显示面板及其驱动方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种显示面板及其驱动方法、显示装置。

背景技术：

指纹对于每一个人而言是与身俱来的，是独一无二的。随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的显示装置，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。这样，用户在操作带有指纹识别功能的显示装置前，只需要用手指触摸显示装置的指纹识别单元，就可以进行权限验证，简化了权限验证过程。

通过指纹实现权限验证过程中，一方面需要扫描获取指纹信息，另一方面还要将获取的指纹信息与存储的信息进行对比，对比完成才可通过权限验证。一旦不法分子对指纹进行复制，或通过木马等手段记录指纹信息，即可非法通过权限验证，带来了巨大的安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种显示装置，包括：显示区和围绕显示区的非显示区；显示区包括多个触控单元、呈阵列排布的多个子像素和多个指纹识别单元、沿第一方向延伸的多条显示扫描线和多条指纹扫描线、沿第二方向延伸的多条触控线、多条显示数据线和多条指纹数据线，第一方向和第二方向相交；子像素与一条显示扫描线、一条显示数据线电连接；指纹识别单元与一条指纹扫描线、一条指纹数据线电连接；触控单元与一条触控线电连接；非显示区包括电连接的驱动单元和栅极驱动器，触控线、显示数据线、指纹数据线均与驱动单元电连接，显示扫描线、指纹扫描线均与栅极驱动器电连接；沿第二方向排列的至少一个第一区域，第一区域包括沿第一方向排列的至少两个第二区域；至少一个第二区域包括至少一个压力检测单元，且压力检测单元和驱动单元电连接。

本发明还提供了一种显示面板的驱动方法，显示面板为本发明提供的显示面板，驱动方法包括：驱动单元发出多个周期的扫描信号，每一周期包括多个第一时序和多个第二时序，第一时序和第二时序依次交替进行；在第一时序中，驱动单元产生扫描控制信号传递给栅极驱动器，栅极驱动器向显示扫描线发出第一扫描信号；在第二时序中，驱动单元产生触控检测信号传递给触控线；触控单元检测确定出触摸位置后，驱动单元产生压力检测信号，并将其传递给位于与触摸位置最接近的第二区域中的压力检测单元，且驱动单元产生指纹检测信号传递给栅极驱动器，栅极驱动器向与触摸位置最接近的第一区域中指纹扫描线发出第二扫描信号。

本发明还提供了一种显示装置，包括本发明提供的显示面板。

与现有技术相比，本发明提供的显示面板及其驱动方法、显示装置，至少实现了如下的有益效果：

显示面板包括沿第二方向排列的至少一个第一区域，通过触控单元检测到有触摸发生和确定触摸发生的位置后，驱动触摸发生的位置所在的第一区域中指纹识别单元进行指纹识别，无需驱动整个显示区中的指纹识别单元进行指纹识别，有效减少显示面板的功耗。第一区域包括沿第一方向排列的至少两个第二区域，至少一个第二区域包括至少一个压力检测单元，通过触控单元检测到有触摸发生和确定触摸发生的位置后，驱动与触摸发生的位置相接近的第二区域中压力检测单元进行压力检测，无需驱动整个显示面板中的压力检测单元进行压力检测，进一步减少显示面板的功耗。驱动单元接收并处理通过指纹识别单元得到的指纹信息和通过压力检测单元得到的压力信息，由此可以得到用户在不同压力等级下的指纹信息，通过此信息进行权限验证，有效提高权限验证的安全性。

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是本发明提供的一种显示面板的结构示意图；

图2是图1所示的显示面板中触控单元的结构示意图；

图3是本发明提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；

图4是本发明提供的又一种显示面板的平面结构示意图；

图5是本发明提供的一种控制电路的等效电路图；

图6是图4中h部的放大示意图；

图7是本发明提供的一种压力检测单元的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种压力传感器的等效电路图；

图9是本发明提供的显示面板的驱动方法对应的一种时序图；

图10是本发明提供的显示面板的驱动方法对应的另一种时序图；

图11是本发明提供的一种显示装置的结构示意图。

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。

图1是本发明提供的一种显示面板的结构示意图，图2是图1所示的显示面板中触控单元的结构示意图，图3是本发明提供的又一种显示面板的剖面结构示意图，参考图1-图3，本实施例提供一种显示面板，包括：显示区aa和围绕显示区aa的非显示区na；

显示区aa包括多个触控单元10、呈阵列排布的多个子像素20和多个指纹识别单元30、沿第一方向x延伸的多条显示扫描线21和多条指纹扫描线31、沿第二方向y延伸的多条触控线11、多条显示数据线22和多条指纹数据线32，第一方向x和第二方向y相交；

子像素20与一条显示扫描线21、一条显示数据线22电连接；

指纹识别单元30与一条指纹扫描线31、一条指纹数据线32电连接；

触控单元10与一条触控线11电连接；

非显示区na包括电连接的驱动单元40和栅极驱动器50，触控线12、显示数据线22、指纹数据线32均与驱动单元40电连接，11、显示扫描线21、指纹扫描线31均与栅极驱动器50电连接；

沿第二方向y排列的至少一个第一区域60，第一区域60包括沿第一方向x排列的至少两个第二区域61；

至少一个第二区域60包括至少一个压力检测单元70，且压力检测单元70和驱动单元50电连接。

具体的，本实施例提供的显示面板中，显示区aa具有显示功能，非显示区na可以设置电路元件、走线等结构。

显示区aa包括多个子像素20，一个子像素20与一条显示扫描线21、一条显示数据线22电连接，栅极驱动器50依照时序产生脉冲式的显示扫描信号给显示扫描线21，从而逐行打开子像素20，打开的子像素20接受驱动单元40通过显示数据线22传递的数据信号，从而子像素20进行显示。

显示区aa还包括多个触控单元10，触控单元10一条触控线12电连接，触控线12为触控单元10传输电信号。本实施例中，仅以一个触控单元10与一条触控线12电连接为例进行说明。可选的，一个触控单元10可以与两条或者更多条触控线12电连接，本实施例对此不作具体限制。

需要说明的是，本发明示例性的示出了基于自电容方式的触控检测结构，具体而言，触控单元10为电极块，在进行触控检测时，触控线12向与其电连接的触控单元10传输触控信号，触控单元10接收触控信号并且和大地形成对地电容，该对地电容作为基础电容用于检测触控操作。当发生触控操作时，对应位置处的触控单元10的基础电容会发生改变，通过计算和分析多个触控单元10的基础电容变化情况，可以获得触控操作的位置信息。在本发明其他实施例中还可以采用基于互电容方式的触控检测结构、或是基于自电容方式和互电容方式相结合的触控检测结构。

显示区aa还包括多个指纹识别单元30，栅极驱动器50通过指纹扫描线31驱动指纹识别单元30，由于按压在显示面板的手指指纹中的脊34与显示面板表面接触，谷33不与显示面板表面接触，致使光线照射到指纹的谷33和脊34对应位置的显示面板上的反射率不同，进而致使指纹识别单元30接收到的在脊33的位置处形成的反射光和在谷34的位置处形成的反射光的强度不同，使得由在脊34的位置处形成的反射光和在谷33的位置处形成的反射光转换成的光电流大小不同，通过指纹数据线32对指纹识别单元30中的光电流大小进行检测并将光电流信息传输至驱动单元40以形成指纹信息。

本实施例提供的显示面板包括沿第二方向y排列的至少一个第一区域60，通过触控单元10检测到有触摸发生和确定触摸发生的位置后，驱动触摸发生的位置所在的第一区域60中指纹识别单元30进行指纹识别，无需驱动整个显示区aa中的指纹识别单元30进行指纹识别，有效减少显示面板的功耗。第一区域60包括沿第一方向x排列的至少两个第二区域61，至少一个第二区域60包括至少一个压力检测单元70，通过触控单元10检测到有触摸发生和确定触摸发生的位置后，驱动与触摸发生的位置相接近的第二区域61中压力检测单元70进行压力检测，无需驱动整个显示面板中的压力检测单元70进行压力检测，进一步减少显示面板的功耗。驱动单元40接收并处理通过指纹识别单元30得到的指纹信息和同时通过压力检测单元70得到的压力信息，由此可以得到用户在不同压力等级下的指纹信息形成动态指纹信息并进行记录，用户在进行权限验证时，采集相应的压力和使用该压力时的指纹并与记录的动态指纹信息进行比对，采集的压力和该压力下的指纹均与记录的动态指纹信息相同才能通过权限验证，有效提高权限验证的安全性。

需要说明的是，本实施例中示例性的示出了显示面板中包括沿第二方向y排列的三个第一区域60，第一区域60包括沿第一方向x排列的两个第二区域61，第二区域60中均包括一个压力检测单元70，在本发明其他实施例中，显示面板中第一区域60的数量还可以为其他数值，第一区域60包括三个及以上的第二区域61，第二区域60中不包括压力检测单元70或包括两个及以上的压力检测单元70，均可按实际生产需要进行设置。

需要说明的是，为了清楚的示意本实施例的技术方案，图1中并未示出触控单元和触控线，图2示意了图1所述的显示面板中的触控单元和触控线的结构，本实施例提供的显示面板可以结合图1和图2进行参考。

图4是本发明提供的又一种显示面板的平面结构示意图，参考图4，可选的，其中，栅极驱动器50包括多个级联的移位寄存器51，移位寄存器51通过控制电路52与一条显示扫描线21、一条指纹扫描线31电连接。

具体的，栅极驱动器50中每个移位寄存器51给一条显示扫描线21和一条指纹扫描线31提供扫描信号，且通过控制电路52选择给与其电连接的显示扫描线21提供扫描信号用于打开子像素20，或给与其电连接的指纹扫描线31提供扫描信号用于驱动指纹识别单元30。

需要说明的是，移位寄存器51可以包括多个晶体管、电容元件等电路结构，本实施例对于移位寄存器单元20的具体电路结构不作具体限制。

图5是本发明提供的一种控制电路的等效电路图，参考图4和图5，可选的，其中，控制电路52包括第一开关sw1和第二开关sw2；

第一开关sw1的第一极s1和移位寄存器51电连接，第一开关sw1的第二极s2和显示扫描线21电连接；

第二开关sw2的第一极s3和移位寄存器51电连接，第二开关sw2的第二极s4和指纹扫描线31电连接。

具体的，第一开关sw1打开，移位寄存器51给显示扫描线21提供扫描信号，从而子像素20打开；第二开关sw2打开，移位寄存器51给指纹扫描线31提供驱动信号，从而指纹识别单元30进行指纹识别。同一行指纹识别单元30的驱动和同一行子像素20的显示可通过控制电路52连接同一个移位寄存器51进行控制，有效减小显示面板的边框。

继续参考图4，可选的，其中，移位寄存器51包括信号输入端in、第一信号输出端out1和第二信号输出端out2；

第一信号输出端out1和控制电路52电连接，每一级移位寄存器51的第二信号输出端out2与下一级移位寄存器51的信号输入端in电连接。

多个移位寄存器51采用级联方式连接，除第一级移位寄存器51a的输入端in接收来自驱动单元40的start信号之外，其余每个移位寄存器51的输入端in均和上一级移位寄存器51的第二信号输出端out2电连接。每个移位寄存器51的第一信号输出端out1用于向控制电路52传输信号。本实施提供了一种多个移位寄存器51的级联方式，可以理解的是，在其他可选的实现方式中，多个移位寄存器51的电连接方式有多种，本实施例不再一一赘述。

图6是图4中h部的放大示意图，继续参考图4和图6，可选的，其中，子像素20包括薄膜晶体管23和像素电极24；

薄膜晶体管23的源极232连接至显示数据线22，薄膜晶体管23的栅极231连接至显示扫描线21，薄膜晶体管23的漏极233连接至像素电极24。

具体的，子像素20的薄膜晶体管23的栅极231连接至显示扫描线21，通过显示扫描线21给薄膜晶体管23通高电平信号，从而薄膜晶体管23处于导通状态，再通过显示数据线22给对应的像素电极24充电，使该像素电极24从初始电位达到目标电位。

继续参考图4，可选的，其中，子像素20与指纹识别单元30一一对应设置；

电连接于子像素20的显示扫描线21、和电连接于与子像素20相对应的指纹识别单元30的指纹扫描线31沿第二方向y设置于子像素20的两端；

电连接于子像素20的显示数据线22、和电连接于与子像素20相对应的指纹识别单元30的指纹数据线32沿第一方向x设置于子像素20的两端。

具体的，子像素20与指纹识别单元30一一对应设置，使各子像素20的结构较为均一，从而保证显示效果的均一性；指纹识别单元30均匀分布于显示区aa中，从而实现显示面板的全屏指纹纹识别；并且，指纹识别单元30的密度和子像素20的密度大致相同，可以使单位面积内的指纹识别单元的数量充足，以保证指纹识别的精确度。

子像素20设置于与其电连接的显示扫描线21、显示数据线22交叉限定出的空间中，由于子像素20中薄膜晶体管23设置于靠近显示扫描线21和显示数据线22的相交叉处，显示面板中设置有薄膜晶体管23的位置膜层结构较为复杂，电连接于子像素20的显示扫描线21、和电连接于与子像素20相对应的指纹识别单元30的指纹扫描线31不宜设置于该子像素20的同一侧；电连接于子像素20的显示数据线22、和电连接于与子像素20相对应的指纹识别单元30的指纹数据线32也不宜设置于该子像素20的同一侧。需要说明的是，在本发明其他实施例中，电连接于子像素20的显示扫描线21、和电连接于与子像素20相对应的指纹识别单元30的指纹扫描线31还可以采用其他的排布方式，电连接于子像素20的显示数据线22、和电连接于与子像素20相对应的指纹识别单元30的指纹数据线32也可以采用其他的排布方式，本发明不再一一赘述。

图7是本发明提供的一种压力检测单元的结构示意图，参考图7，可选的，其中，压力检测单元70包括第一连接端71a、第二连接端71b、第三连接端71c和第四连接端71d；

第一连接端71a和第三连接端71c沿第三方向e相对设置，第二连接端71b和第四连接端71d沿第四方向f相对设置，第三方向e和第四方向f相交；

第一连接端71a和第一电源输入端vcc1电连接，第二连接端71b和第一感应信号测量端v+电连接，第三连接端71c和第二电源输入端vcc2电连接，第四连接端71d和第二感应信号测量端v-电连接。

图8是本发明实施例提供的一种压力传感器的等效电路图，如图8所示，压力传感器可以等效成惠斯通电桥结构，第一压感电阻r1、第二压感电阻r2、第三压感电阻r3和第四压感电阻r4连成四边形abcd，称为电桥的四个臂，第一压感电阻r1和第三压感电阻r3用于感应第五方向n上的应力变化，第二压感电阻r2和第四压感电阻r4用于感应第六方向m上的应力变化，第五方向n、第六方向m和第三方向e、第四方向f相交。四边形abcd的对角线bd连有检流计g，检流计g的两极连接第一感应信号测量信号线v+和第二感应信号测量信号线v-，四边形abcd的对角线ac上的a、c处分别连接第一电源输入信号线vcc1和第二电源输入信号线vcc2。当第一电源输入信号线vcc1提供的电压与第二电源输入信号线vcc2上提供的电压存在一定差值时，电桥线路中各支路均有电流通过。在无压力状态下，第一压感电阻r1、第二压感电阻r2、第三压感电阻r3和第四压感电阻r4的阻值满足r1/r4＝r2/r3，bd两点之间的电位相等，流过检流计g的电流为零，检流计g指针指示零刻度，电桥处于平衡状态，并且称r1/r4＝r2/r3为电桥平衡条件。当受到压力时，压力传感器中至少部分电阻的阻值发生变化，电桥平衡条件被破坏，导致bd两点的电位不相等，此时流过检流计g的电流不为0，检流计g的指针发生偏转并输出相应的电信号，根据检流计的电信号可以确定r1/r4、r2/r3的值，进一步确定各压感电阻受到压力后的阻值相对于初始电阻值的变化，进而确定出触控压力值。

继续参考图2，可选的，其中，压力检测单元70位于非显示区na。

具体的，由于压力检测单元70中较多的材料为金属材料，具有不透光性，压力检测单元70可设置于非显示区na中，以避免影响显示区aa的透过率。需要说明的是，在本发明其他实施例中，压力检测单元70也可设置于显示区aa中。

图9是本发明提供的显示面板的驱动方法对应的一种时序图，参考图1、图2和图9，本实施例提供一种显示面板的驱动方法，所述驱动方法包括：

驱动单元40发出多个周期t的扫描信号，每一周期t包括多个第一时序t1和多个第二时序t2，第一时序t1和第二时序t2依次交替进行；

在第一时序t1中，驱动单元40产生扫描控制信号传递给栅极驱动器50，栅极驱动器50向显示扫描线21发出第一扫描信号；

在第二时序t2中，驱动单元40产生触控检测信号传递给触控线11；

触控单元10检测确定出触摸位置后，驱动单元40产生压力检测信号，并将其传递给位于与触摸位置最接近的第二区域61中的压力检测单元70，且驱动单元40产生指纹检测信号传递给栅极驱动器50，栅极驱动器50向与触摸位置最接近的第一区域60中指纹扫描线31发出第二扫描信号。

具体的，每一周期t包括多个第一时序t1和多个第二时序t2，在第一时序t1中，驱动单元40产生扫描控制信号传递给栅极驱动器50，栅极驱动器50向依次部分显示扫描线21发出第一扫描信号(图9中以第一扫描信号为高电平信号为例进行说明)，通过第一扫描信号使得与该部分显示扫描线21电连接的子像素20打开。在第二时序t2中，驱动单元40产生触控检测信号传递给触控线11(图9中以触控检测信号为高电平信号为例进行说明)，使得与该部分触控线11电连接的触控单元10进行触控检测，以确定显示面板中是否有触摸现象发生以及触摸发生的位置。在一个第二时序t2中，触控单元10检测确定出触摸位置后，在该第二时序t2的后一个第一时序t1a中，驱动单元40产生压力检测信号给位于与触摸位置最接近的第二区域61中的压力检测单元70(图9中以压力检测信号为高电平信号为例进行说明)，使得压力检测单元70对触控的压力进行检测；同时，驱动单元40产生指纹检测信号传递给栅极驱动器50，栅极驱动器50向与触摸位置最接近的第一区域60中指纹扫描线31发出第二扫描信号(图9中以第二扫描信号为高电平信号为例进行说明)，使得指纹识别单元30对触摸主体进行指纹识别，由此可以得到用户在不同压力等级下的指纹信息，通过此信息进行权限验证，有效提高权限验证的安全性。且无需驱动整个显示面板中的压力检测单元70进行压力检测，也无需驱动整个显示区aa中的指纹识别单元30进行指纹识别，有效减少显示面板的功耗。

继续参考图1、图2和图9，可选的，其中，压力检测信号的上升沿和第二扫描信号的下降沿对齐。

栅极驱动器50向部分触控线11发出触控检测信号，使得与该部分11电连接的触控单元10进行触控检测，以确定显示面板中是否有触摸现象发生以及触摸发生的位置，一旦确定有触摸现象发生，驱动单元40产生压力检测信号给位于与触摸位置最接近的第二区域61中的压力检测单元70，进行压力检测。

图10是本发明提供的显示面板的驱动方法对应的另一种时序图，参考图1、图4、图5和图10，可选的，其中，每一周期t的扫描控制信号依次驱动各个移位寄存器51；

每个移位寄存器51输出第一开关信号、第一扫描信号和次级触发信号；

触控单元10检测确定出触摸位置后，位于与触摸位置最接近的第一区域60中的每个移位寄存器51输出第二开关信号和第二扫描信号。

具体的，每个移位寄存器51输出第一开关信号打开第一开关sw1(图10中以第一开关信号为高电平信号为例进行说明)，从而移位寄存器51给与其电连接的显示扫描线21发出第一扫描信号(图10中以第一扫描信号为高电平信号为例进行说明)，通过第一扫描信号使得与该部分显示扫描线21电连接的子像素20打开。触控单元10检测确定出触摸位置后，驱动单元40产生压力检测信号给位于与触摸位置最接近的第二区域61中的压力检测单元70(图10中以压力检测信号为高电平信号为例进行说明)，使得压力检测单元70对触控的压力进行检测，同时位于与触摸位置最接近的第一区域60中的第一个移位寄存器51输出第二开关信号打开第二开关sw2(图10中以第二开关信号为高电平信号为例进行说明)，从而该移位寄存器51给与其电连接的指纹扫描线31发出第二扫描信号(图10中以第二扫描信号为高电平信号为例进行说明)，使得与该指纹扫描线31电连接的指纹识别单元30对触摸主体进行指纹识别；并将次级触发信号next拉高，从而实现下一级的移位寄存器51输出第二开关信号打开第二开关sw2，给与其电连接的指纹扫描线31发出第二扫描信号，直至位于与触摸位置最接近的第一区域60中的最后一个移位寄存器51中次级触发信号恢复原来的状态，实现与触摸位置最接近的第一区域60中的指纹识别单元30对触摸主体进行指纹识别。

本发明实施例提供一种显示装置，包括如上所述的显示面板100。

请参考图11，图11是本发明提供的一种显示装置的结构示意图。图11提供的显示装置1000包括本发明上述任一实施例提供的显示面板100。图11实施例仅以手机为例，对显示装置1000进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置100，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，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置，具有本发明实施例提供的显示面板的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于显示面板的具体说明，本实施例在此不再赘述。

通过上述实施例可知，本发明提供的显示面板及其驱动方法、显示装置，至少实现了如下的有益效果：

显示面板包括沿第二方向排列的至少一个第一区域，通过触控单元检测到有触摸发生和确定触摸发生的位置后，驱动触摸发生的位置所在的第一区域中指纹识别单元进行指纹识别，无需驱动整个显示区中的指纹识别单元进行指纹识别，有效减少显示面板的功耗。第一区域包括沿第一方向排列的至少两个第二区域，至少一个第二区域包括至少一个压力检测单元，通过触控单元检测到有触摸发生和确定触摸发生的位置后，驱动与触摸发生的位置相接近的第二区域中压力检测单元进行压力检测，无需驱动整个显示面板中的压力检测单元进行压力检测，进一步减少显示面板的功耗。驱动单元接收并处理通过指纹识别单元得到的指纹信息和通过压力检测单元得到的压力信息，由此可以得到用户在不同压力等级下的指纹信息，通过此信息进行权限验证，有效提高权限验证的安全性。

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。