CN103955679A - 彩膜基板、阵列基板和显示装置 - Google Patents

彩膜基板、阵列基板和显示装置 Download PDF

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Abstract

一种彩膜基板、阵列基板和显示装置。所述彩膜基板或所述阵列基板包括：板体，所述板体具有显示区和非显示区；指纹感测层，位于所述非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。所述彩膜基板还包括彩膜层，设置于所述显示区，用于实现对光线的彩色过滤。所述彩膜基板或所述阵列基板集成了指纹感测层，因此，至少采用一所述彩膜基板或阵列基板的显示装置具有指纹的感测和识别功能，并且，由于指纹感测层集成在所述彩膜基板或所述阵列基板的板体上，不增加显示装置的厚度，并节省显示装置的成本。

Description

彩膜基板、阵列基板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种彩膜基板、阵列基板和显示装置。
背景技术
指纹是人体与生俱来的不变特征。指纹由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成。每个人的指纹独一无二，并且可以与他人的指纹相区别，因此指纹可以运用于个人身份验证。
现有常见的指纹识别装置通常为光学指纹传感装置和半导体指纹传感装置。光学指纹传感装置通常体积较大，运用受到一定的限制。而半导体指纹传感装置具有价格低、体积小和识别率高等优点，越来越多地运用在各类电子设备中。这当中，将半导体指纹传感装置与显示装置结合在一起，无疑能够带来一系列进步功能，例如：可利用指纹识别装置安全地对显示装置执行开启与关闭等等操作。
然而，现有技术中，在将显示装置与指纹识别装置结合在一起时，通常是将两个装置简单地叠加在一起，例如，将显示装置和指纹识别装置设置在同一电子设备的外壳中。这种简单的叠加结构会造成电子设备厚度(体积)增大和成本升高等问题。
发明内容
本发明解决的问题是现有集成指纹识别功能的显示装置厚度(体积)大且成本高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种彩膜基板，所述彩膜基板包括：板体，所述板体具有显示区和非显示区；彩膜层，设置于所述显示区，用于实现对光线的彩色过滤；还包括指纹感测层，位于所述非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。
为解决上述问题，本发明还提供了一种阵列基板，包括板体，所述板体具有显示区和非显示区；像素驱动层，设置于所述显示区，用于实现对像素的驱动和控制；还包括指纹感测层，位于所述非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。
为解决上述问题，本发明还提供了一种显示装置，包括：第一板体，具有第一显示区和第一非显示区；第二板体，具有第二显示区和第二非显示区，与所述第一板体相对设置；像素驱动层，设置于所述第二显示区，用于实现对像素的驱动和控制；还包括指纹感测层，位于所述第一非显示区或者所述第二非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。
所述彩膜基板、阵列基板和显示装置具有指纹的感测和识别功能，并且，由于指纹感测层集成在显示装置原本具有的第一板体或者第二板体上，因此，基本不增加显示装置的厚度和体积，并且同样节省了显示装置的成本。
除此之外，本发明提供的彩膜基板、阵列基板和显示装置还可以同时集成有触控层，所述触控层实现触控检测功能，使彩膜基板、阵列基板和显示装置的功能更加强大，应用范围更加广泛。并且，在一些情况下，还可以利用同一工艺同时制作触控层和指纹感测层的对应结构，从而节省工艺步骤，节约成本。
进一步的，通过设置导电线圈围绕在指纹感测层周边，从而使指纹感测层的检测模式发生改变，通过导电线圈先发射激励信号至手指，再接收手指与所述指纹感测单元耦合的感测信号，大幅提高指纹感测的信噪比，使指纹识别精度达到更高水平。换言之，由于采用了导电线圈，手指到指纹感测层的距离可以适当增加，从而使得指纹感测层的设置位置具有更多的选择，使得相应的彩膜基板、阵列基板和显示装置的结构可以有更多灵活的设计。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的彩膜基板剖面结构示意图；
图2是图1所示彩膜基板俯视结构示意图；
图3是图2所示彩膜基板中指纹感测层的放大示意图；
图4是图3所示指纹感测单元与手指的等效检测电路；
图5是图3所示指纹感测层的激励信号示意图；
图6是本发明又一实施例所提供的彩膜基板剖面结构示意图；
图7是图6所示彩膜基板俯视结构示意图；
图8是图7所示指纹感测层、导电线圈与手指形成的感测原理电路图；
图9是图7所示导电线圈的激励信号曲线以及指纹感测单元的感测信号曲线的示意图；
图10是本发明实施例所提供的阵列基板俯视示意图；
图11是图10所示阵列基板的剖面结构示意图；
图12是本发明实施例所提供的显示装置剖面示意图；
图13是本发明又一实施例所提供的显示装置剖面示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有具有指纹识别功能的显示装置通常是直接将指纹识别器件内置在显示装置的壳体中，因此导致显示装置的厚度和体积增加，成本升高。
为此，本发明提供一种彩膜基板、阵列基板和显示装置。所述彩膜基板将指纹感测层集成在其非显示区中的上表面或者下表面，所述阵列基板将指纹感测层集成在其非显示区中的上表面或者下表面，而所述显示装置则将指纹感测层集成在其相对的第一板体和第二板体的其中之一。无论是本发明提供的彩膜基板、阵列基板还是显示装置，均能够在不增加显示装置厚度(或者体积)的基础上实现触控识别功能，并同时降低具有触控识别功能的显示装置的成本。
需要说明的是，本说明书中，各结构的上表面是指各结构正对用户视线的表面，各结构的下表面指各结构背离用户视线的表面。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供一种彩膜基板，请参考图1，示出了所述彩膜基板的剖面结构。所述彩膜基板包括板体100，板体100具有显示区100V和非显示区100I，显示区100V和非显示区100I将板体100分为相邻的两部分。板体100还具有上表面(未标注)和下表面(未标注)，所述上表面和下表面位于显示区100V部分的面积相同且位置正对，所述上表面和下表面位于非显示区100I部分的面积相同且位置正对。
请继续参考图1，所述彩膜基板还包括触控层110，触控层110位于板体100的上表面，并且触控层110位于显示区100V。触控层110用于实现对触摸操作的检测。所述触摸操作泛指后续所述彩膜基板组装成显示装置之后，手指或者触控笔在靠近或者接触显示装置表面等输入操作。
请继续参考图1，所述彩膜基板还包括指纹感测层120，指纹感测层120位于非显示区100I，并且指纹感测层120位于板体100的上表面，指纹感测层120用于实现对指纹的感测和识别。所述指纹的感测和识别是泛指后续所述彩膜基板组装成显示装置之后，手指靠近或者按压在显示装置相应位置时，指纹感测层120对相应指纹的采集和识别处理。(本说明书后续通过图2、图3和图4的相关内容对指纹感测层120的结构、性质和原理作进一步说明。)
图1中虽未显示，但是所述彩膜基板还可以包括彩膜层，所述彩膜层设置于显示区100V。所述彩膜基板用于实现对光线的彩色过滤。所述彩膜层可以具有黑色矩阵和位于黑色矩阵网格中的彩色单元。所述彩色单元至少包括红(R)、绿(G)和蓝(B)三种颜色，并且还可以包括白(W)或者黄(Y)等颜色。
彩膜层既可以位于板体100的上表面，也可以位于板体100的下表面。当彩膜层位于板体100的上表面时，触控层110可以位于彩膜层内部，也可以位于彩膜层上方，或者位于彩膜层与板体100之间。当触控层110位于彩膜层内部时，触控层110具体可以位于黑色矩阵与彩色单元之间。
本实施例中，由于所述彩膜基板的非显示区100I集成了指纹感测层120，因此，后续采用所述彩膜基板的显示装置具有指纹的感测和识别功能，并且，由于指纹感测层120集成在彩膜基板的板体100上，基本不增加显示装置的厚度和体积，并且，由于不必额外提供承载指纹感测层120的基板，节省了相应显示装置的成本。
同时，由于所述彩膜基板的显示区100V还集成有触控层110，因此所述彩膜基板能够同时实现触控检测功能和指纹识别功能，使后续使用所述彩膜基板的显示装置功能更加强大，应用范围更加广泛。
图2显示了图1所示彩膜基板的俯视示意图。图2中具有A-A’点划线，图1所示彩膜基板的剖面结构可由图2所示俯视示意图沿A-A’点划线剖切得到。
请参考图2，所述彩膜基板中，板体100的上表面可划分为显示区100V(图2中虚线框所示范围)和非显示区100I，其中显示区100V设置有触控层110。触控层110包括矩阵排布的多个触控电极111，以及连接触控电极111的走线112。触控层110还包括位于非显示区100I的引脚113。每个触控电极111通过走线112电连接至引脚113。
图2还显示了位于所述彩膜基板非显示区100I的指纹感测层120。本实施例中，指纹感测层120具体可以为划擦式指纹感测层。划擦式指纹感测层的使用过程中，使用者的手指在指纹感测层上方划过，即逐步让手指指纹的各个部分与指纹感测层正对，然后由程序将采集的图像拼接成一幅完整图像，实现指纹的采集和识别。
由于是划擦式指纹感测层，因此指纹感测层120的大小可以根据指纹识别所需精度来确定。如果指纹感测层120的面积较小，则指纹识别的精度也较低。因此，为了保证指纹识别精度，最好使用面积较大的指纹感测层。但是同时，指纹感测层120的面积也不宜太大，以免造成不必要的浪费。具体的，指纹感测层120的长度范围可以为5mm～10mm，宽度范围可以为0.05mm～5mm。
请参考图3，图3显示了图2所示指纹感测层120的放大示意图。指纹感测层120包括阵列排布的多个指纹感测单元121，每个指纹感测单元121通过走线122电连接至引脚123，引脚123再电连接至驱动芯片(未示出)。
指纹感测单元121需实现报点功能，一般其面积需要在20μm×20μm以上。指纹感测单元121面积太小，对指纹的检测精度有影响，而如果指纹感测单元121面积太大，对处理指纹图像灰度有影响。具体的，每个指纹感测单元121的长度范围可以为20μm～100μm，宽度范围可以为20μm～100μm，即设置指纹感测单元121的面积在(20μm～100μm)×(20μm～100μm)为宜。
指纹感测单元121的个数可以根据指纹识别所需精度确认，例如可以为50个～500个，在一个具体的设计中，可以设置200个指纹感测单元121，并且200个指纹感测单元呈4行50列的阵列排布。
指纹感测单元121的材料可以为透明导电金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)或者氧化锌(ZnO)等，但是由于指纹感测单元121位于非显示区100I，因此其材料也可以是金属，例如具体可以为铜、铝、银或钨等，并且金属的导电性能更好，可以加强信号检测作用。
走线122的材料同样可以为透明导电金属氧化物，例如铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)、铜、铝、银或钨等。
走线122可以与指纹感测单元121位于同一层。但是走线122也可以与指纹感测单元121位于不同层，从而提高指纹识别的灵敏度，例如可以通过绝缘层将走线122与指纹感测单元121隔开，并通过穿孔连接工艺使两者电连接。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，指纹感测层内部的具体结构可以变换，例如指纹感测单元的形状可以是三角形、五边形或者六边形等。走线的连接方式也可以变换，例如从同一列或者同一行指纹感测单元的两侧引出等，从而使走线所占面积更小，使指纹感测层的有效检测面积增大。本发明对指纹感测层内部的具体结构不作限定。
本实施例中，指纹感测层120为单层结构，因此，其结构简单，制作工艺简单，并且制作成本低。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，指纹感测层也可以为多层结构，例如指纹感测单元位于一绝缘层的上表面，而走线位于该绝缘层的下表面，并且指纹感测单元和走线之间通过贯穿该绝缘层的导电材料一一电连接。
本实施例中，由于触控层110和指纹感测层120均位于板体100的上表面，并且两者可以采用相同的材料制作，因此，可以利用触控层110的制作工艺同时制作指纹感测层120，例如在制作触控层110的触控单元111时，同时制作指纹感测层120的指纹感测单元121，在制作与触控单元111连接的走线112时，同时制作与指纹感测单元121连接的走线122，从而节省工艺步骤，节约成本。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，触控层的具体结构可以变换，例如触控电极的形状可以是三角形、五边形或者六边形等，与触控单元连接的走线位置也可以变换，例如从同一列或者同一行触控电极的两侧引出等。
在本发明其它彩膜基板的实施例中，触控层也可以位于板体的下表面。此时，指纹感测层既可以位于板体的上表面，也可以位于板体的下表面。当指纹感测层位于板体的下表面时，触控层和指纹感测层位于板体的同一表面，因此，可以利用触控层的制作工艺同时制作指纹感测层，从而节省工艺步骤并节约成本。而当指纹感测层仍然位于板体的上表面时，触控层和指纹感测层位于板体的不同表面，此时，可以减小两者之间的相互影响。触控层也可以为多层结构，所述多层结构可以位于板体的上表面或下表面，所述多层结构也可以同时位于板体的上表面和下表面。本发明对触控层的具体结构和位置不作限定。
需要说明的是，在本发明其它彩膜基板的实施例中，彩膜基板也可以没有触控层。此时，彩膜基板仍然具有指纹感测层。相对现有显示装置而言，采用本发明所提供的没有触控层的彩膜基板时，整个显示装置仍然具有指纹感测和识别的功能，并且显示装置的结构紧凑，成本降低。
请参考图4，手指F1(图4中手指用虚线框表示)和指纹感测单元121的等效检测电路如图4所示。手指F1存在对地的第一电容器C1，并且手指F1与地面之间会形成一个等效电阻R1。在指纹感测层120实现对指纹的识别时，每个指纹感测单元121会与手指F1(包括指纹的谷与脊)耦合形成一个第二电容器C2。等效检测电路中还具有运算放大器P1，运算放大器P1其中一个输入端连接指纹感测单元121，另一个输入端接地。运算放大器P1的输出端输出电压Ut。指纹感测单元121与运算放大器P1的输出端之间还会形成一个第三电容器C3。
在同一个指纹识别检测周期中，各指纹感测单元121对应的手指F1指纹不同(有些指纹感测单元121与指纹的谷正对，有些指纹感测单元121与指纹的脊正对)，因此，各指纹感测单元121耦合形成的第二电容器C2的电容大小不同。
图5显示了在一个检测周期T中，各电容器的电压大小及变化情况。在检测周期T的第一阶段t1中，第一阶段t1初始时刻各电容器的电压均为初始值U1，随着时间的推移，驱动芯片发射激励信号至各指纹感测单元121，每个指纹感测单元121接受激励信号，从而开始对每个电容器中进行充电，使各电容器的电压由初始值U1逐渐升高到最高值U2；在检测周期T的第二阶段t2中，指纹感测单元121维持在最高值U2，以保证各电容器达到充电稳定状态；在检测周期T的第三阶段t3中，指纹感测单元121接收放电信号，从而使各电容器开始放电，各电容器的电压开始由最高值U2逐渐降低到初始值U1，产生感测信号；在检测周期T的第四阶段t4中，各电容器电压维持在初始值U1，一方面使各电容器放电完全，另一方面保证两次检测周期T有足够的间隔。通过第一阶段t1、第二阶段t2和第三阶段t3，使最初驱动芯片发射的激励信号在指纹感测单元121与手指之间发生耦合作用产生感测信号，指纹感测单元121接收感测信号，并将感测信号传输至驱动芯片，驱动芯片根据感测信号获取指纹信息。其中，电压初始值U1可以为零伏特。
在一个检测周期T的第一阶段t1中，虽然各第二电容器C2的电压值均达到最高值U2，但是由于每个第二电容器C2的电容大小不同，因此各第二电容器C2所存储的电荷量不同。同样的，在一个检测周期T的第三阶段t3中，虽然每个第二电容器C2的电压变化差值相同，均为(U2-U1)，但是正如前面所述，各第二电容器C2的电容大小不同，因此各第二电容器C2的释放的电荷量不同，即各指纹感测单元121接收到的感测信号不同。在感测信号的处理过程中，可以通过信号放大器等器件放大所述感测信号，并将所述感测信号传送至驱动芯片，芯片通过运算得到各第二电容器C2的放电电荷量，进而得到各指纹感测单元121与指纹之间形成的第二电容器C2的电容大小，再根据各电容的大小计算出各指纹感测单元121正对的是指纹的谷或脊，从而获得相应的指纹识别信息。
请参考图6，本发明又一实施例提供另一种彩膜基板。所述彩膜基板的基本与前述实施例所提供的彩膜基板相同，具体包括板体100，板体100具有显示区100V和非显示区100I，显示区100V和非显示区100I相邻。所述彩膜基板还包括触控层110，触控层110位于板体100的上表面，并且触控层110设置于显示区100V。所述彩膜基板还包括指纹感测层130位于板体100的上表面，并且指纹感测层130位于非显示区100I，指纹感测层130用于实现对指纹的感测和识别。本实施例所提供的彩膜基板中，各所述结构的位置和性质可参考前述实施例相应内容。
请继续参考图6，与前述实施例不同的是，本实施例提供的所述彩膜基板还具有导电线圈140。导电线圈140位于指纹感测层130周边。
图7显示了图6所示彩膜基板的俯视示意图。图7中具有B-B’点划线，图6所示彩膜基板的剖面结构可由图7所示俯视示意图沿B-B’点划线剖切得到。
请参考图7，所述彩膜基板中，板体100的上表面被显示区100V(图7中虚线框所示范围)和非显示区100I分隔成两部分，其中显示区100V设置有触控层110。触控层110包括矩阵排布的多个触控电极111，以及连接触控电极111的走线112。触控层110还包括位于非显示区100I的引脚113。每个触控电极111通过走线112电连接至引脚113。每个指纹感测单元111可以通过走线112电连接至驱动芯片(未示出)。导电线圈140与指纹感测层130位于彩膜基板的非显示区，并且，如图7所示，导电线圈140围绕在指纹感测层130周边。同时，导电线圈140同样电连接至所述驱动芯片(未示出)。
本实施例中，导电线圈140与指纹感测层130位于所述板体的同一表面(上表面或者下表面)。但是，在本发明的其它实施例中，导电线圈也可以与指纹感测层位于板体的不同表面(上表面或者下表面)。
请参考图8，手指F2(图8中手指用虚线框表示)、导电线圈140和所述指纹感测单元的等效检测电路如图8所示。在指纹感测层130进行指纹识别时，所述驱动芯片发射激励信号至导电线圈140，导电线圈140将激励信号传输至手指F2，从而使手指F2带有电信号。手指F2接地，手指F2与地面之间会形成一个等效电阻R2。由于手指F2相带有电信号，因此在手指F2与导电线圈140之间耦合形成第四电容器C4，在手指F2与地之间耦合形成第五电容器C5，而手指F2与其中一个所述指纹感测单元之间耦合形成第六电容器C6，即手指F2的指纹与整个指纹感测层130形成多个第六电容器C6。检测电路中具有运算放大器P2，运算放大器P2其中一个输入端连接所述指纹感测单元，另一个输入端接地，运算放大器P2的输出端输出电压Ud。所述指纹感测单元与运算放大器P2的输出端之间还会形成一个第七电容器C7。
请继续参考图8，在导电线圈140将激励信号传输至手指F2的阶段，电路对手指F2与导电线圈140之间的第四电容器C4进行充电。在充电结束时，所述指纹感测单元检测手指F2与所述指纹感测单元之间的电荷变化量，并将电荷变化量的信息传输至所述驱动芯片，即：所述激励信号在手指F2与所述指纹感测单元发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片。由于手指F2中，指纹的谷和脊与所述指纹感测单元形成的电容大小不同，因此，输出端对应输出的电压Ud也不同，根据不同的电压Ud可以得到不同第六电容器C6的电容值，所述驱动芯片根据多个所述感测信号得到多个第六电容C6的电容值，从而获取指纹信息。
请参考图9，示出了激励信号曲线和感测信号曲线。其中，激励信号曲线Tx为导电线圈140发射的激励信号曲线，感测信号曲线Rx为其中一个所述指纹感测单元接收的感测信号曲线，感测信号曲线Rx(n+1)为另一个所述指纹感测单元接收的感测信号曲线。如图9所示，导电线圈140发射的所述激励信号具体可以为脉冲方波电压。具体的，导电线圈140可以按一定频率不断发送激励信号，而各所述指纹感测单元可以按时间先后顺序逐一接收感测信号。例如：在导电线圈140发射图9所示前两个脉冲方波电压时，其中一个所述指纹感测单元在每个脉冲方波电压之后接收一个感测信号，如感测信号曲线Rx所示；在导电线圈140发射图9所示后两个脉冲方波电压时，另一个指纹感测单元Rx(n+1)在每个脉冲方波电压之后接收一个感测信号，如感测信号曲线Rx(n+1)所示。需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以以其它信号发送和接收方式实现指纹识别。
由以上检测原理可知，为使指纹识别更加准确，应尽量使导电线圈140靠近手指，并远离指纹感测层130。因此，可以设置导电线圈140位于彩膜基板板体的上表面，而指纹感测层130位于彩膜基板板体的下表面。
导电线圈140的材料可以为铝、钼、铌、铜和银中的一种或者两种以上的组合，也可以是其它适合的导电材料。如果导电线圈140的厚度小于0.5μm，其电阻太大，无法起到良好的信号发射作用，因此导电线圈140的厚度可以设置为0.5μm以上。
本实施例通过设置导电线圈140围绕在指纹感测层130周边，从而使指纹感测层130的检测模式发生改变，通过导电线圈140先发射激励信号至手指，再接收手指与所述指纹感测单元耦合的感测信号，大幅提高指纹感测的信噪比，使指纹识别精度达到更高水平。换言之，由于采用了导电线圈140，手指到指纹感测层130的距离可以适当增加，从而使得指纹感测层130的设置位置具有更多的选择，使得整个彩膜基板的结构可以有更多灵活的设计。
请参考图10，本发明又一实施例提供一种阵列基板，图10显示了所述阵列基板的俯视示意图。所述阵列基板包括板体200，板体200具有上表面(未标注)和下表面(未显示)，图10中显示了板体200上表面。板体200的上表面(下表面)可分为显示区200V(图10中虚线框所示范围)和非显示区200I，显示区200V和非显示区200I相邻。
请继续参考图10，所述阵列基板还包括指纹感测层220，指纹感测层220位于所述非显示区200I，并且指纹感测层220位于板体200的上表面。指纹感测层220用于实现对指纹的感测和识别。所述指纹的感测和识别是泛指后续所述阵列基板组装成显示装置之后，手指靠近或者按压在显示装置相应位置时，指纹感测层220对相应的指纹的采集和识别处理。
请参考图11，图11为图10所示阵列基板沿图10中的C-C’点划线切割得到的剖面结构示意图。从中可以看到，所述阵列基板还包括像素驱动层(未标注)，所述像素驱动层设置于显示区200V，用于实现对像素的驱动和控制。所述像素驱动层包括公共电极层201、钝化层202和像素电极层203等结构。像素电极层203可以具有多个像素电极。所述像素驱动层还可以包括多个薄膜晶体管，各薄膜晶体管对应控制各像素电极，而所述薄膜晶体管的栅极和源极分别与扫描线和数据线电连接，从而形成薄膜晶体管阵列。所述阵列基板的非显示区200I还具有驱动芯片210，所述扫描线和数据线可以电连接至驱动芯片210，从而方便后续集中通过柔性印刷电路板等结构电连接相应的芯片。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，指纹感测层也可以位于板体的下表面，但是指纹感测层始终位于板体的非显示区。
图11中虽未显示，但是本实施例所提供的阵列基板还可以包括触控层，所述触控层可以位于板体的上表面，并且触控层设置于显示区，触控层用于实现对触摸操作的检测。在本发明的其它实施例中，触控层可以和公共电极层或者像素电极层复用，例如，公共电极层同时用于触控检测，从而不必单独增加触控层，简化结构并节省工艺。触控层可以包括矩阵排布的多个触控电极，以及连接触控电极的走线。触控层还可以包括位于非显示区的引脚(未示出)，每个触控电极通过走线电连接至位于非显示区的所述引脚，所述引脚也可以电连接到上述驱动芯片。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，触控层中，触控电极的形状可以是三角形、五边形或者六边形等，走线可以从同一列或者同一行触控电极的两侧引出等。在本发明的其它实施例中，触控层也可以位于板体的下表面。本发明对触控层的具体结构和位置不作限定。
本实施例中，由于所述阵列基板的非显示区200I集成了指纹感测层220，因此，后续采用所述阵列基板的显示装置具有指纹的感测和识别功能，并且，由于指纹感测层220集成在阵列基板的板体200上，因此，不增加显示装置的厚度和体积，并且节省了显示装置的成本。同时，由于所述阵列基板的显示区200V还可以集成有触控层，因此所述阵列基板能够同时实现触控检测功能和指纹识别功能，使后续使用所述阵列基板的显示装置功能更加强大，应用范围更广。
本实施例中，指纹感测层内部的具体结构及其性质可参考前述实施例相应内容。并且，指纹感测层的感测原理与前述实施例相同，可以参照前述实施例相应内容。
在本发明的其它彩膜基板实施例中，同样可以在指纹感测层周边设置导电线圈，所述导电线圈可以位于所述阵列基板的上表面或者下表面，并且所述导电线圈电连接至驱动芯片。当设置所述导电线圈时，导电线圈与指纹感测层相互配合的感测原理同样可以参照前述实施例相应内容，本发明在此不再赘述。
请参考图12，本发明又一实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括第一板体310和与第一板体310相对设置的第二板体320。第一板体310具有第一显示区310V和第一非显示区310I，第一显示区310V和第一非显示区310I将第一板体310分隔成相邻的两部分。第一板体310具有第一上表面310a和第一下表面310b。第二板体320具有第二显示区320V和第二非显示区320I，第二显示区320V和第二非显示区320I将第二板体320分隔成相邻的两部分。第二板体320具有第二上表面320a和第二下表面320b。
请继续参考图12，所述显示装置还包括指纹感测层312，指纹感测层312位于第一板体310的第一非显示区310I，并且指纹感测层312位于第一板体310的第一上表面310a(即指纹感测层312位于第一板体310背离第二板体320的表面)。
由于指纹感测层312位于第一板体310背离第二板体320的表面即第一板体310的第一上表面310a，因此指纹感测层312能够与手指更加接近，因此，能够提高指纹感测层312的检测精度。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，指纹感测层312也可以位于所述第一板体310的第一下表面310b。
本实施例中，指纹感测层312采用划擦式指纹感测层，具体可以包括阵列排布的多个指纹感测单元(未示出)，每个指纹感测单元通过走线电连接至驱动芯片(未示出)，所述走线可根据需要进行设计，从而使指纹感测单元排列更加紧凑。
由于是划擦式指纹感测层312，因此指纹感测层312的长度范围可以为5mm～10mm，宽度范围可以为0.05mm～5mm。指纹感测层312的大小可以根据指纹识别所需精度来确定。
每个指纹感测单元的长度范围可以为20μm～100μm，宽度范围可以为20μm～100μm。指纹感测单元需实现报点功能，一般其面积需要在20μm×20μm以上，指纹感测单元面积太小，对指纹的检测精度有影响，而如果指纹感测单元面积太大，对处理指纹图像灰度有影响，因此，设置指纹感测单元的面积在(20μm～100μm)×(20μm～100μm)为宜。
所述指纹感测单元的材料可以为透明导电金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)或者氧化锌(ZnO)等，但是由于指纹感测单元位于非显示区，因此其材料也可以是金属，例如具体可以为铜、铝、银或钨等，并且金属的导电性能更好，可以加强信号检测作用。
本实施例中，指纹感测层312可以为单层结构，从而使其结构简单，并简化制作工艺，降低制作成本。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，指纹感测层的具体结构可以变换，例如指纹感测单元的形状可以是三角形、五边形或者六边形等。走线的连接方式也可以变换，例如从同一列或者同一行指纹感测单元的两侧引出等，本发明对指纹感测层的具体结构不作限定。走线可以与指纹感测单元位于同一层，但是也可以与指纹感测单元位于不同层。
请继续参考图12，显示装置还包括触控层311，触控层311设置于第一板体310的第一显示区310V，触控层311用于实现对触摸操作的检测。所述触摸操作泛指手指或者触控笔在靠近或者接触显示装置表面的各类输入操作。
触控层311同样位于第一板体310的第一上表面310a。此时，可以利用触控层311的制作工艺同时制作指纹感测层312，从而节省工艺节约成本。
触控层311可以包括矩阵排布的多个触控电极，以及连接触控电极的走线。触控层311还可以包括位于非显示区的引脚。每个触控电极可以通过走线电连接至位于非显示区的引脚。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，触控层的具体结构可以变换，例如触控电极的形状可以是三角形、五边形或者六边形等，走线的连接方式也可以变换，例如从同一列或者同一行触控电极的两侧引出等。在本发明的其它实施例中，当指纹感测层位于第一板体的第一显示区时，触控层也可以位于第一板体的第一下表面，或者也可以位于第二板体的第二显示区，例如第二上表面所在的第二显示区。触控层也可以具有多层结构，并且所述多层结构除了可以位于同一表面外，也可以位于不同表面，例如所述多层结构可以分别位于第一板体的表面和第二板体的表面。本发明对触控层的具体结构和位置不作限定。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，显示装置也可以没有触控层。此时，显示装置仍然具有指纹感测层。相对现有显示装置而言，本发明所提供的显示装置仍然具有指纹感测和识别的功能，并且显示装置的结构紧凑，成本降低。
请继续参考图12，所述显示装置还包括外盖板300，外盖板300位于第一板体310背离第二板体320的一侧，外盖板300正对指纹感测层312的位置具有导电线圈313，导电线圈313位于外盖板300背离指纹感测层312的表面(即外表面)。外盖板300可以的材料可以为强化玻璃或者有机玻璃等。
外盖板300正对指纹感测层312的位置可以为镂空区(未示出)，即外盖板300正对指纹感测层312的部分被挖空，从而暴露出其下方的指纹感测层312。而此镂空区被导电线圈313环绕，导电线圈313电连接驱动芯片(未示出)。由于手指表面呈凸起状，并且手指表面柔软，因此，当手指划过所述镂空区时，指纹与指纹感测层312的距离能够减小，因此，设置所述镂空区能够提高指纹的识别精度。外盖板300的厚度适宜较小，从而减小手指到指纹感测层的距离，提高指纹的识别精度。
在本发明的其它实施例中，导电线圈也可以位于外盖板面向第一板体的表面(即内表面)，并且此时，外盖板正对指纹感测层的位置也可以没有镂空区。在本发明的其它实施例中，外盖板的表面上也可以不设置导电线圈。
本实施例在外盖板300的外表面设置导电线圈313，因此，可以采取如图8所示的检测方式，在此不再赘述。
本实施例设置导电线圈313于外盖板300的外侧，因此，后续手指可以直接接触到导电线圈313，从而可以使所述驱动芯片发射的驱动信号能够更加有效地传输至手指。同时，外盖板300正对指纹感测层312的位置为镂空区，因此，当手指划过镂空区时，手指的指纹能够更加接近指纹感测层312，从而提高指纹感测层312对指纹的感测精度。
本实施例通过设置导电线圈313围绕在指纹感测层312周边上方，通过导电线圈313先发射激励信号至手指，再接收手指与所述指纹感测单元耦合的感测信号，可以大幅提高指纹感测的信噪比，使指纹识别精度达到更高水平。因此，采用导电线圈313的显示装置中，手指到指纹感测层312的距离可以适当增加，从而使得指纹感测层312的设置位置具有更多的选择，使得所述显示装置的结构可以有更多灵活的设计。
但是，在本发明的其它实施例中，也可以不设置导电线圈。当不存在导电线圈时，可以采取如图4所示的检测方式，在此不再赘述。
请继续参考图12，显示装置还包括像素驱动层，像素驱动层(未标注)设置于第二板体320的第二显示区320V，用于实现对像素的驱动和控制。像素驱动层包括公共电极层321、钝化层322和像素电极层323。像素电极层323可以具有多个像素电极(未示出)。
请继续参考图12，所述显示装置还包括位于第一板体310上方的第一偏振光片301和位于第二板体320下方的第二偏振光片302。
图12中虽未显示，但是，第一板体310与第二板体320之间可以具有液晶或者电子墨水。第一板体310上还可以具有彩膜层，彩膜层设置于第一显示区310V，用于实现对光线的彩色过滤，此时第一板体310作为彩膜基板，所述显示装置为液晶显示器。
本实施例中，公共电极层321与像素电极层323之间形成一种横向电场，所述横向电场的电场方向如图12中双向箭头(未标注)所示，即此时所述显示装置可以为“边缘场开关”型或为“横向电场”型液晶显示器。但是，在本发明的其它实施例中，所示显示装置也可以为其它类型的液晶显示器，本发明对此不作限定。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，第一板体310上也可以不具有彩膜层，此时所述显示装置为一种电子纸。当所述显示装置为液晶显示器或者电子纸时，所述显示装置还可以具有背光源(未示出)，所述背光源位于第二板体320背离第一板体310的一侧，即图12中第二偏振光片302下方。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，当第一板体310上不具有彩膜层时，第一板体310与第二板体320之间还可以具有有机发光层，并且不具有液晶或者电子墨水。此时第二板体320上的各层结构可以进行调整，第一板体310与第二板体320之间可以没有偏振光片，从而使所述显示装置成为有机发光二极管显示器。
本实施例所提供的显示装置中，包括第一板体310和第二板体320，并且还具有设置于第二非显示区320I的指纹感测层312，指纹感测层312能够实现对指纹的感测和识别。所述显示装置具有指纹的感测和识别功能，并且，由于指纹感测层集成在显示装置本身具有的第一板体310上，因此，基本不增加显示装置的厚度和体积，并且节省了显示装置的成本。
请参考图13，本发明又一实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括第一板体410和与第一板体410相对设置的第二板体420。第一板体410具有第一显示区410V和第一非显示区，本实施例中，第一非显示区的面积为零，即第一板体410的全部区域均位于第一显示区410V。第二板体420具有第二显示区420V和第二非显示区420I，第二显示区420V和第二非显示区420I将第二板体420分隔成相邻的两部分。
请继续参考图13，显示装置还包括指纹感测层424，指纹感测层424位于第二板体420的第二非显示区420I，指纹感测层424位于第二板体420的上表面，即指纹感测层424位于第二板体420面向第一板体410的表面，用于实现对指纹的感测和识别。需要说明的是，在本发明的其它实施例中，指纹感测层424也可以位于所述第二板体420的下表面。
指纹感测层424的结构和性质可参考前述实施例相应内容，本实施例对指纹感测层424的具体结构不作限定。
请继续参考图13，显示装置还包括触控层，触控层设置于第二板体420的第二显示区420V，触控层用于实现对触摸操作的检测。所述触摸操作泛指手指或者触控笔在靠近或者接触显示装置表面的输入操作。触控层同样位于第二板体420的上表面，并且进一步的，触控层可以与指纹感测层424同时位于第二板体420的上表面上的同一层，此时，可以利用触控层的制作工艺同时制作指纹感测层424，从而节省工艺节约成本。
触控层可以包括矩阵排布的多个触控电极，以及连接触控电极的走线。触控层还可以包括位于非显示区的引脚。每个触控电极可以通过走线电连接至位于非显示区的引脚。需要说明的是，在本发明的其它实施例中，触控层的具体结构可以变换，例如触控电极的形状可以是三角形、五边形或者六边形等，走线的连接方式也可以变换，例如从同一列或者同一行触控电极的两侧引出等。在本发明的其它实施例中，当指纹感测层位于第二板体的第二显示区时，触控层也可以位于第二板体的下表面，或者也可以位于第一板体的第一显示区，例如触控层可以位于第一板体的上表面或者下表面。触控层也可以具有多层结构，并且所述多层结构除了可以位于同一表面外，也可以位于不同表面，例如所述多层结构可以分别位于第一板体的表面和第二板体的表面。本发明对触控层的具体结构和位置不作限定。
需要说明的是，在本发明的其它实施例中，显示装置也可以没有触控层。此时，显示装置仍然具有指纹感测层424。相对现有显示装置而言，本发明所提供的显示装置仍然具有指纹感测和识别的功能，并且显示装置的结构紧凑，成本降低。
显示装置还包括柔性外盖板400，柔性外盖板400位于第一板体410背离第二板体420的一侧，并且柔性外盖板400同时部分弯折至第二非显示区420I，以覆盖指纹感测层424，柔性外盖板400正对指纹感测层424的位置具有导电线圈403(图13中显示的是剖面结构，因此仅显示导电线圈403的两截面)，导电线圈403位于柔性外盖板400背离指纹感测层424的表面。并且与前一实施例相同的，外盖板400正对指纹感测层424的位置可以为镂空区，即外盖板400正对指纹感测层424的部分被挖空，从而暴露出其下方的指纹感测层424。而此镂空区被导电线圈403环绕，导电线圈403电连接驱动芯片(未示出)。柔性外盖板400可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等有机材料形成。
本实施例中，指纹感测层424的感测方式可以参考前述实施例相应内容，在此不再赘述。
请继续参考图13，显示装置还包括像素驱动层，像素驱动层(未标注)设置于第二板体420的第二显示区420V，用于实现对像素的驱动和控制。像素驱动层可以包括公共电极层421、钝化层422和像素电极层423。像素电极层423可以具有多个像素电极。像素驱动层还可以包括多个薄膜晶体管，各薄膜晶体管对应控制各像素电极，而所述薄膜晶体管的栅极和源极分别与扫描线和数据线电连接，从而形成薄膜晶体管阵列。像素电极层423与公共电极层422之间形成横向电场，如图13的双向箭头(未标注)所示。
本实施例中，触控层可以与公共电极层421为同一层，既公共电极层421同时作用触控层。
请继续参考图13，第一板体410与第二板体420之间还可以具有液晶层或者电子墨水。第一板体410上方还具有第一偏振光片401，第二板体下方还具有第二偏振光片。第二板体420背离第一板体410的一侧还可以具有背光源。第一板体410上还可以具有彩膜层。或者第一板体410与第二板体420之间还可以具有有机发光层。具体可参考前述实施例相应内容。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (25)

1.一种彩膜基板，包括：
板体，所述板体具有显示区和非显示区；
彩膜层，设置于所述显示区，用于实现对光线的彩色过滤；
指纹感测层，位于所述非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：触控层，设置于所述显示区，用于实现对触摸操作的检测。
3.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述指纹感测层与所述触控层位于所述板体的同一表面。
4.如权利要求1、2或3所述的彩膜基板，其特征在于，所述指纹感测层为划擦式指纹感测层，所述指纹感测层包括阵列排布的多个指纹感测单元，每个所述指纹感测单元通过走线电连接至驱动芯片。
5.如权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，在所述指纹感测层实现对指纹的感测和识别时，所述驱动芯片发射激励信号至所述指纹感测单元，所述激励信号在所述指纹感测单元与手指之间发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片，所述驱动芯片根据所述感测信号获取指纹信息。
6.如权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：导电线圈，所述导电线圈围绕在所述指纹感测层周边。
7.如权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，在所述指纹感测层实现对指纹的感测和识别时，所述驱动芯片发射激励信号至所述导电线圈，所述导电线圈将所述发射激励信号传输至手指，所述激励信号在所述手指与所述指纹感测单元发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片，所述驱动芯片根据所述感测信号获取指纹信息。
8.一种阵列基板，包括：
板体，所述板体具有显示区和非显示区；
像素驱动层，设置于所述显示区，用于实现对像素的驱动和控制；
指纹感测层，位于所述非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。
9.如权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，还包括：触控层，设置于所述显示区，用于实现对触摸操作的检测。
10.如权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述指纹感测层与所述触控层位于所述板体的同一表面。
11.如权利要求8、9或10所述的阵列基板，其特征在于，所述指纹感测层为划擦式指纹感测层，所述指纹感测层包括阵列排布的多个指纹感测单元，每个所述指纹感测单元通过走线电连接至驱动芯片。
12.如权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，在所述指纹感测层实现对指纹的感测和识别时，所述驱动芯片发射激励信号至所述指纹感测单元，所述激励信号在所述指纹感测单元与手指之间发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片，所述驱动芯片根据所述感测信号获取指纹信息。
13.如权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，还包括：导电线圈，所述导电线圈围绕在所述指纹感测层周边。
14.如权利要求13所述的阵列基板，其特征在于，在所述指纹感测层实现对指纹的感测和识别时，所述驱动芯片发射激励信号至所述导电线圈，所述导电线圈将所述发射激励信号传输至手指，所述激励信号在所述手指与所述指纹感测单元发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片，所述驱动芯片根据所述感测信号获取指纹信息。
15.一种显示装置，包括：
第一板体，具有第一显示区和第一非显示区；
第二板体，具有第二显示区和第二非显示区，与所述第一板体相对设置；
像素驱动层，设置于所述第二显示区，用于实现对像素的驱动和控制；
指纹感测层，位于所述第一非显示区或者所述第二非显示区，用于实现对指纹的感测和识别。
16.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，还包括：触控层，设置于所述第一显示区和所述第二显示区的至少其中之一。
17.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述指纹感测层位于所述第一非显示区，并且所述指纹感测层位于所述第一板体背离所述第二板体的表面。
18.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述指纹感测层位于所述第二非显示区，并且所述指纹感测层位于所述第二板体面向所述第一板体的表面。
19.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，还包括：外盖板，所述外盖板位于所述第一板体背离所述第二板体的一侧。
20.如权利要求15、16、17、18或19所述的显示装置，其特征在于，所述指纹感测层为划擦式指纹感测层，所述指纹感测层包括阵列排布的多个指纹感测单元，每个所述指纹感测单元通过走线电连接至驱动芯片。
21.如权利要求20所述的显示装置，其特征在于，在所述指纹感测层实现对指纹的感测和识别时，所述驱动芯片发射激励信号至所述指纹感测单元，所述激励信号在所述指纹感测单元与手指之间发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片，所述驱动芯片根据所述感测信号获取指纹信息。
22.如权利要求20所述的显示装置，其特征在于，还包括：导电线圈，所述导电线圈位于所述外盖板、第一板体或者第二板体上，并且所述导电线圈电连接至所述驱动芯片；所述导电线圈围绕在所述指纹感测层周边，或者所述导电线圈围绕的区域正对所述指纹感测层。
23.如权利要求22所述的显示装置，其特征在于，在所述指纹感测层实现对指纹的感测和识别时，所述驱动芯片发射激励信号至所述导电线圈，所述导电线圈将所述发射激励信号传输至手指，所述激励信号在所述手指与所述指纹感测单元发生耦合作用产生感测信号，所述指纹感测单元接收所述感测信号，并将所述感测信号传输至所述驱动芯片，所述驱动芯片根据所述感测信号获取指纹信息。
24.如权利要求23所述的显示装置，其特征在于，所述外盖板正对所述指纹感测层的位置为镂空区，所述导电线圈环绕在所述镂空区周边，并且所述导电线圈位于所述外盖板背离所述第一板体的表面。
25.如权利要求23所述的显示装置，其特征在于，还包括：所述外盖板为柔性盖板，所述柔性盖板部分弯折至所述第二非显示区，并至少覆盖部分所述第二非显示区，以覆盖所述指纹感测层，所述导电线圈位于所述柔性盖板背离所述第一板体的表面。
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