KR20240013991A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 스캔 기입 라인들, 감지 라인들, 스캔 기입 라인들에 각각 연결되는 화소들, 및 스캔 기입 라인들과 감지 라인들에 각각 연결되는 광 센서들을 포함하는 표시 패널, 스캔 제어 신호에 따라 스캔 기입 라인들에 순차적으로 스캔 기입 신호들을 출력하는 스캔 구동부, 제1 샘플링 신호에 따라 감지 라인들로부터 광 센서들의 광 감지 신호들을 수신하는 리드 아웃 회로, 및 스캔 구동부와 리드 아웃 회로를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 제1 샘플링 신호 사이의 펄스 간격은 제1 수평 주기를 갖고, 이웃한 스캔 기입 신호 사이의 펄스 간격은 제2 수평 주기를 갖는다.

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 발명이다.
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 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 스캔 기입 라인들, 감지 라인들, 상기 스캔 기입 라인들에 각각 연결되는 화소들, 및 상기 스캔 기입 라인들과 상기 감지 라인들에 각각 연결되는 광 센서들을 포함하는 표시 패널, 스캔 제어 신호에 따라 상기 스캔 기입 라인들에 순차적으로 스캔 기입 신호들을 출력하는 스캔 구동부, 제1 샘플링 신호에 따라 상기 감지 라인들로부터 상기 광 센서들의 광 감지 신호들을 수신하는 리드 아웃 회로, 및 상기 스캔 구동부와 상기 리드 아웃 회로를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 상기 제1 샘플링 신호 사이의 펄스 간격은 제1 수평 주기를 갖고, 이웃한 상기 스캔 기입 신호 사이의 펄스 간격은 제2 수평 주기를 갖는다.
상기 제2 수평 주기는 상기 제1 수평 주기보다 클 수 있다.
상기 광 센서들 각각은, 애노드 전극 및 전압 라인에 연결된 캐소드 전극을 포함하는 광전 변환 소자, 상기 광전 변환 소자의 상기 애노드 전극에 연결된 게이트 전극을 포함하는 제1 센싱 트랜지스터, 리셋 신호에 따라 리셋 전압 라인과 상기 광전 변환 소자의 상기 애노드 전극을 연결하는 리셋 트랜지스터, 및 상기 스캔 기입 신호에 따라 상기 제1 센싱 트랜지스터와 상기 감지 라인을 연결하는 제2 센싱 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 광 센서들의 각각의 리셋 트랜지스터를 턴-온시키는 상기 리셋 신호를 출력하는 리셋 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 리드 아웃 회로는, 상기 감지 라인에 연결되며 연산 증폭기를 포함하는 증폭부, 상기 제1 샘플링 신호에 따라 상기 광 감지 신호의 전압을 저장하는 제1 샘플링 커패시터를 포함하는 샘플링부, 및 저장된 감지 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부를 포함할 수 있다.
상기 스캔 기입 신호에 따라 상기 제2 센싱 트랜지스터가 각각 턴-온되어 상기 광 센서에서 감지되는 광량에 비례하여 상기 감지 라인을 통해 감지 신호 전압을 각각 출력하고, 상기 제1 샘플링 신호에 따라 상기 감지 신호 전압 각각을 상기 제1 샘플링 커패시터에 저장할 수 있다.
상기 제1 샘플링 신호는 상기 제1 샘플링 커패시터를 턴-온하는 제1 기간, 및 상기 제1 샘플링 커패시터를 턴-오프하는 제2 기간을 포함할 수 있다.
상기 제1 기간에서 상기 제1 샘플링 커패시터는 상기 감지 신호 전압들 중에서 적어도 2 이상의 감지 신호 전압을 누적하여 저장할 수 있다.
상기 제1 기간은 상기 제2 수평 주기보다 클 수 있다.
상기 샘플링부는 제2 샘플링 신호에 따라 노이즈 전압을 저장하는 제2 샘플링 커패시터를 더 포함하고, 상기 제2 샘플링 신호와 상기 제1 샘플링 신호는 순차적으로 턴-온될 수 있다.
이웃한 상기 제2 샘플링 신호 사이의 펄스 간격은 상기 제1 수평 주기와 동일할 수 있다.
상기 광 센서들은 제1 광 센서 및 제2 광 센서를 포함하며, 상기 스캔 기입 라인들은, 상기 화소 및 상기 제1 광 센서에 n(n은 양의 정수)번째 스캔 기입 신호를 제공하는 제1 스캔 기입 라인, 및 상기 화소 및 상기 제2 광 센서에 n+1번째 스캔 기입 신호를 제공하는 제2 스캔 기입 라인을 포함하고, 상기 n번째 스캔 기입 신호와 상기 n+1번째 스캔 기입 신호 사이의 상기 제2 수평 주기는 상기 제1 샘플링 신호의 상기 제1 수평 주기보다 작을 수 있다.
상기 타이밍 제어부는 지문을 감지하는 제1 모드에서 제1 기간 동안 턴-온 전압을 갖고, 혈압을 감지하는 제2 모드에서 제2 기간 동안 턴-온 전압을 갖는 제1 샘플링 신호를 출력하고, 상기 제1 기간은 상기 제2 기간보다 작을 수 있다.
상기 제1 기간은 상기 제2 수평 주기보다 작을 수 있다.
상기 제2 수평 주기는 상기 제2 기간보다 작을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화소, 제1 광 센서, 및 제2 광 센서를 포함하는 표시 패널, 상기 화소와 상기 제1 광 센서에 제1 스캔 기입 신호를 제공하는 제1 스캔 기입 라인들, 상기 화소와 상기 제2 광 센서에 제2 스캔 기입 신호를 제공하는 제2 스캔 기입 라인들, 상기 제1 스캔 기입 라인들에 제1 스캔 기입 신호를 출력하고, 상기 제2 스캔 기입 라인들에 제2 스캔 기입 신호를 출력하는 스캔 구동부, 제1 샘플링 신호에 따라 상기 제1 광 센서로부터 제1 감지 라인을 통해 제1 광 감지 신호를 수신하고, 상기 제2 광 센서로부터 제2 감지 라인을 통해 제2 광 감지 신호를 수신하는 리드 아웃 회로, 및 상기 제1 샘플링 신호를 상기 리드 아웃 회로에 출력하는 타이밍 제어부를 포함하고, 상기 타이밍 제어부는 상기 제1 샘플링 신호를 제1 수평 주기로 제어하고, 상기 제1 스캔 기입 신호와 상기 제2 스캔 기입 신호 사이의 펄스 폭이 제2 수평 주기를 갖도록 제어할 수 있다.
상기 제1 수평 주기는 상기 제2 수평 주기보다 클 수 있다.
상기 제1 샘플링 신호는 턴-온 전압을 갖는 제1 기간 및 턴-오프 전압을 갖는 제2 기간을 포함하고, 상기 리드 아웃 회로는 상기 제1 기간에서 상기 제1 및 제2 광 감지 신호를 누적하여 수신할 수 있다.
상기 제1 기간은 상기 제2 수평 주기보다 클 수 있다.
상기 리드 아웃 회로는, 상기 감지 라인에 연결되며 연산 증폭기를 포함하는 증폭부, 상기 제1 샘플링 신호의 상기 제1 기간 동안 상기 제1 및 제2 광 감지 신호의 전압을 누적하여 저장하는 제1 샘플링 커패시터를 포함하는 샘플링부, 및 저장된 감지 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 영상 표시 패널의 구동 주파수와 동일한 주파수로 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 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 기간을 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 스캔 기입 라인들과 광 감지 화소들의 접속 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 화소 및 광 센서를 상세히 보여주는 회로도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 광 센서를 상세히 보여주는 회로도이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9은 도 6 및 도 7에 도시된 화소 및 광 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10는 제1 내지 제4 광 센서 및 리드 아웃 회로를 나타낸 블럭도이다.
도 11은 제1 광 센서 및 리드 아웃 회로를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 12은 광 감지 기간에 따른 도 10의 리드 아웃 회로의 신호들 및 스캔 기입 신호를 나타낸 파형도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시 장치의 혈압 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 가압 시간에 따른 압력 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 15는 광 감지 데이터에 따라 생성된 광학 신호를 나타낸 그래프이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 광 센서 및 리드 아웃 회로를 나타낸 블럭도이다.
도 17은 광 감지 기간에 따른 도 16의 리드 아웃 회로의 신호들 및 스캔 기입 신호를 나타낸 파형도이다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 혈압 및 지문 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 제2 모드에서 광 감지 기간에 따른 리드 아웃 회로의 신호들 및 스캔 기입 신호를 나타낸 파형도이다.
도 20 및 도 21은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
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 평면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 1에는 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)이 표기되어 있다. 제1 방향(X)은 평면 상에서 바라볼 때 표시 장치(1)의 일 변과 나란한 방향으로, 예를 들어 표시 장치(1)의 가로 방향일 수 있다. 제2 방향(Y)은 평면 상에서 바라볼 때 표시 장치(1)의 일 변과 접하는 타 변과 나란한 방향으로, 표시 장치(1)의 세로 방향일 수 있다. 이하에서 설명의 편의를 위해 제1 방향(X)의 일측은 평면도상 우측 방향을, 제1 방향(X)의 타측은 평면도상 좌측 방향을 지칭하고, 제2 방향(Y)의 일측은 평면도상 상측 방향을, 제2 방향(Y)의 타측은 편면도상 하측 방향을 각각 지칭하는 것으로 한다. 제3 방향(Z)은 표시 장치(1)의 두께 방향일수 있다. 다만, 실시예에서 언급하는 방향은 상대적인 방향을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 실시예는 언급한 방향에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 화면을 제공하는 다양한 전자장치가 그에 포함될 수 있다. 표시 장치(1)의 예는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 텔레비전, 게임기, 손목 시계형 전자 기기, 헤드 마운트 디스플레이, 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 노트북 컴퓨터, 자동차 계기판, 디지털 카메라, 캠코더, 외부 광고판, 전광판, 각종 의료 장치, 각종 검사 장치, 냉장고나 세탁기 등과 같은 표시 영역을 포함하는 다양한 가전 제품, 사물 인터넷 장치 등을 포함할 수 있다. 후술하는 표시 장치(1)의 대표적인 예로 스마트 폰, 태블릿 PC나 노트북 등을 들 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
표시 장치(1)는 활성 영역(AAR)과 비활성 영역(NAR)을 갖는 표시 패널(10)을 포함한다.
활성 영역(AAR)은 화면이 표시되는 표시 영역(DA)을 포함한다. 활성 영역(AAR)은 표시 영역(DA)과 완전히 중첩될 수 있다. 표시 영역(DA)에는 영상을 표시하는 복수의 화소(PX)가 배치될 수 있다. 각 화소(PX)는 발광 소자(도 5의 'EL')를 포함할 수 있다.
활성 영역(AAR)은 광 감지 영역(PPSA)을 더 포함한다. 광 감지 영역(PPSA)은 광에 반응하는 영역으로, 입사광의 광량이나 파장 등을 감지하도록 구성된 영역이다. 광 감지 영역(PPSA)은 표시 영역과 중첩할 수 있다. 도면에서는 광 감지 영역(PPSA)이 활성 영역(AAR)의 하측 중앙 영역에 배치된 것으로 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 광 감지 영역(PPSA)은 평면도 상 표시 영역과 완전히 동일한 영역으로 정의될 수도 있다. 다른 예를 들어, 광 감지 영역(PPSA)은 혈압 측정을 위해 필요한 한정된 영역에만 배치될 수 있다. 이 경우, 광 감지 영역(PPSA)은 표시 영역의 일부와는 중첩하지만, 표시 영역의 다른 일부와는 비중첩할 수 있다.
광 감지 영역(PPSA)에는 광에 반응하는 복수의 광 센서(PS)들이 배치될 수 있다. 각 광 센서(PS)는 입사되는 광을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환하는 광전 변환 소자(도 6의 'PD')를 포함할 수 있다.
비활성 영역(NAR)은 활성 영역(AAR)의 주변에 배치된다. 비활성 영역(NAR)은 베젤 영역일 수 있다. 비활성 영역(NAR)은 활성 영역(AAR)의 모든 변(도면에서 4 변)을 둘러쌀 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
비활성 영역(NAR)에는 활성 영역(AAR)에 신호를 인가하기 위한 신호 배선이나 구동 회로들이 배치될 수 있다. 또한, 비활성 영역(NAR)에는 광 감지 영역(PPSA)에 신호를 인가하기 위한 신호 배선이나 구동 회로 및 광 감지 영역(PPSA)으로부터 전달되는 전기적 신호를 전달하기 위한 광 감지 라인들이 배치될 수 있다. 비활성 영역(NAR)은 표시 영역을 포함하지 않을 수 있다. 나아가, 비활성 영역(NAR)은 광 감지 영역(PPSA)을 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 비활성 영역(NAR)은 일부의 광 감지 영역(PPSA)을 포함할 수도 있다. 비활성 영역(NAR)은 화면이 표시되지 않는 비표시 영역과 완전히 동일한 영역이 될 수도 있다.
도 2를 더 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 표시 구동 회로(200), 터치 감지부(TSU), 압력 감지부(PSU), 리드 아웃 회로(300), 및 터치 구동부(500)를 포함한다.
서브 영역(SBA)은 비활성 영역(NAR)의 일 측으로부터 제2 방향(Y)으로 돌출될 수 있다. 서브 영역(SBA)의 제2 방향(Y)의 길이는 비활성 영역(NAR)의 제2 방향(Y)의 길이보다 작을 수 있다. 서브 영역(SBA)의 제1 방향(X)의 길이는 비활성 영역(NAR)의 제1 방향(X)의 길이보다 작거나 비활성 영역(NAR)의 제1 방향(X)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.
서브 영역(SBA)에는 표시 구동 회로(200)가 배치될 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)과 같은 도전성 접착 부재를 이용하여 구동 패드들에 부착될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 구부러질 수 있으며, 이 경우 활성 영역(AAR)의 하부에 배치될 수 있다. 서브 영역(SBA)은 제3 방향(DR3)에서 활성 영역(AAR)과 중첩될 수 있다.
표시 패널(10)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, 비활성 영역(NAR)의 전면에 배치될 수 있다.
활성 영역(AAR)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(X,Y)으로 서로 교차하도록 배열된 복수의 터치 전극을 포함한다. 구체적으로, 복수의 터치 전극은 제1 방향(X)으로 나란하게 이격된 상태로 배열된 복수의 구동 전극, 및 유기 물질층이나 무기 물질층을 사이에 두고 복수의 구동 전극과 교차하도록 제2 방향(Y)으로 나란하게 이격되어 배열된 복수의 감지 전극을 포함한다. 복수의 구동 전극과 감지 전극들은 활성 영역(AAR)에 배열된 각각의 화소(PX) 및 광 센서(PS)들과 중첩되지 않도록 표시 화소들 및 광 센서들 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 전극으로부터는 터치 감지 신호들을 각각 수신할 수 있다. 터치 구동부(500)는 터치 감지 신호의 크기 변화에 따라 복수의 구동 전극 및 복수의 감지 전극 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(X,Y)으로 서로 교차하도록 배열된 복수의 압력 감지 전극을 포함한다. 구체적으로, 복수의 압력 감지 전극은 제1 방향(X)으로 나란하게 이격되어 배열된 복수의 하부 전극, 및 투명성 무기(또는, 유기) 물질 층을 사이에 두고 복수의 하부 전극과 교차하도록 제2 방향(Y)으로 나란하게 이격되어 배열된 복수의 상부 전극을 포함한다. 복수의 하부 전극과 상부 전극들은 활성 영역(AAR)에 배열된 각각의 표시 화소 및 광 센서들과 중첩되지 않도록 표시 화소들 및 광 센서들 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 보드는 서브 영역(SBA)의 일 단에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드는 표시 패널(10) 및 표시 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 표시 패널(10)과 표시 구동 회로(200)는 회로 보드를 통해 디지털 비디오 데이터, 타이밍 신호들, 및 구동 전압들을 입력받을 수 있다. 회로 보드는 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(10)을 구동하기 위한 디지털 데이터와 전기적인 제어 신호들을 생성할 수 있다. 표시 구동 회로(200)를 비롯한 리드 아웃 회로(300), 및 터치 구동부(500) 각각은 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성될 수 있다. 표시 구동 회로(200), 리드 아웃 회로(300), 및 터치 구동부(500) 각각은 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(10)이나 회로 보드 상에 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)를 비롯한 리드 아웃 회로(300), 및 터치 구동부(500)는 COF(chip on film) 방식으로 회로 보드 상에 부착될 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 기간을 나타내는 타이밍도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 프로세서(100), 표시 구동 회로(200), 및 리드 아웃 회로(300)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 프로세서(100)는 외부로부터 공급된 영상 신호(RGB) 및 복수의 제어 신호들을 타이밍 제어부(210)로 공급한다. 프로세서(100)는 외부로부터 제공된 영상 신호(RGB)에 대한 그래픽을 제공하는 그래픽 프로세싱 유닛(이하, GPU)를 더 포함할 수 있다. 영상 신호(RGB)는 GPU에서 그래픽 처리가 완료된 이미지 소스로서, 타이밍 제어부(210)에 제공될 수 있다. 영상 신호(RGB)는 예를 들어, 120Hz의 주파수를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)에서 복수의 제어 신호들은 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 클록 신호, 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
도 4를 더 참조하면, 수직 동기 신호(Vsync)는 각각의 프레임 기간들을 정의한다. 수직 동기 신호(Vsync)는 각 주기마다 하이 기간과 로우 기간을 포함하고, 수직 동기 신호(Vsync)의 주기는 각 기간의 프레임 주파수에 대응한다. 예를 들어, 수직 동기 신호(Vsync)는 제1 프레임 주파수를 갖는 복수의 프레임 기간(FMO1)들을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임 주파수는 120Hz일 수 있다. 따라서, 수직 동기 신호(Vsync)의 주기는 33.2ms일 수 있다.
수평 동기 신호(Hsync)는 하나의 프레임 기간 내의 수평 주기들을 정의한다. 수평 동기 신호(Hsync)는 각 주기마다 하이 기간과 로우 기간을 포함하고, 수평 동기 신호(Hsync)의 주기는 수평 주기들 각각에 대응한다. 예를 들어, 제1 수평 동기 신호(Hsync1)는 제1 수평 주기(1H)들을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 수평 동기 신호(Hsync1)의 주기는 3.2μs일 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 표시 구동 회로(200)는 표시 패널(10)의 화소(PX)들 및 광 센서(PS)들을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COF(chip on film) 방식으로 회로 보드 상에 부착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(10)의 비활성 영역(NAR) 상에 부착될 수도 있다.
표시 구동 회로(200)는 표시 패널(10)의 화소(PX)를 구동하는 데이터 구동부(220), 화소(PX) 및 광 센서(PS)를 구동하는 스캔 구동부(230), 데이터 구동부(220)와 스캔 구동부(230)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(210)를 포함한다. 또한, 전원 공급부(240), 발광 구동부(250), 및 리셋 구동부(260)를 더 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(210)는 표시 장치(1)의 외부로부터 공급된 영상 신호(RGB), 수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync)를 수신한다. 타이밍 제어부(210)는 영상 데이터(DATA)와 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(220)에 출력할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(210)는 스캔 구동부(230)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 제어 신호(SCS), 발광 구동부(250)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 발광 제어 신호(ECS), 및 리셋 구동부(260)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 리셋 제어 신호(RCS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(210)는 스캔 제어 신호(SCS), 발광 제어 신호(ECS), 및 리셋 제어 신호(RCS)를 생성하고, 스캔 제어 라인을 통해 스캔 제어 신호(SCS)를 스캔 구동부(230)로 출력하고, 발광 제어 라인을 통해 발광 제어 신호(ECS)를 발광 구동부(250)로 출력하고, 리셋 제어 라인을 통해 리셋 제어 신호(RCS)를 리셋 구동부(260)로 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(210)는 리드 아웃 회로(300)를 구동한다. 예를 들어, 타이밍 제어부(210)는 제1 샘플링 신호(SHS), 제2 샘플링 신호(SHR), 피드백 리셋 신호(IRST)를 리드 아웃 회로(300)()에 출력할 수 있다. 타아밍 제어부는 리드 아웃 회로(300)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 타이밍 제어부(210)가 제1 샘플링 신호(SHS), 제2 샘플링 신호(SHR), 피드백 리셋 신호(IRST)를 출력하여 리드 아웃 회로(300)를 제어하는 방법은 도 12에서 후술하기로 한다.
타이밍 제어부(210)는 제1 프레임 주파수로 표시 패널(10)의 화소(PX)와 광 센서(PS)를 구동한다. 예를 들어, 타이밍 제어부(210)는 제1 프레임 주파수에 따라 스캔 제어 신호(SCS), 데이터 제어 신호(DCS), 발광 제어 신호(ECS), 및 리셋 제어 신호(RCS)를 출력한다.
데이터 구동부(220)는 영상 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 데이터 라인(DL)들에 출력할 수 있다. 데이터 구동부(220)는 영상 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압으로 변환할 할 수 있다.
스캔 구동부(230)는 스캔 제어 신호(SCS)에 따라 스캔 기입 신호들을 각각 생성하고, 스캔 기입 신호들을 스캔 기입 라인(GWL1~GWLn)들에 순차적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 스캔 구동부(230)는 제1 프레임 주파수에 따른 스캔 제어 신호(SCS)를 입력 받고, 제1 프레임 주파수에 따른 스캔 기입 신호를 출력한다.
전원 공급부(240)는 제1 구동 전압을 생성하여 구동 전압 라인(VL)에 공급하고, 제2 구동 전압을 생성하여 구동 전압 라인(VL)에 공급할 수 있다. 구동 전압 라인(VL)은 제1 구동 전압 라인과 제2 구동 전압 라인을 포함할 수 있다. 제1 구동 전압은 발광 소자 및 광전 변환 소자의 구동을 위한 고전위 전압일 수 있고, 제2 구동 전압은 발광 소자 및 광전 변환 소자의 구동을 위한 저전위 전압일 수 있다. 즉, 제1 구동 전압은 제2 구동 전압보다 높은 전위를 가질 수 있다.
발광 구동부(250)는 발광 제어 신호(ECS)에 따라 발광 신호들을 생성하고, 발광 신호들을 발광 라인(EML)들에 순차적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 발광 구동부(250)는 제1 프레임 주파수에 따른 발광 제어 신호(ECS)를 입력받고, 제1 프레임 주파수에 따른 발광 신호를 출력한다. 한편, 발광 구동부(250)는 스캔 구동부(230)와 별도로 존재하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 스캔 구동부(230)에 포함된 개념일 수 있다.
리셋 구동부(260)는 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 리셋 신호들을 생성하고, 리셋 신호들을 리셋 라인(RSTL)들에 순차적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 리셋 구동부(260)는 제1 프레임 주파수에 따른 리셋 제어 신호(RCS)를 입력받고, 제1 프레임 주파수에 따른 리셋 신호를 출력한다.
리드 아웃 회로(300)는 광 감지 라인(FRL)을 통해 각 광 센서(PS)와 연결되며, 각 광 센서(PS)의 광 감지 신호(예를 들어, 광 센서(PS)에 흐르는 전류)를 전달받아 맥파 신호를 산출할 수 있다. 맥파 신호에 기초하여 사용자의 혈압을 산출할 수 있다. 또한, 리드 아웃 회로(300)는 사용자의 지문 입력을 감지할 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COF(chip on film) 방식으로 표시 회로 보드 상에 부착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 표시 패널(10)의 비활성 영역(NAR) 상에 부착될 수도 있다.
리드 아웃 회로(300)는 타이밍 제어부(210)로부터 제1 샘플링 신호(SHS), 제2 샘플링 신호(SHR), 피드백 리셋 신호(IRST)를 입력 받을 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 제1 샘플링 신호(SHS)에 따라 제1 샘플링 스위치(도 11의 SW1)를 턴-온 할 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 제2 샘플링 신호(SHR)에 따라 제2 샘플링 스위치(도 11의 SW2)를 턴-온 할 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 피드백 리셋 신호(IRST)에 따라 커패시터 리셋 스위치(도 11의 SWRO)를 턴-온 할 수 있다. 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 광 센서(PS)로부터 입력 받은 광 감지 신호를 전달받아 광 감지 데이터를 생성할 수 있다.
리드 아웃 회로(300)는 각 광 센서(PS)에서 감지된 전류의 크기에 따라 광 감지 데이터를 생성하여 프로세서(100)로 전송하고, 프로세서(100)는 광 감지 데이터와 압력 감지부(PSU)에서 측정한 압력 측정값을 분석함으로써, 사용자의 혈압 정보를 산출할 수 있다. 표시 패널(10)은 복수의 화소(PX)들, 복수의 광 센서(PS)들, 복수의 화소(PX)들과 복수의 광 센서(PS)들에 연결되는 복수의 스캔 기입 라인(GWL1~GWLn)들, 복수의 화소(PX)들에 연결되는 복수의 데이터 라인(DL)들과 복수의 발광 라인(EML)들, 복수의 광 센서(PS)들에 연결되는 복수의 광 감지 라인(FRL)들과 복수의 리셋 라인(RSTL)들을 더 포함한다.
복수의 화소(PX)들은 발광 소자와 발광 소자의 발광량을 제어하는 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)들 각각은 스캔 기입 라인(GWL1~GWLn)들 중 적어도 어느 하나, 데이터 라인(DL)들 중 어느 하나, 발광 라인(EML)들 중 적어도 하나, 및 구동 전압 라인(VL)에 접속될 수 있다.
복수의 광 센서(PS)들은 광전 변환 소자와 광전 변환 소자의 수광량을 제어하는 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 복수의 광 센서(PS)들 각각은 스캔 기입 라인(GWL1~GWLn)들 중 어느 하나, 리셋 라인(RSTL)들 중 어느 하나, 광 감지 라인(FRL)들 중 어느 하나 및 구동 전압 라인(VL)에 접속될 수 있다.
복수의 스캔 기입 라인(GWL1~GWLn)들은 스캔 구동부(230)와 복수의 화소(PX)들 및 복수의 광 센서(PS)들 각각을 연결할 수 있다. 복수의 스캔 기입 라인(GWL1~GWLn)들은 스캔 구동부(230)로부터 출력된 스캔 기입 신호들을 복수의 화소(PX)들 각각 및 복수의 광 센서(PS)들 각각에 제공할 수 있다.
복수의 데이터 라인(DL)들은 데이터 구동부(220)와 복수의 화소(PX)들 각각을 연결할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL)들은 데이터 구동부(220)로부터 출력된 영상 데이터를 복수의 화소(PX)들 각각에 제공할 수 있다.
복수의 발광 라인(EML)들은 발광 구동부(250)와 복수의 화소(PX)들 각각을 연결할 수 있다. 복수의 발광 라인(EML)들은 발광 구동부(250)로부터 출력된 발광 신호를 복수의 화소(PX)들 각각에 제공할 수 있다.
복수의 리셋 라인(RSTL)들은 리셋 구동부(260)와 복수의 광 센서(PS)들 각각을 연결할 수 있다. 복수의 리셋 라인(RSTL)들은 리셋 구동부(260)로부터 출력된 리셋 신호를 복수의 광 센서(PS)들 각각에 제공할 수 있다.복수의 광 감지 라인(FRL)들은 복수의 광 센서(PS)들 각각과 리드 아웃 회로(300)를 연결할 수 있다. 복수의 광 감지 라인(FRL)들은 복수의 광 센서(PS)들 각각에서 출력된 광전류를 리드 아웃 회로(300)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 사용자의 맥파 신호를 생성하거나 지문을 감지할 수 있다.
복수의 구동 전압 라인(VL)들은 전원 공급부(240)와 복수의 화소(PX)들 및 복수의 광 센서(PS)들 각각을 연결할 수 있다. 복수의 구동 전압 라인(VL)들은 전원 공급부(240)로부터 제1 구동 전압 또는 제2 구동 전압을 복수의 화소(PX) 및 광 센서(PS)에 제공할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 스캔 기입 라인들과 광 감지 화소들의 접속 구조를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 활성 영역(AAR)은 적색, 녹색, 청색의 화소(PX)들과 광 센서(PS)들은 교번해서 매트릭스 형태로 배열된다. 광 센서(PS)들은 스캔 기입 라인(GWL)들 중 하나의 스캔 기입 라인(GWL)을 통해 스캔 기입 신호들을 공급받는다. 예를 들어, 4k-3 번째 내지 4k 번째 수평 라인(여기서, k는 자연수)들에 서로 인접하게 배열된 4k-3 번째 내지 4k 번째 수평 라인의 광 센서(PS)들은 각각 4k-3 번째 내지 4k 스캔 기입 라인(GWL)들에 각각 접속된다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 4K-3 번째 스캔 기입 라인을 제1 스캔 기입 라인(GWL1)으로 지칭하고, 4K-2 번째 스캔 기입 라인을 제2 스캔 기입 라인(GWL2)으로 지칭하고, 4K-1 번째 스캔 기입 라인을 제3 스캔 기입 라인(GWL3)으로 지칭하고, 4K 번째 스캔 기입 라인을 제4 스캔 기입 라인(GWL4)으로 지칭하기로 한다. 또한, 제1 스캔 기입 라인(GWL1)이 접속하는 광 센서를 제1 광 센서(PS1)로 지칭하고, 제2 스캔 기입 라인(GWL2)이 접속하는 광 센서를 제2 광 센서(PS2)로 지칭하고, 제3 스캔 기입 라인(GWL3)이 접속하는 광 센서를 제3 광 센서(PS3)로 지칭하고, 제4 스캔 기입 라인(GWL4)이 접속하는 광 센서를 제4 광 센서(PS4)로 지칭하기로 한다.
제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)는 각각 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4)에 응답해서 전면의 반사 광량에 따른 광 감지 신호(도 10의 LSS)를 각각의 광 감지 라인(FRL)으로 전송한다.
또한, 화소(PX)들은 스캔 기입 라인(GWL)들 중 둘의 스캔 기입 라인(GWL)을 통해 스캔 기입 신호들을 공급받는다. 예를 들어, 4k-3 번째 수평 라인과 4k-2 번째 수평 라인 사이에 배열된 화소(PX)는 4k-3 번째 및 4k-2 번째 스캔 기입 라인(GWL)에 접속된다. 또한, 4k-2 번째 수평 라인과 4k-1 번째 수평 라인 사이에 배열된 화소(PX)는 4k-2 번째 및 4k-1 번째 스캔 기입 라인(GWL)에 접속된다. 또한, 4k-1 번째 수평 라인과 4k 번째 수평 라인 사이에 배열된 화소(PX)는 4k-1 번째 및 4k 번째 스캔 기입 라인(GWL)에 접속된다. 이에 관한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 4k-2 번째 및 4k-1 번째 스캔 기입 라인(GWL)에 접속된 화소를 제1 화소(PX1)로 지칭하기로 한다. 즉, 제1 스캔 기입 라인(GWL1)과 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 접속되는 화소를 제1 화소(PX1)로 지칭하기로 한다. 또한, 4k-1 번째 및 4k 번째 스캔 기입 라인(GWL)에 접속된 화소를 제2 화소(PX2)로 지칭하기로 한다. 즉, 제3 스캔 기입 라인(GWL3)과 제4 스캔 기입 라인(GWL4)에 접속되는 화소를 제2 화소(PX2)로 지칭하기로 한다.
정리하면, 화소(PX)들과 광 센서(PS)들은 매트릭스 형태로 배열된다. 이 중에, 제1 광 센서(PS1)는 제1 스캔 기입 라인(GWL1)과 접속되고, 제2 광 센서(PS2)는 제2 스캔 기입 라인(GWL2)과 접속되고, 제3 광 센서(PS3)는 제3 스캔 기입 라인(GWL3)과 접속되고, 제4 광 센서(PS4)는 제4 스캔 기입 라인(GWL4)과 접속될 수 있다. 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)는 반복되어 배열될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 화소 및 광 센서를 상세히 보여주는 회로도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 광 센서를 상세히 보여주는 회로도이다.
도 6을 참조하면, 제1 화소(PX1)는 스캔 개시 라인(GIL), 스캔 제어 라인(GCL), 제1 스캔 기입 라인(GWL1), 제2 스캔 기입 라인(GWL2), 발광 라인(EML) 및 데이터 라인(DL)에 접속될 수 있다. 또한, 화소(PX) 각각은 제1 구동 전압이 인가되는 제1 구동 전압 라인(VDDL), 제2 구동 전압이 인가되는 제2 구동 전압 라인(VSSL), 제1 초기화 전압(Vint1)이 인가되는 제1 초기화 전압 라인, 제2 초기화 전압(Vint2)이 인가되는 제2 초기화 전압 라인에 접속될 수 있다.
제1 광 센서(PS1)는 제1 스캔 기입 라인(GWL1), 리셋 라인(RSTL), 및 광 감지 라인(FRL)에 접속될 수 있다. 또한, 광 센서(PS) 각각은 제2 구동 전압이 인가되는 제2 구동 전압 라인(VSSL), 리셋 전압(Vrst)이 인가되는 리셋 전압 라인, 제2 초기화 전압(Vint2)이 인가되는 제2 초기화 전압 라인에 접속될 수 있다.
제1 화소(PX1)는 복수의 트랜지스터들, 발광 소자(EL) 및 적어도 하나 이상의 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터들은 제1 내지 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)를 포함할 수 있다. 중에서 제1 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터이고, 제2 내지 제7 트랜지스터(T7)들은 각각의 게이트 전극에 인가되는 스캔 기입 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 스위치 소자 역할을 하는 트랜지스터들일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극, 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압에 따라 소스-드레인간 전류(Isd, 이하 "구동 전류(Isd)"라 칭함)를 제어할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 채널을 통해 흐르는 구동 전류(Isd)는 수학식 1과 같이 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극과 게이트 전극 간의 전압과 문턱 전압(threshold voltage, Vth)의 절댓값의 차의 제곱에 비례한다.
수학식 1에서, k'는 제1 트랜지스터(T1)의 구조와 물리적 특성에 의해 결정되는 비례 계수, Vsg는 제1 트랜지스터(T1)의 소스-게이트간 전압, Vth는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압을 의미한다.
제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극과 커패시터(Cst)의 일 전극에 접속되고, 제1 전극은 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극과 제5 트랜지스터(T5)의 제2 전극에 접속되며, 제2 전극은 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극과 제6 트랜지스터(T6)의 제1 전극에 접속될 수 있다.
발광 소자(EL)는 구동 전류(Isd)에 따라 발광한다. 발광 소자(EL)의 발광량은 구동 전류(Isd)에 비례할 수 있다.
발광 소자(EL)는 애노드 전극, 캐소드 전극 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 또는, 발광 소자(EL)는 애노드 전극, 캐소드 전극 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 무기 발광층을 포함하는 무기 발과 다이오드이거나, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(EL) 일 수도 있다. 또한, 발광 소자(EL)는 마이크로 발광 다이오드 일 수도 있다.
발광 소자(EL)의 애노드 전극은 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극과 제7 트랜지스터(T7)의 제2 전극에 접속되며, 캐소드 전극은 제2 구동 전압 라인(VSSL)에 접속될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 제1 스캔 기입 라인(GWL1)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 데이터 라인(DL)을 접속시킬 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에 접속되고, 제1 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 접속될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 스캔 제어 라인(GCL)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극을 접속시킬 수 있다. 즉, 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극이 접속되므로, 제1 트랜지스터(T1)는 다이오드(diode)로 구동할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 스캔 제어 라인(GCL)에 접속되고, 제1 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 접속되며, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 접속될 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 스캔 개시 라인(GIL)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 초기화 전압 라인을 접속시킬 수 있다. 이 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제2 초기화 전압 라인의 제2 초기화 전압(Vint2)으로 방전될 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 스캔 개시 라인(GIL)에 접속되고, 제1 전극은 제2 초기화 전압 라인에 접속되며, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 접속될 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 발광 라인(EML)의 발광 신호에 의해 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제1 구동 전압 라인(VDDL)을 접속시킬 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 발광 라인(EML)에 접속되고, 제1 전극은 제1 구동 전압 라인(VDDL)에 접속되며, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 접속될 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 발광 라인(EML)의 발광 신호에 의해 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 발광 소자(EL)의 애노드 전극을 접속시킬 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 발광 라인(EML)에 접속되고, 제1 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 접속되며, 제2 전극은 발광 소자(EL)의 애노드 전극에 접속될 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)와 제6 트랜지스터(T6)가 모두 턴-온 되는 경우, 구동 전류(Isd)는 발광 소자(EL)에 공급될 수 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 제2 스캔 기입 라인(GWL2)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 초기화 전압 라인과 발광 소자(EL)의 애노드 전극을 접속시킬 수 있다. 이 경우, 발광 소자(EL)의 애노드 전극은 제1 초기화 전압(Vint1)으로 방전될 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 접속되고, 제1 전극은 제1 초기화 전압 라인에 접속되며, 제2 전극은 발광 소자(EL)의 애노드 전극에 접속될 수 있다.
커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제1 구동 전압 라인(VDDL) 사이에 형성될 수 있다. 커패시터(Cst)의 일 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 접속되고, 타 전극은 제1 구동 전압 라인(VDDL)에 접속될 수 있다. 이로 인해, 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제1 구동 전압 라인(VDDL) 사이의 전위차를 유지할 수 있다.
제2 화소(PX2)는 스캔 개시 라인(GIL), 스캔 제어 라인(GCL), 제3 스캔 기입 라인(GWL3), 제4 스캔 기입 라인(GWL4), 발광 라인(EML) 및 데이터 라인(DL)에 접속될 수 있다.
제2 화소(PX2)의 제2 트랜지스터(T2)는 제3 스캔 기입 라인(GWL3)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 데이터 라인(DL)을 접속시킬 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제3 스캔 기입 라인(GWL3)에 접속되고, 제1 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 접속될 수 있다. 또한, 제2 화소(PX2)으 제7 트랜지스터(T7)는 제4 스캔 기입 라인(GWL4)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 초기화 전압 라인과 발광 소자(EL)의 애노드 전극을 접속시킬 수 있다. 제2 화소(PX2)에 관한 설명은 제1 화소(PX1)가 제1 스캔 기입 라인(GWL1) 및 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 접속되는 점을 제외하고는 제1 화소(PX1)에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략하기로 한다.
광 센서(PS) 각각은 제1 스캔 기입 라인(GWL1)과 연결되는 제1 광 센서(PS1), 제2 스캔 기입 라인(GWL2)과 연결되는 제2 광 센서(PS2), 제3 스캔 기입 라인(GWL3)과 연결되는 제3 광 센서(PS3), 및 제4 스캔 기입 라인(GWL4)과 연결되는 제4 광 센서(PS4)를 포함한다. 제1 광 센서(PS1) 내지 제4 광 센서(PS4)는 표시 패널(10)에서 복수의 행을 따라 반복하여 배열될 수 있다.
제1 광 센서(PS1)는 복수의 센싱 트랜지스터들 및 광전 변환 소자(PD)를 포함할 수 있다. 복수의 센싱 트랜지스터들은 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3)을 포함할 수 있다. 제1 광 센서(PS1)는 제1 센싱 트랜지스터(LT1), 제3 센싱 트랜지스터(LT3), 및 광전 변환 소자(PD) 사이의 제1 노드(N1) 및 제2 구동 전압 라인(VSSL)과 광전 변환 소자(PD) 사이의 제2 노드(N2)를 포함할 수 있다. 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 구동 트랜지스터이고, 제2 및 제3 센싱 트랜지스터(LT2, LT3)는 각각의 게이트 전극에 인가되는 리셋 신호와 스캔 기입 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 스위치 소자 역할을 하는 트랜지스터들일 수 있다.
복수의 발광 소자(EL)와 복수의 광전 변환 소자(PD)를 하나의 표시 패널(10)에 배치하는 경우, 광전 변환 소자(PD)를 구동함에 있어 발광 소자(EL)의 구동을 위한 전압 배선이나 신호 배선을 공용할 수 있다. 즉, 복수의 광전 변환 소자(PD)들의 구동을 위한 전압 배선들 또는 신호 배선들이 표시 패널(10)에 추가 배치되는 것을 최소화함으로써, 표시 패널(10)의 해상도를 확보하고, 베젤 영역을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 화소(PX)의 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 연결되는 신호 배선은 광 센서(PS)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 게이트 전극에 연결되는 신호 배선과 공용될 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극과 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 게이트 전극은 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에 접속될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 구동 전압 라인(VSSL)은 발광 소자(EL)의 캐소드 전극 및 광전 변환 소자(PD)의 캐소드 전극에 연결되는 공용 전압 배선일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제2 초기화 전압(Vint2)을 인가하는 제2 초기화 전압 라인은 광 센서(PS)의 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극 및 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극에 연결되는 공용 전압 배선일 수 있다.
광전 변환 소자(PD)들 각각은 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 광전 변환층을 포함하는 수광 다이오드일 수 있다. 광전 변환 소자(PD)들 각각은 외부에서 입사된 광을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 광전 변환 소자(PD)는 pn 형 또는 pin 형의 무기 물질로 형성되는 수광 다이오드, 또는 포토 트랜지터일 수 있다. 또는, 도우너 이온(donor ion)을 생성하는 전자 공여 물질 및 액셉트 이온(acceptor ion)을 생성하는 전자 수용 물질을 포함하는 유기 수광 다이오드일 수도 있다.
광전 변환 소자(PD)의 애노드 전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 캐소드 전극은 제2 노드(N2)에 접속될 수 있다.
광전 변환 소자(PD)가 외부 광에 노출된 경우 광전하들을 생성할 수 있고, 생성된 광전하들은 광전 변환 소자(PD)의 애노드 전극에 축적될 수 있다. 이 경우, 애노드 전극과 전기적으로 연결된 제1 노드(N1)의 전압은 증가할 수 있다. 제1 및 제2 센싱 트랜지스터(LT1, LT2)의 턴-온에 따라 광전 변환 소자(PD)와 광 감지 라인(FRL)이 접속되는 경우, 전하가 축적된 제1 노드(N1)의 전압에 비례하여 광 감지 라인(FRL)에 전류가 흐를 수 있다.
제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 게이트 전극에 인가되는 제1 노드(N1)의 전압에 의해 턴-온되어 제2 초기화 전압 라인과 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 제2 전극을 접속시킬 수 있다. 이 경우, 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 제2 전극은 제2 초기화 전압(Vint2)으로 방전될 수 있다. 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 제1 전극은 제2 초기화 전압 라인에 접속되고, 제2 전극은 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 제1 전극에 접속될 수 있다. 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 게이트 전극으로 입력되는 제1 노드(N1)의 전하량에 비례하여 소스-드레인 전류를 발생시키는 소스 팔로워 증폭기(source follower amplifier)일 수 있다. 한편, 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제1 전극은 제1 구동 전압 라인(VDDL) 또는 제1 초기화 전압 라인에 접속될 수도 있다.
제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제1 스캔 기입 라인(GWL1)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극과 광 감지 라인(FRL)을 접속시킬 수 있다. 광 감지 라인(FRL)은 리드 아웃 회로(도 2의 '300')에 광 감지 신호를 전달할 수 있다. 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 게이트 전극은 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에 접속되고, 제1 전극은 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극에 접속되고, 제2 전극은 광 감지 라인(FRL)에 접속될 수 있다.
제3 센싱 트랜지스터(LT3)는 리셋 라인(RSTL)의 리셋 신호에 의해 턴-온되어 제1 노드(N1)를 리셋 전압(Vrst)으로 리셋할 수 있다. 제3 센싱 트랜지스터(LT3)의 게이트 전극은 리셋 라인(RSTL)에 접속되고, 제1 전극은 리셋 전압 라인에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 리셋 라인(RSTL)의 리셋 신호를 출력하는 리셋 구동부가 생략되는 경우, 제3 센싱 트랜지스터(LT3)는 스캔 기입 신호에 의해 턴-온될 수 있다.
도 7을 더 참조하면, 제2 광 센서(PS2)는 복수의 센싱 트랜지스터들 및 광전 변환 소자(PD)를 포함할 수 있다. 복수의 센싱 트랜지스터들은 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3)을 포함할 수 있다. 제2 광 센서(PS2)는 제1 센싱 트랜지스터(LT1), 제3 센싱 트랜지스터(LT3), 및 광전 변환 소자(PD) 사이의 제1 노드(N1) 및 제2 구동 전압 라인(VSSL)과 광전 변환 소자(PD) 사이의 제2 노드(N2)를 포함할 수 있다. 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 구동 트랜지스터이고, 제2 및 제3 센싱 트랜지스터(LT2, LT3)는 각각의 게이트 전극에 인가되는 리셋 신호와 스캔 기입 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 스위치 소자 역할을 하는 트랜지스터들일 수 있다.
제2 광 센서(PS2)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제2 스캔 기입 라인(GWL2)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극과 광 감지 라인(FRL)을 접속시킬 수 있다. 광 감지 라인(FRL)은 리드 아웃 회로(도 2의 '300')에 광 감지 신호를 전달할 수 있다. 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 게이트 전극은 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 접속되고, 제1 전극은 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극에 접속되고, 제2 전극은 광 감지 라인(FRL)에 접속될 수 있다. 이하, 제2 광 센서(PS2)는 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 연결되는 점을 제외하면 제1 광 센서(PS1)와 실질적으로 동일하므로, 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제3 광 센서(PS3)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제3 스캔 기입 라인(GWL3)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극과 광 감지 라인(FRL)을 접속시킬 수 있다. 또한, 제4 광 센서(PS4)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제4 스캔 기입 라인(GWL4)의 스캔 기입 신호에 의해 턴-온되어 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제2 전극과 광 감지 라인(FRL)을 접속시킬 수 있다. 제3 광 센서(PS3) 및 제4 광 센서(PS4)에 관한 설명은 제3 스캔 기입 라인(GWL3) 및 제4 스캔 기입 라인(GWL4)을 제외하고는 제2 광 센서(PS2)에 관한 설명과 실질적으로 동일하므로, 생략하기로 한다.
제1 내지 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 및 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3) 각각의 제1 전극이 소스 전극인 경우, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 또는 제1 내지 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)들, 및 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3)들 각각의 제1 전극이 드레인 전극인 경우, 제2 전극은 소스 전극일 수 있다.
제1 내지 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 및 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3) 각각의 액티브층은 다결정 실리콘(Poly silicon), 비결정 실리콘(Amorphous silicon) 및 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2), 제5 내지 제7 트랜지스터(T5, T6, T7), 제1 및 제2 센싱 트랜지스터(LT1, LT2)는 P 타입 트랜지스터일 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2), 제5 내지 제7 트랜지스터(T5, T6, T7), 제1 및 제2 센싱 트랜지스터(LT1, LT2) 각각의 액티브층은 폴리 실리콘으로 형성될 수 있다. 또한, 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 및 제3 센싱 트랜지스터(LT3) 각각은 산화물 반도체의 액티브층을 형성하는 N 타입 트랜지스터일 수 있다.
다만, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 내지 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 및 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3) 각각이 P 타입 트랜지스터일 수 있다. 다른 예로, 제1 내지 제3 센싱 트랜지스터(LT1, LT2, LT3)는 P 타입 트랜지스터로 형성될 수 있다. 이 경우, 각 트랜지스터의 특성에 맞도록 도 8 및 도 9의 타이밍도는 수정되어야 할 것이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 발광 신호(EM)는 발광 라인(EML)에 인가되는 신호로 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 스캔 개시 신호(GI)는 스캔 개시 라인(GIL)에 인가되는 신호로 제4 트랜지스터(T4)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 스캔 제어 신호(GC)는 스캔 제어 라인(GCL)에 인가되는 신호로 제3 트랜지스터(T3)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다.
제1 스캔 기입 신호(GW1)는 제1 화소(PX1)의 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에 인가되는 신호로 제1 화소(PX1)의 제2 트랜지스터(T2)와 제1 광 센서(PS1)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제2 스캔 기입 신호(GW2)는 제1 화소(PX1)의 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 인가되는 신호로 제7 트랜지스터(T7)와 제2 광 센서(PS2)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제3 스캔 기입 신호(GW3)는 제3 스캔 기입 라인(GWL3)에 인가되는 신호로 제2 화소(PX2)의 제2 트랜지스터(T2)와 제2 센싱 트랜지스터(LT2)와 제3 광 센서(PS3)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제4 스캔 기입 신호(GW4)는 제4 스캔 기입 라인(GWL4)에 인가되는 신호로 제2 화소(PX2)의 제7 트랜지스터(T7)와 제4 광 센서(PS4)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다.
발광 신호(EM), 스캔 개시 신호(GI), 스캔 제어 신호(GC), 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4)는 1 프레임 기간을 주기로 반복된 신호를 가질 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(10)이 구동하는 1 프레임 기간은 제1 프레임 주파수를 갖는 제1 프레임 기간(FMO1)에 대응될 수 있다.
제1 프레임 기간(FMO1)은 화소(PX)의 동작에 따라, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압을 제2 초기화 전압(Vint2)으로 초기화 하는 제1 기간(t1), 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 데이터 전압을 공급하고, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압을 샘플링하는 제2 기간(t2), 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 데이터 전압을 공급하고, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압을 샘플링하는 제3 기간(t3), 발광 소자(EL)의 애노드 전극의 전압을 제1 초기화 전압(Vint1)으로 초기화하는 제4 기간(t4), 및 발광 소자(EL)가 발광하는 제5 기간(t5)으로 구분될 수 있다.
스캔 개시 신호(GI)는 제1 기간(t1) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 스캔 제어 신호(GC)는 제2 기간(t2) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 제1 스캔 기입 신호(GW1)는 제3 기간(t3) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 제2 스캔 기입 신호(GW2)는 제4 기간(t4) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 제3 스캔 기입 신호(GW3)는 제6 기간(t6) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 제4 스캔 기입 신호(GW4)는 제7 기간(t7) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 발광 신호(EM)는 제5 기간(t5) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다.
스캔 개시 신호(GI), 스캔 제어 신호(GC)의 게이트 온 전압(Von)은 게이트 하이 전압이고, 게이트 오프 전압(Voff)은 게이트 로우 전압일 수 있다. 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4), 발광 신호(EM)의 게이트 온 전압(Von)은 게이트 로우 전압이고, 게이트 오프 전압(Voff)은 게이트 하이 전압일 수 있다.
이하에서는 제1 화소(PX1)의 동작을 설명하기로 한다.
제1 기간(t1) 동안 스캔 개시 라인(GIL)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔 개시 신호(GI)가 공급된다. 제1 기간(t1) 동안 제4 트랜지스터(T4)는 스캔 개시 신호(GI)에 의해 턴-온된다. 제4 트랜지스터(T4)의 턴-온으로 인해, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제2 초기화 전압 라인의 제2 초기화 전압(Vint2)으로 초기화된다.
그리고 나서, 제2 기간(t2) 동안 스캔 제어 라인(GCL)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔 제어 신호(GC)가 공급된다. 이로 인해, 스캔 제어 라인(GCL)과 접속된 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극이 접속되며, 제1 트랜지스터(T1)는 다이오드로 구동한다.
제3 기간(t3) 동안 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제1 스캔 기입 신호(GW1)가 공급된다. 이로 인해, 제1 스캔 기입 라인(GWL1)과 접속된 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되고, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 데이터 전압(이하, "Vdata"로 표시함)이 공급된다. 이때, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 게이트 전극 간의 전압(Vsg=Vdata-Vint2)이 문턱전압(Vth)의 절댓값보다 작기 때문에, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 소스 전극 간의 전압(Vsg)이 문턱전압(Vth)의 절댓값에 도달할 때까지 전류패스를 형성하게 된다. 이로 인해, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제1 전극의 전압은 제2 기간(t3) 동안 데이터 전압과 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압의 절댓값의 차이 전압(Vdata-|Vth|)까지 상승한다. 이 경우, 커패시터(Cst)에는 "Vdata-|Vth|"가 저장될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)가 P 타입 트랜지스터로 형성되므로, 제1 트랜지스터(T1)의 구동 전류(Isd)는 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극과 드레인 전극 간의 전압(Vsd)이 0V보다 큰 구간에서, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극과 드레인 전극 간의 전압(Vsd)에 비례할 수 있다. 또한, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)은 0V보다 작을 수 있다.
제4 기간(t4) 동안 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제2 스캔 기입 신호(GW2)가 공급된다. 이로 인해. 제2 스캔 기입 라인(GWL2)과 접속된 제7 트랜지스터(T7)가 턴-온된다. 이에 따라, 발광 소자(EL)의 애노드 전극은 제1 초기화 전압 라인의 제1 초기화 전압(Vint1)으로 초기화된다.
이후, 제5 기간(t5) 동안 발광 라인(EML)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 발광 신호(EM)가 공급된다. 제5 기간(t5) 동안 제5 트랜지스터(T5)와 제6 트랜지스터(T6) 각각은 발광 신호(EM)에 의해 턴-온된다. 제5 트랜지스터(T5)의 턴-온으로 인해 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 제1 구동 전압 라인(VDDL)에 접속되고, 제6 트랜지스터(T6)의 턴-온으로 인해 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극은 발광 소자(EL)의 애노드 전극에 접속된다.
제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)가 턴-온되는 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압에 따라 흐르는 구동 전류(Isd)가 발광 소자(EL)에 공급될 수 있다. 구동 전류(Isd)는 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
수학식 2에서, k'는 제1 트랜지스터(T1)의 구조와 물리적 특성에 의해 결정되는 비례 계수, Vth는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압, ELVDD는 제1 구동 전압 라인(ELVDDL)의 제1 구동 전압(ELVDD), "Vdata"는 데이터 전압을 가리킨다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전압은 "Vdata-|Vth|"이고, 제1 전극의 전압은 "ELVDD"이다. 수학식 2를 정리하면, 수학식 3이 도출된다.
결국, 수학식 3과 같이 구동 전류(Isd)는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)에 의존하지 않게 된다. 즉, 구동 트랜지스터인 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)은 보상되고, 발광 소자(EL)는 제1 구동 전압(ELVDD)과 데이터 전압에 의해 조절되는 구동 전류(Isd)의 크기에 따라 발광 될 수 있다.
제2 화소(PX2)의 동작은 제3 스캔 기입 신호(GW3) 및 제4 스캔 기입 신호(GW4)가 공급되는 점을 제외하면 제1 화소(PX1)의 동작과 실질적으로 동일하다.
제2 화소(PX2)의 경우에도, 제6 기간(t6) 동안 제3 스캔 기입 라인(GWL3)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제3 스캔 기입 신호(GW3)가 공급된다. 이로 인해, 제1 스캔 기입 라인(GWL1)과 접속된 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되고, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 데이터 전압(이하, "Vdata"로 표시함)이 공급된다. 또한, 제7 기간(t7) 동안 제4 스캔 기입 라인(GWL4)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제4 스캔 기입 신호(GW4)가 공급된다. 이로 인해. 제4 스캔 기입 라인(GWL4)과 접속된 제7 트랜지스터(T7)가 턴-온된다. 이에 따라, 발광 소자(EL)의 애노드 전극은 제1 초기화 전압 라인의 제1 초기화 전압(Vint1)으로 초기화된다. 제2 화소(PX2)의 동작은 제3 스캔 기입 신호(GW3) 및 제4 스캔 기입 신호(GW4)가 공급되는 점을 제외하면 제1 화소(PX1)의 동작과 실질적으로 동일하므로 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.
도 9은 도 6 및 도 7에 도시된 화소 및 광 센서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하, 도 6, 7 및 도 9을 참조하여, 광 센서(PS)를 제어하는 리셋 신호(RST)와 스캔 기입 신호(GW)의 동작을 설명한다.
먼저, 제1 스캔 기입 신호(GW1)는 상술한 바와 같이 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에 인가되는 신호이다. 제1 스캔 기입 신호(GW1)는 제1 광 센서(PS1)의 제2 트랜지스터(T2)와 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제2 스캔 기입 신호(GW2)는 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에 인가되는 신호이다. 제2 스캔 기입 신호(GW2)는 제2 광 센서(PS2)의 제2 트랜지스터(T2)와 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제3 스캔 기입 신호(GW3)는 제3 스캔 기입 라인(GWL3)에 인가되는 신호이다. 제3 스캔 기입 신호(GW3)는 제3 광 센서(PS3)의 제2 트랜지스터(T2)와 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 제4 스캔 기입 신호(GW4)는 제4 스캔 기입 라인(GWL4)에 인가되는 신호이다. 제4 스캔 기입 신호(GW4)는 제4 광 센서(PS4)의 제2 트랜지스터(T2)와 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다.
광 센서(PS)의 리셋 신호(RST)는 리셋 라인(RSTL)에 인가되는 신호로 제3 센싱 트랜지스터(LT3)의 턴-온과 턴-오프를 제어하기 위한 신호이다. 리셋 신호(RST)는 스캔 기입 신호들과 다른 별도의 신호일 수 있다. 다시 말해, 광 센서(PS)의 리셋 신호(RST)를 화소(PX)의 스캔 기입 신호들과 공용하지 않고 분리하여 광 센서(PS)의 리셋 타이밍 및 리셋 횟수를 독립적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 리셋 신호(RST)는 사용자의 터치가 발생하는 경우에 출력되어 광 센서(PS)는 리셋 기간(RSP)에 진입할 수 있다.
광 센서(PS)의 1 프레임 기간은 광전 변환 소자(PD)의 애노드 전극을 리셋 전압(Vrst)으로 리셋하는 리셋 기간(RSP), 광전 변환 소자(PD)가 외부 광에 노출되고, 외부 광의 세기에 따라 광전하들이 생성되며, 이에 따라 광전 변환 소자(PD)의 애노드 전극의 전압 및 제1 노드(N1)의 전압이 상승하는 광 노출 기간(EP), 및 제2 센싱 트랜지스터(LT2)가 턴-온되어 광 감지 라인(FRL)에 흐르는 전류의 크기에 따라 광을 판독하는 광 감지 기간(ROP)으로 구분될 수 있다.
리셋 신호(RST)는 리셋 기간(RSP) 동안 게이트 온 전압(Von)을 가지고, 나머지 기간들 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 가질 수 있다. 리셋 신호(RST)의 게이트 온 전압(Von)은 게이트 하이 전압이고, 게이트 오프 전압(Voff)은 게이트 로우 전압일 수 있다.
프로세서(100)의 요청에 따라 리셋 기간(RSP)이 시작될 수 있다. 리셋 기간(RSP) 동안 리셋 라인(RSTL)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 리셋 신호(RST)가 공급된다. 이로 인해, 제3 센싱 트랜지스터(LT3)가 턴-온되고, 제1 노드(N1)와 광전 변환 소자(PD)의 애노드 전극은 리셋 전압(Vrst)으로 리셋된다. 한편, 광전 변환 소자(PD)의 캐소드 전극과 제2 노드(N2)는 리셋 전압(Vrst)보다 높은 전압에 해당하는 제2 구동 전압이 인가되므로 광전 변환 소자(PD)는 역바이어스(reverse bias) 상태를 유지한다. 예를 들어, 제1 노드(N1)의 전압 크기는 약 -6.5V일 수 있고, 제2 노드(N2)의 전압 크기는 약 -2.5V일 수 있다.
이후, 광 노출 기간(EP) 동안 광전 변환 소자(PD)는 발광 소자(EL)에서 발광하는 외부 광에 노출될 수 있다. 사용자의 터치가 발생하는 경우, 광전 변환 소자(PD)는 사용자에서 반사된 빛에 대응하는 광전하들을 생성하고, 생성된 광전하의 양에 비례하여 역방향(reverse) 전류가 생성될 수 있다. 즉, 제2 노드(N2)로부터 제1 노드(N1)로 흐르는 전류가 발생할 수 있다. 이에 따라, 제1 노드(N1)의 전압이 증가할 수 있다. 제1 노드(N1)의 전압은 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 제1 전극과 게이트 전극 간의 전압(Vsg=Vint2-Vg)이 문턱 전압(Vth)의 절댓값에 도달할 때까지 증가할 수 있다. 제1 노드(N1)가 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 문턱 전압(Vth)에 도달하는 경우 제1 센싱 트랜지스터(LT1)가 턴-온될 수 있다. 제1 노드(N1)에 충전된 전하량이 클수록 광 감지 신호가 증가하기 때문에, 광 노출 기간(EP)은 충분히 길게 설정할 수 있다.
그리고 나서, 광 감지 기간(ROP) 동안 제1 내지 제4 스캔 기입 라인(GWL1~GWL4)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4)가 순차적으로 공급된다. 이로 인해, 광 센서(PS)들의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)가 턴-온되고, 제1 센싱 트랜지스터(LT1)를 통해 흐르는 전류에 대응하는 광 감지 신호가 광 감지 라인(FRL)으로 출력될 수 있다. 제1 센싱 트랜지스터(LT1)를 통해 흐르는 전류는 제1 센싱 트랜지스터(LT1)의 게이트 전극으로 입력되는 제1 노드(N1)의 전하량에 비례하여 발생된 소스-드레인 전류이다. 따라서, 제1 노드(N1)의 전압 변화를 감지할 수 있다. 광 감지 기간(ROP) 동안 광 감지 라인(FRL)에 연결된 리드 아웃 회로(300)가 감지 신호 전압(VC)을 검출하는 과정은 도 9 및 도 10에서 설명하기로 한다.
도 10는 제1 내지 제4 광 센서 및 리드 아웃 회로를 나타낸 블럭도이다. 도 11은 제1 광 센서 및 리드 아웃 회로를 상세히 나타낸 회로도이다. 도 12은 광 감지 기간에 따른 도 10의 리드 아웃 회로의 신호들 및 스캔 기입 신호를 나타낸 파형도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 라인(FRL)을 통해 광 센서(PS)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 리드 아웃 회로(300)는 하나의 광 감지 라인(FRL)을 통해 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)에 연결될 수 있다. 도 10에서는 도 9의 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4) 중에서 예시적으로 제1 광 센서(PS1)와 리드 아웃 회로(300)의 관계를 나타낸 회로도이다. 광 센서(PS)에 도시된 도면 부호는 도 5에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
리드 아웃 회로(300)는 광 감지 라인(FRL)에 연결되는 증폭부(310), 증폭부(310)의 출력 전압을 저장하는 샘플링부(320), 및 상기 출력 전압에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부(analog-digital converter)(330)를 포함할 수 있다.
증폭부(310)는 제1 연산 증폭기(OA1), 피드백 커패시터(Cfb), 및 피드백 리셋 스위치(SWRO)를 포함할 수 있다. 제1 연산 증폭기(OA1)는 제1 입력 단자(-), 제2 입력 단자(+), 및 출력 단자(out)를 포함할 수 있다. 제1 연산 증폭기(OA1)의 제1 입력 단자(-)는 광 감지 라인(FRL)에 접속되고, 제2 입력 단자(+)는 소정의 초기 전압(Vin)이 공급되며, 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)는 샘플링부(320)에 연결될 수 있다. 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 샘플링부(320)의 커패시터에 저장될 수 있다. 제1 연산 증폭기(OA1)의 게인(gain)은 피드백 커패시터(Cfb)의 커패시턴스에 대응한다. 피드백 커패시터(Cfb)는 1 프레임 기간동안 광 감지 라인(FRL)을 통해 인가되는 전압을 축적할 수 있다. 상기 인가되는 전압은 노이즈 신호 전압 또는 감지 신호 전압일 수 있다.
피드백 커패시터(Cfb)와 피드백 리셋 스위치(SWRO)는 제1 연산 증폭기(OA1)의 제1 입력 단자(-)와 출력 단자(out) 사이에 병렬로 접속될 수 있다. 피드백 리셋 스위치(SWRO)는 피드백 커패시터(Cfb)의 양단의 접속을 제어하는 역할을 한다. 피드백 리셋 스위치(SWRO)가 턴-온되어 피드백 커패시터(Cfb)의 양단이 접속되는 경우, 피드백 커패시터(Cfb)는 리셋될 수 있다.
샘플링부(320)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2), 제1 샘플링 커패시터(Csh1), 제2 샘플링 스위치(SW2), 및 제1 샘플링 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 샘플링부(320)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2)와 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)을 샘플링(sampling)하고 샘플링된 출력 전압을 저장(holding)할 수 있다.
제2 샘플링 커패시터(Csh2)는 제2 샘플링 스위치(SW2)를 통해 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)에 연결될 수 있다. 제2 샘플링 스위치(SW2)가 턴-온되는 경우 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에는 노이즈 신호 전압(이하, "Vnoise"로 표기함)가 저장될 수 있다. 제1 샘플링 커패시터(Csh1)는 제1 샘플링 스위치(SW1)를 통해 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)에 연결될 수 있다. 제1 샘플링 스위치(SW1)가 턴-온되는 경우 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 노이즈 신호 전압(Vnoise)과 감지 신호 전압(VC)이 저장될 수 있다.
AD 변환부(330)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2), 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 저장된 전압을 차등하여 디지털 데이터로 변환할 수 있다. AD 변환부(330)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2)와 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 저장된 전압을 차등하여 감지 신호 전압(VC)을 디지털 데이터인 광 감지 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
도 12를 더 참조하면, 광 감지 기간(ROP)에 따른 리드 아웃 회로(300)의 피드백 리셋 스위치(SWRO), 제2 샘플링 스위치(SW2), 및 제1 샘플링 스위치(SW1)의 동작 과정과 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)의 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4)의 동작 과정을 도시하였다. 즉, 도 11은 상술한 바와 같이, 제4k-3(k은 자연수)번째 내지 4K 번째 스캔 기입 라인에 인가되는 제4k-3번째 내지 4K 번째 스캔 기입 신호와 k번째 광 감지 라인에 연결된 리드 아웃 회로(300)의 동작 과정을 도시하였다.
광 감지 기간(ROP) 동안 리드 아웃 회로(300)는 피드백 리셋 신호(IRST), 제1 샘플링 신호(SHS), 제2 샘플링 신호(SHR), 광 감지 신호(LSS)를 입력 받을 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 기간(ROP) 동안 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장할 수 있다.
광 감지 기간(ROP)은 피드백 리셋 신호(IRST)에 따라 피드백 커패시터(Cfb)를 리셋시키는 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)에 따라 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 전압을 저장하는 제2 판독 기간(st2), 스캔 기입 신호(GW)에 기초하여 광 노출에 따라 생성된 광 감지 신호(LSS)를 리드 아웃 회로(300)로 출력하는 제5 내지 제8 판독 기간(st5~st8), 및 제1 샘플링 신호(SHS)에 따라 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장하는 제3 판독 기간(st3)으로 구분될 수 있다.
피드백 리셋 신호(IRST)는 피드백 리셋 스위치(SWRO)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 피드백 리셋 신호(IRST)는 제1 수평 주기(HT1)를 갖는다. 즉, 피드백 리셋 신호(IRST)의 펄스 사이의 간격은 제1 수평 주기(HT1) 가질 수 있다. 피드백 리셋 신호(IRST)는 제1 수평 주기(HT1)에서 제1 판독 기간(st1) 동안 턴-온 신호를 가질 수 있다. 이에 따라, 피드백 리셋 신호(IRST)는 제1 수평 주기(HT1)마다 턴-온 신호가 반복될 수 있다.
피드백 리셋 신호(IRST)는 피드백 리셋 스위치(SWRO)를 턴-온하는 제1 판독 기간(st1)을 포함할 수 있다. 제1 판독 기간(st1) 동안 피드백 리셋 스위치(SWRO)가 턴-온된다. 이에 따라, 피드백 커패시터(Cfb)의 양단이 접속되어 피드백 커패시터(Cfb)는 리셋될 수 있다. 제1 판독 기간(st1)에서 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 제1 입력 단자(-)의 초기 전압(Vin)과 동일할 수 있다.
제2 샘플링 신호(SHR)는 제2 샘플링 스위치(SW2)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 샘플링 신호(SHR)는 제1 수평 주기(HT1)를 갖는다. 즉, 제2 샘플링 신호(SHR)의 펄스 사이의 간격은 제1 수평 주기(HT1) 가질 수 있다. 제2 샘플링 신호(SHR)는 제1 수평 주기(HT1)에서 제2 판독 기간(st2) 동안 턴-온 신호를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 샘플링 신호(SHR)는 제1 수평 주기(HT1)마다 턴-온 신호가 반복될 수 있다.
제2 샘플링 신호(SHR)는 제2 샘플링 스위치(SW2)를 턴-온하는 제2 판독 기간(st2)을 포함할 수 있다. 제2 판독 기간(st2) 동안 피드백 리셋 스위치(SWRO)가 턴-오프되고, 제2 샘플링 스위치(SW2)가 턴-온된다. 이에 따라, 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 접속될 수 있다. 제2 판독 기간(st2)은 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되기 이전이므로, 광 감지 라인(FRL)을 통해 유효한 신호가 출력되지 않는다. 이에 따라, 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에는 노이즈 신호 전압(Vnoise)이 저장될 수 있다. 즉, 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에는 "Vin+Vnoise" 전압이 저장될 수 있다.
제5 판독 기간(st5) 동안 제1 스캔 기입 라인(GWL1)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제1 스캔 기입 신호(GW1)가 공급된다. 제5 판독 기간(st5)동안 제1 광 센서(PS1)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제1 스캔 기입 신호(GW1)에 의해 턴-온된다. 이로 인해, 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 광 감지 라인(FRL)에 접속되고, 제1 노드(N1)에 충전된 전압에 비례하는 제1 광 감지 신호(LSS1)가 광 감지 라인(FRL)을 통해 리드 아웃 회로(300)에 출력될 수 있다. 제1 광 감지 신호(LSS1)는 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)에서 제1 감지 신호 전압(VC1)으로 저장될 수 있다. 즉, 제1 광 센서(PS1)가 감지한 제1 광 감지 신호(LSS1)는 증폭부(310)에서 제1 감지 신호 전압(VC1)으로 저장될 수 있다.
또한, 제6 판독 기간(st6) 동안 제2 스캔 기입 라인(GWL2)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제2 스캔 기입 신호(GW2)가 공급된다. 제6 판독 기간(st6)동안 제2 광 센서(PS2)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제2 스캔 기입 신호(GW2)에 의해 턴-온된다. 이로 인해, 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 광 감지 라인(FRL)에 접속되고, 제1 노드(N1)에 충전된 전압에 비례하는 제2 광 감지 신호(LSS2)가 광 감지 라인(FRL)을 통해 리드 아웃 회로(300)에 출력될 수 있다. 제2 광 감지 신호(LSS2)는 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)에서 제2 감지 신호 전압(VC2)으로 저장될 수 있다. 즉, 제2 광 센서(PS2)가 감지한 제2 광 감지 신호(LSS2)는 증폭부(310)에서 제2 감지 신호 전압(VC2)으로 저장될 수 있다.
또한, 제7 판독 기간(st7) 동안 제3 스캔 기입 라인(GWL3)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제3 스캔 기입 신호(GW3)가 공급된다. 제7 판독 기간(st7)동안 제3 광 센서(PS3)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제3 스캔 기입 신호(GW3)에 의해 턴-온된다. 이로 인해, 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 광 감지 라인(FRL)에 접속되고, 제1 노드(N1)에 충전된 전압에 비례하는 제3 광 감지 신호(LSS3)가 광 감지 라인(FRL)을 통해 리드 아웃 회로(300)에 출력될 수 있다. 제3 광 감지 신호(LSS3)는 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)에서 제3 감지 신호 전압(VC3)으로 저장될 수 있다. 즉, 제2 광 센서(PS2)가 감지한 제3 광 감지 신호(LSS3)는 증폭부(310)에서 제3 감지 신호 전압(VC3)으로 저장될 수 있다.
또한, 제8 판독 기간(st8) 동안 제4 스캔 기입 라인(GWL4)에는 게이트 온 전압(Von)을 갖는 제4 스캔 기입 신호(GW4)가 공급된다. 제8 판독 기간(st8)동안 제4 광 센서(PS4)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)는 제4 스캔 기입 신호(GW4)에 의해 턴-온된다. 이로 인해, 제1 센싱 트랜지스터(LT1)는 광 감지 라인(FRL)에 접속되고, 제1 노드(N1)에 충전된 전압에 비례하는 제4 광 감지 신호(LSS4)가 광 감지 라인(FRL)을 통해 리드 아웃 회로(300)에 출력될 수 있다. 제4 광 감지 신호(LSS4)는 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)에서 제4 감지 신호 전압(VC4)으로 저장될 수 있다. 즉, 제4 광 센서(PS4)가 감지한 제4 광 감지 신호(LSS4)는 증폭부(310)에서 제4 감지 신호 전압(VC4)으로 저장될 수 있다.
스캔 기입 신호(GW)는 제2 수평 주기(HT2)를 갖는다. 스캔 기입 신호(GW)는 제2 수평 주기(HT2)마다 턴-온 신호를 가질 수 있다. 즉, 스캔 기입 신호(GW)는 제2 수평 주기(HT2)마다 턴-온 신호가 반복될 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 기입 신호(GW1)와 제2 스캔 기입 신호(GW2)의 펄스 사이의 간격은 제2 수평 주기(HT2)를 가질 수 있다. 또한, 제2 내지 제4 스캔 기입 신호(GW2~GW4) 각각의 펄스 사이의 간격은 제2 수평 주기(HT2)를 가질 수 있다.
제1 샘플링 신호(SHS)는 제1 샘플링 스위치(SW1)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 샘플링 신호(SHS)는 제1 수평 주기(HT1)를 갖는다. 즉, 제1 샘플링 신호(SHS)의 펄스 사이의 간격은 제1 수평 주기(HT1) 가질 수 있다. 제1 샘플링 신호(SHS)는 제1 수평 주기(HT1)에서 제3 판독 기간(st3) 동안 턴-온 신호를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 샘플링 신호(SHS)는 제1 수평 주기(HT1)마다 턴-온 신호가 반복될 수 있다. 또한, 피드백 리셋 신호(IRST), 제2 샘플링 신호(SHR), 및 제1 샘플링 신호(SHS)는 순차적으로 턴-온될 수 있다.
제1 샘플링 신호(SHS)는 제1 샘플링 스위치(SW1)를 턴-온하는 제3 판독 기간(st3)을 포함할 수 있다. 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 샘플링 스위치(SW1)가 턴-온된다. 이에 따라, 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)는 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 접속될 수 있다. 먼저, 제3 판독 기간(st3) 중에서 제5 판독 기간(st5) 동안 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 제1 감지 신호 전압(VC1)에 대응되므로 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제1 감지 신호 전압(VC1)이 저장될 수 있다. 이어서, 제3 판독 기간(st3) 중에서 제6 내지 제8 판독 기간(st6~st8) 동안 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 각각 제2 내지 제4 감지 신호 전압(VC2~VC4)에 대응되므로 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제2 내지 제4 감지 신호 전압(VC2~VC4)도 저장될 수 있다. 이에 따라, 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 내지 제4 감지 신호 전압(VC1~VC4)이 순차적으로 누적되어 저장될 수 있다.
또한, 제1 샘플링 신호(SHS)는 턴-오프 전압을 갖는 제4 판독 기간(st4)을 포함한다. 제4 판독 기간(st4) 동안 상술한 피드백 리셋 신호(IRST)에 따라 피드백 커패시터(Cfb)를 리셋시키고, 제2 샘플링 신호(SHR)에 따라 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 전압을 저장할 수 있다.
정리하면, 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제1 내지 제4 감지 신호 전압(VC1~VC4)이 누적하여 저장될 수 있다. 즉, 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)에서 감지한 감지 신호 전압(VC)의 총량이 저장될 수 있다. 따라서, 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 "Vin+Vnoise+VC" 전압이 저장될 수 있다.
그리고 나서, AD 변환부(330)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 저장된 전압과 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 저장된 전압을 차등하여 "VC"의 감지 신호 전압을 광 감지 데이터로 변환할 수 있고, 상기 광 감지 데이터를 프로세서(도 2의 '100')에 제공할 수 있다.
리드 아웃 회로(300)의 피드백 리셋 스위치(SWRO), 제1 스위치(SW1), 및 제2 스위치(SW2)의 턴-온 주기인 제1 수평 주기(HT1)와 광 센서(PS)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온 주기인 제2 수평 주기(HT2)가 도 12와 같이 순차적으로 진행되는 경우, 제1 수평 주기(HT1)는 제2 수평 주기(HT2)보다 클 수 있다.
또한, 제1 샘플링 신호(SHS)가 턴-온 전압을 갖는 제3 판독 기간(st3)은 제2 수평 주기(HT2) 보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)들은 각각 제1 내지 제4 스캔 기입 라인(GWL1~GWL4)들을 통해 각각 입력되는 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4)에 응답해서 광 감지 신호(LSS)들을 순차적으로 출력할 수 있다. 스캔 기입 신호(GW)의 제2 수평 주기(HT2)(예를 들어, 약 3.47㎲)에 따라, 제1 내지 제4 광 감지 신호(LSS1~LSS4)들을 순차적으로 리드 아웃 회로(300)에 출력할 수 있다.
한편, 리드 아웃 회로(300)는 제1 수평 주기(HT1)(예를 들어, 약 12.8㎲) 동안 한 번씩의 감지 신호 전압(VC)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 리드 아웃 회로(300)의 피드백 리셋 스위치(SWRO), 제1 스위치(SW1), 및 제2 스위치(SW2)의 턴-온 주기인 제1 수평 주기(HT1) 마다 감지 신호 전압(VC)을 생성할 수 있다. 즉, 리드 아웃 회로(300)는 제1 수평 주기(HT1) 마다 감지 신호 전압(VC)에 따른 감지 신호 데이터를 생성하고, 이를 통해 맥파 신호를 산출할 수 있다.
다만, 광 센서(PS)에 접속되는 스캔 라인이 화소(PX)에 접속되는 스캔 라인과 동일한 경우, 광 센서(PS)의 광 감지를 위한 동작은 화소(PX)의 화상 표시를 위한 동작과 독립적으로 구동될 수 없다. 즉, 리드 아웃 회로(300)의 구동 주파수와 표시 패널(10)의 구동 주파수와 동일하다. 따라서, 제1 샘플링 신호(SHS)가 턴-온 전압을 갖는 제3 판독 기간(st3)이 스캔 기입 라인(GWL)의 제1 수평 주기(HT1)보다 크므로, 리드 아웃 회로(300)에 적어도 2 이상의 광 감지 신호(LSS)가 입력될 수 있다. 이에 따라, 서로 이웃하는 스캔 기입 신호(GW)의 펄스 사이의 간격보다 제1 샘플링 스위치(SW1)의 펄스 사이 간격이 큰 경우, 스캔 기입 신호(GW)의 펄스에 의해 제2 센싱 트랜지스터(LT2)가 턴-온되어 광 감지 라인(FRL)에 복수의 광 감지 신호(LSS)가 인가될 수 있다. 따라서, 복수의 광 감지 신호(LSS)가 피드백 커패시터(Cfb)에 충전되는 기간이 길어질 수 있다. 그러므로, 피드백 커패시터(Cfb)의 용량이 증가하여 광 감지 라인(FRL)에 인가된 복수의 광 감지 신호(LSS)가 순차적으로 피드백 커패시터(Cfb)에 축적될 수 있다. 따라서, 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 적어도 2 이상의 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)이 저장될 수 있다.
정리하면, 제1 샘플링 신호(SHS)가 턴-온 전압을 갖는 제3 판독 기간(st3)이 스캔 기입 신호(GW)의 제1 수평 주기(HT1)보다 큼으로써, 복수의 광 센서(PS)들의 광 감지 신호(LSS)들이 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 저장될 수 있다. 따라서, 리드 아웃 회로(300)는 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4) 각각의 제1 내지 제4 광 감지 신호(LSS1~LSS4)를 입력 받아 누적된 감지 신호 전압(VC)을 저장할 수 있다. 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 누적된 감지 신호 전압(VC)에 따라 맥파 신호를 산출할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 광 센서(PS)의 광 감지를 위한 동작과 화소(PX)의 화상 표시를 위한 동작이 동일한 주파수로 구동되는 경우에도, 리드 아웃 회로(300)는 광 센서(PS) 각각의 광 감지 신호(LSS)에 따라 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)는 광 감지 데이터를 정확하게 판독할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시 장치의 혈압 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 14는 가압 시간에 따른 압력 측정값을 나타낸 그래프이다. 도 15는 광 감지 데이터에 따라 생성된 광학 신호를 나타낸 그래프이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 먼저, 표시 장치(1)는 사용자의 터치를 인식할 수 있다(SS1). 표시 패널(10)의 터치 감지부(TSU)는 실시간으로 터치 감지 신호들을 수신하여, 터치 데이터 및 터치 좌표 데이터를 검출한다(SS2).
이어서, 표시 패널(10)의 압력 감지부(PSU)는 실시간으로 압력을 측정할 수 있다(SS3). 도 14를 더 참조하면, 사용자는 압력 감지부(PSU)에 압력을 가하고, 압력 감지부(PSU)는 사용자가 가한 압력 측정값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 표시 장치(1)에 손가락을 접촉시키는 과정에서, 압력 센서가 측정하는 압력 측정값은 시간에 따라 점진적으로 증가하여 최대값에 도달할 수 있다. 압력 측정값(즉, 접촉 압력)이 증가하면 혈관이 줄어들어 혈류량이 작아지거나 0이 될 수 있다. 이에 따라, 시간에 따른 압력 측정값을 프로세서(100)에 출력할 수 있다. 프로세서(100)는 시간에 따른 압력 측정값에 기초하여 압력 신호(PSS)를 생성할 수 있다(SS5).
한편, 리드 아웃 회로(300)는 시간에 따른 광 감지 데이터를 생성한다(SS4).
도 15를 더 참조하면, 혈압 정보를 산출하기 위해서는 압력 데이터와 함께 시간에 따른 맥박 정보도 필요하다. 심장의 수축기에는 심장의 좌심실에서 박출되는 혈액이 말초 조직으로 이동되어 동맥 쪽의 혈액 부피가 증가하게 된다. 또한, 심장의 수축기에는 적혈구가 말초 조직에 더 많은 산소 헤모글로빈을 운반하게 된다. 심장의 이완기에는 말초 조직으로부터 심장 쪽으로 부분적인 혈액의 흡입이 있다. 이때, 표시 화소로부터 발광한 빛이 동맥에 조사되면, 조사된 빛은 말초 조직에 의해 흡수될 수 있다. 광흡수도는 혈구혈장비율(hematocrit)과 혈액의 부피에 종속적이다. 광흡수도는 심장의 수축기에 최대값을 가지고, 심장의 이완기에 최소값을 가질 수 있다. 광흡수도는 광 센서(PS)에 입사되는 광량과 반비례 관계에 있으므로, 광 센서(PS)에 입사되는 광량의 수광 데이터를 통해 해당 시점에서의 광흡수도를 추정할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이. 광 센서(PS)는 스캔 기입 신호(GW)에 응답해서 광 감지 신호(LSS)들을 광 감지 라인(FRL)들로 출력한다. 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 터치 영역과 대응되는 광 감지 라인(FRL)들로부터 광 감지 신호(LSS)들을 입력 받는다. 리드 아웃 회로(300)는 입력받은 광 감지 신호(LSS)들을 광 데이터 신호로 변환하여 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 생성된 광 감지 데이터를 프로세서(100)에 출력할 수 있다. 프로세서(100)는 리드 아웃 회로(300)로부터 광 감지 데이터를 입력 받아 시간에 따른 광학 신호(PPG Siginal Ratio)를 생성할 수 있다(SS6).
이에 따라, 프로세서(100)는 압력 감지부(PSU)에 의해 산출되어 디지털 변환된 압력 신호(PSS)와 광 센서(PS)에 의해 감지되는 시간에 따른 광학 신호(PPG Siginal Ratio)에 기초하여 사용자에 의해 가해진 압력에 따른 맥파 신호를 산출한다(SS7). 맥파 신호는 심장 박동 주기에 따라 진동하는 파형을 가질 수 있다.
프로세서(100)는 산출된 맥파 신호의 피크(PK)들에 해당하는 시점(PKT)들과 필터링된 맥파의 피크들에 해당하는 시점들의 시간 차이들에 기초하여 손가락 혈관들의 혈압들을 추정할 수 있다. 구체적으로, 리드 아웃 회로(300)는 산출된 맥파 신호의 피크(PK)들에 해당하는 시점(PKT)들 전후로 미리 설정된 기간(PT1,PT2) 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(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.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 광 센서(PS)가 화소(PX)와 동일한 프레임 주파수로 구동되고, 광 센서(PS) 각각에서 감지한 광 감지 신호(LSS)를 누적하여 저장함으로써, 광 센서(PS)가 측정한 광 감지 신호(LSS)의 프레임 주파수가 저하되지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자의 혈압 정보를 정확하게 산출할 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 광 센서 및 리드 아웃 회로를 나타낸 블럭도이다. 도 17은 광 감지 기간에 따른 도 16의 리드 아웃 회로의 신호들 및 스캔 기입 신호를 나타낸 파형도이다.
도 16 및 도 17의 실시예는 도 10 내지 도 12의 실시예와 제1 샘플링 신호(SHS)의 제3 판독 기간(st3)의 길이를 제외하면 실질적으로 동일하므로, 도 10 내지 도 12의 실시예와 차이점 위주로 설명하기로 한다.
도 16을 참조하면, 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 라인(FRL)을 통해 광 센서(PS)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 리드 아웃 회로(300)는 하나의 광 감지 라인(FRL)을 통해 제1 및 제2 광 센서(PS1, PS2)에 연결될 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 제1 광 센서(PS1)의 제1 광 감지 신호(LSS1)와 제2 광 센서(PS2)의 제2 광 감지 신호(LSS2)를 입력 받을 수 있다.
리드 아웃 회로(300)는 광 감지 라인(FRL)에 연결되는 증폭부(310), 증폭부(310)의 출력 전압을 저장하는 샘플링부(320), 및 상기 출력 전압에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부(analog-digital converter)(330)를 포함할 수 있다. 리드 아웃 회로(300)에 관한 설명은 도 10에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
도 17을 더 참조하면, 광 감지 기간(ROP)에 따른 리드 아웃 회로(300)의 피드백 리셋 스위치(SWRO), 제2 샘플링 스위치(SW2), 및 제1 샘플링 스위치(SW1)의 동작 과정과 제1 내지 제4 광 센서(PS1~PS4)의 제1 내지 제4 스캔 기입 신호(GW1~GW4)의 동작 과정을 도시하였다. 즉, 도 17은 상술한 바와 같이, 제4k-3(k은 자연수)번째 및 4K-2 번째 스캔 기입 라인에 인가되는 제4k-3번째 내지 4K 번째 스캔 기입 신호와 k번째 광 감지 라인에 연결된 리드 아웃 회로(300)의 동작 과정을 도시하였다.
광 감지 기간(ROP) 동안 리드 아웃 회로(300)는 피드백 리셋 신호(IRST), 제1 샘플링 신호(SHS), 제2 샘플링 신호(SHR), 광 감지 신호(LSS)를 입력 받을 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 기간(ROP) 동안 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장할 수 있다.
광 감지 기간(ROP)은 피드백 리셋 신호(IRST)에 따라 피드백 커패시터(Cfb)를 리셋시키는 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)에 따라 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 전압을 저장하는 제2 판독 기간(st2), 스캔 기입 신호(GW)에 기초하여 광 노출에 따라 생성된 광 감지 신호(LSS)를 리드 아웃 회로(300)로 출력하는 제5 및 제6 판독 기간(st5, st6), 및 제1 샘플링 신호(SHS)에 따라 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장하는 제3 판독 기간(st3)으로 구분될 수 있다. 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)의 제2 판독 기간(st2), 및 스캔 기입 신호(GW)의 제5 및 제6 판독 기간(st5, st6)에 관한 설명은 도 10에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
제1 샘플링 신호(SHS)는 제1 샘플링 스위치(SW1)를 턴-온하는 제3 판독 기간(st3)을 포함할 수 있다. 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 샘플링 스위치(SW1)가 턴-온된다. 이에 따라, 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)는 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 접속될 수 있다. 먼저, 제3 판독 기간(st3) 중에서 제5 판독 기간(st5) 동안 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 제1 감지 신호 전압(VC1)에 대응되므로 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제1 감지 신호 전압(VC1)이 저장될 수 있다. 이어서, 제3 판독 기간(st3) 중에서 제6 판독 기간(st6) 동안 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 제2 감지 신호 전압(VC2)에 대응되므로 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제2 감지 신호 전압(VC2)도 저장될 수 있다. 이에 따라, 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 및 제2 감지 신호 전압(VC1~VC2)이 순차적으로 누적되어 저장될 수 있다.
본 실시예의 경우에도, 제1 샘플링 신호(SHS)가 턴-온 전압을 갖는 제3 판독 기간(st3)은 스캔 기입 라인(GWL)의 제1 수평 주기(HT1)보다 크므로, 리드 아웃 회로(300)에 적어도 2 이상의 광 감지 신호(LSS)가 입력될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 광 센서(PS)의 광 감지를 위한 동작과 화소(PX)의 화상 표시를 위한 동작이 동일한 주파수로 구동되는 경우에도, 리드 아웃 회로(300)는 광 센서(PS) 각각의 광 감지 신호(LSS)에 따라 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)는 광 감지 데이터를 정확하게 판독할 수 있다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 혈압 및 지문 측정 방법을 나타낸 순서도이다. 도 19는 또 다른 실시예에 따른 제2 모드에서 광 감지 기간에 따른 리드 아웃 회로의 신호들 및 스캔 기입 신호를 나타낸 파형도이다.
도 18 및 도 19의 실시예는 제1 모드에서 사용자의 혈압 정보를 산출하고, 제2 모드에서 사용자의 지문을 인식하는 점에서 도 10 내지 도 15의 실시예가 사용자의 혈압 정보를 산출하는 점과 차이가 있다. 따라서, 도 18 및 도 19의 실시예는 도 10 내지 도 15의 실시예와 차이점 위주로 설명하기로 한다.
도 18을 참조하면, 먼저, 사용자는 모드를 선택할 수 있다(S10).
제1 모드를 선택한 경우(S100), 타이밍 제어부(210)는 제3 판독 기간을 포함하는 제1 샘플링 신호(SHS)를 리드 아웃 회로(300)에 인가할 수 있다(S110). 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 데이터를 생성할 수 있고(S120), 생성한 광 감지 데이터를 프로세서(100)에 출력할 수 있다.
제1 모드에서 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 기간(ROP) 동안 피드백 리셋 신호(IRST), 제1 샘플링 신호(SHS), 제2 샘플링 신호(SHR), 광 감지 신호(LSS)를 입력 받을 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 기간(ROP) 동안 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장할 수 있다.
광 감지 기간(ROP)은 피드백 리셋 신호(IRST)에 따라 피드백 커패시터(Cfb)를 리셋시키는 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)에 따라 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 전압을 저장하는 제2 판독 기간(st2), 스캔 기입 신호(GW)에 기초하여 광 노출에 따라 생성된 광 감지 신호(LSS)를 리드 아웃 회로(300)로 출력하는 제5 판독 기간(st5), 및 제1 샘플링 신호(SHS)에 따라 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장하는 제3 판독 기간(st3)으로 구분될 수 있다. 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)의 제2 판독 기간(st2), 제1 샘플링 신호(SHS)의 제3 판독 기간(st3), 및 스캔 기입 신호(GW)의 제5 판독 기간(st5)에 관한 설명은 도 10에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
이에 따라, 제1 내지 제4 광 센서(PS)에서 각각 생성된 제1 내지 제4 광 감지 신호(LSS1~LSS4)는 제1 샘플링 신호(SHS)의 제3 판독 기간(st3) 동안 제1 샘플링 커패시터(Csh2)에 저장될 수 있다. 즉, 제1 샘플링 커패시터(Csh2)에 제1 내지 제4 감지 신호 전압(VC1~VC4)이 누적되어 저장될 수 있다.
다음으로, 제1 모드에서 프로세서(100)는 리드 아웃 회로(300)로부터 입력 받은 광 감지 데이터와 압력 감지부(PSU)에서 입력 받은 압력 신호(PSS)에 기초하여 압력에 따른 광학 신호의 크기를 갖는 맥파 신호를 산출한다(S130). 그리고, 프로세서(100)는 맥파 신호에 기초하여 사용자의 혈압 정보를 산출할 수 있다(S140). 이에 관한 설명은 도 13 내지 도 15와 실질적으로 동일하므로, 생략하기로 한다.
한편, 제2 모드를 선택한 경우(S200), 타이밍 제어부(210)는 지문 판독 기간을 포함하는 제3 샘플링 신호(SHD)를 리드 아웃 회로(300)에 인가할 수 있다(S210). 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 데이터를 생성할 수 있고(S220), 생성한 광 감지 데이터를 프로세서(100)에 출력할 수 있다.
도 19를 더 참조하면, 제2 모드에서 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 기간(ROP) 동안 피드백 리셋 신호(IRST), 제3 샘플링 신호(SHD), 제2 샘플링 신호(SHR), 광 감지 신호(LSS)를 입력 받을 수 있다. 리드 아웃 회로(300)는 광 감지 기간(ROP) 동안 광 감지 신호(LSS)에 따른 감지 신호 전압(VC)을 저장할 수 있다.
광 감지 기간(ROP)은 피드백 리셋 신호(IRST)에 따라 피드백 커패시터(Cfb)를 리셋시키는 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)에 따라 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 전압을 저장하는 제2 판독 기간(st2), 스캔 기입 신호(GW)에 기초하여 광 노출에 따라 생성된 광 감지 신호를 리드 아웃 회로(300)로 출력하는 제5 판독 기간(st5), 및 제3 샘플링 신호(SHD)에 따라 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 광 감지 신호에 따른 지문 감지 신호 전압(RVC)을 저장하는 지문 판독 기간(STD)으로 구분될 수 있다. 제1 판독 기간(st1), 제2 샘플링 신호(SHR)의 제2 판독 기간(st2), 및 스캔 기입 신호(GW)의 제5 판독 기간(st5)에 관한 설명은 도 10에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
제3 샘플링 신호(SHD)는 제1 샘플링 스위치(SW1)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제3 샘플링 신호(SHD)는 제1 수평 주기(HT1)를 갖는다. 즉, 제3 샘플링 신호(SHD)의 펄스 사이의 간격은 제1 수평 주기(HT1) 가질 수 있다. 제3 샘플링 신호(SHD)는 제1 수평 주기(HT1)에서 지문 판독 기간(STD) 동안 턴-온 신호를 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 샘플링 신호(SHD)는 제1 수평 주기(HT1)마다 턴-온 신호가 반복될 수 있다. 또한, 피드백 리셋 신호(IRST), 제2 샘플링 신호(SHR), 및 제3 샘플링 신호(SHD)는 순차적으로 턴-온될 수 있다.
제3 샘플링 신호(SHD)는 제1 샘플링 스위치(SW1)를 턴-온하는 지문 판독 기간(STD)을 포함할 수 있다. 지문 판독 기간(STD) 동안 제1 샘플링 스위치(SW1)가 턴-온된다. 이에 따라, 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 단자(out)는 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 접속될 수 있다. 먼저, 지문 판독 기간(STD) 중에서 제5 판독 기간(st5) 동안 제1 연산 증폭기(OA1)의 출력 전압(Vout)은 지문 감지 신호 전압(RVC)에 대응되므로 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에는 지문 감지 신호 전압(RVC)이 저장될 수 있다.
스캔 기입 신호(GW)는 제2 수평 주기(HT2)를 갖는다. 스캔 기입 신호(GW)는 제2 수평 주기(HT2)마다 턴-온 신호를 가질 수 있다. 즉, 스캔 기입 신호(GW)는 제2 수평 주기(HT2)마다 턴-온 신호가 반복될 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 기입 신호(GW1)와 제2 스캔 기입 신호(GW2)의 펄스 사이의 간격은 제2 수평 주기(HT2)를 가질 수 있다. 또한, 제2 내지 제4 스캔 기입 신호(GW2~GW4) 각각의 펄스 사이의 간격은 제2 수평 주기(HT2)를 가질 수 있다.
리드 아웃 회로(300)의 피드백 리셋 스위치(SWRO), 제1 스위치(SW1), 및 제2 스위치(SW2)의 턴-온 주기인 제1 수평 주기(HT1)와 광 센서(PS)의 제2 센싱 트랜지스터(LT2)의 턴-온 주기인 제2 수평 주기(HT2)가 도 19와 같이 순차적으로 진행되는 경우, 제1 수평 주기(HT1)는 제2 수평 주기(HT2)보다 클 수 있다.
또한, 제3 샘플링 신호(SHD)가 턴-온 전압을 갖는 지문 판독 기간(STD)은 제2 수평 주기(HT2)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 광 센서(PS) 각각은 스캔 기입 라인(GWL)을 통해 입력되는 스캔 기입 신호(GW)에 응답해서 광 감지 신호를 순차적으로 출력할 수 있다. 스캔 기입 신호(GW)의 제2 수평 주기(HT2)(예를 들어, 약 3.47㎲)에 따라, 광 감지 신호는 순차적으로 리드 아웃 회로(300)에 출력될 수 있다.
한편, 리드 아웃 회로(300)는 제1 수평 주기(HT1)(예를 들어, 약 12.8㎲) 동안 한 번씩의 감지 신호 전압(VC)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 리드 아웃 회로(300)의 피드백 리셋 스위치(SWRO), 제1 스위치(SW1), 및 제2 스위치(SW2)의 턴-온 주기인 제1 수평 주기(HT1) 마다 감지 신호 전압(VC)을 생성할 수 있다. 즉, 리드 아웃 회로(300)는 제1 수평 주기(HT1) 마다 지문 감지 신호 전압(RVC)에 따른 감지 신호 데이터를 생성하고, 이를 통해 맥파 신호를 산출할 수 있다.
제3 샘플링 신호(SHD)가 턴-온 전압을 갖는 지문 판독 기간(STD)이 스캔 기입 라인(GWL)의 제1 수평 주기(HT1)와 동일할 수 있다. 상술한 바와 같이, 광 센서(PS)에 접속되는 스캔 라인이 화소(PX)에 접속되는 스캔 라인과 동일한 경우, 광 센서(PS)의 광 감지를 위한 동작은 화소(PX)의 화상 표시를 위한 동작과 독립적으로 구동될 수 없다. 따라서, 제3 샘플링 신호(SHD)가 턴-온 전압을 갖는 지문 판독 기간(STD)이 스캔 기입 라인(GWL)의 제1 수평 주기(HT1)와 동일하므로, 리드 아웃 회로(300)는 지문 판독 기간(STD) 동안 하나의 광 감지 신호를 입력 받을 수 있다. 이 경우, 지문 판독 기간(STD)이 제1 수평 주기(HT1)와 동일하므로 지문을 감지하는 제2 모드에서 제1 모드와 다른 프레임 주파수를 가질 수 있다.
그리고 나서, AD 변환부(330)는 제2 샘플링 커패시터(Csh2)에 저장된 전압과 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 저장된 전압을 차등하여 "VC"의 감지 신호 전압을 광 감지 데이터로 변환할 수 있고, 상기 광 감지 데이터를 프로세서(도 2의 '100')에 제공할 수 있다.
정리하면, 제3 샘플링 신호(SHD)가 턴-온 전압을 갖는 지문 판독 기간(STD)이 스캔 기입 신호(GW)의 제1 수평 주기(HT1)와 동일함으로써, 하나의 광 센서(PS)의 광 감지 신호가 제1 샘플링 커패시터(Csh1)에 저장될 수 있다. 따라서, 리드 아웃 회로(300)는 지문 감지 신호 전압(RVC)을 저장할 수 있고, 이에 따라, 리드 아웃 회로(300)는 저장된 지문 감지 신호 전압(RVC)에 따라 맥파 신호를 산출할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 제2 모드에서 리드 아웃 회로(300)는 광 센서(PS) 각각의 광 감지 신호에 따라 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 제2 모드에서 광 센서(PS)의 구동 주파수가 제1 모드에서 광 센서(PS)의 구동 주파수보다 작더라도, 각각의 광 센서(PS)에서 감지한 광 감지 신호에 따라 광 감지 데이터를 생성하므로, 높은 해상도의 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 제2 모드의 제3 샘플링 신호(SHD)에 따라 높은 해성도의 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이 표시 장치(1)는 광 감지 데이터를 정확하게 판독할 수 있다.
마지막으로, 제2 모드에서 프로세서(100)는 리드 아웃 회로(300)로부터 입력 받은 광 감지 데이터에 기초하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다(S230). 프로세서(100)는 광 감지 데이터의 지문의 융선(ridge) 또는 융선 사이의 골(valley)을 판단하고 사용자의 지문을 감지할 수 있다, 이에 따라, 프로세서(100)는 지문 감지 데이터를 분석함으로써, 기 설정된 지문과 비교를 통해 사용자의 지문과 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 기 설정된 지문과 리드 아웃 회로(300)로부터 전송받은 지문 감지 데이터가 동일한 경우, 설정된 기능들을 수행할 수 있다.
본 실시예의 경우, 제1 모드에서 제1 샘플링 신호(SHS)의 제3 판독 기간(st3)과 제2 모드에서 제3 샘플링 신호의 지문 판독 기간(STD)을 다르게 제어함으로써, 광 감지 데이터의 주파수와 해상도를 제어할 수 있다. 즉, 제2 모드에서 광 센서(PS)의 구동 주파수가 제1 모드에서 광 센서(PS)의 구동 주파수보다 작음으로써, 리드 아웃 회로(300)는 제1 모드에서 높은 주파수의 광 감지 데이터를 생성하고, 제2 모드에서 높은 해상도의 광 감지 데이터를 생성할 수 있다. 이에 따라, 제1 모드에서 사용자의 혈압 정보를 정확하게 산출하고, 제2 모드에서 사용자의 지문을 정확하게 산출할 수 있다.
도 20 및 도 21은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 표시 패널(10)의 활성 영역(AAR)은 지문 감지 영역(FSA)과 광 감지 영역(PPSA)을 포함할 수 있다.
광 감지 영역(PPSA)은 광에 반응하는 영역으로, 입사광의 광량이나 파장 등을 감지하도록 구성된 영역이다. 광 감지 영역(PPSA)은 표시 영역과 중첩할 수 있다. 광 감지 영역(PPSA)은 상술한 바와 같이, 혈압을 측정하기 위한 영역일 수 있다. 따라서, 광 감지 영역(PPSA)의 광 센서(PS)가 접속하는 리드 아웃 회로(300)에는 제1 샘플링 신호(SHS)가 인가될 수 있다.
지문 감지 영역(FSA)은 광에 반응하는 영역으로, 입사광의 광량이나 파장 등을 감지하도록 구성된 영역이다. 지문 감지 영역(FSA)은 표시 영역과 중첩할 수 있다. 지문 감지 영역(FSA)은 상술한 바와 같이, 지문을 감지하기 위한 영역일 수 있다. 따라서, 지문 감지 영역(FSA)의 광 센서(PS)가 접속하는 리드 아웃 회로(300)에는 제3 샘플링 신호(SHD)가 인가될 수 있다.
광 감지 영역(PPSA)과 지문 감지 영역(FSA)은 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 20의 경우와 같이, 광 감지 영역(PPSA)이 활성 영역(AAR)의 상측 영역에 배치되고, 지문 감지 영역(FSA)이 활성 영역(AAR)의 하측 영역에 배치될 수 있다. 또는, 도 21의 경우와 같이, 광 감지 영역(PPSA)은 혈압 측정을 위해 필요한 한정된 영역에만 배치될 수 있다. 이 경우, 광 감지 영역(PPSA)은 표시 영역의 일부와는 중첩하지만, 표시 영역의 다른 일부와는 비중첩할 수 있다.
광 감지 영역(PPSA)과 지문 감지 영역(FSA)에는 광에 반응하는 복수의 광 센서(PS)들이 배치될 수 있다. 이에 관한 설명은 도 1 내지 도 10의 실시예와 실질적으로 동일하므로 생락하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
1: 표시 장치
10: 표시 패널
200: 표시 구동 회로
220: 데이터 구동부
230: 스캔 구동부
210: 타이밍 제어부
260: 리셋 구동부
300: 리드 아웃 회로
310: 증폭부
320: 샘플링부
330: AD 변환부
SWRO: 피드백 리셋 스위치
SW1: 제1 샘플링 스위치
SW2: 제2 샘플링 스위치
GWL: 스캔 기입 라인
FRL: 광 감지 라인
SHS: 제1 샘플링 신호
SHR: 제2 샘플링 신호
GW: 스캔 기입 신호

Claims (20)

  1. 스캔 기입 라인들, 감지 라인들, 상기 스캔 기입 라인들에 각각 연결되는 화소들, 및 상기 스캔 기입 라인들과 상기 감지 라인들에 각각 연결되는 광 센서들을 포함하는 표시 패널;
    스캔 제어 신호에 따라 상기 스캔 기입 라인들에 순차적으로 스캔 기입 신호들을 출력하는 스캔 구동부;
    제1 샘플링 신호에 따라 상기 감지 라인들로부터 상기 광 센서들의 광 감지 신호들을 수신하는 리드 아웃 회로; 및
    상기 스캔 구동부와 상기 리드 아웃 회로를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고,
    상기 제1 샘플링 신호 사이의 펄스 간격은 제1 수평 주기를 갖고, 이웃한 상기 스캔 기입 신호 사이의 펄스 간격은 제2 수평 주기를 갖는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 수평 주기는 상기 제1 수평 주기보다 큰 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광 센서들 각각은,
    애노드 전극 및 전압 라인에 연결된 캐소드 전극을 포함하는 광전 변환 소자;
    상기 광전 변환 소자의 상기 애노드 전극에 연결된 게이트 전극을 포함하는 제1 센싱 트랜지스터;
    리셋 신호에 따라 리셋 전압 라인과 상기 광전 변환 소자의 상기 애노드 전극을 연결하는 리셋 트랜지스터; 및
    상기 스캔 기입 신호에 따라 상기 제1 센싱 트랜지스터와 상기 감지 라인을 연결하는 제2 센싱 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 광 센서들의 각각의 리셋 트랜지스터를 턴-온시키는 상기 리셋 신호를 출력하는 리셋 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 리드 아웃 회로는,
    상기 감지 라인에 연결되며 연산 증폭기를 포함하는 증폭부;
    상기 제1 샘플링 신호에 따라 상기 광 감지 신호의 전압을 저장하는 제1 샘플링 커패시터를 포함하는 샘플링부; 및
    저장된 감지 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부를 포함하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 스캔 기입 신호에 따라 상기 제2 센싱 트랜지스터가 각각 턴-온되어 상기 광 센서에서 감지되는 광량에 비례하여 상기 감지 라인을 통해 감지 신호 전압을 각각 출력하고,
    상기 제1 샘플링 신호에 따라 상기 감지 신호 전압 각각을 상기 제1 샘플링 커패시터에 저장하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 샘플링 신호는 상기 제1 샘플링 커패시터를 턴-온하는 제1 기간, 및 상기 제1 샘플링 커패시터를 턴-오프하는 제2 기간을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 기간에서 상기 제1 샘플링 커패시터는 상기 감지 신호 전압들 중에서 적어도 2 이상의 감지 신호 전압을 누적하여 저장하는 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 기간은 상기 제2 수평 주기보다 긴 표시 장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 샘플링부는 제2 샘플링 신호에 따라 노이즈 전압을 저장하는 제2 샘플링 커패시터를 더 포함하고,
    상기 제2 샘플링 신호와 상기 제1 샘플링 신호는 순차적으로 턴-온되는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    이웃한 상기 제2 샘플링 신호 사이의 펄스 간격은 상기 제1 수평 주기와 동일한 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 광 센서들은 제1 광 센서 및 제2 광 센서를 포함하며,
    상기 스캔 기입 라인들은,
    상기 화소 및 상기 제1 광 센서에 n(n은 양의 정수)번째 스캔 기입 신호를 제공하는 제1 스캔 기입 라인; 및
    상기 화소 및 상기 제2 광 센서에 n+1번째 스캔 기입 신호를 제공하는 제2 스캔 기입 라인을 포함하고,
    상기 n번째 스캔 기입 신호와 상기 n+1번째 스캔 기입 신호 사이의 상기 제2 수평 주기는 상기 제1 샘플링 신호의 상기 제1 수평 주기보다 짧은 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는 지문을 감지하는 제1 모드에서 제1 기간 동안 턴-온 전압을 갖고, 혈압을 감지하는 제2 모드에서 제2 기간 동안 턴-온 전압을 갖는 제1 샘플링 신호를 출력하고,
    상기 제1 기간은 상기 제2 기간보다 짧은 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 기간은 상기 제2 수평 주기보다 작은 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 수평 주기는 상기 제2 기간보다 작은 표시 장치.
  16. 화소, 제1 광 센서, 및 제2 광 센서를 포함하는 표시 패널;
    상기 화소와 상기 제1 광 센서에 제1 스캔 기입 신호를 제공하는 제1 스캔 기입 라인들;
    상기 화소와 상기 제2 광 센서에 제2 스캔 기입 신호를 제공하는 제2 스캔 기입 라인들;
    상기 제1 스캔 기입 라인들에 제1 스캔 기입 신호를 출력하고, 상기 제2 스캔 기입 라인들에 제2 스캔 기입 신호를 출력하는 스캔 구동부;
    제1 샘플링 신호에 따라 상기 제1 광 센서로부터 제1 감지 라인을 통해 제1 광 감지 신호를 수신하고, 상기 제2 광 센서로부터 제2 감지 라인을 통해 제2 광 감지 신호를 수신하는 리드 아웃 회로; 및
    상기 제1 샘플링 신호를 상기 리드 아웃 회로에 출력하는 타이밍 제어부를 포함하고,
    상기 타이밍 제어부는 상기 제1 샘플링 신호를 제1 수평 주기로 제어하고, 상기 제1 스캔 기입 신호와 상기 제2 스캔 기입 신호 사이의 펄스 폭이 제2 수평 주기를 갖도록 제어하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 수평 주기는 상기 제2 수평 주기보다 큰 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 샘플링 신호는 턴-온 전압을 갖는 제1 기간 및 턴-오프 전압을 갖는 제2 기간을 포함하고,
    상기 리드 아웃 회로는 상기 제1 기간에서 상기 제1 및 제2 광 감지 신호를 누적하여 수신하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 기간은 상기 제2 수평 주기보다 큰 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 리드 아웃 회로는,
    상기 감지 라인에 연결되며 연산 증폭기를 포함하는 증폭부;
    상기 제1 샘플링 신호의 상기 제1 기간 동안 상기 제1 및 제2 광 감지 신호의 전압을 누적하여 저장하는 제1 샘플링 커패시터를 포함하는 샘플링부; 및
    저장된 감지 신호 전압을 디지털 데이터로 변환하는 AD 변환부를 포함하는 표시 장치.
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101475124B1 (ko) * 2012-12-14 2014-12-22 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 구동 장치 및 방법
US9449212B2 (en) * 2014-12-22 2016-09-20 Fingerprint Cards Ab Capacitive fingerprint sensor with sensing elements comprising timing circuitry
US10398324B2 (en) 2016-03-03 2019-09-03 Board Of Trustees Of Michigan State University Method and apparatus for cuff-less blood pressure measurement in a mobile device
KR102533513B1 (ko) * 2016-06-30 2023-05-18 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서의 구동 방법 및 회로와 이를 이용한 표시장치
KR102532091B1 (ko) * 2018-11-16 2023-05-15 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
CN109547713B (zh) * 2018-11-23 2022-01-28 京东方科技集团股份有限公司 平板探测器及其像素驱动电路
US11538846B2 (en) * 2019-07-30 2022-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Display, electronic device having the display, and method of estimating bio-information using the electronic device
KR20210064483A (ko) 2019-11-25 2021-06-03 삼성디스플레이 주식회사 입력 감지 기능을 갖는 표시 패널 및 표시 장치
KR20220030004A (ko) * 2020-09-02 2022-03-10 엘지디스플레이 주식회사 표시패널과 이를 이용한 표시장치
KR20220086983A (ko) * 2020-12-17 2022-06-24 엘지디스플레이 주식회사 전계발광 표시장치

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