KR101573905B1

KR101573905B1 - 센서 회로 및 표시 장치

Info

Publication number: KR101573905B1
Application number: KR1020090073487A
Authority: KR
Inventors: 조재현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2029-08-10
Also published as: US20110032443A1; KR20110016003A; US8836676B2

Abstract

센서 회로는 센서 어레이, 제1 제어부 및 제2 제어부를 포함한다. 센서 어레이는 제1 구간 동안 구동 신호에 응답하여 외부 광에 대응하는 센싱 신호를 충전하고, 제2 구간 동안 스위칭 신호에 응답하여 센싱 신호를 방전한다. 제1 제어부는 센서 어레이에 상기 구동 신호를 제공한다. 제2 제어부는 센서 어레이에 상기 스위칭 신호를 제공한다.

Description

센서 회로 및 표시 장치{SENSOR CIRCUIT AND DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 센서 회로 및 표시 장치에 관한 것으로, 특히 광 감지 성능이 향상되는 센서 회로 및 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치는 문서, 이미지 및 터치 입력 등을 감지하기 위해 이미지 센서를 구비한다. 이미지 센서는 소정의 시간 동안 입사되는 광량을 전기 신호로 변환하고, 변환된 전기 신호를 출력한다. 이미지 센서는 광량을 전기 신호로 변환하기 위해 복수의 센서 화소를 포함한다.

센서 화소들은 행렬 방식으로 배열되고, 광량이 변환된 전기 신호를 소정의 순번으로 출력한다. 각 센서 화소로부터 출력되는 전기적 신호는 출력된 순번에 근거하여 입사되는 광량에 대응하는 이미지로 표시된다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 광 감지 성능이 향상되는 센서 회로를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 센서 회로를 포함하는 표시 장 치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 센서 회로는 센서 어레이, 제1 제어부 및 제2 제어부를 포함한다. 상기 센서 어레이는 제1 구간 동안 구동 신호에 응답하여 외부 광에 대응하는 센싱 신호를 충전하고, 제2 구간 동안 스위칭 신호에 응답하여 상기 센싱 신호를 방전한다. 상기 제1 제어부는 상기 센서 어레이에 상기 구동 신호를 제공한다. 상기 제2 제어부는 상기 센서 어레이에 상기 스위칭 신호를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 센서 회로는, 상기 센서 어레이에 상기 제1 구간과 상기 제2 구간에 대응하여 상기 센싱 신호의 충전을 제어하는 제어 신호를 제공하는 제3 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 센서 어레이는 행렬로 배열된 복수의 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 센서들 각각은 프레임 구간 동안 상기 구동 신호에 응답하여 상기 외부 광에 대응하는 상기 센싱 신호를 출력하는 수광부, 상기 수광부와 연결되고, 상기 프레임 구간 내에서 상기 제1 구간 동안 상기 센싱 신호를 충전하는 충전부, 상기 충전부와 연결되고, 상기 프레임 구간 내에서 상기 제2 구간 동안 상기 충전된 센싱 신호를 리드아웃하는 스위칭부 및 상기 수광부와 상기 충전부를 연결하고, 상기 제1 구간 동안 턴-온되며, 상기 제2 구간 동안 턴-오프되어 상기 충전부의 충전을 제어하는 충전 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 센서 회로는, 상기 제1 제어부에 연결되어 상기 구동 신호를 상기 수광부에 제공하는 제1 신호 라인, 상기 제2 제어부에 연결되어 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 제공하는 스위칭 라인 및 상기 제3 제어부에 연결되어 상기 제어 신호를 상기 충전 제어부에 제공하는 제2 신호 라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 수광부는 포토 박막 트랜지스터 및 PIN 다이오드 중 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 제어부는 상기 수광부에 직류 전압의 상기 구동 신호를 제공할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널 및 피사체에 근거한 외부 광을 감지하고, 상기 외부 광에 대응되는 센싱 신호를 상기 표시 패널에 제공하는 센서 회로를 포함한다. 상기 센서 회로는 센서 어레이, 제1 제어부 및 제2 제어부를 포함한다. 상기 센서 어레이는 제1 구간 동안 구동 신호에 응답하여 외부 광에 대응하는 센싱 신호를 충전하고, 제2 구간 동안 스위칭 신호에 응답하여 상기 센싱 신호를 방전한다. 상기 제1 제어부는 상기 센서 어레이에 상기 구동 신호를 제공한다. 상기 제2 제어부는 상기 센서 어레이에 상기 스위칭 신호를 제공한다.

상술된 센서 회로에 따르면, 충전 제어부에 의해 충전부의 충전 시간이 제어되므로 행렬로 배열된 복수의 센서들은 동일한 시점에 외부 광에 대한 센싱 신호를 충전하고 이를 순차적으로 출력할 수 있다. 따라서, 센서 회로는 이미지를 왜곡하지 않고 감지할 수 있다.

상술된 표시 장치에 따르면, 센서 회로로부터 감지되는 센싱 신호를 표시 패널을 통해 표시할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널(100), 상기 표시 패널(100)에 구동 신호를 제공하는 구동 회로부(200), 상기 표시 패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(300) 및 상기 표시 패널(100)과 상기 백라이트 유닛(300)을 수납하는 샤시(500)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하기 위해 광의 투과량을 조절하는 액정층(120)을 사이에 두고 서로 마주하여 배치된 제1 기판(110)과 제2 기판(130)을 포 함한다.

상기 제1 기판(110)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제1 베이스 기판(111)을 포함한다. 상기 제1 기판(110)은 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 일방향으로 연장되고 상기 일방향에 직교하는 타방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 게이트 라인(112), 상기 게이트 라인들(112)과 실질적으로 직교하는 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인(113), 각각 상기 게이트 라인들(112) 중에서 대응하는 게이트 라인(112)과 상기 데이터 라인들(113) 중에서 대응하는 데이터 라인(113)에 연결된 복수의 박막 트랜지스터(115) 및 상기 박막 트랜지스터들(115) 각각에 연결되는 화소 전극(117)을 포함한다. 도 1에서는 편의상 상기 게이트 라인들(112) 중 하나의 게이트 라인(112)만 도시하였고, 상기 게이트 라인들(112), 상기 데이터 라인들(113), 상기 박막 트랜지스터들(115) 및 상기 화소 전극들(117) 각각에 대표 참조 번호를 부여하여 표시하였다.

상기 제2 기판(130)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제2 베이스 기판(131) 상에 상기 화소 전극들(117) 각각에 대응하여 기 설정된 패턴으로 배열되는 복수의 컬러필터(135) 및 상기 컬러필터들(135)과 상기 제2 베이스 기판(131) 사이에 배치되는 센서 회로(150)를 포함한다. 또한, 상기 제2 기판(130)은 상기 컬러필터들(135) 중 서로 인접하는 컬러필터 사이에 배치되는 블랙 매트릭스(137)와, 상기 액정층(120)을 구동하기 위해 상기 화소 전극들(117)에 대응하여 전계를 형성하는 공통 전극(139)을 포함한다. 여기서, 상기 센서 회로(150)는 피사체에 근거한 외부 광을 수신하고, 상기 외부 광에 대응하는 센싱 신호를 상기 표시 패널(100)에 제공한다. 상기 표시 패널(100)은 상기 센싱 신호에 근거하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 센서 회로(150)는 일 실시 예로서 상기 제2 베이스 기판(131)과 상기 컬러필터들(135) 사이에 배치되고, 이에 한정되지 않는다. 상기 센서 회로(150)는 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 배치될 수도 있다. 상기 센서 회로(150)에 대해서는 도 2를 참조하여 더 상세하게 설명한다.

상기 구동 회로부(200)는 상기 표시 패널(100)에 다양한 구동 신호를 공급하기 위해 게이트 구동부(미도시), 데이터 구동부(미도시), 제어부(미도시) 및 회로 기판(210)을 포함한다. 상기 회로 기판(210)은 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 제어부를 실장하고, 복수의 신호 전송 기판(220)을 이용하여 상기 제1 기판(110)에 연결된다.

다만, 다른 실시 형태로서 상기 게이트 구동부는 상기 제1 기판(110)에 직접적으로 형성되거나 상기 제1 기판(110) 상에 칩 형태로 실장될 수 있고, 상기 데이터 구동부는 상기 신호 전송 기판들(220) 또는 상기 제1 기판(110) 상에 칩 형태로 실장될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(300)은 상기 표시 패널(100)에 광을 공급하기 위해 적어도 하나의 광원(301), 도광판(310), 반사 시트(320), 확산 시트(340) 및 프리즘 시트(350)를 포함한다.

상기 광원(301)은 광원 기판(305)에 실장되고, 상기 표시 패널(100)의 측면에 대응하여 배치된다. 상기 광원(301)은 구동 전원을 수신하여 광을 생성한다. 상기 광원 기판(305)은 외부로부터 공급되는 상기 구동 전원을 상기 광원(301)에 제공하고, 상기 광원(301)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출한다.

상기 도광판(310)은 광을 굴절시키는 투명한 재질로 이루어진다. 상기 도광판(310)은 상기 광원(301)에서 방출되는 광을 상기 광원(301)에 인접한 입사면을 통해 수신하고, 상기 입사된 광의 진행 방향을 변경한다. 상기 도광판(310)은 상기 입사면으로 입사되는 광을 내부에서 굴절시켜 상기 표시 패널(100)에 제공한다.

상기 반사 시트(320)는 베이스 시트 상에 배치된 광 반사층을 포함하고, 상기 도광판(310)의 하부에 배치된다. 상기 반사 시트(320)는 상기 도광판(310)의 하부로 방출되는 광을 반사하여 상기 광이 상기 도광판(310)에 의해 도광되는 과정에서의 광 손실을 감소시킨다.

상기 확산 시트(340)는 상기 도광판(310)의 상부에 배치되고, 상기 도광판(310)으로부터 방출되는 광을 수신한다. 상기 확산 시트(340)는 상기 표시 패널(100)에 고르게 입사되도록 상기 수신된 광을 확산하여 방출한다.

상기 프리즘 시트(350)는 상기 확산 시트(340)의 상부에 배치되고, 상기 확산 시트(340)로부터 방출되는 광을 수신한다. 상기 프리즘 시트(350)는 상기 표시 패널(100)에 수직하게 입사되도록 상기 수신된 광을 집광시켜 방출한다. 상기 확산 시트(340)와 상기 프리즘 시트(350)는 실시 예에 따라 2장 또는 3장의 조합으로 사용될 수 있다.

상기 샤시(500)는 상기 표시 패널(100)과 상기 백라이트 유닛(300)을 수납하고, 외부의 충격으로부터 상기 표시 패널(100)과 상기 백라이트 유닛(300)을 보호한다.

도 2는 도 1에 도시된 센서 회로를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 센서 회로(150)는 피사체에 근거한 외부 광을 감지하여 상기 외부 광에 대응하는 센싱 신호(SS)를 출력하는 센서 어레이(160), 제1 구간 동안 상기 센서 어레이(160)에 구동 신호(DS)를 공급하는 제1 제어부(170), 제2 구간 동안 상기 센서 어레이(160)에 제어 신호(CS)를 공급하는 제2 제어부(180), 상기 제2 구간 동안 상기 센싱 신호(SS)를 방전하도록 상기 센서 어레이(160)에 스위칭 신호(SWS)를 공급하는 제3 제어부(190) 및 상기 센싱 신호(SS)를 수신하고, 상기 센싱 신호(SS)를 데이터 신호로 신호 처리하는 신호 처리부(195)를 포함한다. 여기서, 상기 센서 회로(150)는 프레임 구간 동안 상기 외부 광을 감지하여 상기 센싱 신호(SS)를 출력하고, 상기 센싱 신호(SS)의 신호 처리를 진행한다. 또한, 상기 센서 회로(150)는 상기 프레임 구간 내에서 상기 제1 구간 동안 상기 센싱 신호(SS)로 충전되고, 상기 제2 구간 동안 방전된다.

상기 센서 어레이(160)는 도 3을 더 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 어레이를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 센서 어레이(160)는 복수의 스위칭 라인(SWL1 ~ SWLn), 복수의 리드 아웃 라인(ROL1 ~ ROLm), 복수의 센서(165), 복수의 제1 신호 라인(SLA1 ~ SLAm) 및 복수의 제2 신호 라인(SLB1 ~ SLBm)을 포함한다.

상기 스위칭 라인들(SWL1 ~ SWLn)은 제1 방향으로 연장되고, 각각 제1 내지 제n 행으로 구분되며, 상기 제1 방향에 실질적으로 직교하는 제2 방향으로 배열된다. 상기 스위칭 라인들(SWL1 ~ SWLn)은 상기 센서들(165) 및 상기 제3 제어부(190)에 연결되어 상기 센서들(165)에 상기 스위칭 신호(SWS)를 제공한다.

상기 리드 아웃 라인들(ROL1 ~ ROLm)은 상기 제2 방향으로 연장되고, 각각 제1 내지 제m 열로 구분되며, 상기 제1 방향으로 배열된다. 상기 리드 아웃 라인들(ROL1 ~ ROLm)은 상기 센서들(165) 및 상기 신호 처리부(195)와 연결되어 상기 센서들(165)로부터 리드아웃된 상기 센싱 신호(SS)를 상기 신호 처리부(195)에 제공한다.

상기 센서들(165)은 상기 센서 어레이(160) 내에서 행렬로 배열된다. 상기 센서들(165) 각각은 상기 스위칭 라인들(SWL1 ~ SWLn) 중에서 대응하는 스위칭 라인(SWL)과 상기 리드 아웃 라인들(ROL1 ~ ROLm) 중에서 대응하는 리드 아웃 라인(ROL)에 연결된다. 상기 센서들(165)은 외부 광에 응답하여 상기 센싱 신호(SS)를 생성하고, 상기 스위칭 신호(SWS)에 응답하여 상기 리드 아웃 라인들(ROL1 ~ ROLm)로 상기 센싱 신호(SS)를 출력한다.

상기 제1 신호 라인들(SLA1 ~ SLAm)은 상기 제2 방향으로 연장되고, 제1 내지 제m 열로 구분되며, 상기 제1 방향으로 배열된다. 상기 제1 신호 라인들(SLA1 ~ SLAm)은 상기 센서들(165)과 상기 제1 제어부(170)에 연결되고, 상기 센서들(165)에 구동 신호(DS)를 공급한다. 여기서, 상기 제1 신호 라인들(SLA1 ~ SLAm)은 상기 구동 신호(DS)로써 상기 제1 제어부(170)로부터 출력되는 직류 전압을 상기 센서들(165)에 공급한다. 상기 제1 제어부(170)는 예컨대, 약 -13V의 직류 전압을 출력할 수 있다.

상기 제2 신호 라인들(SLB1 ~ SLBm)은 상기 제2 방향으로 연장되고, 제1 내지 제m 열로 구분되며, 상기 제1 신호 라인들(SLA1 ~ SLAm)에 대응하여 상기 제1 방향으로 배열된다. 상기 제2 신호 라인들(SLB1 ~ SLBm)은 상기 센서들(165)과 상기 제2 제어부(180)에 연결되고, 상기 센서들(165)에 제어 신호(CS)를 공급한다.

한편, 상기 제1 제어부(170)는 상기 제1 신호 라인들(SLA1 ~ SLAm)을 통해 상기 센서들(165)에 상기 구동 신호(DS)를 제공하고, 상기 제2 제어부(180)는 상기 제2 신호 라인들(SLB1 ~ SLBm)을 통해 상기 센서들(165)에 상기 제어 신호(CS)를 제공한다. 상기 제3 제어부(190)는 상기 스위칭 라인들(SWL1 ~ SWLn)을 통해 상기 센서들(165)에 상기 스위칭 신호(SWS)를 제공한다.

상기 구동 신호(DS), 상기 제어 신호(CS) 및 상기 스위칭 신호(SWS)는 도 4 및 도 5를 더 참조하여 상기 센서들(165) 중 하나의 센서(165)를 기준으로 설명한다.

도 4는 도 3에 도시된 센서를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 센서를 나타내는 등가회로도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 센서(165)는 외부 광과 상기 구동 신호(DS)에 응답하여 상기 외부 광에 근거한 상기 센싱 신호(SS)를 출력하는 수광부(171), 상기 수광부(171)와 연결되고 상기 센싱 신호(SS)를 충전하는 충전부(173), 상기 수광부(171)와 상기 충전부(173) 사이에 연결되고 상기 제어 신호(CS)에 응답하여 상기 센싱 신호(SS)의 충전을 제어하는 충전 제어부(175) 및 상기 충전부(173)와 연결되고 상기 스위칭 신호(SWS)에 응답하여 상기 센싱 신호(SS)를 리드 아웃시키는 스위칭부(177)를 포함한다.

상기 수광부(171)는 바이어스 전압(BV)을 인가받는 제1 단자, 제1 신호 라 인(SLA)과 연결되어 상기 구동 신호(DS)를 수신하는 제2 단자 및 상기 센싱 신호(SS)을 출력하는 제3 단자를 구비하는 포토 박막 트랜지스터를 포함한다. 상기 수광부(171)의 제2 단자는 상기 구동 신호(DS)에 응답하여 상기 수광부(171)의 제1 단자와 상기 제3 단자의 통전을 제어한다. 이때, 상기 바이어스 전압(BV)은 직류 전압으로 상기 제1 단자에 인가될 수 있다.

상기 수광부(171)에는 외부 광의 응답하여 광 전류 패스(Photo Current Path)가 형성된다. 예컨대, 상기 수광부(171)의 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 각각에 상기 바이어스 전압(BV)과 상기 구동 신호(DS)가 인가되고 활성층(미도시)에 상기 외부 광이 센싱되면 센싱된 광량에 따라 상기 제1 단자에서 채널을 경유하여 상기 제3 단자로 흐르는 광 전류 패스가 발생된다. 이러한 상기 수광부(171)는 상기 센싱된 광량에 대응하여 상기 바이어스 전압(BV)에 근거한 상기 센싱 신호(SS)를 출력하므로 문서, 이미지 스캔, 터치 입력 등의 이미지를 센싱할 수 있다.

상기 충전부(173)는 상기 수광부(171)와 연결되어 상기 센싱 신호(SS)에 대응하는 전하를 저장한다.

상기 충전 제어부(175)는 상기 수광부(171)와 연결되는 제1 단자, 제2 신호 라인(SLB)과 연결되어 상기 제어 신호(CS)를 수신하는 제2 단자 및 상기 충전부(173)와 연결되는 제3 단자를 구비하는 박막 트랜지스터를 포함한다. 상기 충전 제어부(175)의 제2 단자는 상기 제어 신호(CS)에 응답하여 상기 충전 제어부(175)의 제1 단자와 제3 단자의 통전을 제어한다. 이러한 상기 충전 제어부(175)는 상기 제어 신호(CS)의 턴-온 구간에 응답하여 상기 충전부(173)의 충전 시간을 제어할 수 있다.

상기 스위칭부(177)는 상기 충전부(173)와 연결되는 제1 단자, 상기 스위칭 라인(SWL)과 연결되어 상기 스위칭 신호(SWS)를 수신하는 제2 단자 및 상기 리드 아웃 라인(ROL)과 연결되는 제3 단자를 구비하는 박막 트랜지스터를 포함한다. 상기 스위칭부(177)의 제2 단자는 상기 스위칭 신호(SWS)에 응답하여 상기 스위칭부(177)의 제1 단자와 제3 단자의 통전을 제어한다. 이러한 상기 스위칭부(177)는 상기 스위칭 신호(SWS)의 턴-온 구간에 응답하여 상기 리드 아웃 라인(ROL)으로 상기 충전부(173)에 충전된 상기 센싱 신호(SS)를 출력한다.

상기 센서(165)에서 상기 충전 제어부(175)는 상기 충전부(173)의 충전 시간을 제어한다. 또한, 행렬로 배열된 상기 센서들(165) 각각은 상기 충전 제어부(175)에 의해 동일한 충전 시간 동안 상기 센싱 신호(SS)를 충전한다. 따라서, 상기 복수의 행으로 배열된 상기 센서들(165)은 동일한 시간 동안 상기 센싱 신호(SS)를 충전하므로 상기 센서 회로(150)는 이미지를 왜곡하지 않고 감지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 회로부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서 가로축은 프레임 구간에 따른 시간을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 센서 회로(150)는 프레임 구간 동안 외부 광에 응답하여 제1 내지 제n 행으로 배열된 센서들(165) 중에서 제1 행부터 제n 행까지 순차적으로 센싱 신호를 출력한다.

제1 제어부(170)는 상기 프레임 구간에 대응하여 턴-온 구간을 갖는 구동 신호(DS)를 수광부(171)에 제공한다. 예를 들어, 상기 제1 제어부(170)는 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165)이 센싱 동작을 시작할 때부터 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165) 각각의 수광부(171)에 직류 전압으로 상기 구동 신호(DS)를 제공한다.

제2 제어부(180)는 상기 프레임 구간 내에서 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165)에 상기 센싱 신호가 충전되는 턴-온 구간과 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165)에 상기 센싱 신호의 충전을 차단하는 턴-오프 구간을 포함하는 제어 신호(CS)를 상기 충전 제어부(175)에 제공한다.

상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165)은 상기 제어 신호(CS)의 턴-온 구간에 응답하여 동일한 충전 시간(CT) 동안 상기 센싱 신호(SS)를 충전한다. 또한, 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165)은 상기 제어 신호(CS)의 턴-오프 구간에 응답하여 상기 센싱 신호(SS)의 충전을 차단한다.

상기 제3 제어부(190)는 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165) 각각의 스위칭부(177)에 행별 스위칭 신호(SWS)를 차례로 제공한다. 상기 제1 내지 제n 행의 센서들(165) 각각의 스위칭부(177)는 행별 스위칭 신호(SWS)에 응답하여 차례로 센싱 신호들을 출력한다. 예를 들어, 상기 제1 행의 센서들(165)에 제1 스위칭 신호(SWS)가 인가되면 상기 제1 행의 센서들(165) 각각에 충전된 센싱 신호들이 방전된다. 이후, 제2 행의 센서들(165)부터 제n 행의 센서들(165)까지 순차적으로 제2 내지 제n 스위칭 신호(SWS)가 인가되면 상기 제2 행 내지 상기 제n 행의 센서들(165)에 충전된 센싱 신호들 각각이 순차적으로 방전된다.

상술된 바와 같이, 제1 내지 제n 행의 센서들은 동일한 시간 동안 센싱 신호를 충전하고, 동일한 시점에 센싱 신호의 충전이 차단된다. 따라서, 센서 회로부 는 행렬로 배열된 센서들이 동일한 시점의 이미지를 왜곡하지 않고 감지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서를 나타내는 등가회로도이다.

여기서는 도 5와 비교하여 동일한 구성 요소에 대한 설명을 간략하게 서술하거나 생략한다.

도 7을 참조하면, 센서(165)는 수광부(171), 충전부(173), 충전 제어부(175) 및 스위칭부(177)를 포함한다.

상기 수광부(171)는 외부 광과 구동 신호(DS)에 응답하여 상기 외부 광에 근거한 센싱 신호(SS)를 출력한다. 상기 수광부(171)는 제1 신호 라인(SLA)에 연결되어 상기 구동 신호(DS)을 수신하는 제1 단자와 제2 단자 및 상기 센싱 신호(SS)를 출력하는 제3 단자를 구비하는 다이오드를 포함한다. 상기 수광부(171)는 예컨대, PIN 다이오드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 구동 신호(DS)는 직류 전압으로써 상기 수광부(171)의 제1 단자에 인가되어 바이어스 전압의 역할을 담당하고, 상기 수광부(171)의 제2 단자에 인가되어 상기 수광부(171)의 제1 단자와 제3 단자를 통전시킨다.

상기 충전부(173), 상기 충전 제어부(175) 및 상기 스위칭부(177)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 센서(165)는 상기 충전 제어부(175)를 이용하여 상기 충전부(173)의 충전 시간을 제어한다. 또한, 복수의 행으로 배열된 상기 센서들(165) 각각은 상기 충전 제어부(175)에 의해 동일한 충전 시간 동안 상기 센싱 신호(SS)를 충전한다. 따라서, 상기 복수의 행으로 배열된 상기 센서들(165)은 동일한 시간 동안 상기 센싱 신호(SS)를 충전하므로 동일한 시점의 이미지를 왜곡하지 않고 감지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 회로를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 어레이를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서를 나타내는 도면이다.

도 5는 도 5에 도시된 센서를 나타내는 등가회로도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 회로부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 표시 패널 110: 제1 기판

120: 액정층 130: 제2 기판

150: 센서 회로 160: 센서 어레이

165: 센서 200: 구동 회로부

300: 백라이트 유닛 500: 샤시

Claims

제1 구간 동안 구동 신호에 응답하여 외부 광에 대응하는 센싱 신호로 충전하고, 제2 구간 동안 스위칭 신호에 응답하여 방전되는 복수의 센서들을 포함하는 센서 어레이;

상기 센서 어레이에 상기 구동 신호를 제공하는 제1 제어부; 및

상기 센서 어레이에 상기 스위칭 신호를 제공하는 제2 제어부를 포함하되,

상기 복수의 센서들 각각은,

프레임 구간 동안 상기 구동 신호에 응답하여 상기 외부 광에 대응하는 상기 센싱 신호를 출력하는 수광부;

상기 수광부와 연결되고, 상기 프레임 구간 내에서 상기 제1 구간 동안 상기 센싱 신호를 충전하는 충전부;

상기 충전부와 연결되고, 상기 프레임 구간 내에서 상기 제2 구간 동안 상기 충전된 센싱 신호를 리드아웃하는 스위칭부; 및

상기 수광부와 상기 충전부를 연결하고, 상기 제1 구간 동안 턴-온되며, 상기 제2 구간 동안 턴-오프되어 상기 충전부의 충전을 제어하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 회로.
제1 항에 있어서,

상기 제1 구간과 상기 제2 구간에 대응하여 상기 센서 어레이에 상기 센싱 신호의 충전을 제어하는 제어 신호를 제공하는 제3 제어부를 더 포함하는 센서 회로.
제2 항에 있어서,

상기 복수의 센서들은 행렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 센서 회로.
삭제
제1 항에 있어서,

상기 제1 제어부에 연결되어 상기 구동 신호를 상기 수광부에 제공하는 제1 신호 라인;

상기 제2 제어부에 연결되어 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 제공하는 스위칭 라인; 및

제3 제어부에 연결되어 제어 신호를 상기 충전 제어부에 제공하는 제2 신호 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 회로.
제1 항에 있어서,

상기 수광부는 포토 박막 트랜지스터 및 PIN 다이오드 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 회로.
제1 항에 있어서,

상기 제1 제어부는 상기 수광부에 직류 전압의 상기 구동 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 센서 회로.
광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널; 및

피사체에 근거한 외부 광을 감지하고, 상기 외부 광에 대응되는 센싱 신호를 상기 표시 패널에 제공하는 센서 회로를 포함하되,

상기 센서 회로는

제1 구간 동안 구동 신호에 응답하여 상기 센싱 신호로 충전되고, 제2 구간 동안 스위칭 신호에 응답하여 방전되는 복수의 센서들을 포함하는 센서 어레이;

상기 센서 어레이에 상기 구동 신호를 제공하는 제1 제어부; 및

상기 센서 어레이에 상기 스위칭 신호를 제공하는 제2 제어부를 포함하되,

상기 복수의 센서들 각각은,

프레임 구간 동안 상기 구동 신호에 응답하여 상기 외부 광에 대응하는 상기 센싱 신호를 출력하는 수광부;

상기 수광부와 연결되고, 상기 프레임 구간 내에서 상기 제1 구간 동안 상기 센싱 신호를 충전하는 충전부;

상기 충전부와 연결되고, 상기 프레임 구간 내에서 상기 제2 구간 동안 상기 충전된 센싱 신호를 리드아웃하는 스위칭부; 및

상기 수광부와 상기 충전부를 연결하고, 상기 제1 구간 동안 턴-온되며, 상기 제2 구간 동안 턴-오프되어 상기 충전부의 충전을 제어하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8 항에 있어서,

상기 제1 구간과 상기 제2 구간에 대응하여 상기 센서 어레이에 상기 센싱 신호의 충전을 제어하는 제어 신호를 제공하는 제3 제어부를 더 포함하는 표시 장치.
제9 항에 있어서,

상기 복수의 센서들은 행렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
삭제
제8 항에 있어서,

상기 제1 제어부에 연결되어 상기 구동 신호를 상기 수광부에 제공하는 제1 신호 라인;

상기 제2 제어부에 연결되어 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 제공하는 스위칭 라인; 및

제3 제어부에 연결되어 제어 신호를 상기 충전 제어부에 제공하는 제2 신호 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8 항에 있어서,

상기 수광부는 포토 박막 트랜지스터 및 PIN 다이오드 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8 항에 있어서,

상기 제1 제어부는 상기 수광부에 직류 전압의 상기 구동 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8 항에 있어서, 상기 표시 패널은,

제1 베이스 기판 상에 배치된 복수의 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터 각각에 연결된 복수의 화소 전극을 구비하는 제1 기판;

상기 제1 기판에 대향하여 배치되고, 제2 베이스 기판 상에 배치된 컬러필터 및 상기 화소 전극들과 전계를 형성하는 공통 전극을 구비하는 제2 기판; 및

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 광의 투과량을 제어하는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제15 항에 있어서,

상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.