TWI711953B - 陣列基板、顯示面板及顯示裝置 - Google Patents

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TWI711953B
TWI711953B TW107130442A TW107130442A TWI711953B TW I711953 B TWI711953 B TW I711953B TW 107130442 A TW107130442 A TW 107130442A TW 107130442 A TW107130442 A TW 107130442A TW I711953 B TWI711953 B TW I711953B
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Abstract

一種陣列基板，其包括基板；設置於基板上的複數掃描線、複數資料線、複數讀出線、複數子畫素以及指紋識別單元。任意相鄰的兩條掃描線與任意相鄰的兩條資料線絕緣交叉所圍成的區域定義一個子畫素。每一子畫素包括畫素電極以及第一電晶體，第一電晶體的汲極電性連接畫素電極，第一電晶體的源極電性連接資料線，第一電晶體的閘極電性連接掃描線。指紋識別單元至少設置於部分複數子畫素中，指紋識別單元包括光電二極體，讀出線與光電二極體電連接且用於讀取光電二極體產生的光感應訊號以實現指紋識別。還提供一種應用上述陣列基板的顯示面板以及應用該顯示面板的顯示裝置。

Description

陣列基板、顯示面板及顯示裝置
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種陣列基板、使用該陣列基板的顯示面板及顯示裝置。
指紋識別技術作為生物識別技術中的一種，具有普遍性、唯一性、安全性、可採集性、可接受性等特點。指紋識別是根據不同指紋具有不同紋理的特性，將不同指紋圖像之間的複數全域特徵和局部細節特徵進行對比，從而確定身份的一種認證技術。
先前智慧手機等電子消費品上使用的指紋識別方式，只有特定部分區域可以進行識別，識別面積較窄，很不方便。
本發明一方面提供一種陣列基板，其包括：基板；複數掃描線，設置於所述基板上且沿第一方向延伸； 複數資料線，設置於所述基板上且位於所述掃描線遠離所述基板的一側，且沿與所述第一方向交叉的第二方向延伸；複數子畫素，任意相鄰的兩條掃描線與任意相鄰的兩條資料線絕緣交叉所圍成的區域定義一個子畫素，每一子畫素包括畫素電極以及第一電晶體，所述第一電晶體的汲極電性連接所述畫素電極，所述第一電晶體的源極電性連接所述資料線，所述第一電晶體的閘極電性連接所述掃描線；所述陣列基板還包括：複數讀出線，設置於所述基板上且位於所述基板與所述掃描線之間；指紋識別單元，至少設置於部分所述複數子畫素中，所述指紋識別單元包括光電二極體，所述讀取線與所述光電二極體電連接且用於讀取所述光電二極體產生的光感應訊號以實現指紋識別。
本發明還提供一種應用上述陣列基板的顯示面板以及顯示裝置。
本發明提供的顯示面板，包括所述陣列基板、與所述陣列基板相對設置的彩色濾光基板以及夾設於所述彩色濾光基板與所述陣列基板之間的液晶層。
本發明提供的所述顯示裝置包括背光模組及顯示面板，該顯示面板包括所述陣列基板、與所述陣列基板相對設置的彩色濾光基板以及夾設於所述彩色濾光基板與所述陣列基板之間的液晶層，所述背光模組位於所述陣列基板遠離所述彩色濾光基板的一側。
本發明的陣列基板藉由將指紋識別單元至少設置於部分子畫素中，使得應用其的顯示面板及顯示裝置的指紋識別區域增加，使用方便。
100、200、300、400:顯示裝置
10:顯示面板
11:陣列基板
11a:延伸區域
12:液晶層
13:彩色濾光基板
101:顯示區
102:非顯示區
20:基板
21:第一導電層
22:第二導電層
23:第三導電層
24:第四導電層
25:第五導電層
26:薄膜電晶體陣列
31:掃描線
32:資料線
33:讀出線
34:控制線
35:連接線
SP:子畫素
Spa:第一色子畫素
Spb:第二色子畫素
Spc:第三色子畫素
Spd:第四色子畫素
41:畫素電極
42:第一電晶體
421:第一電晶體的閘極
422:第一電晶體的源極
423:第一電晶體的汲極
80:指紋識別單元
81:光電二極體
82:第二電晶體
100a、100b、100c、100d、100e:基本重複單元
30:指紋識別控制器
40:閘極驅動器
50:覆晶薄膜軟板
51:柔性電路板
52:控制晶片
60:背光模組
61:收容空間
70:紅外光模組
圖1為本發明第一實施例的顯示裝置的平面示意圖。
圖2為圖1所示的顯示裝置的局部剖面示意圖。
圖3為圖2所示的陣列基板的第一實施例的電路佈局示意圖。
圖4A為圖3所示的陣列基板的基本重複單元的第一實施例的示意圖。
圖4B為圖3所示的陣列基板的基本重複單元的第二實施例的示意圖。
圖4C為圖3所示的陣列基板的基本重複單元的第三實施例的示意圖。
圖4D為圖3所示的陣列基板的基本重複單元的第四實施例的示意圖。
圖4E為圖3所示的陣列基板的基本重複單元的第五實施例的示意圖。
圖5為圖3所示的陣列基板的剖面示意圖。
圖6為圖2所示的陣列基板的第二實施例的電路佈局示意圖。
圖7為本發明第二實施例的顯示裝置的平面示意圖。
圖8為圖7所示的顯示裝置的局部剖面示意圖。
圖9為本發明第三實施例的顯示裝置的平面示意圖。
圖10為圖9所示的顯示裝置的局部剖面示意圖。
圖11為本發明第四實施例的顯示裝置的平面示意圖。
圖12為圖11所示的顯示裝置的局部剖面示意圖。
請參閱圖1，其為本發明第一實施例的顯示裝置100的平面示意圖。顯示裝置100定義有顯示區101以及圍繞顯示區101的非顯示區102。顯示區101設置有複數掃描線31(如圖3和圖6所示)、複數資料線32(如圖3和圖6所示)、複數子畫素SP(如圖3和圖6所示)以及複數指紋識別單元80(如圖3和圖6所示)。非顯示區102設置有至少一閘極驅動器40、覆晶薄膜軟板50(chip on FPC，COF)以及指紋識別控制器30。
本實施例中，顯示裝置100包括兩個閘極驅動器40。兩個閘極驅動器40分別設置於非顯示區102的相對兩側處。覆晶薄膜軟板50以及指紋識別控制器30分別設置於非顯示區102的另相對兩側處。
請參閱圖2，其為圖1所示的顯示裝置100的剖面示意圖。該顯示裝置100還包括顯示面板10。顯示面板10包括陣列基板11、與陣列基板11相對設置的彩色濾光基板13以及夾設於彩色濾光基板13與陣列基板11之間的液晶層12。陣列基板11具有相對彩色濾光基板13超出的延伸區域11a。陣列基板11包括基板20以及位於基板20朝向彩色濾光基板13一側的薄膜電晶體陣列26。圖2對薄膜電晶體陣列26的結構進行了簡化，僅採用層狀結構示意性的示出。如圖3所示，薄膜電晶體陣列26包括複數第一電晶體42、複數第二電晶體82等等元件。基板20為透明基板，其材質可以為玻璃、透明塑膠等。
如圖2所示，覆晶薄膜軟板50包括柔性電路板51以及封裝於柔性電路板51上的控制晶片52。其中，柔性電路板51位於基板20上並位於延伸區域11a。柔性電路板51電性連接薄膜電晶體陣列26和顯示裝置100的主機板(圖未示)。控制晶片52位於柔性電路板51遠離基板20的表面上並藉由柔性電路 板51電性連接薄膜電晶體陣列26。本實施例中，該控制晶片52可以為顯示器驅動集成晶片(Display Driver Integrated Circuit，DDIC)，或者為觸控與顯示驅動器集成(Touch Display Driver Integration，TDDI)。
如圖2所示，該顯示裝置100還包括背光模組60和紅外線模組70。背光模組60位於陣列基板11遠離彩色濾光基板13的一側用於為顯示面板10提供背光。指紋識別控制器30位於基板20和背光模組60之間。背光模組60的表面凹陷形成收容空間61，紅外線模組70設置於收容空間61內。請參閱圖3，其為圖2所示的陣列基板11的第一實施例的電路佈局示意圖。複數掃描線31沿第一方向X延伸，複數資料線32沿與第一方向X交叉的第二方向Y延伸；任意相鄰的兩條掃描線31與任意相鄰的兩條資料線32絕緣交叉所圍成的區域定義一個子畫素SP。每一子畫素SP包括畫素電極41(如圖5所示)以及第一電晶體42。第一電晶體42的源極電性連接資料線32，第一電晶體42的閘極電性連接掃描線31。掃描線31用於控制第一電晶體42的開和關，從而將資料線32輸入的資料電壓藉由第一電晶體42向畫素電極41充電。
如圖3所示，該陣列基板11還包括沿第一方向X延伸的複數控制線34、沿第二方向Y延伸的複數讀出線33以及沿第二方向Y延伸的複數連接線35，每個指紋識別單元80位於任意相鄰的兩條控制線34與任意相鄰的兩條讀出線33絕緣交叉所圍成的區域內。指紋識別單元80包括光電二極體81以及第二電晶體82。光電二極體81的陰極接地，第二電晶體82的源極電性連接光電二極體81的陽極。第二電晶體82的閘極電性連接控制線34。指紋識別控制器30藉由連接線35電性連接控制線34，進而控制第二電晶體82的開和關。指 紋識別控制器30藉由讀出線33電性連接第二電晶體82的汲極，進而藉由讀出線33接收並處理光電二極體81產生的光感應訊號。
本實施例中，背光模組60和紅外光模組70至少其中之一為指紋識別單元80提供背光。當使用者的手指按壓該顯示裝置100時，不同的手指上脊和穀反射的光線強度不同，指紋識別單元80產生的光感應訊號強度不同，藉由檢測上述光感應訊號的強度變化，以對手指的脊和穀進行識別，從而實現指紋識別的功能。所述光感應訊號可以為光電流。
如圖3所示，本實施例中，指紋識別單元80至少設置於部分子畫素SP中，藉此可以在顯示區101實現指紋識別。相鄰的複數子畫素SP以及至少一個指紋識別單元80構成一個基本重複單元，複數基本重複單元成矩陣排佈。
如圖4A所示，複數基本重複單元100a成矩陣排佈，每個基本重複單元100a包括兩個第一色子畫素Spa、兩個第二色子畫素Spb、兩個第三色子畫素Spc以及一個指紋識別單元80。每一個基本重複單元100a的第一行依次排佈一個第一色子畫素Spa、一個第二色子畫素Spb以及一個第三色子畫素Spc。每一個基本重複單元100a的第二行依次排佈一個第一色子畫素Spa、一個第二色子畫素Spb以及一個第三色子畫素Spc。指紋識別單元80位於相鄰的兩個第三色子畫素Spc中。本實施例中，第一色子畫素Spa為紅色子畫素，第二色子畫素Spb為綠色子畫素，第三色子畫素Spc為藍色子畫素。
如圖4B所示，複數基本重複單元100b成矩陣排佈，每個基本重複單元100b包括兩個第一色子畫素Spa、兩個第二色子畫素Spb、兩個第三色子畫素Spc、兩個第四色子畫素Spd以及一個指紋識別單元80。每個基本重複 單元100b中的兩個第一色子畫素Spa、兩個第二色子畫素Spb、兩個第三色子畫素Spc、兩個第四色子畫素Spd成2×4矩陣排佈。其中，每一個基本重複單元100b的第一行依次排佈一個第一色子畫素Spa、一個第二色子畫素Spb、一個第三色子畫素Spc以及一個第四色子畫素Spd。每一個基本重複單元100b的第二行依次排佈一個第三色子畫素Spc、一個第一色子畫素Spa、一個第四色子畫素Spd、一個第一色子畫素Spa以及一個第二色子畫素Spb。每一個第四色子畫素Spd中靠近相鄰行的第二色子畫素Spb的位置設置有一個指紋識別單元80。本實施例中，第一色子畫素Spa為紅色子畫素，第二色子畫素Spb為綠色子畫素，第三色子畫素Spc為藍色子畫素，第四色子畫素Spd為白色子畫素。
如圖4C所示，複數基本重複單元100c成矩陣排佈。基本重複單元100c與基本重複單元100b的區別在於：指紋識別單元80的位置設置。基本重複單元100c中，指紋識別單元80設置於每一個第四色子畫素Spd中靠近相鄰列的第一色子畫素Spa的位置。
如圖4D所示，複數基本重複單元100d成矩陣排佈，每個基本重複單元100d包括四個第一色子畫素Spa、四個第二色子畫素Spb、四個第三色子畫素Spc、四個第四色子畫素Spd以及兩個指紋識別單元80。每個基本重複單元100d中的四個第一色子畫素Spa、四個第二色子畫素Spb、四個第三色子畫素Spc、四個第四色子畫素Spd成2×6矩陣排佈。其中，每一個基本重複單元100d的第一行依次排佈一個第一色子畫素Spa、一個第二色子畫素Spb、一個第三色子畫素Spc、一個第一色子畫素Spa、一個第二色子畫素Spb以及一個第四色子畫素Spd。每一個基本重複單元100d的第二行依次排佈一個第一色子畫素Spa、一個第二色子畫素Spb一個第四色子畫素Spd、一個第一色子畫素Spa、 一個第二色子畫素Spb以及一個第三色子畫素Spc。每一個第四色子畫素Spd中靠近相鄰列的第一色子畫素Spa的位置設置有一個指紋識別單元80。本實施例中，第一色子畫素Spa為紅色子畫素，第二色子畫素Spb為綠色子畫素，第三色子畫素Spc為藍色子畫素，第四色子畫素Spd為白色子畫素。
如圖4E所示，複數基本重複單元100e成矩陣排佈。基本重複單元100e與基本重複單元100d的區別在於：指紋識別單元80的位置設置。基本重複單元100e中，指紋識別單元80設置於每一個第四色子畫素Spd中靠近相鄰列的第一色子畫素Spa的位置。
請參閱圖5，其為圖3所示的陣列基板11的剖面示意圖。基板20上依次設置有第一導電層21、第二導電層22、第三導電層23、第四導電層24以及第五導電層25。對應顯示區101，第一導電層21圖案化以形成複數讀出線33。第二導電層22圖案化以形成第一電晶體42的閘極421以及複數掃描線31。第三導電層23圖案化以形成第一電晶體42的源極422和汲極423以及複數資料線32。第一電晶體42的汲極423藉由第四導電層24、第五導電層25電性連接至畫素電極41。本實施例中，第一電晶體42為頂柵型-雙閘極電晶體。對應非顯示區102，第四導電層24圖案化以形成複數連接線35，第五導電層25圖案化以形成複數控制線34。控制線34藉由連接線35電性連接至指紋識別控制器30。可選地，第四導電層24圖案化形成複數控制線34，第五導電層25圖案化形成複數連接線35，即複數控制線34與複數連接線35位於不同的導電層。
請參閱圖6，其為圖2所示的陣列基板11的第二實施例的電路佈局示意圖，其與圖3所示的陣列基板11的第一實施例的電路佈局區別在於：本實施例中，第二電晶體82的閘極電性其鄰近的掃描線31，複數控制線34以及 複數連接線35被省略。掃描線31分時控制第一電晶體42的開和關和第二電晶體82的開和關。在顯示時段，掃描線31控制電性連接其的第一電晶體42的打開與關閉；在指紋感測時段，掃描線31控制電性連接其的第二電晶體82的打開與關閉。
請結合參閱圖7和圖8，本發明第二實施例的顯示裝置200與第一實施例的顯示裝置100基本相同，區別在於：本發明第二實施例的顯示裝置200中，指紋識別控制器30集成於控制晶片52中。柔性電路板51位於基板20上並位於延伸區域11a。柔性電路板51電性連接薄膜電晶體陣列26和顯示裝置200的主機板(圖未示)。控制晶片52位於柔性電路板51遠離基板20的表面上並藉由柔性電路板51電性連接薄膜電晶體陣列26。即，顯示裝置200中，控制晶片52可為顯示器驅動集成晶片和指紋識別控制器30或者可以為觸控與顯示驅動器集成和指紋識別控制器30。
請結合參閱圖9和圖10，本發明第三實施例的顯示裝置300與第一實施例的顯示裝置100基本相同，區別在於：本發明第三實施例的顯示裝置300中，控制晶片52位於薄膜電晶體陣列26遠離基板20的一側並位於所述延伸區域11a，控制晶片52電性連接薄膜電晶體陣列26。柔性電路板51電性連接薄膜電晶體陣列26和顯示裝置300的主機板(圖未示)。
請結合參閱圖11和圖12，本發明第四實施例的顯示裝置400與第三實施例的顯示裝置300基本相同，區別在於：本發明第四實施例的顯示裝置400中，指紋識別控制器30集成於控制晶片52中。控制晶片52位於薄膜電晶體陣列26遠離基板20的一側並位於所述延伸區域11a，控制晶片52電性連接薄膜電晶體陣列26。柔性電路板51電性連接薄膜電晶體陣列26和顯示裝置400 的主機板(圖未示)。即，顯示裝置400中，控制晶片52可為顯示器驅動集成晶片和指紋識別控制器30或者可以為觸控與顯示驅動器集成和指紋識別控制器30。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。
11:陣列基板
101:顯示區
102:非顯示區
31:掃描線
32:資料線
33:讀出線
34:控制線
35:連接線
SP:子畫素
42:第一電晶體
80:指紋識別單元
81:光電二極體
82:第二電晶體
30:指紋識別控制器

Claims (8)

  1. 一種陣列基板，其包括：基板；複數掃描線，設置於所述基板上且沿第一方向延伸；複數資料線，設置於所述基板上且位於所述掃描線遠離所述基板的一側，且沿與所述第一方向交叉的第二方向延伸；複數子畫素，任意相鄰的兩條掃描線與任意相鄰的兩條資料線絕緣交叉所圍成的區域定義一個子畫素，每一子畫素包括畫素電極以及第一電晶體，所述第一電晶體的汲極電性連接所述畫素電極，所述第一電晶體的源極電性連接所述資料線，所述第一電晶體的閘極電性連接所述掃描線；其改良在於，所述陣列基板還包括：複數讀出線，設置於所述基板上且位於所述基板與所述掃描線之間；以及指紋識別單元，至少設置於部分所述複數子畫素中，所述指紋識別單元包括光電二極體，所述讀出線與所述光電二極體電連接且用於讀取所述光電二極體產生的光感應訊號以實現指紋識別；其中，所述陣列基板還包括沿所述第一方向延伸的複數控制線；所述指紋識別單元還包括第二電晶體，所述第二電晶體的源極電性連接所述光電二極體，所述第二電晶體的汲極電性連接所述讀出線，所述第二電晶體的閘極電性連接所述控制線；所述控制線用於控制所述第二電晶體的開和關。
  2. 如請求項1所述的陣列基板，其中，還包括沿所述第二方向延伸的複數連接線； 所述控制線藉由所述連接線電性連接所述指紋識別控制器。
  3. 如請求項2所述的陣列基板，其中，所述控制線、所述讀出線以及所述連接線分別由不同的導電層形成。
  4. 如請求項1所述的陣列基板，其中，所述複數子畫素包括紅色子畫素、綠色子畫素以及藍色子畫素，所述指紋識別單元位於所述藍色子畫素中。
  5. 如請求項1所述的陣列基板，其中，所述複數子畫素包括紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素及白色子畫素，所述指紋識別單元位於所述白色子畫素中。
  6. 一種顯示面板，包括陣列基板、與所述陣列基板相對設置的彩色濾光基板以及夾設於所述彩色濾光基板與所述陣列基板之間的液晶層，其中，所述陣列基板為請求項1至5中任一項所述的陣列基板。
  7. 一種顯示裝置，包括背光模組及顯示面板，該顯示面板包括陣列基板、與所述陣列基板相對設置的彩色濾光基板以及夾設於所述彩色濾光基板與所述陣列基板之間的液晶層，其中，所述陣列基板為請求項1至5中任一項所述的陣列基板，所述背光模組位於所述陣列基板遠離所述彩色濾光基板的一側。
  8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中，還包括紅外線模組，所述背光模組的表面凹陷形成收容空間，所述紅外線模組設置於所述收容空間內，所述背光模組和所述紅外光模組至少其中之一為所述指紋識別單元提供背光。
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