CN110361888A - 一种彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置，通过将指纹识别元件设置在彩膜基板的衬底基板与黑矩阵之间，该衬底基板背离指纹识别元件的侧面为显示面，当该彩膜基板作为液晶显示面板的彩膜基板时，使得背光模组发出的光线只在出射过程中需要经过液晶、色组等膜层，从手指反射至指纹识别元件的光线不需要再次经过液晶、色组等膜层，减少了液晶、色组等膜层对光线的干扰作用，降低了光线的损耗，提高了指纹识别的精度；另外，本发明提供的指纹识别元件在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内，这样指纹识别元件的设置不会影响彩膜基板的开口率；因此，本发明能够在不影响开口率的基础上实现提高指纹识别的精度。

Description

一种彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置

技术领域

本发明涉及彩膜基板技术领域，特别涉及一种彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置。

背景技术

现有技术提供的显示装置中，通常采用光敏二极管等光电传感器进行指纹识别。通常情况下，光敏二极管设置在阵列基板上，在光线从显示面板射出再经手指反射回光敏二极管的过程中，需要穿过比较多的膜层，造成光线损失，从而导致指纹识别精度不高。

发明内容

本发明实施例提供一种彩膜基板、其制作方法及检测装置，用以解决现有技术中指纹识别精度不高的问题。

因此，本发明实施例提供了一种彩膜基板，包括：衬底基板，位于所述衬底基板上的黑矩阵，以及位于所述衬底基板与部分所述黑矩阵之间的多个指纹识别元件，所述指纹识别元件在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内，所述衬底基板背离所述指纹识别元件的侧面为显示面。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括：位于所述指纹识别元件与所述衬底基板之间的光学滤光器，所述光学滤光器在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内；

所述光学滤光器被配置为用于滤除环境光。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括：位于所述指纹识别元件与所述光学滤光器之间的透镜结构，所述透镜结构在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，所述黑矩阵包括沿第一方向延伸的多条第一遮光部和沿第二方向延伸的多条第二遮光部，所述第一遮光部和所述第二遮光部交叉形成网格状的黑矩阵，所述指纹识别元件位于所述第一遮光部和所述第二遮光部的交叠区域，且各所述指纹识别元件呈阵列排布。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，还包括：位于所述指纹识别元件与所述黑矩阵之间的薄膜晶体管、扫描线和读取线，所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内；

所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极，所述扫描线与所述栅极电连接，所述读取线与所述源极电连接，所述漏极与所述指纹识别元件电连接；

所述薄膜晶体管被配置为用于将所述指纹识别元件输出的电信号通过所述读取线输出。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，所述指纹识别元件为CMOS传感器。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括：相对设置的阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板为本发明实施例提供的上述任一项所述的彩膜基板。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板，还包括位于所述阵列基板背离所述彩膜基板一侧的背光模组。

相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法，包括：

在衬底基板上形成指纹识别元件；

在所述指纹识别元件所在膜层背离所述衬底基板一侧形成黑矩阵。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在形成所述指纹识别元件之前，还包括：

在所述衬底基板上形成光学滤光器。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在形成所述光学滤光器之后，在形成所述指纹识别元件之前，还包括：

在所述光学滤光器背向所述衬底基板一侧形成透镜结构。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在形成所述指纹识别元件之后，在形成所述黑矩阵之前，还包括：

在所述指纹识别元件背向所述衬底基板一侧形成薄膜晶体管、扫描线和读取线。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置，通过将指纹识别元件设置在彩膜基板的衬底基板与黑矩阵之间，该衬底基板背离指纹识别元件的侧面为显示面，当该彩膜基板作为液晶显示面板的彩膜基板时，从而使得背光模组发出的光线只在出射过程中需要经过液晶、色组等膜层，从手指反射至指纹识别元件的光线不需要再次经过液晶、色组等膜层，减少了液晶、色组等膜层对光线的干扰作用，降低了光线的损耗，提高了指纹识别的精度；另外，本发明提供的指纹识别元件在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内，这样指纹识别元件的设置不会影响彩膜基板的开口率；因此，本发明实施例提供的彩膜基板能够在不影响开口率的基础上实现提高指纹识别的精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的彩膜基板的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的彩膜基板的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的彩膜基板部分膜层的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；

图5A为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之一；

图5B为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之二；

图6为本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法流程图之一；

图7为本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法流程图之二；

图8为本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法流程图之三；

图9为本发明实施例提供的彩膜基板的制作方法流程图之四。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各层薄膜厚度和形状不反映彩膜基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供了一种彩膜基板，如图1所示，包括：衬底基板1，位于衬底基板1上的黑矩阵2，多个色组3，黑矩阵2位于色组3之间，以及位于衬底基板1与部分黑矩阵2之间的多个指纹识别元件4，指纹识别元件4在衬底基板1上的正投影位于黑矩阵2在衬底基板1上的正投影内，衬底基板1背离指纹识别元件4的侧面为显示面。

具体地，本发明实施例提供的彩膜基板，如图1和图5A所示，图5A为包括图1所示的彩膜基板的显示装置结构示意图，通过将指纹识别元件4设置在彩膜基板的衬底基板1与黑矩阵2之间，该衬底基板1背离指纹识别元件4的侧面为显示面，当该彩膜基板作为图4所示的液晶显示装置的彩膜基板时，背光模组500发出的光线L从显示面板出射后，经过手指10反射后形成反射光，反射光传输至彩膜基板上的指纹识别元件4，指纹识别元件4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10的脊和谷各位置处形成的反射光强度不同，最终使得各指纹识别元件4所采集到的光信号不同，从而进行指纹识别。本发明将指纹识别元件设置在彩膜基板中，在该彩膜基板应用在液晶显示装置中时，背光模组500发出的光线L从显示面板出射的过程中，需要经过液晶层300和色阻3，但是光线L在反射回指纹识别元件4的过程中，不需要再次经过色阻3和液晶层300，即本发明提供的包括本发明的彩膜基板的显示装置中，光线L在反射回指纹识别元件4的过程中经过的膜层结构较少，减少了液晶层300、色组3等膜层对光线的干扰作用，降低了光线的损耗，提高了指纹识别的精度；另外，本发明提供的指纹识别元件4在衬底基板1上的正投影位于黑矩阵2在衬底基板1上的正投影内，这样指纹识别元件4的设置不会影响彩膜基板的开口率；因此，本发明实施例提供的彩膜基板能够在不影响开口率的基础上实现提高指纹识别的精度。

需要说明的是，在具体实施时，本发明实施例的黑矩阵的透光率需要尽可能低，以避免本发明实施例提供的彩膜基板所在的显示装置的背光模组出射的光线对指纹识别元件产生干扰。

进一步地，在具体实施时，由于太阳光、照明光等外部环境光会影响指纹识别元件对光信号的采集，从而影响指纹识别精度，因此，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图2所示，还包括：位于指纹识别元件4与衬底基板1之间的光学滤光器5，光学滤光器5在衬底基板1上的正投影位于黑矩阵2在衬底基板1上的正投影内；

光学滤光器5被配置为用于滤除环境光。光学滤光器5不仅可以将环境光虑除，还能够不影响彩膜基板的开口率。

进一步地，在具体实施时，为了使每个指纹识别元件尽可能多的采集光信号，以进一步提高指纹识别精度，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图2所示，还包括：位于指纹识别元件4与光学滤光器5之间的透镜结构6，透镜结构6在衬底基板1上的正投影位于黑矩阵2在衬底基板1上的正投影内。透镜结构6不仅对将从手指反射回来的光线起到聚光作用，使指纹识别元件4采集到较多的光线，还能够不影响彩膜基板的开口率。

在具体实施时，与指纹识别元件4一一对应的多个透镜结构6形成微透镜阵列。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图3所示，黑矩阵2包括沿第一方向延伸的多条第一遮光部21和沿第二方向延伸的多条第二遮光部22，第一遮光部21和第二遮光部22交叉形成网格状的黑矩阵2，指纹识别元件4位于第一遮光部21和第二遮光部22的交叠区域，且各指纹识别元件4呈阵列排布。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，如图2所示，还包括：位于指纹识别元件4与黑矩阵2之间的薄膜晶体管7、扫描线G和读取线(图2中未示出)，薄膜晶体管7在衬底基板1上的正投影位于黑矩阵2在衬底基板1上的正投影内；

薄膜晶体管7包括栅极、有源层、源极和漏极(图2中未示出)，扫描线G与栅极电连接，读取线与源极电连接，漏极与指纹识别元件电连接；

薄膜晶体管7被配置为用于将指纹识别元件输出的电信号通过读取线输出。

具体地，读取线可以外接处理器，例如手机的处理器对指纹识别元件输出的电信号(即指纹信息)进行判断是否解开屏幕锁。

具体地，本发明实施例提供的彩膜基板中的指纹识别元件通过读取线、扫描线电连接，形成阵列排列的结构，该指纹识别元件由薄膜晶体管控制工作与否。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板中，指纹识别元件可以为CMOS传感器。具体地，CMOS传感器能够将光转换成电流或者电压信号的光探测器。当然，在具体实施时，指纹识别元件也可以采用其它光电传感器，在此不做一一赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种彩膜基板的制作方法，如图6所示，包括：

S601、在衬底基板上形成指纹识别元件；

S602、在指纹识别元件所在膜层背离衬底基板一侧形成黑矩阵；其中，指纹识别元件在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内，且衬底基板背离指纹识别元件的一侧为显示面。

本发明实施例提供的上述彩膜基板的制作方法，通过将指纹识别元件设置在彩膜基板的衬底基板与黑矩阵之间，该衬底基板背离指纹识别元件的侧面为显示面，当该彩膜基板作为液晶显示面板的彩膜基板时，从而使得背光模组发出的光线只在出射过程中需要经过液晶、色组等膜层，从手指反射至指纹识别元件的光线不需要再次经过液晶、色组等膜层，减少了液晶、色组等膜层对光线的干扰作用，降低了光线的损耗，提高了指纹识别的精度；另外，本发明将指纹识别元件在衬底基板上的正投影制作成位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内，这样指纹识别元件的设置不会影响彩膜基板的开口率。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板的制作方法中，如图7所示，在形成指纹识别元件之前，还包括：

S601’、在衬底基板上形成光学滤光器；其中，光学滤光器在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述彩膜基板的制作方法中，如图8所示，在形成光学滤光器之后，在形成指纹识别元件之前，还包括：

S601”、在光学滤光器背向衬底基板一侧形成透镜结构；其中，透镜结构在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，如图9所示，在形成指纹识别元件之后，在形成黑矩阵之前，还包括：

S602’在指纹识别元件背向衬底基板一侧形成薄膜晶体管、扫描线和读取线；其中，薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极，扫描线与栅极电连接，读取线与源极电连接，漏极与指纹识别元件电连接；薄膜晶体管在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内。

在具体实施时，可以采用曝光、刻蚀等工艺刻蚀出读取线、扫描线等将各个指纹识别元件电连接形成阵列排布的结构。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示面板，如图4所示，包括：相对设置的阵列基板100和彩膜基板200，以及位于阵列基板100和彩膜基板200之间的液晶层300和隔垫物400，该彩膜基100为本发明实施例提供的上述任一种彩膜基板。该显示面板解决问题的原理与前述彩膜基板相似，因此该显示面板的实施可以参见前述彩膜基板的实施，重复之处在此不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的上述显示面板为液晶显示(LiquidCrystalDisplay，LCD)面板。在具体实施时，对于显示面板的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明实施例仅以显示面板为液晶显示面板为例进行示例性说明，本发明提供的显示面板还可以是其它类型的显示面板，本发明对显示面板的类型不作限制。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，如图5A所示，包括本发明实施例提供的上述显示面板，还包括位于阵列基板100背离彩膜基板200一侧的背光模组500。该显示装置可以为：显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置解决问题的原理与前述彩膜基板相似，因此该显示装置的实施可以参见前述彩膜基板的实施，重复之处在此不再赘述。

在具体实施时，如图5A所示，当本发明提供的彩膜基板所在的显示装置打开指纹识别功能时，背光模组500出射的光线L透过显示面板时，显示面板呈现亮态，光线L即可从指纹反射至指纹识别元件4(CMOS传感器)，CMOS传感器采集从指纹反射回来的光信号，并将该光信号转换成电信号(即指纹信息)，处理器对该指纹信息进行识别。如图5B所示，当本发明提供的彩膜基板所在的显示装置关闭指纹识别功能时，处理器亦处于关闭模式，假设当液晶层300的液晶不偏转时光线L透过液晶层300出射，则背光模组500出射的光线L经过阵列基板100、液晶层300以及彩膜基板200形成显示图像；假设当液晶层300的液晶偏转时光线L不会透过液晶层300出射，则显示装置的屏幕呈现暗态，此时指纹识别元件4无法收到来自指纹的反射光线，因此无法进行指纹识别功能。因此本发明实施例提供的显示装置集成了指纹识别功能，而且指纹识别的精度较高。

本发明实施例提供的彩膜基板及其制作方法、显示面板、显示装置，通过将指纹识别元件设置在彩膜基板的衬底基板与黑矩阵之间，该衬底基板背离指纹识别元件的侧面为显示面，当该彩膜基板作为液晶显示面板的彩膜基板时，从而使得背光模组发出的光线只在出射过程中需要经过液晶、色组等膜层，从手指反射至指纹识别元件的光线不需要再次经过液晶、色组等膜层，减少了液晶、色组等膜层对光线的干扰作用，降低了光线的损耗，提高了指纹识别的精度；另外，本发明提供的指纹识别元件在衬底基板上的正投影位于黑矩阵在衬底基板上的正投影内，这样指纹识别元件的设置不会影响彩膜基板的开口率；因此，本发明实施例提供的彩膜基板能够在不影响开口率的基础上实现提高指纹识别的精度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：衬底基板，位于所述衬底基板上的黑矩阵，以及位于所述衬底基板与部分所述黑矩阵之间的多个指纹识别元件，所述指纹识别元件在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内，所述衬底基板背离所述指纹识别元件的侧面为显示面。

2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：位于所述指纹识别元件与所述衬底基板之间的光学滤光器，所述光学滤光器在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内；

所述光学滤光器被配置为用于滤除环境光。

3.如权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：位于所述指纹识别元件与所述光学滤光器之间的透镜结构，所述透镜结构在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内。

4.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵包括沿第一方向延伸的多条第一遮光部和沿第二方向延伸的多条第二遮光部，所述第一遮光部和所述第二遮光部交叉形成网格状的黑矩阵，所述指纹识别元件位于所述第一遮光部和所述第二遮光部的交叠区域，且各所述指纹识别元件呈阵列排布。

5.如权利要求1-4任一项所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：位于所述指纹识别元件与所述黑矩阵之间的薄膜晶体管、扫描线和读取线，所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内；

所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极，所述扫描线与所述栅极电连接，所述读取线与所述源极电连接，所述漏极与所述指纹识别元件电连接；

所述薄膜晶体管被配置为用于将所述指纹识别元件输出的电信号通过所述读取线输出。

6.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述指纹识别元件为CMOS传感器。

7.一种显示面板，其特征在于，包括：相对设置的阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板为如权利要求1-6任一项所述的彩膜基板。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7所示的显示面板，还包括位于所述阵列基板背离所述彩膜基板一侧的背光模组。

9.一种如权利要求1-6任一项所述的彩膜基板的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底基板上形成指纹识别元件；

在所述指纹识别元件所在膜层背离所述衬底基板一侧形成黑矩阵。

10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在形成所述指纹识别元件之前，还包括：

在所述衬底基板上形成光学滤光器。

11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，在形成所述光学滤光器之后，在形成所述指纹识别元件之前，还包括：

在所述光学滤光器背向所述衬底基板一侧形成透镜结构。

12.如权利要求11所述的制作方法，其特征在于，在形成所述指纹识别元件之后，在形成所述黑矩阵之前，还包括：

在所述指纹识别元件背向所述衬底基板一侧形成薄膜晶体管、扫描线和读取线。