CN110426891A - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种显示面板及显示装置。包括彩膜基板和阵列基板，阵列基板包括多个光感单元；彩膜基板包括朝向阵列基板一侧顺序设置的第一衬底基板、第一遮光层和至少一个第二遮光层；第一遮光层包括至少两层子遮光层，各子遮光层上设置有第一开口；各第二遮光层上设置有第二开口；第一开口、第二开口以及光感单元在第一衬底基板上的垂直投影至少部分重合；第一遮光层的边缘与第一开口的边缘之间的最大距离为L₁；第二遮光层的边缘与该第二遮光层的第二开口的边缘之间的最大距离为L₂；L₁<L₂；第一遮光层的厚度大于任一第二遮光层的厚度。本发明实施例提供的技术方案可以降低第一遮光层对出射光线的遮挡程度，提高显示面板的发光亮度。

Description

一种显示面板及显示装置

技术领域

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

目前，屏内指纹识别，即将指纹识别单元嵌入显示区内，是当前显示领域研究的热点，有利于提高显示屏的屏占比。

现有的指纹识别技术包括光学指纹识别技术、半导体硅指纹识别技术和超声波指纹识别技术。其中，光学指纹识别技术一般是采用光电二极管作为光感单元，其工作原理为：光经由触摸主体反射后形成的反射光照射在光电二极管上，使光电二极管产生光电流，由于指纹纹谷与纹脊的反射率存在差异，即纹谷位置反射的光和纹脊位置反射的光的强度不同，使得与纹谷位置对应的光电二极管产生的光电流和纹脊位置对应的光电二极管产生的光电流不同，从而实现指纹识别。

现有技术中，指纹识别单元包括多个光感单元，为保证每个光感单元只接收其上方的指纹信息，通常在每个光感单元上方设置准直孔，准直孔一般由多个层叠设置的遮光层上形成的透光开口重合形成。但是，部分从色阻层透出的光线会被遮光层遮挡而不能从显示面板的出光侧射出，导致显示面板的发光亮度相对较低。

发明内容

本发明提供一种显示面板及显示装置，以实现降低第一遮光层对出射光线的遮挡程度，提高显示面板的发光亮度。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，包括：

相对设置的彩膜基板和阵列基板；阵列基板包括多个光感单元；

彩膜基板包括朝向阵列基板一侧顺序设置的第一衬底基板、第一遮光层和至少一个第二遮光层；第一遮光层包括至少两层子遮光层，各子遮光层上设置有第一开口；各第二遮光层上设置有第二开口；沿垂直于第一衬底基板的方向，第一开口、第二开口以及光感单元在第一衬底基板上的垂直投影至少部分重合；

第一遮光层的边缘与第一开口的边缘之间的最大距离为L₁；第二遮光层的边缘与该第二遮光层的第二开口的边缘之间的最大距离为L₂；L₁<L₂；第一遮光层的厚度大于任一第二遮光层的厚度。

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

本发明实施例提供的显示面板，在衬底基板上设置多个遮光层，其中，最靠近衬底基板的遮光层为第一遮光层，通过增加第一遮光层的厚度，达到缩小第一遮光层的边缘与其上的第一开口的边缘之间的距离的目的，从而降低第一遮光层对背光模组的出射光线的遮挡程度，解决现有技术中指纹识别区亮度较暗的问题，实现降低第一遮光层对出射光线的遮挡程度，提高显示面板的发光亮度的效果。

附图说明

图1是现有技术提供的一种显示面板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图3是图2沿A-A’方向的剖面图；

图4是本发明实施例提供的第一遮光层对出射光线的遮挡示意图；

图5是图2沿B-B’方向的一种剖面图；

图6是图2沿B-B’方向的另一种剖面图；

图7是本发明实施例提供的一种显示面板的测试结果示意图

图8是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是现有技术提供的一种显示面板的结构示意图。参见图1，该显示面板包括相对设置的彩膜基板100’和阵列基板200’，彩膜基板100’和阵列基板200’之间设置有液晶层300’。阵列基板200’包括第二衬底基板220’和位于第二衬底基板220’朝向彩膜基板100’一侧的多个光感单元210’；彩膜基板100’包括朝向阵列基板200’一侧顺序设置的第一衬底基板110’、第一遮光层121’、第二遮光层122’、色阻层140’以及第三遮光层123’。色阻层140’包括多个呈阵列排布的色阻，该多个呈阵列排布的色阻至少包括红色色阻、绿色色阻以及蓝色色阻。第一遮光层121’上设置有第一开口1211’，第二遮光层122’上设置有第二开口1221’，第三遮光层123’上设置有第三开口1231’，沿垂直于第一衬底基板110’的方向，第一开口1211’、第二开口1221’、第三开口1221’以及光感单元210’在第一衬底基板110’上的垂直投影至少部分重合。实现指纹识别工作过程如下：当手指Fi’接触显示面板时，背光模组(图中未示出)发出的光线经过阵列基板200’、液晶层300’、以及彩膜基板100’到达手指Fi’，经手指Fi’反射的光线再依次经过彩膜基板100’、液晶层300’以及阵列基板200’被光感单元210’接收，光感单元 210’将接收到的感应信号通过指纹识别信号线传输至指纹识别信号接收单元 (图中为示出)，由于光线照射到手指Fi’指纹的谷线Fi2’和脊线Fi1’上时，谷线Fi2’和脊线Fi1’的反射角度以及反射回去的光照强度不同，即光感单元 210’接收到的感应信号不同，因此，指纹识别信号接收单元可以识别出指纹的谷线Fi2’和脊线Fi1’。其中，第一开口1211’、第二开口1221’以及第三开口1231’形成准直通道，使得光感单元210’可以接收该其上方的反射光线，第一遮光层121’、第二遮光层122’以及第三遮光层123’可以防止相邻光感单元210’对应的识别区域的光线反射到该光感单元210’上形成串扰。但是，继续参见图1，第一遮光层121’会遮挡从色阻透出的部分光线，例如，从色阻透出的光线S2’被第一遮光层121’遮挡，不能和光线S1’一样透射出来，导致显示面板的出光亮度相对较低。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示面板。图2是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，图3是图2沿A-A’方向的剖面图。为了便于理解，图2和图3仅示出了显示面板的部分结构。参见图2和图3，该显示面板包括相对设置的彩膜基板100和阵列基板200，阵列基板200包括多个光感单元210；彩膜基板100包括朝向阵列基板200一侧顺序设置的第一衬底基板 110、第一遮光层120和至少一个第二遮光层130；第一遮光层120包括至少两层子遮光层121，各子遮光层121上设置有第一开口1211；各第二遮光层130 上设置有第二开口131；沿垂直于第一衬底基板110的方向，第一开口1211、第二开口131以及光感单元210在第一衬底基板110上的垂直投影至少部分重合；第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的最大距离为L₁；第二遮光层130的边缘与该第二遮光层130的第二开口131的边缘之间的最大距离为L₂；L₁<L₂；第一遮光层120的厚度大于任一第二遮光层130的厚度。

具体的，彩膜基板100和阵列基板200可以通过胶框(图3未示出)贴合形成盒状结构，该盒状结构中填充液晶层300，形成液晶盒。背光模组(图3 未示出)可以设置在阵列基板200背离彩膜基板100的一侧，背光模组发射的光线，依次通过阵列基板200、液晶层300以及彩膜基板100，从第一衬底基板 120背离阵列基板200的表面出射，实现显示面板发光，从显示面板透出的光线的条数直接影响显示面板的出光亮度。

图4是本发明实施例提供的第一遮光层对出射光线的遮挡示意图。参见图 3和图4，光感单元210上方的光线通过第一开口1211和第二开口131传输至光感单元210，第一遮光层120和第二遮光层130可以防止串扰光线S5照射在光感单元210上。相比于现有技术，第一遮光层120包括至少两层子遮光层121，可以增加第一遮光层120的厚度，使得即使第一遮光层120的边缘与第一开口 1211的边缘之间的最大距离缩小，第一遮光层120阻挡串扰光线的能力也不会降低(或者不会大幅度降低)，如图4所示，串扰光线S5虽然未被第一遮光层120朝向第一衬底基板110的表面遮挡，但是能够被第一遮光层120的侧面遮挡(或者串扰光线S5中部分光谱范围的光被遮挡)。第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的最大距离的缩小，可以提高显示面板的发光亮度，原理如下：定义垂直于第一衬底基板110的方向为Z方向，从背光模组出射的光线中，与Z方向所成的夹角α越大的光线越容易受到第一遮光层120的遮挡，例如，图4所示的一条从背光模组出射的光线S2，透过色阻层140’后，被缩小第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的最大距离之前的第一遮光层120(虚线所示)遮挡，当第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的最大距离缩小为L₁时，该光线S2则不会被第一遮光层120遮挡，能够从显示面板的出光面出射，提高显示面板的发光亮度。

具体的，第一遮光层120包括至少两个子遮光层121，图3示例性地示出了第一遮光层120包括两个子遮光层121，但并非对本申请的限定，本领域技术人员可根据实际情况设置。另外，可以设置各个子遮光层121的厚度均相同，也可以设置各个子遮光层121的厚度均不同，还可以设置部分数量的子遮光层 121的厚度相同，此处不作限定，本领域技术人员也可根据实际情况设定。各个子遮光层121的透光光谱范围可以相同也可以不同，只要实现第一遮光层120 整体不透光即可。

可以理解的是，在不改变子遮光层121的厚度的前提下，子遮光层121的层数越多，沿Z方向，第一遮光层120的厚度越大，越有利于缩小第一遮光层 120的边缘与第一开口1211的边缘之间的最大距离，第一遮光层120对背光源出射的光线的遮挡程度越小，越有利于提高显示面板的发光亮度。

具体的，第一开口1211和第二开口131在第一衬底基板110上的垂直投影可以是部分重合，为了提升准直效果，也可以是完全重合的，此处不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况设定。

具体的，第二遮光层130的数量以及各个第二遮光层130的厚度，本领域技术人员可根据实际情况设置。

本发明实施例提供的显示面板，在衬底基板上设置多个遮光层，其中，最靠近衬底基板的遮光层为第一遮光层，通过增加第一遮光层的厚度，达到缩小第一遮光层的边缘与其上的第一开口的边缘之间的距离的目的，从而降低第一遮光层对背光模组的出射光线的遮挡程度，解决现有技术中指纹识别区亮度较暗的问题，实现降低第一遮光层对出射光线的遮挡程度，提高指纹识别区的发光亮度的效果。

继续参见图3，可选地，各子遮光层121均采用黑色遮光材料。可选地，黑色遮光材料可以为黑色树脂，黑色树脂的光通过率低，且基本没有反射光现象。

这样设置的好处在于，第一遮光层120各个面均具有较强的遮光效果，即第一遮光层120的各个表面均具有较强的吸收串扰光线的能力。

继续参见图3，可选地，各子遮光层121均采用色阻材料，各子遮光层121 的透光光谱范围无交叠。

可以理解的是，现有技术中，受于当前的工艺水平，单层黑色树脂制备而成的子遮光层121的厚度最大可以为1.5um，而单层色阻材料制备而成的子遮光层121的厚度大约为2.5um，在子遮光层121的数目相同的情况下，各个子遮光层121均采用色阻材料制备，可以得到厚度更大的第一遮光层120，第一遮光层120的边缘与其上的第一开口1211的边缘之间的距离可以更小，更有利于提高显示面板的出光亮度。

示例性的，若第一遮光层120包括两个子遮光层121，如图3所示，则两个子遮光层121采用不同的色阻材料，该两种色阻材料的透光光谱无交叠。若第一遮光层120包括大于或等于两个子遮光层121，则至少两个子遮光层121 采用不同的色阻材料，该两种色阻材料的透光光谱无交叠，优选的，各子遮光层121的透光光谱范围无交叠，可以进一步保证第一遮光层120整体的遮光性能。

继续参见图3，可选地，部分数量的子遮光层121采用色阻材料，部分数量的子遮光层121采用黑色遮光材料。

示例性的，若第一遮光层120包括两个子遮光层，如图3所示，则两个子遮光层121分别采用黑色遮光材料和色阻材料，可以设置采用黑色遮光材料制备的子遮光层121位于第一衬底基板110和采用色阻材料制备的子遮光层121 之间，也可以设置采用色阻材料制备的子遮光层121位于第一衬底基板110和采用黑色遮光材料制备的子遮光层121之间，此处不作限定。若第一遮光层120 包括大于或等于两个子遮光层121，采用黑色遮光材料制备的子遮光层121在第一遮光层120中的具体位置，其它子遮光层121采用的色阻材料的透光光谱范围，本领域技术人员均可根据实际情况设置。优选的，采用色阻材料的制备的各子遮光层121的透光光谱范围无交叠，这样可以进一步保证第一遮光层120 整体的遮光性能。

继续参见图3，可选地，第一遮光层120包括第一子遮光层和第二子遮光层；第一子遮光层采用红色色阻材料，第二子遮光层采用蓝色色阻材料。

具体的，可以设置第一子遮光层位于第二子遮光和第一衬底基板之间，也可以设置第二子遮光层位于第一子遮光和第一衬底基板之间，此处不作限定。

这样设置的好处在于，红色色阻的材料的透光范围与蓝色色阻的透光范围相差较远，可以有效提高第一遮光层120的遮光性能。

图5是图2沿B-B’方向的一种剖面图。图6是图2沿B-B’方向的另一种剖面图。该显示面板包括相对设置的彩膜基板100和阵列基板200，阵列基板200包括多个光感单元210；彩膜基板100包括朝向阵列基板200一侧顺序设置的第一衬底基板110、第一遮光层120和至少一个第二遮光层130；第一遮光层120包括至少两层子遮光层121，各子遮光层121上设置有第一开口1211；各第二遮光层130上设置有第二开口131；沿垂直于第一衬底基板110的方向，第一开口1211、第二开口131以及光感单元210在第一衬底基板110上的垂直投影至少部分重合；第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的最大距离为L₁；第二遮光层130的边缘与该第二遮光层130的第二开口131的边缘之间的最大距离为L₂；L₁<L₂；第一遮光层120的厚度大于任一第二遮光层130 的厚度。可选地，彩膜基板100包括两层第二遮光层130，两层第二遮光层分别为上第二遮光层131和下第二遮光层132，上第二遮光层131位于下第二遮光层132和第一遮光层120之间；彩膜基板还包括色阻层150和黑矩阵160；黑矩阵160与一第二遮光层130同层设置且采用相同材料；阵列基板100还包括第三遮光层230，位于光感单元210朝向彩膜基板100的一侧；第三遮光层 230上设置有第三开口231，第一开口1211、第二开口131、第三开口231以及光感单元210在第一衬底基板110上的垂直投影至少部分重合。

具体的，色阻层150包括呈阵列排布的色阻，呈阵列排布的色阻至少包括红色色阻R、绿色色阻G以及蓝色色阻B，黑矩阵160设置于相邻两个色阻的交界处。

可选地，黑矩阵160可以与上第二遮光层131同层设置，且采用相同的材料，如图5所示。可选地，黑矩阵160与下第二遮光层132同层设置，且采用相同的材料，如图6所示。这样设置的好处在于，上第二遮光层131或下第二遮光层132可以与黑矩阵160采用同一制程制作，简化了制作工艺。

可选地，第二遮光层130一黑矩阵160可以采用黑色遮光材料。示例性的，第二遮光层130一黑矩阵160可以采用黑色树脂。

具体的，第一开口1211、第二开口131以及第三开口231在第一衬底基板 110上的垂直投影可以是部分重合，为了提升准直效果，也可以是完全重合的，此处不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况设定。

继续参见图5和图6，可选地，第一遮光层120和最邻近第一遮光层120 的第二遮光层130之间设置有平坦化层140。可选地，显示面板包括至少两个第二遮光层130时，相邻两个第二遮光层130之间设置有平坦化层140，最远离第一遮光层120的第二遮光层130背离第一遮光层120的一侧设置有平坦化层140。其中，平坦化层140可以为树脂，能够起到一定的平坦化和保护作用。

继续参见图5和图6，可选地，阵列基板200还包括第四遮光层240，位于光感单元210背离彩膜基板100一侧，第四遮光层240在第一衬底基板110上的垂直投影覆盖光感单元210在第一衬底基板110上的垂直投影。第四遮光层 240可以防止背光模组出射的光线直接照射在光感单元210上，提高指纹识别的检测精度。

需要说明的是，上述设置方式通过在彩膜基板100中设置两个第二遮光层 130，在阵列基板中设置第三遮光层230，即显示面板中具有共四个遮光层层叠设置，可以较大程度地保障光感单元210只接收其上方的指纹信息，不受其它方向杂散光的影响，提高指纹识别的精度。此外，两个第二遮光层130中的一第二遮光层130与黑矩阵160通过同一制程制备形成，可以简化制作工艺。

在上述技术方案的基础上，可选地，第一开口1211的轮廓线的形状包括圆形、椭圆形和矩形中的任意一种。

可选地，第一开口的轮廓线1211的形状与第一遮光层120的轮廓线的形状相同。可选地的，可以设置第一开口1211的边缘与第一遮光层120的边缘的之间的距离处处相等。

继续参见图2，可选地，显示面板包括显示区10，显示区10包括阵列排布的像素单元11，第一遮光层120、第二遮光层130以及光感单元210均位于相邻像素单元11之间的间隙处。

具体的，显示面板包括阵列基板200、彩膜基板100以及液晶层300，阵列基板200通常包括多条扫描线和多条数据线(图2未示出)，扫描线和数据线绝缘交叉设定并限定多个像素单元11，多个像素单元11呈阵列排布，第一遮光层120、第二遮光层130以及光感单元210均位于相邻像素单元11之间的间隙处，以保障第一遮光层120和第二遮光层130不会影响像素单元11的正常工作。

需要说明的是，由于显示面板中包括的膜层较多，图3、图5以及图6中，示例性的示出了，与本申请相关的功能性膜层，其余显示面板的膜层可根据现有技术中的相关结构进行理解，本申请不作赘述。

需要说明的是，为了清晰的展示本实施例中显示面板与背景技术中显示面板的各个组成部分的区别，本实施例中显示面板与背景技术中显示面板的同一名称的各个组成部分使用不同的附图标记。

图8是本发明实施例提供的一种显示面板的测试结果示意图。为详细说明本申请实施例提供的显示面板能够提高显示面板发光亮度的优势，对图3所示的显示面板进行了测试。如图7所示，当第一遮光层120包括两层子遮光层121，且两层子遮光层121的材料均为黑色树脂，第一遮光层120的厚度为2.6um，第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的距离为4um时，得到视角与归一化光强的关系，如图7中的2号线所示；当第一遮光层120包括两层子遮光层121，且两层子遮光层121的材料均为黑色树脂，第一遮光层120的厚度为2.6um，第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的距离为3um 时，得到视角与归一化光强的关系，如图7中的1号线所示。作为对照，将第一遮光层120替换为单层黑色树脂遮光层，该单层黑色树脂遮光层的厚度为 1.3um，该单层黑色树脂遮光层的边缘与其上设置的开口的边缘之间的距离为 5um时，得到视角与归一化光强的关系，如图7中的3号线所示。这里所述的视角指的是在平行于图3所示的剖面的平面内，从色阻透出的出射光线与Z方向的夹角，当出射光线指向与该色阻最邻近的第一开口1211时(例如S1和S2)，出射光线与Z方向的夹角为正；当出射光线偏离与该色阻最邻近的第一开口 1211时(例如S6)，出射光线与Z方向的夹角为负。这里所述的归一化光强指的是当所有出射光线与Z方向的夹角均为某一特定角度时显示面板的的发光强度与当所有出射光线与Z方向的夹角均为0°时显示面板的发光强度的比值。从图7可知，第一遮光层120的边缘与第一开口1211的边缘之间的距离越小，第一遮光层120对大视角出射光线的遮挡程度越小，显示面板的发光亮度越大。

基于同上的发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置。图8是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。参见图8，该显示装置包括上述所述的任一种显示面板，因而该显示装置具备相应的功能和有益效果。示例性的，该显示装置可以手机、平板电脑或笔记本等任意具备显示和指纹识别功能的设备。

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 (10)

1.一种显示面板，包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括多个光感单元；

所述彩膜基板包括朝向所述阵列基板一侧顺序设置的第一衬底基板、第一遮光层和至少一个第二遮光层；所述第一遮光层包括至少两层子遮光层，各所述子遮光层上设置有第一开口；各所述第二遮光层上设置有第二开口；沿垂直于所述第一衬底基板的方向，所述第一开口、所述第二开口以及所述光感单元在所述第一衬底基板上的垂直投影至少部分重合；

所述第一遮光层的边缘与所述第一开口的边缘之间的最大距离为L₁；所述第二遮光层的边缘与该所述第二遮光层的所述第二开口的边缘之间的最大距离为L₂；L₁<L₂；所述第一遮光层的厚度大于任一所述第二遮光层的厚度。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，各所述子遮光层均采用色阻材料，各所述子遮光层的透光光谱范围无交叠。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，各所述子遮光层均采用黑色遮光材料。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，部分数量的所述子遮光层采用色阻材料，部分数量的所述子遮光层采用黑色遮光材料。

5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一遮光层包括第一子遮光层和第二子遮光层；所述第一子遮光层采用红色色阻材料，所述第二子遮光层采用蓝色色阻材料。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括两层所述第二遮光层，所述两层所述第二遮光层分别为上第二遮光层和下第二遮光层，所述上第二遮光层位于所述下第二遮光层和所述第一遮光层之间；

所述彩膜基板还包括色阻层和黑矩阵；所述黑矩阵与一所述第二遮光层同层设置且采用相同材料；

所述阵列基板还包括第三遮光层，位于所述光感单元朝向所述彩膜基板的一侧；所述第三遮光层上设置有第三开口，所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口以及所述光感单元在所述第一衬底基板上的垂直投影至少部分重合。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一开口的轮廓线的形状包括圆形、椭圆形和矩形中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一开口的轮廓线的形状与所述第一遮光层的轮廓线的形状相同。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括显示区，所述显示区包括阵列排布的像素单元，所述第一遮光层、所述第二遮光层以及所述光感单元均位于相邻所述像素单元之间的间隙处。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的显示面板。