本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種顯示基板及其驅(qū)動(dòng)方法、顯示裝置。

背景技術(shù)：

指紋是人體與生俱來(lái)、獨(dú)一無(wú)二且可與他人相區(qū)別的特征。它是由指端皮膚表面上的一系列脊和谷組成的，這些脊和谷的組成細(xì)節(jié)通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帳篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或雙旋等，決定了每個(gè)指紋團(tuán)的唯一性。由之發(fā)展起來(lái)的指紋識(shí)別技術(shù)是較早被作為個(gè)人身份驗(yàn)證的技術(shù)，根據(jù)指紋采集、輸入的方式不同，目前廣泛應(yīng)用并被熟知的有：光學(xué)成像、熱敏傳感器、人體紅外傳感器等。

在本發(fā)明中提供一種新型的具有指紋識(shí)別功能的顯示裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種具有指紋識(shí)別功能的顯示基板及其驅(qū)動(dòng)方法、顯示裝置。

解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種顯示基板，劃分為像素區(qū)和位于兩相鄰所述像素區(qū)之間的遮光區(qū)；所述顯示基板包括多個(gè)超聲波指紋傳感器；每個(gè)所述超聲波指紋傳感器均包括分設(shè)于兩相鄰的所述遮光區(qū)中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)；其中，

所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生超聲波信號(hào)；

所述接收結(jié)構(gòu)，用于接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將該超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，以確定指紋信息。

優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括：沿背離基底側(cè)依次設(shè)置的第一電極、第一壓電材料層、第二電極；

所述接收結(jié)構(gòu)包括：沿背離基底側(cè)依次設(shè)置的第三電極、第二壓電材料層、第四電極。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第一壓電材料層和所述第二壓電材料層為同層設(shè)置、材料相同。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第一電極和所述第三電極同層設(shè)置且材料相同；和/或，

所述第二電極和所述第四電極同層設(shè)置且材料相同。

優(yōu)選的是，所述顯示基板為彩膜基板；在所述遮光區(qū)中設(shè)置黑矩陣，在所述黑矩陣中設(shè)置有通孔，每個(gè)所述指紋識(shí)別傳感器中的所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和所述接收結(jié)構(gòu)，分設(shè)于兩相鄰的所述黑矩陣的通孔中。

優(yōu)選的是，所述顯示基板為陣列基板；在所述遮光區(qū)中設(shè)置有像素驅(qū)動(dòng)電路；每個(gè)所述指紋識(shí)別傳感器中的所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和所述接收結(jié)構(gòu)，分設(shè)于兩相鄰的所述像素驅(qū)動(dòng)電路上方。

優(yōu)選的是，所述顯示基板還包括：所述指紋檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述接收結(jié)構(gòu)所輸出的電信號(hào)，確定指紋信息。

解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種上述顯示基板的驅(qū)動(dòng)方法，包括：

指紋識(shí)別階段：給所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)施加驅(qū)動(dòng)電壓，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超聲波信號(hào)；通過(guò)所述接收結(jié)構(gòu)，接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將該超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，以確定指紋信息。

優(yōu)選的是，所述通過(guò)所述接收結(jié)構(gòu)，接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將該超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，以確定指紋信息時(shí)，不給所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)施加驅(qū)動(dòng)電壓。

解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種顯示裝置，其包括上述的顯示基板。

本發(fā)明具有如下有益效果：

由于，本發(fā)明中的超聲波指紋傳感器的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)均設(shè)置在遮光區(qū)，因此不會(huì)影響顯示基板的開口率；同時(shí)，每個(gè)超聲波指紋傳感器中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)分設(shè)于兩相鄰遮光區(qū)中，也即每個(gè)超聲波指紋傳感器中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)之間間隔一個(gè)像素區(qū)，因此盡可能避免驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)所發(fā)射的信號(hào)和接收結(jié)構(gòu)所接收的信號(hào)之間產(chǎn)生干擾，從而可以使得指紋識(shí)別的谷和脊更加清晰。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示基板的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示基板的接收結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示基板為彩膜基板的示意圖；

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示基板為陣列基板的示意圖。

其中附圖標(biāo)記為：10、基底；20、像素驅(qū)動(dòng)電路；11、第一電極；12、第二電極；13、第一壓電材料層；21、第三電極；22、第四電極；23、第二壓電材料層；tx、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；rx、接收結(jié)構(gòu)；r、紅色濾光片；g、綠色濾光片；b、藍(lán)色濾光片；bm、黑矩陣；q1、像素區(qū)；q2、遮光區(qū)。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種顯示基板，其劃分為像素區(qū)q1和位于兩相鄰像素區(qū)q1之間的遮光區(qū)q2，該顯示基板包括多個(gè)超聲波指紋傳感器；每個(gè)超聲波指紋傳感器包括分設(shè)于兩相鄰的遮光區(qū)q2中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx；其中，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx用于產(chǎn)生超聲波信號(hào)；接收結(jié)構(gòu)rx用于手指反射的超聲波信號(hào)，并將該超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，以確定指紋信息。

由于，本實(shí)施例中的超聲波指紋傳感器的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx均設(shè)置在遮光區(qū)q2，因此不會(huì)影響顯示基板的開口率；同時(shí)，每個(gè)超聲波指紋傳感器中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx分設(shè)于兩相鄰遮光區(qū)q2中，也即每個(gè)超聲波指紋傳感器中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx之間間隔一個(gè)像素區(qū)q1，因此盡可能避免驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx所發(fā)射的信號(hào)和接收結(jié)構(gòu)rx所接收的信號(hào)之間產(chǎn)生干擾，從而可以使得指紋識(shí)別的谷和脊更加清晰。

優(yōu)選的，如圖2和3所示，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx包括：沿背離所述基底10側(cè)依次設(shè)置的第一電極11、第一壓電材料層13、第二電極12；接收結(jié)構(gòu)rx包括：沿背離基底10側(cè)依次設(shè)置的第三電極21、第二壓電材料層23、第四電極22。

具體的，超聲波的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx都是“三明治結(jié)構(gòu)”，上下電極夾著一層壓電材料。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx中的第一電極11和第二電極12上的電壓發(fā)生改變，導(dǎo)致中間的第一壓電材料隨著電壓發(fā)生形變而產(chǎn)生超聲波；接收結(jié)構(gòu)rx的第四電極22接收手指反射回來(lái)的超聲波的能量導(dǎo)致第二壓電材料發(fā)生形變，從而導(dǎo)致第三電極21電壓上發(fā)生改變。其中，當(dāng)指紋按壓在顯示屏的時(shí)候，會(huì)在顯示屏在產(chǎn)生谷和脊的區(qū)別。由于谷中有空氣，空氣聲阻抗大于固體聲阻抗。當(dāng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx產(chǎn)生的超聲波到達(dá)谷(空氣)和脊(固體)的時(shí)候，谷部分對(duì)于超聲波的能量吸收較小，脊部分對(duì)超聲波的能量吸收較大。在手指反射回來(lái)的超聲波的被接收結(jié)構(gòu)rx接收，并且谷和脊發(fā)射回來(lái)的能量大小不同，由此可以確定指紋上的谷和脊的識(shí)別。

其中，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx中的第一壓電材料層13和接收結(jié)構(gòu)rx中的第二壓電材料層23為同層設(shè)置、材料相同。也就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電極第一壓電材料層13和接收結(jié)構(gòu)rx中的第二壓電材料層23可以在一次構(gòu)圖工藝中制備。進(jìn)一步的，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx的第一電極11層和接收結(jié)構(gòu)rx的第三電極21層同層設(shè)置且材料相同；驅(qū)動(dòng)電極第二電極12層和接收結(jié)構(gòu)rx的第四電極22層同層設(shè)置且材料相同。也就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx完全處于同一層，較現(xiàn)有結(jié)構(gòu)而言，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx可以更靠近觸控體(例如手指)，有利于將驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx所產(chǎn)生的超聲波到達(dá)手指，以提高觸控精度。

當(dāng)然，也可以僅將驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx的第一電極11和接收結(jié)構(gòu)rx的第三電極21同層設(shè)置且采用材料相同；或者將驅(qū)動(dòng)電極第二電極12和接收結(jié)構(gòu)rx的第四電極22同層設(shè)置且采用材料相同，同樣可以達(dá)到降低成本，提高產(chǎn)能的效果。

在此需要說(shuō)明的是，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx的第二電極12和接收結(jié)構(gòu)rx的第四電極22在工作時(shí)均接固定電位，而這二者所接的固定電位的大小可以相同，也可以不同。

當(dāng)然，在實(shí)施例中的顯示基板還可以包括指紋檢測(cè)模塊，其用于根據(jù)接收結(jié)構(gòu)rx的第三電極21所輸出的電信號(hào)，確定指紋信息。

如圖4所示，作為本實(shí)施例的第一種具體實(shí)現(xiàn)方式，本實(shí)施例中的顯示基板為彩膜基板。彩膜基板包括位于像素區(qū)q1中的彩色濾光片(例如紅色濾光片r、綠色濾光片g、藍(lán)色濾光片b)，位于遮光區(qū)q2中的黑矩陣bm。其中，在在所述黑矩陣bm中設(shè)置有通孔，每個(gè)所述指紋識(shí)別傳感器中的所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和所述接收結(jié)構(gòu)rx，分設(shè)于兩相鄰的所述黑矩陣bm的通孔中。

在上述實(shí)現(xiàn)方式中，在每個(gè)黑矩陣bm中間留出一部分區(qū)域(通孔)作為超聲波指紋傳感器的放置區(qū)域，分別將驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx放置在不同的位置，但是仍然是位于同一平面的。在此實(shí)現(xiàn)方式中，不需要增加額外的子像素，這樣更加節(jié)省了顯示區(qū)域空間。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx的材料是不透明的，能夠完成遮光的作用，防止外界的光對(duì)陣列基板中的薄膜晶體管造成漏電流。

如圖5所示，作為本實(shí)施例中第二種具體實(shí)現(xiàn)方式，本實(shí)施例中的顯示基板為陣列基板；在所述遮光區(qū)q2中設(shè)置有像素驅(qū)動(dòng)電路20；每個(gè)指紋識(shí)別傳感器中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx，分設(shè)于兩相鄰的像素驅(qū)動(dòng)電路20上方。由于驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx的材料是不透明的，能夠完成遮光的作用，防止外界的光對(duì)像素驅(qū)動(dòng)電路20中的薄膜晶體管造成漏電流。而且還可以省略與陣列基板相對(duì)設(shè)置的彩膜基板上的黑矩陣bm的設(shè)置。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例提供一種顯示基板的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示基板為實(shí)施例1中的任意一種顯示基板。該驅(qū)動(dòng)方法包括：指紋識(shí)別的過(guò)程和顯示的過(guò)程。

其中，指紋識(shí)別階段：給驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx施加驅(qū)動(dòng)電壓，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx產(chǎn)生超聲波信號(hào)，通過(guò)接收結(jié)構(gòu)rx，接收手指所反射的超聲波信號(hào)，并將該超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，以確定指紋信息。

當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，該顯示基板的驅(qū)動(dòng)方法，還包括顯示階段，逐行掃描顯示基板上的各行像素單元，以使各個(gè)像素單元顯示相應(yīng)的灰階。

其中，由于在超聲波傳感器的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx和接收結(jié)構(gòu)rx在同一層，并且距離比較近，可能會(huì)造成超聲波傳感器的發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)之間的干擾而導(dǎo)致指紋識(shí)別的谷和脊不夠清晰，所以在驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx的信號(hào)進(jìn)行了時(shí)序，使得在超聲波接收結(jié)構(gòu)rx收信號(hào)的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx并不發(fā)射信號(hào)，從而避免了兩者信號(hào)之間的干擾。例如驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx的第一壓電材料到指紋的距離為0.5mm，在玻璃中傳播速度假設(shè)5000m/s，用時(shí)序1ghz，則足夠驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx發(fā)射100個(gè)信號(hào)而使得接收結(jié)構(gòu)rx不受驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx的影響。以上的頻率只是舉例，在實(shí)際情況中的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)tx到手指的距離，時(shí)序頻率等要具體設(shè)定。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例提供了一種顯示裝置，其包括實(shí)施例1中的顯示基板。因此，本實(shí)施例的顯示裝置具有指紋識(shí)別功能。

其中，顯示裝置可以為液晶顯示裝置或者電致發(fā)光顯示裝置，例如液晶面板、電子紙、oled面板、手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。