CN116896950A - 显示装置 - Google Patents

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金炫植
金建熙
安泰琼
李大荣
金相羽
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Abstract

一种显示装置包括：像素，包括显示驱动器，显示驱动器配置为将驱动电流施加到发光元件；以及光学传感器，包括感测驱动器，感测驱动器配置为基于来自光电转换元件的光电流将感测电流施加到读出线，其中，像素还包括：驱动晶体管，配置为控制驱动电流；第一晶体管，配置为基于发射控制信号将第一初始化电压施加到发光元件的阳极；以及第二晶体管，配置为根据发射控制信号将发光元件的阳极连接到驱动晶体管的第一电极，并且其中，第一晶体管的沟道与驱动晶体管的沟道和第二晶体管的沟道包括不同的材料。

Description

显示装置
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2022年3月29日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0038703号韩国专利申请的优先权，上述韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种显示装置。
背景技术
显示装置已经应用于诸如智能电话、数码相机、笔记本计算机、导航系统、智能手表和智能电视机的各种电子装置。显示装置的示例包括诸如液晶显示(LCD)装置、场发射显示(FED)装置或有机发光二极管(OLED)显示装置的平板显示装置。
用于触摸识别和指纹识别的传感器可以被包含在平板显示装置的显示面板中。例如，传感器可以包括用于感测光并将感测到的光转换为电信号的一个或多个光电转换元件。然而，每个光电转换元件中的漏电流可能导致光电转换元件的性能的劣化。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供了一种能够在增加每个光电转换元件中的光电流的同时减少每个光电转换元件中的漏电流的显示装置。
根据本公开的实施例，一种显示装置包括：像素，包括显示驱动器，所述显示驱动器配置为将驱动电流施加到发光元件；以及光学传感器，包括感测驱动器，所述感测驱动器配置为基于来自所述光电转换元件的光电流将感测电流施加到读出线。所述像素还包括：驱动晶体管，配置为控制所述驱动电流；第一晶体管，配置为基于来自发射控制线的发射控制信号将第一初始化电压施加到所述发光元件的阳极；以及第二晶体管，配置为基于所述发射控制信号将所述发光元件的所述阳极连接到所述驱动晶体管的第一电极。所述第一晶体管的沟道与所述驱动晶体管的沟道和所述第二晶体管的沟道包括不同的材料。
所述驱动晶体管的所述沟道和所述第二晶体管的所述沟道包括多晶硅，并且所述第一晶体管的所述沟道包括氧化物半导体。
所述驱动晶体管和所述第二晶体管可以包括P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，并且所述第一晶体管可以包括N型MOSFET。
所述第一晶体管的所述沟道可以在平面图中或在厚度方向上与提供所述发射控制信号的发射控制线重叠。
所述光学传感器还可以包括：第一感测晶体管，配置为基于所述光电转换元件的感测阳极的电压来控制流入到所述读出线中的感测电流；以及复位晶体管，配置为将所述光电转换元件的所述感测阳极初始化为第一电平电压。
所述第一晶体管可以在所述发射控制信号是高于所述第一电平电压的第二电平电压并且被施加到所述第一晶体管时导通。
所述显示装置还可以包括传输所述第一电平电压的多条第一电平电压线，其中，所述多条第一电平电压线中的一些第一电平电压线连接到配置为提供扫描信号的扫描驱动器，并且所述多条第一电平电压线中的其他第一电平电压线连接到所述复位晶体管的第一电极和第二电极中的一者。
所述发光元件可以包括阳极、阴极和设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层，所述光电转换元件可以包括感测阳极、感测阴极和设置在所述感测阳极和所述感测阴极之间的光电转换层，并且所述阴极和所述感测阴极可以连接到配置为施加公共电压的公共电压线。
所述第一电平电压可以低于所述公共电压。
根据本公开的实施例，一种显示装置包括：像素，包括显示驱动器，所述显示驱动器配置为将驱动电流施加到发光元件；以及光学传感器，包括感测驱动器，所述感测驱动器配置为根据来自光电转换元件的光电流将感测电流施加到读出线。所述像素还包括：驱动晶体管，配置为控制所述驱动电流；以及第一晶体管，配置为基于发射控制信号将第一初始化电压施加到所述发光元件的阳极。所述光学传感器还包括：第一感测晶体管，配置为基于所述光电转换元件的感测阳极的电压来控制流入到所述读出线中的感测电流；以及复位晶体管，配置为将所述光电转换元件的所述感测阳极初始化为第一电平电压。
所述发光元件可以在所述发射控制信号具有从所述第一电平电压上升到高于所述第一电平电压的所述第二电平电压的脉冲时被初始化，并且在所述发射控制信号具有从所述第二电平电压下降到所述第一电平电压的脉冲时发射光。
所述显示装置还可以包括公共电压线，配置为将公共电压施加到所述光电转换元件的感测阴极，其中，所述第一电平电压低于所述公共电压。
所述发光元件的阴极可以电连接到所述光电转换元件的所述感测阴极。
所述像素还可以包括第二晶体管，配置为基于来自所述发射控制线的所述发射控制信号将所述发光元件的所述阳极连接到所述驱动晶体管的第一电极，并且所述第二晶体管可以在具有所述第一电平电压的所述发射控制信号被施加到所述第二晶体管时导通。
所述光电转换元件可以在当所述复位晶体管导通时的周期期间处于反向偏置状态。
所述光电转换元件的操作点可以在当所述复位晶体管导通时的所述周期期间低于基准电压。
所述光学传感器还可以包括第一节点，所述第一节点设置在所述光电转换元件的所述感测阳极和所述第一感测晶体管之间，并且所述第一节点的电压在当所述光电转换元件暴露于光时的周期期间增加。
在当所述光电转换元件暴露于光时的所述周期期间，所述光电转换元件可以产生从所述感测阴极流向所述感测阳极的光电流。
所述像素还包括第二晶体管，所述第二晶体管配置为根据来自扫描线的扫描信号而导通，并且所述光学传感器还可以包括第二感测晶体管，所述第二感测晶体管配置为根据来自所述扫描线的所述扫描信号将所述第一感测晶体管和所述读出线连接。
所述第一晶体管的沟道可以与所述驱动晶体管的沟道和所述第一感测晶体管的沟道包括不同的材料。
根据本公开的至少一个实施例，通过改变施加到光电转换元件的电压，可以减少光电转换元件的漏电流，或者可以增加在暴露于外部光时产生的光电流的量。
附图说明
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开的以上及其他方面和特征将变得更加明显，在附图中：
图1是根据本公开的实施例的显示装置的平面图；
图2是图1的显示装置的框图；
图3是示出图1的显示面板的像素和光学传感器的布局图；
图4是示出根据示例实施例的图1的显示装置的像素和光学传感器的电路图；
图5是示出根据示例实施例的图4的像素和光学传感器的截面图；
图6示出被施加到图4的像素和光学传感器的信号；
图7是根据本公开的实施例的显示装置的像素和光学传感器的电路图；
图8是用于说明如何在复位周期期间驱动光学传感器的电路图；
图9是示出在复位周期期间光电转换元件的电流-电压曲线的曲线图；
图10是示出图9的部分E的放大曲线图；
图11是用于说明如何在光暴露周期期间驱动光学传感器的电路图；
图12是示出在光暴露周期期间的光电转换元件的电流-电压曲线的曲线图；
图13是用于说明如何在指纹读取周期期间驱动光学传感器的电路图；
图14是根据本公开的实施例的读出电路的电路图；
图15是根据本公开的实施例的显示装置的像素和光学传感器的电路图；以及
图16是根据本公开的实施例的显示装置的像素和光学传感器的电路图。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中更充分地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应解释为局限于本文阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是详尽的和完整的，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。另外，将理解的是，对于本公开的至少一个实施例来说，在附图中，组件的相对厚度、比例、角度和尺寸旨在按比例绘制，然而，在本公开的范围内可以对这些特性做出改变，并且本发明构思不一定局限于这些属性。
将理解的是，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区、层和/或部分，但这些元件、组件、区、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区、层或部分与另一元件、组件、区、层或部分区分开。因此，在不脱离本文的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区”、“第一层”或“第一部分”可以被称作“第二元件”、“第二组件”、“第二区”、“第二层”或“第二部分”。
还将理解的是，当层或基底被称为“在”另一层或另一基底上时，该层或基底可以直接在另一层或另一基底“上”，或者还可以存在居间层或居间基底。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在居间元件。
本文使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不旨在进行限制。如本文所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述(该)”旨在包括复数形式，包括“至少一个(者/种)”。“A和B中的至少一个(者/种)”意指“A和/或B”。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何组合和所有组合。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”或“含有”和/或“具有”说明存在所陈述的特征、区、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、区、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
考虑到讨论中的测量以及与特定量的测量相关联的误差(即，测量系统的局限性)，如本文使用的“大约”或“近似”包括所陈述的值，并且意指在由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内。
本文描述的实施例不应当被解释为局限于如本文示出的区的特定形状，而是包括例如由于制造引起的形状的偏差。在替代的实施例中，被示出或描述为平坦的区可以具有粗糙的和/或非线性的特征。而且，在替代的实施例中，被示出的尖角可以被倒圆。因此，在附图中示出的区在本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在限制权利要求的范围。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例实施例。
图1是根据本公开的实施例的显示装置的平面图。
第一方向X、第二方向Y和第三方向Z如图1中所示。参照图1，第一方向X在平面图中可以是与显示装置1的一侧平行的方向，并且可以是例如显示装置1的水平方向。第二方向Y在平面图中可以是与显示装置1的另一侧平行的方向，显示装置1的另一侧与显示装置1的对应于第一方向X的一侧相交，并且第二方向Y可以是例如显示装置1的垂直方向。为了方便起见，在平面图中，在第一方向X上的第一侧和第二侧可以分别指的是向左方向和向右方向，并且在第二方向Y上的第一侧和第二侧可以分别指的是向上方向和向下方向。第三方向Z可以指的是显示装置1的厚度方向。然而，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z未被具体限制，而是示例性的。
除非另外规定，否则术语“在……上”、“在……上方”、“上”和“顶表面”等可以指的是显示面板10的显示表面，并且术语“在……下方”、“下”和“底表面”等可以指的是与显示面板10的显示表面相对的表面。
参照图1，显示装置1可以是包括显示屏的电子装置。显示装置1的示例包括但不限于移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、移动通信终端、电子笔记本、电子书、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、超移动PC(UMPC)、电视机(TV)、游戏机、腕表式电子装置、头戴式显示器(HMD)、PC监视器、笔记本计算机、汽车仪表盘、数码相机、摄像机、外部广告牌、电子广告牌、各种医疗设备、各种检查装置、具有显示区域的各种家用电器(例如，冰箱或洗衣机)和物联网(IoT)装置等。具体来说，显示装置1可以是例如智能电话、平板PC或笔记本计算机，但本公开不限于此。
显示装置1可以包括显示面板10、面板驱动电路20、电路板30和读出电路40。
显示装置1可以包括显示面板10，显示面板10包括有源区AAR和非有源区NAR。有源区AAR可以包括显示图像的显示区域。有源区AAR可以与显示区域完全重叠。显示图像的多个像素PX可以设置在显示区域中。像素PX中的每一者可以包括图4的发光元件EL。
有源区AAR还可以包括指纹感测区域。指纹感测区域是对光做出反应的区域。指纹感测区域可以是配置为感测入射到指纹感测区域上的光的量和波长的区域。指纹感测区域可以与显示区域重叠。在平面图中，指纹感测区域可以与显示区域完全重合，在这种情况下，整个显示区域可以是用于感测指纹的区域。可替代地，指纹感测区域可以仅被提供在用于指纹识别的有限区域中，在这种情况下，指纹感测区域可以仅与显示区域的一部分重叠。
有源区AAR的指纹感测区域还可以包括对光做出反应的多个光学传感器PS。光学传感器PS中的每一者可以包括图4的光电转换元件PD，光电转换元件PD感测入射到光电转换元件PD上的光，并且将入射光转换为电信号。
非有源区NAR可以设置在有源区AAR周围。非有源区NAR可以是边框区。非有源区NAR可以围绕有源区AAR的全部四侧，但本公开不限于此。
面板驱动电路20可以设置在非有源区NAR中。面板驱动电路20可以驱动像素PX和/或光学传感器PS。面板驱动电路20可以输出用于驱动显示面板10的信号和电压。面板驱动电路20可以形成为集成电路(IC)，并且可以安装在显示面板10上。用于在面板驱动电路20和有源区AAR之间传输信号的信号线可以进一步设置在非有源区NAR中。可替代地，面板驱动电路20可以安装在电路板30上。
读出电路40可以安装在电路板30上。可替代地，读出电路40或用于将信号施加到有源区AAR的信号线还可以设置在非有源区NAR中。读出电路40可以通过信号线连接到光学传感器PS，并且可以从光学传感器PS接收电流以检测来自用户的指纹输入。读出电路40可以形成为IC，并且可以以薄膜覆晶(COF)的方式附接在显示电路板上，但本公开不限于此。可替代地，读出电路40可以以玻璃覆晶(COG)或塑料覆晶(COP)的方式或通过超声波键合附接到显示面板10的非有源区NAR。
电路板30可以经由各向异性导电膜(ACF)附接到显示面板10的一端。电路板30的引线可以电连接到显示面板10的焊盘单元。电路板30可以是柔性印刷电路板(FPCB)或诸如COF的柔性膜。
图2是图1的显示装置的框图。
参照图1和图2，设置在显示面板10的有源区AAR中的像素PX和光学传感器PS可以由面板驱动电路20驱动。
面板驱动电路20可以包括驱动显示面板10的像素PX的数据驱动器22(例如，驱动器电路)、驱动像素PX和光学传感器PS的扫描驱动器23(例如，驱动器电路)以及控制数据驱动器22和扫描驱动器23的驱动的时序的时序控制器21(例如，控制电路)。面板驱动电路20还可以包括电源单元24(例如，电源)和发射控制驱动器25(例如，驱动器电路)。
时序控制器21从显示装置1外部接收图像信号。时序控制器21可以将图像数据DATA和数据控制信号DCS输出到数据驱动器22。时序控制器21可以生成用于控制扫描驱动器23的驱动的时序的扫描控制信号SCS和用于控制发射控制驱动器25的驱动的时序的发射控制驱动信号ECS。例如，时序控制器21可以生成扫描控制信号SCS和发射控制驱动信号ECS，并且可以将扫描控制信号SCS通过扫描控制线输出到扫描驱动器23，并且将发射控制驱动信号ECS通过发射控制驱动线输出到发射控制驱动器25。
数据驱动器22可以将图像数据DATA转换为模拟数据电压，并且可以将模拟数据电压输出到数据线DL。扫描驱动器23可以响应于扫描控制信号SCS生成扫描信号，并且可以按顺序将扫描信号输出到第一扫描线SL1至第n扫描线SLn(例如，第一扫描线SL1、第二扫描线SL2、……和第n扫描线SLn)，其中，n是正整数。每个扫描信号可以具有具备来自第一电平电压线的第一电平电压VGL或来自第二电平电压线的第二电平电压VGH的脉冲。在实施例中，第一电平电压VGL小于第二电平电压VGH。例如，扫描信号中的每一者可以具有从第一电平电压VGL上升到第二电平电压VGH或从第二电平电压VGH下降到第一电平电压VGL的脉冲。
电源单元24可以生成图4的驱动电压ELVDD和图4的公共电压ELVSS，并且将驱动电压ELVDD和公共电压ELVSS提供到电源电压线VL。电源电压线VL可以包括驱动电压线和公共电压线。驱动电压ELVDD可以是用于驱动图4的发光元件EL和图4的光电转换元件PD的高电位电压，并且公共电压ELVSS可以是用于驱动发光元件EL和光电转换元件PD的低电位电压。也就是说，驱动电压ELVDD可以具有比公共电压ELVSS的电位高的电位。
发射控制驱动器25可以根据发射控制驱动信号ECS生成发射控制信号EM(参见图6)，并且可以按顺序将发射控制信号EM输出到发射控制线EML。发射控制驱动器25的发射控制信号EM中的每一者可以具有从第一电平电压VGL上升到第二电平电压VGH或从第二电平电压VGH下降到第一电平电压VGL的脉冲。发射控制驱动器25被示出为与扫描驱动器23分开，但本公开不限于此。发射控制驱动器25可以被包括在扫描驱动器23中。
读出电路40可以通过读出线ROL连接到光学传感器PS。读出电路40可以接收在光学传感器PS中的每一者中流动的电流，并且使用所接收的电流感测用户的指纹输入。读出电路40可以形成为IC，并且可以以COF的方式附接到显示电路板，但本公开不限于此。可替代地，读出电路40可以以COG或COP的方式或通过超声波键合附接到显示面板10的非有源区NAR。
读出电路40可以基于从光学传感器PS中的每一者中感测到的电流的大小生成指纹感测数据，并且可以将指纹感测数据传输到处理器，并且处理器可以通过分析指纹感测数据确定用户的指纹是否与预先定义的指纹相匹配。如果用户的指纹与预先定义的指纹相匹配，那么可以执行预先定义的功能。
显示面板10可以包括像素PX、光学传感器PS、连接到像素PX和光学传感器PS的第一扫描线SL1至第n扫描线SLn以及连接到像素PX的数据线DL和发射控制线EML，并且还可以包括连接到光学传感器PS的读出线ROL。
像素PX中的每一者可以连接到第一扫描线SL1至第n扫描线SLn中的一者、数据线DL中的一者、发射控制线EML中的至少一者以及电源电压线VL。
光学传感器PS中的每一者可以连接到第一扫描线SL1至第n扫描线SLn中的一者、读出线ROL中的一者以及电源电压线VL。
第一扫描线SL1至第n扫描线SLn可以将扫描驱动器23连接到像素PX和光学传感器PS。第一扫描线SL1至第n扫描线SLn可以将来自扫描驱动器23的扫描信号提供到像素PX和光学传感器PS。
数据线DL可以将数据驱动器22连接到像素PX。数据线DL可以将来自数据驱动器22的图像数据提供到像素PX。
发射控制线EML可以将发射控制驱动器25连接到像素PX。发射控制线EML可以将来自发射控制驱动器25的发射控制信号EM提供到像素PX。
读出线ROL可以将读出电路40连接到光学传感器PS。读出线ROL可以将基于来自光学传感器PS中的每一者的光电流所产生的感测电流提供到读出电路40。结果是，读出电路40可以感测用户的指纹。
电源电压线VL可以将电源单元24连接到像素PX和光学传感器PS。电源电压线VL可以将来自电源单元24的驱动电压ELVDD和/或公共电压ELVSS提供到像素PX和光学传感器PS。
图3是示出图1的显示面板的像素和光学传感器的布局图。
参照图3，像素PX可以包括第一颜色像素R、第二颜色像素G和第三颜色像素B。例如，第一颜色像素R、第二颜色像素G和第三颜色像素B可以分别是红色像素、绿色像素和蓝色像素。像素PX中的每一者可以包括发射光的发射区域。光学传感器PS中的每一者可以包括感测入射到其上的光的光学感测区域。
第一颜色像素R、第二颜色像素G、第三颜色像素B以及光学传感器PS可以在第一方向X和第二方向Y上交替地布置。
例如，第一颜色像素R和第三颜色像素B可以在第一方向X上交替地布置在第一行中，并且第二颜色像素G可以布置在与第一行相邻的第二行中。被包括在第一行中的像素PX可以与被包括在第二行中的像素PX以交错的方式布置。被包括在第二行中的第二颜色像素G的数量可以是被包括在第一行中的第一颜色像素R或第三颜色像素B的数量的两倍。像素PX的这种排列图案可以从第一行延续到第n行。
光学传感器PS可以设置在第一行中，以与第一颜色像素R和第三颜色像素B间隔开。在第一行中，第一颜色像素R、光学传感器PS和第三颜色像素B可以沿着第一方向X交替地布置。光学传感器PS可以在第二行中设置在第二颜色像素G之间，并且在第二行中，光学传感器PS和第二颜色像素G可以交替地布置。被包括在第一行中的光学传感器PS的数量可以与被包括在第二行中的光学传感器PS的数量相同。光学传感器PS的这种排列图案可以从第一行延续到第n行。
可替代地，第二颜色像素G和光学传感器PS可以交替地布置在第二行中，并且光学传感器PS可以不设置在第一行中。在这种情况下，被包括在第二行中的光学传感器PS的数量可以是被包括在第一行中的第一颜色像素R或第三颜色像素B的数量的两倍。
像素PX的发射区域可以具有不同的尺寸。第二颜色像素G的发射区域的尺寸可以小于第一颜色像素R或第三颜色像素B的发射区域的尺寸。像素PX被示出为具有菱形形状，但本公开不限于此。可替代地，像素PX可以具有圆形形状、矩形形状、八边形形状或其它多边形形状。
每个像素单元PXU可以包括一个第一颜色像素R、两个第二颜色像素G和一个第三颜色像素B。每个像素单元PXU可以指的是可以表示色阶的一组像素PX。
图4是示出根据示例实施例的图1的显示装置的像素和光学传感器的电路图。
参照图4，像素PX可以包括发光元件EL以及控制由发光元件EL发射的光的量的显示驱动器。显示驱动器可以包括一个或多个薄膜晶体管(TFT)以及将驱动电流施加到发光元件EL的各种信号线。
像素PX还可以包括驱动晶体管DT、发光元件EL、开关元件和第一电容器Cst。开关元件可以包括第一晶体管T1_n、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第六晶体管T6。
像素PX可以连接到扫描初始化线GIL、扫描控制线GCL、第一扫描写入线GWL1、发射控制线EML和数据线DL。像素PX还可以连接到被施加有驱动电压ELVDD的驱动电压线、被施加有公共电压ELVSS的公共电压线、被施加有第一初始化电压VINT的第一初始化电压线VIL1以及被施加有第二初始化电压VAINT的第二初始化电压线VIL2。
驱动晶体管DT可以根据被施加到驱动晶体管DT的栅极电极的数据电压来控制源极-漏极电流或驱动电流Isd。流经驱动晶体管DT的沟道的驱动电流Isd可以与阈值电压(Vth)的绝对值和源极-栅极电压(Vsg)之间的差的平方成比例，源极-栅极电压(Vsg)是驱动晶体管DT的源极电极和栅极电极之间的电压，如等式(1)所示：
Isd＝k′×(Vsg-|Vth|)2…(1)
其中，k’是由驱动晶体管DT的结构和物理特性确定的比例系数，Vsg是驱动晶体管DT的源极-栅极电压，并且Vth是驱动晶体管DT的阈值电压。
驱动晶体管DT可以控制被提供到发光元件EL的驱动电流Isd。驱动晶体管DT的栅极电极可以连接到第三晶体管T3的第一电极和第一电容器Cst的第一电极，并且驱动晶体管DT的第一电极可以连接到第五晶体管T5的第二电极和第六晶体管T6的第二电极，并且驱动晶体管DT的第二电极可以连接到第三晶体管T3的第二电极和第二晶体管T2的第一电极。驱动晶体管DT可以具有P型晶体管(即，PMOS晶体管或P型MOSFET)的特性，并且可以包括多晶半导体。
发光元件EL根据驱动电流Isd发射光。由发光元件EL发射的光的量可以与驱动电流Isd成比例。
发光元件EL可以是包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的有机发射层的有机发光二极管(LED)。可替代地，发光元件EL可以是包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的无机半导体的无机LED。仍可替代地，发光元件EL可以是包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的量子点发射层的量子点LED。可替代地，发光元件EL可以是微型LED。发光元件EL的阳极可以与图5的像素电极170对应，并且发光元件EL的阴极可以与图5的公共电极190对应。
发光元件EL的阳极可以连接到第二晶体管T2的第二电极和第一晶体管T1_n的第二电极，并且发光元件EL的阴极可以连接到公共电压线。
第一晶体管T1_n可以通过来自发射控制线EML的发射控制信号EM(参见图6)导通，以将第二初始化电压线VIL2和发光元件EL的阳极连接。在这种情况下，发光元件EL的阳极可以放电到与第二初始化电压VAINT一样低的电压。第一晶体管T1_n的栅极电极可以连接到发射控制线EML，第一晶体管T1_n的第一电极可以连接到第二初始化电压线VIL2，并且第一晶体管T1_n的第二电极可以连接到发光元件EL的阳极和第四节点N4。
第二晶体管T2可以通过来自发射控制线EML的发射控制信号EM导通，以将驱动晶体管DT的第二电极和发光元件EL的阳极连接。第二晶体管T2的栅极电极可以连接到发射控制线EML，第二晶体管T2的第一电极可以连接到驱动晶体管DT的第二电极，并且第二晶体管T2的第二电极可以连接到发光元件EL的阳极。
第五晶体管T5可以通过来自发射控制线EML的发射控制信号EM导通，以将驱动晶体管DT的第一电极和驱动电压线连接。第五晶体管T5的栅极电极可以连接到发射控制线EML，第五晶体管T5的第一电极可以连接到被施加有驱动电压ELVDD的驱动电压线，并且第五晶体管T5的第二电极可以连接到驱动晶体管DT的第一电极。
当第二晶体管T2和第五晶体管T5两者导通时，驱动电流Isd可以被提供到发光元件EL。
在实施例中，第一晶体管T1_n与第二晶体管T2和第五晶体管T5接收相同的发射控制信号EM。然而，当第一晶体管T1_n是N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管并且第二晶体管T2和第五晶体管T5是P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管时，第一晶体管T1_n可以与第二晶体管T2和第五晶体管T5在不同的时间导通。也就是说，通过第一晶体管T1_n的初始化操作可以不在当第二晶体管T2和第五晶体管T5导通时的发射周期期间执行，而是在当第二晶体管T2和第五晶体管T5截止时的非发射周期期间执行。
第三晶体管T3可以通过来自扫描控制线GCL的扫描控制信号导通，以将驱动晶体管DT的栅极电极和第二电极连接。也就是说，当第三晶体管T3导通时，驱动晶体管DT的栅极电极和第二电极连接在一起，并且因此，驱动晶体管DT可以起到二极管的作用。第三晶体管T3的栅极电极可以连接到扫描控制线GCL，第三晶体管T3的第一电极可以连接到驱动晶体管DT的第二电极，并且第三晶体管T3的第二电极可以连接到驱动晶体管DT的栅极电极。
第四晶体管T4可以通过来自扫描初始化线GIL的扫描初始化信号导通，以将驱动晶体管DT的栅极电极和第一初始化电压线VIL1连接。在这种情况下，驱动晶体管DT的栅极电极可以放电到与来自第一初始化电压线VIL1的第一初始化电压VINT一样低的电压。第四晶体管T4的栅极电极可以连接到扫描初始化线GIL，第四晶体管T4的第一电极可以连接到第一初始化电压线VIL1，并且第四晶体管T4的第二电极可以连接到驱动晶体管DT的栅极电极。
第六晶体管T6可以通过来自第一扫描写入线GWL1的第一扫描写入信号导通，以将驱动晶体管DT的第一电极和数据线DL连接。第六晶体管T6的栅极电极可以连接到第一扫描写入线GWL1，第六晶体管T6的第一电极可以连接到数据线DL，并且第六晶体管T6的第二电极可以连接到驱动晶体管DT的第一电极。
第一电容器Cst可以形成在驱动晶体管DT的栅极电极和驱动电压线之间。第一电容器Cst的第一电极可以连接到驱动晶体管DT的栅极电极，并且第一电容器Cst的第二电极可以连接到驱动电压线。结果是，第一电容器Cst可以能够保持驱动晶体管DT的栅极电极的电压和驱动电压ELVDD之间的电位差。
驱动晶体管DT以及第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6可以是但不限于P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，它们的沟道由多晶半导体(诸如，以多晶硅或非晶硅为例)形成。第一晶体管T1_n、第三晶体管T3和第四晶体管T4可以是但不限于N型MOSFET，它们的沟道由氧化物半导体形成。例如，第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6中的至少一者可以包括氧化物半导体。
当驱动晶体管DT以及第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6是P型MOSFET时，驱动晶体管DT以及第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6可以响应于栅极低电压将被输入到它们的第一电极的电流输出到它们的第二电极。当第一晶体管T1_n、第三晶体管T3和第四晶体管T4是N型MOSFET时，第一晶体管T1_n、第三晶体管T3和第四晶体管T4可以响应于栅极高电压将被输入到它们的第一电极的电流输出到它们的第二电极。例如，栅极-高电压高于栅极-低电压。
驱动晶体管DT以及第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6的第一电极可以是但不限于源极电极，并且驱动晶体管DT以及第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6的第二电极可以是但不限于漏极电极。第一晶体管T1_n、第三晶体管T3和第四晶体管T4的第一电极可以是但不限于源极电极，并且第一晶体管T1_n、第三晶体管T3和第四晶体管T4的第二电极可以是但不限于漏极电极。
光学传感器PS可以包括多个感测晶体管、光电转换元件PD和感测电容器Cph。感测晶体管可以包括第一感测晶体管LT1、第二感测晶体管LT2和第三感测晶体管LT3。
光学传感器PS可以连接到第二扫描写入线GWL2、复位线RSTL和读出线ROL。光学传感器PS还可以连接到被施加有公共电压ELVSS的公共电压线、被施加有第一电平电压VGL的第一电平电压线VGLL以及被施加有第一初始化电压VINT的第一初始化电压线VIL1。
用于驱动光学传感器PS的信号线和电压线可以与用于驱动像素PX的信号线和电压线共享。也就是说，通过将添加到显示面板10的用于驱动光学传感器PS的信号线和电压线最小化，显示面板10的制造成本和边框面积可以被最小化。
例如，像素PX和光学传感器PS可以由相同的扫描信号驱动。也就是说，在连接到像素PX的第六晶体管T6的栅极电极的第一扫描写入线GWL1是第n扫描线(其中，n是正整数)的情况下，连接到光学传感器PS的第二感测晶体管LT2的栅极电极的第二扫描写入线GWL2可以是第(n+1)扫描线。发光元件EL的阴极和光电转换元件PD的感测阴极可以电连接到施加公共电压ELVSS的公共电压线，并且可以通过共享公共电极190(参见图5)而一体形成。
在另一示例中，第一电平电压VGL可以被提供到扫描驱动器23(参见图2)和发射控制驱动器25(参见图2)，以生成扫描信号和发射控制信号EM，并且同时，第一电平电压VGL可以用作复位电压以使光电转换元件PD的感测阳极复位。也就是说，被提供有第一电平电压VGL的一些第一电平电压线VGLL可以设置在非有源区NAR(参见图1)中，以连接到扫描驱动器23和发射控制驱动器25，并且一些第一电平电压线VGLL可以设置在有源区AAR中，以连接到光学传感器PS的第三感测晶体管LT3的第一电极。然而，本公开不限于此，并且本公开的其他实施例将参照图15稍后进行描述。
参照图4，光电转换元件PD可以是包括感测阳极、感测阴极和设置在感测阳极和感测阴极之间的光电转换层的光接收二极管。光电转换元件PD可以将从外部入射到其上的光转换为电信号。光电转换元件PD可以是由PN型或PIN型无机材料形成的无机光接收二极管，或者可以是光电晶体管。可替代地，光电转换元件PD可以是包括产生供体离子的电子供体材料和产生受体离子的电子受体材料的有机光接收二极管。光电转换元件PD的感测阳极可以与图5的第一电极180对应，并且光电转换元件PD的感测阴极可以与图5的公共电极190对应。
光电转换元件PD的感测阳极可以连接到第一节点N1和感测电容器Cph的第一电极，并且光电转换元件PD的感测阴极可以连接到第二节点N2和感测电容器Cph的第二电极。
光电转换元件PD可以在暴露于外部光时产生光电荷，并且光电荷可以积累在光电转换元件PD的感测阳极中。在这种情况下，电连接到光电转换元件PD的感测阳极的第一节点N1的电压可以增加。当光电转换元件PD和读出线ROL响应于第一感测晶体管LT1和第二感测晶体管LT2导通而连接时，感测电压可以与积累光电荷的第一节点N1的电压成比例地积累在读出线ROL和第二感测晶体管LT2之间的第三节点N3中。
第一感测晶体管LT1可以通过第一节点N1的被施加到第一感测晶体管LT1的栅极电极的电压导通，以将第一初始化电压线VIL1和第二感测晶体管LT2的第二电极连接。在这种情况下，第一感测晶体管LT1的第二电极可以放电到与第一初始化电压VINT一样低的电压。
第一感测晶体管LT1的栅极电极可以连接到第一节点N1，第一感测晶体管LT1的第一电极可以连接到第一初始化电压线VIL1，并且第一感测晶体管LT1的第二电极可以连接到第二感测晶体管LT2的第一电极。第一感测晶体管LT1可以是源极跟随器放大器，该源极跟随器放大器产生与第一节点N1中的被输入到第一感测晶体管LT1的栅极电极的电荷的量成比例的源极-漏极电流。第一感测晶体管LT1的第一电极可以连接到第一初始化电压线VIL1，但本公开不限于此。可替代地，第一感测晶体管LT1的第一电极可以连接到驱动电压线或第二初始化电压线VIL2。
第二感测晶体管LT2可以通过来自第二扫描写入线GWL2的第二扫描写入信号导通，以将第一感测晶体管LT1的第二电极和读出线ROL连接。第二感测晶体管LT2的栅极电极可以连接到第二扫描写入线GWL2，第二感测晶体管LT2的第一电极可以连接到第一感测晶体管LT1的第二电极，并且第二感测晶体管LT2的第二电极可以连接到第三节点N3和读出线ROL。第二感测晶体管LT2可以将在第一感测晶体管LT1中产生的感测电流传输到读出线ROL，并且感测电压可以积累在第三节点N3中。第三节点N3中的感测电压可以通过读出线ROL传输到图2的读出电路40。
第三感测晶体管LT3可以通过来自复位线RSTL的复位信号导通，以将第一节点N1复位到第一电平电压VGL。第三感测晶体管LT3的栅极电极可以连接到复位线RSTL，第三感测晶体管LT3的第一电极可以连接到第一电平电压线VGLL，并且第三感测晶体管LT3的第二电极可以连接到第一节点N1。第三感测晶体管LT3可以是通过复位信号导通并且通过第一节点N1将光电转换元件PD的感测阳极和感测电容器Cph的第一电极复位的复位晶体管。
感测电容器Cph可以形成在第一节点N1和第二节点N2之间。感测电容器Cph的第一电极可以通过第一节点N1连接到光电转换元件PD的感测阳极、第一感测晶体管LT1的栅极电极和第三感测晶体管LT3的第二电极，并且感测电容器Cph的第二电极可以通过第二节点N2连接到公共电压线。结果是，感测电容器Cph可以保持第一节点N1和第二节点N2之间的电位差。
第一感测晶体管LT1和第二感测晶体管LT2可以是P型MOSFET，它们的沟道由诸如以多晶硅或非晶硅为例的多晶半导体形成，并且第三感测晶体管LT3可以是但不限于N型MOSFET，其沟道由氧化物半导体形成。
第一感测晶体管LT1的第一电极和第二感测晶体管LT2的第一电极可以是但不限于源极电极，并且第一感测晶体管LT1的第二电极和第二感测晶体管LT2的第二电极可以是但不限于漏极电极。第三感测晶体管LT3的第一电极可以是但不限于漏极电极，并且第三感测晶体管LT3的第二电极可以是但不限于源极电极。
图5是示出根据示例实施例的图4的像素和光学传感器的截面图。
图5示出图4的驱动晶体管DT和第一感测晶体管LT1作为示例性硅晶体管以及第一晶体管T1_n和第三感测晶体管LT3作为示例性氧化物晶体管。作为硅晶体管的第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6以及第二感测晶体管LT2可以与驱动晶体管DT具有基本相同的堆叠结构，并且作为氧化物晶体管的第三晶体管T3和第四晶体管T4可以与第一晶体管T1_n具有基本相同的堆叠结构。
参照图2、图3和图5，显示装置1(参见图1)可以包括基底SUB、缓冲层BF、TFT层TFTL、发光元件层DDL、封装层TFEL和窗WDL。TFT层TFTL可以包括第一半导体层ACT1、第一栅极绝缘膜131、第一栅极层GTL1、第二栅极绝缘膜132、第二栅极层GTL2、第一层间绝缘膜141、第二半导体层ACT2、第三栅极绝缘膜133、第三栅极层GTL3、第二层间绝缘膜142、第一数据导电层、第一平坦化膜150、第二数据导电层以及第二平坦化膜160。
基底SUB可以是基体基底，并且可以由诸如聚合物树脂的绝缘材料形成。例如，基底SUB可以是可弯折、可折叠或可卷曲的柔性基底。
缓冲层BF可以形成在基底SUB的一个表面上。缓冲层BF可以形成在基底SUB的表面上，以保护TFT和发光元件层DDL的有机发光层175和光电转换层185免受可能渗入基底SUB(其易受湿气影响)的湿气的影响。
第一半导体层ACT1可以设置在基底SUB或缓冲层BF上。第一半导体层ACT1可以由硅基材料形成。例如，第一半导体层ACT1可以由低温多晶硅(LTPS)形成。第一半导体层ACT1可以包括驱动晶体管DT的驱动沟道DT_A和第一感测晶体管LT1的沟道LA1。
第一栅极绝缘膜131可以覆盖缓冲层BF和第一半导体层ACT1，并且可以使第一半导体层ACT1和第一栅极层GTL1绝缘。第一栅极绝缘膜131可以形成为诸如氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层的无机膜。
第一栅极层GTL1可以设置在第一栅极绝缘膜131上。第一栅极层GTL1可以包括驱动晶体管DT的栅极电极DT_G和第一感测晶体管LT1的栅极电极LG1。驱动晶体管DT的栅极电极DT_G可以形成为与驱动沟道DT_A重叠，并且第一感测晶体管LT1的栅极电极LG1可以形成为与沟道LA1重叠。例如，栅极电极DT_G在平面图中可以与驱动沟道DT_A重叠，并且栅极电极LG1可以形成为在平面图中与沟道LA1重叠。第一栅极层GTL1可以形成为包括钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)或它们的合金的单层或多层。
第二栅极绝缘膜132可以覆盖第一栅极层GTL1和第一栅极绝缘膜131。第二栅极绝缘膜132可以使第一栅极层GTL1和第二栅极层GTL2绝缘。第二栅极绝缘膜132可以与第一栅极绝缘膜131包括相同的材料。在实施例中，第二栅极绝缘膜132完全由单一材料制成，并且第一栅极绝缘膜131完全由相同的单一材料制成。
第二栅极层GTL2可以设置在第二栅极绝缘膜132上。第二栅极层GTL2可以包括光阻挡层BML。光阻挡层BML可以防止或抑制从显示面板10下方入射的光进入第二半导体层ACT2。例如，光阻挡层BML可以设置为在第三方向Z上与第一晶体管T1_n的沟道A1或第三感测晶体管LT3的沟道LA3重叠。由于第一晶体管T1_n的栅极电极G1连接到图4的发射控制线EML，因此在第一晶体管T1_n的沟道A1下方的光阻挡层BML的一部分可以是发射控制线EML的一部分，并且可以形成第一晶体管T1_n的下部栅极电极。第二栅极层GTL2可以与第一栅极层GTL1包括相同的材料。在实施例中，第二栅极层GTL2完全由单一材料制成，并且第一栅极层GTL1完全由相同的单一材料制成。
第一层间绝缘膜141可以覆盖第二栅极层GTL2和第二栅极绝缘膜132。第一层间绝缘膜141可以使第二栅极层GTL2和第二半导体层ACT2绝缘。第一层间绝缘膜141可以由诸如氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层或氧化铝层的无机膜形成。
第二半导体层ACT2可以设置在第一层间绝缘膜141上。例如，第二半导体层ACT2可以由氧化物基材料形成。第二半导体层ACT2可以包括第一晶体管T1_n的沟道A1和第三感测晶体管LT3的沟道LA3。
第三栅极绝缘膜133可以覆盖第一层间绝缘膜141和第二半导体层ACT2，并且可以使第二半导体层ACT2和第三栅极层GTL3绝缘。第三栅极绝缘膜133可以与第一栅极绝缘膜131包括相同的材料。在实施例中，第三栅极绝缘膜133完全由单一材料制成，并且第一栅极绝缘膜131完全由相同的单一材料制成。
第三栅极层GTL3可以设置在第三栅极绝缘膜133上。第三栅极层GTL3可以包括第一晶体管T1_n的栅极电极G1和第三感测晶体管LT3的栅极电极LG3。第一晶体管T1_n的栅极电极G1可以形成为与沟道A1重叠，并且第三感测晶体管LT3的栅极电极LG3可以形成为与沟道LA3重叠。第三栅极层GTL3可以与第一栅极层GTL1包括相同的材料。第一晶体管T1_n的栅极电极G1可以是发射控制线EML的一部分，并且可以是第一晶体管T1_n的上部栅极电极。
第一数据导电层可以设置在第二层间绝缘膜142上。第一数据导电层DTL1可以包括驱动晶体管DT的第一电极DT_S和第二电极DT_D、第一感测晶体管LT1的第一电极LS1和第二电极LD1、第一晶体管T1_n的第一电极D1和第二电极S1以及第三感测晶体管LT3的第一电极LD3和第二电极LS3。第一数据导电层可以形成为包括Mo、Al、Cr、Au、Ti、Ni、Nd、Cu或它们的合金的单层或多层。
第一平坦化膜150可以覆盖第一数据导电层和第二层间绝缘膜142。第一平坦化膜150可以平坦化由第一半导体层ACT1、第一栅极层GTL1、第二栅极层GTL2、第二半导体层ACT2、第三栅极层GTL3和第一数据导电层形成的任何高度差。第一平坦化膜150可以由包括丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂或聚酰亚胺树脂的有机膜形成。第二数据导电层可以形成在第一平坦化膜150上。第二平坦化膜160可以覆盖第二数据导电层和第一平坦化膜150。第二平坦化膜160可以将由第二数据导电层形成的任何高度差平坦化。第二平坦化膜160可以与第一平坦化膜150包括相同的材料。在实施例中，第二平坦化膜160完全由单一材料制成，并且第一平坦化膜150完全由相同的单一材料制成。
发光元件层DDL可以设置在TFT层TFTL上。发光元件层DDL可以包括发光元件EL、光电转换元件PD和堤层BK。发光元件EL可以包括像素电极170、有机发光层175和公共电极190，并且光电转换元件PD可以包括第一电极180、光电转换层185和公共电极190。
发光元件EL的像素电极170可以设置在第二平坦化膜160上。像素电极170可以提供在每个像素PX中。像素电极170可以通过贯穿第二平坦化膜160的接触孔连接到第一电极DT_S和第一电极D1以及/或者第二电极DT_D和第二电极S1。
发光元件EL的像素电极170可以具有但不限于包括Mo、Ti、Cu或Al的单层结构或者包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、银(Ag)、镁(Mg)、MgF2、Al、铂(Pt)、铅(Pb)、金(Au)或镍(Ni)的堆叠结构或多层结构，所述堆叠结构或多层结构诸如ITO/Mg、ITO/MgF2、ITO/Ag或ITO/Ag/ITO。
光电转换元件PD的第一电极180可以设置在第二平坦化膜160上。光电转换元件PD的第一电极180可以提供在每个光学传感器PS中。光电转换元件PD的第一电极180可以通过贯穿第二平坦化膜160的接触孔连接到第一电极LS1和第一电极LD3以及/或者第二电极LD1和第二电极LS3。
光电转换元件PD的第一电极180可以具有但不限于包括Mo、Ti、Cu或Al的单层结构或者诸如ITO/Mg、ITO/MgF2、ITO/Ag或ITO/Ag/ITO的多层结构。
堤层BK可以设置在像素电极170和第一电极180上。堤层BK可以在与像素电极170重叠的区域中形成开口，并且可以暴露像素电极170。其中像素电极170和有机发光层175彼此重叠的区域可以被定义为发射光的发射区域，并且光的颜色可以从一个像素PX到另一像素PX而不同。
堤层BK还可以在与第一电极180重叠的区域中形成开口，并且可以暴露第一电极180。暴露第一电极180的开口可以提供其中形成光电转换层185的空间，并且其中第一电极180和光电转换层185彼此重叠的区域可以被定义为光学感测区域。
堤层BK可以包括诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB)的有机绝缘材料。可替代地，堤层BK可以包括诸如氮化硅的无机材料。
有机发光层175可以设置在发光元件EL的被堤层BK暴露的像素电极170上。有机发光层175可以包括高分子材料或低分子材料，并且可以发红光、绿光或蓝光。由有机发光层175发射的光可以有助于图像的显示，或者可以用作每个光学传感器PS的入射光源。例如，由第二颜色像素G发射的绿色波长的光可以起到用于每个光学传感器PS的入射光源的作用。
在有机发光层175由有机材料形成的情况下，空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)可以设置在有机发光层175下方，并且电子注入层(EIL)和电子传输层(ETL)可以堆叠在有机发光层175上。HIL、HTL、EIL和ETL可以形成为包括有机材料的单层或多层。
光电转换层185可以设置在光电转换元件PD的被堤层BK暴露的第一电极180上。光电转换层185可以产生与入射到其上的光的量成比例的光电荷。入射光可以是最初从有机发光层175发射且然后被反射以再次进入光电转换层185的光，或者可以是从外部提供的光，而不考虑有机发光层175如何。在光电转换层185中产生并积累的光电荷可以被转换为用于光学感测的电信号。
光电转换层185可以包括电子供体材料和电子受体材料。电子供体材料可以响应于光产生供体离子，并且电子受体材料可以响应于光产生受体离子。在光电转换层185由有机材料形成的情况下，电子供体材料可以包括诸如亚酞菁(SubPc)或磷酸二丁酯(DBP)的化合物，但本公开不限于此。电子受体材料可以包括诸如富勒烯、富勒烯衍生物或苝二酰亚胺的化合物，但本公开不限于此。
可替代地，在光电转换层185由无机材料形成的情况下，光电转换元件PD可以是PN型光电晶体管或PIN型光电晶体管。例如，光电转换层185可以具有其中按顺序堆叠N型半导体层、I型半导体层和P型半导体层的结构。
在光电转换层185由有机材料形成的情况下，HIL和HTL可以设置在光电转换层185下方，并且EIL和ETL可以堆叠在光电转换层185上。HIL、HTL、EIL和ETL可以形成为包括有机材料的单层或多层。
公共电极190可以设置在有机发光层175、光电转换层185和堤层BK上。公共电极190可以遍及多个像素PX和多个光学传感器PS设置，以覆盖有机发光层175、光电转换层185和堤层BK。公共电极190可以包括具有低功函数的导电材料，诸如，例如Li、Ca、LiF、Al、Mg、Ag、Pt、Pd、Ni、Au、Nd、Ir、Cr、BaF2、Ba或它们的化合物或混合物(例如，Ag和Mg的混合物)，或者诸如LiF/Ca或LiF/Al的多层结构材料。可替代地，公共电极190可以包括诸如ITO、IZO或ZnO的透明金属氧化物。
光电转换元件PD和发光元件EL可以共享公共电极190，公共电极190设置在光电转换层185和有机发光层175上，但本公开不限于此。
封装层TFEL可以设置在发光元件层DDL上。封装层TFEL可以包括用于防止氧气或湿气渗透到有机发光层175和光电转换层185中的至少一种无机膜。封装层TFEL还可以包括用于保护有机发光层175和光电转换层185免受诸如灰尘的异物的影响的至少一种有机膜。例如，封装层TFEL可以具有其中按顺序堆叠第一无机膜211、有机膜212和第二无机膜213的结构。第一无机膜211和第二无机膜213可以形成为多层膜，在该多层膜中交替地堆叠来自氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层和氧化铝层之中的至少一种无机膜。有机膜212可以由丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂或聚酰亚胺树脂形成。
窗WDL可以设置在封装层TFEL上。窗WDL可以包括诸如玻璃或石英的刚性材料。窗WDL可以是用于保护显示装置1的元件的保护构件。窗WDL可以经由光学透明粘合剂(OCA)等附接在封装层TFEL上。
图5示出用户的手指与窗WDL接触，并且指纹F可以包括具有特定图案的脊RID和在脊RID之间的谷VAL。当指纹F与窗WDL的顶表面接触时，脊RID可以与窗WDL的顶表面接触，但谷VAL可以不与窗WDL的顶表面接触。也就是说，窗WDL的顶表面可以与谷VAL中的空气接触。
当指纹F与窗WDL的顶表面接触时，从每个像素PX的发射区域发射的光可以被指纹F的脊RID和谷VAL反射。由于指纹F与空气具有不同的折射率，因此从脊RID反射的光的量可能与从谷VAL反射的光的量不同。因而，指纹F的脊RID和谷VAL可以基于入射到每个光学传感器PS上的光量的差来检测。由于每个光学传感器PS基于入射到其上的光量(或光电流)的差输出电信号，因而可以识别指纹F的图案。
图6示出被施加到图4的像素和光学传感器的信号。图6中的(a)是示出被施加到图4的像素的信号的时序图，并且图6中的(b)是示出被施加到图4的光学传感器的信号的时序图。
参照图6并且进一步参照图4和图5，被施加到发射控制线EML的发射控制信号EM可以是用于控制第一晶体管T1_n、第二晶体管T2和第五晶体管T5的导通或截止的信号。被施加到扫描初始化线GIL的扫描初始化信号GI可以是用于控制第四晶体管T4的导通或截止的信号。被施加到扫描控制线GCL的扫描控制信号GC可以是用于控制第三晶体管T3的导通或截止的信号。被施加到第一扫描写入线GWL1的第一扫描写入信号GW1可以是用于控制第六晶体管T6的导通或截止的信号。被施加到第二扫描写入线GWL2的第二扫描写入信号GW2可以是用于控制第二感测晶体管LT2的导通或截止的信号。被施加到复位线RSTL的复位信号RST可以是用于控制第三感测晶体管LT3的导通或截止的信号。
参照图6中的(a)，发射控制信号EM、扫描初始化信号G、扫描控制信号GC和第一扫描写入信号GW1可以以帧或帧周期为间隔进行重复。在这里，帧或帧周期可以划分为第一周期t1、第二周期t2、第三周期t3和第四周期t4，在第一周期t1期间驱动晶体管DT的栅极电极DT_G的电压被初始化为第一初始化电压VINT，在第二周期t2期间将数据电压供应到驱动晶体管DT的第一电极DT_S并且对驱动晶体管DT的阈值电压进行采样，在第三周期t3期间将数据电压供应到驱动晶体管DT的第一电极DT_S并且对驱动晶体管DT的阈值电压进行采样，并且在第四周期t4期间发光元件EL发射光。发光元件EL的阳极的电压被初始化为第二初始化电压VAINT的初始化周期t0可以被包括在当发光元件EL不发射光时的非发射周期中。
扫描初始化信号GI可以在第一周期t1期间具有第二电平电压VGH，并且在该帧的其余部分期间具有第一电平电压VGL。扫描控制信号GC可以在第二周期t2期间具有第二电平电压VGH，并且在该帧的其余部分期间具有第一电平电压VGL。第一扫描写入信号GW1在第三周期t3期间可以具有第一电平电压VGL，并且在该帧的其余部分期间具有第二电平电压VGH。发射控制信号EM在第四周期t4期间可以具有第一电平电压VGL，并且在初始化周期t0期间可以具有第二电平电压VGH。第一电平电压VGL可以是栅极低电压，并且第二电平电压VGH可以是比栅极低电压高的栅极高电压。
在第一周期t1期间，具有第二电平电压VGH的扫描初始化信号GI被施加到扫描初始化线GIL。在第一周期t1期间，第四晶体管T4通过扫描初始化信号GI导通。响应于第四晶体管T4导通，驱动晶体管DT的栅极电极DT_G可以被初始化为第一初始化电压线VIL1的第一初始化电压VINT。
在第二周期t2期间，具有第二电平电压VGH的扫描控制信号GC被施加到扫描控制线GCL。然后，连接到扫描控制线GCL的第三晶体管T3导通。结果是，驱动晶体管DT的栅极电极DT_G和第二电极DT_D彼此连接，并且驱动晶体管DT作为二极管操作。
在第三周期t3期间，具有第一电平电压VGL的第一扫描写入信号GW1被施加到第一扫描写入线GWL1。然后，连接到第一扫描写入线GWL1的第六晶体管T6导通，并且数据电压(Vdata)被供应到驱动晶体管DT的第一电极DT_S。由于驱动晶体管DT的第一电极DT_S和栅极电极DT_G之间的电压(即，源极-栅极电压(Vsg))小于阈值电压(Vth)的绝对值，因而可以形成电流路径，直到源极-栅极电压(Vsg)达到阈值电压(Vth)的绝对值为止。结果是，驱动晶体管DT的栅极电极DT_G和第一电极DT_S的电压上升到数据电压(Vdata)与阈值电压(Vth)的绝对值之间的差，即，Vdata-|Vth|。在这种情况下，Vdata-|Vth|可以被存储在第一电容器Cst中。
当驱动晶体管DT是P型晶体管时，驱动晶体管DT的驱动电流Isd在当源极-漏极电压(Vsg)大于0V时的周期期间可以与驱动晶体管DT的源极电极和漏极电极之间的电压(即，源极-漏极电压(Vsg))成比例。而且，驱动晶体管DT的阈值电压(Vth)可以小于0V。
第一晶体管T1_n可以与第二晶体管T2和第五晶体管T5接收相同的发射控制信号EM，但是可以与第二晶体管T2和第五晶体管T5在不同的时间导通，这是因为第一晶体管T1_n是N型晶体管(即，NMOS晶体管或N型MOSFET)，而第二晶体管T2和第五晶体管T5是P型晶体管。也就是说，通过第一晶体管T1_n的初始化操作可以在第二晶体管T2和第五晶体管T5导通时不执行，但是可以在当第二晶体管T2和第五晶体管T5截止时的发射周期期间执行。
具体来说，在初始化周期t0期间，具有第二电平电压VGH的发射控制信号EM被施加到发射控制线EML。在初始化周期t0期间，发射控制信号EM可以具有从第一电平电压VGL上升到第二电平电压VGH的脉冲。例如，发射控制信号EM可以在初始化周期t0开始时从第一电平电压VGL转变为第二电平电压VGH。结果是，连接到发射控制线EML的第一晶体管T1_n导通，并且发光元件EL的阳极被初始化为第二初始化电压线VIL2的第二初始化电压VAINT。第二晶体管T2和第五晶体管T5截止。
在第四周期t4期间，具有第一电平电压VGL的发射控制信号EM被施加到发射控制线EML。在第四周期t4期间，发射控制信号EM可以具有从第二电平电压VGH下降到第一电平电压VGL的脉冲。例如，发射控制信号EM可以在初始化周期t0结束时或在第四周期t4开始时从第二电平电压VGH转变为第一电平电压VGL。连接到发射控制线EML的第二晶体管T2和第五晶体管T5通过发射控制信号EM导通。当第五晶体管T5导通时，驱动晶体管DT的第一电极DT_S连接到驱动电压线，并且当第二晶体管T2导通时，驱动晶体管DT的第二电极DT_D连接到发光元件EL的阳极。第一晶体管T1_n截止。
当第二晶体管T2和第五晶体管T5导通时，可以将根据驱动晶体管DT的栅极电极的电压流动的驱动电流Isd提供到发光元件EL。驱动电流Isd可以不取决于驱动晶体管DT的阈值电压，如等式(2)所示。
ISd＝k’×(ELVDD-Vdata)…(2)
其中，k’是由驱动晶体管DT的结构和物理特性确定的比例系数，ELVDD是来自驱动电压线的驱动电压，并且(Vdata)是数据电压。也就是说，参照等式(2)，驱动晶体管DT的阈值电压(Vth)可以被补偿，并且发光元件EL可以根据由驱动电压ELVDD和数据电压(Vdata)控制的驱动电流Isd的大小而发射光。
参照图6中的(b)，复位信号RST和第二扫描写入信号GW2可以以帧或帧周期为间隔进行重复。每个光学传感器PS在其期间操作的帧可以独立于每个像素PX在其期间操作的帧，但本公开不限于此。在这里，用于每个光学传感器PS的帧或帧周期可以被划分为复位周期RSP、光暴露周期EP和指纹读取周期ROP，在复位周期RSP期间光电转换元件PD的感测阳极被复位到第一电平电压VGL，在光暴露周期EP期间光电转换元件PD暴露于外部光并且根据外部光的强度产生光电荷，使得光电转换元件PD的感测阳极的电压和第一节点N1的电压增加，并且在指纹读取周期ROP期间第二感测晶体管LT2导通并且基于读出线ROL中的感测电流的大小读取指纹。
复位信号RST可以在复位周期RSP期间具有第二电平电压VGH，并且在该帧的其余部分期间具有第一电平电压VGL。第二扫描写入信号GW2可以在光暴露周期EP和指纹读取周期ROP中的每一者期间具有第一电平电压VGL和第二电平电压VGH。
当第一晶体管T1_n是由氧化物半导体形成的N型晶体管并且第一晶体管T1_n的栅极电极G1连接到发射控制线EML时，第一晶体管T1_n可以通过具有第二电平电压VGH的发射控制信号EM导通。因而，可以执行发光元件EL的阳极的初始化，而不考虑第一电平电压VGL的大小如何。如将稍后描述的，当第一电平电压VGL增加时，光电转换元件PD的暗电流减小，这是因为光电转换元件PD的感测阳极连接到第一电平电压线VGLL。
因此，当使发光元件EL初始化的第一晶体管T1_n通过第二电平电压VGH导通时，这与第一电平电压VGL无关，即使第一电平电压VGL升高，也可以保持发光元件EL的初始化，并且可以减少光电转换元件PD的暗电流。如果保持发光元件EL的初始化，那么发光元件EL可以响应于黑色电压在显示面板10上显示黑色色阶。例如，黑色色阶可以指的是待在显示面板10上显示的图像的一部分用诸如黑色以及一种或多种深灰色(而不只是黑色)的不同颜色的区来显示。
相反，在第一晶体管T1_n是P型晶体管的情况下，如果第一电平电压VGL升高，那么发光元件EL可能不能显示黑色色阶。例如，在第一晶体管T1_n是P型晶体管的情况下，如果第一电平电压VGL升高，那么发光元件EL可以显示纯黑色。在下文中将参照图7描述包括作为P型晶体管的第一晶体管T1_p的显示装置。图7是根据本公开的实施例的显示装置的像素和光学传感器的电路图。
参照图7，像图4的第一晶体管T1_n一样，第一晶体管T1_p可以将连接到发光元件EL的阳极的第四节点N4初始化为第二初始化电压VAINT。第一晶体管T1_p是由硅半导体形成的P型晶体管，并且通过来自第一扫描写入线GWL1的第一扫描写入信号GW1导通。由于第一晶体管T1_p是P型晶体管，因此第一晶体管T1_p在第一扫描写入信号GW1具有第一电平电压VGL时导通。第一晶体管T1_p的栅极电极可以连接到第一扫描写入线GWL1，第一晶体管T1_p的第一电极可以连接到第二初始化电压线VIL2，并且第一晶体管T1_p的第二电极可以连接到发光元件EL的阳极和第四节点N4。
作为P型晶体管的第一晶体管T1_p在第一电平电压VGL被施加到第一晶体管T1_p的栅极电极时导通。如果第一电平电压VGL升高以减少光电转换元件PD的暗电流，那么用于初始化第四节点N4的初始化电压可以增加。因而，发光元件EL的阳极可以具有比第二初始化电压VAINT高的电压。在发光元件EL的阳极具有比第二初始化电压VAINT高的电压的情况下，发光元件EL可以响应于黑色电压被施加到发光元件EL的阳极而显示比黑色色阶高的色阶。也就是说，发光元件EL甚至在响应于黑色电压时也可以发射少量的光。
由于图4的第一晶体管T1_n是N型晶体管并且通过第二电平电压VGH导通，因此即使在第一电平电压VGL增加时，第一晶体管T1_n也可以将发光元件EL的阳极初始化为第二初始化电压VAINT。因此，显示装置1可以响应于黑色电压显示黑色色阶，并且可以防止任何黑色亮度的增加。
在下文中将参照图8至图13描述光学传感器PS在复位周期RSP、光暴露周期EP和指纹读取周期ROP期间的操作以及光电转换元件PD的操作特性。而且，在下文中将描述包括第一晶体管T1_n的显示装置1(参见图1)如何能够减少光电转换元件PD的暗电流。
图8是用于说明如何在复位周期RSP期间驱动光学传感器PS的电路图。图9是示出在复位周期RSP期间光电转换元件PD的电流-电压曲线的曲线图。图10是示出图9的部分E的放大曲线图。
参照图6、图8至图10，在复位周期RSP期间，具有第二电平电压VGH的复位信号RST被施加到复位线RSTL。结果是，第三感测晶体管LT3导通，并且第一节点N1和光电转换元件PD的感测阳极被复位到第一电平电压线VGLL的第一电平电压VGL。
参照图6、图8、图9和图10，X轴代表光电转换元件PD的感测阳极的电压与光电转换元件PD的感测阴极的电压之间的差，并且Y轴代表每个电压差的电流密度或电流。
光电转换元件PD在其尚未暴露于光时可能需要被反向偏置。在反向偏置状态下，光电转换元件PD可以根据外部光的量产生光电荷，但是在正向偏置状态下，光电转换元件PD可以作为典型的二极管操作，即使在暴露于外部光时也不会产生光电荷。因此，在复位周期RSP(其接下来是光暴露周期EP)期间，与光电转换元件PD的感测阳极和感测阴极之间的电压差对应的操作点Vop可以低于基准电压V0。如果光电转换元件PD的操作点Vop低于基准电压V0(其为反向偏置状态的基准电压)，那么光电转换元件PD可以处于反向偏置状态。基准电压V0可以为0V，但本公开不限于此。
被施加到第一节点N1的第一电平电压VGL可以低于被施加到第二节点N2的公共电压ELVSS。例如，公共电压ELVSS可以为-4.6V。如果第一电平电压VGL为-8V，那么光电转换元件PD的操作点Vop可以为-3.4V，并且如果第一电平电压VGL为-6V，那么光电转换元件PD的操作点Vop可以为-1.4V。由于光电转换元件PD的操作点Vop低于基准电压V0，因而光电转换元件PD可以保持其反向偏置状态。
在光电转换元件PD在复位周期RSP期间在反向偏置状态下操作的情况下，光电转换元件PD产生与漏电流对应的暗电流。在光电转换元件PD暴露于光之前由光电转换元件PD产生的暗电流可能导致光电转换元件PD的性能的劣化，例如，光电转换元件PD的功耗的降低。因此，暗电流越小，光电转换元件PD的性能越好。随着光电转换元件PD的操作点Vop增加，光电转换元件PD的暗电流可以减小。具体地说，光电转换元件PD的操作点Vop越接近基准电压V0，光电转换元件PD的暗电流变得越小。例如，随着来自连接到第一节点N1的第一电平电压线VGLL的第一电平电压VGL增加，光电转换元件PD的操作点可以增加，并且光电转换元件PD的暗电流可以减小。
根据图7的实施例，由于第一晶体管T1_p是P型晶体管，第一晶体管T1_p可以响应于第一电平电压VGL被施加到第一晶体管T1_p的栅极电极而导通。也就是说，当第一电平电压VGL增加时，用于初始化发光元件EL的阳极的初始化电压可以增加，并且比第二初始化电压VAINT高的电压可以被施加到发光元件EL的阳极。也就是说，如果发光元件EL的阳极未被提供有足够的初始化电压，那么发光元件EL可以响应于黑色电压显示比黑色色阶高的色阶。因此，如果第一电平电压VGL升高以减少光电转换元件PD的暗电流，那么发光元件EL可能不能正常操作，并且因此，在升高第一电平电压VGL方面存在限制。例如，如果第一电平电压VGL为-8V，那么发光元件EL可以显示黑色亮度，但如果第一电平电压VGL为-6V，那么黑色亮度可能增加。因而，在减少光电转换元件PD的暗电流方面存在限制。
相反，根据图4的实施例，由于第一晶体管T1_n是N型晶体管，因而第一晶体管T1_n可以响应于第二电平电压VGH被施加到第一晶体管T1_n的栅极电极而导通。也就是说，即使在第一电平电压VGL增加时，第一晶体管T1_n也可以导通，并且因此，发光元件EL的阳极可以被初始化为第二初始化电压VAINT。结果是，即使用于复位光电转换元件PD的感测阳极的第一电平电压VGL被升高以增加光电转换元件PD的操作点Vop，也可以保持发光元件EL的初始化。也就是说，即使第一电平电压VGL升高以减少光电转换元件PD的暗电流，发光元件EL也可以响应于黑色电压而正常显示黑色亮度，并且可以防止任何黑色亮度的增加。例如，即使第一电平电压VGL从-8V升高到-6V以减少光电转换元件PD的暗电流，发光元件EL也可以显示黑色亮度。
参照图10，第一操作点A是图4的光电转换元件PD的操作点Vop，并且第二操作点B是图7的光电转换元件PD的操作点Vop。例如，暗电流可以在第一操作点A处比在第二操作点B处小。暗电流可以在第一操作点A附近具有指数曲线，并且在第二操作点B附近保持处于相对均匀的电平。
也就是说，根据图4的实施例，当第一晶体管T1_n形成为包括氧化物半导体的N型晶体管时，光电转换元件PD的操作点Vop可以增加到接近基准电压V0的第一操作点A，并且光电转换元件PD的暗电流可以减少。参照图10，第一操作点A可以是但不限于-1.4V，并且第二操作点B可以是但不限于-3.4V。
图4的光电转换元件PD的操作电压范围可以比图7的光电转换元件PD的操作电压范围宽。图4或图7的光电转换元件PD的操作电压范围可以是指在图4或图7的光电转换元件PD的操作点Vop以下的电压的范围。例如，图4的光电转换元件PD可以当在图4的光学传感器PS的第一节点N1和第二节点N2之间具有-1.4V或更小的电压差时保持其反向偏置状态，而图7的光电转换元件PD当在图7的光学传感器PS的第一节点N1和第二节点N2之间具有-3.4V或更小的电压差时可以保持其反向偏置状态。当在第一节点N1和第二节点N2之间存在-1.4V的电压差时，图7的光电转换元件PD可能不能在暴露于光时产生光电流，但图4的光电转换元件PD可以在暴露于光时产生光电流。因而，图4的光电转换元件PD的操作电压范围可以为约2V，比图7的光电转换元件PD的操作电压范围宽。
图11是用于说明如何在光暴露周期EP期间驱动光学传感器PS的电路图。图12是示出在光暴露周期EP期间的光电转换元件的电流-电压曲线的曲线图。
参照图4、图5和图11，在光暴露周期EP期间，其中产生反向偏置的光电转换元件PD可以暴露于由发光元件EL发射的外部光。在用户进行触摸的情况下，光电转换元件PD可以产生与从用户的指纹的脊RID或谷VAL反射的光对应的光电荷，并且可以产生与所产生的光电荷的量成比例的反向电流。也就是说，可以产生从第二节点N2流向第一节点N1的光电流Iph。结果是，第一节点N1的电压可以增加。第一节点N1的电压可以增加，直到第一感测晶体管LT1的第一电极和栅极电极之间的电压(即，源极-栅极电压(Vsg))达到第一感测晶体管LT1的阈值电压(Vth)的绝对值为止。当第一节点N1的电压达到阈值电压(Vth)时，第一感测晶体管LT1可以导通。随着在第一节点N1中充电的电荷的量增加，图13的在第一感测晶体管LT1中流动的感测电流Irx增加，并且因此，光暴露周期EP可以被设定为足够长。
参照图11和图12，当光电转换元件PD处于反向偏置状态时，光电转换元件PD的操作点Vop越低，光电转换元件PD在暴露于光时的电流变化的量越少。在这里，电流变化可以是指从第二节点N2流向第一节点N1的光电流Iph的变化。随着操作点Vop降低，作为光电转换元件PD的反向电流的光电流Iph增加，在第一感测晶体管LT1中流动的感测电流Irx可以增加。结果是，由光学传感器PS检测的指纹感测电压的变化的量可以增加，并且可以准确地执行指纹感测。
例如，具有第一操作点A的光电转换元件PD中的电流变化ΔIa可以大于具有第二操作点B的光电转换元件PD中的电流变化ΔIb。在每个像素PX包括第一晶体管T1_n的情况下，每个光电转换元件PD的光电流的变化的量可以增加。
图13是用于说明如何在指纹读取周期ROP期间驱动光学传感器的电路图。
参照图6和图13，在指纹读取周期ROP期间，具有第一电平电压VGL的第二扫描写入信号GW2被施加到第二扫描写入线GWL2。结果是，第二感测晶体管LT2可以导通，并且第一感测晶体管LT1的感测电流Irx可以通过第二感测晶体管LT2输出到读出线ROL。感测电流Irx可以是与第一节点N1中的电荷(其被输入到第一感测晶体管LT1的栅极电极)的量成比例地产生的源极-漏极电流。因此，可以通过检测第一节点N1中的电压变化来检测指纹的脊或谷。在指纹读取周期ROP期间，图14的连接到读出线ROL的读出电路40从在第三节点N3中充电的感测电压Vrx检测指纹感测信号。
简而言之，根据图4的实施例，第一晶体管T1_n可以形成为包括氧化物半导体的N型晶体管。当第一晶体管T1_n通过第二电平电压VGH导通时，即使第一电平电压VGL升高，也可以防止黑色电压的黑色色阶增加。而且，在第一电平电压VGL升高的情况下，光电转换元件PD的操作点增加，并且因此，光电转换元件PD的暗电流可以减少。因而，光电转换元件PD的功耗增加，并且可以改善光电转换元件PD的性能。而且，由于当具有接近参照图9的基准电压V0的操作点Vop的光电转换元件PD在反向偏置状态下暴露于光时，光电流的变化的量可以增加，因而光学传感器PS的光学灵敏度可以增加。
图14是根据本公开的示例实施例的读出电路的电路图。
参照图14，读出电路40可以通过读出线ROL连接到光学传感器PS。光学传感器PS与图4的其对应物相同，并且因此没有在图14中示出。
读出电路40可以包括连接到读出线ROL的放大器41、存储放大器41的输出电压的采样/保持电路42以及将与放大器41的输出电压对应的模拟信号转换为数字数据的模拟数字转换器(ADC)。
放大器41可以包括第一运算放大器OP1、反馈电容器Cfb和反馈复位开关SWRO。第一运算放大器OP1可以包括第一输入端子“-”、第二输入端子“+”和输出端子“out”。第一运算放大器OP1的输入端子“-”可以连接到读出线ROL，初始电压Vin可以被供应到第一运算放大器OP1的第二输入端子“+”，并且第一运算放大器OP1的输出端子“out”可以连接到采样/保持电路42。第一运算放大器OP1的输出电压Vout可以被存储在采样/保持电路42的电容器中。第一运算放大器OP1的增益可以与反馈电容器Cfb的电容对应。反馈电容器Cfb可以通过读出线ROL将被存储在光学传感器PS的第三节点N3中的感测电压Vrx存储一个帧周期。
反馈电容器Cfb和反馈复位开关SWRO可以并联连接在第一运算放大器OP1的第一输入端子“-”和输出端子“out”之间。反馈复位开关SWRO可以控制反馈电容器Cfb的两端的连接。当反馈复位开关SWRO接通以将反馈电容器Cfb的两端连接时，反馈电容器Cfb可以被复位。
采样/保持电路42可以包括第一采样电容器Csh1、第二采样电容器Csh2、第一开关SW1和第二开关SW2。采样/保持电路42可以对第一运算放大器OP1的输出电压Vout进行采样，并且可以将采样后的输出电压保持在第一采样电容器Csh1和第二采样电容器Csh2中。
第一采样电容器Csh1可以连接到第一运算放大器OP1的输出端子“out”。当反馈复位开关SWRO断开并且第一开关SW1接通时，噪声信号电压可以被存储在第一采样电容器Csh1中。第二采样电容器Csh2可以通过第二开关SW2连接到第一运算放大器OP1的输出端子“out”。当反馈复位开关SWRO断开并且第二开关SW2接通时，噪声信号电压和感测信号电压可以被存储在第二采样电容器Csh2中。
ADC43可以将存储在第一采样电容器Csh1和第二采样电容器Csh2中的电压差分地转换为数字数据。ADC43可以将存储在第一采样电容器Csh1和第二采样电容器Csh2中的电压差分地转换为指纹感测数据(例如，数字数据)并且输出数字数据。
在下文中将参照图15描述根据本公开的其他实施例的显示装置。图15是根据本公开的实施例的显示装置的像素和光学传感器的电路图。
参照图15，为了减少光电转换元件PD的暗电流，施加复位电压Vrst的复位电压线VRL可以连接到第三感测晶体管LT3的第一电极。在复位周期RSP(参见图6)期间，响应于第三感测晶体管LT3导通，复位电压线VRL可以连接到光电转换元件PD的感测阳极和第一节点N1。当第二节点N2的电压均匀时，光电转换元件PD的暗电流可以随着第一节点N1的电压增加而减小。因此，在图15的实施例中，与先前实施例中不同，单独的复位电压线VRL(而不是第一电平电压线VGLL)可以连接到第三感测晶体管LT3的第一电极。因而，由于复位电压线VRL的复位电压Vrst可以被独立地驱动，因此光电转换元件PD的操作点Vop可以升高，并且光电转换元件PD的暗电流可以减少。从而，显示装置的功耗可以得到改善。
图16是根据本公开的实施例的显示装置的像素和光学传感器的电路图。
参照图16，显示装置可以在每个光学传感器PS中包括光电二极管PIN，而不是包括电子供体材料和电子受体材料的光电转换元件，并且光电二极管PIN可以包括N型半导体层、I型半导体层和P型半导体层。P型半导体层可以连接到感测阳极，N型半导体层可以连接到感测阴极，并且I型半导体层可以设置在P型半导体层和N型半导体层之间。具体来说，I型半导体层可以被P型半导体层和N型半导体层耗尽，使得可以在I型半导体层中产生电场，并且空穴和电子可以在暴露于外部光时由于电场而漂移。结果是，可以通过P型半导体层在感测阳极中收集空穴，并且可以通过N型半导体层在感测阴极中收集电子。
在结束详细描述时，本领域技术人员将理解，在实质上不脱离本发明的原理的情况下，可以对实施例做出许多变化和修改。因此，所公开的本发明的实施例仅在一般性和描述性的意义上使用，而不是为了限制的目的。

Claims (10)

1.一种显示装置，其中，所述显示装置包括：
像素，包括显示驱动器，所述显示驱动器配置为将驱动电流施加到发光元件；以及
光学传感器，包括感测驱动器，所述感测驱动器配置为根据来自光电转换元件的光电流将感测电流施加到读出线，
其中，所述像素还包括：
驱动晶体管，配置为控制所述驱动电流；
第一晶体管，配置为基于发射控制信号将第一初始化电压施加到所述发光元件的阳极；以及
第二晶体管，配置为基于所述发射控制信号将所述发光元件的所述阳极连接到所述驱动晶体管的第一电极，并且
其中，所述第一晶体管的沟道与所述驱动晶体管的沟道和所述第二晶体管的沟道包括不同的材料。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驱动晶体管的所述沟道和所述第二晶体管的所述沟道包括多晶硅，并且所述第一晶体管的所述沟道包括氧化物半导体。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光学传感器还包括：
第一感测晶体管，配置为基于所述光电转换元件的感测阳极的电压来控制流入到所述读出线中的感测电流；以及
复位晶体管，配置为将所述光电转换元件的所述感测阳极初始化为第一电平电压。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第一晶体管在所述发射控制信号是高于所述第一电平电压的第二电平电压并且被施加到所述第一晶体管时导通。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述显示装置还包括：
多条第一电平电压线，传输所述第一电平电压，
其中，
所述多条第一电平电压线中的一些第一电平电压线连接到配置为提供扫描信号的扫描驱动器，并且
所述多条第一电平电压线中的其他第一电平电压线连接到所述复位晶体管的第一电极和第二电极中的一者。
6.一种显示装置，其中，所述显示装置包括：
像素，包括显示驱动器，所述显示驱动器配置为将驱动电流施加到发光元件；以及
光学传感器，包括感测驱动器，所述感测驱动器配置为根据来自光电转换元件的光电流将感测电流施加到读出线，
其中，
所述像素还包括：驱动晶体管，配置为控制所述驱动电流；以及第一晶体管，配置为基于发射控制信号将第一初始化电压施加到所述发光元件的阳极，并且
所述光学传感器还包括：第一感测晶体管，配置为基于所述光电转换元件的感测阳极的电压来控制流入到所述读出线中的感测电流；以及复位晶体管，配置为将所述光电转换元件的所述感测阳极初始化为第一电平电压。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，
所述像素还包括第二晶体管，所述第二晶体管配置为基于所述发射控制信号将所述发光元件的所述阳极连接到所述驱动晶体管的第一电极，并且
所述第二晶体管在具有所述第一电平电压的所述发射控制信号被施加到所述第二晶体管时导通。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述光电转换元件在当所述复位晶体管导通时的周期期间处于反向偏置状态。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述光电转换元件的操作点在当所述复位晶体管导通时的所述周期期间低于基准电压。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其中，
所述光学传感器还包括第一节点，所述第一节点设置在所述光电转换元件的所述感测阳极和所述第一感测晶体管之间，并且
所述第一节点的电压在当所述光电转换元件暴露于光时的周期期间增加。
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