CN112163565B - 指纹识别电路及oled显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种指纹识别电路及OLED显示面板，指纹识别电路嵌设OLED显示面板内，指纹识别电路中电容单元的移动极板采用导电的弹塑性材料制备的，指纹触摸或按压所述移动极板后，所述移动极板会发生形变，且向所述固定极板靠近，触摸或按压消失后，所述移动极板自复位至原状态，在触摸、按压或松开的手指的过程中，电容单元会发生变化，流过指纹识别电路中第一薄膜晶体管的源/漏极电流会发生变化，导致第二节点(B)电压会发生变化，进而测量第二节点(B)的电压，并将第二节点(B)的电压转化为数字信号，来评估该指纹按压的的面积和压力转换相应为的数字信号是否为已存储的指纹信息的标准数字信号，该指纹检测方法简单，易于实现，且灵敏度高。

Description

指纹识别电路及OLED显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种指纹识别电路及OLED显示面板。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Display，OLED)显示面板具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、近180°视角、使用温度范围宽等诸多优点，而被广泛地应用于智能手机、平板电脑、全彩电视等。
如图1所示，目前OLED显示面板102通常带有屏下指纹识别模块101，指纹识别模块101包括柔性电路板1011、位于柔性电路板1011上的微型光学传感器1012、位于微型光学传感器1012上准直器1013、位于准直器1013上的光学胶1014，OLED显示面板102内部设置有红外光源1021，红外光源1021散发的光线经过盖板层103后与手指104接触，在手指104的表面反射，该反射光线穿过OLED显示面板102膜层后，被微型光学传感器1012接收，柔性电路板1011根据微型光学传感器1012捕获的光线模型，识别手指104表面的轮廓形状，实现屏下指纹识别。
现有屏下指纹识别技术中受手指纹路的凹凸不平的影响，反射的光线有强弱，微型光学传感器抓取的反射光线十分微弱，大大影响了感光灵敏度，无法实现较高的指纹识别率的技术问题，需要改进。
发明内容
本发明提供一种指纹识别电路及OLED显示面板，能够解决现有屏下指纹识别技术中受手指纹路的凹凸不平的影响，反射的光线有强弱，微型光学传感器抓取的反射光线十分微弱，大大影响了感光灵敏度，无法实现较高的指纹识别率的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种指纹识别电路，包括第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)、第三薄膜晶体管(T3)、第四薄膜晶体管(T4)、第五薄膜晶体管(T5)、电容单元、电压检测线、模数转换器以及控制器。
所述电容单元一侧的移动极板电性连接于第三节点(C)，另一侧固定极板电性连接于第一节点(A)，用于触摸或按压所述移动极板后，所述移动极板发生形变和/或所述移动极板向所述固定极板靠近；触摸或按压消失后，所述移动极板自复位至原状态。
所述第一薄膜晶体管(T1)的栅极电性连接于第一节点(A)，源极电性连接于第三节点(C)，漏极电性连接于第二节点(B)，所述第一节点(A)电性连接有参考电压Vref。
所述第二薄膜晶体管(T2)的栅极电性连接于第一扫描电压(scan1)，源极电性连接于第一节点(A)，漏极电性连接于第二节点(B)。
所述第三薄膜晶体管(T3)的栅极电性连接于第二扫描电压(scan2)，源极电性连接于第二节点(B)，漏极电性连接于电压检测线，所述电压检测线用于检测第二节点(B)的电压，并将第二节点(B)的电压发送给所述模数转换器。
所述第四薄膜晶体管(T4)的栅极电性连接于基准电压(EM)，源极电性连接于第二节点(B)，漏极电性连接于电源负电压(VSS)。
所述第五薄膜晶体管(T5)的栅极电性连接于基准电压(EM)，源极电性连接于电源正电压(VDD)，漏极电性连接于第三节点(C)。
所述模数转换器用于获取第二节点(B)的电压并将其转换为数字信号，并将该数字信号发送给所述控制器，所述控制器比对所述数字信号与已存储的指纹对应的标准数字信号，若所述数字信号与所述标准数字信号之差小于阈值，确定所述数字信号对应触摸指纹为所述控制器中存储的指纹。
根据本发明一优选实施例，所述第一薄膜晶体管(T1)、所述第二薄膜晶体管(T2)、所述第三薄膜晶体管(T3)、所述第四薄膜晶体管(T4)、所述第五薄膜晶体管(T5)均为P型薄膜晶体管。
根据本发明一优选实施例，在复位阶段，所述基准电压(EM)为高电位信号，所述第一扫描电压(scan1)和所述第二扫描电压(scan2)为低电位信号，所述第四薄膜晶体管(T4)和所述第五薄膜晶体管(T5)处于截止状态，所述第一薄膜晶体管(T1)、所述第二薄膜晶体管(T2)和所述第三薄膜晶体管(T3)处于导通状态，所述第一薄膜晶体管(T1)的源极和漏极对所述电容单元两端充电。
根据本发明一优选实施例，在感测阶段，所述基准电压(EM)为低电位信号，所述第一扫描电压(scan1)为高电位信号，所述第二扫描电压(scan2)为低电位信号，所述第二薄膜晶体管(T2)处于截止状态，所述第三薄膜晶体管(T3)、所述第四薄膜晶体管(T4)和所述第五薄膜晶体管(T5)处于导通状态。
根据本发明一优选实施例，所述低电位信号为-4V至-10V范围内，所述高电位信号为0V至16V范围内。
根据本发明一优选实施例，参考电压Vref为低电位信号，所述阈值为正整数。
根据本发明一优选实施例，所述移动极板为导电的弹塑性材料制备而成。
依据上述指纹识别电路，本申请实施例还提供一种OLED显示面板，包括上述指纹识别电路。
根据本发明一优选实施例，所述OLED显示面板包括驱动电路层以及位于所述驱动电路层表面的发光器件层，所述驱动电路层与所述发光器件层相对的表面分别设置有固定极板和移动极板，所述驱动电路层和所述发光器件层之间设置有弹性介质层，所述固定极板、所述弹性介质层和移动极板形成所述指纹识别电路中电容单元。
根据本发明一优选实施例，所述OLED显示面板包括驱动电路层以及位于所述驱动电路层表面的发光器件层，所述驱动电路层中源/漏极为固定极板，所述发光器件层中阳极为移动极板，所述阳极与所述源/漏极之间设置有弹性介质层，所述固定极板、所述弹性介质层和移动极板形成所述指纹识别电路中电容单元。
本发明的有益效果：本发明提供一种指纹识别电路及OLED显示面板，指纹识别电路嵌设OLED显示面板内，包括电容单元，电容单元的移动极板采用导电的弹塑性材料制备的，用手指触摸或按压所述移动极板后，所述移动极板会发生形变，且向所述固定极板靠近，松开手指后，所述移动极板会远离所述固定极板，并自复位至原状态，在触摸或按压的过程中，电容单元会发生变化，流过指纹识别电路中第一薄膜晶体管的源/漏极电流会发生变化，导致第二节点(B)电压会发生变化，进而测量第二节点(B)的电压，并将第二节点(B)的电压转化为数字信号，来评估该指纹按压的的面积和压力转换相应为的数字信号是否为已存储的指纹信息的标准数字信号，该指纹检测方法简单，易于实现，且灵敏度高。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的OLED显示面板中指纹识别结构示意图。
图2为本申请实施例提供一种指纹识别电路示意图。
图3为本申请实施例提供一种指纹识别电路中驱动信号变化示意图。
图4为本申请实施例提供一种OLED显示面板结构示意图。
图5为本申请实施例提供另一种OLED显示面板结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示，图中虚线表示在结构中并不存在的，仅仅说明结构的形状和位置。
本发明针对现有屏下指纹识别技术中受手指纹路的凹凸不平的影响，反射的光线有强弱，微型光学传感器抓取的反射光线十分微弱，大大影响了感光灵敏度，无法实现较高的指纹识别率的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。
如图2所示，本申请实施例提供一种指纹识别电路，包括第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)、第三薄膜晶体管(T3)、第四薄膜晶体管(T4)、第五薄膜晶体管(T5)、电容单元201、电压检测线202、模数转换器204以及控制器205。
第一薄膜晶体管(T1)的栅极电性连接于第一节点(A)，源极电性连接于第三节点(C)，漏极电性连接于第二节点(B)，第一节点(A)电性连接有参考电压Vref，参考电压Vref用于使第一薄膜晶体管(T1)处于导通状态；第二薄膜晶体管(T2)的栅极电性连接于第一扫描电压(scan1)，源极电性连接于第一节点(A)，漏极电性连接于第二节点(B)。
电容单元201一侧的移动极板电性连接于第三节点(C)，另一侧固定极板电性连接于第一节点(A)，移动极板为导电的弹塑性材料制备而成，用手指触摸或按压移动极板后，移动极板会发生形变，且向固定极板靠近，松开手指后，移动极板会远离固定极板，并回复原状，在按压和松开的过程中，电容单元201的电容会发生变化，导致第二节点(B)电压会发生变化。
第三薄膜晶体管(T3)的栅极电性连接于第二扫描电压(scan2)，源极电性连接于第二节点(B)，漏极电性连接于电压检测线202，电压检测线202用于检测第二节点(B)的电压，并将第二节点(B)的电压发送给模数转换器204，其中，电压检测线202还连接有寄生电容203，避免电压检测线202因电流过大造成损坏，另外电压检测线202还为第一节点(A)提供参考电压Vref。
模数转换器204用于将第二节点(B)的电压转换为数字信号，并将该数字信号发送给控制器205，控制器205比对数字信号与已存储的指纹对应的标准数字信号，若数字信号与标准数字信号之差小于阈值，确定数字信号对应触摸指纹为控制器205中存储的指纹，阈值优选为正整数。
第四薄膜晶体管(T4)的栅极电性连接于基准电压(EM)，源极电性连接于第二节点(B)，漏极电性连接于电源负电压(VSS)；第五薄膜晶体管(T5)的栅极电性连接于基准电压(EM)，源极电性连接于电源正电压(VDD)，漏极电性连接于第三节点(C)。
具体地，如图2和图3所示，本实施例中的第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)、第三薄膜晶体管(T3)、第四薄膜晶体管(T4)、第五薄膜晶体管(T5)均优选为P型薄膜晶体管。在复位阶段，基准电压(EM)为高电位信号，第一扫描电压(scan1)和第二扫描电压(scan2)为低电位信号，第四薄膜晶体管(T4)和第五薄膜晶体管(T5)处于截止状态，第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)和第三薄膜晶体管(T3)处于导通状态，第一薄膜晶体管(T1)的源极和漏极对电容单元两端充电。在感测阶段，基准电压(EM)为低电位信号，第一扫描电压(scan1)为高电位信号，第二扫描电压(scan2)为低电位信号，第二薄膜晶体管(T2)处于截止状态，第三薄膜晶体管(T3)、第四薄膜晶体管(T4)和第五薄膜晶体管(T5)处于导通状态，其中，低电位信号为-4V至-10V范围内，高电位信号为0V至16V范围内，参考电压Vref为低电位信号。从图3中可以，按压和松开两种状态下，电压检测线202检测到两种第二节点(B)的电压值是不同的，按压状态下，由于电容单元201中移动极板会发生形变，且向固定极板靠近，导致电容单元201两极板之间的距离变小，电容单元201的电容变大，流经第一薄膜晶体管(T1)的源/漏极电流变大，提高了第二节点(B)的电压值，由于触摸或按压电容单元201后，指纹识别电路中流经第一薄膜晶体管(T1)电流和第二节点(B)电压发生了变化，且不同按压面积和压力，流经第一薄膜晶体管(T1)电流和第二节点(B)电压不同，本申请基于这个发明点，利用电压检测线202获取第二节点(B)电压，并将第二节点(B)电压转化为数字信号，与控制器205中相应的指纹对应的标准数字信号进行比对，实现屏下指纹的识别。
依据上述实施例中的指纹识别电路，如图4和图5所示，本申请还提供一种OLED显示面板300，该OLED显示面板300包括上述实施例中的指纹识别电路，指纹识别电路嵌设在OLED显示面板300内部。
OLED显示面板300的部分结构如下：如图4所示，OLED显示面板包括驱动电路层以及位于驱动电路层表面的发光器件层，驱动电路层包括柔性基板301、位于柔性基板301表面的有源层3024、位于柔性基板301上且覆盖有源层3024的第一栅绝缘层3021、位于第一栅绝缘层3021表面的第一栅极3025、位于第一栅绝缘层3021上且覆盖第一栅极3025的第二栅绝缘层3022、位于第二栅绝缘层3022上的第二栅极3026、位于第二栅绝缘层3022上且覆盖第二栅极3026的层间绝缘层3023、位于层间绝缘层3023上的源极3027、漏极3028以及固定极板3031。在驱动电路层表面制备弹性介质层3032，弹性介质层3032覆盖源极3027、漏极3028以及固定极板3031，然后在弹性介质层3032表面制备发光器件层，发光器件层包括位于弹性介质层3032表面的阳极3041、移动极板3033和像素定义层3042，阳极3041表面平铺发光层3043，在像素定义层3042表面制备一层阴极层3044，最后在发光器件层表面制备封装盖板305，其中，柔性基板301包括第一柔性层3011、阻水层3012以及第一柔性层3013，源极3027通过源极接触孔与有源层3024中源极接触区电性连接，漏极3028通过漏极接触孔与有源层3024中漏极接触区电性连接，阳极3041与阳极过孔与漏极3028电性连接，固定极板3031、弹性介质层3032和移动极板3033形成指纹识别电路中电容单元303，若手指触摸或按压OLED显示面板，移动极板3033会向固定极板3031移动，且会发生形变，电容单元的间距变小，电容单元的电容变大，流经第一薄膜晶体管T1的电流和第二节点(B)电压会发生变化，该第二节点(B)电压为本申请的发明点，指纹识别电路中模数转换器将第二节点(B)电压转换数字信号，控制器根据该数字信号与控制器中相应的指纹对应的标准数字信号比对，若该数字信号与标准数字信号之差小于阈值，确定第二节点(B)电压对应触摸指纹为控制器中存储的指纹，该检测电路无需设置光学模块，将指纹按压的的面积和压力转换相应为的数字信号，检测方法简单，易于实现，灵敏度高。
如图5所示，本实施例中的指纹识别电路中电容单元设置在驱动电路层和发光器件层之间，驱动电路层中源极3027或漏极3028为电容单元一侧固定极板，发光器件层中阳极3041为电容单元另一侧移动极板，阳极3041与源极3027或漏极3028之间设置有布弹性介质层3029，阳极3041、源极3027或漏极3028、弹性介质层3029形成指纹识别电路中电容单元，其他的结构跟图4类似，此处不再赘述。
本发明提供一种指纹识别电路及OLED显示面板，指纹识别电路嵌设OLED显示面板内，包括电容单元，电容单元的移动极板采用导电的弹塑性材料制备的，用手指触摸或按压移动极板后，移动极板会发生形变，且向固定极板靠近，松开手指后，移动极板会远离固定极板，并自复位至原状态，在按压、触摸和松开的手指的过程中，电容单元会发生变化，流过指纹识别电路中第一薄膜晶体管的源/漏极电流会发生变化，导致第二节点(B)电压会发生变化，进而测量第二节点(B)的电压，并将第二节点(B)的电压转化为数字信号，来评估该指纹按压的的面积和压力转换相应为的数字信号是否为已存储的指纹信息的标准数字信号，该指纹检测方法简单，易于实现，且灵敏度高。
综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别电路，其特征在于，包括第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)、第三薄膜晶体管(T3)、第四薄膜晶体管(T4)、第五薄膜晶体管(T5)、电容单元、电压检测线、模数转换器以及控制器；
所述电容单元一侧的移动极板电性连接于第三节点(C)，另一侧固定极板电性连接于第一节点(A)，用于触摸或按压所述移动极板后，所述移动极板发生形变和/或所述移动极板向所述固定极板靠近；触摸或按压消失后，所述移动极板自复位至原状态；
所述第一薄膜晶体管(T1)的栅极电性连接于第一节点(A)，源极电性连接于第三节点(C)，漏极电性连接于第二节点(B)，所述第一节点(A)电性连接有参考电压Vref；
所述第二薄膜晶体管(T2)的栅极电性连接于第一扫描电压(scan1)，源极电性连接于第一节点(A)，漏极电性连接于第二节点(B)；
所述第三薄膜晶体管(T3)的栅极电性连接于第二扫描电压(scan2)，源极电性连接于第二节点(B)，漏极电性连接于电压检测线，所述电压检测线用于检测第二节点(B)的电压，并将第二节点(B)的电压发送给所述模数转换器；
所述第四薄膜晶体管(T4)的栅极电性连接于基准电压(EM)，源极电性连接于第二节点(B)，漏极电性连接于电源负电压(VSS)；
所述第五薄膜晶体管(T5)的栅极电性连接于基准电压(EM)，源极电性连接于电源正电压(VDD)，漏极电性连接于第三节点(C)；
所述模数转换器用于获取第二节点(B)的电压并将其转换为数字信号，并将该数字信号发送给所述控制器，所述控制器比对所述数字信号与已存储的指纹对应的标准数字信号，若所述数字信号与所述标准数字信号之差小于阈值，确定所述数字信号对应触摸指纹为所述控制器中存储的指纹。
2.根据权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，所述第一薄膜晶体管(T1)、所述第二薄膜晶体管(T2)、所述第三薄膜晶体管(T3)、所述第四薄膜晶体管(T4)、所述第五薄膜晶体管(T5)均为P型薄膜晶体管。
3.根据权利要求2所述的指纹识别电路，其特征在于，在复位阶段，所述基准电压(EM)为高电位信号，所述第一扫描电压(scan1)和所述第二扫描电压(scan2)为低电位信号，所述第四薄膜晶体管(T4)和所述第五薄膜晶体管(T5)处于截止状态，所述第一薄膜晶体管(T1)、所述第二薄膜晶体管(T2)和所述第三薄膜晶体管(T3)处于导通状态，所述第一薄膜晶体管(T1)的源极和漏极对所述电容单元两端充电。
4.根据权利要求3所述的指纹识别电路，其特征在于，在感测阶段，所述基准电压(EM)为低电位信号，所述第一扫描电压(scan1)为高电位信号，所述第二扫描电压(scan2)为低电位信号，所述第二薄膜晶体管(T2)处于截止状态，所述第三薄膜晶体管(T3)、所述第四薄膜晶体管(T4)和所述第五薄膜晶体管(T5)处于导通状态。
5.根据权利要求4所述的指纹识别电路，其特征在于，所述低电位信号为-4V至-10V范围内，所述高电位信号为0V至16V范围内。
6.根据权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，参考电压Vref为低电位信号，所述阈值为正整数。
7.根据权利要求1所述的指纹识别电路，其特征在于，所述移动极板为导电的弹塑性材料制备而成。
8.一种OLED显示面板，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的指纹识别电路。
9.根据权利要求8所述的OLED显示面板，其特征在于，所述OLED显示面板包括驱动电路层以及位于所述驱动电路层表面的发光器件层，所述驱动电路层与所述发光器件层相对的表面分别设置有固定极板和移动极板，所述驱动电路层和所述发光器件层之间设置有弹性介质层，所述固定极板、所述弹性介质层和移动极板形成所述指纹识别电路中电容单元。
10.根据权利要求8所述的OLED显示面板，其特征在于，所述OLED显示面板包括驱动电路层以及位于所述驱动电路层表面的发光器件层，所述驱动电路层中源/漏极为固定极板，所述发光器件层中阳极为移动极板，所述阳极与所述源/漏极之间设置有弹性介质层，所述固定极板、所述弹性介质层和移动极板形成所述指纹识别电路中电容单元。
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