显示背板以及电子装置

技术领域

本申请涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种显示背板以及电子装置。

背景技术

相关技术中，在OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电激光显示)屏内设置光学指纹识别模块的场景中，传感阵列中除了设置指纹识别区的传感像素单元外，还会增设参考区的传感像素单元，用于根据参考区的传感像素单元输出的信号对指纹识别区的传感像素单元输出的信号进行降噪处理。但是，该种设计方案存在参考区和识别区的均一性差的问题，从而影响显示效果。

发明内容

本申请实施例提供一种显示背板以及电子装置，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种显示背板，包括：

识别区传感模块和参考区传感模块，识别区传感模块和参考区传感模块同层设置且电学特性相同，识别区传感模块用于输出传感信号，参考区传感模块用于输出参考信号；以及，

遮光层，识别区传感模块和参考区传感模块位于遮光层中或者位于与遮光层邻接的层中，遮光层采用遮光材料制成，用于使参考区传感模块无光响应。

在一种实施方式中，识别区传感模块和参考区传感模块一体成型或者单独成型。

在一种实施方式中，识别区传感模块和参考区传感模块分别包括：

沿第一方向并排且间隔设置的多个列读取线；

沿第二方向并排且间隔布置的多个行驱动线；以及，

多个传感单元，传感单元包括光电二极管和TFT开关，TFT开关电连接于列读取线和行驱动线，TFT开关用于切换光电二极管的开闭状态。

在一种实施方式中，光电二极管包括上电极、PIN结和下电极，上电极形成偏置端，下电极形成信号读取端；其中，上电极采用透明材料制成。

在一种实施方式中，识别区传感模块和参考区传感模块的至少部分位于平坦化层，平坦化层的背向基板的一侧设有像素定义层，平坦化层和像素定义层中的至少一个采用遮光材料，以形成遮光层。

在一种实施方式中，显示背板还包括：

衬底基板；以及，

在背离衬底基板的方向上依次层叠设置的钝化层、无机绝缘层、平坦化层和像素定义层；

其中，识别区传感模块和参考区传感模块的上电极和PIN结位于平坦化层，下电极位于无机绝缘层。

在一种实施方式中，参考区传感模块还包括与上电极电连接的阳极金属层，阳极金属层位于像素定义层，且阳极金属层在PIN结所在平面内的正投影区域覆盖PIN结。

在一种实施方式中，像素定义层和平坦化层开设有透光孔，透光孔与识别区传感模块正对设置。

在一种实施方式中，该显示背板还包括：

降噪处理模块，用于接收传感信号和参考信号，并基于参考信号按照预设算法对传感信号进行降噪处理，输出识别信号。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子装置，包括本申请上述任一种实施方式的显示背板。

根据本申请实施例的技术方案，通过设置参考区传感模块，参考区传感模块的电学特性与识别区传感模块的电学特性相同，且通过设置遮光层以使参考区传感模块无光响应，由此，一方面可以利用参考区传感模块输出的参考信号作为基信号，对识别区传感模块输出的传感信号进行去噪处理，从而提升传感信号中有用信号的信噪比，减小噪声，从而有助于提高识别区传感模块的传感精度，提升在指纹识别场景中的识别精准度。另一方面，通过设置具有遮光性能的遮光层，可以降低识别区传感模块和参考区传感模块的光反射性能，提升识别区传感模块和参考区传感模块的均一性，进而提升显示背板的显示效果。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1和图2示出相关技术中用于指纹识别的显示背板的结构示意图。

图3示出本申请实施例的显示背板的结构示意图。

图4示出本申请实施例的识别区传感模块和参考区传感模块的排布示意图。

图5示出本申请实施例的识别区传感模块的结构示意图。

图6示出本申请实施例的参考区传感模块的结构示意图。

图7示出本申请另一实施例的显示背板的结构示意图。

图8示出本申请另一实施例的显示背板的结构示意图。

图9示出本申请另一实施例的显示背板的结构示意图。

图10示出本申请另一实施例的显示背板的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例中，附图中各区域的形状和大小不反映显示背板结构的真实比例，仅用于示意性说明本申请实施例的内容。

图1和图2示出相关技术中用于指纹识别的显示背板的结构。如图1和图2所示，传感阵列中除了设置指纹识别区的传感像素单元10’外，还会增设参考区的传感像素单元20’。指纹识别区的传感像素单元10’和参考区的传感像素单元20’的电学特性比较接近，使得参考区的传感像素单元20’采集到的参考信号与指纹识别区的传感像素单元10’采集到的传感信号的电学共模噪声相近。基于此，参考区的传感像素单元20’采集到的参考信号可以作为基(Base)信号，通过降噪算法，利用基信号对指纹识别区的像素传感单元采集到的传感信号进行降噪处理，从而得到去除共模噪声的高信噪比信号。

为了使参考区的传感像素单元20’采集到的参考信号与指纹识别区的传感像素单元10’采集到的传感信号的电学共模噪声更为接近，需要降低参考区的像素传感单元的光响应效果。在一些设计中，采用遮光金属层遮挡参考区的像素传感单元的光电二极管，以降低参考区的像素传感单元光响应的作用，但这种设计由于遮光金属层容易反光导致参考区可视化，效果较为一般。在另一些设计中，将参考区的传感像素单元20’集成在显示区域中，存在参考区的传感像素单元20’和指纹识别区的传感像素单元10’均一性差的问题，从而影响显示效果。在再一些设计中，通过将参考区设计为电容，但电容的上电极一般为金属，反射率较高，同样存在参考区的传感像素单元20’和指纹识别区的传感像素单元10’均一性差的问题，同样影响显示效果。

为了解决上述相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种显示背板以及电子装置。本申请实施例的显示背板不仅能够提高传感信号的信噪比，提升指纹检测精准性，还有利于提升传感模块在显示背板中的均一性。

本申请实施例提供了一种显示背板，该显示背板可以应用于任意传感识别场景中，例如可以应用于指纹识别场景中。更为具体地，本申请实施例的显示背板可以实现将光电二极管41集成在OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电激光显示)屏内，实现OLED屏内的光学指纹识别，OLED屏的显示背板工艺可以采用LTPS(Low TemperaturePolycrystalline Silicon，低温多晶硅)工艺或者LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide，低温多晶氧化物)工艺等其他工艺，在本申请的下列描述中，以采用LTPS工艺的显示背板在OLED屏内实现指纹识别的场景为例进行详细说明。

图3示出根据本申请实施例的显示背板的结构示意图。如图3所示，本申请实施例的显示背板包括识别区传感模块10、参考区传感模块20以及遮光层30。

具体地，识别区传感模块10和参考区传感模块20同层设置且电学特性相同，识别区传感模块10用于输出传感信号，参考区传感模块20用于输出参考信号。识别区传感模块10和参考区传感模块20位于遮光层30中或者位于与遮光层30邻接的层中，遮光层30采用遮光材料制成，用于使参考区传感模块20无光响应。

在本申请实施例中，识别区传感模块10和参考区传感模块20可以采用相同的阵列设计。并且，识别区传感模块10和参考区传感模块20可以一体成型，也可以采用相同的工艺和制程单独加工成型。

示例性地，识别区传感模块10和参考区传感模块20设于显示背板的同一层中，例如，可以共同设于显示背板的平坦化层53中。其中，识别区传感模块10和参考区传感模块20在平坦化层53中可以相邻布置，也可以间隔布置，本申请实施例对此不作具体限定。

在一个示例中，识别区传感模块10和参考区传感模块20可以分别包括阵列布置的多个传感单元。优选地，传感单元包括光电二极管41。更为优选地，传感单元可以包括PIN型光电二极管41。

可以理解的是，PIN型光电二极管41在PN结中间(即P型半导体和N型半导体之间)掺入一层浓度很低的I型半导体(即I层，本征半导体)，由于I型半导体相对于P区和N区是高阻区，这样PN结的内电场基本上全集中于I型半导体中。由此，PIN型光电二极管41可以增大耗尽区的宽度，减小扩散运动的影响，提高响应速度。

需要说明的是，由于识别区传感模块10和参考区传感模块20采用相同的结构以及阵列形式，因此识别区传感模块10和参考区传感模块20的电学特性相同，信号波动规律一致，进而识别区传感模块10输出的传感信号与参考区传感模块20输出的参考信号中，包含相同的共模噪声。基于此，通过将参考区传感模块20输出的参考信号作为基信号，去除传感信号中的共模噪声，能够达到降噪的目的。为了使参考区传感模块20输出的参考信号中仅存在共模噪声，不存在光电信号，需要确保参考区传感模块20不发生光响应。

基于此，本申请实施例通过在显示背板中设置遮光层30，且遮光层30采用遮光材料，能够避免光线进入参考区传感模块20的传感单元，从而确保参考区传感模块20不参与光反应。

示例性地，遮光层30的材料可以采用黑色有机材料，例如可以采用铬(Cr)、氧化铬(CrOx)、黑色树酯(Black Resin)或者石墨烯等。

在一个示例中，识别区传感模块10和参考区传感模块20可以同层布置且共同设置于遮光层30中。其中，遮光层30可以由采用遮光材料制成的平坦化层53形成。

在另一个示例中，遮光层30可以形成于识别区传感模块10和参考区传感模块20所处的平坦化层53相邻接的层，例如，遮光层30可以由与平坦化层53相邻接的像素定义层54形成。其中，为了避免光线由参考区传感模块20的传感单元的上电极的一侧进入光电二极管41，遮光层30可以位于参考区传感模块20的传感单元的上电极的一侧。

根据本申请实施例的显示背板，通过设置参考区传感模块20，参考区传感模块20的电学特性与识别区传感模块10的电学特性相同，且通过设置遮光层30以使参考区传感模块20无光响应，由此，一方面可以利用参考区传感模块20输出的参考信号作为基信号，对识别区传感模块10输出的传感信号进行去噪处理，从而提升传感信号中有用信号的信噪比，减小噪声，从而有助于提高识别区传感模块10的传感精度，提升在指纹识别场景中的识别精准度。另一方面，通过设置具有遮光性能的遮光层30，可以降低识别区传感模块10和参考区传感模块20的光反射性能，提升识别区传感模块10和参考区传感模块20的均一性，进而提升显示背板的显示效果。

在一种实施方式中，识别区传感模块10和参考区传感模块20一体成型或者单独成型。

优选地，如图4所示，识别区传感模块10和参考区传感模块20一体成型。具体地，识别区传感模块10和参考区传感模块20相互邻接，参考区传感模块20为两个且分别位于识别区传感模块10的相对两侧。

此外，在本申请的其他示例中，识别区传感模块10和参考区传感模块20也可以采用相同的制程和工艺单独加工成型。

通过上述实施方式，能够降低识别区传感模块10和参考区传感模块20的加工难度，提升加工效率，并且降低加工成本。

在一种实施方式中，如图5和图6所示，识别区传感模块10和参考区传感模块20分别包括多个列读取线、多个行驱动线以及多个传感单元。

具体地，多个列读取线沿第一方向并排且间隔设置，多个行驱动线沿第二方向并排且间隔布置。传感单元包括光电二极管41和TFT(Thin Film Transistor，场效应薄膜晶体管)开关，TFT开关42电连接于列读取线和行驱动线，TFT开关42用于切换光电二极管41的开闭状态。

示例性地，如图5所示，在识别区传感模块10中，行驱动线为4个且分别为Gate1、Gate2、Gate3和Gate4，行驱动线沿行方向延伸，且4个行驱动线在列方向(第一方向)上并排且间隔设置。列读取线为n个且分别为R1、R2、…Rn，列读取线沿列方向延伸，且n个列读取线沿行方向(即第二方向)并排且间隔设置。其中，任一行驱动线和任一列读取线共同对应有一个传感单元，且传感单元通过TFT开关42与行驱动线和列读取线电连接。

示例性地，如图6所示，在参考区传感模块20中，行驱动线为4个且分别为Gate1、Gate2、Gate3和Gate4，行驱动线沿行方向延伸，且4个行驱动线在列方向(第一方向)上并排且间隔设置。列读取线为n个且分别为N1、N2、…Nn，列读取线沿列方向延伸，且n个列读取线沿行方向(即第二方向)并排且间隔设置。其中，任一行驱动线和任一列读取线共同对应有一个传感单元，且传感单元通过TFT开关42与行驱动线和列读取线电连接。

在一种实施方式中，光电二极管41包括上电极、PIN结和下电极，上电极形成偏置端，下电极形成信号读取端。其中，上电极采用透明材料制成。

可以理解的是，上电极所形成的偏置端用于接收偏置信号，下电极所形成的信号读取端与TFT开关42相连，用于读取TFT开关42的开关信号。

示例性地，上电极可以采用透明的氧化铟锡(ITO)材料。如此设置，有利于提高识别区传感模块10的光电二极管41的透光性，提升对光强的敏感度。

在一种实施方式中，识别区传感模块10和参考区传感模块20的至少部分位于平坦化层53，平坦化层53的背向基板的一侧设有像素定义层54，平坦化层53和像素定义层54中的至少一个采用遮光材料，以形成遮光层30。

可选地，如图3、图7和图8所示，显示背板还包括衬底基板50以及在背离衬底基板50的方向上依次层叠设置的钝化层51、无机绝缘层52、平坦化层53和像素定义层54。其中，识别区传感模块10和参考区传感模块20的上电极和PIN结位于平坦化层53，下电极位于无机绝缘层52。

示例性地，识别区传感模块10和参考区传感模块20设于钝化层51的背离衬底基板50的一侧，无机绝缘层52设于钝化层51背离衬底基板50的一侧且覆盖于识别传感区模块和参考区传感模块20。平坦化层53设于无机绝缘层52的背离衬底基板50的一侧，以及像素定义层54设于无机绝缘层52的背离衬底基板50的一侧。其中，为了确保平坦化层53的平坦性，平坦化层53的材料可以采用硅酸盐玻璃(SOG)。

在一个具体示例中，如图3所示，遮光层30形成于平坦化层53，且遮光层30的材料采用黑色有机材料。由此，由平坦化层53形成的遮光层30可以遮挡外界环境光以及显示背板自身形成并进入参考区传感模块20内的光线。

在另一个具体示例中，如图7所示，遮光层30形成于像素定义层54，且遮光层30的材料采用黑色有机材料。如此设置，同样能够对参考区传感模块20起到遮光的效果，确保参考区传感模块20无光响应。

在再一个具体示例中，如图8所示，遮光层30由平坦化层53和像素定义层54共同形成，且遮光层30采用黑色有机材料。如此设置，能够最大程度地避免光线进入参考区传感模块20，从而显著地提升对于识别区传感模块10输出的传感信号的降噪效果。

在一种实施方式中，如图3、图7和图8所示，显示背板还包括COE(Color filter OnEncapsulation)结构，其中，COE结构的黑色矩阵膜层55在参考区传感模块20所在平面上的正投影区域覆盖参考区模块设置。

可以理解的是，COE结构又称为Pol-less结构，可以降低环境光反射。在显示背板完成薄膜封装之后，再经过Color Filter制程，在R、G、B像素上对应的沉积R、G、B彩膜，且这些彩膜通过黑色矩阵膜层55相互间隔。

根据上述实施方式，通过将COE结构的黑色矩阵膜层55与参考区传感模块20正对设置，能够对参考区传感模块20起到一定的遮光作用，从而进一步确保参考区传感模块20无光响应。

在一种实施方式中，如图9和图10所示，参考区传感模块20还包括与上电极电连接的阳极金属层43，阳极金属层43位于像素定义层54，且阳极金属层43在PIN结所在平面内的正投影区域覆盖PIN结。

可以理解的是，阳极金属层43又称为稳性阳极，是在金属钛的基质上用热分解法被覆一层铂族金属(例如钌)氧化物和阀金属(例如钛)氧化物混晶结构的涂层。阳极金属层43具有一定的遮光特性，通过将阳极金属层43与参考区传感模块20的PIN结正对设置，可以对参考区传感模块20起到一定的遮光效果，从而进一步确保参考区传感模块20无光响应。

在一个具体示例中，如图9所示，平坦化层53和无机绝缘层52共同开设有第一过孔，且第一过孔贯通平坦化层53和无机绝缘层52设置。位于像素定义层54的阳极金属层43通过第一过孔与光电二极管41的上电极电连接。其中，阳极金属层43在PIN结所在平面上的正投影区域与PIN结的平面区域正对设置，且阳极金属层43的正投影区域的面积大于PIN结的平面区域，以使阳极金属层43的正投影区域能够覆盖PIN结，从而对参考区传感模块20起到遮光的作用。此外，COE结构的黑色矩阵膜层55与参考区传感模块20正对设置，同样对参考区传感模块20起到一定的遮光作用。

在另一个具体示例中，如图10所示，在前述示例的基础上，平坦化层53和像素定义层54共同形成遮光层30，以进一步提高对参考区传感模块20的遮光作用。

在一种实施方式中，像素定义层54和平坦化层53开设有透光孔，透光孔与识别区传感模块10正对设置。

示例性地，透光孔可以填充有透明材料，用于供外界环境光以及显示背板自身形成的光线进入进入识别区传感模块10。

在一种实施方式中，显示背板还包括降噪处理模块，用于接收传感信号和参考信号，并基于参考信号按照预设算法对传感信号进行降噪处理，输出识别信号。

示例性地，识别区传感模块10和参考区传感模块20分别输出传感信号和参考信号，且两信号为差分信号。由于差分信号是一对大小相等而极性相反的对称信号，差分信号用于传输有用的信号。可以理解的是，差分信号能够用于识别小信号，且差分信号对外部电磁干扰是高度免疫的，使用一对差分信号进行信号传输，在最终差分信号合成单端信号时，两信号中的共模噪声部分会被消除，保留下差模部分携带的有用信号，从而达到减小干扰、提高信噪比的目的。

本申请实施例还提供了一种电子装置，该电子装置包括本申请上述实施例描述的显示背板。该电子装置可以为平板电脑、笔记本电脑、摄像机、导航仪等任意适合的产品或者部件。在一个具体的应用示例中，该电子装置可以包括OLED显示屏，且OLED采用本申请上述任一种实施方式的显示背板。该电子装置的技术效果，可参见上述实施例描述的显示背板的技术效果，此处不再赘述。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。