CN111563419A - 一种指纹识别单元、显示面板、以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指纹识别单元、显示面板、以及显示装置，涉及指纹识别技术领域。其中，指纹识别单元包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反；目标电极层位于第一光敏器件与第二光敏器件之间，且分别与第一光敏器件和所述第二光敏器件电连接。在本发明中，由于第一光敏器件和第二光敏器件分别位于目标电极层的两侧，且第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，这样，第一光敏器件和第二光敏器件可以对不同侧的指纹反射光线分别进行检测，从而实现双面的指纹识别，如此，用户可在异侧相对的两个区域中的任一区域按压指纹，对位要求较低，提高了用户操作的便利性。

Description

一种指纹识别单元、显示面板、以及显示装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种指纹识别单元、显示面板、以及显示装置。

背景技术

如今，显示装置的种类越来越多，用户对于显示装置的安全性能也提出了更高的要求，因此，指纹识别等安全验证功能，被越来越多地集成在显示装置中。由于每个人指纹成熟后的唯一性，因此，指纹识别的可辨度非常高，是目前身份识别的主流技术。

目前，指纹识别区域通常位于屏幕外(如home键等非显示区域)，或者设备后盖等位置，用户在进行指纹识别时，需要用手指触摸特定的区域，对位要求较高，造成用户操作不便。

发明内容

本发明提供一种指纹识别单元、显示面板、以及显示装置，以解决用户在进行指纹识别时，需要用手指触摸特定的区域，对位要求较高，造成用户操作不便的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种指纹识别单元，包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，所述第一光敏器件的感光面与所述第二光敏器件的感光面的朝向相反；所述目标电极层位于所述第一光敏器件与所述第二光敏器件之间，且分别与所述第一光敏器件和所述第二光敏器件电连接。

可选地，所述第一光敏器件的感光面位于所述第一光敏器件远离所述目标电极层的一侧，所述第二光敏器件的感光面位于所述第二光敏器件远离所述目标电极层的一侧。

可选地，所述第一光敏器件包括层叠设置的第一光敏层和第三电极，所述第一光敏层位于所述目标电极层与所述第三电极之间；所述第二光敏器件包括层叠设置的第二光敏层和第四电极，所述第二光敏层位于所述目标电极层与所述第四电极之间。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示面板，包括上述所述的指纹识别单元。

可选地，在平行于所述显示面板的方向上，所述第一光敏器件位于所述显示面板任意相邻的子像素之间，所述第二光敏器件位于所述显示面板任意相邻的子像素之间。

可选地，所述显示面板包括发光层，位于所述发光层两侧的显示面板结构对应所述发光层的至少部分区域处设置有透光结构；位于所述第一光敏器件的感光面一侧的显示面板结构对应所述第一光敏器件的感光面的至少部分区域处设置有透光结构，位于所述第二光敏器件的感光面一侧的显示面板结构对应所述第二光敏器件的感光面的至少部分区域处设置有透光结构。

可选地，所述透光结构包括通孔及透光材料层中的至少一种。

可选地，所述显示面板还包括第一信号线和第二信号线，所述第一信号线与所述指纹识别单元的第三电极连接，所述第二信号线与所述指纹识别单元的第四电极连接。

可选地，所述显示面板还包括驱动芯片，所述第一信号线与所述驱动芯片连接，所述第二信号线与所述驱动芯片连接。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置，包括上述所述的显示面板。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

在本发明实施例中，指纹识别单元包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，其中，第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，目标电极层位于第一光敏器件与第二光敏器件之间，且分别与第一光敏器件和第二光敏器件电连接。在本发明实施例中，由于第一光敏器件和第二光敏器件分别位于目标电极层的两侧，且第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，这样，第一光敏器件和第二光敏器件可以对不同侧的指纹反射光线分别进行检测，从而实现双面的指纹识别，如此，用户可以在异侧相对的两个区域中的任一区域按压指纹，对位要求较低，提高了用户操作的便利性。

附图说明

图1示出了本发明实施例一的一种指纹识别单元的截面图；

图2示出了本发明实施例二的一种显示面板的截面图；

图3示出了本发明实施例二的一种显示面板的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

图1示出了本发明实施例一的一种指纹识别单元的截面图，参照图1，该指纹识别单元包括第一光敏器件10、第二光敏器件20和目标电极层30，所述第一光敏器件10的感光面01与所述第二光敏器件20的感光面02的朝向相反；所述目标电极层30位于所述第一光敏器件10与所述第二光敏器件20之间，且分别与所述第一光敏器件10和所述第二光敏器件20电连接。

在本发明实施例中，第一光敏器件10和第二光敏器件20分别位于目标电极层30的两侧，且第一光敏器件10的感光面01与第二光敏器件20的感光面02的朝向相反，这样，第一光敏器件10和第二光敏器件20可以对不同侧的指纹反射光线分别进行检测，从而实现双面的指纹识别，如此，用户可以在异侧相对的两个区域中的任意区域按压指纹，对位要求较低，提高了用户操作的便利性。

例如，在第一光敏器件10的感光面01朝向显示面板上方，第二光敏器件的感光面02朝向显示面板下方的情况下，则用户可以在显示面板的上下任一侧按压指纹，显示面板上下两侧均可进行指纹识别，从而能够实现双面指纹识别。

其中，第一光敏器件10和第二光敏器件20可以分别设置在目标电极层30的两侧。目标电极层30可以用于向第一光敏器件10和第二光敏器件20提供工作所需的输入电压，例如负偏压。

在实际应用中，第一光敏器件10和第二光敏器件20均可以是PIN光敏器件，例如PIN光电二极管，PIN光敏器件的光敏层两侧分别需要电极进行控制，目标电极层30便可作为第一光敏器件10的其中一个控制电极，以及第二光敏器件20的其中一个控制电极，也即是目标电极层30可以作为第一光敏器件10和第二光敏器件20的共用控制电极，同时向第一光敏器件10和第二光敏器件20提供工作所需的输入电压。

可选地，目标电极层30可以采用不透光的电极材料，例如不透光的金属电极材料。由于第一光敏器件10和第二光敏器件20分别设置在目标电极层30的不同侧，因此，目标电极层30采用不透光的电极材料，可以避免第一光敏器件10和第二光敏器件20在检测光线时发生光线的相互干扰。

可选地，所述第一光敏器件10的感光面01位于所述第一光敏器件10远离所述目标电极层30的一侧，所述第二光敏器件20的感光面02位于所述第二光敏器件20远离所述目标电极层30的一侧。

第一光敏器件10和第二光敏器件20分别设置在目标电极层30的两侧，且第一光敏器件10的感光面01以及第二光敏器件20的感光面02各自位于远离目标电极层30的相背两侧，从而实现第一光敏器件20的感光面01与第二光敏器件的感光面02的朝向相反。

可选地，所述第一光敏器件10可以包括层叠设置的第一光敏层11和第三电极12，所述第一光敏层11位于所述目标电极层30与所述第三电极12之间；所述第二光敏器件20包括层叠设置的第二光敏层21和第四电极22，所述第二光敏层21位于所述目标电极层30与所述第四电极22之间。

其中，参照图1，第三电极12可以作为第一光敏器件10的上电极，目标电极层30可以作为第一光敏器件10的下电极。第四电极22可以作为第二光敏器件20的上电极，目标电极层30还可以作为第二光敏器件20的下电极。

具体地，参照图1，第一光敏器件10的感光面01也即靠近第三电极12远离第一光敏层11的一侧，第二光敏器件20的感光面02也即靠近第四电极22远离第二光敏层21的一侧。

其中，可以利用子像素的发光层发出的光线进行指纹识别。当用户在显示面板上方按压指纹时，子像素的发光层发出的光线经过用户手指的脊或谷后，会形成不同强度的反射光，而不同强度的反射光可以被第一光敏器件10吸收，从而形成不同的电信号量，当电信号收集完毕后，可以将电信号反馈回驱动芯片，编辑成对应的指纹码，并与用户预设的默认指纹码进行比对，如果达到一定相似度，便确定指纹验证通过，从而实现显示面板上方的指纹识别。同理，当用户在显示面板下方按压指纹时，第二光敏器件20也会收集来自显示面板下方的用户指纹的反射光，然后将电信号反馈回驱动芯片，实现显示面板下方的指纹识别。通过以上方式，可实现屏幕上下方两侧的指纹识别。

在本发明实施例中，指纹识别单元包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，其中，第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，目标电极层位于第一光敏器件与第二光敏器件之间，且分别与第一光敏器件和第二光敏器件电连接。在本发明实施例中，由于第一光敏器件和第二光敏器件分别位于目标电极层的两侧，且第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，这样，第一光敏器件和第二光敏器件可以对不同侧的指纹反射光线分别进行检测，从而实现双面的指纹识别，如此，用户可以在异侧相对的两个区域中的任一区域按压指纹，对位要求较低，提高了用户操作的便利性。

实施例二

图2示出了本发明实施例二的一种显示面板的截面图，参照图2，该显示面板包括上述所述的指纹识别单元。图3示出了本发明实施例二的一种显示面板的示意图。

可选地，在平行于所述显示面板的方向上，所述第一光敏器件位于所述显示面板任意相邻的子像素之间，所述第二光敏器件20位于所述显示面板任意相邻的子像素之间。参照图3，也即是在平行于显示面板的方向上，第一光敏器件10可以设置在每两个相邻的子像素400之间，当然，也可以设置在每两个相邻的像素单元之间(例如设置在每两个相邻的红蓝子像素之间)，或者第1列子像素与第2列子像素之间、第3列子像素与第4列子像素之间、第5列子像素与第6列子像素之间等等。

同样地，第二光敏器件20可以设置在每两个相邻的子像素400之间(例如设置在每两个相邻的红、蓝子像素之间)，当然，也可以设置在每两个相邻的像素单元之间，或者第1行子像素与第2行子像素之间、第3行子像素与第4行子像素之间、第5行子像素与第6行子像素之间等等。

在实际应用中，光敏器件在显示面板中的分布密度越大，检测指纹区域及进行指纹识别的准确率越高。

在实际应用中，指纹识别单元可以在全屏均匀设置，则显示面板可以实现全屏的双面指纹识别，当然，指纹识别单元也可以在屏幕局部设置，则显示面板可以实现局部的双面指纹识别。

可选地，参照图2，所述显示面板包括发光层40，位于所述发光层40两侧的显示面板结构对应所述发光层40的至少部分区域处设置有透光结构；位于所述第一光敏器件10的感光面01一侧的显示面板结构对应所述第一光敏器件10的感光面01的至少部分区域处设置有透光结构，位于所述第二光敏器件20的感光面02一侧的显示面板结构对应所述第二光敏器件20的感光面02的至少部分区域处设置有透光结构。

由于指纹识别单元可以利用子像素的发光层40发出的光线进行指纹识别，因此，对于显示面板上方的指纹识别，需要发光层40上方的显示面板结构对应发光层40的至少部分区域处设置有透光结构。在实际应用中，发光层40上方的显示面板结构可以包括子像素的阴极层41、与公共电极层42搭接的第三搭接层43，以及树脂层、绝缘层、盖板50等结构，本发明实施例对此不作具体限定。

同样地，对于显示面板下方的指纹识别，则需要发光层40下方的显示面板结构对应发光层40的至少部分区域处设置有透光结构。在实际应用中，发光层40下方的显示面板结构可以包括子像素的阳极层44、目标电极层30，以及树脂层、绝缘层、衬底60等结构，本发明实施例对此不作具体限定。其中，阳极层44可以连接用于控制子像素的TFT(Thin FilmTransistor，薄膜晶体管)，TFT包括栅极70、有源层71、源漏极72，以及绝缘层等结构。

进一步地，由于第一光敏器件10的感光面01需要接收来自面板上方的指纹A的反射光线，因此，需要感光面01上方的显示面板结构对应感光面01的至少部分区域处设置有透光结构。在实际应用中，第一光敏器件10的感光面01上方的显示面板结构可以包括树脂层、绝缘层、盖板50等，本发明实施例对此不作具体限定。

同样地，由于第二光敏器件20的感光面02需要接收来自面板下方的指纹B的反射光线，因此，需要感光面02下方的显示面板结构对应感光面02的至少部分区域处设置有透光结构。在实际应用中，第二光敏器件20的感光面02下方的显示面板结构可以包括树脂层、绝缘层、衬底60等，本发明实施例对此不作具体限定。

可选地，所述透光结构可以包括通孔及透光材料层中的至少一种。在本发明实施例中，透光结构可以是显示面板结构本身直接采用透光材料(例如透明材料)制成，例如绝缘层、盖板50、衬底60等可以直接采用透光材料制成，当然也可以是显示面板结构对应光线传播路径的部分形成通孔这样的透光结构，例如目标电极层30可以在对应发光层40的下方开孔，从而在发光层40下方的目标电极层部分形成可透光的通孔。

可选地，参照图2，所述指纹识别单元还包括第一信号线13和第二信号线23，所述第一信号线13与所述第三电极12连接，所述第二信号线23与所述第四电极22连接。

在具体应用时，第一信号线13可以与第三电极12设置在不同层，且沿平行于显示面板的方向可以存在一定的距离，因此，如图2所示，第一信号线13可以通过第一搭接层14与第三电极12连接。

类似地，第二信号线23可以与第四电极22设置在不同层，且沿平行于显示面板的方向可以存在一定的距离，因此，如图2所示，第二信号线23可以通过第二搭接层24与第四电极22连接。

其中，可选地，第一搭接层14和第二搭接层24可以采用透光导电材料。

可选地，所述显示面板还包括驱动芯片，所述第一信号线13与所述驱动芯片连接，所述第二信号线23与所述驱动芯片连接。

如图2所示，在显示面板的上半部分，为像素单元设计，每个子像素通过独立的TFT进行控制，同时上方由公共电极层42提供基准电压，公共电极层42设计在有源层71上方，可以实现对TFT的遮光。

在显示面板的下半部分，两个光敏器件分别置于目标电极层30的上方以及下方，其中，目标电极层30可以为公共电极，给予两光敏器件基础电压，另外，目标电极层30可以采用不透光金属，避免两光敏器件光照时相互干扰，同时目标电极层30会预留一部分开孔，让子像素下方的光线实现透过。另外，第一光敏器件10上方连接第一信号线13，第二光敏器件20下方连接第二信号线23，当光线直接照射光敏器件上方时，PN结受能量大于禁带宽度的光照后，价带电子跃迁至导带，产生光生载流子，光敏器件内电子会感应相应的电荷量，形成不同压差，稳定并收集一段时间后，通过信号线反馈于驱动芯片(IC)。

在具体应用时，显示面板可以通过驱动芯片及目标电极层30向光敏器件输入工作所需的电压，并且，在光敏器件采集到指纹反射光产生的电信号之后，可以通过信号线反馈给驱动芯片，进而由驱动芯片进行指纹识别。另外，在光敏器件反馈电信号之后，显示面板还可以通过驱动芯片及目标电极层30向光敏器件输入释放电荷所需的电压，通常可以是0V电压，以使光敏器件恢复至初始状态，以便光敏器件进行下一次电信号的采集。

在本发明实施例中，在平行于显示面板的方向上，第一光敏器件和第二光敏器件均可设置在显示面板任意相邻的子像素之间，因此，上述指纹识别单元可以设置在显示面板内部，从而显示面板无需额外的指纹识别设备，仅通过面板内部结构的设计便可实现全屏双面指纹识别，为未来的显示装置轻薄化(可无下方模组)、无边框全屏化，以及多功能化设计提供了可能。

在具体应用时，首先显示装置可以唤醒屏幕，进入指纹识别状态，指纹识别的相关电路唤醒，用户可以用手指触控屏幕上方或者下方。然后，由于需要利用子像素的发光层发出的光线进行指纹识别，因此，控制元件可以控制子像素的发光层发光，使屏幕全屏显示纯色画面。其中，位于指纹触摸区域的指纹识别单元所产生的电信号，与位于非指纹触摸区域的指纹识别单元所产生的电信号会有所不同，电信号产生变化的区域便是指纹触摸区域。确定出指纹触摸区域之后，显示装置可以停止全屏的子像素点亮，只点亮指纹触摸区域的子像素，从而节约电量，当然也可以继续保持全屏的子像素点亮，本发明实施例对此不作具体限定。位于指纹触摸区域的子像素发光层发出的光线经过屏幕上方或下方，可以照射到用户手指，并进行反射，反射光会被指纹识别单元接收。指纹识别单元收集到反射光光强之后，可以通过光电转换生成电信号，并反馈给驱动芯片，从而驱动芯片可以进行指纹对比。手指触摸位置不同，指纹会有不同的光强分布，可以根据光强分布输出不同的指纹码(例如指纹图像)。驱动芯片可以将输出的指纹码与用户事先录入的指纹码进行相似度对比，若相似度高，例如相似度大于或等于95％，则可以确定指纹识别通过，若相似度低，例如相似度小于95％，则可以确定指纹识别未通过，需要再次进行指纹触摸与识别。

在本发明实施例中，指纹识别单元包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，其中，第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，目标电极层位于第一光敏器件与第二光敏器件之间，且分别与第一光敏器件和第二光敏器件电连接。在本发明实施例中，由于第一光敏器件和第二光敏器件分别位于目标电极层的两侧，且第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，这样，第一光敏器件和第二光敏器件可以对不同侧的指纹反射光线分别进行检测，从而实现双面的指纹识别，如此，用户可以在异侧相对的两个区域中的任一区域按压指纹，对位要求较低，提高了用户操作的便利性。此外，在平行于显示面板的方向上，第一光敏器件和第二光敏器件均可设置在显示面板任意相邻的子像素之间，因此，上述指纹识别单元可以设置在显示面板内部，从而显示面板无需额外的指纹识别设备，仅通过面板内部结构的设计便可实现全屏双面指纹识别，为显示装置的轻薄化、无边框全屏化提供了基础。

实施例三

本发明实施例还公开了一种显示装置，包括上述所述的显示面板。

在本发明实施例中，指纹识别单元包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，其中，第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，目标电极层位于第一光敏器件与第二光敏器件之间，且分别与第一光敏器件和第二光敏器件电连接。在本发明实施例中，由于第一光敏器件和第二光敏器件分别位于目标电极层的两侧，且第一光敏器件的感光面与第二光敏器件的感光面的朝向相反，这样，第一光敏器件和第二光敏器件可以对不同侧的指纹反射光线分别进行检测，从而实现双面的指纹识别，如此，用户可以在异侧相对的两个区域中的任一区域按压指纹，对位要求较低，提高了用户操作的便利性。此外，在平行于显示面板的方向上，第一光敏器件和第二光敏器件均可设置在显示面板任意相邻的子像素之间，因此，上述指纹识别单元可以设置在显示面板内部，从而显示面板无需额外的指纹识别设备，仅通过面板内部结构的设计便可实现全屏双面指纹识别，为显示装置的轻薄化、无边框全屏化提供了基础。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种指纹识别单元、显示面板、以及显示装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种指纹识别单元，其特征在于，包括第一光敏器件、第二光敏器件和目标电极层，所述第一光敏器件的感光面与所述第二光敏器件的感光面的朝向相反；所述目标电极层位于所述第一光敏器件与所述第二光敏器件之间，且分别与所述第一光敏器件和所述第二光敏器件电连接。

2.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述第一光敏器件的感光面位于所述第一光敏器件远离所述目标电极层的一侧，所述第二光敏器件的感光面位于所述第二光敏器件远离所述目标电极层的一侧。

3.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述第一光敏器件包括层叠设置的第一光敏层和第三电极，所述第一光敏层位于所述目标电极层与所述第三电极之间；所述第二光敏器件包括层叠设置的第二光敏层和第四电极，所述第二光敏层位于所述目标电极层与所述第四电极之间。

4.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的指纹识别单元。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，在平行于所述显示面板的方向上，所述第一光敏器件位于所述显示面板任意相邻的子像素之间，所述第二光敏器件位于所述显示面板任意相邻的子像素之间。

6.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括发光层，位于所述发光层两侧的显示面板结构对应所述发光层的至少部分区域处设置有透光结构；位于所述第一光敏器件的感光面一侧的显示面板结构对应所述第一光敏器件的感光面的至少部分区域处设置有透光结构，位于所述第二光敏器件的感光面一侧的显示面板结构对应所述第二光敏器件的感光面的至少部分区域处设置有透光结构。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述透光结构包括通孔及透光材料层中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括第一信号线和第二信号线，所述第一信号线与所述指纹识别单元的第三电极连接，所述第二信号线与所述指纹识别单元的第四电极连接。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括驱动芯片，所述第一信号线与所述驱动芯片连接，所述第二信号线与所述驱动芯片连接。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求4-9任一项所述的显示面板。

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