本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種指紋識(shí)別電路及其驅(qū)動(dòng)方法、顯示面板。

背景技術(shù)：

指紋是人體與生俱來、獨(dú)一無二且可與他人相區(qū)別的特征。它是由指端皮膚表面上的一系列脊和谷組成的，這些脊和谷的組成細(xì)節(jié)通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帳篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或雙旋等，決定了每個(gè)指紋團(tuán)的唯一性。由之發(fā)展起來的指紋識(shí)別技術(shù)是較早被作為個(gè)人身份驗(yàn)證的技術(shù)，根據(jù)指紋采集、輸入的方式不同，目前廣泛應(yīng)用并被熟知的有：光學(xué)成像、熱敏傳感器、人體紅外傳感器等。

在本發(fā)明中提供一種新型的具有指紋識(shí)別功能的顯示裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種能夠識(shí)別人體指紋信息的指紋識(shí)別像素電路。

解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種指紋識(shí)別像素電路，包括復(fù)位單元、指紋感測單元、信號(hào)獲取單元和驅(qū)動(dòng)單元，其中，

所述復(fù)位單元分別與讀取節(jié)點(diǎn)、復(fù)位端口以及第一端口連接，用于對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位；

所述指紋感測單元與讀取節(jié)點(diǎn)連接，用于利用超聲波獲取指紋信息，并將所述指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)；

所述信號(hào)獲取單元分別與讀取節(jié)點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)單元以及電源端口連接，用于將讀取節(jié)點(diǎn)的信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)單元；

所述驅(qū)動(dòng)單元分別與讀取端口、信號(hào)獲取單元、輸出端口以及第二端口連接，用于在指紋識(shí)別階段將信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)通過讀取端口輸出，在顯示階段將讀取端口的信號(hào)輸出至輸出端口。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)單元包括第一晶體管，所述第一晶體管的第一極連接讀取端口，第二極連接信號(hào)獲取單元和輸出端口，控制極連接第二端口。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一晶體管為氧化物薄膜晶體管。

優(yōu)選的，所述信號(hào)獲取單元包括第二晶體管，所述第二晶體管的第一極連接驅(qū)動(dòng)單元，第二極連接電源端口，控制極連接讀取節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第二晶體管為低溫多晶硅薄膜晶體管。

優(yōu)選的，所述復(fù)位單元包括第三晶體管，所述第三晶體管的第一極連接復(fù)位端口，第二極連接讀取節(jié)點(diǎn)，控制極連接第一端口。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第三晶體管為氧化物薄膜晶體管。

優(yōu)選的，所述指紋感測單元包括發(fā)射結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)，其中，所述發(fā)射結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生超聲波信號(hào)；

所述接收結(jié)構(gòu)用于接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將所述超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)。

解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的另一種技術(shù)方案是一種如上述的指紋識(shí)別像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括指紋識(shí)別階段和顯示階段，其中，

所述指紋識(shí)別階段包括：

第一復(fù)位階段：向第一端口輸入工作電平，向第二端口輸入關(guān)斷電平，向復(fù)位端口輸入復(fù)位電平，復(fù)位單元對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位；

讀取階段：向第一端口輸入關(guān)斷電平，向第二端口輸入工作電平；指紋感測單元利用超聲波獲取指紋信息，并將所述指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)；信號(hào)獲取單元將讀取節(jié)點(diǎn)的信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)單元；驅(qū)動(dòng)單元將信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)通過讀取端口輸出；

所述顯示階段包括：

第二復(fù)位階段：向第一端口輸入工作電平，向第二端口輸入關(guān)斷電平，向復(fù)位端口輸入關(guān)斷電平；

充電階段：向第一端口輸入關(guān)斷電平，向第二端口輸入工作電平，向讀取端口輸入顯示信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元將讀取端口的顯示信號(hào)輸出至輸出端口。

解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的另一種技術(shù)方案是一種顯示面板，包括上述任意一種指紋識(shí)別像素電路，以及多條交叉設(shè)置的柵線、復(fù)位線、電源線、讀取線、顯示單元；

對每個(gè)指紋識(shí)別像素電路，其

輸出端口連接顯示單元；

第一端口和第二端口分別連接兩條相鄰的柵線；

復(fù)位端口連接復(fù)位線；

電源端口連接電源線；

讀取端口連接讀取線，所述讀取線在顯示階段復(fù)用為數(shù)據(jù)線。

本發(fā)明中，復(fù)位單元對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位，之后讀取節(jié)點(diǎn)的電位根據(jù)指紋感測單元輸出的檢測信號(hào)發(fā)生相應(yīng)變化，從而使信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)單元輸出至讀取端口的信號(hào)發(fā)生變化。由于本發(fā)明中的指紋感測單元可根據(jù)將指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)輸出，那么指紋感測單元在感測不同的指紋信息后，驅(qū)動(dòng)單元輸出至讀取端口的信號(hào)也是不同的，故可根據(jù)讀取端口的信號(hào)識(shí)別指紋信息。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的指紋識(shí)別像素電路的電路圖；

圖2為實(shí)施例1的指紋識(shí)別像素電路的時(shí)序圖；

圖3為實(shí)施例1的低溫多晶硅薄膜晶體管和氧化物薄膜晶體管的特性曲線圖；

圖4為實(shí)施例3的顯示面板的電路圖；

其中附圖標(biāo)記為：t1、第一晶體管；t2、第二晶體管；t3、第三晶體管；rx、接收結(jié)構(gòu)；pn、整流二極管；gate、柵線；reset、復(fù)位線；sd&rd、讀取線；vd、電源線；pixel、像素電極。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

如圖1至3所示，本實(shí)施例提供一種能夠識(shí)別人體指紋信息的指紋識(shí)別像素電路，該指紋識(shí)別像素電路包括：復(fù)位單元、指紋感測單元、信號(hào)獲取單元和驅(qū)動(dòng)單元。

其中，復(fù)位單元分別與讀取節(jié)點(diǎn)、復(fù)位端口以及第一端口連接，用于對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位；指紋感測單元與讀取節(jié)點(diǎn)連接，用于獲取指紋信息，并將指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)；信號(hào)獲取單元分別與讀取節(jié)點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)單元以及電源端口連接，用于將讀取節(jié)點(diǎn)的信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)單元；驅(qū)動(dòng)單元分別與讀取端口、信號(hào)獲取單元、輸出端口以及第二端口連接，用于在指紋識(shí)別階段將信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)通過讀取端口輸出，在顯示階段將讀取端口的信號(hào)輸出至輸出端口。

其中，讀取節(jié)點(diǎn)為復(fù)位單元、指紋感測單元和信號(hào)獲取單元三者的間接點(diǎn)。

本實(shí)施例中，復(fù)位單元對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位，之后讀取節(jié)點(diǎn)的電位根據(jù)指紋感測單元輸出的檢測信號(hào)發(fā)生相應(yīng)變化，從而使信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)單元輸出至讀取端口的信號(hào)發(fā)生變化。由于本實(shí)施例中的指紋感測單元可根據(jù)將指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)輸出，那么指紋感測單元在感測不同的指紋信息后，驅(qū)動(dòng)單元輸出至讀取端口的信號(hào)也是不同的，故可根據(jù)讀取端口的信號(hào)識(shí)別指紋信息。也就是說本實(shí)施例中提供了一種可以識(shí)別指紋信息的電路。

本實(shí)施例提供的指紋識(shí)別像素電路可以在一幀中的不同時(shí)間內(nèi)分別實(shí)現(xiàn)顯示和指紋識(shí)別，其在顯示狀態(tài)下指紋識(shí)別的時(shí)序圖如圖2所示?？梢岳斫獾氖牵?dāng)該指紋識(shí)別像素電路只提供顯示功能而不進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，一幀時(shí)間內(nèi)指紋識(shí)別階段為關(guān)閉狀態(tài)。

該指紋識(shí)別像素電路中，優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)單元包括第一晶體管t1，第一晶體管t1的第一極連接讀取端口，讀取節(jié)點(diǎn)連接讀取線sd&rd，第二極連接信號(hào)獲取單元和輸出端口，控制極連接第二端口，第二端口連接?xùn)啪€gate。驅(qū)動(dòng)單元的工作原理為：在指紋識(shí)別階段，通過柵線gate向第二端口輸入工作電平，第一晶體管t1導(dǎo)通，信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)通過第一極輸出至讀取端口；在顯示階段，通過柵線gate向第二端口輸入工作電平，第一晶體管t1導(dǎo)通，通過讀取線sd&rd向讀取端口輸入顯示信號(hào)，顯示信號(hào)從輸出端口輸出。

可以理解的是，讀取端口可以通過讀取線sd&rd連接其它電路(圖像處理單元)，以通過后續(xù)處理進(jìn)行指紋識(shí)別。

優(yōu)選的，第一晶體管t1為氧化物薄膜晶體管(oxidetft)。由于氧化物薄膜晶體管的均一性更好，且其漏電流較低(一般氧化物薄膜晶體管的漏電流低于10^-13安培)，故在顯示階段可以更好的保持靜態(tài)黑畫面，以提升顯示畫質(zhì)，同時(shí)能夠降低驅(qū)動(dòng)頻率，減小的功耗，增加蓄電能力。

優(yōu)選的，輸出端口與顯示單元(像素電極pixel)連接。在顯示階段，驅(qū)動(dòng)單元控制像素電極pixel進(jìn)行充電。

優(yōu)選的，信號(hào)獲取單元包括第二晶體管t2，第二晶體管t2的第一極連接驅(qū)動(dòng)單元，第二極連接電源端口，電源端口連接電源線vd，控制極連接讀取節(jié)點(diǎn)。信號(hào)獲取單元的工作原理為：在指紋識(shí)別階段，讀取節(jié)點(diǎn)的電位不同控制第二晶體管t2的特性處于不同狀態(tài)，當(dāng)電源端口為固定電位時(shí)，讀取節(jié)點(diǎn)的不同電位可以控制第二晶體管t2的第一極輸出不同電流。

優(yōu)選的，第二晶體管t2為低溫多晶硅薄膜晶體管(ltpstft)。如圖3所示，低溫多晶硅薄膜晶體管的線性區(qū)坡度較緩，相比線性區(qū)坡度較大的氧化物薄膜晶體管(oxidetft)，不同的開啟電壓vgh下，低溫多晶硅薄膜晶體管能夠更精準(zhǔn)地輸出不同的電流idd。因此通過判斷低溫多晶硅薄膜晶體管的輸出電流能夠更容易區(qū)分對應(yīng)的開啟電壓(讀取節(jié)點(diǎn)的電位)，從而使指紋識(shí)別更加精確。

優(yōu)選的，復(fù)位單元包括第三晶體管t3，第三晶體管t3的第一極連接復(fù)位端口，復(fù)位端口連接復(fù)位線reset，第二極連接讀取節(jié)點(diǎn)，控制極連接第一端口，第一端口連接?xùn)啪€gate。復(fù)位單元的工作原理為：在指紋識(shí)別階段，通過柵線gate向第一端口輸入工作電平，第三晶體管t3導(dǎo)通，通過復(fù)位線reset向復(fù)位端口輸入復(fù)位電平(即一個(gè)預(yù)定的電平)，對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位；在顯示階段，通過柵線gate向第一端口輸入工作電平，第三晶體管t3導(dǎo)通，通過復(fù)位線reset向復(fù)位端口輸入關(guān)斷電平，信號(hào)獲取單元關(guān)斷，以防止信號(hào)獲取單元影響驅(qū)動(dòng)單元。

可以理解的是，第一晶體管t1和第三晶體管t3的控制極連接的柵線gate為兩條不同的柵線gate。

優(yōu)選的，第三晶體管t3為氧化物薄膜晶體管。氧化物薄膜晶體管的漏電流較低(一般氧化物薄膜晶體管的漏電流低于10^-13安培)，可以最大程度地減少讀取節(jié)點(diǎn)的電荷流失，從而充分保持讀取節(jié)點(diǎn)的電位，進(jìn)而能夠精準(zhǔn)控制第二晶體管t2的開關(guān)狀態(tài)。

優(yōu)選的，指紋感測單元包括發(fā)射結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)rx。其中，發(fā)射結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生超聲波信號(hào)；接收結(jié)構(gòu)rx用于接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)。

由于指紋的谷和脊反射的超聲波信號(hào)大小不同，故對應(yīng)谷和脊的接收結(jié)構(gòu)rx將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成檢測信號(hào)的大小就不同，則讀取節(jié)點(diǎn)的信號(hào)就不同。

優(yōu)選的，指紋感測單元還包括整流二極管pn，整流二極管pn的第一極連接接收結(jié)構(gòu)rx，第二極連接讀取節(jié)點(diǎn)。由于整流二極管pn的具有單向?qū)ㄐ裕丛撜鞫O管pn相當(dāng)于濾波器，此時(shí)可以接收結(jié)構(gòu)rx輸出電信號(hào)進(jìn)行整流處理，防止電流倒掛。

需要說明的是，本實(shí)施例中，涉及到的“控制極”具體是指晶體管的柵極，“第一極”具體是指晶體管的源漏極中的一極，相應(yīng)的“第二極”具體是指晶體管的源漏極中的另一極。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，該“第一極”與“第二極”可進(jìn)行互換。

本實(shí)施例提供一種指紋識(shí)別像素電路，包括復(fù)位單元、指紋感測單元、信號(hào)獲取單元和驅(qū)動(dòng)單元。其中，指紋感測單元可根據(jù)將指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)，并最終通過驅(qū)動(dòng)單元將信號(hào)輸出至讀取端口。本實(shí)施例中，第三晶體管t3的漏電流較小，可以較好地保持讀取節(jié)點(diǎn)的電位，而第二晶體管t2的線性區(qū)較緩，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的指紋識(shí)別，同時(shí)在顯示階段可以更好的保持靜態(tài)黑畫面，從而提升顯示畫質(zhì)。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例提供一種實(shí)施例1的指紋識(shí)別像素電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括指紋識(shí)別階段和顯示階段。

其中，指紋識(shí)別階段包括：

第一復(fù)位階段：向第一端口輸入工作電平，向第二端口輸入關(guān)斷電平，向復(fù)位端口輸入復(fù)位電平，復(fù)位單元對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位。

讀取階段：向第一端口輸入關(guān)斷電平，向第二端口輸入工作電平；指紋感測單元利用超聲波獲取指紋信息，并將指紋信息轉(zhuǎn)換為檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)；信號(hào)獲取單元將讀取節(jié)點(diǎn)的信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)單元；驅(qū)動(dòng)單元將信號(hào)獲取單元輸出的信號(hào)通過讀取端口輸出。

顯示階段包括：

第二復(fù)位階段：向第一端口輸入工作電平，向第二端口輸入關(guān)斷電平，向復(fù)位端口輸入關(guān)斷電平。

充電階段：向第一端口輸入關(guān)斷電平，向第二端口輸入工作電平，向讀取端口輸入顯示信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元將讀取端口的顯示信號(hào)輸出至輸出端口。

具體的，以復(fù)位單元包括第三晶體管t3、指紋感測單元包括發(fā)射結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)rx、信號(hào)獲取單元包括第二晶體管t2、驅(qū)動(dòng)單元包括第一晶體管t1為例，對指紋識(shí)別像素電路在指紋識(shí)別以及顯示階段的具體工作過程進(jìn)行描述。

其中，工作電平是指可讓晶體管導(dǎo)通的電平，關(guān)斷電平則是至可使晶體管關(guān)斷的電平，對于n型晶體管工作電平為高電平，關(guān)斷電平為低電平；對于p型晶體管工作電平為低電平，關(guān)斷電平為高電平。

可以理解的是，在該指紋識(shí)別像素電路工作時(shí)，電源端口的電位保持固定。

指紋識(shí)別階段具體包括：

第一復(fù)位階段：向第一端口輸入工作電平，向第二端口輸入關(guān)斷電平，第三晶體管t3導(dǎo)通，第一晶體管t1關(guān)斷，向復(fù)位端口輸入復(fù)位電平(即一個(gè)預(yù)定的電平)，復(fù)位電平通過第一晶體管t1傳導(dǎo)至讀取節(jié)點(diǎn)，對讀取節(jié)點(diǎn)的電位進(jìn)行復(fù)位(電位初始化)。

讀取階段：發(fā)射結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超聲波，接收結(jié)構(gòu)rx接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成檢測信號(hào)輸出至讀取節(jié)點(diǎn)，從而控制第二晶體管t2輸出相應(yīng)信號(hào)。向第一端口輸入關(guān)斷電平，向第二端口輸入工作電平，第三晶體管t3關(guān)斷，第一晶體管t1導(dǎo)通，第二晶體管t2輸出的信號(hào)經(jīng)過第一晶體管t1的第一極輸出至讀取端口，通過對該信號(hào)的分析，即可獲知該指紋識(shí)別像素電路所在位置是對應(yīng)指紋的谷還是脊。如果沒有指紋操作，讀取節(jié)點(diǎn)的控制極保持復(fù)位電平，讀取端口輸出的信號(hào)保持不變。

第一保持階段：向第一端口和第二端口輸入關(guān)斷電平，本指紋識(shí)別像素電路不進(jìn)行指紋識(shí)別，等待其它行的指紋識(shí)別像素電路進(jìn)行指紋識(shí)別。

顯示階段具體包括：

第二復(fù)位階段：向第一端口輸入工作電平，向第二端口輸入關(guān)斷電平，第三晶體管t3導(dǎo)通，第一晶體管t1關(guān)斷，向復(fù)位端口輸入關(guān)斷電平，第二晶體管t2關(guān)斷，以防止電源端口的信號(hào)對顯示單元造成影響。

充電階段：向第一端口輸入關(guān)斷電平，向第二端口輸入工作電平，第三晶體管t3關(guān)斷，第一晶體管t1導(dǎo)通，向讀取端口輸入顯示信號(hào)，該顯示信號(hào)經(jīng)第一晶體管t1輸出至輸出端口，輸出端口連接顯示單元(像素電極pixel)，顯示單元根據(jù)該顯示信號(hào)進(jìn)行顯示。

第二保持階段：向第一端口和第二端口輸入關(guān)斷電平，本指紋識(shí)別像素電路不再工作，與其連接的顯示單元(像素電極pixel)依靠存儲(chǔ)電容保持顯示當(dāng)前內(nèi)容，等待其它行的指紋識(shí)別像素電路進(jìn)行顯示。

實(shí)施例3：

如圖4所示，本實(shí)施例提供一種具有指紋識(shí)別功能的顯示面板，包括實(shí)施例1中的任意一種指紋識(shí)別像素電路，以及多條交叉設(shè)置的柵線gate、復(fù)位線reset、電源線vd、讀取線sd&rd、顯示單元。

其中，對每個(gè)指紋識(shí)別像素電路，其輸出端口連接顯示單元；第一端口和第二端口分別連接兩條相鄰的柵線gate；復(fù)位端口連接復(fù)位線reset；電源端口連接電源線vd；讀取端口連接讀取線sd&rd，讀取線sd&rd在顯示階段復(fù)用為數(shù)據(jù)線。

其中，讀取線sd&rd復(fù)用是指在指紋識(shí)別階段讀取線sd&rd用于將檢測信號(hào)輸出，而在顯示階段則用于向讀取端口輸入顯示信號(hào)，以通過第一晶體管t1控制顯示單元的顯示。

優(yōu)選的，同行設(shè)置的各指紋識(shí)別像素電路的各第一端口連接同一條柵線gate，各第二端口連接同一條柵線gate。同列設(shè)置的各指紋識(shí)別像素電路的各復(fù)位端口連接同一條復(fù)位線reset，各讀取端口連接同一條讀取線sd&rd，各電源端口連接同一條電源線vd。

其中，第n行的第一晶體管t1和第n+1行的第三晶體管t3的控制極連接同一條柵線gate，以簡化制作工藝。進(jìn)一步的，當(dāng)?shù)趎行的指紋識(shí)別像素電路處于顯示階段時(shí)，該柵線gate(第n行的第一晶體管t1和第n+1行的第三晶體管t3共同連接的一條柵線gate)輸入工作電平，第n+1行的指紋識(shí)別像素電路處于指紋識(shí)別階段。

該顯示面板的具體工作原理參照實(shí)施例1，在此不在贅述。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。