CN111582103B - 一种指纹识别结构、装置、显示面板以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了像指纹识别电路、结构、装置、显示面板以及显示装置，所述指纹识别电路包括：指纹识别驱动晶体管、第一电容、驱动信号输入端、感测信号输出端；所述第一电容一端与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接，另一端接地；所述驱动信号输入端与所述指纹识别驱动晶体管的输入端电连接；所述指纹识别驱动晶体管的输出端与所述感测信号输出端电连接。本发明实施提供的指纹识别电路，结构简单、无需采用现有的硅基CMOS工艺制作，可实现大面积的指纹识别。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术，尤其涉及一种指纹识别结构、装置、显示面板以及显示装置。
背景技术
指纹识别技术通过指纹传感器采集人的指纹图像，然后与预设指纹信息进行比对，以实现身份验证。目前指纹识别技术已经被广泛应用在各个领域，比如公安、海关、楼宇门禁、个人用电子设备等等。
目前的指纹识别传感器主要分为电容式指纹传感器以及光学式指纹传感器。目前电容式指纹传感器是主流的硅基半导体指纹传感器，一般采用硅基半导体制备，电容式指纹传感器包括电容感测阵列，当手指按压时，电容感测阵列会根据手指的脊和谷感应出不同的电荷，从而形成指纹影像。但是硅基半导体指纹传感器由于成本高，无法适用于大面积指纹识别需求。光学指纹传感器由于需要制备感光元件，因此工艺复杂，工艺制程数量多。
因此急需提供一种结构简单、成本低、可适用于大面积指纹识别的指纹识别传感器。
发明内容
本发明提供一种指纹识别结构、装置、显示面板以及显示装置，以降低指纹识别结构的成本，并可适用于大面积指纹识别的情况。
第一方面，本发明实施例提供了一种指纹识别电路，包括：
指纹识别驱动晶体管、第一电容、驱动信号输入端、感测信号输出端；所述第一电容一端与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接，另一端接地；所述驱动信号输入端与所述指纹识别驱动晶体管的输入端电连接；所述指纹识别驱动晶体管的输出端与所述感测信号输出端电连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种指纹识别结构，包括及第一方面所述指纹识别电路。
第三方面，本发明实施例还提供了一种指纹识别装置，包括第二方面所述的指纹识别结构。
第四方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括第三方面所述的指纹识别结构。
第五方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括第四方面所述的显示面板。
本发明实施例提供的指纹识别电路包括指纹识别驱动晶体管、第一电容、驱动信号输入端、感测信号输出端；第一电容与指纹识别驱动晶体管的栅极电连接的极板用于感应手指的脊和谷触摸时产生的感应电荷，由于手指的脊和谷产生的感应电荷不同；因此对指纹识别驱动晶体管的有源层的导通电阻的影响不同，通过驱动信号输入端输入驱动信号，从感测信号输出端获取的感测信号的大小不同，据此可以实现指纹的脊和谷的检测。本发明实施例提供的指纹识别电路结构简单，可以不依赖于硅基材料制备，因此成本低可以适用于大面积的指纹识别需求。
附图说明
图1为本发明实施提供的一种指纹识别电路的等效电路图；
图2是本发明又一实施例提供的一种指纹识别电路的等效电路图；
图3是本发明又一实施例提供的一种指纹识别电路的等效电路图；
图4是本发明又一实施例提供的一种指纹识别电路的等效电路图；
图5为本发明实施例提供的一种指纹识别结构的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图；
图7为沿图6中AA’方向的剖面示意图；
图8为图6所示指纹识别结构的等效电路图；
图9为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图；
图10为沿图9中BB’方向的剖面示意图；
图11为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图；
图12为沿图11中CC’方向的剖面示意图；
图13为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图；
图14为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图；
图15为本发明实施例提供的一种指纹识别结构版图；
图16为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构版图；
图17为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构版图；
图18为本发明实施例提供的一种指纹识别装置的结构示意图；
图19为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图20为本发明又实施例提供的显示面板的结构示意图
图21为本发明又一实施例提供的显示面板的局部俯视示意图；
图22为本发明又一实施例提供的显示面板的局部俯视示意图；
图23为本发明又一实施例提供的显示面板的局部剖面结构示意图；
图24为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图；
图25为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图；
图26为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图；
图27为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图；
图28为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图；
图29为本发明又一实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图30为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图31为本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图32为本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图33为本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施提供的一种指纹识别电路的等效电路图。参照图1，该指纹识别电路，包括：指纹识别驱动晶体管T1、第一电容C1、驱动信号输入端TX、感测信号输出端RX；第一电容C1一端与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接，另一端接地；驱动信号输入端TX与指纹识别驱动晶体管T1的输入端电连接；指纹识别驱动晶体管T1的输出端与感测信号输出端RX电连接。
第一电容C1与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接的极板为感应电极。在有手指触摸时，手指的脊和谷在感应电极上感应的电荷量不同，而该感应电极又与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接，因此驱动晶体管的有源层感应的电荷会影响指纹识别电路中的指纹识别驱动晶体管T1的导通电阻。若通过该驱动信号输入端TX向指纹识别驱动晶体管T1的输入端提供驱动信号，那么由于脊和谷感应的电荷对指纹识别电路中的指纹识别驱动晶体管T1导通电阻的影响，指纹识别驱动晶体管T1的输出端输出的感测信号不同，通过对感测信号的检测分析可以实现不同位置是指纹谷还是指纹脊的检测，进而进行指纹识别。
本发明实施例提供的指纹识别电路结构简单，无需像现有技术中依赖硅基材料制作，例如指纹识别电路中的指纹识别驱动晶体管可以采用非晶硅等材料制备有源层，可以实现大面积低成本的制备。本发明实施例提供的指纹识别电路可以适用于大面积指纹识别的需求，例如手掌识别、多人指纹同时识别的情况。
图2是本发明又一实施例提供的一种指纹识别电路的等效电路图。参见图2，本发明实施例提供的指纹识别电路还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与驱动信号输入端TX电连接，另一端与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接。若受限于第一电容C1的感应电极的面积设置等原因，手指对感应电极的感应电荷量较小，无法实现对指纹识别电路中的指纹识别驱动晶体管T1导通电阻的调节时。可以通过本发明实施例设置第二电容C2的方式，指纹识别驱动晶体管T1的输入端输入驱动信号时，第二电容C2对指纹识别驱动晶体管栅极电位产生影响，从而和手指在感应电极上产生的感应电荷共同实现对指纹识别电路中的指纹识别驱动晶体管T1导通电阻的调节。
在上述各实施基础上，可选的，指纹识别电路还可以包括初始化晶体管。图3是本发明又一实施例提供的一种指纹识别电路的等效电路图。参见图3，本发明实施例提供的指纹识别电路还包括初始化晶体管T2。初始化晶体管T2的输出端与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接，第i行指纹识别电路的初始化晶体管T2的控制端与第i-1行指纹识别电路的对应的驱动信号输入端TXi-1电连接；其中，i为大于等于2的正整数。
指纹识别电路组成指纹识别传感器时为阵列式排布，每行指纹识别电路逐行进行扫描。为了防止本次指纹识别时受到上一次指纹识别时残留在感应电极上的电位或者原本存在于感应电极上的电位的影响，本发明实施例设置初始化晶体管对感应电极进行初始化。由于第i行指纹识别电路的初始化晶体管T2的控制端与第i-1行指纹识别电路的对应的驱动信号输入端TXi-1电连接，因此第i-1行指纹识别电路进行驱动信号输入时，就会将第i行指纹识别电路中的初始化晶体管T2导通，通过为第i行指纹识别电路的初始化晶体管T2的输入端提供公共初始化信号COM，就可以实现对第i行指纹识别电路的第一电容C1的感应电极进行初始化，清除感应电极上的电荷。即，将公共初始化信号COM写入第i行指纹识别电路的指纹识别驱动晶体管T1栅极。
可选的，各个指纹识别电路的初始化晶体管的输入端均输入公共初始化信号。为减少布线数量，可以将阵列式排布的各个指纹识别电路中的初始化晶体管的输入端均输入公共初始化信号，通过公共初始化信号线为指纹识别电路的初始化晶体管的输入端输入公共初始化信号。
此外，本发明实施例还提供又一种初始化晶体管的输入端的连接方式。图4是本发明又一实施例提供的一种指纹识别电路的等效电路图。参见图4，初始化晶体管T2的输入端与本行指纹识别电路对应的驱动信号输入端电连接。即，第i行指纹识别电路的初始化晶体管T2的输入端与第i行指纹识别电路对应的驱动信号输入端TXi电连接。
本发明实施例还提供了一种指纹识别结构，该指纹识别结构包括上述任一实施例所述的指纹识别电路。该指纹识别结构例如可以是能够封装在各设备上的模组。图5为本发明实施例提供的一种指纹识别结构的示意图，如图5所示，该指纹识别结构包括第一衬底基板11、设置在第一衬底基板11一侧的多行驱动信号线TX和多列感测信号线RX；多条驱动信号线TX和多条感测信号线RX绝缘交叉限定出多个指纹识别单元(图5中未示出)；每个指纹识别单元包括指纹识别电路10；指纹识别驱动晶体管T1的输入端与对应行的驱动信号线TX电连接；纹识别驱动晶体管T1的输出端与对应列的感测信号线RX电连接。可选的，本发明实施例中的第一衬底基板11可以是玻璃基板，因此可以制备大尺寸的指纹识别结构，并且成本低。需要说明的是图5示例性的设置4行驱动信号线以及5列感测信号线，第i行驱动信号线标记为TXi，第i列驱动信号线标记为RXi。通过逐行为驱动信号线TX输入驱动信号，接收各列感测信号线RX的感测信号可以计算手指触控的不同位置是纹谷还是纹脊的检测，进而进行指纹识别。
下面介绍几种指纹识别结构具体膜层设置结构，需要说明的是，以下实施例为本发明提供的几种可选实现方式，而非对本发明实施例的限定。
图6为本发明实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图，图7为沿图6中AA’方向的剖面示意图，图8为图6所示指纹识别结构的等效电路图。如图6-图8所示，C1为第一电容，是感应电极对地的电容，C2为驱动信号线TX感应电极之间的等效电容；T1为指纹识别驱动晶体管，C3为驱动信号线TX与感测信号线RX之间的等效电容；C4为感测信号线RX与感应电极之间的等效电容；RTX为驱动信号线TX的等效电阻；RRX为感测信号线RX的等效电阻；CTX为驱动信号线TX的对地电容；CRX为感测信号线RX的对地电容。本发明实施例提供的指纹识别结构包括第一衬底基板11、第一导电层12、第一绝缘层13、第一半导体层14、第二导电层15、第二绝缘层16以及第三导电层17。其中，第一导电层12位于第一衬底基板11上。第一导电层12包括指纹识别驱动晶体管T1的栅极T11以及多行驱动信号线TX。第一绝缘层13位于第一导电层12背离第一衬底基板11的表面。第一半导体层14位于第一绝缘层13背离第一导电层12的一侧，第一半导体层14包括指纹识别驱动晶体管T1的有源层T12。第二导电层15位于第一半导体层14背离第一绝缘层13的一侧，第二导电层15包括多列感测信号线RX、指纹识别驱动晶体管T1的输入端T13和输出端T14。指纹识别驱动晶体管T1的输入端例如可以是源极，指纹识别驱动晶体管T1的输出端例如可以是漏极，亦或者指纹识别驱动晶体管T1的输入端例如可以是漏极，指纹识别驱动晶体管T1的输出端例如可以是源极。第二绝缘层16位于第二导电层15背离第一绝缘层13的一侧。第三导电层17位于第二绝缘层16背离第二导电层15的一侧，第三导电层17包括感应电极171。感应电极171是指第一电容C1与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接的极板。
需要说明的是感应电极171可以通过第一绝缘层13和第二绝缘层16上的过孔直接与指纹识别驱动晶体管T1的栅极T11电连接，还可以如图7所示，感应电极171通过与输入端T13、输出端T14同层的导电衬垫T15与指纹识别驱动晶体管T1的栅极T11电连接，栅极T11与感应电极171电连接时，当手指触摸到感应电极171后，电荷会通过感应电极171和栅极T11共同使得源层T12导通电阻发生变化，大大提高了指纹识别的精度。图7中的导电衬垫T15可以与输入端T13、输出端T14同层且采用同种材料制成。若感应电极171为透明导电材料，导电衬垫T15、输入端T13以及输出端T14一般采用金属材料，图7中设置感应电极171通过导电衬垫T15与指纹识别驱动晶体管T1的栅极T11电连接，可以降低电阻。图9为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图，图10为沿图9中BB’方向的剖面示意图。如图9以及图10所示，本发明实施例提供的指纹识别结构包括第一衬底基板11、第一半导体层14、第一导电层12、第一绝缘层13以及第二导电层15。第一半导体层14位于第一衬底基板11上，包括指纹识别驱动晶体管T1的有源层T12。第一导电层12位于第一半导体层14上，第一导电层12包括多列感测信号线RX、指纹识别驱动晶体管T1的输入端T13和输出端T14；第一绝缘层13位于第一导电层12背离第一半导体层14一侧，第二导电层15包括指纹识别驱动晶体管T1的栅极T11以及多行驱动信号线TX。指纹识别驱动晶体管的栅极T11复用为感应电极171。感应电极171是指第一电容C1与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接的极板。本发明实施例将指纹识别驱动晶体管的栅极T11复用为感应电极171，可以无需为感应电极171单独设置工艺制程，因此可以减少制程数量、降低成本、减少指纹识别结构的膜层数量、减小厚度。
图11为本发明又一实施例提供的一种指纹识别结构的局部俯视图，图12为沿图11中CC’方向的剖面示意图。如图11以及图12所示，本发明实施例提供的指纹识别结构包括第一衬底基板11、第一半导体层14、第一导电层12、第一绝缘层13、第二导电层15、第二绝缘层16以及第三导电层17。
其中，第一半导体层14位于第一衬底基板11上。第一半导体层14包括指纹识别驱动晶体管T1的有源层T12。第一导电层12位于第一半导体层14上，第一导电层12包括多列感测信号线RX、指纹识别驱动晶体管T1的输入端T13和输出端T14。第一绝缘层13位于第一导电层12背离第一半导体层14一侧。第二导电层15包括指纹识别驱动晶体管T1的栅极T11以及多行驱动信号线TX。第二绝缘层16位于第二导电层15背离第一绝缘层13的一侧，第三导电层17位于第二绝缘层16背离第二导电层15的一侧，第三导电层17包括所述感应电极171。感应电极171是指第一电容C1与指纹识别驱动晶体管T1的栅极电连接的极板。
可选的，在上述各实施例的基础上，感应电极171与驱动信号线TX不交叠；和/或，感应电极171与感测信号线RX不交叠。图13示例性的设置感应电极171与驱动信号线TX不交叠，图14示例性的设置感应电极171与感测信号线RX不交叠。在其他实施方式中，还可以设置感应电极171与驱动信号线TX不交叠，以及感应电极171与感测信号线RX不交叠。
若感应电极171与驱动信号线TX交叠，感应电极171与驱动信号线TX之间形成电容，该电容会对感应电极上的电荷产生影响，此时指纹识别驱动晶体管的导通电阻受手指对感应电极的感应电荷以及感应电极171与驱动信号线TX之间的等效电容对感应电极的感应电荷的共同影响。若感应电极171的设置面积足以满足指纹识别精度的要求，可以设置感应电极171与驱动信号线TX不交叠，以免指纹识别信号被感应电极171与驱动信号线TX之间的电容信号覆盖，指纹识别精度降低。在实际应用过程中，可以根据产品的实际需求，选择是否设置感应电极171与驱动信号线TX交叠，例如受限于第一电容C1的感应电极的面积设置等原因，手指对感应电极的感应电荷量较小，无法实现对指纹识别电路中的指纹识别驱动晶体管T1导通电阻的调节时，可以设置感应电极171与驱动信号线TX交叠，但感应电极171与驱动信号线TX之间的等效电容需要小于感应电极的对地电容，以防止指纹识别信号被感应电极171与驱动信号线TX之间的电容信号覆盖，导致指纹识别精度降低。若产品设计中第一电容C1的感应电极的面积不受限，可以设置感应电极171与驱动信号线TX不交叠。
由于感测信号线RX上传输的感测信号因手指触控位置的不同发生变化，因此，若感应电极171与感测信号线RX交叠，感应电极171与感测信号线RX之间的电容容易引起指纹识别噪声，因此本发明实施例设置感应电极171与驱动信号线TX不交叠。
可选的，若指纹识别电路还包括初始化晶体管；初始化晶体管的输出端与感应电极电连接；第i行指纹识别电路的初始化晶体管的控制端与第i-1行指纹识别电路的对应的驱动信号线电连接；其中，i为大于等于2的正整数。各个指纹识别电路的初始化晶体管的输入端可以均与公共初始化信号线电连接，如图15所示。图15中，初始化晶体管T2的输出端T24与感应电极171电连接；第i行指纹识别电路的初始化晶体管T2的控制端T21与第i-1行指纹识别电路的对应的驱动信号线TXi-1电连接。指纹识别电路的指纹识别驱动晶体管T1的控制端T11通过初始化晶体管T2的输出端T24与感应电极171电连接。各个指纹识别电路的初始化晶体管T2的输入端可以均与公共初始化信号线公共初始化信号线COM电连接。需要说明的是，为便于描述，本发明实施例中，公共初始化信号以及公共初始化信号线均采用同一附图标记COM。RXj表示第j列指纹识别电路的对应的感测信号线。在其他实施方式中，可以将初始化晶体管T2的输出端T24，以及指纹识别电路的指纹识别驱动晶体管T1的控制端T11均直接与感应电极171电连接。如图16所示。
或者，如图17所示，也可以将初始化晶体管的输入端T23与本行指纹识别电路对应的驱动信号线电连接。即第i行指纹识别电路的初始化晶体管T2的输入端T23与第i行指纹识别电路对应的驱动信号线TXi电连接。图17中，初始化晶体管T2的输出端T24与感应电极171电连接，指纹识别电路的指纹识别驱动晶体管T1的控制端T11通过初始化晶体管T2的输出端T24与感应电极171电连接。类似图16，也可以将图17中的初始化晶体管T2的输出端T24，以及指纹识别电路的指纹识别驱动晶体管T1的控制端T11均直接与感应电极171电连接。图15-图17中，T22为初始化晶体管T2的有源层，T12为指纹识别驱动晶体管T1的有源层。
需要说明的是，为描述方便，本发明实施例中将驱动信号输入端、驱动信号线、驱动信号均标记为TX；将感测信号输出端、感测信号线、感测信号均标记为RX。
本发明实施例还提供一种指纹识别装置，图18为本发明实施例提供的一种指纹识别装置的结构示意图。如图18所示，该指纹识别装置包括上述任一实施例所述的指纹识别结构100。该指纹识别装置例如可以是密码锁、保险柜、显示设备、指纹打卡机等等。本发明实施例提供的指纹识别装置具有上述任一实施例所述的指纹识别结构，因此具有上述指纹识别结构同样的有益效果。
指纹识别技术目前也被广泛应用于显示领域，尤其是具有显示功能的电子设备领域，例如手机、笔记本电脑、平板的电脑、数码相机等，指纹识别功能业已成为当前显示设备的必备功能之一。本发明实施例还提供一种显示面板，该显示面板包括上述任一实施例所述的指纹识别结构。需要说明的是，上述指纹识别结构可以以模组的形式外挂在现有的显示面板上，以形成本发明实施例提供的显示面板，此外还可以集成在显示面板内部，即，在显示面板面板的制备工艺过程中同时形成上述指纹识别结构。本发明实施例并不限定显示面板的类型，例如可以是液晶显示面板，亦或者有机发光显示面板，micro-LED显示面板、mini-LED显示面板、聚合物液晶显示面板等。指纹识别结构可以位于显示面板的显示区，也可以位于显示面板的非显示区。本领域技术人员可以根据面板设计需求设置指纹识别结构的具体位置。
可选的，本发明实施例提供的显示面板还可以包括盖板，将指纹识别结构设置在盖板靠近出光面的一侧。该盖板可以是液晶显示面板的盖板，也可以是有机发光显示面板的刚性封装基板。在制备工艺过程中，指纹识别结构可以直接以盖板做第一衬底基板，或者将预先制备好的指纹识别结构贴附在盖板上。此外，可选的，参见图19，本发明实施例提供的显示面板可以设置两颗驱动芯片，分别为第一驱动芯片21和第二驱动芯片22，本发明实施例示例性的将第一驱动芯片设置在盖板18上，将第二驱动芯片设置在显示面板的阵列基板191上。第一驱动芯片21用于驱动指纹识别结构100，第二驱动芯片21用于驱动显示面板进行显示。在实际应用过程中，可以根据实际设计需求设置两个驱动芯片的设置位置。可选的，还可以仅设置一颗驱动芯片，显示以及指纹识别功能共用一颗驱动芯片，例如将盖板上的指纹识别结构通过引线与阵列基板上的驱动芯片电连接。
需要说明的，若显示面板具有触控位置识别功能，还可以将触控位置检测的模组和指纹识别结构均集成在盖板上。
本发明实施还可以将指纹识别结构集成在显示面板内，即设置在显示面板的功能膜层之间，例如设置在显示面板的阵列基板上等位置。图20为本发明又实施例提供的显示面板的结构示意图。图20示例性的以液晶显示面板为例进行介绍，指纹识别结构100设置在显示面板的彩膜基板192和阵列基板191之间，且位于阵列基板191上，相比于外挂在显示面板外部，这种做法可以减小显示面板厚度，利于电子设备的小型化，提高集成度，并且可以避免单独模块的指纹识别结构容易受到攻击和暴力拆解的问题。图20中示例性的展示为TN模式液晶显示面板，阵列基板191中设置有像素电极1911，彩膜基板192中设置有整面的公共电极1921，为防止公共电极1921对指纹识别结构的信号屏蔽，本发明实施还可以设置公共电极1921在垂直于显示面板所在平面的方向上露出指纹识别结构100。第一驱动芯片21设置在阵列基板191上，指纹识别和显示功能共用该第一驱动芯片21。
图21为本发明又一实施例提供的显示面板的局部俯视示意图，参见图21，发明实施例提供的显示面板还包括多条扫描线24和多条数据线25；多条扫描线24和多条数据线25限定出多个像素单元23；指纹识别结构100位于相邻像素单元23之间。由于相邻像素单元之间所在位置一般设置有黑矩阵，该部分区域为无效显示区，本发明实施例在将指纹识别结构集成在显示面板内时，将指纹识别结构设置在相邻像素单元，在实现指纹识别功能的基础上，还可以避免影响显示面板的开口率。
图22为本发明又一实施例提供的显示面板的局部俯视示意图，参见图22，本发明实施例提供的显示面板还包括多条扫描线24和多条数据线25；多条扫描线24和多条数据线25限定出多个像素单元23；指纹识别结构100的驱动信号线TX与扫描线24复用；感测信号线RX与数据线25复用。本发明实施例将驱动信号线TX与扫描线24复用，感测信号线RX与数据线25复用。可以显著减少显示面板中的引线数量，在驱动时指纹识别和显示阶段对扫描线以及数据线进行分时复用即可。即，在显示阶段，扫描线用于传输像素扫描信号，数据线用于传输像素数据信号；在指纹识别阶段，扫描线用于传输驱动信号，数据线用于传输感测信号。
图23为本发明又一实施例提供的显示面板的局部剖面结构示意图。如图23所示，该显示面板包括第二衬底基板26以及位于第二衬底基板26上的像素驱动电路阵列27，可选的，第二衬底基板26是玻璃基板。感应电极171位于像素驱动电路阵列27背离第二衬底基板26的一侧。手指与感应电极之间的距离影响感应电极上感应电荷量，若手指与感应电极之间的距离过大，会导致手指在感应电极上感应电荷量不足，最终影响指纹识别的灵敏度，因此本发明实施例将感应电极171设置在像素驱动电路阵列27背离第二衬底基板26的一侧，尽量减小手指与感应电极之间的距离，提高指纹识别的灵敏度。需要说明的是，本发明实施例对指纹识别结构中除感应电极以外的结构所处位置不做限定，例如指纹识别结构中的指纹识别驱动晶体管、第一电容等结构。
可选的，对于液晶显示面板，还可以将感应电极与像素单元的像素电极或者公共电极同层设置。下面通过几个实施方式详细介绍。
图24为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图，如图24所示，对于TN模式液晶显示面板，感应电极171可以与像素单元23的像素电极1911同层设置。公共电极1921在显示面板所在平面的垂直投影露出感应电极171在显示面板所在平面的垂直投影，防止公共电极对感应电极产生屏蔽作用，影响指纹识别精度。
图25为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图，如图25所示，对于像素单元23的像素电极1911以及公共电极1921均设置在阵列基板191一侧，其中，像素电极1911位于公共电极1921与液晶层30之间，即驱动液晶旋转的是平面电场模式。此时，像素电极1911开缝设置形成多个条状电极(图中未示出)，感应电极171与像素单元23的像素电极1911同层设置。
图26为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图，如图26所示，对于像素单元23的像素电极1911以及公共电极1921均设置在阵列基板191一侧，其中，公共电极1921位于像素电极1911与液晶层30之间。此时，公共电极1921开缝设置形成多个条状电极(图中未示出)，感应电极171可以与像素单元23的公共电极1921同层设置。
图27为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图，如图27所示，对于像素单元23的像素电极1911以及公共电极1921均设置在阵列基板191内，其中，公共电极1921和像素电极1911同层设置。感应电极171可以与像素电极1911或公共电极1921同层设置。
需要说明的是，为保障感应电极不受其他导电膜层的屏蔽而引起指纹识别失效或者灵敏度下降，本发明实施例可以将感应电极与显示面板中距离出光侧最近的导电膜层同层设置。
可选的，本发明实施例还可以将像素单元的像素电极或公共电极复用为所述感应电极。需要说明的是，对于像素电极以及公共电极均位于阵列基板一侧的显示面板，可以将距离显示面板出光侧最近的电极(像素电极或者公共电极)复用为感应电极。图28为本发明又一实施例提供的显示面板的结构示意图，参见图28，示例性的将的像素电极1911复用为感应电极171。感应电极171在指纹识别阶段以及显示阶段分时复用。即，在显示阶段，通过数据线向感测电极上施加数据信号；在指纹识别阶段，通过驱动信号线向感测电极上施加驱动信号。本发明通过将像素电极或公共电极复用为感应电极，可以避免为感应电极设置单独一工艺制程，节省了工艺制程数量，提高了生产效率，降低了成本，还减小了显示面板的厚度。
可选的，本发明实施例还提供一种有机发光显示面板，图29为本发明又一实施例提供的一种显示面板的结构示意图，如图29所示，该显示面板包括多个像素单元23，像素单元23包括层叠设置的阳极231、发光功能层232以及阴极233。感应电极171与阳极231同层设置，阴极233设置有镂空结构2331；感应电极171在第二衬底基板26上的垂直投影位于镂空结构2331在第二衬底基板26上的垂直投影内。由于阴极为整面电极结构，为了防止阴极对感测电极的屏蔽作用，在阴极上设置镂空结构，以露出感应电极。需要说明的是，图29示例性的设置显示面板中各个晶体管为顶栅结构，并非对本发明实施例的限定，在其他实施方式中，也可以根据实际需求设置晶体管为底栅结构。
需要说明的是，本发明实施例中指纹识别结构中的晶体管、电容等结构还可以与显示面板中驱动像素单元进行显示的像素驱动电路阵列同层设置。这样设置可以采用制备像素驱动电路阵列的掩膜版同时形成指纹识别结构中的晶体管、电容等结构，从而可以节省工艺制程，减小显示面板的厚度。
此外，还可以将驱动信号线TX与扫描线同层且平行设置，感测信号线RX与数据线同层且平行设置。这样设置可以在同一制程中采用同种工艺同种材料，使用一个掩膜版形成驱动信号线TX与扫描线，在同一制程中采用同种工艺同种材料，使用一个掩膜版形成感测信号线RX与数据线。若驱动信号线TX与扫描线异层设置，感测信号线RX与数据线异层设置，还可以使驱动信号线TX在第二衬底基板上的垂直投影与扫描线在第二衬底基板上的垂直投影交叠，感测信号线RX在第二衬底基板上的垂直投影与数据线在第二衬底基板上的垂直投影交叠，从而可以节省显示面板上的布线空间，减小像素单元之间的间隙，提高显示面板的透过率。
本发明实施例还提供一种显示装置，图30为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，该显示装置包括上述任一实施例所述的显示面板200。该显示装置可以包括手机、电脑以及智能可穿戴设备(例如，智能手表)等，本发明实施例对此不作限定。
可选的，本发明实施例提供的显示装置，例如可以将指纹识别结构设置在背离显示面板出光面的一侧，如图31所示。即，将指纹识别结构100设置在显示装置的背面。在其他实施方式中，还可以将指纹识别结构设置在显示装置的侧面，在此不做详述。
可选的，本发明实施例提供的显示中的显示面板包括显示区AA和非显示UA。例如还可以将指纹识别结构100设置在显示面板的非显示区UA，且设置在显示面板出光面一侧，如图32所示。
可选的，本发明实施例提供的显示中的显示面板包括显示区和非显示。例如还可以将指纹识别结构设置在显示面板的显示区，且设置在显示面板出光面一侧，如图33所示。本发明实施例将指纹识别结构隐藏设置在显示面板的显示区，实现屏下指纹识别。相比于现有成熟的硅基光学指纹技术中内置指纹传感器芯片的指纹模组，本发明实施例提供的显示装置无需将指纹识别结构贴合于显示面板下或固定在显示装置的中框上。因此指纹识别结构不会占据显示面板的表面空间或区域，从而可以提高屏占比。由于现有的硅基光学指纹技术需要采用硅基制备指纹识别芯片，出于成本及可靠性的原因，一般只适合于实现固定位置的小面积指纹识别，而无法实现大面积的指纹识别，且硅基难以集成于屏内，限制了其应用。相比于将指纹识别结构嵌入在前置Home键或者机身背后的方案，本发明实施例提供的显示装置提供的屏下指纹识别可以提高显示面板屏占比，更符合目前全面屏的发展趋势。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (25)
1.一种指纹识别结构，其特征在于，包括：
第一衬底基板；
设置在所述第一衬底基板一侧的多行驱动信号线和多列感测信号线；多条驱动信号线和多条感测信号线绝缘交叉限定出多个指纹识别单元；
每个所述指纹识别单元包括所述指纹识别电路；
所述指纹识别驱动晶体管的输入端与对应行的所述驱动信号线电连接；所述驱动信号线的输出端与对应列的所述感测信号线电连接；
其中，所述指纹识别电路，包括：
指纹识别驱动晶体管、第一电容、驱动信号输入端、感测信号输出端；所述第一电容一端与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接，另一端接地；所述驱动信号输入端与所述指纹识别驱动晶体管的输入端电连接；所述指纹识别驱动晶体管的输出端与所述感测信号输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的指纹识别结构，其特征在于，包括：
第一导电层；所述第一导电层包括所述指纹识别驱动晶体管的栅极以及多行所述驱动信号线；
第一绝缘层；位于所述第一导电层一侧；
第一半导体层；位于所述第一绝缘层背离所述第一导电层的一侧；所述第一半导体层包括所述指纹识别驱动晶体管的有源层；
第二导电层；位于所述第一半导体层背离所述第一绝缘层的一侧；所述第二导电层包括多列所述感测信号线、所述指纹识别驱动晶体管的输入端和输出端；
第二绝缘层，位于所述第二导电层背离所述第一绝缘层的一侧；
第三导电层；位于所述第二绝缘层背离所述第二导电层的一侧；所述第三导电层包括感应电极；所述感应电极是指所述第一电容与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接的极板。
3.根据权利要求1所述的指纹识别结构，其特征在于，包括：
第一半导体层；所述第一半导体层包括所述指纹识别驱动晶体管的有源层；
第一导电层；位于所述第一半导体层上，所述第一导电层包括多列所述感测信号线、所述指纹识别驱动晶体管的输入端和输出端；
第一绝缘层；位于所述第一导电层背离所述第一半导体层一侧；
第二导电层；所述第二导电层包括所述指纹识别驱动晶体管的栅极以及多行所述驱动信号线；所述指纹识别驱动晶体管的栅极复用为感应电极；所述感应电极是指所述第一电容与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接的极板。
4.根据权利要求1所述的指纹识别结构，其特征在于，包括：
第一半导体层；所述第一半导体层包括所述指纹识别驱动晶体管的有源层；
第一导电层；位于所述第一半导体层上，所述第一导电层包括多列所述感测信号线、所述指纹识别驱动晶体管的输入端和输出端；
第一绝缘层；位于所述第一导电层背离所述第一半导体层一侧；
第二导电层；所述第二导电层包括所述指纹识别驱动晶体管的栅极以及多行所述驱动信号线；
第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述第二导电层背离所述第一绝缘层的一侧；
第三导电层；位于所述第二绝缘层背离所述第二导电层的一侧；所述第三导电层包括感应电极；所述感应电极是指所述第一电容与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接的极板。
5.根据权利要求1所述的指纹识别结构，其特征在于，感应电极与所述驱动信号线不交叠；和/或，感应电极与所述感测信号线不交叠；所述感应电极是指所述第一电容与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接的极板。
6.根据权利要求1所述的指纹识别结构，其特征在于，所述指纹识别电路还包括初始化晶体管；所述初始化晶体管的输出端与感应电极电连接；第i行指纹识别电路的初始化晶体管的控制端与第i-1行指纹识别电路的对应的驱动信号线电连接；其中，i为大于等于2的正整数。
7.根据权利要求6所述的指纹识别结构，其特征在于，各个所述指纹识别电路的所述初始化晶体管的输入端均与公共初始化信号线电连接。
8.根据权利要求6所述的指纹识别结构，其特征在于，所述初始化晶体管的输入端与本行所述指纹识别电路对应的所述驱动信号线电连接。
9.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述指纹识别电路还包括第二电容；所述第二电容的一端与所述驱动信号输入端电连接，另一端与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接。
10.根据权利要求1所述的指纹识别单元，其特征在于，所述指纹识别电路还包括：
初始化晶体管；所述初始化晶体管的输出端与所述指纹识别驱动晶体管的栅极电连接；第i行指纹识别电路的初始化晶体管的控制端与第i-1行指纹识别电路的对应的驱动信号输入端电连接；其中，i为大于等于2的正整数。
11.根据权利要求10所述的指纹识别单元，其特征在于，各个所述指纹识别电路的所述初始化晶体管的输入端均输入公共初始化信号。
12.根据权利要求10所述的指纹识别单元，其特征在于，所述初始化晶体管的输入端与本行所述指纹识别电路对应的所述驱动信号输入端电连接。
13.一种指纹识别装置，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的指纹识别结构。
14.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的指纹识别结构。
15.根据权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括盖板；
所述指纹识别结构位于所述盖板靠近出光面的一侧。
16.根据权利要求14所述的显示面板，其特征在于，所述指纹识别结构集成在所述显示面板内。
17.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，还包括多个像素单元；所述指纹识别结构位于相邻所述像素单元之间。
18.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，还包括多条扫描线和多条数据线；多条扫描线和多条数据线限定出多个像素单元；所述驱动信号线与所述扫描线复用；所述感测信号线与所述数据线复用。
19.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括第二衬底基板以及位于所述第二衬底基板上的像素驱动电路阵列；所述感应电极位于所述像素驱动电路阵列背离所述第二衬底基板一侧。
20.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括多个像素单元；所述像素单元包括像素电极以及公共电极；所述感应电极与所述像素电极或所述公共电极同层设置。
21.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括多个像素单元；所述像素单元的像素电极或公共电极复用为所述感应电极。
22.根据权利要求19所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括多个像素单元；所述像素单元包括层叠设置的阳极、发光功能层以及阴极；所述感应电极与所述阳极同层设置；所述阴极设置有镂空结构；所述感应电极在所述第二衬底基板上的垂直投影位于所述镂空结构在所述第二衬底基板上的垂直投影内。
23.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求14-22中任一项所述的显示面板。
24.根据权利要求23所述的显示装置，其特征在于，所述指纹识别结构设置在背离所述显示面板出光面的一侧。
25.根据权利要求23所述的显示装置，其特征在于，包括显示区和非显示区，所述指纹识别结构位于所述非显示区，且设置在所述显示面板出光面一侧。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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