CN116721447A - 超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置，涉及显示技术领域，提高指纹识别精。超声指纹识别电路包括指纹识别单元，指纹识别单元包括：与第一节点连接的超声指纹识别传感器；分别与复合信号线、第一控制信号线和第一节点连接的控制模块，响应第一控制信号线提供的第一电平向第一节点提供复位电位、响应复合信号线提供的第一电平向第一节点提供拉高电位；分别与第二控制信号线、第一节点和读取信号线连接的读取模块，响应第二控制信号线提供的第一电平，对第一节点的检测信号进行读取；一个指纹识别单元连接的第一控制信号线复用为另一个指纹识别单元连接的第二控制信号线。

Description

超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置
【技术领域】
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置。
【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显示装置逐渐进入人们的生活工作中，指纹识别技术凭借指纹具有唯一身份的特性，在解锁、安全支付等应用中得到了广泛应用。其中，对于超声指纹识别技术，由于超声波穿透性强，即使在手指表面存在水渍、污渍的情况下，仍能对指纹进行识别，因而备用关注。
但是，基于目前的超声指纹识别电路的设计，电路中走线数量较多，读取到的信号在传输过程中会受到走线之间所产生的耦合电容的干扰，导致识别精度不高。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置，提高了指纹识别精度。
一方面，本发明实施例提供了一种超声指纹识别电路，包括多个指纹识别单元，各所述指纹识别单元包括：
超声指纹识别传感器，所述超声指纹识别传感器与第一节点电连接，用于将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去、以及将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至所述第一节点；
控制模块，所述控制模块分别与复合信号线、第一控制信号线和所述第一节点电连接，用于响应于所述第一控制信号线提供的第一电平向所述第一节点提供复位电位、以及响应于所述复合信号线提供的第一电平向所述第一节点提供拉高电位；
读取模块，所述读取模块分别与第二控制信号线、所述第一节点和读取信号线电连接，用于响应于所述第二控制信号线提供的第一电平，对所述第一节点的检测信号进行读取；
其中，与一个所述指纹识别单元电连接的所述第一控制信号线，复用为与另一个所述指纹识别单元电连接的所述第二控制信号线。
另一方面，本发明实施例提供了一种超声指纹识别电路的驱动方法，用于驱动上述超声指纹识别电路，
所述超声指纹识别电路的指纹识别单元的驱动周期包括准备时段、拉高时段和读取时段；
所述驱动方法包括：
在所述准备时段，超声指纹识别传感器将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去，第一控制信号线提供第一电平，控制模块将复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点；
在所述拉高时段，所述超声指纹识别传感器将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至所述第一节点，所述复合信号线提供第一电平，所述控制模块将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高；
在所述读取时段，所述第二控制信号线提供第一电平，所述读取模块对所述第一节点的检测信号进行读取。
再一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板的显示区包括主显示区和指纹识别区；
上述超声指纹识别电路，所述超声指纹识别电路设于所述指纹识别区；
处理器，所述处理器与读取信号线电连接，用于根据所述的读取信号线读取的信号，对指纹进行识别。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1为本发明实施例所提供的指纹识别电路的结构示意图；
图2为图1所示的电路结构对应的时序图；
图3为图1所示的电路结构对应的另一种时序图；
图4为本发明实施例所提供的超声指纹识别电路的另一种结构示意图；
图5为图4所示的电路结构对应的时序图；
图6为图4所示的电路结构对应的另一种时序图；
图7为本发明实施例所提供的指纹识别单元的电路结构示意图；
图8为图7所示的指纹识别单元对应的超声指纹识别电路的结构示意图；
图9为本发明实施例所提供的二极管和晶体管TFT-D的漏电流的曲线示意图；
图10为本发明实施例所提供的二极管和晶体管TFT-D的漏电流的另一种曲线示意图；
图11为非晶硅层的厚度与工作电流、漏电流、开启电压和电子迁移率之间的关系曲线图；
图12为本发明实施例所提供的第二晶体管的结构示意图；
图13为本发明实施例所提供的第二晶体管的膜层结构示意图；
图14为本发明实施例所提供的第二晶体管的另一种膜层结构示意图；
图15为本发明实施例所提供的指纹识别单元的另一种电路结构示意图；
图16为图15所示的指纹识别单元对应的超声指纹识别电路的结构示意图；
图17为本发明实施例所提供的指纹识别单元的再一种电路结构示意图；
图18为本发明实施例所提供的指纹识别单元的又一种结构示意图；
图19为本发明实施例所提供的第三晶体管的膜层结构示意图；
图20为本发明实施例所提供的指纹识别单元的另一种结构示意图；
图21为图20所示的电路结构对应的时序图；
图22为本发明实施例所提供的超声指纹识别传感器的结构示意图；
图23为本发明实施例所提供的驱动方法的流程图；
图24为本发明实施例所提供的超声信号转换的电信号进行斩波处理后的波形图；
图25为本发明实施例所提供的驱动方法的另一种流程图；
图26为本发明实施例所提供的另一种时序图；
图27为本发明实施例所提供的该显示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明实施例提供了一种超声指纹识别电路，如图1所示，图1为本发明实施例所提供的指纹识别电路的结构示意图，超声指纹识别电路包括多个指纹识别单元1，各指纹识别单元1包括超声指纹识别传感器2、控制模块3和读取模块4。其中，超声指纹识别传感器2与第一节点N1电连接，用于将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去、以及将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至第一节点N1；控制模块3分别与复合信号线cp、第一控制信号线reset和第一节点N1电连接，用于响应于第一控制信号线reset提供的第一电平向第一节点N1提供复位电位、以及响应于复合信号线cp提供的第一电平向第一节点N1提供拉高电位；读取模块4分别与第二控制信号线read、第一节点N1和读取信号线read line电连接，用于响应于第二控制信号线read提供的第一电平，对第一节点N1的检测信号进行读取。
其中，与一个指纹识别单元1电连接的第一控制信号线reset，复用为与另一个指纹识别单元1电连接的第二控制信号线read。为方便区分，图1中用read1、reset1和cp1分别表示一个指纹识别单元1对应的第一控制信号线reset、第二控制信号线read和复合信号线cp，用read2、reset2和cp2分别表示另一个指纹识别单元1对应的第一控制信号线reset、第二控制信号线read和复合信号线cp。
首先，需要说明的是，上述第一电平和第二电平是对高低电平的限定，当第一电平为高电平时，第二电平为低电平，当第一电平为低电平时，第二电平为高电平，本发明实施例中是以第一电平为高电平、第二电平为低电平为例进行的说明。
具体地，指纹识别单元1的一帧的驱动周期包括准备时段、拉高时段和读取时段，在准备时段，超声指纹识别传感器2将用于进行指纹识别的电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去，控制模块3向第一节点N1提供复位电位，维持第一节点N1电位的稳定；在拉高时段，超声指纹识别传感器2将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至第一节点N1，并利用控制模块3向第一节点N1提供拉高电位，对第一节点N1的电位进行拉高；在读取时段，读取模块4对第一节点N1的检测信号进行读取。
进一步地，第一节点N1的检测信号具体可包括初始电压和检测电压，相应地，读取时段具体可包括初始电压读取时段和检测电压读取时段，其中，初始电压读取时段位于准备时段之前，检测电压读取时段位于拉高时段之后。
以下以读取时段包括初始电压读取时段和检测电压读取时段为例，结合图2，图2为图1所示的电路结构对应的时序图，对指纹识别单元的驱动原理进行具体说明：
指纹识别单元1一帧的驱动周期包括初始电压读取时段t1、准备时段t2和拉高时段t3和检测电压读取时段t4，为方便理解，图1所示的前一个指纹识别单元1(即标示read1、reset1和cp1的指纹识别单元)对应的各时段在图2中用t1_1～t4_1表示，图1所示的后一个指纹识别单元1(即标示read2、reset2和cp2的指纹识别单元)对应的各时段在图2中用t1_2～t4_2表示。
在初始电压读取时段t1，第二控制信号线read提供第一电平，读取模块4对第一节点N1的初始电压V1进行读取。
在准备时段t2，检测信号线Rbias向超声指纹识别传感器2输出用于进行指纹识别的电信号(如图2所示的Rbias信号)，超声指纹识别传感器2将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去，第一控制信号线reset提供第一电平，控制模块3将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1，也就是向第一节点N1提供了复位电位，使第一节点N1维持在稳定的低电位，防止第一节点N1的电位受到超声指纹识别传感器2所转换的超声信号的干扰。
在拉高时段t3，超声指纹识别传感器2将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至第一节点N1，由于由超声信号转换的电信号为高低电位波动的信号，为此，复合信号线cp提供第一电平，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，也就是向第一节点N1提供的拉高电位，使得该拉高电位与电信号中的低电位相互叠加，对第一节点N1的电位进行拉高，对超声信号转换的电信号进行斩波处理。
需要说明的是，超声信号转换的电信号为高低电位波动的信号，该电信号中的最高电位用于进行后续的检测识别，因此，该拉高电位只会对电信号中的低电位在合理范围进行拉高，拉高后的电位不会覆盖电信号中原始的最高电位。
在检测电压读取时段t4，第二控制信号线read提供第一电平，读取模块4对第一节点N1检测电压V2进行读取。
进而，处理器根据分时读取的V1和V2，通过判断V1和V2之间的差值，实现对指纹谷和指纹脊的识别。
基于上述驱动原理，在本发明实施例中，假定超声指纹识别电路包括n个指纹识别单元1，通过将一个指纹识别单元1电连接的第一控制信号线reset与另一个指纹识别单元1电连接的第二控制信号线read进行复用，在保证了n个指纹识别单元1均能正常工作的前提下，可以将原本所需设置的第一控制信号线reset和第二控制信号线read的数量由2n条减少至n+1条，从而在很大程度上减少了所需设置的控制信号线的数量。一方面，减少了控制信号线所需占用的空间，节约了超声指纹识别电路的设计空间，另一方面，还能减少控制信号线之间、以及控制信号线与其他走线之间的耦合，从而降低耦合电容对所读取的信号的干扰，提高读取到的信号的准确性，进而提高指纹识别的精确度。
此外，可以理解的是，在对第一节点N1的电压进行读取时，所读取的信号中不可避免地会存在噪声信号，而在本发明实施例中，当读取时段包括初始电压读取时段t1和检测电压读取时段t4时，在一帧的驱动周期内，分别在初始电压读取时段t1和检测电压读取时段t4对第一节点N1的电压进行了两次分时读取，并通过根据两个电压之间的差值对指纹的谷脊进行判断，因此，即使读取的信号中包含有噪声信号，两个电压做差时也会对噪声信号进行抵消，从而改善了噪声信号对检测精度的影响，有效提升了信噪比，进而进一步提高了指纹识别的精确度。
进一步地，基于上述结构，发明人经过研究发现，在初始电压读取时段t1对第一节点N1的初始电压进行读取时，不同指纹识别单元1的第一节点N1的初始电压可能存在差异，若直接对各初始电压进行读取的话，后续基于该初始电压与检测电压做差时，而指纹谷和指纹脊对应的微弱的差异极易被初始信号的差异覆盖，进而造成识别的不准确性。为此，在本发明实施例中，如图3所示，图3为图1所示的电路结构对应的另一种时序图，在初始电压读取时段t1之前，驱动周期还包括全局复位时段t0；在全局复位时段t0，第一控制信号线reset、第二控制信号线read和复合信号线cp分别提供第一电平，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1进行全局复位，此时，在每一帧的驱动周期开始之前，各指纹识别单元1中第一节点N1的电压均被统一复位至高电位，使得各指纹识别单元1在初始电压读取时段t1读取到的初始电压的大小均一，避免了初始电压的差异对识别精度造成影响。
可选地，如图4所示，图4为本发明实施例所提供的超声指纹识别电路的另一种结构示意图，多个指纹识别单元1构成沿第一方向排列的多个指纹识别单元组5，各指纹识别单元组5包括沿第二方向排列的多个指纹识别单元1，第一方向与第二方向相交；同一指纹识别单元组5中的多个指纹识别单元1电连接至同一条第一控制信号线reset和同一条第二控制信号线read；并且，在任意相邻两个指纹识别单元组5中，前一个指纹识别单元组5对应的第一控制信号线reset复用为后一个指纹识别单元组5对应的第二控制信号线read。
相较于每个指纹识别单元1分别对应设置一条第一控制信号线reset和一条第二控制信号线read而言，采用上述结构，位于同一指纹识别单元组5的多个指纹识别单元1，仅需对应设置一条第一控制信号线reset和一条第二控制信号线read，在此基础上，通过进一步令前一个指纹识别单元组5对应的第一控制信号线reset复用为后一个指纹识别单元组5对应的第二控制信号线read，更大程度地降低了全部指纹识别单元1所需设置的控制信号线的数量，从而进一步减少了控制信号线所需占用的空间，以及进一步降低控制信号线产生的耦合电容对所读取的信号的干扰。
需要说明的是，根据第一控制信号和第二控制信号的输出频率的不同，例如，当第一控制信号和第二控制信号的输出频率较高时，图4所示的电路结构对应的时序图可如图5所示，此时，read1信号中的第二个高电平与read4信号中的第一个高电平对齐；当第一控制信号和第二控制信号的输出频率较低时，图4所示的电路结构对应的另一种时序图可如图6所示，此时，read1信号中的第二个高电平与read3信号中的第一个高电平对齐。第一控制信号和第二控制信号的输出频率可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作具体限定。
进一步地，请再次参见图4，第一控制信号线reset和第二控制信号线read交替设置于相邻两个指纹识别单元组5之间的间隙内，任意相邻两个指纹识别单元组5之间的间隙内仅设置第一控制信号线reset和第二控制信号线read中的一者；并且，第i个指纹识别单元组5对应的第一控制信号线reset设于第i个指纹识别单元组5和第i+1个指纹识别单元组5之间的间隙内。如此设置，当第i个指纹识别单元组5对应的第一控制信号线reset复用为第i+1个指纹识别单元组5的第二控制信号线read时，由于第i个指纹识别单元组5对应的第一控制信号线reset设于二者之间的间隙内，因此，该第一控制信号线reset能够更方便地与第i个和第i+1个指纹识别单元组5中的指纹识别单元1电连接，降低了布线复杂度。
可选地，如图7和图8所示，图7为本发明实施例所提供的指纹识别单元的电路结构示意图，图8为图7所示的指纹识别单元对应的超声指纹识别电路的结构示意图，控制模块3包括第一晶体管M1和第二晶体管M2，其中，第一晶体管M1的栅极与第一控制信号线reset电连接，第一晶体管M1的第一极与第一节点N1电连接，第一晶体管M1的第二极与复合信号线cp电连接；第二晶体管M2的栅极和第二极均与复合信号线cp电连接，第二晶体管M2的第一极与第一节点N1电连接。
具体地，结合图3所示的时序，在全局复位时段t0，第一控制信号线reset、第二控制信号线read和复合信号线cp分别提供第一电平，第一晶体管M1在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下导通，第二晶体管M2在复合信号线cp提供的第一电平的作用下导通，复合信号线cp提供的第一电平经由导通的第一晶体管M1和第二晶体管M2传输至第一节点N1，对第一节点N1进行全局复位，使得各指纹识别单元1对应的初始电压大小均一，避免了初始电压的差异对识别精度造成影响。
结合图3所示的时序，在准备时段t2，第一控制信号线reset提供第一电平，第二控制信号线read和复合信号线cp提供第二电平，第一晶体管M1在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下导通，复合信号线cp提供的第二电平经由导通的第一晶体管M1传输至第一节点N1，使得第一节点N1维持在稳定的低电位，避免其受到超声信号的干扰。
结合图3所示的时序，在拉高时段t3，第一控制信号线reset和第二控制信号线read提供第二电平，复合信号线cp提供第一电平，第二晶体管M2在复合信号线cp提供的第一电平的作用下导通，第二晶体管M2的栅极和第二极电连接，使第二晶体管M2具有单向导通性，复合信号线cp提供的第一电平经由导通的第二晶体管M2传输至第一节点N1，利用第一电平的高电位对第一节点N1的电位进行拉高。
此外，需要说明的是，研究过程中一种尝试方案是采用二极管对第一节点N1的电位进行拉高操作，也就是将二极管的正极与第一节点N1电连接，将二极管的负极与复合信号线cp电连接，但是，由于二极管在关态时漏电流较大，那么，在对第一节点N1的电压进行读取时，二极管的漏电流会造成第一节点N1的电荷的损失，影响第一节点N1电位的稳定性。尤其地，对于所包括的指纹识别单元1数量较多的超声指纹识别电路来说，部分指纹识别单元1与处理器之间的间距较大，这部分指纹识别单元1读取到的信号传输至处理器时的传输路径本就较大，使得信号衰减程度较大，再加上漏电流对第一节点N1电位的影响，严重时会导致这部分指纹识别单元1的信号出现无法读取的情况，对识别造成影响。
为此，发明人经过研究发现，当将晶体管的栅极和第一极电连接，或是将晶体管的栅极和第二极电连接时(以下将栅极和第一极电连接的晶体管或栅极和第二极电连接的晶体管简称晶体管TFT-D)，结合表1，晶体管TFT-D在关态下的漏电流很小，要比二极管在关态下的漏电流小2～3个数量级。
表1
进一步地，如图9和图10所示，图9为本发明实施例所提供的二极管和晶体管TFT-D的漏电流的曲线示意图，图10为本发明实施例所提供的二极管和晶体管TFT-D的漏电流的另一种曲线示意图，其中，图9中纵坐标所示的Ioff为漏电流，图10中纵坐标所示的Ioff′＝lg|Ioff|，当二极管的宽为6μm，长为3μm时，在反向偏置电压为-5V的条件下，该二极管的漏电流为-1.06E-09A，参见图10，当晶体管TFT-D的宽也为6μm，长也为3μm时，晶体管TFT-D对应的Ioff′要远小于二极管对应的Ioff′，相应地，晶体管TFT-D在关态时的漏电流要远小于二极管在关态时的漏电流。
基于上述表述，在本发明实施例中，第二晶体管M2的栅极和第二极电连接，不仅可以使第二晶体管M2在导通时处于单向导通状态，而且，在检测电压读取时段t4，第二晶体管M2在复合信号线cp提供的第二电平的作用下截止时，第二晶体管M2的关态漏电流很小，对第一节点N1的电荷产生的损耗也很小，从而降低了漏电流对第一节点N1电位的影响，提高了第一节点N1电位的稳定性，进而提高了读取到的第一节点N1的电压的准确性。
可选地，第一晶体管M1为低温多晶硅晶体管。将第一晶体管M1设置为低温多晶硅晶体管时，第一晶体管M1具有较快的响应速度，能够在全局复位时段t0更快地对第一节点N1完成复位，使对第一节点N1的复位更充分。
可选地，第二晶体管M2为低温多晶氧化物晶体管或非晶硅晶体管。相较于硅基晶体管，低温多晶氧化物晶体管中不存在p沟道的反型态，因此，将第二晶体管M2设置为低温多晶氧化物晶体管时，能够使第二晶体管M2在关态时具有较低的漏电流；而对于非晶硅晶体管，由于非晶硅迁移率很低，电导率相应也很低，因而，将第二晶体管M2设置为非晶硅晶体管，也能够使得第二晶体管M2在关态时具有较低的漏电流。
进一步地，当将第二晶体管M2为非晶硅晶体管时，根据公式其中，W为沟道宽度，L为沟道长度，q为电子电量，k为玻尔兹曼常数，k/r为电荷体密度，Vd为晶体管的源漏电压，d为非晶硅层的膜厚，ε为光学禁带宽度，T为温度，μe和μp分别为电子和空穴的迁移率，可知，第二晶体管M2的漏电流和非晶硅层，也就是有源层的膜厚正相关，进而结合图11，图11为非晶硅层的厚度与工作电流、漏电流、开启电压和电子迁移率之间的关系曲线图，当第二晶体管M2的有源层的厚度为L1时，可以令L1满足：/>以保证第二晶体管M2具有较低的漏电流。
可选地，为使得第二晶体管M2具有较低的漏电流，且第一晶体管M1具有较高的响应速度，第二晶体管M2的宽长比小于第一晶体管M1的宽长比。
可选地，如图12所示，图12为本发明实施例所提供的第二晶体管的结构示意图，第二晶体管M2包括串联设置的第一子晶体管M21和第二子晶体管M22，其中，第一子晶体管M21和第二子晶体管M22的栅极电连接，第二子晶体管M22的第二极与第一子晶体管M21的第一极电连接，第二子晶体管M22的第一极与第二子晶体管M22的栅极、复合信号线cp电连接，第一子晶体管M21的第二极与第一节点N1电连接。通过将第二晶体管M2设置为两个串联的晶体管结构，增大了第二晶体管M2在版图设计中的长度，使得第二晶体管M2的宽长比减小，从而进一步降低了第二晶体管M2在关态时的漏电流。
在现有的晶体管的制作工艺中，晶体管的有源层的掺杂区均由高浓度工艺掺杂形成，导致晶体管的第一极和第二极之间会存在较大的漏电流，而在本发明实施例中，如图13所示，图13为本发明实施例所提供的第二晶体管的膜层结构示意图，第二晶体管M2包括有源层6，有源层6包括沟道区7、第一重掺杂区8和第二重掺杂区9，其中，第二晶体管M2的第一极s电连接至第一重掺杂区8，第二晶体管M2的第二极d电连接至第二重掺杂区9和栅极g；第一重掺杂区8与沟道区7之间可设有第一轻掺杂区10、第二重掺杂区9与沟道区7之间可设有第二轻掺杂区11，利用轻掺杂区中和掺杂区的掺杂浓度，从而减小第一极和第二极之间所产生的漏电流，进而降低第二晶体管M2的漏电流。
可选地，如图14所示，图14为本发明实施例所提供的第二晶体管的另一种膜层结构示意图，第二晶体管M2所在膜层包括依次设置的有源层6、栅极层12和源漏极层13；第二晶体管M2的栅极g位于栅极层12，第二晶体管M2的第一极(图中未示出)和第二极d位于源漏极层13，在垂直于有源层6所在平面的方向上，源漏极层13的正投影覆盖有源层6，从而利用源漏极层13对有源层6进行遮挡，避免外界环境光或者经由手指反射的光线照射到有源层6上加速载流子流动，避免第二晶体管M2漏电流的增大。
可选地，如图15和图16所示，图15为本发明实施例所提供的指纹识别单元的另一种电路结构示意图，图16为图15所示的指纹识别单元对应的超声指纹识别电路的结构示意图，控制模块3包括第三晶体管M3和开关单元14，其中，第三晶体管M3的第一极与第一节点N1电连接，第三晶体管M3的第二极与复合信号线cp电连接；第三晶体管M3的栅极通过开关单元14电连接至第三晶体管M3的第二极，开关单元14还与第一控制信号线reset电连接。
具体地，结合图3所示的时序，在全局复位时段t0，第一控制信号线reset、第二控制信号线read和复合信号线cp分别提供第一电平，开关单元14在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下驱动第三晶体管M3导通，使复合信号线cp提供的第一电平经由导通的第三晶体管M3传输至第一节点N1，对第一节点N1进行全局复位。在准备时段t2，第一控制信号线reset提供第一电平，开关单元14在第一控制信号线reset提供第一电平的作用下驱动第三晶体管M3导通，使复合信号线cp提供的第二电平经由导通的第三晶体管M3传输至第一节点N1，使第二节点维持在稳定的低电位，避免其受到超声信号的干扰。在拉高时段t3，复合信号线cp提供第一电平，开关单元14在第一控制信号线reset提供的第二电平的作用下驱动第三晶体管M3导通，使复合信号线cp提供的第一电平经由导通的第三晶体管M3传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高。
进一步地，请再次参见图15，开关单元14包括第四晶体管M4和二极管D，其中，第四晶体管M4的栅极与第一控制信号线reset电连接，第四晶体管M4的第一极与第三晶体管M3的栅极电连接，第四晶体管M4的第二极与第三晶体管M3的第二极电连接；结合图3所示的时序，第四晶体管M4用于在拉高时段t3，在第一控制信号线reset提供的第二电平的作用下导通，将复合信号线cp提供的第一电平传输至第三晶体管M3的栅极，驱动第三晶体管M3导通。二极管D的正极与第一控制信号线reset电连接，二极管D的负极与第三晶体管M3的栅极电连接；第四晶体管M4与第三晶体管M3的类型相反。结合图3所示的时序，二极管D用于在全局复位时段t0和准备时段t2，在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下导通，将第一控制信号线reset提供的高电平传输至第三晶体管M3的栅极，驱动第三晶体管M3导通。通过第四晶体管M4和二极管D的相互配合，能够使第三晶体管M3在各时段内处于相应的导通或截止状态，保证了电路的正常工作。
或者，如图17所示，图17为本发明实施例所提供的指纹识别单元的再一种电路结构示意图，开关单元14包括第五晶体管M5和第六晶体管M6，第五晶体管M5与第三晶体管M3的类型相反，第六晶体管M6与第三晶体管M3的类型相同。其中，第五晶体管M5的栅极与第一控制信号线reset电连接，第五晶体管M5的第一极与第三晶体管M3的栅极电连接，第五晶体管M5的第二极与第三晶体管M3的第二极电连接；结合图3所示的时序，第五晶体管M5用于在拉高时段t3，在第一控制信号线reset提供的第二电平的作用下导通，将复合信号线cp提供的第一电平传输至第三晶体管M3的栅极，驱动第三晶体管M3导通。第六晶体管M6的栅极和第一极分别与第一控制信号线reset电连接，第六晶体管M6的第二极与第三晶体管M3的栅极电连接；结合图3所示的时序，第六晶体管M6用于在全局复位时段t0和准备时段t2，在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下导通，将第一控制信号线reset提供的高电平传输至第三晶体管M3的栅极，驱动第三晶体管M3导通。通过第五晶体管M5和第六晶体管M6的相互配合，能够使第三晶体管M3在各时段内处于相应的导通或截止状态，保证了电路的正常工作。
此外，由于第六晶体管M6的栅极和第一极电连接，因此，结合前面对晶体管TFT-D的分析，第六晶体管M6在关态时具有较低的漏电流，从而保证了第三晶体管M3栅极电位的稳定性。而且，还可以将第六晶体管M6设置为低温多晶硅晶体管，以使其具有较快的响应速度。
可选地，第三晶体管M3为低温多晶氧化物晶体管或非晶硅晶体管，以保证第三晶体管M3在关态时具有较低的漏电流。
进一步地，结合前述实施例对第二晶体管M2的分析，当第三晶体管M3为非晶硅晶体管时，第三晶体管M3的非晶硅层的厚度为L2，可以令L2满足： 以进一步保证第三晶体管M3具有较低的漏电流。
可选地，如图18所示，图18为本发明实施例所提供的指纹识别单元的又一种结构示意图，第三晶体管M3包括串联设置的第三子晶体管M31和第四子晶体管M32，第三子晶体管M31和第四子晶体管M32的栅极电连接，第四子晶体管M32的第二极与第三子晶体管M31的第一极电连接，第四子晶体管M32的第一极与复合信号线cp电连接，第三子晶体管M31的第二极与第一节点N电连接。通过将第三晶体管M3设置为串联的两个晶体管结构，增大了第三晶体管M3在版图设计中的长度，使得第三晶体管M3的宽长比减小，从而进一步降低了第三晶体管M3在关态时的漏电流。
可选地，如图19所示，图19为本发明实施例所提供的第三晶体管的膜层结构示意图，第三晶体管M3包括有源层6，有源层6包括沟道区7、第一重掺杂区8和第二重掺杂区9，其中，第三晶体管M3的第一极电连接至第一重掺杂区8，第三晶体管M3的第二极电连接至第二重掺杂区9；第一重掺杂区8与沟道区7之间设有第一轻掺杂区10、第二重掺杂区9与沟道区7之间设有第二轻掺杂区11，利用轻掺杂区中和掺杂区的掺杂浓度，从而减小第一极和第二极之间所产生的漏电流，进而降低第三晶体管M3的漏电流。
需要说明的是，结合图15，由于二极管D为单向导通结构，在初始状态下，若第三晶体管M3的栅极电位，也就是二极管D的负极电位不明确，二极管D可能会处于反向偏置状态，导致第一控制信号线reset提供的第一电平无法传输至第三晶体管M3的栅极，进而导致电路失效。
为此，在本发明实施例中，如图20所示，图20为本发明实施例所提供的指纹识别单元的另一种结构示意图，控制模块3还包括复位单元15，复位单元15分别与第三控制信号线cl、复位信号线Rst和第三晶体管M3的栅极电连接，用于在第三控制信号线cl提供的有效电平的作用下，将复位信号线Rst提供的复位信号传输至第三晶体管M3的栅极，对第三晶体管M3的栅极进行复位，其中，有效电平为第一电平或第二电平。
具体地，如图21所示，图21为图20所示的电路结构对应的时序图，在准备时段之前，驱动周期还包括节点复位时段t0′，需要说明的是，当驱动周期包括初始电压读取时段t1时，节点复位时段t0′位于初始电压读取时段t1之前。在节点复位时段t0′，通过利用复位单元15对二极管D的负极进行复位，能够使二极管D的负极维持在稳定的低电位，避免二极管D反向偏置，保证二极管D后续工作的可靠性，提高了电路工作的稳定性。
进一步地，请再次参见图20，复位单元15包括第七晶体管M7，第七晶体管M7的栅极与第三控制信号线cl电连接，第七晶体管M7的第一极与复位信号线Rst电连接，第七晶体管M7的第二极与第三晶体管M3的栅极电连接，当第七晶体管M7为N型晶体管时，上述有效电平为第一电平，当第七晶体管M7为P型晶体管时，上述有效电平为第二电平。结合图21所示的时序，第七晶体管M7在第三控制信号线cl提供的第一电平或第二电平的作用下导通，复位信号线Rst提供的复位信号经由导通的第七晶体管M7传输至第三晶体管M3的栅极，实现对第三晶体管M3的栅极和二极管D的负极的复位。
需要说明的是，结合图15，在本发明其他可选的实施例中，也可不设置复位单元15，直接在初始电压读取时段t1之前，令第一控制信号线reset和复合信号线cp提供第二电平，使第四晶体管M4在第一控制信号线reset提供的第二电平的作用下导通，将复合信号线cp提供的第二电平传输至第三晶体管M3的栅极，实现对第三晶体管M3的栅极和二极管D的负极的复位。
可选地，请再次参见图7、图15和图17，读取模块4包括第八晶体管M8和第九晶体管M9，其中，第八晶体管M8的栅极与第一节点N1电连接，第八晶体管M8的第一极与固定电位信号线VDD电连接；第九晶体管M9的栅极与第二控制信号线read电连接，第九晶体管M9的第一极与第八晶体管M8的第二极电连接，第九晶体管M9的第二极与读取信号线read line电连接。
具体地，在拉高时段t3，超声指纹识别传感器2将经由手指反射的超声信号转换为电信号为高低点位波动的信号，由于第一节点N1的电位为第八晶体管M8的栅极电位，第一节点N1的电位能够控制第八晶体管M8的导通状态，为了避免电信号中的低电位对第八晶体管M8的导通状态造成影响，导致第八晶体管M8工作不稳定，通过利用控制模块3将第一节点N1的电位在合理范围内拉高，使得在检测电压读取时段t4，第八晶体管M8的栅极电位满足：Vgs＞Vth，且Vds＞Vgs-Vth，此时，第八晶体管M8处于饱和状态，根据晶体管的饱和特性可知，第八晶体管M8的源漏电流Ids和源漏电压Vds无关，只会随着栅源电压Vgs的增大而增大。在该种情况下，当第一节点N1的检测电压较高时，第八晶体管的Vgs较大，相应地，由第八晶体管M8传输至第九晶体管M9的电流也就较大，那么，读取信号线read line所读取到的用于反馈第一节点N1检测电压的信号强度也就较大；当第一节点N1的检测电压较低时，第八晶体管的Vgs较小，相应地，由第八晶体管M8传输至第九晶体管M9的电流较小，那么，所读取到的用于反馈第一节点N1检测电压的信号强度也就较小，进而通过根据读取到的信号强度对第一节点N1检测电压的大小进行获取。
可选地，请再次参见请再次参见图7、图15和图17，指纹识别单元1还包括存储电容C，存储电容C的第一极板与第一节点N1电连接，存储电容C的第二极板与固定电位信号线VDD电连接，从而在拉高时段t3利用存储电容C对第一节点N1的电位进行稳定。而且，在图7所示的电路结构中，在拉高时段t3，单向导通的第二晶体管M2能够进一步使得存储电容C的电荷保持至读取完毕，进一步提高了读取过程中第一节点N1电位的稳定性。
可选地，如图22所示，图22为本发明实施例所提供的超声指纹识别传感器的结构示意图，超声指纹识别传感器2包括：第一电极16，第一电极16与检测信号线Rbias电连接；与第一电极16相对设置的第二电极17，第二电极17与第一节点N1电连接；位于第一电极16与第二电极17之间的超声材料层18。具体地，在准备时段t2，检测信号线Rbias向超声指纹识别传感器2的第一电极16输出识别用的电信号，超声材料层18将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去；在拉高时段t3，经由手指反射的超声信号反射回来，超声材料层18将反射回来的超声信号转化为电信号并通过第二电极17传输至第一节点N1，以实现超声指纹识别传感器2的正常工作。
本发明实施例还提供了一种超声指纹识别电路的驱动方法，用于驱动上述超声指纹识别电路，结合图1，超声指纹识别电路的指纹识别单元1的驱动周期包括准备时段、拉高时段和检测电压读取时段。如图23所示，图23为本发明实施例所提供的驱动方法的流程图，该驱动方法包括：
步骤S1：在准备时段，超声指纹识别传感器2将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去，第一控制信号线reset提供第一电平，控制模块3将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1，也就是向第一节点N1提供了复位电位，使第一节点N1维持在稳定的低电位。
步骤S2：在拉高时段，超声指纹识别传感器2将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至第一节点N1，复合信号线cp提供第一电平，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高，也就是对超声信号转换的电信号进行斩波处理。
需要说明的是，超声信号转换的电信号为高低电位波动的信号，该电信号中的最高电位用于进行后续的检测识别，因此，拉高电位只会对电信号中的低电位在合理范围进行拉高，拉高后的电位不会覆盖电信号中原始的最高电位，其中，超声信号转换的电信号进行斩波处理后的波形图如图24所示。
步骤S3：在读取时段，第二控制信号线read提供第一电平，读取模块4对第一节点N1的检测信号进行读取。
在利用上述驱动方法所驱动的指纹识别电路中，一个指纹识别单元1电连接的第一控制信号线reset可以与另一个指纹识别单元1电连接的第二控制信号线read进行复用，从而在很大程度上减少了所需设置的控制信号线的数量；一方面，减少了控制信号线所需占用的空间，节约了超声指纹识别电路的设计空间，另一方面，还能减少控制信号线之间、以及控制信号线与其他走线之间的耦合，从而降低耦合电容对所读取的信号的干扰，提高读取到的信号的准确性，进而提高指纹识别的精确度。
进一步地，结合图2，读取时段具体可包括初始电压读取时段t1和检测电压读取时段t4，初始电压读取时段t1位于准备时段t2之前，检测电压读取时段t4位于拉高时段t3之后，也就是说，超声指纹识别电路的指纹识别单元1的驱动周期包括初始电压读取时段t1、准备时段t2、拉高时段t3和检测电压读取时段t4。基于此，如图25所示，图25为本发明实施例所提供的驱动方法的另一种流程图，步骤S3具体可包括：
步骤S31：在初始电压读取时段t1，第二控制信号线read提供第一电平，读取模块4对第一节点N1的初始电压V1进行读取。
步骤S32：在检测电压读取时段t4，第二控制信号线read提供第一电平，读取模块4对第一节点N1的检测电压进行读取。
进而，处理器根据分时读取的V1和V2，通过判断V1和V2之间的差值，进而实现对指纹谷和指纹脊的识别。
采用上述读取方法，在一帧的驱动周期内，分别在初始电压读取时段t1和检测电压读取时段t4对第一节点N1的电压进行了两次分时读取，并根据两个电压之间的差值对指纹的谷脊进行判断，因此，即使读取的信号中包含有噪声信号时，两个电压做差时也会对噪声信号进行抵消，从而改善了噪声信号对检测精度的影响，有效提升了信噪比。
可选地，请再次参见图3，在初始电压读取时段t1之前，驱动周期还包括全局复位时段t0；结合图3所示的时序，在全局复位时段t0，第一控制信号线reset、第二控制信号线read和复合信号线cp分别提供第一电平，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1进行复位。
需要说明的是，如图26所示，图26为本发明实施例所提供的另一种时序图，在本发明实施例中，是在每一帧驱动周期内均进行了一次全局复位操作，从而使得每一帧内各指纹识别单元1中第一节点N1的电压均被统一复位至高电位，使得在每一帧内各指纹识别单元1在初始电压读取时段t1读取到的初始电压的大小均一，避免了初始电压的差异性对识别精度的影响。
可选地，请再次参见图7，控制模块3包括：第一晶体管M1，第一晶体管M1的栅极与第一控制信号线reset电连接，第一晶体管M1的第一极与第一节点N1电连接，第一晶体管M1的第二极与复合信号线cp电连接；第二晶体管M2，第二晶体管M2的栅极和第二极分别与复合信号线cp电连接，第二晶体管M2的第一极与第一节点N1电连接。
基于上述结构，结合图3所示的时序，在准备时段t2，控制模块3将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1的过程包括：在准备时段t2，第一控制信号线reset提供第一电平，复合信号线cp提供第二电平，第一晶体管M1在第一电平的作用下导通，复合信号线cp提供的第二电平经由导通的第一晶体管M1传输至第一节点N1，使得第一节点N1维持在稳定的低电位，避免其受到超声信号的干扰。
结合图3所示的时序，在拉高时段t3，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高的过程包括：在拉高时段t3，第一控制信号线reset提供第二电平，复合信号线cp提供第一电平，第二晶体管M2在第一电平的作用下导通，复合信号线cp提供的第一电平经由导通的第二晶体管M2传输至第一节点N1，利用第一电平对第一节点N1的电位进行拉高。
由于第二晶体管M2的栅极和第二极电连接，不仅可以使第二晶体管M2在导通时处于单向导通状态，而且，在检测电压读取时段t4，第二晶体管M2在复合信号线cp提供的第二电平的作用下截止时，第二晶体管M2的关态漏电流很小，对第一节点N1的电荷产生的损耗也很小，从而降低了漏电流对第一节点N1电位的影响，提高了第一节点N1电位的稳定性，进而提高了读取到的第一节点N1的电压的准确性。
可选地，请再次参见图15，控制模块3包括：第三晶体管M3，第三晶体管M3的第一极与第一节点N1电连接，第三晶体管M3的第二极与复合信号线cp电连接；第四晶体管M4，第四晶体管M4的栅极与第一控制信号线reset电连接，第四晶体管M4的第一极与第三晶体管M3的栅极电连接，第四晶体管M4的第二极与第三晶体管M3的第二极电连接；第四晶体管M4与第三晶体管M3的类型相反；二极管D，二极管D的正极与第一控制信号线reset电连接，二极管D的负极与第三晶体管M3的栅极电连接。
基于上述结构，结合图3所示的时序，在准备时段t2，控制模块3将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1的过程包括：在准备时段t2，第一控制信号线reset提供第一电平，复合信号线cp提供第二电平，二极管D在第二电平的作用下导通，使第三晶体管M3在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下导通，将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1，使第二节点维持在稳定的低电位，避免其受到超声信号的干扰。
结合图3所示的时序，在拉高时段t3，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高的过程包括：在拉高时段t3，第一控制信号线reset提供第二电平，复合信号线cp提供第一电平，第四晶体管M4在第二电平的作用下导通，使第三晶体管M3在复合信号线cp提供的第一电平的作用下导通，使复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高。
通过第四晶体管M4和二极管D的相互配合，能够使第三晶体管M3在各时段内处于相应的导通或截止状态，进而使第一节点N1在各个时段内能够准确接收到所需的电位，保证了电路的正常工作。
可选地，请再次参见图19，控制模块3包括：第三晶体管M3，第三晶体管M3的第一极与第一节点N1电连接，第三晶体管M3的第二极与复合信号线cp电连接；第五晶体管M5，第五晶体管M5的栅极与第一控制信号线reset电连接，第五晶体管M5的第一极与第三晶体管M3的栅极电连接，第五晶体管M5的第二极与第三晶体管M3的第二极电连接；第五晶体管M5与第三晶体管M3的类型相反；第六晶体管M6，第六晶体管M6的栅极和第一极分别与第一控制信号线reset电连接，第六晶体管M6的第二极与第三晶体管M3的栅极电连接；第六晶体管M6与第三晶体管M3的类型相同。
基于上述结构，结合图3所示的时序，在准备时段t2，控制模块3将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1的过程包括：在准备时段t2，第一控制信号线reset提供第一电平，复合信号线cp提供第二电平，第六晶体管M6在第二电平的作用下导通，使第三晶体管M3在第一控制信号线reset提供的第一电平的作用下导通，将复合信号线cp提供的第二电平传输至第一节点N1，使第二节点维持在稳定的低电位，避免其受到超声信号的干扰。
结合图3所示的时序，在拉高时段t3，控制模块3将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高的过程包括：在拉高时段t3，第一控制信号线reset提供第二电平，复合信号线cp提供第一电平，第五晶体管M5在第二电平的作用下导通，使第三晶体管M3在复合信号线cp提供的第一电平的作用下导通，将复合信号线cp提供的第一电平传输至第一节点N1，对第一节点N1的电位进行拉高。
通过第五晶体管M5和第六晶体管M6的相互配合，能够使第三晶体管M3在各时段内处于相应的导通或截止状态，进而使第一节点N1在各个时段内能够准确接收到所需的电位，保证了电路的正常工作。此外，由于第六晶体管M6的栅极和第一极电连接，因此，结合前面对晶体管TFT-D的分析，第六晶体管M6在关态时具有较低的漏电流，从而保证了第三晶体管M3栅极电位的稳定性。
进一步地，请再次参见图20和图21，控制模块3还包括复位单元15，复位单元15分别与第三控制信号线cl、复合信号线cp和第三晶体管M3的栅极电连接。
基于上述结构，结合图21所示的时序，在初始电压读取时段t1之前，驱动周期还包括节点复位时段t0′；在节点复位时段t0′，第三控制信号线cl提供有效电平，复位单元15将复合信号线cp提供的复位信号传输至第三晶体管M3的栅极，对第三晶体管M3的栅极进行复位，有效电平为第一电平或第二电平。通过利用复位单元15对第三晶体管M3的栅极和二极管D的负极进行复位，能够使二极管D的负极维持在稳定的低电位，避免出现由节点电压不稳导致的二极管D处于反向偏置状态，保证二极管D后续工作的可靠性，提高了电路工作的稳定性。
可选地，请再次参见图7、图15和图17，读取模块4包括：第八晶体管M8，第八晶体管M8的栅极与第一节点N1电连接，第八晶体管M8的第一极与定电位信号线电连接；第九晶体管M9，第九晶体管M9的栅极与第二控制信号线read电连接，第九晶体管M9的第一极与第八晶体管M8的第二极电连接，第九晶体管M9的第二极与读取信号线read line电连接。
基于上述结构，结合图3所示的时序，在初始电压读取时段t1，读取模块4对第一节点N1的初始电压进行读取的过程包括：在初始电压读取时段t1，第二控制信号线read提供第一电平，第九晶体管M9在第一电平的作用下导通，将用于反馈第一节点N1的初始电压大小的信号传输至读取信号线read line中。
结合图3所示的时序，在检测电压读取时段t4，读取模块4对第一节点N1的检测电压进行读取的过程包括：在检测电压读取时段t4，第八晶体管M8在第一节点N1的电位的作用下处于饱和区，第二控制信号线read提供第一电平，第九晶体管M9在第一电平的作用下导通，将用于反馈第一节点N1检测电压大小的信号传输至读取信号线read line中。
需要说明的是，在拉高时段t3，控制模块3将第一节点N1的电位在合理范围内拉高，使得在检测电压读取时段t4，第八晶体管M8的栅极电位满足：Vgs＞Vth，且Vds＞Vgs-Vth，此时，第八晶体管M8处于饱和状态，根据晶体管的饱和特性可知，第八晶体管M8的源漏电流Ids和源漏电压Vds无关，只会随着栅源电压Vgs的增大而增大。在该种情况下，当第一节点N1的检测电压较高时，第八晶体管的Vgs较大，相应地，由第八晶体管M8传输至第九晶体管M9的电流也就较大，那么，读取信号线read line所读取到的用于反馈第一节点N1检测电压的信号强度也就较大；当第一节点N1的检测电压较低时，第八晶体管的Vgs较小，相应地，由第八晶体管M8传输至第九晶体管M9的电流较小，那么，所读取到的用于反馈第一节点N1检测电压的信号强度也就较小，进而通过根据读取到的信号强度对第一节点N1检测电压的大小进行获取。
可选地，请再次参见请再次参见图7、图15和图17，指纹识别单元1还包括存储电容C，存储电容C的第一极板与第一节点N1电连接，存储电容C的第二极板与固定电位信号线VDD电连接。为此，驱动方法还包括：在拉高时段t3，利用存储电容C对第一节点N1的电荷进行存储，从而利用存储电容C对第一节点N1的电位进行稳定，而且，在图7所示的电路结构中，在拉高时段t3，单向导通的第二晶体管M2能够进一步使得存储电容C的电荷保持至读取完毕，进一步提高了读取过程中第一节点N1电位的稳定性
本发明实施例还提供了一种显示装置，如图27所示，图27为本发明实施例所提供的该显示装置的结构示意图，该显示装置包括：显示面板100，显示面板的显示区包括主显示区101和指纹识别区102；上述超声指纹识别电路200，超声指纹识别电路设于指纹识别区102；处理器300，处理器与超声指纹识别电路200中的读取信号线read line(图中未示出)电连接，用于根据的读取信号线read line读取的信号，对指纹进行识别。其中，超声指纹识别电路200的具体结构已经在上述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。当然，图26所示的显示装置仅仅为示意说明，该显示装置可以是例如手机、平板计算机、笔记本电脑、电纸书或电视机等任何具有显示功能的电子设备。
由于本发明实施例所提供的显示装置包括上述超声指纹识别电路200，因此，采用该显示装置，不仅能够在很大程度上减少超声指纹识别电路200所需设置的控制信号线的数量，节约超声指纹识别电路的设计空间，且降低控制信号线产生的耦合电容对所读取的信号的干扰，还能改善噪声信号对检测精度的影响，提升了信噪比，从而有效提高了指纹识别的精确度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (32)

1.一种超声指纹识别电路，其特征在于，包括多个指纹识别单元，各所述指纹识别单元包括：
超声指纹识别传感器，所述超声指纹识别传感器与第一节点电连接，用于将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去、以及将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至所述第一节点；
控制模块，所述控制模块分别与复合信号线、第一控制信号线和所述第一节点电连接，用于响应于所述第一控制信号线提供的第一电平向所述第一节点提供复位电位、以及响应于所述复合信号线提供的第一电平向所述第一节点提供拉高电位；
读取模块，所述读取模块分别与第二控制信号线、所述第一节点和读取信号线电连接，用于响应于所述第二控制信号线提供的第一电平，对所述第一节点的检测信号进行读取；
其中，与一个所述指纹识别单元电连接的所述第一控制信号线，复用为与另一个所述指纹识别单元电连接的所述第二控制信号线。
2.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，多个所述指纹识别单元构成沿第一方向排列的多个指纹识别单元组，各所述指纹识别单元组包括沿第二方向排列的多个所述指纹识别单元，所述第一方向与所述第二方向相交；
同一所述指纹识别单元组中的多个所述指纹识别单元电连接至同一条所述第一控制信号线和同一条所述第二控制信号线；
并且，在任意相邻两个所述指纹识别单元组中，前一个所述指纹识别单元组对应的所述第一控制信号线复用为后一个所述指纹识别单元组对应的所述第二控制信号线。
3.根据权利要求2所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第一控制信号线和所述第二控制信号线交替设置于相邻两个所述指纹识别单元组之间的间隙内，任意相邻两个所述指纹识别单元组之间的间隙内仅设置所述第一控制信号线和所述第二控制信号线中的一者；
并且，第i个所述指纹识别单元组对应的所述第一控制信号线设于第i个所述指纹识别单元组和第i+1个所述指纹识别单元组之间的间隙内。
4.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述控制模块包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述第一晶体管的第一极与所述第一节点电连接，所述第一晶体管的第二极与所述复合信号线电连接；
第二晶体管，所述第二晶体管的栅极和第二极均与所述复合信号线电连接，所述第二晶体管的第一极与所述第一节点电连接。
5.根据权利要求4所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第一晶体管为低温多晶硅晶体管，所述第二晶体管为低温多晶氧化物晶体管或非晶硅晶体管。
6.根据权利要求4所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第一晶体管的宽长比大于所述第二晶体管的宽长比。
7.根据权利要求4所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第二晶体管包括串联设置的第一子晶体管和第二子晶体管，所述第一子晶体管和所述第二子晶体管的栅极电连接。
8.根据权利要求4所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第二晶体管包括有源层，所述有源层包括沟道区、第一重掺杂区和第二重掺杂区，其中，所述第二晶体管的第一极电连接至所述第一重掺杂区，所述第二晶体管的第二极电连接至所述第二重掺杂区；
所述第一重掺杂区与所述沟道区之间设有第一轻掺杂区、所述第二重掺杂区与所述沟道区之间设有第二轻掺杂区。
9.根据权利要求4所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第二晶体管所在膜层包括依次设置的有源层、栅极层和源漏极层；
所述第二晶体管的栅极位于所述栅极层，所述第二晶体管的第一极和第二极位于所述源漏极层，在垂直于所述有源层所在平面的方向上，所述源漏极层的正投影覆盖所述有源层。
10.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述控制模块包括：
第三晶体管，所述第三晶体管的第一极与所述第一节点电连接，所述第三晶体管的第二极与所述复合信号线电连接；
开关单元，所述第三晶体管的栅极通过所述开关单元电连接至所述第三晶体管的第二极，所述开关单元还与所述第一控制信号线电连接。
11.根据权利要求10所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述开关单元包括：
第四晶体管，所述第四晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述第四晶体管的第一极与所述第三晶体管的栅极电连接，所述第四晶体管的第二极与所述第三晶体管的第二极电连接；
二极管，所述二极管的正极与所述第一控制信号线电连接，所述二极管的负极与所述第三晶体管的栅极电连接；
所述第四晶体管与所述第三晶体管的类型相反。
12.根据权利要求10所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述开关单元包括：
第五晶体管，所述第五晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述第五晶体管的第一极与所述第三晶体管的栅极电连接，所述第五晶体管的第二极与所述第三晶体管的第二极电连接；
第六晶体管，所述第六晶体管的栅极和第一极分别与所述第一控制信号线电连接，所述第六晶体管的第二极与所述第三晶体管的栅极电连接；
所述第五晶体管与所述第三晶体管的类型相反，所述第六晶体管与所述第三晶体管的类型相同。
13.根据权利要求10所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第三晶体管为低温多晶氧化物晶体管或非晶硅晶体管。
14.根据权利要求10所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第三晶体管包括串联设置的第三子晶体管和第四子晶体管，所述第三子晶体管和所述第四子晶体管的栅极电连接。
15.根据权利要求10所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述第三晶体管包括有源层，所述有源层包括沟道区、第一重掺杂区和第二重掺杂区，其中，所述第三晶体管的第一极电连接至所述第一重掺杂区，所述第三晶体管的第二极电连接至所述第二重掺杂区；
所述第一重掺杂区与所述沟道区之间设有第一轻掺杂区、所述第二重掺杂区与所述沟道区之间设有第二轻掺杂区。
16.根据权利要求11所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述控制模块还包括：
复位单元，所述复位单元分别与第三控制信号线、复位信号线和所述第三晶体管的栅极电连接，用于在所述第三控制信号线提供的有效电平的作用下，将所述复位信号线提供的复位信号传输至所述第三晶体管的栅极，对所述第三晶体管的栅极进行复位，所述有效电平为第一电平或第二电平。
17.根据权利要求16所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述复位单元包括：
第七晶体管，所述第七晶体管的栅极与所述第三控制信号线电连接，所述第七晶体管的第一极与所述复位信号线电连接，所述第七晶体管的第二极与所述第三晶体管的栅极电连接。
18.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述读取模块包括：
第八晶体管，所述第八晶体管的栅极与所述第一节点电连接，所述第八晶体管的第一极与固定电位信号线电连接；
第九晶体管，所述第九晶体管的栅极与所述第二控制信号线电连接，所述第九晶体管的第一极与所述第八晶体管的第二极电连接，所述第九晶体管的第二极与所述读取信号线电连接。
19.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述指纹识别单元还包括存储电容，所述存储电容的第一极板与所述第一节点电连接，所述存储电容的第二极板与固定电位信号线电连接。
20.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述超声指纹识别传感器包括：
第一电极，所述第一电极与检测信号线电连接；
与所述第一电极相对设置的第二电极，所述第二电极与所述第一节点电连接；
位于所述第一电极与所述第二电极之间的超声材料层。
21.根据权利要求1所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述控制模块包括：
晶体管，所述晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述晶体管的第一极与所述第一节点电连接，所述晶体管的第二极与所述复合信号线电连接。
22.根据权利要求21所述的超声指纹识别电路，其特征在于，所述控制模块包括：
在所述复合信号线高电位时，所述晶体管的第二极被所述复合信号线将电位拉高。
23.一种超声指纹识别电路的驱动方法，其特征在于，用于驱动如权利要求1所述的超声指纹识别电路，所述超声指纹识别电路的指纹识别单元的驱动周期包括准备时段、拉高时段和读取时段；
所述驱动方法包括：
在所述准备时段，超声指纹识别传感器将电信号转换为超声信号并朝向手指辐射出去，第一控制信号线提供第一电平，控制模块将复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点；
在所述拉高时段，所述超声指纹识别传感器将经由手指反射的超声信号转换为电信号并传输至所述第一节点，所述复合信号线提供第一电平，所述控制模块将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高；
在所述读取时段，所述第二控制信号线提供第一电平，所述读取模块对所述第一节点的检测信号进行读取。
24.根据权利要求23所述的驱动方法，其特征在于，所述读取时段包括初始电压读取时段和检测电压读取时段，所述初始电压读取时段位于所述准备时段之前，所述检测电压读取时段位于所述拉高时段之后；
所述在所述读取时段，所述第二控制信号线提供第一电平，所述读取模块对所述第一节点的检测信号进行读取包括：
在所述初始电压读取时段，所述第二控制信号线提供第一电平，所述读取模块对所述第一节点的初始电压进行读取；
在所述检测电压读取时段，所述第二控制信号线提供第一电平，所述读取模块对所述第一节点的检测电压进行读取。
25.根据权利要求24所述的驱动方法，其特征在于，在所述初始电压读取时段之前，所述驱动周期还包括全局复位时段；
在所述全局复位时段，所述第一控制信号线、所述第二控制信号线和所述复合信号线分别提供第一电平，所述控制模块将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点进行复位。
26.根据权利要求23所述的驱动方法，其特征在于，所述控制模块包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述第一晶体管的第一极与所述第一节点电连接，所述第一晶体管的第二极与所述复合信号线电连接；
第二晶体管，所述第二晶体管的栅极和第二极分别与所述复合信号线电连接，所述第二晶体管的第一极与所述第一节点电连接；
在所述准备时段，控制模块将所述复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点的过程包括：在所述准备时段，所述第一控制信号线提供第一电平，所述复合信号线提供第二电平，所述第一晶体管在所述第一电平的作用下导通，所述复合信号线提供的第二电平经由导通的所述第一晶体管传输至所述第一节点；
在所述拉高时段，所述控制模块将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高的过程包括：在所述拉高时段，所述第一控制信号线提供第二电平，所述复合信号线提供第一电平，所述第二晶体管在所述第一电平的作用下导通，所述复合信号线提供的第一电平经由导通的所述第二晶体管传输至所述第一节点，利用所述第一电平对所述第一节点的电位进行拉高。
27.根据权利要求23所述的驱动方法，其特征在于，所述控制模块包括：
第三晶体管，所述第三晶体管的第一极与所述第一节点电连接，所述第三晶体管的第二极与所述复合信号线电连接；
第四晶体管，所述第四晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述第四晶体管的第一极与所述第三晶体管的栅极电连接，所述第四晶体管的第二极与所述第三晶体管的第二极电连接；所述第四晶体管与所述第三晶体管的类型相反；
二极管，所述二极管的正极与所述第一控制信号线电连接，所述二极管的负极与所述第三晶体管的栅极电连接；
在所述准备时段，控制模块将所述复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点的过程包括：在所述准备时段，所述第一控制信号线提供第一电平，所述复合信号线提供第二电平，所述二极管在所述第二电平的作用下导通，使所述第三晶体管在所述第一控制信号线提供的第一电平的作用下导通，将所述复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点；
在所述拉高时段，所述控制模块将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高的过程包括：在所述拉高时段，所述第一控制信号线提供第二电平，所述复合信号线提供第一电平，所述第四晶体管在第二电平的作用下导通，使所述第三晶体管在所述复合信号线提供的第一电平的作用下导通，使所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高。
28.根据权利要求23所述的驱动方法，其特征在于，所述控制模块包括：
第三晶体管，所述第三晶体管的第一极与所述第一节点电连接，所述第三晶体管的第二极与所述复合信号线电连接；
第五晶体管，所述第五晶体管的栅极与所述第一控制信号线电连接，所述第五晶体管的第一极与所述第三晶体管的栅极电连接，所述第五晶体管的第二极与所述第三晶体管的第二极电连接；所述第五晶体管与所述第三晶体管的类型相反；
第六晶体管，所述第六晶体管的栅极和第一极分别与所述第一控制信号线电连接，所述第六晶体管的第二极与所述第三晶体管的栅极电连接；所述第六晶体管与所述第三晶体管的类型相同；
在所述准备时段，控制模块将所述复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点的过程包括：在所述准备时段，所述第一控制信号线提供第一电平，所述复合信号线提供第二电平，所述第六晶体管在所述第二电平的作用下导通，使所述第三晶体管在所述第一控制信号线提供的第一电平的作用下导通，将所述复合信号线提供的第二电平传输至所述第一节点；
在所述拉高时段，所述控制模块将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高的过程包括：在所述拉高时段，所述第一控制信号线提供第二电平，所述复合信号线提供第一电平，所述第五晶体管在第二电平的作用下导通，使所述第三晶体管在所述复合信号线提供的第一电平的作用下导通，将所述复合信号线提供的第一电平传输至所述第一节点，对所述第一节点的电位进行拉高。
29.根据权利要求27所述的驱动方法，其特征在于，所述控制模块还包括复位单元，所述复位单元分别与第三控制信号线、复位信号线和所述第三晶体管的栅极电连接；
在所述准备时段之前，所述驱动周期还包括节点复位时段；
在所述节点复位时段，所述第三控制信号线提供有效电平，所述复位单元将所述复位信号线提供的复位信号传输至所述第三晶体管的栅极，对所述第三晶体管的栅极进行复位，所述有效电平为第一电平或第二电平。
30.根据权利要求24所述的驱动方法，其特征在于，所述读取模块包括：
第八晶体管，所述第八晶体管的栅极与所述第一节点电连接，所述第八晶体管的第一极与固定电位信号线电连接；
第九晶体管，所述第九晶体管的栅极与所述第二控制信号线电连接，所述第九晶体管的第一极与所述第八晶体管的第二极电连接，所述第九晶体管的第二极与所述读取信号线电连接；
在所述初始电压读取时段，所述读取模块对所述第一节点的初始电压进行读取的过程包括：在所述初始电压读取时段，所述第二控制信号线提供第一电平，所述第九晶体管在第一电平的作用下导通，将用于反馈所述第一节点的初始电压大小的信号传输至所述读取信号线中；
在所述检测电压读取时段，所述读取模块对所述第一节点的检测电压进行读取的过程包括：在所述检测电压读取时段，所述第八晶体管在所述第一节点的电位的作用下处于饱和区，所述第二控制信号线提供第一电平，所述第九晶体管在第一电平的作用下导通，将用于反馈所述第一节点检测电压大小的信号传输至所述读取信号线中。
31.根据权利要求23所述的驱动方法，其特征在于，所述指纹识别单元还包括存储电容，所述存储电容的第一极板与所述第一节点电连接，所述存储电容的第二极板与固定电位信号线电连接；
所述驱动方法还包括：在所述拉高时段，利用所述存储电容对所述第一节点的电荷进行存储。
32.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，所述显示面板的显示区包括主显示区和指纹识别区；
如权利要求1～22任一项所述的超声指纹识别电路，所述超声指纹识别电路设于所述指纹识别区；
处理器，所述处理器与读取信号线电连接，用于根据所述的读取信号线读取的信号，对指纹进行识别。
CN202310779179.4A 2020-06-18 2020-06-18 超声指纹识别电路及其驱动方法、显示装置 Pending CN116721447A (zh)

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