 거리와 상이한, 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 중간층은, 액정층을 포함하며, 상기 액정층의 굴절률은 1.55인, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중간층은, 상기 액정층과 상기 감지 트랜지스터 사이에 배치되는 제1 평탄화층 및 상기 액정층과 상기 구조물 사이에 배치되는 제2 평탄화층을 더 포함하는, 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 구조물 하부에서 상기 구조물과 중첩하여 배치되는 반사층을 더 포함하는, 표시 장치.
  15. 복수의 화소가 정의되는 표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 복수의 화소 중 일부 화소 사이에서 일정 간격으로 배치되는, 복수의 감지 트랜지스터와 복수의 리드아웃 트랜지스터; 및
    상기 복수의 감지 트랜지스터 상에 배치되고, 복수의 홀을 포함하는 복수의 구조물을 포함하는, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 일부 화소 사이에서 상기 복수의 리드아웃 트랜지스터와 중첩하도록 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는, 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 화소 사이에서 제1 방향으로 연장하는 복수의 게이트 배선, 복수의 구동 전압 배선 및 복수의 스토리지 전압 배선;
    상기 복수의 화소 사이에서 제2 방향으로 연장하는 복수의 리드아웃 배선; 및
    상기 복수의 감지 트랜지스터 및 상기 복수의 리드아웃 트랜지스터 각각과 연결된 제1 전극 및 상기 복수의 스토리지 전압 배선 각각과 연결된 제2 전극을 갖는 복수의 스토리지 커패시터를 더 포함하고,
    상기 복수의 감지 트랜지스터 각각은, 상기 복수의 스토리지 전압 배선 각각과 연결된 게이트 전극, 상기 복수의 구동 전압 배선 각각과 연결된 소스 전극 및 상기 복수의 스토리지 커패시터 각각의 제1 전극과 연결된 드레인 전극을 포함하고,
    상기 복수의 리드아웃 트랜지스터 각각은 상기 복수의 게이트 배선 각각과 연결된 게이트 전극, 상기 복수의 스토리지 커패시터 각각의 제1 전극과 연결된 소스 전극 및 상기 복수의 리드아웃 배선 각각과 연결된 드레인 전극을 포함하는, 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 스토리지 전압 배선 각각에는 상기 복수의 트랜지스터 각각은 턴오프시키기 위한 전압이 인가되는, 표시 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 화소에 대응하여 배치되는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 더 포함하며,
    상기 복수의 구조물은, 상기 적색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제1 구조물, 상기 녹색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제2 구조물 및 상기 청색 컬러 필터와 동일한 물질로 이루어진 제3 구조물 중 적어도 하나를 포함하는, 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 감지 트랜지스터 각각과 상기 복수의 구조물 각각 사이에 배치되는 중간층을 더 포함하며,
    상기 복수의 홀 중 인접하는 제1 홀과 제2 홀 사이의 거리는,
    상기 제1 홀과 상기 감지 트랜지스터의 액티브층 사이의 거리와 상기 제2 홀과 상기 액티브층 사이의 거리의 차이가 상기 구조물로 입사하는 광의 파장을 상기 중간층의 굴절률로 나눈 값의 자연수 배가 되도록 설정되는, 표시 장치.
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