CN107301407B - 指纹识别单元及指纹识别方法、显示基板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指纹识别单元及指纹识别方法、显示基板、显示装置，涉及显示技术领域，可避免指面的温度信号对指纹识别造成干扰。其中，指纹识别单元包括温度传感器件、光敏器件、第一开关器件和第二开关器件；第一开关器件的输入端与温度传感器件的一端相连，第二开关器件的输入端与光敏器件的一端相连；温度传感器件用于感测指面的温度信号，将其转换为温度电流信号，温度电流信号通过第一开关器件的输出端输出；光敏器件用于感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，将其转换为总电流信号，所转换的总电流信号通过第二开关器件的输出端输出，总电流信号包括温度电流信号和光电流信号。上述指纹识别单元用于对指纹进行识别。

Description

指纹识别单元及指纹识别方法、显示基板、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种指纹识别单元及指纹识别方法、显示基板、显示装置。

背景技术

指纹是手指表皮层上由呈线状排列的凸起与凹陷形成的纹路。由于指纹具有终身不变性、唯一性等特点，指纹识别技术在手机、平板电脑和电视等诸多显示装置中得到了广泛应用。

如图1所示，现有显示装置的显示基板中包括栅线gate、数据线data以及多个识别单元11，其中，每个识别单元11包括薄膜晶体管22以及用于感测光信号并将所感测的光信号转换为光电流信号的光敏单元33。如图2所示，当手指置于光敏单元33的上方时，位于光敏单元33下方的光源44发出的光线入射至指谷(对应指纹的凸起纹路)和指脊(对应指纹的凹陷纹路)处，再经由指谷和指脊反射，入射至光敏单元33中。由于经由指谷反射至光敏单元33的光的强度大于经由指脊反射至光敏器件的光的强度，因而指谷对应的光电流信号的强度也就大于指脊对应的光电流信号的强度，这时根据光电流强度的大小，就可对指纹的凸起纹路和凹陷纹路进行辨别，进而获取完整的指纹图案。

但是，如图3所示，由于光敏单元33为半导体器件，当手指置于光敏单元33上方时，光敏单元33除感测到光信号外，还会感测到手指的温度信号，也就是说，经由光敏单元33转换的电流信号包含了由温度信号转换的温度电流信号和由光信号转换的光电流信号两部分。由于指谷产生的热量低于指脊产生的热量，即指谷的温度信号强度低于指脊的温度信号强度，这样一来，当温度电流信号和光电流信号相叠加时，指谷和指脊分别对应的电流信号的强度之间的大小差异会缩小，从而对指纹的凸起纹路和凹陷纹路的识别造成了严重干扰。

发明内容

本发明提供了一种指纹识别单元及指纹识别方法、显示基板、显示装置，可避免指面的温度信号对指纹识别造成干扰。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种指纹识别单元，包括温度传感器件、光敏器件、第一开关器件和第二开关器件；第一开关器件的输入端与所述温度传感器件的一端相连，所述温度传感器件的另一端与参考信号线相连，所述第二开关器件的输入端与所述光敏器件的一端相连，所述光敏器件的另一端与所述参考信号线相连；

所述温度传感器件用于感测指面的温度信号，将所感测到的温度信号转换为温度电流信号，所转换的温度电流信号通过所述第一开关器件的输出端输出；所述光敏器件用于感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号，所转换的总电流信号通过所述第二开关器件的输出端输出，其中，所述总电流信号包括由温度信号转换的温度电流信号和由光信号转换的光电流信号。

与现有技术相比，在本发明所提供的指纹识别单元中，包括有温度传感器件和光敏器件，在第一开关器件打开时，经由温度传感器件转换的温度电流信号可通过第一开关器件输出；在第二开关器件打开时，经由光敏器件转换的总电流信号可通过第二开关器件输出。在获取温度电流信号和总电流信号后，将总电流信号的强度和温度电流信号的强度做差，即可将总电流信号中的温度电流信号抵消，得到由指面反射的光信号转换为的光电流信号的强度，这样在根据所获得的光电流信号的强度的大小，对指纹的凸起纹路和凹陷纹路进行辨别时，就能够消除指面的温度信号带来的干扰，准确获取光电流信号的强度，从而实现对指纹的纹路的准确识别。

本发明的第二方面提供了一种指纹识别方法，所述指纹识别方法应用于如本发明的第一方面所述的指纹识别单元中，所述指纹识别方法包括：

温度传感器件感测指面的温度信号，将所感测到的温度信号转换为温度电流信号；光敏器件感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号，其中，所述总电流信号包括由温度信号转换为的温度电流信号和由光信号转换为的光电流信号；

控制第一开关器件打开，控制所述温度电流信号通过所述第一开关器件输出；控制第二开关器件打开，控制所述总电流信号通过所述第二开关器件输出；

将所述总电流信号的强度和温度电流信号的强度相减，得到所述光电流信号的强度；根据所述光电流信号的强度，对指纹进行识别。

本发明所提供的指纹识别方法的有益效果与本发明的第一方面所提供的指纹识别单元的有益效果相同，此处不再赘述。

本发明的第三方面提供了一种显示基板，包括多个如本发明的第一方面所述的指纹识别单元。

本发明所提供的显示基板的有益效果与本发明的第一方面所提供的指纹识别单元的有益效果相同，此处不再赘述。

本发明的第四方面提供了一种显示装置，包括多个如本发明的第三方面所述的显示基板。

本发明所提供的显示装置的有益效果与本发明的第一方面所提供的指纹识别单元的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为现有技术中显示基板的结构示意图；

图2为现有技术中显示基板的结构示意图；

图3为现有技术中显示基板的结构示意图；

图4为本发明实施例一中具体实施方式一所提供的指纹识别单元的结构示意图；

图5为本发明实施例一中具体实施方式一所提供的指纹识别单元的结构示意图；

图6为本发明实施例一中的具体实施方式二所提供的指纹识别单元的结构示意图；

图7为本发明实施例一中的具体实施方式二所提供的指纹识别单元的结构示意图；

图8a为本发明实施例一中的具体实施方式三所提供的指纹识别单元的结构示意图；

图8b为本发明实施例一中的具体实施方式三所提供的指纹识别单元的另一结构示意图；

图9为本发明实施例一所提供的指纹识别单元的结构示意图；

图10为本发明实施例二所提供的指纹识别方法的流程图；

图11为本发明实施例三中的具体实施方式一所提供的显示基板的结构示意图；

图12为本发明实施例三中的具体实施方式二所提供的显示基板的结构示意图；

图13a为本发明实施例三中的具体实施方式三所提供的显示基板的结构示意图；

图13b为本发明实施例三中的具体实施方式三所提供的显示基板的另一结构示意图；

图14为本发明实施例三所提供的显示基板的结构示意图。

附图标记说明：

11-识别单元； 22-薄膜晶体管；

33-光敏单元； 44-光源；

1-温度传感器件； 2-光敏器件；

3-第一开关器件； 4-第二开关器件；

sigal line-参考信号线； data-数据线；

T1-第一薄膜晶体管； T2-第二薄膜晶体管；

gate1-第一栅线； gate2-第二栅线；

5-第一薄膜晶体管的栅极； 6-第一薄膜晶体管的有源层；

7-栅极绝缘层； 8-层间绝缘层；

9-第一薄膜晶体管的第一极； 10-第一薄膜晶体管的第二极；

D1-温度传感二极管； 11-温度传感二极管的PIN层；

SL1-参考信号线的第一连接处； 12-温度传感二极管的第一导电层；

13-温度传感二极管的第二导电层； 14-金属层；

15-第一过孔； 16-第二薄膜晶体管的栅极；

17-第二薄膜晶体管的有源层； 18-第二薄膜晶体管的第一极；

19-第二薄膜晶体管的第二极； D2-光敏二极管；

20-光敏二极管的PIN层； 21-光敏二极管的第一导电层；

22-光敏二极管的第二导电层； 23-第二过孔；

SL2-参考信号线的第二连接处； 24-平坦化层；

25-钝化层； 26-第一保护层；

27-第二保护层； 28-第三保护层；

29-衬底基板； 30-挡光层；

31-缓冲层； OP-逻辑运算器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，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的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

如图4所示，本实施例提供了一种指纹识别单元，该指纹识别单元包括温度传感器件1、光敏器件2、第一开关器件3和第二开关器件4。其中，第一开关器件3的输入端与温度传感器件1的一端相连，温度传感器件1的另一端与参考信号线sigal line相连，第二开关器件4的输入端与光敏器件2的一端相连，光敏器件2的另一端也与参考信号线sigal line相连。

温度传感器件1用于感测指面的温度信号，并将所感测到的温度信号转换为温度电流信号，所转换的温度电流信号通过第一开关器件3的输出端输出。光敏器件2用于感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，并将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号，所转换的总电流信号通过第二开关器件4的输出端输出。其中，总电流信号包括由温度信号转换的温度电流信号和由光信号转换的光电流信号。

与现有技术相比，在本实施例所提供的指纹识别单元中，包括有温度传感器件1和光敏器件2，在第一开关器件3打开时，经由温度传感器件1转换的温度电流信号可通过第一开关器件3输出；在第二开关器件4打开时，经由光敏器件2转换的总电流信号可通过第二开关器件4输出。在获取温度电流信号和总电流信号后，将总电流信号的强度和温度电流信号的强度做差，即可将总电流信号中的温度电流信号抵消，得到由指面反射的光信号转换为的光电流信号的强度，这样在根据所获得的光电流信号的强度的大小，对指纹的凸起纹路和凹陷纹路进行准确辨别时，就能够消除指面的温度信号带来的干扰，准确获取光电流信号的强度，从而实现对指纹的纹路的准确识别。

可选的，第一开关器件和第二开关器件具体可为薄膜晶体管结构，当然也可以是其他开关器件。

当第一开关器件和第二开关器件为薄膜晶体管结构时，下面通过三个具体实施方式，对本实施例所提供的指纹识别单元的工作原理进行详细说明：

具体实施方式一

如图5所示，当第一开关器件为第一薄膜晶体管T1时，第一薄膜晶体管的栅极与第一栅线gate1相连，第一薄膜晶体管的第一极与温度传感器件1相连，第一薄膜晶体管的第二极与数据线data相连。当第二开关器件为第二薄膜晶体管T2时，第二薄膜晶体管的栅极与第二栅线gate2相连，第二薄膜晶体管的第一极与光敏器件2相连，第二薄膜晶体管的第二极与数据线data相连。

基于上述结构，第一栅线gate1和第二栅线gate2可以在不同时刻分别向对应的栅极提供导通信号，从而控制第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2在不同时刻导通，进而实现数据线data在不同时刻分别读取经由温度传感器件1转换的温度电流信号和经由光敏器件2转换的总电流信号。

优选的，第一薄膜晶体管的第二极和第二薄膜晶体管的第二极共用。此时，第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2共用H型的导电沟道。如图6所示，当第一栅线gate1向第一薄膜晶体管的栅极提供导通信号时，经由温度传感器件1转换的温度电流信号通过H型导电沟道的上部传输至数据线data中。当第二栅线gate2向第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号时，经由光敏器件2转换的总电流信号通过H型导电沟道的下部传输至数据线data中。其中，温度电流信号的传输路径用虚线箭头表示，总电流信号的传输路径用实线箭头表示。

由于第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极分别在不同时刻接收导通信号，因此，即使第一薄膜晶体管的第二极和第二薄膜晶体管的第二极共用，数据线data同样可以在不同时刻分别读取温度电流信号和总电流信号。此外，第一薄膜晶体管的第二极和第二薄膜晶体管的第二极共用，还可简化薄膜晶体管的制作工艺，降低薄膜晶体管的制作成本。

具体实施方式二

如图7所示，当第一开关器件为第一薄膜晶体管T1时，第一薄膜晶体管的栅极与栅线gate相连，第一薄膜晶体管的第一极与温度传感器件1相连，第一薄膜晶体管的第二极与第一数据线data1相连。当第二开关器件为第二薄膜晶体管T2时，第二薄膜晶体管的栅极与栅线gate相连，第二薄膜晶体管的第一极与光敏器件2相连，第二薄膜晶体管的第二极与第二数据线data2相连。

基于上述结构，当栅线gate同时向第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号时，控制第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2同时导通，此时，经由温度传感器件1转换的温度电流信号通过第一数据线data1输出，经由光敏器件2转换的总电流信号通过第二数据线data2输出，即通过不同的数据线分别读取温度电流信号和总电流信号。

容易理解，在该具体实施中，参照具体实施方式一的设计方案，也可利用不同栅线，例如第一和第二栅线分别同时向第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号(在此情况下，工作机制与上述具体实施方式类似)；也可以利用不同栅线，例如第一和第二栅线分别在第一和第二时刻向第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号(在此情况下其工作机制与具体实施方式一类似)。

具体实施方式三

如图8a所示，当第一开关器件为第一薄膜晶体管T1时，第一薄膜晶体管的栅极与第一栅线gate1相连，第一薄膜晶体管的第一极与温度传感器件1相连，第一薄膜晶体管的第二极与逻辑运算器OP的第一输入端相连。当第二开关器件为第二薄膜晶体管T2时，第二薄膜晶体管的栅极与第二栅线gate2相连，第二薄膜晶体管的第一极与光敏器件2相连，第二薄膜晶体管的第二极与逻辑运算器OP的第二输入端相连，逻辑运算器OP的输出端与数据线data相连。

基于上述结构，第一栅线gate1和第二栅线gate2可在同一时刻分别向第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2同时导通，逻辑运算器OP的第一输入端和第二输入端分别接收到温度电流信号和总电流信号后，通过在逻辑运算器OP内部进行相减运算，使得逻辑运算器OP的输出端输出总电流信号和温度电流信号差值。

容易理解，在该具体实施中，参照具体实施方式二的方案，可通过同一栅线gate在同一时刻分别向第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号，如图8b所示(在此情况下，工作机制与上述具体实施方式类似)。

需要说明的是，第一薄膜晶体管的第二极和第二薄膜晶体管的第二极可以为源极，也可以为漏极，具体根据薄膜晶体管的类型确定，本实施例对此不作具体限定。

可选的，温度传感器件1具体可为温度传感二极管，光敏器件2具体可为光敏二极管。

以具体实施方式一所提供的指纹识别单元的结构为例，下面结合图9所示的指纹识别单元的膜层结构示意图，对指纹识别单元各组成部分的结构进行详细说明：

第一薄膜晶体管T1为顶栅结构，第一薄膜晶体管的栅极5设于第一薄膜晶体管的有源层6上方，第一薄膜晶体管的栅极5与第一栅线gate1相连(图中未示出)。第一薄膜晶体管的栅极5与第一薄膜晶体管的有源层6之间形成有覆盖第一薄膜晶体管的有源层6的栅极绝缘层7，栅极绝缘层7朝向第一薄膜晶体管的栅极5的表面形成有层间绝缘层8。第一薄膜晶体管的第一极9和第一薄膜晶体管的第二极10分别位于层间绝缘层8背向栅极绝缘层7的表面，第一薄膜晶体管的第一极9与温度传感二极管D1相连，第一薄膜晶体管的第二极10与数据线data相连(图中未示出)，第一薄膜晶体管的第一极9和第一薄膜晶体管的第二极10分别穿过层间绝缘层8和栅极绝缘层7与第一薄膜晶体管的有源层6连接。

温度传感二极管D1具体包括温度传感二极管的PIN层11以及覆盖温度传感二极管的PIN层11的遮光导电层。其中，遮光导电层用于遮挡光信号，以及感测指面的温度信号。温度传感二极管的PIN层11背向遮光导电层的一侧与第一薄膜晶体管的第一极9相连，温度传感二极管的PIN层11的另一侧通过遮光导电层与参考信号线相连。

由于温度传感二极管D1包括覆盖温度传感二极管的PIN层11的遮光导电层，因此，当手指位于温度传感二极管D1上方时，温度传感二极管D1无法感测到经由指面反射的光信号，保证了温度传感二极管D1仅能感测到指面的温度信号。这样一来，后续对总电流信号和温度电流信号的强度做差时，可保证准确获取光电流信号的强度。

具体的，遮光导电层包括温度传感二极管的第一导电层12、温度传感二极管的第二导电层13和金属层14。其中，温度传感二极管的第一导电层12覆盖温度传感二极管的PIN层11，金属层14与温度传感二极管的第二导电层13的位置关系可有如下两种情况：

一、请继续参见图9，金属层14位于温度传感二极管的第一导电层12背向温度传感二极管的PIN层11的表面，温度传感二极管的第二导电层13位于金属层14背向温度传感二极管的第一导电层12的表面。金属层14分别通过设于层间绝缘层8上的第一过孔15和参考信号线的第一连接处SL1与参考信号线相连，进而实现温度传感二极管的PIN层11与参考信号线的电连接。

二、温度传感二极管的第二导电层13位于温度传感二极管的第一导电层12背向温度传感二极管的PIN层11的表面，金属层14位于温度传感二极管的第二导电层13背向温度传感二极管的第一导电层12的表面。温度传感二极管的第二导电层13通过分别通过设于层间绝缘层8上的第一过孔15和参考信号线的第一连接处SL1与参考信号线相连，进而实现温度传感二极管的PIN层11与参考信号线的电连接。

在温度传感二极管的PIN层11上覆盖一层温度传感二极管的第一导电层12，一方面，温度传感二极管的第一导电层12可以进行导电，将温度电流信号传输至第一薄膜晶体管T1中；另一方面，在后续的刻蚀工艺中，温度传感二极管的第一导电层12还可以保护温度传感二极管的PIN层11不受刻蚀液的污染，进而保护温度传感二极管D1的性能不受影响。

与第一薄膜晶体管T1类似，第二薄膜晶体管T2也为顶栅结构，第二薄膜晶体管的栅极16设于第二薄膜晶体管的有源层17上方，第二薄膜晶体管的栅极16与第二栅线gate2相连(图中未示出)，第二薄膜晶体管的第一极18和第二薄膜晶体管的第二极19位于层间绝缘层8背向栅极绝缘层7的表面，第二薄膜晶体管的第一极18与光敏二极管D2相连，第二薄膜晶体管的第二极19与数据线data相连(图中未示出)，第二薄膜晶体管的第一极18和第二薄膜晶体管的第二极19分别穿过层间绝缘层8和栅极绝缘层7与第二薄膜晶体管的有源层17连接。

光敏二极管D2包括光敏二极管的PIN层20。光敏二极管的PIN层20的一侧与第二薄膜晶体管的第一极18相连，光敏二极管的PIN层20的另一侧与参考信号线相连。

此外，请继续参见图9，光敏二极管还可包括覆盖光敏二极管的PIN层20的导电层。导电层具体包括光敏二极管的第一导电层21和光敏二极管的第二导电层22。光敏二极管的第一导电层21覆盖光敏二极管的PIN层20，光敏二极管的第二导电层位于光敏二极管的第一导电层背向光敏二极管的PIN层20的表面，光敏二极管的第二导电层分别通过设于层间绝缘层8上的第二过孔23和参考信号线的第二连接处SL2与参考信号线相连，进而实现光敏二极管的PIN层20与参考信号线的电连接。

在光敏二极管的PIN层20上覆盖一层光敏二极管的第一导电层21，一方面，光敏二极管的第一导电层21可以进行导电，将总电信号传输至第二薄膜晶体管T2中；另一方面，在后续的刻蚀工艺中，光敏二极管的第一导电层21还可以保护光敏二极管的PIN层20不受刻蚀液的污染，进而保护光敏二极管D2的性能不受影响。

具体的，第一薄膜晶体管的有源层6和第二薄膜晶体管的有源层17具体可由铟镓锌氧化物或多晶硅材料制成。

可以理解的是，在层间绝缘层8背向栅极绝缘层7的表面可形成有用于实现膜层平坦化的平坦化层24，在平坦化层24背向层间绝缘层8的表面还可形成起保护作用的钝化层25。

此外，为了防止外部光线照射到第一薄膜晶体管的有源层6和第二薄膜晶体管的有源层17上，对第一薄膜晶体管的有源层6和第二薄膜晶体管的有源层17产生不良影响，可在平坦化层24背向层间绝缘层8的表面形成用于遮光的第一保护层26，其中，第一保护层26与第一薄膜晶体管的有源层6和第二薄膜晶体管的有源层17的位置相对应。

在形成温度传感二极管D1和光敏二极管D2时，为了防止第一薄膜晶体管的第一极9和第二薄膜晶体管的第一极18被刻蚀液污染，可分别在温度传感二极管的PIN层11与第一薄膜晶体管的第一极9之间、光敏二极管的PIN层20与第二薄膜晶体管的第一极18之间形成第二保护层27。

同样的，为了防止参考信号线的第一连接处SL1和第二连接处SL2被刻蚀液污染，可在层间绝缘层8背向栅极绝缘层7的表面形成第三保护层28，其中，第三保护层28与第一连接处SL1和第一连接处SL2的位置相对应。

其中，第一保护层26、第二保护层27和第三保护层28可为金属材料制作的能够导电的膜层。

可以理解的是，在温度传感二极管的PIN层11和光敏二极管的PIN层20中，分别包含P型半导体层、I型本征半导体层以及N型半导体层。其中，I型本征半导体层位于P型半导体层和N型半导体层之间，而对于P型半导体层和N型半导体层的相对位置关系，本实施例对此不作限定，只需保证在P型半导体层上施加的电压小于在N型半导体层上施加的电压，即保证温度传感二极管D1和光敏二极管D2处于反偏状态即可。

需要说明的是，当光敏器件2为光敏二极管D2时，在指纹识别过程中，光敏二极管D2自身会产生暗电流信号，即，通过光敏二极管D2获取的总电流信号中，除包含有光电流信号、温度电流信号外，还会包含有暗电流信号，暗电流信号的存在，也会对指纹识别带来干扰。而在本实施例所提供的指纹识别单元中，增设了温度传感二极管D1，由于温度传感二极管D1自身同样会产生暗电流信号，因此，通过温度传感二极管D1获取的温度电流信号中，也会包含有暗电流信号。这样一来，将光敏二极管D2转换的总电流信号的强度和温度传感二极管D1转换的温度电流信号的强度做差时，会将总电流信号中所包含的暗电流信号抵消，从而进一步准确获取光电流信号，避免了暗电流信号对指纹识别带来的干扰。

实施例二

如图10所示，本实施例提供了一种指纹识别方法，该指纹识别方法应用于如实施例一所述的指纹识别单元中。

该指纹识别方法包括：步骤S1：温度传感器件感测指面的温度信号，将所感测到的温度信号转换为温度电流信号。光敏器件感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号，其中，总电流信号包括由温度信号转换为的温度电流信号和由光信号转换为的光电流信号。

步骤S2：控制第一开关器件打开，控制所述温度电流信号通过所述第一开关器件输出；控制第二开关器件打开，控制所述总电流信号通过所述第二开关器件输出。

步骤S3：将总电流信号的强度和温度电流信号的强度相减，得到光电流信号的强度。

步骤S4：根据光电流信号的强度，对指纹进行识别。

在本实施例所提供的指纹识别方法中，通过温度传感器件感测指面的温度信号，并将所感测到的温度信号转换为温度电流信号。通过光敏器件感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，并将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号。在获取温度电流信号和总电流信号后，将总电流信号的强度和温度电流信号的强度做差，即可将总电流信号中的温度电流信号抵消，得到由指面反射的光信号转换为的光电流信号的强度，然后在根据所获得的光电流信号的强度的大小，对指纹的凸起纹路和凹陷纹路进行准确辨别时，就能够消除指面的温度信号带来的干扰，准确获取光电流信号的强度，从而实现对指纹的纹路的准确识别。

当第一开关器件为第一薄膜晶体管、第二开关器件为第二薄膜晶体管时，基于实施例一中所提供的三种具体实施方式，在本实施例所提供的指纹识别方法中，控制第一开关器件打开，控制温度电流信号通过第一开关器件输出；控制第二开关器件打开，控制总电流信号通过第二开关器件输出具体可包括三种情况：

第一种情况：在第一时刻，第一栅线向第一薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制第一薄膜晶体管导通，温度电流信号通过第一薄膜晶体管的第二极传输至数据线；在第二时刻，第二栅线向第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制第二薄膜晶体管导通，总电流信号通过第二薄膜晶体管的第二极传输至数据线。

第一栅线和第二栅线可以在不同时刻分别向对应的栅极提供导通信号，从而控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管在不同时刻导通，进而实现数据线在不同时刻分别读取经由温度传感器件转换的温度电流信号和经由光敏器件转换的总电流信号。

需要说明的是，在第一种情况中，只需令第一开关器件和第二开关器件在不同时刻打开即可，第一开关器件可先于第二开关器件打开，也可后于第二开关器件打开。如上所述的第一时刻和第二时刻并非是对第一开关器件、第二开关器件的打开先后顺序的限定，仅是为体现出第一开关器件和第二开关器件的打开时刻不同。

第二种情况：在同一时刻，栅线向第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时导通，温度电流信号通过第一薄膜晶体管的第二极传输至第一数据线，总电流信号通过第二薄膜晶体管的第二极传输至第二数据线。

当第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时导通时，经由温度传感器件转换的温度电流信号通过第一数据线输出，经由光敏器件转换的总电流信号通过第二数据线输出，即通过不同的数据线分别读取温度电流信号和总电流信号。

容易理解，参照第一种情况，在第二种情况下也可以采取类似的方案。

第三种情况：在同一时刻，向第一薄膜晶体管的栅极提供导通信号，向第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时导通，温度电流信号通过第一薄膜晶体管的第二极传输至逻辑运算器的第一输入端，总电流信号通过第二薄膜晶体管的第二极传输至逻辑运算器的第二输入端。

逻辑运算器的第一输入端和第二输入端分别接收到温度电流信号和总电流信号后，可在逻辑运算器内部实现相减运算，使得逻辑运算器的输出端直接输出总电流信号和温度电流信号差值，即通过与逻辑运算器的输出端相连的数据线直接获取光电流信号。

容易理解，可通过同一栅线或不同栅线向第一和第二薄膜晶体管同时提供导通信号。

实施例三

本实施例提供了一种显示基板，包括多个如实施例一所述的指纹识别单元。

由于本实施例所提供的显示基板包括多个如实施例一所述的指纹识别单元，因此，采用本实施例所提供的显示基板，在指纹识别过程中，可消除指面的温度信号带来的干扰，准确获取光电流信号的强度，从而实现对指纹的纹路的准确识别。

当第一开关器件为第一薄膜晶体管、第二开关器件为第二薄膜晶体管时，显示基板还包括N个数据线组和M个栅线组，多个指纹识别单元呈M行N列排列，N列指纹识别单元与N个数据线组一一对应，M行指纹识别单元与M个栅线组一一对应。

基于实施例一中所提供的三种具体实施方式，与之对应的，显示基板的结构具体可包括以下三种具体实施方式：

具体实施方式一

如图11所示，每个栅线组包括第一栅线gate1和第二栅线gate2，每个数据线组包括一条数据线data。以M＝2、N＝3为例，第一开关器件为第一薄膜晶体管T1、第二开关器件为第二薄膜晶体管T2、温度传感器件为温度传感二极管D1、光敏器件为光敏二极管D2，基于上述指纹识别单元的排布方式，具体的，每行指纹识别单元中的3个指纹识别单元所包括的第一薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的第一栅线gate1相连，每行指纹识别单元中的3个指纹识别单元的第二薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的第二栅线gate2相连。每列指纹识别单元中的2个指纹识别单元所包括的第一薄膜晶体管的第二极分别与对应的数据线data相连，每列指纹识别单元中的2个指纹识别单元所包括的第二薄膜晶体管的第二极分别与对应的数据线data相连。

当显示基板包括多行指纹识别单元时，数据线data需逐行对指纹识别单元所转换的温度电流信号和总电流信号进行读取。以M＝2为例，当M＝2时，指纹识别周期包括两个时段，在第一时段的第一时刻，第一个栅线组所包括的第一栅线gate1向第一行的3个第一薄膜晶体管的栅极分别提供导通信号，控制第一行的3个第一薄膜晶体管T1导通，经由第一行的3个温度传感二极管D1转换的温度电流信号通过对应的第一薄膜晶体管T1传输至数据线data中，使数据线data读取温度电流信号。在第一时段的第二时刻，第一个栅线组所包括的第二栅线gate2开始向第一行的3个第二薄膜晶体管的栅极分别提供导通信号，控制第一行的3个第二薄膜晶体管T2导通，经由第一行的3个光敏二极管D2转换的总电流信号通过对应的第二薄膜晶体管T2传输至数据线data中，使数据线data读取总电流信号。

在第二时段的第一时刻，第二个栅线组所包括的第一栅线gate1向第二行的3个第一薄膜晶体管的栅极分别提供导通信号，控制第二行的3个第一薄膜晶体管T1导通，经由第二行的3个温度传感二极管D1转换的温度电流信号通过对应的第一薄膜晶体管T1传输至数据线data中，使数据线data读取温度电流信号。在第二时段的第二时刻，第二个栅线组所包括的第一栅线gate1停止提供导通信号，第二个栅线组所包括的第二栅线gate2开始向第二行的3个第二薄膜晶体管的栅极分别提供导通信号，控制第二行的3个第二薄膜晶体管T2导通，经由第二行光敏二极管D2转换的总电流信号通过对应的第二薄膜晶体管T2传输至数据线data中，使数据线data读取总电流信号。

具体实施方式二

如图12所示，每个栅线组包括一条栅线gate，每个数据线组包括第一数据线data1和第二数据线data2。以M＝2、N＝3为例，基于上述指纹识别单元的排布方式，具体的，每行指纹识别单元中的3个指纹识别单元所包括的第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的栅线gate相连。每列指纹识别单元中的2个指纹识别单元所包括的第一薄膜晶体管的第二极分别与对应的第一数据线data1相连，每列指纹识别单元中的2个指纹识别单元所包括的第二薄膜晶体管的第二极分别与对应的第二数据线data2相连。

具体实施方式三

如图13a所示，显示基板还包括与M×N个指纹识别单元一一对应的M×N个逻辑运算器OP，每个栅线组包括第一栅线gate1和第二栅线gate2，每个数据线组包括一条数据线data。以M＝2、N＝3为例，基于上述指纹识别单元的排布方式，具体的，每行指纹识别单元中的3个指纹识别单元所包括的第一薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的第一栅线gate1相连，每行指纹识别单元中的3个指纹识别单元的第二薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的第二栅线gate2相连。每列指纹识别单元中的2个指纹识别单元所包括的第一薄膜晶体管的第二极分别与对应的逻辑运算器OP的第一输入端相连，每列指纹识别单元中的2个指纹识别单元所包括的第二薄膜晶体管的第二极分别与对应的逻辑运算器OP的第二输入端相连，逻辑运算器OP的输出端与对应的数据线data相连。

在该具体实施方式三的一种实现中，每个栅线组可以只包括一条栅线gate，第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的栅线gate相连，如图13b所示的结构。

可以理解的是，在图11～图13b中，显示基板还包括参考信号线sigal line，各指纹识别单元中的温度传感二极管D1分别通过参考信号线的第一连接处SL1与参考信号线sigal line相连(图中未示出)，各指纹识别单元中的光敏二极管D2分别通过参考信号线的第二连接处SL2与参考信号线sigal line相连(图中未示出)。

基于实施例一中图9所示的指纹识别单元的膜层结构，如图14所示，在本实施例所提供的显示基板中，在衬底基板29对应各指纹识别单元中所包括的温度传感二极管D1和光敏二极管D2的部分形成有挡光层30。挡光层30可以防止背光源发出的背光入射至温度传感二极管D1和光敏二极管D2中，进而防止背光对温度传感二极管D1和光敏二极管D2感测外部信号带来干扰。此外，在挡光层30背向衬底基板29的表面还可形成一层缓冲层31，所形成的缓冲层31覆盖挡光层30。

实施例四

本实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括如实施例三所述的显示基板。

由于本实施例所提供的显示装置包括如实施例三所述的显示基板，因此，采用本实施例所提供的显示装置，在指纹识别过程中，可消除指面的温度信号带来的干扰，准确获取光电流信号的强度，从而实现对指纹的纹路的准确识别。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种指纹识别单元，其特征在于，包括温度传感器件、光敏器件、第一开关器件和第二开关器件；第一开关器件的输入端与所述温度传感器件的一端相连，所述温度传感器件的另一端与参考信号线相连，所述第二开关器件的输入端与所述光敏器件的一端相连，所述光敏器件的另一端与所述参考信号线相连；

所述温度传感器件用于感测指面的温度信号，将所感测到的温度信号转换为温度电流信号，所转换的温度电流信号通过所述第一开关器件的输出端输出；所述光敏器件用于感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号，所转换的总电流信号通过所述第二开关器件的输出端输出，其中，所述总电流信号包括由温度信号转换的温度电流信号和由光信号转换的光电流信号。

2.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述第一开关器件为第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与第一栅线相连，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述温度传感器件相连，所述第一薄膜晶体管的第二极与数据线相连；

所述第二开关器件为第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极与第二栅线相连，所述第二薄膜晶体管的第一极与所述光敏器件相连，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述数据线相连。

3.根据权利要求2所述的指纹识别单元，其特征在于，所述第一薄膜晶体管的第二极和所述第二薄膜晶体管的第二极共用。

4.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述第一开关器件为第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与栅线相连，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述温度传感器件相连，所述第一薄膜晶体管的第二极与第一数据线相连；

所述第二开关器件为第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极与栅线相连，所述第二薄膜晶体管的第一极与所述光敏器件相连，所述第二薄膜晶体管的第二极与第二数据线相连；

与所述第一薄膜晶体管连接的栅线和与所述第二薄膜晶体管连接的栅线为同一栅线或不同栅线。

5.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述第一开关器件为第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与栅线相连，所述第一薄膜晶体管的第一极与所述温度传感器件相连，所述第一薄膜晶体管的第二极与逻辑运算器的第一输入端相连；

所述第二开关器件为第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极与栅线相连，所述第二薄膜晶体管的第一极与所述光敏器件相连，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述逻辑运算器的第二输入端相连；

与所述第一薄膜晶体管连接的栅线和与所述第二薄膜晶体管连接的栅线为同一栅线或不同栅线；

所述逻辑运算器的输出端与数据线相连。

6.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述温度传感器件为温度传感二极管；

所述温度传感二极管包括PIN层以及覆盖所述PIN层的遮光导电层；所述PIN层背向所述遮光导电层的一侧与所述第一开关器件的输入端相连，所述PIN层的另一侧通过所述遮光导电层与所述参考信号线相连。

7.根据权利要求6所述的指纹识别单元，其特征在于，所述遮光导电层包括第一导电层、第二导电层和金属层，所述第一导电层覆盖所述PIN层；

其中，所述金属层位于所述第一导电层背向所述PIN层的表面，所述第二导电层位于所述金属层背向所述第一导电层的表面；所述金属层通过过孔与所述参考信号线相连；

或，所述第二导电层位于所述第一导电层背向所述PIN层的表面，所述金属层位于所述第二导电层背向所述第一导电层的表面；所述第二导电层通过过孔与所述参考信号线相连。

8.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述光敏器件为光敏二极管；

所述光敏二极管包括PIN层，所述PIN层的一侧与所述第二开关器件的输入端相连，所述PIN层的另一侧与所述参考信号线相连。

9.根据权利要求8所述的指纹识别单元，其特征在于，所述光敏二极管包括覆盖所述PIN层的导电层；

所述导电层包括第一导电层和第二导电层；所述第一导电层覆盖所述PIN层，所述第二导电层位于所述第一导电层背向所述PIN层的表面，所述第二导电层通过过孔与所述参考信号线相连。

10.一种指纹识别方法，其特征在于，所述指纹识别方法应用于如权利要求1～9任一项所述的指纹识别单元中，所述指纹识别方法包括：

温度传感器件感测指面的温度信号，将所感测到的温度信号转换为温度电流信号；光敏器件感测指面的温度信号以及感测指面反射的光信号，将所感测到的温度信号和光信号转换为总电流信号，其中，所述总电流信号包括由温度信号转换为的温度电流信号和由光信号转换为的光电流信号；

控制第一开关器件打开，控制所述温度电流信号通过所述第一开关器件输出；控制第二开关器件打开，控制所述总电流信号通过所述第二开关器件输出；

将所述总电流信号的强度和温度电流信号的强度相减，得到所述光电流信号的强度；

根据所述光电流信号的强度，对指纹进行识别。

11.根据权利要求10所述的指纹识别方法，其特征在于，当所述第一开关器件为第一薄膜晶体管、所述第二开关器件为第二薄膜晶体管时，所述控制第一开关器件打开，控制所述温度电流信号通过所述第一开关器件输出；控制第二开关器件打开，控制所述总电流信号通过所述第二开关器件输出包括：

在第一时刻，第一栅线向所述第一薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制所述第一薄膜晶体管导通，所述温度电流信号通过所述第一薄膜晶体管的第二极传输至数据线；在第二时刻，第二栅线向所述第二薄膜晶体管的栅极提供导通信号，控制所述第二薄膜晶体管导通，所述总电流信号通过所述第二薄膜晶体管的第二极传输至所述数据线；其中，所述第一时刻和所述第二时刻为不同时刻。

12.一种显示基板，其特征在于，包括多个如权利要求1～9任一项所述的指纹识别单元。

13.根据权利要求12所述的显示基板，其特征在于，当所述指纹识别单元中的第一开关器件为第一薄膜晶体管、第二开关器件为第二薄膜晶体管时，所述显示基板还包括N条数据线和M个栅线组，多个所述指纹识别单元呈M行N列排列，N列所述指纹识别单元与N条数据线一一对应，M行所述指纹识别单元与M个栅线组一一对应；

其中，每个栅线组包括第一栅线和第二栅线，每行指纹识别单元中所包括的第一薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的第一栅线相连，每行指纹识别单元中所包括的第二薄膜晶体管的栅极分别与对应的栅线组中的第二栅线相连；每列指纹识别单元中所包括的第一薄膜晶体管的第二极和第二薄膜晶体管的第二极分别与对应的数据线组中的数据线相连。

14.根据权利要求12所述的显示基板，其特征在于，在衬底基板对应每个所述指纹识别单元所包括的温度传感器件和光敏器件的部分形成有挡光层。

15.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求12～14任一项所述的显示基板。

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