1.本公开涉及具有指纹传感器的显示装置和包括该显示装置的移动终端。


背景技术：

2.根据发光层的材料，电致发光显示装置大致分为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵型的有机发光显示装置包括自身发光的有机发光二极管(以下称为“oled”)，并且具有响应速度快且发光效率、亮度和视角大的优点。在有机发光显示装置中，oled形成在每个像素中。有机发光显示装置具有快速的响应速度，优异的发光效率、亮度和视角，并且具有优异的对比度和颜色再现性，因为它可以以完全黑色表示黑色灰度。
3.近来，存在有机发光显示装置广泛应用于移动终端的显示装置的趋势。生物识别技术被应用于移动终端的用户认证。作为生物识别技术的示例，指纹传感器被广泛地应用于智能电话，因为它在用户认证过程中提供安全性和便利性。当需要屏幕解锁、用户认证等时，应用于智能电话的指纹传感器感测用户的指纹。
4.由于指纹传感器，在智能手机的屏幕设计上存在许多限制。例如，传统的按钮型指纹传感器被放置在显示装置的屏幕下方，因此存在不可能扩展屏幕尺寸以实现全屏显示的障碍。为了实现全屏显示，已经开发了显示屏上的指纹识别(fod)技术，其中将指纹传感器放置在显示装置的屏幕的下部，并且在屏幕上感测指纹。为了实现fod，由于需要将相机放置在屏幕下方，所以增加了显示装置的厚度，并且添加了显示面板和照机的组装过程，导致降低成品率和增加制造成本的问题。


技术实现要素：

5.本公开的目的是解决上述必要性和/或问题。
6.具体地，本公开提供了一种显示装置和包括该显示装置的移动终端，其中光电传感器被嵌入在显示面板中，从而不需要显示面板和指纹传感器模块的组装过程，并且光电传感器的曝光时间可以被充分地保证和调整。
7.应当注意，本公开的目的不限于上述目的，并且本公开的其他目的对于本领域技术人员将是从以下描述中显而易见的。
8.根据本公开的实施方式的显示装置包括：显示区域，其中布置有像素数据被写入的第一组显示像素；以及感测区域，其中布置有第二组显示像素和多个传感器像素。
9.第一组显示像素和第二组显示像素中的每个显示像素包括被配置为驱动发光元件的像素电路。
10.每个传感器像素包括被配置为驱动光电二极管的光电传感器驱动电路。低电位电源电压和像素驱动电压被施加到像素电路和光电传感器驱动电路。发光元件的阴极和光电二极管的阴极共享相同的金属电极，并且共同连接到施加低电位电源电压的低电位电源线。
11.根据本公开实施方式的移动终端包括上述显示装置。
12.在本公开中，用于感测指纹的传感器像素与像素一起嵌入在显示面板中。本公开可通过共享像素驱动电路和光电传感器驱动电路中的电源线和信号线并将发光元件和光电二极管的电极设置在同一层上来简化显示面板的结构。
13.通过在传感器像素的曝光时间期间将施加到共享电源线的传感器像素和显示像素的像素驱动电压和低电位电源电压降低相同的波动宽度，本公开可以在显示像素的亮度没有波动的情况下重置和曝光传感器像素。
14.此外，本公开可通过将传感器像素的曝光时间延长到活动间隔来最佳地调整感测准确度和灵敏度。
15.通过本公开可以实现的效果不限于上述效果。即，根据以下描述，本公开所属领域的技术人员可以明显地理解未提及的其他目的。
附图说明
16.通过参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，本公开的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
17.图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的显示装置的图。
18.图2是示出根据本公开的实施方式的在指纹识别模式下驱动感测区域的方法的流程图。
19.图3是示出在屏幕上感测指纹的示例的示图。
20.图4是示出根据本公开的实施方式的显示面板和显示面板驱动器的框图。
21.图5是示意性地示出驱动ic的配置的框图。
22.图6是示出像素电路的示例的电路图。
23.图7是示出像素电路的另一示例的电路图。
24.图8是示出驱动图6和图7所示的像素电路的方法的波形图。
25.图9是详细示出根据本公开的实施方式的显示面板的截面结构的截面图。
26.图10是示出根据本公开的实施方式的传感器像素的有机光电二极管和显示像素的发光元件的截面结构的图。
27.图11是示出像素电路和光电传感器驱动电路的金属层的图。
28.图12是详细示出像素电路和光电传感器驱动电路的布局的平面图。
29.图13a到图13g是通过将主层与图12中所示的像素电路和光电传感器驱动电路的布局分离而示出每一层的图案形状的平面图。
30.图14是详细示出一个帧周期的活动间隔和垂直消隐周期的图。
31.图15是示出根据本公开第一实施方式的像素电路和光电传感器驱动电路的电路图。
32.图16是示出驱动图15所示的像素电路和光电传感器驱动电路的方法的波形图。
33.图17是示出根据本公开第二实施方式的像素电路和光电传感器驱动电路的电路图。
34.图18是示出驱动图17所示的像素电路和光电传感器驱动电路的方法的波形图。
35.图19到图21是示出根据本公开另一实施方式的驱动光电传感器驱动电路的方法的图。
36.图22是示出根据本公开的实施方式的伽马补偿电压发生器的电路图。
37.图23是示出施加到显示区域中的像素的数据电压和施加到感测区域中的像素的数据电压的图。
具体实施方式
38.从以下参照附图描述的实施方式中将更清楚地理解本公开的优点和特征以及用于实现本公开的方法。然而，本公开不限于以下实施方式，而是可以以各种不同形式来实现。相反，本实施方式将使本公开的公开内容完整并且允许本领域技术人员完全理解本公开的范围。本公开仅限定在所附权利要求的范围内。
39.在附图中示出的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例，并且本公开不限于此。在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在描述本公开时，可以省略已知相关技术的详细描述以避免不必要地模糊本公开的主题。
40.本文所用的术语例如“包含”、“包括”、“具有”和“由
…
组成”通常旨在允许添加其它部件，除非该术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则任何对单数的提及可包括复数。
41.部件被解释为包括普通误差范围，即使没有明确说明。
42.当使用诸如“在
…
上”、“在
…
之上”、“在
…
下”和“在
…
之下”这样的术语描述两个部件之间的位置关系时，一个或多个部件可以位于两个部件之间，除非该术语与术语“立即”或“直接”一起使用。
43.术语“第一”、“第二”等可用于将部件彼此区分，但部件的功能或结构不受部件前面的序数或部件名称限制。
44.在本公开各处，相同的附图标记可以指基本相同的元件。
45.以下实施方式可以部分地或全部地彼此结合或组合，并且可以以技术上各种方式链接和操作。实施方式可以彼此独立地或相关联地执行。
46.在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式。
47.参照图1和图2，显示面板100的屏幕包括其上再现输入图像的像素阵列。像素阵列包括显示区域da和感测区域sa。
48.像素数据被写入的第一组显示像素r、g和b被布置在显示区域da中。第二组显示像素r、g和b以及多个光电传感器被布置在感测区域sa中。
49.显示区域da包括以每英寸高像素(ppi)排列的显示像素r、g和b，并显示输入数据。输入数据可以是输入图像的像素数据或包括各种类型的信息的数据。
50.感测区域sa包括像素数据被写入的显示像素r、g和b以及感测指纹图案的图像传感器的像素(以下称为“传感器像素”)。传感器像素s包括光电转换光的光电传感器。感测区域sa在显示模式下在显示像素上显示输入数据，并在指纹识别模式下使用传感器像素感测指纹。感测区域sa中的传感器像素s和显示像素r、g和b共享大多数导线并且具有类似的截面结构。显示像素r、g和b以及传感器像素s可以设置在同一平面上。在这种情况下，由于传感器像素s所占据的部分，感测区域sa中的显示像素ppi可以低于显示区域da中的显示像素ppi。可以同时形成感测区域sa中的传感器像素s和显示像素r、g和b，而不需要向传统制造
工艺添加工艺。
51.由于感测区域sa中的显示像素ppi低于显示区域da中的显示像素，因此可以应用用于补偿亮度和颜色坐标的图像质量补偿算法，使得显示区域da中的图像质量相对于要写入感测区域sa的显示像素中的像素数据没有差异。
52.在本公开中，不仅在显示区域da中而且在感测区域sa中提供显示像素。因此，本公开的显示装置可以实现全屏显示。
53.每个显示像素包括具有不同颜色的子像素以再现图像中的颜色。子像素包括红色子像素(以下称为“r子像素”)、绿色子像素(以下称为“g子像素”)和蓝色子像素(以下称为“b子像素”)。尽管未示出，但是每个像素p还可以包括白色子像素(以下称为“w个子像素”)。每个子像素包括像素电路和发光元件。在图1中，r表示r子像素，g表示g子像素，b表示b子像素。
54.在指纹识别事件发生时执行的指纹识别模式下，感测区域sa中的至少一个显示像素可以被驱动为光源。在指纹识别模式中，当用户将他/她的指纹放置在感测区域sa的盖玻片20上时，感测区域sa的光源被开启。以指纹识别模式驱动感测区域sa中的每个传感器像素s的光电传感器，以将从与盖玻片20接触的用户指纹反射的光转换成电信号并将其传输到指纹识别处理器。指纹识别处理器放大来自光电传感器的输出信号并将它们转换成数字数据以产生指纹图案图像数据。图1中省略的主机系统将来自指纹识别处理器的指纹图案图像数据与先前注册的用户的指纹图案进行比较，以执行指纹认证。
55.指纹识别处理器可以与控制显示面板驱动器的操作定时的定时控制器集成。
56.在本公开中，由于单独的指纹传感器模块没有粘附到显示面板100，因此不会有由显示面板和指纹传感器模块的组装过程引起的成品率降低，并且可以降低制造成本。
57.显示面板100具有x轴方向的宽度、y轴方向的长度和z轴方向的厚度。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。偏振片18可以设置在发光元件和传感器层14上，并且覆盖玻璃20可以设置在偏振片18上。
58.电路层12可以包括数据线、栅极线、连接到电源线的像素电路、用于驱动栅极线的栅极驱动器、光电传感器驱动电路等。电路层12可以包括电路元件，例如被实现为薄膜晶体管(tft)的晶体管和电容器。
59.发光元件和传感器层14可以包括由像素电路驱动的发光元件。发光元件可以被实现为oled。oled包括在阳极和阴极之间形成的有机化合物层。有机化合物层可以包括空穴注入层hil、空穴传输层htl、发光层eml、电子传输层etl和电子注入层eil，但不限于此。当向oled的阳极和阴极施加电压时，穿过空穴传输层htl的空穴和穿过电子传输层etl的电子移动到发光层eml以形成激子，结果，从发光层eml发射可见光。发光元件和传感器层14还可以包括设置在电路层12上的滤色器，以选择性地透射红、绿和蓝波长。
60.发光元件和传感器层14包括在与发光元件相同的层上形成的光电传感器。光电传感器可以用有机/无机光电二极管实现。
61.发光元件和传感器层14可以覆盖有保护层，并且保护层可以覆盖有封装层。保护层和封装层可以具有其中有机膜和无机膜交替堆叠的结构。无机膜阻挡水分或氧气的渗透。有机膜使无机膜的表面变平。当有机膜和无机膜堆叠成多层时，水分或氧气的移动路径变得比单层中的更长，使得可以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。
62.偏振片18可以粘附到封装层。偏振片18改善了显示装置的户外可视性。偏振片18减少从显示面板100的表面反射的光，并阻挡从电路层12的金属反射的光以提高像素的亮度。偏振片18可以被实现为其中粘合了线性偏振片和相位延迟薄膜的偏振片或圆偏振片。
63.图2是示出根据本公开的实施方式的以指纹识别模式驱动感测区域sa的方法的流程图。
64.参照图2，当指纹感测事件发生时，感测区域sa开始以指纹识别模式操作。主机系统连接到显示装置，并从指纹识别处理器接收指纹图案图像数据，以在需要用户认证的应用中执行指纹认证。
65.当指纹识别模式开始时，如图3所示，显示装置可以在屏幕上显示感测区域sa以引导指纹感测位置(步骤s01和s02)。主机系统根据触摸传感器或压力传感器的输出信号检测放置在感测区域sa上的手指(步骤s03)。响应于来自主机系统的命令，指纹识别处理器驱动感测区域sa中的传感器像素s和光源以感测指纹(步骤s04和s05)。在指纹识别模式下，传感器像素s对从用户的指纹反射的光执行光电转换。指纹识别处理器将传感器像素s的输出信号转换成数字数据以产生指纹图案图像数据，并将该数据发送到主机系统。
66.图4和图5是示出根据本公开的实施方式的显示装置的示图。
67.参照图4和图5，显示装置包括其中像素阵列布置在屏幕上的显示面板100、显示面板驱动器等。
68.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限定的矩阵形式排列的显示像素p。像素阵列还包括电源线，如图6和图7所示的vdd线pl1、vini线pl2和vss线pl3。像素阵列包括在显示模式下一起显示图像的显示区域da和感测区域sa。感测区域sa在指纹识别模式下感测用户的指纹图案。
69.像素阵列可分为电路层12、发光元件和传感器层14，如图1所示。触摸传感器阵列可以设置在发光元件和传感器层14上。
70.在显示面板100中再现输入图像的屏幕包括显示区域da和感测区域sa。
71.显示区域da和感测区域sa中的显示像素的每个子像素包括像素电路。像素电路可以包括向发光元件oled提供电流的驱动元件、对驱动元件的阈值电压进行采样并切换像素电路的电流路径的多个开关元件以及保持驱动元件的栅极电压的电容器等。感测区域sa中的每个传感器像素s包括光电二极管和驱动光电二极管的光电传感器驱动电路。
72.感测区域sa包括像素数据被写入的像素以及以预定间隔隔开且其间插置有上述像素的传感器像素s。传感器像素s包括光电传感器和驱动光电传感器的光电传感器驱动电路。感测区域sa中的显示像素在显示模式下根据像素数据的数据电压发光以显示输入数据，而在指纹识别模式下根据光源驱动数据的电压以高亮度发光从而作为光源被驱动。光源驱动数据是与输入图像的像素数据无关的数据。
73.像素电路和光电传感器驱动电路可以设置在发光元件oled之下，如图9和图10所示。
74.显示面板驱动器将输入图像的像素数据写入显示像素p。显示面板驱动器包括向数据线dl提供像素数据data的数据电压vdata1至vdata6的数据驱动器306，以及依次向栅极线gl提供选通脉冲的栅极驱动器120。数据驱动器306可以集成在驱动ic 300中。显示面
板驱动器还可以包括从附图中省略的触摸传感器驱动器。数据驱动器306可以与定时控制器303一起集成在驱动ic 300中。
75.驱动ic 300可以包括：数据接收和操作单元308，定时控制器303，数据驱动器306，伽马补偿电压发生器305，电源单元304，第二存储器302等。驱动ic 300可以连接到主机系统200、第一存储器301和显示面板100。
76.驱动ic 300可以粘附到显示面板100。驱动ic 300从主机系统200接收输入图像的像素数据和定时信号，通过数据线dl向显示像素提供像素数据的数据电压，并使数据驱动器306与栅极驱动器120同步。
77.驱动ic 300通过数据输出通道连接到数据线dl，以向数据线dl提供像素数据data的数据电压vdata1至vdata6。驱动ic 300可以通过栅极定时信号输出通道输出用于控制栅极驱动器120的栅极定时信号。从定时控制器303产生的栅极定时信号可以包括栅极启动脉冲vst、栅极移位时钟clk等。启动脉冲vst和移位时钟clk在栅极导通电压vgl和栅极截止电压vgh之间摆动。从电平移位器307输出的栅极定时信号vst和clk被施加到栅极驱动器120以控制栅极驱动器120的移位操作。
78.栅极驱动器120可以包括与像素阵列一起形成在显示面板100的电路层上的移位寄存器。栅极驱动器120的移位寄存器在定时控制器303的控制下依次向栅极线gl提供栅极信号。栅极信号包括施加到像素电路的扫描脉冲和em脉冲以及施加到光电传感器驱动电路的曝光信号tg。移位寄存器可以包括输出扫描脉冲的扫描驱动单元和输出em脉冲的em驱动单元。在图5中，gvst和gclk是输入到扫描驱动单元的栅极定时信号。evst和eclk是输入到em驱动单元的栅极定时信号。
79.数据接收和操作单元308包括从主机系统200接收作为数字信号输入的像素数据的接收单元和处理通过接收单元输入的像素数据以提高图像质量的数据操作单元。数据操作单元可以包括：数据恢复单元，对压缩的像素数据进行解码和恢复；以及光学补偿单元，将预设光学补偿值添加到像素数据。光学补偿值可以被设置为用于基于通过在制造过程中捕获的相机图像测量的屏幕亮度来校正每个像素数据的亮度的值。
80.定时控制器303将从主机系统200接收的输入图像的像素数据提供给数据驱动器306。定时控制器303产生用于控制栅极驱动器120的栅极定时信号和用于控制数据驱动器306的源极定时信号，以控制栅极驱动器120和数据驱动器306的操作定时。
81.数据驱动器306使用数模转换器(dac)将包括从定时控制器303接收的像素数据的数字数据转换为伽马补偿电压，并输出数据电压。从数据驱动器306输出的数据电压通过连接到驱动ic 300的数据通道的输出缓冲器被提供给像素阵列的数据线dl。
82.伽马补偿电压发生器305使用分压器电路对来自电源单元304的伽马参考电压进行划分，以针对每个灰度生成伽马补偿电压。伽马补偿电压是模拟电压，其中为像素数据的每个灰度设置电压。从伽马补偿电压发生器305输出的伽马补偿电压被提供给数据驱动器306。
83.电源单元304使用dc-dc变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变换器可以包括电荷泵、调节器、降压变换器、升压变换器等。电源单元304可调整来自主机系统200的dc输入电压以产生dc功率，例如伽马参考电压、栅极导通电压vgl、栅极截止电压vgh、像素驱动电压vdd、低电位功率电压vss和初始化电压
vini。伽马参考电压被提供给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被提供给电平移动器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这样的像素电源被共同提供给像素p。初始化电压vini被设置为低于像素驱动电压vdd和发光元件oled的阈值电压的dc电压，以初始化像素电路的主节点并抑制发光元件oled的发光。
84.当给驱动ic 300供电时，第二存储器302在其中存储从第一存储器301接收的补偿值、寄存器设置数据等。补偿值可以应用于各种算法以改善图像质量。补偿值可以包括光学补偿值。寄存器设置数据定义数据驱动器306、定时控制器303、伽马补偿电压发生器305等的操作。第一存储器301可以包括闪存。第二存储器302可以包括静态ram(sram)。
85.主机系统200可以用应用处理器(ap)来实现。主机系统200可以通过移动工业处理器接口(mipi)将输入图像的像素数据发送到驱动ic 300。主机系统200可以通过例如柔性印刷电路(fpc)连接到驱动ic 300。
86.本公开还包括指纹识别处理器500。指纹识别处理器500连接到感测区域sa的传感器像素s。指纹识别处理器500放大光电传感器s的输出电压，然后使用模数转换器(adc)将它们转换为数字数据，以生成指纹图案图像数据。主机系统200从指纹识别处理器500在指纹识别模式下接收指纹图案图像数据并处理指纹认证。
87.显示面板600可以实现为适用于柔性显示器的柔性面板。柔性显示器可以通过卷绕、折叠和弯曲柔性面板来改变屏幕的尺寸，并且可以容易地以各种设计制造。柔性显示器可以实现为可卷曲显示器、可折叠显示器、可弯曲显示器、可滑动显示器等。柔性面板可以用所谓的“塑料oled面板”制造。塑料oled面板可以包括背板和结合在背板上的有机薄膜上的像素阵列。可以在像素阵列上形成触摸传感器阵列。
88.背板可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基板。像素阵列和触摸传感器阵列可以形成在有机薄膜上。背板可以阻挡水分向有机薄膜的渗透，使得像素阵列不暴露于湿气。有机薄膜可以是聚酰亚胺(pi)膜基板。多层缓冲膜可以由绝缘材料(未示出)形成在有机薄膜上。电路层12以及发光元件和传感器层14可以堆叠在有机薄膜上。
89.在本公开的显示装置中，设置在电路层12中的像素电路、光电传感器驱动电路、栅极驱动器等可包括多个晶体管。晶体管可以被实现为包括氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(tft)、包括低温多晶硅(ltps)的ltps tft等。每个晶体管可以被实现为p沟道tft或n沟道tft。在实施方式中，描述集中于像素电路的晶体管被实现为p沟道tft的示例，但是本公开不限于此。
90.晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是向晶体管提供载流子的电极。在晶体管中，载流子从源极开始流动。漏极是载流子通过其离开晶体管的电极。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，使得电子可以从源极流到漏极。在n沟道晶体管中，电流从漏极流到源极。在p沟道晶体管(pm0s)的情况下，由于载流子是空穴，所以源极电压高于漏极电压，使得空穴可以从源极流到漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流到漏极，因此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，可以根据施加的电压改变源极和漏极。因此，本公开不限于晶体管的源极和漏极。在下面的描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一和第二电极。
91.栅极脉冲在栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动。栅极导通电压被设置为高于晶体管的阈值电压的电压，栅极截止电压被设置为低于晶体管的阈值电压的电压。晶体管响应栅极导通电压而导通，而响应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。
92.像素电路的驱动元件可以用晶体管实现。驱动元件的电特性在所有像素当中需要统一，但是由于工艺偏差和元件特性偏差，像素之间的电特性可能不同，并且可能随着显示器的驱动时间的流逝而改变。为了补偿驱动元件的电特性的这种偏差，显示装置可以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，并且对驱动元件的根据驱动元件的电特性而变化的阈值电压vth和/或迁移率μ进行采样，并且实时地补偿该变化。外部补偿电路将通过连接到每个子像素的感测线感测的驱动元件的阈值电压和/或迁移率发送到外部补偿单元。外部补偿电路的补偿单元反映感测的结果以调制输入图像的像素数据，从而补偿驱动元件的电特性的变化。感测根据外部补偿驱动元件的电特性而变化的像素电压，并且基于所感测的电压在外部电路中调制输入图像的数据，从而补偿像素之间的驱动元件的电特性的偏差。
93.图6和图7是示出应用了内部补偿电路的像素电路的示例的电路图。图8是示出驱动图6和图7所示的像素电路的方法的图。应注意，本公开的像素电路不限于图6到图8中所示的像素电路。图6和图7所示的像素电路同样可以应用于显示区域da和感测区域sa中的显示像素。
94.参考图6到图8，像素电路包括发光元件oled、用于向发光元件oled提供电流的驱动元件dt以及用于响应于扫描脉冲scan(n-1)和scan(n)来切换施加到驱动元件dt的电极的电压的开关电路。
95.开关电路连接到被施加有像素驱动电压vdd低电位电源电压vss和初始化电压vini的电源线pl1、pl2和pl3、数据线dl和栅极线gl1、gl2和gl3。
96.开关电路使用多个开关元件m1至m6对驱动元件dt的阈值电压vth进行采样，并将其存储在电容器cst1中，并且通过驱动元件dt的阈值电压vth来补偿驱动元件dt的栅极电压。驱动元件dt和开关元件m1至m6中的每一个可以用p沟道tft实现。
97.如图8所示，使用内部补偿电路的像素电路的驱动周期可以分为初始化周期tini、采样周期tsam、数据写入周期twr和发光周期tem。
98.在采样周期tsam期间产生第n个扫描脉冲scan(n)作为栅极导通电压vgl，并将其施加到第一栅极线gl1。在采样周期之前的初始化周期tini期间，产生第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)作为栅极导通电压vgl，并将其施加到第二栅极线gl2。在初始化周期tini和采样周期tsam期间产生em脉冲em(n)作为栅极截止电压vgh，并将其施加到第三栅极线gl3。可以在数据写入周期twr期间产生em脉冲em(n)作为栅极截止电压。
99.在初始化周期tini期间，第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)作为栅极导通电压vgl产生，并且第n个扫描脉冲scan(n)和em脉冲em(n)中的每一个的电压是栅极截止电压vgh。在采样周期tsam期间，第n个扫描脉冲scan(n)作为栅极导通电压vgl的脉冲产生，并且第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和em脉冲em(n)中的每一个的电压是栅极截止电压vgh。在数据写入周期twr期间，第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)、第n个扫描脉冲scan(n)和em脉冲em(n)中
的每一个的电压是栅极截止电压vgh。em脉冲em(n)在发光周期tem的至少一部分期间作为栅极导通电压vgl产生，并且第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和第n个扫描脉冲scan(n)中的每一个的电压是栅极截止电压vgh。
100.在初始化周期tini期间，第五开关元件m5响应于第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的栅极导通电压vgl而导通，以初始化像素电路。在采样周期tsam期间，第一开关元件m1和第二开关元件m2响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，使得通过驱动元件dt的阈值电压补偿的数据电压vdata被存储在电容器cst1中。同时，第六开关元件m6在采样周期tsam期间导通，以将第四节点n4的电压降低到参考电压vref，从而抑制发光元件oled的发光。在数据写入周期twr期间，第一至第六开关元件m1至m6保持在截止状态。
101.在发光周期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。在发光周期tem中，为了用em脉冲em(n)的占空比精确地表示低灰度的亮度，em脉冲em(n)可以在栅极导通电压vgl和栅极截止电压vgh之间以预定的占空比摆动，使得第三开关元件m3和第四开关元件m4重复地导通/截止。
102.发光元件oled可以用有机发光二极管或无机发光二极管来实现。在下文中，将描述利用有机发光二极管实现发光元件oled的示例。
103.发光元件oled的阳极连接到第四开关元件m4和第六开关元件m6之间的第四节点n4。第四节点n4连接到发光元件oled的阳极、第四开关元件m4的第二电极和第六开关元件m6的第二电极。发光元件oled的阴极连接到被施加有低电位电源电压vss的vss线pl3。发光元件oled通过根据驱动元件dt的栅-源电压vgs流动的电流ids发光。发光元件oled的电流路径由第三开关元件m3和第四开关元件m4切换。
104.存储电容器cst1连接在vdd线pl1和第二节点n2之间。通过驱动元件dt的阈值电压vth补偿的数据电压vdata在存储电容器cst1中被充电。由于数据电压vdata通过每个子像素中的驱动元件dt的阈值电压vth补偿，所以在子像素中补偿了驱动元件dt的特性的偏差。
105.第一开关元件m1响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将第二节点n2连接到第三节点n3。第二节点n2连接到驱动元件dt的栅极、存储电容器cst1的第一电极和第一开关元件m1的第一电极。第三节点n3连接到驱动元件dt的第二电极、第一开关元件m1的第二电极和第四开关元件m4的第一电极。第一开关元件m1的栅极连接到第一栅极线gl1以接收第n个扫描脉冲scan(n)。第一开关元件m1的第一电极连接到第二节点n2，第一开关元件m1的第二电极连接到第三节点n3。
106.由于第一开关元件m1仅在一个非常短的水平周期1h内导通，其中在一个帧周期内第n个扫描脉冲scan(n)作为栅极导通电压vgl产生，并因此在大约一个帧周期内保持在截止状态，所以在第一开关元件m1的截止状态中可能出现漏电流。为了抑制第一开关元件m1中的漏电流，如图7所示，第一开关元件m1可以用具有双栅极结构的晶体管来实现，其中两个晶体管m1a和m1b串联连接。
107.第二开关元件m2响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，以向第一节点n1提供数据电压vdata。第二开关元件m2的栅极连接到第一栅极线gl1以接收第n个扫描脉冲scan(n)。第二开关元件m2的第一电极连接到第一节点n1。第二开关元件m2的第二电极连接到被施加有数据电压vdata的数据线dl。第一节点n1连接到第二开关元件m2的第一电极、第三开关元件m3的第二电极和驱动元件dt的第一电极。
108.第三开关元件m3响应于em脉冲em(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将vdd线pl1连接到第一节点n1。第三开关元件m3的栅极连接到第三栅极线gl3以接收em脉冲em(n)。第三开关元件m3的第一电极连接到vdd线pl1。第三开关元件m3的第二电极连接到第一节点n1。
109.第四开关元件m4响应于em脉冲em(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将第三节点n3连接到发光元件oled的阳极。第四开关元件m4的栅极连接到第三栅极线gl3以接收em脉冲em(n)。第四开关元件m4的第一电极连接到第三节点n3，其第二电极连接到第四节点n4。
110.第五开关元件m5响应于第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的栅极导通电压vgl而导通，以将第二节点n2连接到vini线pl2。第五开关元件m5的栅极连接到第二栅极线gl2以接收第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)。第五开关元件m5的第一电极连接到第二节点n2，并且其第二电极连接到vini线pl2。为了抑制第五开关元件m5中的漏电流，如图7所示，利用具有双栅极结构的晶体管来实现第五开关元件m5，其中两个晶体管m5a和m5b串联连接。
111.第六开关元件m6响应于第n个扫描脉冲scan(n)的栅极导通电压vgl而导通，以将vini线pl2连接到第四节点n4。第六开关元件m6的栅极连接到第一栅极线gl1以接收第n个扫描脉冲scan(n)。第六开关元件m6的第一电极连接到vini线pl2，其第二电极连接到第四节点n4。
112.驱动元件dt通过根据栅-源电压vgs控制流过发光元件oled的电流ids来驱动发光元件oled。驱动元件dt包括连接到第二节点n2的栅极、连接到第一节点n1的第一电极以及连接到第三节点n3的第二电极。
113.在初始化周期tini期间，产生第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)作为栅极导通电压vgl。第n个扫描脉冲scan(n)和em脉冲em(n)在初始化周期tini期间保持栅极截止电压vgh。因此，在初始化周期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vini。可以在初始化周期tini和采样周期tsam之间设置保持周期th。在保持周期th期间，选通脉冲scan(n-1)、scan(n)和em(n)保持它们先前的状态。
114.在采样周期tsam期间，产生第n个扫描脉冲scan(n)作为栅极导通电压vgl。第n个扫描脉冲scan(n)的脉冲与第n个像素线的数据电压vdata同步。第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和em脉冲em(n)在采样周期tsam期间保持栅极截止电压vgh。因此，第一开关元件m1和第二开关元件m2在采样周期tsam期间导通。
115.在采样周期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的电流而上升。当驱动元件dt截止时，栅极电压dtg为vdata-|vth|。在这种情况下，第一节点n1的电压也是vdata-|vth|。在采样周期tsam期间，驱动元件dt的栅-源电压vgs被表示为：|vgs|＝vdata-(vdata_|vth|)＝|vth|。
116.在数据写入周期twr期间，第n个扫描脉冲scan(n)被反转为栅极截止电压vgh。第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和em脉冲em(n)在数据写入周期twr期间保持栅极截止电压vgh。因此，所有的开关元件m1至m6在数据写入周期twr期间保持在截止状态。
117.在发光周期tem期间，可以产生em脉冲em(n)作为栅极导通电压vgl。在发光周期tem期间，为了改善低灰度表现，em脉冲em(n)可以以预定占空比导通/截止，以在栅极导通电压vgl和栅极截止电压vgh之间摆动。因此，可以在发光周期tem的至少一部分期间产生em脉冲em(n)作为栅极导通电压vgl。
118.当em脉冲em(n)是栅极导通电压vgl时，电流在vdd和发光元件oled之间流动，使得
发光元件oled可以发光。在发光周期tem期间，第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)和第n个扫描脉冲scan(n)保持栅极截止电压vgh。在发光周期tem期间，根据em脉冲em(n)的电压重复地导通/截止第三开关元件m3和第四开关元件m4。当em脉冲em(n)是栅极导通电压vgl时，第三开关元件m3和第四开关元件m4导通，使得电流流过发光元件oled。此时，驱动元件dt的vgs被表示为：|vgs|＝vdd-(vdata-|vth|)，并且流过发光元件oled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、沟道容量等确定的常数值。
119.图9是详细示出根据本公开的实施方式的显示面板的截面结构的截面图。应当注意，显示面板100的截面结构不限于图9所示的截面结构。
120.参照图9，电路层、发光元件和传感器层、封装层等可以堆叠在基板gls上。
121.第一缓冲层buf1可以形成在基板gls上。第一金属层m01可以形成在第一缓冲层buf1上，并且第二缓冲层buf2可以形成在第一金属层m01上。在光刻工艺中图案化第一金属层。第一金属层可以包括光屏蔽图案bsm。光屏蔽图案bsm阻挡外部光，使得光不照射到tft的有源层。第一缓冲层buf1和第二缓冲层buf2中的每一个可以由无机绝缘材料形成，并且可以由一个或多个绝缘层形成。
122.有源层act可以由沉积在第二缓冲层buf2上的半导体材料例如asi形成，并且可以通过光刻工艺来图案化。有源层act包括像素电路的tft和栅极驱动器的tft的有源图案。有源层act可以通过离子掺杂来部分金属化。金属化部分可用作在像素电路的一些节点处连接金属层的跳线图案以连接像素电路的部件。
123.可以在有源层act上形成栅极绝缘层gi。栅极绝缘层g1可以由无机绝缘材料制成。可以在第二栅极绝缘层g1上形成第二金属层。第二金属层可以通过光刻工艺来图案化。第二金属层可以包括栅极线和栅极图案gate、存储电容器cst1的下电极、连接第一金属层和第三金属层的图案的跳线图案等。
124.第一层间绝缘层ild1可以覆盖第二金属层。第三金属层可以形成在第一层间绝缘层ild1上，并且第二层间绝缘层ild2可以覆盖第三金属层。可通过光刻工艺图案化第三金属层。第三金属层可以包括金属图案tm，例如存储电容器cst1的上电极和电源线。第一层间绝缘层ild1和第二层间绝缘层ild2可以包括无机绝缘材料。
125.可以在第二层间绝缘层ild2上形成第四金属层，并且可以在其上堆叠无机绝缘层pas1和第一平坦化层pln1。可以在第一平坦化层pln1上形成第五金属层。
126.第四金属层的一些图案可以通过穿透第一平坦化层pln1和无机绝缘层pas1的接触孔连接到第三金属层。第一平坦化层pln1和第二平坦化层pln2可以由使表面平坦的有机绝缘材料制成。
127.第四金属层可以包括通过穿透第二层间绝缘层ild2的接触孔连接到tft的有源图案的tft的第一电极和第二电极。数据线dl和电源线pl1、pl2和pl3可以以第四金属层的图案sd1或第五金属层的图案sd2来实现。
128.发光元件oled的阳极and可以形成在第二平坦化层pln2上。阳极and可以通过穿透第二平坦化层pln2的接触孔连接到用作开关元件或驱动元件的tft的电极。阳极and可以由透明或半透明的电极材料制成。
129.像素限定层bnk可以覆盖发光元件oled的阳极and。像素限定层bnk形成为限定发光区域(或开口区域)的图案，光通过该发光区域从每个像素传递到外部。可以在像素限定
层bnk上形成间隔物spc。像素限定层bnk和间隔物spc可以由相同的有机绝缘材料整体形成。间隔物spc确保精细金属掩模(fmm)和阳极and之间的间隙，使得在有机化合物层el的沉积过程中fmm不与阳极and接触。
130.有机化合物层el形成在由像素限定层bnk限定的每个像素的发光区域中。发光元件oled的阴极cat形成在显示面板100的整个表面上以覆盖像素限定层bnk、间隔物spc和有机化合物层el。阴极cat可以连接到由其下面的任何一个金属层形成的vss线pl3。封盖层cpl可以覆盖阴极cat。封盖层cpl可以由无机绝缘材料制成，并且可以阻挡施加在封盖层cpl上以保护阴极cat的有机绝缘材料的排气和空气的渗透。无机绝缘层pas2可以覆盖封盖层cpl，并且平坦化层pcl可以形成在无机绝缘层pas2上。平坦化层pcl可以包括有机绝缘材料。封装层的无机绝缘层pas3可以形成在平坦化层pcl上。
131.传感器像素s的光电二极管可以被实现为有机光电二极管。如图10所示，有机光电二极管opd的有源层act-opd可以形成在与显示像素的有机化合物层el相同的平面上。
132.感测区域sa的电路层以类似于像素电路的结构实现，并且可以共享连接到像素电路的导线。因此，可在与像素电路共享其至少一部分的结构中实施光电传感器驱动电路。
133.图10是示出根据本公开的实施方式的传感器像素s的有机光电二极管和显示像素的发光元件oled的截面结构的图。
134.参照图10，光电二极管可以被实现为有机光电二极管opd。有机光电二极管opd可以以与发光元件oled基本相同的结构实现。
135.发光元件oled包括堆叠在像素电路cpix上的阳极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cat。空穴注入层hil与发光元件oled的阳极and接触，电子注入层eil与其阴极cat接触。
136.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cat。有机光电二极管的有源层act-opd包括已知的有机半导体材料。
137.低电位电源电压vss和像素驱动电压vdd被施加到像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd。发光元件oled的阴极cat和有机光电二极管opd的阴极cat共享相同的金属电极并且共同连接到vss线。发光元件oled的阳极and和有机光电二极管opd的阳极and可以划分成形成在同一层上的金属图案。发光元件oled的阳极and和有机光电二极管opd的阳极and电分离。
138.有机光电二极管opd的有源层act-opd可以由有机半导体材料形成，该有机半导体材料可以通过溶液工艺涂覆，例如是由选自下述组的一种或多种有机材料制成的化合物，所述组包括：p3ht:pc61bm squaraine: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)，但不限于此。由于与在高温沉积工艺中形成的无机半导体材料相比，有机半导体材料可以在相对低的温度下经历溶液工艺，因此其可以应用于柔性显示器，并且可以降低制造成本。
139.如图10所示，有机光电二极管opd具有与发光元件oled基本相同的截面结构，并且大多数层可以由与发光元件oled相同的材料形成。有机光电二极管opd和发光元件oled可
以被共享，并且它们可以共享电源线和栅极线。因此，由于发光元件oled和有机光电二极管opd可以在相同的制造工艺中形成并且具有相同的截面结构，所以它们可以共享大部分电路部件，从而简化显示面板的结构。
140.图11是示出像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd的金属层的图。在图11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11所示的截面结构。在图11中，g1，ild1，ild2，pas，pln1和pln2是在有源层act和第二金属层m02之间以及在金属层之间绝缘的绝缘层。
141.参考图11，有源层act包括具有通过离子掺杂来部分金属化的半导体图案actm的半导体图案actc。半导体图案actc包括像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd中的每个tft的有源图案。
142.第二金属层m02可以被图案化为施加有扫描脉冲和em脉冲的栅极线。第三金属层m03可以被图案化为施加有vini的vini线pl2和施加有曝光信号tg的栅极线。第四金属层m04可以被图案化为施加有数据电压vdata的数据线，等等。第五金属层m05可以被图案化为rx线rxl，通过rx线rxl输出由有机光电二极管opd光电转换的信号rx。vdd线pl1可以由第四金属层m04或第五金属层m05中的至少一个形成。
143.在金属之间施加相同信号或电源电压的导线可以通过跳线图案和接触孔连接。
144.像素电路cpix的存储电容器cst1可以形成在彼此交叠的第二金属层m02的图案和第三金属层m03的图案之间。光电传感器驱动电路copd的存储电容器cst2可以形成在彼此交叠的金属化半导体图案actm和第三金属层m03的图案之间。
145.光电传感器驱动电路copd需要施加有曝光信号的栅极线和通过其输出有机光电二极管的输出信号的rx线。施加曝光信号的栅极线可以由第二至第四金属层m02、m03和m04中任一个的金属图案形成，但不限于此。rx线可以由第四和第五金属层m04和m05中的任一个的金属图案形成，但不限于此。
146.图12是详细示出像素电路和光电传感器驱动电路的布局的平面图。图13a到13g是示出与图12所示的像素电路和光电传感器驱动电路的布局分离的主层的图案形状的平面图。在图12中，m3s表示第三s开关元件m3sp和m3sn。
147.如图12至图13g所示，第一栅极线gl1、第二栅极线gl2和第三栅极线gl3可以彼此平行地布置在有源图案上的第一平面上。设置在第一平面上的栅极线gl1、gl2和gl3与数据线dl、vdd线pl1和rx线rxl交叉。vini线pl2和第四栅极线gl4可以彼此平行地布置在第一平面上方的第二平面上。数据线dl和vdd线pl1可以彼此平行地布置在第二平面上方的第三平面上。rx线rxl和vdd线pl1彼此平行地布置在第三平面上方的第四平面上。设置在第二和第三平面上的vdd线pl1彼此连接以接收相同的像素驱动电压vdd。
148.第一金属层m01可以被图案化为如图13a所示的形状。第一金属层m01可以包括与像素电路cpix中的tft的有源图案交叠的光屏蔽图案bsm。有源层act可以被图案化为如图13b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的有源图案以及金属化图案。
149.第二金属层m02可以被图案化为如图13c所示的形状。第二金属层m02可以包括：施加有扫描脉冲和em脉冲的栅极线gl1、gl2和gl3，tft的栅极，第一存储电容器cst1的下电极m02c以及跳线图案m02a、m02b和m02d等。跳线图案m02a和m02b用于通过接触孔连接金属层。
150.第三金属层m03可以被图案化为如图13d所示的形状。第三金属层m03可以包括集成有第一存储电容器cst1的上电极和第二存储电容器cst2的下电极的图案m031、vini线pl2、第四栅极线以及跳线图案m03a和m03b等。光电传感器驱动电路copd的曝光信号可以被施加到第四栅极线。
151.第四金属层m04可以被图案化为如图13e所示的形状。第四金属层m04可以包括vdd线pl1、数据线dl、跳线图案m04a至m04g等。第二存储电容器的上电极可以与第四金属层m04的vdd线pl1集成。
152.第五金属层m05可以被图案化为如图13f所示的形状。第五金属层m05可以包括vdd线pl1、rx线rxl、跳线图案m05a和m05b等。像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd的阳极and可以被图案化为如图13g所示的形状。像素电路cpix的阳极and和光电传感器驱动电路copd的阳极and可以形成在同一平面上。
153.图14是详细示出一个帧周期中的活动间隔和垂直消隐周期的图。
154.参照图14，一个帧周期被划分成其间从主机系统200输入像素数据的活动间隔at和不具有像素数据的垂直消隐周期vb。在活动间隔at期间，要写入到显示面板100的屏幕aa上的所有像素的一帧像素数据由驱动ic 300接收并写入到像素p。
155.垂直消隐周期vb是第(n-1)个帧周期(n为自然数)中的活动间隔at与第n个帧周期中的活动间隔at之间驱动ic 300不接收像素数据的空白周期。垂直消隐周期vb包括竖直同步时间vs、竖直前沿fp和竖直后沿bp。
156.竖直同步信号vsync定义一个帧周期。水平同步信号hsync定义一个水平周期1h。数据使能信号de定义包括要在屏幕上显示的像素数据的有效数据的周期。数据使能信号de的脉冲与要写入显示面板100的像素的像素数据同步。数据使能信号de的一个脉冲周期是一个水平周期1h。
157.图15是示出根据本公开第一实施方式的像素电路和光电传感器驱动电路的电路图。图16是示出驱动图15所示的像素电路和光电传感器驱动电路的方法的波形图。由于上面已经参照图7和图8描述了像素电路，因此将省略其详细描述。
158.参考图15，诸如vdd和vss这样的功率被施加到像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd。
159.光电传感器驱动电路copd驱动有机光电二极管opd以输出由有机光电二极管opd光电转换的信号rx。由有机光电二极管opd光电转换的信号rx可以通过rx线rxl发送到指纹识别处理器500。
160.光电传感器驱动电路copd连接到vdd线pl1、vss线pl3、第二和第四栅极线gl2和gl4、rx线rxl等。第二和第四栅极线gl2和gl4可以由与像素阵列上的rx线rxl和数据线dl交叉的平行线形成。rx线rxl可以由平行于数据线dl和vdd线pl1的线形成。
161.光电传感器驱动电路copd包括连接到有机光电二极管opd、电容器cst2以及栅极线gl2和gl4的开关电路，以响应于扫描脉冲scan(n-1)和曝光信号tg切换光电二极管和rx线rxl之间的电流路径。
162.开关电路连接到有机光电二极管opd、电容器cst2、vdd线pl1、vss线pl3、rx线rxl、第二栅极线gl2和第四栅极线gl4。开关电路包括第一s到第三s开关元件m1s、m2s和m3sp。第一s到第三s开关元件m1s、m2s和m3sp可以实现为p沟道tft。
163.有机光电二极管opd包括连接到第三s开关元件m3sp的阳极、施加有低电位电源电压vss的阴极以及形成在阳极和阴极之间的有源层。有机光电二极管opd的有源层包括有机半导体材料。当施加反向偏置电压时，有机光电二极管opd通过根据接收的光产生电流来产生光电转换信号rx。应当注意，有机光电二极管opd的阳极和发光元件oled的阳极设置在显示面板100的截面结构中的同一层上，并且共享阴极。由于这种结构，有机光电二极管opd的阳极连接到第三s开关元件m3sp的第一电极。
164.电容器cst2连接在连接到第五节点n5的第二s开关元件m2s的栅极和vdd线pl1之间。当第三s开关元件m3sp导通时，电容器cst2由来自有机光电二极管opd的电荷充电，以存储光电转换信号的电压。根据施加到第三s开关元件m3sp的栅极的曝光信号tg的脉冲宽度来确定光电传感器s的曝光时间。随着曝光信号tg的脉冲宽度增加，电容器cst2的电荷量可通过光电传感器s增加。
165.第一s开关元件m1s响应于第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的栅极导通电压vgl而导通，以将第六节点n6连接到rx线rxl。第六节点n6连接到第一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的栅极连接到第二栅极线gl2以接收第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)。第一s开关元件m1s的第一电极连接到rx线rxl，第一s开关元件m1s的第二电极连接到第六节点n6。
166.第二s开关元件m2s根据栅极电压即第五节点n5的电压来调节流过vdd线pl1和第六节点n6之间的rx线rxl的电流量。第二s开关元件m2s包括连接到第五节点n5的栅极、连接到第六节点n6的第一电极以及连接到vdd线pl1的第二电极。第五节点n5连接到第三s开关元件m3sp的第二电极、电容器cst2和第二s开关元件m2s的栅极。
167.第三s开关元件m3sp根据曝光信号tg的栅极导通电压vgl而导通，以将有机光电二极管opd的阳极连接到第五节点n5。当第三s开关元件m3sp处于导通状态时，来自有机光电二极管opd的电荷被存储在电容器cst2中。第三s开关元件m3sp包括连接到施加有曝光信号tg的第四栅极线gl4的栅极、连接到有机光电二极管opd的阳极的第一电极以及连接到第五节点n5的第二电极。
168.有机光电二极管opd和发光元件oled的阳极可以形成在同一层上，并且有机光电二极管opd和发光元件oled的阴极可以形成在同一层上以便共享。此外，像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd共享至少一条栅极线。因此，当有机光电二极管opd的阳极连接到第三s开关元件m3sp时，有机光电二极管opd可以连接到光电传感器驱动电路copd而不需要额外的布线，并且电源线pl1和pl3以及栅极线gl2和gl4被共享，从而本公开可以简化显示面板100的结构，以最小化制造工艺数量的增加，从而降低制造成本。
169.在图15中，光电传感器驱动电路copd被例示为包括三个晶体管和一个电容器的3t1c电路，但不限于此。例如，光电传感器驱动电路copd可以实现为包括四个晶体管和一个电容器的4t1c电路。
170.光电传感器驱动电路copd在如图16所示的垂直消隐周期vb期间被初始化。
171.参照图16，垂直消隐周期vb包括光电传感器驱动电路copd的复位时间t0和曝光时间te。在由定时控制器303接收像素数据的活动间隔at期间，扫描脉冲scan(n-1)和scan(n)以及em脉冲em(n)被生成并依次移位。
172.为了复位光电传感器驱动电路copd，在垂直消隐周期vb内改变曝光信号tg、低电
位电源电压vss和像素驱动电压vdd的电压电平。在复位时间t0期间，有机光电二极管opd和第三s开关元件m3sp导通，并且第五节点n5的电压被设置为低电位电源电压vss＝v1-α。
173.由于像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd共享电源线pl1和pl3，所以低电位电源电压vss和像素驱动电压vdd被施加到其上。在像素电路cpix中，当施加到发光元件oled两端的电压改变时，电流也改变，因此亮度改变。因此，在光电传感器驱动电路copd的复位时间t0期间，为了不改变像素电路的亮度，当低电位电源电压vss和像素驱动电压vdd的电压电平改变时，发光元件oled两端的电压不应改变。换句话说，低电位电源电压vss和像素驱动电压vdd的波动宽度被设置为相同。
174.曝光信号tg在复位时间t0和曝光时间te期间作为栅极导通电压vgl的脉冲产生，并且在另一时间期间保持在栅极截止电压vgh。因此，第三s开关元件m3sp在复位时间t0和曝光时间te期间导通。在电容器cst2在复位时间t0期间放电之后，在曝光时间te期间被用来自有机光电二极管opd的电荷充电，以存储光电转换信号rx的电荷。
175.低电位电源电压vss在复位时间t0期间降低到预定电压v1-α，并且在另一时间期间保持在电压v1。在复位时间t0期间，有机光电二极管opd的阴极电压降低到v1-α，使得正向偏压被施加到有机光电二极管opd。因此，有机光电二极管opd和第三s开关元件m3sp在复位时间t0期间导通，以将第五节点n5的电压设置为v1-α。第二s开关元件m2s在复位时间t0期间导通。v1-α可被设定为低于v1且高于栅极导通电压vgl的电压。
176.在复位时间t0期间，不应当改变发光元件oled两端的电压，以便不改变发光元件oled的电流。为此，在复位时间t0期间，像素驱动电压vdd减小得和低电位电源电压vss的变化α一样多。像素驱动电压vdd在复位时间t0期间降低到v2-α，并且在另一时间期间保持在电压v2。像素驱动电压vdd和低电位电源电压vss的电压电平可以同时降低和同时增加。v2可以被设置为高于v1并低于栅极截止电压vgh的电压。
177.在曝光时间te期间，低电位电源电压vss上升到v1。在曝光时间te期间，第三s开关元件m3sp根据栅极导通电压vgl而保持在导通状态。此时，由于有机光电二极管opd的阴极电压上升至v1并且其阳极电压为v1-α，所以有机光电二极管opd被施加反向偏压。在曝光时间te期间，第二s开关元件m2s保持在导通状态，因为其栅极电压是v1-α。
178.在曝光时间te期间，当光照射到有机光电二极管opd的有源层act-opd时，产生光电流，使得电容器cst2的电压与接收光量成比例地变化以存储光电转换信号rx。
179.曝光时间te根据曝光信号tg的脉冲宽度确定。曝光时间te可在像素数据写入显示像素之前的垂直消隐周期vb中设定，但不限于此。根据曝光信号tg的脉冲宽度，曝光时间te可以被延长直到产生第一扫描脉冲scna1作为栅极导通电压vgl。在另一个实施方式中，其可以根据感测区域sa的位置扩展到活动间隔at中并且与一个或多个扫描脉冲交叠。
180.在活动间隔at期间，依次扫描显示像素，使得像素数据被写入显示像素，并且读出从光电传感器获得的感测数据，即光电转换信号rx。在活动间隔at期间，与像素数据的数据电压vdata同步的扫描脉冲scan1到scan(n)被依次施加到栅极线gl1和gl2。光电传感器驱动电路copd的第一s开关元件m1s在活动间隔at期间响应于扫描脉冲scan(n-1)的栅极导通电压vgl而导通，以将第六节点n6连接到rx线rxl。在这种情况下，流过其中栅-源电压被设置为光电转换信号rx的电压的第二s开关元件m2s的沟道的电流通过第一s开关元件m1s流到rx线rxl。
181.在共享栅极线gl2和gl4以便数据电压vdata不影响光电转换信号rx的像素电路cpix和光电传感器驱动电路copd中，用于控制像素电路的第二开关元件m2的扫描脉冲与用于控制光电传感器驱动电路copd的第一s开关元件m1s的扫描脉冲可以分离。例如，第二开关元件m2的栅极可以连接到施加有第n个扫描脉冲scan(n)的第一栅极线gl1，并且第一s开关元件m1s的栅极可以连接到施加有第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)的第二栅极线gl2。用于控制第一s开关元件m1s的扫描脉冲不限于第(n-1)个扫描脉冲scan(n-1)。
182.图17是示出根据本公开第二实施方式的像素电路和光电传感器驱动电路的电路图。图18是示出驱动图17所示的像素电路和光电传感器驱动电路的方法的波形图。在图17和图18中，与上述实施方式基本相同的部件用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
183.参照图17和图18，光电传感器驱动电路copd的第三s开关元件m3sn可以被实现为n沟道氧化物tft，以减小截止状态下的漏电流(截止电流)。在n沟道tft中，栅极导通电压是vgh。因此，在初始化时间t0和曝光时间te期间，产生曝光信号tg的脉冲作为栅极导通电压vgh的脉冲。
184.图19到图21是示出根据本公开另一实施方式的驱动光电传感器驱动电路的方法的图。
185.参照图19至图21，传感器像素的曝光时间te可以延长到活动间隔δt中。当显示区域da的扫描脉冲在扫描脉冲的移位方向上移位时，像素数据被写入显示像素。
186.当扫描脉冲在感测区域sa中依次移位时，像素数据被写入显示像素r、g和b，并且光电转换信号(即，感测数据)从传感器像素s读出。曝光信号tg的脉冲可以与在感测区域sa之前产生的em脉冲以及扫描脉冲scan1和scan2交叠，并且不与感测区域sa的em脉冲和扫描脉冲交叠。换言之，在感测区域sa的扫描开始的第i(i是小于n的正整数)个扫描脉冲scan(i)产生之前，曝光信号tg被反转为栅极截止电压。
187.图22是示出根据本公开的实施方式的伽马补偿电压发生器305的电路图。
188.参照图22，伽马补偿电压发生器305从电源单元304接收高电位输入参考电压vrh和低电位输入参考电压vrl，并输出用于驱动显示器的每个灰度的伽马补偿电压(或显示器驱动电压)和光源驱动电压。当像素电路的驱动元件dt由p沟道tft驱动时，栅极电压越低，电流量越大。因此，随着从伽马补偿电压发生器305输出的伽马补偿电压降低，用于感测的光源的发光元件oled和像素可以发射具有更高亮度的光。
189.伽马补偿电压发生器305包括输入电压选择单元、生成用于显示驱动的伽马补偿电压的灰度电压产生单元700以及光源驱动电压产生单元600。
190.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和低电位电压之间分压，并输出具有不同电压电平的电压。每个多路复用器在由分压器电路划分的电压中选择由电阻器设置值指示的电压。在显示模式和指纹识别模式的每一个中，定时控制器303可以将寄存器设置值输入到多路复用器的控制端子，以针对每个模式调节伽马补偿电压发生器305的输出电压v0至v256的电压电平。寄存器设置值由存储在存储器302中的寄存器设置数据定义并且可以被更新。
191.输入电压选择单元包括：分压器电路rs01，根据第一寄存器设置值选择最高灰度电压v255的多路复用器mux01，根据第二寄存器设置值选择较低伽马补偿电压的多路复用器mux02，以及根据第三寄存器设置值输出最低伽马补偿电压v0的多路复用器mux03。从多
路复用器mux01输出的电压v255被提供给灰度电压产生单元700和光源驱动电压产生单元600的分压器电路。从多路复用器mux01输出的电压被提供给灰度电压产生单元700的分压器电路。
192.光源驱动电压产生单元600包括连接在vrl节点和v255节点之间的多路复用器mux10和mux20以及第十分压器电路rs10。分压器电路rs10在低电位输入参考电压vrl和最高灰度电压v255之间分压。分压器电路rs10的输出电压具有比最高灰度电压v255高的灰度的电压电平。多路复用器mux10根据第四寄存器设置值选择由分压器电路rs10划分的电压之一，并输出根据显示亮度值(dbv)而变化的光源驱动电压(dbv联锁电压)。dbv是用于根据主机系统200的亮度传感器输出信号或用户的亮度输入值来改变亮度的亮度设置数据。根据dbv，单独控制每个多路复用器的寄存器设置值可以改变。在高于最高灰度电压v255的灰度电压范围内选择多路复用器mux10的输出电压。
193.在指纹识别模式下，由于感测区域sa中的显示像素被驱动为光源，所以它们可以发射亮度高于显示区域da的亮度的光。在这种情况下，在指纹识别模式下施加到感测区域sa中的显示像素的数据电压可以被施加为具有高于显示模式的最高灰度电压v255的灰度的光源驱动电压v256。
194.多路复用器mux20在主机系统200的控制下选择独立于dbv设置的单独参考电压(dbv非联锁电压)和从多路复用器mux10输出的dbv联锁电压中的一个，以输出光源驱动电压v256。dbv非联锁电压是灰度高于最高灰度电压v255的电压。主机系统200可在指纹识别模式下使用启用信号en来控制多路复用器mux20的输出电压。因此，从多路复用器mux20输出的dbf联锁电压或dbv非联锁电压是高于最高灰度电压v255的光源驱动电压v256。
195.灰度电压产生单元700包括多个分压器电路rs11至rs17和多个多路复用器mux11至mux18。
196.第一-第一分压器电路rs11在第一多路复用器mux01的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间分压。第一-第一多路复用器mux11根据寄存器设置值选择由分压器电路rs11划分的任何一个电压。第一-第一多路复用器mux11的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度191的电压v191。第一-第二分压器电路rs12在第一-第一多路复用器mux11的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间分压。第一-第二多路复用器mux12根据寄存器设置值选择由分压器电路rs12划分的任何一个电压。第一-第二多路复用器mux12的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度级127的电压v127。
197.第一-第三分压器电路rs13在第一-第二多路复用器mux12的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间分压。第一-第三多路复用器mux13根据寄存器设置值选择由分压器电路rs13划分的任何一个电压。第一-第三多路复用器mux13的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度级63的电压v63。第一-第四分压器电路rs14在第一-第三多路复用器mux13的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间分压。第一至第四多路复用器mux14根据寄存器设置值选择由分压器电路rs14划分的任何一个电压。第一至第四多路复用器mux14的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度级31的电压v31。
198.第一-第五分压器电路rs15在第一-第四多路复用器mux14的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间分压。第一-第五多路复用器mux15根据寄存器设置值选择由分压器电路rs15划分的任何一个电压。第一-第五多路复用器mux15的输出电压通过缓冲器
输出，并且可以是灰度级15的电压v15。第一-第六分压器电路rs16在第一-第五多路复用器mux15的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间分压。第一-第六多路复用器mux16根据寄存器设置值选择由分压器电路rs划分的任何一个电压。第一-第六多路复用器mux16的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度级7的电压v7。
199.第一-第七分压器电路rs17在第一-第六多路复用器mux16的输出电压和第二多路复用器mux02的输出电压之间压。第一-七多路复用器mux17根据寄存器设置值选择由分压器电路rs17划分的任何一个电压。第一-第七多路复用器mux17的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度级1和4的电压v1和v4。第一-第八多路复用器mux18根据寄存器设置值选择由分压器电路rs17划分的任何一个电压。第一-第八多路复用器mux18的输出电压通过缓冲器输出，并且可以是灰度级1的电压v1。
200.灰度电压产生单元700还包括多个分压器电路rs21至rs28。第二-第一分压器电路rs21在灰度191的电压v191和最高伽马补偿电压v255之间分压，以输出最高灰度和灰度191之间的伽马补偿电压。第二-第二分压器电路rs22在灰度级191的电压v191和灰度级127的电压v127之间分压，以输出灰度级191和灰度级127之间的伽马补偿电压。第二-第三分压器电路rs23在灰度级127的电压v127和灰度级63的电压v63之间分压，以输出灰度级127和灰度级63之间的伽马补偿电压。第二-第四分压器电路rs24在灰度级63的电压v63和灰度级31的电压v31之间分压，以输出灰度级63和灰度级31之间的伽马补偿电压。第二至第五分压器电路rs25在灰度级31的电压v31和灰度级15的电压v15之间分压，以输出灰度级31和灰度级15之间的伽马补偿电压。第二-第六分压器电路rs26在灰度级15的电压v15和灰度级7的电压v7之间分压，以输出灰度级15和灰度级7之间的伽马补偿电压。第二-第七分压器电路rs27在灰度级7的电压v7和灰度级4的电压v4之间分压，以输出灰度级7和灰度级4之间的伽马补偿电压。第二-第八分压器电路rs28在灰度级4的电压v4和灰度级1的电压v1之间的分压，以输出灰度级4和灰度级1之间的伽马补偿电压。
201.伽马补偿电压发生器305可以包括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，以获得用于子像素的每种颜色的最佳伽马补偿电压。在这种情况下，寄存器设置值在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可以被设置为不同电压。从r伽马补偿电压发生器输出的伽马补偿电压是要提供给r子像素的数据电压的灰度电压。从g伽马补偿电压发生器输出的伽马补偿电压v0到v256是要提供给g子像素的数据电压的灰度电压。从b伽马补偿电压发生器输出的伽马补偿电压是要提供给b子像素的数据电压的灰度电压。
202.用于每个灰度的伽马补偿电压v0到v255和光源驱动电压v256被输入到数据驱动器306的dac。数据驱动器306的dac将从定时控制器303接收的像素数据转换为对于每个灰度级具有不同电压的伽马补偿电压，以产生用于驱动显示器的数据电压vdata。在指纹识别模式下，数据驱动器306将从定时控制器303接收的光源驱动数据转换为光源驱动电压v256，并通过数据线将其提供给感测区sa中用作光源的显示像素。
203.由于感测区域sa的ppi低于显示区域da的ppi，所以如果以相同的灰度以相同的数据电压驱动显示区域da的像素和感测区域sa的像素，则感测区域sa的亮度可能降低。在本公开中，通过在指纹感测模式下改变伽马补偿电压发生器305的寄存器设置值，可以扩展施加到感测区域sa中的显示像素的数据电压范围，从而增加感测区域sa中的像素的亮度。
204.图23是示出施加到显示区域中的像素的数据电压和施加到感测区域中的像素的数据电压的图。在图23中，“pgma范围”表示伽马补偿电压发生器305的输出电压范围。
205.参照图23，由于感测区域sa的ppi低，所以数据驱动器306增加施加到感测区域sa的像素的数据电压vdata的范围，而不是增加施加到显示区域da的像素的数据电压vdata的范围。
206.以上描述的本公开要实现的目的、用于实现该目的的手段以及本公开的效果没有具体指定权利要求的基本特征，因此，权利要求的范围不限于本公开的公开内容。
207.虽然已经参照附图更详细地描述了本公开的实施方式，但是本公开不限于此，并且可以在不脱离本公开的技术构思的情况下以许多不同的形式来实现。因此，在本公开中公开的实施方式仅出于说明性目的而提供，并且不旨在限制本公开的技术构思。本公开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说明性的，并且不限制本公开。应基于所附权利要求书来解释本公开的保护范围，且其等同范围中的所有技术构思应解释为落入本公开的范围内。
208.相关申请的交叉引用
209.本技术要求于2020年7月16日提交的韩国专利申请no.10-2020-0087901的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。