KR102548486B1 - 디스플레이 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 커버 글라스, 상기 커버 글라스의 하부로 배치되는 기판(substrate), 상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층, 상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 지문 센서층, 및 상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층을 포함하는 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치를 개시한다. 이 외에도, 명세서를 통하여 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

디스플레이 및 이를 포함하는 전자 장치{Display and electronic device including the same}
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 디스플레이 기반의 사용자 생체 정보 센싱 기술과 관련된다.
전자 장치가 다양한 기능 또는 서비스를 지원하는 매체로 진화하면서, 전자 장치의 운용 환경에는 사용자 개인 정보 또는 금융 정보 등과 같은 민감하고 사적인 정보 자원이 수반될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치에는 수준 높은 보안 정책이 요구되고 있으며, 그 일환으로 근래의 전자 장치에는 사용자 고유의 신체적 특성에 근거한 생체 인증 시스템이 탑재되고 있다. 다양한 양상의 생체 인증 시스템 가운데, 사용자의 지문 정보를 활용하는 지문 인식 기술은 비교적 높은 보안성과 운용 편의성 등으로 인하여 보편적인 생체 인증 수단으로 채용되고 있다.
지문 인식 기술의 운용 일례로, 디스플레이의 액티브(active) 영역을 지문 정보 획득을 위한 센싱 영역으로 구현하는, 이른바 인-디스플레이(in-display) 방식이 제안된 바 있다. 이와 관련하여, 상기 지문 정보의 센싱을 수행하는 지문 센서는 디스플레이의 일부 레이어(예: cushion layer 및/또는 thermal layer 등)가 소정 깊이로 커팅된 공간에 내입 됨으로써, 상기 디스플레이의 배면 영역으로 배치될 수 있다. 그러나, 상기 일부 레이어의 기능성이 유지되기 위해 상기 커팅되는 공간은 제한적인 크기로 형성될 수 있으며, 이 경우 디스플레이의 액티브 영역 상에서 지문 센서의 센싱 영역은 상기 지문 센서가 배치된 공간에 대응하는 일부 영역으로 국한될 수 있다. 또한, 상기 커팅된 공간에 내입된 지문 센서의 상부로는 커팅되지 않은 디스플레이의 다른 일부 레이어가 존재할 수 있으며, 이 경우 사용자 신체(예: 손가락)가 접촉되는 상기 센싱 영역에 대한 지문 센서의 근접 배치가 용이치 않아 센싱 효율이 미미할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 디스플레이를 구성하는 일부 레이어들 사이에 액티브 영역과 대응하는 면적의 지문 센서가 배치됨으로써, 상기 액티브 영역의 전체 면적에 대한 지문 인식을 지원함과 동시에, 센싱 영역과 지문 센서 간의 간격 단축으로 인하여 센싱 효율이 향상될 수 있는 디스플레이 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
나아가 본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 획득된 지문 정보의 보정과 관계되는 서미스터(thermistor) 레이어가 디스플레이의 일부 레이어로 배치됨으로써, 사용자 지문 인증에 대한 신뢰성 제고를 도모할 수 있는 디스플레이 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 커버 글라스, 상기 커버 글라스의 하부로 배치되는 기판(substrate), 상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층, 상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 지문 센서층, 및 상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는, 커버 글라스, 상기 커버 글라스의 하부로 배치되어 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보를 획득하는 디스플레이, 상기 사용자의 지문 정보가 기 저장된 메모리, 및 상기 메모리에 기 저장된 상기 사용자의 지문 정보에 기초하여 상기 디스플레이를 통해 획득되는 지문 정보에 대한 인증을 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 기판(substrate), 상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층, 상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 복수의 피에조(piezo) 소자를 포함하는 지문 센서층, 및 상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서층의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이의 적층 구조 내부에 대면적의 지문 센서가 배치됨으로써, 상기 디스플레이의 액티브 영역 전체 면적에 대한 지문 인식이 지원될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이의 적층 구조 내부에 지문 센서가 배치됨으로써, 상기 디스플레이의 액티브 영역에 접촉되는 사용자 신체와 지문 센서 간의 간격이 단축되어 센싱 효율이 향상될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 지문 인증과 관련하여 디스플레이의 액티브 영역에 접촉되는 사용자 입력의 폭넓은 접근성이 지원될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 지문 정보 센싱 시 측정되는 온도 정보에 기초하여 지문 정보가 보정됨으로써, 지문 인증의 신뢰성이 제고될 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 운용 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 3은 제2 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 디스플레이를 이용한 지문 정보 센싱 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 제3 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 6은 제4 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 서미스터의 배치 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 제5 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 디스플레이 드라이버 IC의 신호 처리를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 디스플레이의 제1 픽셀 회로 영역을 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 디스플레이의 제2 픽셀 회로 영역을 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 지문 입력 위치와 서미스터 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 지문 센서 운용 일례를 도시한 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 지문 센서 운용 방법을 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 운용 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 지정된 운용 환경에 따라 사용자에 대한 생체 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100) 상에서 잠금 화면 해제 처리, 전자 결제 기반의 대금 처리 또는 모바일 뱅킹 기반의 금융 거래 처리 등과 관계된 이벤트가 발생하는 경우, 전자 장치(100)는 스케줄링 된 생체 인증 시스템을 구동하여 사용자에 대한 지문 인증 프로세스를 개시할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 지문 인증 프로세스를 지원하는 지문 센서(예: 후술되는 지문 센서층)는 전자 장치(100) 상에서 디스플레이(120)의 액티브(active) 영역(10)(또는, 뷰(view) 영역) 하부로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지문 센서는 액티브 영역(10)과 대응하는 면적으로 형성되어 디스플레이(120)를 구성하는 특정 층들(layers) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 지문 센서가 배치되는 상기 특정 층들의 사이 영역은 디스플레이(120)의 발광과 관계되는 층(예: 후술되는 디스플레이 발광층)과는 무관한 영역일 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 지문 센서는 액티브 영역(10)을 비롯하여, 상기 액티브 영역(10)을 둘러싸는 베젤(bezel) 영역에 대한 지문 인식을 커버하도록, 액티브 영역(10)보다 넓은 면적으로 형성되어 상기 특정 층들 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 지문 센서의 면적은 전자 장치(100)의 전면(front)과 실질적으로 대응할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 지문 센서는 물리적 변위(예: 진동)를 기반으로 특정 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 발생시켜 디스플레이(120)의 액티브 영역(10)(또는, 전자 장치(100)의 전면 영역)에 접촉되는 사용자 신체(예: 손가락)의 지문 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서는 적어도 일부가 상기 액티브 영역(10)을 지향하며 조사되는 음파를 발생시키고, 사용자 신체에 반사되는 음파의 응답 신호를 수집하여 지문 인증과 관계되는 정보를 획득할 수 있다. 이와 관련하여, 전자 장치(100)는 상기 지문 인증과 관계되는 이벤트 발생 시, 디스플레이(120)를 통하여 사용자 신체의 접촉 영역을 가이드하는 콘텐츠(예: 지문 이미지 등)를 표시할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 콘텐츠는 디스플레이(120)의 액티브 영역(10) 중, 전자 장치(100)를 파지한 사용자 신체의 접근성이 용이한 영역(예: 사용자 신체의 동선 범위에 포함되는 영역 등)에 표시될 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 상기 콘텐츠를 별도로 표시하지 않는 상태에서, 디스플레이(120)의 액티브 영역(10)(또는, 전자 장치(100)의 전면 영역)에 대한 사용자 신체의 접촉을 대기할 수 있고, 사용자 신체의 접촉이 감지되면 상기 콘텐츠를 표시하도록 제어될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 디스플레이(120)는 액티브 영역(10)과 대응하거나, 액티브 영역(10)에 상대적으로 넓은 면적의 지문 센서를 일부 층으로 포함함으로써, 액티브 영역(10)(또는, 전자 장치(100)의 전면 영역)의 전체 면적에 대한 지문 인식을 지원할 수 있다. 또한, 디스플레이(120)는 발광과 관계되는 층(예: 후술되는 디스플레이 발광층)과는 구분되는 별도의 층으로 상기 지문 센서를 포함함으로써, 해상도에 영향을 미치지 않는 지문 인식을 지원할 수 있다. 이하에서는, 지문 센서를 포함하는 디스플레이(120)의 다양한 구조 및 상기 지문 센서의 운용과 관계되는 전자 장치(100)의 다양한 기능 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이고, 도 3은 제2 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다. 도 3에서, 도 2를 통하여 언급되는 구성요소와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여될 수 있으며, 중복되는 설명이 생략될 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 디스플레이(120)는 지정된 순차에 따라 적층 또는 배치되는 편광판(122), 터치 패널(123), 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b), 제2 전극(124c), 지문 센서층(126), TFT(thin film transistor) 회로층(127) 및 기판(128)(substrate)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(120)는 상술한 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나, 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 상술한 구성요소들에 대하여 최상위 층으로 배치되는 커버 글라스(110)(또는, 글라스 윈도우)를 일부 구성요소로써 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(120)는 화면 정보에 대응하는 영상 구동 신호를 지정된 프레임 속도(frame rate)로 수신하고, 상기 영상 구동 신호를 처리하여 각종 화면을 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 사용자 지문 인증 이벤트가 발생하는 경우, 상기 지문 인증과 관련한 사용자 신체(예: 손가락)의 접촉 영역을 가이드하는 콘텐츠(예: 지문 이미지)를 출력할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 디스플레이(120)는 적어도 일부(예: 액티브 영역(도 1의 10))가 외부에 노출될 수 있으며, 일부 층(예: 커버 글라스(110), 점착 부재(121), 편광판(122) 및 터치 패널(123))은 적어도 일부가 광학적으로 투명한 소재를 포함할 수 있다.
상기 커버 글라스(110)는 하부로 적층 또는 배치되는 디스플레이(120)의 구성요소들을 외부로부터 보호할 수 있다. 또는, 커버 글라스(110)는 디스플레이 발광층(124b)에 의해 생성되는 광을 투과시켜 사용자의 화면 가시를 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 커버 글라스(110)는 예컨대, 강화 유리 또는 연성의 투명 고분자(예: polyimide) 필름 등으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 커버 글라스(110)는 사용자 입력(예: 터치 등)이 수행되는 인테페이스로 기능할 수 있다. 예를 들어, 커버 글라스(110)의 상면 일 영역에는 지문 인증과 관련한 사용자 신체(예: 손가락)의 적어도 일부가 지정된 시간 동안 접촉될 수 있다.
상기 편광판(122)은 지정된 점착 부재(121)(예: OCA(optically clear adhesive) 또는 OCR(optically clear resin) 등)를 기반으로 커버 글라스(110)의 하부에 배치되어, 상기 커버 글라스(110)로 입사된 광의 위상을 지연시키거나, 지정된 위상 축으로 진동하는 광만을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 다양한 실시 예에서, 편광판(122)의 일면 또는 양면에는 상기 편광판(122)의 광 반사율을 저하시키거나, 광 산란 및 표면 반사를 억제시키기 위한 보호 필름(예: LR(low-reflective) 필름, AG(anti-glare) 필름 또는 AR(anti-reflective) 필름 등)이 포함될 수 있다.
상기 터치 패널(123)은 커버 글라스(110) 상에서 수행된 사용자 입력에 대한 신호를 검출하고, 검출된 신호를 터치 모듈(또는, 터치 IC)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(123)은 정전 방식, 감압 방식 또는 저항 방식의 내부 구조를 통하여 상기 사용자 입력의 위치, 횟수, 발생 시간 또는 지속 시간 등을 검출할 수 있다. 도 2 및 후술되는 도면들에서, 상기 터치 패널(123)은 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b) 및 제2 전극(124c)을 포함하는 발광 구조층의 상부에 배치되는 것으로 도시 되었으나, 다양한 실시 예에 따르면, 터치 패널(123)은 애드 온(add on) 또는 인 셀(in cell) 방식에 기반하여 디스플레이(120)의 다양한 층에 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 전극(124a)(예: 투명 도전막(indium tin oxide) 등), 제2 전극(124c)(예: 세슘(Cs), 리튬(Li), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등) 및 상기 제1 전극(124a)과 제2 전극(124c) 사이에 배치되는 디스플레이 발광층(124b)은 디스플레이(120)의 화면 출력에 기인할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(124a) 및 제2 전극(124c) 각각은 정공 및 전자를 디스플레이 발광층(124b)으로 주입시킬 수 있으며, 상기 디스플레이 발광층(124b)이 포함하는 복수의 픽셀(또는, 복수의 픽셀이 포함하는 서브 픽셀)은 상기 정공 및 전자의 재결합에 따라 방출되는 에너지에 의해 발광할 수 있다.
상기 지문 센서층(126)은 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b) 및 제2 전극(124c)을 포함하는 발광 구조층의 하부에 배치되어, 커버 글라스(110)에 접촉된 사용자 신체에 대한 지문 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서층(126)은 상기 커버 글라스(110)를 향하여 특정 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 조사하고, 상기 사용자 신체에 반사되는 음파의 응답 신호를 수집하여 사용자의 지문 정보를 획득할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 지문 센서층(126)은 제3 전극(126a) 및 피에조(piezo)층(126b)을 포함할 수 있으며, 상기 제3 전극(126a)과 제2 전극(124c) 사이에는 상호 간의 전기 전도를 방지하기 위한 절연층(125)이 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 전극(126a)은 피에조층(126b)에 전압을 인가하기 위한 기준 전극으로 기능할 수 있으며, 상기 피에조층(126b)은 디스플레이 발광층(124b)에 포함된 복수의 서브 픽셀 각각에 대응하는 복수의 피에조 소자를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 피에조층(126b)에 전압이 인가되는 경우, 상기 복수의 피에조 소자 중 적어도 일부는 물리적 변위(예: 진동) 특성을 기반으로 상기 특정 주파수 대역의 음파를 발생시킬 수 있다. 또한, 피에조층(126b)에 외부 음파가 수신되는 경우, 상기 복수의 피에조 소자 중 적어도 일부는 상기 수신된 음파에 따른 압력에 의하여 상호 상이한 전압을 발생시킬 수 있으며, 발생된 전압은 사용자 지문 정보 획득에 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 전극(126a) 및 피에조층(126b)으로 구성되는 지문 센서층(126)은 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b) 및 제2 전극(124c)을 포함하는 발광 구조층과 대응 또는 유사한 면적으로 배치될 수 있다. 이에 따르면, 지문 센서층(126)은 디스플레이(120)의 액티브 영역(도 1의 10)(또는, 액티브 영역(10)에 대응하는 커버 글라스(110) 영역)의 전체 면적에 대한 지문 인식을 지원할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 지문 센서층(126)의 상부로 적층 또는 배치되는 층들(예: 절연층(125), 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b), 제2 전극(124c), 터치 패널(123), 편광판(122) 및 커버 글라스(110) 등)에는 실질적으로 에어 갭(air gap) 또는 보이드(void)가 포함되지 않을 수 있다. 이와 관련하여, 상기 에어 갭 또는 보이드는 디스플레이(120) 층들과의 임피던스 차이로 인하여 음파의 진행을 방해할 수 있다. 이에 따라, 사용자 신체가 접촉된 커버 글라스(110)를 지향하는 음파 또는 사용자의 신체에 반사되어 디스플레이(120) 내부로 입사되는 음파의 경로가 변경(예: 굴절 또는 반사)되는 것을 최소화시키기 위하여, 상기 지문 센서(126) 상부의 층들은 에어 갭 또는 보이드를 포함하지 않도록 형성될 수 있다.
상기 TFT 회로층(127)은 지문 센서층(126)의 하부에 배치되어, 상부에 배치된 디스플레이 발광층(124b) 및 지문 센서층(126)을 구성하는 복수의 소자(예: 복수의 서브 픽셀 또는 복수의 피에조 소자) 각각에 대한 개별적 제어를 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 TFT 회로층(127)은 물리적 또는 논리적으로 구분되는 복수의 픽셀 회로 영역을 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀 회로 영역은 예컨대, 디스플레이 발광층(124b)의 복수의 서브 픽셀 및 지문 센서층(126)의 복수의 피에조 소자와 일대일 대응하는 영역일 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각에는 대응하는 디스플레이 발광층(124b)의 서브 픽셀 구동을 위한 디스플레이 TFT(127a) 및 대응하는 지문 센서층(126)의 피에조 소자 구동을 위한 피에조 TFT(127b)가 포함될 수 있다.
상기 기판(128)은 디스플레이(120)의 최하위 층으로 배치되어, 상부로 적층 또는 배치된 층들(예: TFT 회로층(127), 지문 센서층(126), 절연층(125), 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b), 제2 전극(124c), 터치 패널(123) 및 편광판(122))을 물리적으로 지지 및 고정시킬 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 기판(128)은 리지드(rigid)한 소재(예: 유리, 세라믹 또는 금속 등)를 포함하거나 또는 플렉시블(flexible)한 소재(예: 폴리머 또는 플라스틱 등)를 포함할 수 있다. 또는, 기판(128)은 상기 리지드한 소재와 플렉시블한 소재가 혼재되어 구성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 디스플레이(120)는 층들 간의 적층 또는 배치와 관련하여 도 2를 통해 전술한 바와 일부 상이한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)가 포함하는 TFT 회로층(127)은 전술한 지문 센서층(도 2의 126) 및 기판(도 2의 128) 사이 영역 이외에, 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b) 및 제2 전극(124c)을 포함하는 발광 구조층과 상기 발광 구조층의 하부로 배치되는 지문 센서층(126) 사이 영역으로 배치될 수 있다. 이에 따르면, TFT 회로층(127)의 기능 동작과 관계되는 디스플레이 발광층(124b) 및 지문 센서층(126) 각각이 상기 TFT 회로층(127)의 상부 및 하부에 배치됨으로써, 디스플레이 발광층(124b)과 TFT 회로층(127)의 디스플레이 TFT(127a) 상호 또는 지문 센서층(126)과 TFT 회로층(127)의 피에조 TFT(127b) 상호 간에 대한 용이한 회로 설계가 도모될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 디스플레이를 이용한 지문 정보 센싱 형태를 도시한 도면이고, 도 5는 제3 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이(120)가 포함하는 지문 센서층(126)은 사용자의 지문 정보 획득과 관련하여 시분할적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서층(126)은 제1 주기 동안 지정된 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 조사하는 동작(예: TX 동작)을 수행하고, 상기 제1 주기 이후의 제2 주기 동안 조사된 음파 중 사용자 신체(예: 손가락)에 반사되는 적어도 일부의 음파를 수신하는 동작(예: RX 동작)을 수행할 수 있다.
상기 제1 주기에 따른 지문 센서층(126)의 음파 조사 동작(예: TX 동작)을 살펴보면, 사용자 지문 인증과 관계되는 이벤트 발생 시, 지문 센서층(126)의 제3 전극(126a)에는 지정된 주파수 대역의 아날로그 신호(예: 약 15 내지 20 MHz 주파수 / 200Vpp 전압)가 입력되고, TFT 회로층(127)에 포함된 복수의 피에조 TFT(127b)는 접지(grounding)될 수 있다. 이에 따르면, 상기 제3 전극(126a)과 복수의 피에조 TFT(127b) 사이에 위치한 피에조층(126b)에는 소정 크기의 전압이 인가되고, 상기 피에조층(126b)에 포함된 복수의 피에조 소자는 인가된 전압에 기반하여 물리적 변위(예: 진동)를 일으키며 특정 주파수 대역의 음파를 발생시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 음파의 적어도 일부는 지문 센서층(126)의 상부를 지향할 수 있으며, 상기 지문 센서층(126)의 상부에 적층 또는 배치된 다양한 매질들(예: 절연층(125), 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b), 제2 전극(124c), 터치 패널(123), 편광판(122), 점착 부재(121) 및 커버 글라스(110) 등)을 통해 진행할 수 있다.
상기 제2 주기에 따른 지문 센서층(126)의 음파 수신 동작(예: RX 동작)을 살펴보면, 지문 센서층(126)의 제3 전극(126a)은 접지(grounding)되고, TFT 회로층(127)의 복수의 피에조 TFT(127b) 각각은 대응하는(예: 해당 픽셀 회로 영역에 대응하는) 피에조 소자에 스위칭되어 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제1 주기에서 조사된 음파 중 사용자 신체에 반사되는 적어도 일부 음파에 대한 수신을 대기할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 주기에서 조사된 음파의 적어도 일부는 커버 글라스(110)에 접촉된 사용자 신체(예: 손가락 표면)에 반사되거나, 또는 사용자 신체에 흡수될 수 있다. 예를 들어, 조사된 음파의 적어도 일부는 커버 글라스(110)에 접촉된 사용자 신체의 골(valley)에 의한 에어 갭(air gap)에 반사되거나, 마루(ridge)에 흡수될 수 있다. 상기 골에 의한 에어 갭에 반사된 음파는 예컨대, 커버 글라스(110)의 하부에 적층 또는 배치된 다양한 매질들(예: 점착 부재(121), 편광판(122), 터치 패널(123), 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b), 제2 전극(124c), 절연층(125) 및 제3 전극(126a) 등)을 통해 진행하여 지문 센서층(126)의 피에조층(126b)에 도달할 수 있다. 일 실시 예에서, 피에조층(126b)에 포함된 복수의 피에조 소자 중 적어도 일부는 상기 수신된 음파에 따른 압력에 의하여 상호 상이한 크기의 전압을 발생시킬 수 있으며, 복수의 피에조 소자 각각과 연결된 복수의 피에조 TFT(127b)는 발생된 전압을 스캔하여 사용자 지문 정보로 인식할 수 있다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 디스플레이(120)는 지문 센서층(126)의 지문 인식률 향상과 관련하여, 상기 지문 센서층(126)에 의해 발생하는 음파의 적어도 일부에 대한 진행 방향을 변경시킬 수 있다. 이와 관련하여, 상기 지문 센서층(126)에서 발생하는 음파는 다양한 방향을 지향하며 방사될 수 있으며, 방사되는 음파의 적어도 일부는 지문 센서층(126)의 하부를 향할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이(120)는 지문 센서층(126)의 하부 영역에 상기 방사된 음파의 적어도 일부를 반사 또는 굴절시키기 위한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 지문 센서층(126)의 하부로 배치되는 기판(128) 및 상기 기판(128) 하부에 배치되는 전자 장치(도 1의 100)의 후면 플레이트(130)(또는, 백 커버(back cover)) 사이 영역에 형성되는 에어 갭(128a)(또는, 보이드(void))을 포함할 수 있다. 상기 에어 갭(128a)에 따르면, 지문 센서층(126)의 하부를 향하는 음파의 적어도 일부는 에어 갭(128a)에 반사되어 지문 센서층(126)의 상부를 지향할 수 있으며, 상기 지문 센서층(126)의 상부에 적층 또는 배치된 매질들(예: 절연층(125), 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b), 제2 전극(124c), 터치 패널(123), 편광판(122), 점착 부재(121) 및 커버 글라스(110) 등)을 통해 진행할 수 있다.
도 6은 제4 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 서미스터의 배치 형태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6 및 도 7에서, 도 2를 통하여 언급된 구성요소와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여될 수 있으며, 중복되는 설명이 생략될 수 있다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 디스플레이(120)는 지문 센서층(126)에 의해 획득되는 지문 정보의 보정과 관계된 층(layer)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 상기 디스플레이(120)의 최하위 층에 해당하는 기판(128) 및 상기 기판(128)의 하부에 배치되는 전자 장치(도 1의 100)의 후면 플레이트(130)(또는, 백 커버(back cover)) 사이 영역으로 서미스터(thermistor)층(129)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 사용자 지문 인식에 이용되는 특정 주파수 대역의 음파(예: 초음파)는 온도에 민감한 영향(예: 진행 속도 등)을 받을 수 있으며, 이와 관련하여 상기 서미스터층(129)은 커버 글라스(110) 상에서 사용자 신체(예: 손가락)가 접촉되는 일 영역에 대한 온도 측정을 지원할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 서미스터층(129)은 디스플레이(120) 액티브 영역(도 1의 10)(또는, 액티브 영역(10)에 대응하는 커버 글라스(110) 영역)의 임의의 영역에 대한 온도 측정을 커버할 수 있도록, 제1 전극(124a), 디스플레이 발광층(124b) 및 제2 전극(124c)을 포함하는 발광 구조층과 대응 또는 유사한 면적으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 서미스터층(129)은 기능 동작과 관계되는 복수의 서미스터를 포함할 수 있다. 상기 복수의 서미스터는 예컨대, TFT 회로층(127)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역 각각에 대응할 수 있다. 예를 들어, 서미스터층(129)에서 상기 복수의 서미스터는 상부로 배치되는 TFT 회로층(127)의 복수의 픽셀 회로 영역 각각과 일대일 대응하는 배열로 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 서미스터는 지문 인증 이벤트 발생(또는, 지문 센서층(126)의 음파 조사)에 따라 트리거(trigger)되어 실시간 또는 지정된 주기로 해당 배치 영역에서의 온도 측정을 수행할 수 있다. 상기 복수의 서미스터에 의해 측정된 온도 정보는 사용자 지문 정보에 기초하여 생성되는 지문 이미지에 대한 보정 프로세스에 참조될 수 있다.
상기 지문 이미지의 보정과 관련하여, 후술되는 전자 장치(도 9의 100)의 프로세서(도 9의 150)는 다양한 온도 환경에 대응하는 복수의 배경 이미지를 주기적 또는 비주기적으로 생성할 수 있다. 상기 복수의 배경 이미지 각각은 예컨대, 커버 글라스(110)에 사용자 신체가 접촉되지 않은 상태의 임의의 온도 환경에서, 지문 센서층(126)의 음파 조사 및 수신에 의하여 수집되는 정보를 기반으로 생성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(150)는 상기 다양한 온도 환경에서 생성되는 복수의 배경 이미지 각각을 해당 온도 환경의 온도 값과 매핑하여 룩업 테이블의 형태로 저장하고, 상기 지문 이미지에 대한 보정에 참조할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 지문 정보 획득 시점(time)에 복수의 서미스터 중 적어도 일부에 의해 측정되는 온도 값에 매핑된 배경 이미지를 상기 룩업 테이블로부터 획득하고, 획득된 배경 이미지를 사용자 지문 정보에 기초하여 생성된 지문 이미지와 비교할 수 있다. 상기 비교 동작에서, 룩업 테이블로부터 획득된 배경 이미지는 지문 이미지 상에서 노이즈를 제거하기 위한 기준 이미지로 참조될 수 있다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 디스플레이(도 6의 120)는 상기 서미스터층(도 6의 129)의 구성을 배제하고, 디스플레이(120)를 구성하는 층들 중 일부 층으로 지문 인증 이벤트 발생 시의 온도를 측정하는 상기 복수의 서미스터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 제1 전극(도 6의 124a), 디스플레이 발광층(도 6의 124b) 및 제2 전극(도 6의 124c)을 포함하는 발광 구조층(124)과 지문 센서층(126)의 하부로 배치되는 TFT 회로층(127)으로 상기 복수의 서미스터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 서미스터는 상기 TFT 회로층(127)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(20) 각각에 할당되도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, TFT 회로층(127), 지문 센서층(126) 및 발광 구조층(124)의 적층 또는 배치 구조에 있어서, 상기 TFT 회로층(127)의 복수의 픽셀 회로 영역(20) 각각에 포함된 복수의 서미스터(129a), 상기 지문 센서층(126)에 포함된 복수의 피에조 소자(126c) 및 상기 발광 구조층(124)에 포함된 복수의 픽셀(124d)(예: 서브 픽셀)은 상기 복수의 픽셀 회로 영역(20)을 기준하여 상호 대응 또는 정렬될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 TFT 회로층(127)에 배치된 복수의 서미스터(129a)와 관계되는 신호 배선은 발광 구조층(124)의 복수의 픽셀(124d)과 관계되는 신호 배선과 함께 라우팅(routing)되어 TFT 회로층(127)의 외부로 인출될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 서미스터(129a)와 관계되는 신호 배선은 발광 구조층(124)으로 픽셀 전압을 인가하는 소스 드라이버(source driver)를 통해 외부로 인출되어, 상기 TFT 회로층(127)의 외부에 배치된 서미스터 IC(127c)에 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(120) 상에서 서미스터층(도 6의 129) 또는 복수의 서미스터(도 7의 129a)에 대한 배치는 상술한 바로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 서미스터층(129) 또는 복수의 서미스터(129a)는 발광 구조층(124)의 상부 층으로 배치 또는 포함될 수 있으며, 이 경우 서미스터층(129) 또는 복수의 서미스터(129a)는 광학적으로 투명한 소재로 형성될 수 있다.
도 8은 제5 실시 예에 따른 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 디스플레이(140)는 실리콘 레벨의 디스플레이를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 실리콘 레벨의 디스플레이(140)는 봉지층(141), 발광 구조층(142), 지문 센서층(144), TFT 회로층(147) 및 기판(148)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조층(142), 지문 센서층(144), TFT 회로층(147) 및 기판(148) 각각에 대한 구조 또는 기능 설명은, 도 2를 통하여 전술한 제1 전극(도 2의 124a), 디스플레이 발광층(도 2의 124b) 및 제2 전극(도 2의 124c)을 포함하는 발광 구조층, 지문 센서층(도 2의 126), TFT 회로층(도 2의 127) 및 기판(도 2의 128) 각각에 대한 설명과 대응 또는 유사할 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
상기 봉지층(141)은 발광 구조층(142)에 습기가 침투하는 것을 차단하고, 상기 발광 구조층(142)을 외부로부터 보호할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 봉지층(141)은 적어도 일부가 투명 및 플렉시블(flexible)한 특성의 박막 필름을 다수로 적층하는 TFE(thin film encapsulation) 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 발광 구조층(142)은 제1 전극(142a), 제2 전극(142c) 및 상기 제1 전극(142a)과 제2 전극(142c) 사이에 배치되는 디스플레이 발광층(142b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(142a) 및 제2 전극(142c) 각각은 정공 및 전자를 디스플레이 발광층(142b)으로 주입시킬 수 있으며, 상기 디스플레이 발광층(142b)이 포함하는 복수의 픽셀(또는, 복수의 픽셀이 포함하는 서브 픽셀)은 상기 정공 및 전자의 재결합에 따라 방출되는 에너지에 의해 발광할 수 있다.
상기 지문 센서층(144)은 발광 구조층(142)의 하부에 배치되어 커버 글라스(미도시)(예: 도 2의 110)에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 지문 센서층(144)은 제3 전극(144a), 제4 전극(144c) 및 상기 제3 전극(144a)과 제4 전극(144c) 사이에 배치되는 피에조층(144b)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제3 전극(144a) 및 제4 전극(144c)은 피에조층(144b)에 전압을 인가할 수 있으며, 상기 피에조층(144b)에 포함된 복수의 피에조 소자 중 적어도 일부는 인가된 전압에 기반하여 물리적 변위(예: 진동)를 일으키며 특정 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 발생시킬 수 있다. 또는, 상기 복수의 피에조 소자 중 적어도 일부는 외부로부터 수신하는 음파에 따른 압력에 의하여 상호 상이한 전압을 발생시킬 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 제3 전극(144a) 및 제2 전극(142c) 사이에는 상호 간의 전기 전도를 방지하기 위한 제1 절연층(143)이 배치될 수 있다.
상기 TFT 회로층(147)은 지문 센서층(144)의 하부에 배치되어, 상부로 배치된 발광 구조층(142) 및 지문 센서층(144) 각각에 대한 개별적 제어를 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 TFT 회로층(147)은 지문 센서층(144)의 복수의 피에조 소자 구동을 위한 복수의 피에조 TFT(147a) 및 발광 구조층(142)(또는, 발광 구조층(142)이 포함하는 디스플레이 발광층(142b))의 복수의 픽셀(또는, 복수의 서브 픽셀) 구동을 위한 복수의 디스플레이 TFT(147c)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 피에조 TFT(147a)는 제1 비아(30)(via)를 통하여 지문 센서층(144)의 제4 전극(144c)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 대응적으로 복수의 디스플레이 TFT(147c)는 제2 비아(40)를 통하여 발광 구조층(142)의 제2 전극(142c)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, TFT 회로층(147)에는 복수의 서미스터(147b)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 서미스터(147b)는 복수의 피에조 TFT(147a) 및 복수의 디스플레이 TFT(147c) 사이 영역에 교번적으로 배치될 수 있다. 상기 복수의 서미스터(147b)는 디스플레이(140) 상에서 사용자 신체(예: 손가락)가 접촉되는 일 영역에 대한 온도를 측정할 수 있으며, 측정된 온도는 지문 센서층(144)이 획득하는 사용자 지문 정보에 따른 지문 이미지의 보정에 참조될 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 지문 정보의 획득 시점(time)에 복수의 서미스터(147b) 중 적어도 일부에 의해 측정되는 온도 값은 전술된 룩업 테이블 상에서 관계되는 배경 이미지를 획득하는데 이용될 수 있으며, 획득되는 배경 이미지는 상기 사용자 지문 정보에 기초하여 생성되는 지문 이미지 상에서 노이즈를 제거하기 위한 기준 이미지로 참조될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, TFT 회로층(147)의 상부로는 상기 TFT 회로층(147)이 포함하는 복수의 TFT(예: 복수의 피에조 TFT(147a) 및 복수의 디스플레이 TFT(147c))에 대한 절연 또는 보호와 관계되는 제2 절연층(146) 및 보호층(145)(예: insulation layer 또는 passivation layer 등)이 배치될 수 있다.
상기 기판(148)은 실리콘 레벨 디스플레이(140)의 최하위 층으로, 상부로 적층 또는 배치된 층들(예: TFT 회로층(147), 제2 절연층(146), 보호층(145), 지문 센서층(144), 제1 절연층(143) 및 디스플레이 패널(142))을 물리적으로 지지 및 고정시킬 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 10은 일 실시 예에 따른 디스플레이 드라이버 IC의 신호 처리를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 전자 장치(100)는 전술한 다양한 실시 예의 디스플레이(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 120, 또는 도 8의 140, 이하 디스플레이(120)으로 통칭함)를 비롯하여, 프로세서(150), 디스플레이 드라이버 IC(160), 전력 관리 장치(170), 터치 IC(180), 압력 IC(190) 및 서미스터 IC(127c)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치(100)는 상술한 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나, 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 상기 전자 장치(100)의 운용과 관계되는 적어도 하나의 데이터 또는 명령을 저장하는 메모리 및 적어도 하나의 외부 장치와의 유선 또는 무선 통신을 지원하는 통신 회로 등을 더 포함할 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 후술되는 도 16을 통하여 언급될 전자 장치(1601)의 구성요소들을 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서(150)는 중앙처리장치(central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(application processor)로 구현되어, 전자 장치(100)의 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 전자 장치(100)의 구성요소들과 전기적 또는 기능적으로 연결되어, 구성요소의 기능 동작과 관계되는 명령을 전달하거나, 각종 통신 연산 또는 데이터 처리 등을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(150)는 디스플레이(120)가 사용자 제어에 대응하거나, 스케줄링 된 각종 화면을 출력하도록, 내부 그래픽 처리 장치(151)를 이용하여 영상 정보를 생성하고, 생성된 영상 정보를 디스플레이 드라이버 IC(160)에 전달할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 상기 디스플레이(120)에 포함된 지문 센서층(도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 126, 또는 도 8의 144, 이하 지문 센서층(126)으로 통칭함)으로부터 전달받는 지문 정보에 기초하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 상기 지문 센서층(126)으로부터 전달받는 지문 정보에 기초하여 생성되는 사용자 지문 이미지 상에서 유니크(unique)한 특징점을 추출하여 내부 보안 영역(152)에 사전 등록된 템플릿(template)과 비교 분석함으로써, 사용자를 인증하는 일련의 프로세스를 수행할 수 있다.
상기 디스플레이 드라이버 IC(160)는 발광 구조층(124)과 전기적으로 연결되어, 프로세서(150)로부터 수신한 영상 정보에 대응하는 영상 구동 신호를 상기 발광 구조층(124)으로 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 디스플레이 드라이버 IC(160)는 발광 구조층(124)이 포함하는 복수의 픽셀 중 적어도 일부에 구동 전압을 인가하는 게이트 드라이버(161) 및 소스 드라이버(162)를 포함할 수 있다. 또는, 디스플레이 드라이버 IC(160)는 디스플레이(120)의 지문 센서층(126) 구동과 관계되는 TX 드라이버(163), RX 드라이버(164), 변환기(165), 지문 정보 처리 모듈(166) 및 전압 셀렉터(168)을 포함할 수 있다.
상기 TX 드라이버(163)는 지문 센서층(126)의 TX 동작 시, 상기 지문 센서층(126)의 피에조층(도 2, 도 3 또는 도 4의 126b)이 인가 전압에 따라 물리적 변위(예: 진동)를 일으키며 지정된 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 발생시키도록, 상기 피에조층(126b)과 인접된 전극(도 2, 도 3 또는 도 4의 126a)에 아날로그 신호를 입력하여 피에조층(126b)에 전압을 인가할 수 있다. 상기 RX 드라이버(164)는 지문 센서층(126)의 RX 동작 시, TFT 회로층(도 2, 도 3 또는 도 4의 127, 또는 도 6의 127, 또는 도 8의 147, 이하 TFT 회로층(127)으로 통칭함)에 포함된 복수의 피에조 TFT(도 2, 도 3 또는 도 4의 127b, 또는 도 8의 147a, 이하 복수의 피에조 TFT(127b)로 통칭함) 중 적어도 일부에 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, RX 드라이버(164)는 사용자 신체에 반사되는 음파에 따라 피에조층(126b)에서 발생되는 전압의 스캔과 관련하여, 상기 적어도 일부의 피에조 TFT(127b)가 피에조층(126b)에 포함된 복수의 피에조 소자 중 대응하는 피에조 소자에 스위칭되어 전기적으로 연결되도록 전압을 공급할 수 있다. 상기 변환기(165)(예: ADC(analog digital converter))는 상기 전압의 스캔을 수행한 적어도 일부의 피에조 TFT(127b)로부터 스캔된 전압에 따른 아날로그 신호를 픽셀 출력(pixel output) 배선 라인을 통해 전달받아 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 아날로그 신호는 지정된 필터에 의하여 전처리(예: 노이즈 제거 등)된 후 변환기(165)로 제공될 수 있다. 상기 지문 정보 처리 모듈(166)은 변환기(165)로부터 제공받는 디지털 데이터에 기초하여 사용자의 지문 이미지를 생성하고, 상기 지문 이미지를 압축하여 프로세서(150)로 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 지문 정보 처리 모듈(166)은 사용자 지문 인증과 관련하여 상기 프로세서(150)와는 독립적으로 동작하는 다른(another) 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문 정보 처리 모듈(166)은 프로세서(150)의 슬립(sleep) 상태 시, 상기 프로세서(150)의 웨이크 업(wake up)을 배제하며 지문 센서층(126)에 의해 획득된 지문 정보를 처리할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 지문 정보 처리 모듈(166)은 변환기(165)로부터 전달받는 디지털 데이터에 기초하여 사용자의 지문 이미지를 생성하고, 상기 프로세서(150)의 보안 영역(152)에 액세스하여 상기 지문 이미지와 템플릿 간을 비교 분석을 수행함으로써, 자체적으로 사용자를 인증할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 지문 센서층(126)의 기능 동작과 관련하여 디스플레이 드라이버 IC(160)에 포함되는 적어도 일부 구성요소(예: TX 드라이버(163), RX 드라이버(164), 변환기(165), 지문 정보 처리 모듈(166) 및/또는 전압 셀렉터(168) 등)는 상기 디스플레이 드라이버 IC(160)로부터 독립된 별도의 모듈로 구현될 수 있다.
상기 전력 관리 장치(170)는 전자 장치(100) 구성요소들에 구동 전력을 공급할 수 있다. 이와 관련하여, 전력 관리 장치(170)는 내부 전압 생성 모듈(171)을 이용하여 TFT 회로층(127)의 복수의 디스플레이 TFT(도 2 또는 도 3의 127a. 또는 도 8의 147c, 이하 복수의 디스플레이 TFT(127a)로 통칭함) 구동을 위한 전압 레벨(예: Vdd(약 +7.5V) / Vss(약 -7.5V))의 제1 전압 및 복수의 피에조 TFT(127b) 구동을 위한 전압 레벨(예: Vdd(약 +100V) / Vss(약 -100V)의 제2 전압을 생성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전력 관리 장치(170)는 생성된 상기 제1 전압 및 제2 전압을 디스플레이 드라이버 IC(160)가 포함하는 전압 셀렉터(168)로 공급하고, 상기 전압 셀렉터(168)는 프로세서(150)(또는, 지문 정보 처리 모듈(166))의 제어 하에, 발광 구조층(124)의 운용과 관계되는 상기 제1 전압 또는 지문 센서층(126)의 운용과 관계되는 상기 제2 전압을 선택적으로 소스 드라이버(162) 또는 RX 드라이버(164)에 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(150)는 전자 장치(100) 상에 접촉된(또는, 디스플레이(120)의 액티브 영역(도 1의 10)) 사용자 신체의 위치 정보에 기초하여, 복수의 피에조 TFT(127b) 중 피에조층(126b)에 대한 전압 스캔과 관계되는 일부 피에조 TFT(127b)를 선별할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(150)는 디스플레이(120)가 포함하는 터치 패널(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 123) 또는 압력 패널(미도시)과 전기적으로 연결된 터치 IC(180) 또는 압력 IC(190)로부터 상기 사용자 신체의 접촉 영역에 대한 위치 정보를 전달받고, TFT 회로층(127)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(20) 중 상기 사용자 신체에 대한 위치 정보에 대응하는 적어도 하나의 픽셀 회로 영역(20)을 판단할 수 있다. 프로세서(150)는 판단된 상기 적어도 하나의 픽셀 회로 영역(20)에 포함되는 일부 피에조 TFT(127b)에 전압 스캔과 관계되는 전압이 인가되도록, 상기 판단된 적어도 하나의 픽셀 회로 영역(20)에 대한 정보를 RX 드라이버(164)에 전달할 수 있다. 이에 따르면, 상기 RX 드라이버(164)는 TFT 회로층(127)에 포함된 복수의 피에조 TFT(127b) 중 상기 사용자 신체의 접촉 영역에 대응하는 일부 피에조 TFT(127b)로만 선택적으로 전압을 공급하여, 상기 일부 피에조 TFT(127b)에 대응하는 일부 피에조 소자만을 구동시킬 수 있다.
상기 서미스터 IC(127c)는 디스플레이(120)가 포함하는 서미스터층 (도 6의 129) 또는 복수의 서미스터(도 7의 129a 또는 도 8의 147b)와 전기적으로 연결되어, 사용자 신체의 접촉 영역에 대한 온도 정보를 획득하고, 이를 프로세서(150)로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(150)는 사용자 지문 정보에 따라 생성되는 지문 이미지를 보안 영역(152) 내의 템플릿과 비교 분석하기 이전, 상기 서미스터 IC(127c)로부터 전달받는 온도 정보에 기초하여 상기 지문 이미지를 보정할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(150)는 디스플레이(120)의 액티브 영역(10)(또는, 액티브 영역(10)에 대응하는 커버 글라스(110) 영역)에 사용자 신체가 접촉되지 않은 상태의 다양한 온도 환경에서, 지문 센서층(126)의 음파 조사 및 수신에 의하여 수집되는 정보를 기반으로 상기 다양한 온도 환경 각각에 대응하는 복수의 배경 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서(150)는 상기 복수의 배경 이미지 각각을 해당 온도 환경의 온도 값과 매핑하여 룩업 테이블을 구축하고, 구축된 룩업 테이블을 상기 지문 이미지의 보정에 참조할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 상기 룩업 테이블 상에서 서미스터 IC(127c)로부터 전달받는 온도 정보(예: 온도 값)에 매핑된 배경 이미지를 획득하고, 획득된 배경 이미지 및 지문 이미지를 비교하여 상기 지문 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 디스플레이의 제1 픽셀 회로 영역을 도시한 도면이고, 도 12는 일 실시 예에 따른 디스플레이의 제2 픽셀 회로 영역을 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 게이트 드라이버(도 9의 161)에 의해 픽셀 회로 영역(20)에 게이트 전압이 공급되면, 소스 드라이버(도 9의 162)에 의한 픽셀 소스 전압(pixel source voltage)이 디스플레이 driving TFT(예: 도 2 또는 도 3의 127a, 또는 도 8의 147c, 이하 디스플레이 driving TFT(127a)로 통칭함)의 문턱 전압(threshold voltage)으로 공급되어 TFT_Vdd에서 TFT_Vss로 흐르는 전류량이 조절될 수 있다. 이에 따르면, 상기 픽셀 소스 전압에 비례하여 흐르는 전류에 따라 디스플레이(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 120, 또는 도 8의 140, 이하 디스플레이(120)으로 통칭함)의 휘도가 변화할 수 있으며, 상기 디스플레이(120)가 포함하는 서브 픽셀(RGB)의 배합에 따라 발광 색상이 결정될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(도 1 또는 도 9의 100)가 지문 센싱 기능으로 동작 시, 게이트 드라이버(161)에 의한 게이트 전압은 픽셀 회로 영역(20)에 공급되지 않을 수 있다. 이 경우, 디스플레이 driving TFT(127a)는 오픈(open)되어 상기 디스플레이(120)에는 전류가 흐르지 않고, 피에조 TFT(도 2, 도 3 또는 도 4의 127b, 또는 도 8의 147a, 이하 피에조 TFT(127b)로 통칭함)가 초음파 구동 전압(ultrasonic driving voltage)에 의해 동작하여 피에조 소자(piezoelectric element)에 전압이 인가될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 사용자 신체로부터 반사되어 돌아오는 지정된 주파수 대역의 음파(예: 초음파)가 피에조 소자(piezoelectric element)에 도달하는 경우, 상기 음파에 따른 전압은 피에조 TFT(127b)에 의해 스캔되고, 상기 스캔에 따른 아날로그 신호는 픽셀 출력(pixel output) 배선 라인(22a)을 통하여 지문 정보 처리 모듈(도 9의 166)로 전달될 수 있다. 상기 지문 정보 처리 모듈(166)은 복수의 픽셀 회로 영역으로부터 전달되는 아날로그 신호를 조합하여 사용자의 지문 이미지를 생성할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 사용자 지문 입력 위치와 서미스터 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 전자 장치(100)의 프로세서(도 9의 150)는 사용자 지문 인증 이벤트 발생 시, 디스플레이(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 120, 또는 도 8의 140, 이하 디스플레이(120)으로 통칭함)의 액티브 영역(10)을 복수의 가상 영역으로 분획할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 액티브 영역(10)의 하부로 배치되는 TFT 회로층(도 2, 도 3 또는 도 4의 127, 또는 도 6의 127, 또는 도 8의 147, 이하 TFT 회로층(127)로 통칭함)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(도 7의 20)을 기준하여, 액티브 영역(10)을 상기 복수의 픽셀 회로 영역과 일대일 대응하는 복수의 가상 영역으로 분획할 수 있다.
이와 관련하여 전술을 참조하면, 상기 복수의 픽셀 회로 영역(20) 각각에는 서미스터가 배치될 수 있다. 또는, TFT 회로층(127)과 적층되는 서미스터층(도 6의 129)에 포함된 복수의 서미스터는 상기 TFT 회로층(127)의 복수의 픽셀 회로 영역(20)과 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 액티브 영역(10) 상에서 상기 복수의 픽셀 회로 영역(20)과 대응 또는 정렬되도록 분획되는 상기 복수의 가상 영역 각각은 상기 액티브 영역(10)의 하부에 존재하는 복수의 서미스터 각각과 일대일 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자 지문 인증과 관련하여 상기 액티브 영역(10)(또는, 액티브 영역(10)에 대응하는 커버 글라스(도 2의 110) 영역)에 접촉되는 사용자 신체(예: 손가락)는 상기 분획된 복수의 가상 영역 중 적어도 하나의 영역에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 신체는 복수의 가상 영역 중 단일의 제1 가상 영역(11)에 포함될 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 상기 단일의 제1 가상 영역(11)에 대응하는 서미스터로부터 전달받는 온도 정보를 참조하여 사용자 지문 이미지를 보정할 수 있다. 또는, 사용자 신체는 상기 복수의 가상 영역 중 상호 인접되는 복수의 가상 영역(예: 제2 가상 영역(12), 제3 가상 영역(13), 제4 가상 영역(14) 및 제5 가상 영역(15))에 걸쳐 포함될 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 상기 복수의 가상 영역(12, 13, 14 및 15) 각각에 대응하는 복수의 서미스터로부터 전달받는 온도 정보들을 모두 참조하여 사용자 지문 이미지를 보정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 생성된 지문 이미지 중 제2 가상 영역(12)에 접촉된 사용자 신체의 지문을 나타내는 지문 이미지 영역에 대해서는 상기 제2 가상 영역(12)에 대응하는 서미스터의 온도 정보를 참조하고, 상기 제3 가상 영역(13)에 접촉된 사용자 신체의 지문을 나타내는 지문 이미지 영역에 대해서는 상기 제3 가상 영역(13)에 대응하는 서미스터의 온도 정보를 참조할 수 있다. 이와 같이, 프로세서(150)는 복수의 가상 영역(12, 13, 14 및 15) 각각에 대응하는 지문 이미지 영역들을 해당 가상 영역에 대응하는 서미스터의 온도 정보를 참조하여 보정하고, 보정된 복수의 지문 이미지 영역들을 취합하여 하나의 지문 이미지를 생성할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 지문 센서 운용 일례를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 지문 센서층(도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 126, 또는 도 8의 144, 이하 지문 센서층(126)으로 통칭함)은 전자 장치(100)의 디스플레이(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 120, 또는 도 8의 140, 이하 디스플레이(120)으로 통칭함)가 포함하는 터치 패널(도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 123)의 기능 동작을 대행할 수 있다. 다시 말해, 상기 디스플레이(120)는 터치 패널(123)을 포함하지 않을 수 있으며, 이 경우 지정된 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 조사 및 수신하는 지문 센서층(126)에 의해 사용자 입력(예: 터치)이 검출될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 지문 센서층(126)이 사용자 입력 검출의 기능을 수행하는 경우, 프로세서(도 9의 150)는 지문 센서층(126)이 포함하는 복수의 피에조 소자 중 일부만의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 TFT 회로층(도 2, 도 3 또는 도 4의 127, 또는 도 6의 127, 또는 도 8의 147, 이하 TFT 회로층(127)으로 통칭함)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(도 7의 20) 중 상호 지정된 이격 간격을 형성하는 일부의 픽셀 회로 영역(23, 24 내지 n)을 지정하고, 상기 지정된 일부 픽셀 회로 영역(23, 24 내지 n)에 대응하는 일부 피에조 소자만의 구동을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 지문 센서층(126)이 사용자 입력 검출 기능을 수행하는 동작에서, 사용자 지문 인증과 관계되는 이벤트가 발생할 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 디스플레이(120)를 제어하여 액티브 영역(도 1의 10)의 일 영역으로 사용자 신체의 접촉 영역을 가이드하는 콘텐츠(50)(예: 지문 이미지)를 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(150)는 사용자 지문 정보에 대한 신뢰성 높은 수집을 위해, 상기 콘텐츠(50)를 기준하여 지정된 영역 범위(60) 내의 픽셀 회로 영역(25)에 대응하는 피에조 소자가 모두 구동하도록 제어할 수 있다. 이 때, 프로세서(150)는 상기 지정된 영역 범위(60) 외의 영역으로 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보 획득을 커버하기 위하여, 상기 지정된 일부 픽셀 회로 영역(23, 24 내지 n)에 대응하는 상기 일부 피에조 소자 중 지정된 영역 범위(60) 외의 영역에 대응하는 피에조 소자의 구동을 유지시킬 수 있다.
또는 다양한 실시 예에 따르면, 프로세서(150)는 상기 사용자 지문 인증과 관계되는 이벤트 발생 시, 구동 중인 상기 일부 픽셀 회로 영역(23, 24 내지 n)에 대응하는 일부 피에조 소자의 비활성화를 제어할 수 있다. 이후, 프로세서(150)는 상기 콘텐츠(50)를 표시하는 동작에서, 상기 지정된 영역 범위(60) 내의 픽셀 회로 영역(25)에 대응하는 피에조 소자 모두의 구동을 제어하고, 이와 동시 또는 지정된 시간 범위 이내에, 상기 지정된 영역(60) 외의 일부 픽셀 회로 영역(23, 24 내지 n)에 대응하는 일부 피에조 소자의 구동을 더 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(120)는 지문 센서층(126) 및 터치 패널(123)을 모두 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 터치 패널(123)은 지문 인증과 관계되는 사용자 입력의 검출 기능을 수행하고, 지문 센서층(126)(또는, 지문 센서층(126)이 포함하는 복수의 피에조 소자)은 상기 사용자 입력의 발생 여부에 따라 비활성 또는 활성 상태로 제어될 수 있다. 예를 들어, 지문 인증과 관계되는 이벤트 발생 이전 시점(time)에, 프로세서(150)는 지문 센서층(126)을 비활성 상태로 제어할 수 있다. 또는, 상기 지문 인증과 관계되는 이벤트 발생에 따라 표시되는 콘텐츠(50)(예: 지문 이미지)에 대한 사용자 신체의 접촉(또는, 사용자 입력)이 검출되지 않는 시점(time)까지, 프로세서(150)는 지문 센서층(126)을 비활성 상태로 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 터치 패널(123)을 기반으로 상기 콘텐츠(50)에 대한 사용자 신체의 접촉(또는, 사용자 입력)이 검출되는 경우, 프로세서(150)는 지문 센서층(126)의 적어도 일부를 활성 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 TFT 회로층(127)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(20) 중 상기 콘텐츠(50)를 기준하여 지정된 영역 범위(60) 내의 픽셀 회로 영역(25)에 대응하는 지문 센서층(126)의 일부 피에조 소자가 구동하도록 제어할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 상기 콘텐츠(50)에 대한 사용자 신체의 접촉이 검출되는 경우, 상기 TFT 회로층(127)이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(20) 모두에 대응하는 지문 센서층(126)의 복수의 피에조 소자가 구동하도록 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(150)는 사용자에 대한 지문 인증이 완료되는 경우, 적어도 일부가 활성화된 지문 센서층(126)을 비활성 상태로 제어할 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 지문 센서 운용 방법을 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 동작 1501에서, 전자 장치(도 1, 도 9, 도 13 또는 도 14의 100)의 프로세서(도 9의 150)는 지정된 사용자 지문 인증 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 잠금 화면 해제 처리, 전자 결제 기반의 대금 처리, 모바일 뱅킹 기반의 금융 거래 처리 또는 지정된 어플리케이션 프로그램(예: 메시지 또는 갤러리 등)의 잠금 해제 처리 등과 같이, 전자 장치 상에서 사용자 지문 인증이 요구되는 지정된 사용자 지문 인증 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서는 상기 지정된 사용자 지문 인증 이벤트가 발생한 것으로 판단되는 경우, 탑재된 생체 인증 시스템을 구동하여 사용자 지문 인증 프로세스를 개시할 수 있다.
동작 1503에서, 프로세서는 상기 지문 인증 프로세스의 일부 동작으로서, 전자 장치의 디스플레이(도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 120, 또는 도 8의 140)가 포함하는 지문 센서층(도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 또는 도 7의 126, 또는 도 8의 144)의 활성화를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서는 지정된 TX 드라이버(도 9의 163)를 제어하여 상기 지문 센서층이 포함하는 전극(도 2, 도 3 또는 도 4의 126a, 또는 도 8의 144a 및 144c)에 지정된 주파수 대역의 아날로그 신호를 입력하고, 상기 디스플레이가 포함하는 TFT 회로층(도 2, 도 3, 도 4, 도 6 또는 도 7의 127, 또는 도 8의 147) 내의 복수의 피에조 TFT(도 2, 도 3 또는 도 4의 127b, 또는 도 8의 147a)를 제어하여 상기 복수의 피에조 TFT를 접지시킬 수 있다. 이 경우, 상기 전극과 TFT 회로층(또는, 복수의 피에조 TFT) 사이에 위치한 지문 센서층의 피에조층(도 2, 도 3 또는 도 4의 126b, 또는 도 8의 144b)에는 소정 크기의 전압이 인가될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 피에조층이 포함하는 복수의 피에조 소자는 인가된 전압에 기반하여 물리적 변위(예: 진동)를 일으키며 적어도 일부가 상기 지문 센서층의 상부를 지향하는 특정 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 발생시킬 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 프로세서는 상술한 지문 센서층의 활성화를 제어하는 동작에서, 디스플레이를 제어하여 사용자 신체의 접촉 영역을 가이드하는 콘텐츠(예: 지문 이미지 등)를 상기 디스플레이의 액티브 영역(도 1 또는 도 13의 10)에 표시할 수 있다.
동작 1505에서, 프로세서는 상기 디스플레이의 액티브 영역(또는, 액티브 영역에 대응하는 커버 글라스(도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 110) 영역)에 접촉된 사용자 신체의 접촉 영역을 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 디스플레이가 포함하는 터치 패널(도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6의 123) 또는 압력 패널(미도시)과 전기적으로 연결된 터치 IC(도 9의 180) 또는 압력 IC(도 9의 190)로부터 상기 사용자 신체의 접촉 영역에 대한 위치 정보를 전달받을 수 있다. 프로세서는 상기 위치 정보에 기초하여, TFT 회로층이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역(도 7, 도 9, 도 10, 도 11 또는 도 12의 20) 중 사용자 신체의 접촉 영역에 대응하는 적어도 하나의 픽셀 회로 영역을 판단할 수 있다.
동작 1507에서, 프로세서는 상기 디스플레이의 액티브 영역(또는, 액티브 영역에 대응하는 커버 글라스 영역)에 접촉된 사용자 신체의 지문 정보를 획득할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서는 상기 지문 센서층이 포함하는 전극을 접지시키고, 지정된 RX 드라이버(도 9 또는 도 10의 164)를 제어하여 TFT 회로층이 포함하는 복수의 피에조 TFT 중 상기 동작 1505에서 판단된 적어도 하나의 픽셀 회로 영역에 대응하는 적어도 하나의 피에조 TFT에 전압을 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 피에조 TFT는 공급된 전압에 기반하여 지문 센서층의 피에조층에 포함된 복수의 피에조 소자 중 대응하는 적어도 하나의 피에조 소자에 스위칭될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 피에조 소자는 동작 1503에서 발생된 특정 주파수 대역의 음파 중 디스플레이의 액티브 영역에 접촉된 사용자 신체에 반사되는 적어도 일부의 음파를 수신하여 상호 상이한 크기의 전압을 발생시킬 수 있으며, 상기 적어도 하나의 피에조 소자와 스위칭된 적어도 하나의 피에조 TFT는 발생된 전압을 스캔하여 사용자 지문 정보로 인식할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(또는, 지문 정보 처리 모듈(도 9 또는 도 10의 166))는 상기 사용자 지문 정보를 이용하여 사용자 지문 이미지를 생성할 수 있다.
동작 1509에서, 프로세서는 디스플레이가 포함하는 서미스터층(도 6의 129) 내의 복수의 서미스터 또는 TFT 회로층 내의 복수의 서미스터를 제어하여 상기 사용자 신체의 접촉 영역에 대한 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 상기 동작 1507에서 수행되는 사용자 지문 정보 획득과 동일 또는 유사한 시점(time)에 복수의 서미스터 각각이 해당 배치 영역에서의 온도를 측정하도록 상기 복수의 서미스터를 제어할 수 있다.
동작 1511에서, 프로세서는 복수의 서미스터에 의해 측정된 온도 정보에 기초하여 사용자 지문 이미지를 보정할 수 있다. 이 동작에서, 프로세서는 서미스터 IC(도 9의 127c)로부터 상기 복수의 서미스터 각각이 측정한 복수의 온도 정보를 제공받고, 상기 복수의 온도 정보 중 상기 동작 1505에서 판단된 적어도 하나의 픽셀 회로 영역에 대응하는 적어도 하나의 서미스터에 의해 측정된 적어도 하나의 온도 정보를 참조할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 사전 구축된 룩업 테이블 상에서 상기 적어도 하나의 온도 정보에 매핑된 적어도 하나의 배경 이미지(예: 디스플레이의 액티브 영역에 사용자 신체가 접촉되지 않은 상태의 특정 온도 환경에서, 지문 센서층의 구동에 따라 수집되는 정보를 기반으로 생성되는 이미지)를 획득하여 사용자 지문 이미지와 비교함으로써, 상기 사용자 지문 이미지 상에서 노이즈를 제거할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상술된 동작 1501에서 사용자 지문 인증 이벤트의 발생이 판단되면, 전자 장치의 프로세서는 동작 1505에 따른 사용자 신체의 접촉 영역 판단을 우선하여 수행한 후, 동작 1503에 따른 지문 센서층의 활성화를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서는 사용자 지문 인증 이벤트 발생에 따라 디스플레이의 액티브 영역에 사용자 신체가 접촉되면, 터치 IC 또는 압력 IC로부터 상기 사용자 신체의 접촉 영역에 대한 위치 정보를 전달받을 수 있다. 프로세서는 상기 위치 정보에 기초하여 TFT 회로층이 포함하는 복수의 픽셀 회로 영역 중 사용자 신체의 접촉 영역에 대응하는 적어도 하나의 픽셀 회로 영역을 판단할 수 있다. 이후 프로세서는, TX 드라이버를 제어하여 지문 센서층이 포함하는 전극에 아날로그 신호를 입력하고, TFT 회로층이 포함하는 복수의 피에조 TFT를 제어하여 접지 시킴으로써, 상기 전극 및 TFT 회로층 사이에 위치한 지문 센서층의 피에조층에 전압을 인가할 수 있다. 이 경우, 상기 피에조층이 포함하는 복수의 피에조 소자는 인가된 전압에 기반하여 특정 주파수 대역의 음파(예: 초음파)를 발생시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서는 상기 동작 1505에 따른 사용자 신체의 접촉 영역 판단 및 상기 동작 1503에 따른 지문 센서층의 활성화 제어가 완료되면, 상술된 동작 1507, 동작 1509 및 동작 1511을 순차적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 사용자 신체에 반사되는 음파 수신에 따라 적어도 하나의 피에조 소자에서 발생되는 전압을 스캔하여 상기 사용자 신체에 대한 지문 이미지를 생성하고, 복수의 서미스터를 제어하여 상기 사용자 신체의 접촉 영역에 대한 온도를 측정하며, 측정된 온도 정보 및 사전 구축된 룩업 테이블을 참조하여 상기 생성된 지문 이미지를 보정할 수 있다.
전술된 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 커버 글라스, 상기 커버 글라스의 하부로 배치되는 기판(substrate), 상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층, 상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 지문 센서층 및 상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 지문 센서층은, 상기 디스플레이 발광층과 대응하는 면적 또는 상기 디스플레이 발광층에 상대적으로 넓은 면적을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이 발광층 및 상기 지문 센서층 사이에 배치되어 상기 디스플레이 발광층 및 상기 지문 센서층 간의 전기 전도를 방지하는 절연층을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 지문 센서층은, 인가되는 전압에 따라 물리적 변위를 일으키며 상기 특정 주파수 대역의 음파를 발생시키고, 상기 사용자 신체의 적어도 일부에 반사되는 음파를 수신하여 전압을 발생시키는 복수의 피에조(piezo) 소자를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 피에조 소자는, 상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀과 대응하는 배열로 상기 지문 센서층에 포함될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 장치는, 상기 기판의 하부에 배치되어, 상기 사용자 신체가 접촉되는 상기 커버 글라스의 일 영역에 대한 온도를 측정하는 서미스터(thermistor)층을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 서미스터층은, 상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀 및 상기 지문 센서층이 포함하는 상기 복수의 피에조 소자와 대응하는 배열의 복수의 서미스터를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 TFT 회로층은, 상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀 및 상기 지문 센서층이 포함하는 상기 복수의 피에조 소자와 대응하는 배열의 복수의 픽셀 회로 영역을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각은, 대응하는 상기 디스플레이 발광층의 픽셀 구동과 관계되는 트랜지스터 및 대응하는 상기 지문 센서층의 피에조 소자 구동과 관계되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각은, 상기 사용자 신체가 접촉되는 상기 커버 글라스의 일 영역에 대한 온도를 측정하는 서미스터를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 서미스터는, 상기 디스플레이 발광층의 픽셀 구동과 관계되는 트랜지스터 및 상기 지문 센서의 피에조 소자 구동과 관계되는 트랜지스터 사이 영역에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 발광층은, 상기 지문 센서층의 상부를 지향하는 음파의 진행 방해 방지와 관련하여, 에어 갭(air gap) 또는 보이드(void)를 포함하지 않을 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기판은, 상기 지문 센서층의 하부를 지향하는 음파의 진행 방향 변경과 관련하여, 배면 일 영역으로 에어 갭 또는 보이드를 포함할 수 있다.
전술된 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 커버 글라스, 상기 커버 글라스의 하부로 배치되어 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보를 획득하는 디스플레이, 상기 사용자의 지문 정보가 기 저장된 메모리 및 상기 메모리에 기 저장된 상기 사용자의 지문 정보에 기초하여 상기 디스플레이를 통해 획득되는 지문 정보에 대한 인증을 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 기판(substrate), 상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층, 상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고 상기 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 복수의 피에조(piezo) 소자를 포함하는 지문 센서층 및 상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서층의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 피에조 소자는, 상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀과 대응하는 배열로 상기 지문 센서층에 포함되고, 상기 TFT 회로층은, 상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀 및 상기 지문 센서층이 포함하는 상기 복수의 피에조 소자와 대응하는 배열의 복수의 픽셀 회로 영역을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각은, 대응하는 상기 디스플레이 발광층의 픽셀 구동과 관계되는 트랜지스터, 대응하는 상기 지문 센서층의 피에조 소자 구동과 관계되는 트랜지스터 및 상기 사용자 신체가 접촉되는 상기 커버 글라스의 일 영역에 대한 온도를 측정하는 서미스터를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 지문 센서층의 상기 지정된 주파수 대역의 음파 발생과 관련하여 상기 지문 센서층에 전압을 인가하는 TX 드라이버 및 상기 지문 센서층의 상기 지정된 주파수 대역의 음파 중 상기 사용자 신체에 반사되는 적어도 일부의 음파 수신과 관련하여 상기 TFT 회로층의 상기 복수의 제2 트랜지스터 중 적어도 일부에 전압을 공급하는 RX 드라이버를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 복수의 픽셀 회로 영역 중 상기 사용자 신체의 접촉 영역과 대응하는 적어도 일부 픽셀 회로 영역을 판단하고, 판단된 상기 적어도 일부 픽셀 회로 영역에 포함되는 상기 피에조 소자 구동과 관계된 트랜지스터에 전압이 공급되도록, 상기 RX 드라이버에 상기 적어도 일부 픽셀 회로 영역에 대한 정보를 전달할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 복수의 픽셀 회로 영역 중 상기 사용자 신체의 접촉 영역과 대응하는 적어도 일부 픽셀 회로 영역을 판단하고, 판단된 상기 적어도 일부 픽셀 회로 영역에 포함되는 상기 서미스터의 온도 정보를 참조하여 상기 지문 센서층에 의해 획득된 지문 정보를 보정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 메모리에 사전 저장된 상기 온도 정보에 대응하는 이미지 정보를 상기 획득된 지문 정보와 비교하여 상기 보정을 수행할 수 있다.
도 16은 일 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 네트워크 환경(1600)에서 전자 장치(1601)는 제 1 네트워크(1698)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1602)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1699)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1604) 또는 서버(1608)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1601)는 서버(1608)를 통하여 전자 장치(1604)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1601)는 프로세서(1620), 메모리(1630), 입력 장치(1650), 음향 출력 장치(1655), 표시 장치(1660), 오디오 모듈(1670), 센서 모듈(1676), 인터페이스(1677), 햅틱 모듈(1679), 카메라 모듈(1680), 전력 관리 모듈(1688), 배터리(1689), 통신 모듈(1690), 가입자 식별 모듈(1696), 또는 안테나 모듈(1697)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1601)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1660) 또는 카메라 모듈(1680))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(1676)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(1660)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(1620)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1640))를 실행하여 프로세서(1620)에 연결된 전자 장치(1601)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1620)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1676) 또는 통신 모듈(1690))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1632)에 로드하고, 휘발성 메모리(1632)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1634)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1620)는 메인 프로세서(1621)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1623)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(1623)은 메인 프로세서(1621)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1623)는 메인 프로세서(1621)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1623)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1621)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1621)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1621)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1621)와 함께, 전자 장치(1601)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1660), 센서 모듈(1676), 또는 통신 모듈(1690))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(1623)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1680) 또는 통신 모듈(1690))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(1630)는, 전자 장치(1601)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1620) 또는 센서 모듈(1676))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1640)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1630)는, 휘발성 메모리(1632) 또는 비휘발성 메모리(1634)를 포함할 수 있다.
프로그램(1640)은 메모리(1630)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1642), 미들 웨어(1644) 또는 어플리케이션(1646)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1650)는, 전자 장치(1601)의 구성요소(예: 프로세서(1620))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1601)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1650)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1655)는 음향 신호를 전자 장치(1601)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1655)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(1660)는 전자 장치(1601)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1660)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(1660)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1670)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(1670)은, 입력 장치(1650)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1655), 또는 전자 장치(1601)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1676)은 전자 장치(1601)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(1676)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1677)는 전자 장치(1601)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(1677)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1678)는, 그를 통해서 전자 장치(1601)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(1678)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1679)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(1679)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1680)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(1680)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1688)은 전자 장치(1601)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(1688)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1689)는 전자 장치(1601)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(1689)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1690)은 전자 장치(1601)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602), 전자 장치(1604), 또는 서버(1608))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1690)은 프로세서(1620)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1690)은 무선 통신 모듈(1692)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1694)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1698)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1699)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1692)은 가입자 식별 모듈(1696)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1698) 또는 제 2 네트워크(1699)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1601)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1697)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1697)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1698) 또는 제 2 네트워크(1699)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1690)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1690)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(1697)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들과 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1699)에 연결된 서버(1608)를 통해서 전자 장치(1601)와 외부의 전자 장치(1604)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(1602, 1604) 각각은 전자 장치(1601)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1601)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1602, 1604, or 1608) 중 하나 이상의 외부 장치에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1601)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1601)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치에 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1601)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1601)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1601)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1636) 또는 외장 메모리(1638))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1640))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1601))의 프로세서(예: 프로세서(1620))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    커버 글라스;
    상기 커버 글라스의 하부로 배치되는 기판(substrate);
    상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층;
    상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 지문 센서층; 및
    상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층;을 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지문 센서층은,
    상기 디스플레이 발광층과 대응하는 면적 또는 상기 디스플레이 발광층에 상대적으로 넓은 면적을 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 발광층 및 상기 지문 센서층 사이에 배치되어 상기 디스플레이 발광층 및 상기 지문 센서층 간의 전기 전도를 방지하는 절연층;을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지문 센서층은,
    인가되는 전압에 따라 물리적 변위를 일으키며 상기 특정 주파수 대역의 음파를 발생시키고, 상기 사용자 신체의 적어도 일부에 반사되는 음파를 수신하여 전압을 발생시키는 복수의 피에조(piezo) 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 피에조 소자는,
    상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀과 대응하는 배열로 상기 지문 센서층에 포함되는, 디스플레이 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판의 하부에 배치되어, 상기 사용자 신체가 접촉되는 상기 커버 글라스의 일 영역에 대한 온도를 측정하는 서미스터(thermistor)층;을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서미스터층은,
    상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀 및 상기 지문 센서층이 포함하는 상기 복수의 피에조 소자와 대응하는 배열의 복수의 서미스터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 TFT 회로층은,
    상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀 및 상기 지문 센서층이 포함하는 상기 복수의 피에조 소자와 대응하는 배열의 복수의 픽셀 회로 영역을 포함하는, 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각은,
    대응하는 상기 디스플레이 발광층의 픽셀 구동과 관계되는 트랜지스터 및 대응하는 상기 지문 센서층의 피에조 소자 구동과 관계되는 트랜지스터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제8항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각은,
    상기 사용자 신체가 접촉되는 상기 커버 글라스의 일 영역에 대한 온도를 측정하는 서미스터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제10항에 있어서,
    상기 서미스터는,
    상기 디스플레이 발광층의 픽셀 구동과 관계되는 트랜지스터 및 상기 지문 센서의 피에조 소자 구동과 관계되는 트랜지스터 사이 영역에 배치되는, 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 발광층은,
    상기 지문 센서층의 상부를 지향하는 음파의 진행 방해 방지와 관련하여, 에어 갭(air gap) 또는 보이드(void)를 포함하지 않는, 디스플레이 장치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 지문 센서층의 하부를 지향하는 음파의 진행 방향 변경과 관련하여, 배면 일 영역으로 에어 갭 또는 보이드를 포함하는, 디스플레이 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    전자 장치에 있어서,
    커버 글라스;
    상기 커버 글라스의 하부로 배치되어 상기 커버 글라스의 일 영역에 접촉되는 사용자 신체에 대한 지문 정보를 획득하는 디스플레이;
    상기 사용자의 지문 정보가 기 저장된 메모리; 및
    상기 메모리에 기 저장된 상기 사용자의 지문 정보에 기초하여 상기 디스플레이를 통해 획득되는 지문 정보에 대한 인증을 수행하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 디스플레이는,
    기판(substrate);
    상기 커버 글라스 및 상기 기판 사이에 배치되고, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 발광층;
    상기 디스플레이 발광층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 지문 정보 획득과 관련하여 지정된 주파수 대역의 음파를 발생시키는 복수의 피에조(piezo) 소자를 포함하는 지문 센서층; 및
    상기 지문 센서층 및 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 복수의 픽셀 구동과 관계되는 복수의 제1 트랜지스터 및 상기 지문 센서층의 구동과 관계되는 복수의 제2 트랜지스터를 포함하는 TFT(thin film transistor) 회로층;을 포함하는, 전자 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제14항에 있어서,
    상기 복수의 피에조 소자는,
    상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀과 대응하는 배열로 상기 지문 센서층에 포함되고,
    상기 TFT 회로층은,
    상기 디스플레이 발광층이 포함하는 상기 복수의 픽셀 및 상기 지문 센서층이 포함하는 상기 복수의 피에조 소자와 대응하는 배열의 복수의 픽셀 회로 영역을 포함하는, 전자 장치.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제15항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 회로 영역 각각은,
    대응하는 상기 디스플레이 발광층의 픽셀 구동과 관계되는 트랜지스터, 대응하는 상기 지문 센서층의 피에조 소자 구동과 관계되는 트랜지스터 및 상기 사용자 신체가 접촉되는 상기 커버 글라스의 일 영역에 대한 온도를 측정하는 서미스터를 포함하는, 전자 장치.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제16항에 있어서,
    상기 지문 센서층의 상기 지정된 주파수 대역의 음파 발생과 관련하여, 상기 지문 센서층에 전압을 인가하는 TX 드라이버; 및
    상기 지문 센서층의 상기 지정된 주파수 대역의 음파 중 상기 사용자 신체에 반사되는 적어도 일부의 음파 수신과 관련하여, 상기 TFT 회로층의 상기 복수의 제2 트랜지스터 중 적어도 일부에 전압을 공급하는 RX 드라이버;를 더 포함하는, 전자 장치.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 픽셀 회로 영역 중 상기 사용자 신체의 접촉 영역과 대응하는 적어도 일부 픽셀 회로 영역을 판단하고,
    판단된 상기 적어도 일부 픽셀 회로 영역에 포함되는 상기 피에조 소자 구동과 관계된 트랜지스터에 전압이 공급되도록, 상기 RX 드라이버에 상기 적어도 일부 픽셀 회로 영역에 대한 정보를 전달하도록 설정된, 전자 장치.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 픽셀 회로 영역 중 상기 사용자 신체의 접촉 영역과 대응하는 적어도 일부 픽셀 회로 영역을 판단하고,
    판단된 상기 적어도 일부 픽셀 회로 영역에 포함되는 상기 서미스터의 온도 정보를 참조하여 상기 지문 센서층에 의해 획득된 지문 정보를 보정하도록 설정된, 전자 장치.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제19항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 메모리에 사전 저장된 상기 온도 정보에 대응하는 이미지 정보를 상기 획득된 지문 정보와 비교하여 상기 보정을 수행하도록 설정된, 전자 장치.
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