CN210465936U - 一种感光基板及显示面板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种感光基板及显示面板，感光基板包括多条栅极线；感光像素阵列，包括多个感光像素，每个感光像素包括光传感器晶体管和开关晶体管；光传感器晶体管的源极与开关晶体管的第一通路端相连，当第N‑1行的栅极线提供高电平的栅极电压至第N‑1行中的感光像素的开关晶体管的第一控制端和第N行的感光像素的光传感器晶体管的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素的开关晶体管的第一控制端和其他行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极，其中，第N行中的感光像素被复位。根据本申请，可以简化电路以增加感光面积，并且在每行感光像素检测之前进行复位操作，提升指纹图像检测时的信噪比。

Description

一种感光基板及显示面板

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，具体而言，涉及一种感光基板及显示面板。

背景技术

随着智能终端的飞速发展，特别是全面屏的出现，移动智能手机的交互解锁方案中的生物特征识别技术逐步成为智能终端的标准配置，时下的指纹解锁方案已成为一种非常方便快捷的解锁解决方案。

而由于全面屏的开发设计，需要将指纹传感器件移除以提高屏占比，所以现有技术为将指纹感应功能整合内嵌至显示屏幕，使得整面屏幕都具有指纹感应识别的功能。伴随而来的问题是，随着智能终端的屏幕分辨率越来越高，指纹感应功能整合时所需要的电路需要占用一部分空间，从而需要缩减屏下感光像素的感光面积等，并且还会出现感光信号的信噪比降低的问题。

因此，需要提出一种更加实用的感光基板及显示面板，以解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种感光基板及显示面板，可以更好的简化感光电路以增加感光像素的感光面积，并且在每行感光像素检测之前进行复位操作，提升指纹图像识别时的信噪比，以提升用户的使用体验。

为了实现上述技术效果，本实用新型提供一种感光基板及显示面板，作为其中一种实施方式，所述感光基板包括：多条栅极线，沿着行方向被布置，用于提供多级栅极驱动电压；感光像素阵列，包括多个感光像素，每个感光像素包括用于感测光的光传感器晶体管和开关晶体管；所述光传感器晶体管的源极与所述开关晶体管的第一通路端相连，其中，布置在第N行中的感光像素的光传感器晶体管的栅极与第N-1行的栅极线相连，以接收第N-1级栅极电压，布置在第N行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极连接到第 N行的栅极线；布置在第N行中的感光像素的开关晶体管的第一控制端连接到第N行的栅极线，以接收第N行的栅极电压，所述开关晶体管的第二通路端连接感光数据线，以输出感光信号；当所述第N-1行的栅极线提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素的开关晶体管的第一控制端和第N行的感光像素的光传感器晶体管的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素的所述开关晶体管的第一控制端和其他行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极，其中，所述第N行中的所述感光像素被复位。

作为其中一种实施方式，每个感光像素排布在相邻的两条栅极线之间，每条栅极线连接到布置在相同行中的所述感光像素。

作为其中一种实施方式，所述感光基板还包括：栅极驱动器，将高电平不重叠的多个栅极电压分别提供给所述多条栅极线；信号处理模块，包括沿着列方向布置的多条感光数据线，所述开关晶体管的第二通路端连接对应列的感光数据线，所述感光数据线用于从所述感光像素接收所述感光信号。

作为其中一种实施方式，所述感光基板还包括：虚拟栅极线，所述虚拟栅极线设置在所述感光像素阵列中的第一行之前，所述感光像素阵列中的第一行中的所述感光像素的所述光传感器晶体管的栅极连接到所述虚拟栅极线。

作为其中一种实施方式，所述光传感器晶体管为非晶硅薄膜晶体管。

作为其中一种实施方式，所述所述开关晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种显示面板，作为其中一种实施方式，所述显示面板包括：多条栅极线，沿着行方向被布置，用于提供多级栅极驱动电压；像素阵列，包括多个显示子像素和多个感光像素，每个显示子像素包括显示单元和用于导通或关断显示单元的第一开关晶体管，每个感光像素包括用于感测光的光传感器晶体管和第二开关晶体管，所述光传感器晶体管的源极与所述第二开关晶体管的第一通路端相连，布置在第N行中的感光像素的光传感器晶体管的栅极与第N-1行的栅极线相连，以接收第 N-1级栅极电压，布置在第N行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极连接到第N行的栅极线；布置在第N行中的感光像素的第二开关晶体管的第一控制端连接到第N行的栅极线，以接收第N行的栅极电压，所述第二开关晶体管的第二通路端连接感光数据线，以输出感光信号；当所述第N-1行的栅极线提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素的所述第二开关晶体管的第一控制端和第N行的感光像素的光传感器晶体管的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素的所述第二开关晶体管的第一控制端和其他行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极，其中，所述第N行中的所述感光像素被复位。

作为其中一种实施方式，多个所述显示子像素组成一个像素单元，每个所述像素单元对应设置一个所述感光像素。

作为其中一种实施方式，所述感光像素为白色子像素或透明子像素。

作为其中一种实施方式，还包括触控单元，用于确定目标物体的触摸区域，以对所述触摸区域进行光感应检测。

本实用新型一种感光基板及显示面板的有益效果：可以更好的简化感光电路以增加感光像素的感光面积，并且在每行感光像素检测之前进行复位操作，提升指纹图像识别时的信噪比，以提升用户的使用体验。

附图说明

图1示出根据示例性实施例的感光基板的一个像素的电路图；

图2示出根据示例性实施例的感光基板示意框图；

图3示出各栅极线上电平的时序图；

图4示出根据示例性实施例的显示面板的整体电路结构框图。

图5示出根据示例性实施例的显示面板的剖面示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

以下，结合附图对本实用新型实施例进行具体说明，请参考图1，图1 示出根据示例性实施例的感光基板的一个像素的电路图。如图所示，感光像素110包括光传感器晶体管111和开关晶体管112。其中光传感器晶体管111 和开关晶体管112串联连接，也就是说，光传感器晶体管111的源极可以与开关晶体管112的第一通路端连接，其中第一通路端具体类型取决于开关晶体管112的选型，如当开关晶体管112为场效应晶体管时，则光传感器晶体管111的源极可以与开关晶体管112的漏极连接，当然开关晶体管也可以是三极管。在一实施方式中，光传感器晶体管111为非晶硅薄膜晶体管，开关晶体管112可以为低温多晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管。

此外如图1所示，感光像素110排布在相邻的两条栅极线之间，如第N 行的感光像素排布在第N行栅极线Gate N和第N-1行栅极线Gate N-1之间，其中，在一实施方式中，光传感器晶体管111为非晶硅薄膜晶体管，此时光传感器晶体管111的栅极连接在第N-1行栅极线Gate N-1上，光传感器晶体管111的漏极连接在第N行栅极线Gate N上，开关晶体管112仍然以场效应晶体管进行说明，即此时开关晶体管112的第一控制端，即开关晶体管112 的删极，连接在第N行栅极线Gate N上，开关晶体管112的第二通路端，即开关晶体管112的源极，连接在感光数据线V signal上，以输出光反射到感光像素时产生的感光信号。值得一提的是，正如前述所说，开关晶体管112 的第一控制端、第一通路端及第二通路端的具体端口类型取决于开关晶体管 112的选型。

在第N行的感光像素110中，当第N行的栅极线Gate N上加上高电平信号时，开关晶体管112导通，然后，电流从光传感器晶体管111的源极通过通过开关晶体管112流向感光数据线V signal，这里从光传感器晶体管111 流向感光数据线V signal的电流的量取决于不同强度的光，其中，当用于指纹识别时，则是光照射到指纹时反射的不同强度的光。而在指纹图像检测时，感光信号的信噪比是一项重要的参数，其可以提升指纹识别的识别率，因此，在每一行的感光像素进行检测之前对该行感光像素进行复位操作。如图1所示，在第N-1行感光像素进行侦测时，栅极线Gate N-1上为高电平信号，此时，在第N行感光像素110中的光传感器晶体管111的栅极加载的为高电平信号，光传感器晶体管111导通，此时连接在第N行感光像素的光传感器晶体管111的漏极的电压为栅极线Gate N上面的低电平信号，该低电平信号将感光像素110上的电位重置为与栅极线Gate N上低电平信号相同的电压信号。

感光基板具体结构图请参考图2，图2示出根据示例性实施例的感光基板示意框图。如图2所示，感光基板100包括：多条栅极线Gate1、Gate2、···、 Gate N，沿着行方向被布置，用于提供多级栅极驱动电压；感光像素阵列，包括多个感光像素110，每个感光像素110包括用于感测光的光传感器晶体管 111和开关晶体管112；其中，光传感器晶体管111的源极与开关晶体管112 的第一通路端相连，布置在第N行中的感光像素110的光传感器晶体管111 的栅极与第N-1行的栅极线Gate N-1相连，以接收第N-1级栅极电压，布置在第N行中的感光像素110的光传感器晶体管111的漏极连接到第N行的栅极线Gate N；布置在第N行中的感光像素110的开关晶体管112的第一控制端连接到第N行的栅极线Gate N，以接收第N行的栅极电压，开关晶体管 112的第二通路端连接感光数据线V signal，以输出感光信号；当第N-1行的栅极线Gate N-1提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素110的开关晶体管112的第一控制端，即侦测到第N-1行时，由于第N行的感光像素110 的光传感器晶体管111的栅极连接在第N-1行的栅极线Gate N-1上，此时第 N行的感光像素110的光传感器晶体管111的栅极为高电平的栅极电压，第 N行的感光像素110的光传感器晶体管111导通，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素110的开关晶体管112的第一控制端和其他行中的感光像素110的光传感器晶体管111的漏极，此时，由于只有第 N行的感光像素110的光传感器晶体管111被第N-1行的栅极线Gate N-1上的高电平栅极电压导通，因此第N行中的感光像素110被复位，也就是说感光像素110上的电位重置为与栅极线Gate N上低电平信号相同的电压信号。值得一提的是，本实施例中开关晶体管112的第一控制端、第一通路端和第二通路端的具体选型如前述所述，此处不再赘述。

在一实施方式中，正如图2所示，每个感光像素110排布在相邻的两条栅极线之间，每条栅极线连接到布置在相同行中的感光像素110。

在一实施方式中，感光基板100还包括：栅极驱动器120，将高电平不重叠的多个栅极电压分别提供给多条栅极线Gate1、Gate2、···、Gate N；信号处理模块130，包括沿着列方向布置的多条感光数据线V signal，开关晶体管112的第二通路端连接对应列的感光数据线V signal，感光数据线V signal 用于从感光像素110接收感光信号。

具体的，栅极驱动器120提供的高电平不重叠的多个栅极电压如图3所示，图3示出各栅极线上电平的时序图，通过该栅极电压可以实现当第N-1 行的栅极线Gate N-1提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素110的开关晶体管112的第一控制端和第N行中的感光像素110的光传感器晶体管 111的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素 110的开关晶体管112的第一控制端和其他行中的感光像素110的光传感器晶体管111的漏极。对于列方向布置的多条感光数据线V signal，具体的，当高电平栅极电压被施加到第N行栅极线Gate N，则布置在第N行中的感光像素 110产生的所有的感光信号可被同时输入到信号处理模块130。

在一实施方式中，感光基板100还包括：虚拟栅极线Dummy，虚拟栅极线Dummy设置在感光像素阵列中的第一行之前，感光像素阵列中的第一行中的感光像素110的光传感器晶体管111的栅极连接到虚拟栅极线Dummy，以适时提供高电平栅极电压开启布置第一行的光传感器晶体管110以进行复位操作。

综上所述，本实施例中的感光基板的构造，在每一行的感光像素进行检测之前，利用栅极低电平电压进行感光像素110的复位操作，节省了空间，增加了感光像素110的感光面积，提升了指纹图像检测的信噪比，还很好的延长了光传感器晶体管的使用寿命。

本申请还提供一种显示面板，请参考图4，图4示出根据示例性实施例的显示面板的整体电路结构框图。显示面板200包括的感光像素110如图1 所示，为了区别本实施例中显示子像素211的第一开关晶体管，图1中的开关晶体管112和图4中的第二开关晶体管113等同，如图4所示，显示面板 200包括：多条栅极线Gate1、Gate2、···、Gate N，沿着行方向被布置，用于提供多级栅极驱动电压；像素阵列210，包括多个显示子像素211和多个感光像素110，每个显示子像素211包括显示单元和用于导通或关断显示单元的第一开关晶体管，每个感光像素110包括用于感测光的光传感器晶体管111 和第二开关晶体管113，

其中光传感器晶体管111的源极与第二开关晶体管113的第一通路端相连，布置在第N行中的感光像素110的光传感器晶体管111的栅极与第N-1 行的栅极线Gate N-1相连，以接收第N-1级栅极电压，布置在第N行中的感光像素110的光传感器晶体管111的漏极连接到第N行的栅极线Gate N；

布置在第N行中的显示子像素211的第一开关晶体管的控制端和感光像素110的第二开关晶体管113的第一控制端连接到第N行的栅极线Gate N，以接收第N行的栅极电压，第二开关晶体管113的第二通路端连接感光数据线Vsignal，以输出感光信号；

当第N-1行的栅极线Gate N-1提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素110的第二开关晶体管113的第一控制端和第N行中的感光像素110 的光传感器晶体管111的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素110的第二开关晶体管113的第一控制端和其他行中的感光像素110的光传感器晶体管111的漏极，其中，第N行的感光像素110 的光传感器晶体管111被第N-1行的栅极线Gate N-1上的高电平栅极电压导通，因此第N行中的感光像素110被复位。具体的，该低电平栅极电压将感光像素110上的电位重置为与栅极线Gate N上低电平信号相同的电压信号。值得一提的是，本实施例中，显示子像素211为现有技术，此处不再赘述，感光像素110可以参考前述实施例。

在一实施方式中，正如图4所示，每个感光像素110排布在相邻的两条栅极线之间，每条栅极线连接到布置在相同行中的感光像素110和显示子像素211。

在一实施方式中，显示面板200还包括：栅极驱动器220，将高电平不重叠的多个栅极电压分别提供给多条栅极线Gate1、Gate2、···、Gate N；信号处理模块230，包括沿着列方向布置的多条感光数据线V signal，第二开关晶体管113的第二通路端连接对应列的感光数据线V signal，感光数据线V signal用于从感光像素110接收感光信号；数据驱动器240，包括沿着列方向布置的多条图像数据线Data，并将图像信号提供给显示子像素211。

具体的，栅极驱动器220提供的高电平不重叠的多个栅极电压如图3所示，图3示出各栅极线上电平的时序图，通过该栅极电压可以实现当第N-1 行的栅极线Gate N-1提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素110的第二开关晶体管113的第一控制端和第N行中的感光像素110的光传感器晶体管111的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素110的第二开关晶体管113的第一控制端和其他行中的感光像素110的光传感器晶体管111的漏极。对于列方向布置的多条感光数据线V signal 具体的，当高电平栅极电压被施加到第N行栅极线Gate N，则布置在第N行中的感光像素110产生的所有的感光信号可被同时输入到信号处理模块130。

在一实施方式中，显示面板200还包括：虚拟栅极线Dummy，虚拟栅极线Dummy设置在像素阵列210中的第一行之前，像素阵列210中的第一行中的感光像素110的光传感器晶体管111的栅极连接到虚拟栅极线Dummy，以适时提供高电平栅极电压开启布置第一行的光传感器晶体管110以进行复位操作。

在一实施方式中，光传感器晶体管111为非晶硅薄膜晶体管，第一开关晶体管和第二开关晶体管113为低温多晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管。

在一实施方式中，多个显示子像素211组成一个像素单元，每个像素单元对应设置一个感光像素110。

具体的，如图4所示，3个显示子像素211组成一个像素单元，每个像素单元对应设置一个感光像素110，其中3个显示子像素211可以分别为红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B，而感光像素110则为白色子像素 W，红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B及白色子像素W并排设置。

在一实施方式中，感光像素110可以为白色或透明子像素。

具体的，请参考图5，图5示出根据示例性实施例的显示面板的剖面示意图。显示面板200包括相对设置的第一基板10和第二基板20，以及夹设在该第一基板和第二基板之间的液晶层，本实施例中，第一基板10为阵列基板，该第二基板20为彩色滤光膜基板。显示面板200包括多个像素单元及多个感光像素14，每个像素单元对应设置一个感光像素14，每个像素单元包括第一子像素11、第二子像素12和第三子像素13，具体的，第一子像素11、第二子像素12和第三子像素13分别为红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B，感光像素14为白色或透明子像素。其中，在进行指纹识别时，显示面板200根据手指的位置，将该位置区域的像素单元给予白态电压，即白画面的电压，同时增加背光亮度以使得背光通过感光像素的第二基板20侧透出至手指，然后反射到感光像素14的光传感器晶体管111以进行指纹识别。

在一实施方式中，显示面板还包括触控单元，用于确定目标物体的触摸区域，以对所述触摸区域进行光感应检测。

综上所述，本实施例中的显示面板200，在每一行的感光像素进行检测之前，利用栅极低电平电压进行感光像素110的复位操作，节省了空间，增加了感光像素110的感光面积，提升了指纹图像检测的信噪比，还很好的延长了光传感器晶体管111的使用寿命。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种感光基板，其特征在于，所述感光基板包括：

多条栅极线，沿着行方向被布置，用于提供多级栅极驱动电压；

感光像素阵列，包括多个感光像素，每个感光像素包括用于感测光的光传感器晶体管和开关晶体管；

所述光传感器晶体管的源极与所述开关晶体管的第一通路端相连，其中，布置在第N行中的感光像素的光传感器晶体管的栅极与第N-1行的栅极线相连，以接收第N-1级栅极电压，布置在第N行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极连接到第N行的栅极线；

布置在第N行中的感光像素的开关晶体管的第一控制端连接到第N行的栅极线，以接收第N行的栅极电压，所述开关晶体管的第二通路端连接感光数据线，以输出感光信号；

当所述第N-1行的栅极线提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素的开关晶体管的第一控制端和第N行的感光像素的光传感器晶体管的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素的所述开关晶体管的第一控制端和其他行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极，其中，所述第N行中的所述感光像素被复位。

2.根据权利要求1所述的感光基板，其特征在于，每个感光像素排布在相邻的两条栅极线之间，每条栅极线连接到布置在相同行中的所述感光像素。

3.根据权利要求1所述的感光基板，其特征在于，所述感光基板还包括：

栅极驱动器，将高电平不重叠的多个栅极电压分别提供给所述多条栅极线；

信号处理模块，包括沿着列方向布置的多条感光数据线，所述开关晶体管的第二通路端连接对应列的感光数据线，所述感光数据线用于从所述感光像素接收所述感光信号。

4.根据权利要求1所述的感光基板，其特征在于，所述感光基板还包括：

虚拟栅极线，所述虚拟栅极线设置在所述感光像素阵列中的第一行之前，所述感光像素阵列中的第一行中的所述感光像素的所述光传感器晶体管的栅极连接到所述虚拟栅极线。

5.根据权利要求1所述的感光基板，其特征在于，所述光传感器晶体管为非晶硅薄膜晶体管。

6.根据权利要求1所述的感光基板，其特征在于，所述开关晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管。

7.一种显示面板，其特征在于，包括：

多条栅极线，沿着行方向被布置，用于提供多级栅极驱动电压；

像素阵列，包括多个显示子像素和多个感光像素，每个显示子像素包括显示单元和用于导通或关断显示单元的第一开关晶体管，每个感光像素包括用于感测光的光传感器晶体管和第二开关晶体管，

所述光传感器晶体管的源极与所述第二开关晶体管的第一通路端相连，布置在第N行中的感光像素的光传感器晶体管的栅极与第N-1行的栅极线相连，以接收第N-1级栅极电压，布置在第N行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极连接到第N行的栅极线；

布置在第N行中的感光像素的第二开关晶体管的第一控制端连接到第N行的栅极线，以接收第N行的栅极电压，所述第二开关晶体管的第二通路端连接感光数据线，以输出感光信号；

当所述第N-1行的栅极线提供高电平的栅极电压至第N-1行中的感光像素的所述第二开关晶体管的第一控制端和第N行的感光像素的光传感器晶体管的栅极时，其他行的栅极线提供低电平的栅极电压至其他行中的感光像素的所述第二开关晶体管的第一控制端和其他行中的感光像素的所述光传感器晶体管的漏极，其中，所述第N行中的所述感光像素被复位。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，多个所述显示子像素组成一个像素单元，每个所述像素单元对应设置一个所述感光像素。

9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述感光像素为白色子像素或透明子像素。

10.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，还包括触控单元，用于确定目标物体的触摸区域，以对所述触摸区域进行光感应检测。

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