CN109740408B - 具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示装置以及驱动显示装置的方法 - Google Patents

具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示装置以及驱动显示装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及其中力传感器和指纹传感器被耦合至显示面板的显示器以及驱动所述显示器的方法，并且根据本发明的示例性实施例的显示器包括显示面板、布置在所述显示面板的后表面的指纹传感器以及布置在所述指纹传感器的周边或者所述指纹传感器的后表面上的一个或多个力传感器。

Description

具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示装置以及 驱动显示装置的方法
技术领域
本发明涉及具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的技术以及驱动显示器的方法。
背景技术
显示器(或者显示装置)是一种以视觉方式显示数据的装置，并且包括液晶显示装置、电泳显示器、有机发光显示器、无机电致发光(EL)显示器、场致发射显示器、表面传导电子发射器显示器、等离子体显示器以及阴极射线显示器等。
显示面板可以与预定接口模块耦合，以接收来自外部的各种信息。在本发明的示例性实施例中，用于接收触摸输入的模块可以被布置在显示面板内或者显示面板外部。
具体而言，随着显示与个人隐私有关的个人信息或者需要保密的重要数据的趋势不断提高，已经提出了耦合至各种装置的显示面板的通过使用手指的指纹来增强安全性的功能。
具体而言，由于将显示面板和用于感测手指的指纹的指纹传感器组合起来以提供在显示面板上感测指纹的技术，因而为了提高指纹的感测速度或者消除错误的感测结果，必须调整显示面板的操作过程或者构建额外的传感器。
发明内容
本发明提出了用于提高显示面板上的指纹感测的速度或准确度的装置和方法。
本发明提出了用于通过降低在指纹感测过程期间的功耗的大小而改善电池性能的装置和方法。
本发明的目的不局限于上文提及的目的，并且能够通过下文的描述来理解未提及的本发明的其它目的和优点，并且能够通过本发明的实施例来更清楚地理解这些目的和优点。此外，将容易地看出，能够通过在权利要求及其组合中指示的手段来实现本发明的目的和优点。
根据本发明的示例性实施例，显示器包括显示面板、布置在所述显示面板的后表面上的指纹传感器、以及布置在所述指纹传感器的周边或者所述指纹传感器的后表面上的一个或多个力传感器。
根据本发明的示例性实施例，显示器包括指纹感测处理器，所述指纹感测处理器控制指纹传感器和力传感器，并且在力传感器感测到通过上表面传送的力时控制指纹传感器的指纹感测。
根据本发明的另一方面，显示器包括指纹感测处理器，所述指纹感测处理器生成对应于指纹传感器的指纹感测的指纹输入信息，并将所生成的指纹输入信息传送至应用处理器。
根据本发明的示例性实施例，一种用于驱动显示器的方法包括：由显示器的指纹感测处理器通过使用由与设置在显示面板的后表面上的指纹传感器相邻布置的力传感器所感测到的信息来生成力输入信息；以及响应于力输入信息由指纹感测处理器控制指纹传感器。
根据本发明的示例性实施例，用于驱动显示器的方法包括：由指纹感测处理器生成对应于由指纹传感器所感测到的指纹感测的指纹输入信息，以及由指纹感测处理器将指纹输入信息传送至应用处理器，以控制所述显示器的应用。
在应用本发明时，由于显示器的指纹感测处理器能够响应于力传感器的力感测结果而控制需要驱动指纹传感器的时间点，因而指纹感测处理器能够激活指纹感测而不激活其它感测处理器，并且出于上述原因能够提高指纹感测的速度并减小功耗。
此外，在应用本发明时，由于显示器能够基于力被施加或者驱动到指纹传感器的特定部分或者与指纹部分相邻的特定部分而执行指纹感测，因而能够提高指纹感测的准确度。
此外，在应用本发明时，在通过使用力传感器所感测到的力的方向或位置而驱动特定应用时，显示器能够防止访问不必要的页，并减少用户的输入以提高用户便利性。
本发明的效果不限于上文描述的效果，并且本发明所属领域的技术人员能够在构建本发明时容易地得到本发明的各种效果。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的显示器的视图。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的作为显示器的示例性实施例的智能电话的构造的视图。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的其中指纹传感器和力传感器被布置在显示面板上的不同层中的构造的视图。
图4是示出根据本发明的另一示例性实施例的其中指纹传感器和力传感器被布置在显示面板上的同一层中的构造的视图。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的在每个传感器和处理器之间的操作的视图。
图6是示出通过对触摸传感器的感测而激活指纹传感器的过程的视图。
图7是示出根据本发明的示例性实施例的通过对力传感器的感测而激活指纹传感器的过程的视图。
图8是示出根据本发明的示例性实施例的其中力传感器能够形成在如图3所示的指纹传感器和力传感器被叠置的结构中的实施例的视图。
图9是示出根据本发明的另一实施例的其中力传感器能够形成在如图4所示的指纹传感器和力传感器形成在同一层上的结构中的实施例的视图。
图10是示出根据本发明的示例性实施例的确定指纹识别的条件的过程的视图。
图11是示出根据本发明的另一实施例的确定指纹识别的条件的过程的视图。
图12是示出根据本发明的示例性实施例的显示器驱动的过程的视图。
图13是根据本发明的示例性实施例的其中力传感器被布置在与指纹传感器隔开的位置的视图。
图14是示出根据本发明的示例性实施例的根据指纹输入执行不同应用的情形的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例，以使得本领域技术人员能够容易地执行本发明。本发明可以体现为很多种不同的形式，并且不局限于文中描述的实施例。
为了清楚地描述本发明，省略与描述无关的部分，并且在说明书中通篇将相同的附图标记用于相同或类似的部件。此外，将参考示例性附图详细描述本发明的一些实施例。在向每个附图的部件添加附图标记时，相同的部件可以尽可能的具有相同的附图标记，即使这些部件显示在不同的附图上。此外，在描述本发明时，在确定对相关的已知构造或功能的具体描述使本发明的主旨难以理解时，可以省略对其的详细描述。
在下文中，任何构造被提供或者布置在“基础材料”的上部(或下部)上或者被提供或者布置在基础材料“上(或下)”的特征意味着所述任何构造被提供或者布置为与所述基础材料的上表面(或者下表面)接触，并且不局限于在基础材料与被提供或布置在基础材料上(或下)的任何构造之间不包括任何其它构造的特征。此外，在描述本发明的部件时，可能使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅旨在将部件与其它部件区分开，并且对应部件的性质、顺序、序列或编号不受术语的限制。在任何部件被描述为“链接”、“耦合”或者“连接”至其它部件时，必须理解，所述部件可以直接链接或连接至其它部件，而其它部件“插入”在每个部件之间，或者每个部件可以通过其它部件被“链接”、“耦合”或“连接”。
显示器使用各种光源向外输出从外部提供的图像数据。在该过程中，图像数据被划分成要提供给显示器的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)，并且可以任选包括白色(W)或黑色(Black)。
此外，本发明的显示器可以与显示面板、指纹传感器和力传感器组合。这将在图1中详细描述。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的显示器的示意图。本发明可以应用于各种显示器，例如，有机发光显示器、液晶显示器等。
参考图1，根据本发明的实施例的显示器10包括显示面板11，在显示面板11中，沿第一方向(例如，竖直方向)形成多条第一线VL1到VLm并且沿第二方向(例如，水平方向)形成多条第二线HL1到HLn，显示器10还包括向多条第一线VL1到VLm供应第一信号的第一驱动部分，以及向多条第二线HL1到HLn供应第二信号的第二驱动部分13，以及控制第一驱动部分12和第二驱动部分13的时序控制器14。
显示面板11显示图像，并且根据沿第一方向(例如，竖直方向)形成的多条第一线VL1到VLm与沿第二方向(例如，水平方向)形成的多条第二线HL1到HLn的交点定义了多个像素(P)。
上文提及的第一驱动部分12和第二驱动部分13中的每者可以包括至少一个驱动器IC，以输出用于显示图像的信号。第一驱动部分12包括一个或多个数据驱动器或源极驱动器集成电路(IC)。第二驱动部分13包括一个或多个栅极驱动器。
在一个示例中，在显示面板11上沿第一方向形成的多条第一线VL1到VLm是沿竖直方向(第一方向)形成的，并且可以是用于向竖直方向的像素列传送数据电压(第一信号)的数据线，并且第一驱动部分12可以是用以向数据线供应数据电压的数据驱动部分。
此外，在显示面板11上沿第二方向形成的多条第二线HL1到HLm是沿水平方向(第二方向)形成的，并且可以是用以向竖直方向的像素列传送扫描信号(第二信号)的栅极线，并且第二驱动部分13可以是向数据线供应扫描信号的栅极驱动部分。
此外，在显示面板11上形成焊盘部分以连接第一驱动部分12和第二驱动部分13。在第一信号被从第一驱动部分12供应至多条第一线VL1到VLm时，所述第一信号被传送至显示面板11。类似地，第二信号在第二驱动部分13中被供应至多条第二线HL1到HLn，并且所述第二信号被传送至显示面板11。
每个像素可以包括一个或多个子像素，或者每个像素可以指示这些子像素中的每者。子像素是指在其中形成了特定种类的滤色器或者在其中有机发光元件发射特定颜色而无需形成滤色器的单元。红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和任选的白色(W)可以被包括作为在子像素中定义的颜色，但是本发明不限于此。每个子像素包括单独的薄膜晶体管以及与之连接的电极。在下文中，形成像素的子像素又被称为像素区域。此外，用于控制每个像素区域的发光的电极被称为像素电极。
连接至薄膜晶体管以控制显示面板的每个像素区域的发光的电极被称为第一电极，并且被布置在显示面板的整个表面上或者被布置为包括两个或更多像素区域的电极被称为第二电极。在第一电极为阳极电极时，第二电极是阴极电极，反之亦然。在下文中，阳极电极将被描述为第一电极的一个实施例，并且阴极电极将被描述为第二电极的示例，但是本发明不限于此。
此外，显示面板11可以任选包括用于感测外部触摸输入的触摸面板16。显示面板11可以通过内嵌式触摸法来实施，在所述方法中，显示面板11和触摸面板16被集成耦合。相应地，在本发明中，触摸面板16不单独存在，并且在由显示面板11提供的功能之中，触摸面板16可以包括识别触摸的功能。触摸面板16可以被称为用于显示面板11的集成触摸面板，并且触摸IC 20感测显示面板11或者单独的触摸面板16感测到的触摸输入信号，这是通过内嵌式触摸方法实现的。
此外，根据本发明的示例性实施例，在图1中，显示器10可以是移动电话、智能电话、笔记本电脑等。显示器10可以包括用于控制移动电话、智能电话和笔记本电脑或者安装于其中的应用的操作的应用处理器(AP)、被布置在显示面板的后表面上并执行指纹识别的指纹传感器100、用于感测诸如压力的力的力传感器200、以及用于指纹识别的指纹感测处理器(FPIC，指纹IC)70。所述力包括由触摸或接触引起的物理压力或者引起电信号的变化的力。
因此，在图1中，显示器10可以在逻辑上被划分成具有应用处理器50、指纹传感器100、力传感器200和指纹感测处理器70的区域(托管区域)以及具有显示面板11和向显示面板输出图像信号所必需的部件12、13和14的区域(图像区域)。
力传感器200可以布置在指纹传感器100的外围或者可以布置在指纹传感器100的后表面上。在本发明的示例性实施例中，力传感器200可以包括针对压力生成电信号的多个力电极。在本说明书中，力传感器200是包括一个或多个力电极的逻辑部件。指纹感测处理器70控制指纹传感器100和力传感器200，以在力传感器200感测到通过显示面板11的上表面传送的力时控制指纹传感器100的指纹感测。结果，由于为了能够响应于力传感器的力感测结果而控制指纹传感器100的驱动所必需的时间点，有可能仅利用指纹感测处理器70来激活指纹感测。
这实现了快速指纹输入信息的生成。同时，在力传感器的基础上，指纹感测处理器70能够准确地确认是通过指纹识别按下了指纹还是仅仅被力传感器触摸到指纹，以提高指纹感测的准确度。
具体而言，在总是在显示面板11的整个表面上输出图像的模式(息屏显示(AOD))中，有可能保持指纹识别预备状态，以使其对应于指纹识别，以便唤醒显示器10或者执行先前约定的应用。然而，为了保持指纹识别预备状态，需要大量的功耗来检测触摸面板上的触摸。将在图6和图7中进行描述。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的其中显示器的本发明的示例性实施例是智能电话的构造的视图。包括在具有作为本发明的示例性实施例的智能电话中的显示器10a中的显示面板11的中间区域11a是设置了指纹传感器的区域。应用处理器50能够向显示面板11驱动图像信号，以使其中布置了指纹传感器100的位置被显示在显示面板11上，以便由用户将指纹准确地输入到指纹传感器。
在区域11a中以圆圈指示的部分11b使用户从视觉上确认指纹传感器的位置。通过由应用处理器50施加图像信号从而在显示面板11的指纹传感器的位置上显示特定标志或标记，能够增强指纹感测的准确度。具体而言，在AOD模式中，由于用户总是能够在无需任何输入的情况下执行指纹感测，因而能够提高指纹感测的速度。因此，根据本发明的示例性实施例，11b是显示指纹传感器100和布置在显示面板11的后表面上的力传感器200的位置的图像显示区域。结果，能够向显示面板11的图像显示区域施加图像信号，从而在显示面板11上显示布置指纹传感器100的位置。本发明的示例性实施例将驱动所述图像信号，从而在指纹识别期间仅在显示面板11的某一区域中显示能够引导触摸的区域。此外，指纹传感器100和力传感器200被设置在显示面板11的图像显示区域11b的后表面上。换言之，根据本发明的示例性实施例，指纹传感器100和力传感器200被布置在显示面板11的后表面上的与显示区域11b的图像显示区域对应处，或者指纹传感器100被布置在显示面板11的后表面上的与图像显示区域对应处。
根据显示器的尺寸或特征，指纹传感器的位置可以被布置在显示面板中的各种位置。而且，在本发明中，单独的力传感器被布置在与指纹传感器相邻或者不同于指纹传感器的区域上，以提高指纹感测的速度并降低误操作的可能性。在图2中，将在图3中参照A-A'的截面、B-B'的截面和C-C'的截面描述显示面板11和布置在其下部上的部件。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的其中指纹传感器和力传感器被布置在显示面板的不同层中的构造的视图。
指纹传感器100被布置在显示面板11之下。此外，力传感器200被布置在指纹传感器100的后表面上。可以通过使用由力传感器200检测到的力的方向来判断指纹传感器100是否处于需要指纹识别的状态。可以确认指纹传感器100被布置为对应于用于指纹识别的中间区域11a。在图3中，在截面A-A'和截面C-C'中，在指纹传感器100和力传感器200的布置中不存在差异部分。
图3示出了指纹传感器100布置在显示面板11的后表面上并且力传感器200布置在指纹传感器100的后表面上的构造。这里，指纹感测处理器70根据由力传感器200感测到的力的方向或者感测的力传感器200的与在方向98上被施加或者驱动到上表面上的力对应的位置来控制指纹传感器100。
在图3所示的叠置结构中，可以确认是否有力被施加或者驱动至指纹传感器的特定部分。例如，在对应于图3的图8的81a、81b、82a、82b、83a、83b中的中央“1”力传感器未检测到力的状态中，在“2”、“3”、“4”、“5”中的力传感器检测到力时，指纹感测处理器70能够确认未处于指纹输入状态，并且能够增强指纹识别的速度或准确度。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的指纹传感器被布置在显示面板上的同一层中的构造的视图。在该实例中，力传感器200可以被形成为围绕在指纹传感器100的周边。有可能通过使用环境力传感器200来确认是否与指纹传感器100进行接触。可以确认指纹传感器100被布置为对应于用于指纹识别的中间区域11a。
在图4中，在截面A-A'和截面C-C'中，指纹传感器100和力传感器200的布置存在差异部分。这是因为，能够确认截面A-A'是指纹识别区域的中央部分，从而布置了指纹传感器100，并且力传感器200被布置在指纹传感器100的上边界和下边界上。与此形成对照，由于截面C-C'是指纹识别区域的边界部分，因而能够看出，布置了力传感器200，而未布置指纹传感器100。
图4示出了指纹传感器100和力传感器200被布置在显示面板11的后表面上并且力传感器200被布置在指纹传感器100的侧表面上的构造。这里，指纹感测处理器70根据由力传感器200感测到的力的方向或者感测的力传感器的与在方向98上被施加或者驱动到显示面板11的上表面上的力对应的位置来控制指纹传感器100。
在图4所示的叠置结构中，能够确认力是否被施加或者驱动到与指纹传感器相邻的部分。例如，布置在图9中的91、92、93和94中的特定侧表面处的力传感器能够检测力，并且尤其是在每个力传感器以通过力所感测到的时间差为基础时，能够确认所述力的方向。指纹感测处理器70能够基于所识别出的力的位置或方向来确认力是否被施加或者驱动到与指纹传感器相邻的部分，并且能够提高指纹识别的速度或准确度，并且将感测到的力输入信息提供给应用处理器50，以执行对应的应用。
如图3和图4所示，可以使力传感器200和指纹传感器100在显示面板11的后表面上重叠或者可以使它们处于同一层中。替代地，图3和图4的力传感器200可以布置在一个显示面板11上。例如，力传感器可以布置在指纹传感器100的后表面上，并且力传感器可以布置在指纹传感器100的侧表面上，以增强力的感测准确度。
此外，未在图3和图4中示出触摸面板。触摸面板被包括在显示面板11中，或者触摸面板被布置在显示面板11上，或者触摸面板被布置在显示面板11和指纹传感器100之间。替代地，触摸面板不限于此，并且可以按照各种方式布置。
为了使指纹传感器识别指纹，必须确认其是否处于指纹识别状态。例如，必须确认手指在先前在图2到图4中所示的区域11a中处于用于指纹识别的触摸状态。出于该目的，将关于通过使用力传感器确认其处于触摸状态的方法或者确认其处于触摸面板的触摸状态的方法来描述本发明的实施例。指纹感测处理器70能够驱动力传感器并且能够通过使用力传感器的感测值来确认指纹识别的状况。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的在相应传感器和处理器之间的操作的视图。
指纹感测处理器70驱动驱动信号，并且指纹传感器100感测指纹。类似地，指纹感测处理器70将驱动信号驱动至力传感器，并感测被施加或者驱动至力传感器的压力。能够通过串行外围接口(SPI)总线方法来传递指纹感测处理器70和应用处理器50之间的通信，但本发明不限于此。
此外，触摸IC 20还将驱动信号驱动至触摸面板16上的触摸传感器，并感测触摸位置。能够通过内置集成电路(I2C)方法来传递触摸IC 20和应用处理器50之间的通信，但是本发明不限于此。结果，应用处理器50接收来自指纹感测处理器70的指纹信息和力信息以及来自触摸IC 20的所触摸的坐标X、Y。
在图5的构造中，指纹传感器100和力传感器200能够通过一个处理器(FPIC)来传送和接收快速信号。此外，能够通过应用处理器50在指纹传感器100和触摸面板16之间传送和接收信号。将对此做出更加详细的描述。
图6是示出通过感测触摸传感器而激活指纹传感器的过程的视图。
触摸IC 20根据包括触摸区段T、算法区段A和通信区段C的循环来感测触摸。算法区段A分析生成触摸的点的信号，以计算触摸点的x值和y值。
在本发明的示例性实施例中，所述循环可以具有30Hz的频率。如图6所示，在根据T区段的驱动生成触摸时，也就是说，在感测到触摸时，触摸IC 20计算触摸位置，并将所计算出的位置信息传送至应用处理器50，并通知已经发生了触摸。这时，应用处理器50能够确认检测到触摸的区域(x、y信息)是否是执行指纹识别的区域11a，并确认在该区域生成触摸。
当在指纹识别区域11a中生成触摸时，应用处理器50能够指示指纹感测处理器70控制指纹传感器来实施用于指纹识别的操作(驱动信号的驱动)。在图6中由“开始”指示的点上，能够根据执行指纹识别的区段FP、激活指纹识别的区段A、通知应用处理器识50指纹识别结果的通信区段C来操作指纹感测处理器70。
然而，在触摸IC 20连续地进行操作以进行触摸感测时，用于触摸感测所需的驱动功率被消耗。此外，由于经由应用处理器50从触摸IC 20向指纹感测处理器70指示指纹识别的开始，因而在每个处理器之间可能发生信号传输延迟。因此，为了对其进行快速处理，本发明的实施例使用力传感器。
图7是示出根据本发明的示例性实施例的通过感测力传感器而激活指纹传感器的过程的视图。如图3或图4中所示，力传感器200被布置为与指纹传感器100相邻。
触摸IC 20处于不操作状态。替代地，触摸IC 20进行操作，但是处于执行关于指纹识别区域的触摸的额外动作的状态。在该状态下，指纹感测处理器70根据感测力输入的区段F、计算所感测到的力的位置和大小的算法区段A和向应用处理器通知所计算的结果的通信区段C进行工作。
在该过程中，如图7所示，在确认生成了力输入时，指纹感测处理器70在由“开始”指示的点上根据执行指纹识别的区段FP、执行对所识别的指纹的计算的算法区段A、以及向应用处理器50通知指纹识别结果的通信区段C进行操作。
在图7中，由于指纹感测处理器70能够在触摸IC 20不进行操作的情况下根据力传感器的感测结果开始指纹识别，因而有可能在更短的时间内开始指纹识别。此外，驱动力传感器所用的功耗量低于驱动触摸面板所用的功耗量，因而更有效率。
图8是示出根据本发明的示例性实施例的力传感器能够形成在如图3所示的指纹传感器和力传感器被叠置的结构中的实施例的视图。图3示出了力传感器200和指纹传感器100沿由99指示的箭头的方向布置的构造。力传感器200由多个力电极形成。
指示出1到5以用于标识力传感器200中包括的多个力电极。81a、81b、82a、82b、83a和83b是其中布置了五个力电极(即，力传感器)的构造，并且84a和84b是其中布置了九个力电极(即，力传感器)的构造。当然，多个力电极可以布置在由数字1到9指示的每个区域中，并且可以被统称为力传感器。
此外，81a、82a、83a和84a是其中每个力电极被相邻布置的构造，并且81b、82b、83b和84b是其中每个力电极被隔开布置的构造。
图9是示出根据本发明的另一实施例的力传感器能够被形成在如图4所示的指纹传感器和力传感器形成在同一层上的结构中的实施例的视图。
图4示出了力传感器200和指纹传感器100沿由99指示的箭头方向布置的构造。
指示出1到4以用于标识力传感器200。91、92、93和94示出，四个力电极被包括在力传感器中，并且被布置在指纹传感器100的周围。91是包括在力传感器200中的力电极未被布置在边缘部分中的构造。92是力传感器200中包括的力电极被布置到边缘部分的构造。93是力传感器中包括的力电极被布置为具有重叠的构造。94是力传感器中包括的力电极被布置在指纹传感器100的直线部分的某一部分中的构造。
在手指接触指纹输入区域11a以识别来自外部的指纹时，力通过手指与每个力电极的接触而被施加或驱动到环境力传感器中包括的力电极，并且每个力电极能够实施对应于力输入的指纹识别。
如图8和图9所示，能够在输入指纹的区域上，即，在指纹传感器的后表面上或者指纹传感器的周边形成多个力传感器，由此使得可能根据用户输入来确定方向。例如，有可能通过使用向力传感器施加力或者在传输通过指纹输入区域的过程中施加或驱动的力的时间差来确认是否通过指纹输入施加或者驱动了力。
如上文提及的实施例中所述，能够控制力传感器并且能够控制力传感器的驱动的指纹感测处理器70能够使用力传感器200检测用户的输入。此外，力传感器200能够根据感测力的时间以及力传感器200的位置来检测力的方向。这种感测到的力的位置和方向能够选择指纹感测处理器70是开始指纹感测，还是确认除指纹感测以外的触摸并且因而不开始指纹感测，这提高了指纹感测的准确度。
此外，指纹感测处理器70将诸如感测到的力的方向或位置的信息传送至应用处理器50，以使得应用处理器50提供UI以直接执行用户在AOD模式下在显示环境中指定的应用，从而使得UI的改善成为可能。在本发明的示例性实施例中，在应用处理器50在睡眠状态下保持显示的状态中，当手指等接触由AOD模式指示的用于指纹输入的区域时，力传感器感测力。结果，指纹感测处理器70获得指纹输入信息，并将其传送至应用处理器50。应用处理器50能够根据所接收到的指纹输入信息而中止显示器的睡眠状态，并执行对应于指纹输入信息的应用。
在图8和图9中，指纹感测处理器70能够通过使用具有各种区段的力传感器来生成力输入信息，所述信息是由力传感器感测到的信息，其包括力被输入的方向的信息。例如，在图8中的81a或81b中的由“1”指示的力传感器感测到力的状态中，关于由“2”指示的力传感器感测到力的状态，指纹感测处理器70能够确认指纹传感器的中心和上方向受到按压，并激活指纹传感器100，由此使得指纹感测成为可能。
此外，指纹感测处理器70可以生成力输入信息并将其连同指纹输入信息一起传送至应用处理器50，所述力输入信息是力传感器感测到的信息，其包括关于力被输入的方向的信息。在该实例中，应用处理器50可以基于力输入信息和上方向被按下的指纹输入信息来执行对应的应用。
在图8的81a或81b中的由“2”指示的力传感器感测到力并且由“1”指示的力传感器未感测到力的状态中，指纹感测处理器70能够确认仅指纹传感器的上部被按下，并使指纹传感器100不被激活。
也就是说，指纹感测处理器70在通过布置在指纹传感器的周边或者后表面上的力传感器感测到的力所计算出的力输入信息的基础上确认是否通过驱动指纹传感器而对指纹进行感测。此外，指纹感测处理器70能够将力输入信息和通过指纹传感器获得的指纹输入信息传送至应用处理器50，从而响应于指纹输入而操作特定应用。
图10是示出根据本发明的示例性实施例的确定指纹识别的条件的过程的视图。指纹感测处理器70控制力传感器200和指纹传感器100。力传感器200开始力感测(S301)，并确认是否感测到力(S302)。如果未感测到力，那么过程进行至步骤S301，再次开始力感测。
此外，在感测到力时(S302)，确定满足指纹输入的条件，并且指纹传感器100对指纹进行感测(S303)。本发明的示例性实施例是指纹感测处理器70确认力传感器200感测到力，并驱动指纹传感器100的指纹感测。此外，指纹感测处理器70生成先前被描述为指纹输入信息和力输入信息的由指纹传感器100感测到的指纹数据以及在(S302)中感测到的力数据，以将其传送至应用处理器50(S304)。
指纹感测处理器70将上文描述的指纹输入信息和力输入信息传送至应用处理器50(S305)。本发明的示例性实施例可以是唤醒应用处理器50的事件(唤醒事件)。例如，当在息屏显示(AOD)模式下接收到指纹输入时，应用处理器50可能实际上处于睡眠状态或者处于至少不能处理指纹数据的状态。在该状态下，指纹感测处理器70传送指纹输入信息、力输入信息和所述事件，并且因而应用处理器50能够将其转换成用于处理指纹输入信息的状态。
结果，应用处理器50对所传送的数据，即所传送的指纹输入信息和力输入信息进行分析(S311)。在S311之前，应用处理器50可以保持在睡眠状态中。S311示出了应用中止睡眠状态并继续进行的过程。这能够降低应用处理器50所消耗的功率的量，因为应用处理器50保持这样一种状态，即，由于保持睡眠状态而不执行任何用于单独的指纹处理的操作。在根据分析结果由指纹来解锁时(S312)，确认力输入信息中的力的方向(S313)。这意味着有可能选择用于处理指纹数据的应用。也就是说，可以将指纹输入信息和力输入信息组合，以执行特定应用或者向应用传输数据(S314)。
与此形成对照，当在S312中处于未解锁状态时，即，由于指纹识别而未受到认证或者不能执行对应于指纹识别的操作的情形，则过程结束。
图11是示出根据本发明的另一实施例的确定指纹识别的条件的过程的视图。指纹感测处理器70控制力传感器200和指纹传感器100。力传感器200开始力感测(S321)，并确认是否感测到力(S322)。如果未感测到，那么进行至步骤S321，从而再次开始力感测。
与此形成对照，在感测到力时(S322)，确定满足指纹输入的条件，并且指纹传感器100对指纹进行感测(S323)。本发明的示例性实施例是指纹感测处理器70确认力传感器200感测到力，并且驱动指纹传感器100的指纹感测。作为指纹感测(S323)的结果，必须确认是否解锁(S324)。本发明的示例性实施例是要确认通过感测到的指纹将锁定状态释放。
在被解锁时，指纹感测处理器70将有关指纹解锁的信息、指纹传感器100感测并产生的指纹输入信息、以及先前在S322中感测到并由指纹感测处理器70产生的力输入信息传送至应用处理器50(S325)。指纹感测处理器70将指纹输入信息和力输入信息以及事件传送至应用处理器50(S326)，并且根据本发明的示例性实施例，能够包括用于唤醒应用处理器50的事件(唤醒事件)。
例如，当在息屏显示(AOD)模式下接收到指纹输入时，应用处理器50可能实际上处于睡眠状态或者处于至少不能处理指纹输入信息的状态。在该状态下，指纹感测处理器70传送指纹输入信息、力输入信息和所述事件，以使得应用处理器50能够将输入的指纹输入信息转换成用于处理的状态。
结果，应用处理器50基于所传送的数据，即所传送的指纹输入信息和力输入信息来确认解锁状态(S331)。在由于确认而通过指纹进行解锁时(S332)，确认力输入信息中的力的方向(S333)。这意味着能够选择用于处理指纹输入信息的应用。也就是说，可以将指纹输入信息和力输入信息组合，以执行特定应用或者向应用传输数据(S333)。
与此形成对照，当在(S331)中处于未解锁状态时，即，由于指纹识别而未通过认证，或者在不能执行对应于指纹识别的操作的情形中，过程结束。
现在描述图10和图11，由于指纹感测处理器70能够使用力感测确认有关用户的指纹输入的判断，因而与在应用处理器50中对指纹输入进行处理相比有可能更快地执行指纹输入。具体而言，在实施AOD模式的显示器的情形中，能够在显示面板上显示指纹输入的位置。指纹传感器可以布置在显示面板的后表面上、对应于这样的位置，并且布置在指纹传感器的周边的力传感器允许显示面板在不使用由显示面板发出的触摸输入信号的情况下确认是否通过力输入执行了指纹识别。
如图10和图11所示，应用处理器50能够执行对应于接收到的力输入信息和指纹输入信息的应用。例如，在图8和图9中，布置在指纹传感器100的侧表面或后表面上的一个或多个力传感器可以取决于用户触摸的点而以不同方式感测力。
因而，在以不同方式感测的力中收集和产生的力输入信息可以对应于要执行哪一应用。在本发明的示例性实施例中，应用处理器50能够在将指纹感测为包括指纹传感器的侧表面的交换时，驱动被称为“A”的应用。与此形成对照，当在指纹传感器的中央感测到指纹时，应用处理器50能够驱动被称为“B”的应用。
此外，应用处理器50能够执行对应于除了力输入信息之外的所接收到的指纹输入信息的应用。能够根据实施例的实施以各种方式确定向由应用处理器50执行的应用施加力输入信息，并且应用处理器50允许通过对应的单个应用和指纹输入状态来驱动应用。
将详细描述力传感器和指纹传感器的操作和指纹识别过程。
图12是示出根据本发明的示例性实施例的驱动显示器的过程的视图。力传感器200感测力(S351)。结果，指纹感测处理器70使用由力传感器200感测到的信息来生成力输入信息(S353)。此外，响应于力输入信息，指纹感测处理器70控制指纹传感器100(S355)。更具体而言，在指纹感测处理器70分析力输入信息，并且确认用户执行对指纹传感器100的输入时，过程进行至S357，以产生指纹输入信息。
也就是说，指纹感测处理器70生成对应于由指纹传感器100感测到的指纹感测的指纹输入信息(S357)。之后，指纹感测处理器70将指纹输入信息传送至应用处理器50，以控制显示器10的应用(S359)，以使得应用处理器50通过使用指纹输入信息来驱动应用。换言之，由于应用处理器50使用已经处理的指纹输入信息对应用进行操作，有可能缩短指纹输入所需的时间，并且降低应用处理器50的操作载荷。而且，在该过程中，指纹感测处理器70可以基于图11所示的指纹输入信息对显示器10解锁。这里，在步骤S359之前，可以优先执行应用处理器50控制显示器以保持在睡眠状态的步骤。此外，在手指等接触用于指纹输入的区域(由AOD模式显示)的情形中，当力传感器检测到力并且相应地指纹感测处理器70获得指纹输入信息并将其传送至应用处理器50时(S359)，之后应用处理器50能够根据接收到的指纹输入信息而中止显示器的睡眠状态并执行对应于指纹输入信息的应用。此外，在步骤S351之前，显示器的应用处理器能够向显示面板施加图像信号，从而显示指纹传感器被布置在显示面板的图像显示区域中的位置。
图13是示出了根据本发明的示例性实施例的被布置在与指纹传感器隔开的位置的多个力电极的视图。力传感器由一个或多个力电极形成。显示力传感器被布置在显示面板11上的位置。指纹传感器100被布置在显示面板11的中央。如图3和图4所示，第一力电极被布置在指纹传感器100的周边或者指纹传感器100的后表面上。在图13中，第一力电极201被布置在指纹传感器100的周边。
此外，第二力电极202被布置在与指纹传感器100间隔开的位置。第二力电极202是不管是不是指纹输入都响应于触摸而感测力的力电极。相应地，当第一力电极201感测力输入时，指纹感测处理器70降低第二力电极202的力感测灵敏度，从而能够更准确地感测指纹。在图13中，本发明的示例性实施例是力传感器由多个力电极形成，并且这些力电极中的一些设置在指纹传感器100的周边或者后表面上，并且其它力电极布置在与指纹传感器100隔开的位置。在该实例中，能够降低与指纹传感器100隔开的力电极的感测灵敏度，以提高与指纹传感器100相邻的力电极的感测灵敏度，以便在指纹传感器100的位置上做出精确的力感测。
在实施上文所述的实施例时，有可能实施可能驱动力的指纹感测处理器70，即，用于控制指纹传感器和力传感器两者的集成处理器(IC)，其能够在通过使用有可能检测用户输入的指纹传感器和有可能检测方向的力传感器来输入指纹时，在AOD模式下控制由用户指定的应用。具体而言，有可能取决于由力传感器检测到的方向而驱动不同应用，即使是相同的指纹输入。
表1示出了根据方向对可在图8的81a、81b、82a、82b、83a和83b的构造中执行的应用进行不同设置。
[表1]
力输入信息 所执行的应用
1到2 App_1
1到3 App_2
1到4 App_3
1到5 App_4
4到1到5 App_5
表1表明，在由力传感器检测到的力的方向从1变为2(1到2)时执行App_1。“1到2”表示在81a、81b、82a、82b、83a和83b构造的实施例中从中央向上偏的方向。除此之外，基于图8，“1到3”、“1到4”和“1到5”表示在力的方向为1到3、1到4或者1到5时执行每个应用(App_2、App_3、App_4)。
“4到1到5”指示在用户执行从左到右摩擦的指纹输入(从力传感器4到力传感器5的方向)时将执行的应用(App_5)。表1中的信息可以存储到应用处理器50中。
图14是示出根据本发明的示例性实施例的根据指纹输入执行不同应用的情形的视图。
根据本发明的示例性实施例，按照与图8的83b相同的结构布置力传感器。在力传感器“1”和“2”感测到83b中的诸如281的力时，应用处理器50通过指纹感测执行App_1，如391中所示。在本发明的示例性实施例中，执行卡支付应用。而且，在力传感器“1”和“3”感测到83b中的诸如382的力时，应用处理器50通过指纹感测执行App_2，如392中所示。在本发明的示例性实施例中，执行信使应用。
表2示出根据由力传感器感测到的力对能够在图9的91、92、93和94构造中执行的应用进行不同设置。
[表2]
力输入信息 所执行的应用
仅1 App_1
仅2 App_2
仅3 App_3
仅4 App_4
1与2 App_5
表2表明，在仅力传感器1检测到力(仅1)时执行App_1。“仅1”表示在图9的91、92、93和94构造的实施例中，基于指纹传感器以向上偏的方式输入力。除此之外，“仅2”、“仅3”和“仅4”表示基于图9检测到力的力传感器，并且在特定的力传感器感测到力时，其表示执行每个应用(App_2、App_3、App_4)。
“1与2”指示响应于用户以偏向左上部(力传感器1和力传感器2)的方式执行指纹输入的情形所要执行的应用(App_5)。表2中的信息可以存储到应用处理器50中。
如表1和表2所示，在通过使用由力传感器感测到的力的方向和位置来驱动特定应用时，有可能防止访问不必要的页，并减少用户的输入，由此提高用户便利性。此外，由于指纹感测处理器70能够通过使用除触摸面板以外的力传感器来判断是否执行指纹感测，因而能够改善功耗。
在应用本发明的实施例时，有可能实现用于提高显示面板上的指纹感测的速度或准确度的装置和方法。此外，应用本发明的实施例，有可能实现降低指纹感测过程中的功耗的量的装置和方法，以改善电池性能。
尽管在上文中已经大概描述了本发明的实施例，但是以本领域技术人员的水平可以做出各种变化或修改。因此，应当理解这样的变化和修改包括在本发明的范围内，除非这些变化和修改与之背离。

Claims (16)

1.一种具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，包括：
显示面板，其显示图像；
指纹传感器，其布置在对应于所述显示面板的图像显示区域的后表面上，其中，所述指纹传感器的前表面布置在所述后表面上；
多个力传感器，其布置在所述指纹传感器的周边或者所述指纹传感器的与所述前表面相反的后表面；
指纹感测处理器，其控制所述指纹传感器和所述力传感器，以在所述力传感器感测到通过所述显示面板的上侧传送的力时控制所述指纹传感器的指纹感测，其中，所述指纹感测处理器生成力输入信息，所述力输入信息包括有关所述力被输入所沿着的方向的信息，并且其中，所述指纹感测处理器将指纹输入信息和包括有关所述力被输入所沿着的方向的信息的力输入信息传送至应用处理器；以及
应用处理器，其控制应用并且向所述显示面板驱动图像信号，以使得在所述图像显示区域中显示所述指纹传感器被布置的位置，其中，所述应用处理器取决于由所述力传感器检测到的所述方向的信息而驱动不同应用。
2.根据权利要求1所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，其中，所述指纹感测处理器生成对应于所述指纹传感器的所述指纹感测的指纹输入信息，并将生成的指纹输入信息传送至所述应用处理器。
3.根据权利要求1所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，其中，所述应用处理器执行对应于接收到的力输入信息和指纹输入信息的所述应用。
4.根据权利要求3所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，
其中，所述应用处理器进行控制以使所述显示器保持睡眠状态，
其中，所述应用处理器根据接收到的指纹输入信息而中止所述显示器的所述睡眠状态。
5.根据权利要求1所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，其中，所述应用处理器执行对应于接收到的指纹输入信息的所述应用。
6.根据权利要求1所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，
其中，所述指纹传感器布置在所述显示面板的所述后表面上，
其中，所述力传感器布置在所述指纹传感器的所述后表面上，
其中，所述指纹感测过程根据由所述力传感器感测到的所述力的方向或者与施加到所述指纹传感器的上表面的力对应的进行感测的力传感器的位置而对所述指纹传感器进行控制。
7.根据权利要求1所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，
其中，所述指纹传感器和所述力传感器布置在所述显示面板的所述后表面上，
其中，所述力传感器布置在所述指纹传感器的侧表面上，并且
其中，所述指纹感测处理器根据由所述力传感器感测到的所述力的方向或者与施加到所述显示面板的上表面的力对应的进行感测的力传感器的位置而对所述指纹传感器进行控制。
8.根据权利要求1所述的具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器，其中，所述力传感器包括：
一个或多个第一力电极，其布置在所述指纹传感器的周边或者所述指纹传感器的所述后表面上；以及
一个或多个第二力电极，其布置在与所述指纹传感器隔开的位置，
其中，在所述第一力电极感测到力输入时，所述指纹传感器降低所述第二力电极的力感测灵敏度。
9.一种用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，包括：
由所述显示器的应用处理器将图像信号驱动至所述显示面板，从而在所述显示面板的图像显示区域上显示布置有所述指纹传感器的位置，其中，所述指纹传感器的前表面布置在对应于所述显示面板的所述图像显示区域的后表面上；
通过使用由所述力传感器感测到的信息生成力输入信息，其中，多个所述力传感器被布置在所述指纹传感器的周边或者所述指纹传感器的与所述前表面相反的后表面；
响应于力输入信息由指纹感测处理器控制所述指纹传感器，其中，所述指纹感测处理器生成所述力输入信息，所述力输入信息包括有关所述力被输入所沿着的方向的信息，并且其中，所述指纹感测处理器将指纹输入信息和包括有关所述力被输入所沿着的方向的信息的力输入信息传送至所述应用处理器；
由所述指纹感测处理器生成对应于由所述指纹传感器感测到的指纹感测的指纹输入信息；以及
由所述应用处理器取决于由所述力传感器检测到的所述方向的信息而驱动不同应用。
10.根据权利要求9所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，包括：
由所述指纹感测处理器将指纹输入信息传送至所述应用处理器。
11.根据权利要求9所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，其中，所述应用处理器执行对应于接收到的力输入信息和指纹输入信息的应用。
12.根据权利要求11所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，还包括：
在传送步骤之前，
由所述应用处理器控制所述显示器以保持在睡眠状态中，以及
自所述传送步骤以后，
由所述应用处理器根据接收到的指纹输入信息而中止所述显示器的睡眠状态。
13.根据权利要求9所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，其中，所述应用处理器执行对应于接收到的指纹输入信息的应用。
14.根据权利要求9所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，
其中，所述指纹传感器布置在所述显示面板的后表面上，
其中，所述力传感器布置在所述指纹传感器的后表面上，并且
还包括由所述指纹感测处理器根据由所述力传感器感测到的力的方向或者与施加到所述指纹传感器的上表面上的力对应的进行感测的力传感器的位置而对所述指纹传感器进行控制。
15.根据权利要求9所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，
其中，所述指纹传感器和所述力传感器布置在所述显示面板的所述后表面上，
其中，所述力传感器布置在所述指纹传感器的侧表面上，并且
还包括由所述指纹感测处理器根据由所述力传感器感测到的力的方向或者与施加到所述显示面板的上表面上的力对应的进行感测的力传感器的位置而对所述指纹传感器进行控制。
16.根据权利要求9所述的用于驱动具有包括力传感器和指纹传感器的显示面板的显示器的方法，
其中，所述力传感器包括：
一个或多个第一力电极，其布置在所述指纹传感器的周边或者所述指纹传感器的后表面；以及
一个或多个第二力电极，其布置在与所述指纹传感器隔开的位置，并且
还包括在所述第一力电极感测到力输入时，由所述指纹感测处理器降低所述第二力电极的力感测灵敏度。
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