测到的心电信号进行处理和分析。当用户的手指离开该感测电极单元时，控制器30可以控制相应的开关元件关断，控制器30停止接收感测信号，测量用户的心电信号的功能被禁用。在该情形中，例如可以通过时分复用的方式，使得感测电极单元既可以充当感测用户心电信号的测量元件，也可以作为检测用户手指的触摸位置的触控电极。可以利用本领域技术人员熟知的自电容检测或互电容检测技术来判断用户的手指是否接触到感测电极单元并且确定用户所接触的感测电极单元的位置，此时，感测电极可以被用作触控电极，可以用本领域技术人员已知的触控侦测芯片向感测电极施加驱动信号以实现触摸检测，之后控制器30可以根据用户的手指是否接触显示装置上的感测电极单元以及与用户手指接触的感测电极单元的具体位置而关断或接通相应的开关元件，此时，停止向感测电极施加驱动信号，感测电极恢复作为测量用户的心电信号的测量元件。相关的触摸检测技术对本领域技术人员是已知的，在此不再详细描述。
[0046]注意，图4中所示的九个感测电极单元只是为了示意性说明感测电极单元的阵列与开关元件阵列的电连接，感测电极单元的阵列中的感测电极单元的数量可以远远多于九个。在一个实施例中，每个感测电极单元可以被制作为小尺寸的感测电极块，例如每个感测电极单元的直径可以约为50微米。将多个小尺寸的感测电极单元布置在显示装置的表面，当用户的部位(例如，手指)与显示装置的表面上的任何位置接触时，都可以接触到相应的感测电极单元。也就是说，用户可以随意地将手指放置在显示装置的表面上的任何位置处，都可以进行心电信号的测量，进一步提升了用户的使用体验。此外，当用户的手指放置在显示装置的表面上时，一个部位(例如，手指)可能同时触摸或接触到多个感测电极单元，此时，可以对这些多个感测电极单元感测到的电压信号进行平均，类似地，可以对其它的手指触摸或接触到的多个感测电极单元所感测到的电压信号进行平均，然后，控制器可以利用对应不同的手指的经过平均处理的电压信号之间的电压差来确定心率曲线或者心率值，这样，可以进一步提高心电信号测量的准确性。
[0047]以下通过示例的方式来具体说明包括感测电极单元的阵列以及开关元件阵列的显示装置的结构。
[0048]图5示意性地示出了根据本发明的一个实施例的包括感测电极单元的阵列以及对应的开关阵列的显示装置的局部截面图。
[0049]如图5所示，显示装置的显示模组12可包括作为显示模组12的上部结构的衬底基板121，显示装置还包括开关元件14以及感测电极单元11-1。为了清楚起见，图5中只示出了一个开关元件14以及一个感测电极单元11-1。开关元件14阵列所在的层设置在感测电极所在的层和衬底基板121之间。开关元件14可以是薄膜晶体管(TFT)，其可包括沟道层144、栅绝缘层143、中间的介电层142、钝化层141、栅极Gate以及源极145和漏极146。源极145和漏极146可以经由过孔电连接至沟道层144，感测电极单元11_1可以经由过孔电连接至漏极146。需要说明的是，在图4中，为了清楚地图示感测电极单元11-1、源极145和漏极146与其它层的电连接，以带斜线的阴影的方式突出地示出了感测电极单元11_1、源极145和漏极146。应当能够理解的是，图4中不出的感测电极单兀11-1只是感测电极单元的阵列中的多个感测电极单元中的一个，而且替代性地，感测电极单元11-1也可以电连接至TFT开关元件14的源极145。
[0050]在另一实施例中，显示装置还包括位于衬底基板和开关元件所在的层之间的缓冲层。如图5所示，显示装置还包括衬底基板121和开关元件14所在的层之间的缓冲层13。缓冲层13可以由硅氧化物形成，以防止来自于衬底基板121的金属离子扩散至上方的开关元件的层，有益于维持开关元件14的性能的稳定。
[0051]如图5所示，显示装置还可包括覆盖开关14阵列的平坦化层15。平坦化层15可以为显示装置提供较为平整的表面。
[0052]进一步地，显示装置还可包括形成在平坦化层15上方的钝化层16，感测电极单元的阵列可以形成在所述钝化层上。钝化层16可以保护显示装置内的开关元件不受用户的手指或空气中的水、氧等的腐蚀。感测电极单元11-1可经由钝化层16以及平坦化层15中的过孔电连接至开关元件14的源极或漏极。
[0053]可以将对所述感测电极感测到的心电信号进行处理和分析的控制器设置在显示装置内。图6示意性地示出了根据本发明的一个实施例的控制器的电路结构。控制器可包括:滤波保护电路，其被配置成述感测电极接收到的心电信号中滤除高频干扰信号；前置放大器，其被配置成对经过滤波的心电信号进行放大；
隔离电路，其被配置成将前置放大器的输出信号与后级电路隔离；驱动放大电路，其被配置成对从隔离电路输出的信号进行放大；生成电路，其被配置成利用来自于驱动放大电路的放大信号生成用户的心率数据信号，以及输出电路，其被配置成输出所生成的用户心率数据信号以通过显示装置向用户显示心率数据。
[0054]滤波保护电路可以由RC低通滤波电路组成，可以仅使得频率为几十赫兹的信号通过。可以采用高输入电阻、低噪声、高共模抑制比的场效应管恒流源差分放大器作为前置放大电路，以将输入的微弱的心电信号加以放大，同时这样的放大电路具有足够的抑制干扰信号的能力。隔离电路可以采用光电耦合电路，将与用户相连的输入部分以及前置级电路与后置电路隔离，防止微电击，同时降低前级电路对后级电路的信号干扰和影响。驱动放大电路可以采用功率放大器，对从隔离电路输出的信号进行放大以方便生成电路的信号处理。生成电路可包括对来自驱动放大电路的信号进行采集A/D转换电路以及对采集到的信号进行运算或处理以得到期望的用户身体数据(例如，心率值或心电图)的处理电路。本领域技术人员可以理解的是，这样的处理电路可以采用专用芯片来实现，也可以利用已知的算法通过软件编程的方式来实现。输出电路可包括D/A转换电路以及信号平滑电路等。
[0055]图6所示的控制器还可包括电源电路，电源电路可以为前述的滤波保护电路、前置放大电路、隔离电路、驱动放大电路、生成电路以及输出电路提供必要的工作电压。
[0056]本发明的以上各实施例提供的显示装置可以是任何具备显示功能的设备或装置。显示装置例如可以是移动电话、笔记本电脑、平板电脑等等。因此，通过将感测用户心电信号的感测电极制作在显示装置的显示模组的表面上，这样的显示装置可以实现健康测试系统与显示装置的高度融合和集成，为用户提供改进的使用体验，并且有利于减小显示装置的总体体积。
[0057]本发明的另一实施例还提供了一种心率监测系统，该系统包括前述实施例中的任一实施例所描述的显示装置，用户通过手指与显示装置中的感测电极的接触来实现心率监测。
[0058]本发明的其它实施例还提供了一种使用显示装置进行心率监测方法，该显示装置可包括:用于显示图像的显示模组，所述显示模组具有作为所述显示模组的上部结构的衬底基板；用于感测用户的心电信号的感测电极，其中所述感测电极设置在所述衬底基板的上方，所述方法包括:用户通过手指接触所述感测电极来进行心率监测。由于将感测电极制作在显示模组中的作为上部结构的衬底基板的上方，实现了健康测试功能与显示装置的高度融合，用户在使用该显示装置时可以轻松地进行心率监测，这样的监测方法可以改进用户的体验。
[0059]在一个实施例中，所述方法还可包括以下步骤:连续地多次触摸或点击所述感测电极，从而连续地获得代表用户心电信号的多个电压信号；计算所获得的多个电压信号之间的电压差；利用所述电压差计算用户的心率。如之前所提到的，这样的方法可提供一种单点测量心电信号的方式，操作起来简单方便。
[0060]在另一实施例中，感测电极可包括多个感测电极单元，所述方法包括如下步骤:多个手指与不同的感测电极单元接触，以从每个手指获取代表用户心电信号的电压信号；计算从不同的手指获得的电压信号之间的电压差；利用所述电压差计算用户心率。根据该实施例的方法可提供一种非常便利的多点感测心电信号的方式，有助于提高心电信号测量的准确性。
[0061]在另一实施例中，所述感测电极包括感测电极单元的阵列，并且所述显示装置还包括与所述感测电极单元的阵列相对应的开关元件阵列，所述开关元件阵列中的每个开关元件分别与所述感测电极单