CN113228036B - 包括光学指纹感测电路的像素电路、驱动像素电路的方法和有机发光显示装置 - Google Patents

包括光学指纹感测电路的像素电路、驱动像素电路的方法和有机发光显示装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种包括光学指纹感测电路的像素电路、驱动包括该光学指纹感测电路的像素电路的方法、以及具有包括该光学指纹感测电路的像素电路的显示装置。根据本公开内容的像素电路的特征在于包括：自发光元件，自发光元件利用由驱动晶体管控制的驱动电流来显示图像；和光接收元件，光接收元件接收从自发光元件发射并通过用户的指纹反射的光并且将该光转换为光电流，其中驱动晶体管用作将光接收元件的输出电压传送到像素电路的输出线的缓冲器(buffer)。

Description

包括光学指纹感测电路的像素电路、驱动像素电路的方法和 有机发光显示装置
技术领域
本公开内容涉及一种包括光学指纹感测电路的像素电路、驱动包括该光学指纹感测电路的像素电路的方法、以及具有包括该光学指纹感测电路的像素电路的显示装置(pixel circuit including optical fingerprint sensing circuit,Method fordriving the pixel circuit and Display device)。
本申请要求于2018年12月31日提交的韩国专利申请第10-2018-0173481号的优先权，通过引用将该专利申请的整个内容并入本文。
背景技术
图像显示装置目前被用于基于计算机的系统(computer based system)，诸如笔记本电脑、平板电脑(tablet PC)、智能电话(smart phone)、个人数字助理(PersonalDigital Assistant)、自动柜员机(Automated Teller Machine)和搜索导航系统中。这些系统通常不仅存储涉及个人隐私的个人信息，而且还存储大量机密数据，诸如商业信息或商业秘密。为了保护这些数据，需要加强安全性。
指纹可用作加强安全性的方式。随着手指的指纹用在基于计算机的系统中，正对包括指纹识别器件的图像显示装置进行积极研究，指纹识别器件有望广泛用在智能电话中。
通常，包括指纹感测电路的图像显示装置以光学感测方式或电容方式识别指纹。
以光学感测方式识别指纹的图像显示装置在显示面板上设置有包括诸如指纹传感器之类的光接收元件的指纹识别电路。光接收元件感测从显示面板发射并被指纹反射的光并且产生光电流。在此，从光接收元件产生的光电流的量根据反射光的物体是指纹的脊(Ridge)还是谷(Valley)而变化。指纹识别电路通过光电流的变化量识别指纹的形式。
发明内容
技术问题
为了以光学感测方式识别指纹，需要例如具有500PPI以上的高分辨率的指纹识别电路。
本发明的发明人认识到由于图像显示装置的像素电路所占据的面积，使指纹感测电路具有500PPI以上的高分辨率存在问题。
设计本公开内容来解决上述问题，本公开内容通过给像素电路添加一个光接收元件，并且通过使光学指纹感测电路和像素电路共享驱动晶体管或阈值电压Vth补偿晶体管，提供了一种能够减小要集成在显示面板内的电路的面积的具有指纹感测功能的像素电路。
技术方案
为了解决上述技术问题，本公开内容具有以下特征。
一个实施方式是一种与指纹感测电路共享元件的像素电路。所述像素电路包括：自发光元件，所述自发光元件通过晶体管显示图像；和光接收元件，所述光接收元件接收从所述自发光元件发射并通过用户的指纹反射的光并且将所述光转换为电信号。所述像素电路经由所述像素电路的输出线读取通过所述光接收元件产生的输出信号。
所述像素电路与所述指纹感测电路共享的所述元件是驱动晶体管、补偿晶体管和开关晶体管中的任意一个。
所述驱动晶体管驱动所述自发光元件并且用作将所述光接收元件的输出电压传送到所述像素电路的所述输出线的缓冲器。
所述补偿晶体管补偿所述驱动晶体管的阈值电压、迁移率和电源电压中的至少一个。
此外，所述像素电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管，所述第二晶体管用作所述驱动晶体管，所述第三晶体管用作所述补偿晶体管。所述第一晶体管的第一端子连接至数据线。所述第一晶体管的第二端子连接至第一节点。所述第一晶体管的栅极端子连接至第n扫描线，其中n是正整数。所述第二晶体管的第一端子连接至所述第一节点。所述第二晶体管的第二端子连接至第二节点。所述第二晶体管的栅极端子连接至第三节点。所述第三晶体管的第一端子连接至所述第三节点。所述第三晶体管的第二端子连接至所述第二节点。所述第三晶体管的栅极端子连接至所述第n扫描线。所述第四晶体管的第一端子连接至所述第三节点。所述第四晶体管的第二端子连接至所述光接收元件的阴极端子。所述第四晶体管的栅极端子连接至第一感测线。所述第五晶体管的第一端子连接至所述第二节点。所述第五晶体管的第二端子接地。所述第五晶体管的栅极端子连接至所述第一感测线。所述第六晶体管的第一端子连接至所述第一节点。所述第六晶体管的第二端子连接至所述输出线。所述第六晶体管的栅极端子连接至第二感测线。
此外，所述像素电路进一步包括第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管和电容器。所述第七晶体管的第一端子连接至初始化线。所述第七晶体管的第二端子连接至所述第三节点。所述第七晶体管的栅极端子连接至第(n-1)扫描线。所述第八晶体管的第一端子连接至所述初始化线。所述第八晶体管的第二端子连接至所述自发光元件的阳极端子。所述第八晶体管的栅极端子连接至所述第(n-1)扫描线。所述第九晶体管的第一端子连接至电源。所述第九晶体管的第二端子连接至所述第一节点。所述第九晶体管的栅极端子连接至发光线。所述第十晶体管的第一端子连接至所述第二节点。所述第十晶体管的第二端子连接至所述自发光元件的所述阳极端子。并且所述第十晶体管的栅极端子连接至所述发光线。所述电容器的第一端子连接至所述电源。所述电容器的第二端子连接至所述第三节点。所述自发光元件的阴极端子和所述光接收元件的阳极端子接地。
在本公开内容中，基于所述第(n-1)扫描线的第(n-1)扫描信号和所述初始化线的初始化信号，所述第七晶体管和所述第八晶体管将先前帧的数据复位。基于所述第n扫描线的第n扫描信号，所述第一晶体管将数据信号施加至所述第一节。所述第三晶体管补偿所述第二晶体管的阈值电压。基于所述第一感测线的第一感测信号和所述光接收元件的电流，所述第四晶体管向所述第三节点施加电压，并且施加至所述第三节点的所述电压通过所述第二晶体管的源极跟随器操作被传送到所述第一节点。基于所述第二感测线的第二感测信号，所述第六晶体管将所述第一节点的电压输出到所述输出线。
此外，所述光接收元件通过接收从所述自发光元件输出的光来产生电流，基于所述第一感测线的所述第一感测信号和所产生的电流向所述第三节点施加电压，并且通过所述第二晶体管的源极跟随器操作将施加至所述第三节点的所述电压传送到所述第一节点。基于所述第二感测线的所述第二感测信号，所述第六晶体管将所述第一节点的电压输出到所述输出线。
本公开内容涉及一种具有自发光元件的寿命补偿功能的像素电路。所述像素电路包括：自发光元件，所述自发光元件利用由驱动晶体管控制的驱动电流来显示图像；和光接收元件，所述光接收元件接收从所述自发光元件发射的光并将所述光转换为光电流。所述驱动晶体管用作将所述光接收元件的输出电压传送到所述像素电路的输出线的缓冲器。所述像素电路将输出到所述输出线的电压从模拟信号转换为数字信号，将所述数字信号与所述自发光元件的亮度数据进行比较，基于比较结果获得所述自发光元件的寿命，并且基于比较结果补偿要施加至所述驱动晶体管的电压。
此外，所述像素电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一电容器和第二电容器，所述第二晶体管用作所述驱动晶体管，所述第三晶体管用作所述补偿晶体管。所述第一晶体管的第一端子连接至数据线。所述第一晶体管的第二端子连接至第一节点。所述第一晶体管的栅极端子连接至第n扫描线，其中n是正整数。所述第二晶体管的第一端子连接至第二节点。所述第二晶体管的第二端子连接至第三节点。所述第二晶体管的栅极端子连接至第四节点。所述第三晶体管的第一端子连接至所述第四节点。所述第三晶体管的第二端子连接至所述第三节点。所述第三晶体管的栅极端子连接至第(n-1)扫描线。所述第四晶体管的第一端子连接至所述第一节点。所述第四晶体管的第二端子连接至所述光接收元件的阴极端子。所述第四晶体管的栅极端子连接至第一感测线。所述第五晶体管的第一端子连接至所述第三节点。所述第五晶体管的第二端子接地。所述第五晶体管的栅极端子连接至所述第一感测线。所述第六晶体管的第一端子连接至所述第二节点。所述第六晶体管的第二端子连接至所述输出线。所述第六晶体管的栅极端子连接至第二感测线。所述第一电容器的第一端子连接至所述第一节点。所述第一电容器的第二端子连接至所述第四节点。所述第二电容器的第一端子连接至所述第一节点。所述第二电容器的第二端子接地。
此外，所述像素电路进一步包括第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管。所述第七晶体管的第一端子连接至电源。所述第七晶体管的第二端子连接至所述第一节点。所述第七晶体管的栅极端子连接至所述第(n-1)扫描线。所述第八晶体管的第一端子连接至所述电源。所述第八晶体管的第二端子连接至所述第二节点。所述第八晶体管的栅极端子连接至第一发光线。所述第九晶体管的第一端子连接至所述第三节点。所述第九晶体管的第二端子连接至所述自发光元件的阳极端子。所述第九晶体管的栅极端子连接至第二发光线。所述自发光元件的阴极端子和所述光接收元件的阳极端子接地。
此外，所述像素电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管，所述第二晶体管用作所述驱动晶体管。所述第一晶体管的第一端子连接至数据线。所述第一晶体管的第二端子连接至第一节点。所述第一晶体管的栅极端子连接至第n扫描线，其中n是正整数。所述第二晶体管的第一端子连接至第二节点。所述第二晶体管的第二端子连接至第三节点。所述第二晶体管的栅极端子连接至所述第一节点。所述第三晶体管的第一端子连接至所述第一节点。所述第三晶体管的第二端子连接至所述光接收元件的阴极端子。所述第三晶体管的栅极端子连接至第一感测线。所述第四晶体管的第一端子连接至所述第三节点。所述第四晶体管的第二端子接地。所述第四晶体管的栅极端子连接至所述第一感测线。所述第五晶体管的第一端子连接至所述第二节点。所述第五晶体管的第二端子连接至所述输出线。所述第五晶体管的栅极端子连接至第二感测线。
此外，所述像素电路进一步包括第六晶体管和电容器。所述第六晶体管的第一端子连接至电源。所述第六晶体管的第二端子连接至所述第二节点。所述第六晶体管的栅极端子连接至发光线。所述电容器的第一端子连接至所述电源。所述电容器的第二端子连接至所述第一节点。所述自发光元件的阳极端子连接至所述第三节点。所述自发光元件的阴极端子接地。所述光接收元件的阳极端子接地。
此外，本公开内容提供了一种包括所述像素电路的显示装置。
有益效果
本公开内容通过给像素电路添加一个光接收元件，并且通过使光学指纹感测电路和像素电路共享驱动晶体管或阈值电压Vth补偿晶体管，提供了一种具有指纹感测功能的像素电路。因此，可减小要集成在显示面板内的电路的面积。
此外，在本公开内容中，像素电路基于由光接收元件测量的光量来补偿施加至自发光元件的电压，从而防止自发光元件的亮度根据使用时间而降低并因而延长自发光元件的寿命。
附图说明
图1示出了根据现有技术的像素电路和指纹感测电路；
图2示出了根据本公开内容实施方式的像素电路；
图3是示出根据本公开内容实施方式的像素电路的指纹识别方法的流程图；
图4是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图；
图5是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图；
图6是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图；
图7是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图；
图8是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的寿命补偿功能的流程图；
图9示出了根据本公开内容实施方式的像素电路；
图10示出了根据本公开内容实施方式的像素电路。
具体实施方式
公开的实施方式的特征和优点及实现方法将从以下描述的实施方式以及附图变得更加显然。本公开内容不限于以下公开的实施方式，而是可以以各种不同的形式实现。这些实施方式是使本发明公开完整，提供这些实施方式仅用来使本领域技术人员充分理解本发明的范围。
根据本公开内容的实施方式，“部分”可实现为处理器和/或存储器。术语“处理器”可广义地解释为包括通用处理器、中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、控制器，微控制器、状态机等。在一些情况下，“处理器”可指专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等。术语“处理器”是指处理器件的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个微处理器与DSP内核的组合、或者任意其他这种配置的组合。
术语“存储器”应当广义地解释为包括能够存储电信息的任何电子部件。术语存储器是指各种类型的处理器可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、带电可擦除PROM(EEPROM)、闪存、磁性或光学数据存储、寄存器等。如果处理器能够从存储器读取信息和/或向存储器写入信息，则就说该存储器与处理器进行电子通信。集成在处理器中的存储器与处理器进行电子通信。
下文中，将参照附图详细描述实施方式，以使得本领域普通技术人员能够容易实现这些实施方式。此外，在附图中，为了清楚地描述本公开内容，可能省略与描述无关的部分。
图1示出了根据现有技术的像素电路和指纹感测电路。
为了以光学感测方式识别指纹，需要具有500PPI以上的分辨率的指纹识别电路。参照图1，常规的自发光元件显示装置单独地包括指纹感测电路110和像素电路120。然而，由于自发光元件显示装置的像素电路120所占据的面积，难以使指纹感测电路110具有500PPI以上的分辨率。
自发光元件可包括电致发光元件(electroluminescence element)、OLED、量子点LED(quantum dot-LED，QD-LED)、Micro-LED等。
实施方式1
图2示出了根据本公开内容实施方式的像素电路。
根据本公开内容实施方式的像素电路200可与光学指纹感测电路共享晶体管。具体地，像素电路200可共享第二晶体管(M4)212和第三晶体管(M2)213。第二晶体管(M4)212用作光学指纹感测电路和驱动晶体管。第三晶体管(M2)213用作补偿晶体管，补偿晶体管补偿第二晶体管的阈值电压Vth、迁移率和VDD电压中的至少一个。光学指纹感测电路和像素电路共享驱动晶体管和补偿晶体管，由此减少元件的数量并且减小要集成在显示面板内的电路的面积。
包括光学指纹感测电路的像素电路200可包括第一晶体管(M3)211、第二晶体管(M4)212、第三晶体管(M2)213、第四晶体管(M8)214、第五晶体管(M9)215和第六晶体管(M10)216。
第一晶体管211、第二晶体管212、第三晶体管213、第四晶体管214、第五晶体管215和第六晶体管216可包括第一端子、第二端子和栅极端子。第一端子或第二端子可以是源极端子或漏极端子。第一晶体管211、第二晶体管212、第三晶体管213、第四晶体管214、第五晶体管215和第六晶体管216可根据栅极端子的信号而导通(Turn-ON)或截止(Turn-OFF)。
第一晶体管211的第一端子连接至数据线Data。第一晶体管211的第二端子连接至第一节点221。第一晶体管211的栅极端子连接至第n扫描线Scan(n)。
第二晶体管212的第一端子连接至第一节点221。第二晶体管212的第二端子连接至第二节点222。第二晶体管212的栅极端子连接至第三节点223。
第三晶体管213的第一端子连接至第三节点223。第三晶体管213的第二端子连接至第二节点222。第三晶体管213的栅极端子连接至第n扫描线Scan(n)。
第四晶体管214的第一端子连接至第三节点223。第四晶体管214的第二端子连接至光接收元件PD的阴极(Cathode)端子。第四晶体管214的栅极端子连接至第一感测(sensing)线Sen。
光接收元件PD接收从自发光元件发射并通过用户手指反射的光并且将该光转换为光电流。例如，光接收元件PD可以是光电二极管。在这种情况下，从光接收元件PD产生的光电流的量根据反射光的物体是指纹的脊(Ridge)还是谷(Valley)而变化。在此，由于从谷反射的光而导致的第一光电流可大于由于从脊反射的光而导致的第二光电流。然而，本发明不限于此，第一光电流可小于或等于第二光电流。
第五晶体管215的第一端子连接至第二节点222。第五晶体管215的第二端子接地。第五晶体管215的栅极端子连接至第一感测线Sen。
第六晶体管216的第一端子连接至第一节点221。第六晶体管216的第二端子连接至输出线OUT。第六晶体管216的栅极端子连接至第二感测线Sen2。
此外，像素电路200可进一步包括第七晶体管M1、第八晶体管M7、第九晶体管M5、第十晶体管M6、电容器Cst和自发光元件。
第七晶体管M1的第一端子可连接至初始化线Initial。第七晶体管M1的第二端子可连接至第三节点223。第七晶体管M1的栅极端子可连接至第(n-1)扫描线Scan(n-1)。
第八晶体管M7的第一端子可连接至初始化线Initial。第八晶体管M7的第二端子可连接至自发光元件的阳极(anode)端子。第八晶体管M7的栅极端子可连接至第(n-1)扫描线Scan(n-1)。
第九晶体管M5的第一端子可连接至电源VDD。第九晶体管M5的第二端子可连接至第一节点221。第九晶体管M5的栅极端子可连接至发光(emission)线EM。
第十晶体管M6的第一端子可连接至第二节点222。第十晶体管M6的第二端子可连接至自发光元件的阳极端子。第十晶体管M6的栅极端子可连接至发光线EM。
电容器的第一端子可连接至电源VDD。电容器的第二端子可连接至第三节点223。电容器可以是存储电容器。电容器可均匀地保持施加至第二端子的基于光接收元件的电流的电压与施加至电源VDD的电压之间的电压差。
自发光元件的阴极端子和光接收元件的阳极端子可接地。
返回参照图1，根据现有技术的指纹感测电路110包括七个晶体管和两个电容器。此外，根据现有技术的像素电路120包括七个晶体管和一个电容器。就是说，根据现有技术的指纹感测电路110和像素电路120可包括总共14个晶体管和三个电容器。相比之下，如图2中所示，本公开内容包括10个晶体管和一个电容器。就是说，在本公开内容中，与现有技术相比，构成电路的元件的数量较少并且像素电路所占据的面积可减小。因此，根据本公开内容实施方式的像素电路能够以高分辨率显示图像并且准确地识别指纹。
自发光元件根据通过第十晶体管M6的导通而引入的数据电流发光。为此，自发光元件包括形成在阳极端子与阴极端子之间的有机发光单元。在此，有机发光单元可形成为具有空穴传输层/有机发光层/电子传输层的结构、或者空穴注入层/空穴传输层/有机发光层/电子传输层/电子注入层的结构。此外，可在有机发光单元中额外形成用于提高有机发光层的发光效率和/或寿命的功能层。
像素电路200可从初始化线Initial接收初始化信号。像素电路可从数据线Data获得数据信号。像素电路可从发光线EM接收发光信号。像素电路可从第n扫描线接收第n扫描信号。像素电路可以从第(n-1)扫描线接收第(n-1)扫描信号。“n”可以是正整数。“n”可表示要在像素电路中显示的图像的帧。例如，第n扫描信号可以是用于第n帧的扫描信号。
包括像素电路200的系统可通过操纵第n扫描信号、第(n-1)扫描信号、初始化信号、数据信号和发光信号中的至少一个来使自发光元件发光。该系统可包括处理器或存储器。处理器可根据存储器中包括的指令或数据来操纵第n扫描信号、第(n-1)扫描信号、初始化信号、数据信号和发光信号中的至少一个。下文中，将描述像素电路的指纹识别方法。
图3是示出根据本公开内容实施方式的像素电路的指纹识别方法的流程图。
包括像素电路200的系统可通过操纵第n扫描信号、第(n-1)扫描信号、初始化信号、数据信号、发光信号、第一感测信号和第二感测信号中的至少一个来执行图3的步骤310至步骤350。
包括像素电路200的系统可执行步骤310，将先前帧数据复位。包括像素电路200的系统可执行步骤320，基于数据信号和第n扫描信号中的至少一个补偿第二晶体管的阈值电压Vth并且施加数据信号。包括像素电路200的系统可执行步骤330，基于光接收元件的电流改变第二晶体管的栅极端子电压。包括像素电路200的系统可执行步骤340，通过源极跟随器操作将第二晶体管的栅极端子电压传送到第二晶体管的第一端子。包括像素电路200的系统可执行步骤350，将第二晶体管的第一端子的电压输出到输出线。
将与4至图7一起更详细地描述图3的每个步骤。
图4是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图。
步骤310
包括像素电路200的系统可执行初始化阶段。包括像素电路200的系统可执行步骤310，将先前帧数据复位。在步骤310中，第七晶体管和第八晶体管410可操作。该系统可将第(n-1)扫描信号和初始化信号中的至少一个传送到像素电路200。像素电路200可从第(n-1)扫描线Scan(n-1)接收第(n-1)扫描信号。像素电路200可从初始化线Initial接收初始化信号。基于第(n-1)扫描信号和初始化信号，第七晶体管M1和第八晶体管M7可将先前帧数据复位。
图5是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图。
步骤320
包括像素电路200的系统可执行阈值电压补偿阶段。包括像素电路200的系统可执行步骤320，补偿第二晶体管的阈值电压Vth并且施加数据信号。在步骤320中，第一晶体管(M3)510和第三晶体管(M2)520可操作。该系统可将第n扫描信号和数据信号中的至少一个传送到像素电路200。像素电路200可从第n扫描线Scan(n)接收第n扫描信号。像素电路200可从数据线Data接收数据信号。基于第n扫描信号，第一晶体管510可将数据信号施加至第一节点221。基于第n扫描信号，第三晶体管520可补偿第二晶体管M4的阈值电压Vth。
图6是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图。
步骤330和步骤340
包括像素电路200的系统可执行积分阶段(integration phase)。积分阶段可包括步骤330，基于光接收元件的电流改变第二晶体管的栅极端子电压。积分阶段可包括步骤340，通过源极跟随器操作将第二晶体管的栅极端子电压传送到第二晶体管的第一端子。
在步骤330中，第四晶体管610可操作。包括像素电路200的系统可将第一感测信号传送到像素电路200。像素电路200可从第一感测线Sen接收第一感测信号。光接收元件PD可根据接收的光量产生电流。基于第一感测信号以及光接收元件PD的电流，第四晶体管610可向第三节点630施加电压。
在步骤340中，第二晶体管620可操作。施加至第三节点630的电压可通过第二晶体管620的源极跟随器(Source Follower)操作被传送到第一节点640。在此，由接收到被指纹反射的光的光接收元件产生的光电流在若干帧内被积分(integration)。具体地，第四晶体管610操作并且将由光接收元件转换的光电流转换为电压而施加至第三节点630。第二晶体管620操作并且将第三节点630的电压传送到第一节点640。就是说，第二晶体管620用作源极跟随器，即，缓冲器。
图7是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的操作的电路图。
步骤350
包括像素电路200的系统可执行感测阶段(sense phase)。包括像素电路200的系统可执行步骤350，将第二晶体管的第一端子的电压输出到输出线。在步骤350中，第六晶体管710可操作。系统可将第二感测信号传送到像素电路200。像素电路200可从第二感测线Sen2接收第二感测信号。基于第二感测信号，第六晶体管710可将第一节点720的电压输出到输出线OUT。系统可接收像素电路200的输出作为数据。此外，系统可基于从多个像素电路接收的数据来识别指纹。
下文中，将与图2的像素电路200一起描述图8。
本公开内容的像素电路可包括光接收元件PD和自发光元件。自发光元件可具有随着自发光元件的使用时间增加，亮度逐渐降低的问题。包括像素电路200的系统可通过使用光接收元件PD和自发光元件执行像素电路的寿命补偿功能。
当自发光元件发光时，光接收元件PD可接收来自自发光元件的光。该系统可基于由光接收元件PD接收的光量来测量自发光元件的光量。该系统可基于所测量的光量来补偿施加至像素电路的电压。由于该电压被补偿，因此像素电路的自发光元件可减小根据使用时间的亮度降低。
图8是用于描述根据本公开内容实施方式的像素电路的寿命补偿功能的流程图。
下文中，将更详细地描述像素电路的寿命补偿功能。
包括像素电路的系统可执行步骤810，确定执行自发光元件的寿命补偿功能。系统可执行步骤820，操作像素电路和光学指纹感测电路。系统可执行信号检测和模数转换的步骤830。系统可执行步骤840，校正转换结果并将其与自发光元件的亮度数据进行比较。系统可执行步骤850，存储自发光元件的寿命值。系统可执行步骤860，输入被补偿的自发光元件的数据。
当系统确定执行自发光元件的寿命补偿功能时，系统可执行步骤820，操作像素电路和光学指纹感测电路。在此，像素电路指的是使自发光元件发光的电路。此外，光学指纹感测电路是指为了使光接收元件接收光的电路。根据本公开内容的实施方式，像素电路和光学指纹感测电路可共享至少一个晶体管或电容器。然而，本公开内容不限于此。相关领域的普通技术人员能够理解，包括没有共享至少一个晶体管或电容器的像素电路和光学指纹感测电路的系统能够根据图8的步骤执行寿命补偿功能。
系统可控制像素电路的自发光元件发光。光接收元件PD可通过接收从自发光元件输出的光来产生电流。基于第一感测线Sen的第一感测信号以及该产生的电流，第四晶体管214可向第三节点223施加电压。施加至第三节点223的电压可通过第二晶体管212的源极跟随器操作被传送到第一节点221。基于第二感测线Sen2的第二感测信号，第六晶体管216可将第一节点221的电压输出到输出线OUT。系统可接收输出信号。
系统可执行信号检测和模数转换的步骤830。由于接收到的信号将具有电压或电流值，所以系统可将接收到的信号从模拟转换为数字。
系统可执行步骤840，校正转换结果并将其与自发光元件的亮度数据进行比较。系统可校正被数字转换的信号。系统可将校正的信号与预先存储的亮度数据进行比较。预先存储的亮度数据可以是在执行先前的补偿功能期间存储的数据。或者，预先存储的亮度数据可以是正常工作的像素电路的亮度数据。
系统可执行步骤850，存储自发光元件的寿命值。自发光元件的寿命值可表示自发光元件的光量减少到临界光量为止所剩余的时间。系统可具有与光量根据自发光元件的使用时间变化相关的数据。系统可基于当前自发光元件的光量获得预期寿命。此外，系统可将自发光元件的预期寿命存储在存储器中。
根据本公开内容实施方式，该系统可执行步骤860，输入被补偿的自发光元件的数据。例如，系统可将数据信号传送到像素电路200。数据信号可具有预定电压。像素电路200可从数据线接收数据信号。系统可减小或增大数据信号的电压的大小，以便补偿自发光元件的光量。像素电路可基于改变的数据信号来增加要施加到自发光元件的电流或电压的大小。自发光元件可基于所施加的电流或电压来保持最佳亮度。
根据本公开内容的另一实施方式，系统可基于步骤840的比较结果或步骤850的寿命值中的至少一个来补偿要施加到像素电路200的电压。系统可补偿数据信号、初始化信号和电源VDD中的至少一个的电压值。补偿可指增大或减小电压值。系统补偿要施加到像素电路200的电压，由此即使时间流逝，也可均匀地保持自发光元件的亮度。
实施方式2
图9示出了根据本公开内容实施方式的像素电路。
包括光学指纹感测电路的像素电路900具有通过在使用内部补偿的显示面板内共享像素电路的晶体管而能够进行光学指纹感测的结构。为了光学指纹感测，可添加第四晶体管(T7)914、第五晶体管(T9)915、第六晶体管(T8)916和第二电容器C2。
包括光学指纹感测电路的像素电路900可包括第一晶体管(Tl)911、第二晶体管(T4)912、第三晶体管(T5)913、第四晶体管(T7)914、第五晶体管(T9)915、第六晶体管(T8)916、第一电容器C1和第二电容器C2。
第一晶体管911的第一端子可连接至数据线。第一晶体管911的第二端子可连接至第一节点921。第一晶体管911的栅极端子可连接至第n扫描线Scan(n)。
第二晶体管912的第一端子可连接至第二节点922。第二晶体管912的第二端子可连接至第三节点923。第二晶体管912的栅极端子可连接至第四节点924。
第三晶体管913的第一端子可连接至第四节点924。第三晶体管913的第二端子可连接至第三节点923。第三晶体管913的栅极端子可连接至第(n-1)扫描线Scan(n-1)。
第四晶体管914的第一端子可连接至第一节点921。第四晶体管914的第二端子可连接至光接收元件的阴极(Cathode)端子。第四晶体管914的栅极端子可连接至第一感测(sensing)线Sen。
第五晶体管915的第一端子可连接至第三节点923。第五晶体管915的第二端子可接地。第五晶体管915的栅极端子可连接至第一感测线Sen。
第六晶体管916的第一端子可连接至第二节点922。第六晶体管916的第二端子可连接至输出线OUT。第六晶体管916的栅极端子可连接至第二感测线Sen2。
第一电容器C1的第一端子可连接至第一节点921。第一电容器C1的第二端子可连接至第四节点924。
第二电容器C2的第一端子可连接至第一节点921。第二电容器C2的第二端子可接地。
像素电路900可进一步包括第七晶体管T2、第八晶体管T3、第九晶体管T6和自发光元件。
第七晶体管T2的第一端子可连接至电源VDD。第七晶体管T2的第二端子可连接至第一节点921。第七晶体管T2的栅极端子可连接至第(n-1)扫描线Scan(n-1)。
第八晶体管T3的第一端子可连接至电源VDD。第八晶体管T3的第二端子可连接至第二节点922。第八晶体管T3的栅极端子可连接至第一发光(emission)线EM1。
第九晶体管T6的第一端子可连接至第三节点923。第九晶体管T6的第二端子可连接至自发光元件的阳极端子。第九晶体管T6的栅极端子可连接至第二发光线EM2。
自发光元件的阴极端子和光接收元件PD的阳极端子可接地。
像素电路900使用九个晶体管和两个电容器。由于像素电路900包括使用少量元件的光学指纹感测电路，所以像素电路900能够以高分辨率显示图像并且准确地识别指纹。
实施方式3
图10示出了根据本公开内容实施方式的像素电路。
包括光学指纹感测电路的像素电路1000具有通过在用于大型TV面板中的使用外部补偿的显示面板内共享像素电路的晶体管而能够进行光学指纹感测的结构。为了光学指纹感测，可添加第三晶体管(M4)1013、第四晶体管(M5)1014、第五晶体管(M6)1015和光接收元件PD。当像素电路1000被集成在移动面板中时，由于晶体管数量和信号数量的减少，面积可被最小化。
包括光学指纹感测电路的像素电路1000可包括第一晶体管(M1)1011、第二晶体管(M2)1012、第三晶体管(M4)1013、第四晶体管(M5)1014和第五晶体管晶体管(M6)1015。
第一晶体管1011的第一端子可连接至数据线Data。第一晶体管1011的第二端子可连接至第一节点1021。第一晶体管1011的栅极端子可连接至第n扫描线Scan(n)。
第二晶体管1012的第一端子可连接至第二节点1022。第二晶体管1012的第二端子可连接至第三节点1023。第二晶体管1012的栅极端子可连接至第一节点1021。
第三晶体管1013的第一端子可连接至第一节点1021。第三晶体管1013的第二端子可连接至光接收元件PD的阴极(Cathode)端子。第三晶体管1013的栅极端子可连接至第一感测(sensing)线Sen。
第四晶体管1014的第一端子可连接至第三节点1023。第四晶体管1014的第二端子可接地。第四晶体管1014的栅极端子可以连接至第一感测线Sen。
第五晶体管1015的第一端子可连接至第二节点1022。第五晶体管1015的第二端子可连接至输出线OUT。第五晶体管1015的栅极端子可连接至第二感测线Sen2。
像素电路1000可进一步包括第六晶体管M3、电容器Cst和自发光元件。
第六晶体管M3的第一端子可连接至电源VDD。第六晶体管M3的第二端子可连接至第二节点1022。第六晶体管M3的栅极端子可连接至发光(emission)线EM。
电容器Cst的第一端子可连接至电源VDD。电容器Cst的第二端子可连接至第一节点1021。
自发光元件的阳极端子可连接至第三节点1023。自发光元件的阴极端子可接地。光接收元件PD的阳极端子可接地。
像素电路1000使用六个晶体管和一个电容器。由于像素电路1000包括使用少量元件的光学指纹感测电路，所以像素电路900能够以高分辨率显示图像并且准确地识别指纹。
到目前为止，已描述了本发明的各实施方式。本领域技术人员能够理解，在不背离本公开内容的必要特征的情况下，可进行本公开内容的一些替换、修改和变化。因此，公开的实施方式仅仅是示例性的，不应解释为限制本发明。本公开内容的范围在所附权利要求中示出，而不是在前面的描述中示出。与权利要求的范围等同的范围内的所有区别应当解释为包括在本公开内容中。
另外，本公开内容的上述实施方式可编写为能够在计算机中执行的程序，并且可在使用计算机可读记录介质来运行该程序的通用数字计算机中实现。计算机可读记录介质包括诸如磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、和光学读取介质(例如，CD-ROM、DVD等)之类的存储介质。

Claims (7)

1.一种与指纹感测电路共享元件的像素电路，所述像素电路包括：
自发光元件，所述自发光元件通过晶体管显示图像；和
光接收元件，所述光接收元件接收从所述自发光元件发射并通过用户的指纹反射的光并且将所述光转换为电信号，
其中所述像素电路经由所述像素电路的输出线读取通过所述光接收元件产生的输出信号，
其中所述像素电路与所述指纹感测电路共享的所述元件是驱动晶体管、补偿晶体管和开关晶体管中的任意一个，
其中所述像素电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一电容器和第二电容器，所述第二晶体管用作所述驱动晶体管，所述第三晶体管用作所述补偿晶体管，
其中所述第一晶体管的第一端子连接至数据线，所述第一晶体管的第二端子连接至第一节点，并且所述第一晶体管的栅极端子连接至第n扫描线，其中n是正整数，
其中所述第二晶体管的第一端子连接至第二节点，所述第二晶体管的第二端子连接至第三节点，并且所述第二晶体管的栅极端子连接至第四节点，
其中所述第三晶体管的第一端子连接至所述第四节点，所述第三晶体管的第二端子连接至所述第三节点，并且所述第三晶体管的栅极端子连接至第(n-1)扫描线，
其中所述第四晶体管的第一端子连接至所述第一节点，所述第四晶体管的第二端子连接至所述光接收元件的阴极端子，并且所述第四晶体管的栅极端子连接至第一感测线，
其中所述第五晶体管的第一端子连接至所述第三节点，所述第五晶体管的第二端子接地，并且所述第五晶体管的栅极端子连接至所述第一感测线，
其中所述第六晶体管的第一端子连接至所述第二节点，所述第六晶体管的第二端子连接至所述输出线，并且所述第六晶体管的栅极端子连接至第二感测线，
其中所述第一电容器的第一端子连接至所述第一节点，并且所述第一电容器的第二端子连接至所述第四节点，并且
其中所述第二电容器的第一端子连接至所述第一节点，并且所述第二电容器的第二端子接地。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述驱动晶体管驱动所述自发光元件并且用作将所述光接收元件的输出电压传送到所述像素电路的所述输出线的缓冲器。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述补偿晶体管补偿所述驱动晶体管的阈值电压、迁移率和电源电压中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的像素电路，进一步包括第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管，
其中所述第七晶体管的第一端子连接至电源，所述第七晶体管的第二端子连接至所述第一节点，并且所述第七晶体管的栅极端子连接至所述第(n-1)扫描线，
其中所述第八晶体管的第一端子连接至所述电源，所述第八晶体管的第二端子连接至所述第二节点，并且所述第八晶体管的栅极端子连接至第一发光线，
其中所述第九晶体管的第一端子连接至所述第三节点，所述第九晶体管的第二端子连接至所述自发光元件的阳极端子，并且所述第九晶体管的栅极端子连接至第二发光线，
其中所述自发光元件的阴极端子和所述光接收元件的阳极端子接地。
5.一种与指纹感测电路共享元件的像素电路，所述像素电路包括：
自发光元件，所述自发光元件通过晶体管显示图像；和
光接收元件，所述光接收元件接收从所述自发光元件发射并通过用户的指纹反射的光并且将所述光转换为电信号，
其中所述像素电路经由所述像素电路的输出线读取通过所述光接收元件产生的输出信号，
其中所述像素电路与所述指纹感测电路共享的所述元件是驱动晶体管、补偿晶体管和开关晶体管中的任意一个，
其中所述像素电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管，所述第二晶体管用作所述驱动晶体管，
其中所述第一晶体管的第一端子连接至数据线，所述第一晶体管的第二端子连接至第一节点，并且所述第一晶体管的栅极端子连接至第n扫描线，其中n是正整数，
其中所述第二晶体管的第一端子连接至第二节点，所述第二晶体管的第二端子连接至第三节点，并且所述第二晶体管的栅极端子连接至所述第一节点，
其中所述第三晶体管的第一端子连接至所述第一节点，所述第三晶体管的第二端子连接至所述光接收元件的阴极端子，并且所述第三晶体管的栅极端子连接至第一感测线，
其中所述第四晶体管的第一端子连接至所述第三节点，所述第四晶体管的第二端子接地，并且所述第四晶体管的栅极端子连接至所述第一感测线，并且
其中所述第五晶体管的第一端子连接至所述第二节点，所述第五晶体管的第二端子连接至所述输出线，并且所述第五晶体管的栅极端子连接至第二感测线。
6.根据权利要求5所述的像素电路，进一步包括第六晶体管和电容器，
其中所述第六晶体管的第一端子连接至电源，所述第六晶体管的第二端子连接至所述第二节点，并且所述第六晶体管的栅极端子连接至发光线，
其中所述电容器的第一端子连接至所述电源，所述电容器的第二端子连接至所述第一节点，
其中所述自发光元件的阳极端子连接至所述第三节点，并且所述自发光元件的阴极端子接地，并且
其中所述光接收元件的阳极端子接地。
7.一种显示装置，包括根据权利要求1至6任一项所述的像素电路。
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