CN112597805B - 显示面板、显示装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板、显示装置及其工作方法,属于显示技术领域,显示面板包括显示区和围绕显示区设置的非显示区;显示区包括多个阵列排布的指纹识别单元,显示区包括至少一个环境光感应单元组,环境光感应单元组包括至少一个光感单元;至少部分指纹识别单元复用为光感单元。显示装置包括上述显示面板。工作方法包括光感工作模式和指纹识别工作模式,光感工作模式和指纹识别工作模式分时执行;指纹识别工作模式下,多个指纹识别单元进行指纹识别工作;光感工作模式下,仅复用为环境光感应单元组的指纹识别单元工作,判断环境光种类。本发明可以实现显示面板的功能多样化,还有利于实现窄边框,简化产品结构。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,更具体地,涉及一种显示面板、显示装置及其工作方法。
背景技术
指纹是人体与生俱来独一无二并可与他人相区别的不变特征,它由指端皮肤表面上的一系列脊和谷组成,这些脊和谷的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节,这些细节决定了指纹图案的唯一性。
随着显示技术的飞速发展,具有指纹识别功能的显示面板已经逐渐遍及人们的生活中,指纹识别被广泛地应用于手机、个人数字助理、电脑等电子设备的显示屏中,从而丰富了显示屏的功能,同时提高了显示屏的安全性能。
现有的带有指纹识别功能的显示装置中,指纹识别传感器包括光学式指纹识别传感器和电容式指纹识别传感器。其中,光学式指纹识别传感器是通过光感像素开关及对应的扫描线和信号线进行信号驱动控制实现光学指纹检测和指纹识别,因此光学式指纹识别传感器可集成在显示面板的显示区内。但是,目前的电子设备中的指纹识别组件仅可用作指纹图像采集,不能实现其他用途。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种显示面板、显示装置及其工作方法,将至少部分指纹识别单元复用为环境光感应单元组的光感单元,以解决现有技术中,电子设备中的指纹识别组件仅可用作指纹图像采集,不能实现其他用途的问题,有利于简化产品结构的同时,还能使指纹识别单元兼具指纹图像采集和环境光感应的功能。
本发明公开了一种显示面板,包括:显示区和围绕显示区设置的非显示区;显示区包括多个阵列排布的指纹识别单元,显示区包括至少一个环境光感应单元组,环境光感应单元组包括至少一个光感单元;至少部分指纹识别单元复用为光感单元。
基于同一发明构思,本发明还公开了一种显示装置,该显示装置包括上述显示面板。
基于同一发明构思,本发明还公开了一种显示装置的工作方法,该工作方法用于上述显示装置进行光感检测工作和指纹识别工作;该工作方法包括光感工作模式和指纹识别工作模式,光感工作模式和指纹识别工作模式分时执行;指纹识别工作模式下,多个指纹识别单元进行指纹识别工作;光感工作模式下,仅复用为环境光感应单元组的指纹识别单元工作,判断环境光种类。
与现有技术相比,本发明提供的显示面板、显示装置及其工作方法,至少实现了如下的有益效果:
本发明的显示面板可以在显示区范围内设置子像素和指纹识别单元,避免指纹识别单元占用非显示区边框范围的同时,还可以实现画面显示的功能和采集指纹图像以实现身份识别的功能。本发明还通过将至少部分指纹识别单元复用为光感单元,无需再在显示面板中引入新的结构用来检测环境光强度,只需复用显示面板本身具有的指纹识别单元即可,从而使得指纹识别单元兼具指纹图像采集功能和环境光感应功能。本发明将显示区范围内的至少部分指纹识别单元复用为检测环境光的光感单元,可以解决相关技术中将光感单元设置于非显示区会增加边框宽度,不利于实现窄边框的问题。因此本发明提供的显示面板在具备指纹识别功能和环境光感应功能,实现显示面板的功能多样化的同时,还有利于实现窄边框,简化产品结构,简化产品生产工序。本发明的显示面板为实现环境光感应功能,仅将多个指纹识别单元中的部分指纹识别单元复用作光感单元使用,在环境光感应阶段,仅需开启该部分被复用为光感单元的指纹识别单元进行环境光检测即可,从而可以在实现环境光感应的同时,还有利于减小环境光感应工作所占用的时间。
当然,实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是相关技术中提供的一种显示面板的平面结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种显示面板的平面结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种指纹识别单元的电路结构连接示意图;
图4是本发明实施例提供的显示面板的另一种平面结构示意图;
图5是本发明实施例提供的显示面板的另一种平面结构示意图;
图6是本发明实施例提供的显示面板的另一种平面结构示意图;
图7是本发明实施例提供的显示装置的平面结构示意图;
图8是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图;
图9是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图;
图10是本发明实施例提供的显示装置的一种等效连接电路结构示意图;
图11是本发明实施例提供的显示装置的另一种等效连接电路结构示意图;
图12是本发明实施例提供的显示装置的另一种等效连接电路结构示意图;
图13是本发明实施例提供的显示装置的另一种等效连接电路结构示意图;
图14是本发明实施例提供的显示装置的一种工作方法流程图;
图15是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图;
图16是本发明实施例提供的显示装置的另一种工作方法流程图;
图17是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图;
图18是本发明实施例提供的显示装置的另一种工作方法流程图;
图19是光感工作模式下数据处理单元提供给存储电容的不同充电时间的阶梯示意图;
图20是指纹识别工作模式下数据处理单元提供给指纹识别单元的存储电容的不同充电时间的阶梯示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
相关技术中,在观看如电视机、电脑显示器等发光直视型大容量信息显示装置的显示屏时,如果观察者与显示屏的距离大于或数倍大于显示屏的屏幕尺度,显示屏的显示面积在观察者视野中所占比重难以绝对占优,该种情况下,环境光线的变化会明显地影响显示屏的显示效果以及观察者的视觉感受。为解决上述问题,相关技术中发展出显示(参数)动态调节技术(显示装置配置环境光传感器,首先通过环境光传感器获得环境光相关信息,然后根据环境光相关信息动态调节显示屏的显示参数的技术),即根据环境光强度的变化自动调节显示屏的显示亮度,从而可以弱化环境光的变化对观察者感受的不良影响,改善显示效果。
相关技术中一般使用光感传感器集成于面板内以代替距离传感器和环境光传感器,且用于检测环境光的多个光感传感器一般置于面板的边框范围内,如图1所示,图1是相关技术中提供的一种显示面板000’的平面结构示意图,该显示面板000’中,用于实现指纹图像采集的指纹识别单元10’可位于显示区AA’,若用于检测环境光的多个光感传感器20’置于面板的边框(非显示区NA’)范围内(如图1所示),每个光感传感器 20’需引出多根输入信号线和输出信号线M’,很容易导致边框区宽度增加,不利于显示面板000’的窄边框化发展;若用于检测环境光的多个光感传感器20’也置于面板的显示区AA’(未附图示意),很有可能影响显示区AA’的开口率,进而影响显示效果;若面板中不设置用于检测环境光的多个光感传感器20’,则显示面板000’的功能单一,不利于满足用户的多样化需求。
基于上述问题,本申请提出了一种显示面板、显示装置及其工作方法,能够简化产品结构的同时,还能使指纹识别单元兼具指纹图像采集和环境光感应的功能。关于本申请提出的显示面板、显示装置及其工作方法的具体实施例,详细说明如下。
请参考图2,图2是本发明实施例提供的一种显示面板的平面结构示意图(为了清楚示意指纹识别单元10和光感单元20,本实施例的图2中对于复用作光感单元20的指纹识别单元10进行了不同图案的填充),本实施例提供的一种显示面板000,包括:显示区AA和围绕显示区AA设置的非显示区NA;
显示区AA包括多个阵列排布的指纹识别单元10,显示区AA包括至少一个环境光感应单元组200,环境光感应单元组200包括至少一个光感单元20;至少部分指纹识别单元10复用为光感单元20。
具体而言,本实施例提供的显示面板000包括显示区AA和围绕显示区AA设置的非显示区NA,显示区AA包括多个阵列排布的指纹识别单元10,指纹识别单元10用于采集指纹图像以实现身份识别,显示区AA还包括至少一个环境光感应单元组200,每个环境光感应单元组200包括至少一个光感单元20,可以理解的是,图2中仅仅是以显示区AA包括一个环境光感应单元组200,该环境光感应单元组200包括两个光感单元20为例进行示例说明,具体实施时,可根据实际需求选择设置数量。光感单元20 用于感应环境光的强度,显示面板000可连接有驱动处理芯片等集成有可处理数据的电路结构,用于根据光感单元20感应到的环境光的强度适应性调整显示面板000的显示亮度,从而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,有利于提升用户的使用体验效果。可选的,本实施例的显示面板000的显示区AA还可以包括多个子像素(图中未示意),子像素用于实现显示面板000的画面显示。可以理解的是,为了清楚示意本实施例的技术方案,本实施例的图2仅是示例性画出了显示面板000的结构,但不仅限于此,显示面板000还可以包括其他能够实现显示功能、指纹识别功能、环境光感应功能的结构,如驱动电路、信号线、子像素等,具体可参考相关技术中显示面板的结构进行理解,本实施例在此不作赘述。
本实施例的显示面板000在显示区AA范围内设置子像素和指纹识别单元10,可以避免指纹识别单元10占用非显示区NA边框范围的同时,还可以实现画面显示的功能和采集指纹图像以实现身份识别的功能。本实施例还通过将至少部分指纹识别单元10复用为光感单元20(如图2所示),无需再在显示面板000中引入新的结构用来检测环境光强度,只需复用显示面板000本身具有的指纹识别单元10即可,从而使得指纹识别单元10 兼具指纹图像采集功能和环境光感应功能。本实施例将显示区AA范围内的至少部分指纹识别单元10复用为检测环境光的光感单元20,可以解决相关技术中将光感单元20设置于非显示区NA会增加边框宽度,不利于实现窄边框的问题。因此本实施例提供的显示面板000在具备指纹识别功能和环境光感应功能,实现显示面板000的功能多样化的同时,还有利于实现窄边框,简化产品结构,简化产品生产工序。本实施例的显示面板000 为实现环境光感应功能,仅将多个指纹识别单元10中的部分指纹识别单元 10复用作光感单元20使用,在环境光感应阶段,仅需开启该部分被复用为光感单元20的指纹识别单元10进行环境光检测即可,从而可以在实现环境光感应的同时,还有利于减小环境光感应工作所占用的时间。
可以理解的是,当本实施例将部分指纹识别单元10复用作光感单元 20时,这部分指纹识别单元10进行指纹图像采集的过程和进行环境光感应的过程是分时进行的,即在指纹识别阶段发挥指纹识别功能,在环境光感应阶段发挥环境光感应功能。
需要说明的是,本实施例的图2仅以矩形结构的显示面板000为例对显示面板000进行了示意,但不仅限于此,显示面板000还可以为其他如圆角矩形、圆形、椭圆形等非矩形的结构,图1中仅以方形的框图示例出了指纹识别单元10,具体实施时,并不表示指纹识别单元10的实际形状。图2仅示例性画出了多个指纹识别单元10在显示区AA的一种排布,并不表示指纹识别单元10的实际数量、尺寸、形状和排布方式,可选的,为实现指纹识别,指纹识别单元10可均匀排布在整个显示区AA,也可仅排布于显示区AA中的部分区域,本实施例不作具体限定。
需要进一步说明的是,本实施例的图2中以显示区AA一个角落的指纹识别单元10复用作光感单元20为例进行示意,但不局限于此,具体实施时,复用作光感单元20的指纹识别单元10可选用显示区AA中任意位置的指纹识别单元10,仅需能够实现环境光感应的功能即可,本实施例不作具体限定。
在一些可选实施例中,请参考图3,图3是本发明实施例提供的一种指纹识别单元的电路结构连接示意图,本实施例提供的指纹识别单元10可用的一种指纹识别电路包括四个开关晶体管器件(分别为晶体管Trst、晶体管Tsf、晶体管Tsel、晶体管Tcol)、一个感光二极管D和1个存储电容Cst,还包括五条信号线,分别是复位扫描线Rst、第一电压信号线VDD、第二电压信号线Vss、选择扫描线Sel、电压信号输出线Vout,其中晶体管 Tsel和晶体管Trst需要通过扫描驱动电路的移位寄存器来逐行驱动。对于该指纹识别电路而言,在进行指纹识别时,该指纹识别电路包括复位阶段、曝光阶段和电信号输出阶段:
在复位阶段,晶体管Trst响应复位扫描线Rst的控制信号而导通,对指纹识别电路进行复位;第一电压信号线VDD的复位电压信号传输至晶体管Tsf的栅极,晶体管Tsf栅极的电压信号Vpixel升高至第一电压信号线 VDD的输入电压值,此时晶体管Tsf导通;
在曝光阶段,手指接触屏幕,光源照射到手指指纹的谷线和脊线上时发生反射,由于谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同,将光投射至感光二极管D上,引起感光二极管D的阻值发生变化,产生电荷,形成光电流;由于漏电流的原因,晶体管Tsf栅极的电压信号Vpixel开始下降;
电信号输出阶段:由于在曝光阶段指纹谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同,产生的光电流不同,导致电压信号Vpixel的变化值不同,则电压信号输出线Vout检测到的指纹信号也不同,通过检测电压信号输出线Vout的电压信号,实现指纹识别功能。
其中,晶体管Tsf的栅极的电压信号Vpixel因光电流的影响下降,晶体管Tsel响应选择扫描线Sel的控制信号而导通,晶体管Tcol响应选择扫描线40col的控制信号而导通,第二电压信号Vss写入到晶体管Tsf源极(第一电压信号线VDD相对的晶体管Tsf的另一端),下降后的电压信号Vpixel 仍然可以使晶体管Tsf导通;第一电压信号线VDD的输入电压与晶体管 Tsf的漏极连接,晶体管Tsf能够对电压信号输出线Vout的指纹电压信号的输出起到分压作用,实现指纹识别检测功能。
其中,在复位阶段结束之后,电压信号Vpixel恢复到电压信号线VDD 的电压,此时晶体管Tsel打开进行一次电压信号采集,此时采集到的电压信号输出线Vout的指纹输出信号为初始信号。在经过一段指纹识别时间后,因为指纹的纹谷和纹脊反射回来的光强不同,电压信号Vpixel的电压变化值A不同(如图3所示),此时晶体管Tsel打开进行二次电压信号采集时,电压信号输出线Vout就可以输出不同的信号,最终经过信号处理可得指纹图像。
需要说明的是,本实施例的图3仅是示例性画出了一种可实现指纹识别功能的指纹识别单元10可用的电路结构,但不仅限于此,还可以为其他能够实现指纹识别功能的电路结构,本实施例不作具体限定。
在一些可选实施例中,请参考图4,图4是本发明实施例提供的显示面板的另一种平面结构示意图,本实施例提供的显示面板000,显示区AA 包括至少两个环境光感应单元组200。
本实施例解释说明了显示面板000中可以在显示区AA设置至少两个环境光感应单元组200,其中,每个环境光感应单元组200可以设置至少一个光感单元20,也可以设置至少两个光感单元20,图4中以在显示区 AA的两个角落位置设置两个环境光感应单元组200,每个环境光感应单元组200设置两个光感单元20为例示意,可以防止显示面板000中某个环境光感应单元组200意外被手等其他遮挡物遮住,导致光感单元20无响应,影响环境光的感应效果。
在一些可选实施例中,请结合参考图4和图5,图5是本发明实施例提供的显示面板的另一种平面结构示意图,本实施例中,显示面板000在显示区AA设置的至少两个环境光感应单元组200,可以位于显示区AA靠近非显示区NA的边缘位置处(如图5所示),且该至少两个环境光感应单元组200位于同一方向上的显示区AA的相对两侧,有利于避免发生因两个环境光感应单元组200聚集在一起,可能同时被遮挡的现象。
在一些可选实施例中,请参考图6,图6是本发明实施例提供的显示面板的另一种平面结构示意图,本实施例中,显示区AA包括四个环境光感应单元组200,四个环境光感应单元组200分别位于显示区AA的顶角位置处。
本实施例解释说明了显示面板000在显示区AA可以设置四个环境光感应单元组200,四个环境光感应单元组200分别位于显示区AA的顶角位置处,每个环境光感应单元组200包括的光感单元20的数量可以为一个或两个或更多个,可选的,四个环境光感应单元组200对环境光的感应数据可取“或”运算,即位于显示区AA不同位置的四个环境光感应单元组200 中只需一个环境光感应单元组200检测到的环境光为强光,则数据处理时则以强光为准精心显示面板亮度的调整,有利于避免发生因四个环境光感应单元组200聚集在一起可能同时被遮挡的现象,还可以避免出现四个环境光感应单元组200中有任意一个失效而导致环境光感应精度受到影响。
在一些可选实施例中,请参考图7,图7是本发明实施例提供的显示装置111的平面结构示意图,本实施例提供的显示装置111,包括本发明上述实施例提供的显示面板000。图7实施例仅以手机为例,对显示装置 111进行说明,可以理解的是,本发明实施例提供的显示装置111,可以是电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置111,本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置111,具有本发明实施例提供的显示面板000的有益效果,具体可以参考上述各实施例对于显示面板000的具体说明,本实施例在此不再赘述。
在一些可选实施例中,请结合参考图3和图8,图8是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图,本实施例提供的显示装置111,还包括与显示面板000电连接的数据处理控制单元30;在非显示区NA,数据处理控制单元30与显示面板000绑定电连接;可选的,数据处理控制单元30可集成设置于驱动芯片或柔性线路板内,在非显示区NA内与显示面板000绑定电连接,从而通过驱动芯片或柔性线路板实现显示装置111 的显示、指纹识别和环境光感应的功能,无需额外的成本,有利于节约成本。
本实施例的每个指纹识别单元10至少包括存储电容Cst和光感元件D;可选的,图3中的指纹识别单元的电路结构可作为本实施例的一个指纹识别单元10使用,感光二极管D即等同于本实施例的光感元件D,多个指纹识别单元10包括第一类指纹识别单元10A、第二类指纹识别单元10B,第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于第二类指纹识别单元 10B的存储电容Cst的电容值;
每个环境光感应单元组200包括至少一个第一类指纹识别单元10A和至少一个第二类指纹识别单元10B;即每个环境光感应单元组200包括至少两个光感单元20,至少一个第一类指纹识别单元10A和至少一个第二类指纹识别单元10B复用作该环境光感应单元组200的两个光感单元20使用。
指纹识别单元10与数据处理控制单元30电连接(可以理解的是,指纹识别单元10与数据处理控制单元30可以通过连接线实现电连接,图8 中未示意)。
本实施例解释说明了显示面板000每个环境光感应单元组200包括至少一个第一类指纹识别单元10A和至少一个第二类指纹识别单元10B,第一类指纹识别单元10A和第二类指纹识别单元10B的电路结构可以相同,区别仅在于两者的存储电容Cst电容值不同,第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,每个环境光感应单元组200都至少设置有这样的两个存储电容Cst 的电容值大小不同的指纹识别单元10,可以匹配不同强度的环境光的检测,电容值大的匹配强光检测,环境光越强存储电容Cst越可以更快的充足,环境光越弱,存储电容Cst越慢充足,设置强光匹配的第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于弱光匹配的第二类指纹识别单元10B 的存储电容Cst的电容值,可以避免在强光环境下第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst充电过曝。
本实施例的指纹识别单元10中,由于存储电容Cst的电容值越大,在相同的积分时间内电压变化越小,所能够承受的光照强度将越大。本实施例设置每个环境光感应单元组200都至少设置一个第一类指纹识别单元 10A和一个第二类指纹识别单元10B,第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,使第一类指纹识别单元10A所能够感应到的环境光强度大于第二类指纹识别单元10B所能够感应到的环境光强度,指纹识别单元10与数据处理控制单元30电连接,可通过数据处理控制单元30接收并处理各个环境光感应单元组200的指纹识别单元10检测到的环境光参数,并自动进行显示装置显示亮度的匹配调节,从而满足显示装置111对不同光照强度的感应需求,在强光下数据处理控制单元30使显示装置的显示亮度增加,在弱光下数据处理控制单元30使显示装置的显示亮度降低,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果。本实施例的显示装置在环境光较暗或者常规室内环境使用时,可利用第二类指纹识别单元10B来进行环境光感应,无需启动第一类指纹识别单元10A,因而有利于节约显示装置 111的功耗;当环境光较强时,可采用第一类指纹识别单元10A来进行环境光感应,从而满足显示装置111对于光照强度较大的环境光检测需求。
在一些可选实施例中,请结合参考图3和图9,图9是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图,本实施例提供的显示装置111,多个指纹识别单元10包括第一类指纹识别单元10A、第二类指纹识别单元 10B、第三类指纹识别单元10C,第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst 的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值大于第三类指纹识别单元10C 的存储电容Cst的电容值;
每个环境光感应单元组200包括至少一个第一类指纹识别单元10A、至少一个第二类指纹识别单元10B、至少一个第三类指纹识别单元10C;即每个环境光感应单元组200包括至少三个光感单元20,至少一个第一类指纹识别单元10A、至少一个第二类指纹识别单元10B、至少一个第三类指纹识别单元10C复用作该环境光感应单元组200的三个光感单元20使用。
本实施例解释说明了显示面板000每个环境光感应单元组200包括至少一个第一类指纹识别单元10A、至少一个第二类指纹识别单元10B、至少一个第三类指纹识别单元10C,第一类指纹识别单元10A和第二类指纹识别单元10B、第三类指纹识别单元10C的电路结构可以相同,区别仅在于三者的存储电容Cst电容值不同,第一类指纹识别单元10A的存储电容 Cst的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值大于第三类指纹识别单元 10C的存储电容Cst的电容值,每个环境光感应单元组200都至少设置有这样的三个存储电容Cst的电容值大小不同的指纹识别单元10,可以匹配不同强度的环境光的检测,电容值最大的第一类指纹识别单元10A匹配强光检测,电容值最小的第三类指纹识别单元10C匹配弱光检测(可以理解的是,本实施例的电容值处于中间的第二类指纹识别单元10B匹配中光的检测,与图8示意的实施例中相对于比第一类指纹识别单元10A电容值小的第二类指纹识别单元10B作为弱光检测的实施例是不同的,可独立理解两个实施例),电容值处于中间的第二类指纹识别单元10B可以匹配中光 (光强度在强光和弱光之间的环境光)检测,环境光越强存储电容Cst越可以更快的充足,环境光越弱,存储电容Cst越慢充足,设置强光匹配的第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于中光匹配的第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,中光匹配的第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值大于弱光匹配的第三类指纹识别单元 10C的存储电容Cst的电容值,可以避免在强光环境下第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst充电过曝的同时,还能够以不同梯度的存储电容Cst 的电容值作为强光、中光、弱光的标志档,提供强光档、中光档、弱光档三种不同光强的环境光感应性能,从而实现更多种类的环境光感应的效果。
在一些可选实施例中,请继续结合参考图3和图9,本实施例中,多个指纹识别单元除了包括第一类指纹识别单元10A、第二类指纹识别单元 10B、第三类指纹识别单元10C之外,还包括第四类指纹识别单元10D,第四类指纹识别单元10D是除了复用为光感单元20以外的其余的指纹识别单元10;其中,第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元10C的存储电容Cst的电容值。
本实施例解释说明了显示装置111的多个指纹识别单元10中,除了复用作为光感单元20的第一类指纹识别单元10A、第二类指纹识别单元10B、第三类指纹识别单元10C之外,其余的指纹识别单元10均为第四类指纹识别单元10D,且第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元10C的存储电容Cst的电容值,可以避免出现指纹识别单元10的存储电容Cst的电容值的档位太多,造成显示装置111在进行指纹识别时需要进行较多个电容值档位的匹配的现象,因此本实施例设置第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元 10C的存储电容Cst的电容值,有利于提升所有指纹识别单元10进行指纹图像采集时的识别效果。
在一些可选实施例中,请结合参考图3和10,图10是本发明实施例提供的显示装置的一种等效连接电路结构示意图(可以理解的是,本实施例的图10仅是一种等效连接电路结构的示意图,不表示在显示装置中的实际位置与形状),本实施例中,每个指纹识别单元10还包括信号输出端 out,指纹识别单元10的信号输出端out连接的即为图3中指纹识别电路的电压信号输出线Vout;
数据处理控制单元30包括多个第一控制信号端301和多个第二控制信号端302;第一控制信号端301通过第一连接线401与指纹识别单元10的信号输出端out连接,第二控制信号端302通过第二连接线402与指纹识别单元10的信号输出端out连接(图10仅通过粗细不同的线条区分示意第一连接线401和第二连接线402,不表示两者的实际粗细程度)。
本实施例解释说明了光感单元20和指纹识别单元10可以分时控制执行,复用作光感单元20的部分指纹识别单元10的信号输出端out可以通过第一连接线401与数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301,而所有的指纹识别单元10(包括被复用作光感单元20的和没有被复用作光感单元20)的信号输出端out可以通过第二连接线402与数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302连接,可以通过不同的第一连接线401和第二连接线402分别将指纹识别信号和环境光感应信号传输至数据处理控制单元30的不同位置的多个第一控制信号端301和多个第二控制信号端 302。本实施例的显示装置111在复用作光感单元20的部分指纹识别单元 10执行环境光感应时,通过第一连接线401将数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301的信号传输至各个光感单元20,也通过第一连接线 401将各个光感单元20感测到的环境光信号传输至数据处理控制单元30 的多个第一控制信号端301进行数据处理与分析,实现环境光感应的同时,数据处理控制单元30根据感测到的环境光信号控制显示面板000调节显示亮度,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果;在所有的指纹识别单元10执行指纹识别工作时,通过第二连接线402 将数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302的信号传输至各个指纹识别单元10,也通过第二连接线402将各个指纹识别单元10感测到的指纹信号传输至数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302进行数据处理与分析,实现指纹图像的采集,实现指纹识别与环境光感应的分时执行控制。
在一些可选实施例中,请结合参考图3、图10和图11-图13,图11是本发明实施例提供的显示装置的另一种等效连接电路结构示意图,图12是本发明实施例提供的显示装置的另一种等效连接电路结构示意图,图13是本发明实施例提供的显示装置的另一种等效连接电路结构示意图(可以理解的是,本实施例的图11-图13仅是显示装置中的等效连接电路结构的示意图,不表示在显示装置中的实际位置与形状),本实施例中,复用作光感单元20的部分指纹识别单元10的信号输出端out可以通过第一连接线 401与数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301,而所有的指纹识别单元10(包括被复用作光感单元20的和没有被复用作光感单元20)的信号输出端out可以通过第二连接线402与数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302连接。
第一连接线401上设置有第一开关晶体管T1,第二连接线402上设置有第二开关晶体管T2;
如图11所示,第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2可以均为N 型晶体管;或者,如图12所示,第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2 可以均为P型晶体管,此时第一开关晶体管T1的栅极信号与第二开关晶体管T2的栅极信号极性相反;
或者,如图13所示,第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2中的一者为N型晶体管,另一者为P型晶体管,第一开关晶体管T1的栅极信号与第二开关晶体管T2的栅极信号极性相同(图13以第一开关晶体管T1 为N型晶体管,第二开关晶体管T2为P型晶体管为例)。
本实施例解释说明了通过不同的第一连接线401和第二连接线402分别将指纹识别信号和环境光感应信号传输至数据处理控制单元30的不同位置的多个第一控制信号端301和多个第二控制信号端302时,可以在第一连接线401上设置有第一开关晶体管T1,在第二连接线402上设置有第二开关晶体管T2构成选通开关结构。
如图11所示,第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2可以均为N 型晶体管,第一开关晶体管T1的栅极可均连接第一控制信号CK1,第二开关晶体管T2的栅极可均连接第二控制信号CK2,其中第一控制信号CK1 和第二控制信号CK2可通过数据处理控制单元30给入控制信号,第一控制信号CK1和第二控制信号CK2的极性相反,即第一开关晶体管T1的栅极信号与第二开关晶体管T2的栅极信号极性相反,实现第一开关晶体管 T1和第二开关晶体管T2分时导通。当第一控制信号CK1为高电平,第二控制信号CK2为低电平时,第一开关晶体管T1导通,第二开关晶体管T2 截止,第一连接线401处于连接状态,第二连接线402处于断开状态,复用作光感单元20的部分指纹识别单元10执行环境光感应工作,通过第一连接线401将数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301的信号传输至各个光感单元20,也通过第一连接线401将各个光感单元20感测到的环境光信号传输至数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301进行数据处理与分析,实现环境光感应的同时,数据处理控制单元30根据感测到的环境光信号控制显示面板000调节显示亮度,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果;当第一控制信号CK1为低电平,第二控制信号CK2为高电平时,第一开关晶体管T1截止,第二开关晶体管T2导通,第一连接线401处于断开状态,第二连接线402处于连接状态,所有的指纹识别单元10执行指纹识别工作,通过第二连接线402将数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302的信号传输至各个指纹识别单元10,也通过第二连接线402将各个指纹识别单元10感测到的指纹信号传输至数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302进行数据处理与分析,实现指纹图像的采集,从而实现指纹识别与环境光感应的分时执行控制。
如图12所示,第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2可以均为P 型晶体管,第一开关晶体管T1的栅极可均连接第一控制信号CK1,第二开关晶体管T2的栅极可均连接第二控制信号CK2,其中第一控制信号CK1 和第二控制信号CK2可通过数据处理控制单元30给入控制信号,第一控制信号CK1和第二控制信号CK2的极性相反,即第一开关晶体管T1的栅极信号与第二开关晶体管T2的栅极信号极性相反,实现第一开关晶体管 T1和第二开关晶体管T2分时导通。当第一控制信号CK1为低电平,第二控制信号CK2为高电平时,第一开关晶体管T1导通,第二开关晶体管T2 截止,第一连接线401处于连接状态,第二连接线402处于断开状态,复用作光感单元20的部分指纹识别单元10执行环境光感应工作,通过第一连接线401将数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301的信号传输至各个光感单元20,也通过第一连接线401将各个光感单元20感测到的环境光信号传输至数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301进行数据处理与分析,实现环境光感应的同时,数据处理控制单元30根据感测到的环境光信号控制显示面板000调节显示亮度,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果;当第一控制信号CK1为高电平,第二控制信号CK2为低电平时,第一开关晶体管T1截止,第二开关晶体管T2导通,第一连接线401处于断开状态,第二连接线402处于连接状态,所有的指纹识别单元10执行指纹识别工作,通过第二连接线402将数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302的信号传输至各个指纹识别单元10,也通过第二连接线402将各个指纹识别单元10感测到的指纹信号传输至数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302进行数据处理与分析,实现指纹图像的采集,从而实现指纹识别与环境光感应的分时执行控制。
如图13所示,第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2中的一者为N 型晶体管,另一者为P型晶体管,图13以第一开关晶体管T1为N型晶体管,第二开关晶体管T2为P型晶体管为例,第一开关晶体管T1的栅极和第二开关晶体管T2的栅极可均连接第三控制信号CK3,第三控制信号CK3 可通过数据处理控制单元30给入控制信号,即第一开关晶体管T1的栅极信号与第二开关晶体管T2的栅极信号极性相同,实现第一开关晶体管T1 和第二开关晶体管T2分时导通,有利于减少数据处理控制单元30中控制端的数量和简化布线结构。当第三控制信号CK3为高电平时,第一开关晶体管T1导通,第二开关晶体管T2截止,第一连接线401处于连接状态,第二连接线402处于断开状态,复用作光感单元20的部分指纹识别单元 10执行环境光感应工作,通过第一连接线401将数据处理控制单元30的多个第一控制信号端301的信号传输至各个光感单元20,也通过第一连接线401将各个光感单元20感测到的环境光信号传输至数据处理控制单元 30的多个第一控制信号端301进行数据处理与分析,实现环境光感应的同时,数据处理控制单元30根据感测到的环境光信号控制显示面板000调节显示亮度,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果;当第三控制信号CK3为低电平时,第一开关晶体管T1截止,第二开关晶体管T2导通,第一连接线401处于断开状态,第二连接线402 处于连接状态,所有的指纹识别单元10执行指纹识别工作,通过第二连接线402将数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302的信号传输至各个指纹识别单元10,也通过第二连接线402将各个指纹识别单元10感测到的指纹信号传输至数据处理控制单元30的多个第二控制信号端302进行数据处理与分析,实现指纹图像的采集,从而实现指纹识别与环境光感应的分时执行控制。
在一些可选实施例中,请结合参考图2-图7、图14,图14是本发明实施例提供的显示装置的一种工作方法流程图,本实施例提供的显示装置111 的工作方法,用于图2-图7实施例中提供的显示装置111进行光感检测工作和指纹识别工作;工作方法包括光感工作模式FT1和指纹识别工作模式 FT2,光感工作模式FT1和指纹识别工作模式FT2分时执行;指纹识别工作模式FT2下,多个指纹识别单元10进行指纹识别工作;光感工作模式 FT1下,仅复用为环境光感应单元组200的指纹识别单元10工作,判断环境光种类。
本实施例的显示装置111在进行环境光感应的光感检测工作时,即在光感工作模式FT1下,仅复用为环境光感应单元组200的指纹识别单元10 工作,判断环境光种类,根据感测到的环境光强信号可以判断环境光为强光或者弱光,从而依据判断出的环境光为强光或弱光来控制显示面板000 调节显示亮度,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果。显示装置111指纹识别工作时,即在指纹识别工作模式FT2 下,多个指纹识别单元10进行指纹识别工作,实现指纹图像的采集,从而可以实现指纹识别与环境光感应的分时执行控制。
可选的,如图14所示,本实施例提供的显示装置的工作方法,包括在开启显示装置111时,判断是否有触摸主体触摸显示装置111的步骤:若有触摸主体触摸显示装置111,则进入指纹识别工作模式FT2;若无触摸主体触摸显示装置111,则进入光感工作模式FT1。
具体而言,当显示装置111开启后,本实施例的工作方法通过判断显示装置111上是否存在触摸主体来进一步判断指纹识别单元的工作方式,当显示装置111上存在触摸主体时,则自动进入指纹识别工作模式FT2进行指纹检测,利用指纹识别单元10来采集指纹信息;当显示装置111上不存在触摸主体时,则自动进入光感工作模式FT1进行光感检测,将部分指纹识别单元10复用作光感单元20来进行环境光检测。根据触摸主体来判断指纹识别单元10的工作方式,有利于简化本实施例中显示装置的工作方法的控制复杂度。
在一些可选实施例中,请继续结合参考图3、图8和图14,本实施例提供的显示装置111的工作方法中,使用该工作方法的显示装置111还包括与显示面板000电连接的数据处理控制单元30;在非显示区NA,数据处理控制单元30与显示面板000绑定电连接;可选的,数据处理控制单元 30可集成设置于驱动芯片或柔性线路板内,在非显示区NA内与显示面板000绑定电连接,从而通过驱动芯片或柔性线路板实现显示装置111的显示、指纹识别和环境光感应的功能,无需额外的成本,有利于节约成本。每个指纹识别单元10至少包括存储电容Cst和光感元件D;可选的,图3 中的指纹识别单元的电路结构可作为本实施例的一个指纹识别单元10使用,感光二极管D即等同于本实施例的光感元件D,多个指纹识别单元10 包括第一类指纹识别单元10A、第二类指纹识别单元10B,第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值;每个环境光感应单元组200包括至少一个第一类指纹识别单元10A和至少一个第二类指纹识别单元10B;即每个环境光感应单元组200包括至少两个光感单元20,至少一个第一类指纹识别单元10A和至少一个第二类指纹识别单元10B复用作该环境光感应单元组200的两个光感单元20使用。指纹识别单元10与数据处理控制单元30电连接(可以理解的是,指纹识别单元10与数据处理控制单元30可以通过连接线实现电连接,图8中未示意)。
本实施例解释说明了显示面板000每个环境光感应单元组200包括至少一个第一类指纹识别单元10A和至少一个第二类指纹识别单元10B,第一类指纹识别单元10A和第二类指纹识别单元10B的电路结构可以相同,区别仅在于两者的存储电容Cst电容值不同,第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,每个环境光感应单元组200都至少设置有这样的两个存储电容Cst 的电容值大小不同的指纹识别单元10,可以匹配不同强度的环境光的检测,电容值大的匹配强光检测,环境光越强存储电容Cst越可以更快的充足,环境光越弱,存储电容Cst越慢充足,设置强光匹配的第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于弱光匹配的第二类指纹识别单元10B 的存储电容Cst的电容值,可以避免在强光环境下第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst充电过曝。指纹识别单元10中,由于存储电容Cst的电容值越大,在相同的积分时间内电压变化越小,所能够承受的光照强度将越大。
本实施例设置每个环境光感应单元组200都至少设置一个第一类指纹识别单元10A和一个第二类指纹识别单元10B,第一类指纹识别单元10A 的存储电容Cst的电容值大于第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,使第一类指纹识别单元10A所能够感应到的环境光强度大于第二类指纹识别单元10B所能够感应到的环境光强度,指纹识别单元10与数据处理控制单元30电连接,光感工作模式FT1下,数据处理控制单元30接收环境光感应单元组200的每个光感单元20的检测信号,数据处理控制单元30进行数据处理,判断环境光种类,并自动依据判断出来的环境光种类进行显示装置111显示亮度的匹配调节,从而满足显示装置111对不同光照强度的感应需求,在强光下数据处理控制单元30使显示装置111的显示亮度增加,在弱光下数据处理控制单元30使显示装置111的显示亮度降低,进而可以弱化环境光的变化对使用者感受的不良影响,改善显示效果。显示装置111在指纹识别工作模式FT2下,数据处理控制单元30接收指纹识别单元10的检测信号,完成指纹图像的采集。本实施例的显示装置111的工作方法在环境光较暗或者常规室内环境使用时,可利用第二类指纹识别单元10B来进行环境光感应,无需启动第一类指纹识别单元10A,因而有利于节约显示装置111的功耗;当环境光较强时,可采用第一类指纹识别单元10A来进行环境光感应,从而满足显示装置111对于光照强度较大的环境光检测需求。
在一些可选实施例中,请结合参考图3、图15和图16,图15是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图,图16是本发明实施例提供的显示装置的另一种工作方法流程图,本实施例中,数据处理控制单元30进行数据处理,判断环境光种类,包括:
数据处理控制单元30将光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号转换为第一数字信号1和第二数字信号0;
同一个环境光感应单元组200中:
当两个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号均为第一数字信号1时,判断环境光为强光;
当至少一个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第二数字信号0时,判断环境光为弱光。
可选的,数据处理控制单元30包括模数转换单元30A和数据处理单元 30B,光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为模拟信号,模数转换单元30A用于将不同的模拟信号转换为第一数字信号1和第二数字信号0。
本实施例解释说明了光感工作模式FT1下,数据处理控制单元30接收环境光感应单元组200的每个光感单元20的检测信号,数据处理控制单元30进行数据处理,判断环境光种类的具体方法可以为:数据处理控制单元 30将光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号转换为第一数字信号1和第二数字信号0;其中,第一数字信号1表示光感单元20检测到的光强信号过曝,第二数字信号0表示光感单元20检测到的光强信号非过曝。同一个环境光感应单元组200中,当两个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号均为第一数字信号1时,判断环境光为强光;当至少一个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第二数字信号0时,判断环境光为弱光,从而可以实现感应本实施例的显示装置111 受到的环境光光照是强光还是弱光的功能。
在一些可选实施例中,请结合参考图3、图17和图18,图17是本发明实施例提供的显示装置的另一种平面结构示意图,图18是本发明实施例提供的显示装置的另一种工作方法流程图,本实施例中,显示装置111的多个指纹识别单元10还包括第三类指纹识别单元10C,第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值大于第三类指纹识别单元10C的存储电容 Cst的电容值;每个环境光感应单元组200还包括至少一个第三类指纹识别单元10C;
数据处理控制单元40进行数据处理,判断环境光种类,包括:
数据处理控制单元40将光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号转换为第一数字信号1和第二数字信号0;
同一个环境光感应单元组200中:
当至少两个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第一数字信号1,其余光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第二数字信号0时,判断环境光为强光;
当一个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第一数字信号1,其余两个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第二数字信号0时,判断环境光为中光;
当三个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号均为第二数字信号0时,判断环境光为弱光。
使用本实施例的工作方法的显示装置111中,每个环境光感应单元组 200都至少设置有这样的三个存储电容Cst的电容值大小不同的指纹识别单元10,可以匹配不同强度的环境光的检测,电容值最大的第一类指纹识别单元10A匹配强光检测,电容值最小的第三类指纹识别单元10C匹配弱光检测(可以理解的是,本实施例的电容值处于中间的第二类指纹识别单元 10B匹配中光的检测,与图15示意的实施例中相对于比第一类指纹识别单元10A电容值小的第二类指纹识别单元10B作为弱光检测的实施例是不同的,可独立理解两个实施例),电容值处于中间的第二类指纹识别单元10B 可以匹配中光(光强度在强光和弱光之间的环境光)检测,设置强光匹配的第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst的电容值大于中光匹配的第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值,中光匹配的第二类指纹识别单元10B的存储电容Cst的电容值大于弱光匹配的第三类指纹识别单元 10C的存储电容Cst的电容值,可以避免在强光环境下第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst充电过曝的同时,还能够以不同梯度的存储电容Cst 的电容值作为强光、中光、弱光的标志档,提供强光档、中光档、弱光档三种不同光强的环境光感应性能,从而实现更多种类的环境光感应的效果。
可选的,本实施例的数据处理控制单元30包括模数转换单元30A和数据处理单元30B,光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为模拟信号,模数转换单元30A用于将不同的模拟信号转换为第一数字信号 1和第二数字信号0,弱光、中光、强光分别作为数据处理控制单元中寄存器a[0:2]的低中高位,经数据处理控制单元30内部寄存器运算即可以得出code值,如下表所示:
Vout1 | Vout2 | Vout3 | code | |
强光时 | 0 | 1 | 1 | 3 |
中光时 | 0 | 0 | 1 | 1 |
弱光时 | 0 | 0 | 0 | 0 |
本实施例的显示装置111的工作方法中,同一个环境光感应单元组200 中,三个指纹识别单元10的信号输出端out(Vout1、Vout2、Vout3)只需满足至少两个传输至数据处理控制单元30的检测信号Vout为第一数字信号1,code值运算后为3,则判断环境光为强光;三个指纹识别单元10的信号输出端out(Vout1、Vout2、Vout3)只需满足一个传输至数据处理控制单元30的检测信号Vout为第一数字信号1,另外两个传输至数据处理控制单元30的检测信号Vout为第二数字信号0,code值运算后为1,则判断环境光为中光;三个指纹识别单元10的信号输出端out(Vout1、Vout2、 Vout3)满足三个传输至数据处理控制单元30的检测信号Vout为第二数字信号0,code值运算后为0,则判断环境光为弱光。
本实施例解释说明了光感工作模式FT1下,数据处理控制单元30接收环境光感应单元组200的每个光感单元20的检测信号,数据处理控制单元 30进行数据处理,判断环境光种类的具体方法可以为:数据处理控制单元 30将光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号转换为第一数字信号1和第二数字信号0;其中,第一数字信号1表示光感单元20检测到的光强信号过曝,第二数字信号0表示光感单元20检测到的光强信号非过曝。同一个环境光感应单元组200中,当至少两个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第一数字信号1,其余光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第二数字信号0时,判断环境光为强光;当一个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第一数字信号1,其余两个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号为第二数字信号0时,判断环境光为中光;当三个光感单元20传输至数据处理控制单元30的检测信号均为第二数字信号0时,判断环境光为弱光,从而可以实现感应本实施例的显示装置111受到的环境光光照是强光、中光、弱光的三档光强的检测功能。
在一些可选实施例中,请继续结合参考图3、图17和图18,本实施例提供的显示装置111的工作方法中,光感单元20开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间具有时间间隔△t,时间间隔△t为存储电容Cst的充电时间;
光感工作模式FT1下:
若环境光为强光,则时间间隔△t为A1;
若环境光为中光,则时间间隔△t为B1;
若环境光为弱光,则时间间隔△t为C1;其中A1<B1<C1。
指纹识别工作模式FT2下:
第一类指纹识别单元10A开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t为A2;
第二类指纹识别单元10B开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t为B2;
第三类指纹识别单元10C开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t为C2;其中A2<B2<C2,且A2>A1,B2 >B1,C2>C1。
本实施例解释说明了△t表示光感单元20开始环境光感应工作的时间点与数据处理单元30开始数据处理的工作的时间点之间的时间间隔,光感工作模式FT1的强光条件下,存储电容Cst很容易充饱,此时数据处理单元30就可以开始数据处理的工作,因此环境光为强光时,光感单元20开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t 为A1最小;光感工作模式FT1的弱光条件下,存储电容Cst比较不容易充饱,数据处理单元30开始数据处理的工作的时间点比较晚,因此环境光为弱光时,光感单元20开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t为C1最大,如图19所示,图19是光感工作模式 FT1下数据处理单元30提供给存储电容Cst的不同充电时间的阶梯示意图,此时没有被复用作光感单元20的其他指纹识别单元10均为未启动的等待状态。
本实施例的工作方法中,在指纹识别工作模式FT2下,与强光匹配的第一类指纹识别单元10A的存储电容Cst比较容易充饱,因此第一类指纹识别单元10A开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t为A2最小,与弱光匹配的第三类指纹识别单元10C的存储电容Cst比较部容易充饱,因此第三类指纹识别单元10C开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t为C2最大。如图20所示,图20是指纹识别工作模式FT2下数据处理单元30提供给指纹识别单元10的存储电容Cst的不同充电时间的阶梯示意图。由于指纹识别工作模式FT2下,指纹识别单元10被触摸主体挡住了,所以光通量小于光感工作模式FT1下的光通量,所以对应的强光/中光/弱光档的指纹识别单元10C的曝光时间也要加长,即A2>A1,B2>B1,C2>C1,可以使存储电容Cst有足够时间充饱。
在一些可选实施例中,请继续结合参考图3、图17、图18和图20,本实施例提供的显示装置111的工作方法中,显示装置111的多个指纹识别单元10还包括第四类指纹识别单元10D,第四类指纹识别单元10D是除了复用为光感单元20以外的其余指纹识别单元10;
第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元10C的存储电容Cst的电容值;
指纹识别工作模式FT2下:
第四类指纹识别单元10D开始工作的时间与数据处理单元30开始工作的时间之间的时间间隔△t为D2;其中D2=C2。
本实施例解释说明了显示装置111的多个指纹识别单元10中,除了复用作为光感单元20的第一类指纹识别单元10A、第二类指纹识别单元10B、第三类指纹识别单元10C之外,其余的指纹识别单元10均为第四类指纹识别单元10D,且第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元10C的存储电容Cst的电容值,可以避免出现指纹识别单元10的存储电容Cst的电容值的档位太多,造成显示装置111在进行指纹识别时需要进行较多个电容值档位的匹配的现象,因此本实施例设置第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元 10C的存储电容Cst的电容值,有利于提升所有指纹识别单元10进行指纹图像采集时的识别效果。由于第四类指纹识别单元10D的存储电容Cst的电容值等于第三类指纹识别单元10C的存储电容Cst的电容值,因此在指纹识别工作模式FT2下,第四类指纹识别单元10D开始工作的时间与数据处理单元30开始工作的时间之间的时间间隔△t为D2;其中D2=C2,可以使第四类指纹识别单元10D开始工作的时间与数据处理单元30开始工作的时间之间的时间间隔△t与弱光匹配的第三类指纹识别单元10C开始工作的时间点与数据处理单元30开始工作的时间点之间的时间间隔△t相同,从而有利于减小显示装置111的工作方法的控制复杂度。
通过上述实施例可知,本发明提供的显示面板、显示装置及其工作方法,至少实现了如下的有益效果:
本发明的显示面板可以在显示区范围内设置子像素和指纹识别单元,避免指纹识别单元占用非显示区边框范围的同时,还可以实现画面显示的功能和采集指纹图像以实现身份识别的功能。本发明还通过将至少部分指纹识别单元复用为光感单元,无需再在显示面板中引入新的结构用来检测环境光强度,只需复用显示面板本身具有的指纹识别单元即可,从而使得指纹识别单元兼具指纹图像采集功能和环境光感应功能。本发明将显示区范围内的至少部分指纹识别单元复用为检测环境光的光感单元,可以解决相关技术中将光感单元设置于非显示区会增加边框宽度,不利于实现窄边框的问题。因此本发明提供的显示面板在具备指纹识别功能和环境光感应功能,实现显示面板的功能多样化的同时,还有利于实现窄边框,简化产品结构,简化产品生产工序。本发明的显示面板为实现环境光感应功能,仅将多个指纹识别单元中的部分指纹识别单元复用作光感单元使用,在环境光感应阶段,仅需开启该部分被复用为光感单元的指纹识别单元进行环境光检测即可,从而可以在实现环境光感应的同时,还有利于减小环境光感应工作所占用的时间。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (14)
1.一种显示面板,其特征在于,包括:显示区和围绕所述显示区设置的非显示区;
所述显示区包括多个阵列排布的指纹识别单元,所述显示区包括至少两个环境光感应单元组,所述环境光感应单元组包括至少一个光感单元;
至少部分所述指纹识别单元复用为所述光感单元;
至少两个所述环境光感应单元组位于所述显示区靠近所述非显示区的边缘位置处,且至少两个所述环境光感应单元组位于同一方向上的所述显示区的相对两侧;或者,
所述显示区包括四个所述环境光感应单元组,四个所述环境光感应单元组分别位于所述显示区的顶角位置处;
每个所述指纹识别单元至少包括存储电容和光感元件;多个所述指纹识别单元包括第一类指纹识别单元、第二类指纹识别单元,所述第一类指纹识别单元的存储电容的电容值大于所述第二类指纹识别单元的存储电容的电容值;
每个所述环境光感应单元组包括至少一个所述第一类指纹识别单元和至少一个所述第二类指纹识别单元;
所述指纹识别单元与数据处理控制单元电连接。
2.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求1所述的显示面板。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括与所述显示面板电连接的所述数据处理控制单元;在所述非显示区,所述数据处理控制单元与所述显示面板绑定电连接。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,多个所述指纹识别单元还包括第三类指纹识别单元,所述第二类指纹识别单元的存储电容的电容值大于所述第三类指纹识别单元的存储电容的电容值;
每个所述环境光感应单元组还包括至少一个所述第三类指纹识别单元。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于,多个所述指纹识别单元还包括第四类指纹识别单元,所述第四类指纹识别单元是除了复用为所述光感单元以外的其余的所述指纹识别单元;
所述第四类指纹识别单元的存储电容的电容值等于所述第三类指纹识别单元的存储电容的电容值。
6.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,每个所述指纹识别单元还包括信号输出端;
所述数据处理控制单元包括多个第一控制信号端和多个第二控制信号端;所述第一控制信号端通过第一连接线与所述指纹识别单元的所述信号输出端连接,所述第二控制信号端通过第二连接线与所述指纹识别单元的所述信号输出端连接。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,
所述第一连接线上设置有第一开关晶体管,所述第二连接线上设置有第二开关晶体管;
所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管均为N型晶体管,或者所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管均为P型晶体管,所述第一开关晶体管的栅极信号与所述第二开关晶体管的栅极信号极性相反;
或者,所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管中的一者为N型晶体管,另一者为P型晶体管,所述第一开关晶体管的栅极信号与所述第二开关晶体管的栅极信号极性相同。
8.一种显示装置的工作方法,其特征在于,所述工作方法用于权利要求2所述的显示装置进行光感检测工作和指纹识别工作;
所述工作方法包括光感工作模式和指纹识别工作模式,所述光感工作模式和所述指纹识别工作模式分时执行;
所述指纹识别工作模式下,多个所述指纹识别单元进行指纹识别工作;
所述光感工作模式下,仅复用为所述环境光感应单元组的所述指纹识别单元工作,判断环境光种类。
9.根据权利要求8所述的显示装置的工作方法,其特征在于,所述显示装置还包括与所述显示面板电连接的数据处理控制单元;在所述非显示区,所述数据处理控制单元与所述显示面板绑定电连接;
每个所述指纹识别单元至少包括存储电容和光感元件;多个所述指纹识别单元包括第一类指纹识别单元、第二类指纹识别单元,所述第一类指纹识别单元的存储电容的电容值大于所述第二类指纹识别单元的存储电容的电容值;
每个所述环境光感应单元组包括至少一个所述第一类指纹识别单元和至少一个所述第二类指纹识别单元;所述指纹识别单元与所述数据处理控制单元电连接;
所述指纹识别工作模式下,所述数据处理控制单元接收所述指纹识别单元的检测信号;
所述光感工作模式下,所述数据处理控制单元接收所述环境光感应单元组的每个所述光感单元的检测信号,所述数据处理控制单元进行数据处理,判断环境光种类。
10.根据权利要求9所述的显示装置的工作方法,其特征在于,所述数据处理控制单元进行数据处理,判断环境光种类,包括:
所述数据处理控制单元将所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号转换为第一数字信号和第二数字信号;
同一个所述环境光感应单元组中,
当两个所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号均为所述第一数字信号时,判断所述环境光为强光;
当至少一个所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号为所述第二数字信号时,判断所述环境光为弱光。
11.根据权利要求9所述的显示装置的工作方法,其特征在于,多个所述指纹识别单元还包括第三类指纹识别单元,所述第二类指纹识别单元的存储电容的电容值大于所述第三类指纹识别单元的存储电容的电容值;每个所述环境光感应单元组还包括至少一个所述第三类指纹识别单元;
所述数据处理控制单元进行数据处理,判断环境光种类,包括:
所述数据处理控制单元将所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号转换为第一数字信号和第二数字信号;
同一个所述环境光感应单元组中,
当至少两个所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号为所述第一数字信号,其余所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号为所述第二数字信号时,判断所述环境光为强光;
当一个所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号为所述第一数字信号,其余两个所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号为所述第二数字信号时,判断所述环境光为中光;
当三个所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号均为所述第二数字信号时,判断所述环境光为弱光。
12.根据权利要求11所述的显示装置的工作方法,其特征在于,所述数据处理控制单元包括模数转换单元和数据处理单元,所述光感单元传输至所述数据处理控制单元的检测信号为模拟信号,所述模数转换单元用于将不同的所述模拟信号转换为所述第一数字信号和所述第二数字信号。
13.根据权利要求12所述的显示装置的工作方法,其特征在于,所述光感单元开始工作的时间点与所述数据处理单元开始工作的时间点之间具有时间间隔,所述时间间隔为所述存储电容的充电时间;
所述光感工作模式下,
若所述环境光为强光,则所述时间间隔为A1;
若所述环境光为中光,则所述时间间隔为B1;
若所述环境光为弱光,则所述时间间隔为C1;其中A1<B1<C1;
所述指纹识别工作模式下,
所述第一类指纹识别单元开始工作的时间点与所述数据处理单元开始工作的时间点之间的时间间隔为A2;
所述第二类指纹识别单元开始工作的时间点与所述数据处理单元开始工作的时间点之间的时间间隔为B2;
所述第三类指纹识别单元开始工作的时间点与所述数据处理单元开始工作的时间点之间的时间间隔为C2;其中A2<B2<C2,且A2>A1,B2>B1,C2>C1。
14.根据权利要求13所述的显示装置的工作方法,其特征在于,多个所述指纹识别单元还包括第四类指纹识别单元,所述第四类指纹识别单元是除了复用为所述光感单元以外的其余所述指纹识别单元;
所述第四类指纹识别单元的存储电容的电容值等于所述第三类指纹识别单元的存储电容的电容值;
所述指纹识别工作模式下,
所述第四类指纹识别单元开始工作的时间与所述数据处理单元开始工作的时间之间的时间间隔为D2;其中D2=C2。
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