CN108417603A - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板和显示装置。该显示面板包括衬底基板；形成在衬底基板的非发光区内的至少一个金属图案和像素限定层，像素限定层覆盖金属图案，像素限定层上设置有多个贯穿像素限定层的通孔，通孔在衬底基板上的垂直投影与金属图案在衬底基板上的垂直投影不重合。该显示面板还包括指纹识别单元以及指纹识别光源，指纹识别光源发出的光线经由触摸主体反射后形成反射光入射到指纹识别单元，以进行指纹识别；指纹识别单元形成在金属图案背离像素限定层的一侧。本发明减少了有机膜层对反射光的遮挡，增大了反射光的透过率，使得指纹识别单元采集到的反射光的强度较高，提升了显示面板的指纹识别的性能。

Description

一种显示面板和显示装置

技术领域

本发明实施例涉及显示面板制作技术，尤其涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术

每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此，我们可以把一个人同他的指纹对应起来，通过将他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，以验证他的真实身份，这就是指纹识别技术。得益于电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，指纹识别技术中光学指纹识别技术已经开始走入我们的日常生活，成为目前生物检测学中研究最深入，应用最广泛，发展最成熟的技术。

目前，通常将光学指纹识别技术与显示技术相结合，以使显示面板不仅具有正常的显示功能，还能够进行指纹识别，丰富了显示面板的功能，提高了显示面板的安全性能。光学指纹识别技术的工作原理为，显示面板中指纹识别光源发出的光线照射到触摸主体(如手指)上，经手指反射形成反射光，所形成的反射光(即指纹信号光)传输至指纹识别单元中，指纹识别单元对入射到其上的光信号进行采集。由于指纹上存在特定的纹路，在手指各位置处形成的反射光强度不同，最终使得各传感器所采集到的光信号不同，据此可以确定用户真实身份。

然而，在现有技术中，显示面板的表面与指纹识别单元之间往往设置有多个膜层。指纹识别光源发出的光线，经触摸主体反射后，传输至指纹识别单元的过程中，还需要经过这些膜层。这些膜层会对指纹识别光源发出的光线造成一定程度的遮挡，光线的透过率较低，使得指纹识别单元采集到的光线的强度较差，显示面板指纹识别的性能较差。

发明内容

本发明提供一种显示面板和显示装置，以实现提高指纹识别单元采集到的光线的强度、提升显示面板指纹识别性能的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括：

衬底基板，所述衬底基板包括多个发光区以及围绕所述发光区的非发光区；

形成在所述衬底基板的所述非发光区内的至少一个金属图案；

形成在所述衬底基板的所述非发光区内的像素限定层，所述像素限定层覆盖所述金属图案，所述像素限定层上设置有多个贯穿所述像素限定层的通孔，所述通孔在所述衬底基板上的垂直投影与所述金属图案在所述衬底基板上的垂直投影不重合；

以指纹识别单元以及指纹识别光源，所述指纹识别光源发出的光线经由触摸主体反射后形成反射光入射到所述指纹识别单元，以进行指纹识别；所述指纹识别单元形成在所述金属图案背离所述像素限定层的一侧。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明任意实施例所提供的显示面板。

本发明通过在像素限定层上设置有多个贯穿像素限定层的通孔，通孔在衬底基板上的垂直投影与金属图案在衬底基板上的垂直投影不重合，指纹识别单元形成在金属图案背离像素限定层的一侧，这样指纹识别光源发出的光线经由触摸主体反射后形成的反射光可以直接通过通孔入射到指纹识别单元，而不需要穿透像素限定层，入射到指纹识别单元，可以提高反射光的透过率。与现有的显示面板相比，本发明实施例减少了有机膜层对反射光的遮挡，增大了反射光的透过率，使得指纹识别单元采集到的反射光的强度较高，提升了指纹识别的性能。另外，本发明设置通孔在衬底基板上的垂直投影与金属图案在衬底基板上的垂直投影不重合，还避免了在形成通孔的过程中金属图案出现断路或电阻过大的现象，不会对显示面板的显示效果造成影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种像素电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种显示面板从出光侧观察得到的俯视图；

图6为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种显示面板从出光侧观察得到的俯视图；

图8为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种指纹识别单元的电路图；

图10是本发明实施例提供的一种指纹识别单元的膜层结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。参见图1，该显示面板20包括衬底基板210，衬底基板210包括多个发光区220以及围绕发光区220的非发光区230。形成在衬底基板210的非发光区230内的至少一个金属图案240(图1中示例性地示出了两个金属图案240，分别为金属图案240-1和金属图案240-2)。形成在衬底基板210的非发光区230内的像素限定层280，像素限定层280覆盖金属图案240，像素限定层280上设置有多个贯穿像素限定层280的通孔250，通孔250在衬底基板210上的垂直投影与金属图案240在衬底基板210上的垂直投影不重合。该显示面板20还包括指纹识别单元260以及指纹识别光源270，指纹识别光源270发出的光线经由触摸主体400反射后形成反射光入射到指纹识别单元260，以进行指纹识别。指纹识别单元260形成在金属图案240背离像素限定层280的一侧。

在显示面板20中往往包括至少一个金属膜层。根据线路功能需要，会利用蚀刻的方法对金属膜层进行蚀刻，形成特定的金属图案，进而与其他膜层配合形成用于控制显示面板20进行图像显示的器件，如薄膜晶体管、电容或信号传输线等。其中，金属图案240是指金属膜层经蚀刻后形成的特定的金属图案。

本发明实施例通过在像素限定层280上设置有多个贯穿像素限定层280的通孔250，通孔250在衬底基板210上的垂直投影与金属图案240在衬底基板210上的垂直投影不重合，指纹识别单元260形成在金属图案240背离像素限定层280的一侧，这样指纹识别光源270发出的光线经由触摸主体400反射后形成的反射光直接通过通孔250入射到指纹识别单元260中，而不需要穿透像素限定层280，入射到指纹识别单元260，可以提高反射光的透过率，使得指纹识别单元260采集到的反射光的强度较高，提升了指纹识别的性能。

另外，本发明设置通孔250在衬底基板210上的垂直投影与金属图案240在衬底基板210上的垂直投影不重合，还避免了形成通孔250的工艺致使金属图案240出现断路或电阻过大的现象，不会对显示面板的显示效果造成影响。

在上述技术方案的基础上，可选地，像素限定层280仅保留与金属图案240在衬底基板210上的垂直投影重合的部分。换言之，像素限定层280中除与金属图案240在衬底基板210上的垂直投影重合的部分外，其他部分都被去除。这样设置可以进一步提高反射光的透过率，进而提高指纹识别的精度。

继续参见图1，在上述各技术方案的基础上，该显示面板20还可以包括平坦化层390。平坦化层390位于像素限定层280和最临近像素限定层280的金属图案240之间，并且平坦化层390覆盖发光区220和非发光区230。通孔250贯穿像素限定层280和平坦化层390。

其中，“最临近像素限定层280的金属图案240”是指与像素限定层280距离最小的金属图案240。参见图1，该显示面板20中，金属图案240-1与像素限定层280之间的距离为d1，金属图案240-2与像素限定层280之间的距离为d2。由于d1＜d2，金属图案240-1即为最临近像素限定层280的金属图案240。

由于在实际设置时，各金属图案240的形状不同，致使在形成各金属图案240后，显示面板20中不同位置厚度不同。平坦化层390可以消除金属图案240形状不同所带来的厚度差，防止在后续制作工艺中其上的其他膜层结构偏离预设位置等不良现象，提高了显示面板20的良率。另外，本发明实施例设置通孔250贯穿像素限定层280和平坦化层390，进一步提高了反射光的透过率，进一步提升了指纹识别的性能。

图2为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图。参见图2，在上述各技术方案的基础上，该显示面板20还可以包括无机绝缘层380，无机绝缘层380位于平坦化层390和最临近平坦化层390的金属图案240之间。“最临近平坦化层390的金属图案240”与前文中“最临近像素限定层280的金属图案240”为同一金属图案，具体是指与平坦化层390距离最小的金属图案240。示例性地，图2中金属图案240-1即为最临近平坦化层390的金属图案240。无机绝缘层380这样设置，可以在蚀刻有机膜层形成通孔250时防止金属图案240被蚀刻液腐蚀。此外，无机绝缘层380还可以在显示面板制作及日常使用过程中起到阻隔水氧的作用，防止水和氧气进入到显示面板中进而腐蚀金属图案240，提升了显示面板20的品质。

无机绝缘层380的具体设置方案有多种，示例性地，可以根据需要设置无机绝缘层380仅覆盖部分与平坦化层390距离最近的金属图案240。或者，可选地，继续参见图2，该显示面板20中的无机绝缘层380覆盖发光区220和非发光区230。即，无机绝缘层380覆盖整个显示面板20。这样设置，在制作过程中，不需要对无机绝缘层380进行刻蚀形成特定图案，一方面简化了制作工艺，另一方面，提升了无机绝缘层380阻隔水氧的能力，延长了显示面板20的寿命。

在上述各技术方案的基础上，在该显示面板20的衬底基板210的非发光区230内，像素限定层280和衬底基板210之间还设置有多个像素电路。图3为本发明实施例提供的一种像素电路的电路图。参见图3，该显示面板还包括与像素电路245相连的多条数据线Vdata、多条扫描线S、多条电源信号线PVDD、多条发光控制信号线Emit以及参考电压线Vref。像素电路245包括至少一个薄膜晶体管M和至少一个电容Cst(图3中示例性地包括7个薄膜晶体管M和1个电容Cst)，薄膜晶体管M包括栅极、源极和漏极；电容Cst包括第一电极和第二电极。金属图案240包括栅极、源极、漏极、第一电极、第二电极、数据线Vdata、扫描线S、电源信号线PVDD，发光控制信号线Emit以及参考电压线Vref中的至少一个。

由于在去除有机层形成通孔250的过程中，如像素限定层280和平坦化层390通常采用刻蚀的方法去除，需要用的蚀刻液，蚀刻液具有较强的腐蚀性。在蚀刻的过程中，蚀刻液不仅会穿透有机层，还会对位于有机层下方的金属图案240进行腐蚀，进而导致金属图案240断裂等问题。在显示面板20中，构成像素电路245的金属图案240，以及与像素电路245相连的金属图案240一旦出现断裂，显示面板20将无法正常进行图像显示。设置金属图案240包括栅极、源极、漏极、第一电极、第二电极、数据线Vdata、扫描线S、电源信号线PVDD，发光控制信号线Emit以及参考电压线Vref中的至少一个，实质是对这些金属图案240进行重点保护，以使显示面板20具有较高的制作良率。

需要说明的是，具体将栅极、源极、漏极、第一电极、第二电极、数据线Vdata、扫描线S、电源信号线PVDD，发光控制信号线Emit以及参考电压线Vref中哪一个或者哪几个作为金属图案240对待，可以根据实际情况定。示例性地，若数据线Vdata比较纤细，容易损坏，可选地，金属图案240包括数据线Vdata。

图4为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。参见图4，在上述各技术方案的基础上，该显示面板20的像素电路245中薄膜晶体管M还可以包括有源层243，通孔250在衬底基板210上的垂直投影与有源层243在衬底基板210上的垂直投影不重合。

由于有源层243的材料通常为多晶硅，其本身具有透光性，光透过约为50％，且其设置面积较小，与其他金属图案240之间的距离较近。与“设置通孔250在衬底基板210上的垂直投影与有源层243在衬底基板210上的垂直投影不重合”的方案相比，设置“通孔250在衬底基板210上的垂直投影与有源层243在衬底基板210上的垂直投影重合”的方案对光线的透过率提升不大，且有源层243在强光照射后其内部容易出现漏电流，导致薄膜晶体管M，乃至像素电路245性能不佳。因此，设置通孔250在衬底基板210上的垂直投影与有源层243在衬底基板210上的垂直投影不重合，可以有效提高像素电路245的稳定性，有利于确保显示面板20的具有较佳的品质。

图5为本发明实施例提供的一种显示面板从出光侧观察得到的俯视图。参见图5，该显示面板包括三个金属膜层以及半导体层P。三个金属膜层分别为金属膜层M1，金属膜层M2和金属膜层MC。可选地，像素限定层280(图5中未示出)和平坦化层390(图5中未示出)中除与三个金属膜层在衬底基板210图5中未示出)上的垂直投影重合的部分，以及与半导体层P在衬底基板210上的垂直投影重合的部分外，其他部分都被去除，即形成通孔250。这样设置可以进一步提高反射光的透过率，进而提高指纹识别的精度。

在实际制作时，可以根据具体像素电路的构成将像素电路布设于几个金属膜层中。示例性地，参见图3和图5，薄膜晶体管M的栅极、扫描线S、电容Cst的第一电极以及发光控制信号线Emit位于金属膜层M1中。参考电压线Vref和电容Cst的第二电极位于金属膜层MC中。薄膜晶体管M的源极和漏极、数据线Vdata以及电源信号线PVDD位于金属膜层M2中。

继续参见图4，在上述各技术方案的基础上，该显示面板20还可以包括形成在衬底基板210的发光区220内的有机发光单元290；至少部分有机发光单元290复用为指纹识别光源。这样设置，提升了有机发光单元290的利用率；与此同时，节省了设置外挂光源所占用的显示面板20的空间，有利于显示面板20的轻薄化；在制作显示面板20的过程中，省去了制作外挂光源的工序流程，节约了显示面板20的制作成本。

图6为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。参见图6，在上述各技术方案的基础上，该显示面板20还可以包括盖板320和支撑柱310。盖板320与衬底基板210对置。支撑柱310设置于盖板320和衬底基板210之间，且支撑柱310的一端与盖板320抵持，另一端与像素限定层280抵持。这样设置，可以利用盖板320对显示面板20进行保护，防止显示面板20在使用的过程中因剐蹭、磕碰损坏。

在上述技术方案中，该显示面板20的支撑柱310在衬底基板210上的垂直投影位于金属图案240在衬底基板210上的垂直投影内。这样设置的实质是，使得支撑柱310在衬底基板210上的垂直投影与通孔250在衬底基板210上的垂直投影不重合，以提高支撑柱310的稳定性。

在实际设置时，支撑柱310的形状有多种，可选地，该显示面板20的像素限定层280和衬底基板210之间还设置扫描线S和电源信号线PVDD。示例性地，图7为本发明实施例提供的另一种显示面板从出光侧观察得到的俯视图。参见图7，扫描线S的延伸方向和电源信号线PVDD的延伸方向交叉。支撑柱310在衬底基板210上的垂直投影为长方形，长方形的长边与电源信号线PVDD的延伸方向平行。或者，长方形的长边与扫描线S的延伸方向平行(图7中未示出)。这样设置，支撑柱设计在非发光区的金属图形区，有助于增大支撑柱310的尺寸，以提高支撑的稳定性。或者，支撑柱310的形状与其所覆盖的金属图案240相一致。

图8为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。参见图8，在上述各技术方案的基础上，该显示面板20的指纹识别光源270可以为外挂光源。指纹识别光源270位于盖板320上。

需要说明的是，在图8中，指纹识别光源270位于盖板320上，这仅是本申请的一个具体示例，而非对本申请的限制。在实际设置时，指纹识别单元270还可以位于衬底基板210上。在实际的应用过程中，可以根据显示面板20的使用环境和显示面板20的具体结构合理调整指纹识别光源270的位置。

另外，指纹识别光源270还可以位于衬底基板210，如图1或图2所示，指纹识别光源270设置于像素限定层280背离发光单元260的一侧，在进行指纹识别时，由于指纹识别光源270发出的光线会直接通过通孔250照射到触摸主体400，后经由触摸主体400反射后形成的反射光直接通过通孔250入射到指纹识别单元260中。换言之，通孔250的设置不仅可以提高经触摸主体400反射的反射光的透过率，还能够提高从指纹识别光源270直接出射的入射光的透过率，使得指纹识别单元260采集到的反射光的强度较高，提升了指纹识别的性能。

图9是本发明实施例提供的一种指纹识别单元的电路图，图10是本发明实施例提供的一种指纹识别单元的膜层结构示意图，参考图9和图10，指纹识别单元260可以包括光敏二极管D、存储电容C和薄膜晶体管T。光敏二极管D的正极D1与存储电容C的第一电极电连接，负极D2与存储电容C的第二电极以及薄膜晶体管T的源极Ts电连接；薄膜晶体管T的栅极Tg与开关控制线Gate电连接，薄膜晶体管T的漏极Td与信号线Data电连接。光敏二极管D用于将触摸主体反射的光转换成电流信号。

具体地，光敏二极管D还包括位于正极D1和负极D2之间的PIN结D3。其中，负极D2由不透光金属形成，且PIN结D3的边界不超过负极D2的边界。光敏二极管D的正极D1位于PIN节D3远离阵列基板10的一侧。PIN结D3具有光敏特性，并且具有单向导电性。无光照时，PIN结D3有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管D截止。当受到光照时，PIN结D3的饱和反向漏电流大大增加，形成光电流，光电流随入射光强度的变化而变化。

图11为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。参见图11，该显示装置1包括本发明任意实施例提供的显示面板20。

本发明提供的显示装置1通过在像素限定层上设置有多个贯穿像素限定层的通孔，通孔在衬底基板上的垂直投影与金属图案在衬底基板上的垂直投影不重合，指纹识别单元形成在金属图案背离像素限定层的一侧，这样指纹识别光源发出的光线经由触摸主体反射后形成的反射光直接通过通孔入射到指纹识别单元中，而不需要穿透像素限定层，入射到指纹识别单元，可以提高反射光的透过率。与现有技术相比，本发明减少了有机膜层对指纹识别光线的遮挡，增大了指纹反射光的透过率，使得指纹识别单元采集到的反射光的强度较高，提升了指纹识别的性能。另外，本发明设置通孔在衬底基板上的垂直投影与金属图案在衬底基板上的垂直投影不重合，还避免了金属图案出现断路或电阻过大的现象，不会对显示装置的显示效果造成影响。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

衬底基板，所述衬底基板包括多个发光区以及围绕所述发光区的非发光区；

形成在所述衬底基板的所述非发光区内的至少一个金属图案；

形成在所述衬底基板的所述非发光区内的像素限定层，所述像素限定层覆盖所述金属图案，所述像素限定层上设置有多个贯穿所述像素限定层的通孔，所述通孔在所述衬底基板上的垂直投影与所述金属图案在所述衬底基板上的垂直投影不重合；

指纹识别单元以及指纹识别光源，所述指纹识别光源发出的光线经由触摸主体反射后形成反射光入射到所述指纹识别单元，以进行指纹识别；所述指纹识别单元形成在所述金属图案背离所述像素限定层的一侧。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括平坦化层；

所述平坦化层位于所述像素限定层和最临近所述像素限定层的所述金属图案之间，并且所述平坦化层覆盖所述发光区和非发光区；

所述通孔贯穿所述像素限定层和所述平坦化层。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，还包括无机绝缘层；

所述无机绝缘层位于所述平坦化层和最临近所述平坦化层的所述金属图案之间。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，

所述无机绝缘层覆盖所述发光区和所述非发光区。

5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，在所述衬底基板的所述非发光区内，所述像素限定层和所述衬底基板之间还设置有多个像素电路以及与所述像素电路相连的多条数据线、多条扫描线、多条电源信号线、多条发光控制信号线以及参考电压线；

所述像素电路包括至少一个薄膜晶体管和至少一个电容；

所述薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极；

所述电容包括第一电极和第二电极；

所述金属图案包括所述栅极、所述源极、所述漏极、所述第一电极、所述第二电极、所述数据线、所述扫描线、所述电源信号线，所述发光控制信号线以及所述参考电压线中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述像素电路中所述薄膜晶体管还包括有源层；

所述通孔在所述衬底基板上的垂直投影与所述有源层在所述衬底基板上的垂直投影不重合。

7.根据权利要求1所述显示面板，其特征在于，还包括形成在所述衬底基板的所述发光区内的有机发光单元；

至少部分所述有机发光单元复用为所述指纹识别光源。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括盖板和支撑柱；

所述盖板与所述衬底基板对置；

所述支撑柱设置于所述盖板和所述衬底基板之间，且所述支撑柱的一端与所述盖板抵持，另一端与所述像素限定层抵持。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述支撑柱在所述衬底基板上的垂直投影位于所述金属图案在所述衬底基板上的垂直投影内。

10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述像素限定层和所述衬底基板之间还设置扫描线和电源信号线；

所述扫描线的延伸方向和所述电源信号线的延伸方向交叉；

所述支撑柱在所述衬底基板上的垂直投影为长方形，所述长方形的长边与所述电源信号线或所述扫描线的延伸方向平行。

11.根据权利要求10所述的显示面板，其特征在于，所述指纹识别光源为外挂光源；

所述指纹识别光源位于所述衬底基板或所述盖板上。

12.根据权利要求1所述显示面板，其特征在于，

所述指纹识别单元位于最临近所述衬底基板的所述金属图案与所述衬底基板之间；或者，

所述指纹识别单元位于所述衬底基板背离所述金属图案的一侧。

13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的显示面板。