CN112528951B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，适于进行屏下指纹识别。显示装置包括像素电路阵列、光感测电路阵列及阻抗匹配电路。像素电路阵列在显示区域进行显示。光感测电路阵列于显示区域中感测光线，并将感测结果分别提供至多个光感测信号线上。阻抗匹配电路分别耦接光感测信号线，用以调整且匹配光感测信号线上的电压电平。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种装置，且特别涉及一种显示装置。
背景技术
现有的显示装置在进行屏下式指纹识别时，其所输出的感测信号往往会受到输出信号线上电压电平的改变而产生误差，进而降低指纹识别的精准度。
发明内容
本发明提供一种显示装置，其可有效地匹配光感测信号线上的电压电平，以提升指纹识别的精准度。
本发明的显示装置适于进行屏下指纹识别。显示装置包括像素电路阵列、光感测电路阵列及阻抗匹配电路。像素电路阵列在显示区域进行显示。光感测电路阵列于显示区域中感测光线，并将感测结果分别提供至多个光感测信号线上。阻抗匹配电路分别耦接光感测信号线，用以调整且匹配光感测信号线上的电压电平。
基于上述，显示装置可通过阻抗匹配电路接收第一控制信号及第二控制信号，据此调整并匹配光感测信号线上的电压电平，以降低感测信号的误差，进而提升显示装置再进行指纹识别的精准度。
附图说明
图1A为本发明实施例一显示装置的示意图。
图1B为本发明实施例一显示装置的示意图。
图2为本发明实施例一显示装置的示意图。
图3为本发明实施例一显示装置的示意图。
附图标记说明：
1a、1b、2、3：显示装置
10：像素电路
11：光感测电路
12、22、32：阻抗匹配阵列
120、121、220、221、222、223、322：阻抗匹配电路
AA：显示区域
DD1～DDm：显示驱动线
P1、P2：电力轨线
R1～Rn、G1～Gn、B1～Bn：信号线
SW1～SWm：写入感测信号线
SR1～SRm：重置感测信号线
SO1～SOn：光感测信号线
VC1、VC2、VC3、VC4：控制信号
VL：负载控制信号
Vref1、Vref2、Vref3、Vref4：参考电压
LM1、LM2：晶体管
LD：光感测元件
具体实施方式
图1A为本发明实施例一显示装置1a的示意图。显示装置1a适于进行屏下指纹识别。显示装置1a包括像素电路10、光感测电路11及阻抗匹配阵列12。像素电路10可形成像素电路阵列，像素电路阵列可在显示装置1a的显示区域AA中接收显示驱动线DD1～DDm的控制，来显示信号线R1～Rn、G1～Gn、B1～Bn所提供的数据。另外，显示装置1a亦设置有光感测电路11，光感测电路11可形成光感测电路阵列。光感测电路阵列并可依据感写入感测信号线SW1～SWm及重置感测信号线SR1～SRm的控制，在显示区域AA中感测光线以进行光感测操作，并将光感测操作的感测结果提供至光感测信号线SO1～SOn上，因此，显示装置1a可进行屏下指纹识别，也就是显示装置1a可在显示区域AA中进行显示操作以及光感测操作。
大致而言，显示装置1a中的光感测电路11在列方向上为镜像设置，如此一来，在显示装置1a中的列方向上，任两相邻的光感测电路11可共用电力轨线P1或P2，如此一来，可有效减少显示装置1a中的信号线数量，并提升像素电路10的开口率。
但，当光感测电路11在提供光感测信号至光感测信号线SO1～SOn时，光感测信号线上SO1～SOn所接收的光感测信号往往会由于电路结构的不对称或是工艺变异等非理想因素，光感测信号线SO1～SOn所接收的光感测信号线不匹配，导致屏下指纹识别产生误差。
显示装置1a的阻抗匹配阵列12耦接于光感测信号线SO1～SOn，阻抗匹配阵列12可接收控制信号VC1、VC2以调整光感测信号线SO1～Son的电压电平，如此一来，光感测电路11在提供光感测信号至光感测信号线SO1～SOn上时，可在匹配的电压电平上操作，使光感测信号线SO1～SOn上的电压电平可一致，光感测信号可操作在适当的偏压点以具有足够的摆幅空间(Voltage Headroom)，故光感测电路11产生的光感测信号可具有较小的误差。
图1B为本发明实施例一显示装置1b的示意图。显示装置1b包括像素电路10、光感测电路11及阻抗匹配阵列12。在本实施例中，光感测电路11包括晶体管LM1、LM2及光感测元件LD。
接着以显示装置1b中设置在第一行第一列的光感测电路11为例来说明光感测电路11中各元件的耦接关系。光感测元件LD的第一端(例如为阳极)耦接写入感测信号线SW1。晶体管LM1的第一端(例如为漏极)耦接电力轨线P2、晶体管LM1的第二端(例如为源极)耦接光感测信号线SO1、晶体管LM1的控制端(例如为栅极)耦接光感测元件LD的第二端(例如为阴极)。晶体管LM2的第一端(例如为漏极)耦接电力轨线P1、晶体管LM2的第二端(例如为源极)耦接光感测元件LD的第二端(例如为阴极)、晶体管LM2的控制端(例如为栅极)耦接重置感测信号线SR1。因此，光感测电路11可依据写入感测信号线SW1及重置感测信号线SR1的控制进行光感测操作，以将感测结果的光感测信号提供至光感测信号线SO1上。
另一方面，显示装置1b中设置在第一行第一列的光感测电路11与设置在第二行第一列的光感测电路11，两者内部电路的耦接关系可呈现镜像对称。由于光感测电路11在平行列方向的两端分别耦接于电力轨线P1、P2，如此一来，设置在第一行第一列及第二行第一列的两个光感测电路11可共用电力轨线P2。依此类推，显示装置1中设置在相同列上的两相邻光感测电路11可共用电力轨线P1或P2。
接着，显示装置11可通过阻抗匹配阵列12来调整光感测信号线SO1～SOn上的电压电平。阻抗匹配阵列12包括阻抗匹配电路120、121。大致而言，阻抗匹配电路120耦接光感测信号线SO1～SOn中的第一部分，阻抗匹配电路121耦接光感测信号线中的第二部分。在此实施例中，光感测信号线SO1～SOn中第一部分为光感测信号线SO1～SOn的奇数行，光感测信号线SO1～SOn中第二部分为光感测信号线SO1～SOn的偶数行。阻抗匹配电路120可接收控制信号VC1的控制来调整光感测信号线SO1～SOn中第一部分的电压电平，阻抗匹配电路121可接收控制信号VC2的控制来调整光感测信号线SO1～SOn中第二部分的电压电平。简言之，阻抗匹配阵列12可接收控制信号VC1、VC2的控制，以分别调整光感测信号线SO1～SOn中第一部分及第二部分分别的电压电平，使光感测信号线SO1～SOn的电压电平互相匹配，以排除显示装置1b中光感测操作的误差。
在本实施例中，阻抗匹配电路120可为N型金属氧化物半导体场效晶体管(N typeMetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)。阻抗匹配电路120的第一端(例如为漏极)可分别耦接光感测信号线SO1～SOn中的第一部分(例如为光感测信号线SO1～SOn的奇数行)，阻抗匹配电路120的第二端(例如为源极)可接收参考电压Vref1，阻抗匹配电路120的控制端(例如为栅极)可接收控制信号VC1。阻抗匹配电路121的第一端(例如为漏极)可分别耦接光感测信号线SO1～SOn中的第二部分(例如为光感测信号线SO1～SOn的偶数行)，阻抗匹配电路121的第二端(例如为源极)可接收参考电压Vref2，阻抗匹配电路121的控制端(例如为栅极)可接收控制信号VC2。参考电压Vref1、Vref2可例如为相同或不同的接地电压。在另一实施例中，阻抗匹配电路120、121亦可为P型金属氧化物半导体晶体管。参考电压Vref1、Vref2可例如为相同或不同的操作电压。晶体管LM1的第一端(例如为漏极)可通过电力轨线P2接收例如为操作电压的参考电压，晶体管LM2的第一端(例如为漏极)可通过电力轨线P1接收例如为接地电压的参考电压。
另外，控制信号VC1、VC2的电压范围可依据不同的系统需求而进行调整。举例而言，控制信号VC1、VC2的电压范围可依据操作电压及接地电压的范围而对应地进行调整。或者，控制信号VC1、VC2的电压范围可依据光感测电路11及/或阻抗匹配电路120、121的实施方式而进行对应地调整，以较佳地适应不同电路结构对电压电平的需求。
在一实施例中，控制信号VC1、VC2的电压范围可为2伏～3.5伏，且控制信号VC1、VC2的调整可为单边的。举例而言，控制信号VC1的电压值可为固定，且控制信号VC2的电压值可由2伏逐渐调增或由3.5伏逐渐调降来匹配光感测信号线SO1～SOn的电压电平。通过固定光感测信号线SO1～SOn中第一部分的电压电平，并单边地调整光感测信号SO1～SOn中第二部分的电压电平来逼近，借此以匹配光感测信号线SO1～SOn的电压电平。
在一实施例中，控制信号VC1、VC2的电压范围可为2伏～3.5伏，且控制信号VC1、VC2的调整可为双边的。举例而言，控制信号VC1、VC2的电压值可同时被调整来匹配。控制信号VC1可由电压范围的一侧(例如为2伏)逐渐调增，控制信号VC2可由电压范围的另一侧(例如为3.5伏)逐渐调降，通过双边地调整光感测信号SO1～SOn中第一部分及第二部分的电压电平来逼近，借此以匹配光感测信号线SO1～SOn的电压电平。
如此一来，阻抗匹配电路120可依据控制信号VC1调整光感测信号线SO1～SOn中第一部分(例如为光感测信号线SO1～SOn的奇数行)与参考电压Vref1的阻抗值，进而调整光感测信号线SO1～SOn中第一部分(例如为光感测信号线SO1～SOn的奇数行)的电压电平。阻抗匹配电路121可依据控制信号VC2调整光感测信号线SO1～SOn中第二部分(例如为光感测信号线SO1～SOn的偶数行)与参考电压Vref2的阻抗值，进而调整光感测信号线SO1～SOn中第二部分(例如为光感测信号线SO1～SOn的偶数行)的电压电平。
图2为本发明实施例一显示装置2的示意图。图2所示出的显示装置2包括相似于图1B所示出的显示装置1b，故相同元件沿用相同符号进行标示。显示装置1b与显示装置2两者的差别在于，显示装置1b中的阻抗匹配阵列12在显示装置2中被阻抗匹配阵列2所取代。关于像素电路10及光感测电路11的操作请参考关于图1A、1B的相对应段落，于此不再赘述。
阻抗匹配阵列22中包括阻抗匹配电路220、221、222、223。各个阻抗匹配电路220、221、222、223按序且重复排列。因此，光感测信号线SO1～SOn中，第一行、第五行、第九行…第n-3行的光感测信号线SO1、SO5、SO9～SOn-3被区分为光感测信号线SO1～SOn的第一部分，且光感测信号线SO1～SOn的第一部分耦接阻抗匹配电路220；第二行、第六行、第十行…第n-2行的光感测信号线SO2、SO6、SO10～SOn-2被区分为光感测信号线SO1～SOn的第二部分，且光感测信号线SO1～SOn的第二部分耦接阻抗匹配电路221；第三行、第七行、第十一行…第n-1行的光感测信号线SO3、SO7、SO11～SOn-1被区分为光感测信号线SO1～SOn的第三部分，且光感测信号线SO1～SOn的第三部分耦接阻抗匹配电路222；第四行、第八行、第十二行…第n行的光感测信号线SO4、SO8、SO12～SOn被区分为光感测信号线SO1～SOn的第四部分，且光感测信号线SO1～SOn的第四部分耦接阻抗匹配电路223。也就是说，光感测信号线SO1～SOn会以四条为一组重复排列，每四条中的第一条耦接阻抗匹配电路220，每四条中的第二条耦接阻抗匹配电路221，每四条中的第三条耦接阻抗匹配电路222，每四条中的第四条耦接阻抗匹配电路223。
在本实施例中，阻抗匹配电路220、221、222、223可例如为N型金属氧化物半导体晶体管。阻抗匹配电路220的第一端(例如为漏极)可耦接于对应的光感测信号线，阻抗匹配电路220的第二端(例如为源极)可接收参考电压Vref1，阻抗匹配电路220的控制端(例如为栅极)可接收控制信号VC1。依此类推，阻抗匹配电路221可耦接于对应的光感测信号线及参考电压Vref2之间，并接收控制信号VC2的控制。阻抗匹配电路222可耦接于对应的光感测信号线及参考电压Vref3之间，并接收控制信号VC4的控制。阻抗匹配电路223可耦接于对应的光感测信号线及参考电压Vref4之间，并接收控制信号VC3的控制。参考电压Vref1、Vref2、Vref3、Vref4可为相同或不同的接地电压。在另一实施例中，阻抗匹配电路220、221、222、223亦可为P型金属氧化物半导体晶体管。参考电压Vref1、Vref2、Vref3、Vref4可为相同或不同的操作电压。
因此，阻抗匹配阵列22可依据控制信号VC1、VC2、VC3、VC4的控制分别调整光感测信号线SO1～SOn的第一部分、第二部分、第三部分、第四部分的电压电平，使光感测信号线SO1～SOn上的电压电平可一致，且光感测信号可具有相同的摆幅空间，故光感测电路11产生的光感测信号不会产生误差。
图3为本发明实施例一显示装置3的示意图。图3所示出的显示装置3相似于图1B所示出的显示装置1b，故相同元件沿用相同符号表示。显示装置1b与显示装置3两者的差异在于，显示装置1b的阻抗匹配阵列12在显示装置3中被阻抗匹配阵列32所取代。阻抗匹配阵列32中包括阻抗匹配电路120、121及负载电路322。关于像素电路10、光感测电路11、阻抗匹配电路120、121的操作请参考关于图1A、1B中的相对应段落，于此不再赘述。
负载电路322分别耦接于光感测信号线SO1～SOn，负载电路322可接收负载控制信号VL以调整光感测信号线SO1～SOn上的电压电平。也就是说，阻抗匹配电路120、121及负载电路322可共同调整光感测信号线SO1～SOn上的电压电平。
在本实施例中，阻抗匹配电路120、121可例如为P型金属氧化物半导体晶体管。阻抗匹配电路120的第一端(例如为漏极)可分别耦接奇数行的光感测信号线，阻抗匹配电路120的第二端(例如为源极)可接收参考电压Vref1，阻抗匹配电路120的控制端(例如为栅极)可接收控制信号VC1。阻抗匹配电路121的第一端(例如为漏极)可分别耦接偶数行的光感测信号线，阻抗匹配电路121的第二端(例如为源极)可接收参考电压Vref2，阻抗匹配电路121的控制端(例如为栅极)可接收控制信号VC2。负载电路322可例如为N型金属氧化物半导体晶体管。负载电路322的第一端(例如为漏极)可耦接对应的光感测信号线，负载电路322的第二端(例如为源极)可接收参考电压Vref3，负载电路322的控制端(例如为栅极)可接收负载控制信号VL。参考电压Vref1、Vref2可为相同或独立的操作电压，参考电压Vref3可为接地电压。
如此一来，阻抗匹配电路120与负载电路322依据控制信号VC1及负载控制信号VL的控制，可共同调整光感测信号线SO1～SOn中奇数行的电压电平，而阻抗匹配电路121与负载电路322依据控制信号VC1及负载控制信号VL的控制可共同调整光感测信号线SO1～SOn中偶数行的电压电平。
当然，光感测电路阵列中的光感测电路并不仅限于镜像设置的结构。依据不同的设计需求，本领域具通常知识者亦可调整光感测电路阵列中的光感测电路为非镜像设置或其他适合的结构。
综上所述，本发明的显示装置可通过阻抗匹配电路调整光感测信号线上的电压电平为互相匹配，使光感测电路所产生的感测信号可具有足够的摆幅空间，进而降低光感测信号的误差，有效提升显示装置的光感测操作精准度。

Claims (10)

1.一种显示装置，适于进行屏下指纹识别，该显示装置包括：
一像素电路阵列，具有一显示区域；
一光感测电路阵列，于该显示区域中感测光线，并依据多个写入感测信号及多个重置感测信号将感测光线所产生的多个光感测信号分别提供至多个光感测信号线上，该光感测电路阵列包括：
多个光感测电路，该些光感测电路被群组为多个光感测列电路，各该光感测列电路接收相对应的各该写入感测信号及各该重置感测信号，并将该些光感测信号分别提供至该些光感测信号线上，其中该些光感测列电路中相邻的两光感测电路共用一电力轨线；以及
多个阻抗匹配电路，分别耦接该些光感测信号线，用以分别调整且匹配该些光感测信号线上的多个电压电平，
其中该些阻抗匹配电路包括：
多个第一阻抗匹配电路及多个第二阻抗匹配电路，其中该些第一阻抗匹配电路分别耦接该光感测信号线的多个第一光感测信号线，该些第二阻抗匹配电路分别耦接该光感测信号线的多个第二光感测信号线，该些第一阻抗匹配电路接收一第一控制信号以调整该些第一光感测信号线的一第一电压电平，该些第二阻抗匹配电路接收一第二控制信号以调整该些第二光感测信号线的一第二电压电平。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一控制信号调整该些第一阻抗匹配电路的多个电阻值以调整该些第一光感测信号线的该第一电压电平，该第二控制信号调整该些第二阻抗匹配电路的多个电阻值以调整该些第二光感测信号线的该第二电压电平，以将该第一电压电平匹配于该第二电压电平。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中该些第一光感测信号线为该些光感测信号线中的奇数行，该些第二光感测信号线为该些光感测信号线中的偶数行。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中该些第一阻抗匹配电路包括多个第一晶体管，该些第一晶体管的第一端分别耦接该些第一光感测信号线，该些第一晶体管的第二端接收一第一参考电压，该些第一晶体管的控制端接收该第一控制信号，
其中该些第二阻抗匹配电路包括多个第二晶体管，该些第二晶体管的第一端分别耦接该些第二光感测信号线，该些第二晶体管的第二端接收一第二参考电压，该些第二晶体管的控制端接收该第二控制信号。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中该些阻抗匹配电路为N型金属氧化物半导体场效晶体管或P型金属氧化物半导体场效晶体管。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中该些阻抗匹配电路还包括：
多个第三阻抗匹配电路及多个第四阻抗匹配电路，其中该些第三阻抗匹配电路分别耦接该光感测信号线的多个第三光感测信号线，该些第四阻抗匹配电路分别耦接该光感测信号线的多个第四光感测信号线，该些第三阻抗匹配电路接收一第三控制信号以调整该些第三光感测信号线的一第三电压电平，该些第四阻抗匹配电路接收一第四控制信号以调整该些第四光感测信号线的一第四电压电平。
7.如权利要求6所述的显示装置，其中该些第一光感测信号线、该些第二光感测信号线、该些第三光感测信号线、该些第四光感测信号线按序排列设置。
8.如权利要求1所述的显示装置，其中还包括多个负载电路，分别耦接该些光感测信号线，该些负载电路及该些光感测电路共同调整该些光感测信号线的该第一电压电平及该第二电压电平。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中该些第一阻抗匹配电路包括多个第一晶体管，该些第一晶体管的第一端分别耦接该些第一光感测信号线，该些第一晶体管的第二端接收一第一操作电压，该些第一晶体管的控制端接收该第一控制信号，
其中该些第二阻抗匹配电路包括多个第二晶体管，该些第二晶体管的第一端分别耦接该些第二光感测信号线，该些第二晶体管的第二端接收一第二操作电压，该些第二晶体管的控制端接收该第二控制信号，
其中该些负载电路包括多个负载晶体管，该些负载晶体管的第一端分别耦接该些光感测信号线，该些负载晶体管的第二端分别接收一接地电压，该些负载晶体管的控制端接收一负载控制信号。
10.如权利要求9所述的显示装置，其中该些阻抗匹配电路为P型金属氧化物半导体场效晶体管，该些负载电路为N型金属氧化物半导体场效晶体管。
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