KR20210018680A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210018680A
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손정하
안태경
여윤종
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임재익
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Abstract

표시 장치는 감지 전극을 포함하는 센서, 상기 센서 위에 직접 배치되며, 복수의 투과부들 및 차광부를 포함하는 광학 패턴층, 및 상기 광학 패턴층 위에 배치된 표시 패널을 포함하고, 상기 감지 전극과 상기 차광부 사이의 최소 거리는 1 마이크로미터 이상 5 마이크로미터 이하일 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 지문 인식 기능을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하여 사용자에게 정보를 제공하거나 사용자의 입력을 감지하는 등 사용자와 유기적으로 소통할 수 있는 다양한 기능을 제공한다. 최근의 표시 장치들은 사용자의 지문을 감지하기 위한 기능을 함께 포함하고 있다. 지문 인식 방식으로는 전극들 사이에 형성된 정전용량 변화를 감지하는 정전용량 방식, 광 센서를 이용하여 입사되는 광을 감지하는 광 방식, 압전체 등을 활용하여 진동을 감지하는 초음파 방식 등이 있다. 최근의 표시 장치들에 있어서, 지문 인식을 위한 감지 유닛은 표시 패널의 배면에 배치될 수 있다.
본 발명은 지문 인식 민감도가 향상된 감지 유닛을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
보 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 감지 전극을 포함하는 센서, 상기 센서 위에 직접 배치되며, 복수의 투과부들 및 차광부를 포함하는 광학 패턴층, 및 상기 광학 패턴층 위에 배치된 표시 패널을 포함하고, 상기 감지 전극과 상기 차광부 사이의 최소 거리는 1 마이크로미터 이상 5 마이크로미터 이하일 수 있다.
상기 차광부의 높이는 상기 복수의 투과부들 각각의 폭의 1/tan(AG) 배 이상 5배 이하이고, 상기 AG는 설계 조건에 의해 설정된 각도일 수 있다.
상기 광학 패턴층은 상기 복수의 투과부들 및 상기 차광부와 상기 센서 사이에 배치된 투과층을 더 포함할 수 있다.
상기 투과층은 상기 복수의 투과부들과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 차광부의 바닥면과 상기 차광부의 측면 사이의 각도는 85도 이상 90도 이하 또는 90도 이상 95도 이하일 수 있다.
평면 상에서 상기 복수의 투과부들은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 차광부는 상기 복수의 투과부들을 에워쌀 수 있다.
상기 복수의 투과부들은 제1 투과배열을 구성하는 제1 투과부들 및 제2 투과배열을 구성하는 제2 투과부들을 포함하고, 상기 제1 투과부들 및 상기 제2 투과부들은 제1 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 투과배열과 상기 제2 투과배열은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 교대로 배열되며, 상기 제1 투과부들의 중심들은 상기 제2 투과부들의 중심들과 상기 제2 방향에서 비중첩할 수 있다.
상기 복수의 투과부들은 중심 투과부 및 상기 중심 투과부와 인접하며 상기 중심 투과부로부터 동일한 피치로 이격된 6 개의 주변 투과부들을 포함할 수 있다.
상기 광학 패턴층 위에 직접 배치되며, 복수의 추가 투과부들 및 추가 차광부를 포함하는 추가 광학 패턴층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 투과부들 각각은 제1 방향을 따라 연장하고, 상기 복수의 추가 투과부들 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장할 수 있다.
상기 감지 전극은 상기 복수의 투과부들 중 X 개 이상(X는 양의 정수)의 투과부들과 평면 상에서 중첩할 수 있다.
상기 표시 패널은 베이스층, 상기 베이스층 위에 배치되며 화소 회로를 포함하는 회로층, 및 상기 회로층 위에 배치되며, 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자층을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 투명성을 갖고, 상기 제1 전극은 상기 복수의 투과부들 중 적어도 Y 개 이상(Y는 양의 정수)의 투과부들과 중첩할 수 있다.
상기 감지 전극과 중첩하는 상기 복수의 투과부들의 개수는 상기 제1 전극과 중첩하는 상기 복수의 투과부들의 개수보다 많을 수 있다.
상기 표시 패널과 상기 광학 패턴층 사이에 배치된 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널에는 이미지를 표시하는 액티브 영역 및 상기 액티브 영역을 에워싸는 주변 영역이 정의되고, 상기 센서는 생체정보를 감지하는 감지 영역이 정의되고, 상기 감지 영역은 상기 액티브 영역 전체와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 감지 전극을 포함하는 센서 및 상기 센서 위에 배치되며 복수의 투과부들 및 상기 복수의 투과부들과 인접한 차광부를 포함하는 광학 패턴층을 포함하는 감지 유닛, 및 상기 감지 유닛 위에 배치되며, 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자층을 포함하는 표시 패널을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 감지 전극 각각은 상기 복수의 투과부들 중 적어도 2 개 이상의 투과부들과 중첩할 수 있다.
상기 감지 전극과 상기 차광부 사이의 최소 거리는 1 마이크로미터 이상 5 마이크로미터 이하일 수 있다.
상기 광학 패턴층은 상기 복수의 투과부들 및 상기 차광부와 상기 센서 사이에 배치된 투과층을 더 포함하고, 상기 투과층은 상기 복수의 투과부들과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 차광부의 높이는 상기 복수의 투과부들 각각의 폭의 1/tan(AG) 배 이상 5배 이하이고, 상기 AG는 설계 조건에 의해 설정된 각도이고, 상기 차광부의 바닥면과 상기 차광부의 측면 사이의 각도는 85도 이상 90도 이하 또는 90도 이상 95도 이하일 수 있다.
상기 복수의 투과부들은 중심 투과부 및 상기 중심 투과부와 인접하며 상기 중심 투과부로부터 동일한 피치로 이격된 6 개의 주변 투과부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지문으로부터 반사된 광은 광학 패턴층을 투과하여 센서로 입사될 수 있다. 광학 패턴층을 통과 가능한 광의 입사각은 광학 패턴층에 의해 소정 각도 이하로 제한될 수 있다. 입사각이 제한됨에 따라 지문 인식의 정확성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광학 패턴층은 센서 위에 직접 배치될 수 있다. 따라서, 광학 패턴층과 센서의 감지 전극 사이의 거리가 감소될 수 있다. 그 결과, 광학 패턴층을 통과한 광들 사이에 간섭이 일어나는 현상이 방지 또는 감소되어, 지문 인식의 정확성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패턴층의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패턴층의 평면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패턴층 및 추가 광학 패턴층의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛의 단면도이다.
도 14는 표시 장치의 일부 구성들의 관계를 도시한 평면도이다.
도 15는 표시 장치의 일부 구성들의 관계를 도시한 평면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의될 수 있다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(1000)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 표시 장치(1000)는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1000)는 텔레비전, 모니터, 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션 유닛, 게임기, 휴대용 전자 기기, 및 카메라와 같은 중소형 전자 장치 등에 사용될 수도 있다. 또한, 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 기기에도 채용될 수 있음은 물론이다. 본 실시예에서, 표시 장치(1000)는 스마트 폰으로 예시적으로 도시되었다.
표시 장치(1000)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면(1000-F)에 제3 방향(DR3)을 향해 영상(1000-I)을 표시할 수 있다. 영상(1000-I)은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다. 도 1에서 영상(1000-I)의 일 예로 시계창 및 아이콘들이 도시되었다. 영상(1000-I)이 표시되는 표시면(1000-F)은 표시 장치(1000)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 윈도우(100)의 전면과 대응될 수 있다.
본 실시예에서는 영상(1000-I)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다. 본 명세서에서 "평면 상에서 보았을 때"는 "제3 방향(DR3)에서 보았을 때"를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함한다. 또한, 표시 장치(1000)는 표시 장치(1000)의 구조에 따라 표시 장치(1000)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
표시 장치(1000)는 외부에서 인가되는 사용자의 지문(2000)을 감지할 수 있다. 표시 장치(1000)의 표시면(1000-F)에는 지문 인식 영역이 제공될 수 있다. 상기 지문 인식 영역은 투과 영역(1000-T)의 모든 영역에 제공되거나, 투과 영역(1000-T)의 일부 영역에 제공될 수 있다.
표시 장치(1000)는 윈도우(100), 반사 방지 패널(200), 표시 모듈(300), 감지 유닛(400), 및 하우징(500)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 윈도우(100)와 하우징(500)은 결합되어 표시 장치(1000)의 외관을 구성할 수 있다.
윈도우(100)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(100)는 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 윈도우(100)는 다층구조 또는 단층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(100)는 접착제로 결합된 복수 개의 플라스틱 필름을 포함하거나, 접착제로 결합된 유리 기판과 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
윈도우(100)의 전면(1000-F)은 상술한 바와 같이, 표시 장치(1000)의 전면을 정의한다. 투과 영역(1000-T)은 광학적으로 투명한 영역일 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(1000-T)은 약 90% 이상의 가시광선 투과율을 가진 영역일 수 있다.
베젤 영역(1000-B)은 투과 영역(1000-T)에 비해 상대적으로 광 투과율이 낮은 영역일 수 있다. 베젤 영역(1000-B)은 투과 영역(1000-T)의 형상을 정의한다. 베젤 영역(1000-B)은 투과 영역(1000-T)에 인접하며, 투과 영역(1000-T)을 에워쌀 수 있다.
베젤 영역(1000-B)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 베젤 영역(1000-B)은 표시 모듈(300)의 주변 영역(300-N)을 커버하여 주변 영역(300-N)이 외부에서 시인되는 것을 차단할 수 있다. 한편, 이는 예시적으로 도시된 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(100)에 있어서, 베젤 영역(1000-B)은 생략될 수도 있다.
반사 방지 패널(200)은 윈도우(100) 아래에 배치될 수 있다. 반사 방지 패널(200)은 윈도우(100)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 반사 방지 패널(200)은 생략될 수도 있으며, 표시 모듈(300)에 포함되는 구성일 수도 있다.
표시 모듈(300)은 영상(1000-I)을 표시하고, 외부 입력을 감지할 수 있다. 표시 모듈(300)은 액티브 영역(300-A) 및 주변 영역(300-N)을 포함할 수 있다. 액티브 영역(300-A)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다.
본 실시예에서, 액티브 영역(300-A)은 영상(1000-I)이 표시되는 영역이며, 동시에 외부 입력이 감지되는 영역일 수 있다. 투과 영역(1000-T)은 액티브 영역(300-A)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(1000-T)은 액티브 영역(300-A)의 전체 영역 또는 적어도 일부 영역과 중첩할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 투과 영역(1000-T)을 통해 영상(1000-I)을 시인하거나, 외부 입력을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 액티브 영역(300-A) 내에서 영상(1000-I)이 표시되는 영역과 외부 입력이 감지되는 영역이 서로 분리될 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
주변 영역(300-N)은 베젤 영역(1000-B)에 의해 커버되는 영역일 수 있다. 주변 영역(300-N)은 액티브 영역(300-A)에 인접한다. 주변 영역(300-N)은 액티브 영역(300-A)을 에워쌀 수 있다. 주변 영역(300-N)에는 액티브 영역(300-A)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
감지 유닛(400)은 표시 모듈(300) 아래에 배치될 수 있다. 감지 유닛(400)은 사용자의 생체정보를 감지하는 층일 수 있다. 감지 유닛(400)은 터치 대상의 표면을 감지할 수 있다. 상기 표면은 표면 균일도나 표면 굴곡 형상 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표면은 사용자의 지문(2000) 정보를 포함할 수 있다.
감지 유닛(400)은 감지 영역(400-A) 및 비감지 영역(400-N)을 포함할 수 있다. 감지 영역(400-A)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(400-A)은 생체정보를 감지하는 영역일 수 있다. 비감지 영역(400-N)에는 감지 영역(400-A)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 감지 영역(400-A)은 액티브 영역(300-A) 전체와 중첩할 수 있다. 이 경우, 액티브 영역(300-A) 전체에서 지문 인식이 가능할 수 있다. 즉, 사용자의 지문은 특정 영역으로 제한된 일부 영역이 아닌 전체 영역에서 인식 가능하다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 다른 일 실시예에서, 감지 유닛(400)은 액티브 영역(300-A)의 일부와 중첩할 수도 있다.
하우징(500)은 윈도우(100)와 결합된다. 하우징(500)은 윈도우(100)와 결합되어 소정의 내부 공간을 제공한다. 표시 모듈(300) 및 감지 유닛(400)은 내부 공간에 수용될 수 있다. 하우징(500)은 내부 공간에 수용된 표시 장치(1000)의 구성들을 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있다. 하우징(500)은 상대적으로 높은 강성을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(500)은 유리, 플라스틱, 또는 금속을 포함하거나, 이들의 조합으로 구성된 복수 개의 프레임 및/또는 플레이트를 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 감지 유닛(400)과 하우징(500) 사이에는 표시 장치(1000)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급하는 배터리 모듈 등이 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부 구성의 단면도이다. 도 3에는 표시 모듈(300) 및 감지 유닛(400)을 구성하는 구성들에 대해 개략적인 단면도로 도시하였다.
도 3을 참조하면, 표시 모듈(300)은 표시 패널(310) 및 입력 감지층(320)을 포함할 수 있다.
표시 패널(310)은 영상을 제공하는 층일 수 있다. 표시 모듈(300)의 액티브 영역(300-A, 도 2 참조)은 표시 패널(310)의 액티브 영역과 대응될 수 있다. 즉, 감지 유닛(400)의 감지 영역(400-A, 도 2 참조)은 표시 패널(310)의 액티브 영역 전체와 중첩할 수 있다.
표시 패널(310)은 베이스층(311), 회로층(312), 발광 소자층(313), 및 봉지층(314)을 포함할 수 있다.
베이스층(311)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 합성수지층은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 합성수지층은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그 밖에 베이스층은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
회로층(312)은 베이스층(311) 위에 배치될 수 있다. 회로층(ML)은 화소 회로 및 절연층들을 포함하는 층일 수 있다. 상기 화소 회로는 적어도 하나의 트랜지스터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
발광 소자층(313)은 회로층(312) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(313)은 광을 발생하는 층일 수 있다. 발광 소자층(313)은 전기적 신호에 따라 광을 발생시키거나 광량을 제어할 수 있다. 표시 패널(310)이 유기발광 표시패널인 경우, 발광 소자층(313)은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 표시 패널(310)이 퀀텀닷 발광 표시 패널인 경우, 발광 소자층(313)은 퀀텀닷 또는 퀀텀 로드 등을 포함할 수 있다.
봉지층(314)은 발광 소자층(313) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(314)은 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지층(314)은 적어도 하나의 무기막 및 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 상기 무기막은 수분 및 산소로부터 발광 소자층(313)을 보호하고, 상기 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(313)을 보호할 수 있다.
입력 감지층(320)은 표시 패널(310) 위에 배치될 수 있다. 입력 감지층(320)은 외부 입력을 감지하여 외부 입력의 위치 정보를 얻을 수 있다. 외부 입력은 다양한 실시예를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함한다. 또한, 입력 감지층(320)은 윈도우(100, 도 2 참조)에 접촉하는 입력은 물론, 윈도우(100)에 근접하거나 인접하는 입력을 감지할 수도 있다.
입력 감지층(320)은 표시 패널(310) 위에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 입력 감지층(320)과 표시 패널(310)은 연속된 공정을 통해 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 입력 감지층(320)은 표시 패널(310)에 부착될 수도 있다. 이 경우, 입력 감지층(320)과 표시 패널(310) 사이에는 접착층이 더 배치될 수 있다.
감지 유닛(400)은 표시 모듈(300) 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 감지 유닛(400)은 표시 패널(310)의 배면에 부착될 수 있다. 감지 유닛(400)과 표시 패널(310) 사이에는 접착층(1000-A)이 배치될 수 있다. 접착층(1000-A)은 광학 투명 접착 부재일 수 있으며, 접착층(1000-A)은 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.
감지 유닛(400)은 베이스층(410), 센서(420), 및 광학 패턴층(430)을 포함할 수 있다.
베이스층(410)은 합성수지층을 포함할 수 있다. 합성수지층은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스층(410)은 2 층의 폴리이미드계 수지층들, 및 폴리이미드계 수지층들 사이에 배치된 배리어층을 포함할 수 있다. 상기 배리어층은 비정질 실리콘 및 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
센서(420)는 베이스층(410) 위에 배치될 수 있다. 센서(420)는 센서층으로 지칭되거나, 생체정보 감지층으로 지칭될 수 있다. 센서(420)는 감지 회로 및 절연층들을 포함할 수 있다. 상기 감지 회로는 적어도 하나의 트랜지스터 및 적어도 하나의 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
광학 패턴층(430)은 센서(420) 위에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 광학 패턴층(430)과 센서(420)는 연속된 공정을 통해 형성될 수 있다. 광학 패턴층(430)은 센서(420)로 입사되는 광을 필터링할 수 있다. 예를 들어, 광학 패턴층(430)을 통과 가능한 광의 입사각은 광학 패턴층(430)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 입사각은 소정 각도 이하로 제한될 수 있다. 상기 입사각이 제한됨에 따라 지문 인식의 정확성이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부 구성의 개략적인 단면도이다. 도 4에서는 도 3과 차이가 있는 구성에 대해서 구체적으로 설명하고, 나머지 중복되는 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 표시 모듈(300)과 감지 유닛(400) 사이에 적외선 필터(600)가 더 배치될 수 있다. 적외선 필터(600)는 적외선의 투과를 차단하고, 가시광선을 투과시키는 필터일 수 있다.
사용자의 지문(2000, 도 1 참조)으로부터 반사되는 광은 가시광선일 수 있다. 본 실시예에 따르면, 적외선 필터(600)가 지문(2000)에 의해 반사된 광의 파장 대역이 아닌 파장 대역의 광을 차단함에 따라, 센서(420)의 지문 인식 정확도가 향상될 수 있다.
적외선 필터(600)와 표시 모듈(300) 사이, 및 적외선 필터(600)와 감지 유닛(400) 사이에는 접착층(1000-A)이 각각 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈(300)의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 베이스층(311) 위에 회로층(312), 발광 소자층(313), 봉지층(314), 및 입력 감지층(320)이 순차적으로 배치될 수 있다.
배리어층(10)은 베이스층(311) 위에 배치될 수 있다. 배리어층(10)은 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 배리어층(10)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이들 각각은 복수 개 제공될 수 있고, 실리콘옥사이드층들과 실리콘나이트라이드층들은 교번하게 적층될 수 있다.
버퍼층(20)은 배리어층(10) 위에 배치될 수 있다. 버퍼층(20)은 베이스층(311)과 반도체 패턴 및/또는 도전패턴 사이의 결합력을 향상시킨다. 버퍼층(20)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층은 교번하게 적층될 수 있다.
화소 회로의 트랜지스터(312-T)는 버퍼층(20) 위에 배치될 수 있다. 트랜지스터(312-T)는 액티브(312-A), 소스(312-S), 드레인(312-D), 및 게이트(312-G)를 포함할 수 있다.
버퍼층(20) 상에 반도체 패턴(312-S, 312-A, 312-D)이 배치된다. 이하, 버퍼층(20) 상에 직접 배치된 반도체 패턴(312-S, 312-A, 312-D)은 실리콘 반도체, 폴리실리콘 반도체, 또는 비정질실리콘 반도체를 포함할 수도 있다. 반도체 패턴(312-S, 312-A, 312-D)은 도핑 여부에 따라 전기적 성질이 다르다. 반도체 패턴은 도핑영역과 비-도핑영역을 포함할 수 있다. 도핑영역은 N형 도판트 또는 P형 도판트로 도핑될 수 있다. P타입의 트랜지스터는 P형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함한다.
도핑영역은 전도성이 비-도핑영역보다 크고, 실질적으로 전극 또는 신호 배선의 역할을 갖는다. 비-도핑영역은 실질적으로 트랜지스터의 액티브(또는 채널)에 해당한다. 다시 말해, 반도체 패턴(312-S, 312-A, 312-D)의 일부분은 트랜지스터(312-T)의 액티브(312-A)일 수 있고, 다른 일부분은 트랜지스터(312-T)의 소스(312-S) 또는 드레인(312-D)일 수 있고, 또 다른 일부분은 연결 신호 배선(또는 연결 전극)일 수 있다.
제1 절연층(11)은 버퍼층(20) 위에 배치되며, 반도체 패턴(312-S, 312-A, 312-D)을 커버한다. 제1 절연층(11)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(11)은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(11)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다. 후술하는 무기층은 상술한 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
게이트(312-G)는 제1 절연층(11) 위에 배치될 수 있다. 게이트(312-G)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 평면 상에서 게이트(312-G)는 액티브(312-A)와 중첩할 수 있다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(312-G)는 마스크로 기능할 수 있다.
제2 절연층(12)은 제1 절연층(11) 위에 배치되며 게이트(312-G)를 커버할 수 있다. 제2 절연층(12)은 무기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서 제2 절연층(12)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제3 절연층(13)은 제2 절연층(12) 위에 배치될 수 있다. 제3 절연층(13)은 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 절연층(13)은 단층의 폴리이미드계 수지층일 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않고, 제3 절연층(13)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다. 후술하는 유기층은 상술한 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 연결 전극(312-C1) 및 제2 연결 전극(312-C2)은 제3 절연층(13) 위에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(312-C1) 및 제2 연결 전극(312-C2) 각각은 제1 내지 제3 절연층들(11, 12, 13)을 관통하여 트랜지스터(312-T)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 절연층(14)은 제3 절연층(13) 위에 배치되며, 제1 연결 전극(312-C1) 및 제2 연결 전극(312-C2)을 커버할 수 있다. 제4 절연층(14)은 무기층일 수 있다.
제5 절연층(15)은 제4 절연층(14) 위에 배치될 수 있다. 제5 절연층(15)은 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광 소자층(313)은 제5 절연층(15) 위에 배치될 수 있다. 발광 소자층(313)은 제1 전극(313-E1), 발광층(313-EL), 및 제2 전극(313-E2)을 포함할 수 있다.
제1 전극(313-E1)은 제4 절연층(14) 및 제5 절연층(15)을 관통하여 트랜지스터(312-T)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(313-E1)은 Y 개 이상의 투과부들(431, 도 6 참조)과 중첩할 수 있다. Y는 양의 정수일 수 있으며, 투과부들(431, 도 6 참조)에 대한 설명은 후술된다.
화소 정의막(16)은 제5 절연층(15) 위에 배치될 수 있다. 화소 정의막(16)에는 제1 전극(313-E1)을 노출시키는 개구부가 정의될 수 있다. 평면 상에서 상기 개구부의 형상은 화소 영역(PXA)에 대응될 수 있다.
발광층(313-EL)은 제1 전극(313-E1) 위에 배치될 수 있다. 발광층(313-EL)은 소정 색의 광을 제공할 수 있다. 본 실시예에서 패터닝된 단층의 발광층(313-EL)을 예시적으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광층(313-EL)은 다층구조를 가질 수 있다. 또한, 발광층(313-EL)은 화소 정의막(16)의 상면을 향해 연장될 수도 있다.
제2 전극(313-E2)은 발광층(313-EL) 위에 배치될 수 있다. 도시하지 않았으나, 제2 전극(313-E2)과 발광층(313-EL) 사이에는 전자 제어층이 배치될 수 있고, 제1 전극(313-E1)과 발광층(313-EL) 사이에는 정공 제어층이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 전극(313-E1) 및 제2 전극(313-E2) 각각은 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(313-E1) 및 제2 전극(313-E2) 각각은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐갈륨 산화물(IGO), 인듐아연갈륨 산화물(IGZO), 및 이들의 혼합물/화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
봉지층(314)은 제2 전극(313-E2) 위에 배치될 수 있다. 봉지층(314)은 제1 무기층(314-1), 유기층(314-2), 및 제2 무기층(314-3)을 포함할 수 있다.
제1 무기층(314-1)은 제2 전극(313-E2) 위에 배치될 수 있다. 유기층(314-2)은 제1 무기층(314-1) 위에 배치될 수 있다. 제2 무기층(314-3)은 유기층(314-2) 위에 배치되며, 유기층(314-2)을 커버할 수 있다. 제1 무기층(314-1) 및 제2 무기층(314-3)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 유기층(314-2)은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 제1 무기층(314-1) 및 제2 무기층(314-3)은 수분/산소로부터 제1 내지 제3 발광층들(EL1, EL2, EL3)을 보호하고, 유기층(314-2)은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 제1 내지 제3 발광층들(EL1, EL2, EL3)을 보호할 수 있다.
입력 감지층(320)은 봉지층(314) 위에 배치될 수 있다. 입력 감지층(320)은 제1 도전층(321-M), 제1 감지 절연층(321), 제2 도전층(322-M), 및 제2 감지 절연층(322)을 포함할 수 있다. 제1 도전층(321-M) 및 제2 도전층(322-M) 중 적어도 어느 하나는 감지 전극들을 포함할 수 있다. 입력 감지층(320)은 상기 감지 전극들 사이의 정전 용량의 변화를 통해 외부 입력에 대한 정보를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 감지 유닛(400)은 베이스층(410), 베이스층(410) 위에 배치된 센서(420), 및 센서(420) 위에 배치된 광학 패턴층(430)을 포함할 수 있다.
배리어층(421)은 베이스층(410) 위에 배치될 수 있다. 버퍼층(422)은 배리어층(421) 위에 배치될 수 있다. 배리어층(421) 및 버퍼층(422)에 대한 설명은 앞서 도 5에서 설명된 배리어층(10) 및 버퍼층(20)에 대응될 수 있다.
트랜지스터(420-T)는 버퍼층(422) 위에 배치될 수 있다. 트랜지스터(420-T)는 액티브(420-A), 소스(420-S), 드레인(420-D), 및 게이트(420-G)를 포함할 수 있다. 액티브(420-A), 소스(420-S), 및 드레인(420-D)은 버퍼층(422) 위에 배치될 수 있다.
제1 절연층(423)은 버퍼층(422) 위에 배치되며, 액티브(420-A), 소스(420-S), 및 드레인(420-D)을 커버한다. 제1 절연층(423)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(423)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
게이트(420-G) 및 배선층(420-L)은 제1 절연층(423) 위에 배치될 수 있다. 배선층(420-L)에는 소정의 전압, 예를 들어, 바이어스 전압이 제공될 수 있다. 배선층(420-L)은 후술될 감지 소자(420-PD)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 절연층(424)은 제1 절연층(423) 위에 배치되며 게이트(420-G) 및 배선층(420-L)을 커버할 수 있다. 제2 절연층(424)은 무기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서 제2 절연층(424)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
감지 소자(420-PD)는 제2 절연층(424) 위에 배치될 수 있다. 감지 소자(420-PD)는 트랜지스터(420-T) 및 배선층(420-L)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 감지 소자(420-PD)는 트랜지스터(420-T)로부터 제공되는 신호에 의해 동작이 제어되고, 배선층(420-L)으로부터 소정의 전압을 제공받을 수 있다.
감지 소자(420-PD)는 제1 감지 전극(420-E1), 감지층(420-SA), 및 제2 감지 전극(420-E2)을 포함할 수 있다.
제1 감지 전극(420-E1)은 제1 및 제2 절연층들(422, 423)을 관통하여, 트랜지스터(420-T)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 감지 전극(420-E1)은 불투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(420-E1)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.
감지층(420-SA)은 제1 감지 전극(420-E1) 위에 배치될 수 있다. 감지층(420-SA)은 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
제2 감지 전극(420-E2)은 감지층(420-SA) 위에 배치될 수 있다. 제2 감지 전극(420-E2)은 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 감지 전극(420-E2)은 인듐주석 산화물(ITO)을 포함할 수 있다.
제3 절연층(425)은 제2 감지 전극(420-E2) 위에 배치될 수 있다. 제3 절연층(425)은 무기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 절연층(425)은 실리콘 옥사이드층 및 실리콘 나이트라이드층을 포함할 수 있다.
연결 전극(420-C)은 제3 절연층(425) 위에 배치될 수 있다. 연결 전극(420-C)은 제3 절연층(425)을 관통하여 제2 감지 전극(420-E2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 연결 전극(420-C)은 제2 및 제3 절연층들(424, 425)을 관통하여 배선층(420-L)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 절연층(426)은 제3 절연층(425) 위에 배치되며 연결 전극(420-C)을 커버할 수 있다. 제4 절연층(426)은 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제4 절연층(426)은 단층의 폴리이미드계 수지층일 수 있다.
광학 패턴층(430)은 센서(420) 위에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 광학 패턴층(430)은 제4 절연층(426) 위에 직접 배치될 수 있다. 즉, 광학 패턴층(430)과 센서(420)는 연속된 공정을 통해 형성될 수 있다.
광학 패턴층(430)은 복수의 투과부들(431, 이하 투과부들) 및 차광부(432)를 포함할 수 있다. 투과부들(431)은 광학적 투명성을 가질 수 있고, 차광부(432)는 광을 흡수하는 성질을 가질 수 있다. 지문(2000)으로부터 반사된 광(2000-L)은 투과부들(431)을 통과하여 감지 소자(420-PD)로 입사될 수 있다.
입사각(2000-AG)이 소정의 각도보다 큰 경우, 감지 소자(420-PD)와 대응하는 지문(2000, 도 1 참조)의 골로부터 반사된 광뿐만 아니라, 상기 골과 인접한 다른 골로부터 반사된 광이 감지 소자(420-PD)에 입사될 수 있다. 이는 지문 인식의 정확성을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광학 패턴층(430)을 통과할 수 있는 광의 입사각(2000-AG)은 광학 패턴층(430)에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 광학 패턴층(430)에 의해 소정의 입사각(2000-AG) 이하로 입사되는 광만이 감지 소자(420-PD)로 입사될 수 있다. 따라서, 지문 인식의 정확성 또는 민감도가 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 최대 입사각(2000-AG)은 지문(2000, 도 1 참조)의 피치의 절반 값 및 표시 장치(1000, 도 1 참조)의 최외곽 면과 광학 패턴층(430) 사이의 이격 거리를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 지문(2000)의 피치는 골과 골 사이의 간격 또는 융과 융 사이의 간격으로 정의될 수 있다. 지문(2000)의 피치는 일반적으로 400 마이크로미터 이상 600마이크로미터 이하의 범위를 가질 수 있다. 상기 이격 거리는 광학 패턴층(430)의 상면과 윈도우(100, 도 2 참조)의 상면 사이의 거리일 수 있다.
예를 들어, 지문(2000)의 피치가 400 마이크로미터이고, 상기 이격 거리가 800 마이크로 미터인 경우, 최대 입사각(2000-AG)은 tan-1(200/800)로 정의될 수 있고, 이는 14도일 수 있다. 또한, 지문(2000)의 피치가 600 마이크로미터이고, 상기 이격 거리가 800 마이크로 미터인 경우, 최대 입사각(2000-AG)은 tan-1(300/800)일 수 있고, 이는 20도일 수 있다. 지문(2000)의 피치와 상기 이격 거리를 고려하여 소정의 각도가 설계 조건으로 설정될 수 있다.
투과부들(431) 각각의 폭(431-W) 및 차광부(432)의 높이(432-H)의 비율에 의해 입사각(2000-AG)이 제어될 수 있다. 예를 들어, 광학 패턴층(430)을 투과하는 광의 최대 입사각(2000-AG)이 15도 이하의 각도를 갖도록 요구되는 경우, 투과부들(431) 각각의 폭(431-W) 및 차광부(432)의 높이(432-H)의 비율은 아래의 수학식을 만족하도록 설정될 수 있다.
[수학식]
폭(431-W)/높이(432-H)
Figure pat00001
tan(15도)
폭(431-W)/높이(432-H)는 0.2679 이하일 수 있다. 즉, 폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율은 1: 3.73 이상일 수 있다. 예를 들어, 높이(432-H)는 폭(431-W)의 1/tan(AG) 배 이상일 수 있다. 상기 AG는 설계 조건에 따라 설정된 각도(degree)일 수 있다. 높이(432-H)가 폭(431-W)의 1/tan(AG) 배인 경우, 상기 각도는 광학 패턴층(430)을 투과할 수 있는 광의 최대 입사각(2000-AG)에 대응될 수 있다.
높이(432-H)는 폭(431-W)의 3.73배이상으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율은 1:3.75 로 설정될 수 있다. 폭(431-W)이 2마이크로미터인 경우, 높이(432-H)는 7.5마이크로미터일 수 있다.
폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율의 상한 값은 투과율을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율이 커지면 커질수록 투과부들(431) 투과할 수 있는 광의 량이 감소될 수 잇다. 따라서, 이를 고려하여 폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율이 결정될 수 있고, 예를 들어, 폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율은 1:5 이하일 수 있다. 다만, 폭(431-W)과 높이(432-H)의 비율의 상한 값은 상기 예에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 감지 소자(420-PD)는 복수의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. 감지 소자(420-PD) 및 감지 소자(420-PD)와 인접한 감지 소자(미도시) 사이의 피치는 50 마이크로미터일 수 있고, 인접한 감지 소자들(420-PD) 사이의 간격은 7.5마이크로미터일 수 있다. 따라서, 제2 감지 전극(420-E2)의 폭은 대략 42.5 마이크로미터일 수 있다. 이 경우, 2 마이크로미터의 폭을 갖는 투과부들(431)은 제2 감지 전극(420-E2) 위에 복수 개 배치될 수 있다. 즉, 하나의 제2 감지 전극(420-E2)은 적어도 X 개 이상의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. X는 양의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 감지 전극(420-E2)의 크기는 도 5를 참조하여 설명된 제1 전극(313-E1, 도 5 참조)의 크기보다 클 수 있다. 따라서, 제2 감지 전극(420-E2)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수는 제1 전극(313-E1)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수보다 많을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 차광부(432)와 감지 소자(420-PD) 사이의 최소 거리(420-DT)는 5 마이크로미터 이하 1 마이크로미터 이상일 수 있다. 최소 거리(420-DT)는 차광부(432)의 최하면과 감지 소자(420-PD)의 최상부에 배치된 구성 사이의 거리일 수 있다. 예를 들어, 최소 거리(420-DT)는 차광부(432)와 감지 소자(420-PD)의 제2 감지 전극(420-E2) 사이의 거리를 의미할 수 있다. 다만, 최소 거리(420-DT)의 하한값은 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
최소 거리(420-DT)가 5 마이크로미터를 초과하는 경우, 광학 패턴층(430)을 통과한 광들 사이에 간섭이 발생할 수 있고, 이는 지문 센싱 감도를 저하시킬 수 있다. 예를 들어, 최소 거리(420-DT)는 2.5 마이크로미터 이상 2.8 마이크로미터 이하로 결정될 수 있다. 하지만, 최소 거리(420-DT)가 상기 수치에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광학 패턴층(430)이 센서(420) 위에 직접 배치되기 때문에, 광학 패턴층(430)과 제2 감지 전극(420-E2) 사이의 거리가 감소될 수 있다. 그 결과, 광학 패턴층(430)을 통과한 광들 사이에 간섭이 일어나는 현상이 방지 또는 감소되어, 지문 인식의 정확성이 향상될 수 있다.
이하에서는, 광학 패턴층(430)을 형성하는 방법에 대해 설명된다.
본 발명의 일 실시예에서, 투과부들(431)과 동일한 물질을 포함하는 투과층을 센서(420) 위에 직접 형성한다. 상기 투과층을 패터닝하여 투과부들(431)을 형성할 수 있다. 투과부들(431) 사이에 불투명한 물질을 채워넣어 차광부(432)를 형성할 수 있다. 상기 투과층을 패터닝하기 위해서 포토레지스트 공정 또는 나노임프린트 공정이 이용될 수 있다. 또한, 상기 투과층을 패터닝하기 위해 무기물질을 포함하는 하드 마스크가 이용될 수 있으며, 건식 식각 공정이 이용될 수 있다. 또한, 불투명한 물질을 채워 넣은 후 화학적 기계 연마 공정이 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 차광부(432)와 동일한 물질을 포함하는 차광층을 센서(420) 위에 직접 형성한다. 상기 차광층을 패터닝하여 차광부(432)를 형성한다. 이 후, 차광부(432)에 투명 물질을 채워 넣어 투과부들(431)이 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패턴층의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 광학 패턴층(430)은 투과부들(431) 및 투과부들(431)을 에워싸는 차광부(432)를 포함할 수 있다.
평면 상에서 보았을 때, 투과부들(431) 각각은 원형 형상을 가질 수 있다. 투과부들(431)의 형상은 이에 제한되는 것은 아니며, 투과부들(431) 각각은 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 변형될 수 있을 것이다. 투과부들(431) 각각은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 투과부들(431)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패턴층의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 광학 패턴층(430a)은 투과부들(431-1, 431-2) 및 투과부들(431-1, 431-2)을 에워싸는 차광부(432)를 포함할 수 있다.
투과부들(431-1, 431-2)은 제1 투과 배열(431a)을 구성하는 제1 투과부들(431-1) 및 제2 투과 배열(431b)을 구성하는 제2 투과부들(431-2)을 포함할 수 있다. 제1 투과부들(431-1)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열되고, 제2 투과부들(431-2)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다.
제1 투과 배열(431a)과 제2 투과 배열(431b)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 번갈아 배열될 수 있다. 제1 투과부들(431-1)의 중심(431-1c)은 제2 투과부들(431-2)의 중심(431-2c)과 제2 방향(DR2)에서 비중첩할 수 있다. 즉, 제1 투과부들(431-1)과 제2 투과부들(431-2)은 제2 방향(DR2)을 따라 교대로 지그재그로 배열될 수 있다.
투과부들(431-1, 431-2) 중 하나를 중심 투과부(431ct)로 정의할 때, 중심 투과부(431ct)와 동일한 피치(PC)로 이격된 6 개의 주변 투과부들(431p)이 정의될 수 있다.
도 7과 비교하였을 때, 도 8의 실시예에 따르면 동일한 면적 내에서 투과부들(431-1, 431-2)의 개수는 더 증가될 수 있다. 따라서, 광학 패턴층(430a)의 투과율이 보다 향상될 수 있다. 그 결과, 센서(420, 도 6 참조)로 도달하는 광량이 증가하여, 지문 감지가 보다 용이해질 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛(400-1)의 단면도이다. 도 9를 설명함에 있어서, 도 6에서 설명된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 병기하고, 이에 대한 설명은 생략된다.
도 9를 참조하면, 광학 패턴층(430b)은 투과부들(431), 차광부(432), 및 투과층(433)을 포함할 수 있다. 투과층(433)은 투과부들(431)과 센서(420) 사이 및 차광부(432)와 센서(420) 사이에 배치될 수 있다. 투과층(433)은 투과부들(431)과 동일한 물질을 포함하며, 투과층(433)과 투과부들(431)은 일체의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 투과부들(431)과 동일한 물질을 포함하는 예비 투과층을 형성한 후, 상기 예비 투과층의 제3 방향(DR3)의 일부분을 패터닝하여 투과부들(431) 및 투과층(433)을 형성할 수 있다. 이 후, 투과부들(431) 사이에 불투명한 물질을 채워 넣어 차광부(432)를 형성할 수 있다.
차광부(432)와 제2 감지 전극(420-E2) 사이의 최소 거리(420-DT)는 5 마이크로미터 이하 1 마이크로미터 이상일 수 있다. 예를 들어, 최소 거리(420-DT)는 2.5 마이크로미터 이상 2.8 마이크로미터 이하로 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광학 패턴층(430b)이 센서(420) 위에 직접 배치되기 때문에, 광학 패턴층(430b)과 제2 감지 전극(420-E2) 사이의 거리를 감소시킬 수 있다. 따라서, 광학 패턴층(430b)을 통과한 광들 사이에 간섭이 일어나는 것이 방지될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛(400-2)의 단면도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패턴부의 평면도이다. 도 10을 설명함에 있어서, 도 6에서 설명된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 병기하고, 이에 대한 설명은 생략된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 광학 패턴부(430c)는 센서(420) 위에 직접 배치될 수 있따. 광학 패턴부(430c)는 두 개의 광학 패턴층들(430c-1, 430c-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 패턴층(430c-1)은 센서(420) 위에 직접 배치되고, 추가 광학 패턴층(430c-2)은 광학 패턴층(430c-1) 위에 직접 배치될 수 있다.
광학 패턴층(430c-1)은 투과부들(431-L1) 및 차광부들(432-L1)을 포함할 수 있다. 추가 광학 패턴층(430c-2)은 추가 투과부들(431-L2) 및 추가 차광부들(432-L2)을 포함할 수 있다.
투과부들(431-L1) 및 차광부들(432-L1) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다. 투과부들(431-L1) 및 차광부들(432-L1)은 제2 방향(DR2)을 따라 교대로 배열될 수 있다. 추가 투과부들(431-L2) 및 추가 차광부들(432-L2) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 추가 투과부들(431-L2) 및 추가 차광부들(432-L2)은 제1 방향(DR1)을 따라 교대로 배열될 수 있다. 평면 상에서 보았을 때, 광학 패턴층(430c-1) 및 추가 광학 패턴층(430c-2)은 격자 형상을 가질 수 있다.
추가 투과부들(431-L2) 각각의 폭(431-Wa) 및 추가 차광부들(432-L2)의 높이(432-Ha)의 비율은 1: 3.73 이상일 수 있다. 예를 들어, 폭(431-Wa)과 높이(432-Ha)의 비율은 1:3.75로 설정될 수 있다. 폭(431-Wa)이 2 마이크로미터인 경우, 높이(432-Ha)는 7.5마이크로미터일 수 있다. 투과부들(431-L1) 및 차광부들(432-L1)의 비율도 추가 투과부들(431-L2) 및 추가 차광부들(432-L2)과 동일한 비율로 설정될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛(400-3)의 단면도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛(400-4)의 단면도이다. 도 12 및 도 13를 설명함에 있어서, 도 6을 참조하여 설명된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 병기하고, 이에 대한 설명은 생략된다.
도 12를 참조하면, 광학 패턴층(430d)은 투과부들(431d) 및 차광부(432d)를 포함할 수 있다. 차광부(432d)는 센서(420)와 마주하는 바닥면(432BS) 및 투과부들(431d)과 접하는 측면(432SS)을 포함할 수 있다. 바닥면(432BS)과 측면(432SS) 사이의 각도(432-AG)는 90도 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 각도(432-AG)는 85도 이상 90도 이하일 수 있다.
이하에서, 각도(432-AG)가 90도보다 작은 경우를 예를 들어 설명한다. 이 경우, 투과부들(431d) 각각은 위치에 따라 상이한 폭을 가질 수 있다. 투과부들(431d) 각각의 상면은 제1 폭(431d-uw)을 갖고, 각각의 하면은 제2 폭(431d-bw)을 가질 수 있다. 제1 폭(431d-uw)은 투과부들(431d) 각각의 최대폭에 대응될 수 있고, 제2 폭(431d-bw)은 투과부들(431d) 각각의 최소폭에 대응될 수 있다.
제1 폭(431d-uw)은 도 6에 도시된 폭(431-W)과 동일할 수 있다. 또한, 제2 폭(431d-bw)은 폭(431-W, 도 6 참조)보다 작을 수 있다. 이 경우, 광학 패턴층(430d)을 통과할 수 있는 광의 최대 입사각은 도 6의 광학 패턴층(430, 도 6 참조)을 통과할 수 있는 광의 최대 입사각(2000-AG) 보다 작을 수 있다. 따라서, 도 12의 실시예에 따르면, 지문 인식의 정확성 또는 민감도가 보다 향상될 수 있다.
도 13을 참조하면, 광학 패턴층(430e)은 투과부들(431e) 및 차광부(432e)를 포함할 수 있다. 도 13에서, 차광부(432e)의 바닥면(432BS)과 차광부(432e)의 측면(432SS) 사이의 각도(432-AG)는 90도보다 이상일 수 있다. 예를 들어, 각도(432-AG)는 90도 이상 95도 이하일 수 있다.
이하에서, 각도(432-AG)가 90도보다 큰 경우를 예를 들어 설명한다. 이 경우, 투과부들(431e) 각각은 위치에 따라 상이한 폭을 가질 수 있다. 투과부들(431e) 각각의 상면은 제1 폭(431e-uw)을 갖고, 각각의 하면은 제2 폭(431e-bw)을 가질 수 있다. 제1 폭(431e-uw)은 투과부들(431e) 각각의 최소폭에 대응될 수 있고, 제2 폭(431e-bw)은 투과부들(431e) 각각의 최대폭에 대응될 수 있다.
제1 폭(431e-uw)은 도 6에 도시된 폭(431-W) 및 도 12에 도시된 제1 폭(431d-uw)과 동일할 수 있다. 제2 폭(431e-bw)은 폭(431-W, 도 6 참조)보다 클 수 있다. 이 경우, 광학 패턴층(430e)을 투과하는 광의 투과율은 향상될 수 있다.
제1 폭들(431d-uw, 431d-bw)이 고정된 상태에서 각도(432-AG)가 작아지면 작아질수록 광학 패턴층을 투과하는 광의 투과율은 감소될 수 있으나, 광학 패턴층을 투과하는 광의 최대 입사각이 감소하여 지문 인식의 정확성은 향상될 수 있다. 또한, 각도(432-AG)가 커지면 커질수록 광학 패턴층을 투과하는 광의 최대 입사각은 증가할 수 있으나, 광학 패턴층을 투과하는 광의 투과율은 향상될 수 있다. 따라서, 각도(432-AG)는 지문 인식의 정확성과 투과율의 상관관계를 고려하여 결정될 수 있다.
각도(432-AG)는 85도 내지 95도 사이의 각도로 설정될 수 있다. 예를 들어, 지문 인식의 정확성이 요구되는 경우, 각도(432-AG)는 85도 이상 90도 이하의 값을 갖도록 설계될 수 있다. 또한, 투과율 확보가 요구되는 경우, 각도(432-AG)가 90도 이상 95도 이하의 값을 갖도록 설계될 수 있다.
도 14는 표시 장치의 일부 구성들의 관계를 도시한 평면도이다.
도 14를 참조하면, 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B), 광학 패턴층(430), 및 감지 영역(420-AR)이 도시되었다.
화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각은 도 5에 도시된 화소 영역(PXA)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 제1 화소 영역(PXA-R), 제2 화소 영역(PXA-G), 및 제3 화소 영역(PXA-B)을 포함할 수 있다. 제1 화소 영역(PXA-R)은 적색의 광을 제공하는 영역이고, 제2 화소 영역(PXA-G)은 녹색의 광을 제공하는 영역이고, 제3 화소 영역(PXA-B)은 청색의 광을 제공하는 영역일 수 있다.
제2 화소 영역(PXA-G)의 면적은 제1 화소 영역(PXA-R)의 면적 및 제3 화소 영역(PXA-B)의 면적보다 작을 수 있다. 또한, 제3 화소 영역(PXA-B)의 면적은 제1 화소 영역(PXA-R)의 면적 및 제2 화소 영역(PXA-G)의 면적보다 클 수 있다.
감지 영역(420-AR)은 하나의 감지 소자(420-PD, 도 6 참조) 및 하나의 감지 소자(420-PD)에 전기적으로 연결된 트랜지스터(420-T, 도 6 참조)가 배치된 유효 감지 영역(420-AAR)을 포함하며, 유효 감지 영역(420-AR)의 주변 영역도 포함 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나의 감지 영역(420-AR)은 복수의 화소 영역들과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 하나의 감지 영역(420-AR)은 두 개의 제1 화소 영역들(PXA-R)의 일부 영역들, 하나의 제2 화소 영역(PXA-G), 및 두 개의 제3 화소 영역들(PXA-B)의 일부 영역들과 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각은 모두 복수의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 배치된 제1 전극들(313-E1, 도 5 참조) 각각 역시 복수의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다.
제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각과 중첩하는 투과부들(431)의 개수는 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각의 면적에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 제3 화소 영역(PXA-B)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수가 가장 많고, 제1 화소 영역(PXA-R)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수가 그 다음으로 많고, 제3 화소 영역(PXA-G)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수가 가장 적을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 감지 영역(420-AR)은 복수의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. 서로 인접한 유효 감지 영역(420-AR)들 사이의 피치가 50 마이크로미터인 경우를 예로 들어 설명한다. 이 경우, 감지 영역(420-AR)의 가로 길이는 50 마이크로미터, 세로 길이는 50 마이크로미터일 수 있다. 투과부들(431)의 피치가 3 마이크로미터인 경우, 하나의 감지 영역(420-AR)은 256개의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. 또한, 투과부들(431)의 피치가 4 마이크로미터인 경우, 하나의 감지 영역(420-AR)은 144개의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. 또한, 투과부들(431)의 피치가 5 마이크로미터 인 경우, 하나의 감지 영역(420-AR)은 100개의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다.
제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각의 면적은 감지 영역(420-AR)의 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 각각 중첩하는 투과부들(431)의 개수는 감지 영역(420-AR)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수보다 적을 수 있다. 또한, 제1 전극(313-E1, 도 5 참조)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수는 제2 감지 전극(420-E2, 도 6 참조)과 중첩하는 투과부들(431)의 개수보다 적을 수 있다.
도 15는 표시 장치의 일부 구성들의 관계를 도시한 평면도이다.
도 15를 참조하면, 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B), 광학 패턴층(430f), 및 감지 영역(420-AR)이 도시되었다.
광학 패턴층(430f)은 투과부들(431f) 및 차광부(432f)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 투과부들(431f)은 감지 영역(420-AR)과 중첩하는 영역에만 제공될 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(420-AR)의 최외곽 부분 위에는 투과부들(431f)이 제공되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 평면 상에서 감지 영역(420-AR)의 적어도 일부분은 차광부(432f)에 의해 커버될 수 있다. 즉, 감지 영역(420-AR) 중 유효 감지 영역(420-AAR) 위에만 투과부들(431f)이 배치될 수 있다. 유효 감지 영역(420-AAR)에는 감지 소자(420-PD, 도 6 참조)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 유효 감지 영역(420-AAR)의 가로 길이 및 세로 길이는 36 마이크로미터 일 수 있다. 투과부들(431f)의 피치가 3 마이크로미터인 경우, 하나의 감지 영역(420-AR)은 144개의 투과부들(431f)과 중첩할 수 있다. 또한, 투과부들(431f)의 피치가 4 마이크로미터인 경우, 하나의 감지 영역(420-AR)은 81개의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다. 또한, 투과부들(431)의 피치가 5 마이크로미터 인 경우, 하나의 감지 영역(420-AR)은 49개의 투과부들(431)과 중첩할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1000: 표시 장치 100: 윈도우
200: 반사 방지 패널 300: 표시 모듈
400: 감지 유닛 420: 센서
430: 광학 패턴층

Claims (20)

  1. 감지 전극을 포함하는 센서;
    상기 센서 위에 직접 배치되며, 복수의 투과부들 및 차광부를 포함하는 광학 패턴층; 및
    상기 광학 패턴층 위에 배치된 표시 패널을 포함하고, 상기 감지 전극과 상기 차광부 사이의 최소 거리는 1 마이크로미터 이상 5 마이크로미터 이하인 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차광부의 높이는 상기 복수의 투과부들 각각의 폭의 1/tan(AG) 배 이상 5배 이하이고, 상기 AG는 설계 조건에 의해 설정된 각도인 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 패턴층은 상기 복수의 투과부들 및 상기 차광부와 상기 센서 사이에 배치된 투과층을 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 투과층은 상기 복수의 투과부들과 동일한 물질을 포함하는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차광부의 바닥면과 상기 차광부의 측면 사이의 각도는 85도 이상 90도 이하 또는 90도 이상 95도 이하인 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 상기 복수의 투과부들은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 차광부는 상기 복수의 투과부들을 에워싸는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 투과부들은 제1 투과배열을 구성하는 제1 투과부들 및 제2 투과배열을 구성하는 제2 투과부들을 포함하고, 상기 제1 투과부들 및 상기 제2 투과부들은 제1 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 투과배열과 상기 제2 투과배열은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 교대로 배열되며, 상기 제1 투과부들의 중심들은 상기 제2 투과부들의 중심들과 상기 제2 방향에서 비중첩하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 투과부들은 중심 투과부 및 상기 중심 투과부와 인접하며 상기 중심 투과부로부터 동일한 피치로 이격된 6 개의 주변 투과부들을 포함하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 패턴층 위에 직접 배치되며, 복수의 추가 투과부들 및 추가 차광부를 포함하는 추가 광학 패턴층을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 투과부들 각각은 제1 방향을 따라 연장하고, 상기 복수의 추가 투과부들 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장하는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 감지 전극은 상기 복수의 투과부들 중 X 개 이상(X는 양의 정수)의 투과부들과 평면 상에서 중첩하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 표시 패널은
    베이스층;
    상기 베이스층 위에 배치되며 화소 회로를 포함하는 회로층; 및
    상기 회로층 위에 배치되며, 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자층을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 투명성을 갖고, 상기 제1 전극은 상기 복수의 투과부들 중 적어도 Y 개 이상(Y는 양의 정수)의 투과부들과 중첩하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 감지 전극과 중첩하는 상기 복수의 투과부들의 개수는 상기 제1 전극과 중첩하는 상기 복수의 투과부들의 개수보다 많은 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 광학 패턴층 사이에 배치된 적외선 필터를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널에는 이미지를 표시하는 액티브 영역 및 상기 액티브 영역을 에워싸는 주변 영역이 정의되고, 상기 센서는 생체정보를 감지하는 감지 영역이 정의되고, 상기 감지 영역은 상기 액티브 영역 전체와 중첩하는 표시 장치.
  16. 감지 전극을 포함하는 센서 및 상기 센서 위에 배치되며 복수의 투과부들 및 상기 복수의 투과부들과 인접한 차광부를 포함하는 광학 패턴층을 포함하는 감지 유닛; 및
    상기 감지 유닛 위에 배치되며, 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자층을 포함하는 표시 패널을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 감지 전극 각각은 상기 복수의 투과부들 중 적어도 2 개 이상의 투과부들과 중첩하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 감지 전극과 상기 차광부 사이의 최소 거리는 1 마이크로미터 이상 5 마이크로미터 이하인 표시 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 광학 패턴층은 상기 복수의 투과부들 및 상기 차광부와 상기 센서 사이에 배치된 투과층을 더 포함하고, 상기 투과층은 상기 복수의 투과부들과 동일한 물질을 포함하는 표시 장치.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 차광부의 높이는 상기 복수의 투과부들 각각의 폭의 1/tan(AG) 배 이상 5배 이하이고, 상기 AG는 설계 조건에 의해 설정된 각도이고,
    상기 차광부의 바닥면과 상기 차광부의 측면 사이의 각도는 85도 이상 90도 이하 또는 90도 이상 95도 이하인 표시 장치.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 투과부들은 중심 투과부 및 상기 중심 투과부와 인접하며 상기 중심 투과부로부터 동일한 피치로 이격된 6 개의 주변 투과부를 포함하는 표시 장치.
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