KR20170123578A - 언더글라스 적용이 가능한 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 - Google Patents

언더글라스 적용이 가능한 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

디스플레이 성능 저하 없이 디스플레이 패널과 중첩 배치될 수 있고, 자체 발광 소자를 이용하여 디스플레이 광 및 외부 광의 영향 없이 높은 정확도로 지문 이미지를 스캐닝할 수 있는 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은, 절연성 기판; 및, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 적어도 일부가 투명한 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 적어도 일부가 투명한 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하도록 구성된다.

Description

언더글라스 적용이 가능한 발광 지문 인식 패널 및 이를 포함하는 지문 인식 디스플레이 장치 {Fingerprint Image Scanning Panel Adaptable To Under-Glass Type Structure and Display Apparatus Comprising The Same}
본 발명은 평판형의 지문 이미지 스캐닝 장치 및 이를 구비하여 디스플레이 화면상에서 지문 이미지를 스캐닝할 수 있는 지문 인식 패널 및 이를 포함한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보통신상의 보안 문제가 이슈화되면서 스마트폰, 태블릿 PC 등 개인휴대용 정보통신기기 분야에서도 보안 관련 기술이 화두가 되고 있다. 사용자들의 휴대기기를 통한 전자상거래 등도 늘어나고 있는데, 특히 핀테크(FinTech)라 불리는 금융과 정보통신 융합기술의 발전이 활발히 이루어지면서 지문, 홍채, 안면, 음성, 혈관 등의 생체 정보를 이용하여 개인을 식별하고 인증하는 기술들이 개발 및 활용되고 있다. 다양한 생체 정보 인증 기술 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 기술은 지문 인식을 통한 인증 기술이다. 최근에는, 스마트폰 및 태블릿 PC의 휴대용 정보통신기기에 지문 인식 및 이를 통한 인증 기술이 적용된 제품이 출시되었다.
현재까지 휴대용 정보통신기기에 적용된 지문 인식 센서의 주류는 반도체 웨이퍼 기반의 정전용량 방식 지문 인식 센서이다. 이 방식의 지문 인식 센서는 우선 불투명하기 때문에 홈 키나 사이드 키 또는 후면 키 등에 설치되어 왔다. 그런데, 이러한 부분에 설치될 경우 지문 인식 센서의 정확하고 편리한 활용을 위해 충분한 면적을 확보하는 데에 한계가 있다. 또한 위치가 한정되어 사용자의 편의성에도 제약이 따른다. 그리고, 정전용량 방식의 지문 인식 센서는 실리콘 등을 이용한 위조 지문에도 취약한 것으로 알려져 있다.
한편, 최근에는 휴대용 정보통신기기에서 가장 넓은 면적을 차지하는 디스플레이 패널에 터치 인식 또는 지문 인식을 위한 센서를 통합하여 일체화하는 기술에 관해서도 연구와 개발이 진행되고 있다. 그런데, 광센서를 활용하는 광학 방식의 경우 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴의 영향을 받거나, 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향을 받아 지문 인식의 정확도가 저하되는 문제가 발생하기 쉽다. 예를 들어, 디스플레이 패널을 통해 방출되는 내부광은 지문과 거리가 멀고 지향성이 없어 산란과 상호 간섭이 발생하는 문제점이 존재한다. 또한, 광센서 어레이의 통합 배치로 인해 디스플레이 패널의 디스플레이 성능이 저하되는 문제도 발생하기 쉽다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 정보통신기기 등에 설치 면적의 제약 없이 디스플레이 패널과 중첩하여 설치될 수 있고, 디스플레이 영역의 성능 저하를 최소화한 발광 지문 인식 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널에 중첩 배치될 경우에도, 자체 광원을 이용하여 반사된 지문 이미지를 스캐닝함으로써, 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴 및 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있는 발광 지문 인식 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은, 절연성 기판; 및, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함한다.
상기 절연성 기판은 투명 절연성 기판이고, 상기 발광 소자 및 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 것일 수 있다.
상기 발광 지문 인식 패널은, 상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부의 발광 중에 지문에 반사되어 상기 수광부에 입사한 광에 따른 신호를 검출하는 구동회로부를 더 포함할 수 있다.
상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부에서 상대적으로 높은 광 세기를 보이는 발광 파장의 범위와 상기 수광부에서 상대적으로 높은 감도를 보이는 수광 파장의 범위가 서로 중첩될 수 있다. 이때, 상기 발광부에서 발광 피크 파장은 상기 수광부의 감도 반치폭 범위 내에 속하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 수광부에서 최대 감도를 보이는 감도 피크 파장은 상기 발광부의 광 세기 반치폭 범위 내에 속하도록 구성될 수도 있다.
한편, 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 포토 트랜지스터는 투명한 산화물 반도체 활성층을 포함하고, 380nm 내지 590nm 파장 대역의 빛을 받으면 상기 산화물 반도체 활성층이 활성화되어 전도체 특성을 보이는 것일 수 있다. 상기 포토 트랜지스터는 투명한 산화물 반도체 활성층을 포함하고, 상기 산화물 반도체 활성층은 청색광에 의해 활성화되며, 상기 투명한 발광소자는 청색광 또는 녹색광을 방출하는 유기 발광 다이오드일 수도 있다.
상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따른 발광 지문 인식 패널은, 절연성 기판; 상기 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선; 상기 게이트 배선 상에 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 데이터 배선; 상기 다수의 게이트 배선과 상기 다수의 데이터 배선의 교차점에 대응되도록 배치된 다수의 단위 발광-수광 화소; 및, 상기 다수의 게이트 배선과 연결된 게이트 구동부 및 상기 다수의 데이터 배선과 연결된 데이터 구동부를 갖는 구동 회로부를 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 각각 연결되고 이들에 인가된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 광센서 소자를 가지고, 상기 광센서 소자는 상기 발광 소자의 발광 중에 지문에 반사되어 입사한 광에 따른 신호를 상기 데이터 배선을 통해 제공하는, 수광부를 포함하여 구성된다.
상기 절연성 기판은 투명 절연성 기판이고, 상기 발광 소자 및 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 것일 수 있다.
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선은 투명 전도성 소재로 형성된 것일 수 있다.
상기 수광부는, 상기 광센서 소자에 입사한 광에 따른 누설 전류를 신호로서 상기 데이터 배선을 통해 상기 데이터 구동부에 제공하는 것일 수 있다.
상기 구동회로부는, 상기 다수의 단위 발광-수광 화소를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 속한 상기 다수의 단위 발광-수광 화소에 대하여 N개의 부분 프레임 스캐닝을 수행하는 것일 수 있다. 이때, 상기 N개의 그룹은 홀수 열 그룹과 짝수 열 그룹 또는 홀수 행 그룹과 짝수 행 그룹으로 구성될 수 있다.
상기 구동 회로부는, 하나의 부분 프레임 내에서 어느 하나의 단위 발광-수광 화소가 발광되는 경우 상기 하나의 단위 발광-수광 화소와 적어도 행 방향 및 열 방향으로 인접한 단위 발광-수광 화소는 발광되지 않도록 할 수 있다.
상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 한 측면에 따른 지문 인식 디스플레이 장치는, 평판형 디스플레이 패널; 및, 상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 한 측면에 따른 지문 인식 디스플레이 장치는, 평판형 디스플레이 패널; 및, 상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면의 반대편에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고, 상기 단위 발광-수광 화소는, 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및, 상기 발광부에서 방출되고 상기 평판형 디스플레이 패널을 투과하여 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하여 구성될 수도 있다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명에 따르면 휴대용 정보통신기기 등에 설치 면적의 제약 없이 디스플레이 패널과 중첩하여 설치될 수 있는 발광 지문 인식 패널이 제공된다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 영역을 활용하여 충분한 면적을 확보할 수 있으면서도 디스플레이 성능의 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 패널에 중첩 배치될 경우에도, 자체 광원을 이용하여 반사된 지문 이미지를 스캐닝함으로써, 디스플레이 패널을 통해 방출된 내부광 패턴 및 외부 환경으로부터 입사된 외부광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 상에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 아래에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.
도 2는 상기 도 1A의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 단위 화소의 구성을 개략적으로 보인다.
도 3은 상기 도 1A의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 지문 패턴을 감지하는 원리를 보인다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 한 예를 등가 회로로 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 다른 한 예를 등가 회로로 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부, 발광 스위칭부 및 수광부의 예를 보인다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동회로의 한 예를 보인다.
도 9는 상기 도 8의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동 회로의 다른 한 예를 보인다.
도 11은 상기 도 10의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 다른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 스캐닝하는 과정의 다른 예를 보인다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부의 파장에 따른 광량 분포와 수광부의 파장에 따른 감도 분포의 관계를 보인다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 그 성격이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 참고로 상부, 하부, 상면 및 하면 등과 같이 상하의 개념을 포함하는 표현은 특별한 언급이 없으면 도면에 도시된 방향을 기준으로 한 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 어떤 부분이 다른 부분 "상에 배치"된다고 할 때, 이는 그 다른 부분 위에 직접적으로 접촉하도록 배치되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부재를 사이에 두고 그 위에 배치된 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, "광센서"는 인가된 광의 세기에 따라 전기적 신호를 제공하는 센서 소자를 의미한다. 소자 구성의 관점에서는 포토 트랜지스터(포토 TFT), 포토 다이오드 등 다양한 유형의 소자를 포함하고, 감지 대상 파장 대역의 관점에서는 가시광 센서뿐만 아니라 적외선 센서 등을 포함할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 상에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널(100)은 디스플레이 패널(200) 상에 중첩되게 배치될 수 있다. 발광 지문 인식 패널(100)이 디스플레이 패널(200)의 디스플레이 표면 측에 배치되는 경우, 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 디스플레이 패널의 시인성을 크게 저하시키지 않을 정도의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 그 투과율은 낮게는 50%에서 바람직하게는 90% 이상일 수 있다. 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 절연성 기판(101) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소(110)를 갖는다. 상기 다수의 단위 발광-수광 화소(110)는 제 1 방향(본 도면에서 가로 방향)으로 연장된 다수의 게이트 배선(102)과 이들에 교차하는 제 2 방향(본 도면에서 세로 방향)으로 연장된 다수의 데이터 배선(103)을 통해 연결된다. 여기서, 게이트 및 데이터 배선(102, 103)은 일 예로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), OMO(Oxide Metal Oxide) 또는 실버 나노 와이어(silver nano-wire) 등의 도전성 나노 구조물을 포함하는 도전층 등 투명 도전성 소재로 형성될 수 있다. 다만, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선은 Cu, Al, Ag, Mo, 또는 Ti 등의 전기 전도성의 금속 소재로 형성될 수도 있다. 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널이 디스플레이 패널 아래에 배치된 지문 인식 디스플레이 장치의 예를 보인다.
도시된 바와 같이, 전술한 발광 지문 인식 패널(100)은 평판형 디스플레이 패널(200T)의 아래, 즉 화상이 표시되는 디스플레이 표면의 반대편에 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 평판형 디스플레이 패널(200T)은 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널, 양자점 발광다이오드(QLED) 디스플레이 패널, 또는 마이크로 LED 디스플레이 패널일 수 있다. LCD나 PDP 패널을 제외한, 이런 종류의 평판형 디스플레이 패널(200T)은 전술한 발광 지문 인식 패널(100)의 발광부의 발광 소자에서 방출된 광이 상기 평판형 디스플레이 패널(200T)을 투과하여 사용자의 지문에 반사된 후 상기 발광부와 동일한 발광-수광 화소(110)에 속한 그 수광부의 수광 소자에 의해 감지될 수 있을 정도의 투과율을 갖는다.
이 경우, 상기 발광 지문 인식 패널(100)은 불투명한 절연성 기판에 형성될 수도 있다. 여기서 절연성 기판에는 절연막으로 덮인 반도체 기판도 포함된다. 또한, 본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널은 전술한 도 1A의 실시예에서 언급된 투과율 범위와 무관하게 구성될 수 있다. 상기 도 1A의 실시예와 상기 도 1B의 실시예에 있어서, 상기 발광 지문 인식 패널은 소재의 선택에 따른 투과율 차이를 제외하고는 동일하게 구성될 수 있다. 이하에서는 주로 도 1A의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 중심으로 설명되나, 본 발명이 어느 한쪽으로 한정되는 것은 아니다.
도 2는 상기 도 1a의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 단위 발광-수광 화소의 구성을 개략적으로 보인다. 본 도면에서 하나의 단위 발광-수광 화소(110)를 보면, 상기 게이트 배선(102) 및 데이터 배선(103)에 각각 연결되어 이들 배선에 인가된 신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태로 제어되는 발광 스위칭부(111)와, 상기 발광 스위칭부(111)와 연결된 것으로 적어도 일부가 투명한 발광 소자를 갖는 발광부(112), 그리고 적어도 일부가 투명한 광센서 소자를 갖는 수광부(113)를 포함한다. 상기 발광 스위칭부(111)는 박막트랜지스터(TFT)로 구성될 수 있다.
상기 발광부(112)를 구성하는 발광 소자는 예컨대 유기발광다이오드(OLED), 양자점 발광다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)일 수 있다. 여기서, 상기 유기발광다이오드(OLED) 또는 양자점 발광다이오드(QLED)는 그 애노드 전극 및 캐소드 전극의 적어도 일부가 투명 전극으로 형성되거나, 그 전계발광층이 투명한 물질로 구성된 것일 수 있다. 상기 수광부(113)를 구성하는 광센서 소자도 전극과 반도체층 중 적어도 일부가 투명하게 형성된 포토 다이오드(Photo Diode) 또는 포토 박막트랜지스터(Photo TFT)일 수 있다. 상기 수광부(113)는 상기 광센서 소자의 종류나 구조에 따라 차이가 있을 수 있으나, 광센서 소자를 상기 데이터 배선(102) 등에 연결 또는 차단하는 별도의 스위칭 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 광센서 소자로서 포토 박막트랜지스터를 채용하는 경우 그 반도체 채널 영역에는 산화물 반도체 물질이 적용될 수 있다. 이들 외에도 절연층이나 보호막 등을 형성하는 물질 등은 투명 디스플레이 소자에 적용 가능한 것들을 활용할 수 있다.
한편, 상기 단위 발광-수광 화소(110)의 크기는 지문 패턴의 식별을 위해 요구되는 해상도 수준에 따라 결정될 수 있는데, 일반적인 지문의 융선(Ridge)과 골(Valley)의 피치(pitch)보다 작은 폭(P1)과 높이(P2)를 가지는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 폭(P1)과 높이(P2)는 각각 약 50㎛일 수 있다.
도 3은 상기 도 1a의 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 지문 패턴을 감지하는 원리를 보인다.
여기서는, 편의상 본 도면에 도시된 두 개의 단위 발광-수광 화소(110A, 110B) 중 왼쪽을 단위 화소A(110A), 오른쪽을 단위 화소B(110B)라 부르기로 한다. 본 도면은 사용자의 지문이 발광 지문 인식 패널 상에 접촉되었을 때, 상기 단위 화소A(110A) 상에는 지문의 융선(Ridge) 부분이 대응되고 단위 화소B(110B) 상에는 지문의 골(Valley) 부분이 대응되는 경우를 개념적으로 도시한 것이다.
상기 단위 화소A(110A)의 발광부(112A)와 상기 단위 화소B(110B)의 발광부(112B)가 동시에 발광하는 경우, 단위 화소A(110A)에서는 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 융선 부분, 좀 더 구체적으로는 융선 안쪽의 진피 부분에서 반사되어 그 수광부(113A)에 수광되고, 단위 화소B(110B)에서는 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 골 부분에 흡수되거나 난반사되어 상대적으로 적은 양의 광만이 그 수광부(113B)에 수광된다.
상기 단위 화소A(110A)와 단위 화소B(110B)는 그 수광된 광의 세기에 따라 서로 다른 세기의 전기적 신호를 발생시키고, 이를 각각 연결된 데이터 배선을 통해 구동 회로부에, 좀 더 구체적으로는 구동 회로부 중 리드아웃(Readout) 회로부에 제공한다.
이와 같이, 발광 지문 인식 패널은 각각의 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 반사를 거쳐 수광된 광량에 따른 전기적 신호를 검출하여 지문 패턴의 이미지 정보를 제공할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널에서는 각각의 단위 화소(110A, 110B)마다 발광부(112A, 112B)와 수광부(113A, 113B)가 마련되어, 발광, 반사 및 수광에 이르는 광경로가 짧다. 따라서, 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 정확한 검출이 가능하다.
구체적으로, 반사광의 산란이 최소화되어 수광부에서의 다른 부분의 반사광의 간섭이 최소화될 수 있다. 수광이 이루어지는 경우에는 디스플레이를 블랙으로 설정하여 발광부 아래 방향으로부터 방출되는 광을 흡수시킬 수도 있다.
한편, 상기 발광부와 상기 수광부는 주 발광 파장 대역과 수광 감도가 높은 파장 대역이 서로 일치하도록, 각각의 파장 범위가 적어도 일부에서 서로 중첩되도록 튜닝될 수 있다. 그 결과 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널은 디스플레이 광이나 외부 광의 영향 없이 높은 정확도로 지문을 인식할 수 있다. 이에 관해서는 후에 도 11을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
한편, 일 예로서 제조 과정에서 서로 인접한 두 개의 단위 발광-수광 화소(110A, 110B) 사이에서 발광부(112A, 112B) 및 수광부(113A, 113B)의 발광 및 수광 파장 대역이 서로 다르도록 세팅될 수도 있다. 이 경우, 어느 한 단위 화소(110A)의 수광부(113A)는 인접한 단위 화소(110B)의 발광부(112B)에서 방출된 광의 영향을 받지 않으므로 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 더 정확한 광학적 정보를 검출할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 한 예를 등가 회로로 보인다.
여기서 발광부(112I)는 역구조(Inverted type)의 유기발광소자(OLED)로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 유기발광소자의 캐소드 전극은 애노드 전극보다 절연성 기판 측에 가까운 층에 형성되고, 발광 스위칭부(111)를 구성하는 박막트랜지스터의 소스/드레인 단자에 연결될 수 있다. 이때, 수광부(113I)를 구성하는 포토 다이오드 역시 그 캐소드 전극이 절연성 기판에 가깝게 배치된 구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 데이터 구동부(130I)는 홀수 번째 데이터 배선(103(O))과 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 서로 다른 데이터 전압을 인가한다. 그 결과, 다수의 단위 발광-수광 화소 중 홀수 번째 데이터 배선(103(O))에 연결된 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 수광에 따른 누설 전류 검출이 이루어질 때, 그에 인접한 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 연결된 단위 발광-수광 화소에서는 발광 및 수광이 이루어지지 않아 인접 단위 화소간의 광 간섭에 의한 노이즈를 예방할 수 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널 회로 구성의 다른 한 예를 등가 회로로 보인다.
여기서 발광부(112N)는 노멀구조(Normal type)의 유기발광소자로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 유기발광소자의 애노드 전극은 캐소드 전극보다 절연성 기판 측에 가까운 층에 형성되고, 발광 스위칭부(111)를 구성하는 박막트랜지스터의 소스/드레인 단자에 연결될 수 있다. 이때, 수광부(113N)를 구성하는 포토 다이오드 역시 그 애노드 전극이 절연성 기판에 가깝게 배치된 구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서도 데이터 구동부(130N)는 홀수 번째 데이터 배선(103(O))과 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 서로 다른 데이터 전압을 인가할 수 있다. 즉, 홀수 번째 데이터 배선에 발광부(112N)와 수광부(113N)를 온(ON) 시키는 신호가 인가될 때, 짝수 번째 데이터 배선에는 오프(OFF) 신호가 인가되도록 할 수 있다. 전술한 도 4의 실시예와 마찬가지로 인접한 열(column)의 단위 발광-수광 화소로부터의 영향을 배제하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부, 발광 스위칭부 및 수광부의 예를 보인다.
단위 발광-수광 화소 각각은, 발광부를 구성하는 것으로 발광 소자(112L)와 이를 제어하는 발광 스위치(SW)(111)를 가지고, 또한 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(PT)(113P)를 포함한다. 본 실시예는 포토 다이오드를 이용하여 수광부를 구성한 위의 실시예와 달리 포토 트랜지스터(PT)를 이용하여 수광부를 구성한다는 점에 차이가 있다. 상기 포토 트랜지스터(113P)의 소스/드레인 전극(103P)에 인가되는 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있으나 본 도면에는 도시되지 않았다. 수광부의 스위칭 트랜지스터도 발광 스위치(111)의 구조와 동일하게 구성될 수 있기 때문이다.
본 도면에는 발광 지문 인식 패널(100)에서 두 개의 단위 발광-수광 화소에 해당하는 부분의 단면이 도시된다. 둘 중 왼쪽 단위 발광-수광 화소의 상부에는 지문(F)의 융선(R)이 위치하고, 오른쪽 단위 발광-수광 화소의 상부에는 지문의 골(V)이 위치한 상태를 보인다.
발광 지문 인식 패널(100)의 동작에 관해 설명하자면, 왼쪽의 단위 발광-수광 화소에서는 그 상부 표면에 지문의 융선 부분이 접촉되어 있으므로, 발광 소자(112L)에서 방출된 광량 중 많은 양이 지문의 융선 내부의 진피 부분에서 반사되어 그 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(113P)의 채널 영역(A)에 수광된다. 한편, 오른쪽의 단위 발광-수광 화소에서는 그 상부 표면과 지문의 골(V) 사이에 약간의 간격이 있어서, 그 발광 소자에서 방출된 광량 중 상대적으로 적은 양만 해당 화소의 포토 트랜지스터(PT)에 수광된다. 발광 중에 상기 각 화소의 포토 트랜지스터(PT)의 소스 또는 드레인 전극(103P)에 동일한 입력 전압이 인가되고, 이들의 게이트 전극(102P)에 게이트 오프(OFF) 신호가 인가된다면 이들은 채널 영역(A)에 수광된 광량에 따라 서로 다른 누설 전류를 발생시키게 된다.
이와 같이, 발광 지문 인식 패널(100)은 각각의 단위 발광-수광 화소에서 발광 및 반사를 거쳐 수광된 광량에 따른 전기적 신호를 검출하여 지문 패턴의 이미지 정보를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 지문 인식 패널(100)에서는 각각의 단위 발광-수광 화소마다 발광 소자(112L)와 수광 소자인 포토 트랜지스터(113P)가 마련되어 있어, 발광, 반사 및 수광에 이르는 광경로가 짧다. 따라서, 인접 화소 영역으로부터의 영향 없이 해당 단위 화소에 접촉된 지문 부분에 대한 정확한 검출이 가능하다.
한편, 상기 발광 소자(112L)와 상기 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터(113P)는 발광 파장 대역과 수광 감도가 높은 파장 대역이 서로 중첩하도록 튜닝될 수 있다. 이러한 튜닝은 발광 소자의 발광층을 구성하는 물질과, 포토 트랜지스터의 채널 영역을 구성하는 물질이나 적층 구조 등을 조절하는 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 발광 소자(112L)는 예컨대 애노드 전극인 하부 전극(151) 및 캐소드 전극인 상부 전극(153)의 적어도 일부가 투명 전극으로 구성되고, 그 사이에 전계 발광층(152)이 배치된 유기발광다이오드(OLED) 또는 양자점 발광다이오드(QLED)일 수 있다. 이하에서는 전계 발광층(152)에 상기 하부 전극(151)과 상부 전극(153) 사이에 구동 전류가 흐를 때 청색 계열의 빛을 방출하는 유기 전계 발광 물질이 채용된 예를 들어 설명한다. 상기 전계 발광층(152)은 포토 트랜지스터(113P)의 광 반응성이 높은 파장 대역의 빛을 방출하는 것으로, 내구성을 담보할 수 있는 것이면 채용될 수 있다.
상기 발광 소자(112L)의 애노드 전극인 하부 전극(151)은 스위칭 트랜지스터(112S)의 소스/드레인 전극(103S) 중 어느 한쪽에 컨택홀(104)을 통해 연결되어, 상기 발광 스위치(111)의 제어에 따른 구동 전류를 공급받는다. 상기 하부 전극(151)은 패터닝된 투명 전극일 수 있다. 본 도면에서는 상기 하부 전극(151)이 상기 발광 스위치(111)의 상부에 배치되어 있으나 다른 위치에 배치될 수도 있다. 한편, 상기 발광 소자(112L)의 캐소드 전극인 상부 전극(153)은 발광 지문 인식 패널(100) 상부의 전면에 형성될 수도 있다. 상기 상부 전극(153) 위에는 봉지층(Encapsulation layer,124)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 포토 트랜지스터(113P)와 상기 발광 스위치(111)는 각각의 채널 영역을 구성하는 활성층으로서 산화물 반도체 활성층(130,140)을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 이들은 상기 산화물 반도체 활성층(130,140)을 제외하고는 전체적으로 유사한 구조를 갖는다. 이를 통해 상기 포토 트랜지스터(113P)와 상기 발광 스위치(111)를 제조하는 공정을 단순화할 수 있다. 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 상기 발광 스위치(SW,111)는 각각 서로 동일한 층에 형성된 게이트 전극(102P,102S)과 게이트 절연층(121), 그리고 소스 및 드레인 전극(103P,103S)을 갖는다. 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)와 스위칭 트랜지스터인 상기 발광 스위치(SW,111)의 위에는 투명 절연성의 보호막(122)이 형성되고, 발광 소자(112L)가 없는 부분의 높이 차를 보상하는 투명 절연성의 평탄화막(123)이 형성될 수 있다.
여기서 투명 절연성의 게이트 절연층(121), 보호막(122), 평탄화막(123), 및 봉지층(124) 등은 일반적으로 OLED 디스플레이 패널에 적용되는 소재로 형성될 수 있다. 한편, 게이트 전극(102P,102S) 및 소스/드레인 전극(103P,103S)과 도시되지 않은 게이트 배선이나 리드 아웃 배선 등은 금속 박막 패턴으로 형성될 수도 있고, ITO, IZO 등의 투명 도전성 박막 패턴으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 발광 스위치(SW,111)의 채널 영역 상부에는 스위칭 동작의 안정성 확보를 위해 빛을 차단하는 차광막(155)이 더 구비될 수 있다. 한편, 게이트 전극과 게이트 배선이 금속 박막 패턴으로 형성되는 경우에는 게이트 전극이 채널 영역으로 유입되는 빛을 차단하는 역할을 할 수 있으므로, 스위칭 트랜지스터의 경우 게이트 전극의(102S) 폭을 반도체 활성층(140)의 폭보다 넓게 한다거나, 상기 반도체 활성층의 상부에도 별도의 상부 게이트 전극을 갖는 소위 더블 게이트 구조의 적용도 스위칭 안정성 확보에 도움이 될 수 있다.
상기 포토 트랜지스터(PT,113P)의 산화물 반도체 활성층(130)과 상기 스위칭 트랜지스터(SW,111)의 산화물 반도체 활성층(140)은 상기 게이트 절연층(121) 위에, 그리고 상기 소스 및 드레인 전극(103P,103S)의 아래에 배치된다는 점에서는 공통되나, 그 층상 구조에 차이가 있다. 상기 발광 스위치(SW,111)의 산화물 반도체 활성층(140)은 제 1 산화물 반도체층으로 이루어진 단층 구조라면, 포토 트랜지스터(113P)의 산화물 반도체 활성층(130)은 제 1 산화물 반도체층을 포함하되, 그와 다른 조성의 산화물 반도체 물질층인 제 2 산화물 반도체층을 포함하는 이중층 구조 또는 3중층 구조 등 다층 구조로 이루어질 수 있다.
좀 더 구체적인 예를 들어 설명하면, 상기 발광 스위치(111)를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 산화물 반도체 활성층(140)은 제 1 산화물 반도체층으로서 AIZTO 즉, Al:InZnSnO의 단일층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)의 산화물 반도체 활성층(130)은 상기 AIZTO 층과 게이트 절연층(121) 사이에 제 2 산화물 반도체층으로서 IZO 즉, InZnO층이 개입된 2중층 구조이거나, AIZTO층들 사이에 IZO층이 샌드위치 형태로 적층된 3중층 구조로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 포토 트랜지스터(PT,113P)는 380nm 내지 590nm의 파장 대역, 좀 더 구체적으로는 약 473nm 정도의 파장의 청색광에 대해 높은 감도를 나타낸다. 따라서, 이 경우 전술한 투명 발명 소자(112L)를 구성하는 전계 발광층(152)에도 청색 내지 녹색 계열, 좀 더 바람직하게는 380nm 내지 590nm의 파장 대역의 빛을 주로 방출하는 유기전계발광 물질을 채용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 수광부를 구성하는 포토 트랜지스터의 특성을 나타내는 그래프이다.
본 그래프는 포토 트랜지스터(PT)의 반도체 채널 영역에서 게이트 절연층상에 제 2 산화물 반도체층으로서 IZO 층을형성하고, 그 위에 제 1 산화물 반도체층으로서 AIZTO 층을형성한 이중층 구조인 경우의 전기적 특성을 보인다. 이 경우 포토 트랜지스터(PT)는 어둠 속에서는 일반적인 스위칭 트랜지스터와 같은 특성 커브(실선 커브 참조)를 보이나, 채널 영역에 빛이 조사되면(본 그래프는 473nm 파장의 빛이 1 mW/cm2의 세기로 조사된 것임) 전기 전도도가 확연히 증가함(일점쇄선 커브 참조)을 보인다.
여기서 한 가지 유의해야 할 점은 상기 포토 트랜지스터(PT)가 473nm 파장대의 빛에 노출된 후에는 빛이 없어지더라도 노출 전보다 문턱 전압이 낮아지는 현상을 보인다는 점(점선 커브 참조)인데, 이러한 문턱 전압 감소는 게이트 전극에 문턱 전압 이상의 펄스 신호를 약 10ns 정도 인가해 줌으로써 해소될 수 있음이 확인되었다.
한편, 이때 제 1 산화물 반도체층, 즉 AIZTO 단층 구조(두께 30nm)의 채널 영역을 갖는 스위칭 트랜지스터는 별도로 도시되진 않았으나, 채널 영역에 빛이 조사되는지 여부와 관계없이 본 그래프에서 실선으로 표시된 Dark_Vds 10V 조건의 특성 커브와 유사한 형태의 전형적인 트랜지스터 특성 커브를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동회로의 한 예를 보이고, 도 9는 상기 도 8의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다.
본 실시예에서 게이트 구동부(120P)는 그와 연결된 다수의 게이트 배선(102)에 프로그래시브 스캔(Progressive Scan) 방식의 게이트 온(ON) 신호를 인가하는 것일 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(130C)는 열(column) 단위로 상기 발광부(112) 및 상기 수광부(113)를 온(ON) 시키거나 오프(OFF) 시키는 데이터 신호를 제공할 수 있다. 먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 홀수 번째 데이터 배선(103(O))에 발광부(112) 및 수광부(113)를 온(ON) 시키는 신호가 인가되고, 짝수 번째 데이터 배선(103(E))에 이들을 오프(OFF) 시키는 신호가 인가된 상태에서 상기 게이트 구동부(120P)가 1차 프로그래시브 스캐닝(SP1)을 수행하여, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 홀수 번째 열(C(O))의 화소들에 대한 1/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득한다. 그런 다음, 데이터 구동부(130C)에서 위와 반대의 데이터 신호를 인가하면서 2차 프로그래시브 스캐닝(SP2)을 수행하여, 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 짝수 번째 열(C(E))의 화소들에 대한 2/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다.
바꿔 말하면, 발광 지문 인식 패널을 구성하는 다수의 단위 화소를 홀수 열(C(O)) 그룹과 짝수 열(C(E))의 2 개 그룹으로 나누고, 각 그룹에 대해 2차례의 부분 프레임 스캐닝을 수행함으로써 전체 프레임에 대한 정확도 높은 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 지문 이미지 스캐닝하는 구동 회로의 다른 한 예를 보이고, 도 11은 상기 도 10의 구동회로를 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 획득하는 과정을 개략적으로 보인다.
본 실시예에서 게이트 구동부(120I)는 그와 연결된 다수의 게이트 배선(102)에 인터레이스 스캔(Interlaced Scan) 방식의 게이트 온(ON) 신호를 인가하는 것일 수 있다. 일 예로 도 10의 홀수 번째 게이트 배선(102(O))들에 대해서 위에서부터 아래로 순차적으로 게이트 온(ON) 신호를 인가하여, 도 11의 (a)와 같이 홀수 번째 행(R(O))의 화소들에 대한 1/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득하고, 그런 다음 짝수 번째 게이트 배선(102(E))들에 대해 순차적으로 게이트 온(ON) 신호를 인가하여, 도 11의 (b)와 같이 짝수 번째 행(R(E))의 화소들에 대한 2/2 부분 프레임의 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다.
바꿔 말하면, 발광 지문 인식 패널을 구성하는 다수의 단위 화소를 홀수 행(R(O)) 그룹과 짝수 행(R(E))의 2 개 그룹으로 나누고, 각 그룹에 대해 2차례의 부분 프레임 스캐닝을 수행함으로써 전체 프레임에 대한 정확도 높은 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 다른 발광 지문 인식 패널을 이용하여 1 프레임의 지문 이미지를 스캐닝하는 과정의 다른 예를 보인다.
본 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널의 구동 회로부는 상기 발광 지문 인식 패널을 구성하는 다수의 단위 화소를 홀수 행(R(O))과 짝수 행(R(E)), 그리고 홀수 열(C(O))과 짝수 열(C(E))의 4가지 조합에 따른 4 개의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 대해 1/4 내지 4/4 부분 프레임 스캐닝을 순차적으로 수행할 수 있다. 그 결과, 어느 하나의 부분 프레임 내에서는 어느 하나의 단위 발광-수광 화소가 발광되는 경우 상기 하나의 단위 발광-수광 화소와 적어도 행 방향 및 열 방향으로 인접한 단위 발광-수광 화소는 발광되지 않으므로, 인접 단위 화소로부터의 광 간섭이 배제된 정확도 높은 지문 인식 데이터를 획득할 수 있다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 지문 인식 패널에서 발광부의 파장에 따른 광량 분포와 수광부의 파장에 따른 감도 분포의 관계를 보인다.
먼저, 도 13의 (a)를 살펴보면, 아래쪽 그래프는 어느 단위 발광-수광 화소에서 발광부의 발광 파장에 따른 광 세기 분포를 나타내고, 위쪽 그래프는 동일한 단위 발광-수광 화소에서 그 수광부의 수광 파장에 대한 감도 분포를 나타낸다. 여기서, 상기 발광부는 그 발광 피크 파장(WPL)이 동일 단위 화소 내의 수광부의 감도 반치폭, 즉 최대 감도(SM)의 절반(SH) 이상의 감도를 나타내는 파장 범위(W1~W2) 내에 속하도록 튜닝될 수 있다. 한편, 도 13의 (b)에 도시된 예와 같이, 수광부에서 최대 감도를 나타내는 감도 피크 파장(WPS)이 그에 대응되는 발광부의 광 세기 반치폭, 즉 발광 피크 파장을 중심으로 최대 광 세기(LM)의 절반(LH) 이상의 광 세기를 나타내는 파장 범위(W3~W4) 내에 속하도록 튜닝될 수도 있다. 이러한 발광부와 수광부 사이의 파장 대역 튜닝은 상기 발광부 및 수광부를 이루는 물질의 조성이나 박막의 두께 등의 다양한 파라미터를 조정함으로써 이루어질 수 있다.
100: 발광 지문 인식 패널
101: 절연성 기판 102: 게이트 배선
103: 데이터 배선 110: 단위 발광-수광 화소
111: 발광 스위칭부 112: 발광부
113: 수광부 120P, 120I: 게이트 구동부
130, 130N, 130C: 데이터 구동부

Claims (20)

  1. 절연성 기판; 및,
    상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 포함하고,
    상기 단위 발광-수광 화소는,
    발광 소자를 갖는 발광부;
    상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및,
    상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하는,
    발광 지문 인식 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 기판은 투명 절연성 기판이고, 상기 발광 소자 및 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한, 발광 지문 인식 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부의 발광 중에 지문에 반사되어 상기 수광부에 입사한 광에 따른 신호를 검출하는 구동회로부를 더 포함하는, 발광 지문 인식 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 발광-수광 화소 내의 상기 발광부에서 상대적으로 높은 광 세기를 보이는 발광 파장의 범위와 상기 수광부에서 상대적으로 높은 감도를 보이는 수광 파장의 범위가 서로 중첩되는, 발광 지문 인식 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 발광부에서 발광 피크 파장은 상기 수광부의 감도 반치폭 범위 내에 속하는, 발광 지문 인식 패널.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수광부에서 최대 감도를 보이는 감도 피크 파장은 상기 발광부의 광 세기 반치폭 범위 내에 속하는, 발광 지문 인식 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광부는 적어도 일부가 투명한 포토 트랜지스터를 포함하는, 발광 지문 인식 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포토 트랜지스터는 투명한 산화물 반도체 활성층을 포함하고, 380nm 내지 590nm 파장 대역의 빛을 받으면 상기 산화물 반도체 활성층이 활성화되어 전도체 특성을 보이는, 발광 지문 인식 패널.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 포토 트랜지스터는 투명한 산화물 반도체 활성층을 포함하고, 상기 산화물 반도체 활성층은 청색광에 의해 활성화되며,
    상기 투명한 발광소자는 청색광 또는 녹색광을 방출하는 유기 발광 다이오드인, 발광 지문 인식 패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함하는, 발광 지문 인식 패널.
  11. 절연성 기판;
    상기 절연성 기판상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트 배선;
    상기 게이트 배선 상에 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된 다수의 데이터 배선;
    상기 다수의 게이트 배선과 상기 다수의 데이터 배선의 교차점에 대응되도록 배치된 다수의 단위 발광-수광 화소; 및,
    상기 다수의 게이트 배선과 연결된 게이트 구동부 및 상기 다수의 데이터 배선과 연결된 데이터 구동부를 갖는 구동 회로부를 포함하고,
    상기 단위 발광-수광 화소는,
    발광 소자를 갖는 발광부;
    상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 각각 연결되고 이들에 인가된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및,
    광센서 소자를 가지고, 상기 광센서 소자는 상기 발광 소자의 발광 중에 지문에 반사되어 입사한 광에 따른 신호를 상기 데이터 배선을 통해 제공하는, 수광부를 포함하는,
    발광 지문 인식 패널.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 절연성 기판은 투명 절연성 기판이고, 상기 발광 소자 및 상기 수광부는 적어도 일부가 투명한, 발광 지문 인식 패널.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선은 투명 전도성 소재로 형성된, 발광 지문 인식 패널.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 수광부는, 상기 광센서 소자에 입사한 광에 따른 누설 전류를 신호로서 상기 데이터 배선을 통해 상기 데이터 구동부에 제공하는, 발광 지문 인식 패널.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동회로부는,
    상기 다수의 단위 발광-수광 화소를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹으로 나누고, 각 그룹에 속한 상기 다수의 단위 발광-수광 화소에 대하여 N개의 부분 프레임 스캐닝을 수행하는, 발광 지문 인식 패널.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 N개의 그룹은 홀수 열 그룹과 짝수 열 그룹 또는 홀수 행 그룹과 짝수 행 그룹으로 구성된, 발광 지문 인식 패널.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 구동 회로부는,
    하나의 부분 프레임 내에서 어느 하나의 단위 발광-수광 화소가 발광되는 경우 상기 하나의 단위 발광-수광 화소와 적어도 행 방향 및 열 방향으로 인접한 단위 발광-수광 화소는 발광되지 않도록 하는, 발광 지문 인식 패널.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광부는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro LED)를 포함하는, 발광 지문 인식 패널.
  19. 평판형 디스플레이 패널; 및,
    상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면 측에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고,
    상기 단위 발광-수광 화소는,
    발광 소자를 갖는 발광부;
    상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및,
    상기 발광부에서 방출되어 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하는,
    지문 인식 디스플레이 장치.
  20. 평판형 디스플레이 패널; 및,
    상기 평판형 디스플레이 패널에서 화상이 표시되는 표면의 반대편에 배치되는 것으로, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 단위 발광-수광 화소를 갖는, 발광 지문 인식 패널을 포함하고,
    상기 단위 발광-수광 화소는,
    발광 소자를 갖는 발광부;
    상기 발광부의 동작을 제어하는 발광 스위칭부; 및,
    상기 발광부에서 방출되고 상기 평판형 디스플레이 패널을 투과하여 지문에 반사된 광을 수광하는 광센서 소자를 갖는 수광부를 포함하는,
    지문 인식 디스플레이 장치.
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