CN106959384B - 一种光电检测电路、显示面板及显示装置 - Google Patents

一种光电检测电路、显示面板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光电检测电路、显示面板及显示装置，包括：光电探测器、信号输入模块以及信号检测模块；其中，光电探测器处于反偏连接状态，用于受光照时使流过光电探测器的电流增加；信号输入模块用于在扫描信号端的控制下将检测信号输入端的检测信号提供给信号检测模块；信号检测模块用于仅在光电探测器受光照时输出检测信号。因此，与现有技术中由于读取到的光电探测器产生的光电信号具有较大的噪声相比，本发明实施例提供的上述光电检测电路，可以避免由于光电信号具有较大的噪声导致光电信号失真的问题，进而可以有效提高光电检测的检测精度，以及提高对光的检测效率。

Description

一种光电检测电路、显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及光电探测技术领域，特别涉及一种光电检测电路、显示面板及显示装置。
背景技术
目前，显示面板的像素中的光电传感器，一般采用将光信号转换成电信号的光电二极管与一个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)连接的方式，通过TFT作为开关器件的功能，将光电二极管产生的光电信号输出，以实现光电信号的检测。然而，由于光电二极管产生的光电信号的电流较小，并且TFT自身存在一定大小的漏电流情况，使TFT存在较大的关态电流。从而在读取特定像素的光电信号时，由于其它像素的光电传感器的TFT的漏电流影响，造成读取到的光电信号具有较大的噪声，导致光电信号失真，从而使光电检测精度降低。
发明内容
本发明实施例提供一种光电检测电路、显示面板及显示装置，用以解决现有技术中由于TFT的漏电流影响，造成读取到的光电信号具有较大的噪声，导致光电信号失真，使光电检测精度降低的问题。
因此，本发明实施例提供了一种光电检测电路，包括：光电探测器、信号输入模块以及信号检测模块；其中，
所述光电探测器的负极与参考电压端相连，正极与所述信号检测模块的第一控制端相连，用于受光照时使流过所述光电探测器的电流增加；
所述信号输入模块的控制端与扫描信号端相连，输入端与检测信号输入端相连，输出端与所述信号检测模块的输入端相连，用于在所述扫描信号端的控制下将所述检测信号输入端的检测信号提供给所述信号检测模块；
所述信号检测模块的第二控制端与预设电压端相连，输出端与所述光电检测电路的检测信号输出端相连，用于仅在所述光电探测器受光照时输出所述检测信号。
优选地，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，所述信号检测模块包括：信号输出子模块与电压控制子模块；其中，
所述电压控制子模块的输入端与所述光电探测器的正极相连，输出端与接地端相连，用于仅在所述光电探测器受光照时，使所述电压控制子模块的输入端与其输出端之间的电压差增加；
所述信号输出子模块的第一控制端与所述电压控制子模块的输入端相连，所述信号输出子模块的第二控制端与所述预设电压端相连，所述信号输出子模块的输入端与所述信号输入模块的输出端相连，所述信号输出子模块的输出端与所述检测信号输出端相连；所述信号输出子模块用于在所述电压控制子模块的输入端与输出端之间的电压差增加时，将所述检测信号提供给所述检测信号输出端。
优选地，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，所述信号输出子模块包括：双栅型的第一开关晶体管；其中，
所述第一开关晶体管的第一栅极作为所述信号输出子模块的第一控制端，第二栅极作为所述信号输出子模块的第二控制端，第一极作为所述信号输出子模块的输入端，第二极作为所述信号输出子模块的输出端。
优选地，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，所述第一栅极与所述第二栅极分别位于所述第一开关晶体管的有源层的两侧。
优选地，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，所述电压控制子模块包括：电阻；其中，
所述电阻的第一端作为所述电压控制子模块的输入端，第二端作为所述电压控制子模块的输出端。
优选地，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，所述信号输入模块包括：第二开关晶体管；其中，
所述第二开关晶体管的栅极作为所述信号输入模块的控制端，第一极作为所述信号输入模块的输入端，第二极作为所述信号输入模块的输出端。
优选地，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，所述光电探测器为PIN型光电二极管。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括：多个本发明实施例提供的上述任一种光电检测电路。
优选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，还包括：与各所述光电检测电路的检测信号输出端相连的数据处理器。
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上述任一种显示面板。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的光电检测电路、显示面板及显示装置，包括：光电探测器、信号输入模块以及信号检测模块；其中，光电探测器处于反偏连接状态，用于受光照时使流过光电探测器的电流增加；信号输入模块用于在扫描信号端的控制下将检测信号输入端的检测信号提供给信号检测模块；信号检测模块用于仅在光电探测器受光照时输出检测信号。因此，与现有技术中由于读取到的光电探测器产生的光电信号具有较大的噪声相比，本发明实施例提供的上述光电检测电路，通过上述两个模块以及光电探测器的相互配合，通过输入一个检测信号，在光电探测器受光照时使流过光电探测器的电流增加，从而控制信号检测模块输出检测信号，进而在检测到该光电检测电路输出检测信号时，可以确定该光电检测电路受到光照，从而可以避免由于光电信号具有较大的噪声导致光电信号失真的问题，进而可以有效提高光电检测的检测精度，以及提高对光的检测效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的光电检测电路的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的光电检测电路的结构示意图之二；
图3a为本发明实施例提供的光电检测电路的具体结构示意图之一；
图3b为本发明实施例提供的光电检测电路的具体结构示意图之二；
图4为本发明实施例提供的PIN型光电二极管在无光照时的电阻与受光照时的电阻与连接的参考电压端的电压之间关系的仿真模拟图；
图5为本发明实施例提供的第一开关晶体管的第一栅极施加的电压与第二栅极施加的电压以及其第二极电流之间关系的仿真模拟图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的光电检测电路、显示面板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种光电检测电路，如图1所示，包括：光电探测器10、信号输入模块20以及信号检测模块30；其中，
光电探测器10的负极10a与参考电压端VREF相连，正极10b与信号检测模块30的第一控制端30a相连，用于受光照时使流过光电探测器10的电流增加；
信号输入模块20的控制端20a与扫描信号端Scan相连，输入端20b与检测信号输入端VIN相连，输出端20c与信号检测模块30的输入端30b相连，用于在扫描信号端Scan的控制下将检测信号输入端VIN的检测信号提供给信号检测模块30；
信号检测模块30的第二控制端30c与预设电压端VP相连，输出端30d与光电检测电路的检测信号输出端VOUT相连，用于仅在光电探测器10受光照时输出检测信号。
本发明实施例提供的光电检测电路，包括：光电探测器、信号输入模块以及信号检测模块；其中，光电探测器处于反偏连接状态，用于受光照时使流过光电探测器的电流增加；信号输入模块用于在扫描信号端的控制下将检测信号输入端的检测信号提供给信号检测模块；信号检测模块用于仅在光电探测器受光照时输出检测信号。因此，与现有技术中由于读取到的光电探测器产生的光电信号具有较大的噪声相比，本发明实施例提供的上述光电检测电路，通过上述两个模块以及光电探测器的相互配合，通过输入一个检测信号，在光电探测器受光照时使流过光电探测器的电流增加，从而控制信号检测模块输出检测信号，进而在检测到该光电检测电路输出检测信号时，可以确定该光电检测电路受到光照，从而可以避免由于光电信号具有较大的噪声导致光电信号失真的问题，进而可以有效提高光电检测的检测精度，以及提高对光的检测效率。
一般光电探测器包括多种类型的部件，例如光敏电阻、光电二极管等。在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，光电探测器可以为光电二极管或光敏电阻。在实际应用中，光电探测器还可以为其它能够实现本发明中功能的部件，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，如图2所示，信号检测模块30具体可以包括：信号输出子模块31与电压控制子模块32；其中，
电压控制子模块32的输入端与光电探测器10的正极10b相连，输出端与接地端GND相连，用于仅在光电探测器10受光照时，使电压控制子模块32的输入端与其输出端之间的电压差增加；
信号输出子模块31的第一控制端与电压控制子模块32的输入端相连，信号输出子模块31的第二控制端与预设电压端VP相连，信号输出子模块31的输入端与信号输入模块20的输出端20c相连，信号输出子模块31的输出端与检测信号输出端VOUT相连；信号输出子模块31用于在电压控制子模块32的输入端与输出端之间的电压差增加时，将检测信号提供给检测信号输出端VOUT。
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。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，如图3a与图3b所示，光电探测器10具体可以为PIN型光电二极管D。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，参考电压端的电压一般为正电压，以使PIN型光电二极管始终处于反偏状态。并且PIN型光电二极管在受光照时，其自身电阻会变小，从而使流过自身的电流变大。如图4所示为PIN型光电二极管在无光照，即暗态(Dark)时的电阻与受光照(Light)时的电阻与连接的参考电压端的电压之前关系的仿真模拟图。其中，横坐标代表参考电压端的电压，纵坐标代表电阻值，S1代表PIN型光电二极管无光照时的电阻值，S2代表PIN型光电二极管受光照时的电阻值。从图4中可以看出，PIN型光电二极管受到光照时的电阻值相比未受到光照时的电阻值较小。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，如图3a与图3b所示，信号输出子模块31具体可以包括：双栅型的第一开关晶体管T1；其中，
第一开关晶体管T1的第一栅极作为信号输出子模块31的第一控制端，第二栅极作为信号输出子模块31的第二控制端，第一极作为信号输出子模块31的输入端，第二极作为信号输出子模块32的输出端。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，第一开关晶体管可以为N型的双栅晶体管；或者也可以为P型的双栅晶体管，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，第一开关晶体管的第一栅极与第二栅极分别位于第一开关晶体管的有源层的两侧。在实际制备时，第一开关晶体管的其它结构与具体制备工艺与现有技术中的双栅晶体管的结构与制备工艺相同，为本领域技术人员应该理解具有的，在此不作赘述，也不应该作为对本发明的限制。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，由于第一开关晶体管的第一栅极与光电探测器的正极相连，使得第一栅极上具有一定电压，因此通过预设电压端控制第二栅极，可以使第一开关晶体管在光电探测器未受光照时处于截止状态。如图5所示的第一开关晶体管的第一栅极施加的电压与第二栅极施加的电压以及其第二极电流之间关系的仿真模拟图。其中，横坐标表示第一栅极施加的电压，纵坐标表示第二极电流，S1代表第二栅极施加电压为-5V时的曲线，S2代表第二栅极施加电压为0V时的曲线，S3代表第二栅极施加电压为+5V时的曲线。从图5中可以看出，在第一栅极上的电压固定时，当第二栅极施加电压分别为-5V、05以及+5V时，第二极流出的电流略有不同，因此在实际应用中，预设电压端的电压需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，如图3a与图3b所示，电压控制子模块32具体可以包括：电阻R；其中，
电阻R的第一端作为电压控制子模块32的输入端，第二端作为电压控制子模块32的输出端。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，电阻可以为具有固定电阻值的电阻；或者，也可以为具有可变电阻值的电阻。在实际应用中，电阻的具体结构需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，如图3a与图3b所示，信号输入模块20具体可以包括：第二开关晶体管T2；其中，
第二开关晶体管T2的栅极作为信号输入模块20的控制端20a，第一极作为信号输入模块20的输入端20b，第二极作为信号输入模块20的输出端20c。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，如图3a所示，第二开关晶体管T2可以为N型晶体管；或者，如图3b所示，第二开关晶体管T2也可以为P型晶体管。并且，P型晶体管在高电位作用下截止，在低电位作用下导通；N型晶体管在高电位作用下导通，在低电位作用下截止。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电检测电路中，第二开关晶体管在扫描信号端的控制下处于导通状态时，将检测信号输入端的检测信号提供给信号检测模块的输入端。
以上仅是举例说明本发明实施例提供的光电检测电路中各模块的具体结构，在具体实施时，上述各模块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，在此不作限定。
需要说明的是，本发明上述实施例中提到的晶体管可以是薄膜晶体管(TFT，ThinFilm Transistor)，也可以是金属氧化物半导体场效应管(MOS，Metal OxideScmiconductor)，在此不作限定。在具体实施中，这些晶体管可以根据其类型以及信号的不同，将第一极作为源极或漏极，以及将第二极作为漏极或源极，在此不做具体区分。
下面以图3a所示的光电检测电路的结构为例，对本发明实施例提供的上述光电检测电路的工作过程作以描述。其中以第一开关晶体管T1的第一极为源极，第二极为漏极为例。第二开关晶体管T2在扫描信号端Scan的控制下导通时，将检测信号输入端VIN的检测信号提供给第一开关晶体管T1的源极。
在PIN型光电二极管D未受光照时，第一开关晶体管T1的第一栅极的电压V_G1满足公式：其中，Vref代表参考电压端VREF的电压，rd代表PIN型光电二极管D未受光照时的电阻值，r0代表电阻R的电阻值。由于第一开关晶体管T1的第二栅极连接的预设电压端VP的电压的作用，第一栅极的电压V_G1不足以使第一开关晶体管T1导通，从而使第一开关晶体管T1处于截止状态。因此，检测信号输出端VOUT无检测信号输出。
在PIN型光电二极管D受光照时，第一开关晶体管T1的第一栅极的电压V_G1’满足公式：其中，由于PIN型光电二极管D受光照时其电阻值降低为rd’，从而可以使流经PIN型光电二极管D与电阻R的电流升高，从而使第一栅极的电压V_G1’升高，进而使第一开关晶体管T1处于导通状态，并将第二开关晶体管T2输入的检测信号提供给检测信号输出端VOUT，使检测信号输出端VOUT有检测信号输出。
在具体实施时，以Vref＝10v，r0＝1011Ω，rd＝1012Ω，rd’＝1010Ω为例。PIN型光电二极管D在未受光照时，此时可以将预设电压端VP的电压设置为2v，使第一开关晶体管T1处于截止状态，从而使检测信号输出端无信号输出。PIN型光电二极管D在受光照时，此时在预设电压端VP的电压设置为2v时，第一开关晶体管T1可以处于导通状态，进而将检测信号输出给检测信号输出端。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括多个本发明实施例提供的上述任一种光电检测电路。该显示面板解决问题的原理与前述光电检测电路相似，因此该显示面板的实施可以参见前述光电检测电路的实施，重复之处在此不再赘述。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，还包括多个像素单元，每个像素单元中对应设置一个光电检测电路。或者，显示面板包括检测区域，该检测区域中设施多个光电检测电路，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，还包括：与各光电检测电路的检测信号输出端相连的数据处理器。该数据处理器用于检测各检测信号输出端的信号，并根据检测到的信号确定光照位置。
随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活中。由于指纹是人体与生俱来且独一无二并可与他人相区别的特征，它由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成，这些谷和脊的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹的唯一特性，因此受到了广泛的关注。在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中的光电检测电路用于对指纹进行识别。数据处理器还用于根据各光电检测电路输出的检测信号来检测指纹。
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任一种显示面板。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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的光电检测电路、显示面板以及显示装置，包括：光电探测器、信号输入模块以及信号检测模块；其中，光电探测器处于反偏连接状态，用于受光照时使流过光电探测器的电流增加；信号输入模块用于在扫描信号端的控制下将检测信号输入端的检测信号提供给信号检测模块；信号检测模块用于仅在光电探测器受光照时输出检测信号。因此，与现有技术中由于读取到的光电探测器产生的光电信号具有较大的噪声相比，本发明实施例提供的上述光电检测电路，通过上述两个模块以及光电探测器的相互配合，通过输入一个检测信号，在光电探测器受光照时使流过光电探测器的电流增加，从而控制信号检测模块输出检测信号，进而在检测到该光电检测电路输出检测信号时，可以确定该光电检测电路受到光照，从而可以避免由于光电信号具有较大的噪声导致光电信号失真的问题，进而可以有效提高光电检测的检测精度，以及提高对光的检测效率。
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 (7)

1.一种光电检测电路，其特征在于，包括：光电探测器、信号输入模块以及信号检测模块；其中，
所述光电探测器的负极与参考电压端相连，正极与所述信号检测模块的第一控制端相连，用于受光照时使流过所述光电探测器的电流增加；
所述信号输入模块的控制端与扫描信号端相连，输入端与检测信号输入端相连，输出端与所述信号检测模块的输入端相连，用于在所述扫描信号端的控制下将所述检测信号输入端的检测信号提供给所述信号检测模块；
所述信号检测模块的第二控制端与预设电压端相连，输出端与所述光电检测电路的检测信号输出端相连，用于仅在所述光电探测器受光照时输出所述检测信号；
所述信号检测模块包括：信号输出子模块与电压控制子模块；其中，所述电压控制子模块的输入端与所述光电探测器的正极相连，输出端与接地端相连，用于仅在所述光电探测器受光照时，使所述电压控制子模块的输入端与其输出端之间的电压差增加；所述信号输出子模块的第一控制端与所述电压控制子模块的输入端相连，所述信号输出子模块的第二控制端与所述预设电压端相连，所述信号输出子模块的输入端与所述信号输入模块的输出端相连，所述信号输出子模块的输出端与所述检测信号输出端相连；所述信号输出子模块用于在所述电压控制子模块的输入端与输出端之间的电压差增加时，将所述检测信号提供给所述检测信号输出端；
所述信号输出子模块包括：双栅型的第一开关晶体管；其中，所述第一开关晶体管的第一栅极作为所述信号输出子模块的第一控制端，第二栅极作为所述信号输出子模块的第二控制端，第一极作为所述信号输出子模块的输入端，第二极作为所述信号输出子模块的输出端；
所述电压控制子模块包括：电阻；其中，所述电阻的第一端作为所述电压控制子模块的输入端，第二端作为所述电压控制子模块的输出端。
2.如权利要求1所述的光电检测电路，其特征在于，所述第一栅极与所述第二栅极分别位于所述第一开关晶体管的有源层的两侧。
3.如权利要求1所述的光电检测电路，其特征在于，所述信号输入模块包括：第二开关晶体管；其中，
所述第二开关晶体管的栅极作为所述信号输入模块的控制端，第一极作为所述信号输入模块的输入端，第二极作为所述信号输入模块的输出端。
4.如权利要求1-3任一项所述的光电检测电路，其特征在于，所述光电探测器为PIN型光电二极管。
5.一种显示面板，其特征在于，包括：多个如权利要求1-4任一项所述的光电检测电路。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，还包括：与各所述光电检测电路的检测信号输出端相连的数据处理器。
7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求5或6所述的显示面板。
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