CN111381409B - 驱动电路、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种驱动电路、显示面板和显示装置。所述显示面板包括:多个公共电极;多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中;多条光控制线,电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的栅极;多条光驱动线,电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第一电极;以及多条读出线,每一条电连接至所述多个公共电极之中的单个公共电极,并且电连接至位于与每条读出线电连接到的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管的第二电极。在本发明中,非开口区域的增加被最小化,并且通过读出线检测的光电晶体管的输出信号的幅度增加,由此改善了光感测性能。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2018年12月28日提交的韩国专利申请No.10-2018-0173132的优先权,为了所有目的通过参考将该专利申请结合在此,如同在此完全阐述一样。
技术领域
示例性实施方式涉及一种驱动电路、显示面板和显示装置。
背景技术
随着信息社会的发展,对图像显示装置的需求逐渐增加。在这点上,诸如液晶显示(LCD)装置、等离子体显示装置和有机发光二极管(OLED)显示装置之类的一系列显示装置近来已投入广泛使用。
这种显示装置提供了检测显示面板上的用户触摸或外部光并且基于检测的触摸执行输入处理的功能,以便给用户提供更多的各种功能。
然而,由于在显示面板中设置有用于显示驱动的各种电极、信号线等,所以难以在保持显示面板的功能的同时提供检测触摸或外部光的功能,这成为问题。
发明内容
本发明的各个方面提供了一种驱动电路、显示面板和显示装置,能够有效实现检测显示面板上的用户触摸的功能和检测外部入射光的功能。
还提供了一种显示面板和显示装置,能够在提高检测外部入射光的性能的同时减小显示面板的有源区域中的非开口区域的比率。
还提供了一种显示面板和显示装置,能够根据显示面板显示图像的方向改善检测外部入射光的性能。
根据一个方面,一种显示面板可包括:多个公共电极;多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中;多条光控制线,所述多条光控制线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的栅极;多条光驱动线,所述多条光驱动线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第一电极;以及多条读出线,所述多条读出线的每一条电连接至所述多个公共电极之中的单个公共电极,并且电连接至位于与每条读出线电连接到的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管的第二电极。
在所述显示面板中,位于与所述单个公共电极对应的区域中的多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第二电极可连接至所述单个公共电极,由此电连接至所述读出线。
可选地,位于与所述单个公共电极对应的区域中的多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第二电极可连接至连接线,由此电连接至所述读出线,所述连接线设置在与所述光控制线和所述光驱动线中的至少一个相同的方向上。
此外,位于与所述单个公共电极对应的区域中的多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第二电极可直接连接至所述读出线。
所述显示面板还可包括:多个驱动晶体管,所述多个驱动晶体管之中的两个或更多个驱动晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中,其中所述多个驱动晶体管之中的每个驱动晶体管的有源层设置在所述驱动晶体管的栅极的上方或下方,并且所述多个光电晶体管之中的每个光电晶体管的有源层设置在所述光电晶体管的栅极的下方或上方。
根据另一个方面,一种显示面板可包括:多个公共电极;多个驱动晶体管,所述多个驱动晶体管之中的两个或更多个驱动晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中,并且电连接在数据线与像素电极之间;和多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中,并且电连接在光驱动线与读出线之间,其中位于与所述多个公共电极之中的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管电连接至与所述单个公共电极电连接的读出线。
在所述显示面板中,在具有导通电平的扫描信号施加至所述多个驱动晶体管之中的至少一个驱动晶体管的栅极的时段中,具有截止电平的恒定电压可施加至所述多个光电晶体管的栅极。
此外,在具有截止电平的第一脉冲信号施加至所述多个驱动晶体管的栅极的时段中,与所述第一脉冲信号对应的具有截止电平的第二脉冲信号可施加至所述多个光电晶体管的栅极。
在此,所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号可以是与施加至所述多个公共电极之中的至少一个公共电极的触摸驱动信号对应的信号。此外,所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号可以是相同的信号。
根据又一个方面,一种显示装置可包括:其中设置有多个公共电极的显示面板;多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极对应的多个区域之中的相应区域中;多条光控制线,所述多条光控制线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的栅极;多条光驱动线,所述多条光驱动线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第一电极;以及多条读出线,所述多条读出线电连接至所述多个公共电极之中的单个公共电极,并且电连接至位于与所述多条读出线电连接到的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管的第二电极。
根据又一个方面,一种驱动电路可包括:多感测电路,所述多感测电路向设置在显示面板中的多条触摸线输出触摸驱动信号;和光驱动电路,其中,在所述多感测电路输出所述触摸驱动信号的时段的至少一部分中,所述光驱动电路向设置在所述显示面板中的多条光控制线输出与所述触摸驱动信号具有相同的相位和幅度以及与所述触摸驱动信号具有不同的电压电平的光控制信号,并且向设置在所述显示面板中的多条光驱动线输出与所述触摸驱动信号具有相同的相位和幅度以及与所述触摸驱动信号具有不同的电压电平的光驱动信号。
根据示例性实施方式,可通过与设置在单个触摸块中的公共电极连接的读出线检测光电晶体管的输出信号,使得可利用共用读出线执行触摸感测和光感测。
此外,设置在单个触摸块中的光电晶体管可电连接至单条读出线,使得通过读出线检测的输出信号的幅度可增加,由此改善光感测性能。
此外,设置在单个触摸块中的光电晶体管可连接至公共电极,从而电连接至单条读出线,使得非开口区域的增加可被最小化,由此有利于光电晶体管与读出线之间的电连接。
此外,根据显示面板显示图像的方向,光电晶体管的有源层可设置在不同的位置。即使在从设置有光电晶体管的基板的后表面显示图像的情形中,仍可改善光感测性能。
附图说明
将从下面结合附图的详细描述更清楚地理解到本发明的上述和其他的目的、特征和优点,其中:
图1图解了根据示例性实施方式的显示装置的系统构造;
图2图解了根据示例性实施方式的显示面板的基本多传感器(multi-sensor)构造;
图3和图4是图解根据示例性实施方式的显示面板的基本结构的平面图;
图5是图解根据示例性实施方式的多感测系统的电路图;
图6是图解在根据示例性实施方式的显示装置中,根据是否照射光,来自光电晶体管的输出信号的曲线图;
图7是根据示例性实施方式的显示装置的驱动时序图;
图8图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的像素的电路结构;
图9图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的像素的一平面结构;
图10图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的像素的另一平面结构;
图11图解了在根据示例性实施方式的显示面板中,设置在与不同公共电极对应的区域中的像素的平面结构的示例;
图12A和图12B是图解设置在根据示例性实施方式的显示面板中的光电晶体管的连接结构的剖面图;
图13图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的驱动晶体管和光电晶体管的一剖面结构;
图14图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的驱动晶体管和光电晶体管的另一剖面结构;
图15图解了制造图14中所示的驱动晶体管和光电晶体管的工艺;
图16图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的驱动晶体管和光电晶体管的另一剖面结构;
图17图解了制造图16中所示的驱动晶体管和光电晶体管的工艺;
图18图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的公共电极的一结构;
图19图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的公共电极的另一结构;
图20图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的公共电极的另一结构;
图21至图24图解了根据示例性实施方式的显示装置提供的各种基于光的输入环境。
具体实施方式
下文中,将详细参考本发明的实施方式进行描述,附图中图解了这些实施方式的一些例子。在整个文件中,应当参照附图,在附图中将使用相同的参考数字和符号指代相同或相似的组件。在本发明下面的描述中,如果对本文涉及的已知功能和组件的详细描述反而会使本发明的主题变得不清楚,将省略此详细描述。
还将理解到,尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语描述各种要素,但这些术语仅仅用来将一个要素与其他要素区分开。这些术语不限制这些要素的本质、顺序、等级或数量。将理解到,当称一元件“连接至”、“耦接至”或“链接至”另一元件时,其不仅可“直接连接至、耦接至或链接至”另一元件,而且还可经由“中间”元件“间接连接、耦接至或链接至”另一元件。在同一上下文中,将理解到,当称一“元件”形成在另一元件“上”或“下”时,其不仅可直接位于另一元件上或下,而且还可经由中间元件间接位于另一要素上或下。
图1图解了根据示例性实施方式的显示装置的系统构造,图2图解了根据示例性实施方式的显示面板DISP的基本多传感器构造。
参照图1,根据示例性实施方式的显示装置不仅可提供基本的显示功能,而且还可提供包括触摸感测功能、光感测功能等的多感测功能。
当用户使用手指、笔等以接触方式或非接触方式触摸显示面板DISP上的点P1(X,Y)时,显示装置可利用触摸感测功能检测点P1(X,Y)上的触摸,并且根据感测的结果执行处理(例如,应用程序的输入、选择或运行)。
当用户使用光束发生器BG利用光照射显示面板DISP上的点P2(X,Y)时,显示装置可利用光感测功能检测照射点P2(X,Y)的光,并且根据感测的结果执行处理(例如,应用程序的输入、选择或运行)。
光束发生器BG例如可包括在激光笔、遥控器等中。光束发生器BG可发射高度准直的光。例如,光束发生器BG可发射激光束。在此,在一示例中,从光束发生器BG发射的激光束等可具有各种波长或各种颜色。
显示装置可包括显示面板DISP、数据驱动电路DDC、栅极驱动电路GDC、显示控制器DCTR等。
显示装置可包括显示面板DISP、光驱动电路PDC、多感测电路MSC、多控制器MCTR等,以便提供包括触摸感测功能和光感测功能的多感测功能。
参照图1,多条数据线DL、多条栅极线GL和多个子像素SP可设置在显示面板DISP中,以提供显示功能。
多条数据线DL和多条栅极线GL可设置在不同方向上,从而彼此交叉。多条数据线DL可设置在列方向上或行方向上,而多条栅极线GL可设置在行方向上或列方向上。下文中,多条数据线DL将描述为设置在列方向(即,垂直方向)上,而多条栅极线GL将描述为设置在行方向(即,水平方向)上。
多个子像素SP的每一个可包括驱动晶体管和像素电极。驱动晶体管可通过经由多条栅极线GL之中的相应栅极线GL施加至其栅极的扫描信号SCAN导通,以将经由多条数据线DL之中的相应数据线DL提供至此的数据信号Vdata施加至像素电极。
显示面板DISP可包括多个公共电极COM、多条读出线ROL、多个光传感器PS、多条光驱动线PDL、多条光控制线PCL等。
显示装置的触摸感测构造可包括用作触摸传感器的多个公共电极COM。除多个公共电极COM以外,触摸感测构造还可进一步包括电连接至公共电极COM的读出线ROL。
显示装置可执行基于自电容的触摸感测或基于互电容的触摸感测。下文中,为了简便起见,将描述显示装置执行基于自电容的触摸感测。
此外,每个公共电极COM可以是没有开口区域(open area)的板状电极、具有开口区域的网状电极、或者在一个或多个点处弯曲的电极。
显示装置的光感测构造可包括多个光传感器PS。多个光传感器PS的每一个可包括光电晶体管PHT。在一些情形中,多个光传感器PS的每一个可进一步包括光电容器(photocapacitor)Cs。
除多个光传感器PS以外,光感测构造还可进一步包括用于向多个光电晶体管PHT传输光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto的多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL。在一些情形中,光感测构造可进一步包括公共电极COM和读出线ROL。
多个光电晶体管PHT的每一个可包括被施加光控制信号Vsto的栅极PG、被施加光驱动信号Vdrv的第一电极PE1、用作信号输出节点的第二电极PE2等。
光电容器Cs可电连接在光电晶体管PHT的第二电极PE2和栅极PG之间。在每一光传感器PS中可存在或可不存在光电容器Cs。
光控制信号Vsto可通过多条光控制线PCL之中的相应光控制线PCL施加至光电晶体管PHT的栅极。光驱动信号Vdrv可通过多条光驱动线PDL之中的相应光驱动线PDL施加至光电晶体管PHT的第一电极PE1。多个光电晶体管PHT的每一个可响应于照射光经由第二电极PE2输出信号Vs。
在多个公共电极COM的每个区域中可存在两个或更多个光电晶体管PHT。
设置在多个公共电极COM的每个区域中的两个或更多个光电晶体管PHT的每一个的第二电极PE2可电连接至相应的公共电极COM。
因而,可通过多条读出线ROL之中的相应读出线ROL检测响应于照射光经由第二电极PE2从多个光电晶体管PHT的每一个输出的信号Vs。
关于触摸感测功能和光感测功能,显示面板DISP中的与这种多感测功能有关的部件可被分类。多个光电晶体管PHT、多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL是仅与光感测功能有关的部件。此外,基本上,多个公共电极COM和多条读出线ROL是用于光感测功能的必要部件,同时也是与触摸感测功能有关的部件。
将针对驱动电路描述显示功能和多感测功能。
首先,用于提供显示功能的显示驱动电路可包括驱动多条数据线DL的数据驱动电路DDC、驱动多条栅极线GL的栅极驱动电路GDC、控制数据驱动电路DDC和栅极驱动电路GDC的操作的显示控制器DCTR等。可进一步包括驱动多个公共电极COM的多感测电路MSC。
显示控制器DCTR通过向数据驱动电路DDC和栅极驱动电路GDC提供各种控制信号DCS和GCS来控制数据驱动电路DDC和栅极驱动电路GDC。
显示控制器DCTR在由各个帧实现的时间点处开始扫描,将从外部源输入的图像数据转换为具有数据驱动电路DDC可读取的数据信号格式的图像数据,输出转换后的数字图像数据DATA,并且根据扫描在适当的时间点处控制数据驱动。
栅极驱动电路GDC在显示控制器DCTR的控制下向多条栅极线GL按顺序提供具有导通或截止电压的栅极信号。
当具体栅极线GL被栅极驱动电路GDC开启时,数据驱动电路DDC将从显示控制器DCTR接收的图像数据转换为模拟图像信号,并且将与模拟图像信号对应的数据信号Vdata提供至多条数据线DL。
显示控制器DCTR可以是通常显示技术中使用的时序控制器,可以是包括时序控制器并执行其他控制功能的控制装置,或者可以是与时序控制器不同的控制装置。
显示控制器DCTR可设置为与数据驱动电路DDC分离的部件,或者可与数据驱动电路DDC组合设置,以形成集成电路(IC)。
数据驱动电路DDC通过向多条数据线DL提供数据信号Vdata来驱动多条数据线DL。在此,数据驱动电路DDC也被称为“源极驱动器”。
数据驱动电路DDC可包括一个或多个源极驱动器IC(SDIC)。每个源极驱动器IC可包括移位寄存器、锁存电路、数字-模拟转换器(DAC)、输出缓存器等。在一些情形中,源极驱动器IC可进一步包括模拟-数字转换器(ADC)。
每个源极驱动器IC可通过带式自动接合(TAB)方法、玻上芯片(COG)方法、膜上芯片(COF)方法等连接至显示面板DISP。
栅极驱动电路GDC通过向多条栅极线GL按顺序提供扫描信号SCAN来按顺序驱动多条栅极线GL。在此,栅极驱动电路GDC也被称为“扫描驱动器”。
在此,扫描信号SCAN由将相应栅极线GL关闭的截止电平栅极电压和将相应栅极线GL开启的导通电平栅极电压构成。
栅极驱动电路GDC可包括一个或多个栅极驱动器IC(GDIC)。每个栅极驱动器IC可包括移位寄存器、电平移位器等。
每个栅极驱动器IC可通过玻上芯片(COG)方法、膜上芯片(COF)方法等连接至显示面板DISP,或者可使用设置在显示面板DISP内的面板内栅极(GIP)结构实现。
数据驱动电路DDC可设置在显示面板DISP的一侧(例如,显示面板DISP的上侧或下侧),如图1中所示。在一些情形中,根据驱动系统、显示面板的设计等,数据驱动电路DDC可设置在显示面板DISP的两侧(例如,显示面板DISP的上侧和下侧)。
栅极驱动电路GDC可设置在显示面板DISP的一侧(例如,设置于显示面板DISP的右侧或左侧),如图1中所示。在一些情形中,根据驱动系统、显示面板的设计等,栅极驱动电路GDC可设置在显示面板DISP的两侧(例如,设置于显示面板DISP的右侧和左侧)。
根据示例性实施方式的显示装置可以是各种类型的显示装置之一,比如液晶显示(LCD)装置、有机发光显示装置或量子点显示装置。根据示例性实施方式的显示面板DISP可以是各种类型的显示面板之一,比如LCD面板、有机发光显示面板或量子点显示面板。
排列于显示面板DISP中的每个子像素SP可包括一个或多个电路元件(例如,晶体管或电容器)。
例如,在显示面板DISP是LCD面板的情形中,像素电极设置在每个子像素SP中,并且驱动晶体管可电连接在像素电极与相应的数据线DL之间。驱动晶体管可通过经由栅极线GL提供至栅极的扫描信号SCAN导通。当导通时,驱动晶体管可将经由数据线DL提供至源极(或漏极)的数据信号Vdata输出至漏极(或源极),使得数据信号Vdata施加至与漏极(或源极)电连接的像素电极。在被施加数据信号Vdata的像素电极与被施加公共电压Vcom的公共电极COM之间可产生电场,并且在像素电极与公共电极COM之间可产生电容。
根据显示面板的类型、提供的功能、设计等,每个子像素SP可具有各种结构。
接下来,用于多感测功能的多驱动电路可包括多感测电路MSC、光驱动电路PDC、多控制器MCTR等。
多感测电路MSC可通过设置在显示面板DISP中的多条读出线ROL电连接至设置在显示面板DISP中的多个公共电极COM。
光驱动电路PDC可驱动多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL,通过多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL向设置在显示面板DISP中的多个光电晶体管PHT传输驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto。
多控制器MCTR可通过从多感测电路MSC接收感测数据来检测触摸和触摸坐标中至少之一或者检测光照射和光照射坐标(即,用户通过光照射指定的位置,也被称为光坐标)中至少之一。
此外,多控制器MCTR可控制多感测电路MSC和光驱动电路PDC的每一个的驱动时序等。
多感测电路MSC可驱动多个公共电极COM并且感测多个公共电极COM。就是说,多感测电路MSC可通过经由多条读出线ROL向多个公共电极COM提供触摸驱动信号TDS来驱动多个公共电极COM。
光驱动电路PDC可驱动多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL。就是说,光驱动电路PDC可通过向多条光控制线PCL输出光控制信号Vsto来驱动多条光控制线PCL,并且可通过向多条光驱动线PDL输出光驱动信号Vdrv来驱动多条光驱动线PDL。
因而,光控制信号Vsto可通过多条光控制线PCL施加至多个光电晶体管PHT的栅极PG。光驱动信号Vdrv可通过多条光驱动线PDL施加至多个光电晶体管PHT的第一电极PE1。
此外,多感测电路MSC可通过经由多条读出线ROL之中的相应读出线ROL从多个公共电极COM的每一个检测信号ROS来感测多个公共电极COM。在此,经由读出线ROL从公共电极COM检测的信号ROS表示公共电极COM的电状态。
由多感测电路MSC检测的信号ROS可以是响应于触摸了显示面板的用户的手指、笔等而产生的信号。该信号对于确定触摸和触摸坐标中的至少之一是必要的。
此外,当用光照射显示面板DISP时,由多感测电路MSC检测的信号ROS可以是从设置在被光照射的点处的光电晶体管PHT输出的信号。该信号对于确定光照射和光照射位置(即,用户通过光照射指定的位置)中的至少之一是必要的。
多感测电路MSC可基于经由多条读出线ROL检测的信号ROS产生感测数据并且将感测数据输出至多控制器MCTR。
多控制器MCTR可根据感测数据检测显示面板DISP上的触摸或触摸坐标,或者检测显示面板DISP上的光照射或光照射坐标(或光坐标),并且输出感测结果。
参照图2描述基本多传感器构造,公共电极COM等可对应于触摸传感器,光电晶体管PHT和光电容器Cs可对应于光传感器PS。
参照图2,设置在同一列中的多个公共电极COM可包括第一公共电极COM1和第二公共电极COM2。此外,多条读出线ROL可包括将第一公共电极COM1和多感测电路MSC电连接的第一读出线ROL1、以及将第二公共电极COM2和多感测电路MSC电连接的第二读出线ROL2。
在第一公共电极COM1的区域中可设置两个或更多个光电晶体管PHT,并且两个或更多个光电晶体管PHT的每一个的第二电极PE2可电连接至第一公共电极COM1。
同样,在第二公共电极COM1的区域中可设置两个或更多个光电晶体管PHT,并且设置在第二公共电极COM1的区域中的两个或更多个光电晶体管PHT的每一个的第二电极PE2可电连接至第二公共电极COM2。
第一读出线ROL1可与第一公共电极COM1和第二公共电极COM2二者交叠。然而,第一读出线ROL1可通过接触孔CNT_COM_ROL仅电连接至第一公共电极COM1而与第二公共电极COM2电绝缘。
第二读出线ROL2可与第一公共电极COM1和第二公共电极COM2二者交叠。然而,第二读出线ROL2可通过接触孔CNT_COM_ROL仅电连接至第二公共电极COM2而与第一公共电极COM1电绝缘。
由于第一公共电极COM1和第二公共电极COM2设置在同一列中,所以与第一公共电极COM1交叠的两条或更多条数据线DL可等同于与第二公共电极COM2交叠的两条或更多条数据线DL。
第一读出线ROL1和第二读出线ROL2的每一条可设置在与两条或更多条数据线DL相同的方向上。
图3和图4是图解根据示例性实施方式的显示面板DISP的基本结构的平面图。
参照图3和图4,显示面板DISP包括对应于显示区域的有源区域A/A和位于有源区域A/A的外围并且对应于非显示区域的非有源区域N/A。
图3和图4是图解显示面板DISP的包括一部分有源区域A/A和一部分非有源区域N/A的左上区域的平面图。左上区域是经由数据驱动电路DDC、印刷电路板(PCB)等被提供各种信号(例如,数据信号、栅极驱动相关电压、公共电压、光驱动信号和光控制信号)的区域。
参照图3和图4,在显示面板DISP中,多条数据线DL和多条读出线ROL设置在列方向(或垂直方向)上,并且多条栅极线GL、多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL可设置在行方向(或水平方向)上。
参照图3和图4,在有源区域A/A中,多个子像素SP以矩阵形式排列。多个子像素SP的每一个可包括像素电极PXL和驱动晶体管DRT。驱动晶体管DRT可通过经由相应栅极线GL施加至栅极的扫描信号SCAN导通,以将从相应数据线DL提供的数据信号Vdata施加至像素电极PXL。
此外,在有源区域A/A中可设置多个光电晶体管PHT。
可向单个子像素SP或者两个或更多个子像素SP分配单个光电晶体管PHT。
因此,可向单个子像素SP或者两个或更多个子像素SP分配单条光驱动线PDL。可向单个子像素SP或者两个或更多个子像素SP分配单条光控制线PCL。
在一示例中,如图3和图4中所示,可在每一相应子像素行排列一行或多行光电晶体管PHT。就是说,可在两个相应子像素行之间排列一行或多行光电晶体管PHT。在这种情形中,可在两个相应子像素行之间设置一条或多条光驱动线PDL和一条或多条光控制线PCL。
在另一示例中,可针对两个相应子像素行排列一行或多行光电晶体管PHT。例如,在第一子像素行、第二子像素行、第三子像素行和第四子像素行按顺序排列的情形中,可在第一子像素行与第二子像素行之间排列一行或多行光电晶体管PHT,在第二子像素行与第三子像素行之间可不排列光电晶体管PHT,并且可在第三子像素行与第四子像素行之间排列一行或多行光电晶体管PHT。在这种情形中,可在第一子像素行与第二子像素行之间设置一条或多条光驱动线PDL和一条或多条光控制线PCL,在第二子像素行与第三子像素行之间既不设置光驱动线PDL也不设置光控制线PCL,并且可在第三子像素行与第四子像素行之间设置一条或多条光驱动线PDL和一条或多条光控制线PCL。
参照图3和图4,光电晶体管PHT、一条或多条光驱动线PDL和一条或多条光控制线PCL可设置在两条相应栅极线GL之间。
此外,参照图3和图4,非有源区域N/A可包括设置有一个或多个虚拟子像素的虚拟像素区域D/A。
虚拟像素区域D/A可设置在有源区域A/A的一侧或两侧,或者可存在于有源区域A/A的整个外围。
一个或多个子像素行中包括的多个虚拟子像素DMY_SP的每一个可包括虚拟像素电极DMY_PXL。此外,多个虚拟子像素DMY_SP的每一个可进一步包括驱动晶体管DRT。
一个或多个子像素行被设计为与有源区域A/A中的子像素行相同。就是说,在一个或多个子像素行中,设置有虚拟栅极线DMY_GL和虚拟像素电极DMY_PXL,并且在一些情形中,可设置虚拟数据线DMY_DL。
在此,虚拟数据线DMY_DL可由与数据线DL和公共电极COM中的至少一个相同的材料制成。虚拟栅极线DMY_GL可由与栅极线GL相同的材料制成。
在设置于多个虚拟子像素DMY_SP的每一个中的驱动晶体管DRT中,栅极可连接至相应的虚拟栅极线DMY_GL,源极(或漏极)可连接至相应的虚拟数据线DMY_DL,并且漏极(或源极)可连接至虚拟像素电极DMY_PXL。设置于多个虚拟子像素DMY_SP的每一个中的驱动晶体管DRT可执行导通-截止操作,或者可恒定地保持在截止状态。施加至虚拟栅极线DMY_GL的信号可具有与施加至有源区域A/A的扫描信号SCAN相同的形式。虚拟栅极线DMY_GL可处于浮置状态,或者可具有恒定地施加于其上的截止电平电压(例如,低电平电压)。
由于设置在有源区域A/A的外围的虚拟像素区域D/A,可预期获得防止引起漏光、静电、摩擦污点等的效果。
此外,在非有源区域N/A中的虚拟像素区域D/A中,可设置虚拟光电晶体管DMY_PHT,并且还可设置虚拟光驱动线DMY_PDL和虚拟光控制线DMY_PCL。
就是说,可在虚拟像素电极DMY_PXL或虚拟栅极线DMY_GL与有源区域A/A之间设置虚拟光电晶体管DMY_PHT、虚拟光驱动线DMY_PDL和虚拟光控制线DMY_PCL。
此外,参照图3,就信号供给位置而言,必须在非有源区域N/A中设置在列方向(或垂直方向)上延伸的主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL,使得进入显示面板DISP的光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto可通过主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL传输至设置在行方向(或水平方向)上的多条光驱动线PDL和多条光控制线PCL。
设置在非有源区域N/A中的主光驱动线MPDL通过多个接触孔CNT_DRV连接至设置在行方向(或水平方向)上的光驱动线PDL。设置在非有源区域N/A中的主光控制线MPCL通过多个接触孔CNT_STO连接至设置在行方向(或水平方向)上的光控制线PCL。
参照图3,由于非有源区域N/A中的包括虚拟像素电极DMY_PXL的虚拟子像素DMY_SP设置成最靠近有源区域A/A,所以主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL必须设置在虚拟子像素DMY_SP或虚拟数据线DMY_DL之外的区域中。因此,必须增加非有源区域N/A的宽度。就是说,虚拟像素区域D/A的存在迫使主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL设置在虚拟像素区域D/A的外围,由此不可避免地增加了边框区域。
参照图4,在非有源区域N/A中存在虚拟像素区域D/A的情形中,与每个虚拟子像素DMY_SP的驱动晶体管DRT的源极(或漏极)连接的虚拟数据线DMY_DL可用作主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL,而无需在非有源区域N/A中额外设置用于传输光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto的列方向的线。这可防止边框区域由于主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL而增加。
在这种情形中,主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL中的至少一个可连接至多个虚拟子像素DMY_SP。就是说,主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL中的至少一个可连接至多个虚拟子像素DMY_SP的每一个中包括的驱动晶体管DRT的源极(或漏极)。
此外,在这种情形中,主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL可由与数据线DL相同的材料制成。
参照图4,光驱动线PDL和光控制线PCL可设置在与栅极线GL相同的方向上。主光驱动线MPDL和主光控制线MPCL可设置在与数据线DL相同的方向上,数据线DL与栅极线GL交叉。
参照图3和图4,为了简便起见省略了电连接至读出线ROL的公共电极COM。公共电极COM的每个区域的尺寸可等于或大于两个子像素SP的区域的尺寸。之后将更详细地描述公共电极COM的结构。
此外,在执行能够减少数据驱动电路DDC的通道数量的双倍速率驱动(DRR)的情形中,根据示例性实施方式的显示装置具有如下结构:在每个子像素行上方设置单条栅极线GL,在同一子像素行下方设置另一单条栅极线GL,并且两个子像素行共用单条数据线DL,如图3和图4中所示。
此外,根据示例性实施方式的显示面板DISP中排列的多个子像素SP可由红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素等构成。根据示例性实施方式,在多个子像素SP的每一个中可设置用于实现相应颜色的光所必需的红色滤色器(或颜料)、绿色滤色器(或颜料)、蓝色滤色器(或颜料)等。在此,红色滤色器(或颜料)、绿色滤色器(或颜料)、蓝色滤色器(或颜料)等可设置在滤色器基板上,或者可设置在薄膜晶体管(TFT)阵列基板上。
在此,光电晶体管PHT可设置成与其中设置有红色滤色器(或颜料)、绿色滤色器(或颜料)和蓝色滤色器(或颜料)的每一个的区域交叠。下文中,将描述从光束发生器BG发射的诸如激光束之类的光在到达光电晶体管PHT之前到达每个滤色器的情形。
在从光束发生器BG发射的光具有具体颜色的情形中,其颜色与从光束发生器BG发射的光的颜色相同或相似的光电晶体管PHT主要对光作出响应,因而用于光感测。
例如,在从光束发生器BG发射的光具有红色波段的情形中,从光束发生器BG发射的光可穿过红色滤色器(或颜料)、绿色滤色器(或颜料)和蓝色滤色器(或颜料)的每一个而入射到与红色滤色器(或颜料)、绿色滤色器(或颜料)和蓝色滤色器(或颜料)的每一个交叠的光电晶体管PHT上。此时,设置成与红色滤色器交叠的红色光电晶体管PHT主要对光作出响应,由此产生漏电流。然而,设置到绿色滤色器和蓝色滤色器的光电晶体管由于具有更低的光响应度而产生更少量的漏电流。这是因为,红色波段中的光不太能够穿过绿色滤色器和蓝色滤色器。因此,在入射到显示面板的指定区域(pointed area)上的光处于红色波段中的情形中,与红色滤色器交叠的一个或多个光电晶体管PHT可用于主要对光作出响应,以产生可用于光感测的漏电流,并且根据光感测确定光照射位置。
图5是图解根据示例性实施方式的多感测系统的电路图,图6是图解在根据示例性实施方式的显示装置中,根据是否照射光,从光电晶体管PHT输出的信号的曲线图。
参照图5,根据示例性实施方式的多感测系统可包括:包括光电晶体管PHT等的光传感器PS、用作触摸传感器的公共电极COM、检测光传感器PS和公共电极COM的多感测电路MSC等。
光传感器PS连接至公共电极COM,并且公共电极COM通过读出线ROL连接至多感测电路MSC。因而,读出线ROL是共用线,多感测电路MSC使用该共用线检测光传感器PS和公共电极COM。
多感测电路MSC可包括多个传感器SU和一个或多个模拟-数字转换器ADC。
多个传感器SU的每一个可包括电荷放大器CAMP、通过将电荷放大器CAMP的输出信号Vout积分来输出积分值的积分器INTG、和存储积分器INTG的积分值的采样保持电路SHA。
电荷放大器CAMP可包括被输入触摸驱动信号TDS作为输入信号Vin的第一输入端IN1、连接至第一多路复用器MUX1的第二输入端IN2、具有输出一输出信号Vout的输出端OUT的运算放大器OP-AMP、连接在第二输入端IN2与输出端OUT之间的反馈电容器Cfb等。第一输入端IN1可以是非反相输入端,第二输入端IN2可以是反相输入端。
多感测电路MSC可进一步包括第一多路复用器、第二多路复用器等,第一多路复用器选择性地将多个公共电极COM之中的一个或多个公共电极COM连接至多个传感器SU,第二多路复用器将多个传感器SU之中的一个或多个传感器SU连接至模拟-数字转换器ADC。
首先,将描述触摸感测。倘若发生触摸,多感测电路MSC可通过检测每个公共电极COM的手指电容Cf的变化来检测触摸和触摸坐标中的至少之一。
多感测电路MSC可根据施加至用作触摸传感器(或触摸电极)的公共电极COM的触摸驱动信号TDS与电荷放大器CAMP的输出信号Vout之间的电压差Vout-Vin,检测由于手指电容Cf而导致的负载的增加(或Cf的增加)。
多感测电路MSC通过使用模拟-数字转换器ADC将在触摸感测时段中利用积分器INTG累积的电压差Vout-Vin转换为数字感测值来输出感测数据。多控制器MCTR可使用感测数据检测触摸。
随后,将描述光感测。
在根据示例性实施方式的光感测中,当用光照射处于截止状态的光电晶体管PHT时,光电晶体管PHT由于其光响应而产生漏电流(或截止电流),可利用施加至公共电极COM的触摸驱动信号TDS与电荷放大器CAMP的输出信号Vout之间的电压差Vout-Vin检测由于漏电流的产生和增加而充入在光电容器Cs中的电量。在此,可不存在光电容器Cs。即使在不存在光电容器Cs的情形中,由于光电晶体管PHT的第二电极PE2的电容成分,也可被充电。
对于光感测,光电晶体管PHT必须保持在截止状态。因而,施加至光电晶体管PHT的栅极PG的光控制信号Vsto具有可使光电晶体管PHT截止的截止电平电压。
触摸感测和光感测二者共同使用公共电极COM和读出线ROL。此外,多感测电路MSC通过经由读出线ROL检测公共电极COM的电状态(例如,电荷或电容)来执行触摸感测和光感测。读出线ROL是触摸感测和光感测共用的信号线。
在光感测中,光电晶体管PHT的输出信号Vs与(脉冲形式的)基准电压结合,由此产生光感测所需的电压差Vout-Vin。在此,基准电压是未被触摸或光电晶体管PHT改变的脉冲电压,并且基准电压与对应于触摸驱动信号TDS的输入信号Vin和电荷放大器CAMP的输出值Vout二者相同(电压差=0)。
图6图解了在大约70个光电晶体管PHT的第二电极PE2连接至单个公共电极COM的环境下,使用激光束作为照射光来执行感测的模拟结果。
参照图6,在激光感测的情形中,响应于激光打开和关闭,电荷放大器CAMP的输出信号Vout的中心值向下移动。
当由于激光照射而在光电晶体管PHT中产生漏电流(或截止电流)时,电荷进入传感器SU中的运算放大器OP-AMP的第二输入端IN2,然后通过反馈电容器Cfb累积,由此升高电位。在这种情形中,就运算放大器OP-AMP的角度而言,第二输入端IN2是反相输入端。就是说,当电位由于漏电流(或截止电流)而升高时,输出信号Vout的整体值因此可降低,如图6中所示。
因此,如图6中所示,光照射的情形中的输出信号Vout的电压电平从没有光照射的情形中的输出信号Vout降低了ΔVon/off。
然而,由于光照射的情形中的输出信号Vout不像用于触摸感测的手指电容Cf一样会影响运算放大器OP-AMP的增益,所以仅仅输出信号Vout的中心值在曲线图上向下移动,而输出信号Vout的幅度保持相同。
因此,光照射的情形中的输出信号Vout和没有光照射的情形中的输出信号Vout具有相同或相似的信号波形(例如,频率、相位或幅度)。光照射的情形中的输出信号Vout和没有光照射的情形中的输出信号Vout具有与触摸驱动信号TDS相同的信号波形。
返回参照图5,当在多感测驱动时段期间触摸驱动信号TDS施加至公共电极COM时,公共电极COM可与显示面板DISP中的数据线DL、栅极线GL和其余公共电极COM一起产生寄生电容Cdc、Cgc和Ccc。这种寄生电容Cdc、Cgc和Ccc是降低触摸灵敏度的原因。
因此,根据示例性实施方式的显示装置可执行无负载驱动(LFD),以防止当触摸驱动信号TDS施加至公共电极COM时在公共电极COM与显示面板DISP中的诸如DL、GL和其他COM之类的其他图案之间产生寄生电容Cdc、Cgc和Ccc。
在无负载驱动中,与施加至公共电极COM的触摸驱动信号TDS相同或相似的LFD信号可施加至显示面板DISP中的诸如DL、GL和其他COM之类的其他图案。LFD信号对应于触摸驱动信号TDS的频率、相位或幅度ΔV中的一个或多个。因此,可去除公共电极COM与显示面板DISP中的诸如DL、GL和其他COM之类的其他图案之间的电位差,由此防止寄生电容Cdc、Cgc和Ccc。
图7是根据示例性实施方式的显示装置的驱动时序图。
参照图7,根据示例性实施方式的显示装置可在不同时间段中执行显示驱动和多感测(即,触摸感测和光感测)。
例如,在一个帧周期期间,可在有效时段期间执行显示驱动,而可在消隐时段期间执行多感测。在消隐时段期间,同时执行触摸感测和光感测。
参照图7,在显示驱动时段期间,数据信号Vdata可施加至数据线DL,扫描信号SCAN可施加至栅极线GL,并且公共电压Vcom可施加至所有公共电极COM。
此外,在显示驱动时段期间,光驱动线PDL和光控制线PCL可浮置,或者可被提供公共电压Vcom、地电压、或对与显示驱动相关的线或电极没有影响的电压。
换句话说,在显示驱动时段期间,光驱动电路PDC通过多条读出线ROL向多个公共电极COM输出具有某一电压电平的公共电压Vcom。光驱动电路PDC将光驱动线PDL和光控制线PCL浮置,或者向光驱动线PDL和光控制线PCL输出具有某一电压电平的光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto。在此,在显示驱动时段期间,具有某一电压电平的光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto例如可与直流(DC)电压形式的公共电压相同。
参照图7,在继显示驱动时段之后的消隐时段期间,同时执行用于触摸感测的触摸驱动和用于光感测的光驱动。
在消隐时段期间,为了触摸感测,多感测电路MSC通过多条读出线ROL向多个公共电极COM输出其电压电平进行摆动的触摸驱动信号TDS。
在消隐时段期间,为了光感测,光驱动电路PDC向光驱动线PDL和光控制线PCL输出其电压电平进行摆动的光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto。
在消隐时段期间,光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto可对应于触摸驱动信号TDS的频率、相位和幅度ΔV中的至少一个。
由于信号特性中的这种相似性,光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto也用作LFD信号。就是说,在光驱动线PDL或光控制线PCL与公共电极COM之间不会产生不必要的寄生电容。
由于光感测利用在光电晶体管PHT截止的状态下响应于光照射而从光电晶体管PHT产生的漏电流,所以不管光控制信号Vsto的电压电平的摆动如何,光控制信号Vsto的最高电压电平在消隐时段期间必须不能升高至使光电晶体管PHT导通的电平。
因此,在消隐时段期间,光控制信号Vsto可在光电晶体管PHT截止的截止电压范围内摆动。
在此,其电压电平可变的触摸驱动信号TDS、光驱动信号Vdrv和光控制信号Vsto可被称为AC信号(交流信号)、调制信号、脉冲信号等。
此外,在消隐时段期间,为了数据线DL的低频驱动,LFD信号D_LFDS可施加至数据线DL。LFD信号D_LFDS的频率、相位、幅度ΔV等中的至少一个与触摸驱动信号TDS的相对应。
此外,在消隐时段期间,为了栅极线GL的低频驱动,LFD信号G_LFDS可施加至栅极线GL。LFD信号G_LFDS的频率、相位、幅度ΔV等中的至少一个与触摸驱动信号TDS的相对应。
此外,在消隐时段期间,为了公共电极COM的低频驱动,LFD信号C_LFDS可施加至多个公共电极COM之中的不该被感测的公共电极COM。LFD信号C_LFDS的频率、相位、幅度ΔV等中的至少一个与施加至多个公共电极COM之中的要被检测的公共电极COM的触摸驱动信号TDS的相对应。
图8图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板DISP中的像素的电路结构。
参照图8,设置在显示面板DISP中的像素可包括用于显示驱动的子像素行SPR和用于光感测的光传感器行PSR。此外,可设置用于显示驱动和光感测的各种电路元件和信号线。此外,提供触摸电极TE的功能的公共电极COM可设置成对应于多个像素。
在此,多个像素对应于公共电极COM是指,多个像素对应于通过公共电极COM执行显示驱动或触摸感测的区域,使得多个像素的区域不必与公共电极COM交叠。就是说,对应于公共电极COM的区域可指由分离设置的公共电极COM限定的每个“触摸块”。
作为信号线的示例,用于显示驱动的多条栅极线GL、以及用于光感测的多条光控制线PCL和多条光驱动线PDL可设置在单个方向上。用于显示驱动的多条数据线DL以及用于触摸感测和光感测的多条读出线ROL可包括在与栅极线GL交叉的方向上。
图8中所示的像素的结构是通过双倍速率驱动(DRD)方法执行显示驱动的示例。针对单个子像素行SPR可设置两条栅极线GL。就是说,可设置两条第一栅极线GL1a和GL1b来驱动第一子像素行SPR1,并且可设置两条第二栅极线GL2a和GL2b来驱动第二子像素行SPR2。此外,针对两个子像素列可设置单条数据线DL。
在此像素结构中,单条光控制线PCL和单条光驱动线PDL可在相应子像素行SPR(例如,SPR1和SPR2)之间的区域中设置在相应栅极线GL之间。例如,第一光控制线PCL1和第一光驱动线PDL1可在子像素行SPR1和SPR2之间的区域中设置在第一栅极线GL1b与第二栅极线GL2a之间。每条读出线ROL可在未设置数据线DL的区域中设置在相应子像素列之间。就是说,数据线DL和读出线ROL可交替设置。
在每个子像素行SPR中可设置用于控制显示驱动的驱动晶体管DRT。
驱动晶体管DRT可包括电连接至栅极线GL的栅极DG、电连接至相应数据线DL的第一电极DE1和电连接至相应像素电极PXL的第二电极DE2。在此,根据驱动晶体管DRT的类型,第一电极DE1可以是源极或漏极。第二电极DE2可以是漏极或源极。
由于施加至像素电极PXL的数据信号Vdata和施加至公共电极COM的公共电压Vcom,在子像素行SPR中可产生存储电容Cst。由于液晶层,在像素电极PXL与公共电极COM之间可产生液晶电容Clc。
在每个光传感器行PSR中可设置用于光感测的光电晶体管PHT。
光电晶体管PHT包括电连接至相应光控制线PCL的栅极PG、电连接至相应光驱动线PDL的第一电极PE1和电连接至相应读出线ROL的第二电极PE2。在此,根据光电晶体管PHT的类型,第一电极PE1可以是源极或漏极。第二电极PE2可以是漏极或源极。
此外,在每个光传感器行PSR中可设置光电容器Cs,以累积与通过光感测而产生的截止电流对应的电荷。光电容器Cs可以是设置为单独电极的电容器或由寄生电容产生的电容器。
具有使光电晶体管PHT截止的电平的光控制信号Vsto可通过光控制线PCL施加至光电晶体管PHT。在光驱动信号Vdrv施加至光驱动线PDL的状态下,光电晶体管PHT可响应于外部光产生截止电流。可通过电连接至光电晶体管PHT的读出线ROL检测由于光感测而导致的信号。
在此,每条读出线ROL可电连接至提供触摸感测功能的相应公共电极COM。此外,读出线ROL可电连接至设置在与电连接至读出线ROL的公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT。
就是说,可通过电连接至公共电极COM的单条读出线ROL检测从设置在通过公共电极COM执行触摸感测的区域中的所有光电晶体管PHT输出的信号。
在图8中所示的电路结构是与单个公共电极COM对应的区域的情形中,例如,第二读出线ROL2可电连接至与图8中所示的区域对应的公共电极COM。第一读出线ROL1和第三读出线ROL3可电连接至其他公共电极COM。
此外,图8中所示的所有光电晶体管PHT的第二电极PE2可电连接至第二读出线ROL2。
因此,可响应于通过第二读出线ROL2在相应区域中检测的信号来执行触摸感测和光感测。
由于通过单条读出线ROL检测从设置在相应区域中的所有光电晶体管PHT输出的信号,所以从光电晶体管PHT输出的信号的幅度可增加,由此改善光感测性能。
在此,设置在与单个公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT中的至少一个可直接连接至读出线ROL。
或者,设置在与单个公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT中的至少一个可通过诸如信号线或电极之类的单独设置的部件,或者通过诸如信号线或电极之类的现有部件电连接至读出线ROL。
图9图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板中的像素的一平面结构,其中选取了图8中所示的与第一子像素行SPR1和第一光传感器行PSR1对应的区域。
参照图9,可在读出线ROL与数据线DL之间的每个区域设置单个像素电极PXL。可在与像素电极PXL对应的整个区域中设置与像素电极PXL一起产生电场的公共电极COM。例如,像素电极PXL和公共电极COM可设置在同一层上并且可由相同材料制成。
像素电极PXL可通过第一接触孔CNT1连接至驱动晶体管DRT的第二电极DE2。
公共电极COM可包括主公共电极COMm和子公共电极COMs,在一些情形中,主公共电极COMm和子公共电极COMs可由设置在不同层上的材料制成。例如,主公共电极COMm可由与像素电极PXL相同的材料制成,并且子公共电极COMs可由与栅极线GL相同的材料制成。主公共电极COMm和子公共电极COMs可通过第二接触孔CNT2彼此连接。
此外,由于公共电极COM提供触摸传感器的功能,所以公共电极COM可电连接至设置在相应区域中的多条读出线ROL之一。例如,公共电极COM可通过第三接触孔CNT3连接至第二读出线ROL。
驱动晶体管DRT和光电晶体管PHT可设置在读出线ROL与数据线DL之间的每个区域中。
在此,光电晶体管PHT可设置在读出线ROL与数据线DL之间的每个区域中,或者可设置在每两条读出线ROL之间。
例如,如图9中所示,光电晶体管PHT可设置在第一读出线ROL1与第一数据线DL1之间。此外,光电晶体管PHT可设置在第二读出线ROL2与第二数据线DL2之间。
光电容器Cs可设置在第一数据线DL1与第二读出线ROL2之间以及在第二数据线DL2与第三读出线ROL3之间的未设置光电晶体管PHT的每个区域中。在一些情形中,光电容器Cs可不设置为单独的电极。就是说,光电容器Cs可指由寄生电容产生的电容。
光电晶体管PHT的第一电极PE1可电连接至第一光驱动线PDL1。
在此,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第一光驱动线PDL1可设置在不同的层上,并且可通过接触孔彼此直接连接,或者可通过连接图案彼此连接。
例如,第一光驱动线PDL1可设置在与栅极线GL相同的层上,并且光电晶体管PHT的第一电极PE1可设置在与数据线DL相同的层上。光电晶体管PHT的第一电极PE1和第一光驱动线PDL1可通过第一连接图案CP1和两个第四接触孔CNT4a和CNT4b彼此电连接。在此,第一连接图案CP1可由与公共电极COM相同的材料制成。
光电晶体管PHT的第二电极PE2可电连接至第二读出线ROL2。
在此,光电晶体管PHT中的至少一个的第二电极PE2可通过连接线CL电连接至第二读出线ROL2,连接线CL设置在与第一光控制线PCL1和第一光驱动线PDL1相同的方向上。
例如,设置在第一读出线ROL1与第一数据线DL1之间的光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过由与公共电极COM相同材料制成的第二连接图案CP2和第五接触孔CNT5电连接至光电容器Cs。由于光电容器Cs的上板与第二读出线ROL2一体设置,所以光电晶体管PHT的第二电极PE2可电连接至第二读出线ROL2。
另一方面,设置在第二读出线ROL2与第二数据线DL2之间的光电晶体管PHT的第二电极PE2电连接至光电容器Cs的上板。光电容器Cs的上板电连接至连接线CL。在此,光电容器Cs的上板和连接线CL可通过第三连接图案CP3和两个第六接触孔CNT6a和CNT6b彼此电连接。由于连接线CL电连接至第二读出线ROL2,所以设置在第二读出线ROL2与第二数据线DL2之间的光电晶体管PHT的第二电极PE2可电连接至第二读出线ROL2。
如上所述,设置在与电连接至第二读出线ROL2的公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT的第二电极PE2可电连接至第二读出线ROL2。此外,根据光感测,可增加通过第二读出线ROL2检测的信号的幅度,由此改善光感测性能。
示例性实施方式提供了一种通过在不进一步设置连接线CL的情况下将光电晶体管PHT和读出线ROL电连接而能够在改善光感测性能的同时减小非开口区域的比率的方案。
图10图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板DISP中的像素的另一平面结构,其中选取了图9中所示的设置在第二读出线ROL2与第三读出线ROL3之间的电路元件和信号线的变型。
参照图10,可在读出线ROL与数据线DL之间的每个区域设置像素电极PXL,并且可在与像素电极PXL对应的整个区域中设置公共电极COM。在此,公共电极COM可电连接至第二读出线ROL2,如图9中所示。
光电晶体管PHT可设置在第二数据线DL2与第三读出线ROL3之间。
光电晶体管PHT的第一电极PE1电连接至第一光驱动线PDL1。光电晶体管PHT的第二电极PE2通过第五接触孔CNT5电连接至公共电极COM。
就是说,光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过设置在光电晶体管PHT的第二电极PE2中的第五接触孔CNT5直接连接至公共电极COM。此外,设置在与公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT的第二电极PE2可直接连接至公共电极COM。或者,在一些情形中,一些光电晶体管PHT的第二电极PE2可直接连接至第二读出线ROL2。
在此,由于公共电极COM电连接至第二读出线ROL2,所以设置在与公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过光电晶体管PHT的第二电极PE2与公共电极COM之间的连接而电连接至第二读出线ROL2。
因此,设置在与公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT的第二电极PE2可连接至第二读出线ROL2而不用设置连接线CL。
由于不设置连接线CL,所以可在减小非开口区域的比率的同时改善光电晶体管PHT的光感测性能。
此外,可通过将光电晶体管PHT电连接至第一光驱动线PDL1的接触孔的布置进一步减小非开口区域的比率。
例如,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第一光驱动线PDL1可通过第一连接图案CP1和两个第四接触孔CNT4a和CNT4b彼此电连接。
在此,两个第四接触孔CNT4a和CNT4b中的第四接触孔CNT4a可设置在第二读出线ROL2与第二数据线DL2之间。此外,第四接触孔CNT4b可设置在第二数据线DL2与第三读出线ROL3之间。因此,第一连接图案CP1的一部分可与第二数据线DL2的一部分交叠。
以这种方式,在用于光电晶体管PHT的第一电极PE1与第一光驱动线PDL1之间的电连接的两个第四接触孔CNT4a和CNT4b设置在第二数据线DL2的两侧的情况下,由于光电晶体管PHT的布置和光电晶体管PHT的连接结构,可将非开口区域的增加最小化。
图11图解了在根据示例性实施方式的显示面板DISP中,设置在与不同公共电极COM对应的区域中的像素的另一平面结构。
参照图11,第一公共电极COM1可电连接至第一读出线ROL1。第二公共电极COM2可电连接至第二读出线ROL2。
在此,设置在与第一公共电极COM1对应的区域中的光电晶体管PHT之中的与第一读出线ROL1相邻设置的光电晶体管PHT的第二电极PE2可直接连接至第一读出线ROL1。直接连接至第一读出线ROL1的光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过第五接触孔CNT5连接至第一公共电极COM1。
设置在与第一公共电极COM1对应的区域中的其余光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过第五接触孔CNT5连接至第一公共电极COM1。
因此,设置在与第一公共电极COM1对应的区域中的所有光电晶体管PHT的第二电极PE2可直接或经由第一公共电极COM1电连接至第一读出线ROL1。
在此,由于设置在与第一公共电极COM1对应的区域中的第二读出线ROL2和第三读出线ROL3连接至其他公共电极COM,所以第二读出线ROL2和第三读出线ROL3都不连接至设置在与第一公共电极COM1对应的区域中的任何光电晶体管PHT。此外,第二读出线ROL2和第三读出线ROL3可设置成绕过其中设置有光电晶体管PHT的部分。
设置在与第二公共电极COM2对应的区域中的光电晶体管PHT之中的与第二读出线ROL2相邻设置的光电晶体管PHT可直接连接至第二读出线ROL2。此外,其余光电晶体管PHT的第二电极PE2可连接至第二公共电极COM2,由此电连接至第二读出线ROL2。
类似地,设置在与第二公共电极COM2对应的区域中的第一读出线ROL1和第三读出线ROL3可设置成绕过其中设置有光电晶体管PHT的部分。
在此,在一些情形中,设置在与第二公共电极COM2对应的区域中的第一读出线ROL1可与设置在与第一公共电极COM1对应的区域中的第一读出线ROL1分离设置。因而,分离设置在与第二公共电极COM2对应的区域中的第一读出线ROL1可被称为“虚拟图案”。在一些情形中,分离设置在与第二公共电极COM2对应的区域中的虚拟图案可连接至第二公共电极COM2,以起到公共电极COM的作用。
如上所述,可使用单条读出线ROL执行同一区域中的触摸感测和光感测,由此在显示面板DISP中有效实现触摸感测功能和光感测功能。
此外,在设置在与公共电极COM对应的区域中的光电晶体管PHT经由公共电极COM电连接至单条读出线ROL的情况下,可在减小非开口区域的比率的同时改善光感测性能。
图12A和图12B是设置在根据示例性实施方式的显示面板DISP中的光电晶体管PHT的连接结构的剖面图,图解了通过公共电极COM连接的光电晶体管PHT的输出信号Vs的传输路径。
参照图12A,图12A图解了与通过第一读出线ROL1执行感测功能的公共电极COM对应的区域,光电晶体管PHT可设置在读出线ROL与数据线DL之间的每个区域中。
在此,与第一读出线ROL1相邻设置的光电晶体管PHT的第二电极PE2可直接连接至第一读出线ROL1。
如图12B中所示,设置在第一读出线ROL1两侧的两个光电晶体管PHT的第二电极PE2可直接连接至第一读出线ROL1。
然而,在感测时段中,具有使光电晶体管PHT截止的电平的光控制信号Vsto施加至光控制线PCL,并且光驱动信号Vdrv施加至光电晶体管PHT的第一电极PE1。
在此,当光从显示面板DISP的外部入射到光电晶体管PHT的有源层PACT上时,在光电晶体管PHT中可产生截止电流。从每个光电晶体管PHT输出的输出信号Vs可通过公共电极COM传输至第一读出线ROL1。
因而,设置在与被第一读出线ROL1驱动的公共电极COM对应的区域中的所有光电晶体管PHT的输出信号Vs可通过第一读出线ROL1组合并检测。由于响应于光感测,通过读出线ROL检测的信号的幅度增加,所以可改善光感测性能。
根据示例性实施方式的显示装置可根据显示装置的类型而从设置有光电晶体管PHT的基板的前表面或后表面显示图像。由于针对照射显示图像的表面的光执行光感测,所以可根据显示装置显示图像的表面来改变光电晶体管PHT的布置结构。
图13图解了在从基板的前表面显示图像的情形中,根据示例性实施方式的设置在基板上的光电晶体管PHT的结构。就是说,从背光发射的光B/L照射到上面设置有光电晶体管PHT的基板的后表面。
参照图13,驱动晶体管DRT的栅极DG和光电晶体管PHT的栅极PG设置在基板SUB上。此外,设置栅极绝缘层GI。
驱动晶体管DRT的有源层DACT和光电晶体管PHT的有源层PACT设置在栅极绝缘层GI上。此外,设置驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2、以及光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2。
就是说,通过与制造驱动晶体管DRT相同的工艺制造光电晶体管PHT。
一个或多个绝缘层可设置在驱动晶体管DRT和光电晶体管PHT上。例如,可设置第一绝缘层INS1、第二绝缘层INS2和第三绝缘层INS3。绝缘层的这种布置结构仅仅是举例说明,可设置更大或更小数量的绝缘层。
像素电极PXL和公共电极COM可设置在第三绝缘层INS3上。
在此,像素电极PXL可通过设置在绝缘层中的接触孔电连接至驱动晶体管DRT的第二电极DE2。此外,公共电极COM可通过设置在绝缘层中的接触孔电连接至光电晶体管PHT的第二电极PE2。
因而,驱动晶体管DRT可使通过相应数据线DL施加至驱动晶体管DRT的第一电极DE1的数据信号Vdata施加至像素电极PXL。
此外,在光控制信号Vsto施加至光电晶体管PHT的栅极PG并且光驱动信号Vdrv施加至光电晶体管PHT的第一电极PE1的状态下,光电晶体管PHT可响应于光感测而使输出信号Vs输出至与公共电极COM连接的相应读出线ROL。
在显示装置从上面设置有光电晶体管PHT的基板的前表面显示图像的情形中,可通过制造驱动晶体管DRT的工艺容易地制造光电晶体管PHT。
相比之下,在显示装置从基板的后表面显示图像的情形中,光电晶体管PHT的有源层PACT不会暴露到外部光,从而不会执行光感测。
示例性实施方式提供了一种在从上面设置有光电晶体管PH的基板的、与前表面相对的后表面显示图像的情形中,能够改善光感测性能的光电晶体管PH的结构。
图14图解了在从基板的后表面显示图像的情形中,设置在基板上的光电晶体管PHT的结构。就是说,从背光发射的光B/L照射到上面设置有光电晶体管PHT的基板的前表面。
参照图14,驱动晶体管DRT的栅极DG设置在基板SUB上。此外,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2可设置在基板SUB上。
在此,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2可由与驱动晶体管DRT的栅极DG相同的材料制成。就是说,可通过制造驱动晶体管DRT的栅极DG的工艺制造光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2。
此外,光电晶体管PHT的有源层PACT可设置在光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2上。
栅极绝缘层GI设置在驱动晶体管DRT的栅极DG和光电晶体管PHT的有源层PACT上。
驱动晶体管DRT的有源层DACT设置在栅极绝缘层GI上,并且驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2设置在有源层DACT上。此外,光电晶体管PHT的栅极PG设置在栅极绝缘层GI上。
在此,光电晶体管PHT的栅极PG可由与驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2相同的材料制成。就是说,可通过制造驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2的工艺制造光电晶体管PHT的栅极PG。
第一绝缘层INS1、第二绝缘层INS2和第三绝缘层INS3可设置在驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2上。
此外,驱动晶体管DRT的第二电极DE2可通过设置在绝缘层中的接触孔电连接至像素电极PXL。
此外,光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过设置在绝缘层中的接触孔电连接至公共电极COM。在此,用于将光电晶体管PHT的第二电极PE2连接至公共电极COM的接触孔可延伸至栅极绝缘层GI。
如上所述,光电晶体管PHT的有源层PACT设置在光电晶体管PHT的栅极PG的下方,使得可通过对照射显示图像的表面的光作出响应来执行光感测。
此外,由于从背光发射的光B/L入射到基板SUB的前表面上,所以提供用于防止响应于从背光发射的光B/L而在驱动晶体管DRT或光电晶体管PHT中产生截止电流的结构。
例如,像素电极PXL可配置成由X表示的部分与驱动晶体管DRT的有源层DACT交叠。此外,公共电极COM可配置成由X’表示的部分与光电晶体管PHT的有源层PACT交叠。
就是说,位于从背光发射的光B/L所入射的方向上的像素电极PXL或公共电极COM的一部分可与驱动晶体管DRT或光电晶体管PHT交叠,以防止响应于从背光发射的光B/L而在驱动晶体管DRT或光电晶体管PHT中产生截止电流。
图15图解了制造图14中所示的光电晶体管的工艺。
参照图15,在基板SUB上制造驱动晶体管DRT的栅极DG、以及光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2,电极DG、PE1和PE2由相同材料制成。之后,对光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2的一部分执行n+(或p+)掺杂。
在光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2上设置光电晶体管PHT的有源层PACT,使其与被执行n+(或p+)掺杂的表面交叠。随后,沉积栅极绝缘层GI。
在栅极绝缘层GI上设置驱动晶体管DRT的有源层DACT,然后对驱动晶体管DRT的有源层DACT执行n+(或p+)掺杂。
之后,在驱动晶体管DRT的有源层DACT上设置驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2。随后,由与驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2相同的材料制造光电晶体管PHT的栅极PG。
由于如上所述改变了制造光电晶体管PHT的电极的顺序,所以可通过制造驱动晶体管DRT的工艺很容易地设置光电晶体管PHT,从而感测入射到上面设置有光电晶体管PHT的基板的后表面上的外部光。
根据示例性实施方式,在上面设置有光电晶体管PHT的基板的后表面上执行光感测的情形中,光电晶体管PHT的有源层PACT可设置在光电晶体管PHT的最下部,以便进一步改善光感测性能。
图16图解了在从基板的后表面显示图像的情形中,设置在基板上的光电晶体管PHT的另一结构。
参照图16,光电晶体管PHT的半导体材料层SEMI和有源层PACT可设置在基板SUB上。此外,驱动晶体管DRT的栅极DG设置在半导体材料层SEMI上。此外,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2可设置在有源层PACT上。
在此,可在设置有光电晶体管PHT的有源层PACT的工艺中设置半导体材料层SEMI。此外,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2可由与驱动晶体管DRT的栅极DG相同的材料制成。
栅极绝缘层GI可设置在驱动晶体管DRT的栅极DG和光电晶体管PHT的第一电极DE1和第二电极DE2上。
此外,驱动晶体管DRT的有源层DACT可设置在栅极绝缘层GI上,并且驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2可设置在驱动晶体管DRT的有源层DACT上。
此外,光电晶体管PHT的栅极PG可设置在栅极绝缘层GI上。就是说,光电晶体管PHT的第一电极PE1和第二电极PE2可设置在光电晶体管PHT的有源层PACT和栅极PG之间。
在此,光电晶体管PHT的栅极PG可由与驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2相同的材料制成。
第一绝缘层INS1、第二绝缘层INS2和第三绝缘层INS3可设置在驱动晶体管DRT和光电晶体管PHT上。此外,驱动晶体管DRT的第二电极DE2可通过设置在绝缘层中的接触孔电连接至像素电极PXL,并且光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过设置在绝缘层中的接触孔电连接至公共电极COM。
如上所述,由于光电晶体管PHT的有源层PACT设置在光电晶体管PHT的最下部,所以光电晶体管PHT的有源层PACT可容易地对照射显示图像的表面的光作出响应。因此,在从上面设置有光电晶体管PHT的基板的后表面显示图像的显示面板DISP的结构中,可进一步改善光感测性能。
图17图解了制造图16中所示的光电晶体管的工艺。
参照图17,在基板SUB上设置用于形成光电晶体管PHT的有源层PACT的材料,然后执行n+(或p+)掺杂。
之后,在被掺杂的材料上设置构成驱动晶体管DRT的栅极DG的材料,然后使用半色调掩模,从而可与光电晶体管PHT的有源层PACT、第一电极PE1和第二电极PE2一起制造驱动晶体管DRT的栅极DG。
就是说,通过使用半色调掩模制造光电晶体管PHT的有源层PACT,可在驱动晶体管DRT的栅极DG的下方设置半导体材料层SEMI。
之后,沉积栅极绝缘层GI,并且在栅极绝缘层GI上制造驱动晶体管DRT的有源层DACT。随后,对驱动晶体管DRT的有源层DACT执行n+(或p+)掺杂。
在驱动晶体管DRT的有源层DACT上制造驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2并且同时制造光电晶体管PHT的栅极PG。就是说,光电晶体管PHT的栅极PG可由与驱动晶体管DRT的第一电极DE1和第二电极DE2相同的材料制成。
如上所述,由于预先执行制造光电晶体管PHT的有源层PACT的工艺,所以光电晶体管PHT的有源层PACT可设置在光电晶体管PHT的最下部。
因此,在从上面设置有光电晶体管PHT的基板的后表面显示图像的结构中,可增加光电晶体管PHT相对于照射图像显示表面的光的截止电流,由此改善光感测性能。
此外,如上所述,在公共电极COM和像素电极PXL设置在同一层上的情形中,在公共电极COM与驱动晶体管DRT的第二电极DE2之间的空间中,要产生电容的区域可能是不充分的。因此,示例性实施方式提供了下述方案,即,利用设置在既与公共电极COM不同也与像素电极PXL不同的层上的材料额外设置公共电极COM,使得可在被施加数据信号Vdata的驱动晶体管DRT的第二电极DE2与公共电极COM之间产生电容。
图18图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板DISP中的公共电极COM的一结构。
参照图18,将描述与单个公共电极COM,即单个触摸块对应的区域。在该区域中,设置在触摸块中的公共电极COM通过第三接触孔CNT3电连接至第二读出线ROL2。
在该触摸块中,栅极线GL、光控制线PCL和光驱动线PDL可设置在一方向上。栅极线GL、光控制线PCL和光驱动线PDL可设置在同一层上并且可由相同的材料制成。
此外,数据线DL和读出线ROL可设置在与栅极线GL交叉的方向上。数据线DL和读出线ROL可设置在同一层上并且可由相同的材料制成。
像素电极PXL可设置在每个子像素SP中,并且公共电极COM可设置在与像素电极PXL相同的层上。像素电极PXL可通过第一接触孔CNT1电连接至驱动晶体管DRT的第二电极DE2。
此外,设置在触摸块中的两个或更多个光电晶体管PHT的第一电极PE1可通过第四接触孔CNT4a和CNT4b电连接至光驱动线PDL,并且光电晶体管PHT的第二电极PE2可通过第五接触孔CNT5电连接至公共电极COM。
在此,公共电极COM可包括设置在与像素电极PXL相同的层上的主公共电极COMm和设置在与像素电极PXL不同的层上的子公共电极COMs。此外,例如,子公共电极COMs可设置在上面设置有栅极线GL的层上并且可由与栅极线GL相同的材料制成。
这种子公共电极COMs例如可由分别设置在单个子像素SP上的矩形区段(section)构成。设置在同一触摸块中相邻子像素SP上的子公共电极COMs的区段可彼此连接。
此外,子公共电极COMs可通过第二接触孔CNT2电连接至主公共电极COMm。
此外,子公共电极COMs可设置成使得其一部分与驱动晶体管DRT的第二电极DE2交叠。
就是说,由于子公共电极COMs设置成与被施加数据信号Vdata的驱动晶体管DRT的第二电极DE2交叠,所以可在公共电极COM与驱动晶体管DRT的第二电极DE2之间产生电容。
如上所述,子公共电极COMs设置在与主公共电极COMm不同的层上,使得即使在主公共电极COMm设置在与像素电极PXL相同的层上的情形中,仍可在公共电极COM与驱动晶体管DRT的第二电极DE2之间获得要产生电容的区域。
在此,由于设置在相邻子像素SP中的子公共电极COMs的区段彼此连接,所以能够从部分Y看出,子公共电极COMs的一部分可与数据线DL1交叠,使得可产生寄生电容。由于这种寄生电容,施加至数据线DL(DL1、DL2、…)的数据信号Vdata可被延迟,或者使用公共电极COM检测的信号的灵敏度可降低。
示例性实施方式提供了一种通过将子公共电极COMs与数据线DL之间产生的寄生电容最小化而能够防止数据信号Vdata延迟和检测灵敏度降低的方案。
图19图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板DISP中的公共电极COM的另一结构。
参照图19,将描述与单个公共电极COM对应的区域。在该区域中,栅极线GL、光控制线PCL和光驱动线PDL可设置在单个方向上,而数据线DL和读出线ROL可设置在与该单个方向交叉的方向上。
此外,像素电极PXL和主公共电极COMm设置在同一层上,并且子公共电极COMs可设置在上面设置有栅极线GL的层上。主公共电极COMm和子公共电极COMs可通过第二接触孔CNT2彼此电连接。
子公共电极COMs例如可包括设置在位于读出线ROL两侧的两个子像素SP上的矩形区段。
在此,子公共电极COMs可具有设置在与触摸块的边界对应的子像素SP上的C形区段。在一些情形中,子公共电极COMs可分别具有设置在边界子像素SP上的矩形区段。
此外,设置在相邻子像素SP中的子公共电极COMs的区段可彼此连接。
在此,能够从部分Y’看出,设置在相邻子像素SP上的子公共电极COMs的区段可经由单个连接图案彼此连接。由于设置在相邻子像素SP上的子公共电极COMs的区段之间的连接部被最小化,所以子公共电极COMs与数据线DL之间产生的寄生电容可被最小化。
此外,在读出线ROL的两侧上可不存在与读出线ROL相同方向上延伸的子公共电极COMs的部分。就是说,子公共电极COMs的一部分(通过该部分,相邻子像素SP中的与驱动晶体管DRT的第二电极DE2相对并交叠的子公共电极COMs的多个部分进行连接)可被最小化,以提高子像素SP的透射率。
由于如上所述设置在相邻子像素SP中的子公共电极COMs的多个部分的连接部被最小化,所以可减小公共电极COM与数据线DL之间的寄生电容并且可提高子像素SP的透射率。
此外,根据示例性实施方式,子公共电极COMs设置成不与数据线DL交叠,使得可进一步减小公共电极COM与数据线DL之间的寄生电容。
图20图解了设置在根据示例性实施方式的显示面板DISP中的公共电极COM的另一结构。
参照图20,在与单个公共电极COM对应的区域中,栅极线GL、光控制线PCL和光驱动线PDL可设置在单个方向上,并且数据线DL和读出线ROL设置在与该单个方向交叉的方向上。
此外,像素电极PXL和主公共电极COMm可设置在同一层上,并且电连接至主公共电极COMm的子公共电极COMs可设置在与栅极线GL相同的层上。
子公共电极COMs可具有设置在两个子像素SP上的矩形区段。此外,子公共电极COMs可具有设置在与触摸块的边界对应的子像素上的C形区段。在一些情形中,子公共电极COMs可分别具有设置在边界子像素SP上的矩形区段。
在此,设置在位于每条数据线DL两侧的相邻子像素SP上的子公共电极COMs的多个区段可彼此分离。就是说,能够从部分Y”看出,子公共电极COMs可不与数据线DL交叠。
此外,由分离设置的矩形区段构成的子公共电极COMs可通过第二接触孔CNT2电连接至主公共电极COMm。
因此,设置在单个触摸块中的子公共电极COMs可在不与数据线DL交叠的同时电连接至主公共电极COMm,由此防止在子公共电极COMs与数据线DL之间产生寄生电容。
此外,在读出线ROL的两侧上可不存在与读出线ROL相同的方向上延伸的子公共电极COMs的部分,由此提高了子像素SP的透射率。
由于如上所述子公共电极COMs与数据线DL之间的寄生电容被最小化,所以可在防止数据信号Vdata由于寄生电容而被延迟的同时提高使用公共电极COM检测的灵敏度。
图21至图24图解了根据示例性实施方式的显示装置提供的各种基于光的输入环境。
根据示例性实施方式的显示装置可提供各种基于触摸的输入环境,其中用户可使用手指、笔等向装置输入数据或指令。
在此,各种触摸输入例如可包括:当用户在相对较短的时段内点击一个点一次时识别到输入的一次点击输入;当用户在相对较短的时段内点击一个点连续两次时识别到输入的双次点击输入;当用户在相对较长的时段内点击一个点时识别到输入的保持触摸输入(或保持输入);用户从一个点拖曳到另一个点的拖曳输入等。
根据示例性实施方式的显示装置可根据提供的各种触摸输入环境,按照各种触摸输入提供各种应用处理。各种应用处理例如可包括:选择屏幕上的相应点处的目标(例如,图标、按钮、文本图像、一段内容、统一资源定位符(URL)地址、键盘按钮等)的选择处理;书写或绘画处理;和运行与被执行触摸输入的点相关联的应用程序等的运行处理。
此外,根据示例性实施方式的显示装置可提供与各种触摸输入环境等同的各种基于光的输入环境。此外,根据示例性实施方式的显示装置可以以与根据各种触摸输入提供各种应用处理的情形相同的方式,根据各种基于光的输入提供各种应用处理。
用户可通过按压光束发生器BG的按钮利用光照射显示面板DISP上的预期点。
用户可通过调节用户按压按钮的次数来调节光照射的次数,通过调节例如在相对较短的时段或相对较长的时段中按压光束发生器BG的按钮的时段(或保持时段)来调节持续照射光的时段,或者通过在保持按压光束发生器BG的按钮的同时移动光束发生器BG来移动光照射的点。如上所述,用户可通过以各种方式操控光束发生器BG使基于光的输入的类型多样化。
因此,随着光照射位置处的光电晶体管PHT的光响应的次数、时段等的变化,流过光电晶体管PHT的漏电流(或截止电流)的量可变化,连续流过光电晶体管PHT的漏电流(或截止电流)的次数或时段可变化,或者对光作出响应的光电晶体管PHT可变化,由此改变多感测电路MSC中的感测值(例如Vout)的图案。多控制器MCTR可通过检测多感测电路MSC中的感测值(例如Vout)的图案的变化来区分基于光的输入的类型。
根据示例性实施方式的显示装置的多感测电路MSC通过从公共电极COM检测从已对照射光作出响应的光电晶体管PHT输出的信号Vs来产生感测数据作为感测信号ROS。多控制器MCTR可基于从多感测电路MSC输出的感测数据来检测显示面板DISP上的光照射坐标(或光坐标)。
此外,多控制器MCTR可基于从多感测电路MSC输出的感测数据在检测光照射坐标(或光坐标)的同时识别基于光的输入的检测时间点,并且基于识别的检测时间点和检测的光照射坐标来计算相同光照射坐标(或光坐标)被连续检测的时段作为连续检测时间CST。
在此,检测时间点可包括检测开始时间点Ts和检测完成时间点Te。检测开始时间点Ts和检测完成时间点Te是相同光照射坐标(或光坐标)被连续检测的连续检测时间CST开始和完成的时间点。连续检测时间CST对应于用户使用光束发生器BG利用光连续照射同一点的时段。
下文中,将描述与各种触摸输入(例如,一次点击输入、双次点击输入或拖曳)对应的各种基于光的输入及其识别方法。
参照图21,用户可通过在时间点Ts1处在较短时段内按压光束发生器BG的按钮而执行在较短时段内利用光照射显示面板DISP上的点P1的光照射动作来执行第一一次点击型基于光的输入PIN1。
之后,用户可通过在较短时段内再一次按压光束发生器BG的按钮而执行在较短时段内利用光再次照射显示面板DISP上的点P1的光照射动作来执行第二一次点击型基于光的输入PIN2。
基于感测数据,多控制器MCTR可通过在时间点Ts1(即,开始时间点)处检测作为光照射坐标的点P1来识别第一基于光的输入PIN1,并且通过在自时间点Ts1(即,开始时间点)起之后相距时间间隔INT1的时间点Ts2处检测作为光照射坐标的点P1(或另一个点)来识别第二基于光的输入PIN2。
除了此初级识别结果以外,为了区分基于光的输入的类型,多控制器MCTR还可将时间点Ts1与时间点Ts2之间的时间间隔INT1与预定阈值间隔INT_TH进行比较,并且将第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1和第二基于光的输入PIN2的连续检测时间CST2与阈值连续检测时间CST_TH进行比较。在图21的图示中,第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1的时间点Ts1(开始时间点)和时间点Te1(完成时间点)被认为大致相同。此外,第二基于光的输入PIN2的连续检测时间CST2的时间点Ts2(开始时间点)和时间点Te2(完成时间点)被认为大致相同。
根据图21中所示的用户的光照射动作,时间点Ts1与时间点Ts2之间的时间间隔INT1比阈值间隔INT_TH长。此外,第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1和第二基于光的输入PIN2的连续检测时间CST2的每一个比阈值连续检测时间CST_TH短。
因此,多控制器MCTR将第一基于光的输入PIN1和第二基于光的输入PIN2识别为可彼此区分开的分离的一次点击型基于光的输入。
参照图22,用户可通过在两个较短时段内快速按压光束发生器BG的按钮而执行在两个较短时段内利用光连续照射显示面板DISP上的点P1的光照射动作来执行双次点击型基于光的输入。
基于感测数据,多控制器MCTR可通过在时间点Ts1处检测作为光照射坐标的点P1来识别第一基于光的输入PIN1,并且通过在自时间点Ts1起之后相距预定时段INT2的时间点Ts2处检测作为光照射坐标的点P1来识别第二基于光的输入PIN2。
除了此初级识别结果以外,为了区分基于光的输入的类型,多控制器MCTR还将时间点Ts1与时间点Ts2之间的时间间隔INT2与预定阈值间隔INT_TH进行比较,并且将第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1和第二基于光的输入PIN2的连续检测时间CST2与预定阈值连续检测时间CST_TH进行比较。在图22的图示中,第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1的时间点Ts1(开始时间点)和时间点Te1(完成时间点)被认为大致相同。此外,第二基于光的输入PIN2的连续检测时间CST2的时间点Ts2(开始时间点)和时间点Te2(完成时间点)被认为大致相同。
根据图22中所示的用户的光照射动作,时间点Ts1与时间点Ts2之间的时间间隔INT2等于或小于阈值间隔INT_TH。此外,第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1和第二基于光的输入PIN2的连续检测时间CST2的每一个比阈值连续检测时间CST_TH短。
因此,多控制器MCTR将第一基于光的输入PIN1和第二基于光的输入PIN2二者识别为与双次点击型基于光的输入对应的单个基于光的输入。
参照图23,用户可通过在相对较长的时段内连续按压光束发生器BG的按钮而执行在预定时段或更长的时段利用光照射显示面板DISP上的点P1的光照射动作来执行保持触摸型基于光的输入。
基于感测数据,多控制器MCTR通过在从时间点Ts1至时间点Te1的连续检测时间CST1期间连续检测作为光照射坐标的点P1来识别第一基于光的输入PIN1。
除了此初级识别结果以外,为了区分基于光的输入的类型,多控制器MCTR还将第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1与阈值连续检测时间CST_TH进行比较。
根据图23中所示的用户的光照射动作,第一基于光的输入PIN1的连续检测时间CST1比阈值连续检测时间CST_TH长。
因此,多控制器MCTR将第一基于光的输入PIN1识别为保持触摸型基于光的输入。
参照图24,用户可通过在相对较长的时段内连续按压光束发生器BG的按钮而执行沿着从点P1到点P2的路线利用光照射显示面板DISP的光照射动作来执行拖曳型基于光的输入。
基于感测数据,多控制器MCTR通过在从时间点Ts1至时间点Te1的连续检测时间CST1期间连续检测从点P1到点P2的路线上的作为光照射坐标的点来识别第一拖曳型基于光的输入PIN1。
根据示例性实施方式的显示装置不仅可提供上述基于光的输入,比如一次点击型输入、双次点击型输入、保持触摸型输入和拖曳型输入,而且还可通过修改或组合上述基于光的输入来提供更多种基于光的输入环境,比如多触摸型基于光的输入和多拖曳型基于光的输入。
如上所述,根据示例性实施方式,可通过与设置在单个触摸块中的公共电极COM连接的读出线ROL检测光电晶体管PHT的输出信号Vs,使得可利用共用读出线ROL执行触摸感测和光感测。
此外,根据示例性实施方式,设置在单个触摸块中的光电晶体管PHT可电连接至单条读出线ROL,使得通过读出线ROL检测的输出信号Vs的幅度可增加,由此改善光感测性能。
此外,根据示例性实施方式,设置在单个触摸块中的光电晶体管PHT可连接至公共电极COM,从而电连接至单条读出线ROL,使得非开口区域的增加可被最小化,由此有利于光电晶体管PHT与读出线ROL之间的电连接。
此外,根据示例性实施方式,根据显示面板DISP显示图像的方向,光电晶体管PHT的有源层PACT可设置在不同的位置。即使在从上面设置有光电晶体管PHT的基板的后表面显示图像的情形中,仍可改善光感测性能。
为了解释本发明的具体原理而通过示例的方式提出了前面的描述和附图。在不背离本发明的原理的情况下,本发明所属领域的普通技术人员可进行各种修改和变化。在此公开的前述实施方式应当解释为是对本发明的原理和范围的示例性说明,而不是限制性的。应当注意,本发明的范围应由所附权利要求书限定,其所有等同物都落在本发明的范围内。
Claims (18)
1.一种显示面板,包括:
多个公共电极;
多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中;
多条光控制线,所述多条光控制线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的栅极;
多条光驱动线,所述多条光驱动线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第一电极;以及
多条读出线,所述多条读出线的每一条电连接至所述多个公共电极之中的单个公共电极,并且电连接至位于与每条读出线电连接到的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管的第二电极,以及
多条数据线,所述多条数据线之中的每条数据线设置在所述多条读出线之中的两条相应读出线之间,
其中所述光驱动线和所述光电晶体管的第一电极通过连接图案彼此电连接,所述连接图案设置在与所述光驱动线不同的层上,以及
其中所述连接图案的一部分与所述数据线的一部分交叠。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其中位于与所述单个公共电极对应的区域中的多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第二电极连接至所述单个公共电极,由此电连接至所述读出线。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其中位于与所述单个公共电极对应的区域中的多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第二电极连接至连接线,由此电连接至所述读出线,所述连接线设置在与所述光控制线和所述光驱动线中的至少一个相同的方向上。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其中位于与所述单个公共电极对应的区域中的多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第二电极直接连接至所述读出线。
5.根据权利要求1所述的显示面板,还包括:
多个驱动晶体管,所述多个驱动晶体管之中的两个或更多个驱动晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中,
其中所述多个驱动晶体管之中的每个驱动晶体管的有源层设置在所述驱动晶体管的栅极的上方或下方,并且所述多个光电晶体管之中的每个光电晶体管的有源层设置在所述光电晶体管的栅极的下方或上方。
6.根据权利要求5所述的显示面板,其中所述光电晶体管的第一电极和第二电极设置在所述光电晶体管的栅极和有源层之间。
7.根据权利要求5所述的显示面板,还包括半导体材料层,所述半导体材料层设置在所述驱动晶体管的栅极的下方并且由与所述光电晶体管的有源层相同的材料制成。
8.根据权利要求1所述的显示面板,还包括:
其中所述多个公共电极之中的每个公共电极包括设置在不同层上的主公共电极和子公共电极,
其中所述主公共电极的一部分与所述数据线的一部分交叠,并且所述子公共电极设置在除了其中设置有所述数据线的区域以外的其他区域中。
9.根据权利要求1所述的显示面板,其中,在触摸驱动信号施加至所述多个公共电极之中的至少一个公共电极的时段中,与所述触摸驱动信号对应的光控制信号施加至所述多条光控制线之中的至少一条光控制线,并且与所述触摸驱动信号对应的光驱动信号施加至所述多条光驱动线之中的至少一条光驱动线。
10.根据权利要求9所述的显示面板,其中所述光控制信号和所述光驱动信号的每一个具有与所述触摸驱动信号相同的相位和幅度,并且具有与所述触摸驱动信号不同的电压电平。
11.根据权利要求9所述的显示面板,其中所述光控制信号是具有使所述光电晶体管截止的电平的信号。
12.一种显示面板,包括:
多个公共电极;
多个驱动晶体管,所述多个驱动晶体管之中的两个或更多个驱动晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中,并且电连接在数据线与像素电极之间;和
多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极的每一个对应的区域中,并且电连接在光驱动线与读出线之间;以及
多条数据线,所述多条数据线之中的每条数据线设置在所述多条读出线之中的两条相应读出线之间,
其中位于与所述多个公共电极之中的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管电连接至与所述单个公共电极电连接的读出线,
其中所述多条读出线的每一条电连接至所述多个公共电极之中的所述单个公共电极,
其中所述光驱动线和所述光电晶体管的第一电极通过连接图案彼此电连接,所述连接图案设置在与所述光驱动线不同的层上,以及
其中所述连接图案的一部分与所述数据线的一部分交叠。
13.根据权利要求12所述的显示面板,其中位于与所述单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管之中的至少一个光电晶体管连接至所述单个公共电极,由此电连接至所述读出线。
14.根据权利要求12所述的显示面板,其中,在具有导通电平的扫描信号施加至所述多个驱动晶体管之中的至少一个驱动晶体管的栅极的时段中,具有截止电平的恒定电压施加至所述多个光电晶体管的栅极,并且
在具有截止电平的第一脉冲信号施加至所述多个驱动晶体管的栅极的时段中,与所述第一脉冲信号对应的具有截止电平的第二脉冲信号施加至所述多个光电晶体管的栅极。
15.根据权利要求14所述的显示面板,其中所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号是相同的信号。
16.根据权利要求14所述的显示面板,其中所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号是与施加至所述多个公共电极之中的至少一个公共电极的触摸驱动信号对应的信号。
17.一种显示装置,包括:
其中设置有多个公共电极的显示面板;
多个光电晶体管,所述多个光电晶体管之中的两个或更多个光电晶体管设置在与所述多个公共电极对应的多个区域之中的相应区域中;
多条光控制线,所述多条光控制线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的栅极;
多条光驱动线,所述多条光驱动线电连接至所述多个光电晶体管之中的至少一个光电晶体管的第一电极;
多条读出线,所述多条读出线电连接至所述多个公共电极之中的单个公共电极,并且电连接至位于与所述多条读出线电连接到的单个公共电极对应的区域中的所有光电晶体管的第二电极,以及
多条数据线,所述多条数据线之中的每条数据线设置在所述多条读出线之中的两条相应读出线之间,
其中所述光驱动线和所述光电晶体管的第一电极通过连接图案彼此电连接,所述连接图案设置在与所述光驱动线不同的层上,以及
其中所述连接图案的一部分与所述数据线的一部分交叠。
18.一种驱动电路,包括:
多感测电路,所述多感测电路向设置在显示面板中的多条触摸线输出触摸驱动信号,所述显示面板包括多条读出线和多个光电晶体管;
光驱动电路,其中,在所述多感测电路输出所述触摸驱动信号的时段的至少一部分中,所述光驱动电路向设置在所述显示面板中的多条光控制线输出与所述触摸驱动信号具有相同的相位和幅度以及与所述触摸驱动信号具有不同的电压电平的光控制信号,并且向设置在所述显示面板中的多条光驱动线输出与所述触摸驱动信号具有相同的相位和幅度以及与所述触摸驱动信号具有不同的电压电平的光驱动信号,
多条数据线,所述多条数据线之中的每条数据线设置在所述多条读出线之中的两条相应读出线之间,
其中所述光驱动线和所述光电晶体管的第一电极通过连接图案彼此电连接,所述连接图案设置在与所述光驱动线不同的层上,以及
其中所述连接图案的一部分与所述数据线的一部分交叠。
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