CN108206013B - 显示装置、显示面板、指纹感测方法及感测指纹的电路 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路。更具体地，显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路可以接收来自通过开关晶体管电连接至像素电极的数据线的信号并且可以在驱动电压被施加到设置在像素区域中的像素电极之后检测指纹信息，由此在不包括显示面板外的分立指纹传感器的情况下检测指纹。

Description

显示装置、显示面板、指纹感测方法及感测指纹的电路
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月16日提交的韩国专利申请第10-2016-0172933号和于2017年11月16日提交的韩国专利申请第10-2017-0153347号的优先权，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本公开内容涉及一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路。
背景技术
随着信息时代的到来，对用于以各种形式显示图像的显示装置的需求日益增长，并且相应地，不同类型的显示装置例如液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)和有机发光显示(OLED)装置近年来已经使用。
在这些显示装置中，存在能够提供基于触摸的输入模式的显示装置，该模式使得用户能够容易、直观并且方便地输入信息或命令，这表示与使用按钮、键盘和鼠标的传统输入模式偏离。
为了使显示装置提供基于触摸的输入模式，必须识别用户是否执行触摸并且准确地检测触摸的坐标(位置)。
如今，显示装置利用生物信息例如指纹来进行用于在线银行、产品购买、应用购买和下载等的用户认证。
这种显示装置通过检测用户的指纹并将检测到的指纹与先前存储的指纹进行比较来实现用户认证以执行各种应用功能。
如上所述，为了正确地执行各种应用功能，显示装置应该准确地检测指纹信息。
传统的显示装置具有在显示面板外部的分立指纹传感器，并使用指纹传感器检测指纹。
由于显示装置需要包括分立指纹传感器，所以制造显示装置的工艺变得复杂。
另外，由于指纹传感器设置在显示面板的外部，所以显示面板的外部区域必然增大，从而在显示装置的外部设计中产生不可避免的约束。
发明内容
相应地，本公开内容的一个方面在于提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法和用于感测指纹的电路，其可以在不包括显示面板外部的分立指纹传感器的情况下检测指纹。
本公开内容的另一方面在于提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其检测显示面板的被指定为指纹感测区域的部分中的指纹。
本公开内容的再一方面在于提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以使用像素结构作为指纹感测结构来检测指纹。
本公开内容的又一方面在于提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以识别应用屏幕内的指纹。
本公开内容的又另一方面在于提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法和用于感测指纹的电路，其不仅可以基于电容而且还可以通过光学方法来检测指纹。
本公开内容的一方面可以提供一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，其中设置有K(K是2或更大的自然数)个数据线，设置有H(H是2或更大的自然数)个栅极线，布置有由K个数据线和H个栅极线限定的多个像素区域，并且在每个像素区域中设置有像素电极；栅极驱动电路，其被配置成驱动H个栅极线；数据驱动电路，其被配置成驱动K个数据线；驱动电压供应电路，其被配置成向K个数据线中的Q(Q是1或更大的自然数)个数据线供应驱动电压；以及指纹感测电路，其被配置成通过检测来自Q个数据线的信号来检测包括由H个栅极线中的N(N是1或更大的自然数)个栅极线和Q个数据线限定的像素区域的第一区域中的指纹信息。
本公开内容的另一方面可以提供包括K(K是2或更大的自然数)个数据线和H(H是2或更大的自然数)个栅极线的显示面板。
在显示面板中，包括由H个栅极线中的N(N是1或更大的自然数)个栅极线和K个数据线中的Q(Q是1或更大的自然数)个数据线限定的像素区域的第一区域可以是用于检测指纹信息的指纹感测区域。
在显示面板中，在指纹感测模式时段内的充电时段期间，可以向N个栅极线依次供应导通电平电压的栅极信号，并且可以向Q个数据线供应不同于图像数据电压的驱动电压。
在显示面板中，在指纹感测模式时段内的感测时段期间，可以向N个栅极线依次供应导通电平电压的栅极信号，并且Q个数据线可以电连接至指纹感测电路。
本公开内容的又一方面可以提供一种包括显示面板的显示装置的操作方法，在该显示面板中，设置有K(K为2或更大的自然数)个数据线，设置有H(H为2或更大的自然数)个栅极线，布置有由K个数据线和H个栅极线限定的多个像素区域，并且在每个像素区域中设置有像素电极。
操作方法可以包括识别关于指纹感测模式的开始事件的发生的指纹感测模式开始操作，其用于检测在包括由H个栅极线中的N(N是1或更大的自然数)个栅极线和K个数据线中的Q(Q是1或更大的自然数)个数据线限定的像素区域的区域中的指纹信息。
该操作方法可以提供向N个栅极线依次供应导通电平电压的栅极信号并向Q个数据线供应与图像数据电压不同的驱动电压的充电操作。
该操作方法可以包括向N个栅极线依次供应导通电平电压的栅极信号、不向Q个数据线供应驱动电压、以及检测来自Q个数据线的信号的感测操作。
本公开内容的又一方面可以提供一种用于指纹感测的电路，该电路包括：第一电路，其被配置成向K(K是2或更大的自然数)个数据线中的Q(Q是1或更大的自然数)个数据线供应驱动电压；以及第二电路，其被配置成检测Q个数据线的信号。
本公开内容的再一方面可以提供一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，其中设置有数据线，设置有栅极线，布置有由数据线和栅极线限定的像素区域，并且像素区域中设置有像素电极；以及指纹感测电路，其被配置成接收来自通过开关晶体管电连接至像素电极的数据线的信号并且在驱动电压被施加到像素电极之后检测指纹信息。
根据本公开内容，可以提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以在不包括显示面板外部的分立指纹传感器的情况下检测指纹。
根据本公开内容，可以提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其检测显示面板的被指定为指纹感测区域的部分中的指纹。
根据本公开内容，可以提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法和用于感测指纹的电路，其可以使用像素结构作为指纹感测结构来检测指纹。
根据本公开内容，可以提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以识别应用屏幕内的指纹。
根据本公开内容，可以提供一种显示装置、显示面板、指纹感测方法和用于感测指纹的电路，其不仅可以基于电容而且还可以通过光学方法来检测指纹。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，本公开内容的以上特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的示意性构造；
图2示出了由根据本公开内容的实施例的显示装置进行的两种类型的触摸感测；
图3A示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测结构；
图3B是根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测结构的等效电路；
图4示出了用于根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测的电路图；
图5A示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测电路的基本构造；
图5B是示出用于根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测操作的基本方法的定时图；
图6至图8是示出根据本公开内容的实施例的显示装置的操作模式的定时图；
图9示出了根据本公开内容的实施例的显示面板中限定的区域；
图10至图12示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的数据驱动电路和指纹感测电路的构造；
图13是用于根据本公开内容的实施例的显示装置的第一指纹感测操作的定时控制开关电路；
图14是用于根据本公开内容的实施例的显示装置的第一指纹感测操作的定时控制开关电路的操作真值表；
图15A和图15B是根据本公开内容的实施例的显示装置的第一指纹感测操作的操作定时图；
图16是用于根据本公开内容的实施例的显示装置的第二指纹感测操作的定时控制开关电路；
图17是用于根据本公开内容的实施例的显示装置的第二指纹感测操作的定时控制开关电路的操作真值表；
图18A和图18B是根据本公开内容的实施例的显示装置的第二指纹感测操作的操作定时图；
图19示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的光学指纹感测结构；
图20是根据本公开内容的实施例的显示装置的光学指纹感测结构的等效电路；
图21示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的光照射装置；
图22A和图22B是根据本公开内容的实施例的显示装置的第三指纹感测操作的操作定时图；
图23是根据本公开内容的实施例的显示装置的操作方法的示意性流程图；
图24示出了根据本公开内容的实施例的用于指纹感测的电路；
图25示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的触摸感测构造；
图26和图27示出了根据本公开内容的实施例的指纹感测区域在显示面板上的位置；
图28是根据本公开内容的实施例的显示装置的操作方法的流程图；
图29示出了根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测情景；
图30和图31是根据本公开内容的实施例的显示装置的指纹感测情景的操作定时图；以及
图32是当根据本公开内容的实施例的显示装置是有机发光显示(OLED)装置时用于指纹感测传感器结构的等效电路。
具体实施例
在下文中，将参考所附的说明性附图详细描述本公开内容的实施例。在用参考标记表示附图的元件时，相同的元件将由相同的附图标记表示，尽管在不同的附图中示出。此外，在本公开内容的以下描述中，当可能使得本公开内容的主题相当不清楚时，将省略并入本文的已知功能和构造的详细描述。
另外，当描述本公开内容的部件时，可以在本文中使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语中的每一个都不用于限定相应部件的本质、次序或顺序，而仅用于区分相应的部件和(一个或多个)其他部件。在描述某个结构元件“连接至”、“耦接至”或“接触”另一结构元件的情况下，应该解释为另一结构元件可以“连接至”、“耦接至”或“接触”该结构元件，以及该结构元件直接连接至另一结构元件或与另一结构元件直接接触。
图1示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的示意性构造，并且图2示出了由根据本公开内容的实施例的显示装置进行的两种类型的触摸感测。
参考图1，根据本公开内容的实施例的显示装置100提供图像显示功能和触摸输入功能。
根据本公开内容的实施例的显示装置100可以包括显示面板110、数据驱动电路120、栅极驱动电路130和控制器140以提供图像显示功能。
K个数据线(DL)和H个栅极线(GL)设置在显示面板110中。在此，K是2或更大的自然数，并且H是2或更大的自然数。
由K个数据线(DL)和H个栅极线(GL)限定的多个像素布置在显示面板110中。
在相应的像素中被施加有对应于图像信号的图像数据电压的像素电极以及用于控制图像数据电压对像素电极的施加的开关晶体管可以设置在每个像素区域中。
数据驱动电路120是驱动用于图像显示的K个数据线(DL)的电路，并且可以将与图像信号对应的图像数据电压输出至K个数据线(DL)。
栅极驱动电路130是依次驱动H个栅极线(GL)以进行图像显示的电路，并且可以向H个栅极线(GL)依次供应栅极信号(扫描信号)以进行图像显示。
控制器140是控制数据驱动电路120和栅极驱动电路130并将各种控制信号(例如，数据驱动控制信号和栅极驱动控制信号)供应给数据驱动电路120和栅极驱动电路130的部件。
控制器140根据每帧中实现的定时开始扫描，根据数据驱动电路120所使用的数据信号格式来转换从外部输入的输入图像数据，输出转换后的图像数据，并根据该扫描在合适的时间控制数据驱动。
控制器140可以是在常规显示技术中使用的定时控制器或者执行进一步的控制功能的控制器，这些控制功能包括定时控制器的控制功能。
尽管图1示出了数据驱动电路120设置于显示面板110的仅一侧(例如上侧或下侧)，但数据驱动电路120也可以根据驱动方法、面板设计等设置于显示面板110的两侧(例如上下两侧)。
数据驱动电路120可以被配置成包括至少一个源极驱动器集成电路(SDIC)。
每个SDIC可以通过卷带式自动接合(TAB)方法或玻璃上芯片(COG)方法连接到显示面板110的接合盘，或者可以直接设置在显示面板110上。如果需要，每个SDIC可以与显示面板110集成在一起。另外，每个SDIC可以通过膜上芯片(COF)方法安装在与显示面板110连接的膜上。
每个SDIC可以包括移位寄存器、锁存器电路、数模转换器(DAC)、输出缓冲器等。
每个SDIC还可以根据需要包括模数转换器(ADC)。
尽管图1示出栅极驱动电路130设置在显示面板110的仅一侧(例如左侧或右侧)，但栅极驱动电路130也可以根据驱动方法、面板设计等设置在显示面板110的两侧(例如左右两侧)。
栅极驱动电路130可以被配置成包括至少一个栅极驱动器集成电路(GDIC)。
每个GDIC可以通过TAB方法或COG方法连接到显示面板110的接合焊盘，或者可以被提供成面板内栅极(GIP)型以直接设置在显示面板110上。也可以根据需要将每个GDIC与显示面板110集成在一起。另外，每个GDIC也可以通过COF方法安装在与显示面板110连接的膜上。
每个GDIC可以包括移位寄存器、电平移位器等。
设置在显示面板110中的每个像素可以包括诸如晶体管的电路元件。
形成每个像素的电路元件的数量和类型可以根据所提供的功能、设计等来不同地确定。
同时，根据本公开内容的实施例的显示装置100可以提供用于感测由用户进行的触摸的触摸感测功能以提供触摸输入功能。
在此，触摸对象即用户的触摸工具可以例如是手指、笔等。在下文中，为了便于描述，假定触摸对象是手指。
参照图2，在本公开内容中，触摸感测功能包括用于检测用户的触摸的发生和/或触摸的位置(即，触摸的坐标P(X，Y))的触摸位置感测功能和用于检测用户指纹的指纹感测功能(指纹识别功能)。
在根据本公开内容的实施例的显示装置100中，用于检测触摸的位置的触摸位置传感器可以被嵌入在显示面板110中。
也就是说，在根据本公开内容的实施例的显示装置100中，触摸屏面板可以是嵌入在显示面板110中的类型(例如，单元内(in-cell)型、单元上(on-cell)型，等等)。
触摸位置传感器可以设置在显示面板110的整个区域上方。
触摸位置传感器可以是例如设置在显示面板110中并且被分成多个块的公共电极(图3A中的CE)。
在根据本公开内容的实施例的显示装置100中，用于检测指纹的指纹传感器也可以被嵌入在显示面板110中。
指纹传感器可以设置在对应于显示面板110的整个区域或一些区域的指纹感测区域(FPSA)中。
指纹感测区域(FPSA)可以是不显示图像的区域或显示图像的区域。
参照图1，为了提供触摸感测功能，根据本公开内容的实施例的显示装置100包括：触摸感测电路，其通过检测电信号来驱动触摸位置传感器以获得触摸位置信息；以及指纹感测电路，其通过检测电信号来驱动指纹传感器以获得指纹信息。
触摸感测电路和指纹感测电路可以是分离的电路。
可替选地，触摸感测电路和指纹感测电路可以是同一电路。
可替选地，指纹感测电路可以是触摸感测电路的一部分。
可替选地，触摸感测电路可以是指纹感测电路的一部分。
触摸位置信息可以包括关于用户是否触摸屏幕的信息和关于触摸的位置的信息(触摸的坐标P(X，Y))中的至少一个。
指纹信息可以是包括作为指纹的突出部分的脊和作为脊之间的凹槽的谷的形状和图案的信息。
指纹信息可以是对于每个用户唯一的生物特征(biometric)信息。
用户触摸(包括用于检测触摸的位置的触摸和用于检测指纹的触摸中的至少一个)可以意味着用户触摸屏幕(触摸屏，其为与指纹感测区域对应的表面)或者可以意味着用户不触摸屏幕而是在一定距离内接近屏幕。
如上所述，显示装置100可以通过触摸位置感测来执行各种应用功能，并且可以通过指纹感测来执行各种应用功能，例如用户认证。
图3A示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的指纹感测结构，并且图3B是根据本公开内容的实施例的显示装置100的指纹感测结构的等效电路。
参照图3A和图3B，根据本公开内容的实施例的显示面板110具有基于像素结构的指纹感测结构。
在根据本公开内容的实施例的显示装置100的显示面板110中，可以设置有K个数据线(DL)和H个栅极线(GL)，并且可以布置有由K个数据线(DL)和H个栅极线(GL)限定的多个像素。
在对应于每个像素的区域(即，每个像素区域(PA))中，可以设置有像素电极(PXL)，所述像素电极被施加有图像数据电压(即，像素电压)，即，对应于像素的图像信号。
此外，在每个像素区域(PA)中，可以设置有开关晶体管(SWT)，开关晶体管(SWT)根据通过相应栅极线(GL)施加到栅极节点的栅极信号导通或关断并且电连接到相应数据线(DL)和相应像素电极(PXL)。
开关晶体管(SWT)在导通状态下将来自数据线(DL)的图像数据电压传送到像素电极(PXL)。
开关晶体管(SWT)包括：电连接到像素电极(PXL)的第一节点(E1)，电连接到数据线(DL)的第二节点(E2)，电连接到栅极线(GL)的第三节点(E3)，以及其两端与第一节点(E1)和第二节点(E2)接触的半导体层。
开关晶体管(SWT)可以根据从栅极线(GL)施加到第三节点(E3)的栅极信号(也称为扫描信号)而导通或关断。
在开关晶体管(SWT)中，第一节点(E1)可以是漏极节点或源极节点。第二节点(E2)可以是源极节点或漏极节点。第三节点(E3)可以是栅极节点。
在下文中，为了便于描述，可以将第一节点(E1)称为漏极节点，将第二节点(E2)称为源极节点，并且将第三节点(E3)称为栅极节点。
开关晶体管(SWT)可以是n型晶体管或p型晶体管。
如上所述，在本公开内容中，指纹感测结构可以包括布置在每个像素区域(PA)中的像素电极(PXL)、开关晶体管(SWT)和光学传感器(SEN)。
在本公开内容中，在指纹感测结构中，像素电极(PXL)可以被认为对应于指纹传感器。
此外，在本公开内容中，指纹感测结构也可以被认为包括数据线(DL)和栅极线(GL)。
被施加有公共电压(VCOM)的公共电极(CE)可以被设置在显示面板110中。
公共电极(CE)和每个像素电极(PXL)可以形成存储电容器(Cst)，该存储电容器用于维持对于对应于一帧的时间量的图像显示所需的电压。
可以基于施加到公共电极(CE)的公共电压(VCOM)和施加到每个像素电极(PXL)的像素电压(对应于图像数据电压)来确定每个像素中的存储电容器(Cst)的电容。
当用户触摸显示面板110时，可以在手指与像素电极(PXL)之间形成手指电容(Cf)。
手指电容(Cf)的大小可以根据相应像素相对于触摸的位置而变化。
相应地，显示装置100可以通过找到手指电容(Cf)的大小的差异来检测触摸的发生和/或触摸的位置。
手指电容(Cf)的大小也可以根据作为指纹的突出部分的脊和作为脊之间的凹槽的谷而变化。
相应地，显示装置100可以通过找到手指电容(Cf)的大小的差异来检测包括指纹的脊和谷的图案和形状的指纹信息。
由于前述的指纹感测结构是基于像素结构的，所以显示面板110可以不需要包括用于指纹感测的分立指纹传感器。
因此，可以简化具有指纹感测结构的显示面板110的制造并且减小具有指纹感测结构的显示面板110的厚度。
另外，如果即使在指纹感测区域(FPSA)中也可以显示图像，则不需要设计成将指纹感测结构定位在显示面板110的外部，从而易于制造显示装置100。
根据上述指纹感测结构，由于光学传感器(SEN)的两端与开关晶体管(SWT)的第一节点(E1)和第二节点(E2)接触，因此开关晶体管(SWT)和光学传感器(SEN)可以被认为是单个组合元件。
该特征是有利的，因为不需要分开制造用于显示操作的开关元件和用于触摸感测的触摸传感器元件。
图4示出了根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的指纹感测的电路，图5A示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的指纹感测电路的基本构造，并且图5B是示出根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的指纹感测操作的基本方法的定时图。
参照图4，指纹感测区域(FPSA)可以设置在显示面板110中的其上可以显示图像的屏幕的整个区域中。
指纹感测区域(FPSA)是用于检测指纹信息的区域并且可以包括由N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_F1至DL_FQ限定的至少一个像素区域(PA)，其中，N是1或更大的自然数，并且Q是1或更大的自然数。N个栅极线GL_F1至GL_FN不仅是用于显示操作的栅极线，而且还是用于指纹感测操作的栅极线。Q个数据线DL_F1至DL_FQ不仅是用于显示操作的数据线，而且还是用于指纹感测操作的数据线。
参照图4，根据本公开内容的实施例的显示装置100可以包括驱动电压供应电路(DRVC)410、指纹感测电路(FPSC)420和栅极驱动电路130。
驱动电压供应电路410可以电连接到与设置在指纹感测区域(FPSA)中的至少一个像素区域(PA)对应的数据线(DL)。
在此，可以在驱动电压供应电路410和至少一个数据线(DL)之间设置控制驱动电压供应电路410到所述至少一个数据线(DL)的连接的开关电路。
驱动电压供应电路410将驱动电压(VDRV)供应到电连接的所述至少一个数据线(DL)，以便将驱动电压(VDRV)施加到设置在指纹感测区域(FPSA)中的至少一个像素区域(PA)中的像素电极(PXL)。
当由栅极驱动电路130供应到栅极线(GL)的导通电平电压的栅极信号(GATE)被施加到开关晶体管(SWT)的栅极节点时，开关晶体管(SWT)导通，从而数据线(DL)和像素电极(PXL)电连接。
相应地，由驱动电压供应电路410供应到数据线(DL)的驱动电压(VDRV)通过导通的开关晶体管(SWT)被施加到像素电极(PXL)。
指纹感测电路420可以电连接到与设置在指纹感测区域(FPSA)中的至少一个像素区域(PA)对应的数据线(DL)。
可以在指纹感测电路420与至少一个数据线(DL)之间设置控制指纹感测电路420到所述至少一个数据线(DL)的连接的开关电路。
当指纹感测电路420电连接到数据线(DL)时，指纹感测电路420可以检测(感测)该数据线(DL)上的信号。
在此，由指纹感测电路420检测的信号可以是与手指电容(Cf)的电荷或手指电容(Cf)的大小对应的信号。
在此，手指电容(Cf)可以是在像素电极(PXL)与手指之间形成的电容，在像素电极(PXL)与指纹的脊之间形成的电容，或者在像素电极(PXL)与指纹的谷之间形成的电容。
由指纹感测电路420检测的信号的强度可以取决于像素电极(PXL)与手指的接近程度(即，触摸的发生)而变化。
由指纹感测电路420检测的信号的强度可以取决于像素电极(PXL)与指纹(脊或谷)的接近程度而变化，即，对于指纹的脊和谷可以不同。
指纹感测电路420可以包括：连接到Q个数据线DL_F1至DL_FQ的放大器(AMP)；接收来自放大器(AMP)的输出信号、对输出信号进行积分并输出积分值的积分器(INTG)；存储积分值的采样和保持电路(SHA)；以及将存储在采样和保持电路(SHA)中的值转换为数字值并输出该数字值的模数转换器(ADC)。
在放大器(AMP)中，非反相输入端子(+)可以接收参考电压(VREF)并且可以将参考电压(VREF)供应到相应数据线(DL)。在放大器(AMP)中，来自相应数据线(DL)的信号被输入到反相输入端子(-)。在放大器(AMP)中，电容器(CFB)和复位开关(RESET)可以并联连接在反相输入端子(-)和输出端子之间。
指纹感测电路420还可以包括控制Q个数据线DL_F1至DL_FQ到放大器(AMP)的连接以便将参考电压源供应到Q个数据线DL_F1至DL_FQ并且感测Q个数据线DL_F1至DL_FQ(检测来自Q个数据线DL_F1至DL_FQ的信号)的开关电路(SENSE)。如果必要，指纹感测电路420还可以包括在采样和保持电路(SHA)和模数转换器(ADC)之间的开关电路。
参照图5B，用于指纹感测操作的基本方法可以在包括充电时段S10和感测时段S20的指纹感测模式时段期间进行。
充电时段S10是其中在驱动电压(VDRV)被施加到在指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)中设置的像素电极(PXL)时电荷积累为像素电极(PXL)与手指(指纹的谷或脊)之间的手指电容(Cf)的时段。
如下更详细地描述充电时段S10。
栅极驱动电路130向栅极线(GL)供应导通电平电压的栅极信号(GATE)。在此，栅极线(GL)是与指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)对应的栅极线。
相应地，在指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)中设置的开关晶体管(SWT)导通。
驱动电压供应电路410将驱动电压(VDRV)供应到数据线(DL)。在此，数据线(DL)是与指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)对应的数据线。
相应地，在指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)中设置的像素电极(PXL)通过导通的开关晶体管(SWT)从数据线(DL)接收驱动电压(VDRV)。
在已经接收到驱动电压VDRV的像素电极(PXL)和手指(指纹的谷或脊)之间形成手指电容(Cf)，并且电荷积累为手指电容(Cf)。
在充电时段S10期满并且经过预定的时间段之后，执行感测时段S20。
感测时段S20是如下时段：其中指纹感测电路420读取可以表示积累为像素电极(PXL)和手指(指纹的谷或脊)之间的手指电容(Cf)的电荷或该手指电容(Cf)的大小的信号。
在感测时段S20中，栅极驱动电路130向栅极线(GL)供应导通电平电压的栅极信号(GATE)。在此，栅极线(GL)是与指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)对应的栅极线。
相应地，在指纹感测区域(FPSA)中包括的像素区域(PA)中设置的开关晶体管(SWT)导通，并且像素电极(PXL)电连接到数据线(DL)。
在感测时段S20中，设置在指纹感测电路420与数据线(DL)之间的开关电路(其可以是图13、图16或图24中所示的TCSW)可以根据指示感测定时的控制信号(SENSE)来执行将指纹感测电路420和数据线(DL)进行电连接的切换操作。
相应地，指纹感测电路420电连接到数据线(DL)并且通过数据线(DL)检测信号(指纹感测所必需的信号)。
检测的信号可以是表示积累为像素电极(PXL)和手指(指纹的谷或脊)之间的手指电容(Cf)的电荷或该手指电容(Cf)的大小的信号。
图6至图8是示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的操作模式的定时图。
参照图6至图8，根据本公开内容的实施例的显示装置100可以基本上以用于图像显示的显示模式(DM)和用于检测触摸的发生和/或触摸的位置的触摸感测模式(TM)来操作。
也就是说，根据本公开内容的实施例的显示装置100的操作模式可以基本上包括显示模式(DM)和触摸感测模式(TM)。
显示装置100以显示模式(DM)操作的显示模式时段和显示装置100以触摸感测模式(TM)操作的触摸感测模式时段可以交叠或可以在时间上分开。
也就是说，显示装置100可以同时以显示模式(DM)和触摸感测模式(TM)操作。可替选地，显示装置100的操作时段可以在时间上划分为显示模式时段和触摸感测模式时段，并且显示装置100可以在显示模式时段期间以显示模式(DM)操作，并且可以在触摸感测模式时段期间以触摸感测模式(TM)操作。
根据本公开内容的实施例的显示装置100还可以以用于指纹感测的指纹感测模式(FM)操作。
显示装置100以指纹感测模式(FM)操作的指纹感测模式时段可以根据各种方案进行分配。
根据第一分配方案，显示装置100可以在显示模式时段内以指纹感测模式(FM)操作。
也就是说，指纹感测模式时段可以与用于图像显示的显示模式时段交叠。
例如，如图6所示，指纹感测模式时段可以被包括在显示模式时段中，并且可以占用显示模式时段的结束段。
在另一示例中，指纹感测模式时段被包括在显示模式时段中，并且可以占用显示模式时段的开始段或者中间段。
根据第二分配方案，显示装置100可以在触摸感测模式时段内以指纹感测模式(FM)操作。
也就是说，指纹感测模式时段可以与用于检测触摸的发生或触摸的位置的触摸感测模式时段交叠。
例如，如图7所示，指纹感测模式时段可以被包括在触摸感测模式时段中，并且可以占用触摸感测模式时段的开始段。
在另一示例中，指纹感测模式时段可以被包括在触摸感测模式时段中，并且可以在触摸感测模式时段的结束段或者中间段中。
根据第三分配方案，显示装置100可以以显示模式时段和触摸感测模式时段之间的指纹感测模式(FM)操作。
如图6和图7所示，显示模式时段和触摸感测模式时段可以由第一同步信号(SYNC1)限定。
在这种情况下，指纹感测模式时段可以由第二同步信号(SYNC2)限定。
可替选地，可以在不使用第二同步信号(SYNC2)的情况下限定指纹感测模式时段。
例如，参照图6，当从显示模式时段开始经过了预定时间时，或者当在预定位置处完成显示操作时，在预定时间中执行指纹感测模式时段。
在另一示例中，参照图7，当触摸感测模式时段在显示模式时段期满之后开始时，指纹感测模式时段立即开始。当指纹感测模式时段期满时，随后开始触摸感测模式时段。
显示模式时段、指纹感测模式时段和触摸感测模式时段可以以预定次序由一个同步信号(SYNC)来限定。
例如，如图8所示，当同步信号(SYNC)的信号电平从低电平(或高电平)改变为高电平(或低电平)时，可以执行显示模式时段。
当显示模式时段期满时，同步信号(SYNC)的信号电平从高电平(或低电平)改变到低电平(或高电平)。当同步信号(SYNC)的信号电平再次改变为高电平(或低电平)时，可以执行指纹感测模式时段。
当指纹感测模式时段期满时，同步信号(SYNC)的信号电平从高电平(或低电平)改变为低电平(或高电平)。当同步信号(SYNC)的信号电平再次改变为高电平(或低电平)时，可以执行触摸感测模式时段。
如上所述，显示装置100可以通过根据系统环境在各种时刻分配指纹感测模式时段来以指纹感测模式进行操作。
图9示出了根据本公开内容的实施例的显示面板110中的区域A1、A2和A3。
参照图9，在根据本公开内容的实施例的显示面板110中，设置有K个数据线DL_1至DL_K和H个栅极线GL_1至GL_H。在此，K为2或更大的自然数，并且H为2或更大的自然数。
可以在显示面板110中布置由K个数据线DL_1至DL_K和H个栅极线GL_1至GL_H限定的多个像素。
在显示面板110中，可以在多个像素区域(PA)中的每一个中布置像素电极(PXL)。
参照图9，H个栅极线GL_1至GL_H包括N个栅极线GL_M+1至GL_M+N。在此，M为1或更大的自然数，并且N为1或更大的自然数。
N个栅极线GL_M+1至GL_M+N是用于指纹感测的指纹感测操作的栅极线，并且也可以被称为GL_F1至GL_FN。
参照图9，K个数据线DL_1至DL_K包括Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q。在此，P为0或者1或更大的自然数，并且Q为1或更大的自然数。
Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q是不仅用于显示操作而且用于指纹感测操作的数据线。
参照图9，包括由H个栅极线GL_1至GL_H中的N个栅极线GL_F1至GL_FN和K个数据线DL_1至DL_K中的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q限定的像素区域(PA)的第一区域A1是用于检测指纹信息的指纹感测区域(FPSA)。
在下文中，将参照图9更详细地描述分配指纹感测区域(FPSA)的示例。
参照图9，H个栅极线GL_1至GL_H可以包括：包括第一栅极线GL_1至第M栅极线GL_M的M个栅极线GL_1至GL_M；以及包括第(M+1)栅极线GL_M+1至第(M+N)栅极线GL_M+N的N个栅极线GL_M+1至GL_M+N。
M个栅极线GL_1至GL_M是仅用于显示操作的栅极线，并且也可以被称为GL_D1至GL_DM。
N个栅极线GL_M+1至GL_M+N可以设置在M个栅极线GL_1至GL_M之后。
N个栅极线GL_M+1至GL_M+N是用于指纹感测操作的栅极线，并且也可以被称为GL_F1至GL_FN。
M是专门用于显示操作的栅极线的总数，并且可以是1或更大的自然数。N是用于指纹感测操作的栅极线的总数，并且可以是1或更大的自然数。M+N是H(设置在显示面板110中的栅极线的总数)。
虽然图9示出了N个栅极线GL_F1至GL_FN设置在M个栅极线GL_D1至GL_DM之后，但是N个栅极线GL_F1至GL_FN可以设置在M个栅极线GL_D1至GL_DM之前。
如上所述，所有栅极线GL_1至GL_H中的N个栅极线GL_F1至GL_FN可以被限定用于指纹感测操作。
参照图9，K个数据线DL_1至DL_K可以包括：包括第一数据线DL_1至第P数据线DL_P的P个数据线DL_1至DL_P；包括第(P+1)数据线DL_P+1至第(P+Q)数据线DL_P+Q的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q；以及包括第(P+Q+1)数据线DL_P+Q+1至第(P+Q+R)数据线DL_P+Q+R的R个数据线DL_P+Q+1至DL_P+Q+R。
P个数据线DL_1至DL_P以及R个数据线DL_P+Q+1至DL_P+Q+R是专门用于显示操作的数据线。
Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q是既用于显示操作又用于指纹感测操作的数据线。
P和R各自为0或者1或更大的自然数，并且P+R可以为1或更大。
Q是用于指纹感测操作的数据线的数目，并且可以是1或更大的自然数。
P+Q+R是K(设置在显示面板110中的数据线的总数)。
虽然图9示出了仅用于显示操作的数据线被设置在用于显示操作和指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的左右两侧，但是仅用于显示操作的数据线可以仅设置在左侧或右侧。
当仅用于显示操作的数据线仅设置在用于显示操作和指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的左侧和右侧中的任一侧时，P或R可以是零。
如上所述，所有数据线DL_1至DL_K中的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q可以被限定用于指纹感测操作。
如上所述，显示装置100以指纹感测模式(FM)操作的指纹感测模式时段可以包括充电时段S10和感测时段S20。
将描述在指纹感测模式时段内的充电时段S10和感测时段S20中关于信号线的驱动状态。
参照图9，在显示装置100以指纹感测模式(FM)操作的指纹感测模式时段内的充电时段S10期间，用于使开关晶体管(SWT)导通的导通电平电压(例如，高电平电压或低电平电压)的栅极信号(GATE)可以被依次供应到用于指纹感测操作的N个栅极线GL_F1至GL_FN。
在充电时段S10期间，还可以将不同于图像数据电压(DATA)的驱动电压(VDRV)供应到Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q。
在显示装置100以指纹感测模式(FM)操作的指纹感测模式时段内的感测时段S20期间，导通电平电压的栅极信号(GATE)可以被依次供应到用于指纹感测操作的N个栅极线GL_F1至GL_FN。
此外，在感测时段S20期间，用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q可以电连接至指纹感测电路420。
如上所述，通过分配N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q作为用于指纹感测操作的信号线，可以将作为显示面板110的一部分的第一区域A1指派为指纹感测区域(FPSA)并检测被指定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中的指纹信息。
参照图9，包括由H个栅极线GL_1至GL_H中不含N个栅极线GL_F1至GL_FN的M个栅极线GL_D1至GL_DM与K个数据线DL_1至DL_K限定的像素区域(PA)的第二区域A2可以对应于显示区域(图像显示区域)。
另外，包括由K个数据线DL_1至DL_K中不含Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的(K-Q)个数据线DL_1至DL_P和DL_P+Q+1至DL_P+Q+R与N个栅极线GL_F1至GL_FN限定的像素区域(PA)的第三区域A3可以对应于显示区域(图像显示区域)。
当P和R两者都是1或更大的自然数时，如图9所示，第三区域A3可以被第一区域A1划分成两个区域。
当P和R中的一个是0时，第三区域A3可以不被第一区域A1划分。
可以是显示区域的第二区域A2和第三区域A3不被用作指纹感测区域(FPSA)。
如所描述的，显示面板110可以包括用于显示图像而不用于指纹感测的显示区域。
第一区域A1不仅可以是用于在指纹感测模式时段期间检测指纹信息的指纹感测区域(FPSA)，而且可以是用于在除了指纹感测模式时段之外的时段(显示模式时段，或者显示模式时段内除了指纹感测模式时段之外的时段)期间的图像显示的显示区域。
如上所述，当第一区域A1被用作显示区域以及指纹感测区域(FPSA)时，可以尽可能宽地设置用于显示图像的显示区域，并且在应用内的瞬时指纹识别是可能的。
根据本公开内容的实施例的显示装置100可以包括如下电路作为用于驱动显示面板110并检测指纹的电路：用于驱动H个栅极线GL_1至GL_H的栅极驱动电路130；用于驱动K个数据线DL_1至DL_K的数据驱动电路120；用于向K个数据线DL_1至DL_K中的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)的驱动电压供应电路410；以及用于从K个数据线DL_1至DL_K中的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测指纹感测所需的信号的指纹感测电路420。
栅极驱动电路130可以将栅极信号(GATE)供应到H个栅极线GL_1至GL_H或用于显示操作的M个栅极线GL_D1至GL_DM。
数据驱动电路120可以向K个数据线DL_1至DL_K供应图像数据电压(DATA)以用于显示操作。
在用于检测指纹感测区域(FPSA)中的指纹信息的指纹感测模式时段期间，用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q以及N个栅极线GL_F1至GL_FN被驱动。
对于指纹感测操作，栅极驱动电路130可以依次将栅极信号(GATE)供应到H个栅极线GL_1到GL_H中的用于指纹感测操作的N个栅极线GL_F1到GL_FN。
对于指纹感测操作，驱动电压供应电路410可以向K个数据线DL_1至DL_K中的用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)。
对于指纹感测，指纹感测电路420可以通过Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测信号，从而检测与包括像素区域(PA)的第一区域A1对应的指纹感测区域(FPSA)中的指纹信息，像素区域(PA)由H个栅极线GL_1至GL_H中的N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q限定。
如上所述，显示装置100能够通过适当地驱动用于指纹感测操作的N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q并且通过针对由N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q限定的指纹感测区域(FPSA)经由Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测信号来检测指纹信息。
图10至图12示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的数据驱动电路120和指纹感测电路420的构造。
参照图10至图12，指纹感测电路420可以包括检测来自用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号的信号检测电路(TDC)1010和使用来自信号检测电路1010的检测结果来检测指纹信息的微控制单元(MCU)1020。
如图5A所示，信号检测电路1010可以包括：与Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q连接的放大器(AMP)，接收来自放大器(AMP)的输出信号、对其进行积分并输出积分值的积分器(INTG)，存储积分值的采样和保持电路(SHA)，以及将存储在采样和保持电路(SHA)中的值转换成数字值并输出该数字值的模数转换器(ADC)。
信号检测电路1010还可以包括在Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q与放大器(AMP)之间的一个或更多个多路复用器以及在采样和保持电路(SHA)和模数转换器(ADC)之间的一个或更多个多路复用器。
如上所述，当指纹感测电路420被分成信号检测电路1010和微控制单元1020时，可以有效地执行信号检测功能和指纹感测功能，并且可以减少电路上的负载。
如图10和图11所示，信号检测电路1010可以构造成与向K个数据线DL_1至DL_K供应图像数据电压(DATA)以用于显示操作的数据驱动电路(DDC)120分离的集成电路。
如图10所示，数据驱动电路120和信号检测电路1010二者可以被设置在显示面板110的一侧。
如图11所示，信号检测电路1010可以被设置在显示面板110的一侧，并且数据驱动电路120可以被设置在显示面板110的另一侧。
如图12所示，数据驱动电路120和信号检测电路1010可以被集成为组合集成电路1200。
当数据驱动电路120和信号检测电路1010被集成为单个组合集成电路1200时，可以减少电路部件的数目。
根据操作模式，数据驱动电路120、指纹感测电路420和驱动电压供应电路410中的一个可以电连接至数据线。
也就是说，数据驱动电路120、指纹感测电路420和驱动电压供应电路410都是可以连接至数据线的电路。
驱动电压供应电路410是用于向用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)以执行指纹感测操作的电路，可以在可与数据线连接的数据驱动电路120中或者在指纹感测电路420的信号检测电路1010中包括驱动电压供应电路410。
可替选地，可以在包括数据驱动电路120的电路(例如组合集成电路1200)中包括驱动电压供应电路410，或者可以在包括指纹感测电路420的信号检测电路1010的电路(例如组合集成电路1200)中包括驱动电压供应电路410。
如上所述，与数据线(DL)有关的电路可以被集成，从而减少电路部件的数目。
图13至图15B示出了根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第一指纹感测操作的方法。
图13是根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第一指纹感测操作的定时控制开关电路(TCSW)；图14是根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第一指纹感测操作的定时控制开关电路(TCSW)的操作真值表；并且图15A和图15B是根据本公开内容的实施例的显示装置100的第一指纹感测操作的操作定时图。
参照图15A和图15B，指纹感测模式时段包括充电时段S10和感测时段S20。
充电时段S10和感测时段S20可以在一个帧时段中或在不同的帧时段中执行。
图15A和图15B示出了说明在第一帧时段内的显示操作之后执行充电时段S10和在第二帧时段内的显示操作之后执行感测时段S20的示例的操作定时图。
因此，如图15A所示，M个栅极线GL_D1至GL_DM被依次驱动的时段是在第一帧时段中执行显示操作的时段。如图15B所示，M个栅极线GL_D1至GL_DM被依次驱动的时段是在第二帧时段中执行显示操作的时段。
参照图15A，在充电时段S10期间，栅极驱动电路130依次向N个栅极线GL_F1至GL_FN供应导通电平电压的栅极信号(GATE)。
相应地，在与N个栅极线GL_F1至GL_FN中被供应有导通电平电压的栅极信号(GATE)的栅极线对应的像素行中设置的Q个开关晶体管(SWT)导通。
因此，对应的像素行中的Q个像素电极(PXL)和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q通过导通的开关晶体管(SWT)电连接。
在充电时段S10期间，驱动电压供应电路410向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)。
从驱动电压供应电路410向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应的驱动电压(VDRV)被施加到在与依次导通的栅极线(GL_F1至GL_FN之一)对应的像素行中设置的Q个像素电极(PXL)。
手指电容(Cf)由每个像素电极(PXL)与手指之间的指纹的脊或谷形成。
当在充电时段S10之后已经过了预定时间段时，可以执行感测时段S20。
参照图15B，在感测时段S20期间，栅极驱动电路130依次向N个栅极线GL_F1至GL_FN供应导通电平电压的栅极信号(GATE)。
相应地，在与N个栅极线GL_F1至GL_FN中被供应有导通电平电压的栅极信号(GATE)的栅极线对应的像素行中设置的Q个开关晶体管(SWT)导通。
因此，对应的像素行中的Q个像素电极(PXL)和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q通过导通的开关晶体管(SWT)电连接。
在感测时段S20期间，驱动电压供应电路410不向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)。
在感测时段S20期间，指纹感测电路420电连接至Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q，以通过Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测信号。
根据用于第一指纹感测操作的上述方法，可以检测显示面板110的指纹感测区域(FPSA)中的指纹。
根据用于第一指纹感测操作的上述方法，用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的每一个数据线被供应有来自驱动电压供应电路410的驱动电压(VDRV)并且电连接至指纹感测电路420的信号检测电路1010以用于感测。
Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q也用于显示操作。相应地，Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的每一个数据线可以被供应有来自数据驱动电路120的图像数据电压(DATA)。
因此，在本公开内容中，由于Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q被用于各种用途(以传输图像数据电压(DATA)、传输驱动电压(VDRV)、作为感测路径等)，因此需要开关构造以在各种用途之间切换。
因此，如图13所示，根据本公开内容的实施例的显示装置100还可以包括用于Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的每一个数据线的定时控制开关电路(TCSW)。
参照图13，用于Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的每一个数据线的定时控制开关电路(TCSW)可以控制Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的相应数据线与驱动电压供应电路410的电连接(第一连接)、相应数据线与指纹感测电路420的电连接(第二连接)以及相应数据线与数据驱动电路120的电连接(第三连接)。
每个定时控制开关电路(TCSW)可以被配置成包括一个或更多个开关元件。
例如，每个定时控制开关电路(TCSW)可以被配置有一个开关元件或者配置有两个或三个开关元件。
使用上述定时控制开关电路(TCSW)使得能够进行与Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q有关的显示操作和指纹感测操作(驱动电压的供应和信号的检测)。
参照图13、图14和图15，定时控制开关电路(TCSW)可以根据第一控制信号(CS1)和第二控制信号(CS2)进行操作。
可以从微控制单元1020或控制器140提供第一控制信号(CS1)和第二控制信号(CS2)。
在第一种情况下，当第一控制信号(CS1)和第二控制信号(CS2)具有第一电平(例如低电平0)时，每个定时控制开关电路(TCSW)执行用于显示操作的切换操作。
也就是说，当第一控制信号(CS1)和第二控制信号(CS2)具有第一电平(例如低电平0)时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以将Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的相应数据线与数据驱动电路120电连接，从而向相应数据线供应图像数据电压(DATA)。
在第二种情况下，当第一控制信号(CS1)具有第二电平(例如高电平1)并且第二控制信号(CS2)具有第一电平(例如低电平0)时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以在指纹感测模式时段内的充电时段S10中执行切换操作。
也就是说，当第一控制信号(CS1)具有第二电平(例如高电平1)并且第二控制信号(CS2)具有第一电平(例如低电平0)时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以将Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的相应数据线与驱动电压供应电路410电连接，从而向相应数据线供应驱动电压(VDRV)。
在第三种情况下，当第一控制信号(CS1)具有第一电平(例如低电平0)并且第二控制信号(CS2)具有第二电平(例如高电平1)时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以在指纹感测模式时段内的感测时段S20中执行切换操作。
也就是说，当第一控制信号(CS1)具有第一电平(例如低电平0)并且第二控制信号(CS2)具有第二电平(例如高电平1)时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以将Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的相应数据线与指纹感测电路420电连接，从而控制指纹感测电路420的信号检测电路1010，以因此检测相应数据线的信号。
根据上述由每个定时控制开关电路(TCSW)进行的切换操作的控制，与Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q有关的显示操作和指纹感测操作(驱动电压的供应和信号的检测)可以被有效地控制。
图16至图18B示出了根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第二指纹感测操作的方法。
图16是根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第二指纹感测操作的定时控制开关电路(TCSW)；图17是根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第二指纹感测操作的定时控制开关电路(TCSW)的操作真值表；并且图18A和图18B是根据本公开内容的实施例的显示装置100的第二指纹感测操作的操作定时图。
用于第二指纹感测操作的方法与用于第一指纹感测操作的方法基本上相同。
用于第二指纹感测操作的方法与用于第一指纹感测操作的方法的不同之处在于：可能出现在Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的寄生电容分量被去除，或在指纹感测操作中添加了用于重新设置(初始化)Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的电压的操作。
在参照图16至图18B描述用于第二指纹感测操作的方法时，将仅描述与用于第一指纹感测操作的方法的差异。
参照图18B，在感测时段S20期间，指纹感测电路420在检测Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号之前向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应参考电压(VREF)。
因此，在感测时段S20中，从Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中去除寄生电容分量，从而增加基于通过Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测到的信号而获得的指纹信息的准确度。
此外，由于刚好在检测来自Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号之前将Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的电压重新设置为参考电压(VREF)之后检测Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号，所以可以增加基于检测到的信号获得的指纹信息的准确度。
对于供应参考电压(VREF)的操作，参照图16和图17，Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q不仅用于传输图像数据电压(DATA)、传输驱动电压(VDRV)以及作为感测路径，而且还用于传输参考电压(VREF)。因此，每个定时控制开关电路(TCSW)执行切换操作以在包括Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的参考电压(VREF)的传输的各种用途当中进行切换。
当关于参考电压(VREF)的传输，第一控制信号(CS1)具有第二电平并且第二控制信号(CS2)具有第二电平时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以执行用于供应参考电压的切换操作。
也就是说，当第一控制信号(CS1)具有第二电平并且第二控制信号(CS2)具有第二电平时，每个定时控制开关电路(TCSW)可以将Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的相应数据线与指纹感测电路420的信号检测电路1010电连接，从而控制指纹感测电路420以向相应数据线供应参考电压(VREF)。
包括在信号检测电路1010中的放大器将从第一端子(例如正端子)输入的参考电压(VREF)输出到第二端子(例如负端子)，使得参考电压(VREF)可以被供应给显示面板110中的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的相应数据线。
根据上述由每个定时控制开关电路(TCSW)进行的切换操作的控制，可以有效地向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应参考电压(VREF)。
上述指纹感测方法是基于电容的指纹感测方法，并且光学指纹感测也是可能的。
在下面的方法中，采用上述指纹感测结构、指纹感测操作定时等，并且添加光学指纹感测功能。
因此，将省略对上述指纹感测结构和指纹感测操作定时的描述，并且将仅解释与光学指纹感测功能有关的细节。
图19至图22B示出根据本公开内容的实施例的用于显示装置100的第三指纹感测操作的方法(用于指纹感测操作的光学方法)。
图19示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的光学指纹感测结构；图20是根据本公开内容的实施例的显示装置100的光学指纹感测结构的等效电路；并且图21示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的光照射装置2100。
参照图19和图20，如上所述，在作为指纹感测区域(FPSA)的第一区域(A1)中包括的每个像素区域(PA)中，可以设置开关晶体管(SWT)，开关晶体管(SWT)由通过用于指纹感测操作的N个栅极线GL_F1至GL_FN中的相应栅极线施加至栅极节点(E3)的栅极信号(GATE)控制，并且开关晶体管(SWT)电连接至Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中的相应数据线以及相应的像素电极(PXL)。
参照图19和图20，在作为指纹感测区域(FPSA)的第一区域(A1)中包括的每个像素区域(PA)中，可以设置光学传感器(PS)，光学传感器(PS)具有与开关晶体管(SWT)的源极节点(E1或E2)和漏极节点(E2或E1)连接的两端。
参照图21，根据本公开内容的实施例的显示装置100可以包括将光照射到光学传感器(PS)的光照射装置2100。
光照射装置2100可以包括输出光的光输出装置2110以及将从光输出装置2110输出的光引导到设置有光学传感器(PS)的像素区域(PA)的光引导装置2120。
光引导装置2120类似于导光板并且可以被设置在形成开关晶体管(SWT)的层上。
从光输出装置2110输出的光被光引导装置2120完全反射，并且被传输到设置有光学传感器(PS)的像素区域(PA)。
在此，光引导装置2120可以被设置在形成开关晶体管(SWT)的层上。
参照图21，根据本公开内容的实施例的显示装置100还可以包括用于控制从光输出装置2110输出光的定时(光照射定时)的光输出定时控制装置2130。
光输出定时控制装置2130可以是微控制单元1020或控制器140。
光学传感器(PS)具有对光作出反应的性质，即光敏性。在此，对光的反应(光反应)意味着电特性的变化。
在根据本公开内容的实施例的显示装置100中，光学传感器(PS)对特定波段中的光是光敏的。
光学传感器(PS)在光照射之前作为非导体进行操作。当被光照射时，光学传感器(PS)作为导体进行操作，使得电特性改变并且其两端电连接。在此，光学传感器(PS)也被称为光电传感器。
因此，当关断电平电压(VGL)的栅极信号被施加到开关晶体管(SWT)的栅极节点(E3)并且在开关晶体管(SWT)的第一节点(E1)和第二节点(E2)之间出现电势差时，在光学传感器(PS)被光照射的情况下，光学传感器(PS)可以在开关晶体管(SWT)的第一节点(E1)和第二节点(E2)之间产生泄漏电流(Ioff)。
施加到光学传感器(PS)的光的类型可以根据光学传感器(PS)的材料来确定。
施加到光学传感器(PS)的光可以是例如可见光线或红外线。
当光学传感器(PS)是对可见光线做出响应的材料(例如非晶硅)时，用于照射的光可以被确定为可见光线。
当光学传感器(PS)是对红外线做出响应的材料(例如非晶硅和n+或p+掺杂的非晶硅)时，用于照射的光可以被确定为红外线。
如上所述，根据光学传感器(PS)的材料考虑到光反应程度来选择有效的照射光，从而使用光学传感器(PS)提高触摸感测性能。
同时，当在设置有光学传感器(PS)的像素区域(PA)附近发生触摸时，可以改变被光照射的光学传感器(PS)的传导性。
当在设置有光学传感器(PS)的像素区域(PA)附近发生触摸时，被光照射的光学传感器(PS)的传导性可能分别对于指纹的脊和谷是不同的。
指纹感测电路420可以基于光学传感器(PS)的取决于指纹的脊和谷的传导性的差异(即泄漏电流的电平的差异)来获得指纹信息。
如上所述，通过将光学方法与电容方法组合，来自寄生电容器等的噪声具有较小的影响，因此提高了指纹感测的准确度。
图22A和图22B是根据本公开内容的实施例的显示装置100的第三指纹感测操作的操作定时图。
图22A和图22B中示出的操作定时图与图18A和图18B中示出的操作定时图基本上相同，除了添加了与光照射定时有关的信号波形之外。
参照图22A和图22B，指纹感测模式时段包括充电时段S10和感测时段S20。
参照图22A，在充电时段S10期间，栅极驱动电路130依次向N个栅极线GL_F1至GL_FN供应导通电平电压的栅极信号(GATE)，并且驱动电压供应电路410向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)。
参照图22B，在感测时段S20期间，光照射装置2100将光照射到光学传感器(PS)，栅极驱动电路130依次向N个栅极线GL_F1至GL_FN供应导通电平电压的栅极信号(GATE)，驱动电压供应电路410不向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)，并且指纹感测电路420电连接至Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q以检测来自Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号。
在下文中，将简要描述上述指纹感测和用于其的操作方法。
图23是根据本公开内容的实施例的显示装置100的操作方法的示意性流程图。
参照图23，根据本公开内容的实施例的显示装置100的操作方法可以包括：识别关于指纹感测模式的开始事件的发生的指纹感测模式(指纹感测事件)开始操作(S2310)，其用于检测包括由H个栅极线GL_1至GL_H中的N(N是1或更大的自然数)个栅极线和K个数据线DL_1至DL_K中的Q(Q是1或更大的自然数)个数据线限定的像素区域(PA)的区域中的指纹信息；充电操作(S2320)，所述充电操作依次向N个栅极线GL_F1至GL_FN供应导通电平电压的栅极信号(GATE)并且向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应与图像数据电压(DATA)不同的驱动电压(VDRV)；以及感测操作(S2330)，所述感测操作依次向N个栅极线GL_F1至GL_FN供应导通电平电压的栅极信号(GATE)，不向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)并且检测来自Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号。
关于指纹感测模式的开始事件可以通过显示装置100的各种功能、各种应用等发生。
例如，在移动装置例如智能手机中，当执行锁屏释放功能时，可能发生关于指纹感测模式的开始事件。
在另一示例中，当用户在网络浏览器程序、应用商店应用，产品购买应用、银行应用等中被认证时，可能发生关于指纹感测模式(指纹感测事件)的开始事件。
使用上述操作方法，可以通过适当地驱动用于指纹感测操作的N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q，并且通过针对由N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q限定的指纹感测区域(FPSA)经由Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测信号来检测指纹信息。
在感测操作(S2330)中，在检测Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号之前，可以向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应参考电压(VREF)。
图24示出了根据本公开内容的实施例的用于指纹感测的电路。
参照图24，根据本公开内容的实施例的用于指纹感测的电路可以包括向K个数据线DL_1至DL_K中用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应驱动电压(VDRV)的第一电路(例如驱动电压供应电路)410和检测Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号的第二电路(例如信号检测电路)1010。
利用第一电路410和第二电路1010，可以通过驱动用于指纹感测操作的Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q来检测指纹信息。
第二电路1010可以在检测Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号之前向Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q供应参考电压(VREF)。
因此，从Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q中去除了寄生电容分量，从而增加了基于通过Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q检测到的信号而获得的指纹信息的准确度。
此外，由于刚好在检测来自Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号之前将Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的电压复位为参考电压(VREF)之后检测Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q的信号，所以可以增加基于检测到的信号获得的指纹信息的准确度。
参照图24，根据本公开内容的实施例的用于指纹感测的电路还可以包括向K个数据线DL_1至DL_K供应图像数据电压(DATA)的第三电路(例如数据驱动电路)120。
因此，不仅可以提供指纹感测操作，还可以提供显示操作。
参照图24，根据本公开内容的实施例的用于指纹感测的电路还可以包括用于Q个数据线DL_P至DL_P+Q中的各个数据线的定时控制开关电路(TCSW)。
定时控制开关电路(TCSW)可以控制Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q之中的相应数据线与第一电路410的电连接(点X1到点Y的电连接)、相应数据线与第二电路1010的电连接(点X2到点Y的电连接)以及相应数据线与第三电路120的电连接(点X3到点Y的电连接)。
定时控制开关电路(TCSW)可以被配置成包括一个或更多个开关元件。
利用前述定时控制开关电路(TCSW)，可以有效地提供关于Q个数据线DL_P+1到DL_P+Q的显示操作和指纹感测操作(驱动电压的供应和信号的检测)。
图25示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的触摸感测构造。
参照图25，根据本公开内容的实施例的显示装置100还可以包括设置在显示面板110上的多个触摸电极(TE)以及驱动多个触摸电极(TE)中的至少一个触摸电极并且检测手指或触摸对象(例如笔)的触摸的发生或者触摸的坐标的触摸感测电路(TSC)2500。
此外，可以在显示面板110上设置将多个触摸电极(TE)与触摸感测电路2500进行电连接的多个信号线(SL)。
根据本发明的实施例的显示装置100可以利用基于自电容的触摸感测模式或基于互电容的触摸感测模式来检测手指或触摸对象(例如笔)的触摸的发生或者触摸的坐标。
例如，当根据本公开内容的实施例的显示装置100利用基于自电容的触摸感测模式来检测手指或触摸对象(例如笔)的触摸的发生或者触摸的坐标时，触摸感测电路2500可以向多个触摸电极(TE)中的至少一个触摸电极施加驱动信号、可以检测来自施加有驱动信号的触摸电极(TE)的信号并且可以基于检测到的信号来检测触摸的发生或者触摸的坐标。
在另一示例中，当根据本公开内容的实施例的显示装置100利用基于互电容的触摸感测模式来检测手指或触摸对象(例如笔)的触摸的发生或者触摸的坐标时，触摸感测电路2500可以向多个触摸电极(TE)中的用于驱动的至少一个触摸电极施加驱动信号、可以检测来自多个触摸电极(TE)中的用于感测的至少一个触摸电极的信号并且可以基于检测到的信号检测触摸的发生或者触摸的坐标。
从内部电路构造的方面来说，触摸感测电路2500可以具有与图5A的指纹感测电路(FPSC)的电路构造相同或相似的电路构造(AMP、INTG、SHA和ADC)。除了电连接到放大器(AMP)的反相输入端子(-)的导线在触摸感测电路2500中是信号线(SL)而在指纹感测电路(FPSC)中是数据线(DL)之外，两个电路的构造可以大致相同。
图26和图27示出了根据本公开内容的实施例的指纹感测区域(FPSA)在显示面板110上的位置。
在图26和图27的示例中，与指纹感测区域(FPSA)对应的第一区域A1可以设置在屏幕的整个区域以内的位置处，而不是如图9所示设置在屏幕的整个区域的一侧。
以下将参照图26和图27进行详细描述。
参照图26，根据本发明的实施例，在显示面板110上设置有K个数据线和H个栅极线，其中K是2或更大的自然数，并且H是2或更大的自然数。
参照图26，H个栅极线可以包括：包括第一栅极线GL_1至第M栅极线GL_M的M个栅极线；包括第(M+1)栅极线GL_M+1至第(M+N)栅极线GL_M+N的N个栅极线；以及包括第(M+N+1)栅极线GL_M+N+1至第(M+N+S)栅极线GL_M+N+S的S个栅极线。在此，M和S分别可以是0或者1或更大的自然数，并且M+S可以是1或更大的数。N可以是1或更大的自然数，并且M+N+S可以是H。
参照图26，K个数据线可以包括：包括第一数据线DL_1至第P数据线DL_P的P个数据线；包括第(P+1)数据线DL_P+1至第(P+Q)数据线DL_P+Q的Q个数据线；以及包括第(P+Q+1)数据线DL_P+Q+1至第(P+Q+R)数据线DL_P+Q+R的R个数据线。在此，P和R分别可以是0或者1或更大的自然数，并且P+R可以是1或更大的数。Q可以是1或更大的自然数，并且P+Q+R可以是K。
N个栅极线GL_M+1至GL_M+N不仅是用于显示操作的栅极线也是用于指纹感测操作的栅极线，并且也可以被称为GL_F1至GL_FN。
Q个数据线DL_P+1至DL_P+Q不仅是用于显示操作的数据线也是用于指纹感测操作的数据线，并且也可以被称为DL_F1至DL_FQ。
包括由N个栅极线GL_F1至GL_FN和Q个数据线DL_F1至DL_FQ限定的像素区域的第一区域A1可以是显示区域和指纹感测区域(FPSA)。
包括由H个栅极线中不含N个栅极线GL_F1至GL_FN的(H-N)个栅极线和K个数据线限定的像素区域的第二区域A2可以是显示区域。
包括由K个数据线中不含Q个数据线DL_F1至DL_FQ的(K-Q)个数据线和N个栅极线GL_F1至GL_FN限定的像素区域(PA)的第三区域A3可以是显示区域。
参照图26和图27，当S不为0时，第二区域A2可以设置在第一区域A1和第三区域A3中的每个区域的相对的两侧。
当S为0时，显示面板110可以与图9的显示面板相同。在这种情况下，第二区域A2可以被设置在第一区域A1和第三区域A3中的每个区域的仅一侧。
尽管与指纹感测区域(FPSA)对应的第一区域A1的大小、数目和位置可以总是固定的，但是可以对第一区域A1的大小、数目和位置中的至少一个进行各种改变。
此外，与指纹感测区域(FPSA)对应的第一区域A1的大小、数目和位置中的至少一个可以随着时间或者根据情况而改变。
根据本公开内容的实施例的显示装置100的用于指纹感测的操作方法不是考虑用于检测触摸坐标的触摸操作的方法，而是根据栅极操作来感测指纹的方法，其中，在显示区域的区域(指纹感测区域)中执行指纹感测。也就是说，在根据本发明实施例的显示装置100中，在显示区域的区域中设置使用像素结构的检测传感器。
在根据本公开内容的实施例的显示装置100中，用于指纹感测的指纹感测操作可以随着用于检测触摸坐标的触摸操作实时地执行，但是不需要连续地实时执行。
当随着触摸操作连续地执行指纹感测操作时，必须分配分立的用于触摸感测的时间段，使得难以确保对具有高分辨率的显示器进行充电的时间。
在下文中示出了根据本公开内容的实施例的显示装置100的用于指纹感测操作的定时。
图28是根据本公开内容的实施例的显示装置100的操作方法的流程图；图29示出了根据本发明的实施例的显示装置100的指纹感测情景；并且图30和图31是根据本发明的实施例的显示装置100的指纹感测情景的操作定时图。
简要描述根据本公开内容的实施例的显示装置100的用于指纹感测的操作方法，当指纹感测事件发生时，指纹感测电路420设定作为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1。当触摸感测电路2500在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中检测到手指的触摸时，指纹感测电路420检测第一区域A1中的指纹信息。
详细地，参照图28和图29，根据本公开内容的实施例的显示装置100的操作方法可以包括：正常驱动操作S2810、指纹感测准备操作S2820和指纹感测操作S2830。
在正常驱动操作(S2810)中，当指纹感测事件发生时，根据本公开内容的实施例的显示装置100可以在分立的时间或同时执行用于正常图像显示的显示模式(DM)和用于检测手指或触摸对象的触摸的发生或者触摸的坐标的触摸感测模式(TM)。
在执行显示模式(DM)的显示模式时段中，显示装置100可以利用数据驱动电路120和栅极驱动电路130来驱动设置在显示面板110上的子像素。因此，在正常驱动操作S2810中，可以在显示面板110上显示正常图像(NS)。
在执行触摸感测模式(TM)的触摸感测模式时段中，利用触摸感测电路2500，显示装置100可以向设置在显示面板110上的多个触摸电极(TE)中的至少一个触摸电极施加驱动信号、可以检测来自多个触摸电极(TE)中的至少一个触摸电极的感测信号并且可以基于检测到的信号检测手指或触摸对象的触摸的发生或者触摸的坐标。
如上所述，显示模式(DM)和触摸感测模式(TM)可以在不同的时间段中分立的时间执行，如图30和图31所示，或者可以在同一时间段中同时执行。
当在正常驱动操作S2810期间发生给定的指纹感测事件时，执行指纹感测准备操作S2820。
在此，指纹感测事件可以发生在例如用于在显示装置100上运行的应用的用户认证过程中。
在此，应用可以是例如网络浏览器程序、与应用商店相关联的应用、与产品购买相关联的应用、与银行业务或股票相关联的应用、与游戏、音乐或教育相关联的应用等。
在指纹感测准备操作S2820中，当识别出指纹感测事件的发生时，根据本发明的实施例的显示装置100可以将作为屏幕的整个区域的区域的第一区域A1设定为指纹感测区域(FPSA)、可以检测在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中是否进行了手指的触摸并且可以显示第一指纹感测屏幕(FPSS1)，所述第一指纹感测屏幕基于在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中是否进行了手指的触摸的检测结果而改变。
在此，第一指纹感测屏幕(FPSS1)可以显示指纹识别指示词句，例如“将手指放置在面板上以进行指纹识别”，并且可以显示(与指纹感测区域(FPSA)对应的)分立的用于放置手指的区域。
当在一定时间段中在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中没有检测到手指的触摸或者在指纹感测准备操作S2820期间发生了指示不需要指纹识别的输入(例如用户输入)时，显示装置100可以返回到正常驱动操作S2810。
当在指纹感测准备操作S2820期间在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中检测到手指的触摸(手指接触)时，执行指纹感测操作S2820。
在指纹感测操作S2830中，当在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中检测到手指的触摸时，根据本发明的实施例的显示装置100可以检测被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中的指纹信息，并且可以显示基于检测指纹信息的结果而改变的第二指纹感测屏幕(FPSS2)。
在此，第二指纹感测屏幕(FPSS2)可以显示随指纹识别处理而改变的指纹识别处理指示词句或指纹识别结果，例如“正在进行指纹识别”、“指纹识别已经完成”或者“指纹识别失败”。
参照图29和图30详细描述指纹感测操作S2830。
在指纹感测操作S2830中，可以交替执行显示模式(DM)时段和显示模式/触摸感测模式/指纹感测模式(DM/TM/FM)时段。
在DM时段中，显示“正在进行指纹识别”的指示词句的第二指纹感测屏幕(FPSS2)可以通过除被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1以外的区域A2和区域A3输出。
此外，在DM时段中，根据与被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1对应的栅极线GL_F1至GL_FN的操作定时，向与被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1对应的数据线DL_F1至DL_FQ施加用于指纹感测的驱动电压(VDRV，例如5V)而非用于显示操作的数据电压。
由于在指纹感测操作S2830期间用户的手指覆盖指纹感测区域(FPSA)，所以即使由于没有将用于显示操作的数据电压施加到第一区域A1而导致被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中图像的状态异常，用户也不能识别图像的异常状态。DM时段与图15A和图18A中的充电时段S10对应。
DM时段之后的DM/TM/FM时段是组合执行显示操作、用于触摸感测的触摸操作和用于指纹感测的指纹操作的时段。
在DM/TM/FM时段中，执行光照射并且向数据线施加参考电压(VREF)，此后进一步执行栅极操作，从而在指纹感测区域(FPSA)中执行指纹感测。
在DM/TM/FM时段中，需要依次驱动栅极线以进行显示操作和指纹操作。
在DM/TM/FM时段中，当与被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1以外的区域A2对应地设置的栅极线导通时，可以向对应的数据线施加与在DM时段输出的用于显示操作的数据电压相同的数据电压以输出第二指纹感测屏幕(FPSS2)。
在DM/TM/FM时段中，根据在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中设置的栅极线GL_F1至GL_FN的操作定时来驱动在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中设置的数据线DL_F1至DL_FQ以用于指纹感测而非接收用于显示操作的数据电压。
在DM/TM/FM时段中，可以通过指纹感测电路420来检测在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1中设置的数据线DL_F1至DL_FQ。
在DM/TM/FM时段中，触摸感测电路2500仅在被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1上部分地执行触摸操作，从而检查用户的手指是否与指纹感测区域(FPSA)中的屏幕连续地接触。
当在指纹感测仍在进行时用户将手指从指纹感测区域(FPSA)移开时，显示装置100立即返回指纹感测准备操作S2820以最小程度地暴露指纹感测区域(FPSA)中的异常显示状态。
当指纹感测正常完成时，显示装置100返回正常驱动操作S2810。DM/TM/FM时段与图15B和图18B中的感测时段S20对应。
当指纹感测操作S2830完成时，可以重复正常驱动操作S2810。
如上所述，当指纹感测操作S2830开始并且在指纹感测完成之前触摸被设定为指纹感测区域(FPSA)的第一区域A1的手指从屏幕移开(在指纹感测期间手指从屏幕拿掉)时，显示装置100可以返回指纹感测准备操作S2820或正常驱动操作S2810。
根据本发明的实施例的显示装置100可以是图3A和图3B所示的具有子像素结构的液晶显示装置，也可以是有机发光显示(OLED)装置。
在本文中，在根据本发明的实施例的显示装置100是OLED装置的情况下，参照图32描述指纹感测传感器结构。
图32是当根据本发明的实施例的显示装置100是有机发光显示装置时指纹感测传感器结构的等效电路。
参照图32，子像素可以包括有机发光二极管(OLED)、驱动有机发光二极管(OLED)的驱动晶体管(DRT)、电连接到驱动晶体管(DRT)的第一节点(N1)并连接到数据线(DL)的开关晶体管(SWT)，以及电连接到驱动晶体管(DRT)的第一节点(N1)和第二节点(N2)的存储电容器(Cstg)。
有机发光二极管(OLED)可以包括连接到驱动晶体管(DRT)的第二节点(N2)的第一电极、有机发光层以及施加有基本电压(EVSS)的第二电极。
在驱动晶体管(DRT)中，第一节点(N1)是栅极节点，第二节点(N2)可以是连接到有机发光二极管(OLED)的第一电极的源极节点或漏极节点，并且第三节点(N3)可以是施加有驱动电压(EVDD)的漏极节点或源极节点。
存储电容器(Cstg)可以包括电连接到驱动晶体管(DRT)的第一节点(N1)的第一板(PLT1)和电连接到驱动晶体管(DRT)的第二节点(N2)的第二板(PLT2)。
开关晶体管(SWT)在导通状态下将图像数据电压从数据线(DL)传送到驱动晶体管(DRT)的第一节点(N1)。传送到驱动晶体管(DRT)的第一节点(N1)的图像数据电压也被施加到存储电容器(Cstg)的第一板(PLT1)。
在此，存储电容器(Cstg)的第一板(PLT1)执行与图3A和图3B的指纹感测传感器结构中的像素电极(PXL)的功能相同的功能。
开关晶体管(SWT)可以包括电连接到存储电容器(Cstg)的第一板(PLT1)的第一节点(E1)、电连接到数据线(DL)的第二节点(E2)、电连接到栅极线(GL)的第三节点(E3)以及两端与第一节点(E1)和第二节点(E2)接触的半导体层。
可以根据从栅极线(GL)施加到第三节点(E3)的栅极信号(也被称为扫描信号)将开关晶体管(SWT)导通或关断。
在开关晶体管(SWT)中，第一节点(E1)可以是漏极节点(或源极节点)或源极节点(或漏极节点)。第二节点(E2)可以是源极节点或漏极节点。第三节点(E3)可以是栅极节点。
开关晶体管(SWT)可以是n型晶体管或p型晶体管。
除了前述的像素结构或经修改的像素结构之外，图32的指纹感测传感器结构还可以包括以与图20中相同的方式电连接到开关晶体管(SWT)的第一节点(E1)和第二节点(E2)的光学传感器(PS)。
根据以上描述的本公开内容，可以提供显示装置100、显示面板110、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以在不包括显示面板110外的分立指纹传感器的情况下检测指纹。
根据本公开内容，可以提供显示装置100、显示面板110、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其检测显示面板110的被指定为指纹感测区域(FPSA)的部分(A1)中的指纹。
根据本公开内容，可以提供显示装置100、显示面板110、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以将像素结构用作指纹感测结构来检测指纹。
根据本公开内容，可以提供显示装置100、显示面板110、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其可以在应用屏幕之内识别指纹。
根据本公开内容，可以提供显示装置100、显示面板110、指纹感测方法以及用于感测指纹的电路，其不仅可以基于电容还可以通过光学方法来检测指纹。
以上描述和附图仅出于说明的目的提供了本公开内容的技术思想的示例。在本公开内容所属的技术领域中具有普通知识的人员将会理解，在不脱离本公开内容的实质特征的情况下，可以以例如组合、分离、替换以及改变配置的形式进行各种修改和改变。因此，本公开内容所公开的实施例旨在说明本公开内容的技术思想的范围，并且本公开内容的范围不受实施例的限制。应该基于所附权利要求书以以下方式解释本公开内容的范围：在与权利要求等同的范围以内包括的所有技术思想都属于本公开内容。

Claims (23)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，其中设置有K个数据线和H个栅极线，K是2或更大的自然数，H是2或更大的自然数，所述K个数据线和所述H个栅极线限定多个像素区域，并且在每个像素区域中设置有像素电极；
栅极驱动电路，其被配置成驱动所述H个栅极线；
数据驱动电路，其被配置成驱动所述K个数据线；
驱动电压供应电路，其被配置成向所述K个数据线中的Q个数据线供应驱动电压，Q是1或更大的自然数；
指纹感测电路，其被配置成通过检测来自所述Q个数据线的信号，在指纹感测模式时段期间在包括由所述H个栅极线中的N个栅极线和所述Q个数据线限定的像素区域的第一区域中检测指纹信息，N是1或更大的自然数，
开关晶体管，所述开关晶体管由通过所述N个栅极线中的相应栅极线施加至栅极节点的栅极信号控制，并且所述开关晶体管电连接至所述Q个数据线中的相应数据线并且电连接至相应像素电极；
光学传感器，所述光学传感器的两端连接至所述开关晶体管的源节点和漏节点，所述光学传感器设置在所述第一区域中包括的每个像素区域中；以及
光照射装置，其被配置成向所述光学传感器照射光，
其中，通过分配所述H个栅极线中的所述N个栅极线用于显示驱动并且分配所述K个数据线中的所述Q个数据线用于显示驱动，在所述显示面板的整个区域中所述第一区域被限定为指纹感测区域，使得所述第一区域的大小、数目和位置中的至少一个随着时间或者根据情况而改变，
其中，当操作指纹感测时，在与所述指纹感测模式时段不同的显示模式时段中，将与用于显示操作的数据电压不同的用于指纹感测的驱动电压施加至与被设置为所述指纹感测区域的所述第一区域相对应的数据线。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述H个栅极线包括：包含第一栅极线至第M栅极线的M个栅极线、包含第M+1栅极线至第M+N栅极线的N个栅极线以及包含第M+N+1栅极线至第M+N+S栅极线的S个栅极线，其中，M和S是0或1或更大的自然数，M+S是1或更大值，N是1或更大的自然数，并且M+N+S是H。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述K个数据线包括：包含第一数据线至第P数据线的P个数据线、包含第P+1数据线至第P+Q数据线的Q个数据线以及包含第P+Q+1数据线至第P+Q+R数据线的R个数据线，其中，P和R均为0或1或更大的自然数，P+R是1或更大值，Q是1或更大的自然数，并且P+Q+R是K。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，包括由所述N个栅极线和所述Q个数据线限定的像素区域的所述第一区域是指纹感测区域。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，由所述H个栅极线中不含所述N个栅极线的所述M个栅极线以及所述K个数据线限定的像素区域包括作为显示区域的第二区域。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，由所述K个数据线中不含所述Q个数据线的K-Q个数据线以及所述N个栅极线限定的像素区域包括作为显示区域的第三区域。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述第二区域设置在所述第一区域和所述第三区域中的每一个的仅一侧上或者设置在所述第一区域和所述第三区域中的每一个的相对的两侧上。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一区域是用于在所述指纹感测模式时段期间检测指纹信息的指纹感测区域，并且是用于在除所述指纹感测模式时段以外的时段期间进行图像显示的显示区域。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一区域是用于在所述指纹感测模式时段期间检测指纹信息的指纹感测区域，并且所述Q个数据线和所述N个栅极线在所述指纹感测模式时段期间被驱动以用于检测指纹感测区域中的指纹信息。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述指纹感测模式时段与用于图像显示的显示模式时段交叠。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述指纹感测模式时段与用于检测触摸的发生或触摸位置的触摸感测模式时段交叠。
12.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述指纹感测模式时段存在于显示模式时段与触摸感测模式时段之间。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述指纹感测电路包括：
信号检测电路，其被配置成检测来自所述Q个数据线的信号；以及
微控制单元，其被配置成使用来自所述信号检测电路的检测结果来检测所述指纹信息。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述驱动电压供应电路被包括在以下电路之一中：所述数据驱动电路、所述信号检测电路、所述数据驱动电路以及所述信号检测电路。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述指纹感测模式时段包括充电时段和感测时段；
在所述充电时段期间，
所述栅极驱动电路依次向所述N个栅极线供应导通电平电压的栅极信号，并且所述驱动电压供应电路向所述Q个数据线供应所述驱动电压；并且
在所述感测时段期间，
所述栅极驱动电路依次向所述N个栅极线供应导通电平电压的栅极信号，
所述驱动电压供应电路不向所述Q个数据线供应驱动电压，并且
所述指纹感测电路电连接至所述Q个数据线以检测来自所述Q个数据线的信号。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，在所述感测时段期间，所述指纹感测电路在检测来自所述Q个数据线的信号之前向所述Q个数据线供应参考电压。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述指纹感测模式时段包括充电时段和感测时段；
在所述充电时段期间，
所述栅极驱动电路依次向所述N个栅极线供应导通电平电压的栅极信号，并且所述驱动电压供应电路向所述Q个数据线供应所述驱动电压；并且
在所述感测时段期间，
所述光照射装置向所述光学传感器照射光，
所述栅极驱动电路依次向所述N个栅极线供应导通电平电压的栅极信号，
所述驱动电压供应电路不向所述Q个数据线供应驱动电压，并且
所述指纹感测电路电连接至所述Q个数据线以检测来自所述Q个数据线的信号。
18.根据权利要求1所述的显示装置，还包括用于所述Q个数据线中的每一个的定时控制开关电路，
其中，所述定时控制开关电路控制相应数据线与所述驱动电压供应电路的电连接、所述相应数据线与所述指纹感测电路的电连接、以及所述相应数据线与所述数据驱动电路的电连接，并且所述定时控制开关电路包括一个或更多个开关元件。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述定时控制开关电路根据第一控制信号和第二控制信号来操作，
在所述第一控制信号和所述第二控制信号具有第一电平时，将所述相应数据线与所述数据驱动电路电连接以向所述相应数据线供应图像数据电压，
在所述第一控制信号具有第二电平并且所述第二控制信号具有所述第一电平时，将所述相应数据线与所述驱动电压供应电路电连接以向所述相应数据线供应所述驱动电压，并且
在所述第一控制信号具有所述第一电平并且所述第二控制信号具有所述第二电平时，将所述相应数据线与所述指纹感测电路电连接以控制所述指纹感测电路，以检测所述相应数据线的信号。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，在所述第一控制信号具有所述第二电平并且所述第二控制信号具有所述第二电平时，所述定时控制开关电路将所述相应数据线与所述指纹感测电路电连接以控制所述指纹感测电路向所述相应数据线供应参考电压。
21.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
设置在所述显示面板上的多个触摸电极；以及
触摸感测电路，其被配置成驱动所述多个触摸电极中的至少一个触摸电极并且检测手指或触摸对象的触摸的发生或检测触摸的坐标，
其中，所述指纹感测电路：在发生指纹感测事件时将所述第一区域设置为指纹感测区域；并且当所述指纹感测电路在被设置为所述指纹感测区域的所述第一区域中检测到手指的触摸时，检测所述第一区域中的所述指纹信息。
22.根据权利要求21所述的显示装置，其中，在分开的时间或同时执行用于正常图像显示的显示模式和用于检测手指或触摸对象的触摸的发生或检测触摸的坐标的触摸感测模式，直至发生所述指纹感测事件；
当所述指纹感测事件发生时，所述第一区域被设置为所述指纹感测区域并且显示第一指纹感测屏幕；以及
当所述指纹感测电路在所述第一区域中检测到所述手指的触摸时，指纹信息被所述指纹感测电路在所述第一区域中检测，并且基于检测所述指纹信息的结果而改变的第二指纹感测屏幕被显示。
23.一种包括显示面板的显示装置的操作方法，在所述显示面板中，设置有K个数据线，设置有H个栅极线，布置有由所述K个数据线和所述H个栅极线限定的多个像素区域，并且在每个像素区域中设置有像素电极，K是2或更大的自然数，H是2或更大的自然数，所述方法包括：
进行识别关于指纹感测模式的开始事件的发生的指纹感测模式开始操作，其用于检测包括由所述H个栅极线中的N个栅极线和所述K个数据线中的Q个数据线限定的像素区域的区域中的指纹信息，N是1或更大的自然数，Q是1或更大的自然数；
进行依次向所述N个栅极线供应导通电平电压的栅极信号并且向所述Q个数据线供应与图像数据电压不同的驱动电压的充电操作；以及
进行依次向所述N个栅极线供应导通电平电压的栅极信号、不向所述Q个数据线供应驱动电压、以及检测来自所述Q个数据线的信号的感测操作，
其中，通过分配所述H个栅极线中的所述N个栅极线用于显示驱动并且分配所述K个数据线中的所述Q个数据线用于显示驱动，在所述显示面板的整个区域中限定指纹感测区域，使得所述指纹感测区域的大小、数目和位置中的至少一个随着时间或者根据情况而改变，
其中，所述显示装置还包括：
开关晶体管，所述开关晶体管由通过所述N个栅极线中的相应栅极线施加至栅极节点的栅极信号控制，并且所述开关晶体管电连接至所述Q个数据线中的相应数据线并且电连接至相应像素电极；
光学传感器，所述光学传感器的两端连接至所述开关晶体管的源节点和漏节点，所述光学传感器设置在所述指纹感测区域中包括的每个像素区域中；以及
光照射装置，其被配置成向所述光学传感器照射光，以及
其中，当操作指纹感测时，在与所述指纹感测模式的时段不同的显示模式时段中，将与用于显示操作的数据电压不同的用于指纹感测的驱动电压施加至与所述指纹感测区域相对应的数据线。
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