CN112507761A - 一种指纹识别模组及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹识别模组及其驱动方法、显示装置，以改善现有技术的超声式指纹识别器件，存在制作工艺较为复杂，难于实现量产化的问题。所述指纹识别模组，包括：衬底基板，位于所述衬底基板一面的电极层，位于所述电极层的背离所述衬底基板一面的压电膜层，位于所述压电膜层的背离所述电极层一面的参考电极层；其中，所述电极层包括：相互绝缘的多个接收电极和多个发射电极，所述接收电呈阵列排布，所述发射电极位于所述接收电极之间的间隙处。

Description

一种指纹识别模组及其驱动方法、显示装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别模组及其驱动方法、显示装置。

背景技术

随着经济和科技的飞速发展，全面屏对指纹识别提出了要求，可以在显示面板上的任何位置捕捉指纹，正面玻璃从此无须开孔，大大增加手机外观的一致性。目前有两种技术方向实现该要求，一种是光学式的指纹识别，另一种是超声式指纹识别。

但对于现有技术的超声式指纹识别器件，一般制作工艺较为复杂，难于实现量产化。

发明内容

本发明提供一种指纹识别模组及其驱动方法、显示装置，以改善现有技术的超声式指纹识别器件，存在制作工艺较为复杂，难于实现量产化的问题。

本发明实施例提供一种指纹识别模组，包括：衬底基板，位于所述衬底基板一面的电极层，位于所述电极层的背离所述衬底基板一面的压电膜层，位于所述压电膜层的背离所述电极层一面的参考电极层；其中，

所述电极层包括：相互绝缘的多个接收电极和多个发射电极，所述接收电极呈阵列排布，所述发射电极位于所述接收电极之间的间隙处。

在一种可能的实施方式中，各所述发射电极呈条状，且多个所述发射电极沿同一方向延伸。

在一种可能的实施方式中，所述发射电极与所述接收电极行一一对应，每相邻所述接收电极行之间的间隙处具有一条所述发射电极。

在一种可能的实施方式中，所述发射电极与所述接收电极列一一对应，每相邻所述接收电极列之间的间隙处具有一条所述发射电极。

在一种可能的实施方式中，所述发射电极与所述接收电极行一一对应，每一条所述发射电极包围一行所述接收电极，且在与该行的每一所述接收电极对应的位置具有第一镂空区域，所述第一镂空区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述接收电极在所述衬底基板的正投影。

在一种可能的实施方式中，所述发射电极与所述接收电极列一一对应，每一条所述发射电极包围一列所述接收电极，且在与该列的每一所述接收电极对应的位置具有第二镂空区域，所述第二镂空区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述接收电极在所述衬底基板的正投影。

在一种可能的实施方式中，所述电极层还包括：位于所述指纹识别模组的边框区域，且与各所述发射电极一一对应电连接的发射连接线。

在一种可能的实施方式中，所述指纹识别模组还包括：与每一所述接收电极一一对应的识别电路，以及与所述识别电路电连接的扫描信号线和读取信号线，所述识别电路被配置为在所述扫描信号线打开时，将所述接收电极接收的信号通过所述读取信号线读出。

在一种可能的实施方式中，所述参考电极层的背离所述压电膜层的一面还具有保护层。

在一种可能的实施方式中，所述压电膜层为一整层膜层。

在一种可能的实施方式中，所述参考电极层为一整层膜层。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括：显示面板，还包括如本发明实施例提供的所述指纹识别模组，所述指纹识别模组位于所述显示面板的非显示面。

本发明实施例还提供一种如本发明实施例提供的所述指纹识别模组的驱动方法，包括：

在发射阶段，控制公共电极层垫加载第一固定电位，并控制发射电极加载变化的电信号；

在接收阶段时，控制所述公共电极层加载第二固定电位，所述接收电极接收经手指反射的超声信号。

在一种可能的实施方式中，所述控制发射电极加载变化的电信号，包括：

依序控制各所述发射电极加载变化的电信号；

在当前所述发射电极加载变化的所述电信号时，控制相邻的多个所述发生电极设定时长之前加载所述电信号，以使多个所述电信号对应转换后的多个超声信号在不同的位置点进行依序聚焦。

本发明实施例有益效果如下：本发明实施例提供的指纹识别模组，包括：衬底基板，位于所述衬底基板一面的电极层，位于所述电极层的背离所述衬底基板一面的压电膜层，位于所述压电膜层的背离所述电极层一面的参考电极层；所述电极层包括：相互绝缘的多个接收电极和多个发射电极，所述接收电呈阵列排布，所述发射电极位于所述接收电极之间的间隙处，在声波信号发射时，通过对参考电极层加固定电位，通过发射电极加变化的电信号，由压电膜层振动，发射声波信号，在接收声波信号时，参考电极层加固定电位，由接收电极接收超声信号，进而实现手指指纹的识别；而且，发射电极与接收电极同层设置，可以在具体制作时通过一次构图工艺形成，可以较大的简化指纹识别模组的制作工艺，改善现有技术的超声式指纹识别器件，存在制作工艺较为复杂，难于实现量产化的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种指纹识别模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发射电极位于相邻接收电极行间隙处的电极层的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的发射电极位于相邻接收电极列间隙处的电极层的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的发射电极位于接收电极行所在位置的电极层的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的发射电极位于接收电极列所在位置的电极层的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种包括有发射电极引线的电极层的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种包括有发射电极引线的电极层的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种识别电路的示意图；

图9为本发明实施例提供的包括有保护层的指纹识别模组的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种指纹识别模组的驱动方法流程示意图；

图12为本发明实施例提供的一种发射声波信号时的示意图；

图13为本发明实施例提供的一种接收声波信号时的示意图。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

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公开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。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

参见图1，本发明实施例提供一种指纹识别模组，包括：衬底基板11，位于衬底基板11一面的电极层12，位于电极层12的背离衬底基板11一面的压电膜层13，位于压电膜层13的背离电极层12一面的参考电极层14；其中，

电极层包括12：相互绝缘的多个接收电极112和多个发射电极111，接收电极112呈阵列排布，发射电极111位于接收电极112之间的间隙处。

本发明实施例提供的指纹识别模组，包括：衬底基板11，位于衬底基板11一面的电极层12，位于电极层12的背离衬底基板11一面的压电膜层13，位于压电膜层13的背离电极层12一面的参考电极层14；电极层12包括：相互绝缘的多个接收电极112和多个发射电极111，接收电极112呈阵列排布，发射电极111位于接收电极112之间的间隙处，在声波信号发射时，通过对参考电极层14加固定电位，通过发射电极111加变化的电信号，由压电膜层13振动，发射声波信号；在接收声波信号时，参考电极层14加固定电位，由接收电极112接收超声信号，进而实现手指指纹的识别；而且，发射电极111与接收电极112同层设置，可以在具体制作时通过一次构图工艺形成，可以较大的简化指纹识别模组的制作工艺，改善现有技术的超声式指纹识别器件，存在制作工艺较为复杂，难于实现量产化的问题。

在具体实施时，结合图2-图5所示，各发射电极111呈条状，且多个发射电极111沿同一方向延伸。

在具体实施时，条状的发射电极111具体可以位于相邻接收电极行之间的间隙处，也可以位于相邻接收电极列之间的间隙处，还可以是直接位于接收电极行所在的位置，也可以是直接位于接收电极列所在的位置处，以下通过具体举例进行说明如下：

例如，参见图2所示，发射电极111与接收电极112行一一对应，每相邻接收电极112行之间的间隙处具有一条发射电极111。本发明实施例中，发射电极111与接收电极112行一一对应，即，设置一行接收电极112行，就设置一条发射电极111，接收电极112行与发射电极111交替依次设置。

又例如，参见图3所示，发射电极111与接收电极112列一一对应，每相邻接收电极112列之间的间隙处具有一条发射电极111。本发明实施例中，发射电极111与接收电极112列一一对应，即，设置一列接收电极112行，就设置一条发射电极111，接收电极112列与发射电极111交替依次设置。

又例如，参见图4所示，发射电极111与接收电极112行一一对应，每一条发射电极111包围一行接收电极112，且在与该行的每一接收电极112对应的位置具有第一镂空区域113，第一镂空区域113在衬底基板11上的正投影覆盖对应的接收电极112在衬底基板11的正投影。本发明实施例中，发射电极112位于接收电极111行所在的位置，并在与每一接收电极111对应的位置处设置一第一镂空区域113，且第一镂空区域113在衬底基板11上的正投影覆盖对应的接收电极112在衬底基板11的正投影，即，接收电极112与该条发射电极111之间存在间隙区域，以实现与接收电极112的绝缘。具体的，接收电极112在衬底基板11的正投影为长方形，第一镂空区域113在衬底基板11上的正投影也为长方形，且二者在衬底基板11上的正投影的中心重合，且第一镂空区域113在衬底基板11上的正投影的长方形的覆盖区域要大于接收电极112在衬底基板11上的正投影的长方形所覆盖的区域。

又例如，参见图5所示，发射电极111与接收电极112列一一对应，每一条发射电极111包围一列接收电极112，且在与该列的每一接收电极112对应的位置具有第二镂空区域114，第二镂空区域114在衬底基板11上的正投影覆盖对应的接收电极112在衬底基板11的正投影。本发明实施例中，发射电极111位于接收电极112列所在的位置，并在与每一接收电极112对应的位置处设置一第二镂空区域114，且第二镂空区域114在衬底基板11上的正投影覆盖对应的接收电极112在衬底基板11的正投影，即，接收电极112与该条发射电极111之间存在间隙区域，以实现与接收电极112的绝缘。具体的，接收电极112在衬底基板11的正投影为长方形，第二镂空区域114在衬底基板11上的正投影也为长方形，且二者在衬底基板11上的正投影的中心重合，且第二镂空区域114在衬底基板11上的正投影的长方形的覆盖区域要大于接收电极112在衬底基板11上的正投影的长方形所覆盖的区域。

在具体实施时，参见图6和图7所示，电极层12还包括：位于指纹识别模组的边框区域，且与各发射电极111一一对应电连接的发射连接线115。本发明实施例中，电极层12还包括与发射电极111一一对应电连接的发射连接线115，进而可以在形成接收电极112与发射电极111的同时，也形成发射连接线115，进一步简化指纹识别模组的制作工艺。具体的，发射电极111与接收电极112以及发射连接线115的材质相同，可以均为氧化铟锡。

在具体实施时，参见图6、图7和图8所示指纹识别模组还包括：与每一接收电极一一对应的识别电路，以及与识别电路电连接的扫描信号线Gate line和读取信号线read，识别电路被配置为在扫描信号线Gate line打开时，将接收电极112接收的信号通过读取信号线read读出。

具体的，识别电路可以位于衬底基板11与电极层12之间，各识别电路具体可以包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3；

第一晶体管T1的栅极与接收电极112、第三晶体管T3的源极电连接，第一晶体管T1的源极与第一信号端AP电连接，第一晶体管T1的漏极与第二晶体管T2的源极电连接；

第二晶体管T2的栅极与扫描信号线Gate line电连接，第二晶体管T2的漏极与信号读出线read电连接；

第三晶体管T3的栅极与第三信号端RST电连接，第三晶体管T3的漏极与第四信号端Dbias电连接；

第一晶体管T1具体可以为源随器，第二晶体管T2具体可以作为控制开关。

在具体实施时，参见图9所示，参考电极层14的背离压电膜层13的一面还具有保护层15。参考电极层14的材质具体可以为银。本发明实施例中，参考电极层14的背离压电膜层13的一面还具有保护层15，进而可以对参考电极层14进行保护。

在具体实施时，参考电极层14为一整层膜层。本发明实施例中，参考电极层14为一整层膜层，在制作时，不需要进行图案化，可以进一步简化指纹识别模组的制作工艺。

在具体实施时，压电膜层13为一整层膜层。压电膜层13的材质具体可以为聚偏氟乙烯(Poly vinylidene fluoride，PVDF)。本发明实施例中，压电膜层13为一整层膜层，在制作时，不需要进行图案化，可以进一步简化指纹识别模组的制作工艺。

在具体实施时，本发明实施例的衬底基板11具体可以为玻璃衬底基板。

基于同一发明构思，参见图10所示，本发明实施例还提供一种显示装置，包括：显示面板2，还包括如本发明实施例提供的指纹识别模组1，指纹识别模组1位于显示面板2的非显示面。具体的，显示面板可以为OLED显示面板，显示面板1的背离指纹识别模组2的一面还可以设置有保护盖板3，保护盖板3与显示面板1之间通过光学胶4进行贴合。

基于同一发明构思，参见图11所示，本发明实施例还提供一种如本发明实施例提供的指纹识别模组的驱动方法，包括：

步骤S101、在发射阶段，控制公共电极层垫加载第一固定电位，并控制发射电极加载变化的电信号；

步骤S102、在接收阶段时，控制公共电极层加载第二固定电位，接收电极接收经手指反射的超声信号。

在具体实施时，关于步骤S101中的，控制发射电极加载变化的电信号，包括：

依序控制各发射电极加载变化的电信号；

在当前发射电极加载变化的电信号时，控制相邻的多个发生电极设定时长之前加载电信号，以使多个电信号对应转换后的多个超声信号在不同的位置点进行依序聚焦。

结合图12-图13所示，对具体实现聚焦过程进行说明如下：(以四条发射电极111进行聚焦为例说明)：

先给从左起的第一个发射电极111和左起的第四个发射电极111给入驱动信号，左起的第二个发射电极111和左起的第三个发射电极111后给入信号，通过控制声波信号的相位差，声波信号聚焦到左起第二个接收电极112正上方的手指5谷脊位置，然后正上方的反射信号被垂直发射回左起第二个接收电极112控制的整行的接收电极112上存储下来，然后再控制接收识别电路，将信号逐个或多个读取出去。当整行读取完成后，进行下一行的聚焦以及读取。即，聚焦一行，存储一行，读取一行。依次进行。下面的整面Ag材质的参考电极层14永远给入参考电位即可。

参见图13所示，当聚焦到谷时，聚焦的声源会向下进行扩散，正下方的能量最强，两边依次减弱。这样在左起第二个接收电极112对应的一行的接收电极112上会存储下来最大的信号(谷脊对应的大小不同)，左起第一个接收电极112和左起的第三个接收电极112对应的存储的信号相对小。读取时候，可以只读取左起第二个接收电极112对应的数值当作此行上各个位置的信息。也可以将左起第一个接收电极112和左起的第三个接收电极112上面的值都相应的加到左起第二个接收电极112上，最后的和值作为左起第二个接收电极112对应的各个位置的信息。

本发明实施例有益效果如下：本发明实施例提供的指纹识别模组，包括：衬底基板，位于衬底基板一面的电极层，位于电极层的背离衬底基板一面的压电膜层，位于压电膜层的背离电极层一面的参考电极层；电极层包括：相互绝缘的多个接收电极和多个发射电极，接收电呈阵列排布，发射电极位于接收电极之间的间隙处，在声波信号发射时，通过对参考电极层加固定电位，通过发射电极加变化的电信号，由压电膜层振动，发射声波信号，在接收声波信号时，参考电极层加固定电位，由接收电极接收超声信号，进而实现手指指纹的识别；而且，发射电极与接收电极同层设置，可以在具体制作时通过一次构图工艺形成，可以较大的简化指纹识别模组的制作工艺，改善现有技术的超声式指纹识别器件，存在制作工艺较为复杂，难于实现量产化的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括：衬底基板，位于所述衬底基板一面的电极层，位于所述电极层的背离所述衬底基板一面的压电膜层，位于所述压电膜层的背离所述电极层一面的参考电极层；其中，

所述电极层包括：相互绝缘的多个接收电极和多个发射电极，所述接收电极呈阵列排布，所述发射电极位于所述接收电极之间的间隙处。

2.如权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，各所述发射电极呈条状，且多个所述发射电极沿同一方向延伸。

3.如权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述发射电极与所述接收电极行一一对应，每相邻所述接收电极行之间的间隙处具有一条所述发射电极。

4.如权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述发射电极与所述接收电极列一一对应，每相邻所述接收电极列之间的间隙处具有一条所述发射电极。

5.如权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述发射电极与所述接收电极行一一对应，每一条所述发射电极包围一行所述接收电极，且在与该行的每一所述接收电极对应的位置具有第一镂空区域，所述第一镂空区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述接收电极在所述衬底基板的正投影。

6.如权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述发射电极与所述接收电极列一一对应，每一条所述发射电极包围一列所述接收电极，且在与该列的每一所述接收电极对应的位置具有第二镂空区域，所述第二镂空区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述接收电极在所述衬底基板的正投影。

7.如权利要求2-6任一项所述的指纹识别模组，其特征在于，所述电极层还包括：位于所述指纹识别模组的边框区域，且与各所述发射电极一一对应电连接的发射连接线。

8.如权利要求7所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组还包括：与每一所述接收电极一一对应的识别电路，以及与所述识别电路电连接的扫描信号线和读取信号线，所述识别电路被配置为在所述扫描信号线打开时，将所述接收电极接收的信号通过所述读取信号线读出。

9.如权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述参考电极层的背离所述压电膜层的一面还具有保护层。

10.如权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述压电膜层为一整层膜层。

11.如权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述参考电极层为一整层膜层。

12.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板，还包括如权利要求1-11任一项所述的指纹识别模组，所述指纹识别模组位于所述显示面板的非显示面。

13.一种如权利要求1-11任一项所述的指纹识别模组的驱动方法，其特征在于，包括：

在发射阶段，控制公共电极层垫加载第一固定电位，并控制发射电极加载变化的电信号；

在接收阶段时，控制所述公共电极层加载第二固定电位，所述接收电极接收经手指反射的超声信号。

14.如权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，所述控制发射电极加载变化的电信号，包括：

依序控制各所述发射电极加载变化的电信号；

在当前所述发射电极加载变化的所述电信号时，控制相邻的多个所述发生电极设定时长之前加载所述电信号，以使多个所述电信号对应转换后的多个超声信号在不同的位置点进行依序聚焦。

Images