CN108171192B - 指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置，属于显示技术领域本发明的指纹识别检测电路，包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、感光单元；其中，所述感光单元，用于根据其所接收到的光信号，生成相应的电信号；所述第一开关单元，用于在第一扫描信号的控制下，将所述感光单元所生成的电信号输出，以供指纹信息的识别；所述第二开关单元，用于在第二扫描信号的控制，为所述感光单元提供零偏电压，以使加载在所述感光单元两端的电压相同；所述第三开关单元，用于在第三扫描信号的控制，为所述感光单元提供反向电压，以使所述感光单元进行工作。

Description

指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置。

背景技术

目前的指纹识别器件有电容式、超声波式、光学式，各有优缺点，但有个共同的缺陷是指纹识别器件感应距离短，该缺陷严重限制了指纹识别器件的结构和性能，影响了其在移动终端产品中的广泛应用。

光学式指纹识别器件一般采用光电二极管(PIN)设计，通过调制光反射指纹谷脊不同得到不同光强信号，从而判断出谷脊差异，得到指纹信号，PIN使用一般使用反偏设计，PIN在反偏时随着光强的增加光电流增强，从而可以采集到电信号。但PIN工作在反偏模式中，也就是光导模式时，暗电流较大，当PIN工作在光伏模式时，PIN暗电流将会影响指纹信息检测的精确度。

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，提供一种有效降低光电二极管暗电流的指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种指纹识别检测电路，包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、感光单元；其中，

所述感光单元，用于根据其所接收到的光信号，生成相应的电信号；

所述第一开关单元，用于在第一扫描信号的控制下，将所述感光单元所生成的电信号输出，以供指纹信息的识别；

所述第二开关单元，用于在第二扫描信号的控制，为所述感光单元提供零偏电压，以使加载在所述感光单元两端的电压相同；

所述第三开关单元，用于在第三扫描信号的控制，为所述感光单元提供反向电压，以使所述感光单元进行工作。

优选的是，所述指纹识别检测电路还包括：运算放大器；其中，

所述运算放大器的正向输入端连接第一开关单元，反向输入端连接基准电压端，输出端通过一电容与所述正向输入端连接，且还连接读取线。

优选的是，所述基准电压端还连接所述第二开关单元；其中，

所述基准电压端用于在所述第二开关单元打开时，为所述感光单元提供零偏电压，在所述第二开关单元关闭时，为所述运算放大器提供基准电压。

进一步优选的是，所述第二开关单元包括：第二晶体管；其中，

所述第二晶体管的第一极连接在所述感光单元和所述第三开关单元之间，第二极连接所述基准电压端，控制极连接第二扫描线。

优选的是，所述第一开关单元包括：第一晶体管；其中，

所述第一晶体管的第一极连接感光单元，第二极连接所述运算放大器的正向输入端，控制极连接第一扫描线。

优选的是，所述第三开关单元包括：第三晶体管；其中，

所述第三晶体管的第一极连接所述感光单元和所述第二开关单元，第二极连接反偏电压端，控制极连接第三扫描线。

优选的是，所述感光单元包括光电二极管；其中，

所述光电二极管的第一极连接所述第一开关单元，第二极连接所述第二开关单元。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述指纹识别检测电路的驱动方法，包括：

光伏模式：第一扫描信号和第二扫描信号为工作电平信号，第一开关单元和第二开关单元打开，通过第二开关单元为所述感光单元输入零偏电压，以使加载在所述感光单元两端的电压相同；

光导模式：第一扫描信号和第三扫描信号为工作电平信号，第一开关单元和第三开关单元打开，通过第三开关单元为所述感光单元输入反向电压，以使所述感光单元反偏，以实现指纹信息的识别。

优选的是，在所述光伏模式，所述第二扫描信号的上升沿先于所述第一扫描信号的上升沿到达；在所述光导模式，所述第三扫描信号的上升沿先于所述第一扫描信号的上升沿到达。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述指纹识别检测电路。

本发明具有如下有益效果：

由于本发明中的指纹识别检测电路，增设了第二开关单元和第三开关单元；因此，可以在指纹识别检测电路的光伏模式，控制第一开关单元和第二开关单元打开，通过零偏电压控制加载在感光单元两端的电压相同，此时，感光单元处于零偏状态，因此可以减小感光单元暗电流的影响。而在光导模式，控制第一开关单元和第三开关单元打开，通过反向电压，控制感光单元进行工作，从而实现指纹信息的识别。

附图说明

图1为本发明的实施例1的指纹识别检测电路的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的指纹识别检测电路的示意图；

图3为图2的指纹识别检测电路的驱动方法的时序图；

图4为本发明的实施例2的显示装置的示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例中的所采用的晶体管可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性的相同器件，由于采用的晶体管的源极和漏极在一定条件下是可以互换的，所以其源极、漏极从连接关系的描述上是没有区别的。在本发明实施例中，为区分晶体管的源极和漏极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极，栅极称为控制极。此外按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为N型和P型，以下实施例中是以晶体管为N型晶体管进行说明的。当采用N型晶体管时，第一极为N型晶体管的源极，第二极为N型晶体管的漏极，栅极输入高电平时，源漏极导通，P型相反。可以想到的是采用晶体管为P型晶体管实现是本领域技术人员可以在没有付出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明实施例的保护范围内的。

实施例1：

结合图1和2所示，本实施例提供一种指纹识别检测电路，包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、感光单元；其中，感光单元用于根据其所接收到的光信号，生成相应的电信号；第一开关单元用于在第一扫描信号的控制下，将感光单元所生成的电信号输出，以供指纹信息的识别；第二开关单元用于在第二扫描信号的控制，为感光单元提供零偏电压，以使加载在感光单元两端的电压相同；第三开关单元用于在第三扫描信号的控制，为感光单元提供反向电压，以使感光单元进行工作。

由于本实施例中的指纹识别检测电路，增设了第二开关单元和第三开关单元；因此，可以在指纹识别检测电路的光伏模式，控制第一开关单元和第二开关单元打开，通过零偏电压控制加载在感光单元两端的电压相同，此时，感光单元处于零偏状态，因此可以减小感光单元暗电流的影响。而在光导模式，控制第一开关单元和第三开关单元打开，通过反向电压，控制感光单元进行工作，从而实现指纹信息的识别。

其中，在本实施例的指纹识别检测电路中，还包括运算放大器OP。

具体的，运算放大器OP的正向输入端连接第一开关单元，反向输入端连接基准电压端Vref，输出端通过一电容C与正向输入端连接，且还连接读取线。进一步的，基准电压端Vref还连接第二开关单元；其中，基准电压端Vref用于在第二开关单元打开时，为感光单元提供零偏电压(通常为0V)，在第二开关单元关闭时，为运算放大器OP提供基准电压。也就是说，一个基准电压端Vref即可为运算放大器OP提供基准电压，还可以为感光单元提供零偏电压，这样以来，可以减少端口的设置。

其中，第一开关单元包括：第一晶体管T1；该第一晶体管T1的第一极连接感光单元，第二极连接运算放大器OP的正向输入端，控制极连接第一扫描线GATE1。

具体的，给第一扫描线GATE1输入高电平信号，此时，第一晶体管T1打开，感光单元根据其接收的光信号生成相应的电信号，可以通过第一晶体管T1输出给运算放大器OP，并经运算放大器OP将信号放大后，进行指纹信息的识别。

第二开关单元包括：第二晶体管T2；第二晶体管T2的第一极连接在感光单元和所述第三开关单元之间，所述第二极连接所述基准电压端Vref，控制极连接所述第二扫描线GATE2。

具体的，在光伏模式，给第二扫描线GATE2输入高电平信号，此时，第二晶体管T2打开，不给基准电压端Vref输入信号，以使得感光单元两端的电压相同，以使感光单元处于零偏状态，以减感光单元小暗流的影响。

第三开关单元包括：第三晶体管T3；第三晶体管T3的第一极连接感光单元和所述第二开关单元，第二极连接反偏电压端VD，控制极连接第三扫描线GATE3。

具体的，在光导模式，给第三扫描线GATE3输入高电平信号，此时，第三晶体管T3打开，并通过反偏电压端VD给感光单元输入反向电压，实现感光单元的反偏，通过谷和脊反射的光学信号不同，从而实现指纹信息的识别。

感光单元包括光电二极管PIN；该光电二极管PIN的第一极连接所述第一开关单元，第二极连接所述第二开关单元。

如图2所示，以下提供一种优选的指纹识别检测电路，其包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、感光单元、运算放大器OP；其中，第一开关单元为第一晶体管T1，第二开关单元为第二晶体管T2，第三开关单元为第三晶体管T3，感光单元为光电二极管PIN；具体的，第一晶体管T1的第一极连接光电二极管PIN的第一极，第二极连接运算放大器OP的正向输入端，控制极连接第一扫描线GATE1；第二晶体管T2的第一极连接光电二极管PIN的第二极和第三晶体管T3的第一极，第二极连接基准电压端Vref，控制极连接所述第二扫描线GATE2；第三晶体管T3的第一极连接光电二极管PIN的第二极和第二晶体管T2的第一极，第二极连接反偏电压端VD，控制极连接第三扫描线GATE3；运算放大器OP的正向输入端连接第一晶体管T1的第二极，反向输入端连接基准电压端Vref，输出端通过一电容C与正向输入端连接，且还连接读取线。

结合图3的时序图，对该指纹识别检测电路的驱动方法进行说明。

光伏模式：给第一扫描线GATE1和第二扫描线GATE2输入高电平信号，第一晶体管T1和第二晶体管T2打开，此时不给基准电压端Vref输入信号，以使运算放大器OP正向输入端和反向输入端这两端的电压相等，也即加载在光电二极管PIN的两端的电压是相同的，从而可以有效减小光电二极管PIN的暗电流。

光导模式：给第一扫描线GATE1和第三扫描线GATE3输入高电平信号，第一晶体管T1和第三晶体管T3打开，此时给基准电压端Vref输入基准电压，给反偏电压端VD输入反向电压(也即负电压)，实现光电二极管PIN的反偏，通过谷和脊反射的光学信号不同，从而实现指纹信息的识别。

其中，在所述光伏模式，给第二扫描线GATE2输入高电平信号要先于第一扫描线GATE1输入的高电平信号，也即第二扫描信号的上升沿先于第一扫描信号上升沿到达；在所述光导模式，给第三扫描线GATE3输入高电平信号要先于第一扫描线GATE1输入的高电平信号，也即第三扫描信号的上升沿先于所述第一扫描信号上升沿到达。这样以来，可以保证光伏和光导模式启动正确，防止激励信号产生噪声。在此需要说明的是，在使用光电二极管PIN时，光伏模式和光导模式不可以同时使用，这样会对器件造成损坏，只可单独使用一种工作模式。

实施例2：

本实施例提供一种显示装置，其包括实施例1中的指纹识别检测电路。

其中，如图4所示，对于显示装置而言，其上可以设置多个指纹识别检测电路，此时将指纹识别检测电路成阵列排布，这样，位于同一列的指纹识别检测电路共用一个运算放大器OP，位于同一行的指纹识别检测电路连接同一条第一扫描线GATE1、第二扫描线GATE2、第三扫描线GATE3。该种设置方式，方便布线，使得显示装置的结构简单，且能够实现全屏的指纹识别。

当然本实施例中该显示装置可以包括：OLED面板、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。

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)

1.一种指纹识别检测电路，其特征在于，包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、感光单元；其中，

所述感光单元，用于根据其所接收到的光信号，生成相应的电信号；

所述第一开关单元，用于在第一扫描信号的控制下，将所述感光单元所生成的电信号输出，以供指纹信息的识别；

所述第二开关单元，用于在光伏模式，通过第二扫描信号的控制，为所述感光单元提供零偏电压，以使加载在所述感光单元两端的电压相同；

所述第三开关单元，用于在光导模式，通过第三扫描信号的控制，为所述感光单元提供反向电压，以使所述感光单元反偏，实现指纹信息的识别。

2.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，还包括：运算放大器；其中，

所述运算放大器的正向输入端连接第一开关单元，反向输入端连接基准电压端，输出端通过一电容与所述正向输入端连接，且还连接读取线。

3.根据权利要求2所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述基准电压端还连接所述第二开关单元；其中，

所述基准电压端用于在所述第二开关单元打开时，为所述感光单元提供零偏电压，在所述第二开关单元关闭时，为所述运算放大器提供基准电压。

4.根据权利要求3所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第二开关单元包括：第二晶体管；其中，

所述第二晶体管的第一极连接在所述感光单元和所述第三开关单元之间，第二极连接所述基准电压端，控制极连接第二扫描线。

5.根据权利要求2所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：第一晶体管；其中，

所述第一晶体管的第一极连接感光单元，第二极连接所述运算放大器的正向输入端，控制极连接第一扫描线。

6.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述第三开关单元包括：第三晶体管；其中，

所述第三晶体管的第一极连接所述感光单元和所述第二开关单元，第二极连接反偏电压端，控制极连接第三扫描线。

7.根据权利要求1所述的指纹识别检测电路，其特征在于，所述感光单元包括光电二极管；其中，

所述光电二极管的第一极连接所述第一开关单元，第二极连接所述第二开关单元。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的指纹识别检测电路的驱动方法，其特征在于，包括：

光伏模式：第一扫描信号和第二扫描信号为工作电平信号，第一开关单元和第二开关单元打开，通过第二开关单元为所述感光单元输入零偏电压，以使加载在所述感光单元两端的电压相同；

光导模式：第一扫描信号和第三扫描信号为工作电平信号，第一开关单元和第三开关单元打开，通过第三开关单元为所述感光单元输入反向电压，以使所述感光单元反偏，以实现指纹信息的识别。

9.根据权利要求8所述的指纹识别检测电路的驱动方法，其特征在于，在所述光伏模式，所述第二扫描信号的上升沿先于所述第一扫描信号的上升沿到达；在所述光导模式，所述第三扫描信号的上升沿先于所述第一扫描信号的上升沿到达。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的指纹识别检测电路。

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