CN108766987B - 一种显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种显示装置及其驱动方法，涉及显示技术领域，用以解决现有技术中指纹识别区域内的子像素中发光元件的寿命衰减过快的问题，有效提高显示亮度均一性。显示装置包括显示面板，显示面板包括衬底基板，衬底基板的显示区的至少部分区域为指纹识别区域；显示区内设有多个子像素，每个子像素包括第一发光元件；衬底基板背向第一发光元件的一侧设有多个指纹识别单元，每个指纹识别单元包括一个第二发光元件和至少一个光感传感器；其中，第二发光元件为微型发光二极管，第二发光元件和光感传感器在衬底基板上的正投影位于指纹识别区域内。上述显示装置用于进行画面显示。

Description

一种显示装置及其驱动方法

【技术领域】

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其驱动方法。

【背景技术】

对于具有指纹识别功能的显示面板来说，为了更好的实现全面屏设计，避免指纹识别区域占用非显示区的空间，目前可采用屏下指纹技术将显示区的部分区域复用为指纹识别区域，并且，将指纹识别区域内子像素所发出的光线作为指纹识别所用的光线。

在进行指纹识别时，通常需要指纹识别区域内子像素中的发光元件发出较高亮度的光以提高检测精度，但是这样一来，指纹识别区域内的子像素在指纹识别时就需频繁发出高亮度的光，导致这部分子像素的发光元件的寿命衰减过快，进而导致在显示面板使用一段时间之后，指纹识别区域的发光亮度就会低于非指纹识别区域的发光亮度，对画面的正常显示造成影响，降低显示亮度均一性。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示装置及其驱动方法，用以解决现有技术中指纹识别区域内的子像素中发光元件的寿命衰减过快的问题，有效提高显示亮度均一性。

一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，所述显示面板包括衬底基板，所述衬底基板的显示区的至少部分区域为指纹识别区域；

所述显示区内设有多个子像素，每个子像素包括第一发光元件；

所述衬底基板背向所述第一发光元件的一侧设有多个指纹识别单元，每个所述指纹识别单元包括一个第二发光元件和至少一个光感传感器；其中，所述第二发光元件为微型发光二极管，所述第二发光元件和所述光感传感器在所述衬底基板上的正投影位于所述指纹识别区域内。

另一方面，本发明实施例提供了一种显示装置的驱动方法，所述显示装置的驱动方法应用于上述显示装置，所述显示装置的驱动方法包括：

接收到指纹识别指令时，控制指纹识别单元中的第二发光元件发出光线，控制光感传感器接收经由触摸主体反射后的光线，根据反射后的光线强度，对指纹进行识别。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

采用本发明实施例所提供的技术方案，在进行指纹识别时，指纹识别所用光线为指纹识别单元中的第二发光元件所发出的光线，无需再利用指纹识别区域内第一发光元件发出的光线，因而也就无需在指纹识别时提高指纹识别区域内第一发光元件的发光亮度。因此，与现有技术相比，采用本发明实施例所提供的技术方案，能够避免指纹识别区域内的子像素在指纹识别时频繁发出高亮度的光，从而降低了这部分子像素中第一发光元件的寿命衰减速度，保证了指纹识别区域内的发光亮度与其他区域内的发光亮度一致，有效提高了显示亮度的均一性。

此外，在本发明实施例所提供的技术方案中，指纹识别单元中的第二发光元件为微型发光二极管，与传统的有机发光二极管相比，微型发光二极管中的发光层为无机发光材料层，例如，可以为掺杂有量子点材料的膜层，采用无机发光材料制作发光层，一方面，无机发光材料层可以散射式发光，使微型发光二极管发出的光线较为分散均匀，另一方面，在同一条件的驱动下，无机发光材料层相较于有机发光材料层能够发出更高亮度的光，从而提高了指纹识别的检测精度。并且，由于微型发光二极管相较于传统的有机发光二极管体积较小，因此，在指纹识别区域面积一定的条件下，能够设置更多数量的微型发光二极管，从而增大了指纹识别区域内发射的光线量以及反射后的光线量，提高了检测精度。

进一步的，令每个指纹识别单元均包括一个第二发光元件和至少一个光感传感器，可以保证每个第二发光元件旁均至少设置有一个光感传感器，采用该种设置，当一个第二发光元件发出的光线经由触摸主体反射后，能够保证反射后的光线被该第二发光元件旁设置的光感传感器接收到，与多个第二发光元件集中排布的设置方式相比，能够增大反射后的光线被光感传感器接收到的几率，从而在一定程度上提高了指纹识别的检测精度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例所提供的显示装置的俯视图；

图2是本发明实施例所提供的显示装置中指纹识别区域内的剖视图；

图3是本发明实施例所提供的第二发光元件和光感传感器的排布示意图；

图4是本发明实施例所提供的第二发光元件和光感传感器的另一种排布示意图；

图5是本发明实施例所提供的第二发光元件和光感传感器的结构示意图；

图6是本发明实施例所提供的显示装置的另一种剖视图；

图7是本发明实施例所提供的显示装置的又一种剖视图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述电极，但这些电极不应限于这些术语。这些术语仅用来将电极彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一电极也可以被称为第二电极，类似地，第二电极也可以被称为第一电极。

本发明实施例提供了一种显示装置，如图1和图2所示，图1为本发明实施例所提供的显示装置的俯视图，图2为本发明实施例所提供显示装置中指纹识别区域内的剖视图，该显示装置包括显示面板1，显示面板1包括衬底基板2，衬底基板2的显示区3中的至少部分区域为指纹识别区域4。

显示区3内设有多个子像素5，每个子像素5包括第一发光元件6。衬底基板2背向第一发光元件6的一侧设有多个指纹识别单元7，每个指纹识别单元7包括一个第二发光元件8和至少一个光感传感器9，其中，第二发光元件8为微型发光二极管，第二发光元件8和光感传感器9在衬底基板2上的正投影位于指纹识别区域4内。

基于上述显示装置的结构，当显示装置仅需进行正常显示，无需进行指纹识别时，多个子像素5的第一发光元件6发光，用以实现画面显示。当显示装置需要进行指纹识别时，指纹识别单元7的第二发光元件8发光，第二发光元件8发出的光线经由触摸主体(如手指)反射后传播至光感传感器9中，光感传感器9进而根据反射后的光线强度对指纹的谷和脊进行判断，以实现指纹识别。

可见，采用本发明实施例所提供的显示装置，在进行指纹识别时，指纹识别所用光线为指纹识别单元7中的第二发光元件8所发出的光线，无需再利用指纹识别区域4内第一发光元件6发出的光线，因而也就无需在指纹识别时提高指纹识别区域4内第一发光元件6的发光亮度。因此，与现有技术相比，采用本发明实施例所提供的显示装置，能够避免指纹识别区域4内的子像素5在指纹识别时频繁发出高亮度的光，从而降低了这部分子像素5中第一发光元件6的寿命衰减速度，保证了指纹识别区域4内的发光亮度与其他区域内的发光亮度一致，有效提高了显示亮度的均一性。

此外，在本发明实施例所提供的显示装置中，指纹识别单元7中的第二发光元件8为微型发光二极管，与传统的有机发光二极管相比，微型发光二极管中的发光层为无机发光材料层，例如，可以为掺杂有量子点材料的膜层，采用无机发光材料制作发光层，一方面，无机发光材料层可以散射式发光，使微型发光二极管发出的光线较为分散均匀，另一方面，在同一条件的驱动下，无机发光材料层相较于有机发光材料层能够发出更高亮度的光，从而提高了指纹识别的检测精度。并且，由于微型发光二极管相较于传统的有机发光二极管体积较小，因此，在指纹识别区域4面积一定的条件下，能够设置更多数量的微型发光二极管，从而增大了指纹识别区域4内发射的光线量以及反射后的光线量，提高了检测精度。

进一步的，令每个指纹识别单元7均包括一个第二发光元件8和至少一个光感传感器9，可以保证每个第二发光元件8旁均至少设置有一个光感传感器9，采用该种设置，当一个第二发光元件8发出的光线经由触摸主体反射后，能够保证反射后的光线被该第二发光元件8旁设置的光感传感器9接收到，也就是增大了反射后的光线被光感传感器9接收到的几率，从而在一定程度上提高了指纹识别的检测精度。

可以理解的是，每个子像素5除了包括第一发光元件6外，还包括像素驱动电路，像素驱动电路包括多个薄膜晶体管。请再次参见图2，以像素驱动电路所包括的一个薄膜晶体管10为例，薄膜晶体管10包括依次层叠于衬底基板2上的有源层11、栅极层12和源漏极层，其中，源漏极层包括源极13和漏极14，源极和漏极均通过过孔与有源层电连接。第一发光元件6包括依次层叠于源漏极层背向衬底基板2一侧的阳极15、发光功能层16和阴极17，其中，阳极15与薄膜晶体管10的源极13或漏极14电连接。薄膜晶体管10和第一发光元件6的工作原理与现有技术中的薄膜晶体管10和发光元件的工作原理相同，此处不再赘述。

可选的，如图3和图4所示，图3为本发明实施例所提供的第二发光元件和光感传感器的排布示意图，图4为本发明实施例所提供的第二发光元件和光感传感器的另一种排布示意图，每个指纹识别单元7可包括一个光感传感器9，并且，对于相邻的两个指纹识别单元7来说，一个指纹识别单元7的光感传感器9与另一个指纹识别单元7的第二发光元件8相邻。

与每个指纹识别单元7包括多个光感传感器9的设置方式相比，令每个指纹识别单元7仅包括一个光感传感器9，并且令相邻两个指纹识别单元7中一个指纹识别单元7的光感传感器9与另一个指纹识别单元7的第二发光元件8相邻，可以使得第二发光元件8和光感传感器9交错排布，即，每两个第二发光元件8之间均设置有一个光感传感器9，且每两个光感传感器9之间均设置有一个第二发光元件8，实现了第二发光元件8的光线发射效率与光感传感器9的光线接收效率最大化，进一步提高了光感传感器9对指纹的谷脊的判断的准确性。

此外，在实际应用中，指纹识别区域4的形状可以为任意形状，例如可以为图3所示的矩形，也可以为图4所示的圆形。并且，指纹识别单元7在指纹识别区域4中的排布方式也可以为多种，例如可以为如图3所示的呈矩阵式排布，也可以为如图4所示的沿着指纹识别区域4的周向排布。需要说明的是，图3和图4所示出的指纹识别区域4的形状和指纹识别单元7的排布方式仅为示意性说明，并非是本发明实施例对指纹识别区域4的形状和指纹识别单元7的排布方式的具体限定。

可选的，如图5所示，图5为本发明实施例所提供的第二发光元件和光感传感器的结构示意图，第二发光元件8可包括依次设于衬底基板2背向第一发光元件6一侧的第一电极18、发光层19和第二电极20。其中，第一电极18为透明电极，第二电极20背向衬底基板2的一侧还设置有第一驱动电路21，第一驱动电路21与第二电极20电连接。当进行指纹识别时，第一驱动电路21向第二电极20施加驱动电压，使发光层19在第一电极18和第二电极20所形成的电压差的作用下发光。

需要说明的是，由于第二发光元件8为微型发光二极管，因此，第二发光元件8中的发光层19为无机发光材料层，一方面能够提高所发出的光线的均匀性，另一方面还能提高发光亮度，进而提高了指纹识别的检测精度。

请再次参见图5，光感传感器9具体可包括光敏二极管，光感传感器9包括依次设于衬底基板2背向第一发光元件6一侧的第三电极22、PIN结23和第四电极24，其中，第三电极22为透明电极，第四电极24背向衬底基板2的一侧还设置有第二驱动电路25，第二驱动电路25与第四电极24电连接。在进行指纹识别时，经由手指反射的光线透过第三电极22照射到PIN结23上。PIN结23具有光敏特性，且具有单向导电性。当没有受到光线照射时，PIN结23有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光线照射时，PIN结23的饱和反向漏电流大大增加，形成光电流。由于手指指纹中的脊和谷到光感传感器9的距离不同，使得光感传感器9接收到的在脊的位置处形成的反射光线和在谷的位置处形成的反射光线的强度不同，PIN结23转换成的光电流大小也就不同，从而根据转换后的光电流的大小进行指纹识别。

可选的，请再次参见图2，第二发光元件8和光感传感器9可同层设置。结合图5，当第二发光元件8和光感传感器9同层设置时，第一电极18和第三电极22同层设置，第二电极19和第四电极23同层设置，发光层19和PIN结23同层设置。

令第二发光元件8和光感传感器9同层设置，第二发光元件8发出的光线仅需穿过显示面板1即可传播至手指，无需再额外穿过光感传感器9所在膜层，并且，经由手指反射后的光线也仅需穿过显示面板1即可传播至光感传感器9，无需再额外穿过第二发光元件8所在膜层。因此，采用该种设置方式，能够减少第二发光元件8发出的光线和反射后的光线在传播过程中的光线损失量，提高了光线的透过率，进而提高了指纹识别的检测精度。

此外，相较于第二发光元件8和光感传感器9异层设置，令第二发光元件8和光感传感器9同层设置，还可以在一定程度上减小指纹识别单元7的厚度，从而降低显示装置的厚度，更有利于实现显示装置的轻薄化。

可选的，如图6所示，图6为本发明实施例所提供的显示装置的另一种剖视图，第二发光元件8和光感传感器9也可异层设置。当第二发光元件8和光感传感器9也异层设置时，第二发光元件8位于衬底基板2与光感传感器9之间，第二发光元件8和光感传感器9之间设有透明绝缘层27。并且，第二发光元件8在衬底基板2上的正投影与光感传感器9在衬底基板2上的正投影不存在交叠。

令第二发光元件8位于衬底基板2与光感传感器9之间，第二发光元件8发出的光线在传播至手指的过程中无需穿过光感传感器9所在膜层，从而有效减少了指纹识别所用光的光线损失量。并且，令第二发光元件8在衬底基板2上的正投影与光感传感器9在衬底基板2上的正投影不存在交叠，也就是使第二发光元件8和光感传感器9错开设置，这样，经由手指反射后的光线在传播至光感传感器9的过程中，无需穿过第二发光元件8所在膜层，有效减少了反射后的光线在传播过程中的损失量。

请再次参见图2和图6，显示装置还可包括电路板26，电路板26设于衬底基板2背向第一发光元件6的一侧。第二发光元件8和光感传感器9设于在电路板26和衬底基板2之间。具体的，该电路板26可为硅基板，结合图5，在指纹识别单元7的制作工艺中，可在硅基板上依次形成第二发光元件8和光感传感器9的各个膜层结构，然后再将其粘接在衬底基板2上。

此外，如图7所示，图7为本发明实施例所提供的显示装置的又一种剖视图，显示装置还包括具有多个凸透镜的准直器件28，准直器件28设于衬底基板2与指纹识别单元7之间。在显示装置中设置准直器件28，可以保证第二发光元件8发出的光线和经由手指反射的光线沿着预设角度准直传播，避免了光线四处发散，提高了传播至手指的光线量以及反射至光感传感器9的光线量，进而提高了指纹识别的检测精度。

并且，请再次参见图7，为了保证准直器件28的安装稳定性，还可在准直器件28的两侧分别设置两层透明胶29，以使准直器件28与衬底基板2和指纹识别单元7分别通过透明胶29紧密粘接。

可选的，第一发光元件6为有机发光二极管。其中，第一发光元件6的具体结构已经在上述实施例中进行了说明，此处不再赘述。

结合图1和图2，本发明实施例还提供了一种显示装置的驱动方法，该驱动方法应用于上述显示装置中。该显示装置的驱动方法包括：接收到指纹识别指令时，控制指纹识别单元7中的第二发光元件8发出光线，控制光感传感器9接收经由触摸主体反射后的光线，根据反射后的光线强度，对指纹进行识别。

采用上述驱动方法，在进行指纹识别时，可以驱动指纹识别单元7中的第二发光元件8发光，指纹识别所用光线为第二发光元件8所发出的光线，无需再利用指纹识别区域4内第一发光元件6发出的光线，因而也就无需在指纹识别时提高指纹识别区域4内第一发光元件6的发光亮度。因此，采用本发明实施例所提供的驱动方法，能够降低指纹识别区域4内子像素5中第一发光元件6的寿命衰减速度，进而有效提高整个显示区3内显示亮度的均一性。

结合图7，当显示装置包括具有多个凸透镜的准直器件28时，显示装置的驱动方法还包括：通过准直器件28对第二发光元件8发出的光线进行准直，使光线沿预设角度射出；通过准直器件28对经由触摸主体反射后的光线进行准直，使光线沿预设角度射入光感传感器9。

利用准直器件28使第二发光元件8发出的光线和经由手指反射的光线沿着预设角度准直传播，能够避免光线四处发散，从而提高了传播至手指的光线量以及反射至光感传感器9的光线量，提高了指纹识别的检测精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括显示面板，所述显示面板包括衬底基板，所述衬底基板的显示区的至少部分区域为指纹识别区域；

所述显示区内设有多个子像素，每个子像素包括第一发光元件；

所述衬底基板背向所述第一发光元件的一侧设有多个指纹识别单元，每个所述指纹识别单元包括一个第二发光元件和至少一个光感传感器；其中，所述第二发光元件为微型发光二极管，所述微型发光二极管的发光层为无机发光材料层，所述第二发光元件和所述光感传感器在所述衬底基板上的正投影位于所述指纹识别区域内。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，每个所述指纹识别单元包括一个所述光感传感器；

对于相邻的两个所述指纹识别单元，一个所述指纹识别单元的光感传感器与另一个所述指纹识别单元的所述第二发光元件相邻。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二发光元件包括依次设于所述衬底基板背向所述第一发光元件一侧的第一电极、发光层和第二电极；所述第二电极背向所述衬底基板的一侧还设置有第一驱动电路，所述第一驱动电路与所述第二电极电连接。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光感传感器包括依次设于所述衬底基板背向所述第一发光元件一侧的第三电极、PIN结和第四电极；所述第四电极背向所述衬底基板的一侧还设置有第二驱动电路，所述第二驱动电路与所述第四电极电连接。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二发光元件和所述光感传感器同层设置。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二发光元件位于所述衬底基板与所述光感传感器之间，所述第二发光元件和所述光感传感器之间设有透明绝缘层；

所述第二发光元件在所述衬底基板上的正投影与所述光感传感器在所述衬底基板上的正投影不存在交叠。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括电路板，所述电路板设于所述衬底基板背向所述第一发光元件的一侧；

所述第二发光元件和所述光感传感器设于在所述电路板和所述衬底基板之间。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括具有多个凸透镜的准直器件，所述准直器件设于所述衬底基板与所述指纹识别单元之间。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述准直器件与所述衬底基板和所述指纹识别单元分别通过透明胶粘接。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一发光元件为有机发光二极管。

11.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，所述显示装置的驱动方法应用于如权利要求1所述的显示装置，所述显示装置的驱动方法包括：

接收到指纹识别指令时，控制指纹识别单元中的第二发光元件发出光线，控制光感传感器接收经由触摸主体反射后的光线，根据反射后的光线强度，对指纹进行识别。

12.根据权利要求11所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，所述显示装置还包括具有多个凸透镜的准直器件，所述准直器件设于所述衬底基板与所述指纹识别单元之间；

所述显示装置的驱动方法还包括：通过所述准直器件对所述第二发光元件发出的光线进行准直，使所述光线沿预设角度射出；通过所述准直器件对经由触摸主体反射后的光线进行准直，使所述光线沿预设角度射入所述光感传感器。

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