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KR101097920B1 - 광 센서와, 이를 구비한 표시 패널 및 표시 장치 - Google Patents

광 센서와, 이를 구비한 표시 패널 및 표시 장치 Download PDF

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KR101097920B1
KR101097920B1 KR1020040104219A KR20040104219A KR101097920B1 KR 101097920 B1 KR101097920 B1 KR 101097920B1 KR 1020040104219 A KR1020040104219 A KR 1020040104219A KR 20040104219 A KR20040104219 A KR 20040104219A KR 101097920 B1 KR101097920 B1 KR 101097920B1
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Abstract

신뢰성이 향상된 광 센서와, 이를 구비한 표시패널 및 표시장치가 개시된다. 광 센서는 스위칭 소자와, 제2 기판을 포함한다. 스위칭 소자는 제1 기판에 형성되고, 제어전극과 제1 전류전극 및 제2 전류전극에 의해 정의되고, 제1 길이를 갖고서 외부광이 입사되는 채널부를 갖는다. 제2 기판은 상기 채널부에 대응하여 제1 길이 보다 길고 제어 전극의 제3 길이 보다 짧은 제2 길이를 갖는 입광부가 형성된다. 이에 따라서, 광 센서의 제1 기판과 제2 기판 간의 얼라인 미스에 의한 누설 전류를 감소시켜 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Figure R1020040104219
광 센서, 얼라인 미스, 채널, 누설 전류

Description

광 센서와, 이를 구비한 표시 패널 및 표시 장치{PHOTO SENSOR AND DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인으로 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제11 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제12 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 부분 평면도이다.
도 15는 도 11의 II-II'라인으로 절단한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 대한 개략적인 평면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 광 감지부의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1 기판 200 : 제2 기판
110 : 포토 스위칭소자 111 : 게이트 전극
210 : 차광층 211 : 센서 창
본 발명은 광 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신뢰성을 향상된 광 센서와, 이를 구비한 표시 패널 및 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 내부 광을 투과시켜 화상을 표시하는 투과형 액정표시장치와, 상기 내부 광을 투과시키거나 외부 광을 반사시켜 화상을 표시하는 반사-투과형 액정표시장치 등을 포함한다.
상기 반사-투과형 액정표시장치는 상기 외부광의 세기에 따라 백라이트의 전원 공급여부를 제어한다. 구체적으로, 상기 외부광의 세기가 약하면 상기 액정표시장치는 투과 모드로서, 상기 백라이트를 턴-온 시켜 상기 백라이트로부터 출사되는 내부광을 투과시켜 화상을 표시한다. 한편, 외부광의 세기가 강하면 상기 액정표시장치는 반사 모드로서 상기 백라이트를 턴-오프 시키고 상기 외부광을 반사시켜 화상을 표시한다. 또한, 상기 투과 모드와 반사 모드에 대응하여 감마 레벨을 자동적 으로 전환하여 화질 향상을 도모한다.
이와 같이, 상기 외부 광의 세기를 감지하여 백라이트의 전원공급여부를 제어함으로써 전력소모를 줄이고, 더불어 동작모드에 따라 감마 레벨을 조정함으로써 화질 향상을 도모한다. 따라서, 액정표시장치의 표시 패널에 외부광의 세기를 감지하기 위한 광 센서를 형성함으로써 상기와 같은 소비전력을 감소하는 액정표시장치가 가능하게 된다.
이에 본 발명의 목적은 신뢰성을 갖는 광 센서를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 다른 목적은 상기 광 센서가 형성된 표시 패널을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널을 구비한 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 광 센서는 스위칭 소자와, 제2 기판을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 제1 기판에 형성되고, 제어전극과 제1 전류전극 및 제2 전류전극에 의해 정의되고, 제1 길이를 갖고서 외부광이 입사되는 채널부를 갖는다. 상기 제2 기판은 상기 채널부에 대응하여 상기 제1 길이 보다 길고 상기 제어 전극의 제3 길이 보다 짧은 제2 길이를 갖는 입광부가 형성된다.
상기 입광부의 제2 길이는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판간의 얼라인 미스 에 의한 마진을 포함하는 길이이며, 구체적으로 상기 입광부의 제2 길이는 상기 채널부의 제1 길이를 기준으로 상기 제1 및 제2 전류 전극 측으로 각각 제1 마진만큼 확장된 길이이다.
상기 제어전극의 제3 길이는 상기 입광부의 제2 길이를 기준으로 상기 제1 및 제2 전류전극 측으로 각각 상기 제1 마진 보다 큰 제2 마진만큼 확장된 길이이다.
상기 채널부의 제1 길이가 대략 4㎛ 정도인 경우, 상기 제1 마진은 대략 7㎛ 정도이고, 상기 제1 마진이 대략 7㎛ 정도인 경우, 상기 제2 마진은 대략 10 ㎛ 정도이다.
상기 입광부는 상기 채널부의 채널 폭 방향으로 배열된 복수의 서브 입광부들로 이루어진다. 바람직하게 상기 서브 창은 상기 제2 길이를 장변으로 하는 사각 형상이거나, 상기 서브 창은 상기 제2 길이를 높이로 하는 이등변 삼각 형상이거나, 상기 제2 길이를 높이로 하는 직각 삼각 형상이다.
또는, 상기 입광부는 상기 채널부의 채널 길이 방향으로 배열된 복수의 서브 창들로 이루어진다. 바람직하게 상기 서브 창은 상기 채널부의 채널 폭을 장변으로 하는 사각 형상이다.
또는, 상기 입광부는 도트 형상의 복수의 서브 창들로 이루어진다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 패널은, 어레이 기판, 액정층 및 대향 기판을 포함한다.
상기 어레이 기판은 액티브영역에는 제1 스위칭소자들이 형성되고, 센싱영역 에는 제1 길이를 갖는 채널부를 가지는 제2 스위칭소자들이 형성된다. 상기 대향 기판은 상기 어레이 기판과 결합되어 상기 액정층을 수용하고, 상기 센싱영역에 대응하여 상기 제1 길이 보다 길고 상기 제2 스위칭 소자의 제어 전극의 제3 길이 보다 짧은 제2 길이를 갖는 센서 창들이 형성된다.
상기 센서 창의 제2 길이는 상기 채널부의 제1 길이를 기준으로 상기 제2 스위칭 소자의 제1 및 제2 전류 전극 측으로 각각 제1 마진만큼 확장된 길이이다.
상기 제어전극의 제3 길이는 상기 센서 창의 제2 길이를 기준으로 상기 제1 및 제2 전류전극 측으로 각각 상기 제1 마진 보다 큰 제2 마진만큼 확장된 길이이다.
상기 채널부의 제1 길이가 대략 4㎛ 정도인 경우, 상기 제1 마진은 대략 7㎛ 정도이고, 상기 제2 마진은 대략 10 ㎛ 정도이다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 장치는, 표시부, 광 감지부, 구동제어부 및 광 발생부를 포함한다.
상기 표시부는 제1 기판에 복수의 화소 전극이 형성되고 제2 기판에 상기 화소 전극에 대응하여 칼라필터가 형성되어, 화상을 표시한다. 상기 광 감지부는 상기 제1 기판에 제1 길이의 채널부를 갖는 스위칭소자가 형성되고 상기 제2 기판에 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 갖는 센서 창이 형성되어, 외부광의 광량을 감지한다. 상기 구동제어부는 상기 광 감지부로부터 감지된 광량에 기초하여 구동제어신호를 출력한다. 상기 광 발생부는 상기 구동제어신호에 기초하여 제어된 내부광을 상기 표시부에 출사한다.
이러한 광 센서와, 이를 구비한 표시패널 및 표시장치에 의하면, 광 센서의 제1 기판과 제2 기판 간의 얼라인 미스에 의한 누설 전류를 감소시켜 상기 광 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 라인으로 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광 센서는 제1 기판(100)과, 상기 제1 기판(100)과 마주하는 제2 기판(200)과, 상기 제1 및 제2 기판(100,200)에 개재된 절연층(300)을 포함한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(101)상에 형성된 포토 스위칭소자(a-Si TFT)(110)를 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 활성층(112a) 및 저항성 접촉층(a-Si:H)(112b)으로 이루어진다. 상기 반도체층(112)에는 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 상기 저항성 접촉층(112b)의 일부분이 제거되어 상기 활성층(112a)이 노출된 채널부(channel:CH)가 형성된다. 상기 채널부(CH)는 제1 길이(L1)와 제1 폭(W1)을 갖는다. 상기 채널부(CH)에 입사되는 외부광의 에너지에 대응하여 상기 채널부(CH)의 저항이 변화되고, 이에 의해 상기 채널부(CH)에 흐르는 전류량이 변화됨으로써 외 부광량을 감지한다.
상기 게이트 전극(111) 위에는 게이트 절연층(102)이 형성되고, 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 위에는 패시베이션층(103)이 형성된다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 센서 창(211)이 형성된다. 상기 센서 창(211)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는다.
상기 포토 스위칭소자(110)와 센서 창(211)과의 관계는 다음과 같다. 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)는 상기 채널부(CH)의 제1 길이(L1) 보다 길게 형성한다. 상기 센서 창(211)의 제2 폭(W2)은 상기 채널부(CH)의 제1 폭(W1)을 포함하도록 형성된다.
구체적으로, 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려하여 상기 제1 길이(L1)를 기준으로 상기 소스 전극 및 드레인 전극(113,114) 측으로 각각 확장된 제1 마진(△L1)을 포함한다.
상기 센서 창(211)이 상기 제1 마진(△L1)을 포함하는 제2 길이(L2)로 형성됨에 따라서 상기 얼라인 미스가 발생시 상기 채널부(CH)에 외부광의 입사가 용이하게 된다. 상기 제1 길이(L1)가 대략 4㎛ 인 경우, 상기 제1 마진(△L1)은 대략 7㎛ 이상이 바람직하며, 이에 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)는 대략 18㎛ 이상이 바람직하다.
상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 센서 창(212)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 센서 창(211)의 크기보다 크게 형성한다. 바람직하게 상기 게이트 전극(111)은 상기 센서 창(211)의 가장자리로부터 제2 마진((△L2) 만큼 확장된 제3 길이(L3)로 형성된다. 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)가 대략 18㎛ 이상인 경우, 상기 게이트 전극(111)의 상기 제3 길이(L3)는 대략 38㎛ 이상이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 기판(100)에는 포토 스위칭 소자(120)가 형성된다. 상기 포토 스위칭소자(120)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(121)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 상기 게이트 전극(121)과 상기 소스 및 드레인 전극(123,124) 사이에는 반도체층(122)이 형성된다. 상기 반도체층(122)에는 상기 소스 및 드레인 전극(123,124)에 대응하여 상기 저항성 접촉층의 일부분이 제거되어 상기 활성층이 노출된 채널부(channel:CH)가 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(123,124)이 빗살 형상으로 형성됨에 따라서 소스 및 드레인 전극(123,124)에 의해 정의되는 상기 채널부(CH)의 폭(W1)이 지그재그 형상으로 넓어진다. 따라서, 상기 채널부(CH)의 길이(L1) 대 폭(W1) 비가 커짐에 따라서 포토 스위칭 소자(120)의 특성이 향상된다. 상기 포토 스위칭 소자(120)는 상기 채널부(CH)에 입사되는 외부광의 에너지에 대응하여 상기 채널부(CH)의 저항이 변화되고, 이에 의해 상기 채널부(CH)에 흐르는 전류량이 변화됨으로써 외부광량을 감지한다.
상기 제2 기판(200)에는 상기 포토 스위칭 소자(120)에 대응하는 센서 창(211)이 차광층(210)에 의해 정의된다. 상기 센서 창(211)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는다.
상기 포토 스위칭 소자(120)와 센서 창(211)과의 관계는 다음과 같다. 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)는 상기 포토 스위칭 소자(120)의 채널부의 제1 폭(W1)에 대응하여 형성된다. 또한, 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200)간의 미스 얼라인을 고려하여 제1 마진(△L1)을 포함한다.
구체적으로, 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려하여 상기 제1 폭(W1)을 기준으로 상기 소스 전극 및 드레인 전극(123,124) 측으로 각각 제1 마진(△L1)을 포함한다.
상기 센서 창(211)이 상기 제1 마진(△L1)을 포함하는 제2 길이(L2)로 형성됨에 따라서 상기 얼라인 미스가 발생시 상기 채널부(CH)에 외부광의 입사가 용이하게 된다. 상기 제1 및 제2 기판(100,200)간의 얼라인 미스가 대략 7㎛ 인 경우, 상기 제1 마진(△L1)은 대략 7㎛ 이상이 바람직하다.
상기 포토 스위칭 소자(120)의 게이트 전극(121)의 크기는 상기 센서 창(211)을 통해 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 센서 창(211)의 크기 보다 크게 형성한다. 바람직하게 상기 게이트 전극(111)은 상기 센서 창(211)의 가장자리로부터 제2 마진(△L2) 만큼 확장된 제3 길이(L3)로 형성된다. 바람직하게 상기 제2 마 진(△L2)은 상기 제1 마진((△L1) 보다 크다. 예컨대, 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)가 대략 18㎛ 이상인 경우, 상기 게이트 전극(121)의 상기 제3 길이(L3)는 대략 38㎛ 이상이 바람직하다.
도 4 내지 도 13은 도 1의 광 센서를 기준으로 다양한 광 센서의 실시예들에 대한 평면도들이다. 상기 도 4 내지 도 13에 도시된 광 센서들은 도 1의 광 센서와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창(212)이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 센서 창(212)이 형성된다.
상기 센서 창(212)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 상기 센서 창(212)의 상기 제2 폭(W2)은 상기 채널부(CH)의 제1 폭(W1) 보다 작게 형성한다.
상기 센서 창(212)의 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려하여 상기 제1 길이(L1)를 기준으로 상기 소스 전극 및 드레인 전극(113,114) 측으로 각각 확장된 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 센서 창(212)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 센서 창(212)의 크기 보다 크게 형성한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 서브 센서 창들(213a)이 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(213a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는 기준 영역에 상기 채널부(CH)의 길이 방향으로 복수개 배열된다. 상기 서 브 센서 창(213a)은 상기 제2 폭(W2)을 장변으로 하는 사각 형상이다. 상기 기준 영역의 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(213a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(213a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 제1 및 제2 서브 센서 창들(214a,214b)이 형성된다.
상기 제1 및 제2 서브 센서 창들(214a,214b)은 상기 제2 길이(L2)와 제2 폭 (W2)을 갖는 기준 영역의 양단부에 형성된다. 상기 제1 및 제2 서브 센서 창들(214a,214b)은 상기 제2 길이(L2)를 장변으로 하는 사각 형상이다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(214a,214b)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(214a,214b)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 서브 센서 창들(215a)이 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(215a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2) 을 갖는 기준 영역에 상기 채널부(CH)의 폭 방향으로 복수개 배열된 구조이다. 상기 서브 센서 창(215a)은 상기 제2 길이(L)를 장변으로 하는 사각 형상이다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(215a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(215a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다. 도 7을 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 도트 형상의 서브 센서 창들(216a)이 형성된다. 상기 서브 센서 창들(216a)은 사각형상이다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(216a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는 기준 영역에 길이 균일하게 배열된다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(216a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(216a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창(217)이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 도트 형상의 서브 센서 창들(217a)이 형성된다. 상기 서브 센서 창들(217a)은 사각 형상이다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(217a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는 기준 영역에 지그재그로 배열된다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(217a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(217a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 서브 센서 창들(218a)이 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(218a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2) 을 갖는 기준 영역에 복수개 배열된다. 상기 서브 센서 창들(218a)은 상기 제2 길이(L2)를 높이로 하는 이등변 삼각 형상으로 정방향 및 역방향으로 교호로 배열된다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(218a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(218a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 서브 센서 창들(219a)이 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(219a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2) 을 갖는 기준 영역에 복수개 배열된다. 상기 서브 센서 창들(219a)은 상기 제2 길이(L2)를 높이로 하는 직각 삼각 형상으로 정방향 및 역방향으로 교호로 배열된다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(219a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(219a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 12는 본 발명의 제11 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 도트 형상의 서브 센서 창들(220a)이 형성된다. 상기 서브 센서 창들(220a)은 원 형상이다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(220a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는 기준 영역에 균일하게 배열된다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(220a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(220a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 13은 본 발명의 제12 실시예에 따른 광 센서의 평면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 광 센서는 포토 스위칭소자(110)가 형성된 제1 기판(100)과, 상기 센서 창이 형성된 제2 기판(200)을 포함한다.
상기 포토 스위칭소자(110)는 제1 금속층으로 형성된 게이트 전극(111)과, 제2 금속층으로 형성된 소스 전극(113) 및 드레인 전극(114)과 상기 게이트 전극(111)과 상기 소스 및 드레인 전극(113,114) 사이에는 반도체층(112)이 형성된다. 상기 반도체층(112)은 상기 소스 및 드레인 전극(113,114)에 대응하여 형성된 채널부(CH)를 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)과 상기 제2 베이스 기판(201) 상에 형성된 차광층(210)을 포함한다. 상기 차광층(210)에는 상기 포토 스위칭소자(110)의 채널부(CH)에 대응하여 도트 형상의 서브 센서 창들(221a)이 형성된다. 상기 서브 센서 창들(221a)은 원 형상이다.
도시된 바와 같이, 상기 서브 센서 창들(221a)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는 기준 영역에 지그재그 방식으로 배열된다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려한 제1 마진(△L1)을 포함한다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(110)의 게이트 전극(111)의 크기는 상기 서브 센서 창들(221a)을 통해 상기 제1 베이스 기판(101)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위해 상기 서브 센서 창들(221a)이 형성된 기준 영역보다 크게 형성한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 부분 평면도이다.
도 14를 참조하면, 상기 표시 패널은 어레이 기판(400)과, 칼라 필터 기판(500)을 포함한다.
상기 어레이 기판(400)은 액티브영역(AA)과 광 센싱영역(SA)을 포함한다. 상기 액티브영역(AA)에는 복수의 데이터 라인(DL)과 복수의 게이트 라인(GL)과, 상기 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)에 연결된 복수의 스위칭소자(410)와, 상기 스위칭소자(410)에 연결된 화소 전극(430)이 형성된다.
상기 광 센싱영역(SA)에는 상기 복수의 센싱 데이터 라인(SDL)과 센싱 게이트 라인(SGL)에 연결된 복수의 포토 스위칭소자(450)가 형성된다.
상기 칼라 필터 기판(500)은 상기 액티브영역(AA)에 대응하는 제1 영역에는 칼라 필터(520)가 형성되고, 상기 광 센싱영역(SA)에 대응하는 제2 영역에는 센서 창(511)이 형성된다. 상기 칼라 필터(520)는 차광층(510)에 의해 정의되는 화소공 간에 충진된다. 상기 칼라 필터(520)는 입사되는 광에 응답하여 고유의 색을 발현하는 것으로, R(RED), G(GREEN) 및 B(BLUE) 칼라필터를 포함한다.
도 15는 도 14의 II-II'라인으로 절단한 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 표시 패널은 어레이 기판(400)과 상기 어레이 기판에 대향하는 칼라 필터 기판(500)과, 상기 어레이 기판(400)과 상기 칼라 필터 기판(500)에 개재된 액정층(600)을 포함한다.
상기 어레이 기판(400)은 투명 기판(401)과, 스위칭소자(410)와, 액정 캐패시터(CLC)용 화소 전극(430) 및 포토 스위칭소자(450)를 포함한다.
상기 스위칭소자(410)는 제1 게이트 전극(411), 제1 반도체층(412), 제1 소소 전극(413) 및 제1 드레인 전극(414)을 갖는다. 상기 제1 게이트 전극(411)은 상기 투명 기판(401)상에 형성되고, 상기 제1 게이트 전극(411) 위에는 게이트 절연층(402)이 형성된다. 상기 제1 반도체층(412)은 상기 제1 게이트 전극(411)이 형성된 영역에 대응하여 상기 게이트 절연층(402) 위에 형성된다.
상기 제1 반도체층(412)은 상기 게이트 절연층(402) 위에 형성된 제1 활성층(412a)과, 상기 제1 활성층(412a) 위에 형성된 제1 저항성 접촉층(412b)을 포함한다. 상기 제1 반도체층(412)은 상기 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극(413,414)에 대응하여 상기 제1 저항성 접촉층(412b)의 일정부분이 제거된 제1 채널부(CH1)가 형성된다. 상기 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극(413,414) 위에는 패시베이션층(405)이 형성된다.
상기 액정 캐패시터용 화소 전극(430)은 상기 제1 드레인 전극(414)의 일정 영역 위에 형성된 상기 패시베이션층(405)을 제거한 콘택홀(416)을 통해 상기 드레인 전극(414)과 전기적으로 연결된다.
상기 포토 스위칭소자(450)는 제2 게이트 전극(451), 제2 반도체층(452), 제2 소소 전극(453) 및 제2 드레인 전극(454)을 갖는다. 상기 제2 게이트 전극(451)은 상기 투명 기판(401)상에 형성되고, 상기 제2 게이트 전극(451) 위에는 게이트 절연층(402)이 형성된다. 상기 제2 반도체층(452)은 상기 제2 게이트 전극(451)이 형성된 영역에 대응하여 상기 게이트 절연층(402) 위에 형성된다.
상기 제2 반도체층(452)은 상기 게이트 절연층(402) 위에 형성된 제2 활성층(452a)과, 상기 제2 활성층(452a) 위에 형성된 제2 저항성 접촉층(452b)을 포함한다. 상기 제2 반도체층(452)은 상기 제2 저항성 접촉층(452b)의 일정부분이 제거된 제1 길이(L1)를 갖는 제2 채널부(CH2)가 형성된다. 상기 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극(453,454) 위에는 패시베이션층(405)이 형성된다.
여기서, 상기 게이트 전극(411,451)과, 소스 및 드레인 전극(413,414,453,454)은 단일 금속층으로 형성되거나, 다중 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 금속층은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 금속을 포함한다.
상기 칼라 필터 기판(500)은 투명 기판(501)과 차광층(510)과, 칼라필터층(520)과, 보호층(530) 및 공통 전극층(540)이 형성된다.
구체적으로 상기 차광층(510)은 광을 차단하기 위한 층으로, 상기 화소 전극(430)에 대응하는 단위 화소 영역의 내부 공간을 정의하고, 상기 센서 창(511)의 영역을 정의한다. 상기 센서 창(511)은 제2 길이(L2)와 제2 폭(W2)을 갖는다.
구체적으로, 상기 센서 창(511)의 제2 길이(L2)는 상기 어레이 기판과 칼라 필터 기판(400,500)간의 얼라인 미스(Align-Miss)를 고려하여 상기 제1 길이(L1)의 양측으로 각각 제1 마진(△L1) 만큼 확장된 길이를 갖는다. 바람직하게 상기 제1 길이(L1)가 4㎛ 이고 상기 제1 마진(△L1)이 7㎛ 이상인 경우, 상기 제2 길이(L2)는 18㎛ 이상이다.
한편, 상기 포토 스위칭소자(450)의 제2 게이트 전극(451)의 제3 길이(L3)는 상기 센서 창(511)의 제2 길이(L2) 보다 크게 형성된다. 왜냐하면, 상기 센서 창(511)을 통해 상기 제1 베이스 기판(401)의 하부에서 출사되는 광이 누설되는 것을 막기 위함이다. 바람직하게 상기 제2 길이(L2)의 양측으로 각각 제1 마진(△L2) 보다 큰 제2 마진(△L2)만큼 확장된 길이를 갖는다. 바람직하게 상기 센서 창(211)의 제2 길이(L2)가 18㎛ 이상인 경우, 상기 제3 길이(L3)는 38㎛ 이상이다.
상기 칼라필터층(210)은 레드, 그린 및 블루 칼라 필터를 포함하며, 상기 차광층(210)에 의해 정의된 상기 내부 공간에 충진된다.
상기 보호층(230)은 상기 차광층(210)과 칼라필터층(210) 위에 형성되어, 평탄화막 및 보호막 역할을 한다. 상기 공통전극층(240)은 투명 도전층으로, 액정 캐패시터(CLC)의 제2 전극으로 공통 전압이 인가된다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 대한 개략적인 평면도이다.
도 16을 참조하면, 액정표시패널(100)은 영상을 표시하는 표시영역(DA) 및 상기 표시영역(DA)에 인접하는 제1 및 제2 주변영역(PA1,PA2)을 포함한다. 상기 표시영역(DA)에는 화상을 표시하는 액티브영역(AA)과, 외부광의 세기를 감지하는 광 센싱영역(SA)을 포함한다.
상기 액티브영역(AA)에는 복수의 게이트 라인들(GL1,GL2,..,GLn-1,GLn)과 복수의 데이터 라인((DL1,DL2,..DLm-1,DLm)에 연결되는 복수의 스위칭소자(TR1)가 형성된다. 상기 광 센싱영역(SA)에는 외부광(EL)의 세기에 따라 제1 전압(V1)을 출력하는 광 스위칭소자(TR2)들을 포함하는 광 감지부(730)와 상기 광 감지부(730)를 리셋시키는 리셋부(740)가 형성된다.
제1 주변영역(PA1)에는 상기 복수의 게이트 라인들(GL1,GL2,..,GLn-1,GLn)에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동회로(740)가 형성된다. 상기 게이트 구동회로(740)는 복수의 스테이지(SCR1,SCR2,...SCRn,SCRn+1)가 종속적으로 연결된 하나의 쉬프트 레지스터로 형성된다. 상기 복수의 스테이지(SCR1,SCR2,...SCRn)는 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)에 각각 연결되어 대응하는 게이트 라인에 게이트 신호를 출력한다. 한편, 상기 마지막 스테이지(SRCn+1)는 n번째 스테이지(SRCn)를 구동하기 위하여 구비된 제1 더미 스테이지이다.
상기 게이트 구동회로(710)에 인접하여 상기 제1 주변영역(PA1)에는 제1 구동전압(VON)이 인가되는 제1 구동전압배선(VONL) 및 상기 제1 구동전압(VON)과 반전된 위상을 가지는 제2 구동전압(VOFF)이 인가되는 제2 구동전압배선(VOFFL)이 구비된다. 또한, 상기 제1 구동전압배선(VONL)에 인접하고, 첫 번째 스테이지(SRC1) 에 개시신호(ST)를 제공하는 개시신호배선(STL)이 더 구비된다.
제2 주변영역(PA2)에는 복수의 데이터 라인((DL1,DL2,..DLm-1, DLm)에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동회로(720)가 배치된다. 또한, 상기 광 감지부(730)로부터 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환하여 출력하는 리드아웃부(750)가 형성된다.
도 17는 도 16에 도시된 광 감지부의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 16 및 도 17를 참조하면, 표시 장치(700)는 광 감지부(730)와, 리셋부(740)와, 리드아웃부(750), 구동제어부(760) 및 광 발생부(800)를 포함한다.
상기 광 감지부(730)는 복수의 상기 광 스위칭소자(TR2)들과, 복수의 제1 스토리지 캐패시터(CS1)를 포함한다. 상기 광 스위칭소자(TR2)는 각각 제1 구동전압배선(VONL)에 연결된 드레인 전극(DE2), 상기 제1 스토리지 캐패시터(CS1)에 연결된 소오스 전극(SE2) 및 제2 구동전압(VOFF)이 제공되는 제2 구동전압배선(VOFFL)에 연결된 게이트 전극(GE2)으로 이루어진다.
상기 제1 스토리지 캐패시터(CS1) 각각은 상기 제2 구동전압배선(VOFFL)에 연결된 제1 전극(LE1) 및 상기 제1 리드아웃배선(RL1)에 연결되고 상기 제1 전극과 절연층을 사이에 두고 마주하는 제2 전극(UE1)으로 이루어진다. 상기 제1 스토리지 캐패시터(CS1)는 대응하는 상기 광 스위칭소자(TR2)로부터 출력된 상기 광 전류(IPH)에 대응하는 제1 전압(V1)을 충전한다.
상기 제1 리드아웃배선(RL1)은 상기 제1 스토리지 캐패시터(CS1)들에 공통적으로 연결되고, 상기 제1 스토리지 캐패시터들(CS1)에 충전된 상기 제1 전압(V1)은 상기 제1 리드아웃배선(RL1)을 통해 리드아웃된다.
상기 리드아웃부(750)는 리드아웃 스위칭소자(TR3)와 제2 스토리지 캐패시터(CS2)를 포함한다. 상기 리드아웃 스위칭소자(TR3)는 리드아웃신호를 수신하는 게이트 전극(GE3), 제1 리드아웃배선(RL1)에 연결된 드레인 전극(DE3) 및 상기 제2 스토리지 캐패시터(CS2)에 연결된 소오스 전극(SE3)으로 이루어진다. 상기 리드아웃신호에 응답하여 상기 리드아웃 스위칭소자(TR3)가 턴-온 되면, 상기 제1 리드아웃배선(RL1)으로부터 제공된 제1 전압(V1)은 상기 리드아웃 스위칭소자(TR3)를 통과하여 제2 전압(V2)으로 변환된다.
상기 제2 스토리지 캐패시터(CS2)의 제1 전극(LE2)은 상기 제2 구동전압배선(VOFFL)에 연결되고, 제2 전극(UE2)은 상기 제1 전극(LE2)과 절연층을 사이에 두고 마주하며 상기 제2 리드아웃배선(RL2)에 연결된다. 상기 제2 스토리지 캐패시터(CS2)에는 상기 리드아웃 스위칭소자(TR3)를 통과한 상기 제2 전압(V2)이 충전된다.
상기 리셋부(740)는 소정의 시간 간격으로 상기 광 감지부(400)를 초기화시킨다. 상기 리셋부(740)는 리셋신호를 수신하는 게이트 전극(GE4), 상기 제1 리드아웃배선(RL1)에 연결된 드레인 전극(DE4) 및 상기 제2 구동전압배선(VOFFL)에 연결된 소오스 전극(SE4)으로 이루어진 리셋 스위칭소자(TR4)를 포함한다.
상기 리셋 스위칭소자(TR4)는 상기 리셋신호에 응답하여 상기 제1 스토리지 캐패시터(CS1)에 충전된 전하를 상기 제2 구동전압배선(VOFFL)을 통해 상기 제2 구동전압(VOFF)으로 방전시킨다. 따라서, 상기 리셋 스위칭소자(TR4)는 상기 제1 스 토리지 캐패시터(CS1)를 주기적으로 초기화할 수 있다.
구동제어부(760)는 상기 리드아웃부(750)와 전기적으로 연결된 하나의 오피-엠프(이하, 비교기)(761)로 이루어진다. 상기 비교기(761)는 기설정된 기준전압(VREF)과 상기 제2 리드아웃배선(RL2)으로부터 출력된 제2 전압(V2)을 비교한다. 상기 비교기(761)는 상기 기준전압(VREF)과 제2 전압(V2)의 비교 결과에 따라서 상기 제1 제어전압(V+) 또는 제2 제어전압(V-)을 출력한다.
상기 구동제어부(760)의 출력전압(VOUT)에 대응하여 상기 광 발생부(800)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 상기 출력전압(VOUT)이 상기 제1 제어전압(V+)일 경우, 상기 광 발생부(800)는 상기 내부광(IL)을 차단한다. 또한, 상기 출력전압(VOUT)이 상기 제2 제어전압(V-)일 경우, 상기 광 발생부(800)는 상기 내부광(IL)을 출사한다. 따라서, 상기 표시 장치(700)는 외부광(EL)에 대응하여 상기 내부광(IL)의 출사 여부 또는 밝기 정도를 제어하여 소비전력을 감소시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광 센서의 제1 기판과 제2 기판 간의 얼라인 미스에 의한 누설 전류를 감소시켜 상기 광 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 제1 기판에 형성되고, 제어전극과 제1 전류전극 및 제2 전류전극에 의해 정의되고, 제1 길이를 갖고서 외부광이 입사되는 채널부를 갖는 스위칭 소자; 및
    상기 채널부에 대응하여 상기 제1 길이 보다 길고 상기 제어 전극의 제3 길이 보다 짧은 제2 길이를 갖는 입광부가 형성된 제2 기판을 포함하는 광 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널부는 아몰퍼스 실리콘층으로 형성된 것을 특징으로 하는 광 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 입광부의 제2 길이는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판간의 얼라인 미스에 의한 마진을 포함하는 길이인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 입광부의 제2 길이는 상기 채널부의 제1 길이를 기준으로 상기 제1 및 제2 전류 전극 측으로 각각 제1 마진만큼 확장된 길이인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어전극의 제3 길이는 상기 입광부의 제2 길이를 기준으로 상기 제1 및 제2 전류전극 측으로 각각 상기 제1 마진 보다 큰 제2 마진만큼 확장된 길이인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  6. 제4항에 있어서, 상기 채널부의 제1 길이가 4㎛ 정도인 경우, 상기 제1 마진은 7㎛ 정도인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 마진이 7㎛ 정도인 경우, 상기 제2 마진은 10 ㎛ 정도인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  8. 제1항에 있어서, 상기 입광부는 상기 채널부의 채널 폭 방향으로 배열된 복수의 서브 창들로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 서브 창은 상기 제2 길이를 장변으로 하는 사각 형상인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  10. 제8항에 있어서, 상기 서브 창은 상기 제2 길이를 높이로 하는 이등변 삼각 형상인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  11. 제8항에 있어서, 상기 서브 창은 상기 제2 길이를 높이로 하는 직각 삼각 형상인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  12. 제1항에 있어서, 상기 입광부는 상기 채널부의 채널 길이 방향으로 배열된 복수의 서브 창들로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 센서.
  13. 제12항에 있어서, 상기 서브 창은 상기 채널부의 채널 폭을 장변으로 하는 사각 형상인 것을 특징으로 하는 광 센서.
  14. 제1항에 있어서, 상기 입광부는 도트 형상의 복수의 서브 창들로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 센서.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 전류전극과 제2 전류전극은 빗살 형상을 갖고서, 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 광 센서.
  16. 액티브영역에는 제1 스위칭소자들이 형성되고, 센싱영역에는 제1 길이를 갖는 채널부를 가지는 제2 스위칭소자들이 형성된 어레이 기판;
    액정층; 및
    상기 어레이 기판과 결합되어 상기 액정층을 수용하고, 상기 센싱영역에 대응하여 상기 제1 길이 보다 길고 상기 제2 스위칭 소자의 제어 전극의 제3 길이 보다 짧은 제2 길이를 갖는 센서 창들이 형성된 대향 기판을 포함하는 표시 패널.
  17. 제16항에 있어서, 상기 센서 창의 제2 길이는 상기 채널부의 제1 길이를 기준으로 상기 제2 스위칭 소자의 제1 및 제2 전류 전극 측으로 각각 제1 마진만큼 확장된 길이인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제어전극의 제3 길이는 상기 센서 창의 제2 길이를 기준으로 상기 제1 및 제2 전류전극 측으로 각각 상기 제1 마진 보다 큰 제2 마진만큼 확장된 길이인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  19. 제18항에 있어서, 상기 채널부의 제1 길이가 4㎛ 정도인 경우, 상기 제1 마진은 7㎛ 정도인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 마진이 7㎛ 정도인 경우, 상기 제2 마진은 10 ㎛ 정도인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  21. 제1 기판에 복수의 화소 전극이 형성되고 제2 기판에 상기 화소 전극에 대응하여 칼라필터가 형성되어, 화상을 표시하는 표시부;
    상기 제1 기판에 제1 길이의 채널부를 갖는 스위칭소자가 형성되고 상기 제2 기판에 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 갖는 센서 창이 형성되어, 외부광의 광량을 감지하는 광 감지부;
    상기 광 감지부로부터 감지된 광량에 기초하여 구동제어신호를 출력하는 구동제어부; 및
    상기 구동제어신호에 기초하여 제어된 내부광을 상기 표시부에 출사하는 광 발생부를 포함하는 표시 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제2 길이는 상기 스위칭소자의 제어전극의 제3 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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