CN108878447B - 阵列基板、显示装置及终端解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种阵列基板、显示装置及终端解锁方法，该阵列基板包括像素区和非像素区，非像素区包括光学感应装置，该光学感应装置包括光强度检测模块和连接到光强度检测模块的信号传输模块，其中，光强度检测模块用于将光强度信号转换为电信号，信号传输模块用于将转换的电信号输出。本发明实施例提供的阵列基板通过在阵列基板的非像素区设置光学感应装置，并利用光学感应装置中的光强度检测模块进行光电信号的转换、利用光学感应装置中的信号传输模块进行电信号的传输的方式，实现了阵列基板任意显示区域的指纹识别检测功能，继而实现了显示装置任意显示区域的指纹识别检测功能，为提高显示装置的屏占比奠定了基础。

Description

阵列基板、显示装置及终端解锁方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、显示装置及终端解锁方法。

背景技术

随着移动通信技术和智能终端的迅速发展，指纹验证技术日益受到广泛关注。现有技术中，通常利用在显示装置的特定位置(比如home键)处设置指纹识别硬件模块的方式来实现指纹的验证识别。然而，所设置的指纹识别硬件模块不仅占用显示装置的空间，而且还可能导致整个显示装置的机械强度下降。

此外，目前市场上主流的全面屏显示装置通常在显示区固定位置实现指纹识别功能，但是，如果在识别过程中指纹区域显示，则会影响屏幕美观程度，如果在识别过程中指纹区域不显示，则会造成用户解锁的“乱摸”现象，用户体验感极差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种阵列基板、显示装置及终端解锁方法，以解决现有显示装置的指纹识别区域位置固定且占用显示装置空间的问题。

第一方面，本发明一实施例提供一种阵列基板，该阵列基板包括像素区和非像素区，非像素区包括光学感应装置，该光学感应装置包括光强度检测模块和连接到光强度检测模块的信号传输模块，其中，光强度检测模块用于将光强度信号转换为电信号，信号传输模块用于将转换的电信号输出。

在本发明一实施例中，光学感应装置的数量为多个，并且遍布式分散在所述阵列基板上。

在本发明一实施例中，光强度检测模块为PN结结构，优选地，该PN结结构为PNP型。

在本发明一实施例中，PN结结构的传递面设置有导电膜。

在本发明一实施例中，导电膜的材质为氧化锡。

在本发明一实施例中，信号传输模块包括场效应薄膜晶体管，并且光强度检测模块与场效应薄膜晶体管的源极或漏极电连接。

在本发明一实施例中，光强度检测模块为PN结结构，或光强度检测模块与场效应薄膜晶体管的源极或漏极一起形成PN结结构。

在本发明一实施例中，场效应薄膜晶体管的沟道层与场效应薄膜晶体管的源极和漏极交错分布。

在本发明一实施例中，场效应薄膜晶体管为形成在阵列基板上的像素电路的场效应薄膜晶体管。

第二方面，本发明一实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括依次层叠设置的阵列基板、阳极层、空穴传输层组、发光层、电子传输层组和阴极层，其中，阵列基板的非像素区包括光学感应装置，该光学感应装置包括光强度检测模块和连接到光强度检测模块的信号传输模块，并且光强度检测模块用于将光强度信号转换为电信号；信号传输模块用于将转换的所述电信号输出。

第三方面，本发明一实施例还提供一种终端解锁方法，该方法包括：唤醒终端，并使终端的屏体发光；获取由触摸在屏体上的指纹反射到屏体内的光强度信号；将光强度信号转换为电信号并得到指纹数据；将指纹数据与预设数据进行比对；当比对结果落入预设数据的匹配范围时，执行解锁操作；当比对结果偏离预设数据的匹配范围时，不执行解锁操作。

本发明实施例提供的阵列基板通过在阵列基板的非像素区设置光学感应装置，并利用光学感应装置中的光强度检测模块进行光电信号的转换、利用光学感应装置中的信号传输模块进行电信号的传输的方式，实现了阵列基板任意显示区域的指纹识别检测功能，继而实现了显示装置任意显示区域的指纹识别检测功能，为提高显示装置的屏占比奠定了基础。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的阵列基板的实际应用示意图。

图3所示为本发明另一实施例提供的阵列基板的俯视结构示意图。

图4所示为本发明又一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。

图5所示为本发明再一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。

图6所示为本发明再一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。

图7所示为本发明一实施例提供的终端解锁方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的阵列基板沿延展方向被划分为若干非像素区M1和像素区M2，这里，延展方向为与图1所示方位的水平面平行的方向。具体地，阵列基板包括衬底基板1和设置于衬底基板1上的光学感应装置，并且所设置的光学感应装置遍布式分布于阵列基板的非像素区M1。

应当理解，遍布式是指没有偏向性的非集中式分布。

注意，像素区M2是指对应于后期形成的子像素的区域，非像素区M1是指对应于后期形成的子像素之间的区域。

光学感应装置包括信号传输模块2、绝缘层3和光强度检测模块4。信号传输模块2包括栅极21和层叠设置于栅极21之上的源极22和漏极23。栅极21和源极22、漏极23之间层叠设置有绝缘层3，并且源极22、漏极23与沟道层24共面排布。实际上，光强度检测模块4设置在衬底基板1上的场效应薄膜晶体管上。具体来说，光强度检测模块4设置于场效应薄膜晶体管的漏极23上，即光强度检测模块4与漏极23接触连接。在一个实施例中，光强度检测模块4为PN结结构，比如，光强度检测模块4中包括P型半导体和N型半导体，该P型半导体和N型半导体之间形成PN结结构，并且该PN结结构与漏极23电连接；又比如，光强度检测模块4为P型半导体，漏极23为N型半导体，则光强度检测模块4与漏极23之间形成PN结结构。

此外，应当理解，沟道层24与源极22和漏极23的交错设置可以充分优化信号传输模块2的场效应迁移率、阈值电压、电流开关比、亚阈值摆幅等参数，从而为电信号的有效快速传输提供有利条件。

图2所示为本发明一实施例提供的阵列基板的实际应用示意图。具体地，将本发明图1实施例提供的阵列基板应用到具有自发光功能的显示屏幕中(比如有机电致发光显示屏幕)，用以实现显示屏幕的指纹识别检测功能。如图2所示，在实际的应用过程中，当手指5触及到显示屏的上表面(如图2所示方位的上表面)时，显示屏发出的光线6被手指5遮挡发生漫反射，漫反射光线6传递至光强度检测模块4。光强度检测模块4将接收到的光信号转换为电信号，并借助其自身与信号传输模块2的漏极23的接触连接，将转换而成的电信号传输至漏极23，并借助于沟道层24和源极22将电信号传输至相应的分析模块(图中未示出)，继而利用分析模块判断所获取的指纹数据是否为正确的指纹数据，从而最终实现显示屏幕任意区域的指纹识别检测。

光强度检测模块4亦可设置于源极22上，即设定光强度检测模块4与源极22接触连接。此时，只需借助沟道层24和漏极23来实现将电信号输出至相应的分析模块即可。也就是说，为了充分提高本发明实施例提供的阵列基板的适应能力和应用广泛性，本发明实施例对光强度检测模块4的具体设置位置不进行统一限定，只要能够保证光强度检测模块4与信号传输模块2的传输连接功能即可。

本发明实施例提供的阵列基板通过在阵列基板上设置光学感应装置，并利用光学感应装置中的光强度检测模块进行光电信号的转换、利用光学感应装置中的信号传输模块进行电信号的传输的方式，实现了阵列基板任意显示区域的指纹识别检测功能，继而实现了显示装置任意显示区域的指纹识别检测功能，为提高显示装置的屏占比奠定了基础。

本发明实施例提供的阵列基板的指纹识别检测功能的实现原理为：由于显示屏的显示区具有自发光功能。当用户手指5按压到显示屏的显示区时，显示区发射出的光线6会被手指5遮挡并反射到光强度检测模块，光强度检测模块基于接收到的反射光产生光电动势，进而产生能量跃迁，并且由于手指5指纹的谷和脊所反射的光线6不同，因此，光强度检测模块能够基于接收到的发射光来生成指纹光强度数据，从而为后续的指纹识别检测提供数据基础。

应注意的是，信号传输模块2和光强度检测模块4亦可以为其他结构，只要能够实现光电信号转换和电信号传输的功能即可，不局限于本发明图1实施例所提及的场效应薄膜晶体管结构和PN结结构。

优选地，本发明上述实施例所提及的场效应薄膜晶体管为形成在阵列基板上的像素电路的场效应薄膜晶体管。也就是说，像素电路的阵列基板被光学感应装置借用，用以实现电信号的传输功能。

在本发明一实施例中，光强度检测模块4与漏极23直接形成PN结。也就是说，在实际的识别检测过程中，借助于光强度检测模块4与漏极23所形成的PN结来进行反射光数据的收集工作。应当理解，与利用光强度检测模块4所包含的PN结来进行反射光收据的收集相比，本实施方案能够充分避免反射光数据的传递不良现象发生，比如，由于光强度检测模块4与漏极23之间可能会接触不良，而导致的反射光数据不能有效传递的情况。

图3所示为本发明另一实施例提供的阵列基板的俯视结构示意图。如图3所示，本发明实施例提供的阵列基板包括衬底基板1和设置于衬底基板1上的若干光学感应装置7和若干像素显示单元8。光学感应装置7设置位置偏离衬底基板1上的像素显示单元8，以避免影响显示效果。

应当理解，在衬底基板1上的多个位置处设置有光学感应装置7，这样当手指触击显示屏幕的任何位置时，该位置范围内的光学感应装置7都可以识别指纹，进而实现显示装置的显示屏幕任意区域的指纹识别检测功能。

此外，需要说明的是，在图3中，与标注的光学感应装置7相同尺寸的矩形块均为光学感应装置，与标注的像素显示单元8相同尺寸的矩形块均为像素显示单元，为了显示清晰，不再图3中一一进行标注。还需要说明的是，多个光学感应装置7的设置方式不限于图3中所示的类似于矩阵的形式。

图4所示为本发明又一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。在本发明图1、图2所示的实施例的基础上延伸出本发明实施例，本发明实施例与图1、图2所示的实施例基本相同，下面着重叙述不同之处，相同之处不再赘述。

如图4所示，本发明实施例提供的阵列基板的光强度检测模块4包括P型半导体41和N型半导体42，漏极23为P型半导体，那么，P型半导体41和N型半导体42之间形成第一PN结，N型半导体42和漏极23之间形成第二PN结。也就是说，光强度检测模块4为PNP型的PN结。在实际的指纹识别过程中，PN结结构基于接收到的反射光产生光电动势，当光子能量大于禁带宽度时，价带中的电子跃迁到导带，产生电子空穴对，被光激发的电子移向N区，空穴移向P区，P正N负形成光电动势，进而产生能量跃迁，从而根据能量跃迁的具体情况来实现后续的指纹识别操作。发明人发现，本发明实施例提供的阵列基板中的光强度检测模块4包括两个PN结结构，与仅包括一个PN结结构相比，包括两个PN结结构的光强度检测模块4检测光强度的能力会得到显著提高，进而提高显示装置的显示屏幕任意位置指纹识别的精准性。

在本发明另一实施例中，在PN结结构的传递面设置有导电膜。注意，PN结结构的传递面指的是形成PN结的两半导体的相邻面。应当理解，通过在PN结结构的传递面设置导电膜的方式，能够进一步降低器件的电阻率，为光电信号的顺利转换及传递提供有利保障。

在本发明另一实施例中，PN结结构的传递面所设置的导电膜采用磁控溅镀方法制备而成。应当理解，本发明实施例通过采用磁控溅镀方法进行导电膜的制备的方式，有效提高了制备的导电膜的附着力，并且提高了制备过程的可控性。

在本发明另一实施例中，导电膜的材质为氧化锡。由于氧化锡具有优良的导电性和稳定性，因此，将导电膜的材质设定为氧化锡能够充分提高PN结结构的信号传递能力。

图5所示为本发明再一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。在本发明图1、图2所示实施例的基础上延伸出本发明实施例，本发明实施例与图1、图2所示实施例基本相同，下面着重叙述不同之处，相同之处不再赘述。

如图5所示，与图1、图2所示实施例相比，本发明实施例提供的阵列基板进一步包括掺杂于信号传输模块2的沟道层24中的导电粒子5。

应当理解，通过控制所掺杂的导电粒子5的数量及尺寸，能够实现对沟道层24电阻率的调控，从而改善信号传输模块2的电性能，比如电流的均匀性等。所掺杂的导电粒子5的尺寸、形状及数量等参数均可根据实际情况自行设定，本发明实施例对此不进行统一限定。应当理解，通过设定上述参数可以根据实际情况自行设定的方式，能够充分提高本发明实施例提供的阵列基板的适应能力和应用广泛性。

优选地，导电粒子5的材质为铟镓锌、氧化铟、氧化锌中的至少一种。由于铟镓锌、氧化铟和氧化锌具有迁移率高、均一性好等特质，因此将导电粒子5设定为上述材质能够进一步提高本发明实施例提供的阵列基板的场效应迁移率，进而提高信号传输模块2的信号传输能力。

在本发明一实施例中，采用热扩散方法将导电粒子5掺杂至沟道层24。本发明实施例通过利用热扩散方法来实现导电粒子的掺杂的方式，实现了精确控制导电粒子的掺杂浓度及掺杂进程的目的，提高了掺杂浓度的精准性，并使导电粒子的高浓度掺杂成为了可能。

在本发明另一实施例中，采用离子注入方法将导电粒子5掺杂至沟道层24。本发明实施例通过利用离子注入方法来实现导电粒子的掺杂的方式，提高了导电粒子的掺杂精准性，使导电粒子的高精准掺杂成为了可能。

本发明实施例提供的阵列基板通过在信号传输模块的沟道层中掺杂导电粒子的方式，使沟道层的电阻率变为可调控电阻率，并且降低了势垒、改善了非晶态时载流子迁移率、降低了阈值电压。

图6所示为本发明再一实施例提供的阵列基板的剖视结构示意图。在本发明图1、图2所示实施例的基础上延伸出本发明实施例，本发明实施例与图1、图2所示实施例基本相同，下面着重叙述不同之处，相同之处不再赘述。

如图6所示，与图1、图2所示实施例相比，在本发明实施例提供的阵列基板中，信号传输模块2的沟道层241围绕源极22和漏极23。这样，能够在保证器件的正常功能的同时实现进一步改善器件的场效应迁移率及阈值电压的目的。本发明实施例提供的阵列基板通过源极和漏极的形状来设置沟道层的形状，使沟道层适形围绕于源极和漏极的方式，实现了进一步改善器件的场效应迁移率及阈值电压的目的。

在本发明一实施例中，还提供一种显示装置，该显示装置包括依次层叠设置的阵列基板、阳极层、空穴传输层组、发光层、电子传输层组和阴极层，其中，该阵列基板为本发明上说任一实施例所提及的阵列基板。

在实际的应用过程中，当用户进行显示装置的全屏任意位置的指纹识别触摸操作时，显示装置相应区域的像素单元自身发出的光被用户手指反射，此时，阵列基板中的光强度检测模块进行光强度变化的感应与信号收集，并将收集到的光信号转换为电信号，转换后的电信号经信号传输模块反馈至处理器，从而有处理器判断指纹的匹配程度，最终实现指纹识别解锁过程。

在本发明一实施例中，上述实施例所提及的显示装置为OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示装置。

在本发明另一实施例中，将本发明上述任一实施例所提及的显示装置应用于手机、平板电脑等电子产品。

本申请还记载了一种终端解锁方法。该终端解锁方法包括：唤醒终端，并使终端的屏体发光；获取由触摸在屏体上的指纹反射到屏体内的光强度信号；将光强度信号转换为电信号并得到指纹数据；将指纹数据与预设数据进行比对；当比对结果落入预设数据的匹配范围时，执行解锁操作；当比对结果偏离预设数据的匹配范围时，不执行解锁操作。

具体来说，如图7所示。图7所示为本发明一实施例提供的终端解锁方法的流程示意图。该实施例提供的终端解锁方法应用于具有自发光显示屏幕的手机，并且用于实现手机的指纹识别。该方法包括：

步骤S11：手机处于锁屏状态。

步骤S12：手指触摸唤醒手机屏幕。

步骤S13：手机显示屏幕的自发光被反射。

步骤S14：手机的光学感应装置根据光被反射的情况进行光电转换并输出。

步骤S15：TP芯片数据处理模块比对转换后的手指指纹数据是否为正确指纹。

在步骤S15中，当TP芯片数据处理模块比对转换后的手指指纹数据为正确指纹时，则执行步骤S16，从而使手机处于解锁状态；当TP芯片数据处理模块比对转换后的手指指纹数据不是正确指纹时，则执行步骤S11，从而使手机仍旧处于锁屏状态。

步骤S16：手机处于解锁状态。

在实际应用过程中，当手机处于锁屏状态时，用户可通过多种方式唤醒手机(例如，通过触摸屏幕、按键等)，以使显示屏幕发光。唤醒的手机显示屏幕的自发光被用户手指反射，然后手机的光学感应装置根据光被反射的情况进行光电转换并输出转换后的电信号至TP芯片数据处理模块(转换后的电信号中包含用户手指指纹信息)，TP芯片数据处理模块根据收到的电信号来与预设的指纹数据相比，判断是否为正确指纹，当判断结果为是时，手机进入解锁状态；当判断结果为否时，手机仍旧处于锁屏状态。

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，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阵列基板，包括像素区和非像素区，其特征在于，所述非像素区包括光学感应装置，所述光学感应装置包括光强度检测模块和连接到所述光强度检测模块的信号传输模块，其中，

所述光强度检测模块用于将光强度信号转换为电信号；

所述信号传输模块用于将转换的所述电信号输出，其中，所述光强度检测模块包括PN结结构，并且，所述信号传输模块包括场效应薄膜晶体管，所述场效应薄膜晶体管为形成在所述阵列基板上的像素电路的场效应薄膜晶体管，所述光强度检测模块与所述场效应薄膜晶体管的源极或漏极电连接，所述光强度检测模块与电连接的所述源极或所述漏极一起形成PN结结构。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述光学感应装置的数量为多个，并且遍布式分散在所述阵列基板上。

3.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述PN结结构为PNP型。

4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述PN结结构的传递面设置有导电膜。

5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述导电膜的材质为氧化锡。

6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述场效应薄膜晶体管的沟道层与所述场效应薄膜晶体管的源极和漏极交错分布。

7.一种显示装置，其特征在于，包括依次层叠设置的阵列基板、阳极层、空穴传输层组、发光层、电子传输层组和阴极层，其中，所述阵列基板的非像素区包括光学感应装置，所述光学感应装置包括光强度检测模块和连接到所述光强度检测模块的信号传输模块，并且

所述光强度检测模块用于将光强度信号转换为电信号；

所述信号传输模块用于将转换的所述电信号输出，其中，所述光强度检测模块包括PN结结构，并且，所述信号传输模块包括场效应薄膜晶体管，所述场效应薄膜晶体管为形成在所述阵列基板上的像素电路的场效应薄膜晶体管，所述光强度检测模块与所述场效应薄膜晶体管的源极或漏极电连接，所述光强度检测模块与电连接的所述源极或所述漏极一起形成PN结结构。

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