CN106096595B - 一种指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种指纹识别模组及指纹识别显示装置，在指纹识别模组中设置在光敏感应单元之上的遮光层包括：设置于光敏感应单元的光敏二极管上方的第一遮光部，以及固定电位信号线；其中，第一遮光部与下方的光敏二极管一电极端电性相连，各第一遮光部与固定电位信号线相连。由于将固定电位信号线移至光敏二极管的上方，并直接采用遮光层形成固定电位信号线，可以避免设置占用空间的连接孔，使光敏二极管的所占面积最大化，有利于增大光敏二极管在检测指纹时产生的光电流，从而提高指纹的检测精度。

Description

一种指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，具有指纹识别功能的显示面板已经逐渐遍及人们的生活中。目前，在显示装置中可以利用诸如PIN结的光敏特性实现指纹识别的功能，并且为了不影响显示面板1的正常显示效果，即不影响显示面板1的开口率，如图1所示，一般将光敏感应单元2设置于与显示面板1中各发光区域R、B和G之间间隙处对应的位置，即光敏感应单元2设置于非显示区域对应的位置。光敏感应单元2会接收手指指纹反射回来的光线而产生光电流，由于谷和脊反射的光线强度不同，产生的光电流也会不同，从而实现识别指纹的谷和脊的功能。
具体的，如图2所示，光敏感应单元2包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管21，以及用于控制光敏二极管21将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管22。其中，控制晶体管22的漏极会与光敏二极管21的一电极端相连，源极与读取信号线相连，栅极与扫描信号线相连；在扫描信号线加载扫描驱动信号时，控制晶体管22处于导通状态，读取信号线与光敏二极管21电连接，读取信号线对光敏二极管21加载反向偏压或将光敏二极管21上的电信号导出。为了保持光敏二极管21在反偏状态，需要对光敏二极管21的另一电极端加载固定电位，因此如图2所示，光敏二极管21的另一电极端会通过遮光部23连接至与控制晶体管的栅极同层设置的固定电位信号线24，并且，为了将上层的遮光部23与底部的固定电位信号线24连接，需要设置贯穿两者之间膜层的连接孔25。从图2中可以看出，设置的连接孔25会占用较大的空间，从而影响到光敏二极管21的面积，并且，受到光敏感应单元2设置的位置限制，显示面板1中各发光区域R、B和G之间大约具有20-26μm左右的距离，因此，连接孔25占用过多空间会缩小光敏二极管21的面积，导致光敏二极管21在检测指纹时产生的光电流较小，而影响到指纹的检测精度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置，用以解决现有的指纹识别显示装置中光敏二极管所占面积受到连接孔影响的问题。
因此，本发明实施例提供了一种指纹识别模组，包括：衬底基板，设置在衬底基板上的呈阵列排布的多个光敏感应单元，设置于所述光敏感应单元之上的遮光层；其中，
所述光敏感应单元包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管，以及用于控制所述光敏二极管将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管；
所述遮光层包括：设置于所述光敏二极管上方的第一遮光部，以及固定电位信号线；其中，所述第一遮光部与下方的所述光敏二极管一电极端电性相连，各所述第一遮光部与所述固定电位信号线相连，所述第一遮光部和所述固定电位信号线同层设置。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，在所述光敏感应单元中，所述光敏二极管在所述衬底基板上的正投影与所述控制晶体管在所述衬底基板上的正投影互不重叠。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，所述控制晶体管为底栅型薄膜晶体管；所述遮光层还包括：设置于所述控制晶体管上方的第二遮光部。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，在同一所述光敏感应单元上方的所述第一遮光部和第二遮光部电性相连。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，所述控制晶体管设置于所述光敏二极管与所述衬底基板之间，所述控制晶体管的漏极与所述光敏二极管的另一电极端相连。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，还包括：设置于所述光敏感应单元与所述衬底基板之间的多个触控检测单元。
另一方面，本发明实施例还提供了一种指纹识别显示装置，包括：显示面板，以及设置于所述显示面板出光面的上述指纹识别模组；其中，所述指纹识别模组中的光敏感应单元设置于衬底基板面向所述显示面板的表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中，所述指纹识别模组中的各光敏感应单元和遮光层的图案在所述显示面板上的正投影位于所述显示面板中的各亚像素之间的间隙处。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中，还包括：多个触控检测单元；所述触控检测单元设置于所述指纹识别模组中的所述衬底基板与光敏感应单元之间，或，所述触控检测单元设置于所述显示面板之上。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中，所述指纹识别模组中的衬底基板为保护盖板。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中，所述显示面板为电致发光显示面板，所述指纹识别模组中的衬底基板为封装盖板。
另一方面，本发明实施例还提供了上述指纹识别模组的制作方法，包括：
在衬底基板上形成呈阵列排布的多个光敏感应单元；所述光敏感应单元包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管，以及用于控制所述光敏二极管将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管；
在所述光敏感应单元之上形成遮光层的图形；其中，所述遮光层的图形包括：设置于所述光敏二极管上方的第一遮光部的图形，以及固定电位信号线的图形；其中，所述第一遮光部与下方的所述光敏二极管一电极端电性相连，各所述第一遮光部与所述固定电位信号线相连，所述第一遮光部和所述固定电位信号线的图形同层制作。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在同层制作所述第一遮光部和所述固定电位信号线的图形时，还包括：同层制作设置于所述控制晶体管上方的第二遮光部的图形。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置，在指纹识别模组中设置在光敏感应单元之上的遮光层包括：设置于光敏感应单元的光敏二极管上方的第一遮光部，以及固定电位信号线；其中，第一遮光部与下方的光敏二极管一电极端电性相连，各第一遮光部与固定电位信号线相连。由于将固定电位信号线移至光敏二极管的上方，并直接采用遮光层形成固定电位信号线，可以避免设置占用空间的连接孔，使光敏二极管的所占面积最大化，有利于增大光敏二极管在检测指纹时产生的光电流，从而提高指纹的检测精度。
附图说明
图1为现有技术中指纹识别显示装置的结构示意图；
图2为现有技术中指纹识别显示装置中的光敏感应单元的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的指纹识别模组的结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的指纹识别模组中的遮光层的的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的指纹识别模组的结构示意图之二；
图6为本发明实施例提供的指纹识别模组中的触控检测单元的结构示意图；
图7a和图7b分别为本发明实施例提供的指纹识别显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各部件的形状和大小不反映指纹识别显示面板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种指纹识别模组，如图3所示，包括：衬底基板100，设置在衬底基板100上的呈阵列排布的多个光敏感应单元200，设置于光敏感应单元200之上的遮光层300；其中，衬底基板100背离光敏感应单元200一侧的表面为指纹接触面A，即手指按压的表面；
光敏感应单元200包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管201，以及用于控制光敏二极管200将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管202；
如图4所示，遮光层300包括：设置于光敏二极管201上方的第一遮光部301，以及固定电位信号线302；其中，第一遮光部301与下方的光敏二极管201一电极端电性相连，各第一遮光部301与固定电位信号线302相连，第一遮光部301和固定电位信号线302同层设置。
在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，由于将固定电位信号线302移至光敏二极管201的上方，并直接采用遮光层300形成固定电位信号线302，可以避免设置占用空间的连接孔，使光敏二极管201的所占面积最大化，有利于增大光敏二极管201在检测指纹时产生的光电流，从而提高指纹的检测精度。
值得注意的是，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，各第一遮光部301与固定电位信号线302的连接方式可以有多种，图4中仅是示意出了将每列第一遮光部301与一条固定电位信号线302相连的情况，在具体实施时，还可以包含其他连接情况，在此不作赘述。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，如图3所示，控制晶体管202一般设置于光敏二极管201与衬底基板100之间，控制晶体管202的漏极2021与光敏二极管201的另一电极端相连，而控制晶体管202的源极2022一般会与读取信号线相连，以便在控制晶体管202的栅极2023加载扫描驱动信号时，控制晶体管202处于导通状态，使读取信号线与光敏二极管201的另一电极端导通，对光敏二极管201加载反向偏压或将光敏二极管201上的电信号导出。
在具体实施时，为了保证照射到光敏二极管201的光线不会被反射至控制晶体管202的有源层，而影响控制晶体管202的开关性能，如图3所示，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组的光敏感应单元200中，光敏二极管201在衬底基板100上的正投影一般需要与控制晶体管202在衬底基板100上的正投影互不重叠。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述指纹识别模组中的控制晶体管202具体可以采用顶栅型薄膜晶体管，即薄膜晶体管的栅极设置于有源层之上，也可以采用底栅型薄膜晶体管，如图3所示，即薄膜晶体管的有源层2024设置于栅极2023之上，在此不做限定。
当选用顶栅型薄膜晶体管时，为了保证外部光线不会照射到控制晶体管202的有源层，而影响控制晶体管202的开关性能，需要在顶栅型薄膜晶体管的底部设置能够遮挡有源层的遮光部。
当选用底栅型薄膜晶体管时，为了保证从显示面板侧发出的显示用光不会照射到控制晶体管202的有源层2024，而影响控制晶体管202的开关性能，需要在底栅型薄膜晶体管的顶部设置能够遮挡有源层的遮光部，此时，由于已经存在设置于光敏感应单元200之上的遮光层300，因此，如图3所示，该遮光层300的图形中，还可以包括：设置于控制晶体管202上方的第二遮光部302，该第二遮光部302至少覆盖控制晶体管202的有源层2024，以保证从显示面板侧发出的显示用光不会影响控制晶体管202的开关性能。
进一步地，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组中，如图3所示，还可以将在同一光敏感应单元200上方的第一遮光部301和第二遮光部303电性相连，使其形成一体结构，这样可以屏蔽显示面板复杂的电信号干扰，为指纹检测提供一个稳定的电环境，以提高指纹检测的精度。
进一步地，为了使指纹识别模组可以同时实现触控检测功能，在本发明实施例提供的上述指纹识别模组，如图5所示，还可以包括：设置于光敏感应单元200与衬底基板100之间的多个触控检测单元400。该触控检测单元400相对于光敏感应单元200设置于更接近用户的一侧，且该触控检测单元400的具体实现结构可以有多种方式，例如，可以选用诸如具有如图6所示的触控检测电极401图案的在玻璃上单层图案(SLOC，Single Layer onCell)，也可以选用两层触控检测电极的方式，在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种指纹识别模组的制作方法，包括以下步骤：
在衬底基板上形成呈阵列排布的多个光敏感应单元；该光敏感应单元包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管，以及用于控制光敏二极管将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管；
在光敏感应单元之上形成遮光层的图形；其中，遮光层的图形包括：设置于光敏二极管上方的第一遮光部的图形，以及固定电位信号线的图形；其中，第一遮光部与下方的光敏二极管一电极端电性相连，各第一遮光部与固定电位信号线相连，第一遮光部和固定电位信号线的图形同层制作。
进一步地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在同层制作第一遮光部和固定电位信号线的图形时，还可以包括：同层制作设置于控制晶体管上方的第二遮光部的图形。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种指纹识别显示装置，如图7a和图7b所示，包括：显示面板001，以及设置于显示面板001出光面的本发明实施例提供的上述指纹识别模组002，该指纹识别模组002中的光敏感应单元设置于衬底基板面向所述显示面板的表面，即指纹接触面A背离显示面板001。
本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
在本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中，指纹识别模组002的具体结构可以参见前述描述，重复之处不再赘述。另外，值得注意的是，在指纹识别显示装置中可以将包括的多个触控检测单元400如图7a所示，设置于指纹识别模组002中的衬底基板100与光敏感应单元200之间；也可以如图7b所示，将触控检测单元400设置于显示面板001之上，即触控检测单元400制作在显示面板001中。并且，触控检测单元400的具体结构不做限定，可以有多种实现方式。
进一步地，为了不影响显示面板001的开口率，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中，一般将指纹识别模组002中的各光敏感应单元200和遮光层300的图案在显示面板001上的正投影设置于显示面板001中的各亚像素之间的间隙处，即各光敏感应单元200和遮光层300的图案设置在非发光区域。
进一步地，在具体实施时，本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中的显示面板001具体可以是液晶显示面板，也可以是电致发光显示面板，还可以是其他平板显示面板，在此不做限定。
并且，在具体实施时，本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中的指纹识别模组002中的衬底基板100具体可以为保护盖板，即将指纹识别模组002制作在保护盖板朝向显示面板001的内表面；当然，也可以单独设置保护盖板，即将指纹识别模组002直接设置于显示面板001与保护盖板之间，在此不做限定。
此外，当本发明实施例提供的上述指纹识别显示装置中的显示面板001采用电致发光显示面板时，指纹识别模组002中的衬底基板100还可以复用作为封装盖板，即将指纹识别模组002制作在封装盖板朝向显示面板001的内表面。
本发明实施例提供的上述指纹识别模组、其制作方法及指纹识别显示装置，在指纹识别模组中设置在光敏感应单元之上的遮光层包括：设置于光敏感应单元的光敏二极管上方的第一遮光部，以及固定电位信号线；其中，第一遮光部与下方的光敏二极管一电极端电性相连，各第一遮光部与固定电位信号线相连。由于将固定电位信号线移至光敏二极管的上方，并直接采用遮光层形成固定电位信号线，可以避免设置占用空间的连接孔，使光敏二极管的所占面积最大化，有利于增大光敏二极管在检测指纹时产生的光电流，从而提高指纹的检测精度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括：衬底基板，设置在所述衬底基板上的呈阵列排布的多个光敏感应单元，设置于所述光敏感应单元之上的遮光层；其中，
所述光敏感应单元包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管，以及用于控制所述光敏二极管将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管；其中，所述控制晶体管为底栅型薄膜晶体管；所述遮光层还包括：设置于所述控制晶体管上方的第二遮光部；
所述遮光层包括：设置于所述光敏二极管上方的第一遮光部，以及固定电位信号线；其中，所述第一遮光部与下方的所述光敏二极管一电极端电性相连，各所述第一遮光部与所述固定电位信号线相连，所述第一遮光部和所述固定电位信号线同层设置，在同一所述光敏感应单元上方的所述第一遮光部和第二遮光部电性相连。
2.如权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，在所述光敏感应单元中，所述光敏二极管在所述衬底基板上的正投影与所述控制晶体管在所述衬底基板上的正投影互不重叠。
3.如权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述控制晶体管设置于所述光敏二极管与所述衬底基板之间，所述控制晶体管的漏极与所述光敏二极管的另一电极端相连。
4.如权利要求1-3任一项所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括：设置于所述光敏感应单元与所述衬底基板之间的多个触控检测单元。
5.一种指纹识别显示装置，其特征在于，包括：显示面板，以及设置于所述显示面板出光面的如权利要求1-4任一项所述的指纹识别模组；其中，所述指纹识别模组中的光敏感应单元设置于衬底基板面向所述显示面板的表面。
6.如权利要求5所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述指纹识别模组中的各光敏感应单元和遮光层的图案在所述显示面板上的正投影位于所述显示面板中的各亚像素之间的间隙处。
7.如权利要求5所述的指纹识别显示装置，其特征在于，还包括：多个触控检测单元；所述触控检测单元设置于所述指纹识别模组中的所述衬底基板与光敏感应单元之间，或，所述触控检测单元设置于所述显示面板之上。
8.如权利要求5-7任一项所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述指纹识别模组中的衬底基板为保护盖板。
9.如权利要求5-7任一项所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述显示面板为电致发光显示面板，所述指纹识别模组中的衬底基板为封装盖板。
10.一种如权利要求1-4任一项所述指纹识别模组的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成呈阵列排布的多个光敏感应单元；所述光敏感应单元包括：用于感测指纹按压时带来光强变化的光敏二极管，以及用于控制所述光敏二极管将光强变化转换为不同电信号输出的控制晶体管；
在所述光敏感应单元之上形成遮光层的图形；其中，所述遮光层的图形包括：设置于所述光敏二极管上方的第一遮光部的图形，以及固定电位信号线的图形；其中，所述第一遮光部与下方的所述光敏二极管一电极端电性相连，各所述第一遮光部与所述固定电位信号线相连，所述第一遮光部和所述固定电位信号线的图形同层制作。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，在同层制作所述第一遮光部和所述固定电位信号线的图形时，还包括：同层制作设置于所述控制晶体管上方的第二遮光部的图形。
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