驱动指纹感测阵列的设备和方法以及驱动集成电路与流程

本申请要求于2017年6月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0069277和于2017年12月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0169529的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

符合本发明构思的示例性实施例的设备和方法涉及半导体集成电路，并且更具体地涉及用于驱动触摸屏中设置的指纹感测阵列的指纹控制器、用于操作指纹控制器的方法以及用于驱动包括指纹感测阵列的触摸屏的驱动集成电路。

背景技术

近年来，随着有线/无线通信技术和智能设备相关技术迅速发展，用户的指纹已被越来越多地用于执行用户认证，该用户认证是用于安全地使用这种有线/无线通信技术和与智能设备有关的技术的安全方法之一。为了优化诸如智能手机或平板个人计算机(pc)的移动识别的尺寸和易用性，需要一种显示器上的指纹感测阵列，指纹感测阵列安装在触摸屏(或显示器)上。

技术实现要素：

本发明构思的示例性实施例提供了一种用于驱动触摸屏中设置的指纹感测阵列的指纹控制器以及一种操作指纹控制器的方法，提高了指纹感测性能。

本发明构思的示例性实施例还提供了一种用于驱动包括指纹感测阵列的触摸屏的驱动集成电路，可以提高显示性能、指纹感测性能和触摸感测性能。

根据示例性实施例，提供了一种操作用于驱动触摸屏中包括的指纹感测阵列的指纹控制器的方法，所述指纹感测阵列被至少划分为触摸感测区域和指纹感测区域，所述方法包括：从外部模块接收参考定时信号；基于所述参考定时信号来驱动所述指纹感测阵列；以及响应于所述参考定时信号，驱动所述指纹感测阵列在所述指纹感测区域处执行指纹感测，以生成指纹图像，其中，所述触摸屏还包括：触摸感测阵列，被配置为被驱动为在所述触摸感测区域处执行触摸感测，以生成包括所述触摸感测区域上的触摸坐标的触摸数据；以及显示面板，被配置为被驱动为在所述触摸屏上显示图像，并且其中，开始驱动所述指纹感测阵列的时间点被设置为不同于开始驱动所述显示面板显示所述图像的时间点以及开始驱动所述触摸感测阵列执行所述触摸感测的时间点。

根据示例性实施例，提供了一种用于驱动触摸屏中包括的指纹感测阵列的指纹控制器，所述触摸屏至少划分为触摸感测区域和指纹感测区域，所述指纹控制器包括：控制逻辑器，被配置为与从外部模块提供的参考定时信号同步地生成用于驱动指纹感测阵列的指纹感测定时信号；模拟前端，被配置为响应于所述指纹感测定时信号驱动所述指纹感测阵列，并且将从所述指纹感测阵列输出的模拟感测信号转换为数字值；以及处理器，被配置为基于所述数字值生成指纹图像或包括所述指纹感测区域上的触摸坐标的触摸数据，其中，所述触摸屏还包括：触摸感测阵列，被配置为被驱动为在所述触摸感测区域处执行触摸感测，以生成包括所述触摸感测区域上的触摸坐标的触摸数据；以及显示面板，被配置为被驱动为在所述触摸屏上显示图像，并且其中，所述控制逻辑器在与开始驱动所述显示面板显示所述图像的时间点以及开始驱动所述触摸感测阵列执行所述触摸感测的时间点不同的时间点处生成所述指纹感测定时信号。

根据示例性实施例，提供了一种用于驱动触摸屏的驱动集成电路，所述触摸屏至少被划分为触摸感测区域和指纹感测区域并且包括显示面板、触摸感测阵列和指纹感测阵列，所述驱动集成电路包括：触摸控制器，被配置为驱动所述触摸感测阵列与从外部模块接收的第一定时信号同步地在所述触摸感测区域处执行触摸感测，并且输出触摸数据作为所述触摸感测的结果；以及指纹控制器，被配置为驱动所述指纹感测阵列与所述第一定时信号同步地在所述指纹感测区域处执行指纹感测，并且输出指纹图像作为所述指纹感测的结果。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的示例性实施例，在附图中：

图1是根据示例性实施例的触摸屏装置的框图；

图2a至图2c是根据示例性实施例的沿图1的触摸屏的线a-a′截取的垂直截面图；

图3a和图3b是根据示例性实施例的触摸感测阵列的视图；

图4a和图4b是根据示例性实施例的指纹感测阵列的视图；

图5是根据示例性实施例的驱动集成电路的框图；

图6a至图6c是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路的方法的时序图；

图7a至图7c是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路的方法的时序图；

图8a和图8b是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路的方法的时序图；

图9是根据示例性实施例的显示驱动电路的框图；

图10是根据示例性实施例的触摸控制器的框图；

图11是根据示例性实施例的指纹控制器的框图；

图12a是根据示例性实施例的操作图5的触摸控制器的方法的流程图；

图12b是根据示例性实施例的操作图5的指纹控制器的方法的流程图；

图13是根据示例性实施例的驱动集成电路的框图；

图14是根据示例性实施例的用于解释图13的触摸控制器和指纹控制器的操作的时序图；

图15是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路的方法的时序图；

图16是根据示例性实施例的驱动集成电路的框图；

图17是根据示例性实施例的操作图16的驱动集成电路的方法的时序图；

图18是根据示例性实施例的驱动集成电路的框图；

图19是根据示例性实施例的用于解释图18的触摸控制器和指纹控制器的详细视图；

图20是根据示例性实施例的用于解释操作图19的驱动集成电路的方法的时序图；

图21是根据示例性实施例的驱动集成电路的框图；

图22是根据示例性实施例的用于解释图21的触摸控制器和指纹控制器的详细视图；

图23是根据示例性实施例的用于解释操作图21的驱动集成电路的方法的时序图；

图24是根据示例性实施例的操作指纹控制器的方法的流程图；以及

图25是根据示例性实施例的移动终端的视图。

具体实施方式

在下文中将参照附图更充分地描述本发明构思的各种示例性实施例。然而，本发明构思可以按多种不同形式来体现，并且不应当被解释为限于本文阐述的示例实施例。相反，提供这些示例性实施例使得说明书将全面和完整，并且将本发明构思的范围充分传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可以夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。

将理解的是，当一元件或层被称为在另一元件或层“上面”、“之上”、“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，其可以直接在该另一元件或层上面、之上、上、直接连接到或耦接到该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件或层“上面”、“之上”、“上”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。贯穿附图，类似标记表示类似元件。本文中所使用的术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任意和所有组合。

将理解，虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分加以区分。因此，在脱离本发明构思的教义的前提下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以是第二元件、组件、区域、层或部分。

为便于描述，空间上的相对术语，诸如″在......之下″、″在......下方″、″下″、“在......上面”、”在......上方″、″上″等在本文中可以用来描述如在附图中所示的一个元件或者特征与另一个或多个元件或者特征的关系。将理解的是，空间上的相对术语除了包括附图中示出的方向之外，还意在包含设备在使用中或操作中的不同方向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或者特征“下方”或者“之下”的元件将定向在其它元件或者特征的“上方”。因此，术语“下方”可以包括上方和下方的定向二者。设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，且可以相应地解释本文中使用的空间相对描述符。

这里所用术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是为了限制本发明构思。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。还应该理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是并没有排除存在或另外添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

示例性实施方案在本文中是参考截面图示描述的，所述截面图示是理想化的示例性实施方案(和中间结构)的示意图。因此，例如由于制造技术和/或公差造成的所图示的形状的变化是预期的。因而，不应该将示例性实施例解释为局限于这里所示的具体区域形状，而应包括例如由于制造而导致的形状偏差。例如，所示为矩形的注入区域将典型地具有倒圆的或者弯曲的特征和/或在其边缘处的注入浓度的梯度，而不是从注入区域至未注入区域的二元变化。同样地，由注入形成的埋入区域可以导致在埋入区域和通过其进行所述注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，图中所示的区域实际上是示意性的，并且它们的形状不意在图示器件区域的实际形状并且不意在限制本发明构思的范围。

除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明构思所属领域的普通技术人员通常所理解的相同意义。还应理解，诸如在常用词典中定义的术语等的术语应被解释为其含义与在相关技术的上下文中的含义相一致，而不应将其解释为理想的或过于正式的含义，除非本文明确如此定义。

同时，当示例性实施例可以不同地实现时，在特定块中描述的功能或操作可以以与流程图中描述的流程不同的方式发生。例如，可以同时执行两个连续的块，或者可以根据相关的功能或操作反向执行这些块。

图1是根据示例性实施例的触摸屏装置1000的框图。图2a至图2c是根据示例性实施例的沿图1的触摸屏100的线a-a＇截取的垂直截面图。

根据示例性实施例的触摸屏装置1000可以是智能电话、膝上型计算机、移动电话、平板电脑、个人数字助理(pda)、企业数字助理(eda)、数字照相机、数字视频相机、便携式多媒体播放器(pmp)、个人导航装置或便携式导航装置(pnd)、手持式游戏机、可穿戴计算机、物联网(iot)设备、万物互联(ioe)设备、无人机或电子书。然而，本发明构思不限于此，触摸屏装置1000可以是具有显示功能、触摸识别功能和指纹识别功能的电子设备。

参照图1，触摸屏装置1000可以包括触摸屏100和驱动集成电路200。驱动集成电路200可以包括显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230。触摸屏装置1000还可以包括主处理器或其他元件。例如，当触摸屏装置1000是移动设备时，触摸屏装置1000还可以包括应用处理器(ap)。

触摸屏100可以通过执行显示、触摸感测和指纹感测而作为触摸屏装置1000的输入/输出设备操作。在示例性实施例中，触摸屏100可以另外感测触摸力。触摸屏100可以被称为触摸屏面板、触摸屏堆叠或显示器堆叠。

触摸屏100可以显示图像，并且可以感测在触摸屏100上发生的触摸输入。而且，当触摸输入是用户的手指时，触摸屏100可以感测用户的指纹。触摸输入不仅可以包括诸如手指之类的导电对象在触摸屏100上的直接接触，还可以包括导电对象在触摸屏100上的接近触摸。用户可以将触摸输入应用于触摸屏100的实体被定义为“对象”。例如，对象可以是导电对象，例如但不限于用户的手指或手掌、触摸笔或触控笔。

触摸感测区域101和指纹感测区域102可以位于触摸屏100的一个表面(例如，x-y平面)上。触摸感测区域101可以是可以检测到触摸输入的发生和位置的区域，并且可以与显示图像的显示区域基本相同。触摸感测区域101可以是触摸屏100的前表面fs(以及与前表面fs相反的后表面)的一部分或整个。触摸感测阵列可以位于触摸感测区域101上。触摸感测阵列可以堆叠在显示面板上或者可以与显示面板一体地形成。

指纹感测区域102可以是当发生触摸输入时可以生成与对象相对应的图像(例如当感测到手指触摸时的指纹图像)的区域。指纹感测区域102可以与触摸感测区域101的一部分交叠。换句话说，触摸感测区域101的一部分可以是指纹感测区域102。在示例性实施例中，指纹感测和触摸感测都可以在指纹感测区域102上执行。

尽管图1示出了一个指纹感测区域102。但本发明构思不限于此，并且多个指纹感测区域102可以与触摸感测区域101交叠。指纹感测阵列可以位于指纹感测区域102上。

现在将参照图2a至图2c的垂直截面图来描述触摸屏100的结构。

参照图2a至图2c，触摸屏100a、100b和100c中的每一个可以包括显示面板10、触摸感测阵列20和指纹感测阵列30。

显示面板10可以基于从驱动集成电路200(参见图1)施加的图像信号来显示图像。显示面板10可以是液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器、有机led(oled)显示器、有源矩阵oled(amoled)显示器、电致变色显示器(ecd)、数字反射镜设备(dmd)、致动反射镜设备(amd)、光栅光阀(glv)、等离子体显示面板(pdp)、电致发光显示器(eld)和真空荧光显示器(vfd)，或者可以是另一种类型的平坦面板或柔性面板。

触摸感测阵列20可以感测在触摸感测区域101上发生的触摸输入，并且可以向触摸控制器220提供触摸感测信号。

触摸感测阵列20可以是电容式感测阵列。触摸感测阵列20可以包括以行和列位于x-y平面上的触摸感测单元。触摸感测单元可以是位于触摸感测阵列20中的感测电极。每个感测电极可以包括诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)或铟锌锡氧化物(izto)之类的透明导电材料。

指纹感测阵列30可以感测用户的指纹。当用户的手指对触摸屏100的指纹感测区域102进行触摸时，指纹感测阵列30可以感测用户的指纹并且可以向指纹控制器230提供感测信号(例如指纹感测信号)。

指纹感测阵列30可以包括以行和列位于x-y平面上的指纹感测单元。在示例性实施例中，指纹感测单元可以是位于指纹感测阵列30中的感测电极。每个感测电极可以包括诸如ito、izo或izto之类的透明导电材料。在另一示例性实施例中，指纹感测单元可以是用于接收光信号、将光信号转换为电信号并输出电信号的多个光电转换像素。

参照图2a，显示面板10、触摸感测阵列20和指纹感测阵列30可以在与x-y平面垂直的z方向上朝前表面fs顺序堆叠。触摸屏100a可以包括顺序堆叠的第一层至第五层110a至150a，并且显示面板10、触摸感测阵列20和指纹感测阵列30可以分别形成在第一层110a、第二层120a和第四层140a中。

在示例性实施例中，除了形成指纹感测阵列30的部分之外，中间材料(例如，绝缘材料)可以填充在第四层140a的一部分中。然而，本发明并不限于此，而在另一示例性实施例中，感测电极可以形成于整个指纹感测阵列层140中，并且仅指纹感测区域102的指纹感测单元(即，对应的感测电极)可以起到指纹感测阵列30的作用。例如，仅指纹感测区域102的指纹感测单元可以从指纹控制器230接收驱动信号，并且可以向指纹控制器230提供指纹感测信号。

第三层130a和第五层150a可以是保护层。例如，第三层130a可以包括玻璃基板。也就是说，玻璃基板可以位于触摸感测阵列20与指纹感测阵列30之间。第五层150a可以包括窗玻璃。窗玻璃可以由压克力或钢化玻璃制成，并且可以保护触摸屏100a免受由于反复触摸而引起的外部冲击或划伤。

参照图2b，触控感测阵列20与指纹感测阵列30可以堆叠在显示面板10上。触摸屏100b可以包括第一层至第三层110b、120b和130b，并且显示面板10可以形成在第一层110b和触摸感测阵列20中，并且指纹感测阵列30可以形成在第二层120b中。也就是说，触摸感测阵列20和指纹感测阵列30可以形成在同一层中。第三层130b可以是保护层。

参照图2c，指纹感测阵列30、显示面板10和触摸感测阵列20可以朝着前表面fs顺序堆叠。指纹感测阵列30可以位于显示面板10下方。

另外，另一类型的层(或配置)可以位于第一层至第四层110a至140a上方或下方。触摸屏100c可以包括顺序堆叠的第一层至第四层110c至140c，并且指纹感测阵列30、显示面板10和触摸感测阵列20可以分别形成在第一层110c、第二层120c和第三层130c。第四层140c可以是保护层。指纹感测阵列30可以位于显示面板10下方。在示例性实施例中，显示面板10和触摸感测阵列20可以形成在相同的基板(例如，玻璃基板)上，并且指纹感测阵列30可以形成在不同的基板上。

尽管触摸感测阵列20和显示面板10在图2a至图2c中形成在不同层中，但本发明构思不限于此，并且在示例性实施例中，触摸感测阵列20和显示面板10可以形成在同一层中。换句话说，触摸感测阵列20可以与显示面板10一体地形成。例如，可以在显示面板10中实现触摸感测阵列20，并且可以通过使用设置在显示面板10中的各种电极中的至少一个来实现设置在触摸感测阵列20中的触摸感测单元。例如，显示面板10可以包括诸如公共电极、栅极线电极和数据线电极之类的各种电极，并且触摸感测阵列20可以具有各种电极中的至少一个作为感测单元。例如，公共电极可以用作触摸感测阵列20的感测单元。

已经参照图2a至图2c描述了触摸屏100(参见图1)的结构。然而，本发明构思不限于此，并且触摸屏100(参见图1)的结构可以以各种方式修改，只要指纹感测阵列30堆叠在显示面板10和/或触摸感测阵列20上。

返回来参照图1，驱动集成电路200可以驱动触摸屏100。

显示驱动电路210可以驱动显示面板10。显示驱动电路210可以通过向显示面板10提供图像信号来驱动显示面板10。

触摸控制器220可以执行触摸感测。触摸控制器220可以驱动触摸感测阵列20，并且可以通过从触摸感测阵列20接收触摸感测信号来执行触摸感测。触摸控制器220可以基于通过触摸感测接收的触摸感测信号来生成触摸数据，并且触摸控制器220可以基于触摸数据来确定触摸输入的发生和在触摸屏100上发生的触摸输入的位置(即，触摸坐标)。

指纹控制器230可以驱动指纹感测阵列30，并且可以通过从指纹感测阵列30接收指纹感测信号来执行指纹感测。指纹控制器230可以基于通过指纹感测接收的指纹感测信号来生成指纹图像。

在示例性实施例中，指纹控制器230可以基于通过指纹感测区域102上的触摸感测接收的指纹感测信号来生成触摸数据，并且可以将触摸数据提供给触摸控制器220。在这种情况下，触摸控制器220可以基于通过触摸感测区域101上的触摸感测接收的触摸数据和通过指纹感测区域102上的触摸感测接收的触摸数据来计算触摸坐标。

显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230可以形成在不同的半导体芯片或同一半导体芯片上。显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230可以根据预设的接口通过不同的通信信道与主处理器通信。然而，本发明构思不限于此，并且显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230之中的至少两个可以形成在同一半导体芯片上。例如，显示驱动电路210和触摸控制器220可以形成在一个半导体芯片上。作为另一示例，触摸控制器220和指纹控制器230可以形成在一个半导体芯片上。在一个半导体芯片上形成的至少两个配置可以通过相同的通信信道或不同的通信信道与主处理器通信。

例如，预设接口可以包括以下中的任一项：rgb接口、串行接口、移动显示数字接口(mddi)、内部集成电路(i2c)接口、串行外围接口(spi)、微控制器单元(mcu)接口、移动工业处理器接口(mipi)、嵌入式显示端口(edp)接口、d超小型(d-sub)接口、光学接口、移动高清链接(mhl)和高清多媒体接口(hdmi)。预设接口可以包括各种串行或并行接口中的任何一种。

在根据示例性实施例的驱动集成电路200中，指纹控制器230可以与从显示驱动电路210和/或触摸控制器220接收的参考定时信号tsync(或称为同步信号)同步地执行指纹感测。参考定时信号tsync可以是周期性信号或非周期性信号。触摸控制器220可以与从显示驱动电路210接收到的第一定时信号同步地执行触摸感测。例如，第一定时信号可以是用于驱动显示面板的显示定时信号。

在示例性实施例中，指纹控制器230可以接收从触摸控制器220输出的第二定时信号作为参考定时信号tsync。

例如，触摸控制器220可以输出从显示驱动电路210接收的第一定时信号作为第二定时信号。指纹控制器230可以与从触摸控制器220输出的第二定时信号同步地执行指纹感测，并且因此可以与第一定时信号同步地执行指纹感测。基于通过触摸控制器220接收的第一定时信号，指纹控制器230可以在预设延迟时间(例如，第一指纹感测延迟时间)之后执行指纹感测。触摸控制器220可以基于第一定时信号在预设延迟时间(例如，第一触摸感测延迟时间)之后执行触摸感测。第一指纹感测延迟时间和第一触摸感测延迟时间可以彼此不同。

当显示驱动电路210不操作时，触摸控制器220可以输出内部生成用于触摸感测的触摸感测定时信号作为第二定时信号。因此，指纹控制器230可以与触摸感测定时信号同步地执行指纹感测。例如，指纹控制器230可以基于触摸感测定时信号在预设的第二指纹感测延迟时间之后执行指纹感测。第一指纹感测延迟时间和第二指纹感测延迟时间可以彼此不同。备选地，指纹控制器230可以响应于触摸感测定时信号来执行指纹感测，并且触摸控制器220可以基于触摸感测定时信号在预设的第二触摸感测延迟时间之后执行触摸感测。第一触摸感测延迟时间和第二触摸感测延迟时间可以彼此不同。

备选地，触摸控制器220可以输出触摸感测结束信号作为第二定时信号。指纹控制器230可以响应于第二定时信号(即，触摸感测结束信号)来执行指纹感测。

在示例性实施例中，指纹控制器230可以接收从显示驱动电路210输出的第一定时信号作为参考定时信号tsync。也就是说，触摸控制器220和指纹控制器230可以分别与从显示驱动电路210施加的第一定时信号同步地执行触摸感测和指纹感测。例如，触摸控制器220和指纹控制器230可以基于第一定时信号在每个预设延迟时间之后执行感测操作。指纹控制器230可以基于第一定时信号在预设延迟时间(例如，第一指纹感测延迟时间)之后执行指纹感测，并且触摸控制器220可以基于第一定时信号在预设延迟时间(例如，第一触摸感测延迟时间)之后执行触摸感测。

在示例性实施例中，指纹控制器230可以在执行指纹感测之前检查触摸控制器220的操作状态，并且可以在确定触摸控制器220不处于感测操作状态时执行触摸感测。例如，触摸控制器220和指纹控制器230可以通过检测共享信号线的电平来检查彼此的操作状态。备选地，触摸控制器220和指纹控制器230可以通过彼此请求操作状态信息并接收操作状态信息来检查彼此的操作状态。

下面将参照图5至图24详细描述显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230的操作。

由于指纹感测阵列30堆叠在显示面板10和/或触摸感测阵列20上，如参照2a至图2c所示，当同时执行显示驱动、触摸感测和指纹感测当中的至少两个时或者当操作时间交叠时，由于噪声(例如，显示噪声、触摸感测阵列驱动噪声以及指纹感测阵列驱动噪声)可能发生图像质量劣化、触摸感测灵敏度降低和指纹感测灵敏度降低。

然而，在根据示例性实施例的驱动集成电路200中，当执行不同的驱动操作时，显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230可以基于指示彼此的操作时间点的定时信号来执行对应的驱动操作。如此，由于显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230彼此同步地通过时分在其间不存在噪声的间隔中执行驱动操作，因此可以防止性能劣化。而且，由于显示驱动电路210、触摸控制器220和指纹控制器230彼此同步地操作而没有外部主机(例如，ap)的介入，因此可以减少外部主机的负载。但是，根据示例性实施例，

图3a和图3b是根据示例性实施例的触摸感测阵列的视图。

参照图3a，触摸感测阵列20a可以包括多个电极，例如以行和列排列的行电极re和列电极ce。行电极re的数量和列电极ce的数量可以根据触摸感测阵列20a的宽度和感测分辨率(例如每单位面积的分辨率)来确定。行电极re和列电极ce的形状可以以各种方式修改。

行电极re和列电极ce可以彼此交叉，并且触摸感测单元tsu可以形成在交叉处。因此，多个感测单元tsu可以以行和列排列在x-y平面上。

在示例性实施例中，触摸感测阵列20a可以通过使用互电容感测方法来驱动。行电极re和列电极ce之间的互电容可以作为感测信号输出。例如，行电极re可以是驱动电极，并且列电极ce可以是感测电极。驱动信号可以被顺序施加到行电极re，并且触摸感测信号可以从列电极ce输出。触摸感测信号可以指示触摸感测单元tsu的电容。因此，可以基于从触摸感测阵列20a输出的触摸感测信号来确定触摸感测单元tsu的位置(即，在x-y平面上的位置)的触摸值。当在触摸感测区域101上发生对象的触摸输入时(参见图1)，可以改变与发生触摸输入的位置相对应的触摸感测单元tsu的电容，并且因此可以改变触摸值。

在示例性实施例中，可以通过使用自电容感测方法来驱动触摸感测阵列20a。对象与每个行电极re和列电极ce之间的互电容可以被输出为触摸感测信号。可以将触摸驱动信号分别施加到行电极re和列电极ce，并且可以分别从行电极re和列电极ce输出触摸感测信号。

在示例性实施例中，触摸感测阵列20a可以通过使用互电容感测方法和自电容感测方法来驱动。例如，触摸感测阵列20a可以通过使用自电容感应方法进行驱动，然后可以使用互电容感应方法进行驱动。基于根据自电容感测方法和互电容感测方法输出的触摸感测信号，可以确定分别与触摸感测单元tsu相对应的点的触摸值。

参照图3b，触摸感测阵列20b可以包括以行和列排列的感测电极se。感测电极se的数目可以根据触摸感测阵列20b的宽度和感测分辨率来确定。感测电极se的形状可以以各种方式修改。在示例性实施例中，触摸感测阵列20b可以被实现为显示面板10的公共电极(参见图2a至图2c)。

感测电极se可以分别对应于触摸感测单元tsu。感测电极se可以连接到不同的布线电极we。触摸感测阵列20b可以通过使用自电容感测方法来驱动。对象与每个感测电极se之间的互电容可以被输出为触摸感测信号。触摸驱动信号可以通过布线电极we分别施加到感测电极se，并且可以通过布线电极we输出基于触摸驱动信号生成的触摸感测信号。

图4a和图4b是根据示例性实施例的指纹感测阵列的视图。

参照图4a，指纹感测阵列30a可以包括多个电极，例如以行和列排列的行电极ref和列电极cef。行电极ref的数量和列电极cef的数量可以根据指纹感测阵列30a的面积和感测分辨率来确定。行电极ref和列电极cef的形状可以以各种方式修改。

指纹感测单元fsu可以形成在行电极ref和列电极cef之间的交叉处。因此，多个指纹感测单元fsu可以形成在x-y平面上。

参照图4a和图3a，指纹感测阵列30a的结构可以类似于图3a的触摸感测阵列20a的结构。然而，指纹感测阵列30a的行电极ref之间的间距和/或列电极cef之间的间距可以小于触摸感测阵列20a的行电极re和/或列电极ce之间的间距。也就是说，指纹感测阵列30a的感测分辨率(例如每单位面积的分辨率)可以大于触摸感测阵列20a的感测分辨率。

指纹感测阵列30a还可以包括以行和列排列的感测电极(如图3a的触摸感测阵列20b)，并且感测电极可以连接到不同的接线电极。感测电极可以对应于指纹感测单元fsu。

当对象接触或接近触摸感测区域101时，多个指纹感测单元fsu的电容可能会改变，并且多个指纹感测单元fsu可以生成与电容对应的电信号，即指纹感测信号。多个指纹感测单元fsu的电容可以根据对象的形状而变化。例如，当对象是用户的手指时，多个指纹感测单元fsu中的每一个可以生成与由指纹的脊生成的电容相对应的电信号，或者可以生成与由指纹的脊之间的谷生成的电容相对应的电信号。

参照图4b，指纹感测阵列30b可以包括以行和列排列的多个指纹感测像素px_fs。多个指纹感测像素px_fs中的每一个可以连接到多条行线，例如第一行线rl1和第二行线rl2以及列线cl。

多个指纹感测像素px_fs中的每一个可以包括光电转换元件(例如，光电二极管、光电晶体管、光电门或钉扎光电二极管)。当从设置在触摸屏100中的光源(例如，显示面板10(参见图2a至图2c)的像素)发射的光被对象反射时，多个指纹感测像素px_fs中的每一个可以感测反射光并且可以生成与反射光相对应的电信号(即，指纹感测信号)。当对象是用户的手指时，多个指纹感测像素px_fs中的每一个可以生成与由脊或脊之间的谷反射的光相对应的电信号。由多个指纹感测像素px_fs中的每一个接收的光的量可以根据反射光的指纹的形状而变化，并且可以生成具有根据感测的光的量而变化的电平的电信号。

图5是根据示例性实施例的驱动集成电路200a的框图。为了便于解释，还示出了ap300。

参照图5，驱动集成电路200a可以包括显示驱动电路210a、触摸控制器220a和指纹控制器230a。显示驱动电路210a、触摸控制器220a和指纹控制器230a可以与主处理器(例如，ap300)通信。

例如，显示驱动电路210a可以通过将从ap300施加的图像数据idt转换为图像信号is并且将图像信号is与显示定时信号(例如用于显示的垂直同步信号和水平同步信号)同步地提供给显示面板10，来在显示面板10上显示图像。垂直同步信号和水平同步信号可以从ap300施加，或者可以在内部生成。

显示驱动电路210a可以输出指示显示时间点的第一定时信号tsync1。在示例性实施例中，第一定时信号tsync1可以包括显示定时信号。例如，第一定时信号tsync1可以包括垂直同步信号和水平同步信号之中的至少一个。

触摸控制器220a可以与第一定时信号tsync1同步地执行触摸感测。触摸控制器220a可以与第一定时信号tsync1同步地生成触摸感测定时信号。例如，触摸感测定时信号可以包括用于触摸感测的垂直同步信号和水平同步信号。

触摸控制器220a可以通过响应于触摸感测定时信号向触摸感测阵列20提供触摸驱动信号sdrv1来驱动触摸感测阵列20，并且触摸控制器220a可以接收基于触摸驱动信号sdrv1生成的触摸感测信号ssen1。触摸控制器220a可以基于触摸感测信号ssen1生成触摸数据，并且可以通过分析触摸数据来计算触摸坐标txy。触摸控制器220a可以确定是否发生触摸输入。触摸控制器220a可以将触摸坐标txy提供给ap300。备选地，触摸控制器220a可以将触摸数据提供给ap300。

触摸控制器220a可以输出第二定时信号tsync2。在示例性实施例中，触摸控制器220a可以输出第一定时信号tsync1作为第二定时信号tsync2。当显示面板10不操作时(即，当从显示面板10没有接收到第一定时信号tsync1时)，触摸控制器220a可以输出内部生成的触摸感测定时信号作为第二定时信号tsync2。例如，触摸控制器220a可以输出用于触摸感测的垂直同步信号和水平同步信号之中的至少一个作为第二定时信号tsync2。

在示例性实施例中，触摸控制器220a可以输出触摸感测结束信号作为第二定时信号tsync2。

指纹控制器230a可以与从触摸控制器220a接收的第二定时信号tsync2同步地执行指纹感测。指纹控制器230a可以与第二定时信号tsync2同步地生成指纹感测定时信号。例如，指纹感测定时信号可以包括用于指纹感测的垂直同步信号和水平同步信号。

响应于指纹感测定时信号，指纹控制器230a可以通过向指纹感测阵列30提供指纹驱动信号sdrv2来驱动指纹感测阵列30，并且可以接收基于指纹驱动信号sdrv2生成的指纹感测信号ssen2。指纹控制器230a可以基于指纹感测信号ssen2生成指纹图像fp。在示例性实施例中，指纹控制器230a可以基于指纹感测信号ssen2生成触摸数据。指纹控制器230a可以将指纹图像fp或触摸数据提供给ap300。在示例性实施例中，指纹控制器230a可以将指纹图像fp提供给ap300的安全区域tz。ap300可以包括通用环境(例如，丰富执行环境ree)和安全环境(例如，可信执行环境tee)，并且安全环境可以被应用于安全区域tz。

如上所述，在根据图5的示例性实施例的驱动集成电路200a中，触摸控制器220a可以与从显示驱动电路210a接收的第一定时信号tsync1同步地执行触摸感测，并且指纹控制器230a可以与从触摸控制器220a接收的第二定时信号tsync2同步地执行指纹感测。由于显示驱动电路210a、触摸控制器220a和指纹控制器230a彼此同步地操作，因此可以通过时分来执行显示驱动、触摸感测和指纹感测。也就是说，显示驱动电路210a驱动显示面板10的时间、触摸控制器220a驱动触摸感测阵列20的时间以及指纹控制器230a驱动指纹感测阵列30的时间可以彼此不交叠。

图6a至图6c是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路210a的方法的时序图。图6a示出了触摸控制器220a输出第一定时信号tsync1作为第二定时信号tsync2的示例，以及图6b和图6c示出了触摸控制器220a输出内部生成的触摸定时信号作为第二定时信号tsync2的示例。

参照图6a，显示驱动电路210a可以响应于第一定时信号tsync1执行显示。例如，显示驱动电路210a可以响应于第一定时信号tsync1将图像信号输出到显示面板10(参见图2)。也就是说，显示驱动电路210a可以在生成第一定时信号tsync1的脉冲时开始显示驱动。

触摸控制器220a可以基于第一定时信号tsync1在预设的触摸感测延迟时间td之后执行触摸感测。例如，触摸控制器220a可以自生成第一定时信号tsync1的脉冲生成的时间(即，自生成第一定时信号tsync1的上升沿或下降沿的时间)触摸感测延迟时间td之后，开始触摸感测。可以考虑显示间隔(即，显示驱动电路210a将图像信号施加到显示面板10的间隔)来设置触摸感测延迟时间td(参见图2a至图2c)。因此，可以在执行显示之后执行触摸感测。例如，可以在显示结束之后执行触摸感测，如图6a所示。然而，本发明构思不限于此，并且在示例性实施例中，显示间隔和触摸感测间隔可以彼此部分地交叠。例如，可以将触摸感测间隔设置为在显示间隔结束之前开始，使得对触摸感测阵列20的驱动可以在第一定时信号tsync1的每个周期中在显示驱动结束之前开始。

基于与第一定时信号tsync1基本相同的第二定时信号tsync2，指纹控制器230a可以在预设的第一指纹感测延迟时间fd1之后执行指纹感测。例如，指纹控制器230a可以自生成第一定时信号tsync1的脉冲生成的时间(即自生成第一定时信号tsync1的上升沿或下降沿的时间)第一指纹感测延迟时间fd1之后开始指纹感测。第一指纹感测延迟时间fd1可以与触摸感测延迟时间td不同，并且可以考虑显示间隔和触摸感测间隔来设置。因此，可以在执行触摸感测之后执行指纹感测。例如，如图6a所示，可以在触摸感测结束之后执行指纹感测。然而，本发明构思不限于此，并且在示例性实施例中，触摸感测间隔和指纹感测间隔可以彼此部分地交叠。例如，指纹感测间隔可以设置为在触摸感测间隔结束之前开始，使得可以在第一定时信号tsync1的每个周期中在触摸感测结束之前开始驱动指纹感测阵列30。

第一定时信号tsync1可以是周期性信号，并且可以与第一定时信号tsync1同步地周期性地执行显示驱动、触摸感测和指纹感测中的每一个。显示驱动电路210a、触摸控制器220a和指纹控制器230a可以通过基于第一定时信号tsync1共享第一定时信号tsync1的一个周期来分别执行显示驱动、触摸感测和指纹感测。在这种情况下，如上所述，由于触摸控制器220a和指纹控制器230a在触摸感测延迟时间td和第一指纹感测延迟时间fd1之后执行触摸感测和指纹感测，因此显示驱动、触摸感测和指纹感测可以根据其他元件的操作在没有噪声的间隔中执行。

参照图6b，当显示驱动电路210a不操作时(即，当触摸控制器220a没有接收到第一定时信号tsync1时)，触摸控制器220a可以在内部生成触摸感测定时信号，并且可以输出触摸感测定时信号作为第二定时信号tsync2。触摸控制器220a和指纹控制器230a可以与第二定时信号tsync2同步地操作。

在示例性实施例中，触摸控制器220a可以生成具有与第一定时信号tsync1的脉冲的周期基本相同的周期的触摸感测定时信号，即第二定时信号tsync2。换句话说，触摸控制器220a可以通过模拟第一定时信号tsync1来生成第二定时信号tsync2。例如，当接收到第一定时信号tsync1时，触摸控制器220a可以存储第一定时信号tsync1的脉冲的周期，并且可以基于该周期生成第二定时信号tsync2。然而，本发明构思不限于此，并且在另一示例性实施例中，触摸控制器220a可以基于预设周期生成第二定时信号tsync2。

触摸控制器220a可以基于第二定时信号tsync2在触摸感测延迟时间td之后执行触摸感测。指纹控制器230a可以基于第二定时信号tsync2在第一指纹感测延迟时间fd1之后执行指纹感测。

参照图6c，当显示驱动电路210a不操作时，触摸控制器220a和指纹控制器230a可以与内部生成的触摸感测定时信号(即，第二定时信号tsync2)同步地操作。与图6b不同，触摸控制器220a可以响应于触摸感测定时信号(即，第二定时信号tsync2)而没有延迟地执行触摸感测。

指纹控制器230a可以基于第二定时信号tsync2在预设的第二指纹感测延迟时间fd2之后执行指纹感测。第二指纹感测延迟时间fd2可以考虑触摸感测间隔来设置。因此，可以在执行触摸感测之后执行指纹感测。第二指纹感测延迟时间fd2可以与图6a的指纹感测延迟时间fd1不同。

如图6a中，由于触摸感测和指纹感测与第二定时信号tsync2同步地周期性地执行，所以可以通过共享第二定时信号tsync2的一个周期来执行触摸感测和指纹感测，并且指纹感测可以基于第二指纹感测延迟时间fd2在不执行触摸感测的间隔中执行。

图7a至图7c是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路210a的方法的时序图。图7a示出了触摸控制器220a输出第一定时信号tsync1作为第二定时信号tsync2的示例。图7b示出了触摸控制器220a输出内部生成的触摸定时信号作为第二定时信号tsync2的示例。将通过关注与图6a至图6c的方法的区别来描述图7a和图7b的方法。

参照图7a，触摸控制器220a可以基于第一定时信号tsync1在预设的第一触摸感测延迟时间td1之后执行触摸感测，并且指纹控制器230a可以基于第一定时信号tsync1在预设的指纹感测延迟时间fd之后执行指纹感测。第一触摸感测延迟时间td1和指纹感测延迟时间fd可以彼此不同，并且第一触摸感测延迟时间td1可以大于指纹感测延迟时间fd。例如，可以考虑显示间隔来设置指纹感测延迟时间fd，并且可以考虑显示间隔和指纹感测间隔来设置第一触摸感测延迟时间td1。因此，可以在执行显示之后执行指纹感测，并且可以在执行指纹感测之后执行触摸感测。

参照图7b，当显示驱动电路210a不操作时，触摸控制器220a可以在内部生成触摸感测定时信号，并且可以输出触摸感测定时信号作为第二定时信号tsync2。触摸控制器220a和指纹控制器230a可以与第二定时信号tsync2同步地操作。

指纹控制器230a可以基于第二定时信号tsync2在指纹感测延迟时间fd之后执行指纹感测，并且触摸控制器220a可以基于第二定时信号tsync2在第一触摸感测延迟时间td1之后执行触摸感测。

参照图7c，当显示驱动电路210a不操作时，触摸控制器220a和指纹控制器230a可以与由触摸控制器220a内部生成的触摸感测定时信号(即，第二定时信号tsync2)同步地操作。

指纹控制器230a可以响应于第二定时信号tsync2而没有延迟地执行指纹感测，并且触摸控制器220a可以基于第二定时信号在预设的第二触摸感测延迟时间td2之后执行触摸感测tsync2。第二触摸感测延迟时间td2可以不同于图7a的第一触摸感测延迟时间td1，并且可以考虑指纹感测间隔来设置。

图8a和图8b是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路210a的方法的时序图。

参照图8a和图8b，显示驱动电路210a可以输出用于显示驱动的垂直同步信号vsync和水平同步信号hsync作为第一定时信号tsync1。

显示驱动电路210a可以与垂直同步信号vsync和水平同步信号hsync同步地执行显示。垂直同步信号vsync可以指示显示面板10的一个帧(参见图2a至图2c)开始，并且水平同步信号hsync可以指示用于驱动一帧中包括的多行中的一行的像素的水平驱动间隔开始。如图8a和图8b所示，在垂直同步信号vsync的一个周期中，可以响应于每个水平同步信号hsync来执行显示。触摸控制器220a和指纹控制器230a可以与第一定时信号tsync1的垂直同步信号vsync和水平同步信号hsync同步地执行触摸感测。

参照图8a，触摸控制器220a可以响应于垂直同步信号vsync而开始触摸感测。触摸控制器220a可以基于每个水平同步信号hsync在预设的触摸感测延迟时间td之后执行触摸感测。如图8a所示，当生成垂直同步信号vsync的脉冲时，触摸控制器220a可以自生成水平同步信号hsync的脉冲的时间触摸感测延迟时间td之后，与每个水平同步信号hsync同步地执行触摸感测。

指纹控制器230a可以基于垂直同步信号vsync在针对垂直同步信号vsync设置的指纹感测延迟时间fd1_1之后开始指纹感测。指纹感测延迟时间fd1_1可以考虑在触摸感测间隔中(即在垂直同步信号vsync的一个周期中)触摸感测开始的时间与触摸感测结束的时间之间的间隔来设置。指纹控制器230a可以在指纹感测延迟时间fd1_1之后基于每个水平同步信号hsync，在针对水平同步信号hsync设置的指纹感测延迟时间fd1_2之后执行指纹感测。如图8a所示，自生成垂直同步信号vsync的脉冲的时间指纹感测延迟时间fd1_1之后，指纹控制器230a可以自同步地生成水平同步信号hsync的脉冲与每个水平同步信号hsync的时间指纹感测延迟时间fd1_2之后执行指纹感测。

如上所述，在垂直同步信号vsync的一个周期中，可以在指纹感测之前执行触摸感测。

参照图8b，触摸控制器220a可以基于垂直同步信号vsync，在针对垂直同步信号vsync设置的触摸感测延迟时间td1_1之后开始触摸感测，并且指纹控制器230a可以响应于垂直同步信号vsync开始指纹感测。考虑到在垂直同步信号vsync的一个周期中指纹感测开始的时间与指纹感测结束的时间之间的间隔，可以设置触摸感测延迟时间td1_1。

当开始触摸感测时，触摸控制器220a可以基于每个水平同步信号hsync，在预设的触摸感测延迟时间td1_2之后执行触摸感测。当指纹感测开始时，指纹控制器230a可以基于每个水平同步信号hsync在预设的指纹感测延迟时间fd之后执行指纹感测。

如上所述，在垂直同步信号vsync的一个周期中，可以在指纹感测之前执行触摸感测。

图9是根据示例性实施例的显示驱动电路210a的框图。为了便于解释，还示出了显示面板10。

显示面板10可以包括数据线dl1至dlm、扫描线sl1至sln以及多个显示像素px_d，多个显示像素px_d以行和列排列并且与数据线dl1至dlm和扫描线sl1至sln相连。显示面板10可以以帧为单位显示图像。

显示驱动电路210a可以包括定时控制器211、数据驱动器212、扫描驱动器213和振荡器214。显示驱动电路210a还可以包括电压生成电路(未示出)和图像信号处理电路(未示出)。

定时控制器211可以控制显示驱动电路210a的整体操作。定时控制器211可以接收从ap300(参见图5)施加的图像数据idt和控制信号(例如，时钟信号mclk、垂直同步信号和水平同步信号)，并且可以基于接收到的控制信号生成用于控制数据驱动器212和扫描驱动器213的驱动定时的数据控制信号ctrl2和扫描控制信号ctrl1。而且，定时控制器211可以以行为单位将图像数据idt提供给数据驱动器212。

定时控制器211可以输出第一定时信号tsync1，并且第一定时信号tsync1可以施加到触摸控制器220a(参见图5)。在示例性实施例中，定时控制器211可以基于由振荡器214生成的内部时钟信号或从ap300接收的时钟信号mclk来生成垂直同步信号和水平同步信号，并且可以输出垂直同步信号和水平同步信号作为第一定时信号tsync1。备选地，定时控制器211可以输出从ap300接收的垂直同步信号和水平同步信号作为第一定时信号tsync1。

扫描驱动器213可以响应于从定时控制器211施加的扫描控制信号ctrl1，顺序地选择扫描线sl1至sln，并且数据驱动器212可以响应于从定时控制器211施加的数据控制信号ctrl2，将行数据ldt转换成作为模拟信号的图像信号，并且可以将图像信号提供给数据线dl1至dlm。因此，显示面板10的多个显示像素px_d(px_d)可以以行为单位被驱动。

图10是根据示例性实施例的触摸控制器220a的框图。

参照图10，触摸控制器220a可以包括驱动电路221a、感测电路222a、控制逻辑器223a、处理器224a和振荡器225a。触摸控制器220a还可以包括用于与外部装置或模块通信的接口电路(未示出)以及电压生成电路(未示出)。

驱动电路221a可以通过将触摸驱动信号sdrv1提供给触摸感测阵列20的电极来驱动触摸感测阵列20。感测电路222a可以接收从触摸感测阵列20施加的触摸感测信号ssen1，并且可以将作为模拟信号的触摸感测信号ssen1转换成作为数字信号的触摸值。驱动电路221a和感测电路222a可以构成触摸控制器220a的模拟前端afet。

处理器224a可以基于包括从感测电路222a施加的触摸值的触摸数据来确定是否发生触摸输入，并且可以计算触摸坐标txy。

控制逻辑器223a可以控制触摸控制器220a的整体操作，并且具体地，可以控制驱动电路221a和感测电路222a的操作定时。控制逻辑器223a可以与从显示驱动电路210a(参见图5)接收的第一定时信号tsync1同步地控制驱动电路221a和感测电路222a的操作定时。控制逻辑器223a可以基于从振荡器225a施加的时钟信号clkt，与第一定时信号tsync1同步地生成触摸感测定时信号。例如，控制逻辑器223a可以通过划分时钟信号clkt来生成触摸感测定时信号，并且控制逻辑器223a还可以基于时钟信号clkt来对触摸感测延迟时间计数。控制逻辑器223a可以输出第一定时信号tsync1作为第二定时信号tsync2。

当没有接收到第一定时信号tsync1时，控制逻辑器223a可以基于时钟信号clkt生成触摸感测定时信号，并且可以输出触摸感测定时信号作为第二定时信号tsync2。

图11是根据示例性实施例的指纹控制器230a的框图。

参照图11，指纹控制器230a可以包括驱动电路231a、感测电路232a、控制逻辑器233a、处理器234a和振荡器235a。触摸控制器220a还可以包括用于与外部装置或模块通信的接口电路(未示出)以及电压生成电路(未示出)。

驱动电路231a可以通过将指纹驱动信号sdrv2提供给指纹感测阵列20的电极来驱动指纹感测阵列20。感测电路232a可以接收从指纹感测阵列30提供的指纹感测信号ssen2，并且可以将作为模拟信号的指纹感测信号ssen2转换为数字感测值。数字感测值可以作为感测数据施加到处理器234a。驱动电路231a和感测电路232a可以构成指纹控制器230a的模拟前端afef。

处理器234a可以基于感测数据生成指纹图像，并且可以将指纹图像fp提供给ap300(参见图5)。

控制逻辑器233a可以控制指纹控制器230a的整体操作，并且具体地可以控制驱动电路231a和感测电路232a的操作定时。控制逻辑器233a可以与从触摸控制器220a(参见图5)接收的第二定时信号tsync2同步地控制驱动电路231a和感测电路232a的操作定时。控制逻辑器233a可以基于从振荡器235a施加的时钟信号clkf，与第二定时信号tsync2同步地生成指纹感测定时信号。例如，控制逻辑器233a可以通过划分时钟信号clkf来生成触摸感测定时信号，并且可以基于时钟信号clkf来对指纹感测延迟时间进行计数。

图12a是根据示例性实施例的操作图5的触摸控制器220a的方法的流程图。图12b是根据示例性实施例的操作图5的指纹控制器230a的方法的流程图。为了便于解释，下面还将参照图10和图11来描述。

参照图12a和图10，在操作s121中，触摸控制器220a可以从ap300接收操作命令，例如触摸感测命令。在操作s122中，触摸控制器220a可以确定是否从显示驱动电路210a接收到第一定时信号tsync1。当在操作s122中确定接收到第一定时信号tsync1时，该方法进行到操作s123。在操作s123中，触摸控制器220a可以将第一定时信号tsync1作为第二定时信号tsync2提供给指纹控制器230a。换句话说，触摸控制器220a可以输出第一定时信号tsync1作为第二定时信号tsync2。

接下来，在操作s124中，触摸控制器220a可以响应于第一定时信号tsync1对时间进行计数。例如，控制逻辑器223a可以响应于第一定时信号tsync1的脉冲(或者脉冲的上升沿或下降沿)，通过对从振荡器225a输出的时钟信号clkt进行计数来对时间进行计数。

在操作s125中，触摸控制器220a可以在触摸延迟时间之后(换句话说，在触摸感测延迟时间之后)生成触摸感测定时信号。在操作s126中，触摸控制器220a可以基于触摸感测定时信号来执行触摸感测。例如，控制逻辑器223a可以在触摸延迟时间之后生成触摸感测定时信号，并且可以基于触摸感测定时信号来控制驱动电路221a和感测电路222a的操作定时。

当在操作s122中确定未接收到第一定时信号tsync1时，该方法前进到操作s127。在操作s127中，触摸控制器220a可以生成触摸感测定时信号。在操作s128中，触摸控制器220a可以将触摸感测定时信号作为第二定时信号tsync2提供给指纹控制器230a。

参照图12b和图11，在操作s131中，指纹控制器230a可以从ap300接收操作命令，例如指纹感测命令。

在操作s132中，指纹控制器230a可以从触摸控制器220a接收第二定时信号tsync2。第二定时信号tsync2可以是从显示驱动电路210a输出的第一定时信号tsync1或者在触摸控制器220a中生成的触摸感测定时信号。

在操作s133中，响应于第二定时信号tsync2，指纹控制器230a可以对时间进行计数。例如，控制逻辑器233a可以响应于第二定时信号tsync2的脉冲(或脉冲的上升沿或下降沿)，通过对从振荡器235a输出的时钟信号clkf进行计数来对时间进行计数。

在操作s134中，指纹控制器230a可以在指纹延迟时间之后(换句话说，在指纹感测延迟时间之后)执行指纹感测。指纹控制器230a可以生成指纹感测定时信号，并且可以基于指纹感测定时信号来执行指纹感测。例如，控制逻辑器233a可以在指纹感测延迟时间之后生成指纹感测定时信号，并且可以基于指纹感测定时信号来控制驱动电路231a和感测电路232a的操作定时。

图13是根据示例性实施例的驱动集成电路200b的框图。为了便于解释，还示出了ap300。图13的驱动集成电路200b的操作可以类似于图5的驱动集成电路200a的操作。对图5的驱动集成电路200a的描述可以应用于图13的驱动集成电路200b，因此不会给出重复的解释。

在图13的驱动集成电路200b中，指纹控制器230b可以从ap300或触摸控制器220b接收触摸感测命令，并且可以在指纹感测区域102(参见图1)上执行触摸感测。指纹控制器230b可以根据触摸感测向触摸控制器220b提供触摸数据td。

指纹控制器230b可以包括用于与触摸控制器220b通信的接口电路。例如，除了图11的元件之外，指纹控制器230b还可以包括用于与ap300通信的第一接口电路if1f以及用于与触摸控制器220b通信的第二接口电路if2f。除了图10的元件之外，触摸控制器220b还可以包括用于与ap300通信的第一接口电路if1t和用于与指纹控制器230b通信的第二接口电路if2t。指纹控制器230b的第二接口电路if2f和触摸控制器220b的第二接口电路if2t可以根据设定的接口进行通信。该接口可以是参照图1描述的各种接口中的任何一个。

触摸控制器220b可以基于根据触摸感测生成的触摸数据(在下文中，第一触摸数据td)以及从指纹控制器230b接收的触摸数据(在下文中，第二触摸数据td)来计算触摸坐标txy。

当指纹感测阵列30堆叠在触摸感测阵列20上方时(如参照图2a所述)，或者当指纹感测阵列30和触摸感测阵列20形成在同一层中时(如参照图2b所述)，触摸控制器220b可以不仅基于根据触摸感测的第一触摸数据而且还基于从指纹控制器230a接收的第二触摸数据td来更精确地计算触摸坐标txy。

图14是用于解释图13的触摸控制器220b和指纹控制器230b的操作的时序图。

参照图14，指纹控制器230b可以执行触摸感测，然后触摸控制器220b可以执行触摸感测。当触摸控制器220b执行触摸感测时，指纹控制器230b可以将根据触摸感测生成的第二触摸数据td发送到触摸控制器220b。在触摸感测之后，触摸控制器220b可以基于第一触摸数据和第二触摸数据td来计算触摸坐标。

可以与第一定时信号tsync1同步地在触摸控制器220b的触摸感测之前执行图14的指纹控制器230b的指纹感测，如同图7a和图8b的指纹控制器230b的触摸感测。此外，当显示驱动电路210b不操作时，可以与第二定时信号tsync2同步地在触摸控制器220b的触摸感测之前执行指纹控制器230b的触摸感测，如同图8a的指纹控制器230b的指纹感测。

图15是根据示例性实施例的用于解释操作图5的显示驱动电路210a的方法的时序图。

参照图15，显示驱动电路210a可以响应于第一定时信号tsync1执行显示，并且触摸控制器220a可以基于第一定时信号tsync1在预设的触摸感测延迟时间td之后执行触摸感测。触摸控制器220a可以自生成每个第一定时信号tsync1的脉冲(例如，脉冲的上升沿或下降沿)的时间触摸感测延迟时间td之后生成触摸感测定时信号nsync，并且触摸控制器220a可以基于触摸感测定时信号nsync在触摸感测间隔tsp中执行触摸感测。

当触摸感测结束时，触摸控制器220a可以生成触摸感测结束信号ts_done，并且可以输出触摸感测结束信号ts_done作为第二定时信号tsync2。指纹控制器230a可以响应于第二定时信号tsync2(即，触摸感测结束信号ts_done)执行指纹感测。例如，指纹控制器230a可以响应于触摸感测结束信号ts_done的脉冲(例如，脉冲的上升沿或下降沿)生成指纹感测定时信号fsync，并且可以基于指纹感测定时信号fsync执行指纹感测。因此，可以在执行触摸感测之后执行指纹感测。

图16是根据示例性实施例的驱动集成电路200c的框图。图17是用于解释操作图16的驱动集成电路200c的方法的时序图。

参照图16，触摸控制器220c和指纹控制器230c可以接收从显示驱动电路210c输出的定时信号tsync(例如，第一定时信号)，并且可以与定时信号tsync同步地操作。

参照图17，触摸控制器220c可以在基于定时信号tsync预设的触摸感测延迟时间tdly之后生成触摸感测定时信号nsync，并且可以基于触摸感测定时信号nsync执行触摸感测。指纹控制器230c可以在基于定时信号tsync预设的指纹感测延迟时间fdly之后生成指纹感测定时信号fsync，并且可以基于指纹感测定时信号fsync执行指纹感测。指纹感测延迟时间fdly可以大于触摸感测延迟时间tdly。指纹感测延迟时间fdly可以考虑显示间隔和触摸感测间隔来设置。因此，可以在定时信号tsync的一个周期中顺序地执行显示、触摸感测和指纹感测。

图18是根据示例性实施例的驱动集成电路200d的框图。图19是用于解释图18的触摸控制器220d和指纹控制器230d的详细视图。

参照图18，触摸控制器220d和指纹控制器230d可以接收从显示驱动电路210d输出的定时信号tsync(例如第一定时信号)，并且可以分别与定时信号tsync同步地操作。触摸控制器220d和指纹控制器230d可以共享状态线hsl，可以基于状态线hsl的电平来检查彼此的操作状态，并且可以基于检查的结果来确定是否执行触摸感测和指纹感测。

如图19所示，触摸控制器220d的接口电路ifct和指纹控制器230d的接口电路ifcf可以通过使用开路漏极方法(opendrainmethod)来实现。触摸控制器220d的接口电路ifct可以包括晶体管mn1，并且晶体管mn1的漏极可以连接到状态线hsl。状态线hsl可以通过电阻器r连接到电源电压vdd。当触摸控制器220d执行触摸感测时，触摸感测信号tss(例如，电源电压vdd)可以被施加到晶体管mn1的栅极，并且因此晶体管mn1可以导通。指纹控制器230d的接口ifcf可以包括晶体管mn2，并且晶体管mn2的漏极可以连接到状态线hsl。当指纹控制器230d执行指纹感测时，指纹感测信号fpss(例如，电源电压vdd)可以被施加到晶体管mn2的栅极，并且晶体管mn2可以被导通。

当晶体管mn1和晶体管mn2截止时，状态线hsl的电压电平可以与电源电压vdd的电压电平相同。接下来，当晶体管mn1或晶体管mn2导通时，状态线hsl的电压电平可以减小。例如，状态线hsl的电压电平可以被改变为接地电压电平。

触摸控制器220d和指纹控制器230d可以通过使用状态线hsl经由手抖动方法检测状态线hsl的电压电平来检查彼此的操作状态。例如，触摸控制器220d可以检测连接到状态线hsl的节点n1的电压电平，并且指纹控制器230d可以检测连接到状态线hsl的节点n2的电压电平。当确定指纹控制器230d不处于指纹感测状态时，触摸控制器220d可以执行触摸感测。当确定触摸控制器220d不处于触摸感测状态时，指纹控制器230d可以执行指纹感测。

图20是根据示例性实施例的用于解释操作图19的驱动集成电路200d的方法的时序图。

参照图20，触摸控制器220d可以基于定时信号tsync，在预设的触摸感测延迟时间tdly之后检查状态线hsl的电压电平vshl(以下称为状态线电压电平)。例如，触摸控制器220d可以自生成定时信号tsync的脉冲的时间t1触摸感测延迟时间tdly之后，在时间t2检查状态线电压电平vhsl。当状态线电压电平vhsl是第一电平(例如，电源电压电平)时，可以确定指纹控制器230d不处于指纹感测状态，并且触摸控制器220d可以执行触摸感测。指纹控制器230d可以生成触摸感测定时信号nsync，并且可以基于触摸感测定时信号nsync来执行触摸感测。触摸控制器220d可以在执行触摸感测之前将状态线电压电平vhsl改变为第二电平(例如，接地电压电平)，并且触摸控制器220d可以在触摸感测结束之后在时间t4将状态线电压电平vhsl改变为第一电平。

指纹控制器230d可以基于定时信号tsync，在预设的指纹感测延迟时间fdly之后检查状态线电压电平vhsl。例如，指纹控制器230d可以在时间t3检查状态线电压电平vhsl。由于状态线电压电平vhsl是第二电平，因此确定触摸控制器220d处于触摸感测状态，并且指纹控制器230d不执行指纹感测。

类似于在时间t6，当状态线电压电平vhsl是第一电平时，自生成了定时信号tsync的脉冲的时间(例如，时间t5)指纹感测延迟时间tdly之后，可以确定触摸控制器220d不处于触摸感测状态并且可以执行指纹感测。指纹控制器230d可以生成指纹感测定时信号fsync，并且可以基于指纹感测定时信号fsync执行指纹感测。指纹控制器230d可以在指纹感测被执行之前将状态线电压电平vhsl改变到第二电平，并且可以在指纹感测结束之后将状态电压电平vhsl改变到第一电平。

尽管在图20中首先执行触摸感测，但是本发明构思不限于此，可以根据触摸感测延迟时间和指纹感测延迟时间来确定执行触摸感测和指纹感测的次序。例如，当指纹感测延迟时间短于触摸感测延迟时间时，可以在触摸感测之前执行指纹感测。

已经参照图20描述了操作图19的驱动集成电路200d的方法。然而，本发明构思不限于此，并且操作图19的驱动集成电路200d的方法可以以各种方式修改，只要触摸控制器220d和指纹控制器230d通过使用手抖动方法来检查彼此的操作状态，并且基于检查的操作状态确定是否执行触摸感测和指纹感测。

图21是根据示例性实施例的驱动集成电路200e的框图。图22是用于解释图21的触摸控制器220e和指纹控制器230e的详细视图。

参照图21，触摸控制器220e和指纹控制器230e可以接收从显示驱动电路210e输出的定时信号tsync(例如，第一定时信号)，并且可以各自与定时信号tsync同步地操作。触摸控制器220e和指纹控制器230e可以发送/接收状态信号ss(或称为状态信息)。状态信号ss可以包括触摸感测状态信号ss_tg和指纹感测状态信号ss_fs。

例如，如图22所示，除了用于与ap300通信的第一接口电路if1f和if1t之外，触摸控制器220e和指纹控制器230e还可以包括用于彼此通信的第二接口电路if2f和if2t，并且第二接口电路if2f和if2t可以通过与用于与ap300进行通信的信道(例如，第一信道ch1和第二信道ch2)分离的第三信道ch3彼此通信。触摸控制器220e和指纹控制器230e可以在执行触摸感测和指纹感测时将寄存器regt和regf中的每一个中的锁定标志位分别设置为第一值(例如，高电平)，并且可以在触摸感测和指纹感测结束时分别将锁定标志位设置为第二值(例如，低电平)。

触摸控制器220e可以在执行触摸感测之前向指纹控制器230e请求指纹感测状态，并且指纹控制器230e可以响应于指纹感测状态请求将寄存器reff的锁定标志位值作为指纹感测状态信号ff_fs发送到触摸控制器220e。当基于指纹感测状态信号ff_fs确定指纹控制器230e不处于指纹感测状态时，触摸控制器220e可以执行触摸感测。

指纹控制器230e可以在指纹感测被执行之前向触摸控制器220e请求触摸感测状态，并且触摸控制器220e可以响应于触摸感测状态请求将寄存器reft的锁定标志位值作为触摸感测状态信号ff_ts发送到指纹控制器230e。当基于触摸感测状态信号ff_ts确定触摸控制器220e不处于触摸感测状态时，指纹控制器230e可以执行指纹感测。

图23是根据示例性实施例的用于解释操作图21的驱动集成电路200a的方法的时序图。

参照图23，触摸控制器220e可以基于定时信号tsync在预设的触摸感测延迟时间tdly之后检查指纹控制器230e的操作状态。例如，触摸控制器220e可以自生成定时信号tsync脉冲的时间t1触摸感测延迟时间tdly之后在时间t2检查指纹控制器230e的锁定标志位lfbf。由于锁定标志位lfbf是低电平，因此触摸控制器220e可以生成触摸感测定时信号nsync，并且可以基于触摸感测定时信号nsync来执行触摸感测。如上所述，触摸控制器220e可以在执行触摸感测时将锁定标志位lfbt改变为高电平，并且可以在触摸感测结束之后将锁定标志位lfbt改变为低电平。

指纹控制器230e可以基于定时信号tsync在预设的指纹感测延迟时间fdly之后检查触摸控制器220e的操作状态。例如，指纹控制器230e可以自生成定时信号tsync的脉冲的时间t1指纹感测延迟时间tdly之后在时间t3检查触摸控制器220e的锁定标志位lfbt。由于锁定标志位lfbt是高电平，因此确定触摸控制器220e处于触摸感测状态并且指纹控制器230e不执行指纹感测。类似于在时间t6，当锁定标志位lfbt是低电平时，可以确定触摸控制器220e不处于触摸感测状态，并且指纹控制器230e可以执行指纹感测。指纹控制器230e可以生成指纹感测定时信号fsync，并且可以基于指纹感测定时信号fsync执行指纹感测。执行触摸感测和指纹感测的次序可以通过调整触摸感测延迟时间tdly和指纹感测延迟时间fdly来确定。

已经参照图23描述了操作图21的驱动集成电路200e的方法。然而，本发明构思不限于此，并且可以以各种方式修改操作图21的驱动集成电路200e的方法，只要触摸控制器220e和指纹控制器230e通过设置的接口检查彼此的操作状态，并且基于检查的操作状态来确定是否执行触摸感测和指纹感测。

如参照图18至图23所述，根据示例性实施例的驱动集成电路200d和200e的触摸控制器220d和220e以及指纹控制器230d和230e可以与从显示驱动电路210d和210e施加的定时信号tsync同步地操作，可以检查彼此的操作状态，并且可以在未执行另一感测操作时执行对应的感测操作。

图24是根据示例性实施例的操作指纹控制器的方法的流程图。图24的方法可以应用于根据以上各种实施例中的任一个的驱动集成电路的指纹控制器。

参照图24，在操作s310中，指纹控制器可以接收操作命令。指纹控制器可以从主处理器(例如，ap)接收指纹感测命令，并且可以从主处理器或触摸控制器接收触摸感测命令。

在操作s320中，指纹控制器可以从外部模块接收定时信号。例如，指纹控制器可以从显示驱动电路或触摸控制器接收定时信号。指纹控制器可以从显示驱动电路接收显示定时信号。在示例性实施例中，指纹控制器可以从触摸控制器接收显示定时信号或触摸感测定时信号。在另一实施例中，指纹控制器可以从触摸控制器接收触摸感测结束信号。

在操作s330中，指纹控制器可以与定时信号同步地生成指纹感测定时信号。指纹控制器可以基于定时信号在指纹感测延迟时间之后生成指纹感测定时信号。当定时信号是触摸感测结束信号时，指纹控制器可以响应于定时信号生成指纹感测定时信号。

在操作s340中，指纹控制器可以基于指纹感测定时信号来执行指纹感测。在操作s350中，指纹控制器可以基于根据指纹感测接收的指纹感测信号来生成指纹图像。在示例性实施例中，指纹控制器可以基于触摸感测定时信号在指纹感测区域上执行触摸感测，并且可以基于根据触摸感测生成的指纹感测信号来生成触摸数据。指纹控制器可以将触摸数据提供给触摸控制器。

图25是根据示例性实施例的移动终端2000的视图。

参照图25，移动终端2000可以包括触摸屏面板2100、驱动集成电路2200和外壳2500。移动终端2000可以包括用于控制移动终端2000的整体操作的ap。

壳体2500可以形成移动终端2000的外观，并且可以保护移动终端2000中的元件(例如集成电路)、电池和天线免受外部冲击或划伤。驱动集成电路2200可以位于外壳2500中。

触摸屏面板2100可以通过执行显示、触摸感测和指纹感测来作为触摸屏装置1000的输入/输出设备进行操作。在示例性实施例中，触摸屏面板2100可以感测触摸输入的力。

图2a至图2c的触摸屏100a、100b和100c中的任一个可以被应用于触摸屏面板2100。触摸屏面板2100的顶表面可以包括触摸感测区域101和指纹感测区域102。指纹感测区域102可以与触摸感测区域101的一部分交叠。

如参照图2a至图2c所述，在触摸屏面板2100的垂直结构中，指纹感测阵列可以堆叠在显示器和/或触摸感测阵列上，并且可以被称为显示器上指纹感测阵列。

使用用户的指纹的指纹认证可以用作安全使用移动终端2000的安全方法之一。因此，指纹感测阵列被提供在移动终端2000中。当使用显示器上指纹感测阵列时，由于在移动终端2000的前表面上不需要用于指纹感测阵列的额外空间，所以触摸屏面板2100的面积可能不会减小。

驱动集成电路2200可以通过驱动触摸屏面板2100来执行显示功能、触摸感测功能和指纹感测功能。根据各种示例性实施例的驱动集成电路200、200a、200b、200c、200d和200e中的任何一个可以应用于驱动集成电路2200。

在根据示例性实施例的驱动集成电路2200中，显示驱动电路、触摸控制器和指纹控制器彼此同步地操作。由于当不执行另一驱动操作时执行对应的驱动操作，因此可以防止由于根据另一个驱动操作的噪声导致的性能劣化。而且，由于显示驱动电路、触摸控制器和指纹控制器彼此同步地操作而没有ap的介入，因此可以减少ap的负载。

上述方法或算法的操作或步骤可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码，或者通过传输介质传输。计算机可读记录介质是能够存储随后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、致密盘(cd)-rom、数字通用盘(dvd)、磁带、软盘和光学数据存储设备，但不限于此。传输介质可以包括通过互联网或各种类型的通信信道传输的载波。计算机可读记录介质也可以分布在联网的计算机系统上，使得按照分布方式存储和执行计算机可读代码。

根据示例性实施例，如由诸如图1、图5、图9至图11、图13、图16、图18、图19、图21和图22的图中示出的方框所表示的组件、元件、模块或单元中的至少一个可以被实现为执行上述各个功能的各种数目的硬件、软件和/或固件结构。例如，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个可以使用直接电路结构，例如存储器、处理器、逻辑电路、查找表等，其可以通过一个或多个微处理器或其他控制装置的控制来执行各个功能。此外，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个可以由包含用于执行特定逻辑功能的一个或多个可执行指令并由一个或多个微处理器或其他控制装置执行的模块、程序或一部分代码具体实现。此外，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个还可以包括或可以实现为诸如执行各个功能的中央处理单元(cpu)之类的处理器、微处理器等。这些组件、元件、模块或单元中的两个或更多个可以组合成执行所组合的两个或更多个组件、元件、模块或单元的所有操作或功能的一个单个组件、元件、模块或单元。此外，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个的至少部分功能可以由这些组件、元件、模块或单元中的另一个执行。此外，尽管在以上框图中未示出总线，然而组件、元件、模块或单元之间的通信可以通过总线来执行。上述示例实施例的功能方案可以被实现为在一个或多个处理器上执行的算法。此外，由方框表示的组件、元件、模块或单元或处理步骤可以将任意数量的相关领域技术用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等。

尽管已经参照本发明构思的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。因此，本发明构思的真实技术范围由所附权利要求的技术精神限定。