CN112906526A

CN112906526A - 显示装置

Info

Publication number: CN112906526A
Application number: CN202110162050.XA
Authority: CN
Inventors: 陈铭耀; 林城兴; 曾淑雯; 胡心麟; 罗睿骐
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2041-02-05
Also published as: CN112906526B; TW202205071A; US20220036030A1; US11450137B2; TWI740589B

Abstract

本发明提供一种显示装置，其适于进行屏下指纹识别。显示装置包括多个子像素电路、多个光感测电路级、多条感测驱动线。光感测电路级分别对应子像素电路。感测驱动线分别按序驱动光感测电路级。在第一时间区间中，感测驱动线的第一感测驱动线提供第一感测驱动信号至光感测电路级的第q级光感测电路级以及后级光感测电路级。在第一时间区间中，第q级光感测电路级依据第一感测驱动信号执行光感测重置操作，后级光感测电路级依据第一感测驱动信号执行光感测写入操作。

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

目前的显示装置为了实现屏下式指纹识别，除了在显示装置上设置像素电路之外，还需要在显示装置上设置指纹识别所需的感测电路及信号线结构，因而造成显示装置的开口率下降。

发明内容

本发明提供一种显示装置，其可在不降低显示装置的开口率下提供屏下式指纹识别的功能。

本发明的显示装置适于进行屏下指纹识别，显示装置包括多个子像素电路、多个光感测电路级、多条感测驱动线。光感测电路级分别对应子像素电路。感测驱动线分别按序驱动光感测电路级。在第一时间区间中，感测驱动线的第一感测驱动线提供第一感测驱动信号至光感测电路级的第q级光感测电路级以及后级光感测电路级。在第一时间区间中，第q级光感测电路级依据第一感测驱动信号执行光感测重置操作，后级光感测电路级依据第一感测驱动信号执行光感测写入操作。

基于上述，本发明的显示装置在提供屏下式指纹识别功能的同时，可减少感测驱动线的数量，有效改善显示装置的开口率。

附图说明

图1A为本发明实施例一显示装置的示意图。

图1B为本发明显示装置的局部区域放大的布局示意图。

图1C为本发明显示装置的局部区域的电路示意图。

图1D为本发明光感测电路操作波型示意图。

图2为本发明显示装置的局部区域的电路示意图。

图3为本发明显示装置的局部区域的电路示意图。

图4为本发明显示装置的局部区域的电路示意图。

附图标记说明：

1、2、3、4：显示装置

B1～Bn、G1～Gn、R1～Rn：数据驱动线

BD1～BDm-1：桥接驱动线

D1、D2：方向

G1～Gm：显示驱动线

LC：光感测电路

LD：光感测元件

M1、M2：晶体管

N1：节点

P1、P2：电力轨线

P1,1～Pm,n：像素电路

RC：重置控制接点

SD1～SDm：感测驱动线

SO1～SOn：输出信号线

SP：子像素电路

TLC：光感测时间区间

TR：重置时间区间

Tq-1、Tq、Tq+1：时间区间

TS：感测时间区间

TW：写入时间区间

VDD：操作电压

VN1、VRC、VSO1、VWC：电压

VSS：接地电压

WC：写入控制接点

具体实施方式

图1A为本发明实施例一显示装置1的示意图。显示装置1中包括子像素电路SP、光感测电路LC、感测驱动线SD1～SDm、电力轨线P1、P2、输出信号线SO1～SOn。显示装置1中，每个光感测电路LC可与相对应的子像素电路SP形成像素电路P1,1～Pm,n，如此一来，显示装置1除了可通过每个像素电路P1,1～Pm,n中的子像素电路SP来显示画面之外，显示装置1还可通过每个像素电路P1,1～Pm,n中的光感测电路LC进行光感测操作，使显示装置1适于进行屏下指纹识别。

详细而言，显示装置1中每一列的光感测电路LC可形成一光感测电路级，感测驱动线SD1～SDm可对应分别的光感测电路级而设置。感测驱动线SD1～SDm上可传递按序致能的感测驱动信号，使光感测电路级可依照列顺序来驱动每一级的光感测电路级来进行光感测操作。

进一步，每个光感测电路LC具有写入控制接点WC及重置控制接点RC，用来分别接收控制信号以控制光感测电路LC的光感测重置操作及光感测写入操作。为了提供信号至光感测电路LC的写入控制接点WC及重置控制接点RC，每个感测驱动线SD1～SDm可提供感测驱动信号至两级的光感测电路级，也就是每个感测驱动线SD1～SDm可提供感测驱动信号至两级不同驱动顺序的光感测电路级。针对列顺序较高的光感测电路级(也就是较早被致能以进行光感测操作的光感测电路级)的每个光感测电路LC，各个感测驱动线SD1～SDm会将感测驱动信号提供至光感测电路级的每个光感测电路LC的重置控制接点RC。针对列顺序较低的光感测电路级(也就是较晚被致能以进行光感测操作的光感测电路级)的每个光感测电路LC，各个感测驱动线SD1～SDm会将感测驱动信号提供至光感测电路级中的每个光感测电路LC的写入控制接点WC。

由于用来控制光感测电路LC的光感测重置操作及光感测写入操作的控制信号需要具不同时序的控制信号，显示装置1通过感测驱动线SD1～SDm同时提供感测驱动信号至不同列顺序的光感测电路级的不同接点，使列顺序较高(也就是较早被致能)的光感测电路级可依据感测驱动信号来进行光感测重置操作，且列顺序较低(也就是较晚被致能)的光感测电路级可依据感测驱动信号来进行光感测写入操作。也就是说，在感测驱动线SD1～SDm的其中一者被致能的时间区间中，会有两列光感测电路级同时被驱动，其中列顺序较高(也就是较早被致能)的光感测电路级会被驱动以进行光感测重置操作，列顺序较低(也就是较晚被致能)的光感测电路级会被驱动以进行光感测写入操作。

简言之，显示装置1通过感测驱动线SD1～SDm分别驱动两不同列顺序的光感测电路级，使列顺序较高的光感测电路级进行光感测重置操作，列顺序较低的光感测电路级进行光感测写入操作。如此一来，显示装置1中用来产生控制信号的时钟及控制电路可被有效简化，进而加速整体的设计流程以及芯片面积。再者，在显示装置1中，用来提供控制信号的信号线数量可被有效地降低，使得每个像素电路P1,1～Pm,n中的子像素电路SP可具有较大的主动区域(Active Area)来进行显示，进而改善显示装置1的开口率。

图1B为本发明显示装置1的局部区域放大的布局示意图。如图1B所示，感测驱动线SDq-2～SDq可沿着第一方向D1(例如为x方向)延伸，且每个感测驱动线SDq-2～SDq可沿着第二方向D2(例如为y方向)依照固定间隔规则排列，且互相平行地设置。另外，桥接驱动线BDq-2可用来连接感测驱动线SDq-2、SDq-1，桥接驱动线BDq-1可用来连接感测驱动线SDq-1、SDq。虽然图1B中仅示出显示装置1的感测驱动线SDq-2～SDq及桥接驱动线BDq-2、BDq-1，不过本领域具通常知识者当然可依据图1B的结构来推得显示装置1中感测驱动线SD1～SDm及桥接驱动线BD1～BDm-1的整体配置。

在显示装置1中，感测驱动线SD1～SDm可提供感测驱动信号来驱动两级的光感测电路级。而在本实施例中，感测驱动线SD2～SDm可提供感测驱动信号至同一列及前一列的光感测电路级。虽然图1B中并未示出感测驱动线SD1～SDm提供感测驱动信号至同一列的光感测电路级的驱动线结构，但上述的连接线结构应为本领域所属领域具通常知识者所熟知，故于此不另赘述。另外，当感测驱动线SD2～SDm提供感测驱动信号至前一列的光感测电路级时，感测驱动线SD2～SDm可分别通过桥接驱动线BD1～BDm-1以将驱动控制信号提供致前一列的光感测电路级。

桥接驱动线BD1～BDm-1可沿着第二方向(例如为y方向)延伸。桥接驱动线BD1～BDm-1可分别跨越第2级至第m级的光感测电路级，桥接驱动线BD1～BDm-1可分别连接至第1级至第m-1级的光感测电路级。另外，桥接驱动线BD1～BDm-1所设置的金属层高度可相异于电力轨线P1、P2、输出信号线SO1～SOn的金属层高度，使桥接驱动线BD1～BDm-1重叠于相对应的电力轨线P1、P2、输出信号线SO1～SOn上。如此一来，显示装置1还可有效避免在设置桥接驱动线BD1～BDm-1所产生的开口率下降。

因此，在本实施例中，桥接驱动线BD1～BDm-1可提供显示装置1提供感测驱动信号SD2～SDm提供至前一级的光感测电路级的连接结构，且不影响显示装置1的开口率。

图1C为本发明显示装置1的局部区域的电路示意图。详细而言，图1C的左侧示出了设置于显示装置1的第q-1列、第q列、第q+1列的像素电路P1,q-1、P1,q、P1,q+1，且像素电路P1,q-1、P1,q、P1,q+1分别属于第q-1级、第q级、第q+1级的光感测电路级。在本实施例中，光感测电路LC具有光感测元件LD、晶体管M1、M2。

光感测元件LD可例如为光电二极管(Photodiode)，光感测元件LD的第一端(例如为阳极)耦接光感测电路LC的写入控制接点WC，光感测元件LD的第二端(例如为阴极)耦接节点N1。晶体管M1的第一端(例如为漏极)可由电力轨线P2接收操作电压VDD，晶体管M1的第二端(例如为源极)耦接输出信号线SO1～SOn的其中之一。以像素电路P1,q中的光感测元件LD为例，晶体管M1的第二端(例如为源极)耦接输出信号线SO1。晶体管M1的控制端(例如为栅极)通过节点N1耦接于光感测元件LD的第二端(例如为阴极)。晶体管M2的第一端(例如为漏极)通过节点N1耦接于光感测元件LD的第二端(例如为阴极)，晶体管M2的第二端(例如为源极)可由电力轨线P1接收接地电压VSS，晶体管的控制端(例如为栅极)耦接光感测电路LC的重置控制接点RC。

图1D为本发明光感测电路LC操作波型示意图。图1D的左侧例示性地示出了显示装置1中第一列第一行的光感测电路LC，图1D的右侧示出了光感测电路LC的操作波型图，其中，电压VWC、VRC、VN1、VSO1分别代表写入控制接点WC、重置控制接点RC、节点N1、输出信号线SO1的电压波型。

如图1D所示，光感测电路LC每次的光感测操作可在时间区间TLC中执行，光感测时间区间TLC可具有感测时间区间TS、写入时间区间TW、重置时间区间TR。光感测电路LC可分别在感测时间区间TS、写入时间区间TW、重置时间区间TR中执行光感测操作的光感测识别操作、光感测写入操作、光感测重置操作。举例而言，电压VN1中的实线可为针对较弱反射光的感测结果，电压VN1中的虚线可为针对较强反射光的感测结果。

在感测时间区间TS中，光感测元件LD可针对光线进行感测，并针对不同光线强度以于节点N1上产生相对应于光线强度的电压值或光感测信号，借此来进行光感测识别操作。

在写入时间区间TW中，电压VWC会改变到致能电平，晶体管M1的控制端据此会接收到电压VWC及光感测元件LD所产生的电压值两者的总和。如此一来，晶体管M1会依据电压VWC及光感测元件LD所产生的光感测信号两者，来对输出信号线SO1进行充电，也就是说，光感测电路LC可接收写入控制接点WC的控制以将光感测元件LD的感测结果写入至输出信号线SO1，借此执行光感测写入操作。因此，晶体管M1依据电压VWC的控制，可将电压VN1写入至输出信号线SO1上，以产生电压VSO1中相对应的实线及虚线部分。

在重置时间区间TR中，电压VRC会改变到致能电平，晶体管M2据此导通以将接地电压VSS提供至节点N1来重置节点N1的电压，借此执行光感测重置操作。因此，电压VN1的实线及虚线部分经过时间区间TR的重置后会具有相同的电压电平。

接着，请重新参考图1C。详细而言，图1C的右侧示出提供至第q-1条、第q条、第q+1条的感测驱动线SDq-1、SDq、SDq+1上的感测驱动信号的波型示意图。感测驱动线SDq-1～SDq+1上所提供的感测驱动信号，会依据感测驱动线SDq-1～SDq+1的列顺序按序被致能。

在时间区间Tq-1中，第q-1条感测驱动信号SDq-1上所提供的感测驱动信号会被致能，并传送至第q-2级的光感测信号电路级的光感测电路LC的重置控制接点RC(未示出于图1C)，以及传送至第q-1级的光感测信号电路级的光感测电路LC的写入控制接点WC，以控制第q-1级的光感测信号电路级的光感测电路LC执行光感测写入操作。

在时间区间Tq中，第q条感测驱动信号SDq上所提供的感测驱动信号会被致能，并传送至第q-1级的光感测信号电路级的光感测电路LC的重置控制接点RC以及第q级的光感测信号电路级的光感测电路LC的写入控制接点WC，以控制第q-1级的光感测信号电路级的光感测电路LC执行光感测重置操作，以及控制第q级的光感测信号电路级的光感测电路LC执行光感测写入操作。

相似地，在时间区间Tq+1中，第q+1条感测驱动信号SDq+1上所提供的感测驱动信号会被致能，并传送至第q级的光感测信号电路级的光感测电路LC的重置控制接点RC以及第q+1级的光感测信号电路级的光感测电路LC的写入控制接点WC，以控制第q级的光感测信号电路级的光感测电路LC执行光感测重置操作，以及控制第q+1级的光感测信号电路级的光感测电路LC执行光感测写入操作。

因此，显示装置1可有效简化时钟控制电路，并减少提供控制信号的信号线数量，进而显著改善显示装置1的制造成本及开口率。

图2为本发明显示装置2的局部区域的电路示意图。详细而言，图2的左侧示出了设置于显示装置2的第q-1列至第q+1列的像素电路P1,q-1、P1,q、P1,q+1，图2的右侧示出提供至第q-1条至第q+1条的感测驱动线SDq-1～SDq+1上的感测驱动信号的波型示意图。

在显示装置2中，感测驱动线SD1～SDm会将感测驱动信号提供至同一列的光感测电路级以及两列之前的光感测电路级。以图2中左侧所示出的感测驱动线SDq+1为例，感测驱动线SDq+1会耦接于第q+1列的光感测电路级以及第q-1级的光感测电路级。进一步，感测驱动线SDq+1耦接于第q-1列的光感测电路级的光感测电路LC的重置控制接点RC，且感测驱动线SDq+1耦接于第q+1列的光感测电路级的光感测电路LC的写入控制接点WC。

因此，显示装置2中的桥接驱动线BDq-1会跨越第q级以及第q+1级的光感测电路级，以将感测信号线SDq+1所提供的感测信号提供至第q-1级的光感测电路级。

如此一来，第q-1列的光感测电路级的光感测电路LC可在时间区间Tq-1中接收来自感测驱动信号线SDq-1的感测信号的控制来进行光感测写入操作，且在时间区间Tq+1中接收来自感测驱动信号线SDq+1的感测信号的控制来进行光感测重置操作。

图3为本发明显示装置3的局部区域的电路示意图。详细而言，图3的左侧示出了设置于显示装置3的第q-1列至第q+1列的像素电路P1,q-1、P1,q、P1,q+1，图3的右侧示出提供至第q-1条至第q+1条的感测驱动线SDq-1～SDq+1上的感测驱动信号的波型示意图。

在显示装置3中，感测驱动线SD1～SDm会将感测驱动信号提供至同一列的光感测电路级以及下一列的光感测电路级。以图3中左侧所示出的感测驱动线SDq为例，感测驱动线SDq设置于第q级的子像素电路SP和第q级的光感测电路LC之间，感测驱动线SDq会耦接于第q级的光感测电路级以及第q+1级的光感测电路级。进一步，感测驱动线SDq可耦接于第q列的光感测电路级的光感测电路LC的重置控制接点RC，且感测驱动线SDq可耦接于第q+1列的光感测电路级的光感测电路LC的写入控制接点WC。

因此，显示装置3中的桥接驱动线BDq会跨越第q+1级的光感测电路级，以将感测信号线SDq所提供的感测信号提供至第q+1级的光感测电路级。

如此一来，第q列的光感测电路级的光感测电路LC可在时间区间Tq-1中接收来自感测驱动信号线SDq-1的感测信号的控制来进行光感测写入操作，且在时间区间Tq中接收来自感测驱动信号线SDq的感测信号的控制来进行光感测重置操作。

图4为本发明显示装置4的局部区域的电路示意图。详细而言，图4所示出的显示装置4相似于图1所示出的显示装置1，两者的差别在于，图4的显示装置4另外设置有显示驱动线G1～Gm、数据驱动线R1～Rn、G1～Gn、B1～Bn。

在本实施例中，显示装置4可将子像素电路SP及光感测电路LC整合设置于单一基板上，因此，显示装置4上除了设置有提供给光感测电路LC的感测驱动线SD1～SDm、输出信号线SO1～SOn之外，显示装置4上还设置有提供给子像素电路SP的显示驱动线G1～Gm、数据驱动线R1～Rn、G1～Gn、B1～Bn。

换言之，本发明不仅包括可将子像素电路SP及光感测电路LC设置于相异基板的显示装置1之外，还包括可将子像素电路SP及光感测电路LC设置于相同基板的显示装置4，故有效增加本发明应用于不同相容性。

除此之外，本领域具通常知识者当然可以针对上述实施例进行修改。举例而言，当感测驱动线SD1～SDm所耦接的两级光感测电路级中，并非一定要包含感测驱动线SD1～SDm本身所在列的光感测电路级。举例而言，针对感测驱动线SDq而言，感测驱动线SDq亦可以将感测驱动信号同时提供给第SDq-1级、第SDq+1级的光感测电路级，只要感测驱动线SDq是将感测驱动信号提供至列顺序较高的光感测电路级的重置控制接点RC，且将感测驱动信号提供至列顺序较低的光感测电路级的写入控制接点WC即可。

另外，感测驱动线SD1～SDm不仅限于提供感测驱动信号至两级的光感测电路级，依据不同的使用需求及设计概念，各个感测驱动线SD1～SDm亦可提供感测驱动信号至更多条的光感测电路级。举例而言，所有的光感测电路级可被区分为多个光感测电路群，光感测电路群可包含有五级、十级或十五级不等数量的光感测电路级。也就是说，在进行光感测操作时，显示装置可个别驱动每个光感测电路群，而被驱动的光感测电路群中的所有光感测电路级皆会同时被驱动，并接收到相同的感测驱动信号。在此情况下，感测驱动信号线当然不仅只耦接于两级的光感测电路级。

综上所述，本发明的显示装置1通过感测驱动线分别驱动至少两个不同列顺序的光感测电路级，使列顺序较高的光感测电路级进行光感测重置操作，列顺序较低的光感测电路级进行光感测写入操作。如此一来，显示装置中用来产生控制信号的时钟及控制电路可被有效简化，进而加速整体的设计流程以及芯片面积。再者，在显示装置中，用来提供控制信号的信号线数量可被有效地降低，使得每个像素电路中的子像素电路可具有较大的主动区域来进行显示，进而改善显示装置的开口率。

Claims

1.一种显示装置，适于进行屏下指纹识别，该显示装置包括：

多个子像素电路；

多个光感测电路级，分别包括多个光感测电路，该些光感测电路分别对应该些子像素电路；

多条感测驱动线，该些感测驱动线分别按序驱动该些光感测电路级；

其中，在一第一时间区间中，该些感测驱动线的一第一感测驱动线提供一第一感测驱动信号至该些光感测电路级的一第q级光感测电路级以及一后级光感测电路级，

其中，在该第一时间区间中，该第q级光感测电路级依据该第一感测驱动信号执行一光感测重置操作，该后级光感测电路级依据该第一感测驱动信号执行一光感测写入操作。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该些感测驱动线沿着一第一方向延伸，且该些感测驱动线沿着一第二方向互相平行地排列设置。

3.如权利要求1所述的显示装置，其中在该第一时间区间之后的一第二时间区间中，该些感测驱动线的一第二感测驱动线提供一第二感测驱动信号至该后级列感测电路级，

其中，在该第二时间区间中，该后级感测电路级依据第二驱动信号执行该光感测重置操作。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中各该光感测电路级包括写入控制接点及重置控制接点，

其中，在该第一时间区间中，该第一感测驱动线将该第一感测驱动信号提供至该第q级光感测电路级的重置控制接点，该第一感测驱动线将该第一感测驱动信号提供至该后级光感测电路级的写入控制接点。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中各该光感测电路级包括：

一光感测元件，具有一第一端及一第二端，该光感测元件的该第一端耦接各该光感测电路级的写入控制接点；

一第一晶体管，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第一晶体管的该第一端接收一操作电压，该第一晶体管的该第二端耦接一输出信号线，该第一晶体管的该控制端耦接该光感测元件的该第二端；以及

一第二晶体管，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第二晶体管的该第一端耦接该光感测元件的该第二端，该第二晶体管的该第二端接收一接地电压，该第二晶体管的该控制端耦接各该光感测电路级的重置控制接点。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中在一感测时间区间中，该后级光感测电路级针对光线进行感测以产生一光感测信号，

在该感测时间区间之后的该第一时间区间中，该后级光感测电路级依据该第一感测驱动信号的控制，将该光感测信号写入至对应的输出信号线以执行该光感测写入操作，

在该第一时间区间之后的一第二时间区间中，该后级光感测电路级依据第二感测驱动信号的控制重置该光感测信号，以执行该光感测重置操作。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一感测驱动线为一第q+1条感测驱动线，该后级光感测电路级为一第q+1级光感测电路级。

8.如权利要求7所述的显示装置，其中该第q级光感测电路级通过一桥接驱动线耦接该第q+1条感测驱动线，以接收该第一感测驱动信号来执行该光感测重置操作。

9.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一感测驱动线是一第q+2条感测驱动线，该后级光感测电路级为一第q+2级光感测电路级。

10.如权利要求9所述的显示装置，其中该第q级光感测电路级通过一桥接驱动线耦接该第q+2条感测驱动线，以接收该第一感测驱动信号来执行该光感测重置操作，其中该桥接驱动线跨越一第q+1级光感测电路级。

11.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一感测驱动线是一第q条感测驱动线，该后级光感测电路级为一第q+1级光感测电路级。

12.如权利要求11所述的显示装置，其中该第q+1级光感测电路级通过一桥接驱动线耦接该第q条感测驱动线，以接收该第一感测驱动信号来执行该光感测写入操作。