KR20220034265A - 표시 장치 및 이를 이용한 지문 검출 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이를 이용한 지문 검출 방법 Download PDF

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KR20220034265A
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문승현
양동욱
차고은
박경태
조강빈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는, 핀홀 광학계를 포함한 표시 패널과, 상기 핀홀 광학계와 중첩되도록 제공된 광 센서를 포함한다. 상기 표시 장치를 이용하여 사용자의 지문을 검출하는 방법은, 상기 사용자의 지문을 센싱하여 지문 센싱 데이터를 취득하는 단계; 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계; 상기 검출된 정보에 기초하여, 적어도 하나의 참조 폴딩 각도에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터로부터 교정 데이터를 생성하는 단계; 상기 교정 데이터를 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정함에 의해 지문 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 지문 데이터에 따라 상기 사용자의 지문을 검출하는 단계를 포함한다.

Description

표시 장치 및 이를 이용한 지문 검출 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DETECTING FINGERPRINT USING THE SAME}
본 발명의 실시예는 표시 장치 및 이를 이용한 지문 검출 방법에 관한 것이다.
최근, 스마트 폰이나 태블릿 PC 등과 같은 표시 장치가 다방면으로 활용되면서, 사용자의 지문 등을 이용한 생체 정보 인증 방식이 폭 넓게 이용되고 있다. 이에 따라, 표시 장치에 지문 센서가 내장되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 핀홀 광학계 및 광 센서를 포함한 표시 장치 및 이를 이용한 지문 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는, 핀홀 광학계를 포함한 표시 패널과, 상기 핀홀 광학계와 중첩되도록 제공된 광 센서를 포함한다. 상기 표시 장치를 이용하여 사용자의 지문을 검출하는 방법은, 상기 사용자의 지문을 센싱하여 지문 센싱 데이터를 취득하는 단계; 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계; 상기 검출된 정보에 기초하여, 적어도 하나의 참조 폴딩 각도에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터로부터 교정 데이터를 생성하는 단계; 상기 교정 데이터를 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정함에 의해 지문 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 지문 데이터에 따라 상기 사용자의 지문을 검출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계는, 상기 지문 센싱 데이터로부터 핀홀들의 위치 정보를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 상기 적어도 하나의 참조 데이터와 비교하여 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 이동량 차이를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 복수의 참조 데이터와 비교하여 유사도가 높은 두 개의 참조 데이터를 선택하는 단계; 및 상기 두 개의 참조 데이터를 보간함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 두 개의 참조 데이터를 보간하는 단계는, 상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 상기 두 개의 참조 데이터로부터 추출된 핀홀들의 위치 정보와 비교하여 상기 두 개의 참조 데이터 각각에 대한 오프셋 값을 설정하는 단계; 및 상기 두 개의 참조 데이터 각각에 대한 오프셋 값에 따른 가중치를 부여하여 상기 두 개의 참조 데이터를 합산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 두 개의 참조 데이터 각각에 대한 오프셋 값은, 각각의 참조 데이터에서의 핀홀들의 위치를 상기 검출된 핀홀들의 위치와 일치시킬 수 있도록 설정된 보정 값일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 단일의 참조 데이터로부터 추출된 핀홀들의 위치 정보와 비교하여 상기 단일의 참조 데이터에 대한 오프셋 값을 설정하는 단계; 및 상기 오프셋 값에 따라 상기 단일의 참조 데이터를 보정함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 오프셋 값은 상기 단일의 참조 데이터에서의 핀홀들의 위치를 상기 검출된 핀홀들의 위치와 일치시킬 수 있도록 설정된 보정 값일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계는, 상기 표시 장치의 폴딩 각도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치의 폴딩 각도를 검출하는 단계는, 터치 센서로부터 출력된 센싱 신호를 이용하여 상기 폴딩 각도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 폴딩 각도에 대응하여 어느 하나의 참조 데이터를 상기 교정 데이터로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 참조 폴딩 각도들에 대한 두 개의 참조 데이터를 선택하는 단계; 및 상기 두 개의 참조 데이터를 보간함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 폴딩 각도에 대응하는 오프셋 값을 추출하는 단계; 및 상기 오프셋 값에 따라 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 보정함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 참조 폴딩 각도들에 대한 두 개의 오프셋 값들을 보간하는 단계; 및 상기 보간된 오프셋 값에 따라 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 보정함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는, 핀홀 광학계를 포함하는 표시 패널; 상기 핀홀 광학계와 중첩되도록 배치되는 광 센서; 적어도 하나의 참조 폴딩 각도에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 저장하는 메모리; 및 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하고, 상기 검출된 정보와 상기 적어도 하나의 참조 데이터에 기초하여 지문 센싱 데이터를 보정하는 센서 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 센서 제어부는, 상기 광 센서로부터 입력되는 전기적 신호들을 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 생성하는 지문 센싱 데이터 생성부; 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 이동량 검출부; 상기 검출된 정보에 대응하는 교정 데이터를 생성하는 연산부; 및 상기 교정 데이터를 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정하는 이미지 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연산부는, 상기 검출된 정보에 대응하여 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 참조 데이터를 선택하고, 상기 선택된 참조 데이터로부터 상기 교정 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연산부는, 상기 검출된 정보에 대응하는 오프셋 값에 따라 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 참조 데이터를 보정하여 상기 교정 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는, 가요성을 갖는 폴딩 영역과, 상기 폴딩 영역의 양측에 배치된 제1 플랫 영역 및 제2 플랫 영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는, 상기 제1 플랫 영역에 배치된 적어도 하나의 터치 전극과, 상기 제2 플랫 영역에 배치된 적어도 하나의 터치 전극을 포함한 터치 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는, 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 폴딩 각도를 검출하는 폴딩 각도 검출부를 더 포함하며, 상기 센서 제어부는, 상기 검출된 폴딩 각도에 기초하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 표시 장치 및 이를 이용한 지문 검출 방법에 따르면, 표시 패널 등에 내장된 핀홀 광학계를 사용하여 지문을 검출하는 표시 장치에서, 폴딩 등에 의해 핀홀 광학계와 광 센서 사이의 정렬이 틀어지는 경우에도 신호 대 잡음비(SNR)를 개선하고 높은 정확도로 지문을 검출할 수 있게 된다. 이에 따라, 표시 장치의 지문 인증 성능을 개선할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 I~I'선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치의 지문 센싱 영역을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 나타내는 블록도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 센싱 데이터의 보정 방법을 나타낸다.
도 12는 표시 장치의 폴딩에 따른 핀홀 광학계와 광 센서의 오정렬 발생, 및 이에 따른 지문 센싱 데이터와 교정 데이터에서의 핀홀들의 위치 편차를 나타낸다.
도 13 내지 도 17은 핀홀 광학계와 광 센서의 오정렬이 발생한 상태에서 광 센서에 의해 획득된 지문 센싱 데이터의 처리 과정 및 이에 따른 이미지 프로파일을 나타낸다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 의한 센서 제어부를 나타내는 블록도들이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 참조 데이터의 생성 방법을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 참조 데이터의 선택 방법을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 생성 방법을 나타낸다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 생성 방법을 나타낸다.
도 24는 복수의 폴딩 각도들에 대한 복수의 참조 데이터를 이용하는 실시예에 따른 효과를 나타낸다.
도 25는 단일의 폴딩 각도에 대한 단일의 참조 데이터를 이용하는 실시예에 따른 효과를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 나타내는 블록도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 28은 도 27의 터치 센서를 구비한 표시 장치의 폴딩에 따른 터치 전극들 사이의 정전용량의 변화를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 선택 방법을 나타낸다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 오프셋 값 설정 방법을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 아래의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수만을 포함하지 않는 한, 복수의 표현도 포함한다.
한편, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지는 않으며, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있을 것이다. 또한, 이하에서 개시되는 각각의 실시예는 단독으로 실시되거나, 또는 적어도 하나의 다른 실시예와 결합되어 복합적으로 실시될 수 있을 것이다.
도면에서 본 발명의 특징과 직접적으로 관계되지 않은 일부 구성 요소는 본 발명을 명확하게 나타내기 위하여 생략되었을 수 있다. 또한, 도면 상의 일부 구성 요소는 그 크기나 비율 등이 다소 과장되어 도시되었을 수 있다. 도면 전반에서 동일 또는 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(DD)를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 I~I'선에 따른 단면도이다. 예를 들어, 도 1 및 도 2는 패널부(PNL)를 중심으로 표시 장치(DD)의 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는, 영상을 표시하기 위하여 표시 영역(DA)에 제공된 화소들("표시 화소들"이라고도 함)(PX)을 포함한 표시 패널(DP)과, 상기 표시 패널(DP)을 보호하기 위한 윈도우(WD)를 포함한다.
또한, 표시 장치(DD)는 다양한 기능을 제공하기 위하여 적어도 한 종류의 센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 표시 장치(DD)는, 터치 센싱 영역(TSA)에 제공된 터치 전극들(TSE)을 포함하는 터치 센서(TS)와, 지문 센싱 영역(FSA)에 제공된 센서 화소들(SPXL)을 포함하는 광 센서(PHS)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센싱 영역(TSA) 및 지문 센싱 영역(FSA)은 표시 영역(DA)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DA)의 전체 영역이 터치 센싱 영역(TSA)으로 설정되고, 표시 영역(DA)의 일부 영역이 지문 센싱 영역(FSA)으로 설정될 수 있다. 다만, 터치 센싱 영역(TSA) 및 지문 센싱 영역(FSA)의 위치 및/또는 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
추가적으로, 표시 장치(DD)는 기구 강도 등을 개선하기 위하여 표시 패널(DP)의 배면 상에 제공된 커버 패널(CPN)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광 센서(PHS)는 커버 패널(CPN)의 주변에 위치하도록 표시 패널(DP)의 배면 상에 제공될 수 있다. 일 예로, 커버 패널(CPN)은 지문 센싱 영역(FSA)에 대응하는 개구부를 포함하고, 상기 개구부 내에 광 센서(PHS)가 배치될 수 있다. 이 경우, 표시 장치(DD)의 두께를 저감하고, 유연성을 확보할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 다른 실시예에서는, 커버 패널(CPN)의 개구부 내에 적어도 일부 영역의 광 센서(PHS)가 위치하거나, 또는 광 센서(PHS)가 상기 개구부 내에 위치하지 않고 정렬될 수도 있다.
표시 장치(DD)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 표시 장치(DD)는 제1 방향(DR1)을 따른 길이가, 제2 방향(DR2)을 따른 길이보다 큰 직사각형상을 가질 수 있다. 이외에도 표시 장치(DD)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원 또는 타원, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)는 각진 모서리를 가지거나, 곡선형의 모서리를 가질 수 있다.
표시 장치(DD)는 전체 또는 적어도 일부의 영역에서 가요성(flexibility)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(DD)의 적어도 일 영역은 변형 영역(일 예로, 폴딩 영역)으로 설정되고, 상기 변형 영역에서 접히거나 말리는 등의 형태로 변형될 수 있다. 일 예로, 표시 장치(DD)는 폴더블 표시 장치일 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시 장치(DD)의 형상에 부합되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 직사각형상 또는 이외의 다양한 형상을 가질 수 있다.
표시 패널(DP)은 전면으로 임의의 시각 정보, 일 예로, 텍스트, 비디오, 사진, 2차원 또는 3차원 영상 등을 표시할 수 있다. 본 발명에서, 표시 패널(DP)의 종류 및/또는 구조가 특별히 한정되지는 않는다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 발광 소자를 포함한 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은, 유기 발광 다이오드, 또는 나노 내지 마이크로 스케일 정도로 작은 초소형의 무기 발광 다이오드를 각 화소의 광원으로 이용하는 발광 표시 패널일 수 있다. 이외에도, 표시 패널(DP)은 본 발명의 개념에 부합되는 범위 내에서 다른 종류의 표시 패널로 구성될 수 있다.
표시 패널(DP) 및 이를 포함한 표시 장치(DD)는, 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)의 주변에 위치한 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸는 형태로 제공될 수 있다.
표시 영역(DA)에는 화소들(PX)이 제공될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는, 표시 영역(DA)의 화소들(PX)을 구동하기 위한 배선들, 패드들 및/또는 적어도 하나의 구동 회로(일 예로, 게이트 구동부 및 데이터 구동부 중 적어도 하나)가 제공될 수 있다.
표시 패널(DP)은, 기판(SUB)과 상기 기판(SUB) 상에 제공된 표시 화소층(DPL)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 핀홀층(PHL)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 표시 패널(DP)은 기판(SUB)과 표시 화소층(DPL)의 사이에 위치된 핀홀층(PHL)을 포함할 수 있다. 다만, 핀홀층(PHL)의 위치는 변경될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서는 핀홀층(PHL)이 표시 화소층(DPL)의 내부(일 예로, 회로 소자층 및/또는 발광 소자층)에 제공되거나, 표시 화소층(DPL)의 상부에 제공될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는 핀홀층(PHL)이 기판(SUB)의 하부에 배치될 수도 있다.
기판(SUB)은 유리 또는 고분자 유기물 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(DD)가 폴더블 표시 장치일 경우, 기판(SUB)은 고분자 유기물로 이루어진 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 고분자 유기물을 포함하는 절연성 기판 재료로는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등이 있다. 다만, 기판(SUB)의 재료가 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 기판(SUB)은 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber glass reinforced plastic) 등으로 이루어질 수도 있다.
핀홀층(PHL)은 지문 센싱 영역(FSA)에 제공된 복수의 핀홀들(PIH)과, 상기 핀홀들(PIH)을 둘러싸는 차광 부재(LBM)를 포함할 수 있다. 차광 부재(LBM)는 통상의 블랙 매트릭스 물질 또는 금속 등을 비롯하여 광을 차단할 수 있는 재료로 이루어질 수 있으며, 그 구성 물질이 특별히 한정되지는 않는다. 핀홀들(PIH)은 적어도 지문 센싱 영역(FSA)에서 차광 부재(LBM)에 소정 간격 및/또는 크기로 형성된 개구부들일 수 있다. 따라서, 핀홀층(PHL)으로 입사되는 광 중 핀홀들(PIH)을 통과하는 일부의 광만이 광 센서(PHS)로 입사될 수 있다.
핀홀층(PHL)은 지문 센싱을 위한 핀홀 광학계를 구성할 수 있다. 예를 들어, 핀홀층(PHL)은 광 센서(PHS)와 함께 지문 센서(FPS)를 구성할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 지문 센서(FPS)는 적외선(IR) 필터를 더 포함할 수 있다.
표시 화소층(DPL)은 영상의 표시를 위한 화소들(PX)과, 상기 화소들(PX)에 연결되는 각종 회로 소자들 및/또는 배선들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 화소(PX)는 적어도 하나의 발광 소자와 상기 발광 소자를 구동하기 위한 화소 회로를 포함할 수 있다. 이 경우, 표시 화소층(DPL)은 각 화소(PX)의 화소 회로 및 이에 연결되는 배선들을 포함한 회로 소자층("백플레인"이라고도 함)과, 상기 회로 소자층과 중첩되는 발광 소자층을 포함할 수 있다.
터치 센서(TS)는 표시 패널(DP)의 일면 상에 제공될 수 있다. 일 예로, 터치 센서(TS)는 제3 방향(DR3)(일 예로, 높이 방향) 상에서 표시 패널(DP)의 상부에 제공될 수 있다. 다만, 터치 센서(TS)의 위치는 변경될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서는 터치 센서(TS)가 표시 패널(DP)의 하부에 배치되거나, 표시 패널(DP)의 양면 상에 모두 제공될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 터치 센서(TS)가 표시 패널(DP)의 내부에 제공될 수도 있다.
일 실시예에서, 터치 센서(TS)는 표시 패널(DP)과 일체로 제공될 수 있다. 일 예로, 터치 센서(TS)는 표시 패널(DP)의 표시 화소층(DPL)(또는 상기 표시 화소층(DPL)을 커버하는 박막 봉지층) 상에 직접 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 센서(TS)는 표시 패널(DP)과 별개로 제작된 이후, 도시되지 않은 접착 부재에 의해 표시 패널(DP)에 부착될 수 있다.
일 실시예에서, 터치 센서(TS)는 정전용량 방식의 터치 센서일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서(TS)는 터치 센싱 영역(TSA)에 분산된 다수의 터치 전극들(TSE)을 포함한 자가 정전용량 방식 또는 상호 정전용량 방식의 터치 센서일 수 있다. 다만, 터치 센서(TS)의 종류 및 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
윈도우(WD)는 표시 패널(DP)의 전면 상에 제공되어 표시 패널(DP)을 보호할 수 있다. 일 예로, 윈도우(WD)는 제3 방향(DR3) 상에서 표시 패널(DP) 및 터치 센서(TS)의 상부에 배치될 수 있다.
윈도우(WD)는 외부 충격을 완화시켜, 표시 패널(DP) 및/또는 터치 센서(TS)가 파손되거나 오작동하는 것을 방지할 수 있다. 외부 충격이라 함은 압력, 스트레스 등으로 표현할 수 있는 외부로부터의 힘으로서 표시 패널(DP) 및/또는 터치 센서(TS)에 결함을 야기할 수 있는 힘을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(DD)가 폴더블 표시 장치와 같이 변형이 가능한 표시 장치일 경우, 윈도우(WD)는 전체 또는 적어도 일부의 영역에서 가요성(flexibility)을 가질 수 있다. 이를 위해, 윈도우(WD)는 유연성을 가지는 절연 재료로 형성될 수 있다.
커버 패널(CPN) 및 광 센서(PHS)는 표시 패널(DP)의 배면 상에 제공되며, 접착 부재(ADH)에 의해 표시 패널(DP)과 결합될 수 있다. 일 예로, 커버 패널(CPN) 및 광 센서(PHS)는 제3 방향(DR3) 상에서 표시 패널(DP)의 하부에 배치될 수 있다.
커버 패널(CPN)은 외부 충격을 완화하는 기능을 하며 탄성 변형이 가능한 물질을 포함한 쿠션층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 패널(CPN)은 열가소성 탄성 중합체(thermoplastic elastomer), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리우레탄 열가소성 탄성 중합체(polyurethane thermoplastic elastomers), 폴리아미드(polyamides), 합성고무(synthetic rubbers), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리부타디엔(polybutadiene), 폴리이소부티렌(polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌)[poly(styrene-butadienestyrene)], 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리에틸렌(polyethylene), 실리콘(silicone) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 이루어진 적어도 하나의 물질을 포함한 단일층 또는 다중층의 쿠션층을 포함할 수 있다. 이외에도, 커버 패널(CPN)은 탄성력을 갖는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 커버 패널(CPN)은 표시 패널(DP)의 배면에서 상기 표시 패널(DP)을 안정적으로 지지하기 위한 고강도 플레이트(일 예로, 금속 플레이트), 그라파이트, 동판 및/또는 방열 플레이트 등을 더 포함할 수 있다. 즉, 커버 패널(CPN)은 상기 구성 중 적어도 하나의 구성을 포함할 때 지칭할 수 있다.
광 센서(PHS)는 지문 센싱 영역(FSA)에 분산된 복수의 센서 화소들(SPXL)을 포함한다. 일 실시예에서, 광 센서(PHS)는 표시 패널(DP)에서 생성된 광을 사용하여 사용자의 지문을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 광 센서(PHS)는 지문 센싱 영역(FSA)에 위치한 적어도 일부의 화소들(PX)로부터 방출되어 사용자의 손가락(특히, 지문 영역)에서 반사된 반사광을 센싱함으로써, 사용자의 지문을 센싱할 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치(DD)의 지문 센싱 영역(FSA)을 확대하여 나타내는 단면도이다. 예를 들어, 도 3은 지문 센싱 영역(FSA) 및 그 상부에 접촉된 사용자 손가락의 일 영역에 대한 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 3에서, 도 1 및 도 2와 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시 화소층(DPL)은, 기판(SUB) 및 핀홀층(PHL)의 상부에 순차적으로 배치되는 회로 소자층(BPL) 및 발광 소자층(LDL)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 화소층(DPL)은, 발광 소자층(LDL)의 상부에 배치된 보호층(PTL)을 더 포함할 수 있다.
회로 소자층(BPL)은 적어도 하나의 도전층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로 소자층(BPL)은 화소들(PX)의 화소 회로를 구성하는 복수의 회로 소자들과, 화소들(PX)을 구동하기 위한 각종 전원 및 신호를 공급하기 위한 배선들을 포함할 수 있다. 이 경우, 회로 소자층(BPL)은 트랜지스터 및 커패시터와 같은 각종 회로 소자들과 이에 연결되는 배선들을 구성하기 위한 복수의 도전층들을 포함할 수 있다. 또한, 회로 소자층(BPL)은 복수의 도전층들의 사이에 제공된 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다.
발광 소자층(LDL)은 회로 소자층(BPL)의 일면 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(LDL)은, 컨택홀 등을 통해 회로 소자층(BPL)의 회로 소자들 및/또는 배선들에 연결되는 복수의 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드로 구성되거나, 마이크로 또는 나노 발광 다이오드나 양자점(quantum dot) 발광 다이오드 등과 같은 초소형의 무기 발광 다이오드로 구성될 수 있다.
각각의 화소(PX)는, 회로 소자층(BPL)에 배치된 회로 소자들과, 발광 소자층(LDL)에 배치된 적어도 하나의 발광 소자(LD)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 화소(PX)는 단일의 발광 소자를 포함하거나, 직렬, 병렬 또는 직병렬로 서로 연결된 복수의 발광 소자들을 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 화소 영역(PXA)에는 적어도 하나의 발광 소자(LD)가 형성 및/또는 제공될 수 있다.
보호층(PTL)은 표시 영역(DA)을 커버하도록 발광 소자층(LDL)의 상부에 배치될 수 있다. 보호층(PTL)은 박막 봉지층(thin film encapsulation: TFE) 또는 봉지 기판과 같은 밀봉 부재를 포함할 수 있다. 이외에도 보호층(PTL)은 보호 필름 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
광 센서(PHS)는 적어도 지문 센싱 영역(FSA)에 위치하도록 표시 패널(DP)과 중첩되도록 제공될 수 있다. 광 센서(PHS)는 소정의 해상도 및/또는 간격으로 분산된 센서 화소들(SPXL)을 포함할 수 있다.
센서 화소들(SPXL)은, 상기 센서 화소들(SPXL)이 출력하는 전기적 신호들로부터 식별 가능할 정도의 지문 이미지가 생성될 수 있도록, 적절한 개수, 크기 및 배열을 가질 수 있다. 일 예로, 센서 화소들(SPXL) 사이의 간격은, 대상 객체(예를 들어, 손가락)로부터 반사된 반사광이 이웃한 적어도 두 개의 센서 화소들(SPXL)에 입사될 수 있도록 조밀하게 설정될 수 있다.
센서 화소들(SPXL)은 각각의 수광량에 따른 전기적 신호, 일 예로, 전압 신호를 출력할 수 있다. 사용자의 손가락(특히, 지문 영역)에서 반사된 후 핀홀층(PHL)을 통과하여 센서 화소들(SPXL)로 입사되는 반사광들은, 사용자의 손가락에 형성된 지문의 골(valley)과 융선(ridge)에 대응하는 광 특성(일 예로, 주파수, 파장, 세기 등)을 가질 수 있다. 따라서, 센서 화소들(SPXL)은 반사광의 광 특성에 따른 전기적 특성을 갖는 센싱 신호를 출력할 수 있다.
핀홀들(PIH)의 폭(또는, 직경)은 빛의 회절을 방지할 수 있도록 반사광의 파장의 대략 10배 이상, 예를 들어, 대략 4㎛ 또는 5㎛ 이상으로 설정될 수 있다. 또한, 핀홀들(PIH)의 폭은 이미지 블러(image blur)를 방지하고, 보다 또렷하게 지문의 형태를 센싱할 수 있을 정도의 크기로 설정될 수 있다. 예를 들어, 핀홀들(PIH)의 폭은 대략 15㎛ 이하로 설정될 수 있다. 다만, 핀홀들(PIH)의 폭은 반사광의 파장 대역 및/또는 모듈의 층별 두께 등에 따라 달라질 수 있다.
핀홀들(PIH)을 통과한 반사광만이 광 센서(PHS)의 센서 화소들(SPXL)에 도달할 수 있다. 매우 좁은 폭의 핀홀(PIH)에 의해, 지문으로부터 반사되는 광의 위상과 광 센서(PHS)에 맺히는 상의 위상은 180° 차이를 가질 수 있다.
센서 화소들(SPXL)로부터 출력된 센싱 신호는 센서 제어부("지문 검출부"라고도 함)(도 5의 PSC)에 의해 지문 데이터로 변환될 수 있다. 상기 지문 데이터는 사용자의 지문 패턴에 대응하는 이미지일 수 있으며, 일 예로 지문 이미지일 수 있다. 지문 데이터를 취득함에 따라 사용자의 지문을 검출할 수 있다. 검출된 사용자의 지문은 지문 식별 및 인증을 위해 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(DD)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 표시 장치(DD)의 적어도 일 영역은 가요성(flexibility)을 가질 수 있으며, 상기 가요성을 가지는 부분에서 표시 장치(DD)가 폴딩될 수 있다. 일 실시예에서, "폴딩"이라는 용어는 형태가 고정된 것이 아니라 원래의 형태로부터 다른 형태로 변형될 수 있음을 포괄적으로 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, "폴딩"이라 함은, 하나 이상의 특정 라인, 즉, 접이선을 따라 접히거나(folded), 휘거나(curved), 말리는(rolled) 것을 포괄할 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(DD)는, 가요성을 갖는 폴딩 영역(FDA)("벤딩 영역"이라고도 함)과 상기 폴딩 영역(FDA)의 적어도 일 측에 연속하며 편평한 플랫 영역(FLA)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 가요성을 가짐으로써 접힐 수 있다. 플랫 영역(FLA)은 가요성을 가지거나 가요성을 가지지 않을 수 있다.
플랫 영역(FLA)은 폴딩 영역(FDA)을 사이에 두고 서로 이격된 제1 플랫 영역(FLA1)과 제2 플랫 영역(FLA2)을 포함할 수 있다. 제1 플랫 영역(FLA1)은 표시 영역(DA) 및/또는 비표시 영역(NDA)의 적어도 일부에 제공될 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 제1 플랫 영역(FLA1)에 연속하여 배치되며, 제2 플랫 영역(FLA2)은 폴딩 영역(FDA)에 연속하여 배치될 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 제1 플랫 영역(FLA1) 및/또는 제2 플랫 영역(FLA2)과 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제1 플랫 영역(FLA1)의 일면과 제2 플랫 영역(FLA2)의 일면은 서로 평행하게 위치하며 서로 마주보도록 접힌 상태로 제공될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 폴딩 영역(FDA)을 사이에 두고 제1 및 제2 플랫 영역들(FA1, FA2)의 면들이 소정 각도(일 예로, 예각, 직각, 또는 둔각)를 이루도록 표시 장치(DD)가 접히거나 휘어질 수도 있다.
일 실시예에서, 폴딩 영역(FDA)은 표시 영역(DA)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 표시 영역(DA) 내에 위치한 폴딩 영역(FDA)을 포함하며, 상기 폴딩 영역(FDA)에서 인-폴딩 또는 아웃-폴딩의 형태로 접힐 수 있다.
또한, 폴딩 영역(FDA)은 표시 영역(DA)의 특정 영역으로 규정되거나, 특정 영역으로 규정되지 않고 표시 영역(DA)의 전체 영역에서 변형 가능하도록 형성될 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)는 특정 영역에 배치된 복수의 폴딩 영역들(FDA)을 포함하거나, 표시 영역(DA)을 포함한 대다수의 영역에서 자유롭게 접힐 수 있도록 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(DD)를 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 터치 센서(TS) 및 광 센서(PHS)를 포함한 패널부(PNL)와, 터치 제어부(TSC), 표시 구동부(DPD), 표시 제어부(DPC), 센서 구동부(PSD), 센서 제어부(PSC) 및 메모리(MR)를 포함한 구동 회로부(DRV)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP), 터치 센서(TS) 및 광 센서(PHS)는 각각 표시 구동부(DPD), 터치 제어부(TSC) 및 센서 구동부(PSD)에 연결될 수 있다. 그리고, 표시 구동부(DPD) 및 센서 구동부(PSD)는 각각 표시 제어부(DPC) 및 센서 제어부(PSC)에 연결될 수 있다.
표시 구동부(DPD)는 표시 패널(DP)에 포함된 화소들(PX)에 신호를 공급하는 게이트 구동부와 데이터 구동부를 포함한다. 표시 제어부(DPC)는 표시 구동부(DPD)에 구동 신호를 공급함으로써, 표시 패널(DP)의 영상 표시 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부는 표시 제어부(DPC)로부터 공급된 게이트 구동 신호에 기초하여 게이트 신호들을 생성하고, 게이트 신호들을 화소들(PX)에 연결된 게이트선들에 출력할 수 있다. 데이터 구동부는 표시 제어부(DPC)로부터 공급된 데이터 구동 신호에 기초하여 표시 제어부(DPC)로부터 제공된 영상 데이터에 대응하는 계조 전압들을 생성할 수 있다. 데이터 구동부는 계조 전압들을 데이터 전압들로서 화소들(PX)에 연결된 데이터선들에 출력할 수 있다.
표시 제어부(DPC)는 외부 영상 소스로부터 공급되는 영상 신호와 데이터 인에이블 신호를 비롯한 각종 제어 신호를 이용하여, 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 표시 제어부(DPC)는 영상 신호와 제어 신호를 외부 영상 소스로부터 공급받을 수 있다. 제어 신호는 프레임 구간들을 구별하는 신호인 수직 동기 신호, 한 프레임 내의 행 구별 신호인 수평 동기 신호, 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이 레벨인 데이터 인에이블 신호, 및 클록 신호들을 포함할 수 있다. 또한, 구동 신호는 게이트/데이터 구동부의 구동을 위한 게이트/데이터 구동 신호들을 포함할 수 있다.
터치 제어부(TSC)는 터치 센서(TS)로 출력되는 구동 신호를 생성할 수 있고, 터치 센서(TS)로부터 센싱 신호를 수신할 수 있다. 또한, 터치 제어부(TSC)는 구동 신호 및 센싱 신호를 이용하여, 터치 입력의 발생 여부 및/또는 그 위치 등을 판단할 수 있다.
센서 구동부(PSD)는, 광 센서(PHS)에 포함된 센서 화소들(SPXL)에 스캔 신호를 인가하는 스캔 구동부와, 센서 화소들(SPXL)로부터 출력되는 센싱 신호를 수신하는 리드아웃 구동부를 포함할 수 있다.
센서 제어부(PSC)는 센서 구동부(PSD)의 동작을 제어하고, 센서 구동부(PSD)로부터 공급된 전기적인 신호에 따른 지문 데이터(일 예로, 지문 이미지)를 생성하며, 생성된 지문 데이터에 기초하여 등록된 사용자의 지문인지 여부를 판정하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 일 예로, 센서 제어부(PSC)는 광 센서(PHS)를 이용하여 사용자의 지문을 센싱하고, 이에 따라 취득된 지문 센싱 데이터(1차 지문 이미지)를 저장되어 있는 등록 지문 데이터(등록 지문 이미지)와 비교함으로써 지문 인증 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 센서 제어부(PSC)는 지문 비교 결과에 따라 표시 장치(DD)(또는, 표시 장치(DD)를 포함하는 시스템)가 특정 기능을 수행하도록 하거나, 상기 기능의 동작을 차단할 수 있다.
또한, 센서 제어부(PSC)는 지문 센싱 동작을 수행할 때, 사용자의 지문 패턴을 포착하기 위한 조명을 표시 패널(DP)이 제공할 수 있도록, 표시 제어부(DPC)에 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 센서 제어부(PSC)는 사용자의 손가락이 위치할 수 있는 영역(일 예로, 지문 센싱 영역(FSA))에 대응하는 화소들(PX)이 발광할 수 있도록 표시 제어부(DPC)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 지문 센싱을 위해 광 센서(PHS)가 활성화될 때, 지문 센싱을 위한 광원으로 활용되는 화소들(PX)은 높은 휘도(일 예로, 화이트 계조에 대응하는 휘도)로 발광할 수 있다. 이에 따라, 지문 센싱 콘트라스트를 향상시킬 수도 있다.
광 센서(PHS)에 의해 취득된 지문 센싱 데이터에는 표시 패널(DP)의 내부 구조, 예를 들어 핀홀들(PIH)의 위치에 따른 이미지 간섭에 의한 노이즈가 포함될 수 있다. 센서 제어부(PSC)는 미리 저장되어 있는 교정 데이터(이하, "참조 데이터"라 함)를 활용하여, 획득된 지문 이미지를 보정할 수 있다. 참조 데이터는 이미지 간섭 등에 의한 노이즈를 제거하기 위한 이미지 데이터로서, 메모리(MR)에 저장될 수 있다.
즉, 센서 제어부(PSC)는 지문 센싱 데이터가 획득되면, 메모리(MR)에 저장되어 있는 참조 데이터를 활용하여 획득된 지문 센싱 데이터를 보정한다. 다만, 폴딩 등에 의해 표시 장치(DD) 내에서 핀홀 광학계(일 예로, 핀홀들(PIH))와 광 센서(PHS)간 상호 위치가 변경될 경우, 메모리(MR)에 저장되어 있는 교정 데이터로는 획득된 지문 이미지의 노이즈를 제거하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 지문 검출의 정확도가 저하될 수 있다.
이를 개선하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 센서 제어부(PSC)는, 핀홀 광학계(일 예로, 핀홀들(PIH))와 광 센서(PHS)간의 오정렬과 관련한 정보(일 예로, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이)를 검출하기 위한 이동량 검출부(도 18a 및 도 18b의 MDT)와, 상기 검출된 정보에 대응하는 새로운 교정 데이터를 생성하기 위한 연산부(도 18a 및 도 18b의 OP)를 포함할 수 있다. 이와 관련한 실시예들에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 나타내는 블록도이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 순차적으로 설명하기로 한다.
<ST110, ST120: 지문 이벤트 발생 및 화소 발광 단계>
먼저, 지문 인증을 요청하는 지문 이벤트가 발생하면, 지문 센싱을 위해 지문 센싱 영역(FSA) 및/또는 그 주변 영역의 화소들(PX)을 발광시킨다. 일 실시예에서, 지문 센싱 영역(FSA)에 대응하는 위치에 있는 소정의 화소들(PX)이 지문 센싱을 위한 광원으로 활용될 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자의 손가락이 접촉 또는 근접함에 따른 터치 입력의 위치가 터치 제어부(TSC)에 의해 센싱되면, 터치 입력이 발생한 위치에 대응하는 적어도 일부의 화소들(PX)이 지문 센싱을 위한 광원으로 활용될 수도 있다.
<ST130: 지문 센싱 단계>
이후, 사용자의 지문에서 반사되어 핀홀들(PIH)을 투과한 반사광을 광 센서(PHS)를 이용하여 센싱함으로써, 사용자의 지문을 센싱한다. 이에 따라, 지문 센싱 데이터("1차 지문 데이터" 또는 "1차 지문 이미지"라고도 함)를 취득할 수 있다. 상기 지문 센싱 데이터는 센서 화소들(SPXL) 각각에서 수광량에 따라 발생하는 전기적 신호를 취합하여 생성될 수 있다.
<ST140: 지문 센싱 데이터 보정 단계>
이후, 메모리(MR)에 저장되어 있는 교정 데이터("참조 이미지 데이터"라고도 함)를 이용하여 지문 센싱 데이터에 포함된 노이즈를 제거한다. 이에 따라, 사용자의 지문을 검출할 수 있다.
<ST150: 지문 인증 단계>
이후, 검출된 사용자의 지문을, 등록되어 있는 사용자의 지문과 비교하여 지문 인증을 진행한다. 예를 들어, 검출된 사용자의 지문과 등록된 사용자의 지문 패턴이 소정의 유사도 이상으로 일치할 경우, 지문 인증에 성공한 것으로 판단하고, 지문 인증을 완료할 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 센싱 데이터의 보정 방법을 나타낸다. 예를 들어, 도 7 내지 도 11의 (a)는 지문 이미지 보정과 관련한 각각의 이미지를 나타내고, 도 7 내지 도 11의 (b)는, 도 7 내지 도 11의 (a)에 도시된 Ⅱ~Ⅱ'선 또는 이에 대응하는 위치의 선을 따라 각각의 이미지에서 획득되는 이미지 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 도 7 내지 도 11의 (b)는, 각각 도 7 내지 도 11의 (a)에 도시된 이미지에서 획득되는 X 축 방향의 위치에 따른 밝기(광의 세기 또는 진폭)를 나타낸다. 일 실시예에서, X 축 방향의 위치는 X 좌표에 따라 규정되고, 각 위치에서의 밝기는 계조 전압 값에 따라 규정될 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 11의 (b)에서는 도 7 내지 도 11의 (a)에서의 X 축 방향을 따른 이미지 프로파일을 나타내었으나, 기준 축은 변경될 수 있다. 예를 들어, 기준 축은 Y 축으로 변경될 수도 있다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 도 6의 지문 센싱 단계(ST130)를 통해 도 7의 (a)와 같은 지문 이미지 형태의 지문 센싱 데이터, 즉, 1차 지문 데이터("1차 지문 이미지"라고도 함)를 취득할 수 있다. 일 실시예에서, 지문 센싱 데이터는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같은 이미지 프로파일을 가질 수 있다.
각각의 지문 이미지(또는, 교정 이미지) 및 이에 따른 이미지 프로파일은 핀홀들(PIH)의 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 핀홀들(PIH) 각각의 중앙에 해당하는 위치에서의 지문 이미지의 밝기(즉, 센서 화소들(SPXL)의 수광량)는 최대 값을 가지며, 주변 영역으로 갈수록 지문 이미지의 밝기는 감소할 수 있다. 예를 들어, 인접한 두 핀홀들(PIH) 사이의 중앙 지점에서 지문 이미지의 밝기는 최소 값을 가질 수 있다.
즉, 지문 센싱 단계(ST130)를 통해 취득된 지문 센싱 데이터는 지문의 골과 융선에 의한 광 특성 외에도, 핀홀들(PIH)의 위치에 따른 광 특성을 포함할 수 있다. 따라서, 사용자의 지문 패턴에 따른 광 특성을 추출하기 위해서는 핀홀들(PIH)의 위치에 따른 광 성분(노이즈)을 제거해야 한다.
이를 위해, 도 8의 (a)와 같은 교정 데이터(Calibration Data)("교정 이미지(Calibration Image)"라고도 함)를 이용할 수 있다. 상기 교정 데이터는 메모리(MR)로부터 취득할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서 지문 감지 영역(FSA) 상에 반사판과 같은 교정 차트(Calibration Chart)를 배치하고, 센서 화소들(SPXL)로 입사되는 반사광을 센싱하여 교정 데이터를 생성한 후 메모리(MR)에 저장해둘 수 있다.
메모리(MR)에 저장된 교정 데이터는 핀홀들(PIH)의 위치에 따른 광 분포 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 교정 데이터는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같은 이미지 프로파일을 가질 수 있다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같은 교정 데이터를 이용하여 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은 지문 센싱 데이터로부터 사용자의 지문 패턴에 따른 광 특성을 추출할 수 있다. 일 예로, 지문 센싱 데이터와 교정 데이터에 대한 면 차감을 통해 도 9의 (a)에 도시된 바와 같은 2차 지문 데이터("2차 지문 이미지"라고도 함)를 획득할 수 있다.
이후, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 왜곡 보정을 통해 최종 지문 데이터("최종 지문 이미지"라고도 함)를 얻을 수 있다. 일 실시예에서, 왜곡 보정 단계는, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 위치에 따른 밝기 편차를 균일하게 보정하는(일 예로, 신호의 세기를 균일하게 맞춰주는) 플래트닝(Flattening) 처리를 통해 3차 지문 데이터("3차 지문 이미지"라고도 함)를 획득하는 단계와, 도 10의 (a)에 도시된 3차 지문 데이터를 180° 회전함으로써 도 11의 (a)에 도시된 바와 같은 4차 지문 데이터("4차 지문 이미지" 또는 "최종 지문 데이터"라고도 함)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 핀홀(PIH)을 중심으로 한 단위 영역별로 도 10의 (a)에 도시된 3차 지문 데이터를 180° 회전하여 합성함으로써, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같은 4차 지문 데이터를 획득할 수 있다.
도 12는 표시 장치(DD)의 폴딩에 따른 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬 발생 및 이에 따른 지문 센싱 데이터와 교정 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치 편차를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 이하의 실시예들에서는 표시 장치(DD)의 폴딩 여부 및 그 정도(일 예로, 폴딩 각도)에 따라 X축 방향 상에서 표시 패널(DP)의 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬이 발생하는 것으로 가정하기로 한다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 먼저 도 12의 (a)에서와 같이 표시 장치(DD)가 폴딩되지 않은 상태에서, 광 센서(PHS)는 지문 센싱 영역(FSA)의 기준선(RL1, RL2) 내의 초기 위치에 배치된다. 이 경우, 광 센서(PHS)를 통해 획득된 지문 센싱 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치는, 교정 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치와 실질적으로 일치할 수 있다. 예를 들어, 교정 데이터는 표시 장치(DD)가 폴딩되지 않고 펼쳐진 상태에서 획득될 수 있고, 이에 따라 광 센서(PHS)의 초기 위치를 기준으로 얻어진 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 포함할 수 있다.
도 12의 (b) 내지 (d)에서와 같이 표시 장치(DD)가 폴딩될 경우, 적어도 X축을 따라 표시 패널(DP)이 밀리면서, 표시 패널(DP)의 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 정렬이 틀어져, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)간 상호 위치가 교정 데이터를 획득할 당시의 초기 위치에서 벗어나게 된다. 예를 들어, 폴딩에 따른 표시 장치(DD)의 손상을 방지하기 위하여 신축성을 가지는 접착 부재(ADH)를 이용하여 광 센서(PHS)를 표시 패널(DP)의 배면에 부착할 수 있다. 이 경우, 표시 장치(DD)가 폴딩됨에 따라 접착 부재(ADH)가 밀리면서, X축 방향 상에서 표시 패널(DP)과 광 센서(PHS)의 이동량 편차가 발생할 수 있다. 일 예로, 표시 패널(DP)이 밀리게 되면서, 광 센서(PHS)의 적어도 일 영역이 지문 감지 영역(FSA)의 기준선(RL1, RL2) 밖에 위치할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(DP)의 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬이 발생하게 되며, 이는 표시 장치(DD)의 폴딩 각도에 따라 상이한 폭으로 발생할 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도에 따라 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 위치가 틀어지는 슬립(Slip) 현상이 발생할 수 있다.
슬립 현상이 발생하게 되면, 표시 장치(DD)가 폴딩된 상태에서 광 센서(PHS)를 통해 획득된 지문 센싱 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치가, 표시 장치(DD)가 폴딩되지 않은 상태에서의 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 초기 위치에 따라 저장된 교정 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치와 달라질 수 있다. 특히, 폴딩 정도(또는, 폴딩 각도)가 커질수록 표시 패널(DP)의 이동량이 증가하게 되면서, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 사이에서 위치 편차가 증가하게 된다. 이에 따라, 지문 센싱 데이터와 교정 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치 편차가 심화될 수 있다.
도 13 내지 도 17은 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬이 발생한 상태에서 광 센서(PHS)에 의해 획득된 지문 센싱 데이터의 처리 과정 및 이에 따른 이미지 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 도 13 내지 도 17의 (a)는 지문 센싱 데이터의 보정과 관련한 각각의 이미지를 나타내고, 도 13 내지 도 17의 (b)는, 도 13 내지 도 17의 (a)에 도시된 Ⅲ~Ⅲ'선 또는 이에 대응하는 위치의 선을 따라 각각의 이미지에서 획득되는 이미지 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 도 13 내지 도 17의 (b)는, 각각 도 13 내지 도 17의 (a)의 이미지에서 획득되는 X 축 방향의 위치에 따른 밝기(광의 세기 또는 진폭)를 나타낸다.
도 7 내지 도 11에 도시된 각각의 이미지 및 이에 따른 이미지 프로파일과 비교하여, 도 13 내지 도 17에 도시된 각각의 이미지 및 이에 따른 이미지 프로파일에서는, 광 센서(PHS)를 통해 센싱된 지문 센싱 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치와 기 저장된 교정 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치가 다르므로, 교정 데이터를 이용해서는 지문 센싱 데이터의 노이즈를 효과적으로 제거하기 어려울 수 있다.
일 예로, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬이 발생한 상태에서 도 6의 지문 센싱 단계(ST130)를 통해 취득한 도 13의 (a)와 같은 지문 센싱 데이터는, 도 7의 (a)에 도시된 지문 센싱 데이터와 상이할 수 있다. 그리고, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같은 지문 센싱 데이터의 왜곡 보정에 이용되는 교정 데이터, 일 예로 도 14의 (a)에 도시된 교정 데이터는 도 8의 (a)에 도시된 교정 데이터와 실질적으로 동일할 수 있다. 이 경우, 지문 센싱 데이터의 노이즈를 효과적으로 제거하기 어려울 수 있고, 이에 따라 신호 대 잡음비(이하, "SNR"이라 함)가 저하되어 표시 장치(DD)의 지문 검출 및 인증 성능이 저하될 수 있다.
이에, 후술할 실시예들에서, 센서 제어부(PSC)는 표시 장치(DD)의 폴딩 등에 따른 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보(일 예로, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이 및/또는 표시 장치(DD)의 폴딩 각도)를 검출하고, 검출된 정보에 따라 지문 센싱 데이터의 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 새로운 교정 데이터를 생성한다. 또한, 메모리(MR)는 센서 제어부(PSC)에서 새로운 교정 데이터를 생성할 때 참조할 수 있는 참조 데이터("참조 교정 데이터"라고도 함)를 저장한다.
즉, 후술할 실시예들에서는 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보에 기초하여, 메모리(MR)에 기 저장된 교정 데이터를 이용하여 새로운 교정 데이터를 생성하거나, 기 저장된 복수의 교정 데이터 중 적어도 하나를 실제 지문 센싱 데이터의 보정에 이용할 교정 데이터로서 선택할 수 있다. 이에 따라, 후술할 실시예에서는 메모리(MR)에 기 저장된 교정 데이터를 "참조 데이터"로 명명하고, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보에 기초하여 생성 또는 선택되는 교정 데이터를 "교정 데이터"로 명명함으로써, 기 저장된 교정 데이터(즉, 이하의 실시예들에서의 참조 데이터)와 실제로 지문 센싱 데이터의 보정에 이용할 교정 데이터(즉, 이하의 실시예들에서의 교정 데이터)를 구분하기로 한다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 의한 센서 제어부(PSC)를 나타내는 블록도들이다. 예를 들어, 도 18a 및 도 18b는 새로운 교정 데이터의 생성을 위한 구성을 중심으로, 도 5의 센서 제어부(PSC)의 구성에 대한 실시예를 나타낸다.
도 1 내지 도 18b를 참조하면, 센서 제어부(PSC)는 지문 센싱 데이터 생성부(SDG), 이동량 검출부(MDT), 연산부(OP) 및 이미지 처리부(IMP)를 포함할 수 있다.
지문 센싱 데이터 생성부(SDG)는 광 센서(PHS)로부터 입력되는 전기적 신호들을 이용하여, 지문 센싱 데이터를 생성한다. 예를 들어, 지문 센싱 데이터 생성부(SDG)는 센서 화소들(SPXL)의 출력 신호들을 취합하여, 지문 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
이동량 검출부(MDT)는, 표시 패널(DP)의 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보를 검출한다. 일 예로, 이동량 검출부(MDT)는, 표시 장치(DD)의 폴딩 등에 따른, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이를 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 이동량 검출부(MDT)는 지문 센싱 데이터 생성부(SDG)에 의해 생성된 지문 센싱 데이터로부터 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 검출하고, 이를 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터와 비교함으로써, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이(일 예로, 슬립(slip) 거리)를 검출할 수 있다. 이를 위해, 이동량 검출부(MDT)는 슬립 거리 검출부(SDD)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 이동량 검출부(MDT)는 터치 센서(TS)(또는, 폴딩 센서) 등을 통해 센싱된 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 이용하여 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 추출하고, 이를 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터와 비교함으로써, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이(또는, 오프셋 값)을 검출할 수 있다. 이를 위해, 센서 제어부(PSC)는 터치 센서(TS)(또는, 폴딩 센서) 등으로부터의 센싱 신호에 기초하여 표시 장치(DD)의 폴딩 여부 및/또는 그 각도를 검출하는 폴딩 각도 검출부(FAD)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 폴딩 각도 검출부(FAD)는 터치 제어부(TSC) 등에 구비될 수도 있다.
즉, 이동량 검출부(MDT)는 다양한 구성 및/또는 방식을 통해 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보를 검출할 수 있다. 이를 위해, 이동량 검출부(MDT)는 도 18b에 도시된 바와 같이 슬립 거리 검출부(SDD) 및/또는 폴딩 각도 검출부(FAD)를 포함할 수 있다.
연산부(OP)("교정 데이터 생성부"라고도 함)는 이동량 검출부(MDT)에 의해 검출된 광 센서(PHS)의 이동량에 대응하는 교정 데이터를 생성한다. 예를 들어, 연산부(OP)는 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보(일 예로, 슬립 거리 및/또는 폴딩 각도 등)에 따라 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터 중 어느 하나를 선택하거나, 적어도 두 개의 참조 데이터를 선택하여 보간(interpolation)함으로써, 지문 센싱 이미지의 보정에 이용될 새로운 교정 데이터를 생성(또는, 선택)할 수 있다.
이미지 처리부(IMP)는 연산부(OP)에서 생성된 교정 데이터를 이용하여 광 센서(PHS)로부터 획득된 지문 센싱 데이터를 보정함으로써 최종 지문 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리부(IMP)는 지문 센싱 데이터로부터 연산부(OP)에서 생성된 교정 데이터를 면 차감하고, 면 차감된 이미지의 왜곡을 보정함으로써 최종 지문 데이터를 생성할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 나타내는 블록도이다. 도 6의 실시예와 비교하여, 도 19의 실시예는 이동량 검출 단계(ST132) 및 교정 데이터 생성 단계(ST134)를 더 포함한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 19를 참조하여 본 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 순차적으로 설명하기로 한다. 도 19의 실시예를 설명함에 있어서, 도 6의 실시예와 유사 또는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
<ST132: 이동량 검출 단계>
지문 센싱 단계(ST130)를 통해 지문 센싱 데이터를 취득한 이후, 상기 지문 센싱 데이터로부터 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 지문 센싱 데이터로부터 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 추출하고, 이를 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터와 비교하여 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이를 검출할 수 있다.
실시예에 따라, 이동량 검출 단계(ST132)는 도 18a 및 도 18b의 실시예에 의한 이동량 검출부(MDT)에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 실시예에 따라서는, 이동량 검출 단계(ST132)가 생략될 수도 있다. 이 경우, 지문 센싱 단계(ST130) 이후, 교정 데이터 생성 단계(ST134)가 바로 진행될 수도 있다.
<ST134: 교정 데이터 생성 단계>
지문 센싱 데이터의 취득 및/또는 광 센서(PHS)의 이동량 검출 이후, 지문 센싱 데이터로부터 추출된 핀홀들(PIH)의 위치 정보 및/또는 광 센서(PHS)의 이동량에 대응하는 교정 데이터를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 교정 데이터 생성 단계(ST134)는 도 18a 및 도 18b의 실시예에 의한 연산부(OP)에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
교정 데이터는 다양한 방식으로 생성될 수 있으며, 이와 관련한 실시예들에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
교정 데이터의 생성 이후, 상기 교정 데이터를 이용한 지문 센싱 데이터 보정 단계(ST140) 및 지문 인증 단계(ST150)가 순차적으로 진행될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 참조 데이터의 생성 방법을 나타낸다. 일 예로, 도 20은 표시 장치(DD)의 제조 단계에서 도 5의 메모리(MR)에 저장되어, 센서 제어부(PSC)에 의해 교정 데이터를 생성(또는 선택)하는 데에 이용될 수 있는 참조 데이터의 생성 방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 20을 참조하면, 표시 장치(DD)의 제조 단계(일 예로, 팩토리 보정(Factory Calibration) 단계)에서, 지문 센싱 영역(FSA)의 상부에 교정 차트를 배치하고, 광 센서(PHS)를 이용해 복수의 폴딩 각도들("참조 폴딩 각도들"이라고도 함)에 대응하는 교정 데이터를 획득할 수 있다. 그리고, 각각의 폴딩 각도에서 획득된 교정 데이터를 참조 데이터로서 메모리(MR)에 저장할 수 있다.
일 예로, 도 20의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 각각 0°, 60°, 120° 및 180°의 각도로 표시 장치(DD)를 접거나 구부린 상태에서, 광 센서(PHS)를 이용하여 교정 차트로부터의 반사광을 센싱함으로써 교정 데이터를 획득할 수 있다. 각각의 폴딩 각도에서 광 센서(PHS)에 의해 획득된 교정 데이터는 해당 폴딩 각도에 대한 참조 데이터(Cal_0°, Cal_60°, Cal_120° 및 Cal_180°)로서 메모리(MR)에 저장될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 참조 데이터의 선택 방법을 나타낸다. 일 예로, 도 21은 도 18a 및 도 18b의 센서 제어부(PSC)(일 예로, 연산부(OP))에 의해 교정 데이터를 생성하는 데에 이용될 수 있는 참조 데이터의 선택 방법에 대한 일 실시예를 나타낸다.
도 1 내지 도 21을 참조하면, 도 21의 (a)에 도시된 바와 같이 광 센서(PHS)를 통해 획득한 지문 센싱 데이터로부터 핀홀들(PIH)의 위치 정보(일 예로, X, Y 좌표)를 추출할 수 있다. 예를 들어, 지문 센싱 데이터의 이미지 프로파일로부터 각 핀홀(PIH)의 위치 정보를 추출하고, 그 좌표 값을 저장할 수 있다.
이후, 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이, 지문 센싱 데이터로부터 추출된 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 메모리(MR)에 저장되어 있는 폴딩 각도별 참조 데이터(일 예로, 상기 참조 데이터로부터 추출한 좌표 데이터)와 비교하여 유사도가 높은 적어도 하나의 참조 데이터를 선택할 수 있다.
지문 센싱 데이터로부터 추출된 핀홀들(PIH)의 위치 정보와 일치하는 참조 데이터가 존재할 경우에는, 상기 참조 데이터를 교정 데이터로서 선택할 수 있다.
지문 센싱 데이터로부터 추출된 핀홀들(PIH)의 위치 정보와 일치하는 참조 데이터가 존재하지 않을 경우에는, 상기 참조 데이터와 유사도가 높은 두 개의 참조 데이터를 선택하고, 상기 두 개의 참조 데이터를 보간함으로써 새로운 교정 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)의 폴딩 등에 따라 X축 방향 상에서 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이가 발생하였을 경우(일 예로, 광 센서(PHS)에 비해, 표시 패널(DP)이 밀려나면서 핀홀 광학계가 X 축 방향을 따라 이동하여 오정렬이 발생하였을 경우), 지문 센싱 데이터로부터 추출된 핀홀들(PIH)의 X 좌표와 참조 데이터로부터 추출된 핀홀들(PIH)의 X 좌표를 비교하여 유사도가 높은 두 개의 참조 데이터를 선택할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 생성 방법을 나타낸다. 일 예로, 도 22는 도 18a 및 도 18b의 센서 제어부(PSC)(일 예로, 연산부(OP))에 의해 교정 데이터를 생성하는 방법에 대한 일 실시예를 나타낸다.
도 1 내지 도 22를 참조하면, 도 21의 실시예 등에 개시된 방법을 통해 선택된 두 개의 참조 데이터를 이용하여, 교정 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 선택된 두 개의 참조 데이터 각각에 대하여, 핀홀들(PIH)의 위치가 지문 센싱 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치와 일치하도록 상기 두 개의 참조 데이터에 각각의 오프셋 값을 부여하여 핀홀들(PIH)의 위치를 보정할 수 있다.
일 예로, 폴딩 각도 60° 및 120° 에 대한 참조 데이터(Cal_60°, Cal_120°)가 선택되고, X축 방향 상에서 폴딩 각도 60°에 대한 참조 데이터(Cal_60°)와 지문 센싱 데이터 사이의 핀홀들(PIH)의 위치 편차가 10px(10 픽셀; 센서 화소(SPXL)를 기준으로 산출한 이동 거리)인 경우, 폴딩 각도 60°에 대한 참조 데이터(Cal_60°)에 대하여 X축 방향 상에서 10px의 오프셋 값을 부여하여 핀홀들(PIH)의 위치를 보정할 수 있다. 유사하게, X축 방향 상에서 폴딩 각도 120°에 대한 참조 데이터(Cal_120°)와 지문 센싱 데이터 사이의 핀홀들(PIH)의 위치 편차가 -5px인 경우, 폴딩 각도 120°에 대한 참조 데이터(Cal_120°)에 대하여 X축 방향 상에서 -5px의 오프셋 값을 부여하여 핀홀들(PIH)의 위치를 보정할 수 있다.
이후, 폴딩 각도 60° 및 120° 에 대한 참조 데이터(Cal_60°, Cal_120°)에 각각의 가중치를 부여하고 합 연산(weighted sum)을 실행함으로써, 교정 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 폴딩 각도 60° 및 120°의 참조 데이터(Cal_60°, Cal_120°)에 대한 오프셋 값이 각각 10px 및 -5px인 경우, 폴딩 각도 60°의 참조 데이터(Cal_60°)에는 (15-10)/15, 즉 1/3의 가중치를 부여하고, 폴딩 각도 120°의 참조 데이터(Cal_120°)에는 (15-5)/15, 즉 2/3의 가중치를 부여하여 합산함으로써, 교정 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 교정 데이터는 지문 센싱 데이터를 보정(일 예로, 노이즈 제거)하는 데에 이용될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 생성 방법을 나타낸다. 일 예로, 도 23은 도 18a 및 도 18b의 센서 제어부(PSC)(일 예로, 연산부(OP))에 의해 교정 데이터를 생성하는 방법에 대한 다른 실시예를 나타낸다.
도 1 내지 도 23을 참조하면, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서 복수의 참조 데이터를 생성하는 대신, 소정의 폴딩 각도("참조 폴딩 각도"라고도 함)(일 예로, 0° 또는 90° 등)에 대응하는 하나의 참조 데이터만을 생성하여 메모리(MR)에 저장할 수 있다. 그리고, 상기 참조 데이터를 이용하여 교정 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 소정의 폴딩 각도에서 참조 데이터를 취득하고, 상기 참조 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 추출할 수 있다.
이후, 사용자의 지문 인증을 위해 취득한 지문 센싱 데이터에서 핀홀들(PIH)의 위치 정보를 추출하고, 저장된 참조 데이터와 지문 센싱 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치 편차에 따른 오프셋 값(일 예로, 15px)을 산출할 수 있다.
이후, 참조 데이터와 지문 센싱 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치가 일치하도록, 산출된 오프셋 값을 참조 데이터에 적용하여 핀홀들(PIH)의 위치를 보정함으로써, 교정 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 교정 데이터는 지문 센싱 데이터를 보정하는 데에 이용될 수 있다.
도 24는 복수의 폴딩 각도들에 대한 복수의 참조 데이터를 이용하는 실시예에 따른 효과를 나타낸다. 일 예로, 도 24는 도 20 내지 도 22의 실시예에 따라 교정 데이터를 생성하는 표시 장치(DD)에서의 폴딩 각도별 SNR을 나타낸다.
도 24를 참조하면, 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터에 대응하는 폴딩 각도(일 예로, 0°, 60°, 120° 및 180°의 폴딩 각도)에서는 높은 SNR을 확보할 수 있다. 또한, 나머지 폴딩 각도에 대해서도 일정 레벨 이상의 비교적 높은 SNR을 확보할 수 있다.
도 25는 단일의 폴딩 각도에 대한 단일의 참조 데이터를 이용하는 실시예에 따른 효과를 나타낸다. 일 예로, 도 25는 도 23의 실시예에 따라 교정 데이터를 생성하는 표시 장치(DD)에서의 폴딩 각도별 SNR을 나타낸다.
도 25를 참조하면, 저장된 참조 데이터에 대응하는 폴딩 각도(일 예로, 0°의 폴딩 각도)에서는 높은 SNR을 확보할 수 있다. 또한, 나머지 폴딩 각도에 대해서도 일정 레벨 이상의 비교적 높은 SNR을 확보할 수 있다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 나타내는 블록도이다. 도 6의 실시예와 비교하여, 도 26의 실시예는 터치 위치 검출 단계(ST112), 폴딩 각도 검출 단계(ST114) 및 교정 데이터 생성 단계(ST134)를 더 포함한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 26을 참조하여 본 실시예에 의한 지문 검출 및 인증 방법을 순차적으로 설명하기로 한다. 도 26의 실시예를 설명함에 있어서, 도 6의 실시예(또는 도 19의 실시예)와 유사 또는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
<ST112: 터치 위치 검출 단계>
지문 이벤트가 발생하면, 지문 인증을 위해 표시 장치(DD)에 사용자의 손가락이 접촉 또는 근접한 터치 위치를 검출할 수 있다. 일 예로, 도 5의 터치 센서(TS) 및 터치 제어부(TSC)를 이용하여, 사용자의 손가락이 접촉 또는 근접한 지점의 터치 좌표를 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 위치 검출 단계(ST112)에서 검출된 터치 위치를 중심으로 지문 센싱 영역(FSA)이 설정되고, 도 5의 표시 제어부(DPC)와의 연동을 통해 상기 지문 센싱 영역(FSA)에 위치한 적어도 일부의 화소들(PX)을 발광시켜 사용자의 지문을 센싱할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 검출된 터치 위치와 무관하게 고정된 지문 센싱 영역(FSA)에 위치한 적어도 일부의 화소들(PX)을 발광시켜 사용자의 지문을 센싱할 수도 있다. (ST120, ST130)
지문 센싱 영역(FSA)이 고정적으로 설정된 경우, 터치 위치 검출 단계(ST112)는 생략될 수도 있다.
<ST114: 폴딩 각도 검출 단계>
지문 이벤트가 발생하면, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 도 5의 터치 센서(TS)를 이용하여 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 센싱할 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 센서(TS)와 별개의 폴딩 센서를 이용하여 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 센싱할 수도 있다.
폴딩 각도의 검출은, 터치 제어부(TSC) 및/또는 센서 제어부(PSC)(일 예로, 도 18b의 실시예에서와 같이 폴딩 각도 검출부(FAD)를 포함하는 이동량 검출부(MDT))에서 수행될 수 있다. 이 경우, 터치 제어부(TSC) 및/또는 센서 제어부(PSC)는 터치 센서(TS) 등으로부터 입력된 전기적 신호에 기초하여, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 검출할 수 있다. 이를 위해, 터치 제어부(TSC) 및/또는 센서 제어부(PSC)는 폴딩 각도 검출부(일 예로, 도 18b의 FAD)를 포함할 수 있다.
<ST134: 교정 데이터 생성 단계>
폴딩 각도의 검출 이후, 상기 폴딩 각도에 대응하는 교정 데이터를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 교정 데이터 생성 단계(ST134)는 도 18a 및 도 18b의 실시예에 의한 연산부(OP)에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일 실시예에서, 메모리(MR)를 참조하여 각각의 폴딩 각도에 대하여 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보(일 예로, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이)를 추출 또는 산출하고, 상기 광 센서(PHS)의 이동량에 따라 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터에서 핀홀들(PIH)의 위치를 보정(일 예로, 쉬프트)함으로써 새로운 교정 데이터를 생성할 수 있다. 이를 위해, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서, 적어도 하나의 폴딩 각도("참조 폴딩 각도"라고도 함)에 대하여, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이, 및/또는 교정 데이터의 보정에 이용될 오프셋 값을 메모리(MR)에 저장해둘 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서, 참조 폴딩 각도별 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이(일 예로, 표시 패널(DP) 및/또는 핀홀 광학계의 슬립 거리)를 오프셋 값의 형태로 데이터화(수치화)하여 메모리(MR)에 저장해둘 수 있다.
표시 장치(DD)의 사용 중에 지문 이벤트가 발생할 경우, 상기 오프셋 값을 이용하여 참조 데이터를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 폴딩 각도 센싱 단계(ST114)에서 센싱된 폴딩 각도에 가장 근접한(또는, 센싱된 폴딩 각도와 일치하는) 어느 하나의 참조 폴딩 각도에 대한 오프셋 값을 선택하고, 상기 오프셋 값을 적용하여 참조 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 폴딩 각도 센싱 단계(ST114)에서 센싱된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 참조 폴딩 각도들에 대한 오프셋 값들을 보간하여 새로운 오프셋 값을 산출하고, 상기 산출된 오프셋 값을 적용하여 참조 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 센싱된 폴딩 각도와 선택된 각각의 참조 폴딩 각도와의 편차에 따른 가중치를 부여하여 교정 데이터를 생성할 수 있다.
이외에도 교정 데이터는 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서는 폴딩 각도 및/또는 그 범위에 따라 복수의 참조 폴딩 각도들에 대한 참조 데이터 중 어느 하나의 참조 데이터를 선택하거나, 두 개의 참조 데이터를 보간함으로써, 교정 데이터를 생성할 수도 있다.
교정 데이터의 생성 이후, 상기 교정 데이터를 이용한 지문 센싱 데이터 보정 단계(ST140) 및 지문 인증 단계(ST150)가 순차적으로 진행될 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서(TS)를 나타내는 평면도이다. 실시예에 따라, 도 27에서는 상호 정전용량 방식의 터치 센서(TS)를 예로서 개시하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 터치 센서(TS)는 다양한 구조 및/또는 방식의 터치 센서일 수 있다.
도 1 내지 도 27을 참조하면, 터치 센서(TS)는 터치 감지 영역(TSA)에 제공된 터치 전극들(TSE)을 포함한다. 일 실시예에서, 터치 전극들(TSE)은 서로 다른 방향을 따라 배열되는 제1 터치 전극들(TSE1) 및 제2 터치 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다.
제1 터치 전극들(TSE1)은 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 배열되며, 각각 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 제2 터치 전극들(TSE2)은 제2 방향(DR2)을 따라 순차적으로 배열되며, 각각 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다.
터치 센서(TS)가 상호 정전용량 방식의 터치 센서인 경우, 제1 터치 전극들(TSE1) 및 제2 터치 전극들(TSE2) 중 한 그룹의 터치 전극들은 구동 전극들이고, 나머지 한 그룹의 터치 전극들은 센싱 전극들일 수 있다. 일 예로, 제1 터치 전극들(TSE1)은 구동 전극들이고, 제2 터치 전극들(TSE2)은 센싱 전극들일 수 있다.
일 실시예에서, 터치 전극들(TSE)은 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 산출하는 데에도 이용될 수 있다. 일 예로, 지문 이벤트가 발생하였을 경우, 터치 전극들(TSE) 중 적어도 일부를 이용하여 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 센싱할 수 있다.
예를 들어, 터치 센서(TS)(및/또는 이를 포함하는 표시 장치(DD))가 폴딩 영역(FDA)의 양측에 위치한 제1 플랫 영역(FLA1) 및 제2 플랫 영역(FLA2)을 포함한다고 할 때, 제1 플랫 영역(FLA1)에 배치된 적어도 하나의 터치 전극(TSE)을 폴딩 감지를 위한 구동 전극으로 이용하고, 제2 플랫 영역(FLA2)에 배치된 적어도 하나의 다른 터치 전극(TSE)을 폴딩 감지를 위한 센싱 전극으로 이용할 수 있다. 또는, 제1 플랫 영역(FLA1)에 배치된 적어도 하나의 터치 전극(TSE)을 폴딩 감지를 위한 센싱 전극으로 이용하고, 제2 플랫 영역(FLA2)에 배치된 적어도 하나의 다른 터치 전극(TSE)을 폴딩 감지를 위한 구동 전극으로 이용할 수도 있다.
예를 들어, 제1 플랫 영역(FLA1)에 배치된 적어도 하나의 제1 터치 전극(TSE1-1)을 구동 전극으로 이용하고, 제2 플랫 영역(FLA2)에 배치된 적어도 하나의 제1 터치 전극(TSE1-2)을 센싱 전극으로 이용하여 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 센싱할 수 있다. 이 경우, 표시 장치(DD)는, 지문 검출 기간(또는, 폴딩 검출 기간) 동안 제1 플랫 영역(FLA1)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-1)을 터치 제어부(TSC)의 스캔 구동부(또는, 구동 회로)에 연결하고, 제2 플랫 영역(FLA2)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-2)을 터치 제어부(TSC)의 리드아웃 구동부(또는, 센싱 회로)에 연결하기 위한 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
도 28은 도 27의 터치 센서(TS)를 구비한 표시 장치(DD)의 폴딩에 따른 터치 전극들(TSE) 사이의 정전용량의 변화를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 28을 참조하면, 도 28의 (a)와 같이 표시 장치(DD)가 편평하게 펼쳐진 상태에서는 제1 플랫 영역(FLA1)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-1)과 제2 플랫 영역(FLA2)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-2)의 사이에 제1 정전용량(Cm1)이 발생할 수 있다.
표시 장치(DD)가 접히거나 휘게 되면, 제1 플랫 영역(FLA1)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-1)과 제2 플랫 영역(FLA2)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-2) 사이의 거리가 변화되면서, 이들 사이의 정전용량이 변화될 수 있다. 예를 들어, 도 28의 (b)와 같이 표시 장치(DD)가 폴딩된 상태에서는 제1 플랫 영역(FLA1)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-1)과 제2 플랫 영역(FLA2)의 제1 터치 전극(들)(TSE1-2) 사이의 거리가 가까워지면서, 이들 사이에 제1 정전용량(Cm1)보다 큰 제2 정전용량(Cm2)이 발생할 수 있다.
즉, 폴딩 각도에 따라 터치 센서(TS)에서 검출되는 정전용량의 크기가 변화될 수 있다. 따라서, 상기 정전용량의 크기를 센싱함으로써, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 검출할 수 있다. 일 예로, 폴딩 각도 검출부(FAD)는 지문 검출 시 터치 센서(TS)로부터 출력되는 전기적 신호들에 기초하여 상기 정전용량의 크기를 센싱함으로써, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 검출할 수 있다.
한편, 도 27 및 도 28의 실시예들에서는 터치 센서(TS)를 이용하여 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 검출하였지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 다른 실시예에서는 터치 센서(TS)와 별개의 폴딩 센서를 구성하고, 상기 폴딩 센서를 이용하여 표시 장치(DD)의 폴딩 각도를 검출할 수도 있다. 일 실시예에서, 폴딩 센서는, 제1 플랫 영역(FLA1)에 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극으로부터 이격되어 제2 플랫 영역(FLA2)에 배치된 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극들 사이의 상호 정전용량에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 선택 방법을 나타낸다. 일 예로, 도 29는 도 18a 및 도 18b의 센서 제어부(PSC)(일 예로, 연산부(OP))에 의해 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터 중 어느 하나를 교정 데이터로 선택하거나, 또는 교정 데이터의 생성에 이용하는 방법에 대한 일 실시예를 나타낸다.
도 26 내지 도 29를 참조하면, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서 복수의 폴딩 각도들(참조 폴딩 각도들)에 대한 각각의 참조 데이터를 메모리(MR)에 저장해둘 수 있다. 그리고, 폴딩 각도 검출 단계(ST114)에서 검출된 폴딩 각도에 따라 적어도 하나의 참조 데이터를 선택하고, 선택된 참조 데이터를 이용하여 교정 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 폴딩 각도 검출 단계(ST114)에서 검출된 폴딩 각도에 따라 어느 하나의 폴딩 각도에 대한 참조 데이터를 교정 데이터로서 선택할 수 있다. 일 예로, 검출된 폴딩 각도 및/또는 그 범위에 따라 미리 설정된(일 예로, 도 29에 도시된 바와 같은 룩업테이블의 형태로 저장된) 참조 데이터를 교정 데이터로서 선택할 수 있다. 또는, 상기 폴딩 각도에 가장 근접한 폴딩 각도에 대응하는 참조 데이터를 교정 데이터로서 선택할 수도 있다. 선택된 교정 데이터는 지문 센싱 데이터를 보정하는 데에 이용될 수 있다.
다른 실시예에서, 폴딩 각도 검출 단계(ST114)에서 검출된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 폴딩 각도들에 대한 참조 데이터를 선택하고, 선택된 두 개의 참조 데이터를 보간하여 교정 데이터를 생성할 수도 있다. 일 예로, 검출된 폴딩 각도와의 유사도에 따른 가중치를 부여하여 상기 두 개의 참조 데이터를 합산함으로써, 교정 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 교정 데이터는 지문 센싱 데이터를 보정하는 데에 이용될 수 있다.
한편, 도 29에서는 일부의 폴딩 각도 범위에 대해서만 선택되는 교정 데이터를 예시적으로 나타내었으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 나머지 폴딩 각도에 대해서도 유사한 방식으로 교정 데이터를 선택할 수 있을 것이며, 폴딩 각도 범위 및/또는 이에 따른 교정 데이터의 선택 값은 다양하게 변경될 수 있을 것이다. 또한, 각 폴딩 각도 범위의 경계에 해당하는 폴딩 각도에 대해서는 소정의 기준을 마련하여 교정 데이터를 선택할 수 있을 것이다. 일 예로, 폴딩 각도가 45°로 감지되었을 경우, 폴딩 각도 60°에 해당하는 교정 데이터를 선택할 수 있다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 의한 교정 데이터의 오프셋 값 설정 방법을 나타낸다. 일 예로, 도 30은 도 18a 및 도 18b의 센서 제어부(PSC)(일 예로, 연산부(OP))에 의해, 교정 데이터의 생성에 이용될 오프셋 값을 설정하는 방법에 대한 일 실시예를 나타낸다.
도 26 내지 도 30을 참조하면, 폴딩 각도 검출 단계(ST114)에서 검출된 폴딩 각도에 따른 소정의 오프셋 값을 적용하여 메모리(MR)에 저장된 참조 데이터를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 검출된 폴딩 각도 및/또는 그 범위에 따라 미리 설정된(일 예로, 도 30에 도시된 바와 같은 룩업테이블의 형태로 저장된) 오프셋 값만큼 참조 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치를 보정(일 예로, 쉬프트)함으로써 교정 데이터를 생성할 수도 있다. 한편, 도 30에서는 참조 폴딩 각도들에 대한 오프셋 값을 예시적으로 나타낸 것으로서, 오프셋 값은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
이를 위해, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서, 적어도 하나의 폴딩 각도(참조 폴딩 각도)에 대하여, 참조 데이터의 보정에 이용될 오프셋 값을 메모리(MR)에 저장해둘 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)의 제조 단계에서, 참조 폴딩 각도별 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이(일 예로, 표시 패널(DP) 및/또는 핀홀 광학계의 슬립 거리)를 오프셋 값의 형태로 데이터화하여 메모리(MR)에 저장해둘 수 있다.
실시예에 따라, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도가 증가할수록(폴딩 정도가 커질수록) 광 센서(PHS)의 이동량이 증가할 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD)의 폴딩 각도가 증가할수록 오프셋 값을 증가시킴으로써, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이에 따른 오정렬을 보상할 수 있다.
일 실시예에서, 오프셋 값은 각각의 폴딩 각도에 따라 선형적으로 증가하도록 설정될 수 있다. 다른 실시예에서, 오프셋 값은 각각의 폴딩 각도에 따라 비선형적으로 증가하도록 설정될 수 있다.
표시 장치(DD)의 사용 중에 지문 이벤트가 발생할 경우, 상기 오프셋 값을 이용하여 참조 데이터를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 폴딩 각도 센싱 단계(ST114)에서 센싱된 폴딩 각도에 가장 근접한(또는, 센싱된 폴딩 각도와 일치하는) 어느 하나의 참조 폴딩 각도에 대한 오프셋 값을 메모리(MR)로부터 추출하고, 상기 오프셋 값을 적용하여 참조 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 폴딩 각도 센싱 단계(ST114)에서 센싱된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 참조 폴딩 각도들에 대한 두 개의 오프셋 값들을 보간하여 새로운 오프셋 값을 산출하고, 산출된 오프셋 값을 적용하여 참조 데이터를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수도 있다. 일 예로, 보간된 두 개의 오프셋 값에 따라 참조 데이터에서의 핀홀들(PIH)의 위치를 보정함으로써 교정 데이터를 생성할 수도 있다. 생성된 교정 데이터는 지문 센싱 데이터를 보정하는 데에 이용될 수 있다.
전술한 실시예들(특히, 도 18a 내지 도 30의 실시예들)에 의하면, 사용자의 지문 검출 시, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 오정렬과 관련한 정보(일 예로, 핀홀 광학계와 광 센서(PHS)의 이동량 차이, 지문 센싱 데이터와 참조 데이터간 핀홀들(PIH)의 위치 편차 또는 오프셋 값, 및/또는 표시 장치(DD)의 폴딩 각도 등)를 검출하고, 검출된 정보에 기초하여 적어도 하나의 참조 데이터(일 예로, 적어도 하나의 참조 폴딩 각도에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터)로부터 새로운 교정 데이터를 생성할 수 있다.
이에 따르면, 지문 센싱 데이터에 포함된 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP) 등에 내장된 핀홀 광학계를 사용하여 지문을 검출하는 표시 장치(DD)에서, 폴딩 등에 의해 핀홀 광학계와 광 센서(PHS) 사이의 정렬이 틀어지는 경우에도 노이즈를 효과적으로 제거하여 SNR을 개선할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(DD)의 지문 인증 성능을 개선할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 전술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다. 또한, 특허 청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
ADH: 접착 부재 CPN: 커버 패널
DD: 표시 장치 DP: 표시 패널
DPC: 표시 제어부 DPD: 표시 구동부
DRV: 구동 회로부 FAD: 폴딩 각도 검출부
FDA: 폴딩 영역 FLA: 플랫 영역
FPS: 지문 센서 FSA: 지문 센싱 영역
IMP: 이미지 처리부 LBM: 차광 부재
LD: 발광 소자 MDT: 이동량 검출부
MR: 메모리 OP: 연산부
PHL: 핀홀층 PHS: 광 센서
PIH: 핀홀 PNL: 패널부
PSC: 센서 제어부 PSD: 센서 구동부
PX: 화소 SDD: 슬립 거리 검출부
SDG: 센싱 데이터 생성부 SPXL: 센서 화소
TS: 터치 센서 TSA: 터치 센싱 영역
TSC: 터치 제어부 TSE: 터치 전극

Claims (20)

  1. 핀홀 광학계를 포함한 표시 패널과 상기 핀홀 광학계와 중첩되도록 제공된 광 센서를 포함한 표시 장치를 이용하여 사용자의 지문을 검출하는 방법에 있어서,
    상기 사용자의 지문을 센싱하여 지문 센싱 데이터를 취득하는 단계;
    상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계;
    상기 검출된 정보에 기초하여, 적어도 하나의 참조 폴딩 각도에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터로부터 교정 데이터를 생성하는 단계;
    상기 교정 데이터를 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정함에 의해 지문 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 지문 데이터에 따라 상기 사용자의 지문을 검출하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계는,
    상기 지문 센싱 데이터로부터 핀홀들의 위치 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 상기 적어도 하나의 참조 데이터와 비교하여 상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 이동량 차이를 검출하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 교정 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 복수의 참조 데이터와 비교하여 유사도가 높은 두 개의 참조 데이터를 선택하는 단계; 및
    상기 두 개의 참조 데이터를 보간함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 두 개의 참조 데이터를 보간하는 단계는,
    상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 상기 두 개의 참조 데이터로부터 추출된 핀홀들의 위치 정보와 비교하여 상기 두 개의 참조 데이터 각각에 대한 오프셋 값을 설정하는 단계; 및
    상기 두 개의 참조 데이터 각각에 대한 오프셋 값에 따른 가중치를 부여하여 상기 두 개의 참조 데이터를 합산하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 두 개의 참조 데이터 각각에 대한 오프셋 값은, 각각의 참조 데이터에서의 핀홀들의 위치를 상기 검출된 핀홀들의 위치와 일치시킬 수 있도록 설정된 보정 값인, 지문 검출 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 교정 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 핀홀들의 위치 정보를 단일의 참조 데이터로부터 추출된 핀홀들의 위치 정보와 비교하여 상기 단일의 참조 데이터에 대한 오프셋 값을 설정하는 단계; 및
    상기 오프셋 값에 따라 상기 단일의 참조 데이터를 보정함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 오프셋 값은 상기 단일의 참조 데이터에서의 핀홀들의 위치를 상기 검출된 핀홀들의 위치와 일치시킬 수 있도록 설정된 보정 값인, 지문 검출 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 단계는, 상기 표시 장치의 폴딩 각도를 검출하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 표시 장치의 폴딩 각도를 검출하는 단계는, 터치 센서로부터 출력된 센싱 신호를 이용하여 상기 폴딩 각도를 검출하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 교정 데이터를 생성하는 단계는, 상기 검출된 폴딩 각도에 대응하여 어느 하나의 참조 데이터를 상기 교정 데이터로 선택하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 교정 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 참조 폴딩 각도들에 대한 두 개의 참조 데이터를 선택하는 단계; 및
    상기 두 개의 참조 데이터를 보간함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 교정 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 폴딩 각도에 대응하는 오프셋 값을 추출하는 단계; 및
    상기 오프셋 값에 따라 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 보정함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 교정 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 폴딩 각도와 유사한 두 개의 참조 폴딩 각도들에 대한 두 개의 오프셋 값들을 보간하는 단계; 및
    상기 보간된 오프셋 값에 따라 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 보정함에 의해 상기 교정 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 지문 검출 방법.
  14. 핀홀 광학계를 포함하는 표시 패널;
    상기 핀홀 광학계와 중첩되도록 배치되는 광 센서;
    적어도 하나의 참조 폴딩 각도에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하고, 상기 검출된 정보와 상기 적어도 하나의 참조 데이터에 기초하여 지문 센싱 데이터를 보정하는 센서 제어부를 포함하는, 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는,
    상기 광 센서로부터 입력되는 전기적 신호들을 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 생성하는 지문 센싱 데이터 생성부;
    상기 핀홀 광학계와 상기 광 센서의 오정렬과 관련한 정보를 검출하는 이동량 검출부;
    상기 검출된 정보에 대응하는 교정 데이터를 생성하는 연산부; 및
    상기 교정 데이터를 이용하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정하는 이미지 처리부를 포함하는, 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 검출된 정보에 대응하여 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 참조 데이터를 선택하고, 상기 선택된 참조 데이터로부터 상기 교정 데이터를 생성하는, 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 검출된 정보에 대응하는 오프셋 값에 따라 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 참조 데이터를 보정하여 상기 교정 데이터를 생성하는, 표시 장치.
  18. 제14 항에 있어서,
    가요성을 갖는 폴딩 영역과, 상기 폴딩 영역의 양측에 배치된 제1 플랫 영역 및 제2 플랫 영역을 포함하는, 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 플랫 영역에 배치된 적어도 하나의 터치 전극과, 상기 제2 플랫 영역에 배치된 적어도 하나의 터치 전극을 포함한 터치 센서를 더 포함하는, 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 터치 센서의 출력 신호로부터 폴딩 각도를 검출하는 폴딩 각도 검출부를 더 포함하며,
    상기 센서 제어부는, 상기 검출된 폴딩 각도에 기초하여 상기 지문 센싱 데이터를 보정하는, 표시 장치.
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