KR20180081320A - 전자 장치 및 생체 센서를 위한 디스플레이 제어 방법 - Google Patents

전자 장치 및 생체 센서를 위한 디스플레이 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 장치 및 생체 센서를 위한 디스플레이 제어 방법에 관한 것으로, 상기 전자 장치는 제 1 신호 또는 제 1전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 1픽셀들을 갖는 제 1 영역, 및 제 2 신호 또는 제 2전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 2 픽셀들을 갖는 제 2 영역을 포함하는 디스플레이; 및 상기 제 1 영역에 대응하여 배치되고, 상기 제 1 픽셀들을 이용하여 생체 정보를 획득하기 위한 생체 센서를 포함할 수 있다.

Description

전자 장치 및 생체 센서를 위한 디스플레이 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD TO CONTROL DISPLAY UNIT FOR SENSING A BIOMETRIC SENSOR}
본 발명은 전자 장치 및 생체 센서를 위한 디스플레이 제어 방법에 관한 것이다.
정보 통신 기술과 반도체 기술 등의 발전에 힘입어 이동식 전자 장치, 예를 들어 스마트폰은 현대인에게 필수품이 되었다. 사용자는 스마트폰에 다양한 어플리케이션을 설치하여 다양한 서비스를 제공받을 수 있다.
최근, 전자 장치는 사용자 인증 등을 위하여 사용자의 생체 정보를 인식하는 기능이 추가되고 있다. 예를 들어, 전자 장치는 생체 센서로서, 지문 인식 모듈, 근섭 센서 모듈, 조도 센서 모듈, 또는 홍체 센싱 모듈 등을 포함할 수 있다.
종래의 전자 장치는 상기 생체 센서가 디스플레이가 구비되지 않는 비표시 영역에 주로 실장되고 있다. 예를 들어, 상기 생체 센서는 디스플레이가 배치된 전면에서, 디스플레이의 상측에 마련된 영역이나, 또는 디스플레이의 하측에 마련된 영역에 배치될 수 있다.
한편, 전자 장치의 전체적인 사이즈는 동일하더라도 디스플레이의 스크린 영역(표시 영역)이 보다 커지기를 원하는 사용자들의 니즈는 계속되고 있다. 그런데, 디스플레이의 스크린 영역을 확장시키기 위해서는 비표시 영역의 마진을 줄여야하는데, 종래의 전자 장치는 상기 생체 센서로 인해 비표시 영역의 마진을 줄이는 것이 어려운 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는, 생체 센서를 디스플레이의 스크린 영역에 대응하도록 배치하여, 디스플레이의 스크린 영역(표시 영역)이 보다 커지기를 원하는 사용자들의 니즈를 충족시킬 수 있는 전자 장치 및 생체 센서를 위한 디스플레이 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호 또는 제 1전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 1픽셀들을 갖는 제 1 영역, 및 제 2 신호 또는 제 2전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 2 픽셀들을 갖는 제 2 영역을 포함하는 디스플레이; 및 상기 제 1 영역에 대응하여 배치되고, 상기 제 1 픽셀들을 이용하여 생체 정보를 획득하기 위한 생체 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 표시 영역과 비표시 영역을 포함하는 디스플레이; 상기 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 생체 센서; 및 상기 디스플레이 및 상기 생체 센서를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 표시 영역이 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 미리 결정되고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하고, 상기 생체 센서를 통해 상기 사용자의 신체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은 상기 전자 장치가 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 생체 센서가 배치되고, 상기 표시 영역이 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 미리 결정되고, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하는 동작, 및 상기 생체 센서를 통해 상기 사용자의 신체 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 생체 센서를 디스플레이의 스크린 영역에 대응하도록 배치하여, 디스플레이의 스크린 영역(표시 영역)이 보다 커지기를 원하는 사용자들의 니즈를 충족시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 전자 장치의 센싱 상태에서 디스플레이를 부분적으로 제어하여 생체 센서가 구동되는 영역에서의 누설 전류 및 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에서의 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일 예이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 디스플레이의 적어도 일부 영역에서 생체 센서의 실장 구조의 일 예이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일 예이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 다른 일 예이다.
도 8은 센싱 상태에서 전자 장치가 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 지문 정보를 센싱하는 동안 디스플레이를 제어하는 방법을 나타낸 예시이다.
도 12는 센싱 상태에서 전자 장치가 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 및 디스플레이 드라이버를 도시한 구성도이다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 화소 구동 회로를 도시한 것이다.
도 15는 디스플레이에서 구동 전압을 화소에 인가하기 위한 전극 및 전원 공급 라인을 도시한 예시이다.
도 16은 디스플레이에 공급되는 구동 전압의 예시이다.
도 17은 디스플레이의 각 화소에 발광 신호를 공급하는 라인을 도시한 예시이다.
도 18은 발광 신호 공급 라인에 인가되는 발광 신호를 도시한 예시이다.
도 19는 디스플레이 드라이버에 의한 디스플레이의 픽셀 및 전원 제어 구조를 나타낸 블록도이다.
도 20은 디스플레이 패널 중에서 지문 센서에 대응하는 패널 영역의 발광 전원부를 분리한 예시이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 지문 정보를 센싱하는 동안 디스플레이를 제어하는 방법을 나타낸 예시이다.
도 22는 전자 장치의 센싱 상태에서 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 23은 전자 장치의 센싱 상태를 나타낸 예시이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 슬립 상태인 경우를 나타낸 예시이다.
도 25는 디스플레이 패널의 트랜지스터의 부분적인 제어 방법을 설명한 예시이다.
도 26은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 27은 디스플레이를 부분 제어하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 28은 IR LED의 구동과 연동하여 디스플레이를 부분 제어 하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 29는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은 근거리 통신(164)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신은(164)은, 도 1의 참조번호 164로 예시된 바와 같이, WiFi(wireless fidelity), LiFi(light fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(201)의 블록도이다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(210), 통신 모듈(220), (가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298) 를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(220)(예: 통신 인터페이스(170))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF 모듈(229)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(252), (디지털) 펜 센서(254), 키(256), 또는 초음파 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크(288))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 프로젝터(266), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(262)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(252)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(252)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(272), USB(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(145)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(201))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다. 한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)(예: 프로그램(140))은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, AndroidTM, iOSTM, WindowsTM, SymbianTM, TizenTM, 또는 BadaTM를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 프로그램 모듈(310)은 커널(320)(예: 커널(141)), 미들웨어(330)(예: 미들웨어(143)), (API(360)(예: API(145)), 및/또는 어플리케이션(370)(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 서버(106) 등)로부터 다운로드 가능하다.
커널(320)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 및/또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부를 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(323)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다. 미들웨어(330)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 사용할 수 있도록 API(360)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330) 는 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(341), 윈도우 매니저(342), 멀티미디어 매니저(343), 리소스 매니저(344), 파워 매니저(345), 데이터베이스 매니저(346), 패키지 매니저(347), 커넥티비티 매니저(348), 노티피케이션 매니저(349), 로케이션 매니저(350), 그래픽 매니저(351), 또는 시큐리티 매니저(352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수 처리를 수행할 수 있다. 어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)의 생명 주기를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용되는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱을 이용하여 미디어 파일의 인코딩 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 어플리케이션(370)의 소스 코드 또는 메모리의 공간을 관리할 수 있다. 파워 매니저(345)는, 예를 들면, 배터리의 용량, 온도 또는 전원을 관리하고, 이 중 해당 정보를 이용하여 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보를 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 파워 매니저(345)는 바이오스(BIOS: basic input/output system)와 연동할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)에서 사용될 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 갱신을 관리할 수 있다.
커넥티비티 매니저(348)는, 예를 들면, 무선 연결을 관리할 수 있다. 노티피케이션 매니저(349)는, 예를 들면, 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 이벤트를 사용자에게 제공할 수 있다. 로케이션 매니저(350)는, 예를 들면, 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는, 예를 들면, 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는, 예를 들면, 시스템 보안 또는 사용자 인증을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화(telephony) 매니저 또는 전술된 구성요소들의 기능들의 조합을 형성할 수 있는 하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)는 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다. API(360)는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
어플리케이션(370)은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS(373), IM(instant message)(374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 와치(384), 헬스 케어(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보) 제공 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 전자 장치와 외부 전자 장치 사이의 정보 교환을 지원할 수 있는 정보 교환 어플리케이션을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 노티피케이션 릴레이 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리 어플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치로 전달하거나, 또는 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 또는 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션을 설치, 삭제, 또는 갱신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어(예: 프로세서(210)), 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현(예: 실행)될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 또는 프로세스를 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예:메모리(130))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호 또는 제 1전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 1픽셀들을 갖는 제 1 영역, 및 제 2 신호 또는 제 2전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 2 픽셀들을 갖는 제 2 영역을 포함하는 디스플레이; 및 상기 제 1 영역에 대응하여 배치되고, 상기 제 1 픽셀들을 이용하여 생체 정보를 획득하기 위한 생체 센서를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호는 상기 제 1 픽셀에 대응하는 휘도, 색상 또는 밝기를 변경하는 신호를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호는 상기 제 1 전원을 변경하는 신호를 포함할 수 있다. 상기 제 1 전원은 상기 제 1 픽셀에 공급되는 제 1 ELVSS, 및 ELVDD를 포함하고, 상기 제 2 전원은 상기 제 2 픽셀에 공급되는 제 2 ELVSS, 및 상기 ELVDD를 포함할 수 있다. 상기 제 1 ELVSS 는 상기 생체 센서의 활성화 기간 동안 상기 ELVDD와 전위차가 없을 수 있다. 상기 제 1 신호는 상기 제 1 픽셀에 공급되는 EM 신호를 포함할 수 있다. 상기 EM 신호는 상기 생체 센서의 활성화 시간 동안 상기 제 1 픽셀에 공급되지 않을 수 있다.
또는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 표시 영역과 비표시 영역을 포함하는 디스플레이; 상기 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 생체 센서; 및 상기 디스플레이 및 상기 생체 센서를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 표시 영역이 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 미리 결정되고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하고, 상기 생체 센서를 통해 상기 사용자의 신체 정보를 획득하도록 설정될 수 있다. 상기 생체 센서는 상기 디스플레이의 하부에 배치되거나, 또는 상기 디스플레이에 내장되는 발광 소자 및 상기 발광 소자와 동일 또는 다른 층에 배치되는 수광 소자를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역의 동작을 오프시킬 수 있다. 상기 표시 영역은 유기 발광 다이오드를 포함한 복수의 화소를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역에 배치된 복수의 화소에 공급되는 ELVSS 전압을 제어하여, ELVDD 전압 및 가변된 ELVSS 전압 간의 전압차가 없도록 할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일 예이다.
도 4a를 참조하면, 전자 장치(400)(예: 전자 장치(101))는, 디스플레이(410)(예: 디스플레이(160))의 적어도 일부 영역에 생체 정보(예: 지문 정보)를 인식하기 위한 생체 센서(420)(예: 지문 센서)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(420)가 디스플레이(410)의 적어도 일부(예: 디스플레이의 active area 또는 BM(black matrix) area)에 형성됨으로써 사용자에 대한 생체 정보 획득을 디스플레이(410)에 대한 사용자 입력을 이용하여 수행할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 전자 장치(430)(예: 전자 장치(101))는, 디스플레이(440) (예: 디스플레이(160))의 적어도 일부에 생체 센서(450)를 포함하여, 생체 센서(450)가 차지하는 영역을 디스플레이(440)로 형성하여 디스플레이의 사이즈를 확장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 4a의 전자 장치(400) 또는 도 4b의 전자 장치(430))의 디스플레이(540)의 적어도 일부 영역에 사용자의 생체 정보를 감지하기 위한 생체 센서(예: 도 4a의 생체 센서(420) 또는 4b의 생체 센서(450))의 실장 구조의 일 예이다.
도 5를 참조하면, 상기 전자 장치는, 글라스(510), 생체 센서(530), 디스플레이(540), 생체 센서(580), 또는 PCB(590)를 포함할 수 있다. 상기 글라스(510)는, 접착제(520)를 통해 상기 생체 센서(530), 또는 디스플레이(540)와 접착될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 생체 센서(580)의 실장 공간을 확보하기 위한 구조물(551, 및 552)을 더 포함할 수 있다. 상기 구조물(551, 및 552)은 상기 생체 센서(580)을 보호하기 위한 실링 구조의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서(530, 580)는 상기 디스플레이(540)의 일부 영역(예: 하나의 영역 또는 복수의 영역), 또는 디스플레이의 전체 영역(예: 디스플레이의 Active area)에 형성 될 수 있다.
한 실시예에 따르면 상기 디스플레이의 일면(예: 상면)(예: 디스플레이의 일면 위의 별도의 층(530), 또는 디스플레이의 픽셀들(541 내지 543)이 형성된 면의 적어도 일부 영역 등)에 지문 정보를 감지 할 수 있는 생체 센서(530, 544)가 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이의 다른 면(예: 배면)에 생체 센서(580)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(530, 544, 580)는, 예를 들면, 광학 방식의 이미지 센서, 초음파 방식의 송/수신 모듈 또는 정전 방식의 송/수신 전극 패턴을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 생체 센서(530)는 접착층(520)과 디스플레이(540) 사이, 또는 글라스(510)와 접착층(520) 사이에 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 생체 센서(530)는 정전 방식의 송/수신 전극 패턴으로 형성될 수 있으며, 디스플레이(540)에서 출력되는 빛의 투과율을 높이기 위해 투명한 전극으로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 생체 센서(530)은 초음파 방식의 송/수신 모듈도 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 디스플레이 다른 면에 생체 센서(580)가 형성될 수 있다. 상기 생체 센서(580)와 상기 디스플레이(540) 사이에는 생체 센서(580)와 상기 디스플레이(540) 간의 충격 완화 또는 이물질 유입을 방지하기 위한 탄성체(571, 572)(예: 스폰지 또는 고무 등)가 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서(580)는, 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지 센서는 광원(예: 디스플레이(540) 또는 IR LED(인 정의 IR(infra red light emitting diode))으로 부터 방출되는 빛(예: 가시 광선, 또는 적외선)을 사용자의 지문에 출력하고, 사용자 지문에 반사된 빛을 상기 이미지 센서로 감지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 일 예이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(600)(예: 도 4a의 전자 장치(400) 또는 도 6b의 전자 장치(430))는 적어도 하나의 프로세서(예: 제 1 프로세서(610), 또는 제 2 프로세서(620)), 메모리(630), 디스플레이(640), 또는 적어도 하나의 센서(650)를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면 상기 제 1 프로세서(610)는 상기 전자 장치(600)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 상기 제 2 프로세서(620)(예: 저전력 프로세서, 또는 센서 HUB)는 상기 전자 장치(600)가 슬립 상태인 경우, 상기 제 1 프로세서(610)를 웨이크 업 하지 않고, 상기 적어도 하나의 센서(650)를 통해 획득되는 센서 정보, 또는 사용자로부터 획득되는 입력을 처리할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 제 2 프로세서(620)는 상기 생체 센서(651), 상기 터치 센서(652), 또는 상기 디스플레이(640)를 상기 제 1 프로세서(610)와는 독립적으로 제어할 수 있다.
한 실시예에 따른 상기 전자 장치(600)는 메모리(630)를 포함할 수 있다. 상기 메모리(630)는 사용자 어플리케이션 등을 저장하기 위한 일반 영역, 또는 지문 센싱을 위한 정보를 등 보안에 민감한 정보를 저장하기 위한 보안 영역을 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이(640)는 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널(642), 및 상기 디스플레이 패널(642)에 포함된 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부를 제어하여 표시 정보를 제공하도록 설정된 디스플레이 구동 모듈(예: display driver IC(DDI(641))를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 센서(650)는 상기 디스플레이 모듈(640)에 대한 사용자의 지문을 감지하기 위한 생체 센서(651)(예: 생체 센서(450)), 또는 상기 디스플레이 모듈(640)에 대한 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서(652)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면 상기 생체 센서(651)는 상기 디스플레이 모듈에서 출력되는 빛을 광원으로 사용하는 광학식 지문 센서(예: 이미지 센서)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 센서(650)는 사용자 입력에 응답하여, 상기 디스플레이 구동 모듈(641)을 통해 상기 디스플레이 패널(642)에 포함된 복수의 픽셀들을 구동할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 센서(650)는, 필요에 따라 상기 디스플레이 패널(642)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 센서(651)는 사용자의 생체 정보를 획득하기 위해 상기 디스플레이 패널(642)를 제어하여 상기 디스플레이 패널(642)로부터 방출되는 빛을 이용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 다른 일 예이다.
한 실시예에 따르면, 전자 장치(700) (예: 도 4a의 전자 장치(400) 또는 도 4b의 전자 장치(430))는 복수 개의 컨트롤러(예: 제 1 제어부(712), 제 2 제어부(722), 제 3 제어부(743), 제 4 제어부(753), 또는 제 7 제어부(760) 등)를 포함할 수 있고, 각각의 컨트롤러는 상기 전자 장치(700)에 포함된 모듈(예: 제 1 프로세서(710), 제 2 프로세서(720), DDI(741), 또는 생체 센서(751) 등)에 포함될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(700)는 제 1 제어부(712)를 이용하여 제 1 프로세서(710)을 제어하고, 제 2 제어부(722)를 이용하여 제 2 프로세서(720)을 제어할 수 있다. 또한 전자 장치(700)는 제 3 제어부(743), 및 제 4 제어부(753)를 이용하여, 상기 제 3 제어부(743), 상기 제 4 제어부(753)이 포함된 모듈을 제어할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 하나의 컨트롤러를 이용하여, 상기 전자 장치(700)의 모듈들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(700)는, 메인 컨트롤러(예: 제 7 제어부(760))를 이용하여, 복수 개의 컨트롤러(예: 제 1 제어부(712), 제 2 제어부(722), 제 3 제어부(743), 제 4 제어부(753))를 제어할 수 있다. 또한 전자 장치(700)는, 메인 컨트롤러를 지정할 수 있고, 지정된 메인 컨트롤러에 의해 다른 컨트롤러들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(700)는 제 7 제어부(760)에서 제 1 제어부(712)로 메인 컨트롤러를 변경/지정할 수 있고, 지정된 메인 컨트롤러를 이용하여, 다른 컨트롤러들을 제어할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 하나의 컨트롤러를 이용하여, 상기 전자 장치(700) 모듈들을 직접적으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(700)는 제 1 프로세서(710)에 포함된 제 1 제어부(712)를 이용하여 제 2 프로세서(720), 메모리(730), 디스플레이(740), 및/또는 적어도 하나의 센서(450) 등을 제어할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 디스플레이(740)와 적어도 하나의 센서(750)를 하나의 컨트롤러에서 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 디스플레이(740)를 광원으로 사용하는 광학식 지문 센서의 경우, 상기 디스플레이(740)와 센서(750)를 하나의 컨트롤러를 이용하여 제어할 수 있고, 사용자의 생체 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 4a의 전자 장치(400) 또는 도 4b의 전자 장치(430))는 생체 센서(810)(예: 생체 센서(751), 센서 드라이버(820)(예: 제 4 제어부(753)), 프로세서(830), 디스플레이(840)(예: 디스플레이(740)), 디스플레이 드라이버(860)(예: DDI(741)), 및 전원 공급부(860)를 포함할 수 있다.
생체 센서(810)는 근접 센서, 조도 센서, 지문 센서, 또는 홍채 센서일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 생체 센서(810)는 비가시광을 광원으로 하는 광학식 센서일 수 있다. 비가시광은, 예를 들어, 가시광선 영역의 빛을 제외한 파장대의 빛을 의미할 수 있다. 예를 들어, 비가시광의 빛은 적외선 빛을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 생체 선서(810)의 적어도 일부는 디스플레이(840)의 표시 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 지문 센서는 디스플레이(840)의 표시 영역 일부에 배치되어, 사용자의 터치 입력시 사용자의 지문 정보를 검출할 수 있다.
센서 드라이버(820)는 생체 센서(810)를 구동할 수 있다. 센서 드라이버(820)는 생체 센서(810)로부터 센싱된 사용자의 생체 정보를 프로세서(830)로 전송할 수 있다. 센서 드라이버(820)는 생체 센서(810)의 종류별로 구비될 수 있다. 또는, 센서 드라이버(820)는 복수의 생체 센서(810)를 모두 구동할 수 있는 단일 칩으로 구성될 수 있다. 센서 드라이버(820) 중에서 적어도 일부는 프로세서(830) 또는 디스플레이 드라이버(860)에 포함될 수 있다.
프로세서(830)는 전자 장치의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 프로세서(830)는 도 1에 도시된 프로세서(120)와 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다. 프로세서(830)는 제 1 프로세서(832)(예: 제 1 프로세서(710)) 및 제 2 프로세서(834)(예: 제 2 프로세서(720))를 포함할 수 있다. 제 1 프로세서(832)는 전자 장치의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 제 2 프로세서(834)는 전자 장치가 슬립 상태인 경우, 제 1 프로세스를 웨이크업 하지 않고 적어도 하나의 센서를 통해 획득되는 정보, 또는 사용자로부터 입력되는 정보를 처리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 2 프로세서(834)는 생체 센서(810), 터치 센서, 또는 디스플레이(840)를 제 1 프로세서(832)와는 독립적으로 제어할 수 있다.
디스플레이(840)는 유기 발광 다이오드 디스플레이로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이(840)는 표시 영역과 비표시 영역을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 영역은 적어도 하나의 생체 센서(810)가 배치되는 제 1 영역(842)과, 상기 제 1 영역(842)을 제외한 제 2 영역(844)으로 구분 정의될 수 있다. 예를 들어, 제 1 영역(842)에는 지문 센서가 배치될 수 있다. 상기 지문 센서는 디스플레이(840)의 표시 영역에 내장되거나, 표시 영역의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지문 센서는 광학식으로 사용자의 지문을 센싱할 수 있다. 또한, 상기 지문 센서는 디스플레이(840)의 표시 영역에서 출사되는 빛을 발광 소자로 활용하거나, 또는 디스플레이(840)와는 별도로 발광 소자를 더 구비할 수 있다.
상기 제 1 영역(842)은 전자 장치의 일반적인 구동 상태에서, 프로세서(830) 또는 디스플레이 드라이버(860)의 제어에 따라 사용자 인터페이스 또는 특정 영상을 표시할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 영역(842)은 전자 장치의 센싱 상태에서, 프로세서(830) 또는 디스플레이 드라이버(860)의 제어에 따라 영상을 표시하거나 또는 영상을 표시하지 않을 수 있다. 상기 전자 장치의 센싱 상태에서, 상기 제 1 영역(842)에 배치된 생체 센서(810), 예컨대 지문 센서는 활성화될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 영역(842)은 전자 장치의 슬립 상태(또는, 잠금 상태)에서, 프로세서(830) 또는 디스플레이 드라이버(860)의 제어에 따라 사용자의 터치 입력 또는 접근을 주기적으로 감지할 수 있다. 상기 전자 장치의 슬립 상태에서, 상기 지문 센서는 사용자의 터치 입력 또는 호버링이 감지되면, 활성화될 수 있다. 상기에서, 전자 장치의 센싱 상태는 사용자의 생체 정보를 감지하기 위한 상태일 수 있으며, 생체 센서(810), 센서 드라이버(820) 및 상기 생체 센서(810)가 배치된 영역의 디스플레이, 또는 상기 생체 센서(810)가 배치된 영역의 터치 센서가 활성화되는 상태일 수 있다. 상기에서, 전자 장치의 슬립 상태는 전자 장치의 저전력 구동 상태, 또는 잠금 상태일 수 있으며, 슬립 상태를 해제를 요청하는 사용자 입력을 감지하기 위한 구성 요소 및 상기 구성 요소를 제어하기 위한 저전력 프로세서(예: 제 2 프로세서(834))만 구동되는 상태일 수 있다.
발명의 한 실시예에 따르면, 상기 제 2 영역(844)은 전자 장치의 일반적인 구동 상태에서, 프로세서(830) 또는 디스플레이 드라이버(860)의 제어에 따라 사용자 인터페이스 또는 특정 영상을 표시할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 영역(844)은 전자 장치의 센싱 상태에서 기존에 제공하던 사용자 인터페이스 또는 특정 영상을 계속하여 제공할 수 있다. 또는, 제 2 영역(844)은 상기 전자 장치의 슬립 상태에서, 저전력 프로세서, 예컨대 상기 제 2 프로세서(834)의 제어 하에 구동이 중단될 수 있다.
한 실시예에 다르면, 제 1 영역(482)과 제 2 영역(844)은 서로 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치가 슬립 상태인 경우, 제 2 프로세서(834)는 디스플레이(840)에서 제 2 영역(844)의 구동은 오프(off)시키고, 제 1 영역(842)은 온(on)시킬 수 있다. 상기 제 1 영역(842)만 온 된 상태에서, 생체 센서(810)를 이용해 사용자의 지문이 인식되면, 제 2 프로세서(834)는 제 2 영역(844)의 구동을 온 상태로 전환하고, 제 1 프로세서(832)를 활성화시킬 수 있고, 따라서 전자 장치는 슬립 상태로부터 일반적인 구동 상태로 전환될 수 있다.디스플레이 드라이버(860)는 프로세서(830)의 제어 하에 디스플레이(840)를 구동할 수 있다. 디스플레이 드라이버(860)는 어플리케이션 프로세서(830)(이하, AP) 또는 제 2 프로세서(834)(예: 저전력 프로세서(830); 이하, LLP)와 명령 또는 데이터를 주고 받을 수 있는 인터페이스 블록, AP 또는 LPP로부터 수신된 영상 데이터를 저장할 수 있는 그래픽 메모리, 인터페이스 블록 또는 그래픽 메모리로부터 수신되는 데이터의 신호 경로를 제어할 수 있는 믹서, 영상 데이터에 대한 보정 또는 생체 정보의 처리를 수행할 수 있는 프로세싱 모듈, 광학식 센서(예: 생체인식센서, 근/조도 센서, 이미지 센서)가 형성된 제 1 영역(842)에 대한 위치 정보 또는 어드레스 정보를 저장할 수 있는 메모리, 제 1 영역(842)에 대한 위치 정보 또는 어드레스 정보를 이용하여 제 1 영역(842) 및 제 2 영역(844)에 대응하는 영상 데이터를 결정하고 처리할 수 있는 매핑 모듈, 디스플레이(840) 픽셀들을 아날로그적으로 구동하기 위한 소스 드라이버, 매핑 모듈에서 처리된 제 1 영역(842)에 대응하는 데이터 및 제 2 영역(844)에 대응하는 데이터를 표시하기 위한 디스플레이(840) 및 디스플레이(840)의 제 1 영역(842)에 형성되고, 생체 정보를 획득할 수 있는 센서, 및 센서를 구동하고 센서로부터 획득된 정보를 프로세싱 모듈, AP, LLP 로 전달, 또는 프로세싱 모듈, AP, LLP로부터 명령어를 수신할 수 있는 별도의 센서 드라이버(820)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(860)는 전자 장치의 각 구성 요소의 구동에 필요한 구동 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(860)는 배터리로부터 제공된 기준 전압을 변환하여 복수의 구동 전압을 생성하고, 생성된 복수의 구동 전압을 전자 장치의 각 구성 요소에 공급할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 전원 공급부(860)는 제 1 영역(842) 및 제 2 영역(844)에 대하여 구동 전압을 서로 구분하여 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(860)는 제 1 영역(842) 및 제 2 영역(844) 각각에 공급되는 구동 전압을 서로 독립적으로 제어할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전원 공급부(860)는 단일로 구성되어 제 1 영역(842) 및 제 2 영역(844)에 공급되는 구동 전압을 제어할 수 있다. 또는, 전원 공급부(860)는 제 1 영역(842) 및 제 2 영역(844)을 개별적으로 제어하기 위한 복수의 전원 공급부를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(860)는 제 1 영역(842)에 공급되는 구동 전압을 제어하는 제 1 전원 공급부, 및 제 2 영역(844)에 공급되는 구동 전압을 제어하는 제 2 전원 공급부를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(900)(예: 전자 장치(101))는 전면에 디스플레이(901)(예: 디스플레이(160))가 배치될 수 있다. 디스플레이(901)에서 스크린이 위치한 영역을 표시 영역이라 정의할 수 있다. 디스플레이(901)에서 표시 영역을 제외한 영역을 비표시 영역(902)이라 정의할 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(902)은 전자 장치(900)의 전면에서 디스플레이(901)의 표시 영역을 둘러싸는 적어도 하나의 영역일 수 있다. 또는, 비표시 영역(902)은 전자 장치(900)의 전면에서 베젤 영역이라 정의될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비표시 영역(902)에는 전자 장치(900)의 기능을 조작하기 위한 적어도 하나의 버튼(911, 912)이 구비될 수 있다. 상기 버튼은 전자 장치(900)의 전면을 덮는 글래스에 형성된 별도의 홀 또는 홈에 구성된 것으로, 물리적으로 가압될 수 있는 조작 키(911)일 수 있다. 상기 조작 버튼(911)은, 예를 들어, 전자 장치(900)의 비표시 영역(902)에 마련된 홈 버튼(911)일 수 있다. 상기 홈 버튼은 도면 부호 911에 나타낸 바와 같이, 전자 장치(900)의 아래쪽 비표시 영역(902)에 배치될 수 있다. 상기 홈 버튼(911)은 전자 장치(900)가 특정 어플리케이션을 실행시에 초기 화면으로 이동하기 위한 것일 수 있다. 또는, 상기 적어도 하나의 버튼(912)은 상기 홈 버튼(911)과 달리, 터치 입력 버튼일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(900)는 적어도 하나의 생체 센서(921, 922, 931)를 구비할 수 있다. 상기 적어도 하나의 생체 센서는 비표시 영역(902) 또는 표시 영역에 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 생체 센서는 근접 센서(921), 조도 센서(922), 지문 센서(931), 또는 홍채 센서일 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 생체 센서 중에서 일부(921, 922)는 비표시 영역(902)에 배치되고, 다른 일부(931)는 표시 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서는 도면 부호 921에 나타낸 바와 같이 전자 장치(900)의 윗쪽 비표시 영역(902)에 배치될 수 있다. 또는, 조도 센서는 도면 부호 922에 나타낸 바와 같이, 전자 장치(900)의 윗쪽 비표시 영역(902)에 배치될 수 있다. 또는, 지문 센서(931)는 디스플레이(901)의 표시 영역(스크린 영역)에 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 모습을 나타낸 예시이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(1000) (예: 전자 장치(101))의 전면은 모두 디스플레이(예: 디스플레이(160))로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 전면에서 비표시 영역이 삭제될 수 있다. 또는, 전자 장치(1000)는 도 9에 도시된 전자 장치(900)에 비하여 비표시 영역의 폭이 좁을 수 있다.
실시 예에 따르면, 표시 영역(1001) 중에서 적어도 일부에는 생체 센서(1011, 1021)(예: 생체 센서(651))가 구비될 수 있다.
예를 들어, 생체 센서(1011, 1021)는 근접 센서, 조도 센서, 지문 센서, 또는 홍채 센서일 수 있다. 예를 들어, 근접 센서 또는 조도 센서는 도면 부호 1011에 나타낸 바와 같이 전자 장치(1000)의 표시 영역의 윗쪽 일부(1011)에 배치될 수 있다. 또는, 지문 센서는 도면 부호 1021에 나타낸 바와 같이, 전자 장치(1000)의 표시 영역(1001)의 아랫쪽 일부(1021)에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 표시 영역(1001)에서 생체 센서(1011, 1021)가 배치된 영역은 미리 정의될 수 있으며, 미리 정의된 생체 센서(1011, 1021)의 어드레스 정보는 메모리에 저장될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 적어도 하나의 생체 센서를 구비하고, 상기 적어도 하나의 생체 센서가 디스플레이의 표시 영역(1001)에 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명은 비표시 영역의 설계 마진을 줄일 수 있고, 디스플레이의 면적을 더 크게 설계할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 표시 영역(1001)에 배치된 적어도 하나의 생체 센서는 광학식으로 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서는 디스플레이의 표시 영역(1001)의 제 1 영역(1021)에 배치되고, 광학식으로 사용자의 지문 정보를 센싱할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 생체 센서(1011, 1021)는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 생체 센서(1011, 1021)는 디스플레이를 구성하는 적어도 하나의 층에 배치될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 센서(1011, 1021)는 디스플레이의 표시 영역(1001) 중 적어도 일 부 영역, 예컨대, 도 10에서 참조번호 1011, 1021에 의해 지시되는 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 생체 센서(1011, 1021), 예컨대 지문 센서는 발광 소자 및 수광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 특정 파장의 광을 출사할 수 있다. 수광 소자는, 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 사용자의 지문에서 반사되면, 상기 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 표시 영역(1001)에 배치된 생체 센서가 지문 센서인 것으로 설명한다. 하지만, 본 발명에서 표시 영역(1001)에 배치되는 생체 센서는 지문 센서 외에도 다양한 것일 수 있다. 예컨대, 표시 영역(1001)에 배치되는 생체 센서는 예컨대, 근접 센서, 조도 센서, 또는 홍채 센서일 수 있다.
본 문서에 기재된 표현에 있어서, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(1001)에 내장된다는 것은, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(1001)을 구성하는 화소에 내장된다는 의미일 수 있다. 또는, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(1001)에 내장된다는 것은, 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(1001)을 구성하는 화소와는 별도로 구성된다는 의미일 수 있다.
지문 센서가 디스플레이의 표시 영역(1001)을 구성하는 화소와 별도로 구성될 경우, 지문 센서는 표시 영역(1001)을 구성하는 화소의 하부에 중첩되게 배치되거나, 상기 화소와 동일층에 배치될 수 있다. 예컨대, 지문 센서는 디스플레이의 화소를 구성하는 박막 트랜지스터 및 유기 발광층보다 하부에 위치할 수 있다. 또는, 지문 센서는 상기 화소를 구성하는 박막 트랜지스터 및 유기 발광층보다 하부에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 표시 영역(1001)은 적어도 하나의 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 구분 정의될 수 있다. 상기 제 2 영역은 생체 센서가 배치되지 않는 영역일 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 도면 부호 1011, 1021이 지시하는 영역은 생체 센서가 배치된 영역으로서 제 1 영역일 수 있다. 또는, 도 10에서 도면 부호 1001이 지시하는 영역은 생체 센서가 배치되지 않는 영역으로서 제 2 영역일 수 있다.
이하, 도 10에서 도면 부호 1021이 지시하는 영역은 제 1 영역인 것으로 설명하고, 도 10에서 도면 부호 1001이 지시하는 영역은 제 2 영역인 것으로 설명한다.
상기 제 1 영역(1021)은 노멀 구동 기간시 노멀 영상을 표시하고, 특정 기능(예컨대, 사용자 인증 기능)의 실행시에 지문 센서의 동작이 활성화되어 사용자의 지문 정보를 수집하는 영역일 수 있다. 또는, 상기 제 1 영역(1021)은 전자 장치(1000)의 슬립 상태에서 영상을 표시하지 않고, 지문 센서의 동작이 활성화되어 사용자의 지문 정보를 식별하는 영역일 수 있다.
상기 제 2 영역(1001)은 상기 노멀 구동 기간 또는 상기 특정 기능의 실행 기간과 무관하게 노멀 영상을 표시하는 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 기능이 실행되지 않는 한, 상기 제 1 및 제 2 영역(1021, 1001)은 모두 노멀 영상을 표시할 수 있다. 상기 특정 기능이 실행되면, 상기 제 1 영역(1021)은 상기 노멀 영상을 표시하지 않는 대신 지문 센서의 동작이 활성화되어 사용자의 지문 정보를 수집하고, 그리고 상기 제 2 영역(1001)은 상기 노멀 영상을 표시할 수 있다. 또는, 상기 제 2 영역(1001)은 전자 장치(1000)의 슬립 상태에서 영상을 표시하지 않는 영역일 수 있다.
상기 슬립 상태는, 예컨대 전자 장치(1000)의 잠금 상태일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1000)는 상기 슬립 상태가 되면, 저전력 프로세서가 구동되며, 상기 저전력 프로세서의 제어 하에 상기 제 1 영역(1021)에 배치된 지문 센서 또는 터치 센서의 동작만을 주기적으로 감지하고, 나머지 전자 장치(1000)를 구성하는 장치들의 동작은 중단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1000)는 상기 슬립 상태가 되면, 상기 저전력 프로세서의 제어 하에, 잠금 해제를 위해 설정된 적어도 하나의 버튼의 입력을 감지할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 전자 장치(1000)는 노멀 영상을 제 1 영역(1021), 제 2 영역(1001)을 통해서 표시하고 있다가, 지문 센싱이 필요할 경우 제 1 영역(1021)에 터치 되는 사용자 입력을 감지 하고 제 1 영역(1021)의 적어도 일부에 대한 제어를 다르게 수행할 수 있다. 예를 들어 사용자의 터치가 제 1 영역(1021) 상에 발생할 경우, 사용자의 터치 영역에 대응하는 픽셀에 대한 속성을 변경하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(1000)는 사용자가 터치된 영역에 대응하는 픽셀의 R(red), G(green) 값을 우선으로 on 하거나 B(Blue)를 off 하는 동작을 수행할 수 있다. 또는, 전자 장치(1000)는 상기 터치 영역에 대응하는 픽셀의 휘도를 높여, 지문 인식을 위한 광원을 확보할 수 있다. 상기 디스플레이에 대한 부분적인 제어 및 변경은 사용자의 터치 이동에 대응하여 동적으로 수행될 수 있다. 상기 부분 제어는 픽셀 뿐만 아니라, 디스플레이 일부 영역(예 제1영역, 제2영역) 의 밝기를 부분적으로 변경하는 동작을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 부분 제어 방법은 도 19 및 도 20을 참조하여, 구체적으로 후술하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 지문 정보를 센싱하는 동안 디스플레이를 제어하는 방법을 나타낸 예시이다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치 (예: 전자 장치(101)) 는 어플리케이션의 동작 상태나, 또는 사용자의 입력에 기반하여 센싱 상태가 될 수 있다. 전자 장치의 센싱 상태는 사용자에게 생체 정보와 관련한 인증을 요청하는 상태일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 모바일 뱅킹 어플리케이션의 실행시에 센싱 상태로 전환되어 사용자에게 지문 인증을 요청할 수 있다. 또는, 전자 장치는 웹 브라우저 실행시에 특정 웹 사이트의 로그인을 위해 센싱 상태로 전환되어 사용자에게 지문 인증을 요청할 수 있다.
상기 전자 장치의 센싱 상태는 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같은 제 1 상태와, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같은 제 2 상태를 포함할 수 있다.
발명의 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 제 1 상태에서, 사용자에게 생체 정보 인증을 요청하고 사용자로부터 디스플레이(1110)의 적어도 일 부분에 대한 터치 또는 호버링을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 상태에서 디스플레이(1110)(예: 디스플레이(160))의 제 2 영역(1114)을 제어하여 사용자에게 지문 입력을 요청하는 메시지를 표시할 수 있다. 또한, 전자 장치는 제 1 상태에서 디스플레이(1110)의 제 1 영역(1112)에 배치된 터치 센서를 이용하여 사용자의 터치 입력 또는 호버링을 감지할 수 있다.
전자 장치는 상기 제 2 상태에서, 사용자로부터 디스플레이(1110)의 적어도 일 부분에 대한 터치 또는 호버링이 감지되면 해당 부분의 디스플레이(1110)를 별도로 제어하고, 생체 센서를 활성화시켜 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 2 상태에서 사용자로부터 제 1 영역(1112)에 대한 터치 입력 또는 호버링이 감지되면, 디스플레이(1110)의 제 1 영역(1112)을 별도로 제어하고, 생체 센서를 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 센싱할 수 있다. 상기에서, 전자 장치가 디스플레이(1110)의 제 1 영역(1112)을 별도로 제어하는 동작은 제 1 영역(1112)의 동작을 오프시키는 동작을 포함할 수 있다.
도 12는 센싱 상태에서 전자 장치가 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(101))는 적외선 광을 출력하는 발광 소자(1210), 및 수광 수자(1220)를 포함하여 구성된 광학식 지문 센서(1210, 1220)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 광학식 지문 센서(1210, 1220)는 디스플레이(예: 디스플레이(160))의 표시 영역의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 따라서, 지문 센서(1210, 1220)의 발광 소자(1210)가 적외선 광을 출력하면, 해당 광은 디스플레이의 표시 영역에 마련된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1231, 1232)에 유입될 수 있다. 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1231, 1232)는 해당된 표시 영역의 유기 발광 다이오드(1241, 1242)를 구동하기 위한 것일 수 있다. 따라서, 발광 소자(1210) 로부터 출력된 적외선 광이 박막 트랜지스터(1231, 1232)로 유입되면, 박막 트랜지스터(1231, 1232)의 오동작이 발생될 수 있다. 예컨대, 박막 트랜지스터(1231, 1232)는 발광 소자(1210) 로부터 출력된 광, 또는 발광 센서로부터 출력되어 사용자의 지문에서 반사된 광을 수신하면, 누설 전류(leak current)를 발생시킬 수 있다. 상기 누설 전류가 발생되면 디스플레이의 오작동이 발생될 수 있으며, 예컨대 디스플레이의 오작동은 누설 전류로 인한 빛샘 현상일 수 있다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 디스플레이는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(1231, 1232)가 형성되는 제 1 레이어(L1)와, 상기 제 1 레이어(L1)의 상부에 위치하고 유기 발광 다이오드(OLED)(1241, 1242)가 형성되는 제 2 레이어(L2)를 포함할 수 있다. 지문 센서(1210, 1220)는 제 1 레이어(L1)의 하부에 위치한 발광 소자(1210) 및 수광 소자(1220)를 포함할 수 있다. 발광 소자(1210)는 특정 파장의 광을 출사할 수 있다. 수광 소자(1220)는, 상기 발광 소자(1210)로부터 출사된 광이 사용자의 지문에서 반사되면, 상기 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다.
전자 장치는 센싱 상태에서 사용자로부터 제 1 영역(A1)에 대한 터치 입력 또는 호버링 이 감지되면, 디스플레이의 제 1 영역(A1)에 대응하는 상기 박막 트랜지스터를 턴오프시키고, 제 2 영역(A2)의 트랜지스터는 지속적으로 전원을 공급하여 턴온 시킬 수 있다. 따라서, 제 1 영역(A1)에 배치된 유기 발광 다이오드(1241)들은 턴오프되고, 제 2 영역(A2)에 배치된 유기 발광 다이오드(1242)는 턴온될 수 있다. 또한, 전자 장치는 제 1 영역(A1)에 배치된 발광 소자(1210) 및 수광 소자(1220)의 동작을 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 감지할 수 있다. 상기 발광 소자(1210) 및 상기 수광 소자(1220)가 동작하는 동안, 발광 소자(1210)로부터 출사된 적어도 일부의 광은 사용자의 지문에서 반사되어 수광 소자(1220)로 공급될 수 있다. 또한, 발광 소자(1210)로부터 출사된 적어도 일부의 광은 사용자의 지문 또는 제 1 레이어(L1) 상부에 위치한 적어도 하나의 구성요소 또는 물체에 의해 반사되어 제 1 레이어(L1)로 공급될 수 있다. 제 1 레이어(L1)에 발광 소자(1210)로부터 출사된 광이 유입되면, 제 1 레이어(L1)에 배치된 박막 트랜지스터(1231)로부터 의도하지 않은 누설 전류가 발생될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 영역(A1)에 배치된 박막 트랜지스터(1231)에 공급되는 전원을 제어하여 박막 트랜지스터(1231)를 오프시킴으로써, 발광 소자(1210)로부터 발생된 광이 유입되더라도 상기 누설 전류가 발생되지 않아, 누설 전류로 인한 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 및 디스플레이 드라이버를 도시한 구성도이다.
도 13을 참조하면, 디스플레이(1310)(예: 디스플레이(160))는 표시 영역(1311)과, 비표시영역(1312)을 포함할 수 있다. 디스플레이(1310)는 서로 교차하는 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)과 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)을 포함할 수 있다. 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 영역에는 화소(P)가 형성될 수 있다. 각 화소(P)들은 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드를 구동하기 위한 화소 구동 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이(1310)를 구동하는 디스플레이 드라이버(예: DDI(741))는 게이트 드라이버(1320), 데이터 드라이버(1330), 타이밍 컨트롤러(1340), 및 인터페이스 블록(1340)을 포함할 수 있다. 표시 영역(1311)은 지문 센서가 배치된 제 1 영역(1313)을 포함하며, 제 1 영역(1313)은 게이트 드라이버(1320)와 연결되는 별도의 더미 라인(DML)이 형성될 수 있다. 전자 장치(예: 전자 장치(101))는 센싱 상태에서 상기 더미 라인(DML)을 통해 제 1 영역(1313)에만 게이트 오프 전압을 공급하여, 발광 신호 라인에 연결된 구동 박막 트랜지스터를 턴오프시킬 수 있다.
각 화소(P)에 구비된 화소 구동 회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(예: 도 12의 1232 및 1231), 및 적어도 하나의 커패시터, 및 유기 발광 다이오드(OLED)(예: 도 12의 1242 및 1241)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 공급되는 데이터 전압을 커패시터에 충전할 수 있다. 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 커패시터에 충전된 데이터 전압에 따라 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어할 수 있다.
게이트 드라이버(1320)는 타이밍 컨트롤러(1340)로부터 제공된 적어도 하나의 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)에 스캔 신호를 공급할 수 있다. 게이트 드라이버(1320)는 스캔 신호(scan signal, 또는 스캔 펄스(scan pulse))를 출력하는 게이트 쉬프트 레지스터(gate shift register)를 포함할 수 있다. 스캔 신호는 각 화소에 순차적으로 공급되는 것으로, 단일 또는 복수의 신호로 구성될 수 있다. 스캔 신호가 복수의 신호로 구성될 경우, 각 게이트 라인(GL)은 복수의 스캔 신호를 각 화소에 공급하기 위한 복수의 라인으로 구성될 수 있다.
데이터 드라이버(1330)는 타이밍 컨트롤러(1340)로부터 제공된 적어도 하나의 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(1340)로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 데이터 드라이버(1330)는 다수의 감마 보상 전압들을 이용하여 데이터 전압을 생성할 수 있다. 데이터 드라이버(1330)는 생성된 데이터 전압을 복수의 화소에 라인 단위, 예를 들어 행 단위로 순차적으로 공급할 수 있다. 데이터 드라이버(1330)는 샘플링 신호를 출력하는 데이터 쉬프트 레지스터(data shift register)와, 샘플링 신호에 응답하여 영상 데이터를 행 단위로 래치(latch)하는 래치 회로(latch circuit)와, 래치된 영상 데이터를 아날로그 계조 전압(픽셀 전압 또는 화소 전압)으로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter) 등을 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(1340)는 인터페이스 블록(1350)으로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 디스플레이(1310)의 크기 및 해상도에 맞게 정렬할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1340)는 정렬된 영상 데이터(RGB)를 데이터 드라이버(1330)에 공급할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(1340)는 인터페이스 블록(1350)으로부터 제공된 적어도 하나의 동기 신호들(SYNC)을 이용해 다수의 제어 신호(GCS, DCS)를 전송할 수 있다. 다수의 제어 신호(GCS, DCS)는 적어도 하나의 게이트 제어 신호(GCS)와, 적어도 하나의 데이터 제어 신호(DCS)를 포함할 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 드라이버(1320)의 구동 타이밍을 제어하는 신호일 수 있다. 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 드라이버(1330)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호일 수 있다. 동기 신호들(SYNC)은 도트 클럭(DCLK: dot clock), 데이터 인에이블 신호(DE: data enable signal), 수평 동기신호(Hsync), 또는 수직 동기신호(Vsync) 등을 포함할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 인터페이스 블록(1350)은 프로세서(예: 프로세서(830)), 예컨대 어플리케이션 프로세서로부터 영상 데이터(RGB)를 수신하고, 수신된 영상 데이터(RGB)를 타이밍 컨트롤러(1340)로 전송할 수 있다. 인터페이스 블록(1350)은 적어도 하나의 동기 신호(SYNC)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(1340)로 전송할 수 있다. 인터페이스 블록(1350)은 전원 공급부(1350)(예: 전원 공급부(860))가 디스플레이(1310)에 적어도 하나의 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 공급하도록 제어할 수 있다.
발명의 한 실시예에 따르면 전원 공급부(1360)는 디스플레이(1310)의 구동에 필요한 적어도 하나의 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 생성하고, 생성된 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 디스플레이(1310)에 공급할 수 있다. 한 실시예에 따르면 전원 공급부(1360)는 단일 또는 복수개로 구성되어, 적어도 하나의 구동 전압(ELVDD, ELVSS)을 지문 센서가 배치된 제 1 영역(1313) 및 제 1 영역(1313)을 제외한 영역(예: 제 2 영역)에 대하여 구동 전압을 서로 독립적으로 공급할 수 있다. 상기 적어도 하나의 구동 전압은 예를 들어, ELVDD, ELVSS, 게이트 온 전압, 게이트 오프 전압, 또는 초기화 전압을 포함할 수 있다. 게이트 온 전압은 디스플레이에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 전압일 수 있다. 게이트 오프 전압은 디스플레이에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 턴오프시키기 위한 전압일 수 있다. 초기화 전압은 화소 구동 회로에 구비된 적어도 하나의 노드를 초기화시키기 위한 전압일 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른 화소 구동 회로를 도시한 것이다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이의 각 화소는 도 14에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 14를 참조하면, 화소 구동 회로는 7개의 박막 트랜지스터(TR1~TR7), 1 개의 커패시터(CST), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 화소 구동 회로는 박막 트랜지스터(TR1~TR7)의 공정 편차와 화소의 반응 속도를 향상시키기 위한 것으로, 다양하게 변경 또는 변형이 가능하다. 도 14에 도시된 화소 구동 회로는 대한민국 공개특허 제10-2016-0024191호에서 공개된 바 있으므로, 구체적인 구동 방법에 대한 설명은 생략한다. 본 발명의 화소 구조는 도 14의 예시에 국한되지 않으며 다양하게 변형 또는 변경될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 각 화소(P)에 구비된 화소 구동 회로는 EM 신호(EM)에 응답하여 유기 발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(ID)를 공급하는 박막 트랜지스터인 TR5, TR6를 포함할 수 있다. 이러한 화소 구동 회로는 디스플레이 제어 회로(1410)가 EM 신호를 인가함으로써, 트랜지스터 TR5, 및 TR6가 턴온되어 유기 발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(ID)를 공급할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이 제어 회로(1410)는 전자 장치(예: 전자 장치(101))의 센싱 상태에서 제 1 영역(예: 제 1 영역(1313))에 배치된 화소(P)들에 대하여 EM 신호를 인가하지 않음으로써, 제 1 영역에 배치된 화소(P)들의 트랜지스터 TR5, 및 TR6를 턴오프시킬 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 제어 회로(1410)는 전자 장치의 센싱 상태에서 제 1 영역을 제외한 제 2 영역에 배치된 화소(P)들에 대하여 EM 신호를 인가함으로써, 제 2 영역에 배치된 화소(P)들의 트랜지스터 TR5 및 TR6를 턴온시킬 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이 제어 회로(1410)는 도 13에 도시된 게이트 드라이버(1320)일 수 있다.
도 15는 디스플레이에서 구동 전압을 화소에 인가하기 위한 전극 및 전원 공급 라인을 도시한 예시이다.
도 15을 참조하면, 디스플레이는 구동 전압이 인가되는 복수의 전극(1520)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 전극(1520)은 복수의 화소(P)에 구동 전압을 공급하기 위해 구성된 것일 수 있다. 예컨대, 도 15에 도시된 하나의 전극(1520)은 n×m 개의 화소(P)와 중첩되도록 배치되어, 상기 n×m 개의 화소(P)에 구동 전압을 공급할 수 있다. 상기 복수의 전극(1520)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있으며, 전원 공급부(1510)와 일대일 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(1520)은 디스플레이(예: 디스플레이(1310)의 각 영역별로 배열되며, 각 전극(1520)은 전원 공급 라인을 통해 전원 공급부(1510)와 직접적으로 연결될 수 있다. 전원 공급부(1510)는 전원 공급 라인을 통해 구동 전압, 예컨대 ELVSS 전압을 복수의 전극(1520)에 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전원 공급부(1510)는 디스플레이에 공급되는 적어도 하나의 구동 전압을 가변하고, 가변된 구동 전압을 디스플레이에 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(1510)는 ELVSS 전압을 가변하고, 가변된 ELVSS 전압을 디스플레이의 영역별로 공급할 수 있다. 전원 공급부(1510)는 전자 장치(예: 전자 장치(101))가 센싱 상태인 경우, 제 1 영역(1501)(예: 제 1 영역(A1))에는 가변된 ELVSS 전압을 공급하고 제 2 영역(예: 제 2 영역(A2))에는 일반적인 ELVSS 전압을 공급할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 가변된 ELVSS 전압은 ELVDD 전압과 전위차가 없는 전압일 수 있다.
예를 들어, 전원 공급부(1510)는 전자 장치가 센싱 상태인 경우 제 1 영역(1501)에 위치한 복수의 제 1 전극(1521)에 가변된 ELVSS 전압을 공급하고, 제 2 영역에 위치한 복수의 제 2 전극(1522)에는 일반적인 ELVSS 전압을 공급할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 센싱 상태인 경우, 전원 공급부(1510)와 일대일 방식으로 연결되고 디스플레이의 각 영역별로 배치된 전극을 이용하여, 제 1 영역(1501)에 공급되는 구동 전압과 제 2 영역에 공급되는 전압을 서로 다르게 할 수 있다.
도 16은 디스플레이에 공급되는 구동 전압의 예시이다.
도 16을 참조하면, ELVDD 전압은 정전압 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전원 공급부(1110)(예: 전원 공급부(1360))는 평상시에는 ELVSS 전압과 ELVDD 전압이 특정 레벨 차이를 갖도록 생성할 수 있다. 예를 들어, ELVDD 전압은 V1에 해당하는 전압 레벨을 갖고, ELVSS 전압은 상기 V1보다 낮은 V2에 해당하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 또한, 전원 공급부(1110)는 전자 장치(예: 전자 장치(101))가 센싱 상태인 경우, ELVSS 전압을 가변하여 ELVDD 전압과 레벨 차이가 없도록 할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(1110)는 전자 장치가 센싱 상태인 경우, ELVSS 전압을 V2로부터 V1으로 가변할 수 있다.
전원 공급부(1110)는 전자 장치가 센싱 상태인 기간(P2) 동안, 가변된 ELVSS 전압을 제 1 영역(A1)에 위치하는 화소(P)들에 공급하고, 일반적인 ELVSS 전압을 제 2 영역(A2)에 위치하는 화소(P)들에 공급할 수 있다. 한 실시예에 따르면 가변된 ELVSS 전압은 ELVDD 전압과 동일한 전압 레벨을 갖고, 일반적인 ELVSS 전압은 ELVDD 전압과 특정 레벨 이상 차이나는 전압일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전원 공급부(1110)는 전자 장치가 일반 구동 상태인 기간 동안(P1), 일반적인 ELVSS 전압을 표시 영역 전체에 공급할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 센싱 상태에서, 제 1 영역(A1)에 가변된 ELVSS 전압을 공급함으로써, 제 1 영역(A1)에 구비된 화소 구동 회로(예: 도 12의 1231) 및 유기 발광 다이오드(OLED)(예: 도 12의 1241))를 턴-오프할 수 있다. 따라서, 전자 장치는 센싱 상태에서 광학식 지문 센서를 구동하여도 제 1 영역(A1)에서 의도하지 않은 리크 전류 및 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
도 17은 디스플레이의 각 화소에 발광 신호를 공급하는 라인을 도시한 예시이다. 도 18은 발광 신호 공급 라인에 인가되는 발광 신호를 도시한 예시이다.
도17을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디스플레이는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 포함할 수 있다. 복수의 화소는 제 1 영역(A1)에 위치하는 복수의 제 1 화소(1311)와, 제 2 영역(A2)에 위치하는 복수의 제 2 화소(1312)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이(1310)는 수평 라인 단위로 복수의 화소에 연결되는 다수의 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)을 포함할 수 있다. 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)은 도 13에 도시된 게이트 라인(GL1~GLn)을 구성하는 것일 수 있다. 게이트 드라이버(1720)(예: 게이트 드라이버(1320))는 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)을 통해 복수의 화소(P)에 발광 신호(EM)를 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 게이트 드라이버(1720)는 도 18에 도시한 바와 같이, 발광 신호(EM)를 순차적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 게이트 드라이버(1720)는 1 프레임 기간 동안 첫번째 발광 신호 공급 라인(EML1)부터 마지막번째 발광 신호 공급 라인(EMLn)까지 순차적으로 발광 신호(EM)를 인가할 수 있다. 발광 신호(EM)는 각 화소(P)에 공급되어 해당 화소(P)의 구동 박막 트랜지스터를 턴온시키기 위한 신호일 수 있다. 예를 들어, 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)은 도 10에 도시된 화소 구동 회로에서 구동 박막 트랜지스터인 TR5, TR6의 게이트 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이는 제 1 영역(A1)에 위치하는 복수의 제 1 화소(1711)에만 별도로 연결된 더미 라인(1731)을 포함할 수 있다. 더미 라인(1731)은 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)과는 별도로 제 1 영역(A1)에 위치한 구동 박막 트랜지스터의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 게이트 드라이버(1720)는 전자 장치가 센싱 상태인 경우, 더미 라인(1731)에 게이트 오프 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 발광 신호(EM)는 순차적으로 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)에 인가되지만, 도 18에서 도면부호 1810에 나타낸 바와 같이, 제 1 영역(A1)에 공급되는 일부 발광 신호(EM)들은 제 1 영역(A1)에 마련된 구동 박막 트랜지스터를 턴온시키지 못한다.
상기 방법에 따라, 디스플레이(1710)는 전자 장치가 센싱 상태인 경우, 제 1 영역(A1)에 구비된 구동 박막 트랜지스터들만 선택적으로 턴-오프시킬 수 있다. 따라서, 전자 장치는 센싱 상태에서 광학식 지문 센서를 구동하여도 제 1 영역(A1)에 마련된 구동 박막 트랜지스터들은 턴-오프되므로 리크 전류 및 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 디스플레이는 별도의 더미 라인(1731)이 없이 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)만 포함할 수 있다. 이 경우, 게이트 드라이버(1720)는 전자 장치가 센싱 상태인 경우, 발광 신호(EM)를 순차적으로 발광 신호 공급 라인(EML1~EMLn)에 공급하되, 제 1 영역(A1)에 연결된 발광 신호 공급 라인에는 발광 신호(EM)를 공급하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 제 1 영역(A1)에 연결된 발광 신호 공급 라인이, EML7 내지 EML9인 경우, 게이트 드라이버(1720)는 전자 장치가 센싱 상태인 경우, EML7 내지 EML9에 발광 신호(EM)를 공급하지 않을 수 있다. 그러면, 제 1 영역(A1)과 제 1 영역(A1)과 같은 행에 배치된 화소(P)들에는 발광 신호(EM)가 공급되지 않음으로써, 해당 화소(P)들의 구동 박막 트랜지스터들은 턴-오프될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 제 1 영역(A1)에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역(A1) 중에서 사용자의 접근 또는 터치가 감지된 영역의 동작만을 오프시킬 수 있다.
도 19는 디스플레이 드라이버에 의한 디스플레이의 픽셀 및 전원 제어 구조를 나타낸 블록도이다.
도 19를 참조하면, 제어부(1902)는 외장 전원 공급 회로(1904)를 통해 디스플레이 패널(1900)에 전원을 공급하고, 디스플레이 패널(1900)에 이미지 신호를 공급하여 화소를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(1900)이 백라이트 유닛을 광원으로 이용하여 영상을 표시하는 LCD 패널인 경우, 전원 공급 회로(1904)는 LED Driver IC일 수 있으며, LED 전압 조절을 통해 발광부 전원(1906)을 공급할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(1900)이 OLED 디스플레이인 경우, 전원 공급 회로(1904)는 DC/DC(직류-직류) IC일 수 있으며, ELVDD, ELVSS(1906)를 디스플레이 패널(1900)에 공급할 수 있다.
도 20은 디스플레이 패널 중에서 지문 센서에 대응하는 패널 영역의 발광 전원부를 분리한 예시이다.
도 20을 참조하면, 광학식 지문 센서에서 디스플레이 패널(2000)에서 발생되는 빛이 아닌 별도의 광원(예: IR LED)를 쓰는 경우, 픽셀을 제어하는 트랜지스터가 해당 광원에 반응하여 휘도 조절이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 지문 센서의 동작시 해당 영역의 디스플레이만 전원을 일시적으로 오프 상태로 전환할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전원 공급 회로(2012)에서 디스플레이 패널(2000) 전체에 공급되는 전원 배선(2014)과 별도로 지문 센서가 위치한 디스플레이 영역(2008)에 연결되는 전원 배선(2006)을 구비하고, 지문 센서가 실장된 디스플레이 영역의 전원을 제어 할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(2010)는 상기 지문센서에 대응하는 패널 영역(2008)에 대응하는 일부 영역의 ELVSS 전압을 ELVDD와 같은 전압으로 조정할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 제어 회로(2010)는 상기 지문 센서가 위치한 디스플레이 영역(2008)에 대한 전원을 오프 상태로 설정할 수 있다. 제어 회로(2010)(예: DDI 741)는 지문 센서의 성능이 변하지 않는 범위 내에서 상기 지문 센서가 위치한 디스플레이 영역(2008)에서 지문 센서의 광원에 의한 화질의 영향을 최소화하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 사용자의 터치 입력을 감지하거나 사용자의 입력이 가까이 다가올 경우, 상기 사용자의 입력에 대응하는 영역 또는 입력을 감지하고, 해당 부분의 전원을 오프시킬 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면 회로의 분리 설계시 저항차가 발생하여 휘도차가 생길 수가 있으므로 제어 회로(예: DDI 741)에 의해 이 부분을 보상할 수 있다. 또한 해당 부분의 전원을 공급을 일시적으로 차단함으로서 발생할 수 있는 특성의 히스테리시스(hysteresis)를 고려한 보상 알고리즘이 제어부(예: DDI 741)에 포함 될 수 있다.
도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치가 지문 정보를 센싱하는 동안 디스플레이를 제어하는 방법을 나타낸 예시이다.
도 21의 (a)는 전자 장치의 센싱 상태 중에서 제 1 상태를 나타낸 것이고, 도 21의 (b)는 전자 장치의 센싱 상태 중에서 제 2 상태를 나타낸 것일 수 있다.
전자 장치(예: 전자 장치(101))는 제 1 상태에서, 사용자에게 생체 정보 인증을 요청하고 사용자로부터 디스플레이(2110)의 적어도 일 부분에 대한 터치 또는 호버링을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 상태에서 디스플레이(2110)의 제 2 영역(2114)을 제어하여 사용자에게 지문 입력을 요청하는 메시지를 표시할 수 있다. 또한, 전자 장치는 제 1 상태에서 디스플레이(2110)의 제 1 영역(2112)에 배치된 터치 센서를 이용하여 사용자의 터치 입력 또는 호버링을 감지할 수 있다.
전자 장치는 상기 제 2 상태에서, 사용자로부터 디스플레이(2110)의 적어도 일 부분에 대한 터치 또는 호버링이 감지되면 해당 부분의 디스플레이(2110)를 별도로 제어하고, 생체 센서를 활성화시켜 사용자의 생체 정보를 인식할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 2 상태에서 사용자로부터 제 1 영역(2112)에 대한 터치 입력 또는 호버링이 감지되면, 디스플레이(2110)의 제 1 영역(2112)을 별도로 제어하고, 생체 센서를 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 센싱할 수 있다. 상기에서, 전자 장치가 디스플레이(2110)의 제 1 영역(2112)을 별도로 제어하는 동작은 제 1 영역(2112) 중에서 사용자의 접근 또는 터치가 감지된 영역의 동작만을 오프시키는 동작을 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 예시는 전자 장치가 센싱 상태인 경우, 제 1 영역(2112) 전체를 턴오프시킨 반면, 도 21에 도시된 예시는 제 1 영역(2112) 중에서도 사용자의 접근, 터치, 또는 드래그가 감지된 영역만을 턴오프시키는 차이점이 있다. 도 21에 도시된 바와 같은 전자 장치는, 센싱 상태에서 제 1 영역(2112) 전체가 턴오프되어 사용자가 느낄 수 있는 이질감을 최소화할 수 있다.
도 22는 전자 장치의 센싱 상태에서 디스플레이의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 22를 참조하면, 디스플레이는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(2210, 2220)가 형성되는 제 1 레이어(L1)와, 상기 제 1 레이어(L1)의 상부에 위치하고 유기 발광 다이오드(OLED)가 형성되는 제 2 레이어(L2)를 포함할 수 있다. 지문 센서는 제 2 레이어(L2)에서 특정 파장의 광을 출사하는 유기 발광 소자(2231, 2232)로 구성된 발광 소자 및 제 1 레이어(L1)의 하부에 위치한 수광 소자(2250)를 포함할 수 있다. 발광 소자(2231, 2232)는 전자 장치의 센싱 상태에서 특정 파장의 광을 출사할 수 있다. 수광 소자(2250)는 상기 발광 소자(2231, 2232)로부터 출사된 광이 사용자의 지문에서 반사되면, 상기 반사된 광을 센싱하여 지문을 인식할 수 있다.
전자 장치는 센싱 상태에서 사용자로부터 제 1 영역(A2)에 대한 터치 입력 또는 호버링이 감지되면, 디스플레이의 제 1 영역(A2)에서 터치 입력, 호버링, 또는 드래그가 감지된 영역의 동작을 턴오프시키고, 제 1 영역(A2)의 나머지 영역 및 제 2 영역(A1)은 턴온시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 영역(A2)에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(2210)와, 유기 발광 다이오드(2230) 중에서 터치 입력, 호버링, 또는 드래그가 감지된 영역에 위치한 것들(2212, 2232)만 턴오프시키고, 나머지 영역에 구비된 적어도 하나의 박막 트랜지스터와, 유기 발광 다이오드(OLED)는 턴온시킬 수 있다. 또한, 전자 장치는 제 1 영역(A2)에 배치된 발광 소자 및 수광 소자(2250)의 동작을 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 감지할 수 있다.
도 23은 전자 장치의 센싱 상태를 나타낸 예시이다.
도 23을 참조하면, 전자 장치는 센상 상태에서 디스플레이(2310)의 제 1 영역(2311) 전체가 턴오프되지 않으며, 드래그 입력이 감지된 부분만 턴오프될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 복수의 어플리케이션에 대응하는 복수의 아이콘(2320)을 제공할 수 있다. 사용자가 제 2 영역(2312)에 위치한 특정 아이콘(2320)을 선택하고, 선택된 아이콘(2320)을 제 1 영역(2311)으로 드래그한 경우, 상기 아이콘(2320)을 나타내는 이미지 중에서 제 1 영역(2311)에 진입한 부분의 동작만 턴오프되어 검정색으로 제공할 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치가 슬립 상태인 경우를 나타낸 예시이다.
도 24의 (a)는 전자 장치의 슬립 상태 중에서 제 1 상태를 나타낸 것이고, 도 24의 (b)는 전자 장치의 슬립 상태 중에서 제 2 상태를 나타낸 것일 수 있다.
도 24을 참조하면, 전자 장치는 제 1 상태에서, 생체 센서, 예컨대 지문 센서가 위치한 제 1 영역(2412)의 터치 센서의 동작만을 활성화시키고, 나머지 구성 요소의 동작은 비활성화시킬 수 있다. 전자 장치는 제 1 영역(2412)에서 터치 또는 호버링이 감지되면, 제 2 상태로 전환할 수 있다. 전자 장치는 제 2 상태에서, 지문 센서의 동작을 활성화하여 사용자의 지문 정보를 검출할 수 있다. 전자 장치는 제 2 상태에서 제 1 영역(2412)의 위치를 표시(또는 안내)하기 위하여, 디스플레이(2410)의 제 1 영역(2412)만을 부분적으로 턴온시킬 수 있다. 전자 장치는 제 2 상태에서, 제 1 영역(2412)의 디스플레이(2410)가 활성화되고 및 지문 센서가 활성화됨에 따라 빛샘 현상이 발생될 수 있으나, 상기 빛샘 현상은 사용자에게 제 1 영역(2412)의 위치를 가이드하는 역할을 할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치는 제 2 상태에서 디스플레이(2410)의 제 1 영역(2412)을 구동하여 상기 제 1 영역(2412)이 특정 컬러를 표시하여 사용자에게 제 1 영역(2412)의 위치를 가이드 하도록 할 수 있다.
도 25는 디스플레이 패널의 트랜지스터의 부분적인 제어 방법을 설명한 예시이다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 사용자의 입력이 감지(예: 호버링)되거나, 또는 전자 장치의 상태 정보(예: 슬립 상태)에 기초하여, 디스플레이 패널에 배치된 트랜지스터들을 선택적/부분적으로 온/오프 하여 사용자에게 지문 센싱을 수행할 위치를 알려줄 수 있다. 예컨대, 전자 장치의 디스플레이 구동 회로(2504)는 상기 디스플레이 패널에 배치된 복수의 트랜지스터 중에서 일부 영역(2530)은 온 상태로 제어하고, 다른 영역(2532)은 오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 일부 영역(2530)에 배치된 복수의 트랜지스터들은 활성화되어 빛을 발광하게 되고, 전자 장치는 상기 빛을 통해 사용자가 지문 정보를 입력하는 영역을 인지하게 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은 상기 전자 장치가 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 생체 센서가 배치되고, 상기 표시 영역이 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 미리 결정되고, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하는 동작, 및 상기 생체 센서를 통해 상기 사용자의 신체 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하는 동작은 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역은 유기 발광 다이오드를 포함한 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은 상기 제 1 영역에 배치된 복수의 화소에 공급되는 ELVSS 전압을 제어하여, ELVDD 전압 및 가변된 ELVSS 전압 간의 전압차가 없도록 하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역은 유기 발광 다이오드, 및 발광 신호에 응답하여 스위칭되고 턴-온시 ELVDD 전압을 상기 유기 발광 다이오드에 공급하는 발광 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은 상기 제 1 영역에 배치된 복수의 화소에 공급되는 상기 발광 신호를 제어하여, 상기 발광 스위칭 소자를 턴-오프시키는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역의 상기 발광 스위칭 소자에만 별도로 연결된 더미 라인에 게이트 오프 전압을 공급하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역 중에서 사용자의 접근 또는 터치가 감지된 영역의 동작만을 오프시키는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역이 미리 설정된 특정 컬러를 최대 휘도로 표시하도록 제어하는 동작, 및 상기 디스플레이의 하부에 배치되거나, 또는 상기 디스플레이에 내장되는 수광 소자를 이용해 사용자의 신체 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 미리 설정된 특정 컬러는 적색 또는 녹색 컬러를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치가 슬립 상태인지 여부를 결정하는 동작, 상기 전자 장치가 슬립 상태이면, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지하는 동작, 및 상기 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역에 해당된 디스플레이 또는 발광 소자를 제어하여 상기 제 1 및 제 2 영역이 구분되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 같은 행에 배치된 복수의 화소들에게 상기 발광 신호를 인가하지 않는 동작을 포함할 수 있다.
도 26은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
동작 2610에서, 전자 장치는 슬립 상태인지 여부를 결정할 수 있다.
동작 2620에서, 전자 장치는 슬립 상태인 경우, 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치를 감지할 수 있다.
동작 2630에서, 전자 장치는 제 1 영역에 대한 사용자의 터치, 또는 호버링이 감지된 경우 제 1 영역의 디스플레이 및 지문 센서의 동작을 활성화활 수 있다. 전자 장치는 제 1 영역의 위치를 표시(또는 안내)하기 위하여, 디스플레이의 제 1 영역만을 부분적으로 구동하여 제 1 영역이 특정 컬러를 표시하도록 제어할 수 있다.
동작 2640에서, 전자 장치는 제 1 영역에 위치한 생체 센서를 통해 사용자의 신체 정보(생체 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 영역에 위치한 지문 센서를 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 검출할 수 있다.
동작 2650에서, 전자 장치는 획득된 사용자의 신체 정보에 기반하여 슬립 상태를 해체할 수 있다.
동작 2660에서, 전자 장치는 슬립 상태가 아닐 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 디스플레이의 전체 스크린이 일반적인 사용자 인터페이스를 제공하는 상태일 수 있다. 전자 장치는 디스플레이가 사용자 인터페이스를 제공하는 상태에서 센싱 상태로 전환되면, 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 디스플레이의 전체 스크린이 온된 상태에서, 모바일 뱅킹과 같은 사용자 인증이 필요한 특정 어플리케이션이 실행되면, 센싱 상태로 전환될 수 있다.
동작 2670에서, 전자 장치는 표시 영역의 제 1 영역 및 제 2 영역을 서로 다르게 구동할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 영역의 디스플레이를 턴오프시키고, 제 2 영역의 디스플레이를 턴온시킬 수 있다. 또한, 전자 장치는 제 1 영역에 위치한 생체 센서, 예컨대 지문 센서의 동작을 활성화시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 제 1 영역의 디스플레이를 턴오프시키기 위하여, 제 1 영역에 공급되는 ELVSS 전압을 가변할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치는 제 1 영역의 디스플레이를 턴오프시키기 위하여, 제 1 영역에 더미 라인을 연결하고, 연결된 더미 라인을 통해 게이트 오프 전압을 인가하여 제 1 영역에 구비된 구동 박막 트랜지스터를 턴오프시킬 수 있다.
동작 2680에서, 전자 장치는 제 1 영역에 위치한 생체 센서를 통해 사용자의 신체 정보(생체 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 영역에 위치한 지문 센서를 활성화시켜 사용자의 지문 정보를 검출할 수 있다.
동작 2690에서, 전자 장치는 획득된 사용자의 신체 정보에 기반하여 기능을 수행할 수 있다.
도 27은 디스플레이를 부분 제어하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
동작 2708에서, 전자 장치는 디스플레이에 터치되거나 근접하는 사용자의 입력을 감지할 수 있다.
동작 2710에서, 전자 장치는 상기 사용자의 입력이 감지될 경우, 디스플레이 부분제어를 시작할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 디스플레이의 부분제어를 통해 디스플레이의 일부 영역에 대한 제어를 수행할 수 있다. 예컨대 전자 장치는 상기 사용자의 입력에 대응하는 디스플레이의 일부 영역에 대한 밝기, 휘도, 또는 R/G/B 값에 대한 제어 또는 상기 디스플레이의 일부 영역에 대응하는 디스플레이의 트랜지스터, 전원 등을 가변적으로 제어할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 사용자 입력의 움직임을 추적하고, 상기 움직임에 대응하는 영역에 대한 부분 제어를 수행할 수 있다.
동작 2712에서, 전자 장치는 전자 장치 내부의 지문 센서를 통해 사용자 지문을 획득할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 지문 센서는 디스플레이의 내부에 형성되거나, 디스플레이의 적어도 일부 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
동작 2714에서, 전자 장치는 사용자 지문의 획득이 완료되면, 상기 부분 제어 동작을 중단할 수 있다.
도 28은 IR LED의 구동과 연동하여 디스플레이를 부분 제어 하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
동작 2816에서, 전자 장치는 디스플레이에 터치되거나 근접하는 사용자의 입력을 감지하고, 상기 사용자의 입력이 감지될 경우, 상기 사용자의 입력에 대응하는 생체 정보 (예: 지문 정보)를 획득하기 위한 광원을 얻기 위한 동작을 수행할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 광원은 IR LED, 초음파, 레이저 등을 포함할 수 있다.
동작 2818에서, 전자 장치는 IR LED(적외선)인 광원을 활성화할 수 있다.
동작 2820에서, 전자 장치는 디스플레이 부분제어를 시작할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 디스플레이의 부분 제어를 통해 디스플레이의 일부 영역에 대한 제어를 수행할 수 있다. 예컨대 전자 장치는 상기 사용자의 입력에 대응하는 디스플레이의 트랜지스터, 또는 전원 등을 가변적으로 제어할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 사용자 입력의 움직임을 추적하고, 상기 움직임에 대응하는 영역에 대한 부분 제어를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 상기 사용자의 입력에 대응하는 영역의 트랜지스터에 대한 전원을 온/오프하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대 상기 광원이 IR LED (적외선)일 경우, 전자 장치는 상기 IR LED 적외선에 의한 원하지 않는 휘도 변화를 방지하기 위해, 해당 디스플레이 픽셀에 공급되는 전원을 중단할 수 있다.
발명의 한 실시예에 따르면, 상기 동작 2818과 동작 2820의 순서는 서로 바뀌어서 수행될 수 있다. 예컨대 상기 사용자의 움직임을 감지할 경우, 전자 장치는 일정 영역의 전원을 오프시키고, 이어서IR LED 광원을 온 할 수 있다.
동작 2822에서, 전자 장치는 전자장치 내부의 지문 센서를 통해 사용자 지문을 획득할 수 있다.
동작 2824에서, 전자 장치는 지문 획득이 완료되면, 상기 부분 제어 동작을 중단할 수 있다.
도 29는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
동작 2911에서, 전자 장치의 키 입력부(2901)는 디스플레이에 터치되거나 근접하는 사용자의 입력을 감지하고, 상기 사용자의 입력이 감지될 경우, 상기 사용자의 입력에 대응하는 신호를 제어부(2903)로 전송할 수 있다.
동작 2913에서, 전자 장치의 제어부(2903)는 디스플레이 부분제어를 시작할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 디스플레이의 부분 제어를 통해 디스플레이의 일부 영역에 대한 제어를 수행할 수 있다. 예컨대 전자 장치는 상기 사용자의 입력에 대응하는 디스플레이의 트랜지스터, 또는 전원 등을 가변적으로 제어할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 사용자 입력의 움직임을 추적하고, 상기 움직임에 대응하는 영역에 대한 부분 제어를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치는 상기 사용자의 입력에 대응하는 영역의 트랜지스터에 대한 전원을 온/오프하는 동작을 수행할 수 있다.
동작 2915 및 동작 2917에서, 제어부(2903)는 발광 모듈(2905)를 제어하여 생체 정보 (예: 지문 정보)를 획득하기 위한 광원을 얻기 위한 동작을 수행할 수 있다. 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 광원은 IR LED, 초음파, 레이저 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(2903)는 IR LED(적외선)인 광원을 활성화할 수 있다. 이에 따라, 발광 모듈(2905)는 IR LED(적외선)인 빛을 출력할 수 있다.
동작 2919에서, 제어부(2903)는 IR LED(적외선)인 광원이 활성화되면, 지문 인식 모듈(2907)을 제어하여 지문 인식을 수행할 수 있다.
동작 2921 및 동작 2923에서, 제어부(2903)는 지문 인식 모듈(2907)을 통해 사용자 지문의 획득이 완료되면, IR LED(적외선)인 광원을 비활성화시키고, 이에 따라 참조번호 2925와 같이, 발광 모듈(2905)의 IR 발광부는 오프될 수 있다.
동작 2927에서, 제어부(2903)는 발광 모듈(2905)의 IR 발광부가 오프되면, 사용자 지문의 획득 과정을 종료할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예는 생체 센서를 디스플레이의 스크린 영역에 대응하도록 배치하여, 디스플레이의 스크린 영역(표시 영역)이 보다 커지기를 원하는 사용자들의 니즈를 충족시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 전자 장치의 센싱 상태에서 디스플레이를 부분적으로 제어하여 생체 센서가 구동되는 영역에서의 누설 전류 및 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
본 문서에서 기술된 구성 요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성 요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성 요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
101, 102, 104, 201: 전자 장치
120, 210: 프로세서
130, 230: 메모리
160, 260: 디스플레이

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제 1 신호 또는 제 1전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 1픽셀들을 갖는 제 1 영역, 및 제 2 신호 또는 제 2전원에 의해 제어되는 하나 이상의 제 2 픽셀들을 갖는 제 2 영역을 포함하는 디스플레이; 및
    상기 제 1 영역에 대응하여 배치되고, 상기 제 1 픽셀들을 이용하여 생체 정보를 획득하기 위한 생체 센서를 포함하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 제 1 픽셀에 대응하는 휘도, 색상 또는 밝기를 변경하는 신호를 포함하는 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 제 1 전원을 변경하는 신호를 포함하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전원은 상기 제 1 픽셀에 공급되는 제 1 ELVSS, 및 ELVDD를 포함하고,
    상기 제 2 전원은 상기 제 2 픽셀에 공급되는 제 2 ELVSS, 및 상기 ELVDD를 포함하는 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 ELVSS 는 상기 생체 센서의 활성화 기간 동안 상기 ELVDD와 전위차가 없는 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 제 1 픽셀에 공급되는 EM 신호를 포함하는 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 EM 신호는 상기 생체 센서의 활성화 시간 동안 상기 제 1 픽셀에 공급되지 않는 전자 장치.
  8. 전자 장치에 있어서,
    표시 영역과 비표시 영역을 포함하는 디스플레이;
    상기 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 생체 센서; 및
    상기 디스플레이 및 상기 생체 센서를 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 표시 영역이 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 미리 결정되고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하고,
    상기 생체 센서를 통해 상기 사용자의 신체 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 생체 센서는 상기 디스플레이의 하부에 배치되거나, 또는 상기 디스플레이에 내장되는 발광 소자 및 상기 발광 소자와 동일 또는 다른 층에 배치되는 수광 소자를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시 영역은 유기 발광 다이오드를 포함한 복수의 화소를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역에 배치된 복수의 화소에 공급되는 ELVSS 전압을 제어하여, ELVDD 전압 및 가변된 ELVSS 전압 간의 전압차가 없도록 하는 전자 장치.
  11. 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 전자 장치는 디스플레이의 표시 영역의 적어도 일부에 생체 센서가 배치되고, 상기 표시 영역이 상기 생체 센서가 배치되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 미리 결정되고,
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하는 동작, 및
    상기 생체 센서를 통해 상기 사용자의 신체 정보를 획득하는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 영역의 구동 상태를 서로 다르게 제어하는 동작은
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시 영역은 유기 발광 다이오드를 포함한 복수의 화소를 포함하고,
    상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은
    상기 제 1 영역에 배치된 복수의 화소에 공급되는 ELVSS 전압을 제어하여, ELVDD 전압 및 가변된 ELVSS 전압 간의 전압차가 없도록 하는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시 영역은 유기 발광 다이오드, 및 발광 신호에 응답하여 스위칭되고 턴-온시 ELVDD 전압을 상기 유기 발광 다이오드에 공급하는 발광 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은
    상기 제 1 영역에 배치된 복수의 화소에 공급되는 상기 발광 신호를 제어하여, 상기 발광 스위칭 소자를 턴-오프시키는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역의 상기 발광 스위칭 소자에만 별도로 연결된 더미 라인에 게이트 오프 전압을 공급하는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역 중에서 사용자의 접근 또는 터치가 감지된 영역의 동작만을 오프시키는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역이 미리 설정된 특정 컬러를 최대 휘도로 표시하도록 제어하는 동작, 및
    상기 디스플레이의 하부에 배치되거나, 또는 상기 디스플레이에 내장되는 수광 소자를 이용해 사용자의 신체 정보를 획득하는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 특정 컬러는 적색 또는 녹색 컬러를 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 장치가 슬립 상태인지 여부를 결정하는 동작,
    상기 전자 장치가 슬립 상태이면, 상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지하는 동작, 및
    상기 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면, 상기 제 1 영역에 해당된 디스플레이 또는 발광 소자를 제어하여 상기 제 1 및 제 2 영역이 구분되도록 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 동작을 오프시키는 동작은
    상기 제 1 영역에 대한 사용자의 접근 또는 터치가 감지되면,
    상기 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 같은 행에 배치된 복수의 화소들에게 상기 발광 신호를 인가하지 않는 동작을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
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