KR20210129761A

KR20210129761A - 지문 감지 기능을 갖는 표시 장치 및 그것의 동작 방법

Info

Publication number: KR20210129761A
Application number: KR1020200047231A
Authority: KR
Inventors: 이순규; 김진우; 구교원; 김영식
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-10-29
Also published as: US20210326572A1; CN113536889A; US11594068B2

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 화소들로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하며, 상기 리드아웃 회로는 지문 등록 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 노말 지문 영상 및 건조 지문 영상을 생성하여 출력한다

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, 내비게이션, 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.

본 발명의 목적은 지문을 감지할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 피부 상태와 무관하게 지문 인증 성능을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 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 화소들로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함한다. 상기 리드아웃 회로는 지문 등록 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 노말 지문 영상 및 건조 지문 영상을 생성하여 출력한다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 지문 감지 신호에 대응하는 상기 건조 지문 영상을 생성하고, 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 상기 건조 지문 영상을 출력할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 지문 감지 신호에 대응하는 상기 건조 지문 영상을 생성하기 위한 알고리즘을 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 리드아웃 회로는 상기 알고리즘에 의해 생성된 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상의 매칭 정도를 나타내는 상기 매칭 점수를 계산할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 노말 지문 영상에 대응하는 노말 지문 템플릿 및 상기 건조 지문 영상에 대응하는 건조 지문 템플릿을 포함하는 지문 템플릿을 출력할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 지문 템플릿은 복수 개의 노말 지문 템플릿들 및 복수 개의 건조 지문 템플릿들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 지문 인증 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 지문 영상을 생성하고, 생성된 지문 영상과 상기 지문 템플릿을 비교할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 지문 인증 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 건조 지문 영상을 생성하고, 상기 건조 지문 영상을 노말 지문 영상으로 변환하며, 상기 노말 지문 영상과 상기 지문 템플릿을 비교할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는 상기 지문 템플릿을 저장하기 위한 메모리를 더 포함할 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 지문 감지 화소들은 상기 표시 영역에 대응하는 지문 감지 영역에 배열될 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 라인들을 순차적으로 구동하는 지문 스캔 구동 회로를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 리드아웃 회로는, 상기 복수의 지문 감지 라인들로부터 상기 지문 감지 신호를 수신할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 지문 등록 모드 및 지문 인증 모드를 포함하는 표시 장치의 동작 방법에서 상기 지문 등록 모드는, 지문 감지 신호를 수신하는 단계, 상기 지문 감지 신호에 대응하는 노말 지문 영상을 생성하는 단계, 상기 지문 감지 신호에 대응하는 건조 지문 영상을 생성하는 단계 및 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 단계는 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상이 일치할 때 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 단계는 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 노말 지문 영상에 대응하는 노말 지문 템플릿 및 상기 건조 지문 영상에 대응하는 건조 지문 템플릿을 포함하는 지문 템플릿을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 지문 인증 모드는, 지문 감지 신호를 수신하는 단계, 상기 지문 감지 신호에 대응하는 지문 영상을 생성하는 단계, 상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿을 비교하는 단계, 상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿이 일치할 때 사용자 인증이 성공한 것으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 표시 장치의 동작 방법은 상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 노말 지문 템플릿 비교하는 단계 및 상기 지문 영상과 상기 상기 노말 지문 템플릿이 일치하지 않을 때 상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 건조 지문 템플릿 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 지문 영상이 상기 노말 지문 템플릿 및 상기 건조 지문 템플릿 중 적어도 하나와 일치할 때 사용자 인증이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 지문 감지 신호에 대응하는 지문 영상을 생성하는 단계는, 상기 지문 영상이 건조 영상인지 판별하는 단계, 상기 지문 영상이 상기 건조 영상인 것으로 판별될 때 상기 건조 영상을 상기 노말 지문 영상으로 변환하는 단계, 상기 노말 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 노말 지문 템플릿 비교하는 단계 및 상기 노말 지문 영상과 상기 상기 노말 지문 템플릿이 일치하지 않을 때 상기 노말 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 건조 지문 템플릿 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 지문 등록 모드의 상기 지문 감지 신호에 대응하는 건조 지문 영상을 생성하는 단계는 사용자에 의해서 건조 지문 지동 등록이 선택되었을 때 수행될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 지문을 감지할 수 있다. 표시 장치는 지문 등록 모드에서 사용자로부터 입력된 지문에 기반하여 노말 지문 템플릿뿐만 아니라 건조 지문 템플릿을 미리 등록할 수 있다. 표시 장치는 지문 인증 모드에서 사용로부터 입력된 지문이 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿과 일치하는지 판별하여 지문 인증을 수행할 수 있다. 특히 표시 장치는 사용자의 피부가 건조한 상태에서 지문 인증 오류를 최소화할 수 있으므로 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 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 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 리드아웃 회로의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 9는 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 등록 모드의 동작의 플로우차트이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다.
도 15a 및 도 15b는 지문 등록 모드에서 표시 장치에 표시되는 사용자 인터페이스 화면을 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 표시 장치의 사시도이다.

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, DR2, 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 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 2a에 있어서, 표시 장치(DD)의 구성요소들은 그들의 적층 관계를 설명하기 위해 단순하게 도시되었다.

도 2a 및 도 2b에 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, 무기 발광 소자, 양자 점 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.

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.

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 2c를 참조하여 추후 상세히 설명한다.

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

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

제어 모듈(CM)은 표시 장치(DD)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어 모듈(CM)은 마이크로프로세서일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(CM)은 표시 모듈(DM)을 활성화시키거나, 비활성화 시킨다. 제어 모듈(CM)은 표시 모듈(DM)로부터 수신된 터치 신호에 근거하여 영상 입력 모듈(IIM)이나 음향 입력 모듈(AIM) 등의 다른 모듈들을 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 지문 감지 모듈(FSM)로부터 수신된 지문 신호에 근거하여 사용자 인증(지문 인증)을 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 광이 출력된 후, 외부 물체(예컨대 사용자 손가락 또는 얼굴)에 의해 반사되고, 반사된 광이 수광 모듈(LRM)에 입사될 수 있다. 카메라 모듈(CMM)은 외부의 이미지를 촬영한다.

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 4는 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(FS-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 보조 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 보조 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 보조 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 보조 패턴들(CP2)은 제2 감지 패턴들(SP2) 사이에 배치되어 인접하는 두 개의 제2 감지 패턴들(SP2)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(TL3)은 제2 감지 전극들의 타단들에 각각 연결된다. 제2 감지 전극들(SE2)의 타단들은 제2 감지 전극들(SE2)의 일 단들과 대향하는 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 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 10에 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(PLL)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. 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 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 7을 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.

지문 스캔 구동 회로(FSDC)는 지문 감지 제어 신호(FSC)에 응답해서 복수의 지문 스캔 라인들(FSL1-FSLn)로 지문 스캔 신호들(FS1-FSn)을 출력한다. 지문 감지 제어 신호(FSC)는 리드아웃 회로(ROC)로부터 제공될 수 있다.

리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 제어 신호(FSC)를 지문 스캔 구동 회로(FSDC)로 제공할 수 있다. 리드아웃 회로(ROC)는 지문 감지 제어 신호(FSC)뿐만 아니라 지문 스캔 구동 회로(FSDC)의 동작에 필요한 다른 신호들을 더 제공할 수 있다. 또한 리드아웃 회로(ROC)는 복수의 지문 감지 라인들(FDL1-FDLm)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신할 수 있다.

지문 감지 유닛(FSU)이 사용자의 지문을 감지할 때, 노말 피부 상태의 사용자 지문은 특징점들이 명확하여 지문의 형태 식별이 용이한 반면, 건조 피부 상태의 사용자 지문은 특징점들이 불명확하여 지문의 형태 식별이 어렵다.

예를 들어, 사용자는 지문 등록 모드에서 노말 피부 상태에서의 지문을 표시 장치(DD, 도 1 참조)에 등록할 수 있다. 사용자는 지문 인증 모드에서 건조 피부 상태에서의 지문을 입력할 수 있다. 이 경우에 건조 피부 상태에서의 특징점들은 노말 피부 상태에서의 특징점들과 달라 사용자 인증(지문 인증)이 실패할 수 있다. 또한 주변 온도가 낮은 저온 환경에서 사용자 지문의 특징점은 지문 감지 패널(FSP)로 정확하게 전달되지 않을 수도 있다.

도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 리드아웃 회로(ROC)의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 8에 도시된 것과 같이, 리드아웃 회로(ROC)는 지문 인식부(FRP) 및 메모리(MEM)를 포함한다.

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신하고, 노말 지문 영상(NF) 및 건조 지문 영상(DF)를 출력한다. 지문 인식부(FRP)는 지문 인식 알고리즘에 따라 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 노말 지문 영상(NF) 및 건조 지문 영상(DF)를 생성할 수 있다.

메모리(MEM)는 지문 인식부(FRP)에 의해서 실행되는 지문 인식 알고리즘을 저장할 수 있다. 지문 인식 알고리즘은 인공 지능(Artificial Intelligence) 프로그램 또는 딥 러닝(deep learning)에 의해 학습된 소프트웨어일 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 지문 등록 모드 및 지문 인증 모드로 동작할 수 있다. 지문 인식부(FRP)는 지문 등록 모드동안 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 노말 지문 영상(NF) 및 건조 지문 영상(DF)을 생성한다. 지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 노말 지문 영상(NF)을 먼저 생성하고, 생성된 노말 지문 영상(NF)을 메모리(MEM)에 저장한다. 지문 인식부(FRP)는 생성된 노말 지문 영상(NF)에 기반해서 건조 지문 영상(DF)을 생성할 수 있다. 지문 인식부(FRP)는 메모리(MEM)에 저장된 노말 지문 영상(NF)과 건조 지문 영상(DF)을 비교하고, 노말 지문 영상(NF)과 건조 지문 영상(DF)의 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 건조 지문 영상(DF)을 출력한다. 지문 인식부(FRP)는 건조 지문 영상(DF)을 메모리(MEM)에 저장할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)에 대응하는 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 영상(DF)에 대응하는 건조 지문 템플릿을 메모리(MEM)에 저장할 수 있다. 노말 지문 템플릿은 노말 지문 영상(NF)에 포함된 특징점들의 속성 정보를 포함하며, 건조 지문 템플릿은 건조 지문 영상(DF)에 포함된 특징점들의 속성 정보를 포함할 수 있다. 특징점들의 속성 정보는 특징점의 위치, 특징점의 각도, 특징점의 신뢰도, 특징점 주변의 곡률, 특징점 주변의 융선 두께 등을 포함할 수 있다.

지문 인식부(FRP)로부터 출력되는 노말 지문 영상(NF)과 건조 지문 영상(DF)은 도 2c에 도시된 제어 모듈(CM) 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)로 제공될 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 지문 인증 모드동안 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 생성한다. 지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 의해 생성된 지문 영상과 메모리(MEM)에 저장된 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿을 비교하여 사용자 인증(지문 인증)을 수행할 수 있다.

다른 실시예에서, 지문 인식부(FRP)는 지문 인증 모드동안 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 노말 지문 영상(NF) 및 건조 지문 영상(DF) 중 어느 하나로 출력한다. 예를 들어, 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상이 특징점들을 충분히 포함하는 경우 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상은 노말 지문 영상(NF)으로 출력될 수 있다. 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)을 메모리(MEM)에 저장된 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자 인증(지문 인증)을 수행할 수 있다.

한편 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상이 특징점들을 충분히 포함하지 않는 경우 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상은 건조 지문 영상(DF)으로 될 수 있다. 지문 인식부(FRP)는 건조 지문 영상(DF)을 노말 지문 영상(NF)으로 변환하고, 변화된 노말 지문 영상(NF)을 메모리(MEM)에 저장된 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자 인증(지문 인증)을 수행할 수 있다.

다른 실시예에서, 지문 인식부(FRP)는 지문 인증 모드동안 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력한다. 도 2c에 도시된 제어 모듈(CM) 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)은 지문 인식부(FRP)로부터 수신된 노말 지문 영상(NF)을 이용하여 사용자 인증(지문 인증)을 수행할 수 있다.

도 9는 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 지문 인식부(FRP)는 지문 등록 모드동안 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 노말 지문 영상(NF)을 생성하고, 노말 지문 영상(NF)에 대응하는 노말 지문 템플릿을 메모리(MEM)에 저장한다. 예를 들어, 표시 장치(DD, 도 1 참조)가 사용자의 지문을 6번 입력받도록 설정된 경우, 지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 6회 순차적으로 입력받고, 6회 입력된 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 각각 대응하는 6개의 노말 지문 영상들(NF)을 생성한다. 지문 인식부(FRP)는 6개의 노말 지문 영상들(NF)에 각각 대응하는 6개의 노말 지문 템플릿들(NT~NT6)을 순차적으로 메모리(MEM)에 저장할 수 있다. 또한 지문 인식부(FRP)는 6개의 노말 지문 영상들(NF) 중 4개의 노말 지문 영상들(NF)에 각각 대응하는 4개의 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)을 순차적으로 메모리(MEM)에 저장할 수 있다. 결과적으로 지문 템플릿(FT)은 6개의 노말 지문 템플릿들(NT~NT6) 및 4개의 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)을 포함할 수 있다.

메모리(MEM)에 저장되는 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)의 개수는 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어, 메모리(MEM)에 저장되는 노말 지문 템플릿들의 개수와 건조 지문 템플릿들의 개수는 동일할 수 있다.

또한 예시적인 실시예에서, 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)은 리드아웃 회로(ROC) 내 메모리(MEM)에 저장된다. 일 실시예에서, 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)을 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)로 제공할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)을 도 2c 또는 도 3c에 도시된 메모리(MM)에 저장될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 등록 모드의 동작의 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 지문 등록 모드의 동작은 도 8에 도시된 리드아웃 회로(ROC)에서 수행되는 것으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시 장치의 지문 등록 모드는 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)에 의해서 수행될 수 있다.

도 10을 참조하면, 지문 인식부(FRP)는 도 7에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 화소들(SP)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신한다(단계 S100).

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 노말 지문 영상(NF)을 생성한다(단계 S110).

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 건조 지문 영상(DF)을 생성한다(S120). 일 실시예에서, 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)에 근거해서 건조 지문 영상을 생성할 수 있다. 지문 인식부(FRP)에서 생성되는 건조 지문 영상은 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 기반하여 사용자의 피부가 건조한 상태일 때 입력될 수 있는 지문 영상을 예측하여 생성하는 가상의 지문 영상이다.

지문 인식부(FRP)는 생성된 건조 지문 영상이 지문 등록 조건을 만족하는지 판별한다(단계 S130). 예를 들어, 생성된 건조 지문 영상과 노말 지문 영상(NF)의 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 지문 인식부(FRP)는 생성된 건조 지문 영상을 건조 지문 영상(DF)으로서 출력할 수 있다. 매칭 점수는 생성된 건조 지문 영상이 노말 지문 영상(NF)의 매칭(또는 일치) 정도를 나타내는 점수(score)일 수 있다.

만일 생성된 건조 지문 영상이 지문 등록 조건을 만족하면 즉, 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF) 및 건조 지문 영상(DF)을 출력한다(단계 S140). 노말 지문 영상(NF) 및 건조 지문 영상(DF)은 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)로 제공될 수 있다.

만일 생성된 건조 지문 영상이 지문 등록 조건을 만족하지 못하면, 즉, 매칭 점수가 기준 점수 이하일 때 지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 기반하여 새로운 건조 지문 영상을 생성하는 동작(단계 S120)을 반복한다.

도면에 도시되지 않았으나, 생성된 건조 지문 영상이 지문 등록 조건을 만족하지 못하는 횟수가 k번(k는 자연수) 반복될 때 지문 인식부(FRP)는 건조 지문 영상(DF)을 생성하지 않을 수 있다. 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이, 지문 인식부(FRP)는 6개의 노말 지문 영상들(NF) 중 4개의 노말 지문 영상들(NF)에 각각 대응하는 4개의 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)을 생성하는 경우, 지문 인식부(FRP)는 현재 수신된 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 건조 지문 영상(DF)은 생성하지 않을 수 있다.

계속해서 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)에 대응하는 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 영상(DF)에 대응하는 건조 지문 템플릿을 메모리(MEM)에 저장(등록)한다(단계 S150). 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿을 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)로 제공할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 지문 인증 모드의 동작은 도 8에 도시된 리드아웃 회로(ROC)에서 수행되는 것으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시 장치의 지문 인증 모드는 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)에 의해서 수행될 수 있다.

도 11을 참조하면, 지문 인식부(FRP)는 도 7에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 화소들(SP)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신한다(단계 S200).

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 생성한다(단계 S210).

지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상을 지문 영상으로 출력한다(단계 S220). 일 예로, 지문 인식부(FRP)는 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT)과 일치하는지 판별한다(단계 S230). 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT)은 도 9에 도시된 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4)을 포함할 수 있다.

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT)과 일치하면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다(단계 S240). 예를 들어, 지문 영상이 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 하나와 일치하면 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다. 즉, 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 지문 영상과 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재할 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT)과 일치하지 않으면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 실패한 것으로 판별할 수 있다(단계 S250). 예를 들어, 지문 영상이 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 것과도 일치하지 않으면 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 실패한 것으로 판별할 수 있다. 즉, 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 및 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 지문 영상과 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재하지 않을 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 지문 인증 모드의 동작은 도 8에 도시된 리드아웃 회로(ROC)에서 수행되는 것으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시 장치의 지문 인증 모드는 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)에 의해서 수행될 수 있다.

도 12를 참조하면, 지문 인식부(FRP)는 도 7에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 화소들(SP)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신한다(단계 S300).

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 생성한다(단계 S310).

지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상을 지문 영상으로 출력한다(단계 S320). 일 예로, 지문 인식부(FRP)는 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 하나와 일치하는지 판별한다(단계 S330).

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 하나와 일치하면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다(단계 S350). 예를 들어, 지문 영상과 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재할 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 것과도 일치하지 않으면, 지문 인식부(FRP)는 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 하나와 일치하는지 판별한다(단계 S340).

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 하나와 일치하면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다(단계 S350). 예를 들어, 지문 영상과 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재할 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 것과도 일치하지 않으면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 실패한 것으로 판별할 수 있다(단계 S360).

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 지문 인증 모드의 동작은 도 8에 도시된 리드아웃 회로(ROC)에서 수행되는 것으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시 장치의 지문 인증 모드는 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)에 의해서 수행될 수 있다.

도 13을 참조하면, 지문 인식부(FRP)는 도 7에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 화소들(SP)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신한다(단계 S400).

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 생성한다(단계 S410).

지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상이 건조 지문 영상인지 판별한다(단계 S420). 예를 들어, 생성된 지문 영상에 특징점 정보가 충분히 포함되어 있지 않은 경우 지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상을 건조 지문 영상으로 판별할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상이 건조 지문 영상인 것으로 판별되면, 생성된 지문 영상을 노말 지문 영상으로 변환한다(단계 S430). 생성된 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로 변환하는 것은 메모리(MEM)에 저장된 지문 인식 알고리즘에 의해 수행될 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 변환된 노말 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력한다(단계 S440).

단계 S420에서, 지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상이 건조 지문 영상이 아닌 것으로 판별되면, 생성된 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 중 어느 하나와 일치하는지 판별한다(단계 S450).

만일 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 중 어느 하나와 일치하면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다(단계 S460). 예를 들어, 노말 지문 영상(NF)과 지문 템플릿(FT) 중 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재할 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 중 어느 것과도 일치하지 않으면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 실패한 것으로 판별할 수 있다(단계 S470).

이와 같은 지문 인증 모드를 수행하는 지문 인식부(FRP)는 사용자가 건조 피부 상태에서 지문을 입력하여 사용자 인증을 받고자 하더라도 지문 인증 오류를 최소화할 수 있다.

일 실시예에서, 지문 인식부(FRP)는 단계 S450에서 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 하나가 노말 지문 영상(NF)과 일치하는지 판별할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 지문 인증 모드의 플로우차트이다. 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 지문 인증 모드의 동작은 도 8에 도시된 리드아웃 회로(ROC)에서 수행되는 것으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시 장치의 지문 인증 모드는 도 2c 또는 도 3c에 도시된 제어 모듈(CM)에 의해서 수행될 수 있다.

도 14를 참조하면, 지문 인식부(FRP)는 도 7에 도시된 지문 감지 유닛(FSU)의 지문 감지 화소들(SP)로부터 지문 감지 신호들(RX1-RXm)을 수신한다(단계 S500).

지문 인식부(FRP)는 지문 감지 신호들(RX1-RXm)에 대응하는 지문 영상을 생성한다(단계 S510).

지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상이 건조 지문 영상인지 판별한다(단계 S520). 예를 들어, 생성된 지문 영상에 특징점 정보가 충분히 포함되어 있지 않은 경우 지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상을 건조 지문 영상으로 판별할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상이 건조 지문 영상인 것으로 판별되면, 생성된 지문 영상을 노말 지문 영상으로 변환한다(단계 S530). 생성된 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로 변환하는 것은 메모리(MEM)에 저장된 지문 인식 알고리즘에 의해 수행될 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 변환된 노말 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력한다(단계 S540).

단계 S520에서, 지문 인식부(FRP)는 생성된 지문 영상이 건조 지문 영상이 아닌 것으로 판별되면, 생성된 지문 영상을 노말 지문 영상(NF)으로서 출력할 수 있다.

지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 하나와 일치하는지 판별한다(단계 S550).

만일 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 하나와 일치하면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다(단계 S570). 예를 들어, 노말 지문 영상(NF)과 지문 템플릿(FT) 내 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재할 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

만일 지문 영상이 메모리(MEM)에 저장된 노말 지문 템플릿들(NT1~NT6) 중 어느 것과도 일치하지 않으면, 지문 인식부(FRP)는 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 하나와 일치하는지 판별한다(단계 S560).

만일 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 하나와 일치하면, 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다(단계 S570). 예를 들어, 노말 지문 영상(NF)과 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수 이상인 템플릿이 존재할 때 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 성공한 것으로 판별할 수 있다.

단계 S560에서 노말 지문 영상(NF)이 메모리(MEM)에 저장된 지문 템플릿(FT) 내 건조 지문 템플릿들(DT1~DT4) 중 어느 것과도 일치하지 않으면 지문 인식부(FRP)는 사용자 인증(지문 인증)이 실패한 것으로 판별할 수 있다(단계 S580).

도 15a 및 도 15b는 지문 등록 모드에서 표시 장치(DD)에 표시되는 사용자 인터페이스 화면을 예시적으로 보여준다.

도 15a를 참조하면, 지문 등록 모드에서 사용자는 표시 장치(DD)에 표시된 제1 설정(SET1)을 선택하여 사용자 지문을 등록할 수 있다. 또한 사용자는 표시 장치(DD)에 표시된 제2 설정(SET2)을 선택하여 생체 인식 상세 설정을 등록할 수 있다. 사용자가 제2 설정(SET2)을 선택(터치)하면 도 15b에 도시된 화면이 표시 장치(DD)에 표시될 수 있다.

도 15b를 참조하면, 사용자는 표시 장치(DD)에 표시된 제3 설정(SET3)을 터치하여 건조 지문 지동 등록을 선택할 수 있다. 사용자가 제3 설정(SET3)을 터치하여 건조 지문 지동 등록을 "온"상태로 선택하면 도 10에 도시된 지문 등록 모드가 수행될 수 있다.

도 10에서 설명한 바와 같이, 지문 등록 모드동안 지문 인식부(FRP)는 사용자에 의해 입력된 지문에 대응하는 노말 지문 템플릿뿐만 아니라 건조 지문 템플릿을 자동으로 등록할 수 있다.

노말 지문 템플릿과 건조 지문 템플릿을 등록한 표시 장치(DD)는 지문 인증 모드에서 사용자에 의해 입력된 지문이 노말 지문 템플릿 및 건조 지문 템플릿과 일치하는 지를 판별함으로써 사용자의 피부가 건조한 상태에서 지문 인증 오류를 최소화할 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
FSDC: 지문 스캔 구동 회로
SP: 지문 감지 화소
FRP: 지문 인식부

Claims

영상을 표시하는 표시 유닛;
상기 표시 유닛의 일면에 배치되고, 지문을 감지하기 위한 지문 감지 화소들을 포함하는 지문 감지 유닛; 및
상기 지문 감지 화소들로부터 지문 감지 신호를 수신하는 리드아웃 회로를 포함하되;
상기 리드아웃 회로는 지문 등록 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 노말 지문 영상 및 건조 지문 영상을 생성하여 출력하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는 상기 지문 감지 신호에 대응하는 상기 건조 지문 영상을 생성하고, 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 상기 건조 지문 영상을 출력하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는 상기 지문 감지 신호에 대응하는 상기 건조 지문 영상을 생성하기 위한 알고리즘을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
상기 리드아웃 회로는 상기 알고리즘에 의해 생성된 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상의 매칭 정도를 나타내는 상기 매칭 점수를 계산하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는 상기 노말 지문 영상에 대응하는 노말 지문 템플릿 및 상기 건조 지문 영상에 대응하는 건조 지문 템플릿을 포함하는 지문 템플릿을 출력하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 지문 템플릿은 복수 개의 노말 지문 템플릿들 및 복수 개의 건조 지문 템플릿들을 포함하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는 지문 인증 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 지문 영상을 생성하고, 생성된 지문 영상과 상기 지문 템플릿을 비교하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는 지문 인증 모드 동안 상기 지문 감지 신호에 대응하는 건조 지문 영상을 생성하고, 상기 건조 지문 영상을 노말 지문 영상으로 변환하며, 상기 노말 지문 영상과 상기 지문 템플릿을 비교하는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는 상기 지문 템플릿을 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
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.
제 1 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 라인들을 순차적으로 구동하는 지문 스캔 구동 회로를 더 포함하는 표시 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 리드아웃 회로는,
상기 복수의 지문 감지 라인들로부터 상기 지문 감지 신호를 수신하는 표시 장치.
지문 등록 모드 및 지문 인증 모드를 포함하는 표시 장치의 동작 방법에 있어서:
상기 지문 등록 모드는,
지문 감지 신호를 수신하는 단계;
상기 지문 감지 신호에 대응하는 노말 지문 영상을 생성하는 단계;
상기 지문 감지 신호에 대응하는 건조 지문 영상을 생성하는 단계; 및
상기 노말 지문 영상과 상기 건조 지문 영상을 출력하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 노말 지문 영상과 상기 건조 지문 영상을 출력하는 단계는 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상이 일치할 때 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 것을 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 노말 지문 영상과 상기 건조 지문 영상을 출력하는 단계는 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상의 매칭 점수가 기준 점수보다 높을 때 상기 건조 지문 영상과 상기 노말 지문 영상을 출력하는 것을 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 노말 지문 영상에 대응하는 노말 지문 템플릿 및 상기 건조 지문 영상에 대응하는 건조 지문 템플릿을 포함하는 지문 템플릿을 출력하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 지문 인증 모드는,
지문 감지 신호를 수신하는 단계;
상기 지문 감지 신호에 대응하는 지문 영상을 생성하는 단계;
상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿을 비교하는 단계; 및
상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿이 일치할 때 사용자 인증이 성공한 것으로 판별하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 지문 인증 모드는,
상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 노말 지문 템플릿 비교하는 단계; 및
상기 지문 영상과 상기 상기 노말 지문 템플릿이 일치하지 않을 때 상기 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 건조 지문 템플릿 비교하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 지문 영상이 상기 노말 지문 템플릿 및 상기 건조 지문 템플릿 중 적어도 하나와 일치할 때 사용자 인증이 성공한 것으로 판별하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 지문 감지 신호에 대응하는 지문 영상을 생성하는 단계는,
상기 지문 영상이 건조 영상인지 판별하는 단계;
상기 지문 영상이 상기 건조 영상인 것으로 판별될 때 상기 건조 영상을 상기 노말 지문 영상으로 변환하는 단계;
상기 노말 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 노말 지문 템플릿 비교하는 단계; 및
상기 노말 지문 영상과 상기 상기 노말 지문 템플릿이 일치하지 않을 때 상기 노말 지문 영상과 상기 지문 템플릿 내 상기 건조 지문 템플릿 비교하는 단계를 포함하는 표시 장치의 동작 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 지문 등록 모드의 상기 지문 감지 신호에 대응하는 건조 지문 영상을 생성하는 단계는 사용자에 의해서 건조 지문 지동 등록이 선택되었을 때 수행되는 표시 장치의 동작 방법.