CN108604296A - 能够适用隐藏式指纹识别的发光指纹识别面板及包括其的指纹识别显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发光指纹识别面板及包括其的显示装置：不降低显示性能并可与显示面板重叠配置，利用自身发光元件不受显示光及外部光的影响并能够以高准确度扫描指纹图像。本发明的发光指纹识别面板包括：绝缘性基板；以及多个单位发光‑受光像素，在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列，上述单位发光‑受光像素包括：发光部，包括至少一部分透明的发光元件；发光开关部，控制上述发光部的工作；以及受光部，包括至少一部分透明的光传感器元件。

Description

能够适用隐藏式指纹识别的发光指纹识别面板及包括其的指 纹识别显示装置
技术领域
本发明涉及平板指纹图像扫描装置及包括其来可在显示画面上扫描指纹图像的指纹识别面板及包括其的显示装置。
背景技术
最近，随着信息通信商的安保问题成为焦点，在智能手机、平板电脑(PC)等个人便携式信息通信设备领域中的安保相关技术也正在兴起。使用人员通过便携式设备的电子商务等也逐渐增加，尤其，随着称为金融科技(FinTech)的金融和信息通信融合技术的发展，研发及利用如下的技术，即，利用指纹、虹膜、面部、声音、血管等的生物体信息来识别个人并进行验证。在多种生物体信息验证技术中，使用最普遍的技术为通过指纹识别的验证技术。最近，推出了在智能手机及平板电脑的便携式信息通信设备适用指纹识别及通过其的验证技术的产品。
目前为止，适用于便携式信息通信设备的指纹识别传感器的主流为基于半导体晶片的静电容量方式指纹识别传感器。此方式的指纹识别传感器首先由于不透明，设置于主屏幕键或侧键或后面键等。但是，当设置于这种部分时，为了准确且便利地利用指纹识别传感器而确保充足的面积时受限。并且，因位置的局限，使用人员的便利性也受限。而且，静电容量方式的指纹识别传感器对于利用硅等的伪造指纹也薄弱。
另一方面，最近，正在进行与在便携式信息通信设备中占据最宽的面积的显示面板合并用于触摸识别或指纹识别的传感器来进行一体化的技术有关的研究和研发。但是，利用光传感器的光学方式受到通过显示面板发射的内部光图案的影响或受到从外部环境入射的外部光的影响，从而容易产生指纹识别的准确度降低的问题。例如，通过显示面板发射的内部光与指纹的距离远，且没有定向性，因此，具有与散射和产生相互干扰的问题。并且，由于光传感器阵列的统合配置，容易产生显示面板的显示性能降低的问题。
发明内容
技术问题
本发明为了解决如上所述的问题而提出，其目的在于，提供如下的发光指纹识别面板：在便携式信息通信设备等不受设置面积的制约地与显示面板重叠来设置，使显示区域的性能降低最小化。
并且，本发明的目的在于，提供如下的发光指纹识别面板：当重叠配置于显示面板时，利用自体光源扫描所反射的指纹图像，不受通过显示面板发射的内部光图案及从外部环境入射的外部光的影响地以高准确度识别指纹。
解决技术问题的手段
为了解决如上所述的问题，本发明的发光指纹识别面板包括：绝缘性基板；以及多个单位发光-受光像素，在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列，上述单位发光-受光像素包括：发光部，包括发光元件；发光开关部，控制上述发光部的工作；以及受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件接收从上述发光部发射并被指纹反射的受光。
上述绝缘性基板为透明绝缘性基板，上述发光元件及上述受光部的至少一部分可透明。
上述发光指纹识别面板还可包括驱动电路部，用于对在上述单位发光-受光像素内的上述发光部的发光中被指纹反射来向上述受光部入射的光的信号进行检测。
在上述单位发光-受光像素内的上述发光部中呈现相对高的光强度的发光波长范围和在上述受光部中呈现相对高的灵敏度的受光波长范围可相互重叠。此时，在上述发光部中，发光峰值波长可包括于上述受光部的灵敏度半宽度范围内。并且，在上述受光部中呈现最大灵敏度的灵敏度峰值波长可包括于上述发光部的光强度半宽度范围内。
另一方面，上述受光部可包括至少一部分透明的光电晶体管。在此情况下，上述光电晶体管包括透明的氧化物半导体活性层，若被380nm至590nm的波长频带的光照射，则上述氧化物半导体活性层可被激活来呈现导电体特性。上述光电晶体管包括透明的氧化物半导体活性层，上述氧化物半导体活性层被蓝色光激活，上述透明的发光元件可为发射蓝色光或绿色光的有机发光二极管。
上述发光部可包括有机发光二极管(OLED)、量子点发光二极管(QLED)或微型发光二极管(micro LED)。
本发明一实施方式的发光指纹识别面板包括：绝缘性基板；多个栅极配线，在上述绝缘性基板上沿着第一方向延伸；多个数据配线，在上述栅极配线上隔着绝缘层沿着与上述第一方向交叉的第二方向延伸；多个单位发光-受光像素，以与上述多个栅极配线和上述多个数据配线的交叉点对应的方式配置；以及驱动电路部，包括与上述多个栅极配线相连接的栅极驱动部及与上述多个数据配线相连接的数据驱动部，上述单位发光-受光像素包括：发光部，包括发光元件；发光开关部，分别与上述栅极配线及上述数据配线相连接，根据向其输入的控制上述发光部的工作；以及受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件通过上述数据配线提供基于在上述发光元件的发光中的被指纹反射来入射的光的信号。
上述绝缘性基板为透明绝缘性基板，上述发光元件及上述受光部的至少一部分可透明。
上述栅极配线及上述数据配线可由透明导电性材质形成。
上述受光部可通过上述数据配线以信号方式向上述数据驱动部提供基于向上述光传感器元件入射的光的泄漏电流。
上述驱动电路部将上述多个单位发光-受光像素分为N个组，N为2以上的自然数，对于属于各组的上述多个单位发光-受光像素执行N个的部分帧扫描。此时，上述N个在一个组可由奇数列组和偶数列组或奇数行组和偶数行组构成。
在上述驱动电路部中，当在一个部分帧内使得一个单位发光-受光像素发光时，至少沿着行方向及列方向与上述一个单位发光-受光像素相邻的单位发光-受光像素不发光。
上述发光部可包括有机发光二极管、量子点发光二极管或微型发光二极管。
另一方面，本发明一实施方式的指纹识别显示装置包括：平板显示面板；以及发光指纹识别面板，配置于在上述平板显示面板中显示图像的表面侧，包括绝缘性基板及在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列的多个单位发光-受光像素，上述单位发光-受光像素包括：发光部，包括发光元件；发光开关部，控制上述发光部的工作；以及受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件接收从上述发光部发射并被指纹反射的光。
本发明一实施方式的指纹识别显示装置包括：平板显示面板；以及发光指纹识别面板，配置于在上述平板显示面板中显示图像的表面的相反侧，包括绝缘性基板及在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列的多个单位发光-受光像素，上述单位发光-受光像素包括：发光部，包括发光元件；发光开关部，控制上述发光部的工作；以及受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件接收从上述发光部发射并透过上述平板显示面板来被指纹反射的光。
发明的效果
根据如上所述的构成，根据本发明，提供可在便携式信息通信设备等不受设置面积的制约地与显示面板重叠来设置的发光指纹识别面板。本发明的发光指纹识别面板可利用显示区域来确保充足的面积，并可使显示性能的降低最小化。
并且，当本发明的发光指纹识别面板与显示面板重叠配置时，利用自体光源扫描所反射的指纹图像，从而具有不受通过显示面板发射的内部光图案及从外部环境入射的外部光的影响地以高准确度识别指纹的效果。
附图说明
图1a示出本发明一实施例的发光指纹识别面板配置于显示面板上方的指纹识别显示装置的例。
图1b示出本发明一实施例的发光指纹识别面板配置于显示面板下方的指纹识别显示装置的例。
图2简要示出在上述图1a的实施例的发光指纹识别面板中的单位像素的构成。
图3示出在上述图1a的实施例的发光指纹识别面板中检测指纹图案的原理。
图4以等价电路示出本发明一实施例的发光指纹识别面板电路构成的一例。
图5以等价电路示出本发明一实施例的发光指纹识别面板电路构成的另一例。
图6示出在本发明一实施例的发光指纹识别面板中的发光部、发光开关部及受光部的例。
图7为示出在本发明一实施例的发光指纹识别面板中构成受光部的光电晶体管的特性的曲线图。
图8示出利用本发明一实施例的发光指纹识别面板来进行指纹图像扫描的驱动电路的一例。
图9简要示出利用上述图8的驱动电路来获取1帧的指纹图像的过程。
图10示出利用本发明一实施例的发光指纹识别面板来进行指纹图像扫描的驱动电路的另一例。
图11简要示出利用上述图10的驱动电路来获取1帧的指纹图像的过程。
图12示出利用本发明一实施例的发光指纹识别面板来对1帧的指纹图像进行扫描的过程的另一例。
图13示出在本发明一实施例的发光指纹识别面板中根据发光部的波长的光量分布和根据受光部的波长的灵敏度分布的关系。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行说明。但是，本发明可由多种互不相同的形态体现，因此，并不限定于在此所说明的实施例。而且，为了明确地说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对其性质相同的结构要素赋予了相同的附图标记。作为参照，除非特别提及，则包括如上部、下部、上部面及下部面的上下概念的表达将在附图中所述的方向作为基准。
在说明书全文中，当提出一个部分与另一个部分“相连接”时，不仅包括两者直接相连接的情况，还包括两者中间存在其他部件而间接连接的情况。当提出一个部分“配置于”另一个部分“上”时，不仅包括与另一个部分直接接触来配置的情况，还包括在两者中间存在其他部件而配置于其他部件上的情况。并且，当提出一个部分“包括”一个结构要素时，除非具有特别相反的记载，意味着还包括其他结构要素，而不是排除其他结构要素。并且，“光传感器”意味着根据所施加的光的强度提供电信号的传感器元件。在元件构成的观点中，包括光电晶体管(光电TFT)、光电二极管等多种类型的元件，在检测对象波长频带的观点中，可包括可见光传感器在内的红外线传感器等。
图1a示出本发明一实施例的发光指纹识别面板配置于显示面板上方的指纹识别显示装置的例。
如图所示，本实施例的发光指纹识别面板100可重叠配置于显示面板200上。当发光指纹识别面板100配置于显示面板200的显示表面侧时，上述发光指纹识别面板100可具有不会大大降低显示面板的可视性的透过率。上述透过率最低为50％，优选地，大于90％。上述发光指纹识别面板100包括在绝缘性基板101上以矩阵形态排列的多个单位发光-受光像素110。上述多个单位发光-受光像素110通过沿着第一方向(本附图中的宽度方向)延伸的多个栅极配线102和沿着与其交叉的第二方向(本附图中的长度方向)延伸的多个数据配线103相连接。其中，如一例，栅极配线102及数据配线103可由包括氧化铟锡(ITO，IndiumTin Oxide)、氧化铟锌(IZO，Indium Zinc Oxide)、氧化金属氧化物(OMO，Oxide MetalOxide)或银纳米线(silver nano-wire)等的导电性纳米结构物的导电层等透明导电材质形成。但是，上述栅极配线及数据配线可由Cu、Al、Ag、Mo或Ti等的导电金属材质形成。
图1b示出本发明一实施例的发光指纹识别面板配置于显示面板下方的指纹识别显示装置的例。
如图所示，如上所述的发光指纹识别面板100可配置于平板显示面板200T的下方，即，显示图像的显示器表面的相反侧。在此情况下，上述平板显示面板200T可为有机发光二极管显示面板、量子点发光二极管显示面板或微型发光二极管(LED)显示面板。除液晶显示器(LCD)或等离子显示板(PDP)面板的上述种类的平板显示面板200T具有如下水平的透过率，即，从上所述发光指纹识别面板100的发光部的发光元件发射的光透过上述平板显示面板200T来被使用人员的会问反射后，可被属于与上述发光部相同的发光-受光像素110的受光部的受光元件检测。
在此情况下，上述发光指纹识别面板100可形成于不透明的绝缘性基板。其中，绝缘性基板还包括被绝缘膜覆盖的半导体基板。并且，本实施例的发光指纹识别面板能够以与在上述图1a的实施例所提及的透过率范围无关的方式构成。在上述图1a的实施例和上述图1b的实施例中，上述发光指纹识别面板除根据材质的选择的透过率差异户外，其他能够以相同的方式构成。以下，主要以图1a的实施例的发光指纹识别面板为中心进行说明，但是，本发明并不局限于任一方。
图2简要示出在上述图1a的实施例的发光指纹识别面板中的单位发光-受光像素的构成。在本附图中，一个单位发光-受光像素110包括：发光开关部111，分别与上述栅极配线102及数据配线103相连接，根据向上述配线输入的信号控制为开启(ON)或关闭(OFF)状态；发光部112，与上述发光开关部111相连接，包括至少一部分透明的发光元件；以及受光部113，包括至少一部分透明的光传感器元件。上述发光开关部111可由薄膜晶体管(TFT)构成。
例如，构成上述发光部112的发光元件可为有机发光二极管、量子点发光二极管或微型发光二极管。其中，在上述有机发光二极管或量子点发光二极管中，其正电极及负电极的至少一部分可由透明电极形成，或其电场发光层可由透明物质构成。构成上述受光部113的光传感器元件的电极和半导体层的至少一部分可为透明的光电二极管(Photo Diode)或光电薄膜晶体管(Photo TFT)。上述受光部113可根据上述光传感器元件的种类或结构具有差异，还可包括使光传感器元件与上述数据配线102等相连接或阻隔的额外的开关元件。当将光电薄膜晶体管采纳为光传感器元件时，在其半导体通道区域可适用氧化物半导体物质。此外，形成绝缘层或保护膜等的物质等可利用可以适用于透明显示器元件的物质。
另一方面，上述单位发光-受光像素110可尺寸可根据为了识别指纹图案而所要求的分辨率程度决定，优选地，具有小于普通指纹的脊线(Ridge)和谷线(Valley)的螺纹(pitch)的宽度P1和高度P2。如一例，上述宽度P1和高度P2分别可为约50μm。
图3示出在上述图1a的实施例的发光指纹识别面板中检测指纹图案的原理。
其中，为了便利，在本附图中示出的2个单位发光-受光像素110A、110B中，将左侧称为单位像素A110A，将右侧称为单位像素B110B。在本附图中以概念的方式示出了如下的情况，即，当使用人员的指纹与发光指纹识别面板上相接触时，上述单位像素A110A上与指纹的脊线部分相对应，单位像素B110B上与指纹的谷线部分相对应。
当上述单位像素A110A的发光部112A和上述单位像素B110B的发光部112B同时发光时，在单位像素A110A中，所发射的光量中的很多量被指纹的脊线部分，更详细地，被脊线内侧的真皮部分反射来被其受光部113A受光，在单位像素B110B中，所发射的光量中的很多量被指纹的谷线部分吸收或反射，仅仅相对少量的光被其受光部113B受光。
上述单位像素A110A和单位像素B110B根据其受光的光的强度产生互不相同的强度的电信号，将其通过分别连接的数据配线向驱动电路部，更详细地，向驱动电路部中的读出(Readout)电路部提供。
如上所述，发光指纹识别面板可在各自的单位发光-受光像素中经过发光及反射检测根据所受光的量的电信号来提供指纹图案的图像信息。如上所述，在本发明的发光指纹识别面板中，每个单位像素110A、110B设置有发光部112A、112B和受光部113A、113B，至发光、反射及受光的光路径短。因此，可准确地检测与相应单位像素相接触的指纹部分。
更详细地，反射光的散射被最小化，可使在受光部中的其他部分的反射光的干扰最小化。当进行受光时，将显示器设置为黑色，从而可吸收从发光部下方发射的光。
另一方面，上述发光部和上述受光部能够以各自的波长范围在至少一部分相互重叠的方式调整，使主发光波长频带和受光灵敏度高的波长频带相互一致。结果，本发明的发光指纹识别面板可不受显示器光或外部光的影响地以高准确度识别指纹。参照图11对其进行更详细地说明。
另一方面，如一例，在制造过程中的相邻的2个单位发光-受光像素110A、110B之间，发光部112A、112B及受光部113A、113B的发光及受光波长频带能够以互不相互的方式设置。在此情况下，一个单位像素110A的受光部113A不受从相邻的单位像素110B的发光部112B中发射的光的影响，因此，可检测出与相应单位像素相接触的指纹部分的更准确的光学信息。
图4以等价电路示出本发明一实施例的发光指纹识别面板电路构成的一例。
其中，发光部112I可由倒置型(Inverted type)的有机发光二极管(OLED)构成。在此情况下，上述有机发光二极管的负电极形成于相比于正电极更接近绝缘性基板侧的层，可与构成发光开关部111的薄膜晶体管的源/漏端子相连接。此时，构成受光部113I的光电二极管也能够以其负电极以接近绝缘性基板的方式配置的结构形成。
另一方面，在本实施例中，数据驱动部130I向奇数数据配线103(O)和偶数数据配线103(E)输入互不相同的数据电压。结果，在多个单位发光-受光像素中，当在与奇数数据配线103(O)相连接的单位发光-受光像素中检测根据发光及受光的泄漏电流时，在连接于与其相邻的偶数数据配线103(E)的单位发光-受光像素中不进行发光及受光，从而可预防相邻单位像素之间的光干扰引起的噪声。
图5以等价电路示出本发明一实施例的发光指纹识别面板电路构成的另一例。
其中，发光部112N可由正常结构(Normal type)的有机发光二极管构成。在此情况下，上述有机发光二极管的正电极形成于相比于负电极更接近绝缘性基板侧的层，可与构成发光开关部111的薄膜晶体管的源/漏端子相连接。此时，构成受光部113N的光电二极管也能够以其正电极以接近绝缘性基板的方式配置的结构形成。
另一方面，在本实施例中，数据驱动部130N可向奇数数据配线103(O)和偶数数据配线103(E)输入互不相同的数据电压。即，当向奇数数据配线输入开启发光部112N和受光部113N的信号时，可向偶数数据配线输入关闭信号。与上述图4的实施例相同地，用于排除从相邻列(column)的单位发光-受光像素的影响。
图6示出在本发明一实施例的发光指纹识别面板中的发光部、发光开关部及受光部的例。
每个单位发光-受光像素构成发光部，包括发光元件112L和控制其的发光开关SW、111，并且，包括构成受光部的光电晶体管PT、113P。在本实施例中，与利用光电二极管来构成受光部的上述实施例不同地，在利用光电晶体管PT来构成受光部的方面具有差异。还可包括控制向上述光电晶体管113P的源/漏电极103P输入的电压的开关晶体管，但是，未在本附图中示出。因为受光部的开关晶体管也能够以与发光开关111的结构相同的方式构成。
在本附图中，示出在发光指纹识别面板100中相应于2个单位发光-受光像素的部分的剖面。其中，示出指纹F的脊线R位于左侧单位发光-受光像素的上部、指纹的谷线V位于右侧单位发光-受光像素的上部。
以下，对发光指纹识别面板100的工作进行说明，在左侧的单位发光-受光像素中，在其上部表面与指纹的脊线部分相接触，因此，在发光元件112L发射的光量中的很多量被指纹的脊线内部的真皮部分反射，被构成其受光部的光电晶体管113P的通道区域A受光。另一方面，在右侧的单位发光-受光像素中，在其上部表面与指纹的谷线V之间具有一些间隔，仅仅在其发光元件发射的光量中相对少的量被相应像素的光电晶体管PT受光。在发光的过程中，向上述各像素的光电晶体管PT的源或漏电极103P输入相同输入电压，若向它们的栅电极102P输入栅极关闭信号，它们根据向通道区域A受光的光量产生互不相同的泄漏电流。
如上所述，发光指纹识别面板100检测在各自的单位发光-受光像素中经过发光及反射受光的光量的电信号来提供指纹图案的图像信息。在本发明的发光指纹识别面板100中，每个单位发光-受光像素设置有作为发光元件112L和受光元件的光电晶体管113P，因此，至发光、反射及受光的光路径短。因此，可不受相邻像素区域的影响地准确检测与相应单位像素相接触的指纹部分。
另一方面，构成上述发光元件112L和上述受光部的光电晶体管113P能够以发光波长频带和受光灵敏度高的波长频带相互重叠的方式调整。这种调整能够以构成发光元件的发光层的物质和构成光电晶体管的通道区域的物质或调节层叠结构等的方式形成。
例如，上述发光元件112L可为如下的有机发光二极管或量子点发光二极管，即，作为正电极的下部电极151及作为负电极的上部电极153的至少一部分由透明电极构成，其之间配置有电场发光层152。以下，举如下的例进行说明，当在上述下部电极151与上部电极153之间通过驱动电流时，电场发光层152采纳发射青色系的光的有机电场发光物质。上述电场发光层152发射光电晶体管113P的光反应性高的波长频带的光，只要是可担保耐久性的物质，均可采纳。
作为上述发光元件112L的正电极的下部电极151通过接触孔104与开关晶体管112S的源/漏电极103S中的一侧相连接，接收根据上述发光开关111的控制的驱动电流。上述下部电极151可为图案化的透明电极。在本附图中，上述下部电极151配置于上述发光开关111的上部，但是，还可配置于其他位置。另一方面，作为上述发光元件112L的负电极的上部电极153可形成于发光指纹识别面板100的上部的前部面。在上述上部电极153的上方可形成有封装层124(Encapsulation layer)。
另一方面，上述光电晶体管113P和上述发光开关111为构成各自的通道区域的活性层，优选地，包括氧化物半导体活性层130、140。在此情况下，它们除上述氧化物半导体活性层130、140之外具有整体类似的结构。由此，可简化制造上述光电晶体管113P和上述发光开关111的工序。上述光电晶体管PT、113P和上述发光开关SW、111包括分别形成于相同层的栅电极102P、102S、栅极绝缘层121、源电极103P及漏电极103S。在上述光电晶体管PT、113P和作为开关晶体管的上述发光开关SW、111的上部形成有透明绝缘性的保护膜122，可形成有补偿没有发光元件112L的部分的高度差的透明绝缘性平坦化膜123。
其中，透明绝缘性栅极绝缘层121、保护膜122、平坦化膜123及封装层124等通常可由适用于有机发光二极管显示面板的材质形成。另一方面，栅电极102P、102S、源电极103P及漏电极103S和未图示的栅极配线或读出配线等可由金属薄膜图案形成，还可由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等的透明导电性薄膜图案形成。并且，为了确保开关工作的稳定性，在上述发光开关SW、111的通道区域上部还可设置有阻隔光的遮光膜155。另一方面，当栅电极和栅极配线由金属薄膜图案形成时，起到栅电极阻隔向通道区域流入的光的作用，因此，在开关晶体管中，使栅电极102S的宽度大于半导体活性层140的宽度或在上述半导体活性层的上部适用具有额外的上部栅电极的所谓双栅极结构也有助于开关稳定性的确保。
上述光电晶体管PT、113P的氧化物半导体活性层130和上述开关晶体管SW、111的氧化物半导体活性层140配置于上述栅极绝缘层121上方及上述源电极103P及漏电极103S下方方面共通，但是，在其层状结构具有差异。若上述发光开关SW、111的氧化物半导体活性层140为以第一氧化物半导体层形成的单层结构，则光电晶体管113P的氧化物半导体活性层130包括第一氧化物半导体层，可由包括与其不同的组成的氧化物半导体物质层的第二氧化物半导体层的2层结构或3层结构等多层结构形成。
若举更详细的例来进行说明，构成上述发光开关111的开关晶体管的氧化物半导体活性层140为第一氧化物半导体层，可由AIZTO，即，Al:lnZnSnO的单一层形成。并且，上述光电晶体管PT、113P的氧化物半导体活性层130为上述AIZTO层与栅极绝缘层121之间的第二氧化物半导体层，可为氧化铟锌，即，InZnO层介入的2层结构，或氧化铟锌层可为在多个AIZTO层之间以三明治形态层叠的3层结构。在此情况下，上述光电晶体管PT、113P呈现对于380nm至590nm的波长频带，更详细地，约473nm左右的波长的蓝色光呈现高灵敏度。因此，在此情况下，构成上述透明发光元件112L的电场发光层152可采纳发射青色系或绿色系，更详细地，主要发射380nm至590nm的波长频带的光的有机电场发光物质。
图7示出在本发明一实施例的发光指纹识别面板中构成受光部的光电晶体管的特性的曲线图。
在本曲线图中，在光电晶体管PT的半导体通道区域中呈现如下的电特性，即，在栅极绝缘层上形成作为第二氧化物半导体层的氧化铟锌层且在其上部形成作为第一氧化物半导体层的AIZTO层的双重层结构的情况。在此情况下，光电晶体管PT在黑暗中呈现与普通开关晶体管相同的特性曲线(参照实线曲线)，但是，若向通道区域照射光(在本曲线图中，473nm波长的光以1mW/cm2的强度照射)，呈现导电度明显增加(参照一点锁线曲线)。
其中，需要注意的一点是，可以确认，即使上述光电晶体管PT露出于473nm波长范围的光后光被消失，呈现临界电压相比于露出之前降低的现象(参照点线曲线)，这种临界电压减少向栅电极输入约10ns左右的临界电压以上的脉冲信号，从而被解除。
另一方面，此时，具有第一氧化物半导体层，即，AIZTO单层结构(厚度30nm)的通道区域的开关晶体管未被额外示出，与是否向通道区域照射光无关地，呈现在本曲线图中与以实线标记的Dark_Vds 10V条件的特性曲线类似的形态的典型晶体管特性曲线。
图8示出利用本发明一实施例的发光指纹识别面板来进行指纹图像扫描的驱动电路的一例，图9简要示出利用上述图8的驱动电路来获取1帧的指纹图像的过程。
在本实施例中，栅极驱动部120P可向与其相连接的多个栅极配线102输入循序扫瞄(Progressive Scan)方式的栅极开启信号。在此情况下，数据驱动部130C可向列单位提供开启或关闭上述发光部112及上述受光部113的数据信号。首先，如图8所示，在向奇数数据配线103(O)输入开启发光部112及受光部113的信号且向偶数数据配线103(E)输入关闭其的信号的状态下，如图9的(a)部分所示，上述栅极驱动部120P执行第一次循序扫瞄SP1来获取与奇数列C(O)的像素有关的1/2部分帧的指纹识别数据。之后，如图9的(b)部分所示，一边在数据驱动部130C输入与此相反的数据信号，一边执行第二次循序扫瞄SP2，来可获取与偶数列C(E)的像素有关的2/2部分帧的指纹识别数据。
换言之，将构成发光指纹识别面板的多个单位像素分为奇数列C(O)组和偶数列C(E)的2个组，对各组执行第二例的部分帧扫描，从而可获取对于整体帧准确度高的指纹识别数据。
图10示出利用本发明一实施例的发光指纹识别面板来进行指纹图像扫描的驱动电路的另一例，图11简要示出利用上述图10的驱动电路来获取1帧的指纹图像的过程。
在本实施例中，栅极驱动部120I可向与其相连接的多个栅极配线102输入交错扫描(Interlaced Scan)方式的栅极开启信号。如一例，如图11的(a)部分所示，可向图10的奇数栅极配线102(O)从上向下依次输入栅极开启信号来获取与奇数行R(O)的像素有关的1/2部分帧的指纹识别数据，之后，如图11的(b)所示，可向偶数栅极配线102(E)依次输入栅极开启信号来获取与偶数行R(E)的像素有关的2/2部分帧的指纹识别数据。
换言之，将构成发光指纹识别面板的多个单位像素分为奇数行R(O)组和偶数行R(E)的2个组，对各组执行第二次例的部分帧扫描来获取与整体帧有关的准确度高的指纹识别数据。
图12示出利用本发明一实施例的发光指纹识别面板来对1帧的指纹图像进行扫描的过程的另一例。
在本实施例的发光指纹识别面板的驱动电路部中，将构成上述发光指纹识别面板的多个单位像素分为根据奇数行R(O)和偶数行R(E)及奇数列C(O)和偶数列C(E)的4中组的4个组，可对各组依次执行1/4至4/4部分帧扫描。结果，在一个部分帧内中，当一个单位发光-受光像素发光时，至少沿着行方向及列方向与上述一个单位发光-受光像素相邻的单位发光-受光像素不发光，因此，可获取排除从相邻单位像素的光干扰的准确度高的指纹识别数据。
图13示出在本发明一实施例的发光指纹识别面板中根据发光部的波长的光量分布和受光部的波长的灵敏度分布的关系。
首先，参照图13的(a)部分，下侧曲线图呈现在单位发光-受光像素中根据发光部的发光波长的光强度分布，上侧曲线图呈现在相同的单位发光-受光像素中与其受光部的受光波长有关的灵敏度分布。其中，上述发光能够以如下的方式调整，即，其发光峰值波长WPL属于呈现相同单位像素内的受光部的灵敏度半宽度，即，最大灵敏度SM的一半SH以上的灵敏度的波长范围W1～W2内。另一方面，如图13的(b)部分所示，上述发光能够以如下的方式调整，即，在受光部中呈现最大灵敏度的灵敏度峰值波长WPS属于与其对应的发光部的光强度半宽度，即，以发光峰值波长为中心呈现最大光强度LM的一半LH以上的光强度的波长范围W3～W4内。这种发光部与受光部之间的波长频带调整可通过调整行程上述发光部及受光部的物质的组成或薄膜的厚度等的多种参数来形成。
标记的说明
100：发光指纹识别面板
101：绝缘性基板 102：栅极配线
103：数据配线 110：单位发光-受光像素
111：发光开关部 112：发光部
113：受光部 120P、120I：栅极驱动部
130、130N、130C：数据驱动部
产业上的可利用性
本发明涉及平板指纹识别传感器面板及上述面板与平板显示装置相结合的装置，可利用于便携式信息通信设备、汽车用信息显示装置或金融交易用设备信息的需要显示和指纹识别的多种领域。

Claims (20)

1.一种发光指纹识别面板，其特征在于，
包括：
绝缘性基板；以及
多个单位发光-受光像素，在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列，
上述单位发光-受光像素包括：
发光部，包括发光元件；
发光开关部，控制上述发光部的工作；以及
受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件接收从上述发光部发射并被指纹反射的光。
2.根据权利要求1所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述绝缘性基板为透明绝缘性基板，上述发光元件及上述受光部的至少一部分透明。
3.根据权利要求1所述的发光指纹识别面板，其特征在于，还包括驱动电路部，用于对在上述单位发光-受光像素内的上述发光部的发光中被指纹反射来向上述受光部入射的光的信号进行检测。
4.根据权利要求1所述的发光指纹识别面板，其特征在于，在上述单位发光-受光像素内的上述发光部中呈现相对高的光强度的发光波长范围和在上述受光部中呈现相对高的灵敏度的受光波长范围相互重叠。
5.根据权利要求4所述的发光指纹识别面板，其特征在于，在上述发光部中，发光峰值波长包括于上述受光部的灵敏度半宽度范围内。
6.根据权利要求4所述的发光指纹识别面板，其特征在于，在上述受光部中呈现最大灵敏度的灵敏度峰值波长包括于上述发光部的光强度半宽度范围内。
7.根据权利要求1所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述受光部包括至少一部分透明的光电晶体管。
8.根据权利要求7所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述光电晶体管包括透明的氧化物半导体活性层，若被380nm至590nm的波长频带的光照射，则上述氧化物半导体活性层被激活来呈现导电体特性。
9.根据权利要求7所述的发光指纹识别面板，其特征在于，
上述光电晶体管包括透明的氧化物半导体活性层，上述氧化物半导体活性层被蓝色光激活，
上述透明的发光元件为发射蓝色光或绿色光的有机发光二极管。
10.根据权利要求1所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述发光部包括有机发光二极管、量子点发光二极管或微型发光二极管。
11.一种发光指纹识别面板，其特征在于，
包括：
绝缘性基板；
多个栅极配线，在上述绝缘性基板上沿着第一方向延伸；
多个数据配线，在上述栅极配线上隔着绝缘层沿着与上述第一方向交叉的第二方向延伸；
多个单位发光-受光像素，以与上述多个栅极配线和上述多个数据配线的交叉点对应的方式配置；以及
驱动电路部，包括与上述多个栅极配线相连接的栅极驱动部及与上述多个数据配线相连接的数据驱动部，
上述单位发光-受光像素包括：
发光部，包括发光元件；
发光开关部，分别与上述栅极配线及上述数据配线相连接，根据向其输入的电信号控制上述发光部的工作；以及
受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件通过上述数据配线提供基于在上述发光元件的发光中的被指纹反射来入射的光的信号。
12.根据权利要求11所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述绝缘性基板为透明绝缘性基板，上述发光元件及上述受光部的至少一部分透明。
13.根据权利要求11所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述栅极配线及上述数据配线由透明导电性材质形成。
14.根据权利要求11所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述受光部通过上述数据配线以信号方式向上述数据驱动部提供基于向上述光传感器元件入射的光的泄漏电流。
15.根据权利要求11所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述驱动电路部将上述多个单位发光-受光像素分为N个组，N为2以上的自然数，对于属于各组的上述多个单位发光-受光像素执行N个的部分帧扫描。
16.根据权利要求15所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述N个组由奇数列组和偶数列组或奇数行组和偶数行组构成。
17.根据权利要求15所述的发光指纹识别面板，其特征在于，在上述驱动电路部中，当在一个部分帧内使得一个单位发光-受光像素发光时，至少沿着行方向及列方向与上述一个单位发光-受光像素相邻的单位发光-受光像素不发光。
18.根据权利要求11所述的发光指纹识别面板，其特征在于，上述发光部包括有机发光二极管、量子点发光二极管或微型发光二极管。
19.一种指纹识别显示装置，其特征在于，
包括：
平板显示面板；以及
发光指纹识别面板，配置于在上述平板显示面板中显示图像的表面侧，包括绝缘性基板及在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列的多个单位发光-受光像素，
上述单位发光-受光像素包括：
发光部，包括发光元件；
发光开关部，控制上述发光部的工作；以及
受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件接收从上述发光部发射并被指纹反射的光。
20.一种指纹识别显示装置，其特征在于，
包括：
平板显示面板；以及
发光指纹识别面板，配置于在上述平板显示面板中显示图像的表面的相反侧，包括绝缘性基板及在上述绝缘性基板上以矩阵形态排列的多个单位发光-受光像素，
上述单位发光-受光像素包括：
发光部，包括发光元件；
发光开关部，控制上述发光部的工作；以及
受光部，包括光传感器元件，上述光传感器元件接收从上述发光部发射并透过上述平板显示面板来被指纹反射的光。
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