CN113990906A - 显示基板、其纹路识别方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供的显示基板、其纹路识别方法及显示装置，包括衬底基板；多个像素驱动电路，在衬底基板上呈阵列排布；多个纹路识别电路，纹路识别电路位于像素驱动电路的间隙处；纹路识别电路包括光敏晶体管，光敏晶体管的有源层位于光敏晶体管的栅极远离衬底基板的一侧，光敏晶体管的第一极和第二极位于光敏晶体管的有源层远离衬底基板的一侧。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、其纹路识别方法及显示装置。
背景技术
随着信息行业的高速发展，生物识别技术受到了越来越广泛的应用，特别地，由于不同用户的指纹不同，使得可基于指纹实现开机解锁、身份认证、消费支付等功能，因此，指纹识别技术已经广泛应用在移动终端、智能家居等多个领域，为用户信息提供安全保障。
发明内容
本公开实施例提供一种显示基板、其纹路识别方法及显示装置，用以减少屏内指纹识别显示产品的制程。
因此，本公开实施例提供的一种显示基板，包括：
衬底基板；
多个像素驱动电路，在所述衬底基板上呈阵列排布；
多个纹路识别电路，所述纹路识别电路位于所述像素驱动电路的间隙处；所述纹路识别电路包括光敏晶体管，所述光敏晶体管的有源层位于所述光敏晶体管的栅极远离所述衬底基板的一侧，所述光敏晶体管的第一极和第二极位于所述光敏晶体管的有源层远离所述衬底基板的一侧。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，还包括：第一绝缘层和第二绝缘层，其中，所述第一绝缘层位于所述光敏晶体管的栅极所在层与所述光敏晶体管的有源层之间，所述第二绝缘层位于所述光敏晶体管的有源层与所述光敏晶体管的第一极和第二极所在层之间，所述第一绝缘层的厚度小于第二绝缘层的厚度。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述纹路识别电路还包括：重置晶体管和扫描晶体管；
所述重置晶体管的栅极与重置信号端电连接，所述重置晶体管的第一极与参考信号端电连接，所述重置晶体管的第二极与所述光敏晶体管的第二极电连接；
所述扫描晶体管的栅极与扫描信号端电连接，所述扫描晶体管的第一极与所述重置晶体管的第二极电连接，所述扫描晶体管的第二极与读取信号端电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述光敏晶体管、所述重置晶体管和所述扫描晶体管均具有氧化物有源层。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述重置晶体管和所述扫描晶体管的相同功能膜层同层设置，且具有至少一个栅极；所述光敏晶体管的栅极与所述至少一个栅极中的一个栅极同层设置。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述重置晶体管和所述扫描晶体管均具有位于氧化物有源层与所述衬底基板之间的第一栅极，和/或，位于氧化物有源层远离所述衬底基板一侧的第二栅极；
所述光敏晶体管的栅极与所述第一栅极或所述第二栅极同层设置。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述纹路识别电路还包括电荷积分电容，所述电荷积分电容连接于所述光敏晶体管的第一极和所述光敏晶体管的第二极之间。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述电荷积分电容包括在所述衬底基板上层叠设置的第一电极板和第二电极板；所述第一电极板与所述第一栅极同层设置，所述第二电极板位于所述第一电极板与所述衬底基板之间。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述多个纹路识别电路在所述衬底基板上呈阵列排布；
一列所述纹路识别电路中各所述光敏晶体管的第一极与一条高电平电源线电连接，一行所述纹路识别电路中各所述光敏晶体管的栅极与一条偏压信号线电连接；
一行所述纹路识别电路中各所述重置晶体管电连接的重置信号端与一条重置信号线电连接，一行所述纹路识别电路中各所述重置晶体管电连接的所述参考信号端与一条参考信号线电连接；
一列所述纹路识别电路中各所述扫描晶体管电连接的所述读取信号端与一条读取信号线电连接，一行所述纹路识别电路中各所述扫描晶体管电连接的所述扫描信号端与一条扫描信号线电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，还包括：多个电荷积分放大器，所述电荷积分放大器与所述读取信号线一一对应电连接；
所述电荷积分放大器包括反馈电容、放大器和开关，其中，所述放大器的第一输入端与所述读取信号线电连接，所述放大器的第二输入端与所述参考信号线电连接，所述反馈电容连接于所述放大器的第一输入端与所述放大器的输出端之间，所述开关连接于所述放大器的第一输入端与所述放大器的输出端之间。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述像素驱动电路包括：驱动晶体管、开关晶体管和存储电容；其中，
所述驱动晶体管具有低温多晶硅有源层，所述开关晶体管具有氧化物有源层，且所述开关晶体管与所述重置晶体管的相同功能膜层同层设置，所述存电容与所述电荷积分电容同层设置。
基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种显示装置，包括本公开实施例提供的上述显示基板。
基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种上述显示基板的纹路识别方法，包括：
复位阶段，对所述纹路识别电路的输出端进行复位；
重置阶段，对所述光敏晶体管的第一极加载高电平信号，并对所述光敏晶体管的第二极加载参考信号，使得所述光敏晶体管的第一极与第二极之间形成电压差；
积分阶段，对所述光敏晶体管的栅极加载偏压信号，使得所述光敏晶体管处于关闭状态，并且所述光敏晶体管在纹路反射光线的照射下生成载流子；
读取阶段，在所述纹路识别电路的输出端采集所述光敏晶体管的光生载流子。
本公开有益效果如下：
本公开实施例提供的显示基板、其纹路识别方法及显示装置，包括：衬底基板；多个像素驱动电路，在衬底基板上呈阵列排布；多个纹路识别电路，纹路识别电路位于像素驱动电路的间隙处；纹路识别电路包括光敏晶体管，光敏晶体管的有源层位于光敏晶体管的栅极远离衬底基板的一侧，光敏晶体管的第一极和第二极位于光敏晶体管的有源层远离衬底基板的一侧。采用底栅型的光敏晶体管可将纹路(例如指纹)的反射光线生成载流子，并且由于纹路的谷和脊所反射光线的光强不同，因此可根据反射光强的差异生成不同强度的载流子，实现屏内的全屏纹路识别。另外，包括光敏晶体管的纹路识别电路集成在像素驱动电路的间隙处，使得在制作像素驱动电路的过程中可同时完成纹路识别电路的制作，具有更好的工艺兼容性，并且无需单独增加屏内集成光敏二极管的制作工艺，减少了屏内纹路识别产品的整体制程，节约了原料成本，提高了生产效率。此外，相较于相关技术中贴附指纹识别器件以实现局部指纹识别的方案，可以有效降低显示装置的整体厚度，增加产品的附加值。
附图说明
图1为本公开实施例提供的显示基板的一种结构示意图；
图2为本公开实施例提供的显示基板的又一种结构示意图；
图3为本公开实施例提供的纹路识别电路的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的光敏晶体管的特性曲线；
图5为本公开实施例提供的纹路识别电路在显示基板上的排布示意图；
图6为图1所示显示基板的制作方法流程图；
图7为图2所示显示基板的制作方法流程图；
图8为图3所示纹路识别电路的工作时序图。
具体实施方式
为使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。附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
除非另作定义，此处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。本公开说明书以及权利要求书中使用的“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。“内”、“外”、“上”、“下”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。
当前主流指纹识别产品都是在显示屏背面或侧面的特定小区域贴合独立的指纹识别器件(sensor)实现指纹识别。但是这种指纹识别产品只能实现极小区域内的指纹识别，而且增加外挂的方式导致指纹识别产品整体厚度，不利于在柔性显示屏上的使用。
在追求最大屏占比的全屏产品时代，在全屏任意位置实现指纹识别更符合人们的需求。现有技术中通常在全面屏内集成光敏二极管，实现全屏指纹识别，但因为光敏二极管包括层叠设置的底电极、光电转换层(PIN)和顶电极，因此需要增加多道掩膜(Mask)制程来完成光敏二极管的制作。
为了至少解决相关技术中存在的上述问题，本公开实施例提供了一种显示基板，如图1和图2所示，包括：
衬底基板101；
多个像素驱动电路102，在衬底基板101上呈阵列排布；
多个纹路识别电路103，该纹路识别电路103位于像素驱动电路102的间隙处，在具体实施时，可在像素驱动电路102的每个间隙处均设置纹路识别电路103，也可以在像素驱动电路102的部分间隙处设置纹路识别电路103；纹路识别电路103包括光敏晶体管Ts，光敏晶体管Ts的有源层位于光敏晶体管Ts的栅极远离衬底基板101的一侧，光敏晶体管Ts的第一极和第二极位于光敏晶体管Ts的有源层远离衬底基板101的一侧。可选地，该纹路识别电路103可用于识别指纹、掌纹等纹路，本公开中均以识别指纹为例进行说明。
在本公开实施例提供的上述显示基板中，光敏晶体管Ts在不同光照强度下产生不同的关态漏电流，使得采用底栅型的光敏晶体管Ts可将纹路(例如指纹)的反射光线生成电信号，并且由于纹路的谷和脊所反射光线的光强不同，因此可根据反射光强的差异生成不同电信号，实现屏内的全屏纹路识别。另外，包括光敏晶体管Ts的纹路识别电路103集成在像素驱动电路102的间隙处，使得在制作像素驱动电路102的过程中可同时完成纹路识别电路的制作，具有更好的工艺兼容性，并且无需单独增加屏内集成光敏二极管的制作工艺，减少了屏内纹路识别产品的整体制程，节约了原料成本，提高了生产效率。此外，相较于相关技术中贴附指纹识别器件以实现局部指纹识别的方案，本公开可以有效降低显示装置的整体厚度，增加产品的附加值。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1和图2所示，还可以包括：第一绝缘层104和第二绝缘层105，其中，第一绝缘层104位于光敏晶体管Ts的栅极所在层与光敏晶体管Ts的有源层之间，第二绝缘层105位于光敏晶体管Ts的有源层与光敏晶体管Ts的第一极和第二极所在层之间，第一绝缘层104的厚度小于第二绝缘层105的厚度。第一绝缘层104可实现光敏晶体管Ts的有源层下方的平坦化，第二绝缘层105可有效保护有源层，同时设置第一绝缘层104的厚度小于第二绝缘层105的厚度，可满足光敏晶体管Ts的栅极对沟道区(相当于光敏晶体管Ts的第一极与第二极之间的有源层区域)的电性能有更好的控制。可选地，第一绝缘层104和第二绝缘层105的材料可以包括氧化硅、氮化硅等阻氢性能较好的无机绝缘材料，可避免氢向有源层扩散，从而使得晶体管的稳定性均较好，进而很好的保证了所制作显示基板的可靠性。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1至图3所示，纹路识别电路103还可以包括：重置晶体管T1和扫描晶体管T2；其中，
重置晶体管T1的栅极与重置信号端Rst电连接，重置晶体管T1的第一极与参考信号端Ref电连接，重置晶体管T1的第二极与光敏晶体管Ts的第二极电连接；
扫描晶体管T2的栅极与扫描信号端Gate电连接，扫描晶体管T2的第一极与重置晶体管T1的第二极电连接，扫描晶体管T2的第二极与读取信号端S电连接。
在具体实施时，光敏晶体管Ts的栅极可与偏压信号端Bias电连接，光敏晶体管Ts的第一极可与高电平电源端VDD电连接。通过重置信号端Rst控制重置晶体管T1处于开启状态，使得参考信号端Ref的参考信号Vref写入光敏晶体管Ts的第二极(即n节点)，因为光敏晶体管Ts的第一极写入高电平电源端VDD的高电平信号Vdd，所以光敏晶体管Ts的第一极和第二极之间会形成电压差。在偏压信号端Bias的控制下，光敏晶体管Ts处于关闭状态，指纹的反射光线照射到光敏晶体管Ts的有源层上后，光敏晶体管Ts就会产生载流子，光生载流子自光敏晶体管Ts传输至扫描晶体管T2。再通过扫描信号端Gate控制扫描晶体管T2开启，即可通过开启的扫描晶体管T2将光生载流子输出至读取信号端S，实现指纹谷脊信号的采集。
图4中虚线框内的曲线部分示出了处于关闭状态的光敏晶体管Ts(例如光敏晶体管Ts的栅极与源极的电压差Vgs在-10V～0V范围内)在不同光照(例如暗态和亮态)强度下产生不同的漏电流Ids。由图4可见，暗态条件下的关态漏电流会在1E-14A～1E-12A范围内变化；在亮态条件下，由于光敏晶体管Ts会产生光生载流子，因此关态漏电流(相当于光生载流子与光态漏电流之和)增大(例如可以为1E-11A)。当光生载流子较小时，暗态漏电流会对其形成噪声干扰而影响指纹识别效果。
基于此，在本公开实施例提供的上述显示基板中，光敏晶体管Ts、重置晶体管T1和扫描晶体管T2可以均具有氧化物(Oxide)有源层，以利用具有氧化物有源层的晶体管的低漏电特性，避免暗态漏电流对光生载流子造成的噪声干扰，提高指纹识别的信噪比。可选地，氧化物有源层的材料可以包括铟镓锌氧化物(IGZO)。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1和图2所示，重置晶体管T1和扫描晶体管T2的相同功能膜层同层设置，具体而言，重置晶体管T1的有源层与扫描晶体管T2的有源层同层设置，重置晶体管T1的栅极与扫描晶体管T2的栅极同层设置，重置晶体管T1的第一极和第二极与扫描晶体管T2的第一极和第二极同层设置。可选地，重置晶体管T1和扫描晶体管T2均具有至少一个栅极；光敏晶体管Ts的栅极与至少一个栅极中的一个栅极同层设置。
需要说明的是，在本公开中，“同层”指的是采用同一成膜工艺形成用于制作特定图形的膜层，然后利用同一掩模板通过一次构图工艺形成的层结构。即一次构图工艺对应一道掩模板(mask，也称光罩)。根据特定图形的不同，一次构图工艺可能包括多次曝光、显影或刻蚀工艺，而所形成层结构中的特定图形可以是连续的也可以是不连续的，这些特定图形可能处于相同的高度或者具有相同的厚度、也可能处于不同的高度或者具有不同的厚度。因此，本公开中通过将重置晶体管T1和扫描晶体管T2的相同功能膜层同层设置，并将光敏晶体管Ts的栅极与重置晶体管T1的其中一个栅极同层设置，一方面可以减少掩膜工艺的次数，节约了原料成本，提高了生产效率，另一方面，可以减少膜层数量，不增加总体模组厚度与重量，更适用于轻薄化的自发光显示产品(例如OLED等)。此外，显示功能与纹路识别功能集成于同一显示基板内，极大增加了显示基板的附加值，更具有客户市场和可量产性。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1和图2所示，重置晶体管T1和扫描晶体管T2可以均具有位于氧化物有源层与衬底基板101之间的第一栅极G1，和/或，位于氧化物有源层远离衬底基板101一侧的第二栅极G2。由于第一栅极G1可遮挡显示基板背面(即显示面的相对面)的光线，第二栅极G2可遮挡显示基板显示面的光线，因此，在具体实施时，可设置重置晶体管T1和扫描晶体管T2同时具有第一栅极G1和第二栅极G2，以有效避免光线造成的漏电对指纹识别效果的不利影响。
可选地，如图1所示，光敏晶体管Ts的栅极可以与第一栅极G1同层设置，或者，如图2所示，光敏晶体管Ts的栅极可以与第二栅极G2同层设置。相较于图1，图2中的光敏晶体管Ts在显示基板中的相对位置更靠上，利于减少指纹反射光线的光程，从而减少指纹反射光线的损耗，指纹识别效果更好。另外，由图1可见，在光敏晶体管Ts的栅极与第一栅极G1同层设置的情况下，第一绝缘层104具体可以位于重置晶体管T1的第一栅极G1所在层与光敏晶体管Ts的有源层之间，第二绝缘层105具体可以位于光敏晶体管Ts的有源层与重置晶体管T1的有源层之间。由图2可见，在光敏晶体管Ts的栅极与第二栅极G2同层设置的情况下，第一绝缘层104具体可以位于重置晶体管T1的第二栅极G1所在层与光敏晶体管Ts的有源层之间，第二绝缘层105具体可以位于光敏晶体管Ts的有源层与光敏晶体管Ts的第一极和第二极所在层之间。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1至图3所示，纹路识别电路103还可以包括电荷积分电容C，电荷积分电容C连接于光敏晶体管Ts的第一极和光敏晶体管Ts的第二极之间。在具体实施时，与光敏晶体管Ts并联的电荷积分电容C，可在一定的时间内对光敏晶体管Ts的光生载流子进行积分，并存储光生载流子，电荷积分电容C的存储电荷量Q满足如下关系式：Q＝it＝cv，其中，i表示光生载流子，t表示时间，c表示电荷积分电容C的电容值，v表示电荷积分电容C两个电极板之间的电压差。通过将光敏晶体管Ts的光生载流子积分到一定量之后再输出，相较于即时输出的方式，可大大提高输出至读取信号端S的光生载流子的强度，利于提高指纹识别的准确性。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1和图2所示，电荷积分电容C包括在衬底基板101上层叠设置的第一电极板和第二电极板；为了减少膜层数量和掩膜次数，可以设置第一电极板与第一栅极G1同层设置，第二电极板位于第一电极板与衬底基板101之间。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图4所示，多个纹路识别电路103在衬底基板101上呈阵列排布，可选地，在像素驱动电路102的每个间隙处设置一个纹路识别电路103；一列纹路识别电路103中各光敏晶体管Ts的第一极与一条高电平电源线VDDL电连接，一行纹路识别电路103中各光敏晶体管Ts的栅极与一条偏压信号线BIASL电连接；一行纹路识别电路103中各重置晶体管T1电连接的重置信号端Rst与一条重置信号线RSTL电连接，一行纹路识别电路103中各重置晶体管T1电连接的参考信号端Ref与一条参考信号线REFL电连接；一列纹路识别电路103中各扫描晶体管T2电连接的读取信号端S与一条读取信号线SL电连接，一行纹路识别电路103中各扫描晶体管T2电连接的扫描信号端Gate与一条扫描信号线GL电连接。上述设置方式，可以实现在全面屏上任意位置的屏内指纹识别。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图5所示，还可以包括：多个电荷积分放大器106，电荷积分放大器106与读取信号线一一对应电连接；电荷积分放大器106包括反馈电容Cf、放大器A和开关SW，其中，放大器A的第一输入端与读取信号线SL电连接，放大器A的第二输入端与参考信号线REFL电连接，反馈电容Cf连接于放大器A的第一输入端与放大器A的输出端Out之间，开关SW连接于放大器A的第一输入端与放大器A的输出端Out之间。可选地，电荷积分放大器106可集成于相关技术中的读取芯片(ROIC)中。
在具体实施时，电荷积分电容C与反馈电容Cf通过以下公式进行电荷的重新分配，c*(Vdd-Vn)＝cf*(Vref-Vout)，其中，c表示电荷积分电容C的电容值，Vdd表示高电平电源端VDD(相当于光敏晶体管Ts的第一极)的电压值，Vn表示n节点(相当于光敏晶体管Ts的第二极)的电压值，cf表示反馈电容Cf的电容值，Vref表示参考信号端Ref的电压值，Vout表示放大器A的输出端Out的电压值。再通过放大器A放大后，即可实现对微弱光生载流子信号的检测。指纹的谷和脊产生不同的电压，并且光强越大，Vout相对Vref的变化ΔV(即Vout-Vref)越大，通过行扫描读取，就可实现整个纹路识别电路103阵列的信号读取，生成指纹图像，达到指纹识别的目的。在一些实施例中，参考信号端Ref的电压值Vref可调，使得可通过Vref调整n节点的电压值Vn，最终可以调整电荷积分放大器106的输出电压，以尽量让指纹的谷/脊对应的电压在ROIC的满量程内工作，有利于检测精度的提升。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1和图2所示，像素驱动电路102可以包括：驱动晶体管Td、开关晶体管T3和存储电容Cst；其中，
驱动晶体管Td具有低温多晶硅(LTPS)有源层，开关晶体管T3具有氧化物有源层，且开关晶体管T3与重置晶体管T1的相同功能膜层同层设置，存储电容Cst与电荷积分电容C同层设置。其中，具有低温多晶硅有源层的驱动晶体管Td的迁移率高，可以加快对存储电容Cst的充电速度，具有氧化物有源层的开口晶体管具有更低的漏电流，将这两种晶体管的优势相结合应用于像素驱动电路102中，有助于制备出高分辨率、低功耗、高画质的显示产品。
具体地，开关晶体管T3的栅极与重置晶体管T1栅极同层设置，开关晶体管T3的有源层可以与重置晶体管T1的有源层同层设置，开关晶体管T3的第一极和第二极可以与重置晶体管T1的第一极和第二极同层设置。驱动晶体管Td的栅极可以与电荷积分电容C的第二电极板同层设置，驱动晶体管Td的低温多晶硅有源层可以位于驱动晶体管Td的栅极所在层与衬底基板101之间，驱动晶体管Td的第一极和第二极可以与重置晶体管T1的第一极和第二极同层设置。可选地，为了避免光线对低温多晶硅有源层的照射而产生漏电，可以在低温多晶硅有源层与衬底基板101之间设置遮光层107，使得低温多晶硅有源层在衬底基板101上的正投影位于遮光层107在衬底基板101的正投影内，以通过遮光层107遮挡光线，避免光线对低温多晶硅有源层的影响。
需要说明的是，本公开实施例提供的上述各晶体管的第一极和第二极分别为漏极和源极，根据晶体管类型以及输入信号的不同，其功能可以互换，在此不做具体区分。一般地，当晶体管为P型晶体管时，第一极为源极，第二极为漏极；当晶体管为N型晶体管时，第一极为漏极，第二极为源极。
在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图1和图2所示，还可以包括缓冲层108、第一栅绝缘层109、第一层间介电层110、第一平坦层111、第二栅绝缘层112、第二层间介电层113、第二平坦层114、转接电极115、第三平坦层116、阳极117、像素界定层118、支撑层119、发光功能层120(包括但不限于空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光材料层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层)、封装层121(包括但不限于层叠设置的第一无机封装层、有机封装层和第二无机封装层)等。对于显示基板的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本公开的限制。
另外，针对本公开提供的图1所示显示基板，本公开实施例还提供了相应的制作方法，如图6所示，具体制作过程如下：
在衬底基板101上形成图案化的遮光层107；
在遮光层107远离衬底基板101的一侧形成缓冲层108；
在缓冲层108远离衬底基板101的一侧形成被遮光层107遮挡的驱动晶体管Td的低温多晶硅有源层；
在低温多晶硅有源层所在层远离衬底基板101的一侧形成第一栅绝缘层109；
在第一栅绝缘层109远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成驱动晶体管Td的栅极、存储电容Cst的第二电极板、以及电荷积分电容C的第二电极板；
在驱动晶体管Td的栅极所在层远离衬底基板101的一侧形成第一层间介电层110；
在第一层间介电层110远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成存储电容Cst的第一电极板、开关晶体管T3的第一栅极G1、重置晶体管T1的第一栅极G1、扫描晶体管T2的第一栅极G1、光敏晶体管Ts的栅极、以及电荷积分电容C的第一电极板；
在光敏晶体管Ts的栅极所在层远离衬底基板101的一侧形成第一绝缘层104；
在第一绝缘层104远离衬底基板101的一侧形成光敏晶体管Ts的氧化物有源层；
在光敏晶体管Ts的氧化物有源层所在层远离衬底基板101的一侧形成第二绝缘层105；
在第二绝缘层105远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成开关晶体管T3的氧化物有源层、重置晶体管T1的氧化物有源层、以及扫描晶体管T2的氧化物有源层；
在重置晶体管T1的氧化物有源层的共用膜层远离衬底基板101的一侧形成第二栅绝缘层112；
在第二栅绝缘层112远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成开关晶体管T3的第二栅极G2、重置晶体管T1的第二栅极G2、以及扫描晶体管T2的第二栅极G2；
在重置晶体管T1的第二栅极G2所在层上形成第二层间介电层113；
在第二层间介电层113远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成开关晶体管T3的第一极和第二极、重置晶体管T1的第一极和第二极、扫描晶体管T2的第一极和第二极、光敏晶体管Ts的第一极和第二极、以及驱动晶体管Td的第一极和第二极；其中各晶体管的第一极和第二极分别与各自的有源层经由过孔电连接；至此完成了纹路识别电路103和像素驱动电路102的制作；
在光敏晶体管Ts的第一极和第二极所在层远离衬底基板101的一侧形成第二平坦层114；
在第二平坦层114远离衬底基板101的一侧形成与驱动晶体管Td的第一极/第二极电连接的转接电极115；
在转接电极115所在层远离衬底基板101的一侧形成第三平坦层116；
在第三平坦层116远离衬底基板101的一侧形成与转接电极115电连接的阳极117；
在阳极117所在层远离衬底基板101的一侧形成具有多个开口的像素界定层118，开口暴露出阳极117的至少部分区域；
在像素界定层118远离衬底基板101的一侧形成支撑层119；
在支撑层119远离衬底基板101的一侧形成发光功能层120，以及位于发光功能层120远离衬底基板101一侧的阴极(图中未示出)；
在阴极(图中未示出)所在层远离衬底基板101的一侧形成封装层121，至此完成了图1所示显示基板的制作。
针对本公开提供的图2所示显示基板，其制作方法与图1所示显示基板的制作方法相似，以下仅对不同之处进行说明，重复之处可参见图1所示显示基板的制作步骤，在此不做赘述。具体的，如图7所示，图2所示显示基板的制作过程与图1所示显示基板的制作过程的不同之处在于：
在第一层间介电层110远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成存储电容Cst的第一电极板、开关晶体管T3的第一栅极G1、重置晶体管T1的第一栅极G1、扫描晶体管T2的第一栅极G1、以及电荷积分电容C的第一电极板；
在光敏晶体管Ts的栅极所在层远离衬底基板101的一侧形成第一平坦层111；
在第一平坦层111远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成开关晶体管T3的氧化物有源层、以及重置晶体管T1的氧化物有源层；
在第二栅绝缘层112远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成开关晶体管T3的第二栅极G2、重置晶体管T1的第二栅极G2、扫描晶体管T2的第二栅极G2、以及光敏晶体管Ts的栅极；
在重置晶体管T1的第二栅极G2所在层远离衬底基板101的一侧形成第一绝缘层104；
在第一绝缘层104远离衬底基板101的一侧形成光敏晶体管Ts的氧化物有源层；
在光敏晶体管Ts的氧化物有源层所在层远离衬底基板101的一侧形成第二绝缘层105；
在第二绝缘层105远离衬底基板101的一侧共用同一膜层形成开关晶体管T3的第一极和第二极、重置晶体管T1的第一极和第二极、扫描晶体管T2的第一极和第二极、光敏晶体管Ts的第一极和第二极、以及驱动晶体管Td的第一极和第二极；其中各晶体管的第一极和第二极分别与各自的有源层经由过孔电连接；至此完成了纹路识别电路103和像素驱动电路102的制作。
需要说明的是，在本公开实施例提供的上述制作方法中，形成各层结构涉及到的构图工艺，不仅可以包括沉积、光刻胶涂覆、掩模板掩模、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等部分或全部的工艺过程，还可以包括其他工艺过程，具体以实际制作过程中形成所需构图的图形为准，在此不做限定。例如，在显影之后和刻蚀之前还可以包括后烘工艺。
其中，沉积工艺可以为化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法或物理气相沉积法，在此不做限定；掩膜工艺中所用的掩膜板可以为半色调掩膜板(Half ToneMask)、单缝衍射掩模板(Single Slit Mask)或灰色调掩模板(Gray Tone Mask)，在此不做限定；刻蚀可以为干法刻蚀或者湿法刻蚀，在此不做限定。
基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种上述显示基板的纹路识别方法，包括：
复位阶段t1，对纹路识别电路103的输出端进行复位；
重置阶段t2，对光敏晶体管Ts的第一极加载高电平信号Vdd，并对光敏晶体管Ts的第二极加载参考信Vref号，使得光敏晶体管Ts的第一极与第二极之间形成电压差；
积分阶段t3，对光敏晶体管Ts的栅极加载偏压信号Vbias，使得光敏晶体管Ts处于关闭状态，并且光敏晶体管Ts在纹路反射光线的照射下生成载流子；
读取阶段t4，在纹路识别电路103的输出端采集光敏晶体管Ts的光生载流子。
为了更好地理解本公开实施例提供的纹路识别方法，以下以图3所示纹路识别电路103为例进行说明。其中在图3所示的纹路识别电路中，重置晶体管T1和扫描晶体管T2均为N型晶体管，其在高电位作用下处于开启状态，在低电位作用下处于关闭状态；开关SW在高电位作用下打开，在低电位作用下关闭；偏压信号端Bias加载固定电位，使得光敏晶体管Ts一直保持关闭状态；纹路识别电路对应的工作时序如图8所示，具体地，选用图8所示的工作时序中的复位阶段t1、重置阶段t2、积分阶段t3和读取阶段t4为例进行详细介绍。
在复位阶段t1，重置信号端Rst输出低电位，使得重置晶体管T1处于关闭状态；扫描信号端Gate输出高电位，使得扫描晶体管T2处于开启状态；开关SW的电位为高电位，使得开关SW打开。对读取信号端S加载参考信号Vref，以对反馈电容Cf进行复位，从而抵消读取信号线SL(相当于读取信号端S)的寄生电容对放电读取过程的干扰。
在重置阶段t2，重置信号端Rst输出高电位，使得重置晶体管T1处于开启状态；扫描信号端Gate输出低电位，使得扫描晶体管T2处于关闭状态；开关SW的电位为高电位，使得开关SW打开。参考信号线端Ref的参考信号Vref，通过开启的重置晶体管T1写入n节点(即光敏晶体管Ts的第二极)，实现对n节点的复位；高电平电源端VDD的高电平信号Vdd加载至光敏晶体管Ts的第一极，使得光敏晶体管Ts的第一极和第二极之间施加一个电场，电荷积分电容C上形成电压差，从而可有效配置输入到电荷积分放大器106的电荷范围，实现满量程的最大精度测量。
在积分阶段t3，重置信号端Rst输出低电位，使得重置晶体管T1处于关闭状态；扫描信号端Gate输出低电位，使得扫描晶体管T2处于关闭状态；开关SW的电位为高电位，使得开关SW打开。偏压信号端Bias的固定偏压信号Vbias，使得光敏晶体管Ts处于关闭状态，光敏晶体管Ts接收纹路反射光线而生成载流子，电荷积分电容C对光敏晶体管Ts的光生载流子进行积分，并存储光生载流子，在不同强度的反射光线下，n节点形成不同的电位，使得电荷积分电容C存储的电荷量不同。
读取阶段t4，重置信号端Rst输出低电位，使得重置晶体管T1处于关闭状态；扫描信号端Gate输出高电位，使得扫描晶体管T2处于开启状态；开关SW的电位为低电位，使得开关SW关闭。反馈电容Cf根据公式——c*(Vdd-Vn)＝cf*(Vref-Vout)对电荷积分电容C内存储的光生载流子进行重新分配，并通过放大器A对重新分配的光生载流子放大后输出。指纹的谷和脊产生不同的电压，并且光强越大，Vout相对Vref的变化ΔV(即Vout-Vref)越大，通过行扫描读取，就可实现整个纹路识别电路103阵列的信号读取，生成指纹图像，达到指纹识别的目的。
基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种显示装置，包括本公开实施例提供的上述显示基板。由于该显示装置解决问题的原理与上述显示基板解决问题的原理相似，因此，该显示装置的实施可以参见上述显示基板的实施例，重复之处不再赘述。
在一些实施例中，本公开实施例提供的上述显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置包括但不限于：射频单元、网络模块、音频输出&输入单元、传感器、显示单元、用户输入单元、接口单元、存储器、处理器、以及电源等部件。另外，本领域技术人员可以理解的是，上述结构并不构成对本公开实施例提供的上述显示装置的限定，换言之，在本公开实施例提供的上述显示装置中可以包括上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
由以上内容可知，本公开实施例通过将像素驱动电路阵列与纹路识别电路整理相互嵌入分布，工艺同步制作，膜层共用，可实现全屏指纹识别，制程较少，利于量产。具体地，在手指放置在显示装置的上方时，与像素驱动电路电连接的发光器件作为光源，光线照射到手指表面并反射到光敏晶体管的氧化物有源层表面。重置晶体管对光敏晶体管的第二极(即n节点)进行复位后，通过调整光敏晶体管的Vgs电压，使得光敏晶体管在关闭状态下工作。根据指纹谷、脊对光线的反射强度不同，出现不同的电流响应(即光生载流子)，光生载流子在一定时间内积分并存储在电荷积分电容中，再通过扫描晶体管放电，之后在电荷积分放大器上进行积分放大、滤波实现不同的信号检测，最终形成清晰的指纹图像，实现指纹识别。
尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种显示基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
多个像素驱动电路，在所述衬底基板上呈阵列排布；
多个纹路识别电路，所述纹路识别电路位于所述像素驱动电路的间隙处；所述纹路识别电路包括光敏晶体管，所述光敏晶体管的有源层位于所述光敏晶体管的栅极远离所述衬底基板的一侧，所述光敏晶体管的第一极和第二极位于所述光敏晶体管的有源层远离所述衬底基板的一侧。
2.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，还包括：第一绝缘层和第二绝缘层，其中，所述第一绝缘层位于所述光敏晶体管的栅极所在层与所述光敏晶体管的有源层之间，所述第二绝缘层位于所述光敏晶体管的有源层与所述光敏晶体管的第一极和第二极所在层之间，所述第一绝缘层的厚度小于第二绝缘层的厚度。
3.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述纹路识别电路还包括：重置晶体管和扫描晶体管；
所述重置晶体管的栅极与重置信号端电连接，所述重置晶体管的第一极与参考信号端电连接，所述重置晶体管的第二极与所述光敏晶体管的第二极电连接；
所述扫描晶体管的栅极与扫描信号端电连接，所述扫描晶体管的第一极与所述重置晶体管的第二极电连接，所述扫描晶体管的第二极与读取信号端电连接。
4.如权利要求3所述的显示基板，其特征在于，所述光敏晶体管、所述重置晶体管和所述扫描晶体管均具有氧化物有源层。
5.如权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述重置晶体管和所述扫描晶体管的相同功能膜层同层设置，且具有至少一个栅极；所述光敏晶体管的栅极与所述至少一个栅极中的一个栅极同层设置。
6.如权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述重置晶体管和所述扫描晶体管均具有位于氧化物有源层与所述衬底基板之间的第一栅极，和/或，位于氧化物有源层远离所述衬底基板一侧的第二栅极；
所述光敏晶体管的栅极与所述第一栅极或所述第二栅极同层设置。
7.如权利要求6所述的显示基板，其特征在于，所述纹路识别电路还包括电荷积分电容，所述电荷积分电容连接于所述光敏晶体管的第一极和所述光敏晶体管的第二极之间。
8.如权利要求7所述的显示基板，其特征在于，所述电荷积分电容包括在所述衬底基板上层叠设置的第一电极板和第二电极板；所述第一电极板与所述第一栅极同层设置，所述第二电极板位于所述第一电极板与所述衬底基板之间。
9.如权利要求3～8任一项所述的显示基板，其特征在于，所述多个纹路识别电路在所述衬底基板上呈阵列排布；
一列所述纹路识别电路中各所述光敏晶体管的第一极与一条高电平电源线电连接，一行所述纹路识别电路中各所述光敏晶体管的栅极与一条偏压信号线电连接；
一行所述纹路识别电路中各所述重置晶体管电连接的重置信号端与一条重置信号线电连接，一行所述纹路识别电路中各所述重置晶体管电连接的所述参考信号端与一条参考信号线电连接；
一列所述纹路识别电路中各所述扫描晶体管电连接的所述读取信号端与一条读取信号线电连接，一行所述纹路识别电路中各所述扫描晶体管电连接的所述扫描信号端与一条扫描信号线电连接。
10.如权利要求9所述的显示基板，其特征在于，还包括：多个电荷积分放大器，所述电荷积分放大器与所述读取信号线一一对应电连接；
所述电荷积分放大器包括反馈电容、放大器和开关，其中，所述放大器的第一输入端与所述读取信号线电连接，所述放大器的第二输入端与所述参考信号线电连接，所述反馈电容连接于所述放大器的第一输入端与所述放大器的输出端之间，所述开关连接于所述放大器的第一输入端与所述放大器的输出端之间。
11.如权利要求4～8任一项所述的显示基板，其特征在于，所述像素驱动电路包括：驱动晶体管、开关晶体管和存储电容；其中，
所述驱动晶体管具有低温多晶硅有源层，所述开关晶体管具有氧化物有源层，且所述开关晶体管与所述重置晶体管的相同功能膜层同层设置，所述存电容与所述电荷积分电容同层设置。
12.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～11任一项所述的显示基板。
13.一种如权利要求1～11任一项所述显示基板的纹路识别方法，其特征在于，包括：
复位阶段，对所述纹路识别电路的输出端进行复位；
重置阶段，对所述光敏晶体管的第一极加载高电平信号，并对所述光敏晶体管的第二极加载参考信号，使得所述光敏晶体管的第一极与第二极之间形成电压差；
积分阶段，对所述光敏晶体管的栅极加载偏压信号，使得所述光敏晶体管处于关闭状态，并且所述光敏晶体管在纹路反射光线的照射下生成载流子；
读取阶段，在所述纹路识别电路的输出端采集所述光敏晶体管的光生载流子。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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