KR101957913B1 - Fingerprint Image Scanning Panel Adaptable To Under-Glass Type Structure and Display Apparatus Comprising The Same - Google Patents

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Abstract

디스플레이 성능 저하 없이 디스플레이 패널과 중첩 배치될 수 있고, 자체 발광 소자를 이용하여 디스플레이 광 및 외부 광의 영향 없이 높은 정확도로 지문 이미지를 스캐닝할 수 있는 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은, 절연성 기판; 및, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 적어도 일부가 투명한 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 적어도 일부가 투명한 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하도록 구성된다. There is provided a light emitting fingerprint recognition panel capable of being superimposed on a display panel without degrading display performance and capable of scanning a fingerprint image with high accuracy without influence of display light and external light using a self light emitting element and a display device including the same. An illuminated fingerprint recognition panel according to the present invention includes: an insulating substrate; And a plurality of unit light emission-light reception pixels arranged in a matrix form on the insulating substrate, wherein the unit light emission-light reception pixels include: a light emitting portion having at least a part of light emitting elements transparent; An emission switching unit for controlling the operation of the light emitting unit; And a light receiving portion having an optical sensor element at least partly transparent.

Description

언더글라스 적용이 가능한 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 {Fingerprint Image Scanning Panel Adaptable To Under-Glass Type Structure and Display Apparatus Comprising The Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fingerprint recognition panel and a fingerprint recognition panel,

본 발명은 평판형의 지문 이미지 스캐닝 장치 및 이를 구비하여 디스플레이 화면상에서 지문 이미지를 스캐닝할 수 있는 지문 인식 패널 및 이를 포함한 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flat-type fingerprint image scanning device and a fingerprint recognition panel capable of scanning a fingerprint image on a display screen, and a display device including the same.

최근 정보통신상의 보안 문제가 이슈화되면서 스마트폰, 태블릿 PC 등 개인휴대용 정보통신기기 분야에서도 보안 관련 기술이 화두가 되고 있다. 사용자들의 휴대기기를 통한 전자상거래 등도 늘어나고 있는데, 특히 핀테크(FinTech)라 불리는 금융과 정보통신 융합기술의 발전이 활발히 이루어지면서 지문, 홍채, 안면, 음성, 혈관 등의 생체 정보를 이용하여 개인을 식별하고 인증하는 기술들이 개발 및 활용되고 있다. 다양한 생체 정보 인증 기술 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 기술은 지문 인식을 통한 인증 기술이다. 최근에는, 스마트폰 및 태블릿 PC의 휴대용 정보통신기기에 지문 인식 및 이를 통한 인증 기술이 적용된 제품이 출시되었다. Security issues related to information communication have become a hot topic, and security related technologies have become a hot topic in the field of personal portable information communication devices such as smart phones and tablet PCs. Especially, development of financial and information communication convergence technology called FinTech has been actively promoted, and it has become possible to use personal information such as fingerprint, iris, face, voice, and blood vessel Technologies for identification and authentication are being developed and utilized. One of the most widely used technologies among various biometric information authentication technologies is authentication technology using fingerprint recognition. In recent years, fingerprint recognition and authentication technology have been applied to portable information communication devices of smartphones and tablet PCs.

현재까지 휴대용 정보통신기기에 적용된 지문 인식 센서의 주류는 반도체 웨이퍼 기반의 정전용량 방식 지문 인식 센서이다. 이 방식의 지문 인식 센서는 우선 불투명하기 때문에 홈 키나 사이드 키 또는 후면 키 등에 설치되어 왔다. 그런데, 이러한 부분에 설치될 경우 지문 인식 센서의 정확하고 편리한 활용을 위해 충분한 면적을 확보하는 데에 한계가 있다. 또한 위치가 한정되어 사용자의 편의성에도 제약이 따른다. 그리고, 정전용량 방식의 지문 인식 센서는 실리콘 등을 이용한 위조 지문에도 취약한 것으로 알려져 있다. Until now, the mainstream of fingerprint sensors applied to portable information communication devices is a semiconductor wafer based capacitive fingerprint sensor. The fingerprint sensor of this type has been installed in a home key, a side key or a rear key since it is opaque first. However, there is a limit in ensuring sufficient area for accurate and convenient utilization of the fingerprint sensor when installed in such a portion. In addition, the position is limited, thereby limiting the convenience of the user. In addition, capacitive fingerprint sensors are known to be vulnerable to forgery fingerprints using silicon.

한편, 최근에는 휴대용 정보통신기기에서 가장 넓은 면적을 차지하는 디스플레이 패널에 터치 인식 또는 지문 인식을 위한 센서를 통합하여 일체화하는 기술에 관해서도 연구와 개발이 진행되고 있다. 그런데, 광센서를 활용하는 광학 방식의 경우 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴의 영향을 받거나, 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향을 받아 지문 인식의 정확도가 저하되는 문제가 발생하기 쉽다. 예를 들어, 디스플레이 패널을 통해 방출되는 내부광은 지문과 거리가 멀고 지향성이 없어 산란과 상호 간섭이 발생하는 문제점이 존재한다. 또한, 광센서 어레이의 통합 배치로 인해 디스플레이 패널의 디스플레이 성능이 저하되는 문제도 발생하기 쉽다. In recent years, research and development on a technology for integrating and integrating sensors for touch recognition or fingerprint recognition on a display panel occupying the widest area in a portable information communication device are underway. However, in the optical system using the optical sensor, there is a tendency to be affected by the internal light pattern emitted through the display panel, or to be affected by external light incident from the external environment, thereby degrading the accuracy of fingerprint recognition. For example, the internal light emitted through the display panel is distant from the fingerprint and has a problem of scattering and mutual interference due to lack of directivity. Also, the display performance of the display panel is likely to be deteriorated due to the integrated arrangement of the optical sensor arrays.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 정보통신기기 등에 설치 면적의 제약 없이 디스플레이 패널과 중첩하여 설치될 수 있고, 디스플레이 영역의 성능 저하를 최소화한 발광 지문 인식 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention has been proposed in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a luminescent fingerprint recognition panel which can be installed on a display information panel without being limited by a mounting area, It has its purpose.

또한, 본 발명은 디스플레이 패널에 중첩 배치될 경우에도, 자체 광원을 이용하여 반사된 지문 이미지를 스캐닝함으로써, 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴 및 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있는 발광 지문 인식 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다. In addition, even when the display panel is superimposed on the display panel, the present invention can scan the reflected fingerprint image using its own light source, thereby enabling the fingerprint image to be displayed with high accuracy without affecting the internal light pattern emitted through the display panel, Which is capable of recognizing a light-emitting fingerprint.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은, 절연성 기판; 및, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함한다. In order to solve the above-described problems, the luminescent fingerprint recognition panel according to the present invention comprises: an insulating substrate; And a plurality of unit light emission-light reception pixels arranged in a matrix on the insulating substrate, wherein the unit light emission-light reception pixels include: a light emission unit having a light emission element; An emission switching unit for controlling the operation of the light emitting unit; And a light receiving unit having an optical sensor element for receiving the light emitted from the light emitting unit and reflected by the fingerprint.

상기 절연성 기판은 투명 절연성 기판이고, 상기 발광 소자 및 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 것일 수 있다. The insulating substrate may be a transparent insulating substrate, and the light emitting device and the light receiving unit may be at least partially transparent.

상기 발광 지문 인식 패널은, 상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부의 발광 중에 지문에 반사되어 상기 수광부에 입사한 광에 따른 신호를 검출하는 구동회로부를 더 포함할 수 있다. The light emitting fingerprint recognition panel may further include a driving circuit unit that detects a signal corresponding to light incident on the light receiving unit while being reflected by the fingerprint during light emission of the light emitting unit in the unit light emitting-light receiving pixel.

상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부에서 상대적으로 높은 광 세기를 보이는 발광 파장의 범위와 상기 수광부에서 상대적으로 높은 감도를 보이는 수광 파장의 범위가 서로 중첩될 수 있다. 이때, 상기 발광부에서 발광 피크 파장은 상기 수광부의 감도 반치폭 범위 내에 속하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 수광부에서 최대 감도를 보이는 감도 피크 파장은 상기 발광부의 광 세기 반치폭 범위 내에 속하도록 구성될 수도 있다. The range of the light emission wavelength exhibiting a relatively high light intensity in the light emitting portion in the unit light emission-light reception pixel and the range of the light reception wavelength exhibiting the relatively high sensitivity in the light receiving portion may overlap each other. At this time, the emission peak wavelength in the light emitting portion may be configured to fall within the sensitivity half width range of the light receiving portion. In addition, the sensitivity peak wavelength exhibiting the maximum sensitivity in the light-receiving unit may be configured to fall within a light intensity half-width range of the light-emitting unit.

한편, 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 포토 트랜지스터는 투명한 산화물 반도체 활성층을 포함하고, 380nm 내지 590nm 파장 대역의 빛을 받으면 상기 산화물 반도체 활성층이 활성화되어 전도체 특성을 보이는 것일 수 있다. 상기 포토 트랜지스터는 투명한 산화물 반도체 활성층을 포함하고, 상기 산화물 반도체 활성층은 청색광에 의해 활성화되며, 상기 투명한 발광소자는 청색광 또는 녹색광을 방출하는 유기 발광 다이오드일 수도 있다. Meanwhile, the light receiving unit may include a phototransistor at least partially transparent. In this case, the phototransistor includes a transparent oxide semiconductor active layer, and when the light in the wavelength band of 380 nm to 590 nm is received, the oxide semiconductor active layer is activated to exhibit a conductive characteristic. The phototransistor includes a transparent oxide semiconductor active layer, and the oxide semiconductor active layer is activated by blue light, and the transparent light emitting device may be an organic light emitting diode emitting blue light or green light.

상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함할 수 있다. The light emitting unit may include an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot light emitting diode (QLED), or a micro LED.

본 발명의 한 측면에 따른 발광 지문 인식 패널은, 절연성 기판; 상기 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선; 상기 게이트 배선 상에 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 데이터 배선; 상기 다수의 게이트 배선과 상기 다수의 데이터 배선의 교차점에 대응되도록 배치된 다수의 단위 발광-수광 화소; 및, 상기 다수의 게이트 배선과 연결된 게이트 구동부 및 상기 다수의 데이터 배선과 연결된 데이터 구동부를 갖는 구동 회로부를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 각각 연결되고 이들에 인가된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 광센서 소자를 가지고, 상기 광센서 소자는 상기 발광 소자의 발광 중에 지문에 반사되어 입사한 광에 따른 신호를 상기 데이터 배선을 통해 제공하는, 수광부를 포함하여 구성된다. According to an aspect of the present invention, there is provided an illuminated fingerprint recognition panel comprising: an insulating substrate; A plurality of gate lines extending in the first direction on the insulating substrate; A plurality of data lines extending in a second direction crossing the first direction with an insulating layer interposed therebetween on the gate lines; A plurality of unit light emission-light-receiving pixels arranged corresponding to the intersections of the plurality of gate wirings and the plurality of data wirings; And a driving circuit unit having a gate driver connected to the plurality of gate wirings and a data driver coupled to the plurality of data lines, wherein the unit light emission-receiving pixels include: a light emitting unit having a light emitting element; A light emitting switching unit connected to the gate wiring and the data wiring and controlling an operation of the light emitting unit according to an electrical signal applied thereto; And an optical sensor element, wherein the optical sensor element reflects the fingerprint during the light emission of the light emitting element and provides a signal corresponding to the incident light through the data wire.

상기 절연성 기판은 투명 절연성 기판이고, 상기 발광 소자 및 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 것일 수 있다. The insulating substrate may be a transparent insulating substrate, and the light emitting device and the light receiving unit may be at least partially transparent.

상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선은 투명 전도성 소재로 형성된 것일 수 있다. The gate wiring and the data wiring may be formed of a transparent conductive material.

상기 수광부는, 상기 광센서 소자에 입사한 광에 따른 누설 전류를 신호로서 상기 데이터 배선을 통해 상기 데이터 구동부에 제공하는 것일 수 있다. The light receiving unit may provide a leakage current corresponding to light incident on the optical sensor element to the data driver through the data line as a signal.

상기 구동회로부는, 상기 다수의 단위 발광-수광 화소를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 속한 상기 다수의 단위 발광-수광 화소에 대하여 N개의 부분 프레임 스캐닝을 수행하는 것일 수 있다. 이때, 상기 N개의 그룹은 홀수 열 그룹과 짝수 열 그룹 또는 홀수 행 그룹과 짝수 행 그룹으로 구성될 수 있다. The driving circuit unit divides the plurality of unit light emission-receiving pixels into N groups (N is a natural number of 2 or more) and performs N partial frame scanning on the plurality of unit light emission-light reception pixels belonging to each group Lt; / RTI > At this time, the N groups may be composed of an odd column group, an even column group, an odd row group, and an even row group.

상기 구동 회로부는, 하나의 부분 프레임 내에서 어느 하나의 단위 발광-수광 화소가 발광되는 경우 상기 하나의 단위 발광-수광 화소와 적어도 행 방향 및 열 방향으로 인접한 단위 발광-수광 화소는 발광되지 않도록 할 수 있다. In the case where one unit light emission-light reception pixel is emitted in one partial frame, the driving circuit unit may prevent the unit light emission-light reception pixels adjacent to the one unit light emission-light reception pixel in at least row and column directions from emitting light .

상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함할 수 있다. The light emitting unit may include an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot light emitting diode (QLED), or a micro LED.

한편, 본 발명의 한 측면에 따른 지문 인식 디스플레이 장치는, 평판형 디스플레이 패널; 및, 상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하여 구성된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a fingerprint recognition display device including: a flat display panel; And a light emitting fingerprint recognition panel which is disposed on a surface side where an image is displayed in the flat panel display panel, the light emitting fingerprint recognition panel having an insulating substrate and a plurality of unit light emitting-light receiving pixels arranged in a matrix form on the insulating substrate , The unit light emission-light reception pixel includes a light emitting portion having a light emitting element; An emission switching unit for controlling the operation of the light emitting unit; And a light receiving unit having an optical sensor element for receiving the light emitted from the light emitting unit and reflected by the fingerprint.

본 발명의 한 측면에 따른 지문 인식 디스플레이 장치는, 평판형 디스플레이 패널; 및, 상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면의 반대편에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 상기 발광부에서 방출되고 상기 평판형 디스플레이 패널을 투과하여 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하여 구성될 수도 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fingerprint recognition display device including: a flat display panel; And a light emitting fingerprint recognition panel having an insulating substrate and a plurality of unit light emitting-light receiving pixels arranged in a matrix form on the insulating substrate, the light emitting fingerprint recognition panel being disposed on the opposite side of the surface on which the image is displayed in the flat panel display panel And the unit light emission-light reception pixel includes: a light emitting portion having a light emitting element; An emission switching unit for controlling the operation of the light emitting unit; And a light receiving unit having an optical sensor element that is emitted from the light emitting unit and transmits light reflected from the fingerprint through the flat panel display panel.

전술한 구성에 의하여, 본 발명에 따르면 휴대용 정보통신기기 등에 설치 면적의 제약 없이 디스플레이 패널과 중첩하여 설치될 수 있는 발광 지문 인식 패널이 제공된다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 영역을 활용하여 충분한 면적을 확보할 수 있으면서도 디스플레이 성능의 저하를 최소화할 수 있다. According to the present invention, there is provided an illuminated fingerprint recognition panel which can be installed in a portable information communication device or the like in such a manner as to be superimposed on a display panel without restriction on the installation area. The light emitting fingerprint recognition panel according to the present invention can secure a sufficient area by utilizing the display area and can minimize the deterioration of the display performance.

또한, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 패널에 중첩 배치될 경우에도, 자체 광원을 이용하여 반사된 지문 이미지를 스캐닝함으로써, 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴 및 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, even when the light-emitting fingerprint recognition panel according to the present invention is superimposed on a display panel, it is possible to scan the reflected fingerprint image using its own light source, thereby reducing an internal light pattern emitted through the display panel, There is an effect that the fingerprint can be recognized with high accuracy without any influence.

도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 상에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 아래에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.
도 2는 상기 도 1A의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 단위 화소의 구성을 개략적으로 보인다.
도 3은 상기 도 1A의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 지문 패턴을 감지하는 원리를 보인다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 한 예를 등가 회로로 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 다른 한 예를 등가 회로로 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부, 발광 스위칭부 및 수광부의 예를 보인다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동회로의 한 예를 보인다.
도 9는 상기 도 8의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동 회로의 다른 한 예를 보인다.
도 11은 상기 도 10의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 다른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 스캐닝하는 과정의 다른 예를 보인다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부의 파장에 따른 광량 분포와 수광부의 파장에 따른 감도 분포의 관계를 보인다.FIG. 1A shows an example of a fingerprint recognition display device in which an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention is disposed on a display panel.
FIG. 1B shows an example of a fingerprint recognition display device in which an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention is disposed below a display panel.
FIG. 2 schematically shows the configuration of a unit pixel in the light emitting fingerprint recognition panel according to the embodiment of FIG. 1A.
FIG. 3 shows a principle of detecting a fingerprint pattern in the illuminated fingerprint recognition panel according to the embodiment of FIG. 1A.
FIG. 4 shows an equivalent circuit of an example of a circuit configuration of a light emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows an equivalent circuit of another example of the circuit configuration of the light emitting fingerprint recognition panel according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows an example of a light emitting unit, a light emitting switching unit, and a light receiving unit in the light emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing characteristics of a phototransistor constituting a light-receiving portion in a light-emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows an example of a driving circuit for scanning a fingerprint image using an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 schematically shows a process of acquiring a fingerprint image of one frame using the driving circuit of FIG.
FIG. 10 shows another example of a driving circuit for scanning a fingerprint image using an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 schematically shows a process of acquiring a fingerprint image of one frame using the driving circuit of FIG.
FIG. 12 shows another example of a process of scanning a fingerprint image of one frame by using an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.
13 shows the relationship between the light amount distribution according to the wavelength of the light emitting portion and the sensitivity distribution according to the wavelength of the light receiving portion in the luminescent fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 그 성격이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 참고로 상부, 하부, 상면 및 하면 등과 같이 상하의 개념을 포함하는 표현은 특별한 언급이 없으면 도면에 도시된 방향을 기준으로 한 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same components throughout the specification. Reference expressions including upper and lower concepts such as upper, lower, upper and lower surfaces are based on the directions shown in the drawings unless otherwise specified.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 어떤 부분이 다른 부분 "상에 배치"된다고 할 때, 이는 그 다른 부분 위에 직접적으로 접촉하도록 배치되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부재를 사이에 두고 그 위에 배치된 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, "광센서"는 인가된 광의 세기에 따라 전기적 신호를 제공하는 센서 소자를 의미한다. 소자 구성의 관점에서는 포토 트랜지스터(포토 TFT), 포토 다이오드 등 다양한 유형의 소자를 포함하고, 감지 대상 파장 대역의 관점에서는 가시광 센서뿐만 아니라 적외선 센서 등을 포함할 수 있다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only the case directly connected but also indirectly connected with another part in between. When a part is referred to as being "placed on another part ", it includes not only a case where the part is disposed directly in contact with the other part, but also a case where the part is disposed therebetween with another member in between. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise. Further, "optical sensor" means a sensor element that provides an electrical signal according to the intensity of the applied light. From the viewpoint of device configuration, various types of devices such as a phototransistor (photo TFT) and a photodiode are included, and from the viewpoint of a wavelength band to be sensed, an infrared sensor and the like as well as a visible light sensor can be included.

도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 상에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다. FIG. 1A shows an example of a fingerprint recognition display device in which an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention is disposed on a display panel.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널(100)은 디스플레이 패널(200) 상에 중첩되게 배치될 수 있다. 발광 지문 인식 패널(100)이 디스플레이 패널(200)의 디스플레이 표면 측에 배치되는 경우, 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 디스플레이 패널의 시인성을 크게 저하시키지 않을 정도의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 그 투과율은 낮게는 50%에서 바람직하게는 90% 이상일 수 있다. 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 절연성 기판(101) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소(110)를 갖는다. 상기 다수의 단위 발광-수광 화소(110)는 제 1 방향(본 도면에서 가로 방향)으로 연장된 다수의 게이트 배선(102)과 이들에 교차하는 제 2 방향(본 도면에서 세로 방향)으로 연장된 다수의 데이터 배선(103)을 통해 연결된다. 여기서, 게이트 및 데이터 배선(102, 103)은 일 예로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), OMO(Oxide Metal Oxide) 또는 실버 나노 와이어(silver nano-wire) 등의 도전성 나노 구조물을 포함하는 도전층 등 투명 도전성 소재로 형성될 수 있다. 다만, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선은 Cu, Al, Ag, Mo, 또는 Ti 등의 전기 전도성의 금속 소재로 형성될 수도 있다. 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 아래에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.As shown in the figure, the light emitting fingerprint recognition panel 100 according to the present embodiment may be disposed on the display panel 200 in a superimposed manner. When the luminescent fingerprint recognition panel 100 is disposed on the display surface side of the display panel 200, the luminescent fingerprint recognition panel 100 may be formed to have a transmittance such that the visibility of the display panel is not significantly deteriorated. The transmittance may be lower than 50%, preferably higher than 90%. The light emitting fingerprint recognition panel 100 has a plurality of unit light emitting-light receiving pixels 110 arranged in a matrix on an insulating substrate 101. The plurality of unit light emission-receiving pixels 110 are formed by a plurality of gate wirings 102 extending in a first direction (horizontal direction in the drawing) and a plurality of gate wirings 102 extending in a second direction And are connected through a plurality of data lines 103. Here, the gate and data lines 102 and 103 may be formed of conductive nano-wires such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), OMO (Oxide Metal Oxide), or silver nano- And a conductive layer including a structure. However, the gate wiring and the data wiring may be formed of an electrically conductive metal material such as Cu, Al, Ag, Mo, or Ti. FIG. 1B shows an example of a fingerprint recognition display device in which an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention is disposed below a display panel.

도시된 바와 같이, 전술한 발광 지문 인식 패널(100)은 평판형 디스플레이 패널(200T)의 아래, 즉 화상이 표시되는 디스플레이 표면의 반대편에 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 평판형 디스플레이 패널(200T)은 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널, 양자점 발광다이오드(QLED) 디스플레이 패널, 또는 마이크로 LED 디스플레이 패널일 수 있다. LCD나 PDP 패널을 제외한, 이런 종류의 평판형 디스플레이 패널(200T)은 전술한 발광 지문 인식 패널(100)의 발광부의 발광 소자에서 방출된 광이 상기 평판형 디스플레이 패널(200T)을 투과하여 사용자의 지문에 반사된 후 상기 발광부와 동일한 발광-수광 화소(110)에 속한 그 수광부의 수광 소자에 의해 감지될 수 있을 정도의 투과율을 갖는다. As shown in the figure, the above-described luminescent fingerprint recognition panel 100 may be disposed under the flat panel display panel 200T, that is, on the opposite side of the display surface on which the image is displayed. In this case, the flat panel display panel 200T may be an organic light emitting diode (OLED) display panel, a quantum dot light emitting diode (QLED) display panel, or a micro LED display panel. This type of flat panel display panel 200T except for the LCD or PDP panel is configured such that light emitted from the light emitting element of the light emitting portion of the above-described light emitting fingerprint recognition panel 100 is transmitted through the flat panel display panel 200T, Receiving pixel of the light-receiving unit 110 which is the same as the light-emitting unit after being reflected by the fingerprint.

이 경우, 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 불투명한 절연성 기판에 형성될 수도 있다. 여기서 절연성 기판에는 절연막으로 덮인 반도체 기판도 포함된다. 또한, 본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널은 전술한 도 1A의 실시예에서 언급된 투과율 범위와 무관하게 구성될 수 있다. 상기 도 1A의 실시예와 상기 도 1B의 실시예에 있어서, 상기 발광 지문 인식 패널은 소재의 선택에 따른 투과율 차이를 제외하고는 동일하게 구성될 수 있다. 이하에서는 주로 도 1A의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 중심으로 설명되나, 본 발명이 어느 한쪽으로 한정되는 것은 아니다. In this case, the light emitting fingerprint recognition panel 100 may be formed on an opaque insulating substrate. Here, the insulating substrate also includes a semiconductor substrate covered with an insulating film. Further, the luminescent fingerprint recognition panel according to the present embodiment can be configured regardless of the transmittance range mentioned in the embodiment of FIG. 1A described above. In the embodiment of FIG. 1A and FIG. 1B, the light-emitting fingerprint recognition panel may be constructed in the same manner except for a difference in transmittance according to selection of a material. The following description will mainly focus on the light-emitting fingerprint recognition panel according to the embodiment of FIG. 1A, but the present invention is not limited thereto.

도 2는 상기 도 1a의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 단위 발광-수광 화소의 구성을 개략적으로 보인다. 본 도면에서 하나의 단위 발광-수광 화소(110)를 보면, 상기 게이트 배선(102) 및 데이터 배선(103)에 각각 연결되어 이들 배선에 인가된 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태로 제어되는 발광 스위칭부(111)와, 상기 발광 스위칭부(111)와 연결된 것으로 적어도 일부가 투명한 발광 소자를 갖는 발광부(112), 그리고 적어도 일부가 투명한 광센서 소자를 갖는 수광부(113)를 포함한다. 상기 발광 스위칭부(111)는 박막트랜지스터(TFT)로 구성될 수 있다. FIG. 2 schematically shows the configuration of a unit light emitting-light receiving pixel in the light emitting fingerprint recognition panel according to the embodiment of FIG. In the figure, one unit light emission-receiving pixel 110 is connected to the gate wiring 102 and the data wiring 103 and is turned on or off according to a signal applied to the wiring A light emitting portion 112 having at least partly transparent light emitting element connected to the light emitting switching portion 111 and a light receiving portion 113 having at least a part of a transparent light sensing element, . The light emitting switching part 111 may be formed of a thin film transistor (TFT).

상기 발광부(112)를 구성하는 발광 소자는 예컨대 유기발광다이오드(OLED), 양자점 발광다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)일 수 있다. 여기서, 상기 유기발광다이오드(OLED) 또는 양자점 발광다이오드(QLED)는 그 애노드 전극 및 캐소드 전극의 적어도 일부가 투명 전극으로 형성되거나, 그 전계발광층이 투명한 물질로 구성된 것일 수 있다. 상기 수광부(113)를 구성하는 광센서 소자도 전극과 반도체층 중 적어도 일부가 투명하게 형성된 포토 다이오드(Photo Diode) 또는 포토 박막트랜지스터(Photo TFT)일 수 있다. 상기 수광부(113)는 상기 광센서 소자의 종류나 구조에 따라 차이가 있을 수 있으나, 광센서 소자를 상기 데이터 배선(102) 등에 연결 또는 차단하는 별도의 스위칭 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 광센서 소자로서 포토 박막트랜지스터를 채용하는 경우 그 반도체 채널 영역에는 산화물 반도체 물질이 적용될 수 있다. 이들 외에도 절연층이나 보호막 등을 형성하는 물질 등은 투명 디스플레이 소자에 적용 가능한 것들을 활용할 수 있다. The light emitting unit 112 may be an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot light emitting diode (QLED), or a micro LED (micro LED). Here, at least a part of the anode electrode and the cathode electrode of the organic light emitting diode (OLED) or the quantum dot light emitting diode (QLED) may be formed of a transparent electrode, or the electroluminescent layer may be made of a transparent material. The photo sensor element constituting the light receiving portion 113 may also be a photo diode or a photo TFT (Photo TFT) in which at least a part of the electrode and the semiconductor layer is formed transparently. The light receiving unit 113 may include a separate switching device for connecting or disconnecting the optical sensor device to the data line 102 or the like, although the light receiving unit 113 may differ depending on the type and structure of the optical sensor device. When a photo-film transistor is used as an optical sensor element, an oxide semiconductor material may be applied to the semiconductor channel region. In addition to these, materials for forming an insulating layer, a protective film, and the like can utilize those applicable to a transparent display device.

한편, 상기 단위 발광-수광 화소(110)의 크기는 지문 패턴의 식별을 위해 요구되는 해상도 수준에 따라 결정될 수 있는데, 일반적인 지문의 융선(Ridge)과 골(Valley)의 피치(pitch)보다 작은 폭(P1)과 높이(P2)를 가지는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 폭(P1)과 높이(P2)는 각각 약 50㎛일 수 있다. The size of the unit light emission-receiving pixel 110 may be determined according to a resolution level required for identification of a fingerprint pattern. The width of the unit light emission-light reception pixel 110 may be smaller than a pitch of a ridge and a valley of a general fingerprint. (P1) and a height (P2). For example, the width (P1) and the height (P2) may be about 50 탆 each.

도 3은 상기 도 1a의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 지문 패턴을 감지하는 원리를 보인다.FIG. 3 shows a principle of detecting a fingerprint pattern in the illuminated fingerprint recognition panel according to the embodiment of FIG.

여기서는, 편의상 본 도면에 도시된 두 개의 단위 발광-수광 화소(110A, 110B) 중 왼쪽을 단위 화소A(110A), 오른쪽을 단위 화소B(110B)라 부르기로 한다. 본 도면은 사용자의 지문이 발광 지문 인식 패널 상에 접촉되었을 때, 상기 단위 화소A(110A) 상에는 지문의 융선(Ridge) 부분이 대응되고 단위 화소B(110B) 상에는 지문의 골(Valley) 부분이 대응되는 경우를 개념적으로 도시한 것이다. Here, for the sake of convenience, the left side and the right side of the two unit light emission-receiving pixels 110A and 110B shown in this figure are referred to as a unit pixel A 110A and a unit pixel B 110B, respectively. In this drawing, a ridge portion of a fingerprint corresponds to the unit pixel A 110A, and a valley portion of the fingerprint corresponds to the unit pixel B 110B when the user's fingerprint is brought into contact with the light- Is conceptually shown in FIG.

상기 단위 화소A(110A)의 발광부(112A)와 상기 단위 화소B(110B)의 발광부(112B)가 동시에 발광하는 경우, 단위 화소A(110A)에서는 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 융선 부분, 좀 더 구체적으로는 융선 안쪽의 진피 부분에서 반사되어 그 수광부(113A)에 수광되고, 단위 화소B(110B)에서는 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 골 부분에 흡수되거나 난반사되어 상대적으로 적은 양의 광만이 그 수광부(113B)에 수광된다. When the light emitting portion 112A of the unit pixel A 110A and the light emitting portion 112B of the unit pixel B 110B simultaneously emit light, a large amount of light emitted from the unit pixel A 110A is ridge The light receiving portion 113A receives the light reflected from the dermis portion inside the ridges and more specifically the large amount of light emitted from the unit pixel B 110B is absorbed or diffused into the bony portion of the fingerprint, Only positive light is received by the light receiving portion 113B.

상기 단위 화소A(110A)와 단위 화소B(110B)는 그 수광된 광의 세기에 따라 서로 다른 세기의 전기적 신호를 발생시키고, 이를 각각 연결된 데이터 배선을 통해 구동 회로부에, 좀 더 구체적으로는 구동 회로부 중 리드아웃(Readout) 회로부에 제공한다. The unit pixel A 110A and the unit pixel B 110B generate electrical signals of different intensities according to the intensity of the received light and transmit the electrical signals to the driving circuit through the connected data lines, (Readout) circuit portion among the plurality of readout circuits.

이와 같이, 발광 지문 인식 패널은 각각의 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 반사를 거쳐 수광된 광량에 따른 전기적 신호를 검출하여 지문 패턴의 이미지 정보를 제공할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널에서는 각각의 단위 화소(110A, 110B)마다 발광부(112A, 112B)와 수광부(113A, 113B)가 마련되어, 발광, 반사 및 수광에 이르는 광경로가 짧다. 따라서, 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 정확한 검출이 가능하다. As described above, the light-emitting fingerprint recognition panel can provide image information of a fingerprint pattern by detecting an electrical signal according to the amount of light received through light emission and reflection at each unit light emission-light reception pixel. As described above, in the light-emitting fingerprint recognition panel according to the present invention, the light-emitting portions 112A and 112B and the light-receiving portions 113A and 113B are provided for each unit pixel 110A and 110B, and the light path for light emission, reflection, . Therefore, it is possible to accurately detect the fingerprint portion contacting the unit pixel.

구체적으로, 반사광의 산란이 최소화되어 수광부에서의 다른 부분의 반사광의 간섭이 최소화될 수 있다. 수광이 이루어지는 경우에는 디스플레이를 블랙으로 설정하여 발광부 아래 방향으로부터 방출되는 광을 흡수시킬 수도 있다.Specifically, the scattering of the reflected light is minimized, and the interference of the reflected light of the other part in the light receiving part can be minimized. When light is received, the display may be set to black so as to absorb light emitted from a direction below the light emitting portion.

한편, 상기 발광부와 상기 수광부는 주 발광 파장 대역과 수광 감도가 높은 파장 대역이 서로 일치하도록, 각각의 파장 범위가 적어도 일부에서 서로 중첩되도록 튜닝될 수 있다. 그 결과 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 광이나 외부 광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있다. 이에 관해서는 후에 도 11을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다. On the other hand, the light emitting unit and the light receiving unit can be tuned so that the wavelength ranges of the main light emission wavelength band and the light receiving sensitivity band are mutually superposed so that the respective wavelength ranges overlap each other at least in part. As a result, the illuminated fingerprint recognition panel according to the present invention can recognize fingerprints with high accuracy without being affected by display light or external light. This will be described later in more detail with reference to FIG.

한편, 일 예로서 제조 과정에서 서로 인접한 두 개의 단위 발광-수광 화소(110A, 110B) 사이에서 발광부(112A, 112B) 및 수광부(113A, 113B)의 발광 및 수광 파장 대역이 서로 다르도록 세팅될 수도 있다. 이 경우, 어느 한 단위 화소(110A)의 수광부(113A)는 인접한 단위 화소(110B)의 발광부(112B)에서 방출된 광의 영향을 받지 않으므로 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 더 정확한 광학적 정보를 검출할 수 있게 된다. Meanwhile, for example, in the manufacturing process, the light emitting and receiving wavelength bands of the light emitting portions 112A and 112B and the light receiving portions 113A and 113B are set to be different from each other between the two unit light emitting and receiving pixels 110A and 110B which are adjacent to each other It is possible. In this case, since the light receiving portion 113A of a unit pixel 110A is not affected by the light emitted from the light emitting portion 112B of the adjacent unit pixel 110B, more accurate optical information Can be detected.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 한 예를 등가 회로로 보인다.FIG. 4 shows an equivalent circuit of an example of a circuit configuration of a light emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.

여기서 발광부(112I)는 역구조(Inverted type)의 유기발광소자(OLED)로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 유기발광소자의 캐소드 전극은 애노드 전극보다 절연성 기판 측에 가까운 층에 형성되고, 발광 스위칭부(111)를 구성하는 박막트랜지스터의 소스/드레인 단자에 연결될 수 있다. 이때, 수광부(113I)를 구성하는 포토 다이오드 역시 그 캐소드 전극이 절연성 기판에 가깝게 배치된 구조로 형성될 수 있다. Here, the light emitting portion 112I may be formed of an organic light emitting diode (OLED) of an inverted type. In this case, the cathode electrode of the organic light emitting diode is formed closer to the insulating substrate than the anode electrode, and may be connected to the source / drain terminal of the thin film transistor constituting the light emitting switching unit 111. At this time, the photodiode constituting the light receiving portion 113I may also be formed in a structure in which the cathode electrode thereof is disposed close to the insulating substrate.

한편, 본 실시예에서 데이터 구동부(130I)는 홀수 번째 데이터 배선(103(O))과 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 서로 다른 데이터 전압을 인가한다. 그 결과, 다수의 단위 발광-수광 화소 중 홀수 번째 데이터 배선(103(O))에 연결된 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 수광에 따른 누설 전류 검출이 이루어질 때, 그에 인접한 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 연결된 단위 발광-수광 화소에서는 발광 및 수광이 이루어지지 않아 인접 단위 화소간의 광 간섭에 의한 노이즈를 예방할 수 있다. In the present embodiment, the data driver 130I applies different data voltages to the odd-numbered data lines 103 (O) and the even-numbered data lines 103 (E). As a result, when the leakage current is detected in accordance with the light emission and the light reception in the unit light emission-light reception pixel connected to the odd-numbered data wiring 103 (O) among the plurality of unit light emission-light reception pixels, the even- E), the light emission and the light reception are not performed in the unit light emission-light reception pixel, and noise due to optical interference between adjacent unit pixels can be prevented.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 다른 한 예를 등가 회로로 보인다.FIG. 5 shows an equivalent circuit of another example of the circuit configuration of the light emitting fingerprint recognition panel according to the embodiment of the present invention.

여기서 발광부(112N)는 노멀구조(Normal type)의 유기발광소자로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 유기발광소자의 애노드 전극은 캐소드 전극보다 절연성 기판 측에 가까운 층에 형성되고, 발광 스위칭부(111)를 구성하는 박막트랜지스터의 소스/드레인 단자에 연결될 수 있다. 이때, 수광부(113N)를 구성하는 포토 다이오드 역시 그 애노드 전극이 절연성 기판에 가깝게 배치된 구조로 형성될 수 있다. Here, the light emitting portion 112N may be an organic light emitting device of a normal type. In this case, the anode electrode of the organic light emitting diode is formed closer to the insulating substrate than the cathode electrode, and may be connected to the source / drain terminal of the thin film transistor constituting the light emitting switching unit 111. At this time, the photodiode constituting the light receiving portion 113N may also be formed in a structure in which the anode electrode is disposed close to the insulating substrate.

한편, 본 실시예에서도 데이터 구동부(130N)는 홀수 번째 데이터 배선(103(O))과 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 서로 다른 데이터 전압을 인가할 수 있다. 즉, 홀수 번째 데이터 배선에 발광부(112N)와 수광부(113N)를 온(ON) 시키는 신호가 인가될 때, 짝수 번째 데이터 배선에는 오프(OFF) 신호가 인가되도록 할 수 있다. 전술한 도 4의 실시예와 마찬가지로 인접한 열(column)의 단위 발광-수광 화소로부터의 영향을 배제하기 위한 것이다. In the present embodiment, the data driver 130N may apply different data voltages to the odd-numbered data lines 103 (O) and even-numbered data lines 103 (E). That is, when a signal for turning on the light emitting portion 112N and the light receiving portion 113N is applied to the odd-numbered data wirings, an OFF signal can be applied to the even-numbered data wirings. As in the embodiment of Fig. 4 described above, to exclude the influence of unit light emission-light reception pixels of adjacent columns.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부, 발광 스위칭부 및 수광부의 예를 보인다.FIG. 6 shows an example of a light emitting unit, a light emitting switching unit, and a light receiving unit in the light emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.

단위 발광-수광 화소 각각은, 발광부를 구성하는 것으로 발광 소자(112L)와 이를 제어하는 발광 스위치(SW)(111)를 가지고, 또한 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(PT)(113P)를 포함한다. 본 실시예는 포토 다이오드를 이용하여 수광부를 구성한 위의 실시예와 달리 포토 트랜지스터(PT)를 이용하여 수광부를 구성한다는 점에 차이가 있다. 상기 포토 트랜지스터(113P)의 소스/드레인 전극(103P)에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있으나 본 도면에는 도시되지 않았다. 수광부의 스위칭 트랜지스터도 발광 스위치(111)의 구조와 동일하게 구성될 수 있기 때문이다. Each unit light emitting-light receiving pixel includes a light emitting element 112L and a phototransistor (PT) 113P having a light emitting switch (SW) 111 for controlling the light emitting element 112L and constituting a light receiving portion. The present embodiment differs from the above embodiment in that a light receiving unit is formed by using a phototransistor PT different from the above embodiment in which a light receiving unit is formed using a photodiode. And a switching transistor for controlling a voltage applied to the source / drain electrode 103P of the phototransistor 113P, but it is not shown in this figure. This is because the switching transistor of the light receiving unit can be configured in the same manner as the structure of the light emitting switch 111. [

본 도면에는 발광 지문 인식 패널(100)에서 두 개의 단위 발광-수광 화소에 해당하는 부분의 단면이 도시된다. 둘 중 왼쪽 단위 발광-수광 화소의 상부에는 지문(F)의 융선(R)이 위치하고, 오른쪽 단위 발광-수광 화소의 상부에는 지문의 골(V)이 위치한 상태를 보인다. In the figure, a cross section of a portion corresponding to two unit light emission-light reception pixels in the luminescent fingerprint recognition panel 100 is shown. The ridge R of the fingerprint F is located on the upper part of the left unit light emitting-light receiving pixel and the ridge V of the fingerprint is located on the upper part of the right unit light emitting-light receiving pixel.

발광 지문 인식 패널(100)의 동작에 관해 설명하자면, 왼쪽의 단위 발광-수광 화소에서는 그 상부 표면에 지문의 융선 부분이 접촉되어 있으므로, 발광 소자(112L)에서 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 융선 내부의 진피 부분에서 반사되어 그 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(113P)의 채널 영역(A)에 수광된다. 한편, 오른쪽의 단위 발광-수광 화소에서는 그 상부 표면과 지문의 골(V) 사이에 약간의 간격이 있어서, 그 발광 소자에서 방출된 광량 중 상대적으로 적은 양만 해당 화소의 포토 트랜지스터(PT)에 수광된다. 발광 중에 상기 각 화소의 포토 트랜지스터(PT)의 소스 또는 드레인 전극(103P)에 동일한 입력 전압이 인가되고, 이들의 게이트 전극(102P)에 게이트 오프(OFF) 신호가 인가된다면 이들은 채널 영역(A)에 수광된 광량에 따라 서로 다른 누설 전류를 발생시키게 된다. To describe the operation of the luminescent fingerprint recognition panel 100, since the ridge portion of the fingerprint is in contact with the upper surface of the left unit light emission-light receiving pixel, a large amount of light emitted from the light emitting element 112L And is received by the channel region A of the phototransistor 113P constituting the light receiving portion. On the other hand, in the unit light emission-light reception pixel on the right side, there is a slight gap between the upper surface and the valley (V) of the fingerprint so that only a relatively small amount of light emitted from the light emission element is received by the phototransistor do. If the same input voltage is applied to the source or drain electrodes 103P of the phototransistor PT of each pixel during light emission and a gate OFF signal is applied to these gate electrodes 102P, So that different leakage currents are generated depending on the amount of light received by the light source.

이와 같이, 발광 지문 인식 패널(100)은 각각의 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 반사를 거쳐 수광된 광량에 따른 전기적 신호를 검출하여 지문 패턴의 이미지 정보를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널(100)에서는 각각의 단위 발광-수광 화소마다 발광 소자(112L)와 수광 소자인 포토 트랜지스터(113P)가 마련되어 있어, 발광, 반사 및 수광에 이르는 광경로가 짧다. 따라서, 인접 화소 영역으로부터의 영향 없이 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 정확한 검출이 가능하다. As described above, the light-emitting fingerprint recognition panel 100 can provide image information of a fingerprint pattern by detecting an electrical signal according to the amount of light received through light emission and reflection at each unit light emission-light reception pixel. In the luminescent fingerprint recognition panel 100 according to the present invention, the light emitting element 112L and the phototransistor 113P, which are light receiving elements, are provided for each unit light emitting-receiving pixel, and the light path leading to light emission, reflection, and light reception is short. Therefore, it is possible to accurately detect the fingerprint portion that is in contact with the unit pixel without affecting from the adjacent pixel region.

한편, 상기 발광 소자(112L)와 상기 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(113P)는 발광 파장 대역과 수광 감도가 높은 파장 대역이 서로 중첩하도록 튜닝될 수 있다. 이러한 튜닝은 발광 소자의 발광층을 구성하는 물질과, 포토 트랜지스터의 채널 영역을 구성하는 물질이나 적층 구조 등을 조절하는 방식으로 이루어질 수 있다. On the other hand, the phototransistor 113P constituting the light emitting element 112L and the light receiving unit can be tuned so that the light emitting wavelength band and the wavelength band having high light receiving sensitivity overlap with each other. Such tuning may be performed by adjusting the material of the light emitting layer of the light emitting device, the material of the channel region of the phototransistor, the lamination structure, and the like.

상기 발광 소자(112L)는 예컨대 애노드 전극인 하부 전극(151) 및 캐소드 전극인 상부 전극(153)의 적어도 일부가 투명 전극으로 구성되고, 그 사이에 전계 발광층(152)이 배치된 유기발광다이오드(OLED) 또는 양자점 발광다이오드(QLED)일 수 있다. 이하에서는 전계 발광층(152)에 상기 하부 전극(151)과 상부 전극(153) 사이에 구동 전류가 흐를 때 청색 계열의 빛을 방출하는 유기 전계 발광 물질이 채용된 예를 들어 설명한다. 상기 전계 발광층(152)은 포토 트랜지스터(113P)의 광 반응성이 높은 파장 대역의 빛을 방출하는 것으로, 내구성을 담보할 수 있는 것이면 채용될 수 있다.The light emitting device 112L includes an organic light emitting diode (OLED) having at least a portion of a lower electrode 151 as an anode electrode and an upper electrode 153 as a cathode electrode as a transparent electrode, and an electroluminescent layer 152 disposed therebetween OLED) or a quantum dot light emitting diode (QLED). Hereinafter, an organic electroluminescent material that emits blue light when a driving current flows between the lower electrode 151 and the upper electrode 153 is employed in the electroluminescent layer 152. The electroluminescent layer 152 emits light of a wavelength band having a high photoreactivity of the phototransistor 113P and can be employed as long as it can ensure durability.

상기 발광 소자(112L)의 애노드 전극인 하부 전극(151)은 스위칭 트랜지스터(112S)의 소스/드레인 전극(103S) 중 어느 한쪽에 컨택홀(104)을 통해 연결되어, 상기 발광 스위치(111)의 제어에 따른 구동 전류를 공급받는다. 상기 하부 전극(151)은 패터닝된 투명 전극일 수 있다. 본 도면에서는 상기 하부 전극(151)이 상기 발광 스위치(111)의 상부에 배치되어 있으나 다른 위치에 배치될 수도 있다. 한편, 상기 발광 소자(112L)의 캐소드 전극인 상부 전극(153)은 발광 지문 인식 패널(100) 상부의 전면에 형성될 수도 있다. 상기 상부 전극(153) 위에는 봉지층(Encapsulation layer,124)이 형성될 수 있다. The lower electrode 151 which is the anode electrode of the light emitting device 112L is connected to either the source / drain electrode 103S of the switching transistor 112S through the contact hole 104, And a drive current according to the control is supplied. The lower electrode 151 may be a patterned transparent electrode. In the drawing, the lower electrode 151 is disposed on the upper portion of the light emitting switch 111, but may be disposed at another position. The upper electrode 153, which is a cathode electrode of the light emitting device 112L, may be formed on the entire upper surface of the light emitting fingerprint recognition panel 100. [ An encapsulation layer 124 may be formed on the upper electrode 153.

한편, 상기 포토 트랜지스터(113P)와 상기 발광 스위치(111)는 각각의 채널 영역을 구성하는 활성층으로서 산화물 반도체 활성층(130,140)을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 이들은 상기 산화물 반도체 활성층(130,140)을 제외하고는 전체적으로 유사한 구조를 갖는다. 이를 통해 상기 포토 트랜지스터(113P)와 상기 발광 스위치(111)를 제조하는 공정을 단순화할 수 있다. 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 상기 발광 스위치(SW,111)는 각각 서로 동일한 층에 형성된 게이트 전극(102P,102S)과 게이트 절연층(121), 그리고 소스 및 드레인 전극(103P,103S)을 갖는다. 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 스위칭 트랜지스터인 상기 발광 스위치(SW,111)의 위에는 투명 절연성의 보호막(122)이 형성되고, 발광 소자(112L)가 없는 부분의 높이 차를 보상하는 투명 절연성의 평탄화막(123)이 형성될 수 있다. Meanwhile, it is preferable that the phototransistor 113P and the emission switch 111 include oxide semiconductor active layers 130 and 140 as active layers constituting respective channel regions. In this case, they have a generally similar structure except for the oxide semiconductor active layers 130 and 140. Thus, the manufacturing process of the phototransistor 113P and the emission switch 111 can be simplified. The phototransistors PT and 113P and the light emitting switches SW and 111 are connected to the gate electrodes 102P and 102S and the gate insulating layer 121 and the source and drain electrodes 103P and 103S formed on the same layer, . A transparent insulating insulating film 122 is formed on the phototransistors PT and 113P and the light emitting switches SW and 111 which are switching transistors and a transparent insulating insulating film A planarizing film 123 may be formed.

여기서 투명 절연성의 게이트 절연층(121), 보호막(122), 평탄화막(123), 및 봉지층(124) 등은 일반적으로 OLED 디스플레이 패널에 적용되는 소재로 형성될 수 있다. 한편, 게이트 전극(102P,102S) 및 소스/드레인 전극(103P,103S)과 도시되지 않은 게이트 배선이나 리드 아웃 배선 등은 금속 박막 패턴으로 형성될 수도 있고, ITO, IZO 등의 투명 도전성 박막 패턴으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 발광 스위치(SW,111)의 채널 영역 상부에는 스위칭 동작의 안정성 확보를 위해 빛을 차단하는 차광막(155)이 더 구비될 수 있다. 한편, 게이트 전극과 게이트 배선이 금속 박막 패턴으로 형성되는 경우에는 게이트 전극이 채널 영역으로 유입되는 빛을 차단하는 역할을 할 수 있으므로, 스위칭 트랜지스터의 경우 게이트 전극의(102S) 폭을 반도체 활성층(140)의 폭보다 넓게 한다거나, 상기 반도체 활성층의 상부에도 별도의 상부 게이트 전극을 갖는 소위 더블 게이트 구조의 적용도 스위칭 안정성 확보에 도움이 될 수 있다. Here, the transparent insulating gate insulating layer 121, the protective layer 122, the planarization layer 123, and the sealing layer 124 may be formed of a material generally applied to the OLED display panel. On the other hand, the gate electrodes 102P and 102S and the source / drain electrodes 103P and 103S and the gate wiring and the lead-out wiring not shown may be formed of a metal thin film pattern or a transparent conductive thin film pattern of ITO or IZO . Further, a light shielding film 155 for blocking light may be further provided above the channel region of the light emission switch SW 111 in order to secure the stability of the switching operation. On the other hand, when the gate electrode and the gate wiring are formed of a metal thin film pattern, the gate electrode can block the light flowing into the channel region. Therefore, in the case of the switching transistor, Or a so-called double gate structure having another upper gate electrode in the upper part of the semiconductor active layer may also help secure the switching stability.

상기 포토 트랜지스터(PT,113P)의 산화물 반도체 활성층(130)과 상기 스위칭 트랜지스터(SW,111)의 산화물 반도체 활성층(140)은 상기 게이트 절연층(121) 위에, 그리고 상기 소스 및 드레인 전극(103P,103S)의 아래에 배치된다는 점에서는 공통되나, 그 층상 구조에 차이가 있다. 상기 발광 스위치(SW,111)의 산화물 반도체 활성층(140)은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조라면, 포토 트랜지스터(113P)의 산화물 반도체 활성층(130)은 제 1 산화물 반도체층을 포함하되, 그와 다른 조성의 산화물 반도체 물질층인 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 이중층 구조 또는 3중층 구조 등 다층 구조로 이루어질 수 있다. The oxide semiconductor active layer 130 of the phototransistors PT and 113P and the oxide semiconductor active layer 140 of the switching transistors SW and 111 are formed on the gate insulating layer 121 and the source and drain electrodes 103P, 103S, but there is a difference in the layered structure. If the oxide semiconductor active layer 140 of the light emitting switch SW 111 is a single-layer structure including the first oxide semiconductor layer, the oxide semiconductor active layer 130 of the phototransistor 113 P includes a first oxide semiconductor layer, And a second oxide semiconductor layer which is a layer of an oxide semiconductor material having a different composition from that of the first oxide semiconductor layer, or a triple layer structure.

좀 더 구체적인 예를 들어 설명하면, 상기 발광 스위치(111)를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 산화물 반도체 활성층(140)은 제 1 산화물 반도체층으로서 AIZTO 즉, Al:InZnSnO의 단일층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)의 산화물 반도체 활성층(130)은 상기 AIZTO 층과 게이트 절연층(121) 사이에 제 2 산화물 반도체층으로서 IZO 즉, InZnO층이 개입된 2중층 구조이거나, AIZTO층들 사이에 IZO층이 샌드위치 형태로 적층된 3중층 구조로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)는 380nm 내지 590nm의 파장 대역, 좀 더 구체적으로는 약 473nm 정도의 파장의 청색광에 대해 높은 감도를 나타낸다. 따라서, 이 경우 전술한 투명 발명 소자(112L)를 구성하는 전계 발광층(152)에도 청색 내지 녹색 계열, 좀 더 바람직하게는 380nm 내지 590nm의 파장 대역의 빛을 주로 방출하는 유기전계발광 물질을 채용할 수 있다. More specifically, for example, the oxide semiconductor active layer 140 of the switching transistor constituting the light-emitting switch 111 may be formed of a single layer of AIZTO, that is, Al: InZnSnO, as the first oxide semiconductor layer. The oxide semiconductor active layer 130 of the phototransistors PT and 113P may be a two-layer structure in which IZO, that is, an InZnO layer is interposed between the AIZTO layer and the gate insulating layer 121 as a second oxide semiconductor layer, Layer structure in which the IZO layer is sandwiched between the layers. In this case, the phototransistors PT and 113P exhibit high sensitivity to blue light having a wavelength band of 380 nm to 590 nm, more specifically, a wavelength of about 473 nm. Therefore, in this case, the electroluminescent layer 152 constituting the above-described transparent inventive element 112L also employs an organic electroluminescent material which mainly emits blue to green light, more preferably light of a wavelength band of 380 nm to 590 nm .

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터의 특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing characteristics of a phototransistor constituting a light-receiving portion in a light-emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.

본 그래프는 포토 트랜지스터(PT)의 반도체 채널 영역에서 게이트 절연층상에 제 2 산화물 반도체층으로서 IZO 층을형성하고, 그 위에 제 1 산화물 반도체층으로서 AIZTO 층을형성한 이중층 구조인 경우의 전기적 특성을 보인다. 이 경우 포토 트랜지스터(PT)는 어둠 속에서는 일반적인 스위칭 트랜지스터와 같은 특성 커브(실선 커브 참조)를 보이나, 채널 영역에 빛이 조사되면(본 그래프는 473nm 파장의 빛이 1 mW/cm2의 세기로 조사된 것임) 전기 전도도가 확연히 증가함(일점쇄선 커브 참조)을 보인다. This graph shows the electrical characteristics when the IZO layer is formed as the second oxide semiconductor layer on the gate insulating layer in the semiconductor channel region of the phototransistor PT and the AIZTO layer is formed thereon as the first oxide semiconductor layer see. In this case, the phototransistor (PT) exhibits the same characteristic curve (see solid line curve) as a typical switching transistor in the dark, but when light is irradiated on the channel region (the graph shows that the light of 473 nm wavelength is irradiated with a intensity of 1 mW / (See dot-dashed line curve).

여기서 한 가지 유의해야 할 점은 상기 포토 트랜지스터(PT)가 473nm 파장대의 빛에 노출된 후에는 빛이 없어지더라도 노출 전보다 문턱 전압이 낮아지는 현상을 보인다는 점(점선 커브 참조)인데, 이러한 문턱 전압 감소는 게이트 전극에 문턱 전압 이상의 펄스 신호를 약 10ns 정도 인가해 줌으로써 해소될 수 있음이 확인되었다.It should be noted that even though the phototransistor PT is exposed to light of a wavelength of 473 nm, the threshold voltage is lower than that before exposure (see dotted line curve) It has been confirmed that the decrease can be solved by applying a pulse signal of a threshold voltage or more to the gate electrode for about 10 ns.

한편, 이때 제 1 산화물 반도체층, 즉 AIZTO 단층 구조(두께 30nm)의 채널 영역을 갖는 스위칭 트랜지스터는 별도로 도시되진 않았으나, 채널 영역에 빛이 조사되는지 여부와 관계없이 본 그래프에서 실선으로 표시된 Dark_Vds 10V 조건의 특성 커브와 유사한 형태의 전형적인 트랜지스터 특성 커브를 나타낸다. In this case, although the switching transistor having the channel region of the first oxide semiconductor layer, that is, the AIZTO single layer structure (thickness: 30 nm) is not separately shown, regardless of whether or not light is irradiated on the channel region, the dark_Vds 10V condition Lt; RTI ID = 0.0 > characteristic curve. ≪ / RTI >

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동회로의 한 예를 보이고, 도 9는 상기 도 8의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다. FIG. 8 shows an example of a driving circuit for scanning a fingerprint image using the light-emitting fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 shows an example of obtaining a fingerprint image of one frame using the driving circuit shown in FIG. The process is schematically shown.

본 실시예에서 게이트 구동부(120P)는 그와 연결된 다수의 게이트 배선(102)에 프로그래시브 스캔(Progressive Scan) 방식의 게이트 온(ON) 신호를 인가하는 것일 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(130C)는 열(column) 단위로 상기 발광부(112) 및 상기 수광부(113)를 온(ON) 시키거나 오프(OFF) 시키는 데이터 신호를 제공할 수 있다. 먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 홀수 번째 데이터 배선(103(O))에 발광부(112) 및 수광부(113)를 온(ON) 시키는 신호가 인가되고, 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 이들을 오프(OFF) 시키는 신호가 인가된 상태에서 상기 게이트 구동부(120P)가 1차 프로그래시브 스캐닝(SP1)을 수행하여, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 홀수 번째 열(C(O))의 화소들에 대한 1/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득한다. 그런 다음, 데이터 구동부(130C)에서 위와 반대의 데이터 신호를 인가하면서 2차 프로그래시브 스캐닝(SP2)을 수행하여, 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 짝수 번째 열(C(E))의 화소들에 대한 2/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다. In this embodiment, the gate driver 120P may be configured to apply a progressive scan gate ON signal to a plurality of gate wirings 102 connected thereto. In this case, the data driver 130C may provide a data signal that turns on or off the light emitting unit 112 and the light receiving unit 113 in units of columns. 8, a signal for turning on the light emitting portion 112 and the light receiving portion 113 is applied to the odd-numbered data wiring 103 (O), and the even-numbered data wiring 103 (E ), The gate driver 120P performs a primary progressive scanning (SP1) in a state in which a signal for turning them off is applied, so that the odd-numbered columns (O (C (O)) pixels of the half-frame. Then, the data driver 130C performs a secondary progressive scanning (SP2) while applying the opposite data signal to the even-numbered column C (E) as shown in FIG. 9 (b) 2 < / RTI > partial frames of the fingerprint data of the pixels of the second frame.

바꿔 말하면, 발광 지문 인식 패널을 구성하는 다수의 단위 화소를 홀수 열(C(O)) 그룹과 짝수 열(C(E))의 2 개 그룹으로 나누고, 각 그룹에 대해 2차례의 부분 프레임 스캐닝을 수행함으로써 전체 프레임에 대한 정확도 높은 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다. In other words, a plurality of unit pixels constituting the luminescent fingerprint recognition panel are divided into two groups of an odd column (C (O) group and an even column (C (E)) and two partial frame scanning Thereby obtaining highly accurate fingerprint recognition data for the entire frame.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동 회로의 다른 한 예를 보이고, 도 11은 상기 도 10의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다. FIG. 10 shows another example of a driving circuit for scanning a fingerprint image using the illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a case where a fingerprint image of one frame is acquired using the driving circuit of FIG. .

본 실시예에서 게이트 구동부(120I)는 그와 연결된 다수의 게이트 배선(102)에 인터레이스 스캔(Interlaced Scan) 방식의 게이트 온(ON) 신호를 인가하는 것일 수 있다. 일 예로 도 10의 홀수 번째 게이트 배선(102(O))들에 대해서 위에서부터 아래로 순차적으로 게이트 온(ON) 신호를 인가하여, 도 11의 (a)와 같이 홀수 번째 행(R(O))의 화소들에 대한 1/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득하고, 그런 다음 짝수 번째 게이트 배선(102(E))들에 대해 순차적으로 게이트 온(ON) 신호를 인가하여, 도 11의 (b)와 같이 짝수 번째 행(R(E))의 화소들에 대한 2/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다. In this embodiment, the gate driver 120I may apply an interlaced scanning gate ON signal to a plurality of gate wirings 102 connected thereto. For example, a gate ON signal is sequentially applied to the odd-numbered gate lines 102 (O) in FIG. 10 from top to bottom to form odd-numbered rows R (O) ), And sequentially applies a gate ON signal to the even-numbered gate wirings 102 (E) to obtain the fingerprint data of the 1/2 partial frame for the pixels of FIG. 11 the fingerprint recognition data of the 2/2 partial frame for the pixels of the even-numbered row R (E) as shown in FIG.

바꿔 말하면, 발광 지문 인식 패널을 구성하는 다수의 단위 화소를 홀수 행(R(O)) 그룹과 짝수 행(R(E))의 2 개 그룹으로 나누고, 각 그룹에 대해 2차례의 부분 프레임 스캐닝을 수행함으로써 전체 프레임에 대한 정확도 높은 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다. In other words, a plurality of unit pixels constituting the light-emitting fingerprint recognition panel are divided into two groups of an odd row (R (O) group and an even row (R (E)) and two partial frame scanning Thereby obtaining highly accurate fingerprint recognition data for the entire frame.

도 12는 본 발명의 한 실시예에 다른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 스캐닝하는 과정의 다른 예를 보인다. FIG. 12 shows another example of a process of scanning a fingerprint image of one frame by using an illuminated fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 구동 회로부는 상기 발광 지문 인식 패널을 구성하는 다수의 단위 화소를 홀수 행(R(O))과 짝수 행(R(E)), 그리고 홀수 열(C(O))과 짝수 열(C(E))의 4가지 조합에 따른 4 개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 대해 1/4 내지 4/4 부분 프레임 스캐닝을 순차적으로 수행할 수 있다. 그 결과, 어느 하나의 부분 프레임 내에서는 어느 하나의 단위 발광-수광 화소가 발광되는 경우 상기 하나의 단위 발광-수광 화소와 적어도 행 방향 및 열 방향으로 인접한 단위 발광-수광 화소는 발광되지 않으므로, 인접 단위 화소로부터의 광 간섭이 배제된 정확도 높은 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다. The driving circuit of the light emitting fingerprint recognition panel according to the present embodiment includes a plurality of unit pixels constituting the light emitting fingerprint recognition panel in an odd row (R (O)) and an even row (R (E) O) and an even-numbered column C (E), and sequentially perform 1/4 to 4/4 partial frame scanning for each group. As a result, when any one unit light emission-light reception pixel is emitted in one of the partial frames, the unit light emission-light reception pixels adjacent at least in the row direction and the column direction to the one unit light emission-light reception pixel do not emit light, It is possible to obtain highly accurate fingerprint recognition data in which optical interference from unit pixels is eliminated.

도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부의 파장에 따른 광량 분포와 수광부의 파장에 따른 감도 분포의 관계를 보인다.13 shows the relationship between the light amount distribution according to the wavelength of the light emitting portion and the sensitivity distribution according to the wavelength of the light receiving portion in the luminescent fingerprint recognition panel according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 13의 (a)를 살펴보면, 아래쪽 그래프는 어느 단위 발광-수광 화소에서 발광부의 발광 파장에 따른 광 세기 분포를 나타내고, 위쪽 그래프는 동일한 단위 발광-수광 화소에서 그 수광부의 수광 파장에 대한 감도 분포를 나타낸다. 여기서, 상기 발광부는 그 발광 피크 파장(WPL)이 동일 단위 화소 내의 수광부의 감도 반치폭, 즉 최대 감도(SM)의 절반(SH) 이상의 감도를 나타내는 파장 범위(W1~W2) 내에 속하도록 튜닝될 수 있다. 한편, 도 13의 (b)에 도시된 예와 같이, 수광부에서 최대 감도를 나타내는 감도 피크 파장(WPS)이 그에 대응되는 발광부의 광 세기 반치폭, 즉 발광 피크 파장을 중심으로 최대 광 세기(LM)의 절반(LH) 이상의 광 세기를 나타내는 파장 범위(W3~W4) 내에 속하도록 튜닝될 수도 있다. 이러한 발광부와 수광부 사이의 파장 대역 튜닝은 상기 발광부 및 수광부를 이루는 물질의 조성이나 박막의 두께 등의 다양한 파라미터를 조정함으로써 이루어질 수 있다. 13A, the lower graph shows the light intensity distribution according to the light emission wavelength of the light emitting portion in any unit light emission-light reception pixel, and the upper graph shows the light intensity distribution in the unit light emission- Sensitivity distribution. Here, in the light emitting portion and the light emitting peak wavelength (W PL) are the same unit half (S H) wavelength range (W 1 ~ W 2) of sensitivity than the sensitivity of the light receiving full width at half maximum, i.e. the maximum sensitivity in the pixel (S M) Can be tuned to belong. On the other hand, as in the example shown in FIG. 13 (b), the sensitivity peak wavelength W PS exhibiting the maximum sensitivity in the light-receiving portion corresponds to the light intensity half width of the light emitting portion corresponding to the maximum light intensity L (W 3 to W 4 ) representing the light intensity of half (L H ) or more of the wavelengths (W 3 to M ). Tuning of the wavelength band between the light emitting portion and the light receiving portion can be performed by adjusting various parameters such as the composition of the material forming the light emitting portion and the light receiving portion, the thickness of the thin film, and the like.

100: 발광 지문 인식 패널
101: 절연성 기판 102: 게이트 배선
103: 데이터 배선 110: 단위 발광-수광 화소
111: 발광 스위칭부 112: 발광부
113: 수광부 120P, 120I: 게이트 구동부
130, 130N, 130C: 데이터 구동부100: Luminescent fingerprint recognition panel
101: Insulating substrate 102: Gate wiring
103: Data wiring 110: Unit light-emitting pixel
111: light emission switching unit 112:
113: light receiving section 120P, 120I: gate driving section
130, 130N, and 130C:

Claims (20)

절연성 기판; 및,
상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자를 갖는 발광부;
상기 발광부의 동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광 스위칭부; 및,
상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자로서 포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하고,
상기 발광 소자와 상기 광센서 소자는 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때, 상기 단위 발광-수광 화소 내에서 평면적으로 서로 다른 위치에 서로 중첩되지 않도록 배치되고,
상기 스위칭 트랜지스터의 반도체 활성층과 상기 포토 트랜지스터의 반도체 활성층은 서로 동일한 게이트 절연층과 소스 및 드레인 전극 층 사이에 배치된,
발광 지문 인식 패널.An insulating substrate; And
And a plurality of unit light-emitting pixels arranged in a matrix on the insulating substrate,
The unit light emission-light-
A light emitting portion having a light emitting element;
A light emitting switching unit having a switching transistor for controlling operation of the light emitting unit; And
And a light receiving unit having a phototransistor as an optical sensor element for receiving the light emitted from the light emitting unit and reflected by the fingerprint,
Wherein the light emitting element and the optical sensor element are arranged so as not to overlap each other at two different positions in the unit light emission-light reception pixel when viewed in a direction perpendicular to the substrate,
Wherein the semiconductor active layer of the switching transistor and the semiconductor active layer of the phototransistor are disposed between the same gate insulating layer and the source and drain electrode layers,
Luminescent fingerprint recognition panel. 제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자는 지문이 접촉되는 표면으로부터 발광층까지의 거리가 상기 표면으로부터 상기 광센서 소자의 반도체 활성층까지의 거리보다 더 가깝도록 배치된, 발광 지문 인식 패널.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting element is disposed so that the distance from the surface where the fingerprint is contacted to the light emitting layer is closer to the distance from the surface to the semiconductor active layer of the photosensor element. 제 1 항에 있어서,
상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부의 발광 중에 지문에 반사되어 상기 수광부에 입사한 광에 따른 신호를 검출하는 구동회로부를 더 포함하는, 발광 지문 인식 패널.The method according to claim 1,
And a drive circuit unit that detects a signal corresponding to light incident on the light receiving unit while being reflected by the fingerprint during light emission of the light emitting unit in the unit light emitting-light receiving pixel. 제 1 항에 있어서,
상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부에서 상대적으로 높은 광 세기를 보이는 발광 파장의 범위와 상기 수광부에서 상대적으로 높은 감도를 보이는 수광 파장의 범위가 서로 중첩되는, 발광 지문 인식 패널.The method according to claim 1,
Wherein a range of an emission wavelength having a relatively high light intensity in the light emitting unit in the unit light emission-light reception pixel overlaps with a range of a light reception wavelength having a relatively high sensitivity in the light receiving unit. 제 4 항에 있어서,
상기 발광부에서 발광 피크 파장은 상기 수광부의 감도 반치폭 범위 내에 속하는, 발광 지문 인식 패널.5. The method of claim 4,
Wherein a peak wavelength of the light emitted from said light emitting section is within a range of a half of the sensitivity of said light receiving section. 제 4 항에 있어서,
상기 수광부에서 최대 감도를 보이는 감도 피크 파장은 상기 발광부의 광 세기 반치폭 범위 내에 속하는, 발광 지문 인식 패널.5. The method of claim 4,
Wherein the sensitivity peak wavelength exhibiting the maximum sensitivity in the light receiving section falls within a light intensity half width range of the light emitting section. 제 1 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터의 반도체 활성층 및 상기 스위칭 트랜지스터의 반도체 활성층은 투명한 산화물 반도체를 포함하는, 발광 지문 인식 패널.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor active layer of the phototransistor and the semiconductor active layer of the switching transistor comprise a transparent oxide semiconductor. 제 7 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터는 380nm 내지 590nm 파장 대역의 빛을 받으면 상기 산화물 반도체 활성층이 활성화되어 전도체 특성을 보이는, 발광 지문 인식 패널.8. The method of claim 7,
Wherein the phototransistor is activated when the light of the wavelength band of 380 nm to 590 nm is received to exhibit a conductive characteristic. 제 7 항에 있어서,
상기 포토 트랜지스터의 투명한 산화물 반도체 활성층은 청색광에 의해 활성화되며,
상기 발광소자는 청색광 또는 녹색광을 방출하는 투명한 유기 발광 다이오드인, 발광 지문 인식 패널.8. The method of claim 7,
The transparent oxide semiconductor active layer of the phototransistor is activated by blue light,
Wherein the light emitting element is a transparent organic light emitting diode that emits blue light or green light. 제 1 항에 있어서,
상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함하는, 발광 지문 인식 패널.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting portion includes an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot light emitting diode (QLED), or a micro LED (micro LED). 절연성 기판;
상기 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선;
상기 게이트 배선 상에 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 데이터 배선;
상기 다수의 게이트 배선과 상기 다수의 데이터 배선의 교차점에 대응되도록 배치된 다수의 단위 발광-수광 화소; 및,
상기 다수의 게이트 배선과 연결된 게이트 구동부 및 상기 다수의 데이터 배선과 연결된 데이터 구동부를 갖는 구동 회로부를 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자를 갖는 발광부;
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 각각 연결되고 이들에 인가된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광 스위칭부; 및,
광센서 소자로서 포토 트랜지스터를 가지고, 상기 포토 트랜지스터는 상기 발광 소자의 발광 중에 지문에 반사되어 입사한 광에 따른 신호를 상기 데이터 배선을 통해 제공하는, 수광부를 포함하되,
상기 발광 소자와 상기 광센서 소자는 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때, 상기 단위 발광-수광 화소 내에서 평면적으로 서로 다른 위치에 서로 중첩되지 않도록 배치되고,
상기 스위칭 트랜지스터의 반도체 활성층과 상기 포토 트랜지스터의 반도체 활성층은 서로 동일한 게이트 절연층과 소스 및 드레인 전극 층 사이에 배치된,
발광 지문 인식 패널.An insulating substrate;
A plurality of gate lines extending in the first direction on the insulating substrate;
A plurality of data lines extending in a second direction crossing the first direction with an insulating layer interposed therebetween on the gate lines;
A plurality of unit light emission-light-receiving pixels arranged corresponding to the intersections of the plurality of gate wirings and the plurality of data wirings; And
A gate driver connected to the plurality of gate wirings, and a data driver connected to the plurality of data wirings,
The unit light emission-light-
A light emitting portion having a light emitting element;
A light emitting switching part having a switching transistor connected to the gate wiring and the data wiring and having a switching transistor for controlling the operation of the light emitting part according to an electrical signal applied thereto; And
And a photodiode as a photosensor element, wherein the phototransistor includes a light-receiving portion that reflects light incident on the fingerprint during light emission of the light-emitting element and provides the signal through the data line,
Wherein the light emitting element and the optical sensor element are arranged so as not to overlap each other at two different positions in the unit light emission-light reception pixel when viewed in a direction perpendicular to the substrate,
Wherein the semiconductor active layer of the switching transistor and the semiconductor active layer of the phototransistor are disposed between the same gate insulating layer and the source and drain electrode layers,
Luminescent fingerprint recognition panel. 제 11 항에 있어서,
상기 발광 소자는 지문이 접촉되는 표면으로부터 발광층까지의 거리가 상기 표면으로부터 상기 광센서 소자의 반도체 활성층까지의 거리보다 더 가깝도록 배치된, 발광 지문 인식 패널.12. The method of claim 11,
Wherein the light emitting element is disposed so that the distance from the surface where the fingerprint is contacted to the light emitting layer is closer to the distance from the surface to the semiconductor active layer of the photosensor element. 제 11 항에 있어서,
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선은 투명 전도성 소재로 형성된, 발광 지문 인식 패널.12. The method of claim 11,
Wherein the gate wiring and the data wiring are formed of a transparent conductive material. 제 11 항에 있어서,
상기 수광부는, 상기 광센서 소자에 입사한 광에 따른 누설 전류를 신호로서 상기 데이터 배선을 통해 상기 데이터 구동부에 제공하는, 발광 지문 인식 패널. 12. The method of claim 11,
Wherein the light receiving section provides a leakage current according to light incident on the optical sensor element to the data driver through the data line as a signal. 제 11 항에 있어서,
상기 구동회로부는,
상기 다수의 단위 발광-수광 화소를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 속한 상기 다수의 단위 발광-수광 화소에 대하여 N개의 부분 프레임 스캐닝을 수행하는, 발광 지문 인식 패널. 12. The method of claim 11,
The driving circuit unit includes:
(N is a natural number of 2 or more) and performs N partial frame scanning on the plurality of unit light emission-light reception pixels belonging to each group, . 제 15 항에 있어서,
상기 N개의 그룹은 홀수 열 그룹과 짝수 열 그룹 또는 홀수 행 그룹과 짝수 행 그룹으로 구성된, 발광 지문 인식 패널.16. The method of claim 15,
Wherein the N groups are composed of an odd column group, an even column group, an odd row group and an even row group. 제 15 항에 있어서,
상기 구동 회로부는,
하나의 부분 프레임 내에서 어느 하나의 단위 발광-수광 화소가 발광되는 경우 상기 하나의 단위 발광-수광 화소와 적어도 행 방향 및 열 방향으로 인접한 단위 발광-수광 화소는 발광되지 않도록 하는, 발광 지문 인식 패널.16. The method of claim 15,
The driving circuit unit includes:
Light receiving pixels are emitted in one partial frame, the unit light emitting-light receiving pixels adjacent to the one unit light emitting-light receiving pixel at least in the row direction and the column direction are not emitted, . 제 11 항에 있어서,
상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함하는, 발광 지문 인식 패널.12. The method of claim 11,
Wherein the light emitting portion includes an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot light emitting diode (QLED), or a micro LED (micro LED). 평판형 디스플레이 패널; 및,
상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자를 갖는 발광부;
상기 발광부의 동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광 스위칭부; 및,
상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자로서 포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하되,
상기 발광 소자와 상기 광센서 소자는 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때, 상기 단위 발광-수광 화소 내에서 평면적으로 서로 다른 위치에 서로 중첩되지 않도록 배치되고,
상기 스위칭 트랜지스터의 반도체 활성층과 상기 포토 트랜지스터의 반도체 활성층은 서로 동일한 게이트 절연층과 소스 및 드레인 전극 층 사이에 배치된,
지문 인식 디스플레이 장치.A flat display panel; And
A light emitting fingerprint recognition panel having an insulating substrate and a plurality of unit light emitting-light receiving pixels arranged in a matrix form on the insulating substrate, the light emitting fingerprint recognition panel being disposed on a surface side where an image is displayed on the flat panel display panel,
The unit light emission-light-
A light emitting portion having a light emitting element;
A light emitting switching unit having a switching transistor for controlling operation of the light emitting unit; And
And a light receiving unit having a phototransistor as an optical sensor element for receiving the light emitted from the light emitting unit and reflected by the fingerprint,
Wherein the light emitting element and the optical sensor element are arranged so as not to overlap each other at two different positions in the unit light emission-light reception pixel when viewed in a direction perpendicular to the substrate,
Wherein the semiconductor active layer of the switching transistor and the semiconductor active layer of the phototransistor are disposed between the same gate insulating layer and the source and drain electrode layers,
A fingerprint recognition display device. 평판형 디스플레이 패널; 및,
상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면의 반대편에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고,
상기 단위 발광-수광 화소는,
발광 소자를 갖는 발광부;
상기 발광부의 동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 갖는 발광 스위칭부; 및,
상기 발광부에서 방출되고 상기 평판형 디스플레이 패널을 투과하여 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자로서 포토 트랜지스터를 갖는 수광부를 포함하되,
상기 발광 소자와 상기 광센서 소자는 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때, 상기 단위 발광-수광 화소 내에서 평면적으로 서로 다른 위치에 서로 중첩되지 않도록 배치되고,
상기 스위칭 트랜지스터의 반도체 활성층과 상기 포토 트랜지스터의 반도체 활성층은 서로 동일한 게이트 절연층과 소스 및 드레인 전극 층 사이에 배치된,
지문 인식 디스플레이 장치.A flat display panel; And
And a plurality of unit light emission-light reception pixels arranged in a matrix on the insulating substrate, the light emission fingerprint recognition panel being disposed on the opposite side of the surface on which the image is displayed in the flat panel display panel,
The unit light emission-light-
A light emitting portion having a light emitting element;
A light emitting switching unit having a switching transistor for controlling operation of the light emitting unit; And
And a light receiving unit having a phototransistor as an optical sensor element which is emitted from the light emitting unit and is transmitted through the flat panel display panel and reflected by the fingerprint,
Wherein the light emitting element and the optical sensor element are arranged so as not to overlap each other at two different positions in the unit light emission-light reception pixel when viewed in a direction perpendicular to the substrate,
Wherein the semiconductor active layer of the switching transistor and the semiconductor active layer of the phototransistor are disposed between the same gate insulating layer and the source and drain electrode layers,
A fingerprint recognition display device.
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