内嵌式面部识别显示面板及液晶显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示面板技术领域，尤其涉及一种内嵌式面部识别显示面板及液晶显示装置。

背景技术：

随着面部识别技术的发展，各大手机厂商均在布局面部识别。由于现有的人脸识别需要单独的面部识别传感器，而面部识别传感器需要占据一定空间，不利于全面屏设计。将面部识别功能嵌入到液晶面板中，因为有制造材料成本低，且更加利于做全面屏设计的优势，越来越受到面板制造公司的重视。已知的面部识别传感器设置方案是采用在屏幕顶部挖槽的方式，将面部识别传感器放在挖槽位置。

参考图1，现有显示面板架构示意图。现有显示面板分为显示区11和非显示区12，在非显示区12的一端设置显示芯片121，显示芯片121驱动显示面板正常工作。显示区11内设置有像素单元(Pixel)111，每一像素单元111由R子像素单元(Sub Pixel R)、G子像素单元(Sub Pixel G)和B子像素单元(Sub Pixel B)组成，所有像素单元111阵列分布在整个显示区11内。

现有通过在屏幕顶部挖槽将面部识别传感器放在挖槽位置的面部识别设置方式，其缺点是影响美观且不能做到真正的全面屏。同时屏幕挖槽设计的工艺难度大，影响屏幕生产良率良品率低，也增加了屏幕成本。再者额外的面部识别器件也增加了整机成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种内嵌式面部识别显示面板及液晶显示装置，可以进一步利于全面屏设计、提高屏幕生产良率、节省整机成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种内嵌式面部识别显示面板，包括显示区和非显示区；所述显示区内阵列分布有多个像素单元，每一像素单元由R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元和F子像素单元组成，所述F子像素单元设有面部识别模块用于采集面部图像；所述非显示区的一端设有显示芯片和面部识别芯片：所述显示芯片分别与所述R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元相连，用于驱动所述R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元进行面板显示；所述面部识别芯片与所述F子像素单元相连，用于驱动所述F子像素单元进行面部图像采集。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括本实用新型所述的内嵌式面部识别显示面板。

本实用新型的优点在于：

(1)显示面板的屏幕不用挖槽预留前置摄像头和面部识别器件的位置，提高屏幕生产良率；

(2)内嵌式面部识别设置方式更加利于全面屏设计，提高整机美观；

(3)无需额外的前置摄像头和面部识别器件，节省整机成本。

附图说明

图1，现有显示面板架构示意图；

图2，本实用新型所述的内嵌式面部识别显示面板架构示意图；

图3，本实用新型所述的内嵌式面部识别显示面板一实施例的剖面结构示意图；

图4，本实用新型所述的面板显示与面部识别方法一实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例，详细描述本实用新型的实施方式。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图2，本实用新型所述的内嵌式面部识别显示面板架构示意图。所述的内嵌式面部识别显示面板，包括显示区21和非显示区22。所述显示区21内阵列分布有多个像素单元211，每一像素单元211由R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元和F子像素单元组成，所述F子像素单元设有面部识别模块用于采集面部图像。所述非显示区22的一端设有显示芯片221和面部识别芯片222：所述显示芯片211分别与所述R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元相连，用于驱动所述R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元进行面板显示；所述面部识别芯片222与所述F子像素单元相连，用于驱动所述F子像素单元进行面部图像采集。

也即，将面部识别模块制作在额外的一个F子像素单元(sub pixel F)内，用于采集面部图像。这时每一像素单元(Pixel)由Sub Pixel R、Sub Pixel G、Sub Pixel B和sub pixel F组成，Pixel阵列分布在整个显示区。在非显示区的一端设置显示芯片和面部识别芯片，显示芯片驱动显示面板，面部识别芯片驱动面部识别模块。

可选的，显示芯片221和面部识别芯片222可以集成在同一芯片内。

具体的，阵列分布的多个像素单元211中，同一行的所有R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元和F子像素单元通过相应的薄膜晶体管(TFT)连接同一条扫描信号线(Gate)；同一行的每一R子像素单元分别连接一第一数据信号线Data1，并通过所述第一数据信号线Data1接入所述显示芯片221；同一行的每一G子像素单元分别连接一第二数据信号线Data2，并通过所述第二数据信号线Data2接入所述显示芯片221；同一行的每一B子像素单元分别连接一第三数据信号线Data3，并通过所述第三数据信号线Data3接入所述显示芯片221；同一行的每一F子像素单元连接一第四数据信号线Data4，并通过所述第四数据信号线Data4接入所述面部识别芯片222。也即，在内嵌式面部识别显示面板中，同一行的所有像素单元共用一条Gate线，每一R、G、B、F子像素单元都有自己独立的Data线。其中R、G、B子像素单元的Data线接入显示芯片，F子像素单元的Data线接入面部识别芯片。

阵列分布的多个像素单元211中，同一行的所有R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元和F子像素单元的薄膜晶体管在接入所述同一行的扫描信号线输出高电平时导通；所述显示芯片221，通过所有所述第一数据信号线Data1向所述同一行的相应R子像素单元输入对应行的显示电压、通过所有所述第二数据信号线向所述同一行的相应G子像素单元输入对应行的显示电压、通过所有所述第三数据信号线向所述同一行的相应B子像素单元输入对应行的显示电压；所述面部识别芯片222，通过所有所述第四数据信号线从所述同一行的相应F子像素单元读取对应行的面部图像信息。也即，Gate1～GateN依次输出高电平(6～12V)将对应行的像素单元的TFT打开，其余Gate线保持低电平(-9～-7V)对应行的像素单元的TFT关断，显示芯片通过接入对应行的R、G、B子像素单元的Data线送入对应行的显示电压，面部识别芯片通过接入对应行的F子像素单元的Data线读取对应行的面部图像信息。

参考图3，本实用新型所述的内嵌式面部识别显示面板一实施例的剖面结构示意图。所述的内嵌式面部识别显示面板的显示区包括相对设置的TFT阵列基板和CF基板；所述TFT阵列基板包括像素电极层，所有所述像素单元阵列分布于所述像素电极层上，每一所述像素单元的R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元和F子像素单元(如图中标号R、G、B、F所示)分别与一薄膜晶体管(TFT)相连。具体的，所述TFT阵列基板包括依次层叠设置的背光层310、TFT玻璃基板311、绝缘层312、栅极绝缘层(GI)313、漏极绝缘层(ILD)314、有机平坦层(PLN)315、公共电极层(COM ITO)316、触控绝缘层(IL)317、显示像素绝缘层(PV)318以及像素电极层319，所有像素单元阵列分布于所述像素电极层319上；所述CF基板包括CF玻璃基板321和形成在所述CF玻璃基板321上的黑色矩阵(BM)322。公共电极层316上沉积并图形化有第三金属层M3。所有薄膜晶体管制备于绝缘层312上，具体的，在绝缘层312上制备N型衬底(TFT的栅极)并覆盖栅极绝缘层313；在栅极绝缘层313沉积第一金属层M1和第一金属层M1，并图形化形成薄膜晶体管的源极和漏极；其中，薄膜晶体管的源极通过过孔与相应子像素单元相连，漏极用于与Data线连接；在所述绝缘层312上与所有薄膜晶体管相对应的位置设有金属遮光层3121。GI层，用于将M2和TFT的栅极隔开；ILD层，用于将M2和M1隔开；PLN层，平坦层较厚，用于把下层TFT形成的凹凸填平，以便于制作更上层的电路；IL层，用于将M3和Com ITO隔开，在M3需要和Com ITO连接的地方，IL层需打孔，使M3和Com ITO接触；PV层，用于将像素电极(Pixel ITO)和M3隔开。

每一F子像素单元上集成有CMOS感光元件或CCD感光元件，用于图像采集。F子像素单元上可以集成三色感光单元、单色感光单元或红外感光单元的其中之一。采用单色感光单元识别出来的图像是黑白图像，采用红外感光单元，则面部不需外部光源照射，可实现无光条件下(例如晚上)的面部识别。

以单色感光单元面部识别为例：进行面部识别时，面部39需要外部光源照射，如太阳光、室内的灯光等。以太阳光照射为例，面部反射的太阳光入射到F子像素单元上的感光单元上，感光单元做出响应，将反射光的强度信息转换成对应强度的电信号，面部识别芯片检测到每一个F子像素单元对应的电信号后，将其转换成一幅面部图片，进而实现面部图像采集。将采集的面部图像和预存储的面部图像进行比对，若相同则面部识别通过，若不相同则面部识别失败。设有面部识别模块的F子像素单元还可替代前置摄像头，用于拍照。

优选的，每一F子像素单元在所述TFT阵列基板31上的正投影下方设有第三金属层M3进行遮光，以避免背光层中的光线直接照射到F子像素单元，对面部识别造成干扰。

本实用新型提供的内嵌式面部识别显示面板，显示面板的屏幕不用挖槽预留前置摄像头和面部识别器件的位置，提高屏幕生产良率；内嵌式面部识别设置方式更加利于全面屏设计，提高整机美观；面部识别方式还可替代前置摄像头用于拍照，因而无需额外的前置摄像头和面部识别器件，节省整机成本。

本实用新型还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置的显示面板采用本实用新型上述的内嵌式面部识别显示面板。

本实用新型还提供了一种面板显示与面部识别方法，采用本实用新型所述的内嵌式面部识别显示面板。所述方法包括：显示面板的所有扫描信号线依次输出高电平，以打开对应行的所有R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元和F子像素单元相应的薄膜晶体管；显示芯片通过所有第一数据信号线向对应行的相应R子像素单元输入对应行的显示电压，通过所有第二数据信号线向对应行的相应G子像素单元输入对应行的显示电压，通过所有第三数据信号线向对应行的相应B子像素单元输入对应行的显示电压；面部识别芯片通过所有第四数据信号线从对应行的相应F子像素单元读取对应行的面部图像信息。

也即，Gate1～GateN(例如Gate1920)依次输出高电平(6～12V)将对应行的像素单元的TFT打开，其余Gate线保持低电平(-9～-7V)对应行的像素单元的TFT关断，显示芯片通过接入对应行的R、G、B子像素单元的Data线送入正确的显示电压，面部识别芯片通过接入对应行的F子像素单元的Data线读取正确的面部图像信息。

参考图4，本实用新型所述的面板显示与面部识别方法一实施例的流程图。所述方法包括如下步骤：S41：第一时刻，显示面板的第一条扫描信号线输出高电平将第一行的所有子像素单元相应的薄膜晶体管打开，显示芯片通过所有第一数据信号线、第二数据信号线、第三数据信号线分别向所述第一行的相应R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元输入第一行的显示电压，面部识别芯片通过所有第四数据信号线从所述第一行的相应F子像素单元读取第一行的面部图像信息；S42：第二时刻，显示面板的第二条扫描信号线输出高电平将第二行的所有子像素单元相应的薄膜晶体管打开，显示芯片通过所有第一数据信号线、第二数据信号线、第三数据信号线分别向所述第二行的相应R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元输入第二行的显示电压，面部识别芯片通过所有第四数据信号线从所述第二行的相应F子像素单元读取第二行的面部图像信息；S43：第三时刻，所述显示面板的第三条扫描信号线输出高电平将第三行的所有子像素单元相应的薄膜晶体管打开，所述显示芯片通过所有第一数据信号线、第二数据信号线、第三数据信号线分别向所述第三行的相应R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元输入第三行的显示电压，面部识别芯片通过所有第四数据信号线从所述第三行的相应F子像素单元读取第三行的面部图像信息；S44：依次类推，直至所述显示面板的最后一条扫描信号线输出高电平将最后一行的所有子像素单元相应的薄膜晶体管打开，所述显示芯片通过所有第一数据信号线、第二数据信号线、第三数据信号线分别向所述最后一行的相应R子像素单元、G子像素单元、B子像素单元输入最后一行的显示电压，面部识别芯片通过所有第四数据信号线从所述最后一行的相应F子像素单元读取最后一行的面部图像信息，之后跳转至步骤S41。

以下以N＝1920为例来说明本实用新型所述的面板显示与面部识别方法的具体工作流程：

1)第一时刻，Gate1输出高电平，将第一行的所有子像素单元对应的TFT打开，其它Gate2～Gate1920输出低电平，将其它行的子像素单元对应的TFT关闭；此时显示芯片通过R、G、B子像素单元的Data线送入第一行的显示电压，面部识别芯片通过F子像素单元的Data线读取第一行的面部图像信息；

2)第二时刻，Gate2输出高电平，将第二行的所有子像素单元对应的TFT打开，其它Gate1、Gate3～Gate1920输出低电平，将其它行的子像素单元对应的TFT关闭；此时显示芯片通过R、G、B子像素单元的Data线送入第二行的显示电压，面部识别芯片通过F子像素单元的Data线读取第二行的面部图像信息；

3)第三时刻，Gate3输出高电平，将第三行的所有子像素单元对应的TFT打开，其它Gate1-Gate2、Gate4～Gate1920输出低电平，将其它行的子像素单元对应的TFT关闭；此时显示芯片通过R、G、B子像素单元的Data线送入第三行的显示电压，面部识别芯片通过F子像素单元的Data线读取第三行的面部图像信息；

4)依次类推，直至Gate1920输出高电平，将第1920行的所有子像素单元对应的TFT打开，其它Gate1～Gate1919输出低电平，将其它行的子像素单元对应的TFT关闭；此时显示芯片通过R、G、B子像素单元的Data线送入第1920行的显示电压，面部识别芯片通过F子像素单元的Data线读取第1920行的面部图像信息；

5)跳转到第1步，如此循环第1步至第4步。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。