输入感测装置以及输入感测装置的校正方法与流程

1.本发明涉及输入感测装置以及输入感测装置的校正方法。


背景技术：

2.最近，智能电话或平板电脑等之类显示装置应用为多方面，随之利用用户的指纹等的生物信息认证方式得到广泛利用。为了提供指纹感测功能，指纹传感器可以以内置于显示装置或附着于显示装置的上方及/或下方的形态提供。
3.作为一例，指纹传感器可以构成为光感测方式的传感器。光感测方式的指纹传感器可以将设置于像素内的发光元件用作光源，并具备光传感器阵列。光传感器阵列例如可以实现为cmos图像传感器(cmos image sensor；cis)。
4.另一方面，为了校正光传感器阵列内传感器像素的特性散布和位置带来的受光量偏差，在特定条件下执行针对指纹传感器的校正(calibration)。


技术实现要素：

5.随着指纹传感器被大面积化，用户可能仅使用指纹传感器的任意的一部分区域。当仅驱动指纹传感器的一部分区域时，用户使用指纹传感器时的条件会与针对指纹传感器的校正条件(例如，以指纹传感器的整体区域作为对象而执行的校正条件)不同，随之针对指纹传感器的校正性能下降，可能不能准确地感测指纹。
6.本发明的一目的在于提供即使在仅使用一部分区域时也能够准确地感测指纹的输入感测装置以及输入感测装置的校正方法。
7.然而，本发明的目的不限于上述的目的，可以在不脱离本发明的构思以及领域的范围内进行各种扩展。
8.为了达到本发明的一目的，根据本发明的实施例的输入感测装置包括：显示面板，显示与对象物相对应的指纹感测图案；传感器像素，从所述指纹感测图案感测被所述对象物反射的光而生成感测信号；以及指纹检测部，基于所述感测信号而检测针对所述对象物的指纹。所述指纹检测部基于所述指纹感测图案的大小而改变所述传感器像素针对所述光的暴露时间。
9.根据一实施例，可以是，所述指纹感测图案的大小与所述对象物接触于所述显示面板的面积相对应，所述指纹检测部随着所述指纹感测图案的大小变小而使所述暴露时间减小。
10.根据一实施例，可以是，所述显示面板基于相同的灰阶值而显示所述指纹感测图案，随着所述指纹感测图案的大小变小，所述指纹感测图案的亮度变高。
11.根据一实施例，可以是，所述指纹检测部包括生成扫描信号的栅极驱动部，所述传感器像素包括：光电元件，将所述光转换为电荷；以及晶体管，响应所述扫描信号而输出与所述电荷相对应的电信号。
12.根据一实施例，可以是，所述指纹检测部控制所述栅极驱动部，以使所述扫描信号
的脉宽基于所述指纹感测图案的大小而改变。
13.根据一实施例，可以是，所述指纹检测部随着所述指纹感测图案的大小变小而使所述扫描信号的所述脉宽减小。
14.根据一实施例，可以是，所述栅极驱动部响应起始信号而将时钟信号输出为所述扫描信号，所述指纹检测部基于所述指纹感测图案的大小而改变所述时钟信号的导通占空。
15.根据一实施例，可以是，所述传感器像素还包括存储所述电荷的电容器，所述晶体管响应所述扫描信号而输出与充电在所述电容器中的电荷相对应的电信号，所述指纹检测部调节所述电容器复位之后向所述传感器像素施加所述扫描信号的时点。
16.根据一实施例，可以是，所述指纹检测部存储与分别与具有彼此不同大小的第一指纹感测图案及第二指纹感测图案相对应的第一暴露时间及第二暴露时间相关的信息，所述指纹检测部基于所述指纹感测图案的所述大小内插所述第一暴露时间及所述第二暴露时间而确定所述暴露时间。
17.根据一实施例，可以是，所述指纹检测部将所述感测信号进行模数转换而生成感测数据，并利用预先设定的校正数据而校正所述感测数据，并且基于所述校正的感测数据以及预先注册的指纹数据而执行针对所述对象物的认证。
18.为了达到本发明的一目的，可以是，根据本发明的实施例的输入感测装置的校正方法以输入感测装置作为对象执行，所述输入感测装置包括：显示面板，显示与对象物相对应的指纹感测图案；以及传感器像素，从所述指纹感测图案感测被所述对象物反射的光而生成感测信号。所述输入感测装置的校正方法包括：利用在平面上具有彼此不同大小的指纹感测图案而设定所述传感器像素针对所述光的暴露时间的步骤。
19.根据一实施例，可以是，设定所述暴露时间的步骤包括：基于具有第一大小的第一指纹感测图案而设定所述传感器像素的第一暴露时间的步骤；以及基于具有第二大小的第二指纹感测图案而设定所述传感器像素的第二暴露时间的步骤。
20.根据一实施例，可以是，设定所述暴露时间的步骤基于所述第一暴露时间以及所述第二暴露时间，模型化与基于指纹感测图案的大小的暴露时间相关的数学式。
21.根据一实施例，可以是，设定所述第一暴露时间的步骤包括：判断所述传感器像素针对所述第一指纹感测图案的第一感应灵敏度是否在基准范围以内的步骤；将所述暴露时间增加或减小至所述第一感应灵敏度在所述基准范围以内为止的步骤；以及当所述第一感应灵敏度在所述基准范围以内时将所述暴露时间设定为第一暴露时间的步骤。
22.根据一实施例，可以是，设定所述第二暴露时间的步骤包括：判断所述传感器像素针对所述第二指纹感测图案的第二感应灵敏度是否与第一感应灵敏度相同的步骤；以及将当所述第二感应灵敏度与所述第一感应灵敏度相同时的所述传感器像素的暴露时间设定为所述第二暴露时间的步骤。
23.(发明效果)
24.根据本发明的实施例的输入感测装置以及输入感测装置的校正方法基于对应于对象物在显示面板显示的指纹感测图案(或者，显示图案)的大小而使得传感器像素的暴露时间改变，从而能够控制成传感器像素具有与生成校正数据(即，用于补偿基于传感器像素位置的受光量偏差的数据)时的感应灵敏度相同的感应灵敏度并生成感测数据。因此，输入
感测装置以及输入感测装置的校正方法能够基于校正数据准确地校正感测数据，能够更准确地感测用户的指纹。
25.然而，本发明的效果不限于上述的效果，可以在不脱离本发明的构思以及领域的范围内进行各种扩展。
附图说明
26.图1a是概要示出根据本发明的实施例的显示装置的框图。
27.图1b是概要示出图1a的显示装置的另一例的框图。
28.图2是示出图1a的显示装置的一例的截面图。
29.图3是示出包括在图1a的显示装置中的指纹感测装置的一例的框图。
30.图4是示出包括在图3的输入感测装置中的传感器像素的一例的电路图。
31.图5是说明图4的传感器像素的工作的波形图。
32.图6是示出包括在图3的指纹感测装置中的指纹检测部的一例的框图。
33.图7是示出在包括在图1a的显示装置中的显示面板中显示的指纹感测图案的一例的图。
34.图8是示出基于图7的指纹感测图案的面积的亮度的图。
35.图9是示出基于传感器像素的暴露时间的感应灵敏度的图。
36.图10是示出基于图7的指纹感测图案的面积的传感器像素的暴露时间的图。
37.图11a以及图11b是说明调节传感器像素的暴露时间的一例的图。
38.图12是示出根据本发明的实施例的输入感测装置的校正方法的流程图。
39.图13是示出设定第一暴露时间的过程的流程图。
40.图14是说明设定第一暴露时间的过程的一例的图。
41.图15是说明设定第一暴露时间的过程的另一例的图。
42.图16是示出设定第二暴露时间的过程的流程图。
具体实施方式
43.以下，参照所附附图来详细说明本发明的各种实施例，以使得本发明所属技术领域中具有通常知识的人员能够容易地实施。本发明可以实现为各种不同的形式，不限于在此说明的实施例。
44.为了清楚地说明本发明，省略了与说明无关的部分，贯穿说明书整体，针对相同或者类似的构成要件标注相同的附图标记。因此，前面说明的附图标记可以还在其它附图中使用。
45.另外，为了便于说明，任意地示出附图中示出的各构件的大小以及厚度，因此本发明并不是必须限定于附图。在附图中，为了清楚地表示各层以及区域，可能夸张地示出厚度。
46.图1a是概要示出根据本发明的实施例的显示装置的框图。图1b是概要示出图1a的显示装置的另一例的框图。
47.出于便利，在图1a以及图1b中，将显示面板100和驱动部200分离示出，但本发明不限于此。更具体地，驱动部200的全部或者一部分可以在显示面板100上一体地实现。
48.参照图1a以及图1b，显示装置1000(或者，输入感测装置)可以包括显示面板100以及驱动部200。驱动部200可以包括面板驱动部210以及指纹检测部220(或者，输入检测部)。
49.显示装置1000的整体或者至少一部分可以具有柔性(flexibility)。
50.显示面板100包括显示区域aa以及非显示区域na。显示区域aa是被提供多个像素pxl(或者可以命名为子像素)的区域，可以命名为有效区域(active area)。在各种实施例中，各个像素pxl可以包括至少一个发光元件。显示装置1000对应于从外部输入的图像数据而驱动像素pxl，从而在显示区域aa显示图像。
51.在一实施例中，显示区域aa可以包括指纹感测区域fsa(或者，输入感测区域)。指纹感测区域fsa可以包括提供在显示区域aa中的像素pxl中的至少一部分的像素pxl。
52.在一实施例中，如图1a所示，可以将显示区域aa中的至少一部分设定为指纹感测区域fsa。在另一实施例中，如图1b所示，也可以将显示区域aa的整体设定为指纹感测区域fsa。在执行指纹感测时，可以仅在实质上形成用户的触摸的部分执行指纹感测工作。
53.另一方面，在图1a中示出在显示区域aa上仅形成一个指纹感测区域fsa的例子，但本发明不限于此。例如，在显示区域aa上可以形成规则地或者非规则地排列的多个指纹感测区域fsa。
54.另外，在图1a以及图1b中示出指纹感测区域fsa形成于显示区域aa的至少一部分的例子，但本发明不限于此。即，在各种实施例中，显示区域aa和指纹感测区域fsa也可以布置成仅在至少一部分区域重叠。
55.非显示区域na是配置于显示区域aa的周边的区域，可以命名为非有效区域(non-active area)。例如，非显示区域na可以包括布线区域、焊盘区域以及各种虚设区域等。
56.在一实施例中，显示装置1000可以还包括提供于指纹感测区域fsa的多个传感器像素spxl。传感器像素spxl可以由用于感测光的光传感器ps构成。在一实施例中，当从布置于显示装置1000的光源(或者像素pxl)射出的光被对象物(例如，用户的手指)反射时，传感器像素spxl可以感测反射光而输出对应的电信号(例如，电压信号)。电信号可以传递到驱动部200(例如，指纹检测部220)而用于指纹感测。以下，将传感器像素spxl以指纹感测用途使用的情况作为例子说明本发明，但传感器像素spxl可以以如触摸传感器或扫描仪等那样用于执行各种功能的用途使用。
57.在平面上，当传感器像素spxl配置于指纹感测区域fsa内时，传感器像素spxl可以与像素pxl重叠，或配置于像素pxl的周边。例如，传感器像素spxl中的一部分或者全部可以与像素pxl重叠，或配置于像素pxl之间。在各种实施例中，传感器像素spxl和像素pxl可以具有相同或不同的大小。传感器像素spxl和像素pxl之间的相对大小以及排列不特别限定。
58.当传感器像素spxl与像素pxl相邻配置或在至少一部分重叠时，传感器像素spxl可以将设置在像素pxl中的发光元件用作光源。在这样的实施例中，传感器像素spxl可以与布置在像素pxl中的发光元件一起构成光感测方式的指纹传感器(或者，光传感器ps)。如此，当无额外的外部光源地将像素pxl用作光源而构成指纹传感器内置型显示装置时，光感测方式的指纹传感器(即，光传感器ps)以及具备其的显示装置1000的模组厚度减小，可以节减制造费用。
59.在各种实施例中，传感器像素spxl可以配置于显示面板100的两面中的与显示图像的一面(例如，前面)相对的另一面(例如，背面)。但是，本发明不限于此。
60.驱动部200可以使显示面板100驱动。例如，驱动部200可以向显示面板100输出与图像数据相对应的数据信号ds。另外，驱动部200可以输出用于传感器像素spxl的驱动信号，并接收从传感器像素spxl接收的电信号(例如，感测信号ss)。驱动部200可以利用电信号检测用户的指纹形状，并检测伪造指纹。
61.在各种实施例中，驱动部200可以包括面板驱动部210以及指纹检测部220。出于便利，在图1a以及图1b中将面板驱动部210和指纹检测部220分离示出，但本发明不限于此。例如，指纹检测部220的至少一部分可以与面板驱动部210一起集成，或与面板驱动部210连动工作。
62.面板驱动部210可以依次扫描显示区域aa的像素pxl并向像素pxl供应与图像数据相对应的数据信号ds。那么，显示面板100可以显示与图像数据相对应的图像。
63.在一实施例中，面板驱动部210可以向像素pxl供应用于指纹感测的驱动信号。可以为了使像素pxl发光而作为用于传感器像素spxl的光源工作，提供这样的驱动信号。在这样的实施例中，用于指纹感测的驱动信号可以向在显示面板100内的特定区域布置的像素pxl(例如，布置于指纹感测区域fsa的像素pxl，或者与形成用户的触摸的部分相对应的像素pxl)提供。在此情况下，显示面板100可以在指纹感测区域fsa的至少一部分区域(例如，在形成用户的触摸的部分)，显示用于指纹感测的指纹感测图案(或者，显示图案、图像图案，例如具有最大亮度的白色图像图案)。
64.在一实施例中，面板驱动部210可以将指纹感测图案信息i_dp提供于指纹检测部220。在此，指纹感测图案信息i_dp可以包括与在显示面板100中显示指纹感测图案的区域的大小相关的面积信息(或者，大小信息)。根据实施例，在显示装置1000具备感测用户的触摸输入的触摸传感器的情况下，面板驱动部210(或者，驱动触摸传感器的触摸检测部)也可以将包括与形成用户触摸的区域有关的面积信息(或者，大小信息)的指纹感测图案信息i_dp提供于指纹检测部220。
65.指纹检测部220可以将用于驱动传感器像素spxl的驱动信号(例如，驱动电压)向传感器像素spxl传送，并基于从传感器像素spxl接收的电信号来检测用户指纹。例如，指纹检测部220可以基于从传感器像素spxl(例如，光传感器ps)供应的感测信号ss来执行指纹认证。包括传感器像素spxl的光传感器ps和指纹检测部220可以构成指纹感测装置fdd(或者，指纹传感器)。
66.在实施例中，指纹检测部220可以基于指纹感测图案信息i_dp来改变传感器像素spxl的驱动条件。例如，指纹检测部220可以基于指纹感测图案信息i_dp来改变传感器像素spxl的暴露时间。在此，暴露时间可以不仅意指传感器像素spxl接收反射光的时间，还意指从传感器像素spxl输出与反射光相对应的电信号的时间。根据暴露时间，指纹检测部220从传感器像素spxl接收的电信号的大小可以不同。
67.虽参照图7以及图8在后面叙述，但根据在显示面板100中显示指纹感测图案(或者，产生触摸输入的区域)的面积(或者，大小)，指纹感测图案的亮度可能不同，由此，被传感器像素spxl感测的反射光的光量(或者针对传感器像素spxl的反射光的反应性，即，感应灵敏度)可能不同，在特定条件下(例如，以特定光量为基准)设定的针对传感器像素spxl的校正值可能无效。在此，校正值是为了对传感器像素spxl的工艺上的散布和位置导致的受光量偏差进行校正而预先设定的值，可以是用于对基于传感器像素spxl的感测信号ss而生
成的感测数据进行校正的值。因此，指纹检测部220可以通过基于指纹感测图案信息i_dp来改变传感器像素spxl的暴露时间，将被传感器像素spxl感测的反射光的光量(或者，传感器像素spxl的感应灵敏度)调节为能够有效地适用校正值的条件即与特定光量相同。
68.参照图6至图11b来后述指纹检测部220的更具体的结构以及工作。
69.如上所述，可以是，显示装置1000(或者，输入感测装置)包括指纹感测装置fdd，指纹感测装置fdd包括配置于显示面板100的一面的光传感器ps以及指纹检测部220，将设置于显示面板100的像素pxl用作光源。另外，指纹检测部220可以基于从面板驱动部210(或者，触摸检测部)提供的指纹感测图案信息i_dp(即，显示指纹感测图案或发生触摸输入的区域的面积信息或者大小信息)来改变传感器像素spxl的驱动条件(例如，暴露时间)。由此，从传感器像素spxl供应的感测信号ss成为可以有效地适用用于对基于传感器像素spxl的位置的受光量偏差进行校正的校正值的状态，可以实现针对感测信号ss(或者，与其相对应的感测数据)的更准确的校正，可以更准确地感测用户的指纹。
70.图2是示出图1a的显示装置的一例的截面图。具体地，图2示出图1a以及图1b中示出的显示装置1000的指纹感测区域fsa中的截面的一例。
71.参照图1a至图2，显示装置1000可以在指纹感测区域fsa中包括显示面板100和配置于显示面板100的一面的光传感器ps。另外，显示装置1000可以包括基板sub、在基板sub的一面(例如，上方面)上依次配置的电路元件层bpl、发光元件层ldl、第一保护层ptl1、第一粘合层adl1以及窗口win。另外，显示装置1000可以在感测区域sa中包括在基板sub的另一面(例如，下方面)上依次配置的第二粘合层adl2以及第二保护层ptl2。
72.基板sub作为显示面板100的底座器材，可以是实质性透明的透光性基板。基板sub可以是包括玻璃或者钢化玻璃的刚性基板(rigid substrate)，或者塑料材质的柔性基板(flexible substrate)。然而，基板sub的材质不限于此，所述基板sub可以由各种物质构成。
73.电路元件层bpl可以配置于基板sub的一面，并包括至少一个导电层。例如，电路元件层bpl可以包括构成像素pxl的像素电路的多个电路元件、以及用于供应用于驱动像素pxl的各种电源及信号的布线。在此情况下，电路元件层bpl可以包括至少一个晶体管及电容器等之类各种电路元件、以及用于构成与其连接的布线的多个导电层。另外，电路元件层bpl可以包括提供于多个导电层之间的至少一个绝缘层。
74.发光元件层ldl可以配置于电路元件层bpl的一面。发光元件层ldl可以包括通过接触孔等与电路元件层bpl的电路元件及/或布线连接的多个发光元件ld。在一实施例中，多个发光元件ld可以针对各个像素pxl配置至少一个。例如，发光元件ld可以由有机发光二极管(organic light emitting diode)或者微发光二极管、量子点(quantum dot)发光二极管之类无机(inorganic)发光二极管构成。另外，发光元件ld也可以是有机物和无机物复合构成的发光元件。而且，可以是，各个像素pxl包括单个(single)发光元件ld，或者在另一实施例中各个像素pxl包括多个发光元件ld，多个发光元件ld彼此串联、并联或者串并联连接。
75.各个像素pxl可以由配置于电路元件层bpl的电路元件和在电路元件层bpl上方的发光元件层ldl配置的至少一个发光元件ld构成。
76.第一保护层ptl1可以在发光元件层ldl的上方配置成覆盖显示区域aa。第一保护
层ptl1可以包括薄膜封装层(thin film encapsulation：tfe)或者密封基板之类密封部件，除所述密封部件之外还可以附加地包括保护膜等。
77.第一粘合层adl1配置在第一保护层ptl1和窗口win之间而结合第一保护层ptl1和窗口win。第一粘合层adl1可以包含oca(optically clear adhesive，光学胶)之类透明粘合剂，除此之外可以包含各种粘合物质。
78.窗口win作为在包括显示面板100的显示装置1000的模组最上端配置的保护部件，可以是实质上透明的透光性基板。这样的窗口win可以具有从玻璃基板、塑料膜、塑料基板选择的多层结构。窗口win可以包含刚性或者柔性的器材，窗口win的构成物质不特别限定。
79.在各种实施例中，显示装置1000也可以还包括未图示的偏光板、防反射层及/或触摸传感器层(触摸电极层)等。例如，显示装置1000可以还包括配置在第一保护层ptl1和窗口win之间的偏光板及/或触摸传感器层。
80.触摸传感器层可以包括多个感测电极(或者，感测单元)。在此情况下，参照图1a来说明的驱动部200可以基于感测电极之间的静电容量的变化来感测触摸输入的有无和触摸输入的位置(或者，坐标、面积)。
81.第二保护层ptl2可以配置于基板sub的另一面。第二保护层ptl2可以通过第二粘合层adl2结合于基板sub。
82.第二粘合层adl2可以将基板sub和第二保护层ptl2牢固地结合(或者附着)。第二粘合层adl2可以包含oca之类透明粘合剂。第二粘合层adl2可以包含当施加用于和粘合面粘合的压力时粘合物质起作用的压敏粘合剂(psa：pressure sensitive adhesive)。
83.第二保护层ptl2可以切断氧气以及水分等从外部流入并以单层或者多层的形式提供。第二保护层ptl2可以以膜形式构成而更确保显示面板100的柔性。第二保护层ptl2可以通过包含oca之类透明粘合剂的其它粘合层(未图示)与光传感器ps结合。
84.光传感器ps通过胶粘剂等附着于显示面板100的反面(例如，背面)以与显示面板100的至少一区域重叠。光传感器ps例如可以在指纹感测区域fsa配置成与显示面板100重叠。光传感器ps可以包括以预定的分辨率及/或间隔分散的多个传感器像素spxl。
85.在一实施例中，虽未图示，但在光传感器ps上可以提供将朝向光传感器ps的光聚焦来提供光路径的光学系统。在光学系统中，导光的透光部的宽度可以考虑感应精密度和光变换效率来确定。通过这样的光学系统，可以提高向光传感器ps入射的光的聚光率。根据实施例，光学系统可以由光纤维、硅等形成。
86.传感器像素spxl可以具有适当的数量、大小以及排列，以能够根据由传感器像素spxl输出的电信号来生成可识别程度的指纹图像。传感器像素spxl之间的间隔可以密集地设定成从对象物(例如，指纹等)反射的反射光能够入射至相邻的至少两个传感器像素spxl。
87.传感器像素spxl可以感测外部光而输出对应的电信号，例如电压信号。用各个传感器像素spxl接收的反射光可以具有基于在用户的手指形成的指纹(或者，在手掌形成的掌纹(palm pattern)，在皮肤形成的皮纹(dermatoglyphic pattern))的谷(valley)和脊(ridge)的光特性(作为一例，频率、波长、大小等)。因此，各个传感器像素spxl可以对应于反射光的光特性而输出具有不同的电特性的感测信号ss。
88.在一实施例中，显示装置1000(或者，显示面板100)可以还包括遮光层phl。
89.遮光层phl可以配置于显示面板100内部或者显示面板100和传感器像素spxl之间，切断向传感器像素spxl入射的光的一部分。例如，可以是，向遮光层phl入射的光中的一部分被切断，剩余一部分穿过针孔pih而到达遮光层phl下方的传感器像素spxl。针孔pih作为光学系统工作，也可以与其它光学系统一起使用。
90.针孔pih可以意指光学孔，可以是透光孔的一种。例如，针孔pih可以是在反射光向斜线方向或者垂直方向透过显示面板100而向传感器像素spxl入射的路径上，显示装置1000的层彼此重叠配置的透光孔中具有最小的大小(或者，面积)的透光孔。
91.针孔pih可以具有预定的宽度，例如5μm至20μm范围的宽度(w)。通过这样的方式，可以随着从遮光层phl远离(即，随着向遮光层phl的上方以及下方方向前往)，逐渐增加在显示装置1000的各层中应确保的光学开口区域的宽度。
92.针孔pih的宽度(或者直径)可以设定成反射光的波长的大致10倍以上例如大致4μm或者5μm以上，以能够防止光的衍射。另外，针孔pih的宽度可以设定为能够防止图像模糊(image blur)且更清晰地感测指纹的形态程度的大小。例如，针孔pih的宽度可以设定为大致15μm以下。然而，本发明不限于此，针孔pih的宽度也可以根据反射光的波长带及/或模组的每层厚度等而不同。
93.只有穿过针孔pih的反射光可以到达光传感器ps的传感器像素spxl。通过非常窄的宽度的针孔pih从指纹反射的光的相位和在光传感器ps形成的像的相位可以具有180度差异。
94.传感器像素spxl可以输出与接收的反射光相对应的感测信号ss，例如电压信号。
95.虽未图示，在光学系统(例如，遮光层phl)和光传感器ps之间或者显示面板100和光学系统之间也可以还配置红外线截止滤光片。
96.另一方面，在图2中示出将包括针孔pih的遮光层phl用作光学系统的实施例，但不限于此，例如，也可以利用微透镜类型、准直仪类型的光学系统(或者，光传感器)。
97.图3是示出包括在图1a的显示装置中的指纹感测装置的一例的框图。具体地，图3示出包括在图1a以及图1b的显示装置1000中的指纹感测装置fdd的一例。
98.参照图1a至图3，指纹感测装置fdd可以包括光传感器ps以及指纹检测部220。
99.光传感器ps可以包括传感器像素spxl的阵列。在一实施例中，传感器像素spxl可以排列为二维阵列，但不限于此。各个传感器像素spxl可以包括将入射的光根据其光量而光电转换为电荷的光电元件。
100.指纹检测部220可以包括栅极驱动部221(或者，水平驱动部)、感应驱动部222(或者，垂直驱动部)以及控制部223。栅极驱动部221可以在一个基板上与光传感器ps一起形成，感应驱动部222以及控制部223可以实现为一个集成电路并通过柔性电路基板连接于光传感器ps等。然而，不限于此。
101.栅极驱动部221可以通过复位线rsl1～rsln(其中，n是正整数)连接于传感器像素spxl。栅极驱动部221可以用移位寄存器或地址解码器等构成。在各种实施例中，栅极驱动部221可以为了初始化传感器像素spxl(例如，为了将充电于传感器像素spxl中的光电转换的电荷初始化或者放电)而将复位信号通过复位线rsl1～rsln施加于传感器像素spxl中的至少一部分。
102.在一实施例中，栅极驱动部221可以基于从控制部223提供的起始信号flm以及时
钟信号clks(例如，复位起始信号以及复位时钟信号)，向复位线rsl1～rsln中的至少一部分供应复位信号。例如，可以是，栅极驱动部221包括与复位线rsl1～rsln分别连接的多个级，各个级响应起始信号flm或者之前级的输出而将时钟信号clks的一部分输出为复位信号。
103.在一实施例中，栅极驱动部221可以将复位信号以传感器像素行单位依次输出。然而，栅极驱动部221不限于此，在另一实施例中，栅极驱动部221也可以将复位信号中的至少一部分向传感器像素spxl同时输出。
104.另外，栅极驱动部221可以通过扫描线scl1～scln连接于传感器像素spxl。栅极驱动部221可以用移位寄存器或地址解码器等构成。在各种实施例中，栅极驱动部221可以为了使传感器像素spxl中的被选择的一部分驱动而施加扫描信号。栅极驱动部221可以以传感器像素行单位施加扫描信号。
105.在一实施例中，栅极驱动部221可以基于从控制部223提供的起始信号flm以及时钟信号clks(例如，扫描起始信号以及扫描时钟信号)，向扫描线scl1～scln中的至少一部分供应扫描信号。例如，可以是，栅极驱动部221可以包括与扫描线scl1～scln分别连接的多个级，各个级响应起始信号flm或者之前级的输出而将时钟信号clks的一部分输出为扫描信号。
106.被栅极驱动部221选择并驱动的传感器像素spxl利用布置于内部的光电元件感测光，并输出与感测到的光相对应的电信号(感测信号ss)(参照图1a以及图1b)，例如模拟形式的电压信号。例如，当传感器像素spxl连接于第i复位线rsli(其中，i是小于或等于n的正整数)、第i扫描线scli时，传感器像素spxl可以响应通过第i复位线rsli提供的复位信号而初始化(例如，通过光电元件生成的电荷被初始化)，并响应通过第i扫描线scli提供的扫描信号而输出电信号。
107.针对传感器像素spxl的更具体的结构以及工作，参照图4以及图5进行后述。
108.感应驱动部222可以通过读出线rl1～rlm(其中，m是正整数)连接于传感器像素spxl。如图3所示，当传感器像素spxl连接于第j读出线rlj(其中，j是小于或等于m的正整数)时，感应驱动部222可以将从传感器像素spxl输出的电信号通过第j读出线rlj接收。
109.感应驱动部222可以对从传感器像素spxl输出的信号执行处理。例如，感应驱动部222可以执行用于从接收的电信号消除噪音的cds(correlated double sampling，相关双采样)处理。另外，感应驱动部222可以将从传感器像素spxl接收的模拟信号转换为数字信号。在一实施例中，模数转换器可以按每个传感器像素列分别布置，并将从传感器像素列接收的模拟信号并行处理。
110.控制部223可以控制栅极驱动部221以及感应驱动部222。
111.在一实施例中，控制部223可以生成起始信号flm以及时钟信号clks。例如，控制部223可以生成用于生成复位信号的起始信号flm(例如，复位起始信号)以及时钟信号clks(例如，复位时钟信号)。作为另一例，控制部223可以生成用于生成扫描信号的起始信号flm(例如，扫描起始信号)以及时钟信号clks(例如，扫描时钟信号)。
112.在实施例中，控制部223可以基于指纹感测图案信息i_dp改变传感器像素spxl的暴露时间。在此，可以从面板驱动部210提供指纹感测图案信息i_dp，但不限于此。
113.在一实施例中，控制部223可以控制栅极驱动部221以基于指纹感测图案信息i_dp
改变扫描信号的脉宽(或者，扫描信号具有使晶体管导通的导通电压电平的区间)。例如，控制部223可以改变成为扫描信号的基础的时钟信号clks(或者，起始信号flm)的脉宽(或者，具有使晶体管导通的导通电压电平的区间的比率，即导通占空)。例如，随着根据指纹感测图案信息i_dp而在显示面板100(参照图1a以及图1b)中显示的指纹感测图案的区域变小，控制部223可以减小时钟信号clks的脉宽。针对改变时钟信号clks的脉宽的控制部223的工作，参照图11a进行后述。
114.在一实施例中，控制部223可以生成与从感应驱动部222接收的感测信号相对应的图像数据，并执行生成的图像数据的处理。另外，在一实施例中，控制部223可以根据处理的图像数据检测指纹，或将检测到的指纹进行认证及/或传输到外部。然而，其是示例性的，图像数据的生成以及指纹检测可以不通过控制部223执行，而通过外部的主处理机等执行。
115.如上所述，指纹感测装置fdd(或者，指纹检测部220)可以通过基于指纹感测图案信息i_dp改变成为扫描信号的基础的时钟信号clks的脉宽，改变传感器像素spxl的暴露时间。
116.图4是示出包括在图3的输入感测装置中的传感器像素的一例的电路图。可以是，复位线rsl是复位线rsl1～rsln中的一个，扫描线scl是扫描线scl1～scln中的一个，读出线rl是读出线rl1～rlm中的一个。图5是说明图4的传感器像素的工作的波形图。
117.参照图3以及图4，传感器像素spxl可以包括第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、光电二极管pd以及电容器c_pd。
118.可以是，光电二极管pd的阳极电极连接于第二电源线pl2，光电二极管pd的阴极电极连接于第一晶体管t1的栅极电极。向第二电源线pl2可以施加用于驱动光电二极管pd的偏压vbias。
119.电容器c_pd可以形成于第一晶体管t1的栅极电极和第二电源线pl2之间，并并联连接光电二极管pd。电容器c_pd可以存储在光电二极管pd中光电转换的电荷。根据实施例，也可以省略电容器c_pd。
120.可以是，第三晶体管t3的第一电极连接于第一电源线pl1，第三晶体管t3的第二电极连接于第一晶体管t1的栅极电极，第三晶体管t3的栅极电极连接于复位线rsl。在此，向第一电源线pl1可以施加复位电压vrst。第三晶体管t3可以响应向复位线rsl施加的复位信号rst而将第一电源线pl1和第一晶体管t1的栅极电极电连接。在此情况下，向第一晶体管t1的栅极电极施加的电压(或者，存储在电容器c_pd中的电压)可以被复位电压vrst初始化或复位。
121.如图5所示，可以根据栅极驱动部221的工作，复位信号rst与时钟信号clks(例如，复位时钟信号clk_rst)的脉冲中的一个脉冲相对应。
122.可以是，第一晶体管t1的第一电极连接于第三电源线pl3，第一晶体管t1的第二电极连接于第二晶体管t2的第一电极，第一晶体管t1的栅极电极连接于光电二极管pd的阴极电极。向第三电源线pl3可以施加共同电压vcom。第一晶体管t1可以响应存储在电容器c_pd中的电压(即，在光电二极管pd中光电转换的电荷)而控制从第三电源线pl3向第二晶体管t2流动的电流量。第一晶体管t1可以作为将存储在电容器c_pd中的电压放大并输出的放大器而工作。
123.可以是，第二晶体管t2的第一电极连接于第一晶体管t1的第二电极，第二晶体管
t2的第二电极连接于读出线rl，第二晶体管t2的栅极电极连接于扫描线scl。第二晶体管t2可以响应向扫描线scl施加的扫描信号hds而在第一晶体管t1(或者，第三电源线pl3)和读出线rl之间形成电流移动路径。如图5所示，可以根据栅极驱动部221的工作，扫描信号hds与时钟信号clks(例如，扫描时钟信号clk_hds)的脉冲中的一个脉冲相对应，导通电压电平的扫描信号hds从施加完毕导通电压电平的复位信号rst的时点起经过特定时间p_c后施加于扫描线scl。
124.例如，可以响应导通电压电平的扫描信号hds，第二晶体管t2导通，第一晶体管t1的第二电极电连接于读出线rl。在此情况下，与对应于在光电二极管pd中光电转换的电荷的电压(或者，在特定时间p_c期间存储在电容器c_pd中电压)相对应的电信号可以通过读出线rl输出到外部(例如，感应驱动部222)(参照图3)。
125.另一方面，在图4中示出晶体管t1、t2、t3是p型晶体管的例子，但是在各种实施例中，晶体管中的至少一部分可以构成为n型，与其对应地，传感器像素spxl的电路结构可以进行各种变形。
126.图6是示出包括在图3的指纹感测装置中的指纹检测部的一例的框图。
127.参照图3以及图6，指纹检测部220可以包括控制部223、模数转换器224、存储器226以及指纹分析部228。
128.指纹检测部220可以响应从外部提供的指纹感测指令而执行指纹认证。
129.模数转换器224可以将模拟形式的感测信号ss转换为数字形式的感测数据sd。
130.存储器226可以存储校正数据cal_data以及注册的指纹数据rfd。校正数据cal_data作为用于校正传感器像素spxl(参照图3)的位置带来的受光量偏差等的数据，可以包括与传感器像素spxl中的至少一部分相对应的校正值。例如，校正数据cal_data可以在指纹感测装置fdd(或者，显示装置1000(参照图1a))的制造过程中生成，并存储到存储器226。注册的指纹数据rfd可以基于在单独的指纹注册时段从模数转换器224提供的感测数据sd生成，并存储到存储器226。
131.另外，存储器226可以存储查找表lut。虽后面说明，查找表lut可以包括与指纹感测图案信息i_dp相对应的与传感器像素spxl的暴露时间有关的信息。例如，查找表lut可以包括对应于与显示指纹感测图案的区域(或者，产生触摸输入的区域)有关的面积信息而传感器像素spxl感测反射光的时间(或者，输出与感测到的反射光相对应的电信号的时间)间的关系的信息。虽后面说明，查找表lut可以包括与多个面积信息分别对应的多个暴露时间信息，或包括与将面积信息和暴露时间间的关系模型化的数学式(或者，模型)有关的信息。
132.指纹分析部228可以从模数转换器224接收感测数据sd。另外，指纹分析部228可以从存储器226接收校正数据cal_data。指纹分析部228可以利用校正数据cal_data而校正感测数据sd。即，指纹分析部228可以利用校正数据cal_data而校正感测数据sd内数据值的偏差(即，传感器像素spxl的受光量偏差引起的偏差)。例如，指纹分析部228可以通过向感测数据sd内数据值中的与特定传感器像素spxl相对应的数据值相加校正数据cal_data内校正值中的与所述传感器像素spxl相对应的校正值的方式，校正感测数据sd。
133.作为参考，注册的指纹数据rfd也可以通过在指纹分析部228中将在指纹注册时段获取的感测数据sd利用校正数据cal_data进行校正来生成。
134.指纹分析部228可以从存储器226接收注册的指纹数据rfd。指纹分析部228可以比
较校正的感测数据(即，通过校正数据cal_data校正感测数据sd而生成的数据)和注册的指纹数据rfd来执行指纹认证。
135.指纹分析部228可以计算校正的感测数据和注册的指纹数据rfd之间的一致率。在一实施例中，指纹分析部228可以生成与校正的感测数据相对应的指纹图像，并与注册的指纹数据rfd的指纹图像进行比较来执行指纹认证。例如，指纹分析部228可以从指纹图像提取特征点，并将提取的特征点与包括在注册的指纹数据rfd中的特征点进行比较来执行指纹认证。然而，其是例示性的，执行指纹认证的方式可以通过公知的各种指纹识别方式来实现，指纹分析部228可以包括用于此的硬件结构及/或软件结构。
136.当一致率为预先设定的阈值以上时，指纹分析部228可以判断为感测到的指纹与注册的指纹数据rfd一致。当一致率小于所述阈值时，指纹分析部228可以判断为感测到的指纹与注册的指纹数据rfd不一致。
137.当确定为感测到的指纹与注册的指纹数据rfd一致时，指纹分析部228可以输出认定信号ass。与此不同，当确定为感测到的指纹与注册的指纹数据rfd不一致时，指纹分析部228可以输出拒绝信号rs。认定信号ass或者拒绝信号rs可以输出到外部(例如，主处理机)。可以基于认定信号ass或者拒绝信号rs，认可显示装置1000或者相应应用程序的运行。
138.控制部223可以生成起始信号flm以及时钟信号clks。
139.在实施例中，控制部223可以基于指纹感测图案信息i_dp以及查找表lut，改变传感器像素spxl(参照图3)的暴露时间。
140.例如，控制部223可以基于指纹感测图案信息i_dp以及查找表lut，改变时钟信号clks的脉宽(或者，时钟信号clks的导通占空)或者起始信号flm的脉宽。
141.为了说明控制部223改变暴露时间的结构，可以参照图7至图10、图11a以及图11b。
142.图7是示出在包括在图1a的显示装置中的显示面板中显示的指纹感测图案的一例的图。具体地，图7示出在图1a以及图1b所示的显示装置1000的指纹感测区域fsa中显示的指纹感测图案的一例。图8是示出基于图7的指纹感测图案的面积的亮度的图。图9是示出基于传感器像素的暴露时间的感应灵敏度的图。图10是示出基于图7的指纹感测图案的面积的传感器像素的暴露时间的图。图11a以及图11b是说明调节传感器像素的暴露时间的一例的图。
143.首先，参照图1a、图1b、图6以及图7，显示面板100可以在指纹感测区域fsa的至少一部分区域中，显示用于指纹感测的指纹感测图案(或者，显示图案)。在此，指纹感测图案可以是具有与特定灰阶值相对应的亮度的图像或者图像图案。例如，指纹感测图案可以是对应于最大灰阶值而具有最大亮度的白色图像图案。例如，显示面板100可以在发生用户触摸的区域中，显示与最大灰阶值相对应的白色图像图案。作为另一例，指纹感测图案也可以包括在白颜色的背景模仿指纹的特定颜色的图案(例如，具有黑色、灰色等颜色的图案)。
144.例如，当用户的一个手指触摸在指纹感测区域fsa时，显示面板100可以在触摸有用户的一个手指的区域，显示对应于最大灰阶值而具有最大亮度的第一指纹感测图案dp1。显示面板100可以在除触摸有用户的一个手指的区域之外的其余区域，不显示图像或显示与最小亮度相对应的图像图案(例如，黑色图像)，但不限于此。
145.作为另一例，当用户的2个手指触摸在指纹感测区域fsa时，显示面板100可以在触摸有用户的2个手指的区域，显示对应于最大灰阶值而具有最大亮度的第二指纹感测图案
dp2。作为又另一例，当用户的手掌触摸在指纹感测区域fsa整体时，显示面板100可以在指纹感测区域fsa整体，显示对应于最大灰阶值而具有最大亮度的第三指纹感测图案dp3。
146.参照图7以及图8，指纹感测图案的亮度可以根据指纹感测图案的面积而不同。如图8所示，随着指纹感测图案的面积变大，指纹感测图案的亮度减小。作为参考，随着指纹感测图案的面积增加，对应于最大灰阶值以最大亮度发光的传感器像素spxl(参照图3)的数量增加，向传感器像素spxl(或者，显示面板100)供应或流动的总电流量增加，由于电流移动路径上的电阻成分和增加的总电流量而针对向传感器像素spxl施加的驱动电压(或者，电源电压)的电压下降变大，由此指纹感测图案的亮度(即，对应于要显示的特定目标亮度而在显示面板100中显示或测定的亮度)可以相对降低。换句而言，即使目标亮度恒定，随着指纹感测图案的面积变小，指纹感测图案的亮度(即，实际测定到的亮度)可以增加。
147.参照图7以及图8，例如，当第二指纹感测图案dp2的第二面积a_dp2大于第一指纹感测图案dp1的第一面积a_dp1时，第二指纹感测图案dp2的亮度可以低于第一指纹感测图案dp1的亮度。类似地，当第三指纹感测图案dp3的第三面积a_dp3大于第二指纹感测图案dp2的第二面积a_dp2时，第三指纹感测图案dp3的亮度可以低于第二指纹感测图案dp2的亮度。另一方面，可以随着指纹感测图案的亮度增加，被传感器像素spxl感测的反射光的光量(或者，受光量)增加，或者传感器像素spxl针对反射光的反应性，即感应灵敏度变高。即，起因于指纹感测图案的面积的变化，传感器像素spxl的受光量或者感应灵敏度可以改变。
148.由此，在生成用于对基于传感器像素spxl的位置的受光量偏差进行校正的校正数据cal_data的过程中显示面板100的亮度条件(即，校正条件)和感测用户的指纹的过程中显示面板100的亮度条件(即，用户条件)之间可能产生差异。例如，可以是，在生成校正数据cal_data的过程中为了对指纹感测区域fsa内传感器像素spxl整体进行补偿而使用第三指纹感测图案dp3，在感测用户的指纹的过程中对应于用户的手指而使用第一指纹感测图案dp1。第三指纹感测图案dp3的面积(以及基于其的亮度)和第一指纹感测图案dp1的面积可能不同。因此，在持相同的驱动条件(例如，相同的暴露时间)工作的传感器像素spxl中，针对第三指纹感测图案dp3的感应灵敏度以及亮度偏差表现出与针对第一指纹感测图案dp1的感应灵敏度以及亮度偏差不同，通过将基于第三指纹感测图案dp3生成的校正数据cal_data直接适用的方式可能无法准确地校正基于第一指纹感测图案dp1生成的感测数据(即，反应有不同亮度条件下的传感器像素spxl的感应灵敏度及其偏差的感测数据)。
149.参照图9，第一曲线curve1可以表示生成校正数据cal_data的过程中的传感器像素spxl的感应灵敏度(或者，受光量)。例如，可以是，为了校正针对指纹感测区域fsa内传感器像素spxl整体的偏差，利用图7中示出的第三指纹感测图案dp3而生成校正数据cal_data(参照图6)，第一曲线curve1表示针对第三指纹感测图案dp3的传感器像素spxl的感应灵敏度。
150.第二曲线curve2可以表示感测用户的指纹的过程中的传感器像素spxl的感应灵敏度(或者，受光量)。在实际指纹感测中，可能使用各种大小的指纹感测图案，例如可以是，利用第一指纹感测图案dp1，第二曲线curve2表示针对第一指纹感测图案dp1的传感器像素spxl的感应灵敏度。
151.在生成校正数据cal_data的过程中，根据第一曲线curve1，传感器像素spxl可以对应于第一暴露时间t_cal1而具有第一感应值value1(或者，第一感应灵敏度)。在此，第一
暴露时间t_cal1是在指纹感测装置fdd的制造过程中预先设定的值，例如，可以是对应于第三指纹感测图案dp3而指纹的谷(valley)和脊(ridge)所引起的受光量差异成为最大的传感器像素spxl的暴露时间。
152.另一方面，在感测用户的指纹的过程中，根据第二曲线curve2，传感器像素spxl可以对应于第一暴露时间t_cal1而具有第二感应值value2(或者，第二感应灵敏度)。第二感应值value2可以大于或等于第一感应值value1。
153.由此，校正数据cal_data(即，以第一值value1作为基准而设定的校正值)可能在校正在实际指纹感测时生成的感测数据(即，以第二值value2作为基准而生成的感测数据)时并不有效。
154.因此，在感测用户的指纹的过程中，控制部223(参照图6)可以改变传感器像素spxl的暴露时间，以使传感器像素spxl具有第一感应值value1(或者，生成校正数据cal_data时的传感器像素spxl的感应灵敏度)。例如，根据第二曲线curve2，控制部223可以将传感器像素spxl的暴露时间从第一暴露时间t_cal1调节到第二暴露时间t_cal2。在此情况下，以具有第一感应值value1(或者，第一感应灵敏度)的传感器像素spxl作为基准而设定的校正数据cal_data可以有效地适用于感测数据sd(即，利用调节成指纹感测时具有第一感应灵敏度的传感器像素spxl而生成的感测数据sd)。因此，可以更准确地校正感测数据sd，可以更准确地感测用户的指纹。
155.参照图10，暴露时间曲线curve_e表示基于指纹感测图案面积的传感器像素spxl的暴露时间。
156.在一实施例中，可以是，对应于第三指纹感测图案dp3的第三面积a_dp3而预先设定第一暴露时间t_cal1，对应于第一指纹感测图案dp1的第一面积a_dp1而预先设定第二暴露时间t_cal2。例如，第一暴露时间t_cal1以及第二暴露时间t_cal2可以在制造指纹感测装置fdd(参照图3)的过程中测定，并存储于查找表lut(参照图6)。即，针对具有彼此不同面积的至少2个指纹感测图案的暴露时间可以预先存储于查找表lut。
157.在此情况下，控制部223可以基于指纹感测时获取的指纹感测图案的面积而内插(或者，外插)第一暴露时间t_cal1以及第二暴露时间t_cal2，确定传感器像素spxl的暴露时间。
158.例如，在指纹感测过程中，当利用第二指纹感测图案dp2时，控制部223可以基于第二指纹感测图案dp2的第二面积a_dp2而内插第一暴露时间t_cal1以及第二暴露时间t_cal2，确定传感器像素spxl的暴露时间。
159.在另一实施例中，控制部223也可以利用针对暴露时间预先设定的数学式，计算或确定与指纹感测时获取的指纹感测图案的面积相对应的暴露时间。例如，可以是，基于在制造指纹感测装置fdd(参照图3)的过程中测定的第一暴露时间t_cal1以及第二暴露时间t_cal2而模型化数学式，另外，设定数学式的系数(或者，变量)。
160.例如，控制部223可以基于以下的数学式1而计算暴露时间。
161.[数学式1]
[0162]
[0163][0164]
在此，lumi
fullactive
是与指纹感测区域fsa整体相对应的指纹感测图案的亮度，t
cal1
是对应于lumi
fullactive
而设定的传感器像素的暴露时间，lumi
fingeractive
是为了指纹感测而显示的指纹感测图案的亮度，t
cal2
是与lumi
fingeractive
相对应的传感器像素的暴露时间，α是系数或者变量。lumi
fullactive
、t
cal1
以及α可以预先设定并存储于查找表lut。lumi
fingeractive
可以导出于指纹感测图案信息i_dp(即，指纹感测图案的面积)以及暴露时间曲线curve_e，暴露时间曲线curve_e可以预先设定并存储于查找表lut。
[0165]
作为另一例，控制部223可以基于以下的数学式2而计算暴露时间。
[0166]
[数学式2]
[0167][0168]
在此，t
cal2
是与area
fingeractive
相对应的传感器像素的暴露时间，β是系数或者变量，t
cal1
是对应于area
fullactive
而设定的传感器像素的暴露时间，area
fingeractive
是为了指纹感测而显示的指纹感测图案的面积，area
fullactive
是与指纹感测区域fsa整体相对应的指纹感测图案的面积。area
fullactive
、t
cal1
以及β可以预先设定并存储于查找表lut。
[0169]
如上所述，控制部223可以利用针对具有彼此不同面积的至少2个指纹感测图案预先设定的暴露时间或利用预先模型化的数学式，确定或计算传感器像素spxl的暴露时间。
[0170]
在实施例中，控制部223可以对应于传感器像素spxl的暴露时间而改变时钟信号clks(或者，起始信号flm)的脉宽，或改变起始信号flm的施加时点。
[0171]
参照图11a，例如，当为了指纹感测而利用第三指纹感测图案dp3时，控制部223可以生成具有第一脉宽pw1的时钟信号clks(例如，扫描时钟信号)。在此情况下，可以是，如参照图5所说明那样，生成具有第一脉宽pw1的扫描信号hds，传感器像素spxl(参照图4)在与第一脉宽pw1相对应的时间(例如，第一暴露时间t_cal1)期间输出电信号。作为另一例，当为了指纹感测而利用第一指纹感测图案dp1(或者，第二指纹感测图案dp2)时，控制部223可以生成具有第二脉宽pw2的时钟信号clks(例如，扫描时钟信号)。在此情况下，可以是，生成具有第二脉宽pw2的扫描信号hds，传感器像素spxl(参照图4)在与第二脉宽pw2相对应的时间(例如，第二暴露时间t_cal2)期间输出电信号。
[0172]
另一方面，在图11a中说明为，以暴露时间与时钟信号clks的周期近似为前提，控制部223调整时钟信号clks的脉宽，但不限于此。例如，当暴露时间比时钟信号clks大2倍以上时，控制部223也可以调节具有导通电压电平的起始信号flm的脉宽。即，为了调节扫描信号hds的脉宽，控制部223也可以调节与扫描信号hds相对应的起始信号flm的脉宽。
[0173]
参照图11b，例如，当为了指纹感测而利用第三指纹感测图案dp3时，控制部223可以从输出导通电压电平的复位起始信号flm_rst的时点起第一时间p1之后生成导通电压电平的扫描起始信号flm_hds。由于对应于复位起始信号flm_rst而生成参照图4所说明的复位信号rst，另外，由于对应于扫描起始信号flm_hds而生成扫描信号hds，可以从输出导通电压电平的复位信号rst的时点起第一时间p1之后输出导通电压电平的扫描信号hds。在此
情况下，可以是，在第一时间p1(例如，第一暴露时间t_cal1)期间，在光电二极管pd(参照图4)中光电转换的电荷存储于电容器c_pd，传感器像素spxl响应存储在电容器c_pd中的电压而输出电信号。作为另一例，当为了指纹感测而利用第一指纹感测图案dp1(或者，第二指纹感测图案dp2)时，控制部223可以从输出导通电压电平的复位起始信号flm_rst的时点起第二时间p2之后生成导通电压电平的扫描起始信号flm_hds。在此情况下，可以是，在第二时间p2(例如，第二暴露时间t_cal2)期间，在光电二极管pd中光电转换的电荷存储于电容器c_pd，传感器像素spxl响应存储在电容器c_pd中的电压而输出电信号。即，控制部223也可以调节传感器像素spxl的电容器c_pd被初始化(或者，复位)之后向传感器像素spxl施加扫描信号hds的时点。
[0174]
如上所述，控制部223可以基于包括在指纹感测图案信息i_dp中的指纹感测图案的面积(或者，大小)而改变传感器像素spxl的暴露时间。因此，以具有特定感应灵敏度的传感器像素spxl为基准而设定的校正数据cal_data可以有效地适用于感测数据sd(即，利用调节成具有与生成校正数据cal_data时相同的特定感应灵敏度的传感器像素spxl而生成的感测数据sd)，可以更准确地校正感测数据sd，可以更准确地感测用户的指纹。
[0175]
图12是示出根据本发明的实施例的输入感测装置的校正方法的流程图。图12的方法可以以图1a以及图1b的显示装置1000(或者，输入感测装置)作为对象执行。
[0176]
参照图1a、图1b、图3、图4、图6以及图12，图12的方法可以针对显示装置1000(或者，输入感测装置)执行电测试(s100)。
[0177]
例如，图12的方法可以向显示装置1000施加驱动电压(或者，电源电压)来测试显示装置1000(例如，显示面板100以及指纹感测装置fdd)是否正常工作。例如，图12的方法可以测试显示面板100在指纹感测区域fsa是否正常显示指纹感测图案。例如，图12的方法可以测试图4的传感器像素spxl是否正常工作，例如光电二极管pd是否正常工作，或晶体管t1～t3是否正常工作。
[0178]
之后，图12的方法可以利用在平面上具有彼此不同大小的指纹感测图案(或者，显示图案)而设定传感器像素spxl的暴露时间。例如，图12的方法可以利用在平面上具有彼此不同大小的测试图案(或者，与指纹感测区域fsa接触的面积不同的测试对象)，设定传感器像素spxl的暴露时间。可以是，如前面所说明那样，各个暴露时间意指传感器像素spxl接收反射光的时间或意指从传感器像素spxl输出与反射光相对应的电信号的时间，指纹检测部220从传感器像素spxl接收的电信号的大小可能根据暴露时间而不同。例如，图12的方法可以设定或最佳化传感器像素spxl的暴露时间，以使得针对具有特定大小的指纹感测图案，指纹的谷(valley)和脊(ridge)所引起的受光量差异成为最大，或者传感器像素spxl具有相同的感应灵敏度。
[0179]
在实施例中，图12的方法可以利用与指纹感测区域fsa整体相对应的第一指纹感测图案(或者，第一显示图案)而设定传感器像素spxl的第一暴露时间(s200)，并利用比第一指纹感测图案小的第二指纹感测图案(或者，第二显示图案)而设定传感器像素spxl的第二暴露时间(s300)。
[0180]
第一暴露时间以及第二暴露时间可以存储于参照图6所说明的查找表lut。根据实施例，图12的方法也可以利用第一及第二暴露时间而设定或模型化与基于指纹感测图案面积的暴露时间相关的数学式(例如，参照图10所说明的数学式1或者数学式2)。
[0181]
针对设定第一暴露时间以及第二暴露时间的更具体的结构，参照图13至图16在后面叙述。
[0182]
之后，图12的方法可以校正基于传感器像素spxl的位置的受光量偏差(s400)。例如，图12的方法可以设定针对各个传感器像素spxl的校正值，以使得各个传感器像素spxl的感应灵敏度(或者，感应值)(参照图9)均匀。例如，图12的方法可以利用与指纹感测区域fsa整体相对应的测试对象(例如，具有没有谷和脊的平坦的表面和白色之类特定颜色的测试对象)和与指纹感测区域fsa整体相对应的第一指纹感测图案而获取感测数据，并设定分别校正感测数据内数据值的偏差的校正值。例如，图12的方法可以将校正各个传感器像素spxl的感应灵敏度(或者，感应值)的偏移值设定为校正值。然而，其是例示性的，校正值不限于针对感应灵敏度的偏移值。另一方面，针对各个传感器像素spxl的校正值可以用于生成校正数据cal_data(参照图6)。
[0183]
之后，图12的方法可以针对显示装置1000执行光学测试(s500)。例如，图12的方法可以利用预先设定的指纹(或者，模仿用户的指纹的模仿指纹)和与其相对应的预先设定的注册的指纹数据rfd(参照图6)，测试显示装置1000是否准确地感测指纹。例如，可以将模仿指纹接触于显示装置1000而获取感测数据，利用校正值(即，在s400中获取的校正值)而校正感测数据，比较校正的感测数据和注册的指纹数据(即，与模仿指纹相对应的注册的指纹数据)。
[0184]
当光学测试不正常执行时，即当显示装置1000不能准确地感测指纹时，也可以重复执行针对传感器像素spxl执行校正的步骤(s400)和执行光学测试的步骤(s500)。
[0185]
当光学测试正常执行时，图12的方法可以生成校正数据cal_data(参照图6)(s600)。
[0186]
即，图12的方法可以基于在针对传感器像素spxl执行校正的步骤中设定的校正值，生成校正数据cal_data。校正数据cal_data可以存储于存储器226(参照图6)。
[0187]
另一方面，在图12中说明为在执行光学测试的步骤(s500)之后生成校正数据cal_data(s600)，但不限于此。例如，图12的方法也可以在执行针对传感器像素spxl的校正(s400)之后且在执行光学测试(s500)之前，生成或更新校正数据cal_data。
[0188]
如上所述，图12的方法可以利用在平面上具有彼此不同大小的指纹感测图案而设定传感器像素spxl的暴露时间。另外，也可以利用设定的暴露时间而设定或模型化与基于指纹感测图案的面积的暴露时间有关的数学式(例如，参照图10所说明的数学式1或者数学式2)。因此，显示装置1000可以利用设定的暴露时间或者数学式，将指纹感测时传感器像素spxl的感应灵敏度调节为与生成校正数据cal_data时传感器像素spxl的感应灵敏度相同，由此，可以利用校正数据cal_data而更准确地校正感测数据sd，可以更准确地感测指纹。
[0189]
图13是示出设定第一暴露时间的过程的流程图。图14是说明设定第一暴露时间的过程的一例的图。在图14中，为了说明利用一个测试图案(或者，测试对象)而设定第一暴露时间的过程，示出参照图9所说明的第一曲线curve1。图15是说明设定第一暴露时间的过程的另一例的图。在图15中，为了说明利用多个测试图案(或者，测试对象)而设定第一暴露时间的过程，示出与参照图9所说明的第一曲线curve1相对应的曲线。
[0190]
参照图1a、图1b、图3、图4、图6、图12、图13以及图14，图13的方法可以在显示面板100的指纹感测区域fsa显示第一指纹感测图案(或者，第一显示图案)(s210)。例如，第一指
纹感测图案可以与参照图7所说明的第三指纹感测图案dp3相同。
[0191]
之后，图13的方法可以通过指纹检测部220接收对应于第一指纹感测图案而在传感器像素spxl(或者，光传感器ps)中生成的第一感测信号(s220)。
[0192]
之后，图13的方法可以改变传感器像素spxl的暴露时间，以使第一感测信号在基准范围以内。
[0193]
在一实施例中，图13的方法可以判断基于第一感测信号的传感器像素spxl的第一感应灵敏度是否大于第一基准值value_ref1且小于第二基准值value_ref2(即，传感器像素spxl的第一感应灵敏度是否在第一基准范围以内)(s230)。
[0194]
当传感器像素spxl的第一感应灵敏度小于第一基准值value_ref1或大于第二基准值value_ref2时(即，当传感器像素spxl的第一感应灵敏度超出第一基准范围时)，图13的方法可以改变传感器像素spxl的暴露时间(s240)。另外，图13的方法可以再判断传感器像素spxl的第一感应灵敏度是否大于第一基准值且小于第二基准值(即，传感器像素spxl的第一感应灵敏度是否在第一基准范围以内)(s230)。
[0195]
参照图14，例如，当传感器像素spxl的暴露时间具有第一时间值t1时，传感器像素spxl的第一感应灵敏度可能小于第一基准值value_ref1。在此情况下，图13的方法可以使传感器像素spxl的暴露时间增加。与此不同，当传感器像素spxl的暴露时间具有第二时间值t2时，传感器像素spxl的第一感应灵敏度可能大于第二基准值value_ref2。在此情况下，图13的方法可以减小传感器像素spxl的暴露时间。
[0196]
可以重复执行增加或减小传感器像素spxl的暴露时间的过程，直至传感器像素spxl的第一感应灵敏度大于第一基准值value_ref1且小于第二基准值value_ref2为止(即，直至传感器像素spxl的第一感应灵敏度在第一基准范围以内为止)。
[0197]
当传感器像素spxl的第一感应灵敏度大于第一基准值value_ref1且小于第二基准值value_ref2时(即，当传感器像素spxl的第一感应灵敏度在第一基准范围以内时)，图13的方法可以将相应暴露时间设定为传感器像素spxl的第一暴露时间t_cal1(s250)。
[0198]
根据实施例，图13的方法也可以利用多个测试对象来设定传感器像素spxl的第一暴露时间t_cal1。例如，在图14中使用的测试对象可以具有特定肤色，并针对指纹感测图案具有特定反射率。另一方面，在图15中使用的测试对象可以具有相同的大小(例如，与指纹感测区域fsa整体接触的大小)，并且具有彼此不同颜色，例如，测试对象可以分别具有白色(或者，相对亮色)、黑色(或者，相对暗色)以及淡橙色，根据其颜色，针对指纹感测图案具有彼此不同反射率。每个用户的肤色不同，根据肤色，针对光的反射率不同，因此可以利用具有彼此不同颜色的测试对象来设定传感器像素spxl的第一暴露时间t_cal1。
[0199]
参照图15，例如，当第一支曲线curve_s1表示传感器像素spxl针对白色的测试对象的感应灵敏度，传感器像素spxl的暴露时间是第一支暴露时间t_cal_s1时，传感器像素spxl的感应灵敏度可以具有第一值value1(即，参照图14所说明的第一基准范围以内的感应值)。当第二支曲线curve_s2表示传感器像素spxl针对黑色的测试对象的感应灵敏度，传感器像素spxl的暴露时间是第二支暴露时间t_cal_s2时，传感器像素spxl的感应灵敏度可以具有第一值value1。当第三支曲线curve_s3表示传感器像素spxl针对淡橙色的测试对象的感应灵敏度，传感器像素spxl的暴露时间是第三支暴露时间t_cal_s3时，传感器像素spxl的感应灵敏度可以具有第一值value1。
[0200]
根据实施例，第一至第三支暴露时间t_cal_s1～t_cal_s3可以包括在第一暴露时间t_cal1中。当通过显示装置1000推断对象物的颜色(例如，用户的肤色)时，显示装置1000可以将更适合于对象物的颜色的支暴露时间适用为第一暴露时间。例如，当用户的肤色相对亮时，显示装置1000可以将第一支暴露时间t_cal_s1用作用于相应用户的指纹感测的第一暴露时间t_cal1。作为另一例，当用户的肤色相对暗时，显示装置1000可以将第二支暴露时间t_cal_s2用作用于相应用户的指纹感测的第一暴露时间t_cal1。即，控制部223可以是对象物的颜色越亮越减小暴露时间。因此，更最佳化的第一暴露时间t_cal1可以用于指纹感测，能够更准确地感测用户的指纹。
[0201]
如上所述，可以设定传感器像素spxl针对第一指纹感测图案的第一暴露时间t_cal1。
[0202]
图16是示出设定第二暴露时间的过程的流程图。
[0203]
参照图1a、图1b、图3、图4、图6、图12、图13至图16，设定第二暴露时间的过程与设定第一暴露时间的过程实质上相同或类似，因此不反复重复的说明。
[0204]
图16的方法可以在显示面板100的指纹感测区域fsa显示第二指纹感测图案(或者，第二显示图案)(s310)。例如，第二指纹感测图案可以与参照图7所说明的第一指纹感测图案dp1相同。
[0205]
之后，图16的方法可以通过指纹检测部220接收对应于第二指纹感测图案在传感器像素spxl(或者，光传感器ps)中生成的第二感测信号(s320)。
[0206]
之后，图16的方法可以改变传感器像素spxl的暴露时间，以使第二感测信号在基准范围以内。
[0207]
在一实施例中，图16的方法可以判断基于第二感测信号的传感器像素spxl的第二感应灵敏度是否与第一感应灵敏度(即，基于参照图14所说明的第一暴露时间t_cal1的传感器像素spxl的感应灵敏度)相同(s330)。
[0208]
当传感器像素spxl的第二感应灵敏度与第一感应灵敏度不同时，图16的方法可以改变传感器像素spxl的暴露时间(s340)，并再判断传感器像素spxl的第二感应灵敏度是否与第一感应灵敏度相同(s330)。
[0209]
通过重复这样的过程，可以设定传感器像素spxl的感应灵敏度变成与第一感应灵敏度相同的第二暴露时间t_cal2。
[0210]
即，当传感器像素spxl的第二感应灵敏度变成与第一感应灵敏度相同时，图16的方法可以将相应暴露时间设定为传感器像素spxl的第二暴露时间t_cal2(s350)。
[0211]
根据实施例，如参照图15所说明，也可以利用具有彼此不同颜色的测试对象而设定传感器像素spxl的第二暴露时间t_cal2。
[0212]
如上所述，可以设定传感器像素spxl针对第二指纹感测图案的第二暴露时间t_cal2。
[0213]
以上，参照本发明的优选实施例进行了说明，但是所属技术领域的熟练的技术人员或者所属技术领域中具有通常知识的人可以理解在不脱离权利要求书中记载的本发明的构思以及技术领域的范围内能够对本发明进行各种修改以及变更。
[0214]
因此，本发明的技术范围不限于说明书的详细说明中记载的内容，应通过权利要求书来确定。

技术特征：
1.一种输入感测装置，其中，包括：显示面板，显示与对象物相对应的指纹感测图案；传感器像素，从所述指纹感测图案感测被所述对象物反射的光而生成感测信号；以及指纹检测部，基于所述感测信号而检测针对所述对象物的指纹，所述指纹检测部基于所述指纹感测图案的大小而改变所述传感器像素针对所述光的暴露时间。2.根据权利要求1所述的输入感测装置，其中，所述指纹感测图案的大小与所述对象物接触于所述显示面板的面积相对应，所述指纹检测部随着所述指纹感测图案的大小变小而使所述暴露时间减小。3.根据权利要求2所述的输入感测装置，其中，所述显示面板基于相同的灰阶值而显示所述指纹感测图案，随着所述指纹感测图案的大小变小，所述指纹感测图案的亮度变高。4.根据权利要求2所述的输入感测装置，其中，所述指纹检测部包括生成扫描信号的栅极驱动部，所述传感器像素包括：光电元件，将所述光转换为电荷；以及晶体管，响应所述扫描信号而输出与所述电荷相对应的电信号。5.根据权利要求4所述的输入感测装置，其中，所述指纹检测部控制所述栅极驱动部，以使所述扫描信号的脉宽基于所述指纹感测图案的大小而改变。6.根据权利要求5所述的输入感测装置，其中，所述指纹检测部随着所述指纹感测图案的大小变小而使所述扫描信号的所述脉宽减小。7.根据权利要求5所述的输入感测装置，其中，所述栅极驱动部响应起始信号而将时钟信号输出为所述扫描信号，所述指纹检测部基于所述指纹感测图案的大小而改变所述时钟信号的导通占空。8.根据权利要求4所述的输入感测装置，其中，所述传感器像素还包括存储所述电荷的电容器，所述晶体管响应所述扫描信号而输出与充电在所述电容器中的电荷相对应的电信号，所述指纹检测部调节所述电容器复位之后向所述传感器像素施加所述扫描信号的时点。9.根据权利要求1所述的输入感测装置，其中，所述指纹检测部存储与分别与具有彼此不同大小的第一指纹感测图案及第二指纹感测图案相对应的第一暴露时间及第二暴露时间相关的信息，所述指纹检测部基于所述指纹感测图案的所述大小内插所述第一暴露时间及所述第二暴露时间而确定所述暴露时间。10.根据权利要求1所述的输入感测装置，其中，所述指纹检测部将所述感测信号进行模数转换而生成感测数据，并利用预先设定的校正数据而校正所述感测数据，并且基于所述校正的感测数据以及预先注册的指纹数据而执
行针对所述对象物的认证。11.一种输入感测装置的校正方法，所述输入感测装置包括：显示面板，显示与对象物相对应的指纹感测图案；以及传感器像素，从所述指纹感测图案感测被所述对象物反射的光而生成感测信号，其中，所述输入感测装置的校正方法包括：利用在平面上具有彼此不同大小的指纹感测图案而设定所述传感器像素针对所述光的暴露时间的步骤。12.根据权利要求11所述的输入感测装置的校正方法，其中，设定所述暴露时间的步骤包括：基于具有第一大小的第一指纹感测图案而设定所述传感器像素的第一暴露时间的步骤；以及基于具有第二大小的第二指纹感测图案而设定所述传感器像素的第二暴露时间的步骤。13.根据权利要求12所述的输入感测装置的校正方法，其中，设定所述暴露时间的步骤基于所述第一暴露时间以及所述第二暴露时间，模型化与基于指纹感测图案的大小的暴露时间相关的数学式。14.根据权利要求12所述的输入感测装置的校正方法，其中，设定所述第一暴露时间的步骤包括：判断所述传感器像素针对所述第一指纹感测图案的第一感应灵敏度是否在基准范围以内的步骤；将所述暴露时间增加或减小至所述第一感应灵敏度在所述基准范围以内为止的步骤；以及当所述第一感应灵敏度在所述基准范围以内时将所述暴露时间设定为所述第一暴露时间的步骤。15.根据权利要求14所述的输入感测装置的校正方法，其中，设定所述第二暴露时间的步骤包括：判断所述传感器像素针对所述第二指纹感测图案的第二感应灵敏度是否与所述第一感应灵敏度相同的步骤；以及将当所述第二感应灵敏度与所述第一感应灵敏度相同时的所述传感器像素的暴露时间设定为所述第二暴露时间的步骤。

技术总结
本发明公开一种输入感测装置以及输入感测装置的校正方法。输入感测装置包括显示与对象物相对应的指纹感测图案的显示面板。传感器像素从指纹感测图案感测被对象物反射的光而生成感测信号。指纹检测部基于感测信号而检测针对对象物的指纹。指纹检测部基于指纹感测图案的大小而改变传感器像素针对光的暴露时间。案的大小而改变传感器像素针对光的暴露时间。案的大小而改变传感器像素针对光的暴露时间。


技术研发人员：金岐龙
受保护的技术使用者：三星显示有限公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2022/5/25