KR20180034750A - 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 표시장치는, 제1 기판과, 상기 제1 기판에 구비되며 발광소자들을 포함하는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널; 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 화소들 사이의 투광 경로들에 대응하는 복수의 수광소자들을 포함하는 광 센서층; 및 상기 표시패널과 상기 광 센서층의 사이에 배치되며, 상기 투광 경로들에 대응하는 복수의 도광로들을 포함하는 도광층;을 구비한다.

Description

표시장치 및 그의 구동방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 지문 센싱이 가능한 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 지문 센싱 기능과 같은 다양한 기능을 제공하는 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 지문 센싱 기능을 제공하기 위하여, 표시패널의 특정 영역에 별도의 지문 센서를 부착하는 방식 등이 이용될 수 있다.
지문 센서는, 일례로 별도의 광원, 렌즈 및 이미지 센서를 구비할 수 있다. 이러한 지문 센서를 표시패널에 부착하게 되면, 표시장치의 두께가 증가하고 제조 비용이 상승할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 별도의 외부 광원 없이 지문 센서를 구현함과 더불어, 화질 저하를 방지할 수 있는 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 일 실시예에 의한 표시장치는, 제1 기판과, 상기 제1 기판에 구비되며 발광소자들을 포함하는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널; 상기 제1 기판에 배치되며, 상기 화소들 사이의 투광 경로들에 대응하는 복수의 수광소자들을 포함하는 광 센서층; 및 상기 표시패널과 상기 광 센서층의 사이에 배치되며, 상기 투광 경로들에 대응하는 복수의 도광로들을 포함하는 도광층;을 구비한다.
실시예에 따라, 상기 화소들은 상기 제1 기판의 제1면에 구비되고, 상기 광 센서층은 상기 제1 기판의 제2면 측에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 화소들은 상기 제1 기판의 상부로 광을 방출하며, 상기 투광 경로들 및 상기 도광로들 각각은, 적어도 하나의 화소로부터 방출된 광 중 상기 제1 기판 방향으로 재입사되는 반사광의 적어도 일부를 투과시키는 방향으로 연장될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 투광 경로들 및 상기 도광로들의 길이 방향은 상기 표시패널이 배치되는 평면과 직교할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시장치는, 상기 투광 경로들, 상기 도광로들 및 상기 수광소자들 중, 서로 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 투광 경로, 수광소자 및 도광로에 의해 구성되는 지문 센서 유닛을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 유닛은, 소정의 지문 센서 영역 내에 어레이 형태로 다수 배열될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 영역은, 상기 화소들이 배치되는 활성영역의 적어도 일 영역에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 유닛은, 적어도 일 영역이 적어도 하나의 화소와 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 유닛은, 서로 인접한 복수의 화소들 사이의 영역에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 투광 경로들은, 상기 화소들 중 적어도 일부의 화소들에 포함된 발광소자들의 주변에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 투광 경로들은, 상기 화소들이 배치되는 활성영역 내에 구비되는 차광성 배선들 및 회로소자들 사이의 간극에 위치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 도광층은, 상기 도광로들을 구성하는 복수의 개구부들을 포함하는 차광층일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 도광층은, 상기 개구부들에 채워진 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 도광층은, 상기 도광로들을 구성하는 광섬유를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 도광층은, 상기 광섬유보다 낮은 굴절률을 가지며 상기 광섬유 사이의 간극을 메우는 투명 절연층을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 광섬유는 코어층에 포함된 컬러 필터 물질을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시장치는, 상기 표시패널과 상기 도광층의 사이에 배치되는 필터층을 더 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 화소들 각각은 서로 다른 색상의 광을 방출하는 복수의 서브 화소들을 포함하며, 상기 필터층은, 상기 서브 화소들 중 일부의 서브 화소들로부터 방출되는 광만을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 수광소자들 각각은, 상기 투광 경로들 및 상기 도광로들을 통해 입사된 광에 대응하는 출력신호를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시장치는, 상기 수광소자들로부터의 출력신호를 이용하여 상기 표시패널 상에 위치된 손가락의 지문 형태를 센싱할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시장치는, 상기 화소들이 배치되는 활성영역의 적어도 일 영역에 위치되는 터치 센서층을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서층은, 상기 투광 경로들, 상기 수광소자들 및 상기 도광로들이 위치되는 소정의 지문 센서 영역에 배치된 적어도 하나의 터치 센서 전극을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 광 센서층이 배치되는 지문 센서 영역의 화소들은, 지문 센싱 모드에 대응하는 제어신호에 응답하여 선택적으로 발광할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 영역의 화소들은, 복수 개씩 나뉘어 복수의 그룹들을 형성하고, 각 그룹에 포함된 화소들은 상기 제어신호에 응답하여 순차적으로 발광할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한, 발광소자들을 포함하는 복수의 화소들을 구비하며 활성영역에서 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 활성영역의 적어도 일 영역에 위치된 지문 센서 영역에 배치되는 광 센서층과, 상기 표시패널과 상기 광 센서층의 사이에 배치되는 도광층을 구비하는 표시장치의 구동방법은, 제어신호에 대응하여 지문 센싱 모드를 활성화시키는 단계와, 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 적어도 일부의 화소들을 점등하는 단계와, 사용자의 지문에서 반사되는 반사광 중 상기 도광층을 경유하여 상기 광 센서층으로 입사되는 반사광을 수광하고, 수광된 반사광에 대응하는 출력신호를 생성하는 단계와, 상기 출력신호를 이용하여 상기 사용자의 지문 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 적어도 일부의 화소들을 점등하는 단계에 있어서, 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들을 복수의 그룹들로 분류하고, 각 그룹에 포함된 화소들을 순차적으로 점등할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 적어도 일부의 화소들을 점등하는 단계에 있어서, 상기 지문 센싱 모드가 활성화되는 지문 센싱 기간을 복수의 서브 기간들로 분할하고, 각각의 서브 기간 동안 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 소정 간격으로 배치된 일부 화소들만을 점등할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시장치는 적어도 상기 지문 센서 영역에 위치된 터치 센서층을 더 포함하며, 상기 터치 센서층으로부터의 터치 신호에 대응하여 상기 제어신호를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서층, 상기 광 센서층 및 상기 도광층은 상기 활성영역의 전체에 배치되며, 상기 터치 신호가 발생한 영역을 상기 지문 센서 영역으로 설정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 신호가 발생한 영역의 화소들 중 적어도 일부를 동시에 점등하여 상기 지문 센서 영역을 표시할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 지문 센싱 모드가 활성화되는 지문 센싱 기간의 초기에 상기 지문 센서 영역에 배치된 화소들 중 적어도 일부를 동시에 점등하여 상기 지문 센서 영역을 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 화소들로부터 방출되는 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱함으로써 별도의 외부 광원 없이 지문 센서를 구현하는 표시장치를 제공한다. 이에 따라, 지문 센싱 기능을 가지는 표시장치의 두께를 감소시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 사용자의 지문에서 반사되는 광을 감지하기 위한 광 센서층을 표시패널의 이면에 배치할 수 있다. 이에 따라, 광 센서층 등이 사용자에게 시인되는 것을 방지함으로써, 표시장치의 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 화소를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 서브 화소의 레이아웃 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소를 나타내는 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 서브 화소의 구동방법 실시예를 나타내는 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 도광층의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 13에 도시된 도광층의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 13에 도시된 도광층의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센싱 원리를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 센서 영역의 화소들을 구동하는 구동방법 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기에 설명하는 실시예는 그 표현 여부에 관계없이 예시적인 것에 불과하다. 즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있을 것이다.
한편, 도면에서 본 발명의 특징과 직접적으로 관계되지 않은 일부 구성요소는 본 발명을 명확하게 나타내기 위하여 생략되었을 수 있다. 또한, 도면 상의 일부 구성요소는 그 크기나 비율 등이 다소 과장되어 도시되었을 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 나타내는 평면도이다. 특히, 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치에 구비되는 표시패널과, 상기 표시패널의 적어도 일 영역에 배치되는 지문 센서 유닛들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는, 활성영역(11) 및 비활성영역(12)을 포함하는 표시패널(10)을 구비한다.
활성영역(11)에는 복수의 화소들(PXL)이 배치된다. 실시예에 따라, 화소들(PXL) 각각은 적어도 하나의 발광소자를 포함할 수 있다. 표시장치는 입력되는 영상 데이터에 대응하여 화소들(PXL)을 구동함으로써 활성영역(11)에서 영상을 표시한다. 즉, 활성영역(11)은 표시장치의 유효 표시영역일 수 있다.
실시예에 따라, 활성영역(11) 내에는 지문 센서 영역(11a)이 배치될 수 있다. 즉, 지문 센서 영역(11a)은 활성영역(11)의 적어도 일 영역에 배치될 수 있다. 일례로, 지문 센서 영역(11a)은 도 1에 도시된 바와 같이 활성영역(11)의 일부에만 구성될 수 있다.
또는, 실시예에 따라, 지문 센서 영역(11a)은 도 2에 도시된 바와 같이 활성영역(11)과 실질적으로 동일한 영역에 구성될 수도 있다. 즉, 실시예에 따라서는 활성영역(11)과 지문 센서 영역(11a)이 일치할 수도 있다. 이 경우, 활성영역(11)의 전체에서 지문 센싱 기능을 제공할 수 있다.
지문 센서 영역(11a)에는 복수의 지문 센서 유닛들(FSU)이 배치된다. 상기 지문 센서 유닛들(FSU)은 지문 센서를 구성한다.
실시예에 따라, 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 주변에 배치된 적어도 하나의 화소(PXL)에 구비된 발광소자를 지문 센싱을 위한 광원으로 이용할 수 있다. 이를 위해, 지문 센서 유닛들(FSU)은 적어도 하나의 화소(PXL)와 인접하게 배치되거나, 혹은 적어도 일 영역이 적어도 하나의 화소(PXL)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
비활성영역(12)은 활성영역(11)의 주변에 위치되는 영역으로서, 활성영역(11)을 제외한 나머지 영역을 의미할 수 있다. 이러한 비활성영역(12)에는 화소(PXL)가 구비되지 않는다. 즉, 비활성영역(12)은 비유효 표시영역일 수 있다. 실시예에 따라, 비활성영역(12)은 배선영역, 패드영역 및/또는 각종 더미영역 등을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 의한 표시장치에 의하면, 활성영역(11) 내에 복수의 지문 센서 유닛들(FSU)을 구비한 지문 센서 영역(11a)을 구성함으로써, 활성영역(11)에서 지문 센싱 기능을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치에 의하면, 화소들(PXL)로부터 방출되는 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱함으로써, 별도의 외부 광원 없이 지문 센서를 구현할 수 있다. 이에 따라, 지문 센싱 기능을 가지는 표시장치의 두께를 감소시킴과 아울러, 제조 비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 지문 센서의 구조 및 원리와, 그 구동방법에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 화소를 나타내는 평면도이다. 편의상, 도 3에서는 스트라이프 타입의 표시장치에 구비되며 세 개의 서브 화소들로 구성되는 화소의 일례를 도시하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 화소의 형태, 배치 구조 및/또는 서브 화소들의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 일례로, 본 발명은 펜타일 형태의 표시장치에도 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화소(PXL)는 복수의 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3)를 포함한다. 일례로, 화소(PXL)는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 제1 내지 제3 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 서브 화소(SPX1), 제2 서브 화소(SPX2) 및 제3 서브 화소(SPX3)는 각각 적색, 녹색 및 청색의 광을 방출하는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이와 같이 화소(PXL)는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 복수의 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3)을 이용하여 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소를 나타내는 회로도이다. 편의상, 도 4에서는 제n(n은 자연수) 주사선 및 제m(m은 자연수) 데이터선에 접속되며 두 개의 트랜지스터들을 포함하는 능동형 서브 화소를 도시하기로 한다. 다만, 본 발명에 의한 서브 화소의 구조가 이에 한정되지는 않는다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소(SPX)는 제1 및 제2 트랜지스터(M1, M2), 커패시터(C) 및 발광소자(EL)를 구비한다.
제1 트랜지스터(M1)는 데이터선(Dm)과 제1 노드(N1) 사이에 접속되며, 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 주사선(Sn)에 접속된다. 이러한 제1 트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 게이트 온 전압(예컨대, 로우 전압)을 가지는 주사신호가 공급될 때 턴-온된다. 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온되면, 데이터선(Dm)과 제1 노드(N1)가 전기적으로 연결된다.
제2 트랜지스터(M2)는 제1 전원(ELVDD)과 발광소자(EL) 사이에 접속되며, 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속된다. 이러한 제2 트랜지스터(M2)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 발광소자(EL)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 공급되는 구동전류를 제어한다. 실시예에 따라, 제1 전원(ELVDD)은 고전위 화소전원이고, 제2 전원(ELVSS)은 저전위 화소전원일 수 있다.
커패시터(C)는 제1 전원(ELVDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속된다. 이러한 커패시터(C)는 제1 노드(N1)로 공급되는 데이터 신호에 대응하는 전압을 저장하고, 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 저장된 전압을 유지한다.
발광소자(EL)는 제2 트랜지스터(M2)와 제2 전원(ELVSS) 사이에 접속된다. 이러한 발광소자(EL)는 제2 트랜지스터(M2)에 의해 제어되는 구동전류에 대응하는 휘도로 발광한다. 실시예에 따라, 발광소자(EL)는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 5는 도 4에 도시된 서브 화소의 레이아웃 실시예를 나타내는 평면도이다. 다만, 서브 화소의 레이아웃 형태는 다양하게 변경 실시될 수 있음은 물론이다.
도 5를 참조하면, 제1 트랜지스터(M1)는, 주사선(Sn)에 연결되는 게이트 전극(GE1)과, 게이트 전극(GE1)과 중첩되는 활성층(AL1)과, 활성층(AL1)과 컨택되며 데이터선(Dm)에 연결되는 소스 전극(SE1)과, 활성층(AL1)과 컨택되며 커패시터(C)의 제1 전극(CE1)에 연결되는 드레인 전극(DE1)을 구비한다. 제1 트랜지스터(M1)의 소스 전극(SE1) 및 드레인 전극(DE1)은 제1 트랜지스터(M1)의 타입 및/또는 이에 인가되는 전압의 방향에 따라 서로 바뀔 수 있다.
커패시터(C)는, 제1 트랜지스터(M1)의 드레인 전극(DE1) 및 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결되는 제1 전극(CE1)과, 제1 전극(CE1)과 중첩되며 제1 전원(ELVDD)이 인가되는 전원선(PL)에 연결되는 제2 전극(CE2)을 구비한다.
제2 트랜지스터(M2)는, 커패시터(C)의 제1 전극(CE1)에 연결되는 게이트 전극(GE2)과, 게이트 전극(GE2)과 중첩되는 활성층(AL2)과, 활성층(AL2)과 컨택되며 제1 전원(ELVDD)이 인가되는 전원선(PL)에 연결되는 소스 전극(SE2)과, 활성층(AL2)과 컨택되며 발광소자(EL)의 제1 전극, 예컨대 애노드 전극(AE)에 연결되는 드레인 전극(DE2)을 구비한다. 제2 트랜지스터(M2)의 소스 전극(SE2) 및 드레인 전극(DE2)은 제2 트랜지스터(M2)의 타입 및/또는 이에 인가되는 전압의 방향에 따라 서로 바뀔 수 있다.
애노드 전극(AE)은 비아홀(TH1)을 통해 제2 트랜지스터(M2)의 드레인 전극(DE2)에 전기적으로 연결된다. 한편, 도 5에서는 애노드 전극(AE)이 제1, 제2 트랜지스터(M1, M2) 및 커패시터(C)와 중첩되지 않는 영역에 배치되는 것으로 도시되었지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 애노드 전극(AE)은 도시되지 않은 한 층 이상의 절연막을 사이에 개재하고 제1, 제2 트랜지스터(M1, M2) 및 커패시터(C)와 상이한 층에 배치되며, 제1, 제2 트랜지스터(M1, M2) 및 커패시터(C) 중 적어도 하나와 중첩될 수 있다. 일례로, 전면 발광형 표시장치에서, 애노드 전극(AE)은 제1, 제2 트랜지스터(M1, M2) 및 커패시터(C) 중 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
한편, 애노드 전극(AE)의 상부에는 도시되지 않은 발광층 및 캐소드 전극이 더 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 전면 발광형 표시장치에서, 캐소드 전극은 발광층에서 생성된 광이 투과될 수 있도록 투명한 전극으로 구현될 수 있다.
도 5의 레이아웃 실시예를 참조하면, 서브 화소(SPX)를 구성하는 회로소자들(예컨대, 제1, 제2 트랜지스터(M1, M2), 커패시터(C)) 및/또는 배선들(예컨대, 주사선(Sn), 데이터선(Dm), 전원선(PL))의 사이에는 차광성 요소가 배치되지 않는 간극(틈새)이 존재하게 된다. 또한, 인접한 서브 화소들(SPX)의 사이에도 차광성 요소가 배치되지 않는 간극이 존재하게 된다. 즉, 활성영역(11)의 내부에는 광이 투과될 수 있는 간극이 다수 존재하게 되며, 이러한 간극은 투광 경로를 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소를 나타내는 회로도이다. 도 6에서, 도 4와 유사 또는 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 서브 화소(SPX)는 제3 트랜지스터(M3)를 더 구비할 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)는 제2 트랜지스터(M2)와 발광소자(EL)의 사이에 접속되며, 제3 트랜지스터(M3)의 게이트 전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이러한 제3 트랜지스터(M3)는 발광 제어선(En)으로부터 공급되는 발광 제어신호에 대응하여 턴-온 또는 턴-오프된다. 실시예에 따라, 발광 제어신호는 제3 트랜지스터(M3)를 오프시키는 게이트 오프 전압(예컨대, 하이 전압)을 가질 수 있다. 이 경우, 제3 트랜지스터(M3)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우, 즉, 발광 제어신호의 전압이 게이트 온 전압으로 설정될 때 턴-온된다.
제3 트랜지스터(M3)가 턴-온되면, 제2 트랜지스터(M2)와 발광소자(EL)가 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제1 전원(ELVDD)으로부터 제2 트랜지스터(M2), 제3 트랜지스터(M3) 및 발광소자(EL)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 향하는 전류 패스가 형성된다.
한편, 편의상 도 4 내지 도 6에서는 비교적 적은 수의 트랜지스터들, 예컨대, 제1, 제2 및/또는 제3 트랜지스터들(M1, M2, M3)과 하나의 커패시터(C)를 구비하는 간소한 구조의 능동형 서브 화소들(SPX)을 일례로서 개시하였으나, 본 발명에 적용될 수 있는 서브 화소들(SPX), 혹은 화소들(PXL)의 구조가 이에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에서 서브 화소들(SPX) 및/또는 화소들(PXL)의 구조가 특별히 한정되지는 않으며, 현재 공지된 다양한 화소 구조가 적용될 수 있다.
예컨대, 각각의 서브 화소(SPX)는 전술한 제1, 제2 및 제3 트랜지스터들(M1, M2, M3) 외에도, 도시되지 않은 하나 이상의 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 일례로, 각각의 서브 화소(SPX)는 구동 트랜지스터(즉, 제2 트랜지스터(M2))의 문턱전압 보상을 위해 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결하기 위한 제4 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 게이트 전압(즉, 제1 노드(N1)의 전압)을 초기화하기 위한 제5 트랜지스터, 제1 전원(ELVDD)과 구동 트랜지스터 사이의 접속을 제어하기 위한 제6 트랜지스터, 발광소자(EL)의 애노드 전압을 초기화하기 위한 제7 트랜지스터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 화소 구조가 변경됨에 따라 커패시터(C)의 위치가 변경되거나, 상기 커패시터(C) 외에 도시되지 않은 적어도 하나의 커패시터가 각각의 서브 화소(SPX) 내에 추가로 구비될 수도 있다.
도 7은 도 6에 도시된 서브 화소의 구동방법 실시예를 나타내는 파형도이다.
도 7을 참조하면, 주사선(Sn)으로 게이트 온 전압(예컨대, 로우 전압)의 주사신호가 공급되기에 앞서, 발광 제어선(En)으로 게이트 오프 전압(예컨대, 하이 전압)의 발광 제어신호가 공급된다. 발광 제어신호는 적어도 주사신호가 공급되는 기간 동안 공급되며, 주사신호의 공급이 중단된 이후에 공급이 중단된다. 즉, 발광 제어신호의 전압은, 주사신호의 공급이 완료되어 주사선(Sn)의 전압이 게이트 오프 전압(예컨대, 하이 전압)으로 변경된 이후에 게이트 온 전압(예컨대, 로우 전압)으로 변경된다. 발광 제어선(En)으로 게이트 오프 전압의 발광 제어신호가 공급되면, 제3 트랜지스터(M3)가 턴-오프된다. 이에 따라, 발광소자(EL)로의 구동전류의 공급이 차단된다.
발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되는 기간 중에, 주사선(Sn)으로는 게이트 온 전압의 주사신호가 공급된다. 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면, 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온되면서 데이터선(Dm)과 제1 노드(N1)가 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호(DS)가 제1 노드(N1)로 공급된다. 이때, 커패시터(C)에는 데이터신호(DS)에 대응하는 전압, 예컨대, 제1 전원(ELVDD)의 전압과 데이터신호(DS)의 차 전압이 저장된다.
커패시터(C)에 데이터신호(DS)에 대응하는 전압이 저장된 이후, 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 즉, 서브 화소(SPX) 내부에 데이터신호(DS)의 저장이 완료된 이후, 발광 제어신호의 전압이 게이트 온 전압으로 변경된다. 이에 따라, 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온된다.
제3 트랜지스터(M3)가 턴-온되면, 제2 트랜지스터(M2)와 발광소자(EL)가 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제1 전원(ELVDD)으로부터 제2 트랜지스터(M2), 제3 트랜지스터(M3) 및 발광소자(EL)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 향하는 구동전류의 전류 패스가 형성된다. 이때, 제2 트랜지스터(M2)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 구동전류의 전류량을 제어하게 되고, 발광소자(EL)는 구동전류의 전류량에 대응하는 휘도로 발광한다. 한편, 주사신호가 공급되는 기간 동안 블랙 계조에 대응하는 데이터신호(DS)가 공급된 경우, 제2 트랜지스터(M2)는 발광소자(EL)로 구동전류가 흐르는 것을 차단한다. 이에 따라, 발광소자(EL)는 해당 프레임(1F) 기간 동안 비발광하여 블랙 계조를 표현한다.
전술한 서브 화소(SPX)는 제2 트랜지스터(M2)에 의해 구동전류의 전류량을 제어하며, 제3 트랜지스터(M3)에 의해 전류패스가 형성되는 것을 제어한다. 따라서, 소정 기간(일례로, 지문 센싱 기간) 동안 소정 영역(일례로, 지문 센서 영역(11a))에 배치된 적어도 하나의 화소(PXL)를 선택적으로 발광시키고자 할 때, 주사신호 및/또는 데이터 신호와 함께 발광 제어신호를 이용하여 화소(PXL)의 발광을 용이하게 제어할 수 있다.
도 8 내지 도 12는 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 평면도이다. 이러한 도 8 내지 도 12는 지문 센서 영역에 배치되는 지문 센서 유닛들의 크기 및/또는 위치와 관련한 다양한 실시예를 나타낸다. 다만, 본 발명의 지문 센서가 도 8 내지 도 12에 개시된 실시예들에 한정되지는 않는다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 센서는 지문 센서 영역(11a)에 분산 배치된 복수의 지문 센서 유닛들(FSU)로 구성된다. 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 실시예에 따라 지문 센서 영역(11a)은 활성영역(11a) 중 일부 영역으로 설정되거나, 혹은 활성영역(11a)의 전체 영역으로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 지문 센서 유닛들(FSU)은 지문 센서 영역(11a) 내에 규칙적인 어레이 형태로 다수 배열될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 지문 센서 유닛들(FSU)은 지문 센서 영역(11a) 내에 불규칙적으로 산포될 수도 있다.
실시예에 따라, 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 적어도 하나의 화소(PXL)에 구비된 발광소자(EL), 예컨대, 제1 내지 제3 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3)에 포함된 발광소자들(EL) 중 하나 이상의 발광소자(EL)를 광원으로 이용할 수 있다. 이러한 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 적어도 일 영역이 적어도 하나의 화소(PXL)와 중첩되거나, 혹은 인접한 화소들(PXL) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따라 지문 센서 유닛들(FSU)은 적어도 지문 센서 영역(11a)에서 화소들(PXL)과 동일한 해상도로 배치될 수 있다. 즉, 지문 센서 영역(11a)에는 화소들(PXL)의 개수만큼의 지문 센서 유닛들(FSU)이 구비될 수 있다. 실시예에 따라, 지문 센서 유닛들(FSU) 각각의 적어도 일 영역은 적어도 하나의 화소(PXL)와 중첩될 수 있다. 일례로, 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 하나의 화소(PXL)가 형성되는 영역 내에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 실시예에 따라 지문 센서 유닛들(FSU)은 화소들(PXL)의 개수보다 적은 개수만큼 구비되어 지문 센서 영역(11a) 내에 소정 간격으로 배치될 수 있다. 일례로, 지문 센서 유닛들(FSU)은 지문 센서 영역(11a)에 배치된 화소들(PXL) 중 일부의 화소들(PXL)이 형성되는 영역 내에 배치될 수 있다. 편의상, 도 9에서는 지문 센서 영역(11a)에 배치되는 네 개의 화소들(PXL) 당 하나의 지문 센서 유닛(FSU)이 배치되는 실시예를 개시하였지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 지문 센서 영역(11a)에 배치되는 지문 센서 유닛들(FSU)의 개수(또는 그 해상도)는 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
도 10을 참조하면, 실시예에 따라 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 개별 화소(PXL)보다 큰 크기를 가질 수 있으며, 지문 센서 유닛들(FSU) 각각에 대응하는 화소(PXL)가 형성되는 영역을 포괄하는 영역에 배치될 수 있다.
도 11을 참조하면, 실시예에 따라 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 서로 인접한 복수의 화소들(PXL) 사이의 영역에 배치되며, 적어도 일 영역이 인접한 복수의 화소들(PXL)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
도 12를 참조하면, 실시예에 따라 지문 센서 유닛들(FSU) 각각은 서로 인접한 복수의 화소들(PXL) 사이에 배치되며, 화소들(PXL)과 중첩되지 않도록 화소들(PXL) 사이의 간극에 배치될 수 있다.
도 8 내지 도 12의 실시예들에 의하면, 지문 센서 영역(11a)에 배치되는 지문 센서 유닛들(FSU)의 크기, 개수, 해상도, 위치 및/또는 그 배치 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있다. 예컨대, 지문 센싱을 위하여 개별 지문 센서 유닛(FSU)에서 필요로 하는 수광량, 해상도 및/또는 크로스 토크(cross-talk) 등의 다양한 요인을 고려하여 지문 센서 유닛들(FSU)의 크기, 개수, 해상도, 위치 및/또는 그 배치 구조를 결정할 수 있을 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 단면도이다. 편의상, 도 13에서는 지문 센서 영역 중 일 영역만을 도시하기로 하며, 각각의 서브 화소들이 형성되는 영역 내에 상기 서브 화소들을 구성하는 일부 구성요소만을 선택적으로 도시하기로 한다. 한편, 도 13에서는 각 서브 화소들 및 지문 센서 유닛을 명확히 도시하기 위하여 손가락의 크기 대비 화소들의 크기를 과장하여 도시하였으나, 실제로 개별 화소들 및 지문 센서 유닛들의 크기와 이들 사이의 피치는 매우 작게 설계될 수 있다. 즉, 실제로 한 손가락의 지문 하부에는 다수의 화소들 및 지문 센서 유닛들이 배치될 수 있고, 이러한 지문 센서 유닛들로부터의 출력신호를 종합함으로써, 손가락의 지문 형태(지문 패턴)을 인식할 수 있게 된다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는 지문 센서 영역(11a)에 배치된 복수의 지문 센서 유닛들(FSU)을 포함한다. 각각의 지문 센서 유닛(FSU)은 서로 대응하는 투광 경로(150), 도광로(210) 및 수광소자(310)를 포함한다. 예컨대, 각각의 지문 센서 유닛(FSU)은 복수의 투광 경로들(150), 도광로들(210) 및 수광소자들(310) 중 서로 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 투광 경로(150), 도광로(210) 및 수광소자(310)를 포함할 수 있다. 이러한 지문 센서 유닛(FSU)은 주변 화소(PXL)에 포함된 적어도 하나의 발광소자(115)를 지문 센싱을 위한 광원으로서 이용한다. 따라서, 서로 대응하는 투광 경로(150), 도광로(210) 및 수광소자(310)와 더불어, 이들 주변의 화소(PXL)에 구비된 적어도 하나의 발광소자(115)가 각각의 지문 센서 유닛(FSU)을 구성하는 것으로도 볼 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는, 적어도 제1 기판(110)을 포함하며, 실시예에 따라서는 제2 기판(120)을 추가적으로 포함할 수 있다. 일례로, 표시장치는 제1 및 제2 기판(110, 120)을 포함하며 제2 기판(120) 측의 일면(예컨대, 전면)에서 영상을 표시하는 표시패널(100)과, 표시패널(100)의 이면(영상이 표시되는 일면과 반대되는 면, 예컨대, 배면) 측에 배치되는 광 센서층(300)과, 표시패널(100)과 광 센서층(300)의 사이에 배치되는 도광층(200)을 포함할 수 있다.
표시패널(100)은 제1 기판(110)과, 상기 제1 기판(110)의 제1면 측에 배치되는 제2 기판(120)을 포함한다. 즉, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)은 서로 대향될 수 있다. 실시예에 따라, 표시패널(100)은 제2 기판(120) 측에 배치되는 편광판(130) 및 윈도우(140) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120) 중 적어도 하나는 유리 기판 혹은 플라스틱 기판일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 제1 기판(110) 및/또는 제2 기판(120)은, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리카보네이트(PC, Polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate) 중 적어도 하나의 물질을 포함한 가요성 기판(flexible substrate)일 수 있다. 또한, 제1 기판(110) 및/또는 제2 기판(120)은 유리(glass) 및 강화 유리 중 하나의 물질을 포함하는 경성 기판(rigid substrate)일 수도 있다. 또한, 제1 기판(110) 및/또는 제2 기판(120)은 투명한 재질의 기판, 즉, 투광성 기판일 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120) 중 적어도 하나는, 적어도 한 층의 무기막 및/또는 유기막을 포함하는 절연층으로 구현될 수도 있다. 예컨대, 제2 기판(120)은 적어도 한 층의 무기막 및/또는 유기막을 포함하는 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation; TFE)일 수 있다.
실시예에 따라, 제1 기판(110)에는 복수의 화소들(PXL)이 구비된다. 예컨대, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 사이에는 복수의 화소들(PXL)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 화소들(PXL) 각각은 복수의 서브 화소들, 일례로, 제1 내지 제3 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3) 각각은, 제1 기판(110)의 제1면 상에 위치되는 트랜지스터(111)와, 상기 트랜지스터(111)에 전기적으로 연결되는 발광소자(115)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 트랜지스터(111)는, 활성층(1111), 게이트 전극(1112), 소스 및 드레인 전극(1113, 1114)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 활성층(1111)은 제1 기판(110) 상에 배치되고, 게이트 전극(1112)은 제1 절연막(112)을 사이에 개재하고 활성층(1111)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 소스 및 드레인 전극(1113, 1114)은 게이트 전극(1112) 상에 위치된 제2 절연막(113) 상에 배치되어, 제1 및 제2 절연막(112, 113)에 형성된 컨택홀을 통해 활성층(1111)과 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 소스 및 드레인 전극(1113, 1114) 상에는 제3 절연막(114)이 배치되고, 제3 절연막(114) 상에는 발광소자(115)가 배치될 수 있다. 발광소자(115)는 제3 절연막(114)에 형성된 비아홀을 통해 트랜지스터(111)에 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(115)는 적어도 일 영역에서 서로 중첩되는 제1 전극(1151) 및 제2 전극(1153)과, 상기 제1 및 제2 전극(1151, 1153)의 사이에 개재된 발광층(1152)을 포함한다. 실시예에 따라, 제1 전극(1151) 및 제2 전극(1153)은 각각 애노드 전극 및 캐소드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 화소 구조에 따라서는 트랜지스터(111)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(1151)이 캐소드 전극일 수도 있다. 실시예에 따라, 발광소자(115)와 제2 기판(120)의 사이에는 제3 절연막(116)이 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 표시패널(100)은 화소들(PXL) 중 적어도 일부의 화소들(PXL)에 포함된 발광소자들(115)의 주변에 배치되는 복수의 투광 경로들(150)을 포함할 수 있다. 일례로, 표시패널(100)은 각각의 화소들(PXL)과 중첩되도록 배치되며, 상기 화소들(PXL)을 구성하는 일부 서브 화소들, 예컨대 제2 및 제3 서브 화소들(SPX2, SPX3) 사이의 간극에 위치되는 복수의 투광 경로들(150)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 투광 경로들(150)은 주변에 배치되는 발광소자들(115)의 발광영역(예컨대, 발광층(1152)이 배치되는 영역)과 어긋나도록 배치될 수 있다. 일례로, 투광 경로들(150)은, 발광소자들(115)로부터 사용자의 지문을 향해 사선 방향으로 방출되어 사용자의 지문에서 수직 방향으로 반사된 광을 수광할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 이와 같이 사용자의 지문에 사선 방향으로 조사된 광을 이용하여 지문을 센싱하게 되면, 지문의 명암이 보다 뚜렷해져서 보다 용이하게 지문 패턴을 파악할 수 있게 된다.
실시예에 따라, 화소들(PXL)이 제2 기판(120) 방향으로 광을 방출할 때, 투광 경로들(150)은 적어도 하나의 주변 화소(PXL)로부터 방출된 광 중 사용자의 지문에서 반사되어 제1 기판(110) 방향으로 입사되는 반사광의 적어도 일부를 선택적으로 투과시키는 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대, 투광 경로들(150)은 표시패널(100)에 직교하는 방향으로 반사된 수직 방향의 반사광을 투과시킬 수 있도록, 표시패널(100)이 배치되는 평면과 직교하는 수직 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 투광 경로들(150)의 길이 방향은 표시패널(100)이 배치되는 평면과 교차할 수 있으며, 일례로 직교할 수 있다.
실시예에 따라, 투광 경로들(150)은 사용자의 지문에서 반사되는 반사광 중 미리 설정된 방향의 광만을 선택적으로 투과시키도록 형성될 수 있다. 일례로, 표시패널(100)에 물리적으로 수직 홀(hole)을 뚫거나, 혹은, 투광 경로들(150)에 상응하는 소정의 위치에 광의 투과를 차단하는 물질이 배치되지 않도록 배선 등을 배치할 수 있다.
또는, 실시예에 따라, 도 5에서 설명한 바와 같이 활성영역(11)의 내부에 존재하는 투광성 간극을 투광 경로(150)로 이용하고, 이러한 투광 경로(150)와 중첩되도록 투광 경로(150)의 하부에 도광로(210) 및 수광소자(310)를 배치할 수도 있다. 즉, 투광 경로들(150)은 물리적으로 뚫린 홀은 물론, 제1 및 제2 기판(110, 120)이나 발광소자(115)의 제2 전극(1153)과 같이 투명한 물질들로만 구성되어 표시패널(100)과 교차하는 방향으로 광이 투과될 수 있는 경로가 존재하는 영역을 포괄적으로 의미할 수 있다. 즉, 투광 경로(150)는 광이 투과될 수 있도록 표시패널(100)에 형성되는 광학적 개념의 홀을 포괄적으로 의미하는 것으로서, 화소들(PXL)이 배치되는 활성영역(11) 내에 구비되는 차광성 배선들 및/또는 회로소자들 사이의 투광성 간극에 위치될 수 있다.
실시예에 따라, 표시패널(100)의 이면, 즉 제1 기판(110)의 제2면 측에는 도광층(200) 및 광 센서층(300)이 배치된다. 도광층(200) 및 광 센서층(300)은 표시패널(100)의 투광 경로들(150)에 대응하는 도광로들(210) 및 수광소자들(310)을 포함한다. 일례로, 도광로들(210) 및 수광소자들(310)은 투광 경로들(150)의 하부에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 화소들(PXL)이 제2 기판(120) 방향으로 광을 방출한다고 할 때, 도광로들(210)은, 사용자의 지문에서 반사되어 제1 기판(110) 방향으로 재입사되는 반사광 중 투광 경로들(150)을 투과한 광이 투과될 수 있는 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대, 도광로들(210)은 투광 경로들(150)의 연장방향과 동일한 방향, 예컨대, 표시패널(100)에 직교하는 수직 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 도광로들(210)의 길이 방향은 표시패널(100)이 배치되는 평면과 직교할 수 있다. 이러한 도광로들(210)은 사용자의 지문에서 반사된 반사광 중 소정의 방향에 부합되는 일부의 반사광만을 선별적으로 투과시키는 필터로 기능할 수 있다. 이와 같은 도광로들(210)을 이용할 경우, 별도의 렌즈를 이용하지 않고도 지문 센서 유닛(FSU)을 구성할 수 있다.
실시예에 따라, 도광로들(210)의 모양 및 크기(예컨대, 직경, 단면적 및/또는 높이) 등은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 각각의 지문 센서 유닛(FSU)에서 요구되는 수광량 및 해상도 등의 다양한 요인을 고려하여 도광층(200) 내에 다양한 형태의 도광로들(210)을 구성할 수 있을 것이다.
실시예에 따라, 수광소자들(310)은 포토 다이오드, CMOS 이미지 센서 및 CCD 카메라 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 수광소자들(310)은 투광 경로들(150) 및 도광로들(210)을 통해 입사된 반사광에 상응하는 출력신호를 생성한다. 수광소자들(310)에서 발생된 출력신호는 도시되지 않은 구동회로로 입력되어 사용자의 지문 정보를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치는 수광소자들(310)로부터의 출력신호를 이용하여 표시패널(100) 상에 위치된 손가락의 지문 패턴을 센싱할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 의하면, 화소들(PXL)로부터 방출되는 광을 이용하여 사용자의 지문을 센싱함으로써, 별도의 외부 광원 없이 표시장치의 지문 센서를 구현할 수 있다. 또한, 도광층(200)에 형성된 도광로(210)를 이용하여 반사광을 선택적으로 투과시킴으로써, 지문 패턴에 상응하는 상을 맺기 위한 별도의 렌즈 없이도 지문 센서를 구현할 수 있다. 이에 따라, 지문 센싱 기능을 제공하는 표시장치의 두께를 감소시키고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 사용자의 지문에서 반사되는 광을 감지하기 위한 광 센서층(300)을 도광층(200)과 함께 표시패널(100)의 이면에 배치한다. 이에 따라, 광 센서층(300)이 사용자에게 시인되는 것을 방지함으로써, 표시장치의 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 14는 도 13에 도시된 도광층의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 14를 참조하면, 실시예에 따라, 도광층(200)은 도광로들(210)에 상응하는 복수의 개구부들을 포함하는 차광층(201)일 수 있다. 즉, 도광로들(210)은 차광층(201)에 형성된 개구부들(openings 또는 holes)로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 차광층(201)은 블랙 매트릭스일 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 차광성을 보유한 물질로 구성될 수 있다. 이와 같이, 복수의 개구부들을 포함하는 차광층(201)을 이용하여 도광층(200)을 구성하게 되면, 별도의 렌즈 없이 지문 센서 유닛(FSU)을 구현할 수 있게 됨은 물론, 광의 회절에 의한 해상도 저하를 방지할 수 있다.
실시예에 따라, 도 14에서는 도광로들(210)을 원기둥 형태로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 도광로들(210)의 형상, 크기 및/또는 그 배치 구조 등은 다양하게 변경 실시될 수 있다.
도 15는 도 13에 도시된 도광층의 다른 예를 나타내는 사시도이다. 도 15에서, 도 14와 유사 또는 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 15를 참조하면, 실시예에 따라, 도광층(200)은 도광로들(210)을 구성하는 개구부들에 채워진 컬러 필터(212)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 지문 센서 영역(11a)에 배치된 화소들(PXL)이 청색 광을 발광하도록 구동하여 상기 청색 광을 지문 센싱에 이용한다고 할 때, 컬러 필터(212)는 청색 광을 선택적으로 투과시키는 청색 컬러 필터일 수 있다. 이와 같이 도광로들(210) 내에 특정 컬러 필터(212)를 구비하게 되면, 지문에서 반사되는 광에 대한 선별력을 향상시켜 지문 센싱의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 16은 도 13에 도시된 도광층의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 16을 참조하면, 실시예에 따라, 도광층(200')은 도광로들(210')을 구성하는 광섬유(광섬유 다발)를 포함할 수 있다. 즉, 각각의 도광로들(210')은, 상대적으로 높은 굴절률을 가지는 코어(210a')와, 상기 코어(210a')를 감싸며 코어(210a')보다 낮은 굴절률을 가지는 클래딩(210b')을 포함하는 개개의 광섬유로 이루어질 수 있다. 일례로, 광섬유 다발을 잘라서 투광 경로들(150)에 대응하도록 표시패널(100)의 이면에 배치함으로써 도광층(200')을 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 도광로들(210')은 광섬유 외에도 굴절률 차이를 이용한 다른 광 도파로로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 도광층(200')은 도광로들(210')을 구성하는 광섬유보다 낮은 굴절률을 가지며 개별 광섬유 사이의 간극을 메우는 투명 절연층(201')을 더 포함할 수 있다. 투명 절연층(201')을 이용하면, 각각의 광섬유를 투광 경로들(150) 및 수광소자들(310)에 상응하는 위치에 안정적으로 배치할 수 있다.
실시예에 따라, 도광층(200')은 각각의 도광로(210')를 구성하는 광섬유의 코어층(210a')에 포함된 컬러 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 코어층(210a')의 내부에는 청색 컬러 필터 물질이 포함될 수 있다. 이 경우, 지문에서 반사되는 광에 대한 선별력을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 실시예에 의하면, 광섬유나, 혹은 굴절률 차이를 이용한 광도파로를 이용하여 도광로들(210')을 구성한다. 이에 의해, 투광 경로들(150)을 투과한 특정 방향의 광, 예컨대 수직 방향의 광만이 선별적으로 수광소자들(310)로 입사되도록 할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센싱 원리를 나타내는 도면이다. 편의상, 도 17에서는 수광소자의 일례로서 포토 다이오드를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치가 지문 센싱 모드로 구동될 때, 표시패널(100)의 지문 센서 영역(11a)에 포함된 화소들(PXL)의 발광소자들(EL) 중 적어도 일부가 점등된다. 점등된 발광소자(EL)에서 방출된 광 중 적어도 일부는 사용자의 손가락에 부딪쳐 반사된다. 특히, 지문에서 반사된 광 중 표시패널(100)에 형성된 투광 경로들(150)을 투과하도록 수직 방향으로 반사된 광은 해당 영역의 투광 경로(150) 및 도광로(200)를 경유하여 수광소자(310)(예컨대, 포토 다이오드)로 입사된다. 즉, 지문에서 반사된 광 중 적어도 한 쌍의 투광 경로(150) 및 도광로(200)를 통과한 광만이 선별적으로 수광소자(310)로 입사된다.
반사광을 공급받은 수광소자(310)는 이에 대응하는 출력신호를 생성한다. 광 센서층(300)에 배치된 수광소자들(310) 각각의 출력신호는 도시되지 않은 구동회로로 입력된다. 그러면, 구동회로는 수광소자들(310)의 출력신호를 종합적으로 이용하여 사용자의 지문 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 수광소자들(310)로부터의 출력신호를 종합하면, 지문의 굴곡(ridge 및 valley)을 파악할 수 있게 되고, 이에 따라 지문의 형태를 센싱할 수 있게 된다. 이에 의해, 표시장치는 지문 센싱 기능을 제공할 수 있다.
한편, 투광 경로들(150)은 발광소자들(EL)의 발광영역과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 투광 경로들(150)은, 발광소자들(EL)로부터 사용자의 지문을 향해 사선 방향으로 방출되어 사용자의 지문에서 수직 방향으로 반사된 광을 수광할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 사용자의 지문에 사선 방향으로 광을 조사하기 위하여, 지문 센서 영역(11a)에 배치된 화소들(PXL) 중 일부만을 선별적으로 점등하거나, 지문 센서 영역(11a)의 화소들(PXL)을 복수의 그룹으로 분류하고 각 그룹에 포함된 화소들(PXL)을 순차적으로 점등할 수 있다. 이와 같이 사용자의 지문에 사선 방향으로 광을 조사하게 되면, 이에 따른 음영을 이용하여 지문의 명암을 보다 뚜렷하게 인식할 수 있다. 이에 따라, 지문 센싱의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 단면도이다. 도 18에서, 도 13과 유사 또는 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는 표시패널(100)과 도광층(200)의 사이에 배치되는 필터층(400)을 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 필터층(400)은 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3) 중 일부의 서브 화소들로부터 방출되는 광만을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터일 수 있다. 일례로, 소정의 지문 센싱 기간 동안 서브 화소들(SPX1, SPX2, SPX3) 중 청색의 광을 방출하는 서브 화소들을 점등하여 지문 센싱에 이용하는 경우, 필터층(400)은 청색의 광만을 선택적으로 투과시키는 청색 컬러 필터로 구현될 수 있다. 표시패널(100)과 도광층(200)의 사이에 필터층(400)을 배치하게 되면, 지문에서 반사되어 표시패널(100)로 재입사되는 반사광에 대한 선별력을 높일 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 지문 센서 영역을 나타내는 단면도이다. 도 19에서, 도 13과 유사 또는 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는 활성영역(11)의 적어도 일 영역에 위치되는 터치 센서층(160)을 더 포함한다. 실시예에 따라, 터치 센서층(160)은 활성영역(11) 중, 지문 센서 유닛들(FSU)이 위치되는 소정의 지문 센서 영역(11a)에 배치된 적어도 하나의 터치 센서 전극(162)을 포함할 수 있다. 일례로, 지문 센서 영역(11a)에는 화소들(PXL) 및 지문 센서 유닛들(FSU)과 중첩되는 복수의 터치 센서 전극들(162)이 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 터치 센서층(160)은 제2 기판(120)의 일면, 예컨대 상부면 측에 배치될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 터치 센서층(160)의 위치는 다양하게 변경 실시될 수 있다. 예컨대, 터치 센서층(160)은 제2 기판(120)의 내부면(예컨대, 하부면) 및/또는 외부면(예컨대, 상부면)에 배치되어 표시패널(100)과 일체로 구현될 수 있다. 또는, 터치 센서층(160)은 표시패널(100)과 별개로 구성되어 표시패널(100)의 적어도 일면 측에 부착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 터치 센서층(160)은 경성의 기판 부재 혹은 가요성의 기판 부재 상에 구현된 경성 혹은 가요성의 터치 센서층(160)일 수 있다.
실시예에 따라, 이러한 터치 센서층(160)을 지문 센싱에 활용할 수 있다. 일례로, 터치 센서층(160)으로부터의 터치 신호에 대응하여 손가락의 접촉 여부 및/또는 그 영역을 감지하고, 지문 센싱 모드를 활성화시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 터치 신호가 발생한 영역을 지문 센서 영역(11a)으로 설정하고, 설정된 영역의 화소들(PXL)을 지문 센싱 모드로 구동할 수도 있다. 예컨대, 활성영역(11)의 전체에 걸쳐 소정의 해상도로 지문 센서 유닛들(FSU)을 배치한 표시장치에 있어서, 터치 신호가 발생한 영역을 포함하는 소정의 영역을 실시간으로 지문 센서 영역(11a)으로 설정할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 터치 신호가 발생한 영역에 배치된 복수의 화소들(PXL)을 동시에 발광시킴으로써, 지문 센서 영역(11a)을 표시할 수 있다. 한편, 활성영역(11) 중 일부 영역만이 지문 센서 영역(11a)이거나, 터치 센서층(160)이 구비되지 않은 표시장치의 경우, 터치 신호가 발생하지 않았더라도 지문 센싱 기간의 초기에 지문 센서 영역(11a)의 화소들(PXL) 중 적어도 일부를 발광시킬 수 있다. 이에 의해, 지문 센서 영역(11a)이 표시되고, 사용자는 지문 센서 영역(11a)을 용이하게 인지할 수 있게 된다. 즉, 실시예에 따라, 미리 설정된 특정 지문 센서 영역(11a), 혹은 터치 센서층(160)에 의해 감지된 지문 센서 영역(11a)의 화소들(PXL)을 발광시켜 지문 센서 영역(11a)을 사용자에게 알릴 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치 센서층(160)을 지문 센싱에 활용하게 되면, 표시장치에서 보다 다양한 기능을 제공할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다. 특히, 도 20은 앞서 설명한 실시예들에서와 같이 화소들을 지문 센싱을 위한 광원으로 이용하며, 표시패널의 일면(예컨대, 영상이 표시되는 면에 대향되는 이면)에 배치된 도광층 및 광 센서층을 포함하는 표시장치의 지문 센싱 기간 동안의 구동방법을 나타내는 순서도이다. 그리고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 센서 영역의 화소들을 구동하는 구동방법 실시예를 나타내는 도면이다. 특히, 도 21은 지문 센싱 기간 동안 지문 센서 영역의 화소들을 구동하는 구동방법의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치의 구동방법은, 지문 센싱 모드를 활성화하는 단계(ST10)와, 지문 센서 영역(11a)의 화소(PXL)를 점등하는 단계(ST20)와, 지문에서 반사되는 반사광을 수광하는 단계(ST30)와, 지문 정보를 생성하는 단계(ST40)를 포함한다.
실시예에 따라, 지문 센싱 모드를 활성화하는 단계(ST10)는 제어신호에 대응하여 지문 센싱 모드를 활성화하는 단계일 수 있다 실시예에 따라, 제어신호는 사용자의 선택에 따라 발생하는 제어신호일 수 있다. 또는, 제어신호는 컨텐츠(contents)에 따라, 표시장치를 제어하는 시스템으로부터 공급되는 제어신호일 수도 있다.
일례로, 사용자는 도 19에 도시된 터치 센서층(160)을 통해 지문 센싱 모드를 활성화시키기 위한 터치 신호를 입력할 수 있다. 그러면, 사용자에 의한 터치 신호에 대응하여 지문 센싱 모드를 활성화하기 위한 제어신호가 생성될 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 터치 신호가 발생한 영역을 지문 센서 영역(11a)으로 설정할 수도 있다. 일례로, 터치 신호가 발생한 지점으로부터 소정 범위의 영역을 지문 센서 영역(11a)으로 실시간으로 설정할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 터치 신호가 발생한 영역의 화소들(PXL) 중 적어도 일부를 동시에 점등함으로써, 터치 신호에 따라 설정된 지문 센서 영역(11a)을 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 지문 센서 영역(11a)을 용이하게 파악하고, 지문 센싱을 위해 해당 영역을 터치할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 터치 신호의 발생 여부와 무관하게, 지문 센싱 모드가 활성화되는 지문 센싱 기간의 초기에, 소정의 지문 센서 영역(11a)에 배치된 화소들(PXL) 중 적어도 일부를 동시에 점등함으로써, 지문 센서 영역(11a)을 표시할 수도 있다.
실시예에 따라, 지문 센서 영역(11a)의 화소(PXL)를 점등하는 단계(ST20)는, 상기 지문 센서 영역(11a)에 위치된 화소들(PXL) 중 적어도 일부의 화소들(PXL)을 소정 간격 및/또는 소정 순서로 점등하는 단계일 수 있다.
일례로, 지문 센서 영역(11a)의 화소(PXL)를 점등하는 단계(ST20)에서는, 도 21에 도시된 실시예와 같이 지문 센서 영역(11a)에 위치된 화소들(PXL)을 복수의 그룹들(GR)로 분류하고, 각각의 그룹(GR) 내에 포함된 화소들(PXL)을 순차적으로 발광시키는 단계일 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 지문 센서 영역(11a)의 화소(PXL)를 점등하는 단계(ST20)에서는, 지문 센싱 모드가 활성화되는 지문 센싱 기간을 복수의 서브 기간들로 분할하고, 각각의 서브 기간 동안 지문 센서 영역(11a)에 위치된 화소들(PXL) 중 소정 간격으로 배치된 일부 화소들(PXL)만을 선택적으로 발광시킬 수 있다.
실시예에 따라, 화소들(PXL)을 지문 센싱 모드로 구동함에 있어서, 도 6 및 도 7의 실시예에서 설명한 주사신호, 발광 제어신호 및/또는 데이터 신호를 제어신호로 이용하여, 화소들(PXL)의 발광을 개별적으로 제어할 수 있다. 예컨대, 지문 센서 영역(11a)의 화소들(PXL)은 지문 센싱 모드에 대응하는 제어신호에 응답하여 선택적으로 발광할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 지문 센서 영역(11a)의 화소들(PXL)은 복수 개씩 나뉘어 복수의 그룹들(GR)을 형성하되, 각 그룹(GR)에 포함된 화소들(PXL)은 지문 센싱 모드에 대응하는 제어신호에 응답하여 순차적으로 발광할 수 있다.
도 21에 도시된 실시예에서와 같이, 지문 센서 영역(11a)에 위치된 화소들(PXL) 중 적어도 일부의 화소들(PXL)을 소정 간격 및/또는 소정 순서로 점등하여 지문 센싱에 이용하게 되면, 점등된 화소들(PXL)의 사이에서 발생할 수 있는 크로스 토크를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 지문 센싱의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따라, 지문에서 반사되는 반사광을 수광하는 단계(ST30)는, 사용자의 지문에서 반사되는 반사광 중, 도광층(200)을 경유하여 광 센서층(300)으로 입사되는 반사광을 수광하는 단계일 수 있다. 예컨대, 반사광을 수광하는 단계(ST30)는, 지문에서 반사되는 반사광 중 표시패널(100)의 투광 경로들(150) 및 도광층(200)의 도광로들(210)을 통과한 광이 광 센서층(300)의 수광소자들(310)로 입사되는 단계일 수 있다. 이때, 수광소자들(310)은 수광된 반사광에 대응하는 출력신호를 생성한다.
실시예에 따라, 지문 정보를 생성하는 단계(ST40)는, 수광소자들(310)로부터의 출력신호를 이용하여 사용자의 지문 정보를 생성하는 단계일 수 있다. 일례로, 수광소자들(310)로부터의 출력신호를 종합하여 표시패널(100) 상에 위치된 사용자의 지문 패턴을 센싱할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 지문 정보를 생성하는 단계(ST40)는, 지문 센서 영역(11a)을 감지하는 단계와, 광 센서층(300)에 포함된 수광소자들(310) 중, 감지된 지문 센서 영역(11a)에 배치된 수광소자들(310)로부터 출력되는 출력신호를 선별하는 단계와, 상기 선별된 출력신호를 종합하여 지문 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 지문 센서 영역(11a)을 감지하는 단계는, 미리 결정된 지문 센서 영역(11a)을 인지 혹은 파악하거나, 혹은 새로 설정하는 단계일 수 있다. 예컨대, 기 저장된 영역 정보를 이용하여 소정의 지문 센서 영역(11a)을 감지하거나, 혹은 터치 신호 등의 발생 여부를 확인하여 상기 터치 신호가 발생한 영역을 지문 센서 영역(11a)으로 설정할 수 있다.
실시예에 따라, 이러한 지문 정보의 생성 단계는, 도시되지 않은 구동 회로 측에 구비된 지문 센서 제어부(혹은 지문 센서 구동부)에서 수행되거나, 혹은 터치 센서 제어부(혹은, 터치 센서 구동부)와 통합된 통합 제어부 등에서 수행될 수 있다.
실시예에 따라, 센싱된 지문 정보는 사용자를 식별하거나, 새로운 사용자를 등록하는 등의 다양한 용도로 활용될 수 있다. 예컨대, 미리 저장된 특정 사용자의 지문 정보와 지문 센서를 통해 센싱된 지문 정보를 비교함으로써, 사용자를 식별할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 전술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다. 또한, 특허 청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 100: 표시패널 11: 활성영역
11a: 지문 센서 영역 12: 비활성영역
110, 120: 제1, 제2 기판 111: 박막 트랜지스터
115: 발광소자 150: 투광 경로
160: 터치 센서층 162: 터치 센서 전극
200, 200': 도광층 201: 차광층
210: 도광로(개구부) 210': 도광로(광섬유)
300: 광 센서층 310: 수광소자
400: 필터층 FSU: 지문 센서 유닛
PXL: 화소 SPX: 서브 화소

Claims (31)

  1. 제1 기판과, 상기 제1 기판에 구비되며 발광소자들을 포함하는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널;
    상기 제1 기판에 배치되며, 상기 화소들 사이의 투광 경로들에 대응하는 복수의 수광소자들을 포함하는 광 센서층; 및
    상기 표시패널과 상기 광 센서층의 사이에 배치되며, 상기 투광 경로들에 대응하는 복수의 도광로들을 포함하는 도광층;을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소들은 상기 제1 기판의 제1면에 구비되고, 상기 광 센서층은 상기 제1 기판의 제2면 측에 배치되는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화소들은 상기 제1 기판의 상부로 광을 방출하며, 상기 투광 경로들 및 상기 도광로들 각각은, 적어도 하나의 화소로부터 방출된 광 중 상기 제1 기판 방향으로 재입사되는 반사광의 적어도 일부를 투과시키는 방향으로 연장된 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투광 경로들 및 상기 도광로들의 길이 방향은 상기 표시패널이 배치되는 평면과 직교하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투광 경로들, 상기 도광로들 및 상기 수광소자들 중, 서로 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 투광 경로, 수광소자 및 도광로에 의해 구성되는 지문 센서 유닛을 포함하는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지문 센서 유닛은, 소정의 지문 센서 영역 내에 어레이 형태로 다수 배열되는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지문 센서 영역은, 상기 화소들이 배치되는 활성영역의 적어도 일 영역에 배치되는 표시장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 지문 센서 유닛은, 적어도 일 영역이 적어도 하나의 화소와 중첩되는 표시장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 지문 센서 유닛은, 서로 인접한 복수의 화소들 사이의 영역에 배치되는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투광 경로들은, 상기 화소들 중 적어도 일부의 화소들에 포함된 발광소자들의 주변에 배치되는 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 투광 경로들은, 상기 화소들이 배치되는 활성영역 내에 구비되는 차광성 배선들 및 회로소자들 사이의 간극에 위치되는 표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 도광층은, 상기 도광로들을 구성하는 복수의 개구부들을 포함하는 차광층인 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도광층은, 상기 개구부들에 채워진 컬러 필터를 더 포함하는 표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 도광층은, 상기 도광로들을 구성하는 광섬유를 포함하는 표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 도광층은, 상기 광섬유보다 낮은 굴절률을 가지며 상기 광섬유 사이의 간극을 메우는 투명 절연층을 더 포함하는 표시장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 광섬유는 코어층에 포함된 컬러 필터 물질을 포함하는 표시장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널과 상기 도광층의 사이에 배치되는 필터층을 더 구비하는 표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 화소들 각각은 서로 다른 색상의 광을 방출하는 복수의 서브 화소들을 포함하며,
    상기 필터층은, 상기 서브 화소들 중 일부의 서브 화소들로부터 방출되는 광만을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터인 표시장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 수광소자들 각각은, 상기 투광 경로들 및 상기 도광로들을 통해 입사된 광에 대응하는 출력신호를 생성하는 표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수광소자들로부터의 출력신호를 이용하여 상기 표시패널 상에 위치된 손가락의 지문 형태를 센싱하는 표시장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 화소들이 배치되는 활성영역의 적어도 일 영역에 위치되는 터치 센서층을 더 포함하는 표시장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 터치 센서층은, 상기 투광 경로들, 상기 수광소자들 및 상기 도광로들이 위치되는 소정의 지문 센서 영역에 배치된 적어도 하나의 터치 센서 전극을 포함하는 표시장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 광 센서층이 배치되는 지문 센서 영역의 화소들은, 지문 센싱 모드에 대응하는 제어신호에 응답하여 선택적으로 발광하는 표시장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 지문 센서 영역의 화소들은, 복수 개씩 나뉘어 복수의 그룹들을 형성하고, 각 그룹에 포함된 화소들은 상기 제어신호에 응답하여 순차적으로 발광하는 표시장치.
  25. 발광소자들을 포함하는 복수의 화소들을 구비하며 활성영역에서 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 활성영역의 적어도 일 영역에 위치된 지문 센서 영역에 배치되는 광 센서층과, 상기 표시패널과 상기 광 센서층의 사이에 배치되는 도광층을 구비하는 표시장치의 구동방법에 있어서,
    제어신호에 대응하여 지문 센싱 모드를 활성화시키는 단계와,
    상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 적어도 일부의 화소들을 점등하는 단계와,
    사용자의 지문에서 반사되는 반사광 중 상기 도광층을 경유하여 상기 광 센서층으로 입사되는 반사광을 수광하고, 수광된 반사광에 대응하는 출력신호를 생성하는 단계와,
    상기 출력신호를 이용하여 상기 사용자의 지문 정보를 생성하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 적어도 일부의 화소들을 점등하는 단계에 있어서, 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들을 복수의 그룹들로 분류하고, 각 그룹에 포함된 화소들을 순차적으로 점등하는 표시장치의 구동방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 적어도 일부의 화소들을 점등하는 단계에 있어서, 상기 지문 센싱 모드가 활성화되는 지문 센싱 기간을 복수의 서브 기간들로 분할하고, 각각의 서브 기간 동안 상기 지문 센서 영역에 위치된 화소들 중 소정 간격으로 배치된 일부 화소들만을 점등하는 표시장치의 구동방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 표시장치는 적어도 상기 지문 센서 영역에 위치된 터치 센서층을 더 포함하며, 상기 터치 센서층으로부터의 터치 신호에 대응하여 상기 제어신호를 생성하는 표시장치의 구동방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 터치 센서층, 상기 광 센서층 및 상기 도광층은 상기 활성영역의 전체에 배치되며, 상기 터치 신호가 발생한 영역을 상기 지문 센서 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 터치 신호가 발생한 영역의 화소들 중 적어도 일부를 동시에 점등하여 상기 지문 센서 영역을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 지문 센싱 모드가 활성화되는 지문 센싱 기간의 초기에 상기 지문 센서 영역에 배치된 화소들 중 적어도 일부를 동시에 점등하여 상기 지문 센서 영역을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
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