像素电路、触控显示面板和显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素电路、触控显示面板和显示装置。

背景技术：

随着显示技术的飞速发展，触摸屏己经逐渐遍及人们的生活中，生物识别技术也越来越受到人们的重视，更加便捷的屏下指纹识别技术成为大众所需。目前，屏下光学指纹识别技术或多或少存在成像清晰度低、易受外界干扰的情况，因此，如何提高成像清晰度很有研究意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种像素电路，该像素电路设置于显示屏的下方进行物像侦测时，能够提升侦测信号的精度，进而有利于提升成像清晰度。

本发明的第二个目的在于提出一种触控显示面板。

本发明的第三个目的在于提出一种显示装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种像素电路，所述像素电路设置在显示屏下方，所述像素电路包括：多个感光单元，所述多个感光单元呈阵列排布，各感光单元用于感测所述显示屏外部的光强变化，并输出所述光强变化；多个放大电路，所述多个放大电路与所述多个感光单元一一对应设置，各放大电路用于对对应的感光单元输出的光强变化进行放大处理。

本发明实施例的像素电路，在设置于显示屏的下方进行物像侦测时，通过放大电路可实现对光强信号的放大处理，由此提升了信号的精度，有利于提高成像清晰度。

另外，本发明上述实施例的像素电路还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，各感光单元包括：光敏二极管，用于感测所述显示面板外部的光强变化，所述光敏二极管的阳极接入偏置电压；开关晶体管，用于将所述光强变化输出，所述开关晶体管的第一端与所述光敏二极管的阴极相连，所述开关晶体管的第二端用以输入第一控制信号。

根据本发明的一个实施例，所述放大电路包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端接入第一电压，所述第一开关管的第二端与对应的感光单元中的开关晶体管的第三端相连；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第三端相连，所述第二开关管的第二端用以输入第二控制信号，所述第二开关管的第三端用以输出放大处理后的光强变化；第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第二端相连，所述第三开关管的第二端用以输入第三控制信号，所述第三开关管的第三端接入第二电压。

根据本发明的一个实施例，各感光单元输出光强变化时，对各感光单元中每行光敏二极管感测的光强变化进行逐行读取，其中，读取各感光单元中第i行光敏二极管感测的光强变化时，通过所述第三控制信号控制各放大单元中的第三开关管导通，以对各放大单元进行重置，其中，i为正整数；通过所述第一控制信号控制各感光单元中第i行开关晶体管导通，并通所述第二控制信号控制各放大单元中的第二开关管导通，以将各感光单元中第i行光敏二极管感测的光强变化通过所述第一开关管进行放大处理后，通过所述第二开关管输出。

根据本发明的一个实施例，所述光敏二极管为红外光敏二极管。

根据本发明的一个实施例，所述开关晶体管、所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管均采用薄膜晶体管。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种触控显示面板，包括：显示屏；以及上述实施例的像素电路，所述像素电路设置在所述显示屏下方。

本发明实施例的触控显示面板，通过上述的像素电路，能够提升光强信号的精度，有利于提高成像清晰度。

另外，本发明上述实施例的触控显示面板还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述显示屏的基底上方设置有多个成像小孔，所述多个成像小孔与所述多个感光单元一一对应设置，其中，各感光单元通过对应的成像小孔感测所述显示屏外部的光强变化。

根据本发明的一个实施例，所述触控显示面板的物像比大于2:1。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种显示装置，包括上述实施例的触控显示面板。

本发明实施例的显示装置，通过上述的触控显示面板，能够提升光强信号的精度，有利于提高成像清晰度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的像素电路的结构示意图；

图2是本发明实施例的像素电路的一个应用场景的截面图；

图3是本发明一个实施例的物体成像原理图；

图4是本发明一个实施例的像素电路的拓扑图；

图5是本发明另一个实施例的像素电路的拓扑图；

图6是本发明一个实施例的像素电路的控制信号的时序图；

图7是本发明实施例的触控显示面板的结构示意图；

图8是本发明实施例的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的像素电路、触控显示面板和显示装置。

图1是本发明一个实施例的像素电路的结构框图。

如图1所示，像素电路100设置在显示屏200的下方，该像素电路100包括：多个感光单元110和多个放大电路120。

其中，多个感光单元110呈阵列排布，各感光单元100用于感测显示屏外部的光强变化，并输出光强变化；多个放大电路120与多个感光单元110一一对应设置，各放大电路120用于对对应的感光单元110输出的光强变化进行放大处理。

具体地，物体如手指按压显示屏200时，各感光单元110可将感测到的光强变化输出至放大电路120进行放大处理，进而放大电路120可输出较大检测值至处理器处理，以通过处理器侦测出当前的物像。相较于直接通过刚光单元将感测到的光强变化输出至处理器，本发明对光强变化进行放大处理后，再输出至处理器，由此，使得处理器接收到的光强变化受外界的干扰小，极大地降低了噪声，有利于物像的侦测。

在本发明的一个实施例中，参见图2，显示屏200可以是oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示屏，其包括oled层和oled基底，其中，oled层可由阳极、有机层、导电层、发射层、阴极等组成。

参见图2，显示屏200的基底上方可设置有多个成像小孔210，多个成像小孔130与多个感光单元110一一对应设置，其中，每个感光单元110通过对应的成像小孔130感测显示面板外部的光强变化。由此，当物体如指纹按压显示屏时，指纹发射的光经过成像小孔成像于感应基底上，解决了指纹谷脊在感应基底上由于混光造成的成像模糊问题。

进一步地，如图3所示，当物体按压显示屏200时，物面发光透过成像小孔210后，成像范围并未覆盖整个感应基底平面，放大电路120正是利用空隙进行放大电路设计。由此，可在不降低感光面积的情况下，实现信号(即光强变化)的前期放大，提升了信号的精度，对于小孔成像的高ppi(pixelsperinch，像素密度)需求，具备很高的应用价值。

可选地，参见图3，物体按压显示屏200后，形成的物像比h1：h2可以是大于2:1。需要说明的是，本发明的像素电路100应用场景的物象比在2：1以上时，就需要提升感光单元的ppi，而ppi的提升势必会降低信号量，本发明通过放大电路实现降低噪声的方式，可以使感测到的光强变化的信噪比得到提升，满足应用需求。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，各感光单元110包括光敏二极管d和开关晶体管t0。可选地，可选地，开关晶体管t0可采用薄膜晶体管。

其中，光敏二极管d用于感测显示屏200外部的光强变化，光敏二极管d的阳极接入偏置电压vbias；开关晶体管t0用于将光强变化输出，开关晶体管t0的第一端与光敏二极管d的阴极相连，开关晶体管t0的第二端用以输入第一控制信号。可选地，光敏二极管d可为红外光敏二极管，此时显示屏200发出的显示用可见光不会对红外光敏二极管产生干扰，红外光敏二极管仅感测环境光中红外线被物体遮挡时的光强变化，因此，感光单元110可以与显示屏200的显示单元同时工作，互不影响。当然，光敏二极管d也可以采用对于可见光中某一波段敏感的光敏二极管。

具体地，在手指按压显示屏200外表面，且光敏二极管110采用红外光敏二极管时，由于环境光中的红外线能够穿透手指，在手指按压显示屏200表面时，指纹中的脊直接与显示屏200的表面接触，在此处红外线基本上不发生全反射直接投射至下方的红外光敏二极管，而指纹中的谷与显示屏200的表面之间存在空气，在此处红外线会发生全反射后投射至下方的红外光敏二极管，在脊的下方投射至红外光敏二极管的光强多于谷下方投射至红外光敏二极管的光强，通过红外光敏二极管输出的信号进行检测分析即可实现指纹的侦测。

可选地，如图5所示，各感应单元110可包括多个光敏二极管(如光敏二极管d1、d2、…、dn，n为大于1的整数)和与多个光敏二极管对应的多个开关晶体管(如开关晶体管t0-1、t0-2、…、t0-n)，各光敏二极管和其对应的开关晶体管可逐行设置。

进一步地，参见图4、图5，放大电路120包括：第一开关管t1、第二开关管t2和第三开关管t3。

其中，第一开关管t1的第一端接入第一电压vdd，第一开关管t1的第二端与对应的感光单元110中的开关晶体管112的第三端相连；第二开关管t2的第一端与第一开关管t1的第三端相连，第二开关管t2的第二端用以输入第二控制信号，第二开关管t2的第三端用以输出放大处理后的光强变化；第三开关管t3的第一端与第一开关管t1的第二端相连，第三开关管t3的第二端用以输入第三控制信号，第三开关管t3的第三端接入第二电压vrst。可选地，第一开关管t1、第二开关管t2和第三开关管t3均采用薄膜晶体管。

参见图4、图5，由于第一开关管t1的存在，放大电路120形成了一个压控电流源结构，通过第一开关管t1的栅压值来控制第一开关管t1电流的变化。由于第一开关管t1饱和区电流可以工作在微安级，相比于直接将开关晶体管t0打开的电流量要大很多，再由readline进行传输的话，受外界干扰会降低很多，极大的降低了噪声。

在一个示例中，各感光单元110输出光强变化时，对各感光单元110中每行光敏二极管111感测的光强变化进行逐行读取。其中，读取各感光单元110中第i行光敏二极管111感测的光强变化时，通过第三控制信号控制各放大单元120中的第三开关管t3导通，以对各放大单元120进行重置，其中，i为正整数；通过第一控制信号控制各感光单元110中第i行开关晶体管导通，并通第二控制信号控制各放大单元120中的第二开关管t2导通，以将各感光单元中第i行光敏二极管感测的光强变化通过第一开关管进行放大处理后，通过第二开关管输出。

举例而言，参见图5、图6，当手指通过盖板按压显示屏200时，首先通过第三控制信号控制第三开关管t3开启，以对放大电路120进行重置，然后通过第一控制信号控制第一行的开关晶体管t0-1开启，以将第一行光电二极管d1形成的光敏电荷(即光强变化)转移到第一开关管t1的gate端，由gate端寄生电容在gate端形成数据电压，并通过第二控制信号控制第二开关管t2处于开启状态，以将放大处理后的光强变化读出至处理器130，第一行读取结束。然后通过第三控制信号控制第三开关管t3开启，以对放大电路120再进行重置，通过第一控制信号控制第二行的开关晶体管t0-2开启，操作过程与前述相同，直至完成该感光单元110中各光电二极管感测的光强变化。

需要说明的是，图4、图5中示出的处理器130仅是示例性的，其具体组成结构此处不过限定。

综上所述，本发明实施例的像素电路，在设置于显示屏的下方进行物像侦测时，通过放大电路可在不降低感应基底感光面积的情况下，实现对信号的放大处理，由此提升了信号的精度，有利于提高成像清晰度，对于小孔成像的高ppi需求，具备很高的应用价值。

图7是本发明实施例的触控显示面板的结构示意图。

如图7所示，触控显示面板1000包括：显示屏200和上述实施例的像素电路100。其中，像素电路100设置在显示屏200下方。

可选地，触控显示面板1000可以为柔性显示面板。

在本发明的一个实施例中，参见图2、图3，显示屏200的基底上方可设置有多个成像小孔210，多个成像小孔210与多个感光单元110一一对应设置，其中，各感光单元110通过对应的成像小孔210感测显示屏200外部的光强变化。

可选地，触控显示面板的物像比可大于2:1。

需要说明的是，前述对像素电路具体实施方式的描述同样适用本发明实施例的触控显示面板，此处不再赘述。

本发明实施例的触控显示面板，通过上述像素电路，可在不降低感应基底感光面积的情况下，实现对信号的放大处理，由此提升了信号的精度，对于小孔成像的高ppi需求，具备很高的应用价值。

图8是本发明实施例的显示装置的结构框图。

如图8所示，该显示装置2000包括上述实施例的触控显示面板1000。

其中，显示装置2000可以是智能手机、平板电脑等具有屏下指纹检测功能的电子设备。

本发明实施例的显示装置，通过上述触控显示面板，可在不降低感应基底感光面积的情况下，实现对信号的放大处理，由此提升了信号的精度，对于小孔成像的高ppi需求，具备很高的应用价值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。