CN110632781A - 显示面板、显示装置及显示面板制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种显示面板、显示装置及显示面板制作方法。该显示面板中指纹识别单元包括光感元件和第一金属图案，第一金属图案用于与指纹识别单元中的其他结构电连接，光感元件包括第一半导体层；位于光感元件和第一金属图案上的第一绝缘层；位于第一绝缘层上的第一导电层，第一导电层包括多个第一导电图案；第一导电图案接入偏置信号，且第一导电图案通过第一通孔与第一半导体层电连接；位于第一导电层上的第二绝缘层，位于第二绝缘层上的第二导电层，第二导电层包括第二导电图案，第二导电图案通过第二通孔与第一金属图案电连接；同时，第二导电图案通过第三通孔与第一导电图案电连接，以提高指纹识别单元的制作良率。

Description

显示面板、显示装置及显示面板制作方法
技术领域
本发明实施例涉及指纹识别技术，尤其涉及一种显示面板、显示装置及显示面板制作方法。
背景技术
随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的显示装置，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。指纹对于每一个人而言是与身俱来的，是独一无二的，采用指纹识别功能能够提高显示装置的安全系数。
现有的指纹识别技术又分为电容式指纹识别和光学指纹识别，将光学指纹识别集成在显示面板中实现在显示面板的显示区内的指纹识别是目前研究的热点。但是现有的指纹识别单元由于其内部结构不合理，使得其良率较低，用户体验差。
发明内容
本发明提供一种显示面板、显示装置及显示面板制作方法，以实现提高指纹识别单元的制作良率的目的。
第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，包括：
衬底，所述衬底包括显示区，所述显示区包括指纹识别区和非指纹识别区；所述指纹识别区内设置有指纹识别单元，所述指纹识别单元包括光感元件和第一金属图案，所述第一金属图案用于与所述指纹识别单元中的其他结构电连接，所述光感元件包括第一半导体层；
位于所述光感元件和所述第一金属图案上的第一绝缘层；
位于所述第一绝缘层上的第一导电层，所述第一导电层包括多个第一导电图案；所述第一导电图案接入偏置信号，且所述第一导电图案通过贯穿所述第一绝缘层的第一通孔与所述第一半导体层电连接；
位于所述第一导电层上的第二绝缘层，
位于所述第二绝缘层上的第二导电层，所述第二导电层包括第二导电图案，所述第二导电图案通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第二通孔与所述第一金属图案电连接；同时，所述第二导电图案通过贯穿所述第二绝缘层的第三通孔与所述第一导电图案电连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的任一种所述的显示面板。
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示面板制作方法，所述显示面板制作方法用于制作本发明实施例提供的任一种所述的显示面板；
所述显示面板制作方法包括：
提供衬底，所述衬底包括显示区，所述显示区包括指纹识别区和非指纹识别区；
在所述衬底的所述指纹识别区内形成多个指纹识别单元，所述指纹识别单元包括光感元件和第一金属图案，所述第一金属图案用于与所述指纹识别单元中的其他结构电连接，所述光感元件包括第一半导体层；
在所述光感元件和所述第一金属图案上形成第一绝缘层；
在所述第一绝缘层上形成第一导电层，所述第一导电层包括多个第一导电图案；所述第一导电图案，且所述第一导电图案通过贯穿所述第一绝缘层的第一通孔与所述第一半导体层电连接；
在所述第一导电层上形成第二绝缘层，
在所述第二绝缘层上形成第二导电层，所述第二导电层包括第二导电图案，所述第二导电图案通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第二通孔与所述第一金属图案电连接；同时，所述第二导电图案通过贯穿所述第二绝缘层的第三通孔与所述第一导电图案电连接。
本发明实施例通过设置位于所述第二绝缘层上的第二导电层，所述第二导电层包括第二导电图案，所述第二导电图案通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第二通孔与所述第一金属图案电连接；同时，所述第二导电图案通过贯穿所述第二绝缘层的第三通孔与所述第一导电图案电连接，解决了现有的显示面板中指纹识别单元制作良率低的问题，实现了提高指纹识别单元的制作良率的效果。
附图说明
图1为现有的一种显示面板的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种显示面板的俯视结构示意图；
图3沿图2中A1-A2的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种指纹识别单元的等效电路图；
图5为本发明实施例提供的另一种显示面板的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种显示面板指纹识别区的剖面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的又一种显示面板中指纹识别区的剖面结构示意图；
图8为本发明研究的过程中提出的一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图；
图11为本发明实施例提供的又一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图；
图12为本发明实施例提供的又一种显示面板的俯视结构示意图；
图13为图12中一个子指纹识别区的俯视结构示意图；
图14为本发明研究的过程中提供的一种子指纹识别区的俯视结构示意图；
图15为本发明实施例提供的又一种子指纹识别区的剖面结构示意图；
图16为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图17为本发明实施例提供的一种显示面板制作方法的流程图。
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为现有的一种显示面板的剖面结构示意图。参见图1，该显示面板包括衬底01、设置于衬底01上的指纹识别单元02。指纹识别单元02包括光感元件021和第一金属图案022，第一金属图案022用于与指纹识别单元02中其他结构电连接，光感元件021包括第一半导体层0211。在进行指纹识别时，需要向光感元件021和第一金属图案022同时输入相同偏置信号，为此，该显示面板还包括第一绝缘层03和第一导电图案04。第一绝缘层03同时覆盖光感元件021和第一金属图案022。第一绝缘层03上设置有贯穿第一绝缘层03的第一过孔S01和第二过孔S02。第一导电图案04通过第一过孔S01与第一半导体层0211连接，同时，第一导电图案04通过第二过孔S02与第一金属图案022连接。第一导电图案04接入偏置信号。这样可以利用第一导电图案04同时将偏置信号传输至光感元件021和第一金属图案022。
该种显示面板在实际制作时，通常先采用同一刻蚀工艺同时形成第一过孔S01和第二过孔S02，此时，第一过孔S01暴露第一半导体层0211，第二过孔S02暴露第一金属图案022。然后需要使用氢氟酸清洗第一半导体层0211，避免第一半导体层0211表面的杂质影响第一导电图案04与第一半导体层0211的电接触效果。但是在清洗之前，第一金属图案022已经被第二过孔S02暴露，因此在使用氢氟酸清洗第一半导体层0211时氢氟酸会腐蚀第一金属图案022，影响后续第一金属图案022和第一导电图案04的电接触效果，进而影响指纹识别单元02的良率。
有鉴于此，本申请提供一种显示面板，图2为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。图3为沿图2中A1-A2的剖面结构示意图。参见图2和图3，该显示面板包括：衬底1，衬底1包括显示区AA，显示区AA包括指纹识别区FS和非指纹识别区NS；指纹识别区FS内设置有指纹识别单元10，指纹识别单元10包括光感元件11和第一金属图案12，第一金属图案12用于与指纹识别单元10中的其他结构电连接，光感元件11包括第一半导体层111；位于光感元件11和第一金属图案12上的第一绝缘层13；位于第一绝缘层13上的第一导电层14，第一导电层14包括多个第一导电图案141；第一导电图案141接入偏置信号，且第一导电图案141通过贯穿第一绝缘层13的第一通孔S1与第一半导体层111电连接；位于第一导电层14上的第二绝缘层15；位于第二绝缘层15上的第二导电层16，第二导电层16包括第二导电图案161，第二导电图案161通过贯穿第一绝缘层13和第二绝缘层15的第二通孔S2与第一金属图案12电连接；同时，第二导电图案161通过贯穿第二绝缘层15的第三通孔S3与第一导电图案141电连接。
其中，“位于光感元件11和第一金属图案12上的第一绝缘层13”是指第一绝缘层13同时覆盖光感元件11和第一金属图案12。
需要说明的是，在实际中，指纹识别单元10的具体电路结构可以有多种，本申请对此不作限制。示例性地，图4为本发明实施例提供的一种指纹识别单元的等效电路图。结合图3和图4，可选地，“第一金属图案12”可以为图4中电容器Cst的第一电容电极Cst1，也可以为与第一电容电极Cst1电连接的辅助连接块等。此时，光感元件11的第一半导体层111充当光感元件11的阳极，第一导电图案141接入的偏置信号为Vbias信号。
可选地，在制作时，可以先制作光感元件11的第一半导体层111再制作第一金属图案12；或者，先制作第一金属图案12再制作光感元件11的第一半导体层111。本申请对此不作限制。
在制作完毕第一半导体层111和第一金属图案12后，可以按照如下步骤进行制作，以完成整个显示面板的制作工艺。
步骤一、在光感元件11和第一金属图案12上形成第一绝缘层13，第一绝缘层13同时覆盖光感元件11和第一金属图案12。
步骤二、在第一绝缘层13上形成贯穿第一绝缘层13的第一通孔S1，第一通孔S2暴露第一半导体层111。
步骤三、对第一通孔S1暴露出的第一半导体层111进行清洗，然后在第一绝缘层13上形成第一导电层14，第一导电层14包括多个第一导电图案141；第一导电图案141通过第一通孔S1与第一半导体层111电连接。
步骤四、在第一导电层14上形成第二绝缘层15。
步骤五、在第二绝缘层15上形成同时贯穿第一绝缘层13和第二绝缘层15的第二通孔S2和仅贯穿第二绝缘层15的第三通孔S3。第二通孔S2暴露第一金属图案12。
步骤六、在第二绝缘层15上形成第二导电层16，第二导电层16包括第二导电图案161，第二导电图案161通过第二通孔S2与第一金属图案12电连接；同时，第二导电图案161通过第三通孔S3与第一导电图案141电连接。
这样，由于步骤三在步骤五之前，在执行“对第一半导体层111进行清洗”这一步骤时，第二通孔S2并未形成，第一金属图案12被第一绝缘层13覆盖，此时即使采用氢氟酸清洗，由于第一绝缘层13的阻挡作用，其会对其所覆盖的第一金属图案12起到隔绝氢氟酸的作用，因此氢氟酸不会直接接触到第一金属图案12，也不会腐蚀第一金属图案12，不会影响后续第一金属图案12与其他膜层的电接触效果，可以提高指纹识别单元的良率。
在此基础上，利用第二导电图案161将第一金属图案12和第一导电图案141电连接，可以将偏置信号同时传输至光感元件11和第一金属图案12，可以确保指纹识别单元10能够正常运行。
因此，上述技术方案，可以在将偏置信号同时传输至光感元件11和第一金属图案12的基础上，不会腐蚀第一金属图案12，可以提高指纹识别单元10的良率，进而提高用户体验。
上述显示面板的工作过程包括显示阶段和指纹识别阶段。显示阶段和指纹识别阶段分时进行。
继续参见图2，在图2中指纹识别区FS和非指纹识别区NS间隔设置，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，指纹识别区FS和非指纹识别区NS可以以任意方式排布于显示面板中。并且，指纹识别区FS的个数和非指纹识别区NS个数可以相等，也可以不相等。本申请对此不作限制。此外，本申请对指纹识别区FS和非指纹识别区NS的面积也不作限制。可选地，指纹识别区FS的面积大于或等于人手指的面积。
可选地，可以设置显示区AA包括相对的第一边线和第二边线，指纹识别区FS全部集中于第一边线附近，非指纹识别区NS全部集中于第二边线附近，即显示区AA分为上半屏和下半屏，只在下半屏设置指纹识别区FS，上半屏全部为非指纹识别区NS。或者，还可以设置指纹识别区FS位于显示区AA中某一个特定位置，非指纹识别区NS包围该指纹识别区FS。
其中，“指纹识别区FS和非指纹识别区NS间隔设置”这一排布方式可以避免显示区AA出现较大区域因未设置指纹识别单元10而丧失指纹识别功能的不良现象，使得显示区AA各位置处均具有指纹识别能力。
在上述技术方案的基础上，可选地，第一半导体层111的材料为a-si或低温多晶硅。
图5为本发明实施例提供的另一种显示面板的俯视结构示意图。该显示面板中，指纹识别区FS和非指纹识别区NS均包括多条扫描线SCAN和多条数据线DATA，扫描线SCAN和数据线DATA绝缘交叉限定出多个子像素区域P，子像素区域p包括开口区P1和围绕开口区P1的非开口区P2；指纹识别单元10位于指纹识别区FS的非开口区P2内。
图6为本发明实施例提供的另一种显示面板指纹识别区的剖面结构示意图。参见图5和图6在液晶显示面板中通常设置有阵列基板100、彩膜基板200以及位于阵列基板100、彩膜基板200之间的液晶300。其中，扫描线SCAN和数据线DATA位于阵列基板100上，在阵列基板100中，子像素区域P内主要设置有像素电极162、公共电极142和薄膜晶体管(图4和图5中均未示出)等部件。彩膜基板200上集成有黑矩阵(black matrix)210和彩色滤光膜层220。在进行显示时，通过驱动电路(图5和图6中均未示出)向扫描线SCAN提供驱动信号，可以控制薄膜晶体管的工作状态，从而适时地将数据线DATA提供的驱动信号写入像素电极162。这样像素电极162与公共电极142之间会形成电场，控制液晶300翻转。
由于扫描线SCAN和数据线DATA通常采用金属制成，其本身不透光，也由于扫描线SCAN和数据线DATA附近的液晶300不受电压控制，穿过该地方的光线无法显示正确的灰阶，所以都需利用黑矩阵210加以遮挡，以免干扰其附近可以正确显示灰阶的光线。因此，非开口区P2为黑矩阵210遮挡的区域，开口区P1为黑矩阵210未遮挡的区域。彩色滤光膜层220与阵列基板100的开口区P1对应。
继续参见图6，该显示面板中，为了满足光感元件11的信号传输需求，需要在其上方设置第一导电图案141与其电连接，则第一导电图案141与光感元件11之间的第一绝缘层13需要被挖掉，导致在光感元件11之上形成第一通孔S1。为了保证光感元件11之上膜层的透光性能，还需要将光感元件11之上的部分膜层(比如第二绝缘层15)挖掉，则导致光感元件11之上形成了较深的凹槽。该凹槽与设置于黑矩阵210上的准直孔K对应。
在指纹识别阶段，经手指反射的光经由准直孔K射向光感元件11，由于按压在显示面板的手指指纹中的脊与显示面板表面接触，谷不与显示面板表面接触，致使光线照射到指纹的谷和脊上的反射率不同，进而致使光感元件11接收到的在脊的位置处形成的反射光和在谷的位置处形成的反射光的强度不同，使得由在脊的位置处形成的反射光和在谷的位置处形成的反射光转换成光电流大小不同。根据光电流大小可以进行指纹识别。
上述技术方案中，“指纹识别单元10位于指纹识别区FS的非开口区P2内”的实质是使得光感元件10与像素电极162不交叠。这样像素电极162不需要横跨光感元件11之上的凹槽，能够避免像素电极162由于横跨凹槽导致断线的风险；同时，设置光感元件11与像素电极162不交叠，即准直孔K与像素电极162不交叠，在准直孔K对应区域不会存在像素电极162和第一导电图案141各自施加电压后形成的电场，则该区域内的液晶不会发生偏转，从而光感元件11所在区域反射的光线不会穿透液晶由准直孔K射出显示面板，即这样设置指纹识别单元10对显示面板的显示效果无影响。
可选地，指纹识别区FS内开口区P1和非指纹识别区NS内开口区P1设计相同。这里“设计相同”是指开口区P1的尺寸、形状相同；并且开口区P1中所包括的器件(如薄膜晶体管、像素电极等)种类、个数、尺寸以及相对位置关系等相同。这样设置可以使得显示面板指纹识别区FS和非指纹识别区NS显示均一。
在上述技术方案的基础上，可选地，继续参见图6，所有开口区P1内均设置有公共电极142和像素电极162；公共电极142位于第一导电层14；像素电极162位于第二导电层16，且像素电极162在衬底1上的垂直投影与第二导电图案161在衬底上的垂直投影不重合。
由于第一导电层14包括多个第一导电图案141，在此基础上，设置公共电极142位于第一导电层14，可以使得第一导电图案141与公共电极142位于同一膜层中。这样在制作时只需一次刻蚀工艺，无需对第一导电图案141与公共电极142分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率。
由于第二导电层16包括第二导电图案161，在此基础上，设置像素电极162位于第二导电层16，可以使得第二导电图案161与像素电极162位于同一膜层中。这样在制作时只需一次刻蚀工艺，无需对第二导电图案161与像素电极162分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率。
需要说明的是，在上述技术方案中，“像素电极162在衬底1上的垂直投影与第二导电图案161在衬底1上的垂直投影不重合”是指，像素电极162与第二导电图案161之间存在刻缝，彼此电绝缘。
图7为本发明实施例提供的又一种显示面板中指纹识别区的剖面结构示意图。参见图7，可选地，该显示面板中，第一导电图案141延伸至开口区P1，以使第一导电图案141复用为公共电极142。本领域技术人员可以理解，如果第一导电图案141不延伸至开口区P1，需要在第一导电图案141和公共电极142之间额外设置刻缝，由于在实际中非开口区P2的尺寸非常小。在其内部设置用于使得第一导电图案141和公共电极142绝缘的刻缝，会增大显示面板的制作难度，增加显示面板的制作成本，同时不利于实现高PPI。由于本申请中显示面板的显示阶段和指纹识别阶段是分时(即不同时)实现的。设置第一导电图案141复用为公共电极142对显示功能的实现和指纹识别功能的实现均无影响，且这样可以降低显示面板的制作难度，降低显示面板的制作成本，有利于缩小非开口区P2的尺寸，实现高PPI。
需要说明的是，由于第一导电图案141复用为公共电极142，在显示阶段，第一导电图案141上接入的偏置信号为公共信号Vcom；在指纹识别阶段，第一导电图案141上接入的偏置信号为用于驱动指纹识别单元10运行的信号，如Vbias。可选地，Vcom与Vbias可以相等，也可以不等，本申请对此不作限制。
继续参见图7，当第一导电图案141复用为公共电极142时，在显示阶段，需要向公共电极142(即第一导电图案141)传输公共信号Vcom。由于第二导电图案161与第一导电图案141电连接，此时，第二导电图案161上的信号等于Vcom。这会使在显示阶段，指纹识别区内的液晶在两个电场的共同作用下发生翻转。其中，像素电极162与公共电极142形成第一电场，像素电极162与第二导电图案161形成第二电场。
图8为本发明研究的过程中提出的一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图。对比图7和图8可以发现，与指纹识别区相比，非指纹识别区结构缺少指纹识别单元10，这使得显示面板非指纹识别区缺少与图7中第二导电图案161对应的结构。参见图8，在显示阶段，向公共电极142传输公共信号Vcom。像素电极162仅会与公共电极142形成第一电场，而不存在第二电场。这样会使得在显示阶段，位于非指纹识别区的液晶受到的电场的作用和指纹识别区的液晶受到的电场的作用不同。当向所有的像素电极162输入相同的像素信号，且向所有的公共电极142输入相同的公共信号，位于非指纹识别区的子像素的发光情况和位于指纹识别区的子像素的发光情况不同。
图9为本发明实施例提供的一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图。参见图9，为此，可选地，该显示面板中非指纹识别区，第二导电层16还包括第三导电图案163；第三导电图案163在衬底1的垂直投影位于非指纹识别区NS的非开口区P2内，且第三导电图案163在衬底1上的垂直投影与像素电极162在衬底1上的垂直投影不重合；第三导电图案163接入所述偏置信号。
其中，“第三导电图案163在衬底1上的垂直投影与像素电极162在衬底1上的垂直投影不重合”是指，像素电极162与第三导电图案163之间存在刻缝，彼此电绝缘。
继续参见图9，由于在前述技术方案中，第一导电图案141接入偏置信号，且第一导电图案141复用为公共电极142。在此基础上，“第三导电图案163接入所述偏置信号”的实质是，同一显示面板中，公共电极142和第三导电图案163接入相同的偏置信号。这样，在显示阶段，需要向公共电极142和第三导电图案163均传输公共信号Vcom。这会使得像素电极162除了会与公共电极142形成第一电场外，还会与第三导电图案163形成第三电场。由于公共电极142和第三导电图案163接入相同的偏置信号，此时非指纹识别区内的第三电场等价于指纹识别区内的第二电场。
最终在显示阶段，位于非指纹识别区的液晶受到的电场的作用和指纹识别区的液晶受到的电场的作用趋于一致。这样当向所有的像素电极162输入相同的像素信号，且向所有的公共电极142输入相同的公共信号，位于非指纹识别区的子像素的发光情况和位于指纹识别区的子像素的发光情况趋于一致，可以进一步使得显示面板各位置处显示均一。
此外，由于第二导电层16包括第二导电图案161和像素电极162，在此基础上，设置第二导电层16还包括第三导电图案163，可以使得第二导电图案161、像素电极162与第三导电图案163位于同一膜层中。这样在制作时只需一次刻蚀工艺，无需对第二导电图案161、像素电极162与第三导电图案163分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率。
图10为本发明实施例提供的另一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图。参见图10，可选地，第一导电层14还包括第四导电图案143；第四导电图案143位于非指纹识别区的非开口区P2内；第四导电图案143直接接入所述偏置信号；第三导电图案163通过贯穿第二绝缘层15的第四通孔S4与第四导电图案143电连接，以间接接入所述偏置信号。对比图6和图10，指纹识别区中第一导电图案141与其所属子像素区域的相对位置关系和非指纹识别区中第四导电图案143与其所属子像素区域的相对位置关系相似，第一导电图案141等价于第四导电图案143。指纹识别区中第二导电图案161与其所属子像素区域的相对位置关系和非指纹识别区中第三导电图案163与其所属子像素区域的相对位置关系相似，第二导电图案161等价于第三导电图案163。这样可以进一步使得在显示阶段，非指纹识别区液晶受到的电场的作用和指纹识别区液晶受到的电场的作用趋于一致。当向所有的像素电极162输入相同的像素信号，且向所有的公共电极142输入相同的公共信号，位于非指纹识别区的子像素的发光情况和位于指纹识别区的子像素的发光情况趋于一致，进而使得显示面板各位置处显示均一。
此外，由于第一导电层14包括第一导电图案141和公共电极142，在此基础上，设置第一导电层14还包括第四导电图案143，可以使得第一导电图案141、公共电极142与第四导电图案143位于同一膜层中。这样在制作时只需一次刻蚀工艺，无需对第一导电图案141、公共电极142与第四导电图案143分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率。
图11为本发明实施例提供的又一种显示面板非指纹识别区的剖面结构示意图。参见图11，可选地，第四导电图案143延伸至开口区P1，以使第四导电图案143复用为公共电极142。
本领域技术人员可以理解，在实际设置时，如果第四导电图案143不延伸至开口区P1，需要在第四导电图案143和公共电极142之间额外设置刻缝，由于在实际中非开口区P2的尺寸非常小。在其内部设置用于使得第四导电图案143和公共电极142绝缘的刻缝，会增大显示面板的制作难度，增加显示面板的制作成本，同时不利于实现高PPI。由于本申请中显示面板的显示模式和指纹识别模式是分时(即不同时)实现的。设置第四导电图案143和公共电极142对显示功能的实现和指纹识别功能的实现均无影响，且这样可以降低显示面板的制作难度，降低显示面板的制作成本，有利于缩小非开口区P2的尺寸，实现高PPI。
在上述各技术方案的基础上，可选地，公共电极142还可以复用为触控电极，这样设置可以使得该显示面板兼具触控位置检测的功能。此外，由于这样设置不需要单独制作触控电极层，可以减小显示面板的厚度，减少制程数量和制作成本，提高生产效率。当公共电极142复用为触控电极时，该触控电极可以为自容式触控电极，也可以为互容式触控电极，本申请对此不作限制。
在上述各技术方案的基础上，可选地，指纹识别区包括至少一个子指纹识别区；每一个子指纹识别区的非开口区内仅设置一个指纹识别单元；非指纹识别区包括至少一个子非指纹识别区；每一个子非指纹识别区的非开口区内仅设置一个第三导电图案；任意子指纹识别区中子像素区域的个数大于或等于2个，且小于或等于7个；任意子非指纹识别区中子像素区域的个数大于或等于2个，且小于或等于7个。
图12为本发明实施例提供的又一种显示面板的俯视结构示意图。图13为图12中一个子指纹识别区的俯视结构示意图。参见图12和图13，示例性地，该显示面板包括一个指纹识别区FS和一个非指纹识别区NS。其中，指纹识别区FS包括两个子指纹识别区，分别为第一子指纹识别区FS1和第二子指纹识别区FS2。每一个子指纹识别区(包括第一子指纹识别区FS1和第二子指纹识别区FS2)的非开口区P2内仅设置一个指纹识别单元10。非指纹识别区NS包括两个子非指纹识别区，分别为第一子非指纹识别区NS1和第二子非指纹识别区NS2。每一个子非指纹识别区的非开口区P1内仅设置一个第三导电图案163。在图12和图13中，子指纹识别区FS中子像素区域的个数等于4个。并且图12中，非指纹识别区中子像素区域的个数等于4个。
定义显示面板中所有开口区P1的面积之和与显示区AA的面积的比值为开口率。通常显示面板的开口率越大，显示面板的显示效果越好。但是，显示面板的开口率越大，显示面板非开口区P2的面积越小。这就使得显示面板中可用于制作指纹识别单元10的区域的面积十分有限，甚至小于可用于布设指纹识别单元10的最小面积。
上述技术方案中“每一个子指纹识别区的非开口区内仅设置一个指纹识别单元，任意子指纹识别区中子像素区域的个数大于或等于2个，且小于或等于7个”是指，将每一个子指纹识别区内所有子像素区域的非开口区P2看作一个整体，指纹识别单元10位于该“整体”之内即可，而不要求集中地设置于某一个子像素区域的非开口区P2内。
具体地，指纹识别单元10通常包括多个器件，例如光感元件11、电容17、薄膜晶体管等。构成同一个指纹识别单元10的各器件可以分散于与其对应的子指纹识别区内不同的子像素区域的非开口区P2内。可选地，可以设置一个器件位于一个子像素区域的非开口区P2，也可以设置一个器件位于多个子像素区域的非开口区P2。示例性地，在图13中，光感元件11位于第一行左侧的子像素的非开口区P2内。电容17位于第一行右侧的子像素的非开口区P2内。这样可以降低指纹识别单元10的布设难度，确保指纹识别单元10具有较高的良率。
如前所述，在显示阶段，指纹识别区FS内，第二电场(即由像素电极162与第二导电图案161形成)的作用范围有限，即在实际中，针对于同一个第二电场，距第二导电图案161的距离不同，第二电场在该位置处的强度不同。整体而言，距第二导电图案161的距离越近，第二电场在该位置处的强度越大。设置任意子指纹识别区中子像素区域的个数小于或等于7个，可以使得指纹识别区所有子像素区域受到的第二电场的作用均较大，进而使得指纹识别区FS内各子像素区域显示均匀。
设置每一个子非指纹识别区的非开口区内仅设置一个第三导电图案；任意子非指纹识别区中子像素区域的个数大于或等于2个，且小于或等于7个，可以使得在显示阶段，非指纹识别区液晶受到的电场的作用和指纹识别区液晶受到的电场的作用趋于一致。这样当向所有的像素电极162提高相同的驱动信号，且向所有的公共电极142提供相同的驱动信号，位于非指纹识别区的子像素的发光情况和位于指纹识别区的子像素的发光情况趋于一致，使得显示面板各位置处显示均一。
在此基础上，可选地，子指纹识别区中子像素区域的个数等于子非指纹识别区中子像素区域的个数。这样可以进一步使得非指纹识别区的子像素的发光情况和位于指纹识别区的子像素的发光情况趋于一致。这样可以使得显示面板各位置处显示均一。
继续参见图13，该显示面板中，子像素区域内设置有用于实现显示的薄膜晶体管TFT；薄膜晶体管TFT包括有源层TFT1，有源层TFT1包括沟道区(有源层中除去与扫描线SCAN和与像素电极162连接的部分之外的部分)；在垂直于衬底1的方向上，至少部分沟道区与和其对应的像素电极162交叠。
图14为本发明研究的过程中提供的一种子指纹识别区的俯视结构示意图。对比图13和图14可以发现，在图14中，沟道区和与其对应的像素电极162不交叠；而在图13中沟道区与和其对应的像素电极162交叠。在实际中为了使得显示面板具有较佳的显示效果和指纹识别效果，需要设置有源层和指纹识别单元10之间具有一定的间隔C。上下两行子像素中像素电极162之间的区域为非开口区P2。与图14提供的方案相比，由于图13中，沟道区与和其对应的像素电极162交叠，可以使得薄膜晶体管TFT与指纹识别单元10的排布更加紧密，减小非开口区P2的面积，进而提升显示面板的开口率。
继续参见图6，可选地，该显示面板中，指纹识别单元10还包括电容器Cst；电容器Cst包括第一电容电极Cst1；光感元件11还包括第二半导体层112；第二半导体层112位于第一半导体层111和衬底1之间，第二半导体层112与第一半导体层111直接接触且电连接；第一半导体层111在衬底1的垂直投影与第二半导体112在衬底1的垂直投影部分重合；第二半导体层112复用为电容器Cst的第一电容电极Cst1。由于第二半导体层112复用为电容器Cst的第一电容电极Cst1，这样在制作时只需一次刻蚀工艺，无需对光感元件10的第二半导体层112和第一电容电极Cst1分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率。
可选地，第二半导体层112在衬底1的垂直投影与第一金属图案12在衬底的垂直投影部分重合，以使第一金属图案12复用为电容器Cst的第二电容电极Cst2。这样设置在制作时只需一次刻蚀工艺，无需对第一金属图案12和第二电容电极Cst2分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率。
图15为本发明实施例提供的又一种子指纹识别区的剖面结构示意图。参见图15，可选地，该显示面板中，电容器Cst还包括第二电容电极Cst2；第二电容电极Cst2位于第一金属图案12所在膜层和衬底1之间；第二半导体层112在衬底1的垂直投影与第二电容电极Cst2在衬底1的垂直投影部分重合；第一金属图案12与第二电容电极Cst2电连接。
根据公式
Figure BDA0002254411920000191
其中C′为电容器Cst的电容值，ε是电介质介电常数，与电介质的材料相关。S为第一电容电极Cst1和第二电容电极Cst2的正对面积，d′为第一电容电极Cst1和第二电容电极Cst2之间的距离，k为静电力常量，为定值。在S和ε一定的前提下，d′越小，电容器Cst的电容值越大。通过设置第二电容电极Cst2位于第一金属图案12所在膜层和衬底1之间，可以使得电容器Cst具有较小的d′，进而提高电容器Cst的电容值，有利于顺应显示面板的薄型化和指纹识别单元小型化的发展趋势。
基于相同的发明目的，本申请还提供一种显示装置。图16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16，本发明实施例提供的显示装置101包括上述实施例提供的任意一种显示面板201。
由于本发明实施例提供的显示装置包括本发明实施例提供的任意一种显示面板，其具有其所包括的显示面板相同或相应的有益效果，此处不再赘述。
需要说明的是，在实际设置时，显示面板201可以为常规形状的显示面板，如长方形、正方形、圆角矩形或者圆形等；还可以为异形屏，如刘海屏、水滴屏或带美人尖设计的显示面板等。本申请对此不作限制。
基于相同的发明目的，本申请还提供一种显示面板制作方法。图17为本发明实施例提供的一种显示面板制作方法的流程图。该显示面板制作方法用于制作本发明实施例提供的任意一种显示面板。
参见图17，该显示面板制作方法包括：
S1、提供衬底，衬底包括显示区，显示区包括指纹识别区和非指纹识别区；
S2、在衬底的指纹识别区内形成多个指纹识别单元，指纹识别单元包括光感元件和第一金属图案，第一金属图案用于与指纹识别单元中的其他结构电连接，光感元件包括第一半导体层；
S3、在光感元件和第一金属图案上形成第一绝缘层；
S4、在第一绝缘层上形成第一导电层，第一导电层包括多个第一导电图案；第一导电图案，且第一导电图案通过贯穿第一绝缘层的第一通孔与第一半导体层电连接；
S5、在第一导电层上形成第二绝缘层，
S6、在第二绝缘层上形成第二导电层，第二导电层包括第二导电图案，第二导电图案通过贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的第二通孔与第一金属图案电连接；同时，第二导电图案通过贯穿第二绝缘层的第三通孔与第一导电图案电连接。
由于本发明实施例提供的显示面板制作方法用于制作本发明实施例提供的任意一种显示面板，其具有其所用于制作的显示面板相同或相应的有益效果，此处不再赘述。
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 (16)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括显示区，所述显示区包括指纹识别区和非指纹识别区；所述指纹识别区内设置有指纹识别单元，所述指纹识别单元包括光感元件和第一金属图案，所述第一金属图案用于与所述指纹识别单元中的其他结构电连接，所述光感元件包括第一半导体层；
位于所述光感元件和所述第一金属图案上的第一绝缘层；
位于所述第一绝缘层上的第一导电层，所述第一导电层包括多个第一导电图案；所述第一导电图案接入偏置信号，且所述第一导电图案通过贯穿所述第一绝缘层的第一通孔与所述第一半导体层电连接；
位于所述第一导电层上的第二绝缘层，
位于所述第二绝缘层上的第二导电层，所述第二导电层包括第二导电图案，所述第二导电图案通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第二通孔与所述第一金属图案电连接；同时，所述第二导电图案通过贯穿所述第二绝缘层的第三通孔与所述第一导电图案电连接。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述第一半导体层的材料为a-si或低温多晶硅。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述指纹识别区和所述非指纹识别区均包括多条扫描线和多条数据线，所述扫描线和所述数据线绝缘交叉限定出多个子像素区域，所述子像素区域包括开口区和围绕所述开口区的非开口区；
所述指纹识别单元位于所述指纹识别区的所述非开口区内。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所有所述开口区内均设置有公共电极和像素电极；
所述公共电极位于所述第一导电层；
所述像素电极位于所述第二导电层，且所述像素电极在所述衬底上的垂直投影与所述第二导电图案在所述衬底上的垂直投影不重合。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，
所述第一导电图案延伸至所述开口区，以使所述第一导电图案复用为公共电极。
6.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第二导电层还包括第三导电图案；
所述第三导电图案在所述衬底的垂直投影位于所述非指纹识别区的所述非开口区内，且所述第三导电图案在所述衬底上的垂直投影与所述像素电极在所述衬底上的垂直投影不重合；
所述第三导电图案接入与所述偏置信号。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述第一导电层还包括第四导电图案；
所述第四导电图案位于所述非指纹识别区的所述非开口区内；
所述第四导电图案直接接入所述偏置信号；
所述第三导电图案通过贯穿所述第二绝缘层的第四通孔与所述第四导电图案电连接，以间接接入所述偏置信号。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，
所述第四导电图案延伸至所述开口区，以使所述第四导电图案复用为公共电极。
9.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，
所述指纹识别区包括至少一个子指纹识别区；每一个所述子指纹识别区的所述非开口区内仅设置一个所述指纹识别单元；
所述非指纹识别区包括至少一个子非指纹识别区；每一个所述子非指纹识别区的所述非开口区内仅设置一个所述第三导电图案；
任意所述子指纹识别区中所述子像素区域的个数大于或等于2个，且小于或等于7个；
任意所述子非指纹识别区中所述子像素区域的个数大于或等于2个，且小于或等于7个。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，
所述子指纹识别区中所述子像素区域的个数等于所述子非指纹识别区中所述子像素区域的个数。
11.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，
所述子像素区域内设置有薄膜晶体管；
所述薄膜晶体管包括有源层，所述有源层包括沟道区；
在垂直于所述衬底的方向上，至少部分所述沟道区与和其对应的所述像素电极交叠。
12.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述指纹识别单元还包括电容器；所述电容器包括第一电容电极；
所述光感元件还包括第二半导体层；
所述第二半导体层位于所述第一半导体层和所述衬底之间，所述第二半导体层与所述第一半导体层直接接触且电连接；
所述第二半导体层复用为所述电容器的第一电容电极。
13.根据权利要求12所述的显示面板，其特征在于，
所述第二半导体层在所述衬底的垂直投影与所述第一金属图案在所述衬底的垂直投影部分重合，以使所述第一金属图案复用为所述电容器的第二电容电极。
14.根据权利要求12所述的显示面板，其特征在于，所述电容器还包括第二电容电极；
所述第二电容电极位于所述第一金属图案所在膜层和所述衬底之间；
所述第二半导体层在所述衬底的垂直投影与所述第二电容电极在所述衬底的垂直投影部分重合；
所述第一金属图案与所述第二电容电极电连接。
15.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的显示面板。
16.一种显示面板制作方法，其特征在于，所述显示面板制作方法用于制作权利要求1-14任一项所述的显示面板；
所述显示面板制作方法包括：
提供衬底，所述衬底包括显示区，所述显示区包括指纹识别区和非指纹识别区；
在所述衬底的所述指纹识别区内形成多个指纹识别单元，所述指纹识别单元包括光感元件和第一金属图案，所述第一金属图案用于与所述指纹识别单元中的其他结构电连接，所述光感元件包括第一半导体层；
在所述光感元件和所述第一金属图案上形成第一绝缘层；
在所述第一绝缘层上形成第一导电层，所述第一导电层包括多个第一导电图案；所述第一导电图案，且所述第一导电图案通过贯穿所述第一绝缘层的第一通孔与所述第一半导体层电连接；
在所述第一导电层上形成第二绝缘层，
在所述第二绝缘层上形成第二导电层，所述第二导电层包括第二导电图案，所述第二导电图案通过贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第二通孔与所述第一金属图案电连接；同时，所述第二导电图案通过贯穿所述第二绝缘层的第三通孔与所述第一导电图案电连接。
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