CN106020533B - 一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置 - Google Patents

一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置，针对与每一条触控扫描线连接的纹路识别子电路，由于漏电流消除模块可以在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件截止时，使光敏二极管处于正向偏置，因此此时光敏二极管即便有光照也不存在电流，所以漏电流从源头上被切断；而漏电流消除模块在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件导通时，使光敏二极管处于反向偏置，光敏二极管对光敏感，产生光电流，从而保证纹路识别子电路的正常工作。

Description

一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤指一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置。
背景技术
近年来，随着触控技术的高速发展，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。
现有的指纹识别电路的结构如图1所示，包括若干呈矩阵排列的识别单元10，每个识别单元10由一个光敏二极管D1和一个开关晶体管T1组成。在进行指纹检测时，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，从而使得到达光敏二极管D1的光强出现变化，产生不同的光电流差异，通过触控扫描线Gate n(图1中n＝1、2、3)控制开关晶体管T1，触控读取线S line m(图1中m＝1、2、3)依次读取出各个光敏二极管D1的电流差异，即可实现对指纹谷脊的检测。
但是，由于受工艺差异以及器件一致性的影响，在进行指纹检测时，光敏二极管以及开关晶体管自身的漏电流差异较大，因此会极大的影响对指纹谷脊的检测与特征信息提取。
发明内容
本发明实施例提供一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置，用以解决现有技术中存在漏电流的问题。
本发明实施例提供的一种触控电路，包括m列n行个纹路识别子电路，与每一行或每一列所述纹路识别子电路连接的触控扫描线，与每一列或每一行所述纹路识别子电路连接的触控读取线，其中，m和n均为大于0的整数，所述纹路识别子电路包括光敏二极管和开关器件，所述光敏二极管的负极与所述开关器件的输入端相连，所述开关器件的控制端与所属的纹路识别子电路相连接的触控扫描线相连，所述开关器件的输出端与所属的纹路识别子电路相连接的触控读取线相连；所述触控电路还包括：与每一条所述触控扫描线一一对应连接的漏电流消除模块；其中，
所述漏电流消除模块的控制端与所述触控扫描线相连，输出端与对应的各纹路识别子电路中的光敏二极管的正极相连；
所述漏电流消除模块用于在对应连接的触控扫描线使与所述触控扫描线对应连接的所述纹路识别子电路中的开关器件导通时，在所述触控扫描线的控制下使所述光敏二极管处于反向偏置；在对应连接的触控扫描线使与所述触控扫描线对应连接的所述纹路识别子电路中的开关器件截止时，在所述触控扫描线的控制下使所述光敏二极管处于正向偏置。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述漏电流消除模块，包括：正偏控制单元和反偏控制单元；其中，
所述正偏控制单元的控制端为所述漏电流消除模块的控制端，输出端为所述漏电流消除模块的输出端，输入端与第一参考信号端相连；所述正偏控制单元用于在所述触控扫描线的控制下将所述第一参考信号端的信号提供给所述纹路识别子电路中的光敏二极管的正极，以使所述光敏二极管两端电压相等；
所述反偏控制单元的控制端为所述漏电流消除模块的控制端，输出端为所述漏电流消除模块的输出端，输入端与第二参考信号端相连；所述反偏控制单元用于在所述触控扫描线的控制下将所述第二参考信号端的信号提供给所述纹路识别子电路中的光敏二极管的正极，以使所述光敏二极管正极端的电压小于负极端的电压。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述第二参考信号端的电压小于所述第一参考信号端的电压。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述正偏控制单元包括：第一开关晶体管；其中，
所述第一开关晶体管的栅极为所述正偏控制单元的控制端，源极为所述正偏控制单元的输入端，漏极为所述正偏控制单元的输出端。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述反偏控制单元包括：第二开关晶体管；其中，
所述第二开关晶体管的栅极为所述反偏控制单元的控制端，源极为所述反偏控制单元的输入端，漏极为所述反偏控制单元的输出端。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述开关器件为第三开关晶体管。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述第三开关晶体管为N型晶体管，所述第一开关晶体管为P型晶体管，所述第二开关晶体管为N型晶体管；或
所述第三开关晶体管为P型晶体管，所述第一开关晶体管为N型晶体管，所述第二开关晶体管为P型晶体管。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，所述漏电流消除模块的输出端通过与所述触控扫描线平行设置的走线与对应的各纹路识别子电路中的光敏二极管的正极相连，且所述走线与所述触控扫描线设置为同层同材质。
相应地，本发明实施例还提供了一种上述触控电路的驱动方法，针对与每一条触控扫描线连接的漏电流消除模块和纹路识别子电路：
当所述触控扫描线控制所述纹路识别子电路中的开关器件导通时，所述漏电流消除模块在所述触控扫描线的控制下所述使所述纹路识别子电路中的光敏二极管处于反向偏置；
当所述触控扫描线控制所述纹路识别子电路中的开关器件截止时，所述漏电流消除模块在所述触控扫描线的控制下使所述纹路识别子电路中的光敏二极管处于正向偏置。
相应地，本发明实施例还提供了一种触摸屏，包括本发明实施例提供的上述任一种触控电路。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的触摸屏。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的上述触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置，针对与每一条触控扫描线连接的纹路识别子电路，由于漏电流消除模块可以在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件截止时，使光敏二极管处于正向偏置，因此此时光敏二极管即便有光照也不存在电流，所以漏电流从源头上被切断；而漏电流消除模块在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件导通时，使光敏二极管处于反向偏置，光敏二极管对光敏感，产生光电流，从而保证纹路识别子电路的正常工作。因此，上述触控电路中，当其中一条触控扫描线扫描时，与该触控扫描线连接的漏电流消除模块可以保证对应行的纹路识别子电路正常工作，而与其它条触控扫描线连接的漏电流消除模块可以保证其它行的纹路识别子电路中的光敏二极管均处于正向偏置不存在电流，因此从源头上切断了所以漏电流，从而解决了漏电流的问题。
附图说明
图1为现有的指纹识别电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的触控电路的结构示意图之一；
图3为本发明实施例提供的触控电路的结构示意图之二；
图4a和图4b分别为本发明实施例提供的触控电路的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明优选实施例提供的触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供的一种触控电路，如图2所示，包括m列n行个纹路识别子电路01，与每一行或每一列纹路识别子电路01连接的触控扫描线scan i(i＝1、2、3、4、…)，与每一列或每一行纹路识别子电路01连接的触控读取线read j(j＝1、2、3、…)，其中，m和n均为大于0的整数，纹路识别子电路01包括光敏二极管D1和开关器件S1，光敏二极管D1的负极与开关器件S1的输入端相连，开关器件S1的控制端与所属的纹路识别子电路01相连接的触控扫描线scan i相连，开关器件S1的输出端与所属的纹路识别子电路01相连接的触控读取线read j相连；触控电路还包括：与每一条触控扫描线scan i一一对应连接的漏电流消除模块02；其中，
漏电流消除模块02的控制端与触控扫描线scan i相连，输出端与对应的各纹路识别子电路01中的光敏二极管D1的正极相连；
漏电流消除模块02用于在对应连接的触控扫描线scan i使与该触控扫描线scani对应连接的纹路识别子电路01中的开关器件S1导通时，在该触控扫描线scan i的控制下使光敏二极管D1处于反向偏置；在对应连接的触控扫描线scan i使与该触控扫描线scan i对应连接的纹路识别子电路01中的开关器件S1截止时，在该触控扫描线scan i的控制下使光敏二极管D1处于正向偏置。
本发明实施例提供的上述触控电路，针对与每一条触控扫描线连接的纹路识别子电路，由于漏电流消除模块可以在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件截止时，使光敏二极管处于正向偏置，因此此时光敏二极管即便有光照也不存在电流，所以漏电流从源头上被切断；而漏电流消除模块在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件导通时，使光敏二极管处于反向偏置，光敏二极管对光敏感，产生光电流，从而保证纹路识别子电路的正常工作。因此，上述触控电路中，当其中一条触控扫描线扫描时，与该触控扫描线连接的漏电流消除模块可以保证对应行的纹路识别子电路正常工作，而与其它条触控扫描线连接的漏电流消除模块可以保证其它行的纹路识别子电路中的光敏二极管均处于正向偏置不存在电流，因此从源头上切断了所以漏电流，从而解决了漏电流的问题。
需要说明的是，本发明实施例提供的上述纹路识别子电路，可以应用于指纹识别、掌纹识别等，只要是纹路中具有谷和脊的特征，该纹路识别子电路均可识别，在此不作限定。
下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。
另外，本发明实施例附图均是以与一条触控扫描线与一行纹路识别子电路相连，一条触控读取线与一列纹路识别子电路相连，总共有4行3列纹路识别子电路为例进行说明的。
具体地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，如图3所示，漏电流消除模块02，包括：正偏控制单元021和反偏控制单元022；其中，
正偏控制单元021的控制端为漏电流消除模块02的控制端，输出端为漏电流消除模块02的输出端，输入端与第一参考信号端Vref1相连；正偏控制单元021用于在触控扫描线Scan i的控制下将第一参考信号端Vref1的信号提供给纹路识别子电路01中的光敏二极管D1的正极，以使光敏二极管D1两端电压相等；
反偏控制单元022的控制端为漏电流消除模块02的控制端，输出端为漏电流消除模块02的输出端，输入端与第二参考信号端Vref2相连；反偏控制单元022用于在触控扫描线Scan i的控制下将第二参考信号端Vref2的信号提供给纹路识别子电路中的光敏二极管D1的正极，以使光敏二极管D1正极端的电压小于负极端的电压。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控电路中，第二参考信号端的电压小于第一参考信号端的电压。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，如图4a和图4b所示，正偏控制单元021包括：第一开关晶体管M1；其中，
第一开关晶体管M1的栅极为正偏控制单元021的控制端，源极为正偏控制单元021的输入端，漏极为正偏控制单元021的输出端。
以上仅是举例说明正偏控制单元的具体结构，在具体实施时，正偏控制单元的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不做限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，如图4a和图4b所示，反偏控制单元022包括：第二开关晶体管M2；其中，
第二开关晶体管M2的栅极为反偏控制单元022的控制端，源极为反偏控制单元022的输入端，漏极为反偏控制单元022的输出端。
以上仅是举例说明反偏控制单元的具体结构，在具体实施时，反偏控制单元的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不做限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，如图4a和图4b所示，开关器件为第三开关晶体管M3。
在具体实施时，如图4a所示，第三开关晶体管M3为N型晶体管，第一开关晶体管M1为P型晶体管，第二开关晶体管M2为N型晶体管；
或如图4b所示，第三开关晶体管M3为P型晶体管，第一开关晶体管M1为N型晶体管，第二开关晶体管M2为P型晶体管。
需要说明的是，N型晶体管在其栅极电位为高电位时处于导通状态，在其栅极电位为低电位时，处于截止状态。P型晶体管在其栅极电位为低电位时处于导通状态，在其栅极电位为高电位时，处于截止状态。
进一步地，在本发明上述实施例中提到的开关晶体管可以是薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)，也可以是金属氧化物半导体场效应管(MOS，Metal OxideScmiconductor)，在此不做限定。在具体实施中，这些晶体管的源极和漏极根据晶体管类型以及输入信号的不同，其功能可以互换，在此不做具体区分。
进一步地，在本发明实施例提供的上述触控电路电路中，如图2至图4b所示，漏电流消除模块02的输出端通过与触控扫描线scan i平行设置的走线V与对应的各纹路识别子电路01中的光敏二极管D1的正极相连，且走线V与触控扫描线scan i设置为同层同材质。这样可以将走线V与触控扫描线scan i通过一次构图工艺同时制备，从而可以简化工艺步骤，进而降低生产成本。
进一步地，在本发明实施例提供的上述触控电路中，如图3至图4b所示，与各正偏控制端相连的第一参考信号端Vref1为同一信号端，与各反偏控制端相连的第二参考信号端Vref2为同一信号端。
下面一图4a为例，具体说明本分明实施例提供的上述触控电路的工作过程。
当扫描触控扫描线Scan 1时：位于第一行中的第三开关晶体管M3和第二开关晶体管M2导通，导通的第二开关晶体管M2使第一行中的光敏二极管D1的正极端的电压为第二参考信号端的电压，此时第一行中的光敏二极管D1的正极端的电压低于负极端的电压，光敏二极管D1均处于反向偏置，光敏二极管D1对光敏感，产生光电流，当有手指触控时，指纹不同位置处光敏二极管D1产生的光电流不同，从而通过检测触控读取线Read 1、Read 2和Read 3的电压可以确定出对应位置处的指纹特征；而第二行至第四行中，仅有第一开关晶体管M1导通，导通的第一开关晶体管M1使对应行的光敏二极管D1的正极端的电压为第一参考信号端的电压，此时第二行至第四行中的光敏二极管D1的正极端的电压等于负极端的电压，这些光敏二极管D1均处于正向偏置，此时光敏二极管D1即便有光照也不存在电流，所以从源头上切断了漏电流。
同理，当扫描触控扫描线Scan 2时，仅有第二行的光敏二极管D1反向偏置，其余行的光敏二极管D1正向偏置。
依次类推，每扫描一条触控扫描线，仅有与该触控扫描线对应行的光敏二极管反向偏置，其余行的光敏二极管均正向偏置，从而在保证触控电路正常工作的基础上，从源头上切断了漏电流。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了上述任一种触控电路的驱动方法，针对与每一条触控扫描线连接的漏电流消除模块和纹路识别子电路：
当触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件导通时，漏电流消除模块在触控扫描线的控制下使纹路识别子电路中的光敏二极管处于反向偏置；
当触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件截止时，漏电流消除模块在触控扫描线的控制下使纹路识别子电路中的光敏二极管处于正向偏置。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触摸屏，包括本发明实施例提供的上述触控电路。由于该触摸屏解决问题的原理与前述一种触控电路相似，因此该触摸屏的实施可以参见前述触控电路的实施，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述触摸屏。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、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。该显示装置的实施可以参见上述触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置，针对与每一条触控扫描线连接的纹路识别子电路，由于漏电流消除模块可以在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件截止时，使光敏二极管处于正向偏置，因此此时光敏二极管即便有光照也不存在电流，所以漏电流从源头上被切断；而漏电流消除模块在对应连接的触控扫描线控制纹路识别子电路中的开关器件导通时，使光敏二极管处于反向偏置，光敏二极管对光敏感，产生光电流，从而保证纹路识别子电路的正常工作。因此，上述触控电路中，当其中一条触控扫描线扫描时，与该触控扫描线连接的漏电流消除模块可以保证对应行的纹路识别子电路正常工作，而与其它条触控扫描线连接的漏电流消除模块可以保证其它行的纹路识别子电路中的光敏二极管均处于正向偏置不存在电流，因此从源头上切断了所以漏电流，从而解决了漏电流的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种触控电路，包括m列n行个纹路识别子电路，与每一行或每一列所述纹路识别子电路连接的触控扫描线，与每一列或每一行所述纹路识别子电路连接的触控读取线，其中，m和n均为大于0的整数，所述纹路识别子电路包括光敏二极管和开关器件，所述光敏二极管的负极与所述开关器件的输入端相连，所述开关器件的控制端与所属的纹路识别子电路相连接的触控扫描线相连，所述开关器件的输出端与所属的纹路识别子电路相连接的触控读取线相连；其特征在于，所述触控电路还包括：与每一条所述触控扫描线一一对应连接的漏电流消除模块；其中，
所述漏电流消除模块的控制端与所述触控扫描线相连，输出端和与其对应的所述触控扫描线相连的各纹路识别子电路中的光敏二极管的正极相连；
所述漏电流消除模块用于在对应连接的触控扫描线使与所述触控扫描线对应连接的所述纹路识别子电路中的开关器件导通时，在所述触控扫描线的控制下使所述光敏二极管处于反向偏置；在对应连接的触控扫描线使与所述触控扫描线对应连接的所述纹路识别子电路中的开关器件截止时，在所述触控扫描线的控制下使所述光敏二极管处于正向偏置。
2.如权利要求1所述的触控电路，其特征在于，所述漏电流消除模块，包括：正偏控制单元和反偏控制单元；其中，
所述正偏控制单元的控制端为所述漏电流消除模块的控制端，输出端为所述漏电流消除模块的输出端，输入端与第一参考信号端相连；所述正偏控制单元用于在所述触控扫描线的控制下将所述第一参考信号端的信号提供给所述纹路识别子电路中的光敏二极管的正极，以使所述光敏二极管两端电压相等；
所述反偏控制单元的控制端为所述漏电流消除模块的控制端，输出端为所述漏电流消除模块的输出端，输入端与第二参考信号端相连；所述反偏控制单元用于在所述触控扫描线的控制下将所述第二参考信号端的信号提供给所述纹路识别子电路中的光敏二极管的正极，以使所述光敏二极管正极端的电压小于负极端的电压。
3.如权利要求2所述的触控电路，其特征在于，所述第二参考信号端的电压小于所述第一参考信号端的电压。
4.如权利要求3所述的触控电路，其特征在于，所述正偏控制单元包括：第一开关晶体管；其中，
所述第一开关晶体管的栅极为所述正偏控制单元的控制端，源极为所述正偏控制单元的输入端，漏极为所述正偏控制单元的输出端。
5.如权利要求4所述的触控电路，其特征在于，所述反偏控制单元包括：第二开关晶体管；其中，
所述第二开关晶体管的栅极为所述反偏控制单元的控制端，源极为所述反偏控制单元的输入端，漏极为所述反偏控制单元的输出端。
6.如权利要求5所述的触控电路，其特征在于，所述开关器件为第三开关晶体管。
7.如权利要求6所述的触控电路，其特征在于，所述第三开关晶体管为N型晶体管，所述第一开关晶体管为P型晶体管，所述第二开关晶体管为N型晶体管；或
所述第三开关晶体管为P型晶体管，所述第一开关晶体管为N型晶体管，所述第二开关晶体管为P型晶体管。
8.如权利要求1-7任一项所述的触控电路，其特征在于，所述漏电流消除模块的输出端通过与所述触控扫描线平行设置的走线与对应的各纹路识别子电路中的光敏二极管的正极相连，且所述走线与所述触控扫描线设置为同层同材质。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的触控电路的驱动方法，其特征在于，针对与每一条触控扫描线连接的漏电流消除模块和纹路识别子电路：
当所述触控扫描线控制所述纹路识别子电路中的开关器件导通时，所述漏电流消除模块在所述触控扫描线的控制下所述使所述纹路识别子电路中的光敏二极管处于反向偏置；
当所述触控扫描线控制所述纹路识别子电路中的开关器件截止时，所述漏电流消除模块在所述触控扫描线的控制下使所述纹路识别子电路中的光敏二极管处于正向偏置。
10.一种触摸屏，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的触控电路。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的触摸屏。
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