KR102596042B1 - 지문 인식형 표시장치 - Google Patents

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Abstract

지문 인식형 표시장치는 표시패널, 표시패널에 결합되는 지문 센싱 모듈, 표시패널과 지문 센싱 모듈을 구동하는 전원을 제공하는 배터리, 및 배터리의 전원이 인가되는 전원관리 회로부를 포함하는 회로기판을 포함한다. 전원관리 회로부는 배터리 전원을 조절하는 스위칭 레귤레이터(switching regulator) 및 제1 리니어 레귤레이터(linear regulator)를 포함한다. 또한, 지문 센싱 모듈은 제2 리니어 레귤레이터 및 지문 인식 센서를 포함한다. 제2 리니어 레귤레이터에는 전원관리 회로부의 스위칭 레귤레이터로부터 출력된 출력전압이 입력된다. 지문 인식 센서는 제2 리니어 레귤레이터로부터 출력된 출력전압으로 구동되고, 지문 인식 센서는 사용자의 지문을 센싱한다.

Description

지문 인식형 표시장치{DISPLAY DEVICE SENSING FINGERPRINT}
본 발명은 지문 인식형 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지문 인식 기능을 갖는 지문 인식 모듈을 포함하는 지문 인식형 표시장치에 관한 것이다.
노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 및 스마트폰과 같은 다양한 휴대용 정보 처리 기기들이 개발됨에 따라, 사용자는 휴대용 정보 처리 기기들을 이용하여 다양한 업무들을 처리할 수 있다.
이러한 휴대용 정보 처리 기기는 분실의 위험이 있으므로, 사용자 외의 다른 사용자가 휴대용 정보 처리 기기를 조작할 수 없도록 휴대용 정보 처리 기기의 보안성을 향상시키는 방안들이 연구되고 있다. 예를 들어, 스마트폰에 사용자의 지문을 인식할 수 있는 지문 인식 모듈을 탑재하여, 현재 입력된 지문이 기 등록된 사용자의 지문과 일치하는 경우에 시스템이 작동되는 스마트폰이 개발되고 있다.
본 발명의 목적은 사용자의 지문 인식 기능이 보다 안정적으로 동작할 수 있는 지문 인식형 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문 인식형 표시장치는 표시패널, 상기 표시패널에 결합되는 지문 센싱 모듈, 상기 표시패널과 상기 지문 센싱 모듈을 구동하는 전원을 제공하는 배터리, 및 상기 배터리의 전원이 인가되는 전원관리 회로부를 포함하는 회로기판을 포함한다.
상기 전원관리 회로부는 상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 스위칭 방식으로 조절하는 스위칭 레귤레이터(switching regulator), 및 상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 리니어 방식으로 조절하는 제1 리니어 레귤레이터(linear regulator)를 포함한다.
상기 지문 센싱 모듈은 제2 리니어 레귤레이터 및 지문 인식 센서를 포함한다. 상기 제2 리니어 레귤레이터에는 상기 전원관리 회로부의 상기 스위칭 레귤레이터로부터 출력된 출력전압이 입력된다. 상기 지문 인식 센서는 상기 제2 리니어 레귤레이터로부터 출력된 출력전압으로 구동되고, 상기 지문 인식 센서는 사용자의 지문을 센싱한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 리니어 레귤레이터는 LDO 레귤레이터(Low-dropout regulator)이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원관리 회로부는 하나 이상의 스위칭 레귤레이터 및 하나 이상의 제1 리니어 레귤레이터를 포함하는 전원 관리 직접회로(power management integrated circuit, PMIC)이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 지문 센싱 모듈은 연성인쇄회로 기판을 더 포함하고, 상기 지문 인식 센서 및 상기 제2 리니어 레귤레이터는 상기 연성인쇄회로기판 위에 실장된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 지문 센싱 모듈은 광원을 더 포함한다. 상기 광원은 상기 표시패널에 인접하게 배치되고, 상기 광원은 사용자의 지문을 센싱하는 데 사용되는 광을 발생한다. 상기 지문 인식 센서는 광학식 이미지 센서이고, 상기 광원은 상기 연성인쇄회로기판 위에 실장되는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
본 발명의 일 실시예에서, 지문 인식형 표시장치는 광학기판 유닛을 더 포함한다. 상기 광학기판 유닛은 센싱영역이 정의되어 상기 표시패널을 커버하고, 상기 광학기판 유닛은 상기 광원으로부터 제공된 광을 상기 센싱영역 측으로 가이드한다. 상기 지문 인식 센서는 상기 센싱영역에 접촉된 사용자의 지문에서 반사된 광을 센싱한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광학기판 유닛은 커버기판, 제1 굴절층, 고굴절층, 광가이드 필름 및 제2 저굴절층을 포함한다. 상기 커버기판은 상기 표시패널을 커버한다. 상기 제1 저굴절층은 상기 커버기판 및 상기 표시패널 사이에 배치되어 상기 커버기판의 굴절율보다 작은 굴절율을 갖는다. 상기 고굴절층은 상기 제1 저굴절층을 사이에 두고 상기 커버기판에 대향하며, 상기 고굴절층은 상기 제1 저굴절층보다 큰 굴절율을 갖는다. 상기 광가이드 필름은 상기 고굴절층을 사이에 두고 상기 제1 저굴절층에 대향한다. 상기 제2 저굴절층은 상기 광가이드 필름을 사이에 두고 상기 고굴절층에 대향하며, 상기 제2 저굴절층은 상기 고굴절층 및 상기 광가이드 필름의 각각보다 작은 굴절율을 갖는다.
상기 광가이드 필름은 출광소자 및 입광소자를 포함한다. 상기 출광소자는 상기 표시패널의 표시영역에 대응하여 위치하고, 상기 출광소자는 상기 광가이드 필름의 내부에서 전반사되는 광을 외부로 출사시킨다. 상기 입광소자는 상기 표시패널의 비표시영역에 대응하여 위치하고, 상기 입광소자는 상기 광원으로부터 제공된 광을 상기 출광소자 측으로 가이드한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 지문 인식형 표시장치는 표시패널, 상기 표시패널에 결합되는 지문 센싱 모듈, 상기 표시패널과 상기 지문 센싱 모듈을 구동하는 전원을 제공하는 배터리, 및 상기 배터리의 전원이 인가되는 전원관리 회로부를 포함하는 회로기판을 포함한다.
상기 전원관리 회로부는 상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 스위칭 방식으로 조절하는 스위칭 레귤레이터 및 상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 리니어 방식으로 조절하는 제1 리니어 레귤레이터를 포함한다.
상기 지문 센싱 모듈은 제2 리니어 레귤레이터 및 지문 인식 센서를 포함한다. 상기 제2 리니어 레귤레이터에는 상기 회로기판에 인가된 상기 배터리의 전원으로부터 분기된 라인을 통해 상기 배터리의 전원의 출력전압이 입력된다. 상기 지문 인식 센서는 상기 제2 리니어 레귤레이터로부터 출력된 출력전압으로 구동되고, 상기 지문 인식 센서는 사용자의 지문을 센싱한다.
본 발명의 실시예의 회로기판의 전원관리 회로부 및 지문 센싱 모듈의 광학식 이미지 센서의 구성에 따르면, 배터리의 충전 용량이 적더라도, 지문 센싱 모듈의 광학식 이미지 센서측에 충분하게 확보된 전류값과 안정화된 전압값을 갖는 전원이 제공될 수 있다. 따라서, 배터리의 충전 용량에 크게 상관없이, 전원관리 회로부의 스위칭 레귤레이터의 대용량 전류의 장점 및 지문 센싱 모듈 자체의 리니어 레귤레이터의 안정화 전류의 장점을 최대로 이용하여 지문 센싱 모듈의 광학식 이미지 센서가 안정하게 구동되는 효과가 발생될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 지문 인식형 표시장치에 다양한 전원 요구치를 갖는 지문 센싱 모듈이 적용되더라도, 상술한 회로기판 및 지문 센싱 모듈의 구성에 의해 지문 센싱 모듈 측에 지문 센싱 모듈을 안정적으로 구동시킬 수 있는 전원이 공급될 수 있다. 따라서, 지문 센싱 모듈의 사양에 따라 회로기판의 전원관리 회로부의 구성이 변경되지 않아도 되므로, 다양한 사양을 갖는 지문 센싱 모듈을 지문 인식형 표시장치의 구동기판에 적용하기가 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식형 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 표시장치의 표시패널이 영상을 구동하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 지문 인식형 표시장치가 사용자의 지문을 인식하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 지문 인식형 표시장치의 지문 센싱 모듈이 구동되는 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식형 표시장치의 지문 센싱 모듈이 구동되는 구성을 나타내는 블록도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 '제1' 및 '제2'등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 '위에' 또는 '상에'있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식형 표시장치(500)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 지문 인식형 표시장치(500, 이하 '표시장치')는 표시패널(DP), 배터리(290), 회로기판(300), 지문 센싱 모듈(200) 및 광학기판 유닛(100)을 포함한다.
표시패널(DP)은 영상을 표시한다. 이 실시예에서는 표시패널(DP)은 유기전계발광 표시패널일 수 있다. 이 경우에 표시패널(DP)은 각각이 유기발광 다이오드를 포함하는 다수의 화소들을 포함하고, 표시패널(DP)은 상기 다수의 화소들로부터 출력되는 광을 이용하여 영상을 표시할 수 있다.
전술된 바와 같이, 이 실시예에서는 표시패널(DP)은 유기전계발광 표시패널일 수 있으나, 본 발명이 표시패널(DP)의 종류에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서는, 예를 들면 표시패널(DP)은 액정표시패널일 수 있다.
표시장치(500)가 표시패널(DP)을 이용하여 영상을 구동하는 일 예의 구성을 도 2a 및 도 2b를 더 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a는 도 1에 도시된 표시장치(500)의 표시패널(DP)이 영상을 구동하는 구성을 설명하는 도면이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 타이밍 제어부(TC)는 입력 영상신호들을 수신하고, 타이밍 제어부(TC)는 표시패널(DP)의 동작모드에 부합하게 변환된 영상데이터들(DT), 게이트 구동제어신호(SCS) 및 데이터 구동제어신호(DCS)를 출력한다.
이 실시예에서는, 타이밍 제어부(TC)는 회로기판(도 1의 300) 위에 실장된 구동 회로부(도 1의 330)의 일 구성요소일 수 있고, 타이밍 제어부(TC)는 회로기판(도 1의 300) 위에 실장된 전원 관리 회로부(도 1의 320)으로부터 출력된 출력전압을 인가받아 동작할 수 있다.
게이트 구동부(GD)는 타이밍 제어부(TC)로부터 게이트 구동제어신호(SCS)를 수신하여 복수의 게이트 신호들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 게이트 신호들은 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 표시패널(DP) 측으로 제공된다.
데이터 구동부(DD)는 타이밍 제어부(TC)로부터 데이터 구동제어신호(DCS) 및 영상 데이터(DT)를 수신한다. 데이터 구동부(DD)는 수신된 데이터 구동제어신호(DCS) 및 영상 데이터(DT)에 근거하여 복수의 데이터 신호들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 데이터 신호들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 표시패널(DP) 측으로 제공된다.
이 실시예에서는, 게이트 라인들(GL1~GLn) 각각은 표시패널(DP)의 수평 방향으로 연장되고, 데이터 라인들(DL1~DLn) 각각은 표시패널(DP)의 수직 방향으로 연장된다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 게이트 라인들(GL1~GLn)과 절연되어 교차한다.
표시패널(DP)은 다수의 화소들(PX11~PXnm)을 포함하고, 표시패널(DP)은 다수의 화소들(PX11~PXnm)로부터 출력되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 이 실시예에서는, 다수의 화소들(PX11~PXnm)은 표시패널(DP)의 수평 방향 및 수직 방향으로 매트릭스의 형상으로 배열될 수 있다.
외부로부터 표시패널(DP)에 제1 전원전압(ELVDD) 및 제1 전원 전압(ELVDD)보다 높은 레벨의 제2 전원전압(ELVSS)이 제공되어, 다수의 화소들(PX11~PXnm)의 각각은 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)을 수신한다.
다수의 화소들(PX11~PXnm) 각각은 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응되는 게이트 라인 및 데이터 라인들(DL1~DLn) 중 대응되는 데이터 라인에 전기적으로 연결된다. 따라서, 다수의 화소들(PX11~PXnm)의 각각은 대응되는 게이트 신호에 의해 턴-온 되어 대응되는 데이터 신호를 제공받을 수 있고, 이에 따라 다수의 화소들(PX11~PXnm)의 각각은 상기 데이터 신호에 응답하여 광을 출력할 수 있다.
도 2b에서는 도 2a에 도시된 화소의 등가 회로도이다. 도 2b에서는 도 2a에 도시된 복수의 게이트 라인들(도 2a의 GL1~GLn) 중 i번째 게이트 라인(GLi) 및 복수의 데이터 라인들(도 2a의 DL1~DLn) 중 j번째 데이터 라인(DLj)에 전기적으로 연결된 화소(PXij)의 등가회로가 예시적으로 도시된다.
이 실시예에서는, 화소(PXij)는 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 커패시터(Cap) 및 발광 소자(LED1)를 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 게이트 라인(GLi)에 연결된 제어전극, 데이터 라인(DLj)에 연결된 입력전극 및 출력전극을 포함할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)는 게이트 라인(GLi)을 통해 제공되는 게이트 신호에 응답하여 턴-온되어 데이터 라인(DLj)을 통해 제공되는 데이터 신호를 출력할 수 있다.
이 실시예에서는, 커패시터(Cap)는 스위칭 트랜지스터(ST)에 연결된 전극 및 제1 전원전압(ELVDD)에 연결된 전극을 포함할 수 있다. 따라서, 커패시터(Cap)는 스위칭 트랜지스터(ST)로부터 출력된 데이터 신호에 대응하는 전압과 제1 전원전압(ELVDD)의 차이에 대응하는 전하량을 충전할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(ST)의 출력전극에 연결된 제어전극, 제1 전원전압(ELVDD)을 수신하는 입력전극 및 출력전극을 포함할 수 있다. 유기발광 다이오드(LED1)는 구동 트랜지스터(DT)의 출력 전극에 연결되어 제2 전원 전압(ELVSS)을 수신하고, 유기발광 다이오드(LED1)는 수신된 제2 전원 전압(ELVSS)에 응답하여 광을 발생시킨다.
이 실시예에서는 유기발광 다이오드(LED1)는 구동 트랜지스터(DT)에 전기적으로 연결된 애노드, 상기 애노드 위에 배치된 유기발광층 및 상기 유기발광층 위에 배치된 캐소드를 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 표시장치(500)의 구성을 설명하면 다음과 같다.
배터리(290)는 표시패널(DP), 회로기판(300) 및 지문 센싱 모듈(200)을 구동하는 전원을 제공한다. 도 1에서 도시되지는 않았으나, 배터리(290)의 전극 단자들은 회로기판(300)의 전원 입력 단자들과 전기적으로 연결된다.
회로기판(300)은 표시장치(500)의 메인보드의 역할을 한다. 회로기판(300)은 전원을 사용하여 동작하는 소자들 또는 모듈들과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 표시패널(DP)은 COF패키지(chip on film package)를 통해 회로기판(300)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 지문 센싱 모듈(200)은 커넥터(305)를 통해 회로기판(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이 실시예에서는, 회로기판(300)은 인쇄회로기판(310), 커넥터(305), 전원관리 회로부(320) 및 구동회로부(330)를 포함한다. 인쇄회로기판(310)은 절연성 기판 및 그 위에 인쇄된 인쇄회로들을 포함하고, 인쇄회로기판(310) 위에 커넥터(305), 전원관리 회로부(320) 및 구동회로부(330)이 실장될 수 있다.
커넥터(305)는 인쇄회로기판(310) 위에 실장되어 지문 센싱 모듈(200)의 연결단자(208)와 체결된다. 따라서, 회로기판(300)이 지문 센싱 모듈(200)과 전기적으로 연결되어, 지문 센싱 모듈(200)은 회로기판(300)으로부터 출력된 전원에 의해 구동될 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 인쇄회로기판(310) 위에는 표시패널(DP)에 연결된 COF패키지, 카메라 모듈 및 스피커 모듈과 같은 다른 구성요소들과 결합되는 다른 커넥터들이 더 배치될 수 있다.
전원관리 회로부(320)는 인쇄회로기판(310) 위에 실장된다. 이 실시예에서는, 전원관리 회로부(320)는 전원 관리 직접회로(power management integrated circuit, PMIC)일 수 있다. 전원관리 회로부(320)는 배터리(290)로부터 제공되는 전원을 조절하여 일정한 전압 값 또는 일정한 전류 값으로 조정하여 출력하고, 필요에 따라 다양한 전압 값들 및 전류 값들을 갖는 전원으로 조절하여 출력한다. 전원관리 회로부(320)에 의해 전압 값 및 전류 값이 조절된 각 전원은 회로기판(300)에 연결된 모듈 측으로 제공되어 상기 모듈을 구동시키는 데 사용된다.
이 실시예에서는, 전원관리 회로부(320)는 적어도 하나의 스위칭 레귤레이터(switching regulator, 도 4의 321) 및 적어도 하나의 리니어 레귤레이터(linear regulator, 도 4의 322)를 포함한다. 상기 스위칭 레귤레이터는 배터리(290)의 전원으로부터의 입력전압을 스위칭 방식으로 레귤레이팅하며, 상기 리니어 레귤레이터는 배터리(290)의 전원으로부터 입력전압을 리니어 방식으로 레귤레이팅한다.
이 실시예에서는, 상기 스위칭 레귤레이터에 의해 조절되는 입력전압 및 출력전압 간의 차이는 상기 리니어 레귤레이터에 의해 조절되는 입력전압 및 출력전압 간의 차이보다 클 수 있다. 또한, 상기 스위칭 레귤레이터에 의해 조절된 전압이 스윙하는 정도는 상기 리니어 레귤레이터에 의해 조절된 전압이 스윙하는 정도보다 클 수 있고, 그 대신에 상기 스위칭 레귤레이터로부터 출력되는 전원의 전류는 상기 리니어 레귤레이터로부터 출력되는 전원의 전류보다 크게 설정되기가 용이하다.
따라서, 이 실시예에서는 전원관리 회로부(320)로부터 전원을 제공받는 모듈들 중에 플래쉬(flash), 응용 프로세서(application processor, AP) 및 램(RAM)과 같이 상대적으로 대용량 전류를 필요로 하는 모듈들에는 상기 스위칭 레귤레이터로부터 출력된 전원이 입력될 수 있고, 카메라 모듈과 같이 상대적으로 소용량 전류를 필요로 하는 모듈들에는 상기 리니어 레귤레이터로부터 출력된 전원이 입력될 수 있다.
구동회로부(330)는 표시패널(DP)에서 표시되는 영상을 제어하는 구동신호를 생성한다. 이 실시예에서는, 구동회로부(330)는 전술된 타이밍 제어부(도 2a의 TC)를 포함할 수 있고, 구동회로부(330)는 표시패널(DP)의 동작모드에 부합하게 변환된 영상데이터들, 게이트 구동제어신호들 및 데이터 구동제어신호들을 출력한다.
지문 센싱 모듈(200)은 표시패널(DP)의 후면에 결합될 수 있고, 지문 센싱 모듈(200)은 사용자의 지문을 센싱한다. 본 발명이 지문 센싱 모듈(200)이 사용자의 지문을 센싱하는 방식에 한정되지는 않으나, 이하 이 실시예에서는 지문 센싱 모듈(200)은 광학식으로 사용자의 지문을 센싱하는 것으로 설명된다. 이 경우에, 지문 센싱 모듈(200)에 구비된 지문 인식 센서는 다수의 전하결합소자들로 구성된 광학식 이미지 센서(205)일 수 있다.
지문 센싱 모듈(200)은 연성인쇄회로기판(201), 연결 단자(208), 리니어 레귤레이터(210), 광학식 이미지 센서(205) 및 광원(220)을 포함한다.
연성인쇄회로기판(201)은 플렉서블한 절연성 기판 및 그 위에 배치된 인쇄회로들을 포함한다. 예를 들어, 연성인쇄회로기판(201)의 인쇄회로들 중 인쇄회로(202)는 연결단자(208)로부터 리니어 레귤레이터(210)를 경유하여 광학식 이미지 센서(205) 측으로 연장될 수 있다. 따라서, 인쇄회로(202)에 의해 리니어 레귤레이터(210)는 광학식 이미지 센서(205)에 전기적으로 연결될 수 있고, 광학식 이미지 센서(205)는 리니어 레귤레이터(210)로부터 출력된 전원을 제공받아 구동될 수 있다.
연결단자(208)는 회로기판(300)의 커넥터(305)에 체결될 수 있다. 따라서, 회로기판(300)의 전원관리 회로부(320)로부터 출력된 전원이 연결단자(208)를 통해 지문 센싱 모듈(200) 측으로 입력될 수 있다.
회로기판(300)의 전원관리 회로부(320)로부터 출력된 출력전원은 리니어 레귤레이터(210)에 입력되며, 리니어 레귤레이터(210)로부터 출력된 출력전원은 광학식 이미지 센서(205) 측으로 입력되어 광학식 이미지 센서(205)를 구동하는 데 사용된다. 이 실시예에서는, 리니어 레귤레이터(210)는 LDO 레귤레이터(Low-dropout regulator)일 수 있다.
이 실시예에서는, 리니어 레귤레이터(210)는 전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터(도 4의 321)로부터 출력된 출력전압을 리니어 방식으로 레귤레이팅한다. 즉, 리니어 레귤레이터(210)에는 전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터(도 4의 321)로부터 스위칭 방식으로 레귤레이팅된 출력전압이 입력되는 것으로, 리니어 레귤레이터(210)는 전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터에 의해 스위칭 방식으로 레귤레이팅된 출력전압을 리니어 방식으로 다시 레귤레이팅한다.
광학식 이미지 센서(205)는 리니어 레귤레이터(210)에 전기적으로 연결되어 리니어 레귤레이터(210)로부터 출력된 출력전압으로 구동된다. 광학식 이미지 센서(205)는 사용자의 지문에서 반사되는 광을 수신하여 사용자의 지문의 이미지를 생성하는 방식으로 사용자의 지문을 센싱한다.
광원(220)은 연성인쇄회로기판(201) 위에 실장되어 광을 발생한다. 이 실시예에서는, 광원(220)은 리니어 레귤레이터(210)로부터 출력된 출력전압을 이용하여 광을 발생시킬 수 있으며, 광원(220)은 적외선을 발광할 수 있다.
전술된 바와 같이, 이 실시예에서는 광원(220)은 연성인쇄회로기판(201) 위에 실장되어 리니어 레귤레이터(210) 및 광학식 이미지 센서(205)와 함께 모듈화되어 지문 센싱 모듈(200)이 구현될 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서는 지문 센싱 모듈(200)에서 광원(220)이 생략될 수도 있고, 이 경우에 광학식 이미지 센서(205)가 지문을 센싱하는 데 사용되는 광은 표시패널(DP)의 화소들로부터 출력될 수 있다.
광학기판 유닛(100)은 표시패널(DP)을 커버한다. 이 실시예에서는, 광학기판 유닛(100)에는 센싱영역(SA)이 정의되며, 광학기판 유닛(100)은 지문 센싱 모듈(200)의 광원(220)으로부터 제공된 광을 센싱영역(SA) 측으로 가이드한다.
이하, 광학기판 유닛(100)의 구조 및 광학기판 유닛(100)과 지문 센싱 모듈(200)을 이용하여 사용자의 지문을 센싱하는 구성을 도 3을 더 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 1에 도시된 지문 인식형 표시장치(500)가 사용자의 지문(FR)을 인식하는 구성을 설명하는 도면으로, 도 3에서는 표시장치(500)의 표시패널(DP), 광학기판 유닛(100) 및 지문 센싱 모듈(200)의 단면들이 도시된다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 지문 센싱 모듈(200)의 광원(220)은 표시패널(DP)에 인접하게 배치되고, 광원(220)의 발광면은 광학기판 유닛(100)의 입광소자(135)를 향할 수 있다.
이 실시예에서는 광원(220)은 적외선을 발생시킬 수 있다. 따라서, 광원(220)으로부터 발생된 적외선이 표시패널(DP)의 다수의 화소들로부터 발생된 광과 혼합되어 표시패널(DP)의 표시품질이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
이 실시예에서는, 광원(220)으로부터 발광된 광은 시준된(collimated) 광일 수 있다. 따라서, 광원(220)으로부터 발광된 광은 광학기판 유닛(100)의 광 입사영역(A1)에 정의된 입사점(LP) 측으로 제공될 수 있다.
광학기판 유닛(100)은 광 입사영역(A1)에 대응하는 부분을 통해 광원(220)으로부터 발생된 광을 제공받는다. 또한, 광원(220)으로부터 광학기판 유닛(100) 측으로 이동한 광은 광학기판 유닛(100)의 내부에서 전반사되며, 평면상에서 볼 때 광학기판 유닛(100)의 내부에서 전반사된 광은 대략적으로 광 진행 각도(EA)의 범위로 진행될 수 있다.
광학기판 유닛(100)의 내부에서 전반사되는 광은 광학기판 유닛(100)에 접촉되는 지문(FR) 및 얼굴과 같은 사용자의 생체 정보를 센싱하는 데 사용된다. 보다 상세하게는, 광학기판 유닛(100)의 내부에서 광이 전반사되는 동안에, 사용자의 지문이 광학기판 유닛(100)의 광 출사영역(A2)의 내에 위치한 센싱영역(SA)에 접촉되는 경우에, 사용자의 지문(FR)에 의해 광학기판 유닛(100)의 내부에서 전반사되는 광의 일부는 광학기판 유닛(100)의 외부로 출사되고, 상기 전반사되는 광의 다른 일부는 광학식 이미지 센서(205) 측으로 입사되어 사용자의 지문(FR)을 센싱하는 데 사용된다.
보다 상세하게는, 이 실시예에서는 광학기판 유닛(100)은 커버기판(105), 데코층(110), 제1 저굴절층(115), 고굴절층(120), 광 가이드 필름(130) 및 제2 굴절층(140)을 포함한다.
커버기판(105)은 투광성을 갖고, 커버기판(105)은 표시패널(DP)의 형상에 대응되는 판의 형상을 가질 수 있다. 이 실시예에서는, 커버기판(105)의 구성물질은 강화유리를 포함할 수 있다. 커버기판(105)은 표시장치(500)의 윈도우의 기능을 할 수 있고, 이에 따라 커버기판(105)은 표시장치(500)에서 최상측에 배치되어 표시패널(DP)을 커버 및 보호한다.
데코층(110)은 표시패널(DP)의 비표시영역(NDA)에 대응하여 커버기판(105)의 하부면 위에 배치된다. 데코층(110)은 표시장치(500)를 식별하는 로고(logo), 상표, 또는 문구를 나타내는 패턴을 포함할 수 있다.
제1 저굴절층(115)은 커버기판(105)의 하부면 위에 배치되고, 제1 저굴절층(115)은 커버기판(105) 및 표시패널(DP)의 사이에 위치한다. 이 실시예에서는 제1 저굴절층(115)은 데코층(110)을 커버할 수 있다.
제1 저굴절층(115)은 커버기판(105) 및 고굴절층(120) 각각보다 낮은 굴절율을 가질 수 있다. 예를 들어, 이 실시예에서는 커버기판(105) 및 고굴절층(120) 각각의 굴절율이 약 1.50일 수 있고, 제1 굴절층(115)의 굴절율은 약 1.41일 수 있다.
고굴절층(120)은 제1 저굴절층(115)의 하부면 위에 배치되고, 고굴절층(120)은 제1 저굴절층(115)을 사이에 두고 커버기판(105)에 대향한다. 전술된 바와 같이, 고굴절층(120)의 굴절율은 제1 저굴절층(115)의 굴절율보다 클 수 있다.
광학기판 유닛(100)의 내부에 입사된 광은 고굴절층(120)에 의해 전반사될 수 있다. 보다 상세하게는, 고굴절층(120)을 통하여 제1 저굴절층(115) 측으로 광이 입사될 때, 제1 저굴절층(115) 및 고굴절층(120)의 굴절율 차이에 의해 제1 저굴절층(115) 및 고굴절층(120)의 경계에서는 전반사가 발생될 수 있다.
광가이드 필름(130)은 고굴절층(120)을 사이에 두고 제1 저굴절층(115)에 대향한다. 이 실시예에서는 광가이드 필름(130)은 출광소자(138) 및 입광소자(135)를 포함한다. 또한, 광가이드 필름(130)의 굴절율은 제1 저굴절층(120)의 굴절율보다 클 수 있고, 광가이드 필름(130)의 굴절율은 실질적으로 고굴절층(120)과 동일할 수 있다. 따라서, 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 굴절율 차이는 실질적으로 없으므로, 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 경계에서는 전반사가 발생되지 않는다.
이 실시예에서는, 광가이드 필름(130)은 입광소자(135) 및 출광소자(138)를 포함할 수 있다. 입광소자(135)는 비표시영역(NDA)에 대응하여 광원(220)과 마주하도록 위치한다.
이 실시예에서는 입광소자(135)는 홀로그래피 패턴을 포함하여 광원(220)으로부터 제공된 제1 입사광(L1) 및 제2 입사광(L11)의 진행 방향을 변경시킬 수 있다. 따라서, 입광소자(135)에 의해 그 진행 방향이 변경된 제1 입사광(L1) 및 제2 입사광(L11)은 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 내부에서 전반사된다.
출광소자(138)는 표시패널(DP)의 표시영역(DA)에 대응하여 위치한다. 이 실시예에서는 출광소자(138)는 홀로그래피 패턴을 포함하여 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 내부를 전반사하는 광의 진행 방향을 변경시키고, 출광소자(138)에 의해 그 진행 방향이 변경된 광은 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 외부로 출사된다.
보다 상세하게는, 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 내부에서 전반사되는 제1 입사광(L1) 및 제2 입사광(L11)의 진행 방향이 출광소자(138)에 의해 변경된 후에, 제1 입사광(L1) 및 제2 입사광(L11)은 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)을 출사하여 커버기판(105)의 센싱영역(SA) 측으로 진행한다.
이 실시예에서는, 광가이드 필름(130)에서 출광 소자(138) 및 입광 소자(135)은 동일 평면 상에 위치할 수 있다. 제조 공정 측면에서는, 하나의 필름에 출광 소자(138)의 영역 및 입광 소자(135)의 영역을 구획하고, 각 영역에 홀로그래피 패턴을 형성하여 출광 소자(138) 및 입광 소자(135)가 형성된 광가이드 필름(130)을 제조할 수 있다. 이 경우에, 출광소자(138)의 패턴을 갖는 마스터 필름과 입광소자(135)의 패턴을 갖는 다른 마스터 필름을 서로 인접하게 배치한 후에, 하나의 홀로그래피 기록 필름에 출광소자(138) 및 입광소자(135)에 대응되는 홀로그래피 패턴들을 복사하여 광가이드 필름(130)이 제조될 수 있다.
제2 저굴절층(140)은 광 가이드 필름(130)을 사이에 두고 고굴절층(120)에 대향하고, 제2 저굴절층(140)은 표시패널(DP)의 상부 면 위에 형성될 수 있다. 이 실시예에서는 제2 저굴절층(140)의 굴절율은 고굴절층(120) 및 광가이드 필름(130)의 각각의 굴절율보다 작을 수 있고, 제2 저굴절층(140)의 굴절율은 제1 저굴절층(115)의 굴절율과 실질적으로 동일할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 표시장치(500)에서 사용자의 지문(FR)을 센싱하는 기능을 설명하면 다음과 같다.
전술된 바와 같이, 광원(220)으로부터 발생된 광이 입광소자(135) 측으로 입사되어 제1 입사광(L1)이 정의되고, 제1 입사광(L1)은 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 내부에서 전반사된다.
보다 상세하게는, 고굴절층(120)의 굴절률 및 광가이드 필름(130)의 굴절률 차이는 없으므로, 제1 입사광(L1)은 고굴절층(120) 및 광가이드 필름(130)의 계면을 통과한다. 이에 반해, 고굴절층(120)의 굴절률 및 제1 저굴절층(115)의 굴절률 차이에 의해 제1 입사광(L1)은 고굴절층(120) 및 제1 저굴절층(115)의 계면에서 전반사되고, 제1 입사광(L1)은 광가이드 필름(130)의 굴절률 및 제2 저굴절층(140)의 굴절률 차이에 의해 광가이드 필름(130) 및 제2 저굴절층(140)의 계면에서 반사된다.
제1 입사광(L1)이 고굴절층(120) 및 광가이드 필름(130)의 내부에서 전반사되는 동안에, 제1 입사광(L1)의 진행 방향은 광가이드 필름(130)의 출광소자(138)에 의해 변경될 수 있다. 그 결과, 제1 입사광(L1) 중 일부는 고굴절층(120) 및 광가이드 필름(130)으로부터 출사된 이후에, 커버기판(105)의 센싱영역(SA)에 접촉된 사용자의 지문(FR) 측으로 진행한다.
한편, 지문(FR)은 융기부(FR1) 및 골부(FR2)로 구현되고, 융기부(FR1)는 골부(FR2)보다 돌출된 형상을 갖는다. 따라서, 지문(FR)이 커버기판(105)에 접촉되는 경우에, 융기부(FR1)는 커버기판(105)에 접촉되나, 골부(FR2)는 커버기판(105)에 접촉되지 않는다.
따라서, 제1 입사광(L1)이 융기부(FR1)에 도달되면, 제1 입사광(L1)이 융기부(FR1)에 의해 굴절되어 굴절광(L2)이 정의되고, 굴절광(L2)은 표시장치(500)의 외부로 출사된다.
한편, 상술한 제1 입사광(L1)과 상이한 광 경로로 광가이드 필름(130) 및 고굴절층(120)의 내부에서 전반사되는 제2 입사광(L11)을 정의한다. 제2 입사광(L11)이 고굴절층(120) 및 광가이드 필름(130)의 내부에서 전반사되는 동안에, 제2 입사광(L11)의 진행 방향은 광가이드 필름(130)의 출광소자(138)에 의해 변경될 수 있다. 그 결과, 제2 입사광(L11) 중 일부는 고굴절층(120) 및 광가이드 필름(130)으로부터 출사된 이후에, 커버기판(105)의 센싱영역(SA)에 접촉된 사용자의 지문(FR)의 골부(FR2) 측으로 진행할 수 있다.
전술된 바와 같이, 지문(FR)의 골부(FR2)는 커버기판(105)에 접촉되지 않으므로, 실질적으로 제2 입사광(L11)은 골부(FR2)에 도달되지 않을 수 있다. 한편, 커버기판(105)은 굴절률이 1인 공기층과 접촉되므로, 제1 입사광(L1)과 달리, 제2 입사광(L11)은 커버기판(105) 및 공기층의 굴절율 차이에 의해 커버기판(105) 및 공기층 간의 계면에서 전반사된다.
한편, 커버기판(105) 및 공기층 간의 계면에서 전반사된 제2 입사광(L11)은 광학식 이미지 센서(205) 측에 입사되어 센싱광(L22)이 정의될 수 있다. 센싱광(L22)은 광학식 이미지 센서(205)에서 사용자의 지문(FR)을 센싱하는 데 사용되어, 광학식 이미지 센서(205)에 의해 지문(FR)의 이미지가 생성될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 지문 인식형 표시장치(500)의 지문 센싱 모듈(200)이 구동되는 구성을 나타내는 블록도이다. 한편, 도 4를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 배터리(290)로부터 출력되는 제1 출력전원(P1)은 회로기판(300)의 전원관리 회로부(320) 측으로 입력된다. 전원 관리 회로부(320) 측에 입력된 제1 출력전원(P1)은 전원 관리 회로부(320)에 의해 서로 다른 전류값들 및 전압값들을 갖는 전원들로 레귤레이팅된다.
보다 상세하게는, 이 실시예에서는 전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터(321)는 제1 출력전원(P1)을 스위칭 방식으로 레귤레이팅하여 제1 서브 출력전원(P2-1) 및 제2 서브 출력전원(P2-2)을 출력할 수 있다. 또한, 제1 서브 출력전원(P2-1) 및 제2 서브 출력전원(P2-2)은 제1 모듈 그룹(400)에 입력되어 제1 모듈 그룹(400)에 속하는 모듈들을 구동시키는 전원으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 이 실시예에서는 제1 모듈 그룹(400)은 중앙처리장치 및 램을 포함할 수 있고, 제1 서브 출력전원(P2-1)은 상기 중앙처리장치에 입력되고, 제2 서브 출력전원(P2-2)은 상기 램에 입력될 수 있다.
또한, 전원관리 회로부(320)의 리니어 레귤레이터(322)는 제1 출력전원(P1)을 리니어 방식으로 레귤레이팅하여 제3 서브 출력전원(P2-3) 및 제4 서브 출력전원(P2-4)을 출력한다. 또한, 제3 서브 출력전원(P2-3) 및 제4 서브 출력전원(P2-4)은 제2 모듈 그룹(410)에 입력되어 제2 모듈그룹(410)에 속하는 모듈들을 구동시키는 전원으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 이 실시예에서는 제2 모듈 그룹(410)은 카메라 모듈 및 스피커 모듈을 포함할 수 있고, 제3 서브 출력전원(P2-3)은 상기 카메라 모듈에 입력되고, 제4 서브 출력전원(P2-4)은 상기 스피커 모듈에 입력될 수 있다.
전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터(321)로부터 출력되어 지문 센싱 모듈(200) 측으로 입력되는 제3 출력전원(P3)을 정의한다. 제3 출력전원(P3)은 지문 센싱 모듈(200)의 리니어 레귤레이터(210) 측으로 입력되고, 리니어 레귤레이터(210)는 제3 출력전원(P3)을 리니어 방식으로 레귤레이팅하여 제4 출력전원(P4) 및 제5 출력전원(P5)을 출력한다. 전술된 바와 같이, 이 실시예에서는 리니어 레귤레이터(210)는 LDO 레귤레이터일 수 있다.
제4 출력전원(P4)은 광원(220) 측으로 입력되어 광원(220)을 구동시키는 데 사용되고, 제5 출력전원(P5)은 광학식 이미지 센서(205) 측으로 입력되어 광학식 이미지 센서(205)를 구동시키는 데 사용된다.
전술된 바와 같이 제5 출력전원(P5)은 리니어 레귤레이터(210)에 의해 안정화되므로, 제5 출력전원(P5)에서 전압 강하와 같은 광학식 이미지 센서(205)의 불안정한 구동을 유발하는 요인이 제거될 수 있다. 따라서, 제5 출력전원(P5)에 의해 광학식 이미지 센서(205)가 구동되는 동안에, 제5 출력전원(P5)의 전압강하에 의해 광학식 이미지 센서(205)의 동작이 안되거나, 광학식 이미지 센서(205)의 동작이 일시적으로 멈추는것과 같은 현상이 방지될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 효과를 설명하기 위하여 다음과 같은 본 발명의 비교예의 경우를 예를 들어 설명한다. 본 발명의 비교예에서는, 지문 센싱 모듈(200)에 리니어 레귤레이터(210)가 구비되지 않고, 그 대신에 전원관리 회로부(320)의 리니어 레귤레이터(322)로부터 출력된 전원이 광학식 이미지 센서(205)에 입력된다. 본 발명의 비교예의 경우에, 전원관리 회로부(320)의 리니어 레귤레이터(322)로부터 출력되는 전원의 전류값은 스위칭 레귤레이터(321)로부터 출력되는 전원의 전류값보다 작으므로, 배터리(290)의 충전용량에 따라 광학식 이미지 센서(205)에 입력되는 전원의 전류량이 충분히 확보되지 않을 수 있다. 예를 들어, 광학식 이미지 센서(205)가 정상적으로 동작하기 위해서 3.3볼트의 전압 및 300밀리암페어를 갖는 전원이 필요하고, 배터리(290)의 충전율이 10%일 때를 가정한다. 본 발명의 비교예에서는, 배터리(290)의 낮은 충전율에 의해, 전원관리 회로부(320)의 리니어 레귤레이터(322)로부터 출력되는 전원의 전류값은 300밀리암페어 미만일 수 있고, 이에 따라 광학식 이미지 센서(205) 측으로 충분한 전류를 갖는 전원이 공급되지 않아 광학식 이미지 센서(205)가 안정적으로 동작하지 않을 수 있다.
하지만, 전술된 본 발명의 실시예에서는 지문 센싱 모듈(200) 측에 입력되는 제3 출력전원(P3)은 전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터(321)로부터 출력되므로, 전술한 본 발명의 비교예의 경우보다 본 발명의 실시예에서는 제3 출력전원(P3)의 전류 값이 충분히 확보될 수 있다. 예를 들어, 배터리(290)의 충전율이 10%이더라도, 본 발명의 실시예의 구성에 따르면 제3 출력전원(P3)의 전류 값을 충분히 확보하기가 전술된 본 발명의 비교예의 경우보다 용이할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 제3 출력전원(P3)은 리니어 레귤레이터(210)에 의해 안정화된 제5 출력전원(P5)으로 레귤레이팅되어 광학식 이미지 센서(205)에 입력될 수 있다. 따라서, 본 발명의 비교예의 경우보다 본 발명의 실시예에서는, 광학식 이미지 센서(205)가 충분하게 확보된 전류값과 안정화된 전압값을 갖는 전원으로 구동되어 지문 센싱 모듈(200)의 구동이 안정화되는 효과가 발생될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 인식형 표시장치의 지문 센싱 모듈(200)이 구동되는 구성을 나타내는 블록도이다. 한편, 도 4를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략되며, 도 4에 도시된 실시예와 도 5에 도시된 실시예의 차이점 위주로 설명된다.
전술된 바와 같이, 도 4에 도시된 실시예에서는 지문 센싱 모듈(200) 측으로 입력되는 제3 출력전원(도 4의 P3)은 전원관리 회로부(320)의 스위칭 레귤레이터(321)로부터 출력된다.
이에 반해, 도 5에 도시된 실시예에서는, 배터리(290)로부터 출력되는 제1 출력전원(P1)의 분기점(B1)으로부터 제3 출력전원(P3-1)이 분기되고, 제3 출력전원(P3-1)이 지문 센싱 모듈(200)의 리니어 레귤레이터(210) 측에 입력된다. 즉, 제3 출력전원(P3-1)은 전원관리 회로부(320)를 우회하여 지문 센싱 모듈(200)의 리니어 레귤레이터(210)에 직접적으로 입력될 수 있다.
리니어 레귤레이터(210)는 제3 출력전원(P3-1)을 리니어 방식으로 레귤레이팅하여 제4 출력전원(P4) 및 제5 출력전원(P5)을 출력한다. 제4 출력전원(P4)은 광원(220) 측에 입력되어 광원(220)을 구동하는 데 사용되고, 제5 출력전원(P5)은 광학식 이미지 센서(205) 측에 입력되어 광학식 이미지 센서(205)를 구동하는 데 사용된다.
앞서 도 4를 참조하여 설명된 실시예와 같이, 이 실시예에서도 제3 출력전원(P3-1)의 충분한 전류값을 확보하기가 용이하며, 제3 출력전원(P3-1)은 리니어 레귤레이터(210)에 의해 안정화된 제5 출력전원(P5)으로 레귤레이팅되어 광학식 이미지 센서(205)에 입력될 수 있다. 따라서, 광학식 이미지 센서(205)가 충분하게 확보된 전류값과 안정화된 전압값을 갖는 전원으로 구동되어 지문 센싱 모듈(200)의 구동이 안정화되는 효과가 발생될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
DP: 표시패널 200: 지문 센싱 모듈
100: 광학기판 유닛 210: 리니어 레귤레이터
205: 광학식 이미지 센서 220: 광원
290: 배터리 300: 회로기판
320: 전원관리 회로부 305: 커넥터

Claims (12)

  1. 표시패널;
    상기 표시패널에 결합되는 지문 센싱 모듈;
    상기 표시패널과 상기 지문 센싱 모듈을 구동하는 전원을 제공하는 배터리; 및
    상기 배터리의 전원이 인가되는 전원관리 회로부를 포함하는 회로기판;을 포함하고,
    상기 전원관리 회로부는,
    상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 스위칭 방식으로 조절하는 스위칭 레귤레이터(switching regulator); 및
    상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 리니어 방식으로 조절하는 제1 리니어 레귤레이터(linear regulator);를 포함하고,
    상기 지문 센싱 모듈은,
    상기 전원관리 회로부의 상기 스위칭 레귤레이터로부터 출력된 출력전압이 입력되는 제2 리니어 레귤레이터; 및
    상기 제2 리니어 레귤레이터로부터 출력된 출력전압으로 구동되고, 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서;를 포함하고,
    상기 지문 센싱 모듈은,
    상기 표시패널에 인접하게 배치되고, 사용자의 지문을 센싱하는 데 사용되는 광을 발생하는 광원을 더 포함하고,
    센싱영역이 정의되어 상기 표시패널을 커버하고, 상기 광원으로부터 제공된 광을 상기 센싱영역 측으로 가이드하는 광학기판 유닛을 더 포함하고,
    상기 광학기판 유닛은,
    상기 표시패널을 커버하는 커버기판,
    상기 커버기판 및 상기 표시패널 사이에 배치되어 상기 커버기판의 굴절율보다 작은 굴절율을 갖는 제1 저굴절층,
    상기 제1 저굴절층을 사이에 두고 상기 커버기판에 대향하며, 상기 제1 저굴절층보다 큰 굴절율을 갖는 고굴절층,
    상기 고굴절층을 사이에 두고 상기 제1 저굴절층에 대향하는 광가이드 필름, 및
    상기 광가이드 필름을 사이에 두고 상기 고굴절층에 대향하며, 상기 고굴절층 및 상기 광가이드 필름의 각각보다 작은 굴절율을 갖는 제2 저굴절층을 포함하는 지문 인식형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 리니어 레귤레이터는 LDO 레귤레이터(Low-dropout regulator)인 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전원관리 회로부는 하나 이상의 스위칭 레귤레이터 및 하나 이상의 제1 리니어 레귤레이터를 포함하는 전원 관리 직접회로(power management integrated circuit, PMIC)인 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 지문 센싱 모듈은,
    연성인쇄회로 기판을 더 포함하고,
    상기 지문 인식 센서 및 상기 제2 리니어 레귤레이터는 상기 연성인쇄회로기판 위에 실장되는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지문 인식 센서는 광학식 이미지 센서이고, 상기 광원은 상기 연성인쇄회로기판 위에 실장되는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지문 인식 센서는 상기 센싱영역에 접촉된 사용자의 지문에서 반사된 광을 센싱하는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, ,
    상기 광가이드 필름은,
    상기 표시패널의 표시영역에 대응하여 위치하고, 상기 광가이드 필름의 내부에서 전반사되는 광을 외부로 출사시키는 출광소자; 및
    상기 표시패널의 비표시영역에 대응하여 위치하고, 상기 광원으로부터 제공된 광을 상기 출광소자 측으로 가이드하는 입광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  8. 표시패널;
    상기 표시패널에 결합되어 사용자의 지문을 센싱하는 지문 센싱 모듈;
    상기 표시패널 및 상기 지문 센싱 모듈을 구동하는 전원을 제공하는 배터리; 및
    상기 배터리의 전원이 인가되는 전원관리 회로부를 포함하는 회로기판을 포함하고,
    상기 전원관리 회로부는,
    상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 스위칭 방식으로 조절하는 스위칭 레귤레이터; 및
    상기 배터리의 전원으로부터의 입력전압을 리니어 방식으로 조절하는 제1 리니어 레귤레이터를 포함하고,
    상기 지문 센싱 모듈은,
    상기 회로기판에 인가된 상기 배터리의 전원으로부터 분기된 라인을 통해 상기 배터리의 전원의 출력전압이 입력되는 제2 리니어 레귤레이터; 및
    상기 제2 리니어 레귤레이터로부터 출력된 출력전압으로 구동되고, 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서;를 포함하고,
    상기 지문 센싱 모듈은,
    상기 표시패널에 인접하게 배치되고, 사용자의 지문을 센싱하는 데 사용되는 광을 발생하는 광원을 더 포함하고,
    센싱영역이 정의되어 상기 표시패널을 커버하고, 상기 광원으로부터 제공된 광을 상기 센싱영역 측으로 가이드하는 광학기판 유닛을 더 포함하고,
    상기 광학기판 유닛은,
    상기 표시패널을 커버하는 커버기판,
    상기 커버기판 및 상기 표시패널 사이에 배치되어 상기 커버기판의 굴절율보다 작은 굴절율을 갖는 제1 저굴절층,
    상기 제1 저굴절층을 사이에 두고 상기 커버기판에 대향하며, 상기 제1 저굴절층보다 큰 굴절율을 갖는 고굴절층,
    상기 고굴절층을 사이에 두고 상기 제1 저굴절층에 대향하는 광가이드 필름, 및
    상기 광가이드 필름을 사이에 두고 상기 고굴절층에 대향하며, 상기 고굴절층 및 상기 광가이드 필름의 각각보다 작은 굴절율을 갖는 제2 저굴절층을 포함하는 지문 인식형 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 리니어 레귤레이터는 LDO 레귤레이터(Low-dropout regulator)인 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 전원관리 회로부는 하나 이상의 스위칭 레귤레이터 및 하나 이상의 제1 리니어 레귤레이터를 포함하는 전원 관리 직접회로(power management integrated circuit, PMIC)인 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 지문 센싱 모듈은,
    연성인쇄회로 기판을 더 포함하고,
    상기 지문 인식 센서 및 상기 제2 리니어 레귤레이터는 상기 연성인쇄회로기판 위에 실장되는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 지문 인식 센서는 광학식 이미지 센서이고, 상기 광원은 상기 연성인쇄회로기판 위에 실장되는 것을 특징으로 하는 지문 인식형 표시장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130271422A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Apple Inc. Capacitive Sensing Array Modulation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070003410A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 삼성전자주식회사 전압 조절 장치 및 방법
KR102169384B1 (ko) * 2014-03-13 2020-10-23 삼성전자주식회사 스위칭 레귤레이터, 이를 포함하는 전력 관리 장치 및 시스템
KR102469565B1 (ko) * 2016-02-29 2022-11-22 삼성전자주식회사 전자 장치의 차량 제어 방법 및 그 전자 장치
KR102493607B1 (ko) * 2016-06-15 2023-02-01 삼성전자주식회사 지문 인식 기능을 지원하는 전자 장치 및 이의 운용 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130271422A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Apple Inc. Capacitive Sensing Array Modulation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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