CN110199249A - 集成指纹检测触控显示设备以及指纹检测、触控和图像显示的集成方法 - Google Patents

集成指纹检测触控显示设备以及指纹检测、触控和图像显示的集成方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种集成指纹检测触控显示设备。集成指纹检测触控显示设备包括：多个指纹感测驱动器电路，其分别构造为分别在集成指纹检测触控显示设备的多个感测区域中独立地控制指纹检测；触摸感测驱动器电路，其构造为在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测；对置基板；以及，面对对置基板的阵列基板。所述阵列基板包括：多个光源；多个光传感器；多个光传感器驱动薄膜晶体管，其分别连接至所述多个光传感器；多条第一栅线，其分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路；以及，多条第二栅线，其连接至触摸感测驱动器电路以检测触摸。

Description

集成指纹检测触控显示设备以及指纹检测、触控和图像显示 的集成方法
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地，涉及一种集成指纹检测触控显示设备以及一种指纹检测、触控和图像显示的集成方法。
背景技术
近年来，在指纹和掌纹识别中已经提出各种方法。用于识别指纹和掌纹的光学方法的示例包括：全反射方法、光路分离方法、以及扫描方法。在全反射方法中，来自光源的光(诸如环境光)进入像素，并在封装基板的表面上全反射。当手指或手掌触摸显示面板时，该表面的全反射条件根据触摸局部地改变，导致全反射局部地被破坏。全反射的破坏导致反射减少。基于该原理，可将手指的脊线与谷线区分开。替代性地，可通过检测手指或手掌触摸显示面板时电容的改变来识别指纹或掌纹。
发明内容
在一方面，本发明提供了一种集成指纹检测触控显示设备，包括：多个指纹感测驱动器电路，其分别构造为分别在集成指纹检测触控显示设备的多个感测区域中独立地控制指纹检测；触摸感测驱动器电路，其构造为在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测；对置基板；和阵列基板，其面对所述对置基板；其中，所述阵列基板包括：多个光源，其构造为朝向对置基板发光，所述光的至少一部分被对置基板的背离阵列基板的表面全反射；多个光传感器，其构造为检测被对置基板的背离阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；多个光传感器驱动薄膜晶体管，其分别与所述多个光传感器连接，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管和所述多个光传感器排列成多行；和多条栅扫描线，其分别与所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行连接，以向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管提供栅极扫描信号；并且其中，所述多条栅扫描线包括：多条第一栅线，其分别与所述多个指纹感测驱动器电路连接，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；以及多条第二栅线，其连接至触摸感测驱动器电路以检测触摸。
可选地，所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的同一个感测区域的栅线连接至所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路；并且，所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的不同感测区域的栅线分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路中的不同指纹感测驱动器电路。
可选地，所述多条第二栅线分别来自所述多个感测区域，所述多个感测区域中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线中的至少一条第二栅线穿过其中。
可选地，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用环境光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
可选地，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
可选地，集成指纹检测触控显示设备以包括显示模式和触摸感测模式的时分模式操作；集成指纹检测触控显示设备构造为在显示模式期间显示图像；并且所述多个光源构造为显示具有高于阈值的灰度的图像以提供用于检测触摸物的图像的光。
可选地，集成指纹检测触控显示设备还包括一个或多个光感应器，其构造为检测环境光的光强度；其中，响应于环境光的光强度不小于阈值，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用环境光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸；并且其中，响应于环境光的光强度小于阈值，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
可选地，集成指纹检测触控显示设备还包括：处理器，其构造为确定发生触摸的触摸区域，并且从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线；其中，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路构造为向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行中的与所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路连接的一些行提供栅极扫描信号。
可选地，所述处理器还构造为从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路，与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过所述触摸区域以外的区域；其中，所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路构造为不提供栅极扫描信号。
可选地，所述多个感测区域沿着与所述多条栅扫描线垂直的方向顺序排列。
可选地，所述多条第二栅线还分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路；其中，集成指纹检测触控显示设备以包括触摸感测模式和指纹检测模式的时分模式操作；所述多条第二栅线在触摸感测模式中构造为检测触摸；并且所述多条第一栅线和所述多条第二栅线在指纹检测模式中构造为检测指纹信息。
可选地，所述多个光源是集成指纹检测触控显示设备中的多个发光元件；其中，集成指纹检测触控显示设备以包括显示模式和指纹检测模式的时分模式操作；所述多个发光元件构造为在显示模式期间显示图像；并且所述多个发光元件中的一个或多个发光元件构造为在指纹检测模式中为所述多个光传感器中的一个或多个光传感器提供光源。
在另一方面，本公开提供了一种指纹检测、触控和图像显示的集成方法，包括：分别通过多个指纹感测驱动器电路分别在集成指纹检测触控显示设备中的多个感测区域中独立地控制指纹检测；和通过触摸感测驱动器电路在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测；其中，独立地控制指纹检测和控制触摸检测包括：利用集成指纹检测触控显示设备的阵列基板中的多个光源朝向面对阵列基板的对置基板发光，所述光的至少一部分被对置基板的背离阵列基板的表面全反射；利用多个光传感器来检测被对置基板的背离阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；以及，分别向多个光传感器驱动薄膜晶体管的多行提供栅极扫描信号，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管分别与所述多行中的所述多个光传感器连接；其中，提供栅极扫描信号包括：分别通过所述多条栅扫描线中的多条第一栅线从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；以及，从触摸感测驱动器电路分别向所述多条栅扫描线中的多条第二栅线提供第二栅极扫描信号，以检测触摸。
可选地，来自所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的同一个感测区域的栅线；并且，来自所述多个指纹感测驱动器电路中的不同指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的不同感测区域的栅线。
可选地，第二栅极扫描信号被提供至分别位于所述多个感测区域中的所述多条第二栅线，所述多个感测区域中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线中的至少一条第二栅线穿过其中。
可选地，检测触摸包括通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用环境光作为光源来检测触摸物的图像。
可选地，检测触摸包括通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源来检测触摸物的图像。
可选地，所述方法还包括：以包括显示模式和触摸感测模式的时分模式操作集成指纹检测触控显示设备；在显示模式期间显示图像；以及，通过所述多个光源显示具有高于阈值的灰度的图像以提供用于检测触摸物的图像的光。
可选地，所述方法还包括：通过一个或多个光感应器检测环境光的光强度；响应于环境光的光强度不小于阈值，通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用环境光作为光源来检测触摸物的图像；以及，响应于环境光的光强度小于阈值，通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源来检测触摸物的图像。
可选地，在检测触摸之后，所述方法还包括：确定发生触摸的触摸区域；从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线；通过所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行中与所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路连接的一些行提供栅极扫描信号。
可选地，所述方法还包括：从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路，与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过所述触摸区域以外的区域；其中，所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路构造为不提供栅极扫描信号。
可选地，所述方法还包括：以包括触摸感测模式和指纹检测模式的时分模式操作集成指纹检测触控显示设备；其中，在触摸感测模式中执行从触摸感测驱动器电路提供第二栅极扫描信号；并且，在指纹检测模式中执行从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号；其中，从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号包括：分别通过所述多条栅扫描线中的多条第一栅线和多条第二栅线从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息。
附图说明
以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。
图2是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。
图3A是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。
图3B是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。
图4是根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备中的显示面板的截面图。
图5是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。
图6示出通过根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备检测到的触摸物的图像。
图7示出根据本公开的一些实施例中的利用环境光作为光源检测触摸物的图像的过程。
图8A示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的时分操作模式。
图8B示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的时分操作模式。
图8C示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的时分操作模式。
图9是示出根据本公开的一些实施例中的光感测单元的电路图。
图10是示出根据本公开的一些实施例中的光感测单元的结构的示意图。
具体实施方式
现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者受限为所公开的确切形式。
本公开特别提供了集成指纹检测触控显示设备以及指纹检测、触控和图像显示的集成方法，其实质上消除了由于现有技术的限制和缺陷而导致的问题中的一个或多个。在一方面，本公开提供了一种集成指纹检测触控显示设备。在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备包括显示面板、多个指纹感测驱动器电路、以及触摸感测驱动器电路。所述多个指纹感测驱动器电路分别构造为分别在集成指纹检测触控显示设备的多个感测区域中独立地控制指纹检测。触摸感测驱动器电路构造为在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测。显示面板包括对置基板和面对对置基板的阵列基板。可选地，所述阵列基板包括：多个光源，其构造为朝向对置基板发光，所述光的至少一部分被对置基板的背离阵列基板的表面全反射；多个光传感器，其构造为检测被对置基板的背离阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；多个光传感器驱动薄膜晶体管，其分别与所述多个光传感器连接，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管和所述多个光传感器排列成多行；和多条栅扫描线，其分别与所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行连接，以向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管提供栅极扫描信号。可选地，所述多条栅扫描线包括：多条第一栅线，其分别与所述多个指纹感测驱动器电路连接，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；以及多条第二栅线，其连接至触摸感测驱动器电路以检测触摸。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。参照图1，在一些实施例中，当前的集成指纹检测触控显示设备具有多个感测区域SR。可以独立地执行所述多个感测区域SR中的每一个中的指纹检测。例如，在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备包括：多个指纹感测驱动器电路FIC，其分别构造为分别在集成指纹检测触控显示设备的所述多个感测区域SR中独立地控制指纹检测。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的每单独一个指纹感测驱动器电路构造为在集成指纹检测触控显示设备中的所述多个感测区域SR中的对应一个感测区域中控制指纹检测。在一个示例中，如图1所示，指纹跨越集成指纹检测触控显示设备中的所述多个感测区域SR中的三个直接相邻的连续的感测区域。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的三个独立的指纹感测驱动器电路构造为在集成指纹检测触控显示设备中的所述多个感测区域SR中的三个直接相邻的连续的感测区域中独立地检测指纹信息(或其它生物测定信息，比如掌纹信息)。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的位于所述多个感测区域SR中的其他感测区域中的指纹感测驱动器电路可以处于空闲状态，从而能减少功耗、减少计算需求，并使得指纹检测更快且更准确。
图2是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。参照图2，在一些实施例中，当前的集成指纹检测触控显示设备还包括触摸感测驱动器电路TIC，其构造为控制集成指纹检测触控显示设备中的触摸检测。触摸感测驱动器电路TIC连接至多条栅扫描线GL，以检测触摸。如图2所示，所述多条栅扫描线GL分别来自所述多个感测区域SR，所述多个感测区域SR中的每一个感测区域具有穿过其并连接至触摸感测驱动器电路TIC的所述多条栅扫描线GL中的至少一条栅扫描线。
图3A是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。参照图3A，在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备具有多个感测区域SR。在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备包括：多个指纹感测驱动器电路FIC，其分别构造为分别在集成指纹检测触控显示设备的所述多个感测区域SR中独立地控制指纹检测；以及，触摸感测驱动器电路TIC，其构造为在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测。在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备还包括多个光传感器20和分别连接至所述多个光传感器20的多个光传感器驱动薄膜晶体管30。所述多个光传感器20中的每一个光传感器连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30中的对应一个光传感器驱动薄膜晶体管，例如，按一一对应关系连接。
在一些实施例中，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30和所述多个光传感器20排列成具有多行和多列的阵列。在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备还包括多条栅扫描线，其分别与所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行连接，以向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30提供栅极扫描信号。可选地，集成指纹检测触控显示设备还包括多条读取线RL，其分别连接至所述多行中的对应行中的所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的漏极，以传输指纹信息。可选地，所述多条读取线RL在列方向上排列，并且所述多条栅扫描线在行方向上排列。
参照图3A，在一些实施例中，所述多条栅扫描线包括：多条第一栅线G1，其分别与所述多个指纹感测驱动器电路FIC连接，以在所述多个感测区域SR中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；以及多条第二栅线G2，其连接至触摸感测驱动器电路TIC以检测触摸。所述多条第一栅线G1中的每一条第一栅线连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的对应行，并且所述多条第二栅线G2中的每一条第二栅线连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的对应行。所述多条第一栅线G1和所述多条第二栅线G2连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的不同行。
在一些实施例中，所述多条第一栅线G1中的穿过所述多个感测区域SR中的同一个感测区域的栅线连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的同一个指纹感测驱动器电路；并且，所述多条第一栅线G1中的穿过所述多个感测区域SR中的不同感测区域的栅线分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的不同指纹感测驱动器电路。因此，所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的每单独一个指纹感测驱动器电路构造为在所述多个感测区域SR中的对应一个感测区域中独立地控制指纹检测。可选地，所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的每单独一个指纹感测驱动器电路连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的一些行。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的不同指纹感测驱动器电路连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的不同行。可选地，所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的不同指纹感测驱动器电路不共享任何公共栅线并且不共享所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的任何公共行。
可选地，所述多个指纹感测驱动器电路FIC是多个阵列上栅极电路。可选地，触摸感测驱动器电路TIC是阵列上栅极电路。
参照图1、图2和图3A，在一些实施例中，所述多个感测区域SR沿着与所述多条栅扫描线垂直的方向(例如，沿着列方向)顺序且连续地排列。
在一些实施例中，所述多条读取线RL包括多条第一读取线和多条第二读取线。可选地，所述多条第一读取线分别连接至与所述多条第一栅线G1连接的所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的漏极。可选地，所述多条第二读取线分别连接至与所述多条第二栅线G2连接的所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的漏极。
图3B是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。参照图3B，所述多条栅扫描线包括多条第一栅线G1和多条第二栅线G2。所述多条第一栅线G1中的每一条第一栅线连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的对应行，并且所述多条第二栅线G2中的每一条第二栅线连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的对应行。所述多条第一栅线G1和所述多条第二栅线G2连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的不同行。所述多条第一栅线G1和所述多条第二栅线G2分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC，以在所述多个感测区域SR中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息。所述多条第二栅线G2连接至触摸感测驱动器电路TIC以检测触摸。所述多条第二栅线G2中的每一条连接至所述多个感测区域SR中的对应一个感测区域中的所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的对应一个指纹感测驱动器电路。
在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备以时分模式操作。时分模式包括触摸感测模式和指纹检测模式。可选地，时分模式还包括显示模式。多个光源(例如，多个发光元件)构造为在显示模式期间显示图像。可选地，所述多个光源(例如，所述多个发光元件)中的一个或多个构造为在指纹检测模式(且可选地在触摸感测模式)中为所述多个光传感器20中的一个或多个光传感器提供光源。在触摸感测模式中，所述多条第二栅线G2及所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的相关行构造为检测触摸。在指纹检测模式中，所述多条第二栅线G2及所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的相关行构造为检测指纹信息。
在一些实施例中，所述多条第一栅线G1和所述多条第二栅线G2中的穿过所述多个感测区域SR中的同一个感测区域的栅线连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的同一个指纹感测驱动器电路；并且，所述多条第一栅线G1和所述多条第二栅线G2中的穿过所述多个感测区域SR中的不同感测区域的栅线分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的不同指纹感测驱动器电路。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的每单独一个指纹感测驱动器电路构造为在所述多个感测区域SR中的对应一个感测区域中独立地控制指纹检测。可选地，所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的每单独一个指纹感测驱动器电路连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的一些行。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的不同指纹感测驱动器电路连接至所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的不同行。可选地，所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的不同指纹感测驱动器电路不共享任何公共栅线并且不共享所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30的所述多行中的任何公共行。
参照图3A和图3B，在一些实施例中，所述多条第二栅线G2在所述多个感测区域SR中具有相同的分布图案。在一个示例中，所述多条第一栅线G1和所述多条第二栅线G2在所述多个感测区域SR中具有相同的分布图案。在另一个示例中，所述多条第一栅线G1中的一些第一栅线和所述多条第二栅线G2中的一条或多条第二栅线在所述多个感测区域SR中的每单独一个感测区域中排列成相同图案。在另一个示例中，在整个集成指纹检测触控显示设备上，所述多条第二栅线G2中的分别来自所述多个感测区域中的两个相邻感测区域的两条相邻第二栅线间隔开相同距离(例如，由所述多条第一栅线G1中的相同数量的栅线间隔开)。在另一个示例中，在整个集成指纹检测触控显示设备上，所述多条第二栅线G2中的位于所述多个感测区域SR中的同一个感测区域的两条相邻第二栅线间隔开相同距离(例如，由所述多条第一栅线G1中的相同数量的栅线间隔开)。
图4是根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备中的显示面板的截面图。参照图4，在一些实施例中，显示面板包括阵列基板1和面对阵列基板1的对置基板2。在一些实施例中，阵列基板1包括：多个光源10，其构造为朝向对置基板2发光，所述光的至少一部分被对置基板2的背离阵列基板1的表面Sc全反射。阵列基板1还包括：多个光传感器20，其构造为检测被对置基板2的背离阵列基板1的表面Sc全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹FP信息。阵列基板1还包括：多个光传感器驱动薄膜晶体管30，其分别连接至所述多个光传感器20。可选地，阵列基板1还包括：多个发光驱动薄膜晶体管40，其分别连接至所述多个光源10，用于控制所述多个光源10的发光。所述多个光源10可以发射单色光。可选地，所述多个光源10分别构造为发射不同颜色的不同光。在一个示例中,所述多个光源10包括发射红光的多个红光源、发射绿光的多个绿光源、以及发射蓝光的多个蓝光源。
在一些实施例中，所述多个光源10是集成指纹检测触控显示设备中的多个发光元件。各种适当发光元件可用于当前显示设备中。适当发光元件的示例包括：有机发光二极管、量子点发光二极管和微发光二极管。
在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备以时分模式操作。时分模式包括显示模式和指纹检测模式。可选地，时分模式还包括触摸感测模式。所述多个光源10(例如，所述多个发光元件)构造为在显示模式期间显示图像。所述多个光源10(例如，所述多个发光元件)中的一个或多个构造为在指纹检测模式(且可选地在触摸感测模式)中为所述多个光传感器20中的一个或多个光传感器提供光源。
在一个示例中，集成指纹检测触控显示设备具有5.5”大小的显示面板。参照图1、图3A和图3B，显示面板沿着列方向(例如，所述多条读取线RL的延伸方向)的宽度为约122mm。在一个示例中，集成指纹检测触控显示设备可以划分为32个感测区域(例如，所述多个感测区域SR为32个)，每个感测区域跨越约3.8mm的宽度。在一个示例中，集成指纹检测触控显示设备包括2560条栅扫描线。在32个感测区域中的每一个感测区域中，存在与所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的对应一个相连接的大约80条栅扫描线。
参照图1，指纹通常具有约12mm的宽度，因此其占据所述多个感测区域SR中的三个直接相邻的连续感测区域。当执行指纹检测时，所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的与所述多个感测区域SR中的该三个直接相邻的连续感测区域相对应的三个独立的指纹感测驱动器电路构造为在集成指纹检测触控显示设备中的所述多个感测区域SR中的三个直接相邻的连续的感测区域中独立地检测指纹信息。随后，将在所述多个感测区域SR中的该三个直接相邻的连续感测区域中检测到的指纹信息整合在一起以提供完整的指纹信息。所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的位于所述多个感测区域SR中的其他感测区域中的指纹感测驱动器电路可以处于空闲状态，从而能减少功耗、减少计算需求，并使得指纹检测更快且更准确。检测指纹所需的功耗和时间可以减少多达90％。
在一些实施例中，所述多条第二栅线G2分别来自所述多个感测区域SR，所述多个感测区域SR中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线G2中的至少一条第二栅线从其中穿过。参照图3A和图3B，所述多条第二栅线G2分别来自所述多个感测区域SR。在一个示例中，用于触摸检测的扫描频率为约120Hz，例如，在5.5”大小的显示面板中执行触摸检测所需的时间为约8.3毫秒。导通和关断光传感器所需的时间为约50μs。为了实现8.3毫秒的扫描频率，需要所述多条第二栅线G2为总计166条栅线，均匀地分布在所述多个感测区域SR(总计32个感测区域)中。例如，32个感测区域中的每一个感测区域中具有总计5条栅线，以检测触摸。
可选地，所述多个感测区域SR中的每一个具有所述多条第二栅线G2中的穿过其的N条第二栅线，N是正整数。可选地，N在1至20的范围内，例如，在1至15的范围内，在1至10的范围内，在1至5的范围内，在5至10的范围内，在10至15的范围内，以及在15至20的范围内。可选地，所述多个感测区域SR中的每一个具有所述多条第二栅线G2中的穿过其的相同数量的第二栅线。可选地，所述多条第二栅线G2中的穿过所述多个感测区域SR中的至少两个感测区域的第二栅线的数量彼此不同。
在一些实施例中，所述多个光传感器20中的与所述多条第二栅线G2对应的一些光传感器构造为通过检测触摸物的图像来检测触摸。图5是示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的结构的示意图。参照图5，在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备还包括：处理器，其连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC和触摸感测驱动器电路TIC。所述多个光传感器20中的与所述多条第二栅线G2对应的一些光传感器构造为检测置于显示面板DP(或触摸面板)的屏幕上的触摸物的图像。处理器构造为分析所述多个光传感器20中的所述一些光传感器检测到的图像。
图6示出通过根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备检测到的触摸物的图像。如图6所示，触摸物的图像跨越所述多条第二栅线G2中的三条第二栅线。在触摸物的图像的边界处，信号电平经历转变，例如，从高电平转变为低电平，或者在一些情况下，从低电平转变为高电平。处理器分析触摸物的图像，并且识别信号电平经历转变的边界处的多个转变点TP。随后，处理器拟合所述多个转变点TP，从而导出触摸物的图像的中心点，从而确定触摸位置。
可选地，所述多条第二栅线G2中的该三条第二栅线仅连接至触摸感测驱动器电路TIC，但是不连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC(如图3A所示)。可选地，所述多条第二栅线G2中的该三条第二栅线连接至触摸感测驱动器电路TIC并且构造为在触摸感测模式中检测触摸，并且连接至所述多个指纹感测驱动器电路FIC中的一些指纹感测驱动器电路并且构造为在指纹检测模式中检测指纹信息(如图3B所示)。
在一些实施例中，所述多个光传感器20中的与所述多条第二栅线G2对应的一些光传感器构造为通过利用环境光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。图7示出根据本公开的一些实施例中的利用环境光作为光源检测触摸物的图像的过程。当环境光的光强度相对高时，例如，在白天期间或处于良好照明的房间内，集成指纹检测触控显示设备中的所述多个光传感器检测到相对高水平的信号。参照图7，手指放置在集成指纹检测触控显示设备的触摸屏幕上，例如，放置在对置基板2的表面上。触摸物(比如手指)的透光率极低(例如，仅达2％。因此，在触摸物的图像中形成与触摸物对应的暗区域。所述多个光传感器中的位于暗区域中的一些光传感器检测到非常低水平的信号。参照图6，可以在暗区域的边界处识别到多个转变点TP，并且可以基于所述多个转变点TP的位置来推导触摸位置。
在一些实施例中，所述多个光传感器20中的与所述多条第二栅线G2对应的一些光传感器构造为通过利用从所述多个光源10中的一些光源发射的光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。当环境光的光强度相对低时，例如，在晚上时间期间或处于不良照明空间内，集成指纹检测触控显示设备中的所述多个光传感器检测到相对低水平的信号。因此，为了检测触摸物的图像，需要有源光源。在一些实施例中，所述多个光源10可以用作所述有源光源。从所述多个光源10中的一些光源发射的光被置于触摸屏幕上的触摸物反射，从而形成图像中的亮区域，并且触摸物以外的区域形成暗区域。可以在亮区域的边界处识别到多个转变点TP，并且可以基于所述多个转变点TP的位置来推导触摸位置。
在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备以时分模式操作。图8A示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的时分操作模式。参照图8A，在一些实施例中，时分模式包括显示模式和触摸感测模式。集成指纹检测触控显示设备构造为在显示模式期间显示图像。所述多个光源构造为显示具有高于阈值的灰度的图像以提供用于检测触摸物的图像的光。例如，所述多个光源可以显示具有高于阈值的固定灰度的图像，由此提供用于检测触摸物的图像的稳定照明。
参照图5，在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备还包括一个或多个光感应器IS，其构造为检测环境光的光强度。处理器构造为确定环境光的光强度是否低于阈值。在一些实施例中，响应于环境光的光强度不小于阈值，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用环境光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。在一些实施例中，响应于环境光的光强度小于阈值，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
在一些实施例中，选择性地在所述多个感测区域中的一个或多个感测区域中执行指纹检测，并且在所述多个感测区域中的剩余感测区域中不执行指纹检测。在一个示例中，处理器构造为确定发生触摸的触摸区域，如上所述。随后，基于触摸位置，处理器构造为从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路。所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线。可选地，所述触摸区域是触摸物的图像中的暗区域(例如，当利用环境光作为光源时)。可选地，所述触摸区域是触摸物的图像中的亮区域(例如，当利用所述多个光源作为照明光时)。
在一个示例中，集成指纹检测触控显示设备以时分模式操作。在触摸感测模式中(例如，在图像的前一帧中)，处理器构造为确定发生触摸的触摸区域。在指纹检测模式中，处理器构造为基于在触摸感测模式中确定的触摸位置，从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路。
图8B示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的时分操作模式。参照图8B，集成指纹检测触控显示设备以包括显示模式、触摸感测模式和指纹检测模式的时分模式操作。可选地，参照图8B，触摸感测模式和指纹检测模式是两个不同的非重叠时间范围中发生的两个不同模式。可选地，触摸感测模式和指纹检测模式在两个部分重叠的时间范围内发生。图8C示出根据本公开的一些实施例中的集成指纹检测触控显示设备的时分操作模式。参照图8C，可选地，触摸感测模式和指纹检测模式实质上同时地(例如，在相同时间)发生。在这种情况下，触摸感测模式和指纹检测模式成为集成的触摸感测和指纹检测模式。
一旦确定了所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路就构造为向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行中的与所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路连接的一些行提供栅极扫描信号，从而检测指纹信息。
在一些实施例中，处理器还构造为从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路。与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过触摸区域以外的区域。所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路构造为不提供栅极扫描信号。
图9是示出根据本公开的一些实施例中的光感测单元的电路图。图10是示出根据本公开的一些实施例中的光感测单元的结构的示意图。参照图9和图10，每个光感测单元包括多个光传感器驱动薄膜晶体管30中的与所述多个光传感器20中的一个光传感器电连接的一个光传感器驱动薄膜晶体管。所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30中的所述一个光传感器驱动薄膜晶体管的源极S电连接至所述多个光传感器20中的所述一个光传感器的第一端。所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30中的所述一个光传感器驱动薄膜晶体管的漏极D电连接至多条读取线RL中的一条。所述多个光传感器20中的所述一个光传感器的第二端被提供有公共电压V0(例如，低电压，例如，-5V至0V)。
在制作和使用当前显示设备时可以利用各种适当的具有二极管结的光传感器。在一些实施例中，光传感器是具有二极管结的光传感器。具有二极管结的光传感器的示例包括但不限于：PN光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管、MIM二极管结、MIS二极管结、MOS二极管结、SIS二极管结、以及MS二极管结。
参照图10，在一些实施例中，所述多个光传感器20中的每一个包括：第一极性区域PR1，其与公共电极COM连接；第二极性区域PR2，其与所述多个光传感器驱动薄膜晶体管30中的一个光传感器驱动薄膜晶体管的源极S连接；以及二极管结J，其连接第一极性区域PR1和第二极性区域PR2。如本文所用，术语二极管结指的是可以呈现电流整流的结，例如，在一个偏置方向上相对于另一个偏置方向呈现出截然不同导电性的结。
可选地，具有二极管结的所述多个光传感器20中的每一个包括具有第一掺杂物的第一极性区域、具有第二掺杂物的第二极性区域、以及连接第一极性区域和第二极性区域的二极管结。可选地，具有二极管结的所述多个光传感器20中的每一个在第一极性区域连接至低电压且第二极性区域连接至高电压时反向偏置。例如，具有二极管结的光传感器在第一极性区域连接至公共电极(低电压，例如，-5V至0V)时处于反向偏置状态。在一些实施例中，具有二极管结的所述多个光传感器中的每一个光传感器是PN光电二极管，该PN光电二极管具有作为第一极性区域的P+掺杂半导体区域和作为第二极性区域的N+掺杂半导体区域。在一些实施例中，具有二极管结的所述多个光传感器20中的每一个光传感器是PIN光电二极管，该PIN光电二极管具有作为第一极性区域的P+掺杂半导体区域、作为第二极性区域的N+掺杂半导体区域、以及位于P+掺杂半导体区域和N+掺杂半导体区域之间的非晶硅的本征区域。
在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备具有多个子像素。可选地，所述多个子像素中的每一个子像素包括所述多个光传感器20中的一个光传感器。可选地，不是每个子像素都包括所述多个光传感器20中的一个光传感器，而是若干个子像素中的仅一个子像素包括所述多个子像素中的一个子像素中的所述多个光传感器20中的一个光传感器。
在一些实施例中，所述多个光传感器20位于集成指纹检测触控显示设备的子像素间区域中。如本文所用，子像素区域指的是子像素的发光区域，比如液晶显示器中与像素电极对应的区域、有机发光二极管显示面板中与发光层对应的区域、或本公开中与透光层对应的区域。可选地，像素可包括与像素中的若干个子像素对应的若干个分离的发光区域。可选地，子像素区域是红色子像素的发光区域。可选地，子像素区域是绿色子像素的发光区域。可选地，子像素区域是蓝色子像素的发光区域。可选地，子像素区域是白色子像素的发光区域。如本文所用，子像素间区域指的是相邻子像素区域之间的区域，比如液晶显示器中与黑矩阵对应的区域、有机发光二极管显示面板中与像素限定层对应的区域、或当前显示面板中的黑矩阵。可选地，子像素间区域是同一像素中相邻子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是来自两个相邻像素的两个相邻子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是红色子像素的子像素区域和相邻绿色子像素的子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是红色子像素的子像素区域和相邻蓝色子像素的子像素区域之间的区域。可选地，子像素间区域是绿色子像素的子像素区域和相邻蓝色子像素的子像素区域之间的区域。
在一些实施例中，处理器是具有数据处理能力和/或程序执行能力的逻辑运算设备，比如中央处理单元(CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)、微控制器单元(MCU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、图形处理单元(GPU)。
在一些实施例中，集成指纹检测触控显示设备还包括存储器。在一些实施例中，存储器是非暂时性计算机可读存储介质。在该非暂时性计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当通过处理器执行该计算机程序时，可以执行指纹检测、触控、以及图像显示的集成方法。
适当的集成指纹检测触控显示设备的示例包括但不限于：电子纸、移动电话、平板计算机、电视、监视器、笔记本计算机、数字相框、GPS等。
在另一方面，本公开提供了一种指纹检测、触控和图像显示的集成方法。在一些实施例中，所述方法包括：分别通过多个指纹感测驱动器电路分别在集成指纹检测触控显示设备中的多个感测区域中独立地控制指纹检测；和通过触摸感测驱动器电路在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测。可选地，独立地控制指纹检测和控制触摸检测的步骤包括：利用集成指纹检测触控显示设备的阵列基板中的多个光源朝向面对阵列基板的对置基板发光，所述光的至少一部分被对置基板的背离阵列基板的表面全反射；利用多个光传感器来检测被对置基板的背离阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；以及，分别向多个光传感器驱动薄膜晶体管的多行提供栅极扫描信号，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管分别与所述多行中的所述多个光传感器连接。在所述多个感测区域中的每一个感测区域中，所述方法还包括：分别通过所述多条栅扫描线中的多条第一栅线从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息。
在一些实施例中，选择性地在所述多个感测区域中的一个或多个感测区域中执行指纹检测，并且在所述多个感测区域中的剩余感测区域中不执行指纹检测。当所述多个感测区域中的选择的感测区域被选择用于指纹检测时，所述方法包括：利用集成指纹检测触控显示设备的阵列基板的所述选择的感测区域中的多个光源朝向面对阵列基板的对置基板发光，所述光的至少一部分被对置基板的背离阵列基板的表面全反射；利用多个光传感器中的在所述选择的感测区域中的一些光传感器来检测被对置基板的背离阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而在所述选择的感测区域中检测指纹信息；以及，分别向多个光传感器驱动薄膜晶体管的多行中的一些行提供栅极扫描信号，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的多行中的一些行分别与所述多行中的所述多个光传感器中的位于所述选择的感测区域中的一些光传感器连接。可选地，向所述选择的感测区域提供栅极扫描信号的步骤包括：分别通过所述多条栅扫描线的所述多条第一栅线中的穿过所述选择的感测区域的一些第一栅线从所述多个指纹感测驱动器电路中的与所述选择的感测区域对应的一些指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号，以在所述选择的感测区域中检测指纹信息。
在当前方法中，来自所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的同一个感测区域的栅线；并且，来自所述多个指纹感测驱动器电路中的不同指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的不同感测区域的栅线。例如，来自所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的所述选择的感测区域的栅线。
为了检测触摸，所述方法还包括：从触摸感测驱动器电路分别向所述多条栅扫描线中的多条第二栅线提供第二栅极扫描信号，以检测触摸。可选地，第二栅极扫描信号被提供至分别位于所述多个感测区域中的所述多条第二栅线，所述多个感测区域中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线中的至少一条第二栅线穿过其中。
在一些实施例中，检测触摸的步骤包括通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器来检测触摸物的图像。可选地，利用环境光作为光源来执行检测触摸物的图像。可选地，利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源来执行检测触摸物的图像。
在一些实施例中，所述方法包括：以时分模式操作集成指纹检测触控显示设备。时分模式包括显示模式和触摸感测模式。所述方法还包括：在显示模式期间显示图像；以及，通过所述多个光源显示具有高于阈值的灰度的图像以提供用于检测触摸物的图像的光。
在一些实施例中，所述方法还包括：通过一个或多个光感应器检测环境光的光强度。响应于环境光的光强度不小于阈值，所述方法还包括：通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用环境光作为光源来检测触摸物的图像。响应于环境光的光强度小于阈值，所述方法还包括：通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源来检测触摸物的图像。
在一些实施例中，在检测触摸之后，所述方法还包括：确定发生触摸的触摸区域；从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线；以及，通过所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行中与所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路连接的一些行提供栅极扫描信号。可选地，所述方法还包括：从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路。与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过触摸区域以外的区域。所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路构造为不提供栅极扫描信号。
在一些实施例中，所述方法还包括：从分别与所述多行的对应行中的所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的漏极连接的多条读取线传输指纹信息。
在另一方面，本公开提供了一种制造集成指纹检测触控显示设备的方法。在一些实施例中，所述方法包括：形成包括阵列基板和面对阵列基板的对置基板的显示面板；形成多个指纹感测驱动器电路，其分别构造为分别在集成指纹检测触控显示设备的多个感测区域中独立地控制指纹检测；以及，形成触摸感测驱动器电路，其构造为在集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测。可选地，形成阵列基板包括：形成多个光源，其构造为朝向对置基板发光，所述光的至少一部分被对置基板的背离阵列基板的表面全反射；形成多个光传感器，其构造为检测被对置基板的背离阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；形成多个光传感器驱动薄膜晶体管，其分别与所述多个光传感器连接，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管和所述多个光传感器排列成多行；以及，形成多条栅扫描线，其分别与所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行连接，以向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管提供栅极扫描信号。可选地，形成所述多条栅扫描线包括：形成多条第一栅线，其分别与所述多个指纹感测驱动器电路连接，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；以及形成多条第二栅线，其连接至触摸感测驱动器电路以检测触摸。
可选地，所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的同一个感测区域的栅线形成为连接至所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路；并且，所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的不同感测区域的栅线形成为分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路中的不同指纹感测驱动器电路。可选地，所述多条第二栅线形成为使得所述多条第二栅线分别来自所述多个感测区域，所述多个感测区域中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线中的至少一条第二栅线穿过其中。
在一些实施例中，所述方法还包括：形成一个或多个光感应器，其构造为检测环境光的光强度。
在一些实施例中，所述方法还包括：形成处理器，其构造为确定发生触摸的触摸区域，并且从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线。可选地，所述处理器还构造为从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路，与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过所述触摸区域以外的区域。
出于示意和描述目的已示出对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明适用于特定用途或所构思的实施方式的各种实施例及各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中除非另有说明，否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外，本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的，无论该元件或组件是否明确地记载在随附权利要求中。

Claims (22)

1.一种集成指纹检测触控显示设备，包括：
多个指纹感测驱动器电路，其分别构造为分别在所述集成指纹检测触控显示设备的多个感测区域中独立地控制指纹检测；
触摸感测驱动器电路，其构造为在所述集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测；
对置基板；和
阵列基板，其面对所述对置基板；
其中所述阵列基板包括：
多个光源，其构造为朝向所述对置基板发光，所述光的至少一部分被所述对置基板的背离所述阵列基板的表面全反射；
多个光传感器，其构造为检测被所述对置基板的背离所述阵列基板的所述表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；
多个光传感器驱动薄膜晶体管，其分别与所述多个光传感器连接，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管和所述多个光传感器排列成多行；和
多条栅扫描线，其分别与所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行连接，以向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管提供栅极扫描信号；并且
其中，所述多条栅扫描线包括：多条第一栅线，其分别与所述多个指纹感测驱动器电路连接，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；以及多条第二栅线，其连接至所述触摸感测驱动器电路以检测触摸。
2.根据权利要求1所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的同一个感测区域的栅线连接至所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路；并且
所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的不同感测区域的栅线分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路中的不同指纹感测驱动器电路。
3.根据权利要求1所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多条第二栅线分别来自所述多个感测区域，所述多个感测区域中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线中的至少一条第二栅线穿过其中。
4.根据权利要求1所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用环境光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
5.根据权利要求1所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
6.根据权利要求5所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述集成指纹检测触控显示设备以包括显示模式和触摸感测模式的时分模式操作；
所述集成指纹检测触控显示设备构造为在所述显示模式期间显示图像；并且
所述多个光源构造为显示具有高于阈值的灰度的图像以提供用于检测触摸物的图像的光。
7.根据权利要求1所述的集成指纹检测触控显示设备，还包括一个或多个光感应器，其构造为检测环境光的光强度；
其中，响应于环境光的光强度不小于阈值，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用环境光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸；并且
响应于环境光的光强度小于阈值，所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器构造为通过利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源检测触摸物的图像来检测触摸。
8.根据权利要求1所述的集成指纹检测触控显示设备，还包括：处理器，其构造为确定发生触摸的触摸区域，并且从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线；
其中，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路构造为向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行中的与所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路连接的一些行提供栅极扫描信号。
9.根据权利要求8所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述处理器还构造为从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路，与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过所述触摸区域以外的区域；
其中，所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路构造为不提供栅极扫描信号。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多个感测区域沿着与所述多条栅扫描线垂直的方向顺序排列。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多条第二栅线还分别连接至所述多个指纹感测驱动器电路；
其中，所述集成指纹检测触控显示设备以包括触摸感测模式和指纹检测模式的时分模式操作；
所述多条第二栅线在触摸感测模式中构造为检测触摸；并且
所述多条第一栅线和所述多条第二栅线在指纹检测模式中构造为检测指纹信息。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的集成指纹检测触控显示设备，其中，所述多个光源是所述集成指纹检测触控显示设备中的多个发光元件；
其中，所述集成指纹检测触控显示设备以包括显示模式和指纹检测模式的时分模式操作；
所述多个发光元件构造为在显示模式期间显示图像；并且
所述多个发光元件中的一个或多个发光元件构造为在指纹检测模式中为所述多个光传感器中的一个或多个光传感器提供光源。
13.一种指纹检测、触控和图像显示的集成方法，包括：
分别通过多个指纹感测驱动器电路分别在集成指纹检测触控显示设备中的多个感测区域中独立地控制指纹检测；和
通过触摸感测驱动器电路在所述集成指纹检测触控显示设备中控制触摸检测；
其中，独立地控制指纹检测和控制触摸检测包括：
利用所述集成指纹检测触控显示设备的阵列基板中的多个光源朝向面对所述阵列基板的对置基板发光，所述光的至少一部分被所述对置基板的背离所述阵列基板的表面全反射；
利用多个光传感器来检测被所述对置基板的背离所述阵列基板的表面全反射的所述光的所述至少一部分，从而检测指纹信息；和
分别向多个光传感器驱动薄膜晶体管的多行提供栅极扫描信号，所述多个光传感器驱动薄膜晶体管分别与所述多行中的所述多个光传感器连接；
其中，提供栅极扫描信号包括：
分别通过所述多条栅扫描线中的多条第一栅线从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息；和
从触摸感测驱动器电路分别向所述多条栅扫描线中的多条第二栅线提供第二栅极扫描信号，以检测触摸。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，来自所述多个指纹感测驱动器电路中的同一个指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的同一个感测区域的栅线；并且
来自所述多个指纹感测驱动器电路中的不同指纹感测驱动器电路的栅极扫描信号被提供至所述多条第一栅线中的穿过所述多个感测区域中的不同感测区域的栅线。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，第二栅极扫描信号被提供至分别位于所述多个感测区域中的所述多条第二栅线，所述多个感测区域中的每一个感测区域具有所述多条第二栅线中的至少一条第二栅线穿过其中。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，检测触摸包括通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用环境光作为光源来检测触摸物的图像。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，检测触摸包括通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源来检测触摸物的图像。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：以包括显示模式和触摸感测模式的时分模式操作所述集成指纹检测触控显示设备；
在显示模式期间显示图像；和
通过所述多个光源显示具有高于阈值的灰度的图像以提供用于检测触摸物的图像的光。
19.根据权利要求13所述的方法，还包括：通过一个或多个光感应器检测环境光的光强度；
响应于环境光的光强度不小于阈值，通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用环境光作为光源来检测触摸物的图像；和
响应于环境光的光强度小于阈值，通过所述多个光传感器中的与所述多条第二栅线对应的一些光传感器利用从所述多个光源中的一些光源发射的光作为光源来检测触摸物的图像。
20.根据权利要求13所述的方法，在检测触摸之后，还包括：
确定发生触摸的触摸区域；
从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个有效的指纹感测驱动器电路，所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路中的每一个有效的指纹感测驱动器电路连接至所述多条第一栅线中的穿过所述触摸区域的至少一条栅线；和
通过所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路向所述多个光传感器驱动薄膜晶体管的所述多行中与所述一个或多个有效的指纹感测驱动器电路连接的一些行提供栅极扫描信号。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：从所述多个指纹感测驱动器电路中确定一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路，与所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路连接的栅线穿过所述触摸区域以外的区域；
其中，所述一个或多个空闲的指纹感测驱动器电路构造为不提供栅极扫描信号。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，还包括：以包括触摸感测模式和指纹检测模式的时分模式操作所述集成指纹检测触控显示设备；
其中，在触摸感测模式中执行从所述触摸感测驱动器电路提供第二栅极扫描信号；并且
在指纹检测模式中执行从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号；
其中，从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号包括：分别通过所述多条栅扫描线中的多条第一栅线和多条第二栅线从所述多个指纹感测驱动器电路提供栅极扫描信号，以在所述多个感测区域中的每一个感测区域中独立地检测指纹信息。
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