CN115202499A - 指纹传感器设备、含其的显示设备和驱动显示设备的方法 - Google Patents

指纹传感器设备、含其的显示设备和驱动显示设备的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115202499A
CN115202499A CN202210304534.8A CN202210304534A CN115202499A CN 115202499 A CN115202499 A CN 115202499A CN 202210304534 A CN202210304534 A CN 202210304534A CN 115202499 A CN115202499 A CN 115202499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fingerprint
signal
sensing
touch
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210304534.8A
Other languages
English (en)
Inventor
朴庆泰
李铉大
赵刚彬
李宗炫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Samsung Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Display Co Ltd filed Critical Samsung Display Co Ltd
Publication of CN115202499A publication Critical patent/CN115202499A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041662—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using alternate mutual and self-capacitive scanning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1329—Protecting the fingerprint sensor against damage caused by the finger

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本申请涉及显示设备、指纹传感器设备以及驱动显示设备的方法。显示设备包括：显示面板，包括多个触摸电极；触摸驱动电路，电连接到多个触摸电极；以及指纹传感器设备，设置在显示面板的一个表面上并且包括多个单元块。指纹传感器设备包括：多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；多个指纹感测线，在与第一方向交叉的第二方向上延伸；多个传感器像素，分别连接到多个指纹扫描线和多个指纹感测线；以及指纹扫描驱动器，具有用于将指纹扫描信号施加到多个指纹扫描线中的每一个的多个级。触摸驱动电路向指纹扫描驱动器施加起始信号。

Description

指纹传感器设备、含其的显示设备和驱动显示设备的方法
技术领域
本公开的实施方式涉及指纹传感器设备、包括指纹传感器设备的显示设备以及用于驱动显示设备的方法。
背景技术
显示设备应用于各种电子设备，诸如智能电话、平板电脑、笔记本计算机、监视器和电视(TV)。随着移动通信技术的新近发展，大大增加了诸如智能电话、平板电脑和笔记本计算机的便携式电子设备的使用。隐私信息存储在便携式电子设备中。指纹认证可用于认证用户以获得对相应隐私信息的访问。显示设备可以包括指纹传感器设备以执行指纹认证。
当指纹传感器设备的面积增加时，传感器像素的数量因所增加的面积而增加，使得连接到指纹驱动电路的指纹传感器设备的焊盘的数量增加。当指纹传感器设备的焊盘的数量增加时，由于指纹驱动电路的凸块的数量的增加，面积增加。因此，可增加指纹驱动电路的制造成本。
发明内容
本公开的实施方式可以提供包括具有减少数量的凸块的指纹驱动电路的指纹传感器设备。
本公开的实施方式还可以提供包括具有减少数量的凸块的指纹驱动电路的显示设备。
本公开的实施方式还可提供用于驱动包括具有减少数量的凸块的指纹驱动电路的显示设备的方法。
根据本公开的实施方式，显示设备包括：显示面板，包括多个触摸电极；触摸驱动电路，电连接到多个触摸电极；以及指纹传感器设备，设置在显示面板的一个表面上并且包括多个单元块。指纹传感器设备包括：多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；多个指纹感测线，在与第一方向交叉的第二方向上延伸；多个传感器像素，分别连接到多个指纹扫描线和多个指纹感测线；以及指纹扫描驱动器，具有用于将指纹扫描信号施加到多个指纹扫描线中的每一个的多个级。触摸驱动电路向指纹扫描驱动器施加起始信号。
在实施方式中，起始信号的脉冲的幅度可以等于施加到多个触摸电极的触摸驱动信号的脉冲的幅度。
在实施方式中，触摸驱动信号的脉冲可以从第一电平电压上升到第二电平电压，并且起始信号的脉冲可以从第二电平电压下降到第一电平电压。
在实施方式中，触摸驱动电路可以使用多个触摸电极计算触摸坐标，并且可以基于触摸坐标设置包括多个单元块中的一些单元块的指纹传感器块。
在实施方式中，触摸驱动电路可以将起始信号施加到多个级中的起始级。
在实施方式中，显示设备还可以包括：解复用器，设置在触摸驱动电路和指纹扫描驱动器之间；以及多个起始线，分别连接到多个单元块的起始级。解复用器可以响应于触摸驱动电路的解复用器控制信号将起始信号施加到多个起始线中的一个。
在实施方式中，显示设备还可以包括指纹驱动电路，指纹驱动电路配置为将传感器像素的感测电压转换为数字格式的指纹感测数据。
在实施方式中，显示设备还可以包括主处理器，主处理器配置为接收指纹驱动电路的指纹感测数据以认证用户的指纹。
在实施方式中，指纹传感器设备还可以包括设置在多个指纹感测线和指纹驱动电路之间的多路复用器。多路复用器可以将多个指纹感测线中的至少两个指纹感测线连接到与指纹驱动电路连接的一个焊盘线。
在实施方式中，多路复用器包括：第一多路复用器晶体管，配置为响应于第一多路复用器控制信号将至少两个指纹感测线中的第一指纹感测线连接到一个焊盘线；第二多路复用器晶体管，配置为响应于第二多路复用器控制信号将至少两个指纹感测线中的第二指纹感测线连接到一个焊盘线；第三多路复用器晶体管，配置为响应于第三多路复用器控制信号将至少两个指纹感测线中的第三指纹感测线连接到一个焊盘线；以及第四多路复用器晶体管，配置为响应于第四多路复用器控制信号将至少两个指纹感测线中的第四指纹感测线连接到一个焊盘线。
在实施方式中，多个级中的每一个可以包括：起始端子，被输入有起始信号或进位信号；第一时钟端子和第二时钟端子，第一时钟端子被输入有第一时钟线的第一时钟信号和第二时钟线的第二时钟信号中的一个，第二时钟端子被输入有第一时钟信号和第二时钟信号中的另一个；以及输出端子，配置为输出指纹扫描信号。
在实施方式中，指纹扫描信号包括与第一多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第一脉冲、与第二多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第二脉冲、与第三多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第三脉冲以及与第四多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第四脉冲。
在实施方式中，第一脉冲的第一宽度、第二脉冲的第二宽度、第三脉冲的第三宽度和第四脉冲的第四宽度可以是不同的。
在实施方式中，第一宽度可以大于第二宽度、第三宽度和第四宽度，第二宽度可以大于第三宽度和第四宽度，并且第三宽度可以大于第四宽度。
在实施方式中，指纹扫描信号还可以包括不与第一多路复用器控制信号的脉冲、第二多路复用器控制信号的脉冲、第三多路复用器控制信号的脉冲和第四多路复用器控制信号的脉冲重叠的虚设脉冲。
根据本公开的实施方式，指纹传感器设备包括：多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；多个指纹感测线，在与第一方向交叉的第二方向上延伸；多个传感器像素，分别连接到多个指纹扫描线和多个指纹感测线；指纹扫描驱动器，具有用于向多个指纹扫描线中的每一个施加指纹扫描信号的多个级；以及多路复用器，包括用于将多个指纹感测线中的N个指纹感测线连接到一个焊盘线的N个多路复用器晶体管。N个多路复用器晶体管由N个多路复用器控制信号控制。指纹扫描信号包括与N个多路复用器控制信号的脉冲重叠的N个脉冲。N是至少为二的整数。
在实施方式中，指纹扫描信号的N个脉冲的宽度可以彼此不同。
在实施方式中，指纹扫描信号还可以包括虚设脉冲，虚设脉冲不与N个多路复用器控制信号的脉冲重叠。
根据本公开的实施方式，驱动显示设备的方法包括：通过向多个触摸电极施加触摸驱动信号来计算触摸坐标；基于触摸坐标将指纹扫描信号施加到包括指纹传感器设备的多个单元块中的一些单元块的指纹传感器块的传感器像素；将传感器像素的感测信号转换为具有数字格式的指纹感测数据；以及通过将由指纹感测数据生成的指纹图案与预先存储的指纹图案进行比较来认证用户的指纹。施加指纹扫描信号包括将起始信号施加到指纹传感器块的起始级，其中，起始信号的脉冲的幅度等于触摸驱动信号的脉冲的幅度。
在实施方式中，触摸驱动信号的脉冲可以从第一电平电压上升到第二电平电压，并且起始信号的脉冲可以从第二电平电压下降到第一电平电压。
根据本公开的实施方式，显示设备包括：显示面板，具有多个触摸电极；指纹传感器设备，设置在显示面板的一个表面上；触摸驱动电路，电连接到多个触摸电极；多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；多个指纹感测线，在与第一方向交叉的第二方向上延伸；多个传感器像素，分别连接到多个指纹扫描线和多个指纹感测线；指纹扫描驱动器，具有用于向多个指纹扫描线中的每一个施加指纹扫描信号的多个级；以及解复用器，其中，触摸驱动电路通过解复用器向多个级中的起始级施加起始信号。
在实施方式中，解复用器的输出可以直接连接到起始级的起始端子。
在实施方式中，起始级的输出连接到多个指纹扫描线中的第一指纹扫描线。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开的实施方式，本公开的以上和其他特征将变得更加清楚，在附图中：
图1是示出根据本公开的实施方式的显示设备的分解立体图；
图2示出了图1中所示的指纹传感器设备的指纹焊盘、指纹电路板的驱动焊盘以及指纹驱动电路；
图3示出了根据本公开的实施方式的显示设备的指纹感测；
图4是详细示出根据本公开的实施方式的显示设备的触摸感测层的布局图；
图5是示出根据本公开的实施方式的图4的触摸节点的示例的布局图；
图6是示出沿着图5的线B-B'截取的显示面板的示例的剖视图；
图7是示出根据本公开的实施方式的指纹传感器设备的框图；
图8示出了图7的指纹传感器块和单元块中的每一个的示例；
图9是示出图7的指纹扫描驱动器的起始级的框图；
图10是示出图8的传感器像素的示例的电路图；
图11示出了图9的指纹扫描驱动器的示例；
图12是示出图11的第一级的示例的电路图；
图13是示出图7的多路复用器的示例的电路图；
图14是示出根据本公开的实施方式的用于驱动指纹传感器设备的方法的流程图；
图15示出了根据本公开的实施方式的指纹传感器设备的复位周期、曝光周期和读出周期；
图16是示出根据本公开的实施方式的触摸驱动周期、触摸坐标计算周期和指纹感测周期期间的触摸驱动信号、指纹复位信号、起始信号、多路复用器控制信号、时钟信号和指纹扫描信号的波形图；
图17是示出根据本公开的实施方式的图14的区域C的波形图；
图18是示出根据本公开的实施方式的触摸驱动周期、触摸坐标计算周期和指纹感测周期期间的触摸驱动信号、指纹复位信号、起始信号、多路复用器控制信号、时钟信号和指纹扫描信号的波形图；以及
图19是示出根据本公开的实施方式的图18的区域D的波形图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更全面地描述本公开的实施方式。在整个说明书和附图中，相同的附图标记可以指代相同的元件。
在本文中，当两个或更多个元件或值被描述为彼此基本上相同或大致相等时，应当理解，元件或值彼此一致，元素或值在测量误差内彼此相等，或者如本领域普通技术人员所理解的，在适度地不相等的情况下，元件或值在数值上足够接近以在功能上彼此等同。例如，如本文中所使用的，术语“约”包括所述值以及如由本领域普通技术人员在考虑到所讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的限制)时所确定的特定值的可接受偏差范围内的平均值。例如，“约”可以意指在如由本领域普通技术人员所理解的一个或多个标准偏差内。此外，应当理解，尽管在本文中参数可以被描述为具有“大约”特定值，但是根据实施方式，该参数可以恰好是该特定值或在如本领域普通技术人员将理解的测量误差内的与该特定值近似的值。用于描述组件之间的关系的这些术语和类似术语的其他用法应以类似的方式来解释。
应当理解，当组件(诸如膜、区域、层或元件)被称为在另一组件“上”、“连接到”、“联接到”或“邻近于”另一组件时，它可以直接在另一组件上、直接连接到、直接联接到或直接邻近于另一组件，或可以存在居间组件。还应当理解，当组件被称为在两个组件“之间”时，它可以是两个组件之间的唯一组件，或者也可以存在一个或多个居间组件。还应当理解，当组件被称为“覆盖”另一组件时，它可以是覆盖另一组件的唯一组件，或者一个或多个居间组件也可以覆盖另一组件。用于描述元件之间关系的其他词语可以以类似的方式来解释。
将进一步理解，除非上下文另外清楚地指示，否则每个实施方式内的特征或方面的描述可用于其他实施方式中的其他类似特征或方面。因此，本文中描述的所有特征和结构可以以任何期望的方式混合和匹配。
如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
为了便于描述，可以在本文中使用诸如“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。应当理解，空间相对术语旨在包括除了图中所示的定向之外的设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”的元件将随之定向在其他元件或特征“上方”。因此，术语“下方”可以包括上方和下方的两种定向。
当特征被描述为延伸、突出或以其他方式遵循某一方向时，将理解，该特征可以在负方向(即，相反的方向)上遵循所述方向。因此，该特征不限于恰好遵循一个方向，并且可以遵循由该方向形成的轴线，除非上下文另外清楚地指示。
图1是示出根据本公开的实施方式的显示设备的分解立体图。
参考图1，根据实施方式的显示设备10可以应用于便携式电子设备，诸如移动电话、智能电话、平板个人计算机、移动通信终端、电子记事簿、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、导航系统、超移动PC(UMPC)等。替代地，根据实施方式的显示设备10可以应用为电视、膝上型计算机、监视器、广告牌或物联网(IoT)终端的显示单元。替代地，根据实施方式的显示设备10可应用于可穿戴设备，诸如智能手表、手表电话、眼镜型显示器或头戴式显示器(HMD)。替代地，根据实施方式的显示设备10可应用于车辆的仪表板、车辆的中央仪表板、设置在车辆的仪表板上的中央信息显示器(CID)、代替车辆的侧视镜的车内镜显示器或用于车辆的后座娱乐的、设置在前座的后表面上的显示器。
在本公开中，第一方向(X轴方向)可以是显示面板300的短边方向，例如，显示面板300的水平方向。第二方向(Y轴方向)可以是显示面板300的长边方向，例如，显示面板300的竖直方向。第三方向(Z轴方向)可以是显示面板300的厚度方向。
根据实施方式的显示设备10包括盖窗100、显示面板300、显示电路板310、显示驱动电路320、指纹传感器设备400、指纹电路板410、指纹驱动电路420、托架600和主电路板700。
盖窗100可以设置在显示面板300上方以覆盖显示面板300的前表面。因此，盖窗100可以起到保护显示面板300的前表面的作用。
盖窗100可以包括与显示面板300对应的透光部分DA100和与显示面板300以外的区域对应的光阻挡部分NDA100。光阻挡部分NDA100可以形成为不透明的。替代地，光阻挡部分NDA100可以形成为具有图案的装饰层，当不显示图像时，可以向用户显示该图案。
显示面板300可以设置在盖窗100下方。显示面板300可以是包括发光元件的发光显示面板。例如，显示面板300可以是使用包括有机发光层的有机发光二极管(LED)的有机发光显示面板、使用微LED的微LED显示面板、使用包括量子点发光层的量子点LED的量子点发光显示面板或使用包括无机半导体的无机发光元件的无机发光显示面板。以下描述针对显示面板300是有机发光显示面板的实施方式。
显示面板300包括主区域MA和子区域SBA。主区域MA包括显示图像的显示区域DA和作为显示区域DA的外围区域的非显示区域NDA。显示区域DA可以包括用于显示图像的像素PX(参见图5)。非显示区域NDA可以限定为从显示区域DA的边界到显示面板300的边缘的区域。
子区域SBA可以在第二方向(Y轴方向)上从主区域MA的一侧突出。子区域SBA在第一方向(X轴方向)上的长度可以小于主区域MA在第一方向(X轴方向)上的长度，并且子区域SBA在第二方向(Y轴方向)上的长度可以小于主区域MA在第二方向(Y轴方向)上的长度，但是本公开不限于此。
尽管图1中示例性地示出了子区域SBA是展开的，但是子区域SBA可以被弯曲，并且在这种情况下，子区域SBA可以布置在显示面板300的底表面上。在子区域SBA弯曲的实施方式中，它可以在衬底SUB(参见图6)的厚度方向(Z轴方向)上与主区域MA重叠。显示电路板310和显示驱动电路320可以设置在子区域SBA中。
显示电路板310可以利用诸如各向异性导电膜的导电粘合构件附接到显示面板300的子区域SBA的一端。因此，显示电路板310可以电连接到显示面板300和显示驱动电路320。显示电路板310可以是柔性印刷电路板、印刷电路板或诸如膜上芯片的柔性膜。
显示驱动电路320可以产生用于驱动显示面板300的信号和电压。显示驱动电路320可形成为集成电路(IC)，并且通过玻璃上芯片(COG)方法或塑料上芯片(COP)方法附接到显示面板300的子区域SBA，但本公开不限于此。例如，显示驱动电路320可以通过膜上芯片(COF)方法附接到显示电路板310。
触摸驱动电路330可以设置在显示电路板310上。触摸驱动电路330可以形成为集成电路并且附接到显示电路板310的顶表面。
触摸驱动电路330可以通过显示电路板310电连接到显示面板300的触摸电极层的触摸电极。显示面板300可以包括用于感测诸如人的手指、笔、触摸笔等的对象的、具有触摸电极的触摸电极层。触摸驱动电路330可以向触摸电极中的驱动电极输出触摸驱动信号，并且使用触摸电极中的感测电极来感测每个驱动电极和每个感测电极中的电容的电荷变化量。
触摸驱动电路330可以基于所感测的电容的电荷变化量来产生触摸数据，并且分析触摸数据以计算发生触摸的触摸坐标。触摸可以包括接触触摸和接近触摸。接触触摸表示诸如人的手指或笔的对象与设置在触摸电极层上方的盖窗100直接接触。接近触摸表示诸如人的手指或笔的对象定位在盖窗100上方以与其近似地分开，诸如悬停。
此外，电源单元(例如，电源)可以附加地设置在显示电路板310上，以提供用于驱动显示驱动电路320的显示驱动电压。
指纹传感器设备400可以设置在显示面板300的底表面上。指纹传感器设备400可以使用透明粘合构件附接到显示面板300的底表面。例如，透明粘合构件可以是诸如光学透明粘合(OCA)膜的透明粘合膜或诸如光学透明树脂(OCR)的透明粘合树脂。
指纹传感器设备400可以包括用于感测光和感测盖窗100上的用户的指纹的传感器像素。指纹传感器设备400可以包括布置有传感器像素的传感器区域SA和没有布置传感器像素的外围区域PA。传感器区域SA可以在第三方向(Z轴方向)上与显示面板300的显示区域DA重叠。外围区域PA可以在第三方向(Z轴方向)上与显示面板300的非显示区域NDA重叠。
指纹电路板410可以使用诸如各向异性导电膜的导电粘合构件附接到指纹传感器设备400的一端。因此，指纹电路板410可以电连接到指纹传感器设备400。指纹电路板410可以是柔性印刷电路板、印刷电路板或诸如膜上芯片的柔性膜。
指纹驱动电路420可以通过指纹电路板410电连接到指纹传感器设备400的指纹扫描驱动器、指纹复位驱动器和传感器像素。指纹驱动电路420可以向指纹扫描驱动器和指纹复位驱动器施加驱动电压，并且感测传感器像素的感测电压。传感器像素可以响应于入射光的量而输出感测电压。指纹驱动电路420可以将传感器像素的感测电压转换为作为数字数据的指纹感测数据。
连接电路板440可以将显示电路板310连接到指纹电路板410。连接电路板440的一端可以连接到指纹电路板410，并且连接电路板440的另一端可以连接到显示电路板310。因此，指纹电路板410可以电连接到主电路板700以及显示电路板310。因此，指纹驱动电路420的指纹感测数据可以传输到主电路板700的主处理器710。主处理器710可以通过将由指纹感测数据生成的指纹图案与预先存储的指纹图案进行比较来认证用户的指纹。
托架600可以设置在显示面板300之下。托架600可以包括塑料、金属或者塑料和金属两者。连接到显示电路板310的线缆314穿过的线缆孔CAH可以形成在托架600中。
主电路板700可以设置在托架600之下。主电路板700可以是印刷电路板或柔性印刷电路板。
主电路板700可以包括主处理器710和主连接器730。主处理器710和主连接器730可以布置在主电路板700的底表面上。
主处理器710可以控制显示设备10的所有功能。例如，主处理器710可以通过显示电路板310向显示驱动电路320输出数字视频数据，使得显示面板300显示图像。此外，主处理器710可以从触摸驱动电路330接收触摸坐标数据并确定用户的触摸坐标，并且然后执行由显示在用户的触摸坐标上的图标指示的应用。
穿过托架600的线缆孔CAH的线缆314可以连接到主连接器730。因此，主电路板700可以电连接到显示电路板310。
此外，主电路板700还可以配备有能够与移动通信网络中的基站、外部终端和服务器中的至少一个传输和接收无线电信号的移动通信模块(例如，收发器)。根据语音信号、视频呼叫信号或文本/多媒体消息的发送和接收，无线电信号可以包括各种类型的数据。
图2示出了图1中所示的指纹传感器设备的指纹焊盘、指纹电路板的驱动焊盘以及指纹驱动电路。
参考图2，指纹焊盘FPD可以布置在指纹传感器设备400的一侧上。指纹焊盘FPD可以布置在指纹传感器设备400的外围区域PA中。指纹电路板410的凸块(bump)可以布置在指纹焊盘FPD上。诸如各向异性导电膜的导电粘合构件可以设置在指纹焊盘FPD和指纹电路板410的凸块之间。指纹焊盘FPD和指纹电路板410的凸块可以一对一地连接。因此，指纹焊盘FPD可以分别电连接到指纹电路板410的凸块。在实施方式中，凸块由导电材料制成。
指纹电路板410可以包括布置在其顶表面上的驱动焊盘DPD。指纹驱动电路420的凸块可以布置在驱动焊盘DPD上。诸如各向异性导电膜的导电粘合构件可以设置在驱动焊盘DPD和指纹驱动电路420的凸块之间。驱动焊盘DPD和指纹驱动电路420的凸块可以一对一地连接。因此，驱动焊盘DPD可以分别电连接到指纹驱动电路420的凸块。
当指纹传感器设备400的传感器区域SA的面积等于显示面板300的显示区域DA的面积时，可以感测显示设备10的任何区域中的指纹。然而，由于指纹传感器设备400的传感器像素的数量增加，所以指纹焊盘FPD的数量和电连接到传感器像素的驱动焊盘DPD的数量可增加。当驱动焊盘DPD的数量增加时，指纹驱动电路420的凸块的数量增加，这可增加制造指纹驱动电路420的成本。通过减小指纹驱动电路420的面积，可以降低指纹驱动电路420的制造成本。例如，尽管指纹传感器设备400的面积增加，也可以通过减少指纹驱动电路420的凸块的数量来减小面积。
图3示出了根据本公开的实施方式的显示设备的指纹感测。图3示出了用户将手指F放置在显示设备10的盖窗100上以进行指纹认证的示例性情况。
结合图1参考图3，显示设备10还可以包括指纹传感器设备400上的导光单元500。导光单元500可以包括透镜阵列、准直器或针孔阵列，透镜阵列包括向上凸出的凸透镜，准直器包括多个光传输部分和光阻挡部分，针孔阵列包括多个针孔以向传感器像素SEP中的每个提供或引导光。替代地，导光单元500可以是透镜阵列、准直器和针孔阵列中的至少两个的组合。
尽管图3示出了导光单元500与显示面板300分开地形成，但是本公开的实施方式不限于此。导光单元500可以包括在显示面板300中。
具体地，当用户的手指F与盖窗100接触时，从显示面板300输出的光可以被手指F的指纹的脊RID和谷VAL反射。由手指F的指纹的脊RID反射的光的量和由手指F的指纹的谷VAL反射的光的量可以不同。
通过导光单元500入射到传感器像素SEP上的光的范围LR可以比手指F的指纹的脊RID和谷VAL之间的距离FP短。由于由手指F的指纹的脊RID反射的光的量和由手指F的指纹的谷VAL反射的光的量不同，因此流过传感器像素SEP中的每个的光电检测器的感测电流可以根据光是由手指F的指纹的脊RID反射还是由手指F的指纹的谷VAL反射而不同。因此，从传感器像素SEP输出的感测电压可以根据光是由手指F的指纹的脊RID反射还是由手指F的指纹的谷VAL反射而不同。
指纹驱动电路420可以将传感器像素SEP的感测电压转换为作为数字数据的指纹感测数据，并将其传输到主处理器710。主处理器710可以基于指纹感测数据生成手指F的指纹图案，并且通过将生成的指纹图案与预先存储的指纹图案进行比较来认证用户的指纹。
图4是详细示出根据本公开的实施方式的显示设备的触摸感测层的布局图。
图4主要描述这样的实施方式，其中，触摸感测层TSL包括两种类型的传感器电极SE，例如，驱动电极TE和感测电极RE，并且触摸感测层TSL以其中触摸驱动信号施加到驱动电极TE并且然后通过感测电极RE感测多个触摸节点TN中的每一个的互电容的电荷变化量的互电容方式被驱动。
为了简化描述，图4仅示出了驱动电极TE、感测电极RE、虚设图案DE、触摸线SL(例如，TL1、TL2和RL)以及触摸焊盘TP1和TP2。
参考图4，触摸感测层TSL包括用于感测用户的触摸的触摸感测区域TSA和设置在触摸感测区域TSA周围的触摸外围区域TPA。触摸感测区域TSA可以与显示区域DA(参见图1)重叠，并且触摸外围区域TPA可以与非显示区域NDA(参见图1)重叠。
触摸感测区域TSA包括驱动电极TE、感测电极RE和虚设图案DE。驱动电极TE和感测电极RE可以是产生互电容以感测对象或人的触摸的电极。
感测电极RE可以并排布置在第一方向(X轴方向)和第二方向(Y轴方向)上。感测电极RE可以在第一方向(X轴方向)上电连接。在第一方向(X轴方向)上相邻的感测电极RE可以彼此连接。在第二方向(Y轴方向)上相邻的感测电极RE可以彼此电分离。因此，产生互电容的触摸节点TN可以设置在驱动电极TE和感测电极RE之间的每个交叉点处。多个触摸节点TN可以对应于驱动电极TE和感测电极RE之间的交叉点。
驱动电极TE可以并排布置在第一方向(X轴方向)和第二方向(Y轴方向)上。在第一方向(X轴方向)上相邻的驱动电极TE可以彼此电分离。驱动电极TE可以在第二方向(Y轴方向)上电连接。例如，在第二方向(Y轴方向)上相邻的驱动电极TE可以通过如图5中所示的第一连接电极BE1彼此连接。
虚设图案DE中的每个可以被驱动电极TE或感测电极RE围绕。虚设图案DE中的每个可以与驱动电极TE或感测电极RE电分离。虚设图案DE中的每个可以与驱动电极TE或感测电极RE间隔开。在实施方式中，虚设图案DE中的每个电浮置。
尽管图4示出了驱动电极TE、感测电极RE和虚设图案DE中的每一个具有菱形平面形状，但是本公开的实施方式不限于此。例如，驱动电极TE、感测电极RE和虚设图案DE中的每一个在平面图中可以具有除菱形形状以外的四边形形状、除四边形形状以外的多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。
触摸线TL1、TL2和RL可以布置在触摸外围区域TPA中。触摸线TL1、TL2和RL包括连接到感测电极RE的触摸感测线RL以及连接到驱动电极TE的第一触摸驱动线TL1和第二触摸驱动线TL2。
布置在触摸感测区域TSA一侧处的感测电极RE可以一对一地连接到触摸感测线RL。例如，如图4中所示，在第一方向(X轴方向)上电连接的感测电极RE中的设置在右端处的感测电极RE可以连接到触摸感测线RL。触摸感测线RL可以一对一地连接到第二触摸焊盘TP2。因此，触摸驱动电路330可以电连接到感测电极RE。
布置在触摸感测区域TSA的一侧处的驱动电极TE可以一对一地连接到第一触摸驱动线TL1，并且布置在触摸感测区域TSA的另一侧处的驱动电极TE可以一对一地连接到第二触摸驱动线TL2。例如，如图4中所示，在第二方向(Y轴方向)上电连接的驱动电极TE中的设置在下端处的驱动电极TE可以连接到第一触摸驱动线TL1，并且设置在上端处的驱动电极TE可以连接到第二触摸驱动线TL2。第二触摸驱动线TL2可以经由触摸感测区域TSA的左外侧连接到触摸感测区域TSA的上侧上的驱动电极TE。
第一触摸驱动线TL1和第二触摸驱动线TL2可以一对一地连接到第一触摸焊盘TP1。因此，触摸驱动电路330可以电连接到驱动电极TE。由于驱动电极TE连接到触摸感测区域TSA的两侧处的触摸驱动线TL1和TL2并接收触摸驱动信号，因此可以防止由于触摸驱动信号的电阻-电容(RC)延迟而引起的施加到布置在触摸感测区域TSA的下侧上的驱动电极TE的触摸驱动信号与施加到布置在触摸感测区域TSA的上侧上的驱动电极TE的触摸驱动信号之间的差。该差可以指施加到上部驱动电极TE的触摸驱动信号和施加到下部驱动电极TE的触摸驱动信号之间的电压差。
布置有第一触摸焊盘TP1的第一触摸焊盘区域TPA1可以设置在布置有显示焊盘DP的显示焊盘区域DPA的一侧处。布置有第二触摸焊盘TP2的第二触摸焊盘区域TPA2可以设置在显示焊盘区域DPA的另一侧处。显示焊盘DP可以电连接到显示面板300的数据线。
显示焊盘区域DPA、第一触摸焊盘区域TPA1和第二触摸焊盘区域TPA2可以对应于连接到图1中所示的显示电路板310的显示面板300的焊盘。显示电路板310可以设置在显示焊盘DP、第一触摸焊盘TP1和第二触摸焊盘TP2上。显示焊盘DP、第一触摸焊盘TP1和第二触摸焊盘TP2可以通过各向异性导电膜和导电粘合构件电连接到显示电路板310。因此，显示焊盘DP、第一触摸焊盘TP1和第二触摸焊盘TP2可以电连接到设置在显示电路板310上的触摸驱动电路330。
图5是详细示出根据本公开的实施方式的图4的触摸节点的示例的布局图。
参考图5，触摸节点TN可以限定在驱动电极TE和感测电极RE的交叉点处。
驱动电极TE和感测电极RE布置在相同的层上，同时彼此间隔开。也就是说，可以在彼此相邻的驱动电极TE和感测电极RE之间形成间隙。
此外，虚设图案DE(参见图4)也可以设置在与驱动电极TE和感测电极RE相同的层上。也就是说，可以在彼此相邻的驱动电极TE和虚设图案DE(参见图4)以及彼此相邻的感测电极RE和虚设图案DE(参见图4)之间形成间隙。
第一连接电极BE1可以布置在与驱动电极TE和感测电极RE不同的层上。第一连接电极BE1可以弯折至少一次。图5示出了第一连接电极BE1具有角括号形状(“<”或“>”)，但是第一连接电极BE1的平面形状不限于此。因为在第二方向(Y轴方向)上相邻的驱动电极TE经由多个第一连接电极BE1连接，所以即使第一连接电极BE1中的一个断开，在第二方向(Y轴方向)上相邻的驱动电极TE也可以彼此稳定地连接。尽管图5示出了相邻的驱动电极TE通过两个第一连接电极BE1连接，但是第一连接电极BE1的数量不限于此。
第一连接电极BE1可以在作为衬底SUB的厚度方向的第三方向(Z轴方向)上与在第二方向(Y轴方向)上相邻的驱动电极TE重叠。第一连接电极BE1可以在第三方向(Z轴方向)上与感测电极RE重叠。第一连接电极BE1的一侧可以通过第一触摸接触孔TCNT1连接到在第二方向(Y轴方向)上相邻的驱动电极TE中的任一个。第一连接电极BE1的另一侧可以通过第一触摸接触孔TCNT1连接到在第二方向(Y轴方向)上相邻的驱动电极TE中的另一驱动电极TE。
由于多个第一连接电极BE1，驱动电极TE和感测电极RE可以在其交叉点处电分离。因此，可以在驱动电极TE和感测电极RE之间产生互电容。
驱动电极TE和感测电极RE中的每一个在平面图中可以具有网格或网状的形状。此外，虚设图案DE(参见图4)中的每个在平面图中可以具有网格或网状的形状。在实施方式中，驱动电极TE、感测电极RE和虚设图案DE(参见图4)中的每一个不与像素PX中的每一个的发光部分EA11、EA12、EA13和EA14重叠。在实施方式中，第一连接电极BE1中的每个不与像素PX中的每个的发光部分EA11、EA12、EA13和EA14重叠。因此，可以防止当从发光部分EA11、EA12、EA13和EA14发射的光被驱动电极TE、感测电极RE、第一连接电极BE1和虚设图案DE(参见图4)阻挡时出现的光的亮度降低。
像素PX中的每个包括用于发射第一颜色的光的第一发光部分EA11、用于发射第二颜色的光的第二发光部分EA12、用于发射第三颜色的光的第三发光部分EA13以及用于发射第二颜色的光的第四发光部分EA14。例如，第一颜色可以是红色，第二颜色可以是绿色，并且第三颜色可以是蓝色。虽然图5示出像素PX的第二发光部分EA12和第四发光部分EA14发射相同颜色的光，但是本公开的实施方式不限于此。也就是说，像素PX的第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以发射不同颜色的光。
像素PX中的每个的第一发光部分EA11和第二发光部分EA12可以在第四方向DR4上彼此相邻，并且第三发光部分EA13和第四发光部分EA14可以在第四方向DR4上彼此相邻。像素PX中的每个的第一发光部分EA11和第四发光部分EA14可以在第五方向DR5上彼此相邻，并且第二发光部分EA12和第三发光部分EA13可以在第五方向DR5上彼此相邻。
第一发光部分EA11、第二发光部分EA12、第三发光部分EA13和第四发光部分EA14中的每一个在平面图中可以具有菱形形状或矩形形状，但是本公开的实施方式不限于此。第一发光部分EA11、第二发光部分EA12、第三发光部分EA13和第四发光部分EA14中的每一个在平面图中可以具有除四边形形状以外的多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。此外，图5示出了第三发光部分EA13具有最大的面积，并且第二发光部分EA12和第四发光部分EA14具有最小的面积，但是本公开的实施方式不限于此。
第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以布置在奇数行中。第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以在第一方向(X轴方向)上布置在每个奇数行中。第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以交替地布置在奇数行中。第二发光部分EA12中的每个可以具有在第四方向DR4上的短边和在第五方向DR5上的长边，而第四发光部分EA14中的每个可以具有在第四方向DR4上的长边和在第五方向DR5上的短边。作为第一方向(X轴方向)和第二方向(Y轴方向)之间的方向的第四方向DR4可以相对于第一方向(X轴方向)倾斜45度。第五方向DR5可以是与第四方向DR4正交的方向。
第一发光部分EA11和第三发光部分EA13可以布置在偶数行中。第一发光部分EA11和第三发光部分EA13可以在第一方向(X轴方向)上布置在每个偶数行中。第一发光部分EA11和第三发光部分EA13可以交替地布置在每个偶数行中。
第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以布置在奇数列中。第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以在第二方向(Y轴方向)上布置在每个奇数列中。第二发光部分EA12和第四发光部分EA14可以交替地布置在每个奇数列中。
第一发光部分EA11和第三发光部分EA13可以布置在偶数列中。第一发光部分EA11和第三发光部分EA13可以在第二方向(Y轴方向)上布置在每个偶数列中。第一发光部分EA11和第三发光部分EA13可以交替地布置在每个偶数列中。
图6是示出沿着图5的线B-B'截取的显示面板的示例的剖视图。
参考图6，显示面板300包括衬底SUB、薄膜晶体管层TFTL、发光元件层EML、封装层TFEL、触摸感测层TSL和偏振膜POL。
衬底SUB可以由诸如聚合物树脂的绝缘材料形成。例如，衬底SUB可以由聚酰亚胺形成。衬底SUB可以是可以弯曲、折叠或卷曲的柔性衬底。
阻挡层BR可以设置在衬底SUB上。阻挡层BR是用于保护薄膜晶体管层TFTL的晶体管和发光元件层EML的发光层172以免受到渗透过衬底SUB(其易于受到湿气渗透)的湿气的影响的层。阻挡层BR可以形成为交替堆叠的多个无机层。例如，阻挡层BR可以由其中氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层和氧化铝层中的一个或多个无机层交替堆叠的多层形成。
薄膜晶体管TFT可以设置在阻挡层BR上。薄膜晶体管TFT包括有源层ACT、栅电极GE、源电极SE和漏电极DE。
薄膜晶体管TFT的有源层ACT、源电极SE和漏电极DE可以设置在阻挡层BR上。薄膜晶体管TFT的有源层ACT包括多晶硅、单晶硅、低温多晶硅、非晶硅或氧化物半导体。在作为衬底SUB的厚度方向的第三方向(Z轴方向)上与栅电极GE重叠的有源层ACT可以限定为沟道区域。在第三方向(Z轴方向)上不与栅电极GE重叠的源电极SE和漏电极DE可以通过用离子或杂质掺杂硅半导体或氧化物半导体而具有导电性。
栅极绝缘层130可以设置在薄膜晶体管TFT的有源层ACT、源电极SE和漏电极DE上。栅极绝缘层130可以由无机层形成，无机层例如为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层。
薄膜晶体管TFT的栅电极GE和第一电容器电极CAE1可以设置在栅极绝缘层130上。栅电极GE可以在第三方向(Z轴方向)上与有源层ACT重叠。栅电极GE和第一电容器电极CAE1可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。
第一层间绝缘层141可以设置在薄膜晶体管TFT的栅电极GE和第一电容器电极CAE1上。第一层间绝缘层141可以由无机层形成，无机层例如为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层。第一层间绝缘层141可以由多个无机层形成。
第二电容器电极CAE2可以设置在第一层间绝缘层141上。第二电容器电极CAE2可以在第三方向(Z轴方向)上与第一电容器电极CAE1重叠。由于第一层间绝缘层141具有预定的介电常数，所以电容器可以由第一电容器电极CAE1、第二电容器电极CAE2和设置在其间的第一层间绝缘层141形成。第二电容器电极CAE2可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。
第二层间绝缘层142可以设置在第二电容器电极CAE2上。第二层间绝缘层142可以由无机层形成，无机层例如为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层。第二层间绝缘层142可以由多个无机层形成。
第一阳极连接电极ANDE1可以设置在第二层间绝缘层142上。第一阳极连接电极ANDE1可以通过穿过栅极绝缘层130、第一层间绝缘层141和第二层间绝缘层142的第一连接接触孔ANCT1连接到薄膜晶体管TFT的漏电极DE。第一阳极连接电极ANDE1可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。
用于平坦化由薄膜晶体管TFT形成的台阶部分的第一平坦化层160可以设置在第一阳极连接电极ANDE1上。第一平坦化层160可以由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等的有机层形成。
第二阳极连接电极ANDE2可以设置在第一平坦化层160上。第二阳极连接电极ANDE2可以通过穿透第一平坦化层160的第二连接接触孔ANCT2连接到第一阳极连接电极ANDE1。第二阳极连接电极ANDE2可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。
第二平坦化层180可以设置在第二阳极连接电极ANDE2上。第二平坦化层180可以由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等的有机层形成。
发光元件LEL和堤190可以设置在第二平坦化层180上。发光元件LEL中的每个包括像素电极171、发光层172和公共电极173。
像素电极171可以设置在第二平坦化层180上。像素电极171可以通过穿透第二平坦化层180的第三连接接触孔ANCT3连接到第二阳极连接电极ANDE2。
在当相对于发光层172观察时朝向公共电极173发射光的顶部发射结构中，像素电极171可以由具有高反射率的金属材料形成以具有铝和钛的堆叠结构(Ti/Al/Ti)、铝和铟锡氧化物(ITO)的堆叠结构(ITO/Al/ITO)、APC合金以及APC合金和ITO的堆叠结构(ITO/APC/ITO)。在实施方式中，APC合金是银(Ag)、钯(Pd)和铜(Cu)的合金。
堤190可以形成为分隔第二平坦化层180上的像素电极171，以限定像素PX中的每个的第一发光部分EA11、第二发光部分EA12、第三发光部分EA13和第四发光部分EA14。堤190可以设置成覆盖像素电极171的边缘。堤190可以由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等的有机层形成。
像素PX中的每一个的第一发光部分EA11、第二发光部分EA12、第三发光部分EA13和第四发光部分EA14中的每一个表示像素电极171、发光层172和公共电极173顺序堆叠并且来自像素电极171的空穴和来自公共电极173的电子在发光层172中彼此复合以发光的区域。
发光层172可以设置在像素电极171和堤190上。发光层172可以包括有机材料以发射预定颜色的光。例如，发光层172包括空穴传输层、有机材料层和电子传输层。
公共电极173可以设置在发光层172上。公共电极173可以设置成覆盖发光层172。公共电极173可以是公共形成在像素PX中的每一个的第一发光部分EA11、第二发光部分EA12、第三发光部分EA13和第四发光部分EA14处的公共层。封盖层可以形成在公共电极173上。
在顶部发射结构中，公共电极173可以由能够透射光的透明导电材料(TCO)(诸如ITO或IZO)或半透射导电材料(诸如镁(Mg)、银(Ag)或镁(Mg)和银(Ag)的合金)形成。当公共电极173由半透射导电材料形成时，由于微腔效应，可以提高发光效率。
封装层TFEL可以设置在公共电极173上。封装层TFEL包括至少一个无机层以防止氧气或湿气渗透到发光元件层EML中。此外，封装层TFEL包括至少一个有机层以保护发光元件层EML免受诸如灰尘的杂质的影响。例如，封装层TFEL包括第一封装无机层TFE1、封装有机层TFE2和第二封装无机层TFE3。
第一封装无机层TFE1可以设置在公共电极173上，封装有机层TFE2可以设置在第一封装无机层TFE1上，并且第二封装无机层TFE3可以设置在封装有机层TFE2上。第一封装无机层TFE1和第二封装无机层TFE3可以由多层形成，在多层中交替堆叠有氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层和氧化铝层中的一个或多个无机层。封装有机层TFE2可以是诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等的有机层。
触摸感测层TSL可以设置在封装层TFEL上。触摸感测层TSL包括第一触摸绝缘层TINS1、第一连接电极BE1、第二触摸绝缘层TINS2、驱动电极TE、感测电极RE和第三触摸绝缘层TINS3。
第一触摸绝缘层TINS1可以由无机层形成，无机层例如为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层。
第一连接电极BE1可以设置在第一触摸绝缘层TINS1上。第一连接电极BE1可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。
第二触摸绝缘层TINS2可以设置在第一连接电极BE1上。第二触摸绝缘层TINS2可以由无机层形成，无机层例如为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层。替代地，第二触摸绝缘层TINS2可以由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等的有机层形成。
驱动电极TE和感测电极RE可以设置在第二触摸绝缘层TINS2上。此外，除了驱动电极TE和感测电极RE之外，图4中所示的虚设图案DE、第一触摸驱动线TL1、第二触摸驱动线TL2和触摸感测线RL可以布置在第二触摸绝缘层TINS2上。驱动电极TE和感测电极RE可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。
驱动电极TE和感测电极RE可以在第三方向(Z轴方向)上与第一连接电极BE1重叠。驱动电极TE可以通过穿过第二触摸绝缘层TINS2的第一触摸接触孔TCNT1连接到第一连接电极BE1。
第三触摸绝缘层TINS3可以形成在驱动电极TE和感测电极RE上。第三触摸绝缘层TINS3可用于使由驱动电极TE、感测电极RE和第一连接电极BE1形成的台阶部分平坦化。第三触摸绝缘层TINS3可以由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等的有机层形成。
偏振膜POL可以设置在触摸感测层TSL上，以防止由于外部光的反射而导致的低可视性。偏振膜POL可以包括诸如线性偏振板和四分之一波(λ/4)板的相位延迟膜。
图7是示出根据本公开的实施方式的指纹传感器设备的框图。图8示出了图7的指纹传感器块和单元块中的每一个的示例。图9是示出图1的指纹扫描驱动器的起始级的框图。
参考图7，指纹传感器设备400包括布置在外围区域PA中的指纹扫描驱动器401(例如，扫描驱动器电路)、指纹复位驱动器402(例如，复位驱动器电路)以及多路复用器403，并且指纹驱动电路420可以包括指纹控制器421(例如，控制电路)和读出电路422。
传感器区域SA可以包括多个单元块UB。例如，传感器区域SA的不同部分可以被称为单元块UB。多个单元块UB可以具有相同的尺寸，但是本公开的实施方式不限于此。传感器区域SA可以包括布置在第一方向(X轴方向)上的M(M是2或更大的整数)个单元块UB和布置在第二方向(Y轴方向)上的N(N是2或更大的整数)个单元块UB。也就是说，传感器区域SA可以包括M×N个单元块UB。
指纹传感器块FSB可以设置为M×N个单元块UB中的一些单元块UB。指纹传感器块FSB可以是当用户用手指F触摸显示设备10的盖窗100以进行指纹认证时对应于与手指F接触的区域的单元块UB。例如，由手指F触摸的单元块UB的组可以被称为指纹传感器块FSB。例如，如图8中所示，指纹传感器块FSB可以包括16个单元块UB。在该实施方式中，指纹传感器块FSB包括布置在第一方向(X轴方向)上的四个单元块UB和布置在第二方向(Y轴方向)上的四个单元块UB。也就是说，指纹传感器块FSB可以包括4×4个单元块UB。
如图8中所示，多个单元块UB中的每一个可以包括多个传感器像素SEP。例如，如图8中所示，多个单元块UB中的每一个可以包括100个传感器像素SEP。在该实施方式中，多个单元块UB中的每一个包括布置在第一方向(X轴方向)上的10个传感器像素SEP和布置在第二方向(Y轴方向)上的10个传感器像素SEP。也就是说，多个单元块UB中的每一个包括10×10个传感器像素SEP。稍后将结合图9详细描述传感器像素SEP。
在多个单元块UB的每一个中，可以布置t个指纹扫描线FSL1至FSLt。例如，如图8中所示，当多个单元块UB中的每一个包括10×10个传感器像素SEP时，10个指纹扫描线可以布置在多个单元块UB中的每一个中。
指纹扫描驱动器401可以响应于通过解复用器430从触摸驱动电路330施加的起始信号STR1、STR2、STR3和STR4以及从指纹控制器421施加的指纹扫描控制信号FSCS将指纹扫描信号FSS顺序地施加到布置在传感器区域SA中的指纹扫描线FSL。指纹扫描驱动器401可以设置在传感器区域SA的一侧的外部。
指纹复位驱动器402可以响应于从指纹控制器421施加的指纹复位控制信号FRCS将指纹复位信号RSS同时施加到布置在传感器区域SA中的指纹复位线RSL(参见图10)。指纹复位驱动器402可以设置在传感器区域SA的一侧的外部。在指纹复位驱动器402设置在外部的实施方式中，相比于指纹扫描驱动器401，指纹复位驱动器402距传感器区域SA更远。替代地，指纹复位驱动器402可以设置在传感器区域SA的另一侧的外部。
多路复用器403可以响应于P(P是2或更大的整数):1对应的多路复用器控制信号MCS将连接到传感器像素SEP的指纹感测线FRL连接到电连接到指纹驱动电路420的焊盘线PDL。例如，多路复用器403可以响应于多路复用器控制信号MCS将P个指纹感测线FRL顺序地连接到一个焊盘线PDL。
指纹控制器421控制指纹扫描驱动器401、指纹复位驱动器402、多路复用器403和读出电路422的驱动时序。为此，指纹控制器421可以将指纹扫描控制信号FSCS输出到指纹扫描驱动器401，并且可以将指纹复位控制信号FRCS输出到指纹复位驱动器402。此外，指纹控制器421可以将多路复用器控制信号MCS输出到多路复用器403，并且可以将读出控制信号ROC输出到读出电路422。
读出电路422可以响应于指纹控制器421的读出控制信号ROC来选择与指纹传感器块FSB对应的焊盘线PDL。读出电路422可以感测所选择的焊盘线PDL的指纹感测电压。读出电路422可以将由焊盘线PDL感测的指纹感测电压转换为指纹感测数据FDS并输出指纹感测数据FDS。读出电路422可以将指纹感测数据FDS输出到主处理器710(参见图2)。
解复用器430可以从触摸驱动电路330接收解复用器控制信号DMCS和起始信号STR1、STR2、STR3和STR4。如图9中所示，解复用器430可响应于解复用器控制信号DMCS将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4施加到多个起始线STL中的至少一个。在实施方式中，起始线STL中的每个连接到指纹扫描驱动器401的给定起始级SST。在实施方式中，解复用器430的输出直接连接到起始级SST的起始端子。
指纹扫描驱动器401可以包括多个级ST。在多个级ST中，连接到多个单元块UB中的每一个的第一指纹扫描线FSL1的级可限定为如图9中所示的起始级SST。第一指纹扫描线FSL1表示在多个单元块UB中的每一个中向其施加第一指纹扫描信号的指纹扫描线。在本说明书中，为了简化描述，第一指纹扫描线FSL1被描述为设置在多个单元块UB中的每一个中的最上部分处的指纹扫描线。起始级SST可以连接到与解复用器430连接的起始线STL。
在实施方式中，连接到多个单元块UB中的每一个的第t指纹扫描线FSLt的级ST没有连接到与其相邻的起始级SST。例如，连接到第一行中的单元块UB的第t指纹扫描线FSLt的级ST没有连接到第二行中的单元块UB的起始级SST。因此，当指纹传感器块FSB包括如图8中所示的4×4个单元块UB时，指纹扫描驱动器401可以将指纹扫描信号FSS顺序地施加到指纹传感器块FSB的四行中的单元块UB中的每个的指纹扫描线FSL1至FSLt。
如图9中所示，解复用器430可以连接到多个起始线STL。解复用器430可以响应于解复用器控制信号DMCS来选择多个起始线STL中的施加有起始信号STR1、STR2、STR3和STR4的起始线STL。解复用器430可以将触摸驱动电路330的第一起始信号STR1输出到响应于解复用器控制信号DMCS而选择的起始线STL中的第一起始线，并且可以将触摸驱动电路330的第二起始信号STR2输出到第二起始线。此外，解复用器430可以将触摸驱动电路330的第三起始信号STR3输出到响应于解复用器控制信号DMCS而选择的起始线STL中的第三起始线，并且可以将触摸驱动电路330的第四起始信号STR4输出到第四起始线。为了简化描述，图9示出了四个起始信号STR1、STR2、STR3和STR4，但是本公开的实施方式不限于此。起始信号的数量可以根据包括在指纹传感器块FSB中的单元块UB的行数而变化。
如上所述，通过使用解复用器430，可以选择多个单元块UB中的输出指纹扫描信号FSS的单元块UB。因此，通过使用解复用器430，可以将指纹扫描信号FSS输出到用于指纹认证所选择的指纹传感器块FSB的四行中的单元块UB中的每个的指纹扫描线FSL1至FSLt。
触摸驱动电路330可以将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4输出到解复用器430。在实施方式中，在触摸驱动电路330中，施加到驱动电极TE的触摸驱动信号的脉冲幅度和起始信号STR1、STR2、STR3和STR4的脉冲幅度基本上相同。此外，触摸驱动电路330可以将解复用器控制信号DMCS输出到解复用器430。触摸驱动电路330可以产生解复用器控制信号DMCS，使得基于发生用于指纹认证的用户的手指触摸的触摸坐标，从多个起始线STL中选择施加有起始信号STR1、STR2、STR3和STR4的起始线STL。此外，触摸驱动电路330可以传输和接收用于与指纹控制器421进行时序同步的同步信号Sync。
如图9中所示，触摸驱动电路330通过解复用器430将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4直接施加到指纹扫描驱动器401，使得指纹驱动电路420不必将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4施加到多个起始线STL。在该实施方式中，不需要将指纹驱动电路420电连接到多个起始线STL。
总之，当触摸驱动电路330通过解复用器430将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4直接施加到指纹扫描驱动器401时，与当指纹驱动电路420电连接到多个起始线STL时相比，可以减少指纹驱动电路420的凸块的数量，从而可以减小指纹驱动电路420的面积。因此，可以降低由于指纹驱动电路420而造成的制造成本。
图10是示出图8的传感器像素的示例的电路图。
参考图10，指纹扫描线FSL和指纹复位线RSL可以在第一方向(X轴方向)上延伸，并且指纹感测线FRL可以在第二方向(Y轴方向)上延伸。传感器像素SEP可以设置在由指纹扫描线FSL、指纹复位线RSL和指纹感测线FRL划分的区域中。
在实施方式中，传感器像素SEP包括光电检测器PD(例如，光电二极管)、第一感测晶体管RT1、第二感测晶体管RT2、第三感测晶体管RT3和感测电容器RC。
光电检测器PD可以包括第一电极、PIN半导体层和第二电极。光电检测器PD的第一电极可以是阳极电极，并且光电检测器PD的第二电极可以是阴极电极。光电检测器PD的第一电极可以连接到施加有第一电源电压的第一电源电压源Vsus。光电检测器PD的第二电极可以连接到第一感测晶体管RT1的栅电极和感测电容器RC的第一电极。光电检测器PD的PIN半导体层可以包括连接到阳极电极的P型半导体层、连接到阴极电极的N型半导体层以及设置在P型半导体层和N型半导体层之间的I型半导体层。
第一感测晶体管RT1可以根据感测电容器RC的第一电极的电压允许感测电流Ir流动。感测电流Ir的量可以根据感测电容器RC的第一电极的电压而变化。第一感测晶体管RT1的栅电极可以连接到光电检测器PD的第二电极和感测电容器RC的第一电极。第一感测晶体管RT1的第一电极可以连接到施加有公共电压的公共电压源Vcom。第一感测晶体管RT1的第二电极可以连接到第二感测晶体管RT2的第一电极。
当栅极导通电压的指纹扫描信号施加到指纹扫描线FSL时，第二感测晶体管RT2可以允许第一感测晶体管RT1的感测电流Ir流向指纹感测线FRL。在该实施方式中，指纹感测线FRL可以通过感测电流Ir充入感测电压。第二感测晶体管RT2的栅电极可以连接到指纹扫描线FSL，其第一电极可以连接到第一感测晶体管RT1的第二电极，并且其第二电极可以连接到指纹感测线FRL。
当栅极导通电压的指纹复位信号施加到指纹复位线RSL时，第三感测晶体管RT3可以将感测电容器RC的第一电极的电压复位到复位电压源Vrst的复位电压。第三感测晶体管RT3的栅电极可以连接到指纹复位线RSL，其第一电极可以连接到复位电压源Vrst，并且其第二电极可以连接到感测电容器RC的第一电极。
感测电容器RC的第一电极可以连接到第一感测晶体管RT1的栅电极和光电检测器PD的第二电极。感测电容器RC的第二电极可以连接到第一电源电压源Vsus。因此，感测电容器RC的第一电极和第二电极之间的电压差可以通过感测电容器RC保持。
图10主要描述了第一感测晶体管RT1、第二感测晶体管RT2和第三感测晶体管RT3形成为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的实施方式。然而，本公开的实施方式不限于此，并且它们可以形成为N型MOSFET。此外，第一感测晶体管RT1、第二感测晶体管RT2和第三感测晶体管RT3中的每一个的第一电极和第二电极中的任一个可以是源电极，并且另一个可以是漏电极。
图11示出了图9的指纹扫描驱动器的示例。图11示出了图9的指纹扫描驱动器的区域A的示例。为了简化描述，图11示出了每个单元块UB中的连接到第一指纹扫描线FSL1的第一级STA1、连接到第二指纹扫描线FSL2的第二级STA2、连接到第三指纹扫描线FSL3的第三级STA3以及连接到第四指纹扫描线FSL4的第四级STA4。在图11中，第一级STA1可以是起始级SST。
参考图11，指纹扫描驱动器401可以包括多个级STA1至STA4。多个级STA1至STA4中的每一个可以连接到起始线STL或进位信号线CRL、第一时钟线CL1和第二时钟线CL2。例如，第一级STA1可以连接到起始线STL和进位信号线CRL，并且第二级STA2至第四级STA4可以仅连接到进位信号线CRL。起始线STL可以是施加有起始信号STR1/STR2/STR3/STR4的线，并且进位信号线CRL可以是施加有进位信号的线。第一时钟线CL1可以是施加有第一时钟信号的线，并且第二时钟线CL2可以是施加有第二时钟信号的线。在实施方式中，第一时钟线CL1接收第一时钟信号，并且第二时钟线CL2接收与第一时钟信号不同的第二时钟信号。
多个级STA1至STA4中的每一个包括起始端子SRT、第一时钟端子CT1、第二时钟端子CT2和输出端子OT。
多个级STA1至STA4中的每一个的起始端子SRT可以连接到起始线STL或进位信号线CRL。
多个级STA1至STA4中的每一个的第一时钟端子CT1可以连接到第一时钟线CL1和第二时钟线CL2中的任一个，并且多个级STA1至STA4中的每一个的第二时钟端子CT2可以连接到第一时钟线CL1和第二时钟线CL2中的另一个。
多个级STA1至STA4的第一时钟端子CT1可以交替地连接到第一时钟线CL1和第二时钟线CL2。例如，第一级STA1的第一时钟端子CT1可以连接到第一时钟线CL1，第二级STA2的第一时钟端子CT1可以连接到第二时钟线CL2，第三级STA3的第一时钟端子CT1可以连接到第一时钟线CL1，并且第四级STA4的第一时钟端子CT1可以连接到第二时钟线CL2。
多个级STA1至STA4的第二时钟端子CT2可以交替地连接到第一时钟线CL1和第二时钟线CL2。例如，第一级STA1的第二时钟端子CT2可以连接到第二时钟线CL2，第二级STA2的第二时钟端子CT2可以连接到第一时钟线CL1，第三级STA3的第二时钟端子CT2可以连接到第二时钟线CL2，并且第四级STA4的第二时钟端子CT2可以连接到第一时钟线CL1。
多个级STA1至STA4中的每一个的输出端子OT可以连接到多个指纹扫描线FSL1至FSL4中的任一个，以输出指纹扫描信号。此外，多个级STA1至STA4中的每一个的输出端子OT可以连接到进位信号线CRL。例如，连接到第一级STA1的输出端子OT的进位信号线CRL可以连接到第二级STA2的起始端子SRT。连接到第二级STA2的输出端子OT的进位信号线CRL可以连接到第三级STA3的起始端子SRT。连接到第三级STA3的输出端子OT的进位信号线CRL可以连接到第四级STA4的起始端子SRT。
级STA1至STA4可以菊链(daisy-chained)在一起。例如，连接到第一指纹扫描线FSL1的第一进位信号线CRL和第一级STA1的第一输出端子OT连接到第二级STA2的起始端子SRT，连接到第二指纹扫描线FSL2的第二进位信号线CRL和第二级STA2的第二输出端子OT连接到第三级STA3的起始端子SRT，等等。
图12是示出图11的第一级的示例的电路图。
参考图12，第一级STA1包括输出单元1401(例如，输出电路)、第一上拉节点控制单元1402(例如，控制电路)、第二上拉节点控制单元1403(例如，控制电路)、第一下拉节点控制单元1404(例如，控制电路)和第二下拉节点控制单元1405(例如，控制电路)。
当上拉节点Q具有栅极导通电压时，输出单元1401将栅极导通电压的指纹扫描信号输出到输出端子OT。当下拉节点QB具有栅极导通电压时，输出单元1401将栅极截止电压的指纹扫描信号输出到输出端子OT。输出单元1401包括上拉晶体管PUT、下拉晶体管PDT和第一电容器C1。
当上拉节点Q具有栅极导通电压时，上拉晶体管PUT将输入到第一时钟端子CT1的时钟信号输出到输出端子OT。上拉晶体管PUT的栅电极可以连接到上拉节点Q，其第一电极可以连接到输出端子OT，并且其第二电极可以连接到第一时钟端子CT1。
当下拉节点QB具有栅极导通电压时，下拉晶体管PDT将施加到栅极截止电压端子VGH的栅极截止电压输出到输出端子OT。在实施方式中，栅极截止电压高于栅极导通电压。下拉晶体管PDT的栅电极可以连接到下拉节点QB，其第一电极可以连接到栅极截止电压端子VGH，并且其第二电极可以连接到输出端子OT。
第一电容器C1可以设置在上拉节点Q和输出端子OT之间。第一电容器C1的第一电极可以连接到上拉节点Q，并且其第二电极可以连接到输出端子OT。上拉节点Q和输出端子OT之间的电压差可以通过第一电容器C1保持。
第一上拉节点控制单元1402可以响应于施加到起始端子SRT的起始信号STR(例如，STR1)或进位信号而将栅极导通电压或栅极截止电压施加到上拉节点Q。第一上拉节点控制单元1402可以包括第一晶体管ST1、第二晶体管ST2和第三晶体管ST3。
当输入到第二时钟端子CT2的时钟信号具有栅极导通电压时，第一晶体管ST1和第二晶体管ST2将输入到起始端子SRT的起始信号STR或进位信号施加到上拉节点Q。第一晶体管ST1的栅电极可以连接到第二时钟端子CT2，其第一电极可以连接到第二晶体管ST2的第二电极，并且其第二电极可以连接到起始端子SRT。第二晶体管ST2的栅电极可以连接到第二时钟端子CT2，其第一电极可以连接到上拉节点Q，并且其第二电极可以连接到第一晶体管ST1的第一电极。
第三晶体管ST3可以设置在第二晶体管ST2的第一电极和上拉晶体管PUT的栅电极之间。第三晶体管ST3的栅电极可以连接到施加有栅极导通电压的栅极导通电压端子VGL，其第一电极可以连接到上拉晶体管PUT的栅电极，并且其第二电极可以连接到第二晶体管ST2的第一电极。
当下拉节点QB具有栅极导通电压时，第二上拉节点控制单元1403可以将栅极截止电压施加到上拉节点Q。第二上拉节点控制单元1403可以包括第四晶体管ST4和第五晶体管ST5。
当下拉节点QB具有栅极导通电压时，第四晶体管ST4将栅极截止电压端子VGH的栅极截止电压施加到第五晶体管ST5的第一电极。第四晶体管ST4的栅电极可连接到下拉节点QB，其第一电极可连接到栅极截止电压端子VGH，并且其第二电极可连接到第五晶体管ST5的第一电极。
第五晶体管ST5响应于输入到第一时钟端子CT1的时钟信号将第四晶体管ST4的第二电极连接到上拉节点Q。第五晶体管ST5的栅电极可连接到第一时钟端子CT1，其第一电极可连接到第四晶体管ST4的第二电极，并且其第二电极可连接到上拉节点Q。
第一下拉节点控制单元1404可响应于输入到第二时钟端子CT2的时钟信号而将栅极导通电压端子VGL的栅极导通电压施加到下拉节点QB。第一下拉节点控制单元1404可以包括第六晶体管ST6。第六晶体管ST6的栅电极可连接到第二时钟端子CT2，其第一电极可连接到下拉节点QB，并且其第二电极可连接到栅极导通电压端子VGL。
第二下拉节点控制单元1405可以根据上拉节点Q的电压将下拉节点QB连接到第二时钟端子CT2。第二下拉节点控制单元1405可以包括第七晶体管ST7。第七晶体管ST7的栅电极可连接到上拉节点Q，其第一电极可连接到第二时钟端子CT2，并且其第二电极可连接到下拉节点QB。
第二电容器C2可以设置在下拉节点QB和栅极截止电压端子VGH之间。第二电容器C2的第一电极可连接到下拉节点QB，且其第二电极可连接到栅极截止电压端子VGH。下拉节点QB与栅极截止电压端子VGH之间的电压差可通过第二电容器C2保持。
尽管图12主要描述了上拉晶体管PUT、下拉晶体管PDT、第一晶体管ST1、第二晶体管ST2、第三晶体管ST3、第四晶体管ST4、第五晶体管ST5、第六晶体管ST6和第七晶体管ST7形成为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的实施方式，但是本公开的实施方式不限于此，并且它们可以形成为N型MOSFET。此外，上拉晶体管PUT、下拉晶体管PDT、第一晶体管ST1、第二晶体管ST2、第三晶体管ST3、第四晶体管ST4、第五晶体管ST5、第六晶体管ST6和第七晶体管ST7中的每一个的第一电极和第二电极中的任一个可以是源电极，并且另一个可以是漏电极。
图13是示出图7的多路复用器的示例的电路图。图13示出了多路复用器403将第一指纹感测线FRL1、第二指纹感测线FRL2、第三指纹感测线FRL3和第四指纹感测线FRL4选择性地连接到第一焊盘线PDL1的情况。
参考图13，多路复用器403可以使用多路复用器晶体管MST1、MST2、MST3和MST4对指纹感测线FRL1、FRL2、FRL3和FRL4的感测电压执行时分复用并且将感测电压施加到第一焊盘线PDL1，多路复用器晶体管MST1、MST2、MST3和MST4由施加到多路复用器控制线MCL1、MCL2、MCL3和MCL4的多路复用器控制信号MCS控制。尽管图13示出了多路复用器403对四个指纹感测线FRL1、FRL2、FRL3和FRL4的感测电压执行时分复用并将感测电压施加到一个第一焊盘线PDL1的实施方式，但是本公开的实施方式不限于此。
多路复用器403可以包括第一多路复用器晶体管MST1、第二多路复用器晶体管MST2、第三多路复用器晶体管MST3和第四多路复用器晶体管MST4。
第一多路复用器晶体管MST1可响应于第一多路复用器控制线MCL1的第一多路复用器控制信号来控制第一指纹感测线FRL1与第一焊盘线PDL1之间的连接。当栅极导通电压的第一多路复用器控制信号施加到第一多路复用器控制线MCL1时，第一多路复用器晶体管MST1可以将第一指纹感测线FRL1连接到第一焊盘线PDL1。第一多路复用器晶体管MST1的栅电极可连接到第一多路复用器控制线MCL1，其第一电极可连接到第一指纹感测线FRL1，并且其第二电极可连接到第一焊盘线PDL1。
第二多路复用器晶体管MST2可响应于第二多路复用器控制线MCL2的第二多路复用器控制信号来控制第二指纹感测线FRL2与第一焊盘线PDL1之间的连接。当栅极导通电压的第二多路复用器控制信号施加到第二多路复用器控制线MCL2时，第二多路复用器晶体管MST2可以将第二指纹感测线FRL2连接到第一焊盘线PDL1。第二多路复用器晶体管MST2的栅电极可连接到第二多路复用器控制线MCL2，其第一电极可连接到第二指纹感测线FRL2，并且其第二电极可连接到第一焊盘线PDL1。
第三多路复用器晶体管MST3可响应于第三多路复用器控制线MCL3的第三多路复用器控制信号来控制第三指纹感测线FRL3与第一焊盘线PDL1之间的连接。当栅极导通电压的第三多路复用器控制信号施加到第三多路复用器控制线MCL3时，第三多路复用器晶体管MST3可以将第三指纹感测线FRL3连接到第一焊盘线PDL1。第三多路复用器晶体管MST3的栅电极可连接到第三多路复用器控制线MCL3，其第一电极可连接到第三指纹感测线FRL3，并且其第二电极可连接到第一焊盘线PDL1。
第四多路复用器晶体管MST4可响应于第四多路复用器控制线MCL4的第四多路复用器控制信号来控制第四指纹感测线FRL4与第一焊盘线PDL1之间的连接。当栅极导通电压的第四多路复用器控制信号施加到第四多路复用器控制线MCL4时，第四多路复用器晶体管MST4可以将第四指纹感测线FRL4连接到第一焊盘线PDL1。第四多路复用器晶体管MST4的栅电极可连接到第四多路复用器控制线MCL4，其第一电极可连接到第四指纹感测线FRL4，并且其第二电极可连接到第一焊盘线PDL1。
尽管图13主要描述了第一多路复用器晶体管MST1、第二多路复用器晶体管MST2、第三多路复用器晶体管MST3和第四多路复用器晶体管MST4形成为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的实施方式，但是本公开的实施方式不限于此，并且它们可以形成为N型MOSFET。此外，第一多路复用器晶体管MST1、第二多路复用器晶体管MST2、第三多路复用器晶体管MST3和第四多路复用器晶体管MST4中的每一个的第一电极和第二电极中的任一个可以是源电极，并且另一个可以是漏电极。
图14是示出根据本公开的实施方式的用于驱动指纹传感器设备的方法的流程图。图15示出了根据本公开的实施方式的指纹传感器设备的复位周期、曝光周期和读出周期。
首先，如图4中所示，触摸驱动电路330将触摸驱动信号施加到显示面板300的触摸感测层TSL的驱动电极TE，并且感测在驱动电极TE和感测电极RE的每个交叉点处形成的触摸节点TN的互电容的电荷变化量。
触摸驱动电路330可以产生具有多个脉冲TP(参见图16)的触摸驱动信号TS1、TS2(参见图16)。多个脉冲TP(参见图16)中的每一个可以具有从第一电平电压V1(参见图16)上升到第二电平电压V2(参见图16)的电压波形(图14中的步骤S110)。例如，该方法包括将触摸驱动信号施加到触摸感测层的触摸电极(步骤S110)。
第二，触摸驱动电路330可以将在触摸节点TN中的每个处感测的互电容的电荷变化量转换为数字数据的触摸数据，并且分析触摸数据以计算发生触摸的触摸坐标(图14中的步骤S120)。例如，该方法还包括响应于施加触摸驱动信号来计算触摸坐标(步骤120)。
第三，可以复位指纹传感器设备400的所有传感器像素SEP(图15中的全局复位)。即，指纹传感器设备400的传感器像素SEP可以同时复位。在指纹传感器设备400的传感器像素SEP的复位周期(全局复位)期间，指纹复位驱动器402可以将指纹复位信号RSS同时施加到指纹复位线RSL。因此，可以将指纹传感器设备400的传感器像素SEP中的每个的感测电容器RC的第一电极的电压复位或初始化为复位电压(图14中的步骤S130)。例如，该方法还包括在计算触摸坐标之后复位所有传感器像素SEP(步骤S130)。
第四，指纹传感器设备400的传感器像素SEP感测从用户的指纹反射的光(图15中的曝光)(步骤S140)。
在指纹传感器设备400的传感器像素SEP的曝光周期(图15的曝光)期间，从显示面板300输出的光可以被手指F的指纹的脊RID和谷VAL反射。在实施方式中，由手指F的指纹的脊RID反射的光的量和由手指F的指纹的谷VAL反射的光的量是不同的。由于由手指F的指纹的脊RID反射的光的量和由手指F的指纹的谷VAL反射的光的量是不同的，所以流经传感器像素SEP的光电检测器PD的感测电流可以根据光是由手指F的指纹的脊RID反射还是由手指F的指纹的谷VAL反射而不同(图14中的步骤S140)。
第五，向指纹传感器块FSB的指纹扫描线FSL顺序地施加指纹扫描信号FSS，以读出传感器像素SEP的感测电压(步骤S150)。
触摸驱动电路330可以基于触摸坐标计算如图7和图8中所示的指纹传感器设备400的多个单元块UB中的指纹传感器块FSB的指纹数据。
触摸驱动电路330可以基于指纹传感器块FSB的位置生成解复用器控制信号DMCS。例如，当指纹传感器块FSB包括如图8中所示的4×4个单元块UB时，可以生成解复用器控制信号DMCS，以将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4(参见图9)输出到第一行至第四行中的单元块UB中的每个的起始级SST。
解复用器430可以响应于如图9中所示的解复用器控制信号DMCS将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4(参见图9)输出到第一行至第四行中的单元块UB中的每个的起始级SST。也就是说，解复用器430可以将第一起始信号STR1输出到第一行中的单元块UB的起始级SST，并且可以将第二起始信号STR2输出到第二行中的单元块UB的起始级SST。此外，解复用器430可以将第三起始信号STR3输出到第三行中的单元块UB的起始级SST，并且可以将第四起始信号STR4输出到第四行中的单元块UB的起始级SST。因此，指纹扫描驱动器401可以将指纹扫描信号FSS顺序地施加到指纹传感器块FSB的第一行至第四行中的单元块UB中的每个的指纹扫描线FSL1至FSLt。
此外，触摸驱动电路330可以产生具有与触摸驱动信号TS1、TS2(参见图16)的脉冲幅度相同的脉冲幅度的起始信号STR1、STR2、STR3和STR4(参见图9)。例如，起始信号STR1、STR2、STR3和STR4(参见图9)的脉冲SP(参见图17)可以具有从第二电平电压V2(参见图17)下降到第一电平电压V1(参见图17)的电压波形。触摸驱动信号TS1、TS2(参见图16)的多个脉冲TP(参见图16)中的每一个的宽度可以不同于或基本上等于起始信号STR1、STR2、STR3和STR4(参见图9)中的每一个的脉冲SP的宽度。
多路复用器403可以响应于P(P是2或更大的整数):1对应的多路复用器控制信号MCS将连接到传感器像素SEP的指纹感测线FRL连接到与指纹驱动电路420电连接的焊盘线PDL。
读出电路422可以响应于指纹控制器421的读出控制信号ROC来选择对应于指纹传感器块FSB的焊盘线PDL。读出电路422可以感测所选择的焊盘线PDL的指纹感测电压。
如图15中所示，由于指纹扫描驱动器401将指纹扫描信号FSS顺序地施加到指纹传感器块FSB的第一行至第四行中的单元块UB中的每个的指纹扫描线FSL1至FSLt，因此读出电路422可以逐行地顺序感测指纹传感器块FSB的单元块UB的传感器像素SEP的指纹感测电压(图15中的R/O)。例如，读出电路422可以感测指纹传感器块FSB的第k行(k是正整数)中的传感器像素SEP的感测电压，并且然后感测第(k+1)行中的传感器像素SEP的感测电压。此外，读出电路422可以感测指纹传感器块FSB的第(k+2)行中的传感器像素SEP的感测电压，并且然后感测第(k+3)行中的传感器像素SEP的感测电压。此外，读出电路422可以感测指纹传感器块FSB的第(k+4)行中的传感器像素SEP的感测电压，并且然后感测第(k+5)行中的传感器像素SEP的感测电压(图14中的步骤S150)。
第六，读出电路422可以将由焊盘线PDL感测的指纹感测电压转换为指纹感测数据FDS并输出指纹感测数据FDS。读出电路422可将指纹感测数据FDS输出到主处理器710(图14中的步骤S160)。例如，该方法可以包括将感测信号转换为数字指纹感测数据FDS并输出数字数据(步骤S160)。
另一方面，触摸驱动电路330可以将触摸坐标数据发送到主处理器710，并且主处理器710可以基于触摸坐标数据来设置指纹传感器设备400的指纹传感器块FSB，以将指纹传感器块FSB上的信息传输到指纹驱动电路420。然而，在该实施方式中，可增加从用户触摸显示设备10的盖窗100以进行指纹认证到完成指纹认证时所花费的时间。
如图14中所示，触摸驱动电路330可以基于触摸坐标数据计算指纹传感器块FSB，并且通过解复用器430将起始信号STR1、STR2、STR3和STR4(参见图9)直接施加到指纹传感器块FSB的起始级SST。在该实施方式中，可以省略触摸驱动电路330将触摸坐标数据发送到主处理器710并且主处理器710基于触摸坐标数据设置指纹传感器设备400的指纹传感器块FSB以将指纹传感器块FSB上的信息传输到指纹驱动电路420的过程。因此，可以显着地减少从用户触摸显示设备10的盖窗100以进行指纹认证到完成指纹认证时的时间。
此外，当指纹驱动电路420基于主处理器710的指纹传感器块FSB上的信息产生起始信号并将起始信号施加到指纹传感器块FSB的起始级SST时，指纹驱动电路420包括连接到多个单元块UB中的每一个的起始级SST的凸块。例如，当指纹传感器设备400包括M×N个单元块UB时，指纹驱动电路420包括N个凸块。
如图14中所示，当触摸驱动电路330通过解复用器430将起始信号STR直接施加到指纹传感器块FSB的起始级SST时，可以在指纹驱动电路420中省略连接到多个单元块UB中的每一个的起始级SST的N个凸块。代替地，用于输出解复用器控制信号DMCS和起始信号STR1、STR2、STR3和STR4的凸块被添加到触摸驱动电路330。因此，可以减小指纹驱动电路420的面积，这使得可以降低由于指纹驱动电路420而造成制造成本。
图16是示出根据本公开的实施方式的触摸驱动周期、触摸坐标计算周期和指纹感测周期期间的触摸驱动信号、指纹复位信号、起始信号、多路复用器控制信号、时钟信号和指纹扫描信号的波形图。图17是详细示出图16的区域C的波形图。
图16示出了触摸驱动周期T1、触摸坐标计算周期T2、指纹感测周期T3的复位周期T31、曝光周期T32和读出周期T33期间的第一触摸驱动信号TS1、第二触摸驱动信号TS2、第R触摸驱动信号TSr、指纹复位信号RSS、第一起始信号STR1、第二起始信号STR2、第一多路复用器控制信号MCS1、第二多路复用器控制信号MCS2、第三多路复用器控制信号MCS3、第四多路复用器控制信号MCS4、第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第一指纹扫描信号FSS1、第二指纹扫描信号FSS2、第三指纹扫描信号FSS3、第四指纹扫描信号FSS4、第(T-1)指纹扫描信号FSSt-1和第T指纹扫描信号FSSt。
这里，当指纹传感器块FSB包括如图8中所示的4×4个单元块UB时，第一指纹扫描信号FSS1至第T指纹扫描信号FSSt表示施加到布置在第一行中的单元块UB中的第一指纹扫描线FSL1至第T指纹扫描线FSLt的指纹扫描信号。第一起始信号STR1表示施加到第一行中的单元块UB的起始级SST的起始信号，并且第二起始信号STR2表示施加到第二行中的单元块UB的起始级SST的起始信号。参考图16，触摸驱动周期T1可对应于图14的步骤S110，触摸坐标计算周期T2可对应于图14的步骤S120，复位周期T31可对应于图14的步骤S130，曝光周期T32可对应于图14的步骤S140，并且读出周期T33可对应于图14的步骤S150。
第一触摸驱动信号TS1可以是施加到连接到图4中的第一列中的驱动电极TE的第一触摸驱动线TL1和第二触摸驱动线TL2的信号。第二触摸驱动信号TS2可以是施加到连接到图4中的第二列中的驱动电极TE的第一触摸驱动线TL1和第二触摸驱动线TL2的信号。第R触摸驱动信号TSr可以是施加到连接到图4中的第r列中的驱动电极TE的第一触摸驱动线TL1和第二触摸驱动线TL2的信号。第一列中的驱动电极TE表示布置在触摸感测区域TSA的最左侧处的驱动电极TE，并且第r列中的驱动电极TE表示布置在触摸感测区域TSA的最右侧处的驱动电极TE。
在触摸驱动周期T1期间，触摸驱动电路330可以顺序地施加触摸驱动信号TS1、TS2和TSr。例如，触摸驱动电路330可以将第一触摸驱动信号TS1施加到第一列中的驱动电极TE，可以将第二触摸驱动信号TS2施加到第二列中的驱动电极TE，并且可以将第R触摸驱动信号TSr施加到第r列中的驱动电极TE。
在第一触摸驱动信号TS1施加到第一列中的驱动电极TE的周期期间，触摸驱动电路330可以通过触摸感测线RL感测第一列中的驱动电极TE和感测电极RE的每个交叉点处形成的触摸节点TN的互电容的电荷变化量。在第二触摸驱动信号TS2施加到第二列中的驱动电极TE的周期期间，触摸驱动电路330可以通过触摸感测线RL感测第二列中的驱动电极TE和感测电极RE的每个交叉点处形成的触摸节点TN的互电容的电荷变化量。在第R触摸驱动信号TSr施加到第r列的驱动电极TE的周期期间，触摸驱动电路330可以通过触摸感测线RL感测第r列中的驱动电极TE和感测电极RE的每个交叉点处形成的触摸节点TN的互电容的电荷变化量。
在触摸坐标计算周期T2期间，触摸驱动电路330可以将在触摸感测区域TSA的每个触摸节点TN处感测的互电容的电荷变化量转换为具有数字格式的触摸数据，并且分析触摸数据以计算触摸发生的触摸坐标。
在复位周期T31期间，指纹驱动电路420可以将指纹复位控制信号FRCS输出到指纹复位驱动器402。指纹复位驱动器402可以响应于指纹复位控制信号FRCS将指纹复位信号RSS同时施加到指纹复位线RSL。
如图10中所示，当施加指纹复位信号RSS时，传感器像素SEP中的每个的第三感测晶体管RT3可以导通。因此，可以将感测电容器RC的第一电极的电压复位或初始化为复位电压。
在曝光周期T32期间，从显示面板300输出的光可以被手指F的指纹的脊RID和谷VAL反射。由手指F的指纹的脊RID和谷VAL反射的光可以在穿过显示面板300时入射到指纹传感器设备400的传感器像素SEP上。传感器像素SEP中的每个的光电检测器PD可以根据入射光而允许感测电流Ir流动。
在读出周期T33期间，触摸驱动电路330的第一起始信号STR1可以通过解复用器430施加到第一行中的单元块UB的起始级SST的起始端子SRT。如图11中所示，第二时钟信号CLK2可以施加到与起始级SST对应的第一级STA1的第二时钟端子CT2。如图17中所示，在第二时钟信号CLK2的第一脉冲CP21、第二脉冲CP22、第三脉冲CP23和第四脉冲CP24中，第四脉冲CP24可以与第一起始信号STR1的脉冲SP重叠。因此，第一级STA1的上拉节点Q可以具有第一起始信号STR1的栅极导通电压Von。因此，第一级STA1的上拉晶体管PUT可将施加到第一时钟端子CT1的第一时钟信号CLK1输出为第一指纹扫描信号FSS1。类似于第一起始信号STR1，第二起始信号STR2的脉冲可以与第二时钟信号CLK2的第四脉冲CP24重叠。然而，第二起始信号STR2的脉冲可以与用于生成第T指纹扫描信号FSSt的第二时钟信号CLK2的第四脉冲CP24重叠。
此外，第一指纹扫描信号FSS1可以作为进位信号施加到第二级STA2的起始端子SRT。第一指纹扫描信号FSS1可以与施加到第二级STA2的第二时钟端子CT2的第一时钟信号CLK1的第一脉冲CP11、第二脉冲CP12、第三脉冲CP13和第四脉冲CP14重叠。因此，第二级STA2的上拉节点Q可以具有第一指纹扫描信号FSS1的栅极导通电压Von。因此，第二级STA2的上拉晶体管PUT可将施加到第一时钟端子CT1的第二时钟信号CLK2输出为第二指纹扫描信号FSS2。
由于第三级STA3和第四级STA4的操作类似于第一级STA1和第二级STA2的上述操作，因此将省略其描述。
在第一方向(X轴方向)上相邻的四个传感器像素SEP可以连接到第一指纹扫描线FSL1。如图13中所示，在第一方向(X轴方向)上相邻的四个传感器像素SEP可以分别连接到第一指纹感测线FRL1、第二指纹感测线FRL2、第三指纹感测线FRL3和第四指纹感测线FRL4。
在第一多路复用周期MP1期间，连接到第一指纹扫描线FSL1和第一指纹感测线FRL1的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2通过栅极导通电压Von导通，使得第一指纹感测线FRL1可以由于传感器像素SEP的感测电流Ir而具有感测电压。在第一多路复用周期MP1期间，第一多路复用器晶体管MST1由第一多路复用器控制信号MCS1导通，使得连接到第一指纹扫描线FSL1和第一指纹感测线FRL1的传感器像素SEP可以连接到第一焊盘线PDL1。也就是说，在第一多路复用周期MP1期间，第一指纹感测线FRL1的感测电压可以施加到第一焊盘线PDL1。
在第二多路复用周期MP2期间，连接到第一指纹扫描线FSL1和第二指纹感测线FRL2的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2通过栅极导通电压Von导通，使得第二指纹感测线FRL2可以由于传感器像素SEP的感测电流Ir而具有感测电压。在第二多路复用周期MP2期间，第二多路复用器晶体管MST2由第二多路复用器控制信号MCS2导通，使得连接到第一指纹扫描线FSL1和第二指纹感测线FRL2的传感器像素SEP可以连接到第一焊盘线PDL1。也就是说，在第二多路复用周期MP2期间，第二指纹感测线FRL2的感测电压可以施加到第一焊盘线PDL1。
在第三多路复用周期MP3期间，连接到第一指纹扫描线FSL1和第三指纹感测线FRL3的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2通过栅极导通电压Von导通，使得第三指纹感测线FRL3可以由于传感器像素SEP的感测电流Ir而具有感测电压。在第三多路复用周期MP3期间，第三多路复用器晶体管MST3通过第三多路复用器控制信号MCS3导通，使得连接到第一指纹扫描线FSL1和第三指纹感测线FRL3的传感器像素SEP可以连接到第一焊盘线PDL1。也就是说，在第三多路复用周期MP3期间，第三指纹感测线FRL3的感测电压可以施加到第一焊盘线PDL1。
在第四多路复用周期MP4期间，连接到第一指纹扫描线FSL1和第四指纹感测线FRL4的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2通过栅极导通电压Von导通，使得第四指纹感测线FRL4可以由于传感器像素SEP的感测电流Ir而具有感测电压。在第四多路复用周期MP4期间，第四多路复用器晶体管MST4通过第四多路复用器控制信号MCS4导通，使得连接到第一指纹扫描线FSL1和第四指纹感测线FRL4的传感器像素SEP可以连接到第一焊盘线PDL1。也就是说，在第四多路复用周期MP4期间，第四指纹感测线FRL4的感测电压可以施加到第一焊盘线PDL1。
指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个可以包括多个脉冲SP1、SP2、SP3和SP4。指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的多个脉冲SP1、SP2、SP3和SP4可以分别与多路复用器控制信号MCS1、MCS2、MCS3和MCS4的脉冲重叠。例如，指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第一脉冲SP1可以与第一多路复用器控制信号MCS1的脉冲重叠，并且指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第二脉冲SP2可以与第二多路复用器控制信号MCS2的脉冲重叠。指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第三脉冲SP3可以与第三多路复用器控制信号MCS3的脉冲重叠，并且指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第四脉冲SP4可以与第四多路复用器控制信号MCS4的脉冲重叠。
另一方面，在第二感测晶体管RT2通过指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每个的第一脉冲SP1导通的实施方式、第二感测晶体管RT2通过第二脉冲SP2导通的实施方式、第二感测晶体管RT2通过第三脉冲SP3导通的实施方式以及第二感测晶体管RT2通过第四脉冲SP4导通的实施方式中，传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的滞后特性可以是不同的。也就是说，传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的源-漏电流曲线在第二感测晶体管RT2通过指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每个的第一脉冲SP1导通的实施方式、第二感测晶体管RT2通过第二脉冲SP2导通的实施方式、第二感测晶体管RT2通过第三脉冲SP3导通的实施方式以及第二感测晶体管RT2通过第四脉冲SP4导通的实施方式之间可以是不同的。
例如，与第二感测晶体管RT2通过指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第一脉冲SP1导通时相比，当第二感测晶体管RT2通过第二脉冲SP2导通时，传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的源-漏电流曲线可以正向偏移。此外，与第二感测晶体管RT2通过指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第二脉冲SP2导通时相比，当第二感测晶体管RT2通过第三脉冲SP3导通时，传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的源-漏电流曲线可以正向偏移。此外，与第二感测晶体管RT2通过指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第三脉冲SP3导通时相比，当第二感测晶体管RT2通过第四脉冲SP4导通时，传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的源-漏电流曲线可以正向偏移。
因此，即使在第一多路复用周期MP1期间感测的、连接到第一指纹感测线FRL1的传感器像素SEP的感测电压与在第二多路复用周期MP2期间感测的、连接到第二指纹感测线FRL2的传感器像素SEP的感测电压基本上相同，第一多路复用周期MP1的感测电压也可以小于第二多路复用周期MP2的感测电压。此外，即使第二多路复用周期MP2的感测电压与在第三多路复用周期MP3期间感测的、连接到第三指纹感测线FRL3的传感器像素SEP的感测电压基本上相同，第二多路复用周期MP2的感测电压也可以小于第三多路复用周期MP3的感测电压。此外，即使第三多路复用周期MP3的感测电压与在第四多路复用周期MP4期间感测的、连接到第四指纹感测线FRL4的传感器像素SEP的感测电压基本上相同，第三多路复用周期MP3的感测电压也可以小于第四多路复用周期MP4的感测电压。
如图17中所示，第一时钟信号CLK1的第一脉冲CP11可以与第一多路复用器控制信号MCS1的脉冲重叠，并且第一时钟信号CLK1的第二脉冲CP12可以与第二多路复用器控制信号MCS2的脉冲重叠。第一时钟信号CLK1的第三脉冲CP13可以与第三多路复用器控制信号MCS3的脉冲重叠，并且第一时钟信号CLK1的第四脉冲CP14可以与第四多路复用器控制信号MCS4的脉冲重叠。第二时钟信号CLK2的第一脉冲CP21可以不与第一多路复用器控制信号MCS1的脉冲重叠，并且第二时钟信号CLK2的第二脉冲CP22可以不与第二多路复用器控制信号MCS2的脉冲重叠。第二时钟信号CLK2的第三脉冲CP23可以不与第三多路复用器控制信号MCS3的脉冲重叠，并且第二时钟信号CLK2的第四脉冲CP24可以不与第四多路复用器控制信号MCS4的脉冲重叠。
在实施方式中，第一时钟信号CLK1的第一脉冲CP11具有最大宽度PW11，第二脉冲CP12具有第二最大宽度PW12，第三脉冲CP13具有第三最大宽度PW13，并且第四脉冲CP14具有最小宽度PW14。在实施方式中，第二时钟信号CLK2的第一脉冲CP21具有最大宽度PW21，第二脉冲CP22具有第二最大宽度PW22，第三脉冲CP23具有第三最大宽度PW23，并且第四脉冲CP24具有最小宽度PW24。因此，指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个的第一脉冲SP1可以具有最大宽度PW31，第二脉冲SP2可以具有第二最大宽度PW32，第三脉冲SP3可以具有第三最大宽度PW33，并且第四脉冲SP4可以具有最小宽度PW34。
因此，在第一多路复用周期MP1期间连接到第一指纹感测线FRL1的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的导通周期可以长于在第二多路复用周期MP2期间连接到第二指纹感测线FRL2的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的导通周期。因此，在第一多路复用周期MP1期间感测电流Ir流向第一指纹感测线FRL1的持续时间可以长于在第二多路复用周期MP2期间感测电流Ir流向第二指纹感测线FRL2的持续时间。因此，可以减小或防止由于第二感测晶体管RT2的滞后特性而引起的第一指纹感测线FRL1的感测电压和第二指纹感测线FRL2的感测电压之间的差异。
此外，在第二多路复用周期MP2期间连接到第二指纹感测线FRL2的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的导通周期可以长于在第三多路复用周期MP3期间连接到第三指纹感测线FRL3的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的导通周期。因此，在第二多路复用周期MP2期间感测电流Ir流向第二指纹感测线FRL2的持续时间可以长于在第三多路复用周期MP3期间感测电流Ir流向第三指纹感测线FRL3的持续时间。因此，可以减小或防止由于第二感测晶体管RT2的滞后特性而引起的第二指纹感测线FRL2的感测电压和第三指纹感测线FRL3的感测电压之间的差异。
此外，在第三多路复用周期MP3期间连接到第三指纹感测线FRL3的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的导通周期可以长于在第四多路复用周期MP4期间连接到第四指纹感测线FRL4的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的导通周期。因此，在第三多路复用周期MP3期间感测电流Ir流向第三指纹感测线FRL3的持续时间可以长于在第四多路复用周期MP4期间感测电流Ir流向第四指纹感测线FRL4的持续时间。因此，可以减小或防止由于第二感测晶体管RT2的滞后特性而引起的第三指纹感测线FRL3的感测电压和第四指纹感测线FRL4的感测电压之间的差异。
如图17中所示，指纹扫描信号FSS1至FSSt的脉冲SP1、SP2、SP3和SP4的宽度可以通过将第一时钟信号CLK1的脉冲CP11、CP12、CP13和CP14的宽度设置为不同的并且将第二时钟信号CLK2的脉冲CP21、CP22、CP23和CP24的宽度设置为不同的而不同。因此，可以减小或防止由于传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的滞后特性而引起的第一指纹感测线FRL1的感测电压和第二指纹感测线FRL2的感测电压之间的差异。
图18是示出根据本公开的实施方式的触摸驱动周期、触摸坐标计算周期和指纹感测周期期间的触摸驱动信号、指纹复位信号、起始信号、多路复用器控制信号、时钟信号和指纹扫描信号的波形图。图19是详细示出图18的区域D的波形图。
图18和图19的实施方式与图16和图17的实施方式不同之处在于第一时钟信号CLK1还包括第一虚设脉冲DP1，并且第二时钟信号CLK2还包括第二虚设脉冲DP2。参考图18和图19的描述主要针对与图16和图17的实施方式的不同之处。
参考图18和图19，第一时钟信号CLK1可以包括在第一多路复用周期MP1之前的虚设周期DDP期间生成的第一虚设脉冲DP1。第二时钟信号CLK2可以包括在第一多路复用周期MP1之前的虚设周期DDP期间生成的第二虚设脉冲DP2。因此，指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个可以包括在第一脉冲SP1之前生成的虚设脉冲DP。
在产生虚设脉冲DP的虚设周期DDP期间，第一多路复用器晶体管MST1、第二多路复用器晶体管MST2、第三多路复用器晶体管MST3和第四多路复用器晶体管MST4不导通。因此，即使连接到指纹感测线FRL1、FRL2、FRL3和FRL4中的每一个的传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2通过虚设脉冲DP导通，指纹感测线FRL1、FRL2、FRL3和FRL4中的每一个的感测电压也不被指纹驱动电路420感测。
当第二感测晶体管RT2通过指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每个的第一脉冲SP1导通时和当第二感测晶体管RT2通过第二脉冲SP2导通时，传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的滞后特性的差异可以是最大的。如图18和图19中所示，当指纹扫描信号FSS1至FSSt中的每一个包括虚设脉冲时，可以减小当第二感测晶体管RT2通过每个指纹扫描信号FSS1至FSSt的第一脉冲SP1导通时和当第二感测晶体管RT2通过第二脉冲导通时传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的滞后特性的差异。也就是说，可以减小由于传感器像素SEP的第二感测晶体管RT2的滞后特性而引起的第一指纹感测线FRL1的感测电压和第二指纹感测线FRL2的感测电压之间的差异。
在根据实施方式的指纹传感器设备、包括指纹传感器设的显示设备以及用于驱动显示设备的方法中，当触摸驱动电路通过解复用器将起始信号直接施加到指纹传感器块的起始级时，可以在指纹驱动电路中省略连接到多个单元块中的每一个的起始级的凸块。因此，可以减小指纹驱动电路的面积，这使得可以降低由于指纹驱动电路而造成的制造成本。
在根据实施方式的指纹传感器设备、包括指纹传感器设的显示设备以及用于驱动显示设备的方法中，触摸驱动电路可以基于触摸坐标数据计算指纹传感器块，并且通过解复用器将起始信号直接施加到指纹传感器块的起始级。在该实施方式中，可以省略触摸驱动电路将触摸坐标数据发送到主处理器并且主处理器基于触摸坐标数据设置指纹传感器设备的指纹传感器块以将指纹传感器块上的信息传输到指纹驱动电路的过程。因此，可以显着地减少从用户触摸显示设备的盖窗以进行指纹认证到完成指纹认证所花费的时间。
在根据实施方式的指纹传感器设备、包括指纹传感器设的显示设备以及用于驱动显示设备的方法中，通过将第一时钟信号的脉冲的宽度设置为不同的并且将第二时钟信号的脉冲的宽度设置为不同的，指纹扫描信号的脉冲的宽度可以为不同的。因此，可以减小或防止由于传感器像素的第二感测晶体管的滞后特性而引起的第一指纹感测线的感测电压和第二指纹感测线的感测电压之间的差异。
在根据实施方式的指纹传感器设备、包括指纹传感器设的显示设备以及用于驱动显示设备的方法中，当指纹扫描信号中的每个包括虚设脉冲时，可以减小当第二感测晶体管通过指纹扫描信号中的每个的第一脉冲导通时和当第二感测晶体管通过指纹扫描信号中的每个的第二脉冲导通时的传感器像素的第二感测晶体管的滞后特性的差异。也就是说，可以减小由于传感器像素的第二感测晶体管的滞后特性而引起的第一指纹感测线的感测电压和第二指纹感测线的感测电压之间的差异。
然而，本公开的实施方式的效果不限于本文中所阐述的那些。
虽然已经参考本公开的实施方式具体示出和描述了本公开，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。本文中描述的本公开的实施方式应该被认为仅仅是描述性的，而不是为了限制的目的。

Claims (23)

1.显示设备，包括：
显示面板，包括多个触摸电极；
触摸驱动电路，电连接到所述多个触摸电极；以及
指纹传感器设备，设置在所述显示面板的一个表面上并且包括多个单元块，
其中，所述指纹传感器设备包括：
多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；
多个指纹感测线，在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；
多个传感器像素，分别连接到所述多个指纹扫描线和所述多个指纹感测线；以及
指纹扫描驱动器，具有用于将指纹扫描信号施加到所述多个指纹扫描线中的每一个的多个级，
其中，所述触摸驱动电路向所述指纹扫描驱动器施加起始信号。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述起始信号的脉冲的幅度等于施加到所述多个触摸电极的触摸驱动信号的脉冲的幅度。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，所述触摸驱动信号的所述脉冲从第一电平电压上升到第二电平电压，并且所述起始信号的所述脉冲从所述第二电平电压下降到所述第一电平电压。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述触摸驱动电路使用所述多个触摸电极计算触摸坐标，并基于所述触摸坐标设置包括所述多个单元块中的一些单元块的指纹传感器块。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述触摸驱动电路将所述起始信号施加到所述多个级中的起始级。
6.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：
解复用器，设置在所述触摸驱动电路和所述指纹扫描驱动器之间；以及
多个起始线，分别连接到所述多个单元块的起始级，
其中，所述解复用器响应于所述触摸驱动电路的解复用器控制信号将所述起始信号施加到所述多个起始线中的一个。
7.根据权利要求1所述的显示设备，还包括指纹驱动电路，所述指纹驱动电路配置为将所述传感器像素的感测电压转换为数字格式的指纹感测数据。
8.根据权利要求7所述的显示设备，还包括主处理器，所述主处理器配置为接收所述指纹驱动电路的所述指纹感测数据以认证用户的指纹。
9.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述指纹传感器设备还包括设置在所述多个指纹感测线和所述指纹驱动电路之间的多路复用器，以及
所述多路复用器将所述多个指纹感测线中的至少两个指纹感测线连接到与所述指纹驱动电路连接的一个焊盘线。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述多路复用器包括：
第一多路复用器晶体管，配置为响应于第一多路复用器控制信号将所述至少两个指纹感测线中的第一指纹感测线连接到所述一个焊盘线；
第二多路复用器晶体管，配置为响应于第二多路复用器控制信号将所述至少两个指纹感测线中的第二指纹感测线连接到所述一个焊盘线；
第三多路复用器晶体管，配置为响应于第三多路复用器控制信号将所述至少两个指纹感测线中的第三指纹感测线连接到所述一个焊盘线；以及
第四多路复用器晶体管，配置为响应于第四多路复用器控制信号将所述至少两个指纹感测线中的第四指纹感测线连接到所述一个焊盘线。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述多个级中的每一个包括：
起始端子，被输入有所述起始信号或进位信号；
第一时钟端子和第二时钟端子，所述第一时钟端子被输入有第一时钟线的第一时钟信号和第二时钟线的第二时钟信号中的一个，所述第二时钟端子被输入有所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的另一个；以及
输出端子，配置为输出所述指纹扫描信号。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述指纹扫描信号包括与所述第一多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第一脉冲、与所述第二多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第二脉冲、与所述第三多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第三脉冲以及与所述第四多路复用器控制信号的脉冲中的一个重叠的第四脉冲。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述第一脉冲的第一宽度、所述第二脉冲的第二宽度、所述第三脉冲的第三宽度和所述第四脉冲的第四宽度是不同的。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述第一宽度大于所述第二宽度、所述第三宽度和所述第四宽度，
所述第二宽度大于所述第三宽度和所述第四宽度，以及
所述第三宽度大于所述第四宽度。
15.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述指纹扫描信号还包括不与所述第一多路复用器控制信号的所述脉冲、所述第二多路复用器控制信号的所述脉冲、所述第三多路复用器控制信号的所述脉冲和所述第四多路复用器控制信号的所述脉冲重叠的虚设脉冲。
16.指纹传感器设备，包括：
多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；
多个指纹感测线，在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；
多个传感器像素，分别连接到所述多个指纹扫描线和所述多个指纹感测线；
指纹扫描驱动器，具有用于向所述多个指纹扫描线中的每一个施加指纹扫描信号的多个级；以及
多路复用器，包括用于将所述多个指纹感测线中的N个指纹感测线连接到一个焊盘线的N个多路复用器晶体管，
其中，所述N个多路复用器晶体管由N个多路复用器控制信号控制，以及
所述指纹扫描信号包括与所述N个多路复用器控制信号的脉冲重叠的N个脉冲，
其中，N是至少为二的整数。
17.根据权利要求16所述的指纹传感器设备，其中，所述指纹扫描信号的所述N个脉冲的宽度彼此不同。
18.根据权利要求16所述的指纹传感器设备，其中，所述指纹扫描信号还包括虚设脉冲，所述虚设脉冲不与所述N个多路复用器控制信号的所述脉冲重叠。
19.驱动显示设备的方法，包括：
通过向多个触摸电极施加触摸驱动信号来计算触摸坐标；
基于所述触摸坐标将指纹扫描信号施加到包括指纹传感器设备的多个单元块中的一些单元块的指纹传感器块的传感器像素；
将所述传感器像素的感测信号转换为具有数字格式的指纹感测数据；以及
通过将由所述指纹感测数据生成的指纹图案与预先存储的指纹图案进行比较来认证用户的指纹，
其中，施加所述指纹扫描信号包括将起始信号施加到所述指纹传感器块的起始级，所述起始信号的脉冲的幅度等于所述触摸驱动信号的脉冲的幅度。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述触摸驱动信号的所述脉冲从第一电平电压上升到第二电平电压，并且所述起始信号的所述脉冲从所述第二电平电压下降到所述第一电平电压。
21.显示设备，包括：
显示面板，包括多个触摸电极；
指纹传感器设备，设置在所述显示面板的一个表面上；
触摸驱动电路，电连接到所述多个触摸电极；
多个指纹扫描线，在第一方向上延伸；
多个指纹感测线，在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；
多个传感器像素，分别连接到所述多个指纹扫描线和所述多个指纹感测线；
指纹扫描驱动器，具有用于向所述多个指纹扫描线中的每一个施加指纹扫描信号的多个级；以及
解复用器，
其中，所述触摸驱动电路通过所述解复用器向所述多个级中的起始级施加起始信号。
22.根据权利要求21所述的显示设备，其中，所述解复用器的输出直接连接到所述起始级的起始端子。
23.根据权利要求21所述的显示设备，其中，所述起始级的输出连接到所述多个指纹扫描线中的第一指纹扫描线。
CN202210304534.8A 2021-04-01 2022-03-21 指纹传感器设备、含其的显示设备和驱动显示设备的方法 Pending CN115202499A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210042480A KR20220137194A (ko) 2021-04-01 2021-04-01 지문 감지 장치, 지문 감지 장치를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치의 구동 방법
KR10-2021-0042480 2021-04-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115202499A true CN115202499A (zh) 2022-10-18

Family

ID=83449075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210304534.8A Pending CN115202499A (zh) 2021-04-01 2022-03-21 指纹传感器设备、含其的显示设备和驱动显示设备的方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11829554B2 (zh)
KR (1) KR20220137194A (zh)
CN (1) CN115202499A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11966525B2 (en) * 2021-04-07 2024-04-23 Novatek Microelectronics Corp. Touch device with FPR function and operation method thereof
US20230033119A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 Japan Display Inc. Detection device and display device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10203816B2 (en) * 2013-05-07 2019-02-12 Egis Technology Inc. Apparatus and method for TFT fingerprint sensor
KR102420486B1 (ko) 2015-10-05 2022-07-14 엘지디스플레이 주식회사 지문센서 일체형 터치 스크린을 갖는 표시장치
US10503308B2 (en) * 2016-12-13 2019-12-10 Novatek Microelectronics Corp. Touch apparatus and touch detection integrated circuit thereof
KR20190033235A (ko) 2017-09-21 2019-03-29 삼성전자주식회사 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법
KR102560800B1 (ko) 2017-10-30 2023-07-31 삼성전자주식회사 디스플레이를 이용하여 지문을 인식하기 위한 전자 장치
KR102596042B1 (ko) 2018-06-27 2023-10-31 엘지디스플레이 주식회사 지문 인식형 표시장치
FR3092685B1 (fr) * 2019-02-11 2021-07-02 Isorg Système de reconnaissance d’empreinte digitale équipé d’un dispositif amélioré d’adressage de lignes
US11747925B2 (en) * 2019-09-11 2023-09-05 Novatek Microelectronics Corp. Electronic circuit having display driving function, touch sensing function and fingerprint sensing function
US20210109639A1 (en) * 2019-10-09 2021-04-15 Novatek Microelectronics Corp. Single-chip device for driving a panel including fingerprint sensing pixels, display pixels and touch sensors, electronic module therefor, and electronic apparatus including the single-chip device
US11551469B2 (en) * 2020-07-07 2023-01-10 Novatek Microelectronics Corp. Fingerprint recognition driving method for display panel
KR20220022019A (ko) 2020-08-14 2022-02-23 삼성디스플레이 주식회사 입력 감지 방법 및 이를 포함하는 입력 감지 장치
US11703979B2 (en) * 2021-02-26 2023-07-18 Qualcomm Incorporated Power saving for large-area sensor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220137194A (ko) 2022-10-12
US11829554B2 (en) 2023-11-28
US20220317852A1 (en) 2022-10-06
US20240103663A1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102503847B1 (ko) 표시장치
US11700752B2 (en) Display device
KR102342556B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
CN115202499A (zh) 指纹传感器设备、含其的显示设备和驱动显示设备的方法
EP3786761A1 (en) Sensing panel having fingerprint sensing pixel and electronic pen sensing pixel and display device having the sensing panel
KR20210027712A (ko) 센싱 유닛, 표시 장치, 및 표시 장치의 구동 방법
KR20210130893A (ko) 표시 장치
EP3951570A1 (en) Touch sensing device, display device including the same, and method of driving the same
KR20220039976A (ko) 표시 장치
US10996778B2 (en) Display apparatus with integrated touch screen and method for fabricating the same
KR20240003021A (ko) 터치 감지 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치
US11450133B2 (en) Ultrasonic sensing device and display device including the same
KR20210129765A (ko) 표시 장치
CN220476242U (zh) 显示装置
US11709555B2 (en) Smart pen and a display device using the same
US20230108746A1 (en) Display device
EP4298993A1 (en) Display device to measure blood pressure
EP4209871A1 (en) Display device and touch input system including the same
US20230274685A1 (en) Display device for reducing deterioration of light-emitting elements
KR20230083369A (ko) 표시 장치
US20230221810A1 (en) Touch input device and display device using the same
EP4109225A1 (en) Display device
KR20240055915A (ko) 표시 장치
KR20230164798A (ko) 표시 장치
KR20230025603A (ko) 표시 장치 및 이를 포함하는 센싱 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination