CN109961050A - 显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置，其中，显示基板包括像素单元，其中，所述像素单元上设有：变色层，所述变色层覆盖所述像素单元中第一颜色亚像素的部分出光面，所述变色层能够在第一状态下和第二状态下切换，在所述第一状态或所述第二状态下，所述变色层能够透过第一颜色的光；不可见光发光层，位于所述变色层的出光侧，能够在第一颜色光的激发下发出不可见光。本发明提供的显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置，能够降低显示装置的制作成本，且实现显示装置的全面屏指纹识别。

Description

显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置。
背景技术
指纹是手指表皮层上由呈线状排列的凸起(即纹峰)与凹陷(纹谷)所形成的纹路。由于指纹具有终身不变性、唯一性以及便捷性等特点，指纹已经成为生物特征识别的主流之一，广泛应用于安防设施、考勤系统等身份信息认证识别领域。
目前，全面屏是显示装置的主要发展潮流，而通过屏下的光学指纹识别模组进行指纹识别是全面屏显示装置用于识别用户指纹的主要方式。现有技术中，需要在显示装置的盖板的特定位置增设红外光源，实现在特定位置对用户指纹进行识别的功能。由于增设了额外的红外光源，不仅增加了显示装置的生产成本，还增加了显示装置的厚度。
发明内容
本发明实施例提供一种显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置，以解决现有技术中增设红外光源，导致显示装置的生产成本高且较厚的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种显示基板，包括像素单元，其中，所述像素单元上设有：
变色层，所述变色层覆盖所述像素单元中第一颜色亚像素的部分出光面，所述变色层能够在第一状态下和第二状态下切换，在所述第一状态或所述第二状态下，所述变色层能够透过第一颜色的光；
不可见光发光层，位于所述变色层的出光侧，能够在第一颜色光的激发下发出不可见光。
进一步地，所述变色层在第一状态下，所述变色层能够透过第一颜色的光；
所述变色层在第二状态下，所述变色层不能透过第一颜色的光。
进一步地，所述变色层为电致变色层；
所述电致变色层在断电时所述变色层处于第一状态，所述电致变色层在通电时所述变色层处于第二状态；或者，
所述电致变色层在通电时所述变色层处于第一状态，所述电致变色层在断电时所述变色层处于第二状态。
进一步地，所述变色层包括氧化钴。
进一步地，所述不可见光为红外光，所述第一颜色的亚像素为蓝色亚像素，所述不可见光发光层由蓝光激发红外光材料制成。
第二方面，本发明实施例还提供一种指纹识别模组，包括如上所述的显示基板；还包括：
光源，所述光源设置在所述显示基板的入光侧；
光学传感器，所述光学传感器设置在所述显示基板的出光侧，用于在所述不可见光照射下识别用户的指纹信息。
第三方面，本发明实施例还提供一种如上所述的指纹识别模组的工作方法，包括：
在接收到指纹识别指令时，将至少部分像素单元上的所述变色层切换至第一状态或第二状态，使得对应的变色层能够透过第一颜色的光；
通过所述光学传感器识别所述不可见光照射下的指纹信息。
进一步地，处于第一状态下的变色层能够透过第一颜色的光，处于第二状态下的变色层不能够透过第一颜色的光；且所述指纹识别模组包括第一像素单元和第二像素单元，所述第二像素单元为与所述第一像素单元相邻的像素单元；
所述将至少部分像素单元中的变色层切换至第一状态或第二状态，使得对应的变色层能够透过第一颜色的光的步骤，包括：
将所述第一像素单元上的变色层切换至第一状态且将所述第二像素单元上的变色层切换至第二状态，使得所述第一像素单元上的变色层能够透过第一颜色的光。
进一步地，将所述第一像素单元上的变色层切换至第一状态且将所述第二像素单元上的变色层切换至第二状态的步骤，包括：
将奇数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将奇数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将偶数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将偶数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态。
第四方面，本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的指纹识别模组。
本发明提供的技术方案中，通过在第一颜色亚像素的部分出光面增设变色层和不可见光发光层，在需要识别指纹时令变色层透过第一颜色的光，从而使不可见光发光层发出不可见光，在既不影响显示效果的情况下通过不可见光来识别指纹信息。这样，无需在显示装置内额外增加红外光源，降低了显示装置的制作成本，且便于实现全面屏指纹识别。因此，本发明提供的技术方案能够降低显示装置的制作成本，且实现显示装置的全面屏指纹识别。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的显示基板中像素单元的俯视图；
图2为图1中A-A线的剖视图；
图3a为本发明一实施例提供的显示基板中的不可见光发光层发出不可见光的示意图；
图3b为本发明一实施例提供的显示基板中的不可见光发光层未发出不可见光的示意图；
图4为本发明一实施例提供的指纹识别模组的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的指纹识别模组的工作方法的流程图；
图6a为本发明一实施例提供的指纹识别模组的工作方法中像素单元上的变色层的状态分布图之一；
图6b为本发明一实施例提供的指纹识别模组的工作方法中像素单元上的变色层的状态分布图之二；
图6c为本发明一实施例提供的指纹识别模组的工作方法中像素单元上的变色层的状态分布图之三；
图6d为本发明一实施例提供的指纹识别模组的工作方法中像素单元上的变色层的状态分布图之四。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，需要在显示装置的盖板的特定位置增设红外光源，实现在特定位置对用户指纹进行识别的功能。由于增设了额外的红外光源，不仅增加了显示装置的生产成本，还增加了显示装置的厚度。
本发明的实施例针对上述问题，提供一种显示基板、指纹识别模组及其工作方法、和显示装置，能够降低显示装置的制作成本，且实现显示装置的全面屏指纹识别。
本发明实施例提供一种显示基板，包括像素单元，如图1和图2所示，其中，所述像素单元上设有：
变色层110，所述变色层覆盖所述像素单元中第一颜色亚像素的部分出光面，所述变色层110能够在第一状态下和第二状态下切换，在所述第一状态或所述第二状态下，所述变色层110能够透过第一颜色的光；
不可见光发光层120，位于所述变色层110的出光侧，能够在第一颜色光的激发下发出不可见光。
本发明实施例中，通过在第一颜色亚像素的部分出光面增设变色层110和不可见光发光层120，在需要识别指纹时令变色层110透过第一颜色的光，从而使不可见光发光层120发出不可见光，在既不影响显示效果的情况下通过不可见光来识别指纹信息。这样，无需在显示装置内额外增加红外光源，降低了显示装置的制作成本，且能够实现全面屏指纹识别。因此，本发明提供的技术方案能够降低显示装置的制作成本，且实现显示装置的全面屏指纹识别。
像素单元可以是包括第一颜色亚像素、第二颜色亚像素和第三颜色亚像素，如图1所示，最右侧亚像素为第一颜色亚像素，图2为图1中沿A-A线切割后得到的剖视图。第一颜色亚像素的部分出光面被变色层110和不可见光发光层120覆盖，其余部分依旧与像素单元内的其他颜色亚像素配合，确保显示装置能够正常显示画面。像素单元还可以是包括其他数量亚像素的情况，上述只是举例说明，应当认为像素单元包括任何数量的亚像素均属于本发明的保护范围。
变色层110和不可见光发光层120可以是贴设在第一颜色亚像素的出光面；也可以是将第一颜色亚像素设计为具有凹槽的结构，然后变色层110和不可见光发光层120设置于所述凹槽内(如图2所示)，这样不会额外增加厚度，便于显示基板的轻薄化。其中，凹槽可以是位于第一颜色亚像素的中央区域，也可以是位于第一颜色亚像素的边缘区域。
变色层110在第一状态和第二状态中的一种状态下作为透明层，从而透过第一颜色的光至不可见光发光层，使得不可见光发光层在第一颜色光的激发下发出不可见光，如图3a所示。
变色层110在第一状态和第二状态中的另一种状态下作为有色层，有色层的颜色与第一颜色不同，第一颜色的光无法透过有色层，导致不可见光发光层无法发出不可见光，如图3b所示。
不可见光发光层120用于与光学传感器配合，使得光学传感器在不影响显示装置显示效果的前提下，在不可见光照射下识别用户的指纹信息。不可见光发光层可以是红外光、紫外光等不可见光，本发明实施例对此不作限定。
不可见光发光层120可以是蓝光激发红外光材料制成，此时第一颜色光为蓝光，不可见光为红外光；不可见光发光层120也可以是绿光激发紫外光材料制成，此时第一颜色光为绿光、不可见光为紫外光。本发明实施例还可以是其他单色可见光激光不可见光材料制成，以上仅仅只是举例说明，应当认为任何单色光激发不可见光均属于本发明的保护范围。
在一可选的实施例中，所述变色层110在第一状态下，所述变色层110能够透过第一颜色的光；
所述变色层110在第二状态下，所述变色层110不能透过第一颜色的光。
本实施例中，在需要检测用户的指纹信息时，显示装置将变色层110切换至第一状态，从而不可见光发光层120在第一颜色光的激发下发出不可见光，作为指纹识别的光源；在无需检测用户的指纹信息时，显示装置将变色层110切换至第二状态。
进一步地，所述变色层110为电致变色层；
所述电致变色层在断电时所述变色层110处于第一状态，所述电致变色层在通电时所述变色层110处于第二状态；或者，
所述电致变色层在通电时所述变色层110处于第一状态，所述电致变色层在断电时所述变色层110处于第二状态。
其中，电致变色层在断电时变色层110处于第一状态，电致变色层在通电时变色层110处于第二状态，在显示装置需要检测指纹信息时，可以停止向电致变色层提供电能，使得不可见光发光层120发出不可见光来作为指纹识别的光源，在显示装置不需要检测指纹信息时，向电致变色层提供电能，避免不可见光与其他可见光之间发生干扰。
由于识别指纹信息的时间占显示总时间的比例较小，采用电致变色层在通电时变色层110处于第一状态，电致变色层在断电时变色层120处于第二状态的方式，能够更加节约电能，延长显示装置的待机时长。
其中，变色层110可以是由包括氧化钴等材料制作而成。
在一可选的实施例中，上述不可见光为红外光，第一颜色的亚像素为蓝色亚像素，不可见光发光层120由蓝光激发红外光材料制成。
本实施例中，上述蓝光激发红外光材料可以是由K2SiF6:Mn4+和K2SnF6:Mn4+组成的纳米红色荧光粉，在变色层切换为第一状态时，不可见光发光层在蓝光的激发下发出红外光。
本发明实施例还提供一种指纹识别模组，如图4所示，包括如上所述的显示基板401；还包括：
光源402，所述光源402设置在所述显示基板401的入光侧；
光学传感器403，所述光学传感器403设置在所述显示基板401的出光侧，用于在所述不可见光照射下识别用户的指纹信息。
上述光源403可以为白光源、也可以是背光模组中的背光源，对此不作限定。光源403照射在显示基板401上且变色层为有色层时，光照作用下有色层的出光侧会射出与有色层对应颜色的光，从而不可见光发光层无法接收第一颜色光，从而无法发出不可见光。
如图4所示，光学传感器403位于用户手指与显示基板401之间，不可见发光层射出不可见光后，光学传感器403能够识别不可见光经用户指纹的纹谷和纹脊反射得到的指纹信息。
本发明实施例还提供一种如上所述的指纹识别模组的工作方法，如图5所示，包括：
步骤501：在接收到指纹识别指令时，将至少部分像素单元上的所述变色层切换至第一状态或第二状态，使得对应的变色层能够透过第一颜色的光；
步骤502：通过所述光学传感器识别所述不可见光照射下的指纹信息。
本发明实施例中，通过在第一颜色亚像素的部分出光面增设变色层和不可见光发光层，在需要识别指纹时令变色层透过第一颜色的光，从而使不可见光发光层发出不可见光，在既不影响显示效果的情况下通过不可见光来识别指纹信息。这样，无需在显示装置内额外增加红外光源，降低了显示装置的制作成本，且实现全面屏指纹识别。因此，本发明提供的技术方案能够降低显示装置的制作成本，且实现显示装置的全面屏指纹识别。
像素单元可以是包括三个亚像素，如图1所示，最右侧亚像素为第一颜色亚像素，图2为图1中沿A-A线切割后得到的剖视图。第一颜色亚像素的部分出光面被变色层和不可见发光层覆盖，其余部分依旧与像素单元内的其他颜色亚像素配合，确保显示装置能够正常显示画面。像素单元还可以是包括其他数量亚像素的情况，上述只是举例说明，应当认为像素单元包括任何数量的亚像素均属于本发明的保护范围。
变色层和不可见发光层可以是贴设在第一颜色亚像素的出光面；也可以是将第一颜色亚像素设计为具有凹槽的结构，然后变色层和不可见光发光层设置于所述凹槽内(如图2所示)，这样不会额外增加厚度，便于显示基板的轻薄化。其中，凹槽可以是位于第一颜色亚像素的中央区域，也可以是位于第一颜色亚像素的边缘区域。
变色层在第一状态和第二状态中的一种状态下作为透明层，从而透过第一颜色的光至不可见光发光层，使得不可见光发光层在第一颜色光的激发下发出不可见光，如图3a所示。
变色层在第一状态和第二状态中的另一种状态下作为有色层，有色层的颜色与第一颜色不同，第一颜色的光无法透过有色层，导致不可见光发光层无法发出不可见光，如图3b所示。
不可见光发光层用于与光学传感器配合，使得光学传感器在不影响显示装置显示效果的前提下，在不可见光照射下识别用户的指纹信息。不可见光发光层可以是红外光、紫外光等不可见光，本发明实施例对此不作限定。
不可见光发光层可以是蓝光激发红外光材料制成，此时第一颜色光为蓝光，不可见光为红外光；不可见光发光层也可以是绿光激发紫外光材料制成，此时第一颜色光为绿光、不可见光为紫外光。本发明实施例还可以是其他单色可见光激光不可见光材料制成，以上仅仅只是举例说明，应当认为任何单色光激发不可见光均属于本发明的保护范围。
进一步地，处于第一状态下的变色层能够透过第一颜色的光，处于第二状态下的变色层不能够透过第一颜色的光；且所述指纹识别模组包括第一像素单元和第二像素单元，所述第二像素单元为与所述第一像素单元相邻的像素单元；
所述将至少部分像素单元中的变色层切换至第一状态或第二状态，使得对应的变色层能够透过第一颜色的光的步骤，包括：
将所述第一像素单元上的变色层切换至第一状态且将所述第二像素单元上的变色层切换至第二状态，使得所述第一像素单元上的变色层能够透过第一颜色的光。
本实施例中，相邻两个不可见光发生层不同时发出不可见光，这样能够避免相邻两个不可见光发生层发出的不可见光相互之间发生干扰，提高光学传感器识别指纹信息的精度。
其中，将所述第一像素单元上的变色层切换至第一状态且将所述第二像素单元上的变色层切换至第二状态的步骤，可以包括：
将奇数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将奇数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将偶数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将偶数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态。
可以是任选上述四种情况之一来控制变色层；也可以是按照一定的顺序轮流对上述四种情况进行控制，例如：第一帧时，将奇数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态，如图6a所示，图中有图案填充的像素单元上的变色层处于第一状态，空白的像素单元上的变色层处于第二状态；第二帧时，将奇数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态，如图6b所示；第三帧时，将偶数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态，如图6c所示；第四帧时，将偶数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态，如图6d所示。轮流控制时也不仅限于上述一种轮流顺序。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的指纹识别模组。
所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种显示基板，其特征在于，包括像素单元，其中，所述像素单元上设有：
变色层，所述变色层覆盖所述像素单元中第一颜色亚像素的部分出光面，所述变色层能够在第一状态下和第二状态下切换，在所述第一状态或所述第二状态下，所述变色层能够透过第一颜色的光；
不可见光发光层，位于所述变色层的出光侧，能够在第一颜色光的激发下发出不可见光。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，
所述变色层在第一状态下，所述变色层能够透过第一颜色的光；
所述变色层在第二状态下，所述变色层不能透过第一颜色的光。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述变色层为电致变色层；
所述电致变色层在断电时所述变色层处于第一状态，所述电致变色层在通电时所述变色层处于第二状态；或者，
所述电致变色层在通电时所述变色层处于第一状态，所述电致变色层在断电时所述变色层处于第二状态。
4.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，所述变色层包括氧化钴。
5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述不可见光为红外光，所述第一颜色的亚像素为蓝色亚像素，所述不可见光发光层由蓝光激发红外光材料制成。
6.一种指纹识别模组，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的显示基板；还包括：
光源，所述光源设置在所述显示基板的入光侧；
光学传感器，所述光学传感器设置在所述显示基板的出光侧，用于在所述不可见光照射下识别用户的指纹信息。
7.一种如权利要求6所述的指纹识别模组的工作方法，其特征在于，包括：
在接收到指纹识别指令时，将至少部分像素单元上的所述变色层切换至第一状态或第二状态，使得对应的变色层能够透过第一颜色的光；
通过所述光学传感器识别所述不可见光照射下的指纹信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，处于第一状态下的变色层能够透过第一颜色的光，处于第二状态下的变色层不能够透过第一颜色的光；且所述指纹识别模组包括第一像素单元和第二像素单元，所述第二像素单元为与所述第一像素单元相邻的像素单元；
所述将至少部分像素单元中的变色层切换至第一状态或第二状态，使得对应的变色层能够透过第一颜色的光的步骤，包括：
将所述第一像素单元上的变色层切换至第一状态且将所述第二像素单元上的变色层切换至第二状态，使得所述第一像素单元上的变色层能够透过第一颜色的光。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述第一像素单元上的变色层切换至第一状态且将所述第二像素单元上的变色层切换至第二状态的步骤，包括：
将奇数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将奇数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将偶数行奇数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态；或者，
将偶数行偶数列的像素单元内的所述变色层切换至第一状态，且将其他像素单元内的所述变色层切换至第二状态。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6所述的指纹识别模组。
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