CN112364771A - 传感电路单元、电路、识别方法、传感器、面板及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种指纹传感电路单元、指纹传感电路及其指纹识别方法、传感器、触控显示面板、显示装置。指纹传感电路单元包括：声波生成模块和声波接收模块。由于声波生成模块能够产生超声波，声波接收模块能够采集电压信号，并将电压信号转换为电流信号，将电流信号输出到信号输出端，因此，声波生成模块和声波接收模块分离设置，使得指纹传感电路单元由收发一体变为收发分离的工作模式，进而消除压电材料层余振引入的噪声信号，有效提高信噪比。

Description

传感电路单元、电路、识别方法、传感器、面板及装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体为一种指纹传感电路单元、指纹传感电路及其指纹识别方法、传感器、触控显示面板、显示装置。

背景技术

超声波指纹传感器能够发出超声波，并接收由指纹反射的超声波，以用于指纹识别。超声波指纹传感器一般包括压电材料层和设置在压电材料层两侧的上电极和下电极。当上电极和下电极输入交流(AC)电压时，压电材料层会发生形变(或者压电材料层带动上、下膜层的基底一起振动)，进而产生并传递超声波。当经过指纹反射的超声波传播到压电材料层时，会转化为AC电压，下端电极会接入输出信号，根据输出信号识别指纹。

但是，发明人发现，现有技术在对超声波指纹传感器包括的压电材料层加电时，压电材料层产生振动发射超声波，在停止加电后，压电材料层不能立刻静止，会产生余振，由此引入的噪声严重影响接收信号的信噪比，严重影响超声波指纹传感器的检测结果。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种指纹传感电路单元、指纹传感电路及其指纹识别方法、传感器、触控显示面板、显示装置，用于解决现有技术由于压电材料层的余振，而影响接收信号的信噪比的问题。

为了解决上述问题，本申请实施例主要提供如下技术方案：

在第一方面中，本申请实施例公开了一种指纹传感电路单元，包括：声波生成模块和声波接收模块；

所述声波生成模块分别与信号输入端、复位端和接地端连接，用于接收所述信号输入端输入的交流电信号，并在所述复位端的控制下，产生超声波；

所述声波接收模块分别与接地端、复位端、采样信号端、电源电压端、扫描控制端和信号输出端连接，用于将接收到的所述超声波经指纹反射后形成的回波信号转换为电压信号，并在所述复位端、所述采样信号端和所述扫描控制端的控制下，将所述电压信号输出到所述信号输出端，或者将所述电压信号转换为电流信号后输出到所述信号输出端。

可选地，所述声波生成模块包括电声转换控制模块和电声转换模块；

所述电声转换控制模块分别与所述电声转换模块、所述复位端和所述接地端连接，用于在所述复位端的控制下，使得所述电声转换模块接地；

所述电声转换模块分别与所述信号输入端和所述电声转换控制模块连接，用于接收所述信号输入端输入的交流电信号，并当该电声转换模块接地时，将所述交流电信号转换为超声波。

可选地，所述电声转换控制模块包括第一晶体管；

所述第一晶体管的栅极与所述复位端连接，第一极与所述电声转换模块连接，第二极与所述接地端连接。

可选地，所述声波接收模块包括声电转换模块、采样控制模块、压控流型模块和输出控制模块；

所述声电转换模块分别与所述接地端、所述采样控制模块和所述压控流型模块连接，用于接收所述超声波经指纹反射后形成的回波信号，并将所述回波信号转换为电压信号；

所述采样控制模块分别与所述复位端、所述采样信号端、所述声电转换模块和所述压控流型模块连接，用于在所述复位端和所述采样信号端的控制下，将所述电压信号输出给所述压控流型模块；

所述压控流型模块分别与所述采样控制模块、所述电源电压端和所述输出控制模块连接，用于将所述电压信号转换为电流信号输出给所述输出控制模块；

所述输出控制模块分别与所述压控流型模块、所述扫描控制端和所述信号输出端连接，用于在所述扫描控制端的控制下，将所述电流信号输出到所述信号输出端。

可选地，所述采样控制模块包括第二晶体管；

所述第二晶体管的栅极与所述复位端连接，第一极分别与所述声电转换模块和所述压控流型模块连接，第二极与所述采样信号端连接。

可选地，所述压控流型模块包括第三晶体管；

所述第三晶体管的栅极与所述第二晶体管的第一极连接，第一极与所述电源电压端连接，第二极与所述输出控制模块连接。

可选地，所述输出控制模块包括第四晶体管；

所述第四晶体管的栅极与所述扫描控制端连接，第一极与所述第三晶体管的第二极连接，第二极与所述信号输出端连接。

在第二方面中，本申请实施例公开了一种指纹传感电路，包括沿第一方向延伸的若干复位信号线、若干采样信号线和若干信号读取线，沿第二方向延伸的若干扫描信号线，以及若干阵列排列的第一方面所述的指纹传感电路单元；

所述复位端与所述复位信号线连接，所述采样信号端与所述采样信号线连接，所述信号输出端与所述信号读取线连接，所述扫描控制端与所述扫描信号线连接。

在第三方面中，本申请实施例公开了一种传感器，包括：基底，以及位于所述基底上的第二方面所述的指纹传感电路。

可选地，所述指纹传感电路包括位于所述基底上的电路控制层；

所述指纹传感电路单元包括电声转换控制模块、电声转换模块、声电转换模块、采样控制模块、压控流型模块和输出控制模块；

所述电声转换控制模块包括第一电极和压电层，所述声电转换模块包括第二电极和压电层；

所述电声转换控制模块、所述采样控制模块、所述压控流型模块和所述输出控制模块位于所述电路控制层；

所述第二电极位于所述电路控制层远离所述基底一侧；

所述压电层位于所述第二电极远离所述基底一侧；

所述第一电极位于所述压电层远离所述第二电极一侧。

可选地，所述第一电极为条形电极，所述第二电极为块状电极；

所述第一电极在所述基底上的正投影与所述第二电极在所述基底上的正投影不重叠。

可选地，所述压电层为条形；或，

所述压电层在所述基底上的正投影覆盖所述基底。

在第四方面中，本申请实施例公开了一种触控显示面板，包括：显示面板和第三方面所述的传感器；

所述传感器设置于所述显示面板上，或所述传感器内嵌于所述显示面板。

在第五方面中，本申请实施例公开了一种显示装置，包括：第四方面所述的触控显示面板。

在第六方面中，本申请实施例公开了一种采用第二方面所述的指纹传感电路识别指纹的方法，包括：

接收所述复位信号线输入的电压，产生发送到指纹的超声波；

接收所述超声波经所述指纹反射后形成的回波信号，将所述回波信号转换为电压信号；

接收所述复位信号线和所述采样信号线输入的电压，将所述电压信号转换为电流信号；

接收所述扫描信号线输入的电压，将所述电流信号输出到所述信号读取线，根据所述信号读取线读取的电流信号的大小对所述指纹进行识别。

借由上述技术方案，本申请实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

本申请实施例提供的指纹传感电路单元包括的声波生成模块和声波接收模块分离设置，声波接收模块与接地端连接，因此声波生成模块接收信号输入端输入的交流电信号后，不会对声波接收模块产生影响，本申请实施例能够实现收发分离的工作模式，与现有技术相比，可以有效地消除压电材料层余振引入的耦合噪声，从而有效地提高了信噪比。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文可选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出可选实施方式的目的，而并不认为是对本申请实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为传统超声波指纹传感器发出超声波原理结构图；

图2为传统超声波指纹传感器接收超声波原理结构图；

图3为传统超声波指纹传感器的像素电路图；

图4为本申请实施例的指纹传感电路单元的结构示意图；

图5为本申请实施例的声波生成模块的像素电路图；

图6为本申请实施例的声波接收模块的像素电路图；

图7为本申请实施例的指纹传感电路单元的第一时序图；

图8为本申请实施例的指纹传感电路单元的第二时序图；

图9为本申请实施例的指纹传感电路的电路图；

图10为本申请实施例的传感器的结构示意图；

图11为本申请实施例的第一电极和第二电极的俯视图；

图12为本申请实施例的指纹传感电路识别指纹的方法的流程图。

附图标记介绍如下：

1-指纹传感电路单元；2-声波生成模块；21-电声转换控制模块；22-电声转换模块；3-声波接收模块；31-声电转换模块；32-采样控制模块；33-压控流型模块；34-输出控制模块；4-指纹传感电路；6-基底；7第一电极；8-压电层；9-第二电极；10-上电极；11-下电极；12-压电材料层；13-指纹；14-电路控制层。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面首先结合图1和图2，详细介绍一下传统超声波指纹传感器的声波产生原理和声波接收原理。如图1和图2所示，传统超声波指纹传感器包括：上电极10、下电极11和设置在上电极10和下电极11之间的压电材料层12，形成类似于三明治的结构。

如图1所示，当上电极10和下电极11输入AC电压(如上电极10接地，下电极11输入AC方波)时，压电材料层12会发生形变(或者压电材料层12带动上、下膜层的基底一起振动)，进而产生声波，传递出去，若此时上电极10上方有指纹时，则声波可以传播到指纹13。通常，压电材料层12由例如PVDF(聚偏氟乙烯)膜式的压电材料制成，也可以由AlN/PZT/ZnO等其他无机或有机的压电材料制成。

如图2所示，当声波由指纹13反射回到压电材料层12时，压电材料层12会将声波转化为AC电压，下电极11会接入输出信号(例如上电极10接地，下电极11为接收端)，以使得转化形成的AC电压能够被采集到。由于指纹13的谷脊反射能量不同，谷反射信号较强，脊反射信号较弱，这样谷脊就通过不同信号反应出来，即谷转化形成的AC电压与脊转化形成的AC电压不同，通过对AC电压的采集分析，可以对应出谷和脊，从而能够对指纹13进行识别。

图3示出了传统超声波指纹传感器的像素电路图。如图3所示，该像素电路包括：第一晶体管M0、第二晶体管M1和第三晶体管M2，其中，压电材料层12的一端设置有上电极10(图中未示出)，压电材料层12的另一端设置有下电极11(图中未示出)，上电极10连接信号输入端TX，下电极11连接第二晶体管M1的栅极。第一晶体管M0的栅极连接复位端Reset，源极或漏极连接采样信号端Vbias，漏极或源极连接第二晶体管M1的栅极，第二晶体管M1的源极或漏极连接电源电压端Vdd，漏极或源极连接第三晶体管M2的源极或漏极，第三晶体管M2的漏极或源极连接信号输出端OUT，第三晶体管M2的栅极连接扫描控制端Gate。

如图3所示，信号输入端TX接收到的AC电压信号以正弦信号为例，该正弦信号发送完成后，由于压电材料层12的机械惯性不能立刻静止，使得信号输入端TX的信号不会立刻回零，压电材料层12余振引起信号输入端TX的信号的幅值逐渐振荡变小。

信号输入端TX接收到的正弦信号发送完成，到采样信号端Vbias接收到信号之间的时间段为信号延迟时段，在信号延迟时段内压电材料层12存在余振，本申请的发明人发现，在信号延迟时段内，在接近正弦信号发送完成的某一时刻，由指纹13反射回到压电材料层12的回波信号最强，但是该时刻由于压电材料层12还在余振过程中，此时形成的耦合噪声较大，由此引入的噪声严重影响接收信号的信噪比。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种指纹传感电路单元，指纹传感电路及传感器。

下面结合附图详细介绍一下本申请实施例提供的指纹传感电路单元，指纹传感电路及传感器。

在第一方面中，本申请实施例公开了一种指纹传感电路单元1，如图4所示，包括：声波生成模块2和声波接收模块3。声波生成模块2分别与信号输入端TX、复位端Reset和接地端GND连接，用于接收信号输入端TX输入的交流电信号，并在复位端Reset的控制下，产生超声波。声波接收模块3分别与接地端GND、复位端Reset、采样信号端Vbias、电源电压端Vdd、扫描控制端Gate和信号输出端OUT连接，用于将接收到的超声波经指纹反射后形成的回波信号转换为电压信号，并在复位端Reset、采样信号端Vbias和扫描控制端Gate的控制下，将电压信号输出到信号输出端OUT，或者将电压信号转换为电流信号后输出到信号输出端OUT。

需要说明的是，本申请实施例中的声波生成模块2包括压电材料层，以便能够在信号输入端TX输入的交流电信号和复位端Reset的控制下，实现电信号到声波信号的转换；声波接收模块3也包括压电材料层，以便能够将接收到的超声波经指纹反射后形成的回波信号转换为电压信号，并在复位端Reset和采样信号端Vbias的控制下，采集该电压信号；压电材料层的具体设置方式将在下面传感器部分进行详细介绍。

需要说明的是，本申请实施例虽然可以将电压信号直接输出到信号输出端OUT，通过检测电压信号来识别指纹，但是实际设计时，电压信号在传输到检测电路(如集成电路芯片)的过程中会发生较大的衰减，且会受到其它信号的影响，使得检测结果受到影响，因此，本申请实施例后续部分仅以将电压信号转换为电流信号后输出到信号输出端OUT的情况为例进行介绍。

本申请实施例提供的指纹传感电路单元1包括的声波生成模块2和声波接收模块3分离设置，声波接收模块3与接地端GND连接，因此声波生成模块2接收信号输入端TX输入的交流电信号后，不会对声波接收模块3产生影响，本申请实施例能够实现收发分离的工作模式，与现有技术相比，可以有效地消除压电材料层余振引入的耦合噪声，且本申请实施例在信号延迟时段，具体时间点的选择可以更靠近信号输入端TX的交流电信号结束时刻，从而可以更灵活地捕捉到最大信号量，且不用考虑耦合噪声的影响，从而有效地提高了信噪比。

可选地，如图5所示，声波生成模块2包括电声转换控制模块21和电声转换模块22。电声转换控制模块21分别与电声转换模块22、复位端Reset和接地端GND连接，用于在复位端Reset的控制下，使得电声转换模块22接地。电声转换模块22分别与信号输入端TX和电声转换控制模块21连接，用于接收信号输入端TX输入的交流电信号，并当该电声转换模块22接地时，将交流电信号转换为超声波。

因此，在需要发出超声波时，图5示出的声波生成模块2通过信号输入端TX的交流电信号，以及通过将电声转换模块22接地来产生超声波，而声波生成模块2并不用于接收超声波，实现收发分离的工作模式。

可选地，继续参考图5，具体地，电声转换控制模块21包括第一晶体管T1。第一晶体管T1的栅极与复位端Reset连接，第一极与电声转换模块22连接，第二极与接地端GND连接。具体地，第一晶体管T1的第一极可以为源极，也可以为漏极，第一晶体管T1的第二极可以为漏极，也可以为源极，实际设计时，源极和漏极的位置可以互换。

具体地，当第一晶体管T1在复位端Reset的控制下导通时，电声转换模块22的一端接地，另一端与信号输入端TX连接，此时相当于给电声转换模块22施加一交流电信号，具体实施时，电声转换模块22包括压电材料层，对压电材料层施加交流电后，压电材料层可产生振动发射超声波，实现电信号到声信号的转换。

可选地，如图6所示，声波接收模块3包括声电转换模块31、采样控制模块32、压控流型模块33和输出控制模块34。声电转换模块31分别与接地端GND、采样控制模块32和压控流型模块33连接，用于接收超声波经指纹反射后形成的回波信号，并将回波信号转换为电压信号。采样控制模块32分别与复位端Reset、采样信号端Vbias、声电转换模块31和压控流型模块33连接，用于在复位端Reset和采样信号端Vbias的控制下，将电压信号输出给压控流型模块33。压控流型模块33分别与采样控制模块32、电源电压端Vdd和输出控制模块34连接，用于将电压信号转换为电流信号输出给输出控制模块34。输出控制模块34分别与压控流型模块33、扫描控制端Gate和信号输出端OUT连接，用于在扫描控制端Gate的控制下，将电流信号输出到信号输出端OUT。

因此，在需要接收超声波时，图6示出的声波接收模块3包括的声电转换模块31的与接地端GND连接，与现有技术相比，声波接收模块3并不与信号输入端TX连接，实现收发分离的工作模式。

可选地，继续参考图6，具体地，采样控制模块32包括第二晶体管T2。第二晶体管T2的栅极与复位端Reset连接，第一极分别与声电转换模块31和压控流型模块33连接，第二极与采样信号端Vbias连接。具体地，第二晶体管T2的第一极可以为源极，也可以为漏极，第二晶体管T2的第二极可以为漏极，也可以为源极，实际设计时，源极和漏极的位置可以互换。

可选地，压控流型模块33包括第三晶体管T3。第三晶体管T3的栅极与第二晶体管T2的第一极连接，第一极与电源电压端Vdd连接，第二极与输出控制模块34连接。具体地，第三晶体管T3的第一极可以为源极，也可以为漏极，第三晶体管T3的第二极可以为漏极，也可以为源极，实际设计时，源极和漏极的位置可以互换。

可选地，输出控制模块34包括第四晶体管T4。第四晶体管T4的栅极与扫描控制端Gate连接，第一极与第三晶体管T3的第二极连接，第二极与信号输出端OUT连接。具体地，第四晶体管T4的第一极可以为源极，也可以为漏极，第四晶体管T4的第二极可以为漏极，也可以为源极，实际设计时，源极和漏极的位置可以互换。

具体地，如图5和图6所示，本申请实施例中的第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均为薄膜晶体管(TFT)。

具体实施时，本申请实施例中的声电转换模块31包括压电材料层，压电材料层能够将接收到的超声波经指纹反射后形成的回波信号转换为电压信号。

图7示出本实施例指纹传感电路单元1的一种时序图，图8示出了本实施例指纹传感电路单元1的另一种时序图。图7和图8的区别点在于，图7中复位端Reset信号在信号延迟时段输出高电平信号，图8中复位端Reset信号在信号延迟时段输出低电平信号。由于本申请实施例中指纹传感电路单元1能够实现收发分离的工作模式，因此，图7和图8所示的时序图均能使指纹传感电路单元1正常工作。本申请实施例中指纹传感电路单元1的具体工作过程将在指纹传感电路部分进行详细介绍。

基于同一发明构思，在第二方面中，如图9所示，本申请实施例公开了一种指纹传感电路4，包括沿第一方向(如图中的竖直方向)延伸的若干复位信号线(Reset1、Reset2)、若干采样信号线(Vbias1、Vbias2)和若干信号读取线(Read1、Read2)，沿第二方向(如图中的水平方向)延伸的若干扫描信号线(Gate1、Gate2)，以及若干阵列排列的第一方面的指纹传感电路单元1。复位端Reset与复位信号线(Reset1、Reset2)连接，采样信号端Vbias与采样信号线(Vbias1、Vbias2)连接，信号输出端OUT与信号读取线(Read1、Read2)连接，扫描控制端Gate与扫描信号线(Gate1、Gate2)连接。

具体地，如图9所示，相邻的扫描信号线(Gate1、Gate2)与相邻的复位信号线(Reset1、Reset2)限定出一电路区域，指纹传感电路单元1位于该电路区域内。

由此可见，在本申请实施例的指纹传感电路4中，声波生成模块2和声波接收模块3分离设置，且并不相互连接。因此，本申请实施例的指纹传感电路4是一种收发分离的工作模式，有效地提高了信噪比。

下面结合图5-图9详细介绍一下本申请实施例提供的指纹传感电路的具体工作过程。

具体地，如图7和图8所示，Tx表示信号输入端TX接收到的信号的波形图，Reset表示复位端Reset接收到的信号的波形图，Vbias表示采样信号端Vbias接收到的信号的波形图，Gate1到Gate20表示扫描控制端Gate接收到的信号的波形图，图9中仅示出了两行扫描信号线Gate1和Gate2，本申请实施例以扫描信号线共有20行(Gate1到Gate20)为例进行介绍。

如图7和图8所示，在超声波发射时段，复位端Reset输出高电平信号，信号输入端TX接收到正弦波形电信号，采样信号端Vbias和扫描控制端Gate均输出低电平信号，如图5和图9所示，第一晶体管T1导通，电声转换模块22一端连接信号输入端TX，另一端接地，电声转换模块22能够将正弦波形电信号转换为超声波并发出，进而能够传播到指纹。

如图7和图8所示，在超声波接收时段，声电转换模块31接收超声波经指纹反射后形成的回波信号，并将回波信号转换为电压信号，信号输入端TX不再接收正弦波形电信号，实现了收发分离的工作模式，超声波接收时段可以划分为信号采集时段和信号输出时段。

具体地，如图7和图8所示，在信号采集时段，复位端Reset和采样信号端Vbias均输出高电平信号，扫描控制端Gate输出低电平信号，如图6和图9所示，第二晶体管T2导通，第四晶体管T4关闭，采样信号端Vbias的高电平信号将第三晶体管T3的栅极的电平拉高，此时声电转换模块31的一端接地，另一端连接高电平，声电转换模块31转换的电压信号能够被导出到第三晶体管T3，第三晶体管T3是压控流型器件，除了能充当开关的作用外，还可以将声电转换模块31转换的电压信号进一步转换为电流强度不同的电流信号，并将转换形成的电流信号输出到第四晶体管T4，由于第四晶体管T4关闭，该过程中信号输出端OUT并没有检测到转换形成的电流信号。

具体地，如图7和图8所示，在信号输出时段，复位端Reset和采样信号端Vbias均输出低电平信号，扫描控制端Gate逐行输出高电平信号，如图6和图9所示，第二晶体管T2和第三晶体管T3关闭，第四晶体管T4导通，此时电流信号可以通过第四晶体管T4流入信号输出端OUT，信号输出端OUT连接一集成电路芯片，通过该集成电路芯片将检测到的电流信号放大后检测，以完成对指纹的识别，指纹的具体识别过程与现有技术类似，这里不再赘述。

基于同一发明构思，在第三方面中，如图10所示，本申请实施例公开了一种传感器，包括：基底6，以及位于基底6上的第二方面的指纹传感电路。由于第三方面的传感器包括了第二方面的指纹传感电路，使得第三方面的传感器具有与第二方面的指纹传感电路4相同的有益效果。因此，第三方面的传感器的有益效果不再重复赘述。

可选地，如图10所示，指纹传感电路4包括位于基底6上的电路控制层14，指纹传感电路4包括若干阵列排列的指纹传感电路单元1，每一指纹传感电路单元1包括电声转换控制模块21、电声转换模块22、声电转换模块31、采样控制模块32、压控流型模块33和输出控制模块34。电声转换控制模块21包括第一电极7和压电层8，声电转换模块31包括第二电极9和压电层8。电声转换控制模块21、采样控制模块32、压控流型模块33和输出控制模块34位于电路控制层14。第二电极9位于电路控制层14远离基底6一侧。压电层8位于第二电极9远离基底6一侧。第一电极7位于压电层8远离第二电极9一侧。

具体地，本申请实施例中第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均位于电路控制层14，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的具体制作方法与现有技术类似，这里不再赘述。

可选地，如图10和图11所示，本申请实施例中第一电极7为条形电极，第二电极9为块状电极。第一电极7在基底6上的正投影与第二电极9在基底6上的正投影不重叠，具体实施时，第二电极9的尺寸可以做成像素大小的尺寸，当本申请实施例中的传感器设置于显示面板上，或内嵌于显示面板时，一个第二电极9的位置可以与一个像素的位置对应。在本申请实施例中，第一电极7和第二电极9分别设置在压电层8的两侧，且第一电极7在基底6上的正投影与第二电极9在基底6上的正投影不重叠，可以在空间上对第一电极7和第二电极9进行分割，减少了超声波达到压电层8的衰减程度。当然，在实际设计时，第一电极7也可以整面覆盖基底6，本申请实施例并不对第一电极7和第二电极9的形状做限定。

可选地，在一个具体实施例中，压电层8为条形；在另一个具体实施例中，压电层8在基底6上的正投影覆盖基底6，即压电层8为面状，本申请实施例不对压电层8的具体形状做限定，具体实施时，压电层8也可以做成块状。由于第一电极7、第二电极9以及压电层8的具体结构不涉及本申请的改进点，这里不再赘述。

基于同一发明构思，在第四方面中，本申请实施例公开了一种触控显示面板，其包括：显示面板和第三方面的传感器。传感器设置于显示面板上，或传感器内嵌于显示面板。由于第四方面的触控显示面板包括了第三方面的传感器，使得第四方面的触控显示面板具有与第三方面的传感器相同的有益效果。因此，第四方面的触控显示面板的有益效果不再重复赘述。

具体地，本申请实施例中的显示面板包括若干阵列排列的子像素单元，本申请实施例中每一指纹传感电路单元1的位置对应一子像素单元的位置，本申请实施例中将传感器设置于显示面板上，或将传感器内嵌于显示面板内的具体设置方式与现有技术类似，由于该部分具体结构以及具体设置方式不涉及本申请的改进点，因此这里不再赘述。

基于同一发明构思，在第五方面中，本申请实施例公开了一种显示装置，包括：第四方面的触控显示面板。由于第五方面的显示装置包括了第四方面的触控显示面板，使得第五方面的显示装置具有与第四方面的触控显示面板相同的有益效果。因此，第五方面的显示装置的有益效果不再重复赘述。

基于同一发明构思，在第六方面中，图12示出了本申请实施例的采用第二方面的指纹传感电路4识别指纹的方法。如图12所示，该方法包括：

S101：接收复位信号线Reset1输入的电压，产生发送到指纹的超声波。

S102：接收超声波经指纹反射后形成的回波信号，将回波信号转换为电压信号。

S103：接收复位信号线Reset1和采样信号线Vbias输入的电压，将电压信号转换为电流信号。

S104：接收扫描信号线Gate1输入的电压，将电流信号输出到信号读取线Read，根据信号读取线Read读取的电流信号的大小对指纹进行识别。

具体地，在S101中，参考图5、图7、图8和图9，当设置有指纹传感电路4的传感器感应到用户的手指时，复位信号线Reset1输入的电压可以使得第一晶体管T1导通，从而使得电声转换模块22的压电层8的一端接地，信号输入端TX向压电层8的另一端输入AC电压，使得压电层8发生变形，产生声波，进而向手指发射声波。

接着，在S102中，参考图6、图7、图8和图9，声波接收模块3通过声电转换模块31接收超声波经指纹反射后形成的回波信号，并将回波信号转换为电压信号。

在S103中，参考图6、图7、图8和图9，在复位信号线Reset1的控制下，导通第二晶体管T2，接收采样信号线Vbias输入的电压，采集电压信号，并将电压信号传输至第三晶体管T3，并通过第三晶体管T3将电压信号转换为电流信号。

最后，在S104中，在扫描信号线Gate1的控制下，导通第四晶体管T4，将电流信号从信号输出端OUT输出到信号读取线Read，根据信号读取线Read读取的电流信号的大小对指纹进行识别。

应用本申请实施例所获得的有益效果包括：

1、本申请实施例提供的指纹传感电路单元1包括的声波生成模块2和声波接收模块3分离设置，声波接收模块3与接地端GND连接，因此声波生成模块2接收信号输入端TX输入的交流电信号后，不会对声波接收模块3产生影响，本申请实施例能够实现收发分离的工作模式，与现有技术相比，可以有效地消除压电材料层余振引入的耦合噪声，且本申请实施例在信号延迟时段，具体时间点的选择可以更靠近信号输入端TX的交流电信号结束时刻，从而可以更灵活地捕捉到最大信号量，且不用考虑耦合噪声的影响，从而有效地提高了信噪比。

2、由于第一电极7和第二电极9分别设置在压电层8的两侧，且第一电极7在基底6上的正投影与第二电极9在基底6上的正投影不重叠，可以在空间上对第一电极7和第二电极9进行分割，减少了超声波达到压电层8的衰减程度。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种指纹传感电路单元，其特征在于，包括：声波生成模块和声波接收模块；

所述声波生成模块分别与信号输入端、复位端和接地端连接，用于接收所述信号输入端输入的交流电信号，并在所述复位端的控制下，产生超声波；

所述声波接收模块分别与接地端、复位端、采样信号端、电源电压端、扫描控制端和信号输出端连接，用于将接收到的所述超声波经指纹反射后形成的回波信号转换为电压信号，并在所述复位端、所述采样信号端和所述扫描控制端的控制下，将所述电压信号输出到所述信号输出端，或者将所述电压信号转换为电流信号后输出到所述信号输出端。

2.根据权利要求1所述的指纹传感电路单元，其特征在于，所述声波生成模块包括电声转换控制模块和电声转换模块；

所述电声转换控制模块分别与所述电声转换模块、所述复位端和所述接地端连接，用于在所述复位端的控制下，使得所述电声转换模块接地；

所述电声转换模块分别与所述信号输入端和所述电声转换控制模块连接，用于接收所述信号输入端输入的交流电信号，并当该电声转换模块接地时，将所述交流电信号转换为超声波。

3.根据权利要求2所述的指纹传感电路单元，其特征在于，所述电声转换控制模块包括第一晶体管；

所述第一晶体管的栅极与所述复位端连接，第一极与所述电声转换模块连接，第二极与所述接地端连接。

4.根据权利要求1所述的指纹传感电路单元，其特征在于，所述声波接收模块包括声电转换模块、采样控制模块、压控流型模块和输出控制模块；

所述声电转换模块分别与所述接地端、所述采样控制模块和所述压控流型模块连接，用于接收所述超声波经指纹反射后形成的回波信号，并将所述回波信号转换为电压信号；

所述采样控制模块分别与所述复位端、所述采样信号端、所述声电转换模块和所述压控流型模块连接，用于在所述复位端和所述采样信号端的控制下，将所述电压信号输出给所述压控流型模块；

所述压控流型模块分别与所述采样控制模块、所述电源电压端和所述输出控制模块连接，用于将所述电压信号转换为电流信号输出给所述输出控制模块；

所述输出控制模块分别与所述压控流型模块、所述扫描控制端和所述信号输出端连接，用于在所述扫描控制端的控制下，将所述电流信号输出到所述信号输出端。

5.根据权利要求4所述的指纹传感电路单元，其特征在于，所述采样控制模块包括第二晶体管；

所述第二晶体管的栅极与所述复位端连接，第一极分别与所述声电转换模块和所述压控流型模块连接，第二极与所述采样信号端连接。

6.根据权利要求5所述的指纹传感电路单元，其特征在于，所述压控流型模块包括第三晶体管；

所述第三晶体管的栅极与所述第二晶体管的第一极连接，第一极与所述电源电压端连接，第二极与所述输出控制模块连接。

7.根据权利要求6所述的指纹传感电路单元，其特征在于，所述输出控制模块包括第四晶体管；

所述第四晶体管的栅极与所述扫描控制端连接，第一极与所述第三晶体管的第二极连接，第二极与所述信号输出端连接。

8.一种指纹传感电路，其特征在于，包括沿第一方向延伸的若干复位信号线、若干采样信号线和若干信号读取线，沿第二方向延伸的若干扫描信号线，以及若干阵列排列的如权利要求1-7任一项所述的指纹传感电路单元；

所述复位端与所述复位信号线连接，所述采样信号端与所述采样信号线连接，所述信号输出端与所述信号读取线连接，所述扫描控制端与所述扫描信号线连接。

9.一种传感器，其特征在于，包括：基底，以及位于所述基底上的如权利要求8所述的指纹传感电路。

10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述指纹传感电路包括位于所述基底上的电路控制层；

所述指纹传感电路单元包括电声转换控制模块、电声转换模块、声电转换模块、采样控制模块、压控流型模块和输出控制模块；

所述电声转换控制模块包括第一电极和压电层，所述声电转换模块包括第二电极和压电层；

所述电声转换控制模块、所述采样控制模块、所述压控流型模块和所述输出控制模块位于所述电路控制层；

所述第二电极位于所述电路控制层远离所述基底一侧；

所述压电层位于所述第二电极远离所述基底一侧；

所述第一电极位于所述压电层远离所述第二电极一侧。

11.根据权利要求10所述的传感器，其特征在于，所述第一电极为条形电极，所述第二电极为块状电极；

所述第一电极在所述基底上的正投影与所述第二电极在所述基底上的正投影不重叠。

12.根据权利要求10所述的传感器，其特征在于，所述压电层为条形；或，

所述压电层在所述基底上的正投影覆盖所述基底。

13.一种触控显示面板，其特征在于，包括：显示面板和如权利要求10-12任一项所述的传感器；

所述传感器设置于所述显示面板上，或所述传感器内嵌于所述显示面板。

14.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求13所述的触控显示面板。

15.一种采用如权利要求8所述的指纹传感电路识别指纹的方法，其特征在于，包括：

接收所述复位信号线输入的电压，产生发送到指纹的超声波；

接收所述超声波经所述指纹反射后形成的回波信号，将所述回波信号转换为电压信号；

接收所述复位信号线和所述采样信号线输入的电压，将所述电压信号转换为电流信号；

接收所述扫描信号线输入的电压，将所述电流信号输出到所述信号读取线，根据所述信号读取线读取的电流信号的大小对所述指纹进行识别。

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