CN105095874B - 指纹识别电路、驱动控制电路、显示基板和显示装置 - Google Patents

指纹识别电路、驱动控制电路、显示基板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种指纹识别电路，包括多个感应单元，感应单元在开启时接收调制信号，调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，第一区间的电压为第一电压，第二区间的电压为第二电压；采集单元，采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集所有第二区间的输出信号作为第二信号；计算单元，用于将第一信号和第二信号做差得到第三信号，根据第三信号获得感应单元感应到的指纹信息。通过上述技术方案，能够在指纹扫描阶段消除感应单元中漏电流的影响，使得计算指纹信息所依据的电流信号与感应到的指纹谷脊间的差异相对应，从而准确地识别指纹。

Description

指纹识别电路、驱动控制电路、显示基板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种指纹识别电路、一种驱动控制电路、一种显示基板、一种显示装置和一种指纹识别方法。
背景技术
近年来，随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活工作中，指纹技术凭借着其唯一身份特性，备受人们重视。
基于硅基工艺的按压式与滑动式指纹识别技术已经整合入移动产品中，未来人们关注的核心是显示区域内的指纹识别技术。基于图像传感器的指纹器件在进行指纹扫描时，由于指纹谷脊间的差异，光源照射到手指上的会产生不同的反射，从而使得到达感光器件处的光强出现变化，产生不同的光电流差异，在控制器件的控制下，依次读取出各个感应器件的电流差异，即可实现对指纹谷脊的检测。
由于感应器件自身存在漏电流，极大的影响对指纹谷脊的检测与特征信息提取。并且受工艺差异以及器件一致性的影响，不同感应器件的漏电流差异较大，难以进行统一运算。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，消除感应单元中的漏电流影响。
为此目的，本发明提出了一种指纹识别电路，包括多个感应单元，所述感应单元在开启时接收调制信号，所述调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，所述调制信号在所述第一区间的电压为第一电压，在所述第二区间的电压为第二电压；
采集单元，用于采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集同一列的感应单元在所有第二区间的输出信号作为第二信号；
计算单元，用于将所述第一信号和所述第二信号做差得到第三信号，根据所述第三信号获得所述感应单元感应到的指纹信息。
优选地，所述感应单元包括感应元件和控制元件，
所述控制元件连接至所述感应元件和所述采集单元，用于控制所述感应元件的开启。
优选地，所述感应元件包括感应晶体管，所述控制元件包括控制晶体管，所述感应晶体管连接至所述控制晶体管，
其中，在所述扫描线传输高电压时，所述控制晶体管开启，所述感应晶体管接收所述调制信号。
优选地，同一行的控制晶体管的栅极连接至一条扫描线，
优选地，所述采集元件包括采集线，连接至同一列的控制晶体管的漏极。
优选地，所述感应晶体管的漏极和源极的电压差大于第一预设值，以使所述感应晶体管处于饱和区，所述感应晶体管的栅极接收所述调制信号。
优选地，所述第一电压大于所述感应晶体管的开启电压，小于所述感应晶体管的开启电压。
优选地，所述第一电压大于所述第二电压，所述第二电压大于所述感应晶体管的开启电压。
优选地，指纹识别电路还包括：
多个开关单元，所述开关单元在开启时接收所述调制信号，并将所述调制信号传输至相应行的感应晶体管的栅极和漏极。
优选地，所述开关单元包括开关晶体管，所述开关晶体管的栅极与相应行中控制晶体管的栅极连接至同一条扫描线，漏极与所述感应晶体管的栅极和漏极相连，源极接收所述调制信号，
其中，多个开关晶体管的源极相连。
优选地，所述感应晶体管的栅极的电压差大于所述感应晶体管的开启电压且小于第二预设值，以使所述感应晶体管处于可变电阻区，所述感应晶体管的漏极接收所述调制信号。
优选地，所述感应单元包括光电二极管。
本发明还提出了一种驱动控制电路，用于生成上述调制信号，并将所述调制信号传输至所述感应单元。
本发明还提出了一种显示基板，包括上述指纹识别电路，和/或上述驱动控制电路。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述显示基板。
本发明还提出了一种基于上述指纹识别电路的指纹识别方法，包括：
通过开启的感应单元接收调制信号，所述调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，所述调制信号在所述第一区间的电压为第一电压，在所述第二区间的电压为第二电压；
采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集同一列的感应单元在所有第二区间的输出信号作为第二信号；
将所述第一信号和所述第二信号做差得到第三信号，根据所述第三信号获得所述感应单元感应到的指纹信息。
优选地，通过感应单元中的感应晶体管接收所述调制信号。
优选地，在所述感应晶体管的漏极和源极的电压差大于第一预设值，所述感应晶体管处于饱和区时，通过所述感应晶体管的栅极接收所述调制信号。
优选地，通过开关单元接收所述调制信号，并将所述调制信号传输至相应行的感应晶体管的栅极和漏极。
优选地，在所述感应晶体管的栅极的电压差大于所述感应晶体管的开启电压且小于第二预设值，所述感应晶体管处于可变电阻区时，通过所述感应晶体管的漏极接收所述调制信号。
通过上述技术方案，可以在指纹扫描阶段消除感应单元中漏电流的影响，使得计算指纹信息所依据的电流信号与感应到的指纹谷脊间的差异相对应，从而准确地识别指纹。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的指纹识别电路的信号传输示意图；
图2示出了根据本发明一个实施例的指纹识别电路的结构示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的调制信号的示意图；
图4示出了根据本发明又一个实施例的调制信号的示意图；
图5示出了根据本发明一个实施例的指纹识别电路的结构示意图；
图6示出了根据本发明又一个实施例的调制信号的示意图；
图7示出了根据本发明一个实施例的指纹识别方法的示意流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，根据本发明一个实施例指纹识别电路，包括多个感应单元11，同一列的多个感应单元11中在同一时刻存在一个开启的感应单元11，
感应单元11在开启时接收调制信号，调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，调制信号在第一区间的电压为第一电压，在第二区间的电压为第二电压；
采集单元12，用于采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集同一列的感应单元在所有第二区间的输出信号作为第二信号；
计算单元13，用于将第一信号和第二信号做差得到第三信号，根据第三信号获得感应单元感应到的指纹信息。
如图2所示，在指纹扫描阶段，每条扫描线14会向其对应行的感应单元11(感应单元11可以包括感应晶体管111和控制晶体管112)传输高电压，以开启该行感应单元11，使得采集单元12中的采集线121能够通过控制晶体管112接收到相应感应晶体管111的感应指纹谷脊间的差异生成的电流。其中，扫描线14可以逐条开启，开启的扫描线向相应行的感应单元11传输电压，使得同一列的多个感应单元11只有一个感应单元11开启。当然，也可以根据需要设置多条扫描线14作为一组，每组扫描线14顺序开启。
如图3所示，在指纹扫描阶段，信号TE处于高电平，相邻扫描线14，例如扫描线G1和扫描线G2，传输的高电压相差一个行扫描周期，感应单元11在扫描线14的控制下逐行开启，在未开启感应单元11的控制晶体管111和感应晶体管11中，源漏极之间存在漏电流。相邻行感应单元11接收的调制信号也相差一个行扫描周期，调制信号可以叠加到感应晶体管111的开启电压上。在感应晶体管111接收调制信号时，信号线DP1为感应晶体管的漏极提供高电压。
采集线121一方面能够采集开启的控制晶体管对应感应晶体管111生成的电流，另一方面还能够采集同一列的未开启的控制晶体管112和对应感应晶体管111的漏电流。例如图3所示，扫描线G1对应的控制晶体管112开启时，感应晶体管111接收调制信号GP1，第一电压为高电压，第二电压为0，也即感应晶体管111在第一区间开启，在第二区间关断。
例如指纹识别电路包括M行N列感应单元11，其中一条采集线121采集到的第一信号为mI+i1+i2+…+iM，该采集线121采集到的第二信号为i1+i2+…+iM，其中m是第一区间的数量，M是扫描线的条数，i1至iM是该列感应单元中第一行至第M行的感应晶体管111和控制晶体管112的漏电流，I是该列感应单元11中开启的感应晶体管111和控制晶体管112中的电流，包括第一电压对应的电流和感应晶体管111感应指纹谷脊产生的感应电流。
最后计算单元13(例如处理器)将第一信号和第二信号做差可以得到的第三信号为mI，其中不存在漏电流，因此可以更加准确地根据第三信号得到指纹信息，从而提高指纹识别的准确度。
需要说明的时，图2中的晶体管16是用于驱动像素的薄膜晶体管，栅线17和数据线18分别向像素传输栅信号和数据信号。
优选地，感应单元11包括感应元件和控制元件，控制元件连接至感应元件和采集单元12，用于控制感应元件的开启。
如图2所示，优选地，感应元件包括感应晶体管111，控制元件包括控制晶体管112，感应晶体管111连接至控制晶体管112，例如感应晶体管的源极连接至控制晶体管112的源极，
其中，在扫描线14传输高电压时(例如图2中信号TE为高电压)，控制晶体管12开启，感应晶体管111接收调制信号。
优选地，同一行的控制晶体管112的栅极连接至一条扫描线14，
优选地，采集元件12包括采集线121，连接至同一列的控制晶体管122的漏极。采集元件12还可以包括去噪模块，可以去除与第一信号和第二信号频率不同的噪声信号。
优选地，感应晶体管111的漏极和源极的电压差大于第一预设值，以使感应晶体管111处于饱和区，感应晶体管111的栅极接收调制信号。
当感应晶体管111处于饱和区，感应晶体管111的输出电流不受源极和漏极之间电压的影响，而仅受栅极和源极之间电压的控制。在这种情况下向感应晶体管111的栅极输入第一电压时，可得到与第一电压相关的输出电流，向感应晶体管111的栅极输入第二电压时可得到与第二电压相关的输出电流。
如图3所示，优选地，第一电压大于感应晶体管的开启电压，第二电压小于所述感应晶体管的开启电压，例如为0。
根据本实施例设置的调制信号，感应晶体管111在第一区间开启，在第二区间关闭，因此无论第一区间和第二区间的数量是否相等，第二信号都等于i1+i2+…+iM，将第一信号和第二信号做差的结果(即第三信号)就等于第一信号中调制信号的电流(例如第一区间的数量为x，那么该电流就等于x倍的第一电压对应的电流)，方便后续运算。
如图4所示，优选地，第一电压大于第二电压，第二电压大于感应晶体管的开启电压。
根据本实施例设置的调制信号，可以保证感应晶体管111在指纹扫描阶段始终处于开启状态，可以连续地采集指纹信息，以便得到全面的指纹信息。
如图5所示，优选地，指纹识别电路还包括：
多个开关单元，开关单元在开启时接收调制信号，并将调制信号传输至相应行的感应晶体管111的栅极和漏极。
优选地，开关单元包括开关晶体管151，开关晶体管151的栅极与相应行中控制晶体管112的栅极连接至同一条扫描线14，漏极与感应晶体管111的栅极和漏极相连，源极接收调制信号，
其中，多个开关晶体管151的源极相连。
开关晶体管151的栅极与扫描线14相连，也即与控制晶体管112的栅极相连，因此可以通过扫描线14同步控制开关晶体管151和控制晶体管112的开关。
在扫描线14传输高电压时，开关晶体管151和控制晶体管112同时开启，调制信号可以通过开关晶体管151传输至相应行的感应单元11，一方面控制该行的感应晶体管111开启，另一方面向感应晶体管111中传输调制信号。图5中的一个开关晶体管151可以实现图2中GP1和DP1的功能，因此可以简化布线。
并且多个开关晶体管151的源极相连，因此可以向多个开关晶体管151输入一个信号，例如图6所示的时钟信号CLK，在扫描线G1传输高电压时，时钟信号CLK可以通过相应行的开关晶体管151传输至感应单元11，在扫描线G2传输高电压时，时钟信号CLK可以通过开关晶体管151传输至感应单元11，相对于图2所示的结构，省去了每行感应晶体管111对应的信号线，例如DP1、DP2，从而进一步简化了布线，可以提高显示面板的开口率。
其中，开关晶体管151可以设置在显示面板的边框区域，以避免对开口率造成影响。
优选地，感应晶体管111的栅极的电压差大于感应晶体管111的开启电压且小于第二预设值，以使感应晶体管111处于可变电阻区，感应晶体管111的漏极接收调制信号。
在本实施例中，可以向感应晶体管111的栅极提供一个不变的且较小的电压，使得感应晶体管111处于可变电阻区。在栅极电压不变的情况下，漏电流与漏接接收调制信号的电压正相关，那么得到的第三信号中仍会存在一部分开启感应单元11的漏电流，但是每一列只有一个开启的感应单元11，所以仍可以消除同一列中其他感应单元11中的漏电流，仍能够根据第三信号较为准确地计算指纹信息。
需要说明的是，本申请实施例中涉及源极或漏极与其他元件的连接关系，可以将源极替换为漏极或将漏极替换为元件，也能够实现本申请的技术方案，例如可以将开关晶体管151的源极与相应行中感应晶体管111的栅极和源极相连，并通过漏极接收调制信号。
优选地，所述感应单元还可以为光电二极管。这种情况下，控制单元可以是一个开关元件。
本发明还提出了一种驱动控制电路，用于生成上述调制信号，并将调制信号传输至感应单元11。
本发明还提出了一种显示基板，包括上述指纹识别电路，和/或上述驱动控制电路。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述显示基板。
需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
如图7所示，一种基于上述指纹识别电路的指纹识别方法，包括：
S1，通过开启的感应单元接收调制信号，调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，调制信号在第一区间的电压为第一电压，在第二区间的电压为第二电压；
S2，采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集同一列的感应单元在所有第二区间的输出信号作为第二信号；
S3，将第一信号和第二信号做差得到第三信号，根据第三信号获得感应单元感应到的指纹信息。
优选地，通过感应单元中的感应晶体管接收调制信号。
优选地，在感应晶体管的漏极和源极的电压差大于第一预设值，感应晶体管处于饱和区时，通过感应晶体管的栅极接收调制信号。
优选地，通过开关单元接收调制信号，并将调制信号传输至相应行的感应晶体管的栅极和漏极。
优选地，在所述感应晶体管的栅极的电压差大于所述感应晶体管的开启电压且小于第二预设值，所述感应晶体管处于可变电阻区时，通过所述感应晶体管的漏极接收所述调制信号。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有的指纹识别技术中，感应晶体管中存在漏电流，会对影响识别结果的精度。通过本发明的技术方案，能够在进行图像传输过程中，进一步减小传输所占的带宽，提高用户对于图像传输的体验，并且能够使得图像接收端恢复原图像帧。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种指纹识别电路，其特征在于，包括多个感应单元，
所述感应单元在开启时接收调制信号，所述调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，所述调制信号在所述第一区间的电压为第一电压，在所述第二区间的电压为第二电压；
采集单元，用于采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集同一列的感应单元在所有第二区间的输出信号作为第二信号；
计算单元，用于将所述第一信号和所述第二信号做差得到第三信号，根据所述第三信号获得所述感应单元感应到的指纹信息。
2.根据权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，所述感应单元包括感应元件和控制元件，
所述控制元件连接至所述感应元件和所述采集单元，用于控制所述感应元件的开启。
3.根据权利要求2所述的指纹识别电路，其特征在于，所述感应元件包括感应晶体管，所述控制元件包括控制晶体管，所述感应晶体管连接至所述控制晶体管，
其中，在扫描线传输高电压时，所述控制晶体管开启，所述感应晶体管接收所述调制信号。
4.根据权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，同一行的控制晶体管的栅极连接至一条扫描线。
5.根据权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，所述采集单元包括采集线，连接至同一列的控制晶体管的漏极。
6.根据权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，所述感应晶体管的漏极和源极的电压差大于第一预设值，以使所述感应晶体管处于饱和区，所述感应晶体管的栅极接收所述调制信号。
7.根据权利要求6所述的指纹识别电路，其特征在于，所述第一电压大于所述感应晶体管的开启电压，所述第二电压小于所述感应晶体管的开启电压。
8.根据权利要求6所述的指纹识别电路，其特征在于，所述第一电压大于所述第二电压，所述第二电压大于所述感应晶体管的开启电压。
9.根据权利要求6所述的指纹识别电路，其特征在于，还包括：
多个开关单元，所述开关单元在开启时接收所述调制信号，并将所述调制信号传输至相应行的感应晶体管的栅极和漏极。
10.根据权利要求9所述的指纹识别电路，其特征在于，所述开关单元包括开关晶体管，所述开关晶体管的栅极与相应行中控制晶体管的栅极连接至同一条扫描线，漏极与所述感应晶体管的栅极和漏极相连，源极接收所述调制信号，
其中，多个开关晶体管的源极相连。
11.根据权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，所述感应晶体管的栅极的电压差大于所述感应晶体管的开启电压且小于第二预设值，以使所述感应晶体管处于可变电阻区，所述感应晶体管的漏极接收所述调制信号。
12.根据权利要求2所述的指纹识别电路，其特征在于，所述感应单元包括光电二极管。
13.一种驱动控制电路，其特征在于，用于生成权利要求1至12中任一项所述的调制信号，并将所述调制信号传输至所述感应单元。
14.一种显示基板，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的指纹识别电路，和/或权利要求13所述的驱动控制电路。
15.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求14所述的显示基板。
16.一种基于权利要求1至12中任一项所述指纹识别电路的指纹识别方法，其特征在于，包括：
通过开启的感应单元接收调制信号，所述调制信号包括至少一个第一区间和至少一个第二区间，所述调制信号在所述第一区间的电压为第一电压，在所述第二区间的电压为第二电压；
采集同一列的感应单元在所有第一区间的输出信号作为第一信号，采集同一列的感应单元在所有第二区间的输出信号作为第二信号；
将所述第一信号和所述第二信号做差得到第三信号，根据所述第三信号获得所述感应单元感应到的指纹信息。
17.根据权利要求16所述的指纹识别方法，其特征在于，通过感应单元中的感应晶体管接收所述调制信号。
18.根据权利要求17所述的指纹识别方法，其特征在于，在所述感应晶体管的漏极和源极的电压差大于第一预设值，所述感应晶体管处于饱和区时，通过所述感应晶体管的栅极接收所述调制信号。
19.根据权利要求17所述的指纹识别方法，其特征在于，通过开关单元接收所述调制信号，并将所述调制信号传输至相应行的感应晶体管的栅极和漏极。
20.根据权利要求17所述的指纹识别方法，其特征在于，在所述感应晶体管的栅极的电压差大于所述感应晶体管的开启电压且小于第二预设值，所述感应晶体管处于可变电阻区时，通过所述感应晶体管的漏极接收所述调制信号。
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