KR20180062202A

KR20180062202A - 박막 평판형 광학 이미지 센서 및 광학 이미지 센서 내장형 평판 표시장치

Info

Publication number: KR20180062202A
Application number: KR1020160162214A
Authority: KR
Inventors: 류승만; 윤아라
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR102515292B1; US10565419B2; US20180150674A1; CN108133174B; CN108133174A

Abstract

본 발명은 지문 인식 센서와 같은 이미지 센서 및 이를 내장한 평판 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 박막 평판형 이미지 센서는, 커버 기판, 입광 소자, 출광 소자, 저 굴절층, 광원 및 광 센서를 포함한다. 커버 기판은, 센싱 영역이 정의되어 있다. 입광 소자는, 커버 기판 아래에서 일측변에 배치된다. 출광 소자는, 커버 기판 아래에서 센싱 영역에 대응하여 배치된다. 저 굴절층은, 입광 소자 및 출광 소자 하면에 부착된다. 광원은, 입광 소자 아래에 배치된다. 광 센서는, 입광 소자 아래에 배치된다.

Description

박막 평판형 광학 이미지 센서 및 광학 이미지 센서 내장형 평판 표시장치{Thin Flat Type Optical Imaging Sensor And Flat Panel Display Embedding Optical Imaging Sensor}

본 발명은 지문 인식 센서와 같은 이미지 센서 및 이를 내장한 평판 표시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 지향성 광을 제공하는 박막 평판형 광학 이미지 센서 및 그 광학식 이미지 센서를 내장한 평판 표시장치에 관한 것이다.

컴퓨터 기술의 발달에 따라 노트북 컴퓨터, 태블릿 피시(Tablet PC), 스마트폰(Smart Phone), 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine), 검색 안내 시스템 등과 같은 다양한 용도의 컴퓨터 기반 시스템(Computer Based System)이 개발되어 왔다. 이들 시스템에는 통상적으로 개인 사생활과 관련된 개인정보는 물론 영업정보나 영업기밀 등과 같이 비밀을 요하는 많은 데이터가 저장되어 있기 때문에, 이들 데이터를 보호하기 위해서는 보안을 강화해야 할 필요성이 있다.

이를 위해 종래부터 생체 정보를 인식할 수 있는 이미지 센서를 이용하여, 보안성을 강화하는 방법이 제안된 바 있다. 예를 들어, 손가락의 지문을 이용하여 시스템의 등록이나 인증을 수행함으로써 보안성을 강화할 수 있는 지문센서가 알려져 있다. 지문 센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서이다. 지문 센서는 광학식 지문 센서(Optical Fingerprint Sensor)와 정전용량식 지문 센서(Capacitive Fingerprint Sensor)로 크게 나누어진다.

광학식 지문 센서(Optical Fingerprint Sensor)는 내부에서 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원을 이용하여 빛을 조사하고 지문의 융선(ridge)에 의해 반사된 빛을 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 통해 감지하는 원리를 이용한 것이다. 광학식 지문 센서는 LED를 이용해서 스캔을 해야 하기 때문에 스캔을 위한 부가 장비가 필요하다. 광학적 부가 장비를 구성해야 하므로, 스캔 가능한 크기를 크게 하는 데에 한계가 있다. 따라서, 표시 장치와 결합하는 등 다양한 응용에는 한계가 있다.

종래의 광학식 지문센서로는 2006년 7월 26일자로 등록된 "지문인식 센서를 구비한 영상 표시장치"란 명칭의 대한민국 등록특허 10-0608171과, 2016년 4월 21일자로 공개된 "지문 인식 소자를 포함한 표시장치"란 명칭의 대한민국 공개특허공보 10-2016-0043216이 알려져 있다.

상기 대한민국 공개공보에 기재된 광학식 지문 센서를 구비하는 표시장치는, 표시장치의 표시 영역을 터치 영역 및 지문 인식 영역으로 동시에 사용할 수 있도록 구성하고 있다. 하지만, 지문 인식을 위한 센싱용 빛이 지향성(혹은, Directivity)이 현저히 낮은 확산광을 사용한다. 따라서, 정확한 지문의 패턴을 인식하는 데에는 한계가 있다. 지향성이 높은 레이저 적외선과 같은 시준광(Collimated Light)을 사용하는 경우, 넓은 면적에 걸쳐 센싱용 빛을 조사하기 어렵기 때문에, 지문 인식 영역의 크기가 극히 한정된다. 또한, 지향성이 높은 시준광을 넓은 스캔 면적에 적용하기 위해서는, 스캔 기능을 부가하여야 하므로, 휴대용 평판 표시장치에 적용하기가 어렵다.

따라서, 지문 인식 센서를 내장하는 표시 장치에서는 주로 정전 용량식 지문센서를 적용하는 예가 많다. 하지만, 정전 용량식 지문 센서도 많은 문제점이 있다.

정전 용량식 지문 센서(Capacitive Fingerprint Sensor)는 지문 센서와 접촉되는 융선(Ridge)과 골(Valley) 사이에 대전되는 전기량의 차를 이용한 것이다. 종래의 정전 용량식 지문 센서로는 2013년 11월 21일자로 공개된 "정전 용량식 센서 패키징(Capacitive Sensor Packaging)"이란 명칭의 미국 공개특허 공보 US 2013/0307818가 알려져 있다.

상기 미국 공보에 기재된 정전 용량식 지문센서는 특정 푸시 버튼(Push Button)과 결합한 어셈블리 형태로 구성되어 있으며, 용량성 플레이트와 사용자의 지문(융선과 골) 사이의 정전용량을 측정하기 위한 회로가 인쇄된 실리콘 웨이퍼를 포함한다. 일반적으로 인간 지문의 융선과 골은 대략 300㎛~500㎛의 크기로 매우 미세하기 때문에, 상기 미국 공보의 정전 용량식 지문 센서는 고해상도 센서 어레이와 지문인식 처리를 위한 IC(Integrated Chip) 제작이 필요하고, 이를 위해 센서 어레이와 IC을 일체로 형성할 수 있는 실리콘 웨이퍼를 이용하고 있다.

그러나, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 고해상도의 센서 어레이와 IC를 함께 형성할 경우, 푸시 버튼과 함께 지문 센서를 결합하기 위한 어셈블리 구조가 필요하게 되므로 구성이 복잡해 질 뿐 아니라 비 표시 영역(베젤영역)이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 푸시 버튼(예를 들면, 스마트폰의 홈키)과 지문센서가 중첩되게 형성되므로, 그 두께가 증가할 뿐 아니라 지문 센싱 영역이 푸시 버튼의 크기에 좌우되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 터치 센서 스크린의 영역을 지문식별 영역으로 이용하는 기술 등이 개발된 바 있다. 이러한 기술로서는 "지문식별용 용량성 터치센서(capacitive touch sensor for identifying a fingerprint)"란 명칭으로 2013년 10월 22일 등록된 미국 등록특허 제 US8,564,314호와, "지문인식 일체형 정전용량 터치 스크린"이란 명칭으로 2014년 8월 18일 등록된 대한민국 등록특허 제10-1432988호가 알려져 있다.

스마트 폰과 같은 개인 휴대용 표시장치에는 표시 패널 보호를 위한 보호 필름을 추가로 부착하는 경우가 많다. 상기와 같은 기술을 개인 휴대용 표시장치의 표시 영역을 지문 인식별 영역으로 적용하는 경우, 보호 필름을 부착하면, 지문 인식 기능이 현저히 저하될 수 있다. 일반적으로, 보호 필름을 부착하더라도 터치 기능은 그대로 사용할 수 있다. 하지만, 지문 인식은 아주 미세한 지문을 인식하여야 하기 때문에, 정전 용량의 미세한 변화를 감지해야 한다. 보호 필름의 두께가 아무리 얇더라도, 미세한 지문을 인식하는 데 필요한 정전 용량의 변화를 정확하게 감지하도록 하는 데에는 심각한 장애를 유발할 수 있다.

정전 용량식 지문센서를 내장한 표시 장치에서는 표시 장치의 겉 표면에 보호 필름 혹은 강화 유리를 부착하는 경우가 많은데, 이 경우 인식 능력이 현저히 저하될 수 있다. 따라서, 정전 용량식 지문 센서의 경우, 표시 기판의 두께에 대한 문제가 발생할 수 있다. 반면에, 광학식 지문 센서를 내장한 표시 장치에서는, 산란광을 사용하기 때문에 정확한 인식 능력이 어렵다. 정확한 인식 능력을 확보하기 위해 시준광을 사용하는 경우에는, 복잡하고 부피가 큰 광학 기구가 필요하므로 휴대성이 높은 평판용 표시 장치와 결합하기 어렵다.

본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 초 박막형 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 표시 패널의 표시 영역 전체 혹은 대부분 영역에서 이미지를 인식할 수 있는 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 지향성 광을 검출광으로 대면적에 고르게 제공하는 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 지향성 광을 사용함으로써, 검출 해상도와 민감도가 우수한 초 박막형, 대화면형 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 박막 평판형 이미지 센서는, 커버 기판, 입광 소자, 출광 소자, 저 굴절층, 광원 및 광 센서를 포함한다. 커버 기판은, 센싱 영역이 정의되어 있다. 입광 소자는, 커버 기판 아래에서 일측변에 배치된다. 출광 소자는, 커버 기판 아래에서 센싱 영역에 대응하여 배치된다. 저 굴절층은, 입광 소자 및 출광 소자 하면에 부착된다. 광원은, 입광 소자 아래에 배치된다. 광 센서는, 입광 소자 아래에 배치된다.

일례로, 광원과 광 센서는, 입광 소자에 대향하여, 커버 기판 아래에서 일측변의 중앙부에서 서로 인접하여 배치된다.

일례로, 광원은, 입광 소자에 대향하여, 커버 기판 아래에서 일측변의 일측 단부에 인접하여 배치된다. 광 센서는, 입광 소자에 대향하여, 커버 기판 아래에서 일측 단부에서 일정 거리 이격한 타측 단부에 인접하여 배치된다.

일례로, 광원은, 입광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 입사광을 제공한다. 입광 소자는, 입사광을 커버 기판의 내부 전반사각을 갖는 진행광으로 변환하여 커버 기판 내부로 제공한다. 출광 소자는, 진행광을 커버 기판의 표면에 대해 수직 방향으로 출사광을 제공한다.

일례로, 센싱 영역은, 커버 기판과 접촉하는 이미지 객체에 의해 반사되어 출광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 반사광을 제공한다. 출광 소자는, 반사광을 내부 전반사각을 갖는 역 진행광으로 변환하여 입광 소자로 제공한다. 입광 소자는, 역 진행광을 입광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 변환하여 광 센서로 제공한다.

일례로, 전반사각은, 커버 기판의 상부 표면과 저 굴절층의 상부 표면 사이에서 전반사 조건을 만족하는 입사각이다.

또한, 본 발명에 의한 이미지 센서 내장형 평판 표시장치는, 커버 기판, 입광 소자, 출광 소자, 저 굴절 층, 광원, 광 센서 및 표시 패널을 포함한다. 커버 기판은, 센싱 영역이 정의되어 있다. 입광 소자는, 커버 기판 아래에서 일측변에 배치된다. 출광 소자는, 커버 기판 아래에서 센싱 영역에 대응하여 배치된다. 저 굴절층은, 입광 소자 및 출광 소자 하면에 부착된다. 광원은, 입광 소자 아래에 배치된다. 광 센서는, 입광 소자 아래에 배치된다. 표시 패널은, 저 굴절층을 매개로 커버 기판의 하면에 합착되며, 표시 영역과 비 표시 영역이 정의되어 있다.

본 발명은 지향성(Directional) 광을 검출광으로 제공함으로써, 고 분해능의 이미지 인식 능력을 갖는 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공할 수 있다. 본 발명은, 홀로그래피 기술을 이용하여 시준된 적외선 레이저를 표시 패널의 표시 영역에 대응하는 대면적으로 확장시켜 검출광을 제공함으로써 대면적 인식이 가능한, 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공할 수 있다. 본 발명은, 기존의 평판 표시장치의 화면 위에 얇은 필름형상을 갖는 지향성 광을 검출광으로 제공함으로써, 초박형의 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 표시 장치의 제일 겉면에 부착되는 보호 기판 자체를 본 발명에 의한 지향성 광 기판의 커버 기판으로 사용할 수 있다. 더구나, 홀로그래피 필름을 이용하여 시준광을 대면적으로 확산 공급함으로써 초 박형 지향성 광 기판을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의한 광학식 이미지 인식 장치를 표시 장치와 결합해도 표시 장치의 두께가 두꺼워지지 않는다. 본 발명에 의한 광학식 이미지 인식 센서 내장형 평판 표시장치는, 이미지 인식 영역을 표시 패널의 표시 영역 내에서 자유롭게 설정할 수 있으므로, 다양한 제품으로 응용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치에 적용하는 지향성 광 유닛의 구조를 나타내는 도면.
도 2a는 광원에서 제공한 빛이 센싱 영역에서 출사광으로 변환되는 광 경로를 나타내는 단면도.
도 2b는 센싱 영역에 배치된 대상에 의해 반사된 센싱광을 광 센서가 수광하는 광 경로를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 지향성 광 유닛을 구비한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 지향성 광 유닛과 광 인식 센서를 포함하는 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치의 구조를 나타내는 평면도.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.

<제1 실시 예>

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치에 적용하는 지향성 광 유닛의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에서 상부 도면은 XZ 평면에서 바라본 측면도이고, 하부 도면은 위에서 XY 평면에서 바라본 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 지향성 광 유닛은, 지향성 광 기판(SLS), 광원(LS) 및 광 센서(SE)를 포함한다. 지향성 광 기판(SLS)은, 커버 기판(CP), 출광 소자(VHOE), 입광 소자(CHOE) 및 저 굴절층(LR)을 포함한다. 커버 기판(CP)은 대략 장방형의 사각 판상 모양으로, 길이와 폭 그리고 두께를 갖는다. 도 1에서는 길이는 X축, 폭은 Y축 그리고 두께는 Z축에 대응하여 표시한다.

지향성 광 유닛은 시준된(collimated) 광을 대면적으로 퍼트려 제공하는 광학 장치이다. 따라서, 광원(LS)은 시준된 빛을 제공하는 것이 바람직하다.

커버 기판(CP)의 하부 표면에는 출광 소자(VHOE)와 입광 소자(CHOE)가 면 부착되어 있다. 출광 소자(VHOE)는 이미지 검출을 위한 출사광(300)을 제공하는 광학 소자이다. 따라서, 출광 소자(VHOE)는 이미지를 검출 및 인식하는 영역에 대응하도록 배치된다. 예를 들어, 커버 기판(CP)의 정 중앙부 혹은 중앙부에서 약간 하변으로 치우쳐 정의된 이미지 인식 영역에 대응하여 배치된다.

입광 소자(CHOE)는 광원(LS)에서 제공하는 시준된 빛을 커버 기판(CP)에 대응하는 면적으로 퍼지면서 시준성을 갖도록 전환하는 광학 소자이다. 입광 소자는(CHOE) 이미지 인식과는 직접 관련이 없으므로, 출광 소자(VHOE)의 외측 영역에 배치하는 것이 바람직하다. 특히, 입광 소자(CHOE)는 광원(LS)과 대향하여 배치된다.

출광 소자(VHOE) 및 입광 소자(CHOE)는 동일 평면 상에 배치된다. 제조 공정을 고려하면, 하나의 필름 위에 출광 소자(VHOE)와 입광 소자(CHOE)의 영역을 나누어서 형성하는 것이 바람직하다. 출광 소자(VHOE)와 입광 소자(CHOE)는 홀로그래피 패턴을 포함하는 광학 소자일 수 있다. 이 경우, 출광 소자(VHOE)의 패턴을 갖는 마스터 필름과 입광 소자(CHOE)의 패턴을 갖는 마스터 필름을 각각 설정된 위치에 배치한 후, 하나의 홀로그래피 기록 필름에 두 홀로그래피 패턴을 동시에 복사할 수 있다.

출광 소자(VHOE) 및 입광 소자(CHOE)의 하부 표면에는 저 굴절층(LR)이 적층되어 있다. 저 굴절층(LR)은, 커버 기판(CP) 및 출광 소자(VHOE)보다 낮은 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 커버 기판(CP)은 굴절율이 1.5인 투명한 강화 유리로 만들 수 있다. 출광 소자(VHOE)와 입광 소자(CHOE)는 투명한 홀로그래피 기록 필름으로서 굴절율이 커버 기판(CP)과 동일하거나 조금 더 큰 값을 가질 수 있다. 여기서는, 편의상 출광 소자(VHOE)와 입광 소자(CHOE)의 굴절율은 커버 기판(CP)의 굴절율과 동일한 것으로 설정하였다. 저 굴절층(LR)의 굴절율은 인지하고자 하는 이미지 객체의 굴절율과 비슷한 것이 좋다. 예를 들어, 지문 인식에 적용하고자 하는 경우, 사람의 피부가 갖는 굴절율인 1.39와 유사한 1.4 정도의 굴절율을 가질 수 있다.

입광 소자(CHOE)의 하부 공간에는 입광 소자(CHOE)와 대향하도록 광원(LS)이 배치되어 있다. 광원(LS)은 레이저와 같이 시준성이 높은 빛을 제공하는 것이 바람직하다. 특히, 휴대용 표시장치에 지문 인식 기능을 내장하는 시스템에 적용하는 경우, 사람이 인지할 수 없는 빛인 적외선 레이저를 제공하는 것이 바람직하다.

광원(LS)에서 제공된 시준광(Collimated Light)은 입사광(100)으로서 일정한 단면적을 갖고 입광 소자(CHOE)에 정의된 입사점(IP)으로 제공된다. 입사광(100)은 입사점(IP)의 표면에 대해 법선 방향으로 입사하는 것이 바람직하다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 필요에 따라서는 입사점(IP) 표면의 법선에 대해 약간 기울어진 각도로 입사할 수도 있다.

입광 소자(CHOE)는 입사광(100)을 입사각을 갖는 진행광(200)으로 전환하여 커버 기판(CP)의 내부로 보낸다. 여기서, 입사각은 커버 기판(CP)의 내부 전반사 임계각(Internal Total Reflection Critical Angle)보다 큰 값을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 입사광(100)의 입사각, θ는 커버 기판(CP)의 상부 표면과 저 굴절층(LR) 사이에서 전반사를 만족하는 각도 값을 갖는다. 그 결과, 진행광(200)은 커버 기판(CP)의 내부에서 전반사를 하면서, 광량에 손실 없이, 커버 기판(CP)의 길이 방향인 +X축으로 진행한다.

출광 소자(VHOE)는 진행광(200)을 출사광(300)으로 전환하여 커버 기판(CP)의 상부 표면으로 굴절 시킨다. 특히, 전반사 진행하던 진행광(200)을 수직 방향으로 굴절하여 커버 기판(CP)의 상부 표면 밖으로 출광하는 출사광(300)으로 전환시킨다.

검출할 이미지가 커버 기판(CP) 위에 배치되지 않은 상태에서는, 출사광(300)은 커버 기판(CP)의 상부 표면을 투과한다. 즉, 이미지 검출 영역인 센싱 영역(SA)에 대상 물체가 접촉하지 않은 상태에서는, 출사광(300) 모두가 커버 기판(CP) 외부로 출광될 뿐이고, 이미지 검출 동작을 하지 않는다.

진행광(200)을 길이 방향 축과 두께 방향 축으로 이루어진 XZ 평면(혹은, '수직 평면') 상에서 보면, 입사광(100)의 시준된 상태를 그대로 유지한다. 반면에, 폭 방향 축과 길이 방향 축으로 이루어진 XY 평면(혹은, '수평 평면')에서는 확산각(φ)을 갖는 것이 바람직하다. 이는 이미지 검출 면적을 커버 기판(CP)의 면적에 대응하도록 설정하기 위함이다. 예를 들어, 출광 소자(VHOE)는 가급적, 광 출사부(LOT) 면적 전체에 대응하도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 확산각(φ)은 입사점(IP)에서 입광 소자(CHOE)와 대향하는 커버 기판(CP)의 타측변의 두 끝점을 각각 연결하는 두 선분이 이루는 내측 각도와 같거나 클 수 있다.

또한, 이미지를 인식하는 혹은 이미지를 검출하는 영역인 센싱 영역(SA)에 대응하여 확산되도록 확산각(φ)을 설정할 수도 있다. 예를 들어, 도 1에서 처럼, 커버 기판(CP)의 중앙부에 사각형 혹은 사다리꼴 형상으로 센싱 영역(SA)을 설정할 수 있다. 이 경우, 입사점(IP)에서 센싱 영역(SA)의 양측변 최대 지점을 연결하는 두 선분이 이루는 내측 각도를 확산각(φ)으로 설정할 수 있다.

입광 소자(CHOE)가 배치된 영역을 광 입사부(LIN)로 정의할 수 있다. 또한, 출광 소자(VHOE)가 배치된 영역을 광 출사부(LOT)로 정의할 수 있다. 광 입사부(LIN)과 광 출사부(LOT) 사이 공간은 광이 진행하는 광 진행부이다. 도 1에서 입광 소자(CHOE)가 광 입사부(LIN) 전체 영역을 덮도록 배치된 것으로 도시하였으나, 입사점(IP)의 크기보다 조금 더 큰 크기를 갖는 정도이어도 충분하다.

예를 들어, 광원(LS)에서 제공하는 시준된 빛의 단면적이 0.5mm x 0.5mm인 정원인 경우, 입광 소자(CHOE)는 커버 기판(CP)의 폭에 대응하는 길이와 3mm ~ 5mm정도의 폭을 가질 수 있다. 입광 소자(CHOE)는 커버 기판(CP)의 폭 방향으로 가로 질러 배치되거나, 폭 방향보다 짧은 길이를 갖고 광원(LS)과 대향하여 배치될 수 있다.

또한, 광원(LS)와 동일한 위치에, 광 센서(SE)가 배치될 수 있다. 광 센서(SE)는 출사광(300) 중에 이미지에 의해 반사된 검출광을 검출하기 위한 수단이다. 출사광(300) 중에서 이미지에 의해 반사된 광들은 반사광(400)이 되어 출광 소자(VHOE)로 되돌아 온다. 이 때, 반사광(400)은 출광 소자(VHOE)의 표면에 대해 수직 방향으로 진행한다.

도 1의 하부 도면에서 출사광(300)은 +Z 방향으로 진행하는 것으로서, 화살표의 화살 머리쪽으로 바라보는 모양으로서, 원형 내부에 외점이 표시된 기호로 나타내었다. 반사광(400)은 -Z 방향으로 진행하는 것으로서, 화살표의 꼬리쪽으로 바라보는 모양으로서, 원형 내부에 x가 표시된 기호로 나타내었다.

출광 소자(VHOE)로 입사된 반사광(400)은 진행광(200)과 동일한 경로를 갖되, 진행 방향이 반대인 역 진행광(500)이 된다. 역 진행광(500)은 진행광(200)과 동일한 입사각도인, θ를 갖고 광원(LS)을 향해 진행한다.

역 진행광(500)은 입광 소자(CHOE)로 입사된다. 입광 소자(CHOE)에 의해 역 진행광(500)은 검출광(600)으로 바뀐다. 검출광(600)은 입사광(100)과 동일한 경로를 갖되, 진행 방향이 반대이다. 검출광(600)은 광원(LS)과 동일 혹은 근처에 배치된 광 센서(SE)로 입사되어, 객체의 이미지를 재현한다.

이하, 도 2a 및 2b를 참조하여, 본 발명에 의한 지향성 광 유닛을 구비한 평판 표시장치에서 이미지를 인지하는 과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다. 도 2a는 광원에서 제공한 빛이 센싱 영역에서 출사광으로 변환되는 광 경로를 나타내는 단면도이다. 도 2b는 센싱 영역에 배치된 대상에 의해 반사된 센싱광을 광 센서가 수광하는 광 경로를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 의한 지향성 광 유닛을 구비한 평판 표시장치는, 평판 표시 장치(DP), 지향성 광 기판(SLS), 광원(LS) 그리고 광 센서(SE)를 포함한다.

광원(LS)에서 제공된 입사광(100)은 입광 소자(CHOE)의 입사점(IP)의 표면에 대해 법선 방향으로 입사한다. 여기서, 광원(LS)에서는 단일 입사광(100)을 제공할 수도 있지만, 일정 폭으로 분산된 입사광들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 입사광(100)은 제1 입사광(101), 제2 입사광(102) 및 제3 입사광(103)을 포함할 수 있다.

입광 소자(CHOE)는 이들 입사광들(101, 102, 103)을 입사각(θ)을 갖도록 굴절된 진행광들(201, 202, 203)로 전환하여 커버 기판(CP)의 내부로 보낸다.

진행광들(201, 202, 203)의 입사각(θ)은 입광 소자(CHOE)와 출광 소자(VHOE) 사이에서 지지하는 광학 필름(HOE)과 저 굴절층(LR)의 계면에서 전반사 임계각(T_HOE__LR)보다 큰 값을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 커버 기판(CP) 및 광학 필름(HOE)의 굴절율이 1.5이고, 저 굴절층(LR)의 굴절율이 1.4일 경우, 광학 필름(VHOE)과 저 굴절층(LR)의 계면에서의 전반사 임계각(T_HOE _{_} _LR)은 약 69도로 계산된다. 따라서, 입사각(θ)은 69도보다 큰 값을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 입사각(θ)은 70도 내지 75 중 어느 한 값을 갖도록 설정할 수 있다.

커버 기판(CP)의 상부 표면은 공기층(AIR)과 접촉하고 있으므로, 진행광들(201, 202, 203)은 커버 기판(CP)의 상부 표면에서 역시 전반사된다. 이는, 커버 기판(CP)과 공기층(AIR)의 계면에서의 전반사 임계각(T_{CP_AIR})은 약 41.4도이기 때문이다. 즉, 입사각(θ)이 광학 필름(HOE)과 저 굴절층(LR)의 계면에서의 전반사 임계각(T_HOE _{_} _LR)보다 큰 값을 가지면, 이는 항상 커버 기판(CP)과 공기층(AIR)의 계면에서의 전반사 임계각(T_{CP_AIR})보다 큰 값이다.

진행광들(201, 202, 203)은 공기층(AIR)과 저굴절층(LR) 사이에서 전반사 과정을 반복하면서, 입광 소자(CHOE)에서 출광 소자(VHOE)로 전파된다. 출광 소자(VHOE)에 의해 진행광들(201, 202, 203)은 출사광들(301, 302. 303)로 전환된다. 출광 소자(VHOE)는 입사각 θ를 갖는 진행광들(201, 202, 203)을 수직 방향으로 굴절시키는 홀로그래피 소자인 것이 바람직하다. 출광 소자(VHOE)는 커버 기판(CP)에서 설정된 센싱 영역(SA)에 대응하는 위치에 배치되어 있다.

센싱 영역(SA)에 손가락과 같은 이미지 객체(OBJ)가 배치된 경우, 출사광들(301, 302. 303)은 이미지 객체(OBJ)로 입사된다. 예를 들어, 이미지 객체(OBJ)가 지문일 경우, 융선부(R)와 골부(V)를 포함한다. 융선부(R)는 커버 기판(CP)과 밀착하는 반면, 골부(V)는 커버 기판(CP)과 밀착하지 않고, 일정 거리 이격되어 있다.

융선부(R)로 입사한 출사광들(301, 303)은 반사된 반사광들(401, 402)로 커버 기판(CP) 내부로 되돌아간다. 반면에, 골부(V)로 입사한 출사광(302)은 굴절되어 커버 기판(CP) 외부로 출광되어 소멸광(412)으로 없어진다. 실질적으로 아주 미세한 광량이 반사될 수 있으나, 이는 융선부(R)에서 반사된 반사광들(401, 402)보다는 광량이 매우 작아서 입사되지 않는 것과 다름없다.

반사광들(401, 402)은 커버 기판(CP)의 표면 및 출광 소자(VHOE)의 표면에 대해 수직 방향으로 재입사된다. 출광 소자(VHOE)로 재 입사된 반사광들(401, 402)은 진행광들(201, 203)과 동일한 경로를 역 방향으로 진행하는 역 진행광들(501, 503)로서 입광 소자(CHOE)의 방향으로 진행한다.

입광 소자(CHOE)로 재 입사된 역 진행광들(501, 503)은 입사광들(101, 103)과 동일한 경로를 역 방향으로 진행하는 검출광들(601, 603)로서 광원(LS)과 인접하여 배치된 광 센서(SE)로 입사된다. 광 센서(SE)는 검출광들(601, 603)을 받아들여, 반사된 부분과 반사되지 않은 부분들을 조합하여 객체의 이미지를 복원한다.

이하, 도 3을 더 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 지향성 광 유닛을 구비한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치의 평면 구조를 설명한다. 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 지향성 광 유닛을 구비한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치의 구조를 나타내는 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치는, 표시 패널(DP), 지향성 광 기판(SLS), 광원(LS) 및 광 센서(SE)를 포함한다. 표시 패널(DP)에는 표시 영역(AA)과 비 표시 영역(NA)이 정의되어 있다. 표시 영역(AA)은 표시 패널(DP)의 중앙부 대부분을 차지하고, 비 표시 영역(NA)은 표시 영역의 주변에 배치된다. 표시 영역(AA)에는, 표시 패널(DP)이 나타내고자 하는 영상을 표시하기 위한 다수 개의 화소 영역들이 매트릭스 방식으로 배열되어 있다. 비 표시 영역(NA)에는 표시 영역에 배치된 소자들을 구동하기 위한 소자들이 배치되어 있다.

지향성 광 기판(SLS)은, 일정 길이, 일정 폭 및 일정 두께를 갖는 얇고 넓은 판상형이다. 지향성 광 기판(SLS)의 길이와 폭은 표시 패널(DP)에 부착하기 충분한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시 패널(DP)의 전체 크기에 대응하는 것으로서, 동일한 크기를 가질 수도 있고, 약간 더 크거나 약간 더 작을 수도 있다. 지향성 광 기판(SLS)의 커버 기판(CP)을 표시 패널(DP)의 커버 기판으로도 사용하는 경우, 표시 패널(DP)보다 조금 더 큰 크기를 가질 수 있다.

도 3에서는, 편의상, 표시 패널(DP)과 지향성 광 기판(SLS)를 구분할 수 있도록 하기 위해, 지향성 광 기판(SLS)이 표시 패널(DP)보다 더 큰 크기로 도시하였다. 도 3에서, 표시 영역(AA)을 제외한 외부 영역은 모두 비 표시 영역(NA)으로 정의할 수 있다. 따라서, 표시 영역(AA)은 영상 정보 표시 기능 및 이미지 센싱 작업을 수행하는 영역이된다. 한편, 비 표시 영역(NA)에는 입광 소자(CHOE), 광원(LS) 및 광 센서(SE)들이 배치된다.

지향성 광 기판(SLS)은 표시 패널(DP)의 상부 표면에 면 합착하여 결합될 수 있다. 지향성 광 기판(SLS)은, 앞에서 설명했듯이, 커버 기판(CP), 입광 소자(CHOE), 출광 소자(VHOE) 및 저 굴절층(LR)을 포함한다. 저 굴절층(LR)이 표시 패널(DP)의 상부 표면과 면 합착되는 것이 바람직하다. 여기서, 표시 패널(DP)의 상부 표면은, 표시 패널(DP)에서 제공되는 영상 정보가 출광되는 면을 말한다. 즉, 사용자가 영상을 관람할 때 바라보는 표시 패널(DP)의 표면을 말한다.

광원(LS)이 표시 패널(DP)의 일측변 외측에 배치되어 있다. 입광 소자(CHOE)도 광원(LS)이 배치된 표시 패널(DP)의 일측변 외측에 배치되어 있다. 입광 소자(CHOE)는 광원(LS)에서 제공하는 입사광(100)을 진행광(200)으로 변환한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 지향성 광 기판(SLS)의 커버 기판(CP)에 설정된 센싱 영역(SA)으로 즉, 커버 기판(CP)의 상부 표면으로, 출사광(300)이 제공된다. 출사광(300) 중에서 일부는 외부로 방출되어 소멸되는 소멸광(410)이 되며, 나머지는 출광 패턴(VHOE)으로 재 입사되는 반사광(400)이 된다.

도 3에서 입사광(100) 및 출사광(300)은 +Z 방향으로 진행하는 것으로서, 화살표의 화살 머리쪽으로 바라보는 모양으로서, 원형 내부에 외점이 표시된 기호로 나타내었다. 반사광(400) 및 검출광(600)은 -Z 방향으로 진행하는 것으로서, 화살표의 꼬리쪽으로 바라보는 모양으로서, 원형 내부에 x가 표시된 기호로 나타내었다. 또한, 원형 내부에 외점과 x가 모두 표시된 기호는, 출사광(300)이 그대로 반사광(400)이 된 경우를 나타내었다. 마찬가지로, 소멸광(410)은 출사광(300)과 동일한 방향으로 소멸되므로, 출사광(300)과 동일한 기호로 표시하였다.

반사광(400)은 출광 패턴(VHOE)에 의해 역 진행광(500)으로 변환되어 입광 소자(CHOE)로 재 입사된다. 입광 소자(CHOE)로 재 입사되는 역 진행광(500)은 검출광(600)으로 변환되어 광 센서(SE)로 입사된다. 광 센서(SE)는 검출광(600)을 인지함으로써 이미지의 패턴을 재현(reproduce)할 수 있다.

제1 실시 예에서는, 광원(LS)과 광 센서(SE)가 동일한 위치에 배치된 경우에 대해 설명하였다. 광원(LS)에서는 점 광(Point Light)을 제공하지만, 진행광(200)으로 바뀌고, 다시 출사광(300)으로 바뀌면서, 센싱 영역(SA)에 대응하는 면 광(Surface Light)로 변환된다. 면 광이 다시, 반사광(400)으로 바뀌고, 다시 역 진행광(500)으로 바뀌어 광 센서(SE)로 되돌아 올 때에는, 점 광이 아니고, 소정의 면적을 갖는 면 광이 된다. 따라서, 광 센서(SE)는 광원(LS)의 주변에 배치되어 넓은 면적으로 배치되는 것이 바람직하다.

<제2 실시 예>

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 지향성 광 유닛과 광 인식 센서를 포함하는 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치의 구조를 나타내는 평면도이다.

본 발명의 제2 실시 예에서는 광원과 광 센서가 서로 다른 위치에 배치된 경우를 설명한다. 특히, 광원은 표시 패널의 일측변에서 일측 단부에 근접하여 배치되고, 광 센서는 표시 패널의 일측변에서 타측 단부에 근접하여 배치된 경우로 설명한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치는 기본적으로 제1 실시 예에 의한 것과 동일하다. 차이가 있다면, 제1 실시 예는 광원과 광 센서가 인접하여 혹은 동일한 위치에 배치되는 반면, 제2 실시 예는 광원과 광 센서가 서로 이격하여 배치된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 광학식 이미지 센서 내장형 평판 표시장치는, 표시 패널(DP), 지향성 광 기판(SLS), 광원(LS) 및 광 센서(SE)를 포함한다. 표시 패널(DP)에는 표시 영역(AA)과 비 표시 영역(NA)이 정의되어 있다. 표시 영역(AA)은 표시 패널(DP)의 중앙부 대부분을 차지하고, 비 표시 영역(NA)은 표시 영역의 주변에 배치된다. 표시 영역(AA)에는, 표시 패널(DP)이 나타내고자 하는 영상을 표시하기 위한 다수 개의 화소 영역들이 매트릭스 방식으로 배열되어 있다. 비 표시 영역(NA)에는 표시 영역에 배치된 소자들을 구동하기 위한 소자들이 배치되어 있다.

지향성 광 기판(SLS)은, 일정 길이, 일정 폭 및 일정 두께를 갖는 얇고 넓은 판상형이다. 지향성 광 기판(SLS)의 길이와 폭은 표시 패널(DP)에 부착하기 충분한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 지향성 광 기판(SLS)의 커버 기판(CP)을 표시 패널(DP)의 커버 기판으로도 사용하는 경우, 표시 패널(DP)보다 조금 더 큰 크기를 가질 수 있다.

입광 소자(CHOE)는 표시 패널(DP)의 일측변 외측에 배치되어 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)의 하단변 외측에 표시 패널(DP)의 폭에 대응하는 길이를 갖는 띠 형상으로 배치될 수 있다. 광원(LS)은 입광 소자(CHOE)와 대향하도록 배치된다. 특히, 입광 소자(CHOE)의 하면에서 표시 패널(DP) 일측변의 일측 단부에 인접하여 배치되어 있다. 광 센서(SE)도 입광 소자(CHOE)와 대향하도록 배치된다. 특히, 입광 소자(CHOE)의 하면에서 표시 패널(DP) 일측변의 타측 단부에 인접하여 배치되어 있다. 즉, 광원(LS)과 광 센서(SE)가 입광 소자(CHOE)의 하면에서 일정 거리 이격하여 배치된다.

광원(LS)에서 제공된 입사광(100)은 입광 소자(CHOE)에 의해 진행광(200)으로 변환된다. 진행광(200)은 지향성 광 기판(SLS)의 커버 기판(CP)에 설정된 센싱 영역(SA)으로 진행한다. 센싱 영역(SA)의 하면에는 출광 소자(VHOE)가 배치되어 있다. 진행광(200)은 출광 소자(VHOE)에 의해 출사광(300)으로 변환되어, 커버 기판(CP)의 상부 표면으로 제공된다. 출사광(300) 중에서 일부는 커버 기판(CP)과 밀착한 이미지 객체에 의해 반사된 반사광(400)으로 출광 소자(VHOE)로 되돌아간다. 출사광(300) 중에서 다른 일부는 이미지 객체가 접촉하지 않은 커버 기판(CP)을 통과하여 소멸되는 소멸광(410)이 된다.

도 4에서 입사광(100) 및 출사광(300)은 +Z 방향으로 진행하는 것으로서, 화살표의 화살 머리쪽으로 바라보는 모양으로서, 원형 내부에 외점이 표시된 기호로 나타내었다. 반사광(400) 및 검출광(600)은 -Z 방향으로 진행하는 것으로서, 화살표의 꼬리쪽으로 바라보는 모양으로서, 원형 내부에 x가 표시된 기호로 나타내었다. 또한, 원형 내부에 외점과 x가 모두 표시된 기호는, 출사광(300)이 그대로 반사광(400)이 된 경우를 나타내었다. 마찬가지로, 소멸광(410)은 출사광(300)과 동일한 방향으로 소멸되므로, 출사광(300)과 동일한 기호로 표시하였다.

반사광(400)은 출광 패턴(VHOE)에 의해 역 진행광(500)으로 변환되어 광 센서(SE)의 방향으로 전파된다. 역 진행광(500)은 광 센서(SE) 상면에 배치된 입광 소자(CHOE)로 재 입사된다. 입광 소자(CHOE)로 재 입사되는 역 진행광(500)은 검출광(600)으로 변환되어 광 센서(SE)로 입사된다. 광 센서(SE)는 검출광(600)을 인지함으로써 이미지의 패턴을 재현(reproduce)할 수 있다.

제2 실시 예에서는, 광원(LS)과 광 센서(SE)가 일정 거리 이격된 위치에 배치된 경우에 대해 설명하였다. 광원(LS)에서는 점 광(Point Light)을 제공하지만, 진행광(200)으로 바뀌고, 다시 출사광(300)으로 바뀌면서, 센싱 영역(SA)에 대응하는 면 광(Surface Light)로 변환된다. 면 광이 다시, 반사광(400)으로 바뀌고, 다시 역 진행광(500)으로 바뀌어 광 센서(SE)로 되돌아 올 때에는, 점 광이 아니고, 소정의 면적을 갖는 면 광이 된다. 따라서, 광 센서(SE)는 광원(LS)보다 넓은 면적으로 배치되는 것이 바람직하다.

출광 패턴(VHOE)는 진행광(200)을 역 진행광(500)으로 반사하는 기능을 하는 홀로그래픽 광학 소자이다. 따라서, 제2 실시 예를 나타내는 도 4에서 처럼, 진행광(200)과 역 진행광(500)은 마치 출광 패턴(VHOE)에 의해 반사된 것과 동일한 광 경로를 갖는다. 그러므로, 광원(LS)과 광 센서(SE)는 출광 패턴(VHOE)를 기준으로 대칭되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

DP: 표시 패널 SLS: 지향성 광 기판
CP: 커버 기판 CHOE: 입광 소자
VHOE: 출광 소자 SA: (이미지) 센싱 영역
LR: 저 굴절 층 LS: 광원
100: 입사광 200: 진행광
300: 출사광 400: 반사광
500: 역 진행광 600: 검출광

Claims

센싱 영역이 정의된 커버 기판;
상기 커버 기판 아래에서 일측변에 배치된 입광 소자;
상기 커버 기판 아래에서 상기 센싱 영역에 대응하여 배치된 출광 소자;
상기 입광 소자 및 상기 출광 소자 하면에 부착된 저 굴절 층;
상기 입광 소자 아래에 배치된 광원; 그리고
상기 입광 소자 아래에 배치된 광 센서를 포함하는 박막 평판형 이미지 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 광원과 상기 광 센서는,
상기 입광 소자에 대향하여, 상기 커버 기판 아래에서 상기 일측변의 중앙부에서 인접하여 배치된 박막 평판형 이미지 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은,
상기 입광 소자에 대향하여, 상기 커버 기판 아래에서 상기 일측변의 일측 단부에 인접하여 배치되며,
상기 광 센서는,
상기 입광 소자에 대향하여, 상기 커버 기판 아래에서 상기 일측 단부에서 일정 거리 이격한 타측 단부에 인접하여 배치된 박막 평판형 이미지 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은, 상기 입광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 입사광을 제공하고;
상기 입광 소자는, 상기 입사광을 상기 커버 기판의 내부 전반사각을 갖는 진행광으로 변환하여 상기 커버 기판 내부로 제공하며;
상기 출광 소자는, 상기 진행광을 상기 커버 기판의 표면에 대해 수직 방향으로 출사광을 제공하는 박막 평판형 이미지 센서.
제 4 항에 있어서,
상기 센싱 영역은, 상기 커버 기판과 접촉하는 이미지 객체에 의해 반사되어 상기 출광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 반사광을 제공하며;
상기 출광 소자는, 상기 반사광을 상기 내부 전반사각을 갖는 역 진행광으로 변환하여 상기 입광 소자로 제공하며;
상기 입광 소자는, 상기 역 진행광을 상기 입광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 변환하여 상기 광 센서로 제공하는 박막 평판형 이미지 센서.
제 4 항에 있어서,
상기 전반사각은,
상기 커버 기판의 상부 표면과 상기 저 굴절층의 상부 표면 사이에서 전반사 조건을 만족하는 입사각인 박막 평판형 이미지 센서.
센싱 영역이 정의된 커버 기판;
상기 커버 기판의 하면에서 일측변에 배치된 입광 소자;
상기 커버 기판의 하면에서 상기 센싱 영역에 대응하여 배치된 출광 소자;
상기 입광 소자 및 상기 출광 소자 하면에 적층된 저 굴절 층;
상기 입광 소자의 하면의 일부에 배치된 광원;
상기 입광 소자의 하면의 타부에 배치된 광 센서; 그리고
상기 저 굴절층을 매개로 상기 커버 기판의 하면에 합착된, 표시 영역과 비 표시 영역이 정의된 표시 패널을 포함하는 이미지 센서 내장형 평판 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 광원과 상기 광 센서는,
상기 입광 소자에 대향하여, 상기 커버 기판 아래에서 상기 일측변의 중앙부에서 인접하여 배치된 이미지 센서 내장형 평판 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 광원은,
상기 입광 소자에 대향하여, 상기 커버 기판 아래에서 상기 일측변의 일측 단부에 인접하여 배치되며,
상기 광 센서는,
상기 입광 소자에 대향하여, 상기 커버 기판 아래에서 상기 일측 단부에서 일정 거리 이격한 타측 단부에 인접하여 배치된 이미지 센서 내장형 평판 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 광원은, 상기 입광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 입사광을 제공하고;
상기 입광 소자는, 상기 입사광을 상기 커버 기판의 내부 전반사각을 갖는 진행광으로 변환하여 상기 커버 기판 내부로 제공하며;
상기 출광 소자는, 상기 진행광을 상기 커버 기판의 표면에 대해 수직 방향으로 출사광을 제공하는 이미지 센서 내장형 평판 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 센싱 영역은, 상기 커버 기판과 접촉하는 이미지 객체에 의해 반사되어 상기 출광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 반사광을 제공하며;
상기 출광 소자는, 상기 반사광을 상기 내부 전반사각을 갖는 역 진행광으로 변환하여 상기 입광 소자로 제공하며;
상기 입광 소자는, 상기 역 진행광을 상기 입광 소자의 표면에 대해 수직 방향으로 변환하여 상기 광 센서로 제공하는 이미지 센서 내장형 평판 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 내부 전반사각은,
상기 커버 기판의 상부 표면과 상기 저 굴절층의 상부 표면 사이에서 전반사 조건을 만족하는 입사각인 이미지 센서 내장형 평판 표시장치.