CN108598111A - 具有指纹识别功能的显示基板、方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有指纹识别功能的显示基板、方法及显示装置，具有指纹识别功能的显示基板包括：下基板；上基板，上基板具有有效接触区；发光件，发光件位于上基板和下基板之间，且被构造成能够向上基板发射光；感光件，感光件为包含有III‑V族元素的化合物薄膜，感光件位于上基板和下基板之间，感光件适于接收由发光件发出并经有效接触区反射的光信号、且将光信号转化为电信号。根据本发明的具有指纹识别功能的显示基板，通过设置发光件和感光件，并使感光件为包含有III‑V族元素的化合物薄膜，感光件适于接收由发光件发出并经有效接触区反射的光信号、且将光信号转化为电信号，如此，便于进一步识别指纹信息，还有利于提高指纹识别的灵敏度。

Description

具有指纹识别功能的显示基板、方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种具有指纹识别功能的显示基板、方法及显示装置。

背景技术

OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)，是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象，其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。

OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可弯曲，可视角度更大，并且能够显著节省电能。

光学指纹识别技术将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件(CCD)上，进而形成脊线(指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线)呈黑色、谷线(纹线之间的凹陷部分)呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。

相关技术中具有指纹识别功能的结构以及OLED显示结构存在指纹识别效率低、识别灵敏度差的不足。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有指纹识别功能的显示基板，所述具有指纹识别功能的显示基板有利于提高指纹识别的灵敏度，且集成度提高。

本发明还提出一种具有指纹识别功能的显示基板的指纹识别方法。

本发明又提出一种具有指纹识别功能的显示基板的显示装置。

根据本发明第一方面实施例的具有指纹识别功能的显示基板，包括：下基板；上基板，所述上基板具有有效接触区；发光件，所述发光件位于所述上基板和所述下基板之间，且被构造成能够向所述上基板发射光；感光件，所述感光件为包含有III-V族元素的化合物薄膜，所述感光件位于所述上基板和所述下基板之间，所述感光件适于接收由所述发光件发出并经所述有效接触区反射的光信号、且将所述光信号转化为电信号。

根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板，通过设置发光件和感光件，并使感光件为包含有III-V族元素的化合物薄膜，感光件适于接收由发光件发出并经有效接触区反射的光信号、且将光信号转化为电信号，如此，便于进一步识别指纹信息，还有利于提高指纹识别的灵敏度。

另外，根据本发明上述实施例的具有指纹识别功能的显示基板还具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述感光件为铜铟镓硒薄膜。

根据本发明的一些实施例，所述感光件与所述发光件间隔开且共用阴极。

根据本发明的一些实施例，所述感光件的阳极与所述发光件的阳极同层设置。

根据本发明的一些实施例，所述感光件的上表面与所述上基板的下表面之间的距离不小于所述发光件的上表面与所述上基板的下表面之间的距离，且所述感光件的厚度在1微米以下。

根据本发明的一些实施例，所述显示基板还包括：遮光部件，所述遮光部件设在所述上基板与所述感光件相对的一侧以隔绝外界光对所述感光件的干扰。

进一步地，在所述感光件所在的平面上，所述遮光部件的正投影至少覆盖所述感光件的正投影。

进一步地，所述遮光部件为遮光层，且所述遮光层为厚度在1000埃以上的金属层。

更进一步地，所述遮光层为厚度为2000埃以上的钼层。

根据本发明的一些实施例，所述发光件为发光二极管，所述发光件和所述感光件均包括多个且呈阵列排布；所述显示基板还包括：感光区域和发光件放置区，在界定像素界定层的同时界定出用于放置所述感光件的所述感光区域和用于放置所述发光件的所述发光件放置区。

根据本发明第二方面实施例的具有指纹识别功能的显示基板的指纹识别方法，所述感光件适于接收由所述发光件发出并经所述有效接触区反射的光信号、且将所述光信号转化为电信号以根据接收到的所述电信号识别出指纹信息。

根据本发明第三方面实施例的显示装置，包括上述所述的具有指纹识别功能的显示基板。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板的一个示意图，图中的箭头指向代表光的传播方向。

附图标记：

显示基板100，

下基板1，上基板2，有效接触区21，发光件3，感光件4，遮光部件5，像素界定层6，阳极A，阴极B。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图描述根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板100。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的具有指纹识别功能的显示基板100，包括：下基板1、上基板2、发光件3以及感光件4。

具体而言，上基板2具有有效接触区21，在指纹识别的过程中，手指放置在有效接触区21处，以便于对指纹进行识别。

其中，上基板2与下基板1可以在上下方向上间隔开，在一些示例中，上基板2可以为例如封装膜或玻璃板等，上基板2与发光件3在垂直于上基板2的方向上可以间隔开预定距离。

这里，有效接触区21指的是，例如当具有指纹识别功能的显示基板100用于手机上时，有效接触区21可以是在手机正面的适当位置设置的指纹接触区。为了便于说明，图1中示意图性地示出了有效接触区21，本发明对有效接触区21的具体设置不作限定，有效接触区21的设置以能够达到有效接触的作用为宜。

发光件3位于上基板2和下基板1之间，并且发光件3被构造成能够向上基板2发射光。在指纹识别的过程中，当手指放置在有效接触区21处时，由发光件3发射的光可以经由位于有效接触区21的手指反射，便于进一步实现指纹识别。

太阳能光伏发电技术主要体现在太阳能电池方面。这种电池又叫作“太阳能芯片”或“光伏电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被太阳光照射到，瞬间就可输出电流。

在本发明的一些实施例中，感光件4可以为太阳能薄膜电池例如CIGS等，CIGS是太阳能薄膜电池CuInxGa(1-x)Se2的简写，其具有稳定性好、抗辐照性能好、成本低、效率高等优点。感光件4被光照射后可以将光信号转化成电信号。

根据本发明的一些实施例，感光件4可以为包含有III-V族元素的化合物薄膜，例如，感光件4可以为由III-V族化合物薄膜制成的太阳能薄膜电池。这样有利于提高指纹识别的效率和灵敏度。

所谓III-V族化合物，是元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb形成的化合物，主要包括镓化砷(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓等。

感光件4位于上基板2和下基板1之间，感光件4适于接收由发光件3发出并经位于有效接触区21的手指反射的光信号、并且将所述光信号转化为电信号。当显示基板100应用于显示装置时，所述显示装置的控制器可以接收所述电信号并进行处理，从而进行指纹识别。当然，在一些实施例中，控制器也可以集成于显示基板100内，从而使显示基板100可以独立进行显示以及指纹识别。

根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板100，通过设置发光件3和感光件4，并使感光件4为太阳能薄膜电池，感光件4适于接收由发光件3发出并经位于有效接触区的手指反射的光信号、且将光信号转化为电信号，如此，便于进一步识别指纹信息，还有利于提高指纹识别的灵敏度。

进一步地，感光件4可以为例如铜铟镓硒薄膜等。例如，感光件4可以为由铜铟镓硒薄膜制成的太阳能薄膜电池。如此，有利于提高指纹识别的效率和灵敏度。

其中，铜铟镓硒薄膜具有良好的光伏特性，它性能稳定、抗辐射能力强，光电转换效率高，目前已被广泛应用于薄膜太阳电池领域。本发明选择将铜铟镓硒薄膜用作感光件4，并创新性的用于具有指纹识别功能的显示基板100中，可以得到高光敏性的具有指纹识别功能的显示基板100。

根据本发明的一些实施例，结合图1，感光件4与发光件3间隔开且共用阴极。例如，在同一平面上，感光件4与发光件3可以在左右方向、前后方向上间隔开等；使得显示基板100的结构合理且便于制造。并且感光件4与发光件3可以共用阴极，通过使感光件4与发光件3共用阴极，有利于省去一步图案化工艺，从而达到简化工艺、降低成本的目的。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，感光件4的阳极与发光件3的阳极可以同层设置。由此，可以将感光件4的阳极与发光件3的阳极同时制作，相较于感光件4的阳极与发光件3的阳极分层设置而言，有利于简化工艺，降低成本。

参照图1，根据本发明的一些实施例，感光件4的上表面与上基板2的下表面之间的距离不小于(例如大于或等于)发光件3的上表面与上基板2的下表面之间的距离，且感光件4的厚度可以在1微米以下。

例如，感光件4的上表面与上基板2的下表面之间的距离记为H1，发光件3的上表面与上基板2的下表面之间的距离记为H2，则H1和H2满足：H1≥H2。如此，便于阴极的制造，且能够防止阴极断裂，使得显示基板100的工艺性好，有利于保证显示基板100的使用可靠性。

例如，在图1的示例中，感光件4与发光件3可以位于同一水平面上，并且感光件4的厚度小于发光件3的厚度，但本发明不限于此。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，具有指纹识别功能的显示基板100还包括：遮光部件5，遮光部件5设在上基板2与感光件4相对的一侧以隔绝外界光对感光件4的干扰。例如，遮光部件5可以设在上基板2的下表面，并且在与上基板2垂直的方向上，遮光部件5与感光件4可以相对。由此，通过在上基板2对应于感光件4的位置设置遮光部件5，可以遮挡外部光线，有利于减少外界光对感光件4的干扰，从而有利于提高指纹识别的准确度和灵敏度。

进一步地，在感光件4所在的平面上，遮光部件5的正投影至少覆盖感光件4的正投影。如此，通过遮光部件5可以有效遮挡外部光线，从而更好地减少外界光对感光件4的干扰，提高指纹识别的效率和灵敏度。

进一步地，遮光部件5为遮光层，所述遮光层可以采用蒸镀法制于上基板2与感光件4相对的一侧，所述遮光层与感光件4在与上基板2垂直的的方向上相对。并且遮光层为厚度在1000埃以上的金属层。由此，可以保证不透光，从而有利于更好地减少外界光对感光件4的干扰，提高指纹识别的效率和灵敏度。

这里，蒸镀是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华,使之在工件或基片表面析出的过程。埃，指公制长度单位，1埃等于0.1纳米(一纳米为10的负9次方米)，常用以表示光波的波长及其他微小长度。

更进一步地，所述遮光层可以为厚度为2000埃以上的钼层。由此，可以保证不透光，有利于进一步减少外界光对感光件4的干扰，提高指纹识别的效率和灵敏度。

本发明不限于此，在一些实施例中，所述遮光层也可以为其他的金属层例如铜层等，具体厚度可以根据实际需要适应性设置。

根据本发明的一些实施例，发光件3为发光二极管，所述发光二极管包括有机发光二极管(OLED，organic light-emitting diode)或微型有机发光二极管(MicroOLED)等，所述发光二极管的结构为常规的OLED结构，在此不再赘述。

发光件3和感光件4均包括多个且呈阵列排布。也就是说，发光件3包括多个，并且发光件3可以呈阵列排布；感光件4也可以包括多个，并且感光件4也可以呈阵列排布。其中，发光件3与感光件4可以成对出现，并且发光件3与感光件4可以一一对应，如此，通过设置多个发光件3和多个感光件4，可以在一定程度上提高指纹识别的灵敏度。

具有指纹识别功能的显示基板100还包括：感光区域和发光件放置区，在界定像素界定层6的同时界定出用于放置感光件4的所述感光区域和用于放置发光件3的所述发光件放置区，感光件4可采用蒸镀法制于所述感光区域。也就是说，PDL(即pixel define layer)界定像素的同时，也将铜铟镓硒薄膜的感光区域界定出来，通过蒸镀法将铜铟镓硒薄膜层制备完成；然后再进行常规的OLED膜层制备。如此，在界定像素层6时即可将所述感光区域界定出，工艺简单，成本降低。

根据本发明第二方面实施例的具有指纹识别功能的显示基板的指纹识别方法，包括：所述感光件适于接收由所述发光件发出并经位于所述有效接触区的手指反射的光信号、且将所述光信号转化为电信号以根据接收到的所述电信号识别出指纹信息。如此，有利于将显示与指纹识别集于一体，从而提高设备的集成化程度。

具体地，使用者在使用具有指纹识别功能的显示基板进行指纹识别时，在使用者的手指触摸有效接触区21后，由于上基板2位于发光件3的出光侧，手指将成为反射体反射从发光件3发出的部分光线，该部分光线被反射后改变轨迹传播至感光件4，感光件4将接收到光信号并将所述光信号转化为电信号，从而进一步进行指纹识别。

其中，显示基板100的控制元件(例如，TFT，Thin Film Transistor，薄膜晶体管)可以包括：第一薄膜晶体管以及独立于所述第一薄膜晶体管的第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管可以控制所述发光件是否发光；所述第二薄膜晶体管与所述感光件进行信号传输以识别指纹。

例如，图1中示出的阳极A可以为氧化铟锡(俗称ITO)，发光件3和感光件4共用阴极B，所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管可以共用栅极，节点Gf分别与第一薄膜晶体管的栅极和所述第二薄膜晶体管的栅极相连，便于控制发光件3与感光件4同时工作。具体地，控制信号通过节点Gf连接至第一薄膜晶体管的栅极以控制发光件3是否发光，控制信号通过节点Gf连接至第二薄膜晶体管的栅极以传输电信号，电信号可以通过节点Vf输出以进一步实现指纹识别。

本发明使用与发光件3共用阴极的铜铟镓硒薄膜充当感光件4，在指纹识别时，指纹上脊的位置接触上基板2，将发光件3发射的光反射回内部，铜铟镓硒薄膜接收由上基板2反射回来的附近发光件3所发射的光，产生电流，由Vf信号导出，谷的位置则没有这个光电信号，便于实现指纹识别。

可以理解的是，本申请中没有提及的指纹识别的过程可以参照常规的指纹识别过程，在此不再赘述。

根据本发明第三方面实施例的显示装置，包括上述的具有指纹识别功能的显示基板100。如此，通过在所述显示装置上设置上述具有指纹识别功能的显示基板100，有利于提高所述显示装置的灵敏度，简化工艺、降低成本。

可以理解的是，在进行指纹识别的时候，该显示装置能够正常进行画面显示。

下面结合图1详细描述根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板100的工作过程。

感光件4适于接收由发光件3发出并经位于有效接触区21的手指反射的光信号、且将所述光信号转化为电信号以根据接收到的所述电信号识别出指纹信息。

具体地，控制信号通过节点Gf连接至第一薄膜晶体管的栅极控制发光件3发光，当手指放置在有效接触区21时，感光件4可以接收由有效接触区21反射的光信号，感光件4将所述光信号转化为电信号，控制信号通过节点Gf连接至第二薄膜晶体管的栅极以传输电信号，电信号可以通过节点Vf输出以进一步实现指纹识别。

至此完成根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板100的工作过程。

根据本发明实施例的具有指纹识别功能的显示基板100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，包括：

下基板；

上基板，所述上基板具有有效接触区；

发光件，所述发光件位于所述上基板和所述下基板之间，且被构造成能够向所述上基板发射光；

感光件，所述感光件为包含有III-V族元素的化合物薄膜，所述感光件位于所述上基板和所述下基板之间，所述感光件适于接收由所述发光件发出并经所述有效接触区反射的光信号、且将所述光信号转化为电信号。

2.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，所述感光件为铜铟镓硒薄膜。

3.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，所述感光件与所述发光件间隔开且共用阴极。

4.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，所述感光件的阳极与所述发光件的阳极同层设置。

5.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，在垂直于所述上基板的方向上，所述感光件的上表面与所述上基板的下表面之间的距离不小于所述发光件的上表面与所述上基板的下表面之间的距离，且所述感光件的厚度在1微米以下。

6.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，还包括：遮光部件，所述遮光部件设在所述上基板与所述感光件相对的一侧以隔绝外界光对所述感光件的干扰。

7.根据权利要求6所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，在所述感光件所在的平面上，所述遮光部件的正投影至少覆盖所述感光件的正投影。

8.根据权利要求7所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，所述遮光部件为遮光层，且所述遮光层为厚度在1000埃以上的金属层。

9.根据权利要求8所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，所述遮光层为厚度为2000埃以上的钼层。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的具有指纹识别功能的显示基板，其特征在于，所述发光件为发光二极管，所述发光件和所述感光件均包括多个且呈阵列排布；

还包括：感光区域和发光件放置区，在界定像素界定层的同时界定出用于放置所述感光件的所述感光区域和用于放置所述发光件的所述发光件放置区。

11.一种根据权利要求1-10中任一项所述的具有指纹识别功能的显示基板的指纹识别方法，其特征在于，所述感光件适于接收由所述发光件发出并经所述有效接触区反射的光信号、且将所述光信号转化为电信号以根据接收到的所述电信号识别出指纹信息。

12.一种显示装置，包括根据权利要求1-10中任一项所述的具有指纹识别功能的显示基板。