KR20210047996A

KR20210047996A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20210047996A
Application number: KR1020190131237A
Authority: KR
Inventors: 양동욱; 이현대; 문승현; 이영은; 황희철
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-05-03
Also published as: US20210117639A1; CN112699723A; EP3812961A1; US11386693B2

Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 하부에 배치되고 복수의 홀을 포함하는 차광층, 상기 차광층의 하부에 배치되고, 상기 복수의 홀을 통과한 반사광을 수신하여 센싱 신호를 생성하는 복수의 지문 센서를 포함하는 지문 센서층, 및 상기 복수의 지문 센서의 동작을 제어하는 센서 구동부를 포함하고, 상기 센서 구동부는 사용자의 지문에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 기초로 생성된 지문 데이터와, 기 저장된 기준 데이터를 비교하여 지문 이미지를 생성한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다. 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display Device), 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 평판 표시 장치일 수 있다.

유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 발생하는 유기 발광 소자(OLED)를 이용하여 영상을 표시한다. 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도를 가지면서, 휘도 및 시야각이 크고 동시에 낮은 소비 전력으로 구동되는 장점이 있다.

최근에는 표시 장치에서 가장 넓은 면적을 차지하는 디스플레이 패널에 지문 인식을 위한 센서를 통합하여 일체화하는 기술에 관하여 연구와 개발이 진행되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저해상도의 지문 센서를 이용하여 고품질의 지문 이미지를 획득할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예의 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 하부에 배치되고 복수의 홀을 포함하는 차광층, 상기 차광층의 하부에 배치되고, 상기 복수의 홀을 통과한 반사광을 수신하여 센싱 신호를 생성하는 복수의 지문 센서를 포함하는 지문 센서층, 및 상기 복수의 지문 센서의 동작을 제어하는 센서 구동부를 포함하고, 상기 센서 구동부는 사용자의 지문에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 기초로 생성된 지문 데이터와, 기 저장된 기준 데이터를 비교하여 지문 이미지를 생성한다.

상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 복수의 홀 각각에 대응되는 복수의 지문 센서로 이루어진 센싱 영역들의 데이터들을 병합하여 상기 지문 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센서 구동부는 기준 부재에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 수신하고, 상기 복수의 홀 각각에 대응되는 복수의 지문 센서로 이루어진 센싱 영역들의 데이터들을 병합하여 상기 기준 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센싱 영역들 각각은 상기 사용자의 지문 정보가 집중되는 중앙 영역, 및 상기 중앙 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함할 수 있다.

상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 지문 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 기준 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센싱 영역들은 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고, 상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 지문 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센싱 영역들은 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고, 상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 기준 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센싱 영역들 각각은 상기 사용자의 지문 정보가 집중되는 중앙 영역, 상기 중앙 영역을 둘러싸는 주변 영역, 및 상기 주변 영역을 둘러싸고 상기 중앙 영역의 데이터와 상기 주변 영역의 데이터를 기초로 생성된 데이터를 포함하는 확장 영역을 포함할 수 있다.

상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 지문 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 기준 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센서 구동부는 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고, 상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하여 상기 지문 데이터를 생성할 수 있다.

상기 센서 구동부는 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고, 상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하여 상기 기준 데이터를 생성할 수 있다.

상기 확장 영역의 데이터는 상기 복수의 센싱 영역 각각의 상기 중앙 영역의 데이터와 상기 주변 영역의 데이터의 차이 값들의 평균 값을 기초로 생성될 수 있다.

상기 주변 영역의 폭은 상기 확장 영역의 폭과 동일할 수 있다.

상기 센서 구동부는 사용자의 터치가 발생하기 전에 상기 기준 부재에 의한 반사광으로부터 기준 데이터를 생성하여, 상기 기준 데이터를 저장하는 메모리부를 포함할 수 있다.

상기 센서 구동부는 사용자의 터치가 발생하면, 상기 메모리부에 저장된 기준 데이터와 사용자의 지문으로부터 생성된 상기 지문 데이터의 차이 값을 기초로 사용자의 지문 패턴을 인식할 수 있다.

상기 센서 구동부는 상기 메모리부로부터 상기 기준 데이터를 수신하는 제1 입력 단자, 상기 지문 데이터를 수신하는 제2 입력 단자, 및 상기 기준 데이터와 상기 지문 데이터의 차이 값을 출력하는 출력 단자를 구비한 비교부를 더 포함할 수 있다.

상기 기준 부재는 실리콘 또는 종이로 이루어지고, 상기 지문 센서층과 마주하는 상기 기준 부재의 표면이 평탄할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예의 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 일면에 부착되고, 반사광을 수신하여 센싱 신호를 생성하는 복수의 지문 센서를 구비한 지문 센서층, 및 상기 복수의 지문 센서의 동작을 제어하는 센서 구동부를 포함하고, 상기 센서 구동부는 사용자의 지문에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 기초로 지문 데이터를 생성하고, 기 저장된 기준 데이터와 상기 지문 데이터의 차이 값을 기초로 지문 이미지를 생성한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 사용자의 지문에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 기초로 지문 데이터를 생성하고, 기 저장된 지문 데이터와 지문 데이터의 차이 값을 기초로 지문 이미지를 생성함으로써, 저해상도의 지문 센서를 이용하여 고품질의 지문 이미지를 획득할 수 있다.

실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 기준 부재에 대한 기준 데이터와 사용자의 지문에 대한 지문 데이터의 차이 값을 기초로 지문 이미지를 생성함으로써, 저해상도의 지문 센서를 이용한 경우 지문 이미지가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.

실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에서, 지문 센서층을 더 나타내는 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소들과 라인들의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서들과 라인들의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치의 스위칭 트랜지스터와 지문 센서를 나타내는 회로도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 반사된 광의 경로를 나타내는 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 화소와 센서 화소를 설명하는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 차광층을 나타내는 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서층을 나타내는 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 센서 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12의 센서 구동부의 비교부를 나타내는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 기준 데이터를 생성하기 위한 기준 부재의 배치를 설명하는 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 반사광이 수신된 지문 센서층을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15의 지문 센서층에서 추출된 복수의 센싱 영역을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 16의 복수의 센싱 영역의 데이터들로부터 생성된 지문 데이터 또는 기준 데이터를 나타내는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 지문 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 반사광이 수신된 지문 센서층을 나타내는 도면이다.
도 20은 도 19의 지문 센서층에서 추출된 복수의 센싱 영역을 나타내는 도면이다.
도 21은 도 20의 복수의 센싱 영역 각각으로부터 생성된 확장 영역을 나타내는 도면이다.
도 22는 도 21의 복수의 센싱 영역의 데이터들로부터 생성된 지문 데이터 또는 기준 데이터를 나타내는 도면이다.
도 23은 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 지문 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 생성된 지문 이미지의 품질을 설명하는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.

본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”, "상단"은 표시 장치(10)를 기준으로 상부 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”, "하단"은 표시 장치(10)를 기준으로 하부 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 장치(10)를 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지 영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet PC), 및 스마트 워치(Smart Watch), 워치 폰(Watch Phone), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(Internet of Things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다.

표시 장치(10)는 제1 영역(DR1) 및 제2 영역(DR2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(DR1)은 평탄하게 형성될 수 있고, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌측 및 우측으로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(DR2)은 평탄하게 형성되거나 곡면으로 형성될 수 있다. 제2 영역(DR2)이 평탄하게 형성되는 경우, 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다. 제2 영역(DR2)이 곡면으로 형성되는 경우, 제2 영역(DR2)은 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.

제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우측 각각에서 연장될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우측 중 어느 한 측에서만 연장될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우측뿐만 아니라 상하측 중 적어도 어느 하나에서 연장될 수 있다.

표시 장치(10)는 영상을 표시하는 표시 패널(100)을 포함한다. 표시 패널(100)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2)을 포함할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 제1 표시 영역(DA1)의 일측, 예를 들어 상측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 표시 영역(DA1, DA2)은 평면으로 형성된 제1 영역(DR1)과 곡면으로 형성된 제2 영역(DR2)에 배치될 수 있다.

표시 영역(DA)은 화상을 표시하는 영역으로서, 복수의 서브 화소(SP)를 포함할 수 있다. 그리고, 표시 영역(DA)은 외부 환경을 검출하기 위한 검출 부재로 사용될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DA)은 사용자의 지문 인식을 위한 지문 인식 영역에 해당할 수 있다. 따라서, 표시 영역(DA)은 복수의 서브 화소(SP) 및 복수의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 화상을 표시하는 동시에, 사용자의 지문을 인식하는 영역으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)가 배열된 표시 패널(100)과 복수의 지문 센서(FPS)가 배열된 지문 센서층은 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다.

예를 들어, 제1 표시 영역(DA1)은 복수의 서브 화소(SP)를 포함하는 메인 표시 영역에 해당할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 복수의 서브 화소(SP)를 포함하는 화소 영역과, 광을 투과시키는 투과 영역을 포함할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 제1 표시 영역(DA2)보다 단위 면적 당 서브 화소(SP)의 개수가 적은 센서 영역에 해당할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)의 투과 영역의 면적이 증가할수록, 제2 표시 영역(DA2)의 단위 면적 당 서브 화소들(SP)의 개수가 제1 표시 영역(DA1)의 단위 면적 당 서브 화소들(SP)의 개수보다 적어질 수 있다.

비표시 영역(NDA)은 표시 패널(100)에서 제1 및 제2 표시 영역(DA1, DA2)을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)은 스캔 라인들에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부, 데이터 라인들과 표시 구동부를 연결하는 팬 아웃 라인들, 및 회로 보드와 접속되는 패드들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 비표시 영역(NDA)은 불투명하게 형성될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 사용자에게 보여줄 수 있는 패턴이 형성된 데코층으로 형성될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 도 2의 표시 장치에서, 지문 센서층을 더 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 제1 기판(SUB1), 차광층(PHL), 표시 패널(100), 커버 윈도우(CW), 및 지문 센서층(FPSL)을 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 백 플레인(BP), 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1), 발광 소자층(EML), 제1 박막 봉지층(TFEL1), 및 터치 센서층(TSL)을 포함할 수 있다.

제1 기판(SUB1)은 베이스 기판일 수 있고, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(SUB1)은 폴리에테르술폰(PolyEtherSulphone, PES), 폴리아크릴레이트(PolyACrylate, PAC), 폴리아릴레이트(PolyARylate, PAR), 폴리에테르이미드(PolyEtherImide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PolyEthylene Napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PolyEthylene Terepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(PolyPhenylene Sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(PolyARylate, PAR), 폴리이미드(PolyImide, PI), 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(Cellulose TriAcetate, CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(Cellulose Acetate Propionate, CAP) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 제1 기판(SUB1)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 기판(SUB1)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 제1 기판(SUB1)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

차광층(PHL)은 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)의 하면을 덮을 수 있다. 차광층(PHL)은 제1 기판(SUB1)과 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1) 사이에 배치되어, 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1) 및 발광 소자층(EML)에 입사되는 광을 차단할 수 있다.

예를 들어, 차광층(PHL)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 차광층(PHL)은 블랙 매트릭스로 이루어질 수 있고, 차광성을 보유한 다양한 물질로 구성될 수도 있다.

차광층(PHL)은 복수의 홀(H)을 포함할 수 있다. 복수의 홀(H)은 발광 소자층(EML)에서 방출된 제1 광(L1)이 사용자의 신체에 반사되어, 지문 센서층(FPSL)으로 진행하는 제2 광(L2)의 광학적 통로일 수 있다. 예를 들어, 복수의 홀(H) 각각은 제1 기판(SUB1), 차광층(PHL)의 홀(H)의 내벽, 및 백 플레인(BP)으로 둘러싸인 공간에 해당할 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 홀(H)은 백 플레인(BP)이 차광층(PHL) 상에 형성되는 과정에서, 백 플레인(BP)을 구성하는 물질에 의하여 채워질 수 있다. 이 경우에도, 복수의 홀(H)은 발광 소자층(EML)에서 방출된 제1 광(L1)이 사용자의 신체에 반사되어, 지문 센서층(FPSL)으로 진행하는 제2 광(L2)의 광학적 통로일 수 있다.

복수의 홀(H)은 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)의 복수의 박막 트랜지스터와 중첩되지 않을 수 있고, 차광층(PHL)은 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)의 복수의 박막 트랜지스터와 중첩될 수 있다. 예를 들어, 복수의 홀(H)은 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)을 따라 배열될 수 있다. 복수의 홀(H) 각각의 크기는 제2 광(L2)의 경로에 따라 결정될 수 있다.

백 플레인(BP)은 차광층(PHL)의 상부에 배치되어 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 백 플레인(BP)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 백 플레인(BP)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있다. 다른 예를 들어, 백 플레인(BP)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 백 플레인(BP)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)은 백 플레인(BP)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)은 복수의 서브 화소(SP) 각각을 구동시키는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 서브 화소(SP)의 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 반도체층, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)은 서브 화소(SP)의 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 접속된 스캔 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 스캔 제어 라인들, 및 패드들과 데이터 라인들을 연결하는 라우팅 라인들을 더 포함할 수 있다.

발광 소자층(EML)은 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)의 상부에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)의 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 접속된 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층은 유기 물질로 이루어진 유기 발광층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 발광층이 유기 발광층에 해당하는 경우, 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)의 박막 트랜지스터가 발광 소자의 제1 전극에 소정의 전압을 인가하고, 발광 소자의 제2 전극이 공통 전압 또는 캐소드 전압을 수신하면, 정공과 전자 각각이 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동할 수 있고, 정공과 전자는 유기 발광층에서 서로 결합하여 광을 방출할 수 있다.

발광 소자층(EML)은 복수의 서브 화소(SP)를 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광 소자의 제1 전극과 발광층은 화소 정의막에 의하여 서로 이격되고 절연될 수 있다.

제1 박막 봉지층(TFEL1)은 발광 소자층(EML)의 상부에 배치되어, 제1 박막 트랜지스터층(TFTL1)과 발광 소자층(EML)을 덮을 수 있다. 제1 박막 봉지층(TFEL1)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 박막 봉지층(TFEL1)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 제1 박막 봉지층(TFEL1)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층과 같은 무기막을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 박막 봉지층(TFEL1)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 예를 들어, 제1 박막 봉지층(TFEL1)은 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 제1 박막 봉지층(TFEL1)은 아크릴 수지(Acryl Resin), 에폭시 수지(Epoxy Resin), 페놀 수지(Phenolic Resin), 폴리아미드 수지(Polyamide Resin), 또는 폴리이미드 수지(Polyimide Resin)와 같은 유기막을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

터치 센서층(TSL)은 제1 박막 봉지층(TFEL1)의 상부에 배치될 수 있다. 터치 센서층(TSL)은 제1 박막 봉지층(TFEL1)의 상부에 바로 배치됨으로써, 터치 센서층(TSL)을 포함하는 별도의 터치 패널이 제1 박막 봉지층(TFEL1) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있다.

터치 센서층(TSL)은 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 전극들, 및 패드들과 터치 전극들을 연결하는 터치 전극 라인들을 포함할 수 있다. 터치 센서층(TSL)의 터치 전극들은 표시 패널(100)의 표시 영역(DA)과 중첩되는 터치 감지 영역에 배치될 수 있다.

커버 윈도우(CW)는 표시 패널(100)의 상부에 배치될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(100)의 터치 센서층(TSL)의 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(CW)는 투명 접착 부재에 의해 터치 센서층(TSL) 상에 부착될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 사용자의 손가락(F)에 직접 접촉될 수 있다.

지문 센서층(FPSL)은 표시 패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 지문 센서층(FPSL)은 접착 부재(OCA)를 통해 제1 기판(SUB1)의 하부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 접착 부재(OCA)는 광학용 투명 접착 부재(Optical Clear Adhesive)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 기판(SUB1)의 상면은 표시 패널(100) 또는 차광층(PHL)과 마주할 수 있고, 제1 기판(SUB1)의 하면은 지문 센서층(FPSL)과 마주할 수 있다.

지문 센서층(FPSL)은 도 1에 도시된 복수의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있고, 복수의 지문 센서(FPS)는 센서 구동부에 접속될 수 있다. 복수의 지문 센서(FPS)는 광학적 방식의 지문 센서일 수 있다. 예를 들어, 복수의 지문 센서(FPS)는 포토 다이오드(Photo Diode), CMOS 이미지 센서, CCD 카메라, 포토 트랜지스터(Photo Transistor) 등으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 지문 센서(FPS)는 손가락(F)의 융선(FR)과 융선(FR) 사이의 골(FV)에 의해 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다.

예를 들어, 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉되면, 발광 소자층(EML)에서 출력된 제1 광(L1)은 손가락(F)의 융선(FR) 또는 골(FV)에 의하여 반사되고, 반사된 제2 광(L2)은 차광층(PHL)의 홀(H)을 통과하여 제1 기판(SUB1)의 하부에 배치된 지문 센서층(FPSL)에 도달할 수 있다. 센서 구동부는 지문 센서들(FPS)에 수신된 손가락(F)의 융선(FR)에서 반사된 제2 광(L2)과 손가락(F)의 골(FV)에서 반사된 제2 광(L2)을 구분하여 지문 이미지를 생성함으로써, 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다. 따라서, 차광층(PHL)의 복수의 홀(H)은 사용자의 손가락(F)에 의해 반사된 제2 광(L2)의 통로가 될 수 있다.

표시 장치(10)는 지문 센서층(FPSL)을 표시 패널(100)의 하부에 배치하여 공정을 간소화할 수 있고, 지문 센서들(FPS)이 제1 광(L1)이 출력되는 경로(예를 들어, 발광 소자층(EML)의 상단)에 배치되지 않으므로 해상도의 저하를 방지할 수 있다.

지문 센서층(FPSL)은 제2 기판(SUB2), 버퍼층(410), 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2), 수광 소자층(PDL), 및 제2 박막 봉지층(TFTL2)을 포함할 수 있다.

제2 기판(SUB2)은 지문 센서층(FPSL)의 베이스 기판일 수 있고, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(SUB2)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 기판(SUB2)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 제2 기판(SUB2)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

버퍼층(410)은 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(410)은 공기 또는 수분의 침투를 방지할 수 있는 무기막으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(410)은 교번하여 적층된 복수의 무기막을 포함할 수 있다. 버퍼층(410)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 적어도 하나의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)은 버퍼층(410) 상에 배치될 수 있다. 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)은 복수의 지문 센서(FPS) 각각을 구동시키는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 지문 센서(FPS)의 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 반도체층, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)은 지문 센서(FPS)의 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 접속된 스캔 라인들, 리드 아웃 라인들, 및 공통 전압 라인들을 더 포함할 수 있다.

수광 소자층(PDL)은 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2) 상에 배치될 수 있다. 수광 소자층(PDL)은 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)의 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 접속된 수광 소자를 포함할 수 있다. 수광 소자는 제1 전극, 수광층, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수광층은 유기 물질로 이루어진 유기 수광층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 수광층이 유기 수광층에 해당하는 경우, 유기 수광층은 제2 광(L2)을 수신하여 정공과 전자를 결합할 수 있고, 제2 광(L2)의 에너지를 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 전기적 신호(전류 또는 전압)로 변환할 수 있다.

수광 소자층(PDL)은 복수의 지문 센서(FPS)를 정의하는 센서 정의막을 포함할 수 있다. 수광 소자의 제1 전극과 수광층은 센서 정의막에 의하여 서로 이격되고 절연될 수 있다.

제2 박막 봉지층(TFEL2)은 수광 소자층(PDL) 상에 배치될 수 있다. 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 수광 소자층(PDL)의 상면을 덮을 수 있고, 수광 소자층(PDL)에 산소 또는 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층과 같은 무기막을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 박막 봉지층(TFEL2)은 먼지와 같은 이물질로부터 수광 소자층(PDL)을 보호할 수 있다. 예를 들어, 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 아크릴 수지(Acryl Resin), 에폭시 수지(Epoxy Resin), 페놀 수지(Phenolic Resin), 폴리아미드 수지(Polyamide Resin), 또는 폴리이미드 수지(Polyimide Resin)와 같은 유기막을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

지문 센서층(FPSL)은 제2 박막 봉지층(TFEL2) 상에 배치된 봉지 기판(ENC)을 더 포함할 수 있다. 봉지 기판(ENC)은 제2 박막 봉지층(TFEL2)을 덮어 공기 또는 수분이 지문 센서층(FPSL)에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 봉지 기판(ENC)은 광 투과 기판으로서, 글라스 기판일 수 있다. 도 3과 같이, 봉지 기판(ENC)은 지문 센서층(FPSL)의 최상부에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 봉지 기판(ENC)은 생략될 수도 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소들과 라인들의 연결 관계를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 표시 패널(100)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.

표시 영역(DA)은 복수의 서브 화소(SP), 서브 화소들(SP)에 접속되는 전압 공급 라인들(VL), 스캔 라인들(SL), 에미션 라인들(EL), 및 데이터 라인들(DL)을 포함할 수 있다.

서브 화소들(SP) 각각은 적어도 하나의 스캔 라인(SL), 적어도 하나의 데이터 라인(DL), 적어도 하나의 에미션 라인(EL), 및 적어도 하나의 전압 공급 라인(VL)과 접속될 수 있다. 도 4에서, 서브 화소들(SP) 각각은 2개의 스캔 라인(SL), 1개의 데이터 라인(DL), 1개의 에미션 라인(EL), 및 1개의 전압 공급 라인(VL)에 접속될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 서브 화소들(SP) 각각은 3 이상의 스캔 라인들(SL)에 접속될 수도 있다.

서브 화소들(SP) 각각은 구동 트랜지스터, 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터, 발광 소자, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터는 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 발광 소자에 구동 전류를 공급함으로써 발광할 수 있다. 예를 들어, 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)일 수 있다. 발광 소자는 구동 트랜지스터의 구동 전류의 크기에 따라 소정의 휘도를 갖는 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자는 제1 전극, 유기 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)일 수 있다. 커패시터는 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가된 데이터 전압을 일정하게 유지할 수 있다.

서브 화소들(SP)은 전압 공급 라인들(VL)을 통해 구동 전압(VDD)을 공급받을 수 있다. 여기에서, 구동 전압(VDD)은 서브 화소들(SP)의 발광 소자를 구동하기 위한 고전위 전압일 수 있다.

복수의 전압 공급 라인(VL)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 이격될 수 있고, 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전압 공급 라인(VL) 각각은 표시 영역(DA)에 배치된 서브 화소들(SP)의 열을 따라 배치될 수 있다. 복수의 전압 공급 라인(VL) 각각은 동일한 열에 배치된 서브 화소들(SP)과 접속될 수 있고, 서브 화소들(SP)에 구동 전압(VDD)을 공급할 수 있다.

스캔 라인들(SL)과 에미션 라인들(EL)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장될 수 있고, 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 이격될 수 있다. 스캔 라인들(SL)과 에미션 라인들(EL)은 서로 나란하게 형성될 수 있다.

데이터 라인들(DL)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 이격될 수 있고, 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 데이터 라인들(DL)은 전압 공급 라인(VL)과 나란하게 형성될 수 있다.

비표시 영역(NDA)은 표시 패널(100)에서 표시 영역(DA)을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 스캔 라인들(SL)에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부(300), 데이터 라인들(DL)과 표시 구동부(200)를 연결하는 팬 아웃 라인들(FL), 및 회로 보드와 접속되는 패드들(DP)을 포함할 수 있다. 패드들(DP)은 표시 구동부(200)보다 표시 패널(100)의 일측 가장자리에 인접하게 배치될 수 있다.

표시 구동부(200)는 패드들(DP)에 접속되어 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 입력 받을 수 있다. 표시 구동부(200)는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 데이터 전압들로 변환하여 팬 아웃 라인(FL)들을 통해 데이터 라인들(DL)에 공급할 수 있다.

예를 들어, 표시 구동부(200)는 집적 회로(IC)로 형성되어 COG(Chip on Glass) 방식, COP(Chip on Plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 제1 기판(SUB1)의 상부에 부착될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

표시 구동부(200)는 스캔 제어 신호를 생성하여 스캔 제어 라인들(SCL)을 통해 스캔 구동부(300)에 공급할 수 있다.

스캔 구동부(300)는 비표시 영역(NDA)의 일측에 배치될 수 있다. 스캔 구동부(300)는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하기 위한 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 스캔 구동부(300)는 스캔 제어 신호를 기초로 스캔 신호들을 서브 화소들(SP)에 공급하여, 데이터 전압들이 공급될 서브 화소들(SP)을 선택할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서들과 라인들의 연결 관계를 나타내는 도면이고, 도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치의 스위칭 트랜지스터와 지문 센서를 나타내는 회로도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 지문 센서층(FPSL)은 지문 인식 영역(FPA) 및 비지문 인식 영역(NFPA)을 포함할 수 있다.

지문 인식 영역(FPA)은 복수의 지문 센서(FPS), 지문 센서들(FPS)에 접속되는 복수의 스캔 라인(SCL), 복수의 리드 아웃 라인(ROL), 및 복수의 공통 전압 라인(VCL)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 지문 센서(FPS) 각각의 이격 거리는 5 내지 50um일 수 있고, 커버 윈도우(CW) 상의 하나의 지문 화소는 지문 센서층(FPSL)의 20 내지 30개의 지문 센서들(FPS)에 대응될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

복수의 지문 센서(FPS) 각각은 스캔 라인들(SCL)을 통해 스캔 구동부(SCU)에 접속될 수 있고, 스캔 구동부(SCU)로부터 스캔 신호를 수신할 수 있다. 스캔 라인들(SCL)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장될 수 있고, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 이격될 수 있다. 스캔 구동부(SCU)는 스캔 신호를 복수의 지문 센서(FPS) 각각에 공급함으로써, 센싱 신호의 변화를 센싱할 지문 센서들(FPS)을 선택할 수 있다.

복수의 지문 센서(FPS) 각각은 리드 아웃 라인들(ROL)을 통해 센서 구동부(500)에 접속될 수 있고, 센서 구동부(500)에 센싱 신호를 공급할 수 있다. 리드 아웃 라인들(ROL)은 제1 방향(X축 방향)으로 서로 이격될 수 있고, 제2 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다.

비지문 인식 영역(NFPA)은 지문 인식 영역(FPA)의 외측에 배치될 수 있다. 비지문 인식 영역(NFPA)은 지문 인식 영역(FPA)을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 스캔 구동부(SCU)는 비지문 인식 영역(NFPA)의 일측에 배치되어, 지문 인식 영역(FPA)까지 연장된 스캔 라인들(SCL)과 접속될 수 있다.

센서 구동부(500)는 비지문 인식 영역(NFPA)의 일측과 수직한 타측에 배치되어, 지문 인식 영역(NFPA)까지 연장된 리드 아웃 라인(ROL)과 접속될 수 있다. 센서 구동부(500)는 복수의 지문 센서(FPS)에 센싱 구동 전압을 공급할 수 있고, 사용자의 손가락(F) 터치에 의한 센싱 신호를 수신하여 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다.

예를 들어, 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우, 스캔 신호를 수신한 지문 센서(FPS)의 센싱 신호는 변경될 수 있다. 손가락(F)의 융선(FR)에 의하여 반사된 광을 수신한 지문 센서(FPS)의 센싱 신호는 손가락(F)의 골(FV)에 의하여 반사된 광을 수신한 지문 센서(FPS)의 센싱 신호와 서로 다를 수 있다. 센서 구동부(500)는 이러한 센싱 신호의 차이를 구분하여 지문 센서(FPS)에 대응되는 커버 윈도우(CW)의 지문 화소에 손가락(F)의 융선(FR)이 접촉되었는지 또는 골(FV)이 접촉되었는지 판단할 수 있다. 따라서, 센서 구동부(500)는 센싱 신호를 기초로 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다.

비지문 인식 영역(NFPA)은 지문 센서층(FPSL)의 일측 가장자리에 배치된 지문 인식 패드들(FP)을 더 포함할 수 있다. 지문 인식 패드들(FP)은 센서 구동부(500)와 접속되어, 외부의 집적 회로로부터 인가되는 신호를 센서 구동부(500)에 공급할 수 있다.

도 6에서, 지문 센서(FPS)는 스위칭 트랜지스터(ST) 및 수광 소자(PD)를 포함할 수 있다.

스위칭 트랜지스터(ST)는 게이트 전극에 인가되는 스캔 신호를 기초로 센싱 구동 전압을 수광 소자(PD)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터(ST)의 게이트 전극은 스캔 라인(SCL)에 접속되고, 제1 전극은 리드 아웃 라인(ROL)에 접속되며, 제2 전극은 수광 소자(PD)의 제1 전극에 접속될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)의 소스-게이트 전압(Vsg)이 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압(Vth)을 초과하면, 구동 전류가 스위칭 트랜지스터(ST)의 채널을 통해 흐를 수 있다.

수광 소자(PD)는 사용자의 손가락(F)에서 반사된 제2 광(L2)을 기초로 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다. 수광 소자(PD)의 제1 전극은 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 전극과 접속되고, 제2 전극은 공통 전압 라인(VCL)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 복수의 수광 소자(PD)의 제2 전극은 공통 전극으로 형성되어 공통 전압 라인(VCL)과 접속될 수 있다. 공통 전압 라인(VCL)은 수광 소자(PD)의 제2 전극에 저전위 전압을 공급할 수 있다.

예를 들어, 수광 소자(PD)는 커버 윈도우(CW) 상에 사용자의 신체 접촉이 없는 경우 광을 수신하지 않을 수 있다. 수광 소자(PD)는 광을 수신하지 않으면 제1 전극으로 입력된 구동 전류를 제2 전극으로 출력할 수 있다.

수광 소자(PD)는 커버 윈도우(CW) 상에 사용자의 손가락(F)이 접촉되면, 손가락(F)의 융선(FR) 또는 골(FV)에 의하여 반사된 제2 광(L2)을 수신할 수 있다. 발광 소자층(EML)에서 출력된 제1 광(L1)은 손가락(F)의 융선(FR) 또는 골(FV)에 의하여 반사되고, 반사된 제2 광(L2)은 지문 센서층(FPSL)의 수광 소자(PD)에 도달할 수 있다. 수광 소자(PD)는 제2 광(L2)의 에너지를 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 전기적 신호(전류 또는 전압)로 변환할 수 있고, 변환된 전기적 신호는 센싱 신호로서 센서 구동부(500)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(PD)의 제1 전극과 제2 전극에 역방향 바이어스(Reverse bias)가 형성되는 경우, 제2 광(L2)의 광량에 비례하여 구동 전류와 역방향의 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 수광 소자(PD)가 제2 광(L2)을 수신하면 수광 소자(PD)에서 출력된 역방향의 전류는 스위칭 트랜지스터(ST)에 흐를 수 있고, 센싱 신호로서 센서 구동부(500)에 인가될 수 있다.

센서 구동부(500)는 지문 센서(FPS)로부터 수신된 센싱 신호가 손가락(F)의 융선(FR)에 대응되는지, 또는 손가락(F)의 골(FV)에 대응되는지 구분함으로써, 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다.

예를 들어, 수광 소자(PD)는 포토 트랜지스터(Photo Transistor) 또는 포토 다이오드(Photo Diode)로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 수광 소자(PD)는 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광 센서에 해당할 수 있고, 광의 세기에 따라 흐르는 전류가 변화하는 광기전력 효과를 이용할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동부(200), 지문 센서층(FPSL), 및 센서 구동부(500)를 포함할 수 있다.

표시 구동부(200)는 영상 구동 신호를 표시 패널(100)에 공급하여, 표시 패널(100)의 영상 표시 동작을 제어할 수 있다. 표시 구동부(200)는 외부로부터 공급된 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 기초로 영상 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(200)는 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 호스트(미도시)로부터 공급받을 수 있고, 타이밍 신호는 수직 동기 신호(Vertical Synchronization Signal), 수평 동기 신호(Horizontal Synchronization Signal), 클럭 신호(Clock Signal) 등을 포함할 수 있다. 또한, 영상 구동 신호는 스캔 신호, 에미션 신호, 및 데이터 신호 등을 포함할 수 있다.

센서 구동부(500)는 지문 센서층(FPSL)의 복수의 지문 센서(FPS)의 동작을 제어하여 사용자의 지문을 인식할 수 있다. 예를 들어, 센서 구동부(500)는 복수의 지문 센서(FPS)에 센싱 구동 전압을 공급할 수 있고, 손가락(F)의 터치에 의한 센싱 신호를 수신할 수 있다. 지문 센서(FPS)는 손가락(F)의 융선(FR) 및 골(FV) 각각에서 반사된 광의 에너지를 기초로, 서로 다른 센싱 신호를 센서 구동부(500)에 공급할 수 있다. 센서 구동부(500)는 커버 윈도우(CW)의 복수의 지문 화소 각각에 대응되는 센싱 신호를 기초로 사용자의 지문을 인식할 수 있다.

예를 들어, 표시 구동부(200)와 센서 구동부(500)는 하나의 구성으로 통합될 수 있다. 표시 구동부(200)와 센서 구동부(500)는 하나의 집적 회로(IC)로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 반사된 광의 경로를 나타내는 사시도이고, 도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 화소와 센서 화소를 설명하는 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 표시 장치(10)는 커버 윈도우(CW), 표시 패널(100), 차광층(PHL), 및 지문 센서층(FPSL)을 포함할 수 있다.

커버 윈도우(CW)는 복수의 지문 화소(FPP)와, 복수의 지문 화소(FPP) 각각을 둘러싸는 샘플링 영역(SPR)을 포함할 수 있다. 지문 센서층(FPSL)은 복수의 지문 센서(FPS)와, 복수의 지문 센서(FPS)로 이루어지고 하나의 지문 화소(FPP)와 하나의 홀(H)에 대응되는 센싱 영역(SSR)을 포함할 수 있다.

커버 윈도우(CW) 상의 하나의 지문 화소(FPP)는 지문 센서층(FPSL)의 적어도 하나의 지문 센서(FPS)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 하나의 지문 화소는 20 내지 30개의 지문 센서들(FPS)에 대응될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 커버 윈도우(CW) 상의 샘플링 영역(SPR)은 지문 센서층(FPSL)의 센싱 영역(SSR)에 대응될 수 있다.

복수의 지문 화소(FPP) 각각은 차광층(PHL)의 하나의 홀(H)에 대응될 수 있다. 그리고, 복수의 센싱 영역(SSR) 각각은 차광층(PHL)의 하나의 홀(H)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉되면, 복수의 샘플링 영역(SPR) 각각은 표시 패널(100)에서 출력된 제1 광(L1)을 반사할 수 있고, 복수의 샘플링 영역(SPR) 각각에서 반사된 제2 광(L2)은 차광층(PHL)의 홀(H)을 통과하여 지문 센서층(FPSL)의 센싱 영역(SSR)에 도달할 수 있다. 차광층(PHL)의 복수의 홀(H)은 사용자의 손가락(F)에 의해 반사된 제2 광(L2)의 통로가 될 수 있다. 따라서, 복수의 지문 센서(FPS)는 커버 윈도우(CW) 상의 샘플링 영역(SPR)에 접촉된 손가락(F)의 융선(FR)과, 융선(FR) 사이의 골(FV)에 의해 반사된 제2 광(L2)을 센싱할 수 있다.

복수의 지문 센서(FPS)는 손가락(F)의 융선(FR) 또는 골(FV)에 의하여 반사된 제2 광(L2)을 센싱하여 센싱 신호를 생성할 수 있고, 센싱 신호를 센서 구동부(500)에 공급할 수 있다. 센서 구동부(500)는 손가락(F)의 융선(FR)에 대응되는 센싱 신호와 손가락(F)의 골(FV)에 대응되는 센싱 신호를 구분할 수 있다. 따라서, 센서 구동부(500)는 복수의 지문 센서(FPS) 각각의 센싱 신호를 병합하여, 샘플링 영역(SPR)에 접촉된 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.

복수의 센싱 영역(SSR) 각각은 중앙 영역(CR) 및 주변 영역(SR)을 포함할 수 있다. 중앙 영역(CR)은 센싱 영역(SSR)의 중앙에 배치된 적어도 하나의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있다. 사용자의 손가락(F)에 의하여 반사된 제2 광(L2)은 중앙 영역(CR)에 집중적으로 도달할 수 있다. 따라서, 중앙 영역(CR)의 적어도 하나의 지문 센서(FPS)는 사용자의 지문 정보가 집중될 수 있다.

주변 영역(SR)은 중앙 영역(CR)을 둘러쌀 수 있다. 주변 영역(SR)은 중앙 영역(CR)을 둘러싸는 적어도 하나의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 영역(SR)의 일부 지문 센서(FPS)는 반사된 제2 광(L2)을 수신할 수 있고, 주변 영역(SR)의 다른 일부 지문 센서(FPS)는 반사된 제2 광(L2)을 수신하지 않을 수 있다. 다른 예를 들어, 주변 영역(SR)의 지문 센서(FPS)에 도달하는 제2 광(L2)의 평균 크기는 중앙 영역(CR)의 지문 센서(FPS)에 도달하는 제2 광(L2)의 평균 크기보다 작을 수 있다. 따라서, 주변 영역(SR)은 반사된 제2 광(L2)이 상대적으로 적게 도달할 수 있다. 주변 영역(SR)의 지문 센서(FPS)는 사용자의 지문 정보를 포함할 수 있으나, 중앙 영역(CR)의 지문 센서(FPS)보다 상대적으로 적은 정보를 포함할 수 있다.

표시 장치(10)는 지문 거리(OD)와 센서 거리(ID)의 비율을 조정하여, 사용자의 손가락(F)에 반사된 광을 지문 센서(FPS)를 통해 센싱할 수 있다. 여기에서, 지문 거리(OD)는 사용자의 손가락(F)이 직접 접촉되는 커버 윈도우(CW)의 표면과 차광층(PHL)의 홀(H)의 중심점 사이의 거리에 해당할 수 있다. 센서 거리(ID)는 차광층(PHL)의 홀(H)의 중심점과 지문 센서층(FPSL)의 지문 센서(FPS) 사이의 거리에 해당할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(CW) 상의 지문 화소(FPP)의 일단에서 반사된 광은 홀(H)의 중심점을 통과하여 지문 센서(FPS)의 타단에 도달할 수 있다. 그리고, 커버 윈도우(CW) 상의 지문 화소(FPP)의 타단에서 반사된 광은 홀(H)의 중심점을 통과하여 지문 센서(FPS)의 일단에 도달할 수 있다. 따라서, 지문 화소(FPP)에 직접 접촉되는 지문의 형상과 지문 센서(FPS)에 맺히는 상은 180도의 차이를 가질 수 있다. 센서 구동부(500)는 지문 센서(FPS)에 맺히는 상을 반전시켜 지문 이미지를 생성할 수 있다. 표시 장치(10)는 지문 거리(OD)와 센서 거리(ID)의 비율을 조정하고, 차광층(PHL)의 홀(H)의 배열 및 형상을 조정함으로써, 지문 센서(FPS)의 감도를 향상시킬 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 차광층을 나타내는 평면도이다.

도 10을 참조하면, 차광층(PHL)은 복수의 홀(H)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 홀(H)의 평면 형상은 원에 해당할 수 있다. 복수의 홀(H) 각각의 지름(r)은 3 내지 20um일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

복수의 홀(H)은 제1 방향(X축 방향)으로 제1 피치(P1)를 갖도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 피치(P1)는 센서 거리(ID)의 1.3 내지 1.5 배 일 수 있고, 바람직하게는 센서 거리(ID)의 1.3 배일 수 있다. 여기에서, 센서 거리(ID)는 차광층(PHL)의 홀(H)의 중심점과 지문 센서층(FPSL)의 지문 센서(FPS) 사이의 거리에 해당할 수 있다.

복수의 홀(H)은 제2 방향(Y축 방향)으로 제2 피치(P2)를 갖도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 피치(P2)는 제1 피치(P1)와 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 피치(P2)는 제1 피치(P1)와 서로 다를 수 있다.

예를 들어, 복수의 홀(H)은 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)을 따라 나란하게 배열될 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 홀(H)은 제1 피치(P1) 및 제2 피치(P2)를 따라 배열되면서, 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)을 제외한 방향으로 정렬될 수도 있다.

예를 들어, 제1 피치(P1) 또는 제2 피치(P2)는 제1 박막 봉지층(TFEL1)의 두께에 비례할 수 있다. 제1 박막 봉지층(TFEL1)의 두께가 증가하면 지문 거리(OD)가 증가할 수 있고, 지문 화소(FPP)와 샘플링 영역(SPR)의 면적도 증가할 수 있다. 따라서, 복수의 홀(H)의 제1 피치(P1) 또는 제2 피치(P2)는 지문 거리(OD)와 센서 거리(ID)의 비율을 조정하기 위하여, 제1 박막 봉지층(TFEL1)의 두께에 비례할 수 있다.

예를 들어, 제1 피치(P1) 또는 제2 피치(P2)는 발광 소자층(EML)의 발광 소자들 사이의 거리 또는 서브 화소들(SP) 사이의 거리에 비례할 수 있다. 발광 소자들 사이의 거리가 증가하면 손가락(F)에 반사된 제2 광들(L2) 사이의 거리도 증가할 수 있다. 따라서, 제1 피치(P1) 또는 제2 피치(P2)는 복수의 홀(H)이 제2 광(L2)의 통로 역할을 수행하기 위하여, 발광 소자들 사이의 거리 또는 서브 화소들(SP) 사이의 거리에 비례할 수 있다.

차광층(PHL)은 서로 인접한 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차광층(PHL)의 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4) 각각은 서로 인접하게 배치될 수 있고, 차광층(PHL)의 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4) 각각에 대응되는 센싱 영역들(SSR)도 서로 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 사용자의 손가락(F)에 의하여 반사된 제2 광(L2)은 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4)을 통과하여 서로 인접한 센싱 영역들(SSR)에 집중적으로 도달할 수 있다.

복수의 홀(H)의 형상은 도 5에 도시된 원 형상에 제한되지 않는다. 예를 들어, 복수의 홀(H)은 타원 형상, 다각 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 홀(H)은 차광층(PHL) 내에서 서로 다른 형상을 가질 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서층을 나타내는 단면도이다. 예를 들어, 도 11에 도시된 지문 센서층(FPSL)의 봉지 기판(ENC)은 표시 패널(100)의 하면에 부착될 수 있다. 다른 예를 들어, 지문 센서층(FPSL)은 상하 반전되어, 지문 센서층(FPSL)의 제2 기판(SUB2)이 표시 패널(100)의 하면에 부착될 수 있다.

도 11을 참조하면, 지문 센서층(FPSL)은 제2 기판(SUB2), 버퍼층(410), 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2), 수광 소자층(PDL), 및 제2 박막 봉지층(TFTL2)을 포함할 수 있다.

제2 기판(SUB2)은 베이스 기판일 수 있고, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(SUB2)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 기판(SUB2)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 제2 기판(SUB2)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

버퍼층(410)은 제1 버퍼층(411) 및 제2 버퍼층(412)을 포함할 수 있다. 제1 버퍼층(411)은 제2 기판(SUB2) 상에 마련될 수 있다. 제1 버퍼층(411)은 공기 또는 수분의 침투를 방지할 수 있는 무기막으로 이루어질 수 있다. 제1 버퍼층(411)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 적어도 하나의 무기막으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 버퍼층(412)은 제1 버퍼층(411) 상에 배치되고, 제1 버퍼층(411) 상에 패터닝된 차광 패턴(420)을 덮을 수 있다. 제2 버퍼층(412)은 공기 또는 수분의 침투를 방지할 수 있는 무기막으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 버퍼층(412)은 제1 버퍼층(411)과 함께 지문 센서층(FPSL)의 수분 투습도를 향상시킬 수 있다.

차광 패턴(420)은 스위칭 트랜지스터(ST)와 중첩되도록 제1 및 제2 버퍼층(411, 412) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴(420)은 제1 버퍼층(411) 상에 광 흡수 물질을 증착한 후 노광 패터닝을 수행하여 형성될 수 있다. 차광 패턴(420)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 은(Ag) 등의 금속 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)은 버퍼층(410) 상에 마련될 수 있다. 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)은 복수의 지문 센서(FPS) 각각을 구동시키는 스위칭 트랜지스터(ST)를 포함할 수 있다. 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)은 게이트 절연막(440), 층간 절연막(450), 보호층(460), 및 평탄화층(470)을 더 포함할 수 있다. 지문 센서(FPS)의 스위칭 트랜지스터(ST)는 반도체층(431), 게이트 전극(432), 소스 전극(433), 및 드레인 전극(434)을 포함할 수 있다.

반도체층(431)은 버퍼층(410) 상에 마련될 수 있다. 반도체층(431)은 게이트 전극(432), 소스 전극(433), 및 드레인 전극(434)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 반도체층(431)은 소스 전극(433) 및 드레인 전극(434)과 직접 접촉될 수 있고, 게이트 절연막(440)을 사이에 두고 게이트 전극(432)과 마주할 수 있다.

게이트 전극(432)은 게이트 절연막(440) 상에 배치될 수 있다. 게이트 전극(432)은 게이트 절연막(440)을 사이에 두고, 반도체층(431)과 중첩될 수 있다.

소스 전극(433) 및 드레인 전극(434)은 층간 절연막(450) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 소스 전극(433)은 게이트 절연막(440) 및 층간 절연막(450)에 마련된 제1 컨택홀을 통해 반도체층(431)의 일단과 접촉할 수 있다. 드레인 전극(434)은 게이트 절연막(440) 및 층간 절연막(450)에 마련된 제2 컨택홀을 통해 반도체층(431)의 타단과 접촉할 수 있다. 드레인 전극(434)은 보호층(460)의 제3 컨택홀을 통해 수광 소자(PD)의 제1 전극(481)과 직접 접촉될 수 있다.

게이트 절연막(440)은 반도체층(431) 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(440)은 반도체층(431) 및 버퍼층(410) 상에 배치될 수 있고, 반도체층(431)과 게이트 전극(432)을 절연시킬 수 있다. 게이트 절연막(440)은 소스 전극(433)이 관통하는 제1 컨택홀 및 드레인 전극(434)이 관통하는 제2 컨택홀을 포함할 수 있다.

층간 절연막(450)은 게이트 전극(432) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 층간 절연막(450)은 소스 전극(433)이 관통하는 제1 컨택홀 및 드레인 전극(434)이 관통하는 제2 컨택홀을 포함할 수 있다. 여기에서, 층간 절연막(450)의 제1 컨택홀 및 제2 컨택홀 각각은 게이트 절연막(440)의 제1 컨택홀 또는 제2 컨택홀과 연결될 수 있다.

보호층(460)은 스위칭 트랜지스터(ST) 상에 마련되어, 스위칭 트랜지스터(ST)를 보호할 수 있다. 예를 들어, 보호층(460)은 수광 소자(PD)의 제1 전극(481)이 관통하는 제3 컨택홀을 포함할 수 있다.

평탄화층(470)은 보호층(460) 상에 마련되어, 스위칭 트랜지스터(ST)의 상단을 평탄화시킬 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(470)은 수광 소자(PD)의 제1 전극(481)이 관통하는 제3 컨택홀을 포함할 수 있다. 여기에서, 보호층(460)의 제3 컨택홀과 평탄화층(470)의 제3 컨택홀은 수광 소자(PD)의 제1 전극(481)을 관통시키기 위하여 서로 연결될 수 있다.

수광 소자층(PDL)은 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2) 상에 마련될 수 있다. 수광 소자층(PDL)은 제2 박막 트랜지스터층(TFTL2)의 스위칭 트랜지스터(ST)와 접속된 수광 소자(PD)를 포함할 수 있다. 수광 소자(PD)는 차광 패턴(420)과 중첩되지 않게 배치될 수 있다.

수광 소자(PD)는 제1 전극(481), 수광층(482), 및 제2 전극(483)을 포함할 수 있다.

제1 전극(481)은 평탄화층(470) 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(481)은 센서 정의막(490)에 의해 정의되는 수광 소자층(PDL)의 개구 영역과 중첩되게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 전극(481)은 평탄화층(470)과 보호층(460)에 마련된 제3 컨택홀을 통해 스위칭 트랜지스터(ST)의 드레인 전극(434)에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(481)은 투명 도전 물질로 이루어짐으로써 손가락(F)에 의하여 반사된 제2 광(L2)을 투과시킬 수 있고, 수광 소자(PD)의 양극(Anode)의 역할을 할 수 있다.

수광층(482)은 제1 전극(481) 상에 마련될 수 있다. 수광층(482)은 정공 주입층, 정공 수송층, 수광층, 전자 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수광층(482)은 유기 물질로 이루어진 유기 수광층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 수광층(482)이 유기 수광층에 해당하는 경우, 유기 수광층은 제2 광(L2)을 수신하여 정공과 전자를 결합할 수 있고, 제2 광(L2)의 에너지를 제1 전극(481)과 제2 전극(483) 사이에 형성되는 전기적 신호(전류 또는 전압)로 변환할 수 있다.

제2 전극(483)은 수광층(482) 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(483)은 지문 센서(FPS) 별로 구분되지 않고 전체 지문 센서(FPS)에 공통되는 전극 형태로 구현될 수 있다. 구동 전압이 제1 전극(481)에 인가되고 공통 전압이 제2 전극(483)에 인가되면, 정공과 전자는 수광층(482)으로 이동하여 서로 결합할 수 있다. 제2 전극(483)은 수광 소자(PD)의 음극(Cathode)의 역할을 할 수 있다.

수광 소자층(PDL)은 복수의 지문 센서(FPS)를 정의하는 센서 정의막(490)을 포함할 수 있다. 센서 정의막(490)은 평탄화층(470) 상에 마련될 수 있다. 센서 정의막(490)은 서로 인접한 제1 전극(481) 사이에 마련되어, 복수의 제1 전극(481)을 구획할 수 있다. 센서 정의막(490)은 서로 인접한 제1 전극(481)과 수광층(482)을 전기적으로 절연함으로써, 수광 소자층(PDL)의 개구 영역을 정의할 수 있다.

제2 박막 봉지층(TFEL2)은 수광 소자층(PDL) 상에 마련될 수 있다. 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 수광 소자층(PDL)을 덮을 수 있고, 수광 소자층(PDL)에 산소 또는 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 제2 박막 봉지층(TFEL2)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층과 같은 무기막을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

지문 센서층(FPSL)은 제2 박막 봉지층(TFEL2) 상에 배치된 봉지 기판(ENC)을 더 포함할 수 있다. 봉지 기판(ENC)은 제2 박막 봉지층(TFEL2)을 덮어 공기 또는 수분이 지문 센서층(FPSL)에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 봉지 기판(ENC)은 광 투과 기판으로서, 글라스 기판일 수 있다. 도 11과 같이, 봉지 기판(ENC)은 지문 센서층(FPSL)의 최상부에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 봉지 기판(ENC)은 생략될 수도 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 센서 구동부를 나타내는 블록도이고, 도 13은 도 12의 센서 구동부의 비교부를 나타내는 도면이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 센서 구동부(500)는 데이터 추출부(510), 데이터 병합부(520), 메모리부(530), 비교부(540), 및 이미지 생성부(550)를 포함할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 복수의 지문 센서(FPS)로부터 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)를 수신할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 리드 아웃 라인들(ROL)을 통해 복수의 지문 센서(FPS)로부터 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)를 수신할 수 있다.

복수의 지문 센서(FPS)는 커버 윈도우(CW) 상에 반사 물질(예를 들어, 사용자의 신체 또는 기준 부재)의 접촉이 없는 경우 광을 수신하지 않을 수 있다. 지문 센서(FPS)의 수광 소자(PD)는 광을 수신하지 않으면 제1 전극으로 입력된 구동 전류를 제2 전극으로 출력할 수 있다.

기준 부재가 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우, 복수의 지문 센서(FPS) 각각은 변경된 센싱 신호(SE_REF)를 데이터 추출부(510)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서층(FPSL)과 마주하는 기준 부재의 표면은 평탄할 수 있다. 따라서, 기준 부재에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호(SE_REF)는 지문 센서(FPS)의 특성 정보를 포함할 수 있다.

사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우, 복수의 지문 센서(FPS) 각각은 변경된 센싱 신호(SE_FP)를 데이터 추출부(510)에 공급할 수 있다. 손가락(F)의 융선(FR)에 의하여 반사된 광을 수신한 지문 센서(FPS)의 센싱 신호(SE_FP)는 손가락(F)의 골(FV)에 의하여 반사된 광을 수신한 지문 센서(FPS)의 센싱 신호(SE_FP)와 서로 다를 수 있다. 센서 구동부(500)는 이러한 센싱 신호(SE_FP)의 차이를 구분하여 지문 센서(FPS)에 대응되는 커버 윈도우(CW)의 지문 화소에 손가락(F)의 융선(FR)이 접촉되었는지 또는 골(FV)이 접촉되었는지 판단할 수 있다. 따라서, 센서 구동부(500)는 센싱 신호(SE_FP)를 기초로 지문 이미지를 생성하여 사용자 지문의 패턴을 인식할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)로부터 중요 데이터를 추출할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(CW) 상의 하나의 지문 화소(FPP)는 차광층(PHL)의 하나의 홀(H)에 대응되고, 지문 센서층(FPSL)의 하나의 센싱 영역(SSR)에 대응될 수 있다. 하나의 센싱 영역(SSR)은 복수의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있다. 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)의 데이터는 복수의 센싱 영역(SSR)에 집중될 수 있다. 또한, 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)의 데이터는 주변 영역(SR)보다 중앙 영역(CR)에 더 집중될 수 있다. 데이터 추출부(510)는 복수의 홀(H) 각각에 대응되는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 추출하여 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD) 또는 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)의 데이터들 중에서 불필요 데이터 또는 비중요 정보를 제거할 수 있고, 데이터 병합부(520)는 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)의 데이터들 중에서 필요 데이터 또는 중요 정보를 병합할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 기준 부재가 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 기준 부재에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)를 수신하고, 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출하여 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 기준 부재에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 생성된 기준 데이터(REFD)는 메모리부(530)에 공급될 수 있고, 지문 데이터(FPD)가 생성되기 전까지 메모리부(530)에 저장될 수 있다.

데이터 추출부(510)는 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)를 수신하고, 센싱 신호(SE_FP)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출하여 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 지문 데이터(FPD)를 비교부(540)에 공급할 수 있다.

메모리부(530)는 사용자의 터치가 발생하기 전에, 기준 부재를 이용하여 생성된 기준 데이터(REFD)를 저장할 수 있다. 메모리부(530)는 사용자의 터치가 발생하면 저장된 기준 데이터(REFD)를 비교부(540)에 공급할 수 있다.

비교부(540)는 사용자의 터치가 발생하면, 메모리부(530)로부터 기준 데이터(REFD)를 수신하고 데이터 병합부(520)로부터 지문 데이터(FPD)를 수신할 수 있다. 비교부(540)는 기준 데이터(REFD)와 지문 데이터(FPD)의 차이 값을 출력하여 이미지 생성부(550)에 공급할 수 있다.

도 13에서, 비교부(540)는 제1 입력 단자(IN1), 제2 입력 단자(IN2), 및 출력 단자(OUT)를 포함할 수 있다. 비교부(540)의 제1 입력 단자(IN1)는 메모리부(530)와 접속되고, 제2 입력 단자(IN2)는 데이터 병합부(520)와 접속되며, 출력 단자(OUT)는 이미지 생성부(550)와 접속될 수 있다. 따라서, 비교부(540)는 메모리부(530)로부터 수신된 기준 데이터(REFD)와, 데이터 병합부(520)로부터 수신된 지문 데이터(FPD)의 차이 값을 이미지 생성부(550)에 공급할 수 있다.

이미지 생성부(550)는 비교부(540)의 출력을 수신하여 지문 이미지(IMG)를 생성할 수 있다. 이미지 생성부(550)는 비교기(540)의 출력이 갖는 이미지 정보(또는 광학 정보, 지문 정보)를 이용하여 지문 이미지(IMG)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 생성부(550)는 반사 물질(예를 들어, 사용자의 신체)의 이미지로부터 센싱 신호(SE_FP)의 데이터 값을 산출하는 광학 특성을 역이용 또는 역산하여, 비교기(540)의 출력으로부터 지문 이미지(IMG)를 생성할 수 있다.

도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 기준 데이터를 생성하기 위한 기준 부재의 배치를 설명하는 도면이다. 도 14에 도시된 표시 장치는 커버 윈도우(CW)의 표면에 기준 부재(RM)가 접촉되고, 도 2에 도시된 표시 장치는 커버 윈도우(CW)의 표면에 손가락(F)이 접촉되는 것으로서, 전술한 구성과 동일한 구성은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.

도 14를 참조하면, 기준 부재(RM)는 커버 윈도우(CW) 상에 배치될 수 있다. 기준 부재(RM)는 사용자의 터치가 발생하기 전에, 기준 데이터(REFD)를 생성하기 위하여 커버 윈도우(CW) 상에 일시적으로 배치될 수 있다. 기준 부재(RM)는 기준 데이터(REFD)가 생성되어 메모리부(530)에 저장된 후 제거될 수 있고, 커버 윈도우(CW)의 표면은 사용자의 손가락(F)이 접촉될 수 있도록 노출될 수 있다.

예를 들어, 기준 부재(RM)는 실리콘 또는 종이로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 기준 부재(RM)는 광을 투과 및 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 기준 부재(RM)는 제1 광(L1)의 일부를 투과시킬 수 있고, 제1 광(L1)의 나머지 일부를 반사시켜 제2 광(L2)을 지문 센서층(FPSL)에 공급할 수 있다. 지문 센서층(FPSL)과 마주하는 기준 부재(RM)의 표면은 평탄할 수 있다. 따라서, 기준 부재(RM)에 의한 반사광(L2)으로부터 생성된 센싱 신호(SE_REF)는 지문 센서(FPS)의 특성 정보를 포함할 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 반사광이 수신된 지문 센서층을 나타내는 도면이다. 도 16은 도 15의 지문 센서층에서 추출된 복수의 센싱 영역을 나타내는 도면이며, 도 17은 도 16의 복수의 센싱 영역의 데이터들로부터 생성된 지문 데이터 또는 기준 데이터를 나타내는 도면이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 지문 센서층(FPSL)은 복수의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있고, 복수의 지문 센서(FPS)는 반사광을 수신하여 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)를 생성할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 리드 아웃 라인들(ROL)을 통해 복수의 지문 센서(FPS)로부터 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)를 수신할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 기준 부재(RM)가 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)를 수신하고, 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출하여 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 생성된 기준 데이터(REFD)는 메모리부(530)에 공급될 수 있고, 지문 데이터(FPD)가 생성되기 전까지 메모리부(530)에 저장될 수 있다.

예를 들어, 기준 부재가 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우와, 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우에서, 데이터 추출부(510)가 데이터를 추출하는 방법과 데이터 병합부(520)가 데이터를 병합하는 방법은 동일할 수 있다. 다만, 데이터 추출부(510)와 데이터 병합부(520)는 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)를 수신하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있고, 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)를 수신하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 이하에서는, 지문 데이터(FPD)를 생성하는 과정을 중심으로 설명하고, 기준 데이터(REFD)를 생성하는 과정은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.

도 15를 도 8 및 도 10과 결부하면, 차광층(PHL)은 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4)를 포함할 수 있고, 지문 센서층(FPSL)은 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)을 포함할 수 있다. 지문 센서층(FPSL)의 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4) 각각은 차광층(PHL)의 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4) 각각에 대응될 수 있다. 따라서, 사용자의 손가락(F)에 의하여 반사된 제2 광(L2)은 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4)을 통과하여 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)에 집중적으로 도달할 수 있다.

제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4) 각각은 제1 내지 제4 중앙 영역(CR1, CR2, CR3, CR4) 각각과, 제1 내지 제4 주변 영역(SR1, SR2, SR3, SR4) 각각을 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 센싱 영역(SSR1)은 제m-n 지문 센서(Amn, 이하에서 m은 1 내지 8의 자연수이고 n은 1 내지 8의 자연수)를 포함할 수 있다. 이 중에서, 제1 중앙 영역(CR1)은 제i-j 지문 센서(Aij, 이하에서 i는 3 내지 6의 자연수이고 j는 3 내지 6의 자연수)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 주변 영역(SR1)은 제1 센싱 영역(SSR1)의 지문 센서들(Amn) 중 제1 중앙 영역(CR1)의 지문 센서들(Aij)을 제외한 나머지 지문 센서들을 포함할 수 있다.

제2 센싱 영역(SSR2)은 제m-n 지문 센서(Bmn)를 포함할 수 있다. 이 중에서, 제2 중앙 영역(CR2)은 제i-j 지문 센서(Bij)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 주변 영역(SR2)은 제2 센싱 영역(SSR2)의 지문 센서들(Bmn) 중 제2 중앙 영역(CR2)의 지문 센서들(Bij)을 제외한 나머지 지문 센서들을 포함할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 제3 및 제4 센싱 영역(SSR3, SS4)도 복수의 지문 센서(Cmn, Dmn)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)에 공통되는 설명은 생략하기로 한다.

제1 중앙 영역(CR1)은 제1 센싱 영역(SSR1)의 중앙에 배치될 수 있다. 제1 홀(H1)을 통과한 반사광은 제1 중앙 영역(CR1)에 집중적으로 도달할 수 있다. 따라서, 제1 중앙 영역(CR1)의 복수의 지문 센서(Aij)는 사용자의 지문 정보를 집중적으로 가질 수 있다.

제1 주변 영역(SR1)은 제1 중앙 영역(CR1)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 제1 주변 영역(SR1)의 지문 센서들(Aij를 제외한 Amn)에 도달하는 제2 광(L2)의 평균 크기는 제1 중앙 영역(CR1)의 지문 센서들(Aij)에 도달하는 제2 광(L2)의 평균 크기보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 주변 영역(SR1)은 제1 중앙 영역(CR1)보다 반사광이 상대적으로 적게 도달할 수 있다. 따라서, 제1 주변 영역(SR1)의 지문 센서들(Aij를 제외한 Amn)은 제1 중앙 영역(CR1)의 지문 센서들(Aij)보다 상대적으로 적은 지문 정보를 가질 수 있다.

데이터 추출부(510)는 센싱 신호(SE_FP)로부터 사용자의 지문 정보를 포함하는 복수의 지문 센서(FPS)의 데이터를 추출할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 지문 센서층(FPSL)에 배치된 복수의 지문 센서(FPS) 중에서 복수의 홀(H)을 통과한 반사광이 집중된 지문 센서들의 데이터들을 추출할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 도 15에 도시된 복수의 지문 센서(FPS) 중에서 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4) 각각에 대응되는 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들을 추출할 수 있고, 도 16에 도시된 추출된 데이터들을 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 도 16에 도시된 데이터들을 병합하여 도 17에 도시된 지문 데이터(FPD) 또는 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR) 각각의 주변 영역(SR)의 데이터를 해당 센싱 영역(SSR)과 인접한 다른 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터와 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD) 또는 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 지문 데이터(FPD) 또는 기준 데이터(REFD)는 핵심 병합 영역(CMR) 및 주변 병합 영역(SMR)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문 데이터(FPD)의 핵심 병합 영역(CMR)은 제1 내지 제4 중앙 영역(CR1, CR2, CR3, CR4)의 데이터들을 나란하게 배치하고, 제1 내지 제4 주변 영역(SR1, SR2, SR3, SR4)의 데이터들을 인접한 중앙 영역의 데이터들과 병합함으로써 생성될 수 있다.

예를 들어, 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터는 제2 내지 제4 주변 영역(SR2, SR3, SR4)의 데이터와 병합될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제1-3 데이터(CM13)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제3-5 지문 센서(A35)와 제2 주변 영역(SR2)의 제3-1 지문 센서(B31)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제3-1 데이터(CM31)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제5-3 지문 센서(A53)와 제3 주변 영역(SR3)의 제1-3 지문 센서(C13)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제3-3 데이터(CM33)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제5-5 지문 센서(A55)와, 제2 주변 영역(SR2)의 제5-1 지문 센서(B51)와, 제3 주변 영역(SR3)의 제1-5 지문 센서(C15)와, 제4 주변 영역(SR4)의 제1-1 지문 센서(D11)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

예를 들어, 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 중앙 영역(CR2)의 데이터는 제1, 제3 및 제4 주변 영역(SR1, SR3, SR4)의 데이터와 병합될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제1-6 데이터(CM16)는 제2 중앙 영역(CR2)의 제3-4 지문 센서(B34)와 제1 주변 영역(SR1)의 제3-8 지문 센서(A38)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제3-8 데이터(CM38)는 제2 중앙 영역(CR2)의 제5-6 지문 센서(B56)와 제4 주변 영역(SR4)의 제1-6 지문 센서(D16)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제3-6 데이터(CM36)는 제2 중앙 영역(CR2)의 제5-4 지문 센서(B54)와, 제1 주변 영역(SR1)의 제5-8 지문 센서(A58)와, 제3 주변 영역(SR3)의 제1-8 지문 센서(C18)와, 제4 주변 영역(SR4)의 제1-4 지문 센서(D14)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

예를 들어, 제3 센싱 영역(SSR3)의 제3 중앙 영역(CR3)의 데이터는 제1, 제2 및 제4 주변 영역(SR1, SR2, SR4)의 데이터와 병합될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제6-1 데이터(CM61)는 제3 중앙 영역(CR3)의 제4-3 지문 센서(C43)와 제1 주변 영역(SR1)의 제8-3 지문 센서(A83)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제8-3 데이터(CM83)는 제3 중앙 영역(CR3)의 제6-5 지문 센서(C65)와 제4 주변 영역(SR4)의 제6-1 지문 센서(D61)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제6-3 데이터(CM63)는 제3 중앙 영역(CR3)의 제4-5 지문 센서(C45)와, 제1 주변 영역(SR1)의 제8-5 지문 센서(A85)와, 제2 주변 영역(SR2)의 제8-1 지문 센서(B81)와, 제4 주변 영역(SR4)의 제4-1 지문 센서(D41)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

예를 들어, 제4 센싱 영역(SSR4)의 제4 중앙 영역(CR4)의 데이터는 제1 내지 제3 주변 영역(SR1, SR2, SR3)의 데이터와 병합될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제6-8 데이터(CM68)는 제4 중앙 영역(CR4)의 제4-6 지문 센서(D46)와 제2 주변 영역(SR2)의 제8-6 지문 센서(B86)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제8-6 데이터(CM86)는 제4 중앙 영역(CR4)의 제6-4 지문 센서(D64)와 제3 주변 영역(SR3)의 제6-8 지문 센서(C68)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제6-6 데이터(CM66)는 제4 중앙 영역(CR4)의 제4-4 지문 센서(D44)와, 제1 주변 영역(SR1)의 제8-8 지문 센서(A88)와, 제2 주변 영역(SR2)의 제8-4 지문 센서(B84)와, 제3 주변 영역(SR3)의 제4-8 지문 센서(C48)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

지문 데이터(FPD)의 주변 병합 영역(SMR)은 서로 인접한 주변 영역들(SR)의 데이터들을 병합함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 주변 병합 영역(SMR)의 제1-1 데이터(SM11)는 제1 주변 영역(SR1)의 제1-5 지문 센서(A15)와 제2 주변 영역(SR2)의 제1-1 지문 센서(B11)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 주변 병합 영역(SMR)의 제3-1 데이터(SM31)는 제1 주변 영역(SR1)의 제5-1 지문 센서(A51)와 제3 주변 영역(SR3)의 제1-1 지문 센서(C11)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

이와 같이, 데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합함으로써, 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)의 데이터들 중에서 중요 정보들을 강조하고 비중요 정보들을 제거할 수 있다. 또한, 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터들 뿐만 아니라, 주변 영역(SR)의 데이터들도 이용하여 기준 데이터(REFD) 또는 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 따라서, 센서 구동부(500)는 복수의 지문 센서(FPS)의 데이터들의 병합 과정에서 중앙 영역(CR)의 데이터와 주변 영역(SR)의 데이터를 폭 넓게 이용함으로써, 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 자연스럽게 병합할 수 있고, 저해상도의 지문 센서로부터 고품질의 지문 이미지를 획득할 수 있다.

도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 지문 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다. 여기에서, 도 18은 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2)의 데이터들을 병합하는 방법을 도시하였으나, 도 18에 도시된 구성은 도 15 내지 도 17에서 설명한 방법과 실질적으로 동일한 방법에 해당한다. 따라서, 도 18에 도시된 구성은 4 이상의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하는 과정에서 그대로 이용될 수 있다.

도 18을 참조하면, 지문 센서층(FPSL)은 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2)을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2) 각각은 제1 및 제2 중앙 영역(CR1, CR2) 각각과, 제1 및 제2 주변 영역(SR1, SR2) 각각을 포함할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 기준 부재(RM)가 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)를 수신하고, 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출하여 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR) 각각의 주변 영역(SR)의 데이터를 해당 센싱 영역(SSR)과 인접한 다른 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터와 병합(Data Merge)하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 데이터 병합부(520)는 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)를 수신하고, 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 주변 영역(SR1)의 데이터를 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 중앙 영역(CR2)의 데이터와 병합할 수 있다(SR1+CR2). 또한, 데이터 병합부(520)는 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 주변 영역(SR2)의 데이터를 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터와 병합할 수 있다(CR1+SR2). 데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다.

메모리부(530)는 사용자의 터치가 발생하기 전에, 기준 부재(RM)를 이용하여 생성된 기준 데이터(REFD)를 저장할 수 있다. 메모리부(530)는 사용자의 터치가 발생하면 저장된 기준 데이터(REFD)를 비교부(540)에 공급할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)를 수신하고, 센싱 신호(SE_FP)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출하여 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR) 각각의 주변 영역(SR)의 데이터를 해당 센싱 영역(SSR)과 인접한 다른 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터와 병합(Data Merge)하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 데이터 병합부(520)는 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)를 수신하고, 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 주변 영역(SR1)의 데이터를 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 중앙 영역(CR2)의 데이터와 병합할 수 있다(SR1+CR2). 또한, 데이터 병합부(520)는 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 주변 영역(SR2)의 데이터를 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터와 병합할 수 있다(CR1+SR2). 데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다.

비교부(540)는 사용자의 터치가 발생하면, 메모리부(530)로부터 기준 데이터(REFD)를 수신하고 데이터 병합부(520)로부터 지문 데이터(FPD)를 수신할 수 있다. 비교부(540)는 기준 데이터(REFD)와 지문 데이터(FPD)의 차이 값(REFD-FPD)을 출력하여 이미지 생성부(550)에 공급할 수 있다.

센서 구동부(500)는 기준 데이터(REFD)와 지문 데이터(FPD)의 차이 값을 기초로 지문 이미지(IMG)를 생성함으로써, 복수의 지문 센서(FPS)의 특성을 반영하여 지문 이미지(IMG)의 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 출원에 따른 표시 장치(10)는 저해상도의 지문 센서로부터 고품질의 지문 이미지를 획득할 수 있다.

도 19는 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 반사광이 수신된 지문 센서층을 나타내는 도면이고, 도 20은 도 19의 지문 센서층에서 추출된 복수의 센싱 영역을 나타내는 도면이다. 도 21은 도 20의 복수의 센싱 영역 각각으로부터 생성된 확장 영역을 나타내는 도면이고, 도 22는 도 21의 복수의 센싱 영역의 데이터들로부터 생성된 지문 데이터 또는 기준 데이터를 나타내는 도면이다. 도 19 내지 도 22에 도시된 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)은 도 15 내지 도 17에 도시된 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)에서 확장 영역(ER1, ER2, ER3, ER4)을 더 포함하는 것으로서, 전술한 구성과 동일한 구성은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.

도 19 내지 도 22를 참조하면, 지문 센서층(FPSL)은 복수의 지문 센서(FPS)를 포함할 수 있고, 복수의 지문 센서(FPS)는 반사광을 수신하여 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)를 생성할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 리드 아웃 라인들(ROL)을 통해 복수의 지문 센서(FPS)로부터 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)를 수신할 수 있다.

도 19를 도 8 및 도 10과 결부하면, 차광층(PHL)은 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4)를 포함할 수 있고, 지문 센서층(FPSL)은 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)을 포함할 수 있다. 지문 센서층(FPSL)의 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4) 각각은 차광층(PHL)의 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4) 각각에 대응될 수 있다. 따라서, 사용자의 손가락(F)에 의하여 반사된 제2 광(L2)은 제1 내지 제4 홀(H1, H2, H3, H4)을 통과하여 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)에 집중적으로 도달할 수 있다.

예를 들어, 제1 센싱 영역(SSR1)은 제p-q 지문 센서(Apq, 이하에서 p는 2 내지 7의 자연수이고 q는 2 내지 7의 자연수)를 포함할 수 있다. 이 중에서, 제1 중앙 영역(CR1)은 제i-j 지문 센서(Aij, 이하에서 i는 3 내지 6의 자연수이고 j는 3 내지 6의 자연수)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 주변 영역(SR1)은 제1 센싱 영역(SSR1)의 지문 센서들(Apq) 중 제1 중앙 영역(CR1)의 지문 센서들(Aij)을 제외한 나머지 지문 센서들을 포함할 수 있다.

제2 센싱 영역(SSR2)은 제p-q 지문 센서(Bpq)를 포함할 수 있다. 이 중에서, 제2 중앙 영역(CR2)은 제i-j 지문 센서(Bij)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 주변 영역(SR2)은 제2 센싱 영역(SSR2)의 지문 센서들(Bmn) 중 제2 중앙 영역(CR2)의 지문 센서들(Bij)을 제외한 나머지 지문 센서들을 포함할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 제3 및 제4 센싱 영역(SSR3, SS4)도 복수의 지문 센서(Cpq, Dpq)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)에 공통되는 설명은 생략하기로 한다.

제1 주변 영역(SR1)은 제1 중앙 영역(CR1)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 제1 주변 영역(SR1)의 지문 센서들(Aij를 제외한 Apq)에 도달하는 제2 광(L2)의 평균 크기는 제1 중앙 영역(CR1)의 지문 센서들(Aij)에 도달하는 제2 광(L2)의 평균 크기보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 주변 영역(SR1)은 제1 중앙 영역(CR1)보다 반사광이 상대적으로 적게 도달할 수 있다. 따라서, 제1 주변 영역(SR1)의 지문 센서들(Aij를 제외한 Apq)은 제1 중앙 영역(CR1)의 지문 센서들(Aij)보다 상대적으로 적은 지문 정보를 가질 수 있다.

제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4) 각각은 제1 내지 제4 주변 영역(SR1, SR2, SR3, SR4) 각각을 둘러싸는 제1 내지 제4 확장 영역(ER1, ER2, ER3, ER4) 각각을 더 포함할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터와 제1 주변 영역(SR1)의 데이터를 기초로 제1 확장 영역(ER1)의 데이터를 생성할 수 있다. 제1 확장 영역(ER1)의 데이터는 복수의 센싱 영역(SSR) 각각의 중앙 영역(CR)의 데이터와 주변 영역(SR)의 데이터의 차이 값들의 평균 값을 기초로 생성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 추출부(510)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR) 데이터와 주변 영역(SR)의 데이터의 평균 비율 또는 평균 프로필을 산출할 수 있고, 평균 비율 또는 평균 프로필을 모든 센싱 영역들(SSR)의 확장 영역에 적용할 수 있다. 따라서, 데이터 추출부(510)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 평균 비율 또는 평균 프로필을 기초로 제1 확장 영역(ER1)의 데이터 값을 산출할 수 있다.

예를 들어, 제1 주변 영역(SR1)의 폭은 제1 확장 영역(ER1)의 폭과 동일할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

데이터 추출부(510)는 센싱 신호(SE_FP)로부터 사용자의 지문 정보를 포함하는 복수의 지문 센서(FPS)의 데이터를 추출할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 지문 센서층(FPSL)에 배치된 복수의 지문 센서(FPS) 중에서 복수의 홀(H)을 통과한 반사광이 집중된 지문 센서들의 데이터들을 추출할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 도 19에 도시된 복수의 지문 센서(FPS)의 데이터들로부터 도 20에 도시된 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들을 추출할 수 있고, 도 20에 도시된 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들로부터 도 21에 도시된 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들을 생성할 수 있다. 데이터 추출부(510)는 도 21에 도시된 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들을 데이터 병합부(520)에 공급할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 도 21에 도시된 데이터들을 병합하여 도 22에 도시된 지문 데이터(FPD) 또는 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR) 각각의 주변 영역(SR) 및 확장 영역의 데이터를 해당 센싱 영역(SSR)과 인접한 다른 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터와 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 제1 내지 제4 센싱 영역(SSR1, SSR2, SSR3, SSR4)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD) 또는 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 지문 데이터(FPD) 또는 기준 데이터(REFD)는 핵심 병합 영역(CMR) 및 주변 병합 영역(SMR)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문 데이터(FPD)의 핵심 병합 영역(CMR)은 제1 내지 제4 중앙 영역(CR1, CR2, CR3, CR4)의 데이터들을 나란하게 배치하고, 제1 내지 제4 주변 영역(SR1, SR2, SR3, SR4)과 제1 내지 제4 확장 영역(ER1, ER2, ER3, ER4)의 데이터들을 인접한 중앙 영역의 데이터들과 병합함으로써 생성될 수 있다.

예를 들어, 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터는 제2 내지 제4 주변 영역(SR2, SR3, SR4)과 제2 내지 제4 확장 영역(ER2, ER3, ER4)의 데이터들과 병합될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제1-3 데이터(CM13)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제3-5 지문 센서(A35)와 제2 확장 영역(ER2)의 제3-1 지문 센서(B31)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제1-4 데이터(CM14)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제3-6 지문 센서(A36)와 제2 주변 영역(SR2)의 제3-2 지문 센서(B32)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

핵심 병합 영역(CMR)의 제3-1 데이터(CM31)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제5-3 지문 센서(A53)와 제3 확장 영역(ER3)의 제1-3 지문 센서(C13)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제4-1 데이터(CM41)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제6-3 지문 센서(A63)와 제3 주변 영역(SR3)의 제2-3 지문 센서(C13)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

핵심 병합 영역(CMR)의 제3-3 데이터(CM33)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제5-5 지문 센서(A55)와, 제2 확장 영역(ER2)의 제5-1 지문 센서(B51)와, 제3 확장 영역(ER3)의 제1-5 지문 센서(C15)와, 제4 확장 영역(ER4)의 제1-1 지문 센서(D11)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 핵심 병합 영역(CMR)의 제4-4 데이터(CM44)는 제1 중앙 영역(CR1)의 제6-6 지문 센서(A66)와, 제2 주변 영역(SR2)의 제6-2 지문 센서(B62)와, 제3 주변 영역(SR3)의 제2-6 지문 센서(C26)와, 제4 주변 영역(SR4)의 제2-2 지문 센서(D22)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

지문 데이터(FPD)의 주변 병합 영역(SMR)은 서로 인접한 센싱 영역들(SSR)의 주변 영역들(SR) 또는 확장 영역들의 데이터들을 병합함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 주변 병합 영역(SMR)의 제1-1 데이터(SM11)는 제1 확장 영역(ER1)의 제1-5 지문 센서(A15)와 제2 확장 영역(ER2)의 제1-1 지문 센서(B11)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다. 주변 병합 영역(SMR)의 제2-2 데이터(SM22)는 제1 주변 영역(SR1)의 제2-6 지문 센서(A26)와 제2 주변 영역(SR2)의 제2-2 지문 센서(B22)의 데이터들이 병합되어 생성될 수 있다.

이와 같이, 데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합함으로써, 센싱 신호(SE_REF, SE_FP)의 데이터들 중에서 중요 정보들을 강조하고 비중요 정보들을 제거할 수 있다. 또한, 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터들 뿐만 아니라, 주변 영역(SR) 및 확장 영역의 데이터들도 이용하여 기준 데이터(REFD) 또는 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 따라서, 센서 구동부(500)는 복수의 지문 센서(FPS)의 데이터들의 병합 과정에서 중앙 영역(CR), 주변 영역(SR), 및 확장 영역의 데이터들을 폭 넓게 이용함으로써, 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 자연스럽게 병합할 수 있고, 저해상도의 지문 센서로부터 고품질의 지문 이미지를 획득할 수 있다.

도 23은 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 지문 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다. 여기에서, 도 23은 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2)의 데이터들을 병합하는 방법을 도시하였으나, 도 23에 도시된 구성은 도 19 내지 도 22에서 설명한 방법과 실질적으로 동일한 방법에 해당한다. 따라서, 도 23에 도시된 구성은 4 이상의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하는 과정에서 그대로 이용될 수 있다. 또한, 도 23에 도시된 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2)은 도 18에 도시된 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2)에서 확장 영역(ER1, ER2)을 더 포함하는 것으로서, 전술한 구성과 동일한 구성은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.

도 23을 참조하면, 지문 센서층(FPSL)은 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2)을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 센싱 영역(SSR1, SSR2) 각각은 제1 및 제2 중앙 영역(CR1, CR2) 각각과, 제1 및 제2 주변 영역(SR1, SR2) 각각과, 제1 및 제2 확장 영역(ER1, ER2) 각각을 포함할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 기준 부재(RM)가 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)로부터 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR) 각각의 주변 영역(SR)과 확장 영역의 데이터들을 해당 센싱 영역(SSR)과 인접한 다른 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터들과 병합(Data Merge)하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 데이터 병합부(520)는 기준 부재(RM)에 대응되는 센싱 신호(SE_REF)를 수신하고, 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 주변 영역(SR1)과 제1 확장 영역(ER1)의 데이터들을 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 중앙 영역(CR2)의 데이터들과 병합할 수 있다(SR1+CR2, ER1+CR2). 또한, 데이터 병합부(520)는 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 주변 영역(SR2)과 제2 확장 영역(ER2)의 데이터들을 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터들과 병합할 수 있다(CR1+SR2, CR1+ER2). 데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합하여 기준 데이터(REFD)를 생성할 수 있다.

데이터 추출부(510)는 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉된 경우 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)로부터 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 추출할 수 있다.

데이터 병합부(520)는 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)의 센싱 영역들(SSR)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다. 데이터 병합부(520)는 센싱 영역들(SSR) 각각의 주변 영역(SR)과 확장 영역의 데이터들을 해당 센싱 영역(SSR)과 인접한 다른 센싱 영역(SSR)의 중앙 영역(CR)의 데이터들과 병합(Data Merge)하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 데이터 병합부(520)는 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호(SE_FP)를 수신하고, 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 주변 영역(SR1)과 제1 확장 영역(ER1)의 데이터들을 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 중앙 영역(CR2)의 데이터들과 병합할 수 있다(SR1+CR2, ER1+CR2). 또한, 데이터 병합부(520)는 제2 센싱 영역(SSR2)의 제2 주변 영역(SR2)과 제2 확장 영역(ER2)의 데이터들을 제1 센싱 영역(SSR1)의 제1 중앙 영역(CR1)의 데이터들과 병합할 수 있다(CR1+SR2, CR1+ER2). 데이터 병합부(520)는 복수의 센싱 영역(SSR)의 데이터들을 병합하여 지문 데이터(FPD)를 생성할 수 있다.

도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 생성된 지문 이미지의 품질을 설명하는 도면이다. 도 24의 X축은 지문 이미지(IMG)의 화소 위치에 해당하고, Y축은 지문 이미지(IMG)의 계조 값(Gray)에 해당한다. 여기에서, 제1 구조(Structure1)는 기준 데이터를 이용하지 않고 저해상도 지문 이미지를 생성하는 표시 장치에 해당하고, 제2 구조(Structure2)는 도 12 내지 도 18에 도시된 과정을 따라 저해상도 지문 이미지를 생성하는 표시 장치에 해당한다. 그리고, 본 출원에 따른 표시 장치로부터 생성된 지문 이미지의 품질은 도 24의 결과에 한정되지 않으며, 지문 센서층(FPSL)의 구성과 센서 구동부(500)의 동작에 따라 달라질 수 있다.

제1 구조(Structure1)의 표시 장치에 의하여 생성된 저해상도 지문 이미지는 제1 및 제2 낙차 영역(Drop1, Drop2)을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 구조(Structure1)의 표시 장치는 인접한 지문 이미지의 화소들의 계조 값(Gray)이 큰 차이를 가질 수 있다. 제1 및 제2 낙차 영역(Drop1, Drop2) 각각은 지문 이미지 상에서 격자 패턴을 발생시킬 수 있고, 지문 이미지의 품질을 악화시킬 수 있다.

제2 구조(Structure 2)의 표시 장치에 의하여 생성된 저해상도 지문 이미지(IMG)는 인접한 화소들의 계조 값이 급격하게 변경되지 않을 수 있다. 따라서, 제2 구조(Structure 2)의 표시 장치에 의하여 생성된 지문 이미지(IMG)는 격자 패턴과 같은 품질 저하 요소를 포함하지 않고, 고품질의 지문 이미지를 획득할 수 있다. 제2 구조(Structure 2)의 표시 장치는 저해상도의 지문 센서를 이용하여 지문 이미지가 왜곡되는 것을 방지할 수 있고, 사용자의 지문의 융선(FR)과 골(FV)을 명확하게 구분할 수 있는 지문 이미지를 생성할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 표시 장치 SUB1: 제1 기판
PHL: 차광층 100: 표시 패널
CW: 커버 윈도우 200: 표시 구동부
300: 스캔 구동부 FPSL: 지문 센서층
500: 센서 구동부 510: 데이터 추출부
520: 데이터 병합부 530: 메모리부
540: 비교부 550: 이미지 생성부

Claims

영상을 표시하는 표시 패널;
상기 표시 패널의 하부에 배치되고 복수의 홀을 포함하는 차광층;
상기 차광층의 하부에 배치되고, 상기 복수의 홀을 통과한 반사광을 수신하여 센싱 신호를 생성하는 복수의 지문 센서를 포함하는 지문 센서층; 및
상기 복수의 지문 센서의 동작을 제어하는 센서 구동부를 포함하고,
상기 센서 구동부는 사용자의 지문에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 기초로 생성된 지문 데이터와, 기 저장된 기준 데이터를 비교하여 지문 이미지를 생성하는 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 복수의 홀 각각에 대응되는 복수의 지문 센서로 이루어진 센싱 영역들의 데이터들을 병합하여 상기 지문 데이터를 생성하는 표시 장치.
제2 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 기준 부재에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 수신하고, 상기 복수의 홀 각각에 대응되는 복수의 지문 센서로 이루어진 센싱 영역들의 데이터들을 병합하여 상기 기준 데이터를 생성하는 표시 장치.
제3 항에 있어서,
상기 센싱 영역들 각각은,
상기 사용자의 지문 정보가 집중되는 중앙 영역; 및
상기 중앙 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하는 표시 장치.
제4 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 지문 데이터를 생성하는 표시 장치.
제4 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 기준 데이터를 생성하는 표시 장치.
제4 항에 있어서,
상기 센싱 영역들은 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고,
상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 지문 데이터를 생성하는 표시 장치.
제4 항에 있어서,
상기 센싱 영역들은 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고,
상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역의 데이터를 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 기준 데이터를 생성하는 표시 장치.
제3 항에 있어서,
상기 센싱 영역들 각각은,
상기 사용자의 지문 정보가 집중되는 중앙 영역;
상기 중앙 영역을 둘러싸는 주변 영역; 및
상기 주변 영역을 둘러싸고 상기 중앙 영역의 데이터와 상기 주변 영역의 데이터를 기초로 생성된 데이터를 포함하는 확장 영역을 포함하는 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 지문 데이터를 생성하는 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 영역들 각각의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터를 해당 센싱 영역과 인접한 다른 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터와 병합하여 상기 기준 데이터를 생성하는 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고,
상기 센서 구동부는 상기 사용자의 지문에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하여 상기 지문 데이터를 생성하는 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 제1 센싱 영역, 및 상기 제1 센싱 영역의 일측에 배치된 제2 센싱 영역을 포함하고,
상기 센서 구동부는 상기 기준 부재에 대응되는 센싱 신호를 수신하고, 상기 제1 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제2 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하며, 상기 제2 센싱 영역의 주변 영역 및 확장 영역의 데이터들을 상기 제1 센싱 영역의 중앙 영역의 데이터들과 병합하여 상기 기준 데이터를 생성하는 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 확장 영역의 데이터는 상기 복수의 센싱 영역 각각의 상기 중앙 영역의 데이터와 상기 주변 영역의 데이터의 차이 값들의 평균 값을 기초로 생성되는 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 주변 영역의 폭은 상기 확장 영역의 폭과 동일한 표시 장치.
제3 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 사용자의 터치가 발생하기 전에 상기 기준 부재에 의한 반사광으로부터 기준 데이터를 생성하여, 상기 기준 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하는 표시 장치.
제16 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 사용자의 터치가 발생하면, 상기 메모리부에 저장된 기준 데이터와 사용자의 지문으로부터 생성된 상기 지문 데이터의 차이 값을 기초로 사용자의 지문 패턴을 인식하는 표시 장치.
제16 항에 있어서,
상기 센서 구동부는 상기 메모리부로부터 상기 기준 데이터를 수신하는 제1 입력 단자, 상기 지문 데이터를 수신하는 제2 입력 단자, 및 상기 기준 데이터와 상기 지문 데이터의 차이 값을 출력하는 출력 단자를 구비한 비교부를 더 포함하는 표시 장치.
제3 항에 있어서,
상기 기준 부재는 실리콘 또는 종이로 이루어지고, 상기 지문 센서층과 마주하는 상기 기준 부재의 표면이 평탄한 표시 장치.
영상을 표시하는 표시 패널;
상기 표시 패널의 일면에 부착되고, 반사광을 수신하여 센싱 신호를 생성하는 복수의 지문 센서를 구비한 지문 센서층; 및
상기 복수의 지문 센서의 동작을 제어하는 센서 구동부를 포함하고,
상기 센서 구동부는 사용자의 지문에 의한 반사광으로부터 생성된 센싱 신호를 기초로 지문 데이터를 생성하고, 기 저장된 기준 데이터와 상기 지문 데이터의 차이 값을 기초로 지문 이미지를 생성하는 표시 장치.