一种显示面板及显示装置的制作方法
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术：
显示面板分为显示区和非显示区，传统的显示面板在非显示区设置指纹识别区，来实现指纹识别功能。
随着全面屏技术的不断发展，显示面板的显示区的占比不断提升，非显示区的面积不断减小，屏下指纹识别技术成为了全面屏实现指纹识别功能的技术趋势。
现有的显示面板，通过光感指纹识别单元获取指纹对应的入射光线，来对指纹进行区分，实现指纹识别。但是指纹对应的入射光线穿过显示面板的各个膜层，到达光感指纹识别单元时强度很弱，导致指纹识别准确度不高，因此亟需一种降低指纹对应的入射光线穿过显示面板时的强度损耗的技术方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请实施例提供了一种显示面板及显示装置，能够降低指纹对应的入射光线穿过显示面板时的强度损耗，增强入射光线入射到光感指纹识别单元的强度，提升指纹识别的准确度。
一方面，本申请实施例提供了一种显示面板，包括，
衬底基板；
显示单元，所述显示单元包括多个发光器件和偏光层，所述偏光层位于所述发光器件的出光侧；
光感指纹识别单元，所述光感指纹识别单元包括光线感应器件，且背离于所述显示单元的出光侧设置；
遮挡层，位于所述显示单元与所述光感指纹识别单元之间，所述遮挡层上具有第一开孔，入射光线经过所述第一开孔，入射到所述光线感应器件；
其中，所述偏光层具有第二开孔，所述入射光线经过所述第二开孔后，再经过所述第一开孔，入射到所述光线感应器件。
另一方面，本申请实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述显示面板。
本申请实施例提供的一种显示面板及显示装置，在发光器件的出光侧设置偏光层，沿各个方向振动的光线穿过偏光层，会被部分吸收，变为沿单一方向振动的偏振光线。在显示单元和光感指纹识别单元之间设置遮挡层，外界入射光线进行遮挡，避免外界环境光线照射到光感指纹识别单元。在遮挡层和偏光层上分别设置第一开孔和第二开孔，让指纹对应的入射光线先后穿过第一开孔和第二开孔，入射到光感指纹识别单元中的光线感应器件。从而，避免偏光层对指纹对应的入射光线进行部分吸收，增强入射光线入射到光感指纹识别单元的强度，提升指纹识别的准确度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例所提出的显示面板的结构示意图；
图2为图1中m1区域的一种放大示意图；
图3为图2中沿虚线a-a’的一种截面示意图；
图4为本申请实施例所提供的不同直径的第一开孔对应的指纹倒像的测试结果统计图；
图5为本申请实施例所提供的第一开孔的中心点距离对应的指纹图像效果图；
图6为图1中m1区域的另一种放大示意图；
图7为图6中沿虚线a-a’的截面示意图；
图8为图2中沿虚线a-a’的另一种截面示意图；
图9为图2中沿虚线a-a’的又一种截面示意图；
图10为本申请实施例所提供的显示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请权利要求及实施例所描述的“基本上”、“近似”、“大约”、“约”、“大致”、“大体上”等词语，是指在合理的工艺操作范围内或者公差范围内，可以大体上认同的，而不是一个精确值。
应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述显示区，但这些显示区不应限于这些术语。这些术语仅用来将显示区彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一显示区也可以被称为第二显示区，类似地，第二显示区也可以被称为第一显示区。
为了清楚地说明本申请实施例所提供的显示面板，首先对指纹识别技术的原理进行说明。
手指的指纹由脊和谷形成，每个人手指的脊和谷的排列方式存在区别，因此每个人的指纹都不一样。由于脊和谷对光线的反射存在差异，光线照射到手指上，经过手指上指纹的反射，成为射入显示面板出光侧表面的入射光线。
因此，显示面板中的光线指纹识别单元可以通过脊和谷分别对应的入射光线来确定用户手指上脊和谷的排列，进而识别用户的身份，区分不同用户。
具体来说，光感指纹识别单元包括光线感应器件，识别模块和反馈模块。其中，光线感应器件用于感应接收到的光线，识别模块用于根据光线感应模块接收到的光线，识别指纹的谷和脊，反馈模块用于将识别模块识别出的指纹结果反馈至驱动芯片，驱动芯片根据指纹结果判定操作的合法性。
基于上述分析可以知道，指纹识别的准确度取决于入射到光线感应器件的入射光线的质量。由于入射光线是经过手指反射的光线，强度较弱，因此需要增强入射光线入射到光感指纹识别单元的强度，提升指纹识别的准确度。
为了解决这一问题，本申请实施例提出了一种显示面板。图1为本申请实施例所提出的显示面板的结构示意图。如图1所示，显示面板包括显示区1和非显示区2，非显示区2围绕显示区1设置。其中，显示区1包括多个子像素sp，相邻的子像素sp之间通过黑色矩阵bm间隔，相邻的多个子像素sp组成一个像素px。一个像素px内的多个子像素sp发出不同强度不同颜色的光，混光之后能够让整个像素px整体发出某种颜色的光。整个显示面板中所有像素px发出的光形成一个图像。
图2为图1中m1区域的一种放大示意图。图3为图2中沿虚线a-a’的一种截面示意图。如图2和图3所示，显示面板包括衬底基板11，显示单元12，光感指纹识别单元13，遮挡层14。其中，显示单元包括多个发光器件121，偏光层122，偏光层122位于发光器件121的出光侧。光感指纹识别单元13包括光线感应器件(图中未示出)，且光感指纹识别单元13背离于显示单元12的出光侧设置。
光感指纹识别单元13可以在衬底基板11靠近显示单元12的一侧设置，也可以在衬底基板11远离显示面板12的一侧设置，还可以在衬底基板11和光感指纹识别单元13之间设置空气层，可根据实际情况选择不同的结构，本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是，偏光层122能够将外界环境光进行部分吸收，变为沿单一方向振动的偏振光线，避免反射率较大的金属表面反射外界光线，导致用户会在显示面板中明显观察到自己的影子，降低用户体验。而遮挡层14能够对外界环境光进行遮挡，避免外界环境光照射到光感指纹识别单元13上。
遮挡层14上具有第一开孔141，入射光线经过第一开孔141，入射到光线感应器件。偏光层122具有第二开孔1221，入射光线经过第二开孔1221后，再经过第一开孔141，入射到光线感应器件。
需要说明的是，本申请实施例所提供的显示面板利用了小孔成像原理来将指纹图像传递给光感指纹识别单元13。小孔成像利用光在同种均匀介质中，在不受引力作用干扰的情况下沿直线传播，物体的不同部位对应的光线穿过小孔后，在另一侧能够形成物体的倒像。
具体来说，将遮挡层14上的第一开孔141作为小孔成像的小孔，将第二开孔1221对应区域的指纹作为小孔成像的物体。当用户的手指触摸显示面板出光侧表面时，第一开孔141对应区域的入射光线依据小孔成像的原理，在光感指纹识别单元13上形成第二开孔1221对应区域的指纹的倒像，光感指纹识别单元13根据指纹的倒像来进行指纹识别。
可以理解，偏光层122在将圆偏振光处理为线偏振光的过程中，光损失接近50％，可见除了能够将外界环境光进行部分吸收，也会对指纹对应的入射光线进行部分吸收，降低入射光线的强度。因此，偏光层122上的第二开孔1221能够增强对应区域光的透过率，当指纹对应的入射光线穿过偏光层122时，降低光的损失，即增强入射光线入射到光感指纹识别单元13的强度，使得指纹的倒像更加清晰，提升指纹识别的准确度。同时，本方案的设置方式，保留了发光器件121对应区域的偏光层，可以避免外界光被反射出去，影响用户体验。在提高指纹识别准确度的同时，保证显示面板的显示效果。
由于显示面板利用小孔成像原理将指纹的倒像投射到光感指纹识别单元13上，而第一开孔141充当小孔，第二开孔1221对应区域的指纹充当物体，因此，第一开孔141与第二开孔1221的位置需要相对应。而由于小孔成像中小孔的大小要小于物体的大小，因此在垂直于衬底基板13的方向上，第二开孔1221覆盖第一开孔141。
小孔成像中小孔的形状可以是任何形状，因此本申请实施例中第一开孔141的形状也可以是任何形状，本申请实施例对此不做限制。
此外，小孔成像中需要倒像、物体、小孔的中心都在同一直线上，相应地，需要第一开孔141在衬底基板13上的正投影的中心点，与第二开孔1221在衬底基板13上的正投影的中心点重合，才能够让让指纹的倒像的中心与第一开孔141的中心、第二开孔1221的中心在同一直线上。
需要说明的是，申请人根据大量测试之后，发现第一开孔141的直径d1满足8μm≤d1≤18μm，第二开孔的直径d2满足10μm≤d2≤20μm时，投射到光感指纹识别单元13上的指纹的倒像较为清晰，指纹识别的准确度较高。
图4为本申请实施例所提供的不同直径的第一开孔对应的指纹倒像的测试结果统计图。如图4所示，当第一开孔141的直径d1在8μm≤d1≤18μm的范围内时，对于不同ppi的指纹倒影，对应的归一化信号量能够满足指纹识别的要求。
此外，对于相同ppi的指纹倒影，第一开孔141的直径d1越大，对应的归一化信号量也越大，指纹识别的准确度也越高。
但是，在小孔成像中，小孔不宜过大，过大的小孔会让倒像不清晰，当第一开孔141的直径d1过大时，光感指纹识别单元13上的指纹的倒像会变得模糊。
在小孔成像中，物体到小孔的距离被称为物距，小孔到倒像的距离被称为像距。在显示面板中，沿垂直于显示面板的方向，偏光层122与遮挡层14之间的距离d3对应于小孔成像中的物距，遮挡层14与光感指纹识别单元13之间的距离d4对应于小孔成像中的像距。而物体与倒像的大小比值，与物距与像距的大小比值相等。比如说：物距为2，像距为1，物体的高度为2，那么倒像的高度为1。
为了能够让指纹的倒像大小在合理的范围内，同时考虑到显示面板的制作工艺，可以让1100μm≤d3≤1400μm，300μm≤d4≤500μm，从而使得指纹的倒像与指纹的大小比值在合理范围内，进而使得指纹的倒像大小在合理范围内，让光感指纹识别单元13能够获取完整的倒像进行指纹识别。
可以理解，由于第二开孔1221的面积比手指与显示面板的接触区域的面积小，为了能够更多地获取接触区域的不同位置的指纹倒像，并将其拼接为整个接触区域内指纹的图像，增强指纹识别的准确度。可以在偏光层122设置多个第二开孔1221，相应地，在遮挡层14对应设置多个第一开孔141。
为了能够让第二开孔1221和第一开孔141的排列合理，本申请实施例提出了一种相邻两个第一开孔141的中心点之间距离d5的范围的确定方式。
经过对遮挡层14上的第一开孔141进行测试，发现当第一开孔141对应的最大视角θ约为41.8°时，小孔成像的效果较佳。将θ＝41.8°代入上述公式，可以确定d5的范围为426μm≤d5≤1581μm。
也就是说，在遮挡层14上阵列排布的第一开孔141，在偏光层122上对应排列有第二开孔1221，相邻的两个第一开孔141的中心点之间的距离在426～1581μm之间，相邻的两个第二开孔1221的中心点之间的距离与之相同。
申请人对相邻两个第一开孔141的中心点的距离d5进行了测试，图5为本申请实施例所提供的第一开孔的中心点距离对应的指纹图像效果图。如图5所示，当相邻两个第一开孔141的中心点的距离d5在426μm≤d5≤1581μm范围内时，指纹图像较为清晰，且d5的数值越小，形成的指纹图像越清晰，指纹识别的准确度越高。
需要说明的是，光感指纹识别单元13上入射有多个第二开孔1221对应区域的指纹倒像，由于第二开孔1221较小，因此，第二开孔1221对应区域的指纹倒像是整个指纹图像的一部分，当多个第二开孔1221对应区域的指纹倒像入射到感光指纹识别单元13时，光感指纹识别单元13利用图像处理算法将局部指纹倒像拼接为整个指纹对应的图像，从而能够对整个指纹进行指纹识别。
可以理解，当相邻的两个第二开孔1221的中心点之间的距离越小时，在光感指纹识别单元13上形成的指纹倒像就越多，越密集，从而形成的整个指纹的图像就越清晰越准确，指纹识别的准确度越高。
进一步地，如图2和图3所示，显示面板中的显示单元12还包括与发光器件121对应电连接的信号走线和控制器件，信号走线用于传输各种信号，控制器件用于控制发光器件121的发光。信号走线包括数据线123，数据线123用于传输控制发光器件121发光的数据信号。
发光器件121包括阳极1211和有机发光材料1212，发光器件121的发光侧位于有机发光材料1212背离阳极1211的一侧，因此阳极1211采用对光线反射性好的材料制作，可以将有机发光材料1212沿背离发光侧发出的光反射至发光侧，增强发光侧的出光强度。
为了让入射光线能够穿过第一开孔141，入射到光感指纹识别单元13，第一开孔141在衬底基板11上的投影，位于阳极1211在衬底基板11上的正投影之间，避免阳极1211对第一开孔141造成遮挡。
为了减小小孔成像中的物距，增大小孔成像中的像距，增大光感指纹识别单元13上指纹的倒像。如图3所示，本申请实施例所提出的显示面板中，衬底基板11位于显示单元12靠近光感指纹识别单元13的一侧，遮挡层14位于衬底基板11靠近显示单元12的一侧，数据线123位于衬底基板11和遮挡层14之间。从而，将数据线123所在膜层设置在遮挡层14靠近光感指纹识别单元13的一侧，将光感指纹识别单元13设置在衬底基板11远离显示单元12的一侧，并在光感指纹识别单元13和衬底基板11之间设置了空气层，减小了偏光层122到遮挡层14的距离d3，增大了遮挡层14到光感指纹识别单元13的距离d4。
将数据线123设置在遮挡层14靠近光感指纹识别单元13的一侧，数据线123需要与阳极1211电连接，因此本申请实施例所提供的遮挡层14上具有通孔142，阳极1211通过通孔142与数据线123电连接。
为了避免外界环境光或者入射光线经由通过142入射到光感指纹识别单元13，阳极1211在遮挡层14上的正投影，覆盖通孔142，由阳极1211对通孔142进行挡光。
需要说明的是，显示面板中的信号走线除了数据线还包括固定电源电压线，而固定电源电压线的布线密度较大，对显示面板的空间占用较大。为了节省固定电源电压线所占的空间，本申请实施例中遮挡层14由包括导电且不透光的材料制成，遮挡层14与固定电源电压端电连接。由此，遮挡层14既可以作为固定电源电压线使用，又可以用来遮挡光线，省去了固定电源电压线。
进一步地，为了避免数据线123和遮挡层14短路，数据线123和遮挡层14之间设置有绝缘层。为了避免遮挡层14和数据线123之间形成耦合电容，对数据线123的数据传输造成干扰，遮挡层14还包括与数据线123相对应的镂空区域143。和通孔142相类似，阳极1211在遮挡层14上的正投影覆盖镂空区域143，以避免外界环境光或者入射光线经由镂空区域143入射到光感指纹识别单元13。
上述显示面板中发光器件121的发光侧位于有机发光材料1212背离阳极1211的一侧，与此不同的是，本申请实施例还提出了另一种显示面板。图6为图1中m1区域的另一种放大示意图。图7为图6中沿虚线a-a’的截面示意图。如图6和图7所示，另一种显示面板中，发光器件121的发光侧位于有机发光材料1212靠近阳极1211的一侧，因此阳极1211采用对光线透射性好的材料制作，可以让有机发光材料1212发出的光穿过阳极1211，达到发光侧。
上述两种显示面板在发光器件121的结构上存在差异，但是都可以利用小孔成像原理实现指纹识别。
基于前述对显示面板的偏光层122的说明，可以知道，偏光层122能够将外界环境光部分吸收，降低入射光线的强度。
下面对偏光层122的结构进行具体说明，为了便于对偏光层122进行说明，基于图2所示的显示面板的结构进行说明，但下述两种结构的偏光层122可用于前述的所有显示面板，不作为对本申请实施例的限制。
第一种结构的偏光层122，图8为图2中沿虚线a-a’的另一种截面示意图。如图8所示，偏光层122包括偏光片1222，偏光片1222包括保护层12221和偏振层12222。其中，偏振层12222由沿单一方向排列的碘分子形成，用于将沿各个方向振动的光线，转变为沿单一方向振动的偏振光线，由于偏振层12222会对光线部分吸收，因此偏振层12222的透光率为38％～48％。此外，偏振层12222远离衬底基板11的一侧，设置有保护层12221，用于保护偏振层12222，避免在使用过程中被划伤。保护层12221的透光率很高，因此只需避免入射光线在通过偏振层12222时被吸收，即可增强入射光线入射到光感指纹识别单元13的强度，提升指纹识别的准确度。
本申请实施例所提供的偏光层122中，第二开孔1221位于偏振层12222，由此，可以使入射光线穿过偏光层122时，从偏振层12222上的第二开孔1221穿过偏振层12222，避免入射光线在通过偏振层12222时被吸收。
第二种结构的偏光层122，图9为图2中沿虚线a-a’的又一种截面示意图。如图9所示，偏光层122包括偏光片1222和四分之一波片1223，四分之一波片1223位于偏光片1222靠近发光器件121的一侧，偏光片1222包括保护层12221和偏振层12222。
需要说明的是，四分之一波片1223的作用在于，当外界环境光射入显示面板的出光面，首先穿过偏光片1222中的偏振层12222，被部分吸收，转变为偏振光线。穿过四分之一波片1223后，偏振光线发生四分之一个波长λ相位的延迟。当四分之一个波长λ延迟的偏振光线照射到显示面板内金属导线等反光性较好的器件时，发生反射，而反射光要在显示面板的出光面射出，必须再次穿过偏光层122的四分之一波片1223和偏振层12222。当四分之一个波长λ延迟的偏振光线再次穿过四分之一波片1223后，再一次发生四分之一个波长λ的延迟，变为二分之一个波长λ的偏振光线。而二分之一个波长λ的偏振光线与偏振层12222的偏振方向垂直，将被全部吸收。从而，能够将射入显示面板中的外界环境光全部吸收，避免的外界环境光经反射后从显示面板的出光面射出，影响显示单元121的发光效果。
由于四分之一波片1223对入射光线也具有一定的吸收，为了减少偏光层122对入射光线的吸收，本申请实施例所提出的偏光层122包括第一子开孔12211和第二子开孔12212，第一子开孔12211位于偏振层12222，第二子开孔12212位于四分之一波片1223，第一子开孔12211在衬底基板11上的正投影，和第二子开孔12212在衬底基板11上的正投影至少部分交叠。可以理解，第一子开孔12211与第二子开孔12212交叠的部分，即可形成偏光层122上的第二开孔1221。
本申请实施例还提供了一种显示装置，如图10所示，图10为本申请实施例所提供的显示装置的结构示意图，该显示装置包括上述显示面板。其中，显示面板的具体结构已经在上述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。当然，图10所示的显示装置仅仅为示意说明，该显示装置可以是例如手机、平板计算机、笔记本电脑、电纸书或电视机等任何具有显示功能的电子设备。
由于本申请实施例所提供的显示装置包括上述显示面板，因此，采用该显示装置，在发光器件的出光侧设置偏光层，沿各个方向振动的光线穿过偏光层，会被部分吸收，变为沿单一方向振动的偏振光线。在显示单元和光感指纹识别单元之间设置遮挡层，外界入射光线进行遮挡，避免外界环境光线照射到光感指纹识别单元。在遮挡层和偏光层上分别设置第一开孔和第二开孔，让指纹对应的入射光线先后穿过第一开孔和第二开孔，入射到光感指纹识别单元中的光线感应器件。从而，避免偏光层对指纹对应的入射光线进行部分吸收，增强入射光线入射到光感指纹识别单元的强度，提升指纹识别的准确度。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
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