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WO2016036179A1 - Image sensing-enabled display apparatus - Google Patents

Image sensing-enabled display apparatus Download PDF

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Publication number
WO2016036179A1
WO2016036179A1 PCT/KR2015/009331 KR2015009331W WO2016036179A1 WO 2016036179 A1 WO2016036179 A1 WO 2016036179A1 KR 2015009331 W KR2015009331 W KR 2015009331W WO 2016036179 A1 WO2016036179 A1 WO 2016036179A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensing
sensing unit
unit
display
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/009331
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김종욱
전호식
성승규
최우영
이준석
윤주안
Original Assignee
크루셜텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020150124781A external-priority patent/KR101758047B1/en
Application filed by 크루셜텍(주) filed Critical 크루셜텍(주)
Publication of WO2016036179A1 publication Critical patent/WO2016036179A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40OLEDs integrated with touch screens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/871Self-supporting sealing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly to a display device capable of sensing an image.
  • the touch screen panel is a device for inputting a user's command by touching a character or a figure displayed on a screen of the image display device with a human finger or other contact means, and is attached to the image display device.
  • the touch screen panel electrically converts a contact position touched by a human finger or the like.
  • the electrically signal is used as an input signal.
  • touch detection methods such as resistive film, optical, capacitive, and ultrasonic methods.
  • the capacitance changes when the touch generating means contacts the screen of the display device. Detects whether a touch occurs using the.
  • the capacitive touch screen panel can detect a touch of a human finger, a conductive touch pen, or the like.
  • a device for sensing an image such as fingerprint recognition
  • a device for sensing an image such as fingerprint recognition
  • the present invention has been made on the basis of the technical background as described above, and an object of the present invention is to provide a display device capable of sensing an image in which limitations of additional sensor size and placement position are minimized.
  • the sensing unit may include a plurality of sensing units including a sensing layer formed of an organic material, and the plurality of sensing units include the sensing layers formed of different first, second, and third colors.
  • a first sensing unit, a second sensing unit and a third sensing unit may be included.
  • the display unit may include a plurality of display units including a light emitting layer formed of an organic material, and the sensing units are disposed above the display units, and the projection light generated by the display units transmits the sensing units. can do.
  • the display unit may include a plurality of display units including a liquid crystal layer and a backlight unit that emits light toward the display unit, wherein the sensing units are disposed above the display units and the backlight unit of the display unit.
  • the projection light generated at may pass through the display units and the sensing units.
  • one display unit may overlap with one sensing unit.
  • At least two display units may overlap one sensing unit.
  • first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit may be alternately disposed and arranged in a matrix form.
  • the display unit may include one sensing unit and at least one display unit overlapping the sensing unit, and the sensing unit and at least one display unit overlapping the sensing unit form a unit unit. Units may be arranged in a matrix form on the display area.
  • the width and length of the first sensing unit, the second sensing unit and the third sensing unit may be included in the range of 20 um to 50 um.
  • the sensing unit may be disposed between the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit to respectively pass through the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit. It may further include a partition for suppressing interference between the projection light.
  • the first color may be red
  • the second color may be green
  • the third color may be blue
  • the protective layer may be formed of a transparent substrate, and the display unit may include a light emitting layer disposed on the protective layer, and the sensing unit may be disposed between the protective layer and the light emitting layer and formed of an organic material to sense the reflected light. It may include a sensing layer for.
  • the display apparatus may further include a transparent substrate on which the display unit is disposed, wherein the display unit includes a light emitting layer disposed on the transparent substrate, and the sensing unit is disposed on the light emitting layer and formed of an organic material to sense the reflected light. It may include a sensing layer for.
  • the display unit may include a first substrate of transparent material and a light emitting layer disposed on the first substrate and formed of an organic material, and the sensing unit may be disposed on the second substrate and the second substrate of transparent material. And a sensing layer formed of a material, wherein the second substrate of the sensing unit may be positioned on the light emitting layer of the display unit.
  • the display unit may be disposed on the first substrate of the transparent material, the liquid crystal layer disposed on the first substrate and the lower side of the first substrate to emit the projection light toward the liquid crystal layer.
  • the sensing unit may include a second substrate made of a transparent material and a sensing layer disposed on the second substrate and formed of an organic material.
  • the display unit and the sensing unit may be disposed in the vertical direction.
  • the sensing unit may include a sensing area in which the sensing unit is formed and a non-sensing area in which the sensing area is not formed, and the sensing area and the non-sensing area have different heights.
  • the sensing region and the non-sensing region may include a short circuit region formed at a lower height, or an insulating layer, and be formed to have a height higher than that of the sensing region and the non-sensing region. Can be.
  • the shorting region or the insulating region may insulate the sensing region from the non-sensing region.
  • the sensing unit may generate different measured voltage values according to differences in energy levels of reflected light reflected on the ridges and valleys formed in the fingerprint of the user in contact with the protective layer, and the fingerprint may be generated from the difference in the measured voltage values. Can sense an image.
  • the sensing unit may include a sensing unit formed of a photodiode, and the sensing unit may generate an output signal having a different voltage value according to the energy level of the reflected light.
  • the sensing unit may be disposed in whole or in part of the display area.
  • constraints of the size and the position of the image sensor may be minimized.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an electronic device in which a display device capable of sensing an image is disposed according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a display device in which the sensing unit of FIG. 7 is disposed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating a display unit of the display device of FIG. 10.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the display device of FIG. 10.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • 15 is an exemplary view illustrating reflection of light by a finger in a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • 16 is a schematic diagram illustrating an arrangement of a sensing unit of a sensing unit in a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating fingerprint sensing through a light source having a specific wavelength in a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an electronic device in which a display device capable of sensing an image is disposed according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device 10 includes a display device DP.
  • the display device DP is formed on one surface of the electronic device 10.
  • the display device DP is formed on the front surface of the electronic device 10 and implemented as a touch screen panel which simultaneously performs a function as an input device. Can be.
  • the display device DP includes a display area DP 1 in which an image is displayed and a peripheral area DP 2 surrounding the display area DP 1 .
  • the display device DP performs not only the touch generating means (for example, a finger or the like) contact and the contact location but also a recognition function for the fingerprint of the finger.
  • the touch generating means for example, a finger or the like
  • the peripheral area DP 2 of the display device DP overlaps the bezel of the electronic device 10 of the display device DP.
  • the peripheral area DP 2 is the display area DP 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a fingerprint sensing process of a display device capable of sensing an image according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the projection light L 1 generated by the display unit 110 is incident on the finger and then reflected, and the reflected light L 2 generated by the sensing unit is sensed. Incident on 120.
  • the reflected light L 2 incident on the sensing unit 120 generates a photoelectric effect.
  • the reflected light L 2 is generated at different energy levels by the projection light L 1 emitted from the display unit 110 and the reflected light L 2 reflected from the finger. The corresponding photoelectric effect occurs.
  • the value of the energy of the reflected light (L 2 ) reflected from the finger is the bone line reflected from the ridge reflected light energy (E 2, R ) and valley (Valley) of the reflected light reflected from the ridge (Ridge) of the finger fingerprint Reflected light energy E 2, V.
  • the sensing unit 120 is based on the difference between the energy of the ridge reflected light energy (E 2, R ) and the bone line reflected light energy (E 2, V ) formed differently by the height difference of the ridge and the valley of the fingerprint. You can create an image.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the display unit and the sensing unit of the display device 200 each include a plurality of display units and a plurality of sensing units, and the display device 200 includes blue, green and It may be an organic light emitting diode (OLED) device that displays an image by emitting red light.
  • OLED organic light emitting diode
  • the display device 200 is positioned in a display area and is configured to generate a projection light for displaying an image, and is disposed in any one direction above or below the light emitting part, and the projection light generated by the light emitting part is disposed. And a sensing unit for transmitting the light in one direction and detecting the reflected light transmitted through the protective layer and the reflected light passing through the protective layer, and generating an image based on the detected energy level of the reflected light.
  • the projection light sequentially passes through the sensing unit and the protective layer.
  • the display device 200 may include a substrate 210, a thin film transistor array layer 220, a first electrode layer 230, and a light emitting layer 240 formed of a transparent material, and a charge generation layer 250. ),
  • the sensing layer including the sensing layer 260, the second electrode layer 270, and the cover window 280.
  • the light emitting layer 240 and the sensing layer 260 of the display device 200 may be disposed in the vertical direction and may be electrically connected to each other, and the light emitting layer 240 and the sensing layer 260 may have the same encapsulation layer. It may be sealed by (not shown).
  • the substrate 210 may be, for example, polyimide, polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate, polyester sulfone (PES), or the like. It may be formed of a light transmissive material.
  • the thin film transistor array layer 220 disposed on one surface of the substrate 210 may include a thin film transistor circuit for display and a thin film transistor circuit for read out.
  • the first electrode 230 is disposed on the thin film transistor array layer 220, and the emission layer 240, the charge generation layer 250, the sensing layer 260, and the second electrode layer 270 are disposed on the first electrode 230. And cover window 280 are disposed in this order.
  • the first electrode 230 and the second electrode 260 may be formed of a conductive oxide having a predetermined light transmittance and sheet resistance.
  • it may include any one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), aluminum tin oxide (AlTO), and fluorine-doped tin oxide (FTO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ZnO zinc oxide
  • AlTO aluminum tin oxide
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • the first electrode 230 or the second electrode 260 may have a predetermined light transmittance
  • the first electrode 230 or the second electrode 260 may have the same or different light transmittances.
  • the first electrode 230 or the second electrode 260 may be a conductive oxide having a predetermined sheet resistance.
  • the first electrode 230 may have a predetermined reflectance to increase the amount of light reaching the fingerprint surface.
  • a reflective material of the cathode electrode a low resistance reflective film is formed of a metal such as Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, or a compound thereof, and then ITO,
  • the electrode may be formed using a metal oxide such as IZO, ZnO or In 2 O 3 .
  • the second electrode 270 When the second electrode 270 is formed of a transparent material, a metal having a small work function, that is, Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Ag, Mg, or a compound thereof, is deposited on a semi-permeable layer, and then deposited thereon. Metal oxides such as ITO, IZO, ZnO, or In 2 O 3 may be used to have a dual structure in which an auxiliary electrode or a bus electrode line is provided as a material for forming a transparent electrode. When the second electrode 270 is used as a reflective electrode, for example, Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Ag, Mg, or a compound thereof may be formed by full deposition.
  • a metal having a small work function that is, Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Ag, Mg, or a compound thereof.
  • a cover window 270 made of a transparent material may be provided on the upper side of the second electrode 270 to protect the components of the display device 1 disposed below from an external impact.
  • the light emitting unit generating projection light to display an image in the display device 200 includes a light emitting layer 240 disposed on the first electrode 220, and emits red, green, or blue light according to the display driving signal. By emitting light, a predetermined image can be realized.
  • the sensing unit senses the reflected light reflected by the projected light in contact with an external object and includes a sensing layer 260 formed of an organic material.
  • the sensing unit may include at least one of a photodiode, a photoresistor, and a phototransistor.
  • the charge generation layer 250 provided between the light emitting layer 240 and the sensing layer 260 serves to transfer charges to the light emitting layer 240 and the sensing layer 260.
  • the first electrode 230 activates the charge generating layer 250 so that the light emitting layer 240 emits light.
  • the projection light generated by the emission layer 240 may be emitted to the outside through the charge generation layer 250, the organic semiconductor layer 260, and the second electrode 270.
  • the sensing layer 260 When the sensing driving signal is applied to the first electrode 230 through the thin film transistor array layer 220, the sensing layer 260 is emitted from the light emitting layer 240, and the projection light of the projection light L 1 having the first wavelength is emitted. Energy E 1 may be primarily sensed.
  • the sensing layer 260 may secondly sense the reflected light energy E 2 of the reflected light L 2 reflected by the projection light L 1 from the subject S.
  • the display device 1 processes the first-sense projected light energy E 1 as noise and based on the reflected light energy E 2 of the reflected light L 2 reflected from the subject S.
  • the imaging process can be performed on the subject S, that is, the user's fingerprint.
  • the sensing layer 260 has a narrow full width at half maximum (FWHM) in the wavelength range absorbed among the second wavelengths in order to sense a fingerprint, and has a light in a wavelength range other than the absorption wavelength range. It may include a p-type semiconductor and an n-type semiconductor formed of a predetermined organic material having high transmittance.
  • the projection light L 1 emitted from the light emitting layer 240 is reflected from the subject S such as a finger and is incident on the organic semiconductor layer 360 via the second electrode 270 again.
  • the sensing layer 260 may generate a current according to a photoelectric effect based on the reflected light energy E 2 of the reflected light L 2 of the received second wavelength, and the display device 100 according to the present embodiment may include a sensing circuit ( (Not shown) may generate image data of a finger fingerprint based on the current.
  • the thin film transistor array layer 220 to the charge generation layer 250 operate as a display unit displaying an image, and the charge generation layer 250
  • the second electrode 270 may operate as a sensor unit that senses a fingerprint.
  • the user's fingerprint that is, the user's fingerprint
  • the user's fingerprint may be sensed on the display without a separate fingerprint module.
  • the display unit of the display device 200 may be formed in the entire display area of the display device, and the sensing unit may be formed in the entire display area or only a part of the display area of the display device.
  • the organic material of the sensing layer 260 may be a material that exhibits excellent light absorption characteristics in the entire wavelength range of visible light or a material that absorbs a predetermined wavelength range.
  • a predetermined material having a narrow full width at half maximum (FWHM) and high transmittance outside the absorption wavelength region may be applied.
  • the sensing layer 260 may be formed of an organic material having a viewing angle within a predetermined range and a half width of a wavelength to be absorbed by using this characteristic.
  • cover window 280 is a protective layer for protecting the internal structure of the display device 200 from the outside, and the user's finger may contact the cover window 280.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • an equivalent circuit C 1 of the display device 1 includes a sensing unit PD 1 , a transistor T 1 , a display unit OLED, and a reset circuit RST. do.
  • the sensing unit PD 1 may be formed of an element that converts light energy into electrical energy, such as a photodiode. When light reaches the sensing unit PD 1 , current flows.
  • the cathode of the sensing unit PD 1 is connected with the source of the switch transistor T 1 , and the anode is connected with the display OLED.
  • the switch transistor T 1 has a gate electrode connected to the scan line SL, a drain electrode connected to the readout line RL, and a source electrode connected to the cathode of the sensing unit PD 1 .
  • the switch transistor T 1 may be implemented as a transistor such as amorphous silicon (a-Si: H), polycrystalline silicon (Poly Silicon, Poly-Si), an oxide transistor, or the like.
  • a first electrode of both electrodes forming the sensing capacitor Cst 1 may be connected to the source electrode of the switch transistor T 1 , and the second electrode may be connected to the ground potential.
  • the reset circuit RST includes a comparator AMP 1 and a comparison capacitor Cst 2 .
  • the projection light L 1 emitted from the display portion OLED comes into contact with an external subject such as a user's fingerprint, and then the reflected reflected light L 2 enters the sensing unit PD 1 of the equivalent circuit C 1 .
  • the equivalent circuit (C 1) the reflected light (L 2), and sensing will be described a method for delivering a signal corresponding to the energy magnitude of the sensed reflected light (L 2) as follows.
  • the projection light of the display portion OLED is reflected by the fingerprint of the user, converted into an electrical signal through the sensing unit PD 1 , and charged in the sensing capacitor Cst 1 .
  • the switch transistor T 1 is turned on by the scan signal, the ridge line is formed through charge sharing between the sensing capacitor Cst 1 and the comparison capacitor Cst 2 of the reset circuit RST.
  • the difference between the voltage between the ridge and the valley is obtained to form an image of the fingerprint that the user contacts the display device based on the voltage difference.
  • the sensing unit PD 1 generates an output signal having a different voltage value according to the energy level of the reflected light
  • the display device capable of sensing an image according to the present embodiment is configured to generate the fingerprint signal according to the output signal. Images of ridges and valleys can be sensed.
  • the display OLED may include a light emitting device such as an organic light emitting diode, and the light emitting device may be connected to a scan line (not shown) and a data line (not shown) for transmitting a display signal.
  • a light emitting device such as an organic light emitting diode
  • the display unit OLED may be electrically connected to the sensing unit PD 1 .
  • the display unit OLED is illustrated as being connected in series with the sensing unit PD 1 , the display unit OLED is connected in parallel with the sensing unit PD 1 , or through the other configuration. It is not limited to the configuration connected in series, such as connected with PD 1 ).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the display device may be a bottom-emitting display device in which projection light emitted from the emission layer passes through the substrate.
  • the display of FIG. 3 will be described below. The differences from the device will be described.
  • the display device 300 includes a substrate 320 and a thin film provided on the cover window 310 and the cover window 310, which are the protective layers to which the finger S contacts.
  • the transistor array layer 330, the first electrode 340, the sensor layer 350, the charge generation layer 360, the light emitting layer 370, and the second electrode 380 are stacked in this order.
  • the cover window 310 may be omitted, and when the cover window 310 is omitted, the finger S may be in contact with the substrate 320.
  • the sensing unit may be a front sensing type, a rear sensing type, or a double sensing type according to various embodiments.
  • the projection light emitted from the display unit may be emitted through at least one of the first electrode and the second electrode, and the sensing unit is positioned in the direction in which the projection light is emitted.
  • the cover window 310 which is the protective layer, may be omitted, and the substrate 320 is formed of the protective layer where the fingers are in contact.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the first electrode 415 or the second electrode 416 may be a cathode or an anode.
  • the first electrode 415 may be a cathode and the second electrode 416 may be an anode.
  • the cathode has a lower work function than the HOMO / LUMO HOMO (HOMO) / Lowest Unoccupiec Molecular Orbital (LUMO) of the sensing layer 411 to facilitate the movement of electrons.
  • HOMO HOMO
  • LUMO Lowest Unoccupiec Molecular Orbital
  • the anode uses a material having a higher work function than HOMO / LUMO of the sensing layer 411 so that the movement of holes can be performed smoothly.
  • the first electrode 415 and the second electrode 416 may be formed of a conductive oxide having a predetermined light transmittance and sheet resistance.
  • it may include any one of metal oxides such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), aluminum tin oxide (AlTO), and fluorine-doped tin oxide (FTO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ZnO zinc oxide
  • AlTO aluminum tin oxide
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • the first electrode 415 and the second electrode 416 may have a predetermined light transmittance
  • the first electrode 415 and the second electrode 416 may have the same or different light transmittances.
  • the first electrode 420 or the second electrode 430 may be a conductive oxide having a predetermined sheet resistance.
  • the sensing layer 411 includes an organic layer 412, and the organic layer 412 includes a donor layer and an acceptor layer adjacent to each other to sense the received light.
  • the organic layer 412 absorbs light incident from the first electrode 415 or the second electrode 416 to generate excitons in the donor layer.
  • the excitons dissociate into holes and electrons at the interface between the donor layer and the acceptor layer.
  • Dissociated holes move to the anode side and dissociated electrons move to the cathode side to generate a current.
  • the generated current represents different current values according to the fingerprint shape of the ridge and valley of the fingerprint, and the fingerprint can be sensed using the difference in the current values.
  • the organic layer 412 has a narrow full width at half maximum (FWHM) with respect to the wavelength of the absorbed light, and a predetermined organic material having high light transmittance may be applied in a wavelength range other than the absorption wavelength range. .
  • FWHM full width at half maximum
  • the organic layer 412 may be formed of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor.
  • the p-type semiconductor is N, N-dimethyl-quinacridone (N, N'-dimethylquinacridone, NNQA), diindenoperylene, dibenzo ⁇ [f, f ']-4,4', 7 , 7'-tetraphenyl ⁇ diindeno [1,2,3-cd: 1 ', 2', 3'-lm] perylene (dibenzo ⁇ [f, f ']-4,4', 7,7 '-tetraphenyl ⁇ diindeno [1,2,3-cd: 1', 2 ', 3'-lm] perylene), but is not limited thereto.
  • the n-type semiconductor may include, but is not limited to, a compound such as dicyanovinylterthiophene (DCV3T), fullerene, fullerene derivatives, and perylene diimide.
  • DCV3T dicyanovinylterthiophene
  • fullerene fullerene derivatives
  • perylene diimide perylene diimide
  • Compounds constituting the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be formed by a method such as a spin coater and an ink jet printer using a co-deposition, vacuum thermal deposition, a solution process.
  • the structure of the organic layer 412 formed in this manner is a bi-layer deposition structure for sequentially depositing a p-type semiconductor and an n-type semiconductor or a bulk heterojunction deposition structure using a mixed solution. It can be formed as. It may also be composed of any one of p-type layer / n-type layer, p-type layer / I layer, p-type layer / I layer / n-type layer or I-layer / n-type layer.
  • the sensing layer 411 may further include charge auxiliary layers 413 and 414 between the organic layer 412 and the electrodes 415 and 416, respectively.
  • the charge auxiliary layers 413 and 414 may further facilitate the movement of holes and electrons dissociated in the organic layer 20 to increase sensing efficiency.
  • the first charge auxiliary layer 413 and the second charge auxiliary layer 414 facilitate the transport of holes injected from the hole injection layer (HIL) and the hole injection layer to facilitate the injection of holes received from the anode.
  • Hole transporting layer (HTL) to facilitate
  • electron blocking layer (EBL) to block the movement of electrons
  • electron injecting layer (EIL) to facilitate injection of electrons received from the cathode
  • An electron transporting layer (ETL) for facilitating the transport of electrons injected from the electron injection layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • HBL hole blocking layer
  • the first charge auxiliary layer 413 may be an electron injection layer, an electron transport layer, or a hole blocking layer
  • the second charge auxiliary layer ( 414 may be a hole injection layer, a hole transport layer or an electron blocking layer.
  • the electron injection layer and the electron transport layer uses a material having high electron mobility for smooth movement of the electrons.
  • a material having a value between the LUMO energy level of the organic layer 412 and the cathode work function is used in consideration of the HOMO / LUMO energy level with the organic layer 412.
  • the hole injection layer and the hole transport layer uses a material having high hole mobility for smooth movement of the hole.
  • a material having a value between the HOMO energy level of the organic layer 412 and the anode work function is used for the hole injection layer and the hole transport layer in consideration of the HOMO / LUMO energy level with the organic layer 412.
  • each of the electron injection layer, the electron transport layer, the hole injection layer, and the hole transport layer is formed to have a light transmittance of 70%.
  • each of the electron injection layer, the electron transport layer, the hole injection layer, and the hole transport layer is formed of a material that transmits light in the wavelength band where the organic layer 412 absorbs.
  • the electron transport layer is, for example, 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylicdianhydride (NTCDA), bathocuproine (BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn (BTZ) 2, BeBq2, and a combination thereof may be included, but is not limited thereto.
  • HBL hole blocking layer
  • NTCDA 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride
  • DCV3T dicyanovinyl terthiophene
  • BCP vasocuproin
  • LiF LiF
  • BeBq2 BeBq2
  • a combination thereof may be included, but is not limited thereto.
  • the hole transport layer is, for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate), PEDOT: PSS), poly Arylamine, poly (N-vinylcarbazole) (poly (Nvinylcarbazole), polyaniline, polypyrrole, N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine (N , N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine, TPD), 4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (4-bis [N- ( 1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl, ⁇ -NPD), m-MT
  • the electron blocking layer (EBL) may be, for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) polyarylamine, poly (N-vinylcarbazole), poly (Nvinylcarbazole), polyaniline Polypyrrole, N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine (N, N, N', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine, TPD) 4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl, ⁇ -NPD), m-MTDATA , 4,4 ′, 4 ′′ -tris (N-carbazolyl) -triphenylamine (4,4 ′, 4 ′′
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a display device in which the sensing unit of FIG. 7 is disposed.
  • the sensing unit 410 of the display device 400 may include a first sensing unit 410R, a second sensing unit 410G, and a first sensing unit including a red transparent organic layer, a green transparent organic layer, and a blue transparent organic layer, respectively. And three sensing units 410B.
  • the first sensing unit 410R, the second sensing unit 410G, and the third sensing unit 410B may be arranged in a matrix on the same plane, and the first sensing unit 410R and the second sensing unit 410G. ), And the partition wall 418 may be disposed between the third sensing units 410B.
  • the partition wall 418 suppresses optical interference between the projection light beams passing through the first sensing unit 410R, the second sensing unit 410G, and the third sensing unit 410B.
  • the light emitting unit 480 includes a plurality of light emitting units formed of pixels for displaying an image according to a display signal, and the plurality of light emitting units each include a first sensing unit 410R and a second sensing unit. 410G, and the third sensing unit 410B.
  • the light emitting units may be organic light emitting diodes emitting one color such as blue light or white light.
  • the display unit 480 when the display unit 480 includes a backlight unit (BLU) that provides a surface light source, the display unit 480 has a plurality of pixels between the backlight unit and the sensing unit 410, and the display signal.
  • the LCD may further include a liquid crystal part (not shown) for selectively transmitting the projection light emitted from the backlight unit for each pixel.
  • the liquid crystal part includes a plurality of display units including a liquid crystal layer and a color filter layer and arranged in a matrix.
  • the display unit may display an image by manipulating projection light provided from the backlight unit disposed on the rear side of the liquid crystal unit according to an external image signal.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device according to yet another exemplary embodiment.
  • the display device according to the present exemplary embodiment differs only in the configuration of the display device of FIG. 8 from the arrangement of the sensing unit, and in other configurations is the same as that of the display device illustrated in FIG. 8.
  • the explanation focuses on the specific part.
  • the display device 500 includes a substrate 520, a thin film transistor array layer 530, a sensing unit 510, an encapsulation unit 540, and a display unit 580. ).
  • the sensing unit 510 includes a first sensing unit 510R, a second sensing unit 510G, and a third sensing unit 510B, each of which includes a red transparent organic layer, a green transparent organic layer, and a blue transparent organic layer.
  • the first sensing unit 510R, the second sensing unit 510G, and the third sensing unit 510B are disposed in the vertical direction.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the display unit 620 may be formed of a TFT-LCD or an OLED.
  • the sensing unit 610 scans an image, such as a fingerprint shape of a user, and detects light emitted from the display unit 620 to reflect an object to acquire an image. That is, the sensing unit 610 receives the reflected light.
  • the sensing unit 610 includes a plurality of first sensing units 610R, a second sensing unit 620G, and a third sensing unit 620B disposed on the same plane.
  • the first sensing unit 610R, the second sensing unit 620G, and the third sensing unit 620B convert one color of projection light generated by the display unit 620 into red, green, and blue light, respectively. It can act as a filter.
  • the display unit 620 forms projection light having only one color. That is, when the display unit 620 is formed of an OLED, the display unit 620 forms only blue or white light, and when the display unit 620 is a TFT-LCD, a separate color filter may not be formed on the display unit 620. have.
  • the sensing units 610R, 610G, and 620B of the sensing unit 610 are respectively a sensing unit side transparent substrate 611, a sensing unit side thin film transistor 612, a sensing unit side first transparent electrode 613, and a sensing layer 614. ), And may include a plurality of layers stacked in order of the second transparent electrode 615 on the sensing unit side. At this time, each element is composed of a high transparency material.
  • a thin film encapsulation layer 630 may be disposed on the uppermost layer.
  • the display device 600 does not have a separate cover window, and the encapsulation layer 630 may be the protective layer to which the user's finger is in contact.
  • the sensing layer 614 is formed of an organic material, and an intrinsic layer (I layer), a P / N type layer, and a P / P material and an N type material are manufactured using a co-deposited or mixed solution. It may be composed of various structures such as an I-type layer, an N / I layer.
  • the display unit 620 when the display unit 620 is formed of an organic light emitting diode, the display unit 620 may have a structure similar to that of the sensing unit 610.
  • the display device 600 has been described as a configuration in which the sensing unit 610 is added on the upper side of the display unit 620. However, the sensing unit 610 and the display unit 620 share one substrate, and the sensing layer of the sensing unit 610 is stacked on the light emitting layer or the liquid crystal layer of the display unit 600. A configuration formed of a tandem structure to be formed is also included in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating a display unit of the display device of FIG. 10.
  • the display unit 620 includes a display unit side transparent substrate 621, a display unit side transistor 622, a display unit side first transparent electrode 623, an emission layer 624 formed of an organic light emitting diode, and a display unit side agent. It includes a plurality of layers stacked in order of the two transparent electrodes (625).
  • the sensing unit side first transparent electrode 613 and the display unit side first transparent electrode 623 may be a cathode
  • the sensing unit side second transparent electrode 615 and the display unit side second transparent electrode 625 may be anodes.
  • the polarity may be reversed.
  • the sensing unit 610 and the display unit 620 are described as being formed on separate transparent substrates. However, as shown in FIGS. 2 to 6, the sensing unit is disposed on the light emitting layer of the display unit.
  • the sensing layer formed of an organic material may be formed in a tandem structure in which the sensing layers are stacked.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the display device of FIG. 10.
  • the equivalent circuit C 2 of the sensing unit of the display device includes a sensing unit PD 2 , a transistor T 2 , and an initialization circuit RST.
  • the equivalent circuit C 2 of the sensing unit 610 of the display device according to the present exemplary embodiment is an equivalent circuit of the display device illustrated in FIG. 5 in another configuration except for a portion in which the configuration of the display portion OLED is excluded. the same as that of (C 1), a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the equivalent circuit C 3 of the sensing unit according to the present embodiment differs in part from the configuration of the equivalent circuit C2 shown in FIG. 12, but in other configurations, the same is true in other configurations. It demonstrates centering on the characteristic part of an example.
  • the equivalent circuit C 3 includes a sensing unit PD, a first transistor T 31 , a second transistor T 32 , and a reset circuit RST.
  • the sensing unit PD 3 may be formed of an element that converts light energy into electrical energy, such as a photodiode. When light reaches the sensing unit PD 3 , current flows.
  • the cathode of the sensing unit PD 3 is connected to the gate electrode of the second transistor T 31 , and the anode is connected to the display OLED.
  • the sensing unit PD 3 may be implemented as an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot (QD), or a transistor.
  • OLED organic light emitting diode
  • QD quantum dot
  • transistor a transistor
  • the gate electrode of the first transistor T 31 is connected to the scan line SL, the drain electrode is connected to the readout line RL, and the source electrode is connected to the drain electrode of the second transistor T 31 .
  • the gate electrode of the second transistor T 32 is connected to the cathode electrode of the sensing unit PD1, and the source electrode is connected to the input voltage VDD.
  • the equivalent circuit C 3 controls the amount of change in the current flowing through the second transistor T 32 according to the voltage charged in the sensing capacitor Cst, not the charge sharing method, thereby controlling the difference. Detection is made through the first transistor T 31 .
  • the first transistor T 31 and the second transistor T 32 may be implemented as transistors such as amorphous silicon (a-Si: H), polysilicon (Poly Silicon, Poly-Si), and oxide transistors. Can be.
  • a-Si amorphous silicon
  • polysilicon Poly Silicon, Poly-Si
  • oxide transistors can be.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • a display device 700 includes a sensing unit 710 and a display unit 720, and the sensing unit 710 includes a transparent substrate 711 and a first electrode. 712, a sensing layer 713, and a second electrode 714.
  • the display device 700 according to the present exemplary embodiment differs only in the configuration in which the sensing unit 710 has no thin film transistor, and in other configurations, the display device 700 is the same as the display device 700 illustrated in FIG. 10. Omit.
  • Such a configuration is inexpensive to manufacture and can be relatively simple in the manufacturing process.
  • each electrode has a sheet resistance of at least 70% or more and a sheet resistance of 100 Ohm or less.
  • 15 is an exemplary view illustrating reflection of light by a finger in a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the projection light emitted from the display unit 110 of the mobile device may pass through the sensing unit 120 to the human eye.
  • the projection light energy E 1 may be generated primarily by the photoelectric effect.
  • the light source having a specific wavelength in the fingerprint input window FP sequentially senses the fingerprint area in the horizontal direction A or the vertical direction B.
  • FIG. This method can obtain a fingerprint image having excellent resolution by minimizing interference between the sensors.
  • the fingerprint image has excellent resolution due to the luminance difference Can be obtained.
  • the sensing unit may be formed using a fine metal mask (FMM) or a transparent insulator material (TIM), and may be divided into a sensing region and a non-sensing region through the sensing unit.
  • FMM fine metal mask
  • TIM transparent insulator material
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the sensing unit 810 of the display device according to the exemplary embodiment of the present invention is formed using an FMM.
  • the process of forming the sensing unit 810 will be described in detail.
  • a first transparent electrode anode
  • 813 is formed.
  • the sensing layer R 11 and the non-sensing region R 12 are distinguished using a mask (Fine Metal Mask), and the sensing layer 814 and the second transparent electrode ( Cathodes 815 may be sequentially formed.
  • the short-circuit region R 13 is formed between the sensing region R 11 and the non-sensing region R 12 , thereby distinguishing the sensing region R 11 from the non-sensing region R 12 .
  • the short region R 13 may allow the sensing region R 11 and the non-sensing region R 12 to be insulated from each other.
  • the sensing area (R 11) is a region to which the sensing unit is formed, a sensing region (R 11), the first transparent electrodes 813 that are formed, the non-sensing area of the sensing unit is not formed (R 12)
  • the first transparent electrode 813 is not formed in the short region R 13 .
  • the sensing region R 11 and the non-sensing region R 12 are formed to have different heights.
  • the sensing unit is formed on a substrate separate from the light emitting unit, and is described as being configured to be added on the upper side of the light emitting unit, but the sensing unit is formed on the same substrate as the light emitting unit.
  • Forming a tandem (Tandem) structure is also included in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the sensing unit 820 of the display device there is a difference in the structure in which an insulating region is formed between the sensing region and the non-sensing region, and the transparent substrate 821 and the thin film transistor are formed on the sensing unit 820.
  • 822, the first transparent electrode 823, the sensing layer 824, and the second transparent electrode 825 are the same as those of the sensing unit of the display device illustrated in FIG. 18. The description focuses on the characteristic parts.
  • the sensing unit 820 of the display device according to the exemplary embodiment of the present invention is formed using the TIM.
  • a first transparent electrode (anode) 823 which is an area to be actually sensed using photography, is photographed. ).
  • the insulating layer 826 formed of an insulating material is stacked on the upper edge of the first transparent electrode 823 to form an insulating region R 23 , thereby forming the sensing region R 21 of the sensing unit 810. And the non-sensing region R 22 may be distinguished.
  • the insulating layer 826 may be formed of a TIM.
  • the insulating region R 23 may be formed to have a height higher than that of the sensing region R 21 and the non-sensing region R 22 , and the insulating region R 23 may be a sensing region ( R 21 ) and the non-sensing region R 22 are mutually insulated.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the display device 900 may include a first sensing unit 910R, a second sensing unit 910G, and a third sensing unit including red, green, and red color conversion units, respectively.
  • Unit 910B may include a first sensing unit 910R, a second sensing unit 910G, and a third sensing unit including red, green, and red color conversion units, respectively.
  • the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B are disposed on the same transparent substrate 911, and may be arranged in a matrix form, for example.
  • the sensing unit 910 may include an encapsulation layer 917 for sealing the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B, and the encapsulation layer 917. Is disposed at the front side of the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B.
  • One sensing unit 910R, 910G, and 910B includes a thin film transistor 912, a first transparent electrode 913, a sensing layer 914, and a first transparent electrode 915 disposed on the transparent substrate 911. And a color conversion unit 916.
  • the color conversion unit 916 receives a light as a kind of color filter and converts the light into a specific wavelength. For example, when the projection light emitted from the display part is formed in blue, red (R), green (G) through different materials prepared in advance in the color conversion part 916 included in the sensor part 910. It can also convert to the color of blue (B), respectively.
  • the configuration in which the color converter 916 is included in the sensor unit 910 may sense not only the role of the color filter but also the image.
  • the sensor layer 914 may take its role.
  • the material of the sensor layer 914 as a material capable of wavelength conversion may serve as a color filter.
  • the thin film transistor 912 is formed in plural, and the thin film transistor 912 is partially overlapped with the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B. Each connected to a state.
  • the thin film transistors 912 may be disposed between the first sensing unit 910R and the second sensing unit 910G, and between the second sensing unit 910G and the third sensing unit 910B.
  • a black matrix layer (not shown) including a light blocking material may be formed between the transparent substrate 911 and the thin film transistor 912, and the black matrix layer transmits the sensing units 910R, 910G, and 910B. It is possible to prevent the projection light, which is converted in color, from interfering with the projection light of another color passing through other sensing units 910R, 910G, and 910B.
  • the black matrix layer is not formed between the transparent substrate 911 and the thin film transistor 912, it is also possible to be formed on the upper surface side of the thin film transistor 912.
  • the thin film transistor 912 may be formed of a light blocking material.
  • the thin film transistor 912 suppresses optical interference between adjacent sensing units. It may have a predetermined height and width to be.
  • the present invention relates to a display device capable of sensing an image, and can be applied to various display devices.

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Abstract

An image sensing-enabled display apparatus according to the present invention, which comprises a display area for displaying images and a peripheral area surrounding the display area, comprises: a display part, located in the display area, for generating projected light for displaying images; a protective layer arranged on any one side from among the upper and lower sides of the display part, and through which the projected light generated in the display part is unidirectionally penetrated, and on which the light reflected from the projected light which has penetrated to the outside is incident; and a sensing unit for sensing the reflected light which has penetrated the protective layer, and generating an image on the basis of the energy level of the sensed reflected light, wherein the projected light penetrates the sensing unit and the protective layer sequentially and changes color as the sensing unit is penetrated.

Description

이미지 센싱이 가능한 표시 장치Display device capable of sensing images
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 이미지 센싱이 가능한 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device capable of sensing an image.
터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적으로 변환한다. 상기 전기적으로 신호는 입력 신호로서 이용된다.The touch screen panel is a device for inputting a user's command by touching a character or a figure displayed on a screen of the image display device with a human finger or other contact means, and is attached to the image display device. The touch screen panel electrically converts a contact position touched by a human finger or the like. The electrically signal is used as an input signal.
터치 스크린 패널에서의 터치 검출 방식은 저항막 방식, 광학 방식, 정전 용량 방식, 초음파 방식 등 여러 가지가 있으나, 이 중 정전용량 방식은 표시 장치의 화면에 터치 발생 수단이 접촉할 때 변화하는 정전용량을 이용하여 터치 발생 여부를 검출한다. 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 사람의 손가락, 전도성 터치펜 등의 접촉을 탐지할 수 있다.There are various types of touch detection methods in the touch screen panel, such as resistive film, optical, capacitive, and ultrasonic methods. Among the capacitive methods, the capacitance changes when the touch generating means contacts the screen of the display device. Detects whether a touch occurs using the. The capacitive touch screen panel can detect a touch of a human finger, a conductive touch pen, or the like.
한편, 최근 보안 관련문제가 대두되면서 스마트폰, 태블릿 PC 등 개인휴대기기에 대한 보안이 화두가 되고 있다. 사용자들의 휴대기기 사용빈도가 증가하면서 휴대기기를 통한 전자상거래 등에 있어서의 보안이 요구되고, 이러한 요구에 따라 지문, 홍채, 안면, 음성, 혈관 등의 생체 정보를 이용하고 있다.On the other hand, as security-related issues recently emerged, security for personal mobile devices such as smartphones and tablet PCs has become a hot topic. As the frequency of use of mobile devices increases, security in electronic commerce through mobile devices is required, and biometric information such as fingerprint, iris, face, voice, and blood vessels is used according to such demands.
다양한 생체 정보 인증 기술 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 기술은 지문을 통한 인증 기술이다. 최근에는 스마트폰 및 태블릿 PC 등에 지문인식 및 이를 통한 인증 기술이 적용된 제품이 출시되었다.The most commonly used technology among various biometric information authentication technologies is a fingerprint authentication technology. Recently, products with fingerprint recognition and authentication technology applied to smartphones and tablet PCs have been released.
그러나, 지문 인식을 위한 센서들이 휴대 기기에 접목되기 위해서는 영상표시 장치 외에 지문 인식과 같은 이미지 센싱을 위한 장치를 함께 별도로 장착시켜야 하는데, 이에 따라 휴대 기기의 부피가 늘어나는 등의 문제점이 있었다.However, in order for the sensors for fingerprint recognition to be incorporated into a portable device, a device for sensing an image, such as fingerprint recognition, must be separately installed in addition to the image display device, thereby increasing the volume of the portable device.
본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 부가 센서 크기 및 배치 위치의 제약이 최소화되는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치를 제공하고자 한다.The present invention has been made on the basis of the technical background as described above, and an object of the present invention is to provide a display device capable of sensing an image in which limitations of additional sensor size and placement position are minimized.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치는, 영상이 표시되는 표시영역; 및 상기 표시영역을 둘러싸는 주변영역;을 포함하는 표시 장치에 있어서, 상기 표시영역에 위치되며, 영상을 표시하기 위한 투사광을 생성하는 표시부; 상기 표시부의 상방 또는 하방 중 어느 한 방향에 배치되며, 상기 표시부에서 생성되는 상기 투사광이 일방향으로 투과되고, 외부로 투과된 상기 투사광의 반사광이 입사되는 보호층; 및 상기 보호층을 투과한 상기 반사광을 감지하며, 감지된 상기 반사광의 에너지 준위에 기초하여 이미지를 생성하기 위한 센싱부;를 포함하고, 상기 투사광은 상기 센싱부 및 상기 보호층을 순차적으로 투과하고, 상기 투사광은 상기 센싱부를 투과하면서 색상이 변화된다.According to an exemplary embodiment, a display device capable of sensing an image may include: a display area in which an image is displayed; And a peripheral area surrounding the display area, the display device comprising: a display unit positioned in the display area and generating projection light for displaying an image; A protective layer disposed in one direction above or below the display unit, wherein the projection light generated by the display unit is transmitted in one direction, and the reflected light of the projection light transmitted to the outside is incident; And a sensing unit configured to sense the reflected light passing through the protective layer and to generate an image based on the detected energy level of the reflected light, wherein the projection light sequentially passes through the sensing unit and the protective layer. The projected light is changed in color while passing through the sensing unit.
또한, 상기 센싱부는, 유기 물질로 형성되는 센싱층을 포함하는 복수의 센싱 유닛들을 포함하고, 상기 복수의 센싱 유닛들은 서로 다른 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상으로 형성된 상기 센싱층을 포함하는 제1 센싱 유닛, 제2 센싱 유닛 및 제3 센싱 유닛을 포함할 수 있다.The sensing unit may include a plurality of sensing units including a sensing layer formed of an organic material, and the plurality of sensing units include the sensing layers formed of different first, second, and third colors. A first sensing unit, a second sensing unit and a third sensing unit may be included.
또한, 상기 표시부는 유기 물질로 형성되는 발광층을 포함하는 복수의 표시 유닛들을 포함하며, 상기 센싱 유닛들은 상기 표시 유닛들의 상측에 배치되고, 상기 표시 유닛들에서 생성되는 투사광은 상기 센싱 유닛들을 투과할 수 있다.The display unit may include a plurality of display units including a light emitting layer formed of an organic material, and the sensing units are disposed above the display units, and the projection light generated by the display units transmits the sensing units. can do.
또한, 상기 표시부는, 액정층을 포함하는 복수의 표시 유닛들과, 상기 표시 유닛을 향하여 발광되는 백라이트유닛을 포함하며, 상기 센싱 유닛들은 상기 표시 유닛들의 상측에 배치되고, 상기 표시부의 상기 백라이트 유닛에서 생성되는 투사광은 상기 표시 유닛들 및 상기 센싱 유닛들을 투과할 수 있다.The display unit may include a plurality of display units including a liquid crystal layer and a backlight unit that emits light toward the display unit, wherein the sensing units are disposed above the display units and the backlight unit of the display unit. The projection light generated at may pass through the display units and the sensing units.
또한, 상기 표시부에서 발산되는 상기 투사광은 한 가지 색상으로 형성될 수 있다.In addition, the projection light emitted from the display unit may be formed in one color.
또한, 하나의 상기 표시 유닛은 하나의 센싱 유닛과 중첩될 수 있다.In addition, one display unit may overlap with one sensing unit.
또한, 적어도 두 개의 상기 표시 유닛은 하나의 센싱 유닛과 중첩될 수 있다.In addition, at least two display units may overlap one sensing unit.
또한, 상기 제1 센싱 유닛, 제2 센싱 유닛 및 상기 제3 센싱 유닛은 상호 간에 교번하여, 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.In addition, the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit may be alternately disposed and arranged in a matrix form.
또한, 상기 표시부는 하나의 상기 센싱 유닛 및 상기 센싱 유닛과 중첩되는 적어도 하나의 표시 유닛을 포함하고, 상기 센싱 유닛 및 상기 센싱 유닛과 중첩되는 적어도 하나의 표시 유닛은 단위 유닛을 형성하며, 상기 단위 유닛들은 상기 표시 영역에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.The display unit may include one sensing unit and at least one display unit overlapping the sensing unit, and the sensing unit and at least one display unit overlapping the sensing unit form a unit unit. Units may be arranged in a matrix form on the display area.
또한, 상기 제1 센싱 유닛, 제2 센싱 유닛 및 제3 센싱 유닛의 가로폭 및 세로폭은 20 um 내지 50 um 범위에 포함될 수 있다.In addition, the width and length of the first sensing unit, the second sensing unit and the third sensing unit may be included in the range of 20 um to 50 um.
또한, 상기 센싱부는, 상기 제1 센싱 유닛, 상기 제2 센싱 유닛 및 상기 제3 센싱 유닛 사이에 배치되어, 각각 상기 제1 센싱 유닛, 상기 제2 센싱 유닛 및 상기 제3 센싱 유닛을 투과하는 상기 투사광들 간의 간섭을 억제하는 격벽을 더 포함할 수 있다.The sensing unit may be disposed between the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit to respectively pass through the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit. It may further include a partition for suppressing interference between the projection light.
또한, 상기 제1 색상은 적색, 상기 제2 색상은 녹색 및 상기 제3 색상은 청색일 수 있다.In addition, the first color may be red, the second color may be green, and the third color may be blue.
또한, 상기 보호층은 투명 기판으로 형성되며, 상기 표시부는 상기 보호층 상에 배치되는 발광층을 포함하고, 상기 센싱부는 상기 보호층과 상기 발광층 사이에 위치하며, 유기물질로 형성되어 상기 반사광을 센싱하기 위한 센싱층을 포함할 수 있다.The protective layer may be formed of a transparent substrate, and the display unit may include a light emitting layer disposed on the protective layer, and the sensing unit may be disposed between the protective layer and the light emitting layer and formed of an organic material to sense the reflected light. It may include a sensing layer for.
또한, 상기 표시부가 배치되는 투명 기판;을 더 포함하고, 상기 표시부는 상기 투명 기판 상에 배치되는 발광층을 포함하고, 상기 센싱부는 상기 발광층 상에 배치되며, 유기물질로 형성되어 상기 반사광을 센싱하기 위한 센싱층을 포함할 수 있다.The display apparatus may further include a transparent substrate on which the display unit is disposed, wherein the display unit includes a light emitting layer disposed on the transparent substrate, and the sensing unit is disposed on the light emitting layer and formed of an organic material to sense the reflected light. It may include a sensing layer for.
또한, 상기 표시부는 투명한 재질의 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 배치되며 유기물질로 형성되는 발광층;을 포함하고, 상기 센싱부는 투명한 재질의 제2 기판 및 상기 제2기판 상에 배치되며 유기물질로 형성되는 센싱층;을 포함하고, 상기 센싱부의 상기 제2 기판은 상기 표시부의 상기 발광층 위에 위치될 수 있다.The display unit may include a first substrate of transparent material and a light emitting layer disposed on the first substrate and formed of an organic material, and the sensing unit may be disposed on the second substrate and the second substrate of transparent material. And a sensing layer formed of a material, wherein the second substrate of the sensing unit may be positioned on the light emitting layer of the display unit.
또한, 상기 표시부는 투명한 재질의 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되는 액정층 및 상기 제1 기판의 하측에 배치되어 상기 액정층을 향하여 상기 투사광을 발산 시킬 수 있다.In addition, the display unit may be disposed on the first substrate of the transparent material, the liquid crystal layer disposed on the first substrate and the lower side of the first substrate to emit the projection light toward the liquid crystal layer.
또한, 상기 센싱부는 투명한 재질의 제2 기판 및 상기 제2기판 상에 배치되며 유기물질로 형성되는 센싱층;을 포함하고, 상기 표시부 및 상기 센싱부는 상하 방향으로 배치될 수 있다.The sensing unit may include a second substrate made of a transparent material and a sensing layer disposed on the second substrate and formed of an organic material. The display unit and the sensing unit may be disposed in the vertical direction.
또한, 상기 센싱부는, 상기 센싱 유닛이 형성되는 센싱 영역 및 상기 센싱 영역이 형성되지 않는 비센싱 영역을 포함하고, 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역은 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수 있다.The sensing unit may include a sensing area in which the sensing unit is formed and a non-sensing area in which the sensing area is not formed, and the sensing area and the non-sensing area have different heights.
또한, 상기 센싱 영역과 상기 비센싱 영역 사이에는, 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역보다 낮은 높이로 형성되는 단락 영역, 또는 절연층을 포함하고 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역보다 높은 높이로 형성될 수 있다.In addition, between the sensing region and the non-sensing region, the sensing region and the non-sensing region may include a short circuit region formed at a lower height, or an insulating layer, and be formed to have a height higher than that of the sensing region and the non-sensing region. Can be.
또한, 상기 단락 영역 또는 상기 절연 영역은 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역을 상호 절연시킬 수 있다.The shorting region or the insulating region may insulate the sensing region from the non-sensing region.
또한, 상기 센싱부는, 상기 보호층에 접촉된 사용자의 지문에 형성되는 융선 및 골에 각각 반사되는 반사광의 에너지 준위 차이에 따라서 서로 다른 측정 전압값을 생성하며, 상기 측정 전압값의 차이로부터 상기 지문의 이미지를 센싱할 수 있다.The sensing unit may generate different measured voltage values according to differences in energy levels of reflected light reflected on the ridges and valleys formed in the fingerprint of the user in contact with the protective layer, and the fingerprint may be generated from the difference in the measured voltage values. Can sense an image.
또한, 상기 센싱부는 포토 다이오드로 형성되는 센싱 유닛을 포함하고, 상기 센싱 유닛은 상기 반사광의 에너지 준위에 따라서 서로 다른 전압값을 갖는 출력신호가 생성되도록 할 수 있다.The sensing unit may include a sensing unit formed of a photodiode, and the sensing unit may generate an output signal having a different voltage value according to the energy level of the reflected light.
또한, 상기 센싱부는, 상기 표시영역 전체 또는 일부에 배치될 수 있다.The sensing unit may be disposed in whole or in part of the display area.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치에 의하면, 이미지 센서의 크기 및 배치 위치의 제약이 최소화될 수 있다.According to the display device capable of sensing an image according to the embodiment of the present invention as described above, constraints of the size and the position of the image sensor may be minimized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치가 배치된 전자 기기를 보여주는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an electronic device in which a display device capable of sensing an image is disposed according to an exemplary embodiment.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 지문 센싱 과정을 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating a fingerprint sensing process of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4은 유기 물질이 빛의 파장에 따른 흡광도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing absorbance of organic materials according to wavelengths of light.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 등가 회로를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부를 보여주는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 센싱부가 배치된 표시 장치를 보여주는 도면이다.8 is a diagram illustrating a display device in which the sensing unit of FIG. 7 is disposed.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device according to yet another exemplary embodiment.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 표시 장치의 표시부를 보여주는 도면이다.11 is a view illustrating a display unit of the display device of FIG. 10.
도 12는 도 10의 표시 장치의 등가 회로를 보여주는 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the display device of FIG. 10.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 등가 회로를 보여주는 도면이다.13 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치를 보여주는 단면도이다.14 is a cross-sectional view illustrating a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 손가락에 의한 빛의 반사를 도시한 예시도이다.15 is an exemplary view illustrating reflection of light by a finger in a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱부의 센싱 유닛의 배치를 나타낸 개략도이다.16 is a schematic diagram illustrating an arrangement of a sensing unit of a sensing unit in a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 특정파장의 광원을 통한 지문센싱 개략도이다.17 is a schematic diagram illustrating fingerprint sensing through a light source having a specific wavelength in a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 단면을 보여주는 도면이다.18 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 단면을 보여주는 도면이다.19 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 구성을 보여주는 도면이다.20 is a diagram illustrating a configuration of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification. In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated.
본 발명에 있어서 "~상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present invention, "on" means to be located above or below the target member, and does not necessarily mean to be located above the gravity direction. In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간적접으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. In addition, throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. Also includes.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a display device according to example embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치가 배치된 전자 기기를 보여주는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an electronic device in which a display device capable of sensing an image is disposed according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 기기(10)는 표시 장치(DP)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the electronic device 10 according to an embodiment includes a display device DP.
전자 기기(10)는 유무선 통신 기능 또는 이와는 다른 기능을 포함하는 디지털 기기일 수 있다. 예를 들면, 이동 전화기, 네비게이션, 웹 패드, PDA, 워크스테이션, 개인용 컴퓨터(예를 들어, 노트북 컴퓨터 등) 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기로서, 바람직하게는 스마트폰을 예로서 상정하여 설명할 것이지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The electronic device 10 may be a digital device including a wired / wireless communication function or another function. For example, a digital device having a computing capability by mounting a microprocessor and having a memory means such as a mobile phone, navigation, web pad, PDA, workstation, personal computer (for example, notebook computer, etc.), preferably Will be described assuming a smartphone as an example, but is not necessarily limited thereto.
표시 장치(DP)는 전자 기기(10)의 일면에 형성되며, 바람직하게는 도 1에 도시되는 바와 같이 전자 기기(10)의 전면에 형성되어 입력 장치로서의 기능 또한 동시에 수행하는 터치 스크린 패널로서 구현될 수 있다.The display device DP is formed on one surface of the electronic device 10. Preferably, the display device DP is formed on the front surface of the electronic device 10 and implemented as a touch screen panel which simultaneously performs a function as an input device. Can be.
표시 장치(DP)는 영상이 표시되는 표시 영역(DP1)과, 표시 영역(DP1)을 둘러싸는 주변영역(DP2)을 포함한다.The display device DP includes a display area DP 1 in which an image is displayed and a peripheral area DP 2 surrounding the display area DP 1 .
본 발명의 실시예에 따르면, 표시 장치(DP)는 터치 발생 수단(예를 들면, 손가락 등)의 접촉 여부 및 접촉 위치 파악뿐만 아니라, 손가락의 지문에 대한 인식 기능을 함께 수행한다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the display device DP performs not only the touch generating means (for example, a finger or the like) contact and the contact location but also a recognition function for the fingerprint of the finger.
구체적으로, 제1 애플리케이션 구동 시에는 표시 장치(DP)가 특정 기능 구동 등을 위한 터치 스크린으로서 기능할 수 있으며, 제2 애플리케이션 구동 시에는 표시 장치(DP)를 통해 표시되는 지문 입력 창(FP)의 영역 또는 표시 영역(DP1)의 전 영역에서 지문 인식 기능이 구현될 수 있다.In detail, when the first application is driven, the display device DP may function as a touch screen for driving a specific function, and when the second application is driven, the fingerprint input window FP is displayed through the display device DP. The fingerprint recognition function may be implemented in the area of or the entire area of the display area DP 1 .
후술할 바와 같이, 터치 발생 수단에 의한 터치 또는 손가락 지문의 융선(ridge)과 골(valley)의 접촉은 복수개의 행과 열을 이루는 센서들에 의해 이루어지는데, 손가락 지문 인식을 위해서는 융선과 골의 접촉을 구분할 수 있어야 한다. 따라서, 표시 장치(DP)에 포함되는 센서들의 수와 관계되는 접촉 감지 해상도는 손가락 지문의 융선과 골의 접촉을 구분할 수 있을 정도로 크게 형성되어야만 할 것이다. As will be described later, the touch by the touch generating means or the ridge of the finger fingerprint and the valley (valley) contact is made by a plurality of rows and columns of sensors, for the fingerprint fingerprint recognition of the ridge and the valley You must be able to distinguish between contacts. Therefore, the touch sensing resolution related to the number of sensors included in the display device DP should be large enough to distinguish the ridge of the finger fingerprint from the contact of the valley.
본 실시예에서는 표시 장치(DP)의 주변영역(DP2)이 표시 장치(DP)의 전자 기기(10)의 베젤과 중첩되는 것으로 도시되고 있으나, 주변영역(DP2)은 표시영역(DP1)을 제어하기 위한 배선 및/또는 회로 등이 설치되는 영역을 의미하며, 표시 장치(DP)의 제조공정 상에서 주변영역(DP2)이 표시영역(DP1)의 후방으로 폴딩되는 구성도 본 발명의 사상에 포함될 수 있다.In the present exemplary embodiment, the peripheral area DP 2 of the display device DP overlaps the bezel of the electronic device 10 of the display device DP. However, the peripheral area DP 2 is the display area DP 1. ) Is a region in which wiring and / or a circuit for controlling () is installed, and a configuration in which the peripheral region DP 2 is folded behind the display region DP 1 in the manufacturing process of the display device DP. May be included in the idea of
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 지문 센싱 과정을 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating a fingerprint sensing process of a display device capable of sensing an image according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 디스플레이 장치(1)의 상면에 손가락을 위치시키면, 표시부(110)에서 생성된 투사광(L1)은 손가락에 입사된 다음 반사되어 생성된 반사광(L2)이 센싱부(120)에 입사된다.Referring to FIG. 2, when a finger is positioned on the upper surface of the display device 1, the projection light L 1 generated by the display unit 110 is incident on the finger and then reflected, and the reflected light L 2 generated by the sensing unit is sensed. Incident on 120.
센싱부(120)에 입사된 반사광(L2)은 광전효과를 일으키는데, 표시부(110)로부터 발광된 투사광(L1) 및 손가락으로부터 반사된 반사광(L2)에 의하여 각각 서로 다른 에너지 준위에 상응하는 광전효과가 발생한다.The reflected light L 2 incident on the sensing unit 120 generates a photoelectric effect. The reflected light L 2 is generated at different energy levels by the projection light L 1 emitted from the display unit 110 and the reflected light L 2 reflected from the finger. The corresponding photoelectric effect occurs.
보다 구체적으로 설명하면, 손가락으로부터 반사된 반사광(L2)의 에너지 의 값은 손가락 지문의 융선(Ridge)으로부터 반사된 반사광의 융선 반사광 에너지(E2,R) 및 골선(Valley)으로부터 반사된 골선 반사광 에너지(E2,V)을 포함한다. 센싱부(120)는 지문의 상기 융선과 상기 골의 높이 차이에 의하여 다르게 생성된 형성되는 융선 반사광 에너지(E2,R) 및 골선 반사광 에너지(E2,V)의 에너지의 차이에 기초하여 지문 이미지를 생성할 수 있다. More specifically, the value of the energy of the reflected light (L 2 ) reflected from the finger is the bone line reflected from the ridge reflected light energy (E 2, R ) and valley (Valley) of the reflected light reflected from the ridge (Ridge) of the finger fingerprint Reflected light energy E 2, V. The sensing unit 120 is based on the difference between the energy of the ridge reflected light energy (E 2, R ) and the bone line reflected light energy (E 2, V ) formed differently by the height difference of the ridge and the valley of the fingerprint. You can create an image.
이때, 표시부(110)로부터 발광되어 손가락으로부터 반사되지 않고 유기 지문 센서(100)로 입사되는 투사광의 투사광 에너지(E1)는 노이즈로 인식하여, 필터링 할 수 있다.In this case, the projection light energy E 1 of the projection light emitted from the display unit 110 and not reflected from the finger and incident on the organic fingerprint sensor 100 may be recognized as noise and filtered.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 표시 장치(200)의 상기 표시부 및 상기 센싱부는 각각 복수의 표시 유닛 및 복수의 센싱 유닛들을 포함하며, 표시 장치(200)는 상기 표시 유닛들이 영상 신호에 따라서 청색, 녹색 및 적색광을 발광하여 영상을 표시하는 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 장치 일 수 있다.Referring to FIG. 3, the display unit and the sensing unit of the display device 200 each include a plurality of display units and a plurality of sensing units, and the display device 200 includes blue, green and It may be an organic light emitting diode (OLED) device that displays an image by emitting red light.
표시 장치(200)는, 표시영역에 위치되며, 영상을 표시하기 위한 투사광을 생성하는 표시부와, 상기 발광부의 상방 또는 하방 중 어느 한 방향에 배치되며, 상기 발광부에서 생성되는 상기 투사광이 일방향으로 투과되고, 외부로 투과된 상기 투사광의 반사광이 입사되는 보호층 및 상기 보호층을 투과한 상기 반사광을 감지하며, 감지된 상기 반사광의 에너지 준위에 기초하여 이미지를 생성하기 위한 센싱부를 포함하고, 상기 투사광은 상기 센싱부 및 상기 보호층을 순차적으로 투과한다.The display device 200 is positioned in a display area and is configured to generate a projection light for displaying an image, and is disposed in any one direction above or below the light emitting part, and the projection light generated by the light emitting part is disposed. And a sensing unit for transmitting the light in one direction and detecting the reflected light transmitted through the protective layer and the reflected light passing through the protective layer, and generating an image based on the detected energy level of the reflected light. The projection light sequentially passes through the sensing unit and the protective layer.
보다 상세히, 표시 장치(200)는, 투명한 소재로 형성되는 기판(210), 박막 트랜지스터 어레이층(220), 제1 전극층(230), 발광층(240)을 포함하는 상기 표시부, 전하 생성층(250), 센싱층(260)을 포함하는 상기 센싱층, 제2 전극층(270) 및 커버 윈도우(280)를 포함한다.In more detail, the display device 200 may include a substrate 210, a thin film transistor array layer 220, a first electrode layer 230, and a light emitting layer 240 formed of a transparent material, and a charge generation layer 250. ), The sensing layer including the sensing layer 260, the second electrode layer 270, and the cover window 280.
본 실시예에 따른 표시장치(200)의 발광층(240) 및 센싱층(260)은 상하 방향으로 배치되며, 상호 간에 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광층(240) 및 센싱층(260)은 동일한 봉지층(미도시)에 의하여 밀봉될 수 있다.The light emitting layer 240 and the sensing layer 260 of the display device 200 according to the present exemplary embodiment may be disposed in the vertical direction and may be electrically connected to each other, and the light emitting layer 240 and the sensing layer 260 may have the same encapsulation layer. It may be sealed by (not shown).
기판(210)은 예시적으로 폴리이미드(Polyimide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(poly carbonate), 폴리에스테르설폰(PES)와 같은 광투과성 재질로 형성될 수 있다.The substrate 210 may be, for example, polyimide, polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate, polyester sulfone (PES), or the like. It may be formed of a light transmissive material.
기판(210)의 일면에 위치한 박막 트랜지스터 어레이층(220)는 디스플레이용 박막 트랜지스터 써킷(Circuit) 및 리드 아웃(Read Out)용 박막 트랜지스터 써킷(Circuit)을 포함한다.The thin film transistor array layer 220 disposed on one surface of the substrate 210 may include a thin film transistor circuit for display and a thin film transistor circuit for read out.
박막 트랜지스터 어레이층(220) 상에는 제1 전극(230)이 배치되며, 제1 전극(230)의 위에는 발광층(240), 전하 생성층(250), 센싱층(260), 제2 전극층(270) 및 커버 윈도우(280)가 차례로 배치된다.The first electrode 230 is disposed on the thin film transistor array layer 220, and the emission layer 240, the charge generation layer 250, the sensing layer 260, and the second electrode layer 270 are disposed on the first electrode 230. And cover window 280 are disposed in this order.
즉, 센싱층(260)은 발광층(240) 및 커버 윈도우(280) 사이에 배치된다.That is, the sensing layer 260 is disposed between the light emitting layer 240 and the cover window 280.
제1 전극(230) 및 제2 전극(260)은 기 설정된 광 투과율 및 면저항을 갖는 도전성 산화물로 형성될 수 있다. 일 예로, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 알루미늄 주석 산화물(AlTO) 및 불소 도핑된 주석 산화물(FTO) 중 어느 하나를 포함 할 수 있다. 일 예로, 제 1 전극(230) 또는 제2 전극(260)은 기 설정된 광 투과율을 가질 수 있으며, 제1 전극(230) 또는 제2 전극(260)은 서로 동일하거나 서로 다른 광 투과율을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 전극(230) 또는 제2 전극(260)은 기 설정된 면저항을 가진 도전성 산화물일 수 있다.The first electrode 230 and the second electrode 260 may be formed of a conductive oxide having a predetermined light transmittance and sheet resistance. For example, it may include any one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), aluminum tin oxide (AlTO), and fluorine-doped tin oxide (FTO). For example, the first electrode 230 or the second electrode 260 may have a predetermined light transmittance, and the first electrode 230 or the second electrode 260 may have the same or different light transmittances. have. For example, the first electrode 230 or the second electrode 260 may be a conductive oxide having a predetermined sheet resistance.
제1 전극(230)은 지문 표면에 닿는 광량을 증가시키기 위하여 소정의 반사율을 가질 수 있다. 일례로, 캐소드 전극의 반사물질로는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 등 금속 또는 이들의 화합물 등으로 저저항의 반사막을 형성한 후 그 상부에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등 메탈옥사이드를 이용하여 전극을 형성할 수 있다. The first electrode 230 may have a predetermined reflectance to increase the amount of light reaching the fingerprint surface. For example, as a reflective material of the cathode electrode, a low resistance reflective film is formed of a metal such as Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, or a compound thereof, and then ITO, The electrode may be formed using a metal oxide such as IZO, ZnO or In 2 O 3 .
제2 전극(270)은 투명한 소재로 형성될 때에는 일함수가 작은 금속, 즉 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 또는 이들의 화합물을 반투막으로 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등 메탈옥사이드를 이용하여 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극이나 버스 전극 라인이 구비되도록 한, 이중 구조를 갖도록 할 수 있다. 그리고 제2 전극(270)이 반사형 전극으로 사용될 때에는, 일례로, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 또는 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성할 수 있다.When the second electrode 270 is formed of a transparent material, a metal having a small work function, that is, Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Ag, Mg, or a compound thereof, is deposited on a semi-permeable layer, and then deposited thereon. Metal oxides such as ITO, IZO, ZnO, or In 2 O 3 may be used to have a dual structure in which an auxiliary electrode or a bus electrode line is provided as a material for forming a transparent electrode. When the second electrode 270 is used as a reflective electrode, for example, Li, Ca, LiF / Ca, LiF / Al, Al, Ag, Mg, or a compound thereof may be formed by full deposition.
제2 전극(270)의 상측에는 투명 재질의 커버 윈도우(270)가 마련되어, 하측에 배치되는 표시 장치(1)의 구성들을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.A cover window 270 made of a transparent material may be provided on the upper side of the second electrode 270 to protect the components of the display device 1 disposed below from an external impact.
표시 장치(200)에서 영상을 표시하기 위하여 투사광을 생성하는 상기 발광유닛은 제1 전극(220) 위에 배치되는 발광층(240)를 포함하며, 상기 디스플레이 구동신호에 따라 적색, 녹색 또는 청색 등을 발광하여 소정의 화상을 구현할 수 있다.The light emitting unit generating projection light to display an image in the display device 200 includes a light emitting layer 240 disposed on the first electrode 220, and emits red, green, or blue light according to the display driving signal. By emitting light, a predetermined image can be realized.
그리고, 상기 센싱 유닛은 상기 투사광이 외부 물체와 접촉되어 반사되는 반사광을 센싱하며, 유기물질로 형성되는 센싱층(260)을 포함한다. 이때, 상기 센싱 유닛은 포토 다이오드(Photodiode), 포토 레지스터(Photoresistor) 및 포토 트랜지스터(Phototransistor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The sensing unit senses the reflected light reflected by the projected light in contact with an external object and includes a sensing layer 260 formed of an organic material. In this case, the sensing unit may include at least one of a photodiode, a photoresistor, and a phototransistor.
발광층(240) 및 센싱층(260)의 사이에 구비된 전하 생성층(250)은 전하를 발광층(240) 및 센싱층(260)으로 전달할 수 있는 역할을 한다.The charge generation layer 250 provided between the light emitting layer 240 and the sensing layer 260 serves to transfer charges to the light emitting layer 240 and the sensing layer 260.
박막 트랜지스터 어레이층(220)를 통해 제1 전극(230)에 상기 디스플레이 구동신호가 인가되면, 제1 전극(230)은 전하 생성층(250)을 활성화시켜 발광층(240)이 발광되도록 한다.When the display driving signal is applied to the first electrode 230 through the thin film transistor array layer 220, the first electrode 230 activates the charge generating layer 250 so that the light emitting layer 240 emits light.
발광층(240)에서 생성된 상기 투사광은 전하 생성층(250), 유기 반도체층 (260) 및 제2 전극(270)을 거쳐 외부로 발산될 수 있다.The projection light generated by the emission layer 240 may be emitted to the outside through the charge generation layer 250, the organic semiconductor layer 260, and the second electrode 270.
박막 트랜지스터 어레이층(220)를 통해 제1 전극(230)에 센싱 구동 신호가 인가되면, 센싱층(260)은 발광층(240)에서 발산되며 제1 파장을 갖는 투사광(L1)의 투사광 에너지(E1)을 1차로 센싱할 수 있다.When the sensing driving signal is applied to the first electrode 230 through the thin film transistor array layer 220, the sensing layer 260 is emitted from the light emitting layer 240, and the projection light of the projection light L 1 having the first wavelength is emitted. Energy E 1 may be primarily sensed.
또한, 센싱층(260)은 투사광(L1)이 피사체(S)로부터 반사된 반사광(L2)의 반사광 에너지(E2)를 2차로 센싱할 수 있다.In addition, the sensing layer 260 may secondly sense the reflected light energy E 2 of the reflected light L 2 reflected by the projection light L 1 from the subject S.
이때, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 1차로 센싱된 투사광 에너지(E1)을 노이즈로 처리하고, 피사체(S)로부터 반사된 반사광(L2)의 반사광 에너지(E2)을 기초로 피사체(S) 즉 사용자의 지문의 이미징 처리 할 수 있다.In this case, the display device 1 according to the present exemplary embodiment processes the first-sense projected light energy E 1 as noise and based on the reflected light energy E 2 of the reflected light L 2 reflected from the subject S. The imaging process can be performed on the subject S, that is, the user's fingerprint.
센싱층(260)은 지문을 센싱하기 위해서 상기 제2 파장(Wavelength) 중 흡수되는 파장 영역대에 대한 반치폭(Full Width at Half Maximum, FWHM)이 좁으며, 흡수 파장영역 이외의 파장 영역대에서는 광투과도가 높은 기설정된 유기 물질로 형성된 p형 반도체 및 n형 반도체를 포함할 수 있다.The sensing layer 260 has a narrow full width at half maximum (FWHM) in the wavelength range absorbed among the second wavelengths in order to sense a fingerprint, and has a light in a wavelength range other than the absorption wavelength range. It may include a p-type semiconductor and an n-type semiconductor formed of a predetermined organic material having high transmittance.
보다 구체적으로 설명하면, 발광층(240)에서 발산한 투사광(L1)이 손가락 등의 피사체(S)로부터 반사되어 다시 제2 전극(270)거쳐 유기 반도체층(360)에 입사된다. In more detail, the projection light L 1 emitted from the light emitting layer 240 is reflected from the subject S such as a finger and is incident on the organic semiconductor layer 360 via the second electrode 270 again.
센싱층(260)은 수광한 제2 파장의 반사광(L2)의 반사광 에너지(E2)에 기초하여 광전효과에 따라 전류를 발생할 수 있고, 본 실시예 따른 표시 장치(100)는 센싱 회로(미도시)를 통해 상기 전류를 기초로 손가락 지문의 이미지 데이터를 생성할 수 있다.The sensing layer 260 may generate a current according to a photoelectric effect based on the reflected light energy E 2 of the reflected light L 2 of the received second wavelength, and the display device 100 according to the present embodiment may include a sensing circuit ( (Not shown) may generate image data of a finger fingerprint based on the current.
즉, 도 3에 도시된 전면 발광형 표시 장치(200)를 포함하는 모바일 기기는 박막 트랜지스터 어레이층(220) 내지 전하 생성층(250)은 화상을 나타내는 디스플레이부로 동작하고, 전하 생성층(250) 내지 제2 전극(270)은 지문을 센싱하는 센서부로 동작할 수 있다.That is, in the mobile device including the top emission display 200 illustrated in FIG. 3, the thin film transistor array layer 220 to the charge generation layer 250 operate as a display unit displaying an image, and the charge generation layer 250 The second electrode 270 may operate as a sensor unit that senses a fingerprint.
그 결과, 별도의 지문 모듈 없이 디스플레이 상에서 피사체(S) 즉, 사용자의 지문을 센싱할 수 있다.As a result, the user's fingerprint, that is, the user's fingerprint, may be sensed on the display without a separate fingerprint module.
한편, 본 실시예에 따른 표시 장치(200)의 상기 표시부는 상기 표시 장치의 상기 표시 영역 전체에 형성되며, 상기 센싱부는 상기 표시 장치의 표시 영역 전체 또는 표시 영역 중 일부 영역에만 형성될 수 있다.Meanwhile, the display unit of the display device 200 according to the present exemplary embodiment may be formed in the entire display area of the display device, and the sensing unit may be formed in the entire display area or only a part of the display area of the display device.
도 4은 유기 물질이 빛의 파장에 따른 흡광도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing absorbance of organic materials according to wavelengths of light.
센싱층(260)의 유기물질은 가시광선 전 파장대 영역에서 우수한 흡광 특성을 나타내는 물질 또는 기설정된 파장대 영역을 흡광하는 물질을 적용할 수 있다.The organic material of the sensing layer 260 may be a material that exhibits excellent light absorption characteristics in the entire wavelength range of visible light or a material that absorbs a predetermined wavelength range.
일 예로, 조금 더 정확한 지문을 센싱하기 위해서 파장의 반치폭(Full Width at Half Maximum, FWHM)이 좁으며 흡수 파장영역 외에는 투과도가 높은 기설정된 물질을 적용할 수 있다.For example, in order to sense a more accurate fingerprint, a predetermined material having a narrow full width at half maximum (FWHM) and high transmittance outside the absorption wavelength region may be applied.
유기물질은 시야각 및 흡광하고자 하는 빛의 파장대에 따라 흡수되는 정도가 다를 수 있다. 도 7에 도시된 유기물질은 420 nm 에서부터 500nm 이내의 빛을 흡광하고, 시야각이 0에서 60도로 커질수록 흡광 파장의 반치폭이 줄어드는 경향을 보인다.The organic material may be absorbed according to the viewing angle and wavelength range of light to be absorbed. The organic material shown in FIG. 7 absorbs light within 420 nm to 500 nm, and as the viewing angle increases from 0 to 60 degrees, the half width of the absorption wavelength shows a tendency to decrease.
센싱층(260)은 이러한 특성을 이용하여, 기설정된 범위 내의 시야각 및 흡광하려는 파장의 반치폭을 가진 유기물질로 구비될 수 있다.The sensing layer 260 may be formed of an organic material having a viewing angle within a predetermined range and a half width of a wavelength to be absorbed by using this characteristic.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 커버 윈도우(280)은 외부로부터 표시 장치(200)의 내부 구성을 보호하기 위한 보호층으로, 커버 윈도우(280)에는 사용자의 손가락이 접촉될 수 있다.In addition, the cover window 280 according to the exemplary embodiment of the present invention is a protective layer for protecting the internal structure of the display device 200 from the outside, and the user's finger may contact the cover window 280.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 등가 회로를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 등가 회로(C1)는, 센싱 유닛(PD1), 트랜지스터(T1), 표시부(OLED) 및 리셋 회로(RST)를 포함한다.Referring to FIG. 5, an equivalent circuit C 1 of the display device 1 according to the present exemplary embodiment includes a sensing unit PD 1 , a transistor T 1 , a display unit OLED, and a reset circuit RST. do.
센싱 유닛(PD1)는 예시적으로 포토 다이오드와 같이, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자로 형성될 수 있으며, 광이 센싱 유닛(PD1)에 닿으면, 전류가 흐르게 된다. 센싱 유닛(PD1)의 캐소드(cathode)는 스위치 트랜지스터(T1)의 소스와 연결되고, 애노드(anode)는 표시부(OLED)와 연결된다.For example, the sensing unit PD 1 may be formed of an element that converts light energy into electrical energy, such as a photodiode. When light reaches the sensing unit PD 1 , current flows. The cathode of the sensing unit PD 1 is connected with the source of the switch transistor T 1 , and the anode is connected with the display OLED.
스위치 트랜지스터(T1)는 게이트 전극은 스캔 라인(SL)과 연결되고, 드레인 전극은 리드아웃 라인(RL)과 연결되며, 소스 전극은 센싱 유닛(PD1)의 캐소드와 연결된다. 이러한 스위치 트랜지스터(T1)는 비정질 실리콘(Hydrogenated Amorphous Silicon, a-Si:H), 다결정 실리콘(Poly Silicon, Poly-Si), 산화물 트랜지스터 등의 트랜지스터로 구현될 수 있다. The switch transistor T 1 has a gate electrode connected to the scan line SL, a drain electrode connected to the readout line RL, and a source electrode connected to the cathode of the sensing unit PD 1 . The switch transistor T 1 may be implemented as a transistor such as amorphous silicon (a-Si: H), polycrystalline silicon (Poly Silicon, Poly-Si), an oxide transistor, or the like.
한편, 센싱 커패시터(Cst1)를 형성하는 양 전극 중 제1 전극은 스위치 트랜지스터(T1)의 소스 전극과 연결되며, 제2 전극은 그라운드 전위와 연결될 수 있다.Meanwhile, a first electrode of both electrodes forming the sensing capacitor Cst 1 may be connected to the source electrode of the switch transistor T 1 , and the second electrode may be connected to the ground potential.
그리고, 리셋 회로(RST)는 비교기(AMP1)와, 비교 커패시터(Cst2)를 포함한다.The reset circuit RST includes a comparator AMP 1 and a comparison capacitor Cst 2 .
표시부(OLED)에서 발산되는 투사광(L1)이 사용자의 지문과 같은 외부의 피사체와 접촉된 다음, 반사된 반사광(L2)이 등가 회로(C1)의 센싱 유닛(PD1)에 입사되면, 등가 회로(C1)가 반사광(L2) 센싱하고, 센싱된 반사광(L2)의 에너지 크기에 대응하는 신호를 전달하는 방법을 설명하면 다음과 같다.The projection light L 1 emitted from the display portion OLED comes into contact with an external subject such as a user's fingerprint, and then the reflected reflected light L 2 enters the sensing unit PD 1 of the equivalent circuit C 1 . When, the equivalent circuit (C 1) the reflected light (L 2), and sensing will be described a method for delivering a signal corresponding to the energy magnitude of the sensed reflected light (L 2) as follows.
표시부(OLED)의 투사광이 사용자의 지문에 반사되어 센싱 유닛(PD1)를 통해 전기적 신호로 변환되어 센싱 커패시터(Cst1)에 충전된다. 이 상태에서, 스캔 신호에 의해 스위치 트랜지스터(T1)가 턴 온되면, 센싱 커패시터(Cst1)와 리셋 회로(RST)의 비교 커패시터(Cst2) 사이의 전하공유(Charge Sharing)를 통해 융선(Ridge)과 골(Valley)의 전압의 차이를 얻게 되어, 상기 전압 차이를 바탕으로 사용자가 표시 장치에 접촉시킨 지문의 이미지를 형성하게 된다.The projection light of the display portion OLED is reflected by the fingerprint of the user, converted into an electrical signal through the sensing unit PD 1 , and charged in the sensing capacitor Cst 1 . In this state, when the switch transistor T 1 is turned on by the scan signal, the ridge line is formed through charge sharing between the sensing capacitor Cst 1 and the comparison capacitor Cst 2 of the reset circuit RST. The difference between the voltage between the ridge and the valley is obtained to form an image of the fingerprint that the user contacts the display device based on the voltage difference.
즉, 센싱 유닛(PD1)은 상기 반사광의 에너지 준위에 따라서 서로 다른 전압값을 갖는 출력 신호가 생성되도록 하며, 본 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치는, 상기 출력 신호에 따라서 지문의 상기 융선 및 골의 이미지를 센싱할 수 있다.In other words, the sensing unit PD 1 generates an output signal having a different voltage value according to the energy level of the reflected light, and the display device capable of sensing an image according to the present embodiment is configured to generate the fingerprint signal according to the output signal. Images of ridges and valleys can be sensed.
한편, 표시부(OLED)는 유기발광 다이오드와 같은 발광소자를 포함할 수 있으며, 상기 발광소자는 디스플레이 신호를 전달하기 위한 스캔라인(미도시) 및 데이터라인(미도시)과 연결될 수 있다.The display OLED may include a light emitting device such as an organic light emitting diode, and the light emitting device may be connected to a scan line (not shown) and a data line (not shown) for transmitting a display signal.
그리고, 표시부(OLED)는 센싱 유닛(PD1)과 전기적으로 연결될 수 있다.The display unit OLED may be electrically connected to the sensing unit PD 1 .
도 5에서는, 표시부(OLED)가 센싱 유닛(PD1)와 직렬로 연결되는 구성으로 도시되어 있지만, 표시부(OLED)가 센싱 유닛(PD1)와 병렬로 연결되거나, 다른 구성을 통하여 센싱 유닛(PD1)와 연결되는 것 등과 같이, 직렬로 연결되는 구성에 한정되지 않는다.In FIG. 5, although the display unit OLED is illustrated as being connected in series with the sensing unit PD 1 , the display unit OLED is connected in parallel with the sensing unit PD 1 , or through the other configuration. It is not limited to the configuration connected in series, such as connected with PD 1 ).
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 표시 장치는 도 3에 도시된 전면 발광 표시 장치와 달리, 발광층에서 발산되는 투사광이 기판을 투과하는 배면 발광 표시장치일 수 있으며, 설명의 편의를 위해 이하에서는 도 3의 표시 장치와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.Unlike the top-emitting display device of FIG. 3, the display device according to the present exemplary embodiment may be a bottom-emitting display device in which projection light emitted from the emission layer passes through the substrate. For convenience of description, the display of FIG. 3 will be described below. The differences from the device will be described.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(300)는 손가락(S)이 접촉되는 상기 보호층인 커버 윈도우(310) 및 커버 윈도우(310)의 상측에 마련되는 기판(320), 박막 트랜지스터 어레이층(330), 제1 전극(340), 센서층(350), 전하 생성층(360), 발광층(370) 및 제2 전극(380)의 순서로 적층된다. 이때, 커버 윈도우(310)는 생략될 수 있으며, 커버 윈도우(310)가 생략되는 경우, 손가락(S)은 기판(320)과 접촉될 수 있다.Referring to FIG. 6, the display device 300 according to the present exemplary embodiment includes a substrate 320 and a thin film provided on the cover window 310 and the cover window 310, which are the protective layers to which the finger S contacts. The transistor array layer 330, the first electrode 340, the sensor layer 350, the charge generation layer 360, the light emitting layer 370, and the second electrode 380 are stacked in this order. In this case, the cover window 310 may be omitted, and when the cover window 310 is omitted, the finger S may be in contact with the substrate 320.
상기에서 언급한 바와 같이, 상기 센싱부는 다양한 실시예에 따라 전면 센싱형 일수도 있고, 배면 센싱형일 수도 있으며, 또는 양면 센싱형일 수도 있다. 그리고, 상기 표시부에서 발산되는 상기 투사광은 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나 이상의 방향을 통하여 출사될 수 있고, 상기 센싱부는 투사광이 출사되는 방향에 위치된다.As mentioned above, the sensing unit may be a front sensing type, a rear sensing type, or a double sensing type according to various embodiments. The projection light emitted from the display unit may be emitted through at least one of the first electrode and the second electrode, and the sensing unit is positioned in the direction in which the projection light is emitted.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(300)에서는, 상기 보호층인 커버 윈도우(310)가 생략될 수 있으며, 기판(320)이 손가락이 접촉되는 상기 보호층으로 형성된다.In the display device 300 according to the exemplary embodiment of the present invention, the cover window 310, which is the protective layer, may be omitted, and the substrate 320 is formed of the protective layer where the fingers are in contact.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부를 보여주는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 유기물질로 형성되는 센싱부(410)는 센싱층(411)과, 센싱층(411)의 하측 및 상측에 각각 배치되는 제1 전극(415) 및 제2 전극(416)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the sensing unit 410 formed of an organic material includes a sensing layer 411 and a first electrode 415 and a second electrode 416 disposed under and above the sensing layer 411, respectively. It includes.
제1 전극(415) 또는 제2 전극(416)는 캐소드(Cathode) 또는 애노드(Anode)일 수 있다. 예컨데, 제1 전극(415)이 캐소드이고 제2 전극(416)이 애노드일 수 있다.The first electrode 415 or the second electrode 416 may be a cathode or an anode. For example, the first electrode 415 may be a cathode and the second electrode 416 may be an anode.
캐소드는 전자의 이동이 원활히 이루어 질 수 있도록 센싱층(411)의 HOMO/LUMO HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital, 이하 HOMO)/LUMO(Lowest Unoccupiec Molecular Orbital, 이하 LUMO)보다 일함수(Work Function)가 낮은 물질을 사용한다. 그리고 애노드는 정공의 이동이 원활히 이루어 질 수 있도록 센싱층(411)의 HOMO/LUMO보다 일함수가 높은 물질을 사용한다.The cathode has a lower work function than the HOMO / LUMO HOMO (HOMO) / Lowest Unoccupiec Molecular Orbital (LUMO) of the sensing layer 411 to facilitate the movement of electrons. Use substance. In addition, the anode uses a material having a higher work function than HOMO / LUMO of the sensing layer 411 so that the movement of holes can be performed smoothly.
여기서, 제1 전극(415) 및 제2 전극(416)은 기 설정된 광 투과율 및 면저항을 갖는 도전성 산화물로 형성될 수 있다. 일 예로, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 알루미늄 주석 산화물(AlTO) 및 불소 도핑된 주석 산화물(FTO)등 메탈옥사이드 중 어느 하나를 포함 할 수 있다. 일 예로, 제1 전극(415) 및 제2 전극(416)은 기 설정된 광 투과율을 가질 수 있으며, 제1 전극(415) 및 제2 전극(416)은 은 서로 동일하거나 서로 다른 광 투과율을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 전극(420) 또는 제2 전극(430)은 기설정된 면저항을 가진 도전성 산화물일 수 있다.Here, the first electrode 415 and the second electrode 416 may be formed of a conductive oxide having a predetermined light transmittance and sheet resistance. For example, it may include any one of metal oxides such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), aluminum tin oxide (AlTO), and fluorine-doped tin oxide (FTO). For example, the first electrode 415 and the second electrode 416 may have a predetermined light transmittance, and the first electrode 415 and the second electrode 416 may have the same or different light transmittances. Can be. For example, the first electrode 420 or the second electrode 430 may be a conductive oxide having a predetermined sheet resistance.
센싱층(411)은 유기층(412)을 포함하며, 유기층(412)은 서로 인접해 있는 도너(Donor)층 및 억셉터(Acceptor)층을 포함하여, 수광된 빛을 센싱한다. The sensing layer 411 includes an organic layer 412, and the organic layer 412 includes a donor layer and an acceptor layer adjacent to each other to sense the received light.
보다 구체적으로 설명하면, 유기층(412)은 제1 전극(415) 또는 제2 전극(416) 측으로부터 입사된 빛을 흡수하여 도너층에서 엑시톤(Exciton)을 생성한다. 엑시톤은 도너층 및 억셉터층의 계면에서 정공과 전자로 해리된다. 해리된 정공은 애노드 측으로 이동하고 해리된 전자는 캐소드 측으로 이동하여 전류가 생성된다. 생성된 전류는 지문의 융선(Ridge) 및 골선(Valley)의 지문 형상에 따라 다른 전류 값을 나타내며 이에 따른 전류 값의 차이를 이용하여 지문을 센싱 할 수 있다.In more detail, the organic layer 412 absorbs light incident from the first electrode 415 or the second electrode 416 to generate excitons in the donor layer. The excitons dissociate into holes and electrons at the interface between the donor layer and the acceptor layer. Dissociated holes move to the anode side and dissociated electrons move to the cathode side to generate a current. The generated current represents different current values according to the fingerprint shape of the ridge and valley of the fingerprint, and the fingerprint can be sensed using the difference in the current values.
유기층(412)은 흡수되는 광의 파장(Wavelength)에 대한 반치폭(Full Width at Half Maximum, FWHM)이 좁으며, 흡수 파장영역 이외의 파장 영역대에서는 광투과도가 높은 기 설정된 유기 물질을 적용할 수 있다.The organic layer 412 has a narrow full width at half maximum (FWHM) with respect to the wavelength of the absorbed light, and a predetermined organic material having high light transmittance may be applied in a wavelength range other than the absorption wavelength range. .
유기층(412)은 p형 반도체 및 n형 반도체로 이루어 질 수 있다. 여기서, p형 반도체는 N,N-디메틸-퀴나크리돈(N,N'-dimethylquinacridone, NNQA), 디인데노페릴렌(diindenoperylene), 디벤조{[f,f']-4,4',7,7'-테트라페닐}디인데노[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]페릴렌(dibenzo{[f,f']-4,4',7,7'-tetraphenyl}diindeno[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]perylene)과 같은 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The organic layer 412 may be formed of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. Here, the p-type semiconductor is N, N-dimethyl-quinacridone (N, N'-dimethylquinacridone, NNQA), diindenoperylene, dibenzo {[f, f ']-4,4', 7 , 7'-tetraphenyl} diindeno [1,2,3-cd: 1 ', 2', 3'-lm] perylene (dibenzo {[f, f ']-4,4', 7,7 '-tetraphenyl} diindeno [1,2,3-cd: 1', 2 ', 3'-lm] perylene), but is not limited thereto.
n형 반도체는, 디시아노비닐-터티오펜(dicyanovinylterthiophene, DCV3T), 플러렌, 플러렌 유도체, 페릴렌 디이미드(perylene diimide)와 같은 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The n-type semiconductor may include, but is not limited to, a compound such as dicyanovinylterthiophene (DCV3T), fullerene, fullerene derivatives, and perylene diimide.
이러한 p형 반도체 및 n형 반도체를 구성하는 화합물은 공증착, 진공 열증착, 용액공정을 이용한 스핀 코터(Spin Coater) 및 잉크젯 프린터(Ink jet Printer) 등의 방법으로 형성될 수 있다.Compounds constituting the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be formed by a method such as a spin coater and an ink jet printer using a co-deposition, vacuum thermal deposition, a solution process.
이와 같은 방법으로 형성되는 유기층(412)의 구조는 p형 반도체 및 n형 반도체를 순차적으로 증착하는 바이 레이어(Bi-Layer) 증착 구조 또는 혼합 용액을 사용하는 벌크 헤테로 정션(Bulk Hetero Junction) 증착 구조로 형성될 수 있다. 또한, p형 층/n형 층, p형 층/I 층, p형 층/I 층/n형 층 또는 I층/n형 층 중 어느 하나의 구조로 구성될 수 있다.The structure of the organic layer 412 formed in this manner is a bi-layer deposition structure for sequentially depositing a p-type semiconductor and an n-type semiconductor or a bulk heterojunction deposition structure using a mixed solution. It can be formed as. It may also be composed of any one of p-type layer / n-type layer, p-type layer / I layer, p-type layer / I layer / n-type layer or I-layer / n-type layer.
센싱층(411)은 유기층(412)과 각 전극(415, 416) 사이에 각각 전하 보조층(413, 414)을 더 포함할 수 있다. 전하 보조층(413, 414)은 유기층(20)에서 해리된 정공과 전자의 이동을 더욱 용이하게 하여 센싱 효율을 높일 수 있다.The sensing layer 411 may further include charge auxiliary layers 413 and 414 between the organic layer 412 and the electrodes 415 and 416, respectively. The charge auxiliary layers 413 and 414 may further facilitate the movement of holes and electrons dissociated in the organic layer 20 to increase sensing efficiency.
제1 전하보조층(413) 및 제2 전하 보조층(414)은 양극으로부터 전달받은 정공의 주입을 용이하게 하는 정공 주입층(hole injecting layer, HIL), 정공 주입층으로부터 주입받은 정공의 수송을 용이하게 하는 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자의 이동을 저지하는 전자 저지층(electron blocking layer, EBL), 음극으로부터 전달받은 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(electron injecting layer, EIL), 전자 주입층으로부터 주입받은 전자의 수송을 용이하게 하는 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 정공의 이동을 저지하는 정공 저지층(hole blocking layerm HBL) 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있는데, 이 중 전자 주입층 및 정공 주입층은 생략될 수 있다.The first charge auxiliary layer 413 and the second charge auxiliary layer 414 facilitate the transport of holes injected from the hole injection layer (HIL) and the hole injection layer to facilitate the injection of holes received from the anode. Hole transporting layer (HTL) to facilitate, electron blocking layer (EBL) to block the movement of electrons, electron injecting layer (EIL) to facilitate injection of electrons received from the cathode ), An electron transporting layer (ETL) for facilitating the transport of electrons injected from the electron injection layer, and a hole blocking layer (HBL) for blocking the movement of holes. The electron injection layer and the hole injection layer may be omitted.
예컨데, 제1 전극(415)이 캐소드이고 제2 전극(416)이 애노드인 경우, 제1 전하 보조층(413)은 전자 주입층, 전자 수송층 또는 정공 저지층일 수 있고, 제2 전하 보조층(414)은 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 저지층일 수 있다.For example, when the first electrode 415 is a cathode and the second electrode 416 is an anode, the first charge auxiliary layer 413 may be an electron injection layer, an electron transport layer, or a hole blocking layer, and the second charge auxiliary layer ( 414 may be a hole injection layer, a hole transport layer or an electron blocking layer.
상기 전자 주입층 및 전자 수송층은 전자의 원활한 이동을 위하여 전자의 이동도가 높은 물질을 사용한다. 그리고 상기 전자 주입층 및 전자 수송층에는, 유기층(412)과의 HOMO/LUMO 에너지 준위를 고려하여, 유기층(412)의 LUMO 에너지 준위와 캐소드 일함수의 사이 값을 갖는 물질을 사용한다.The electron injection layer and the electron transport layer uses a material having high electron mobility for smooth movement of the electrons. For the electron injection layer and the electron transport layer, a material having a value between the LUMO energy level of the organic layer 412 and the cathode work function is used in consideration of the HOMO / LUMO energy level with the organic layer 412.
상기 정공 주입층 및 정공 수송층은 정공의 원활한 이동을 위하여 정공의 이동도가 높은 물질을 사용한다. 그리고 상기 정공 주입층 및 정공 수송층에는, 유기층(412)과의 HOMO/LUMO 에너지 준위를 고려하여, 유기층(412)의 HOMO 에너지 준위와 애노드 일함수의 사이 값을 갖는 물질을 사용한다.The hole injection layer and the hole transport layer uses a material having high hole mobility for smooth movement of the hole. In addition, a material having a value between the HOMO energy level of the organic layer 412 and the anode work function is used for the hole injection layer and the hole transport layer in consideration of the HOMO / LUMO energy level with the organic layer 412.
일 예로, 상기 각 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층은 70%의 광 투과율을 갖도록 형성한다. 또한, 상기 각 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층은 유기층(412)이 흡광하는 파장대에서는 광을 투과하는 물질로 형성된다.For example, each of the electron injection layer, the electron transport layer, the hole injection layer, and the hole transport layer is formed to have a light transmittance of 70%. In addition, each of the electron injection layer, the electron transport layer, the hole injection layer, and the hole transport layer is formed of a material that transmits light in the wavelength band where the organic layer 412 absorbs.
여기서 상기 전자 수송층(ETL)은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylicdianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(bathocuproine, BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2,BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein the electron transport layer (ETL) is, for example, 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylicdianhydride (NTCDA), bathocuproine (BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn (BTZ) 2, BeBq2, and a combination thereof may be included, but is not limited thereto.
그리고 상기 정공 저지층(HBL)은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylicdianhydride, NTCDA), 디시아노비닐터티오펜(dicyanovinyl terthiophene, DCV3T), 바소쿠프로인(BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.And the hole blocking layer (HBL) is, for example, 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylicdianhydride (NTCDA), dicyanovinyl terthiophene, DCV3T), vasocuproin (BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn (BTZ) 2, BeBq2, and a combination thereof may be included, but is not limited thereto.
또한, 상기 정공 수송층(HTL)은 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴 리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(Nvinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4′,4″-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4′,4″-tris(Ncarbazolyl)-triphenylamine, TCTA), 텅스텐 산화물(WOx, 0<x≤3), 몰리브덴 산화물(MoOx, 1<x<3), 바나듐 산화물(V2O5), 니켈 산화물(NiOx, 1<x<4) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the hole transport layer (HTL) is, for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate), PEDOT: PSS), poly Arylamine, poly (N-vinylcarbazole) (poly (Nvinylcarbazole), polyaniline, polypyrrole, N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine (N , N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine, TPD), 4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (4-bis [N- ( 1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazolyl) -triphenylamine (4,4 ′, 4 ″- tris (Ncarbazolyl) -triphenylamine (TCTA), tungsten oxide (WOx, 0 <x≤3), molybdenum oxide (MoOx, 1 <x <3), vanadium oxide (V2O5), nickel oxide (NiOx, 1 <x <4 ) And combinations thereof, but is not limited thereto.
그리고 상기 전자 저지층(EBL)은 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜): 폴리(스티렌술포네이트) 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(Nvinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4′,4″-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4′,4″-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine,TCTA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The electron blocking layer (EBL) may be, for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) polyarylamine, poly (N-vinylcarbazole), poly (Nvinylcarbazole), polyaniline Polypyrrole, N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine (N, N, N', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) -benzidine, TPD) 4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl, α-NPD), m-MTDATA , 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazolyl) -triphenylamine (4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazolyl) -triphenylamine, TCTA) and combinations thereof It may be, but is not limited thereto.
도 8은 도 7의 센싱부가 배치된 표시 장치를 보여주는 도면이다.8 is a diagram illustrating a display device in which the sensing unit of FIG. 7 is disposed.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(400)는, 기판(420)과, 기판(420) 상에 배치되는 박막 트랜지스터 어레이층(430)과, 박막 트랜지스터 어레이층(430) 상에 배치되는 센싱부(410)와, 센싱부(410)를 덮는 봉지부(440)를 포함한다. 그리고 기판(420)의 하측에는 배치되며 기판(420), 박막 트랜지스터 어레이층(430), 센싱부(410) 및 봉지부(440)를 투과하는 투사광을 생성하는 표시부(480)가 배치된다.Referring to FIG. 8, the display device 400 according to the present exemplary embodiment may include a substrate 420, a thin film transistor array layer 430 disposed on the substrate 420, and a thin film transistor array layer 430. The sensing unit 410 is disposed, and an encapsulation unit 440 covering the sensing unit 410 is included. A display unit 480 is disposed below the substrate 420 to generate projection light passing through the substrate 420, the thin film transistor array layer 430, the sensing unit 410, and the encapsulation unit 440.
본 실시예에 따른 표시 장치(400)의 센싱부(410)는 각각 적색 투과 유기층, 녹색 투과 유기층 및 청색 투과 유기층을 포함하는 제1 센싱 유닛(410R), 제2 센싱 유닛(410G), 및 제3 센싱 유닛(410B)을 포함한다.The sensing unit 410 of the display device 400 according to the present exemplary embodiment may include a first sensing unit 410R, a second sensing unit 410G, and a first sensing unit including a red transparent organic layer, a green transparent organic layer, and a blue transparent organic layer, respectively. And three sensing units 410B.
제1 센싱 유닛(410R), 제2 센싱 유닛(410G), 및 제3 센싱 유닛(410B)은 동일한 평면에 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 제1 센싱 유닛(410R), 제2 센싱 유닛(410G), 및 제3 센싱 유닛(410B)들 사이에는 격벽(418)이 배치될 수 있다.The first sensing unit 410R, the second sensing unit 410G, and the third sensing unit 410B may be arranged in a matrix on the same plane, and the first sensing unit 410R and the second sensing unit 410G. ), And the partition wall 418 may be disposed between the third sensing units 410B.
격벽(418)은 제1 센싱 유닛(410R), 제2 센싱 유닛(410G), 및 제3 센싱 유닛(410B)을 투과하는 상기 투사광들 간의 광간섭을 억제한다.The partition wall 418 suppresses optical interference between the projection light beams passing through the first sensing unit 410R, the second sensing unit 410G, and the third sensing unit 410B.
이때, 발광부(480)는, 디스플레이 신호에 의하여 영상을 표시하는 화소들로 형성되는 복수의 발광유닛들을 포함하며, 상기 복수의 발과유닛들은 각각 제1 센싱 유닛(410R), 제2 센싱 유닛(410G), 및 제3 센싱 유닛(410B)과 정렬된다. 이때, 상기 발광유닛들은 청색광 또는 백색광과 같이 한가지 색상을 발광시키는 유기발광 다이오드일 수 있다.In this case, the light emitting unit 480 includes a plurality of light emitting units formed of pixels for displaying an image according to a display signal, and the plurality of light emitting units each include a first sensing unit 410R and a second sensing unit. 410G, and the third sensing unit 410B. In this case, the light emitting units may be organic light emitting diodes emitting one color such as blue light or white light.
한편, 표시부(480)가 면광원을 제공하는 백라이트 유닛(Backlight unit, BLU)을 포함하는 경우, 표시부(480)는 상기 백라이트 유닛과 센싱부(410) 사이에는 복수의 화소를 가지며, 상기 디스플레이 신호에 의하여 상기 백라이트 유닛에서 발산되는 투사광을 각 화소별로 선택적으로 투과시키는 액정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, when the display unit 480 includes a backlight unit (BLU) that provides a surface light source, the display unit 480 has a plurality of pixels between the backlight unit and the sensing unit 410, and the display signal. The LCD may further include a liquid crystal part (not shown) for selectively transmitting the projection light emitted from the backlight unit for each pixel.
이때, 상기 액정부에는 액정층 및 컬러 필터층을 포함하며 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 상기 표시 유닛들을 포함한다. 상기 표시 유닛은 외부의 영상 신호에 따라서 상기 액정부의 배면측에 배치되는 상기 백라이트 유닛으로부터 제공되는 투사광을 조작하여 영상이 표시되도록 할 수 있다.In this case, the liquid crystal part includes a plurality of display units including a liquid crystal layer and a color filter layer and arranged in a matrix. The display unit may display an image by manipulating projection light provided from the backlight unit disposed on the rear side of the liquid crystal unit according to an external image signal.
한편, 표시부(480)는 센싱부(410)가 배치되는 기판(420)과 별도로 마련되는 투명재질의 기판(미도시) 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 유닛들을 포함한다. 이때, 표시부(480)에 포함되는 상기 기판을 제1 기판, 센싱부(410)가 배치되는 기판(420)을 제2 기판이라고 할 수 있다.The display unit 480 includes a transparent substrate (not shown) provided separately from the substrate 420 on which the sensing unit 410 is disposed, and a plurality of display units disposed on the substrate. In this case, the substrate included in the display unit 480 may be referred to as a first substrate, and the substrate 420 on which the sensing unit 410 is disposed may be referred to as a second substrate.
그리고, 본 실시예에 따른 표시 장치(400)의 센싱부(410)에 포함되는 상기 센싱 유닛과 표시부(480)에 포함되는 상기 표시 유닛들은 상호 간에 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 즉, 상기 표시 유닛과 상기 센싱 유닛들은 각각 별도의 기판에 배치되는 됨으로써, 상호 간의 전기적인 연결이 이루어지지 않는다.In addition, the sensing unit included in the sensing unit 410 of the display device 400 and the display units included in the display unit 480 may not be electrically connected to each other. That is, since the display unit and the sensing units are disposed on separate substrates, electrical connection between the display unit and the sensing unit is not achieved.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device according to yet another exemplary embodiment.
본 실시예에 따른 표시 장치는 도 8의 표시 장치의 구성과 센싱부의 배치구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 8에서 도시된 표시 장치의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.The display device according to the present exemplary embodiment differs only in the configuration of the display device of FIG. 8 from the arrangement of the sensing unit, and in other configurations is the same as that of the display device illustrated in FIG. 8. The explanation focuses on the specific part.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(500)는, 기판(520)과, 박막 트랜지스터 어레이층(530)과, 센싱부(510)와, 봉지부(540)와, 표시부(580)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the display device 500 according to the present exemplary embodiment includes a substrate 520, a thin film transistor array layer 530, a sensing unit 510, an encapsulation unit 540, and a display unit 580. ).
그리고, 센싱부(510)는, 각각 적색 투과 유기층, 녹색 투과 유기층 및 청색 투과 유기층을 포함하는 제1 센싱 유닛(510R), 제2 센싱 유닛(510G), 및 제3 센싱 유닛(510B)를 포함하고, 제1 센싱 유닛(510R), 제2 센싱 유닛(510G), 및 제3 센싱 유닛(510B)은 상하 방향으로 배치된다.The sensing unit 510 includes a first sensing unit 510R, a second sensing unit 510G, and a third sensing unit 510B, each of which includes a red transparent organic layer, a green transparent organic layer, and a blue transparent organic layer. The first sensing unit 510R, the second sensing unit 510G, and the third sensing unit 510B are disposed in the vertical direction.
즉, 도면에서 보는 바와 같이, 센싱부(410, 510)들은 서로 다른 파장대의 빛을 흡수하는 화소로서의 센싱 유닛(410R, 510R, 410G, 510G, 410B, 510B)들을 포함한다. 상기 센시 유닛들은 다양한 실시예에 따라 디스플레이 단위 화소당 하나의 센싱화소로 구현될 수도 있고, 디스플레이 부화소당 하나의 센싱화소로 구현될 수도 있다.That is, as shown in the drawing, the sensing units 410 and 510 include sensing units 410R, 510R, 410G, 510G, 410B, and 510B as pixels that absorb light of different wavelength bands. The sensing units may be implemented as one sensing pixel per display unit pixel or one sensing pixel per display subpixel according to various embodiments.
각각의 부화소로서의 센싱 유닛(410R, 510R, 410G, 510G, 410B, 510B)들을 다양한 실시예에 따라 수평으로 배치된 컬럼(Column) 구조 또는 수직으로 적층된 텐덤(Tandem) 구조로 이루어질 수 있다.According to various embodiments, the sensing units 410R, 510R, 410G, 510G, 410B, and 510B as sub-pixels may be formed in a column structure horizontally arranged or a tandem structure vertically stacked.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a part of a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 플렉서블 표시 장치(600)는 표시부(620), 표시부(620)의 상면에 배치되는 센싱부(610)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the flexible display apparatus 600 capable of sensing an image according to an exemplary embodiment of the present invention includes a display unit 620 and a sensing unit 610 disposed on an upper surface of the display unit 620.
표시부(620)는 TFT-LCD 또는 OLED로 형성될 수 있다.The display unit 620 may be formed of a TFT-LCD or an OLED.
센싱부(610)는 사용자의 지문 형상과 같은 이미지를 스캔하는 부분으로, 표시부(620)에서 발광되어 사물에 반사된 빛을 감지하여 이미지를 획득하게 된다. 즉, 센싱부(610)는 상기 반사광을 수광하는 역할을 한다.The sensing unit 610 scans an image, such as a fingerprint shape of a user, and detects light emitted from the display unit 620 to reflect an object to acquire an image. That is, the sensing unit 610 receives the reflected light.
이때, 센싱부(610)는 동일한 평면 상에 배치되는 복수의 제1 센싱 유닛(610R), 제2 센싱 유닛(620G) 및 제3 센싱 유닛(620B)들을 포함한다.In this case, the sensing unit 610 includes a plurality of first sensing units 610R, a second sensing unit 620G, and a third sensing unit 620B disposed on the same plane.
제1 센싱 유닛(610R), 제2 센싱 유닛(620G) 및 제3 센싱 유닛(620B)은 표시부(620)에서 생성된 한가지 색상의 투사광을 각각 적색, 녹색 및 청색광으로 변환시키는 컬러필터(Color Filter)의 역할을 수행할 수 있다.The first sensing unit 610R, the second sensing unit 620G, and the third sensing unit 620B convert one color of projection light generated by the display unit 620 into red, green, and blue light, respectively. It can act as a filter.
이러한 경우, 표시부(620)는 한가지 색상만을 갖는 투사광을 형성한다. 즉, 표시부(620)가 OLED로 형성되는 경우, 표시부(620)는 청색 또는 백색광만을 형성하며, 표시부(620)가 TFT-LCD인 경우, 표시부(620)에는 별도의 컬러필터가 형성되지 않을 수 있다.In this case, the display unit 620 forms projection light having only one color. That is, when the display unit 620 is formed of an OLED, the display unit 620 forms only blue or white light, and when the display unit 620 is a TFT-LCD, a separate color filter may not be formed on the display unit 620. have.
그리고, 센싱부(610)의 센싱 유닛들(610R, 610G, 620B)은 각각 센싱부측 투명기판(611), 센싱부측 박막 트랜지스터(612), 센싱부측 제1투명전극(613), 센싱층(614), 센싱부측 제2투명전극(615) 순으로 적층되는 복수의 층을 포함할 수 있다. 이때, 각 요소는 모두 투명도가 높은 소재로 구성된다. 또한, 최상단층에는 박막의 봉지층(630)이 배치될 수 있다.In addition, the sensing units 610R, 610G, and 620B of the sensing unit 610 are respectively a sensing unit side transparent substrate 611, a sensing unit side thin film transistor 612, a sensing unit side first transparent electrode 613, and a sensing layer 614. ), And may include a plurality of layers stacked in order of the second transparent electrode 615 on the sensing unit side. At this time, each element is composed of a high transparency material. In addition, a thin film encapsulation layer 630 may be disposed on the uppermost layer.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(600)는 별도의 커버 윈도우가 마련되지 않고, 봉지층(630)이 사용자의 손가락이 접촉되는 상기 보호층일 수 있다.In this case, the display device 600 according to an exemplary embodiment of the present invention does not have a separate cover window, and the encapsulation layer 630 may be the protective layer to which the user's finger is in contact.
한편, 센싱층(614)은 유기물질로 형성되며, P형 물질과 N형 물질을 공증착 또는 혼합 용액을 사용하여 제작한 진성층(Intrinsic Layer : I층), P/N형 층, P/I형 층, N/I 층 등 다양한 구조로 구성될 수 있다.Meanwhile, the sensing layer 614 is formed of an organic material, and an intrinsic layer (I layer), a P / N type layer, and a P / P material and an N type material are manufactured using a co-deposited or mixed solution. It may be composed of various structures such as an I-type layer, an N / I layer.
그리고, 표시부(620)가 유기발광 다이오드로 형성되는 경우, 표시부(620)는 센싱부(610)와 유사한 구조를 가지질 수 있다.In addition, when the display unit 620 is formed of an organic light emitting diode, the display unit 620 may have a structure similar to that of the sensing unit 610.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(600)는 센싱부(610)가 표시부(620)의 상측에 애드온(Add-on)된 구성으로 설명되고 있다. 다만, 표시 장치(600)가 센싱부(610) 및 표시부(620)가 하나의 기판을 공유하며, 표시부(620)의 상기 발광층 또는 상기 액정층 위에 센싱부(610)의 상기 센싱층이 적층되어 형성되는 텐덤(Tendem) 구조로 형성되는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다.The display device 600 according to the exemplary embodiment of the present invention has been described as a configuration in which the sensing unit 610 is added on the upper side of the display unit 620. However, the sensing unit 610 and the display unit 620 share one substrate, and the sensing layer of the sensing unit 610 is stacked on the light emitting layer or the liquid crystal layer of the display unit 600. A configuration formed of a tandem structure to be formed is also included in the embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 표시 장치의 표시부를 보여주는 도면이다.11 is a view illustrating a display unit of the display device of FIG. 10.
도 11을 참조하면, 표시부(620)는 표시부측 투명기판(621), 표시부측 트랜지스터(622), 표시부측 제1투명전극(623), 유기발광 다이오드로 형성되는 발광층(624), 표시부측 제2투명전극(625) 순으로 적층된 복수의 층을 포함한다. 이때 센싱부측 제1투명전극(613)과 표시부측 제1투명전극(623)는 음극이고, 센싱부측 제2투명전극(615)와 표시부측 제2투명전극(625)는 양극일 수 있다. 물론 극성이 반대 일수도 있다.Referring to FIG. 11, the display unit 620 includes a display unit side transparent substrate 621, a display unit side transistor 622, a display unit side first transparent electrode 623, an emission layer 624 formed of an organic light emitting diode, and a display unit side agent. It includes a plurality of layers stacked in order of the two transparent electrodes (625). In this case, the sensing unit side first transparent electrode 613 and the display unit side first transparent electrode 623 may be a cathode, and the sensing unit side second transparent electrode 615 and the display unit side second transparent electrode 625 may be anodes. Of course, the polarity may be reversed.
한편 본 실시예에서는, 센싱부(610) 및 표시부(620)가 각각 별도의 투명기판에 형성되는 구성으로 설명되고 있으나, 도 2 내지 6에 도시된 표시 장치와 같이, 표시부의 발광층 상에 센싱부의 유기물질로 형성된 센싱층이 적층되는 텐덤구조로 형성될 수 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the sensing unit 610 and the display unit 620 are described as being formed on separate transparent substrates. However, as shown in FIGS. 2 to 6, the sensing unit is disposed on the light emitting layer of the display unit. The sensing layer formed of an organic material may be formed in a tandem structure in which the sensing layers are stacked.
도 12는 도 10의 표시 장치의 등가 회로를 보여주는 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the display device of FIG. 10.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 등가 회로(C2)는, 센싱부(PD2), 트랜지스터(T2), 및 초기화 회로(RST)를 포함한다.Referring to FIG. 12, the equivalent circuit C 2 of the sensing unit of the display device according to the present exemplary embodiment includes a sensing unit PD 2 , a transistor T 2 , and an initialization circuit RST.
본 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부(610)의 등가 회로(C2)는, 표시부(OLED)의 구성이 제외된 부분을 제외하면, 다른 구성에 있어서는 도 5에 도시된 표시 장치의 등가 회로(C1)의 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The equivalent circuit C 2 of the sensing unit 610 of the display device according to the present exemplary embodiment is an equivalent circuit of the display device illustrated in FIG. 5 in another configuration except for a portion in which the configuration of the display portion OLED is excluded. the same as that of (C 1), a detailed description thereof will be omitted.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 등가 회로를 보여주는 도면이다.13 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 센싱부의 등가 회로(C3)는 도 12에서 도시된 등가 회로(C2)의 구성과 일부분에 있어서 차이가 있을 뿐 다른 구성에 있어서는, 다른 구성에 있어서는 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.The equivalent circuit C 3 of the sensing unit according to the present embodiment differs in part from the configuration of the equivalent circuit C2 shown in FIG. 12, but in other configurations, the same is true in other configurations. It demonstrates centering on the characteristic part of an example.
도 13을 참조하면, 등가 회로(C3)는, 센싱부(PD), 제1 트랜지스터(T31), 제2 트랜지스터(T32) 및 리셋 회로(RST)를 포함한다.Referring to FIG. 13, the equivalent circuit C 3 includes a sensing unit PD, a first transistor T 31 , a second transistor T 32 , and a reset circuit RST.
센싱 유닛(PD3)는 예시적으로 포토 다이오드와 같이, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자로 형성될 수 있으며, 광이 센싱 유닛(PD3)에 닿으면, 전류가 흐르게 된다. 센싱 유닛(PD3)의 캐소드(cathode)는 제2 트랜지스터(T31)의 게이트 전극과 연결되고, 애노드(anode)는 표시부(OLED)와 연결된다.For example, the sensing unit PD 3 may be formed of an element that converts light energy into electrical energy, such as a photodiode. When light reaches the sensing unit PD 3 , current flows. The cathode of the sensing unit PD 3 is connected to the gate electrode of the second transistor T 31 , and the anode is connected to the display OLED.
이러한 센싱 유닛(PD3)는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode), 퀀텀닷(QD: Quantum Dot) 또는 트랜지스터 등으로 구현될 수 있다.The sensing unit PD 3 may be implemented as an organic light emitting diode (OLED), a quantum dot (QD), or a transistor.
제1 트랜지스터(T31)의 게이트 전극은 스캔 라인(SL)과 연결되고, 드레인 전극은 리드아웃 라인(RL)과 연결되며, 소스 전극은 제2 트랜지스터(T31)의 드레인 전극과 연결된다. The gate electrode of the first transistor T 31 is connected to the scan line SL, the drain electrode is connected to the readout line RL, and the source electrode is connected to the drain electrode of the second transistor T 31 .
제2 트랜지스터(T32)의 게이트 전극은 센싱 유닛(PD1)의 캐소드 전극과 연결되며, 소스 전극은 입력 전압(VDD)와 연결된다.The gate electrode of the second transistor T 32 is connected to the cathode electrode of the sensing unit PD1, and the source electrode is connected to the input voltage VDD.
본 발명의 실시예에 따른 등가 회로(C3)는 Charge Sharing방식이 아닌, 센싱 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 따라 제2 트랜지스터(T32)에 흐르는 전류의 변화량을 컨트롤하게 되어 이 차이를 제1 트랜지스터(T31)를 통해 검출한다.The equivalent circuit C 3 according to an embodiment of the present invention controls the amount of change in the current flowing through the second transistor T 32 according to the voltage charged in the sensing capacitor Cst, not the charge sharing method, thereby controlling the difference. Detection is made through the first transistor T 31 .
이러한 제1 트랜지스터(T31) 및 제2 트랜지스터(T32)는 비정질 실리콘(Hydrogenated Amorphous Silicon, a-Si:H), 다결정 실리콘(Poly Silicon, Poly-Si), 산화물 트랜지스터 등의 트랜지스터로 구현될 수 있다. The first transistor T 31 and the second transistor T 32 may be implemented as transistors such as amorphous silicon (a-Si: H), polysilicon (Poly Silicon, Poly-Si), and oxide transistors. Can be.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센싱이 가능한 표시 장치를 보여주는 단면도이다.14 is a cross-sectional view illustrating a display device capable of sensing an image according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700)는 센싱부(710)와, 표시부(720)를 포함하고, 센싱부(710)는 투명 기판(711)과, 제1 전극(712)과, 센싱층(713)과, 제2 전극(714)을 포함한다.Referring to FIG. 14, a display device 700 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a sensing unit 710 and a display unit 720, and the sensing unit 710 includes a transparent substrate 711 and a first electrode. 712, a sensing layer 713, and a second electrode 714.
본 실시예에 따른 표시 장치(700)는, 센싱부(710)에 박막 트랜지스터가 없는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 10에서 도시된 표시 장치(700)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 이러한 구성은 제조비용이 저렴하고 제조공정 비교적 간단할 수 있다.The display device 700 according to the present exemplary embodiment differs only in the configuration in which the sensing unit 710 has no thin film transistor, and in other configurations, the display device 700 is the same as the display device 700 illustrated in FIG. 10. Omit. Such a configuration is inexpensive to manufacture and can be relatively simple in the manufacturing process.
본 실시예 역시 각 전극은 적어도 70% 이상의 투과도와 100 옴(Ohm)이하의 면저항을 갖는 것이 광학적 또는 전기적으로 유리할 수 있다.In this embodiment, it may be advantageous optically or electrically that each electrode has a sheet resistance of at least 70% or more and a sheet resistance of 100 Ohm or less.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 손가락에 의한 빛의 반사를 도시한 예시도이다.15 is an exemplary view illustrating reflection of light by a finger in a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 휴대기기의 표시부(110)에서 발광된 투사광은 센싱부(120)를 통과하여 사람의 눈으로 전달될 수 있다. 여기서, 1차적으로 광전효과에 의한 투사광 에너지(E1)가 발생될 수 있다. Referring to FIG. 15, the projection light emitted from the display unit 110 of the mobile device may pass through the sensing unit 120 to the human eye. Here, the projection light energy E 1 may be generated primarily by the photoelectric effect.
그리고, 휴대기기 위에 손가락을 접촉시 손가락에 반사된 반사광(L2)이 2차적으로 센싱부(120)에서 센싱되어 광전효과에 의해 반사광 에너지(E2)가 발생될 수 있다. When the finger touches the mobile device, the reflected light L 2 reflected by the finger is secondarily sensed by the sensing unit 120 to generate the reflected light energy E 2 due to the photoelectric effect.
이때, 반사광 에너지(E2)의 값은, 손가락 지문의 융선(Ridge)와 골선(Valley)의 높이 차이에 의하여, 각각 융선 반사광 에너지(E2,R)과 골선반사광 에너지(E2,V)로 구분될 수 있다. 즉, 이러한 융선 반사광 에너지(E2,R)과 골선반사광 에너지(E2,V)의 차이에 의해 손가락 지문의 이미지를 획득할 수 있다.At this time, the value of the reflected light energy (E 2 ), the ridge reflected light energy (E 2, R ) and bone line reflected light energy (E 2, V ), respectively, by the height difference between the ridge (Ridge) and the valley (Valley) of the finger fingerprint. It can be divided into. That is, the image of the finger fingerprint may be acquired by the difference between the ridge reflected light energy E 2 and R and the bone line reflected light energy E 2 and V.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 센싱부의 센싱 유닛의 배치를 나타낸 개략도이다.16 is a schematic diagram illustrating an arrangement of a sensing unit of a sensing unit in a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 일반적으로 사람 지문의 융선과 골선으로 형성되는데, 각각 100~300um, 150~350um의 크기로 형성된다. 이러한 크기를 갖는 지문을 인식하기 위해서는 센서부(120)의 센싱 유닛(128)이 각 융선과 골선에 최소 2개 이상 배치되어야 이미지를 획득할 수 있다. 따라서, 센서부(120)의 센싱 유닛(128)는 최소 50um x 50um 이하의 크기로 제조 되어야 한다. 이러한 구성은 지문센싱뿐만 아니라 터치센싱도 동시에 구현할 수 있게 된다. 도 16에서는 센싱 유닛(128)이 사각형으로 표현되었으나 진공증착, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 등의 방법으로 원형, 마름모형 등 다양한 모양으로 구현이 가능하다.Referring to FIG. 16, generally, a ridge and a valley line of a human fingerprint are formed, respectively, having a size of 100 to 300 um and 150 to 350 um, respectively. In order to recognize a fingerprint having such a size, at least two sensing units 128 of the sensor unit 120 may be disposed on each ridge line and the valley line to acquire an image. Therefore, the sensing unit 128 of the sensor unit 120 should be manufactured to a size of at least 50um x 50um or less. This configuration can implement not only fingerprint sensing but also touch sensing. In FIG. 16, the sensing unit 128 is represented as a quadrangle, but the sensing unit 128 may be implemented in various shapes such as a circle, a diamond, and the like by vacuum deposition, screen printing, inkjet printing, or the like.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 특정파장의 광원을 통한 지문센싱 개략도이다.17 is a schematic diagram illustrating fingerprint sensing through a light source having a specific wavelength in a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 특정 파장대역만을 센싱할 수 있는 것으로, 지문 입력창(FP)에서 특정파장의 광원이 수평 방향(A) 또는 수직 방향(B)으로 지문 영역을 순차적으로 센싱한다. 이러한 방식은 각 센서간의 간섭 현상을 최소화하여 해상도가 우수한 지문이미지를 획득할 수 있다.As shown, only a specific wavelength band can be sensed, and the light source having a specific wavelength in the fingerprint input window FP sequentially senses the fingerprint area in the horizontal direction A or the vertical direction B. FIG. This method can obtain a fingerprint image having excellent resolution by minimizing interference between the sensors.
한편, 도 17에서 도시되는 실시예와 달리, 모든 파장에서 지문을 센싱하는 방식도 가능하며, 이러한 경우, 지문을 센싱할 영역 부분을 주변 디스플레이 영역 보다 휘도를 높이면 휘도 차이에 의해 해상도가 우수한 지문이미지를 획득할 수 있다. On the other hand, unlike the embodiment shown in Figure 17, it is also possible to sense the fingerprint at all wavelengths, in this case, if the brightness portion of the area to sense the fingerprint is higher than the surrounding display area, the fingerprint image has excellent resolution due to the luminance difference Can be obtained.
한편, 상기 센싱부는 FMM(Fine Metal Mask) 또는 TIM(Transparent Insulator Material)을 이용하여 형성될 수 있으며, 이를 통해 센싱영역과 비센싱영역으로 구분될 수 있다.The sensing unit may be formed using a fine metal mask (FMM) or a transparent insulator material (TIM), and may be divided into a sensing region and a non-sensing region through the sensing unit.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 단면을 보여주는 도면이다.18 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부(810)는 FMM을 이용하여 형성된다.Referring to FIG. 18, the sensing unit 810 of the display device according to the exemplary embodiment of the present invention is formed using an FMM.
센싱부(810)의 형성 과정을 상세하게 설명하면, 투명기판(811)에 제1박막 트랜지스터(812)를 적층시킨 상태에서, 포토그래피를 이용하여 실제 센싱할 영역인 제1투명전극(양극)(813)을 형성한다. The process of forming the sensing unit 810 will be described in detail. In the state in which the first thin film transistor 812 is stacked on the transparent substrate 811, a first transparent electrode (anode), which is an area to be actually sensed using photography, is formed. 813 is formed.
그 다음, 마스크(Fine Metal Mask)를 이용하여, 센싱이 이루어지는 센싱 영역(R11)과 센싱이 이루어지지 않는 비센싱 영역(R12)을 구분하여, 센싱층(814)과 제2투명전극(음극)(815)을 순차적으로 형성할 수 있다. Next, the sensing layer R 11 and the non-sensing region R 12 , in which sensing is not performed, are distinguished using a mask (Fine Metal Mask), and the sensing layer 814 and the second transparent electrode ( Cathodes 815 may be sequentially formed.
이렇게 하면, 도시된 바와 같이, 센싱 영역(R11)과 비센싱 영역(R12) 사이에 단락 영역(R13)이 형성됨으로써, 센싱 영역(R11)와 비센싱 영역(R12)으로 구분될 수 있다. 단락 영역(R13)은 센싱 영역(R11) 및 비센싱 영역(R12)이 상호 절연되도록 할 수 있다.In this case, as illustrated, the short-circuit region R 13 is formed between the sensing region R 11 and the non-sensing region R 12 , thereby distinguishing the sensing region R 11 from the non-sensing region R 12 . Can be. The short region R 13 may allow the sensing region R 11 and the non-sensing region R 12 to be insulated from each other.
이때, 센싱 영역(R11)은 상기 센싱 유닛이 형성되는 영역으로, 센싱 영역(R11)에는 제1 투명전극(813)이 형성되지만, 상기 센싱 유닛이 형성되지 않는 비센싱 영역(R12) 및 단락 영역(R13)에는 제1 투명 전극(813)이 형성되지 않는다.At this time, the sensing area (R 11) is a region to which the sensing unit is formed, a sensing region (R 11), the first transparent electrodes 813 that are formed, the non-sensing area of the sensing unit is not formed (R 12) The first transparent electrode 813 is not formed in the short region R 13 .
그리고, 센싱 영역(R11)과 비센싱 영역(R12)은 서로 다른 높이를 갖도록 형성된다.In addition, the sensing region R 11 and the non-sensing region R 12 are formed to have different heights.
한편, 본 실시예에서는 상기 센싱부가 상기 발광부와 별도의 기판에 형성되어, 상기 발광부의 상측에 애드온(add-on)되는 구성인 것으로 설명되고 있으나, 상기 센싱부가 상기 발광부와 동일한 기판에 형성되는 텐덤(Tandem) 구조로 형성되는 것 또한 본 발명의 실시예에 포함된다고 할 수 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the sensing unit is formed on a substrate separate from the light emitting unit, and is described as being configured to be added on the upper side of the light emitting unit, but the sensing unit is formed on the same substrate as the light emitting unit. Forming a tandem (Tandem) structure is also included in the embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 단면을 보여주는 도면이다.19 is a cross-sectional view of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부(820)는, 센싱 영역 및 비센싱 영역 사이에 절연 영역이 형성되는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 센싱부(820)에 투명기판(821), 박막 트랜지스터(822), 제1투명 전극(823), 센싱층(824), 제2투명 전극(825)이 형성되는 구성은 도 18에서 도시된 표시 장치의 센싱부의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.In the sensing unit 820 of the display device according to the present exemplary embodiment, there is a difference in the structure in which an insulating region is formed between the sensing region and the non-sensing region, and the transparent substrate 821 and the thin film transistor are formed on the sensing unit 820. 822, the first transparent electrode 823, the sensing layer 824, and the second transparent electrode 825 are the same as those of the sensing unit of the display device illustrated in FIG. 18. The description focuses on the characteristic parts.
도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부(820)는 상기 TIM을 이용하여 형성된다.Referring to FIG. 19, the sensing unit 820 of the display device according to the exemplary embodiment of the present invention is formed using the TIM.
센싱부(820)의 형성 과정을 상세하게 설명하면, 투명기판(821)에 박막 트랜지스터(822)를 적층시킨 상태에서, 포토그래피를 이용하여 실제 센싱할 영역인 제1투명전극(양극)(823)을 형성한다. The process of forming the sensing unit 820 will be described in detail. In the state in which the thin film transistor 822 is stacked on the transparent substrate 821, a first transparent electrode (anode) 823, which is an area to be actually sensed using photography, is photographed. ).
그리고, 절연물질로 형성되는 절연층(826)을 제1투명전극(823)의 상면 테두리측에 적층시켜, 절연영역(R23)을 형성함으로써, 센싱부(810)의 센싱 영역(R21)과 비센싱 영역(R22)을 구분시킬 수 있다. 절연층(826)은 TIM으로 형성될 수 있다.The insulating layer 826 formed of an insulating material is stacked on the upper edge of the first transparent electrode 823 to form an insulating region R 23 , thereby forming the sensing region R 21 of the sensing unit 810. And the non-sensing region R 22 may be distinguished. The insulating layer 826 may be formed of a TIM.
절연영역(R23)은 절연층(826)을 포함함으로써, 센싱영역(R21) 및 비센싱영역(R22)보다 높은 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 절연 영역(R23)은 센싱 영역(R21)과 비센싱 영역(R22)을 상호 절연시킨다.Since the insulating region R 23 includes the insulating layer 826, the insulating region R 23 may be formed to have a height higher than that of the sensing region R 21 and the non-sensing region R 22 , and the insulating region R 23 may be a sensing region ( R 21 ) and the non-sensing region R 22 are mutually insulated.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 센싱부의 구성을 보여주는 도면이다.20 is a diagram illustrating a configuration of a sensing unit of a display device according to still another embodiment of the present invention.
도 20을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(900)는 각각 적색, 녹색 및 적색 색변환부를 각각 포함하는 제1 센싱 유닛(910R), 제2 센싱 유닛(910G) 및 제3 센싱 유닛(910B)를 포함한다.Referring to FIG. 20, the display device 900 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a first sensing unit 910R, a second sensing unit 910G, and a third sensing unit including red, green, and red color conversion units, respectively. Unit 910B.
제1 센싱 유닛(910R), 제2 센싱 유닛(910G) 및 제3 센싱 유닛(910B)은 각각 센싱부(910)의 후방에 위치되는 표시부(미도시)로부터 발산되는 투사광을 각각의 색상으로 변환시킨 상태에서 전방으로 투과시킨다.Each of the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B may emit projection light emitted from a display unit (not shown) positioned behind the sensing unit 910 in each color. Permeate forward in the converted state.
제1 센싱 유닛(910R), 제2 센싱 유닛(910G) 및 제3 센싱 유닛(910B)은 동일한 투명기판(911) 상에 배치되며, 일례로 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.The first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B are disposed on the same transparent substrate 911, and may be arranged in a matrix form, for example.
센싱부(910)는, 제1 센싱 유닛(910R), 제2 센싱 유닛(910G) 및 제3 센싱 유닛(910B)을 밀봉시키기 위한 봉지층(917)을 포함할 수 있으며, 봉지층(917)은 제1 센싱 유닛(910R), 제2 센싱 유닛(910G) 및 제3 센싱 유닛(910B)의 전방 측에 배치된다.The sensing unit 910 may include an encapsulation layer 917 for sealing the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B, and the encapsulation layer 917. Is disposed at the front side of the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B.
하나의 센싱 유닛(910R, 910G, 910B)은, 투명 기판(911) 상에 배치되는, 박막 트랜지스터(912), 제1투명전극(913), 센싱층(914), 제1투명전극(915) 및 색변환부(916)를 포함한다. One sensing unit 910R, 910G, and 910B includes a thin film transistor 912, a first transparent electrode 913, a sensing layer 914, and a first transparent electrode 915 disposed on the transparent substrate 911. And a color conversion unit 916.
여기서, 색변환부(916)는 일종의 컬러필터로서 빛을 받아 특정파장의 빛으로 변환하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 표시부에서 발산된 투사광이 청색으로 형성되면, 센서부(910)에 포함된 색변환부(916)에서 미리 준비된 각기 다른 특성의 소재를 통해 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 색으로 각각 변환할 수도 있다.Here, the color conversion unit 916 receives a light as a kind of color filter and converts the light into a specific wavelength. For example, when the projection light emitted from the display part is formed in blue, red (R), green (G) through different materials prepared in advance in the color conversion part 916 included in the sensor part 910. It can also convert to the color of blue (B), respectively.
이렇게 센서부(910)에 색변환부(916)가 포함된 구성은 컬러필터의 역할은 물론 이미지를 센싱할 수 있다.The configuration in which the color converter 916 is included in the sensor unit 910 may sense not only the role of the color filter but also the image.
한편, 이러한 색변환부(916)는 센서층(914)이 그 역할을 대신할 수도 있다. 좀더 자세히 설명하면, 센서층(914)의 소재를 파장변환을 할 수 있는 소재로 하여 컬러필터의 역할을 할 수 있다.On the other hand, in the color conversion unit 916, the sensor layer 914 may take its role. In more detail, the material of the sensor layer 914 as a material capable of wavelength conversion may serve as a color filter.
본 실시예에 따른 박막 트랜지스터(912)는 복수 개로 형성되며, 박막 트랜지스터(912)는 제1 센싱 유닛(910R), 제2 센싱 유닛(910G) 및 제3 센싱 유닛(910B)과 일부가 중첩된 상태로 각각 연결된다. 이때, 박막 트랜지스터(912)들은, 제1 센싱 유닛(910R)과 제2 센싱 유닛(910G) 사이 및 제2 센싱 유닛(910G)과 제3 센싱 유닛(910B) 사이에 배치될 수 있다.The thin film transistor 912 according to the present embodiment is formed in plural, and the thin film transistor 912 is partially overlapped with the first sensing unit 910R, the second sensing unit 910G, and the third sensing unit 910B. Each connected to a state. In this case, the thin film transistors 912 may be disposed between the first sensing unit 910R and the second sensing unit 910G, and between the second sensing unit 910G and the third sensing unit 910B.
투명기판(911)과 박막 트랜지스터(912) 사이에는 광 차단 물질을 포함하는 블랙 매트릭스층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 블랙 매트릭스층은 각각의 센싱 유닛(910R, 910G, 910B)들을 투과하면서 색이 변환되는 상기 투사광이 인접되는 다른 센싱 유닛(910R, 910G, 910B)을 투과하는 다른 색상의 투사광과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.A black matrix layer (not shown) including a light blocking material may be formed between the transparent substrate 911 and the thin film transistor 912, and the black matrix layer transmits the sensing units 910R, 910G, and 910B. It is possible to prevent the projection light, which is converted in color, from interfering with the projection light of another color passing through other sensing units 910R, 910G, and 910B.
한편, 상기 블랙 매트릭스층이 투명기판(911)과 박막 트랜지스터(912) 사이에 형성되지 않고, 박막 트랜지스터(912)의 상면 측에 형성되는 구성 또한 가능하다.On the other hand, the black matrix layer is not formed between the transparent substrate 911 and the thin film transistor 912, it is also possible to be formed on the upper surface side of the thin film transistor 912.
그리고, 별도의 상기 블랙 매트릭스층이 형성되지 않고, 박막 트랜지스터(912)가 광 차단 물질로 형성되는 구성 또한 가능하다.In addition, a separate black matrix layer is not formed, and the thin film transistor 912 may be formed of a light blocking material.
박막 트랜지스터(912)의 상측에 상기 블랙 매트릭스층이 형성되는 구성 또는 박막 트랜지스(912)가 광 차단 물질로 형성되는 구성에서는, 박막 트랜지스터(912)는 인접되는 상기 센싱 유닛들 간의 광 간섭이 억제될 수 있도록 기설정된 높이 및 넓이를 가질 수 있다.In the configuration in which the black matrix layer is formed on the thin film transistor 912 or in the configuration in which the thin film transistor 912 is formed of a light blocking material, the thin film transistor 912 suppresses optical interference between adjacent sensing units. It may have a predetermined height and width to be.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
발명의 실시를 위한 형태는 위의 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 함께 기술되었다.Embodiments for carrying out the invention have been described together in the best mode for carrying out the above invention.
본 발명은 이미지 센싱이 가능한 표시 장치에 관한 것으로 각종 표시 장치에 적용 가능하고, 반복 가능성이 있어 산업상 이용가능성이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device capable of sensing an image, and can be applied to various display devices.

Claims (21)

  1. 영상이 표시되는 표시영역; 및 상기 표시영역을 둘러싸는 주변영역;을 포함하는 표시 장치에 있어서,A display area in which an image is displayed; And a peripheral area surrounding the display area, the display device comprising:
    상기 표시영역에 위치되며, 영상을 표시하기 위한 투사광을 생성하는 표시부;A display unit positioned in the display area and generating projection light for displaying an image;
    상기 표시부의 상방 또는 하방 중 어느 한 방향에 배치되며, 상기 표시부에서 생성되는 상기 투사광이 일방향으로 투과되고, 외부로 투과된 상기 투사광의 반사광이 입사되는 보호층; 및A protective layer disposed in one direction above or below the display unit, wherein the projection light generated by the display unit is transmitted in one direction, and the reflected light of the projection light transmitted to the outside is incident; And
    상기 보호층을 투과한 상기 반사광을 감지하며, 감지된 상기 반사광의 에너지 준위에 기초하여 이미지를 생성하기 위한 센싱부;를 포함하고, 상기 투사광은 상기 센싱부 및 상기 보호층을 순차적으로 투과하고, 상기 투사광은 상기 센싱부를 투과하면서 색상이 변화되는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And a sensing unit configured to sense the reflected light passing through the protective layer, and generate an image based on the detected energy level of the reflected light, wherein the projection light sequentially passes through the sensing unit and the protective layer. And the projection light transmits the sensing unit and senses an image in which color is changed.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 센싱부는, 유기 물질로 형성되는 센싱층을 포함하는 복수의 센싱 유닛들을 포함하고,The sensing unit may include a plurality of sensing units including a sensing layer formed of an organic material.
    상기 복수의 센싱 유닛들은 서로 다른 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상으로 형성된 상기 센싱층을 포함하는 제1 센싱 유닛, 제2 센싱 유닛 및 제3 센싱 유닛을 포함하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.A display device capable of sensing an image including a first sensing unit, a second sensing unit, and a third sensing unit including the sensing layer formed of different first, second, and third colors. .
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 표시부는 유기 물질로 형성되는 발광층을 포함하는 복수의 표시 유닛들을 포함하며,The display unit includes a plurality of display units including a light emitting layer formed of an organic material.
    상기 센싱 유닛들은 상기 표시 유닛들의 상측에 배치되고, The sensing units are disposed above the display units,
    상기 표시 유닛들에서 생성되는 투사광은 상기 센싱 유닛들을 투과하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And a projection light generated by the display units to pass through the sensing units.
  4. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 표시부는, 액정층을 포함하는 복수의 표시 유닛들과, 상기 표시 유닛을 향하여 발광되는 백라이트유닛을 포함하며,The display unit includes a plurality of display units including a liquid crystal layer and a backlight unit emitting light toward the display unit.
    상기 센싱 유닛들은 상기 표시 유닛들의 상측에 배치되고, The sensing units are disposed above the display units,
    상기 표시부의 상기 백라이트 유닛에서 생성되는 투사광은 상기 표시 유닛들 및 상기 센싱 유닛들을 투과하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And a projection light generated by the backlight unit of the display unit to pass through the display units and the sensing units.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 4,
    상기 표시부에서 발산되는 상기 투사광은 한 가지 색상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And the projection light emitted from the display unit is formed in one color.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 4,
    하나의 상기 표시 유닛은 하나의 센싱 유닛과 중첩되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And one display unit overlaps with one sensing unit.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 4,
    적어도 두 개의 상기 표시 유닛은 하나의 센싱 유닛과 중첩되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한표시 장치.And at least two display units overlap with one sensing unit.
  8. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 센싱 유닛, 제2 센싱 유닛 및 상기 제3 센싱 유닛은 상호 간에 교번하여, 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit are alternately arranged in a matrix form.
  9. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 표시부는 하나의 상기 센싱 유닛 및 상기 센싱 유닛과 중첩되는 적어도 하나의 표시 유닛을 포함하고,The display unit includes one sensing unit and at least one display unit overlapping the sensing unit,
    상기 센싱 유닛 및 상기 센싱 유닛과 중첩되는 적어도 하나의 표시 유닛은 단위 유닛을 형성하며,The sensing unit and at least one display unit overlapping the sensing unit form a unit unit,
    상기 단위 유닛들은 상기 표시 영역에 매트릭스 형태로 배치되는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And the unit units are arranged in a matrix form on the display area.
  10. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제1 센싱 유닛, 제2 센싱 유닛 및 제3 센싱 유닛의 가로폭 및 세로폭은 20 um 내지 50 um 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.The width and height of the first sensing unit, the second sensing unit and the third sensing unit are in the range of 20 um to 50 um.
  11. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 센싱부는,The sensing unit,
    상기 제1 센싱 유닛, 상기 제2 센싱 유닛 및 상기 제3 센싱 유닛 사이에 배치되어, 각각 상기 제1 센싱 유닛, 상기 제2 센싱 유닛 및 상기 제3 센싱 유닛을 투과하는 상기 투사광들 간의 간섭을 억제하는 격벽을 더 포함하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.Interposed between the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit, the interference between the projection light passing through the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit, respectively A display device capable of sensing an image further including a barrier to suppress.
  12. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 색상은 적색, 상기 제2 색상은 녹색 및 상기 제3 색상은 청색인 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And wherein the first color is red, the second color is green, and the third color is blue.
  13. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 보호층은 투명 기판으로 형성되며,The protective layer is formed of a transparent substrate,
    상기 표시부는 상기 보호층 상에 배치되는 발광층을 포함하고,The display unit includes a light emitting layer disposed on the protective layer,
    상기 센싱부는 상기 보호층과 상기 발광층 사이에 위치하며, 유기물질로 형성되어 상기 반사광을 센싱하기 위한 센싱층을 포함하는 이미지 센싱 가능한 표시 장치.The sensing unit may be disposed between the passivation layer and the light emitting layer, and may include a sensing layer formed of an organic material to sense the reflected light.
  14. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 표시부가 배치되는 투명 기판;을 더 포함하고,And a transparent substrate on which the display unit is disposed.
    상기 표시부는 상기 투명 기판 상에 배치되는 발광층을 포함하고,The display unit includes a light emitting layer disposed on the transparent substrate,
    상기 센싱부는 상기 발광층 상에 배치되며, 유기물질로 형성되어 상기 반사광을 센싱하기 위한 센싱층을 포함하는 이미지 센싱 가능한 표시 장치.The sensing unit may be disposed on the light emitting layer, and may include a sensing layer formed of an organic material to sense the reflected light.
  15. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 표시부는 투명한 재질의 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 배치되며 유기물질로 형성되는 발광층;을 포함하고,The display unit includes a first substrate of a transparent material and a light emitting layer disposed on the first substrate and formed of an organic material.
    상기 센싱부는 투명한 재질의 제2 기판 및 상기 제2기판 상에 배치되며 유기물질로 형성되는 센싱층;을 포함하고,The sensing unit includes a second substrate of a transparent material and a sensing layer disposed on the second substrate and formed of an organic material.
    상기 센싱부의 상기 제2 기판은 상기 표시부의 상기 발광층 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And the second substrate of the sensing unit is positioned on the light emitting layer of the display unit.
  16. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 표시부는 투명한 재질의 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되는 액정층 및 상기 제1 기판의 하측에 배치되어 상기 액정층을 향하여 상기 투사광을 발산 시키는 백라이트유닛을 포함하고,The display unit includes a first substrate made of a transparent material, a liquid crystal layer disposed on the first substrate, and a backlight unit disposed under the first substrate to emit the projection light toward the liquid crystal layer,
    상기 센싱부는 투명한 재질의 제2 기판 및 상기 제2기판 상에 배치되며 유기물질로 형성되는 센싱층;을 포함하고,The sensing unit includes a second substrate of a transparent material and a sensing layer disposed on the second substrate and formed of an organic material.
    상기 표시부 및 상기 센싱부는 상하 방향으로 배치되는 이미지 센싱 가능한 표시 장치.And the display unit and the sensing unit are disposed in the vertical direction.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 13 to 16,
    상기 센싱부는, 상기 센싱 유닛이 형성되는 센싱 영역 및 상기 센싱 영역이 형성되지 않는 비센싱 영역을 포함하고, 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역은 서로 다른 높이를 갖도록 형성되는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.The sensing unit may include a sensing area in which the sensing unit is formed and a non-sensing area in which the sensing area is not formed, and wherein the sensing area and the non-sensing area are formed to have different heights.
  18. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 센싱 영역과 상기 비센싱 영역 사이에는,Between the sensing area and the non-sensing area,
    상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역보다 낮은 높이로 형성되는 단락 영역, 또는 절연층을 포함하고 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역보다 높은 높이로 형성되는 절연영역을 포함하고,A short circuit region formed at a height lower than the sensing region and the non-sensing region, or an insulation layer formed at a height higher than the sensing region and the non-sensing region,
    상기 단락 영역 또는 상기 절연 영역은 상기 센싱 영역 및 상기 비센싱 영역을 상호 절연시키는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And the shorting region or the insulating region insulates the sensing region and the non-sensing region from each other.
  19. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 센싱부는, 상기 보호층에 접촉된 사용자의 지문에 형성되는 융선 및 골에 각각 반사되는 반사광의 에너지 준위 차이에 따라서 서로 다른 측정 전압값을 생성하며,The sensing unit generates different measured voltage values according to differences in energy levels of reflected light reflected on the ridges and valleys formed on the fingerprint of the user in contact with the protective layer.
    상기 측정 전압값의 차이로부터 상기 지문의 이미지를 센싱하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And sensing the image of the fingerprint from the difference in the measured voltage values.
  20. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19,
    상기 센싱부는 포토 다이오드로 형성되는 센싱 유닛을 포함하고,The sensing unit includes a sensing unit formed of a photodiode,
    상기 센싱 유닛은 상기 반사광의 에너지 준위에 따라서 서로 다른 전압값을 갖는 출력신호가 생성되도록 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.The sensing unit is capable of sensing an image such that an output signal having a different voltage value is generated according to the energy level of the reflected light.
  21. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 센싱부는, 상기 표시영역 전체 또는 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱이 가능한 표시 장치.And the sensing unit is disposed in all or part of the display area.
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