CN113838897A - 显示装置及包括显示装置的移动终端装置 - Google Patents

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韩万协
徐辅健
吴承澤
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Abstract

公开了一种显示装置及包括显示装置的移动终端装置，其中显示装置包括显示面板，显示面板包括：显示区域，在显示区域中设置有多个像素；以及感测区域，在感测区域中设置有多个光电传感器和多个像素。显示区域的像素和感测区域的像素可通过在显示模式中接收输入图像的数据电压而发光。感测区域中的至少一些像素可在指纹识别模式中发光。

Description

显示装置及包括显示装置的移动终端装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2020年6月24日提交的韩国专利申请No.10-2020-0077108的优先权和权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种具有指纹传感器的显示装置及包括显示装置的移动终端装置。
背景技术
电致发光显示装置根据发光层的材料大致分为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵型有机发光显示装置包括有机发光二极管(下文中称为“OLED”)，OLED自身发光并且具有响应速度快且发光效率高、亮度高和视角宽的优点。在有机发光显示装置中，OLED形成在像素中。由于有机发光显示装置具有快速响应速度并且发光效率、亮度和视角优异以及能够以全黑色表现黑色灰度，所以有机发光显示装置的对比度和颜色再现性优异。
近来，有机发光显示装置正广泛应用于移动终端装置的显示装置。生物识别技术应用于移动终端装置的用户认证。作为生物识别技术的示例，由于指纹传感器在用户认证过程中提供安全性和便利性，所以指纹传感器广泛应用于智能电话。当需要屏幕解锁或用户认证时，应用于智能电话的指纹传感器感测用户的指纹。
由于指纹传感器，在智能电话的屏幕设计上具有诸多限制。作为示例，现有的按钮型指纹传感器由于设置在显示装置的屏幕下侧而成为一种障碍，导致无法扩大屏幕尺寸并实现全屏显示。为了实现全屏显示，已开发了显示器上指纹识别(fingerprintrecognition on display，FOD)技术，从而将指纹传感器放置在显示装置的屏幕下方并且感测屏幕上的指纹。由于为了实现FOD，应当将相机放置在屏幕下方，所以显示装置的厚度增加，并且增加了将显示面板与相机组装的工序，使得存在产率降低并且制造成本增加的问题。
发明内容
本发明的目的是解决上述需求和/或问题。
本发明旨在提供一种显示装置及包括显示装置的移动终端装置，其中显示装置不需要用于将显示面板与指纹传感器模块组装的工序并且能够提高指纹感测区域的图像质量和指纹感测性能。
应当注意，本发明的目的不限于上述目的，通过以下描述，本发明的其他目的对于所属领域技术人员将是显而易见的。
根据本发明的一个方面，提供了一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括：显示区域，在所述显示区域中设置有多个像素；以及感测区域，在所述感测区域中设置有多个光电传感器和多个像素。所述显示区域的像素和所述感测区域的像素可通过在显示模式中接收输入图像的数据电压而发光。所述感测区域中的至少一些像素可在指纹识别模式中发光。
根据本发明的另一个方面，提供了一种包括移动终端装置，包括：显示面板，所述显示面板包括：显示区域，在所述显示区域中设置有多个像素的；以及感测区域，在所述感测区域中设置有多个光电传感器和多个像素；和指纹识别处理器，所述指纹识别处理器配置为根据由所述感测区域中的光电传感器进行光电转换的信号而产生指纹图案图像数据，其中所述显示区域的像素和所述感测区域的像素通过在显示模式中接收输入图像的数据电压而发光，并且所述感测区域中的至少一些像素在指纹识别模式中发光。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施方式，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于所属域技术人员将变得更加显而易见，其中：
图1和图2是图解根据本发明实施方式的显示装置的示意图；
图3是图解根据本发明的实施方式，在指纹识别模式中驱动第一感测区域的方法的流程图；
图4是图解在根据本发明一个实施方式的显示区域中的像素布置的示例的示图；
图5是图解根据本发明一个实施方式的第一感测区域中的像素、光电传感器和光源的示图；
图6是图解根据本发明一个实施方式的第二感测区域中的像素和透光部的布置的示图；
图7是图解根据本发明一个实施方式的有机光电二极管和像素的截面结构的示图；
图8是图解根据本发明一个实施方式的无机光电二极管和像素的截面结构的示图；
图9是图解图5所示的第一感测区域中的指纹感测光源的布置的详细示图；
图10A至图10D是图解图9中所示的第一感测区域的操作的示图；
图11是图解在根据本发明另一个实施方式的第一感测区域中的像素、光电传感器和光源的布置示例的示图；
图12和图13是图解根据本发明再一个实施方式的第一感测区域中的像素、光电传感器和光源的示图；
图14是图解在改变指纹识别模式中开启的光源数量的同时选择具有高清晰度的指纹图案图像的指纹认证方法示例的流程图；
图15是图解根据本发明实施方式的显示面板和显示面板驱动器的框图；
图16是图解驱动集成电路(IC)的构造的示意性框图；
图17是图解像素电路的示例的电路图；
图18是图解像素电路的另一示例的电路图；
图19是图解驱动图17和图18中所示的像素电路的方法的示图；
图20是图解根据本发明一个实施方式的显示面板的截面结构的详细截面图；
图21和图22是图解根据本发明一个实施方式的像素电路和光电传感器驱动电路的线共享结构的等效电路图；
图23是图解像素电路和光电传感器驱动电路的金属层的示图；
图24是图解像素电路和光电传感器驱动电路的布局的详细平面图；
图25A至图25G是通过从图24中所示的像素电路和光电传感器驱动电路的布局中分离出主要层来图解每个层的图案形状的平面图；
图26是图解根据本发明一个实施方式的伽马补偿电压发生器的电路图；
图27是图解施加至显示区域中的像素的数据电压和施加至感测区域中的像素的数据电压的示图。
具体实施方式
将通过以下参照附图描述的实施方式更清楚地理解本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本发明不限于以下实施方式，而是可以以各种不同的形式实施。这些实施方式是为了使本发明的公开内容完整并使所属领域技术人员完全理解本发明的范围。本发明仅限定在所附权利要求书的范围内。
为了描述本发明的实施方式而在附图中示出的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅仅是示例，本发明不限于此。相似的参考标记在整个本申请中一般表示相似的元件。此外，在描述本发明的过程中，可省略对已知相关技术的详细描述，以避免不必要地使本发明的主题模糊不清。
在此使用的诸如“包括”、“包含”、“具有”之类的术语一般旨在允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。
即使没有明确描述，要素也被解释为包括通常的误差范围。
当使用诸如“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“在……旁边”之类的术语描述两个部件之间的位置关系时，一个或多个部件可位于这两个部件之间，除非这些术语与术语“紧接”或“直接”一起使用。
可使用术语“第一”、“第二”等彼此区分部件，但部件的功能或结构不受这些部件前面的序数或部件名称限制。
相同的参考标记在整个本发明中可指代大致相同的元件。
以下实施方式可彼此部分地或整体地结合或组合并且可以以各种技术方式关联和操作。这些实施方式可单独实现或者彼此相关地实现。
下文中，将参照附图详细描述本发明的各实施方式。
参照图1，显示面板100的屏幕包括显示区域DA、第一感测区域SA和第二感测区域CA。显示区域DA、第一感测区域SA和第二感测区域CA的每一个包括设置有像素的像素阵列。
为了确保透射率，第一感测区域SA和第二感测区域CA的每一个的每单位面积像素数，即，每英寸像素数(PPI)低于显示区域DA的PPI。
在第一感测区域SA、第二感测区域CA和显示区域DA上再现输入图像。为了实现图像的颜色，每个像素包括具有不同颜色的子像素。子像素包括红色子像素(下文中称为“R子像素”)、绿色子像素(下文中称为“G子像素”)和蓝色子像素(下文中称为“B子像素”)。尽管图中未示出，但每个像素P可进一步包括白色子像素(下文中称为“W子像素”)。每个子像素包括像素电路和发光元件OLED(有机发光二极管)。在以下图中，R表示R子像素，G表示G子像素，B表示B子像素。
第一感测区域SA包括光电传感器S和像素R、G和B。第一感测区域SA的光电传感器S可形成为与像素R、G和B共面而不与像素R、G和B交叠。在显示模式中写入像素数据的第一感测区域SA的像素被显示为输入图像。第一感测区域SA的光电传感器S在指纹识别模式中被驱动并且将从与玻璃盖(cover glass)20接触的用户指纹反射的光转换为电流，以感测指纹图案。光电传感器S的输出被转换为用于用户的指纹认证的指纹图案图像数据。
第一感测区域SA的像素之中的至少一个可在指纹识别模式中被驱动作为光源。
第二感测区域CA包括像素和设置在显示面板100的屏幕下方的相机模块。在显示模式中写入像素数据的第二感测区域CA的被显示为输入图像。相机模块在拍摄模式中拍摄外部图像并且输出照片数据或视频图像数据。相机模块的镜头30面对第二感测区域CA。外部光通过第二感测区域CA入射到相机模块的镜头30上，镜头30将外部光会聚在图中省略的图像传感器中。
第一感测区域SA和第二感测区域CA的每一个的PPI低于显示区域DA的PPI。第一感测区域SA的PPI可等于第二感测区域CA的PPI。由于从第一感测区域SA和第二感测区域CA去除的像素，可应用图像质量补偿算法，以补偿第一感测区域SA和第二感测区域CA中的像素的亮度和色坐标。
根据本发明，由于在显示区域DA、第一感测区域SA和第二感测区域CA中显示图像，所以可实现全屏显示。根据本发明，由于未向显示面板100接合单独的指纹传感器模块，所以不存在由于将显示面板100与相机组装的工序而导致的产率降低，并且可降低制造成本。
由于较低PPI，第一感测区域SA可能具有不充分的光源。随着第一感测区域SA的PPI变得更低，更加需要感测光源。根据本发明，在指纹识别模式中显示像素可用作光源，可在第一感测区域SA中额外设置单独的感测光源。
如图1和图2中所示，显示面板100具有X轴方向上的宽度、Y轴方向上的长度和Z轴方向上的厚度。显示面板100包括设置在基板上的电路层12、以及设置在电路层12上的发光元件和传感器层14。偏振板18可设置在发光元件和传感器层14上，并且玻璃盖20可设置在偏振板18上。
电路层12可包括：与数据线、栅极线和电源线连接的像素电路；与栅极线连接的栅极驱动器；和光电传感器驱动电路。电路层12可包括诸如晶体管(实现为薄膜晶体管(TFT))和电容器之类的电路元件。
发光元件和传感器层14可包括由像素电路驱动的发光元件。发光元件可实现为有机发光二极管(OLED)。OLED包括形成在阳极与阴极之间的有机化合物层。有机化合物层可包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL，但本发明不限于此。当电压施加至OLED的阳极和阴极时，经过空穴传输层HTL的空穴和经过电子传输层ETL的电子移动至发光层EML而形成激子，使得从发光层EML发射可见光。发光元件和传感器层14可设置在选择性地透射红色波长、绿色波长和蓝色波长的像素上并且可进一步包括滤色器阵列。
发光元件和传感器层14包括与发光元件形成在相同层上的光电传感器S。光电传感器S可实现为PN结二极管结构的有机/无机光电二极管。
可用保护膜覆盖发光元件和传感器层14，并且可用封装层覆盖保护膜。保护膜和封装层可具有其中有机层和无机层交替堆叠的结构。无机层阻挡水分或氧气的渗透。有机层将无机层的表面平坦化。当有机层和无机层以多层堆叠时，水分或氧气的移动路径变得比单层的移动路径更长，使得可有效地阻挡影响发光元件和传感器层14的水分/氧气的渗透。
偏振板18可接合至封装层。偏振板18可提高显示装置的户外可视性。偏振板18减少从显示面板100的表面反射的光并且阻挡从电路层12的金属反射的光，由此提高像素的亮度。偏振板18可实现为线偏振板和相位延迟膜相接合的偏振板或圆偏振板。
图3是图解根据本发明的实施方式，在指纹识别模式中驱动第一感测区域SA的方法的流程图。
参照图3，当发生指纹感测事件时，第一感测区域SA开始在指纹识别模式中操作。图中省略的主机***连接至显示装置，在需要用户认证的应用中产生指纹感测事件，从显示装置接收指纹图案图像数据并且处理指纹认证。
当指纹识别模式开始时，显示装置可显示第一感测区域SA来引导指纹感测位置(步骤S01和S02)。响应于来自触摸传感器或压力传感器的输出信号，主机***检测放置在第一感测区域SA中的指纹(步骤S03)。响应于来自主机***的指令，显示装置驱动第一感测区域SA中的光源和光电传感器S，以感测指纹(步骤S04和S05)。光电传感器S在指纹识别模式中将从用户的指纹反射的光进行光电转换。图中省略的指纹识别处理器将光电传感器S的输出转换为数字数据以产生指纹图案图像数据并且将指纹图案图像数据传送至主机***。主机***通过将指纹图案图像数据与用户的预设指纹图案数据进行比较来执行指纹认证。
图4是图解显示区域DA中的像素布置示例的示图。图5是图解第一感测区域SA中的像素、光电传感器和光源的布置示例的示图。图6是图解第二感测区域CA中的像素和透光部的布置示例的示图。在图4至图6中，省略了与像素连接的线和与光电传感器连接的线。
参照图4，显示区域DA包括以矩阵形式设置的像素PIX1和PIX2。每个像素可实现为在一个像素中形成有三基色的R子像素、G子像素和B子像素的实色像素(real colorpixel)。可选地，每个像素可形成为使用子像素渲染(rendering)算法在一个像素中形成两个子像素。例如，第一像素PIX1可由R子像素和G子像素形成，第二像素PIX2可由B子像素和G子像素形成。在像素PIX1和PIX2的每一个中，可通过相邻像素之间的多条相应颜色数据的平均值来补偿不充分的颜色表达。
参照图5，第一感测区域SA包括彼此分隔开预定距离D0的像素组PG、设置在相邻像素组PG之间并且以相等间隔分隔开的光电传感器S、以及设置在相邻像素组PG之间并且以相等间隔分隔开的光源SL。用作光源SL的G子像素可在指纹识别模式中发光，而G子像素可在显示模式中作为处于关闭(OFF)状态的感测光源操作。
像素组PG可包括一个或两个像素。像素组PG的每个像素可包括两个至四个子像素。例如，像素组PG中的一个像素可包括R子像素、G子像素和B子像素或两个子像素并且可进一步包括W子像素。第一像素PIX1可由R子像素和G子像素形成，第二像素PIX2可由B子像素和G子像素形成。每个光电传感器S包括有机/无机光电二极管。在四个方向X、Y、Θx和Θy上相邻光电传感器S之间的距离D1大致相同。X轴和Y轴表示两个正交方向。Θx和Θy分别表示在X轴和Y轴上偏移45°角度的倾斜轴方向。在四个方向X、Y、Θx和Θy上相邻光源SL之间的距离D2大致相同。光源SL可在指纹识别模式中开启并且可实现为具体颜色的子像素，优选为G子像素。在图5中，相邻光电传感器S之间的距离D1和相邻光源SL之间的距离D2可设为D1＝D2，就是说，可设为彼此相等。彼此相邻的像素组PG和光电传感器S之间的最短距离、以及彼此相邻的像素组PG和光源SL之间的最短距离可设为大致相同。相邻像素组PG之间的距离D0可大于D1和D2的每一个。
参照图6，第二感测区域CA包括彼此分隔开预定距离D0的像素组PG、以及设置在相邻像素组PG之间并且彼此分隔开相等间隔D4的透光部AG。外部光通过透光部AG被相机模块的镜头30接收。像素组PG可包括一个或两个像素。例如，像素组PG中的一个像素可包括R子像素、G子像素和B子像素，或者在一个像素中可设置两个子像素。第一像素PIX1可由R子像素和G子像素形成，第二像素PIX2可由B子像素和G子像素形成。透光部AG可仅由透明介质形成，从而使光在最小光损耗的情况下入射到相机模块上。换句话说，透光部AG可由不包括金属线或像素的透明绝缘材料制成。在四个方向X、Y、Θx和Θy上相邻透光部AG之间的距离D4大致相同。此外，在四个方向X、Y、Θx和Θy上相邻像素组PG之间的距离D0相同。
在指纹识别模式中，将G子像素和B子像素用作第一感测区域SA的光源是有效的。在R子像素、G子像素和B子像素中，G子像素具有最高的发光效率。因而，即使在低驱动电流下，G子像素也可发射具有用于指纹感测的亮度的光。同时，由于具有较长波长的光，比如红外光和红色光，很好地穿过人体皮肤，所以当在指纹识别模式中使用R子像素作为光源时，穿过手指的太阳光或较强外部光的长波长光增大了光电传感器信号的噪声。同时，当在指纹识别模式中使用绿色光或蓝色光作为感测光(有效光源)时，由于手指阻挡了长波长光，所以光电传感器可减少由于外部光导致的噪声。因而，在指纹识别模式中可使用由G子像素或者由G子像素和B子像素的组合形成的青色(cyan)像素作为光源。
图7是图解根据本发明一个实施方式的有机光电二极管和像素的截面结构的示图。
参照图7，第一感测区域SA的光电二极管S可实现为有机光电二极管OPD。有机光电二极管OPD可实现为与R子像素、G子像素和B子像素的OLED的截面结构大致相同的截面结构。
R子像素、G子像素和B子像素可实现为白色OLED和滤色器的组合，或者实现为添加到发光层的基质材料的掺杂剂对于每个颜色来说都不同的红色OLED、绿色OLED和蓝色OLED。R子像素、G子像素和B子像素的每一个的OLED包括堆叠在像素电路CPIX上的阳极电极AND、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、电子注入层EIL和阴极电极CAT。空穴注入层HIL与R子像素、G子像素和B子像素的阳极电极AND接触，并且电子注入层EIL与阴极电极CAT接触。
有机光电二极管OPD包括堆叠在光电传感器驱动电路COPD上的阳极电极AND、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、有源层ACT-OPD、电子传输层ETL、电子注入层EIL和阴极电极CAT。有机光电二极管OPD的有源层ACT-OPD包括已知的有机半导体材料。
作为有机光电二极管OPD的有源层ACT-OPD，可使用通过溶液工艺涂布的有机半导体材料，例如，下述之中的一种或两种或更多种有机半导体材料：P3HT:PC61BM、方酸:PC61BM、C60、PBDTTT-C:PC71BM、PDPP3T:PC71BM、PCDTBT:PC61BM、PVK:PC71BM、PCDTBT:PC71BM、ZnO:F8T2、PBDT-TFTTE:PC71BM、P3HT:PC61BM、TAPC:C60、P3HT:PC60BM、PFBT2OBT:PC71BM、PIDT-TPD:PC61BM、P3HT:PC71BM、PV-D4650:PC61BM、P3HT:O-IDTBR、和2,9-二甲基喹吖啶酮(2,9-DMQA)，但本发明不限于此。与在高温沉积工艺中形成的无机半导体材料相比，由于可在相对较低你的温度下在溶液工艺中加工有机半导体材料，所以可降低制造成本并且有机半导体材料可应用于柔性显示器。
从图7能够看出，有机光电二极管OPD具有与R子像素、G子像素和B子像素的截面结构大致相同的截面结构，并且大部分层可由与R子像素、G子像素和B子像素相同的材料形成。因而，由于有机光电二极管OPD与R子像素、G子像素和B子像素的OLED可在相同制造工序中形成并且具有相同的截面结构，所以共享大部分电路部件，使得可简化显示面板100的结构。
图8是图解根据本发明一个实施方式的无机光电二极管和像素的截面结构的示图。在图8中，省略了电子注入层EIL和空穴注入层HIL。
参照图8，第一感测区域SA的光电传感器S可实现为无机光电二极管PD。
无机光电二极管PD的有源层PIN具有PIN结结构，其中在离子掺杂P区域与离子掺杂N区域之间存在未掺杂的半导体层。可使用非晶硅(a-Si)作为无机光电二极管PD的半导体材料。由于P区域具有较高的光吸收率，所以当P区域位于光入射侧时，无机光电二极管PD的光电转换效率较高。R子像素、G子像素和B子像素可实现为光穿过作为半透射电极的阴极电极的顶部发光型OLED。在这种情况下，无机光电二极管PD的电极与R子像素、G子像素和B子像素的电极可颠倒地形成。例如，与电路层12接触的金属层可被图案化为R子像素、G子像素和B子像素的阳极电极AND，并且金属层的一部分可被图案化为无机光电二极管PD的阴极电极CATPD。R子像素、G子像素和B子像素的阴极电极CAT与无机光电二极管PD的阳极电极ANDPD电性分离。在这种情况下，可在R子像素、G子像素和B子像素的阴极电极CAT与无机光电二极管PD的阳极电极ANDPD之间设置绝缘层INS和电子传输层ETL。
无机光电二极管PD的阴极电极CATPD可连接至光电传感器驱动电路COPD。无机光电二极管PD的阴极电极CATPD可与R子像素、G子像素和B子像素的阳极电极AND形成在相同的层上或者形成为共面，但是阴极电极CATPD与阳极电极AND电性分离。无机光电二极管PD的阳极电极ANDPD可与R子像素、G子像素和B子像素的空穴传输层HTL形成在相同的层上，但是阳极电极ANDPD与空穴传输层HTL电性分离。在无机光电二极管PD的有源层PIN中，P区域可与阳极电极ANDPD接触，并且N区域可与阴极电极CATPD接触。
无机光电二极管PD与像素的发光元件OLED完全电性分离。由于绝缘层INS，无机光电二极管PD的阳极电极ANDPD应当与相邻发光元件OLED的有机化合物层和阴极电极CAT电性分离。此外，无机光电二极管PD的阴极电极CATPD也当然应当与相邻发光元件OLED的有机化合物层和阳极电极AND电性分离。
图9是图解图5所示的第一感测区域SA中的指纹感测光源的布置的详细示图。
参照图9，第一感测区域SA中的指纹感测光源可实现为与像素组PG的G子像素具有大致相同结构的G子像素。与用于显示驱动的子像素相似，用作指纹感测光源的G子像素通过数据线连接至数据驱动器306(见图16)。因而，指纹感测光源可根据从数据驱动器306提供的光源驱动电压而发光。
指纹感测光源仅在指纹识别模式中发光，在显示模式中不发光。例如，如果需要的话，像素组PG的子像素之中的至少一个子像素可根据用户的指纹状态和外部环境在指纹识别模式中发光而用作指纹感测光源。
在每个像素组PG中可设置一个R子像素、一个B子像素和两个G子像素。在一个像素组PG中R子像素、B子像素和G子像素可以以菱形或十字形的形式设置。如虚线所示，相邻的像素组PG可以以菱形和Z字形的形式设置。在四个方向X、Y、Θx和Θy的每一个上相邻的像素组PG之间设置有一个或多个光电传感器S和一个或多个感测光源SL。
在水平方向X上相邻的像素组PG之间设置有两个或更多个光电传感器S，并且在垂直方向Y上相邻的像素组PG之间设置有两个或更多个光电传感器S。
指纹感测光源可与每个光电传感器S相邻设置。指纹感测光源可分为：在垂直方向Y上设置在像素组PG上方的第一光源组SLG1；在垂直方向Y上设置在像素组PG下方的第二光源组SLG2；在水平方向X上设置在像素组PG左侧的第三光源组SLG3和第四光源组SLG4；以及在水平方向X上设置在像素组PG右侧的第五光源组SLG5和第六光源组SLG6。光源组SLG1至SLG6的每一个可包括两个或更多个光电传感器S。
在第一光源组SLG1与其下方的像素组PG之间设置光电传感器行，其中光电传感器S设置成行。在第二光源组SLG2与其上方的像素组PG之间设置光电传感器行，其中光电传感器S设置成行。例如，在第一感测区域SA中，可在第(4k-1)像素行(L3、L7和L11)中(k是自然数)成行设置光电传感器S而不设置感测光源SL以及像素组PG的R子像素、B子像素和G子像素。
可在第三光源组SLG3与第四光源组SLG4之间设置一个或多个光电传感器S。可在第三光源组SLG3与其上方的像素组PG之间设置一个或多个光电传感器S，并且可在第四光源组SLG4与其下方的像素组PG之间设置一个或多个光电传感器S。可在第五光源组SLG5与第六光源组SLG6之间设置一个或多个光电传感器S。可在第五光源组SLG5与其上方的像素组PG之间设置一个或多个光电传感器S，并且可在第六光源组SLG6与其下方的像素组PG之间设置一个或多个光电传感器S。
当将穿过与像素组PG相邻的第一至第六光源组SLG1至SLG6的中心的虚拟线连接时，光源组SLG1至SLG6可基于一个像素组PG以六边形的形式设置。
图10A至图10D是图解图9中所示的第一感测区域的操作的示图。
参照图10A，第一感测区域SA的像素在断电状态、待机模式和低速驱动期间的非驱动帧时段中可处于非驱动状态。在非驱动状态下，像素不发光(像素OFF)。在非驱动状态下，可不驱动光电传感器S，从而降低功耗。
参照图10B，第一感测区域SA的像素在显示模式中可以以像素数据的数据电压被充电并且以基于像素数据的灰度级值的亮度发光。因而，第一感测区域SA可在显示模式中显示输入图像。
在第一感测区域SA中，每个像素组PG中的一个或多个子像素以及感测光源SL可在指纹识别模式中开启(像素ON)。例如，在指纹识别模式中仅感测光源SL可开启，或者如图10C和图10D中所示，与感测光源SL一起可在像素组PG中开启G子像素或者G子像素和B子像素。在指纹识别模式中发光的子像素中，发光元件OLED发光。
图10C和图10D是图解在指纹识别模式中开启的子像素示例的示图。
如图10C中所示，包括被用作感测光源SL的G子像素的第一感测区域SA的R子像素、G子像素和B子像素可在指纹识别模式中全部开启。作为另一示例，如图10D中所示，包括被用作感测光源SL的G子像素的第一感测区域SA的G子像素和B子像素可在指纹识别模式中都开启。
图11是图解根据本发明另一个实施方式的第一感测区域中的像素、光电传感器和光源的示图。
参照图11，第一感测区域SA中的指纹感测光源可实现为与像素组PG的G子像素具有大致相同结构的G子像素。
指纹感测光源仅在指纹识别模式中发光，在显示模式中不发光。例如，如果需要的话，像素组PG的子像素之中的至少一个子像素可根据用户的指纹状态和外部环境在指纹识别模式中发光而用作指纹感测光源。
在每个像素组PG中可设置一个R子像素、一个B子像素和两个G子像素。在一个像素组PG中，R子像素、G子像素和B子像素可以以Z子形或平行四边形的形式设置。如虚线所示，相邻的像素组PG可以以菱形和Z字形的形式设置。在四个方向X、Y、Θx和Θy的每一个上相邻的像素组PG之间设置有一个或多个光电传感器S和一个或多个感测光源SL。
在水平方向X上相邻的像素组PG之间设置有两个或更多个光电传感器S，并且在垂直方向Y上相邻的像素组PG之间设置有两个或更多个光电传感器S。
指纹感测光源可与每个光电传感器S相邻设置。指纹感测光源可分为：在垂直方向Y上设置在像素组PG上方的第一光源组SLG21；在垂直方向Y上设置在像素组PG下方的第二光源组SLG22；在水平方向X上设置在像素组PG左侧的第三光源组SLG23；以及在水平方向X上设置在像素组PG右侧的第四光源组SLG24。光源组SLG21至SLG24的每一个可包括两个或更多个光电传感器S。
第一光源组SLG21和第二光源组SLG22的每一个可包括光源行，其中感测光源SL在水平方向X上设置成行。例如，在第一感测区域SA中，可在第4k像素行L4、L8和L12中(k是自然数)成行设置感测光源SL而不设置光电传感器S以及像素组PG的R子像素、B子像素和G子像素。
在第一光源组SLG21和第二光源组SLG22的每一个上方设置光电传感器行，其中光电传感器S在水平方向X上设置成行。例如，在第一感测区域SA中，可在第(4k-1)像素行L3、L7和L11中(k是自然数)成行设置光电传感器S而不设置感测光源SL以及像素组PG的R子像素、B子像素和G子像素。
可在第一光源组SLG21与第三光源组SLG23之间设置一个或多个光电传感器S。可在第二光源组SLG22与第三光源组SLG23之间设置一个或多个光电传感器S。可在第一光源组SLG21与第四光源组SLG24之间设置一个或多个光电传感器S。可在第二光源组SLG22与第四光源组SLG24之间设置一个或多个光电传感器S。
如上所述，在图11所示的第一感测区域SA中，在指纹识别模式中仅感测光源SL开启，或者如图10C和图10D中所示，与感测光源SL一起可在像素组PG中开启G子像素或者G子像素和B子像素。
图12和图13是图解根据本发明再一个实施方式的第一感测区域中的像素、光电传感器和光源的示图。
参照图12和图13，在第一感测区域SA中，像素组PG之间的间隔增加，并且在其间设置更多个光电传感器，使得指纹识别传感器的分辨率可增加。如上所述，当第一感测区域SA的PPI降低时，在本发明中，由于需要更多感测光源SL，从而确保用于指纹识别的最小发光亮度，所以随着PPI降低，在第一感测区域SA中设置更多被用作感测光源SL的像素。在此，如图9至图13中所示，为了增加光电传感器S中的指纹识别精度和用作感测光源SL的子像素，优选的是在整个第一感测区域SA上感测光源SL和光电传感器S以相等间隔均匀地设置。
从光电传感器S获得的指纹图案图像的清晰度可根据指纹状态和周围环境而变化。当指纹图案图像的清晰度较低时，指纹识别率降低。可通过指纹图案图像中的指纹的峰谷(ridge-valley)对比度确定指纹图案图像的清晰度。根据本发明，如图14中所示，为了在各种指纹状态和各种外部环境中获得最佳的指纹图案图像，可在改变指纹识别模式中开启的光源数量的同时获得多个指纹图案图像，并且可基于在获得的指纹图案图像之中具有最高清晰度的图案图像执行指纹认证。
图14是图解在改变指纹识别模式中开启的光源数量的同时选择具有高清晰度的指纹图案图像的指纹认证方法示例的流程图。
参照图14，当指纹识别模式开始并且在第一感测区域SA中感测用户的指纹时，指纹识别处理器开启第一感测区域SA的光源(步骤S11)。在光源开启之后，驱动光电传感器S以感测用户的指纹(步骤S12)。指纹识别处理器将光电传感器S的输出转换为数字数据以产生指纹图案图像数据并且将指纹图案图像数据存储在存储器中(步骤S13)。
然后，指纹识别处理器改变开启的光源的数量，以调节感测光源的亮度(步骤S14)。在这种情况下，开启的光源的数量可增加或减少；开启的光源的数量可增加然后减少；或反之亦然，可控制开启的光源的开/关。每当改变开启的光源的数量时，驱动光电传感器S以感测用户的指纹(步骤S15)。指纹识别处理器将光电传感器S的输出转换为数字数据以产生指纹图案图像数据并且将指纹图案图像数据存储在存储器中(步骤S16)。当通过预设的重复次数改变开启的光源的数量时，可重复执行指纹感测。
指纹识别处理器可比较存储在存储器中的指纹图案图像的清晰度，选择具有最高清晰度的指纹图案图像，并且将具有最高清晰度的指纹图案图像传送到主机***(步骤S17和S18)。主机***可通过将经由指纹识别处理器接收的指纹图案图像与预存的用户指纹数据进行比较来执行指纹认证(步骤S19)。
图15是图解根据本发明实施方式的显示面板和显示面板驱动器的框图。图16是图解驱动集成电路(IC)的构造的示意性框图。
参照图15和图16，显示装置包括：显示面板100，其中在屏幕上设置有像素阵列；和显示面板驱动器。
显示面板100的像素阵列包括数据线DL、与数据线DL交叉的栅极线GL、以及以由数据线DL和栅极线GL限定的矩阵形式设置的像素P。像素阵列进一步包括电源线，比如图17中所示的VDD线PL1、Vini线PL2和VSS线PL3。
如图1中所示，像素阵列可划分为电路层12以及发光元件和传感器层14。可在发光元件和传感器层14上方设置触摸传感器阵列。如上所述，像素阵列的每个像素可包括两个至四个子像素。每个子像素包括设置在电路层12中的像素电路。
在显示面板100中，其上再现输入图像的屏幕包括显示区域DA、第一感测区域SA和第二感测区域CA。
显示区域DA、第一感测区域SA和第二感测区域CA的每一个的子像素包括像素电路。像素电路可包括：向发光元件OLED提供电流的驱动元件、用于采样驱动元件的阈值电压并且切换像素电路的电流路径的多个开关元件、和保持驱动元件的栅极电压的电容器。像素电路设置在发光元件OLED下方。
显示面板100的第一感测区域SA包括用于感测指纹的光电传感器、用于驱动光电传感器的光电传感器驱动电路、以及在像素组之间的感测光源。光电传感器和感测光源可以以相等间隔均匀地设置在第一感测区域SA中。光电传感器驱动电路设置在光电传感器下方。
第二感测区域CA包括设置在像素组之间的透光部、和设置在第二感测区域CA下方的相机模块400。相机模块400在拍摄模式中使用图像传感器将通过第二感测区域CA入射的光进行光电转换，将从图像传感器输出的图像的像素数据转换为数字数据，并且输出拍摄的图像数据。
显示面板驱动器将输入图像的像素数据写入像素P中。像素P可理解为包括多个子像素的像素组。
显示面板驱动器包括：向数据线DL提供像素数据的数据电压的数据驱动器306、和向栅极线GL顺序地提供栅极脉冲的栅极驱动器120。数据驱动器306可集成在驱动IC 300中。显示面板驱动器可进一步包括图中省略的触摸传感器驱动器。
驱动IC 300可接合至显示面板100。驱动IC 300从主机***200接收输入图像的像素数据和时序信号，将像素数据DATA的数据电压提供至像素，并且使数据驱动器306与栅极驱动器120同步。
驱动IC 300通过数据输出通道连接至数据线DL，以向数据线DL提供像素数据的数据电压。驱动IC 300可通过栅极时序信号输出通道输出用于控制栅极驱动器120的栅极时序信号。从时序控制器303产生的栅极时序信号可包括栅极起始脉冲VST和栅极移位时钟CLK。栅极起始脉冲VST和栅极移位时钟CLK在栅极导通电压VGL与栅极截止电压VGH之间摆动。从电平移位器307输出的栅极时序信号VST和CLK施加至栅极驱动器120，以控制栅极驱动器120的移位操作。
栅极驱动器120可包括与像素阵列一起形成在显示面板100的电路层12中的移位寄存器。栅极驱动器120的移位寄存器在时序控制器303的控制下向栅极线GL顺序地提供栅极信号。栅极信号可包括扫描脉冲和发光信号的脉冲EM。移位寄存器可包括输出扫描脉冲的扫描驱动器和输出脉冲EM的EM(发光)驱动器。在图16中，GVST和GCLK是输入至扫描驱动器的栅极时序信号。EVST和ECLK是输入至EM驱动器的栅极时序信号。
驱动IC 300可连接至主机***200、第一存储器301和显示面板100。驱动IC 300可包括数据接收和计算部308、时序控制器303、数据驱动器306、伽马补偿电压发生器305、电源304和第二存储器302。
数据接收和计算部308包括：用于接收从主机***200作为数字信号输入的像素数据的接收器、和用于处理通过接收器输入的像素数据以提高图像质量的数据计算器。数据计算器可包括：用于解码和恢复压缩的像素数据的数据恢复部、和用于向像素数据添加预定光学补偿值的光学补偿器。光学补偿值可设为用于基于根据在制造工序中拍摄的相机图像而测量的屏幕亮度来校正像素数据的亮度的值。
时序控制器303将从主机***200接收的输入图像的像素数据提供给数据驱动器306。时序控制器303产生用于控制栅极驱动器120的栅极时序信号和用于控制数据驱动器306的源极时序信号，以控制栅极驱动器120和数据驱动器306的操作时序。
数据驱动器306通过数模转换器(DAC)将包括从时序控制器303接收的像素数据的数字数据转换为伽马补偿电压并且输出数据电压Vdata1至Vdata6。从数据驱动器306输出的数据电压通过与驱动IC 300的数据通道连接的输出缓存器提供至像素阵列的数据线DL。
伽马补偿电压发生器305通过分压器分割来自电源304的伽马基准电压，从而产生用于每个灰度的伽马补偿电压。伽马补偿电压模拟电压，其中针对像素数据的每个灰度设定电压。从伽马补偿电压发生器305输出的伽马补偿电压被提供至数据驱动器306。
电源304使用直流(DC)-DC转换器产生驱动显示面板100的像素阵列、栅极驱动器120和驱动IC 300所需的电力。DC-DC转换器可包括电荷泵、调节器、降压转换器(buckconverter)和升压转换器(boost converter)。电源304可调节来自主机***200的DC输入电压，以产生DC电力，比如伽马基准电压、栅极导通电压VGL、栅极截止电压VGH、像素驱动电压VDD、低电位电源电压VSS和初始化电压Vini。伽马基准电压被提供至伽马补偿电压发生器305。栅极导通电压VGL和栅极截止电压VGH被提供至电平移位器307和栅极驱动器120。诸如像素驱动电压VDD、低电位电源电压VSS和初始化电压Vini之类的像素电力被共同提供至像素P。初始化电压Vini设为比像素驱动电压VDD和发光元件OLED的阈值电压低的DC电压，以将像素电路的主要节点初始化并且抑制发光元件OLED发光。
当电力提供至驱动IC 300时，第二存储器302存储从第一存储器301接收的补偿值、寄存器设定数据等。补偿值可应用于提高图像质量的各种算法。补偿值可包括光学补偿值。寄存器设定数据用于定义数据驱动器306、时序控制器303和伽马补偿电压发生器305的操作。第一存储器301可包括闪存。第二存储器302可包括静态随机存取存储器(SRAM)。
主机***200可实现为应用处理器(AP)。主机***200可通过移动产业处理器接口(MIPI)将输入图像的像素数据传送至驱动IC 300。例如，主机***200可通过柔性印刷电路(FPC)连接至驱动IC 300。
本发明进一步包括指纹识别处理器。指纹识别处理器500连接至第一感测区域SA中的光电传感器S。指纹识别处理器500使用模数转换器(ADC)放大并转换光电传感器S的输出电压，以产生指纹图案图像数据。主机***200从指纹识别处理器500接收指纹图案图像数据并且执行指纹认证。
同时，显示面板100可实现为可应用于柔性显示器的柔性面板。柔性显示器的屏幕尺寸可通过卷绕、折叠和弯折柔性显示面板而变化，并且柔性显示器可以以各种设计容易制造。柔性显示器可实现为可卷曲显示器、可折叠显示器、可弯折显示器、可滑动显示器等。柔性面板可由“塑料OLED面板”制成。塑料OLED面板可包括背板和接合至背板的有机薄膜上的像素阵列。可在像素阵列上形成触摸传感器阵列。
背板可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板。可在有机薄膜上形成像素阵列和触摸传感器阵列。为了防止像素阵列暴露于湿气，背板可阻挡湿气朝向有机薄膜渗透。有机薄膜可以是聚酰亚胺(PI)膜基板。可在有机薄膜上由绝缘材料(未示出)形成多层缓冲膜。电路层12以及发光元件和传感器层14可堆叠在有机薄膜上。
在本发明的显示装置中，设置在电路层12中的像素电路、光电传感器驱动电路和栅极驱动器可包括多个晶体管。晶体管可实现为包括氧化物半导体的氧化物TFT、包括低温多晶硅(LTPS)的LTPS TFT等。每个晶体管可实现为p沟道TFT或n沟道TFT。在实施方式中，作为示例主要描述像素电路的晶体管实现为p沟道TFT的示例，但本发明不限于此。
晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是用于向晶体管提供载流子的电极。在晶体管中，载流子开始从源极流动。漏极是将载流子从晶体管排放到外部的电极。在晶体管中，载流子从源极流到漏极。在n沟道晶体管的情况下，由于载流子是电子，所以源极电压低于漏极电压，从而使电子从源极流到漏极。在n沟道晶体管中，电流沿从漏极到源极的方向流动。在p沟道晶体管(p型金属氧化物半导体(PMOS))的情况下，由于载流子是空穴，所以源极电压高于漏极电压，从而使空穴从源极流到漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流到漏极，所以电流从源极流到漏极。应当注意，晶体管的源极和漏极不是固定的。例如，源极和漏极可根据施加的电压而变化。因此，本发明不因晶体管的源极和漏极而受到限制。在以下描述中，晶体管的源极和漏极将分别被称为第一电极和第二电极。
栅极脉冲在栅极导通电压与栅极截止电压之间摆动。栅极导通电压设为比晶体管的阈值电压高的电压，栅极截止电压设为比晶体管的阈值电压低的电压晶体管响应于栅极导通电压而导通，而晶体管响应于栅极截止电压而截止。在n沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以是栅极高电压VGH，栅极截止电压可以是栅极低电压VGL。在p沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以是栅极低电压VGL，栅极截止电压可以是栅极高电压VGH。
像素电路的驱动元件可实现为晶体管。驱动元件应当在所有像素中具有均匀的电特性。然而，由于工艺偏差和元件特性偏差，在像素之间可能存在差异，并且电特性可随着显示器的驱动时间的流逝而变化。为了补偿驱动元件的电特性偏差，显示装置可包括内部补偿电路和外部补偿电路。内部补偿电路被添加到每个子像素中的像素电路，以采样根据驱动元件的电特性而变化的驱动元件的阈值电压Vth和/或迁移率μ，并且实时补偿变化。外部补偿电路将通过与子像素连接的感测线感测的驱动元件的阈值电压Vth和/或迁移率μ传送至外部补偿器。外部补偿电路的补偿器通过反映感测结果并调制输入图像的像素数据来补偿驱动元件的电特性的变化。外部补偿电路感测根据驱动元件的电特性而变化的像素的电压，并且基于感测的电压调制外部电路中的输入图像的数据，由此补偿像素之间驱动元件的电特性偏差。
图17和图18是图解被应用内部补偿电路的像素电路示例的电路图。图19是图解驱动图17和图18中所示的像素电路的方法的示图。应当注意，本发明的像素电路不限于图17至图19。图17和图18中所示的像素电路可相同地应用于显示区域DA、第一感测区域SA和第二感测区域CA的像素电路。可应用于本发明的像素电路可实现为图17和图18中所示的像素电路，但本发明不限于此。
参照图17至图19，像素电路包括发光元件OLED、向发光元件OLED提供电流的驱动元件DT、和内部补偿电路，内部补偿电路使用多个开关元件M1至M6采样驱动元件DT的阈值电压Vth，从而将驱动元件DT的栅极电压补偿驱动元件DT的阈值电压Vth那么多。驱动元件DT和开关元件M1至M6的每一个可实现为p沟道TFT。
如图19中所示，使用内部补偿电路的像素电路的驱动时段可划分为初始化时段Tini、采样时段Tsam、数据写入时段Twr和发光时段Tem。
如图19中所示，在初始化时段Tini期间，第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)产生为栅极导通电压VGL的脉冲，并且第N扫描信号SCAN(N)和发光信号EM(N)的每一个的电压变为栅极截止电压VGH。在采样时段Tsam期间，第N扫描信号SCAN(N)产生为栅极导通电压VGL的脉冲，并且第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)和发光信号EM(N)的每一个的电压变为栅极截止电压VGH。在数据写入时段Twr期间，第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)、第N扫描信号SCAN(N)和发光信号EM(N)的每一个的电压变为栅极截止电压VGH。在发光时段Tem的至少一部分期间，发光信号EM(N)产生为栅极导通电压VGL，并且第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)和第N扫描信号SCAN(N)的每一个的电压产生为栅极截止电压VGH。
在初始化时段Tini期间，第五开关元件M5根据第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL而导通，由此将像素电路初始化。在采样时段Tsam期间，第一开关元件M1和第二开关元件M2根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，因而将驱动元件DT的阈值电压采样以充入到电容器Cst1。同时，第六开关元件M6在采样时段Tsam期间导通，从而将第四节点n4的电压降至基准电压Vref，由此抑制发光元件OLED发光。在数据写入时段Twr期间，第一至第六开关元件M1至M6保持OFF状态。在发光时段Tem期间，第三开关元件M3和第四开关元件M4导通，使得发光元件OLED发光。在发光时段Tem期间，为了利用发光信号EM(N)的占空比精确呈现低灰度的亮度，发光信号EM(N)可以以预定占空比在栅极导通电压VGL与栅极截止电压VGH之间摆动，以重复第三开关元件M3和第四开关元件M4的ON/OFF。
发光元件OLED可实现为有机发光二极管或无机发光二极管。下文中，将描述发光元件OLED实现为有机发光二极管的示例。
发光元件OLED可包括形成在阳极与阴极之间的有机化合物层。有机化合物层可包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL，但本发明不限于此。当电压施加至发光元件OLED的阳极和阴极时，经过空穴传输层HTL的空穴和经过电子传输层ETL的电子移动至发光层EML而形成激子，使得从发光层EML发射可见光。
发光元件OLED的阳极连接至第四开关元件M4与第六开关元件M6之间的第四节点n4。第四节点n4连接至发光元件OLED的阳极、第四开关元件M4的第二电极、以及第六开关元件M6的第二电极。发光元件OLED的阴极连接至被施加低电位电源电压VSS的VSS线PL3。发光元件OLED由于根据驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs流动的电流Ids而发光。通过第三开关元件M3和第四开关元件M4切换发光元件OLED的电流路径。
存储电容器Cst1连接在VDD线PL1与第二节点n2之间。被补偿了驱动元件DT的阈值电压Vth那么多的数据电压Vdata充入存储电容器Cst1中。由于每个子像素中的数据电压Vdata被补偿了驱动元件DT的阈值电压Vth那么多，所以每个子像素中的驱动元件DT的特性偏差得到补偿。
第一开关元件M1响应于第N扫描脉冲或信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，从而将第二节点n2连接至第三节点n3。第二节点n2连接至驱动元件DT的栅极电极、存储电容器Cst1的第一电极、以及第一开关元件M1的第一电极。第三节点n3连接至驱动元件DT的第二电极、第一开关元件M1的第二电极、以及第四开关元件M4的第一电极。第一开关元件M1的栅极电极连接至第一栅极线GL1，以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第一开关元件M1的第一电极连接至第二节点n2，并且其第二电极连接至第三节点n3。
由于在一个帧周期中第一开关元件M1仅在其中第N扫描信号SCAN(N)产生为栅极导通电压VGL的非常短的一个水平时段1H期间导通并因而在大约一个帧周期期间保持为OFF状态，所以在第一开关元件M1的OFF状态中可能发生漏电流。为了抑制第一开关元件M1的漏电流，如图18中所示，第一开关元件M1可实现为具有双栅结构(其中两个晶体管M1a和M1b串联连接)的晶体管。
第二开关元件M2响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，从而将数据电压Vdata提供至第一节点n1。第二开关元件M2的栅极电极连接至第一栅极线GL1，以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第二开关元件M2的第一电极连接至第一节点n1。第二开关元件M2的第二电极连接至被施加数据电压Vdata的数据线DL。第一节点n1连接至第二开关元件M2的第一电极、第三开关元件M3的第二电极、以及驱动元件DT的第一电极。
第三开关元件M3响应于发光信号EM(N)的栅极导通电压VGL而导通，从而将VDD线PL1连接至第一节点n1。第三开关元件M3的栅极电极连接至第三栅极线GL3，以接收发光信号EM(N)。第三开关元件M3的第一电极连接至VDD线PL1。第三开关元件M3的第二电极连接至第一节点n1。
第四开关元件M4响应于发光信号EM(N)的栅极导通电压VGL而导通，从而将第三节点n3连接至发光元件OLED的阳极。第四开关元件M4的栅极电极连接至第三栅极线GL3，以接收发光信号EM(N)。第四开关元件M4的第一电极连接至第三节点n3，并且其第二电极连接至第四节点n4。
第五开关元件M5响应于第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL而导通，从而将第二节点n2连接至Vini线PL2。第五开关元件M5的栅极电极连接至第二栅极线GL2，以接收第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)。第五开关元件M5的第一电极连接至第二节点n2，并且其第二电极连接至Vini线PL2。为了抑制第五开关元件M5的漏电流，如图18中所示，第五开关元件M5可实现为具有双栅结构(其中两个晶体管M5a和M5b串联连接)的晶体管。
第六开关元件M6响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，从而将Vini线PL2连接至第四节点n4。第六开关元件M6的栅极电极连接至第一栅极线GL1，以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第六开关元件M6的第一电极连接至Vini线PL2，并且其第二电极连接至第四节点n4。
驱动元件DT根据栅极-源极电压Vgs控制流入发光元件OLED中的电流Ids，由此驱动发光元件OLED。驱动元件DT包括与第二节点n2连接的栅极、与第一节点n1连接的第一电极、以及与第三节点n3连接的第二电极。
在初始化时段Tini期间，第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)产生为栅极导通电压VGL。在初始化时段Tini期间，第N扫描信号SCAN(N)和发光信号EM(N)保持在栅极截止电压VGH。因而，在初始化时段Tini期间，第五开关元件M5导通，使得第二节点n2和第四节点n4被初始化为初始化电压Vini。可在初始化时段Tini与采样时段Tsam之间设置保持时段Th。在保持时段Th期间，栅极脉冲或信号SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)保持其在前的状态。
在采样时段Tsam期间，第N扫描脉冲SCAN(N)产生为栅极导通电压VGL。第N扫描脉冲SCAN(N)的脉冲与第N像素线的数据电压Vdata同步。在采样时段Tsam期间，第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)和发光信号EM(N)保持在栅极截止电压VGH。因此，在采样时段Tsam期间，第一开关元件M1和第二开关元件M2导通。
在采样时段Tsam期间，驱动元件DT的栅极电压DTG由于流过第一开关元件M1和第二开关元件M2的电流而升高。当驱动元件DT截止时，栅极节点电压或栅极电压DTG变为Vdata-|Vth|。在这种情况下，第一节点n1的电压也变为Vdata-|Vth|。在采样时段Tsam期间，驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs变为|Vgs|＝Vdata-(Vdata-|Vth|)＝|Vth|。
在数据写入时段Twr期间，第N扫描脉冲SCAN(N)反转为栅极截止电压VGH。在数据写入时段Twr期间，第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)和发光信号EM(N)保持在栅极截止电压VGH。因此，在数据写入时段Twr期间，所有开关元件M1至M6保持在OFF状态。
在发光时段Tem期间，发光信号EM(N)可产生为栅极导通电压VGL。在发光时段Tem期间，为了改善低灰度表现，发光信号EM(N)可以以预定占空比导通或截止，从而在栅极导通电压VGL与栅极截止电压VGH之间摆动。因此，发光信号EM(N)可在发光时段Tem的至少一部分时段期间产生为栅极导通电压VGL。
当发光信号EM(N)为栅极导通电压VGL时，电流在VDD与发光元件OLED之间流动，使得发光元件OLED可发光。在发光时段Tem期间，第N扫描脉冲SCAN(N)和第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)保持在栅极截止电压VGH。在发光时段Tem期间，第三开关元件M3和第四开关元件M4根据发光信号EM(N)的电压反复导通和截止。当发光信号EM(N)为栅极导通电压VGL时，第三开关元件M3和第四开关元件M4导通，使得电流流入发光元件OLED中。在这种情况下，驱动元件DT的Vgs变为|Vgs|＝VDD-(Vdata-|Vth|)，流入发光元件OLED中的电流为K(VDD-Vdata)2。K是由驱动元件DT的电荷迁移率、寄生电容和沟道容量确定的常数值。
图20是图解根据本发明一个实施方式的显示面板的截面结构的详细截面图。应当注意，显示面板的截面结构不限于图20。
参照图20，可在基板GLS上堆叠电路层、发光元件层和封装层。
可在基板GLS上形成第一缓冲层BUF1。可在第一缓冲层BUF1上形成第一金属层，并且可在第一金属层上形成第二缓冲层BUF2。第一金属层通过光刻工艺被图案化。第一金属层可包括底部屏蔽图案BSM。底部屏蔽图案BSM阻挡外部光，从而防止TFT的有源层被光照射。第一缓冲层BUF1和第二缓冲层BUF2的每一个可由无机绝缘材料制成并且可由一个或多个绝缘层形成。
可在第二缓冲层BUF2上沉积由半导体材料，例如a-Si形成的有源层ACT并且可通过光刻工艺将其图案化。有源层ACT包括像素电路的TFT和栅极驱动器的TFT的每一个的有源图案。有源层ACT的一部分可通过离子掺杂而被金属化。金属化的部分可用作跨接图案(jumper pattern)，跨接图案将像素电路的一些节点处的金属层连接，从而将像素电路的部件连接。
可在有源层ACT上形成栅极绝缘层GI。栅极绝缘层GI可由无机绝缘材料制成。可在栅极绝缘层GI上形成第二金属层。第二金属层可通过光刻工艺被图案化。第二金属层可包括栅极线、栅极电极图案GATE、存储电容器Cst1的下电极、以及将第一金属层和第三金属层的图案连接的跨接图案。
第一层间绝缘层ILD1可覆盖第二金属层。可在第一层间绝缘层ILD1上形成第三金属层，并且第二层间绝缘层ILD2可覆盖第三金属层。第三金属层可通过光刻工艺被图案化。第三金属层可包括金属图案TM，比如存储电容器Cst1的上电极和第三电源线。第一层间绝缘层ILD1和第二层间绝缘层ILD2可包括无机绝缘材料。
可在第二层间绝缘层ILD2上形成第四金属层，并且可在第四金属层上堆叠无机绝缘层PAS1和第一平坦化层PLN1。可在第一平坦化层PLN1上形成第五金属层。
第四金属层的一些金属图案可通过穿过第一平坦化层PLN1和无机绝缘层PAS1的接触孔连接至第五金属层。第一平坦化层PLN1和第二平坦化层PLN2可由将表面平坦化的有机绝缘材料制成。
第四金属层可包括通过穿过第二层间绝缘层ILD2的接触孔与TFT的有源图案连接的TFT的第一电极和第二电极。数据线DL以及电源线PL1、PL2和PL3可被实现为第四金属层的图案SD1或第五金属层的图案SD2。
可在第二平坦化层PLN2上形成发光元件OLED的阳极电极AND。阳极电极AND可通过穿过第二平坦化层PLN2的接触孔与用作开关元件或驱动元件的TFT的电极连接。阳极电极AND可由透明或半透明电极材料制成。
像素限定层BNK可覆盖发光元件OLED的阳极电极AND。像素限定层BNK形成为限定发光区域(或开口区域)的图案，光通过发光区域从每个像素传播到外部。可在像素限定层BNK上形成间隔件SPC。像素限定层BNK和间隔件SPC可使用相同的有机绝缘材料而形成为一体。间隔件SPC确保精细金属掩模(FMM)与阳极电极AND之间的间隙，从而防止在有机化合物EL的沉积工艺中FMM与阳极电极AND接触。
有机化合物层形成在由像素限定层BNK限定的每个像素的发光区域中。在显示面板100的整个表面上形成发光元件OLED的阴极电极CAT，以覆盖像素限定层BNK、间隔件SPC和有机化合物EL。阴极电极CAT可连接至由阴极电极CAT下方的金属层之中的任意一个金属层形成的VSS线PL3。覆盖层(capping layer)CPL可覆盖阴极电极CAT。覆盖层CPL由无机绝缘材料形成，并且覆盖层CPL阻挡空气以及施加在覆盖层CPL上的有机绝缘材料的排气的渗透，由此保护阴极电极CAT。无机绝缘层PAS2可覆盖覆盖层CPL，并且可在无机绝缘层PAS2上形成平坦化层PCL。平坦化层PCL可包括有机绝缘材料。可在平坦化层PCL上形成封装层的无机绝缘层PAS3。
在第一感测区域SA中，有机光电二极管OPD的有源层ACT-OPD可与子像素的有机化合物层共面地形成并且位于阳极电极AND与阴极电极CAT之间。
第一感测区域SA的电路层12可实现为与图20中所示的像素电路的结构相似的结构。因而，如图23至图25G中所示，光电传感器驱动电路可实现为与像素电路或像素驱动电路共享至少一条线的结构。
图21和图22是图解根据本发明一个实施方式的第一感测区域SA的像素电路CPIX和光电传感器驱动电路COPD的线共享结构的等效电路图。在图21和图22中，像素电路与图17中所示的像素电路大致相同，因而在此将省略其详细描述。光电传感器驱动电路可实现为图21和图22中所示的电路，但本发明不限于此。
图21图解了这样一种示例，即，光电传感器S实现为有机光电二极管OPD，使得在像素电路和光电传感器驱动电路中共享阳极电极、阴极电极、栅极线和电源线。
参照图21，光电传感器驱动电路COPD驱动有机光电二极管OPD并且输出通过有机光电二极管OPD光电转换的信号Rx。通过有机光电二极管OPD光电转换的信号Rx可通过RX线RXL传送至指纹识别处理器500。
光电传感器驱动电路COPD连接至VDD线PL1、VSS线PL3、第二至第四栅极线GL2至GL4、以及Rx线RXL。第二至第四栅极线GL2至GL4可在像素阵列上形成为平行的线。Rx线RXL可形成为与数据线DL和VDD线PL1平行的线。
光电传感器驱动电路COPD包括第一S开关元件M1S、第二S开关元件M2S、第三S开关元件M3S和电容器Cst2。第一S开关元件M1S、第二S开关元件M2S、第三S开关元件M3S的每一个可实现为p沟道TFT。
有机光电二极管OPD包括与第三S开关元件M3S连接的阳极电极、被施加低电位电源电压VSS的阴极电极、以及形成在阳极电极与阴极电极之间的有源层。有机光电二极管OPD的有源层包括有机半导体材料。当被施加反向偏置电压时，有机光电二极管OPD根据接收的光产生电流，以产生光电转换的信号Rx。
电容器Cst2连接在VDD线PL1与第二S开关元件M2S的栅极电极之间，第二S开关元件M2S的栅极电极连接至第五节点n5。当第三S开关元件M3S导通时，电容器Cst2被充入来自有机光电二极管OPD的电荷，从而存储光电转换的信号Rx的电压。根据施加至第三S开关元件M3S的栅极电极的曝光信号(exposure signal)TG的脉冲宽度确定光电传感器S的曝光时间。随着曝光信号TG的脉冲宽度增加，充入电容器Cst2中的电荷的量由于光电传感器S可增加。
第一S开关元件M1S响应于第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL而导通，从而将第四节点n4连接至Rx线RXL。第四节点n4连接至第一S开关元件M1S的第二电极和第二S开关元件M2S的第一电极。第一S开关元件M1S的栅极电极连接至第二栅极线GL2，以接收第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)。第一S开关元件M1S的第一电极连接至Rx线RXL，并且第一S开关元件M1S的第二电极连接至第四节点n4。
第二S开关元件M2S根据栅极电压，即，第五节点n5的电压，调节通过Rx线RXL在VDD线PL1与第四节点n4之间流动的电流的量。第二S开关元件M2S包括与第五节点n5连接的栅极电极、与第四节点n4连接的第一电极、以及与VDD线PL1连接的第二电极。第五节点n5连接至第三S开关元件M3S的第二电极、电容器Cst2、以及第二S开关元件M2S的栅极电极。
第三S开关元件M3S响应于曝光信号TG的栅极导通电压VGL而导通，从而将有机光电二极管OPD的阳极电极连接至第五节点n5。在这种情况下，来自有机光电二极管OPD的电荷被充入电容器Cst2中。第三S开关元件M3S包括与被施加曝光信号TG的第四栅极线GL4连接的栅极电极、与有机光电二极管OPD的阳极电极连接的第一电极、以及与第五节点n5连接的第二电极。
如图7中所示，有机光电二极管OPD的阳极电极和发光元件OLED的阳极电极可形成在相同层上，并且有机光电二极管OPD的阴极电极和发光元件OLED的阴极电极可形成在相同层上。在这种情况下，当有机光电二极管OPD的阳极电极连接至第三S开关元件M3S时，由于有机光电二极管OPD不用附加线就可连接至光电传感器驱动电路COPD，所以可简化显示面板100的结构。
图22图解了这样一种示例，即，光电传感器S实现为无机光电二极管PD，使得在像素电路和光电传感器驱动电路中共享栅极线和电源线。在图22所示的电路中，将省略对与图21中所示的电路大致相同的部件的详细描述。
参照图22，光电传感器驱动电路COPD驱动无机光电二极管PD并且输出通过无机光电二极管PD光电转换的信号Rx。通过无机光电二极管PD光电转换的信号Rx可通过Rx线RXL传送至指纹识别处理器500。
无机光电二极管PD包括与VDD线PL1连接的阳极电极、与第三S开关元件M3S连接的阴极电极、以及形成在阳极电极与阴极电极之间的有源层。无机光电二极管PD的有源层包括无机半导体材料。当被施加反向偏置电压时，无机光电二极管PD根据接收的光产生电流，以产生光电转换的信号Rx。
第三S开关元件M3S响应于曝光信号TG的栅极导通电压VGL而导通，从而将无机光电二极管PD的阴极电极连接至第五节点n5。在这种情况下，来自无机光电二极管PD的电荷被充入电容器Cst2中。第三S开关元件M3S包括与第四栅极线GL4连接的栅极电极、与无机光电二极管PD的阴极电极连接的第一电极、以及与第五节点n5连接的第二电极。
图23是图解像素电路CPIX和光电传感器驱动电路COPD的金属层的示图。在图23中，省略了第一金属层。像素电路CPIX和光电传感器驱动电路COPD的截面结构不限于图23。在图23中，GI、ILD1、ILD2、PAS、PLN1和PLN2是将有源层ACT与第二金属层M02之间绝缘以及将金属层绝缘的绝缘层。
参照图23，有源层ACT包括半导体图案ACTC，半导体图案ACTC具有通过离子掺杂而被部分金属化的半导体图案ACTM。半导体图案ACTC包括每个TFT的有源图案。
第二金属层M02可被图案化为被施加扫描脉冲和EM脉冲的栅极线。第三金属层M03可被图案化为被施加Vini的Vini线PL3和被施加曝光信号TG的栅极线。第四金属层M04可被图案化为被施加VDD的VDD线PL1和被施加数据电压Vdata的数据线。第五金属层M05可被图案化为被施加VDD的VDD线PL1、以及Rx线RXL，通过有机光电二极管OPD光电转换的信号Rx通过Rx线RXL输出。在这些金属层之中被施加相同信号或相同电源电压的线可通过跨接图案和接触孔进行连接。
像素电路的存储电容器Cst1可形成在彼此交叠的第二金属层M02的一个图案与第三金属层M03的一个图案之间。光电传感器驱动电路的存储电容器Cst2可形成在彼此交叠的、金属化的半导体图案ACTM与第三金属层M03的一个图案之间。
在显示区域DA以及感测区域SA和CA中设置像素电路，并且在第一感测区域SA中进一步设置光电传感器驱动电路COPD。被施加曝光信号TG的第四栅极线GL4可横跨显示区域DA和第一感测区域SA连接至光电传感器驱动电路COPD。Rx线RXL可横跨显示区域DA或者横跨显示区域DA和第二感测区域CA连接至光电传感器驱动电路COPD。
图23图解了被施加曝光信号TG的第四栅极线GL4形成为第三金属层M03的图案的示例，但本发明不限于此。例如，第四栅极线GL4可形成为第二金属层M02或第三金属层M03的图案。
图23图解了Rx线RXL形成为第五金属层M05的图案的示例，但本发明不限于此。例如，Rx线RXL可形成为第四金属层M04或第五金属层M05的图案。
图24是图解像素电路和光电传感器驱动电路的布局的详细平面图。图25A至图25G是通过从图24中所示的像素电路和光电传感器驱动电路的布局中分离主要层来图解每个层的图案形状的平面图。在图24中，RX(N-1)和RX(N)是施加给RX线RXL的光电转换后的信号，Vdata(M-1)和Vdata是施加给数据线DL的数据电压，TG(N)是施加给栅极线GL4的曝光信号。
第一金属层M01可图案化为图25A中所示的形状。第一金属层M01可包括与像素电路CPIX中的TFT的有源图案交叠的底部屏蔽图案BSM。有源层ACT可图案化为图25B中所示的形状。有源层ACT包括像素电路CPIX和光电传感器驱动电路COPD中的TFT的有源图案和金属化图案。
第二金属层M02可图案化为图25C中所示的形状。第二金属层M02可包括：被施加扫描脉冲和EM脉冲的栅极线GL1、GL2、GL3；TFT的栅极电极；第一存储电容器Cst1的下电极M02c；以及跨接图案M02a、M02b和M02d。跨接图案M02a和M02b用于通过接触孔将金属层连接。
第三金属层M03可图案化为图25D中所示的形状。第三金属层M03可包括：其中第一存储电容器Cst1的上电极和第二存储电容器Cst2的下电极形成为一体的图案M031；Vini线PL3；第四栅极线GL4；以及跨接图案M03a和M03b。
第四金属层M04可图案化为图25E中所示的形状。第四金属层M04可包括VDD线PL1、数据线DL、以及跨接图案M04a至M04g。第二存储电容器Cst2的上电极可与第四金属层M04的VDD线PL1一体形成。
第五金属层M05可图案化为图25F中所示的形状。第五金属层M05可包括VDD线PL1、Rx线RXL、以及跨接图案M05a和M05b。像素电路CPIX的阳极电极AND和光电传感器驱动电路COPD的阳极电极AND可图案化为图25G中所示的形状。像素电路CPIX的阳极电极AND形成为与光电传感器驱动电路COPD的阳极电极AND共面。
如图23至图25G中所示，像素电路CPIX和光电传感器驱动电路COPD共享栅极线和电源线。
图26是图解根据本发明一个实施方式的伽马补偿电压发生器305的电路图。
参照图26，伽马补偿电压发生器305从电源304接收高电位输入基准电压VRH和低电位输入基准电压VRL并且输出用于显示驱动的每个灰度的伽马补偿电压(或显示驱动电压)以及输出光源驱动电压。当像素电路的驱动元件DT实现为p沟道TFT时，随着栅极电压降低，电流量增加，因而随着从伽马补偿电压发生器305输出的伽马补偿电压降低，像素和感测光源的发光元件OLED可以以高亮度发光。
伽马补偿电压发生器305包括输入电压选择器、产生用于显示驱动的伽马补偿电压的伽马补偿电压产生器700、以及光源驱动电压发生器600。
伽马补偿电压发生器305包括多个分压器电路和多个多路复用器。分压器电路使用串联连接的电阻器在高电位电压与低电位电压之间分割电压并且输出具有不同电压电平的电压。每个多路复用器从由分压器电路分割的电压之中选择由寄存器设定值表示的电压。时序控制器303可在显示模式、指纹识别模式和拍摄模式中输入寄存器设定值，以控制多路复用器的端子并且针对每个模式控制伽马补偿电压发生器305的输出电压V0至V256的电压电平。寄存器设定值可由存储在第二存储器302中的寄存器设定数据定义和更新。
输入电压选择器包括分压器电路RS01、根据第一寄存器的设定值选择最高灰度电压V255的多路复用器MUX01、根据第二寄存器的设定值选择较低灰度补偿电压的多路复用器MUX02、以及根据第三寄存器的设定值输出最低灰度补偿电压V0的多路复用器MUX03。从多路复用器MUX01输出的电压V255被提供至伽马补偿电压产生器700的分压器电路和光源驱动电压发生器600的分压器电路。从多路复用器MUX02输出的电压被提供至伽马补偿电压产生器700的分压器电路。
光源驱动电压发生器600包括连接在VRL节点与V255节点之间的第十分压器电路RS10以及多路复用器MUX10和MUX20。分压器电路RS10在低电位输入基准电压VRL与最高灰度电压V255之间分割电压。分压器电路RS10的输出电压具有比最高灰度级电压V255的电压电平高的电压电平。多路复用器MUX10根据第四寄存器的设定值选择由分压器电路RS10分割的电压之中的任意一个并且输出根据显示亮度值(DBV)而变化的光源驱动电压(DBV关联电压)。DBV是用于根据主机***200的照度传感器的输出信号或用户的亮度输入值来改变亮度的亮度设定数据。控制每个多路复用器的寄存器设定值可根据DBV变化。多路复用器MUX10的输出电压可选自比最高灰度电压V255高的灰度电压范围。因而，在指纹识别模式中，由于施加至第一感测区域SA的感测光源SL的电压是比显示模式的最高灰度电压高的灰度电压，所以感测光源SL可以以比显示模式中的最大亮度高的亮度发光。
多路复用器MUX20在主机***200的控制下选择独立于DBV而设定的单独基准电压(DBV非关联电压)和从多路复用器MUX10输出的DBV关联电压中的任意一个并且输出光源驱动电压V256。DBV非关联电压是比最高灰度电压V255高的灰度电压。在指纹识别模式和拍摄模式中，主机***200可使用使能信号EN控制多路复用器MUX20的输出电压。因而，从多路复用器MUX20输出的DBV关联电压或DBV非关联电压是能够获得比最高灰度电压V255的灰度亮度高的灰度亮度的光源驱动电压V256。
伽马补偿电压发生器700包括多个分压器电路RS11至RS17和多个多路复用器MUX11至MUX18。
1-1分压器电路RS11在第一多路复用器MUX01的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-1多路复用器MUX11根据寄存器设定值选择由分压器电路RS11分割的电压之中的任意一个。1-1多路复用器MUX11的输出电压可通过缓存器输出并且可以是191灰度的电压V191。1-2分压器电路RS12在1-1多路复用器MUX11的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-2多路复用器MUX12根据寄存器设定值选择由分压器电路RS12分割的电压之中的任意一个。1-2多路复用器MUX12的输出电压可通过缓存器输出并且可以是127灰度的电压V127。
1-3分压器电路RS13在1-2多路复用器MUX12的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-3多路复用器MUX13根据寄存器设定值选择由分压器电路RS13分割的电压之中的任意一个。1-3多路复用器MUX13的输出电压可通过缓存器输出并且可以是63灰度的电压V63。1-4分压器电路RS14在1-3多路复用器MUX13的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-4多路复用器MUX14根据寄存器设定值选择由分压器电路RS14分割的电压之中的任意一个。1-4多路复用器MUX14的输出电压可通过缓存器输出并且可以是31灰度的电压V31。
1-5分压器电路RS15在1-4多路复用器MUX14的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-5多路复用器MUX15根据寄存器设定值选择由分压器电路RS15分割的电压之中的任意一个。1-5多路复用器MUX15的输出电压可通过缓存器输出并且可以是15灰度的电压V15。1-6分压器电路RS16在1-5多路复用器MUX15的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-6多路复用器MUX16根据寄存器设定值选择由分压器电路RS16分割的电压之中的任意一个。1-6多路复用器MUX16的输出电压可通过缓存器输出并且可以是7灰度的电压V7。
1-7分压器电路RS17在1-6多路复用器MUX16的输出电压与第二多路复用器MUX02的输出电压之间分割电压。1-7多路复用器MUX17根据寄存器设定值选择由分压器电路RS17分割的电压之中的任意一个。1-7多路复用器MUX17的输出电压可通过缓存器输出并且可以是4灰度的电压V4。1-8分压器电路RS18在由1-7分压器电路RS17分割的电压之中的最高灰度电压与最低灰度电压之间分割电压。1-8多路复用器MUX18根据寄存器设定值选择由分压器电路RS17分割的电压之中的任意一个。1-8多路复用器MUX18的输出电压可通过缓存器输出并且可以是1灰度的电压V1。多路复用器MUX17和MUX18共享分压器电路RS17。多路复用器MUX17和MUX18可连接至分离的分压器电路，但是图26显示了选择低压的多路复用器MUX17和MUX18共享分压器电路的例子。
伽马补偿电压产生器700进一步包括多个分压器电路RS21至RS28。2-1分压器电路RS21在最高伽马补偿电压V255与191灰度的电压V191之间分割电压，以输出在最高灰度与191灰度之间的伽马补偿电压。2-2分压器电路RS22在191灰度的电压V191与127灰度的电压V127之间分割电压，以输出在191灰度与127灰度之间的伽马补偿电压。2-3分压器电路RS23在127灰度的电压V127与63灰度的电压V63之间分割电压，以输出在127灰度与63灰度之间的伽马补偿电压。2-4分压器电路RS24在63灰度的电压V63与31灰度的电压V31之间分割电压，以输出在63灰度与31灰度之间的伽马补偿电压。2-5分压器电路RS25在31灰度的电压V31与15灰度的电压V15之间分割电压，以输出在31灰度与15灰度之间的伽马补偿电压。2-6分压器电路RS26在15灰度的电压V15与7灰度的电压V7之间分割电压，以输出在15灰度与7灰度之间的伽马补偿电压。2-7分压器电路RS27在7灰度的电压V7与4灰度的电压V4之间分割电压，以输出在7灰度与4灰度之间的伽马补偿电压。2-8分压器电路RS28在4灰度的电压V4与1灰度的电压V1之间分割电压，以输出在4灰度与1灰度之间的伽马补偿电压。
为了对R子像素、G子像素和B子像素的每一个输出最佳伽马补偿电压，伽马补偿电压发生器305可包括R伽马补偿电压发生器、G伽马补偿电压发生器和B伽马补偿电压发生器。在这种情况下，在R伽马补偿电压发生器、G伽马补偿电压发生器和B伽马补偿电压发生器中寄存器设定值可设为不同的电压。从R伽马补偿电压发生器输出的伽马补偿电压是要提供至R子像素的灰度的数据电压。从G伽马补偿电压发生器输出的伽马补偿电压V0至V255是要提供至G子像素的灰度的数据电压。从B伽马补偿电压发生器输出的伽马补偿电压是要提供至B子像素的灰度的数据电压。
各灰度的伽马补偿电压V0至V255和光源驱动电压V256输入至数据驱动器306的DAC。数据驱动器306的DAC将从时序控制器303接收的像素数据转换为用于每个灰度的不同伽马补偿电压，从而产生用于显示驱动的数据电压Vdata。在指纹识别模式中，数据驱动器306将从时序控制器303接收的光源驱动数据转换为光源驱动电压V256并且通过数据线将光源驱动电压V256提供至感测区域中的被用作光源的子像素。
由于感测区域SA和CA的每一个的PPI低于显示区域DA的PPI，所以当在相同灰度下以相同数据电压驱动显示区域DA的像素以及感测区域SA和CA的像素时，感测区域SA和CA的亮度会降低。根据本发明，在指纹感测模式或拍摄模式中改变伽马补偿电压发生器305的寄存器设定值。因而，在指纹感测模式或拍摄模式中，施加至感测区域SA和CA的像素的数据电压的范围被扩展，使得可增加感测区域SA和CA中的像素的亮度。
图27是图解施加至显示区域中的像素的数据电压和施加至感测区域中的像素的数据电压的示图。在图27中，“PGMA范围”表示伽马补偿电压发生器305的输出电压范围。
参照图27，由于感测区域SA和CA的PPI较低，所以数据驱动器306将施加至感测区域SA和CA的像素的数据电压Vdata的范围扩展到大于施加至显示区域DC的像素的数据电压Vdata的范围。
根据本发明，用于指纹感测的光电传感器与像素一起内置在显示面板中。根据本发明，像素驱动电路和光电传感器驱动电路共享电源线和信号线，并且发光元件的电极和光电二极管的电极设置在相同的层上，使得可简化显示面板的结构。此外，根据本发明，可附加地设置光源，从而在具有较低每英寸像素数(PPI)的感测区域中获得优良的指纹图像。因而，根据本发明，不需要将显示面板与指纹传感器模块组装的工序，并且可提高指纹感测区域的图像质量和指纹感测性能。随着感测区域的PPI降低，可增加设置在感测区域中的光源的数量。
根据本发明，在感测区域中光源的亮度改变的同时重复地感测指纹图案图像，并且基于这些指纹图案图像之中的具有较高清晰度的指纹图案图像执行指纹认证，使得可增加指纹识别的精度。
根据本发明，在具有较低PPI的感测区域中用作光源的像素的亮度被控制为高于显示区域中的像素的亮度，使得可补偿感测区域的亮度的劣化。
本发明可实现的效果不限于上述效果。就是说，本发明所属领域的技术人员可从以上描述可显而易见地理解到未提及的其他目的。
上述的本发明要实现的目的、实现目的的手段和本发明的效果并非指定权利要求的必要特征，因而权利要求书的范围不受这些公开内容的限制。
尽管参照附图更详细描述了本发明的实施方式，但本发明不限于此，在不背离本发明的技术构思的情况下可以以诸多不同的形式实施。因此，仅是为了说明目的提供了本发明中公开的实施方式，这些实施方式并不旨在限制本发明的技术构思。本发明的技术构思的范围不限于此。因此，应当理解，上述实施方式在所有方面都是示例性的，并不限制本发明。应当基于所附的权利要求书解释本发明的保护范围，其等同范围内的所有技术构思都应当解释为落入本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板包括：显示区域，在所述显示区域中设置有多个像素；以及感测区域，在所述感测区域中设置有多个光电传感器和多个像素，
其中所述显示区域的像素和所述感测区域的像素通过在显示模式中接收输入图像的数据电压而发光，并且
所述感测区域中的至少一些像素在指纹识别模式中发光。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述感测区域的像素包括多个像素组，每个像素组包括一个或两个像素；
在相邻像素组之间设置有一个或多个感测光源以及一个或多个光电传感器；
所述像素组的每个像素包括两个至四个子像素；并且
所述感测光源包括在所述指纹识别模式中开启以发光并且在所述显示模式中关闭的子像素。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
在所述感测区域中的相邻光电传感器之间的距离相同；
在所述感测区域中的相邻感测光源之间的距离相同；
在所述感测区域中，相邻光电传感器之间的距离与相邻感测光源之间的距离相等；并且
在所述感测区域中的相邻像素组之间的距离相同。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
每个感测光源包括绿色子像素；并且
在所述指纹识别模式中，所述感测光源的绿色子像素和所述像素组的所有子像素开启。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
每个感测光源包括绿色子像素；并且
在所述指纹识别模式中，所述感测光源的绿色子像素和所述像素组的所有子像素中的蓝色子像素开启。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
每个感测光源包括绿色子像素；并且
在所述指纹识别模式中，在所述感测区域的子像素之中仅所述感测光源的绿色子像素开启。
7.根据权利要求3所述的显示装置，其中随着所述感测区域的每英寸像素数变低，所述感测光源的数量增加。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述像素的发光元件包括有机发光二极管；
所述光电传感器包括有机光电二极管；
所述有机发光二极管的阳极电极设置成与所述有机光电二极管的阳极电极共面；
所述有机发光二极管的阴极电极设置成与所述有机光电二极管的阴极电极共面；并且
用于驱动所述有机发光二极管的像素驱动电路和用于驱动所述有机光电二极管的光电传感器驱动电路共享一条或多条线。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述像素的发光元件包括有机发光二极管；
所述光电传感器包括无机光电二极管；
在所述有机发光二极管的阴极电极与所述无机光电二极管的阳极电极之间设置有绝缘层；并且
所述有机发光二极管与所述无机光电二极管电性分离。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中所述有机发光二极管的阳极电极设置成与所述无机光电二极管的阴极电极共面。
11.根据权利要求2所述的显示装置，还包括指纹识别处理器，所述指纹识别处理器配置为接收由所述光电传感器进行光电转换的信号并且产生指纹图案图像数据，
其中所述指纹识别处理器在改变在所述指纹识别模式中开启的感测光源的数量的同时存储多个指纹图案图像，并且在所述多个指纹图案图像之中选择具有最高清晰度的图像作为用于指纹认证的图像。
12.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：
数据驱动器，所述数据驱动器配置为使用数模转换器将接收的数字数据转换为伽马补偿电压并且输出要施加至所述像素的数据电压；和
向所述数模转换器提供所述伽马补偿电压的伽马补偿电压发生器。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中：
所述伽马补偿电压发生器输出用于像素数据的每个灰度的伽马补偿电压并且输出比用于每个灰度的伽马补偿电压高的灰度电压作为光源驱动电压；
所述数据驱动器将在所述指纹识别模式中接收的光源驱动数据转换为所述光源驱动电压；并且
所述光源驱动电压被提供至在所述指纹识别模式中开启的像素组的子像素。
14.一种移动终端装置，包括：
显示面板，所述显示面板包括：显示区域，在所述显示区域中设置有多个像素；以及感测区域，在所述感测区域中设置有多个光电传感器和多个像素；和
指纹识别处理器，所述指纹识别处理器配置为根据由所述感测区域中的光电传感器进行光电转换的信号而产生指纹图案图像数据，
其中所述显示区域的像素和所述感测区域的像素通过在显示模式中接收输入图像的数据电压而发光，并且
所述感测区域中的至少一些像素在指纹识别模式中发光。
15.根据权利要求14所述的移动终端装置，其中：
所述感测区域的像素包括多个像素组，每个像素组包括一个或两个像素；
在相邻像素组之间设置有一个或多个感测光源和一个或多个光电传感器；并且
所述感测光源包括在所述指纹识别模式中开启以发光并且在所述显示模式中关闭的子像素。
16.根据权利要求15所述的移动终端装置，其中：
在所述感测区域中的相邻光电传感器之间的距离相同；
在所述感测区域中的相邻感测光源之间的距离相同；并且
在所述感测区域中的相邻像素组之间的距离相同。
17.根据权利要求15所述的移动终端装置，其中所述指纹识别处理器在改变在所述指纹识别模式中开启的感测光源的数量的同时存储多个指纹图案图像，并且在所述多个指纹图案图像之中选择具有最高清晰度的图像作为用于指纹认证的图像。
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