KR20210025752A - 지문 센싱 방법, 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
지문 센서는, 기판, 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층 및 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층을 포함한다. 지문 센서의 지문 센싱 방법은, 보정 이미지를 저장하는 단계, 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하는 단계, 보정 이미지를 이용하여 원본 이미지에 대한 보정을 수행하는 단계 및 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 단계를 포함한다. 보정 이미지는 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성된다.
Description
본 발명은 지문 센싱 방법, 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
광 감지 방식의 지문 센서는 광원과 광 센서를 구비할 수 있다. 광 센서는 사용자의 지문에 의해 발생하는 반사광을 수신하고, 지문 검출부는 반사광에 기초하여 원본 이미지를 생성 및 처리하여 지문을 검출할 수 있다.
광 센서에 의해 수신되는 반사광은 노이즈를 포함하거나, 광 센서(및 광 경로)의 편차에 의해 원본 이미지는 노이즈(또는, 오차)를 포함할 수 있다. 원본 이미지로부터 노이즈를 제거하기 위하여, 지문 검출부는 원본 이미지에 대하여 화이트 보정(white calibration)(또는, 보정(calibration))을 수행할 수 있다. 예를 들어 지문 검출부는 광 센서에 의해 수신되는 주변 광에 기초하여 미리 생성/저장되는 화이트 보정 이미지(또는, 보정 데이터)를 이용하여 원본 이미지를 보정할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 사용자의 지문 및 광 센서 사이의 광 경로 상에는 광학 구조물이 배치될 수 있고, 광학 구조물의 배치 위치(예를 들어, 광학 구조물로부터 지문까지의 거리 및 광 센서까지의 거리)에 따라, 지문에 의해 발생되는 반사광은 센싱 영역 내 광 센서들 중 일부에만 제공될 수 있다. 즉, 지문 검출을 위해 실질적으로 유효한 영역(즉, 유효 영역)은 원본 이미지 내에서 일부만으로 제한될 수 있다. 그럼에도 불구하고 센싱 영역 전체에 대하여 화이트 보정 이미지를 저장하는 것은 저장 공간을 불필요하게 증가시키고 화이트 보정 데이터의 로딩 시간을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 화이트 보정 이미지의 저장 공간을 최소화하고 화이트 보정 이미지의 로딩 시간을 단축시킬 수 있는 지문 센싱 방법, 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 광 센서를 통해 획득되는 원본 이미지의 화이트 보정 수행 시간(즉, 화이트 보정을 수행하는데 소요되는 시간)을 감소시킬 수 있는 지문 센싱 방법, 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서는, 기판, 상기 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층, 상기 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층 및 기 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하고, 기 저장된 보정 이미지를 이용하여 상기 원본 이미지에 대한 보정을 수행하고, 상기 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 지문 검출부를 포함하되, 상기 보정 이미지는, 상기 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 차광층은, 상기 차광층에 입사되는 광들 중 일부를 상기 개구부들을 통해 상기 센서층으로 전달하고, 상기 광들 중 나머지를 차단할 수 있다.
또한, 상기 광 센서들 중 일부는 하나의 개구부를 통하여 광을 수신하고, 상기 광 센선들 중 나머지는 광을 수신하지 않거나 둘 이상의 개구부들을 통하여 광들을 수신하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 유효 영역들은, 상기 광 센서들 중 하나의 개구부를 통해 광을 수신하는 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역일 수 있다.
또한, 상기 원본 보정 이미지는, 피부색 광들에 응답하여 상기 광 센서들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 보정 이미지는, 상기 원본 보정 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하고, 상기 유효 영역들을 이어붙이기 하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 보정 이미지는, 상기 원본 보정 이미지의 용량보다 작은 용량을 가질 수 있다.
또한, 상기 지문 검출부는, 상기 원본 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하고, 상기 추출된 유효 영역들을 이어붙이기하여 합성 이미지를 생성하고, 상기 보정 이미지를 이용하여 상기 합성 이미지에 대한 상기 보정을 수행할 수 있다.
또한, 상기 지문 검출부는, 상기 보정 이미지를 로드하고, 상기 합성 이미지로부터 상기 보정 이미지를 차분하여 상기 보정을 수행할 수 있다.
또한, 상기 지문 검출부는, 상기 유효 영역들 또는 상기 합성 이미지에 대하여 평활화, 이진화 및 세선화 중 적어도 하나의 이미지 처리를 수행할 수 있다.
또한, 상기 지문 센서는, 상기 차광층 상에 배치되고 회로 소자들을 구성하는 적어도 하나의 도전층을 갖는 회로 소자층 및 상기 회로 소자층 상에 배치되고 발광 소자들을 포함하는 발광 소자층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센싱 방법은, 기판, 상기 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층 및 상기 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층을 포함하는 지문 센서의 지문 센싱 방법으로, 보정 이미지를 저장하는 단계, 상기 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하는 단계, 상기 보정 이미지를 이용하여 상기 원본 이미지에 대한 보정을 수행하는 단계 및 상기 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 단계를 포함하되, 상기 보정 이미지는, 상기 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성할 수 있다.
또한, 상기 유효 영역들은, 상기 광 센서들 중 하나의 개구부를 통과하여 입사되는 광을 수신한 광 센서들의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역일 수 있다.
또한, 상기 원본 보정 이미지는, 피부색 광들에 응답하여 상기 광 센서들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 보정 이미지는, 상기 원본 보정 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하고, 상기 유효 영역들을 이어붙이기 하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 보정을 수행하는 단계는, 상기 원본 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하는 단계, 상기 추출된 유효 영역들을 이어붙이기하여 합성 이미지를 생성하는 단계, 상기 보정 이미지를 로드하는 단계, 상기 합성 이미지로부터 상기 보정 이미지를 차분하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은, 상기 보정 이미지를 로드하는 단계 이전에, 상기 유효 영역들 또는 상기 합성 이미지에 대하여 평활화, 이진화 및 세선화 중 적어도 하나의 이미지 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는, 기판, 상기 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층, 상기 차광층 상에 배치되고 회로 소자들이 배치되는 적어도 하나의 도전층을 갖는 회로 소자층, 상기 회로 소자층 상에 배치되고 발광 소자들을 포함하는 발광 소자층, 상기 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층 및 상기 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하고, 보정 이미지를 이용하여 상기 원본 이미지에 대한 보정을 수행하고, 상기 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 지문 검출부를 포함하되, 상기 보정 이미지는, 상기 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 유효 영역들은, 상기 광 센서들 중 하나의 개구부를 통과하여 입사되는 광을 수신한 광 센서들의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역일 수 있다.
또한, 상기 원본 보정 이미지는, 피부색 광들에 응답하여 상기 광 센서들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 지문 센싱 방법, 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 원본 화이트 보정 이미지(즉, 광 센서들 전체에 대한 보정 데이터) 내에서 유효 영역(즉, 유효한 동작하는 광 센서들에 대응하는 보정 값들)만을 추출하여 합성하고, 합성된 이미지를 최종 화이트 보정 이미지로 저장함으로써, 화이트 보정 이미지의 저장 공간을 최소화하고 화이트 보정 이미지의 로딩 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 지문 센싱 방법, 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치는 광 센서를 통해 획득되는 원본 이미지(즉, 센싱된 데이터)로부터 유효 영역을 추출하여 합성하고, 합성된 이미지에 대하여 화이트 보정을 수행함으로써, 광 센서를 통해 획득되는 원본 이미지의 화이트 보정 수행 시간을 감소시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도들이다.
도 3a 내지 도 3e는 화소들 및 광 센서들의 배치 구조에 대한 다양한 실시 예들을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차광층을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 검출부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 보정 이미지를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원본 이미지의 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서의 지문 센싱 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3a 내지 도 3e는 화소들 및 광 센서들의 배치 구조에 대한 다양한 실시 예들을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차광층을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 검출부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 보정 이미지를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원본 이미지의 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서의 지문 센싱 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치(10)에 구비되는 표시 패널(110)과, 표시 패널(110)을 구동하기 위한 구동 회로(200)를 개략적으로 도시한 도면들이다. 편의상, 도 1 및 도 2에서는 표시 패널(110)과 구동 회로(200)를 분리하여 도시하였으나, 본 발명은 이로써 한정되지 않는다. 보다 구체적으로, 구동 회로의 전부 또는 일부는 표시 패널(110) 상에 일체로 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(110)과 표시 패널(110)을 구동하기 위한 구동 회로(200)를 포함한다.
표시 패널(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다. 표시 영역(AA)은 다수의 화소(PXL, 또는 부화소로 명명될 수 있음)들이 제공되는 영역으로서, 활성 영역(Active Area)으로 명명될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 화소(PXL)들 각각은 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 표시 장치(10)는 외부에서 입력되는 영상 데이터에 대응하여 화소(PXL)들을 구동함으로써 표시 영역(AA)에 영상을 표시한다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 표시 영역(AA)은 센싱 영역(SA)을 포함할 수 있다. 센싱 영역(SA)은 표시 영역(AA)에 제공되는 화소(PXL) 중 적어도 일부의 화소(PXL)들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 영역(AA) 중 적어도 일부가 센싱 영역(SA)으로 설정될 수 있다. 다른 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이 표시 영역(AA)의 전체가 센싱 영역(SA)으로 설정될 수도 있다.
한편, 도 1에서는 표시 영역(AA) 상에 하나의 센싱 영역(SA)만이 형성되는 예가 도시되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시 예에서, 표시 영역(AA) 상에는 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열된 복수 개의 센싱 영역(SA)들이 형성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 복수 개의 센싱 영역(SA)들은 동일하거나 상이한 면적 및 형태를 가질 수 있다.
또한, 도 1에서는 센싱 영역(SA)이 표시 영역(AA)의 적어도 일부에 형성되는 예가 도시되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시 예에서, 표시 영역(AA)과 센싱 영역(SA)은 적어도 일부 영역에서만 중첩되도록 마련될 수도 있다.
비표시 영역(NA) 은 표시 영역(AA)의 주변에 배치되는 영역으로서, 비활성 영역(Non-active Area)으로 명명될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 비표시 영역(NA)은 표시 패널(110)에서 표시 영역(AA)을 제외한 나머지 영역을 포괄적으로 의미할 수 있다. 일 실시 예에서, 비표시 영역(NA)은 배선 영역, 패드 영역 및 각종 더미 영역 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 표시 장치(10)는 센싱 영역(SA)에 제공되는 다수의 광 센서(PHS)들을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 광원(예를 들어, 화소(PXL))에서 출사된 광이 사용자 손가락에 의해 반사되는 반사광을 감지하고, 표시 장치(10)는 반사광을 분석하여 사용자의 지문을 감지할 수 있다. 이하에서는 광 센서(PHS)들이 지문 감지 용도로 사용되는 것을 예로 들어 본 발명을 설명하지만, 다양한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 터치 센서나 스캐너 등과 같이 다양한 기능을 수행하기 위한 용도로 사용될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 센싱 영역(SA)에 배치되거나 제공될 수 있다. 이때, 광 센서(PHS)들은 센싱 영역(SA)에 제공되는 화소(PXL)들 중 적어도 일부 또는 전체와 중첩되거나, 화소(PXL)들의 주변에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광 센서(PHS)들 중 적어도 일부 또는 전부는 화소(PXL)들 사이에 제공될 수 있다. 광 센서(PHS)와 화소(PXL) 사이의 배치 관계에 대한 다양한 실시 예는 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
광 센서(PHS)들이 화소(PXL)들에 인접하게 마련되는 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 센싱 영역(SA) 또는 그 주변에 배치된 적어도 하나의 화소(PXL)에 마련된 발광 소자를 광원으로 사용할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 센싱 영역(SA)의 화소(PXL)들, 특히 화소(PXL)들에 마련된 발광 소자들과 함께 광 감지 방식의 지문 센서를 구성할 수 있다. 이와 같이, 별도의 외부 광원 없이 화소(PXL)들을 광원으로 이용하여 지문 센서 내장형 표시 장치를 구성할 경우, 광 감지 방식의 지문 센서 및 이를 구비한 표시 장치의 모듈 두께가 감소되고, 제조 비용이 절감될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 표시 패널(110)의 양면 중, 영상이 표시되는 면(예를 들어, 전면)에 대향되는 이면(예를 들어, 배면)에 배치되거나 제공될 수 있다. 그러나 본 발명은 이로써 한정되지 않는다.
구동 회로(200)는 표시 패널(110)을 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 회로(200)는 표시 패널(110)로 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 출력하거나, 광 센서(PHS)를 위한 구동 신호를 출력하고 광 센서(PHS)로부터 수신되는 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센싱 신호를 수신한 구동 회로(200)는 센싱 신호를 이용하여 사용자의 지문(또는, 지문 형태)를 검출할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 구동 회로(200)는 패널 구동부(210) 및 지문 검출부(220)를 포함할 수 있다. 편의상, 도 1 및 도 2에서는 패널 구동부(210)와 지문 검출부(220)를 분리하여 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 예를 들어, 지문 검출부(220)의 적어도 일부는 패널 구동부(210)와 함께 집적되거나, 패널 구동부(210)와 연동하여 동작할 수 있다.
패널 구동부(210)는 표시 영역(AA)의 화소(PXL)들을 순차적으로 주사하면서 화소(PXL)들로 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 공급할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(110)은 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.
일 실시 예에서, 패널 구동부(210)는 화소(PXL)들로 지문 센싱을 위한 구동 신호(예를 들어, 제1 구동 신호)를 공급할 수 있다. 이러한 구동 신호는 화소(PXL)들이 발광하여 광 센서(PHS)를 위한 광원으로서 동작하도록 하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 지문 센싱을 위한 구동 신호는, 표시 패널(110) 내의 특정 영역에 마련되는 화소(PXL)들, 예를 들어, 센싱 영역(SA)에 마련되는 화소(PXL)들에게 제공될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 지문 센싱을 위한 구동 신호는 지문 검출부(220)에 의하여 제공될 수도 있다.
지문 검출부(220)는 광 센서(PHS)들을 구동하기 위한 구동 신호(예를 들어, 제2 구동 신호)를 광 센서(PHS)들에게 제공하거나 전달하고, 광 센서(PHS)들로부터 제공되는 센싱 신호에 기초하여 사용자 지문을 검출할 수 있다. 지문 검출부(220)의 구체적인 지문 검출 방법은 이하에서 도 9 내지 도 17을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3e는 화소들 및 광 센서들의 배치 구조에 대한 다양한 실시 예들을 나타내는 평면도이다. 도 3a 내지 도 3e는 센싱 영역(SA)에 마련되는 적어도 하나의 화소(PXL)들 및 광 센서(PHS) 사이의 상대적인 크기, 해상도 및 배치 관계에 관한 서로 다른 실시 예들을 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 센싱 영역(SA) 내에서 광 센서(PHS)들은 화소(PXL)들의 해상도와 동일한 해상도(밀도)를 가지고 배치될 수 있다. 다시 말해, 센싱 영역(SA) 내에 화소(PXL)들의 개수와 동일한 개수의 광 센서(PHS)들이 배치될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 화소(PXL)들과 광 센서(PHS)들은 1:1로 쌍을 이루도록 배치될 수 있다. 도 3a의 실시 예에서, 화소(PXL)들과 광 센서(PHS)들은 서로 중첩되도록 배치되는 것으로 도시되나, 다른 실시 예에서, 화소(PXL)들과 광 센서(PHS)들은 서로 중첩되지 않거나 일 영역만이 중첩되도록 배치될 수도 있다.
한편, 도 3a의 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 화소(PXL)들의 크기보다 작은 크기를 갖는 것으로 도시되나(즉, 광 센서(PHS)들 각각은 화소(PXL)들 각각 보다 큰 것으로 도시되어 있으나), 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 화소(PXL)들의 크기와 동일하거나 큰 크기를 가질 수도 있다. 이와 같은 실시 예가 도 3e에 도시된다.
도 3b 내지 도 3e를 참조하면, 센싱 영역(SA)에서 광 센서(PHS)들은 화소(PXL)들의 해상도보다 더 낮은 해상도로 배치될 수 있다. 다시 말해, 센싱 영역(SA) 내에 화소(PXL)들의 개수보다 적은 개수의 광 센서(PHS)들이 배치될 수 있다. 도 3b 내지 도 3e에서는 네 개의 화소(PXL)들마다 하나의 광 센서(PHS)가 배치되는 예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이로써 한정되지 않는다.
이러한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 도 3b 및 도 3e에 도시된 것처럼 화소(PXL)들의 크기보다 작은 크기를 갖거나, 도 3c 및 도 3d에 도시된 것처럼 화소(PXL)들의 크기보다 큰 크기를 가질 수 있다.
광 센서(PHS)들이 화소(PXL)들의 해상도보다 낮은 해상도로 배치될 때, 광 센서(PHS)들 중 일부 또는 전부가 화소(PXL)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 즉, 광 센서(PHS)들은 도 3b 및 도 3c에 도시된 것처럼 화소(PXL)들 중 일부와 부분적으로 중첩될 수 있다.
또는, 광 센서(PHS)들은 도 3d에 도시된 것처럼 화소(PXL)들 사이에 배치되어 화소(PXL)들과 부분적으로 중첩될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들은 도 3d에 도시된 것처럼 화소(PXL)들의 크기보다 큰 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 광 센서(PHS)들은 적어도 하나의 화소(PXL)를 커버할 수 있을 정도의 크기를 가질 수 있다.
또는, 광 센서(PHS)들은 도 3e에 도시된 것처럼 화소(PXL)들과 중첩되지 않을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 화소(PXL)들 및 광 센서(PHS)들 사이의 배치 구조는 상술한 것으로 한정되지 않는다. 즉, 센싱 영역(SA) 내에서 화소(PXL)들 및 광 센서(PHS)들의 형상, 배열, 상대적 크기, 개수, 해상도 등은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에서, 화소(PXL)들과 광 센서(PHS)들은 도 3a 내지 도 3e의 실시 예들 중 하나 이상이 조합된 형태로 배치될 수 있다.
또한, 도 3a 내지 도 3e에서는 광 센서(PHS)들이 센싱 영역(SA) 내에서 규칙적으로 배열된 예가 도시되나, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않으며, 다른 실시 예들에서 광 센서(PHS)들은 센싱 영역(SA) 내에서 불규칙적으로 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다. 특히, 도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치(10)의 센싱 영역(SA) 에서의 단면도를 도시한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차광층을 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치(10)의 센싱 영역(SA)은 표시 패널(110)과 표시 패널(110)의 일면에 배치된 센서층(PSL)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 기판(SUB), 기판(SUB)의 일면(예를 들어, 상부면) 상에 순차적으로 배치되는 회로 소자층(BPL), 발광 소자층(LDL), 제1 보호층(PTL1), 제1 점착층(ADL1) 및 윈도우(WIN)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)는 기판(SUB)의 다른 일면(예를 들어, 하부면) 상에 순차적으로 배치되는 제2 점착층(ADL2), 제2 보호층(PTL2)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 표시 패널(110)의 베이스 기재로서, 실질적으로 투명한 투광성 기판일 수 있다. 기판(SUB)은, 유리 또는 강화 유리를 포함한 경성 기판(rigid substrate), 또는 플라스틱 재질의 가요성 기판(flexible substrate)일 수 있다. 다만, 기판(SUB)의 재질이 이에 한정되지는 않으며, 상기 기판(SUB)은 다양한 물질로 구성될 수 있다.
기판(SUB)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다. 그리고, 표시 영역(AA)은 각각의 화소(PXL)가 배치 및/또는 형성되는 복수의 화소 영역(PXA)들을 포함할 수 있다.
회로 소자층(BPL)은 기판(SUB)의 일면에 배치되며, 적어도 하나의 도전층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로 소자층(BPL)은 화소(PXL)들의 화소 회로를 구성하는 복수의 회로 소자들(예를 들어, 적어도 하나의 트랜지스터 및 커패시터)과, 화소(PXL)들을 구동하기 위한 각종 전원 및 신호를 공급하기 위한 배선들을 포함할 수 있다. 이 경우, 회로 소자층(BPL)은 회로 소자들과, 이에 연결되는 배선들을 구성하기 위한 복수의 도전층들을 포함할 수 있다. 또한, 회로 소자층(BPL)은 복수의 도전층들 사이에 제공된 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 또한, 회로 소자층(BPL)은 기판(SUB)의 비표시 영역(NA)에 배치되어 화소(PXL)들에 연결된 배선들에게 대응하는 전원 및 신호를 공급하는 배선부를 포함할 수 있다.
발광 소자층(LDL)은 회로 소자층(BPL)의 일면에 배치될 수 있다. 발광 소자층(LDL)은, 컨택홀 등을 통해 회로 소자층(BPL)의 회로 소자들 및/또는 배선들에 연결되는 복수의 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 발광 소자(LD)들은 각각의 화소 영역(PXA)에 적어도 하나가 배치될 수 있다.
화소(PXL)들 각각은 회로 소자층(BPL)에 배치된 회로 소자들과 회로 소자층(BPL) 상부의 발광 소자층(LDL)에 배치된 적어도 하나의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 화소(PXL)의 구조에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 보호층(PTL1)은 표시 영역(AA)을 커버하도록 발광 소자층(LDL)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 보호층(PTL1)은 박막 봉지층(thin film encapsulation: TFE) 또는 봉지 기판과 같은 밀봉 부재를 포함할 수 있고, 상기 밀봉 부재 외에도 보호 필름 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
제1 점착층(ADL1)은 제1 보호층(PTL1)과 윈도우(WIN)의 사이에 배치되어 제1 보호층(PTL1)과 윈도우(WIN)를 결합할 수 있다. 제1 점착층(ADL1)은 OCA(optical clear adhesive)와 같은 투명 접착제를 포함할 수 있으며, 이외에 다양한 접착 물질을 포함할 수 있다.
윈도우(WIN)는 표시 패널(110)을 포함하는 표시 장치(10)의 모듈 최상단에 배치되는 보호 부재로서, 실질적으로 투명한 투광성 기판일 수 있다. 윈도우(WIN)는 유리 기판, 플라스틱 필름, 플라스틱 기판으로부터 선택된 다층 구조를 가질 수 있다. 윈도우(WIN)는 경성 또는 가요성의 기재를 포함할 수 있으며, 윈도우(WIN)의 구성 물질이 특별히 한정되지는 않는다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 표시 장치(10)는 도시되지 않은 편광판 및/또는 터치 센서층(또는, 터치 전극층) 등을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 제1 보호층(PTL1)과 윈도우(WIN)의 사이에 배치되는 편광판 및/또는 터치 센서층을 더 포함할 수 있다.
제2 보호층(PTL2)은 기판(SUB)의 다른 일면에 배치될 수 있다. 제2 보호층(PTL2)은 제2 점착층(ADL2)에 의해 기판(SUB)에 결합될 수 있다.
제2 점착층(ADL2)은 기판(SUB)과 제2 보호층(PTL2)을 견고하게 결합(또는 부착)할 수 있다. 제2 점착층(ADL2)은 OCA와 같은 투명 접착제를 포함할 수 있다. 제2 점착층(ADL2)은 접착면과 접착시키기 위한 압력이 가해질 때 접착 물질이 작용하는 감압 접착제(PSA: Pressure Sensitive Adhesive)를 포함할 수 있다. 제2 점착층(ADL2)이 감압 접착제를 포함하는 경우, 상온에서 별도의 열 처리나 UV 처리 없이 압력만으로 접착면에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 제2 점착층(ADL2)은 특정 광을 흡수하는 물질을 포함하거나 상기 특정 광을 차단하는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 점착층(ADL2)은 높은 에너지 밀도를 갖는 적외선을 흡수하는 적외선 흡수 물질을 포함하거나 상기 적외선을 차단하는 적외선 차단 물질을 포함할 수 있다.
적외선 흡수 물질은, 예를 들어 ATO(Antimon-Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), 텅스텐 산화물, 카본 블랙 등을 포함하는 무기계 산화물, Ag 등의 금속을 포함할 수 있다. 무기계 산화물의 경우, 가시광선 영역의 광을 선택적으로 투과하며 적외선을 흡수할 수 있다. 또한, 적외선 흡수 물질은, 일 예로, 유기계 염료를 포함할 수 있다. 유기계 염료로는, 일 예로, 표시 패널(110)에 구비되는 컬러 필터(미도시)에 사용되는 염료일 수 있다.
적외선 차단 물질은, 일 예로, 붕산염 혼합물, 탄산염 혼합물, 반토 혼합물, 질산염 혼합물, 아질산염 혼합물, 리튬 붕산염과 나트륨 붕산염, 칼륨 붕산염, 마그네슘 붕산염, 칼슘 붕산염, 스트론튬 붕산염, 바륨 붕산염, 나트륨 붕산염, Na2B4Ox, 코레마나이트(colemanite), 리튬 탄산염, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 칼슘 탄산염, 방해석, CaCO3, 백운석 및 마그네사이트(magnesite) 중에 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 또한, 적외선 차단 물질은, 니켈디티올계, 디티올계 금속 착체 화합물, 시아닌계, 스크와리움계, 크로코니움계, 디이모늄계, 아미늄계, 암모늄계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계 및 아미늄계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 고분자 축합 아조계 피롤, 폴리메틴계 및 프로피린계로부터 선택되는 1종 이상의 염료 중에 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
사용자의 손(또는, 손가락)이 표시 장치(10)의 표시면(일 예로, 영상이 표시되는 일 면)에 안착되면(혹은 위치하면), 표시 장치(10)는 후술되는 광 센서(PHS)들을 통하여 사용자의 지문을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 사용자의 지문을 감지하는 동안 표시 장치(10)로 외부 광이 유입되면, 외부 광 중 가시광선 영역은 사용자의 손에 의해 차단되지만 적외선은 사용자의 손을 투과하여 광 센서(PHS)들로 입사될 수 있다. 광 센서(PHS)들로 입사되는 적외선은 노이즈로 작용하여 사용자의 손에 의해 반사되는 광에 대한 인지 정확도를 감소시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시 예와 같이, 제2 점착층(ADL2)이 적외선 흡수 물질 및/또는 적외선 차단 물질을 포함할 경우, 외부 광의 적외선이 사용자의 손을 투과하더라도 제2 점착층(ADL2)에 의해 적외선이 흡수 및/또는 차단되어 광 센서(PHS)들로 입사되지 않아, 지문 인식 정확도가 향상될 수 있다.
제2 보호층(PTL2)은 외부로부터 산소 및 수분 등이 유입되는 것을 차단하며 단일층 또는 다중층의 형태로 제공될 수 있다. 제2 보호층(PTL2)은 필름 형태로 구성되어 표시 패널(110)의 가요성을 더욱 확보할 수 있다. 제2 보호층(PTL2)은 OCA와 같은 투명 접착제를 포함한 다른 접착층(미도시)을 통해 센서층(PSL)과 결합할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 제2 보호층(PTL2)의 하부에는 선택적 광 차단 필름이 더 마련될 수도 있다. 선택적 광 차단 필름은 표시 장치(10)로 유입된 외부 광 중 특정 주파수 영역, 예를 들어 적외선을 차단하여 센서층(PSL)의 광 센서(PHS)들로 해당 광이 입사하는 것을 방지할 수 있다. 상기에서는 선택적 광 차단 필름이 제2 보호층(PTL2)의 하부에 더 마련되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에서, 선택적 광 차단 필름은 센서층(PSL)의 상부에만 배치된다면 표시 장치(10)의 어느 레이어에 제공되더라도 무관할 수 있다. 또한, 선택적 광 차단 필름은 적외선을 차단하는 구성 요소가 표시 패널(110) 내에 포함되는 경우, 생략될 수도 있다.
차광층(PHL)은 발광 소자층(LDL)과 후술되는 센서층(PSL) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차광층(PHL)은 도 4에 도시된 것과 같이 기판(SUB)과 회로 소자층(BPL) 사이에 배치될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에서 차광층(PHL)은 복수 개의 핀홀(PIH)들을 포함할 수 있다. 차광층(PHL)은 외부로부터 입사되는 광, 예를 들어 손가락에서 반사되는 반사광의 일부를 차단하여, 나머지 일부만이 핀홀(PIH)들을 통해 하부 레이어로 도달하게 한다.
핀홀(PIH)들의 폭(또는 직경)은 소정 각도 범위의 관측 시야(또는, “시야각”이라고도 함)(field of view: FOV)(θ)를 만족하는 광이 각각의 핀홀(PIH)을 투과할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 핀홀(PIH)들의 폭(또는 직경)은 빛의 회절을 방지할 수 있도록 반사광의 파장의 대략 10배 이상, 예를 들어, 대략 4㎛ 또는 5㎛ 이상으로 설정될 수 있다. 또한, 핀홀(PIH)들의 폭은 이미지 블러(image blur)를 방지하고, 보다 또렷하게 지문의 형태를 감지할 수 있을 정도의 크기로 설정될 수 있다. 예를 들어, 핀홀(PIH)들은 폭은 대략 20㎛ 이하로 설정될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않으며, 핀홀(PIH)들의 폭은 반사광의 파장 대역 및/또는 모듈의 층별 두께 등에 따라 달라질 수도 있다.
인접한 핀홀(PIH)들 사이의 간격(또는, 피치)은, 차광층(PHL)과 센서층(PSL) 사이의 거리 및 반사광의 파장 범위를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 인접한 핀홀(PIH)들 사이의 간격은 차광층(PHL)과 후술되는 센서층(PSL) 사이의 거리의 두 배 이상으로 설정될 수 있으며, 상기 거리에 소정의 오차 범위를 합산한 값 이상으로 설정될 수 있다. 이 경우, 각각의 광 센서(PHS)에 의해 관측되는 이미지가 서로 중첩되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 이미지 블러를 방지할 수 있다.
센서층(PSL)은 표시 패널(110)의 적어도 일 영역과 중첩되도록 표시 패널(110)의 이면(예를 들어, 배면)에 부착된다. 센서층(PSL)은 적어도 표시 영역(AA)에서 표시 패널(110)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 이러한 센서층(PSL)은 소정의 해상도 및/또는 간격으로 분산된 복수의 광 센서(PHS)들을 포함할 수 있다. 광 센서(PHS)들 사이의 간격은, 관측 대상물(예를 들어, 지문 영역 등 손가락의 특정 영역)로부터 반사되는 반사광이 이웃한 적어도 두 개의 광 센서(PHS)들로 입사될 수 있도록 조밀하게 설정될 수 있다.
센서층(PSL)의 광 센서(PHS)들은 핀홀(PIH)들을 통과하는 반사광을 수신하고, 반사광에 대응하는 전기적 신호를 센싱 신호로서 출력할 수 있다. 각각의 광 센서(PHS)들에 입사되는 반사광들은 사용자의 손가락에 형성되는 지문의 골(valley)에 의한 것인지 아니면 융선(ridge)에 의한 것인지 여부에 따라 상이한 광 특성(일 예로, 주파수, 파장, 크기 등)을 가질 수 있다. 따라서, 광 센서(PHS)들 각각은 반사광의 광 특성에 대응하여 상이한 전기적 특성을 갖는 센싱 신호를 출력할 수 있다. 광 센서(PHS)들에 의해 출력된 센싱 신호는 원본 이미지(또는, 센서 이미지, 센서 데이터, 센서 이미지 데이터)로 변환되어 사용자의 지문 식별을 위해 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 표시 장치(10)는 발광 소자층(LDL), 센서층(PSL) 및 차광층(PHL)을 포함하는 지문 센서를 구비한다. 발광 소자층(LDL)은 광 감지 방식 센서의 광원으로도 기능할 수 있는 발광 소자(LD)들을 포함할 수 있다. 센서층(PSL)은 발광 소자층(LDL)으로부터 방출되어 표시 장치(10)의 상부에 위치한 물체(예를 들어, 손가락의 지문 영역)로부터 반사된 반사광을 수광하는 광 센서(PHS)들을 포함할 수 있다. 차광층(PHL)은 발광 소자층(LDL)과 센서층(PSL)의 사이에 배치되어 반사광을 선택적으로 투과시키는 핀홀(PIH)들을 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 지문 센서는, 소정의 관측 시야 각도 범위 내에서 각각의 핀홀(PIH)로 입사되는 반사광의 손실을 줄이기 위하여 표시 패널(110) 등의 내부에 형성되는(예를 들어, 회로 소자층(BPL), 발광 소자층(LDL) 내부에 형성되는) 광학적 개구 영역을 더 포함할 수 있다. 또한, 지문 센서는 관측 시야를 보다 용이하게 제어할 수 있도록 표시 패널(110)의 내부에 배치되어 광 경로를 제어하기 위한 광 제어층을 포함할 수 있다. 이러한 광 제어층의 다양한 실시 예들을 이하에서 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
한편, 표시 장치(10)는 화소(PXL)들의 발광 소자(LD)들을 지문 센서의 광원으로도 활용하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 표시 장치는, 지문 감지를 위한 별도의 광원을 구비할 수도 있을 것이다.
상술한 실시 예에 의한 표시 장치(10)의 지문 감지 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다. 광 센서(PHS)들이 활성화되는 지문 감지 기간 동안, 사용자의 손가락(예를 들어, 지문 영역)을 표시 영역(AA)(또는, 센싱 영역(SA))에 접촉 또는 근접시킨 상태에서, 표시 영역(AA)의 화소(PXL)들(특히, 상기 화소(PXL)들에 구비된 발광 소자(LD)들)이 발광될 수 있다. 예를 들어, 지문 감지 기간 동안 표시 영역(AA)의 모든 화소(PXL)들이 동시 또는 순차적으로 발광될 수 있다. 또는, 표시 영역(AA)의 화소(PXL)들 중 소정 간격으로 일부 화소(PXL)들만 발광되거나, 특정 색상의 광(일례로, 청색 광과 같이 단파장의 광)을 방출하는 일부 화소(PXL)들만이 선택적으로 발광될 수 있다.
화소(PXL)들로부터 방출된 광 중 일부가 사용자의 손가락에서 반사되어 표시 장치(10)의 각 층에 형성된 광학적 개구 영역 및 핀홀(PIH)들을 통과하여 광 센서(PHS)들로 입사될 수 있다. 이때, 각각 지문의 융(ridge)과 골(valley)에서 반사되는 반사광의 광량 차이 및/또는 파형에 기초하여 사용자의 지문 형태(지문 패턴)가 검출될 수 있다.
한편, 도 4에 도시되는 바와 같이 핀홀(PIH)들의 폭(크기) 및/또는 관측 시야(θ)에 따라 센서층(PSL)에 배치된 광 센서(PHS)들 중 적어도 일부만이 입사되는 광을 수신할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들이 출력하는 센싱 신호들 중, 실제로 반사광을 수신한 광 센서(PHS)들이 출력하는 센싱 신호만이 지문 검출을 위한 유효한 센싱 신호로 이용될 수 있다. 핀홀(PIH)에 의해 반사광이 차단되어 반사광을 수신하지 못하는 광 센서(PHS)들이 출력하는 센싱 신호는 오로지 블랙 색상에 대응하는 유효하지 않은 정보를 포함할 수 있다.
또는, 센서층(PSL)에 배치된 광 센서(PHS)들 중 일부는 하나의 핀홀(PIH)로부터 반사광을 수신하고, 다른 일부는 적어도 2개의 핀홀(PIH)들로부터 반사광들을 수신할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 광 센서(PHS)들이 생성하는 센싱 신호들 중, 하나의 핀홀(PIH)로부터 반사광을 수신한 광 센서(PHS)들이 출력하는 센싱 신호만이 지문 검출을 위한 유효한 센싱 신호로 이용될 수 있다. 복수 개의 핀홀(PIH)들로부터 반사광을 수신한 광 센서(PHS)들이 출력하는 센싱 신호는, 수신된 반사광들의 상호 간섭에 의해 부정확한 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 지문 검출부(220)는 센싱 신호들로부터 생성된 원본 이미지 중에서 유효한 센싱 신호에 기초하여 생성된 유효 영역을 추출하고, 추출된 유효 영역에 기초하여 지문을 검출할 수 있다. 예를 들어 지문 검출부(220)는 센싱 신호들에 기초하여 생성된 원본 이미지 내에서 유효 영역들을 추출하고, 추출된 유효 영역에 대한 이미지 처리를 수행하여 합성할 수 있다. 여기서, 유효 영역들 각각은 광 센서(PHS)들이 출력한 센싱 신호들로부터 생성된 원본 이미지(또는, 센서 데이터) 내에서, 하나의 핀홀(PIH)을 통해 반사광을 수신한 광 센서(PHS)들의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역(또는, 부분 이미지, 센서 데이터의 일 부분)로 정의될 수 있다.
지문 검출부(220)의 지문 검출 방법에 대하여는, 이하에서 도 9 내지 도 17을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차광층을 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 차광층(PHL)은 차광성 마스크(LBM)와, 차광성 마스크(LBM)에 분포된 다수의 핀홀(PIH)들을 포함할 수 있다.
차광성 마스크(LBM)는 차광성 물질 및/또는 흡광성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 차광성 마스크(LBM)는 각각의 핀홀(PIH)이 배치되는 영역에서 국부적으로 개구된 불투명 금속층(도전층)으로 구성될 수 있다. 다만, 차광성 마스크(LBM)의 구성 물질이 금속에 한정되지는 않으며, 차광성 마스크(LBM)는 빛의 투과를 차단할 수 있는 다양한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 차광성 마스크(LBM)는 현재 공지된 블랙 매트릭스 물질로 구성될 수도 있다.
핀홀(PIH)들은 차광성 마스크(LBM)에 분산된 개구부들일 수 있다. 핀홀(PIH)들은 일정 크기 및 간격을 가지도록 차광성 마스크(LBM)에 균일하거나 불규칙한 패턴으로 분산될 수 있다. 또한, 핀홀(PIH)들은 센서층(PSL)에 배치되는 광 센서(PHS)들의 해상도보다 낮은 해상도로 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않으며, 핀홀(PIH)들의 크기, 개수, 해상도 및/또는 배열 구조 등은 다양하게 변경될 수 있다.
도 5의 실시 예에서, 핀홀(PIH)들은 직사각형으로 도시되지만, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시 예에서, 핀홀(PIH)들은 직사각형, 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
차광층(PHL)은 도 4에 도시된 표시 장치(10)에서, 발광 소자(LD)들이 배치된 발광 소자층(LDL)과 광 센서(PHS)들이 배치된 센서층(PSL)의 사이에 배치될 수 있다. 차광층(PHL)은 일부 광만을 선택적으로 투과시키고 나머지 광을 차단하기 위한 광학계를 구성할 수 있다.
차광층(PHL)은 앞서 설명한 광 센서(PHS)들과 함께 지문 센서를 구성할 수 있다. 또한, 차광층(PHL)은 표시 패널(110)의 회로 소자층과 일체로 구성될 수 있다. 이 경우, 광 감지 방식의 지문 센서 및 이를 구비하는 표시 장치의 모듈 두께가 저감 또는 최소화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다. 도 6 내지 도 8에서, 상술한 적어도 하나의 실시 예에서와 유사 또는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 회로 소자층(BPL)은 센싱 영역(SA)에 제공되거나 배치되는 투광홀 어레이층(LTHL)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투광홀 어레이층(LTHL)은 회로 소자층(BPL)에 분포된 복수의 투광홀(LTH) 들을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 투광홀 어레이층(LTHL)은 차광층(PHL)을 대신하여 마련될 수 있다. 즉, 투광홀(LTH)들은 각각 핀홀(PIH)들로써 기능할 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이 차광층(PHL)을 별도로 마련하지 않고, 회로 소자층(BPL)에 분포된 복수의 투광홀(LTH)들을 이용하여 핀홀(PIH)을 구성하면, 차광층(PHL)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 생략될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 실시 예에 따른 표시 장치(10)는 차광층(PHL)을 별도로 마련함에 따른 두께 증가를 방지할 수 있으며, 제조 비용이 절감되고 공정 효율을 증가시킬 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 회로 소자층(BPL)은 복수의 투광홀(LTH)들을 포함하는 투광홀 어레이층(LTHL)을 포함할 수 있다. 그리고, 기판(SUB)과 회로 소자층(BPL)의 사이에는 복수의 핀홀(PIH)들을 포함하는 차광층(PHL)이 배치될 수 있다. 각각의 투광홀(LTH)과 각각의 핀홀(PIH)은 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 투광홀(LTH)들과 핀홀(PIH)들은 동일하거나 상이한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 투광홀(LTH)들은 도 7에 도시된 것과 같이 핀홀(PIH)들의 폭보다 작은 폭(또는 직경)을 가질 수 있다. 예를 들어, 핀홀(PIH)들과 제1 투광홀(LTH1)들은 5㎛ 내지 20㎛ 범위의 폭(또는 직경)을 갖되, 제1 투광홀(LTH1)의 폭(또는 직경)은 핀홀(PIH)들의 폭(또는 직경)보다 작을 수 있다.
투광홀(LTH)들이 핀홀(PIH)들의 크기보다 작은 크기를 갖는 실시 예에서, 투광홀 어레이층(LTHL)은 광의 경로를 제어하는(예를 들어, 소정 각도 범위로 반사광의 관측 시야를 제한하는) 광 제어층(LBL)의 기능을 수행하고, 차광층(PHL)은 광 차단 기능을 수행할 수 있다.
반대로, 투광홀(LTH)들은 도 8에 도시된 것과 같이 핀홀(PIH)들의 폭보다 큰 폭(또는 직경)을 가질 수 있다. 이러한 실시 예에서, 제1 투광홀 어레이층(LTHL1)은 광 차단 기능을 수행하고, 차광층(PHL)은 광의 경로를 제어하는 광 제어층(LBL)의 기능을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 검출부의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화이트 보정 이미지를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 13 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원본 이미지의 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 검출부(220)는 화이트 보정 이미지 저장부(221)(또는 보정(calibaration) 데이터 저장부), 이미지 처리부(222) 및 화이트 보정부(223)(또는, 보정부)를 포함할 수 있다. 도 9에서 구성 요소들은 서로 독립적인 것으로 도시되지만, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 일 실시 예에서, 화이트 보정 이미지 저장부(221), 이미지 처리부(222) 및 화이트 보정부(223) 중 적어도 일부는 하나의 구성 요소로 통합되거나 더 많은 구성 요소로 분리될 수 있다. 일 실시 예에서, 화이트 보정 이미지 저장부(221)는 지문 검출부(220) 외부(예를 들어, 도 1 및 도 2의 패널 구동부(210) 등)에 별도로 마련되는 저장 장치일 수 있다.
화이트 보정 이미지 저장부(221)는 화이트 보정(white calibration)에 이용되는 화이트 보정 이미지(또는, 보정(calibration) 데이터)를 저장할 수 있다. 여기서, 화이트 보정은, 광 센서(PHS, 도 4 참조), 핀홀(PIH, 도 4 참조), 광학적 개구 영역 등의 공정 편차 등에 의해 원본 이미지에 발생하는 노이즈(또는, 오차, 편차)를 제거하여, 센서층(PSL, 도 4 참조) 내 광 센서(PSH)들의 균일성(Uniformity)를 보장하는, 보정 작업으로 정의될 수 있다. 화이트 보정 이미지는 지문 검출부(220)가 구비되는 표시 장치(10)의 최초 구동 이전(예를 들어, 제품 출하 이전)에 화이트 보정 이미지 저장부(221)에 저장될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 이러한 화이트 보정 이미지는 다음과 같은 방법으로 생성된 것일 수 있다. 먼저, 표시 패널(110) 상에 검출 대상의 색상(예를 들어, 피부색)의 광을 감지하여 광 센서(PHS)들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여, 도 10에 도시된 것과 같은 원본 화이트 보정 이미지(즉, 광 센서(PHS)들 전체에 대한 보정 데이터)가 생성될 수 있다. 하나의 광 센서(PHS)에서 수신된 센싱 신호는 원본 화이트 보정 이미지 내에서 하나의 픽셀을 구성하도록(또는, 하나의 픽셀에 대응하는 값으로) 변환될 수 있다.
예를 들어, 원본 화이트 보정 이미지는, 피부색을 가지는 물체 또는 특정 반사율(예를 들어, 약 70%의 반사율)을 가지는 물체를 표시 패널(110) 상에 배치한 상태에서, 광 센서(PHS)들로부터 출력되는 센싱 신호들을 이미지 데이터로 변환함으로써 생성될 수 있다. 다른 예로, 원본 화이트 보정 이미지는, 피부색의 광을 표시 패널(110)에 조사한 상태에서 광 센서(PHS)들로부터 출력되는 센싱 신호들을 이미지 데이터로 변환함으로써 생성될 수 있다. 원본 화이트 보정 이미지는 광 센서(PHS, 도 4 참조)의 공정 편차 등에 기인한 노이즈(또는, 오차, 예를 들어, 검출 대상의 색상에 대한 노이즈)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 광 센서(PHS)들 중 실질적으로 반사광을 수신하거나 하나의 핀홀(PIH)로부터 반사광을 수신하는 일부 광 센서(PHS)들만이 유효한 센싱 신호를 출력할 수 있다. 본 발명에서 원본 화이트 보정 이미지는 유효한 센싱 신호에 기초하여 생성되는 유효 영역(EA)만을 남기도록 처리될 수 있다.
구체적으로, 원본 화이트 보정 이미지로부터 도 11에 도시된 것과 같이 유효 영역(EA)들이 추출될 수 있다. 도 11에는 도 10에 도시된 원본 화이트 보정 이미지로부터 추출된 유효 영역(EA)들 중 일부만을 예시적으로 도시되었다. 여기서, 유효 영역(EA)은, 원본 화이트 보정 이미지 내에서 하나의 핀홀(PIH)을 통해 반사광을 수신한 광 센서(PHS)들의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역(또는, 부분 이미지, 센서 데이터의 일 부분)을 의미할 수 있다.
추출된 유효 영역(EA)들이 합성되어 최종 화이트 보정 이미지가 생성될 수 있다. 예를 들어, 추출된 유효 영역(EA)들은 도 12에 도시된 것과 같이 이어붙이기(또는, 스티칭(stitching)) 되어 하나의 이미지로 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 유효 영역(EA)들의 합성 시에, 이어붙여지는 가장자리 영역에 포함되는 픽셀들에 이미지 보간이 적용될 수 있다. 이미지 보간은 예를 들어, 해당 픽셀과 인접한 픽셀의 이미지 데이터의 평균값 산출에 의해 수행될 수 있다. 또는, 이미지 보간은 유효 영역(EA)이 아닌 비유효 영역의 원본 화이트 보정 이미지를 이용하여 수행될 수 있다. 이미지 보간 방법은 다른 알려진 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 구체적인 방식을 한정하지 않는다.
도 12에 도시된 것과 같이 본 발명에 따라 생성된 최종 화이트 보정 이미지는 추출된 유효 영역(EA)들만을 이용하여 생성되므로, 도 10에 도시된 원본 화이트 보정 이미지와 비교하여 적은 용량을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 지문 센서는 화이트 보정 이미지를 저장하기 위해 요구되는 저장 공간을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 생성된 최종 화이트 보정 이미지는 적은 용량을 갖기 때문에, 이를 이용하여 화이트 보정을 수행할 때 화이트 보정 이미지의 로딩 시간이 감소될 수 있다.
이미지 처리부(222)는 외부, 예를 들어 광 센서(PHS)들로부터 수신되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지(또는, 센서 데이터)를 생성하고, 원본 이미지에 대한 이미지 처리를 수행할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 지문 감지 기간 동안 표시 영역(AA)(또는 센싱 영역(SA))의 화소(PXL)들이 발광하고, 광 중 일부가 사용자의 손가락에서 반사되며, 반사광은 핀홀(PIH)들을 통해 광 센서(PHS)에 입사될 수 있다. 반사광을 수신한 광 센서(PHS)들로부터 센싱 신호가 이미지 처리부(222)에 제공될 수 있다.
구체적으로, 이미지 처리부(222)는 광 센서(PHS)들로부터 수신되는 센싱 신호들을 도 13에 도시된 것과 같은 원본 이미지로 변환할 수 있다. 하나의 광 센서(PHS)에서 수신된 센싱 신호는 원본 이미지 내에서 하나의 픽셀을 구성하도록 변환될 수 있다.
일 실시 예에서, 이미지 처리부(222)는 외부, 예를 들어 도 1에 도시된 패널 구동부(210) 등으로부터 좌표 정보를 수신할 수 있다. 좌표 정보는 도 1의 센싱 영역(SA) 내에서 감지 대상의 접촉, 예를 들어 손가락의 터치가 발생한 위치 정보를 포함할 수 있다. 이러한 좌표 정보가 수신되는 경우, 이미지 처리부(222)는 도 14에 도시된 것과 같이 원본 이미지 내에서 해당 좌표에 대응하는 터치 영역(TA)을 추출하고, 추출된 터치 영역(TA)에 대하여만 후술되는 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서 센싱 영역(SA)이 도 1에 도시된 것처럼 표시 패널(110) 상의 특정 영역에 한정되는 경우, 이미지 처리부(222)는 좌표 정보를 별도로 수신하지 않을 수 있다. 이러한 실시 예에서, 이미지 처리부(222)는 원본 이미지 전체에 대해 후술되는 동작을 수행할 수 있다.
이하의 실시 예들에서는, 이미지 처리부(222)가 좌표 정보를 수신하여 터치 영역(TA)에 대하여만 이미지 처리를 수행하는 것으로 설명한다. 그러나 이하의 실시 예들은 이미지 처리부(222)가 좌표 정보를 수신하지 않고 원본 이미지 전체에 대하여 이미지 처리를 수행하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
이미지 처리부(222)는 원본 이미지(즉, 터치 영역(TA)에 대응하는 원본 이미지)로부터 도 15에 도시된 것과 같이 유효 영역(EA)들을 추출할 수 있다. 도 15에는 도 14에 도시된 원본 이미지로부터 추출되는 유효 영역(EA)들 중 일부만을 예시적으로 도시되었다. 여기서 유효 영역(EA)은 원본 이미지 내에서, 하나의 핀홀(PIH)을 통해 반사광을 수신한 광 센서(PHS)의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 이미지 처리부(222)는 추출된 유효 영역(EA)들에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다.
예를 들어, 이미지 처리부(222)는 도 16에 도시된 것과 같이 유효 영역(EA)들에 대한 평활화(smoothing)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리부(222)는 유효 영역(EA)들에 대하여 명암구분을 증가시키고 노이즈 등을 제거할 수 있다. 평활화는 원본 이미지 내의 각 픽셀들에 대한 히스토그램 분석을 통해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 메디언 필터(Median Filter) 방식으로 수행될 수 있다. 평활화는 다양한 알려진 알고리즘에 의해 수행될 수 있으며, 그 방식에 대하여는 특별히 제한하지 않는다.
일 실시 예에서, 이미지 처리부(222)는 추출된 유효 영역(EA)들에 대하여 이진화(banalization) 및 세선화(thinning)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리부(222)는 유효 영역(EA)들에 대한 복수 개의 계조 레벨(예를 들어 256개의 계조 레벨들 중 대응되는 적어도 하나)들을 0(블랙) 또는 1(화이트)에 대응하는 값으로 변환할 수 있다. 그러면 지문을 구성하는 융선은 블랙으로, 골은 화이트로 명확하게 구분될 수 있다. 또한, 이미지 처리부(222)는 이진화된 이미지로부터 융선의 폭이 1 픽셀인 선 이미지를 생성할 수 있다. 이진화 및 세선화는 지문 검출의 정확도 향상을 위해 수행되는 것으로 요구되지 않는 경우 생략될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기한 이미지 처리 동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 필요한 경우 더 많은 이미지 처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 원본 이미지가 노이즈가 적은 충분히 양호한 이미지인 경우, 평활화 처리는 수행되지 않을 수 있다. 또한, 상기한 이미지 처리 동작들은 후술되는 합성 이후에 수행될 수도 있다.
이미지 처리부(222)는 상기와 같이 이미지 처리된 유효 영역(EA)들을 합성하여 하나의 이미지로 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리부(222)는 추출된 유효 영역(EA)들을 이어붙이기하여 도 17에 도시된 것과 같은 하나의 합성 이미지(또는, 합성 데이터, 합성 이미지 데이터)를 생성할 수 있다.
화이트 보정부(223)는 이미지 처리부(222)에서 생성된 합성 이미지에 대하여 화이트 보정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 화이트 보정부(223)는 화이트 보정 이미지 저장부(221)로부터 화이트 보정 이미지를 로드할 수 있다. 화이트 보정부(223)는 화이트 보정 이미지에 기초하여 합성 이미지에 대한 화이트 보정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 화이트 보정부(223)는 합성 이미지로부터 화이트 보정 이미지를 차분할 수 있다. 상술한 바와 같이 화이트 보정 이미지는 노이즈를 포함하므로, 이미지 차분에 의해 합성 이미지로부터 노이즈가 제거될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 화이트 보정 이미지는 상술한 바와 같이 원본 화이트 보정 이미지와 비교하여 축소된(압축된) 형태(또는, 크기, 용량)를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 화이트 보정은 이미지 처리부(222)에서 이미지 합성이 수행된 이후에, 합성 이미지에 대하여 적용될 수 있다.
화이트 보정부(223)에서 보정된 최종 이미지(즉, 보정된 센서 데이터)는 지문 검출을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 지문 등록을 위한 경우, 지문 검출부(220)는 최종 이미지 및 최종 이미지에 관련된 정보를 지문 검출부(220) 내에 또는 외부에 마련되는 별도의 저장 공간에 저장할 수 있다. 저장된 최종 이미지는 이후에 지문 검출을 수행할 때 기준 데이터로 사용될 수 있다.
지문 인증의 경우, 지문 검출부(220)는 최종 이미지를 외부로부터 획득되거나 또는 지문 검출부(220) 내에 저장된 기준 데이터와 비교하여 지문 인증 성공 여부를 판단할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서의 지문 센싱 방법을 나타낸 순서도이다. 특히, 도 18은 도 1에 도시된 지문 검출부(220)의 지문 센싱 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9 내지 도 18을 참조하면, 지문 검출부(220)는 화이트 보정 이미지(또는, 보정(calibration) 데이터)를 저장할 수 있다(1801). 화이트 보정 이미지는 원본 화이트 보정 이미지(즉, 광 센서들 전체에 대한 보정 데이터)로부터 유효 영역들(또는, 유효한 값을 가지는 부분 데이터들)을 추출하고, 추출된 유효 영역들을 합성하여 생성된 것일 수 있다.
화이트 보정 이미지의 생성 방법은 상기에서 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 화이트 보정 이미지의 생성 및 저장은, 표시 장치(10)의 최초 구동 이전(예를 들어, 제품 출하 이전)에 적어도 한 번 수행될 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않으며, 화이트 보정 이미지의 생성 및 저장은 표시 장치(10) 최초 구동 이후에도 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 화이트 보정 이미지는 외부의 다른 장치에 의해 생성되어 지문 검출부(220)로 전달될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 화이트 보정 이미지를 저장하는 단계 이전에 외부로부터 화이트 보정 이미지를 수신하는 단계가 수행될 수 있다.
지문 검출부(220)는 광 센서(PHS)들로부터 센싱 신호들을 수신할 수 있다(1802). 지문 검출부(220)는 기설정된 주기에 따라 또는 표시 패널(110) 상에서 감지 대상의 접촉이 발생할 때에 광 센서(PHS)들로부터 센싱 신호들을 수신할 수 있다. 그러나 본 발명이 이로써 한정되지 않는다.
일 실시 예에서 지문 검출부(220)는 패널 구동부(210) 등으로부터 좌표 정보는 감지 대상의 접촉, 예를 들어 손가락의 터치가 발생한 위치 정보를 포함할 수 있다. 이러한 좌표 정보가 수신되는 경우, 지문 검출부(220)는 광 센서(PHS)들로부터 수신된 센싱 신호들 중, 좌표 정보에 대응하는 위치의 광 센서(PHS)들로부터 수신된 센싱 신호들에 대하여 후술되는 동작을 수행할 수 있다.
지문 검출부(220)는 수신된 센싱 신호들로부터 원본 이미지(또는, 센서 데이터)를 생성할 수 있다(1803). 예를 들어, 지문 검출부(220)는 하나의 광 센서(PHS)에서 수신된 하나의 센싱 신호를 하나의 픽셀 이미지로 변환함으로써 원본 이미지를 생성할 수 있다.
지문 검출부(220)는 생성된 원본 이미지로부터 유효 영역들을 추출할 수 있다(1804). 유효 영역은 원본 이미지 내에서, 하나의 핀홀을 통해 반사광을 수신한 광 센서의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역일 수 있다.
지문 검출부(220)는 추출된 유효 영역들에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다(1805). 이미지 처리는 예를 들어, 평활화, 이진화 및 세신화 중 적어도 하나의 동작을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않으며 더 많거나 더 적은 이미지 처리 기법들이 본 발명에 적용될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에서, 특별히 요구되지 않는 경우 이미지 처리 단계가 생략될 수도 있다.
지문 검출부(220)는 이미지 처리된 유효 영역들을 합성할 수 있다(1806). 예를 들어, 지문 검출부(220)는 이미지 처리된 유효 영역들을 이어붙이기 하여 하나의 합성 이미지(또는, 합성 데이터)를 생성할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 유효 영역들의 합성은 이미지 처리 이전에 수행될 수도 있다.
지문 검출부(220)는 합성 이미지에 대하여 화이트 보정을 수행할 수 있다(1807). 구체적으로, 지문 검출부(220)는 기저장된 화이트 보정 이미지를 로드할 수 있다. 지문 검출부(220)는 합성 이미지로부터 로드된 화이트 보정 이미지를 차분하여, 합성 이미지로부터 노이즈를 제거할 수 있다.
지문 검출부(220)는 화이트 보정이 수행된 최종 이미지에 기초하여 지문 검출을 수행할 수 있다(1808). 지문 검출부(220)는 추출된 지문에 관한 정보를 저장하거나, 기저장된 지문에 관한 정보와 비교하여 인증 등과 같이 필요한 동작을 더 수행할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 표시 장치
110: 표시 패널
200: 구동 회로
210: 패널 구동부
220: 지문 검출부
221: 화이트 보정 이미지 저장부
222: 이미지 처리부
223: 화이트 보정부
AA: 표시 영역
SA: 센싱 영역
NA: 비표시 영역
PHS: 광 센서
PXL: 화소
110: 표시 패널
200: 구동 회로
210: 패널 구동부
220: 지문 검출부
221: 화이트 보정 이미지 저장부
222: 이미지 처리부
223: 화이트 보정부
AA: 표시 영역
SA: 센싱 영역
NA: 비표시 영역
PHS: 광 센서
PXL: 화소
Claims (20)
- 기판;
상기 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층;
상기 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층; 및
상기 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하고, 기 저장된 보정 이미지를 이용하여 상기 원본 이미지에 대한 보정을 수행하고, 상기 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 지문 검출부를 포함하되,
상기 보정 이미지는,
상기 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성되는, 지문 센서. - 제1항에 있어서, 상기 차광층은,
상기 차광층에 입사되는 광들 중 일부를 상기 개구부들을 통해 상기 센서층으로 전달하고, 상기 광들 중 나머지를 차단하는, 지문 센서. - 제1항에 있어서,
상기 광 센서들 중 일부는 하나의 개구부를 통하여 광을 수신하고, 상기 광 센서들 중 나머지는 광을 수신하지 않거나 둘 이상의 개구부들을 통하여 광들을 수신하도록 배치되는, 지문 센서. - 제1항에 있어서, 상기 유효 영역들은,
상기 광 센서들 중 하나의 개구부를 통해 광을 수신하는 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역인, 지문 센서. - 제4항에 있어서, 상기 원본 보정 이미지는,
피부색 광들에 응답하여 상기 광 센서들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 생성되는, 지문 센서. - 제5항에 있어서, 상기 보정 이미지는,
상기 원본 보정 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하고, 상기 유효 영역들을 이어붙이기 하여 생성되는, 지문 센서. - 제6항에 있어서, 상기 보정 이미지는,
상기 원본 보정 이미지의 용량보다 작은 용량을 갖는, 지문 센서. - 제6항에 있어서, 상기 지문 검출부는,
상기 원본 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하고, 상기 추출된 유효 영역들을 이어붙이기 하여 합성 이미지를 생성하고, 상기 보정 이미지를 이용하여 상기 합성 이미지에 대한 보정을 수행하는, 지문 센서. - 제8항에 있어서, 상기 지문 검출부는,
상기 보정 이미지를 로드하고, 상기 합성 이미지로부터 상기 보정 이미지를 차분하여 상기 보정을 수행하는, 지문 센서. - 제8항에 있어서, 상기 지문 검출부는,
상기 유효 영역들 또는 상기 합성 이미지에 대하여 평활화, 이진화 및 세선화 중 적어도 하나의 이미지 처리를 수행하는, 지문 센서. - 제1항에 있어서,
상기 차광층 상에 배치되고 회로 소자들을 구성하는 적어도 하나의 도전층을 갖는 회로 소자층; 및
상기 회로 소자층 상에 배치되고 발광 소자들을 포함하는 발광 소자층을 더 포함하는, 지문 센서. - 기판, 상기 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층, 및 상기 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층을 포함하는 지문 센서의 지문 센싱 방법으로,
보정 이미지를 저장하는 단계;
상기 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하는 단계;
상기 보정 이미지를 이용하여 상기 원본 이미지에 대한 보정을 수행하는 단계; 및
상기 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 단계를 포함하되,
상기 보정 이미지는,
상기 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성되는, 방법. - 제12항에 있어서, 상기 유효 영역들은,
상기 광 센서들 중 하나의 개구부를 통과하여 입사되는 광을 수신한 광 센서들의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역인, 방법. - 제13항에 있어서, 상기 원본 보정 이미지는,
피부색 광들에 응답하여 상기 광 센서들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 생성되는, 방법. - 제14항에 있어서, 상기 보정 이미지는,
상기 원본 보정 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하고, 상기 유효 영역들을 이어붙이기 하여 생성되는, 방법. - 제15항에 있어서, 상기 보정을 수행하는 단계는,
상기 원본 이미지 내에서 상기 유효 영역들을 추출하는 단계;
상기 추출된 유효 영역들을 이어붙이기하여 합성 이미지를 생성하는 단계;
상기 보정 이미지를 로드하는 단계;
상기 합성 이미지로부터 상기 보정 이미지를 차분하는 단계를 포함하는, 방법. - 제16항에 있어서, 상기 보정 이미지를 로드하는 단계 이전에,
상기 유효 영역들 또는 상기 합성 이미지에 대하여 평활화, 이진화 및 세선화 중 적어도 하나의 이미지 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 기판;
상기 기판의 일면에 배치되고 차광성 마스크에 형성된 개구부들을 포함하는 차광층;
상기 차광층 상에 배치되고 회로 소자들이 배치되는 적어도 하나의 도전층을 갖는 회로 소자층;
상기 회로 소자층 상에 배치되고 발광 소자들을 포함하는 발광 소자층;
상기 기판의 다른 일면에 배치되고 광 센서들을 포함하는 센서층; 및
상기 광 센서들로부터 제공되는 센싱 신호들에 기초하여 원본 이미지를 생성하고, 보정 이미지를 이용하여 상기 원본 이미지에 대한 보정을 수행하고, 상기 보정된 이미지에 기초하여 지문을 검출하는 지문 검출부를 포함하되,
상기 보정 이미지는,
상기 원본 이미지에 대응하는 원본 보정 이미지로부터 추출되는 유효 영역들을 합성하여 생성되는, 표시 장치. - 제18항에 있어서, 상기 유효 영역들은,
상기 광 센서들 중 하나의 개구부를 통과하여 입사되는 광을 수신한 광 센서들의 센싱 신호에 기초하여 생성된 영역인, 표시 장치. - 제19항에 있어서, 상기 원본 보정 이미지는,
피부색 광들에 응답하여 상기 광 센서들로부터 출력되는 센싱 신호들에 기초하여 생성되는, 표시 장치.
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