KR20190112624A - Display panel for providing sensing light to optical fingerprint sensor and fingerprint sensing system comprising thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시의 기술적 사상은 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 디스플레이 패널의 아래에 배치되는 광학식 지문 센서에 센싱 광을 제공하는 디스플레이 패널의 구조에 관한 것이다. The technical idea of the present disclosure relates to a display panel, and more particularly, to a structure of a display panel that provides sensing light to an optical fingerprint sensor disposed below the display panel.
최근 유무선 통신 기술 및 스마트 디바이스 관련 기술이 급속도로 발전함에 따라, 이를 안전하게 이용할 수 있는 보안 방법의 하나인 사용자 인증을 수행하기 위하여 사용자의 지문을 이용하는 방식이 증가하고 있다. 스마트 폰, 태블릿 PC 등과 같은 모바일 장치에 있어서 사용의 편리성 및 크기의 최적화를 위하여, 지문 센서가 터치 스크린(또는 디스플레이)에 탑재된 화면 내장형(On-display) 지문 센서가 요구되고 있다. 화면 내장형 지문 센서의 일 예로서 디스플레이 패널 하부에 구비되는 광학식 지문 센서가 있다. 디스플레이 패널 내의 OLED(Organic Light-Emitting Diode)가 광원으로서 동작하고, OLED 광원으로부터 발광된 광이 지문에 전달 및 반사되어 생성되는 광을 광학식 지문 센서가 포토 다이오드 등의 광 센서를 통해 읽어들여 지문 이미지를 생성할 수 있다.Recently, as wired / wireless communication technology and smart device related technology have been rapidly developed, a method of using a fingerprint of a user to perform user authentication, which is one of security methods that can safely use it, is increasing. In order to optimize the convenience and size of a mobile device such as a smart phone, a tablet PC, etc., an on-display fingerprint sensor having a fingerprint sensor mounted on a touch screen (or display) is required. An example of an on-screen fingerprint sensor is an optical fingerprint sensor provided under the display panel. The OLED (Organic Light-Emitting Diode) in the display panel operates as a light source, and the optical fingerprint sensor reads the light generated by the light emitted from the OLED light source to the fingerprint through the optical sensor such as a photodiode. Can be generated.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 광학식 지문 센서가 왜곡 및 훼손이 없는 지문 이미지를 생성할 수 있도록 하는 광 신호를 제공하는 디스플레이 패널 구조, 및 왜곡 및 훼손이 없는 지문 이미지를 생성하는 지문 센싱 시스템을 제공하는 데 있다. Problems to be solved by the technical idea of the present disclosure, a display panel structure for providing an optical signal that allows the optical fingerprint sensor to generate a fingerprint image free from distortion and damage, and fingerprint sensing to generate a fingerprint image free from distortion and damage To provide a system.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 실시예에 따른 광학식 지문 센서에 센싱 광을 제공하는 디스플레이 패널은, 윈도우 글래스, 상기 윈도우 글래스 아래에 배치되며, 광의 위상을 지연시키는 리타더(retarder), 상기 리타더 아래에 배치되는 편광판, 상기 편광판 아래에 배치되며, 각각이 광을 방출하는 복수의 화소들이 형성되는 화소 레이어, 및 상기 화소 레이어 아래에 배치되며, 상기 복수의 화소들 중 적어도 일부로부터 조사된 광이 상기 윈도우 글래스 상의 지문에 의해 산란되어 생성되는 상기 센싱광을 투과시키는 기판을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present disclosure, a display panel for providing sensing light to an optical fingerprint sensor according to an embodiment of the present disclosure includes a window glass and a retarder disposed under the window glass and retarding a phase of the light. A polarizer disposed below the retarder, a pixel layer disposed below the polarizer, and each pixel emitting light is formed, and disposed below the pixel layer and irradiated from at least some of the plurality of pixels. The light may include a substrate that transmits the sensing light generated by scattering by a fingerprint on the window glass.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널은, 기판 상에 배치되며, 복수의 화소들을 포함하는 화소 레이어, 상기 화소 레이어 상에 배치되는 편광 레이어, 상기 편광 레이어 상에 배치되는 윈도우 글래스, 및 상기 편광 레이어와 상기 윈도우 글래스 사이에 개재되며, 상기 복수의 화소들 중 적어도 일부로부터 방출되어 상기 윈도우 글래스 방향으로 조사된 광이 상기 윈도우 글래스의 일 면으로부터 반사된 계면 반사광을 차단하는 필터를 포함할 수 있다. The display panel according to the embodiment of the present disclosure for solving the technical problem, is disposed on a substrate, a pixel layer including a plurality of pixels, a polarization layer disposed on the pixel layer, is disposed on the polarization layer A window glass interposed between the polarizing layer and the window glass, the light emitted from at least some of the plurality of pixels and irradiated in the window glass direction to block the interface reflected light reflected from one surface of the window glass; It may include a filter.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 실시예에 따른 지문 센싱 시스템은, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광이 지문에 산란 반사되어 생성되는 센싱 광을 기초로 지문 이미지를 생성하는 지문 센서를 포함하고, 상기 디스플레이 패널은, 광을 방출하는 복수의 화소들을 포함하는 화소 레이어, 상기 화소 레이어 상에 배치되는 편광판, 상기 편광판 상에 배치되며, 광의 위상을 45도 지연시키는 리타더, 및 상기 리타더 상에 배치되는 윈도우 글래스를 포함할 수 있다.Fingerprint sensing system according to an embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, a fingerprint sensor for generating a fingerprint image based on the sensing light generated by the scattered and reflected light from the display panel and the fingerprint panel; The display panel includes: a pixel layer including a plurality of pixels emitting light, a polarizer disposed on the pixel layer, a retarder disposed on the polarizer and delaying a phase of light by 45 degrees, and the retarder. It may include a window glass disposed on the further.
본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널에 따르면, 손가락의 상태에 따라 광량이 변화되는 계면 반사광이 디스플레이 패널 아래에 구비되는 광학식 지문 센서로 입사되는 것이 차단되며, 지문의 골 또는 융선에 부딪혀 산란된 산란 반사광이 지문 센서로 입사될 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널을 구비하는 지문 센싱 시스템은 산란 반사광을 기초로 지문 이미지를 생성함으로써 디스플레이 패널에 접촉되는 손가락의 상태에 관계없이 왜곡 훼손이 없는 지문 이미지를 생성할 수 있다. According to the display panel according to the embodiment of the present disclosure, interfacial reflection light whose light amount changes according to the state of the finger is blocked from being incident to the optical fingerprint sensor provided below the display panel, and scattered by scattering by hitting the valley or ridge of the fingerprint Reflected light may be incident on the fingerprint sensor. Accordingly, the fingerprint sensing system including the display panel according to the exemplary embodiment of the present disclosure may generate the fingerprint image without distortion damage regardless of the state of the finger in contact with the display panel by generating the fingerprint image based on the scattered reflected light. .
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널을 포함하는 지문 센싱 시스템의 일 예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 수직 단면도의 일 예이다.
도 3a는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널에서, 계면 반사광이 제거되는 경로를 나타내며, 도 3b는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 산란 반사광이 지문 센서에 입사되는 경로를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 지문 센서의 일 예를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 비교예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 손가락의 상태에 따른 광학적 지문 이미지의 변화를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 생성되는 지문 이미지 및 비교예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 생성되는 지문 이미지를 비교 설명하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 패널의 구조를 예시적으로 나타내는 수직 단면도이다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널을 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 스마트폰을 나타내는 도면이다.1 is a structural diagram illustrating an example of a fingerprint sensing system including a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2 is an example of a vertical cross-sectional view of a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3A illustrates a path through which interfacial reflected light is removed in a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 3B illustrates a path through which scattered reflected light is incident on a fingerprint sensor in a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
4 illustrates an example of a fingerprint sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
5A and 5B illustrate a change in an optical fingerprint image according to a finger state in a fingerprint sensing system to which a display panel according to a comparative example of a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure is applied.
6 is a diagram illustrating a comparison between a fingerprint image generated in a fingerprint sensing system to which a display panel is applied according to an embodiment of the present disclosure and a fingerprint image generated from a fingerprint sensing system to which a display panel is applied according to a comparative example.
7A to 7C are vertical cross-sectional views illustrating a structure of a display panel according to embodiments of the present disclosure.
8 is a diagram illustrating an electronic device including a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
9 is a diagram illustrating a smartphone according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널을 포함하는 지문 센싱 시스템의 일 예를 나타내는 구조도이다.1 is a structural diagram illustrating an example of a fingerprint sensing system including a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
지문 센싱 시스템(10)은 스마트폰 (smart phone), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC(Personal Computer), PDA(Personal Digital Assistant), EDA (Enterprise Digital Assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(Portable Multimedia Player), PND(Portable Navigation Device), 스마트 보안 장치, 도어 락, 스마트 가전 기기, 웨어러블 디바이스, 사물 인터넷(internet of things(IoT)) 장치, 만물 인터넷 (internet of everything(IoE)) 장치, 드론(drone), 또는 e-북(e-book) 등의 전자 장치에 탑재될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 지문 센싱 시스템(10)은 디스플레이 기능, 및 지문 인식 기능을 갖는 다양한 종류의 전자 장치에 탑재될 수 있다. The
도 1을 참조하면, 지문 센싱 시스템(10)은 디스플레이 패널(100) 및 지문 센서(200)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 지문 센서(200)의 상부에 배치될 수 있다. 지문 센서(200)는 수신되는 광을 이미지 센서를 통해 센싱함으로써, 지문 이미지를 생성하는 광학적 방식의 지문 센서이다. 지문 센서(200)는 디스플레이 패널(100)로부터 방출된 광이 지문의 융선(ridge) 및 융선 사이의 골(valley)에 의해 반사된 광을 센싱하고, 센싱 신호를 재건(reconstruction)하여 지문 이미지를 생성할 수 있다. 이러한 광학식 지문센서는 카메라 지문센서로 지칭될 수 있다. Referring to FIG. 1, the
디스플레이 패널(100)은 다양한 종류의 디스플레이 패널이 적용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 디스플레이 패널(100)은 하나 또는 다수의 칼라들을 갖는 광을 방출하는 OLED(Organic Light-Emitting Diode)가 형성된 OLED 레이어를 포함하는 OLED 디스플레이 패널일 수 있다. 그러나, 본 개시의 실시예는 이에 국한될 필요가 없으며, 본 개시의 실시예에 따른 지문 센싱 시스템(10)은 LED(light emitting diode) 디스플레이 패널, AMOLED(active-matrix OLED) 디스플레이 패널, 또는 일반 백라이트나 OLED를 이용하여 디스플레이 동작을 수행하는 LCD(liquid crystal display) 패널 등 다양한 종류의 디스플레이 패널에 해당할 수 있다. 또는, 상기한 디스플레이 패널들 이외에도, 디스플레이 패널의 광원으로부터의 광이 지문에 반사되어 디스플레이 패널의 백 플레인(back plane) 방향(또는, 지문 센서(120) 방향)으로 전달되는 경우, 해당 디스플레이 패널이 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)로 적용될 수도 있다. As the
본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 윈도우 글래스(110), 위상 지연 레이어(120), 편광 레이어(130), 화소 레이어(140) 및 기판(150)을 포함할 수 있다. 이 외에도, 디스플레이 패널(100)은 상기 구성 요소들 사이에 개재되는 다른 레이어들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 디스플레이 패널(100)은 터치 전극 층, 포스 전극 층 등을 더 포함할 수 있다. The
디스플레이 패널(100)은 기판(150) 상에 화소 레이어(140), 편광 레이어(130), 위상 지연 레이어(130) 및 윈도우 글래스(110)가 적층된 구조를 가질 수 있다. 편광 레이어(130)(또는 편광기라고 함)는 입사되는 광, 예컨대 화소 레이어(140)로부터 조사되는 광 또는 위상 지연 레이어(120)(또는 위상지연기라고 함)로부터 조사되는 입사광의 성분들 중 지정된 위상 축(예컨대 90도 방향)으로만 진동하는 성분만을 투과시킴으로써, 입사광을 편광시킬 수 있다. 편광 레이어(130)는 선편광기를 구성하거나 또는 선편광 및 위상 지연기를 구성할 수 있다. The
위상 지연 레이어(120)는 입사되는 광, 예컨대 편광 레이어(140)로부터 조사되는 광 또는 윈도우 글래스(110)로부터 조사되는 광의 위상을 λ*(N/4) (N은 1, 3, 5, 7) 지연시킬 수 있다. 예컨대, 위상 지연 레이어(120)는 입사되는 광의 위상을 45도(즉, λ/4) 지연시킬 수 있다. 위상 지연 레이어(120)가 편광 레이어(130)와 윈도우 글래스(110) 사이에 개재됨으로써, 화소 레이어(140)로부터 조사된 광이 윈도우 글래스(110)의 상면에서 계면 반사되어 생성되는 계면 반사광이 기판(150) 방향으로 입사되는 것은 차단되고, 화소 레이어(140)로부터 발광된 광이 지문의 골 또는 융선에 부딪혀 생성되는 산란 반사광만이 기판(150) 방향으로 입사될 수 있다. 이에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 보다 상세하게 후술하기로 한다. The
한편, 지문 센서(200)는 반도체 칩 또는 반도체 패키지로 구현되어 디스플레이 패널(10)의 일 면에 부착될 수 있다. 지문 센서(200)는 CIS(CMOS Image Sensor) 또는 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 이미지 센서로 구현될 수 있으며, 복수의 센싱 화소(PXS)(즉, 수광 화소)를 포함하는 화소 어레이(210)를 포함할 수 있다. 화소 어레이(210)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. 이하의 설명에서, 센싱 화소(PXS) 내의 광전 변환 소자는 포토 다이오드로 구현되는 것으로 가정한다. The
지문 센서(200)는 디스플레이 패널(100) 상에 접촉하거나 가까이 위치한 지문을 센싱한다. 본 개시의 실시예들에 따른 지문 센싱 시스템(10)이 탑재된 장치에서, 지문 인식을 위한 별도의 버튼이 탑재될 필요 없이 디스플레이 패널(10) 상에 지문이 접촉(또는 근접)되면 상기 지문이 인식될 수 있다. 예컨대, 사용자의 지문이 디스플레이 패널(100)의 윈도우 글래스(110) 상에 놓여질 때, 디스플레이 패널(100) 내의 OLED 로부터의 광이 광원이 되어 사용자의 지문으로 전달 및 산란 반사되고, 산란 반사된 광은 디스플레이 패널(100)의 기판(150)을 투과하여 지문 센서(200)의 화소 어레이(210)로 전달될 수 있다. The
센싱 화소(PXS)는 지문의 서로 다른 영역에 의해 산란 반사된 광을 센싱하며, 센싱된 광에 대응하는 전기 신호를 발생한다. 각각의 센싱 화소(PXS)는 지문의 융선(ridge)에 산란 반사된 광에 대응하는 전기 신호를 발생하거나, 융선 사이의 골(valley)에 산란 반사된 광에 대응하는 전기 신호를 발생할 수 있다. 광이 반사된 지문의 형태에 따라 포토 다이오드에서 센싱된 광량은 달라질 수 있으며, 센싱된 광량에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 전기 신호가 생성될 수 있다. 즉, 다수의 센싱 화소(PXS)로부터의 전기 신호는 각각 명암 정보(또는, 이미지 정보)를 포함할 수 있으며, 상기 전기 신호에 대한 처리 동작을 통해 각 센싱 화소(PXS)에 대응하는 영역이 융선인지 또는 골인지가 판단될 수 있으며, 판단된 정보를 조합함으로써 전체적인 지문 이미지가 구성될 수 있다. The sensing pixel PXS senses light scattered and reflected by different areas of the fingerprint and generates an electrical signal corresponding to the sensed light. Each sensing pixel PXS may generate an electrical signal corresponding to scattered and reflected light on a ridge of a fingerprint, or generate an electrical signal corresponding to scattered and reflected light on a valley between the ridges. The amount of light sensed by the photodiode may vary according to the shape of the fingerprint on which light is reflected, and electrical signals having different levels may be generated according to the amount of light sensed. That is, the electrical signals from the plurality of sensing pixels PXS may include contrast information (or image information), respectively, and regions corresponding to the sensing pixels PXS are ridged through processing of the electrical signals. Recognition or valleys can be determined and the overall fingerprint image can be constructed by combining the determined information.
한편, 도 1에서는 디스플레이 패널(100) 전체 영역에 대해 지문 센서(200)의 화소 어레이(210)가 대응하는 것으로 도시되었으나, 본 개시의 실시예는 이에 국한될 필요가 없다. 일 예로서, 디스플레이 패널(100)의 일부의 영역에 대해서만 화소 어레이(210)가 대응할 수도 있으며, 이에 따라 디스플레이 패널(100)의 특정 영역에 사용자의 지문이 위치한 경우 상기 지문이 센싱될 수도 있을 것이다. Meanwhile, in FIG. 1, the
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 수직 단면도의 일 예이다. OLED 디스플레이 패널을 예로서 설명하기로 한다. 2 is an example of a vertical cross-sectional view of a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure. An OLED display panel will be described as an example.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(100a)은 기판(150), OLED 화소 레이어(140a), 편광 레이어(130a), 위상 지연 레이어(120) 및 윈도우 글래스(110)가 적층된 구조를 가진다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 각 구성들의 적층 순서가 유지되는 범위에서, 각 구성들 사이에 다른 레이어들이 개재될 수 있다. Referring to FIG. 2, the
본 실시예에 따른 디스플레이 패널(100a)에서, 편광 레이어(130a) 상부, 그리고 윈도우 글래스(110)의 하부에 위상 지연 레이어(120)가 적층될 수 있으며, 위상 지연 레이어(120)는 제1 접착 레이어(11) 및 제2 접착 레이어(12)에 의해 디스플레이 패널(100a)에 부착될 수 있다. 예컨대, 제1 접착 레이어(11) 및 제2 접착 레이어(12)는 OCR(Optical Clear Resin), OCA(optically clear adhesive) 등과 같은 투명한 광학용 접착 소재로 형성될 수 있다. In the
기판(150)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등의 투명 절연성 소재로 형성될 수 있다. 실시예에 있어서, 기판(150)은 가용성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 기판(150)의 일 면(151)에 화소들에 신호를 인가하는 TFT(Thin Film Transistor) 백플레인이 형성될 수 있다. 기판(150) 상에 OLED 화소 레이어(140a)가 형성될 수 있으며, OLED 화소 레이어(140a)는 OLED를 구성하는 전극들 및 유기물층을 포함할 수 있다. The
OLED 화소 레이어(140a) 상에 편광 레이어(130a)가 형성될 수 있으며, 편광레이어(130a)는 선편광기(131)(Linear Polarizer) 및 리타더(132)(retarder)를 포함할 수 있다. 리타더(132)는 입사되는 광의 위상을 45도 지연시킬 수 있다. 선 편광기(131)는 입사되는 광의 성분들 중 일 방향, 예컨대 90도 방향으로만 진동하는 성분만을 투과시킴으로써, 입사되는 광을 선편광시킬 수 있다. 이와 같이, 선편광기(131) 및 위상을 45도 지연시키는 리타더(132)로 구성되는 편광 레이어(130a)는 원편광기(circular polarizer)로 지칭될 수 있다. The
편광 레이어(130a) 상에 위상 지연 레이어(120)가 형성될 수 있으며, 편광 레이어(130a)는 입사되는 광의 위상을 45도 지연시키는 리타더일 수 있다. 편광 레이어(130a) 상에는 디스플레이 패널(100a)을 외부로부터 보호하기 위한 윈도우 글래스(110)가 배치될 수 있다. The
도 2의 디스플레이 패널(100a)의 광학적 구성에 있어서, 편광 레이어(130a)의 선편광기(131)는 리타더(132)와 위상 지연 레이어(120)의 사이에 개재되며, 위상 지연 레이어(120)는 선편광기(131)와 윈도우 글래스(110) 사이에 개재된다. 이러한 구조에 있어서, 위상 지연 레이어(120)는 OLED 화소 레이어(140a)로부터 조사되는 광이 윈도우 글래스(110)의 일 면과 외부 공기층 간의 계면에 반사된 계면 반사광을 제거하는 필터로서 기능할 수 있다.In the optical configuration of the
도 3a는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널에서, 계면 반사광이 제거되는 경로를 나타내며, 도 3b는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 산란 반사광이 지문 센서에 입사되는 경로를 나타낸다. 3A illustrates a path through which interfacial reflected light is removed in a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 3B illustrates a path through which scattered reflected light is incident on a fingerprint sensor in a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 3a를 참조하면, 화소 레이어(140)의 복수의 화소들 중 적어도 일부 화소로부터 방출되는 방출 광(EL)은 편광 레이어(130)의 리타더(132)를 통과하면서, 위상이 지연될 수 있다. 예컨대, 리타더(132)는 방출 광(EL)의 위상을 45도 지연시킬 수 있다. Referring to FIG. 3A, the emission light EL emitted from at least some of the plurality of pixels of the
리타더(132)로부터 출력되는 광(EL1)은 선편광기(131)로 입사될 수 있다. 선편광기(131)는 광(EL1)의 성분들 중 위상 축의 90도 방향으로 진동하는 성분만을 투과시킬 수 있다. 이에 따라서, 선평광기(131)로부터 출력되는 광(EL2)은 90도 방향으로 진동할 수 있다. The light EL1 output from the
위상 지연 레이어(120), 즉 광의 위상을 45도 지연시키는 리타더는 90도의 선편광을 가지는 광(EL2)의 편광 상태를 45도 지연시킬 수 있다. 이에 따라서, 위상 지연 레이어(120)로부터 135도의 원편광을 가지는 광(EL3)이 출력될 수 있다. The
위상 지연 레이어(120)로부터 출력된 광(EL3)은 윈도우 글래스(110)의 일 면(111)과 공기층 간의 급격한 굴절률, 즉 계면의 굴절률에 의하여 계면 반사될 수 있다. 계면 반사광(RL)은 135도의 위상을 가질 수 있다. 계면 반사광(RL)은 위상 지연 레이어(120)로 입사될 수 있으며, 위상 지연 레이어(120)는 계면 반사광(RL)의 위상을 45도 지연시킬 수 있다. 이에 따라서 위상 지연 레이어(120)로부터 180도의 선편광을 가지는 광(RL1)이 출력될 수 있다. The light EL3 output from the
위상 지연 레이어(1230)로부터 출력되는 광(RL1)은 선편광기(131)로 입사될 수 있다. 그러나, 선편광기(131)는 입사되는 광, 즉 광(RL1)의 위상 축의 90도 방향으로 진동하는 성분만을 투과시킬 수 있다. 그런데, 광(RL1)은 180도 방향으로 진동하므로, 광(RL1)은 선편광기(131)를 투과할 수 없다. 이러한 광학적 메커니즘에 따라서 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)에서 계면 반사된 반사 광(RL)이 차단될 수 있다. Light RL1 output from the phase delay layer 1230 may be incident to the
도 3b를 참조하면, 화소 레이어(140)의 복수의 화소들 중 적어도 일부 화소로부터 방출되는 방출 광(EL)은 도 3a를 참조하여 설명한 바와 같이, 편광 레이어(130) 및 위상 지연 레이어(120)를 투과할 수 있다. 위상 지연 레이어(120)로부터 출력되는 광(EL3)은 윈도우 글래스(110)의 일 면(111)과 공기층 간의 면, 즉 계면을 투과하여 지문(FP)의 골 또는 융선에 부딪히고, 이에 따라서 산란 반사될 수 있다. 산란 반사광(SL)은 위상 지연 레이어(120)로부터 출력되는 광(EL3)과같이 특정 방향으로만 진동하는 것이 아니라 모든 방향으로 진동할 수 있다. Referring to FIG. 3B, the emission light EL emitted from at least some of the plurality of pixels of the
산란 반사광(SL)은 윈도우 글래스(110)로 입사되며, 윈도우 글래스(110)로 입사된 광(SL1)은 위상 지연 레이어(120)를 통과하면서 위상이 45도 지연될 수 있다. The scattered reflected light SL is incident on the
위상 지연 레이어(120)로부터 출력되는 광(SL2)은 선편광기(131)로 입사될 수 있다. 선편광기(131)는 광(SL2)의 성분들 중 위상 축의 90도 방향으로 진동하는 성분만을 투과시킬 수 있다. 이에 따라서, 선평광기(131)로부터 출력되는 광(SL3)은 90도 방향으로 진동할 수 있다. Light SL2 output from the
선평광기(131)로부터 출력되는 광(SL3)은 리타더(131)로 입사되고, 리타더(131)는 90도의 선편광을 가지는 광(SL3)의 편광 상태를 45도 지연시킬 수 있다. 이에 따라서, 리타더(131)로부터 135도의 원편광을 가지는 광(SL4)이 출력될 수 있다. The light SL3 output from the
편광 레이어(140)로부터 출력되는 광(SL4)은 화소들(PX) 간의 슬릿을 통해 화소 레이어(140)를 투과하고, 이어서 기판(도 1의 150)을 투과하라 수 있다. 기판을 투과한 광(SL5)은 지문 센서(200)로 제공될 수 있다. 실시예에 있어서, 지문 센서(200)의 상부에는 광을 모으는 집광부가 위치할 수 있다. 지문 센서(200)의 화소 어레이(210)는 광(SL5), 즉 센싱 광을 수신하고, 센싱 광에 대응하는 전기적 신호를 생성할 수 있다. 독출 회로(220)는 화소 어레이(210)로부터 센싱 신호들을 수신하고, 센싱 신호를 기초로 지문 이미지를 생성할 수 있다. The light SL4 output from the
한편, 도 3a 및 도 3b에서는, 편광 레이어(130)가 선편광기(131) 및 리타더(132)를 포함하였다. 그러나, 이는 일 예일 뿐이며, 편광 레이어(130)는 선편광기(131) 만을 포함하거나 또는 선편광기(131) 및 리타더(132) 외에 다른 위상 변환기를 더 포함할 수도 있다. 3A and 3B, the
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 지문 센서의 일 예를 나타낸다. 4 illustrates an example of a fingerprint sensor according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 지문 센서(200)는 화소 어레이(210), 독출 회로(220) 및 집광부(230)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
집광부(230)는 지문 센서(200)로 입사되는 센싱광(L), 예컨대 산란 반사광(도 3b의 SL)을 모으거나 또는 수신할 수 있다. 센싱광(L)은 집광부(230)를 통과하여 화소 어레이(210)로 입사될 수 있다. 비제한적으로, 집광부(230)는 복수의 핀 홀들을 포함하는 핀 홀 마스크, 초박형 렌즈 등으로 구현될 수 있다. The
화소 어레이(210)는 복수의 센싱 화소들(즉, 수광 화소들)을 포함할 수 있으며, 복수의 센싱 화소들 각각은 센싱광, 예컨대 산란 반사광(RL)을 센싱하며, 센싱된 광에 대응하는 전기 신호, 즉 센싱 신호를 발생할 수 있다. The
독출 회로(220)는 화소 어레이(210)의 복수의 센싱 화소들로부터 제공되는 센싱 신호들을 수신하고, 센싱 신호들에 대한 처리 동작을 통해 지문 이미지(FPI)를 생성할 수 있다. The
독출 회로(220)는 센싱 회로(221), 컨트롤러(222), 신호 처리기(223), 버퍼(224), 인터페이스(225)를 포함할 수 있다.The
센싱 회로(221)는 화소 어레이(210)로부터 센싱 신호들을 수신하고, 수신된 센싱 신호들을 디지털 센싱 신호들로 변환할 수 있다. 센싱 회로(221)는 신호 증폭기를 포함할 수 있으며, 신호 증폭기는 화소 어레이(210)로부터 수신되는 센싱 신호들의 레인지를 증가시킬 수 있다. 또한, 센싱 회로(221)는 복수의 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 복수의 아날로그-디지털 변환기 각각은 화소 어레이(210)에 연결된 각 채널 중 대응하는 채널로부터 제공되는 센싱 신호를 디지털 센싱 신호로 변환할 수 있다. 변환된 센싱 신호는 신호 처리기(223)에 제공되거나, 또는 버퍼(234)에 임시 저장된 후, 신호 처리기(223)에 제공될 수 있다. The
버퍼(224)는 센싱 회로(221)로부터 제공되는 변환된 센싱 신호를 임시 저장할 수 있다. 버퍼(224)는 또한 지문 센서(200)의 동작을 위하여 설정된 다양한 종류의 설정값, 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 버퍼(224)는 휘발성 메모리(volatile memory) 또는 불휘발성 메모리(nonvolatile memory) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 불휘발성 메모리는 ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FRAM (Ferroelectric RAM) 등을 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 DRAM (Dynamic RAM), SRAM (Static RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), RRAM (Resistive RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM) 등을 포함할 수 있다.The
신호 처리기(223)는 변환된 센싱 신호들을 기초로 지문 이미지(FPI)를 생성할 수 있다. 신호 처리기(223)는 다양한 영상 처리 기법을 기초로 변환된 센싱 신호들에 대하여 영상 처리를 수행함으로써, 지문 이미지(FPI)를 생성할 수 있다.The
컨트롤러(222)는 지문 센서(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(222)는 센싱 회로(221)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 실시예에 있어서, 지문 센서(200)는 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 구동 회로와 동기되어 동작할 수 있으며, 컨트롤러(222)는 인터페이스(225)를 통해 호스트(예컨대 어플리케이션 프로세서) 또는 디스플레이 구동 회로로부터 타이밍 제어를 위한 신호들을 수신할 수 있다. 컨트롤러(222)는 지문 이미지(FPI)를 인터페이스(225)를 통해 호스트로 송신할 수 있다. The
인터페이스(225)는 RGB 인터페이스, CPU 인터페이스, 시리얼 인터페이스(serial interface), MDDI(Mobile display digital interface), I2C(inter integrated circuit) 인터페이스, SPI(serial pheripheral interface), MCU(micro controller unit) 인터페이스, MIPI(Mobile industry processor interface), eDP(embedded displayport) 인터페이스, D-sub(D-subminiature), 광 인터페이스(optical interface), D-sub(D-subminiature) 또는 HDMI(high definition multimedia interface) 중 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(225)는 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure Digital) 카드, MMC(multi-media card) 인터페이스 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스(225)는 이 외에도 다양한 직렬 또는 병렬 인터페이스를 포함할 수 있다.The
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 비교예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 손가락의 상태에 따른 광학적 지문 이미지의 변화를 설명하는 도면이다. 5A and 5B illustrate a change in an optical fingerprint image according to a finger state in a fingerprint sensing system to which a display panel according to a comparative example of a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure is applied.
도 1 내지 도 3b를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100, 100a)은 위상 지연 레이어(120)가 윈도우 글래스(110)과 편광 레이어(130) 사이에 개재되며, 이러한 광학적 구조에 기인하여, 화소들로부터 발광된 광이 윈도우 글래스와 공기층의 계면에 반사되어 생성되는 계면 반사광이 지문 센서로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 그러나, 비교예에 따른 디스플레이 패널은 위상 지연 레이어(120)를 구비하지 않으며, 이에 따라서, 지문 센서는 계면 반사광을 수신할 수 있으며, 계면 반사광을 기초로 지문 이미지를 생성할 수 있다.As described above with reference to FIGS. 1 to 3B, in the
도 5a를 참조하면, 화소 레이어로부터 방출된 광(EL)은 윈도우 글래스(110')와 공기층 간의 계면에서의 급격한 굴절률 변화에 의하여 계면 반사되고, 계면 반사광(RL)이 윈도우 글래스(110') 내부로 입사될 수 있다. 노멀 상태의 손가락이 윈도우 글래스(110')와 접촉할 경우, 융선의 땀구멍을 통해서 분비되는 땀에 의해 융선의 접촉면을 보강해 주는 버퍼 레이어(BL)가 형성될 수 있다. 따라서, 융선 부분에서는 계면 반사광(RL)의 양이 매우 적고, 또한, 윈도우 글래스(110')를 투과한 광(TL) 중 상당량이 표피층에 흡수될 수 있다. 반면에 골 부분에서는 계면 반사광(RL)의 양이 상대적으로 많을 수 있다. 따라서, 융선 부분이 어둡고, 골 부분이 밝은 지문 이미지(FPI)가 생성될 수 있다. Referring to FIG. 5A, the light EL emitted from the pixel layer is interfacially reflected by a sharp change in refractive index at the interface between the
도 5b를 참조하면, 건조한 상태의 손가락이 윈도우 글래스(110')에 접촉할 경우, 땀구멍을 통한 땀의 분비가 적어, 융선 부분에서 버퍼 레이어가 형성되지 않을 수 있으며, 융선 부분에서 다량의 계면 방사광(RL)이 지문 센서로 입사될 수 있다. 따라서, 융선의 일부분들이 밝게 보이며, 이로 인하여, 지문 이미지(FPI)에서 융선이 끊어진 것처럼 보이는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같이, 비교예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서는 습기가 많은 정도, 유분이 많은 정도 등 손가락의 상태에 따라서 지문 이미지(FPI)가 달라질 수 있으며, 지문 이미지(FPI)가 왜곡, 훼손될 수 있다. Referring to FIG. 5B, when the dry finger contacts the
그러나, 전술한 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 지문 센싱 시스템(도 1의 10)은 디스플레이 패널(100)이 계면 반사광(RL)을 차단하고, 산란 반사광(SL)을 투과시킴으로써, 지문 센서(200)가 산란 반사광(SL)을 기초로 이미지를 생성할 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 윈도우 글래스(110')를 투과된 광 중 일부는 융선 및 골에 부딪혀 산란되고, 산란 반사광(SL)이 입사될 수 있다. 산란 반사광(SL)의 광량은 윈도우 글래스(110)와 산란되는 지점, 예컨대 융선 및 골의 표피까지의 거리에 의해 결정될 수 있다. 산란 반사광(SL)의 광량은 손가락의 상태에 따른 영향이 적으므로, 지문 센서(200) 센서는 손가락의 상태에 관계없이, 일정한 수준의 지문 이미지를 생성할 수 있다. However, as described above, in the fingerprint sensing system (10 of FIG. 1) according to the embodiment of the present disclosure, the
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 생성되는 지문 이미지 및 비교예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 생성되는 지문 이미지를 비교 설명하는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a comparison between a fingerprint image generated in a fingerprint sensing system to which a display panel is applied according to an embodiment of the present disclosure and a fingerprint image generated from a fingerprint sensing system to which a display panel is applied according to a comparative example.
케이스 1은 비교예에 따른 디스플레이 패널이 적용된 지문 센싱 시스템에서 생성되는 지문 이미지(FP')를 나타내고 케이스 2는 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널(도 1의 100)이 적용된 지문 센싱 시스템(도 1의 10)에서 생성되는 지문 이미지(FPI)를 나타낸다.
케이스 1에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 디스플레이 패널은 편광 레이어(130')과 윈도우 글래스(110') 사이에 위상 지연 레이어를 포함하지 않는다. 따라서, 오브젝트(OBJ), 즉 손가락의 지문 센싱 시, 계면 반사광이 차단되지 않으며, 계면 반사광에 기초하여 지문 이미지(FPI')가 생성될 수 있다. 따라서 골(VA)이 밝고 융선(RD)이 어두운 지문 이미지(FPI')가 생성될 수 있다.As shown in
케이스 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널은편광 레이어(130)과 윈도우 글래스(110) 사이에 위상 지연 레이어(120)가 개재된다. 따라서, 계면 반사광이 차단되며, 지문의 골(VA) 및 융선(RD)의 표피에 부딪혀 산란 반사되는, 산란 반사광에 기초하여 지문 이미지(FPI)가 생성될 수 있다. 산란 반사광의 광량은 윈도우 글래스(110)와 산란되는 지점, 예컨대 융선 및 골의 표피까지의 거리에 의해 결정될 수 있다. 융선(RD)이 골(VA)보다 윈도우 글래스(110)에 더 가까이 위치하므로, 융선(RD)의 산란 반사광의 광량이 골(VA)의 산란 반사광의 광량보다 많을 수 있다. 따라서, 융선(RD)이 밝고 골(VA)이 어두운 지문 이미지(FPI)가 생성될 수 있다. As shown in
도 7a 내지 도 7c는 본 개시의 실시예들에 따른 디스플레이 패널의 구조를 예시적으로 나타내는 수직 단면도이다. 도 7a 내지 도 7c는 터치 전극을 포함하는 디스플레이 패널(또는 터치 스크린 패널이라고 함) 구조를 나타낸다.7A to 7C are vertical cross-sectional views illustrating a structure of a display panel according to embodiments of the present disclosure. 7A to 7C illustrate a display panel (or touch screen panel) structure including a touch electrode.
도 7a를 참조하면, 윈도우 글래스(WG)의 하방으로, 터치 전극(TE), 글래스(GL), 리타더(RT), 편광판(PR), 상부 글래스(TG), 화소 레이어(PL), 및 하부 글래스(BG)가 차례로 적층될 수 있다. 리타더(RT), 편광판(PR) 및 하부 글래스(BG)는 각각 도 1의 위상 지연 레이어(120), 편광 레이어(130) 및 기판(150)에 대응할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 터치 패널이 디스플레이 패널과 별개로 형성될 수 있으며, 글래스(GL), 즉 터치 패널의 전용 기판 상에 터치 전극(TE)이 패터닝될 수 있다.Referring to FIG. 7A, below the window glass WG, the touch electrode TE, the glass GL, the retarder RT, the polarizer PR, the upper glass TG, the pixel layer PL, and Lower glass BG may be stacked in sequence. The retarder RT, the polarizer PR, and the lower glass BG may correspond to the
도 7b를 참조하면, 윈도우 글래스(WG)의 하방으로, 리타더(RT), 편광판(PR), 터치 센싱 전극(TE), 탑 글래스(TG), 화소 레이어(PL) 및 하부 글래스(BG)가 차례로 적층될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 터치 전극(TE)이 디스플레이 패널의 탑 글래스(TG) 상에 패터닝 되는 온-셀 타입으로 디스플레이 패널이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7B, the retarder RT, the polarizer PR, the touch sensing electrode TE, the top glass TG, the pixel layer PL, and the lower glass BG are disposed below the window glass WG. Can be stacked in turn. According to the present exemplary embodiment, the display panel may be formed in an on-cell type in which the touch electrode TE is patterned on the top glass TG of the display panel.
도 7c를 참조하면, 윈도우 글래스(WG)의 하방으로, 리타더(RT), 편광판(PR), 탑 글래스(TG), 화소 레이어(PL) 및 하부 글래스(BG)가 차례로 적층될 수 있으며, 터치 전극(TX)이 화소 레이어(PL)에 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 터치 전극(TE)이 화소와 일체로 형성되는 인-셀 타입으로 디스플레이 패널이 형성될 수 있다. 실시예에 있어서, 화소를 구성하는 전극들 중 하나가 터치전극(TE)으로서 사용될 수 있다. 예컨대, 화소의 공통 전극이 터치 전극(TE)으로서 사용될 수 있다. Referring to FIG. 7C, the retarder RT, the polarizer PR, the top glass TG, the pixel layer PL, and the lower glass BG may be sequentially stacked below the window glass WG. The touch electrode TX may be formed in the pixel layer PL. According to the present exemplary embodiment, the display panel may be formed in an in-cell type in which the touch electrode TE is integrally formed with the pixel. In an embodiment, one of the electrodes constituting the pixel may be used as the touch electrode TE. For example, the common electrode of the pixel may be used as the touch electrode TE.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 패널을 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating an electronic device including a display panel according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 8을 참조하면, 전자 장치(1000)는 디스플레이 패널(100') 및 지문 센서(200)로 구성되는 지문 센싱 시스템, 디스플레이 패널을 구동하는 구동 회로(300), 및 호스트(400)를 포함할 수 있다. 예컨대 호스트(400)는 어플리케이션 프로세서(AP)일 수 있다.Referring to FIG. 8, the
디스플레이 패널(100')은 윈도우 글래스(110), 위상 지연 레이어(120), 편광 레이어(130), 터치 센싱 레이어(160)(또는 터치 패널이라고 함), 화소 레이어(140) 및 기판(150)을 포함할 수 있다. 윈도우 글래스(110), 위상 지연 레이어(120), 편광 레이어(130), 화소 레이어(140) 및 기판(150)은 도 1을 참조하여 설명한 바 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 한편, 도 8의 디스플레이 패널(100')은 복수의 터치 센싱 전극들이 형성되는 터치 센싱 레이어(160)를 포함할 수 있다. 도 8에서, 터이 센싱 레이어(160)는 편광 레이어(130)의 아래에 형성되는 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니며, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명한 바와 같이, 터치 센싱 레이어(160)는 위상 지연 레이어(120)의 상부에 형성되거나, 또는 화소 레이어(140)와 일체로서 형성될 수 있다. 터치 센싱 레이어(160)는 사용자의 터치 동작을 센싱하기 위해 배치되며, 일 예로서 커패시턴스 방식의 터치 센싱 레이어(160)가 적용되는 터치 센싱 레이어(160)는 사용자의 터치에 기반하여 그 커패시턴스 값이 변동되는 센싱 유닛들을 포함할 수 있다. The
디스플레이 패널(100')의 하부에 지문 센서(200)가 위치할 수 있으며, 지문 센서(200)는 전술한 방와 같이, 화소 레이어(140)로부터 출력되는 광이 지문에 부딪혀 생성되는 산란 반사광을 기초로 지문 이미지(FPI)를 생성하고, 지문 이미지(FPI)를 호스트(400)에 제공할 수 있다. 호스트(400)는 지문 이미지(FPI)를 기초로 지문 인증에 기초한, 전자 장치(1000)의 사용자 인증, 보안 인증 등의 기능을 수행할 수 있다. The
구동 회로(300)는 디스플레이 구동회로(310), 및 터치 컨트롤러(320)를 포함할 수 있다. 디스플레이 구동회로(310)는 호스트(400)로부터 제공되는 영상 데이터(IDAT)를 영상 신호로 변환하고, 영상 신호를 디스플레이 패널(100')에 제공함으로써, 디스플레이 패널(100')에 영상을 표시할 수 있다. 터치 컨트롤러(320)는 터치 센싱 레이어(160))의 센싱 유닛들의 커패시턴스 변화를 감지하여 터치 센싱 결과를 발생할 수 있다. 일 예로서, 터치 컨트롤러(320)는 터치 센싱 레이어(160)의 구동을 위한 구동 신호를 제공하고, 터치 센싱 레이어(160) 내의 센싱 유닛들의 커패시턴스 변동에 따른 전기 신호를 수신하고 이를 처리할 수 있다. 터치 컨트롤러(321)는 터치 좌표(Txy)를 산출하고, 터치 좌표(Txy)를 호스트(400)에 제공할 수 있다. The driving
호스트(400)는 구동 회로(300) 및 지문 센서(200)를 제어하고, 구동 회로(300) 및 제문 센서(200)로부터 제공되는 데이터, 예컨대, 터치 좌표(Txy), 지문 이미지(FPI)를 기초로, 전자 장치(1000)의 기능들을 수행할 수 있다. The
실시예에 있어서, 디스플레이 구동 회로(310), 터치 컨트롤러(320) 및 지문 센서(200)는 상호 통신하거나, 또는 호스트(400)를 통해서 통신할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 구동 회로(310)는 디스플레이 구동 시점을 나타내는 타이밍 신호를 터치 컨트롤러(320)에 제공하고, 터치 컨트롤러(320)는 상기 타이밍 신호를 기초로, 디스플레이 되지 않는 시간 구간에 터치 센싱을 수행할 수 있다. 터치 컨트롤러(320)는 디스플레이 패널(100') 상에 발생한 터치 입력을 감지하고, 이를 호스트(400)에 제공할 수 있으며, 호스트(400)는 상기 터치 입력에 기초하여, 지문 센서(200)가 지문 센싱을 수행하도록 제어하고, 디스플레이 구동 회로(310)가 디스플레이 패널(100')을 구동하도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 디스플레이 구동 회로(310), 터치 컨트롤러(320) 및 지문 센서(200)는 상호 통신하여, 디스플레이 구동 동작, 터치 센싱 동작 및 지문 센싱 동작을 수행할 수 있다. In an embodiment, the
실시예에 있어서, 구동 회로(300)는 하나의 반도체 칩으로 구현될 수 있다. 디스플레이 구동회로(310) 및 터치 컨트롤러(320)가 하나의 반도체 기판 상에 집적될 수 있다. 실시예에 있어서, 지문 센서(200)의 독출 회로(도 4의 210)의 적어도 일부가 디스플레이 구동회로(310) 또는 터치 컨트롤러(320)와 하나의 반도체 기판 상에 집적 될 수도 있다. In an embodiment, the driving
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 스마트폰을 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a smartphone according to an embodiment of the present disclosure.
도 9를 참조하면, 스마트폰(2000)은 디스플레이 패널(2100), 하우징(2100) 및 센서(2300)를 포함할 수 있다. 센서(2300)는 디스플레이 패널(2200)의 하부 및 하우징(2100) 내에 배치될 수 있다. 스마트폰(2000)은 또한, 내부에 스마트폰(2000)의 전반적인 동작을 제어하는 어플리케이션 프로세서 및 디스플레이 패널(2100)을 구동하는 구동 회로, 예컨대 디스플레이 구동 회로 및 터치 컨트롤러를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the
하우징(2100)은 스마트폰(2000)의 외관을 형성할 수 있으며, 외부 충격 또는 스크래치로부터 스마트폰(2000) 내부의 구성들, 예컨대 집적 회로들, 배터리, 안테나 등을 보호할 수 있다. The
디스플레이 패널(2200)은 디스플레이, 터치 센싱 및 지문 센싱을 수행함으로써 스마트폰(2000)의 입/출력 장치로서 동작할 수 있다. 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 디스플레이 패널이 본 실시예의 디스플레이 패널(2200)로서 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 디스플레이 패널(2200)의 윈도우 글래스(2210)의 하방으로 위상 지연 레이어 및 편광 레이어가 적층될 수 있다. The
지문 센서(2300)는 광학식 지문 센서로서 디스플레이 패널(2200)의 하부에 배치되고, 디스플레이 패널(2200)의 화소 레이어로부터 방출된 광이 지문의 융선 및 골에 부딪혀 산란 반산된 광을 기초로 지문 이미지를 생성할 수 있다. 지문 센싱을 위한 영역이 디스플레이 영역과 중첩되므로 스마트폰(2000)의 전면에 지문 센서를 위한 별도의 공간이 요구되지 않는다. 따라서, 디스플레이 패널(2200)이 스마트폰(2000)의 전면부에서 가능한 넓은 면적을 가질 수 있다. The
또한 전술한 바와 같이, 지문 센서(2300)가 계면 반사광이 아닌 산란 반사광을 기초로, 지문 이미지를 생성하는 바, 스마트폰(2000)을 이용하는 환경, 사용자의 손가락의 상태 등에 관계 없이 왜곡 또는 훼손이 없는 지문 이미지가 생성될 수 있다. 따라서, 스마트폰(2000)의 지문 인증 기능이 향상될 수 있다. In addition, as described above, the
이상에서와 같이 본 개시의 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 개시는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.As described above, exemplary embodiments of the present disclosure have been disclosed. Although the present disclosure has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible.
Claims (10)
윈도우 글래스;
상기 윈도우 글래스 아래에 배치되며, 광의 위상을 지연시키는 리타더(retarder);
상기 리타더 아래에 배치되는 편광판;
상기 편광판 아래에 배치되며, 각각이 광을 방출하는 복수의 화소들이 형성되는 화소 레이어; 및
상기 화소 레이어 아래에 배치되며, 상기 복수의 화소들 중 적어도 일부로부터 조사된 광이 상기 윈도우 글래스 상의 지문에 의해 산란되어 생성되는 상기 센싱광을 투과시키는 기판을 포함하는 디스플레이 패널. A display panel for providing sensing light to an optical fingerprint sensor, comprising:
Window glass;
A retarder disposed below the window glass and retarding the phase of the light;
A polarizer disposed under the retarder;
A pixel layer disposed under the polarizer and having a plurality of pixels each emitting light; And
And a substrate disposed below the pixel layer, the substrate configured to transmit the sensing light generated by light emitted from at least some of the plurality of pixels scattered by a fingerprint on the window glass.
광의 위상을 지연시키는 제2 리타더; 및
광의 성분들 중 지정된 위상 축에 따라 진동하는 성분만을 투과시키는 선편광기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. The method of claim 1, wherein the polarizing plate,
A second retarder for retarding the phase of the light; And
And a linear polarizer for transmitting only components that vibrate according to a specified phase axis among the components of light.
상기 센싱 광 중 상기 지문의 융선에 대응하는 광량이 상기 지문의 골에 대응하는 광량보다 많은 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. The method of claim 1,
And the light amount corresponding to the ridge of the fingerprint among the sensing light is greater than the light amount corresponding to the valley of the fingerprint.
상기 기판의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. The optical fingerprint sensor of claim 1,
And a display panel disposed below the substrate.
유기 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. The method of claim 1, wherein each of the plurality of pixels,
A display panel comprising an organic light emitting diode.
터치 전극들이 형성되는 터치 센싱 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. The method of claim 1,
And a touch sensing layer on which touch electrodes are formed.
상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광이 지문에 산란 반사되어 생성되는 센싱 광을 기초로 지문 이미지를 생성하는 지문 센서를 포함하고,
상기 디스플레이 패널은,
광을 방출하는 복수의 화소들을 포함하는 화소 레이어;
상기 화소 레이어 상에 배치되는 편광판;
상기 편광판 상에 배치되며, 광의 위상을 45도 지연시키는 리타더; 및
상기 리타더 상에 배치되는 윈도우 글래스를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센싱 시스템. Display panel; And
And a fingerprint sensor configured to generate a fingerprint image based on the sensing light generated by the light emitted from the display panel by being scattered and reflected on the fingerprint.
The display panel,
A pixel layer comprising a plurality of pixels emitting light;
A polarizer disposed on the pixel layer;
A retarder disposed on the polarizer and retarding a phase of light by 45 degrees; And
And a window glass disposed on the retarder.
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