KR102669730B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

표시장치가 제공된다. 상기 표시장치는, 지문이 인식되는 영역인 제1 영역, 및 지문이 비인식 되는 영역인 제2 영역을 포함하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역의 외측에 배치되는 비표시 영역이 정의된 표시장치로서, 상기 표시장치는, 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되는 지문 감지 유닛, 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되며 복수의 화소를 포함하는 제1 화소부, 및 상기 제2 영역에 중첩되도록 배치되며 복수의 화소를 포함하는 제2 화소부를 포함하되, 상기 제1 화소부에 가변 주파수 신호인 제1 전압 신호가 제공되고, 상기 제1 전압 신호는 제1 주파수 신호인 제1 구간, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수 신호인 제2 구간, 및 상기 제1 주파수 신호인 제3 구간을 차례로 포함한다.

Description

표시장치{Display device}
본 발명은 표시장치에 관한 것이다. 자세하게는, 지문 입력을 감지할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
지문 센서 또는 지문 인식 센서는 사용자의 지문을 감지하는 센서이다. 최근에는 지문 센서가 장착된 스마트 폰 및 웨어러블(wearable) 기기가 널리 사용되고 있다. 이러한 스마트 폰 및 웨어러블 기기에 장착된 지문 센서는 전기적 측정 방식 또는 광학적 측정 방식을 이용하여 사용자의 지문을 센싱할 수 있다.
광학적 측정 방식을 이용한 광학 지문 센서의 경우, 지문의 융선(ridge)과 융선 사이의 골(valley)에 의해 반사된 빛을 이미지 센서를 통해 감지하는 원리로서 지문 영상을 얻어낼 수 있다. 이와 같은 지문 센서를 스마트 폰 및 웨이러블 기기에 적용하기 위해서는, 지문 센서의 사이즈를 감소함과 함께 지문 인식의 성능을 향상할 필요가 있다.
지문 센싱에 있어서 신호대잡음비(SNR)를 높일 수 있는 표시장치 및 지문 운용 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시장치는, 지문이 인식되는 영역인 제1 영역, 및 지문이 비인식 되는 영역인 제2 영역을 포함하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역의 외측에 배치되는 비표시 영역이 정의된 표시장치로서, 상기 표시장치는, 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되는 지문 감지 유닛, 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되며 복수의 화소를 포함하는 제1 화소부, 및 상기 제2 영역에 중첩되도록 배치되며 복수의 화소를 포함하는 제2 화소부를 포함하되, 상기 제1 화소부에 가변 주파수 신호인 제1 전압 신호가 제공되고, 상기 제1 전압 신호는 제1 주파수 신호인 제1 구간, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수 신호인 제2 구간, 및 상기 제1 주파수 신호인 제3 구간을 차례로 포함한다.
상기 제1 주파수는 60Hz 내지 120Hz이고, 상기 제2 주파수는 0.1Hz 내지 20Hz일 수 있다.
상기 제1 화소부는 상기 제2 구간에서 실질적으로 0Hz 주파수 신호가 제공될 수 있다.
상기 제2 화소부에 제공되는 주사 신호는 가변 주파수 신호인 제2 전압 신호이고, 상기 제2 전압 신호는 상기 제1 구간에서 상기 제1 주파수 신호이고, 상기 제2 구간에서 상기 제2 주파수 신호이고, 상기 제3 구간에서 상기 제1 주파수 신호일 수 있다.
상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부의 각 화소는, 발광 소자, 상기 발광 소자에 구동 전류를 전달하는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 데이터 신호를 전달하는 제2 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극에 문턱 전압이 보상된 상기 데이터 신호를 전달하는 제3 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극에 초기화 전압 신호를 전달하는 제4 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 각각 PMOS 트랜지스터이고, 상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터는 각각 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
상기 표시장치는, 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부의 출력을 제어하는 디스플레이 구동 직접 회로를 더 포함하고, 상기 디스플레이 구동 직접 회로는 상기 지문 감지 유닛을 제어하는 지문 센싱 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 표시장치는, 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부의 출력을 제어하는 디스플레이 구동 직접 회로 및 상기 디스플레이 구동 직접 회로를 제어하는 어플리케이션 프로세서를 더 포함하고, 상기 어플리케이션 프로세서는 상기 지문 감지 유닛을 제어하는 지문 센싱 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 표시장치는 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부가 배치되는 베이스 기판을 더 포함하되, 상기 지문 감지 유닛은 상기 베이스 기판의 일 면 상에 배치될 수 있다.
상기 지문 감지 유닛은, 상기 베이스 기판의 일 면 상에 배치되는 핀 홀 마스크, 및 상기 핀 홀 마스크 상에 배치되는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
상기 지문 감지 유닛은, 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 지문 감지 전극, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 각 제1 지문 감지 전극과 절연되도록 배치된 복수의 제2 지문 감지 전극을 포함할 수 있다.
상기 표시장치는 상기 지문 감지 유닛을 포함하는 입력 감지층을 포함하고, 상기 입력 감지층은, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 터치 감지 전극, 및 상기 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 터치 감지 전극을 포함하고, 상기 제1 지문 감지 전극은 상기 제1 터치 감지 전극 사이에 배치되고, 상기 제2 지문 감지 전극은 상기 제2 터치 감지 전극 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 영역에서, 상기 제1 지문 감지 전극과 상기 제2 지문 감지 전극이 교차될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 지문 운용 방법은, 지문이 인식되는 영역인 제1 영역 및, 지문이 비인식 되는 영역인 제2 영역을 포함하는 표시장치의 지문 운용 방법에 있어서, 사용자의 지문 인식이 불필요한 단계, 및 사용자의 지문 인식이 필요한 단계를 포함하되, 상기 표시장치는, 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되며 복수의 화소를 포함하는 제1 화소부, 및 상기 제2 영역에 중첩되도록 배치되며 복수의 화소를 포함하는 제2 화소부를 포함하고, 상기 제1 화소부에 가변 주파수 신호인 제1 전압 신호가 제공되고, 상기 제1 전압 신호는 상기 지문 인식이 불필요한 단계에서 제1 주파수 신호이고, 상기 지문 인식이 필요한 단계에서 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수 신호이다.
상기 지문 인식이 불필요한 단계는 지문 인증 요청을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 지문 인식이 필요한 단계에서 지문의 터치 유무를 판단하는 단계, 및 지문 정보를 수집하고 처리하는 단계를 차례로 포함할 수 있다.
상기 제1 주파수는 60Hz 내지 120Hz이고, 상기 제2 주파수는 0.1Hz 내지 20Hz일 수 있다.
상기 제1 화소부는 상기 지문 인식이 불필요한 단계에서 실질적으로 0Hz 주파수 신호가 제공될 수 있다.
상기 지문 인식이 불필요한 단계에서, 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부는 상기 제1 주파수 신호에 의해 발광하고, 상기 지문 인식이 필요한 단계에서, 상기 제1 화소부는 상기 제1 주파수 신호에 의해 발광하고, 상기 제2 화소부는 상기 제2 주파수 신호에 의해 발광할 수 있다.
상기 지문 인식이 필요한 단계에서, 상기 제2 화소부는 비발광할 수 있다.
상기 표시장치는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측에 배치된 비표시 영역을 포함하고, 상기 표시 영역은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
가변 주파수 구동을 통해, 지문 센싱에 있어서 신호대잡음비(SNR)를 높일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 표시 패널을 제어하는 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 등가 회로도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 지문 감지 유닛을 제어하는 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 지문 운용 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7 내지 도 10은 도 6의 순서도에 따른 표시 영역의 표시 상태 값 변경의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 지문 운용 과정에 있어 지문 인증 영역에 중첩되는 화소에 제공되는 주사 신호 구동을 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 12는 유기발광 표시장치의 적층 구조를 대략적으로 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 입력 감지층의 배치 구조를 개략적으로 나타낸 배치도이다.
도 14는 도 13의 I-I’에 대응하는 선을 따라 유기발광 표시장치를 다른 단면도이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 표시 패널과 화소 제어부의 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 18은 도 17의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 등가 회로도이다.
도 19는 도 17의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 입력 감지층의 배치 구조를 개략적으로 나타낸 배치도이다.
도 21은 도 20의 II-II’에 대응하는 선을 따라 유기발광 표시장치를 다른 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서의 다양한 실시예들에 따른 표시장치는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치 또는 입체 영상을 표시하는 장치로서 이동 통신 단말기, 스마트폰, 태블릿, 스마트 워치 및 내비게이션 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하에서는 표시장치로서 유기발광 표시장치를 예로 들어 설명하기로 한다. 다만, 이에 제한되지 않고 발명의 사상을 변경하지 않는 한 액정 표시장치이나, 전계 방출 표시장치이나, 전기영동장치와 같은 다른 표시장치에도 적용될 수 있다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 유기발광 표시장치(1)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
표시 영역(DA)은 화상을 표시하는 영역으로 정의된다. 또한, 표시 영역(DA)은 외부 환경을 검출하기 위한 검출 부재로도 사용될 수 있다. 즉, 표시 영역(DA)은 영상을 표시하거나, 사용자의 지문을 인식하거나 또는 사용자의 터치 입력을 인식하는 영역으로 사용될 수 있다. 표시 영역(DA)은 일 실시예로 평평한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 표시 영역(DA)의 적어도 일부 영역은 구부러질 수도 있다.
표시 영역(DA)은 일 실시예로 직사각 형상일 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DA)은 제1 방향(dr1)으로 단변을 가지고 제1 방향(dr1)과 교차하는 제2 방향(dr2)으로 연장되는 장변을 가지는 직사각 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 표시 영역(DA)은 다각 형상, 원형, 또는 비정형의 형상을 가질 수도 있다. 본 명세서에서, 설명의 편의상 도면상 가로방향을 제1 방향(dr1)으로 정의하고, 제1 방향(dr1)과 교차하는 방향을 제2 방향(dr2)으로 정의하기로 한다. 즉, 제2 방향(dr2)은 도면상 세로방향을 나타낼 수 있다. 다만, 실시예는 언급한 방향에 한정되지 않고, 제1 방향(dr1)과 제2 방향(dr2)은 상호 교차하는 상대적인 방향을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
표시 영역(DA) 중 적어도 일부 영역에 지문 센싱 영역(FA)이 배치될 수 있다. 지문 센싱 영역(FA)은 표시 영역(DA) 내 지정된 크기(예: 사용자의 손가락 지문을 인식할 수 있는 기술적 및 통계적 크기에 대응하는 크기)를 가질 수 있다. 지문 센싱 영역(FA)은 일 실시예로, 표시 영역(DA)의 중심점으로부터 일 측으로 치우쳐 배치될 수 있으며, 정사각 형상을 가질 수 있다. 다만, 지문 센싱 영역(FA)의 형상이나 위치는 이에 제한되지 않고, 다양할 수 있다. 지문 센싱 영역(FA)에서 실질적으로(substantially) 수직으로 중첩되는 공간에 사용자의 지문을 센싱하는 지문 감지 유닛이 배치될 수 있다. 본 명세서에서 “중첩된다”라고 표현하면, 다른 정의가 없는 한 두 구성이 유기발광 표시장치(1)의 두께 방향(도 12에서 '베이스 기판(200)'의 표면에 수직한 방향)으로 중첩(overlap)되는 것을 의미한다. 지문 감지 유닛에 관한 설명은 상세하게 후술된다.
표시 영역(DA) 중 나머지 영역에 지문 비센싱 영역(NFA)이 배치될 수 있다. 지문 비센싱 영역(NFA)은 표시 영역(DA) 중 지문 센싱 영역(FA) 이외의 영역일 수 있다. 지문 비센싱 영역(NFA)에는 복수의 화소가 배치될 수 있다. 다만, 지문 비센싱 영역(NFA)에는 지문이 인식되지 않거나, 지문 정보를 수집할 수 없는 영역일 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 외측에 배치되되, 화상이 표시되지 않는 영역으로 정의된다. 비표시 영역(NDA)은 일 실시예로 표시 영역(DA)의 외측에 배치되어 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 영역(DA)의 형상과 비표시 영역(NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 일 실시예로 평평한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 비표시 영역(NDA)은 적어도 일부 영역이 구부러진 형상을 가질 수도 있다.
도시되진 않았지만, 비표시 영역(NDA)에는 스피커 모듈, 마이크 모듈, 카메라 모듈 및 센서 모듈 등이 배치될 수 있다. 여기서, 센서 모듈은 일 실시예로, 조도 센서, 근접 센서, 적외선 센서, 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 유기발광 표시장치(1)는 어플리케이션 프로세서(11), 디스플레이 구동 직접 회로(12, Display Driver IC, 이하 DDI) 및 표시 패널(13)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 어플리케이션 프로세서(11)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 어플리케이션 프로세서(11)는 외부 장치로서 유기발광 표시장치(1)에 연결되는 형태일 수 있다.
어플리케이션 프로세서(11)는 DDI(12)를 제어할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(11)는 이미지 데이터, 상기 이미지 데이터와 관련된 제어 신호 및 클럭 신호를 DDI(12)에 제공할 수 있다.
DDI(12)는 일 실시예로, 제어부(미도시), 지문센싱 프로세서(22) 및 메모리(23)를 포함할 수 있다. 여기서 제어부는 제어 신호에 따라 이미지 데이터(RGB)를 처리하여 디스플레이 데이터(DDTA)를 표시 패널(13)에 출력하는 기능을 하는 화소 제어부(도 3의 '31') 및 제어 신호에 따라 지문 센싱을 위한 구동신호를 출력하고, 지문 센싱에 따라 센싱신호를 제공받아 메모리(23)의 입력데이터와 비교하는 센싱 제어부(21)를 포함할 수 있다. 센싱 제어부(21)는 지문센싱 프로세서(22)가 지문 감지 유닛에 구동 신호를 제공하고 지문 감지 유닛으로부터 센싱 신호를 제공받도록 제어할 수 있다. 메모리(23)는 하나 이상의 사용자 지문 데이터를 저장할 수 있다. 지문센싱 프로세서(22)에 제공된 센싱 신호에 의해 획득된 지문 정보와 메모리(23)에 저장된 지문 데이터를 비교할 수 있다. 도면에서, 화소 제어부(31)와 센싱 제어부(21)가 별개의 제어부인 것으로 설명되나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 하나의 제어부가 표시 패널(13)과 지문 감지 유닛을 모두 제어할 수도 있다.
즉, DDI(12)는 표시 패널(13)의 출력을 제어하는 화소 제어부(도 3의 '31')뿐만 아니라 센싱 제어부(21)를 함께 구비하여, DDI(12) 자체적으로 지문 일치 비교 프로세싱이 가능할 수 있다. DDI(12)는 레퍼런스 전압 등 내부 회로를 화소 제어부(31)와 센싱 제어부(21)가 공유하도록 할 수 있다. 센싱 제어부(21)를 별도로 두지 않고, DDI(12)에 포함되게 구성함으로써, 지문 인증 기술이 내재된 DDI(12)를 구현할 수 있고, 또한 원가를 절감할 수 있다.
화소 제어부(31)는 표시 영역(DA)에 포함되는 각 화소들을 제어할 수 있으며, 이하, 이에 대하여 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 표시 패널을 제어하는 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 등가 회로도이다.
도 3을 참조하면, 유기발광 표시장치(1)는 복수의 화소를 포함하는 표시부(40), 주사 구동부(32), 데이터 구동부(33), 및 화소 제어부(31)를 포함한다.
표시부(40)는 복수의 주사 라인(SL1~SLn), 복수의 데이터 라인(DL1~DLm), 의 교차부에 위치되어, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 포함한다.
복수의 주사 라인(SL11~SL1n)은 제1 방향(dr1, 도면상 가로방향)으로 연장되고, 복수의 데이터 라인(DL1~DLm)은 제2 방향(dr2, 도면상 세로방향)으로 연장될 수 있다. 제1 방향(dr1)과 제2 방향(dr2)은 서로 바뀔 수도 있다. 제1 전원 전압(ELVDD)의 공급 라인은 열별로 분지되어 제2 방향(dr2)으로 연장될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 전원 전압(ELVDD)의 공급 라인의 연장 방향은 다양하게 변형 가능하다.
예시적인 화소인 1행 1열의 화소(PX1)에는 1개의 주사 라인(SL1), 1개의 데이터 라인(DL1), 및 1개의 제1 전원 전압(ELVDD)의 공급 라인이 지날 수 있다. 다른 화소도 마찬가지의 배선이 지날 수 있다. 화소를 지나가는 배선의 종류 및 개수는 이에 제한되지 않는다. 일 화소에 복수개의 주사 라인(예를 들어, 3개의 주사 라인)이 지날 수도 있고, 다른 배선(예를 들어, 발광 제어 라인)이 더 지날 수도 있다.
주사 구동부(32)는 복수의 주사 라인(SL1~SLn)을 통해 각 화소에 주사 신호를 생성하여 전달한다. 주사 구동부(32)는 일 실시예에서 주사 신호를 순차적으로 공급한다. 예를 들어, 주사 구동부(32)는 각 행의 화소에 제1 주사 신호 내지 제n 주사 신호를 순차 공급할 수 있다.
데이터 구동부(33)는 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 통해 각 화소에 데이터 신호를 전달한다. 데이터 신호는 주사 라인(SL11~SL1n)으로 주사 신호가 공급될 때마다 주사 신호에 의해 선택된 화소로 공급된다.
화소 제어부(31)는 상술한 어플리케이션 프로세서(11)에서 전달되는 복수의 영상 신호(R, G, B)를 복수의 영상 데이터 신호(DR, DG, DB)로 변경하여 데이터 구동부(33)에 전달한다. 또한 제어부(50)는 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 및 클럭신호(MCLK)를 전달받아 주사 구동부(32) 및 데이터 구동부(33)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 각각에 전달한다. 즉, 화소 제어부(31)는 주사 구동부(32)를 제어하는 주사 구동 제어 신호(SCS), 및 데이터 구동부(33)를 제어하는 데이터 구동 제어 신호(DCS)를 각각 생성하여 전달한다.
도 4를 함께 참조하면, 복수의 화소 각각은 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원전압(ELVSS)을 공급받는다. 제1 전원전압(ELVDD)은 소정의 하이 레벨 전압일 수 있고, 제2 전원전압(ELVSS)은 제1 전원전압(ELVDD)의 레벨보다 낮은 로우 레벨 전압일 수 있다.
복수의 화소 각각은 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 통해 전달된 데이터 신호에 따라 발광 소자로 공급되는 구동 전류에 의해 소정 휘도의 빛을 발광한다.
제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)등은 외부 전압원으로부터 공급될 수 있다.
유기발광 표시장치(1)의 일 화소(PX1)의 회로는 유기발광 다이오드(OLED), 복수의 트랜지스터(TRs, TRd) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다. 일 화소(PX1)의 회로에는 예시적인 실시예로, 제2 방향(dr2)으로 연장되는 데이터 라인에서 데이터 신호(d1), 제1 방향(dr1)으로 연장되는 주사 라인에서 주사 신호(s1), 제2 방향(dr2)으로 연장되고 데이터 라인과 이격되어 배치된 제1 전원 전압(ELVDD) 라인에서 제1 전원 전압, 및 제2 전원 전압(ELVSS) 라인에서 제2 전원 전압(ELVSS)이 인가된다.
유기발광 다이오드(OLED)는 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극을 포함한다. 여기서, 제1 화소 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극일 수 있고, 제2 화소 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극일 수 있다. 유지 커패시터(Cst)는 제1 용량 전극(예를 들어, 도 14의 'CE1a, CE1b') 및 제2 용량 전극(예를 들어, 도 14의 'CE2a, CE2b')을 포함한다.
복수의 트랜지스터(TRs, TRd)는 일 실시예에서 제1 트랜지스터(TRs) 및 제2 트랜지스터(TRd)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(TRs)는 스위칭 트랜지스터일 수 있고, 제2 트랜지스터(TRd)는 구동 트랜지스터일 수 있다. 다만, 화소(PX1)에 포함된 트랜지스터(TRs, TRd)의 개수는 상술한 것과 같이 두 개에 제한되지 않고, 다양할 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서 화소(PX1)는 3개의 트랜지스터를 포함하거나 7개의 트랜지스터를 포함할 수도 있다.
각 트랜지스터(TRs, TRd)는 박막 트랜지스터일 수 있다. 각 트랜지스터(TRs, TRd)는 게이트 전극, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 각 트랜지스터(TRs, TRd)의 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 소스 전극이고 다른 하나는 드레인 전극이 된다.
제1 트랜지스터(TRs)의 게이트 전극은 주사 라인과 연결된다. 제1 트랜지스터(TRs)의 제1 전극은 데이터 라인과 연결된다. 제1 트랜지스터(TRs)의 제2 전극은 유지 커패시터(Cst)는 제1 용량 전극 및 제2 트랜지스터(TRd)의 게이트 전극과 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(TRs)는 주사 신호(s1)에 따라 턴-온되어 데이터 신호(d1)를 제2 트랜지스터(TRd)의 게이트 전극으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다. 제1 트랜지스터(TRs)는 유지 커패시터(Cst)를 통해 데이터 신호(d1)를 제2 트랜지스터(TRd)의 제2 전극에 전달할 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(TRs)의 제2 전극과 제2 트랜지스터(TRd)의 제2 전극은 서로 물리적으로 접하지는 않을 수 있다.
제2 트랜지스터(TRd)의 게이트 전극은 유지 커패시터(Cst)는 제1 용량 전극 및 제1 트랜지스터(TRs)의 제2 전극과 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TRd)의 제1 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TRd)의 제2 전극은 제1 전원전압(ELVDD) 라인 및 유지 커패시터(Cst)의 제2 용량 전극에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TRd)는 제1 트랜지스터(TRs)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(d1)를 전달받아 유기발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(Id)를 공급한다.
이하, 센싱 제어부(21)와 지문 감지 유닛의 관계에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 지문 감지 유닛을 제어하는 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
유기발광 표시장치(1)는 일 실시예로 복수의 제1 방향(dr1)으로 연장되는 제1 지문 감지 전극(TEb) 및 제2 방향(dr2)으로 연장되는 복수의 제2 지문 감지 전극(REb)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 지문 감지 전극(TEb)과 제2 지문 감지 전극(REb)은 지문 감지 유닛을 구성할 수 있다. 제1 지문 감지 전극(TEb)과 제2 지문 감지 전극(REb)은 셀프캡(self-capacitance) 방식 및/또는 뮤추얼 캡(mutual-capacitance) 방식으로 지문 정보를 획득할 수 있다. 이하에서는, 유기발광 표시장치(1)가 복수의 제1 지문 감지 전극(TEb) 및 복수의 제2 지문 감지 전극(REb)을 포함하며 뮤추얼 캡(mutual-capacitance) 방식을 통해 지문 정보를 획득하는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 실시예에서 유기발광 표시장치(1)는 셀프캡(self-capacitance) 방식 또는 광학적 센싱 방식으로 지문 정보를 획득할 수도 있다.
제1 지문 감지 전극(TEb)과 제2 지문 감지 전극(REb) 중 어느 하나는 구동 전극이고, 다른 하나는 센싱 전극일 수 있다. 본 실시예에서는 제1 지문 감지 전극(TEb)이 구동 전극이고, 제2 지문 감지 전극(REb)이 센싱 전극인 경우를 예시하여 설명하기로 한다.
유기발광 표시장치(1)는 비활성 영역에서 구동 전극에 구동 신호(TX)를 제공하는 구동 신호 생성부(22a), 센싱 전극에 센싱 신호(RX)를 제공하고 구동 전극과 센싱 전극 간의 센싱 커패시턴스를 감지하는 센싱부(22b), 및 구동 신호 생성부(22a)와 센싱부(22b)의 동작을 제어하는 센싱 제어부(21)를 포함할 수 있다. 여기서, 구동 신호 생성부(22a) 및 센싱부(22b)는 도 2의 지문센싱 프로세서(22)에 포함될 수 있다.
구동 신호 생성부(22a)는 복수의 구동 전극과 구동 라인을 통해 전기적으로 연결되고, 구동 전극에 구동 신호(TX1 내지 TXi)를 제공한다. 예컨대, 구동 신호 생성부(22a)는 복수의 구동 전극에 순차적으로 구동 신호를 제공하거나, 복수의 구동 전극들 중 적어도 2개 이상의 구동 전극에 동시에 구동 신호(TX1 내지 TXi)를 제공할 수도 있다.
센싱부(22b)는 복수의 센싱 전극들과 센싱 라인을 통해 전기적으로 연결되고, 센싱 전극에 센싱 신호(RX1 내지 RXi)를 제공한다. 센싱부(22b)는 구동 신호(TX1 내지 TXi)가 인가되는 구동 전극과 이에 대응하는 센싱 전극간의 센싱 커패시터(C1,1 내지 Cj,i)의 센싱 커패시턴스를 감지한다. 외부에서 지문 터치 이벤트가 발생한 경우, 터치된 영역의 센싱 커패시터(C1,1 내지 Cj,i)의 커패시턴스 값의 변화로 지문의 모양을 인식할 수 있다.
센싱 제어부(21)는 구동 신호 생성부(22a)가 어플리케이션 프로세서(11)에서 제공받은 클럭 신호에 기초하여 복수의 구동 라인들을 순차 또는 동시 구동하도록 제어할 수 있다.
센싱 제어부(21)는 인식된 지문의 모양을 지문 메모리(23)에 입력된 사용자 지문 정보와 비교할 수 있다. 예를 들어, 센싱 제어부(21)는 센싱부(22b)로부터 제공받은 센싱 신호로부터 지문 정보를 이미지화 할 수 있다.
다음으로, 지문 운용 방법에 대해 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 지문 운용 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7 내지 도 10은 도 6의 순서도에 따른 표시 영역의 표시 상태 값 변경의 한 예를 나타낸 도면이다.
지문 운용 방법은 지문 인증이 필요한 단계와 지문 인증이 필요하지 않는 단계를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 10을 참조하면, 유기발광 표시장치(1)의 지문 운용 방법은 제1 기능 수행 단계(SS0)에서 지문 인증에 의해 제2 기능 수행 단계(SS6)로 넘어가는 과정에서 지문 인증 요청 단계(SS1), 지문 인증 영역 표시 단계(SS2), 사용자의 터치 유무를 판단하는 단계(SS3), 지문 인증 표시상태를 변경하고 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계(SS4) 및 입력된 지문이 등록된 지문과 일치하는지 인식 성공 여부를 판단하는 단계(SS5)를 포함할 수 있다.
여기서, 지문 인증 요청 단계(SS1) 및 지문 인증 영역 표시 단계(SS2)는 실질적으로 사용자의 지문 인식이 필요하지 않은 단계이고, 사용자의 터치 유무를 판단하는 단계(SS3), 지문 인증 표시상태를 변경하고 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계(SS4) 및 입력된 지문이 등록된 지문과 일치하는지 인식 성공 여부를 판단하는 단계(SS5)는 실질적으로 사용자의 지문 인식이 필요한 단계일 수 있다.
유기발광 표시장치(1)는 지문 인증이 필요한 이벤트가 발생하기 전 제1 기능을 수행한다(SS0 참조). 예를 들어, 제1 기능은 화면이 꺼진 채로 잠긴 상태(예를 들어, 도 7의 (a)상태), 대기모드 상태, 또는 지문 인식이 필요한 프로그램이 실행된 상태(예를 들어, 도 7의 (b)상태)일 수 있다.
제1 기능 수행 중 지문 인식이 필요한 이벤트가 발생할 수 있다. 이 경우, 제1 기능 수행 단계(SS0) 다음으로, 표시 화면이 on 상태가 유지된 다음, 지문인증 요청 단계(SS1)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 것과 같이, 표시 화면이 on상태가 되도록 유지한 다음, 지문 인증 영역이 표시 되고(SS2 참조), 지문 감지 유닛이 지문 인식 대기 상태일 수 있다.
지문 인증 영역이 활성화 되는 경우, 일 실시예에서 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소의 구동 상태가 변화할 수 있다. 예를 들어, 지문 인증 영역이 활성화 되기 전, 표시 화면이 on상태가 유지되는 경우, 표시 영역(DA)의 각 화소는 제1 주파수(도 11의 'FR1') 구동을 할 수 있고, 지문 인증 영역이 활성화된 다음, 지문 인증 영역에 중첩하는 각 화소는 제1 주파수(FR1) 보다 낮은 제2 주파수(도 11의 'FR2') 구동을 할 수 있다. 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.
지문 인증 영역에 터치가 이루어진 경우, 예를 들어 도 9에 도시된 것과 같이 지문 인증 표시상태가 변경되고, 터치된 지문 정보를 수집하고 처리하는 단계(SS4)를 거치게 된다. 만약, 지문 인증 영역에 터치가 이루어지지 않은 경우, 사용자가 지문 인식을 원하지 않는 것으로 판단하고 다시 제1 기능 수행 단계(SS0)로 돌아갈 수 있다. 터치된 지문 정보를 수집하고 처리하는 단계(SS4)는 터치 상술한 센싱 제어부(21)가 입력된 지문을 이미지화 하여 터치 메모리(23)에 등록된 사용자 지문 정보와 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
터치된 지문 정보를 수집하고 처리하는 단계(SS4)에 따라 지문 인식이 성공하게 되면, 제2 기능을 수행하는 단계(SS6)로 넘어갈 수 있다. 예를 들어, 제2 기능은 잠금이 해제된 상태(예를 들어, 도 10의 (a)상태) 또는, 지문 인식이 필요한 프로그램에 지문 인증이 완료된 그 다음 상태(예를 들어, 도 10의 (b)상태)일 수 있다. 만약, 지문 인증 영역에 입력된 지문과 지문 메모리(23)에 저장된 지문이 일치하지 않는 경우(즉, 지문 인증이 실패한 경우), 다시 지문인증 요청 단계(SS1)를 수행하도록 할 수 있다.
상술한 지문 운용 방법은 예시적인 것에 불과하고, 다양한 지문 운용 방법이 활용될 수 있다.
이하, 유기발광 표시장치(1)의 구동 방법 및 소자 배치 관계에 대해 설명한다.
도 11은 지문 운용 과정에 있어 지문 인증 영역에 중첩되는 화소에 제공되는 주사 신호 구동을 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 11을 참조하면, 지문 운용 방법에서 화소에 제공되는 주사 신호(s1)가 제1 주파수(FR1) 신호인 제1 구간(T1), 제1 주파수(FR1)보다 낮은 갖는 제2 주파수(FR2) 신호가 제공되는 제2 구간(T2) 및 다시 제1 주파수(FR1) 신호인 제3 구간(T3)을 차례로 포함할 수 있다. 즉, 각 화소에 제공되는 주사 신호(s1)는 실질적인 지문 인증 구간의 전후로 가변될 수 있다.
사용자의 지문 인식이 필요한 단계에서, 지문 인증 영역에 중첩되는 화소는 제1 주파수(FR1) 구동을 할 수 있고, 사용자의 지문 인식이 필요하지 않은 단계에서, 지문 인증 영역에 중첩되는 화소는 제1 주파수(FR1) 보다 낮은 제2 주파수(FR2) 구동을 할 수 있다.
제1 구간(T1)은 제1 기능 수행 중 지문 인식이 필요한 이벤트가 발생한 경우, 제1 기능 수행 단계(SS0)부터 지문 인증 영역이 표시 되는 단계(SS2)기 전까지의 구간을 포함할 수 있다. 제1 주파수(FR1)는 일 실시예에서, 60 Hz 내지 120 Hz의 고주파수일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 주파수(FR1)는 다른 실시예에서, 120 Hz 내지 250 Hz의 고주파수일 수도 있다.
제2 구간(T2)은 지문 인증 영역이 표시 되는 단계(SS2)부터 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계(SS4)까지의 구간을 포함할 수 있다. 제2 주파수(FR2)는 일 실시예에서, 0.1 Hz 내지 20 Hz의 저주파수일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 제2 구간(T2)에서 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소에 신호가 제공되지 않는 off상태일 수 있고, 이에 대한 설명은 후술된다.
제3 구간(T3)은 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계 이후부터 제2 기능을 수행하는 구간을 포함할 수 있다.
각 화소에 주사신호는 순차 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 화소행에 주사신호를 제공하는 제1 주사 신호(s1) 내지 제n 화소행에 주사신호를 제공하는 제n 주사 신호(sn)는 일 주기동안 순차적으로 각 화소행에 신호를 전달할 수 있다. 다만, 화소에 제공되는 주사신호의 형태에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 각 화소는 동시에 주사신호를 제공받을 수도 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 유기발광 표시장치(1)는 제1 구간(T1)과 제3 구간(T3)에서 60 Hz 주파수 구동을 하고, 제2 구간(T2)에서 1 Hz 주파수 구동하는 것으로 예시적으로 설명한다.
제1 주파수(FR1) 및 제3 주파수 구동은 노말 구동 모드로 작동하고, 제2 주파수(FR2) 구동은 프레임 스킵 구동 모드일 수 있다.
화소 제어부(31)는 노말 구동 모드에서 입력 영상의 프레임 레이트(frame rate 또는 프레임 주파수)×N(N은 2 이상의 양의 정수) Hz의 주파수로 프레임 레이트를 높여 표시패널 구동부의 구동 주파수를 N 배 체배된 프레임 레이트로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(T1)과 제3 구간(T3)에서 60 Hz 프레임 레이트 구동을 하는 경우, 노말 구동 모드에서 모든 화소행에 주사 신호(s1)가 한번씩 순차 제공되는 시간은 1/60초이고, 각 화소행에 주사 신호(s1)가 한번 제공되는 시간은 1/(60n)초일 수 있다. 각 화소행에 주사 신호(s1)가 처음 1/(60n)동안 제공받게 되면, 그 다음 주사 신호(s1)는 1/60초 마다 제공받게 된다.
화소 제어부(31)는 프레임 스킵 구동 모드에서 1 Hz 프레임 레이트 구동을 하는 경우, 각 화소행에 주사 신호(s1)가 제공되는 시간은 노말 구동 모드와 같으며, 다음 신호를 제공 받는 시간은 1초 뒤일 수 있다. 예를 들어, 프레임 스킵 구동 모드에서 각 화소행은 처음 1/60초 동안 주사 신호(s1)를 제공 받고, 그 다음 1초 뒤에 1/60초 동안 주사 신호(s1)를 제공 받을 수 있다.
실질적으로 지문 인증이 이루어지는 구간인 제2 구간(T2)에서 지문 센싱 영역(FA)에 화소가 상대적으로 낮은 제2 주파수(FR2)의 주사 신호(s1)를 제공함으로써, 지문 센싱 영역(FA)의 화소에서 발생하는 신호에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 지문 센싱 신호의 신호대잡음비(SNR)를 높일 수 있다.
가변 주파수 구동을 하는 화소에 대해, 표시 영역(DA) 전체 화소가 가변 주파수 주사 신호(s1)를 제공받는 것으로 설명했지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 지문 센싱 영역(FA)과 중첩되는 화소에 한해 제1 구간(T1) 및 제3 구간(T3)에서 표시 영역(DA)의 모든 화소가 제1 주파수(FR1) 주사 신호(s1)를 제공받고 제2 구간(T2)에서 표시 영역(DA)의 모든 화소가 제2 주파수(FR2) 주사 신호(s1)를 제공받을 수도 있다. 이 때, 지문 센싱 영역(FA)과 중첩되지 않은 영역의 화소는 일 실시예에서, 제1 내지 제3 구간(T3)에 관계없이 항상 제1 주파수(FR1) 주사 신호(s1)를 제공받을 수 있다. 즉, 지문 비센싱 영역(NFA)에 중첩되는 화소는 일 실시예에서 지문 인증 영역에 중첩되는 화소의 구동 상태가 변화와 동일하게 사용자의 지문 인식이 필요한 단계에서, 제1 주파수(FR1) 구동을 할 수 있고, 사용자의 지문 인식이 필요하지 않은 단계에서, 제2 주파수(FR2) 구동을 할 수 있다. 즉, 지문 비센싱 영역(NFA)에 중첩되는 화소도 제1 구간(T1) 내지 제3 구간(T3)을 차례로 갖을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 지문 비센싱 영역(NFA)에 중첩되는 화소는 지문 운용 방법과 관계없이 계속 제1 주파수(FR1) 신호가 제공될 수도 있다.
이하, 지문 감지 유닛의 배치 구조 및 유기발광 표시장치(1)의 단면 구조에 대해 설명한다.
도 12는 유기발광 표시장치의 적층 구조를 대략적으로 나타낸 단면도이다. 도 13은 도 12에 도시된 입력 감지층의 배치 구조를 개략적으로 나타낸 배치도이다. 도 14는 도 13의 I-I'에 대응하는 선을 따라 유기발광 표시장치를 다른 단면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 유기발광 표시장치(1)는 일 실시예에서, 베이스 기판(200), 베이스 기판(200) 일면 상에 배치되는 회로층(300), 회로층(300) 상에 배치되는 발광 소자층(400), 발광 소자층(400) 상에 배치되는 봉지층(500), 봉지층(500) 상에 배치되는 입력 감지층(600), 입력 감지층(600) 상에 배치되는 접착층(700) 및 접착층(700) 상에 배치되는 커버층(800)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 각 층은 다층 및 단층 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 다른 층이 더 추가되거나, 일부 층이 생략될 수도 있다. 다른 실시예에서, 입력 감지층(600)은 베이스 기판(200) 배면 상에 배치될 수도 있다.
우선, 입력 감지층(600)에 개재되는 지문 감지 유닛의 평면 배치 구조 및 적층 구조에 대해 설명한다.
입력 감지층(600)은 지문 감지 유닛를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 입력 감지층(600)은 지문 감지 유닛 일체형 터치 감지 전극을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 유기발광 표시장치(1)는 터치 감지 전극과 별도로 지문 감지 유닛을 포함할 수도 있다.
입력 감지층(600)은 복수의 감지 전극들(RE, TE) 및 패드부(PAD)를 포함한다. 또한, 입력 감지층(600)은 감지 전극들(RE, TE)와 패드부(PAD)를 각각 연결하는 복수의 배선을 더 포함한다.
입력 감지층(600)은 제1 방향(dr1)으로 연장된 복수의 제1 감지 전극(TEa, TEb) 및 제2 방향(dr2)으로 연장된 복수의 제2 감지 전극(Rea, REb)을 포함할 수 있다. 각 제1 감지 전극(TEa, TEb)과 제2 감지 전극(Rea, REb)은 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 제1 감지 전극(TEa, TEb)과 제2 감지 전극(Rea, REb)은 제1 감지 절연층(621)을 사이에 두고 다른 층에 배치되어 서로 절연될 수 있다. 제1 감지 전극(TEa, TEb)과 제2 감지 전극(Rea, REb)의 형상은 일 실시예에서 장변과 단변을 가지는 직사각 형상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 감지 전극(TEa, TEb)과 제2 감지 전극(Rea, REb)은 다른 실시예에서, 마름모 형상 또는 메쉬 형상일 수도 있다.
복수의 제1 감지 전극(TE)은 단변의 길이가 제1 길이를 가지는 제1 지문 감지 전극(TEb) 및 단변의 길이가 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가지는 제1 터치 감지 전극(TEa)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 복수의 제2 감지 전극(RE)은 단변의 길이가 제3 길이를 가지는 제2 지문 감지 전극(REb) 및 단변의 길이가 제3 길이보다 긴 제4 길이를 가지는 제2 터치 감지 전극(REa)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 길이와 제3 길이는 같고, 제2 길이와 제4 길이는 같을 수 있다. 일 실시예에서, 제1 길이 및 제3 길이는 0.2mm 내지 1.0mm이고, 제2 길이 및 제4 길이는 3mm 내지 6 mm일 수 있다.
각 터치 감지 전극(TEa, REa)은 사용자의 터치 입력을 인식하는 전극일 수 있다. 한편, 각 지문 감지 전극(TEb, REb)은 사용자의 지문의 인접하는 융선 간의 간격(F2) 또는 인접하는 골 간의 간격(F1)보다 작은 단변의 길이를 가지므로, 추가적으로 사용자의 지문 정보를 획득하는 전극일 수 있다. 즉, 제1 지문 감지 전극(TEb)과 제1 터치 감지 전극(TEa)이 교차하는 영역에서 지문 센싱 영역(FA)이 정의될 수 있다.
사람의 지문은 복수의 지문 융선과 지문 융선 간의 골을 포함한다. 상술한 것과 같이 구동 전극에는 구동 신호가 제공되고 센싱 전극에는 센싱 신호가 제공되므로 구동 전극과 센싱 전극의 사이에는 전계가 형성되고, 터치 이벤트가 없는한 일정한 센싱 커패시턴스를 가질 수 있다. 사람의 지문이 지문 센싱 영역(FA)에 터치가 이루어지면, 지문 융선과 지문 융선 간의 골에 의해 구동 전극과 센싱 전극 사이의 전계가 바뀌게 되고, 바뀐 센싱 커패시턴스 값에 의해 지문 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 인접하는 각 지문 감지 전극(TEb, REb)의 간격은 지문 융선 간의 간격(F2)보다 작은 것이 바람직하며, 일 실시예로 인접하는 제1 지문 감지 전극(TEb) 간의 간격 및 인접하는 제2 지문 감지 전극(REb) 간의 간격은 0.2mm 내지 1.0mm일 수 있다.
복수의 제1 터치 감지 전극(TEa)은 제2 방향(dr2)으로 인접 배치된 제1 제7 터치 구동 전극(TEa1 내지 TEa7)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 지문 감지 전극(TEb)은 일 실시예로 제1 내지 제4 지문 구동 전극(TEb1 내지 TEb4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 지문 구동 전극(TEb1 내지 TEb4)은 일 실시예로, 인접하는 제1 터치 감지 전극(TEa) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 지문 구동 전극(TEb1 내지 TEb4)은 제5 터치 구동 전극(TEa5)과 제6 터치 구동 전극(TEa6) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 인접하는 각 제1 지문 감지 전극(TEb) 사이에 제1 터치 감지 전극(TEa)이 배치되지는 않을 수도 있다.
복수의 제2 터치 감지 전극(REa)은 제1 방향(dr1)으로 인접 배치된 제1 제4 터치 센싱 전극(REa1 내지 Rea4)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 지문 센싱 전극(REb)은 일 실시예로 제1 내지 제4 지문 센싱 전극(REb1 내지 Reb4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 지문 센싱 전극(REb1 내지 Reb4)은 일 실시예로, 인접하는 제2 터치 감지 전극(REa) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 지문 센싱 전극(REb1 내지 REb4)은 제2 터치 센싱 전극(REa2)과 제3 터치 센싱 전극(REa3) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 인접하는 각 제2 지문 감지 전극(REb) 사이에 제2 터치 감지 전극(REa)이 배치되지는 않을 수도 있다.
복수의 제1 감지 전극(TE)과 복수의 제2 감지 전극(RE)은 감지 배선을 통해 패드부(PAD)와 전기적으로 연결될 수 있다. 감지 배선은 각 감지 전극의 일 측, 또는 일 측 및 타 측에 연결될 수 있으며, 비활성 영역을 따라 연장되어 패드부(PAD)에 연결될 수 있다.
각 터치 감지 전극(TEa, REa) 및 각 지문 감지 전극(TEb, REb)의 개수에 제한되지는 않는다. 또한, 각 지문 감지 전극(TEb, REb)은 여러 터치 감지 전극(TEa, REa) 사이에 배치될 수도 있다.
베이스 기판(200)은 경성(rigid) 기판일 수 있다. 여기서, 베이스 기판(200)은 유리 기판, 석영 기판, 유리 세라믹 기판 및 결정질 유리 기판 중 하나일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서 베이스 기판(200)은 가요성(flexible) 기판일 수도 있다.
베이스 기판(200) 상에는 버퍼층(310)이 배치된다. 버퍼층(310)은 베이스 기판(200)의 표면을 평활하게 하고, 수분 또는 외부 공기의 침투를 방지하는 기능을 한다. 버퍼층(310)은 무기막일 수 있다. 버퍼층(310)은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 버퍼층(310)은 생략될 수도 있다.
버퍼층(310) 상에는 복수의 박막 트랜지스터(TRs1, TRs2, TRd1, TRd2) 및 복수의 유지 커패시터(Cst1, Cst2)가 배치된다. 복수의 박막 트랜지스터(TRs1, TRs2, TRd1, TRd2)는 복수의 구동 트랜지스터(TRd1, TRd2) 및 복수의 스위칭 트랜지스터(TRs1, TRs2)를 포함할 수 있다. 화소마다 적어도 하나의 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 구비할 수 있다.
각 박막 트랜지스터(TRs1, TRs2, TRd1, TRd2)는 각각 반도체층(A1, A2, A3, A4), 게이트 전극(GE1, GE2, GE3, GE4), 소스 전극(SE1, SE2, SE3, SE4), 드레인 전극(DE1, DE2, DE3, DE4)을 포함할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 버퍼층(310) 상에 제1 도전층이 배치된다. 제1 도전층은 각 박막 트랜지스터의 반도체층(A1, A2, A3, A4)을 포함할 수 있다. 반도체층(A1, A2, A3, A4)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon), 저온 폴리 실리콘(low temperature poly silicon) 및 유기 반도체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 반도체층(A1, A2, A3, A4)은 산화물 반도체일 수도 있다. 명확히 도시하지는 않았지만, 반도체층(A1, A2, A3, A4)은 채널 영역과, 채널 영역의 양 측에 배치되며, 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다.
제1 도전층 상에는 게이트 절연막(321)이 배치된다. 게이트 절연막(321)은 무기막일 수 있다. 게이트 절연막(321)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
게이트 절연막(321) 상에는 제2 도전층이 배치된다. 제2 도전층은 각 박막 트랜지스터의 게이트 전극(GE1, GE2, GE3, GE4) 및 유지 커패시터(Cst1, Cst2)의 제1 용량 전극(CE1a, CE1b)을 포함할 수 있다. 제2 도전층은 도전성을 가지는 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(GE1, GE2, GE3, GE4)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 게이트 전극(GE1, GE2, GE3, GE4)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제2 도전층 상에는 층간 절연막(322)이 배치된다. 층간 절연막(322)은 무기막일 수 있다. 층간 절연막(322)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
층간 절연막(322) 상에는 제3 도전층이 배치된다. 제2 도전층은 각 박막 트랜지스터의 소스 전극(SE1, SE2, SE3, SE4)과, 드레인 전극(DE1, DE2, DE3, DE4) 및 유지 커패시터(Cst1, Cst2)의 제2 용량 전극(CE2a, CE2b)을 포함할 수 있다. 제3 도전층은 도전성을 가지는 금속 물질로서 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.
소스 전극(SE1, SE2, SE3, SE4)과 드레인 전극(DE1, DE2, DE3, DE4)은 층간 절연막(322) 및 게이트 절연막(321)을 관통하는 컨택홀을 통하여 반도체층(A1, A2, A3, A4)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 도전층 상에 보호층(323)이 배치된다. 여기서, 보호층(323)은 박막 트랜지스터(TR)를 포함하는 픽셀 회로부를 덮도록 배치된다. 보호층(323)은 패시베이션막 또는 평탄화막일 수 있다. 패시베이션막은 SiO2, SiNx 등을 포함할 수 있고, 평탄화막은 아크릴, 폴리이미드와 같은 재질을 포함할 수 있다. 보호층(323)은 패시베이션막과 평탄화막을 모두 포함할 수도 있다. 이 경우, 소스 전극(SE1, SE2, SE3, SE4), 드레인 전극(DE1, DE2, DE3, DE4) 및 층간 절연막(322) 상에 패시베이션막이 배치되고, 패시베이션막 상에 평탄화막이 배치될 수 있다. 보호층(323)의 상면은 평탄할 수 있다.
버퍼층(310) 내지 보호층(323)은 회로층(300)을 구성할 수 있다.
보호층(323) 상에 복수의 제1 화소 전극(410)이 배치된다. 제1 화소 전극(410)은 화소마다 배치된 화소 전극일 수 있다. 또한, 제1 화소 전극(410)은 유기발광 다이오드의 애노드(anode) 전극일 수 있다.
제1 화소 전극(410)은 보호층(323)을 관통하는 비아홀을 통해 베이스 기판(200)에 배치된 드레인 전극(DE1, DE2, DE3, DE4)(또는, 소스 전극(SE1, SE2, SE3, SE4))과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 화소 전극(410)은 일함수가 높은 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 제1 화소 전극(410)은 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Induim Oxide: In2O3) 등을 포함할 수 있다.
제1 화소 전극(410) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치된다. 화소 정의막(PDL)은 제1 화소 전극(410)의 적어도 일부를 노출하는 개구부를 포함한다. 화소 정의막(PDL)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 화소 정의막(PDL)은 포토 레지스트, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물, 폴리아크릴계 수지 등의 재료를 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)에 의해 노출된 제1 화소 전극(410) 상에는 유기 발광층(420)이 배치된다.
유기 발광층(420) 상에는 제2 화소 전극(430)이 배치된다. 제2 화소 전극(430)은 화소의 구별없이 전체에 걸쳐 배치된 공통 전극일 수 있다. 또한, 제2 화소 전극(430)은 유기발광 다이오드의 캐소드(cathode) 전극일 수 있다.
제2 화소 전극(430)은 일함수가 낮은 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 제2 화소 전극(430)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)을 포함할 수 있다. 제2 화소 전극(430)은 제1 화소 전극(410)과 같은 층에 형성된 전극을 통해 전원 배선(301)에 연결될 수 있다.
상술한 제1 화소 전극(410), 유기 발광층(420) 및 제2 화소 전극(430)은 유기발광 다이오드를 구성할 수 있다. 한편, 제1 화소 전극(410) 내지 제2 화소 전극(430)은 발광 소자층(400)을 구성할 수 있다.
제2 화소 전극(430) 상에는 봉지막(511)이 배치된다. 봉지막(511)은 복수의 적층막을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 봉지막(511)은 순차적으로 적층된 제1 무기막(511a), 유기막(511b) 및 제2 무기막(511c)을 포함하는 다층막으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 무기막(511a) 및 제2 무기막(511c)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 유기막(511b)은 에폭시, 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
봉지막(511) 상에 제1 감지 전극(TE)층이 배치될 수 있다. 제1 감지 전극(TE)층은 몰리브덴(Mo), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
다층의 봉지막(511)은 봉지층(500)을 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 봉지막(511)과 제1 지문 감지 전극(TEb)층 사이에 기재(610)를 더 포함할 수도 있다. 이 때, 기재(610)는 유리나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리술폰(PSF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP) 등의 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 기재(610)는 다른 실시예에서 생략될 수도 있다.
제1 감지 전극(TE)층 상에 제1 감지 절연층(621)이 배치되고, 제1 감지 절연층(621) 상에 제2 감지 전극(RE)층이 배치된다. 제1 감지 절연층(621)은 제1 감지 전극(TE)층과 제2 감지 전극(RE)층을 절연하는 기능을 할 수 있다. 제1 감지 절연층(621)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 제1 감지 절연층(621)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다. 제2 감지 전극(RE)층은 제1 감지 전극(TE)층과 같은 물질로 이루어 지거나, 제1 감지 전극(TE)층에서 예시된 물질 중 적어도 하나의 조합으로 이루어질 수 있다.
제2 감지 전극(RE)층 상에 제2 감지 절연층(622)이 배치될 수 있다. 제2 감지 전극(RE)층은 제1 감지 절연층(621)과 동일한 물질로 이루어 지거나, 제1 감지 절연층(621)에서 예시된 물질 중 적어도 하나의 조합으로 이루어질 수 있다.
기재(610) 내지 제2 감지 절연층(622)은 입력 감지층(600)을 구성할 수 있다.
제2 감지 절연층(622) 상에 커버층(800)이 배치될 수 있으며, 입력 감지층(600)과 커버층(800) 사이에 접착층(700)에 의해 접착될 수 있다. 접착층(700)은 광학적 투명 접착제(Optically Clear Adhesive, OCA) 또는 광학적 투명 수지(Optically Clear Resin, OCR)를 포함할 수 있다. 커버층(800)은 일 실시예에서 윈도우 커버일 수 있으며, 외부의 스크래치 등으로부터 발광 소자층(400)이나 회로층(300) 및 입력 감지층(600)을 보호할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 14에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도 1 내지 도 14에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
도 15는 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1-1)는 도 8 대비, 지문 인증 영역 표시 단계(SS2) 내지 지문 인증 표시상태를 변경하고 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계(SS4)에서 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소가 off상태가 되는 것에 그 차이가 있다.
지문 정보의 수집을 시작하는 단계인 지문 인증 영역 표시 단계(SS2)가 될 때, 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소가 off상태가 될 수 있다. 즉, 지문 인증이 필요한 단계에서, 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소는 비발광 할 수 있다. 제1 구간(T1) 및 제3 구간(T3)에서 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소에 제1 주파수(FR1) 신호가 제공되고, 제2 구간(T2)에서 실질적으로 0 Hz에 가까운 신호가 제공될 수 있다.
지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소의 off상태는 사용자의 터치 유무를 판단하는 단계(SS3), 및 지문 인증 표시상태를 변경하고 지문 정보를 수집, 처리하는 단계(SS4)까지 유지될 수 있다.
자세하게 설명하면, 본 실시예에 따른 지문 운용 방법은 제1 기능 수행 단계(SS0)에서 지문 인증에 의해 제2 기능 수행 단계(SS6)로 넘어가는 과정에서 지문 인증 요청 단계(SS1), 지문 인증 영역 표시 단계(SS2), 지문 센싱 영역(FA)의 화소 off 단계, 사용자의 터치 유무를 판단하는 단계(SS3), 지문 인증 표시상태를 변경하고 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계(SS4) 및 입력된 지문이 등록된 지문과 일치하는지 인식 성공 여부를 판단하는 단계(SS5)를 포함할 수 있다. 다만, 지문 센싱 영역(FA)의 화소 off 단계가 지문 인증 영역 표시 단계(SS2)와 동시에 이루어지는 것에 제한되는 것은 아니고, 지문 센싱 영역(FA)의 화소 off 단계는 지문 인증 영역 표시 단계(SS2)의 전 또는 후에 이루어질 수도 있다.
실질적으로 지문 정보의 수집이 이루어지는 구간에서 지문 센싱 영역(FA)에 중첩되는 화소가 off상태를 유지함으로써 지문 센싱 영역(FA)의 화소에서 발생하는 신호에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 지문 센싱 신호의 신호대잡음비(SNR)를 높일 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(2)는 도 2 대비, 센싱 제어부(21)가 어플리케이션 프로세서(11)에 포함되게 구성하는 점에서 그 차이가 있다.
유기발광 표시장치(2)는 어플리케이션 프로세서(11), DDI(12) 및 표시 패널(13)을 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(11)는 지문센싱 프로세서(22) 및 메모리(23)를 포함할 수 있다.
사용자의 지문 터치 이벤트가 있는 경우, 표시 패널(13)의 지문 감지 유닛과 DDI(12) 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서(11) 내 지문센싱 프로세서(22)에 정보가 입력되게 되고, 이미지화 하여 메모리(23)에 저장된 지문 정보와 비교할 수 있다.
지문센싱 프로세서(22) 및 메모리(23)가 어플리케이션 프로세서(11)에 구비되도록 구성하는 경우, DDI(12) 생산 원가 절감의 효과를 가질 수 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 표시 패널과 화소 제어부의 관계를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 18은 도 17의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 등가 회로도이다. 도 19는 도 17의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 20은 도 19에 도시된 입력 감지층의 배치 구조를 개략적으로 나타낸 배치도이다. 도 21은 도 20의 II-II’에 대응하는 선을 따라 유기발광 표시장치를 다른 단면도이다.
도 17 내지 도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(3)는 도 3, 도 4, 도 13 및 도 14 대비, 지문 센서(100)가 광학적 센싱 방식을 사용하는 점, 일 화소가 7개의 트랜지스터를 포함하는 점 및 입력 감지층(600_1)에 지문 감지 유닛이 일체로 있지 않고 베이스 기판의 배면상에 지문 센서(100, 지문 감지 유닛)가 배치된 점에서 그 차이가 있다.
본 실시예에 따른 지문 센서(121, 122)는 유기발광 다이오드에서 발광되어 지문의 융선과 융선 사이의 골에 의해 반사된 빛을 이미지 센서(122)를 통해 센싱함으로써 지문을 인식하는 광학적 센싱 방식의 지문 센서(121, 122)일 수 있다. 일 실시로, 지문 센서(121, 122)는 지문에 의해 반사된 빛을 통과시키는 핀 홀 마스크(121)와 핀 홀 마스크(121)를 통과한 빛을 센싱하여 전기 신호를 발생하는 이미지 센서(122)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 핀 홀 마스크(121)는 핀 홀을 통해 빛을 통과시키는 반면, 핀 홀이 형성되지 않은 영역으로는 빛이 통과되는 것이 차단되도록 불투명한 재료로 구현될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 핀 홀 마스크(121)는 반사율이 적은 재료로 구현될 수 있다.
지문 센서(121, 122)는 반도체 칩 또는 반도체 패키지로 구현되어 베이스 기판(200)의 배 면 상에 부착될 수 있다. 일 실시예로, 이미지 센서(122)는 다수의 광전 변환 소자(예컨대, 포토 다이오드, 포토트랜지스터, 포토 게이트 및 핀드 포토 다이오드 등)들이 형성된 반도체 층(Layer) 또는 반도체 칩으로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따라, 이미지 센서(122)는 CIS(CMOS Image Sensor) 또는 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 이미지 센서(122)가 구현된 반도체 레이어일 수 있다. 이하의 설명에서는, 이미지 센서(122) 내의 광전 변환 소자는 포토 다이오드로 구현되는 것을 예시적으로 설명하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이미지 센서(122)는 다수의 센서 픽셀들을 포함하고, 각각의 센서 픽셀은 지문의 서로 다른 영역에 의해 반사된 빛을 센싱하며, 센싱된 빛에 대응하는 전기 신호를 발생한다. 각각의 센서 픽셀은 지문의 융선(ridge)에 반사된 빛에 대응하는 전기 신호를 발생하거나, 융선 사이의 골(valley)에 반사된 빛에 대응하는 전기 신호를 발생할 수 있다. 빛이 반사된 지문의 형태에 따라 포토 다이오드에서 센싱된 빛의 양은 달라질 수 있으며, 센싱된 빛의 양에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 전기 신호가 생성될 수 있다. 즉, 다수의 센서 픽셀들로부터의 전기 신호는 각각 명암 정보(또는, 이미지 정보)를 포함할 수 있으며, 상기 전기 신호에 대한 처리 동작을 통해 각 센서 픽셀에 대응하는 영역이 융선인지 또는 골인지가 판단될 수 있으며, 판단된 정보를 조합함으로써 전체적인 지문 이미지가 구성될 수 있다.
지문 센서(121, 122)에서 광학적으로 샘플링되는 지문의 영역들이 정의될 수 있다. 일 예로서, 이미지 센서(122)의 다수의 센서 픽셀들에 대응하여 다수의 지문 픽셀(미도시)들이 정의될 수 있으며, 각각의 지문 픽셀은 하나의 핀 홀과 하나의 센서 픽셀에 의해 보여지는 피사체 영역에 해당할 수 있다. 다양한 요인들로서, 표시 패널과 핀 홀 마스크(121) 사이의 거리, 핀 홀 마스크(121)와 이미지 센서(122) 사이의 거리, 핀 홀 마스크(121)의 두께, 핀 홀의 지름 및 형태 등에 따라 각각의 핀 홀에 대응하는 지문 픽셀의 형태 및 사이즈가 결정될 수 있다.
지문 픽셀 각각은 핀 홀 마스크(121) 내의 하나의 핀 홀에 대응할 수 있다. 각각의 지문 픽셀 내에서 하나의 핀 홀에 통과될 수 있는 빛을 반사하는 영역이 포함될 수 있으며, 해당 영역은 광학 샘플링 영역(Optical Sampling Region)으로 정의될 수 있다. 광학 샘플링 영역에 따라, 이미지 센서(122) 내에서도 이에 대응하는 광학 센싱 영역(Optical Sensing Region)이 정의될 수 있다. 일 예로서, 광학 센싱 영역은 센서 픽셀을 포함할 수 있다.
핀 홀 마스크(121) 내의 다수의 핀 홀들 각각은 이미지 센서(122) 내의 다수의 센서 픽셀들 각각에 대응할 수 있다. 예컨대, 하나의 핀 홀에 대응하는 하나의 센서 픽셀은 하나의 포토 다이오드(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 하나의 핀 홀에 대응하는 하나의 센서 픽셀은 두 개 이상의 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 도 1에서는, 하나의 센서 픽셀이 다수 개의 포토 다이오드들을 포함하고, 또한 광학 센싱 영역 내의 센서 픽셀이 다수 개의 포토 다이오드들을 포함하는 예가 도시된다. 즉, 이미지 센서(122)의 다수의 픽셀들에 맵핑되도록 핀 홀 마스크(121)의 다수의 핀 홀들이 형성되고, 광학 샘플링 영역 내의 지문 픽셀에서 반사된 빛이 센서 픽셀 내의 하나 이상의 포토 다이오드들에 의해 센싱되며, 다수의 센서 픽셀들로부터의 전기 신호를 처리함으로써 지문의 전체 이미지가 재구성될 수 있다.
지문 픽셀 각각에 대응하여 이미지 센서(122) 내의 영역이 정의될 수 있으며, 상기 지문 픽셀 각각에 대응하는 영역은 다수 개의 포토 다이오드들을 포함할 수 있다. 또한, 센서 픽셀은 지문 픽셀에 대응하는 다수 개의 포토 다이오드들 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 해당할 수 있다. 즉, 하나의 센서 픽셀은 이에 대응하는 지문 픽셀에 대응하는 빛을 센싱할 필요가 있으며, 다른 지문 픽셀에 대응하는 빛이 오버랩되는 것이 방지될 필요가 있다.
광학적 센싱 방식에 의한 지문 정보 획득은, 유기발광 표시장치(1)의 복수개의 화소로부터 방출된 광이 지문에 반사되면서 획득될 수 있다. 화소의 회로 구성에 따라 지문 센서(121, 122)에 획득되는 광 정보의 정확도, 빠르기가 달라질 수 있다. 이하, 유기발광 표시장치(1)의 각 화소 구조 및 구동에 대해 설명한다.
유기발광 표시장치(3)는 복수의 화소를 포함하는 표시부(40), 주사 구동부(32), 데이터 구동부(33), 발광 제어 구동부(34), 및 제어부(50)를 포함한다.
표시부(40)는 복수의 주사 라인(SL11~SL1n, SL21~SL2n, SL31~SL3n), 복수의 데이터 라인(DL1~DLm), 및 복수의 발광 제어 라인(EL1~ELn)의 교차부에 위치되어, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 포함한다.
복수의 주사 라인(SL11~SL1n, SL21~SL2n, SL31~SL3n) 및 복수의 발광 제어 라인(EL1~ELn)은 제1 방향(dr1)(도면상 가로방향)으로 연장되고, 복수의 데이터 라인(DL1~DLm)은 제2 방향(dr2)으로 연장될 수 있다.
초기화 전압(VINT) 공급 라인은 행별로 분지되어 제1 방향(dr1)으로 연장되고, 제1 전원 전압(ELVDD)의 공급 라인은 열별로 분지되어 제2 방향(dr2)으로 연장될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 초기화 전압(VINT) 공급 라인과 제1 전원 전압(ELVDD)의 공급 라인의 연장 방향은 다양하게 변형 가능하다.
각 화소에는 3개의 주사 라인, 1개의 데이터 라인, 1개의 발광 제어 라인, 1개의 초기화 전압(VINT) 공급 라인 및 1개의 제1 전원 전압(ELVDD)의 공급 라인이 지날 수 있다. 이하, 1행 1열의 화소를 예를 들어 설명하기로 한다.
주사 구동부(32)는 복수의 주사 라인(SL11~SL1n, SL21~SL2n, SL31~SL3n)을 통해 각 화소에 세 개의 주사 신호(s1)를 생성하여 전달한다. 즉, 주사 구동부(32)는 제1 주사 라인(SL11~SL1n), 제2 주사 라인(SL21~SL2n) 또는 제3 주사 라인(SL31~SL3n)으로 주사 신호(s1)를 순차적으로 공급한다.
발광 제어 구동부(34)는 복수의 발광 제어 라인(EL1 내지 ELn)을 통해 각 화소에 발광 제어 신호를 생성하여 전달한다. 발광 제어 신호는 화소의 발광 시간을 제어한다. 발광 제어 구동부(34)는 다른 실시예에서 생략될 수도 있다.
제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(VINT) 등은 외부 전압원으로부터 공급될 수 있다.
유기발광 표시장치(3)의 일 화소(PX1_1)의 회로는 유기발광 다이오드(OLED), 복수의 트랜지스터(T1~T7) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다.
일 화소(PX1_1)의 회로에는 데이터 신호(d1), 제1 주사 신호(Gw-p), 제2 주사 신호(Gw-n), 제3 주사 신호(GI), 발광 제어 신호(EM), 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS), 및 초기화 전압(VINT)이 인가된다.
복수의 트랜지스터는 제1 내지 제7 트랜지스터(T1~TR7)를 포함할 수 있다. 각 트랜지스터(T1~TR7)는 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에서, 구동 트랜지스터인 제1 트랜지스터(TR1), 데이터 전달 트랜지스터인 제2 트랜지스터(TR2), 제1 발광 제어 트랜지스터인 제5 트랜지스터(TR5) 및 제2 발광 제어 트랜지스터인 제6 트랜지스터(TR6)는 PMOS 트랜지스터이다. 반면, 보상 트랜지스터인 제3 트랜지스터(TR3), 제1 초기화 트랜지스터인 제4 트랜지스터(TR4) 및 제2 초기화 트랜지스터인 제7 트랜지스터(TR7)는 NMOS 트랜지스터이다. PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터는 그 특성이 상이한데, 제3 트랜지스터(TR3), 제4 트랜지스터(TR4), 및 제7 트랜지스터(TR7)를 턴오프 특성이 상대적으로 우수한 NMOS 트랜지스터로 형성함으로써, 유기발광 다이오드(OLED)의 발광 기간 중에 구동 전류(Id)가 누설되는 것을 감소시킬 수 있다.
즉, 7개의 트랜지스터를 사용하는 화소 구조 및 제3 트랜지스터(TR3), 제4 트랜지스터(TR4), 및 제7 트랜지스터(TR7)를 턴오프 특성이 상대적으로 우수한 NMOS 트랜지스터로 형성함으로써, 광학적 센싱을 위한 유기발광 다이오드(OLED)의 발광 기간 중에 구동 전류(Id)가 누설되는 것이 감소될 수 있다. 이 경우, 지문 정보를 수집하는 과정에서 지문인식 정확도 및 인식 속도가 개선될 수 있다.
자세하게 설명하면, 화소의 프레임 레이트가 높으면 유지 커패시터에 충전된 전압의 유지 기간이 짧아져 휘도의 감소폭이 줄어들 수 있다. 대신, 화소에 제공되는 신호에 의해 지문 센싱 신호의 정확도가 감소할 수 있다.
반대로, 프레임 레이트가 낮으면 유지 커패시터에 충전된 전압의 유지 기간이 길어지고 따라서 누설 전류에 따른 화소의 휘도가 점차 감소할 수 있다. 대신, 화소에 제공되는 신호가 지문 센싱 신호에 대한 영향이 줄어들게 된다. 여기서, 제3 트랜지스터(TR3), 제4 트랜지스터(TR4), 및 제7 트랜지스터(TR7)를 턴오프 특성이 상대적으로 우수한 NMOS 트랜지스터로 형성함으로써, 유기발광 다이오드(OLED)의 발광 기간 중에 구동 전류(Id)가 누설되는 것을 감소시킬 수 있어 휘도의 감소를 줄일 수 있고, 그에 더하여 상대적으로 지문 센싱 신호를 일정 수준 이상으로 유지시킬 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극은 유지 커패시터(Cst)의 제1 용량 전극과 연결된다. 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 전극은 제5 트랜지스터(TR5)를 경유하여 제1 전원 전압(ELVDD) 단자와 연결된다. 제1 트랜지스터(TR1)의 제2 전극은 제6 트랜지스터(TR6)를 경유하여 유기발광 다이오드(OLED)의 제1 화소 전극과 연결된다. 제1 트랜지스터(TR1)는 제2 트랜지스터(TR2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(d1)를 전달받아 유기발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(Id)를 공급한다.
제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극은 제1 주사 신호(Gw-p) 단자와 연결된다. 제2 트랜지스터(TR2)의 제1 전극은 데이터 신호(d1) 단자와 연결된다. 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 전극은 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 전극과 연결되어 있으면서 제5 트랜지스터(TR5)를 경유하여 제1 전원 전압(ELVDD) 단자와 연결된다. 제2 트랜지스터(TR2)는 제1 주사 신호(Gw-p)에 따라 턴-온되어 데이터 신호(d1)를 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 전극으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
제3 트랜지스터(TR3)의 게이트 전극은 제2 주사 신호(Gw-n) 단자에 연결된다. 제3 트랜지스터(TR3)의 제1 전극은 제1 트랜지스터(TR1)의 제2 전극과 연결되어 있으면서 제6 트랜지스터(TR6)를 경유하여 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극과 연결된다. 제3 트랜지스터(TR3)의 제2 전극은 유지 커패시터(Cst)의 제1 용량 전극, 제4 트랜지스터(TR4)의 제1 전극 및 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극과 함께 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(TR3)는 제2 주사 신호(Gn-p)에 따라 턴-온되어 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극과 제2 전극을 서로 연결하여 제1 트랜지스터(TR1)를 다이오드 연결시킨다. 그에 따라 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 전극과 게이트 전극 사이에 제1 트랜지스터(TR1)의 문턱 전압만큼 전압차가 발생하고, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극에 문턱 전압이 보상된 데이터 신호(DATA)를 공급함으로써 제1 트랜지스터(TR1)의 문턱 전압 편차를 보상할 수 있다.
제4 트랜지스터(TR4)의 게이트 전극은 제3 주사 신호(GI) 단자와 연결된다. 제4 트랜지스터(TR4)의 제2 전극은 초기화 전압(VINT) 단자와 연결된다. 제4 트랜지스터(TR4)의 제1 전극은 유지 커패시터(Cst)의 제1 용량 전극, 제3 트랜지스터(TR3)의 제2 전극 및 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극과 함께 연결된다. 제4 트랜지스터(TR4)는 제3 주사 신호(GI)에 따라 턴-온되어 초기화 전압(VINT)을 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극에 전달하여 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극의 전압을 초기화시키는 동작을 수행한다.
제5 트랜지스터(TR5)의 게이트 전극은 발광 제어 신호(EM) 단자와 연결된다. 제5 트랜지스터(TR5)의 제1 전극은 제1 전원 전압(ELVDD) 단자와 연결된다. 제5 트랜지스터(TR5)의 제2 전극은 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 전극 및 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 전극과 연결된다.
제6 트랜지스터(TR6)의 게이트 전극은 발광 제어 신호(EM) 단자와 연결된다. 제6 트랜지스터(TR6)의 제1 전극은 제1 트랜지스터(TR1)의 제2 전극 및 제3 트랜지스터(TR3)의 제1 전극과 연결된다. 제6 트랜지스터(TR6)의 제2 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 제1 화소 전극과 연결된다.
제5 트랜지스터(TR5)와 제6 트랜지스터(TR6)는 발광 제어 신호(EM)에 따라 동시에 턴-온되고, 그에 따라 유기발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(Id)가 흐르게 된다.
제7 트랜지스터(TR7)의 게이트 전극은 발광 제어 신호(EM) 단자와 연결된다. 제7 트랜지스터(TR7)의 제1 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극과 연결된다. 제7 트랜지스터(TR7)의 제2 전극은 초기화 전압(VINT) 단자와 연결된다. 제7 트랜지스터(TR7)는 발광 제어 신호(EM)에 따라 턴-온되어 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극을 초기화시킨다.
제7 트랜지스터(TR7)는 제5 트랜지스터(TR5) 및 제6 트랜지스터(TR6)와 동일한 발광 제어 신호(EM)를 인가받지만, 제7 트랜지스터(TR7)는 NMOS 트랜지스터인 반면, 제5 트랜지스터(TR5)와 제6 트랜지스터(TR6)는 PMOS 트랜지스터이므로 서로 다른 타이밍에 턴-온될 수 있다. 즉, 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨인 경우 제7 트랜지스터(TR7)는 턴-온되고 제5 트랜지스터(TR5)와 제6 트랜지스터(TR6)는 턴오프된다. 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨인 경우 제7 트랜지스터(TR7)는 턴오프되고 제5 트랜지스터(TR5)와 제6 트랜지스터(TR6)는 턴-온된다. 따라서, 제5 트랜지스터(TR5)와 제6 트랜지스터(TR6)가 턴-온되는 발광 시점에서는 제7 트랜지스터(TR7)에 의한 초기화 동작이 이루어지지 않고, 제5 트랜지스터(TR5)와 제6 트랜지스터(TR6)가 턴오프되는 비발광 시점에 제7 트랜지스터(TR7)에 의한 초기화가 이루어질 수 있다.
유지 커패시터(Cst)의 제2 용량 전극은 제1 전원 전압(ELVDD) 단자와 연결된다. 유지 커패시터(Cst)의 제1 용량 전극(CE1a, CE1b)은 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극, 제3 트랜지스터(TR3)의 제2 전극 및 제4 트랜지스터(TR4)의 제1 전극에 함께 연결된다. 유기발광 다이오드(OLED)의 제2 화소 전극은 제2 전원 전압(ELVSS) 단자와 연결된다. 유기발광 다이오드(OLED)는 제1 트랜지스터(TR1)로부터 구동 전류(Id)를 전달받아 발광함으로써 화상을 표시한다.
광학적 센싱을 이용한 지문 감지 유닛을 포함하는 유기발광 표시장치(3)의 지문 운용 방법은, 앞서 설명한 실시예들과 마찬가지로, 지문 인증 요청 단계(SS1), 지문 인증 영역 표시 단계(SS2), 사용자의 터치 유무를 판단하는 단계(SS3), 지문 인증 표시상태를 변경하고 지문 정보를 수집 및 처리하는 단계(SS4) 및 입력된 지문이 등록된 지문과 일치하는지 인식 성공 여부를 판단하는 단계(SS5)를 포함할 수 있다.
지문 인증 영역이 활성화 되는 경우, 일 실시예에서 지문 인증 영역에 중첩되는 화소의 구동 상태가 변화할 수 있다. 사용자의 지문 인식이 필요한 단계에서, 지문 인증 영역에 중첩되는 화소는 제1 주파수(FR1) 구동을 할 수 있고, 사용자의 지문 인식이 필요하지 않은 단계에서, 지문 인증 영역에 중첩되는 화소는 제1 주파수(FR1) 보다 낮은 제2 주파수(FR2) 구동을 할 수 있다. 예를 들어, 지문 인증 영역이 활성화 되기 전, 제1 기능 상태가 유지되는 경우, 표시 영역(DA)의 각 화소는 제1 주파수(FR1) 구동을 할 수 있고, 지문 인증 영역이 활성화된 다음, 지문 인증 영역에 중첩하는 각 화소는 제2 주파수(FR2) 구동을 할 수 있다. 실질적으로 지문 인증이 이루어지는 구간에서 지문 센싱 영역(FA)에 화소가 상대적으로 낮은 제2 주파수(FR2)의 주사 신호(s1)를 제공함으로써, 지문 감지 유닛으로로 입력되는 광 신호에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 지문 센싱 신호의 신호대잡음비(SNR)를 높일 수 있다.
유기발광 표시장치(3)는 구동 전류(Id)가 누설되는 것이 감소될 수 있는 화소 구조를 사용함으로써, 지문 인증 영역이 활성화 되는 경우, 지문 인증 영역에 중첩되는 화소가 제2 주파수(FR2) 구동을 하더라도 정확한 센싱이 가능할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
FA: 지문 센싱 영역
NFA: 지문 비센싱 영역
11: 어플리케이션 프로세서
12: DDI
13: 표시 패널
21: 센싱 제어부
22: 지문센싱 프로세서
22a: 구동 신호 생성부
22b: 센싱부
23: 메모리
31: 화소 제어부
32: 주사 구동부
33: 데이터 구동부
100: 지문 센서
200: 베이스 기판
300: 회로층
400: 발광층
500: 봉지층
600, 600_1: 입력 감지층
700: 접착층
800: 커버층
TE: 제1 감지 전극
RE: 제2 감지 전극

Claims (20)

  1. 지문이 인식되는 영역인 제1 영역, 및 상기 제1 영역의 주변에 배치되는 제2 영역을 포함하는 표시 영역; 및
    상기 표시 영역의 외측에 배치되는 비표시 영역이 정의된 표시장치로서,
    상기 표시장치는,
    상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되는 지문 감지 유닛;
    상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되며, 광을 발광하는 복수의 화소를 포함하는 제1 화소부;
    상기 제2 영역에 중첩되도록 배치되며, 광을 발광하는 복수의 화소를 포함하는 제2 화소부; 및
    상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부에 가변 주파수 신호인 전압 신호를 제공하는 주사 구동부를 포함하되,
    상기 전압 신호는 제1 주파수 신호인 제1 구간, 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수 신호인 제2 구간, 및 상기 제1 주파수 신호인 제3 구간을 차례로 포함하며,
    상기 제1 구간과 상기 제3 구간은 지문 비인식 구간이고, 상기 제2 구간은 지문 인식 구간인 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 60Hz 내지 120Hz이고, 상기 제2 주파수는 0.1Hz 내지 20Hz인 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 화소부는 상기 제2 구간에서 0Hz 주파수 신호가 제공되는 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부의 각 화소는,
    발광 소자;
    상기 발광 소자에 구동 전류를 전달하는 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터에 데이터 신호를 전달하는 제2 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극에 문턱 전압이 보상된 상기 데이터 신호를 전달하는 제3 트랜지스터; 및
    상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극에 초기화 전압 신호를 전달하는 제4 트랜지스터를 포함하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 각각 PMOS 트랜지스터이고,
    상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터는 각각 NMOS 트랜지스터인 표시장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는, 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부의 출력을 제어하는 디스플레이 구동 직접 회로를 더 포함하고,
    상기 디스플레이 구동 직접 회로는 상기 지문 감지 유닛을 제어하는 지문 센싱 프로세서를 포함하는 표시장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는, 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부의 출력을 제어하는 디스플레이 구동 직접 회로 및 상기 디스플레이 구동 직접 회로를 제어하는 어플리케이션 프로세서를 더 포함하고,
    상기 어플리케이션 프로세서는 상기 지문 감지 유닛을 제어하는 지문 센싱 프로세서를 포함하는 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부가 배치되는 베이스 기판을 더 포함하되,
    상기 지문 감지 유닛은 상기 베이스 기판의 일 면 상에 배치되는 표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 지문 감지 유닛은, 상기 베이스 기판의 일 면 상에 배치되는 핀 홀 마스크, 및 상기 핀 홀 마스크 상에 배치되는 이미지 센서를 포함하는 표시장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 지문 감지 유닛은, 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 지문 감지 전극, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 각 제1 지문 감지 전극과 절연되도록 배치된 복수의 제2 지문 감지 전극을 포함하는 표시장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 표시장치는 상기 지문 감지 유닛을 포함하는 입력 감지층을 포함하고,
    상기 입력 감지층은, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 터치 감지 전극, 및 상기 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 터치 감지 전극을 포함하고,
    상기 제1 지문 감지 전극은 상기 제1 터치 감지 전극 사이에 배치되고,
    상기 제2 지문 감지 전극은 상기 제2 터치 감지 전극 사이에 배치되는 표시장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 영역에서, 상기 제1 지문 감지 전극과 상기 제2 지문 감지 전극이 교차되는 표시장치.
  14. 지문이 인식되는 영역인 제1 영역 및, 상기 제1 영역의 주변에 배치되는 제2 영역을 포함하는 표시장치의 지문 운용 방법에 있어서,
    사용자의 지문 인식이 불필요한 단계; 및
    사용자의 지문 인식이 필요한 단계를 포함하되,
    상기 표시장치는, 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치되며, 광을 발광하는 복수의 화소를 포함하는 제1 화소부, 상기 제2 영역에 중첩되도록 배치되며, 광을 발광하는 복수의 화소를 포함하는 제2 화소부, 및 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부에 가변 주파수 신호인 전압 신호를 제공하는 주사 구동부를 포함하고,
    상기 전압 신호는 상기 지문 인식이 불필요한 단계에서 제1 주파수 신호이고, 상기 지문 인식이 필요한 단계에서 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수 신호인 지문 운용 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 지문 인식이 불필요한 단계는 지문 인증 요청을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 지문 인식이 필요한 단계에서 지문의 터치 유무를 판단하는 단계, 및 지문 정보를 수집하고 처리하는 단계를 차례로 포함하는 지문 운용 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 60Hz 내지 120Hz이고, 상기 제2 주파수는 0.1Hz 내지 20Hz인 지문 운용 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 화소부는 상기 지문 인식이 불필요한 단계에서 0Hz 주파수 신호가 제공되는 지문 운용 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 지문 인식이 불필요한 단계에서, 상기 제1 화소부 및 상기 제2 화소부는 상기 제1 주파수 신호에 의해 발광하고,
    상기 지문 인식이 필요한 단계에서, 상기 제1 화소부는 상기 제1 주파수 신호에 의해 발광하고, 상기 제2 화소부는 상기 제2 주파수 신호에 의해 발광하는 지문 운용 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 지문 인식이 필요한 단계에서, 상기 제2 화소부는 비발광하는 지문 운용 방법.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 표시장치는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측에 배치된 비표시 영역을 포함하고,
    상기 표시 영역은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 포함하는 지문 운용 방법.
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