CN117915721A - 阵列基板、显示面板、光感应电路和驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种阵列基板、显示面板、光感应电路和驱动方法。阵列基板包括衬底和驱动器件层;驱动器件层设置于衬底上,驱动器件层包括光感应晶体管以及用于驱动发光单元发光的像素驱动晶体管,光感应晶体管包括感应栅极和感应外部光强度的第一有源部。本申请提高了显示装置的集成度,便于实现显示装置的轻薄化设计。
Description
技术领域
本申请属于显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板、显示面板、光感应电路和驱动方法。
背景技术
近年来,随着显示技术的高速发展,具有生物信息识别功能的显示装置逐渐进入人们的生活工作中。例如一些显示设备使用生物特征信息(如指纹识别、人脸识别、虹膜识别等)提供安全性和便利性。
目前,如何提高显示装置的集成度,实现显示装置的轻薄化设计,成为亟需解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种阵列基板、显示面板、光感应电路和驱动方法,旨在解决现有的显示装置集成度低的问题。
本申请第一方面提供一种阵列基板,包括衬底和驱动器件层;驱动器件层设置于衬底上,驱动器件层包括光感应晶体管以及用于驱动发光单元发光的像素驱动晶体管,光感应晶体管包括感应栅极和感应外部光强度的第一有源部。
在一些实施例中,光感应晶体管为间隙型非晶硅薄膜晶体管;
优选地,第一有源部的材料包括非晶硅;
优选地,第一有源部的材料包括氢化非晶硅。
在一些实施例中,像素驱动晶体管包括像素驱动栅极,感应栅极与像素驱动栅极同层设置;
优选地,像素驱动晶体管还包括第二有源部、与第二有源部连接的第三电极和第四电极,像素驱动栅极位于第二有源部的上方;驱动器件层包括设置于衬底一侧的有源层,第一有源部和第二有源部设置在有源层中,且第一有源部与第二有源部间隔设置;
优选地,第二有源部的材料包括多晶硅材料。
在一些实施例中,驱动器件层还包括设置于有源层远离衬底一侧的第一金属层,感应栅极与像素驱动栅极均设置在第一二金属层;
优选地,光感应晶体管还包括与第一有源部连接的第一电极和第二电极,感应栅极位于第一有源部远离衬底的一侧;
驱动器件层还包括位于第一金属层远离衬底一侧的第二金属层,第二金属层中设置有与像素驱动晶体管的第三电极和光感应晶体管的第一电极电连接的第一电源线;
优选地,第一电极、第二电极、第三电极和第四电极同层设置;
优选地,驱动器件层还包括位于第二金属层远离衬底一侧的第三金属层,第三金属层中设置有第二电源线;
发光单元包括沿远离衬底的方向依次设置的阳极、发光层和阴极,阴极和光感应晶体管的第二电极分别与第二电源线电连接。
本申请第二方面提供一种显示面板,显示面板包括指纹识别区,指纹识别区包括多个阵列排布的识别子区,识别子区包括至少一个发光单元和一个光感应晶体管;
在同一列或同一行识别子区中,光感应晶体管和发光单元交替设置,光感应晶体管用于接收被指纹反射的发光单元的光线,以识别手指的指纹信息;光感应晶体管还用于检测环境光。
本申请第二方面提供一种显示面板,显示面板包括衬底、发光器件层和驱动器件层,发光器件层设置于衬底的一侧,发光器件层包括多个发光单元;驱动器件层设置于所述衬底上,驱动器件层包括光感应晶体管以及用于驱动发光单元发光的像素驱动晶体管,光感应晶体管包括感应栅极和感应外部光强度的第一有源部;
优选地,显示面板还包括感应数据线和扫描信号线,扫描信号线与感应栅极电连接,感应数据线与光感应晶体管的第一电极电连接。
本申请第三方面提供一种光感应电路,包括光感应晶体管、第一电源线、第二电源线和感测输出模块,光感应晶体管包括感应外部光强度的第一有源部,并被配置为响应采集驱动信号连接第一电源线和第二电源线;感测输出模块与光感应晶体管的第一电极连接,用于输出光感应晶体管的感应结果。
在一些实施例中,感测输出模块包括扫描控制单元和感应数据线,扫描控制单元分别与感应数据线以及光感应晶体管的第一电极连接;
扫描控制单元包括扫描控制晶体管,扫描控制晶体管的第一极与光感应晶体管的第一电极连接,扫描控制晶体管的第二极与感应数据线连接,扫描控制晶体管的栅极与扫描信号线连接,用于接收扫描信号线传输的采集驱动信号;
优选地,感应电路还包括分压模块,分压模块连接在第一电极与第一电源线之间;
优选地,分压模块包括分压电阻,分压电阻的一端与第一电源线连接,分压电阻的另一端与光感应晶体管的第一电极连接;
优选地,分压模块包括分压晶体管,分压晶体管的第一极及栅极均与第一电源线连接,分压晶体管的第二极与光感应晶体管的第一电极连接;
优选地,感应电路还包括复位模块,复位模块连接在光感应晶体管的第一电极与第一电源线之间,复位模块用于响应复位信号复位第一电极的电压;
优选地,复位模块包括复位晶体管,复位晶体管的第一极与第一电源线连接,复位晶体管的第一极与光感应晶体管的第一电极连接,复位晶体管的栅极与复位信号线连接,用于接收复位信号线传输的复位信号;
优选地,感测输出模块还包括源跟随单元,源跟随单元分别与扫描控制单元与第一电源线连接,源跟随单元还与光感应晶体管的第一电极连接,源跟随单元用于响应光感应晶体管的感应结果以放大输出电流信号;
优选地,源跟随单元包括源跟随晶体管,源跟随晶体管的第一极与第一电源线连接,源跟随晶体管的第二极与扫描控制单元连接,源跟随晶体管的栅极与光感应晶体管的第一电极连接;
优选地,复位晶体管的数量为至少两个,至少两个复位晶体管串联连接;
优选地,光感应晶体管的数量为至少两个,至少两个光感应晶体管互相并联;
优选地,光感应电路还包括像素驱动电路,像素驱动电路包括发光单元和与发光单元连接的像素驱动模块,像素驱动模块与第一电源线连接,发光单元与第二电源线连接。
本申请第三方面提供一种显示面板的驱动方法,应用于如上述任一实施方式的显示面板,驱动方法包括:
通过像素驱动电路驱动发光单元发光;
光感应晶体管的第一有源部感应指纹反射光强度;
向光感应晶体管传输采集驱动信号,控制光感应晶体管处于第一状态,输出感应结果;
优选地,发光单元具有发光阶段和非发光阶段,光感应晶体管的第一有源部在发光阶段感应指纹反射光强度;
优选地,在发光单元的非发光阶段,向光感应晶体管传输采集驱动信号。
在一些实施例中,驱动方法还包括对环境光进行采集;
对环境光进行采集包括:
在环境光的亮度的大于阈值的情况下,采集第二状态下光感应晶体管的第一有源部的感应结果;
在环境光的亮度小于阈值的情况下,采集第一状态下光感应晶体管的第一有源部的感应结果。
本申请实施例的显示面板的光感应晶体管包括感应栅极和感应外部光强度的第一有源部,需要进行指纹识别时,发光单元发出的光线被手指反射回来,并被第一有源部感应,将光信号转换为电信号,实现指纹的识别。本申请实施例采用光感应晶体管作为感光元件,具有更好的光敏性,且减少了器件,将光感应晶体管集成在驱动器件层,提高了显示装置的集成度,便于实现显示装置的轻薄化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的显示面板的一种剖面示意图;
图2为本申请实施例提供的显示面板的另一种剖面示意图;
图3为本申请实施例提供的光感应电路的一种示意图;
图4为本申请实施例提供的显示面板的一种俯视图;
图5为本申请实施例提供的光感应电路的另一种示意图;
图6为本申请实施例提供的显示面板的又一种剖面示意图;
图7-图11为本申请实施例提供的光感应电路的又一种示意图;
图12为本申请实施例提供的驱动方法的一种流程示意图;
图13为本申请实施例提供的显示面板的驱动方法的一种示意性时序图;
图14为本申请实施例提供的显示面板的驱动方法的另一种示意性时序图。
附图标号如下:
显示面板100;衬底10;发光器件层20;阳极21;发光单元20a;阴极22;发光层23;驱动器件层30;扫描信号线SC;感应数据线RO;复位信号线RST;光感应晶体管T1;感应栅极311;第一有源部312;第一电极313;第二电极314;第一介电层32;第二介电层33;平坦化层34;像素驱动晶体管M1;第二有源部351;像素驱动栅极352;第三电极353;第四电极354;有源层36;第一金属层37;第二金属层38;第三金属层39;分压模块N2;分压电阻N22;分压晶体管T2;复位模块N3;复位晶体管N33;感测输出模块N1,扫描控制单元N11;扫描控制晶体管T3;源跟随单元N4;源跟随晶体管T4;缓冲层40;像素定义层50;像素开口51;像素限定部52;第一电源线S1;第二电源线S2;指纹识别区Z1;识别子区Z11。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
智能终端市场需求持续性增长,一些显示设备使用生物特征信息(如指纹识别、人脸识别、虹膜识别等)提供安全性和便利性。例如指纹识别已经成为显示装置的重要组成部分,其在设备解锁、移动支付等应用场景中给用户提高了极大的便利,目前的指纹识别主要有光学指纹识别、超声指纹识别、电容式指纹识别,其中光学指纹识别在功耗、响应速度、成本等方面具有较大优势而被广泛采用。传统的光学指纹识别通常是独立的指纹模组贴合在显示面板的背面,集成度低,增大了显示装置的厚度。
为解决上述问题,本申请实施例提供了一种阵列基板、显示面板、光感应电路和驱动方法,以下结合附图对显示面板及显示装置的各实施例进行说明。
如图1所示,本申请第一方面提供一种阵列基板,包括衬底10和驱动器件层30,驱动器件层30设置于衬底10上,驱动器件层30包括光感应晶体管T1以及用于驱动发光单元20a发光的像素驱动晶体管M1,光感应晶体管T1包括感应栅极311和感应外部光强度的第一有源部312。
衬底10可以为玻璃或者塑料等材料制成的硬性衬底10,也可以为聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)或醋酸丙酸纤维素(CAP)等材料制成的柔性衬底10。
发光单元20a包括层叠设置的阳极21、发光层23和阴极22。显示面板100还包括设置在驱动器件层30背离衬底10一侧的像素定义层50,像素定义层50具有供阳极21露出的像素开口51。发光层23可以由多种膜层结构层叠形成,示例性地,发光层23可以包括层叠设置的空穴注入层(Hole Inject Layer,HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)、发光材料层、电子注入层(Electron Inject Layer,EIL)以及电子传输层(Electron TransportLayer,ETL)。
光感应晶体管T1靠近像素驱动晶体管M1设置,以便于接收发光单元20a的反射光。当发光单元20a的光线照射到压有指纹的玻璃盖板的表面,由此形成的反射光线到达光感应晶体管T1的第一有源部312,通过接收感应数据线RO的读出信号,将光信号转换为电信号,实现指纹的识别。
光感应晶体管T1在衬底10上的正投影位于相邻的发光单元20a在衬底10上的正投影之间。像素定义层50包括围合形成像素开口51的像素限定部52,光感应晶体管T1在衬底10上的正投影位于像素限定部52在衬底10上的正投影的范围内。也就是说,光感应晶体管T1与发光单元20a不设置在同一层,但光感应晶体管T1位于各发光单元20a之间的空隙内。
本申请实施例采用光感应晶体管T1作为感光元件,具有更好的光敏性和动态范围,且减少了器件和尺寸,显示和传感均可实现高分辨率。将光感应晶体管T1集成在驱动器件层30,不挤占发光单元20a的面积,发光单元20a与感光元件不存在串扰、漏电影响,不影响发光单元20a的性能,提高了显示装置的集成度,便于实现显示装置的轻薄化。
在一些实施例中,光感应晶体管T1为间隙型非晶硅薄膜晶体管。
间隙型非晶硅薄膜晶体管是指感应栅极311在第一有源部312的正投影并不完全覆盖第一有源部312的沟道区域,存在能够感应光线的有源区域,感应栅极311靠近第一有源部312的一侧设置,即感应栅极311在基板10上的正投影部分覆盖第一有源部312在基板10上的正投影,另一侧的第一有源部312露出的面积较大,未被感应栅极311覆盖,从而增大了接收由手指反射的光线的面积。
间隙型光感应晶体管T1在开启及关断区均有较为明显的光响应差异,在黑暗状态下间隙型光感应晶体管T1的电流值与光照状态间隙型光感应晶体管T1的电流值存在103差异,其面积小,相较之下间隙型光感应晶体管T1比传统的光感应晶体管T1具有更好的光敏性、动态范围和传感电流水平等优点。
优选地,第一有源部312的材料包括非晶硅。
非晶硅在光照后的电导率和没有光照的导电率比值可达105数量级,光感应晶体管T1T1在光照后产生的电子空穴对在第一电极313与第二电极314的电场作用下发生迁移形成光电流。
优选地,第一有源部312的材料包括氢化非晶硅。
氢化非晶硅的电学性质可以通过气相沉积过程进行控制和调整,以满足特定应用的性能要求。氢化非晶硅在较低光功率下仍然具有良好的灵敏度,特别适用于检测弱光信号,它在低光水平下能够提供可靠的信号放大。氢化非晶硅通常具有较低的暗电流和噪声水平,这有助于提高信噪比,尤其是在弱光条件下。其次,与某些其它光敏材料相比,氢化非晶硅的制造成本相对较低。
在一些实施例中,像素驱动晶体管M1包括像素驱动栅极352,光感应晶体管T1的感应栅极311与像素驱动晶体管M1的驱动栅极352同层设置,可简化阵列基板的工艺步骤,且能降低阵列基板的厚度。
优选地,像素驱动晶体管M1还包括第二有源部351、与第二有源部351连接的第三电极353和第四电极354,像素驱动栅极352位于第二有源部351的上方,驱动器件层30包括设置于衬底10一侧的有源层36,第一有源部312和第二有源部351设置在有源层36中,且第一有源部312与第二有源部351间隔设置。
在衬底10上可设置缓冲层40,有源层36设置在缓冲层40背离衬底10的一侧,第三电极353与第四电极354中的一者为源极,另一者为漏极。示例性的,第三电极353与发光单元20a的阳极21连接,以通过像素驱动晶体管M1驱动发光单元20a发光。将第一有源部312和第二有源部351同层设置,可简化显示面板100的工艺步骤,且能降低显示面板100的厚度。
第一有源部312与第二有源部351可选用相同的材料,例如均包括非晶硅。或者第一有源部312与第二有源部351可选用不同的材料,例如第一有源部312包括非晶硅,第二有源部351包括多晶硅(P-Si)。
优选地,第二有源部351的材料包括多晶硅材料。
多晶硅相对于非晶硅具有更高的电子迁移率,这意味着电子在多晶硅中更容易移动,从而提高了像素驱动晶体管M1的响应速度。其次,多晶硅的制备过程相对容易实现,可以在大面积上获得均匀一致的薄膜。
在一些实施例中,驱动器件层30还包括设置于有源层36远离衬底10一侧的第一金属层37,感应栅极311与像素驱动栅极352均设置在第一金属层37。
驱动器件层30还包括用于绝缘的第一介电层32,第一介电层32设置在缓冲层40上且覆盖有源层36,第一金属层37设置在第一介电层32背离衬底10的一侧。将感应栅极311与像素驱动栅极352同层设置,可简化显示面板100的工艺步骤,且能降低显示面板100的厚度。
优选地,请结合参阅图1和图3,光感应晶体管T1还包括与第一有源部312连接的第一电极313和第二电极314,感应栅极311位于第一有源部312远离衬底10的一侧,驱动器件层30还包括位于第一金属层37远离衬底10一侧的第二金属层38,第二金属层38中设置有与像素驱动晶体管M1的第三电极353和光感应晶体管T1的第一电极313电连接的第一电源线S1。
驱动器件层30还包括用于绝缘的第二介电层33,第二介电层33设置在第一金属层37背离衬底10的一侧,且第二介电层33覆盖第一金属层37。第二金属层38设置在第二介电层33背离衬底10的一侧。本申请实施例的光感应晶体管T1与像素驱动晶体管M1为顶栅型薄膜晶体管,在其它实施例中,也可以为底栅型薄膜晶体管,对此不作具体地限定。
第一电源线S1可以为正电压电源线VDD,与像素驱动晶体管M1的第三电极353连接,第一电源线S1还与光感应晶体管T1的第一电极313电连接,能够为像素驱动晶体管M1和光感应晶体管T1提供正电源电压。
优选地,第一电极313、第二电极314、第三电极353和第四电极354同层设置。
第一电极313、第二电极314、第三电极353和第四电极354可设置在第二金属层38中。第一电极313与第二电极314分别通过过孔连接于第一有源部312。平坦化层34可覆盖第一电极313和第二电极314。将第一电极313、第二电极314、第三电极353和第四电极354同层设置,可简化显示面板100的工艺步骤,且能降低显示面板100的厚度。
优选地,请结合参阅图2和图3,驱动器件层30还包括位于第二金属层38远离衬底10一侧的第三金属层39,第三金属层39中设置有第二电源线S2,发光单元20a包括沿远离衬底10的方向依次设置的阳极21、发光层23和阴极22,阴极22和光感应晶体管T1的第二电极314分别与第二电源线S2电连接。
第二电源线S2可以为负电压电源线VSS,光感应晶体管T1的第二电极314与第二电源线S2电连接,第二电源线S2作为地线,有助于定义光感应晶体管T1的电流路径。电流会由第一电极313流向第二电极314,然后返回到第二电源线S2,确保了电流的完整路径,从而使光感应晶体管T1能够正常工作。而且将第二电极314连接至第二电源线S2,还有助于确定光感应晶体管T1的栅源电压,栅源电压通常由感应栅极311与源极之间的电压差决定。通过将第二电极314连接至负电压电源线,可以确保第二电极314的电势与地相对接近,从而有效地控制栅源电压,确保光感应晶体管T1处于所需的工作状态。
将发光单元20a的阴极22与第二电源线S2电连接,可以建立一个电流回路,能够确保电流能够正常地流过发光层23。
在本实施例中,光感应晶体管T1与像素驱动晶体管M1共用第一电源线S1,光感应晶体管T1与发光单元20a共用第二电源线S2,无需额外增加电源线,节约显示面板边框面积。
如图4所示,本申请第二方面提供一种显示面板100,显示面板100包括指纹识别区Z1,指纹识别区Z1包括多个阵列排布的识别子区Z11,识别子区Z11包括至少一个发光单元20a和一个光感应晶体管T1。
指纹识别区Z1可设置在显示面板100的显示区内,也可以设置在显示区的外侧。多个识别子区Z11呈阵列排布,可以增大指纹识别的感应区域范围,提高指纹识别的灵敏度。每个识别子区Z11包括至少一个发光单元20a和一个光感应晶体管T1,能够保证每个识别子区Z11均有发光单元20a和光感应晶体管T1,使得每个识别子区Z11均能够感应指纹反射光,提高指纹识别的精度。
在同一列或同一行识别子区Z11中,光感应晶体管T1和发光单元20a交替设置,光感应晶体管T1用于接收被指纹反射的发光单元20a的光线,以识别手指的指纹信息,光感应晶体管T1还用于检测环境光。
在同一列或同一行识别子区Z11中,光感应晶体管T1和发光单元20a交替设置,可以确保每一个发光单元20a的旁侧均设置有光感应晶体管T1,从而提高指纹识别的感应效率。
间隙型的非晶硅薄膜光感应晶体管T1在开启和关断过程有不同比例的光电流输出,可在非指纹采集的阶段进行环境光检测,且此过程无需驱动扫描信号线SC,仅读取芯片工作读出间隙型光感应晶体管T1的关断状态的光电流数据即可,实现1000lux及以上强环境光照检测。在暗环境光条件时,可选择性开启扫描信号线SC,导通间隙型光感应晶体管T1实现低照度环境光检测。指纹采集与环境光检测可通过时序分时控制读取,实现指纹采集与环境光检测的集成,减少了感光元件的数量,简化了显示面板100的结构,便于实现显示装置的轻薄化设计。
本申请第二方面提供一种显示面板100,显示面板100包括衬底10、发光器件层20和驱动器件层30,发光器件层20设置于衬底10的一侧,发光器件层20包括多个发光单元20a,驱动器件层30设置于衬底10与发光器件层20之间,驱动器件层30包括光感应晶体管T1以及用于驱动发光单元20a的像素驱动器件,像素驱动器件包括像素驱动晶体管M1,光感应晶体管T1包括感应栅极311和感应外部光强度的第一有源部312。
本申请实施例采用光感应晶体管T1作为感光元件,具有更好的光敏性和动态范围,且减少了器件和尺寸,显示和传感均可实现高分辨率。将光感应晶体管T1集成在驱动器件层30,不挤占发光单元20a的面积,发光单元20a与感光元件不存在串扰、漏电影响,不影响发光单元20a的性能,提高了显示装置的集成度,便于实现显示装置的轻薄化。
如图3所示,在一些实施例中,显示面板100还包括感应数据线RO和扫描信号线SC,扫描信号线SC与感应栅极311电连接,感应数据线RO与光感应晶体管T1的第一电极313电连接。
发光单元20a的光线照射到压有指纹的玻璃盖板的表面,由此形成的反射光线到达光感应晶体管T1的第一有源部312。向扫描信号线SC传输感应信号,感应栅极311控制第一有源部312导通,进而实现第一电极313与第二电极314较大电流传输,通过接收感应数据线RO的读出信号,将光信号转换为电信号,实现指纹的识别。
请结合参阅图2和图3,本申请第三方面提供一种光感应电路,包括感应电路,感应电路包括光感应晶体管T1、第一电源线S1、第二电源线S2和感测输出模块N1,光感应晶体管T1包括感应外部光强度的第一有源部312,并被配置为响应采集驱动信号连接第一电源线S1和第二电源线S2;感测输出模块N1与光感应晶体管T1的第一电极313连接,用于输出光感应晶体管T1的感应结果,感测输出模块N1包括与光感应晶体管T1第一电极连接的感应数据线RO。
光感应电路还包括像素驱动电路,像素驱动电路包括发光单元20a和与发光单元20a连接的像素驱动模块,像素驱动模块与第一电源线S1连接,发光单元20a与第二电源线S2连接。像素驱动模块包括像素驱动晶体管M1。
像素驱动电路中设置有多个晶体管,像素驱动电路可以为2T1C电路、或3T1C电路、或3T2C电路、或7T1C电路或7T2C电路中的任意一种,本文中,“2T1C电路”指像素驱动电路中包括2个薄膜晶体管(T)和1个电容(C)是像素驱动电路,其它“7T1C电路”、“7T2C电路”、“9T1C电路”等依次类推。
以7T1C电路为例,像素驱动电路与传输数据信号Vdata连接,多个晶体管可以包括像素驱动晶体管M1,由像素驱动晶体管M1的栅极接收数据信号Vdate。像素驱动晶体管M1用于向发光单元20a提供驱动电流。多个晶体管还包括数据写入晶体管M3,与像素驱动晶体管M1的第一极连接,用于选择性地提供数据信号Vdata;由控制信号S2控制的补偿晶体管M2,补偿晶体管M2的第一极与存储电容连接,补偿晶体管M2的第二极与像素驱动晶体管M1的第二极连接,用于补偿像素驱动晶体管M1的阈值电压Vth;由发光控制信号EM控制的发光控制晶体管M6和M7,发光控制晶体管M6第一极与第一电源线S1连接,发光控制晶体管M6第二极与像素驱动晶体管M1的第一极连接,发光控制晶体管M7第一极与像素驱动晶体管M1的第二极连接,发光控制晶体管M7第二极与发光单元20a连接,用于选择性地允许发光单元20a进入发光阶段;由控制信号S1控制的复位晶体管M4,复位晶体管M4第一极与初始化电源线连接,复位晶体管M4第二极与像素驱动晶体管M1的栅极连接,用于为驱动晶体管M1的栅极提供复位信号;由控制信号S3控制的初始化晶体管M5,用于为发光单元20a的阳极21提供初始化信号,初始化晶体管M5第一极与初始化电源线连接,初始化晶体管M5第一极与发光单元20a的阳极连接。
发光单元20a的阴极22与第二电源线S2连接,本申请实施例的像素驱动电路与感应电路共用负电压电源信号,进一步提高了显示面板100的集成度。
当发光单元20a的光线照射到压有指纹的玻璃盖板的表面,由此形成的反射光线到达光感应晶体管T1的第一有源部312。向扫描信号线SC传输感应信号,感应栅极311控制第一有源部312导通,进而第一电极313与第二电极314导通,通过接收感应数据线RO的读出信号,将光信号转换为电信号,实现指纹的识别。
如图5所示,在一些实施例中,感测输出模块N1包括扫描控制单元N11和感应数据线RO,扫描控制单元N11分别与感应数据线RO以及光感应晶体管T1的第一电极313连接。
扫描控制单元N11可以包括扫描控制晶体管T3,也可以包括扫描控制器等。
光感应晶体管T1的第一电极313与扫描控制单元N11连接,扫描控制单元N11作为扫描控制开关,通过逐行或逐列选择扫描控制扫描控制单元N11,可以降低感应数据线RO的活跃时间,从而减少漏电流的机会。
扫描控制单元N11包括扫描控制晶体管T3,扫描控制晶体管T3的第一极与光感应晶体管T1的第一电极313连接,扫描控制晶体管T3的第二极与感应数据线RO连接,扫描控制晶体管T3的栅极与扫描信号线SC连接,用于接收扫描信号线SC传输的采集驱动信号。
扫描控制晶体管T3充当了感应数据线RO与第一电源线S1之间的开关,从而隔离了它们,只有在需要时才会接收感应数据线RO的读出信号,有助于减少感应数据线RO与第一电源线S1之间的漏电流。
请结合参阅图6-图8,在一些实施例中,感应电路还包括分压模块N2,分压模块N2连接在第一电极313与第一电源线S1之间。
分压模块N2避免第一电源线S1与光感应晶体管T1直接连接,延长光感应晶体管T1的使用时间。
如图7所示,在一些实施例中,分压模块N2包括分压电阻N22,分压电阻N22的一端与第一电源线S1连接,分压电阻N22的另一端与光感应晶体管T1的第一电极313连接。
在分压电阻N22中,一般可使用两个电阻,它们分别连接至第一电源线S1和光感应晶体管T1的第一电极313,从而形成一个电压分压网络。通过调整这两个电阻的阻值比例,可以实现所需的电压分压。
如图8所示,在另一些实施例中,分压模块N2包括分压晶体管T2,分压晶体管T2的第一极及栅极均与第一电源线S1连接,分压晶体管T2的第二极与光感应晶体管T1的第一电极313连接。
分压晶体管T2作为等效电阻,将分压晶体管T2与第一电源线S1连接,可以实现电路的信号放大,通过级联晶体管可以增大光感应晶体管T1的读出信号,通过提供更大的输出电流,缩短响应时间。
优选地,如图9所示,感应电路还包括复位模块N3,复位模块N3连接在光感应晶体管T1的第一电极313与第一电源线S1之间,复位模块N3用于响应复位信号复位第一电极313的电压。
复位模块N3还可连接在光感应晶体管T1的第一电极313与分压模块N2之间。
复位模块N3在接收到复位信号时,对光感应晶体管T1的第一电极313的电压进行复位,将光感应晶体管T1恢复至初始状态,以确保其正常工作。
优选地,复位模块N3包括复位晶体管N33,复位晶体管N33的第一极与第一电源线S1连接,复位晶体管N33的第一极与光感应晶体管T1的第一电极313连接,复位晶体管N33的栅极与复位信号线RST连接,用于接收复位信号线RST传输的复位信号。
通过将光感应晶体管T1的第一电极313复位到初始状态,可以确保每次测量或检测都从相同的起始电位开始,这有助于提高光电信号的精准度。若长时间的持续工作可能导致电荷的积累,影响性能。本申请实施例通过定期复位第一电极313电压,可以防止电荷的积累,从而保持稳定的性能。此外,复位信号还可以用于关闭光感应晶体管T1,从而减少电路中的漏电流。通过复位第一电极313电压,可以控制光感应晶体管T1的动态范围,以适应不同光强度的情况。
如图10所示,在一些实施例中,感测输出模块N1还包括源跟随单元N4,源跟随单元N4分别与扫描控制单元N11与第一电源线S1连接,源跟随单元N4还与光感应晶体管T1的第一电极313连接,源跟随单元N4用于响应光感应晶体管T1的感应结果以放大输出电流信号。
源跟随单元N4将输出信号从高输出阻抗的电路中分离出来,降低了电路的输出阻抗,有助于减小输出信号的失真。源跟随单元N4还可以增加电路的带宽,提高信号的频率响应,通过将输出信号从原始的感应信号电路中分离,降低负载效应,确保读出信号不会受到负载的影响。源跟随单元N4还可以提高信噪比,因为它可以减小读出信号中的噪声,并提供更清晰的信号。
优选地,源跟随单元N4包括源跟随晶体管T4,源跟随晶体管T4的第一极与第一电源线S1连接,源跟随晶体管T4的第二极与扫描控制单元N11连接,源跟随晶体管T4的栅极与光感应晶体管T1的第一电极313连接。
示例性的,源跟随晶体管T4的栅极与光感应晶体管T1的第一电极313连接汇合后,共同连接至分压晶体管T2。源跟随晶体管T4的源极可连接至扫描控制晶体管T3的漏极,通过扫描控制晶体管T3与感应数据线RO连接,源跟随晶体管T4的漏极可连接至第一电源线S1。
源跟随晶体管T4能够提高较低的输出阻抗,有助于减小信号源与后续电路之间的阻抗不匹配。源跟随晶体管T4能够提供相对较大的输出电流。此外,源跟随晶体管T4能够提供相对较大的输出电流,而且输入信号的变化能够被源跟随晶体管T4有效地跟随,输出信号会紧密地复制输入信号的变化,而不会引入显著的相位延迟或失真。
优选地,如图11所示,复位晶体管N33的数量为至少两个,至少两个复位晶体管N33串联连接。
例如复位晶体管N33的数量为两个,互相串连形成双栅复位晶体管N33。通过增加复位晶体管N33的数量,可增加信号路径的电阻,从而提高了电气隔离效应,防止漏电流的流动,进一步减第一电源线S1与第二电源线S2之间的漏电流,保持电路的稳定性。
优选地,光感应晶体管T1的数量为至少两个,至少两个光感应晶体管T1互相并联。
通过并联至少两个光感应晶体管T1,感应信号电路可以同时检测多个光电信号,将它们的电流输出合并在一起,能够增加总的光响应电流,提高对弱光信号的检测能力。通过至少两个光感应晶体管T1的并联还可以降低噪声相对于信号的比例,从而提高信噪比。在至少两个光感应晶体管T1并联的情况下,如果一个光感应晶体管T1出现问题,其它光感应晶体管T1仍然可以正常工作,提高了显示面板100的可靠性。
可选的,通过并联不同类型或波长范围的光感应晶体管T1,可以扩大光响应范围,使得感应信号电路能够检测更广泛的光谱范围。
请结合参阅图12和图13,本申请第三方面提供一种显示面板100的驱动方法,应用于如上述任一实施方式的显示面板100,驱动方法包括:
S10、通过像素驱动电路驱动发光单元20a发光。
通过像素驱动电路被激活,以传输驱动电流信号激活发光单元20a,使其发出光线,发光单元20a处于工作状态,用于显示图像或信息。
S20、光感应晶体管T1的第一有源部312感应指纹反射光强度。
发光单元20a处于发光状态,发出的光线会被外部指纹反射,光感应晶体管T1的第一有源部312接收手指反射的光线,用于获取指纹数据。
S30、向光感应晶体管T1传输采集驱动信号,控制光感应晶体管T1处于第一状态,输出感应结果。
在指纹数据读出阶段,需要一定的阈值电压使光感应晶体管T1处于导通状态以准确传输反射光强度,当光感应晶体管T1的感应栅极311高于阈值电压时,光感应晶体管T1才能导通,即光感应晶体管T1处于第一状态。当光感应晶体管T1导通时,电流会在第一电极313与第二电极314之间流通。光感应晶体管T1导通后,在指纹数据读出阶段,发光单元20a可以处于非发光阶段,也可以处于发光阶段,通过接收感应数据线RO的读出信号,分析和处理指纹图像以进行指纹识别。
优选地,发光单元20a具有发光阶段和非发光阶段,光感应晶体管T1的第一有源部312在发光阶段感应指纹反射光强度。
将发光单元20a与指纹识别设备光感应晶体管T1集成,可以在光线充足的条件下获取更清晰和准确的指纹信息。
优选地,在发光单元20a的非发光阶段,向光感应晶体管T1传输采集驱动信号。
在发光单元20a的非发光阶段才接收感应数据线RO的读出信号,发光单元20a的工作不会影响感应数据线RO,通过将读出操作限制为非发光阶段,可以降低数据误读的可能性,提高数据的准确性。而且在非发光阶段接收感应数据线RO的读出信号,允许显示面板100获得反馈或控制信息,而不会受到发光任务的干扰。
在一些实施例中,驱动方法还包括对环境光进行采集,对环境光进行采集包括:
S41、在环境光的亮度大于阈值的情况下,采集第二状态下光感应晶体管T1的第一有源部312的感应结果。
第二状态是指光感应晶体管T1的感应栅极311小于阈值电压,光感应晶体管T1不导通。在环境光为强光环境下,环境光的亮度大于阈值的情况下,无需向光感应晶体管T1传输采集驱动信号,管感应晶体管不导通,由于环境光的亮度较高,在第一电极313与第二电极314之间仍然有电流流通,因此可直接通过接收感应数据线RO的读出信号,采集第二状态下关感应晶体管的第一有源部312的感应结果,不需要额外的感应信号。
S42、在环境光的亮度小于阈值的情况下,采集第一状态下光感应晶体管T1的第一有源部312的感应结果。
在环境光为弱光环境下,光感应晶体管T1需要通过感应信号来激活或调整其操作,以保证获得准确的数据读取。因此,需要向光感应晶体管T1传输感应信号,控制光感应晶体管T1处于第一状态,通过接收感应数据线RO的读出信号,实现弱光环境下的环境光检测。
本申请实施例的驱动方法通过发光单元20a的发光控制及光感应晶体管T1的信号控制读取指纹采集光强和环境光强,实现指纹采集与环境光检测的集成,而且可实现强光环境以及弱光环境的检测,提高了检测范围。
进一步地,如图14所示,感应电路还包括复位模块N3,复位模块N3连接在光感应晶体管T1的第一电极313与第一电源线S1之间,复位模块N3用于响应复位信号复位第一电极313的电压。驱动方法还包括指纹复位阶段,指纹复位阶段位于非发光阶段内。当发光单元20a不发光时,在指纹数据读出阶段后,向复位信号线RST提供复位信号,通过将光感应晶体管T1的第一电极313的电压复位到初始状态,可以确保每次测量或检测都从相同的起始电位开始,这有助于提高光电信号的精准度。指纹复位阶段之后,再进入指纹曝光阶段,光感应晶体管T1再接收发光单元20a发出光线在手指上的反射光。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种阵列基板,其特征在于,包括:
衬底;
驱动器件层,设置于所述衬底上,所述驱动器件层包括光感应晶体管以及用于驱动发光单元发光的像素驱动晶体管,所述光感应晶体管包括感应栅极和感应外部光强度的第一有源部。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,所述光感应晶体管为间隙型非晶硅薄膜晶体管;
优选地,所述第一有源部的材料包括非晶硅;
优选地,所述第一有源部的材料包括氢化非晶硅。
3.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,所述像素驱动晶体管包括像素驱动栅极,所述感应栅极与所述像素驱动栅极同层设置;
优选地,所述像素驱动晶体管还包括第二有源部、与第二有源部连接的第三电极和第四电极,所述像素驱动栅极位于所述第二有源部的上方;
所述驱动器件层包括设置于所述衬底一侧的有源层,所述第一有源部和第二有源部设置在所述有源层中,且所述第一有源部与第二有源部间隔设置;
优选地,所述第二有源部的材料包括多晶硅材料。
4.根据权利要求3所述的阵列基板,其特征在于,所述驱动器件层还包括设置于有源层远离所述衬底一侧的第一金属层,所述感应栅极与所述像素驱动栅极均设置在所述第一金属层;
优选地,所述光感应晶体管还包括与第一有源部连接的第一电极和第二电极,所述感应栅极位于所述第一有源部远离所述衬底的一侧;
所述驱动器件层还包括位于所述第一金属层远离所述衬底一侧的第二金属层,所述第二金属层中设置有与所述像素驱动晶体管的第三电极和所述光感应晶体管的第一电极电连接的第一电源线;
优选地,所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极同层设置;
优选地,所述驱动器件层还包括位于所述第二金属层远离所述衬底一侧的第三金属层,所述第三金属层中设置有第二电源线;
所述发光单元包括沿远离所述衬底的方向依次设置的阳极、发光层和阴极,所述阴极和所述光感应晶体管的第二电极分别与所述第二电源线电连接。
5.一种显示面板,其特征在于,所述显示面板包括指纹识别区,所述指纹识别区包括多个阵列排布的识别子区,所述识别子区包括至少一个发光单元和一个光感应晶体管;
在同一列或同一行所述识别子区中,所述光感应晶体管和所述发光单元交替设置,所述光感应晶体管用于接收被指纹反射的所述发光单元的光线,以识别手指的指纹信息;所述光感应晶体管还用于检测环境光。
6.一种显示面板,其特征在于,所述显示面板包括:
衬底;
发光器件层,设置于所述衬底的一侧,所述发光器件层包括多个发光单元;
驱动器件层,设置于所述衬底上,所述驱动器件层包括光感应晶体管以及用于驱动发光单元发光的像素驱动晶体管,所述光感应晶体管包括感应栅极和感应外部光强度的第一有源部;
优选地,所述显示面板还包括感应数据线和扫描信号线,所述扫描信号线与所述感应栅极电连接,所述感应数据线与所述光感应晶体管的第一电极电连接。
7.一种光感应电路,其特征在于,包括光感应晶体管、第一电源线、第二电源线和感测输出模块;所述光感应晶体管包括感应外部光强度的第一有源部,并被配置为响应采集驱动信号连接第一电源线和第二电源线;
所述感测输出模块与所述光感应晶体管的第一电极连接,用于输出所述光感应晶体管的感应结果。
8.根据权利要求7所述的光感应电路,其特征在于,所述感测输出模块包括扫描控制单元和感应数据线,所述扫描控制单元分别与所述感应数据线以及所述光感应晶体管的第一电极连接;
所述扫描控制单元包括扫描控制晶体管,所述扫描控制晶体管的第一极与所述光感应晶体管的第一电极连接,所述扫描控制晶体管的第二极与所述感应数据线连接,所述扫描控制晶体管的栅极与扫描信号线连接,用于接收所述扫描信号线传输的采集驱动信号;
优选地,所述感应电路还包括分压模块,所述分压模块连接在所述第一电极与所述第一电源线之间;
优选地,所述分压模块包括分压电阻,所述分压电阻的一端与所述第一电源线连接,所述分压电阻的另一端与所述光感应晶体管的第一电极连接;
优选地,所述分压模块包括分压晶体管,所述分压晶体管的第一极及栅极均与所述第一电源线连接,所述分压晶体管的第二极与所述光感应晶体管的第一电极连接;
优选地,所述感应电路还包括复位模块,所述复位模块连接在所述光感应晶体管的第一电极与所述第一电源线之间,所述复位模块用于响应复位信号复位所述第一电极的电压;
优选地,所述复位模块包括复位晶体管,所述复位晶体管的第一极与所述第一电源线连接,所述复位晶体管的第二极与所述光感应晶体管的第一电极连接,所述复位晶体管的栅极与复位信号线连接,用于接收所述复位信号线传输的所述复位信号;
优选地,所述感测输出模块还包括源跟随单元,所述源跟随单元分别与所述扫描控制单元与所述第一电源线连接,所述源跟随单元还与所述光感应晶体管的第一电极连接,所述源跟随单元用于响应所述光感应晶体管的感应结果以放大输出电流信号;
优选地,所述源跟随单元包括源跟随晶体管,所述源跟随晶体管的第一极与所述第一电源线连接,所述源跟随晶体管的第二极与所述扫描控制单元连接,所述源跟随晶体管的栅极与所述光感应晶体管的第一电极连接;
优选地,所述复位晶体管的数量为至少两个,至少两个所述复位晶体管串联连接;
优选地,所述光感应晶体管的数量为至少两个,至少两个所述光感应晶体管互相并联;
优选地,所述光感应电路还包括像素驱动电路,所述像素驱动电路包括发光单元和与发光单元连接的像素驱动模块,所述像素驱动模块与所述第一电源线连接,所述发光单元与所述第二电源线连接。
9.一种显示面板的驱动方法,其特征在于,应用于如权利要求5或6任一项所述的显示面板,所述驱动方法包括:
通过像素驱动电路驱动所述发光单元发光;
所述光感应晶体管的第一有源部感应指纹反射光强度;
向所述光感应晶体管传输采集驱动信号,控制所述光感应晶体管处于第一状态,输出感应结果;
优选地,所述发光单元具有发光阶段和非发光阶段,所述光感应晶体管的第一有源部在所述发光阶段感应指纹反射光强度;
优选地,在所述发光单元的非发光阶段,向所述光感应晶体管传输采集驱动信号。
10.根据权利要求9所述的驱动方法,其特征在于,所述驱动方法还包括对环境光进行采集;
所述对环境光进行采集包括:
在环境光的亮度的大于阈值的情况下,采集第二状态下所述光感应晶体管的所述第一有源部的感应结果;
在环境光的亮度小于阈值的情况下,采集第一状态下所述光感应晶体管的所述第一有源部的感应结果。
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CN202410015381.4A Pending CN117915721A (zh) | 2024-01-04 | 2024-01-04 | 阵列基板、显示面板、光感应电路和驱动方法 |
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CN (1) | CN117915721A (zh) |
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2024
- 2024-01-04 CN CN202410015381.4A patent/CN117915721A/zh active Pending
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PB01 | Publication | ||
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