TCL的AMOLED结合屏幕指纹技术解密

【嘉德点评】TCL的该项技术通过将显示屏驱动扫描电路中的指纹扫描单元形成指纹所需的单位像素的电容矩阵，并利用电容算法采集指纹，以实现在移动终端的任何显示区域进行指纹识别及相关的有效动作。

集微网消息，2020年2月13日，小米正式发布小米10和小米10 Pro，而这两款手机所拥有曲面+超小孔这般绝美外观的屏幕由TCL华星光电自主研发并生产，作为新一代显示技术，AMOLED具有低功耗、高色域、高亮度、高分辨率、宽视角、高响应速度等优点，因此备受市场的青睐。目前很多手机为了追求更高的显示效果及更低的功耗，AMOLED的自发光显示屏开始逐步被广泛使用。通过主动式AMOLED发光电路及原理，可以发现其结构和指纹识别结构有很多的相似性，并且通过电路的整合可以形成固有的指纹识别电路图案。

随着指纹识别在手机端的风靡，越来越多的指纹方案都出现在实际产品中，但是所有的指纹都由于其复杂的结构，或者实现原理，只能在手机一小部分区域实现相关的指纹识别及操作。目前指纹识别的能力也只是局限在对玻璃或者相关隔离板的穿透力的研究及发展，而很少关注于怎么实现在手机屏幕的任何区域进行手指指纹的识别及实现相关的有效动作。

因此，针对上述技术问题，TCL在15年12月15日申请了一项名为“驱动扫描电路、显示屏及移动终端”的发明专利（申请号：201510937651.8），申请人为惠州TCL移动通信有限公司。

根据该专利目前公布的资料，让我们一起来看看这项AMOLED结合屏幕指纹的技术吧。

如上图所示为现有的AMOLED驱动电路中每个驱动单元的电路示意图，可以看到，每个驱动单元包括两个薄膜晶体管(第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2)、一个电容Cs和一个OLED。

第一薄膜晶体管T1的栅极与横向的扫描信号线相连，扫描信号线提供开关电压Vsel，开关电压Vsel是第一薄膜晶体管T1的开关电压，当扫描线被选中时，第一薄膜晶体管T1导通，电流导通。第一薄膜晶体管T的源极与纵向的信号线相连，漏极与第二薄膜晶体管T2相连。

第二薄膜晶体管T2的栅极与第一薄膜晶体管T1的漏极相连，源极与阳极高电平Vdd相连，漏极与OLED相连。第一薄膜晶体管T1源极连接的讯号线提供驱动电压Vdata，当第一薄膜晶体管T1导通时，驱动电压Vdata能够驱动第二薄膜晶体管T2导通。

同时，该AMOLED驱动单元中还包括一个OLED，其两端分别与第二薄膜晶体管T2的漏极和阴极端相连。

而该专利正是在这样的结构上进行了改进，基于AMOLED和指纹识别的驱动扫描电路包括若干阵列排布的驱动扫描单元，驱动扫描单元则基于AMOLED驱动单元上进行的改进。

如上图为该发明的驱动扫描电路中每个驱动扫描单元的电路示意图，每个驱动扫描单元包括用于驱动OLED发光的AMOLED驱动单元和用于形成像素电容的指纹扫描单元。

AMOLED驱动单元包括第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3及OLED，第一薄膜晶体管T1与第一驱动电压Vdata1和第一开关电压Vsel1相连，第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3分别与阳极端和阴极端相连，OLED位于阴极端和第二薄膜晶体管T2之间。阴极端还包括第四薄膜晶体管T4，第四薄膜晶体管T4与第二驱动电压Vdata2和第二开关电压Vsel2相连。

该发明的AMOLED驱动单元和指纹扫描单元有且只有一个处于导通状态，第一驱动电压Vdata1和第一开关电压Vsel1控制第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3导通，第二驱动电压Vdata2和第二开关电压Vsel2控制第四薄膜晶体管T4截止，AMOLED驱动单元驱动OLED导通发光。

第一驱动电压Vdata1和第一开关电压Vsel1控制第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3截止，第二驱动电压Vdata2和第二开关电压Vsel2控制第四薄膜晶体管T4导通，第四薄膜晶体管T4形成像素电容进行指纹识别。

在驱动显示状态时，移动终端显示屏中的驱动扫描电路中的AMOLED驱动单元用于驱动OLED发光以实现移动终端的显示功能。

如上图所示为用于指纹识别的电容矩阵示意图，驱动扫描电路此时可以形成指纹所需的单位像素的电容矩阵，然后用自电容的算法采集指纹，匹配并进行解锁及支付等操作 ，自电容的算法为指纹识别中的常用算法。

在指纹扫描状态时，移动终端显示屏中的驱动扫描电路中的指纹扫描单元形成指纹所需的单位像素的电容矩阵，并利用电容算法采集指纹，以实现在移动终端的任何显示区域进行指纹识别及相关的有效动作。通过这样电路设计，合理的利用AMOLED材料本身的结构和特性，设计的电路方案巧妙的融合了AMOLED技术和屏幕指纹技术，得到了良好的效果。

以上就是TCL的驱动扫描电路以及显示屏设计，TCL前身为中国首批13家合资企业之一的TTK家庭电器（惠州）有限公司，最先从事录音磁带的生产制造，后来拓展到电话、电视、手机、冰箱、洗衣机、空调、小家电、液晶面板等领域。至今已经走过早期探索、跨国并购、稳步成长、全球化再出发四个阶段。正是这样不断的技术创新，不断的科技突破，才能够让TCL不断的成长，不断的壮大！