CN111259752B - 一种显示和输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种显示和输入装置，该显示和输入装置包括：包含一个由复数个显示像素所组成的显示阵列的显示面板；包含一个由复数个光敏像素所组成的传感阵列的指纹传感模组；显示阵列包含显示区域一和显示区域二，显示区域一包含指纹图像和传感阵列在显示阵列上的正投影的相互重叠的区域，显示区域二包含其余显示阵列区域；指纹传感阶段的一帧图像显示周期内，显示区域一内的显示像素发出相同颜色和亮度的光谱；相邻两帧图像显示周期内，显示区域一内的显示像素发出不同颜色光谱；在指纹传感阶段，指纹传感模组采集至少两幅不同颜色的指纹图像并传输到外部电路以用于合成彩色图像或融合多光谱图像。本发明能够得到高灵敏度彩色指纹图像。

Description

一种显示和输入装置

技术领域

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种显示和输入装置。

背景技术

随着显示屏内集成指纹探测器的移动终端的应用市场扩大，用户对指纹探测器的性能提出了更高、更特殊或更精细的技术要求，例如判断真假手指。

目前，指纹探测器识别真假手指的有效途径是采集动态的一系列彩色指纹图像，从中抽出由于手指按压导致的皮肤下表面的毛细血管内血液的扩散动态信息，以此来判断真假手指。因此，指纹探测器识别真假手指的关键在于短时间内获取高质量的多幅彩色指纹图像。

然而，现有的指纹探测器上方通过覆盖一层只能通过单色光的滤波片，以此采集彩色指纹图像，导致能够探测到的光线强度降低了70％之多。对于设置有显示彩色滤光片的显示装置，或许可以将显示器阵列的子像素和指纹探测器上下对准，将显示彩色滤光片复用为指纹探测器所需的单色光滤光片，从而可以省去覆盖指纹探测器的单色光滤光片，但是这种结构的制造工艺复杂，即使能够对准，手指的反射光线也会在较厚的彩色滤光片的玻璃基板内经过多重反射和折射而横向扩散，导致到达指纹探测器的彩色图像发生混色。最终会影响指纹探测器探测得到的彩色指纹图像的质量，从而影响判断结果甚至导致各种误判。

发明内容

本发明实施例提供一种显示和输入装置，以提高指纹探测器探测得到的指纹图像质量。

本发明实施例提供了一种显示和输入装置，包括：

一显示面板，所述显示面板包含一个由复数个显示像素所组成的显示阵列，所述显示像素包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素；

一覆盖在所述显示面板上的传感指纹图像的指纹传感模组，所述指纹传感模组包含一个由复数个光敏像素所组成的传感阵列；

所述显示阵列包含显示区域一和显示区域二，所述显示区域一包含指纹图像和所述传感阵列在所述显示阵列上的正投影的相互重叠的区域，所述显示区域二包含除所述显示区域一以外的显示阵列区域；

在指纹传感阶段，所述显示区域一作为照明指纹的面光源；所述指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期；

在所述一帧图像显示周期内，所述显示区域一内的显示像素发出相同颜色和亮度的光谱；在相邻两帧图像显示周期内，所述显示区域一内的显示像素发出不同颜色光谱；

在所述指纹传感阶段，所述指纹传感模组采集至少两幅不同颜色的指纹图像并传输到外部电路以用于合成彩色图像或融合多光谱图像。

本发明实施例中，指纹传感模组可以在指纹传感阶段的一帧图像显示周期，采集到一幅相同颜色和亮度光谱的指纹图像，指纹传感模组在指纹传感阶段的连续多帧图像显示周期，采集到至少两幅不同颜色的指纹图像，显然，指纹传感模组可以直接采集得到彩色指纹图像，无需给光敏像素添加独立的滤光片，也无需对准显示阵列的显示像素和传感阵列的光敏像素以复用显示像素的滤光片，提高了光敏像素能够收集到的光线强度，降低了工艺制造难度，避免了指纹图像单色滤光片对指纹反射光的衰减；指纹传感阶段的一帧图像显示周期内显示区域一内的显示像素发出相同颜色和亮度的光谱，该相同颜色和亮度光谱的光线在显示面板的玻璃盖板或者表面的玻璃盖板内即使有多重反射和折射导致的光线的横向扩散，到达传感阵列还是相同颜色和亮度光谱的光电信号，不会发生混色，能够得到高灵敏度的彩色指纹图像。如此提高了彩色指纹图像的质量。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延申到其它的结构和附图，勿容置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1是本发明实施例提供的一种显示和输入装置的示意图；

图2是图1所示指纹传感模组的示意图；

图3是图1沿A-A'的剖视图；

图4是图1所示显示面板的示意图；

图5是像素电路的示意图；

图6是本发明实施例提供的触摸时序示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1～图3所示，为本发明实施例提供的一种显示和输入装置的示意图，其中，图1是显示和输入装置的平面示意图，图2是指纹识别模组的局部示意图，图3是图1沿A-A'的一种剖视图。本实施例提供的显示和输入装置包括：

一显示面板1，显示面板1包含一个由复数个显示像素1b所组成的显示阵列1a，显示像素1b包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素1c；一覆盖在显示面板1上的传感指纹图像的指纹传感模组2，指纹传感模组2包含一个由复数个光敏像素2b所组成的传感阵列2a；显示阵列1包含显示区域一11和显示区域二12，显示区域一11包含指纹图像和传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影的相互重叠的区域，显示区域二12包含除显示区域一11以外的显示阵列区域；在指纹传感阶段，显示区域一11作为照明指纹的面光源；指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期；在一帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出相同颜色和亮度的光谱；在相邻两帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出不同颜色光谱；在指纹传感阶段，指纹传感模组2采集至少两幅不同颜色的指纹图像并传输到外部电路以用于合成彩色图像或融合多光谱图像。

可选显示和输入装置包括柔性有机发光显示装置或刚性有机发光显示装置。其中，柔性有机发光显示装置制作在柔性基板上，刚性有机发光显示装置制作在刚性基板上。还可选显示和输入装置包括制作在柔性基板上或制作在刚性基板上的量子点发光显示装置。

本实施例中，显示面板1具备显示功能。显示面板1包含一个由复数个显示像素1b所组成的显示阵列1a，显示像素1b的数量与显示面板1的分辨率相关，不同产品所需的分辨率不同，那么显示阵列1a中显示像素1b的数量也发生相应变化，在此所述的复数是指数量超过2的整数，即显示面板1包含一个由两个以上显示像素1b所组成的显示阵列1a。在显示阶段，显示阵列1a内的各个显示像素1b显示正常图像内容，以实现显示功能，在此不对显示阶段的显示过程和原理进行描述。

显示像素1b包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素1c，可选子像素包括发出红色R光谱的子像素、发出绿色G光谱的子像素和发出蓝色B光谱的子像素。在其他实施例中，还可选显示像素包括两种或三种以上不同颜色光谱的子像素，例如显示像素包括发出红色光谱的子像素和发出绿色光谱的子像素，在本发明中不限定显示像素中子像素的颜色种类和每种颜色子像素的数量。在其他实施例中还可选，显示像素包括RGB三色子像素，还包括发出红外光谱的子像素。

参考图3所示可选显示面板1包括白色有机发光层1d和设置于白色有机发光层1d上的RGB三色滤光片1e，在此所述的上是指向出光侧的方向以及下是背离出光侧的方向，白色有机发光层1d发出的白色光线经过R色滤光片1e的滤色产生出R色光线，白色有机发光层1d发出的白色光线经过G色滤光片1e的滤色产生出G色光线，白色有机发光层1d发出的白色光线经过B色滤光片1e的滤色产生出B色光线。其中R为红色且R滤光片所覆盖的区域定义为发出红色光谱的子像素、G为绿色且G滤光片所覆盖的区域定义为发出绿色光谱的子像素、B为蓝色且B滤光片所覆盖的区域定义为发出蓝色光谱的子像素。在其他实施例中，还可选显示面板将直接发出RGB三色光谱的有机发光体分别置于RGB三个子像素中，R子像素的有机发光体直接发出红色光谱、G子像素的有机发光体直接发出绿色光谱、B子像素的有机发光体直接发出蓝色光谱。

本实施例中，指纹传感模组2覆盖在显示面板1上，用于传感指纹图像，可选指纹传感模组2放置在显示面板1的背面，也可选指纹传感模组2放置在显示面板1的正面。指纹传感模组2包含一个由复数个光敏像素2b所组成的传感阵列2a，在此所述的复数是指数量超过2的整数，即指纹传感模组2包含一个由两个以上光敏像素2b所组成的传感阵列2a。每个光敏像素2b的开关被打开后，会被写入显示面板1发出的光线投射到手指3表面后反射回来的光电信号，指纹传感模组2采集得到一幅强弱交替的图像。显示阵列发出的光线遇到按压在显示和输入装置的玻璃盖板上的手指时，根据光线入射的手指不同位置会有不同强度的反射，手指指纹包括谷和脊。光线打在指纹的脊位置时，皮肤和玻璃盖板的折射率差异远远小于空气和玻璃盖板的折射率差异，较多的光线进入手指皮肤内部，则反射光线较暗；当光线打在指纹的谷位置时，是经过玻璃盖板进入空气再入射谷位置，而空气和玻璃盖板的折射率差异较大，使得光线有较高的反射率，因此反射光线较强。这样强弱交替的图像就是手指表面指纹在指纹传感模组中的映射。如果传感阵列完全覆盖整个显示阵列，该显示和输入装置就能够实现全显示区域的指纹识别，简称为全屏指纹识别。

本实施例中，显示阵列1a划分为显示区域一11和显示区域二12。显示区域一11包含指纹图像3a和传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影相互重叠的区域，显示区域二12包含除显示区域一11以外的区域。指纹图像3a是手指3按压在显示和输入装置上的图像，可以理解为按压显示和输入装置的手指表面指纹区域，传感阵列2a用于采集正投影在其区域内的指纹图像3a的手指表面指纹反射信号，那么将指纹图像3a在显示阵列1a上的正投影和传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影相互重叠的区域定义为显示区域一11。显示区域二12位于显示区域一11的外围，包含除显示区域一11以外的显示阵列区域。可以理解，用户指纹输入时，其指纹图像可能完全正投影在传感阵列的区域内，还可能部分正投影在传感阵列的区域内。可以理解，显示区域一二的划分仅是虚拟划分，在结构上没有分割。

本实施例中，用户指纹输入时，指纹传感模组2启动并进入指纹传感阶段。在指纹传感阶段，显示区域一11作为照明指纹的面光源并均匀的照明指纹，指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期，在一帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出相同颜色和亮度的光谱，则指纹传感模组2采集得到相同颜色光谱指纹图像；在一帧图像显示周期内，显示区域二12显示正常图像内容。在相邻两帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出不同颜色光谱，则指纹传感模组2依次采集得到两种不同颜色指纹图像；在相邻两帧图像显示周期内，显示区域二12正常显示图像内容。以此类推，指纹传感阶段依次显示每一帧图像。

采用相同制程和材料制备的相同颜色子像素的发光效率一致，给发射相同颜色的子像素写入相同的数据电压信号时，其所发出的光的亮度相同，在此一帧图像显示周期中，显示区域一内的显示像素发出相同颜色且相等亮度的光谱，该亮度均匀的相同颜色光谱照明指纹，其反射光投射到指纹传感模组上，则指纹识别模组采集得到的单色指纹图像的亮度均匀在此所述相同颜色和亮度光谱可以是单一颜色且亮度相同的光谱，还可以是由两种单色光谱构成，例如红色和绿色的单色光谱的合成构成黄色光，同样的黄色光可以是光谱波长为555nm的单色光，此时光谱的亮度由该两种单色光谱的亮度决定。

可以理解，显示面板的帧频、显示面板中显示像素的子像素的颜色种类、指纹传感模组的图像采集次数，这三个数值可以不相等。例如显示面板在一秒内放映90帧(即帧频90Hz)，但在这一秒内显示面板中显示像素的子像素的颜色种类的变化次数可以小于等于90，指纹传感模组的图像采集次数可以小于等于90；例如显示面板帧频为90Hz，但是显示像素的子像素的颜色种类的变化次数可以等于30次，指纹传感模组可以处于休眠状态，或者，指纹图像采集次数可以少于90次如30次等。

手指按压处的显示器图像人眼无法观察到，则手指按压处用相同颜色和亮度的光谱来均匀性的照明指纹，指纹传感模组2能够采集得到相同颜色光谱指纹图像，显示区域二12在指纹传感阶段正常显示，其显示区域一11的颜色和亮度不会干扰到人眼对于显示器的持续观察，保证了人眼对于显示器的持续观察，保证了显示效果。

可选指纹传感阶段包括至少连续三帧图像显示周期，第1帧图像显示周期内，显示区域一中发出红色光谱的子像素发光且亮度为Anit，指纹传感模组采集得到红色指纹图像，同时显示区域二12显示正常图像内容；第2帧图像显示周期内，显示区域一中发出绿色光谱的子像素发光且亮度为Bnit，指纹传感模组采集得到绿色指纹图像，同时显示区域二12显示正常图像内容；第3帧图像显示周期内，显示区域一中发出蓝色光谱的子像素发光且亮度为Cnit，指纹传感模组采集得到蓝色指纹图像，同时显示区域二12显示正常图像内容。可选外部电路将显示区域一的RGB三种颜色子像素在时间上顺序点亮，指纹传感模组的采集频率和RGB的点亮顺序可以完全同步，在时间上顺序采集红、绿、蓝三幅不同颜色光谱指纹图像并传输到外部电路，最后在外部电路中根据需要合成至少一幅彩色指纹图像。

与现有技术相比，指纹传感模组可以在指纹传感阶段的一帧图像显示周期，采集到一幅相同颜色和亮度光谱指纹图像，指纹传感模组在指纹传感阶段的连续多帧图像显示周期，采集到至少两幅不同颜色的指纹图像，显然，指纹传感模组可以直接采集得到彩色指纹图像，无需给光敏像素添加独立的滤光片，也无需对准显示阵列的显示像素和传感阵列的光敏像素以复用显示像素的滤光片，提高了光敏像素能够收集到的光线强度，降低了工艺制造难度，避免了指纹图像单色滤光片对指纹反射光的衰减；指纹传感阶段的一帧图像显示周期内显示区域一内的显示像素发出相同颜色和亮度的光谱，该相同颜色和亮度的光谱的光线在显示面板的玻璃盖板或者表面的玻璃盖板内即使有多重反射和折射导致的光线的横向扩散，到达传感阵列还是相同颜色光谱的光电信号，不会发生混色，能够得到高灵敏度的彩色指纹图像。如此提高了彩色指纹图像的质量。

外部电路包含图像处理电路，图像处理电路将得到的不同颜色光谱的指纹图像合成，可以得到彩色的高分辨率的指纹图像，可以实现对真假手指的准确判断，提高判断准确度。可选显示面板的帧频大于或等于30Hz且小于或等于240Hz，对于人眼来说，其时间响应速度在0.1秒左右，当显示面板的帧频高于30Hz的时候，基本不再感受到画面的闪烁和颜色的切换。

使用硅半导体为光敏器件和信号传输器件的单色或所谓黑白图像传感器，比如CCD(Charge Coupling Device)或者CIS(CMOS Imaging Sensor)，采用高速帧传感模式，就可以获取帧频高于90Hz的相同颜色指纹图像，而且这些图像传感器是不需要使用彩色滤光片的，所以其灵敏度比起使用彩色滤光片的图像传感器来说至少提升了三倍。在用于彩色指纹探测的过程中，能够获取手指皮下毛细血管中的血液快速扩散的高速的动态图像，从而精确判定真假指纹的按压。

可选的，显示区域一内的显示像素至少包括一个发出红外光谱的子像素。可选的，显示像素包括至少一个发出红外光谱的子像素。可选指纹传感阶段包括连续多帧图像显示周期，通过外部电路将显示区域一的R、G、B和IR四种子像素在时间上顺序点亮，指纹传感模组的采集频率与R、G、B、IR的点亮顺序可以完全同步，在时间上顺序采集红、绿、蓝、红外光谱指纹图像，最后在外部电路中根据需要合成至少一幅彩色指纹图像或融合多光谱指纹图像或进行其他图像处理，或者通过图像融合的方法得到多光谱的图像，或者对不同颜色包括红外的图像做相互的运算，抽出更多有价值的体现生物特征的静态和动态的信息。

发出红外光谱的子像素可以用于探测手指表面或内部的红外图像或皮下的血液成分，进一步提高指纹识别准确性。具体的，发出红外光谱IR的子像素发出的红外光线能够通过手指表面进入手指内部并经其中的血液成分反射，手指的近红外反射光携带了毛细血管中的血红蛋白的重要信息，含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白对于近红外光的吸收不同，如此外部电路根据手指皮肤反射回来的红外指纹图像，可以检测血管中的含氧量，甚至可以诠释部分生物状况，以此获得手指的颜色信息和毛细血管中的血液含量的信息，推算出手指皮肤下的毛细血管中血液在手指按压到显示屏上的过程中血液的扩散过程，提高判断是否真假手指的准确性，避免假手指欺骗指纹传感模组的可能。

需要特别说明的是，虽然显示像素中没有包括能够专门透过红外光谱的子像素，但是可以理解通常使用的R,G,B彩色滤光片可以透过一定程度的IR光线，所以在实际应用上可以不用专门设置一个透过IR的子像素。

在其他实施例中，还可选指纹传感阶段连续多帧图像显示周期内，外部电路将显示区域一的G、B和IR三种颜色子像素在时间上顺序点亮，指纹传感模组的采集频率与G、B、IR的点亮顺序可以完全同步，在此指纹传感阶段不点亮显示区域一的红光子像素的原因在于，红色光线的波长较长，红光子像素发出的红色光谱可以透入手指皮下数毫米，到达手指的皮下或手指软组织内部或较深处，并经过散射和扩散的作用，该反射光线会与手指皮肤表面的反射光线混合，造成图像模糊。因此可选指纹传感阶段，显示区域一内红光子像素显示为黑态，控制G、B和/或IR顺序点亮，如此可以获得单纯从皮肤表面反射和散射的清晰图像，减少了红色光谱带来的图像模糊。

可选的，可选如图4和图5所示显示面板包括多条沿行方向延伸的扫描线1f和多条沿列方向延伸的数据线1g，扫描线1f和数据线1g的交叉处设置子像素1c，扫描线1f控制子像素1c的信号刷新，数据线1g给子像素1c输入信号；子像素1c包括像素电路1h和发光单元1i，像素电路1h包括控制刷新的开关晶体管T1，驱动发光单元1i的驱动晶体管T2和数据存储电容Cs。

本实施例中，扫描线1f用于给对应一行子像素1c传输扫描信号控制该行像素电路1h刷新与否，数据线1g用于给对应一列子像素输入图像数据信号。扫描信号中的无效信号控制对应一行子像素1c的像素电路1h断开，扫描信号中的有效信号控制对应一行子像素1c的像素电路1h导通，导通时与该行子像素1c电连接的多条数据线1g可通过各个导通的像素电路1h给发光单元1i和数据存储电容Cs输入图像数据信号，发光单元1i发光。其中，数据存储电容Cs存储的电量可以在像素电路1h断开后继续给发光单元1i供电以使其保持发光直至下一次刷新。

指纹传感阶段，在一帧图像显示周期内，多条扫描线1f控制子像素的信号刷新，多条数据线1g将图像原始数据写入显示区域二12的子像素内，以使显示区域二12显示图像内容，与显示区域一11的红光子像素电连接的每条数据线1g将红色光谱数据写入显示区域一11的红光子像素内，其他数据线1g将暗态数据写入显示区域一11的绿蓝光子像素内；同步的，指纹识别模组采集并获得红色指纹图像。以此类推，指纹识别模组依次采集得到绿色指纹图像、蓝色指纹图像和红外光谱指纹图像。

可选的，至少在一帧图像显示周期内，显示区域一内的至少两种不同颜色的子像素同时发光，传感阵列采集合成后光线的指纹图像。

相同颜色和亮度光谱可以是单一颜色且亮度相同的光谱，例如红色光谱且亮度100nit，则显示区域一的显示像素的红色子像素同步发光且亮度均为100nit，指纹传感模组采集可得到单色(红色)光谱指纹图像。

本实施例中所述相同颜色还可以是由两种单色光谱构成，例如红色和绿色的单色光谱的合成构成黄色光，此时光谱的亮度由该两种单色光谱的亮度决定。例如，在一帧图像显示周期内，显示区域一内的红色和绿色子像素同时发光，其红色子像素亮度为100nit，绿色子像素亮度为100nit，光谱合成后呈现亮黄色光线，如果红色子像素亮度为100nit，绿色子像素亮度为80nit，光谱合成后的颜色为橙黄色。

在其他实施例中，还可选一帧图像显示周期内，显示区域一中发出的相同颜色光谱包括至少一种单色光谱，例如第1帧图像显示周期内，显示区域一中发出红色和绿色光谱的子像素按照设定能量比例和亮度同时发光；第2帧图像显示周期内，显示区域一中发出蓝色光谱的子像素同时发光；第3帧图像显示周期内，显示区域一中发出绿色和蓝色光谱的子像素按照设定能量比例和亮度同时发光。显然，不同颜色光谱均落入本发明的保护范围，本发明中不进行具体限定。

可选的，如图1和图3所示显示区域1a还包括指纹探测区11'和非指纹探测区12'；指纹探测区11'包括传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影的区域，非指纹探测区12'包括显示阵列1a上除指纹探测区11'以外的区域。显示和输入装置还包括触摸面板4，触摸面板4用于进行触摸检测并确定手指停留在指纹探测区11'的时间长度和位置，以此唤醒传感阵列2a并将显示区域一11的工作状态切换到指纹照明模式，或者，以此休眠传感阵列2a并将显示区域一11的工作状态切换到普通显示模式。

本实施例中，指纹探测区11'是由传感阵列2a在显示阵列1a的正投影所定义的区域，触摸面板4负责探测手指是否落入指纹探测区11'。如图6所示触摸面板4在确定有手指落入指纹探测区11'，还会确定手指在该指纹探测区11'的停留时间，并智慧地判断用户是否要输入指纹图像，从而触发指纹传感模组2脱离睡眠状态，进入激活和工作状态。例如设定该停留时间长度阈值为50ms，若触摸面板4检测到手指在该指纹探测区11'的停留时间大于50ms，则唤醒指纹传感模组2使其进入工作状态，同时显示区域一切换为指纹照明模式。

可选显示面板1还包括图像数据输入控制器；触摸面板4用于将手指在指纹探测区11'的位置和边界信息发送给显示阵列1a的图像数据输入控制器，图像数据输入控制器用于计算出显示区域一11的位置和边界，并控制显示区域一11进入指纹照明模式。

触摸面板4触发指纹传感模组2脱离睡眠状态，同时根据手指的按压部或者其它物理信号的空间分布，判定指纹图像3a在指纹探测区11'的位置和边界，然后将指纹图像3a在指纹探测区11'的边界信息发送给显示阵列1a的图像数据输入控制器。图像数据输入控制器根据指纹图像3a在指纹探测区11'的边界信息，计算位于该指纹图像3a的边界内的显示阵列区域即显示区域一11的位置和边界，使显示区域一11切换到指纹照明模式，并对显示阵列1a中的显示区域一11做照明面光源的处理，使其发出均匀的单色光线，照亮指纹。指纹的反射光线进入传感阵列2a，指纹传感模组2获得相同颜色指纹电子图像。显示区域一11的RGB三色子像素顺序点亮，指纹传感模组2就可以获得三幅不同颜色指纹图像，外部电路将其合成就可以获得彩色指纹图像。

反之，触摸面板4进行触摸检测且未检测到手指，或者，触摸面板4检测到手指停留在非指纹探测区12'，或者，触摸面板4检测到手指停留在指纹探测区11'的停留时间长度小于设定停留时间长度阈值，则触发指纹传感模组2进入休眠状态，同时显示区域一切换为正常显示模式。如此可降低指纹传感模组2的功耗。

可选的，显示面板的帧频大于或等于30Hz且小于或等于240Hz。本实施例中，指纹传感模组包括采用半导体光电探测器的传感阵列，具体通过获取彩色指纹图像以此判定真假手指。一帧图像的显示周期内，显示区域一内发出相同颜色和亮度的光谱，可以使得指纹传感模组采集得到高质量的相同颜色光指纹图像，如此从中抽出由于手指按压导致的皮肤下表面的毛细血管内血液的扩散动态信息，以此来判定是否真假手指，识别出高度模仿人手指颜色的假手指。

本实施例中，指纹传感模组采集一帧相同颜色光指纹图像的采集时间较短，无需设置滤光片提高了探测到的信号强度，避免了触摸主体如手指的移动和皮肤表面的扩展造成指纹图像模糊的问题，采集得到高灵敏度的彩色指纹图像。此外，其他区域正常显示图像，不会干扰到人眼对于显示屏上图像的持续观察，保证了显示效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种显示和输入装置，其特征在于，包括：

一显示面板，所述显示面板包含一个由复数个显示像素所组成的显示阵列，所述显示像素包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素；

一覆盖在所述显示面板上的传感指纹图像的指纹传感模组，所述指纹传感模组包含一个由复数个光敏像素所组成的传感阵列；

所述显示阵列包含显示区域一和显示区域二，所述显示区域一包含指纹图像和所述传感阵列在所述显示阵列上的正投影的相互重叠的区域，所述显示区域二包含除所述显示区域一以外的显示阵列区域；

在指纹传感阶段，所述显示区域一作为照明指纹的面光源；所述指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期；

在所述一帧图像显示周期内，所述显示区域一内的显示像素发出相同颜色和亮度的光谱；在相邻两帧图像显示周期内，所述显示区域一内的显示像素发出不同颜色光谱；

在所述指纹传感阶段，所述指纹传感模组采集至少两幅不同颜色的指纹图像并传输到外部电路以用于合成彩色图像或融合多光谱图像。

2.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，所述子像素包括发出红色光谱的子像素、发出绿色光谱的子像素和发出蓝色光谱的子像素。

3.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，所述显示区域一内的所述显示像素至少包括一个发出红外光谱的子像素。

4.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，所述显示面板包括多条沿行方向延伸的扫描线和多条沿列方向延伸的数据线，所述扫描线和所述数据线的交叉处设置所述子像素，所述扫描线控制所述子像素的信号刷新，所述数据线给所述子像素输入信号；

所述子像素包括像素电路和发光单元，所述像素电路包括控制刷新的开关晶体管，驱动所述发光单元的驱动晶体管和数据存储电容。

5.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，至少在所述一帧图像显示周期内，所述显示区域一内的至少两种不同颜色的子像素同时发光，所述传感阵列采集合成后光线的指纹图像。

6.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，所述显示阵列还包括指纹探测区和非指纹探测区，所述指纹探测区包括所述传感阵列在所述显示阵列上的正投影的区域，所述非指纹探测区包括所述显示阵列上除所述指纹探测区以外的区域；

所述显示和输入装置还包括触摸面板，所述触摸面板用于进行触摸检测并确定手指停留在所述指纹探测区的时间长度和位置，以此唤醒所述传感阵列并将所述显示区域一的工作状态切换到指纹照明模式，或者，以此休眠所述传感阵列并将所述显示区域一的工作状态切换到普通显示模式。

7.根据权利要求6所述的显示和输入装置，其特征在于，所述显示面板还包括图像数据输入控制器；所述触摸面板用于将手指在所述指纹探测区的位置和边界信息发送给所述显示阵列的图像数据输入控制器，所述图像数据输入控制器用于计算出所述显示区域一的位置和边界，并控制所述显示区域一进入指纹照明模式。

8.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，所述显示面板的帧频大于或等于30Hz且小于或等于240Hz。

9.根据权利要求1所述的显示和输入装置，其特征在于，所述显示和输入装置为柔性有机发光显示装置或刚性有机发光显示装置。

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