CN105807521A - 一种阵列基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阵列基板、显示面板和显示装置。该阵列基板包括基板、设置在基板上的开关管和光敏元件，开关管用于控制像素的显示，开关管包括栅极，光敏元件包括透光电极、信号输出电极和夹设在透光电极和信号输出电极之间的光敏层，透光电极用于使按压到其上方的指纹表面反射的敏感光线透过并照射到光敏层上，信号输出电极用于根据照射到光敏层上的敏感光线输出电信号，以对指纹进行识别，透光电极连接栅极。该阵列基板通过使透光电极连接栅极，实现了显示与指纹识别的同步，从而使该阵列基板的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了阵列基板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。

Description

一种阵列基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种阵列基板、显示面板和显示装置。
背景技术
20世纪90年代后期，香港理工大学与清华大学率先开创了指纹识别技术研究领域，指纹识别具有精度高，速度快，价格低，用户接受度高等优点，因此该领域开创以来，就得到了学术界的充分重视，国内外很多的高校和科研机构纷纷加入到该研究领域中，并取得了一系列的成果。
目前，越来越多的显示产品中增加了指纹识别功能，但这些显示产品的结构通常是通过在显示像素中添加控制晶体管和光敏元件(如光敏电阻或者光敏二极管)的方式实现的，即控制晶体管对光敏元件的感光进行控制，以实现对指纹的识别。
目前对光敏元件的控制方案通常是对控制晶体管单独进行控制，如将控制晶体管的扫描控制线单独设置，且单独对控制晶体管进行扫描控制，同时，显示产品中显示用的晶体管和扫描线单独设置，用于控制显示产品中像素的正常显示。
目前这种指纹识别功能的设计使显示画面显示与指纹识别不能同步进行，即观看显示画面时不能同时进行指纹识别，而且对指纹识别的扫描时间需要单独进行设置；在实际应用中，比如指纹开锁、指纹触发屏幕或者支付界面的指纹识别支付，均不能实现显示画面正常显示情况下的指纹识别功能，这给实际应用造成了很大的不便。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种阵列基板、显示面板和显示装置。该阵列基板通过使透光电极连接栅极，实现了显示与指纹识别的同步，从而使该阵列基板的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了阵列基板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
本发明提供一种阵列基板，包括基板、设置在所述基板上的开关管和光敏元件，所述开关管用于控制像素的显示，所述开关管包括栅极，所述光敏元件包括透光电极、信号输出电极和夹设在所述透光电极和所述信号输出电极之间的光敏层，所述透光电极用于使按压到其上方的指纹表面反射的敏感光线透过并照射到所述光敏层上，所述信号输出电极用于根据照射到所述光敏层上的所述敏感光线输出电信号，以对所述指纹进行识别，所述透光电极连接所述栅极。
优选地，所述光敏元件对应设置在所述开关管的正投影方向上，且所述光敏元件位于所述开关管的远离所述基板的一侧。
优选地，所述信号输出电极、所述光敏层和所述透光电极依次远离所述开关管设置。
优选地，所述开关管还包括源极和漏极，所述源极和所述漏极同层设置且相互间隔，所述光敏元件对应覆盖所述源极和所述漏极之间的间隔区域；所述信号输出电极采用与所述栅极相同的材料。
优选地，所述栅极在正投影方向上完全遮挡所述光敏元件。
优选地，还包括透明电极，所述透明电极设置在所述源极和所述漏极上方，所述透光电极与所述透明电极采用相同材料且同层设置；所述光敏层采用硫化铅、非晶硅或多晶硅材料。
本发明还提供一种显示面板，包括上述阵列基板。
优选地，还包括彩膜基板和背光源，所述彩膜基板与所述阵列基板对合，所述背光源设置在所述阵列基板的远离所述彩膜基板的一侧，用于为对合的所述阵列基板和所述彩膜基板提供背光；
所述背光源包括敏感光源，所述敏感光源用于发射所述敏感光线；
所述彩膜基板包括黑矩阵，所述黑矩阵对应遮挡所述开关管所在区域，所述黑矩阵对应所述光敏元件的区域能透过所述敏感光线。
优选地，所述黑矩阵对应所述光敏元件的区域采用仅能透过所述敏感光线的黑矩阵材料。
优选地，所述黑矩阵对应所述光敏元件的区域采用滤光片，所述滤光片仅能使所述敏感光线透过。
优选地，所述背光源还包括显示光源，所述显示光源用于提供显示用背光，所述敏感光源与所述显示光源的设置位置以及排布方式相同。
优选地，所述敏感光源包括红外光源。
本发明还提供一种显示装置，包括上述显示面板。
本发明的有益效果：本发明所提供的阵列基板，通过使透光电极连接栅极，使该阵列基板实现了显示与指纹识别的同步，从而使该阵列基板的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了阵列基板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
本发明所提供的显示面板，通过采用上述阵列基板，能够实现显示与指纹识别的同步，从而使该显示面板的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了显示面板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
本发明所提供的显示装置，通过采用上述显示面板，使该显示装置能够实现显示与指纹识别的同步，从而使该显示装置的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了显示装置中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
附图说明
图1为本发明实施例1中阵列基板的结构剖视图；
图2为本发明实施例2中显示面板的结构剖视图。
其中的附图标记说明：
1.基板；2.开关管；21.栅极；22.源极；23.漏极；24.间隔区域；25.有源层；26.栅绝缘层；3.光敏元件；31.透光电极；32.信号输出电极；33.光敏层；4.公共电极；5.像素电极；6.钝化层；100.阵列基板；101.彩膜基板；7.敏感光线；8.黑矩阵；9.指纹。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种阵列基板、显示面板和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种阵列基板，如图1所示，包括基板1、设置在基板1上的开关管2和光敏元件3，开关管2用于控制像素的显示，开关管2包括栅极21，光敏元件3包括透光电极31、信号输出电极32和夹设在透光电极31和信号输出电极32之间的光敏层33，透光电极31用于使按压到其上方的指纹表面反射的敏感光线透过并照射到光敏层33上，信号输出电极32用于根据照射到光敏层33上的敏感光线输出电信号，以对指纹进行识别，透光电极31连接栅极21。
需要说明的是，敏感光线即光敏元件3用于对指纹进行识别时所接收和感应的光线，本实施例中，敏感光线为红外光线。当然，敏感光线也可以是其他的能使光敏元件3用来识别指纹的光线。
通过使透光电极31连接栅极21，当开关管2的栅极21通入扫描信号被开启时，阵列基板的对应由该开光管2控制的像素被驱动显示，同时，对应该透光电极31的光敏元件3也被开启，光敏层33根据接收的指纹表面反射的敏感光线的量不同(指纹包括脊和谷，脊位置和谷位置对照射到其上的敏感光线的反射量不同)，其自身的光敏电阻阻值也会不同，由于透光电极31与信号输出电极32之间的压差不变，所以光敏电阻阻值的不同会使信号输出电极32上输出的电流大小也不相同，根据该输出电流大小的不同能够对指纹进行识别，从而使该阵列基板实现了显示与指纹识别的同步，进而使该阵列基板的指纹识别扫描无需再单独设置，大大方便了阵列基板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
本实施例中，光敏元件3对应设置在开关管2的正投影方向上，且光敏元件3位于开关管2的远离基板1的一侧。如此设置，一方面，使光敏元件3的设置不会占用像素所在区域，从而确保了该阵列基板能够正常进行全屏显示；另一方面，光敏元件3位于开关管2的远离基板1的一侧，便于光敏元件3能够接收到从按压到其上方的指纹表面反射的敏感光线，从而能够对指纹进行识别。
本实施例中，信号输出电极32、光敏层33和透光电极31依次远离开关管2设置。
开关管2还包括源极22和漏极23，源极22和漏极23同层设置且相互间隔，光敏元件3对应覆盖源极22和漏极23之间的间隔区域24；信号输出电极32采用与栅极21相同的材料。如此设置，光敏元件3能够对开关管2在开启时的沟道区域进行遮光，从而避免用于指纹识别的敏感光线照射开关管的沟道区域使开关管的漏电流增大，进而确保了阵列基板的正常显示。
需要说明的是，源极22和漏极23也可以不同层设置。
本实施例中，栅极21在正投影方向上完全遮挡光敏元件3。如此设置，能使光敏元件3仅能接收从按压到其上方的指纹表面反射的敏感光线，而不会接收到除指纹反射以外的敏感光线(如从光敏元件3下方射入的敏感光线)，从而使光敏元件3对指纹的识别能够不被其它敏感光线(即不是从指纹表面反射的敏感光线)干扰，进而使光敏元件3对指纹的识别更加准确。
本实施例中，阵列基板还包括透明电极，透明电极设置在源极22和漏极23上方，透光电极31与透明电极采用相同材料且同层设置；光敏层33采用硫化铅、非晶硅或多晶硅材料。光敏层33的材料为光敏材料，这些光敏材料在受到敏感光线照射时，其电阻阻值会随着敏感光线的照射量而发生变化。
本实施例中，透明电极为公共电极4。另外，在源极22和漏极23上方还设置有像素电极5，像素电极5与漏极23连接，像素电极5上方设置有钝化层6，公共电极4设置在钝化层6上，开关管2还包括有源层25，栅极21与有源层25之间还设置有栅绝缘层26。即本实施例中包括该阵列基板的液晶显示面板为H-ADS(HighApertureRatioAdvancedSuperDimensionSwitch,高开口率的高级超维场转换技术)显示模式。透光电极31与公共电极4采用相同材料且同层设置，如此能够减少一步透光电极31单独制备的工艺，节约工艺成本。其中，透光电极31与公共电极4均采用氧化铟锡材料制备而成，该材料能使透光电极31很好地使指纹表面反射的敏感光线透过并照射到光敏层33上。
需要说明的是，透明电极也可以是像素电极，源极和漏极上方还设置有公共电极，公共电极上方设置有钝化层，像素电极位于钝化层上方，即包括该阵列基板的液晶显示面板为ADS(ADvancedSuperDimensionSwitch，高级超维场转换技术)显示模式。透光电极与像素电极采用相同材料且同层设置。
另外需要说明的是，包括该阵列基板的液晶显示面板也可以为TN(TwistedNematic，扭曲向列)显示模式，即透明电极为像素电极，源极和漏极上方设置有钝化层，像素电极位于钝化层上，像素电极与漏极通过开设在钝化层中的过孔连接。透光电极与像素电极采用相同材料且同层设置。
另外需要说明的是，本实施例中对手指是否按压到该阵列基板上方以及手指在该阵列基板上方的按压位置可以通过电容触摸屏的触控原理进行判断，即该阵列基板中首先集成了电容触控功能，通过电容触控原理首先判断手指是否按压到该阵列基板上方，同时判断手指按压到阵列基板上方的具体位置，然后再通过光敏元件3对按压到阵列基板上方某个位置的指纹进行识别。电容触摸屏通过电容触控原理对手指是否触摸以及手指的触摸位置进行判断为比较成熟的技术，这里不再赘述。
实施例1的有益效果：实施例1中所提供的阵列基板，通过使透光电极连接栅极，使该阵列基板实现了显示与指纹识别的同步，从而使该阵列基板的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了阵列基板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
实施例2：
本实施例提供一种显示面板，如图2所示，包括实施例1中的阵列基板100。
本实施例中，显示面板还包括彩膜基板101和背光源(图中未示出)，彩膜基板101与阵列基板100对合，背光源设置在阵列基板100的远离彩膜基板101的一侧，用于为对合的阵列基板100和彩膜基板101提供背光。背光源包括敏感光源，敏感光源用于发射敏感光线7。彩膜基板101包括黑矩阵8，黑矩阵8对应遮挡开关管2所在区域，黑矩阵8对应光敏元件3的区域能透过敏感光线7。由于指纹9在彩膜基板101侧按压到显示面板上，敏感光源照射到指纹9上的敏感光线7经指纹9反射后需要通过黑矩阵照射到光敏元件3上，因此黑矩阵8对应光敏元件3的区域要求能透过敏感光线7。
本实施例中，背光源还包括显示光源，显示光源用于提供显示用背光，敏感光源与显示光源的设置位置以及排布方式相同。如此设置，能够确保显示用背光和识别指纹用光线能够分别通过背光源中的显示光源和敏感光源提供，从而确保了显示面板显示和指纹识别能够同时正常进行。
本实施例中，敏感光源包括红外光源。红外光源发射红外光线。黑矩阵8对应光敏元件3的区域采用仅能透过敏感光线7的黑矩阵材料。如本实施例中，黑矩阵8对应光敏元件3的区域采用仅能透过红外光线的黑矩阵材料，通过采用这种特殊的材料，使黑矩阵仅能透过用于对指纹进行识别的敏感光线7，而正常显示用的背光无法透过黑矩阵，从而不仅确保了显示面板的正常显示，同时还确保了显示面板能对指纹进行识别。
需要说明的是，黑矩阵8对应光敏元件3的区域也可以采用滤光片，滤光片仅能使敏感光线7透过。即该滤光片为特殊滤光片，该滤光片仅能使敏感光线7透过，而除敏感光线7以外的其他光线(如显示用背光)无法透过。
实施例2的有益效果：实施例2中所提供的显示面板，通过采用实施例1中的阵列基板，能够实现显示与指纹识别的同步，从而使该显示面板的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了显示面板中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
实施例3：
本实施例提供一种显示装置，包括实施例2中的显示面板。
通过采用实施例2中的显示面板，使该显示装置能够实现显示与指纹识别的同步，从而使该显示装置的指纹识别扫描无需再单独设置，进而大大方便了显示装置中要求显示和指纹识别同步的实际应用。
本发明所提供的显示装置可以为，液晶面板、液晶电视、显示器、手机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括基板、设置在所述基板上的开关管和光敏元件，所述开关管用于控制像素的显示，所述开关管包括栅极，所述光敏元件包括透光电极、信号输出电极和夹设在所述透光电极和所述信号输出电极之间的光敏层，所述透光电极用于使按压到其上方的指纹表面反射的敏感光线透过并照射到所述光敏层上，所述信号输出电极用于根据照射到所述光敏层上的所述敏感光线输出电信号，以对所述指纹进行识别，所述透光电极连接所述栅极。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述光敏元件对应设置在所述开关管的正投影方向上，且所述光敏元件位于所述开关管的远离所述基板的一侧。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述信号输出电极、所述光敏层和所述透光电极依次远离所述开关管设置。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述开关管还包括源极和漏极，所述源极和所述漏极同层设置且相互间隔，所述光敏元件对应覆盖所述源极和所述漏极之间的间隔区域；所述信号输出电极采用与所述栅极相同的材料。
5.根据权利要求2或4所述的阵列基板，其特征在于，所述栅极在正投影方向上完全遮挡所述光敏元件。
6.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，还包括透明电极，所述透明电极设置在所述源极和所述漏极上方，所述透光电极与所述透明电极采用相同材料且同层设置；所述光敏层采用硫化铅、非晶硅或多晶硅材料。
7.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的阵列基板。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，还包括彩膜基板和背光源，所述彩膜基板与所述阵列基板对合，所述背光源设置在所述阵列基板的远离所述彩膜基板的一侧，用于为对合的所述阵列基板和所述彩膜基板提供背光；
所述背光源包括敏感光源，所述敏感光源用于发射所述敏感光线；
所述彩膜基板包括黑矩阵，所述黑矩阵对应遮挡所述开关管所在区域，所述黑矩阵对应所述光敏元件的区域能透过所述敏感光线。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述黑矩阵对应所述光敏元件的区域采用仅能透过所述敏感光线的黑矩阵材料。
10.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述黑矩阵对应所述光敏元件的区域采用滤光片，所述滤光片仅能使所述敏感光线透过。
11.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述背光源还包括显示光源，所述显示光源用于提供显示用背光，所述敏感光源与所述显示光源的设置位置以及排布方式相同。
12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述敏感光源包括红外光源。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求7-12任意一项所述的显示面板。
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