CN111209896B - 一种阵列基板、显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列基板、显示面板及显示装置。所述阵列基板包括多个指纹识别单元，指纹识别单元用于根据触摸主体反射到指纹识别单元的光线进行指纹识别；多条指纹信号线，指纹信号线用于传输对应指纹识别单元的指纹检测信号；多个像素单元，像素单元包括相对设置的像素电极和公共电极；其中，指纹信号线位于信号线层，公共电极位于公共电极层，信号线层与公共电极层之间设置有至少一层有机绝缘层。本发明实施例提供的技术方案，减小了指纹信号线和公共电极之间的耦合电容，提升了指纹信号的刷新频率，改善了显示装置的指纹识别检测性能。

Description

一种阵列基板、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，尤其涉及一种阵列基板、显示面板及显示装置。

背景技术

随着现代社会的进步，个人身份识别以及个人信息安全的重要性逐步受到人们的关注。由于人体指纹具有唯一性和不变性，使得指纹识别技术具有安全性好，可靠性高，使用简单方便的特点，因而指纹识别技术被广泛应用于保护个人信息安全的各种领域，包括显示领域，尤其是具有显示功能的电子设备领域，例如手机、笔记本电脑、平板的电脑、数码相机等。指纹识别功能已成为当前电子设备的必备功能之一，其对于增强电子设备的安全性，扩展其应用范围等均具有重要的意义。

光学式指纹识别技术是目前被广泛应用的一种指纹识别技术，通过指纹识别单元接收并处理从手指反射的光线以获得指纹图形，从而实现指纹识别。对于具有指纹识别性能的液晶显示屏，其内部的公共电极和用于传输指纹识别信号的指纹信号线之间通常仅间隔一层较薄的无机绝缘层设置，导致两者之间的耦合电容较大，使得指纹识别检测性能较差。

发明内容

本发明提供一种阵列基板、显示面板及显示装置，以减小指纹信号线与公共电极之间的耦合电容，改善显示装置的指纹识别检测性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种阵列基板,包括：

多个指纹识别单元，所述指纹识别单元用于根据触摸主体反射到指纹识别单元的光线进行指纹识别；

多条指纹信号线，所述指纹信号线用于传输对应所述指纹识别单元的指纹检测信号；

多个像素单元，所述像素单元包括相对设置的像素电极和公共电极；

其中，所述指纹信号线位于信号线层，所述公共电极位于公共电极层，所述信号线层与所述公共电极层之间设置有至少一层有机绝缘层。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述第一方面所述的阵列基板。

第三方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述第二方面所述的显示面板。

本发明实施例提供的技术方案，通过设置指纹信号线所属信号线层与公共电极所属公共电极层之间间隔至少一层有机绝缘层，使得指纹信号线和公共电极之间介质的介电常数减小，进而减小了两者之间的耦合电容，提升了指纹信号的刷新频率，改善了显示装置的指纹识别检测性能。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是现有技术中一种液晶显示面板内阵列基板的局部剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图；

图3是沿图2中虚线AB的剖面结构示意图；

图4是沿图2中虚线AB的又一种剖面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种阵列基板的俯视结构示意图；

图6是沿图5中虚线CD的一种剖面结构示意图；

图7是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图；

图8是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图；

图9是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图；

图10是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种阵列基板、显示面板及显示装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明实施例提供了一种阵列基板,包括：

多个指纹识别单元，所述指纹识别单元用于根据触摸主体反射到指纹识别单元的光线进行指纹识别；

多条指纹信号线，所述指纹信号线用于传输对应所述指纹识别单元的指纹检测信号；

多个像素单元，所述像素单元包括相对设置的像素电极和公共电极；

其中，所述指纹信号线位于信号线层，所述公共电极位于公共电极层，所述信号线层与所述公共电极层之间设置有至少一层有机绝缘层。

本发明实施例提供的技术方案，通过设置指纹信号线所属信号线层与公共电极所属公共电极层之间间隔至少一层有机绝缘层，使得指纹信号线和公共电极之间介质的介电常数减小，进而减小了两者之间的耦合电容，提升了指纹信号的刷新频率，改善了显示装置的指纹识别检测性能。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他实施方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置器件结构的示意图并非按照一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度以及高度的三维空间尺寸。

图1是现有技术中一种液晶显示面板内阵列基板的局部剖面结构示意图。如图1所示，液晶显示面板包括公共电极11和指纹信号线12，其中，公共电极11用于与像素电极14形成电场以驱动液晶分子(图1未示出)旋转，进而实现显示装置亮度的调节，指纹信号线12用于为指纹识别单元(图1未示出)传输指纹识别信号。继续参见图1，公共电极11与指纹信号线12之间间隔绝缘层13设置，该绝缘层13为无机绝缘层，其材料的介电常数较大，且绝缘层13的厚度仅为

左右，导致公共电极11与指纹信号线12之间的耦合电容较大，进而在指纹识别单元(图1未示出)将指纹识别信号通过指纹信号线12输出至控制单元(图1未示出)的过程中，指纹识别信号对应的电信号需要较长时间充满公共电极11和指纹信号线12之间的耦合电容，使得指纹识别信号延迟，控制单元(图1未示出)不能快速接收到指纹识别信号，指纹识别响应速度变慢。另一方面，在控制单元(图1未示出)接收到指纹识别信号后，较大的耦合电容导致控制单元(图1未示出)接收到的指纹识别信号稳定时间较长，导致指纹识别信号刷新频率较小。

为解决上述问题，本申请提供了一种阵列基板，通过设置公共电极和指纹信号线之间间隔至少一层有机绝缘层，减小了公共电极和指纹信号线之间介质的介电常数，进而减小了公共电极和指纹信号线之间的耦合电容，改善了显示装置的指纹识别检测性能。

具体的，图2是本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图。如图2所示，阵列基板包括多个指纹识别单元100、多条指纹信号线200以及多个像素单元300，指纹识别单元100用于根据触摸主体反射到指纹识别单元100的光线进行指纹识别，指纹信号线200用于传输对应指纹识别单元100的指纹检测信号。图3是沿图2中虚线AB的剖面结构示意图。如图3所示，像素单元300包括相对设置的像素电极310和公共电极320。其中，指纹信号线200位于信号线层20，公共电极320位于公共电极层30，信号线层20与公共电极层30之间设置有至少一层有机绝缘层400。

其中，触摸主体通常为用户的手指。具体的，指纹识别单元100的工作原理为：当手指接触显示面板时，光源照射到手指指纹的谷线和脊线上时发生反射，由于谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同，将光投射至指纹识别单元100上，指纹识别单元100将接收到的感应信号通过指纹信号线传输至控制单元，以使控制单元根据接收到的信号识别出指纹的谷线和脊线。

示例性的，本实施例提供的阵列基板用于形成液晶显示装置，液晶显示装置包括背光模组以及设置于背光模组出光侧的液晶显示面板。液晶显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及设置于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。液晶显示面板还包括多个像素单元300，像素单元300包括像素电极310以及公共电极320，通常多个像素单元300的公共电极320相互连接为一整体结构。当在像素电极310和公共电极320上施加电压后，像素电极310与公共电极320之间形成电场，液晶层中的液晶分子在上述电场的作用下旋转，以调节由背光模组发出且穿过液晶层的光线量，进而调节各个像素单元300的亮度。

本实施例对信号线层20与公共电极层30之间除至少一层有机绝缘层400外的其他膜层的材料、数量以及排布方式等不作具体限定，凡是至少一层有机绝缘层400设置于信号线层20与公共电极层30之间的技术方案均在本实施例的保护范围内。且当位于信号线层20与公共电极层30之间的至少一层有机绝缘层400的数量大于或等于2时，各有机绝缘层400可以连续设置，或任意相邻两个有机绝缘层400之间间隔一层或多层其他膜层设置。

此外，信号线层20可以设置于公共电极层30远离阵列基板出光面的一侧，如图3所示，在本实施例的其他实施方式中，信号线层20也可以设置于公共电极层30靠近阵列基板出光面的一侧，只要保证信号线层20和公共电极层30之间设置有至少一个有机绝缘层400即可。可以理解的是，可以在现有技术中阵列基板的基本结构的基础上实现信号线层20与公共电极层20之间设置至少一个有机绝缘层400，以更多的保留阵列基板的原有结构，避免结构上较大的改变增大阵列基板的制备难度。示例性的，如图3所示，可以为现有技术中平坦化层作为第一绝缘层。

需要说明的是，相较于无机绝缘层，有机绝缘层400的介电常数更小，进而在信号线层20和公共电极层30之间设置至少一层有机绝缘层400能够减小信号线200与公共电极320之间的耦合电容，进而在指纹识别单元100将指纹识别信号通过指纹信号线200输出值控制单元101的过程中，指纹识别信号对应的电信号充满公共电极320和指纹信号线200之间的耦合电容的时长缩短，减小了指纹识别信号延迟，控制单元101能够快速接收到指纹识别信号，指纹识别响应速度加快。另一方面，缩短了控制单元101接收到的指纹识别信号的稳定时长，增大了指纹识别信号刷新频率，改善了显示装置的指纹识别检测性能。

图4是沿图2中虚线AB的又一种剖面结构示意图。如图4所示，至少一层有机绝缘层400包括第一有机绝缘层401，阵列基板还包括第二有机绝缘层402，第二有机绝缘层402和第一有机绝缘层401沿像素单元300的出光方向Z依次层叠。公共电极层30设置于第一有机绝缘层401远离第二有机绝缘层402的一侧，信号线层20设置于第一有机绝缘层401和第二有机绝缘层402之间。像素单元300包括开关元件301，多个开关元件301设置于第二有机绝缘层402远离第一有机绝缘层401的一侧，开关元件301与对应像素单元300的像素电极310电连接。

示例性的，开关元件301可以为薄膜晶体管。需要说明的是，阵列基板的局部剖面结构与剖开位置相关，在图4所示的阵列基板的局部剖面图中，仅露出了薄膜晶体管的部分结构。

还需要说明的是，第一有机绝缘层402和第二有机绝缘层402的材料以及厚度可以相同也可以不同，本实施例对此不作具体限定。可以理解的是，电容计算公式如下：C＝εS/(4πkd)，其中，ε是电容两个电极之间介质的介电常数，S是电容器两极板的正对面积，π是圆周率，d是电容两个电极之间的距离。根据上述电容计算公式可知，ε越小C越小，d越大C越小，因此减小ε或增大d均能够减小C。因此，较佳的，第一有机绝缘层402的厚度可以大于第二有机绝缘层402的厚度，使得公共电极320与指纹信号线200之间的距离较大，以保证公共电极层30和信号线层20之间的耦合电容有效减小。

可以理解的是，第一有机绝缘层402和第二有机绝缘层402可以共同构成平坦化层，第二有机绝缘层402的设置能够使得在第一有机绝缘层402减小公共电极320和指纹信号线200之间耦合电容的同时，保证上述平坦化层的平坦化效果较好。

图5是本发明实施例提供的又一种阵列基板的俯视结构示意图。图6是沿图5中虚线CD的一种剖面结构示意图。如图5和图6所示，在图4所示结构的基础上，阵列基板还包括遮光层500，遮光层500位于多个指纹识别单元100靠近阵列基板的出光面的一侧。遮光层500包括多个透光孔501，透光孔501与指纹识别单元100一一对应。遮光层500位于信号线层20和第一有机绝缘层401之间。

可选的，在本实施例的其他实施方式中，遮光层500也可以位于信号线层20和第二有机绝缘层402之间，如图7所示。

需要说明的是，遮光层500的设置使得手指上各区域的反射光线仅能够通过透光孔501入射至对应的指纹识别单元100，而不会入射至相邻指纹识别单元100中，避免了光线串扰问题的出现，有利于提升指纹识别精度。

还需要说明的是，将信号线层20设置于遮光层500与第一有机绝缘层401或第二有机绝缘层402之间能够在提升指纹识别精度的同时保证信号线200与相对的公共电极320之间设置有至少一层有机绝缘层，以改善显示装置的指纹识别检测性能，且保证了指纹信号线200与开关元件中的源漏金属层302之间具有一定的间隔，避免源漏金属层302影响指纹信号线200上的信号传输。

继续参见图5，可选的，公共电极320可以复用为触控电极，阵列基板还包括多条电源信号线600和多个触控电极线700，电源信号线600用于为对应指纹识别单元100提供电源信号，触控电极线700用于为对应触控电极提供触控信号，电源信号线600、触控电极线700以及指纹信号线200均沿第一方向X延伸，沿第一方向X的垂直方向Y，电源信号线600、指纹信号线200和触控电极线700依次交替排布。

需要说明的是，公共电极320复用为触控电极使得无需额外设置专属的触控电极结构，有利于简化阵列基板的结构，降低阵列基板的制备工艺难度。

还需要说明的是，设置均沿第一方向X延伸的电源信号线600、指纹信号线200和触控电极线700在第一方向X的垂直方向Y上依次交替排布能够减小任意相邻两条信号线之间的干扰，提升信号线的信号传输性能。

本实施例对电源信号线600、指纹信号线200以及触控电极线700在第一方向X的垂直方向Y上的排列顺序不作具体限定，可以为图5所示顺序，也可以为其他顺序。

继续参见图7，阵列基板还包括无机绝缘层800，无机绝缘层800设置于第一有机绝缘层401和公共电极层30之间，电源信号线600设置于第一有机绝缘层401和无机绝缘层800之间，触控电极线700与指纹信号线200同层设置。

需要说明的是，上述设置方式使得触控电极线700和指纹信号线200能够在同一工艺步骤中采用相同的材料形成，有利于阵列基板制备工艺的简化和制备难度的降低。

可以理解的是，此时触控电极线700与对应的触控电极之间间隔多个膜层设置，可通过在上述多个膜层中形成通孔的方式实现触控电极线700与对应触控电极的电连接。

图8是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图。如图8所示，阵列基板还包括无机绝缘层800，无机绝缘层800设置于第一有机绝缘层401和公共电极层30之间，电源信号线600和触控电极线700均设置于第一有机绝缘层401和无机绝缘层800之间。

需要说明的是，上述设置方式使得电源信号线600和触控电极线700能够在同一工艺步骤中采用相同的材料形成，同样有利于阵列基板制备工艺的简化和制备难度的降低。

图9是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图。如图9所示，阵列基板还包括无机绝缘层800，无机绝缘层800设置于第一有机绝缘层401和公共电极层30之间，触控电极线700设置于第一有机绝缘层401和无机绝缘层800之间，电源信号线600与指纹信号线200同层设置。

需要说明的是，上述设置方式使得电源信号线600与指纹信号线200能够在同一工艺步骤中采用相同的材料形成，同样有利于阵列基板制备工艺的简化和制备难度的降低。

图10是沿图5中虚线CD的又一种剖面结构示意图。如图10所示，电源信号线600、触控电极线700以及指纹信号线200同层设置。

需要说明的是，上述设置方式使得电源信号线600、触控电极线700以及指纹信号线200能够在同一工艺步骤中采用相同的材料形成，同样有利于阵列基板制备工艺的简化和制备难度的降低，且相较于上述三类信号线仅两类信号线同层设置的方式，三类信号线均同层设置对工艺的影响效果更佳。

还需要说明的是，图7-图9的技术方案均适用于指纹信号线200设置于以下任一位置处的情况：1、指纹信号线200设置于遮光层500和第一有机绝缘层401之间；2、指纹信号线200设置于遮光层500和第二有机绝缘层402之间。进一步的，在本实施例的其他实施方式中，图7-图9的技术方案也可使用于信号线层20与公共电极层30之间设置有至少一个有机绝缘层400的其他情形下，本实施例对此不作具体限定。

示例性的，本发明任意实施例中的有机绝缘层400的材料的介电常数的取值范围为可以2.5～4.0。

需要说明的是，有机绝缘层400的介电常数过大会导致指纹信号线200与公共电极320之间的耦合电容的电容值无法有效减小，进而无法有效改善显示装置的指纹识别检测性能，另一方面，有机绝缘层400的介电常数过小会导致其绝缘特性下降。实验证明，有机绝缘层400的材料的介电常数在2.5～4.0之间取值时，指纹信号线200与公共电极320之间的耦合电容能够有效减小，且有机绝缘层400具有良好的绝缘特性。

可选的，有机绝缘层400的厚度可以大于或等于

需要说明的是，在有机绝缘层400的材料介电常数一定的前提下，有机绝缘层400的厚度越大，指纹信号线200与公共电极320之间的耦合电容越小，实验证明，有机绝缘层400的厚度大于或等于

时，指纹信号线200与公共电极320之间的耦合电容相较于现有技术中指纹信号线200与公共电极320之间的耦合电容明显减小，因此可作为有机绝缘层400厚度的一种较佳的设计方案。

图11是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。如图11所示，显示面板10包括本发明任意实施例所述的阵列基板31。由于本实施例提供的显示面板10包括如本发明实施例提供的任意所述的阵列基板31，其具有其所包括的阵列基板31相同或相应的有益效果，此处不再赘述。

图12是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。如图12所示，显示装置20包括本发明任意实施例所述的显示面板10。由于本实施例提供的显示装置20包括如本发明实施例提供的任意所述的显示面板10，其具有其所包括的显示面板10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、相互结合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 (11)

1.一种阵列基板,其特征在于,包括：多个指纹识别单元，所述指纹识别单元用于根据触摸主体反射到指纹识别单元的光线进行指纹识别；

多条指纹信号线，所述指纹信号线用于传输对应所述指纹识别单元的指纹检测信号；

多个像素单元，所述像素单元包括相对设置的像素电极和公共电极；

其中，所述指纹信号线位于信号线层，所述公共电极位于公共电极层，所述信号线层与所述公共电极层之间设置有至少一层有机绝缘层；

至少一层所述有机绝缘层包括第一有机绝缘层，所述阵列基板还包括第二有机绝缘层，所述第二有机绝缘层和所述第一有机绝缘层沿所述像素单元的出光方向依次层叠；

所述公共电极层设置于所述第一有机绝缘层远离所述第二有机绝缘层的一侧，所述信号线层设置于所述第一有机绝缘层和所述第二有机绝缘层之间；

所述像素单元包括开关元件，多个所述开关元件设置于所述第二有机绝缘层远离所述第一有机绝缘层的一侧，所述开关元件与对应所述像素单元的所述像素电极电连接。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括遮光层，所述遮光层位于多个所述指纹识别单元靠近所述阵列基板的出光面的一侧；所述遮光层包括多个透光孔，所述透光孔与所述指纹识别单元一一对应；

所述遮光层位于所述信号线层和所述第一有机绝缘层之间；或者，所述遮光层位于所述信号线层和所述第二有机绝缘层之间。

3.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极复用为触控电极，所述阵列基板还包括多条电源信号线和多个触控电极线，所述电源信号线用于为对应所述指纹识别单元提供电源信号，所述触控电极线用于为对应所述触控电极提供触控信号；所述电源信号线、所述触控电极线以及所述指纹信号线均沿第一方向延伸；

沿所述第一方向的垂直方向，所述电源信号线、所述指纹信号线和所述触控电极线依次交替排布。

4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，还包括无机绝缘层，所述无机绝缘层设置于所述第一有机绝缘层和所述公共电极层之间；

所述电源信号线设置于所述第一有机绝缘层和所述无机绝缘层之间；

所述触控电极线与所述指纹信号线同层设置。

5.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，还包括无机绝缘层，所述无机绝缘层设置于所述第一有机绝缘层和所述公共电极层之间；

所述电源信号线和所述触控电极线均设置于所述第一有机绝缘层和所述无机绝缘层之间。

6.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，还包括无机绝缘层，所述无机绝缘层设置于所述第一有机绝缘层和所述公共电极层之间；

所述触控电极线设置于所述第一有机绝缘层和所述无机绝缘层之间；

所述电源信号线与所述指纹信号线同层设置。

7.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述电源信号线、所述触控电极线以及所述指纹信号线同层设置。

8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述有机绝缘层的材料的介电常数的取值范围为2.5～4.0。

9.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述有机绝缘层的厚度大于或等于

10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的阵列基板。

11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求10所述的显示面板。

Images