CN107994034B - 具有指纹识别功能的显示面板、开孔方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及显示技术领域，提出一种具有指纹识别功能的显示面板、开孔方法及显示装置，该显示面板包括背板、光感测单元以及多个过孔；背板包括多个子像素区域，每个子像素区域包括用于设置发光显示子像素的第一区域；过孔设置在部分子像素区域中，且过孔至少占据第一区域的一部分；光感测单元设置于背板的远离子像素区域的一侧，用于接收透过过孔的反射光以检测指纹。该显示面板可以减小金属遮光层对背板上驱动电路的影响，从而减少对指纹识别效果的影响。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种具有指纹识别功能的显示面板、显示面板的开孔方法以及安装该显示面板的显示装置。
背景技术
由于指纹图案的唯一性，随之发展起来的指纹识别技术广泛用于个人身份验证。根据指纹采集、输入的方式不同，目前广泛应用并被熟知的有：光学成像、热敏感传感器、人体红外传感器等等。
目前，具有指纹识别功能的显示面板包括一层金属遮光层，薄膜晶体管中的电极通电后，金属遮光层会与驱动电路中的各种电极结构形成电容，从而影响显示以及指纹识别效果。
因此，有必要研究一种具有指纹识别功能的显示面板、显示面板的开孔方法以及安装该显示面板的显示装置。
发明内容
本公开的目的在于提供一种具有指纹识别功能的显示面板、显示面板的开孔方法以及安装该显示面板的显示装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开的一个方面，提供一种具有指纹识别功能的显示面板，包括：
背板，包括多个子像素区域，每个所述子像素区域包括用于设置发光显示子像素的第一区域；
过孔，设置在部分所述子像素区域中，且所述过孔至少占据所述第一区域的一部分；
光感测单元，设置于所述背板的远离所述子像素区域的一侧，用于检测指纹。
在本公开的一种示例性实施例中，设置所述过孔的子像素区域不包括所述发光显示子像素。
在本公开的一种示例性实施例中，设置有所述过孔的所述子像素区域包括第一驱动电路，在设置有所述过孔的所述子像素区域上的投影面积为第一面积，未设置有所述过孔的所述子像素区域包括第二驱动电路，在未设置有所述过孔的所述子像素区域上的投影面积为第二面积，所述第一面积小于所述第二面积。
在本公开的一种示例性实施例中，设置有所述过孔的所述子像素区域和与其相邻的一个未设置有所述过孔的所述子像素区域分别设置有发光显示子像素，两个所述发光显示子像素的颜色相同。
在本公开的一种示例性实施例中，与设置有所述过孔的所述子像素区域相邻的一个未设置有所述过孔的所述子像素区域中设置有发光显示子像素，该发光显示子像素延伸至设置有所述过孔的所述子像素区域。
在本公开的一种示例性实施例中，设置有所述过孔的所述子像素区域内不设置驱动电路。
在本公开的一种示例性实施例中，所述背板包括：衬底基板，以及依次设置于衬底基板一侧的金属遮光层、绝缘层、薄膜晶体管层和发光层，所述金属遮光层上设置有透光孔，所述透光孔与光感测单元对应设置。
根据本公开的一个方面，提供一种显示装置，包括：
上述任意一项所述的具有指纹识别功能的显示面板。
根据本公开的一个方面，提供一种具有指纹识别功能的显示面板的开孔方法，包括：
在背板的子像素区域开设过孔，所述过孔占据用于设置发光显示子像素的第一区域的至少一部分。
在本公开的一种示例性实施例中，与设置有所述过孔的所述子像素区域相邻的一个未设置有所述过孔的所述子像素区域中设置有发光显示子像素，该发光显示子像素延伸至设置有所述过孔的所述子像素区域。
本公开的具有指纹识别功能的显示面板，背板包括多个子像素区域，每个子像素区域包括用于设置发光显示子像素的第一区域，多个过孔设置在多个中的部分子像素区域中，且每一所述过孔占据第一区域的至少一部分。一方面，使过孔占据第一区域的至少一部分，可以实现开设较大孔的目的，使得有足够的光线射至金属遮光层上的透光孔，不会影响指纹识别效果。另一方面，该指纹识别利用的是小孔成像的原理，小孔越大像越不清楚，因此，金属遮光层上的透光孔的大小不能够太大；小孔成像形成的像是倒立的实像，透光孔位于光束的交叉位置，金属遮光层离薄膜晶体管越远，光束的宽度越宽，过孔的大小足够大才能透过足够的光束，才能够实现将金属遮光层远离薄膜晶体管的设置方式，从而减少金属遮光层对薄膜晶体管中的电极产生影响。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示意性示出本公开的具有指纹识别功能的显示面板的层状结构示意图。
图2示意性示出本公开的具有指纹识别功能的显示面板的一示例实施方式的示意图。
图3示意性示出本公开的具有指纹识别功能的显示面板的另一示例实施方式的示意图。
图4示意性示出本公开的具有指纹识别功能的显示面板的又一示例实施方式的示意图。
图中：
1、第一区域；
2、间隔区域；
3、过孔；
4、背板；
5、衬底基板；
6、金属遮光层；61、透光孔；
7、绝缘层；
8、薄膜晶体管层；
9、发光层；
10、绿色发光显示子像素；
11、光感测单元。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
由于金属遮光层6会与驱动电路中的各种电极形成电容，从而影响显示以及指纹识别效果；进而出现将金属遮光层6远离薄膜晶体管的设置方式，该具有指纹识别功能的显示面板可以包括背板4、光感测单元11以及设于背板4上的过孔3。
背板4包括衬底基板5，以及依次设置于衬底基板5一侧的金属遮光层6、绝缘层7、薄膜晶体管层8和发光层9，光感测单元11设置于衬底基板5的另一侧；其中：金属遮光层6靠近衬底基板5设置且开设有与光感测单元11位置相对的透光孔61；薄膜晶体管层8上开设有与光感测单元11位置相对的过孔3。当手指按压在具有指纹识别功能的显示面板时，发光层9发出的光线照射到手指上后发生漫反射，反射的光线依次穿过过孔3和透光孔61，光线在经过透光孔61时发生小孔成像，并投影在光感测单元11上，光感测单元11将接收到的影像进行光电转换，从而进行指纹识别。根据本发明的一具体实施方式，其中发光层9可以包括OLED器件。
由于反射光需要透过薄膜晶体管层8到达金属遮光层6上的透光孔61，因此，需要在薄膜晶体管层8的对反射光有遮挡的位置开设过孔3，金属遮光层6上的透光孔61一般开设在两个用于设置发光显示子像素的第一区域1中间的间隔区域2，对应的过孔3也应开设在两个第一区域1中间的间隔区域2。但是，反射光需要透过金属遮光层6上设置的透光孔61形成小孔成像，透光孔61的大小不能够太大，透光孔61位于反射光的交叉位置，金属遮光层6离薄膜晶体管越远，透过薄膜晶体管的光束的宽度越宽，过孔3的大小足够大才能透过足够的光束，所以需要扩大在薄膜晶体管层8中过孔3的大小。但是，两个用于设置发光显示子像素的第一区域1中间的间隔区域2太小，无法设置较大的过孔3，过孔3不足够大，就没有足够的光线射至透光孔61，从而无法形成清晰的指纹图像；因此，使得将金属遮光层6远离薄膜晶体管层8的设置方式较难实施。
参照图1所示的本公开的具有指纹识别功能的显示面板的层状结构示意图。本示例实施方式中首先提供了一种具有指纹识别功能的显示面板，该显示面板可以包括背板4、光感测单元11以及多个过孔3等等。背板4可以包括多个子像素区域，每个所述子像素区域包括用于设置发光显示子像素的第一区域1。可以理解的是，其中子像素区域可以包括第一区域1和其他区域，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中该第一区域1可以用于设置发光显示子像素，本领域技术人员可以根据实际需要选择是否在该第一区域1上设置发光显示子像素。根据本发明的一具体实施方式，其中设置过孔3的子像素区域可以不包括发光显示子像素。过孔3设置在部分所述子像素区域中，且所述过孔3至少占据所述第一区域1的一部分；光感测单元11设置于所述背板4的远离所述子像素区域的一侧，用于接收透过所述过孔3的反射光以检测指纹。
根据本示例实施例中的具有指纹识别功能的显示面板，一方面，使过孔3占据第一区域1的至少一部分，可以实现开设较大孔的目的，使得有足够的光线射至金属遮光层6上的小孔，不会影响指纹识别效果。另一方面，该指纹识别利用的是小孔成像的原理，小孔越大像越不清楚，因此，金属遮光层6上的透光孔61的大小不能够太大；小孔成像形成的像是倒立的实像，透光孔61位于光束的交叉位置，金属遮光层6离薄膜晶体管越远，光束的宽度越宽，过孔3的大小足够大才能透过足够的光束，才能够实现将金属遮光层6远离薄膜晶体管的设置方式，从而减少金属遮光层6对薄膜晶体管中的电极产生影响。
从背板4的上或下表面观察，背板4可以包括多个阵列排布的子像素区域，每个子像素区域可以包括第一区域1以及间隔区域2，第一区域1可以用于设置发光显示子像素，间隔区域2可以设置在每一个第一区域1的周边，可以用于将相邻的第一区域1间隔开。发光显示子像素可以包括薄膜晶体管，以及在薄膜晶体管之上设置的有机发光二极管。
在部分子像素区域中设置有过孔3，每一过孔3占据第一区域1的至少一部分。背板4的远离子像素区域的一侧设置光感测单元11。有机发光二极管发出的光经触摸主体反射产生的反射光能够通过所述过孔3照射至所述光感测单元。
由于人眼对绿色较为敏感，因此，设置过孔3的第一区域1一般选择颜色为绿色的子像素区域。当然，也可以为红色的子像素区域、蓝色区域的子像素区域等等。
触摸主体可以包括手指、脚趾，以及表面具有骨和脊的任何能够实施触摸的客体。
下面通过三个示例实施方式对过孔3的设计进行具体说明。
示例实施方式一：
在本示例实施方式中，过孔3占据第一区域1的部分区域，与设置有过孔3的子像素区域相邻的一个未设置有过孔3的子像素区域中设置有发光显示子像素，该发光显示子像素可以延伸至设置有过孔3的所述子像素区域。参照图2所示的具有指纹识别功能的显示面板的一示例实施方式的示意图；参照图2对示例实施方式一进行说明，在上部中间的子像素区域设置有过孔3，下部中间的子像素区域设置有发光显示子像素，该发光显示子像素向过孔3一侧延伸，延伸至上部中间的子像素区域的未被过孔3占据的区域。在上部中间的子像素区域就可以不设置发光显示子像素，通过下部中间的子像素区域的发光显示子像素达到代替显示的目的。此种情况下，设置有过孔3的子像素区域不需要设置驱动电路，进而可以设置更大面积的过孔3，从而可以使金属遮光层6更加远离薄膜晶体管层8设置，减小金属遮光层6对薄膜晶体管造成的电学影响。如此设置，还能够避免过孔3占据子像素区域后对像素的影响，从而避免对显示效果的影响。
当然，本领域技术人员可以理解的是，过孔3还可以向两侧扩展，占据两侧的两个子像素区域的部分区域。也可以向更多侧扩展占据更多的子像素区域的部分区域。与被占据的子像素区域相邻的子像素区域的发光显示子像素可以向该被占据的子像素区域延伸。
在设置过孔3的子像素区域的周围有多个与其相邻的子像素区域，选择哪个子像素区域的发光显示子像素向过孔3方向延伸，也是需要考虑的。本示例实施方式中以红绿蓝三种颜色的发光显示子像素为例进行说明，在显示面板中红绿蓝的颜色排列是有设定的规则的。例如，设置有过孔3的子像素区域按照设定规则是需要设置绿色的发光显示子像素的，与设有过孔3的子像素区域相邻的子像素区域的发光显示子像素有红色、蓝色、也有绿色，可以选择绿色发光显示子像素10向设有过孔3的子像素区域延伸。在进行发光显示子像素的加工过程比较方便，而且由于与需要设置的颜色相同能够进一步避免对显示效果的影响。
示例实施方式二：
设置有过孔3的子像素区域可以包括第一驱动电路，第一驱动电路在设置有过孔3的子像素区域上的投影面积为第一面积，即第一驱动电路在背板的上或下表面投影面积为第一面积。未设置有过孔3的子像素区域包括第二驱动电路，在未设置有过孔3的子像素区域上的投影面积为第二面积，即第二驱动电路在背板的上或下表面投影面积为第二面积。第一面积可以小于第二面积。具体而言，第一驱动电路使用的薄膜晶体管的个数和电容的个数分别小于第二驱动电路使用的薄膜晶体管的个数和电容的个数。通过减少驱动电路的薄膜晶体管的个数和电容的个数，可以预留出更大的面积用于设置过孔，最终可以使金属遮光层6更加远离薄膜晶体管层，减小电学影响。如此设置，还能够避免过孔3占据子第一区域1后对像素的影响，从而避免影响显示效果。参照图3所示的具有指纹识别功能的显示面板的另一示例实施方式的示意图，过孔3占据第一区域1的部分区域。在本示例实施方式中，将设置发光显示子像素的第一区域1缩小设置，为过孔3的设置留出空间。举例而言，将原本设置发光显示子像素的第一区域1的大小设定为100％，过孔3需要占据第一区域1的45％的区域，此时第一区域1内用于设置驱动电路的面积可以缩小至原来的50％、55％或53％等等。过孔3还可以占据原本设置发光显示子像素的第一区域1的30％～60％的区域，对应的第一区域1内用于设置驱动电路的面积可以缩小至原来的60％～20％。具体的过孔3需要占据第一区域1的大小以及第一区域1的用于设置驱动电路的面积大小可以根据需要设定。
第一区域1的未被过孔3占据的面积可以用于设置发光显示子像素以及驱动电路等等。设置有过孔3的子像素区域设置的驱动电路为第一驱动电路，未设置过孔3的子像素区域设置的驱动电路为第二驱动电路。由于第一区域1的未被过孔3占据的面积减小，因此该部分可以设置较小的第一驱动电路。第一驱动电路在与其对应的子像素区域上的投影面积为第一面积，第二驱动电路在与其对应的子像素区域上的投影面积为第二面积，第一面积可以小于第二面积。
示例实施方式三：
参照图4所示的具有指纹识别功能的显示面板的又一示例实施方式的示意图，在本示例实施方式中，设置过孔3的子像素区域不包括发光显示子像素，即设置过孔3的子像素区域不设置发光显示子像素。这种情况一般用于需要设置的过孔3的面积过大，过孔3可以占据该子像素的全部区域，或大部分区域，即使剩余有一部分区域也不够设置发光显示子像素、驱动电路等等。
金属遮光层6设于衬底基板5与所述光感测单元11之间，其上设置有与所述过孔3以及所述光感测单元对应透光孔61。在本示例实施方式中，透光孔61与过孔3可以同中心轴设置，使有机发光二极管发出的光经触摸主体反射产生的反射光能够通过过孔3后经过透光孔照射至光感测单元上。
进一步的，本公开还提供了一种显示装置，该显示装置可以包括上述具有指纹识别功能的显示面板，具有指纹识别功能的显示面板的具体结构上述已经进行了详细描述，此处不再赘述。
进一步的，本公开还提供了一种具有指纹识别功能的显示面板的开孔方法，该开孔方法可以包括以下步骤：
在背板的子像素区域开设过孔3，所述过孔3占据用于设置发光显示子像素的第一区域1的至少一部分。
在本示例实施方式中，可以以十六个子像素区域为一个单元，过孔3的设定位置可以为每间隔十六个子像素区域的位置，即每间隔十六个子像素区域设置一个过孔3。当然，本领域技术人员可以理解的是，还可以将十四、十八、更多或更少的子像素区域设置为一个单元。过孔3的具体设置上述已经进行详细说明，此处不再赘述。过孔3可以采用光刻工艺加工而成，可以在加工形成薄膜晶体管的同时加工形成，不需要另外增加工序。当然，在本公开的其他示例实施方式中，过孔3还可以采用激光加工而成。
在本示例实施方式中，与设置有所述过孔3的所述子像素区域相邻的一个未设置有所述过孔3的所述子像素区域中设置有发光显示子像素，该发光显示子像素延伸至设置有所述过孔3的所述子像素区域。
上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (10)
1.一种具有指纹识别功能的显示面板，其特征在于，包括：
背板，包括多个子像素区域，每个所述子像素区域包括用于设置发光显示子像素的第一区域；
过孔，设置在部分所述子像素区域中，且所述过孔至少占据所述第一区域的一部分；
光感测单元，设置于所述背板的远离所述子像素区域的一侧，用于检测指纹；
所述背板包括：衬底基板，以及依次设置于衬底基板一侧的金属遮光层、绝缘层、薄膜晶体管层和发光层，所述金属遮光层上设置有透光孔，所述透光孔与光感测单元对应设置。
2.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示面板，其特征在于，设置所述过孔的子像素区域不包括所述发光显示子像素。
3.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示面板，其特征在于，设置有所述过孔的所述子像素区域包括第一驱动电路，在设置有所述过孔的所述子像素区域上的投影面积为第一面积，未设置有所述过孔的所述子像素区域包括第二驱动电路，在未设置有所述过孔的所述子像素区域上的投影面积为第二面积，所述第一面积小于所述第二面积。
4.根据权利要求3所述的具有指纹识别功能的显示面板，所述第一驱动电路包括的薄膜晶体管数量和电容数量分别小于所述第二驱动电路的薄膜晶体管数量和电容数量。
5.根据权利要求4所述的具有指纹识别功能的显示面板，其特征在于，设置有所述过孔的所述子像素区域和与其相邻的一个未设置有所述过孔的所述子像素区域分别设置有发光显示子像素，两个所述发光显示子像素的颜色相同。
6.根据权利要求1所述的具有指纹识别功能的显示面板，其特征在于，与设置有所述过孔的所述子像素区域相邻的一个未设置有所述过孔的所述子像素区域中设置有发光显示子像素，该发光显示子像素延伸至设置有所述过孔的所述子像素区域。
7.根据权利要求6所述的具有指纹识别功能的显示面板，其特征在于，设置有所述过孔的所述子像素区域内不设置驱动电路。
8.一种显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1～7任意一项所述的具有指纹识别功能的显示面板。
9.一种具有指纹识别功能的显示面板的开孔方法，其特征在于，包括：
在背板的子像素区域开设过孔，所述过孔占据用于设置发光显示子像素的第一区域的至少一部分；
所述背板包括：衬底基板，以及依次设置于衬底基板一侧的金属遮光层、绝缘层、薄膜晶体管层和发光层，所述金属遮光层上设置有透光孔，所述透光孔与光感测单元对应设置。
10.根据权利要求9所述的具有指纹识别功能的显示面板的开孔方法，其特征在于，与设置有所述过孔的所述子像素区域相邻的一个未设置有所述过孔的所述子像素区域中设置有发光显示子像素，该发光显示子像素延伸至设置有所述过孔的所述子像素区域。
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