指紋識別結(jié)構(gòu)和方法、顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種指紋識別結(jié)構(gòu)和方法、顯示裝置，屬于指紋識別技術(shù)領(lǐng)域，其可解決現(xiàn)有的指紋識別方法中感應(yīng)信號的信噪比低、指紋識別準(zhǔn)確性差的問題。本發(fā)明的指紋識別結(jié)構(gòu)包括：發(fā)光單元，用于向手指發(fā)光；感光單元，設(shè)于能接收到由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光的位置，用于根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號；調(diào)制信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生具有調(diào)制頻率的調(diào)制信號，并用調(diào)制信號控制所述發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍發(fā)光；解調(diào)單元，與所述感光單元相連，用于對所述感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)。
【專利說明】
指紋識別結(jié)構(gòu)和方法、顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于指紋識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種指紋識別結(jié)構(gòu)和方法、顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展，很多手機(jī)、平板電腦等顯示裝置開始具有指紋識別功能。一種現(xiàn)有的指紋識別方式如圖1所示，顯示面板(以液晶顯示面板71為例，其入光面外還設(shè)有背光單元72)中設(shè)有多個(gè)感光單元I，當(dāng)手指按在顯示面板上時(shí)，可將顯示面板發(fā)出的光反射回各感光單元I，而指紋的谷91和脊92對光的反射不同，故與谷91和脊92對應(yīng)的感光單元I產(chǎn)生的感應(yīng)信號(如光電流)不同，通過比較各感光單元的感應(yīng)信號即可確定指紋的圖案。
[0003]但是，由于感光單元中光敏器件的尺寸、性能等的限制，其產(chǎn)生的感應(yīng)信號(光電流)一般很小;相對的，由環(huán)境光、漏電流、寄生電容、電路干擾等產(chǎn)生的噪聲信號則強(qiáng)度較大。因此，實(shí)際的感應(yīng)信號的信噪比低，噪聲信號難以去除，從而造成指紋識別的精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種感應(yīng)信號的信噪比高、指紋識別準(zhǔn)確性高的指紋識別結(jié)構(gòu)和方法、顯示裝置。
[0005]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種指紋識別結(jié)構(gòu)，其包括:
[0006]發(fā)光單元，用于向手指發(fā)光；
[0007]感光單元，設(shè)于能接收到由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光的位置，用于根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號；
[0008]調(diào)制信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生具有調(diào)制頻率的調(diào)制信號，并用調(diào)制信號控制所述發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍發(fā)光；
[0009]解調(diào)單元，與所述感光單元相連，用于對所述感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)。
[0010]優(yōu)選的是，所述解調(diào)單元包括:隔直電路，其輸入端連接感光單元;解調(diào)電路，其輸入端連接隔直電路的輸出端;低通濾波電路，其輸入端連接解調(diào)電路的輸出端。
[0011]優(yōu)選的是，所述感光單元為用于產(chǎn)生感應(yīng)電流信號的感光單元;所述指紋識別結(jié)構(gòu)還包括:連接在所述感光單元與解調(diào)單元間的電流電壓轉(zhuǎn)換單元。
[0012]優(yōu)選的是，所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元還與所述解調(diào)單元相連，用于將所述調(diào)制信號輸送至解調(diào)單元作為解調(diào)載波信號。
[0013]優(yōu)選的是，所述調(diào)制頻率在I kHz以上。
[0014]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種顯示裝置，其包括:
[0015]上述的指紋識別結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選的是，所述顯示裝置包括:液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括多個(gè)像素，且所述感光單元設(shè)于液晶顯示面板中；設(shè)于所述液晶顯示面板入光面外的背光單元，所述背光單元為所述發(fā)光單元;所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元與背光單元相連，并用其產(chǎn)生的調(diào)制信號驅(qū)動(dòng)所述背光單元發(fā)光。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述感光單元設(shè)于相鄰像素的間隔處。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述液晶顯示面板包括陣列基板和彩膜基板，所述感光單元設(shè)于所述陣列基板或彩膜基板中。
[0019]優(yōu)選的是，所述顯示裝置包括:發(fā)光二極管顯示面板，所述發(fā)光二極管顯示面板包括多個(gè)像素，且所述感光單元設(shè)于發(fā)光二極管顯示面板中。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選的是，每個(gè)所述像素包括發(fā)光二極管和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括與發(fā)光二極管直接串聯(lián)的開關(guān)薄膜晶體管，所述開關(guān)薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)允許電流流過所述發(fā)光二極管，關(guān)斷時(shí)不允許電流流過所述發(fā)光二極管;所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元與開關(guān)薄膜晶體管的柵極連接。
[0021]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述感光單元設(shè)于相鄰像素的間隔處。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述發(fā)光二極管顯示面板包括陣列基板和對盒基板，所述感光單元設(shè)于所述陣列基板或?qū)谢逯小?br>[0023]優(yōu)選的是，所述顯示裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括所述發(fā)光單元和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括開關(guān)器件，所述開關(guān)器件用于將發(fā)光單元與驅(qū)動(dòng)電路的其他部分導(dǎo)通或切斷;所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元與開關(guān)器件相連，并用其產(chǎn)生的調(diào)制信號控制所述開關(guān)器件的導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0024]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種指紋識別方法，其包括:
[0025]發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍的向手指發(fā)光，感光單元接收由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光，并根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號；
[0026]對所述感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)解調(diào)后的信號進(jìn)行指紋識別。
[0027]本發(fā)明的指紋識別結(jié)構(gòu)中，調(diào)制信號產(chǎn)生單元能控制發(fā)光單元按照特定頻率閃爍發(fā)光，感光單元接收到的由手指反射的光也按調(diào)制頻率閃爍，故因反射光而產(chǎn)生的感應(yīng)信號相當(dāng)于經(jīng)過了調(diào)制頻率的調(diào)制;相應(yīng)的，因環(huán)境光、電路等而產(chǎn)生的噪聲信號與發(fā)光單元的發(fā)光情況無關(guān)，故并無頻率特性(相當(dāng)于其未經(jīng)過調(diào)制)；因此，在對感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)后，即可有效的除去其中的噪聲信號，從而實(shí)現(xiàn)噪聲的分離，提高其信噪比，實(shí)現(xiàn)更精確的指紋識別。
【附圖說明】
[0028]圖1為具有指紋識別功能的顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為調(diào)制解調(diào)的原理示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的一種指紋識別結(jié)構(gòu)的組成框圖；
[0031]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例的一種指紋識別結(jié)構(gòu)中的電流電壓轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的一種指紋識別結(jié)構(gòu)中的隔直電路的作用原理意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明的實(shí)施例的一種指紋識別結(jié)構(gòu)中的隔直電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明的實(shí)施例的一種指紋識別結(jié)構(gòu)中的解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8為本發(fā)明的實(shí)施例的一種指紋識別結(jié)構(gòu)中的低通濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖9為本發(fā)明的實(shí)施例的一種顯示裝置中感光單元的分布示意圖；
[0037]圖10為本發(fā)明的實(shí)施例的一種顯示裝置中像素的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖11為本發(fā)明的實(shí)施例的一種顯示裝置中像素的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖；
[0039]圖12為本發(fā)明的實(shí)施例的一種顯示裝置中產(chǎn)生EM信號的移位寄存器的電路圖；
[0040]圖13為本發(fā)明的實(shí)施例的一種顯示裝置中產(chǎn)生EM信號的移位寄存器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖；
[0041 ]圖14為電路中噪聲隨頻率的分布圖；
[0042]其中，附圖標(biāo)記為:1、感光單元;71、液晶顯示面板;72、背光單元;91、谷;92、脊；K1、第一開關(guān);K2、第二開關(guān);K3、第三開關(guān);K4、第四開關(guān);R1、第一電阻;R2、第二電阻;R3、第三電阻;R4、第四電阻;M1、第一薄膜晶體管;M2、第二薄膜晶體管;M3、第三薄膜晶體管;M4、第四薄膜晶體管;M5、第五薄膜晶體管;M6、第六薄膜晶體管;T、薄膜晶體管;Tl、第一晶體管;T2、第二晶體管;T3、第三晶體管;T4、第四晶體管;T5、第五晶體管;T6、第六晶體管;T7、第七晶體管;T8、第八晶體管;T9、第九晶體管；T10、第十晶體管;T11、第十一晶體管;C、電容;Cl、第一電容;C2、第二電容;C3、第三電容;0LED、發(fā)光二極管;Read、讀取線;Gate、柵極線。
【具體實(shí)施方式】
[0043]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0044]實(shí)施例1:
[0045]如圖2至圖14所示，本實(shí)施例提供一種指紋識別結(jié)構(gòu)，其包括:
[0046]發(fā)光單元，用于向手指發(fā)光；
[0047]感光單元I，設(shè)于能接收到由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光的位置，用于根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號；
[0048]調(diào)制信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生具有調(diào)制頻率的調(diào)制信號，并用調(diào)制信號控制發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍發(fā)光；
[0049]解調(diào)單元，與感光單元I相連，用于對感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)。
[0050]本實(shí)施例的指紋識別結(jié)構(gòu)中，包括至少一個(gè)能向手指發(fā)光的發(fā)光單元，以及多個(gè)設(shè)于不同位置且能因光照強(qiáng)度不同而產(chǎn)生不同感應(yīng)信號的感光單元I。由于指紋的谷91和脊92對光的反射不同，故對應(yīng)指紋谷91和脊92位置的感光單元I產(chǎn)生的感應(yīng)信號也不同，通過對各感光單元I產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行分析比較，即可確定與各感光單元I的對應(yīng)的是指紋的什么部位，從而得到指紋圖案，實(shí)現(xiàn)指紋識別。
[0051]與常規(guī)指紋識別結(jié)構(gòu)不同，本實(shí)施例的指紋識別結(jié)構(gòu)中還包括調(diào)制信號產(chǎn)生單元，其能產(chǎn)生具有調(diào)制頻率(即一個(gè)特定的頻率)的調(diào)制信號(或者說調(diào)制載波)，例如，調(diào)制信號可為具有調(diào)制頻率的方波信號。調(diào)制信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的調(diào)制信號用于控制發(fā)光單元發(fā)光，從而在要進(jìn)行指紋識別時(shí)，發(fā)光單元能按照該調(diào)制頻率閃爍的發(fā)光。相應(yīng)的，本實(shí)施例的指紋識別結(jié)構(gòu)中還包括多個(gè)解調(diào)單元，其可用于對各感光單元I產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)，顯然，解調(diào)單元應(yīng)當(dāng)按照調(diào)制頻率對感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)。
[0052]當(dāng)然，以上調(diào)制信號產(chǎn)生單元可為多種不同的形式，例如方波產(chǎn)生電路、驅(qū)動(dòng)芯片等，在此不再詳細(xì)描述。同時(shí)，解調(diào)單元還應(yīng)與指紋識別芯片相連，以便指紋識別芯片對解調(diào)后的信號進(jìn)行分析處理，最終得到指紋，在此對其也不再詳細(xì)描述。
[0053]在本實(shí)施例的指紋識別結(jié)構(gòu)中，調(diào)制信號產(chǎn)生單元能控制發(fā)光單元按照特定頻率閃爍發(fā)光，故感光單元I接收到的由手指反射的光也按調(diào)制頻率閃爍，因反射光而產(chǎn)生的感應(yīng)信號也就相當(dāng)于經(jīng)過了調(diào)制頻率的調(diào)制;相應(yīng)的，因環(huán)境光、電路等而產(chǎn)生的噪聲信號與發(fā)光單元的發(fā)光情況無關(guān)，故并無頻率特性(相當(dāng)于其未經(jīng)過調(diào)制)；因此，在對感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)后，即可有效的除去其中的噪聲信號，從而實(shí)現(xiàn)噪聲的分離，提高其信噪比，實(shí)現(xiàn)更精確的指紋識別。
[0054]下面對調(diào)制和解調(diào)的基本原理進(jìn)行具體介紹。為使原理的描述更清楚，故以下用正弦波作為調(diào)制載波，應(yīng)當(dāng)理解，其他類型的調(diào)制載波(如本實(shí)施例的方波)可通過傅里葉展開成為正弦波的形式。同時(shí)，以下待調(diào)制的原始信號采用隨時(shí)間明顯變化的信號。
[0055]如圖2所示，原始的待調(diào)制信號為V(t)，S卩t時(shí)刻信號的強(qiáng)度為V(t)，其相當(dāng)于未采用本發(fā)明的調(diào)制信號產(chǎn)生單元時(shí)感光單元I產(chǎn)生的與頻率無關(guān)的感應(yīng)信號。
[0056]用特定頻率的正弦波(調(diào)制載波)對V(t)進(jìn)行調(diào)制，得調(diào)制后的信號為X(t)=V(t)Xcos( ωο?+θο)，其中ωο為正弦波的角頻率，θο為其初始相位。該X(t)相當(dāng)于采用本發(fā)明的調(diào)制信號控制發(fā)光單元后，感光單元I產(chǎn)生的感應(yīng)信號，當(dāng)然，此時(shí)的感應(yīng)信號中實(shí)際還包括很多與頻率無關(guān)的噪聲，但在圖中并未示出。
[0057]用同樣頻率的載波對X(t)進(jìn)行解調(diào)，可得到解調(diào)后的信號為U(t)=X(t)Xcos(ωο?+θι) XVr Xcos( ω Ot-Q1)，其中Vr為人為設(shè)定的幅值，0!為解調(diào)載波的初始相位，為方便一般可使 θι = θ。。由此，可進(jìn)一步得到U(t) = 0.5VrXV(t)+0.5VrXV(t) X cos(2 ω ot+2θ0);其中，若X(t)中存在不符合調(diào)制頻率的噪聲信號，則會(huì)被除去而無法進(jìn)入U(xiǎn)(t)，也就是無法進(jìn)入解調(diào)后的信號。
[0058]之后對U(t)進(jìn)行低通濾波，即可得到還原的V’(t)信號，其與V’(t)信號基本相同只是其被放大了一定倍數(shù)，且X(t)中噪聲信號已經(jīng)被除去。
[0059]優(yōu)選的，感光單元I為用于產(chǎn)生感應(yīng)電流信號的感光單元I;指紋識別結(jié)構(gòu)還包括:連接在感光單元I與解調(diào)單元間的電流電壓轉(zhuǎn)換單元。
[0060]在指紋識別中，一般感光單元I產(chǎn)生的都是電流信號，如感光單元I可為光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻等。如圖3所示，由于直接對電流信號進(jìn)行處理比較困難，故可設(shè)置電流電壓轉(zhuǎn)換單元(IV轉(zhuǎn)換電路)將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。而電流電壓轉(zhuǎn)換單元可采用多種不同的形式，例如采用圖4所示的電路，其中，為避免感應(yīng)信號失真，故圖中的放大器的偏置和失調(diào)電流應(yīng)非常小，至少要小于感應(yīng)信號兩個(gè)數(shù)量級。
[0061]優(yōu)選的，解調(diào)單元可包括:
[0062]隔直電路，其輸入端連接感光單元I;
[0063]解調(diào)電路，其輸入端連接隔直電路的輸出端；
[0064]低通濾波電路，其輸入端連接解調(diào)電路的輸出端。
[0065]顯然，如圖5中的a)所示，感光單元I有光照時(shí)會(huì)有正向輸出，無光照時(shí)無輸出，但不會(huì)有反向輸出，因此其產(chǎn)生的感應(yīng)信號是單向的方波信號(不考慮噪聲)，或者說是有直流分量的信號；而若要進(jìn)行解調(diào)(全波相敏解調(diào))，則要先除去其中的直流分量，因此，可先用隔直電路對感應(yīng)信號進(jìn)行處理，除去其中的直流分量b)，而得到c)波形。其中，具體的隔直電路可采用多種不同的形式，例如采用圖6所示的電路，在此不再詳細(xì)描述。
[0066]在進(jìn)行隔直后，即可用解調(diào)電路對信號進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)電路可采用如圖7所示的形式，其中第一開關(guān)K1、第四開關(guān)K4的第一端連接解調(diào)電路的輸入端，第二端分別連接第一電阻Rl和第三電阻R3的第一端;第二開關(guān)Κ2、第三開關(guān)Κ3的第一端連接接地端，第二端分別連接第一電阻Rl和第三電阻R3的第一端;第一電阻Rl和第三電阻R3的第二端則分別連接放大器的負(fù)輸入端和正輸入端，放大器的輸出端則連接解調(diào)電路的輸出端，且還有第二電阻R2連接在放大器的負(fù)輸入端和輸出端之間，有第四電阻R4連接在放大器的正輸入端和接地端之間。其中，各開關(guān)均受解調(diào)信號(解調(diào)方波)控制，且第二開關(guān)Κ2與第四開關(guān)Κ4同步動(dòng)作，第一開關(guān)Kl與第三開關(guān)Κ3同步動(dòng)作，而第二開關(guān)Κ2與第一開關(guān)Kl狀態(tài)相反。具體的，當(dāng)解調(diào)方波為高電平時(shí)，第二開關(guān)Κ2與第四開關(guān)Κ4導(dǎo)通，第一開關(guān)Kl與第三開關(guān)Κ3關(guān)斷，電路相當(dāng)于同相放大電路，增益為正;而當(dāng)解調(diào)方波為低電平時(shí)，第二開關(guān)Κ2與第四開關(guān)Κ4關(guān)斷，第一開關(guān)Kl與第三開關(guān)Κ3導(dǎo)通，電路相當(dāng)于反相放大電路，其放大增益為負(fù)。由此，當(dāng)信號經(jīng)過該電路后，相當(dāng)于被“乘以”解調(diào)方波，故實(shí)現(xiàn)了信號的解調(diào)。其中，各開關(guān)的具體類型是多樣的(如為類型相反的薄膜晶體管，其柵極均輸入解調(diào)方波)，而解調(diào)電路的具體形式也是多樣的，故在此均不再詳細(xì)描述。
[0067]顯然，以上解調(diào)得到的信號仍然是具有調(diào)制頻率的信號，因此可對其進(jìn)行低通濾波，從而使其變?yōu)榉€(wěn)定的信號，以便進(jìn)行后續(xù)的處理。其中，低通濾波可采用多種不同的形式，例如采用圖8所示的電路，在此不再詳細(xì)描述。
[0068]優(yōu)選的，調(diào)制信號產(chǎn)生單元還與解調(diào)單元相連，用于將調(diào)制信號輸送至解調(diào)單元作為解調(diào)載波信號。
[0069]也就是說，也可將調(diào)制信號產(chǎn)生單元直接與解調(diào)單元相連，從而其產(chǎn)生的調(diào)制信號可直接作為解調(diào)載波用于解調(diào)中(如用于控制圖7中的各開關(guān))。這樣，可很好的保證調(diào)制和解調(diào)的載波具有完全一樣的波形和相位，解調(diào)最準(zhǔn)確，且不用再設(shè)置額外的產(chǎn)生解調(diào)載波的器件。當(dāng)然，如果解調(diào)單元中包括專門用于產(chǎn)生解調(diào)載波的電路等，也是可行的。
[0070]優(yōu)選的，調(diào)制頻率IkHz以上，更優(yōu)選在1kHz至10kHz之間。
[0071]也就是說，調(diào)制信號的頻率(也就是發(fā)光單元閃爍的頻率)優(yōu)選在以上范圍內(nèi)。
[0072]可見，電路本身產(chǎn)生的不可避免噪聲的頻率分布如圖14所示，較低頻率的噪聲幅度較大，但隨頻率升高而降低，而較高頻率的噪聲幅度較小，且隨頻率均勻分布，其稱為“白噪聲”。以上調(diào)制頻率屬于白噪聲的頻率范圍，因此低頻率的幅度較大的噪聲會(huì)在解調(diào)時(shí)被除去，而在白噪聲中，正好符合調(diào)制頻率的噪聲比重很小，故絕大部分的白噪聲也會(huì)在解調(diào)時(shí)被除去；因此，當(dāng)采用以上的調(diào)制頻率進(jìn)行調(diào)制解調(diào)時(shí)，可將電路自身產(chǎn)生的絕大部分的噪聲都除去，進(jìn)一步提高解調(diào)后信號的信噪比。
[0073]本實(shí)施例還提供一種顯示裝置，其包括上述的指紋識別結(jié)構(gòu)。
[0074]也就是說，以上的指紋識別結(jié)構(gòu)可與顯示裝置結(jié)合起來，使顯示裝置同時(shí)具有指紋識別功能。其中，指紋識別結(jié)構(gòu)的各感光單元I可均勻分布在顯示裝置的顯示面板中，從而可在顯示面板的各位置均實(shí)現(xiàn)指紋識別，當(dāng)然，其同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)觸控功能(既然可分辨指紋，當(dāng)然也可分辨哪里有手指)。
[0075]具體的，各感光單元I可設(shè)于陣列基板中，并且位于顯示用的像素周邊，例如設(shè)于黑矩陣所在的位置；因此，感光單元I采取的是incell形式，與顯示的而結(jié)合更好，不需設(shè)置單獨(dú)的觸控基板，且不會(huì)造成透過率降低等。
[0076]同時(shí)，如圖9所示，同列的感光單元I可分別通過晶體管T與一條讀取線Read相連，而與同行感光單元I對應(yīng)的晶體管T的柵極可連接同一條控制線(如使用柵極線Gate)，故各感光單元I可按照與進(jìn)行顯示時(shí)類似的“掃描”方式輸出感應(yīng)信號，從而減少其中引線的數(shù)量。相應(yīng)的，由于同列感光單元I是輪流輸出感應(yīng)信號的，故只要在每條讀取線Read的端部設(shè)置電流電壓轉(zhuǎn)換單元、解調(diào)單元，之后再于指紋識別芯片相連即可，從而可減少顯示裝置中的器件和引線數(shù)量，簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品成本。
[0077]優(yōu)選的，作為本實(shí)施例的一種方式，顯示裝置包括:液晶顯示面板，液晶顯示面板包括多個(gè)像素，且感光單元I設(shè)于液晶顯示面板中；設(shè)于液晶顯示面板入光面外的背光單元，背光單元為發(fā)光單元;調(diào)制信號產(chǎn)生單元與背光單元相連，并用其產(chǎn)生的調(diào)制信號驅(qū)動(dòng)背光單兀發(fā)光。
[0078]也就是說，顯示裝置優(yōu)選為液晶顯示裝置，由于液晶顯示裝置的光來自背光單元，故可直接用背光單元作為以上的發(fā)光單元，并用調(diào)制信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的調(diào)制信號直接驅(qū)動(dòng)背光單元按照調(diào)制頻率閃爍發(fā)光。例如，可采用PWM電路(脈沖寬度調(diào)制電路)作為調(diào)制信號產(chǎn)生單元，并用其為背光單元供電，則背光源可按照PWM電路輸出的脈沖信號閃爍發(fā)光。
[0079]而且，以上感光單元I是集成在液晶顯示面板中的，而液晶顯示面板中設(shè)有電極、引線等許多顯示用的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)都會(huì)對光的反射造成影響。因此，現(xiàn)有感光單元I若設(shè)于液晶顯示面板中，則往往會(huì)產(chǎn)生更大的噪聲，難以實(shí)際實(shí)現(xiàn)指紋識別，故現(xiàn)有感光單元I一般要設(shè)在單獨(dú)的觸控基板上。而根據(jù)本實(shí)施例的方案，通過調(diào)制解調(diào)可大幅降低噪聲，從而使感光單元I與液晶顯示面板的集成成為可能，簡化顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
[0080]優(yōu)選的，感光單元I設(shè)于相鄰像素的間隔處。
[0081]其中，像素是指實(shí)際發(fā)出顯示用的光的區(qū)域，其間一般設(shè)有黑矩陣。為避免感光單元I影響顯示，故其優(yōu)選設(shè)在相鄰像素的間隔處。當(dāng)然，當(dāng)感光單元I設(shè)在像素間隔處時(shí)，應(yīng)保證黑矩陣不會(huì)影響其接收反射光(如去掉感光單元I所在位置的黑矩陣，或?qū)⒏泄鈫卧狪設(shè)在黑矩陣靠近出光面的一側(cè))。
[0082]更優(yōu)選的，液晶顯示面板包括陣列基板和彩膜基板，感光單元I設(shè)于陣列基板或彩膜基板中。
[0083]也就是說，液晶顯示面板一般是由陣列基板和彩膜基板對盒而成的，故感光單元I可設(shè)在該陣列基板或彩膜基板上。當(dāng)感光單元I設(shè)在陣列基板上時(shí)，其相應(yīng)的引線等可與陣列基板上的其他結(jié)構(gòu)一同制造，故制備簡便;而當(dāng)感光單元I設(shè)在彩膜基板上時(shí)，其距離手指較近，手指反射的光發(fā)散較少，其產(chǎn)生的信號更準(zhǔn)確。
[0084]優(yōu)選的，作為本實(shí)施例的另一種方式，顯示裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括發(fā)光單元和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路包括開關(guān)器件，開關(guān)器件用于將發(fā)光單元與驅(qū)動(dòng)電路的其他部分導(dǎo)通或切斷；調(diào)制信號產(chǎn)生單元與開關(guān)器件相連，并用其產(chǎn)生的調(diào)制信號控制開關(guān)器件的導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0085]也就是說，顯示裝置也可為各像素直接發(fā)光的形式，而像素包括能發(fā)光的發(fā)光器件(即發(fā)光單元)和用于驅(qū)動(dòng)該發(fā)光單元的驅(qū)動(dòng)電路。同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置有開關(guān)器件，當(dāng)開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的除開關(guān)單元外的其他部分與發(fā)光單元連接，可驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元發(fā)光;而當(dāng)開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的其他部分與發(fā)光單元斷開，相當(dāng)于發(fā)光單元不與驅(qū)動(dòng)電路連接，故不發(fā)光。因此，只要用調(diào)制信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的調(diào)制信號控制該開關(guān)器件，即可使發(fā)光單元(發(fā)光器件)按照調(diào)制頻率閃爍發(fā)光。
[0086]優(yōu)選的，作為本實(shí)施例的另一種方式，顯示裝置包括發(fā)光二極管顯示面板，發(fā)光二極管顯示面板包括多個(gè)像素，且感光單元I設(shè)于發(fā)光二極管顯示面板中。
[0087]也就是說，顯示裝置也可為發(fā)光二極管顯示裝置，故其中具有發(fā)光二極管顯示面板，相應(yīng)的，此時(shí)感光單元I可集成在該發(fā)光二極管顯示面板中，以簡化顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
[0088]更優(yōu)選的，感光單元I設(shè)于相鄰像素的間隔處。
[0089]更優(yōu)選的，發(fā)光二極管顯示面板包括陣列基板和對盒基板，感光單元I設(shè)于陣列基板或?qū)谢逯小?br>[0090]也就是說，在發(fā)光二極管顯示面板中，感光單元I優(yōu)選也設(shè)于像素的間隔處，且優(yōu)選也設(shè)于某個(gè)基板中。
[0091]更優(yōu)選的，發(fā)光二極管顯示面板的每個(gè)像素包括發(fā)光二極管和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路包括與發(fā)光二極管直接串聯(lián)的開關(guān)薄膜晶體管，開關(guān)薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)允許電流流過發(fā)光二極管，關(guān)斷時(shí)不允許電流流過發(fā)光二極管;且調(diào)制信號產(chǎn)生單元與開關(guān)薄膜晶體管的柵極連接(包括直接或間接連接)。
[0092]也就是說，發(fā)光二極管顯示面板的每個(gè)像素包括發(fā)光二極管及其驅(qū)動(dòng)電路，在驅(qū)動(dòng)電路中，還包括與發(fā)光二極管直接串聯(lián)的薄膜晶體管，其稱為開關(guān)薄膜晶體管。顯然，開關(guān)薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)可有電流流過發(fā)光二極管，發(fā)光二極管可能發(fā)光(但不是必然發(fā)光，如其也可顯示純黑色)，而開關(guān)薄膜晶體管關(guān)斷時(shí)則電流不能流過發(fā)光二極管，發(fā)光二極管必然不發(fā)光。由此，該開關(guān)薄膜晶體管是用于直接控制電流是否能流過發(fā)光二極管，或者說其直接控制發(fā)光二極管是否能發(fā)光。而且，該開關(guān)薄膜晶體管的柵極還與調(diào)制信號產(chǎn)生單元，故其開關(guān)受調(diào)制信號的控制，因此開關(guān)薄膜晶體管即相當(dāng)于上述的開關(guān)單元，而發(fā)光二極管即為上述的發(fā)光單元。
[0093]具體的，一種發(fā)光二極管顯示裝置的像素的驅(qū)動(dòng)電路及其驅(qū)動(dòng)時(shí)序如圖10和圖11所示。該驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，其具體包括第一薄膜晶體管M1、第二薄膜晶體管M2、第三薄膜晶體管M3、第四薄膜晶體管M4、第五薄膜晶體管M5、第六薄膜晶體管M6，以及電容C，驅(qū)動(dòng)電路中的各結(jié)構(gòu)分別受不同的信號控制。其中，第六薄膜晶體管M6—端與發(fā)光二極管的陽極相連，而其柵極則與EM信號連接，故正好可作為以上的開光薄膜晶體管(開關(guān)器件)，而產(chǎn)生EM信號的結(jié)構(gòu)則為調(diào)制信號產(chǎn)生單元。在指紋識別階段，只要用EM信號為具有調(diào)制頻率的調(diào)制信號，即可使發(fā)光二極管閃爍發(fā)光
[0094]應(yīng)當(dāng)理解，不同行的像素開始進(jìn)行顯示的時(shí)間不同，故它們的驅(qū)動(dòng)電路中的ReSet、Vgate等信號不同步;但通常而言，由于整個(gè)顯示裝置要同時(shí)進(jìn)入指紋識別階段，因此不同像素的驅(qū)動(dòng)電路中的EM信號應(yīng)同時(shí)變?yōu)檎{(diào)制信號。其中，指紋識別階段的方式是多樣的，其可以是與顯示階段按照預(yù)定方式輪流出現(xiàn)，也可以是在運(yùn)行特定程序或進(jìn)行特定操作時(shí)出現(xiàn)。
[0095]為實(shí)現(xiàn)以上目的，用于產(chǎn)生EM信號的移位寄存器和驅(qū)動(dòng)時(shí)序可如圖12、13所示，其中，多個(gè)移位寄存器級聯(lián)，每個(gè)移位寄存器為一行像素提供EM信號。具體的，該移位寄存器包括第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第三晶體管T3、第四晶體管T4、第五晶體管T5、第六晶體管T6、第齊晶體管T7、第八晶體管T8、第九晶體管T9、第十晶體管T1、第^^一晶體管T11，以及第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3，移位寄存器中的各結(jié)構(gòu)分別與不同的信號相連。該移位寄存器與現(xiàn)有移位寄存器的區(qū)別僅在于，現(xiàn)有移位寄存器中的VGL和VGL-1是同一信號，而本實(shí)施例的移位寄存器中兩個(gè)信號不同，相當(dāng)于增加了一條引線為移位寄存器供電。具體的，如圖13所示，除指紋識別階段外的其它階段，VGL信號和VGL-1信號一樣，都是低電平;而當(dāng)要進(jìn)入指紋識別階段時(shí)，只要使VGL-1信號變?yōu)榫哂姓{(diào)制頻率的信號，即可使各像素中的EM信號均變?yōu)榫哂姓{(diào)制頻率的調(diào)制信號，進(jìn)而使各發(fā)光單元(發(fā)光二極管)同時(shí)閃爍發(fā)光?？梢?，此時(shí)是移位寄存器和用于產(chǎn)生VGL-1信號的電路(如驅(qū)動(dòng)芯片)共同作為調(diào)制信號產(chǎn)生單元。
[0096]當(dāng)然，以上驅(qū)動(dòng)電路、調(diào)制信號產(chǎn)生單元等的具體形式都是多樣的，只要驅(qū)動(dòng)電路中具有能對發(fā)光單元進(jìn)行控制的開關(guān)器件，且該開關(guān)器件能受調(diào)制信號產(chǎn)生單元的控制即可。
[0097]本上述實(shí)施例中涉及到的發(fā)光二極管可以是OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)或者QLED(量子點(diǎn)發(fā)光二極管)。該發(fā)光二極管作為像素單元，呈陣列排布用來顯示圖像。
[0098]本實(shí)施例還提供一種指紋識別方法，其包括:
[0099]發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍的向手指發(fā)光，感光單元I接收由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光，并根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號；
[0100]對感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)解調(diào)后的信號判斷感光單元I進(jìn)行指紋識別。
[0101]也就是說，可使發(fā)光單元按照調(diào)制頻率閃爍的發(fā)光(例如通過調(diào)制信號控制)，并在閃爍發(fā)光的狀態(tài)下用感光單元I接收手指反射回來的光，之后對感光單元I產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)，最后根據(jù)解調(diào)后的信號進(jìn)行指紋識別。
[0102]當(dāng)然，該指紋識別方法優(yōu)選通過以上的指紋識別結(jié)構(gòu)或顯示裝置實(shí)現(xiàn)。
[0103]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種指紋識別結(jié)構(gòu)，包括: 發(fā)光單元，用于向手指發(fā)光； 感光單元，設(shè)于能接收到由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光的位置，用于根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號； 其特征在于，所述指紋識別結(jié)構(gòu)還包括: 調(diào)制信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生具有調(diào)制頻率的調(diào)制信號，并用調(diào)制信號控制所述發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍發(fā)光； 解調(diào)單元，與所述感光單元相連，用于對所述感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述解調(diào)單元包括: 隔直電路，其輸入端連接感光單元； 解調(diào)電路，其輸入端連接隔直電路的輸出端； 低通濾波電路，其輸入端連接解調(diào)電路的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述感光單元為用于產(chǎn)生感應(yīng)電流信號的感光單元;所述指紋識別結(jié)構(gòu)還包括: 連接在所述感光單元與解調(diào)單元間的電流電壓轉(zhuǎn)換單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元還與所述解調(diào)單元相連，用于將所述調(diào)制信號輸送至解調(diào)單元作為解調(diào)載波信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述調(diào)制頻率在IkHz以上。6.一種顯示裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的指紋識別結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，包括: 液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括多個(gè)像素，且所述感光單元設(shè)于液晶顯示面板中； 設(shè)于所述液晶顯示面板入光面外的背光單元，所述背光單元為所述發(fā)光單元； 所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元與背光單元相連，并用其產(chǎn)生的調(diào)制信號驅(qū)動(dòng)所述背光單元發(fā)光。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于， 所述感光單元設(shè)于相鄰像素的間隔處。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于， 所述液晶顯示面板包括陣列基板和彩膜基板，所述感光單元設(shè)于所述陣列基板或彩膜基板中。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，包括: 發(fā)光二極管顯示面板，所述發(fā)光二極管顯示面板包括多個(gè)像素，且所述感光單元設(shè)于發(fā)光二極管顯示面板中。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于， 每個(gè)所述像素包括發(fā)光二極管和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括與發(fā)光二極管直接串聯(lián)的開關(guān)薄膜晶體管，所述開關(guān)薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)允許電流流過所述發(fā)光二極管，關(guān)斷時(shí)不允許電流流過所述發(fā)光二極管； 所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元與開關(guān)薄膜晶體管的柵極連接。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于， 所述感光單元設(shè)于相鄰像素的間隔處。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于， 所述發(fā)光二極管顯示面板包括陣列基板和對盒基板，所述感光單元設(shè)于所述陣列基板或?qū)谢逯小?4.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，包括: 多個(gè)像素，每個(gè)像素包括所述發(fā)光單元和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括開關(guān)器件，所述開關(guān)器件用于將發(fā)光單元與驅(qū)動(dòng)電路的其他部分導(dǎo)通或切斷；所述調(diào)制信號產(chǎn)生單元與開關(guān)器件相連，并用其產(chǎn)生的調(diào)制信號控制所述開關(guān)器件的導(dǎo)通或關(guān)斷。15.一種指紋識別方法，其特征在于，包括: 發(fā)光單元以調(diào)制頻率閃爍的向手指發(fā)光，感光單元接收由手指反射的發(fā)光單元發(fā)出的光，并根據(jù)接收的光的強(qiáng)度產(chǎn)生感應(yīng)信號； 對所述感應(yīng)信號進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)解調(diào)后的信號進(jìn)行指紋識別。
【文檔編號】G06K9/00GK105893992SQ201610378188
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】王鵬鵬, 董學(xué), 呂敬, 王海生, 吳俊緯, 丁小梁, 劉英明, 韓艷玲, 劉偉, 許睿, 李昌峰, 趙利軍, 賈亞楠, 郭玉珍
【申請人】京東方科技集團(tuán)股份有限公司