CN111027384B - 指纹识别检测电路、检测方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹识别检测电路、检测方法及显示装置，指纹识别检测电路包括：光电二极管、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体、第四晶体管和存储电容；第二晶体管的驱动电压为V₁，驱动电压信号端的驱动电压为V₂，第二晶体管的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；第一晶体管M1的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；存储电容的值为C₁，光电二极管的电容为C₂，C₁＜C₂，本发明实现了输出信号放大，提高信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，继而提高了指纹识别的精度。

Description

指纹识别检测电路、检测方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种指纹识别检测电路、检测方法及显示装置。

背景技术

近年来，随着带有指纹识别解锁功能的手机等电子产品的热销，将指纹识别技术推向了一个新的应用时代。电子产品中的指纹识别过程通常由指纹识别驱动控制。现有技术中的指纹识别驱动通常包括一个开关晶体管和一个光感二极管，开关晶体管作为开关控制光电流的输出，光电二极管在不同光强照射下产生不同大小的光电流，在开关晶体管打开时，电流信号输送到处理芯片进行处理得到光强信息判断指纹识别是指纹脊还是指纹谷，但是现有技术这个指纹识别驱动存在抗干扰能力差、输出到处理芯片的信号噪声大的缺点，使得指纹识别精度差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种指纹识别检测电路、检测方法及显示装置，用以提高指纹识别电路的抗干扰能力。

一方面，本发明提供了一种指纹识别检测电路，包括：

光电二极管，用于在光照作用下产生电荷，包括第一极、第二极，所述第一极连接参考电压信号端，所述第二极连接至第一节点；

第一晶体管，用于响应第一控制信号而导通，将传输至所述第一节点的电荷传输至第二节点；

第二晶体管，用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至所述第二节点；

第三晶体管，用于响应第二节点的电压信号而导通，将所述第二节点的电压传输至第三节点；

第四晶体管，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点的电压传输至信号输出端；

存储电容，耦接于所述参考电压信号端与所述第二节点之间；

所述第二晶体管的驱动电压为V₁，所述驱动电压信号端的驱动电压为V₂，所述第二晶体管的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；

所述第一晶体管的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；

所述存储电容的值为C₁，所述光电二极管的电容为C₂，其中，C₁＜C₂。

另一方面，本发明还提供了一种指纹识别检测电路的检测方法，应用于上述指纹识别检测电路，所述方法包括：

复位阶段，通过所述第二控制信号的控制所述第二晶体管导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至所述第二节点，并通过所述第一控制信号控制所述第一晶体管导通；

曝光阶段，通过所述第一控制信号控制所述第一晶体管截止，所述光电二极管在光照作用下生成电荷并传输至第一节点；

电荷转移阶段，通过所述第一控制信号控制所述第一晶体管导通，通过所述第二控制信号控制所述第二晶体管截止，以将所述第一节点处的电荷转移至第二节点；

信号输出阶段，通过所述第二节点的电压信号控制所述第三晶体管导通，将所述第二节点的电压传输至所述第三节点，通过所述第三控制信号控制所述第四晶体管导通，将所述第三节点处的电压传输至信号输出端以输出。

而且，本发明还提供了一种显示装置，包括上述指纹识别驱动。

与现有技术相比，本发明提供的指纹识别检测电路、检测方法及显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本发明的指纹识别检测电路包括：光电二极管，用于在光照作用下产生电荷，光电二极管包括第一极、第二极，第一极连接参考电压信号端，第二极连接至第一节点；第一晶体管用于响应第一控制信号而导通，将传输至第一节点的电荷传输至第二节点；第二晶体管用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至第二节点；第三晶体管用于响应第二节点的电压信号而导通，将第二节点的电压传输至第三节点；第四晶体管，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点的电压传输至信号输出端；存储电容耦接于参考电压信号端与第二节点之间；第二晶体管的驱动电压为V₁，驱动电压信号端的驱动电压为V₂，第二晶体管的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；第一晶体管M1的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；存储电容的值为C₁，光电二极管的电容为C₂，C₁＜C₂，本发明在第一节点和第二节点之间构建了电压高低井，当第一节点处的电荷转移到第二节点后，第二节点的电压差变化量ΔV2大于第一节点N1的电压差变化量ΔV1，继而经过第三晶体管和第四晶体管后传输信号输出端的输出信号被放大，提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，继而提高了指纹识别的精度。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是现有技术提供的一种指纹识别驱动；

图2是图1中指纹识别驱动输出噪声示意图；

图3是本发明提供的一种指纹识别检测电路的结构示意图；

图4是该指纹识别驱动复位阶段构建高低井原理图；

图5是该指纹识别驱动曝光阶段原理图；

图6是该指纹识别驱动电荷转移阶段原理图；

图7是该指纹识别驱动信号输出阶段原理图；

图8是本发明提供的又一种指纹识别检测电路的结构示意图；

图9是本发明提供的又一种指纹识别检测电路的结构示意图；

图10是本发明提供的一种指纹识别检测电路的检测方法的流程图；

图11是指纹识别电路驱动的控制时序图；

图12是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

现有技术的指纹识别驱动存在抗干扰能力差、噪声大的问题，为了解决这些问题，发明人对此进行了如下研究：

参照图1和图2，图1为现有技术提供的一种指纹识别驱动，图2为图1中指纹识别驱动输出噪声示意图。图1中指纹识别驱动包括一个开关晶体管T₀和一个光感二极管S₀，当然还包括存储电容Cst、驱动电压信号线01和信号线02，光感二极管S₀接入参考电压Vbias，这种指纹识别驱动被称为被动式检测电路，光感二极管S₀用于探测光强大小，开关晶体管T₀作为开关控制光电流输出，光感二极管在不同光强照射下所产生的光电流大小也不同，在开关晶体管T₀打开时，电流信号被输送到处理芯片处理，在处理芯片内部转化成电压信号。具体的，指纹识别驱动包括电连接的开关晶体管T₀、光电二极管S₀，开关晶体管T₀包括栅极、源极、漏极，栅极与驱动电压信号线01电连接，源极与光电二极管S₀的负极电连接，漏极与信号线02电连接，光电二极管S₀的正极接有参考电压Vbias。驱动电压信号线01与开关晶体管T₀的栅极电连接，通过向驱动电压信号线01提供电信号启动开关晶体管T₀，当光电二极管S₀有光照的时候，光电二极管S₀的负极对应的电压会发生改变，即当手指接触屏幕时，光源照射到手指指纹的谷线和脊线上时发生反射，由于谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同，将光投射至光电二极管S₀上，引起光电二极管S₀的阻值发生变化，从而电流发生变化，该电流通过处于导通状态的开关晶体管T₀传出至信号线02，以使与信号线02相连的处理芯片识别出指纹的谷线和脊线。结合图2，这种被动式检测电路结构简单，但是抗噪声干扰能力差，特别是集成在显示面板后，由于显示面板内长走线、数据线之间的串扰等问题，使得最终输出到处理芯片的噪声(如图2中的Noise)很大，电流信号和噪声在处理芯片内部的放大电路中一起被放大，影响指纹识别的精度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种指纹识别检测电路、检测方法及显示装置，具体实施例下文详述。

参照图3，图3是本发明提供的一种指纹识别检测电路的结构示意图；图3中指纹识别检测电路00包括：光电二极管100，用于在光照作用下产生电荷，光电二极管100包括第一极101、第二极102，第一极101连接参考电压信号端200，第二极102连接至第一节点N1；第一晶体管M1，用于响应第一控制信号而导通，将传输至第一节点N1的电荷传输至第二节点N2；第二晶体管M2，用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端300的驱动电压信号传输至第二节点N2；第三晶体管M3，用于响应第二节点N2的电压信号而导通，将第二节点N2的电压传输至第三节点N3；第四晶体管M4，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点N3的电压传输至信号输出端400；存储电容500，耦接于参考电压信号端200与第二节点N2之间；第二晶体管M2的驱动电压为V₁，驱动电压信号端300的驱动电压为V₂，第二晶体管M2的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；第一晶体管M1的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；存储电容500的值为C₁，光电二极管100的电容为C₂，其中，C₁＜C₂。

可以理解的是如图3所示，该指纹识别检测电路00还包括驱动电压信号线91，为驱动电压信号端300提供驱动电压信号，还包括输出信号线92，通过输出信号线将信号输出端400的电压信号传输至处理芯片(图中未示出)。图3中的A为第一控制信号端，提供第一控制信号；B为第二控制信号端，提供第二控制信号；C为第三控制信号端，提供第三控制信号。

结合图4至图7，图4是该指纹识别驱动复位阶段构建高低井原理图；图5是该指纹识别驱动曝光阶段原理图；图6是该指纹识别驱动电荷转移阶段原理图；图7是该指纹识别驱动信号输出阶段原理图，结合图4至图7，对该指纹识别驱动对信号放大原理进行具体说明，该指纹识别驱动包括四个阶段，分别为复位阶段、曝光阶段、电荷转移阶段和信号输出阶段：

结合图3和图4，在复位阶段，第一晶体管M1响应第一控制信号而导通；第二晶体管M2响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端300的驱动电压信号传输至第二节点N2。本发明中第二晶体管M2的驱动电压为V₁，驱动电压信号端300的驱动电压为V₂，第二晶体管M2的阈值电压为V₃，V₁≥V₂+V₃，所以当第二晶体管M2导通后，能够保证第二节点N2处的电压等于驱动电压信号端300的驱动电压V₂，设第二节点N2处的电压为V_N2，则此时V_N2＝V₂；另外由于本发明中第一晶体管M1的驱动电压V₄小于等于V₂，所以第一晶体管M1导通后，第一节点N1的电压逐渐升高，当第一晶体管M1的阈值电压为V₅时，则第一节点N1最高能达到V₂-V₅，即，设第一节点N1处的电压为V_N1，所以V_N1＝V₂-V₅，此时第二节点N2与第一节点N1之间的电压差为V_N2-V_N1＝V₅，构建出图4中的电压差高低井，也就是形成第一节点N1和第二节点N2之间的电压差。

结合图3和图5，在曝光阶段，第一晶体管M1关闭，光电二极管100在光照下产生电荷，即，手指接触屏幕，光源照射到手指指纹的谷线和脊线上时发生反射，由于谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同，将光投射至光电二极管100上，引起光电二极管100的阻值发生变化，产生电荷，此时第一节点N1处由于具有电荷使得电压发生变化，此时，相较于无光照时，第一节点N1处光照前后的电压差为ΔV1。

结合图3和图6，在电荷转移阶段，此时第一晶体管M1导通，第二晶体管M2关闭，第一节点N1处的电荷向第二节点N2转移。

结合图3和图7，在电压输出阶段，当第一节点N1处电荷能够转移到第二节点N2后，电荷转移前后电荷量相同，由公式Q＝C×V可知，Q为电荷量，C为电容，V为电压，转移以后第二节点N2转移前后的电压差为ΔV2，由于C₁＜C₂，所以ΔV2>ΔV1，当第三晶体管M3响应第二节点N2的电压信号而导通，将第二节点N2的电压传输至第三节点N3，继而第四晶体管M4响应第三控制信号而导通，将第三节点N3的电压传输至信号输出端400时，由于第二节点的电压被放大，继而经过第三晶体管和第四晶体管后传输信号输出端的输出信号也被放大，从而实现了输出信号的放大。

需要说明的是，第三晶体管M3响应第二节点N2的电压信号而导通，且，第三晶体管M3的开合程度与第二节点N2的电压信号相关，当第二节点N2的电压信号较大时，则第三晶体管M3打开程度也较大，反之，当第二节点N2的电压信号较小时，则第三晶体管M3打开程度也较小。

需要说明的是本申请中输出信号为电压信号，并且由于构建了高低井，可以进行电荷转移，从而提高了电压差变化量，使得指纹识别检测电路中具有电压放大功能，进而提高了信噪比，增强了抗干扰能力，提高了指纹识别的精度。

本发明的指纹识别驱动，相对于现有技术至少具有以下有益效果：

本发明的指纹识别检测电路00包括：光电二极管100，用于在光照作用下产生电荷，光电二极管100包括第一极101、第二极102，第一极101连接参考电压信号端200，第二极102连接至第一节点N1；第一晶体管M1，用于响应第一控制信号而导通，将传输至第一节点N1的电荷传输至第二节点N2；第二晶体管M2，用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端300的驱动电压信号传输至第二节点N2；第三晶体管M3，用于响应第二节点N2的电压信号而导通，将第二节点N2的电压传输至第三节点N3；第四晶体管M4，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点N3的电压传输至信号输出端400；存储电容500，耦接于参考电压信号端200与第二节点N2之间；第二晶体管M2的驱动电压为V₁，驱动电压信号端300的驱动电压为V₂，第二晶体管M2的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；第一晶体管M1的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；存储电容500的值为C₁，光电二极管100的电容为C₂，其中，C₁＜C₂，本发明在第一节点N1和第二节点N2之间构建了电压高低井，当第一节点N1处的电荷转移到第二节点N2后，第二节点N2的电压差变化量ΔV2大于第一节点N1的电压差变化量ΔV1，继而经过第三晶体管和第四晶体管后传输信号输出端的输出信号被放大，提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，继而提高了指纹识别的精度。

在一些可选的实施例中，C₁≤1/2C₂。继续参照图3至图7，根据上述输出信号放大原理，这里不再赘述，当C₁≤1/2C₂时，根据Q＝C×V可知，ΔV2≥2ΔV1，也就是电压差被至少放大了两倍，此时，输出信号将被明显放大，从而提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，提高了指纹识别的精度。

参照图8，图8是本发明提供的又一种指纹识别检测电路的结构示意图，图8中第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均具有控制端、第一端和第二端。

第一晶体管M1的控制端连接第一控制信号端A，第一晶体管M1的第一端与第一节点N1连接，第一晶体管M1的第二端与第二节点N2连接；

第二晶体管M2的控制端连接第二控制信号端B，第二晶体管M2的第一端连接驱动电压信号端300，第二晶体管M2的第二端连接至第二节点N2；

第三晶体管M3的控制端与第二节点N2连接，第三晶体管M3的第一端连接驱动电压信号端300，第三晶体管M3的第二端连接第四晶体管M4的第一端；

第四晶体管M4的控制端连接第三控制信号端C，第四晶体管M4的第一端与第三晶体管M3的第二端连接，第四晶体管M4的第二端连接信号输出端400。

本实施例中指纹识别检测电路00包括光电二极管100，用于在光照作用下产生电荷，光电二极管100包括第一极101、第二极102，第一极101连接参考电压信号端200，第二极102连接至第一节点N1；第一晶体管M1的控制端连接第一控制信号端A，第一晶体管M1的第一端与第一节点N1连接，第一晶体管M1的第二端与第二节点N2连接，用于响应第一控制信号而导通，将传输至第一节点N1的电荷传输至第二节点N2；第二晶体管M2第二晶体管M2的控制端连接第二控制信号端B，第二晶体管M2的第一端连接驱动电压信号端300，第二晶体管M2的第二端连接至第二节点N2，用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端300的驱动电压信号传输至第二节点N2；第三晶体管M3的控制端与第二节点N2连接，第三晶体管M3的第一端连接驱动电压信号端300，第三晶体管M3的第二端连接第四晶体管M4的第一端，用于响应第二节点N2的电压信号而导通，将第二节点N2的电压传输至第三节点N3；第四晶体管M4的控制端连接第三控制信号端C，第四晶体管M4的第一端与第三晶体管M3的第二端连接，第四晶体管M4的第二端连接信号输出端400，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点N3的电压传输至信号输出端400；存储电容500，耦接于参考电压信号端200与第二节点N2之间；第二晶体管M2的驱动电压为V₁，驱动电压信号端300的驱动电压为V₂，第二晶体管M2的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；第一晶体管M1的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；存储电容500的值为C₁，光电二极管100的电容为C₂，其中，C₁＜C₂，本实施例在第一节点N1和第二节点N2之间构建了电压高低井，当第一节点N1处的电荷转移到第二节点N2后，第二节点N2的电压差变化量ΔV2大于第一节点N1的电压差变化量ΔV1，继而经过第三晶体管和第四晶体管后传输信号输出端的输出信号被放大，提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，继而提高了指纹识别的精度。

继续参照图3，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均为N型晶体管(如图8所示)，或者第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管均为P型晶体管(未绘示)。

在上述示例性实施例中，所有晶体管均为N型晶体管；但本领域所属技术人员很容易得出本发明公开所提供的指纹识别驱动可以轻易改成为P型晶体管的指纹识别驱动。需要说明的是当第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均为P型晶体管时，与第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均为N型晶体管时提供的驱动电压信号不同，当第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均为P型晶体管时，驱动电压信号端提供的驱动信号为低电位，例如在第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均为N型晶体管时，驱动电压信号端提供的驱动信号为5V、参考电压信号端200的参考电压为0V，而当第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4均为P型晶体管时，驱动电压信号端提供的驱动信号为-5V、参考电压信号端200的参考电压为-10V，当然这里的电压数值仅为示意性说明，不作为具体限定。

在一些可选的实施例中，继续参照图3，第二晶体管M2的驱动电压V₁为高电平电压；第一晶体管M1的驱动电压V₄为高电平电压。可以理解的是第二晶体管M2的驱动电压V₁为高电平电压、第一晶体管M1的驱动电压V₄为高电平电压，此时V₁≥V₂+V₃能够保证当第二晶体管M2导通后，第二节点N2处的电压等于驱动电压信号端300的驱动电压V₂。

参照图9，图9是本发明提供的又一种指纹识别检测电路的结构示意图，图9中指纹识别检测电路00包括光电二极管100，用于在光照作用下产生电荷，光电二极管100包括第一极101、第二极102，第一极101连接参考电压信号端200，第二极102连接至第一节点N1；第一晶体管M1的控制端连接第一控制信号端A，第一晶体管M1的第一端与第一节点N1连接，第一晶体管M1的第二端与第二节点N2连接，用于响应第一控制信号而导通，将传输至第一节点N1的电荷传输至第二节点N2；第二晶体管M2第二晶体管M2的控制端连接第二控制信号端B，第二晶体管M2的第一端连接驱动电压信号端300，第二晶体管M2的第二端连接至第二节点N2，用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端300的驱动电压信号传输至第二节点N2；第三晶体管M3的控制端与第二节点N2连接，第三晶体管M3的第一端连接驱动电压信号端300，第三晶体管M3的第二端连接第四晶体管M4的第一端，用于响应第二节点N2的电压信号而导通，将第二节点N2的电压传输至第三节点N3；第四晶体管M4的控制端连接第三控制信号端C，第四晶体管M4的第一端与第三晶体管M3的第二端连接，第四晶体管M4的第二端连接信号输出端400，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点N3的电压传输至信号输出端400；存储电容500，耦接于参考电压信号端200与第二节点N2之间，该指纹识别驱动还包括驱动电压信号线91、第一控制信号线93、第二控制信号线94、第三控制信号线95和输出信号线92，第一晶体管M1的控制端与第一控制信号线93连接；第二晶体管M2的控制端与第二控制信号线94连接，第二晶体管M2的第一端与驱动电压信号线91连接；第三晶体管M3的第一端与驱动电压信号线91连接；第四晶体管M4的控制端与第三控制信号线95连接，第四晶体管M4的第二端与信号输出线92连接。

继续参照图9，图9中仅示出了驱动电压信号线91、第一控制信号线93和第三控制信号线95沿第一方向X排布、沿第二方向Y延伸，第二控制信号线94和信号输出线92沿第二方向Y排布、第一方向X延伸，驱动电压信号线91和第二控制信号线94交叉的情况，当然还可以按照其他形式布置，这里不做具体限定。

该种走线方式易于实现，空间布置合理，走线较短，减少由于走线过长而产生的噪声。

基于同一方面思想，本发明还提供了一种指纹识别检测电路的检测方法，应用于上述实施例中任一所述的指纹识别检测电路，参照图10和图11，图10是本发明提供的一种指纹识别检测电路的检测方法流程图，图11是指纹识别电路驱动的控制时序图，图11示出了第二控制信号Rst、第一控制信号Tx、第三控制信号Sel、输出噪声信号Noise、和输出指纹识别信号Sig的时序图，图10中该指纹识别检测电路的检测方法包括以下步骤：

步骤101，复位阶段，通过第二控制信号控制第二晶体管导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至第二节点，并通过第一控制信号控制第一晶体管导通；

结合图3、图10和图11，对应图11中的复位阶段T1，第一控制信号Tx和第二控制信号Rst均为高电平电压，第一晶体管M1响应第一控制信号Tx而导通；第二晶体管M2响应第二控制信号Rst而导通，将驱动电压信号端300的驱动电压信号传输至第二节点N2，形成第一节点N1和第二节点N2之间的电压差。

步骤102，曝光阶段，通过第一控制信号控制第一晶体管截止，光电二极管在光照作用下生成电荷并传输至第一节点；

结合图3、图10和图11，对应图11中的曝光阶段T2，第二控制信号Rst为高电平电压、第一控制信号Tx为低电平电压，第一晶体管M1关闭，光电二极管100在光照下产生电荷，可以理解的是光电二极管100的第一极101接参考电压信号端200，光电二极管100有光照时候，即，手指接触屏幕，光源照射到手指指纹的谷线和脊线上时发生反射，由于谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同，将光投射至光电二极管100上，引起光电二极管100的阻值发生变化，产生电荷，此时第一节点N1处由于具有电荷使得电压发生变化，此时，相较于无光照时，第一节点N1处光照前后的电压差为ΔV1。

步骤103，电荷转移阶段，通过第一控制信号控制第一晶体管导通，通过第二控制信号控制第二晶体管截止，以将第一节点处的电荷转移至第二节点；

结合图3、图10和图11，在电荷转移阶段T3，第二控制信号Rst为低电平电压、第一控制信号Tx为高电平电压、第三控制信号Sel为高电平电压，此时第一晶体管M1导通，第二晶体管M2关闭，第一节点N1处的电荷向第二节点N2转移。

步骤104，信号输出阶段，通过第二节点的电压信号控制第三晶体管导通，将第二节点的电压传输至第三节点，通过第三控制信号控制第四晶体管导通，将第三节点处的电压传输至信号输出端以输出。

结合图3、图10和图11，对应图11中的信号电平读出T5，此阶段第二控制信号Rst为低电平电压，第一控制信号Tx为低电平电压，第三控制信号Sel为高电平电压。当第一节点N1处电压能够转移到第二节点N2后，电荷转移前后电荷量相同，而本发明中C₁＜C₂，由公式Q＝C×V可知，Q为电荷量，C为电容，V为电压，所以转以后第二节点N2转移前后的电压差ΔV2>ΔV1，当第三晶体管M3响应第二节点N2的电压信号而导通，将第二节点N2的电压传输至第三节点N3，继而第四晶体管M4响应第三控制信号而导通，将第三节点N3的电压传输至信号输出端400时，电压差变化量为ΔV2，ΔV2>ΔV1，实现了输出信号放大。可以理解的本发明还包括了复位电平读出的阶段T4，复位电平读出的阶段T4读出的是指纹识别检测电路的基准信号，其中包含了噪声基准信号。

本发明在第一节点N1和第二节点N2之间构建了电压高低井，当第一节点N1处的电荷转移到第二节点N2后，第二节点N2的电压差变化量ΔV2大于第一节点N1的电压差变化量ΔV1，继而经过第三晶体管和第四晶体管后输出端的输出信号被放大，提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，继而提高了指纹识别的精度。

在一些可选的实施例中，当C₁≤1/2C_pd时，信号输出端的输出电压差值大于等于第一节点处电压差值的二倍。当C₁≤1/2C₂时，根据Q＝C×V可知，ΔV2≥2ΔV1，也就是电压差被至少放大了两倍，此时，输出信号将被明显放大，从而提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，提高了指纹识别的精度。

在一些可选实施例中，请参考图12，图12是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，本实施例提供的显示装置111，包括上述实施例中的指纹识别检测电路00。图12实施例仅以手机为例，对显示装置111进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置111，可以是电脑、电视、电子纸、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置111，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置111，具有本发明实施例提供的指纹识别检测电路00的有益效果，具体可以参考上述各实施例对指纹识别检测电路00的具体说明，本实施例在此不再赘述。

通过上述实施例可知，本发明提供的指纹识别检测电路、检测方法及显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本发明的指纹识别检测电路包括：光电二极管，用于在光照作用下产生电荷，光电二极管包括第一极、第二极，第一极连接参考电压信号端，第二极连接至第一节点；第一晶体管用于响应第一控制信号而导通，将传输至第一节点的电荷传输至第二节点；第二晶体管用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至第二节点；第三晶体管用于响应第二节点的电压信号而导通，将第二节点的电压传输至第三节点；第四晶体管，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点的电压传输至信号输出端；存储电容耦接于参考电压信号端与第二节点之间；第二晶体管的驱动电压为V₁，驱动电压信号端的驱动电压为V₂，第二晶体管的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；第一晶体管M1的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；存储电容的值为C₁，光电二极管的电容为C₂，C₁＜C₂，本发明在第一节点和第二节点之间构建了电压高低井，当第一节点处的电荷转移到第二节点后，第二节点的电压差变化量ΔV2大于第一节点N1的电压差变化量ΔV1，继而经过第三晶体管和第四晶体管后传输信号输出端的输出信号被放大，提高了信噪比，增强了指纹识别电路的抗干扰能力，继而提高了指纹识别的精度。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种指纹识别检测电路，其特征在于，包括：

光电二极管，用于在光照作用下产生电荷，包括第一极、第二极，所述第一极连接参考电压信号端，所述第二极连接至第一节点；

第一晶体管，用于响应第一控制信号而导通，将传输至所述第一节点的电荷传输至第二节点；

第二晶体管，用于响应第二控制信号而导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至所述第二节点；

第三晶体管，用于响应第二节点的电压信号而导通，将所述第二节点的电压传输至第三节点；

第四晶体管，用于响应第三控制信号而导通，将第三节点的电压传输至信号输出端；

存储电容，耦接于所述参考电压信号端与所述第二节点之间；

所述第二晶体管的驱动电压为V₁，所述驱动电压信号端的驱动电压为V₂，所述第二晶体管的阈值电压为V₃，其中，V₁≥V₂+V₃；

所述第一晶体管的驱动电压为V₄，其中，V₄≤V₂；

所述存储电容的值为C₁，所述光电二极管的电容为C₂，其中，C₁＜C₂。

2.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，C₁≤1/2C₂。

3.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管均具有控制端、第一端和第二端，其中，

所述第一晶体管的控制端连接第一控制信号端，所述第一晶体管的第一端与所述第一节点连接，所述第一晶体管的第二端与第二节点连接；

所述第二晶体管的控制端连接第二控制信号端，所述第二晶体管的第一端连接驱动电压信号端，所述第二晶体管的第二端连接至所述第二节点；

所述第三晶体管的控制端与所述第二节点连接，所述第三晶体管的第一端连接所述驱动电压信号端，所述第三晶体管的第二端连接第四晶体管的第一端；

所述第四晶体管的控制端连接第三控制信号端，所述第四晶体管的第一端与所述第三晶体管的第二端连接，所述第四晶体管的第二端连接信号输出端。

4.根据权利要求1至3任一所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管均为N型晶体管，或者所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管均为P型晶体管。

5.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第二晶体管的驱动电压V₁为高电平电压；所述第一晶体管的驱动电压V₄为高电平电压。

6.根据权利要求3所述的指纹识别检测电路，其特征在于，还包括驱动电压信号线、第一控制信号线、第二控制信号线、第三控制信号线和输出信号线，其中，

所述第一晶体管的控制端与所述第一控制信号线连接；

所述第二晶体管的控制端与所述第二控制信号线连接，所述第二晶体管的第一端与所述驱动电压信号线连接；

所述第三晶体管的第一端与所述驱动电压信号线连接；

所述第四晶体管的控制端与所述第三控制信号线连接，所述第四晶体管的第二端与所述信号输出线连接。

7.根据权利要求6所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述驱动电压信号线、第一控制信号线和第三控制信号线沿第一方向排布、沿第二方向延伸，所述第二控制信号线和所述信号输出线沿第二方向排布、第一方向延伸，所述驱动电压信号线和所述第二控制信号线交叉。

8.一种指纹识别检测电路的检测方法，应用于权利要求1至7任一所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述方法包括：

复位阶段，通过所述第二控制信号的控制所述第二晶体管导通，将驱动电压信号端的驱动电压信号传输至所述第二节点，并通过所述第一控制信号控制所述第一晶体管导通；

曝光阶段，通过所述第一控制信号控制所述第一晶体管截止，所述光电二极管在光照作用下生成电荷并传输至第一节点；

电荷转移阶段，通过所述第一控制信号控制所述第一晶体管导通，通过所述第二控制信号控制所述第二晶体管截止，以将所述第一节点处的电荷转移至第二节点；

信号输出阶段，通过所述第二节点的电压信号控制所述第三晶体管导通，将所述第二节点的电压传输至所述第三节点，通过所述第三控制信号控制所述第四晶体管导通，将所述第三节点处的电压传输至信号输出端以输出。

9.根据权利要求8所述的指纹识别检测电路的检测方法，其特征在于，当C₁≤1/2C_pd时，所述信号输出端的输出电压差值大于等于所述第一节点处电压差值的二倍。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的指纹识别检测电路。

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