KR102599536B1 - 생체 센서를 갖는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이와 연동된 생체 센서의 실장 구조와 그 제어방법에 관한 것으로, 상기 전자 장치는 지정된 대역을 포함하는 광을 출력하기 위한 발광 회로(circuitry); 및 하나 이상의 픽셀들을 이용하여 이미지를 표시하기 위한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 하나 이상의 픽셀들은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고; 상기 복수의 서브 픽셀들 중 적어도 하나의 서브 픽셀을 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 회로; 및 상기 적어도 하나의 구동 회로를 상기 지정된 대역을 포함하는 광으로부터 차단하기 위해 상기 적어도 하나의 구동 회로와 인접하여 형성된 차광 물질을 포함할 수 있다. 또는, 그 밖의 다양한 실시예를 더 포함할 수 있다.

Description

생체 센서를 갖는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE HAVING A BIOMETRIC SENSOR}
본 발명은 디스플레이와 연동된 생체 센서의 실장 구조와 그 제어방법에 관한 것이다.
전자 장치의 다양한 보안 장치 중 하나로 생체 센서가 활용되고 있으며, 생체 센서의 실장 위치 등이 별도의 생체 센서가 탑재되거나 버튼에 생체 센서가 통합되어 탑재되고 있으며, 그 탑재 위치 등이 사용자의 편의성을 극대화 하는 위치에 탑재되고 있다.
최근, 전자 장치는 다양한 보안 장치 중 하나로 생체 센서(예: 지문 센서)가 활용되고 있다. 생체 센서는 디스플레이와는 별도로 탑재되거나, 전자 장치의 버튼에 생체 센서가 실장되고 있다.
또한, 전자 장치는 상기 생체 센서로부터 획득한 생체 정보에 기반하여, 인증 기능을 제공할 수 있다. 하지만 생체 정보가 인증 기능을 제공할 수준(예: 정확도)이 아니거나 생체 정보를 획득하는 생체 센서의 오류가 발생하는 경우, 사용자는 상기 인증 기능을 이용하는데에 어려움을 겪을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는, 디스플레이와 연동된 생체 센서를 이용하여 사용성을 향상시킨 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 지정된 대역을 포함하는 광을 출력하기 위한 발광 회로(circuitry); 및 하나 이상의 픽셀들을 이용하여 이미지를 표시하기 위한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 하나 이상의 픽셀들은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고; 상기 복수의 서브 픽셀들 중 적어도 하나의 서브 픽셀을 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 회로; 및 상기 적어도 하나의 구동 회로를 상기 지정된 대역을 포함하는 광으로부터 차단하기 위해 상기 적어도 하나의 구동 회로와 인접하여 형성된 차광 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 디스플레이와 연동된 생체 센서를 이용하여 사용성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에서의 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체 센서의 실장 구조의 일 예이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 다른 일 예이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 지문 정보를 센싱하는 동안 디스플레이를 제어하는 방법을 나타낸 예시이다.
도 11은 센싱 상태에서 전자 장치가 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 및 디스플레이 드라이버를 도시한 구성도이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 구동 회로를 도시한 것이다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 제 1 영역의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 17는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 픽셀에 IR LED가 내장된 구조를 갖는 디스플레이의 단면이다.
도 19는 차광 물질이 박막 트랜지스터의 소스와 드레인을 덮는 구조를 설명한 예시이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은 근거리 통신(164)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신은(164)은, 예를 들면, 도 1의 element 164로 예시된 바와 같이, WiFi(wireless fidelity), LiFi(light fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(201)의 블록도이다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(210), 통신 모듈(220), (가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298) 를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(220)(예: 통신 인터페이스(170))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF 모듈(229)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(252), (디지털) 펜 센서(254), 키(256), 또는 초음파 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크(288))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 프로젝터(266), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(262)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(252)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(252)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(272), USB(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(145)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(201))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다. 한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)(예: 프로그램(140))은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, AndroidTM, iOSTM, WindowsTM, SymbianTM, TizenTM, 또는 BadaTM를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 프로그램 모듈(310)은 커널(320)(예: 커널(141)), 미들웨어(330)(예: 미들웨어(143)), (API(360)(예: API(145)), 및/또는 어플리케이션(370)(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 서버(106) 등)로부터 다운로드 가능하다.
커널(320)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 및/또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부를 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(323)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다. 미들웨어(330)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 사용할 수 있도록 API(360)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330) 는 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(341), 윈도우 매니저(342), 멀티미디어 매니저(343), 리소스 매니저(344), 파워 매니저(345), 데이터베이스 매니저(346), 패키지 매니저(347), 커넥티비티 매니저(348), 노티피케이션 매니저(349), 로케이션 매니저(350), 그래픽 매니저(351), 또는 시큐리티 매니저(352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수 처리를 수행할 수 있다. 어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)의 생명 주기를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용되는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱을 이용하여 미디어 파일의 인코딩 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 어플리케이션(370)의 소스 코드 또는 메모리의 공간을 관리할 수 있다. 파워 매니저(345)는, 예를 들면, 배터리의 용량, 온도 또는 전원을 관리하고, 이 중 해당 정보를 이용하여 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보를 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 파워 매니저(345)는 바이오스(BIOS: basic input/output system)와 연동할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)에서 사용될 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 갱신을 관리할 수 있다.
커넥티비티 매니저(348)는, 예를 들면, 무선 연결을 관리할 수 있다. 노티피케이션 매니저(349)는, 예를 들면, 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 이벤트를 사용자에게 제공할 수 있다. 로케이션 매니저(350)는, 예를 들면, 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는, 예를 들면, 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는, 예를 들면, 시스템 보안 또는 사용자 인증을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화(telephony) 매니저 또는 전술된 구성요소들의 기능들의 조합을 형성할 수 있는 하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)는 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다. API(360)는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
어플리케이션(370)은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS(373), IM(instant message)(374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 와치(384), 헬스 케어(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보) 제공 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 전자 장치와 외부 전자 장치 사이의 정보 교환을 지원할 수 있는 정보 교환 어플리케이션을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 노티피케이션 릴레이 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리 어플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치로 전달하거나, 또는 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 또는 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션을 설치, 삭제, 또는 갱신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어(예: 프로세서(210)), 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현(예: 실행)될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 또는 프로세스를 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예:메모리(130))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 지정된 대역을 포함하는 광을 출력하기 위한 발광 회로(circuitry)(예: 도 11의 1110) 및 하나 이상의 픽셀(예: 도 12의 서브 픽셀(P))들을 이용하여 이미지를 표시하기 위한 디스플레이 패널(예: 도 12의 1210)을 포함하고, 상기 하나 이상의 픽셀들은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고; 상기 복수의 서브 픽셀들 중 적어도 하나의 서브 픽셀을 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 회로(예: 도 13); 및 상기 적어도 하나의 구동 회로를 상기 지정된 대역을 포함하는 광으로부터 차단하기 위해 상기 적어도 하나의 구동 회로와 인접하여 형성된 차광층(예: 도 15의 1540)을 포함할 수 있다. 상기 지정된 대역을 포함하는 광은 적외선 광을 포함할 수 있다. 상기 구동 회로는 반도체층, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 적어도 하나의 박막 트랜지스터; 적어도 하나의 커패시터; 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하고, 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 적어도 일부와 중첩되도록 위치할 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 상부 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 소스 및 드레인 전극 사이를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 하부에 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 접지에 연결된 금속으로 형성될 수 있다.
또는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 표시 영역과 비표시 영역을 포함하고, 상기 표시 영역에 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 배치되는 디스플레이; 상기 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 생체 센서; 및 상기 디스플레이 및 상기 생체 센서를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 표시 영역은 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 구분되고, 상기 제 1 영역에는 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 동일 또는 다른 층에 차광 물질이 형성될 수 있다. 상기 생체 센서는 특정 파장의 빛을 출력하는 발광 회로 및 상기 특정 파장의 빛을 센싱하는 수광 회로를 포함하고, 상기 차광 물질은 상기 발광 회로로부터 출력된 빛을 흡수하거나 반사하는 물질로 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 반도체층; 상기 반도체층을 덮는 제 1 절연막 상에 형성되고, 상기 반도체층과 중첩되도록 배치된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극을 덮는 제 2 절연막 상에 형성되고, 상기 게이트 전극을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고; 상기 드레인 전극은 유기 발광 다이오드와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 동일층에 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 전면을 덮을 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 포함한 상기 제 2 절연막의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 상부를 덮고, 소스 및 드레인 전극 사이에 대응하도록 형성될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 제 2 절연막을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 발광 회로로부터 출력되는 특정 파장의 빛은 적외선 광을 포함할 수 있다. 상기 발광 회로는 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 하부에 배치될 수 있다. 상기 차광 물질은 상기 발광 회로와 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터 사이에 형성될 수 있다. 상기 제 1 영역은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성되는 제 1 레이어와, 상기 제 1 레이어의 상부에 마련되고 유기 발광 다이오드가 형성되는 제 2 레이어를 포함하고, 상기 생체 센서는 상기 제 1 및 제 2 레이어와 동일 또는 다른 층에 위치하는 발광 회로 및 수광 회로를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 생체 센서(410), 센서 드라이버(420), 프로세서(430), 디스플레이(440), 디스플레이 드라이버(450), 및 전원 공급부(460)를 포함할 수 있다.
생체 센서(410)는 적외선 광을 이용한 센서일 수 있다. 예를 들어, 생체 센서(410)는 근접 센서, 조도 센서, 지문 센서, 또는 홍채 센서일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 생체 선서의 적어도 일부는 디스플레이(440)의 표시 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 지문 센서는 디스플레이(440)의 표시 영역 일부에 배치되어, 사용자의 터치 입력시 사용자의 지문 정보를 검출할 수 있다.
센서 드라이버(420)는 생체 센서(410)를 구동할 수 있다. 센서 드라이버(420)는 생체 센서(410)로부터 센싱된 사용자의 생체 정보를 프로세서(430)로 전송할 수 있다. 센서 드라이버(420)는 생체 센서(410)의 종류별로 구비될 수 있다. 또는, 센서 드라이버(420)는 복수의 생체 센서(410)를 모두 구동할 수 있는 단일 칩으로 구성될 수 있다. 센서 드라이버(420) 중에서 적어도 일부는 프로세서(430) 또는 디스플레이 드라이버(450)에 포함될 수 있다.
프로세서(430)는 전자 장치의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 프로세서(430)는 도 1에 도시된 프로세서(430)와 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다. 프로세서(430)는 제 1 프로세서(432) 및 제 2 프로세서(434)를 포함할 수 있다. 제 1 프로세서(432)는 전자 장치의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 제 2 프로세서(434)는 전자 장치가 슬립 상태인 경우, 제 1 프로세스를 웨이크업 하지 않고 적어도 하나의 센서를 통해 획득되는 정보, 또는 사용자로부터 입력되는 정보를 처리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 2 프로세서(434)는 생체 센서(410), 터치 센서, 또는 디스플레이(440)를 제 1 프로세서(432)와는 독립적으로 제어할 수 있다.
디스플레이(440)는 유기 발광 다이오드 디스플레이로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이(440)는 적어도 하나의 생체 센서(410)가 배치되는 제 1 영역(444)과, 상기 제 1 영역(444)을 제외한 제 2 영역(442)으로 구분 정의될 수 있다. 다앙한 실시예에 따르면, 생체 센서(410)는 비가시광을 광원으로 하는 광학식 센서일 수 있다. 비가시광은, 예를 들어, 가시광선 영역의 빛을 제외한 파장대의 빛을 의미할 수 있다. 예를 들어, 비가시광의 빛은 적외선 빛을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 센서(410)는 지문 센서, 근접 센서, 또는 홍체 센서일 수 있다. 지문 센서는 사용자의 지문 정보를 스캔하고, 스캔된 사용자의 지문 정보를 프로세서로 전달하는 장치를 의미할 수 있다. 근접 센서는 전자 장치로부터 사용자의 이격된 거리를 측정하고, 측정된 거리를 프로세서로 전달하는 장치를 의미할 수 있다. 홍체 센서는 사용자의 홍체 정보를 검출하고, 검출된 사용자의 홍체 정보를 프로세서로 전달하는 장치를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 영역(444)에는 생체 센서(410)의 일 예로서, 지문 센서가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지문 센서는 디스플레이(440)의 표시 영역에 내장되거나, 표시 영역의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지문 센서는 광학식으로 사용자의 지문을 센싱할 수 있다. 또한, 상기 지문 센서는 디스플레이(440)의 표시 영역에서 출사되는 빛을 지문 센싱을 위한 광원으로 활용하거나, 또는 디스플레이(440)와는 별도로 발광 회로(예: 도 11의 1110)를 더 구비할 수 있다.
상기 제 1 영역(444)은 전자 장치의 일반적인 구동 상태에서, 프로세서(430) 또는 디스플레이 드라이버(450)의 제어에 따라 사용자 인터페이스 또는 특정 영상을 표시할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 영역(444)은 전자 장치의 센싱 상태에서, 프로세서(430) 또는 디스플레이 드라이버(450)의 제어에 따라 영상을 표시하거나 또는 영상을 표시하지 않을 수 있다. 상기 전자 장치의 센싱 상태에서, 상기 제 1 영역(444)에 배치된 생체 센서(410), 예컨대 지문 센서는 활성화될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 영역(444)은 전자 장치의 슬립 상태(또는, 잠금 상태)에서, 프로세서(430) 또는 디스플레이 드라이버(450)의 제어에 따라 사용자의 터치 입력 또는 접근을 주기적으로 감지할 수 있다. 상기 전자 장치의 슬립 상태에서, 상기 생체 센서(410)(예: 지문 센서)는 사용자의 터치 입력 또는 호버링이 감지되면, 활성화될 수 있다. 상기에서, 전자 장치의 센싱 상태는 사용자의 생체 정보를 감지하기 위한 상태일 수 있으며, 생체 센서(410), 센서 드라이버(420) 및 상기 생체 센서(410)가 배치된 영역의 디스플레이, 또는 상기 생체 센서(410)가 배치된 영역의 터치 센서가 활성화되는 상태일 수 있다. 상기에서, 전자 장치의 슬립 상태는 전자 장치의 저전력 구동 상태, 또는 잠금 상태일 수 있으며, 슬립 상태를 해제를 요청하는 사용자 입력을 감지하기 위한 구성 요소 및 상기 구성 요소를 제어하기 위한 저전력 프로세서(예: 제 2 프로세서(434))만 구동되는 상태일 수 있다.
상기 제 2 영역(442)은 전자 장치의 일반적인 구동 상태에서, 프로세서(430) 또는 디스플레이 드라이버(450)의 제어에 따라 사용자 인터페이스 또는 특정 영상을 표시할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 영역(442)은 전자 장치의 센싱 상태에서 기존에 제공하던 사용자 인터페이스 또는 특정 영상을 계속하여 제공할 수 있다. 또는, 제 2 영역(442)은 상기 전자 장치의 슬립 상태에서, 저전력 프로세서, 예컨대 상기 제 2 프로세서(434)의 제어 하에 구동이 중단될 수 있다.
디스플레이 드라이버(450)는 프로세서(430)의 제어 하에 디스플레이(440)를 구동할 수 있다. 디스플레이 드라이버(450)는 어플리케이션 프로세서(430)(이하, AP) 또는 제 2 프로세서(434)(예: 저전력 프로세서(430); 이하, LLP)와 명령 또는 데이터를 주고 받을 수 있는 인터페이스 블록, AP 또는 LPP로부터 수신된 영상 데이터를 저장할 수 있는 그래픽 메모리, 인터페이스 블록 또는 그래픽 메모리로부터 수신되는 데이터의 신호 경로를 제어할 수 있는 믹서, 영상 데이터에 대한 보정 또는 생체 정보의 처리를 수행할 수 있는 프로세싱 모듈, 광학식 센서(예: 생체인식센서, 근/조도 센서, 이미지 센서)가 형성된 제 1 영역(444)에 대한 위치 정보 또는 어드레스 정보를 저장할 수 있는 메모리, 제 1 영역(444)에 대한 위치 정보 또는 어드레스 정보를 이용하여 제 1 영역(444) 및 제 2 영역(442)에 대응하는 영상 데이터를 결정하고 처리할 수 있는 매핑 모듈, 디스플레이(440) 픽셀들을 아날로그적으로 구동하기 위한 소스 드라이버, 매핑 모듈에서 처리된 제 1 영역(444)에 대응하는 데이터 및 제 2 영역(442)에 대응하는 데이터를 표시하기 위한 디스플레이(440) 및 디스플레이(440)의 제 1 영역(444)에 형성되고, 생체 정보를 획득할 수 있는 센서, 및 센서를 구동하고 센서로부터 획득된 정보를 프로세싱 모듈, AP, LLP 로 전달, 또는 프로세싱 모듈, AP, LLP로부터 명령어를 수신할 수 있는 별도의 센서 드라이버(420)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1영역(444)과 제 2 영역(442)이 서로 다른 프로세서, 예컨대 제1 프로세서(432)와 제 2 프로세서(434)에 의해 구동될 수도 있지만, 대안적으로 하나의 프로세서가 제 1영역(444)과 제 2 영역(444)을 제어할 수도 있다. 이러한 실시예의 경우, 단지 저전력 프로세서, 예컨대 제 2 프로세서(434)에 의하여 제 1 영역(444)에 대응하는 생체 센서(예: 지문 센서)의 온/오프 등의 제어가 수행될 수 있다.
전원 공급부(460)는 전자 장치의 각 구성 요소의 구동에 필요한 구동 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(460)는 배터리로부터 제공된 기준 전압을 변환하여 복수의 구동 전압을 생성하고, 생성된 복수의 구동 전압을 전자 장치의 각 구성 요소에 공급할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일 예이다.
도 5a를 참조하면, 전자 장치(500)(예: 전자 장치(101))는, 디스플레이(510)(예: 디스플레이(160))의 적어도 일부 영역에 생체 정보(예: 지문 정보)를 인식하기 위한 생체 센서(520)(예: 지문 센서)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(520)가 디스플레이(510)의 적어도 일부(예: 디스플레이의 active area 또는 BM(black matrix) area)에 형성됨으로써 사용자에 대한 생체 정보 획득을 디스플레이(510)에 대한 사용자 입력을 이용하여 수행할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 전자 장치(530)(예: 전자 장치(101))는, 디스플레이(540)(예: 디스플레이(160))의 적어도 일부에 생체 센서(550)를 포함하여, 생체 센서(550)가 차지하는 영역을 디스플레이(540)로 형성하여 디스플레이의 사이즈를 확장할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(600)는 전면에 디스플레이(601)가 배치될 수 있다. 디스플레이(601)에서 스크린이 위치한 영역을 표시 영역이라 정의할 수 있다. 디스플레이(601)에서 표시 영역을 제외한 영역을 비표시 영역(602)이라 정의할 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(602)은 전자 장치(600)의 전면에서 디스플레이(601)의 표시 영역을 둘러싸는 적어도 하나의 영역일 수 있다. 또는, 비표시 영역(602)은 전자 장치(600)의 전면에서 베젤 영역이라 정의될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비표시 영역(602)에는 전자 장치(600)의 기능을 조작하기 위한 적어도 하나의 버튼(611, 612)이 구비될 수 있다. 상기 버튼은 전자 장치(600)의 전면을 덮는 글래스에 형성된 별도의 홀 또는 홈에 구성된 것으로, 물리적으로 가압될 수 있는 조작 키(611)일 수 있다. 상기 조작 버튼(611)은, 예를 들어, 전자 장치(600)의 비표시 영역(602)에 마련된 홈 버튼(611)일 수 있다. 상기 홈 버튼은 도면 부호 611에 나타낸 바와 같이, 전자 장치(600)의 아래쪽 비표시 영역(602)에 배치될 수 있다. 상기 홈 버튼(611)은 전자 장치(600)가 특정 어플리케이션을 실행시에 초기 화면으로 이동하기 위한 것일 수 있다. 또는, 상기 적어도 하나의 버튼(612)은 상기 홈 버튼(611)과 달리, 터치 입력 버튼일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(600)는 적어도 하나의 생체 센서(621, 622, 631)를 구비할 수 있다. 상기 적어도 하나의 생체 센서는 비표시 영역(602) 또는 표시 영역에 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 생체 센서는 근접 센서(621), 조도 센서(622), 지문 센서(631), 또는 홍채 센서일 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 생체 센서 중에서 일부(621, 622)는 비표시 영역(602)에 배치되고, 다른 일부(631)는 표시 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서는 도면 부호 621에 나타낸 바와 같이 전자 장치(600)의 윗쪽 비표시 영역(602)에 배치될 수 있다. 또는, 조도 센서는 도면 부호 622에 나타낸 바와 같이, 전자 장치(600)의 윗쪽 비표시 영역(602)에 배치될 수 있다. 또는, 지문 센서(631)는 디스플레이(601)의 표시 영역(스크린 영역)에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(700)의 전면은 모두 디스플레이로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(700)는 전면에서 비표시 영역이 삭제될 수 있다. 또는, 전자 장치(700)는 도 6에 도시된 전자 장치(600)에 비하여 비표시 영역의 폭이 좁을 수 있다.
실시 예에 따르면, 표시 영역(701) 중에서 적어도 일부 영역에 대응되는 영역에는 생체 센서(711, 721)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 생체 센서(711, 721)는 근접 센서, 조도 센서, 지문 센서, 또는 홍채 센서일 수 있다. 예를 들어, 근접 센서 또는 조도 센서는 도면 부호 711에 나타낸 바와 같이 전자 장치(700)의 표시 영역의 윗쪽 일부(711)에 배치될 수 있다. 또는, 지문 센서는 도면 부호 721에 나타낸 바와 같이, 전자 장치(700)의 표시 영역(701)의 아랫쪽 일부(721)에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 표시 영역(701)에서 생체 센서(711, 721)가 배치된 영역은 미리 정의될 수 있으며, 미리 정의된 생체 센서(711, 721)의 어드레스 정보는 메모리에 저장될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 적어도 하나의 생체 센서를 구비하고, 상기 적어도 하나의 생체 센서가 디스플레이의 표시 영역(701)의 하단부에 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명은 비표시 영역의 설계 마진을 줄일 수 있고, 디스플레이의 면적을 더 크게 설계할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 표시 영역(701)에 대응하는 적어도 하나의 생체 센서는 광학식으로 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서는 디스플레이의 표시 영역(701)의 제 1 영역(721)에 배치되고, 광학식으로 사용자의 지문 정보를 센싱할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 생체 센서(711, 721)는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 생체 센서(711, 721)는 디스플레이를 구성하는 적어도 하나의 층에 배치될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 센서(711, 721)는 디스플레이의 표시 영역(701) 중 적어도 일 부 영역, 예컨대, 도 7에서 참조번호 711, 721에 의해 지시되는 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 지문 센서는 발광 회로(예: 도 11의 1110) 및 수광 회로(예: 도 11의 1120)를 포함할 수 있다. 발광 회로는 특정 파장의 광을 출사할 수 있다. 수광 회로는, 상기 발광 회로로부터 출사된 광이 사용자의 지문에서 반사되면, 상기 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 표시 영역(701)에 배치된 생체 센서가 지문 센서인 것으로 설명한다. 하지만, 본 발명에서 표시 영역(701)에 배치되는 생체 센서는 지문 센서 외에도 다양한 것일 수 있다. 예컨대, 표시 영역(701)에 배치되는 생체 센서는 예컨대, 근접 센서, 조도 센서, 또는 홍채 센서일 수 있다.
본 문서에 기재된 표현에 있어서, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(701)에 내장된다는 것은, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(701)을 구성하는 화소에 내장된다는 의미일 수 있다. 또는, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(701)에 내장된다는 것은, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(701)을 구성하는 화소와는 별도로 구성된다는 의미일 수 있다.
지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(701)을 구성하는 화소와 별도로 구성될 경우, 지문 센서는 표시 영역(701)을 구성하는 화소의 하부에 중첩되게 배치되거나, 상기 화소와 동일층에 배치될 수 있다. 예컨대, 지문 센서는 디스플레이의 화소를 구성하는 박막 트랜지스터 및 유기 발광층보다 하부에 위치할 수 있다. 또는, 지문 센서는 상기 화소를 구성하는 박막 트랜지스터 및 유기 발광층보다 하부에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 표시 영역(701)은 적어도 하나의 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 구분 정의될 수 있다. 상기 제 2 영역은 생체 센서가 배치되지 않는 영역일 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 도면 부호 711, 721이 지시하는 영역은 생체 센서가 배치된 영역으로서 제 1 영역일 수 있다. 또는, 도 7에서 도면 부호 701이 지시하는 영역은 생체 센서가 배치되지 않는 영역으로서 제 2 영역일 수 있다.
이하, 도 7에서 도면 부호 721이 지시하는 영역은 제 1 영역인 것으로 설명하고, 도 7에서 도면 부호 701이 지시하는 영역은 제 2 영역인 것으로 설명한다.
상기 제 1 영역(721)은 노멀 구동 기간시 영상을 표시하고, 특정 기능(예컨대, 사용자 인증 기능)의 실행시에 지문 센서의 동작이 활성화되어 사용자의 지문 정보를 수집하는 영역일 수 있다. 또는, 상기 제 1 영역(721)은 전자 장치(700)의 슬립 상태에서 영상을 표시하지 않고, 지문 센서의 동작이 활성화되어 사용자의 지문 정보를 식별하는 영역일 수 있다.
상기 제 2 영역(701)은 상기 노멀 구동 기간 또는 상기 특정 기능의 실행 기간과 무관하게 노멀 영상을 표시하는 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 기능이 실행되지 않는 한, 상기 제 1 및 제 2 영역(721, 701)은 모두 노멀 영상을 표시할 수 있다. 상기 특정 기능이 실행되면, 상기 제 1 영역(721)은 상기 노멀 영상을 표시하지 않는 대신 지문 센서의 동작이 활성화되어 사용자의 지문 정보를 수집하고, 그리고 상기 제 2 영역(701)은 상기 노멀 영상을 표시할 수 있다. 또는, 상기 제 2 영역(701)은 전자 장치(700)의 슬립 상태에서 영상을 표시하지 않는 영역일 수 있다.
상기 슬립 상태는, 예컨대 전자 장치(700)의 잠금 상태일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(700)는 상기 슬립 상태가 되면, 저전력 프로세서가 구동되며, 상기 저전력 프로세서의 제어 하에 상기 제 1 영역(721)에 배치된 지문 센서 또는 터치 센서의 동작만을 주기적으로 감지하고, 나머지 전자 장치(700)를 구성하는 장치들의 동작은 중단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(700)는 상기 슬립 상태가 되면, 상기 저전력 프로세서의 제어 하에, 잠금 해제를 위해 설정된 적어도 하나의 버튼의 입력을 감지할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 전자 장치(700)는 노멀 영상을 제 1 영역(721), 제 2 영역(701)을 통해서 표시하고 있다가, 지문 센싱이 필요할 경우 제 1 영역(721)에 터치 되는 사용자 입력을 감지 하고 제 1 영역(721)의 적어도 일부에 대한 제어를 다르게 수행할 수 있다. 예를 들어 사용자의 터치가 제 1 영역(721) 상에 발생할 경우, 사용자의 터치 영역에 대응하는 픽셀에 대한 속성을 변경하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(700)는 사용자가 터치된 영역에 대응하는 픽셀의 R(red), G(green) 값을 우선으로 on 하거나 B(Blue)를 off 하는 동작을 수행할 수 있다. 또는, 전자 장치(700)는 상기 터치 영역에 대응하는 픽셀의 휘도를 높여, 지문 인식을 위한 광원을 확보할 수 있다. 상기 디스플레이에 대한 부분적인 제어 및 변경은 사용자의 터치 이동에 대응하여 동적으로 수행될 수 있다. 상기 부분 제어는 픽셀뿐만 아니라, 디스플레이 일부 영역(예 제1영역, 제2영역) 의 밝기를 부분적으로 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 5a의 전자 장치(500) 또는 도 5b의 전자 장치(530))의 디스플레이의 적어도 일부 영역에 사용자의 생체 정보를 감지하기 위한 생체 센서(예: 도 5a의 생체 센서(520) 또는 도 5b의 생체 센서(550))의 실장 구조의 일 예이다.
도 8을 참조하면, 상기 전자 장치는, 글라스(810), 생체 센서(830), 디스플레이(840), 생체 센서(880), 또는 PCB(890)를 포함할 수 있다. 상기 글라스(810)는, 접착제(820)를 통해 상기 생체 센서(830), 또는 디스플레이(840)와 접착될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 생체 센서(880)의 실장 공간을 확보하기 위한 구조물(851, 및 852)을 더 포함할 수 있다. 상기 구조물(851, 및 852)은 상기 생체 센서(880)을 보호하기 위한 실링 구조의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서(830, 880)는 상기 디스플레이(840)의 일부 영역(예: 하나의 영역 또는 복수의 영역), 또는 디스플레이의 전체 영역(예: 디스플레이의 active area)에 형성 될 수 있다.
한 실시예에 따르면 상기 디스플레이의 일면(예: 상면)(예: 디스플레이의 일면 위의 별도의 층(830), 또는 디스플레이의 픽셀들(841 내지 843)이 형성된 면의 적어도 일부 영역 등)에 지문 정보를 감지 할 수 있는 생체 센서(830, 844)가 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이의 다른 면(예: 배면)에 생체 센서(880)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(830, 844, 880)는, 예를 들면, 광학 방식의 이미지 센서, 초음파 방식의 송/수신 모듈 또는 정전 방식의 송/수신 전극 패턴을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 생체 센서(830)는 접착층(820)과 디스플레이(840) 사이, 또는 글라스(810)와 접착층(820) 사이에 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 생체 센서(830)는 정전 방식의 송/수신 전극 패턴으로 형성될 수 있으며, 디스플레이(840)에서 출력되는 빛의 투과율을 높이기 위해 투명한 전극으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 생체 센서(830)은 초음파 방식의 송/수신 모듈도 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 디스플레이 다른 면에 생체 센서(880)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(880)와 상기 디스플레이(840) 사이에는 생체 센서(880)와 상기 디스플레이(840) 간의 충격 완화 또는 이물질 유입을 방지하기 위한 탄성체(871, 872)(예: 스폰지 또는 고무 등)가 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서(880)는, 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지 센서는 광원(예: 디스플레이(840) 또는 IR LED(인 정의 IR(infra red light emitting diode))으로 부터 방출되는 빛(예: 가시 광선, 또는 적외선)을 사용자의 지문에 출력하고, 사용자 지문에 반사된 빛을 상기 이미지 센서로 감지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 다른 일 예이다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(900)(예: 도 5a의 전자 장치(500) 또는 도 5b의 전자 장치(530))는 복수 개의 컨트롤러(예: 제 1 제어부(912), 제 2 제어부(922), 제 3 제어부(943), 제 4 제어부(953), 또는 제 9 제어부(960) 등)를 포함할 수 있고, 각각의 컨트롤러는 상기 전자 장치(900)에 포함된 모듈(예: 제 1 프로세서(910), 제 2 프로세서(920), DDI(941), 또는 생체 센서(951) 등)에 포함될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(900)는 제 1 제어부(912)를 이용하여 제 1 프로세서(910)을 제어하고, 제 2 제어부(922)를 이용하여 제 2 프로세서(920)을 제어할 수 있다. 또한 전자 장치(900)는 제 3 제어부(943), 및 제 4 제어부(953)를 이용하여, 상기 제 3 제어부(943), 상기 제 4 제어부(953)이 포함된 모듈을 제어할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 하나의 컨트롤러를 이용하여, 상기 전자 장치(900)의 모듈들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(900)는, 메인 컨트롤러(예: 제 9 제어부(960))를 이용하여, 복수 개의 컨트롤러(예: 제 1 제어부(912), 제 2 제어부(922), 제 3 제어부(943), 제 4 제어부(953))를 제어할 수 있다. 또한 전자 장치(900)는, 메인 컨트롤러를 지정할 수 있고, 지정된 메인 컨트롤러에 의해 다른 컨트롤러들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(900)는 제 9 제어부(960)에서 제 1 제어부(912)로 메인 컨트롤러를 변경/지정할 수 있고, 지정된 메인 컨트롤러를 이용하여, 다른 컨트롤러들을 제어할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 하나의 컨트롤러를 이용하여, 상기 전자 장치(900) 모듈들을 직접적으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(900)는 제 1 프로세서(910)에 포함된 제 1 제어부(912)를 이용하여 제 2 프로세서(920), 메모리(930), 디스플레이(940), 및/또는 적어도 하나의 센서(450) 등을 제어할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 디스플레이(940)와 적어도 하나의 센서(950)를 하나의 컨트롤러에서 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 디스플레이(940)를 광원으로 사용하는 광학식 생체 센서(예: 지문 센서)의 경우, 상기 디스플레이(940)와 센서(950)를 하나의 컨트롤러를 이용하여 제어할 수 있고, 사용자의 생체 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 지문 정보를 센싱하는 동안 디스플레이를 제어하는 방법을 나타낸 예시이다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 어플리케이션의 동작 상태나, 또는 사용자의 입력에 기반하여 센싱 상태가 될 수 있다. 전자 장치의 센싱 상태는 사용자에게 생체 정보와 관련한 인증을 요청하는 상태일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 모바일 뱅킹 어플리케이션의 실행시에 센싱 상태로 전환되어 사용자에게 지문 인증을 요청할 수 있다. 또는, 전자 장치는 웹 브라우저 실행시에 특정 웹 사이트의 로그인을 위해 센싱 상태로 전환되어 사용자에게 지문 인증을 요청할 수 있다.
상기 전자 장치의 센싱 상태는 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같은 제 1 상태와, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같은 제 2 상태를 포함할 수 있다.
전자 장치는 제 1 상태에서, 사용자에게 생체 정보 인증을 요청하고 사용자로부터 디스플레이(1010)의 적어도 일 부분에 대한 터치 또는 호버링을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 상태에서 디스플레이(1010)의 제 2 영역(1014)을 제어하여 사용자에게 지문 입력을 요청하는 메시지를 표시할 수 있다. 또한, 전자 장치는 제 1 상태에서 디스플레이(1010)의 제 1 영역(1012)에 배치된 터치 센서를 이용하여 사용자의 터치 입력 또는 호버링을 감지할 수 있다.
전자 장치는 상기 제 2 상태에서, 사용자로부터 디스플레이(1010)의 적어도 일 부분에 대한 터치 또는 호버링이 감지되면 생체 센서를 활성화시켜 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 2 상태에서 사용자로부터 제 1 영역(1012)에 대한 터치 입력 또는 호버링이 감지되면, 생체 센서를 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 센싱할 수 있다.
도 11은 센싱 상태에서 전자 장치가 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예는, 지문 센서(1110, 1120)가 광학식으로 사용자의 생체 정보를 인식하고, 또는 지문 센서(1110, 1120)가 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 따라서, 지문 센서(1110, 1120)가 활성화되어 발광 회로(1110)가 특정 파장의 광, 예컨대 지정된 대역을 포함하는 광, 적외선 광)을 출력하면, 해당 광은 디스플레이의 표시 영역에 마련된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1131, 1132)에 유입될 수 있다. 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1131, 1132)는 해당된 표시 영역의 유기 발광 다이오드(1141, 1142)를 구동하기 위한 것일 수 있다. 따라서, 발광 회로(1110) 로부터 출력된 광(예: 적외선 광) 이 박막 트랜지스터(1131, 1132)로 유입되면, 박막 트랜지스터(1131, 1132)의 오동작이 발생될 수 있다. 예컨대, 박막 트랜지스터(1131, 1132)는 발광 회로(1110)로부터 출력된 광, 또는 발광 회로(1110) 로부터 출력되어 사용자의 지문에서 반사된 광이 수신되면, 의도하지 않은 누설 전류(leak current)를 발생시킬 수 있다. 상기 누설 전류가 발생되면 디스플레이의 오작동이 발생될 수 있으며, 예컨대 빛샘 현상이 발생될 수 있다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 디스플레이는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1131, 1132)가 형성되는 제 1 레이어(L1)와, 상기 제 1 레이어(L1)의 상부에 위치하고 유기 발광 다이오드(OLED)(1141, 1142)가 형성되는 제 2 레이어(L2)를 포함할 수 있다. 지문 센서(1110, 1120)는 제 1 레이어(L1)의 하부에 위치한 발광 회로(1110) 및 수광 회로(1120)를 포함할 수 있다. 발광 회로(1110)는 특정 파장의 광(예: 지정된 대역을 포함하는 광)을 출사할 수 있다. 수광 회로(1120)는, 상기 발광 회로(1110)로부터 출사된 광이 사용자의 지문에서 반사되면, 상기 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다.
상기 발광 회로(1110) 및 상기 수광 회로(1120)가 동작하는 동안, 발광 회로(1110)로부터 출사된 적어도 일부의 광은 디스플레이의 제 1 및 제 2 레이어(L2)를 투과할 수 있다. 따라서, 상기 광 중에서 적어도 일부는 제 1 영역(A1)에 위치한 박막 트랜지스터(1131)로 유입되어 의도하지 않은 누설 전류(leak current)를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 박막 트랜지스터(1131)에 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 구조물을 형성하여 상기 누설 전류 및 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 상기 구조는 도 14 내지 도 17을 참조하여 구체적으로 후술한다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 및 디스플레이 드라이버를 도시한 구성도이다.
도 12를 참조하면, 디스플레이(1210)(예: 디스플레이(160))는 표시 영역(1211)과, 비표시영역(1212)을 포함할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 (1210)은 다수의 픽셀들로 구성되며, 상기 픽셀들은 복수의 서프 픽셀(P)들을 포함할 수 있다. 디스플레이(1210)는 서로 교차하는 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)과 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)을 포함할 수 있다. 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 영역에는서브 픽셀(P)이 형성될 수 있다. 각 서브 픽셀(P)들은 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드를 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이(1210)를 구동하는 디스플레이 드라이버(예: DDI(741))는 게이트 드라이버(1220), 데이터 드라이버(1230), 타이밍 컨트롤러(1240), 및 인터페이스 블록(1240)을 포함할 수 있다. 표시 영역(1211)은 지문 센서가 배치된 제 1 영역(1213)을 포함하며, 제 1 영역(1213)은 게이트 드라이버(1220)와 연결되는 별도의 더미 라인(DML)이 형성될 수 있다. 전자 장치(예: 전자 장치(101))는 센싱 상태에서 상기 더미 라인(DML)을 통해 제 1 영역(1213)에만 게이트 오프 전압을 공급하여, 발광 신호 라인에 연결된 구동 박막 트랜지스터를 턴오프시킬 수 있다.
각 서브 픽셀(P)에 구비된 구동 회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(예: 도 12의 1232 및 1231), 및 적어도 하나의 커패시터, 및 유기 발광 다이오드(OLED)(예: 도 12의 1242 및 1241)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 공급되는 데이터 전압을 커패시터에 충전할 수 있다. 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압에 따라 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어할 수 있다.
게이트 드라이버(1220)는 타이밍 컨트롤러(1240)로부터 제공된 적어도 하나의 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)에 스캔 신호를 공급할 수 있다. 게이트 드라이버(1220)는 스캔 신호(scan signal, 또는 스캔 펄스(scan pulse))를 출력하는 게이트 쉬프트 레지스터(gate shift register)를 포함할 수 있다. 스캔 신호는 각 화소에 순차적으로 공급되는 것으로, 단일 또는 복수의 신호로 구성될 수 있다. 스캔 신호가 복수의 신호로 구성될 경우, 각 게이트 라인(GL)은 복수의 스캔 신호를 각 화소에 공급하기 위한 복수의 라인으로 구성될 수 있다.
데이터 드라이버(1230)는 타이밍 컨트롤러(1240)로부터 제공된 적어도 하나의 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(1240)로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 데이터 드라이버(1230)는 다수의 감마 보상 전압들을 이용하여 데이터 전압을 생성할 수 있다. 데이터 드라이버(1230)는 생성된 데이터 전압을 복수의 화소에 라인 단위, 예를 들어 행 단위로 순차적으로 공급할 수 있다. 데이터 드라이버(1230)는 샘플링 신호를 출력하는 데이터 쉬프트 레지스터(data shift register)와, 샘플링 신호에 응답하여 영상 데이터를 행 단위로 래치(latch)하는 래치 회로(latch circuit)와, 래치된 영상 데이터를 아날로그 계조 전압(픽셀 전압 또는 화소 전압)으로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter) 등을 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(1240)는 인터페이스 블록(1250)으로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 디스플레이(1210)의 크기 및 해상도에 맞게 정렬할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1240)는 정렬된 영상 데이터(RGB)를 데이터 드라이버(1230)에 공급할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1240)는 인터페이스 블록(1250)으로부터 제공된 적어도 하나의 동기 신호들(SYNC)을 이용해 다수의 제어 신호(GCS, DCS)를 전송할 수 있다. 다수의 제어 신호(GCS, DCS)는 적어도 하나의 게이트 제어 신호(GCS)와, 적어도 하나의 데이터 제어 신호(DCS)를 포함할 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 드라이버(1220)의 구동 타이밍을 제어하는 신호일 수 있다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 드라이버(1230)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호일 수 있다. 동기 신호들(SYNC)은 도트 클럭(DCLK: dot clock), 데이터 인에이블 신호(DE: data enable signal), 수평 동기신호(Hsync), 또는 수직 동기신호(Vsync) 등을 포함할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 인터페이스 블록(1250)은 프로세서(예: 프로세서(830)), 예컨대 어플리케이션 프로세서로부터 영상 데이터(RGB)를 수신하고, 수신된 영상 데이터(RGB)를 타이밍 컨트롤러(1240)로 전송할 수 있다. 인터페이스 블록(1250)은 적어도 하나의 동기 신호(SYNC)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(1240)로 전송할 수 있다. 인터페이스 블록(1250)은 전원 공급부(1260)(예: 전원 공급부(460))가 디스플레이(1210)에 적어도 하나의 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급하도록 제어할 수 있다.
발명의 한 실시예에 따르면 전원 공급부(1260)는 디스플레이(1210)의 구동에 필요한 적어도 하나의 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 생성하고, 생성된 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 디스플레이(1210)에 공급할 수 있다. 한 실시예에 따르면 전원 공급부(1260)는 단일 또는 복수개로 구성되어, 적어도 하나의 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 지문 센서가 배치된 제 1 영역(1213) 및 제 1 영역(1213)을 제외한 영역(예: 제 2 영역)에 대하여 구동 전압을 서로 독립적으로 공급할 수 있다. 상기 적어도 하나의 구동 전압은 예를 들어, ELVDD, ELVSS, 게이트 온 전압, 게이트 오프 전압, 또는 초기화 전압을 포함할 수 있다. 게이트 온 전압은 디스플레이에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 전압일 수 있다. 게이트 오프 전압은 디스플레이에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 턴오프시키기 위한 전압일 수 있다. 초기화 전압은 복수의 서브 픽셀(P)들 중 적어도 하나의 서브 픽셀(P)을 구동하기 위한 구동 회로에 구비된 적어도 하나의 노드를 초기화시키기 위한 전압일 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 구동 회로를 도시한 것이다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이의 각 화소는 도 13에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 13을 참조하면, 복수의 서브 픽셀(예: 도 12의 P)들 중 적어도 하나의 서브 픽셀(P)을 구동하기 위한 구동 회로는 7개의 박막 트랜지스터(TR1~TR7), 1 개의 커패시터(CST), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 구동 회로는 박막 트랜지스터(TR1~TR7)의 공정 편차와 화소의 반응 속도를 향상시키기 위한 것으로, 다양하게 변경 또는 변형이 가능하다. 도 13에 도시된 구동 회로는 대한민국 공개특허 제10-2016-0024191호에서 공개된 바 있으므로, 구체적인 구동 방법에 대한 설명은 생략한다. 본 발명의 화소 구조는 도 13의 예시에 국한되지 않으며 다양하게 변형 또는 변경될 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 제 1 영역의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 디스플레이는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1401)가 형성되는 제 1 레이어(L1)와, 상기 제 1 레이어(L1)의 상부에 위치하고 유기 발광 다이오드(1402)가 형성되는 제 2 레이어(L2)를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(1401)와 유기 발광 다이오드(1402)는 투명 전극(1403)을 통해 서로 연결될 수 있다. 지문 센서(1410, 1420)는 제 1 레이어(L1)의 하부에 위치한 발광 회로(1410) 및 수광 회로(1420)를 포함할 수 있다. 발광 회로(1410)는 특정 파장의 광, 예컨대 적외선 광을 출사할 수 있다. 수광 회로(1420)는, 상기 발광 회로(1410)로부터 출사된 광이 사용자의 지문에서 반사되면, 상기 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다. 그런데, 발광 회로(1410)로부터 출사된 광 중에서 일부(1404)와, 사용자의 신체에서 반사된 광 일부(1403)는 박막 트랜지스터(1401)에 유입될 수 있으며, 해당 광은 의도하지 않은 누설 전류(leak current)를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(831)에 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 구조물이 형성될 수 있다. 이하 구체적으로 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 박막 트랜지스터(1510)는 반도체층(1514), 게이트 전극(1511), 소스 전극(1512), 및 드레인 전극(1513)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 기판 상에 버퍼층이 형성되고, 버퍼층 상에 반도체층(1514)이 형성될 수 있다. 반도체층(1514)을 포함한 버퍼층 전면에는 제 1 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 상에 반도체층(1514)과 중첩되는 게이트 전극(1511)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(1511)을 포함한 제 1 절연막 전면에는 제 2 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 관통해서 반도체층(1514)과 연결되는 소스 전극(1512) 및 드레인 전극(1513)이 형성될 수 있다. 소스 전극(1512) 및 드레인 전극(1513)은 게이트 전극(1511)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 드레인 전극(1513)은 투명 전극(1520)을 통해 유기 발광 다이오드(1530)와 연결될 수 있다.
도 15에 도시된 박막 트랜지스터(1510)는, 게이트 전극(1511)이 반도체층(1514)보다 상대적으로 상부에 위치하는, 이른바 탑게이트 구조의 박막 트랜지스터(1510)이지만, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터(1510)는 게이트 전극(1511)이 반도체층(1514)보다 상대적으로 하부에 위치하는 바텀게이트 구조의 박막 트랜지스터(1510)일 수도 있다. 다만, 이하에서는 탑게이트 구조의 박막 트랜지스터(1510)를 기반으로 설명한다.
일 실시 예에 다르면, 박막 트랜지스터(1510)와 동일층에 차광 물질(1540)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광 물질(1540)은 박막 트랜지스터(1510)의 전면을 덮도록 형성될 수 있다. 예컨대, 차광 물질(1540)은 소스 전극(1512) 및 드레인 전극(1513)을 포함한 제 2 절연막의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 차광 물질(1540)은 발광 회로(1110)로부터 출력된 빛을 흡수하거나, 또는 반사하는 물질로 구성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 차광 물질(1540)은 발광 회로(1110)로부터 출력된 빛이 반도체층(1514)으로 유입되는 것을 방지하여 누설 전류를 방지할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 차광 물질(1540)은 외부로부터 유입된 빛을 흡수하거나 반사하는 물질일 수 있다. 예를 들어, 차광 물질(1540)은 빛을 흡수하는 재질의 금속으로 구성될 수 있다. 또는, 차광 물질(1540)은 빛을 반사하는 재질의 금속으로 구성될 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 16을 참조하면, 박막 트랜지스터(1610)는 반도체층(1614), 게이트 전극(1611), 소스 전극(1612), 및 드레인 전극(1613)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 기판 상에 버퍼층이 형성되고, 버퍼층 상에 반도체층(1614)이 형성될 수 있다. 반도체층(1614)을 포함한 버퍼층 전면에는 제 1 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 상에 반도체층(1614)과 중첩되는 게이트 전극(1611)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(1611)을 포함한 제 1 절연막 전면에는 제 2 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 관통해서 반도체층(1614)과 연결되는 소스 전극(1612) 및 드레인 전극(1613)이 형성될 수 있다. 소스 전극(1612) 및 드레인 전극(1613)은 게이트 전극(1611)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 드레인 전극(1613)은 투명 전극(1620)을 통해 유기 발광 다이오드(1630)와 연결될 수 있다.
도 16에 도시된 박막 트랜지스터(1610)는 도 15에 도시된 예시와 달리, 차광 물질이 박막 트랜지스터(1610)의 상부를 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광 물질(1640)은 박막 트랜지스터(1610)의 상면 일부를 덮을 수 있다. 예컨대, 차광 물질(1640)은 소스 전극(1612) 및 드레인 전극(1613) 사이에 대응하도록 형성될 수 있다.
도 17는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 17를 참조하면, 박막 트랜지스터(1710)는 반도체층(1714), 게이트 전극(1711), 소스 전극(1712), 및 드레인 전극(1713)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 기판 상에 버퍼층이 형성되고, 버퍼층 상에 반도체층(1714)이 형성될 수 있다. 반도체층(1714)을 포함한 버퍼층 전면에는 제 1 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 상에 반도체층(1714)과 중첩되는 게이트 전극(1711)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(1711)을 포함한 제 1 절연막 전면에는 제 2 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 관통해서 반도체층(1714)과 연결되는 소스 전극(1712) 및 드레인 전극(1713)이 형성될 수 있다. 소스 전극(1712) 및 드레인 전극(1713)은 게이트 전극(1711)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 드레인 전극(1713)은 투명 전극(1720)을 통해 유기 발광 다이오드(1730)와 연결될 수 있다.
도 17에 도시된 박막 트랜지스터(1710)는 도 15에 도시된 예시와 달리, 차광 물질(1740)이 박막 트랜지스터(1710)의 하부에 형성되고, 박막 트랜지스터(1710)와 중첩될 수 있다. 예를 들어, 차광 물질(1740)은 박막 트랜지스터(1710)의 반도체층(1711)과 중첩될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 차광 물질(1740)이 박막 트랜지스터(1710)의 하부에 형성되는 경우, 차광 물질(1740)은 발광 회로(1110)와 박막 트랜지스터(1710) 사이에 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 차광 물질(1740)은 접지(그라운드)에 연결된 금속일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는, 차광 물질(1740)이 접지에 연결됨으로써, 외부 신호 또는 외부 노이즈로부터 박막 트랜지스터 또는 커패시터의 오작동을 방지할 수 있다. 예를 들어, 차광 물질(1740)은 접지에 연결된 금속으로 구성되고, 따라서 차폐 기능을 수행하여 화질 불량을 방지할 수 있다. 차폐 기능은 외부 노이즈 또는 외부 신호로 인한, 박막 트랜지스터의 오작동, 예컨대 누설 전류를 방지하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 차폐 기능은 외부 노이즈 또는 외부 신호로 인한, 커패시터의 오작동, 예컨대 의도하지 않은 커패시터의 용량 변화를 방지하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 차광 물질(1740)이 빛을 흡수하거나 반사할 뿐만 아니라, 추가적으로, 외부 노이즈 또는 외부 신호로 인한 박막 트랜지스터의 오작동 또는 의도하지 않은 커패시터의 용량 변화를 방지할 수 있다
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 차광 물질(1740)의 접지 연결로 인한 차폐 효과는 디스플레이가 플렉서블 디스플레이인 경우에 더욱 유용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 디스플레이는 플렉서블 디스플레이일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이는 미국등록특허공보 US 8665236 B2, 또는 미국공개특허공보 US 20160306476 A1 등에 개시된 바와 같이, 커브드 디스플레이, 밴딩형 디스플레이, 롤러블 디스플레이, 스트레처블 디스플레이, 또는 원통형 등과 같은 디스플레이일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 차광 물질(1740)이 접지에 연결되어 차폐 기능을 수행함으로써, 종래의 플렉서블 디스플레이에서 노이즈 차폐를 위해 디스플레이 패널의 배면에 부착되었던 금속 필름을 삭제할 수 있다. 예를 들어, 차광 물질(1740)은 금속 필름, 예컨대 구리 필름을 대신하여, AC 노이즈나 무선충전(WPC), MST(삼성페이)에 의한 노이즈로부터 표시 영역에 배치된 박막 트랜지스터 및 커패시터의 오작동을 방지할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 픽셀에 IR LED가 내장된 구조를 갖는 디스플레이의 단면이다.
도 18에서, 1800은 윈도우 글래스, 1802는 터치 스크린, 1804는 편광층, 1814는 OLED 층, 1806은 적색 OLED, 1808은 녹색 OLED, 1810은 청색 OLED, 1812는 IR OLED, 1816은 TFT를 포함한 기판일 수 있다.
도 18을 참조하면, IR OLED(1812)는 적색, 녹색, 및 청색 OLED(1806, 1808, 1810)와 동일층에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 빛샘 현상을 막기 위해 차광 물질(1881, 1882, 1883)은 적색, 녹색, 및 청색 OLED(1806, 1808, 1810)의 경계부에 위치할 수 있다. 대안적으로, 차광 물질(1881, 1882, 1883)은 적색, 녹색, 및 청색 OLED(1806, 1808, 1810)의 경계부뿐만 아니라 적색, 녹색, 및 청색 OLED(1806, 1808, 1810)의 상부에 위치할 수도 있다. 한편, 일반적으로, IR OLED(1812)로부터 발생되는 적외선 광은 패널 투과율이 4%정도로 매우 낮다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 광효율을 높이기 위해서 IR OLED(1812)를 OLED 층(1814) 상부에 실장할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 전자 장치는IR OLED(1812)는 OLED(1806, 1808, 1810)와는 별개로 구동해야 하기 때문에 IR OLED(1812)를 구동 및 제어하기 위한 별도의 IR 구동 회로를 포함할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면 IR구동 회로는 OLED(1806, 1808, 1810)를 구동하기 위한 LTPS TFT층(1816)에 함께 구성되고 이를 제어하기 위한 IC는 별도로 구성될 수 있다.
도 19는 차광 물질이 박막 트랜지스터의 소스와 드레인을 덮는 구조를 설명한 예시이다.
도 19를 참조하면, 박막 트랜지스터는 기판(1946) 상에 형성된 게이트 전극(1962), 게이트 전극(1962)을 덮는 게이트 절연막(1946), 게이트 절연막(1946) 상에 위치하고 게이트 전극(1962)을 사이에 두고 나란하게 배치된 소스 전극(1960) 및 드레인 전극(1944), 및 소스 전극(1960) 및 드레인 전극(1944)을 포함한 기판(1946) 전면에 도포된 절연층(1942)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차광 물질(1966)은 도 19에 도시된 바와 같이, 소스 전극(1960) 및 드레인 전극(1944)의 상부를 덮도록 형성될 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 차광 물질은 적외선 광이 상대적으로 많이 유입되는 영역에 대하여서만 차별적으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예는 생체 센서를 디스플레이의 스크린 영역에 대응하도록 배치하여, 디스플레이의 스크린 영역(표시 영역)이 보다 커지기를 원하는 사용자들의 니즈를 충족시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예는, 적어도 하나의 박막 트랜지스터에 차광 물질을 형성하여, 광학식 생체 센서를 구동할 때에 발생할 수 있는 누설 전류 및 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
본 문서에서 기술된 구성 요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성 요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성 요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
101, 102, 104, 201: 전자 장치
120, 210: 프로세서
130, 230: 메모리
160, 260: 디스플레이

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    IR(infrared) 대역의 광을 출력하기 위한 발광 회로(circuitry); 및
    하나 이상의 픽셀들을 이용하여 이미지를 표시하기 위한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 하나 이상의 픽셀들은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고;
    상기 복수의 서브 픽셀들 중 적어도 하나의 서브 픽셀을 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 회로; 및
    상기 적어도 하나의 구동 회로를 지정된 IR(infrared) 대역을 포함하는 광으로부터 차단하기 위해 상기 적어도 하나의 구동 회로와 인접하여 형성된 차광 물질을 포함하되,
    상기 차광 물질은, 상기 복수의 서브 픽셀들 사이에 형성되고, 상기 적어도 하나의 구동 회로의 상부를 덮도록 형성되는 전자 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 회로는
    반도체층, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;
    적어도 하나의 커패시터; 및
    유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하고, 상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 적어도 일부와 중첩되도록 위치하는 전자 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 적어도 일부를 덮도록 형성된 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 상부 전체를 덮도록 형성된 전자 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 소스 및 드레인 전극 사이를 덮도록 형성된 전자 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 하부에 형성되는 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 접지에 연결된 금속으로 형성되는 전자 장치.
  9. 전자 장치에 있어서,
    표시 영역과 비표시 영역을 포함하고, 상기 표시 영역에 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 배치되는 디스플레이;
    상기 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 생체 센서; 및
    상기 디스플레이 및 상기 생체 센서를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 표시 영역은 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 구분되고,
    상기 표시 영역의 제1 영역 및 제2 영역은 이미지를 표시하기 위한 복수의 서브 픽셀들, 및 상기 복수의 서브 픽셀들을 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 회로를 포함하고,
    상기 제 1 영역에는 차광 물질이 형성되고,
    상기 차광 물질은, 상기 복수의 서브 픽셀들 사이에 형성되고, 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 상부를 덮도록 형성되는 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 생체 센서는 특정 파장의 빛을 출력하는 발광 회로 및 상기 특정 파장의 빛을 센싱하는 수광 회로를 포함하고,
    상기 차광 물질은 상기 발광 회로로부터 출력된 빛을 흡수하거나 반사하는 물질로 구성되는 전자 장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는
    반도체층;
    상기 반도체층을 덮는 제 1 절연막 상에 형성되고, 상기 반도체층과 중첩되도록 배치된 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극을 덮는 제 2 절연막 상에 형성되고, 상기 게이트 전극을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고;
    상기 드레인 전극은 유기 발광 다이오드와 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 11 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 동일층에 형성되는 전자 장치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 전면을 덮는 전자 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 포함한 상기 제 2 절연막의 일부를 덮도록 형성된 전자 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 상부를 덮고, 소스 및 드레인 전극 사이에 대응하도록 형성되는 전자 장치.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 제 2 절연막을 덮도록 형성된 전자 장치.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 10 항에 있어서,
    상기 발광 회로로부터 출력되는 특정 파장의 빛은 적외선 광을 포함하는 전자 장치.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 10 항에 있어서,
    상기 발광 회로는 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터의 하부에 배치되는 전자 장치.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 17 항에 있어서,
    상기 차광 물질은 상기 발광 회로와 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터 사이에 형성되는 전자 장치.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성되는 제 1 레이어와,
    상기 제 1 레이어의 상부에 마련되고 유기 발광 다이오드가 형성되는 제 2 레이어를 포함하고,
    상기 생체 센서는 상기 제 1 및 제 2 레이어와 동일 또는 다른 층에 위치하는 발광 회로 및 수광 회로를 포함하는 전자 장치.
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