CN109308446B - 指纹传感器、显示设备以及操作指纹传感器的方法 - Google Patents

指纹传感器、显示设备以及操作指纹传感器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了指纹传感器、显示设备以及操作指纹传感器的方法。该指纹传感器包括：传感器像素，均包括第一晶体管，第一晶体管控制待输出到输出线中对应的一条输出线的感测信号；电力线，以垂直线为单位布置并且均电连接至布置于对应的垂直线上的传感器像素；以及将参考电压供给到电力线的电源单元。电源单元将以垂直线为单位调整的参考电压供给到电力线。

Description

指纹传感器、显示设备以及操作指纹传感器的方法
本申请要求2017年7月27日提交的韩国专利申请第10-2017-0095686号的优先权以及从中获得的所有权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例涉及指纹传感器、包括指纹传感器的显示设备以及操作指纹传感器的方法。
背景技术
随着对使用信息媒介的便携式信息显示器的需求不断增长，对显示设备及其商业化的研究迅速发展。
近来，已经通过显示设备提供了利用用于财务或安全功能的个人信息的各种附加功能以及诸如呼叫服务或文本消息发送服务的通信功能，并且因此用于识别以限制未授权访问的指纹传感器已经被广泛用于显示设备中。
发明内容
本公开的实施例涉及指纹传感器、包括指纹传感器的显示设备、以及操作指纹传感器的方法，其可以通过补偿传感器像素之间的阈值电压的差异来提高指纹感测灵敏度。
根据本发明的实施例，指纹传感器包括：传感器像素，均包括第一晶体管，第一晶体管控制待输出到输出线中对应的一条输出线的感测信号；电力线，以垂直线为单位布置并且均连接至布置于对应的垂直线上的传感器像素；以及将参考电压供给到电力线的电源单元。在这样的实施例中，参考电压以垂直线为单位被调整，并且电源单元将调整后的参考电压供给到电力线。
在实施例中，指纹传感器可以进一步包括：读出电路，通过连接至传感器像素的输出线接收从传感器像素输出的感测信号，基于感测信号检测第一晶体管的阈值电压，并且生成补偿信息；以及控制器，基于补偿信息以垂直线为单位调整参考电压。
在实施例中，补偿信息可以包括连接至电力线中的每一条的传感器像素的第一晶体管的阈值电压的平均值。
在实施例中，控制器可以通过将对应的平均值增加到参考电压或从参考电压中减去对应的平均值，来调整参考电压中的每一个。
在实施例中，指纹传感器可以进一步包括：传感器扫描驱动器，将传感器扫描信号供给到连接至传感器像素的传感器扫描线。
在实施例中，传感器扫描驱动器可以在第一子周期期间，将传感器扫描信号同时供给到传感器扫描线。在这样的实施例中，传感器扫描驱动器可以在继第一子周期之后的第二子周期期间，将传感器扫描信号依次供给到传感器扫描线。在这样的实施例中，帧周期可以包括第一子周期和第二子周期。
在实施例中，连接至传感器扫描线中的第i(i为自然数)传感器扫描线和输出线中的第j(j为自然数)输出线的传感器像素可以包括：传感器电路；以及包括传感器电极和辅助电极的第一电容器。在这样的实施例中，传感器电路可以包括：包括连接至传感器电极的栅电极的第一晶体管；连接在电力线中的第j电力线与第一晶体管之间的第二晶体管；以及连接在第j电力线与传感器电极之间的第三晶体管。在这样的实施例中，第一电容器的辅助电极可以连接至第i传感器扫描线。
在实施例中，第二晶体管的栅电极可以连接至第i传感器扫描线，并且第三晶体管的栅电极可以连接至传感器扫描线中的第(i-1)传感器扫描线。
在实施例中，当用户的手的触摸发生在指纹传感器上时，传感器电极可以与用户的手形成第二电容器，并且用户的指纹或掌纹基于与触摸对应的第二电容器的电容变化来识别。
根据本发明的另一实施例，显示设备包括：显示图像的显示面板；以及布置在显示面板上的指纹传感器，并且指纹传感器用于感测指纹。在这样的实施例中，指纹传感器包括：传感器像素，均包括第一晶体管，第一晶体管控制待输出到输出线中对应的一条输出线的感测信号；电力线，以垂直线为单位布置并且均连接至布置于对应的垂直线上的传感器像素；以及连接至电力线的电源单元。在这样的实施例中，参考电压以垂直线为单位被调整，并且电源单元可以将调整后的参考电压供给到电力线。
在实施例中，指纹传感器可以包括：读出电路，通过连接至传感器像素的输出线接收从传感器像素输出的感测信号，基于感测信号检测第一晶体管的阈值电压，并且生成补偿信息；以及控制器，基于补偿信息以垂直线为单位调整参考电压。
在实施例中，指纹传感器可以进一步包括：传感器扫描驱动器，将传感器扫描信号供给到连接至传感器像素的传感器扫描线。
在实施例中，传感器扫描驱动器可以在第一子周期期间将传感器扫描信号同时供给到传感器扫描线。在这样的实施例中，传感器扫描驱动器可以在继第一子周期之后的第二子周期期间，将传感器扫描信号依次供给到传感器扫描线。在这样的实施例中，帧周期可以包括第一子周期和第二子周期。
在实施例中，连接至传感器扫描线中的第i(i为自然数)传感器扫描线和输出线中的第j(j为自然数)输出线的传感器像素可以包括：传感器电路；以及包括传感器电极和辅助电极的第一电容器。在这样的实施例中，传感器电路可以包括：包括连接至传感器电极的栅电极的第一晶体管；连接在电力线中的第j电力线与第一晶体管之间的第二晶体管；以及连接在第j电力线与传感器电极之间的第三晶体管。在这样的实施例中，第一电容器的辅助电极可以连接至第i传感器扫描线。
在实施例中，第二晶体管的栅电极可以连接至第i传感器扫描线，并且第三晶体管的栅电极可以连接至传感器扫描线中的第(i-1)传感器扫描线。
在实施例中，当用户的手的触摸发生在指纹传感器上时，传感器电极可以与用户的手形成第二电容器，并且基于与触摸对应的第二电容器的电容变化来识别用户的指纹或掌纹。
在实施例中，指纹传感器可以被直接布置在显示面板上。
在实施例中，指纹传感器可以被直接布置在显示面板的薄膜封装层上。
根据本发明的另一实施例，操作指纹传感器的方法包括：检测包含在指纹传感器的相应传感器像素中的第一晶体管的阈值电压；基于检测到的阈值电压调整参考电压；将调整后的参考电压供给到指纹传感器中的、连接至传感器像素的电力线；以及将传感器扫描信号依次供给到指纹传感器中的、连接至传感器像素的传感器扫描线。在这样的实施例中，第一晶体管控制待输出到连接至传感器像素的输出线的感测信号。
在实施例中，检测第一晶体管的阈值电压可以包括：将参考电压供给到电力线；将传感器扫描信号同时供给到传感器扫描线；通过输出线输出感测信号；以及基于感测信号检测第一晶体管的阈值电压，并且生成补偿信息。补偿信息可以包括连接至电力线中的每一条的传感器像素的第一晶体管的阈值电压的平均值。
附图说明
通过参考附图进一步具体描述本发明的示例性实施例，本发明的上述特征及其它特征将变得更清楚，在附图中：
图1是图示根据本公开的实施例的显示设备的透视图；
图2A至图2D是显示设备的实施例的截面图；
图3是图示根据本公开的实施例的显示设备的详细截面结构的图；
图4是图示根据本公开的实施例的指纹传感器的图；
图5是图示根据本公开的实施例的传感器像素的平面图；
图6A和图6B是图示根据指纹的脊或谷是否布置在传感器电极上，与传感器电极有关的第二电容器的电容变化的图；
图7是图示图5所示的传感器像素的实施例的等效电路的图；
图8是用于说明图7所示的传感器像素的操作的波形图；
图9是图示根据本公开的实施例的显示像素单元和显示驱动单元的图；
图10A和图10B是图示图9所示的显示像素的实施例的图；
图11是图示根据本公开的实施例的操作指纹传感器的方法的流程图；并且
图12是具体图示图11所示的检测阈值电压的步骤的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，而不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。
应当理解，当一元件被称为在另一元件“上”时，该元件可以直接在该另一元件“上”，或者它们之间可以存在中间元件。相反，当一元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。还应注意在本文中，“连接/耦接”是指一个组件不仅直接耦接另一组件，而且还通过中间组件间接耦接另一组件。另一方面，“直接连接/直接耦接”是指一个组件直接耦接另一组件而它们之间没有中间组件。
将理解的是，虽然在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离本文教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区域”、“第一层”或“第一部分”可被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不意图是限制性的。如本文使用的，除非内容另有明确指出，否则单数形式的“一”和“该(所述)”旨在包括复数形式，包括“至少一个”。“或”意为“和/或”。如本文使用的，术语“和/或”包括所列相关项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
此外，诸如“下”或“底”和“上”或“顶”的相对术语可以在本文中用于描述如附图中所示的一个元件与另一个元件的关系。将理解，除了附图中描绘的方位之外，相对术语旨在包含设备的不同方位。例如，如果各图中的一个图中的设备翻转，则被描述为在其他元件的“下”侧上的元件将被定位在其他元件的“上”侧上。因此，取决于图的特定方位，示例性术语“下”可以包含“下”和“上”两个方位。类似地，如果各图中的一个图中的设备翻转，则被描述为在其他元件“下方”或“之下”的元件将被定位在其他元件“上方”。因此，示例性术语“下方”或“之下”可以包含上方和下方两个方位。
此外，除非另外限定，否则本说明书中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与相关领域的技术人员所通常理解的含义相同的含义。在常用字典中定义的术语应该被解释为具有与在相关领域的背景中解释的含义相同的含义，并且除非在本说明书中另外明确限定，否则不应当被解释为具有理想化的或过于形式的含义。
本文参考作为理想化实施例的示意图示的截面图示来描述示例性实施例。因此，可预期作为例如制造技术和/或公差的结果的图示形状的变化。因此，本文描述的实施例不应被解释为限于如本文图示的区域的特定形状，而是包括例如由制造引起的形状上的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域通常可具有粗糙和/或非线性特征。此外，图示的锐角可以是圆形的。因此，附图中图示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在图示区域的精确形状，并且不旨在限制本权利要求的范围。
下面，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。
图1是图示根据本公开的实施例的显示设备DD的透视图。在实施例中，如图1所示，显示设备DD可以通过显示表面DD-IS显示图像IM。显示表面DD-IS与由第一方向轴DR1和第二方向轴DR2限定的平面平行。显示表面DD-IS的法线方向(即，显示设备DD的厚度方向)被限定为第三方向轴DR3。
基于第三方向轴DR3限定下面将在本文中描述的显示设备DD的元件或单元中的每一个的前表面(或上表面)和后表面(或下表面)。然而，本文中的第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3仅仅是为了便于描述和图示而限定的，由第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3指示的方向是相对概念，并且可以改变成其它方向。在下文中，第一方向至第三方向是由第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3指示的方向，并且将由与第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3的附图标记相同的附图标记分别指定。
在本公开的实施例中，显示设备DD包括平坦的显示表面，但是本公开并不限于此。在可替代的实施例中，显示设备DD可以包括弯曲的显示表面或三维显示表面。三维显示表面可以包括分别在不同方向上定向的多个显示区域。在一个实施例中，例如，三维显示表面可以包括多棱柱形状的显示表面。
在实施例中，显示设备DD可以是刚性显示设备，但是本公开并不限于此。在可替代的实施例中，显示设备DD可以是柔性显示设备DD。在图1中，图示了显示设备DD被应用于移动终端或蜂窝电话的实施例。尽管未示出，但是在这样的实施例中，移动终端或蜂窝电话可以进一步包括安装在主板上的电子模块、相机模块、电源模块等等。在这样的实施例中，这样的模块可以连同显示设备DD一起被布置在支架/壳等上/中。在实施例中，显示设备DD不仅可以应用于诸如电视机和监视器的大的电子设备，而且还可以应用于诸如平板电脑(“PC”)、车载导航系统、游戏机和智能手表的小的设备和中等设备。
在实施例中，如图1所示，显示表面DD-IS包括显示图像IM的显示区域DD-DA和围绕显示区域DD-DA的非显示区域DD-NDA。非显示区域DD-NDA是不显示图像的区域。在实施例中，如图1所示，例如，图像IM可以是图标图像。
在实施例中，如图1所示，显示区域DD-DA为矩形。非显示区域DD-NDA包围显示区域DD-DA。然而，本公开并不限于此，并且显示区域DD-DA的形状和非显示区域DD-NDA的形状可以进行各种改变。
图2A至图2D是显示设备DD的实施例的截面图。图2A至图2D示出了通过与第二方向轴DR2和第三方向轴DR3平行的平面切割的截面。图2A至图2D是示出组成显示设备DD的实施例的功能面板和/或功能单元的堆叠关系的示意图。
在实施例中，显示设备DD可以包括显示面板、指纹传感器、反射预防单元和窗单元。显示面板、指纹传感器、反射预防单元和窗单元中的至少一些组件可以通过连续工艺被提供或形成，或至少一些组件可以通过粘合构件彼此耦接。在实施例中，如图2A至图2D所示，例如，粘合构件可以是光学透明粘合构件OCA。将在下文中描述的粘合构件可以包括传统粘合剂或临时粘合剂。在本公开的实施例中，反射预防单元和窗单元可以用其他组件代替或被省略。
在实施例中，如图2A至图2D所示，在指纹传感器、反射预防单元和窗单元当中，通过连续工艺使用另一组件形成的组件被限定为“层”。反射预防单元和窗单元当中，通过粘合构件耦接到另一组件的组件将被限定为“面板”。尽管面板可以包括用于提供基底表面的基底层，例如，合成树脂膜、复合材料膜、或玻璃基板，但是“层”可以被提供而没有基底层。在这样的实施例中，描述为“层”的单元可以被布置在由其他单元提供的基底表面上。
根据是否存在基底层，指纹传感器、反射预防单元和窗单元可以分别被称为输入感测面板、反射预防面板RPP和窗面板WP，或者分别被称为指纹传感器层ISL、反射预防层RPL和窗层WL。
在实施例中，如图2A所示，显示设备DD可以包括显示面板DP、指纹传感器层ISL、反射预防面板RPP和窗面板WP。指纹传感器层ISL可以被直接布置在显示面板DP上。在本文中，短语“组件B被直接布置在组件A上”意味着在组件A与组件B之间不存在单独的粘合层/粘合构件。在已经形成组件A之后，可以通过连续工艺在由组件A提供的基底表面上形成组件B。显示面板DP和直接布置在显示面板DP上的指纹传感器层ISL可以被限定为显示模块DM。在这样的实施例中，如图2A所示，光学透明粘合构件OCA可以分别被布置在显示模块DM与反射预防面板RPP之间以及反射预防面板RPP与窗面板WP之间。
显示面板DP可以显示图像。指纹传感器层ISL可以获取外部输入(例如，在指纹传感器层ISL上的触摸)的坐标信息。在这样的实施例中，尽管未示出，但是显示模块DM可以进一步包括布置在显示面板DP的下表面上的保护构件。保护构件和显示面板DP可以通过粘合构件彼此耦接。稍后将描述的图2B至图2D的显示设备DD的实施例也可以进一步包括保护构件。
在实施例中，显示面板DP可以是发光显示面板，但不限于具体类型的显示面板。在一个实施例中，例如，显示面板DP可以是有机发光显示面板或量子点发光显示面板。有机发光显示面板的发射层可以包括有机发光材料。量子点发光显示面板的发射层可以包括量子点和量子棒。为了便于描述，下文中将具体描述显示面板DP为有机发光显示面板的实施例。
反射预防面板RPP降低从窗面板WP的上表面入射的外部光的反射率。反射预防面板RPP可以包括相位延迟器和偏振器。相位延迟器可以是膜式延迟器或液晶涂覆的延迟器，并且包括λ/2相位延迟器和/或λ/4相位延迟器。偏振器也可以是膜式偏振器或液晶涂覆的偏振器。膜式延迟器或偏振器可以包括延长合成树脂膜，并且液晶涂覆的延迟器或偏振器可以包括以预定布置排列的液晶。相位延迟器和偏振器中的每一个可以进一步包括保护膜。相位延迟器和偏振器或者保护膜可以用作反射预防面板RPP的基底层。
反射预防面板RPP可以包括滤色器。滤色器具有预定布置。可以基于包含在显示面板DP中的像素的发射颜色来确定滤色器的布置。反射预防面板RPP可以进一步包括与滤色器相邻的黑矩阵。
在实施例中，反射预防面板RPP可以包括相消干涉结构。在一个实施例中，例如，相消干涉结构可以包括分别布置在不同的层上的第一反射层和第二反射层。分别被第一反射层和第二反射层反射的第一反射光和第二反射光可以彼此相消干涉，由此可以降低外部光的反射率。
在实施例中，窗面板WP包括基底膜(未示出)和遮光图案(未示出)。基底膜可以包括玻璃基板和/或合成树脂膜。基底膜不限于单层结构。基底膜可以包括通过粘合构件彼此耦接的两个或更多个膜。
在这样的实施例中，遮光图案可以与基底膜部分地重叠。遮光图案可以被布置在基底膜的后表面上，并且限定边框区域，例如，显示设备DD的非显示区域DD-NDA(参考图1)。
遮光图案可以是有色有机层，并且可以通过例如涂覆法形成。在实施例中，尽管未示出，但是窗面板WP可以进一步包括布置在基底膜的前表面上的功能涂覆层。例如，功能涂覆层可以包括指纹预防层、反射预防层RPL或硬涂覆层。
在可替代的实施例中，如图2B所示，显示设备DD可以包括显示面板DP、指纹传感器层ISL、反射预防层RPL和窗层WL。可以从显示设备DD中省略粘合构件，并且可以通过连续工艺在提供于显示面板DP上的基底表面上提供或形成指纹传感器层ISL、反射预防层RPL和窗层WL。指纹传感器层ISL和反射预防层RPL的堆叠顺序可以进行各种改变。
在其他可替代的实施例中，如图2C和图2D所示，显示设备DD可以不包括单独的反射预防单元。
在实施例中，如图2C所示，显示设备DD可以包括显示面板DP、指纹传感器层ISL-1和窗面板WP。在这样的实施例中，指纹传感器层ISL-1可以具有反射预防功能。
在可替代的实施例中，如图2D所示，显示设备DD可以包括显示面板DP-1、指纹传感器层ISL和窗面板WP。在这样的实施例中，显示面板DP-1可以具有反射预防功能。
在本发明的实施例中，如图2A至图2D所示，指纹传感器被布置成与显示面板的整个表面重叠。在实施例中，如图2A所示，指纹传感器可以与显示区域DD-DA的整个部分重叠或覆盖显示区域DD-DA的整个部分。
在本公开的实施例中，指纹传感器可以仅与显示区域DD-DA的一部分重叠，或者仅与非显示区域DD-NDA重叠。指纹传感器可以是用于感测用户的触摸的触摸感测面板，或用于感测用户的手指的指纹信息的指纹感测面板。
感测电极的间距和宽度可以基于指纹传感器的使用用途来确定。触摸感测面板的感测电极可以具有从几毫米(mm)至几十毫米(mm)的范围的宽度。指纹感测面板的感测电极可以具有从几十微米(μm)至几百微米(μm)的范围的宽度。
图3是根据本公开的实施例的显示设备DD的截面图。参考图3，显示设备DD的实施例可以包括显示面板DP和指纹传感器ISU。
在图3中，示意性地示出了显示面板DP，以示出进一步说明的指纹传感器ISU的堆叠结构。为了方便说明，图3中省略了可以布置在指纹传感器ISU上的反射预防单元和窗单元。
在实施例中，如图3所示，显示面板DP可以包括基底层BL、布置在基底层BL上的电路元件层DP-CL、显示元件层DP-OLED和薄膜封装层TFE。在这样的实施例中，尽管未示出，但是显示面板DP可以进一步包括诸如反射预防层和折射率调整层的功能层。
基底层BL可以包括合成树脂层。其后，导电层、绝缘层等可以被提供或被形成在合成树脂层上。合成树脂层可以是聚酰亚胺树脂层，但是它的材料并不限于具体材料。可替代地，基底层BL可以包括玻璃基板、金属基板、有机/无机复合材料基板等。
电路元件层DP-CL可以包括绝缘层和电路元件。在下文中，包含在电路元件层DP-CL中的绝缘层将被称为中间绝缘层。中间绝缘层可以包括中间无机层和中间有机层。电路元件包括信号线、像素驱动电路等。电路元件层DP-CL可以通过如下工艺形成：通过涂覆操作、沉积操作等形成绝缘层、半导体层和导电层的工艺，以及通过光刻操作图案化绝缘层、半导体层和导电层的工艺。
显示元件层DP-OLED可以包括发光元件。显示元件层DP-OLED可以包括有机发光二极管。显示元件层DP-OLED可以进一步包括诸如像素限定层的有机层。
薄膜封装层TFE可以封装显示元件层DP-OLED。在实施例中，薄膜封装层TFE包括绝缘层。
在可替代的实施例中，薄膜封装层TFE可以包括无机层(下文称为封装无机层)。
在另一可替代的实施例中，薄膜封装层TFE可以包括有机层(下文称为封装有机层)和封装无机层。
封装无机层可以保护显示元件层DP-OLED免遭外部湿气或氧气。封装有机层可以保护显示元件层DP-OLED免遭诸如灰尘颗粒的外来材料。
在实施例中，封装无机层可以包括氮化硅层、氧氮化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层，但并不限于此。可替代地，封装有机层可以包括丙烯酸有机层，但并不限于此。
在实施例中，薄膜封装层TFE可以通过交替地堆叠一个或多个有机膜层和一个或多个无机膜层来形成。薄膜封装层TFE的暴露于外部的最上层可以由无机层形成，以防止湿气渗透到显示元件层DP-OLED。
显示面板DP可以包括显示像素单元、信号线和被配置为驱动显示像素单元的显示驱动单元，显示像素单元包括多个显示像素。
显示像素单元可以被布置在图1所示的显示区域DD-DA中。
信号线和显示驱动单元可以被布置在图1所示的非显示区域DD-NDA中。
显示像素中的每一个可以包括有机发光二极管和连接至有机发光二极管的像素电路。显示驱动单元、信号线和显示像素的像素电路可以包含在图3所示的电路元件层DP-CL中。
显示驱动单元可以包括通过与显示像素的像素电路的工艺相同的工艺(例如，通过低温多晶硅(“LTPS”)工艺或低温多晶氧化物(“LTPO”)工艺)形成的多个薄膜晶体管。
在实施例中，指纹传感器ISU可以具有如参考图2A描述的“层”结构。在这样的实施例中，具有“层”结构的指纹传感器ISU被直接布置在由显示面板DP提供的基底表面上，使得单独的基底层被省略，与具有“面板”结构的指纹传感器ISU不同。因此，在这样的实施例中，可以减小显示模块DM的厚度。在实施例中，基底表面可以是薄膜封装层TFE的上表面。
在指纹传感器ISU具有“面板”结构或“层”结构的实施例中，指纹传感器ISU可以具有多层结构。
薄膜封装层TFE的厚度可以被调整，以防止指纹传感器ISU受到显示元件层DP-OLED的组件所产生的噪声的影响。
指纹传感器ISU可以包括感测电极、连接至感测电极的信号线以及绝缘层。
在实施例中，指纹传感器ISU可以通过电容感测方法感测外部输入。然而，指纹传感器ISU的操作方法并不限于具体方法。在本公开的可替代的实施例中，指纹传感器ISU可以通过电磁感应方法或压力感测方法感测外部输入。
在实施例中，如图3所示，指纹传感器ISU可以包括传感器绝缘层SIL和多个传感器像素SP。
多个传感器像素SP可以被直接布置在薄膜封装层TFE上。然而，本公开并不限于此，并且可替代地，多个传感器像素SP可以被直接布置在形成于薄膜封装层TFE上的单独的传感器基板上。
传感器绝缘层SIL可以封装多个传感器像素SP。
传感器绝缘层SIL可以具有单层或多层结构。
传感器绝缘层SIL可以包括诸如玻璃或树脂的绝缘材料，或由诸如玻璃或树脂的绝缘材料制成。
传感器绝缘层SIL可以包括无机材料、有机材料或复合材料。
传感器绝缘层SIL可以包括无机层。例如，无机层可以包括氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧氮化硅、氧化锆和氧化铪中的至少一种。
传感器绝缘层SIL可以包括有机层。例如，有机层可以包括丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚异戊二烯、乙烯基树脂、环氧基树脂、聚氨酯基树脂、纤维素基树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺基树脂和二萘嵌苯基树脂中的至少一种。
在本公开的实施例中，传感器绝缘层SIL可以包括具有柔性的材料，或由具有柔性的材料制成，以可弯曲或可折叠。在一个实施例中，例如，传感器绝缘层SIL可以是聚合物层，例如，丙烯酸聚合物层。在这样的实施例中，即使当指纹传感器ISU被直接布置在显示面板DP上时，聚合物层也可以提高显示设备DD的柔性。
图4是图示根据本公开的实施例的指纹传感器ISU的图。
在这样的实施例中，指纹传感器ISU可以识别由用户产生的触摸。
参考图3和图4，指纹传感器ISU的实施例可以包括传感器像素单元110。
传感器像素单元110可以包括传感器绝缘层SIL和多个传感器像素SP。
传感器像素SP可以连接至传感器扫描线SS0至SSn、电力线P1至Pm以及输出线OL1至OLm。在一个实施例中，例如，传感器像素SP可以以矩阵的形式被排列在电力线P1至Pm与传感器扫描线SS0至SSn的交叉点处。
传感器像素SP可以通过传感器扫描线SS0至SSn接收传感器扫描信号。传感器像素SP可以在传感器扫描信号供给周期期间，将与触摸状态对应的预定电流输出到相关联的输出线OL1至OLm。
传感器扫描线SS0至SSn、电力线P1至Pm以及输出线OL1至OLm可以被布置在薄膜封装层TFE上。
传感器扫描线SS0至SSn可以在第一方向(例如，X轴方向)上延伸，并且可以以第一线为单位(例如，以水平线为单位)连接至传感器像素SP。也就是说，沿第一线排列的传感器像素SP可以组成一个第一串。各个第一串可以在第二方向(例如，Y轴方向)上间隔排列。因此，传感器扫描线SS0至SSn中的任意一条可以电连接至一个第一串中的传感器像素SP。
电力线P1至Pm可以在第二方向(例如，Y轴方向)上延伸，并且可以以第二线为单位(例如，以垂直线为单位)连接至传感器像素SP。也就是说，沿第二线排列的传感器像素SP可以组成一个第二串。各个第二串可以在第一方向(例如，X轴方向)上间隔排列。因此，电力线P1至Pm中的任意一条可以电连接至一个第二串中的传感器像素SP。
输出线OL1至OLm可以在第二方向(例如，Y轴方向)上延伸，并且可以以第二线为单位连接至传感器像素SP。也就是说，输出线OL1至OLm中的任意一条可以电连接至一个第二串中的传感器像素SP。
在一个实施例中，例如，电力线P1至Pm可以被排列成与输出线OL1至OLm平行。然而，电力线P1至Pm的布置方向可以以各种形式进行改变，并且可替代地，电力线P1至Pm可以被排列成与例如传感器扫描线SS0至SSn平行。
传感器像素SP可以以垂直线为单位通过电力线P1至Pm接收参考电压VR1至VRm。
电力线P1至Pm可以彼此电绝缘或隔离，以按照垂直线维持不同的电势。
传感器绝缘层SIL可以被用作用于接收用户的触摸的表面，并且可以具有单层或多层结构。
在这样的实施例中，指纹传感器ISU可以进一步包括用于指纹传感器ISU的驱动的控制器120、传感器扫描驱动器130、读出电路140和电源单元150。
控制器120可以控制传感器扫描驱动器130和电源单元150。控制器120可以将传感器扫描驱动器控制信号SSCS传输到传感器扫描驱动器130。
控制器120可以从读出电路140接收补偿信息CS。
控制器120可以基于补偿信息CS以垂直线为单位调整参考电压VR1至VRm。
在一个实施例中，例如，补偿信息CS可以包括耦接到电力线P1至Pm中的每一条的传感器像素SP的阈值电压的平均值。
控制器120可以通过将对应的平均值增加到参考电压VR1至VRm或从参考电压VR1至VRm中减去对应的平均值，来调整参考电压VR1至VRm中的每一个。
在实施例中，控制器120可以通过将与第j垂直线对应的阈值电压的平均值增加到要供给到第j垂直线的第j电力线Pj的第j参考电压VRj，或从要供给到第j垂直线的第j电力线Pj的第j参考电压VRj中减去与第j垂直线对应的阈值电压的平均值，来调整第j参考电压VRj(j为自然数)。
稍后将参考图7和图8更具体地描述这样的调整。
控制器120可以将电源单元控制信号VSCS传输到电源单元150，以将调整后的参考电压VR1至VRm供给到传感器像素SP。
在一个实施例中，例如，电源单元控制信号VSCS可以包括与调整后的参考电压VR1至VRm有关的信息。
传感器扫描驱动器130可以基于从控制器120接收的传感器扫描驱动器控制信号SSCS，通过传感器扫描线SS0至SSn将传感器扫描信号供给到传感器像素SP。
在一个实施例中，例如，传感器扫描驱动器130可以基于传感器扫描驱动器控制信号SSCS，将传感器扫描信号同时或依次输出到传感器扫描线SS0至SSn。
传感器扫描信号可以具有足以使供给有传感器扫描信号的晶体管导通的电压电平。
在实施例中，传感器扫描驱动器130可以被直接布置在薄膜封装层TFE上或者被直接布置在单独的传感器基板上，以连接至传感器扫描线SS0至SSn或通过诸如柔性印刷电路板的单独的组件连接至传感器扫描线SS0至SSn。
读出电路140可以通过输出线OL1至OLm接收从传感器像素SP输出的感测信号(例如，电流或电压)。
在一个实施例中，例如，当传感器扫描驱动器130同时供给传感器扫描信号时，全部水平线的传感器像素SP被选择，并且读出电路140可以通过输出线OL1至OLm以垂直线为单位接收从传感器像素SP输出的感测信号。
在一个可替代的实施例中，例如，当传感器扫描驱动器130依次供给传感器扫描信号时，传感器像素SP以水平线为单位被选择，并且读出电路140可以通过输出线OL1至OLm以垂直线为单位依次接收从传感器像素SP输出的感测信号。
在实施例中，在传感器扫描驱动器130同时供给传感器扫描信号的情形下，读出电路140可以以垂直线为单位基于感测信号检测对应的传感器像素SP的阈值电压的平均值。
在一个实施例中，例如，读出电路140可以以垂直线为单位通过感测电流或电压变化来检测传感器像素SP的阈值电压。
读出电路140可以基于检测到的阈值电压生成补偿信息CS，并且将补偿信息CS输出到控制器120。
在一个实施例中，例如，补偿信息CS可以包括耦接到电力线P1至Pm中的每一条的传感器像素SP的阈值电压的平均值。
在实施例中，在传感器扫描驱动器130依次供给传感器扫描信号的情形下，读出电路140可以基于感测信号识别当前触摸信息。在一个实施例中，例如，读出电路140可以通过感测电流或电压变化来识别当前触摸信息。
触摸信息可以包括由指纹传感器ISU检测到的触摸的位置以及与包含在指纹或掌纹中的谷和脊中的至少一个有关的信息。
在实施例中，读出电路140可以被直接布置在薄膜封装层TFE上或者被直接布置在单独的传感器基板上，以连接至输出线OL1至OLm，或者可以通过诸如柔性印刷电路板的单独的组件连接至输出线OL1至OLm。
电源单元150可以响应于从控制器120接收的电源单元控制信号VSCS，而以垂直线为单位通过电力线P1至Pm将参考电压VR1至VRm供给到传感器像素SP。
在实施例中，电源单元150可以被直接布置在薄膜封装层TFE上或者被直接布置在单独的传感器基板上，以连接至电力线P1至Pm，或者可以通过诸如柔性印刷电路板的单独的组件连接至电力线P1至Pm。
在实施例中，指纹传感器ISU可以进一步包括浮置控制器(未示出)。
浮置控制器可以在控制器120的控制下，控制待施加到输出线OL1至OLm的电压。在一个实施例中，例如，浮置控制器可以将待施加到输出线OL1至OLm的电压维持在比参考电压VR1至VRm高的浮置电压。
浮置控制器可以在控制器120的控制下，使输出线OL1至OLm浮置。在一个实施例中，例如，浮置控制器可以通过中断浮置电压到输出线OL1至OLm的供给，使输出线OL1至OLm浮置。
浮置控制器可以在传感器扫描驱动器130同时供给传感器扫描信号时，使输出线OL1至OLm浮置。
在实施例中，浮置控制器可以是与控制器120集成的组件。
尽管在图4中已经将控制器120、传感器扫描驱动器130、读出电路140和电源单元150图示为彼此隔开，但是实施例并不限于此。可替代地，如果需要，前述组件中的至少一些可以彼此集成。
可以通过各种方法(诸如，玻璃上芯片方法、塑料上芯片方法、带载封装方法和薄膜上芯片方法)中的任意一种来安装传感器扫描驱动器130、读出电路140和电源单元150。
图5是图示根据本公开的实施例的传感器像素SP的平面图。为了便于说明和描述，图5仅示出了耦接到第i传感器扫描线SSi和第j输出线OLj的传感器像素SP(其中，i为2或更大的整数，并且j为自然数)。
参考图5，传感器像素SP的实施例可以包括传感器电极300、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和辅助电极350。
第一晶体管T1可以控制待输出到第j输出线OLj的感测信号。在一个实施例中，例如，第一晶体管T1可以控制流到第j输出线OLj的电流。在这样的实施例中，第一晶体管T1可以连接在第j输出线OLj与第二晶体管T2之间。
在一个实施例中，例如，第一晶体管T1可以包括连接至第二晶体管T2的第二电极323的第一电极312、连接至第j输出线OLj的第二电极313、连接至传感器电极300的栅电极314以及连接在第一电极312与第二电极313之间的半导体层311。
第一晶体管T1的栅电极314、第一电极312和第二电极313可以通过相应的接触孔CH1、CH2和CH3连接至其他组件。
因此，第一晶体管T1可以响应于传感器电极300的电势，而控制待输出到第j输出线OLj的感测信号(例如，电流)。
第二晶体管T2可以连接在第j电力线Pj与第一晶体管T1之间。
在一个实施例中，例如，第二晶体管T2可以包括耦接到第j电力线Pj的第一电极322、连接至第一晶体管T1的第一电极312的第二电极323、连接至第i传感器扫描线SSi的栅电极324以及连接在第一电极322与第二电极323之间的半导体层321。
第二晶体管T2的第一电极322和第二电极323可以通过相应的接触孔CH4和CH5连接至其他组件。
因此，当传感器扫描信号被供给到第i传感器扫描线SSi时，第二晶体管T2可以被导通。当第二晶体管T2被导通时，第j参考电压VRj可以被施加到第一晶体管T1的第一电极312。
第三晶体管T3可以连接在第j电力线Pj与传感器电极300之间。
在一个实施例中，例如，第三晶体管T3可以包括连接至第j电力线Pj的第一电极332、连接至传感器电极300的第二电极333、连接至第(i-1)传感器扫描线SSi-1的栅电极334以及连接在第一电极332与第二电极333之间的半导体层331。
第三晶体管T3的第一电极332和第二电极333可以通过相应的接触孔CH6和CH7连接至其他组件。
因此，当传感器扫描信号被供给到第(i-1)传感器扫描线SSi-1时，第三晶体管T3可以被导通。当第三晶体管T3被导通时，传感器电极300的电压可以被初始化为第j参考电压VRj。
辅助电极350可以被布置成与传感器电极300重叠，并且因此可以与传感器电极300形成电容器。
辅助电极350可以连接至第i传感器扫描线SSi。在一个实施例中，例如，辅助电极350可以通过第二晶体管T2的栅电极324连接至第i传感器扫描线SSi。
在一个实施例中，辅助电极350和第二晶体管T2的栅电极324可以包括与第i传感器扫描线SSi的材料相同的材料，或由与第i传感器扫描线SSi的材料相同的材料制成。
传感器电极300可以与辅助电极350以及用户的手指等形成电容器。
传感器电极300可以包括导电材料。在一个实施例中，例如，导电材料可以包括金属、金属合金、导电聚合物或透明导电材料。
在这样的实施例中，例如，金属可以包括铜、银、金、铂、钯、镍、锡、铝、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑或铅。
在这样的实施例中，例如，导电聚合物可以包括聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔和聚亚苯基化合物，或它们的组合。在一个实施例中，例如，聚噻吩导电聚合物的聚-3,4-乙撑-二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(“PEDOT/PSS”)化合物可以用来形成传感器电极300。
在这样的实施例中，例如，透明导电材料可以包括银纳米线(“AgNW”)、氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)、氧化锑锌(“AZO”)、氧化铟锡锌(“ITZO”)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、碳纳米管、或石墨烯。
图6A和图6B是图示当指纹的脊或谷被布置在传感器电极300上方时、与传感器电极300有关的第二电容器的电容变化的图。
具体地，图6A图示了手指400的脊410被放置在传感器像素SP上的情形，并且图6B图示了手指400的谷420被放置在传感器像素SP上的情形。
参考图6A和图6B，传感器电极300和辅助电极350可以形成第一电容器C1。传感器电极300和辅助电极350可以彼此隔开，并且绝缘层(未示出)可以置于它们之间。
当用户的手指400被放置在传感器像素SP上时，传感器电极300和手指400可以形成第二电容器C2，以识别用户的指纹。
这里，第二电容器C2为可变电容器，其中第二电容器C2的电容可以根据指纹的脊410或谷420是否被放置在传感器电极300上而变化。
由于脊410与传感器电极300之间的距离比谷420与传感器电极300之间的距离短，因此在脊410被放置在传感器电极300上的情形(如图6A所示)下第二电容器C2的电容和在谷420被放置在传感器电极300上的情形(如图6B所示)下第二电容器C2的电容可以彼此不同。
第二电容器C2的电容变化甚至可以影响传感器像素SP的感测信号(例如，电流)。因此，读出电路(未示出)可以基于感测信号识别用户的指纹。在一个实施例中，例如，读出电路(未示出)可以通过感测电流或电压变化来识别用户的指纹。
图7是图示图5所示的传感器像素SP的实施例的等效电路的图。图8是图示图7所示的传感器像素SP的操作的波形图。
为了便于说明和描述，图7仅示出了耦接到第i传感器扫描线SSi和第(i-1)传感器扫描线SSi-1的传感器像素SP当中的耦接到第j输出线OLj的传感器像素SP。在图8中，图示了供给到第(i-1)传感器扫描线SSi-1的传感器扫描信号和供给到第i传感器扫描线SSi的传感器扫描信号。
参考图7，传感器像素SP的实施例可以包括传感器电极300、辅助电极350、第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3。
在这样的实施例中，如上所述，传感器电极300和辅助电极350可以组成第一电容器C1。第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3可以共同限定传感器电路SC。
作为可变电容器的第二电容器C2可以由传感器电极300和手指400形成，如上所述。这里，第二电容器C2的电容可以根据传感器电极300与手指400之间的距离、指纹的谷或脊是否被放置在传感器电极300上、通过触摸施加的压力的幅度等而变化。
第一晶体管T1可以控制待输出到第j输出线OLj的感测信号(例如，电流)。在实施例中，第一晶体管T1可以连接在第j输出线OLj与第二晶体管T2之间，以控制待输出到第j输出线OLj的感测信号。
在这样的实施例中，第一晶体管T1可以连接在第j输出线OLj与第一节点N1之间，并且第一晶体管T1的栅电极可以连接至第二节点N2。
在一个实施例中，参考图5和图7，例如，第一晶体管T1可以包括连接至第二晶体管T2的第二电极的第一电极、连接至第j输出线OLj的第二电极以及耦接到传感器电极300的栅电极。
第二晶体管T2可以连接在第j电力线Pj与第一晶体管T1之间。在实施例中，第二晶体管T2可以连接在第j电力线Pj与第一节点N1之间，并且第二晶体管T2的栅电极可以连接至第i传感器扫描线SSi。
在一个实施例中，例如，第二晶体管T2可以包括连接至第j电力线Pj的第一电极、连接至第一晶体管T1的第一电极的第二电极以及连接至第i传感器扫描线SSi的栅电极。
因此，当传感器扫描信号被供给到第i传感器扫描线SSi时，第二晶体管T2可以被导通。当第二晶体管T2被导通时，第j参考电压VRj可以被施加到第一晶体管T1的第一电极312。
第三晶体管T3可以连接在第j电力线Pj与传感器电极300之间。
在这样的实施例中，第三晶体管T3可以连接在第二节点N2与第j电力线Pj之间，并且第三晶体管T3的栅电极可以连接至第(i-1)传感器扫描线SSi-1。
在一个实施例中，例如，第三晶体管T3可以包括连接至第j电力线Pj的第一电极、连接至传感器电极300的第二电极以及耦接到第(i-1)传感器扫描线SSi-1的栅电极。
因此，在这样的实施例中，当传感器扫描信号被供给到第(i-1)传感器扫描线SSi-1时，第三晶体管T3可以被导通。当第三晶体管T3被导通时，传感器电极300的电压可以被初始化为第j参考电压VRj。
辅助电极350可以被布置成与传感器电极300重叠，并且因此可以与传感器电极300形成第一电容器C1。
辅助电极350可以连接至第i传感器扫描线SSi。
因此，第一电容器C1可以连接在第二节点N2与第i传感器扫描线SSi之间。
第二电容器C2可以连接至第二节点N2。
第一节点N1为第一晶体管T1的第一电极与第二晶体管T2的第二电极共同连接的节点。第二节点N2为传感器电极300、第一晶体管T1的栅电极和第三晶体管T3的第二电极共同连接的节点。
这里，晶体管T1、T2和T3中的每一个的第一电极可以被设置为源电极和漏电极中的任意一个，并且晶体管T1、T2和T3中的每一个的第二电极可以被设置为与第一电极不同的电极。在一个实施例中，例如，如果第一电极被设置为源电极，则第二电极可以被设置为漏电极。
在实施例中，如图7所示，晶体管T1、T2和T3为p型金属氧化物半导体(“PMOS”)晶体管，但并不限于此。在可替代的实施例中，晶体管T1、T2和T3可以是n型金属氧化物半导体(“NMOS”)晶体管。
参考图4、图7和图8，一个帧周期FP可以包括第一子周期SF1和第二子周期SF2。
第一子周期SF1可以包括第一时段P1，并且第二子周期SF2可以包括第二时段P2和第三时段P3。
在第一子周期SF1期间，第j参考电压VRj可以被供给到第j电力线Pj。在第一时段P1期间，第j输出线OLj可以浮置，并且传感器扫描信号可以被同时供给到第(i-1)传感器扫描线SSi-1和第i传感器扫描线SSi。
因此，在第一时段P1期间，第二晶体管T2和第三晶体管T3可以处于导通状态，并且第一节点N1和第二节点N2可以被初始化为通过导通的第二晶体管T2和第三晶体管T3从第j电力线Pj施加到第一节点N1和第二节点N2上的第j参考电压VRj。
这里，感测信号可以被输出到第j输出线OLj。
读出电路140可以基于感测信号检测第一晶体管T1的阈值电压。
在一个实施例中，例如，读出电路140可以通过感测电流或电压变化，以垂直线为单位检测包含在传感器像素SP中的第一晶体管T1的阈值电压。
读出电路140可以基于检测到的阈值电压生成补偿信息CS，并且将补偿信息CS输出到控制器120。
在一个实施例中，例如，补偿信息CS可以包括在连接至电力线P1至Pm中的每一条的传感器像素SP中包含的第一晶体管T1的阈值电压的平均值。
控制器120可以基于补偿信息CS调整要供给到第j电力线Pj的第j参考电压VRj。
在实施例中，控制器120可以通过将与第j垂直线对应的阈值电压的平均值增加到要供给到第j垂直线的第j电力线Pj的第j参考电压VRj，或从要供给到第j垂直线的第j电力线Pj的第j参考电压VRj中减去与第j垂直线对应的阈值电压的平均值，来调整第j参考电压VRj。
随后，在第二子周期SF2期间，控制器120可以将电源单元控制信号VSCS传输到电源单元150，以将调整后的参考电压VRj供给到传感器像素SP。
电源单元150可以基于电源单元控制信号VSCS将调整后的第j参考电压VRj供给到第j电力线Pj。
在第二时段P2期间，第j输出线OLj的电压可以被维持在某一电压，并且传感器扫描信号可以被供给到第(i-1)传感器扫描线SSi-1。
因此，在第二时段P2期间，第三晶体管T3可以处于导通状态，并且第二节点N2可以被初始化为从第j电力线Pj施加的调整后的第j参考电压VRj。
在第三时段P3期间，传感器扫描信号可以被供给到第i传感器扫描线SSi。
因此，在第三时段P3期间，第二晶体管T2可以处于导通状态，并且感测信号(例如，输出电流Io)可以通过第二晶体管T2和第一晶体管T1从第j电力线Pj被输出到第j输出线OLj。
在这样的实施例中，第一晶体管T1可以响应于栅电压(即，第二节点N2的电压)而控制输出电流Io的量。
在一个实施例中，例如，输出电流Io可以根据第一晶体管T1的栅电压(Vg)而变化，并且第一晶体管T1的栅电压(Vg)可以通过下面的公式来确定：Vg＝VRj+{Vc1/(Vc1+Vc2)}×Vs。
在上面的公式中，VRj表示参考电压，Vc1表示第一电容器C1的电容，Vc2表示第二电容器C2的电容，并且Vs表示供给到第i传感器扫描线SSi的传感器扫描信号的电压变化。
图9是图示根据本发明的实施例的显示面板DP的图。
参考图3和图9，显示面板DP的实施例可以包括显示像素单元600和显示驱动单元700。
显示像素单元600可以包括显示像素PX。
显示像素PX可以连接至数据线D1至Dq以及显示扫描线DS1至DSp。在一个实施例中，例如，显示像素PX可以以矩阵的形式被排列在数据线D1至Dq与显示扫描线DS1至DSp的交叉点处。
显示像素PX可以通过数据线D1至Dq和显示扫描线DS1至DSp被供给有数据信号和显示扫描信号。
每一个显示像素PX可以包括发光元件(例如，有机发光二极管)，并且通过经由发光元件从第一电源ELVDD(如图10A所示)流到第二电源ELVSS(如图10A所示)的电流产生与数据信号对应的光。
显示驱动单元700可以包括扫描驱动器710、数据驱动器720和时序控制器750。
扫描驱动器710可以响应于扫描驱动器控制信号SCS将显示扫描信号提供到显示扫描线DS1至DSp。在一个实施例中，例如，扫描驱动器710可以将显示扫描信号依次供给到显示扫描线DS1至DSp。
在实施例中，扫描驱动器710可以直接被安装在基板(未示出)上，或可以通过诸如柔性印刷电路板的单独组件耦接到基底层BL，以连接至显示扫描线DS1至DSp。
数据驱动器720可以从时序控制器750接收数据驱动器控制信号DCS和图像数据DATA，并且然后生成数据信号。
数据驱动器720可以将所生成的数据信号供给到数据线D1至Dq。
在实施例中，数据驱动器720可以直接被安装在基板(未示出)上，或可以通过诸如柔性印刷电路板的单独组件耦接到基底层BL，以连接至数据线D1至Dq。
当通过某一显示扫描线提供显示扫描信号时，连接至该某一显示扫描线的一些显示像素PX可以被供给有从数据线D1至Dq传输的数据信号，并且可以以与所供给的数据信号对应的亮度水平发光。
时序控制器750可以生成用于控制扫描驱动器710和数据驱动器720的控制信号。
在一个实施例中，例如，控制信号可以包括用于控制扫描驱动器710的扫描驱动器控制信号SCS和用于控制数据驱动器720的数据驱动器控制信号DCS。
时序控制器750可以将扫描驱动器控制信号SCS提供到扫描驱动器710，并且可以将数据驱动器控制信号DCS提供到数据驱动器720。
时序控制器750可以将图像数据DATA转换为与数据驱动器720的规格对应，并且可以将转换后的数据提供到数据驱动器720。
在实施例中，如图9所示，可以单独地提供扫描驱动器710、数据驱动器720和时序控制器750，但并不限于此。在可替代的实施例中，根据需要，扫描驱动器710、数据驱动器720和时序控制器750中的至少一些可以彼此集成。
可以通过各种方法(诸如，玻璃上芯片方法、塑料上芯片方法、带载封装方法和薄膜上芯片方法)中的任意一种来安装扫描驱动器710、数据驱动器720和时序控制器750。
图10A和图10B是图示图9所示的显示像素PX的实施例的图。为了便于说明和描述，图10A和图10B分别图示了与第p显示扫描线DSp和第q数据线Dq连接的显示像素PX和PX’。图10A和图10B示出了显示像素PX和PX’的发光元件为有机发光二极管OLED的实施例。
参考图10A，显示像素PX的实施例可以包括有机发光二极管OLED和像素电路PC，像素电路PC连接至第q数据线Dq和第p显示扫描线DSp，用于控制有机发光二极管OLED。
有机发光二极管OLED的阳极可以连接至像素电路PC，并且有机发光二极管OLED的阴极可以连接至第二电源ELVSS。
有机发光二极管OLED可以发射具有与从像素电路PC供给的电流对应的预定亮度的光。
当显示扫描信号被供给到第p显示扫描线DSp时，像素电路PC可以存储要供给到第q数据线Dq的数据信号。像素电路PC可以响应于所存储的数据信号，而控制要供给到有机发光二极管OLED的电流。
在一个实施例中，例如，像素电路PC可以包括第一晶体管M1、第二晶体管M2和存储电容器Cst。
第一晶体管M1可以连接在第q数据线Dq与第二晶体管M2之间。
在一个实施例中，例如，第一晶体管M1的栅电极可以连接至第p显示扫描线DSp，第一晶体管M1的第一电极可以连接至第q数据线Dq，并且第一晶体管M1的第二电极可以连接至第二晶体管M2的栅电极。
当从第p显示扫描线DSp供给显示扫描信号时，第一晶体管M1被导通，使得数据信号从第q数据线Dq被供给到存储电容器Cst。
这里，存储电容器Cst可以充有与数据信号对应的电压。
第二晶体管M2可以连接在第一电源ELVDD与有机发光二极管OLED之间。
在一个实施例中，例如，第二晶体管M2的栅电极可以连接至存储电容器Cst的第一电极和第一晶体管M1的第二电极两者。第二晶体管M2的第一电极可以连接至存储电容器Cst的第二电极和第一电源ELVDD两者。第二晶体管M2的第二电极可以连接至有机发光二极管OLED的阳极。
第二晶体管M2可以用作驱动晶体管，并且可以响应于存储在存储电容器Cst中的电压而控制经由有机发光二极管OLED从第一电源ELVDD流到第二电源ELVSS的电流。
这里，有机发光二极管OLED可以产生与从第二晶体管M2供给的电流对应的光。
每一个晶体管M1、M2的第一电极可以是源电极和漏电极中的一个。每一个晶体管M1、M2的第二电极可以是源电极和漏电极中的另一个。在一个实施例中，例如，在第一电极为源电极的情形下，第二电极可以是漏电极。
图10A示出了晶体管M1和M2为PMOS晶体管的实施例，但并不限于此。在可替代的实施例中，晶体管M1和M2可以是NMOS晶体管。
参考图10B，可替代实施例的显示像素PX’可以包括有机发光二极管OLED和像素电路PC，像素电路PC被配置为控制有机发光二极管OLED。
有机发光二极管OLED的阳极可以连接至像素电路PC，并且有机发光二极管OLED的阴极可以连接至第二电源ELVSS。
像素电路PC可以包括第一晶体管M1至第七晶体管M7以及存储电容器Cst。
有机发光二极管OLED的阳极可以通过第六晶体管M6连接至第一晶体管M1，并且有机发光二极管OLED的阴极可以连接至第二电源ELVSS。有机发光二极管OLED可以发射具有与从第一晶体管M1供给到有机发光二极管OLED的电流对应的预定亮度的光。
第一电源ELVDD可以是比第二电源ELVSS的电压高的电压，以允许电流流到有机发光二极管OLED。
第七晶体管M7可以连接在初始化电源Vint与有机发光二极管OLED的阳极之间。第七晶体管M7的栅电极可以连接至第(p+1)显示扫描线DSp+1。当显示扫描信号被供给到第(p+1)显示扫描线DSp+1时，第七晶体管M7被导通，使得初始化电源Vint的电压可以被供给到有机发光二极管OLED的阳极。初始化电源Vint可以是比数据信号的电压低的电压。
第六晶体管M6可以连接在第一晶体管M1与有机发光二极管OLED之间。第六晶体管M6的栅电极可以连接至第p发射控制线Ep。当发射控制信号被供给到第p发射控制线Ep时，第六晶体管M6可以被截止，否则被导通。
第五晶体管M5可以连接在第一电源ELVDD与第一晶体管M1之间。第五晶体管M5的栅电极可以连接至第p发射控制线Ep。当发射控制信号被供给到第p发射控制线Ep时，第五晶体管M5可以被截止，否则被导通。
可以作为驱动晶体管的第一晶体管M1的第一电极可以通过第五晶体管M5连接至第一电源ELVDD，并且第一晶体管M1的第二电极可以通过第六晶体管M6连接至有机发光二极管OLED的阳极。第一晶体管M1的栅电极可以连接至第一节点N1。第一晶体管M1可以响应于第一节点N1的电压，而控制通过有机发光二极管OLED从第一电源ELVDD流到第二电源ELVSS的电流。
第三晶体管M3可以连接在第一晶体管M1的第二电极与第一节点N1之间。第三晶体管M3的栅电极可以连接至第p显示扫描线DSp。当显示扫描信号被供给到第p显示扫描线DSp时，第三晶体管M3可以被导通，使得第一晶体管M1的第二电极可以与第一节点N1电连接。因此，当第三晶体管M3被导通时，第一晶体管M1可以以二极管的形式连接。
第四晶体管M4可以连接在第一节点N1与初始化电源Vint之间。第四晶体管M4的栅电极可以连接至第(p-1)显示扫描线DSp-1。当显示扫描信号被供给到第(p-1)显示扫描线DSp-1时，第四晶体管M4被导通，使得初始化电源Vint的电压可以被供给到第一节点N1。
第二晶体管M2可以连接在第q数据线Dq与第一晶体管M1的第一电极之间。第二晶体管M2的栅电极可以连接至第p显示扫描线DSp。当显示扫描信号被供给到第p显示扫描线DSp时，第二晶体管M2可以被导通，使得第一晶体管M1的第一电极可以与第q数据线Dq电连接。
存储电容器Cst可以连接在第一电源ELVDD与第一节点N1之间。存储电容器Cst可以存储与数据信号和第一晶体管M1的阈值电压两者对应的电压。
每一个晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7的第一电极可以是源电极和漏电极中的一个。每一个晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7的第二电极可以是源电极和漏电极中的另一个。在一个实施例中，例如，在第一电极为源电极的情形下，第二电极可以是漏电极。
图10B示出了晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7为PMOS晶体管的实施例，但并不限于此。在可替代的实施例中，晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7可以是NMOS晶体管。
在本发明的实施例中，显示像素的结构不限于上面参考图10A和图10B描述的显示像素PX、PX’的结构。在这样的实施例中，可以选取各种公知的像素结构中的任意一种作为显示像素的结构，只要显示像素具有能够将电流供给到有机发光二极管OLED的电路结构即可。
第一电源ELVDD可以是高电势电源，并且第二电源ELVSS可以是低电势电源。
在一个实施例中，例如，第一电源ELVDD可以是正电压，并且第二电源ELVSS可以是负电压或接地电压。
图11是图示根据本公开的实施例的操作指纹传感器的方法的流程图。在下文中，将参考图4、图7、图8和图11描述操作指纹传感器的方法的实施例。
在这样的实施例中，可以检测包含在传感器像素SP的每一个中的第一晶体管T1的阈值电压(S10)。在一个实施例中，例如，读出电路140可以以垂直线为单位检测在相应传感器像素SP中包含的第一晶体管T1的阈值电压。
在这样的实施例中，可以基于由读出电路140检测到的、包含在传感器像素SP的每一个中的第一晶体管T1的阈值电压，以垂直线为单位调整参考电压VR1至VRm(S20)。在一个实施例中，例如，控制器120可以调整要供给到第j电力线Pj的第j参考电压VRj。
在这样的实施例中，可以将调整后的参考电压VR1至VRm供给到电力线P1至Pm(S30)。在一个实施例中，例如，电源单元150可以在控制器120的控制下，将调整后的第j参考电压VRj供给到第j电力线Pj。
在这样的实施例中，传感器扫描信号可以被依次供给到传感器扫描线SS0至SSn(S40)。
图12是图示图11所示的检测阈值电压的实施例的流程图。在下文中，将参考图4、图7、图8、图11和图12具体描述检测阈值电压的步骤。
在实施例中，可以将参考电压VR1至VRm供给到电力线P1至Pm(S110)。
在这样的实施例中，输出线OL1至OLm可以浮置(S120)。
在这样的实施例中，传感器扫描信号可以被同时供给到传感器扫描线SS0至SSn(S130)。
在一个实施例中，例如，在第一子周期SF1期间，第j参考电压VRj可以被供给到第j电力线Pj。在第一时段P1期间，第j输出线OLj可以浮置。此外，传感器扫描信号可以被同时供给到第(i-1)传感器扫描线SSi-1和第i传感器扫描线SSi。
在这样的实施例中，可以通过输出线OL1至OLm输出感测信号(S140)。
在这样的实施例中，可以检测包含在传感器像素SP的每一个中的第一晶体管T1的阈值电压，并且可以基于感测信号生成与第一晶体管T1的阈值电压有关的补偿信息CS(S150)。在一个实施例中，例如，补偿信息CS可以包括包含在连接至电力线P1至Pm中的每一条的传感器像素SP中的第一晶体管T1的阈值电压的平均值。
如上所述，本公开的实施例可以提供指纹传感器、包括指纹传感器的显示设备、以及操作指纹传感器的方法，其可以通过补偿传感器像素之间的阈值电压的差异来提高指纹感测灵敏度。
虽然已参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，在不背离由所附权利要求所限定的本发明的精神或范围的情况下，可以在此处进行形式和细节上的各种改变。

Claims (14)

1.一种指纹传感器，包括：
传感器像素，均包括第一晶体管，所述第一晶体管控制待输出到输出线中对应的一条输出线的感测信号；
电力线，以垂直线为单位布置并且均耦接到布置于对应的垂直线上的传感器像素；以及
电连接至所述电力线的电源，
其中：
参考电压以所述垂直线为单位被调整，并且
所述电源将调整后的参考电压供给到所述电力线，
其中所述调整后的参考电压中的至少一些具有彼此不同的电势。
2.根据权利要求1所述的指纹传感器，进一步包括：
读出电路，通过电连接至所述传感器像素的所述输出线，接收从所述传感器像素输出的感测信号，基于所述感测信号检测所述第一晶体管的阈值电压，并且生成补偿信息；以及
控制器，基于所述补偿信息以所述垂直线为单位调整所述参考电压。
3.根据权利要求2所述的指纹传感器，其中，所述补偿信息包括电连接至所述电力线中的每一条的所述传感器像素的所述第一晶体管的所述阈值电压的平均值。
4.根据权利要求3所述的指纹传感器，其中，所述控制器通过将对应的平均值增加到所述参考电压或从所述参考电压中减去对应的平均值，来调整所述参考电压中的每一个。
5.根据权利要求2所述的指纹传感器，进一步包括：
传感器扫描驱动器，将传感器扫描信号供给到电连接至所述传感器像素的传感器扫描线。
6.根据权利要求5所述的指纹传感器，其中：
所述传感器扫描驱动器在第一子周期期间，将所述传感器扫描信号同时供给到所述传感器扫描线，
所述传感器扫描驱动器在继所述第一子周期之后的第二子周期期间，将所述传感器扫描信号依次供给到所述传感器扫描线，并且
帧周期包括所述第一子周期和所述第二子周期。
7.根据权利要求5所述的指纹传感器，其中：
电连接至所述传感器扫描线中的第i传感器扫描线和所述输出线中的第j输出线的传感器像素包括：
传感器电路；和
第一电容器，包括传感器电极和辅助电极，
其中i和j为自然数，
所述传感器电路包括：
所述第一晶体管，包括电连接至所述传感器电极的栅电极；
第二晶体管，电连接在所述电力线中的第j电力线与所述第一晶体管之间；和
第三晶体管，电连接在所述第j电力线与所述传感器电极之间，并且
其中所述第一电容器的所述辅助电极电连接至所述第i传感器扫描线。
8.根据权利要求7所述的指纹传感器，其中：
所述第二晶体管的栅电极电连接至所述第i传感器扫描线，并且
所述第三晶体管的栅电极电连接至所述传感器扫描线中的第i-1传感器扫描线。
9.根据权利要求7所述的指纹传感器，其中：
当用户的手的触摸发生在所述指纹传感器上时，所述传感器电极与所述用户的所述手形成第二电容器，并且所述用户的指纹或掌纹基于与所述触摸对应的所述第二电容器的电容变化来识别。
10.一种显示设备，包括：
显示图像的显示面板；以及
根据权利要求1至9中任一项所述的并且布置在所述显示面板上的指纹传感器，其中所述指纹传感器用于感测指纹。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述指纹传感器被直接布置在所述显示面板上。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述指纹传感器被直接布置在所述显示面板的薄膜封装层上。
13.一种操作指纹传感器的方法，所述方法包括：
检测包含在所述指纹传感器的相应传感器像素中的第一晶体管的阈值电压；
基于检测到的阈值电压调整参考电压；
将调整后的参考电压供给到所述指纹传感器中的、电连接至所述传感器像素的电力线；以及
将传感器扫描信号依次供给到所述指纹传感器中的、电连接至所述传感器像素的传感器扫描线，
其中所述第一晶体管控制待输出到电连接至所述传感器像素的输出线的感测信号，
其中所述调整后的参考电压中的至少一些具有彼此不同的电势。
14.根据权利要求13所述的方法，其中检测所述第一晶体管的所述阈值电压包括：
将所述参考电压供给到所述电力线；
将所述传感器扫描信号同时供给到所述传感器扫描线；
通过所述输出线输出所述感测信号；以及
基于所述感测信号检测所述第一晶体管的所述阈值电压，并且生成补偿信息，
其中所述补偿信息包括电连接至所述电力线中的每一条的所述传感器像素的所述第一晶体管的所述阈值电压的平均值。
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