CN109726702B - 显示面板及其制造方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示面板及其制造方法、显示装置。显示面板，包括衬底基板和形成在衬底基板上的压电感应层，其特征在于，在所述压电感应层上形成有：信号发射单元，配置为发射声表面波信号；信号接收单元，配置为接收所述声表面波信号；多组线栅阵列，配置为将所述信号发射单元发射的声表面波信号反射至所述信号接收单元；以及半导体层阵列，设置在所述多组线栅阵列围成的区域中，其中所述多组线栅阵列排布成使反射的声表面波信号遍布所述透半导体层阵列后到达所述信号接收单元。本公开能够实现全面屏面板的屏内指纹识别。

Description

显示面板及其制造方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板及其制造方法、显示装置。

背景技术

现有的指纹识别技术通常是通过检测手指的反射光线，根据指纹谷和指纹脊反射光线的光强不同判断对应位置是指纹谷或指纹脊，从而形成对应位置处的指纹图像。

中国专利公开第108052930号(CN108052930A)提出了一种能够用于指纹识别的阵列基板。该阵列基板包括：衬底基板；形成在所述衬底基板上的压电感应层；形成在所述压电感应层上的声表面波激发电极和声表面波接收电极；以及形成在所述压电感应层上的光敏电阻层，光敏电阻层位于声表面波激发电极和声表面波接收电极之间。另外，在该阵列基板中，声表面波激发电极远离声表面波接收电极的一侧设置反射电极，反射向远离光敏电阻层方向传播的声表面波，以避免声表面波的损耗，降低功耗。

然而，上述公开的结构仅能作为显示面板的单个传感单元，在每个传感单元中都包含声表面波激发电极、声表面波接收电极、光敏电阻层、反射电极等部件，由于对于显示面板而言，其包含的是传感单元的阵列，因此，基于上述文献而制作的显示面板包含的各部件数量众多，设置在每个传感单元中的各电极(声表面波激发电极、声表面波接收电极以及反射电极)都会导致降低显示面板的像素开口率，从而对于实现全面屏的屏内指纹识别构成了障碍。

为此，存在提出改进的显示面板的结构，以提高其像素开口率，从而实现全面屏的屏内指纹识别的需要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改进的显示面板的结构，其解决显示面板的像素开口率不够高以致不能实现全面屏的屏内指纹识别的技术问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种显示面板，包括衬底基板和形成在衬底基板上的压电感应层，在所述压电感应层上形成有：信号发射单元，配置为发射声表面波信号；信号接收单元，配置为接收所述声表面波信号；多组线栅阵列，配置为将所述信号发射单元发射的声表面波信号反射至所述信号接收单元；以及半导体层阵列，设置在所述多组线栅阵列围成的区域中，其中所述多组线栅阵列排布成使反射的声表面波信号遍布所述半导体层阵列后到达所述信号接收单元。

在一些实施例中，所述信号发射单元包括：沿第一方向发射第一声表面波信号的第一信号发射单元，和沿与第一方向垂直的第二方向发射第二声表面波信号的第二信号发射单元；所述信号接收单元对应地包括接收第一声表面波信号的第一信号接收单元和接收第二声表面波信号的第二信号接收单元。

在一些实施例中，所述显示面板为矩形；所述第一信号发射单元和所述第一信号接收单元设置在矩形的一对对角处，所述第二信号发射单元和所述第二信号接收单元设置在矩形的另一对对角处；各组线栅阵列沿矩形的每一条边设置。

在一些实施例中，所述第一方向为沿矩形的长边和短边中的一个的方向；所述第二方向为沿矩形的长边和短边中的另一个的方向；沿矩形的长边设置的两组线栅阵列相互平行并与长边形成45度角；沿矩形的短边设置的两组线栅阵列相互平行并与短边形成45度角；沿矩形的长边设置的两组线栅阵列与沿矩形的短边设置的两组线栅阵列相互垂直。

在一些实施例中，所述线栅阵列为金属线栅阵列。

在一些实施例中，所述信号发射单元和所述信号接收单元为叉指电极。

在一些实施例中，所述半导体层阵列包括矩阵排列的多个半导体单元块，各半导体单元块的间距为50微米以下。

在一些实施例中，所述半导体层阵列由对可见光透明的非晶硅薄膜构成。

本发明另一方面提供了一种根据上述的显示面板的制作方法，包括：在所述衬底基板上形成压电感应层；在所述压电感应层上形成所述信号发射单元、所述信号接收单元以及所述多组线栅阵列；在所述压电感应层上形成所述半导体层阵列。

本发明再一方面还提供了一种显示装置，其包括上述的显示面板。

利用本发明的显示面板，信号发射单元发射的声表面波信号经由多组线栅阵列反射通过半导体层阵列并最终到达信号接收单元。当手指按压显示面板上对应半导体层阵列的区域(也称为“投影区域”)时，显示面板中的发光区域发出的光经过手指谷脊反射至半导体层阵列，手指谷、手指脊的反射光强的不同会引起投影区域半导体层阵列的相应区域的光电导变化，声表面波传播路径上该相应区域的光电导变化会引起声表面波传播速度和频率的改变，通过分析接收到的声波信号，可实现指纹识别功能。由于本发明的显示面板，仅通过信号发射单元、信号接收单元以及包围半导体层阵列的多组线栅阵列，就能够检测按压在对应半导体层阵列的投影区域上的手指指纹，整个投影区域上不存在降低像素开口率的电极等部件，从而增加了显示面板的像素开口率，实现了全面屏面板的屏内指纹识别，由此能够促进全面屏的发展。

附图说明

附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。

图1是根据本发明显示面板的一个实施例的结构示意图。

图2示出图1中所示的实施例的显示面板的细节。

图3是根据本发明显示面板的变形实施例的结构示意图。

图4是示出本发明显示面板的一个实施例的制作过程的剖面图。

具体实施方式

此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本发明的特性将会变得显而易见。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。具体实施例中，以单数形式出现的元件并不排除可以以多个(复数个)形式出现。

图1示出了根据本发明实施例的显示面板100的结构。

结合图4，显示面板100包括衬底基板41和形成在衬底基板上的压电感应层43。

衬底基板41例如为玻璃基板。

压电感应层43例如为压电薄膜，压电薄膜可以由有机PVDF、无机ZnO、AlN等压电材料制成。

显示面板100还包括在压电感应层上形成的：信号发射单元TX1,TX2、信号接收单元RX1,RX2、多组线栅阵列a,b,c,d，以及半导体层阵列121。

信号发射单元TX1,TX2用于发射声表面波信号。在一些实施例中，信号发射单元TX1,TX2为叉指电极。

信号接收单元RX1,RX2用于接收声表面波信号。在一些实施例中，信号接收单元RX1,RX2为叉指电极。

信号发射单元/信号接收单元也可以采用其他类型的电极实现，只要其能够收发射/接收声表面波信号即可，本发明对此不作限定。

线栅阵列47包括四组线栅阵列a,b,c,d，每一组线栅阵列包括平行设置的多条反射线栅。线栅阵列a,b,c,d用于将所述信号发射单元发射的声表面波信号TX1,TX2分别反射至所述信号接收单元RX1,RX2。在一些实施例中，线栅阵列a,b,c,d为金属线栅阵列。在另一些实施例中，线栅阵列采用其他具有良好反射效果的材料。

如图所示，半导体层阵列121设置在线栅阵列a,b,c,d围成的区域中。在一些实施例中，半导体层阵列包括以矩阵形式排列的多个半导体单元块。在一些实施例中，半导体层阵列由对可见光透明的非晶硅薄膜构成。

线栅阵列a,b,c,d排布成使反射的声表面波信号遍布所述半导体层阵列121，从而使得半导体层阵列所包含的每一个半导体单元块均通过了反射的声表面波信号并最终到达信号接收单元RX1,RX2。

利用本实施例的显示面板，信号发射单元TX1,TX2发射的声表面波信号经由线栅阵列a,b,c,d反射通过半导体层阵列121并最终到达信号接收单元RX1,RX2。当手指按压显示面板上对应半导体层阵列的区域(也称为“投影区域”)时，显示面板中的发光区域发出的光经过手指谷脊反射至半导体层阵列，手指谷、手指脊的反射光强的不同会引起投影区域半导体层阵列的相应区域的光电导变化，声表面波传播路径上该相应区域的光电导变化会引起声表面波传播速度和频率的改变，通过由信号处理模板分析RX1/RX2接收到的声波信号，可建立指纹图像，实现指纹识别功能。由于本实施例的显示面板，仅通过两个信号发射单元、两个信号接收单元以及包围半导体层阵列的多组线栅阵列，就能够检测按压在对应半导体层阵列的投影区域上的手指指纹，整个投影区域上不存在降低像素开口率的电极等部件，从而增加了显示面板的像素开口率，实现了全面屏面板的屏内指纹识别，由此促进全面屏的发展。

在一些实施例中，两个信号发射单元包括沿第一方向发射第一声表面波信号的第一信号发射单元，和沿与第一方向垂直的第二方向发射第二声表面波信号的第二信号发射单元。并且，两个信号接收单元包括接收第一声表面波信号的第一信号接收单元和接收第二声表面波信号的第二信号接收单元。

由于发射的声表面波信号是相互垂直的，有利于在相互垂直的方向上接收声表面波信号，提高指纹检测的精度。

图2示出图1中所示实施例中包含的信号发送单元、信号接收单元的细节结构。

在实施例中，显示面板为矩形。但是，这并非是对本发明的限制，显示面板可以是例如正方形、三角形等其他形状。

信号发送单元TX1和信号接收单元RX1设置在矩形的一对对角处，信号发送单元TX2和信号接收单元RX2设置在矩形的另一对对角处。各信号发送、接收单元采用叉指电极实现(图中左侧部分示出了叉指电极的放大图)，其中TX1和RX1器件方向相同，TX2和RX2器件方向相同。

影响叉指电极工作指标的主要参数包括叉指电极的中心频率、叉指对数、指长和叉指形状，通过设置叉指电极工作指标的主要参数可获得所需强度的声表面波。

线栅阵列a,b,c,d沿着矩形的每一条边设置，从而将半导体层阵列包围在矩形的内部区域中。

线栅a和b相互平行，与矩形的长边成45度角；线栅c和d相互平行，与矩形的短边成45度角，线栅a和b与线栅c和d互相垂直。

由此，TX1被加电后沿图中向上的方向(沿矩形的长边方向)发射声表面波信号，通过线栅阵列a、b反射，由RX1接收到横向声波信号；TX2被加电后沿图中向左的方向(沿矩形的短边方向)发射声表面波信号，通过线栅阵列c、d反射，由RX2接收到纵向声波信号，实现了使反射的声表面波信号遍布整个半导体层阵列121。

在一些实施例中，各半导体单元块的间距为50微米以下。当半导体单元块的间距为50微米以下时，能够较好地确保指纹检测的精度。

图3是根据本发明显示面板的变形实施例的结构示意图。

在图3的实施例的显示面板300中，其中一个信号接收单元RX2并未设置在矩形显示面板的角部，而是与信号发射单元TX1相邻的设置。这是因为，在该实施例中，线栅阵列的方向进行了改变，其同样能够起到使反射的声表面波信号遍布整个半导体层阵列后到达所述信号接收单元RX1,RX2的作用。

具体地，TX1沿图中发射方向发射的声表面波信号经过两次反射到达RX1，TX2沿图中发射方向发射的声表面波信号经过两次反射到达RX2。

虽然各实施例示出了具有两个信号发射单元TX1,TX2和两个信号接收单元RX1,RX2，但是可以理解，在本发明的精神和实质的范围内，可以在此基础上增加信号发送单元和信号接收单元，或减少信号发送单元和信号接收单元。

根据本发明实施例的显示面板的类型不受到特别限制，例如可以是LCD显示面板、OLED显示面板、QLED显示面板、Micro LED显示面板等。

图4示出根据本发明实施例的显示面板的制作过程的截面图。参照图4，描述本发明实施例的显示面板的制作过程，包括如下步骤：

S401，在所述衬底基板41上形成压电感应层43。

衬底基板41采用玻璃基板。压电感应层43采用压电薄膜，并可由有机PVDF、无机ZnO、AlN等压电材料制成。具体地，可采用溅射的方法沉积ZnO、AlN压电薄膜，优选地可采用磁控溅射沉积ZnO、AlN压电薄膜，并采用光刻和刻蚀工艺图案化形成压电感应层。

S403，在压电感应层上形成叉指电极45(用作信号发射单元、信号接收单元)以及线栅阵列47。信号发射单元、信号接收单元以及各组线栅阵列可以通过同一次构图工艺形成。

例如，在压电感应层上通过沉积形成金属膜，并通过曝光、刻蚀的方法图案化形成信号发射单元、所述信号接收单元以及各组线栅阵列47。

S405，在压电感应层上形成半导体层阵列121。

可以在信号发射单元、信号接收单元及线栅阵列形成之后形成半导体层阵列47，以将半导体层阵列121形成在线栅阵列47围成的区域中。半导体层阵列例如为对可见光透明的非晶硅等薄膜。例如，沉积a-si并用ELA进行晶化，并采用曝光刻蚀方法图案化形成半导体层阵列47。另外，可以采用p-si等材料形成半导体层阵列。

排布线栅阵列47的方向以使反射的声表面波信号遍布所述半导体层阵列121后到达所述信号接收单元。

信号发射单元TX1,TX2、信号接收单元RX1,RX2所处的位置将影响线栅阵列47的排布方向、位置。

尽管未图示，在压电薄膜上还形成显示面板所需的TFT电路等。

尽管未图示，在显示面板的制作过程中，还包括在信号发射单元、信号接收单元及线栅阵列、半导体层阵列之上形成用于实现电致发光的有机层，并且在有机层之上还设置滤光片的工艺。

利用本发明实施例的显示面板的制作方法，能够制作出整个投影区域上不存在降低像素开口率的电极等部件，从而增加了显示面板的像素开口率，实现了全面屏面板的屏内指纹识别，由此促进全面屏的发展。

关于本发明方法实施例的未详尽描述之处，请参考本发明装置实施例的描述。

本发明的另一实施例还提供了一种显示装置，显示装置包括本实施例所述的显示面板。显示装置具体可以为手机、计算机、相机、电视以及智能可穿戴设备等包含显示面板的任何电子设备，本发明对此并不作限制。

本发明不局限于上述特定实施例，在不背离本发明精神及其实质情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应改变和变形，但这些相应改变和变形都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种显示面板，包括衬底

基板和形成在衬底基板上的压电感应层，其特征在于，在所述压电感应层上形成有：

信号发射单元，配置为发射声表面波信号；

信号接收单元，配置为接收所述声表面波信号；

多组线栅阵列，配置为将所述信号发射单元发射的声表面波信号反射至所述信号接收单元；以及

半导体层阵列，设置在所述多组线栅阵列围成的区域中，其中

所述多组线栅阵列排布成使反射的声表面波信号遍布所述半导体层阵列后到达所述信号接收单元；

所述信号发射单元包括：沿第一方向发射第一声表面波信号的第一信号发射单元，和沿与第一方向垂直的第二方向发射第二声表面波信号的第二信号发射单元；

所述信号接收单元对应地包括接收第一声表面波信号的第一信号接收单元和接收第二声表面波信号的第二信号接收单元；

所述显示面板为矩形；

所述第一信号发射单元和所述第一信号接收单元设置在矩形的一对对角处，所述第二信号发射单元和所述第二信号接收单元设置在矩形的另一对对角处；

各组线栅阵列沿矩形的每一条边设置；

所述第一方向为沿矩形的长边和短边中的一个的方向；

所述第二方向为沿矩形的长边和短边中的另一个的方向；

沿矩形的长边设置的两组线栅阵列相互平行并与长边形成45度角；

沿矩形的短边设置的两组线栅阵列相互平行并与短边形成45度角；

沿矩形的长边设置的两组线栅阵列与沿矩形的短边设置的两组线栅阵列相互垂直。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述线栅阵列为金属线栅阵列。

3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述信号发射单元和所述信号接收单元为叉指电极。

4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述半导体层阵列包括矩阵排列的多个半导体单元块，各半导体单元块的间距为50微米以下。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述半导体层阵列由对可见光透明的非晶硅薄膜构成。

6.一种根据权利要求1所述的显示面板的制作方法，其特征在于，所述显示面板为矩形，包括：

在所述衬底基板上形成压电感应层；

在所述压电感应层上形成所述信号发射单元、所述信号接收单元以及所述多组线栅阵列；

在所述压电感应层上形成所述半导体层阵列；

其中，所述信号发射单元包括：沿第一方向发射第一声表面波信号的第一信号发射单元，和沿与第一方向垂直的第二方向发射第二声表面波信号的第二信号发射单元；

所述信号接收单元对应地包括接收第一声表面波信号的第一信号接收单元和接收第二声表面波信号的第二信号接收单元；

所述第一信号发射单元和所述第一信号接收单元设置在矩形的一对对角处，所述第二信号发射单元和所述第二信号接收单元设置在矩形的另一对对角处；

各组线栅阵列沿矩形的每一条边设置；

所述第一方向为沿矩形的长边和短边中的一个的方向；

所述第二方向为沿矩形的长边和短边中的另一个的方向；

沿矩形的长边设置的两组线栅阵列相互平行并与长边形成45度角；

沿矩形的短边设置的两组线栅阵列相互平行并与短边形成45度角；

沿矩形的长边设置的两组线栅阵列与沿矩形的短边设置的两组线栅阵列相互垂直。

7.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的显示面板。

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