阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置，属于显示领域。阵列基板包括：多个像素单元、读取信号线、第一栅极信号线、第二栅极信号线、数据线和屏蔽信号线，每个像素单元包括三个子像素单元，每个子像素单元包括一个显示子单元，至少一个像素单元还包括一个掌纹识别子单元；屏蔽信号线与读取信号线平行，屏蔽信号线的一端接地另一端与第一栅极信号线的输入端相连；显示子单元与第一栅极信号线和数据线相连，掌纹识别单元与第二栅极信号线和读取信号线相连。本发明通过增加屏蔽信号线，降低了栅极信号线对读取信号线产生的干扰，避免读取信号线上产生寄生电容，提高了掌纹识别效果。
【专利说明】
阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，信息安全变得尤为重要。在现代生活中，为了方便使用，越来越多地用户会将银行卡信息、联系人信息、邮箱信息等信息存储在显示器中。为了更好地保护隐私，用户希望显示器在实现显示功能的同时，还具有身份识别功能。掌纹识别作为一项新兴的生物识别技术，因具有采样简单、图像信息丰富、不易伪造、受环境干扰小等优点，已广泛应用在显示器中。
[0003]然而，受限于显示器的体积、制备工艺等因素，用于开启像素单元中显示子单元的栅极信号线一直逐行进行扫描，当用于进行掌纹识别的读取信号线读取信号时，栅极信号线会对读取信号线产生影响，导致读取信号不稳定，产生寄生电容，从而极大地影响到掌纹识别效果。因此，如何降低栅极信号线对读取信号线的干扰，成为本领域技术人员较为关注的问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置。所述技术方案如下:
[0005]第一方面、提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括:多个像素单元、读取信号线、第一栅极信号线、第二栅极信号线、数据线和屏蔽信号线，每个像素单元包括三个子像素单元，每个子像素单元包括一个显示子单元，至少一个像素单元还包括一个掌纹识别子单元；
[0006]所述屏蔽信号线与所述读取信号线平行，所述屏蔽信号线的一端接地另一端与所述第一栅极信号线的输入端相连；
[0007]所述显示子单元与所述第一栅极信号线和所述数据线相连，所述掌纹识别单元与所述第二栅极信号线和所述读取信号线相连。
[0008]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述阵列基板还包括控制电源，所述控制电源与所述掌纹识别子单元相连。
[0009]结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述读取信号线的数量与所述掌纹识别子单元的数量相同。
[0010]结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，每个像素单元包括红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。
[0011]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的四种可能的实现方式中，所述掌纹识别子单元设置于所述像素单元的蓝色子像素单元中。
[0012]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述掌纹识别子单元包括:第一晶体管和第二晶体，所述第一晶体管为光敏晶体管；
[0013]所述第一晶体管的栅极和第一极与所述控制电源相连，所述第一晶体管的第二极与所述第二晶体管相连；
[0014]所述第二晶体管的栅极与所述第二栅极信号线相连，所述第二晶体管的第二极与所述读取信号线相连。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述显示子单元包括:第三晶体管和像素电极；
[0016]所述第三晶体管的栅极与所述第一栅极信号线相连，所述第三晶体管的第一极与所述数据线相连，所述第三晶体管的第二极与所述像素电极相连。
[0017]第二方面、提供了一种显示面板，所述显示面板包括上述第一方面所述的阵列基板。
[0018]第三方面、提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述第二方面所述的显示面板及与所述读取信号线相连的信号接收装置。
[0019]结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述信号接收装置包括至少两个放大器和一个差分器。
[0020]第四方面、提供了一种阵列基板的制备方法，所述方法用于制备上述第一方面所述的阵列基板，所述方法包括:
[0021]通过一次构图工艺在衬底基板上形成指定图形，所述指定图形包括第一金属层、源极金属层、有源层、漏极金属层及像素电极层；
[0022]在形成有所述指定图形上形成第二金属层图形；
[0023]其中，所述第一金属层为所述屏蔽信号线对应的膜层，所述第二金属层为所述读取信号线对应的膜层。
[0024]结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述阵列基板包括:
[0025]依次形成于所述衬底基板上的栅极金属层、栅极绝缘层、所述指定图形、第一绝缘层、所述第二金属层、第二绝缘层及触控电极层。
[0026]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0027]本发明通过增加屏蔽信号线，降低了栅极信号线对读取信号线产生的干扰，避免读取信号线上产生寄生电容，提高了掌纹识别效果。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0029]图1是本发明一个实施例提供的一种手掌掌纹的示意图；
[0030]图2是本发明另一个实施例提供的掌纹识别原理的示意图；
[0031]图3是本发明一个实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；
[0032]图4是本发明另一个实施例提供的现有阵列基板的膜层结构示意图；
[0033]图5是本发明另一个实施例提供的一种阵列基板的制备方法的流程图；
[0034]图6是本发明另一个实施例提供的阵列基板的膜层结构示意图。
[0035]附图标记为:31、第一栅极信号线;32、第二栅极信号线；33、显示子单元;34、掌纹识别子单元;35、数据线;36、读取信号线;37、屏蔽信号线;38、控制电源;39、信号接收装置；331、第三晶体管;332、像素电极;341、第一晶体管;342、第二晶体管;391、放大器;392、差分器；
[0036]41、衬底基板;42、栅极金属层;43、栅极绝缘层;412、第一金属层;45、源极金属层；46、有源层;47、漏极金属层;48、像素电极层;49、第一绝缘层;410、第二绝缘层;411、触控电极层;44、第二金属层。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0038]随着信息技术和网络技术的高速发展，信息安全显示出前所未有的重要性。生物识别技术以其特有的稳定性、唯一性和方便性，得到越来越广泛的应用。掌纹识别作为一种新型的生物识别技术，因具有采样简单、图像信息丰富、易于应用、不易伪造等优点受到国内外研究人员的广泛关注。
[0039]手掌的掌纹特征比较丰富，参见图1，可以包括主线、皱褶、乳突纹、细节点和三角点等等。主线为手掌上最强最粗的几条线，大多数手掌上有三条主线，分别称为生命线、感情线和智慧线;皱褶一般来说会比主线细、浅，并且皱褶的形状很不规律;乳突纹分布于整个手掌，与指纹一样可以作为特征值;三角点是乳突纹在手掌上形成的三角区域的中心点，这些三角区域位于指根的下面以及中指下方靠近手腕的位置。主线和皱褶是掌纹重要的特征，可以从低分辨率、较低质量图像中提取出来;三角点和细节点只有在高分辨率、高质量图像中提取出来。
[0040]掌纹识别原理为:基于光的折射和反射原理，当手掌按压具有掌纹识别功能的掌纹识别装置的显示屏幕时，内置光源照射到手掌掌纹上的谷线和脊线，由于谷线和脊线的折射大角度和反射回去的光线强度不同，将其投射到光敏晶体管上会产生不同强度的电流，通过后端的信号接收装置可以识别出谷线和脊线的位置。具体地，当手掌接触显示屏幕时，掌纹中的脊线更容易接触到显示屏幕，当内置光源照射到手掌掌纹中的脊线时，表面全反射被破坏，使得反射回去的光线变弱，当光源照射到手掌的谷线时，光线被全反射回来。[0041 ]参见图2，掌纹识别过程可分为两个阶段，第一阶段为注册阶段，第二阶段为识别阶段。
[0042]在注册阶段，当用户手掌按压显示屏幕时，掌纹识别装置获取用户的手掌按压信号，并根据用户的手掌按压信号，确定手掌按压区域，也即是手掌面积，从手掌按压区域内识别手掌的掌纹信息，该掌纹信息包括掌纹的谷和脊的信息，然后对识别的掌纹信息进行预处理，如将识别的掌纹信息由模拟信号转换为数字信号，再将数字信号进行放大处理等，之后经过预处理的掌纹信息中，提取手掌的掌纹特征，进而根据提取的掌纹特征，构建数据库。
[0043]在识别阶段，当待识别用户的手掌按压显示屏幕时，掌纹识别装置获取待识别用户的手掌按压信号，并根据手掌按压信号，确定待识别用户的手掌按压区域，也即是待识别用户的手掌面积，从手掌按压区域内识别手掌的掌纹信息，对该手掌掌纹进行预处理，然后从预处理后的手掌掌纹中，提取掌纹特征，将提取的掌纹特征与预先构建的数据库中存储的掌纹特征进行比对，得到识别结果。
[0044]基于上述图1所示的掌纹信息及图2所述的掌纹识别过程，为了避免第一栅极信号线对读取信号线产生的干扰，以读取提高掌纹识别精度，本发明实施例基于in cell自容产品提供了一种阵列基板，参见图3，该阵列基板包括:多个像素单元、读取信号线36、第一栅极信号线31、第二栅极信号线32、数据线35、屏蔽信号线37。
[0045]其中，每个像素单元包括三个子像素单元，每个子像素单元包括一个显示子单元33。出于不占用开口率等方面的考量，至少一个像素单元还包括一个掌纹识别子单元34，例如，可以在每个像素单元中设置一个掌纹识别子单元34，也可以间隔多个像素单元设置一个掌纹识别子单元34。
[0046]参见图3，显示在单元33与第一栅极信号线31和数据线35相连，用于在第一栅极信号线31的控制下开启或关闭显示子单元33，当显示子单元33开启时，数据线35输入数据信号。掌纹识别单元34与第二栅极信号线32和读取信号线36相连，用于在控制电压的控制下，对掌纹信号进行采集，并在第二栅极信号线32的控制下，将采集到的掌纹信号发送至读取信号线36。屏蔽信号线37与读取信号线36平行，且屏蔽信号线37设置于读取信号线37垂直纸面的后方。为了降低第一栅极信号线31对读取信号线36产生干扰，屏蔽信号线37的一端接地，另一端与第一栅极信号线31的输入端相连。采用该种设计方式，第一栅极信号线31的电压始终为0V，当第一栅极信号线逐行扫描子显示单元33时，第一栅极信号线31对读取信号线36的影响被屏蔽掉，使得读取的掌纹信号更准确。
[0047]参见图3，阵列基板还包括控制电源38，控制电源38与掌纹识别子单元34相连，用于为控制电压供电。由于读取信号线36用于通过第二栅极信号线32获取掌纹信号，因此，读取信号线36的数量应与掌纹识别子单元34的数量相同。
[0048]在本发明的另一个实施例中，每个像素单元包括红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。考虑到在红光、蓝光、绿光中，蓝光受外界环境影响较小，通常将掌纹识别子单元34设置于蓝色子像素单元中。
[0049]参见图3，掌纹识别子单元34包括第一晶体管341和第二晶体管342。其中，第一晶体管341为光敏晶体管，可将不同的光强转化为不同的电流，基于光敏晶体管的工作原理，当控制电压输入的电压不同时，第一晶体管341根据不同电流变化，可区分出掌纹中的谷线和脊线。第一晶体管341的栅极和第一极与控制电源38相连，第一晶体管的第二极与第二晶体管342相连;第二晶体管342的栅极与第二栅极信号线32相连。
[0050]参见图3，显示子单元33包括第三晶体管331和像素电极332。其中，第三晶体管331的栅极与第一栅极信号线31相连，第三晶体管331的第一极与数据线35相连，第三晶体管331的第二极与像素电极332相连。显示子单元33的像素电极332和公共电极构成一个电容，且该公共电极与公共电压端相连。
[0051]需要说明的是，本实施例中所涉及到的晶体管可以为P型晶体管，也可以为N型晶体管，在本发明的全部实施例中以晶体管为N型晶体管为例。对于本发明的所涉及的晶体管，第一极可以为源极，第二极可以为漏极，或者，第一极可以为漏极，第二极为源极，本实施例不对晶体管的第一极和第二极作具体的限定。
[0052]另外，本发明基于dualsource自容方式，第一栅极信号线31和第二栅极信号线32均可以采用dual source线。在掌纹识别阶段，触控电极线可以作为读取信号线;在触控阶段，读取信号线可以作为触控电极线使用。
[0053]本发明实施例提供的阵列基板，通过增加屏蔽信号线，降低了栅极信号线对读取信号线产生的干扰，避免读取信号线上产生寄生电容，提高了掌纹识别效果。
[0054]本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括上述图3所示的阵列基板。
[0055]本发明实施例提供的显示面板，通过增加屏蔽信号线，降低了栅极信号线对读取信号线产生的干扰，避免读取信号线上产生寄生电容，提高了掌纹识别效果。
[0056]本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中所述的显示面板。理论上，只要阵列基板的第一晶体管341足够灵敏，就可以分辨出掌纹中的谷线和脊线的绝对位置，但是在实际应用中，谷线产生的电流和脊线产生的电流大小很难区分，为了提高识别精度，显示装置还包括一个与读取信号线36相连的信号接收装置39。
[0057]该信号接收装置39包括至少两个放大器391和一个差分器392。每个放大器391的输入端连接一根读取信号线36，输出端连接差分器392，用于将读取信号线36读取的掌纹信号放大后输入到差分器392;差分器392用于将输出与其相连的至少两个放大器391的差值信号。通过选择相应地读取信号线进行闭合接入放大器，再经差分放大器处理后可输出谷脊差异。例如，当将相邻两个掌纹识别子单元34对应的读取信号线36分别接入到两个放大器391后，通过差分器392进行比较，可以得到相邻的两个掌纹识别子单元之间的漏电流之间的差异，进而确定出谷线和脊线之间的相位位置。优选地，当将一任一掌纹识别子单元对应的读取信号线和周围多个掌纹识别子单元对应的读取信号线连接到放大器391后，可以比较出该掌纹识别子单元和周围的所有掌纹识别子单元之间的漏电流差异。
[0058]在实际应用中，该显示装置可以为智能手机、平板电脑、智能电视、台式电脑、数码相框机导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0059]本发明实施例提供的显示装置，通过增加屏蔽信号线，降低了栅极信号线对读取信号线产生的干扰，避免读取信号线上产生寄生电容，提高了掌纹识别效果。
[0060]参见图4，其示出了现有阵列基板的膜层结构示意图，由图4可知，用作读取信号线36的第二金属层44与源极金属层45、漏极金属层47同层设置，且第二金属层44直接设置于栅极金属层42之上，当设置于栅极金属层中的第一栅极信号线31扫描显示子单元时，必然会对读取信号线36产生干扰。为了解决这一问题，参见图5，本发明实施例提供了一种阵列基板的制备方法，图5所形成的膜层结构可参见图6，图6为所示的剖面图为沿着图3中的AA'切割得到的，本实施例提供的方法流程包括:
[0061]501、在衬底基板上形成栅极金属层。
[0062]5011、使用标准方法清洗衬底基板。
[0063]5012、采用sputter(派射)设备在衬底基板41上沉积栅极金属层薄膜。
[0064]其中，栅极金属层薄膜可以为由Al、Cr、W、T1、Ta、Mo、Cu等金属或Al、Cr、W、T1、Ta、Mo、Cu等至少两种金属构成的金属薄膜，还可以为由多个金属层薄膜构成的复合层薄膜，且该栅极金属层薄膜的厚度范围为200?lOOOnm。
[0065]5013、采用构图工艺在衬底基板41上形成栅极金属层42。
[0066]通过光刻工艺在衬底基板41上定义出栅极金属层的图形，对该衬底基板进行湿亥IJ，剥离光刻胶，在衬底基板41上形成栅极金属层，该栅极金属层42包括第一栅极信号线31和第二栅极信号线32。
[0067]502、在完成步骤501的衬底基板上形成栅极绝缘层。
[0068]米用PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposit1n，等离子体增强化学气相沉积法)设备在栅极金属层图形42上沉积一层栅极绝缘薄膜，该薄膜可以为Si02、Si3N4、S1xNy等构成的单层薄膜或多层薄膜，且该薄膜的厚度为5nm?300nm，通过构图工艺形成栅极绝缘层42。
[0069]503、通过一次构图工艺在完成步骤503的衬底基板上形成指定图形，该指定图形包括第一金属层、源极金属层、有源层、漏极金属层及像素电极层。
[0070]采用一次构图工艺，依次在完成步骤503的衬底基板41上形成第一金属层44、源极金属层45、有源层46、漏极金属层47及像素电极层48。其中，第一金属层412、源极金属层45、漏极金属层47的制作材料相同，且第一金属层412对应于屏蔽信号线37。
[0071 ] 504、在完成步骤503的衬底基板上形成第一绝缘层。
[0072]采用PECVD设备在完成步骤503的衬底基板41上沉积无机材料膜层，通过光刻工艺定义出第一绝缘层图形，经过干刻，剥离光刻胶，在衬底基板上形成第一绝缘层图形49。
[0073]505、在完成步骤504的衬底基板上形成第二金属层。
[0074]在掌纹识别阶段，第二金属层44对应于读取信号线36;在触控阶段，第二金属层44对应于触控电极线。
[0075]506、在完成步骤505的衬底基板上形成第二绝缘层。
[0076]采用PECVD设备在衬底基板41上沉积无机材料薄膜层，光刻定义出包括第二绝缘层图形，经过干刻，剥离光刻胶，得到第二绝缘层410。
[0077]507、在完成步骤506的衬底基板上形成触控电极层。
[0078]在步骤506得到的衬底基板上形成一层IT0(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)薄膜，通过构图工艺得到触控电极层411，触控电极层411包括多个触控子电极。
[0079]本发明实施例提供的方法，通过增加屏蔽信号线，降低了栅极信号线对读取信号线产生的干扰，避免读取信号线上产生寄生电容，提高了掌纹识别效果。
[0080]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0081]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括:多个像素单元、读取信号线、第一栅极信号线、第二栅极信号线、数据线和屏蔽信号线，每个像素单元包括三个子像素单元，每个子像素单元包括一个显示子单元，至少一个像素单元还包括一个掌纹识别子单元； 所述屏蔽信号线与所述读取信号线平行，所述屏蔽信号线的一端接地另一端与所述第一栅极信号线的输入端相连； 所述显示子单元与所述第一栅极信号线和所述数据线相连，所述掌纹识别单元与所述第二栅极信号线和所述读取信号线相连。2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括控制电源，所述控制电源与所述掌纹识别子单元相连。3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述读取信号线的数量与所述掌纹识别子单元的数量相同。4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每个像素单元包括红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。5.根据权利要求4所述阵列基板，其特征在于，所述掌纹识别子单元设置于所述像素单元的蓝色子像素单元中。6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述掌纹识别子单元包括:第一晶体管和第二晶体，所述第一晶体管为光敏晶体管； 所述第一晶体管的栅极和第一极与所述控制电源相连，所述第一晶体管的第二极与所述第二晶体管相连； 所述第二晶体管的栅极与所述第二栅极信号线相连，所述第二晶体管的第二极与所述读取信号线相连。7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述显示子单元包括:第三晶体管和像素电极； 所述第三晶体管的栅极与所述第一栅极信号线相连，所述第三晶体管的第一极与所述数据线相连，所述第三晶体管的第二极与所述像素电极相连。8.—种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1至7中任一项权利要求所述的阵列基板。9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求8所述的显示面板及与所述读取信号线相连的信号接收装置。10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述信号接收装置包括至少两个放大器和一个差分器。11.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备上述权利要求1至7所述的阵列基板，所述方法包括: 通过一次构图工艺在衬底基板上形成指定图形，所述指定图形包括第一金属层、源极金属层、有源层、漏极金属层及像素电极层； 在形成有所述指定图形上形成第二金属层图形； 其中，所述第一金属层为所述屏蔽信号线对应的膜层，所述第二金属层为所述读取信号线对应的膜层。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述阵列基板包括: 依次形成于所述衬底基板上的栅极金属层、栅极绝缘层、所述指定图形、第一绝缘层、所述第二金属层、第二绝缘层及触控电极层。
【文档编号】H01L23/552GK105870105SQ201610212761
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】刘英明, 董学, 薛海林, 陈小川, 王海生, 丁小梁
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司