超声波传感器、超声波感测装置、显示装置和感测方法制造方法及图纸

根据本公开内容的实施方式，提供了超声波传感器、超声波感测装置、显示装置和生物特征信息感测方法，其中在彼此相邻的各个像素中设置的第一晶体管和第二晶体管由相同的扫描线驱动，并且控制高电压的施加的第一晶体管和控制感测的第二晶体管被配置有不同的沟道类型；因此，用于生成超声波的驱动间隔在时间上与用于感测反射的超声波的感测间隔分开。因此，用于施加高电压的间隔减小；因此，可以降低功耗，并且可以克服或减少构成超声波传感器的部件的劣化。另外，可以在生成超声波的区域中执行感测；可以提高感测灵敏度。

Ultrasonic sensor, ultrasonic sensing device, display device and sensing method

【技术实现步骤摘要】
超声波传感器、超声波感测装置、显示装置和感测方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0133753号的优先权，其公开内容的全部内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及超声波传感器、超声波感测装置、超声波显示装置和生物特征信息感测方法。
技术介绍
随着信息社会的快速发展，对采用先进技术和更有效方法的显示装置的需求日益增长。近来，已经开发和利用了各种类型的显示装置，诸如液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)和有机发光显示(OLED)装置。为了向用户提供更多种功能，一些触摸感测使能的显示装置提供如下功能：检测在显示面板上的用户相关联介质(例如，触笔或用户身体的一部分)的触摸，或者识别接触或接近显示面板的用户身体的一部分(例如，指纹)，然后基于检测到的信息执行相关联的操作。作为提供这样的功能的一种方案，可以使用光学传感器来识别生物特征信息；然而，当光学传感器设置在显示面板的边框区域中时，存在有源区域变窄的问题。此外，当光学传感器设置在显示面板的内部时，存在影响显示驱动或引起感测的准确度降低的问题。在这样的情况下，需要防止显示面板的有源区域减小，并且同时提高相对于显示面板的感测生物特征信息的准确度。
技术实现思路
因此，本公开内容涉及超声波传感器、超声波感测装置、超声波显示装置和生物特征信息感测方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。本公开内容的至少一个目的是提供超声波传感器和包括超声波传感器的显示装置，能够识别显示面板的有源区域中的用户生物特征信息。本公开内容的至少一个目的是提供超声波传感器和包括超声波传感器的显示装置，能够降低超声波传感器的功耗并提高感测的准确度。根据本公开内容的一个方面，提供了超声波传感器，包括：多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条感测线；以及在由扫描线和感测线的交叉限定的区域中设置的多个像素，每个像素包括：由施加到至少一条扫描线的扫描信号控制并且连接到第一驱动电压线的第一晶体管；由施加到至少一条扫描线的扫描信号控制并且连接到至少一条感测线的第二晶体管；在第二晶体管与感测线之间连接的第三晶体管；以及电容器，该电容器包括连接到第一晶体管并且连接到第三晶体管的栅电极的第一电极、连接到第二驱动电压线的第二电极、和在第一电极与第二电极之间设置的压电材料。在此，在超声波传感器中，在第N像素列中设置的第一晶体管和在第(N+1)像素列中设置的第二晶体管由相同的扫描线驱动，并且第一晶体管的沟道类型可以与第二晶体管的沟道类型不同。根据本公开内容的另一方面，提供了超声波感测装置，包括：包括多条扫描线、多条感测线和多个像素的像素阵列；将一个或更多个扫描信号输出到多条扫描线的扫描驱动电路；以及通过多条感测线检测一个或更多个感测信号的感测电路，多个像素中的每一个包括：由施加到多条扫描线中的至少一条的扫描信号控制并且连接到第一驱动电压线的第一晶体管；由施加到多条扫描线中的至少一条的扫描信号控制并且连接到多条感测线中的至少一条的第二晶体管；在第二晶体管与多条感测线中的至少一条之间连接的第三晶体管；以及电容器，该电容器包括连接到第一晶体管并且连接到第三晶体管的栅电极的第一电极、连接到第二驱动电压线的第二电极、和在第一电极与第二电极之间设置的压电材料。在此，在超声波感测装置中，在第N像素列中设置的第一晶体管和在第(N+1)像素列中设置的第二晶体管由相同的扫描线驱动，并且第一晶体管的沟道类型可以与第二晶体管的沟道类型不同。根据本公开内容的另一方面，提供了显示装置，包括：显示面板；以及上述在显示装置的至少一个表面上设置的超声波传感器。根据本公开内容的又一方面，提供了感测生物特征信息的方法，包括：在驱动间隔中，从在像素阵列中布置的多个像素列中的至少一个生成超声波；以及在与驱动间隔在时间上分开的感测间隔中，从在像素阵列中布置的多个像素行中的至少一个检测感测信号，所述像素阵列包括多条扫描线、多条感测线、多个像素，多个像素中的每一个包括由施加到多条扫描线中的至少一条的扫描信号控制并且连接到第一驱动电压线的第一晶体管；由施加到多条扫描线中的至少一条的扫描信号控制并且连接到多条感测线中的至少一条的第二晶体管；在第二晶体管与多条感测线中的至少一条之间连接的第三晶体管；以及电容器，该电容器包括连接到第一晶体管并且连接到第三晶体管的栅电极的第一电极、连接到第二驱动电压线的第二电极、和在第一电极与第二电极之间设置的压电材料。在此，在第N像素列中设置的第一晶体管和在第(N+1)像素列中设置的第二晶体管由相同的扫描线驱动，并且第一晶体管的沟道类型可以与第二晶体管的沟道类型不同。根据本公开内容的实施方式，通过配置由相同的扫描线控制并且具有不同的沟道类型的用于控制驱动电压的应用的晶体管和用于检测感测信号的晶体管，用于生成超声波的驱动间隔可以在时间上与感测间隔分开。因此，可以减小施加高电压以生成超声波的间隔；因此，可以防止功耗增加和薄膜晶体管阵列劣化。另外，可以在生成超声波的区域中执行感测；因此可以提高感测灵敏度。本公开内容的附加特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开内容的实践来学习。本公开内容的目的和其他优点将通过书面说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是示出根据本公开内容的实施方式的在显示装置中设置的超声波传感器的结构的图。图2是示出根据本公开内容的实施方式的超声波传感器的像素阵列的电路结构的图。图3是示出根据本公开内容的实施方式的超声波传感器的另一像素阵列的电路结构的图。图4是示出在包括图3所示的像素阵列的超声波传感器中在驱动间隔中生成超声波的区域的图。图5是示出在包括图3所示的像素阵列的超声波传感器中在感测间隔中感测超声波的区域的图。图6是示出包括图3所示的像素阵列的超声波传感器的驱动和感测定时的图。图7是示出根据图6所示的定时在驱动间隔中在超声波传感器中设置的像素阵列的操作的图。图8和图9是示出根据图6所示的定时在感测间隔中在超声波传感器中设置的像素阵列的操作的图。图10是示出根据本公开内容的实施方式的感测生物特征信息的过程的流程图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的当前优选实施方式。在通过附图标记表示附图的元件时，尽管元件在不同的附图中被示出，相同的元件将由相同的附图标记表示。在本公开内容的以下描述中，当可能使本公开内容的主题相当不清楚时，可以省略在此并入的已知功能和配置的详细描述。这里可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、或(b)的术语来描述本公开内容的元件。术语中的每一个不用于定义元件的本质、顺序、序列、或数目，而仅用于将对应元件与另一元件区分开。当提到元件“连接”或“耦接”到另一元件时，应该解释为可以在元件之间“插入”另一元件，或者元件可以经由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波传感器，包括：/n多条扫描线；/n与所述多条扫描线交叉的多条感测线；以及/n在由所述多条扫描线和所述多条感测线的交叉限定的区域中设置的多个像素，/n其中，所述多个像素中的每一个包括：/n由施加到所述多条扫描线中的至少一条的扫描信号控制并且连接到第一驱动电压线的第一晶体管；/n由施加到所述多条扫描线中的至少一条的所述扫描信号控制并且连接到所述多条感测线中的至少一条的第二晶体管；/n连接在所述第二晶体管与感测电压线之间的第三晶体管；以及/n电容器，包括连接到所述第一晶体管并且连接到所述第三晶体管的栅电极的第一电极、连接到第二驱动电压线的第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间设置的压电材料，/n其中，在第N像素列中设置的第一晶体管和在第N+1像素列中设置的第二晶体管由相同的扫描线驱动，并且所述第一晶体管的沟道类型与所述第二晶体管的沟道类型不同。/n

【技术特征摘要】
20181102 KR 10-2018-01337531.一种超声波传感器，包括：
多条扫描线；
与所述多条扫描线交叉的多条感测线；以及
在由所述多条扫描线和所述多条感测线的交叉限定的区域中设置的多个像素，
其中，所述多个像素中的每一个包括：
由施加到所述多条扫描线中的至少一条的扫描信号控制并且连接到第一驱动电压线的第一晶体管；
由施加到所述多条扫描线中的至少一条的所述扫描信号控制并且连接到所述多条感测线中的至少一条的第二晶体管；
连接在所述第二晶体管与感测电压线之间的第三晶体管；以及
电容器，包括连接到所述第一晶体管并且连接到所述第三晶体管的栅电极的第一电极、连接到第二驱动电压线的第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间设置的压电材料，
其中，在第N像素列中设置的第一晶体管和在第N+1像素列中设置的第二晶体管由相同的扫描线驱动，并且所述第一晶体管的沟道类型与所述第二晶体管的沟道类型不同。


2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，当具有能够导通所述第一晶体管的电平的扫描信号被施加到驱动在所述第N像素列中设置的第一晶体管的扫描线时，在所述第N+1像素列中设置的第二晶体管截止。


3.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，在驱动间隔中，具有能够导通所述第一晶体管的电平的扫描信号被施加到所述多条扫描线中的至少一条，并且
其中，在与所述驱动间隔在时间上分开的感测间隔中，具有能够截止所述第一晶体管的电平的扫描信号被施加到所述多条扫描线。


4.根据权利要求3所述的超声波传感器，其中，在第一驱动间隔中，具有能够导通所述第一晶体管的电平的所述扫描信号被施加到驱动在所述第N像素列中设置的第一晶体管的扫描线，并且在第二驱动间隔中，具有能够导通所述第一晶体管的电平的所述扫描信号被施加到驱动在所述第N+1像素列中设置的第一晶体管的扫描线，并且在所述第一驱动间隔与所述第二驱动间隔之间的感测间隔中，具有能够截止所述第一晶体管的电平的扫描信号被施加到所述多条扫描线。


5.根据权利要求3所述的超声波传感器，其中，在所述驱动间隔中，包括由被施加具有能够导通所述第一晶体管的电平的所述扫描信号的扫描线驱动的第一晶体管的像素列生成超声波。


6.根据权利要求3所述的超声波传感器，其中，在所述感测间隔中，在所述多个像素中的每一个中设置的所述第一晶体管截止，并且在所述多个像素中的每一个中设置的所述第二晶体管导通。


7.根据权利要求3所述的超声波传感器，其中，在所述感测间隔中，通过所述多条感测线中的至少一条基于像素行检测感测信号。


8.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，施加到所述第一驱动电压线的第一驱动电压是交流(AC)电压，并且施加到所述第二驱动电压线的第二驱动电压是直流(DC)电压。


9.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，施加到所述感测电压线的感测电压是恒定电压。


10.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，将所述电容器的第一电极设置成使得所述第一电极被划分成与各个像素或各个像素列对应的电极，并且所述划分的电极设置在所述各个像素或所述各个像素列中，并且所述电容器的第二电极被公共地设置在至少两个像素中。


11.根据权利要求1所述的超声波传感器，还包括：
将扫描信号输出到所述多条扫描线的扫描驱动电路；以及
通过所述多条感测线来检测感测信号的感测电路。


12.根据权利要求11所述的超声波传感器，其中，在每个驱动间隔中，所述扫描驱动电路将具有能够导通所述第一晶体管的电平的扫描信号输出到所述多条扫描线中的一条，并且在所述驱动间隔之间的感测间隔中，所述扫描驱动电路将具有能够截止所述第一晶体管的电平的扫描信号输出到所述多条扫描线。


13.一种显示装置，包括：
显示面板；以及
在所述显示面板的至少一个表面上设置的超声波传感器，
其中，所述超声波传感器包括：
多条扫描线；
与所述多条扫描线交叉的多条感测线；以及
在由所述多条扫描线和所述多条感测线交叉限定的区域中设置的多个像素，
其中，所述多个像素中的每一个包括：
由施加到所述多条扫描线中的至少一条的扫描信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：文泰亨，朴帝薰，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR