KR102421774B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 디스플레이 패널에서 지문정보를 인식하고 디스플레이 패널 자체적으로 암호화를 수행하여 암호화된 지문 정보를 전송하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 디스플레이 패널에서 지문정보를 인식하고 디스플레이 패널 자체적으로 암호화를 수행하여 암호화된 지문 정보를 전송하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 모바일기기의 디스플레이 또는 버튼을 통해 지문데이터를 인식할 수 있으며 인식된 지문데이터는 암호화되지 않고 모바일기기의 어플리케이션 프로세서(Application Processor, AP)로 전송되어 어플리케이션 프로세서 내부에서 암호화된다.
사용자 인증이나 모바일 기기를 이용한 모바일 페이(pay)를 위해 사용자 등록을 하는 경우 지문정보가 등록되지만 디스플레이나 버튼에서는 암호화되지 않으며 지문정보 등록시 뿐만 아니라 사용자 인증시에도 인식된 지문정보가 암호화되지않고 어플리케이션 프로세서로 전송되므로 개인의 지문정보가 유출될 가능성이 크다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디스플레이 패널에서 지문 정보를 인식하여 자체적으로 암호화를 수행하고 암호화된 지문 정보를 애플리케이션 프로세서로 전송하는 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 지문 센서로부터 지문 정보를 획득하여 암호화하고 디스플레이 패널을 제어하는 구동칩; 상기 구동칩으로부터 암호화된 지문 정보를 제공받는 애플리케이션 프로세서;를 포함한다.
상기 센서는 광학 센서, 정전 센서, 초음파 센서 및 열센서 중 어느 하나이다.
상기 구동칩은 상기 지문 정보를 이미지로 변환하고 상기 이미지를 분할하여 서브블록으로 구성하고 각각의 서브블록에 대해 암호화 옵션을 선택하고, 상기 선택한 암호화 옵션을 상기 각각의 서브블록에 대해 수행한다.
상기 구동칩은 상기 선택한 암호화 옵션을 애플리케이션 프로세서로 전송한다.
상기 애플리케이션 프로세서는 상기 전송받은 암호화 옵션을 이용하여 암호화된 지문 정보 복호화를 수행한다.
상기 암호화 옵션은 뒤집기, 위치변경, 밝기변경, 노이즈 믹스, 해싱 및 필터링 중 적어도 어느 하나이다.
상기 필터링은 광선확산, 변위, 유리, 리플, 핀치, 돌리기, 파도, 지그재그 및 구형화 중 어느 하나이다.
상기 구동칩은 공개키를 이용하여 상기 지문데이터에 대한 이미지를 암호화하고 애플리케이션 프로세서로 상기 암호화된 지문 정보를 전송한다.
상기 애플리케이션 프로세서는 비밀키를 이용하여 상기 암호화된 지문 정보를 복호화한다.
상기 애플리케이션 프로세서는 암호화된 지문 정보를 재암호화한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문 정보 암호화 방법은, 디스플레이 패널의 지문 센서로부터 지문 정보를 획득하는 단계; 디스플레이 패널의 구동칩이 상기 지문 정보를 암호화하는 단계; 상기 암호화된 지문 정보를 애플리케이션 프로세서로 전송하는 단계;를 포함한다.
상기 센서는 광학 센서, 정전 센서, 초음파 센서 및 열센서 중 어느 하나이다.
상기 구동칩은 상기 지문 정보를 이미지로 변환하고 상기 이미지를 분할하여 서브블록으로 구성하고 각각의 서브블록에 대해 암호화 옵션을 선택하고, 상기 선택한 암호화 옵션을 상기 각각의 서브블록에 대해 수행한다.
상기 구동칩은 상기 선택한 암호화 옵션을 애플리케이션 프로세서로 전송한다.
상기 애플리케이션 프로세서는 상기 전송받은 암호화 옵션을 이용하여 암호화된 지문 정보 복호화를 수행한다.
상기 암호화 옵션은 뒤집기, 위치변경, 밝기변경, 노이즈 믹스, 해싱 및 필터링 중 적어도 어느 하나이다.
상기 필터링은 광선확산, 변위, 유리, 리플, 핀치, 돌리기, 파도, 지그재그 및 구형화 중 어느 하나이다.
상기 구동칩은 공개키를 이용하여 상기 지문데이터에 대한 이미지를 암호화하고 애플리케이션 프로세서로 상기 암호화된 지문 정보를 전송한다.
상기 애플리케이션 프로세서는 비밀키를 이용하여 상기 암호화된 지문 정보를 복호화한다.
상기 애플리케이션 프로세서는 암호화된 지문 정보를 재암호화한다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 디스플레이 패널에서 지문정보를 인식하고 자체적으로 암호화를 수행하고 암호화된 지문 정보를 애플리케이션 프로세서로 전송하여 개인의 지문 정보가 유출될 가능성을 제거할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도 및 블럭도이다.
도 3a는 도 1의 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3b는 도 1의 I-I'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도 및 그 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 핀 홀 어레이 마스크층 및 확대된 핀 홀을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식 영역이 디스플레이된 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 장치가 지문 이미지를 캡쳐하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 도 2의 센서 및 제어부와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 정보 암호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 12c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시 장치의 지문 정보 암호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 필터를 사용한 암호화방법을 나타내는 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 인버스 필터를 이용한 복호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 비대칭키를 이용한 암호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 정보 암호화 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)"등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도 및 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 휴대용 하우징과 같은 하우징(20), 하우징(20)에 고정된 제어부(60), 입력부(50) 및 센서(200)를 포함한다. 표시 장치(10)는 모바일 무선 통신 디바이스, 예를 들어, 셀룰러 전화기일 수 있다. 표시 장치(10)는 다른 유형의 전자 디바이스, 예를 들어, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨터 등일 수 있다.
무선 송수신부(80)는 또한 하우징(20) 내에 고정되고 제어부(60)에 결합된다. 무선 송수신부(80)는 제어부(60)와 협력하여, 예를 들어, 음성 및/또는 데이터에 대해 적어도 하나의 무선 통신 기능을 수행한다. 일부 실시예들에서, 표시 장치(10)는 무선 송수신부(80) 또는 기타 무선 통신 회로부를 포함하지 않을 수 있다. 제어부(60)는 어플리케이션 프로세서(AP) 및 구동칩을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100, 디스플레이 층, 디스플레이 영역으로 지칭될 수 있다)은 하우징(20)에 고정되고 제어부(60)에 결합된다. 디스플레이 패널(100)은, 예를 들어, 발광 다이오드(LED) 디스플레이일 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)은 터치 디스플레이 기능을 제공하는 추가적인 회로부를 가질 수 있다.
메모리(70)는 제어부(60)에 결합된다. 메모리(70)는, 예를 들어, 손가락 매칭 생체측정 템플릿 데이터를 저장한다. 메모리(70)는 기타 또는 추가적인 유형들의 데이터를 저장할 수 있다.
통상의 기술자들이 알 수 있는 바와 같이, 디스플레이 패널(100)은 터치 디스플레이의 형태이고, 터치 디스플레이는 입력 디바이스와 디스플레이의 두가지 역할을 한다. 또한, 디스플레이 패널(100)은 제어부(60)와 협력하여 입력에 응답하여 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)은 표시 장치(10)의 전원 켜기 또는 끄기, 무선 송수신부(80)를 통한 통신 개시하기, 및/또는 터치 디스플레이에 대한 입력에 기초하여 메뉴 기능을 수행할 수 있다.
더 구체적으로는, 메뉴 기능에 관련하여, 제어부(60)는 터치 디스플레이에 대한 입력 또는 누르기에 기초하여 이용가능한 애플리케이션들의 메뉴를 디스플레이 패널(100)에 디스플레이할 수 있다. 또한, 푸시버튼 스위치와 같은 입력부(50)가 하우징(20)에 고정될 수 있다.
센서(200)는 광학 센서 또는 정전방식의 터치센서일 수 있으며 이에 대해서는 후술한다.
도 3a는 도 1의 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이고, 도 3b는 도 1의 I-I'선을 따라 절개한 단면도이다. 이하에서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)를 보다 상세히 설명한다.
도 3a를 참조하면, 표시 장치(10)는 투명 커버층(330), 터치 감지층(310), 디스플레이 패널(100), 핀 홀 어레이 마스크층(400), 광학 센서(200), 브래킷(bracket)(21), 인쇄회로기판(24), 하우징(20), 및 후면 커버(22)를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 구성요소들은 서로 밀착되거나 일부 이격되어 적층될 수 있다.
투명 커버층(330)은 표시 장치(10)의 전면 외관을 형성하여 인접하는 손가락(40)을 수용할 수 있는 손가락 배치면(331)을 정의할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명 커버층(330)은 디스플레이 패널(100)을 통해 출력되는 컨텐츠가 외부로 노출되도록 투명한 물질 예컨대, 글래스를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 투명커버층(330)는 테두리 영역 중 일부가 후면 방향으로 휘어져 곡면을 형성할 수 있다. 도시된 도면에서는, 투명 커버층(330)의 측면 영역이 곡면을 형성한 상태를 나타낸다.
디스플레이 패널(100)은 투명 커버층(330)의 하층에 배치되고, 각종 컨텐츠를 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 기판, 기판의 일면 상에 배치된 복수 개의 화소(PX)들, 및 화소(PX)들과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 도전성 라인을 포함할 수 있다. 기판은 적어도 일부(예: 벤딩부(23))가 후면 방향으로 휘어질 수 있도록 플렉서블 소재로 형성될 수 있다. 도전성 라인은 적어도 하나의 게이트선 또는 적어도 하나의 데이터선을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 복수 개의 게이트선과 복수 개의 데이터선은 매트릭스 형태로 배열되고 라인이 교차되는 지점과 인접하게 상기 복수 개의 화소(PX)들이 정렬되어 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 구동 회로와 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)에 연결될 수 있다. 디스플레이 구동 회로는 도전성 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 패널(100)에 구동 신호 및 영상 신호를 제공하는 구동 칩(driver IC, 61), 또는 상기 구동 신호 및 영상 신호를 제어하는 타이밍 컨트롤러(timing controller, T-con)를 포함할 수 있다. 상기 구동칩(61)은 디스플레이 패널(100)의 게이트 신호 라인을 순차적으로 선택하여 스캔(scan) 신호(또는, 구동 신호)를 인가하는 게이트 드라이버 IC, 및 영상 신호를 디스플레이 패널(100)의 데이터 신호 라인에 인가하는 데이터 드라이버 IC(또는, 소스 드라이버 IC)를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 게이트 드라이버 IC가 상기 게이트 신호 라인을 선택하고 스캔 신호를 인가하여 해당 화소(PX)를 활성화 상태로 변경하면, 상기 데이터 드라이버 IC는 영상 신호를 상기 데이터 신호 라인을 통해 해당 화소(PX)에 인가할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 driver IC에 전송되는 신호의 전송 시간을 조절하여 디스플레이 패널(100)에 출력되는 과정에서 발생할 수 있는 표시 시간 차를 방지할 수 있다. 구동칩(61)은 센서(200)로부터 출력되는 지문 정보를 수신하여 지문 이미지 데이터로 변환하고 지문 이미지 데이터를 암호화할 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 배면의 적어도 일부, 예를 들어, 디스플레이 패널(100)의 하측 중앙에 핀 홀 어레이 마스크층(400)이 배치되고, 핀 홀 어레이 마스크층(400)의 배면에 적어도 일부에 광학 센서(200)가 배치된다. 핀 홀 어레이 마스크층(400) 및 광학 센서(200)에 대한 자세한 내용은 후술한다.
브래킷(21)은 투명 커버층(330)과 동일 또는 유사한 크기로 제공될 수 있으며, 디스플레이 패널(100)을 고정 및 지지할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 브래킷(21)은 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)에 의해 적어도 일부가 감싸질 수 있다. 예컨대, 브래킷(21)의 전면에 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)를 제외한 부분이 놓이고, 디스플레이 패널(100)의 벤딩부(23)가 브래킷(21)의 일측면 및 후면 일부를 덮도록 휘어져 감쌀 수 있다. 일 실시예에 따르면, 브래킷(21)은 디스플레이 패널(100)이 고정될 수 있도록 디스플레이 패널(100)이 접촉되는 적어도 일부 영역에 접착 물질이 도포되거나 접착층을 포함할 수 있다. 또한, 브래킷(21)은 광학 센서(200)를 고정 및 지지할 수 있다. 브래킷(21)은 광학 센서(200)와 디스플레이 패널(100) 사이의 단차에 대응하는 홈(25)을 가질 수 있다.
인쇄회로기판(24)은 브래킷(21)의 하부에 배치될 수 있으며, 각종 전자 부품들이 인쇄회로기판(24) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 전자 소자 또는 회로선 등이 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수 있으며, 적어도 일부가 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전자 부품들은 예를 들어, 제어부(60), 메모리(70), 또는 무선 송수신부(80) 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이 구동 회로는 인쇄회로기판(24)과 전기적으로 연결되거나, 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수도 있다. 또한, 광학 센서(200)를 구동하기 위한 구동 회로, 광학 센서(200)로부터 출력되는 이미지 데이터를 처리하기 위한 회로부 등이 인쇄회로기판(24)과 전기적으로 연결되거나, 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 인쇄회로기판(24)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 인쇄회로기판(24) 중 적어도 일부는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 구동칩(61)과 애플리케이션 프로세서(62)가 인쇄회로기판(24) 상에 배치될 수 있다. 구동칩(61)은 광학 센서(200)로부터 출력되는 지문 정보를 처리하기 위한 회로부등을 포함할 수 있다.
하우징(20)은 표시 장치(10)의 내부 구성요소들을 고정 및 지지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(100), 핀 홀 어레이 마스크층(400), 광학 센서(200), 브래킷(21), 및 인쇄회로기판(24)이 차례대로 적층되어 하우징(20)에 안착될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 하우징(20)의 적어도 일면은 금속 재료를 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 하우징(20)의 측면은 메탈 프레임을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 투명 커버층(330)은 하우징(20)에 탈부착될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 투명 커버층(330)은 하우징(20)의 전면을 덮은 상태에서 하우징(20)의 측면에 체결될 수 있다.
후면 커버(22)는 표시 장치(10)의 후면 외관을 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에 다르면, 후면 커버(22)는 하우징(20)에 탈부착될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 후면 커버(22)는 하우징(20)의 후면을 덮은 상태에서 하우징(20)의 측면에 체결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 표시 장치(10)는 상술한 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 적어도 하나의 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(10)는 터치 감지층(310)을 더 포함할 수 있다. 터치 감지층(310)은 투명 커버층(330)과 디스플레이 패널(100) 사이에 적층될 수 있으며, 사용자의 신체 일부 또는 전자 펜 등과 같은 터치 객체의 접촉 또는 접근을 감지할 수 있는 터치 센서를 포함할 수 있다. 터치 감지층(310)은 구동칩(61)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 표시 장치(10)에 전원을 공급할 수 있는 배터리를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 3b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 각 구성요소를 보다 상세히 설명한다.
도 3b를 참조하면, 예를 들어, 사용자의 손가락(40)의 지문 패턴을 감지하기 위한 광학 센서(200)가 디스플레이 패널(100) 아래에 배치된다. 더 구체적으로는, 광학 센서(200)는 집적회로(IC) 기판, 및 IC 기판에 의해 운반되는 이미지 감지 회로부를 포함한다. 광학 센서(200)는 회로 기판(220), 예를 들어, 가요성 기판에 결합될 수 있다. 광학 센서(200)는 후방조명 센서 또는 배면 조명(BSI) 이미지 센서일 수 있다. 광학 센서(200)는 예를 들어, CMOS, CCD 등을 포함할 수 있다.
광학 센서(200)는 각종 필터, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 필터 등을 포함할 수 있다. 또한, 광학 센서(200)는 적색을 차단하는 필터, 예를 들어, 녹색 또는 청색 필터를 포함할 수 있다. 또한, 광학 센서(200)는 적외선을 차단하는 필터를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)로부터 발광된 광이 사용자의 손가락(40)으로 지향될 수 있고, 손가락에 반사된 광이 광학 센서(200)를 향하여 지향될 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(100)에 포함된 화소(PX)가 지문 패턴의 이미지 캡쳐에 필요한 광원의 역할을 한다.
화소(PX)는 예를 들어, 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)를 포함할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 각각 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 가질 수도 있다. 화소(PX)는 선택적으로 백색 화소(W)를 더 포함할 수 있다. 백색 화소(W)는 백색 컬러 필터를 갖거나 별도의 필터를 가지지 않을 수도 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 디스플레이 패널(100)은 다양한 색의 화소, 비가시광원(예컨대, 적외선(IR) 또는 자외선(UV)), 및/또는 다른 유형의 광원이 사용될 수 있다. 디스플레이 패널(100)의 화소(PX)는 광학 센서(200)의 신호 획득과 동기화되는 것이 바람직할 수 있다. 디스플레이 패널(100)의 자세한 구조는 후술한다.
보호 필름(300)이 디스플레이층(100) 하부에, 보다 구체적으로는 디스플레이층(100)과 핀 홀 어레이 마스크층(400) 사이에 배치될 수 있다. 보호 필름(300)은 점착제(미도시)를 통해 디스플레이층(100) 하부에. 보다 구체적으로는 기판의 하부에 부착될 수 있다. 보호 필름(300)은 디스플레이 패널(100)의 강도를 향상시키고, 디스플레이 패널(100)의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다. 보호 필름(300)은 플렉서블한 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 보호 필름(300)은 영률(Young's modulus)에 따라 다양한 두께를 가질 수 있다.
광학적으로 투명한 지지 부재(210)가 광학 센서(200) 위에 배치될 수 있다. 지지 부재(210)는 핀 홀 어레이 마스크층(400)과 광학 센서(200)를 이격시킨다. 즉, 지지 부재(210)는 광학 센서(200)와 핀 홀 어레이 마스크층(400) 사이에 배치된다. 또한, 지지 부재(210)는 광학 센서(200)의 센싱 소자(CE)들을 보호하는 캐핑층일 수 있다. 광학적으로 투명한 접착층이 지지 부재(210)의 위 및/또는 아래에 배치될 수 있다.
핀 홀 어레이 마스크층(400)은 광학 센서(200) 위에 예를 들어, 0.25 mm 내지 4.0 mm 거리만큼, 보다 구체적으로는, 1 mm 이하의 거리만큼 이격되어 배치된다. 예를 들어, 핀 홀 어레이 마스크층(50)은 지지 부재(210)의 상면 상에 배치된다. 핀 홀 어레이 마스크층(400)은 불투명 마스크로서 그 안에 광이 통과하도록 하는 복수의 핀 홀(PH)을 갖는다. 핀 홀(PH)은 균일하게 이격되거나 또는, 예를 들어, 벌집 패턴으로 이격될 수 있다. 핀 홀(PH)의 간격의 피치는, 예를 들어, 40 um 내지 127 um 일 수 있고 더 구체적으로는, 약 40 um 내지 85 um 일 수 있다. 또한, 각각의 핀 홀(PH)의 너비(직경)는, 예를 들어, 20um 내지 80um 일 수 있다. 핀 홀 어레이 마스크층(400)과 관련된 구체적 수치는 후술한다.
핀 홀 어레이 마스크층(400)은 불투명하고, 따라서 광이 투과하도록 허용하지 않는다. 핀 홀 어레이 마스크층(400)은 크롬, 예를 들어, 크롬 층을 포함하여 불투명성을 제공할 수 있다. 물론, 층 형태 또는 층 형태가 아닌 다른 재료들을 이용하여 불투명성을 제공할 수 있다.
디스플레이 패널(100), 보다 정확히는 디스플레이 패널의 일부인 디스플레이층(100)이 핀 홀 어레이 마스크층(400) 위에 있다. 전술한 바와 같이, 디스플레이층(100)은 예시적으로 이미지들을 디스플레이하기 위한 복수의 화소(PX)를 포함한다. 특히, 디스플레이층(100)은 유기 발광 다이오드(ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE) 디스플레이 패널의 일부일 수 있다. 화소(PX)는 손가락에 반사된 광이 통과할 수 있도록 이격될 수 있고, 핀 홀(PH)과 정렬될 수 있다.
일 실시예에서, 터치 감지층(310)이 디스플레이층(100) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이층(100)은 기판(도 5의 110) 및 그 기판(110) 상의 박막 봉지층(도 5의 160)을 포함할 수 있는 바, 이때 터치 감지층(310)은 디스플레이층(100)의 박막 봉지층(160) 상에 위치할 수 있다. 구체적으로, 터치 감지층(310)은 디스플레이층(100)의 박막 봉지층(160)과 투명 커버층(330) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지층(310)은 박막봉지층 상에 직접 적층되어 형성될 수도 있다.
일 실시예에서, 터치 감지층(310)은 디스플레이 패널(100)과 분리된 터치 패널일 수 있다. 터치 감지층(310)은 터치를 감지하기 위한 금속 터치 전극 및 터치 전극 상측 또는 하측에 절연막, 접착층 또는 보호 필름을 포함할 수 있다.
터치 감지층(310) 위에 투명 커버층(330)이 배치된다. 광학적으로 투명한 접착층(320)이 터치 감지층(310)과 투명 커버층(330) 사이에 배치될 수 있다. 오닉스(onyx) 등을 포함하는 투명 커버층(330)이 디스플레이 층(100) 위에 있고 인접하는 사용자의 손가락을 수용할 수 있는 손가락 배치면을 정의한다. 더 구체적으로는, 투명 커버층(330)은 광학적으로 투명한 접착층(320)에 의해 고정되고, 투명 커버층(330)의 상부 표면은 사용자의 손가락(40)을 수용하기 위한 손가락 배치면(331)을 정의한다.
광학 센서(200), 더 구체적으로는, 이미지 감지 회로부는 손가락 배치면(331)에 인접하게 배치된 사용자의 손가락(40) 또는 객체의 이미지를 감지하고, 그것에 기초하여, 하나 이상의 생체측정 기능, 예를 들어, 사용자 인증(매칭 동작), 생체측정 등록 기능, 및/또는 위조 검출 기능을 수행할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)가 터치 디스플레이의 형태이면, 즉, 터치 감지층(310)을 포함하면, 사용자가 터치 디스플레이를 접촉할 때, 예를 들어, 네비게이션 기능 또는 기타 터치 디스플레이 입력 시, 예를 들어, 손가락 매칭 및/또는 위조 검출을 위하여 사용자의 손가락(40)으로부터의 데이터가 광학 센서(200)에 의해 감지되거나 또는 획득될 수 있다.
디스플레이층(100)의 화소들(PX)로부터의 광이 손가락 배치면(331)에 접하거나 또는 손가락 배치면(331) 상에 떨어져 있는 사용자의 손가락(40)에 기초하여 산란된다. 산란광이 디스플레이층(100)의 투명한 부분 및 핀 홀 어레이 마스크층(400)의 핀 홀(PH)들을 통해 광학 센서(200)에 의해 캡쳐된다.
도 4 및 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도 및 그 단면도이다.
도 4 및 도 5을 참조하면, 본 발명의 디스플레이 패널(100)은 일 방향을 따라 배치되는 게이트선(101), 게이트선(101)과 절연 교차되는 데이터선(102)과 공통 전원선(103), 스위칭 박막 트랜지스터(104), 구동 박막 트랜지스터(105), 및 축전 소자(106)을 포함한다.
즉, 본 발명의 표시 장치의 한 화소는 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor, CAP)(106)로 이루어진 2TFT-1CAP 구조를 갖는다. 다만, 이에 한정되지 않고 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자로 이루어질 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(104)는 발광시키고자 하는 화소를 선택한다. 스위칭 박막 트랜지스터(104)는 게이트선(101)에 연결된 스위칭 게이트 전극(104a), 데이터선(102)에 연결된 스위칭 소스 전극(104b), 제1축전판(106a)에 연결된 스위칭 드레인 전극(104c), 및 스위칭 반도체층(104d)을 포함한다.
구동 박막 트랜지스터(105)는 스위칭 박막 트랜지스터(104)에 의해 선택된 화소의 유기 발광층(120)을 발광시키기 위한 구동 전원을 인가한다. 구동 박막 트랜지스터(105)는 제1축전판(106a)에 연결된 구동 게이트 전극(105a), 공통 전원선(103)에 연결된 구동 소스 전극(105b), 제1전극(110)과 연결된 구동 드레인 전극(105c), 및 구동 반도체층(105d)을 포함한다.
축전 소자(106)는 제1축전판(106a) 및 제2축전판(106b)을 포함한다. 제1축전판(106a)은 스위칭 드레인 전극(104c) 및 구동 게이트 전극(105a)에 연결되고, 제2축전판(106b)은 공통 전원선(103)에 연결된다. 축전 소자(106)의 축전 용량은 축전 소자(106)에서 축전된 전하 및 제1축전판(106a)과 제2축전판(106b) 사이의 전압에 의해 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(104)를 통해 전달된 데이터 전압과 공통 전원선(103)으로부터 구동 박막 트랜지스터(105)에 인가되는 공통 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(106)에 저장되고, 축전 소자(106)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(105)를 통해 유기 발광층(120)으로 흐름으로써 유기 발광층(120)이 발광하게 된다
제1기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 스테인리스 강 등의 금속성 재료로 형성될 수 있다.
제1기판(110)은 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)을 포함한다. 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)은 후술하는 화소 정의막(180)에 의해 정의되며, 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)은 제1기판(110) 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 또한, 제1기판(110)은 백색 화소 영역을 포함할 수 있다
버퍼층(107)은 제1기판(110) 상에 배치되며, 버퍼층(107)은 제1기판(110)을 통한 수분 또는 불순물의 침투를 방지함과 동시에 제1기판(110)의 표면을 평탄화한다. 버퍼층(107)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 SiO2 또는 SiNx 등을 사용하여 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법, APCVD(Atmospheric Pressure CVD)법 또는 LPCVD(Low Pressure CVD)법 등의 다양한 증착 방법에 의해 제1기판(110) 상에 증착될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 버퍼층(107)은 필요에 따라 제거될 수 있다.
구동 반도체층(105d)은 버퍼층(107) 상에 배치되며, 구동 반도체층(105d)은 소스 영역, 드레인 영역 및 그 사이의 채널 영역을 포함한다.
게이트 절연막(108)은 버퍼층(107) 상에 구동 반도체층(105d)을 덮도록 배치되며, 게이트 절연막(108)은 제1기판(110)을 통한 수분 또는 불순물의 침투를 방지한다. 게이트 절연막(108)은 절연 물질로 이루어지며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 게이트 절연막(108)은 다양한 절연 물질로 이루어질 수 있다.
구동 게이트 전극(105a)은 게이트 절연막(108) 상에 배치되며, 층간 절연막(109a)은 게이트 절연막(108) 상에 구동 게이트 전극(105a)을 덮도록 배치된다.
구동 소스 및 구동 드레인 전극(105b, 105c)은 층간 절연막(109a) 상에 서로 이격되어 배치되며, 구동 소스 및 구동 드레인 전극(105b, 105c)은 게이트 절연막(108) 및 층간 절연막(109a)에 형성된 개구 영역을 통하여 구동 반도체층(105d)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 접촉한다.
보호층(109b)은 층간 절연막(109a) 상에 구동 소스 및 구동 드레인 전극(105b, 105c)을 덮도록 배치된다. 보호층(109b)은 구동 박막 트랜지스터(105)를 보호하며, 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 이루어질 수 있다.
제1전극(120), 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)은 보호층(109b) 상에 순차적으로 배치된다. 제1전극(120)은 정공을 주입하는 애노드(anode)일 수 있고, 제2전극(140)은 전자를 주입하는 캐소드(cathode)일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제1전극(120)은 캐소드일 수 있고, 제2전극(140)은 애노드일 수 있다.
유기 발광층(130)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 유기 발광층(130)은 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층을 포함할 수 있고, 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층(130)은 적색, 녹색 및 청색 화소 영역(PAr , PAg , PAb)에 각각 배치될 수 있다. 이 경우, 컬러 필터가 있을 수도 있다. 또는 유기 발광층(130)은 단일한 색의 유기 발광층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 전면 발광형(top emission type) 구조이며, 따라서 제1전극(120)은 반사막으로 형성되고, 제2전극(140)은 반투과막으로 형성될 수 있다.
반사막 및 반투과막은 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 반사막 및 반투과막은 두께로 구별되며, 일반적으로 반투과막은 200㎚ 이하의 두께를 갖는다. 또한, 반사막 및 반투과막은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층상에 적층된 투명 전도성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1전극(120)은 투명 도전막을 더 포함할 수 있으며, 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명전도성산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO) 물질로 만들어질 수 있다.
제1전극(120)은 반사막으로 형성된 구조, 반사막과 투명 도전막을 포함하는 2중막 구조, 또는 투명 도전막, 반사막, 그리고 투명 도전막이 차례로 적층된 3중막 구조일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제1전극은 투명 도전막으로 형성된 구조일 수 있다.
제2전극(140)은 투명 도전막으로 형성된 구조일 수 있다. 제2전극(140)이 투명 도전막으로 형성되는 경우, 제2전극(140)은 정공을 주입하는 애노드가 될 수 있고, 제1전극(120)은 반사막으로 형성되어 캐소드가 될 수 있다.
한편, 제1전극(120) 상에는 제1전극(120)의 가장자리를 덮고 제1전극(120)의 중앙부를 노출하는 소정의 개구부를 포함하는 화소 정의막(180)이 배치된다. 즉, 화소 정의막(180)의 상기 개구부 내에 제1전극(120), 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)이 차례로 적층되며, 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)은 화소 정의막(180) 상에도 형성될 수 있다.
캡핑층(150)은 제2전극(140) 상에 배치된다. 캡핑층(150)은 제1전극(120), 유기 발광층(130) 및 제2전극(140)을 보호함과 동시에 유기 발광층(130)에서 발생된 광이 효율적으로 외부를 향해 방출될 수 있도록 돕는다.
박막 봉지층(160)은 캡핑층(150) 상에 배치되며, 박막 봉지층(160)은 제1전극(120), 유기 발광층(130), 제2전극(140) 및 캡핑층(150)을 밀봉하며, 외부의 수분이나 산소 등의 침투로부터 이들을 보호한다.
박막 봉지층(160)은 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층이 교대로 배치된 구조일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 박막 봉지층(160)은 유기층 또는 무기층의 단일층으로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터가 존재하여 각각 박막 봉지층(160) 상의 적색 화소 영역(PAr), 녹색 화소 영역(PAg) 및 청색 화소 영역(PAb)에 배치될 수도 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 기판(110)의 하부에는 보호 필름(300)이 배치될 수 있고, 컬러 필터가 존재하는 경우에는 컬러 필터 상부에 터치 감지층(310)이 배치될 수도 있다.
다른 실시예로서, 박막 봉지층(160) 상에 터치 감지층(310)이 배치되고, 터치 감지층(310) 상에 컬러 필터 및 평탄화막이 배치될 수도 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 핀 홀 어레이 마스크층 및 확대된 핀 홀을 나타내는 도면이다.
핀 홀 어레이 마스크층(400)은 규칙적으로 배열된 개구부, 즉 핀 홀(PH)을 포함한다. 각각의 핀 홀(PH)은 너비(직경) W, 높이(핀 홀 어레이 마스크층(400)의 두께) H를 갖는다. 핀 홀(PH)들은 소정의 간격(피치) P으로 배열될 수 있다. 핀 홀(PH)은 불투명한 핀 홀 어레이 마스크층(400)을 관통하는 개구부일 수 있다. 핀 홀(PH)은 투명한 재질로 채워져 있을 수 있다.
손가락(40)에 산란된 빛 중 핀 홀 어레이 마스크층(400)에 대해 소정의 각도 이상의 광(431, 432), 예를 들어 거의 수직인 광(431)만 핀 홀(PH)을 통과하고, 핀 홀 어레이 마스크층(400)에 대해 소정의 각도 미만으로 비스듬히 입사하는 광(433)은 차단된다. 핀 홀(PH)을 통과할 수 있는 광의 각도는 핀 홀(PH)의 너비 W에 대한 높이 H의 비율에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 손가락(40)의 일 지점에서 산란된 광이 하나의 핀 홀(PH), 즉 그 지점에서 수직방향으로 아래에 위치한 핀 홀(PH)만을 통과하고, 인접한 다른 핀 홀(PH)을 통과하지는 못하도록, 핀 홀(PH)의 너비 W에 대한 높이 H의 비율이 상당히 클 수 있다. 예를 들어, 상기 비율은 5 내지 20의 값을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 상기 비율은 1 내지 100의 값을 가질 수 있다.
한편, 소정의 각도 미만으로 비스듬히 핀 홀(PH)로 입사한 광이 핀 홀(PH)의 내주면에서 전반사하여 광학 센서(200)에 캡쳐될 수 있고, 이는 캡쳐된 지문 이미지의 품질, 해상도를 악화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 핀 홀(PH)의 내주면은 광의 전반사가 감소하도록 무광 처리될 수 있다.
무광 처리는 플라즈마 처리, 샌드 블러스트 등의 물리적 처리, 화학적 처리 등을 포함한다. 예를 들어, 무광 처리는 진공 에칭 방법, 표면 버프 연마 방법 또는 사포 연마 방법, 화학 약품에 의한 흑색 착화물을 형성하는 방법 등이 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식 영역이 디스플레이된 표시 장치를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 장치가 지문 이미지를 캡쳐하는 방법의 흐름도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제어부(60)는 지문 인식이 필요하면, 예를 들어, 사용자 인증을 위한 애플리케이션이 구동되면, 디스플레이 영역(100)에 지문 인식 영역을 나타내는 이미지(500)가 디스플레이 되도록 한다(S100). 지문 인식 영역은 광학 센서(200)가 배치된 영역, 즉 지문 인식이 가능한 영역에 대응할 수 있다. 지문 인식이 가능한 영역은 디스플레이 영역(100)의 일부 또는 전부와 중첩할 수 있다. 이미지(500)는 지문 인식 영역의 일부, 또는 전부와 중첩할 수 있다. 다만,이에 한정되지는 않으며, 이미지(500)는 디스플레이 되지 않을 수도 있다.
터치 감지층(310)은 지문 인식 영역 내에 입력된 손가락(40)의 터치를 감지한다(S200).
제어부(60)는 터치 입력이 감지되면 터치 입력된 영역을 판단한다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 지문 인식 영역내에 터치가 입력된 영역(510)과 터치가 입력되지 않은 영역(520)을 식별한다.
제어부(60)는 광학 센서(200)의 캡쳐를 위해 터치가 입력된 영역(510)의 적색 화소의 발광은 중지시키고, 녹색 화소 및/또는 청색 화소 만을, 예를 들어 최대 밝기로, 발광시킨다(S400). 이 때, 터치가 입력되지 않은 영역(520)은 임의의 이미지, 예를 들어, 그때까지 디스플레이되고 있던 이미지를 계속 디스플레이할 수 있다. 따라서, 지문 인식을 위한 광원은 터치가 입력된 영역(510), 즉 손가락(40)으로 가려진 영역에서만 발광하므로, 사용자에게 시인되지 않을 수 있다. 따라서, 적색 화소가 발광하지 않음에도, 사용자는 디스플레이되는 이미지의 변화를 느끼지 못할 수 있다.
녹색 화소 및/또는 청색 화소의 발광과 동기화된 광학 센서(200)가 지문 정보를 캡쳐한다(S500). 녹색 및/또는 청색 광만 광학 센서(200)에 입사하고, 적색 광은 입사하지 않는다.
구동칩(61)은 광학 센서(200)가 캡쳐한 지문 정보를 이미지로 변환하고 암호화한다. 암호화 방법은 후술한다.
제어부(60)는 광학 센서(200)가 캡쳐하고 구동칩(61)이 변환하고 암호화한 이미지에 기초하여 사용자 인증 기능을 수행할 수 있다(S600).
도 10은 도 2의 센서 및 제어부와의 관계를 나타내는 도면이다.
센서(200)는 지문을 인식하고 지문에 대한 정보를 생성하여 구동칩(61)으로 전송한다. 구동칩(61)은 센서가 인식한 정보를 암호화하고 애플리케이션 프로세서(62)로 전송한다. 센서가 인식한 지문 정보는 암호화부(63)에서 이미지로 변환되고 암호화된다. 암호화부(63)가 지문 정보를 암호화하는 방법은 후술한다. 암호화된 데이터는 전송부(64)에서 애플리케이션 프로세서(62)로 전송하기 위한 데이터로 변환된다.
전송부(64)는 암호화부(63)에서 암호화된 데이터를 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)를 이용하여 전송하기 위해 MIPI의 물리계층에서의 전송에 사용되는 데이터로 변환한다. 물리계층은 변환된 데이터를 전송하기 위해 실제 데이터의 시작과 끝을 알리는 데이터를 추가하고 직병렬 변환을 수행한다.
물리계층은 D-PHY가 사용될 수 있으며 하드웨어의 구성을 단순화하기 위해 시리얼 방식과 고속 인터페이스를 구현하기 위해 디퍼런셜 페어 방식이 사용될 수 있다.
광학 센서, 정전 방식 센서, 초음파 센서 및 열센서 등이 센서(200)로서 사용될 수 있다.
도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 정보 암호화 방법을 나타내는 도면이다. 도 11a를 참조하면, 구동칩(61)은 디스플레이의 지문 센서로부터 지문 정보를 획득하고 획득한 지문 정보를 지문 이미지 데이터로 변환한 후, 지문 이미지 데이터를 가로 서브 블록 및 세로 서브 블록의 수가 4인 이미지로 분할한다. 여기서 가로 서브 블록 및 세로 서브 블록의 수는 4이상일 수 있다.
분할된 지문 이미지 영역에는 암호화 옵션이 적용되며 암호화 옵션은 사용자에 의해 미리 지정되거나 암호화가 적용될 때 랜덤으로 선택될 수 있다. 또한 암호화 옵션은 하나의 옵션만이 선택되거나 복수의 옵션이 선택될 수 있다.
암호화 옵션은 뒤집기, 위치변경, 밝기변경 또는 노이즈 믹스(mix), 해싱(hashing)등의 방법이 사용될 수 있다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 암호화 옵션 중 위치변경옵션이 사용된 것을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 11b를 참조하면, 구동칩(61)은 위치변경옵션을 사용하여 가로 서브 블록 및 세로 서브 블록의 수가 4인 이미지의 서브 블록의 위치를 변경하고 위치변경옵션이 선택되었다는 것을 애플리케이션 프로세서(62)에 알려준다.
구동칩(61)은 위치변경옵션이 사용되는 경우 각 서브 블록별 이전위치와 현재위치를 애플리케이션 프로세서(62)에 알려주고 애플리케이션 프로세서는 이를 바탕으로 역으로 복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어 (1,4):(3,2) 와 같은 형식으로 데이터가 전송되는 경우 좌측에서 첫번째, 상단에서 네번째의 서브 블록은 원래 위치가 좌측에서 첫번째, 상단에서 네번째의 블록이었으나 위치변경옵션이 적용되어 좌측에서 세 번째, 상단에서 두 번째의 위치로 옮겨지는 것이다. 애플리케이션 프로세서(62)는 좌측에서 세 번째, 상단에서 두 번째 위치의 블록을 원래 위치인 좌측에서 첫 번째, 상단에서 네 번째의 위치로 옮김으로써 복호화를 수행한다.
또한 애플리케이션 프로세서로 전달되는 위치변경옵션정보 자체에 암호화가 적용될 수도 있다.
복호화가 수행된 지문데이터는 애플리케이션 프로세서가 자체 방식으로 암호화할 수 있다. 또는 애플리케이션 프로세서는 구동칩(61)이 암호화한 지문데이터를 수신하여 복호화를 수행하지 않고 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 다시 재암호화할 수 있다. 이 경우 기존에 등록되어 있는 지문데이터 또한 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 재암호화한 데이터로서 사용자 인증시에는 애플리케이션 프로세서(62)는 기존에 등록되어 있는 지문데이터와 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 애플리케이션 프로세서(62)가 재암호화한 데이터와 비교하여 인증여부를 결정할 수 있다.
애플리케이션 프로세서(62)가 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 복호화한 후 암호화하는 경우 기존에 등록되어 있는 지문데이터 또한 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 애플리케이션 프로세서(62)가 복호화한 후 다시 암호화하여 등록한 데이터일 수 있다.
애플리케이션 프로세서(62)는 사용자를 인증할 때 기존에 등록되어 있는 지문데이터와 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 복호화한 후 애플리케이션 프로세서가 암호화한 데이터를 비교하여 인증여부를 결정할 수 있다.
애플리케이션 프로세서(62)가 구동칩(61)이 암호화한 데이터에 재암호화를 수행하거나 또는 복호화를 수행한 후 암호화를 수행할 지 여부는 미리 저장되어 있거나 사용자에 의해 결정되어 저장될 수 있다.
도12a 내지 12c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시 장치의 지문 정보 암호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 12c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문정보 암호화 방법은 암호화를 중복적으로 적용한다.
구동칩(61)은 디스플레이의 지문 센서로부터 지문데이터를 획득하고 획득한 지문 이미지 데이터를 가로 서브 블록 및 세로 서브 블록의 수가 4인 이미지로 분할한다.
분할된 지문데이터에 위치변경 암호화 옵션이 적용된다(도 12b 참조).
위치변경 암호화 옵션은 가로 서브 블록 및 세로 서브 블록의 수가 4인 이미지의 각 서브 블록을 이동시킬 수도 있으며 각 로우(row) 단위 또는 각 컬럼(column) 단위로 이동시킬 수도 있다. 또한 위치변경 암호화 옵션에는 회전이 포함될 수도 있다.
도 12b는 각 컬럼(column) 단위로 위치변경을 수행하여 그 결과 좌측에서 첫번째 컬럼에 있었던 서브블록들과 좌측에서 두번째 컬럼에 있었던 서브블록들간 위치를 서로 변경하고 좌측에서 세번째 컬럼에 있었던 서브블록들과 네번째 컬럼에 있었던 서브블록들간 위치를 서로 변경한 결과를 나타낸다. 또한 위치를 변경한 결과에 회전이 추가적으로 수행될 수도 있다.
암호화를 수행하는 경우, 복수의 옵션을 선택하여 암호화가 여러 번 수행될 수 있다. 도 12c는 위치를 변경한 결과에 오른쪽으로 90도 회전하고 각 로우마다 단계적으로 필터를 사용하여 암호화가 적용된 결과를 나타낸다. 필터는 광선확산, 변위, 유리, 리플(ripple), 핀치(pinch), 돌리기(twirl), 파도(wave), 지그재그, 구형화 등의 필터일 수 있다.
필터는 각 서브블록, 각 로우 또는 각 컬럼마다 다른 필터가 사용될 수 있다. 이 경우 구동칩(61)은 각 서브블록, 각 로우 또는 각 컬럼마다 사용된 필터정보를 애플리케이션 프로세서(62)로 전송한다. 필터정보는 사용한 필터와 필터의 강도에 대한 정보이다.
애플리케이션 프로세서(62)는 구동칩(61)으로부터 전송받은 왜곡필터 정보 및 위치변경, 회전 정보를 이용하여 복호화를 수행한다. 애플리케이션 프로세서(62)는 복호화를 수행하여 생성된 지문데이터에 애플리케이션 프로세서(62) 자체의 암호화를 수행하여 기존에 등록된 지문데이터와 비교하여 사용자를 인증할 수 있다.
또는 별도로 복호화를 수행하지 않고 구동칩(61)이 암호화한 데이터를 애플리케이션 프로세서가 다시 암호화할 수 있다. 이 경우 기존에 등록된 암호화된 지문 정보와 입력된 지문 정보를 암호화한 것을 서로 비교함으로써 보안수준을 높일 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 필터를 사용한 암호화방법을 나타내는 도면이다.
도 13a는 제 1 필터 및 제 2 필터를 사용하여 지문 이미지를 필터링한 결과를 나타낸다. 도 13b는 제 1 필터를 사용했을 때의 지문 이미지의 입력 밝기와 출력 밝기의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13a는 지문 이미지의 하나의 로우에 제 1 필터를 적용한 결과(701)와 지문 이미지의 하나의 로우에 제 2 필터를 적용한 결과(702)를 나타낸다.
제 1 필터는 지문 이미지 화소의 입력 밝기가 중간이 되는 지점을 기준으로 입력밝기가 0 에서 중간 사이를 갖는 지문 이미지의 화소는 출력 밝기를 높이고, 입력 밝기가 중간에서 최대 사이를 갖는 지문 이미지의 화소는 출력 밝기를 낮춘다.
도 13c는 제 2 필터의 암호화방식을 나타낸 것이다.
제 2 필터는 지문 이미지의 각 화소의 RGB 데이터를 YCrCb 데이터로 변환한 후 Cb 데이터, Cr 데이터 성분의 일부를 서로 혼합한다. 예를 들어 Cb 또는 Cr이 8비트의 값을 갖는 경우, Cb데이터의 하위 4비트는 Cr데이터의 하위 4비트와 서로 교환될 수 있다.
제 2 필터는 그 후 지문 이미지를 구성하는 각 화소의YCrCb 데이터를 RGB 데이터로 변환하여 전송한다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 인버스 필터를 이용한 복호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 14a는 제 1 인버스 필터 및 제 2 인버스 필터를 사용하여 필터링된 지문 이미지가 역변환된 결과를 나타낸다.
도 14b는 제 1 인버스 필터를 사용했을 때의 지문 이미지의 입력 밝기와 출력 밝기의 관계를 나타내는 도면이다.
도 14a는 지문 이미지의 하나의 로우에 제 1 인버스 필터를 적용한 결과(801)와 지문 이미지의 하나의 로우에 제 2 필터를 적용한 결과(802)를 나타낸다.
제 1 인버스 필터는 지문 이미지 화소의 입력 밝기가 중간이 되는 지점을 기준으로 입력 밝기가 0에서 중간 사이를 갖는 지문 이미지의 화소는 출력 밝기를 낮추고, 입력 밝기가 중간에서 최대 사이를 갖는 지문 이미지의 화소는 출력 밝기를 높인다.
도 14c는 제 2인버스 필터의 복호화방식을 나타낸 것이다.
제 2 인버스 필터는 전송받은 암호화된 지문 이미지의 각 화소의 RGB 데이터를 YCbCr 데이터로 변환하고, Cb 데이터, Cr 데이터 성분의 일부를 서로 혼합한다. 예를 들어 Cb 또는 Cr이 8비트의 값을 갖는 경우, Cb 데이터의 하위 4비트는 Cr 데이터의 하위 4비트와 서로 교환될 수 있다. 즉, 제 2 인버스 필터는 제 2 필터의 필터 방식과 반대로 동작한다.
제 2 인버스 필터는 지문 이미지를 구성하는 각 화소의 YCrCb 데이터를 RGB 데이터로 변환하여 전송한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 비대칭키를 이용한 암호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 지문 정보의 암호화를 위한 공개키 및 비밀키가 생성된다. 공개키(901) 및 비밀키(902)는 비대칭 암호화 방식에 사용되는 키로서 RSA, 디피-헬만 키 교환, ECC (Elliptic CurveCryptosystems)등의 방법이 있다.
공개키(901)는 지문 정보의 암호화를 위한 키이며 비밀키(902)는 암호화된 지문 정보를 복호화하기 위한 키이다.
공개키(901)와 비밀키(902)는 표시 장치가 최초로 구동될 때 생성될 수 있으며, 사용자의 유저 인터페이스 상의 메뉴 선택으로 생성될 수 있다. 표시 장치가 최초로 구동되어 생성되는 경우, 제조 회사가 지정하는 일련번호 또는 특정번호를 이용하여 공개키(901) 및 비밀키(902)가 생성될 수 있다. 공개키(901) 및 비밀키(902)가 생성되는 방법은 공지의 기술에 따른다.
사용자가 유저 인터페이스 상의 메뉴를 선택하는 경우, 사용자가 특정 비밀번호를 입력하면 이에 따라 공개키(901) 및 비밀키(902)가 생성된다.
생성된 공개키(901)는 구동칩(61)에 저장된다. 구동칩(61)은 데이터 입출력및 저장을 위한 플래시 메모리등의 비휘발성 메모리를 포함하며 생성된 공개키(901)는 구동칩(61)의 플래시 메모리등의 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
또한 생성된 비밀키(902)는 애플리케이션 프로세서(62)에 저장된다. 애플리케이션 프로세서(62)는 데이터 입출력 및 저장을 위한 플래시 메모리등의 비휘발성 메모리를 포함하며 생성된 비밀키(902)는 애플리케이션 프로세서(62)의 플래시 메모리등의 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
공개키(901)와 비밀키(902) 자체에 대해서도 암호화가 수행될 수 있다. 즉, 공개키(901)와 비밀키(902)에 대해서 특정한 암호화 방법이나 인코딩 방법이 수행될 수 있다. 구동칩(61)과 애플리케이션 프로세서(62)는 암호화되거나 인코딩된 공개키(901) 또는 비밀키(902)를 저장할 수 있다. 예를 들어, 공개키(901)가 이진수로서 10이라 할 때, 이 공개키(901)의 각 자리의 수와 11의 각 자리의 수를 곱하여 00_10_00이 생성될 수 있다. 생성되는 수는 사전에 결정된 자리수를 갖는다. 공개키(901)가 이진수로서 10이며, 앞의 두 자리의 수와 뒤의 두자리의 수가 존재하지 않으므로 11과 곱한 결과 앞의 두자리의 수와 뒤의 두자리의 수 모두 00이 생성된다.
00_10_00으로 인코딩된 공개키(901)는 각 자리의 수와 0을 더하여 디코딩된다. 즉 00_10_00으로 인코딩된 공개키(901)의 각 자리의 수에 0을 더하면 00_10_00이 생성되고, 00은 무시되므로 앞의 두 자리의 0과 뒤의 두 자리의 0은 버려지고 디코딩된다. 최종적으로 남은 10이 공개키(901)로서 사용된다.
구동칩(61)은 공개키(901)를 사용하여 지문 센서로부터 수신한 지문 이미지의 화소 데이터를 암호화한다. 지문 이미지의 화소 데이터는 RGB 데이터 또는 YUV 데이터로 표시되며 구동칩(61)은 일부 화소데이터 또는 모든 화소데이터를 암호화할 수 있다. 예를들어, 각 화소의 R 데이터 또는 Y 데이터만을 암호화하거나, 각 화소의 RGB 데이터 또는 YUV 데이터를 암호화할 수 있다.
구동칩(61)은 암호화된 지문 이미지의 화소 데이터를 애플리케이션 프로세서(62)로 전송한다. 전송되는 암호화된 지문 이미지의 화소 데이터는 일부 화소데이터를 암호화한 데이터 또는 모든 화소 데이터를 암호화한 데이터일 수 있다.
애플리케이션 프로세서(62)는 저장된 비밀키(902)를 이용하여 암호화된 지문 이미지의 화소 데이터를 복호화한다. 이 때 복호화되는 암호화된 지문 이미지의 화소 데이터는 일부 화소데이터를 암호화한 데이터 또는 모든 화소 데이터를 암호화한 데이터일 수 있다.
비밀키(902)와 공개키(901)를 애플리케이션 프로세서와 구동칩(61)이 각각 저장함으로써 구동칩(61)과 애플리케이션 프로세서는 암호화 또는 복호화를 위해 비밀키(902) 및 공개키(901)를 전송할 필요가 없다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 정보 암호화 방법의 흐름도이다.
도 3 및 도16을 참조하면, 지문 센서는 지문인식정보를 읽어들인 후 (S301) 구동칩(61)으로 전송한다(S302). 지문 센서는 광학 센서 또는 정전식 센서일 수 있다.
구동칩(61)의 암호화부(63)는 전송받은 지문인식정보를 이미지로 변환하고 암호화한다(S303).
구동칩(61)은 암호화된 지문 정보를 애플리케이션 프로세서로 전송한다(S304). 애플리케이션 프로세서는 전송받은 지문정보를 복호화 한후 암호화하거나(S305), 전송받은 암호화된 지문데이터를 재암호화한다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 20: 하우징
40: 손가락 50: 입력부
60: 제어부 70: 메모리
80: 무선 송수신부 100: 디스플레이 패널
200: 센서 300: 보호필름
400: 핀 홀 어레이 마스크층 500: 이미지

Claims (20)

  1. 표시 장치로서,
    복수의 화소;
    제1 방향으로 연장되고 상기 복수의 화소에 연결된 복수의 게이트 신호 라인;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 복수의 화소에 연결된 복수의 데이터 신호 라인;
    지문 정보를 검출하는 지문 센서; 및
    상기 복수의 게이트 신호 라인들을 통해 상기 복수의 화소에 복수의 스캔 신호를 송신하고, 상기 복수의 데이터 신호 라인을 통해 상기 복수의 화소에 복수의 데이터 신호를 송신하고, 상기 지문 센서로부터 지문 정보를 수신하는 구동칩;
    상기 구동칩은 수신된 상기 지문 정보를 암호화하도록 더 구성되고,
    상기 표시 장치는 상기 구동칩으로부터 암호화된 상기 지문 정보를 수신하는 애플리케이션 프로세서를 더 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지문 센서는 광학 센서, 정전 센서, 초음파 센서 및 열센서 중 어느 하나인 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동칩은 상기 지문 정보를 이미지로 변환하고 상기 이미지를 분할하여 복수의 서브블록으로 구성하고 각각의 서브블록에 대해 암호화 옵션을 선택하고, 상기 선택한 암호화 옵션을 상기 각각의 서브블록에 대해 수행하는 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동칩은 상기 선택한 암호화 옵션을 애플리케이션 프로세서로 전송하는 표시 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 애플리케이션 프로세서는 상기 전송받은 암호화 옵션을 이용하여 암호화된 지문 정보 복호화를 수행하는 표시 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 암호화 옵션은 뒤집기, 위치변경, 밝기변경, 노이즈 믹스, 해싱 및 필터링 중 적어도 어느 하나인 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 필터링은 광선확산, 변위, 유리, 리플, 핀치, 돌리기, 파도, 지그재그 및 구형화 중 어느 하나인 표시 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 구동칩은 상기 지문 정보를 이미지로 변환하고, 공개키를 이용하여 상기 이미지를 암호화하고 애플리케이션 프로세서로 상기 암호화된 이미지를 전송하는 표시 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 애플리케이션 프로세서는 비밀키를 이용하여 상기 암호화된 이미지를 복호화하는 표시 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 애플리케이션 프로세서는 암호화된 지문 정보를 재암호화하는 표시 장치.
  11. 표시 장치를 동작시키는 방법으로서,
    표시 장치의 구동칩이, 복수의 게이트 신호 라인을 통해 복수의 화소에 복수의 스캔 신호를 송신하는단계 - 상기 게이트 신호 라인은 제1 방향으로 연장되고 상기 복수의 화소에 연결됨 - :
    상기 구동칩이, 복수의 데이터 신호 라인을 통해 상기 복수의 화소에 복수의 데이터 신호를 송신하는 단계 - 상기 복수의 데이터 신호 라인은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 복수의 화소에 연결됨 - ;
    상기 표시 장치의 지문 센서가 지문 정보를 검출하는 단계;
    상기 구동칩이, 상기 지문 센서로부터 상긱 지문 정보를 수신하는 단계;
    상기 구동칩이 수신된 상기 지문 정보를 암호화하는 단계; 및
    상기 암호화된 지문 정보를 상기 구동칩으로부터 상기 표시 장치의 애플리케이션 프로세서로 송신하는 단계;를 포함하는 지문 정보 암호화 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 지문 센서는 광학 센서, 정전 센서, 초음파 센서 및 열센서 중 어느 하나인 지문 정보 암호화 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 구동칩은 상기 지문 정보를 이미지로 변환하고 상기 이미지를 분할하여 복수의 서브블록으로 구성하고 각각의 서브블록에 대해 암호화 옵션을 선택하고, 상기 선택한 암호화 옵션을 상기 각각의 서브블록에 대해 수행하는 지문 정보 암호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 구동칩은 상기 선택한 암호화 옵션을 애플리케이션 프로세서로 전송하는 지문 정보 암호화 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 애플리케이션 프로세서는 상기 전송받은 암호화 옵션을 이용하여 암호화된 지문 정보 복호화를 수행하는 지문 정보 암호화 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 암호화 옵션은 뒤집기, 위치변경, 밝기변경, 노이즈 믹스, 해싱 및 필터링 중 적어도 어느 하나인 지문 정보 암호화 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 필터링은 광선확산, 변위, 유리, 리플, 핀치, 돌리기, 파도, 지그재그 및 구형화 중 어느 하나인 지문 정보 암호화 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 구동칩은 상기 지문 정보를 이미지로 변환하고, 공개키를 이용하여 상기 이미지를 암호화하고 상기 애플리케이션 프로세서로 상기 암호화된 이미지를 전송하는 지문 정보 암호화 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 애플리케이션 프로세서는 비밀키를 이용하여 상기 암호화된 이미지를 복호화하는 지문 정보 암호화 방법.
  20. 제 11항에 있어서, 상기 애플리케이션 프로세서는 암호화된 지문 정보를 재암호화하는 지문 정보 암호화 방법.
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