KR20210015043A - Display apparatus with a frequency variable fingerprint sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지문센서가 구비된 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a display device equipped with a fingerprint sensor.
지문센서는 사람의 지문을 센싱하는 센서이다. 지문센서는 일반적으로 도어락과 같은 잠금장치에 이용되었으나, 최근에는 스마트폰과 같은 전자장치의 슬립 모드 해제용으로도 사용되고 있으며, 스마트폰에서 제공되는 각종 어플리케이션들의 인증 수단으로도 사용되고 있다. The fingerprint sensor is a sensor that senses a person's fingerprint. Fingerprint sensors are generally used for locking devices such as door locks, but recently they are also used for releasing the sleep mode of electronic devices such as smart phones, and are also used as authentication means for various applications provided in smart phones.
지문센서는 그 동작 원리에 따라, 초음파 방식, 적외선 방식 및 정전용량 방식 등으로 구분될 수 있다. The fingerprint sensor can be classified into an ultrasonic type, an infrared type, and a capacitive type, depending on the operating principle.
특히, 초음파 방식을 이용하는 지문센서는 압전소자에서 발생되는 초음파가 지문의 골과 마루에서 반사될 때 발생되는 전압들의 차이 등을 이용하여 지문을 인식한다. In particular, a fingerprint sensor using an ultrasonic method recognizes a fingerprint by using a difference in voltages generated when ultrasonic waves generated from a piezoelectric element are reflected from a valley and a ridge of the fingerprint.
일반적으로 표시장치를 구매한 사용자는 표시장치의 디스플레이창을 보호하기 위해 디스플레이창에 보호필름을 붙이고 있으며, 표시장치와 함께 오랫동안 사용된 보호필름을 새로운 보호필름으로 변경할 수도 있다.In general, a user who purchases a display device attaches a protective film to the display window to protect the display window of the display device, and may change the protective film used for a long time with the display device into a new protective film.
이 경우, 보호필름의 두께에 의해, 압전소자에서 발생되는 초음파가 지문에 닿는 크기가 줄어들 수 있으며, 이에 따라, 사용자의 지문이 정상적으로 센싱되지 못할 수도 있다. In this case, depending on the thickness of the protective film, the size of the ultrasonic wave generated from the piezoelectric element reaching the fingerprint may be reduced, and accordingly, the user's fingerprint may not be normally sensed.
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 목적은, 터치센싱을 통해 커버의 두께를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 지문센싱에 이용되는 초음파의 주파수를 가변시키는, 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention proposed to solve the above-described problem is to determine the thickness of the cover through touch sensing, and to vary the frequency of ultrasonic waves used for fingerprint sensing according to the determination result, a frequency variable fingerprint sensor is provided. It is to provide a display device.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치는, 외부로 노출되어 있는 커버를 포함하는 표시패널, 상기 커버를 통한 터치를 감지하는 터치패널, 손가락의 지문을 인식하는 기본 단위로서의 기능을 수행하는 지문픽셀들이 구비되어 있는 지문센서, 상기 지문센서를 구동하여 지문센싱을 수행하는 지문센서 드라이버, 상기 터치패널을 구동하여 터치센싱을 수행하는 터치 드라이버 및 상기 지문센서 드라이버와 상기 터치 드라이버를 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 터치 드라이버는 상기 터치센싱을 통해 커버의 두께를 판단하며, 상기 지문센서 드라이버는 상기 커버의 두께에 따라 상기 지문센싱에 이용되는 초음파의 주파수를 가변시킨다.A display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention for achieving the above-described technical problem includes a display panel including a cover exposed to the outside, a touch panel detecting a touch through the cover, and a fingerprint of a finger. A fingerprint sensor equipped with fingerprint pixels that perform a function as a basic unit to recognize, a fingerprint sensor driver that drives the fingerprint sensor to perform fingerprint sensing, a touch driver that drives the touch panel to perform touch sensing, and the fingerprint sensor And a driver and a controller for controlling the touch driver. The touch driver determines the thickness of the cover through the touch sensing, and the fingerprint sensor driver varies the frequency of ultrasonic waves used for the fingerprint sensing according to the thickness of the cover.
본 발명에 의하면, 사용자의 선택에 의해 다양한 두께의 보호 필름이 표시장치에 부착되더라도, 지문센싱 감도가 일정하게 유지될 수 있다. According to the present invention, even if protective films of various thicknesses are attached to the display device according to the user's selection, the fingerprint sensing sensitivity can be kept constant.
도 1은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 제어부의 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 구조를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 구조를 나타낸 또 다른 예시도.
도 5a는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도.
도 5b는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 동작 원리를 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 구성을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 지문센서와 지문센서 드라이버의 구성을 나타낸 예시도.
도 8은 도 7에 도시된 지문센서를 구동하기 위해 지문센서 드라이버에서 생성되는 신호들의 파형을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 지문센서와 지문센서 드라이버의 구성을 나타낸 또 다른 예시도.
도 10은 도 9에 도시된 지문센서를 구동하기 위해 지문센서 드라이버에서 생성되는 신호들의 파형을 나타낸 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에서 커버의 두께에 따른 터치센싱신호의 크기 변화를 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에서 초음파의 주파수 변화에 따른 초음파의 음압의 변화를 나타낸 예시도.
도 13은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에서 초음파의 주파수별 특성을 나타낸 그래프.1 is an exemplary view showing the configuration of a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
2 is an exemplary view showing the configuration of a control unit applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
3 is an exemplary view showing the structure of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
4 is another exemplary view showing the structure of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
5A is an exemplary view for explaining the operating principle of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
5B is another exemplary view for explaining the operating principle of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
6 is an exemplary view showing the configuration of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
7 is an exemplary view showing the configuration of a fingerprint sensor and a fingerprint sensor driver for explaining a method of driving a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
8 is an exemplary view showing waveforms of signals generated by a fingerprint sensor driver to drive the fingerprint sensor shown in FIG. 7;
9 is another exemplary view showing a configuration of a fingerprint sensor and a fingerprint sensor driver for explaining a method of driving a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
10 is an exemplary view showing waveforms of signals generated by a fingerprint sensor driver to drive the fingerprint sensor shown in FIG. 9;
11 is a graph showing a change in size of a touch sensing signal according to a thickness of a cover in a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
12 is an exemplary view showing a change in sound pressure of ultrasonic waves according to a frequency change of ultrasonic waves in a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
13 is a graph showing characteristics of ultrasonic waves for each frequency in a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. In the present specification, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that only the same elements have the same number as possible, even if they are indicated on different drawings.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When'include','have','consists of' and the like mentioned in the present specification are used, other parts may be added unless'only' is used. In the case of expressing the constituent elements in the singular, it includes the case of including the plural unless specifically stated otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is interpreted as including an error range even if there is no explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship of two parts is described as'upper','upper of','lower of','next to','right' Or, unless'direct' is used, one or more other parts may be located between the two parts.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, when a temporal predecessor relationship is described as'after','following','after','before', etc.,'right' or'direct' It may also include cases that are not continuous unless this is used.
‘적어도 하나’의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, ‘제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나’의 의미는 제1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” is to be understood as including all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of'at least one of the first item, the second item and the third item' is not only the first item, the second item, or the third item, but also the second item, the second item, and the third item. It means a combination of all items that can be presented from more than one.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.First, second, etc. are used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, the first component mentioned below may be a second component within the technical idea of the present invention.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments can be implemented independently of each other or can be implemented together in a related relationship. May be.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예가 상세히 설명된다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 제어부의 구성을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing the configuration of a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention, and FIG. 2 is an exemplary view showing the configuration of a control unit applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention. to be.
본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 영상이 표시되는 표시패널(100), 사용자의 터치를 센싱하는 터치패널(800), 상기 터치패널(800)을 구동하기 위한 터치 드라이버(700), 상기 표시패널(100)에 구비된 게이트 라인들(GL1 to GLg)로 게이트 신호들을 공급하기 위한 게이트 드라이버(200), 사용자의 지문을 인식하는 기본 단위로서의 기능을 수행하는 지문픽셀(510)들이 구비되어 있는 지문센서(500), 상기 지문센서(500)를 구동하기 위한 지문센서 드라이버(600), 상기 표시패널에 구비된 데이터 라인들(DL1 to DLd)로 데이터 전압들을 공급하기 위한 데이터 드라이버(300), 및 외부 시스템으로부터 전송된 입력 영상데이터들을 영상데이터(Data)들로 변환하여 상기 데이터 드라이버(300)로 전송하며 상기 외부 시스템으로부터 전송된 타이밍 동기 신호들을 이용하여 상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 터치 드라이버(700)와 상기 지문센서 드라이버(600)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부(400)를 포함한다. A display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention includes a
이하에서는, 상기 구성요소들이 순차적으로 설명된다. In the following, the components are sequentially described.
상기 표시패널(100)은 액정을 포함하는 액정표시패널일 수도 있고, 유기발광 다이오드들을 포함하는 유기발광 표시패널일 수도 있고, 무기발광소자를 이용하는 발광표시패널일 수도 있으며, 이 외에도 다양한 종류의 표시패널들 중 하나가 될 수 있다. The
상기 표시패널(100)은, 영상이 표시되는 픽셀(110)들이 구비되는 표시영역(120) 및 상기 표시영역(120)을 감싸고 있는 비표시영역(130)을 포함한다.The
상기 비표시영역(130)에는 상기 픽셀(110)들 마다 구비된 픽셀구동회로들로 게이트 신호들을 공급하는 상기 게이트 드라이버(200)가 구비될 수 있다. In the
본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치(이하, 간단히 표시장치라 함)는 사용자에 의한 터치유무 및 터치위치 판단에 이용되는 터치패널(800)을 포함한다. 상기 터치패널은 상기 표시패널(100)과 일체로 형성될 수도 있으며, 또는, 상기 표시패널(100)과 독립적으로 제조된 후 상기 표시패널(100)에 부착될 수도 있다. A display device equipped with a frequency-variable fingerprint sensor (hereinafter, simply referred to as a display device) according to the present invention includes a
상기 터치패널은 저항방식 또는 정전용량방식과 같은 다양한 방식들을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 터치패널이 정전용량방식을 이용하는 경우, 상기 터치패널은 터치구동전극들과 터치수신전극들이 요구되는 뮤추얼 방식을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 터치패널이 정전용량방식을 이용하는 경우, 상기 터치패널은 독립적으로 구비된 복수의 터치전극들만이 요구되는 셀프캡 방식을 이용하여 제조될 수도 있다. The touch panel may be manufactured using various methods such as a resistive method or a capacitive method. When the touch panel uses a capacitive method, the touch panel may be manufactured using a mutual method requiring touch driving electrodes and touch receiving electrodes. When the touch panel uses a capacitive method, the touch panel may be manufactured using a self-cap method requiring only a plurality of independently provided touch electrodes.
상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치패널(800)로 터치구동신호를 공급하며, 상기 터치패널(800)에서 수신된 터치센싱신호들을 이용하여 상기 터치패널(800) 중 터치가 이루어진 위치(이하, 간단히 터치위치라 함)에 대한 정보(이하, 간단히 터치위치정보라 함)를 생성한다.The
상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치위치정보를 상기 지문센서 드라이버(600)로 전송할 수 있다. The
상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 픽셀구동회로들로 게이트 신호들을 공급한다. The
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 비표시영역(130)에 구비되며, 상기 픽셀구동회로들의 제조 시, 상기 픽셀구동회로들과 함께 제조될 수 있다. 즉, 상기 게이트 드라이버(200)는 게이트 인 패널(Gate In Panel: GIP) 방식을 이용하여, 상기 표시패널(100) 내에 직접 내장될 수 있다. 그러나, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 표시패널(100)과는 독립적으로 제조된 후, 상기 비표시영역(130)에 장착될 수도 있다. The
상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 제어부(400)로부터 전송되어온 게이트 제어신호(GCS)들을 이용하여, 상기 표시패널(100)에 구비된 게이트 라인들(GL1 to GLg)로 게이트 온 신호를 공급한다. 상기 게이트 제어신호(GCS)들에는 복수의 게이트 클럭들이 포함될 수 있다.The
여기서, 상기 게이트 온 신호는 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)에 연결되어 있는 트랜지스터를 턴온시킬 수 있는 신호를 의미한다. 상기 트랜지스터를 턴오프시킬 수 있는 신호는 게이트 오프 신호라 한다. 상기 게이트 온 신호와 상기 게이트 오프 신호를 총칭하여 게이트 신호라 한다. Here, the gate-on signal means a signal capable of turning on the transistors connected to the gate lines GL1 to GLg. A signal capable of turning off the transistor is referred to as a gate off signal. The gate-on signal and the gate-off signal are collectively referred to as a gate signal.
상기 데이터 드라이버(300)는 상기 제어부(400)로부터 전송된 영상데이터(Data)들을 데이터 전압들로 변환시킨 후, 상기 데이터 전압들을 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)로 공급한다. The
상기 제어부(400)는 외부 시스템으로부터 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)들을 이용하여, 상기 게이트 드라이버(200)의 구동을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)들과 상기 데이터 드라이버(300)의 구동을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)들을 생성한다. 또한, 상기 제어부(400)는 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 입력 영상데이터들(Ri, Gi, Bi)을 영상데이터(Data)들로 변환하여, 상기 영상데이터(Data)들을 상기 데이터 드라이버(300)로 전송한다.The
상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치는, 상기 터치패널(800)로 터치구동신호를 공급하고 상기 터치패널(800)로부터 수신된 터치센싱신호들을 이용하여 상기 터치패널에서의 터치여부를 센싱하기 위한 터치 드라이버(700)를 포함하며, 상기 제어부(400)는 상기 터치 드라이버(700)를 제어하기 위한 터치 제어신호들을 생성할 수도 있다. As described above, the display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention supplies a touch drive signal to the
또한, 상기 제어부(400)는 상기 지문센서 드라이버(600)를 제어하기 위한 지문센서 제어신호(FCS)를 생성할 수도 있다. In addition, the
상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위해, 상기 제어부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 타이밍 동기신호(TSS)를 이용하여, 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 입력 영상데이터들(Ri, Gi, Bi)을 재정렬하여 재정렬된 영상데이터들을 상기 데이터 드라이버(300)로 공급하기 위한 데이터 정렬부(430), 상기 타이밍 동기신호(TSS)들을 이용하여 상기 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 제어신호(DCS)와 상기 터치 제어신호와 상기 지문센서 제어신호(FCS)를 생성하기 위한 제어신호 생성부(420), 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 상기 타이밍 동기신호(TSS)와 상기 입력 영상데이터들(Ri, Gi, Bi)을 상기 데이터 정렬부(430)와 상기 제어신호 생성부(420)로 분배하는 입력부(410), 및 상기 데이터 정렬부에서 생성된 상기 영상데이터들과 상기 제어신호 생성부에서 생성된 상기 제어신호들을 상기 데이터 드라이버(300) 또는 상기 게이트 드라이버(200) 또는 상기 지문센서 드라이버(600) 또는 상기 터치 드라이버(700)로 출력하기 위한 출력부(440)를 포함할 수 있다. In order to perform the functions as described above, the
또한, 상기 제어부(400)는 상기 게이트 드라이버(200), 상기 데이터 드라이버(300), 상기 지문센서 드라이버(600) 및 상기 터치 드라이버(700)의 제어에 필요한 정보들, 상기 입력 영상데이터들(Ri, Gi, Bi) 및 상기 영상데이터들(Data) 중 적어도 하나를 저장하기 위한 저장부(450)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 상기 저장부(450)는 상기 제어부(400)와 독립적으로 구성될 수도 있다. In addition, the
상기 지문센서(500)는 초음파를 발생시키는 구동전극부, 손가락의 지문에 반사된 초음파를 수신하는 수신전극들 및 상기 구동전극부와 상기 수신전극들 사이에 배치되는 압전물질을 포함한다. 상기 압전물질은 압전 효과를 나타내는 물질을 의미하며, 예를 들어, 수정, 로셸염, 티탄산 바륨 등과 같은 물질을 의미한다. The
상기 지문센서(500)에는 지문인식의 기본 단위로 이용되는 상기 지문픽셀(510)들이 구비된다. The
상기 지문센서(500)에는 상기 지문픽셀(510)들에 구비되는 트랜지스터들과 연결되어 있는 센싱 게이트 라인들이 구비된다. The
상기 지문센서(500)는 상기 표시영역(120)의 일부분에 대응되는 영역에 구비될 수 있으나, 상기 표시영역(120)과 동일한 크기로 형성될 수도 있다. The
상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 구동전극부로 구동신호들을 공급하며, 상기 센싱 게이트 라인들로 센싱 게이트 신호들을 공급한다. The
상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 구동전극부를 구동하기 위한 구동부(610) 및 상기 지문센서(500)로부터 수신된 센싱신호들을 이용하여 지문을 인식하기 위한 지문 인식부(620)를 포함한다. 또한, 상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 구동부(610) 및 상기 지문 인식부(620)에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원공급부(640) 및 사용자에 의해 입력된 지문(이하, 간단히 기준 지문이라 함)을 저장하기 위한 저장부(630)를 더 포함할 수 있다. The
상기 전원공급부(640)는 상기 지문센서 드라이버(600)의 외부에, 상기 지문센서 드라이버(600)와 독립적으로 구성될 수도 있다. The
상기 지문센서(500) 및 상기 지문센서 드라이버(600)의 구성 및 기능은 이하에서 도면들을 참조하여 상세히 설명된다. The configuration and functions of the
도 3은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 구조를 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 구조를 나타낸 또 다른 예시도이다. 3 is an exemplary view showing the structure of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention, and FIG. 4 is a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention. It is another exemplary view showing the structure of.
본 발명에 적용되는 지문센서(500)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(520), 상기 지문픽셀(510)들에 구비되는 트랜지스터들을 포함하며 상기 베이스 기판(520)에 구비되는 지문픽셀 구동층(530), 상기 지문픽셀 구동층(530) 상에 구비되며 상기 지문픽셀(510) 마다 구비되는 수신전극(540)들, 상기 수신전극(540)들 상단에 구비되는 판형태의 압전물질(550) 및 상기 압전물질(550) 상에 구비되는 구동전극부(560)를 포함한다. The
상기 베이스 기판(520)은 유리기판일 수도 있으며, 또는 합성수지로 형성된 필름일 수도 있다. The
상기 지문픽셀 구동층(530)은 트랜지스터들을 포함한다. The fingerprint
상기 수신전극(540)들 각각은 상기 지문픽셀(510)들 각각에 구비된 제1 트랜지스터의 게이트와 연결된다. 상기 제1 트랜지스터는 상기 지문픽셀 구동층(530)에 구비된다.Each of the receiving
상기 수신전극(540)들은 상기 구동전극부(560)에서 출력되어 사용자의 손가락에서 반사되는 초음파들을 수신하며, 수신된 초음파에 의해 생성된 전압(이하, 간단히 초음파 전압이라 함)을 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 공급한다.The receiving
상기 압전물질(550)은 상기 구동전극부(560)와 상기 수신전극(540)들로 공급되는 전압들에 의해 초음파를 발생시키며, 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 수신전극(540)으로 수신된 초음파에 의해 상기 초음파 전압을 발생시키는 기능을 수행한다. 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 압전물질(550)로는 수정, 로셸염, 티탄산 바륨 등이 이용될 수 있다. The
상기 구동전극부(560)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 막대 형태의 구동전극들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 구동전극들로는 상기 지문센서 드라이버(600)로부터 구동신호들이 다양한 방법을 통해 공급될 수 있다. The driving
그러나, 상기 구동전극부(560)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 판 형태를 갖는 하나의 구동전극으로 구성될 수도 있다. However, the driving
도 5a는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다. 5A is an exemplary diagram for explaining the operating principle of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
상기 지문센서(500)에서는 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 베이스 기판(520) 상에 상기 지문픽셀 구동층(530)이 구비되고, 상기 지문픽셀 구동층(530) 상에 상기 수신전극(540)들이 구비되고, 상기 수신전극(540)들 상에 상기 압전물질(550)이 구비되며, 상기 압전물질(550) 상에 상기 구동전극부(560)가 구비된다. In the
이 경우, 상기 지문센서(500)를 구성하는 상기 베이스 기판(520)의 양쪽 면들 중 상기 지문픽셀 구동층(530)이 형성되는 제1 면과 반대되는 제2 면이, 상기 표시패널(100)의 제1 면(111)에 합착되며, 상기 표시패널(100)의 양쪽 면들 중 상기 제1 면(111)에 반대되는 제2 면(112)을 통해 영상이 출력된다. 지문인식을 위한 사용자의 손가락은 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)에 접촉된다. In this case, among both surfaces of the
상기 표시패널(100)은 상기에서 설명된 바와 같이, 액정표시패널일 수도 있고, 유기발광 표시패널일 수도 있고, 무기발광소자를 이용하는 발광표시패널일 수도 있으며, 이 외에도 다양한 종류의 표시패널들 중 하나가 될 수 있다. As described above, the
또한, 상기 표시패널(100)에는 사용자에 의한 터치위치를 센싱하기 위한 터치패널(800)이 구비된다. 이 경우, 상기 터치패널(800)은 상기 표시패널(100)에 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 표시패널(100)에 부착될 수도 있다. 또한, 상기 터치패널은 셀프캡 방식 및 뮤추얼 방식 등과 같은 다양한 방식을 이용하여 구성될 수 있다. In addition, the
상기 지문센서 드라이버(600)가 상기 구동전극부(560)로 구동신호를 공급하면, 상기 압전물질(550)에서 초음파가 발생되며, 상기 초음파는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(520) 및 상기 표시패널(100)을 통해 상기 표시패널(100)의 외부로 전달된다.When the
사용자의 손가락(20)에는 지문이 형성되어 있으며, 상기 지문은 골(21)들과 마루(22)들을 포함하고 있다. 상기 골(21)과 마루(22)에는 높이 차이가 있으며, 또한, 상기 골(21)과 마루(22)는 경사면을 사이에 두고 배치된다. A fingerprint is formed on the user's
상기 지문센서(500)에서 출력되어 상기 골(21)에서 반사된 초음파에 의해 상기 수신전극(540)에서 발생되는 초음파 전압과, 상기 마루(22)에서 반사된 초음파에 의해 상기 수신전극(540)에서 발생되는 초음파 전압은 서로 다른 값을 갖는다.The receiving
따라서, 상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 수신전극(540)을 통해 발생되는 상기 초음파 전압을 이용하여 지문을 인식할 수 있다. Accordingly, the
이 경우, 상기 지문센서(500)의 제1 포인트(A)에서 발생된 초음파는 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)에 수직한 방향으로만 진행하였다가 상기 제2 면(112)에 수직한 방향으로만 반사되지 않는다. 즉, 상기 제1 포인트(A)에서 발생된 초음파는 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제2 면(112)과 경사진 다양한 방향들로 진행할 수 있으며, 따라서, 상기 제2 면(112)과 경사진 다양한 방향들을 통해 상기 수신전극(540)에 도달할 수 있다. In this case, the ultrasonic waves generated at the first point A of the
따라서, 상기 제1 포인트(A)에 대응되는 수신전극(540)으로 수신되는 초음파들에는 상기 제1 포인트(A)에서 발생된 초음파뿐만 아니라, 상기 제1 포인트(A) 이외의 포인트들에서 발생된 초음파들도 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 포인트(A)에서 발생되어 반사된 초음파가 수신되는 기간과, 상기 제1 포인트(A) 이외의 포인트들에서 발생되어 상기 제1 포인트(A)로 수신된 초음파가 수신되는 기간은 다르다.Therefore, the ultrasonic waves received by the receiving
본 발명은 상기한 바와 같은 기간 차이를 이용하여, 지문을 인식할 수 있다. The present invention can recognize a fingerprint using the difference in period as described above.
도 5b는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 동작 원리를 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.5B is another exemplary diagram for explaining the operating principle of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
상기에서 설명된 바와 같이, 상기 지문센서(500)는 상기 표시패널(100)과 합착되며, 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)에 사용자의 손가락이 접촉된다.As described above, the
이 경우, 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)은 상기 표시패널(100)을 구성하는 커버 글라스(150)의 양쪽 면들 중 하나이다. 따라서, 상기 제2 면(112)은 상기 커버 글라스(150)의 제2 면이 될 수도 있다. 상기 표시패널(100) 중 상기 커버 글라스(150)를 제외한 부분은 패널부(160)라 한다. 즉, 상기 패널부(160)는 실질적으로 영상을 출력하는 부분이다.In this case, the
일반적으로 표시장치의 제조 과정에서, 상기 표시패널(100)의 최외곽에는 상기 커버 글라스(150)가 구비되며, 상기 커버 글라스(150)가 구비된 상태로 표시장치는 사용자에게 판매된다.In general, in a manufacturing process of a display device, the
상기 커버 글라스(150)가 구비된 표시장치를 구매한 사용자는, 상기 커버 글라스의 훼손을 방지하기 위해, 추가적으로 보호필름(190)을 구매한 후, 상기 보호필름(190)을 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 커버 글라스(150)의 상단면에 부착한다. A user who purchases a display device equipped with the
이 경우, 상기 보호필름(190)에 의해, 상기 지문센서(500)로부터 사용자의 손가락까지의 거리가 변경된다.In this case, by the
예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 보호필름(190)이 없는 경우의 상기 지문센서(500)로부터 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)까지의 거리가 F라고 할 때, 상기 보호필름(190)이 있는 경우의 상기 지문센서(500)로부터 상기 보호필름(190)의 상단면(191)까지의 거리는 도 5b에 도시된 바와 같이 F+X이다. 여기서, X는 상기 보호필름(190)의 두께이다. For example, as shown in FIG. 5A, it is assumed that the distance from the
상기 지문센서(500)에서 발생되는 초음파는, 상기 표시장치의 제조 단계에서 특정 주파수로 설정된다. 이 경우, 상기 특정 주파수는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 보호필름(190)이 없는 표시패널에서 최적화된 것이다.The ultrasonic waves generated by the
예를 들어, 상기 초음파의 주파수에 따라 상기 표시패널의 상기 제2 면(112) 또는 사용자의 손가락 표면에서의 상기 초음파의 크기가 변경될 수 있다. 상기 제2 면(112) 또는 사용자의 손가락 표면에서의 상기 초음파의 크기가 클수록, 상기 제2 면(112) 또는 사용자의 손가락 표면에서 반사되어 상기 수신전극(520)에서 수신되는 초음파(이하, 간단히 수신 초음파라 함)의 크기가 커지며, 이에 따라, 지문센싱 감도가 향상될 수 있다. For example, the magnitude of the ultrasound waves on the
상기 특정 주파수는 상기 표시장치의 제조 단계에서 상기 지문센서(500)로부터 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112) 또는 사용자의 손가락 표면까지의 거리를 고려하여 설정된다.The specific frequency is set in consideration of a distance from the
따라서, 상기 표시장치의 제조 및 판매 후, 사용자에 의해 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)에 보호필름(190)이 부착되면, 상기 지문센서(500)로부터 사용자의 손가락 표면까지의 거리가 변경되며, 이에 따라, 상기 보호필름(190)의 상단면(191) 또는 사용자의 손가락 표면에 전달되는 초음파의 크기가 감소될 수 있다. 이 경우, 상기 상단면(191) 또는 사용자의 손가락 표면에서 반사되어 상기 수신전극(520)으로 전송되는 수신 초음파의 크기가 감소될 수 있으며, 이에 따라, 지문센싱 감도가 감소될 수 있다.Therefore, after the manufacture and sale of the display device, if the
또한, 상기 지문센서(500)에서 발생되는 초음파의 특정 주파수는, 상기 표시장치의 제조 단계에서 보호필름(190)의 두께까지 고려되어 설정될 수 있다. 그러나, 표시장치를 구매한 사용자가 상기 제조 단계에서 고려된 보호필름(190)의 두께와 다른 두께를 갖는 보호필름(190)을 상기 표시패널(100)의 상기 제2 면(112)에 부착한다면, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 상단면(191) 또는 사용자의 손가락 표면에서 반사되어 상기 수신전극(520)으로 전송되는 수신 초음파의 크기가 감소될 수 있으며, 이에 따라, 지문센싱 감도가 감소될 수 있다.In addition, a specific frequency of ultrasonic waves generated by the
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것이다. 이에 대한 구체적인 내용은 이하에서 설명된다.The present invention is to solve this problem. Detailed information about this will be described below.
우선, 이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명에 적용되는 상기 지문센서(500)의 기본적인 구성 및 상기 지문센서(500)에서 지문이 센싱되는 기본적인 방법이 설명된다. First, in the following, a basic configuration of the
도 6은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 적용되는 지문센서의 구성을 나타낸 예시도이다. 특히, 도 6에 도시된 지문센서(500)에서는, 지문픽셀(510)의 구조에 대한 이해를 돕기 위해, 상기 지문센서(500)의 하단 좌측에 도시된 지문픽셀들에서는 구동전극들(TXm-1, TXm) 및 수신전극(540)들이 도시되어 있지 않으며, 상기 지문센서(50)의 상단 좌측, 상단 우측 및 하단 우측에 도시된 지문픽셀(510)들에서는 모든 구성들이 도시되어 있다. 6 is an exemplary view showing the configuration of a fingerprint sensor applied to a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention. In particular, in the
상기 지문센서(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지문픽셀(510)들 각각에 독립적으로 구비되는 상기 수신전극(540)들, 제1 방향을 따라 연장되어 있으며, 상기 제1 방향을 따라 구비된 지문픽셀들과 연결되어 있는 n개의 센싱라인(SL)들, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장되어 있는 m개의 상기 구동전극들(TX1 to TXm), 상기 제2 방향을 따라 연장되어 있는 m+1개의 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGLm+1), 상기 제1 방향을 따라 연장되어 있는 고정전압 라인(VDD)들, 상기 제1 방향을 따라 연장되어 있는 지문공통전압 라인(VC)들 및 어느 하나의 센싱라인(SL)과 어느 하나의 센싱 게이트 라인(SGL)에 의해 형성되는 상기 지문픽셀(510)에 구비되는 세 개의 트랜지스터들(T1, T2, T3)을 포함한다. As shown in FIG. 6, the
상기에서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명에서, 상기 구동전극부(560)는 막대 형태를 갖는 구동전극들(TX1 to TXm)을 포함할 수도 있으며, 또는 판 형태를 갖는 하나의 구동전극으로 구성될 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 막대 형태를 갖는 구동전극들(TX1 to TXm)을 포함하는 구동전극부(560)가 구비된 지문센서(500)가 본 발명의 일예로서 설명된다. 그러나, 이하에서 설명되는 내용은, 판 형태의 하나의 구동전극만을 포함하는 구동전극부(560)가 구비된 지문센서(500)에서도 유사하게 적용될 수 있다. 따라서, 하나의 구동전극만을 포함하는 구동전극부(560)가 구비된 지문센서(500)에서의 특이 사항은 개별적으로 설명된다. As described above with reference to FIGS. 3 and 4, in the present invention, the driving
상기에서 설명된 바와 같이, 상기 지문픽셀(510)에는 세 개의 트랜지스터들(T1, T2, T3)이 구비된다. As described above, three transistors T1, T2, and T3 are provided in the
상기 세 개의 트랜지스터들(T1, T2, T3) 중 제1 트랜지스터(T1)의 게이트는 상기 지문픽셀(510)에 대응되는 수신전극(540)에 연결되어 있고, 제1 단자는 상기 고정전압 라인(VDD)에 연결되어 있으며, 제2 단자는 제2 트랜지스터(T2)의 제2 단자에 연결되어 있다.Of the three transistors T1, T2, T3, a gate of a first transistor T1 is connected to a receiving
상기 세 개의 트랜지스터들(T1, T2, T3) 중 제2 트랜지스터(T1)의 게이트는 상기 센싱 게이트 라인(SGL)에 연결되어 있고, 제1 단자는 상기 센싱라인(SL)에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 제1 트랜지스터(T1)의 제2 단자에 연결되어 있다.Of the three transistors T1, T2, and T3, a gate of a second transistor T1 is connected to the sensing gate line SGL, a first terminal is connected to the sensing line SL, Terminal 2 is connected to the second terminal of the first transistor T1.
상기 세 개의 트랜지스터들(T1, T2, T3) 중 제3 트랜지스터(T1)의 게이트는 상기 센싱 게이트 라인과 인접되어 있는 또 다른 센싱 게이트 라인(SGL)에 연결되어 있고, 제1 단자는 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 지문공통전압 라인(VC)에 연결되어 있다.A gate of a third transistor T1 among the three transistors T1, T2, and T3 is connected to another sensing gate line SGL adjacent to the sensing gate line, and a first terminal is connected to the first terminal. It is connected to the gate of the transistor T1, and the second terminal is connected to the fingerprint common voltage line VC.
이 경우, 상기 구동전극들(TX1 to TXm) 각각은 상기 구동전극들(TX1 to TXm)에 나란하게 구비되는 지문픽셀(510)들과 전기적으로 연결된다. 상기 구동전극부(560)가 하나의 구동전극으로 구성된 경우, 상기 하나의 구동전극은 상기 지문센서(500)에 구비된 모든 지문픽셀(510)들과 전기적으로 연결된다. In this case, each of the driving electrodes TX1 to TXm is electrically connected to the
상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 구동전극들(TX1 to TXm)로 구동신호들을 공급하며 상기 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGLm)로 센싱 게이트 신호들을 공급하기 위한 구동부(610) 및 상기 센싱라인들(SL1 to SLn)로부터 수신된 센싱신호들을 이용하여 지문을 인식하기 위한 지문 인식부(620)를 포함한다.The
상기 구동부(610)는 상기 구동전극들(TX1 to TXm)로 상기 구동신호들을 공급하기 위한 구동신호 공급부(611) 및 상기 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGLm)로 상기 센싱 게이트 신호들을 공급하기 위한 센싱 게이트 신호 공급부(612)를 포함한다. The driving
상기 지문 인식부(620)는 예를 들어, 상기 센싱라인들(SGL1 to SGLm) 각각을 통해 수신된 센싱신호를 증폭시킨 후, 증폭된 센싱신호를 디지털 값으로 변환시키고, 지문을 구성하는 골, 마루 및 경사면(이하, 간단히 지문정보라 함)을 상기 디지털값의 크기에 따라 인식하며, 모든 센싱신호들에 의해 인식된 지문정보들을 연결하여 최종적으로 지문을 인식한다. The
상기 수신전극(540)들에 수신전극전압을 공급하거나 또는 상기 수신전극(540)들을 플로팅시키기 위한 수신전극 구동부는 상기 구동부(610)에 구비될 수도 있으며, 또는 상기 지문 인식부(620)에 구비될 수도 있다. 상기 수신전극전압은 그라운드 전압(접지전압)이 될 수도 있으며, 또는 기 설정된 어느 하나의 전압이 될 수도 있다. 이를 위해, 상기 수신전극(540)들 각각은 수신전극 라인을 통해 상기 수신전극 구동부와 연결될 수 있다. 그러나, 상기 수신전극(540)들이 플로팅 상태로만 유지되는 경우에는, 상기 수신전극 구동부는 구비되지 않을 수도 있다.A receiving electrode driving unit for supplying a receiving electrode voltage to the receiving
상기한 바와 같은 구조를 갖는 상기 지문센서(500)에서 지문이 센싱되는 기본적인 방법은 다음과 같다. A basic method of sensing a fingerprint in the
우선, 상기 구동신호 공급부(611)는 상기 수신전극(540)들로 상기 수신전극전압이 공급되는 상태 또는 상기 수신전극(540)들이 플로팅된 상태에서, 기 설정된 기간 동안 제1 센싱 게이트 라인(SLG1)과 나란하게 구비된 제1 구동전극(TX1)에 구동신호를 공급한다.First, the driving
이 경우, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 포함한 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGLm)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. In this case, a sensing gate off signal is supplied to all sensing gate lines SGL1 to SGLm including the first sensing gate line SGL1.
여기서, 상기 센싱 게이트 오프 신호는 상기 센싱 게이트 라인에 연결된 트랜지스터들을 턴오프시키는 신호를 의미하며, 상기 센싱 게이트 라인에 연결된 트랜지스터들을 턴온시키는 신호는 센싱 게이트 온 신호라 한다. 상기 센싱 게이트 온 신호와 상기 센싱 게이트 오프 신호를 총칭하여 센싱 게이트 신호라 한다. Here, the sensing gate off signal refers to a signal for turning off transistors connected to the sensing gate line, and a signal for turning on transistors connected to the sensing gate line is referred to as a sensing gate on signal. The sensing gate-on signal and the sensing gate-off signal are collectively referred to as a sensing gate signal.
따라서, 상기 제1 구동전극(TX1)에 상기 구동신호가 공급되는 동안에는 상기 제2 트랜지스터(T2)들이 턴오프되며, 따라서, 상기 제2 트랜지스터(T2)들과 연결되어 있는 센싱라인들(SL1 to SLn)에는 센싱신호가 전달되지 않는다.Accordingly, while the driving signal is supplied to the first driving electrode TX1, the second transistors T2 are turned off, and thus sensing lines SL1 to T2 connected to the second transistors T2 are turned off. SLn) does not transmit a sensing signal.
다음, 상기 구동신호가 공급된 후, 상기 수신전극(540)들은 플로팅되거나 또는 상기 수신전극(540)들로 또 다른 전압이 공급될 수 있다. Next, after the driving signal is supplied, the receiving
다음, 상기 제1 구동전극(TX1)에서 출력되어 손가락에 반사된 후 상기 수신전극(540)들로 수신된 초음파에 의해 상기 수신전극(540)들 각각에는 서로 다른 크기의 전압들, 즉, 초음파 전압들이 발생된다.Next, voltages of different magnitudes are applied to each of the receiving
상기 수신전극(540)들 각각은 지문픽셀(510)에 구비된 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트에 연결되어 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 수신전극(540)을 통해 발생되는 상기 초음파 전압은 상기 수신전극(540)으로 수신되는 초음파의 크기 등에 따라 달라진다.Each of the receiving
상기 수신전극(540)을 통해 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트로 공급된 초음파 전압의 크기에 따라 상기 제1 트랜지스터(T1)를 통과하는 전류의 크기 및 상기 제1 트랜지스터(T1)에 인가되는 전압의 크기가 달라진다. According to the magnitude of the ultrasonic voltage supplied to the gate of the first transistor T1 through the receiving
이 경우, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)에만 상기 센싱 게이트 온 신호가 공급되고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL2 to SGLm)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호가 공급되며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압이 공급된다.In this case, the sensing gate-on signal is supplied only to the first sensing gate line SGL1, the sensing gate-off signal is supplied to the remaining sensing gate lines SGL2 to SGLm, and the fixed voltage line VDD A voltage with a constant magnitude is supplied.
따라서, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들을 구성하는 제3 트랜지스터(T3)들은 모두 턴오프되며, 제2 트랜지스터(T2)들은 모두 턴온된다. Accordingly, all of the third transistors T3 constituting the
따라서, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 상기 게이트로 공급되는 전압의 크기에 따라, 상기 센싱라인(SL)을 통해 상기 지문 인식부(620)로 전달되는 전류의 크기 또는 전압의 크기가 달라진다.Accordingly, the magnitude of the current delivered to the
상기 지문 인식부(620)는 상기 센싱라인들(SL1 to SLn) 각각을 통해 전달되는 전류의 크기 또는 전압의 크기를 이용하여 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. The
예를 들어, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 중 제1 센싱라인(SL1)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)의 제1 트랜지스터(T1)의 게이트에는, 상기 지문픽셀(510)에 구비된 수신전극(540)으로 수신된 초음파에 의해 생성된 초음파 전압이 공급된다. For example, among the
상기 초음파 전압이 상기 제1 트랜지스터(T1)를 턴온시키지 못하면, 상기 제1 센싱라인(SL1)에는 전류 및 전압이 공급되지 않는다. 상기 지문 인식부(620)는 이러한 상태를 골 또는 마루로 인식할 수 있다. When the ultrasonic voltage does not turn on the first transistor T1, current and voltage are not supplied to the first sensing line SL1. The
상기 초음파 전압이 상기 제1 트랜지스터(T1)를 턴온시키면, 상기 고정전압 라인(VDD)을 통해 인가된 고정전압에 의해 상기 제1 트랜지스터(T1)로부터 상기 제2 트랜지스터(T2)로 전류가 흐른다. 이 경우, 상기 제2 트랜지스터(T2)는 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 통해 공급된 센싱 게이트 온 신호에 의해 턴온되며, 따라서, 상기 제1 트랜지스터(T1)로부터 전송된 전류는 상기 제2 트랜지스터(T2)와 상기 제1 센싱라인(SL1)을 통해 상기 지문 인식부(620)로 공급된다. When the ultrasonic voltage turns on the first transistor T1, a current flows from the first transistor T1 to the second transistor T2 by a fixed voltage applied through the fixed voltage line VDD. In this case, the second transistor T2 is turned on by the sensing gate-on signal supplied through the first sensing gate line SGL1, and thus, the current transmitted from the first transistor T1 is the second It is supplied to the
또한, 상기 초음파 전압이 상기 제1 트랜지스터(T1)를 턴온시키면, 상기 제1 트랜지스터(T1)에도 일정한 전압이 발생되며, 상기 고정전압과 상기 제1 트랜지스터(T1)에 인가된 전압의 차이에 대응되는 전압이 상기 제2 트랜지스터(T2)와 상기 제1 센싱라인(SL1)을 통해 상기 지문 인식부(620)로 공급된다.In addition, when the ultrasonic voltage turns on the first transistor T1, a constant voltage is also generated in the first transistor T1, corresponding to the difference between the fixed voltage and the voltage applied to the first transistor T1. The applied voltage is supplied to the
이 경우, 상기 제1 트랜지스터(T1), 상기 제2 트랜지스터(T2) 및 상기 제1 센싱라인(SL1)을 통해 상기 지문 인식부(620)로 공급되는 전류의 크기 또는 전압의 크기는, 상기 초음파 전압에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 제1 트랜지스터(T1)가 턴온되는 정도는 상기 초음파 전압의 크기에 따라 달라지며, 상기 제1 트랜지스터(T1)가 턴온되는 정도에 따라 상기 지문 인식부(620)로 공급되는 전류의 크기 또는 전압의 크기도 달라진다.In this case, the magnitude of the current or the voltage supplied to the
따라서, 상기 지문 인식부(620)는 상기 제1 센싱라인(SL1)을 통해 수신되는 전류의 크기 또는 전압의 크기를 분석하여, 분석결과에 대응되는 지문정보, 예를 들어, 골, 마루 또는 경사면을 인식한다. Accordingly, the
상기한 바와 같은 과정들을 통해 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.Through the processes as described above, fingerprint information corresponding to each of the
다음, 상기 구동신호 공급부(611)는 상기 수신전극(540)들로 다시 수신전극전압이 공급되는 상태 또는 상기 수신전극(540)들이 플로팅된 상태에서, 기 설정된 기간 동안 제2 센싱 게이트 라인(SLG2)과 나란하게 구비된 제2 구동전극(TX2)에 구동신호를 공급한다.Next, the driving
이 경우, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 포함한 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGLm)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. In this case, a sensing gate off signal is supplied to all sensing gate lines SGL1 to SGLm including the second sensing gate line SGL2.
따라서, 상기 제2 구동전극(TX2)에 상기 구동신호가 공급되는 동안에는 상기 제2 트랜지스터(T2)들이 턴오프되며, 따라서, 상기 제2 트랜지스터(T2)들과 연결되어 있는 센싱라인들(SL1 to SLn)에는 센싱신호가 전달되지 않는다.Accordingly, while the driving signal is supplied to the second driving electrode TX2, the second transistors T2 are turned off, and thus sensing lines SL1 to T2 connected to the second transistors T2 are turned off. SLn) does not transmit a sensing signal.
다음, 상기 구동신호가 공급된 후, 상기 수신전극(540)들은 플로팅되거나 또는 상기 수신전극(540)들로 또 다른 전압이 공급될 수 있다. Next, after the driving signal is supplied, the receiving
다음, 상기 제2 구동전극(TX2)에서 출력되어 손가락에 반사된 후 상기 수신전극(540)들로 수신된 초음파에 의해 상기 수신전극(540)들 각각에는 서로 다른 크기의 초음파 전압들이 발생된다.Next, ultrasonic voltages of different sizes are generated in each of the receiving
이 경우, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)에만 상기 센싱 게이트 온 신호가 공급되고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL1, SGL3 to SGLm)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호가 공급되며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압이 공급된다.In this case, the sensing gate-on signal is supplied only to the second sensing gate line SGL2, the sensing gate-off signal is supplied to the remaining sensing gate lines SGL1 and SGL3 to SGLm, and the fixed voltage line VDD ) Is supplied with a voltage having a certain magnitude.
따라서, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들을 구성하는 제3 트랜지스터(T3)들은 모두 턴오프되며, 제2 트랜지스터(T2)들은 모두 턴온된다. Accordingly, all of the third transistors T3 constituting the
따라서, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 상기 게이트로 공급되는 초음파 전압의 크기에 따라, 상기 센싱라인(SL)을 통해 상기 지문 인식부(620)로 전달되는 전류의 크기 또는 전압의 크기가 달라진다.Therefore, as described above, according to the magnitude of the ultrasonic voltage supplied to the gate of the first transistor T1, the magnitude of the current delivered to the
상기 지문 인식부(620)는 상기 센싱라인들(SL1 to SLn) 각각을 통해 전달되는 전류의 크기 또는 전압의 크기를 이용하여 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. The
이 경우, 이미 지문센싱이 이루어진 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각의 제3 트랜지스터(T3)의 게이트에는 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)으로 공급된 센싱 게이트 온 신호가 공급된다. 따라서, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각의 제3 트랜지스터(T3)는 턴온된다. In this case, the gates of the third transistors T3 of each of the
상기 제3 트랜지스터(T3)의 제1 단자는 상기 수신전극(540)에 연결되어 있으며, 상기 제3 트랜지스터(T3)의 제2 단자는 상기 지문공통전압 라인(VC)에 연결되어 있다. 상기 지문공통전압 라인(VC)은 지문공통전압이 공급되는 단자에 연결된다. 상기 지문공통전압은 그라운드 전압(접지전압)이 될 수도 있으며, 또는 기 설정된 어느 하나의 전압이 될 수도 있다. 상기 제3 트랜지스터(T3)는 지문센싱 후 상기 지문픽셀(510)에 남아있는 전하를 상기 지문공통전압 라인(VC)을 통해 방전시켜, 상기 지문픽셀(510)을 초기화 시키는 기능을 수행한다.A first terminal of the third transistor T3 is connected to the receiving
즉, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)으로 공급되는 센싱 게이트 온 신호에 의해, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들에 대응되는 지문정보들이 생성될 때, 이미 지문센싱이 완료된 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각은, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)으로 공급되는 센싱 게이트 온 신호 및 상기 제3 트랜지스터(T3)에 의해, 초기화될 수 있다. That is, when fingerprint information corresponding to the
마지막으로, 상기한 바와 같은 과정들이 제3 센싱 게이트 라인(SGL3) 내지 제m+1 센싱 게이트 라인(SGLm+1)들에 대해 반복됨으로써, 상기 지문센서(500)에 구비된 모든 지문픽셀(510)들에 대응되는 지문정보들이 생성될 수 있다.Finally, the processes as described above are repeated for the third sensing gate line SGL3 to the m+1th sensing gate
상기 지문 인식부(620)는 상기 과정들을 통해 파악된 지문정보들을 결합하여, 하나의 지문을 생성한다. The
상기 구동전극부(560)가 하나의 구동전극으로 구성된 경우의 구동 방법 역시 상기에서 설명된 과정들을 포함할 수 있다. 즉, 구동전극들(TX1 to TXm)을 포함하는 구동전극부(560)가 구비된 지문센서(500)와 비교할 때, 하나의 구동전극을 포함하는 구동전극부(560)가 구비된 지문센서(500)의 구동 방법은, 순차적으로 입력되는 구동신호가 상기 지문센서(500)의 전체 면에 제공된다는 점에서만 차이가 있다.The driving method when the driving
상기 구동전극부(560)가 막대 형태를 갖는 구동전극들(TX1 to TXm)을 갖는 지문센서(500)에서는, 지문인식을 위한 지문 게이트 온 신호가 공급되는 센싱 게이트 라인과 나란한 구동전극이 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 각 위치별로 지문센서의 지문인식 능력이 향상될 수 있다. 또한, 상기 구동전극들(TX1 to TXm) 각각이 순차적으로 구동될 수 있기 때문에, 전력소비가 감소될 수 있다.In the
상기 구동전극부(560)가 판 형태의 하나의 구동전극을 갖는 지문센서(500)의 구조는 간단하기 때문에, 상기 지문센서(500)의 제조 비용은 감소되고 상기 지문센서(500)의 제조 공정은 간단해 질 수 있다. 또한, 판 형태의 하나의 구동전극을 갖는 지문센서(500)에는, 구동전극들을 순차적으로 구동시키기 위한 복잡한 회로가 구비될 필요가 없다. Since the structure of the
도 7은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 지문센서와 지문센서 드라이버의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 지문센서를 구동하기 위해 지문센서 드라이버에서 생성되는 신호들의 파형을 나타낸 예시도이다.7 is an exemplary view showing the configuration of a fingerprint sensor and a fingerprint sensor driver for explaining a method of driving a display device equipped with a frequency-variable fingerprint sensor according to the present invention, and FIG. 8 is a diagram for driving the fingerprint sensor shown in FIG. This is an exemplary diagram showing the waveforms of signals generated by the fingerprint sensor driver.
이하에서는, 설명의 편의상, 도 7에 도시된 바와 같이, 9개의 구동전극들(TX1 to TX9), 복수의 수신전극(540)들 및 16개의 센싱라인들(SL1 to SL16)을 갖는 지문센서(500)가 본 발명의 일예로서 설명된다. 상기에서 설명된 바와 같이 상기 수신전극(540)들 각각은 상기 지문픽셀(510)에 구비된다. In the following, for convenience of explanation, as shown in FIG. 7, a fingerprint sensor having 9 driving electrodes TX1 to TX9, a plurality of receiving
이 경우, 9개의 상기 구동전극들(TX1 to TX9)은, 상기 구동전극들(TX1 to TXm)로 상기 구동신호들을 공급하기 위한 구동신호 공급부(611)에 연결되어 있으며, 16개의 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)은, 상기 지문센서(500)로부터 수신된 센싱신호들을 이용하여 지문을 인식하기 위한 지문 인식부(620)에 연결되어 있다. In this case, the nine driving electrodes TX1 to TX9 are connected to a driving
또한, 이하에서는, 설명의 편의상, 인접되어 있는 5개의 구동전극들로 동시에 구동신호들을 공급하는 지문센서 드라이버(600)가 본 발명의 일예로서 설명되나, 상기 지문센서 드라이버(600)는 인접되어 있는 3개의 구동전극들로 동시에 구동신호들을 공급할 수도 있고, 인접되어 있는 7개의 구동전극들로 동시에 구동신호들을 공급할 수도 있으며, 이외에도 다양한 개수의 인접되어 있는 구동전극들로 동시에 구동신호들을 공급할 수 있다.In addition, hereinafter, for convenience of explanation, a
즉, 상기에서 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 제1 포인트(A)에서 출력된 초음파는 상기 제1 포인트(A)가 위치되어 있는 수신전극으로만 반사되는 것이 아니며, 상기 제1 포인트(A) 주변의 또 다른 수신전극들로도 반사될 수 있다.That is, as described above with reference to FIG. 5, the ultrasonic waves output from the first point A are not reflected only to the receiving electrode where the first point A is located, but the first point ( A) It can be reflected by other receiving electrodes around it.
따라서, 상기 제1 포인트(A)에서 수신되는 초음파, 즉, 수신 초음파는 상기 제1 포인트(A)에서 출력된 초음파뿐만 아니라, 상기 제1 포인트(A) 주변에서 출력되어 반사된 초음파들을 포함한다.Therefore, the ultrasonic waves received at the first point A, that is, the received ultrasonic waves, include not only the ultrasonic waves output from the first point A, but also ultrasonic waves output and reflected around the first point A. .
수신되는 초음파가 많다는 것은 분석에 이용될 수 있는 데이터들이 많다는 것이며, 이것은 지문인식 능력을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 포인트(A) 및 그 주변에서 출력되어 상기 제1 포인트(A)로 수신된 수신 초음파를 이용하여 생성된 상기 제1 포인트(A)에 대응되는 지문정보는, 상기 제1 포인트(A)에서 출력된 초음파만을 이용하여 생성된 상기 제1 포인트(A)에 대응되는 지문정보 보다, 사용자의 실제 지문에 더 일치되는 정보를 포함할 수 있다.The large number of received ultrasound means that there are a lot of data that can be used for analysis, which can improve fingerprint recognition capabilities. That is, the fingerprint information corresponding to the first point (A) generated by using the received ultrasound output from and around the first point (A) and received as the first point (A) is the first point The fingerprint information corresponding to the first point A generated using only the ultrasound output in (A) may include information more consistent with the user's actual fingerprint.
따라서, 본 발명은 적어도 세 개의 구동전극들로 동시에 구동신호를 공급한 후, 상기 적어도 세 개의 구동전극들 중 어느 하나의 구동전극에 대응되는 위치에서의 지문정보들을 생성할 수 있다. 이하에서는, 5개의 구동전극들로 동시에 구동신호를 공급하는 방법이 본 발명의 일예로서 설명된다. 또한, 이하의 설명 중 도 6을 참조하여 설명된 내용과 동일하거나 유사한 내용은 생략되거나 간단히 설명된다. Accordingly, in the present invention, after simultaneously supplying a driving signal to at least three driving electrodes, fingerprint information at a position corresponding to one of the at least three driving electrodes can be generated. Hereinafter, a method of simultaneously supplying a driving signal to five driving electrodes will be described as an example of the present invention. In addition, in the following description, contents identical or similar to those described with reference to FIG. 6 will be omitted or briefly described.
우선, 상기 구동신호 공급부(611)는, 제1 기간(1P)에 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 지문센서(500)의 제1 구동전극(TX1) 내지 상기 제3 구동전극(TX3)으로 도 8에 도시된 바와 같은 구동신호를 공급한다. 상기 구동신호는 적어도 하나의 펄스들로 구성될 수 있다. 따라서, 도 8에는 세 개의 펄스들로 구성된 상기 구동신호가 도시되어 있으나, 상기 구동신호를 구성하는 펄스들의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 포함한 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGL9)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. First, the driving
상기 구동신호가 공급된 후, 상기 수신전극(540)들은 플로팅되거나 또는 상기 수신전극(540)들로 또 다른 전압이 공급된다. After the driving signal is supplied, the receiving
상기 제1 구동전극(TX1) 내지 제3 구동전극(TX3)에서 출력되어 손가락에 반사된 초음파들은 상기 제1 구동전극(TX1) 방향으로 전달된다. The ultrasonic waves output from the first to third driving electrodes TX1 to TX3 and reflected by the finger are transmitted to the first driving electrode TX1.
다음, 상기 센싱 게이트 신호 공급부(612)는 상기 제1 기간(1P) 이후에 발생되는 제2 기간(2P) 동안, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)에만 상기 센싱 게이트 온 신호를 공급하고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL2 to SGL9)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호를 공급하며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압을 공급한다. Next, the sensing gate
따라서, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들을 구성하는 제3 트랜지스터(T3)들은 모두 턴오프되며, 제2 트랜지스터(T2)들은 모두 턴온된다. Accordingly, all of the third transistors T3 constituting the
따라서, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 상기 게이트로 공급되는 초음파 전압의 크기에 따라, 상기 센싱라인(SL)을 통해 상기 지문 인식부(620)로 전달되는 전류의 크기 또는 전압의 크기가 달라진다.Therefore, as described above, according to the magnitude of the ultrasonic voltage supplied to the gate of the first transistor T1, the magnitude of the current delivered to the
상기 지문 인식부(620)는 상기 센싱라인들(SL1 to SL16) 각각을 통해 전달되는 전류의 크기 또는 전압의 크기를 이용하여 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. The
이 경우, 즉, 상기 제2 기간(2P) 동안, 상기 지문 인식부(620)는 도 8에 도시된 바와 같은 샘플링 제어신호(SAMPS)를 이용하여 세 번의 센싱 동작들을 수행한다. In this case, that is, during the
상기 제2 기간(2P) 중 첫 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제1 구동전극(TX1)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제1 구동전극(TX1)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이고, 상기 제2 기간(2P) 중 두 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제2 구동전극(TX2)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제1 구동전극(TX1)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이며, 상기 제2 기간(2P) 중 세 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제1 구동전극(TX1)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이다.The sensing signal received through the sensing lines SL1 to SL16 by the first sensing operation during the
상기 샘플링 제어신호(SAMPS)를 구성하는 3개의 펄스들의 간격 및 폭은, 상기 제1 구동전극(TX1) 내지 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력되어 수신되어 상기 제1 구동전극(TX1)에 대응되는 수신전극들로 수신되는 초음파들의 간격 및 폭을 이용하여 다양하게 설정될 수 있다. The interval and width of the three pulses constituting the sampling control signal SAMPS are output from and received from the first driving electrode TX1 to the third driving electrode TX3, and then transmitted to the first driving electrode TX1. It can be set in various ways by using the spacing and width of ultrasonic waves received by the corresponding receiving electrodes.
즉, 상기 지문 인식부(620)는 상기한 바와 같은 세 번의 센싱 동작들을 이용하여, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. That is, the
다음, 상기 구동신호 공급부(611)는, 제3 기간(3P)에 제1 구동전극(TX1) 내지 제4 구동전극(TX4)으로 구동신호를 공급한다. 이 경우, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 포함한 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGL9)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. Next, the driving
다음, 상기 센싱 게이트 신호 공급부(612)는 상기 제3 기간(3P) 이후에 발생되는 제4 기간(4P) 동안, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)에만 상기 센싱 게이트 온 신호를 공급하고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL1, SGL3 to SGL9)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호를 공급하며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압을 공급한다. Next, the sensing gate
따라서, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들을 구성하는 제3 트랜지스터(T3)들은 모두 턴오프되며, 제2 트랜지스터(T2)들은 모두 턴온된다. Accordingly, all of the third transistors T3 constituting the
상기 제4 기간(4P) 동안, 상기 지문 인식부(620)는 도 8에 도시된 바와 같은 샘플링 제어신호(SAMPS)를 이용하여 세 번의 센싱 동작들을 수행함으로써, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. During the fourth period (4P), the
즉, 상기 제4 기간(4P) 중 첫 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제2 구동전극(TX2)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제2 구동전극(TX2)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이고, 상기 제4 기간(4P) 중 두 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제1 구동전극(TX1) 및 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제2 구동전극(TX2)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이며, 상기 제4 기간(4P) 중 세 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제2 구동전극(TX2)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이다.That is, the sensing signal received through the sensing lines SL1 to SL16 by the first sensing operation during the
이 경우, 도 7에서, 상기 제1 구동전극(TX1) 상단에는 구동전극이 없고, 하단에만 제2 구동전극(TX2) 및 제3 구동전극(TX3)이 구비되어 있기 때문에, 상기 제2 기간(2P)의 두 번째 센싱 동작 및 세 번째 센싱 동작에서는 각각 하나의 구동전극(제2 구동전극(TX2) 또는 제3 구동전극(TX3))에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호만이 이용된다. In this case, in FIG. 7, since there is no driving electrode at the top of the first driving electrode TX1 and the second driving electrode TX2 and the third driving electrode TX3 are provided only at the bottom, the second period ( In the second sensing operation and the third sensing operation of 2P), only a sensing signal by ultrasonic waves output from one driving electrode (the second driving electrode TX2 or the third driving electrode TX3) is used.
그러나, 상기 제2 구동전극(TX2) 상단에는 상기 제1 구동전극(TX1)이 구비되고, 하단에는 제3 구동전극(TX3) 및 제4 구동전극(TX4)이 구비되어 있기 때문에, 상기 제4 기간(4P)의 두 번째 센싱 동작에서는 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호가 이용되며, 상기 제4 기간(4P)의 세 번째 센싱 동작에서는 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호만이 이용된다. However, since the first driving electrode TX1 is provided on the upper end of the second driving electrode TX2 and the third driving electrode TX3 and the fourth driving electrode TX4 are provided at the lower end, the fourth In the second sensing operation of the
즉, 상기 제2 구동전극(TX2)을 기준으로 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제3 구동전극(TX3)은 동일한 간격으로 이격되어 있기 때문에, 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력된 초음파는 동일한 기간에 상기 제2 구동전극(TX2)에 대응되는 위치로 수신되며, 따라서, 상기 제4 기간(4P)의 두 번째 센싱 동작에서는 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호가 이용된다. That is, since the first driving electrode TX1 and the third driving electrode TX3 are spaced apart at the same interval based on the second driving electrode TX2, the first driving electrode TX1 and the first driving electrode TX1 are separated from each other. 3 The ultrasonic wave output from the driving electrode TX3 is received at a position corresponding to the second driving electrode TX2 in the same period, and therefore, in the second sensing operation of the
그러나, 상기 제2 구동전극(TX2)을 기준으로 상기 제4 구동전극(TX4)과 동일한 간격으로 이격되어 있는 구동전극이 없기 때문에, 상기 제4 기간(4P)의 세 번째 센싱 동작에서는 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호만이 이용된다.However, since there is no driving electrode spaced at the same interval as the fourth driving electrode TX4 with respect to the second driving electrode TX2, the fourth sensing operation is performed in the third sensing operation of the
즉, 상기 지문 인식부(620)는 상기한 바와 같은 세 번의 센싱 동작들을 이용하여, 상기 제4 기간(4P) 동안 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. That is, the
다음, 상기 구동신호 공급부(611)는, 제5 기간(5P)에 제1 구동전극(TX1) 내지 제5 구동전극(TX5)으로 구동신호를 공급한다. 이 경우, 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL1)을 포함한 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGL9)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. Next, the driving
다음, 상기 센싱 게이트 신호 공급부(612)는 상기 제5 기간(5P) 이후에 발생되는 제6 기간(6P) 동안, 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)에만 상기 센싱 게이트 온 신호를 공급하고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL1, SGL2, SGL4 to SGL9)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호를 공급하며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압을 공급한다. Next, the sensing gate
따라서, 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들을 구성하는 제3 트랜지스터(T3)들은 모두 턴오프되며, 제2 트랜지스터(T2)들은 모두 턴온된다. Accordingly, all of the third transistors T3 constituting the
상기 제6 기간(6P) 동안, 상기 지문 인식부(620)는 도 8에 도시된 바와 같은 샘플링 제어신호(SAMPS)를 이용하여 세 번의 센싱 동작들을 수행함으로써, 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. During the sixth period (6P), the
즉, 상기 제6 기간(6P) 중 첫 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제3 구동전극(TX3)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제3 구동전극(TX3)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이고, 상기 제6 기간(6P) 중 두 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제2 구동전극(TX2) 및 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제3 구동전극(TX3)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이며, 상기 제6 기간(6P) 중 세 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 제1 구동전극(TX1) 및 상기 제5 구동전극(TX5)에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제3 구동전극(TX3)에 중첩되어 있는 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이다.That is, the sensing signal received through the sensing lines SL1 to SL16 by the first sensing operation during the
상기 제3 구동전극(TX3) 상단에는 상기 제1 구동전극(TX1) 및 상기 제2 구동전극(TX2)이 구비되고, 하단에는 상기 제4 구동전극(TX4) 및 상기 제5 구동전극(TX5)이 구비되어 있기 때문에, 상기 제6 기간(6P)의 두 번째 센싱 동작에서는 상기 제2 구동전극(TX1)과 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 수신 초음파에 의한 센싱신호가 이용되며, 상기 제6 기간(6P)의 세 번째 센싱 동작에서는 상기 제1 구동전극(TX1) 및 상기 제5 구동전극(TX5)에서 출력된 수신 초음파에 의한 센싱신호가 이용된다. The first driving electrode TX1 and the second driving electrode TX2 are provided at an upper end of the third driving electrode TX3, and the fourth driving electrode TX4 and the fifth driving electrode TX5 are provided at a lower end. Is provided, in the second sensing operation of the
즉, 상기 제3 구동전극(TX3)을 기준으로 상기 제2 구동전극(TX2)과 상기 제4 구동전극(TX4)은 동일한 간격으로 이격되어 있어 있기 때문에, 상기 제2 구동전극(TX2)과 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 초음파는 동일한 기간에 상기 제3 구동전극(TX3)에 대응되는 위치로 수신되며, 따라서, 상기 제6 기간(6P)의 두 번째 센싱 동작에서는 상기 제2 구동전극(TX2)과 상기 제4 구동전극(TX4)에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호가 이용된다. That is, since the second driving electrode TX2 and the fourth driving electrode TX4 are spaced apart at the same interval based on the third driving electrode TX3, the second driving electrode TX2 and the The ultrasonic wave output from the fourth driving electrode TX4 is received at a position corresponding to the third driving electrode TX3 in the same period, and thus, the second driving in the second sensing operation of the
또한, 상기 제3 구동전극(TX3)을 기준으로 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제5 구동전극(TX5)은 동일한 간격으로 이격되어 있기 때문에, 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제5 구동전극(TX5)에서 출력된 초음파는 동일한 기간에 상기 제3 구동전극(TX3)에 대응되는 위치로 수신되며, 따라서, 상기 제6 기간(6P)의 세 번째 센싱 동작에서는 상기 제1 구동전극(TX1)과 상기 제5 구동전극(TX5)에서 출력된 초음파에 의한 센싱신호가 이용된다. In addition, since the first driving electrode TX1 and the fifth driving electrode TX5 are spaced apart at the same interval based on the third driving electrode TX3, the first driving electrode TX1 and the 5 The ultrasonic wave output from the driving electrode TX5 is received at a position corresponding to the third driving electrode TX3 in the same period, and therefore, in the third sensing operation of the
즉, 상기 지문 인식부(620)는 상기한 바와 같은 세 번의 센싱 동작들을 이용하여, 상기 제6 기간(6P) 동안 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. That is, the
다음, 상기 제5 기간(5P) 및 상기 제6 기간(6P)에 수행되는 동작은, 제4 구동전극(TX4) 내지 제7 구동전극(TX7)에서도 동일한 원리로 수행된다. Next, the operations performed in the
이에 따라, 제7 기간(7P) 및 제8 기간(8P)에서는 상기 제4 센싱 게이트 라인(SGL4)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성되고, 제9 기간(9P) 및 제10 기간(10P)에서는 상기 제5 센싱 게이트 라인(SGL5)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성되고, 제11 기간(11P) 및 제12 기간(12P)에서는 상기 제6 센싱 게이트 라인(SGL6)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성되며, 제13 기간(13P) 및 제14 기간(14P)에서는 상기 제7 센싱 게이트 라인(SGL7)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.Accordingly, in the
다음, 제3 기간(3P) 및 제4 기간(4P)에 수행되는 동작은, 제15 기간(15P) 및 제16 기간(16P)에서도 동일한 원리로 수행된다.Next, the operation performed in the
즉, 제15 기간(15P) 및 제16 기간(16P)에는 4개의 구동전극들, 즉, 상기 제6 구동전극(TX6) 내지 상기 제9 구동전극(TX9)에 의해, 상기 제8 센싱 게이트 라인(SGL8)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.That is, in the
다음, 제1 기간(1P) 및 제2 기간(2P)에 수행되는 동작은, 제17 기간(17P) 및 제18 기간(18P)에서도 동일한 원리로 수행된다. Next, the operation performed in the
즉, 제17 기간(17P) 및 제18 기간(18P)에는 3개의 구동전극들, 즉, 상기 제7 구동전극(TX7) 내지 상기 제9 구동전극(TX9)에 의해, 상기 제9 센싱 게이트 라인(SGL9)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.That is, in the
마지막으로, 상기 지문 인식부(620)는 상기 과정들을 통해 파악된 지문정보들을 결합하여, 하나의 지문을 생성한다. Finally, the
상기 지문 인식부(620)는 상기 지문을, 상기 저장부(630)에 저장된 상기 기준 지문과 비교함으로써, 상기 지문이 상기 기준 지문에 일치하는지를 판단할 수 있다. The
상기 지문이 상기 기준 지문에 일치하는지에 대한 판단 결과는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치를 이용하는 각종 전자 장치, 예를 들어, 스마트폰, 테블릿PC, 모니텅, TV 등에서 실행되는 어플리케이션에 이용될 수 있다. The result of determining whether the fingerprint matches the reference fingerprint is executed in various electronic devices using a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention, for example, a smartphone, a tablet PC, a monitor, a TV, etc. It can be used in applications that become
예를 들어, 스마트폰에서 실행되는 어플리케이션이 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 경우, 상기 스마트폰은 상기 지문 인식부(620)로부터 전송된 판단 결과에 따라 사용자 인증을 할 수 있다.For example, when an application running on a smartphone requires user authentication using a fingerprint, the smartphone may perform user authentication according to a determination result transmitted from the
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 지문센서에 구비된 센싱 게이트 라인들이 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 센싱 게이트 라인이 구동되는 위치에 대응되는 지문정보들이 정확하게 생성될 수 있으며, 이에 따라, 지문인식 능력이 향상될 수 있다. According to the present invention as described above, since the sensing gate lines provided in the fingerprint sensor can be individually driven, fingerprint information corresponding to the position where the sensing gate line is driven can be accurately generated, and accordingly, fingerprint recognition Skills can be improved.
도 9는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 지문센서와 지문센서 드라이버의 구성을 나타낸 또 다른 예시도이며, 도 10은 도 9에 도시된 지문센서를 구동하기 위해 지문센서 드라이버에서 생성되는 신호들의 파형을 나타낸 예시도이다.9 is another exemplary view showing a configuration of a fingerprint sensor and a fingerprint sensor driver for explaining a method of driving a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram illustrating the fingerprint sensor shown in FIG. This is an exemplary diagram showing waveforms of signals generated by a fingerprint sensor driver to drive.
본 발명에 적용되는 상기 구동전극부(560)는 상기에서 설명된 바와 같이, 막대 형태를 갖는 구동전극들을 포함할 수 있으나, 판 형태의 하나의 구동전극을 포함할 수도 있다. As described above, the driving
상기에서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 방법은, 막대 형태를 갖는 구동전극들로 구성된 구동전극부(560)를 포함하는 표시장치에서의 구동 방법이다.The method described above with reference to FIGS. 7 and 8 is a driving method in a display device including the driving
이하에서는, 도 9 및 도 10을 참조하여, 판 형태의 하나의 구동전극으로 구성된 구동전극부(560)를 포함하는 표시장치에서의 구동 방법이 설명된다. Hereinafter, with reference to FIGS. 9 and 10, a driving method in a display device including the driving
하나의 구동전극으로 구성된 구동전극부(560)를 포함하는 표시장치에서의 구동 방법은, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 방법과 유사하다.A driving method in a display device including the driving
따라서, 도 9에 도시된 지문센서가 지문을 인식하는 해상도가, 도 7에 도시된 지문센서에서 지문을 인식하는 해상도와 동일하거나 유사하다면, 도 9에 도시된 표시장치는, 도 8에 도시된 신호들과 유사한 신호들을 이용하여 구동될 수 있다.Therefore, if the resolution at which the fingerprint sensor shown in FIG. 9 recognizes a fingerprint is the same as or similar to the resolution at which the fingerprint sensor shown in FIG. 7 recognizes a fingerprint, the display device shown in FIG. 9 is It can be driven using signals similar to the signals.
다만, 도 9에 도시된 지문센서(500)는 하나의 구동전극(TX)만을 포함하고 있기 때문에, 상기 구동신호 공급부(611)에서 상기 구동전극(TX)으로 공급되는 구동신호는 도 10에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. However, since the
즉, 상기 구동신호 공급부(611)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 기간(1P) 내지 제18 기간(18P) 중 홀수 번째 기간들에만 구동신호를 상기 구동전극(TX)으로 공급한다.That is, the driving
이 경우, 상기 지문 인식부(620)는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 방법과 동일한 방법을 이용하여, 상기 지문픽셀(510)들 각각에서의 지문정보들을 생성할 수 있으며, 상기 지문정보들을 이용하여 최종적으로 지문을 생성할 수 있다. 도 9에 도시된 지문센서(500) 및 신호들을 이용한 표시장치의 구동 방법은 다음과 같다. 이하의 설명 중, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 내용과 동일하거나 유사한 내용은 생략되거나 간단히 설명된다. In this case, the
우선, 상기 구동신호 공급부(611)는, 제1 기간(1P)에 도 9에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 지문센서(500)의 구동전극(TX)으로 도 10에 도시된 바와 같은 구동신호를 공급한다. 이 경우, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 포함한 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGLm)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. First, the driving
상기 구동신호가 공급된 후, 상기 수신전극(540)들은 플로팅되거나 또는 상기 수신전극(540)들로 또 다른 전압이 공급된다. After the driving signal is supplied, the receiving
다음, 상기 센싱 게이트 신호 공급부(612)는 상기 제1 기간(1P) 이후에 발생되는 제2 기간(2P) 동안, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)에만 상기 센싱 게이트 온 신호를 공급하고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL2 to SGL9)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호를 공급하며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압을 공급한다. Next, the sensing gate
이 경우, 즉, 상기 제2 기간(2P) 동안, 상기 지문 인식부(620)는 도 10에 도시된 바와 같은 샘플링 제어신호(SAMPS)를 이용하여 세 번의 센싱 동작들을 수행한다.In this case, that is, during the
상기 제2 기간(2P) 중 첫 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이고, 상기 제2 기간(2P) 중 두 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이며, 상기 제2 기간(2P) 중 세 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결되어 있는 지문픽셀들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이다.The sensing signal received through the sensing lines SL1 to SL16 by the first sensing operation during the
즉, 상기 지문 인식부(620)는 상기한 바와 같은 세 번의 센싱 동작들을 이용하여, 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. That is, the
다음, 상기 구동신호 공급부(611)는, 제3 기간(3P)에 상기 구동전극(TX)으로 구동신호를 공급한다. 이 경우, 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGL9)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. Next, the driving
다음, 상기 센싱 게이트 신호 공급부(612)는 상기 제3 기간(3P) 이후에 발생되는 제4 기간(4P) 동안, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)에만 상기 센싱 게이트 온 신호를 공급하고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL2 to SGL9)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호를 공급하며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압을 공급한다. Next, the sensing gate
상기 제4 기간(4P) 동안, 상기 지문 인식부(620)는 도 10에 도시된 바와 같은 샘플링 제어신호(SAMPS)를 이용하여 세 번의 센싱 동작들을 수행함으로써, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. During the fourth period (4P), the
즉, 상기 제4 기간(4P) 중 첫 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이고, 상기 제4 기간(4P) 중 두 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1) 및 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 상기 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이며, 상기 제4 기간(4P) 중 세 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제4 센싱 게이트 라인(SGL4)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이다.That is, the sensing signal received through the sensing lines SL1 to SL16 by the first sensing operation during the
즉, 상기 지문 인식부(620)는 상기한 바와 같은 세 번의 센싱 동작들을 이용하여, 상기 제4 기간(4P) 동안 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. That is, the
다음, 상기 구동신호 공급부(611)는, 제5 기간(5P)에 상기 구동전극(TX)으로 구동신호를 공급한다. 이 경우, 모든 센싱 게이트 라인들(SGL1 to SGL9)에는 센싱 게이트 오프 신호가 공급된다. Next, the driving
다음, 상기 센싱 게이트 신호 공급부(612)는 상기 제5 기간(5P) 이후에 발생되는 제6 기간(6P) 동안, 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)에만 상기 센싱 게이트 온 신호를 공급하고, 나머지 센싱 게이트 라인들(SGL2 to SGL9)에는 상기 센싱 게이트 오프 신호를 공급하며, 상기 고정전압 라인(VDD)에는 일정한 크기를 갖는 전압을 공급한다. Next, the sensing gate
상기 제6 기간(6P) 동안, 상기 지문 인식부(620)는 도 10에 도시된 바와 같은 샘플링 제어신호(SAMPS)를 이용하여 세 번의 센싱 동작들을 수행함으로써, 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. During the sixth period (6P), the
즉, 상기 제6 기간(6P) 중 첫 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이고, 상기 제6 기간(6P) 중 두 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2) 및 상기 제4 센싱 게이트 라인(SGL4)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이며, 상기 제6 기간(6P) 중 세 번째 센싱 동작에 의해 상기 센싱라인들(SL1 to SL16)을 통해 수신되는 센싱신호는 상기 구동전극(TX) 중 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1) 및 상기 제5 센싱 게이트 라인(SGL5)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 영역에서 출력된 후 사용자의 손가락에 의해 반사되어 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결되어 있는 지문픽셀(510)들에 대응되는 위치의 수신전극(540)들로 전달된 수신 초음파에 의해 생성된 것이다.That is, the sensing signal received through the sensing lines SL1 to SL16 by the first sensing operation during the
즉, 상기 지문 인식부(620)는 상기한 바와 같은 세 번의 센싱 동작들을 이용하여, 상기 제6 기간(6P) 동안 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다. That is, the
다음, 상기 제5 기간(5P) 및 상기 제6 기간(6P)에 수행되는 동작은, 제4 센싱 게이트 라인(SGL4) 내지 제7 센싱 게이트 라인(SGL7)에 연결된 지문픽셀들에 대해서도 동일한 원리로 수행된다. Next, the operation performed in the
이에 따라, 제7 기간(7P) 및 제8 기간(8P)에서는 상기 제4 센싱 게이트 라인(SGL4)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성되고, 제9 기간(9P) 및 제10 기간(10P)에서는 상기 제5 센싱 게이트 라인(SGL5)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성되고, 제11 기간(11P) 및 제12 기간(12P)에서는 상기 제6 센싱 게이트 라인(SGL6)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성되며, 제13 기간(13P) 및 제14 기간(14P)에서는 상기 제7 센싱 게이트 라인(SGL7)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.Accordingly, in the
다음, 제3 기간(3P) 및 제4 기간(4P)에 수행되는 동작은, 제15 기간(15P) 및 제16 기간(16P)에서도 동일한 원리로 수행된다.Next, the operation performed in the
즉, 제15 기간(15P) 및 제16 기간(16P)에는 상기 제8 센싱 게이트 라인(SGL8)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.That is, fingerprint information corresponding to each of the
다음, 제1 기간(1P) 및 제2 기간(2P)에 수행되는 동작은, 제17 기간(17P) 및 제18 기간(18P)에서도 동일한 원리로 수행된다. Next, the operation performed in the
즉, 제17 기간(17P) 및 제18 기간(18P)에는 상기 제9 센싱 게이트 라인(SGL9)을 따라 구비된 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들이 생성된다.That is, fingerprint information corresponding to each of the
마지막으로, 상기 지문 인식부(620)는 상기 과정들을 통해 파악된 지문정보들을 결합하여, 하나의 지문을 생성한다. Finally, the
상기 지문센서(500)는 상기 표시패널(100)의 전체 면적 중 일부분에만 대응되도록 구비될 수도 있으나, 지문의 활용도가 증가됨에 따라, 상기 표시패널(100)과 거의 동일한 형태로 구비될 수도 있다. The
특히, 사용자의 지문이 입력되는 위치가 상기 표시영역(120) 보다 더 클 필요는 없으므로, 상기 지문센서(500)는 예를 들어, 최소한 상기 표시영역(120)을 커버할 수 있는 크기 및 형태로 구비될 수 있다. In particular, since the location where the user's fingerprint is input does not need to be larger than the
본 발명에 적용되는 지문센서는 도 6에 도시된 바와 같은 구조로 구성되어, 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명된 방법으로 구동될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The fingerprint sensor applied to the present invention has a structure as shown in FIG. 6 and can be driven by the method described with reference to FIGS. 6 to 10, but the present invention is not limited thereto.
즉, 본 발명에 적용되는 지문센서는 도 6에 도시된 구조와 다른 구조로 구성되어 도 6 내지 도 10에서 설명된 방법과 다른 방법으로 구동될 수도 있다.That is, the fingerprint sensor applied to the present invention may have a structure different from that shown in FIG. 6 and may be driven in a method different from the method described in FIGS. 6 to 10.
이하에서는, 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치가 지문센서(500)의 주파수를 변경시키는 방법이 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된다. Hereinafter, a method of changing the frequency of the
도 11은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에서 커버의 두께에 따른 터치센싱신호의 크기 변화를 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에서 초음파의 주파수 변화에 따른 초음파의 음압의 변화를 나타낸 예시도이며, 도 13은 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에서 초음파의 주파수별 특성을 나타낸 그래프이다. 이하의 설명 중, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 내용과 동일하거나 유사한 내용은 생략되거나 간단히 설명된다. 우선, 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치에 구비된 상기 터치 드라이버(700)는, 상기 표시장치가 구동되는 동안, 상기 터치패널(800)로 터치구동신호를 공급한다. 상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치구동신호에 따라 상기 터치패널(800)로부터 수신된 터치센싱신호들을 이용하여, 터치여부 및 터치가 발생된 터치위치를 판단한다.11 is a graph showing a change in the size of a touch sensing signal according to a thickness of a cover in a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention, and FIG. 12 is a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention. An exemplary view showing a change in sound pressure of ultrasonic waves according to a change in frequency of ultrasonic waves, and FIG. 13 is a graph showing characteristics of ultrasonic waves for each frequency in a display device including a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention. In the following description, the same or similar content as described with reference to FIGS. 1 to 10 will be omitted or briefly described. First, the
터치위치를 판단하는 방법은 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 터치패널(800)의 구조 및 구동 방식에 따라 다양하게 변경될 수 있다. The method of determining the touch position may be variously changed according to the structure and driving method of the
이하에서는, 설명의 편의상, 상기 터치패널(800) 및 상기 터치 드라이버(700)가 셀프캡 방식을 이용하여 구동되는 표시장치가 본 발명의 일예로서 설명된다. Hereinafter, for convenience of description, a display device in which the
상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치센싱신호들의 변화량을 이용하여 터치여부를 판단할 수 있으며, 상기 터치센싱신호들이 전송된 터치전극의 위치에 따라 터치위치를 판단할 수 있다.The
예를 들어, 터치가 없는 경우의 상기 터치센싱신호의 크기가 0이고, 터치가 있는 경우의 상기 터치센싱신호의 크기가 1이라고 할 때, 실제로 센싱된 터치센싱신호의 크기가 0. 6 내지 1 사이에 포함되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치센싱신호가 발생된 터치전극에 터치가 이루어졌다고 판단할 수 있다. For example, when the size of the touch sensing signal is 0 when there is no touch, and the size of the touch sensing signal is 1 when there is a touch, the size of the actually sensed touch sensing signal is 0. 6 to 1 If included therebetween, the
예를 들어, 터치센싱신호의 크기가 정상적인 경우의 40%만큼 감소되더라도, 상기 터치 드라이버(700)는 터치여부를 정상적으로 판단할 수 있다. 터치센싱신호의 크기가 정상적인 경우의 40%보다 더 감소되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께 문제가 아닌 터치센싱 에러로 판단할 수 있다.For example, even if the size of the touch sensing signal is reduced by 40% of a normal case, the
상기 과정들을 통해 판단된 터치여부 및 터치위치정보는 상기 전자장치의 외부 시스템으로 전송되며, 상기 외부 시스템은 상기 터치위치정보를 이용하여 다양한 어플리케이션을 수행한다.The touch status and touch location information determined through the above processes are transmitted to an external system of the electronic device, and the external system executes various applications using the touch location information.
다음, 상기 터치 드라이버(700)는 터치여부 및 터치위치를 판단하는 동안, 또는 판단한 이후에, 상기 터치센싱신호의 크기를 이용해, 상기 커버의 두께가 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단한다.Next, the
상기 터치센싱신호의 크기 변화는, 상기 표시패널(100)의 두께의 변화에 따라 발생될 수 있으며, 특히, 상기 표시패널(100)의 커버의 두께의 변화에 따라 발생될 수 있다. 상기 커버의 두께는 지문센싱에 이용되는 초음파의 크기를 변화시키며, 초음파의 크기는 초음파의 주파수에 따라 변화될 수 있다.The change in the size of the touch sensing signal may occur according to a change in the thickness of the
즉, 상기 커버의 두께가 변하더라도 터치센싱은 정상적으로 이루어질 수 있으나, 지문센싱은 정상적으로 이루어지지 않을 수도 있다. That is, even if the thickness of the cover is changed, touch sensing may be performed normally, but fingerprint sensing may not be performed normally.
따라서, 상기 커버의 두께가 변하여, 상기 터치센싱신호의 크기가 변하면, 상기 초음파의 주파수가 변경되어야 하며, 이에 따라, 지문센싱이 정상적으로 이루어질 수 있다.Accordingly, when the thickness of the cover is changed and the size of the touch sensing signal is changed, the frequency of the ultrasonic wave must be changed, so that fingerprint sensing can be performed normally.
이하의 설명에서, 상기 커버는, 도 5a에 도시된 바와 같이 보호필름이 없는 표시장치에서는 상기 커버 글라스(150)만을 의미하며, 도 5b에 도시된 바와 같이 보호필름(190)이 더 부착된 표시장치에서는 상기 커버 글라스(150)와 상기 보호필름(190)을 의미한다.In the following description, the cover means only the
상기 표시패널(100)에서 상기 커버 글라스(150)의 두께는, 상기 표시패널(100)에서 상기 커버 글라스(150)를 제외한 두께의 수십 배 이상이며, 따라서, 상기 터치센싱신호 및 상기 초음파의 크기는 상기 커버 글라스(150)의 두께에 의해 좌우된다. The thickness of the
또한, 상기 보호필름(190)의 두께는 상기 커버 글라스(150)의 두께와 유사하므로, 상기 터치센싱신호 및 상기 초음파의 크기는 상기 보호필름(190)의 두께에 의해서도 좌우된다.In addition, since the thickness of the
부연하여 설명하면, 상기 터치센싱신호 및 상기 초음파의 크기는 상기 커버의 두께에 의해 좌우되며, 여기서, 상기 커버는 상기 커버 글라스(150) 만을 의미할 수도 있고, 상기 커버 글라스(150)와 상기 보호 필름(190)을 의미할 수도 있다.To explain more, the size of the touch sensing signal and the ultrasonic wave depends on the thickness of the cover, where the cover may mean only the
예를 들어, 지문센싱이 정상적으로 이루어질 수 있는 크기를 갖는 터치센싱신호들의 범위(이하, 간단히 기준 터치센싱신호 범위라 함) 및 상기 기준 터치센싱신호 범위에 대응되는 커버의 두께들의 범위(이하, 간단히 기준 두께 범위라 함)는 표시장치의 제조 과정에서 설정될 수 있다. For example, a range of touch sensing signals having a size in which fingerprint sensing can be performed normally (hereinafter, simply referred to as a reference touch sensing signal range) and a range of thicknesses of a cover corresponding to the reference touch sensing signal range (hereinafter, simply referred to as The reference thickness range) may be set during the manufacturing process of the display device.
상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위에 포함될 때, 상기 터치센싱신호의 크기는 상기 기준 터치센싱신호 범위에 포함될 수 있다. 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위를 벗어나면, 상기 터치센싱신호의 크기는 상기 기준 터치센싱신호 범위를 벗어난다. 이 경우, 터치센싱은 정상적으로 이루어질 수 있으나, 지문센싱은 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다.When the thickness of the cover is included in the reference thickness range, the size of the touch sensing signal may be included in the reference touch sensing signal range. When the thickness of the cover is out of the reference thickness range, the size of the touch sensing signal is out of the reference touch sensing signal range. In this case, touch sensing may be performed normally, but fingerprint sensing may not be performed normally.
예를 들어, 표시장치의 제조 과정에서 이용된 상기 커버 글라스(150)의 두께가 일반적인 두께보다 매우 작아서 표시장치의 제조 완료 후의 상기 커버 글라스(150)만의 두께가 상기 기준 두께 범위보다 작은 경우, 또는, 표시장치의 제조 과정에서 이용된 상기 커버 글라스(150)의 두께가 일반적인 두께보다 매우 작아서 표시장치의 제조 완료 후 상기 커버 글라스(150)에 보호필름(190)이 부착되더라도 상기 커버 글라스(150)와 상기 보호필름(190)의 두께가 상기 기준 두께 범위보다 작은 경우, 또는, 상기 표시장치의 제조 과정에서 이용된 상기 커버 글라스(150)의 두께가 일반적인 두께보다 매우 커서 표시장치의 제조 완료 후의 상기 커버 글라스(150)만의 두께가 상기 기준 두께 범위보다 큰 경우, 또는, 표시장치의 제조 완료 후에 커버 글라스(150)에 부착된 보호필름(190)의 두께가 상기 표시장치의 제조 과정에서 고려된 크기보다 매우 커서 상기 보호필름(190)과 상기 커버 글라스(150)의 두께가 상기 기준 두께 범위보다 큰 경우 등에는, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위를 벗어날 수 있다.For example, when the thickness of the
여기서, 상기 터치센싱신호의 크기를 나타내는 단위는, 전류일 수도 있고, 전압일 수도 있고, 저항일 수 있다.Here, the unit representing the size of the touch sensing signal may be a current, a voltage, or a resistance.
또한, 상기 터치센싱신호의 크기를 나타내는 단위는 상기 단위들(전류, 전압, 저항) 이외에도 터치센싱 시 이용될 수 있는 다양한 단위가 될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치센싱신호의 크기를 나타내는 단위는, 디지털 터치센싱신호의 크기를 표시하는 단위일 수도 있다. 상기 디지털 터치센싱신호는, 상기 터치패널(800)로부터 수신된 아날로그 터치센싱신호가 상기 터치 드라이버(700)를 구성하는 아날로-디지털 컨버터에 의해 변경된 신호를 의미한다. In addition, a unit representing the size of the touch sensing signal may be various units that can be used during touch sensing in addition to the units (current, voltage, resistance). For example, the unit indicating the size of the touch sensing signal may be a unit indicating the size of the digital touch sensing signal. The digital touch sensing signal refers to a signal in which an analog touch sensing signal received from the
예를 들어, 도 11의 (a)는 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내인 경우의 상기 터치센싱신호의 크기를 나타내며, 도 11의 (b)는 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 작은 경우의 상기 터치센싱신호의 크기를 나타낸다.For example, (a) of FIG. 11 shows the size of the touch sensing signal when the thickness of the cover is within the reference thickness range, and (b) of FIG. 11 shows that the thickness of the cover is smaller than the reference thickness range. It represents the size of the touch sensing signal in case.
즉, 도 11의 (a) 및 (b)의 그래프에 도시된 단위가 상기 터치센싱 시 이용되는 디지털 터치센싱신호의 크기를 표시하는 단위라고 가정할 때, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내인 경우의 상기 터치센싱신호의 크기는 약 2500 내지 3000의 값을 갖는다. 상기 값은 상기 기준 터치센싱신호 범위에 포함된다. That is, assuming that the unit shown in the graphs of FIGS. 11A and 11B is a unit indicating the size of the digital touch sensing signal used for the touch sensing, the thickness of the cover is within the range of the reference thickness. In the case, the size of the touch sensing signal has a value of about 2500 to 3000. The value is included in the range of the reference touch sensing signal.
그러나, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 큰 경우의 상기 터치센싱신호의 크기는 약 1500 내지 2000의 값을 갖는다. 상기 값은 상기 기준 터치센싱신호 범위를 벗어난다.However, when the thickness of the cover is larger than the reference thickness range, the size of the touch sensing signal has a value of about 1500 to 2000. The value is out of the range of the reference touch sensing signal.
상기 예에서, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 큰 경우의 상기 터치센싱신호의 크기는, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내인 경우의 상기 터치센싱신호의 크기의 60 내지 99% 사이에 포함될 수 있다.In the above example, the size of the touch sensing signal when the thickness of the cover is larger than the reference thickness range is between 60 and 99% of the size of the touch sensing signal when the thickness of the cover is within the reference thickness range. Can be included.
상기 터치센싱신호의 크기는 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 커버의 두께에 따라 다양하게 변경될 수 있다. The size of the touch sensing signal may be variously changed according to the thickness of the cover, as described above.
이하에서는 설명의 편의상, 정상적인 지문센싱이 수행될 수 있는 터치센싱신호의 크기들을 상기 기준 터치센싱신호 범위라 하며, 상기 기준 터치센싱신호 범위 내의 터치센싱신호의 크기들을 발생시키는 커버의 두께들을 상기 기준 두께 범위라 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, the sizes of the touch sensing signals in which normal fingerprint sensing can be performed are referred to as the reference touch sensing signal range, and the thicknesses of the covers that generate the sizes of the touch sensing signals within the reference touch sensing signal range are the reference. It is called the thickness range.
이 경우, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위를 벗어나면, 상기 터치센싱신호의 크기는, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내인 경우의 상기 터치센싱신호의 크기의 60 내지 99% 사이에 포함될 수 있다.In this case, when the thickness of the cover is outside the reference thickness range, the size of the touch sensing signal is included between 60 and 99% of the size of the touch sensing signal when the thickness of the cover is within the reference thickness range. I can.
상기 터치 드라이버(700)는 터치여부 및 터치위치를 판단하는 동안, 상기에서 설명된 바와 같은 원리를 이용하여, 상기 터치센싱신호의 크기를 이용해, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단한다.The
예를 들어, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위에 포함되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위에 포함된다고 판단한다.For example, when the size of the touch sensing signal is included in the range of the reference touch sensing signal, the
그러나, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 작으면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 크다고 판단한다. However, when the size of the touch sensing signal is smaller than the reference touch sensing signal range, the
상기한 바와 같은 판단 과정은, 상기 터치 드라이버(700)에서 수행될 수 있으나, 상기 터치 드라이버(700)가 아닌 다른 구성요소에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같은 판단 과정은, 상기 제어부(400)에서 수행될 수 있다. 그러나, 이하의 설명의 설명에서는, 설명의 편의상, 상기 판단 과정이 상기 터치 드라이버(700)에서 수행되는 표시장치가 본 발명의 일예로서 설명된다.The determination process as described above may be performed by the
상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 크다는 것은, 터치센싱 감도가 우수하다는 것을 의미하며, 터치센싱 감도가 우수한 경우에는, 지문센싱 감도도 우수할 수 있다. 따라서, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 큰 경우에 대한 설명은 생략된다.When the size of the touch sensing signal is greater than the range of the reference touch sensing signal, it means that the touch sensing sensitivity is excellent, and when the touch sensing sensitivity is excellent, the fingerprint sensing sensitivity may also be excellent. Accordingly, a description of the case where the size of the touch sensing signal is larger than the range of the reference touch sensing signal is omitted.
그러나, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 큰 경우에도, 지문센싱 감도가 감소되는 문제가 발생된다면, 본 발명이 적용될 수 있다.However, even when the size of the touch sensing signal is larger than the range of the reference touch sensing signal, if a problem of decreasing fingerprint sensing sensitivity occurs, the present invention can be applied.
또한, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 작은 경우에, 지문센싱 감도가 감소되는 문제가 발생된다면, 이 경우에도 본 발명이 적용될 수 있다.In addition, when the thickness of the cover is smaller than the reference thickness range, if a problem of decreasing fingerprint sensing sensitivity occurs, the present invention can also be applied in this case.
즉, 이하의 설명에서는, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 작고, 이에 따라, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위보다 크다고 판단될 때, 지문센싱을 위한 구동신호의 주파수를 변경하는 방법이 본 발명의 일예로서 설명된다. 이러한 본 발명에 의해, 지문센싱 감도의 감소가 방지될 수 있다. That is, in the following description, when the size of the touch sensing signal is smaller than the range of the reference touch sensing signal, and accordingly, when it is determined that the thickness of the cover is greater than the reference thickness range, the frequency of the driving signal for fingerprint sensing is The method of changing is described as an example of the present invention. With this invention, a decrease in fingerprint sensing sensitivity can be prevented.
그러나, 본 발명은, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 커서 지문센싱 감도가 저하되는 경우 또는 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위보다 작아서 지문센싱 감도가 저하되는 경우에도 적용될 수 있다. However, the present invention, as described above, when the size of the touch sensing signal is larger than the reference touch sensing signal range and thus the fingerprint sensing sensitivity is lowered, or when the thickness of the cover is smaller than the reference thickness range, the fingerprint sensing sensitivity It can also be applied in case of deterioration.
상기 설명에서는 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단하기 위해, 상기 터치센싱신호의 크기가 이용되는 경우만이 설명되었다.In the above description, only the case where the size of the touch sensing signal is used to determine whether the thickness of the cover is within the reference thickness range has been described.
그러나, 본 발명은 상기 터치센싱신호의 크기와 함께, 상기 터치위치정보를 더 이용하여, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단할 수 있다. However, according to the present invention, it is possible to determine whether the thickness of the cover is within the reference thickness range by further using the touch position information together with the size of the touch sensing signal.
예를 들어, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 큰 경우뿐만 아니라, 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적이 작은 경우에도 상기 터치센싱신호의 크기가 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되더라도, 사용자가 약한 힘으로 상기 표시패널을 터치하는 경우에는 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위에 포함되지 않을 수도 있다. 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적은 상기 터치위치정보를 이용하여 판단될 수 있다. For example, not only when the thickness of the cover is larger than the reference thickness range, but also when the area of the user's finger in contact with the
따라서, 상기 터치 드라이버(700)는, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 작고, 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적이 기설정된 면적보다 크거나 같으면, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 크다고 판단할 수 있다. Therefore, the
즉, 상기 터치센싱신호의 크기가 작아지는 원인은, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 크기 때문일 수도 있으나, 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적이 작기 때문일 수도 있다. That is, the cause of the decrease in the size of the touch sensing signal may be because the thickness of the cover is larger than the reference thickness range, but may be because the area of the user's finger in contact with the
따라서, 상기 터치센싱신호의 크기만을 이용하여 상기 커버의 두께를 판단하는 것 보다는, 상기 터치센싱신호의 크기와 함께 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적을 이용하여 상기 커버의 두께를 판단하는 것이, 더 정확한 결과를 가져올 수 있다.Therefore, rather than determining the thickness of the cover using only the size of the touch sensing signal, the thickness of the cover is used with the size of the touch sensing signal and the area of the user's finger in contact with the
그러나, 사용자가 표시패널(100)을 터치할 때, 일반적으로 거의 동일한 힘을 가하고 있으므로, 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적을 이용하는 방법은 추가적으로 이용될 수 있다. However, when a user touches the
예를 들어, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치센싱신호의 크기만을 이용하여 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 큰지를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과에 따라 지문 인식을 위한 초음파의 크기가 변경된 후에도, 상기 터치센싱신호의 크기가 작다고 판단되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치센싱신호의 크기와 함께 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적을 이용하여, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 큰지를 판단할 수 있다.For example, the
상기 터치센싱신호의 크기가 작은 이유가, 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적이 작기 때문이라고 판단되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 초음파의 크기를 원래의 크기로 변경시키도록 하는 제어신호를 상기 제어부(400)로 전송할 수 있다.If it is determined that the reason why the size of the touch sensing signal is small is that the area of the user's finger in contact with the
이 경우, 상기 제어부(400)는 상기 표시패널(100)에 접촉된 사용자의 손가락의 면적이 작음을 알리는 제어신호를 상기 전자장치를 제어하는 외부 시스템으로 전송할 수 있다.In this case, the
상기 외부 시스템은 상기 제어부(400)로부터 상기 제어신호가 전송되면, 지문센싱을 위해 손가락을 표시패널(100)에 밀착시키라는 문구에 대응되는 입력 영상데이터들을 생성하여 상기 제어부(400)로 전송할 수 있다.When the control signal is transmitted from the
상기 제어부(400)가 상기 입력 영상데이터들에 대응되는 영상데이터들을 상기 데이터 드라이버(300)로 전송함으로써, 상기 표시패널에는 상기 문구가 출력될 수 있다. 상기 문구를 상기 표시패널(100)로부터 확인한 사용자는 자신의 손가락을 상기 표시패널(100)에 보다 더 밀착시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위에 포함될 수 있으며, 따라서, 지문센싱이 정상적으로 수행될 수 있다. When the
다음, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 크다고 판단되면, 상기 터치 드라이버(700)는, 상기 터치센싱신호의 크기를 이용하여 상기 커버의 두께를 산출한다. Next, when it is determined that the thickness of the cover is larger than the reference thickness range, the
예를 들어, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 터치센싱신호의 크기와 상기 커버의 두께 사이의 관계를 나타낸 두께 룩업 테이블을 이용하여, 상기 커버의 두께를 산출할 수 있다.For example, the
상기한 바와 같은 기능은, 상기 터치 드라이버(700)에서 이루어질 수 있으나, 상기 제어부(400)에서 이루어질 수도 있고, 또 다른 구성요소에서 이루어질 수도 있으며, 상기 터치센싱신호의 크기를 수신한 상기 지문센서 드라이버(600)에서 수행될 수도 있다.The above-described function may be performed by the
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 터치 드라이버(700)가 상기 커버의 두께를 산출하는 표시장치가 본 발명의 일예로서 설명된다. Hereinafter, for convenience of description, a display device in which the
상기 커버의 두께에 대한 정보는 상기 터치 드라이버(700), 상기 제어부(400) 또는 상기 저장부(450)에 저장될 수 있다. Information on the thickness of the cover may be stored in the
다음, 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치를 포함하는 전자장치(예를 들어, 스마트폰, 테블릿PC 등)의 어플리케이션에 의해 지문인식 과정이 실행되면, 상기 전자장치를 제어하는 외부 시스템은 상기 제어부(400)로 지문인식 과정이 실행되었음을 알리는 제어신호를 전송할 수 있다.Next, when the fingerprint recognition process is executed by an application of an electronic device (for example, a smartphone, a tablet PC, etc.) including a display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention, the electronic device is controlled. The external system may transmit a control signal notifying that the fingerprint recognition process has been executed to the
상기 제어부(400)는 상기 지문센서 드라이버(600)로, 지문인식 과정이 실행되었음을 알리는 지문센서 제어신호(FCS)를 전송한다. 상기 지문센서 제어신호(FCS)를 수신한 상기 구동부(610) 및 상기 지문 인식부(620)는 지문인식을 위한 준비절차를 수행할 수 있다. The
이 경우, 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호가, 다양한 타이밍 및 다양한 경로를 통해 상기 지문센서 드라이버(600)로 전송될 수 있다. In this case, information on the thickness of the cover and a control signal for changing the frequency of ultrasonic waves may be transmitted to the
예를 들어, 상기 터치 드라이버(700)는 지문센싱과 관련 없이, 터치가 있다고 판단될 때마다, 또는 기 설정된 횟수의 터치가 발생될 때마다, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단할 수 있다. 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위를 초과한다고 판단되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 저장할 수 있다. 이후, 상기 제어부(400)로부터 지문센싱이 수행된다는 신호가 수신되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 지문센서 드라이버(600)로 전송할 수 있다. For example, the
또 다른 예에서, 상기 터치 드라이버(700)는 지문센싱과 관련 없이, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단할 수 있다. 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위를 초과한다고 판단되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 제어부(400)로 전송할 수 있으며, 상기 제어부(400)는 상기 두께 및 제어신호를 저장한다. 상기 외부 시스템으로부터 지문인식 과정이 실행되었음을 알리는 제어신호가 수신되면, 상기 제어부(400)는 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 지문센서 드라이버(600)로 전송할 수 있다.In another example, the
또 다른 예에서, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 제어부(400)로부터 지문인식 과정이 실행되었음을 알리는 제어신호가 수신되면, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단할 수 있다. 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위를 초과한다고 판단되면, 상기 터치 드라이버(700)는 상기 커버의 두께 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 제어부(400) 또는 상기 지문센서 드라이버(600)로 전송할 수 있다. 상기 터치 드라이버(700)로부터 상기 커버의 두께 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 수신한 상기 제어부(400)는 상기 커버의 두께 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 지문센서 드라이버(600)로 전송할 수 있다. In another example, when a control signal indicating that a fingerprint recognition process has been executed from the
다음, 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호가 수신되면, 상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 커버의 두께에 대응되는 주파수를 갖는 초음파가 상기 압전물질(550)에서 발생될 수 있도록, 상기 구동전극부(560)로 공급되는 상기 구동신호의 주파수를 증가 또는 감소시킨다.Next, when information on the thickness of the cover and a control signal for changing the frequency of the ultrasonic wave are received, the
이 경우, 상기 압전물질(550)에서 발생되는 초음파의 주파수는 상기 구동전극부(560)로 공급되는 상기 구동신호의 주파수에 비례하거나 대응되기 때문에, 상기 구동신호의 주파수를 변경시킴으로써, 상기 초음파의 주파수가 변경될 수 있다. In this case, since the frequency of the ultrasonic wave generated from the
이 경우, 상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 커버의 두께가 증가할수록, 상기 초음파의 주파수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. In this case, as the thickness of the cover increases, the
예를 들어, 도 12에 도시된 그래프에 의하면, 상기 커버의 두께(cover thickness)가 증가될수록, 상기 초음파의 음압(Acoustic Pressure)은 세 가지 주파수들(10MHz, 12MHz, 15MHz) 모두에서 점점 작아짐을 알 수 있다.For example, according to the graph shown in FIG. 12, as the cover thickness increases, the acoustic pressure of the ultrasonic wave gradually decreases at all three frequencies (10 MHz, 12 MHz, and 15 MHz). Able to know.
그러나, 주파수가 클수록, 예를 들어 15MHz의 초음파의 음압이 나머지 주파수들(12MHz, 10MHz)의 초음파들의 음압보다 큼을 알 수 있다. 따라서, 이 경우, 상기 지문센서 드라이버(600)는 커버의 두께가 증가될수록 초음파의 주파수를 증가시킬 수 있다. However, as the frequency increases, it can be seen that, for example, the sound pressure of the ultrasonic waves of 15 MHz is greater than that of the ultrasonic waves of the remaining frequencies (12 MHz and 10 MHz). Accordingly, in this case, the
그러나, 상기 커버의 재질 및 특성 등에 의해, 주파수가 클수록, 저주파수를 갖는 초음파의 음압이 고주파수를 갖는 초음파의 음압보다 커질 수도 있다. 따라서, 이 경우에는, 상기 지문센서 드라이버(600)는 커버의 두께가 증가될수록 초음파의 주파수를 감소시킬 수도 있다. However, depending on the material and characteristics of the cover, as the frequency increases, the sound pressure of the ultrasonic wave having a low frequency may be greater than that of the ultrasonic wave having a high frequency. Accordingly, in this case, the
또한, 상기 압전물질(550)로부터 발진된 초음파에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 음압이 강한 부분(S)과 음압이 약한 부분(W)이 번갈아 가며 발생된다. 이 경우, 상기 압전물질(550)로부터 상기 커버 중 사용자의 손가락이 접촉하는 표면(예를 들어, 상기 커버 글라스(150)의 상기 제2 면(112) 또는 상기 보호필름(190)의 상단면(191))까지의 거리에 따라, 음압이 강한 부분이 상기 표면에 도달할 수도 있으며 음압이 약한 부분이 상기 표면에 도달할 수도 있다.In addition, in the ultrasonic waves oscillated from the
따라서, 상기 커버의 두께가 증가할 때, 상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 초음파의 주파수를 단순히 증가시키거나 감소시키지 않는다. 즉, 상기 지문센서 드라이버(600)는 증가된 두께를 갖는 상기 커버의 표면에서 강한 음압을 발생시키는 주파수를 상기 초음파의 주파수로 선택한다. Therefore, when the thickness of the cover increases, the
상기한 바와 같은 특성은 도 12에도 표현되어 있다.The characteristics as described above are also expressed in FIG. 12.
예를 들어, 상기 커버의 두께가 0.4mm인 경우에는 15MHz의 초음파의 상기 표면에서의 음압이, 12MHz 및 10MHz의 초음파들의 상기 표면에서의 음압들보다 크지만, 상기 커버의 두께가 0.45mm인 경우에는 10MHz의 초음파의 상기 표면에서의 음압이, 12MHz 및 15MHz의 초음파들의 상기 표면에서의 음압들보다 크다.For example, when the thickness of the cover is 0.4mm, the sound pressure at the surface of the ultrasound at 15 MHz is greater than the sound pressures at the surface of the ultrasound at 12 MHz and 10 MHz, but the thickness of the cover is 0.45 mm The sound pressure at the surface of the 10 MHz ultrasound is greater than the sound pressures at the surface of the 12 MHz and 15 MHz ultrasound waves.
이러한 특성들을 고려하여, 본 발명에 따른 표시장치의 제조 과정에서, 도 12에 도시된 바와 같은 초음파의 주파수, 커버의 두께 및 음압의 크기 간의 관계를 나타내는 주파수 룩업 테이블이 상기 지문센서 드라이버(600)의 저장부(630) 또는 상기 지문센서 드라이버(600)와 통신을 수행하는 별도의 저장부에 저장될 수 있다. In consideration of these characteristics, in the manufacturing process of the display device according to the present invention, a frequency lookup table indicating the relationship between the frequency of the ultrasonic wave, the thickness of the cover, and the magnitude of the sound pressure as shown in FIG. 12 is the
따라서, 상기 지문센서 드라이버(600)는 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호가 수신되면, 상기 주파수 룩업 테이블을 이용하여 최적의 주파수를 선택하며, 상기 주파수를 갖는 초음파가 발생될 수 있도록, 상기 구동신호의 주파수를 변경시킬 수 있다. Therefore, when the
다음, 상기 지문센서 드라이버(600)는 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 구동전극부(560)로 상기 구동신호를 공급하여, 지문픽셀(510)들 각각에 대응되는 지문정보들을 생성한다.Next, the
마지막으로, 상기 지문센서 드라이버(600), 특히, 상기 지문 인식부(620)는 상기 과정들을 통해 파악된 지문정보들을 결합하여, 하나의 지문을 생성한다. Finally, the
상기 지문 인식부(620)는 상기 지문을, 상기 저장부(630)에 저장된 상기 기준 지문과 비교함으로써, 상기 지문이 상기 기준 지문에 일치하는지를 판단할 수 있다. The
상기 지문이 상기 기준 지문에 일치하는지에 대한 판단 결과는 본 발명에 따른 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치를 이용하는 상기 전자 장치에서 실행되는 어플리케이션에 이용될 수 있다. A result of determining whether the fingerprint matches the reference fingerprint may be used in an application executed in the electronic device using the display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor according to the present invention.
예를 들어, 스마트폰에서 실행되는 어플리케이션이 지문을 이용한 사용자 인증을 요구하는 경우, 상기 스마트폰은 상기 지문 인식부(620)로부터 전송된 판단 결과에 따라 사용자 인증을 할 수 있다.For example, when an application running on a smartphone requires user authentication using a fingerprint, the smartphone may perform user authentication according to a determination result transmitted from the
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 표시장치의 사용 중에 보호필름이 변경되어, 커버의 두께가 변경되더라도, 지문센싱 과정이 정상적으로 수행될 수 있다. According to the present invention as described above, even if the protective film is changed during use of the display device and the thickness of the cover is changed, the fingerprint sensing process can be normally performed.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
100: 표시패널
200: 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버
400: 제어부
500: 지문센서
600: 지문센서 드라이버
700: 터치 드라이버
800: 터치패널100: display panel 200: gate driver
300: data driver 400: control unit
500: fingerprint sensor 600: fingerprint sensor driver
700: touch driver 800: touch panel
Claims (10)
상기 커버를 통한 터치를 감지하는 터치패널;
손가락의 지문을 인식하는 기본 단위로서의 기능을 수행하는 지문픽셀들이 구비되어 있는 지문센서;
상기 지문센서를 구동하여 지문센싱을 수행하는 지문센서 드라이버;
상기 터치패널을 구동하여 터치센싱을 수행하는 터치 드라이버; 및
상기 지문센서 드라이버와 상기 터치 드라이버를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 터치 드라이버는 상기 터치센싱을 통해 커버의 두께를 판단하며,
상기 지문센서 드라이버는 상기 커버의 두께에 따라 상기 지문센싱에 이용되는 초음파의 주파수를 가변시키는 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.A display panel including a cover exposed to the outside;
A touch panel sensing a touch through the cover;
A fingerprint sensor including fingerprint pixels that perform a function as a basic unit for recognizing a fingerprint of a finger;
A fingerprint sensor driver that drives the fingerprint sensor to perform fingerprint sensing;
A touch driver that drives the touch panel to perform touch sensing; And
Including a control unit for controlling the fingerprint sensor driver and the touch driver,
The touch driver determines the thickness of the cover through the touch sensing,
The fingerprint sensor driver is a display device provided with a frequency variable fingerprint sensor for varying the frequency of ultrasonic waves used for the fingerprint sensing according to the thickness of the cover.
상기 지문센서는,
복수의 수신전극들;
제1 방향을 따라 연장되어 있으며, 상기 제1 방향을 따라 구비된 지문픽셀들과 연결되어 있는 n개의 센싱라인들;
적어도 하나의 구동전극을 포함하는 구동전극부;
상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장되어 있는 m개의 센싱 게이트 라인들;
상기 제1 방향을 따라 연장되어 있는 고정전압 라인들;
상기 제1 방향을 따라 연장되어 있는 지문공통전압 라인들; 및
어느 하나의 센싱라인과 어느 하나의 센싱 게이트 라인에 의해 형성되는 상기 지문픽셀에 구비되는 제1 내지 제3 트랜지스터들을 포함하는 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 1,
The fingerprint sensor,
A plurality of receiving electrodes;
N sensing lines extending along a first direction and connected to fingerprint pixels provided along the first direction;
A driving electrode unit including at least one driving electrode;
M sensing gate lines extending along a second direction different from the first direction;
Fixed voltage lines extending along the first direction;
Fingerprint common voltage lines extending along the first direction; And
A display device including a frequency variable fingerprint sensor including first to third transistors provided in the fingerprint pixel formed by any one sensing line and one sensing gate line.
상기 제1 트랜지스터의 게이트는 상기 수신전극에 연결되어 있고, 제1 단자는 상기 고정전압 라인에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 제2 트랜지스터의 제2 단자에 연결되어 있고,
상기 제2 트랜지스터의 게이트는 상기 센싱 게이트 라인에 연결되어 있고, 제1 단자는 상기 센싱라인에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 제1 트랜지스터의 제2 단자에 연결되어 있고,
상기 제3 트랜지스터의 게이트는 상기 센싱 게이트 라인과 인접되어 있는 또 다른 센싱 게이트 라인에 연결되어 있고, 제1 단자는 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 연결되어 있으며, 제2 단자는 상기 지문공통전압 라인에 연결되어 있는 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 2,
A gate of the first transistor is connected to the receiving electrode, a first terminal is connected to the fixed voltage line, a second terminal is connected to a second terminal of the second transistor,
A gate of the second transistor is connected to the sensing gate line, a first terminal is connected to the sensing line, a second terminal is connected to a second terminal of the first transistor,
The gate of the third transistor is connected to another sensing gate line adjacent to the sensing gate line, a first terminal is connected to the gate of the first transistor, and a second terminal is connected to the fingerprint common voltage line. A display device equipped with a frequency-variable fingerprint sensor connected.
상기 커버는,
상기 표시패널에 구비되는 커버 글라스이거나, 또는
상기 표시패널에 구비되는 커버 글라스 및 상기 커버 글라스에 부착되는 보호필름을 포함하는 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 1,
The cover,
It is a cover glass provided on the display panel, or
A display device having a frequency variable fingerprint sensor including a cover glass provided on the display panel and a protective film attached to the cover glass.
상기 터치 드라이버는 상기 터치패널로부터 수신된 터치센싱신호의 크기를 이용하여, 상기 커버의 두께가 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단하고,
상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 크다고 판단되면, 상기 터치 드라이버는 상기 터치센싱신호의 크기를 이용하여 상기 커버의 두께를 산출하고,
기준 터치센싱신호 범위는 상기 지문센싱이 정상적으로 이루어질 수 있는 크기를 갖는 터치센싱신호들의 범위이며,
상기 기준 두께 범위는 상기 기준 터치센싱신호 범위에 대응되는 상기 커버의 두께들의 범위인 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 1,
The touch driver determines whether or not the thickness of the cover is within a reference thickness range using the size of the touch sensing signal received from the touch panel,
When it is determined that the thickness of the cover is larger than the reference thickness range, the touch driver calculates the thickness of the cover using the size of the touch sensing signal,
The reference touch sensing signal range is a range of touch sensing signals having a size at which the fingerprint sensing can be performed normally,
The reference thickness range is a range of thicknesses of the cover corresponding to the reference touch sensing signal range.
상기 터치 드라이버는 상기 터치센싱신호의 크기가 상기 기준 터치센싱신호 범위보다 작고, 상기 커버에 접촉된 사용자의 손가락의 면적이 기 설정된 면적보다 크거나 같다고 판단되면, 상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위 보다 크다고 판단하는 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 5,
When the touch driver determines that the size of the touch sensing signal is smaller than the range of the reference touch sensing signal and the area of the user's finger in contact with the cover is greater than or equal to a preset area, the thickness of the cover is within the reference thickness range. A display device equipped with a frequency variable fingerprint sensor that is determined to be larger.
상기 터치 드라이버는,
상기 지문센싱과 관련 없이 상기 커버의 두께를 판단하고,
상기 커버의 두께가 기준 두께 범위를 초과한다고 판단되면, 상기 커버의 두께 및 상기 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 저장하고,
상기 제어부로부터 상기 지문센싱이 수행된다는 신호가 수신되면, 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 상기 제어신호를 상기 지문센서 드라이버로 전송하고,
상기 커버의 두께 및 상기 제어신호가 수신되면, 상기 지문센서 드라이버는 초음파의 주파수를 가변시키며,
기준 터치센싱신호 범위는 상기 지문센싱이 정상적으로 이루어질 수 있는 크기를 갖는 터치센싱신호들의 범위이고,
상기 기준 두께 범위는 상기 기준 터치센싱신호 범위에 대응되는 상기 커버의 두께들의 범위인 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 1,
The touch driver,
To determine the thickness of the cover irrespective of the fingerprint sensing,
When it is determined that the thickness of the cover exceeds the reference thickness range, a control signal for changing the thickness of the cover and the frequency of the ultrasonic wave is stored,
When a signal indicating that the fingerprint sensing is performed is received from the control unit, information on the thickness of the cover and the control signal are transmitted to the fingerprint sensor driver,
When the thickness of the cover and the control signal are received, the fingerprint sensor driver varies the frequency of ultrasonic waves,
The reference touch sensing signal range is a range of touch sensing signals having a size at which the fingerprint sensing can be performed normally,
The reference thickness range is a range of thicknesses of the cover corresponding to the reference touch sensing signal range.
상기 터치 드라이버는,
상기 지문센싱과 관련 없이 상기 커버의 두께를 판단하고,
상기 커버의 두께가 기준 두께 범위를 초과한다고 판단되면, 상기 커버의 두께 및 상기 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 제어부로 전송하고,
상기 제어부는 외부 시스템으로부터 지문인식 과정이 실행되었음을 알리는 신호가 수신되면, 상기 커버의 두께에 대한 정보 및 상기 제어신호를 상기 지문센서 드라이버로 전송하고,
상기 커버의 두께 및 상기 제어신호가 수신되면, 상기 지문센서 드라이버는 초음파의 주파수를 가변시키며,
기준 터치센싱신호 범위는 상기 지문센싱이 정상적으로 이루어질 수 있는 크기를 갖는 터치센싱신호들의 범위이며,
상기 기준 두께 범위는 상기 기준 터치센싱신호 범위에 대응되는 상기 커버의 두께들의 범위인 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 1,
The touch driver,
To determine the thickness of the cover irrespective of the fingerprint sensing,
When it is determined that the thickness of the cover exceeds the reference thickness range, a control signal for changing the thickness of the cover and the frequency of the ultrasonic wave is transmitted to the controller,
When a signal indicating that the fingerprint recognition process has been executed from an external system is received, the control unit transmits information on the thickness of the cover and the control signal to the fingerprint sensor driver,
When the thickness of the cover and the control signal are received, the fingerprint sensor driver varies the frequency of ultrasonic waves,
The reference touch sensing signal range is a range of touch sensing signals having a size at which the fingerprint sensing can be performed normally,
The reference thickness range is a range of thicknesses of the cover corresponding to the reference touch sensing signal range.
상기 터치 드라이버는,
상기 제어부로부터 지문인식 과정이 실행되었음을 알리는 신호가 수신되면, 상기 커버의 두께가 기준 두께 범위 내에 포함되는지의 여부를 판단하고,
상기 커버의 두께가 상기 기준 두께 범위를 초과한다고 판단되면, 상기 커버의 두께 및 상기 초음파의 주파수를 변경하도록 하는 제어신호를 상기 지문센서 드라이버로 전송하고,
상기 커버의 두께 및 상기 제어신호가 수신되면, 상기 지문센서 드라이버는 초음파의 주파수를 가변시키며,
기준 터치센싱신호 범위는 상기 지문센싱이 정상적으로 이루어질 수 있는 크기를 갖는 터치센싱신호들의 범위이고,
상기 기준 두께 범위는 상기 기준 터치센싱신호 범위에 대응되는 상기 커버의 두께들의 범위인 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.The method of claim 1,
The touch driver,
When a signal indicating that the fingerprint recognition process has been performed is received from the control unit, it is determined whether the thickness of the cover is within a reference thickness range,
When it is determined that the thickness of the cover exceeds the reference thickness range, a control signal for changing the thickness of the cover and the frequency of the ultrasonic wave is transmitted to the fingerprint sensor driver,
When the thickness of the cover and the control signal are received, the fingerprint sensor driver varies the frequency of ultrasonic waves,
The reference touch sensing signal range is a range of touch sensing signals having a size at which the fingerprint sensing can be performed normally,
The reference thickness range is a range of thicknesses of the cover corresponding to the reference touch sensing signal range.
상기 지문센서 드라이버는,
초음파의 주파수, 커버의 두께 및 음압의 크기 간의 관계를 나타내는 주파수 룩업 테이블을 이용하여, 상기 지문센서로 전송될 구동 신호의 주파수를 가변시켜 상기 초음파의 주파수를 가변시키는 주파수 가변형 지문센서가 구비된 표시장치.
The method of claim 1,
The fingerprint sensor driver,
Display equipped with a frequency-variable fingerprint sensor for varying the frequency of the ultrasonic wave by varying the frequency of the driving signal to be transmitted to the fingerprint sensor using a frequency lookup table indicating the relationship between the frequency of the ultrasonic wave, the thickness of the cover, and the magnitude of the sound pressure Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190093288A KR20210015043A (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Display apparatus with a frequency variable fingerprint sensor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190093288A KR20210015043A (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Display apparatus with a frequency variable fingerprint sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20210015043A true KR20210015043A (en) | 2021-02-10 |
Family
ID=74561205
Family Applications (1)
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KR1020190093288A KR20210015043A (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Display apparatus with a frequency variable fingerprint sensor |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20210015043A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024039136A1 (en) * | 2022-08-17 | 2024-02-22 | 삼성전자 주식회사 | Method for adjusting configuration data of fingerprint sensor, and electronic device |
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2019
- 2019-07-31 KR KR1020190093288A patent/KR20210015043A/en active Search and Examination
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024039136A1 (en) * | 2022-08-17 | 2024-02-22 | 삼성전자 주식회사 | Method for adjusting configuration data of fingerprint sensor, and electronic device |
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