KR20210066976A - 지문 감지 기능을 갖는 표시 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

지문 감지 기능을 갖는 표시 장치 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 영상을 표시하는 표시 유닛, 상기 표시 유닛의 일면에 배치되고, 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛 및 상기 지문 감지 화소들 중 일부를 감지 영역으로 선택하기 위한 선택 신호를 상기 지문 감지 유닛으로 출력하고, 상기 감지 영역으로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하고, 상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 누적하고, 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산한다.

Description

지문 감지 기능을 갖는 표시 장치 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DEVICE HAVING FINGERPRINT SENSING FUNCTION AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 지문 감지 기능을 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 전자 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 구비한다. 전자 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 표시 장치를 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.
한편, 표시 장치의 생산 공정 편차 또는 표시 장치를 구성하는 부품들의 특성 열화로 인해 지문 인식 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 목적은 표시 장치의 표시 영역에서 지문을 감지할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 지문 감지 센서들 간의 편차를 보상할 수 있는 표시 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는: 영상을 표시하는 표시 유닛, 상기 표시 유닛의 일면에 배치되고, 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛 및 상기 지문 감지 화소들 중 일부를 감지 영역으로 선택하기 위한 선택 신호를 상기 지문 감지 유닛으로 출력하고, 상기 감지 영역으로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함한다. 상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 누적하고, 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산한다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 지문 감지 모드 동안 상기 보상값을 이용하여 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 보상할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 메모리를 더 포함하며, 상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 상기 지문 감지 신호를 N번(N은 자연수) 수신하고, 수신된 지문 감지 신호들을 누적하여 상기 메모리에 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 기준값은 상기 감지 영역 내 전체 지문 감지 화소들의 지문 감지 신호들을 N번(N은 자연수) 누적한 값의 평균값일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 표시 유닛이 비동작 상태일 때 상기 테스트 모드를 수행할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 지문 감지 유닛은 복수의 감지 유닛들을 포함하고, 상기 복수의 감지 유닛들 각각은 제1 방향으로 인접한 x개, 제2 방향으로 인접한 y(x, y 각각은 자연수)개의 상기 지문 감지 화소들을 포함하고, 상기 감지 영역은 상기 복수의 감지 유닛들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 지문 감지 화소들 각각은 복수의 지문 스캔 라인들 및 복수의 지문 감지 라인들에 각각 연결되고, 상기 지문 감지 유닛은, 상기 복수의 지문 스캔 라인들 중 상기 감지 영역에 포함되는 지문 스캔 라인들을 순차적으로 구동하는 지문 스캔 구동 회로를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 지문 스캔 구동 회로는, 상기 제2 방향으로 배열된 상기 복수의 감지 유닛들에 각각 대응하는 복수의 스캔 블록들을 포함하며, 상기 스캔 블록들 각각은 블록 선택 신호에 응답해서 대응하는 감지 유닛 내 상기 지문 스캔 라인들을 순차적으로 구동할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는, 상기 복수의 지문 감지 라인들 중 상기 감지 영역에 포함되는 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호를 수신할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는, 상기 제1 방향으로 배열된 상기 복수의 감지 유닛들에 각각 대응하는 복수 개의 리드아웃 블록들, 및 수신 선택 신호를 출력하는 제어 회로를 포함하고, 상기 리드아웃 블록들 각각은 상기 수신 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감지 유닛들 중 상기 감지 영역에 포함되는 감지 유닛 내 상기 지문 감지 라인들로부터 상기 지문 감지 신호를 수신할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 표시 유닛은 상기 화소들이 배열된 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역을 포함하고, 상기 지문 감지 유닛의 상기 복수의 지문 감지 화소들은 상기 표시 영역에 대응하는 지문 감지 영역에 배열될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 유닛, 상기 표시 유닛을 구동하기 위한 패널 구동 회로, 상기 표시 유닛 상에 배치되고 외부 터치를 감지하기 위한 터치 감지 유닛, 상기 터치 감지 유닛을 구동하기 위한 터치 감지 회로, 상기 표시 유닛의 일면에 배치되고, 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛, 상기 지문 감지 화소들 중 일부를 감지 영역으로 선택하기 위한 선택 신호를 상기 지문 감지 유닛으로 출력하고, 상기 감지 영역으로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함한다. 상기 패널 구동 회로는 상기 표시 유닛이 비동작 상태일 때 상기 리드아웃 회로가 테스트 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 리드아웃 회로는 상기 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 누적하고, 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산한다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 지문 감지 모드 동안 상기 보상값을 이용하여 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 보상할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 메모리를 더 포함하며, 상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 상기 지문 감지 신호를 N번(N은 자연수) 수신하고, 수신된 지문 감지 신호들을 누적하여 상기 메모리에 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 기준값은 상기 감지 영역 내 전체 지문 감지 화소들의 지문 감지 신호들을 N번 누적한 값의 평균값일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 패널 구동 회로는 상기 터치 감지 회로로부터 임의의 터치 영역에 대응하는 터치 감지 신호가 수신될 때 상기 표시 유닛의 발광 영역의 휘도가 소정 레벨이 되도록 상기 패널 구동 회로를 제어하고, 상기 지문 감지 유닛의 감지 영역으로부터 지문을 감지하도록 상기 리드아웃 회로를 제어하되, 상기 터치 영역, 상기 발광 영역 및 상기 감지 영역은 서로 대응할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상을 표시하는 표시 유닛 및 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛을 포함하는 표시 장치의 동작 방법은: 테스트 모드를 시작하는 단계, 상기 지문 감지 화소들로부터 지문 감지 신호를 수신하는 단계, 수신된 지문 감지 화소를 누적하여 저장하는 단계 및 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 기준값은 상기 지문 감지 화소들의 지문 감지 신호들을 N번(N은 자연수) 누적한 값의 평균값일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 테스트 모드 시작 단계는 상기 표시 유닛이 비동작 상태일 때 수행될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 사용자의 입력이 수신될 때 지문 감지 모드를 시작하는 단계; 및
예시적인 실시예에서, 상기 보상값을 이용하여 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 보상할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 표시 영역에서 지문을 감지할 수 있다. 또한 표시 장치는 테스트 모드에서 지문 감지 센서들의 특성 산포 감지하고, 감지된 특성 산포에 기반하여 지문 감지 센서들 각각에 대응하는 보상값을 계산할 수 있다. 표시 장치는 지문 감지 모드에서 감지된 지문 정보에 보상값을 더하여 보정된 지문 정보를 획득할 수 있다. 따라서 표시 장치는 지문 감지 센서들 간의 편차를 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 유닛의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 유닛의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 감지 유닛의 평면도이다.
도 7은 지문 감지 화소들과 지문 감지 스캔 회로 및 리드아웃 회로의 연결 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 i번째 지문 감지 라인 및 j번째 지문 스캔 라인에 연결된 화소를 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 9는 도 6에 도시된 지문 스캔 구동 회로의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a는 지문 감지 유닛과 지문 스캔 구동 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11b는 지문 감지 유닛의 감지 영역 내 지문 스캔 라인들을 구동하는 지문 스캔 구동 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 리드아웃 회로를 보여주는 도면이다.
도 13은 지문 감지 유닛의 감지 영역 내 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호들을 수신하는 리드아웃 블록들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 테스트 모드에서의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 15a는 테스트 모드에서 지문 감지 유닛의 감지 영역으로부터 수신된 지문 감지 신호들 누적한 값을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15b는 테스트 모드에서 계산된 보상값을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15c는 테스트 모드에서 지문 감지 신호의 누적값에 보상값을 더한 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다
도 16은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 지문 감지 모드에서의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 17a 내지 도 17c는 지문 감지 유닛의 실시예들을 예시적으로 보여준다.
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 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 2에 있어서, 표시 장치(DD)의 구성요소들은 그들의 적층 관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(DD)의 예로써 휴대용 단말기를 도시하였다. 휴대용 단말기는 태블릿 PC, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 게임기, 손목 시계형 전자 기기 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 텔레비전 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자 장비를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 자동차 네비게이션 유닛, 카메라와 같은 중소형 전자 장비 등에 사용될 수 있다. 이것들은 단지 실시예로 제시된 것들이며, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 기기에도 채용될 수 있음은 물론이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 이미지(IM)가 표시되는 표시면은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면에 평행한다. 표시 장치(DD)는 표시면 상에서 구분되는 복수의 영역들을 포함한다. 표시면은 이미지(IM)가 표시되는 표시 영역(DA), 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 비표시 영역(NDA)은 베젤 영역으로 불리울 수 있다. 일 예로, 표시 영역(DA)은 사각 형상일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싼다. 또한, 도시되지 않았지만, 일 예로, 표시 장치(DD)는 부분적으로 굴곡된 형상을 포함할 수 있다. 그 결과, 표시 영역(DA)의 일 영역이 굴곡된 형상을 가질 수 있다.
이미지(IM)가 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면, 또는 제1 면)과 배면(또는 하면, 또는 제2 면)이 정의된다. 그러나, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR3, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향으로 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력(TC)을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부의 터치, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함한다. 본 실시예에서, 사용자의 입력은 전면에 인가되는 사용자의 손인 것으로 가정하고 설명하나, 이는 예시적인 것이며, 상술한 바와 같이 사용자의 입력(TC)은 다양한 형태로 제공될 수 있고, 또한, 표시 장치(DD)는 표시 장치(DD)의 구조에 따라 표시 장치(DD)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 표시 장치(DD)는 윈도우 부재(WM), 제1 접착 부재(OCA1), 표시 모듈(DM) 및 지문 감지 모듈(FSM)을 포함한다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 패널 회로 기판(P-FCB), 패널 구동 회로(PDC) 및 터치 감지 회로(TSC)를 포함한다.
윈도우 부재(WM)는 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 전면을 제공한다. 윈도우 부재(WM)는 유리 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등을 포함할 수 있다. 또한 윈도우 부재(WM)는 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등의 기능성 코팅층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 표시 영역(DA) 내에서 플랫한 형태의 윈도우 부재(WM)를 도시하였으나, 윈도우 부재(WM)의 형태는 변형될 수 있다. 윈도우 부재(WM)의 제1 방향(DR1)에서 마주하는 엣지들은 곡면을 제공할 수도 있다.
표시 패널(DP)은 윈도우 부재(WM)의 배면 상에 배치되어 이미지를 생성한다. 또한, 표시 패널(DP)은 사용자 입력(TC, 도 1 참조) 예컨대, 사용자 터치 및/또는 사용자의 압력에 의한 입력을 감지할 수도 있다. 본 실시예에서 플랫한 표시면을 제공하는 표시 패널(DP)을 예시적으로 도시하였으나, 표시 패널(DP)의 형상은 변형될 수 있다. 표시 패널(DP)의 제1 방향(DR1)에서 마주하는 엣지들은 밴딩되어 곡면을 제공할 수도 있다.
표시 패널(DP)은 다양한 표시 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 소자는 액정 커패시터, 유기 발광 소자, 전기 영동 소자, 또는 전기 습윤 소자일 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 소자는 복수의 유기 발광 소자들(Organic Light Emitting Diode)인 것으로 설명된다. 즉, 본 발명에 따른 표시 패널(DP)은 플렉서블한 표시 패널로 예컨대, 유기 발광 표시 패널일 수 있다.
윈도우 부재(WM)와 표시 패널(DP) 사이에 제1 접착 부재(OCA1)가 배치된다. 제1 접착 부재(OCA1)는 광학 투명 접착 부재일 수 있다.
패널 회로 기판(P-FCB)의 일단은 표시 패널(DP)의 일 영역에 배치된 패드들 상에 본딩되어, 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 패널 구동 회로(PDC) 및 터치 감지 회로(TSC)는 칩 온 필름(Chip on Film: COF) 방식으로 패널 회로 기판(P-FCB)에 실장될 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 패널 회로 기판(P-FCB)에는 복수 개의 수동 소자와 능동 소자들이 더 실장될 수 있다. 패널 회로 기판(P-FCB)은 신호 라인들을 통해 표시 패널(DP)에 전기적 신호를 제공할 수 있다. 패널 회로 기판(P-FCB)은 플렉서블 회로 기판(Flexible printed circuit)으로 구현될 수 있다. 패널 회로 기판(P-FCB)의 타단은 표시 장치(DD, 도 1에 도시됨)의 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결될 수 있다.
지문 감지 모듈(FSM)은 표시 패널(DP)의 배면에 배치되고, 제2 접착 부재(OCA2), 광학층(OCL), 제3 접착 부재(OCA3), 지문 감지 패널(FSP), 지문 회로 기판(F-FCB) 및 리드아웃 회로(ROC)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 지문 감지 모듈(FSM)이 표시 패널(DP)의 배면에 배치되는 것으로 도시하고 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지문 감지 모듈(FSM)은 표시 패널(DP)의 상면에 배치될 수 있다.
제2 접착 부재(OCA2)는 표시 패널(DP)과 광학층(OCL) 사이에 배치되어 서로를 결합시킨다. 제3 접착 부재(OCA3)는 광학층(OCL)과 지문 감지 패널(FSP) 사이에 배치되어 서로를 결합시킨다. 제2 접착 부재(OCA2) 및 제3 접착 부재(OCA3)는 각각 광학 투명 접착 부재일 수 있다.
광학층(OCL)은 사용자의 입력(TC, 도 1 참조)의 지문에 의해 반사된 빛을 통과시키는 복수 개의 투광성 핀 홀들(PH)을 포함할 수 있다
도 2b에는 제2 접착 부재(OCA2) 및 광학층(OCL)이 지문 감지 모듈(FSM)에 포함되는 것으로 도시하고 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 제2 접착 부재(OCA2) 및 광학층(OCL)은 표시 모듈(DM)에 포함될 수 있다.
지문 감지 패널(FSP)은 표시 패널(DP)로부터 출광된 광이 윈도우 부재(WM)를 통해 외부로 방출된 후 사용자의 입력(TC)에 의해 반사된 광량을 감지하여 사용자의 지문 정보를 감지할 수 있다. 사용자의 입력(TC)에 의해 반사된 광은 광학층(OCL)의 핀 홀들(PH)을 통해 지문 감지 패널(FSP)에 도달할 수 있다. 광학층(OCL)의 핀 홀들(PH)이 형성되지 않은 영역은 빛이 통과되는 것이 차단하기 위하여 불투명한 재료로 구현될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 광학층(OCL)은 반사율이 적은 재료로 구현될 수 있다.
지문 회로 기판(F-FCB)의 일단은 지문 감지 패널(FSP)의 일 영역에 배치된 패드들 상에 본딩되어, 지문 감지 패널(FSP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리드아웃 회로(ROC)는 칩 온 필름(Chip on Film: COF) 방식으로 지문 회로 기판(F-FCB)에 실장될 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 지문 회로 기판(F-FCB)에는 복수 개의 수동 소자와 능동 소자들이 더 실장될 수 있다. 지문 회로 기판(F-FCB)은 신호 라인들을 통해 지문 감지 패널(FSP)에 전기적 신호를 제공하고, 지문 감지 패널(FSP)로부터 지문 감지 신호를 수신할 수 있다. 지문 회로 기판(F-FCB)은 플렉서블 회로 기판(Flexible printed circuit)으로 구현될 수 있다. 지문 회로 기판(F-FCB)의 타단은 표시 장치(DD)의 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 패널 회로 기판(P-FCB) 및 지문 회로 기판(F-FCB)이 표시 패널(DP) 및 지문 감지 패널(FSP) 각각의 일단에서 마주보도록 배치되나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 패널 회로 기판(P-FCB) 및 지문 회로 기판(F-FCB)은 제2 방향(DR2)으로 서로 이격하여 배열될 수 있다. 즉, 패널 회로 기판(P-FCB)은 표시 패널(DP)의 일측에 연결되고, 지문 회로 기판(F-FCB)은 표시 패널(DP)의 타측에 대응하는 지문 감지 패널(FSP)의 타측에 연결될 수 있다.
도 2a에 도시된 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM) 및 지문 감지 모듈(FSM) 외에 표시 모듈(DM) 및 지문 감지 모듈(FSM)의 동작을 제어 위한 다양한 구성 소자들을 더 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)의 회로적 구성 요소들은 도 2를 참조하여 추후 상세히 설명한다.
도 2b를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM) 및 지문 감지 모듈(FSM)을 포함한다. 표시 모듈(DM)은 윈도우 부재(WM), 제1 접착 부재(OCA1) 및 표시 패널(DP)을 포함한다. 표시 패널(DP)은 터치 감지 유닛(TSU) 및 표시 유닛(DU)을 포함한다. 다른 실시예에서, 터치 감지 유닛(TSU) 및 표시 유닛(DU)의 적층 순서는 변경될 수 있다. 다른 실시예에서, 윈도우 부재(WM)는 반사 방지층 및 윈도우층을 포함할 수 있다.
지문 감지 모듈(FSM)은 제2 접착 부재(OCA2) 및 지문 감지 패널(FSP)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 지문 감지 모듈(FSM)이 표시 패널(DP)의 배면에 배치되는 것으로 도시하고 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지문 감지 모듈(FSM)은 표시 패널(DP)의 상면에 배치될 수 있다.
도 2c는 도 1에 도시된 표시 장치의 블록도이다.
도 2c를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 제2 전자 모듈(EM2) 및 지문 감지 모듈(FSM)을 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 제2 전자 모듈(EM2) 및 지문 감지 모듈(FSM)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2c에는 표시 모듈(DM)의 구성 중 표시 유닛(DU), 패널 구동 회로(PDC), 터치 감지 유닛(TSU) 및 터치 감지 회로(TSC)가 예시적으로 도시되었다. 또한 도 2c에는 지문 감지 모듈(FSM)의 구성 중 지문 감지 패널(FSP) 및 리드아웃 회로(ROC)가 예시적으로 도시되었다.
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(E M2)은 표시 장치(DD)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함한다. 제1 전자 모듈(EM1)은 표시 모듈(DM)와 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 모듈(FSM)로부터 수신된 지문 신호에 근거하여 사용자 인증을 수행할 수 있다.
무선통신 모듈(TM)은 블루투스 또는 와이파이 회선을 이용하여 다른 단말기와 무선 신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 일반 통신회선을 이용하여 음성신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 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 적외광이 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.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 모듈(300)은 제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)의 구성들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈(300)은 카메라, 스피커, 광 감지 센서, 및 열 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전자 모듈(300)은 홀 영역(HA)을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 홀 영역(HA)을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 또한, 전자 모듈(300)은 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해도이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 3a 및 도 3b의 표시 장치(DD2) 중 도 2a 및 도 2b에 도시된 표시 장치(DD)와 동일한 구성 요소는 동일한 인출 부호를 병기하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 표시 장치(DD2)는 윈도우 부재(WM), 제1 접착 부재(OCA1) 및 표시 모듈(DM)을 포함한다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 패널 회로 기판(P-FCB) 패널 구동 회로(PDC), 터치 감지 회로(TSC) 및 리드아웃 회로(ROC)를 포함한다.
윈도우 부재(WM)는 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 전면을 제공한다. 윈도우 부재(WM)와 표시 패널(DP) 사이에 제1 접착 부재(OCA1)가 배치된다. 제1 접착 부재(OCA1)는 광학 투명 접착 부재일 수 있다.
표시 패널(DP)은 윈도우 부재(WM)의 배면 상에 배치되어 이미지를 생성한다. 표시 패널(DP)은 터치 감지 유닛(TSU), 표시 유닛(DU), 광학층(OCL) 및 지문 감지 유닛(FSU)을 포함한다.
제2 접착 부재(OCA2)는 표시 유닛(DU)과 광학층(OCL) 사이에 배치되어 서로를 결합시킨다. 제3 접착 부재(OCA3)는 광학층(OCL)과 지문 감지 유닛(FSU) 사이에 배치되어 서로를 결합시킨다. 제2 접착 부재(OCA2) 및 제3 접착 부재(OCA3)는 각각 광학 투명 접착 부재일 수 있다.
본 실시예에서 윈도우(WP)는 "패널" 타입이고, 터치 감지 유닛(TSU), 표시 유닛(DU), 광학층(OCL) 및 지문 감지 유닛(FSU) 각각은 "층" 타입이다. "패널" 타입은 베이스 면을 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 윈도우(WP)은 "층"타입일 수도 있다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3c에 도시된 표시 장치(DD2) 중 도 2c에 도시된 표시 장치(DD)와 동일한 구성 요소는 동일한 인출 부호를 병기하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 표시 모듈(DM)은 표시 유닛(DU), 패널 구동 회로(PDC), 터치 감지 유닛(TSU), 터치 감지 회로(TSC), 지문 감지 유닛(FSU) 및 리드아웃 회로(ROC)를 포함한다. 표시 모듈(DM)을 구성하는 구성 소자들의 구체적인 동작은 이하 상세히 설명된다.
도 4 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 유닛의 평면도이다. 도 4에는 신호 회로도를 간략히 도시하였다. 또한, 도 4에서 용이한 설명을 위해 일부 구성 요소는 생략하여 도시하였다.
도 4에 도시된 것과 같이, 표시 유닛(DU)은 평면상에서 표시 영역(DU-DA)과 비표시 영역(DU-NDA)을 포함한다. 본 실시예에서 비표시 영역(DU-NDA)은 표시 영역(DU-DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DU-DA) 및 비표시 영역(DU-NDA)은 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)에 각각 대응한다.
표시 유닛(DU)은 스캔 구동 회로(SDC), 복수 개의 신호 라인들(SGL, 이하 신호 라인들), 복수 개의 신호 패드들(DU-PD, TS-PD, FS-PD, 이하 신호 패드들) 및 복수 개의 화소들(PX, 이하 화소들)을 포함할 수 있다. 화소들(PX)은 표시 영역(DU-DA)에 배치된다. 화소들(PX) 각각은 유기 발광 다이오드와 그에 연결된 화소 구동 회로를 포함한다.
스캔 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 회로(SDC)는 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 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
신호 라인들(SGL)은 스캔 라인들(SL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어 신호 라인(CSL)을 포함한다. 스캔 라인들(SL)은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되고, 데이터 라인들(DL)은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결된다. 전원 라인(PL)은 화소들(PX)에 연결된다. 제어 신호 라인(CSL)은 스캔 구동 회로(SDC)에 제어 신호들을 제공할 수 있다.
신호 라인들(SGL)은 표시 영역(DU-DA) 및 비표시 영역(DU-NDA)에 중첩한다. 신호 라인들(SGL)은 패드부 및 라인부를 포함할 수 있다. 라인부는 표시 영역(DU-DA) 및 비표시 영역(DU-NDA)에 중첩한다. 패드부는 라인부의 말단에 연결된다. 패드부는 비표시 영역(DU-NDA)에 배치되고, 신호 패드들(DU-PD, TS-PD, FS-PD) 중 대응하는 신호 패드에 중첩한다. 비표시 영역(DU-NDA) 중 신호 패드들(DU-PD, TS-PD, FS-PD)이 배치된 영역은 패드 영역(NDA-PD)으로 정의될 수 있다.
본 실시예에서 신호 라인들(SGL)은 보조 라인들(SSL)을 더 포함할 수 있다. 보조 라인들(SSL)은 터치 감지 유닛(TSU, 도 3b 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 4에는 2개의 부분들(SDL1, SDL2)을 포함하는 데이터 라인들(DL) 및 보조 라인들(SSL)을 예시적으로 도시하였다. 2개의 부분들(SDL1, SDL2)은 컨택홀들(CH)을 통해 연결될 수 있다. 보조 라인들(SSL)은 컨택홀들(CH)을 통해 후술하는 터치 감지 유닛(TSU, 도 5 참조)의 신호 라인 및 지문 감지 유닛(FSU, 도 6 참조)의 신호 라인과 연결될 수 있다.
신호 패드들(DU-PD, TS-PD, FS-PD)은 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어 신호 라인(CSL)에 연결되는 제1 타입 신호 패드들(DU-PD) 및 보조 라인들(SSL)에 연결되는 제2 타입 신호 패드들(TS-PD) 및 제3 타입 신호 패드들(TS-PD)을 포함할 수 있다. 제1 타입 신호 패드들(DU-PD), 제2 타입 신호 패드들(TS-PD) 및 제3 타입 신호 패드들(FS-PD)은 비표시 영역(DU-NDA)의 일부 영역에 정의된 패드 영역(NDA-PD)에 서로 인접하게 배치된다. 신호 패드들(DP-PD, TS-PD, FS-PD)의 적층 구조 또는 구성 물질은 서로 구분되지 않고, 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
실질적으로 화소(PX)에 연결된 라인부가 신호 라인들(SGL)의 대부분을 구성한다. 라인부는 화소(PX)의 트랜지스터들(미 도시됨)에 연결된다. 라인부는 단층/다층 구조를 가질 수 있고, 라인부는 일체의 형상(single body)이거나, 2 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 2 이상의 부분들은 서로 다른 층 상에 배치되고, 2 이상의 부분들 사이에 배치된 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있다.
도 4에는 표시 유닛(DU)에 전기적으로 연결되는 패널 회로 기판(P-FCB)을 추가 도시하였다. 패널 회로 기판(P-FCB)은 리지드 회로 기판 또는 플렉서블 회로 기판일 수 있다. 패널 회로 기판(P-FCB)은 표시 유닛(DU)에 직접 결합되거나, 또 다른 회로 기판을 통해 표시 유닛(DU)에 연결될 수 있다.
패널 회로 기판(P-FCB)에는 표시 유닛(DU)의 동작을 제어하는 패널 구동 회로(PDC)가 배치될 수 있다. 또한, 패널 회로 기판(P-FCB)에는 터치 감지 유닛(TSU)을 제어하는 터치 감지 회로(TSC)가 배치될 수 있다. 패널 회로 기판(P-FCB)에는 지문 감지 유닛(FSU)을 제어하는 리드아웃 회로(ROC)가 배치될 수 있다. 패널 구동 회로(PDC), 터치 감지 회로(TSC) 및 리드아웃 회로(ROC) 각각은 집적 칩의 형태로 패널 회로 기판(P-FCB)에 실장될 수 있다. 패널 회로 기판(P-FCB)은 표시 유닛(DU)과 전기적으로 연결되는 회로 기판 패드들(PCB-P)을 포함할 수 있다. 미 도시되었으나, 패널 회로 기판(P-FCB)은 회로 기판 패드들(PCB-P)과 패널 구동 회로(PDC), 터치 감지 회로(TSC) 및/또는 리드아웃 회로(ROC)를 연결하는 신호 라인들을 더 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 유닛의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 터치 감지 유닛(TSU)은 표시 유닛(DU, 도 4 참조) 상에 배치된다. 터치 감지 유닛(TSU)은 사용자의 입력(TC, 도 1 참조)을 감지하여 외부 터치 입력의 위치나 세기 정보를 얻을 수 있다. 터치 감지 유닛(TSU)은 평면상에서 터치 영역(TA)과 터치 주변 영역(TSA)을 포함한다. 본 실시예에서 터치 주변 영역(TSA)은 터치 영역(TA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 지문 감지 패널(FSP)의 터치 영역(TA) 및 터치 주변 영역(TSA)은 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)에 각각 대응한다.
터치 감지 유닛(TSU)은 복수의 제1 감지 전극들(SE1), 복수의 제2 감지 전극들(SE2) 및 복수의 감지 라인들(TL1, TL2, TL3)을 포함한다.
제1 감지 전극들(SE1) 및 제2 감지 전극들(SE2)은 터치 영역(TA)에 배치된다. 터치 감지 유닛(TSU)은 제1 감지 전극들(SE1) 및 제2 감지 전극들(SE2) 사이의 정전 용량의 변화를 통해 터치 입력에 대한 정보를 얻을 수 있다.
제1 감지 전극들(SE1) 각각은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되고 제2 방향(DR2)을 따라 배열된다. 제1 감지 전극들(SE1)은 복수의 제1 감지 패턴들(SP1) 및 복수의 제1 연결 패턴들(CP1)을 포함할 수 있다.
하나의 제1 감지 전극을 구성하는 제1 감지 패턴들(SP1)은 제1 방향(DR1)을 따라 서로 이격되어 배열된다. 제1 감지 패턴들(SP1)은 본 실시예에서는 용이한 설명을 위해 제1 감지 패턴들(SP1)에 대해 음영 처리하여 도시하였다. 제1 연결 패턴들(CP1)은 제1 감지 패턴들(SP1) 사이에 배치되어 인접하는 두 개의 제1 감지 패턴들(SP1)을 연결한다.
제2 감지 전극들(SE2) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 연장되고 제1 방향(DR1)을 따라 배열된다. 제2 감지 전극들(SE2)은 복수의 제2 감지 패턴들(SP2) 및 복수의 제2 연결 패턴들(CP2)을 포함할 수 있다.
하나의 제2 감지 전극을 구성하는 제2 감지 패턴들(SP2)은 제2 방향(DR2)을 따라 서로 이격되어 배열된다. 제2 연결 패턴들(CP2)은 제2 감지 패턴들(SP2) 사이에 배치되어 인접하는 두 개의 제2 감지 패턴들(SP1)을 연결한다.
감지 라인들(TL1, TL2, TL3)은 터치 주변 영역(TSA)에 배치된다. 감지 라인들(TL1, TL2, TL3)은 제1 감지 라인들(TL1), 제2 감지 라인들(TL2) 및 제3 감지 라인들(TL3)을 포함할 수 있다. 제1 감지 라인들(TL1)은 제1 감지 전극들(SE1)에 각각 연결된다. 제2 감지 라인들(TL2)은 제2 감지 전극들의 일단들에 각각 연결된다. 제3 감지 라인들(TL2)은 제2 감지 전극들의 타단들에 각각 연결된다. 제2 감지 전극들(SE2)의 타단들은 제2 감지 전극들(SE2)의 일 단들과 대향된 부분들일 수 있다. 이에 따라, 제1 감지 전극들(SE1)에 비해 상대적으로 긴 길이를 가진 제2 감지 전극들(SE2)에 대하여 영역에 따른 감도를 균일하게 유지시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 감지 라인들(TL2) 및 제3 감지 라인들(TL3) 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 제1 감지 라인들(TL1), 제2 감지 라인들(TL2) 및 제3 감지 라인들(TL3)은 컨택홀들(CH)을 통해 도 4에 도시된 보조 라인들(SSL)의 일부에 연결될 수 있다. 제1 감지 라인들(TL1) 및 제2 감지 라인들(TL2)은 보조 라인들(SSL)을 통해 제2 타입 신호 패드들(TS-PD)과 전기적으로 전기적으로 연결된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 감지 유닛의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 지문 감지 유닛(FSU)은 사용자의 입력(TC, 도 1 참조)에 의해 반사되는 반사광을 감지하여 사용자 지문 정보를 얻을 수 있다. 지문 감지 유닛(FSU)은 평면상에서 지문 감지 영역(FSA)과 주변 영역(FSSA)을 포함한다. 본 실시예에서 주변 영역(FSSA)은 지문 감지 영역(FSA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 영역(FSA) 및 주변 영역(FSSA)은 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)에 각각 대응한다. 그러므로, 도 11에 도시된 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA), 도 4에 도시된 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DU-DA), 도 4에 도시된 터치 감지 유닛(TSU)의 터치 영역(TA) 및 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 영역(FSA)은 서로 대응한다. 마찬가지로, 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 비표시 영역(NDA), 도 4에 도시된 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(DU-NDA), 도 5에 도시된 터치 감지 유닛(TSU)의 터치 주변 영역(TSA) 및 지문 감지 유닛(FSU)의 주변 영역(FSSA)은 서로 대응한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 영역(FSA)은 도 1에 도시된 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA)의 일부에 대응할 수 있다. 즉, 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 영역(FSA)은 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
지문 감지 유닛(FSU)은 지문 스캔 구동 회로(FSDC), 복수 개의 지문 신호 라인들(F-SGL, 이하 지문 신호 라인들), 및 복수 개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함할 수 있다. 지문 감지 화소들(SP)은 지문 감지 영역(FSA)에 배치된다.
지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 복수 개의 지문 스캔 신호들을 생성하고, 지문 스캔 신호들을 후술하는 복수 개의 지문 스캔 라인들(FSL)에 순차적으로 출력한다.　 지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 지문 감지 화소들(SP)에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은 지문 감지 영역(FSA)의 일측에 배치된 지문 스캔 구동 회로(FSDC)만을 포함하나, 다른 실시예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은 적어도 2개의 지문 스캔 구동 회로들을 포함할 수 있다. 2개의 지문 스캔 구동 회로들은 지문 감지 영역(FSA)을 사이에 두고 서로 마주보고 배치되며, 복수 개의 지문 스캔 라인들(FSL)은 2개의 지문 스캔 구동 회로들에 공통으로 연결될 수 있다.
지문 신호 라인들(F-SGL)은 지문 스캔 라인들(FSL), 지문 감지 라인들(FDL), 제어 신호 라인(FCL) 및 지문 전원 라인(PPL)을 포함한다. 지문 스캔 라인들(FSL)은 지문 감지 화소들(SP) 중 대응하는 지문 감지 화소(SP)에 각각 연결되고, 지문 감지 라인들(FDL)은 지문 감지 화소들(SP) 중 대응하는 지문 감지 화소들(SP)에 각각 연결된다. 도 6에서 지문 전원 라인(PLL)은 1개이나 지문 감지 화소들(SP) 각각은 2개 이상의 전원 라인들에 연결될 수 있다. 후술하는 도 8에서 제1 전압(VCST) 및 제2 전압(VCOM) 중 적어도 하나가 전원 라인(PLL)을 통해 지문 감지 화소들(SP)에 제공될 수 있다. 제어 신호 라인(FCL)은 지문 스캔 구동 회로(FSDC)에 제어 신호들을 제공할 수 있다.
지문 신호 라인들(F-SGL)은 지문 감지 영역(FSA)과 주변 영역(FSSA)에 중첩한다. 지문 신호 라인들(F-SGL)은 컨택홀들(CH)을 통해 도 4에 도시된 보조 라인들(SSL)의 일부에 연결될 수 있다. 지문 신호 라인들(F-SGL)은 보조 라인들(SSL)을 통해 제3 타입 신호 패드들(FS-PD)과 전기적으로 전기적으로 연결된다.
예시적인 실시예에서, 지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 복수 개의 지문 감지 화소들(SP)과 동일한 기판 상에 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 독립적인 집적 회로 칩으로 구현되어서 지문 감지 유닛(FSU)의 적어도 일측에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 리드아웃 회로(ROC) 내부에 구성되고, 연결 배선들을 통해 복수 개의 지문 스캔 라인들(FSL)로 지문 스캔 신호들을 제공할 수 있다.
도 7은 지문 감지 화소들과 지문 감지 스캔 회로 및 리드아웃 회로의 연결 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 8은 i번째 지문 감지 라인 및 j번째 지문 스캔 라인에 연결된 화소를 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 지문 감지 화소들(SP) 각각은 복수의 지문 감지 라인들(FDL1-FDLm) 중 대응하는 지문 감지 라인에 연결되고, 복수의 지문 스캔 라인들(FSL1-FSLn) 중 대응하는 지문 스캔 라인에 연결된다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 지문 감지 화소(SPij)는 i번째 지문 감지 라인(FDLi) 및 j번째 지문 스캔 라인(FSLj)에 연결될 수 있다.
지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 블록 선택 신호(BS1-BSk) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)에 응답해서 복수의 지문 스캔 라인들(FSL1-FSLn)로 지문 스캔 신호들(FS1-FSn)을 출력한다. 블록 선택 신호(BS1-BSk) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)은 리드아웃 회로(ROC)로부터 제공된다.
리드아웃 회로(ROC)는 복수의 지문 감지 라인들(FDL1-FDLm)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신한다. 예시적인 실시예에서, 리드아웃 회로(ROC)는 복수의 지문 스캔 라인들(FSL1-FSLn) 중 소정의 감지 영역에 포함되는 지문 스캔 라인들을 구동하기 위하여 블록 선택 신호(BS1-BSk) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)을 지문 스캔 구동 회로(FSDC)로 제공할 수 있다. 또한 리드아웃 회로(ROC)는 복수의 지문 감지 라인들(FDL1-FDLm) 중 소정의 감지 영역에 포함되는 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호를 수신할 수 있다. 리드아웃 회로(ROC)는 블록 선택 신호(BS1-BSk) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)뿐만 아니라 지문 스캔 구동 회로(FSDC)의 동작에 필요한 다른 신호들을 더 제공할 수 있다.
도 8을 참조하면, 지문 감지 화소(SPij)는 스위칭 트랜지스터(ST), 커패시터(CST) 및 포토 다이오드(PD)를 포함한다. 스위칭 트랜지스터(ST)는 지문 감지 라인(FDLi)에 연결된 제1 전극, 커패시터(CST)의 일단에 연결된 제2 전극 및 지문 스캔 라인(FSLj)에 연결된 게이트 전극을 포함한다. 커패시터(CST)의 일단은 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 전극에 연결되고, 타단은 제1 전압(VCST)이 공급되는 제1 전압 라인(VL1)과 연결된다. 포토 다이오드(PD)는 제2 전압(VCOM)이 공급되는 제2 전압 라인(VL2)과 연결된 애노드 및 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 전극과 연결된 캐소드를 포함한다.
포토 다이오드(PD)는 광이 수신될 때 전류가 흐르며, 전압의 크기는 광량에 거의 비례한다. 포토 다이오드(PD)에 의해 생긴 전하는 커패시터(CST)에 저장될 수 있다. 지문 스캔 라인(FSLj)을 통해 로우 레벨의 지문 스캔 신호(FSj)가 수신되면 스위칭 트랜지스터(ST)가 턴 온되어서 커패시터(CST)에 저장된 전하가 방전되면서 지문 감지 라인(FDLi)를 통해 지문 감지 신호(RXi)가 출력된다.
도 8에 도시된 지문 감지 화소(SPij)는 예시적인 실시예이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 지문 감지 화소(SPij)는 2개 이상의 스위칭 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
도 9은 도 7에 도시된 지문 스캔 구동 회로의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)으로 m개, 제2 방향(DR2)으로 n개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, m=1280, n=2560이다. 이 예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은1280x2560 개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다. 따라서, 지문 감지 유닛(FSU)은 1280개의 지문 감지 라인들(FDL1-FDL1280) 및 2560개의 지문 스캔 라인들(FSL1-FSL2580)을 포함할 수 있다. 지문 감지 화소들(SP)의 개수, 지문 감지 라인들의 개수 및 지문 스캔 라인들의 개수는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한 예시적인 실시예에서, 제1 방향(DR1)으로 배열된 지문 감지 화소들(SP)의 개수가 제2 방향(DR2)으로 배열된 지문 감지 화소들(SP)의 개수보다 적으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 제1 방향(DR1)으로 배열된 지문 감지 화소들(SP)의 개수가 제2 방향(DR2)으로 배열된 지문 감지 화소들(SP)의 개수보다 크거나 같을 수 있다.
도 9를 참조하면, 지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40)을 포함한다. 제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40) 각각은 64개의 지문 스캔 라인들에 대응한다. 예를 들어, 제1 지문 스캔 블록(FSB1)은 지문 스캔 라인들(FSL1-FSL64)을 순차적으로 구동하고, 제2 지문 스캔 블록(FSB2)은 지문 스캔 라인들(FSL65-FSL128)을 순차적으로 구동할 수 있다.
제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40) 각각은 블록 선택 신호들(BS1-BS40) 중 대응하는 블록 선택 신호에 응답해서 동작한다. 예를 들어, 제1 지문 스캔 블록(FSB1)은 블록 선택 신호(BS1)가 소정 레벨(예를 들면, 로우 레벨)로 활성화될 때 지문 스캔 라인들(FSL1-FSL64)을 순차적으로 구동하고, 제2 지문 스캔 블록(FSB2)은 블록 선택 신호(BS2)가 소정 레벨(예를 들면, 로우 레벨)로 활성화될 때 지문 스캔 라인들(FSL65-FSL128)을 순차적으로 구동할 수 있다.
제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40) 각각은 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)을 더 수신한다. 블록 선택 신호들(BS1-BS40) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)은 도 7에 도시된 리드아웃 회로(ROC)로부터 제공될 수 있다.
제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40)은 동일한 회로 구성을 가지고 유사하게 동작하므로 제1 지문 스캔 블록(FSB1)만을 구체적으로 도시하고 설명한다.
제1 지문 스캔 블록(FSB1)은 제1 내지 제64 스테이지들(SC1-SC64)을 포함한다. 제1 스테이지(SC1)는 블록 선택 신호(BS1)가 활성화될 때 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)에 응답해서 대응하는 지문 스캔 라인(FSL1)으로 지문 스캔 신호(FS1)를 출력한다.
제2 내지 제64 스테이지들(SC2-SC64) 각각은 이전 스테이지로부터의 지문 스캔 신호 및 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)에 응답해서 대응하는 지문 스캔 라인들(FSL2-FSL64)로 지문 스캔 신호들(FS2-FS64)을 출력한다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해 표시 장치(DD, 도 3b 및 3c 참조)의 터치 감지 유닛(TSU), 표시 유닛(DU) 및 지문 감지 유닛(FSU)을 분리하여 도 10에 도시하였다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA) 중 소정 위치에 "지문을 사용하여 본인 인증을 하세요" 라는 메시지(MSG)가 표시되면, 사용자는 미리 등록된 손가락을 표시 장치(DD)에 터치할 것이다. 표시 장치(DD)에 표시되는 메시지(MSG)의 종류 및 형태는 다양할 수 있다. 또한 특별한 메시지(MSG)가 없이도 터치 감지 프로세스가 수행될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 절전을 위해 표시 유닛(DU)이 오프된 상태에서도 사용자 입력(TC, 도 1 참조)을 감지하고, 사용자 인증 및 잠금 해제의 기능을 수행할 수 있다.
터치 감지 유닛(TSU)은 사용자 입력(TC)을 감지하고, 사용자 입력(TC)의 위치 정보를 터치 감지 회로(TSC)로 제공한다. 터치 감지 회로(TSC)는 터치 감지 유닛(TSU)으로부터의 위치 정보를 패널 구동 회로(PDC)에 전달한다.
터치 감지 회로(TSC)는 터치 감지 유닛(TSU)으로부터의 위치 정보에 기반하여 터치 영역(TA)을 설정하고, 설정된 터치 영역(TA)에 대한 정보를 패널 구동 회로(PDC)로 제공한다. 패널 구동 회로(PDC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 발광 영역(EA)을 선택하고, 발광 영역(EA)의 휘도가 증가하도록 표시 유닛(DU)을 제어한다. 패널 구동 회로(PDC)는 표시 유닛(DU)의 소정 영역에 메시지(MSG)를 표시하고, 발광 영역(EA)의 휘도를 증가시킨다.
예를 들어, 패널 구동 회로(PDC)는 발광 영역(EA)에 표시되는 영상의 휘도가 소정 레벨만큼 상승하도록 제어하거나 임의의 제1 레벨의 휘도가 표시되도록 동작할 수 있다.
계속해서 패널 구동 회로(PDC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)을 선택하기 위한 신호를 리드아웃 회로(ROC)로 제공한다. 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)으로부터 사용자의 입력(TC)에 따른 지문 정보를 수신한다.
상술한 바와 같이, 패널 구동 회로(PDC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 발광 영역(EA)의 휘도를 증가시켜 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 리드아웃 회로(ROC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)만을 구동하여 소비 전력을 최소화할 수 있다.
도 11a는 지문 감지 유닛을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11a를 참조하면, 예시적인 실시예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)으로 1280개, 제2 방향(DR2)으로 2560개의 지문 감지 화소들(SP, 도 7 참조)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)으로 20개, 제2 방향(DR2)으로 40개의 감지 유닛들(SU11-SU4020)을 포함할 수 있다. 감지 유닛들(SU11-SU4020) 각각은 제1 방향(DR1)으로 x개, 제2 방향(DR2)으로 y개의 지문 감지 화소들(SP, 도 6에 도시됨)을 포함할 수 있다. x 및 y는 각각 자연수이며, 예시적인 실시예에서, x=64, y=64이다.
도 11a에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 화소들(SP) 및 감지 유닛들(SU11-SU4020)의 개수 그리고 감지 유닛들(SU11-SU4020) 내 지문 감지 화소들(SP)의 개수는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한 도 11a에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)보다 제2 방향(DR2)으로 배열된 지문 감지 화소들(SP)의 개수가 더 많으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
지문 스캔 구동 회로(FSDC) 내 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40)의 개수는 제2 방향(DR2)으로 배열된 감지 유닛들의 개수와 동일할 수 있다. 도 11a에 도시된 예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은 제2 방향(DR2)으로 40개의 감지 유닛들(SU11-SU4020)을 포함하고, 지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40)을 포함한다.
제1 내지 제40 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40) 각각은 감지 유닛들(SU11-SU4020) 중 대응하는 감지 유닛과 연결된 지문 스캔 라인들을 각각 구동한다. 예를 들어, 제1 지문 스캔 블록(FSB1)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 배열된 감지 유닛들(SU11-SU120)과 연결된 지문 스캔 라인들을 구동하고, 제2 지문 스캔 블록(FSB2)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 배열된 감지 유닛들(SU21-SU220)에 연결된 지문 스캔 라인들을 구동할 수 있다.
도 11b는 지문 감지 패널의 감지 영역 내 지문 스캔 라인들을 구동하는 지문 스캔 구동 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11b를 참조하면, 감지 영역(SA)은 제1 방향(DR1)으로 4개의 감지 유닛들 및 제2 방향(DR2)으로 4개의 감지 유닛들 즉, 총 16(4X4) 개의 감지 유닛들을 포함할 수 있다. 즉, 도 3c에 도시된 터치 감지 회로(TSC)는) 터치 감지 유닛(TSU)의 소정의 영역이 터치될 때 터치 영역(TA, 도 10 참조)에 대한 정보를 패널 구동 회로(PDC)로 제공한다. 패널 구동 회로(PDC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 16개의 감지 유닛들이 감지 영역(SA)으로 선택되도록 리드아웃 회로(ROC)로 제어 신호를 출력한다. 도 11b에는 감지 영역(SA)으로서 16 개의 감지 유닛들(SU54-SU87)이 선택된 것을 예시적으로 도시한다.
지문 스캔 구동 회로(FSDC) 내 제5 내지 제8 지문 스캔 블록들(FSB5-FSB8)은 로우 레벨로 활성화된 블록 선택 신호들(BS5-BS8)에 응답해서 감지 유닛들(SU54-SU87)에 대응하는 지문 스캔 라인들을 순차적으로 구동할 수 있다.
이 실시예에서, 지문 스캔 구동 회로(FSDC) 내 지문 스캔 블록들(FSB1-FSB40) 중 감지 영역(SA) 내 감지 유닛들(SU54-SU87)에 대응하는 제5 내지 제8 지문 스캔 블록들(FSB5-FSB8)만 동작하므로 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 리드아웃 회로를 보여주는 도면이다.
도 12에 도시된 것과 같이, 리드아웃 회로(ROC)는 리드아웃 블록들(RXB1-RXB20) 및 제어 회로(RC)를 포함한다.
도 11a 및 도 12를 참조하면, 리드아웃 블록들(RXB1-RXB20)의 개수는 지문 감지 유닛(FSU)이 포함하는 감지 유닛들(SU11-SU4020) 중 제1 방향(DR1)으로 배열된 감지 유닛들의 개수와 동일할 수 있다. 도 11a에 도시된 실시예에서, 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)으로 20개의 감지 유닛들을 포함하므로 리드아웃 회로(ROC)는 제1 내지 제20 리드아웃 블록들(RXB1-RXB20)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제20 리드아웃 블록들(RXB1-RXB20) 각각은 감지 유닛들(SU11-SU4020) 중 대응하는 감지 유닛과 연결된 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호들을 수신한다. 예를 들어, 제1 리드아웃 블록(RXB1)은 제2 방향(DR2)으로 순차적으로 배열된 감지 유닛들(SU11-SU401)에 연결된 지문 감지 라인들(FDL1-FDL64)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RX64)을 수신한다. 제20 리드아웃 블록(RXB20)은 제2 방향(DR2)으로 순차적으로 배열된 감지 유닛들(SU120-SU4020)에 연결된 지문 감지 라인들(FDL1216-FDL1280)로부터 지문 감지 신호들(RX1216-RX1280)을 수신한다.
제어 회로(RC)는 패널 구동 회로(PDC)로부터의 제어 신호에 응답해서 리드아웃 블록들(RXB1-RXB20)을 선택하기 위한 인에이블 신호들(EN1-EN20)을 출력한다.
제어 회로(RC)는 패널 구동 회로(PDC)로부터의 제어 신호에 응답해서 블록 선택 신호들(BS1-BS40) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)을 출력한다.
도 11b에 도시된 예에서, 감지 영역(SA) 내 감지 유닛들(SU54-SU87)이 선택되는 경우, 제어 회로(RC)는 블록 선택 신호들(BS1-BS40) 중 블록 선택 신호들(BS5-BS8)만을 로우 레벨로 활성화하고, 나머지 블록 선택 신호들(BS1-BS4, BS9-40)은 하이 레벨로 비활성 시킨다.
제어 회로(RC)는 지문 감지 화소들(SP)로부터 수신된 지문 감지 신호를 누적하여 저장할 수 있는 저장 회로(MC)를 포함한다. 저장 회로(MC)는 예를 들면, 불휘발성 메모리, 휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 13는 지문 감지 패널의 감지 영역 내 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호들을 수신하는 리드아웃 블록들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 감지 영역(SA) 내 감지 유닛들(SU54-SU87)이 선택되는 경우, 인에이블 신호들(EN1-EN20) 중 인에이블 신호들(EN4-EN7)만이 소정 레벨로 활성화되고, 나머지 인에이블 신호들(EN1-EN3, EN7-EN20)은 비활성 상태로 유지될 수 있다. 이 경우, 리드아웃 블록들(RXB1-RXB20) 중 (감지 영역에 대응하는) 리드아웃 블록들(RXB4-RXB7)이 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호들을 수신하고, 수신된 지문 감지 신호들을 제어 회로(RC)로 전달한다. 따라서, 제어 회로(RC)는 리드아웃 블록들(RXB4-RXB7) 및 제어 회로(RC)를 통해 감지 영역(SA) 내 지문 감지 라인들로부터의 지문 감지 신호들만 수신할 수 있다. 한편, 비활성 상태로 유지되는 인에이블 신호들(EN1-EN3, EN7-EN20)을 수신한 (감지 영역에 대응하지 않는) 리드아웃 블록들(RXB1-RXB3, RXB8-RXB20)은 비동작 상태를 유지한다. 따라서, 리드아웃 회로(ROC)에서의 전력 소비가 감소될 수 있다.
이와 같은 실시예에 의하면, 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 라인들(FDL1-FDL1280)로부터의 지문 감지 신호들(RX1-RX1280) 중 감지 영역(SA) 내 지문 감지 라인들로부터의 지문 감지 신호들을 이용하여 지문 인증 프로세스를 수행할 수 있다. 따라서 지문 인증 프로세스를 위해 필요한 데이터 처리량이 최소화될 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 지문 감지 화소(SPij)는 스위칭 트랜지스터(ST), 커패시터(CST) 및 포토 다이오드(PD)를 포함한다. 생산 공정 상 지문 감지 화소들(SP, 도 7 참조) 각각의 스위칭 트랜지스터(ST), 커패시터(CST) 및 포토 다이오드(PD)마다 특성 편차가 존재할 수 있다. 또한 스위칭 트랜지스터(ST)와 포토 다이오드(PD)를 통해 누설 전류가 흐를 수 있다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터(ST)가 오프 상태인 동안에도 제2 전압 라인(VL2)과 지문 감지 라인(FDLi) 사이에 전류 경로가 형성되어 누설 전류가 흐를 수 있다. 이와 같은 누설 전류도 지문 감지 화소들(SP, 도 7 참조)마다 편차가 있을 수 있다.
지문 감지 화소들(SP, 도 7 참조)은 사용자의 입력(TC) 중 지문의 지문의 서로 다른 영역에 의해 반사된 빛을 감지하며, 감지된 빛에 대응하는 전기 신호를 발생한다. 지문 감지 화소들(SP) 각각은 지문의 융선(ridge)에 반사된 빛에 대응하는 전기 신호를 발생하거나, 융선 사이의 골(valley)에 반사된 빛에 대응하는 전기 신호를 발생할 수 있다. 빛이 반사된 지문의 형태에 따라 포토 다이오드(PD)에서 감지된 빛의 양은 달라질 수 있으며, 감지된 빛의 양에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 전기 신호가 생성될 수 있다. 즉, 복수의 지문 감지 화소들(SP)로부터의 지문 감지 신호들(RX1-RX1280)은 각각 명암 정보(또는, 이미지 정보)를 포함할 수 있으며, 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 신호들(RX1-RX1280)에 대한 처리 동작을 통해 각 지문 감지 화소들(SP)에 대응하는 영역이 융선인지 또는 골인지를 판단할 수 있으며, 판단된 정보를 조합함으로써 전체적인 지문 이미지를 구성할 수 있다.
지문 감지 화소들(SP)의 특성 산포가 큰 경우 정확한 지문 인식이 어려울 수 있다. 예시적인 실시예에의 표시 장치(DD)는 테스트 모드에서 지문 감지 화소들(SP)의 특성 산포를 감지하고, 감지된 특성 산포에 따른 보상값을 계산한다. 표시 장치(DD)는 지문 감지 모드에서 감지된 지문 정보에 보상값을 더하여 보정된 지문 정보를 획득할 수 있다. 따라서 표시 장치는 지문 감지 센서들 간의 편차를 보상할 수 있다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 테스트 모드에서의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3b 및 도 15를 참조하면, 패널 구동 회로(PDC)는 표시 유닛(DU)이 동작 상태인 지의 여부를 판별한다(S100).
패널 구동 회로(PDC)는 표시 유닛(DU)이 동작 상태가 아니면 지문 감지 유닛(FSU)에 대한 테스트 모드를 시작한다(S110). 또한 패널 구동 회로(PDC)는 표시 유닛(DU)이 비동작 상태이고, 사용자의 입력(TC, 도 1참조)이 없을 때 지문 감지 유닛(FSU)에 대한 테스트 모드를 시작할 수 있다.
테스트 모드에서, 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)을 설정하고, 설정된 감지 영역(SA)을 구동하기 위한 블록 선택 신호(BS1-BSk) 그리고 제1 및 제2 클럭 신호들(CK1, CK2)을 지문 스캔 구동 회로(FSDC)로 출력한다. 리드아웃 회로(ROC)는 감지 영역(SA)으로부터 지문 감지 신호들을 수신한다(S120). 사용자의 입력(TC, 도 1 참조)이 없더라도 리드아웃 회로(ROC)는 감지 영역(SA)으로부터 지문 감지 신호들을 수신할 수 있다.
리드아웃 회로(ROC)는 감지 영역(SA) 내 지문 감지 화소들(SP) 각각에 대응하는 지문 감지 신호를 저장 회로(MC, 도 12 참조)에 저장한다(S130). 다른 실시예에서, 리드아웃 회로(ROC)는 저장 회로(MC)를 포함하지 않고, 지문 감지 신호를 메모리(MM, 도 3c 참조)에 저장할 수 있다.
리드아웃 회로(ROC)는 카운트 값(CNT)을 1만큼 증가시킨다(S140).
리드아웃 회로(ROC)는 카운트 값(CNT)이 미리 설정된 값(N)에 도달했는지 판별한다(S150). 만일 카운트 값(CNT)이 미리 설정된 값(N)에 도달하지 않았다면 제어는 표시 유닛(DU)이 동작 상태 인지를 판별하는 단계(S100)로 리턴한다.
단계들(S100 내지 S140)은 카운트 값(CNT)이 미리 설정된 값(N)에 도달할 때까지 반복적으로 수행된다. 특히, 리드아웃 회로(ROC)는 감지 영역(SA) 내 지문 감지 화소들(SP) 각각에 대응하는 지문 감지 신호를 누적하여 저장한다.
만일 카운트 값(CNT)이 미리 설정된 값(N)에 도달했다면, 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 화소들(SP) 각각의 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산한다(S160).
표시 장치(DD)는 사용자에 의해 사용될 때 표시 유닛(DU)이 동작 상태(또는 온 상태)이다. 표시 유닛(DU)이 동작 상태가 아닐 때 지문 감지 유닛(FSU)에 대한 테스트 모드를 수행하는 것이 적절하다. 예시적인 실시예에서, 사용자가 표시 장치(DD)를 사용하지 않는 시간대(예를 들어, 오전 2시~4시 사이)에 패널 구동 회로(PDC)는 지문 감지 유닛(FSU)에 대한 테스트 모드를 수행할 수 있다. 또한 외부광의 광량에 따라서 지문 감지 화소들(SP)의 특성 산포가 변화할 수 있으므로, 야간에 외부광이 없는 상태에서 지문 감지 유닛(FSU)에 대한 테스트 모드를 수행하면 지문 감지 화소들(SP)의 특성 산포를 측정하는데 용이할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다, 예를 들어, 외부광이 있는 상태에서도 패널 구동 회로(PDC)는 지문 감지 유닛(FSU)에 대한 테스트 모드를 수행할 수 있다.
도 15a는 테스트 모드에서 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)으로부터 수신된 지문 감지 신호들 누적한 값을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15a에는 도 11a에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 제1 방향(DR1)으로 1280개, 제2 방향(DR2)으로 2560개의 지문 감지 화소들 중 제1 방향(DR1)으로 256개, 제2 방향(DR2)으로 256개의 지문 감지 화소들로부터 수신된 지문 감지 신호를 N회 누적한 값을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 15a에서 i, j는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 지문 감지 화소의 위치를 의미한다.
지문 감지 화소들(SP)로부터 수신된 지문 감지 신호들의 누적값(Asum(i,j))을 수학식으로 나타내면 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
도 11B 및 도 13에서 설명한 바와 같이, 감지 영역(SA)은 제1 방향(DR1)으로 4개 감지 유닛들 및 제2 방향(DR2)으로 4개의 감지 유닛들을 포함하고, 감지 유닛들 각각은 64X64 개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다. 그러므로 감지 영역(SA)은 256X256 개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다.
이상적으로는 사용자의 입력(TC, 도 1 참조)이 없는 경우, 256X256 개의 지문 감지 화소들(SP)로부터 수신된 지문 감지 신호들은 모두 동일해야 한다. 그러나, 도 15a에 도시된 바와 같이, 256X256 개의 지문 감지 화소들(SP)로부터 수신된 지문 감지 신호들의 누적값은 서로 다른 값을 가질 수 있다.
도 15b는 테스트 모드에서 계산된 보상값을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 감지 영역(SA) 내 전체(256X256개) 지문 감지 화소들(SP)의 지문 감지 신호들에 대한 누적값의 평균(Avg(Asum(i,j))과 지문 감지 신호 각각의 누적값(Asum(i,j))의 차에 대한 평균값을 보상값으로 계산할 수 있다. 보상값(Aoffset)은 수학식 2에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00002
예시적인 실시예에서, 도 14에 도시된 단계 S150)의 기준값은 감지 영역(SA) 내 전체(256X256개) 지문 감지 화소들(SP)의 지문 감지 신호들에 대한 누적값의 평균(Avg(Asum(i,j))이다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 기준값은 임의의 값으로 설정될 수 있다.
도 15c는 테스트 모드에서 누적값(Asum(i,j))에 보상값(Aoffset)을 더한 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c에 도시된 바와 같이, 누적값(Asum(i,j))에 보상값(Aoffset)을 더하면 256X256 개의 지문 감지 화소들(SP)로부터 수신된 지문 감지 신호들의 누적값은 모두 동일하게 된다.
이후 설명될 지문 감지 모드에서 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 화소들(SP)로부터 수신된 지문 감지 신호들에 도 15b에 도시된 보상을 더하여 지문 감지 화소들(SP)의 특성 산포가 보상된 지문 감지 신호를 얻을 수 있다.
도 16은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 지문 감지 모드에서의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10 및 도 16을 참조하면, 터치 감지 유닛(TSU)은 사용자 입력(TC)을 감지하고, 사용자 입력(TC)의 위치 정보인 터치 감지 신호를 터치 감지 회로(TSC)로 제공한다(S300). 터치 감지 회로(TSC)는 터치 감지 유닛(TSU)으로부터의 터치 감지 신호를 도 3c에 도시된 패널 구동 회로(PDC)에 전달한다.
패널 구동 회로(PDC)는 터치 감지 유닛(TSU)으로부터의 위치 정보에 기반하여 터치 영역(TA)을 설정한다(S310).
패널 구동 회로(PDC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 발광 영역(EA)을 선택한다. 패널 구동 회로(PDC)는 표시 유닛(DU)의 발광 영역(EA)의 휘도가 증가하도록 패널 구동 회로(PDC)를 제어한다. 패널 구동 회로(PDC)는 표시 유닛(DU)의 소정 영역에 메시지(MSG)를 표시하고, 발광 영역(EA)의 휘도를 증가시킨다(S320).
계속해서 패널 구동 회로(PDC)는 지문 감지 유닛(FSU)이 지문을 감지하도록 제어한다(S330). 패널 구동 회로(PDC)는 터치 영역(TA)에 대응하는 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)을 선택하기 위한 신호를 리드아웃 회로(ROC)로 제공한다. 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 유닛(FSU)의 감지 영역(SA)으로부터 사용자 입력(TC)에 따른 지문 감지 신호를 수신한다(S330).
리드아웃 회로(ROC)는 보상값을 사용하여 수신된 지문 감지 신호를 보상한다(S340).
그러므로 지문 감지 화소들(SP, 도 6 참조)의 특성 산포가 존재하더라도 리드아웃 회로(ROC)는 보상값에 의해 보상된 지문 감지 신호를 획득할 수 있으므로 지문 감지 성능이 향상될 수 있다.
또한 표시 장치(DD)는 도 14에 도시된 테스트 모드를 주기적으로(예를 들면, 5일마다) 수행함으로써 표시 장치(DD)의 사용에 따른 특성 열화가 반영된 보상값을 계산할 수 있다. 따라서 표시 장치(DD)의 지문 감지 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 17a 내지 도 17c는 지문 감지 패널의 실시예들을 예시적으로 보여준다.
도 17a를 참조하면, 지문 감지 유닛(FSU1)은 제1 방향(DR1)으로 1280개, 제2 방향(DR2)으로 2560개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다. 또한 지문 감지 유닛(FSU1)은 제1 방향(DR1)으로 5개, 제2 방향(DR2)으로 10개의 감지 영역들(SA11-SA105)을 포함한다. 감지 영역들(SA11-SA105) 각각은 제1 방향(DR1)으로 256개, 제2 방향(DR2)으로 256개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다.
도 14에 도시된 테스트 모드에서, 리드아웃 회로(ROC, 도 7 참조)는 감지 영역들(SA11-SA105)을 순차적으로 테스트할 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA11)에 대한 테스트를 수행하여 감지 영역(SA11) 내 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산한 후 감지 영역(SA12)에 대한 테스트를 수행하여 감지 영역(SA12) 내 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산한다. 이와 같은 방법으로 감지 영역들(SA11-SA105) 내 모든 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산할 수 있다.
도 17b를 참조하면, 지문 감지 유닛(FSU2)은 일부 영역에만 지문 감지 화소들(SP)을 포함할 수 있다. 도 17b에 도시된 지문 감지 유닛(FSU2)은 제2 방향(DR2)으로 하단부에만 지문 감지 화소들(SP)을 포함하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
지문 감지 유닛(FSU2)은 제1 방향(DR1)으로 1280개, 제2 방향(DR2)으로 1024개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다. 또한 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)으로 5개, 제2 방향(DR2)으로 4개의 감지 영역들(SA71-SA105)을 포함한다. 감지 영역들(SA71-SA105) 각각은 제1 방향(DR1)으로 256개, 제2 방향(DR2)으로 256개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다.
도 14에 도시된 테스트 모드에서, 리드아웃 회로(ROC, 도 7 참조)는 감지 영역들(SA71-SA105)을 순차적으로 테스트할 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA71)에 대한 테스트를 수행하여 감지 영역(SA71) 내 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산한 후 감지 영역(SA72)에 대한 테스트를 수행하여 감지 영역(SA72) 내 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산한다. 이와 같은 방법으로 감지 영역들(SA71-SA105) 내 모든 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산할 수 있다.
도 17c를 참조하면, 지문 감지 유닛(FSU3)은 일부 영역에만 지문 감지 화소들(SP)을 포함할 수 있다. 도 17c에 도시된 지문 감지 유닛(FSU2)은 제2 방향(DR2)으로 하단부의 중심 영역에만 지문 감지 화소들(SP)을 포함하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
지문 감지 유닛(FSU3)은 제1 방향(DR1)으로 768개, 제2 방향(DR2)으로 1280개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다. 또한 지문 감지 유닛(FSU)은 제1 방향(DR1)으로 3개, 제2 방향(DR2)으로 5개의 감지 영역들(SA52-SA94)을 포함한다. 감지 영역들(SA52-SA94) 각각은 제1 방향(DR1)으로 256개, 제2 방향(DR2)으로 256개의 지문 감지 화소들(SP)을 포함한다.
도 14에 도시된 테스트 모드에서, 리드아웃 회로(ROC, 도 7 참조)는 감지 영역들(SA52-SA94)을 순차적으로 테스트할 수 있다. 예를 들어, 감지 영역(SA52)에 대한 테스트를 수행하여 감지 영역(SA52) 내 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산한 후 감지 영역(SA53)에 대한 테스트를 수행하여 감지 영역(SA53) 내 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산한다. 이와 같은 방법으로 감지 영역들(SA52-SA94) 내 모든 지문 감지 화소들(SP)에 대한 보상값을 계산할 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
DP: 표시 패널
DM: 표시 모듈
FSM: 지문 감지 모듈
PDC: 패널 구동 회로
TSC: 터치 구동 회로
TSU: 터치 감지 유닛
ROC: 리드아웃 회로
FSP: 지문 감지 패널
P-FCB: 패널 회로 기판
F-FCB: 지문 회로 기판
FSDC1: 지문 스캔 구동 회로
SP: 지문 감지 화소

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 유닛;
    상기 표시 유닛의 일면에 배치되고, 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛; 및
    상기 지문 감지 화소들 중 일부를 감지 영역으로 선택하기 위한 선택 신호를 상기 지문 감지 유닛으로 출력하고, 상기 감지 영역으로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하되;
    상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 누적하고, 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 지문 감지 모드 동안 상기 보상값을 이용하여 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 보상하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 메모리를 더 포함하며,
    상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 상기 지문 감지 신호를 N번(N은 자연수) 수신하고, 수신된 지문 감지 신호들을 누적하여 상기 메모리에 저장하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 감지 영역 내 전체 지문 감지 화소들의 지문 감지 신호들을 N번(N은 자연수) 누적한 값의 평균값인 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 상기 표시 유닛이 비동작 상태일 때 상기 테스트 모드를 수행하는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 감지 유닛은 복수의 감지 유닛들을 포함하고,
    상기 복수의 감지 유닛들 각각은 제1 방향으로 인접한 x개, 제2 방향으로 인접한 y(x, y 각각은 자연수)개의 상기 지문 감지 화소들을 포함하고,
    상기 감지 영역은 상기 복수의 감지 유닛들 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지문 감지 화소들 각각은 복수의 지문 스캔 라인들 및 복수의 지문 감지 라인들에 각각 연결되고,
    상기 지문 감지 유닛은,
    상기 복수의 지문 스캔 라인들 중 상기 감지 영역에 포함되는 지문 스캔 라인들을 순차적으로 구동하는 지문 스캔 구동 회로를 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지문 스캔 구동 회로는,
    상기 제2 방향으로 배열된 상기 복수의 감지 유닛들에 각각 대응하는 복수의 스캔 블록들을 포함하며,
    상기 스캔 블록들 각각은 블록 선택 신호에 응답해서 대응하는 감지 유닛 내 상기 지문 스캔 라인들을 순차적으로 구동하는 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는,
    상기 복수의 지문 감지 라인들 중 상기 감지 영역에 포함되는 지문 감지 라인들로부터 지문 감지 신호를 수신하는 표시 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는,
    상기 제1 방향으로 배열된 상기 복수의 감지 유닛들에 각각 대응하는 복수 개의 리드아웃 블록들; 및
    수신 선택 신호를 출력하는 제어 회로를 포함하고,
    상기 리드아웃 블록들 각각은 상기 수신 선택 신호에 응답해서 상기 복수의 감지 유닛들 중 상기 감지 영역에 포함되는 감지 유닛 내 상기 지문 감지 라인들로부터 상기 지문 감지 신호를 수신하는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 유닛은 상기 화소들이 배열된 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역을 포함하고,
    상기 지문 감지 유닛의 상기 지문 감지 화소들은 상기 표시 영역에 대응하는 지문 감지 영역에 배열되는 표시 장치.
  12. 복수의 화소들을 포함하는 표시 유닛;
    상기 표시 유닛을 구동하기 위한 패널 구동 회로;
    상기 표시 유닛 상에 배치되고 외부 터치를 감지하기 위한 터치 감지 유닛;
    상기 터치 감지 유닛을 구동하기 위한 터치 감지 회로;
    상기 표시 유닛의 일면에 배치되고, 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛;
    상기 지문 감지 화소들 중 일부를 감지 영역으로 선택하기 위한 선택 신호를 상기 지문 감지 유닛으로 출력하고, 상기 감지 영역으로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로; 및
    상기 패널 구동 회로는 상기 표시 유닛이 비동작 상태일 때 상기 리드아웃 회로가 테스트 모드로 동작하도록 제어하고,
    상기 리드아웃 회로는 상기 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 누적하고, 누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 지문 감지 모드 동안 상기 보상값을 이용하여 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 보상하는 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 리드아웃 회로는 메모리를 더 포함하며,
    상기 리드아웃 회로는 테스트 모드 동안 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 상기 지문 감지 신호를 N번(N은 자연수) 수신하고, 수신된 지문 감지 신호들을 누적하여 상기 메모리에 저장하는 표시 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 감지 영역 내 전체 지문 감지 화소들의 지문 감지 신호들을 N번 누적한 값의 평균값인 표시 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 패널 구동 회로는 상기 터치 감지 회로로부터 임의의 터치 영역에 대응하는 터치 감지 신호가 수신될 때 상기 표시 유닛의 발광 영역의 휘도가 소정 레벨이 되도록 상기 표시 유닛 제어 회로를 제어하고, 상기 지문 감지 유닛의 감지 영역으로부터 지문을 감지하도록 상기 리드아웃 회로를 제어하되,
    상기 터치 영역, 상기 발광 영역 및 상기 감지 영역은 서로 대응하는 전자 장치.
  17. 영상을 표시하는 표시 유닛 및 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛을 포함하는 표시 장치의 동작 방법에 있어서:
    테스트 모드를 시작하는 단계;
    상기 지문 감지 화소들로부터 지문 감지 신호를 수신하는 단계;
    수신된 지문 감지 화소를 누적하여 저장하는 단계; 및
    누적된 지문 감지 신호와 기준값의 차에 근거해서 보상값을 계산하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 지문 감지 화소들의 지문 감지 신호들을 N번(N은 자연수) 누적한 값의 평균값인 표시 장치의 동작 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 테스트 모드 시작 단계는 상기 표시 유닛이 비동작 상태일 때 수행되는 표시 장치의 동작 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    사용자의 입력이 수신될 때 지문 감지 모드를 시작하는 단계; 및
    상기 보상값을 이용하여 상기 감지 영역 내 상기 지문 감지 화소들로부터 수신되는 상기 지문 감지 신호를 보상하는 표시 장치의 동작 방법.
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