一种显示和输入装置的制作方法

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种显示和输入装置。

背景技术：

随着显示屏内集成指纹探测器的移动终端的应用市场扩大，用户对指纹探测器的性能提出了更高、更特殊或更精细的技术要求，例如判断真假手指。

目前，指纹探测器识别真假手指的有效途径是采集动态的一系列彩色指纹图像，从中抽出由于手指按压导致的皮肤下表面的毛细血管内血液的扩散动态信息，以此来判断真假手指。因此，指纹探测器识别真假手指的关键在于短时间内获取高质量的多幅彩色指纹图像。

然而，现有的指纹探测器上方通过覆盖一层只能通过单色光的滤波片，以此采集彩色指纹图像，导致能够探测到的光线强度降低了70％之多。对于设置有显示彩色滤光片的显示装置，或许可以将显示器阵列的子像素和指纹探测器上下对准，将显示彩色滤光片复用为指纹探测器所需的单色光滤光片，从而可以省去覆盖指纹探测器的单色光滤光片，但是这种结构的制造工艺复杂，即使能够对准，手指的反射光线也会在较厚的彩色滤光片的玻璃基板内经过多重反射和折射而横向扩散，导致到达指纹探测器的彩色图像发生混色。最终会影响指纹探测器探测得到的彩色指纹图像的质量，从而影响判断结果甚至导致各种误判。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种显示和输入装置，以提高指纹探测器探测得到的指纹图像质量。

本发明实施例提供了一种显示和输入装置，包括：

一显示面板，所述显示面板包含一个由复数个显示像素所组成的显示阵列，所述显示像素包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素；

一覆盖在所述显示面板上的指纹传感模组，所述指纹传感模组包含一个由复数个光敏像素所组成的传感阵列；

所述显示阵列包含显示区域一、显示区域二和显示区域三，所述显示区域一包含指纹图像和所述传感阵列在所述显示阵列上的正投影相互重叠的区域，所述显示区域二包含环绕所述显示区域一的宽度至少为两个显示像素宽度的环状区域，所述显示区域三包含除所述显示区域一和所述显示区域二以外的区域；

在指纹传感阶段，所述显示区域一作为照明指纹的面光源；所述指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期；

在所述一帧图像显示周期内，所述显示区域一内的所述显示像素发出相同颜色的光谱；

所述显示区域二内的所述显示像素发出不同于所述显示区域一和不同于所述显示区域三的颜色和亮度的光谱；

所述显示区域三显示正常图像内容；

在相邻两帧图像显示周期内，所述显示区域一内的所述显示像素发出不同颜色的光谱；

在所述指纹传感阶段，所述指纹传感模组采集至少两幅不同颜色的指纹图像并传输到外部电路以用于合成彩色指纹图像或多光谱指纹图像。

本发明实施例中，指纹传感模组可以在指纹传感阶段采集到至少两幅不同颜色的指纹图像，无需给光敏像素添加独立的滤光片，也无需对准显示阵列的显示像素和传感阵列的光敏像素以复用显示像素的滤光片，提高了光敏像素能够收集到的光线强度，降低了工艺制造难度；一帧图像显示周期内显示区域一内的显示像素发出相同颜色的光谱，该相同颜色光谱的反射信号在较厚的显示面板的玻璃盖板或表面的玻璃盖板内即使有多重反射和折射导致的光线的横向扩散，到达传感阵列还是相同颜色光谱，不会发生混色；围绕着显示区域一的边缘的显示区域二作为隔离显示区域一和显示区域三的隔离带或者作为显示区域一和三的颜色及亮度的过渡区域，可以设定其具有一定的宽度，其发出的颜色和亮度能够确保显示区域三的原图像数据的杂散光线无法进入显示区域一，或者对显示区域一内的指纹图像的干扰很小而可以忽略不计，因此不会对彩色指纹图像的边缘产生干扰。如此实现高图像灵敏度和高分辨率的彩色指纹图像采集，提高指纹图像质量。外部电路合成得到高图像灵敏度和高分辨率的彩色指纹图像，可以实现对真假手指的准确判断，提高判断准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延申到其它的结构和附图，勿容置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1是本发明实施例提供的一种显示和输入装置的平面示意图；

图2是图1所示显示和输入装置的指纹识别模组的局部示意图；

图3是图1沿a-a'的剖视图；

图4是图1沿a-a'的剖视图；

图5是图1所示显示和输入装置的显示区域一和二的示意图；

图6是图1所示显示和输入装置的显示区域一不发光的示意图；

图7是图6的点亮时序图；

图8是图1所示显示和输入装置的手指按压区域的电容变化和光电响应变化。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1～图3所示，为本发明实施例提供的一种显示和输入装置的示意图，其中，图1是显示和输入装置的平面示意图，图2是指纹识别模组的局部示意图，图3是图1沿a-a'的剖视图。本实施例提供的显示和输入装置包括：一显示面板1，显示面板1包含一个由复数个显示像素1b所组成的显示阵列1a，显示像素1b包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素1c；一覆盖在显示面板1上的指纹传感模组2，指纹传感模组2包含一个由复数个光敏像素2b所组成的传感阵列2a；显示阵列1a包含显示区域一11、显示区域二12和显示区域三13，显示区域一11包含指纹图像3a和传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影相互重叠的区域，显示区域二12包含环绕显示区域一11的宽度至少为两个显示像素宽度的环状区域，显示区域三13包含除显示区域一11和显示区域二12以外的区域；在指纹传感阶段，显示区域一11作为照明指纹的面光源；指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期；在一帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出相同颜色的光谱，显示区域二12内的显示像素1b发出不同于显示区域一11和不同于显示区域三13的颜色和亮度的光谱，显示区域三13显示正常图像内容；在相邻两帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出不同颜色的光谱；在指纹传感阶段，指纹传感模组2采集至少两幅不同颜色的指纹图像并传输到外部电路(未示出)以用于合成彩色指纹图像或多光谱指纹图像。

可选显示和输入装置为柔性有机发光显示装置或刚性有机发光显示装置。还可选显示和输入装置包括制作在柔性基板上或制作在刚性基板上的量子点发光显示装置。

本实施例中，显示面板1具备显示功能。显示面板1包含一个由复数个显示像素1b所组成的显示阵列1a，显示像素1b的数量与显示面板1的分辨率相关，不同产品所需的分辨率不同，那么显示阵列1a中显示像素1b的数量也发生相应变化，在此所述的复数是指数量超过2的整数，即显示面板1包含一个由两个以上显示像素1b所组成的显示阵列1a。在显示阶段，显示阵列1a内的各个显示像素1b显示正常图像内容，以实现显示功能，在此不对显示阶段的显示过程和原理进行描述。

显示像素1b包含至少两种发出不同颜色光谱的子像素1c，可选显示像素1b包括发出红色r光谱的子像素、发出绿色g光谱的子像素和发出蓝色b光谱的子像素。在其他实施例中，还可选显示像素包括两种或三种以上不同颜色光谱的子像素，例如显示像素包括发出红色光谱的子像素和发出绿色光谱的子像素，在本发明中不限定显示像素中子像素的颜色种类和每种颜色子像素的数量。

参考图3所示可选显示面板1包括白色有机发光层1d和设置于白色有机发光层1d上的rgb三色滤光片1e，在此所述的上是指向出光侧的方向以及下是背离出光侧的方向，白色有机发光层1d发出的白色光线经过r色滤光片1e的滤色产生出r色光线，白色有机发光层1d发出的白色光线经过g色滤光片1e的滤色产生出g色光线，白色有机发光层1d发出的白色光线经过b色滤光片1e的滤色产生出b色光线。其中r为红色且r色滤光片所覆盖的区域定义为发出红色光谱的子像素、g为绿色且g色滤光片所覆盖的区域定义为发出绿色光谱的子像素、b为蓝色且b色滤光片所覆盖的区域定义为发出蓝色光谱的子像素。在其他实施例中，还可选显示面板将直接发出rgb三色光谱的有机发光体分别置于rgb三个子像素中，r子像素的有机发光体直接发出红色光谱、g子像素的有机发光体直接发出绿色光谱、b子像素的有机发光体直接发出蓝色光谱。

本实施例中，指纹传感模组2覆盖在显示面板1上，用于传感指纹图像，可选指纹传感模组2放置在显示面板1的背面，也可选指纹传感模组2放置在显示面板1的正面。指纹传感模组2包含一个由复数个光敏像素2b所组成的传感阵列2a，在此所述的复数是指数量超过2的整数，即指纹传感模组2包含一个由两个以上光敏像素2b所组成的传感阵列2a。每个光敏像素2b的开关被打开后，会被写入显示面板1发出的光线投射到手指3表面后反射回来的光电信号，指纹传感模组2采集得到一幅强弱交替的图像。

显示阵列发出的光线遇到按压在显示和输入装置的玻璃盖板上的手指时，根据光线入射的手指不同位置会有不同强度的反射，手指指纹包括谷和脊。光线打在指纹的脊位置时，皮肤和玻璃盖板的折射率差异远远小于空气和玻璃盖板的折射率差异，较多的光线进入手指皮肤内部，则反射光线较暗；当光线打在指纹的谷位置时，是经过玻璃盖板进入空气再入射谷位置，而空气和玻璃盖板的折射率差异较大，使得光线有较高的反射率，因此反射光线较强。这样强弱交替的图像就是手指表面指纹在指纹传感模组中的映射。如果传感阵列完全覆盖整个显示阵列，该显示和输入装置就能够实现全显示区域的指纹识别，简称为全屏指纹识别。

本实施例中，显示阵列1a划分为显示区域一11、显示区域二12和显示区域三13。显示区域一11包含指纹图像3a和传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影相互重叠的区域，显示区域二12包含环绕显示区域一11的宽度至少为两个显示像素宽度的环状区域，显示区域三13包含除显示区域一11和显示区域二12以外的区域。指纹图像3a是手指3按压在显示和输入装置上的图像，可以理解为按压显示和输入装置的手指表面指纹区域，传感阵列2a用于采集正投影在其区域内的指纹图像3a的手指表面指纹反射信号，那么将指纹图像3a在显示阵列1a上的正投影和传感阵列2a在显示阵列1a上的正投影相互重叠的区域定义为显示区域一11。显示区域二12位于显示区域一11的外围，显示区域二12为环状且其内边缘与显示区域一11的外边缘相接，显示区域三13包含除显示区域一11和显示区域二12以外的区域。可以理解，用户指纹输入时，其指纹图像可能完全正投影在传感阵列的区域内，还可能部分正投影在传感阵列的区域内。可以理解，显示区域一二三的划分仅是虚拟划分，在结构上没有分割。

本实施例中，用户指纹输入时，指纹识别模组2启动并进入指纹传感阶段。在指纹传感阶段，显示区域一11作为照明指纹的面光源并均匀的照明指纹；指纹传感阶段包括至少一帧图像显示周期；在一帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出相同颜色的光谱，则指纹传感模组2采集得到相同颜色光谱指纹图像；在一帧图像显示周期内，显示区域二12作为显示区域一11和显示区域三13的过渡区域，其显示像素1b发出的过渡区域的光线既不同于显示区域一11的光谱的颜色和亮度，也不同于显示区域三13的光谱的颜色和亮度；在一帧图像显示周期内，显示区域三13显示正常图像内容，不因为是否有手指的按压而改变。手指按压处的显示器图像人眼无法观察到，而其他显示区域正常显示，因此显示区域一11的颜色和亮度不会干扰到人眼对于显示器的持续观察，保证了显示效果。同时，手指按压处用相同颜色光谱来照明指纹，则指纹传感模组2能够采集得到不同颜色的指纹图像。例如指纹传感阶段的一帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b中发出红色光谱的子像素发光，显示区域一11内的其他颜色子像素黑态，指纹传感模组2可以采集得到红色光谱指纹图像。

在相邻两帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素1b发出不同颜色的光谱，则指纹传感模组2在该相邻两帧图像显示周期内能够采集得到两幅不同颜色的指纹图像。

在此所述相同颜色光谱可以是单一颜色光谱，例如单一颜色光谱为红色，则指纹传感模组采集可得到单色(红色)光谱指纹图像；所述相同颜色光谱还可以是由两种单色光谱构成，例如红色和绿色的单色光谱的合成构成黄色光，同样的黄色光可以是光谱波长为555nm的单色光。

可以理解，显示面板的帧频、显示面板中显示像素的子像素的颜色种类、指纹传感模组的图像采集次数，这三个数值可以不相等。例如显示面板在一秒内放映90帧(即帧频90hz)，但在这一秒内显示面板中显示像素的子像素的颜色种类的变化次数可以小于等于90，指纹传感模组的图像采集次数可以小于等于90；例如显示面板帧频为90hz，但是显示像素的子像素的颜色种类的变化次数可以等于30次，指纹传感模组可以处于休眠状态，或者，指纹图像采集次数可以少于90次如30次等。

手指按压处的显示器图像人眼无法观察到，则手指按压处用相同颜色光谱来均匀性的照明指纹，指纹传感模组2能够采集得到相同颜色光谱指纹图像，显示区域三13在指纹传感阶段正常显示，其显示区域一11的颜色和亮度不会干扰到人眼对于显示器的持续观察，保证了人眼对于显示器的持续观察，保证了显示效果。

可选指纹传感阶段包括至少连续三帧图像显示周期，第1帧图像显示周期内，显示区域一中发出红色光谱的子像素发光；第2帧图像显示周期内，显示区域一中发出绿色光谱的子像素发光；第3帧图像显示周期内，显示区域一中发出蓝色光谱的子像素发光；指纹传感模组用于依次采集红色指纹图像、绿色指纹图像和蓝色指纹图像并传输到外部电路。在此通过外部电路将显示区域一的rgb三种颜色子像素在时间上顺序点亮，指纹传感模组的采集频率和rgb的点亮顺序可以完全同步，在时间上顺序采集红、绿、蓝三幅不同颜色光谱指纹图像，最后在外部电路中根据需要合成至少一幅彩色指纹图像。

在其他实施例中，还可选一帧图像显示周期内，显示区域一中发出的相同颜色光谱包括至少一种单色光谱，例如第1帧图像显示周期内，显示区域一中发出红色和绿色光谱的子像素按照设定能量比例同时发光；第2帧图像显示周期内，显示区域一中发出蓝色光谱的子像素同时发光；第3帧图像显示周期内，显示区域一中发出绿色和蓝色光谱的子像素按照设定能量比例同时发光。显然，不同颜色光谱均落入本发明的保护范围，本发明中不进行具体限定。

与现有技术相比，指纹传感模组可以在指纹传感阶段采集到至少两幅不同颜色的指纹图像，无需给光敏像素添加独立的滤光片，也无需对准显示阵列的显示像素和传感阵列的光敏像素以复用显示像素的滤光片，提高了光敏像素能够收集到的光线强度，降低了工艺制造难度；一帧图像显示周期内显示区域一内的显示像素发出相同颜色的光谱，该相同颜色光谱的反射信号在较厚的显示面板的玻璃盖板或表面的玻璃盖板内即使有多重反射和折射导致的光线的横向扩散，到达传感阵列还是相同颜色光谱，不会发生混色。如此可实现高图像灵敏度和高分辨率的彩色指纹图像采集。显示区域一11作为指纹按压区域，在指纹传感阶段的每帧图像显示周期内发出相同颜色光谱；显示区域三13作为正常显示区域，在指纹传感阶段的每帧图像显示周期内显示原有图像内容，其发出的光线强度和颜色完全由原图像数据本身所决定，和是否有手指按压以及显示区域一11发出的相同颜色光谱没有任何相关性。本实施例中，显示区域二12围绕着显示区域一11的边缘，设置在显示区域三13和显示区域一11之间，作为过渡区域且其显示像素发出的光谱的颜色和亮度不同于显示区域一11和显示区域三13，则显示区域三13的原图像数据的杂散光线通过玻璃盖板4即使发生横向扩散，也仅能进入显示区域二12的外边缘，无法越过显示区域二12进入显示区域一11，因此不会对彩色指纹图像的边缘产生干扰。进一步实现高图像灵敏度和高分辨率的彩色指纹图像采集。

可选的，显示像素包括至少一个发出红外光谱的子像素。可选指纹传感阶段包括连续多帧图像显示周期，通过外部电路将显示区域一的r、g、b和ir四种子像素在时间上顺序点亮，指纹传感模组的采集频率与r、g、b、ir的点亮顺序可以完全同步，在时间上顺序采集红、绿、蓝、红外单色光谱指纹图像，最后在外部电路中根据需要合成至少一幅彩色指纹图像，或者通过图像融合的方法得到多光谱的图像，或者对不同颜色包括红外的图像做相互的运算，抽出更多有价值的体现生物特征的静态和动态的信息。

发出红外光谱ir的子像素发出的红外光线能够通过手指表面进入手指内部并经其中的血液成分反射，如此外部电路根据指纹传感模组采集得到的红外指纹图像可以探测到手指皮肤下的毛细血管内血液的扩散动态信息，提高进一步判定是否真假手指的准确性。具体地说，手指的近红外反射光携带了毛细血管中的血红蛋白的重要信息，含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白对于近红外光的吸收不同，从而检测手指皮肤反射回来的近红外图像就可以判断血管中的含氧量，甚至可以诠释部分生物状况，以此获得手指的颜色信息和毛细血管中的血液含量的信息，足以判断手指真假。需要特别说明的是，虽然显示像素中没有包括能够专门透过红外光谱的子像素，但是可以理解通常使用的r,g,b彩色滤光片可以透过一定程度的ir光线，所以在实际应用上可以不用专门设置一个透过ir的子像素。

可选的，显示面板的帧频大于或等于30hz且小于或等于240hz。

本实施例中，指纹传感模组可以在指纹传感阶段采集到至少两幅不同颜色光谱指纹图像，无需给光敏像素添加独立的滤光片，也无需对准显示阵列的显示像素和传感阵列的光敏像素以复用显示像素的滤光片，提高了光敏像素能够收集到的光线强度，降低了工艺制造难度。一帧图像显示周期内显示区域一内的显示像素发出相同颜色的光谱，该相同颜色光谱的反射信号在较厚的显示面板的玻璃盖板或者表面的玻璃盖板内传播时即使有多重反射和折射导致的光线的横向扩散，到达传感阵列还是相同颜色光谱，不会发生混色；显示区域二围绕着显示区域一的边缘，显示区域三的原图像数据的杂散光线无法进入显示区域一，因此不会对彩色指纹图像的边缘产生干扰。如此实现高图像灵敏度和高分辨率的彩色指纹图像采集，提高指纹图像质量。外部电路合成得到高图像灵敏度和高分辨率的指纹图像，可以实现对真假手指的准确判断，提高判断准确度。

外部电路包含图像处理电路，图像处理电路将得到的不同颜色光谱的指纹图像合成，可以得到彩色的高分辨率的指纹图像，可以实现对真假手指的准确判断，提高判断准确度。可选显示面板的帧频大于或等于30hz且小于或等于240hz，对于人眼来说，其时间响应速度在0.1秒左右，当显示面板的帧频高于30hz的时候，基本不再感受到画面的闪烁和颜色的切换。

使用硅半导体为光敏器件和信号传输器件的单色或所谓黑白图像传感器，比如ccd(chargecouplingdevice)或者cis(cmosimagingsensor)，采用高速帧传感模式，就可以获取帧频高于90hz的相同颜色指纹图像，而且这些图像传感器是不需要使用彩色滤光片的，所以其灵敏度比起使用彩色滤光片的图像传感器来说至少提升了三倍。在用于彩色指纹探测的过程中，能够获取手指皮下毛细血管中的血液快速扩散的高速的动态图像，从而精确判定真假指纹的按压。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选参考图3所示显示区域二12的环宽度w大于或等于两个显示像素的宽度且小于或等于5mm。本实施例中，显示区域三13的原图像数据的杂散光线通过显示和输入装置的玻璃盖板4会发生横向扩散，根据光线在玻璃盖板4中的横向扩散程度，设定环形区的宽度w范围为两个显示像素的宽度到5mm。这个宽度当然和光线在玻璃盖板4中的横向扩散的宽度相关，扩散宽度越大，这个环形区域的宽度w也就应该越大。对于很多移动显示屏来说，一个显示像素包括r,g,b三种颜色的子像素在内的宽度大约为30微米到100微米左右，减薄到极致的玻璃盖板也有可能减少到这个厚度，所以设定两个显示像素的宽度则是环形区域的下限宽度。工业上或者军事上需要用到的较厚的保护玻璃盖板加上通常在玻璃盖板下的偏光片的厚度，以及加上oled的封装玻璃盖板的厚度，总的厚度也有可能达到毫米级别，所以这个环形宽度的上限设定为5毫米。在此所述的显示像素可以是一个包括若干颜色的子像素的像素。

可以理解，产品尺寸等参数发生变化时，相关从业人员可检测光线在目标产品中的横向扩散程度，再以此设定更精准的环形区的宽度参数，有效达到阻挡杂散光线对彩色指纹图像的边缘产生干扰的效果，因此环宽度不限于上述示例参数。

在其他实施例中，还可选参考图4所示显示区域二12的环形区宽度w大于发光层1d到玻璃盖板4的触摸表面的垂直距离h1。玻璃盖板4的背离发光层1d的一侧表面为触摸表面，指纹识别时用户手指指纹触摸玻璃盖板4的触摸表面。发光层1d到玻璃盖板4的触摸表面的垂直距离h1实质为发光层1d到手指指纹的垂直距离，如此可有效地抑制指纹周围的显示区域发出的光线对指纹探测的影响，提高指纹图像的灵敏度和分辨率。

可以理解，如果发光层到玻璃盖板的触摸表面的垂直距离相对于玻璃盖板的厚度可以忽略不计的话，那么还可选显示区域二的环形区宽度大于玻璃盖板的厚度。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选在指纹传感阶段，至少在一帧图像显示周期内，显示区域二内的显示像素不发出光线。显示区域二作为完全黑暗的隔离条带，其显示像素不发出任何光线，从而这个环形区域对于指纹图像的干扰能够减少到最小。

环境光线，尤其是在阳光比较强烈的室外环境中，强烈的环境光线会通过手指周围的空间向着显示屏下方的传感阵列注入杂散光线。本实施例中，显示区域二围绕着显示区域一的边缘，则环境光线仅能够进入显示区域二而不会进入显示区域一，不会对彩色指纹图像的边缘产生干扰，还能够提高指纹图像的对比度。同时，显示区域二内的显示像素不发出光线，则穿过显示区域二的光线基本来自于环境光，显示区域二覆盖的光敏像素可以探测得到环境光信号，据此指纹传感模组可以在显示区域二探测得到背景图像，外部电路将背景图像和彩色指纹图像相减，能够消除环境光和周边显示区域的光线给指纹图像带来的干扰，进一步提高指纹图像质量。从而能够提高真假手指判断准确性。

可选的，显示区域二还包括与显示区域一接壤的过渡区一以及与显示区域三接壤的过渡区二；在指纹传感阶段，至少在一帧图像显示周期内，过渡区一内的显示像素发出和显示区域一同样颜色的光谱，过渡区二内的显示像素不发出光线。显示区域二显示出从显示区域一的颜色和亮度过渡到全黑色的缓慢梯度或者分区域的颜色或亮度变化的过程，也就是说，显示区域二可以包括和显示区域一接壤的内环或者称为过渡区一，还包括和显示区域三接壤的外环或者称为过渡区二。过渡区一内的显示像素显示出和显示区域一同样的颜色和亮度，过渡区二内的显示像素显示出黑色或者说不发光，过渡区一和过渡区二之间的界限可以是分明的也可以是模糊的或渐变的。这样安排的结果，指纹边缘处的亮度和指纹图像中心部的亮度的差异被减小了，同时也防止了过多的显示区域二的光线通过盖板玻璃的横向扩散进入指纹图像区域，干扰彩色指纹图像的采集。如此靠近指纹的边缘依然有均匀照明的光线，保证了指纹的边缘图像和指纹中间的图像有同样的亮度和清晰度。

可选的，在指纹传感阶段，至少在一帧图像显示周期内，显示区域二内的显示像素发出和显示区域一同样颜色的光谱。显示区域二内的显示像素发出和显示区域一同样颜色的光谱，显示区域一和显示区域二使用相同颜色光线均匀照明指纹，则手指紧密接触玻璃盖板的整体区域即显示区域一的亮度均匀，不会出现手指紧密接触玻璃盖板的边缘处的亮度稍暗的问题，整个显示区域一都有均匀的亮度照明，从而使得指纹图像对比度均匀。在其他实施例中还可选显示区域二使用相同颜色的光线，而非单波长的单色光，也能够适当提升对比度均匀性。参考图4和图5可选均匀照明的显示区域二的环宽度为0.5h1～10h1，其中，h1为发光层1d到玻璃盖板4的上表面的垂直距离。

可选的，如图6和图7所示在指纹传感阶段，至少在一帧图像显示周期内，显示区域一11内的显示像素的亮度为零，指纹传感模组采集至少一次暗背景图像dark并传输到外部电路用于从指纹图像中去除环境噪声和背景噪声。指纹传感阶段包括多帧图像显示周期，可选其中至少一帧图像显示周期内显示区域一内的显示像素的亮度为零，则穿过显示区域一的光线基本来自于环境光和其他区域扩散的杂散光，显示区域一覆盖的光敏像素可以探测得到环境光信号，据此指纹传感模组可以在显示区域一探测得到背景图像，外部电路将背景图像和彩色指纹图像相减，能够消除环境光和周边显示区域的光线给指纹图像带来的干扰，进一步提高指纹图像质量。从而能够提高真假手指判断准确性。可以理解，环境背景不会在短时间内频繁变化，基于此，每个指纹传感阶段采集背景图像的次数可以仅为一次。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选显示阵列还包括：指纹识别区，指纹识别区包括传感阵列在显示阵列上的正投影区域；电容触摸屏，电容触摸屏包含一个由复数个电极所组成的电极阵列；在触摸阶段，电容触摸屏采集电极阵列中每个电极的触摸电容值并传送到外部计算模块，外部计算模块计算指纹识别区内的触摸电容值的分布，并将触摸电容值从最大值降低到最大值的10％的位置定义为指纹图像的区域的边界，并将该指纹图像的信息发送给指纹传感模组并启动指纹传感阶段。

本实施例中，参考图1所示传感阵列2a实质为传感阵列在显示阵列1a上的正投影区域，因此2a也可看做是指纹识别区2a。如图3所示显示和输入装置还包含电容触摸屏5，电容触摸屏5集成在显示面板1中，在其他实施例中还可选电容触摸屏贴合在显示面板的正面或背面。电容触摸屏5包含一个由复数个电极所组成的电极阵列，用于实现触摸检测。

本实施例中，电容触摸屏5还可以通过触摸检测确定指纹图像区域。在手指触摸到显示和输入装置的触摸表面的时候，置于装置中的电容触摸屏5可以根据电容式感应原理或超声原理探测到手指的位置以及手指皮肤和触摸屏表面的接触面积和形状。然后通过外部电路将该接触面积下方的rgb三种颜色的子像素在时间上顺序点亮。

如图8所示在触摸阶段，电容触摸屏采集电极阵列中每个电极的触摸电容值并传送到外部计算模块，外部计算模块计算指纹识别区内的触摸电容值的分布，并将触摸电容值从最大值降低到最大值的10％的位置capacitivewidth定义为指纹图像的区域的边界，并将该指纹图像的信息发送给指纹传感模组并启动指纹传感阶段。由于这种电容性的变化比较缓慢，指纹图像区域的边界确定有一定的模糊性，在此采用比较可靠的估算方法。电容触摸屏可以获取其中每个电极和手指的电容值并确定电容最大值及其位置，在确定电容值从最大值降低到最大值的10％的边界位置，则该边界位置限定的区域为指纹图像区域。在其他实施例中，还可选采用电容变化曲线的二次微分为零的所谓曲线的拐点来界定指纹图像区域的边界。

可选的在指纹传感阶段，指纹传感模块采集传感阵列中传感像素的光学响应分布值，并据此定义指纹图像区域。手指指纹有脊和谷，基于脊的反射光强和基于谷的反射光强差异较大，显然，手指指纹按压区域反射的光电信号强弱交替变换并存在差异较大的信号峰值和峰谷，其它显示区域的光电信号强弱变化非常小。基于此，指纹传感模块采集传感阵列中传感像素的光学响应分布值，查找到光电信号强弱交替变换和光电信号强度基本一致之间的多个光电强度拐点，多个拐点包围的区域opticalwidth被精确定义为指纹图像区域。

可以理解，综合以上实施例，可选的如果手指按压区域的边界在指纹探测光敏面之内，即指纹图像正投影在传感阵列内，可以使用光电信号响应的变化来确定指纹图像区域边界；可选的如果手指按压区域超出指纹探测光敏面，即指纹图像的局部正投影在传感阵列内，使用电容触摸屏的输出电容值的空间分布变化来确定指纹图像区域的边界。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。