CN109858443A - 显示面板、显示装置和显示面板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板、显示装置和显示面板的制作方法，包括：多个薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极和有源层；多个指纹识别元件，指纹识别元件包括第一半导体部、第二半导体部、绝缘部和电极部，第一半导体部与有源层同层设置，第二半导体部位于第一半导体部远离衬底的一侧，绝缘部位于第二半导体部远离衬底的一侧，电极部位于绝缘部远离衬底的一侧，第一半导体部的材料包括多晶硅，第二半导体部的材料包括非晶硅。通过构造MIS结构的指纹识别元件，提高了指纹识别元件的光敏性，降低了显示面板的制作成本，提高指纹识别的精度，减少了显示面板的制程。

Description

显示面板、显示装置和显示面板的制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种显示面板、显示装置和显示面板的制作方法。

背景技术

现有技术提供的一种显示装置中，指纹识别元件采用了多晶硅材料，而多晶硅材料的光敏性较差，因此采用多晶硅材料作为指纹识别元件时，指纹识别元件需要较强的光源，而现有技术提供的显示装置处于显示效果、能耗高低等原因，通常无法为指纹识别元件提供光强足够大的光源，从而导致指纹识别元件的精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种显示面板，包括：阵列基板，阵列基板包括衬底；多个薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极和有源层；多个指纹识别元件，指纹识别元件包括第一半导体部、第二半导体部、绝缘部和电极部，第一半导体部与有源层同层设置，第二半导体部位于第一半导体部远离衬底的一侧，绝缘部位于第二半导体部远离衬底的一侧，电极部位于绝缘部远离衬底的一侧，第一半导体部的材料包括多晶硅，第二半导体部的材料包括非晶硅。

本发明还提供一种显示装置，包括本发明提供的显示面板。

本发明还提供一种显示面板的制作方法，包括：

提供阵列基板，包括：

提供衬底；沉积多晶硅材料层，图案化多晶硅材料层，形成多个指纹识别元件的第一半导体部；

沉积非晶硅材料层，图案化非晶硅材料层，形成多个指纹识别元件的第二半导体部；

沉积绝缘材料层，图案化绝缘材料层，形成多个指纹识别元件的绝缘部；

沉积透明金属氧化物材料层，图案化透明金属氧化物材料层，形成多个指纹识别元件的电极部。

与现有技术相比，本发明提供的显示面板、显示装置和显示面板的制作方法，至少实现了如下的有益效果：

本发明提供的显示面板中，指纹识别元件的第二半导体部采用非晶硅材料，由于非晶硅具有很好的光敏性，能够提高指纹识别元件的光敏性、改善指纹识别的精度；指纹识别元件构成了MIS结构，具有更大反向饱和电流，即使在反射光的强度较低的情况下，由于指纹识别元件对光具有更好的响应度，因此能够保证指纹识别元件仍然具有较高的指纹识别精度和较快的响应速度；此外，MIS结构的指纹识别元件自行组成电容，指纹识别元件具有保存光电流的能力，无需另外制作电容，简化了显示面板的制作流程，降低了显示面板的制作成本；指纹识别元件与有源层同层设置第一半导体部，利用了显示面板的现有膜层结构，不会增加显示面板的厚度、同时进一步减少了显示面板的制程。

当然，实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种显示面板的平面结构示意图；

图3是图2沿剖面线OO’的一种剖面结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种显示面板的平面结构示意图；

图5是图4沿剖面线PP’的一种剖面结构示意图；

图6是图4沿剖面线PP’的另一种剖面结构示意图；

图7是图4沿剖面线PP’的又一种剖面结构示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种显示装置的平面结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种显示面板的制作方法的流程图；

图11-图15是图10提供的制作方法对应的显示面板的剖面结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种显示面板，包括：阵列基板1，阵列基板1包括衬底10；多个薄膜晶体管11，薄膜晶体管11包括栅极G、源极S、漏极D和有源层AC；多个指纹识别元件12，指纹识别元件12包括第一半导体部121、第二半导体部122、绝缘部123和电极部124，第一半导体部121与有源层AC同层设置，第二半导体部122位于第一半导体部121远离衬底10的一侧，绝缘部123位于第二半导体部122远离衬底10的一侧，电极部124位于绝缘部123远离衬底10的一侧，第一半导体部121的材料包括多晶硅，第二半导体部122的材料包括非晶硅。

具体的，如图1所示，本实施例提供的指纹识别元件12包括与薄膜晶体管11的有源层AC同层设置的第一半导体部121，以及沿垂直于显示面板的方向Z上依次层叠在第一半导体部121上的第二半导体部122、绝缘部123和电极部124，其中第一半导体部121采用多晶硅材料，第二半导体部122采用非晶硅材料。可选的，电极部124的材料包括透明金属或者透明金属氧化物等具有导电性能的材料。因此，本实施例提供的显示面板中，指纹识别元件12形成了一个金属(M)-i型绝缘层(I)-半导体(S)的MIS结构，即指纹识别元件12具有金属半导体结，MIS结构的二极管是由多数载流子导电的，因此，指纹识别元件12的反向饱和电流较采用PIN结构(PIN结构的二极管具有PN结，PN结由少数载流子导电)的二极管大得多。

现对指纹识别元件12的工作原理进行说明：指纹识别元件12具有光敏特性，并且具有单向导电性，没有光照时，金属半导体结有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时指纹识别元件12截止；当受到光照时，金属半导体结的饱和反向漏电流增加，从而形成光电流，光电流随着入射光强度的变化而变化。当从显示面板出射的光照射到手指上，并在手指指纹的表面反射形成反射光时，反射光再入射到指纹识别元件12上，从而被指纹识别元件12的接收并形成光电流，即能够进行指纹识别。

本实施例提供的显示面板中，指纹识别元件的第二半导体部采用非晶硅材料，由于非晶硅具有很好的光敏性，能够提高指纹识别元件的光敏性、改善指纹识别的精度；指纹识别元件构成了MIS结构，具有更大反向饱和电流，即使在反射光的强度较低的情况下，由于指纹识别元件对光具有更好的响应度，因此能够保证指纹识别元件仍然具有较高的指纹识别精度和较快的响应速度；此外，MIS结构的指纹识别元件自行组成电容，指纹识别元件具有保存光电流的能力，无需另外制作电容，简化了显示面板的制作流程，降低了显示面板的制作成本；指纹识别元件与有源层同层设置第一半导体部，利用了显示面板的现有膜层结构，不会增加显示面板的厚度、同时进一步减少了显示面板的制程。

可以理解的是，本实施例仅以图1所示的底栅结构(即为，栅极G位于有源层AC靠近衬底10的一侧)的薄膜晶体管为例进行示意性说明，也可以采用顶栅结构(栅极G位于有源层AC背离衬底10的一侧)的薄膜晶体管，本发明对此不作具体限制。

可选的，请参见图2-3，图2是本发明实施例提供的另一种显示面板的平面结构示意图，图3是图2沿剖面线OO’的一种剖面结构示意图。如图2-3所示，显示面板还包括与阵列基板1相对设置的彩膜基板4，彩膜基板4包括黑矩阵41，黑矩阵41包括多个镂空部Q，指纹识别元件12在衬底10的正投影与镂空部Q在衬底10的正投影至少部分重叠。

具体的，如图2-3所示，彩膜基板4包括黑矩阵41，黑矩阵41包括镂空部Q，沿垂直于显示面板的方向Z上，镂空部Q与指纹识别元件12相交叠。可选的，彩膜基板4包括彩膜衬底40。可选的，显示面板包括显示区A，指纹识别元件12位于显示区A内。可选的，镂空部Q与指纹识别元件12也可以仅部分交叠(图中未示出)，即指纹识别元件12也可以与黑矩阵41沿垂直于显示面板的方向上部分交叠，指纹识别元件12接收反射光的区域不被黑矩阵41覆盖、以避免影响指纹识别的效果，指纹识别元件41的其他区域可以被黑矩阵41覆盖，从而减小黑矩阵的覆盖面积、增大显示面板的透光率。

本实施例提供的显示面板中，在黑矩阵上设置镂空部，沿垂直于显示面板的方向上，指纹识别元件与镂空部相交叠，不需要额外占用显示面板的空间，从而显示面板的显示区面积不受影响，保证了显示面板的显示品质。

可选的，请参见图4-5，图4是本发明实施例提供的又一种显示面板的平面结构示意图，图5是图4沿剖面线PP’的一种剖面结构示意图。如图4-5所示，阵列基板1还包括多个像素电极13、多条第一栅极线14、多条第二栅极线15、多条第一数据线16和多条第二数据线17，多个薄膜晶体管11包括第一薄膜晶体管111和第二薄膜晶体管112，第一薄膜晶体管111与像素电极15电连接，第二薄膜晶体管112与指纹识别元件12电连接。可选的，第一薄膜晶体管111的栅极G1与第一栅极线14电连接，第一薄膜晶体管111的源极S1与第一数据线16电连接，第一薄膜晶体管111的漏极D1与像素电极13电连接，第二薄膜晶体管112的栅极G2与第二栅极线15电连接，第二薄膜晶体管112的源极S2与第二数据线17电连接，第二薄膜晶体管112的漏极D2与指纹识别元件12的第一半导体部121连接。

具体的，如图4-5所示，本实施例提供的显示面板中，指纹识别元件12和像素电极13分别采用不同的电路控制，像素电极13通过第一薄膜晶体管111、第一栅极线14和第一数据线16进行信号传输，指纹识别元件12通过第二薄膜晶体管112、第二栅极线15和第二数据线17进行信号传输。

本实施例提供的显示面板中，指纹识别元件和像素电极分别采用不同的电路控制信号的传输，分开控制能够提高信号传输的准确率，改善显示装置的性能。

可选的，请参见图4、图6，图6是图4沿剖面线PP’的另一种剖面结构示意图。如图6所示，第一薄膜晶体管111的栅极G1与第一栅极线14电连接，第一薄膜晶体管111的源极S1与第一数据线16电连接，第一薄膜晶体管111的漏极D1与像素电极13电连接，第二薄膜晶体管112的栅极G1与第二栅极线15电连接，第二薄膜晶体管112的源极S2与第二数据线17电连接，第二薄膜晶体管112的有源层AC2与指纹识别元件12的第一半导体部121连接。

具体的，如图4、图6所示，第二薄膜晶体管112的有源层AC2与指纹识别元件12的第一半导体部121直接连接。

本实施例提供的显示面板中，第二薄膜晶体管直接通过有源层与指纹识别元件的第一半导体部连接，无需打孔，简化了显示面板的制作流程，提高了显示面板的制作效率。

可选的，请继续参见图6，电极部124的材料包括透明金属氧化物材料。可选的，绝缘部123的材料包括氧化硅。

具体的，如图6所示，电极部124与像素电极13同层设置，电极部124的材料可以与像素电极13相同，包括透明金属氧化物，例如ITO、IGZO等具有良好导电性的材料。绝缘部123的材料包括氧化硅，可以起到绝缘作用的同时，还可以避免空气中的水汽、氧气和杂质等物质侵入指纹识别元件，能够对指纹识别元件起到较好的保护作用。

需要说明的是，图5-图6中指纹识别元件12的电极部124均与像素电极13同层设置，电极部124也可以与显示面板的其他膜层同层设置。可选的，请参见图7，图7是图4沿剖面线PP’的又一种剖面结构示意图。如图7所示，显示面板包括公共电极19，电极部124与公共电极19同层设置。

本实施例提供的显示面板中，指纹识别元件的电极部可以利用显示面板中的现有膜层结构，不需要增加额外的膜层，有利于显示面板轻薄化，提升显示面板的品质。

可选的，请参见图8，图8是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图。如图8所示，显示面板还包括遮光层18，第一半导体部121在衬底10的正投影位于遮光层18在衬底10的正投影内。

具体的，如图8所示，沿垂直于显示面板的方向Z上，第一半导体部121与遮光层18相交叠，当有光线从显示面板的衬底10入射时，遮光层18能够阻挡入射的光线，避免光线照射到指纹识别元件18上。

本实施例提供的显示面板中，当指纹识别元件接收的从手指反射的反射光线时，设置的遮光层能够避免从衬底入射的光线对反射光线的串扰，提高了指纹识别的精度。

本发明还提供一种显示装置，包括本发明提供的显示面板。具体的，请参考图9，图9是本发明实施例提供的一种显示装置的平面结构示意图。图9提供的显示装置1000包括本发明上述任一实施例提供的显示面板1000A。图9实施例仅以手机为例，对显示装置1000进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置，可以是手表、电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置，具有本发明实施例提供的显示面板的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于显示面板的具体说明，本实施例在此不再赘述。

可选的，请参见图10-图15，图10是本发明实施例提供的一种显示面板的制作方法的流程图，图11-图15是图10提供的制作方法对应的显示面板的剖面结构示意图。

本发明还提供一种显示面板的制作方法，包括：

S1：提供阵列基板1，包括：

S11：提供衬底10；

S12：沉积多晶硅材料层，图案化多晶硅材料层，形成多个指纹识别元件12的第一半导体部121；

S13：沉积非晶硅材料层，图案化非晶硅材料层，形成多个指纹识别元件12的第二半导体部122；

S14：沉积绝缘材料层，图案化绝缘材料层，形成多个指纹识别元件12的绝缘部123；

S15：沉积透明金属氧化物材料层，图案化透明金属氧化物材料层，形成多个指纹识别元件12的电极部124。

具体的，如图10-15所示，本实施例提供的指纹识别元件12包括第一半导体部121、第二半导体部122、绝缘部123和电极部124。可选的，第一半导体部121可以与薄膜晶体管的有源层(图中未示出，可参见图1)同时形成，电极部124可以与像素电极(图中未示出，可参见图5或图6)或者公共电极(图中未示出，可参见图7)同时形成，能够有效减少显示面板的制作流程。

本实施例提供的显示面板的制作方法中，指纹识别元件的第二半导体部采用非晶硅材料，由于非晶硅具有很好的光敏性，能够提高指纹识别元件的光敏性、改善指纹识别的精度；指纹识别元件构成了MIS结构，具有更大反向饱和电流，即使在反射光的强度较低的情况下，由于指纹识别元件对光具有更好的响应度，因此能够保证指纹识别元件仍然具有较高的指纹识别精度和较快的响应速度；此外，MIS结构的指纹识别元件自行组成电容，指纹识别元件具有保存光电流的能力，无需另外制作电容，简化了显示面板的制作流程，降低了显示面板的制作成本；指纹识别元件与有源层同层设置第一半导体部，利用了显示面板的现有膜层结构，不会增加显示面板的厚度、同时进一步减少了显示面板的制程。

通过上述实施例可知，本发明提供的显示面板、显示装置和显示面板的制作方法，至少实现了如下的有益效果：

本发明提供的显示面板中，指纹识别元件的第二半导体部采用非晶硅材料，由于非晶硅具有很好的光敏性，能够提高指纹识别元件的光敏性、改善指纹识别的精度；指纹识别元件构成了MIS结构，具有更大反向饱和电流，即使在反射光的强度较低的情况下，由于指纹识别元件对光具有更好的响应度，因此能够保证指纹识别元件仍然具有较高的指纹识别精度和较快的响应速度；此外，MIS结构的指纹识别元件自行组成电容，指纹识别元件具有保存光电流的能力，无需另外制作电容，简化了显示面板的制作流程，降低了显示面板的制作成本；指纹识别元件与有源层同层设置第一半导体部，利用了显示面板的现有膜层结构，不会增加显示面板的厚度、同时进一步减少了显示面板的制程。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

阵列基板，所述阵列基板包括衬底；

多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极和有源层；

多个指纹识别元件，所述指纹识别元件包括第一半导体部、第二半导体部、绝缘部和电极部，所述第一半导体部与所述有源层同层设置，所述第二半导体部位于所述第一半导体部远离所述衬底的一侧，所述绝缘部位于所述第二半导体部远离所述衬底的一侧，所述电极部位于所述绝缘部远离所述衬底的一侧，所述第一半导体部的材料包括多晶硅，所述第二半导体部的材料包括非晶硅。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述显示面板还包括与所述阵列基板相对设置的彩膜基板，所述彩膜基板包括黑矩阵，所述黑矩阵包括多个镂空部，所述指纹识别元件在所述衬底的正投影与所述镂空部在所述衬底的正投影至少部分重叠。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述阵列基板还包括多个像素电极、多条第一栅极线、多条第二栅极线、多条第一数据线和多条第二数据线，所述多个薄膜晶体管包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管与所述像素电极电连接，所述第二薄膜晶体管与所述指纹识别元件电连接。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，

所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第一栅极线电连接，所述第一薄膜晶体管的源极与所述第一数据线电连接，所述第一薄膜晶体管的漏极与所述像素电极电连接，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述第二栅极线电连接，所述第二薄膜晶体管的源极与所述第二数据线电连接，所述第二薄膜晶体管的漏极与所述指纹识别元件的所述第一半导体部连接。

5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，

所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第一栅极线电连接，所述第一薄膜晶体管的源极与所述第一数据线电连接，所述第一薄膜晶体管的漏极与所述像素电极电连接，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述第二栅极线电连接，所述第二薄膜晶体管的源极与所述第二数据线电连接，所述第二薄膜晶体管的所述有源层与所述指纹识别元件的所述第一半导体部连接。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述电极部的材料包括透明金属氧化物材料。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述绝缘部的材料包括氧化硅。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述显示面板还包括遮光层，所述第一半导体部在所述衬底的正投影位于所述遮光层在所述衬底的正投影内。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的显示面板。

10.一种显示面板的制作方法，其特征在于，包括：

提供阵列基板，包括：

提供衬底；

沉积多晶硅材料层，图案化所述多晶硅材料层，形成多个指纹识别元件的第一半导体部；

沉积非晶硅材料层，图案化所述非晶硅材料层，形成多个所述指纹识别元件的第二半导体部；

沉积绝缘材料层，图案化所述绝缘材料层，形成多个所述指纹识别元件的绝缘部；

沉积透明金属氧化物材料层，图案化所述透明金属氧化物材料层，形成多个所述指纹识别元件的电极部。