一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触控显示屏驱动领域，更具体地，涉及一种触控显示屏驱动及指纹图像米集方法。
【背景技术】
[0002]随着智能手机和平板电脑的普及，以触摸屏为代表的人机交互界面技术受到了大众的广泛青睐。2013年10月，苹果公司发布了具有指纹识别功能的智能手机，这是人机界面技术在电子领域的又一个里程碑式的应用。
[0003]目前，已经有越来越多的智能手机或平板电脑厂商开始研宄并推出使用在触控显示屏上的指纹识别技术和相关产品，其采用技术方案的原理如下所述:当手指接触显示屏的时候，手指会将部分显示发出的光反射回液晶背板，这样，利用光电感应探测器对上述反射的光进行接收，系统就可以对指纹进行识别。然而，这些技术和产品在实际应用时都是基于分立器件的。这样一来不仅增加了生产的复杂程度和生产成本、而且还不利于降低功耗等。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决以上现有技术的缺陷，提供了一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，该方法使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像采集；由于该方法不依靠于分离器件，因此具有生产成本低、功耗低的优点，同时采集的指纹图像信噪比高、分辨率高。
[0005]为实现以上发明目的，采用的技术方案如下:
一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，该方法使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像采集；
其中对显示单元进行驱动的过程具体如下:向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加零电压或正偏压，暗栅极施加正电压，此时显示信号通过双栅极光电薄膜晶体管的漏极、源极输送至显示单元，显示信号对显示单元进行驱动；
对显示单元进行指纹图像采集的过程如下:向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加负偏压，暗栅极施加正偏压，则双栅极光电薄膜晶体管采集的指纹图像可通过源极输出。
[0006]例如，可将指纹识别系统的感应端(Sense)与源极连接起来，则指纹图像可以通过源极输出至感应端。
[0007]优选地，还能够使用开关薄膜晶体管对显示单元进行驱动。
[0008]优选地，为了使即将采集的指纹图像不受上一次指纹图像影响，在进行指纹图像采集之前，需要对双栅极光电薄膜晶体管进行复位操作，复位操作具体如下:
向双栅极光电薄膜晶体管光栅极施加正电压或零电压，暗栅极施加负电压，漏极施加负电压。
[0009]优选地，为了能够降低功耗，使用触控IC控制双栅极光电薄膜管对触摸区域的显示单元进行指纹图像采集。
[0010]优选地，为了减少光在传输过程中的损失，所述双栅极光电薄膜管的光栅极顶面铺设有抗反射增透膜。
[0011]与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是:
本发明提供的方法使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像采集；由于该方法不依靠于分离器件，因此具有生产成本低、功耗低的优点，同时采集的指纹图像信噪比高、分辨率高。
【附图说明】
[0012]图1为触摸显示屏指纹识别原理示意图。
[0013]图2为双栅极光电薄膜晶体管结构示意图。
[0014]图3为单一双栅极光电薄膜晶体管显示驱动及指纹识别电路示意图。
[0015]图4为双栅极光电薄膜晶体管与开关薄膜晶体管进行显示驱动和指纹识别的电路不意图。
【具体实施方式】
[0016]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
如图2所示，双栅极光电薄膜晶体管是一个四端器件，由光栅极(Reset)，暗栅极(Select)，源极(Bias)和漏极(Data)组成，当有光从光栅极入射的时候，沟道层会吸收入射的光，生成大量的光电子，光电子在光栅极负偏压的作用下，向暗栅极漂移，到达暗栅极之后输出。需要指出的是，入射的光与产生的光电子之间存在着密切的联系，因此本发明在双栅极光电薄膜晶体管的工作原理上，提出了一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，其原理如图1所示。
[0017]技术方案如下:
一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，该方法使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像采集；
其中对显示单元进行驱动的过程具体如下:向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加零电压或正偏压，暗栅极施加正电压，此时显示信号通过双栅极光电薄膜晶体管的漏极、源极输送至显示单元，显示信号对显示单元进行驱动；
对显示单元进行指纹图像采集的过程如下:向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加负偏压，暗栅极施加正偏压，则双栅极光电薄膜晶体管采集的指纹图像可通过源极输出。
[0018]在具体的实施过程中，显示信号从漏极输入，同时将双栅极光电薄膜晶体管的源极与液晶电容(LC)相连，具体如图3所示。
[0019]同时，本发明的方法提出了另一种对显示单元进行驱动的方案:使用开关薄膜晶体管对显示单元进行驱动。而指纹图像采集的功能，仍然使用双栅极光电薄膜晶体管来实现，两者的具体连接关系如图4所示。
[0020]本实施例中，为了使即将采集的指纹图像不受上一次指纹图像影响，在进行指纹图像采集之前，需要对双栅极光电薄膜晶体管进行复位操作，复位操作具体如下:
向双栅极光电薄膜晶体管光栅极施加正电压或零电压，暗栅极施加负电压，漏极施加负电压。
[0021]在进行了复位操作之后，先向光栅极施加负电压，使暗栅极保持负电压状态，漏极保持负电压状态，此时指纹图像存储在顶部晶体管电容中，接着再向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加负偏压，暗栅极施加正偏压，则指纹图像通过源极输出。
[0022]本实施例中:
为了能够降低功耗，使用触控IC控制双栅极光电薄膜管对触摸区域的显示单元进行指纹图像采集；
为了减少光在传输过程中的损失，所述双栅极光电薄膜管的光栅极顶面铺设有抗反射增透膜。
[0023]上述方案中，触控显示屏会对手指的按压位置进行检测，然后使用触控IC控制双栅极光电薄膜管对按压区域的显示单元进行指纹图像采集，采集的指纹图像在经过畸变矫正、分割、均衡、收敛、平滑、二值化、细化等处理之后，获得了指纹特征，指纹特征用于指纹识别。
[0024]需要指出的是，由于本方法将双栅极光电薄膜管与触控显示屏中的显示单元集成在一起，在触控显示屏尺寸较大的时候，本方法可以同时采集多个手指的指纹图像，用以进行指纹识别，进一步地，由于双栅极光电薄膜管的采样率较高，因此可以连续地采集指纹图像，实现动态指纹图像的采集和动态指纹识别。
[0025]同时，本方法还可以应用于心率识别。其原理如下:将手指按压在触控显示屏上，再控制使触控显示屏的背光源产生光波入射在手指上，由于手指会对入射光进行反射，因此部分入射光被反射后入射至双栅极光电薄膜管，双栅极光电薄膜管对该入射光进行采集，获得心率图像，对该心率图像进行图像处理，产生类似脉搏波的一维信号用以进行心率识别。
[0026]本发明提供的方法使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像采集；由于该方法不依靠于分离器件，因此具有生产成本低、功耗低的优点，同时采集的指纹图像信噪比高、分辨率高。
[0027]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，其特征在于:使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像采集；其中 对显示单元进行驱动的过程如下:向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加零电压或正偏压，暗栅极施加正电压，此时显示信号通过双栅极光电薄膜晶体管的漏极、源极输送至显示单元，显示信号对显示单元进行驱动； 对显示单元进行指纹图像采集的过程如下:向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加负偏压，暗栅极施加正偏压，则双栅极光电薄膜晶体管采集的指纹图像通过源极输出。
2.根据权利要求1所述的触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，其特征在于:还能够使用开关薄膜晶体管对显示单元进行驱动。
3.根据权利要求1或2所述的触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，其特征在于:在进行指纹图像采集之前，需要对双栅极光电薄膜晶体管进行复位操作，复位操作具体如下: 向双栅极光电薄膜晶体管光栅极施加正电压或零电压，暗栅极施加负电压，漏极施加负电压。
4.根据权利要求3任一项所述的触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，其特征在于:使用触控IC控制双栅极光电薄膜管对触摸区域的显示单元进行指纹图像采集。
5.根据权利要求3所述的触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，其特征在于:所述双栅极光电薄膜管的光栅极顶面铺设有抗反射增透膜。
【专利摘要】本发明涉及一种触控显示屏驱动及指纹图像采集方法，该方法使用双栅极光电薄膜晶体管对显示单元进行驱动和指纹图像进行采集；其中对显示单元进行驱动的过程具体如下：向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极施加零电压或正偏压，暗栅极施加正电压，此时显示信号通过双栅极光电薄膜晶体管的漏极、源极输送至显示单元，显示信号对显示单元进行驱动；对显示单元进行指纹图像采集的过程如下：向双栅极光电薄膜晶体管的光栅极（透明导电材料）施加负偏压，暗栅极施加正偏压，则双栅极光电薄膜晶体管采集的指纹图像可通过源极输出。由于该方法不依靠于分离器件，具有生产成本低、功耗低的优点，同时采集的指纹图像信噪比高、分辨率高。
【IPC分类】G06K9-00, G06F3-041
【公开号】CN104573648
【申请号】CN201410846935
【发明人】王凯, 李明, 李昕, 杰弗里·瓦尔顿
【申请人】广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日