CN213845278U - 一种屏内指纹显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种屏内指纹显示屏，像素单元阵列排布于基板上，透明粘合层置于阵列排布的像素单元上，盖板玻璃置于透明粘合层上；第一栅极层和第二栅极层置于基板上，第一栅极绝缘层置于第一栅极层和第二栅极层上；第一有源层置于第一栅极绝缘层上；第一源极层和第一漏极层均与第一有源层搭接；第一源、漏极层置于第二栅极层上方；光电二极管机构位于第二栅极层上方的第一源极层或第一漏极层上；第一金属层位于第二栅极层上方；指纹识别传感器与多个子像素结合形成像素单元。同时通过指纹识别传感器中的光电二极管机构以及小孔成像实现指纹识别功能，在不影响显示质量的前提下实现屏内指纹的识别；减少显示屏的厚度。

Description

一种屏内指纹显示屏

技术领域

本实用新型涉及OLED屏内指纹技术领域，尤其涉及一种屏内指纹显示屏。

背景技术

随着市场对手机的屏占比的高要求，屏幕指纹解锁的应用也逐渐成为行业的主流标配，并且随着指纹识别功能应用场景的逐渐增加，指纹识别区域逐渐由固定区域识别演变为全屏识别。

根据指纹识别技术特点的不同，可分为：电容式指纹识别，光学式指纹识别和超声波式指纹识别三种。光学式指纹识别技术是利用光线的折射和反射，当手指按压屏幕时，手机屏幕发出的光线将手指区域照亮，被指纹反射后的光线透过屏幕像素的间隙被位于发光像素下方的光学传感器接收，光信号转化成电信号被识别，由于指纹纹路对光线的反射强度不一样，其对应的光电流有所不同，指纹传感器会根据反射光线的不同形成指纹图像，进而与数据库进行对比分析指纹特征，最终识别指纹；然而，位于基板下的光学传感器接收会增加显示屏内的厚度。

指纹识别传感器置于像素单元内，指纹识别传感器是占据一个子像素的位置，从而影响显示屏的显示效果。

实用新型内容

为此，需要提供一种屏内指纹显示屏，在不影响显示质量的前提下实现屏内指纹识别；同时减少显示屏的厚度。

为实现上述目的，本申请提供了一种屏内指纹显示屏，包括：像素单元、透明粘合层、基板和盖板玻璃；所述像素单元为多个，且多个所述像素单元阵列排布于所述基板上，所述透明粘合层置于阵列排布的像素单元上，所述盖板玻璃置于所述透明粘合层上；

所述像素单元包括：多个子像素和至少一个指纹识别传感器：所述指纹识别传感器包括：第一栅极层、第二栅极层、第一栅极绝缘层、第一有源层、光电二极管机构、第一源极层、第一漏极层、第一金属层、第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第二金属层和第一阴极；

所述第一栅极层和第二栅极层置于所述基板上，所述第一栅极绝缘层置于所述第一栅极层和所述第二栅极层上；所述第一有源层置于所述第一栅极绝缘层上，且所述第一有源层位于所述第一栅极层的上方；所述第一源极层和第一漏极层分别置于所述第一有源层两侧，且所述第一源极层和第一漏极层均与所述第一有源层搭接；所述第一源极层或第一漏极层远离所述第一有源层的一端置于所述第二栅极层上方；所述光电二极管机构位于所述第二栅极层上方的第一源极层或第一漏极层上；所述第一金属层位于所述第二栅极层上方，且所述第一金属层通过第一栅极绝缘层上的第一通孔与所述第二栅极层连接；

所述第一绝缘层覆盖在所述第一栅极绝缘层、第一金属层、光电二极管机构、第一源极层、第一漏极层和第一有源层上；所述第二绝缘层位于所述第一绝缘层上；所述第二金属层位于所述第二绝缘层上，且所述第二金属层通过第二通孔和第三通孔连接所述光电二极管机构和所述第一金属层；所述第三绝缘层覆盖于所述第二绝缘层和第二金属层上；所述第一阴极位于所述第三绝缘层上，所述第一阴极通过第四通孔与所述第二绝缘层连接。

进一步地，所述子像素包括：第二栅极绝缘层、第三栅极层、第二有源层、第二源极层、第二漏极层、第三金属层、发光层、第二阴极、第四绝缘层、第五绝缘层和第六绝缘层；

所述第三栅极层置于所述基板上，所述第二栅极绝缘层置于所述第三栅极层上，所述第二有源层置于所述第二栅极绝缘层上，且所述第二有源层位于所述第三栅极层上方，所述第二源极层和第二漏极层分别置于所述第二有源层两侧，所述第四绝缘层置于所述第二栅极绝缘层、第二有源层、第二源极层和第二漏极层上；

所述第五绝缘层置于所述第四绝缘层上，所述第三金属层置于所述第五绝缘层上，且所述第三金属层通过第五通孔与所述第二源极层或第二漏极层连接，所述第六绝缘层置于所述第五绝缘和第三金属层上，且所述第六绝缘层上还设置有以所述第三金属层为底的第六通孔，所述发光层置于所述第六通孔内，所述发光层与所述第三金属层连接，所述第二阴极置于所述第六绝缘层和发光层上。

进一步地，所述第一有源层为IGZO有源层，所述第二有源层为IGZO有源层。

进一步地，还包括：第一PS层；所述第一PS层置于所述第三绝缘层上表面的一侧，所述第一阴极覆盖于所述第一PS层和第三绝缘层上。

进一步地，还包括：第二PS层；所述第二PS层置于所述第六绝缘层上表面的一侧，所述第二阴极覆盖于所述第二PS层和第六绝缘层上。

进一步地，所述像素单元包括：三个所述子像素和一个所述指纹识别传感器；三个所述子像素和一个所述指纹识别传感器成“田”字型排列。

进一步地，三个所述子像素分别为R、G、B。

进一步地，所述指纹识别传感器为光学传感器。

区别于现有技术，在上述技术方案中，所述指纹识别传感器与多个所述子像素结合形成像素单元。同时通过所述指纹识别传感器中的所述光电二极管机构以及小孔成像原理实现指纹识别功能，在不影响显示质量的前提下实现屏内指纹的识别；同时减少显示屏的厚度。

附图说明

图1为所述指纹识别传感器结构图；

图2为所述子像素结构图；

图3为所述像素单元结构图；

图4为所述指纹识别传感器电路图。

附图标记说明：

1、像素单元；2、透明粘合层；3、基板；4、盖板玻璃；

10、子像素；11、指纹识别传感器；

110、第一栅极层；111、第二栅极层；112、第一栅极绝缘层；113、第一有源层；114、光电二极管机构；115、第一源极层；116、第一漏极层；117、第一金属层；118、第一绝缘层；119、第二绝缘层；1110、第三绝缘层；1111、第二金属层；1112、第一阴极；1113、第一PS层；

100、第二栅极绝缘层；101、第三栅极层；102、第二有源层；103、第二源极层；104、第二漏极层；105、第三金属层；106、发光层；107、第二阴极；108、第四绝缘层；109、第五绝缘层；1010第六绝缘层；1011、第二PS层。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本实施例提供了一种屏内指纹显示屏，包括：像素单元、透明粘合层2、基板3和盖板玻璃4；所述像素单元为多个，且多个所述像素单元阵列排布于所述基板3上，所述透明粘合层2置于阵列排布的像素单元上，所述盖板玻璃4置于所述透明粘合层2上；所述像素单元包括：多个子像素10和至少一个指纹识别传感器11：所述指纹识别传感器11包括：第一栅极层110、第二栅极层111、第一栅极绝缘层112、第一有源层113、光电二极管机构114、第一源极层115、第一漏极层116、第一金属层117、第一绝缘层118、第二绝缘层119、第三绝缘层1110、第二金属层1111和第一阴极1112；所述第一栅极层110和第二栅极层111置于所述基板3上，所述第一栅极绝缘层112置于所述第一栅极层110和所述第二栅极层111上；所述第一有源层113置于所述第一栅极绝缘层112上，且所述第一有源层113位于所述第一栅极层110的上方；所述第一源极层115和第一漏极层116分别置于所述第一有源层113两侧，且所述第一源极层115和第一漏极层116均与所述第一有源层113搭接；所述第一源极层115或第一漏极层116远离所述第一有源层113的一端置于所述第二栅极层111上方；所述光电二极管机构114位于所述第二栅极层111上方的第一源极层115或第一漏极层116上；所述第一金属层117位于所述第二栅极层111上方，且所述第一金属层117通过第一栅极绝缘层112上的第一通孔与所述第二栅极层111连接；所述第一绝缘层118覆盖在所述第一栅极绝缘层112、第一金属层117、光电二极管机构114、第一源极层115、第一漏极层116和第一有源层113上；所述第二绝缘层119位于所述第一绝缘层118上；所述第二金属层1111位于所述第二绝缘层119上，且所述第二金属层1111通过第二通孔和第三通孔连接所述光电二极管机构114和所述第一金属层117；所述第三绝缘层1110覆盖于所述第二绝缘层119和第二金属层1111上；所述第一阴极1112位于所述第三绝缘层1110上，所述第一阴极1112通过第四通孔与所述第二绝缘层119连接。需要说明的是，所述光电二极管机构114是IGZO半导体的PN结，其中上层为IGZO(n+)下层为IGZO(n-)，即，IGZO(n+)置于所述第二栅极层111上方的第一源极层115或第一漏极层116上，IGZO(n-)置于所述IGZO(n+)上；具体的，IGZO(n+)同时为TFT器件的半导体层，IGZO(n-)为CVD成膜，两种类型的半导体可以通过CVD成膜过程中In和Ga的比例来调节，具体IGZO(n+)的In：Ga：Zn：O的比例和成膜条件是根据TFT的最佳特性的标准调整，IGZO(n-)的In：Ga：Zn：O比例是根据所述二极管的光电特性调整。在某些实施例中，所述第一有源层113为IGZO(n+)有源层，所述第二有源层102为IGZO(n+)有源层。

还需要说明的是，所述第一绝缘层118为IP绝缘层，所述第二绝缘层119为OP绝缘层，所述第三绝缘层1110为PDL绝缘层，所述第二金属层1111为AN金属层；所述指纹识别传感器11利用小孔成像原理，将第三绝缘层1110上开设第四通孔，所述第四通孔让光线透过，当手指放置在屏幕指纹探测区时，OLED发光层106发射出的光线透过屏幕照射到手指，并被手指反射回来，再经由第四通孔的开口照射在显示屏内置的光电器件上；所述指纹识别传感器11在本实施例中可以为光学传感器。

还需要进一说明的是，所述第一通孔位于所述栅极绝缘层上，且第一通孔是以所述第二栅极层111为底的；所述第二通孔和第三通孔是曝光显影所述第二绝缘层119和第三绝缘制程的，且所述第二通孔和第三通孔分别以所述光电二极管机构114和第一金属层117为底；所述第四通孔置于所述第三绝缘层1110上，且所述第四通孔以所述第二绝缘层119为底。

还需要进一步说明的是，所述第二金属层1111一端与是通过所述第二通孔或者第三通孔与所述光电二极管机构114搭接；即，所述第二金属层1111与是通过所述第二通孔或者第三通孔与IGZO(n-)搭接；所述第二金属层1111的另一端则通过另一通孔与所述第一金属层117搭接。

在上述技术方案中，所述指纹识别传感器11与多个所述子像素10结合形成像素单元。同时通过所述指纹识别传感器11中的所述光电二极管机构114以及小孔成像原理实现指纹识别功能，在不影响显示质量的前提下实现屏内指纹的识别；同时减少显示屏的厚度。

请参阅图4，图4为所述指纹识别传感器11的电路图，T1的控制端与扫描线(Scan)连接，所述T1的输入端与Data(数据线)连接，T1的输出端连接C1的一极板，所述C1的另一极板接地，所述光电二极管机构114输入端与T1的输出端连接，所述光电二极管机构114输出端接地。电路主要为三个部分，第一部分是由第一有源层113、第一栅极层110、第一源极层115和第一漏极层116组成的半导体器件T1，第二部分是由第二栅极层111和第一源极层115或第二栅极层111合第一漏极层116组成的电容C1，第三部分是由IGZO(n+)和IGZO(n-)组成的所述光电二极管机构114，当指纹反射回来的光线照射到该器件时，光电二极管机构114会将光信号转化成电信号，当TFT器件(T1)打开时，电流会被数据线探测，IC会处理所感测到的电荷量，不同位置所探测电荷量的大小不同，从而绘制出指纹的纹路，最终实现指纹识别的功能。

请参阅图2，在实施例中，所述子像素10包括：第二栅极绝缘层100、第三栅极层101、第二有源层102、第二源极层103、第二漏极层104、第三金属层105、发光层106、第二阴极107、第四绝缘层108、第五绝缘层109和第六绝缘层1010；所述第三栅极层101置于所述基板3上，所述第二栅极绝缘层100置于所述第三栅极层101上，所述第二有源层102置于所述第二栅极绝缘层100上，且所述第二有源层102位于所述第三栅极层101上方，所述第二源极层103和第二漏极层104分别置于所述第二有源层102两侧，所述第四绝缘层108置于所述第二栅极绝缘层100、第二有源层102、第二源极层103和第二漏极层104上；所述第五绝缘层109置于所述第四绝缘层108上，所述第三金属层105置于所述第五绝缘层109上，且所述第三金属层105通过第五通孔与所述第二源极层103或第二漏极层104连接，所述第六绝缘层1010置于所述第五绝缘和第三金属层105上，且所述第六绝缘层1010上还设置有以所述第三金属层105为底的第六通孔，所述发光层106置于所述第六通孔内，所述发光层106与所述第三金属层105连接，所述第二阴极107置于所述第六绝缘层1010和发光层106上。需要说明的是，所述第四绝缘层108为IP绝缘层，所述第五绝缘层109为OP绝缘层，所述第六绝缘层1010为PDL绝缘层，所述第三金属层105为AN金属层；且所述第五通孔是通过曝光显影第四绝缘层108和第五绝缘层109制得，所述第五通孔以所述第二源极层103或所述第二漏极层104为底；所述第六通孔是通过曝光显影第六绝缘层1010制得，所述第六通孔以所述第三金属层105为底。

还需要说明的是，在制作过程中，所述子像素10和指纹识别传感器11是一同制作的，即，所述第一栅极层110、第二栅极层111以及第三栅极层101是一同沉积于所述基板3上的；所述第一栅极绝缘层112和第二栅极绝缘层100是通过整面平铺栅极绝缘层，而后通过曝光显影制得的；同理其他膜层也是通过此方式进行制作。

请参阅图1至图2，在某些实施例中，还包括：第一PS层1113；所述第一PS层1113向上隆起，且所述第一PS层1113置于所述第三绝缘层1110上表面的一侧，所述第一阴极1112覆盖于所述第一PS层1113和第三绝缘层1110上。需要说明的是，所述玻璃盖板由所述第一PS层1113顶起，所述透明粘合层2置于所述玻璃盖板与所述第一阴极1112之间；所述透明粘合层2用于透光和粘合，使光线可以通过透明粘合层2射入至下层的光电二极管机构114上，同时使所述盖板玻璃4与所述第一阴极1112粘黏与一体。同理，在所述子像素10上同样包括：第二PS层1011；所述第二PS层1011向上隆起，且所述第二PS层1011置于所述第六绝缘层1010上表面的一侧，所述第二阴极107覆盖于所述第二PS层1011和第六绝缘层1010上。即，所述玻璃盖板由所述第二PS层1011顶起，所述透明粘合层2置于所述玻璃盖板与所述第二阴极107之间；所述透明粘合层2用于透光和粘合，使光线可以通过透明粘合层2射入至下层的光电二极管机构114上，同时使所述盖板玻璃4与所述第二阴极107粘黏与一体；所述第一PS层1113和第二PS层1011均为支撑层，所述第一PS层1113和第二PS层1011用于支撑覆盖在显示屏上的玻璃盖板，将所述玻璃盖板举离阴极，仅使位于PS层上的阴极与玻璃盖板接触；阴极分为位于子像素上的第二阴极和位于指纹识别传感器上的第一阴极；PS层分为位于子像素上的第二PS层和位于指纹识别传感器上的第一PS层。需要进一步说明的是，所述第一绝缘层118和第二绝缘层119也可以为透明材质。

请参与图3，在本实施例中，所述像素单元包括：三个所述子像素10和一个所述指纹识别传感器11；三个所述子像素10和一个所述指纹识别传感器11成“田”字型排列。还需要说明的是，在本实施例中，三个所述子像素10分别为R、G、B。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种屏内指纹显示屏，其特征在于，包括：像素单元、透明粘合层、基板和盖板玻璃；所述像素单元为多个，且多个所述像素单元阵列排布于所述基板上，所述透明粘合层置于阵列排布的像素单元上，所述盖板玻璃置于所述透明粘合层上；

所述像素单元包括：多个子像素和至少一个指纹识别传感器：所述指纹识别传感器包括：第一栅极层、第二栅极层、第一栅极绝缘层、第一有源层、光电二极管机构、第一源极层、第一漏极层、第一金属层、第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第二金属层和第一阴极；

所述第一栅极层和第二栅极层置于所述基板上，所述第一栅极绝缘层置于所述第一栅极层和所述第二栅极层上；所述第一有源层置于所述第一栅极绝缘层上，且所述第一有源层位于所述第一栅极层的上方；所述第一源极层和第一漏极层分别置于所述第一有源层两侧，且所述第一源极层和第一漏极层均与所述第一有源层搭接；所述第一源极层或第一漏极层远离所述第一有源层的一端置于所述第二栅极层上方；所述光电二极管机构位于所述第二栅极层上方的第一源极层或第一漏极层上；所述第一金属层位于所述第二栅极层上方，且所述第一金属层通过第一栅极绝缘层上的第一通孔与所述第二栅极层连接；

所述第一绝缘层覆盖在所述第一栅极绝缘层、第一金属层、光电二极管机构、第一源极层、第一漏极层和第一有源层上；所述第二绝缘层位于所述第一绝缘层上；所述第二金属层位于所述第二绝缘层上，且所述第二金属层通过第二通孔和第三通孔连接所述光电二极管机构和所述第一金属层；所述第三绝缘层覆盖于所述第二绝缘层和第二金属层上；所述第一阴极位于所述第三绝缘层上，所述第一阴极通过第四通孔与所述第二绝缘层连接。

2.根据权利要求1所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，所述子像素包括：第二栅极绝缘层、第三栅极层、第二有源层、第二源极层、第二漏极层、第三金属层、发光层、第二阴极、第四绝缘层、第五绝缘层和第六绝缘层；

所述第三栅极层置于所述基板上，所述第二栅极绝缘层置于所述第三栅极层上，所述第二有源层置于所述第二栅极绝缘层上，且所述第二有源层位于所述第三栅极层上方，所述第二源极层和第二漏极层分别置于所述第二有源层两侧，所述第四绝缘层置于所述第二栅极绝缘层、第二有源层、第二源极层和第二漏极层上；

所述第五绝缘层置于所述第四绝缘层上，所述第三金属层置于所述第五绝缘层上，且所述第三金属层通过第五通孔与所述第二源极层或第二漏极层连接，所述第六绝缘层置于所述第五绝缘和第三金属层上，且所述第六绝缘层上还设置有以所述第三金属层为底的第六通孔，所述发光层置于所述第六通孔内，所述发光层与所述第三金属层连接，所述第二阴极置于所述第六绝缘层和发光层上。

3.根据权利要求2所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，所述第一有源层为IGZO有源层，所述第二有源层为IGZO有源层。

4.根据权利要求1所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，还包括：第一PS层；所述第一PS层置于所述第三绝缘层上表面的一侧，所述第一阴极覆盖于所述第一PS层和第三绝缘层上。

5.根据权利要求2所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，还包括：第二PS层；所述第二PS层置于所述第六绝缘层上表面的一侧，所述第二阴极覆盖于所述第二PS层和第六绝缘层上。

6.根据权利要求1所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，所述像素单元包括：三个所述子像素和一个所述指纹识别传感器；三个所述子像素和一个所述指纹识别传感成“田”字型排列。

7.根据权利要求6所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，三个所述子像素分别为R、G、B。

8.根据权利要求1所述一种屏内指纹显示屏，其特征在于，所述指纹识别传感器为光学传感器。

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