CN113035916A - 显示面板及其加工方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板及其加工方法和显示装置，显示面板包括多个显示单元，每个显示单元包括用于显示的显示区和用于识别指纹的感应区，显示单元包括：基板、平坦化层、像素单元和感应电极，平坦化层设在基板上，平坦化层包括第一区域和第二区域，第一区域与显示区相对，第二区域与感应区相对，第二区域设有凹凸结构；像素单元设在平坦化层上且位于第一区域；感应电极设在平坦化层上且感应电极覆盖在凹凸结构的凹凸表面上。根据本发明实施例的显示面板，可以在不增加感应电极占用面积的基础上，提高了感应电极的感应精度，从而提高了指纹识别精度，并降低了感应电极对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区的PPI和开口率。

Description

显示面板及其加工方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其是涉及一种显示面板及其加工方法、显示装置。
背景技术
柔性电致有机发光(OLED)显示技术凭借其低功耗、宽色域、轻薄化、可异形化优势逐渐占领了消费者的市场，广泛应用于携带电子、穿戴设备、即时通讯、虚拟现实等技术领域。
目前，将OLED显示技术与身份识别技术(如指纹传感)进行结合是未来的发展方向，可使电子产品更轻薄化。随着IOT即万物互联概念的发展，身份识别技术和显示技术同时应用的场景越来越多。然而，现有技术中将指纹传感识别集成在显示面板中的技术的指纹识别精度较低，影响用户体验。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种显示面板，所述显示面板可以提高指纹识别精度。
本发明还提出一种显示面板的加工方法。
本发明还提出一种具有上述显示面板的显示装置。
根据本发明第一方面实施例的显示面板，包括多个显示单元，每个所述显示单元包括用于显示的显示区和用于识别指纹的感应区，所述显示单元包括：基板；平坦化层，所述平坦化层设在所述基板上，所述平坦化层包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述显示区相对，所述第二区域与所述感应区相对，所述第二区域设有凹凸结构；像素单元，所述像素单元设在所述平坦化层上且位于所述第一区域；感应电极，所述感应电极设在所述平坦化层上且所述感应电极覆盖在所述凹凸结构的凹凸表面上。
根据本发明实施例的显示面板，通过在平坦化层上设置凹凸结构，并将感应电极设置在凹凸结构上，使得感应电极覆盖在凹凸结构的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极占用面积的基础上，提高感应电极的电容量，提高了感应电极的感应精度，从而可以提高指纹识别精度，并降低了感应电极对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区的PPI和开口率。
根据本发明的一些实施例，所述凹凸结构为形成在所述平坦化层上的多个凸起结构或凹槽结构。
根据本发明的一些实施例，所述凸起结构或所述凹槽结构的横截面的形状为多边形、回字形、圆形或椭圆。
根据本发明的一些实施例，所述感应电极在所述基板上的正投影的外轮廓形状为正方形。
根据本发明的一些实施例，所述感应电极上设有搭接孔，所述搭接孔设在所述感应电极的中部。
根据本发明的一些实施例，所述感应电极上设有搭接孔，所述搭接孔设在所述感应电极的边缘。
根据本发明第二方面实施例所述的显示面板的加工方法，包括以下步骤：提供基板；在所述基板上形成所述平坦化层，所述平坦化层包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述显示区相对，所述第二区域与所述感应区相对，所述第二区域设有凹凸结构；在所述凹凸结构的表面形成感应电极。
根据本发明第二方面实施例的显示面板的加工方法，通过在平坦化层上设置凹凸结构，并将感应电极设置在凹凸结构上，使得感应电极覆盖在凹凸结构的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极占用面积的基础上，提高感应电极的电容量，从而提高了感应电极的感应精度，降低了感应电极对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区的PPI和开口率。
根据本发明的一些实施例，所述平坦化层的形成方法为：通过具有多种透过率的掩膜板在所述基板上形成具有所述凹凸结构的平坦化层。
根据本发明的一些实施例，所述平坦化层的形成步骤为：通过具有单一透过率的第一掩膜板在所述基板上形成第一平坦化层；通过具有单一透过率的第二掩膜板在所述第一平坦化层上形成具有所述凹凸结构的第二平坦化层。
根据本发明第三方面实施例的显示装置，包括根据本发明上述实施例所述的显示面板。
根据本发明第三方面实施例的显示装置，通过设置根据本发明上述实施例的显示面板，通过在平坦化层上设置凹凸结构，并将感应电极设置在凹凸结构上，使得感应电极覆盖在凹凸结构的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极占用面积的基础上，提高感应电极的电容量，从而提高了感应电极的感应精度，降低了感应电极对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区的PPI和开口率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的显示面板的俯视示意图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3是根据本发明另一个实施例的显示单元的剖视图；
图4是根据本发明再一个实施例的显示单元的剖视图；
图5是根据本发明再一个实施例的显示单元的剖视图；
图6是根据本发明实施例的显示单元的俯视图；
图7是根据本发明另一个实施例的显示单元的俯视图；
图8是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图9是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图10是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图11是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图12是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图13是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图14是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图；
图15是根据本发明再一个实施例的显示单元的俯视图。
附图标记：
1000、显示面板；
10、显示单元；10a、显示区；20、像素单元；20a、子像素；10b、感应区；30、感应电极；30a、搭接孔；
100、基板；
201、缓冲层；202a、第一薄膜晶体管；202b、第二薄膜晶体管；203、第一栅极绝缘层；204、第一栅极；205、第二栅极绝缘层；206、第二栅极；207、中间绝缘层；208、源漏极金属；301、平坦化层；3011、凹凸结构；302、阳极；303、像素定义层；304、隔垫物。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
根据本发明第一方面实施例的显示面板1000，包括多个显示单元10。每个显示单元10包括用于显示的显示区10a和用于识别指纹的感应区10b。本申请中的“多个”指的是两个或两个以上。如图1所示，多个显示单元10可以呈阵列排布。
其中，显示面板1000可以为集LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，低温多晶硅)、α-Si、IGZO(indium gallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)、单晶硅、有机半导体等顶发射OLED(OrganicElectroluminesence Display，有机发光半导体)显示和电容式指纹传感器为一体的显示面板1000。当然，显示面板1000也可以为底发射OLED器件、无机Mini/MicroLED、液晶等显示面板1000。
具体地，显示单元10包括基板100、平坦化层301、像素单元20和感应电极30。平坦化层301设在基板100上，平坦化层301包括第一区域和第二区域，第一区域与显示区10a相对，第二区域与感应区10b相对，第二区域设有凹凸结构3011。像素单元20设在平坦化层301上且位于第一区域。感应电极30设在平坦化层301上且感应电极30覆盖在凹凸结构3011的凹凸表面上。如图2-图5所示，感应电极30沿着凹凸结构3011的凹凸表面延伸。
其中，像素单元20用于向外发射光线进行显示。如图6-图15所示，像素单元20包括多个子像素20a。感应电极30用于当用户手指指纹覆盖在显示面板1000上时，用户手指与感应电极30之间形成电容，并输出信号，通过所输出的信号识别出用户的手指纹路。
随着移动设备的兴起，移动设备锁、移动支付、电子门锁等需要身份认证的场景越来越多。指纹是目前进行身份认证所使用的较广泛的方式之一。当前使用率最高的是电容式指纹识别方案。然而，要实现高像素密度的电容式传感器，面临电极面积较小带来的电容下降即感应精度下降的问题。发明人意识到，由于感应电极30可占用的面积有限，以及手指到电极之间的距离固定，需要对感应电极30进行特殊设计，来增加感应的电容和灵敏度。
本申请通过在平坦化层301上设置凹凸结构3011，并将感应电极30设置在凹凸结构3011上，使得感应电极30覆盖在凹凸结构3011的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极30占用面积的基础上，提高感应电极30的电容量，提高了感应电极30的感应精度，从而可以提高指纹识别精度，降低了感应电极30对版图面积的需求，进而可以在相同DPI(Dots PerInch，每英寸点数)和感应精度下提高显示区10a的PPI(Pixels Per Inch，像素密度)和开口率。
其中，DPI是指图像每英寸长度内的像素点数。DPI是一个量度单位，用于点阵数码影像，指每一英寸长度中，取样、可显示或输出点的数目。PPI所表示的是每英寸所拥有的像素数量。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。开口率指除去每一个次像素的配线部、晶体管部(通常采用黑色矩阵隐藏)后的光线通过部分的面积和每一个次像素整体的面积之间的比例，即有效的透光区域与全部面积的比例。开口率越高，光线通过的效率越高。
根据本发明实施例的显示面板1000，通过在平坦化层301上设置凹凸结构3011，并将感应电极30设置在凹凸结构3011上，使得感应电极30覆盖在凹凸结构3011的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极30占用面积的基础上，提高感应电极30的电容量，提高了感应电极30的感应精度，从而可以提高指纹识别精度，并降低了感应电极30对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区10a的PPI和开口率。
如图2-图5所示，在本发明的一些实施例中，显示单元10还包括位于显示区10a的第一薄膜晶体管202a和位于感应区10b的第二薄膜晶体管202b。第一薄膜晶体管202a与像素单元20电连接，用于驱动显示区10a内的像素单元20。第二薄膜晶体管202b与感应电极30电连接，作为感应区10b的感应电路，用于驱动感应电极30启动自容式指纹识别。
另外，感应电路还包括有指纹识别扫描线和指纹识别感应线，在指纹识别模式下，根据时序信号，指纹识别扫描线进行逐行扫描，输入扫描信号，指纹识别感应线依次接收信号，进行指纹识别。
根据本发明的一些实施例，凹凸结构3011为形成在平坦化层301上的多个凸起结构或凹槽结构。
如图2和图4所示，凹凸结构3011为形成在平坦化层301上的多个凸起结构，此时凸起结构突出于平坦化层301的远离基板100的一侧表面。其中，多个凸起结构可以间隔开设置，也可以依次相连设置。也就是说，多个凸起结构在平坦化层301上密排或不密排均可。如图3和图5所示，凹凸结构3011为形成在平坦化层301上的多个凹槽结构，此时凹槽结构由平坦化层301的远离基板100的一侧表面朝向基板100凹入。其中，多个凹槽结构可以间隔开设置，也可以依次相连设置。也就是说，多个凸起结构在平坦化层301上密排或不密排均可。
由此，可以有效地降低感应电极30的占用面积，提高感应电极30的电容量，从而提高了感应电极30的感应精度，且结构简单、设计巧妙、加工方便。
在加工过程中，可以通过具有多种透光率的掩膜板在基板100上形成平坦化层301。例如，可以通过具有两种透光率的半色调掩模(one halftone mask)，或者具有三种或更多种透光率的灰阶mask在基板100上形成平坦化层301，由此可以方便地在平坦化层301的第二区域上形成凹凸结构3011。
根据本发明的一些实施例，凸起结构或凹槽结构的横截面的形状为多边形、回字形、圆形或椭圆。需要说明的是，本申请中所述的凸起结构或凹槽结构的横截面指的是，用与基板100平行的表面截凹凸结构3011所得到的截面。图6-图10示出了具有不同横截面的凸起结构和凹槽结构的横截面的形状。由此，可以增大感应电极30的电容量，且结构简单，加工方便。
根据本发明的一些实施例，感应电极30在基板100上的正投影的外轮廓形状为正方形。如图6-图15所示，感应电极30整体形成为正方形。结构简单，加工方便。可以理解的是，感应电极30整体的形状也不限于正方形，其具体形状可以根据显示面板1000的具体结构调整设计，以感应电极30能占用的最大面积为最佳。
根据本发明的一些实施例，感应电极30上设有搭接孔30a，搭接孔30a设在感应电极30的中部。可以理解的是，本申请中所述的“感应电极30的中部”应作广义理解，即只要在感应电极30外轮廓内部的部分均可理解为感应电极30的中部。如图6-图10所示，搭接孔30a设在感应电极30的中部。在本发明的另一些实施例中，如图11-图15所示，搭接孔30a也可以设置在感应电极30的边缘。其中，感应电极30可以通过搭接孔30a与感应电路电连接。由此，便于实现感应电极30与感应电路的电连接，且结构简单，加工方便。
根据本发明实施例的显示面板1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本发明第二方面实施例的显示面板1000的加工方法，包括以下步骤：
提供基板100；其中，基板100可以为聚酰亚胺基板100或玻璃基板100等。
在基板100上形成平坦化层301，平坦化层301包括第一区域和第二区域，第一区域与显示区10a相对，第二区域与感应区10b相对，第二区域设有凹凸结构3011；在凹凸结构3011的表面形成感应电极30。
根据本发明实施例的显示面板1000的加工方法，通过在平坦化层301上设置凹凸结构3011，并将感应电极30设置在凹凸结构3011上，使得感应电极30覆盖在凹凸结构3011的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极30占用面积的基础上，提高感应电极30的电容量，提高了感应电极30的感应精度，从而可以提高指纹识别精度，并降低了感应电极30对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区10a的PPI和开口率。
根据本发明的一些实施例，平坦化层301的形成方法为：通过具有多种透过率的掩膜板在基板100上形成具有凹凸结构3011的平坦化层301。例如，可以通过具有两种透光率的半色调掩模(halftone mask)，或者具有三种或更多种透光率的灰阶mask在基板100上形成平坦化层301。在加工过程中，只需在电极区制作成多个凸起或凹槽，就可以在平坦化层301的第二区域处形成凹凸结构3011，由此通过一张掩膜板即可方便地在平坦化层301的第二区域上形成凹凸结构3011。
根据本发明的一些实施例，平坦化层301的形成步骤为：
通过具有单一透过率的第一掩膜板在基板100上形成第一平坦化层；
通过具有单一透过率的第二掩膜板在第一平坦化层上形成具有凹凸结构3011的第二平坦化层。
由此，通过在基板100上形成两层平坦化层301，同样可以方便地在平坦化层301上形成凹凸结构3011。
根据本发明实施例的显示面板1000的其他加工过程，例如在基板100上形成缓冲层201、第一栅极绝缘层203(GI1)、第一栅极204(gate1)、第二栅极绝缘层205(GI2)、第二栅极206(gate2)、中间绝缘层207(ILD)、源漏极金属208(SD)、阳极302(AND)、像素定义层303(PDL)、隔垫物304(photo spacer)等对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本发明第三方面实施例的显示装置，包括根据本发明上述实施例的显示面板1000。
根据本发明第三方面实施例的显示装置，通过设置根据本发明上述实施例的显示面板1000，通过在平坦化层301上设置凹凸结构3011，并将感应电极30设置在凹凸结构3011上，使得感应电极30覆盖在凹凸结构3011的凹凸表面，由此，可以在不增加感应电极30占用面积的基础上，提高感应电极30的电容量，提高了感应电极30的感应精度，从而可以提高指纹识别精度，并降低了感应电极30对版图面积的需求，进而可以在相同DPI和感应精度下提高显示区10a的PPI和开口率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括多个显示单元，每个所述显示单元包括用于显示的显示区和用于识别指纹的感应区，所述显示单元包括：
基板；
平坦化层，所述平坦化层设在所述基板上，所述平坦化层包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述显示区相对，所述第二区域与所述感应区相对，所述第二区域设有凹凸结构；
像素单元，所述像素单元设在所述平坦化层上且位于所述第一区域；
感应电极，所述感应电极设在所述平坦化层上且所述感应电极覆盖在所述凹凸结构的凹凸表面上。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凹凸结构为形成在所述平坦化层上的多个凸起结构或凹槽结构。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述凸起结构或所述凹槽结构的横截面的形状为多边形、回字形、圆形或椭圆。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述感应电极在所述基板上的正投影的外轮廓形状为正方形。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述感应电极上设有搭接孔，所述搭接孔设在所述感应电极的中部。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述感应电极上设有搭接孔，所述搭接孔设在所述感应电极的边缘。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的显示面板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供基板；
在所述基板上形成所述平坦化层，所述平坦化层包括第一区域和第二区域，所述第一区域与所述显示区相对，所述第二区域与所述感应区相对，所述第二区域设有凹凸结构；
在所述凹凸结构的表面形成感应电极。
8.根据权利要求7所述的显示面板的加工方法，其特征在于，所述平坦化层的形成方法为：通过具有多种透过率的掩膜板在所述基板上形成具有所述凹凸结构的平坦化层。
9.根据权利要求7所述的显示面板的加工方法，其特征在于，所述平坦化层的形成步骤为：
通过具有单一透过率的第一掩膜板在所述基板上形成第一平坦化层；
通过具有单一透过率的第二掩膜板在所述第一平坦化层上形成具有所述凹凸结构的第二平坦化层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的显示面板。
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