KR20230171053A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230171053A
KR20230171053A KR1020220070505A KR20220070505A KR20230171053A KR 20230171053 A KR20230171053 A KR 20230171053A KR 1020220070505 A KR1020220070505 A KR 1020220070505A KR 20220070505 A KR20220070505 A KR 20220070505A KR 20230171053 A KR20230171053 A KR 20230171053A
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KR
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display
detection
sensing
light
scan
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KR1020220070505A
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English (en)
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김철
조강빈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

사용자의 혈압을 검출할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널의 표시 영역에 배열된 표시 화소들, 상기 표시 화소들과 교번해서 상기 표시 영역에 배열된 광 감지 화소들, 서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인 단위로 구분되어, 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들에 연결된 광 감지 스캔 배선들, 1수평 라인별 표시 스캔 배선들을 통해 1수평 라인 분씩의 표시 화소들에 순차적으로 표시 스캔 신호들을 공급하는 표시 스캔 구동부, 상기 광 감지 화소들을 통해 입력되는 광 감지 신호들을 이용하여 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 검출 회로, 및 상기 표시 스캔 배선들에 상기 표시 스캔 신호들이 공급되는 타이밍과 상기 광 감지 스캔 배선들에 감지 스캔 신호들이 공급되는 타이밍을 제어하는 표시 구동 회로를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC, 내비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다. 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 표시 장치의 경우, 영상 촬영, 지문 인식, 안면 인식 등의 다양한 기능이 함께 갖춰진다.
최근에는 헬스케어 산업이 각광을 받으면서, 보다 간편하게 건강에 관한 생체 정보를 취득하기 위한 방법들이 개발되고 있다. 예를 들어, 오실로메트릭 방식의 전통적인 혈압 측정 장치를 휴대용 혈압 측정 장치로 만들려는 등의 시도가 이루어지고 있다.
하지만, 휴대용 혈압 측정 장치는 그 자체로 독립된 광원, 센서, 및 디스플레이를 필요로 하며, 휴대용 스마트폰이나 태블릿 PC 외에 별도로 휴대하여야 하는 불편함이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 영상 표시 패널을 이용해서 광용적맥파(Photoplethysmography) 신호를 검출하고, 사용자의 혈압을 측정할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 영상 표시 패널의 구동 주파수와 동일하거나 유사하게 고속으로 광 감지 신호들을 검출하며, 광 감지 신호들의 검출 속도나 주파수에 따른 오류 없이 광 감지 신호들에 따른 맥파 신호들을 검출할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널의 표시 영역에 배열된 표시 화소들, 상기 표시 화소들과 교번해서 상기 표시 영역에 배열된 광 감지 화소들, 서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인 단위로 구분되어, 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들에 연결된 광 감지 스캔 배선들, 1수평 라인별 표시 스캔 배선들을 통해 1수평 라인 분씩의 표시 화소들에 순차적으로 표시 스캔 신호들을 공급하는 표시 스캔 구동부, 상기 광 감지 화소들을 통해 입력되는 광 감지 신호들을 이용하여 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 검출 회로, 및 상기 표시 스캔 배선들에 상기 표시 스캔 신호들이 공급되는 타이밍과 상기 광 감지 스캔 배선들에 감지 스캔 신호들이 공급되는 타이밍을 제어하는 표시 구동 회로를 포함한다.
상기 표시 스캔 구동부는 상기 표시 스캔 신호들 중 2i - j 번째의 표시 스캔 신호들을 상기 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들과 연결된 상기 광 감지 스캔 배선들로 공급하고, 상기 광 감지 화소들은 상기 2i - j 번째의 표시 스캔 신호들에 응답하여 상기 광 감지 신호를 출력하며, 상기 i는 양의 정수이고 상기 j는 i와 동일하거나 서로 다른 양의 정수일 수 있다.
상기 표시 화소들은 발광 소자, 및 상기 발광 소자와 연결된 화소 구동부를 포함하고, 상기 광 감지 화소들은 광 감지 소자, 및 상기 광 감지 소자와 연결된 감지 구동부를 각각 포함하며, 상기 화소 구동부는 상기 표시 스캔 배선들을 통해 상기 순차적으로 공급되는 상기 표시 스캔 신호들 중 i번째의 표시 스캔 신호들을 공급받고, 상기 감지 구동부는 상기 2i - j 번째의 표시 스캔 신호들을 공급받아서 상기 광 감지 신호를 상기 혈압 검출 회로로 출력한다.
상기 표시 영역의 표시 화소들 중 적색, 녹색, 청색 표시 화소들과 하나씩의 감지 화소들이 각각의 단위 화소를 이루며, 상기 적색, 녹색, 청색 표시 화소와 상기 하나씩의 광 감지 화소들은 상기 표시 영역의 제1 및 제2 방향을 따라 수평 또는 수직 스트라이프 형태로 교번해서 배열될 수 있다.
상기 표시 구동 회로로부터의 광 감지 제어 신호에 응답하여 1수평 라인 분씩의 감지 스캔 신호들을 순차적으로 생성하고, 상기 감지 스캔 신호들 중 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들을 상기 광 감지 스캔 배선들에 순차적으로 공급하는 광 감지 구동부를 더 포함하며, 상기 표시 스캔 구동부는 상기 표시 구동 회로로부터의 기입 제어 신호에 응답해서 상기 1수평 라인 분씩의 표시 화소들에 순차적으로 표시 스캔 신호들을 공급할 수 있다.
상기 광 감지 화소들은 광 감지 소자, 및 상기 광 감지 소자와 연결된 감지 구동부를 각각 포함하며, 상기 감지 구동부는 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들을 공급받아서 상기 광 감지 신호를 상기 혈압 검출 회로로 출력할 수 있다.
상기 표시 패널의 전면부에 배치되어 사용자의 신체 부위에 의해 가압되는 압력을 감지하고 압력 감지 신호를 출력하는 압력 감지부, 상기 압력 감지부의 전면부에 배치되어 사용자의 터치를 감지하고 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지부, 및 상기 압력 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따른 압력 데이터 및 압력 감지 좌표 데이터를 생성하고, 상기 터치 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따라 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 생성하는 터치 구동부를 포함할 수 있다.
상기 표시 구동 회로는 상기 터치 좌표 데이터에 기초해서 상기 신체 부위가 터치된 터치 영역을 검출 및 설정하며, 혈압 감지를 위해 미리 설정된 계조 데이터들을 상기 터치 영역의 위치 맞게 정렬해서 데이터 구동부로 공급하고, 상기 기입 제어 신호를 상기 표시 스캔 구동부로 공급하여 상기 터치 영역의 표시 화소들이 발광되도록 제어하며, 상기 광 감지 제어 신호를 상기 광 감지 구동부로 공급하여 상기 광 감지 화소들에 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들이 순차적으로 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 표시 구동 회로는 상기 터치 영역에 대한 좌표 정보를 상기 혈압 검출 회로로 공급하고, 상기 혈압 검출 회로는 상기 터치 영역에 대한 좌표 정보에 기초해서 상기 터치 영역과 대응되는 각각의 감지 구동부를 통해 상기 광 감지 신호들을 입력받고 사용자의 맥파 신호와 혈압을 검출한다.
상기 표시 패널은 서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인 단위로 구분되어, 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들에 연결된 감지 리셋 배선들을 더 포함하며, 상기 광 감지 구동부는 상기 표시 구동 회로로부터의 광 감지 제어 신호에 응답하여 1수평 라인 분씩의 감지 리셋 신호들을 순차적으로 생성하고, 상기 감지 리셋 신호들 중 2i - j 번째의 감지 리셋 신호들을 감지 리셋 배선들에 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 광 감지 화소들은 광 감지 소자, 및 상기 광 감지 소자와 연결된 감지 구동부를 각각 포함하며, 상기 감지 구동부는 상기 2i - j 번째의 감지 리셋 신호들에 응답해서 리셋 되고, 리셋 이후에 공급되는 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들에 응답해서 상기 광 감지 신호를 상기 혈압 검출 회로로 출력할 수 있다.
상기 광 감지 스캔 배선들, 및 상기 감지 리셋 배선들 각각은 각각 복수의 라인으로 분기되어 상기 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 광 감지 화소들은 상기 표시 영역에 배열된 상기 감지 리셋 배선들 중 하나의 감지 리셋 배선, 상기 광 감지 스캔 배선들 중 하나의 광 감지 스캔 배선, 및 감지 배선들 중 하나의 감지 배선에 각각 전기적으로 접속되어, 상기 감지 리셋 배선으로부터의 감지 리셋 신호에 의해 리셋되며, 상기 광 감지 스캔 배선으로부터의 감지 스캔 신호에 응답해서 상기 광 감지 신호를 각각의 상기 감지 배선으로 전송할 수 있다.
상기 광 감지 화소들은 광 감지 소자를 포함하는 광 감지부, 및 제1 내지 제3 감지 트랜지스터와 감지 커패시터를 포함하는 감지 구동부를 포함하며, 상기 감지 커패시터는 상기 광 감지 소자와 병렬 구조로 연결될 수 있다.
상기 제1 감지 트랜지스터는 상기 광 감지 소자 및 상기 감지 커패시터의 전압에 따라 광 감지 전류가 상기 제2 감지 트랜지스터로 흐르도록 하고, 상기 제3 감지 트랜지스터는 상기 2i - j 번째의 감지 리셋 신호들에 응답해서 상기 광 감지 소자에 리셋 전압을 공급하며, 상기 제2 감지 트랜지스터는 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들에 응답해서 상기 광 감지 소자의 상기 광 감지 신호를 감지 배선으로 출력할 수 있다.
상기 광 감지 화소들이 각각의 상기 광 감지 스캔 배선을 통해 동일한 상기 감지 스캔 신호를 입력받을 수 있도록 설정되는 수평 라인의 수는 상기 혈압 검출 회로의 맥파 신호 검출 및 변환 기간 대비 1수평 라인별 상기 광 감지 화소들의 구동 기간 비율에 따라 미리 설정될 수 있다.
상기 표시 패널의 전면부에 배치되어 사용자의 신체 부위에 의해 가압되는 압력을 감지하고 압력 감지 신호를 출력하는 압력 감지부, 상기 압력 감지부의 전면부에 배치되어 사용자의 터치를 감지하고 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지부, 및 상기 압력 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따른 압력 데이터 및 압력 감지 좌표 데이터를 생성하고, 상기 터치 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따라 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 생성하는 터치 구동부를 포함할 수 있다.
상기 표시 구동 회로는 상기 터치 좌표 데이터에 기초해서 상기 신체 부위가 터치된 터치 영역을 검출 및 설정하며, 혈압 감지를 위해 미리 설정된 계조 데이터들을 상기 터치 영역의 위치 맞게 정렬해서 데이터 구동부로 공급하고, 상기 기입 제어 신호를 상기 표시 스캔 구동부로 공급하여 상기 터치 영역의 표시 화소들이 발광되도록 제어하며, 상기 광 감지 제어 신호를 상기 광 감지 구동부로 공급하여 상기 광 감지 화소들에 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들이 순차적으로 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 표시 구동 회로는 상기 터치 영역에 대한 좌표 정보를 상기 혈압 검출 회로로 공급하고, 상기 혈압 검출 회로는 상기 터치 영역에 대한 좌표 정보에 기초해서 상기 터치 영역과 대응되는 각각의 감지 구동부를 통해 상기 광 감지 신호들을 입력받고 사용자의 맥파 신호와 혈압을 검출할 수 있다.
상기 광 감지 스캔 배선들이 각각 연결되는 서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인의 연결 수는 상기 혈압 검출 회로의 맥파 신호 검출 기간 대비 1수평 라인별 광 감지 화소들의 광 감지 구동 기간 비율에 따라 미리 설정될 수 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 영상 표시 화소에서 발광된 광이 사용자의 손가락 등 특정 신체 부위에 의해 반사되면, 반사된 광을 표시 패널의 광 감지 화소로 감지하여 사용자의 혈압을 검출할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 표시 패널을 이용해서 사용자의 혈압을 검출할 수 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 영상 표시 패널의 구동 주파수와 동일하거나 유사하게 100Hz 이상으로 주파수 속도로 광 감지 신호들을 검출함으로써, 광 감지 신호들의 검출 파형 왜곡을 방지할 수 있다. 또한, 광 감지 신호들의 검출 속도나 검출 주파수에 따른 오류 없이 광 감지 신호들에 따른 맥파 신호들을 정확하게 검출함으로써, 혈압 검출 기능에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널과 표시 구동 회로의 배치 구조를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 장치의 구성을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 표시 기입 배선들과 광 감지 화소들의 접속 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소를 보여주는 회로도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 혈압 검출 회로의 맥파 신호 변환부를 보여주는 회로도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 스캔 구동부를 보여주는 예시 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소에 입력되는 스캔 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 영역을 보여주는 레이아웃 도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 혈압 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 혈압 검출 기간의 영상 표시 화면을 보여주는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 혈압 검출 회로의 혈압 산출 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널과 표시 구동 회로의 배치 구조를 보여주는 평면도이다.
도 15는 도 14의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 16은 도 15에 도시된 표시 패널의 광 감지 스캔 배선들과 광 감지 화소들의 접속 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 광 감지 구동부를 보여주는 예시 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소에 입력되는 스캔 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 20은 도 19에 도시된 광 감지 화소들에 연결되는 광 감지 스캔 배선들과 감지 리셋 배선들의 연결 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소를 보여주는 회로도이다.
도 22는 도 21에 도시된 표시 화소와 광 감지 화소에 입력되는 스캔 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널과 표시 구동 회로의 배치 구조를 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 3은 도 1에 도시된 표시 장치의 구성을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기에 적용될 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 또는 사물 인터넷(internet of things, IOT)의 표시부로 적용될 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 적용될 수 있다. 또는, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 자동차의 계기판, 자동차의 센터페시아(center fascia), 자동차의 대쉬 보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드미러를 대신하는 룸미러 디스플레이(room mirror display), 또는 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로서 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이에 적용될 수 있다.
표시 장치(10)는 유기 발광 다이오드를 이용하는 유기 발광 표시 장치, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 표시 장치, 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 표시 장치, 및 초소형 발광 다이오드(micro or nano light emitting diode(micro LED or nano LED))를 이용하는 초소형 발광 표시 장치와 같은 발광 표시 장치일 수 있다. 이하에서는, 표시 장치(10)가 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동 회로(200), 터치 감지부(TSU), 압력 감지부(PSU), 회로 보드(300), 혈압 검출 회로(400), 및 터치 구동부(500)를 포함한다.
표시 패널(100)은 제1 방향(DR1)의 단변과 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태로 형성될 수 있다. 제1 방향(DR1)의 단변과 제2 방향(DR2)의 장변이 만나는 코너(corner)는 직각으로 형성되거나 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성될 수 있다. 표시 패널(100)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 표시 패널(100)은 평탄하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 좌우측 끝단에 형성되며, 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 갖는 곡면부를 포함할 수 있다. 이외에, 표시 패널(100)은 구부러지거나, 휘어지거나, 벤딩되거나, 접히거나, 말릴 수 있도록 유연하게 형성될 수 있다.
표시 패널(100)의 기판(SUB)은 메인 영역(MA)과 서브 영역(SBA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)에 이웃하여 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(100)의 가장자리 영역일 수 있다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 표시 화소들과, 손가락 등 사용자의 신체 부위에서 반사된 광을 감지하는 광 감지 화소들을 포함한다. 표시 영역(DA)은 메인 영역(MA)의 대부분의 영역을 차지할 수 있다. 표시 영역(DA)은 메인 영역(MA)의 중앙에 배치될 수 있다.
표시 영역(DA)은 광 감지 화소들이 배치되지 않고 표시 화소들만 배치된 영상 표시 영역, 및 표시 화소들과 광 감지 화소들이 모두 배치된 혈압 검출 영역으로 구분될 수도 있다. 다시 말해, 광 감지 화소들은 표시 패널(100)의 전체 표시 영역(DA) 중 미리 설정된 일부의 혈압 감지 영역에만 표시 화소들과 함께 배치될 수도 있다. 그러나, 이하에서는 표시 영역(DA)의 전체 영역에 표시 화소들과 광 감지 화소들이 같이 교번적으로 배열된 예를 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 제2 방향(DR2)으로 돌출될 수 있다. 서브 영역(SBA)의 제2 방향(DR2)의 길이는 메인 영역(MA)의 제2 방향(DR2)의 길이보다 작을 수 있다. 서브 영역(SBA)의 제1 방향(DR1)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(DR1)의 길이보다 작거나 메인 영역(MA)의 제1 방향(DR1)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.
서브 영역(SBA)은 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 및 벤딩 영역(BA)을 포함할 수 있다.
제1 영역(A1)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 제2 방향(DR2)으로 돌출된 영역이다. 제1 영역(A1)의 일 측은 메인 영역(MA)의 비표시 영역(NDA)과 접하며, 제1 영역(A1)의 타 측은 벤딩 영역(BA)에 접할 수 있다.
제2 영역(A2)은 패드(DP)들과 표시 구동 회로(200)가 배치되는 영역이다. 표시 구동 회로(200)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)과 같은 도전성 접착 부재를 이용하여 제2 영역(A2)의 구동 패드들에 부착될 수 있다. 회로 보드(300)는 도전성 접착 부재를 이용하여 제2 영역(A2)의 패드(DP)들에 부착될 수 있다. 제2 영역(A2)의 일 측은 벤딩 영역(BA)과 접할 수 있다.
벤딩 영역(BA)은 구부러지는 영역이다. 벤딩 영역(BA)이 구부러지는 경우, 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 하부와 메인 영역(MA)의 하부에 배치될 수 있다. 벤딩 영역(BA)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 사이에 배치될 수 있다. 벤딩 영역(BA)의 일 측은 제1 영역(A1)과 접하며, 벤딩 영역(BA)의 타 측은 제2 영역(A2)과 접할 수 있다.
도 3으로 도시된 바와 같이, 서브 영역(SBA)은 구부러질 수 있으며, 이 경우 메인 영역(MA)의 하부에 배치될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 제3 방향(DR3)에서 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다.
표시 패널(100)의 전면부에는 손가락 등 신체 부위에 의해 가압되는 압력을 감지하는 압력 감지부(PSU)가 배치될 수 있다. 압력 감지부(PSU)는 복수의 투명성 전극이 수직 및 수평 방향으로 배열된 투명성 시트 타입으로 형성되어, 메인 영역(MA)의 전면에 배치될 수 있다.
표시 영역(DA)을 비롯한 압력 감지부(PSU)의 전면부에는 손가락 등의 신체 부위를 감지하는 터치 감지부(TSU)가 배치될 수 있다. 터치 감지부(TSU)는 복수의 터치 전극을 포함하여 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 감지부(TSU)는 제1 및 제2 방향(DR1,DR2)으로 서로 교차하도록 배열된 복수의 터치 전극을 포함한다. 구체적으로, 복수의 터치 전극은 제1 방향(DR1)으로 나란하게 이격된 상태로 배열된 복수의 구동 전극, 및 유기 물질층이나 무기 물질층을 사이에 두고 복수의 구동 전극과 교차하도록 제2 방향(DR2)으로 나란하게 이격되어 배열된 복수의 감지 전극을 포함한다. 복수의 구동 전극과 감지 전극들은 표시 영역(DA)에 배열된 각각의 표시 화소(SPX) 및 광 감지 화소(LSP)들과 중첩되지 않도록 표시 화소들 및 광 감지 화소들 사이의 배선 영역(또는, 배선이 형성된 영상 비표시 영역)에 연장되도록 형성될 수 있다. 이러한 복수의 구동 전극과 감지 전극들은 상호 정전 용량을 형성하여, 사용자 터치에 따라 가변되는 터치 감지 신호들을 터치 구동부(500)로 전송한다.
터치 구동부(500)는 복수의 구동 전극에 각각 터치 구동 신호들을 공급할 수 있고, 복수의 감지 전극(RE)으로부터는 터치 감지 신호들을 각각 수신할 수 있다. 터치 구동부(500)는 터치 감지 신호의 크기 변화에 따라 복수의 구동 전극(TE) 및 복수의 감지 전극(RE) 간의 상호 정전 용량 변화를 감지할 수 있다. 그리고, 상호 정전 용량 변화에 따른 터치 데이터와 터치 감지된 위치의 좌표 데이터 등을 표시 구동 회로(200)로 공급할 수 있다.
압력 감지부(PSU)는 제1 및 제2 방향(DR1,DR2)으로 서로 교차하도록 배열된 복수의 압력 감지 전극을 포함한다. 구체적으로, 복수의 압력 감지 전극은 제1 방향(DR1)으로 나란하게 이격되어 배열된 복수의 하부 전극, 및 투명성 무기(또는, 유기) 물질 층을 사이에 두고 복수의 하부 전극과 교차하도록 제2 방향(DR2)으로 나란하게 이격되어 배열된 복수의 상부 전극을 포함한다. 복수의 하부 전극과 상부 전극들은 표시 영역(DA)에 배열된 각각의 표시 화소 및 광 감지 화소들과 중첩되지 않도록 표시 화소들 및 광 감지 화소들 사이의 배선 영역(또는, 배선이 형성된 영상 비표시 영역)에 연장되도록 형성될 수 있다. 이러한 복수의 하부 전극과 상부 전극들은 투명성 무기(또는, 유기) 물질 층을 사이에 두고 자기 정전 용량을 형성하여, 사용자의 터치 압력에 따라 가변되는 압력 감지 신호들을 터치 구동부(500)로 전송한다.
터치 구동부(500)는 복수의 하부 전극이나 상부 전극으로부터 압력 감지 신호들을 수신하고, 압력 감지 신호들을 통해 자기 정전 용량 변화를 감지할 수 있다. 이에 따라, 터치 구동부(500)는 자기 정전 용량 변화량에 따른 압력 데이터와 압력 감지된 위치의 감지 좌표 데이터 등을 표시 구동 회로(200)로 공급할 수 있다.
회로 보드(300)는 서브 영역(SBA)의 일 단에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드(300)는 표시 패널(100) 및 표시 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 표시 패널(100)과 표시 구동 회로(200)는 회로 보드(300)를 통해 디지털 비디오 데이터, 타이밍 신호들, 및 구동 전압들을 입력받을 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩 온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 디지털 데이터와 전기적인 제어 신호들을 생성할 수 있다. 표시 구동 회로(200)를 비롯한 혈압 검출 회로(400), 및 터치 구동부(500) 각각은 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성될 수 있다. 표시 구동 회로(200), 혈압 검출 회로(400), 및 터치 구동부(500) 각각은 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(100)이나 회로 보드(300) 상에 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)를 비롯한 혈압 검출 회로(400), 및 터치 구동부(500)는 COF(chip on film) 방식으로 회로 보드(300) 상에 부착될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 표시 스캔 구동부(110), 표시 구동 회로(200), 및 혈압 검출 회로(400)와 함께 전원 공급부(미도시) 등을 더 포함한다. 여기서, 표시 구동 회로(200)는 데이터 구동부(210)와 타이밍 제어부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(200), 데이터 구동부(210), 표시 스캔 구동부(110)는 모두 일체로 형성된 원-칩(1-chip) 타입으로 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(100)은 표시 영역(DA)에 배치되는 표시 화소(SPX)들, 광 감지 화소(LSP)들, 표시 기입 배선(GWL)들, 표시 초기화 배선(GIL)들, 표시 제어 배선(GCL)들, 발광 배선(EL)들, 데이터 배선(DL)들, 광 감지 배선(RL)들을 포함할 수 있다. 표시 스캔 구동부(110)는 비표시 영역(NDA)에 배치된다.
표시 기입 배선(GWL)들, 표시 초기화 배선(GIL)들, 표시 제어 배선(GCL)들, 발광 배선(EL)들, 및 표시 기입 배선(GWL)들은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 데이터 배선(DL)들과 광 감지 배선(RL)들은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다.
표시 화소(SPX)들과 광 감지 화소(LSP)들은 표시 영역(DA)에서 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 일 예로, 적색, 녹색, 청색 광을 각각 표시하는 3개의 표시 화소(SPX)와 하나의 광 감지 화소(LSP)가 하나씩의 단위 화소를 이룰 수 있다. 각각의 단위 화소를 이루는 적색, 녹색, 청색의 표시 화소(SPX)들과 광 감지 화소(LSP)는 수평 또는 수직 스트라이프 형태로 교번해서 배열될 수 있다. 적색, 녹색, 청색의 표시 화소(SPX)들 각각은 표시 기입 배선(GWL)들 중 어느 하나, 표시 초기화 배선(GIL)들 중 어느 하나, 표시 제어 배선(GCL)들 중 어느 하나, 및 발광 배선(EL)들 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 각각의 표시 화소(SPX)들은 표시 기입 배선(GWL)의 표시 스캔 신호, 표시 초기화 배선(GIL)의 표시 초기화 신호, 표시 제어 배선(GCL)의 표시 제어 신호, 및 발광 배선(EL)의 발광 신호에 따라 데이터 배선(DL)의 데이터 전압을 공급받고, 데이터 전압에 따라 구동 전류를 발광 소자에 공급하여 광을 발광할 수 있다.
광 감지 화소(LSP)들은 적색, 녹색, 청색의 표시 화소(SPX)들과 교번해서 수직 또는 수평 방향으로 배열될 수 있다. 이러한 각각의 광 감지 화소(LSP)들은 표시 기입 배선(GWL) 중 어느 하나와 광 감지 배선(RL)들 중 어느 하나씩과 연결된다. 각각의 광 감지 화소(LSP)들은 표시 기입 배선(GWL)으로부터의 표시 스캔 신호에 응답해서 전면의 반사 광량에 따른 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)으로 전송한다.
표시 스캔 구동부(110)는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 표시 스캔 구동부(110)는 표시 패널(100)의 일 측(예를 들어, 좌측)에 배치된 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 스캔 구동부(110)는 표시 패널(100)의 양 측(예를 들어, 좌우측)에 배치될 수 있다. 표시 스캔 구동부(110)는 스캔 팬 아웃 배선들을 통해 표시 구동 회로(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 표시 스캔 구동부(110)는 표시 구동 회로(200)로부터 기입 제어 신호(WCS)를 입력받고, 기입 제어 신호(WCS)에 따라 표시 스캔 신호들을 생성하여 표시 기입 배선(GWL)들에 출력할 수 있다.
구체적으로, 표시 스캔 구동부(110)는 표시 기입 배선(GWL)들, 표시 초기화 배선(GIL)들, 표시 제어 배선(GCL)들, 및 발광 배선(EL)들에 연결될 수 있다. 표시 스캔 구동부(110)는 표시 기입 배선(GWL)들에 인가되는 표시 스캔 신호들, 표시 초기화 배선(GIL)들에 인가되는 표시 초기화 신호들, 및 표시 제어 배선(GCL)들에 인가되는 표시 제어 신호들을 출력하는 표시 신호 출력부와 발광 배선(EL)들에 인가되는 발광 신호들을 출력하는 발광 신호 출력부를 포함할 수 있다.
표시 스캔 구동부(110)는 타이밍 제어부(220)로부터 기입 제어 신호(WCS), 초기화 제어 신호(ICS), 기입 제어 신호(CCS), 및 발광 제어 신호(ECS)를 입력받을 수 있다. 표시 스캔 구동부(110)의 표시 신호 출력부는 감지 제어 신호(SCS)에 따라 표시 스캔 신호들을 생성하여 표시 기입 배선(GWL)들에 출력할 수 있다. 또한, 표시 스캔 구동부(110)의 표시 신호 출력부는 초기화 제어 신호(ICS)에 따라 표시 초기화 신호들을 생성하여 표시 초기화 배선(GIL)들에 출력할 수 있다. 또한, 표시 스캔 구동부(110)의 표시 신호 출력부는 기입 제어 신호(CCS)에 따라 표시 제어 신호들을 생성하여 표시 제어 배선(GCL)들에 출력할 수 있다. 나아가, 표시 스캔 구동부(110)의 발광 신호 출력부는 발광 제어 신호(ECS)에 따라 표시 발광 신호들을 생성하여 표시 발광 배선(EL)들에 출력할 수 있다.
데이터 구동부(210)는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 데이터 전압들로 변환하여 데이터 배선(DL)들에 출력한다. 데이터 구동부(210)는 표시 스캔 신호들에 동기화하여 데이터 전압들을 출력할 수 있다. 그러므로, 표시 스캔 구동부(110)의 표시 스캔 신호들에 의해 표시 화소(SPX)들이 선택되며, 선택된 표시 화소(SPX)들 각각에 데이터 전압이 공급될 수 있다.
타이밍 제어부(220)는 외부의 그래픽 장치로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들을 입력받는다. 예를 들어, 외부의 그래픽 장치는 컴퓨터의 그래픽 카드, 셋 톱 박스 등일 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
타이밍 제어부(220)는 타이밍 신호들에 따라 표시 스캔 구동부(110)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 기입 제어 신호(WCS), 초기화 제어 신호(ICS), 감지 제어 신호(SCS), 및 발광 제어 신호(ECS)를 생성할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(220)는 타이밍 신호들에 따라 데이터 구동부(210)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다.
타이밍 제어부(220)는 기입 제어 신호(WCS), 초기화 제어 신호(ICS), 감지 제어 신호(SCS), 및 발광 제어 신호(ECS)를 표시 스캔 구동부(110)로 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(220)는 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(210)로 출력한다.
한편, 타이밍 제어부(220)는 터치 구동부(500)로부터 터치 데이터를 수신하여 사용자의 터치 좌표를 판단한 후, 터치 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 사용자의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 애플리케이션을 실행할 수 있다. 또 다른 예로, 타이밍 제어부(220)는 터치 구동부(500)로부터 압력 감지 데이터를 수신하여, 압력 감지 좌표를 판단한 후, 압력 감지 좌표에 따른 디지털 비디오 데이터를 생성하거나, 압력 감지 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 애플리케이션을 실행할 수 있다. 특히, 타이밍 제어부(220)는 압력 감지부(PSU)로부터 압력 감지 데이터를 분석하여 사용자의 압력을 실시간으로 검출하고, 사용자의 압력 검출 결과를 미리 설정된 압력 표시 이미지로 표시할 수 있다.
혈압 검출 회로(400)는 광 감지 배선(RL)들 중 적어도 하나의 광 감지 배선(RL)을 통해 입력되는 광 감지 신호를 수신한다. 그리고, 광 감지 신호를 이용해서 심장 박동에 따른 혈액 변화를 반영한 맥파 신호를 산출함으로써, 맥파 신호의 크기 및 변화 주기 등에 따라 사용자의 혈압을 측정할 수 있다. 혈압 검출 회로(400)의 혈압 측정 방법에 대해서는 이후에 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 표시 기입 배선들과 광 감지 화소들의 접속 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
표시 영역(DA)에 적색, 녹색, 청색의 표시 화소(SPX)들과 교번해서 매트릭스 형태로 배열된 광 감지 화소(LSP)들은 표시 기입 배선(GWL)들 중 하나씩의 표시 기입 배선(GWL)을 통해 표시 스캔 신호들을 공급받는다.
예를 들면, k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인(여기서, k는 0을 제외한 양의 정수)들에 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들에 각각 접속된다.
서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)을 통해 공급되는 k-3 번째의 표시 스캔 신호에 각각 응답해서 전면의 반사 광량에 따른 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)으로 전송한다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소를 보여주는 회로도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 각각의 표시 화소(SPX)는 제k 표시 초기화 배선(GILk), 제k 표시 기입 배선(GWLk), 및 제k 표시 제어 배선(GCLk)에 연결될 수 있다. 또한, 표시 화소(SPX)는 제1 구동 전압이 공급되는 제1 구동 전압 배선(VDL), 제2 구동 전압이 공급되는 제2 구동 전압 배선(VSL), 및 제3 구동 전압이 공급되는 제3 구동 전압 배선(VIL)에 연결될 수 있다. 이하에서 숫자를 대신하여 사용된 알파벳 k, j, i, p, n, m 및 q 등은 0을 제외한 양의 정수인 것으로 정의한다.
표시 화소(SPX)는 발광부(ELU)와 화소 구동부(DDU)를 포함할 수 있다. 발광부(ELU)는 발광 소자(Light Emitting Element, LEL)를 포함할 수 있다. 화소 구동부(DDU)는 구동 트랜지스터(transistor)(DT), 스위치 소자들, 및 커패시터(CST1)를 포함할 수 있다. 스위치 소자들은 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6)을 포함한다.
구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극, 제1 전극, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압에 따라 제1 전극과 제2 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류(Ids, 이하 "구동 전류"라 칭함)를 제어한다. 구동 트랜지스터(DT)의 채널을 통해 흐르는 구동 전류(Ids)는 수학식 1과 같이 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극과 게이트 전극 간의 전압(Vgs)과 문턱 전압(threshold voltage) 간의 차이의 제곱에 비례한다.
[수학식 1]
수학식 1에서, k'는 구동 트랜지스터의 구조와 물리적 특성에 의해 결정되는 비례 계수, Vsg는 구동 트랜지스터의 제1 전극과 게이트 전극 간의 전압, Vth는 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 의미한다.
발광 소자(LEL)는 구동 전류(Ids)에 따라 발광한다. 구동 전류(Ids)가 클수록 발광 소자(LEL)의 발광량은 커질 수 있다.
발광 소자(LEL)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 또는, 발광 소자(LEL)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자일 수 있다. 또는, 발광 소자(LEL)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자일 수 있다. 또는, 발광 소자(LEL)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 마이크로 발광 다이오드(micro light emitting diode)를 포함하는 마이크로 발광 소자일 수 있다.
발광 소자(LEL)의 애노드 전극은 제4 트랜지스터(ST4)의 제1 전극과 제6 트랜지스터(ST6)의 제2 전극에 연결되며, 캐소드 전극은 제2 구동 전압 배선(VSL)에 연결될 수 있다. 발광 소자(LEL)의 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에는 기생 용량(Cel)이 형성될 수 있다.
제1 트랜지스터(ST1)는 제k 표시 초기화 배선(GILk)의 초기화 스캔 신호에 의해 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극을 제3 구동 전압 배선(VIL)에 연결시킨다. 이로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에는 제3 구동 전압 배선(VIL)의 제3 구동 전압(VINT)이 인가될 수 있다. 제1 트랜지스터(ST1)의 게이트 전극은 제k 표시 초기화 배선(GILk)에 연결되고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결되며, 제2 전극은 제3 구동 전압 배선(VIL)에 연결될 수 있다.
제2 트랜지스터(ST2)는 제k 표시 기입 배선(GWLk)의 표시 스캔 신호에 의해 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극을 제j 데이터 배선(Dj)에 연결시킨다. 이로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에는 제j 데이터 배선(Dj)의 데이터 전압이 인가될 수 있다. 제2 트랜지스터(ST2)의 게이트 전극은 제k 표시 기입 배선(GWLk)에 연결되고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 연결되며, 제2 전극은 제j 데이터 배선(Dj)에 연결될 수 있다.
제3 트랜지스터(ST3)는 제k 표시 기입 배선(GWLk)의 표시 스캔 신호에 의해 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극을 연결시킨다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극이 연결되는 경우, 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드(diode)로 구동한다. 제3 트랜지스터(ST3)의 게이트 전극은 제k 표시 기입 배선(GWLk)에 연결되고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극에 연결되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결될 수 있다.
제4 트랜지스터(ST4)는 제k 표시 제어 배선(GCLk)의 표시 제어 신호에 의해 턴-온되어 발광 소자(LEL)의 애노드 전극을 제3 구동 전압 배선(VIL)에 연결시킨다. 발광 소자(LEL)의 애노드 전극에는 제3 구동 전압 배선(VIL)의 제3 구동 전압이 인가될 수 있다. 제4 트랜지스터(ST4)의 게이트 전극은 제k 표시 제어 배선(GCLk)에 연결되고, 제1 전극은 발광 소자(LEL)의 애노드 전극에 연결되며, 제2 전극은 제3 구동 전압 배선(VIL)에 연결된다.
제5 트랜지스터(ST5)는 제k 발광 배선(ELk)의 발광 신호에 의해 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극을 제1 구동 전압 배선(VDL)에 연결시킨다. 제5 트랜지스터(ST5)의 게이트 전극은 제k 발광 배선(ELk)에 연결되고, 제1 전극은 제1 구동 전압 배선(VDL)에 연결되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 연결된다.
제6 트랜지스터(ST6)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극과 발광 소자(LEL)의 애노드 전극 사이에 배치된다. 제6 트랜지스터(ST6)는 제k 발광 배선(ELk)의 발광 제어 신호에 의해 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극을 발광 소자(LEL)의 애노드 전극에 연결시킨다. 제6 트랜지스터(ST6)의 게이트 전극은 제k 발광 배선(ELk)에 연결되고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극에 연결되며, 제2 전극은 발광 소자(LEL)의 애노드 전극에 연결된다.
제5 트랜지스터(ST5)와 제6 트랜지스터(ST6)가 모두 턴-온되는 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따른 구동 트랜지스터(DT)의 구동 전류(Ids)가 발광 소자(LEL)로 흐를 수 있다.
커패시터(CST1)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제1 구동 전압 배선(VDL) 사이에 형성된다. 커패시터(CST1)의 제1 커패시터 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결되고, 제2 커패시터 전극은 제1 구동 전압 배선(VDL)에 연결될 수 있다.
제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6), 및 구동 트랜지스터(DT) 각각의 제1 전극이 소스 전극인 경우, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 또는, 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6), 및 구동 트랜지스터(DT) 각각의 제1 전극이 드레인 전극인 경우, 제2 전극은 소스 전극일 수 있다.
제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6), 및 구동 트랜지스터(DT) 각각의 액티브층 폴리 실리콘(Poly Silicon), 아몰포스 실리콘, 및 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성될 수도 있다. 도 6에서는 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6), 및 구동 트랜지스터(DT)는 P 타입 MOSFET으로 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6), 및 구동 트랜지스터(DT)는 N 타입 MOSFET으로 형성될 수도 있다. 또는, 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6) 중 적어도 하나는 N 타입 MOSFET으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 각각의 광 감지 화소(LSP)는 제k 표시 기입 배선(GWLk), 및 제q 광 감지 배선(RLq)에 연결될 수 있다.
광 감지 화소(LSP)는 광 감지부(PDU)와 감지 구동부(FDU)를 포함할 수 있다. 광 감지부(PDU)는 광 감지 소자(PD)를 포함할 수 있다. 감지 구동부(FDU)는 감지 신호 트랜지스터(SRT)를 포함할 수 있다.
광 감지 소자(PD)에 입사되는 광에 따라 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 달라질 수 있다. 예를 들어, 광 감지 소자(PD)에 입사되는 광이 많을수록 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 높아질 수 있다.
광 감지 소자(PD)는 애노드 전극, PIN 반도체층, 및 캐소드 전극을 포함하는 포토 다이오드일 수 있다. 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극은 감지 신호 트랜지스터(SRT)의 제1 전극에 연결되며, 캐소드 전극은 제2 구동 전압 배선(VSL)에 연결될 수 있다. 광 감지 소자(PD)의 PIN 반도체층은 애노드 전극에 연결되는 P형 반도체층, 캐소드 전극에 연결되는 N형 반도체층, 및 P형 반도체층과 N형 반도체층 사이에 배치되는 I형 반도체층을 포함할 수 있다. 이 경우, I형 반도체층이 P형 반도체층(PL)과 N형 반도체층(NL)에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 전기장에 의해 드리프트(drift)된다. 이로 인해, 정공은 P형 반도체층을 통해 애노드 전극으로 수집되고 전자는 N형 반도체층을 통해 캐소드 전극으로 수집될 수 있다.
감지 신호 트랜지스터(SRT)는 제k 표시 기입 배선(GWLk)의 표시 스캔 신호에 의해 턴-온되어 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극을 제q 광 감지 배선(RLq)에 연결시킨다. 이로 인해, 제q 광 감지 배선(RLq)에는 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압이 인가될 수 있다. 감지 신호 트랜지스터(SRT)의 게이트 전극은 제k 표시 기입 배선(GWLk)에 연결되고, 제1 전극은 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극에 연결되며, 제2 전극은 제q 광 감지 배선(RLq)에 연결될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 혈압 검출 회로의 맥파 신호 변환부를 보여주는 회로도이다.
도 7을 참조하면, 혈압 검출 회로(400)는 각각의 제q 광 감지 배선(RLq)을 통해 입력되는 광 감지 신호들을 샘플링하고 디지털 변환함으로써, 맥파 신호들을 검출 및 생성하는 복수의 맥파 신호 변환부를 포함한다.
각각의 맥파 신호 변환부는 버퍼부(RSU), 샘플링부(SHU), 및 AD 변환부(ADC)를 포함한다.
버퍼부(RSU)는 표시 구동 회로(200)로부터의 리셋 제어 신호(IRST)에 응답해서 리셋되거나 제q 광 감지 배선(RLq)을 통해 입력되는 광 감지 신호를 증폭시켜서 검출한다. 버퍼부(RSU)는 연산 증폭기(OP), 리셋 스위치(RSW), 및 리셋 캐패시터(Cpr)를 포함할 수 있다. 연산 증폭기(OP)는 광 감지 신호를 증폭시켜서 출력하고, 리셋 스위치(RSW)는 리셋 제어 신호(IRST)에 응답해서 연산 증폭기(OP)의 입력단과 출력단을 전기적으로 연결시킨다. 리셋 캐패시터(Cpr)는 연산 증폭기(OP)의 입력단과 출력단 간에 전기적으로 연결되어 피드백 전압을 충/방전시킬 수 있다.
샘플링부(SHU)는 표시 구동 회로(200)로부터의 홀딩 제어 신호(SHR)에 응답해서 안정화 버퍼부(RSU)로부터 입력되는 광 감지 신호를 홀딩시키고, 홀딩된 광 감지 신호를 샘플링 제어 신호(SHS)에 응답해서 출력한다.
샘플링부(SHU)는 홀딩 스위치(SW1), 홀딩 캐패시터(Cp1), 샘플링 스위치(SW2), 샘플링 캐패시터(Cp2)를 포함한다.
홀딩 스위치(SW1)는 버퍼부(RSU)의 광 감지 신호 출력단과 AD 변환부(ADC) 간에 직렬로 연결되어, 홀딩 제어 신호(SHR)에 응답해서 안정화 버퍼부(RSU)로부터 입력되는 광 감지 신호를 홀딩 캐패시터(Cp1)로 홀딩시킨다. 샘플링 스위치(SW2)는 홀딩 스위치(SW1)와 병렬로 연결된다. 샘플링 스위치(SW2)는 샘플링 제어 신호(SHS)에 응답해서 홀딩된 감지 신호가 샘플링 캐패시터(Cp2)에 충전 및 샘플링되도록 한다.
AD 변환부(ADC)는 샘플링부(SHU)를 통해 출력되는 광 감지 신호, 즉 샘플링 캐패시터(Cp2)에 의해 충전 및 샘플링된 아날로그의 광 감지 시호를 디지털 신호로 변환함으로써, 맥파 신호들을 검출 및 출력한다. AD 변환부(ADC)는 AD 변환기를 포함할 수 있다.
혈압 검출 회로(400)의 맥파 신호 변환부들은 제q 광 감지 배선(RLq)들에 일대일로 대응되도록 형성될 수 있다. 각각의 맥파 신호 변환부를 통해 광 감지 신호들이 샘플링되고 디지털 맥파 신호로 변환되는 기간은 약 12.8㎲가 될 수 있다. 예를 들어, 1수평 라인의 표시 화소(SPX) 및 광 감지 화소(LSP) 구동 기간이 약 3.47㎲ 임을 고려하면, 광 감지 신호들이 샘플링되고 디지털 맥파 신호로 변환되는 기간은 약 4수평 기간이 될 수 있다. 따라서, 약 100Hz 이상의 구동 주파수 속도에 따라 1수평 라인별 표시 화소(SPX) 및 광 감지 화소(LSP)를 약 3.47㎲ 이상으로 고속 구동하면, 맥파 신호 변환부들의 홀딩 기간이나 샘플링 기간에는 2수평 라인분 이상의 광 감지 신호들이 홀딩되거나 샘플링될 수 있다. 이에 따라, 광 감지 화소(LSP)들의 고속 구동에 따른 광 감지 신호 입력 오류가 발생될 수도 있다.
일 실시예에서는 맥파 신호 변환부들의 맥파 신호 검출 및 변환 기간에 복수의 광 감지 화소(LSP)로부터 서로 다른 크기의 광 감지 신호들이 입력되는 오류를 방지하기 위해,
일 실시예에서는 맥파 신호 변환부들의 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲) 대비 1수평 라인별 광 감지 화소(LSP)의 구동 기간(예를 들어, 약 3.47㎲)의 비율에 따라, 서로 인접한 복수의 수평 라인에 배열된 광 감지 화소(LSP)들이 동일한 표시 기입 배선을 통해 입력되는 동일한 표시 스캔 신호에 응답해서 각각의 광 감지 신호들을 출력하도록 한다.
일 예로, k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들을 통해 각각 입력되는 동일한 표시 스캔 신호에 응답해서 동시에 광 감지 신호들을 출력할 수 있다. 이에 따라, k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 맥파 신호 변환부들의 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲) 동안 한 번씩의 광 감지 신호들을 출력할 수 있다. 그리고, 맥파 신호 변환부들은 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲)동안 한 번씩 입력되는 광 감지 신호들을 이용해서 맥파 신호들을 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 감지 화소(LSP)들이 표시 기입 배선을 통해 동일한 표시 스캔 신호를 입력받을 수 있도록 설정되는 수평 라인의 수는 맥파 신호 변환부들의 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲) 대비 1수평 라인별 광 감지 화소(LSP)의 구동 기간(예를 들어, 약 3.47㎲)의 비율에 따라 설정될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 스캔 구동부를 보여주는 예시 도면이다.
도 8을 참조하면, 표시 스캔 구동부(110)는 복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1, m은 양의 정수)을 포함할 수 있다. 복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1) 각각은 스타트 신호 입력부(ST), 리셋 신호 입력부(RT), 클럭 신호 입력부(CKT), 표시 신호 출력부(SOUT), 및 캐리 신호 출력부(COUT)를 포함할 수 있다.
복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1) 각각의 스타트 신호 입력부(ST)는 스타트 배선(STRL) 또는 이전 표시 스테이지의 캐리 신호 출력부(COUT)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 스테이지(STA1)의 스타트 신호 입력부(ST)는 표시 스타트 신호가 입력되는 표시 스타트 배선(STRL)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 표시 스테이지(STA1)를 제외한 복수의 표시 스테이지들(STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1) 각각의 스타트 신호 입력부(ST)는 이전 표시 스테이지의 캐리 신호 출력부(COUT)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 표시 스테이지(STA2)의 스타트 신호 입력부(ST)는 제1 표시 스테이지(STA1)의 캐리 신호 출력부(COUT)에 연결되고, 제3 표시 스테이지(STA3)의 스타트 신호 입력부(ST)는 제2 표시 스테이지(STA2)의 캐리 신호 출력부(COUT)에 연결될 수 있다.
복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1)과 각각의 리셋 신호 입력부(RT)는 이후 표시 스테이지의 캐리 신호 출력부(COUT)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 스테이지(STA1)의 리셋 신호 입력부(RT)는 제5 표시 스테이지(STA5)의 캐리 신호 출력부(COUT)에 연결될 수 있다.
복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1) 각각의 클럭 신호 입력부(CKT)는 클럭 배선들(CKL1, CKL2, CKL3, CKL4) 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1)은 클럭 배선들(CKL1, CKL2, CKL3, CKL4)에 교번하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 스테이지(STA1)의 클럭 신호 입력부(CKT)는 제1 클럭 배선(CKL1)에 연결되고, 제2 표시 스테이지(STA2)의 클럭 신호 입력부(CKT)는 제2 클럭 배선(CKL2)에 연결될 수 있다. 제3 표시 스테이지(STA3)의 클럭 신호 입력부(CKT)는 제3 클럭 배선(CKL3)에 연결되고, 제4 표시 스테이지(STA4)의 클럭 신호 입력부(CKT)는 제4 클럭 배선(CKL4)에 연결될 수 있다.
복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1) 각각의 스캔 신호 출력부(SOUT)는 그에 대응되는 표시 기입 배선, 표시 초기화 배선, 및 표시 제어 배선에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 스테이지(STA1)는 제1 표시 초기화 배선(GIL1)과 제1 표시 제어 배선(GCL1)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 표시 스테이지(STA2)는 제2 표시 초기화 배선(GIL2), 제2 표시 제어 배선(GCL2), 및 제1 내지 제4 표시 기입 배선(GWL1 내지 GWL4)에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들은 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들은 각각 k-2, k-1, k 번째의 표시 기입 배선(GWLk-2, GWLk-1, GWLk)으로 연장되거나 분기될 수 있다.
또한, 제3 표시 스테이지(STA3)는 제3 표시 초기화 배선(GIL3), 제3 표시 제어 배선(GCL3)에 연결될 수 있다. 또한, 제4 표시 스테이지(STA4)는 제4 표시 초기화 배선(GIL4), 제4 표시 제어 배선(GCL4)에 연결될 수 있다. 또한, 제m-1 표시 스테이지(STAm-1)는 제m-1 표시 초기화 배선(GILm-1), 제m-1 표시 제어 배선(GCLm-1)에 연결될 수 있다. 또한, 제m 표시 스테이지(STAm)는 제m 표시 초기화 배선(GILm)에 연결될 수 있다.
복수의 표시 스테이지들(STA1, STA2, STA3, STA4, …, STAm-1, STAm, STAm+1) 각각의 캐리 신호 출력부(COUT)는 이전 표시 스테이지의 리셋 신호 입력부(RT)와 이후 표시 스테이지의 스타트 신호 입력부(ST)에 연결될 수 있다. 다만, 제1 표시 스테이지(STA1), 제2 표시 스테이지(STA2), 제3 표시 스테이지(STA3), 및 제4 표시 스테이지(STA4) 각각의 캐리 신호 출력부(COUT)는 이후 표시 스테이지의 스타트 신호 입력부(ST)에만 연결될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소에 입력되는 스캔 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 9에는 제N-1 프레임 기간(FN-1)과 제N 프레임 기간(FN) 동안 제k 표시 발광 배선(ELk)에 인가되는 제k 표시 발광 신호(EMk), 제k 표시 초기화 배선(GILk)에 인가되는 제k 표시 초기화 신호(GIk), 제k 표시 제어 배선(GCLk)에 인가되는 제k 표시 제어 신호(GCk), 제k 표시 기입 배선(GWLk)에 인가되는 제k 표시 스캔 신호(GWk)가 나타나 있다.
제k 표시 초기화 신호(GIk)는 표시 화소(SPX)의 제1 트랜지스터(ST1)의 온-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제k 표시 제어 신호(GCk)는 표시 화소(SPX)의 제4 트랜지스터(ST4)의 온-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제k 표시 스캔 신호(GWk)는 제2 트랜지스터(ST2)와 제3 트랜지스터(ST3), 및 감지 신호 트랜지스터(SRT)의 온-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제k 표시 발광 신호(EMk)는 제5 트랜지스터(ST5)와 제6 트랜지스터(ST6)의 온-오프를 제어하기 위한 신호이다.
제N-1 프레임 기간(FN-1)과 제N 프레임 기간(FN) 각각은 제1 기간(t1), 제2 기간(t2), 및 제3 기간(t3)을 포함할 수 있다. 제1 기간(t1)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극을 제3 구동 전압(VINT)으로 초기화하는 기간이고, 제2 기간(t2)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압을 공급하고 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 샘플링하는 기간이며, 제3 기간(t3)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압에 따라 발광 소자(LEL)를 발광하는 기간이다. 또한, 제1 기간(t1)과 제3 기간(t3)은 광 감지 소자(PD)를 광에 노출하는 기간이고, 제2 기간(t2)은 광 감지 소자(PD)의 애노드 전압을 감지하는 기간이다.
제k 표시 발광 신호(EMk)는 제3 기간(t3) 동안 제1 레벨 전압(V1)을 가지며, 제1 기간(t1)과 제2 기간(t2) 동안 제2 레벨 전압(V2)을 갖는다. 제k 표시 스캔 신호(GWk)는 제2 기간(t2) 동안 제1 레벨 전압(V1)을 가지며, 제1 기간(t1)과 제3 기간(t3) 동안 제2 레벨 전압(V2)을 갖는다.
제k 표시 초기화 신호(GIk)와 제k 표시 제어 신호(GCk)는 제1 기간(t1) 동안 제1 레벨 전압(V1)을 가지며, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3) 동안 제2 레벨 전압(V2)을 갖는다. 즉, 제k 표시 초기화 신호(GIk)와 제k 표시 제어 신호(GCk)는 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 기간(t1)과 제2 기간(t2) 각각은 1 수평 기간일 수 있다. 1 수평 기간은 표시 패널(100)의 1 수평 라인에 배치되는 표시 화소(SPX)들 각각에 데이터 전압이 공급되는 기간을 지시하므로, 1 수평 라인 스캔 기간으로 정의될 수 있다. 1 수평 라인에 배치되는 표시 화소(SPX)들은 하나의 표시 초기화 배선, 하나의 표시 기입 배선, 하나의 표시 제어 배선, 및 하나의 발광 배선에 연결되는 서브 화소들로 정의될 수 있다.
제1 레벨 전압(V1)은 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6)과 감지 신호 트랜지스터(SRT)를 턴-온시킬 수 있는 턴-온 전압일 수 있다. 제2 레벨 전압(V2)은 제1 내지 제6 트랜지스터들(ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6)과 감지 신호 트랜지스터(SRT)를 턴-오프시킬 수 있는 턴-오프 전압일 수 있다. 제2 레벨 전압(V2)은 제1 레벨 전압(V1)보다 높은 레벨을 가질 수 있다.
이하에서, 도 6 및 도 9를 결부하여 제1 기간(t1), 제2 기간(t2), 및 제3 기간(t3) 동안 표시 화소(SPX)와 광 감지 화소(LSP)의 동작을 설명한다.
첫 번째로, 제1 기간(t1)에서 제k 표시 초기화 배선(GILk)에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 초기화 신호(GIk)가 공급되며, 제k 표시 제어 배선(GCLk)에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 제어 신호(GCk)가 공급된다.
제1 기간(t1) 동안 제1 트랜지스터(ST1)는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 초기화 신호(GIk)에 의해 턴-온된다. 제1 트랜지스터(ST1)의 턴-온으로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에는 제3 구동 전압 배선(VIL)의 제3 구동 전압(VINT)이 인가된다. 제1 기간(t1) 동안 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 초기화 전압(VINT)이 인가되는 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극과 게이트 전극 사이의 전압(Vsg)이 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)보다 크기 때문에, 구동 트랜지스터(DT)는 턴-온될 수 있다. 즉, 구동 트랜지스터(DT)에 온 바이어스(on bias)가 인가될 수 있으므로, 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제1 기간(t1) 동안 제4 트랜지스터(ST4)는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 제어 신호(GCk)에 의해 턴-온된다. 그러므로, 제1 기간(t1) 동안 제4 트랜지스터(ST4)의 턴-온으로 인해, 발광 소자(LEL)의 애노드 전극은 제3 구동 전압 배선(VIL)의 제3 구동 전압(VINT)으로 초기화될 수 있다.
한편, 제1 기간(t1) 동안 제k 표시 기입 배선(GWLk)에는 제2 레벨 전압(V2)을 갖는 제k 표시 스캔 신호(GWk)가 공급된다. 그러므로, 제1 기간(t1)과 제3 기간(t3) 동안 감지 신호 트랜지스터(SRT)는 턴-오프될 수 있다. 따라서, 제1 기간(t1)과 제3 기간(t3) 동안 입사되는 광에 따라 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 상승할 수 있다. 예를 들어, 광 감지 소자(PD)에 입사되는 광이 많을수록 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 높아질 수 있다.
두 번째로, 제2 기간(t2) 동안 제k 표시 기입 배선(GWLk)에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 스캔 신호(GWk)가 공급된다. 그러므로, 제2 기간(t2) 동안 제2 트랜지스터(ST2)와 제3 트랜지스터(ST3), 및 감지 신호 트랜지스터(SRT) 각각은 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 스캔 신호(GWk)에 의해 턴-온된다.
제2 기간(t2) 동안 제3 트랜지스터(ST3)의 턴-온으로 인해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극이 서로 연결되며, 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드로 구동한다. 또한, 제2 기간(t2) 동안 제2 트랜지스터(ST2)의 턴-온으로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에는 데이터 전압(Vdata)이 공급된다. 이때, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극과 게이트 전극 간의 전압(Vsg=Vdata-VINT)이 문턱 전압(Vth)보다 작기 때문에, 구동 트랜지스터(DT)는 제1 전극과 게이트 전극 간의 전압(Vsg)이 문턱 전압(Vth)에 도달할 때까지 전류패스를 형성하게 된다. 이로 인해, 제2 기간(t2) 동안 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극은 데이터 전압(Vdata)과 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)의 차전압(Vdata-Vth)까지 상승한다.
제2 기간(t2) 동안 감지 신호 트랜지스터(SRT)의 턴-온으로 인해 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극은 제q 광 감지 배선(RLq)에 연결될 수 있다. 그러므로, 혈압 검출 회로(400)는 제q 광 감지 배선(RLq)을 통해 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압을 감지할 수 있다.
세 번째로, 제3 기간(t3) 동안 제k 발광 배선(ELk)에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 발광 신호(EMk)가 공급된다. 제3 기간(t3) 동안 제5 트랜지스터(ST5)와 제6 트랜지스터(ST6) 각각은 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 발광 신호(EMk)에 의해 턴-온된다.
제5 트랜지스터(ST5)의 턴-온으로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극은 제1 구동 전압 배선(VDL)에 연결된다. 제6 트랜지스터(ST6)의 턴-온으로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극은 발광 소자(LEL)의 애노드 전극에 연결된다.
제5 트랜지스터(ST5)와 제6 트랜지스터(ST6)가 턴-온되는 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압에 따라 흐르는 구동 전류(Ids)가 발광 소자(LEL)에 공급될 수 있다. 구동 전류(Ids)는 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 2]
수학식 2에서, k'는 구동 트랜지스터(DT)의 구조와 물리적 특성에 의해 결정되는 비례 계수, Vth는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압, VDD는 제1 구동 전압 배선(VDL)의 제1 구동 전압, Vdata는 데이터 전압을 가리킨다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압은 (Vdata-Vth)이고, 제1 전극의 전압은 VDD이다. 수학식 2를 정리하면, 수학식 3이 도출된다.
[수학식 3]
결국, 수학식 3과 같이 구동 전류(Ids)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)에 의존하지 않게 된다. 즉, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)은 보상될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 영역을 보여주는 레이아웃 도이다.
도 10을 참조하면, 표시 영역(DA)은 제1 표시 화소(SPX1)들, 제2 표시 화소(SPX2)들, 제3 표시 화소(SPX3)들, 및 광 감지 화소(LSP)들을 포함할 수 있다. 표시 화소(SPX)들은 제1 표시 화소(SPX1)들, 제2 표시 화소(SPX2)들, 및 제3 표시 화소(SPX3)들로 구분될 수 있다. 제1 표시 화소(SPX1), 제2 표시 화소(SPX2), 제3 표시 화소(SPX3)를 비롯한 광 감지 화소(LSP)는 단위 표시 화소(USPX)로 정의될 수 있다. 단위 표시 화소(USPX)는 화이트를 표시함과 동시에 광을 감지할 수 있는 최소 단위의 표시 화소들로 정의될 수 있다.
제1 표시 화소(SPX1)는 제1 광을 발광하는 제1 발광부(ELU1)와 제1 발광부(ELU1)의 발광 소자에 구동 전류를 인가하기 위한 제1 화소 구동부(DDU1)를 포함할 수 있다. 제1 광은 적색 파장 대역의 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 광의 메인 피크 파장은 대략 600㎚ 내지 750㎚에 위치할 수 있다.
제2 표시 화소(SPX2)는 제2 광을 발광하는 제2 발광부(ELU2)와 제2 발광부(ELU2)의 발광 소자에 구동 전류를 인가하기 위한 제2 화소 구동부(DDU2)를 포함할 수 있다. 제2 광은 녹색 파장 대역의 광일 수 있다. 예를 들어, 제2 광의 메인 피크 파장은 대략 480㎚ 내지 560㎚에 위치할 수 있다.
제3 표시 화소(SPX3)는 제3 광을 발광하는 제3 발광부(ELU3)와 제3 발광부(ELU3)의 발광 소자에 구동 전류를 인가하기 위한 제3 화소 구동부(DDU3)를 포함할 수 있다. 제3 광은 청색 파장 대역의 광일 수 있다. 예를 들어, 제3 광의 메인 피크 파장은 대략 370㎚ 내지 460㎚에 위치할 수 있다.
광 감지 화소(LSP)는 광 감지부(PDU)와 감지 구동부(FDU)를 포함한다.
단위 표시 화소(USPX)에서 제1 내지 제3 화소 구동부(DDU1 내지 DDU3), 및 감지 구동부(FDU)는 제1 방향(DR1)으로 순서대로 배치될 수 있다. 데이터 라인 방향으로 서로 인접한 제1 화소 구동부(DDU1)들은 모두 제2 방향(DR2)으로 배치될 수 있다. 데이터 라인 방향으로 서로 인접한 제2 화소 구동부(DDU2)들은 모두 제2 방향(DR2)으로 배치될 수 있다. 마찬가지로, 데이터 라인 방향으로 서로 인접한 감지 구동부(FDU)들도 모두 제2 방향(DR2)으로 배치될 수 있다.
제1 발광부(ELU1)는 제1 화소 구동부(DDU1)와 중첩하고, 제3 발광부(ELU3)는 제3 화소 구동부(DDU3)와 중첩할 수 있다. 제2 발광부(ELU2)와 광 감지부(PDU) 각각은 제2 화소 구동부(DDU2) 및 감지 구동부(FDU)와 중첩할 수 있다. 제2 발광부(ELU2)와 광 감지부(PDU) 각각은 제2 화소 구동부(DDU2) 및 감지 구동부(FDU)의 경계에 배치될 수도 있다.
제1 발광부(ELU1), 제2 발광부(ELU2), 제3 발광부(ELU3), 및 광 감지부(PDU)는 팔각형의 평면 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 발광부(ELU1), 제2 발광부(ELU2), 제3 발광부(ELU3), 및 광 감지부(PDU)는 마름모와 같은 사각형의 평면 형태, 또는 사각형과 팔각형 이외의 다른 다각형의 평면 형태를 가질 수 있다.
제1 발광부(ELU1), 제2 발광부(ELU2), 제3 발광부(ELU3), 및 광 감지부(PDU)의 배치 위치와 평면 형태로 인하여, 서로 이웃하는 제1 발광부(ELU1)의 중심(C1)과 제2 발광부(ELU2)의 중심(C2) 사이의 거리(D12), 서로 이웃하는 제2 발광부(ELU2)의 중심(C2)과 제3 발광부(ELU3)의 중심(C3) 사이의 거리(D23), 또 다른 방향으로 서로 이웃하는 제1 발광부(ELU1)의 중심(C1)과 제2 발광부(ELU2)의 중심(C2) 사이의 거리(D14), 및 제2 발광부(ELU2)의 중심(C4)과 제3 발광부(ELU3)의 중심(C3) 사이의 거리(D34)는 실질적으로 동일할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 혈압 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12는 일 실시예에 따른 혈압 검출 기간의 영상 표시 화면을 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 구동 회로(200)는 영상 표시 모드나 절전 또는 대기 모드 등의 상태에서 사용자의 혈압 측정 기능 선택 및 애플리케이션 실행 등의 동작에 따라 혈압 측정 모드로 전환될 수 있다.
표시 구동 회로(200)의 타이밍 제어부(220)는 혈압 측정 모드로 전환시, 데이터 구동부(210)와 표시 스캔 구동부(110) 등을 제어하여 표시 영역(DA)에 혈압 측정 모드로 전환되었음을 알리는 정보를 표시한다.(SS1) 특히, 표시 구동 회로(200)는 표시 패널(100)에 손가락 등의 신체 부위를 터치시키도록 유도하는 등의 안내 문구를 표시하여 혈압 측정 모드로 전환되었음을 보여줄 수 있다.
혈압 측정 모드에서 터치 구동부(500)는 표시 패널(100)의 터치 감지부(TSU)를 통해 실시간으로 터치 감지 신호들을 수신하여, 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 검출한다. 터치 구동부(500)는 실시간으로 검출된 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 타이밍 제어부(220)로 전송한다.(SS2)
도 12를 참조하면, 타이밍 제어부(220)는 표시 영역(DA)에 옵션을 통해 미리 설정된 가압 정보 표시 이미지(FIM)가 표시되도록 하고, 압력 데이터를 실시간으로 수신해서 사용자가 가압하는 압력 크기 변화를 가압 정보 표시 이미지(FIM)로 나타낸다.(SS3)
타이밍 제어부(220)는 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터에 기초해서 손가락(F) 등 신체 부위 터치 영역(SDP)을 검출 및 설정한다. 그리고, 데이터 구동부(210)와 표시 스캔 구동부(110)를 제어해서, 신체 부위 터치 영역(SDP)의 표시 화소(SPX)들이 미리 설정된 밝기로 발광되도록 한다. 이를 위해, 타이밍 제어부(220)는 혈압 감지를 위해 미리 설정된 계조 데이터들을 신체 부위 터치 영역(SDP)의 위치 맞게 정렬해서 데이터 구동부(210)로 공급할 수 있다. 그리고, 데이터 구동부(210)와 표시 스캔 구동부(110)의 구동 타이밍을 제어해서 신체 부위 터치 영역(SDP)의 표시 화소(SPX)들을 발광시킬 수 있다. 그리고, 타이밍 제어부(220)는 신체 부위 터치 영역(SDP)에 대한 좌표 정보를 혈압 검출 회로(400)로 공급한다.
터치 구동부(500)는 표시 패널(100)의 압력 감지부(PSU)를 통해 실시간으로 압력 감지 신호들을 수신하고, 압력 감지 신호들을 통해 압력 크기 변화에 따른 압력 데이터를 생성해서 타이밍 제어부(220)로 전송한다. 이에 따라, 타이밍 제어부(220)는 압력 데이터에 따른 압력 변화를 실시간으로 가압 정보 표시 이미지(FIM)로 가변시켜서 표시할 수 있다.(SS5)
한편, 신체 부위 터치 영역(SDP)에 배열된 표시 화소(SPX)들에서 발광된 광은 손가락(F) 등 사용자의 신체 부위에서 반사되며, 광 감지 화소(LSP)의 광 감지부(PDU)를 통해 감지될 수 있다.
광 감지 화소(LSP)의 감지 구동부(FDU)는 k-3 번째의 표시 스캔 신호(GWk-3)들에 각각 응답해서 광 감지 신호들을 광 감지 배선(RL)들로 출력한다. 이에 따라, 혈압 검출 회로(400)는 타이밍 제어부(220)로부터 입력된 신체 부위 터치 영역(SDP)에 대한 좌표 정보에 기초해서, 신체 부위 터치 영역(SDP)과 대응되는 광 감지 배선(RL)들로부터 광 감지 신호들을 입력받는다. 그리고 입력받은 광 감지 신호들을 디지털 데이터 신호로 변환한다.(SS6)
도 13은 일 실시예에 따른 혈압 검출 회로의 혈압 산출 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13을 참조하면, 심장의 수축기에 심장의 좌심실에서 박출(eject)되는 혈액은 말초 조직으로 이동되어 동맥 쪽의 혈액 부피가 증가하게 된다. 또한, 심장의 수축기에 적혈구가 말초 조직에 더 많은 산소 헤모글로빈을 운반하게 된다. 심장의 이완기에는 말초 조직으로부터 심장 쪽으로 부분적인 혈액의 흡입이 있다. 말초 혈관에 광을 조사하면, 조사된 광은 말초 조직에 의해 흡수된다. 광 흡수도는 혈구혈장비율(hematocrit)과 혈액의 부피에 종속적이다. 광 흡수도는 심장의 수축기에 최대값을 가지고, 심장의 이완기에 최소값을 가질 수 있다. 그러므로, 광 감지 소자(PD)에서 감지되는 광은 심장의 수축기에 가장 적고, 심장의 이완기에 가장 많을 수 있다.
또한, 사용자가 혈압 측정 모드에서 표시 패널(100)에 손가락(F)을 접촉시켰다가 떼어내는 경우, 압력 감지부(PSU)에 인가되는 압력(접촉 압력)은 점진적으로 증가하여 최대값에 도달한 후 점진적으로 감소할 수 있다. 접촉 압력이 증가하면 혈관이 줄어들어 혈류량이 작아지거나 0이 될 수 있다. 접촉 압력이 감소하면 혈관이 확장하여 혈액이 다시 흐르기 시작한다. 접촉 압력이 더 감소하면 혈류량이 더 커진다. 그러므로, 광 감지 소자(PD)에서 감지되는 광량의 변화는 혈류 변화에 비례할 수 있다. 이에 따라, 혈압 검출 회로(400)는 압력 감지부(PSU)에 의해 산출되어 디지털 변환된 압력 데이터 값(압력 감지부의 ADC)과 광 감지 소자(PD)에 의해 감지되는 광량에 따른 광학 신호(PPG Siginal Ratio)에 기초하여 사용자에 의해 가해진 압력에 따른 맥파 신호를 생성한다.(SS7) 맥파 신호는 심장 박동 주기에 따라 진동하는 파형을 가질 수 있다.
혈압 검출 회로(400)는 산출된 맥파 신호의 피크(PK)들에 해당하는 시점(PKT)들과 필터링된 맥파의 피크들에 해당하는 시점들의 시간 차이들에 기초하여 손가락(F) 혈관들의 혈압들을 추정할 수 있다. 구체적으로, 혈압 검출 회로(400)는 산출된 맥파 신호의 피크(PK)들에 해당하는 시점(PKT)들 전후로 미리 설정된 기간(T1,T2) 동안의 맥파 신호들을 산출하고 맥파 신호들의 차이들에 따른 혈압을 검출할 수 있다. 추정된 혈압들 중 최대 크기를 갖는 혈압을 수축기 혈압으로, 최소 크기를 갖는 혈압을 이완기 혈압으로 산출할 수 있다. 또한, 추정된 혈압들을 이용하여 평균 혈압 등 다른 혈압도 산출할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 검출된 혈압 정보를 표시 영역(DA)에 표시한다.(SS8)
상술한 혈압 측정 방법은 예시적인 것일 뿐이며, 다른 다양한 방법들이 대한민국 특허공개 제10-2018-0076050호, 대한민국 특허공개 제10-2017-0049280호, 대한민국 특허공개 제10-2019-0040527호 등에 개시되어 있고, 상기 특허공개문헌에 개시된 내용은 본 명세서에 충분이 개시된 것처럼 원용되어 통합될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널과 표시 구동 회로의 배치 구조를 보여주는 평면도이다.
도 14를 참조하면, 표시 영역(DA)은 광 감지 화소들이 배치되지 않고 표시 화소들만 배치된 영상 표시 영역(IDA), 및 표시 화소(SPX)들과 광 감지 화소(LSP)들이 모두 배치된 혈압 검출 영역(FSA)으로 구분될 수도 있다. 다시 말해, 광 감지 화소(LSP)들은 표시 패널(100)의 전체 표시 영역(DA) 중 미리 설정된 일부의 혈압 검출 영역(FSA)에만 표시 화소(SPX)들과 함께 배치될 수도 있다. 그러나, 이하에서는 표시 영역(DA)의 전체 영역에 표시 화소(SPX)들과 광 감지 화소(LSP)들이 같이 교번적으로 배열된 예를 설명하기로 한다.
도 15는 도 14의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 스캔 구동부(110)와 별개로 광 감지 화소(LSP)들에 감지 스캔 신호를 공급하는 광 감지 구동부(120)를 더 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)을 포함한 표시 패널(100)에는 표시 기입 배선(GWL)들과 동일한 라인 선상에 수평 방향으로 배치되어, 광 감지 구동부(120)로부터의 감지 스캔 신호들을 광 감지 화소(LSP)들로 인가하는 광 감지 스캔 배선(FSL)들이 더 포함될 수 있다.
광 감지 구동부(120)는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 도 14 및 도 15에서는 표시 패널(100)의 타 측(예를 들어, 우측)에 배치된 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
광 감지 구동부(120)는 비표시 영역(NDA)의 팬 아웃 배선들을 통해 표시 구동 회로(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 광 감지 구동부(120)는 표시 구동 회로(200)로부터 광 감지 제어 신호(FSCS)를 입력받고, 광 감지 제어 신호(FSCS)에 따라 미리 설정된 적어도 한 수평 기간 단위로 감지 스캔 신호들을 생성할 수 있다. 광 감지 구동부(120)는 광 감지 스캔 배선(FSL)들을 통해 광 감지 화소(LSP)들로 감지 스캔 신호들을 공급한다. 이에 따라, 광 감지 화소(LSP)들은 광 감지 구동부(120)로부터 순차적으로 인가되는 감지 스캔 신호들에 응답해서 광량 검출 결과에 따른 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)들로 전송한다.
도 16은 도 15에 도시된 표시 패널의 광 감지 스캔 배선들과 광 감지 화소들의 접속 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 16을 참조하면, 표시 영역(DA)의 광 감지 화소(LSP)들에 감지 스캔 신호들이 인가되도록 연결된 광 감지 스캔 배선(FSL)들 중 k-3 번째의 광 감지 스캔 배선(FSL1, FSL5, ... FSLk-3)들은 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들과 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 말해, 광 감지 스캔 배선(FSL)들 중 k-3 번째의 광 감지 스캔 배선(FSL1, FSL5, ... FSLk-3)들은 각각 k-2, k-1, k 번째의 광 감지 스캔 배선(FSLk-2, FSLk-1, FSLk)으로 연장되거나 분기될 수 있다.
각각의 수평 라인 단위로 나란하게 배열된 광 감지 화소(LSP)들은 광 감지 스캔 배선(FSL)들 중 하나씩의 광 감지 스캔 배선(FSL)들을 통해 표시 스캔 신호들을 공급받는다. 일 예로, k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인들에 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 광 감지 스캔 배선(FSL1, FSL5, ... FSLk-3)들에 각각 접속될 수 있다. 이에 따라, 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 광 감지 스캔 배선(FSL1, FSL5, ... FSLk-3)들을 통해 공급되는 k-3 번째의 감지 스캔 신호에 각각 응답해서 전면의 반사 광량에 따른 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)으로 전송한다.
도 17은 일 실시예에 따른 광 감지 구동부를 보여주는 예시 도면이다.
도 17을 참조하면, 광 감지 구동부(120)는 복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi, i는 m보다 작은 정수)을 포함할 수 있다. 복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi) 각각은 감지 스타트 신호 입력부(FST), 감지 리셋 신호 입력부(FRT), 감지 클럭 신호 입력부(FCKT), 감지 스캔 신호 출력부(FOUT), 및 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)를 포함할 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi) 각각의 감지 스타트 신호 입력부(FST)는 감지 스타트 배선(FTRL) 또는 이전 감지 스테이지의 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 스테이지(FTA1)의 스타트 신호 입력부(ST)는 감지 스타트 신호가 입력되는 감지 스타트 배선(FTRL)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 감지 스테이지(FTA1)를 제외한 복수의 감지 스테이지들(FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi) 각각의 감지 스타트 신호 입력부(FST)는 이전 감지 스테이지의 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 감지 스테이지(FTA2)의 감지 스타트 신호 입력부(FST)는 제1 감지 스테이지(FTA1)의 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)에 연결되고, 제3 감지 스테이지(FTA3)의 감지 스타트 신호 입력부(FST)는 제2 감지 스테이지(FTA2)의 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)에 연결될 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi)과 각각의 감지 리셋 신호 입력부(FRT)는 이후 감지 스테이지의 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 스테이지(FTA1)의 감지 리셋 신호 입력부(FRT)는 제5 감지 스테이지(FTA5)의 감지 캐리 신호 출력부(FCOUT)에 연결될 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi) 각각의 감지 클럭 신호 입력부(FCKT)는 감지 클럭 배선들(FCKL1, FCKL2, FCKL3, FCKL4) 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi)은 감지 클럭 배선들(FCKL1, FCKL2, FCKL3, FCKL4)에 교번하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 스테이지(FTA1)의 감지 클럭 신호 입력부(FCKT)는 제1 감지 클럭 배선(FCKL1)에 연결되고, 제2 감지 스테이지(FTA2)의 감지 클럭 신호 입력부(FCKT)는 제2 감지 클럭 배선(FCKL2)에 연결될 수 있다. 제3 감지 스테이지(FTA3)의 감지 클럭 신호 입력부(FCKT)는 제3 감지 클럭 배선(FCKL3)에 연결되고, 제4 감지 스테이지(FTA4)의 감지 클럭 신호 입력부(FCKT)는 제4 감지 클럭 배선(FCKL4)에 연결될 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi)은 광 감지 스캔 배선들(FSL1, FSL2, FSL3, FSL4, …, FSLi-1, FSLi)에 연결될 수 있다. 복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi) 각각의 표시 스캔 신호 출력부(FOUT)는 그에 대응되는 광 감지 스캔 배선(FSL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 스테이지(FTA1)는 제1 광 감지 스캔 배선(FSL1)에 연결되고, 제2 감지 스테이지(FTA2)는 제2 광 감지 스캔 배선(FSL2)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 감지 스테이지(FTA3)는 제3 광 감지 스캔 배선(FSL3)에 연결되고, 제4 감지 스테이지(FTA4)는 제4 광 감지 스캔 배선(FSL4)에 연결될 수 있다. 또한, 제i-1 감지 스테이지(FTAi-1)는 제i-1 광 감지 스캔 배선(FSLi-1)에 연결되고, 제i 감지 스테이지(FTAi)는 제i 광 감지 스캔 배선(FSLi)에 연결될 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi) 각각의 감지 캐리 신호 출력부(COUT)는 이전 감지 스테이지의 감지 리셋 신호 입력부(RT)와 이후 감지 스테이지의 감지 스타트 신호 입력부(ST)에 연결될 수 있다. 다만, 제1 감지 스테이지(FTA1), 제2 감지 스테이지(FTA2), 제3 감지 스테이지(FTA3), 및 제4 감지 스테이지(FTA4) 각각의 캐리 신호 출력부(COUT)는 이후 감지 스테이지의 감지 스타트 신호 입력부(ST)에만 연결될 수 있다.
복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi)은 표시 영역(DA)의 광 감지부(PDU)들에 연결되는 감지 구동부(FDU)들에 감지 스캔 신호들을 제공한다. 전술한 바와 같이, k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들이 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들은 각각 k-2, k-1, k 번째의 표시 기입 배선(GWLk-2, GWLk-1, GWLk)으로 연장되거나 분기될 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소에 입력되는 스캔 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 18에는 제N-1 프레임 기간(FN-1)과 제N 프레임 기간(FN) 동안 제k 표시 발광 배선(ELk)에 인가되는 제k 표시 발광 신호(EMk), 제k 표시 초기화 배선(GILk)에 인가되는 제k 표시 초기화 신호(GIk), 제k 표시 제어 배선(GCLk)에 인가되는 제k 표시 제어 신호(GCk), 제k 표시 기입 배선(GWLk)에 인가되는 제k 표시 스캔 신호(GWk), 및 k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들에 인가되는 감지 스캔 신호(FSp-3)들이 나타나 있다.
제N-1 프레임 기간(FN-1)과 제N 프레임 기간(FN) 각각은 제1 기간(t1), 제2 기간(t2), 및 제3 기간(t3)을 포함할 수 있다. 제1 기간(t1)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극을 제3 구동 전압(VINT)으로 초기화하는 기간이고, 제2 기간(t2)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압을 공급하고 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 샘플링하는 기간이며, 제3 기간(t3)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압에 따라 발광 소자(LEL)를 발광하는 기간이다. 또한, 제1 기간(t1)과 제3 기간(t3)은 광 감지 소자(PD)를 광에 노출하는 기간이고, 제2 기간(t2)은 광 감지 소자(PD)의 애노드 전압을 감지하는 기간이다.
k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들에 인가되는 감지 스캔 신호(FSp-3)들은 제1 기간(t1) 동안 제1 레벨 전압(V1)을 가지며, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3) 동안 제2 레벨 전압(V2)을 갖는다. 감지 스캔 신호(FSp-3)들은 제k 표시 스캔 신호(GWk) 또는 제k-3 표시 스캔 신호(GWk-3)와 동일한 타이밍에 발생 및 인가될 수 있다.
이하에서, 도 6 및 도 18을 결부하여 제1 기간(t1), 제2 기간(t2), 및 제3 기간(t3) 동안 표시 화소(SPX)와 광 감지 화소(LSP)의 동작을 설명한다.
제1 기간(t1)에서 제k 표시 초기화 배선(GILk)에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 초기화 신호(GIk)가 공급되며, 제k 표시 제어 배선(GCLk)에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 제어 신호(GCk)가 공급된다. 제1 트랜지스터(ST1)의 턴-온으로 인해, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에는 제3 구동 전압 배선(VIL)의 제3 구동 전압(VINT)이 인가된다. 또한, 1 기간(t1) 동안 제4 트랜지스터(ST4)의 턴-온으로 인해, 발광 소자(LEL)의 애노드 전극은 제3 구동 전압 배선(VIL)의 제3 구동 전압(VINT)으로 초기화될 수 있다.
한편, 제1 기간(t1) 동안 k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들에는 제2 레벨 전압(V2)을 갖는 제k-3 감지 스캔 신호(FSp-3)가 공급된다. 그러므로, 제1 기간(t1)과 제3 기간(t3) 동안 감지 신호 트랜지스터(SRT)는 턴-오프될 수 있다. 따라서, 제1 기간(t1) 동안 입사되는 광에 따라 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 상승할 수 있다.
제2 기간(t2) 동안 제3 트랜지스터(ST3)의 턴-온으로 인해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극이 서로 연결되며, 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드로 구동한다. 특히, 제2 기간(t2) 동안 k-3 번째의 표시 기입 배선(GWL1, GWL5, ... GWLk-3)들에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k-3 감지 스캔 신호(FSp-3)가 공급된다. 그러므로, 제2 기간(t2) 동안 제2 트랜지스터(ST2)와 제3 트랜지스터(ST3), 및 감지 신호 트랜지스터(SRT) 각각은 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k 표시 스캔 신호(GWk)와 제k-3 감지 스캔 신호(FSp-3)에 의해 각각 턴-온된다.
제2 기간(t2) 동안 감지 신호 트랜지스터(SRT)의 턴-온으로 인해 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극은 제q 광 감지 배선(RLq)에 연결될 수 있다. 그러므로, 혈압 검출 회로(400)는 제q 광 감지 배선(RLq)을 통해 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압을 감지할 수 있다.
제3 기간(t3)에는 감지 신호 트랜지스터(SRT)가 턴-오프됨에 따라 광 감지 소자(PD)는 입사되는 광에 따라 애노드 전극의 전압이 상승할 수 있다. 예를 들어, 광 감지 소자(PD)에 입사되는 광이 많을수록 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 높아질 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 19를 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 스캔 구동부(110)와 별개로 광 감지 화소(LSP)들에 감지 스캔 신호와 감지 리셋 신호를 각각 공급하는 광 감지 구동부(120)를 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)을 포함한 표시 패널(100)에는 광 감지 구동부(120)로부터의 감지 스캔 신호들을 광 감지 화소(LSP)들로 인가하는 광 감지 스캔 배선(FSL)들, 및 광 감지 구동부(120)로부터의 감지 리셋 신호들을 광 감지 화소(LSP)들로 인가하는 감지 리셋 배선(RSL)들이 더 포함될 수 있다.
광 감지 구동부(120)는 표시 구동 회로(200)로부터 광 감지 제어 신호(FSCS)를 입력받고, 광 감지 제어 신호(FSCS)에 따라 미리 설정된 적어도 한 수평 기간 단위로 감지 스캔 신호들과 감지 리셋 신호들을 각각 생성할 수 있다.
광 감지 구동부(120)는 감지 리셋 배선(RSL)들을 통해 광 감지 화소(LSP)들로 감지 리셋 신호들을 공급한다. 이에 따라, 광 감지 화소(LSP)들은 광 감지 구동부(120)로부터 순차적으로 인가되는 감지 리셋 신호들에 의해 일시적으로 리셋될 수 있다. 또한, 광 감지 구동부(120)는 광 감지 스캔 배선(FSL)들을 통해 광 감지 화소(LSP)들로 감지 스캔 신호들을 공급한다. 이에 따라, 광 감지 화소(LSP)들은 광 감지 구동부(120)로부터 순차적으로 인가되는 감지 스캔 신호들에 응답해서 광량 검출 결과에 따른 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)들로 전송할 수 있다.
도 20은 도 19에 도시된 광 감지 화소들에 연결되는 광 감지 스캔 배선들과 감지 리셋 배선들의 연결 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 20을 참조하면, 광 감지 스캔 배선(FSL)들 중 k-3 번째의 광 감지 스캔 배선(FSL1, FSL5, ... FSLk-3)들은 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들과 전기적으로 연결될 수 있다.
마찬가지로, 감지 리셋 배선(RSL)들 중 k-3 번째의 감지 리셋 배선(RSL1, RSL5, ... RSLk-3)들은 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들과 전기적으로 연결될 수 있다.
감지 리셋 배선(RSL)들 중 k-3 번째의 감지 리셋 배선(RSL1, RSL5, ... RSLk-3)들은 각각 k-2, k-1, k 번째의 감지 리셋 배선(RSLk-2, RSLk-1, RSLk)으로 연장되거나 분기될 수 있다.
각각의 수평 라인 단위로 나란하게 배열된 광 감지 화소(LSP)들은 감지 리셋 배선(RSL)들 중 하나씩의 감지 리셋 배선(RSL)들을 통해 감지 리셋 신호들을 공급받는다. 일 예로, k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인들에 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 감지 리셋 배선(RSL1, RSL5, ... RSLk-3)들에 각각 접속될 수 있다. 이에 따라, 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 감지 리셋 배선(RSL1, RSL5, ... RSLk-3)들을 통해 공급되는 k-3 번째의 감지 리셋 신호에 각각 응답해서 리셋될 수 있다. 이후에, 서로 인접하게 배열된 k-3 번째 내지 k 번째 수평 라인의 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 k-3 번째의 광 감지 스캔 배선(FSL1, FSL5, ... FSLk-3)들을 통해 공급되는 k-3 번째의 감지 스캔 신호에 각각 응답해서 전면의 반사 광량에 따른 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)으로 전송할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 화소와 광 감지 화소를 보여주는 회로도이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 표시 영역(DA)에 표시 화소(SPX)들과 배열된 광 감지 화소(LSP)들은 감지 리셋 배선(RSL)들 중 하나, 광 감지 스캔 배선(FSL)들 중 하나, 광 감지 배선(RL)들 중 하나씩의 배선들에 각각 전기적으로 접속된다. 각각의 광 감지 화소(LSP)들은 감지 리셋 배선(RSL)으로부터의 리셋 신호에 의해 리셋되며, 광 감지 스캔 배선(FSL)으로부터의 감지 스캔 신호에 응답해서 광 감지 신호를 각각의 광 감지 배선(RL)으로 전송할 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 광 감지 화소(LSP)들은 광 감지 소자(PD)를 포함하는 광 감지부(PDU), 및 제1 내지 제3 감지 트랜지스터(RT1 내지 RT3)와 감지 커패시터(미도시)를 포함하는 감지 구동부(FDU)로 구분될 수 있다. 여기서, 감지 커패시터는 광 감지 소자(PD)와 병렬 구조로 형성될 수 있다.
감지 구동부(FDU)의 제1 감지 트랜지스터(RT1)는 광 감지 소자(PD) 및 감지 커패시터의 전압에 따라 광 감지 전류를 흐르게 할 수 있다. 광 감지 전류의 전류 량은 광 감지 소자(PD) 및 감지 커패시터에 걸리는 전압에 따라 달라질 수 있다. 제1 감지 트랜지스터(RT1)의 게이트 전극은 광 감지 소자(PD)의 제2 전극에 연결될 수 있다. 제1 감지 트랜지스터(RT1)의 제1 전극은 공통 전압이 인가되는 공통 전압원(VCOM)에 연결될 수 있다. 제1 감지 트랜지스터(RT1)의 제2 전극은 제2 감지 트랜지스터(RT2)의 제1 전극에 연결될 수 있다.
제2 감지 트랜지스터(RT2)는 광 감지 스캔 배선(FSL)에 게이트 온 전압의 감지 스캔 신호(FSp)가 인가되는 경우, 제1 감지 트랜지스터(RT1)의 감지 전류를 광 감지 배선(RLq)으로 흐르게 할 수 있다. 이 경우, 광 감지 배선(RLq)은 감지 전류에 의해 감지 전압으로 충전될 수 있다. 제2 감지 트랜지스터(RT2)의 게이트 전극은 광 감지 스캔 배선(FSL)에 연결되며, 제1 전극은 제1 감지 트랜지스터(RT1)의 제2 전극에 연결되며, 제2 전극은 광 감지 배선(RLq)에 연결될 수 있다.
제3 감지 트랜지스터(RT3)는 감지 리셋 배선(RSL)에 게이트 온 전압의 리셋 신호가 인가되는 경우, 광 감지 소자(PD) 및 감지 커패시터의 전압을 리셋 전압원(VRST)의 리셋 전압으로 리셋할 수 있다. 제3 감지 트랜지스터(RT3)의 게이트 전극은 감지 리셋 배선(RSL)에 접속되고, 제1 전극은 리셋 전압원(VRST)에 연결되며, 제2 전극은 광 감지 소자(PD)의 제2 전극에 연결될 수 있다.
도 21에서는 제1 감지 트랜지스터(RT1), 제2 감지 트랜지스터(RT2)가 P 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성되고, 제3 감지 트랜지스터(RT3)가 N 타입 MOSFET으로 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 선택적으로 서로 동일하거나 다른 타입으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 감지 트랜지스터(RT1), 제2 감지 트랜지스터(RT2), 및 제3 감지 트랜지스터(RT3) 각각의 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 소스 전극이고, 다른 하나는 드레인 전극일 수 있다.
광 감지 구동부(120)에 포함된 복수의 감지 스테이지들(FTA1, FTA2, FTA3, FTA4, …, FTAi-1, FTAi)은 표시 영역(DA)의 광 감지부(PDU)들에 연결되는 감지 구동부(FDU)들에 k-3 번째의 감지 스캔 신호들과 k-3 번째의 감지 리셋 신호들을 순차적으로 공급한다.
도 22는 도 21에 도시된 표시 화소와 광 감지 화소에 입력되는 스캔 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 12에는 N-1 프레임 기간(FN-1)과 제N 프레임 기간(FN) 동안 제k 표시 발광 배선(ELk)에 인가되는 제k 표시 발광 신호(EMk), 제k 표시 초기화 배선(GILk)에 인가되는 제k 표시 초기화 신호(GIk), 제k 표시 제어 배선(GCLk)에 인가되는 제k 표시 제어 신호(GCk), 제k 표시 기입 배선(GWLk)에 인가되는 제k 표시 스캔 신호(GWk), 제k-3 감지 리셋 배선(RSLk-3)에 인가되는 제k-3 리셋 신호(RSTk-3), 및 제k-3 광 감지 스캔 배선(FSLk-3)에 인가되는 제k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)가 도시되어 있다.
제k-3 감지 리셋 배선(RSLk-3)에 인가되는 제k-3 리셋 신호(RSTk-3)는 제3 감지 트랜지스터(RT3)의 온-오프를 제어하기 위한 신호이며, 제k-3 광 감지 스캔 배선(FSLk-3)에 인가되는 제k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)는 제2 감지 트랜지스터(RT2)의 온-오프를 제어하기 위한 신호이다.
제k-3 리셋 신호(RSTk-3)는 제1 기간(t1) 동안 제2 레벨 전압(V2)으로 발생되며, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3) 동안 제1 레벨 전압(V1)으로 발생된다. 그리고, 제k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)는 제1 기간(t1) 동안 제1 레벨 전압(V1)으로 발생되며, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3) 동안 제2 레벨 전압(V2)으로 발생된다. 제k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)는 제k 표시 스캔 신호(GWk)와 동일한 타이밍에 인가될 수 있다.
제1 기간(t1) 동안 제3 감지 트랜지스터(RT3)의 게이트 전극에는 제2 레벨 전압(V2)의 제k-3 리셋 신호(RSTk-3)가 공급된다. 이에 따라, 제3 감지 트랜지스터(RT3)는 제2 레벨 전압(V2)의 제k-3 리셋 신호(RSTk-3)에 의해 턴-온되어, 광 감지 소자(PD)의 제2 전극을 리셋 전압원(VRST)으로 리셋 시킨다. 반면, 제2 감지 트랜지스터(RT2)의 게이트 전극에는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)가 공급된다. 제2 감지 트랜지스터(RT2)는 제1 레벨 전압(V1)을 갖는 제k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)에 의해 턴-오프된다.
제2 기간(t2)과 제3 기간(t3) 동안 제3 감지 트랜지스터(RT3)의 게이트 전극에는 제1 레벨 전압(V1)의 제k-3 리셋 신호(RSTk-3)가 공급된다. 이에 따라, 제3 감지 트랜지스터(RT3)는 턴-오프 상태를 유지한다. 반면, 제2 기간(t2) 동안 제2 감지 트랜지스터(RT2)의 게이트 전극에는 제2 레벨 전압(V2)의 k-3 감지 스캔 신호(FSk-3)가 공급된다. 그러므로, 제2 기간(t2) 동안 제2 감지 트랜지스터(RT2)는 턴-온되고, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3) 동안 제1 감지 트랜지스터(RT1)는 턴-오프될 수 있다. 특히, 제3 기간(t3) 동안에는 전면에서 입사되는 광에 따라 광 감지 소자(PD)의 감지 애노드 전극의 전압은 상승할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 감지 화소(LSP)들이 각각의 광 감지 스캔 배선(FSLk-3)을 통해 동일한 감지 스캔 신호를 입력받을 수 있도록 설정되는 수평 라인의 수는 맥파 신호 변환부들의 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲) 대비 1수평 라인별 광 감지 화소(LSP)의 구동 기간(예를 들어, 약 3.47㎲)의 비율에 따라 설정될 수 있다. 동일한 감지 스캔 신호를 입력받는 광 감지 화소(LSP(lK-3) 내지 LSP(lk))들은 맥파 신호 변환부들의 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲) 동안 한 번씩의 광 감지 신호들을 출력할 수 있게 된다. 이에 따라, 맥파 신호 변환부들은 맥파 신호 검출 및 변환 기간(예를 들어, 약 12.8㎲)동안 한 번씩 입력되는 광 감지 신호들을 이용해서 안정적으로 맥파 신호들을 검출할 수 있다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 23 및 도 24에서는 표시 장치(10)가 제1 방향(X축 방향)에서 접히는 폴더블 표시 장치인 것을 예시하였다. 표시 장치(10)는 접힌 상태와 펼쳐진 상태를 모두 유지할 수 있다. 표시 장치(10)는 전면이 내측에 배치되는 인 폴딩(in-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 인 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 전면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또는, 표시 장치(10)는 전면이 외측에 배치되는 아웃 폴딩(out-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 아웃 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 배면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 영역(FDA)의 일 측, 예를 들어 우측에 배치될 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 영역(FDA)의 타 측, 예를 들어 좌측에 배치될 수 있다. 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 상에는 본 명세서의 실시예에 따른 터치 감지부(TSU)가 각각 형성 및 배치될 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제1 방향(X축 방향)으로 접힐 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(10)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있으므로, 사용자가 표시 장치(10)를 휴대하기 편리할 수 있다.
한편, 제1 폴딩 라인(FOL1)의 연장 방향과 제2 폴딩 라인(FOL2)의 연장 방향은 제2 방향(Y축 방향)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 접힐 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있다. 또는, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 사이에 해당하는 표시 장치(10)의 대각 방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)는 삼각형 형태로 접힐 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되는 경우, 폴딩 영역(FDA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이보다 길 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이의 길이보다 길 수 있다.
제1 표시 영역(DA1)은 표시 장치(10)의 전면에 배치될 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)은 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)가 펼쳐진 경우, 표시 장치(10)의 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)에서 전면 방향으로 화상이 표시될 수 있다.
제2 표시 영역(DA2)은 표시 장치(10)의 배면에 배치될 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)가 접힌 경우, 표시 장치(10)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)에서 전면 방향으로 화상이 표시될 수 있다.
도 23 및 도 24에서는 카메라(SDA) 등이 형성되는 관통 홀(TH)이 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 배치되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 관통 홀(TH)이나 카메라(SDA)는 제2 비폴딩 영역(NFA2) 또는 폴딩 영역(FDA)에 배치될 수 있다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 25 및 도 26에서는 표시 장치(10)가 제2 방향(Y축 방향)에서 접히는 폴더블 표시 장치인 것을 예시하였다. 표시 장치(10)는 접힌 상태와 펼쳐진 상태를 모두 유지할 수 있다. 표시 장치(10)는 전면이 내측에 배치되는 인 폴딩(in-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 인 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 전면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또는, 표시 장치(10)는 전면이 외측에 배치되는 아웃 폴딩(out-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 아웃 폴딩 방식으로 구부러지거나 접히는 경우, 표시 장치(10)의 배면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
표시 장치(10)는 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 표시 장치(10)가 접히는 영역이고, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 표시 장치(10)가 접히지 않는 영역일 수 있다. 제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 영역(FDA)의 일 측, 예를 들어 하 측에 배치될 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 영역(FDA)의 타 측, 예를 들어 상 측에 배치될 수 있다.
제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 상에는 본 명세서의 실시예에 따른 터치 감지부(TSU)가 각각 형성 및 배치될 수 있다.
반면, 폴딩 영역(FDA)은 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)에서 소정의 곡률로 구부러진 영역일 수 있다. 그러므로, 제1 폴딩 라인(FOL1)은 폴딩 영역(FDA)과 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 경계이고, 제2 폴딩 라인(FOL2)은 폴딩 영역(FDA)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 경계일 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 도 25 및 도 26과 같이 제1 방향(X축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제2 방향(Y축 방향)으로 접힐 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(10)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있으므로, 사용자가 표시 장치(10)를 휴대하기 편리할 수 있다.
한편, 제1 폴딩 라인(FOL1)의 연장 방향과 제2 폴딩 라인(FOL2)의 연장 방향은 제1 방향(X축 방향)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되며, 표시 장치(10)는 제1 방향(X축 방향)으로 접힐 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있다. 또는, 제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 사이에 해당하는 표시 장치(10)의 대각 방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)는 삼각형 형태로 접힐 수 있다.
제1 폴딩 라인(FOL1)과 제2 폴딩 라인(FOL2)이 도 25 및 도 26과 같이 제1 방향(X축 방향)으로 연장되는 경우, 폴딩 영역(FDA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 길 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이는 폴딩 영역(FDA)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이보다 길 수 있다.
제1 표시 영역(DA1)은 표시 장치(10)의 전면에 배치될 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)은 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)가 펼쳐진 경우, 표시 장치(10)의 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)에서 전면 방향으로 화상이 표시될 수 있다.
제2 표시 영역(DA2)은 표시 장치(10)의 배면에 배치될 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩할 수 있다. 그러므로, 표시 장치(10)가 접힌 경우, 표시 장치(10)의 제2 비폴딩 영역(NFA2)에서 전면 방향으로 화상이 표시될 수 있다.
도 25 및 도 26에서는 카메라(SDA) 등이 배치되는 관통 홀(TH)이 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 배치되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 관통 홀(TH)은 제1 비폴딩 영역(NFA1) 또는 폴딩 영역(FDA)에 배치될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치
100: 표시 패널
110: 표시 스캔 구동부
120: 광 감지 구동부
200: 표시 구동 회로
210: 데이터 구동부
220: 타이밍 제어부
300: 회로 보두
400: 혈압 검출 회로
500: 터치 구동부

Claims (20)

  1. 표시 패널의 표시 영역에 배열된 표시 화소들;
    상기 표시 화소들과 교번해서 상기 표시 영역에 배열된 광 감지 화소들;
    서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인 단위로 구분되어, 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들에 연결된 광 감지 스캔 배선들;
    1수평 라인별 표시 스캔 배선들을 통해 1수평 라인 분씩의 표시 화소들에 순차적으로 표시 스캔 신호들을 공급하는 표시 스캔 구동부;
    상기 광 감지 화소들을 통해 입력되는 광 감지 신호들을 이용하여 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 검출 회로; 및
    상기 표시 스캔 배선들에 상기 표시 스캔 신호들이 공급되는 타이밍과 상기 광 감지 스캔 배선들에 감지 스캔 신호들이 공급되는 타이밍을 제어하는 표시 구동 회로를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 스캔 구동부는
    상기 표시 스캔 신호들 중 2i - j 번째의 표시 스캔 신호들을 상기 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들과 연결된 상기 광 감지 스캔 배선들로 공급하고,
    상기 광 감지 화소들은 상기 2i - j 번째의 표시 스캔 신호들에 응답하여 상기 광 감지 신호를 출력하며,
    상기 i는 양의 정수이고 상기 j는 i와 동일하거나 서로 다른 양의 정수인 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 표시 화소들은 발광 소자, 및 상기 발광 소자와 연결된 화소 구동부를 포함하고,
    상기 광 감지 화소들은 광 감지 소자, 및 상기 광 감지 소자와 연결된 감지 구동부를 각각 포함하며,
    상기 화소 구동부는 상기 표시 스캔 배선들을 통해 상기 순차적으로 공급되는 상기 표시 스캔 신호들 중 i번째의 표시 스캔 신호들을 공급받고,
    상기 감지 구동부는 상기 2i - j 번째의 표시 스캔 신호들을 공급받아서 상기 광 감지 신호를 상기 혈압 검출 회로로 출력하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 영역의 표시 화소들 중 적색, 녹색, 청색 표시 화소들과 하나씩의 감지 화소들이 각각의 단위 화소를 이루며,
    상기 적색, 녹색, 청색 표시 화소와 상기 하나씩의 광 감지 화소들은 상기 표시 영역의 제1 및 제2 방향을 따라 수평 또는 수직 스트라이프 형태로 교번해서 배열된 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 구동 회로로부터의 광 감지 제어 신호에 응답하여 1수평 라인 분씩의 감지 스캔 신호들을 순차적으로 생성하고, 상기 감지 스캔 신호들 중 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들을 상기 광 감지 스캔 배선들에 순차적으로 공급하는 광 감지 구동부를 더 포함하며,
    상기 표시 스캔 구동부는 상기 표시 구동 회로로부터의 기입 제어 신호에 응답해서 상기 1수평 라인 분씩의 표시 화소들에 순차적으로 표시 스캔 신호들을 공급하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 광 감지 화소들은
    광 감지 소자, 및 상기 광 감지 소자와 연결된 감지 구동부를 각각 포함하며,
    상기 감지 구동부는 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들을 공급받아서 상기 광 감지 신호를 상기 혈압 검출 회로로 출력하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 전면부에 배치되어 사용자의 신체 부위에 의해 가압되는 압력을 감지하고 압력 감지 신호를 출력하는 압력 감지부;
    상기 압력 감지부의 전면부에 배치되어 사용자의 터치를 감지하고 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지부; 및
    상기 압력 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따른 압력 데이터 및 압력 감지 좌표 데이터를 생성하고, 상기 터치 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따라 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 생성하는 터치 구동부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 표시 구동 회로는
    상기 터치 좌표 데이터에 기초해서 상기 신체 부위가 터치된 터치 영역을 검출 및 설정하며,
    혈압 감지를 위해 미리 설정된 계조 데이터들을 상기 터치 영역의 위치 맞게 정렬해서 데이터 구동부로 공급하고, 상기 기입 제어 신호를 상기 표시 스캔 구동부로 공급하여 상기 터치 영역의 표시 화소들이 발광되도록 제어하며,
    상기 광 감지 제어 신호를 상기 광 감지 구동부로 공급하여 상기 광 감지 화소들에 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들이 순차적으로 공급되도록 제어하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 표시 구동 회로는 상기 터치 영역에 대한 좌표 정보를 상기 혈압 검출 회로로 공급하고,
    상기 혈압 검출 회로는 상기 터치 영역에 대한 좌표 정보에 기초해서 상기 터치 영역과 대응되는 각각의 감지 구동부를 통해 상기 광 감지 신호들을 입력받고 사용자의 맥파 신호와 혈압을 검출하는 표시 장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 표시 패널은
    서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인 단위로 구분되어, 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들에 연결된 감지 리셋 배선들을 더 포함하며.
    상기 광 감지 구동부는 상기 표시 구동 회로로부터의 광 감지 제어 신호에 응답하여 1수평 라인 분씩의 감지 리셋 신호들을 순차적으로 생성하고, 상기 감지 리셋 신호들 중 2i - j 번째의 감지 리셋 신호들을 감지 리셋 배선들에 순차적으로 공급하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 광 감지 화소들은
    광 감지 소자, 및 상기 광 감지 소자와 연결된 감지 구동부를 각각 포함하며,
    상기 감지 구동부는 상기 2i - j 번째의 감지 리셋 신호들에 응답해서 리셋 되고, 리셋 이후에 공급되는 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들에 응답해서 상기 광 감지 신호를 상기 혈압 검출 회로로 출력하는 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 광 감지 스캔 배선들, 및 상기 감지 리셋 배선들 각각은 각각 복수의 라인으로 분기되어 상기 적어도 2개 수평 라인 분씩의 상기 광 감지 화소들과 전기적으로 연결된 표시 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 광 감지 화소들은
    상기 표시 영역에 배열된 상기 감지 리셋 배선들 중 하나의 감지 리셋 배선, 상기 광 감지 스캔 배선들 중 하나의 광 감지 스캔 배선, 및 감지 배선들 중 하나의 감지 배선에 각각 전기적으로 접속되어, 상기 감지 리셋 배선으로부터의 감지 리셋 신호에 의해 리셋되며, 상기 광 감지 스캔 배선으로부터의 감지 스캔 신호에 응답해서 상기 광 감지 신호를 각각의 상기 감지 배선으로 전송하는 표시 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 광 감지 화소들은
    광 감지 소자를 포함하는 광 감지부, 및
    제1 내지 제3 감지 트랜지스터와 감지 커패시터를 포함하는 감지 구동부를 포함하며,
    상기 감지 커패시터는 상기 광 감지 소자와 병렬 구조로 연결된 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 감지 트랜지스터는 상기 광 감지 소자 및 상기 감지 커패시터의 전압에 따라 광 감지 전류가 상기 제2 감지 트랜지스터로 흐르도록 하고,
    상기 제3 감지 트랜지스터는 상기 2i - j 번째의 감지 리셋 신호들에 응답해서 상기 광 감지 소자에 리셋 전압을 공급하며,
    상기 제2 감지 트랜지스터는 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들에 응답해서 상기 광 감지 소자의 상기 광 감지 신호를 감지 배선으로 출력하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 광 감지 화소들이 각각의 상기 광 감지 스캔 배선을 통해 동일한 상기 감지 스캔 신호를 입력받을 수 있도록 설정되는 수평 라인의 수는 상기 혈압 검출 회로의 맥파 신호 검출 및 변환 기간 대비 1수평 라인별 상기 광 감지 화소들의 구동 기간 비율에 따라 미리 설정되는 표시 장치.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 전면부에 배치되어 사용자의 신체 부위에 의해 가압되는 압력을 감지하고 압력 감지 신호를 출력하는 압력 감지부;
    상기 압력 감지부의 전면부에 배치되어 사용자의 터치를 감지하고 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지부; 및
    상기 압력 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따른 압력 데이터 및 압력 감지 좌표 데이터를 생성하고, 상기 터치 감지 신호의 크기 변화와 출력 위치에 따라 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 생성하는 터치 구동부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 표시 구동 회로는
    상기 터치 좌표 데이터에 기초해서 상기 신체 부위가 터치된 터치 영역을 검출 및 설정하며,
    혈압 감지를 위해 미리 설정된 계조 데이터들을 상기 터치 영역의 위치 맞게 정렬해서 데이터 구동부로 공급하고, 상기 기입 제어 신호를 상기 표시 스캔 구동부로 공급하여 상기 터치 영역의 표시 화소들이 발광되도록 제어하며,
    상기 광 감지 제어 신호를 상기 광 감지 구동부로 공급하여 상기 광 감지 화소들에 상기 2i - j 번째의 감지 스캔 신호들이 순차적으로 공급되도록 제어하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 표시 구동 회로는
    상기 터치 영역에 대한 좌표 정보를 상기 혈압 검출 회로로 공급하고,
    상기 혈압 검출 회로는
    상기 터치 영역에 대한 좌표 정보에 기초해서 상기 터치 영역과 대응되는 각각의 감지 구동부를 통해 상기 광 감지 신호들을 입력받고 사용자의 맥파 신호와 혈압을 검출하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 광 감지 스캔 배선들이 각각 연결되는 서로 인접한 적어도 2개의 수평 라인의 연결 수는 상기 혈압 검출 회로의 맥파 신호 검출 기간 대비 1수평 라인별 광 감지 화소들의 광 감지 구동 기간 비율에 따라 미리 설정되는 표시 장치.
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