KR20210047418A

KR20210047418A - 생체 감지 기능을 갖는 표시 장치 및 그것의 동작 방법

Info

Publication number: KR20210047418A
Application number: KR1020190130772A
Authority: KR
Inventors: 이수정; 김석; 김유나; 정금동; 차고은
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2021-04-30
Also published as: US20210117637A1; CN112754428A

Abstract

표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 일면에 배치되는 생체 센서 모듈을 포함하고, 상기 생체 센서 모듈은 지문 감지 모드에서 제1 주파수의 제1 송신 신호를 출력하여 지문 정보를 감지하며, 피부 측정 모드에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 출력하여 피부 상태 정보를 감지한다.

Description

생체 감지 기능을 갖는 표시 장치 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DEVICE HAVING A BIOMETRIC FUNCTION AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 사용자 생체 정보를 감지할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.

텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 표시 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 구비한다. 표시 장치들은 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력 방식 외에 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공할 수 있는 입력 감지 패널을 구비할 수 있다.

최근 온라인 뱅킹, 상품 구매, 보안 등을 위한 사용자 인증 수단으로 생체 정보 중 하나인 지문을 활용하는 방식이 제안되고 있으며, 지문 인식 기능을 갖는 표시 장치에 대한 요구가 증대되고 있다.

본 발명의 목적은 생체 지문 입력을 감지하는 생체 감지 센서를 이용하여 피부 탄력을 측정할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 지문 감지 및 피부 탄력을 측정할 수 있는 표시 장치의 동작 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는: 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 표시 패널의 일면에 배치되는 생체 센서 모듈을 포함한다. 상기 생체 센서 모듈은 지문 감지 모드에서 제1 주파수의 제1 송신 신호를 출력하여 지문 정보를 감지하며, 피부 측정 모드에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 출력하여 피부 상태 정보를 감지한다.

예시적인 실시예에서, 상기 생체 센서 모듈은 초음파 센서 모듈이고, 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호는 각각 초음파 신호일 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 표시 패널은 영상이 표시되는 이미지 영역 및 베젤 영역을 포함하며, 상기 생체 센서 모듈은 상기 이미지 영역의 일부 영역에 대응하는 감지 영역으로 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호 중 하나를 출력할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 생체 센서 모듈은, 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호 중 어느 하나를 출력하고, 상기 지문 정보 및 상기 피부 상태 정보 중 어느 하나를 수신하는 복수의 감지 센서들을 포함하는 생체 센서, 상기 복수의 감지 센서들의 동작을 제어하는 선택 회로 및 상기 복수의 감지 센서들에서 감지된 상기 지문 정보 및 상기 피부 상태 정보 중 어느 하나에 대응하는 수신 신호를 출력할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 복수의 감지 센서들 각각은, 상기 지문 감지 모드에서 상기 제1 주파수의 상기 제1 송신 신호를 전송하고, 상기 피부 측정 모드에서 상기 제2 주파수의 상기 제2 송신 신호를 전송할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 출력 회로는 상기 지문 감지 모드에서 상기 지문 정보에 대응하는 제1 수신 신호를 출력하고, 상기 피부 측정 모드에서 상기 피부 상태 정보에 대응하는 제2 송신 신호를 출력할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 복수의 감지 센서들은, 상기 지문 감지 모드에서 상기 제1 주파수의 상기 제1 송신 신호를 전송하는 제1 감지 센서들 및 상기 피부 측정 모드에서 상기 제2 주파수의 상기 제2 송신 신호를 전송하는 제2 감지 센서들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 제1 감지 센서들 및 상기 제2 감지 센서들은 소정 방향으로 번갈아 배치될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 제1 감지 센서들 각각은 상기 제2 감지 센서들 각각보다 크기가 작을 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 생체 센서는 상기 제2 감지 센서들보다 많은 개수의 상기 제1 감지 센서들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수보다 높은 주파수일 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 10 MHz 내지 20 MHz 범위 내 소정 주파수로 설정되고, 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수는 10 kHz 내지 50 kHz 범위 내 소정 주파수로 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는: 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 일면에 배치되고, 생체 정보를 수신하는 생체 센서 모듈을 포함한다. 상기 생체 센서 모듈은, 지문 감지 모드에서 제1 주파수의 제1 송신 신호를 전송하여 지문 정보를 수신하는 제1 감지 센서 및 피부 측정 모드에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 전송하여 피부 상태 정보를 수신하는 제2 감지 센서들을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 상기 제1 감지 센서들 및 상기 제2 감지 센서들 각각은 초음파 센서이고, 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호는 각각 초음파 신호일 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수보다 높을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 영상을 표시하는 표시 패널 및 생체 정보를 감지하는 생체 센서 모듈을 포함하는 표시 장치의 동작 방법은: 동작 모드를 검출하는 단계, 상기 동작 모드가 지문 감지 모드일 때 상기 생체 센서 모듈이 제1 주파수의 제1 송신 신호를 출력하도록 제어하는 단계 및 상기 동작 모드가 피부 측정 모드일 때 상기 생체 센서 모듈이 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 출력하도록 제어하는 단계를 포함한다.

예시적인 실시예에서, 상기 동작 모드가 상기 지문 감지 모드일 때 지문 정보를 수신하는 단계 및 상기 동작 모드가 상기 피부 측정 모드일 때 피부 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 생체 센서 모듈은 초음파 센서 모듈이고, 상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수보다 높은 주파수일 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 생체 지문 입력을 감지하는 생체 감지 센서를 이용하여 피부 탄력을 측정할 수 있다. 따라서 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2a는 표시 장치의 전면의 분리 사시도이다.
도 2b는 표시 장치의 후면의 분리 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 표시 장치의 일부를 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 표시 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 센서 모듈을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시된 감지 센서들 중 어느 하나의 회로 구성을 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 10은 도 9에 도시된 감지 센서의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 11, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 센서의 초음파 센서들의 배열 방식을 예시적을 보여주는 도면들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 보여주는 플로우차트이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 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.

"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.

다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일 반적으로 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 정의된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)의 사시도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 통해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 표시면(DD-IS)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면(DD-IS)의 법선 방향, 즉 표시 장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다.

이하에서 설명되는 각 부재들 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 본 실시예에서 도시된 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 정의되고, 동일한 도면 부호를 참조한다.

본 발명의 일 실시예에서 평면형 표시면을 구비한 표시 장치(DD)를 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 표시 장치(DD)는 곡면형 표시면을 더 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 입체형 표시면을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면은 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시 영역들을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다.

본 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 리지드 표시 장치일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 플렉서블 표시 장치일 수 있다. 플렉서블 표시 장치는 폴딩 가능한 폴더블 표시 장치 또는 일부 영역이 밴딩된 밴딩형 표시 장치를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 도 1에는 휴대폰 단말기에 적용될 수 있는 표시 장치(DD)를 예시적으로 도시하였다. 도시하지 않았으나, 메인보드에 실장된 전자 모듈들, 카메라 모듈, 전원 모듈 등이 표시 장치(DD)과 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 휴대폰 단말기를 구성할 수 있다. 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 테블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 표시면(DD-IS)은 이미지(IM)가 표시되는 이미지 영역(DD-DA) 및 이미지 영역(DD-DA)에 인접한 베젤 영역(DD-NDA)을 포함한다. 베젤 영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 이미지 영역(DD-DA)은 실질적으로 사각 형상일 수 있다. "실질적으로 사각 형상"이란 수학적 의미의 사각형상을 포함할 뿐만 아니라 꼭지점 영역(또는 코너 영역)에 꼭지점이 정의되지 않고 곡선의 경계가 정의된 사각 형상을 포함한다.

베젤 영역(DD-NDA)은 이미지 영역(DD-DA)을 에워싸을 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 이미지 영역(DD-DA)과 베젤 영역(DD-NDA)은 다른 형상으로 디자인될 수 있다. 베젤 영역(DD-NDA)은 이미지 영역(DD-DA)의 일측에만 배치될 수도 있다. 표시 장치(DD)와 전자장치의 다른 구성요소의 결합 형태에 따라 베젤 영역(DD-NDA)은 외부에 노출되지 않을 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력(TC)을 감지할 수 있다. 사용자의 입력(TC)은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들 중 어느 하나 또는 그들의 조합일 수 있다. 본 실시예에서, 사용자의 입력(TC)은 전면에 인가되는 사용자의 손에 의한 터치 입력인 것으로 가정하고 설명하나, 이는 예시적인 것이며, 상술한 바와 같이 사용자의 입력(TC)은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)는 표시 장치(DD)의 구조에 따라 표시 장치(DD)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력(TC)을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력(TC) 중 생체 정보 중 하나인 지문을 감지할 수 있다.

도 1에 도시된 예에서, 표시 장치(DD)는 감지 영역(SA)에서 사용자의 지문을 입력받는다. 감지 영역(SA)의 위치, 크기 등은 도 1에 도시된 예에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA)은 표시 장치(DD)의 이미지 영역(DD-DA)의 전체와 동일할 수 있다. 또한 감지 영역(SA)은 표시 장치(DD)의 측면이나 배면에 배치될 수 있다.

도 2a는 표시 장치(DD)의 전면의 분리 사시도이다. 도 2b는 표시 장치(DD)의 후면의 분리 사시도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 표시 장치(DD)는, 표시면(DD-IS) 후면(DD-RS) 그리고 표시면(DD-IS) 후면(DD-RS) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(DD-SS)을 포함하는 하우징을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하우징은, 도 2a의 표시면(DD-IS) 후면(DD-RS) 및 측면(DD-SS) 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 표시면(DD-IS)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 윈도우(WM)에 의하여 형성될 수 있다. 후면(DD-RS)은 실질적으로 불투명한 하부 케이스(BCS)에 의하여 형성될 수 있다. 후면(DD-RS)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸, 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 측면(DD-SS)은, 표시면(DD-IS) 및 후면(DD-RS)과 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 부재(SSM)에 의하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 케이스(BCS) 및 측면 부재(SSM)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.

표시 장치(DD)는 음향 출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM) 및 카메라 모듈(CMM)을 포함할 수 있다.

표시 장치(DD)에서 윈도우(WM)와 하부 케이스(BCS) 사이에는 브라켓(BRK), 회로 기판(PCB), 배터리(미 도시됨)가 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치(DD)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수도 있다. 브라켓(BRK)에는 생체 센서 모듈(SM)이 수용되는 안착면들(A1, A2)이 형성될 수 있다. 생체 센서 모듈(SM)은 초음파 신호를 송신 및 수신하는 초음파 센서 모듈일 수 있다.

도 2a에 도시된 것과 같이, 생체 센서 모듈(SM)은 윈도우(WM) 상에서 외부를 향하도록 배치될 수 있다. 생체 센서 모듈(SM)은 생체 센서(BS)를 포함한다. 생체 센서(BS)는 감지 영역(SA)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 생체 센서(BS)의 적어도 일부분을 외부로 노출시키기 위해 윈도우(WM)에는 개구(미 도시됨)가 형성될 수 있다. 개구는 베젤 영역(DD-NDA)에 형성될 수 있다.

이하 설명에서는 생체 센서 모듈(SM)이 표시 장치(DD)의 윈도우(WM)에서 외부를 향하도록 배치된 것을 일예로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 2b에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 후면(DD-RS)에서 외부를 향하도록 배치된 생체 센서 모듈(SM)을 포함할 수 있다. 생체 센서 모듈(SM)은 생체 센서(BS)를 포함한다. 생체 센서(BS)의 적어도 일부분을 외부로 노출시키기 위해 하부 케이스(BCS)에는 개구(OP)가 형성될 수 있다. 브라켓(BRK)에는 생체 센서 모듈(SM)이 수용되는 안착면들(A1, A2)이 형성될 수 있다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)의 단면도이다. 도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 표시 장치(DD)의 일부를 확대한 단면도이다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 제1 방향축(DR2)과 제3 방향축(DR3)이 정의하는 표시 장치(DD)의 단면을 도시하였다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 있어서, 표시 장치(DD)의 구성요소들은 그들의 적층 관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM), 반사방지부재(RPP, anti-reflector), 및 윈도우(WM)를 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 및 입력 센서(ISL)를 포함한다. 표시 패널(DP), 입력 센서(ISL), 반사방지부재(RPP), 및 윈도우(WM) 중 적어도 일부의 구성 요소들은 연속 공정에 의해 형성되거나, 적어도 일부의 구성 요소들은 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 접착 부재(ADS)는 감압 접착 필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film), 광학 투명 접착 필름(OCA, Optically Clear Adhesive film) 또는 광학 투명 접착 수지(OCR, Optically Clear Resin)와 같은 투명한 접착 부재일 수 있다. 이하에서 설명되는 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 반사 방지 부재(RPP) 및 윈도우(WM)는 다른 구성요소로 대체되거나 생략될 수 있다.

도 3a에 있어서, 입력 센서(ISL), 반사방지부재(RPP, anti-reflector), 및 윈도우(WM) 중 표시 패널(DP)과 연속공정을 통해 형성된 입력 센서(ISL)는 표시 패널(DP)에 직접 배치된다. 본 명세서에서 "B 구성요소가 A 구성요소 상에 직접 배치된다"는 것은 A 구성요소와 B 구성요소 사이에 별도의 접착층/접착 부재가 배치되지 않는 것을 의미한다. B 구성요소는 A 구성요소가 형성된 이후에 A 구성요소가 제공하는 베이스면 상에 연속공정을 통해 형성된다.본 실시예에서 반사 방지 부재(RPP, anti-reflector) 및 윈도우(WM)는 "패널" 타입이고, 입력 센서(ISL)는 "층" 타입이다. "패널" 타입은 베이스면을 제공하는 베이스층, 예컨대 합성수지 필름, 복합재료 필름, 유리 기판 등을 포함하지만, "층" 타입은 상기 베이스층이 생략될 수 있다. 다시 말해, "층" 타입의 구성요소들은 다른 구성요소가 제공하는 베이스면 상에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 반사방지부재(RPP, anti-reflector) 및 윈도우(WM)은 "층" 타입일 수도 있다.

즉, 도 3a에 도시된 실시예에서, 표시 모듈(DM)은 단일 기판으로 형성되며, 표시 패널(DP)과 입력 센서(ISL)는 각각 층(들)으로 형성된다. 다른 실시예에서, 표시 패널(DP)과 입력 센서(ISL)는 각각 개별적인 기판으로 형성되어서 결합될 수 있다.

표시 패널(DP)은 이미지를 생성하고, 입력 센서(ISL)은 외부 입력(예컨대, 사용자의 입력(TC))의 좌표 정보를 획득한다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP)의 하면에 배치된 보호 부재를 더 포함할 수 있다. 보호 부재와 표시 패널(DP)은 접착 부재를 통해 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP)의 상면에 배치된 입력 센서(ISL)를 포함하나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 표시 장치(DD)는 입력 센서(ISL)를 포함하지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷 발광 표시 패널일 수 있다. 상기 패널들은 발광소자의 구성물질에 따라 구별된다. 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 및/또는 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명된다.

반사 방지 부재(RPP)는 윈도우(WM)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 부재(RPP)는 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있고, /2 위상지연자 및/또는 /4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있다. 필름 타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅 타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 보호필름을 더 포함할 수 있다. 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer) 자체 또는 보호필름이 반사 방지 부재(RPP)의 베이스층으로 정의될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 부재(RPP)는 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 컬러 필터들은 소정의 배열을 갖는다. 표시 패널(DP)에 포함된 화소들의 발광컬러들을 고려하여 컬러 필터들의 배열이 결정될 수 있다. 반사 방지 부재(RPP)는 컬러필터들에 인접한 블랙매트릭스를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 부재(RPP)는 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각 반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)는 베이스층(WP-BS) 및 차광 패턴(WP-BZ)을 포함한다. 베이스층(WP-BS)는 유리 기판 및/또는 합성수지 필름 등을 포함할 수 있다. 베이스층(WP-BS)은 단층으로 제한되지 않는다. 베이스층(WP-BS)은 접착 부재로 결합된 2 이상의 필름들을 포함할 수 있다.

차광 패턴(WP-BZ)은 베이스층(WP-BS)에 부분적으로 중첩한다. 차광 패턴(WP-BZ)은 베이스층(WP-BS)의 배면에 배치되고, 차광 패턴(WP-BZ)은 실질적으로 표시 장치(DD)의 베젤 영역(DD-NDA)을 정의할 수 있다. 차광 패턴(WP-BZ)이 미배치된 영역은 표시 장치(DD)의 이미지 영역(DD-DA)을 정의할 수 있다. 윈도우(WM)로 한정하면, 차광 패턴(WP-BZ)이 배치된 영역은 윈도우(WM)의 차광영역으로 정의되고, 차광 패턴(WP-BZ)이 미배치된 영역은 윈도우(WM)의 투과영역으로 정의된다.

차광 패턴(WP-BZ)은 다층 구조를 가질 수 있다. 다층 구조는 유채색의 컬러층과 무채색(특히, 검정색)의 차광층을 포함할 수 있다. 유채색의 컬러층과 무채색의 차광층은 증착, 인쇄, 코팅 공정을 통해 형성될 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 윈도우(WM)는 베이스층(WP-BS)의 전면에 배치된 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 기능성 코팅층은 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등을 포함할 수 있다.

표시 패널(DP)의 하면에는 생체 센서(BS)가 배치될 수 있다. 생체 센서(BS)는 도 1에 도시된 감지 영역(SA)에 대응하는 위치에 배치된다. 예시적인 실시예에서, 생체 센서(BS)는 표시 패널(DP), 입력 센서(ISL), 반사방지부재(RPP) 및 윈도우(WM)를 투과할 수 있는 초음파 송신 신호를 전송하고, 피드백 초음파 신호를 수신할 수 있는 초음파 센서일 수 있다.

표시 장치(DD)는 사용자의 입력(TC)으로부터 생체 정보 중 하나인 지문을 감지하는 지문 감지 모드로 동작할 수 있다. 지문 감지 모드는 보안 접속, 각종 비용 결재, 사용자 등록 등의 사용자 인증 기능을 지원하는 동작 모드일 수 있다.

표시 장치(DD)는 사용자의 입력(TC)으로부터 생체 정보 중 피부 탄력을 측정하기 위한 피부 측정 모드로 동작할 수 있다. 피부 측정 모드는 피부 탄력성, 수분, 주름 등의 피부 상태를 측정하기 위한 미용 모드일 수 있다.

표시 장치(DD)는 사용자에 의해 선택된 동작 모드 또는 어플리케이션 프로그램에 의해 설정된 동작 모드에 따라서 지문 감지 모드 및 피부 측정 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 또한 생체 센서(BS)는 설정된 동작 모드 즉, 지문 감지 모드 및 피부 측정 모드에 따라 동작할 수 있다.

도 3b는 표시 장치(DD)가 지문 감지 모드로 동작할 때 생체 센서(BS)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3b를 참조하면, 생체 센서(BS)는 제1 송신 신호(TX_UF)를 발생한다. 제1 송신 신호(TX_UF)는 가청 범위를 초과하는 약 10 MHz 내지 20 MHz 범위의 주파수를 가지는 초음파 신호일 수 있다. 제1 송신 신호(TX_UF)의 주파수는 이에 한정되지 않으며 사용자의 입력(TC) 중 지문을 감지할 수 있는 주파수 범위 내에서 선택될 수 있다.

제1 송신 신호(TX_UF)는 사용자의 입력(TC) 중 지문의 융선(ridge)(TC_R)과 골(valley)(TC_V)에 의하여 반사되어서 제1 수신 신호(RX_UF)로서 생체 센서(BS)로 전달될 수 있다. 생체 센서(BS)는 제1 수신 신호(RX_UF)에서 지문의 융선(TC_R)과 골(TC_V)에 의한 반사 특성의 차이를 감지하여 지문의 형상을 인식하도록 구성될 수 있다.

도 3c는 표시 장치(DD)가 피부 측정 모드로 동작할 때 생체 센서(BS)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3c를 참조하면, 생체 센서(BS)는 제2 송신 신호(TX_US)를 발생한다. 제2 송신 신호(TX_US)는 가청 범위를 초과하는 약 10 kHz 내지 50 kHz 범위의 주파수를 가지는 초음파 신호일 수 있다. 제2 송신 신호(TX_US)의 주파수는 이에 한정되지 않으며 사용자의 입력(TC) 중 피부 상태를 감지할 수 있는 주파수 범위 내에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 제2 송신 신호(TX_US)는 피부의 진피층까지 전달될 수 있는 주파수로 설정될 수 있다. 일반적으로 사용자의 입력(TC) 중 피부 상태를 감지할 수 있는 제2 송신 신호(TX_US)의 주파수는 지문을 감지하기 위한 제1 송신 신호(TX_UF, 도 3b 참조)의 주파수보다 높다.

제2 송신 신호(TX_US)는 사용자의 입력(TC) 중 피부 내 세포들(CC1, CC2)에 의해 반사되어서 제2 수신 신호(RX_US1, RX_US2)로서 생체 센서(BS)로 전달될 수 있다. 생체 센서(BS)는 제2 수신 신호(RX_US1, RX_US2)에서 세포의 치밀도에 의한 반사 특성의 차이를 감지하여 피부 상태를 감지하도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 단면도이다.

도 4에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OLED) 및 상부 절연층(TFL)을 포함한다. 도 1에 도시된 이미지 영역(DD-DA) 및 베젤 영역(DD-NDA)에 대응하는 표시 영역(DP-DA)과 비표시 영역(DP-NDA)이 표시 패널(DP)에 정의될 수 있다. 본 명세서에서 "영역/부분과 영역/부분이 대응한다"는 것은 "서로 중첩한다"는 것을 의미하나, 동일한 면적 및/또는 동일한 형상을 갖는 것으로 제한되지 않는다.

베이스층(BL)은 적어도 하나의 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 베이스층(BL)은 유리 기판, 메탈 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.

회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함한다. 절연층은 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 포함한다. 상기 회로 소자는 신호 라인들 및 화소 구동 회로 등을 포함한다.

표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자로써 적어도 유기 발광 다이오드들을 포함한다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막과 같은 유기층을 더 포함할 수 있다.

상부 절연층(TFL)은 복수 개의 박막들을 포함한다. 일부 박막은 광학 효율을 향상시키기 위해 배치되고, 일부 박막은 유기 발광 다이오드들을 보호하기 위해 배치된다. 상부 절연층(TFL)에 대한 상세한 설명은 후술한다.

도 5는 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM), 생체 센서 모듈(SM), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)을 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM), 생체 센서 모듈(SM), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

도 5에 도시된 표시 모듈(DM)은 도 3a에 도시된 표시 패널(DP) 및 입력 센서(ISL)를 포함할 수 있다. 또한 표시 모듈(DM)은 패널 구동 회로(PDC), 입력 감지 회로(ISC)를 더 포함할 수 있다.

생체 센서 모듈(SM)은 생체 센서(BS), 지문 리드아웃 회로(ROC) 및 피부 측정 회로(SKD)를 포함한다. 생체 센서(BS)는 사용자의 지문 정보 및 피부 정보를 감지하기 위한 복수의 초음파 감지 화소들을 포함할 수 있다.

전원 공급 모듈(PM)은 표시 장치(DD)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 공급 모듈(PM)은 통상적인 배터리 모듈을 포함할 수 있다.

제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 표시 장치(DD)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함한다. 제1 전자 모듈(EM1)은 표시 모듈(DM)과 전기적으로 연결된 마더보드에 직접 실장되거나 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미 도시) 등을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 전자 모듈(EM1)은 제어 모듈(CM), 무선 통신 모듈(TM), 영상 입력 모듈(IIM), 음향 입력 모듈(AIM), 메모리(MM), 및 외부 인터페이스(IF)를 포함할 수 있다. 상기 모듈들 중 일부는 마더보드에 실장되지 않고, 연성 회로 기판을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수도 있다.

제어 모듈(CM)은 표시 장치(DD)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어 모듈(CM)은 마이크로프로세서일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(CM)은 표시 모듈(DM)을 활성화시키거나, 비활성화 시킨다. 제어 모듈(CM)은 표시 모듈(DM)로부터 수신된 터치 신호에 근거하여 영상 입력 모듈(IIM)이나 음향 입력 모듈(AIM) 등의 다른 모듈들을 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 지문 감지 모드에서 생체 센서 모듈(SM)로부터 수신된 신호에 근거하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 피부 측정 모드에서 생체 센서 모듈(SM)로부터 수신된 신호에 근거하여 사용자의 피부 상태를 진단 및/또는 판정할 수 있다.

무선 통신 모듈(TM)은 블루투스 또는 와이파이 회선을 이용하여 다른 단말기와 무선 신호를 송/수신할 수 있다. 무선 통신 모듈(TM)은 통신 회선을 이용하여 중계기와 음성 신호를 송/수신할 수 있다. 무선 통신 모듈(TM)은 송신할 신호를 변조하여 송신하는 송신부(TM1)와, 수신되는 신호를 복조하는 수신부(TM2)를 포함한다.

영상 입력 모듈(IIM)은 영상 신호를 처리하여 표시 모듈(DM)에 표시 가능한 영상 데이터로 변환한다. 음향 입력 모듈(AIM)은 녹음 모드, 음성 인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 변환한다.

외부 인터페이스(IF)는 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 카드 소켓(예를 들어, 메모리 카드(Memory card, SIM/UIM card) 등에 연결되는 인터페이스 역할을 한다.

제2 전자 모듈(EM2)은 음향출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM), 및 카메라 모듈(CMM) 등을 포함할 수 있다. 상기 구성들은 마더보드에 직접 실장되거나, 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미 도시) 등을 통해 표시 모듈(DM)과 전기적으로 연결되거나, 제1 전자 모듈(EM1)과 전기적으로 연결될 수 있다.

음향 출력 모듈(AOM)은 무선통신 모듈(TM)로부터 수신된 음향 데이터 또는 메모리(MM)에 저장된 음향 데이터를 변환하여 외부로 출력한다.

발광 모듈(LM)은 광을 생성하여 출력한다. 발광 모듈(LM)은 적외선을 출력할 수 있다. 발광 모듈(LM)은 LED 소자를 포함할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 적외선을 감지할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 소정 레벨 이상의 적외선이 감지된 때 활성화될 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 CMOS 센서를 포함할 수 있다. 발광 모듈(LM)에서 생성된 적외선 이 출력된 후, 외부 물체(예컨대 사용자 손가락 또는 얼굴)에 의해 반사되고, 반사된 적외광이 수광 모듈(LRM)에 입사될 수 있다. 카메라 모듈(CMM)은 외부의 이미지를 촬영한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 평면도이다.

도 6에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)은 구동 회로(SDC), 복수 개의 신호 라인들(SGL, 이하 신호 라인들), 복수 개의 신호 패드들(DP-PD, ISL-PD, 이하 신호 패드들) 및 복수 개의 화소들(PX, 이하 화소들)을 포함할 수 있다.

구동 회로(SDC)는 스캔 구동 회로를 포함할 수 있다. 스캔 구동 회로는 복수 개의 스캔 신호들(이하, 스캔 신호들)을 생성하고, 스캔 신호들을 후술하는 복수 개의 스캔 라인들(SL, 이하 스캔 라인들)에 순차적으로 출력한다.　스캔 구동 회로는 화소들(PX)의 구동 회로에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.

스캔 구동 회로는 화소들(PX)의 구동 회로와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 복수 개의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.

신호 라인들(SGL)은 스캔 라인들(SL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을 포함한다. 스캔 라인들(SL) 각각은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 연결되고, 데이터 라인들(DL) 각각은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 연결된다. 전원 라인(PL)은 화소들(PX)에 연결된다. 제어 신호 라인(CSL)은 스캔 구동 회로에 제어 신호들을 제공할 수 있다.

본 실시예에서 신호 라인들(SGL)은 보조 라인들(SSL)을 더 포함할 수 있다. 보조 라인들(SSL)은 입력 센서(ISL, 도 3a 참조)에 연결되는 신호 라인이다. 본 발명의 일 실시예에서 보조 라인들(SSL)은 생략될 수 있다.

신호 라인들(SGL)은 서로 다른 층 상에 배치된 복수 개의 부분들을 포함할 수 있다. 도 6에는 4개의 부분들(P1 내지 P4)을 포함하는 데이터 라인들(DL) 및 2개의 부분들(P10 및 P20)을 포함하는 보조 라인들(SSL)을 예시적으로 도시하였다. 4개의 부분들(P1 내지 P4)은 컨택홀들(CNT)을 통해 연결되고, 2개의 부분들(P10 및 P20)은 컨택홀들(CNT)을 통해 연결될 수 있다. 보조 라인들(SSL)의 제1 부분(P10)은 컨택홀들(CNT)을 통해 후술하는 입력 센서(ISL, 도 7 참조)의 신호 라인과 연결된다.

신호 패드들(DP-PD, ISL-PD)은 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어 신호 라인(CSL)에 연결되는 제1 타입 신호 패드들(DP-PD) 및 보조 라인들(SSL)에 연결되는 제2 타입 신호 패드들(ISL-PD)을 포함할 수 있다. 제1 타입 신호 패드들(DP-PD) 및 제2 타입 신호 패드들(ISL-PD)은 비표시 영역(DP-NDA)의 일부 영역에 정의된 패드 영역(NDA-PA)에 서로 인접하게 배치된다. 신호 패드들(DP-PD, ISL-PD)의 적층 구조 또는 구성 물질은 서로 구분되지 않고, 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.

표시 영역(DP-DA)은 화소들(PX)이 배치된 영역으로 정의될 수 있다. 표시 영역(DP-DA)에 복수 개의 전자 소자들이 배치된다. 전자 소자들은 화소들(PX) 각각에 구비된 유기발광 다이오드와 그에 연결된 화소 구동 회로를 포함한다. 구동 회로(SDC), 신호 라인들(SGL), 신호 패드들(DP-PD, ISL-PD) 및 화소 구동 회로는 도 3a에 도시된 회로 소자층(DP-CL)에 포함될 수 있다.

화소(PX)는 예컨대, 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 커패시터(CP), 및 유기발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 화소 구동 회로는 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)를 포함하면 충분하지만, 도 6에 도시된 실시예에 제한되지 않는다. 제1 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL) 및 데이터 라인(DL)에 연결된다. 유기발광 다이오드(OLED)는 전원 라인(PL)이 제공하는 전원 전압을 수신한다.

회로 기판(PCB)에는 표시 패널(DP)의 동작을 제어하는 패널 구동 회로(PDC)가 배치될 수 있다. 또한, 회로 기판(PCB)에는 입력 센서(ISL)을 제어하는 입력 감지 회로(ISC) 및 생체 센서 제어 회로(BSC)가 배치될 수 있다. 패널 구동 회로(PDC), 입력 감지 회로(ISC) 및 생체 센서 제어 회로(BSC) 각각은 집적 칩의 형태로 회로 기판(PCB)에 실장될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 패널 구동 회로(PDC), 입력 감지 회로(ISC) 및 생체 센서 제어 회로(BSC)는 하나의 집적 칩의 형태로 회로 기판(PCB)에 실장될 수 있다. 회로 기판(PCB)은 신호 패드들(DP-PD, ISL-PD)과 전기적으로 연결되는 회로 기판 패드들(PCB-PD1)을 포함할 수 있다. 미 도시되었으나, 회로 기판(PCB)은 회로 기판 패드들(PCB-PD1)과 패널 구동 회로(PDC) 및/또는 입력 감지 회로(ISC)를 연결하는 신호 라인들을 더 포함한다. 또한, 회로 기판 패드들(PCB-PD1)은 적어도 하나의 출력 패드 및 적어도 하나의 입력 패드를 포함할 수 있다.

표시 패널(DP)의 신호 패드들(DP-PD, ISL-PD)과 회로 기판 패드들(PCB-PD1)은 직접 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 신호 패드들(DP-PD, ISL-PD)과 회로 기판 패드들(PCB-PD1)은 이방성 도전필름과 같은 연결 기판을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

다른 실시예에서 패널 구동 회로(PDC)는 회로 기판(PCB)이 아닌 표시 패널(DP)의 비표시 영역(DP-NDA)에 실장될 수 있다.

회로 기판(PCB)은 추후 설명될 생체 센서 모듈(SM, 도 8 참조)의 센서 패드들(BS-PD)과 전기적으로 연결되는 회로 기판 패드들(PCB-PD2)을 더 포함할 수 있다.

생체 센서 모듈(SM)의 센서 패드들(BS-PD)과 회로 기판 패드들(PCB-PD2)은 직접 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서 패드들(BS-PD)과 회로 기판 패드들(PCB-PD2)은 이방성 도전필름과 같은 연결 기판을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

생체 센서 제어 회로(BSC)는 회로 기판 패드들(PCB-PD2)을 통해 생체 센서 모듈(SM)의 동작을 제어하기 위한 신호들을 전송한다. 생체 센서 제어 회로(BSC)는 지문 감지 모드에서 생체 센서 모듈(SM)로부터 수신된 신호에 따라 지문 신호를 생성할 수 있다. 또한 생체 센서 제어 회로(BSC)는 피부 측정 모드에서 생체 센서 모듈(SM)로부터 수신된 신호에 따라 피부 측정 신호를 생성할 수 있다.

도 6에 도시된 표시 패널(DP)은 일부분이 밴딩될 수 있다. 비표시 영역(DP-NDA)의 일부분이 밴딩될 수 있는데, 제1 방향(DR1)에 평행한 밴딩축을 기준으로 밴딩될 수 있다. 밴딩축은 데이터 라인들(DL)의 제2 부분들(P2) 및 보조라인들(SSL)에 중첩하도록 정의될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 센서(ISL)의 평면도이다.

도 7을 참조하면, 입력 센서(ISL)는 도 6에 도시된 표시 패널(DP) 상에 배치된다. 입력 센서(ISL)은 사용자의 입력(TC, 도 1에 도시됨)을 감지하여 외부 터치 입력의 위치나 세기 정보를 얻을 수 있다. 입력 센서(ISL)은 평면상에서 감지 영역(ISL-DA)과 배선 영역(ISL-NDA)을 포함할 수 있다. 감지 영역(ISL-DA)은 제1 감지 전극들(SE1) 및 제2 감지 전극들(SE2)이 배치된 영역으로 정의될 수 있다. 본 실시예에서 배선 영역(ISL-NDA)은 감지 영역(ISL-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다 감지 영역(ISL-DA) 및 배선 영역(ISL-NDA)은 도 6에 도시된 표시 패널(DP)의 표시 영역(DP-DA) 및 비표시 영역(DP-NDA)에 각각 대응할 수 있다.

본 실시예에서 입력 센서(ISL)는 정전용량식 터치 센서일 수 있다. 제1 감지 전극들(SE1) 및 제2 감지 전극들(SE2) 중 어느 하나는 구동 신호(driving signal)을 수신하고, 다른 하나는 제1 감지 전극들(SE1)과 제2 감지 전극들(SE2) 사이의 정전용량 변화량을 감지 신호(sensing signal)로서 출력한다.

제1 감지 전극들(SE1) 각각은 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상을 갖는다. 또한 제1 감지 전극들(SE1)은 제2 방향(DR2)으로 나열되어 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 감지 전극들(SE1)은 복수 개의 제1 감지 패턴들(SP1) 및 복수 개의 제1 연결 패턴들(CP1)을 포함할 수 있다.

제2 감지 전극들(SE2) 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상을 갖는다. 또한 제2 감지 전극들(SE2)은 제1 방향(DR1)으로 나열되어 순차적으로 배치될 수 있다. 제2 감지 전극들(SE2)은 복수 개의 제2 감지 패턴들(SP2) 및 복수 개의 제2 연결 패턴들(CP2)을 포함할 수 있다.

제1 감지 라인들(TL1-1 내지 TL1-a)은 제1 감지 전극들(SE1)과 동일한 개수의 신호 라인들을 포함할 수 있다. 제1 감지 라인들(TL1-1 내지 TL1-a)은 제1 감지 전극들(SE1)의 양쪽 말단 중 적어도 일단에 연결될 수 있다. 제2 감지 라인들(TL2-1 내지 TL2-b)은 제2 감지 전극들(SE2)과 동일한 개수의 신호 라인들을 포함할 수 있다. 제2 감지 라인들(TL2-1 내지 TL2-b)은 제2 감지 전극들(SE2)의 양쪽 말단 중 적어도 일단에 연결될 수 있다.

제1 감지 라인들(TL1-1 내지 TL1-a)은 컨택홀들(CNT)을 통해 패드영역(NDA-PA, 도 6 참조)의 일측에 배치된 보조 라인들(SSL, 도 6 참조)의 일부에 연결될 수 있다. 제2 감지 라인들(TL2-1 내지 TL2-b)은 컨택홀들(CNT)을 통해 패드 영역(NDA-PA, 도 6 참조)의 타측에 배치된 보조 라인들(SSL, 도 6 참조)의 일부에 연결될 수 있다.

컨택홀들(CNT)은 제1 감지 라인들(TL1-1 내지 TL1-a) 및 제2 감지 라인들(TL2-1 내지 TL2-b)과 보조 라인들(SSL) 사이에 배치된 절연층들을 관통한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 센서 모듈(SM)을 예시적으로 보여주는 블록도이다.

도 8을 참조하면, 생체 센서 모듈(SM)은 생체 센서(BS), 선택 회로(SELC) 및 출력 회로(OUTC)를 포함한다. 생체 센서(BS)는 복수 개의 감지 센서들(UPX)을 포함한다. 복수 개의 감지 센서들(UPX)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR1)으로 나열된 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 복수 개의 감지 센서들(UPX) 각각의 크기 및 배치 방식은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 감지 센서들(UPX) 중 일부의 크기는 다른 일부보다 크거나 작을 수 있다. 또한 감지 센서들(UPX)은 각 행 또는 각 열마다 지그재그로 엇갈려 배열될 수 있다. 복수 개의 감지 센서들(UPX) 각각은 초음파 센서일 수 있다.

복수 개의 감지 센서들(UPX) 각각은 초음파 신호를 출력하고, 사용자의 터치(TC, 도 1 참조)에 의해 피드백된 초음파 신호를 수신한다.

선택 회로(SELC)는 생체 센서 제어 회로(BSC, 도 6 참조)로부터 센서 패드들(BS-PD) 및 제1 감지 제어 라인들(SCL1)을 통해 수신되는 제어 신호에 응답해서 감지 센서들(UPX)을 제어하기 위한 제어 신호들을 제1 내지 제3 제어 라인들(CL1, CL2, CL3)로 출력할 수 있다.

출력 회로(OUTC)는 감지 센서들(UPX)에서 감지된 생체 감지 신호를 생체 감지 라인들(SL1-SLm)을 통해 수신한다. 출력 회로(OUTC)는 수신된 생체 감지 신호를 제1 수신 신호(RX_UF) 또는 제2 수신 신호(RX_US)로 변환하여 제2 감지 제어 라인들(SCL2) 및 센서 패드들(BS-PD)을 통해 생체 센서 제어 회로(BSC, 도 6 참조)로 제공할 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 감지 센서들(UPX) 중 어느 하나의 회로 구성을 예시적으로 보여주는 회로도이다.

도 9를 참조하면, 감지 센서(UPX)는 제1 내지 제3 제어 라인들(CL1, CL2, CL3) 및 생체 감지 라인(SL1)과 연결된다. 감지 센서(UPX)는 초음파 트랜스듀서(UT), 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1, T2, T3), 다이오드(D1), 커패시터(C1) 및 전류원(IC1)을 포함한다.

초음파 트랜스듀서(UT)는 압전 초소형 초음파 트랜스듀서(piezoelectric micromechanical ultrasonic transducer, PMUT)일 수 있다. 압전층 스택은 압전 재료 층을 포함할 수 있다.

초음파 트랜스듀서(UT)는 다수의 주파수 범위들에 대응하는 모드들에서 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 초음파 트랜스듀서(UT)는 제1 주파수(예를 들면, 10 MHz 내지 20 MHz)에 대응하는 지문 감지 모드(또는 저 주파수 모드) 또는 제2 주파수(예를 들면, 10 kHz 내지 50 kHz)에 대응하는 피부 측정 모드(또는 고 주파수 모드)로 동작하도록 구성 가능할 수 있다. 초음파 트랜스듀서(UT)는 지문 감지 모드로 동작할 때 사용자의 입력(TC) 중 지문을 감지할 수 있다. 또한 초음파 트랜스듀서(UT)는 피부 측정 모드로 동작할 때 사용자의 입력(TC) 중 피부 상태를 측정할 수 있다.

초음파 트랜스듀서(UT)의 동작 주파수는 상술한 설명에 한정되지 않고, 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한 초음파 트랜스듀서(UT)는 지문 감지 모드 및 피부 측정 모드의 2가지 모드에 제한되지 않고, 다양한 모드에서 다양한 주파수의 초음파 신호를 발생할 수 있다.

초음파 트랜스듀서(UT)는 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 배치되고, 생체 센서(BS)의 상부 및 하부 중 어느 하나에 배치되는 압전 재료층(또는 압전층)을 포함할 수 있다. 초음파 트랜스듀서(UT)는 압전층의 커패시턴스의 결과로서 커패시터(CP)를 포함할 수 있다. 예컨대, 커패시터(CP)는 수신기 바이어스 전극(R_BIAS)(또는 초음파 트랜스듀서(UT)의 제1 전극(E1))과 제2 전극(E2) 간의 커패시턴스일 수 있다. 트랜스듀서(UT)의 제1 전극(E1)은 하부 전극으로 불리울 수 있으며, 제2 전극(E2)은 상부 전극으로 불리울 수 있다. 초음파 트랜스듀서(UT)의 제2 전극(E2)은 제1 노드(N1)와 연결된다.

제1 내지 제3 트랜지스터들(T1, T2, T3) 각각은 NMOS 트랜지스터일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1, T2, T3) 중 적어도 하나는 PMOS 트랜지스터일 수 있다.

제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압 레벨을 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)으로 리셋하기 위한 리셋 트랜지스터일 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)와 연결된 제1 단자, 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)이 수신되는 제2 제어 라인(CL2)과 연결된 제2 단자 및 리셋 신호(RST)를 수신하는 제1 제어 라인(CL1)과 연결된 게이트 단자를 포함한다.

다이오드(D1)는 P-N 타입 다이오드일 수 있다. 다이오드(D1)는 제1 노드(N1)와 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)이 수신되는 제2 제어 라인(CL2) 사이에 연결된다. 다이오드(D1)의 애노드는 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)에 의해 바이어싱될 수 있다.

커패시터(C1)는 제1 노드(N1)와 접지 전압 단자(VSS) 사이에 연결된다.

제2 트랜지스터(T2)는 전원 전압(VDD)을 수신하는 제1 단자, 제3 트랜지스터(T3)의 제1 단자와 연결된 제2 단자 및 제1 노드(N1)와 연결된 게이트 단자를 포함한다.

제3 트랜지스터(T3)는 제2 트랜지스터(T2)의 제2 단자와 연결된 제1 단자, 전류원(IC1)과 연결된 제2 단자 및 선택 신호(SEL)를 수신하는 제3 제어 라인(CL3)과 연결된 게이트 단자를 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)의 제2 단자는 생체 감지 라인(SL1)과 연결된다. 또한 생체 감지 라인(SL1)의 전압은 수신 신호(RX1)로서 출력 회로(OUTC, 도 8 참조)로 제공될 수 있다.

전류원(IC1)은 제3 트랜지스터(T3)의 제2 단자 및 접지 전압 단자(VSS) 사이에 연결된다.

도 10은 도 9에 도시된 감지 센서(UPX)의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 감지 프레임(SF1)의 제1 시점(t1)에서 리셋 신호(RST)가 액티브 레벨(예를 들면, 하이 레벨)로 천이하면, 제1 트랜지스터(T1)가 턴 온된다. 제1 트랜지스터(T1)가 턴 온됨에 따라 제1 노드(N1)는 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)으로 리셋될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)가 턴 온되는 시점에 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)은 비액티브 레벨(예를 들면, 로우 레벨 또는 접지 전압)이므로, 제1 노드(N1)는 비액티브 레벨(예를 들면, 로우 레벨 또는 접지 전압 레벨)로 리셋될 수 있다.

제2 시점(t2)에서 리셋 신호(RST)가 액티브 레벨에서 비액티브 레벨(예를 들면, 로우 레벨)로 천이한 후, 제3 시점(t3)에서 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)은 액티브 레벨(예를 들면, 하이 레벨 또는 전원 전압 레벨)로 천이하면 제4 시점(t4) 내지 제5 시점(t5) 사이에서 초음파 트랜스듀서(UT)는 송신 신호(TX)를 출력한다.

앞서 설명한 바와 같이, 초음파 트랜스듀서(UT)는 지문 감지 모드에서 제1 주파수에 대응하는 송신 신호(TX)를 출력하고, 피부 측정 모드에서 제2 주파수에 대응하는 송신 신호(TX)를 출력한다. 제1 주파수는 예를 들면, 10 MHz 내지 20 MHz 범위 내 주파수일 수 있고, 제2 주파수는 예를 들면, 10 kHz 내지 50 kHz 범위 내 주파수일 수 있다. 이는 제1 주파수 및 제2 주파수는 예시된 범위 내 임의의 주파수로 설정될 수 있음을 의미하며 동작 중 변경될 수 있음을 의미하지 않는다. 예를 들어, 초음파 트랜스듀서(UT)는 지문 감지 모드에서 12MHz의 제1 송신 신호(TX_UF)를 출력하고, 피부 측정 모드에서 50kHz의 제2 송신 신호(TX_US)를 출력할 수 있다.

제6 시점(t6)에서 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)이 비액티브 레벨로 천이한 후 초음파 트랜스듀서(UT)에서 수신된 초음파 수신 신호에 따라 제1 노드(N1)의 전압 레벨이 결정된다.

제2 트랜지스터(T2)는 제1 노드(N1)의 전압 레벨에 따라 턴 온/오프될 수 있다. 제7 시점(t7)에서 선택 신호(SEL)가 액티브 레벨(예를 들면, 하이 레벨)로 천이하면, 제3 트랜지스터(T3)가 턴 온되어서 제1 노드(N1)에 대응하는 수신 신호(RX1)를 출력 회로(OUTC, 도 8 참조)로 제공한다.

제2 감지 프레임(SF2)에서 리셋 신호(RST)가 다시 액티브 레벨(예를 들면, 하이 레벨)로 천이하면, 제1 노드(N1)는 다이오드 바이어스 전압(D_BIAS)의 비액티브 레벨(예를 들면, 로우 레벨 또는 접지 전압)로 리셋될 수 있다.

도 11, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 센서들(BS1, BS2, BS3) 각각의 초음파 센서들의 배열 방식을 예시적을 보여주는 도면이다.

도 11을 참조하면, 생체 센서(BS1)는 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)을 포함한다. 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR1)으로 나열된 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 또한 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)은 제1 방향(DR1)으로 번갈아 배치되고, 제2 방향(DR2)으로 번갈아 배치될 수 있다.

제1 감지 센서들(UPXa)은 지문 감지에 적합한 제1 주파수(약 10 MHz 내지 20 MHz 범위)의 초음파 신호를 발생할 수 있는 센서들이다. 제2 감지 센서들(UPXb)은 피부 상태 감지에 적합한 제2 주파수(약 10 kHz 내지 50 kHz 범위)의 초음파 신호를 발생할 수 있는 센서들이다.

제1 감지 센서들(UPXa)은 지문 감지 모드에서 제1 주파수의 제1 송신 신호(TX_UF)를 출력하고, 지문 정보를 포함하는 피드백 초음파 신호를 수신할 수 있다. 제2 감지 센서들(UPXb)은 피부 측정 모드에서 제2 주파수의 제2 송신 신호(TX_US)를 출력하고, 피부 상태 정보를 포함하는 피드백 초음파 신호를 수신할 수 있다.

도 11에 도시된 예에서, 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)은 사각형의 동일한 크기(면적)를 갖는 것으로 도시되었으나, 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)은 서로 다른 크기(면적)를 가질 수 있다. 1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb) 각각의 형상 및 면적은 초음파 트랜스듀서(UT, 도 9 참조)의 형상 및 면적과 실질적으로 유사할 수 있다.

또한 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)의 형상 및 배열 방식은 다양하게 변경될 수 있다. 또한 지문 감지 모드에서 지문 감지 특성을 향상시키고자 생체 센서(BS1)는 제2 감지 센서들(UPXb)들보다 많은 개수의 제1 감지 센서들(UPXa)을 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 생체 센서(BS2)는 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)을 포함한다. 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)은 각각 원 형상을 가지며 서로 다른 크기(면적)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 신호(TX_UF)를 발생하는 제1 감지 센서들(UPXa)은 제2 송신 신호(TX_US)를 발생하는 제2 감지 센서들(UPXb)보다 크기가 작을 수 있다. 일반적으로 초음파 트랜스듀서(UT, 도 9 참조)에서 발생되는 초음파 신호의 주파수가 높아질수록 초음파 트랜스듀서(UT)의 크기(면적)은 작아질 수 있다. 또한 초음파 트랜스듀서(UT)가 원 형상을 갖는 경우, 초음파 신호가 출력될 때 파장이 방사 방향에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

도 12에 도시된 예에서, 제1 감지 센서들(UPXa)은 4개의 인접한 제2 감지 센서들(UPXb) 사이에 배치된다. 제1 감지 센서들(UPXa) 간의 이격 거리, 제2 감지 센서들(UPXb) 사이의 이격 거리 및 제1 감지 센서들(UPXa)과 제2 감지 센서들(UPXb) 사이의 이격 거리를 최소화함으로써 제한된 면적에 최대 개수의 제1 감지 센서들(UPXa)과 제2 감지 센서들(UPXb)을 배치시킴으로써 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)에 의해 감지되는 신호의 해상도를 향상시킬 수 있다.

도 13을 참조하면, 생체 센서(BS3)는 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)을 포함한다. 제1 감지 센서들(UPXa) 및 제2 감지 센서들(UPXb)은 각각 원 형상을 가지며 서로 다른 크기(면적)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 신호(TX_UF)를 발생하는 제1 감지 센서들(UPXa)보다 제2 송신 신호(TX_US)를 발생하는 제2 감지 센서들(UPXb)이 더 크다. 제1 감지 센서들(UPXa)은 제2 감지 센서들(UPXb) 주변에 배치될 수 있다.

생체 센서(BS3)에 배치되는 제1 감지 센서들(UPXa)의 개수는 제2 감지 센서들(UPXb)의 개수보다 많을 수 있다. 따라서 도 12에 도시된 생체 센서(BS2)에 비해 도 13에 도시된 생체 센서(BS3)는 지문 감지 모드에서 더 높은 해상도의 지문 감지가 가능할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 보여주는 플로우차트이다.

설명의 편의를 위하여 도 6 및 도 8을 참조하여 표시 장치의 동작을 설명한다.

도 6, 도 8 및 도 14를 참조하면, 표시 장치(DD)의 생체 센서 제어 회로(BSC)는 애플리케이션 프로그램으로부터의 요청에 응답해서 생체 센서 모듈(SM)을 활성화한다(S100). 예를 들어, 생체 센서 모듈(SM)의 활성화는 생체 센서 모듈(SM)로의 전원 공급이 시작되도록 제어하고, 제어 신호들을 초기화하는 일련의 동작들을 포함할 수 있다.

표시 장치(DD)의 생체 센서 제어 회로(BSC)는 동작 모드를 판별한다(S11). 예를 들어, 애플리케이션 프로그램으로부터의 요청이 사용자 인증을 위한 지문 감지 모드이면 생체 센서 제어 회로(BSC)는 생체 센서(BS)가 지문 감지 모드로 동작하도록 모드 신호를 생체 센서(BS)로 전송한다.

생체 센서(BS)는 생체 센서 제어 회로(BSC)로부터의 모드 신호가 지문 감지 모드를 나타내면 감지 센서들(UPX)이 제1 송신 신호(TX_UF)를 출력하도록 제어한다(S120). 제1 송신 신호(TX_UF)는 지문 감지에 적합한 제1 주파수(약 10 MHz 내지 20 MHz 범위)의 초음파 신호일 수 있다.

감지 센서들(UPX)은 감지 영역(SA, 도 1 참조)의 사용자 입력(TC) 중 지문의 융선과 골에 의해 반사된 신호를 수신하고, 수신 신호들(RX1-RXm)을 제1 수신 신호(RX_UF)로서 생체 센서 제어 회로(BSC)로 제공한다(S122).

생체 센서 제어 회로(BSC)는 제1 수신 신호(RX_UF)에 근거해서 사용자 인증 정보를 애플리케이션 프로그램으로 제공할 수 있다(S124).

애플리케이션 프로그램으로부터의 요청이 사용자 인증을 위한 지문 감지 모드이면(S110), 생체 센서 제어 회로(BSC)는 생체 센서(BS)가 피부 측정 모드로 동작하도록 모드 신호를 생체 센서(BS)로 전송한다.

생체 센서(BS)는 생체 센서 제어 회로(BSC)로부터의 모드 신호가 피부 측정 모드를 나타내면 감지 센서들(UPX)이 제2 송신 신호(TX_US)를 출력하도록 제어한다(S130). 제2 송신 신호(TX_US)는 피부 상태 감지에 적합한 제2 주파수(약 10 kHz 내지 50 kHz 범위)의 초음파 신호일 수 있다.

감지 센서들(UPX)은 감지 영역(SA, 도 1 참조)의 사용자 입력(TC) 중 피부의 소정 부위(예를 들면, 진피층)로부터 반사된 신호를 수신하고, 수신 신호들(RX1-RXm)을 제2 수신 신호(RX_US)로서 생체 센서 제어 회로(BSC)로 제공한다(S132).

생체 센서 제어 회로(BSC)는 제2 수신 신호(RX_US)에 근거해서 피부 측정 정보를 애플리케이션 프로그램으로 제공할 수 있다(S134).

이와 같은 표시 장치의 동작 방법에 의하면, 생체 지문 입력을 감지하는 생체 감지 센서를 이용하여 지문뿐만 아니라 피부 탄력을 측정할 수 있다. 따라서 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

DD 표시 장치
SA 감지 영역
SM 생체 센서 모듈
BS 생체 센서
DP 표시 패널
DM 표시 모듈
ISL 입력 센서
TC 사용자의 입력
ISC 입력 감지 회로
BSC 생체 센서 제어 회로
UPX 감지 센서
UT 초음파 트랜스듀서

Claims

영상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 일면에 배치되는 생체 센서 모듈을 포함하되,
상기 생체 센서 모듈은 지문 감지 모드에서 제1 주파수의 제1 송신 신호를 출력하여 지문 정보를 감지하고, 피부 측정 모드에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 출력하여 피부 상태 정보를 감지하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생체 센서 모듈은 초음파 센서 모듈이고, 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호는 각각 초음파 신호인 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시 패널은 영상이 표시되는 이미지 영역 및 베젤 영역을 포함하며, 상기 생체 센서 모듈은 상기 이미지 영역의 일부 영역에 대응하는 감지 영역으로 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호 중 하나를 출력하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 생체 센서 모듈은,
상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호 중 어느 하나를 출력하고, 상기 지문 정보 및 상기 피부 상태 정보 중 어느 하나를 수신하는 복수의 감지 센서들을 포함하는 생체 센서;
상기 복수의 감지 센서들의 동작을 제어하는 선택 회로; 및
상기 복수의 감지 센서들에서 감지된 상기 지문 정보 및 상기 피부 상태 정보 중 어느 하나에 대응하는 수신 신호를 출력하는 출력 회로를 포함하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 감지 센서들 각각은,
상기 지문 감지 모드에서 상기 제1 주파수의 상기 제1 송신 신호를 전송하고,
상기 피부 측정 모드에서 상기 제2 주파수의 상기 제2 송신 신호를 전송하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 출력 회로는 상기 지문 감지 모드에서 상기 지문 정보에 대응하는 제1 수신 신호를 출력하고, 상기 피부 측정 모드에서 상기 피부 상태 정보에 대응하는 제2 송신 신호를 출력하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 감지 센서들은,
상기 지문 감지 모드에서 상기 제1 주파수의 상기 제1 송신 신호를 전송하는 제1 감지 센서들; 및
상기 피부 측정 모드에서 상기 제2 주파수의 상기 제2 송신 신호를 전송하는 제2 감지 센서들을 포함하는 표시 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 감지 센서들 및 상기 제2 감지 센서들은 소정 방향으로 번갈아 배치되는 표시 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 감지 센서들 각각은 상기 제2 감지 센서들 각각보다 크기가 작은 표시 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 감지 센서들의 개수는 상기 제2 감지 센서들의 개수보다 많은 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수보다 높은 주파수인 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 10 MHz 내지 20 MHz 범위 내 소정 주파수로 설정되고, 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수는 10 kHz 내지 50 kHz 범위 내 소정 주파수로 설정되는 표시 장치.
영상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 일면에 배치되고, 생체 정보를 수신하는 생체 센서 모듈을 포함하되,
상기 생체 센서 모듈은,
지문 감지 모드에서 제1 주파수의 제1 송신 신호를 전송하여 지문 정보를 수신하는 제1 감지 센서들; 및
피부 측정 모드에서 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 전송하여 피부 상태 정보를 수신하는 제2 감지 센서들을 포함하는 표시 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 감지 센서들 및 상기 제2 감지 센서들 각각은 초음파 센서이고, 상기 제1 송신 신호 및 상기 제2 송신 신호는 각각 초음파 신호인 표시 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 감지 센서들 및 상기 제2 감지 센서들은 소정 방향으로 번갈아 배치되는 표시 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 감지 센서들 각각은 상기 제2 감지 센서들 각각보다 크기가 작은 표시 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수보다 높은 주파수인 표시 장치.
영상을 표시하는 표시 패널 및 생체 정보를 감지하는 생체 센서 모듈을 포함하는 표시 장치의 동작 방법에 있어서:
동작 모드를 검출하는 단계;
상기 동작 모드가 지문 감지 모드일 때 상기 생체 센서 모듈이 제1 주파수의 제1 송신 신호를 출력하도록 제어하는 단계; 및
상기 동작 모드가 피부 측정 모드일 때 상기 생체 센서 모듈이 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 송신 신호를 출력하도록 제어하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 동작 모드가 상기 지문 감지 모드일 때 지문 정보를 수신하는 단계; 및
상기 동작 모드가 상기 피부 측정 모드일 때 피부 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 생체 센서 모듈은 초음파 센서 모듈이고,
상기 제1 송신 신호의 상기 제1 주파수는 상기 제2 송신 신호의 상기 제2 주파수보다 높은 주파수인 표시 장치의 동작 방법.