CN106980842A - 指纹识别模块和显示基板 - Google Patents

指纹识别模块和显示基板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种指纹识别模块和一种显示基板。所述指纹识别模块包括指纹检测元件和指纹识别数据线，所述指纹检测元件能够向所述指纹识别数据线输出检测电流，所述指纹识别模块还包括降噪单元，所述降噪单元串联在所述指纹识别数据线上，所述降噪单元的阻值大于预设阻值。本发明的指纹识别模块，具有串联设置在指纹识别数据线上的降噪单元，能够有效降低指纹识别数据线所接收到的检测电流的大小，从而有效避免该指纹识别数据线与其他数据线发生耦合的可能，因此，能够降低对检测电流的干扰，提高指纹识别的准确度。

Description

指纹识别模块和显示基板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种指纹识别模块和一种包括该指纹识别模块的显示基板。
背景技术
传统的液晶显示面板中，在显示面板正常显示时，很难进行指纹识，其难点在于显示电路与指纹识别电路不容易集成，且显示区域内光路复杂，干扰噪声多且大，对于光学传感器所采集的指纹信号影响特别大。
另外，传统的指纹识别显示面板中，由于指纹识别数据线与显示数据线或其他显示元件距离较近，因此，指纹识别数据线容易与其发生耦合，因此，容易干扰指纹识别，降低指纹识别的精度。
因此，如何有效提高指纹识别精度成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种指纹识别模块和一种包括该指纹识别模块的显示基板。
为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种指纹识别模块，所述指纹识别模块包括指纹检测元件和指纹识别数据线，所述指纹检测元件能够向所述指纹识别数据线输出检测电流，其中，所述指纹识别模块还包括降噪单元，所述降噪单元串联在所述指纹识别数据线上，所述降噪单元的阻值大于预设阻值。
优选地，所述降噪单元包括电阻元件；和/或
所述降噪单元包括薄膜晶体管和控制子单元，所述控制子单元用于控制所述薄膜晶体管，以使得所述薄膜晶体管处于禁止区或可调区。
优选地，所述预设阻值不小于1G欧姆。
优选地，所述指纹识别模块还包括指纹确定单元，所述指纹确定单元与所述指纹识别数据线电连接，用于根据所述指纹识别数据线传输的电流信号确定指纹形貌。
优选地，所述指纹确定单元包括放大器、解调器、滤波器和模数转换器；
所述放大器的一个输入端与所述指纹识别数据线电连接，用于对所述指纹识别数据线传输的电流进行放大；
所述解调器用于对所述放大器的输出电流进行解调；
所述滤波器用于对所述解调器的输出信号进行滤波；
所述模数转换器用于对所述滤波器的输出信号进行模数转换，以确定指纹的形貌。
优选地，所述指纹检测元件包括光敏二极管、控制晶体管、低电平输入端和多条控制线，所述指纹检测元件排列为多行多列，每行所述指纹检测元件对应一条所述控制线，每列指纹检测元件对应同一条指纹识别数据线；
所述光敏二极管的阳极与所述低电平输入端电性连接，所述光敏二极管的阴极与同一个所述指纹检测元件中的所述控制晶体管的第一极电连接；
同一行的指纹检测元件的控制晶体管的栅极与同一条所述控制线电连接，同一列的指纹检测元件的控制晶体管的第二极与同一条指纹识别数据线电连接。
优选地，所述降噪单元包括多个电阻元件，每条所述指纹识别数据线上串联至少一个所述电阻元件。
优选地，每个所述控制晶体管的第二极串联有一个所述电阻元件。
作为本发明的另一个方面，提供一种显示基板，所述显示基板包括指纹识别模块，其中，所述指纹识别模块包括本发明所提供的上述指纹识别模块。
优选地，所述显示基板包括显示数据线，所述指纹识别数据线与所述显示数据线平行设置，所述指纹检测元件设置在显示基板的像素单元中。
本发明的指纹识别模块，在应用该指纹识别模块以实现指纹识别的产品中，例如显示面板，该指纹识别模块一般嵌入在显示面板的像素单元中。由于，显示面板本身的像素电路结构布线复杂，如存在多条栅线和数据线等，因此，指纹识别模块的指纹识别数据线与栅线或数据线等距离较近。在指纹检测元件向指纹识别数据线输出检测电流时，指纹识别数据线容易与栅线或数据线等发生耦合，对检测电流信号造成干扰，从而影响指纹识别精确度。但是，本发明的指纹识别模块，还具有串联设置在指纹识别数据线上的降噪单元，该降噪单元具有较大的阻值，能够有效降低指纹识别数据线所接收到的检测电流的大小，从而有效滤除该指纹识别数据线与其他数据线产生的耦合电流，因此，能够降低对检测电流的干扰，提高指纹识别的准确度。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明第一实施例中指纹识别模块的结构示意图；
图2为本发明第二实施例中显示基板的结构示意图；
图3为本发明第三实施例中显示基板的结构示意图；
图4为本发明第四实施例中显示基板的结构示意图。
附图标记说明
100：指纹识别模块；
110：指纹检测元件；
120：指纹识别数据线；
130：降噪单元；
140：放大器；
150：解调器；
160：滤波器；
170：模数转换器；
200：显示基板；
210：显示数据线；
220：子像素单元；
VD：低电平输入端；T1：控制晶体管；T2：驱动晶体管；G1：控制线；G2：栅线；GOA：栅极驱动电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
参考图1，本发明的第一方面，涉及一种指纹识别模块100。该指纹识别模块100包括指纹检测元件110和指纹识别数据线120，指纹检测元件110能够向指纹识别数据线120输出检测电流。其中，该指纹识别模块100还包括降噪单元130，该降噪单元130串联在指纹识别数据线120上，且降噪单元130的阻值大于预设阻值。
需要说明的是，对于降噪单元130的具体结构并没有作出限定。例如，其可以仅仅是一个电阻器件，该电阻器件可以是一个具有固定阻值的器件，也可以是一个阻值可调的器件。当然，该降噪单元130也可以是其他具有一定电阻值的结构器件。
进一步需要说明的是，对于指纹检测元件110的具体结构并没有作出限定，但是，该指纹检测元件110应该能够将所接收到的指纹信号转换为电流信号，也就是上述的检测电流。例如，该指纹检测元件110可以是光敏传感器。当然，该指纹检测元件110还可以是其他具有同样功能的器件。
在应用该指纹识别模块100以实现指纹识别的产品中，例如显示面板，该指纹识别模块100一般嵌入在显示面板的像素单元中。由于，显示面板本身的像素电路结构布线复杂，如存在多条栅线和数据线等，因此，指纹识别模块100的指纹识别数据线120与栅线或数据线等距离较近。在指纹检测元件110向指纹识别数据线120输出检测电流时，指纹识别数据线120容易与栅线或数据线等发生耦合，对检测电流信号造成干扰，从而影响指纹识别精确度。但是，本实施例结构的指纹识别模块100，还具有串联设置在指纹识别数据线120上的降噪单元130，该降噪单元130具有较大的阻值，能够有效降低指纹识别数据线所接收到的检测电流的大小，从而可以滤除耦合产生的电流，提高指纹识别的精确程度。
在本发明中，对降噪单元的具体结构并不做特殊的限定，只要其阻值大于预设阻值即可。例如，优选地，上述降噪单元130包括电阻元件和/或薄膜晶体管。
具体地，该电阻元件可以是一个定阻值的器件，该阻值大于预设阻值，也可以是一个阻值可调的器件，例如，滑动变阻器等。
该电阻元件也可以是薄膜晶体管，对于晶体管的三大特性区域，例如，饱和区、禁止区和可调区，对于如何控制该晶体管以使得晶体管处于不同的区间属于本领域公知常识，在此不作赘述。因此，当降噪单元130包括薄膜晶体管时，降噪单元130还包括控制子单元(图中并未示出)，该控制子单元用于控制薄膜晶体管，对其施加不同的电压，以使得薄膜晶体管处于禁止区或可调区，从而可以使得薄膜晶体管获得具有预设阻值的电阻。
应当理解的是，当利用控制子单元对薄膜晶体管进行控制，以使得薄膜晶体管处于可调区时，根据控制子单元对薄膜晶体管施加的不同的电压，可以使得该薄膜晶体管的阻值可以调节，能够得到不同的阻值。
本实施例结构的指纹识别模块100，利用简单的电阻元件或者是具有同样功能的薄膜晶体管电子器件作为降噪单元130的具体结构，除了能够实现降低指纹识别信号干扰以外，该指纹识别模块100的结构简单，也能够有效节省指纹识别模块100的制作成本等。
优选地，上述预设阻值不小于1G欧姆。
本实施例结构的指纹识别模块100中，是对于预设阻值的进一步限定。本发明的发明人经过多次计算和试验，发现当与指纹识别数据线120串联的降噪单元130的阻值不小于1G欧姆时，该降噪单元130具有更好地降低指纹识别干扰的效果，从而能够进一步地提高指纹识别的精度。本实施例结构中将预设阻值限定在1G欧姆以上，并不意味着，将降噪单元130所采用的阻值为1G欧姆以下的情形排除，也依然属于本发明的保护范围。
优选地，上述指纹识别模块100还包括指纹确定单元，所述指纹确定单元与所述指纹识别数据线电连接，用于根据所述指纹识别数据线传输的电流信号确定指纹形貌。
在本发明中，对指纹确定单元的具体结构并不做特殊的限定，在一种优选实施方式中，指纹确定单元包括放大器140、解调器150、滤波器160和模数转换模块170。其中，上述指纹识别数据线120与该放大器140的一个输入端电性连接。
应当理解的是，该放大器140的一个输入端与指纹识别数据线120电性连接，该输入端所接收到的指纹识别信号，即检测电流，应当是经过降噪单元130进行降噪处理后的检测电流。也就是说，该检测电流在时间顺序上，先后经过降噪单元130和放大器140。
本实施例结构的指纹识别模块100，其中的指纹检测元件110将获取的指纹谷脊信息转换成检测电流，该检测电流经过阻值大于1G欧姆的电阻元件后，降低检测电流的大小，使得该检测电流变成微弱的电流信号。如果直接对该微弱的电流信号进行数据处理，以便进行指纹识别，则会导致所识别的指纹谷脊信息有误差，识别精度降低。因此，需要将经过降噪单元130处理后的检测电流引入放大器140，对该微弱的电流信号进行放大，以便能够有效提高指纹识别的精度，从而能够有效识别指纹数据。
上述解调器150用于对放大器140的输出信号进行解调。
上述滤波器160用于对解调器150的输出信号进行滤波。
上述模数转换器170用于对滤波器160的输出信号进行模数转换。
应当理解的是，图1中仅仅是指纹识别数据线120、放大器140、解调器150、滤波器160和模数转换器170的连接关系示意图，它所表示的是中间某个元件与其他元件的信号流向关系。为了便于说明，以解调器150进行解释，解调器150的一个输入信号由放大器140的输出信号给出，解调器150的输出信号传递至滤波器160，以此类推。
本实施例结构的指纹识别模块100，设置有解调器150、滤波器160和模数转换器170，能够最终通过模数转换器170将指纹检测元件110所输出的检测电流转换为数字信号，根据转换的数字信号，可以精准的实现指纹识别。
优选地，上述指纹检测元件110包括光敏二极管、控制晶体管T1、低电平输入端VD和多条控制线。在图中所示的具体实施方式中，所述指纹检测元件排列为多行多列，每行所述指纹检测元件对应一条所述控制线，每列指纹检测元件对应同一条指纹识别数据线。
所述光敏二极管的阳极与低电平输入端VD电性连接，所述光敏二极管的阴极与同一个所述指纹检测元件中的控制晶体管T1的第一极电连接。
同一行的指纹检测元件的控制晶体管T1的栅极与同一条所述控制线电连接，同一列的指纹检测元件的控制晶体管的第二极与同一条指纹识别数据线电连接。
也就是说，该控制晶体管T1相当于光敏二极管的开关，当需要进行指纹识别时，可以控制该控制晶体管T1，使得光敏二极管输出检测电流。具体地，当该控制晶体管T1为N型晶体管时，当控制线G1具有高电平信号时，该控制晶体管T1导通。相反，当该控制晶体管T1为P型晶体管时，当控制线G1具有低电平信号时，该控制晶体管T1导通。结构简单，且便于控制光敏二极管的输出检测电流信号的时间。
在本发明中，对降噪单元的具体设置以及具体结构并不做特殊的规定。例如，所述降噪单元包括多个电阻元件，每条所述指纹识别数据线上串联至少一个所述电阻元件。
具体地，如图2中所示，每个控制晶体管T1的第二极串联一个电阻元件。
本发明的第二方面，参考图2、图3和图4，涉及一种显示基板200。该显示基板200包括指纹识别模块，其中，该指纹识别模块包括前文记载的纹识别模块100。
本实施例结构的显示基板200，是前文记载的指纹识别模块100的一个具体应用环境，该显示基板的类型可以是传统的液晶显示面板，也可以是OLED显示面板。显示面板本身的像素电路结构布线复杂，如存在多条栅线和数据线等，因此，指纹识别模块100的指纹识别数据线120与栅线或数据线等距离较近。在指纹检测元件110向指纹识别数据线120输出检测电流时，指纹识别数据线120容易与栅线或数据线等发生耦合，对检测电流信号造成干扰，从而影响指纹识别精确度。但是，本实施例结构的显示基板200所采用的指纹识别模块100，还具有串联设置在指纹识别数据线120上的降噪单元130，该降噪单元130具有较大的阻值，能够有效降低指纹识别数据线120所接收到的检测电流的大小，从而有效滤除指纹识别数据线120与其他数据线产生的耦合电流，因此，能够降低对检测电流的干扰，提高该显示基板200的指纹识别的准确度。
优选地，上述显示基板200包括显示数据线210。其中，上述指纹识别数据线120与显示数据线210平行设置，指纹检测元件110设置在显示基板200的像素单元中。
下面结合图2、图3和图4，对该显示基板200的指纹识别原理进行说明。
参考图2，为上述指纹识别模块100在显示基板200上的一种实施方式：
显示基板200包括栅极驱动电路GOA和排布为多行多列的像素单元(未标号)，每一个像素单元包括驱动晶体管T2和与驱动晶体管T2电性连接的子像素单元220。驱动晶体管T2的控制极与栅线G2电性连接，驱动晶体管的第一极与显示数据线210电性连接，驱动晶体管的第二极与子像素单元220电性连接。
以指纹检测元件110为光敏二极管为例进行说明。光敏二极管与子像素单元220对应设置，每个光敏二极管对应一个控制晶体管T1，该控制晶体管T1的控制极与控制线G1电性连接，该控制线G1的控制信号可以由栅极驱动电路GOA进行控制，控制晶体管T1的第一极与光敏二极管的第二极电性连接，控制晶体管T1的第二极与指纹识别数据线120电性连接。
指纹识别数据线120与显示数据线210并行设置，每个指纹检测元件110对应一个降噪单元130。每列指纹检测元件110共用一条指纹识别数据线120，指纹识别数据线120依次与放大器140、解调器150、滤波器160和模数转换器170连接。
利用该结构的显示基板200进行指纹识别时，当用户手指接触显示屏时，光敏二极管会接收到经过指纹谷脊反射的光信号，光敏二极管将该光信号转换为检测电流。控制线G1接收到高电平信号或低电平信号时，控制控制晶体管T1打开，以实现将检测电流传输至指纹识别数据线120，检测电流经过降噪单元130的降噪处理，依次引入放大器140、解调器150、滤波器160和模数转换器170，最终通过模数转换器170所转换的数字信号进行指纹识别。由于降噪单元130的存在，使得指纹识别数据线120与其他元件，例如显示数据线210发生耦合的可能性降低，因此，能够有效降低信号干扰，提高指纹识别精确度。
参考图3，为上述指纹识别模块100在显示基板200上的另种实施方式：该种实施方式的不同之处在于，降噪单元130的设置位置不同，每列指纹检测元件110共用一个降噪单元130，其余相同，在此不作赘述。
参考图4，为上述指纹识别模块100在显示基板200上的又一种实施方式：该种实施方式的不同之处在于，降噪单元130的设置位置不同，除了每个指纹检测元件110对应一个降噪单元130以外，在每列指纹识别数据线120的最终输出端还设置有降噪单元130，即图4所示的实施方式为图2和图3的结合，其余相同，在此不作赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种指纹识别模块，所述指纹识别模块包括指纹检测元件和指纹识别数据线，所述指纹检测元件能够向所述指纹识别数据线输出检测电流，其特征在于，所述指纹识别模块还包括降噪单元，所述降噪单元串联在所述指纹识别数据线上，所述降噪单元的阻值大于预设阻值。
2.根据权利要求1所述的指纹识别模块，其特征在于，所述降噪单元包括电阻元件；和/或
所述降噪单元包括薄膜晶体管和控制子单元，所述控制子单元用于控制所述薄膜晶体管，以使得所述薄膜晶体管处于禁止区或可调区。
3.根据权利要求1所述的指纹识别模块，其特征在于，所述预设阻值不小于1G欧姆。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的指纹识别模块，其特征在于，所述指纹识别模块还包括指纹确定单元，所述指纹确定单元与所述指纹识别数据线电连接，用于根据所述指纹识别数据线传输的电流信号确定指纹形貌。
5.根据权利要求4所述的指纹识别模块，其特征在于，所述指纹确定单元包括放大器、解调器、滤波器和模数转换器；
所述放大器的一个输入端与所述指纹识别数据线电连接，用于对所述指纹识别数据线传输的电流进行放大；
所述解调器用于对所述放大器的输出电流进行解调；
所述滤波器用于对所述解调器的输出信号进行滤波；
所述模数转换器用于对所述滤波器的输出信号进行模数转换，以确定指纹的形貌。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的指纹识别模块，其特征在于，所述指纹检测元件包括光敏二极管、控制晶体管、低电平输入端和多条控制线，所述指纹检测元件排列为多行多列，每行所述指纹检测元件对应一条所述控制线，每列指纹检测元件对应同一条指纹识别数据线；
所述光敏二极管的阳极与所述低电平输入端电性连接，所述光敏二极管的阴极与同一个所述指纹检测元件中的所述控制晶体管的第一极电连接；
同一行的指纹检测元件的控制晶体管的栅极与同一条所述控制线电连接，同一列的指纹检测元件的控制晶体管的第二极与同一条指纹识别数据线电连接。
7.根据权利要求6所述的指纹识别模块，其特征在于，所述降噪单元包括多个电阻元件，每条所述指纹识别数据线上串联至少一个所述电阻元件。
8.根据权利要求7所述的指纹识别模块，其特征在于，每个所述控制晶体管的第二极串联有一个所述电阻元件。
9.一种显示基板，所述显示基板包括指纹识别模块，其特征在于，所述指纹识别模块包括权利要求1至8任意一项所述的指纹识别模块。
10.根据权利要求9所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板包括显示数据线，所述指纹识别数据线与所述显示数据线平行设置，所述指纹检测元件设置在显示基板的像素单元中。
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