显示面板及显示装置的制作方法
本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术：
由于指纹对于每一个人而言是与身俱来的，是独一无二的。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。这样，用户在操作带有指纹识别功能的显示装置前，只需用手指触摸显示装置的指纹传感器，就可以进行权限验证，简化了权限验证过程。
现有的带有指纹识别功能的显示装置中，若将指纹传感器直接设置于显示面板的显示区内，由于显示面板显示区内像素电路中薄膜晶体管的栅极、源极和漏极多采用金属材料制作，对于具有背光源的指纹识别模组而言，当指纹识别模组背光源发出的光线照射到像素电路中薄膜晶体管的栅极、源极和漏极后，会发生反射形成反射光，所形成的反射光射入到指纹识别模组中的指纹传感器内。由于该反射光并非由指纹反射形成，其进入到指纹传感器之后，形成噪声，影响指纹传感器指纹识别的精确度。
技术实现要素：
本发明提供一种显示面板及显示装置，以实现提高指纹识别模组指纹识别精度的目的。
第一方面，本发明实施例提供了显示面板，该显示面板包括：
显示模组，所述显示模组包括第一基板和多个像素电路，所述第一基板包括显示区域以及围绕所述显示区域的非显示区域，所述多个像素电路位于所述第一基板的所述显示区域内，所述像素电路包括多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极；
指纹识别模组，所述指纹识别模组形成在所述第一基板背离所述薄膜晶体管一侧的显示区域内；
以及至少一层黑矩阵，所述黑矩阵位于所述薄膜晶体管与所述指纹识别模组之间，所述黑矩阵包括遮光区和位于所述遮光区之间的开口区，所述薄膜晶体管的所述栅极、所述源极和所述漏极在所述第一基板上的投影位于所述遮光区在所述第一基板上的投影内。
第二方面，本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明实施例提供的任意一种显示面板。
本发明实施例通过在所述薄膜晶体管与所述指纹识别模组之间设置黑矩阵，并设置所述黑矩阵包括遮光区和位于所述遮光区之间的开口区，所述薄膜晶体管的所述栅极、所述源极和所述漏极在所述第一基板上的投影位于所述遮光区在所述第一基板上的投影内，利用黑矩阵的遮光区遮挡从指纹识别模组背光源出射的光线，减少光线在薄膜晶体管的所述栅极、所述源极和所述漏极上形成的反射光，解决了现有的显示面板中因在像素电路中薄膜晶体管的栅极、源极和漏极处形成的反射光射入到指纹识别模组的指纹传感器中，致使指纹识别模组的指纹传感器的噪声过大，影响指纹识别模组指纹识别的精确度的问题，实现了提高指纹识别模组指纹识别精度的目的。
附图说明
图1a为本发明实施例提供的一种显示面板的立体结构示意图；
图1b为沿图1a中a1-a2的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图8a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8b为沿图8a中c1-c2的剖面结构示意图；
图9a为指纹识别模组中指纹传感器的一种电路图；
图9b为指纹识别模组中指纹传感器的剖面结构示意图；
图10为指纹识别模组进行指纹识别工作原理图；
图11为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图12a为本发明实施例提供的背光源发出的光被触摸主体反射前的光路示意图；
图12b为本发明实施例提供的背光源发出的光被触摸主体反射后的光路示意图；
图13a为本发明实施例提供的背光源发出的指纹噪声光被金属反射前的光路示意图；
图13b为本发明实施例提供的背光源发出的指纹噪声光被金属反射后的光路示意图；
图14为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；
图15a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15b为沿图15a中m1-m2方向的剖面结构示意图；
图16a为本发明实施例提供的一种角度限定膜的俯视结构示意图；
图16b为沿图16a中e1-e2的剖面结构示意图；
图16c为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的俯视结构示意图；
图17a为本发明实施例提供的又一种角度限定膜的俯视结构示意图；
图17b为沿图17a中f1-f2的剖面结构示意图；
图17c为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的结构示意图；
图18a为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的俯视结构示意图；
图18b为沿图18a中光纤结构的延伸方向的剖面结构示意图；
图18c为图18a所示角度限定膜的扩散距离的几何关系图；
图19a为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的俯视结构示意图；
图19b为沿图19a中g1-g2的剖面结构示意图；
图20为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。
每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此，我们可以把一个人同他的指纹对应起来，通过将他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，以验证他的真实身份，这就是指纹识别技术。得益于电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，指纹识别技术中光学指纹识别技术已经开始走入我们的日常生活，成为目前生物检测学中研究最深入，应用最广泛，发展最成熟的技术。光学指纹识别技术的工作原理为，显示面板中光源发出的光线照射到触摸主体(如手指)上，经手指反射形成反射光，所形成的反射光(即指纹信号光)传输至指纹传感器中，指纹传感器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，在手指各位置处形成反射光强度不同，最终使得各传感器将所采集到的光信号不同，据此可以确定用户真实身份。
图1a为本发明实施例提供的一种显示面板的立体结构示意图，图1b为沿图1a中a1-a2的剖面结构示意图。参见图1a和图1b，该显示面板包括显示模组10，指纹识别模组20以及至少一层黑矩阵30。显示模组10包括第一基板11和多个像素电路12。第一基板11包括显示区域111以及围绕显示区域111的非显示区域112，多个像素电路12位于第一基板11的显示区域111内，像素电路12包括多个薄膜晶体管(图1a和图1b中未示出)，薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极。指纹识别模组20形成在第一基板11背离薄膜晶体管(包含于像素电路12内)一侧的显示区域111内。黑矩阵30位于薄膜晶体管(包含于像素电路12内)与指纹识别模组20之间，黑矩阵30包括遮光区31和位于遮光区31之间的开口区32，薄膜晶体管(包含于像素电路12内)的栅极、源极和漏极在第一基板11上的投影位于遮光区31在第一基板11上的投影内。
本发明实施例通过在薄膜晶体管与指纹识别模组之间设置黑矩阵，并设置黑矩阵包括遮光区和位于遮光区之间的开口区，薄膜晶体管的栅极、源极和漏极在第一基板上的投影位于遮光区在第一基板上的投影内，可以利用黑矩阵的遮光区遮挡从指纹识别模组中出射的光线，减少该光线在薄膜晶体管的栅极、源极和漏极上形成的反射光，降低在薄膜晶体管的栅极、源极和漏极处形成的反射光入射到指纹识别模组内的可能性，进而减少因该部分反射光入射到指纹识别模组后形成的噪声。另外在黑矩阵上设置开口区，可以允许从指纹识别模组中出射的光线从开口区穿过，照射到用户按压在该显示面板的手指上，并允许经过手指指纹反射形成的反射光从开口区穿过。这样设置可以达到提高指纹识别模组的信噪比，提高指纹识别模组指纹识别精度的目的。
可选地，该黑矩阵30遮光区31的材料可以为颜色为黑色的金属、颜色为黑色的有机材料或者掺杂有黑色颜料的材料。因为这些材料对光线的吸收能力较好，有利于吸收从指纹识别模组20发出的，照射到黑矩阵30遮光区31上的光线，可以进一步降低在薄膜晶体管的栅极、源极和漏极处形成的反射光入射到指纹识别模组20内的可能性，提高指纹识别模组20指纹识别精度。典型地，黑矩阵30遮光区31的材料可以为铬。
需要说明的是，在图1b中，将黑矩阵30设置于第一基板11与指纹识别模组20之间，这仅是本发明的一个具体示例，而非对本发明的限制。可选地，如图2所示，将黑矩阵30设置于薄膜晶体管(包含于像素电路12内)与第一基板11之间。或者，如图3所示，显示面板包括两层黑矩阵30，其中第一层黑矩阵301设置于薄膜晶体管(包含于像素电路12内)与第一基板11之间，第二层黑矩阵302设置于第一基板11与指纹识别模组20之间。
在具体制作时，可以根据市场需要，设置第一基板11为刚性基板，例如是石英或者玻璃材料，或者设置第一基板11为柔性基板，例如是聚酰亚胺材料。下面就典型的显示面板结构进行详细说明，但是所列出的示例仅仅用于解释说明本发明，并不是对本发明的限定。
图4为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。具体地，参见图4，该显示面板中第一基板11为刚性基板；黑矩阵30设置于薄膜晶体管(包含于像素电路12内)与第一基板11之间；显示面板还包括第一平坦化层13和第二平坦化层14；第一平坦化层13位于第一基板11靠近黑矩阵30的表面；第二平坦化层14位于黑矩阵30靠近薄膜晶体管(包含于像素电路12内)的表面，第二平坦化层14覆盖黑矩阵30的遮光区31并填充黑矩阵30的开口区32。
该第一基板11的材料可以是石英或玻璃等，该第一基板11用于在后续的像素电路12以及发光单元等部件的制作过程中提供支撑作用。
在实际中，由于第一基板11表面抛光精度的限制以及第一基板11清洁程度等因素，使得第一基板11上存在微小缺陷。这里设置第一平坦化层13的目的是为了填充第一基板11上的微小缺陷，起到平坦化第一基板11表面的目的。
考虑到在实际制作黑矩阵30的过程中，仅在第一基板11上计划设置黑矩阵30遮光区31的位置沉积膜层，在第一基板11上计划设置黑矩阵30的开口区32的位置并不沉积任何膜层，使得形成黑矩阵30后，黑矩阵30遮光区31和开口区32存在厚度差。在后续制作时，构成像素电路12的相关膜层的部分区域会陷入到黑矩阵30的开口区32内，造成在黑矩阵30的开口区32附近，像素电路12中部分元器件移位，这会使得像素电路12出现短路或断路的不良现象，影响显示面板的显示效果。在本技术方案中，在黑矩阵30靠近薄膜晶体管(包含于像素电路12内)的表面设置第二平坦化层14，且利用第二平坦化层14覆盖黑矩阵30的遮光区31并填充黑矩阵30的开口区32的目的是，为了消除黑矩阵30遮光区31和黑矩阵30开口区32的厚度差，防止出现后续制作工艺形成的像素电路12中部分元器件移位的不良现象，提高显示面板的良率。可选地，还可以设置第二平坦化层14仅填充黑矩阵30的开口区32。
在具体制作时，第一平坦化层13和第二平坦化层14的材料可以为任意绝缘材料。由于聚酰亚胺物理化学性能稳定、电绝缘性好、制作工艺简单、成本低廉，可选地，第一平坦化层13和第二平坦化层14的材料为聚酰亚胺。
图5为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。具体地，参见图5，该显示面板中，第一基板11为柔性基板；黑矩阵30设置于薄膜晶体管(包含于像素电路12内)与第一基板11之间；显示面板还包括第一平坦化层13，第一平坦化层13位于黑矩阵30靠近薄膜晶体管(包含于像素电路12内)的表面，第一平坦化层13覆盖黑矩阵30的遮光区31并填充黑矩阵30的开口区32。
类似地，本技术方案中，在黑矩阵30靠近薄膜晶体管(包含于像素电路12内)的表面设置第一平坦化层13，并利用第一平坦化层13覆盖黑矩阵30的遮光区31并填充黑矩阵30的开口区32的目的是，为了消除黑矩阵30遮光区31和黑矩阵30开口区32的厚度差，防止出现后续制作工艺形成的像素电路12中部分元器件移位的不良现象，提高显示面板的良率。
在具体制作时，第一基板11和第二平坦化层13的材料可以为任意绝缘材料。由于聚酰亚胺物理化学性能稳定、电绝缘性好、韧性强，制作工艺简单、成本低廉，可选地，第一基板11和第二平坦化层13的材料为聚酰亚胺。
在上述技术方案的基础上，显示面板中，构成像素电路12的薄膜晶体管可以为顶栅极结构，也可以为底栅结构。在具体制作时，可以根据产品需求确定。下面就典型的显示面板结构进行详细说明，但是所列出的示例仅仅用于解释说明本发明，并不是对本发明的限定。
图6为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。具体地，参见图6，该显示面板像素电路中示例性地仅包括一个薄膜晶体管121。该薄膜晶体管121为底栅结构，包括：形成在第一基板11上的栅极1211；形成在栅极1211上的第一绝缘层1212；形成在第一绝缘层1212上的有源层1213；形成在有源层1213上的源极1214和漏极1215。
图7为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。具体地，参见图7，该显示面板像素电路中示例性地仅包括一个薄膜晶体管121。该薄膜晶体管121为顶栅结构，包括：形成在第一基板11上的有源层1213；形成在有源层1213上的第一绝缘层1212；形成在第一绝缘层1212上的栅极1211；形成在栅极上的第二绝缘层1216；形成在第二绝缘层1216上的源极1214和漏极1215。
考虑到现有的显示模组中往往还包括位于像素电路背离第一基板一侧的发光单元，像素电路与发光单元一一对应。若发光单元发出的光线直接入射指纹识别模组的指纹传感器内，同样会致使指纹识别模组的指纹传感器噪声过大，影响指纹识别模组指纹识别的精确度。可选地，如图6或图7所示，发光单元15在第一基板11上的垂直投影位于遮光区31在第一基板11上的垂直投影内。这样设置可以利用黑矩阵遮光区31遮挡发光单元15发出的沿由发光单元15指向指纹识别模组20方向传播的光线，进而提高指纹识别模组的信噪比，提高显示面板的指纹识别精度。
需要说明的是，若该显示面板为有机发光显示面板，如图6或图7，该发光单元15可以包括第一电极151、第二电极152以及位于第一电极151和第二电极152之间的发光层153。在工作时，可选地，第一电极151为阳极，第二电极152为阴极；或者第一电极151为阴极，第二电极152为阳极。若该显示面板为液晶显示面板，该发光单元可以为子像素单元。
图8a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8b为沿图8a中c1-c2的剖面结构示意图。具体地，参见图8a和图8b，该指纹识别模组20包括：第二基板21，形成在第二基板21上的多个分立设置的指纹传感器22，指纹传感器22设置于第二基板21靠近第一基板11的一侧，指纹传感器22在第一基板11上的垂直投影至少部分位于黑矩阵30的开口区32在第一基板11上的垂直投影内。这里设置指纹传感器22在第一基板11上的垂直投影至少部分位于黑矩阵30的开口区32在第一基板11上的垂直投影内的好处是，降低因黑矩阵30的遮光区31对经用户手指指纹反射形成的光线的遮蔽效果，使得尽量多的经用户手指指纹反射形成的光线穿过黑矩阵30的开口区31入射到指纹传感器22内，提高指纹传感器22的信噪比。
进一步地，指纹识别模组22还可以包括背光源23，背光源23设置于第二基板21背离第一基板11的一侧。可选地，指纹识别模组20中背光源23为准直光源或面光源。与使用面光源相比，使用准直光源可以减弱经用户手指指纹反射形成的光线在不同指纹传感器之间的串扰，提高指纹识别的精度。但是由于准直光源往往比面光源厚度大，使用准直光源会增加显示面板的厚度。
图9a为指纹识别模组中指纹传感器的一种电路图，图9b为指纹识别模组中指纹传感器的剖面结构示意图。具体地，参见图9a和图9b，指纹传感器包括光敏二极管d、存储电容c(图9b中未示出)和薄膜晶体管t；光敏二极管d的正极d1与存储电容c的第一电极电连接，光敏二极管d的负极d2与存储电容c的第二电极以及薄膜晶体管t的漏极td电连接；薄膜晶体管t的栅极tg与开关控制线gate电连接，薄膜晶体管t的源极ts与信号检测线data电连接。
图10为指纹识别模组进行指纹识别工作原理图。下面结合图9a、图9b和图10对指纹识别原理进行详细说明。参见图9a、图9b和图10，在指纹识别阶段，在与指纹传感器电连接的驱动芯片(图9a、图9b和图10中未示出)的控制，指纹传感器22中的薄膜晶体管t导通。当用户将手指按压在显示面板上，指纹识别模组20中背光源23发出的光分为两部分：一部分为光线a，该部分光线从开口区32穿过，照射到手指上，并在手指指纹的表面反射形成反射光b；另一部分为光线c，该部分光线照射到黑矩阵30遮光区31上，并被黑矩阵30的遮光区31吸收。经手指指纹反射形成的反射光b入射到指纹传感器22中，被指纹传感器22的光敏二极管d接收，并将其转换成电流信号，所形成的电流信号经薄膜晶体管t传输至信号检测线data。由于按压在显示面板的手指指纹中的脊41与显示面板表面接触，谷42不与显示面板表面接触，致使光线照射到指纹的谷42和脊41上的反射率不同，进而致使指纹传感器22接收到的在脊41的位置处形成的反射光b和在谷42的位置处形成的反射光b的强度不同，使得由在脊41的位置处形成的反射光b和在谷42的位置处形成的反射光b转换成的电流信号大小不同。根据电流信号大小可以进行指纹识别。
在上述各技术方案中，为了防止显示模组10与指纹识别模组20发生相对位移，并且为了保证显示面板具有良好的光线透过率。可选地，如图10所示，指纹识别模组20与第一基板11通过光学胶50粘结。光学胶50的材料可以是亚克力系材料和硅系材料。
进一步地，考虑到偏光片具有使得满足特定条件的光线透过，同时限制不满足该特定条件的光线透过的作用，可以将偏光片应用于上述技术方案中，或者单独使用偏光片以利用偏光片的性能，改善指纹噪声光(包括发光单元发出的未经触摸主体反射的光以及经薄膜晶体管源极、漏极和栅极反射形成的反射光等)的干扰，提高信噪比，进而提高了指纹识别模组识别指纹的精确度。
示例性地，该显示面板，包括：显示模组，包括第一基板和位于第一基板上的第一偏光片，显示模组的出光面位于第一偏光片远离第一基板的一侧；指纹识别模组，位于第一基板远离第一偏光片的一侧，包括指纹识别层和位于指纹识别层靠近显示模组一侧的第二偏光片；背光源，位于第一偏光片远离显示模组的出光面的一侧；指纹识别层用于根据光源发出的光线经由触摸主体反射到所述指纹识别层的指纹信号光以进行指纹识别。其中，第一偏光片与第二偏光片相配合，以使通过第一偏光片和第二偏光片的指纹信号光无光强损耗；第二偏光片用于减弱指纹噪声光的光强，指纹噪声光为除指纹信号光之外的其他光。
本发明实施例通过在显示模组中的第一基板靠近显示模组出光面的一侧设置第一偏光片，将指纹识别模组设置于第一基板远离第一偏光片的一侧，且指纹识别模组具有指纹识别层和位于指纹识别层靠近显示模组一侧的第二偏光片，在指纹识别阶段，位于第一偏光片远离显示模组的出光面一侧的背光源发出的光，经触摸显示屏的触摸主体(手指)反射后形成指纹信号光。此时，第一偏光片和第二偏光片相配合，可以使指纹信号光无光强损耗地通过第一偏光片和第二偏光片；同时，在未经触摸主体反射的光(指纹噪声光)到达指纹识别层之前，第二偏光片可以至少对指纹噪声光的光强进行减弱，由此，可以改善指纹噪声光的干扰，提高信噪比，进而提高了指纹识别模组识别指纹的精确度。
上述背光源具体设置于在指纹识别模组远离显示模组的一侧。
图11为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。如图11所示，本实施例的显示面板可包括：显示模组10，包括第一基板11和位于第一基板11上的第一偏光片041，显示模组10的出光面位于第一偏光片041远离第一基板11的一侧；发光单元15，位于第一基板11和第一偏光片041之间，用于产生显示图像的光；指纹识别模组20，位于第一基板11远离第一偏光片041的一侧，包括第二基板21、位于第二基板21靠近显示模组10的多各指纹传感器22、位于指纹传感器22靠近显示模组10一侧的第二偏光片042，以及位于第二基板21背离指纹传感器22一侧的背光源23，该背光源23作为指纹识别模组20的光源。指纹传感器22用于根据背光源23发出的光线经由触摸主体反射后形成的指纹信号光进行指纹识别。
可选的，发光单元15可包括发光颜色为红色发光单元、发光颜色为绿色的发光单元以及发光颜色为蓝色的发光单元。可选的，显示面板包括显示区，发光单元15和指纹传感器22位于显示区内，由此，可在显示面板的显示区实现指纹识别。
考虑到上述发光单元15用于产生显示图像的光，采用背光源23作为指纹识别模组20的光源，在显示阶段，背光源23不发光，避免影响显示效果，在指纹识别阶段，发光单元15不发光，避免由发光单元15漏出的光，以及发出的光经触摸主体反射后到达指纹传感器22，对指纹识别造成干扰。因此，基于上述方案，本实施例的显示模组10还包括第二显示驱动电路(图中未示出)，用于在指纹识别阶段，不输出驱动发光单元15的显示驱动信号，在显示阶段，不输出驱动背光源发光的检测驱动信号。
可选的，本实施例的第一偏光片041可包括层叠的第一四分之一波片和第三线偏光片，第一四分之一波片位于第三线偏光片靠近发光单元15的一侧；第二偏光片042可包括层叠的第二四分之一波片和第四线偏光片，第二四分之一波片位于第四线偏光片靠近发光单元15的一侧；
第一四分之一波片和第二四分之一波片的材料和厚度相同；
迎着指纹信号光的传输方向，以逆时针为正方向，第一四分之一波片的光轴方向与第三线偏光片的偏振方向之间的夹角为45°，第二四分之一波片的光轴方向与第四线偏光片的偏振方向之间的夹角为-45°；或者第一四分之一波片的光轴方向与第三线偏光片的偏振方向之间的夹角为-45°，第二四分之一波片的光轴方向与第四线偏光片的偏振方向之间的夹角为45°。
示例性的，以迎着指纹信号光的传输方向，以逆时针为正方向，第一四分之一波片的光轴方向与第三线偏光片的偏振方向之间的夹角为45°，第二四分之一波片的光轴方向与第四线偏光片的偏振方向之间的夹角为-45°为例进行说明，其中，第一四分之一波片和第二四分之一波片的材料均为方解石，以第一四分之一波片和第二四分之一波片的e轴作为光轴。请继续参考图11，实线箭头表示背光源23向出光面发出的光线和经触摸主体反射后形成的指纹信号光的光线，虚线箭头表示背光源23发出的光经显示模组10中的金属(即显示模组10中像素电路中薄膜晶体管的源极、漏极以及栅极)反射的光线。在指纹识别阶段，参考图12a，背光源23发出的光被触摸主体反射前，迎着该光的传输方向，以逆时针为正方向，第一四分之一波片0111的e轴方向与第三线偏光片0112的偏振方向p之间的夹角为-45°，第二四分之一波片0221的e轴方向与第四线偏光片0222的偏振方向之间的夹角为45°。背光源23发出的自然光经过第四线偏光片0222之后，变成偏振方向位于一三象限的线偏振光，通过第二四分之一波片0221变成左旋的圆偏振光，再通过第一四分之一波片0111变成偏振方向位于二四象限的线偏振光，且偏振方向与第三线偏光片0112的偏振方向平行，因而再经过第三线偏光片0112时偏振状态保持不变。参考图12b，该线偏振光经触摸主体反射后形成指纹信号光，且仍为偏振方向不变的线偏振光，但迎着该指纹信号光的传输方向，指纹信号光为偏振方向位于一三象限的线偏振光；指纹信号光再次通过第三线偏光片0112时偏振状态和光强不变，通过第一四分之一波片0111时变成左旋的圆偏振光且光强不变；该左旋的圆偏振光通过第二四分之一波片0221时，变成偏振方向位于二四象限的线偏振光且光强不变，最后经偏振方向与该线偏振光的偏振方向平行的第四线偏光片0222，输出光强不变的线偏振光。而对于背光源发出的光经金属反射后的指纹噪声光，请参考图13a，背光源23发出的自然光经过第四线偏光片0222之后，变成偏振方向位于一三象限的线偏振光，通过第二四分之一波片0221变成左旋的圆偏振光，左旋的圆偏振光经金属反射后变成右旋的圆偏振光；参考图13b，右旋的圆偏振光再次通过第二四分之一波片0221变成偏振方向位于一三象限的线偏振光，且偏振方向与第四线偏光片0222的偏振方向相垂直，因此指纹噪声光无法通过第四线偏光片0222到达指指纹传感器22。因此，第二偏光片可以完全消除被显示模组中金属反射的指纹噪声光，以提高信噪比。
可选的，本实施例的显示面板为刚性显示面板。具体的，如图11所示，第一基板11为第一玻璃基板，显示模组10还包括第二玻璃基板17；发光单元15位于第一玻璃基板11和第二玻璃基板17之间，第一玻璃基板11和第二玻璃基板17由支撑柱18支撑，第一玻璃基板11和第二玻璃基板17之间存在空气间隙，可选的，空气间隙的厚度为4μm。显示面板还包括盖板19，盖板19可通过液态光学胶贴附于第一偏光片041远离发光单元15一侧的表面，可选的，显示模组10的厚度为1410μm。另外，第二偏光片042可通过光学胶层(图中未示出)贴附于第一基板11，以将显示模组10和指纹识别模组20贴合到一起，组成显示面板。
图14为本发明实施例提供的又一种显示面板的结构示意图。本实施例与图11所对应的实施例不同的是，本实施例的显示面板为柔性显示面板。具体的，如图14所示，第一基板11为柔性基板，显示模组10还包括薄膜封装层16，以代替上述实施例的第二玻璃基板；其中，薄膜封装层16覆盖发光单元15。
需要说明的是，上述实施例对应的图12a和图12b示出的四分之一波片的光轴方向和线偏光片的偏振方向仅便于理解，而本发明实施例中，第一四分之一波片的光轴方向和第二四分之一波片的光轴方向无特定关系，第三线偏光片的偏振方向和第四线偏光片的偏振方向也无特定关系，只需第一四分之一波片的光轴方向和第三线偏光片的偏振方向之间的夹角，以及第二四分之一波片的光轴方向和第四线偏光片的偏振方向之间的夹角满足上述实施例的限定条件即可。
进一步地，在上述技术方案的基础上，还可以在位于显示模组与指纹识别模组之间增设角度限定膜，以将经由触摸主体反射到指纹传感器单元的光线中，相对于角度限定膜的入射角大于角度限定膜的透过角的光线滤除。其中，角度限定膜对垂直于角度限定膜入射的光线的透过率为a；角度限定膜的透过角是指透过率为ka的光线相对于角度限定膜的入射角；0<k<1。这样设置的好处是，进一步改善指纹噪声光的干扰，提高信噪比，进而提高了指纹识别模组识别指纹的精确度。
具体地，图15a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15b为沿图15a中m1-m2方向的剖面结构示意图。结合图15a和图15b，显示面板包括显示模组10、指纹识别模组20以及角度限定膜70。其中，显示模组10包括第一基板11，以及位于第一基板11上的多个发光单元15，指纹识别模组20位于第一基板11远离发光单元15一侧的显示区内，包括第二基板21，以及位于第二基板21上的至少一个指纹传感器22，角度限定膜70位于显示模组10与指纹识别模组20之间。
指纹识别模组20能够根据经由触摸主体反射到指纹传感器22的光线进行指纹识别，角度限定膜70则能够将经由触摸主体反射到指纹传感器22的光线中，相对于角度限定膜70的入射角大于角度限定膜70的透过角的光线滤除。可以设定角度限定膜70对垂直于角度限定膜70入射的光线的透过率为a，角度限定膜70的透过角是指透过率为ka的光线相对于角度限定膜70的入射角，且0<k<1，相对于角度限定膜70的入射角大于角度限定膜70的透过角的光均能够被角度限定膜70滤除。可选的，可以设置k等于0.1，即角度限定膜70的透过角为透过率为0.1a的光线相对于角度限定膜70的入射角。
可选的，指纹识别模组20还可以包括背光源23，背光源23位于第二基板21远离指纹传感器22的一侧，指纹传感器22能够根据背光源23发出的光线经由触摸主体反射后形成指纹信号光以进行指纹识别，例如图15b中所示的虚线表示的光线。角度限定膜70能够将背光源23发出的，经由触摸主体反射到指纹传感器22的光线中，相对于角度限定膜70的入射角大于角度限定膜70的透过角的光线滤除，以避免背光源23的光经由触摸主体不同位置反射的光线照射至同一指纹传感器22造成的串扰现象，提高指纹识别的准确性和精度。
可选的，背光源23发出的光线，经由相邻两指纹传感器22之间的间隙照射至触摸主体，光线垂直于触摸主体反射，经由显示模组10照射至指纹传感器22的透过率可以大于10％。具体的，如果垂直于触摸主体反射的光线，经由显示模组10照射至指纹传感器22的透过率过小，则光线到达指纹传感器22时的强度较小，会影响指纹识别的精度。另外，相对于指纹传感器22根据发光单元15发出的光线进行指纹识别，指纹传感器22根据背光源23发出的光线进行指纹识别过程，背光源23发出的光线达到指纹传感器22的过程，光线经过的膜层数量更多，即经过的膜层的总厚度越大，因此光线垂直于触摸主体反射，经由显示模组10照射至指纹传感器22的透过率也就越大。
需要说明的是，本发明实施例对背光源23的类型不作限定，可以是点光源，也可以是面光源，只要保证背光源23发出的光线经由触摸主体能够反射至指纹传感器22上即可。
图16a为本发明实施例提供的一种角度限定膜的俯视结构示意图，图16b为沿图16a中e1-e2的剖面结构示意图。结合图16a和图16b，角度限定膜70包括多个平行于第一基板11所在平面，沿同一方向间隔排列的不透光区域71和透光区域72，不透光区域71设置有吸光材料。
具体的，由于不透光区域71设置有吸光材料，当光线照射至不透光区域71时，会被不透光区域71的吸光材料吸收，即经由触摸主体反射的该部分光无法通过角度限定膜70照射至指纹传感器22上，角度限定膜70能够有效滤除该部分光线。如图16b所示，由于照射至不透光区域71的光线会被该区域的吸光材料吸收，因此角度限定膜70的透过角满足如下公式：
其中，θ为角度限定膜70的透过角，p为透光区域72沿透光区域72的排列方向的宽度，h为角度限定膜70的厚度。从图16b中可以看出，θ、p和h存在
可选的，当角度限定膜70包括多个平行于第一基板11所在平面，沿同一方向间隔排列的不透光区域71和透光区域72，且不透光区域71设置有吸光材料时，角度限定膜70的扩散距离满足如下公式：
其中，δx为角度限定膜70的扩散距离，h为显示模组10的厚度。角度限定膜70的扩散距离是指同一个指纹传感器22对应的实际检测光线与干扰检测光线在触控主体上的反射点之间的距离，相对于指纹传感器22的入射角最小的反射光线为实际检测光线，相对于指纹传感器22的入射角，大于实际检测光线相对于指纹传感器22入射角的反射光线为干扰检测光线。
实际检测光线相对于指纹传感器22的入射角可以近似为0°，能够通过角度限定膜70的干扰光线中，相对于指纹传感器22的入射角最小可以为角度限定膜70的透过角，因此存在如下的计算关系
图16a示例性地将角度限定膜70设置成一维结构，透光区域72和不透光区域71沿图16a中的水平方向间隔排列，也可以将角度限定膜70设置成二维结构，如图16c所示，则透光区域72和不透光区域71可以沿图16c所示角度限定膜70的对角线方向间隔排列，相对于一维结构的角度限定膜70，二维结构的角度限定膜70能够对各个方向入射至角度限定膜70的光线进行选择性地滤除。
图17a为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的俯视结构示意图，图17b为沿图17a中f1-f2的剖面结构示意图。结合图17a和图17b，角度限定膜70包括多孔结构73，多孔结构73的侧壁71能够吸收入射到侧壁71上的光线，即该部分光线无法照射至指纹传感器22上。示例性的，多孔结构73可以是玻璃细管结构，可以在玻璃细管的侧壁71上涂覆黑色吸光材料，使得侧壁71能够吸收入射到侧壁71上的光线，进而实现角度限定膜70对部分光线的滤除功能。可选的，相邻的多孔结构73之间可以设置吸光材料，也可以不设置吸光性材料。
具体的，由于多孔结构73的侧壁71能够吸收入射到侧壁71上的光线，因此，角度限定膜70的透过角满足如下公式：
其中，θ为角度限定膜70的透过角，d为多孔结构73的直径，h为角度限定膜70的厚度。从图17b中可以看出，θ、d和h存在
可选的，当角度限定膜70包括多孔结构73，且多孔结构73的侧壁71能够吸收入射到侧壁71上的光线时，角度限定膜70的扩散距离满足如下公式：
其中，δx为角度限定膜70的扩散距离，h为显示模组10的厚度。该公式的推导过程与图16a所示结构的角度限定膜70的扩散距离的推导过程类似，这里不再赘述。同样的，角度限定膜70的扩散距离越大，显示面板进行指纹识别的准确度和精度越低。
需要说明的是，从角度限定膜70的俯视角度讲，多孔结构73对应的可以是图17a所示的圆形结构，对应的也可以是图17c所示的正六边形结构，本发明实施例对多孔结构73的形状不作限定。
图18a为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的俯视结构示意图。如图18a所示，角度限定膜70包括多个沿同一方向排列的光纤结构74，图18b为沿图18a中光纤结构74的延伸方向的剖面结构示意图。结合图18a和图18b，光纤结构74包括内芯741和外壳742，每相邻的两个光纤结构74之间设置有吸光材料743，则从光纤结构74透出至两光纤结构74之间的光线能够被光纤结构74之间的吸光材料743吸收，以实现角度限定膜70对部分光线的滤除作用。
具体的，光纤结构74的内芯741和外壳742的折射率不同，角度限定膜70的透过角满足如下公式：
其中，θ为角度限定膜70的透过角，n为显示模组10中，与角度限定膜70接触的膜层的折射率，ncore为光纤结构74的内芯741的折射率；nclad为光纤结构74的外壳742的折射率。如图18b所示，当经由触摸主体反射的光线，相对于光纤结构74组成的角度限定膜70的入射角大于θ时，光线在光纤结构74中不会发生全反射，即可以穿出光纤结构74被光纤结构74之间的吸光材料743吸收，该部分光线即可以被角度限定膜70滤除，无法照射至指纹传感器22上，也就实现了角度限定膜70对相对于角度限定膜70的入射角，大于角度限定膜70的透过角的光线的滤除，避免了经由触摸主体不同位置反射的光线照射至同一指纹传感器22造成的串扰现象，提高了指纹识别的准确性和精度。
可选的，当角度限定膜70包括多个沿同一方向排列的光纤结构74，光纤结构74的内芯741和外壳742的折射率不同，且每相邻的两个光纤结构74之间设置有吸光材料743时，角度限定膜70的扩散距离满足如下公式：
δx＝h·tanθ
其中，δx为角度限定膜70的扩散距离，h为显示模组10的厚度。示例性的，如图18c所示，实际检测光线相对于指纹传感器22的入射角可以近似为0°，能够通过角度限定膜70的干扰光线中，相对于指纹传感器22的入射角最小可以为角度限定膜70的透过角，也就是光线能够在光纤结构74中发生全反射的入射角临界值，因此存在如下的计算关系
图19a为本发明实施例提供的另一种角度限定膜的俯视结构示意图，图19b为沿图19a中g1-g2的剖面结构示意图。结合图19a和图19b，角度限定膜70包括多个沿同一方向排列的柱状结构75，柱状结构75包括内芯751和外壳752，内芯751和外壳752的折射率相同，构成外壳752的材料包括吸光材料，则通过内芯751照射至外壳352上的光线能够被外壳752吸收，即该部分光线无法照射至指纹传感器22上。可选的，相邻的柱状结构75之间可以设置吸光材料，也可以不设置吸光性材料。
具体的，通过内芯751照射至外壳752上的光线能够被外壳752吸收，因此，角度限定膜70的透过角满足如下公式：
其中，θ为角度限定膜70的透过角，d为内芯751的直径，h为角度限定膜70的厚度。从图19b中可以看出，θ、d和h存在
可选的，当角度限定膜70包括多个沿同一方向排列的柱状结构75，柱状结构75包括内芯751和外壳752，内芯751和外壳752的折射率相同，构成外壳752的材料包括吸光材料时，角度限定膜70的扩散距离满足如下公式：
其中，δx为角度限定膜70的扩散距离，h为显示模组10的厚度。该公式的推导过程与图16a所示结构的角度限定膜70的扩散距离的推导过程类似，这里不再赘述，同样的，角度限定膜70的扩散距离越大，显示面板进行指纹识别的准确度和精度越低。
需要说明的是，从角度限定膜70的俯视角度讲，柱状结构75对应的可以是图19a所示的圆形结构，对应的也可以其他形状的结构，本发明实施例对柱状结构75的形状不作限定。
可选的，角度限定膜70的扩散距离小于400μm。角度限定膜70的扩散距离越大，干扰检测光线与实际检测光线在触摸主体上的反射点之间的距离越大，当实际检测光线与干扰检测光线在触摸主体上的反射点之间的距离大于指纹中谷42和与其相邻的脊41之间的距离时，会使得显示面板的指纹识别过程出现错误，也就无法进行指纹的识别，严重影响显示面板指纹识别的准确度。
可选的，指纹识别模组20与角度限定膜70之间可以设置光学胶层，用于将指纹识别模组20与角度限定膜70黏结。可选的，指纹传感器22包括光学指纹传感器，光学指纹传感能够根据经由触摸主体反射的光线进行指纹的检测与识别，示例性的，构成指纹传感器22的材料包括非晶硅或砷化镓或者硫化砷等吸光性材料，也可以是其它吸光性材料，本发明实施例对构成指纹传感器22的材料不作限定。
本发明实施例通过在显示模组10和指纹识别模组20之间设置角度限定膜70，且角度限定膜70能够滤除经由触摸主体反射至指纹传感器22的光线中，相对于角度限定膜70的入射角大于角度限定膜70的透过角的光线，即角度限定膜70的设置能够对现有技术中经由触摸主体不同位置反射至同一指纹传感器22的光线进行选择性地滤除，有效避免了经由触摸主体不同位置反射的光线照射至同一指纹传感器22造成的串扰现象，提高了指纹识别的准确性和精度。
本发明实施例还提供了一种显示装置。图20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20，该显示装置101包括本发明实施例提供的任意一种显示面板201。该显示装置101具体可以为手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。
本发明实施例通过在薄膜晶体管与指纹识别模组之间设置黑矩阵，并设置黑矩阵包括遮光区和位于遮光区之间的开口区，薄膜晶体管的栅极、源极和漏极在第一基板上的投影位于遮光区在第一基板上的投影内，可以利用黑矩阵的遮光区遮挡从指纹识别模组中出射的光线，减少该光线在薄膜晶体管的栅极、源极和漏极上形成的反射光，降低在薄膜晶体管的栅极、源极和漏极处形成的反射光入射到指纹识别模组内的可能性，进而减少因该部分反射光入射到指纹识别模组后形成的噪声。另外在黑矩阵上设置开口区，可以允许从指纹识别模组中出射的光线从开口区穿过，照射到用户按压在该显示面板的手指上，并允许经过手指指纹反射形成的反射光从开口区穿过。这样设置可以达到提高指纹识别模组的信噪比，提高指纹识别模组指纹识别精度的目的。
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。
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