一种显示基板及其驱动方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其驱动方法、显示装置。

背景技术：

显示面板中集成光学指纹识别单元是未来的发展方向。光学指纹识别单元一般包括光电二极管。

目前集成有光电二极管的显示面板的指纹识别原理如下：当手指触摸显示面板时，显示面板的发出的光线经过手指反射后进入光电二极管，光电二极管接收被手指反射的光线，并将其转换成电信号，通过对该电信号进行处理从而实现指纹识别。但是，发光单元发出的一部分光线会经膜层内部反射后，直接进入光电二极管；该部分光线称为杂散光，对光电二极管会造成极大干扰，从而大幅降低指纹识别精度。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种显示基板及其驱动方法、显示装置，该显示基板能够减少杂散光进入显示基板内的光电二极管，从而提高指纹识别精度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供了一种显示基板及其驱动方法、显示装置，该显示基板包括：衬底以及位于所述衬底上的多个子像素，所述子像素包括至少一个指纹识别单元；

所述指纹识别单元包括沿第一方向依次并排设置的第一电极、光电二极管和第二电极；所述第一方向与所述衬底平行；

其中，所述光电二极管包括沿所述第一方向依次并排设置的第一掺杂部、本征部和第二掺杂部；所述第一掺杂部和所述第二掺杂部分别与所述本征部相连；所述第一掺杂部的极性和所述第二掺杂部的极性相反；

所述第一电极和所述第二电极分别至少部分覆盖所述第一掺杂部和所述第二掺杂部的表面。

可选的，所述光电二极管中，所述第一掺杂部和所述第二掺杂部的表面均分别包括第一侧面、相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面分别与所述第一侧面相连，所述第一掺杂部的所述第二表面位于所述第一掺杂部远离所述衬底的一侧，所述第二掺杂部的所述第二表面位于所述第二掺杂部远离所述衬底的一侧；

所述第一电极覆盖所述第一掺杂部的第一侧面和所述第二表面；所述第二电极覆盖所述第二掺杂部的所述第一侧面和所述第二表面。

可选的，所述子像素还包括阳极；

所述第一电极、所述第二电极和所述阳极同层设置。

可选的，所述显示基板还包括控制单元，用于控制所述光电二极管的打开或关闭；

所述子像素还包括同层设置的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；

所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管均分别包括有源层、栅极、源极和漏极；

其中，所述第一电极与所述第一薄膜晶体管的漏极电连接，所述第二电极与所述控制单元电连接，所述阳极与所述第二薄膜晶体管的源极电连接。

可选的，所述子像素还包括压电单元，所述压电单元用于在手指按压下产生压电信号；

所述压电单元包括层叠设置的第三电极、压电部和第四电极；所述第三电极位于所述压电部中远离所述衬底的一侧，所述第四电极位于所述压电部中靠近所述衬底的一侧；

所述控制单元还用于在所述压电信号的控制下，打开所述光电二极管；

其中，所述第三电极和所述第四电极分别与所述控制单元电连接。

可选的，所述第一薄膜晶体管的漏极还用作所述第四电极；

所述第三电极、所述第一电极、所述第二电极和所述阳极同层设置；

所述第一薄膜晶体管的源极与所述控制单元电连接。

可选的，所述显示基板还包括显示区和非显示区；其中，多个所述子像素均位于所述显示区；所述控制单元位于所述非显示区；

所述子像素还包括发光区和非发光区，所述发光区与所述非发光区相连；其中，所述指纹识别单元、所述压电单元和所述第一薄膜晶体管均位于所述非发光区，所述第一薄膜晶体管、所述阳极均位于所述发光区。

另一方面，提供了一种显示装置，包括上述的显示基板。

再一方面，提供了一种显示基板的驱动方法，所述显示基板包括控制单元；

所述驱动方法包括：

所述控制单元向所述显示基板的光电二极管输入打开信号；

所述光电二极管接收被手指反射的光线，并产生指纹信号；

所述控制单元接收所述指纹信号，并向所述光电二极管输入关闭信号，以关闭所述光电二极管。

可选的，所述显示基板还包括压电单元；

所述控制单元向所述显示基板的光电二极管输入打开信号包括：

所述压电单元接收手指按压，并产生压电信号；

所述控制单元接收并判断所述压电信号，若所述压电信号的电压大于预设电压，则向所述显示基板的所述光电二极管输入打开信号。

本发明的实施例提供了一种显示基板及其驱动方法、显示装置，该显示基板包括：衬底以及位于衬底上的多个子像素，子像素包括至少一个指纹识别单元；指纹识别单元包括沿第一方向依次并排设置的第一电极、光电二极管和第二电极；第一方向与衬底平行；其中，光电二极管包括沿第一方向依次并排设置的第一掺杂部、本征部和第二掺杂部；第一掺杂部和第二掺杂部分别与本征部相连；第一掺杂部的极性和第二掺杂部的极性相反；第一电极和第二电极分别至少部分覆盖第一掺杂部和第二掺杂部的表面。

这样，当杂散光射向光电二极管时，由于第一电极和第二电极分别至少部分覆盖第一掺杂部和第二掺杂部，而第一电极和第二电极能够阻挡杂散光，从而减少杂散光射入第一掺杂部和第二掺杂部，进而减小杂散光对光电二极管的干扰，提高指纹识别精度。同时，第一电极、光电二极管和第二电极沿第一方向依次并排设置，第一掺杂部、本征部和第二掺杂部沿第一方向依次并排设置，第一方向与衬底平行，那么，手指反射的光线能够直接射入光电二极管的本征部，不会被指纹识别单元中其它结构消耗，从而增加光射入量，进一步提高指纹识别精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光电二极管的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种显示基板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的实施例中，采用“第一”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，仅为了清楚描述本发明实施例的技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明的实施例中，“多个”的含义是两个或两个以上，“至少一个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施例中，术语“左”、“右”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

本发明实施例提供了一种显示基板，参考图1所示，该显示基板包括衬底34以及位于衬底34上的多个子像素，子像素包括至少一个指纹识别单元4；指纹识别单元4包括沿第一方向依次并排设置的第一电极41、光电二极管3和第二电极42；第一方向与衬底34平行；其中，光电二极管3包括沿第一方向依次并排设置的第一掺杂部31、本征部32第二掺杂部33；第一掺杂部31和第二掺杂部33分别与本征部32相连；第一掺杂部31的极性和第二掺杂部33的极性相反；第一电极41和第二电极42分别至少部分覆盖第一掺杂部31和第二掺杂部32的表面。

上述子像素包括至少一个指纹识别单元是指：子像素可以仅包括一个指纹识别单元，或者，也可以包括多个指纹识别单元，具体可以根据实际情况确定。

上述第一电极和第二电极能够阻挡杂散光射入第一掺杂部和第二掺杂部。该阻挡方式可以包括吸收光线的方式，此时第一电极和第二电极的材料可以包括吸光材料；或者，该阻挡方式可以为反射光线的方式，此时第一电极和第二电极的材料可以包括反光材料，例如：金属。

上述并排设置的第一电极、光电二极管和第二电极中，对于第一电极和第二电极的具体设置位置不做限定。示例的，参考图1所示，第一电极41可以位于光电二极管3的左侧、第二电极42可以位于光电二极管3的右侧。或者，第一电极可以位于光电二极管的右侧、第二电极可以位于光电二极管的左侧。

上述第一掺杂部的极性和第二掺杂部的极性相反。示例的，第一掺杂部的极性为正极性，第一掺杂部的材料包括p型杂质，例如：b2h6杂质，第二掺杂部的极性为负极性，第二掺杂部的材料包括n型杂质，例如：ph3杂质。或者，第一掺杂部的极性为负极性，第一掺杂部的材料包括n型杂质，例如：ph3杂质，第二掺杂部的极性为正极性，第二掺杂部的材料包括p型杂质，例如：b2h6杂质。

上述并排设置的第一掺杂部、本征部和第二掺杂部中，对于第一掺杂部和第二掺杂部的具体设置位置不做限定。示例的，参考图1所示，第一掺杂部31可以位于本征部32的左侧、第二掺杂部33可以位于本征部32的右侧。或者，第一掺杂部可以位于本征部的右侧、第二掺杂部可以位于本征部的左侧。

上述光电二极管中，第一掺杂部和第二掺杂部的表面分别指第一掺杂部和第二掺杂部除与本征部相连的表面以外的其他表面。上述第一电极和第二电极分别至少部分覆盖第一掺杂和第二掺杂部的表面是指：第一电极和第二电极可以分别仅部分覆盖第一掺杂部和第二掺杂部的表面，或者，全部覆盖第一掺杂部和第二掺杂部的表面。

该子像素可以是红色子像素、绿色子像素或者蓝色子像素中的任一种。显示基板可以同时包括红色子像素、绿色子像素或者蓝色子像素三种子像素；当然，也可以仅包括一种子像素，例如：仅包括多个红色子像素，或者仅包括多个绿色子像素，或者仅包括多个蓝色子像素。具体可以根据实际要求确定。

上述显示基板可以是oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示基板，这里对显示基板的具体类型不做限定。

本发明的实施例提供了一种显示基板，该显示基板包括：衬底以及位于衬底上的多个子像素，子像素包括至少一个指纹识别单元；指纹识别单元包括沿第一方向依次并排设置的第一电极、光电二极管和第二电极；第一方向与衬底平行；其中，光电二极管包括沿第一方向依次并排设置的第一掺杂部、本征部和第二掺杂部；第一掺杂部和第二掺杂部分别与本征部相连；第一掺杂部的极性和第二掺杂部的极性相反；第一电极和第二电极分别至少部分覆盖第一掺杂部和第二掺杂部的表面。

这样，当杂散光射向光电二极管时，由于第一电极和第二电极分别至少部分覆盖第一掺杂部和第二掺杂部，而第一电极和第二电极能够阻挡杂散光，从而减少杂散光射入第一掺杂部和第二掺杂部，进而减小杂散光对光电二极管的干扰，提高指纹识别精度。示例的，以图1所示经阴极反射形成的杂散光为例进行说明。参考图1所示，发光单元中有机功能层16发出的光线r1射向阴极40，经由阴极40反射形成杂散光r2，杂散光r2射向光电二极管3。由于第一电极和第二电极至少部分覆盖第一掺杂部和第二掺杂部，第一电极和第二电极能够阻挡杂散光，从而减少杂散光射入第一掺杂部和第二掺杂部，减小杂散光对光电二极管的干扰，进而提高指纹识别精度。

另外，相关技术中，指纹识别单元的光电二极管和位于光电二极管上下两侧的电极竖向设置，同时光电二极管中第一掺杂部、本征部、第二掺杂部依次竖向设置，那么，经由手指反射的光线射向光电二极管时，本征部上方的电极和第一掺杂部会大幅消耗光线，从而减少射入本征部的光线数量，进而降低了指纹识别精度。而本发明实施例提供的显示基板中，以图1所示的显示基板为例进行说明，参考图1所示，第一电极41、光电二极管3和第二电极42沿第一方向依次并排设置(如图1所示的横向设置)，第一掺杂部31、本征部32和第二掺杂部33沿第一方向依次并排设置(如即图1所示的横向设置)，第一方向与衬底34平行。那么，发光单元中有机功能层16发出的光线l1射向手指50，经手指50反射形成光线l2，光线l2能够直接射入光电二极管3的本征部32，不会被指纹识别单元中其它结构消耗，从而增加光射入量，进一步提高指纹识别精度。

可选的，光电二极管中，第一掺杂部和第二掺杂部的表面均分别包括第一侧面、相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分别与第一侧面相连，第一掺杂部的第二表面位于第一掺杂部远离衬底的一侧，第二掺杂部的第二表面位于第二掺杂部远离衬底的一侧；第一电极覆盖第一掺杂部的第一侧面和第二表面；第二电极覆盖第二掺杂部的第一侧面和第二表面。

上述光电二极管中，第一掺杂部和第二掺杂部的表面分别指第一掺杂部和第二掺杂部除与本征部相连的表面以外的其他表面。第一侧面是指第一掺杂部和第二掺杂部除与本征部相连的表面以外的其它侧面。示例的，参考图2所示，第一掺杂部31包括第一侧面、相对的第一表面e1f1h1g1和第二表面a1b1d1c1，其中，第一侧面包括面a1e1g1c1、面a1b1f1e1和面c1d1h1g1。第二掺杂部33包括第一侧面、相对的第一表面e2f2h2g2和第二表面a2b2d2c2，其中，第一侧面包括面b2d2h2f2、面a2b2f2e2和面c2d2h2g2。

结合图1和图2，第一电极41覆盖第一侧面，即覆盖面a1e1g1c1、面a1b1f1e1和面c1d1h1g1；第一电极41还覆盖第二表面a1b1d1c1。第二电极42覆盖第一侧面，即覆盖面b2d2h2f2、面a2b2f2e2和面c2d2h2g2；第二电极42还覆盖第二表面a2b2d2c2。

这里对于第一电极和第二电极的形状不做限定。示例的，第一电极和第二电极沿垂直于衬底方向的截面形状可以为矩形、梯形等。图1是以第一电极和第二电极的沿垂直于衬底方向的截面形状均为梯形为例绘示。

这里，由于第一电极覆盖第一掺杂部的第一侧面和第二表面，第二电极覆盖第二掺杂部的第一侧面和第二表面，使得掺杂部中未与本征部相连的表面以外的其他表面均被电极覆盖，能够最大限度的减少杂散光进入光电二极管，进一步提高指纹识别精度。

可选的，为了减少构图次数，简化制作工艺，从而降低制作成本，参考图1所示，子像素还包括阳极15；第一电极41、第二电极42和阳极15同层设置。

上述阳极用于形成发光单元，其材料可以包括ito(indiumtinoxide，氧化铟锡)、金属、以及金属合金等。

上述同层设置是指采用一次构图工艺制作。一次构图工艺是指经过一次成膜和光刻形成所需要的层结构工艺。一次构图工艺包括成膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺。

可选的，显示基板还包括控制单元，用于控制光电二极管的打开或关闭；参考图1所示，子像素还包括同层设置的第一薄膜晶体管1和第二薄膜晶体管2；第一薄膜晶体管1和第二薄膜晶体管2均分别包括有源层、栅极、源极和漏极；其中，第一电极41与第一薄膜晶体管1的漏极14电连接，第二电极42与控制单元电连接，阳极15与第二薄膜晶体管2的源极23电连接。

第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管均分别包括有源层、栅极、源极和漏极是指：参考图1所示，第一薄膜晶体管1包括有源部11、栅极12、源极13和漏极14，第二薄膜晶体管2包括有源部21、栅极22、源极23和漏极24。第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同层设置是指：参考图1所示，有源部11和有源部21同层设置、栅极12和栅极22同层设置、源极13、漏极14和源极23、漏极24同层设置。其中，同层设置是指采用一次构图工艺制作。

根据电极的位置关系，上述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管可以分为两种类型：一类是栅极位于源极和漏极的下面，这类称之为底栅型薄膜晶体管；一类是栅极位于源极和漏极的上面，这类称之为顶栅型薄膜晶体管。图1是以第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管均为顶栅型薄膜晶体管为例说明的。

上述控制单元可以向光电二极管输入偏置电压信号，光电二极管在偏置电压信号的控制下打开或关闭。第一电极与第一薄膜晶体管的漏极电连接，光电二极管形成的电信号可以通过第一薄膜晶体管输出。阳极与第二薄膜晶体管的源极电连接，第二薄膜晶体管可以向阳极输入驱动电压。该控制方式简单易实现。

可选的，参考图3所示，子像素还包括压电单元6，压电单元6用于在手指按压下产生压电信号；压电单元6包括层叠设置的第三电极63、压电部62和第四电极61；第三电极63位于压电部62中远离衬底34的一侧，第四电极61位于压电部62中靠近衬底34的一侧；控制单元还用于在压电信号的控制下，打开光电二极管3；其中，第三电极63和第四电极61分别与控制单元电连接。

上述压电部的材料可以包括有机压电材料，例如：聚偏氟乙烯(pvdf)，当然，压电部的材料还可以为无机压电材料，例如：压电陶瓷。

上述光电二极管如果一直处于打开状态，必然功耗大。为了降低功耗，光电二极管不能一直处于工作状态，需要检测光电二极管工作的时间点。上述压电单元在手指按压下能产生压电信号，控制单元在该压电信号的控制下打开光电二极管，从而能够识别光电二极管工作的时间点，使其只有在需要工作的时间点打开，避免光电二极管一直处于工作状态，进而大幅降低功耗，延长使用寿命。

可选的，第一薄膜晶体管的漏极还用作第四电极；第三电极、第一电极、第二电极和阳极同层设置；第一薄膜晶体管的源极与控制单元电连接。

上述第三电极、第一电极、第二电极和阳极同层设置是指采用一次构图工艺制作，可以减少构图次数，降低制作成本。一次构图工艺是指经过一次成膜和光刻形成所需要的层结构工艺。一次构图工艺包括成膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺。

第一薄膜晶体管的漏极还用作第四电极是指，压电单元不再单独制作第四电极，而是直接使用第一薄膜晶体管的漏极作为压电单元的第四电极。

上述控制单元在压电信号的控制下打开光电二极管，压电单元和光电二极管不会同时工作。参考图3所示，第一电极41和第一薄膜晶体管1的漏极14连接，且漏极14还是压电单元6的第四电极61，同时，第一薄膜晶体管1的源极13与控制单元电连接，那么，可以经由第一薄膜晶体管1的源极13输出压电信号或指纹信号，压电单元4和光电二极管3共用了部分电路，从而能够简化电路结构。

可选的，显示基板还包括显示区和非显示区；其中，多个子像素均位于显示区；控制单元位于非显示区；子像素还包括发光区和非发光区，发光区与非发光区相连；其中，指纹识别单元、压电单元和第一薄膜晶体管均位于非发光区，第一薄膜晶体管、阳极均位于发光区。

上述显示基板的显示区(activearea，aa)是指用于实现显示的区域，非显示区是指显示区以外的区域，一般用于设置驱动电路等。显示区中，发光区(又称像素开口区)是指设置有发光单元的区域，参考图1所示，发光单元可以包括阳极(anode)15、有机发光功能层16和阴极(cathode)40，其中，有机发光功能层可以包括依次层叠设置在阳极之上的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。非发光区是指显示区中除发光区以外的区域，在该区域，可以设置像素界定层、栅线、数据线等。

上述显示基板中，指纹识别单元、压电单元和第一薄膜晶体管均位于非发光区，第一薄膜晶体管、阳极均位于发光区，这样一方面能够增大子像素的开口率，另一方面，避免指纹识别单元、压电单元和阳极相互影响。

需要说明的是，上述指纹识别单元也可以位于发光区，具体可以根据实际情况确定。

参考图1所示，子像素还可以包括位于衬底34之上依次层叠设置的缓冲层35、栅绝缘层36、绝缘层37、平坦层38、像素界定层39和封装层41。

本发明实施例又提供了一种显示装置，该显示装置包括上述显示基板。

该显示装置可以是柔性显示装置(又称柔性屏)，也可以是刚性显示装置(即不能折弯的显示装置)，这里不做限定。该显示装置可以是oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示装置，还可以是包括oled的电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。该显示装置具有显示效果好、寿命长、稳定性高、对比度高等优点。

本发明实施例还提供了一种显示基板的驱动方法，显示基板包括控制单元。

该驱动方法包括：

s01、控制单元向显示基板的光电二极管输入打开信号。

上述控制单元可以是单片机、arm(advancedriscmachines，高级精简指令集运算机器)或者fpga(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)等芯片，具体可以根据实际设计要求确定。

s02、光电二极管接收被手指反射的光线，并产生指纹信号。

s03、控制单元接收指纹信号，并向光电二极管输入关闭信号，以关闭光电二极管。

上述控制单元在接收到指纹信号后，控制光电二极管关闭，这样避免光电二极管一直处于打开状态，有利于节省功耗，延长光电二极管的使用寿命。

需要说明的是，在s03之后，上述驱动方法还可以包括：s04、处理并识别指纹信号，s04可以通过控制单元执行，当然还可以是过其它单元执行，这里不做限定。

可选的，显示基板还包括压电单元。上述s01、控制单元向显示基板的光电二极管输入打开信号包括：

s011、压电单元接收手指按压，并产生压电信号。

s012、控制单元接收并判断压电信号，若压电信号的电压大于预设电压，则向显示基板的光电二极管输入打开信号。

需要说明的是，根据手指按压的力度，可以将压电信号分为第一压电信号和第二压电信号，其中，第一压电信号是手指按压力度较大时压电单元产生的压电信号，第二压电信号是手指按压力度较小时压电单元产生的压电信号，第一压电信号的电压大于第二压电信号的电压。为了避免轻压引起频繁指纹识别，以降低功耗，仅在手指按压力度较大时，进行指纹识别。

若控制单元接收的压电信号的电压大于预设电压，则该压电信号属于第一压电信号，此时，控制单元向光电二极管输入打开信号。若控制单元接收的压电信号的电压小于或者等于预设电压，则该压电信号属于第二压电信号，此时，控制单元不向光电二极管输入打开信号。

本发明实施例中关于显示基板的结构说明可以参考上述实施例，这里不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。