显示面板、显示屏、终端设备及显示面板的制作方法与流程

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种显示面板、显示屏、终端设备及显示面板的制作方法。

背景技术：

随着手机、平板电脑等终端设备的发展，全面屏的时代已经到来。若要达到近于百分之百的全面屏，则需排除设置于终端设备正面的元件的影响。以指纹识别单元为例，其在提供了安全快捷的操作体验的同时，也占用了较大的正面区域，影响屏占比。对此，部分厂家提出了在屏下设置指纹识别单元，在提供指纹识别功能的同时，不会不占用终端设备的正面区域，有利于保证较高的屏占比。

图1所示为其中一种实现方案，将准直光路实现在上玻璃的bm(黑矩阵)，图2及图3为其对应的像素区俯视图及侧视图。如图1所示，背光经整个lcd(液晶)模组路径到上玻璃后，经上玻璃上的指纹反射形成入射光线，利用bm区组成的准直机构遮掉不需要的杂散光，照射到sensor(传感器)上，sensor根据光产生指纹图像。bm及sensor如图2所示，而准直器的组成可以参照图3所示，即利用多层bm及oc(overcoating，涂层)，组成高深宽比的准直方案。但受限于目前的工艺能力，利用bm及oc做成的准直方案的准直度达不到要求。此外，此方案中sensor只能接收到收光孔径上方的小角度光线，进光量偏小，进而影响指纹采集的成功率。

技术实现要素：

本发明提供一种具有指纹识别功能的显示面板、显示屏、终端设备及显示面板的制作方法。

本发明提供一种显示面板，其包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板及位于所述第一基板和第二基板之间的第一透明层、第一遮光层、感光元件层，所述第一透明层、所述第一遮光层及所述感光元件层沿第一基板指向第二基板的方向依次设置；所述第一透明层包括多个朝向所述第一基板延伸的凸起部，所述第一遮光层包括多个第一开口，所述感光元件层包括用于采集指纹图像的多个感光单元；所述凸起部、所述第一开口及所述感光单元一一对应，且所述凸起部、所述第一开口及所述感光单元在所述第二基板上的正投影至少部分重合。

进一步的，所述凸起部在所述第二基板上的正投影大于所述第一开口在所述第二基板上的正投影，且覆盖于所述第一开口在所述第二基板上的正投影。

进一步的，所述凸起部的光学焦点位于所述第一开口内。

进一步的，所述显示面板包括设置于所述第一基板和第一透明层之间的第二透明层，所述第二透明层设有多个凹陷，所述凸起部位于所述凹陷内。

进一步的，所述第一透明层的折射率大于所述第二透明层的折射率。

进一步的，所述显示面板包括设置于所述第一基板和所述第二透明层之间的第二遮光层，所述第二遮光层设有多个第二开口，所述第二开口、所述凸起部、所述第一开口及所述感光单元在所述第二基板上的正投影至少部分重合。

进一步的，所述显示面板包括滤光层及液晶层，所述滤光层设置于所述第二遮光层和所述第二透明层之间；所述液晶层设置于所述第一透明层与所述第一遮光层之间；或所述液晶层设置于所述第一透明层与所述滤光层之间。

进一步的，所述第二开口在所述第二基板上的正投影不小于所述凸起部在所述第二基板上的正投影，且覆盖于所述凸起部在所述第二基板上的正投影。

进一步的，所述第一透明层为光刻胶层，所述第二透明层为平坦化层。

另一方面，本发明还提供一种显示屏，包括背光模组及如前所述的显示面板，所述显示面板覆盖于所述背光模组。

又一方面，本发明还提供一种终端设备，包括如前所述的显示屏。

此外，本发明还提供一种显示面板的制作方法，所述制作方法包括：提供第一基板和第二基板；在所述第一基板靠近所述第二基板的一侧依次形成第二遮光层、滤光层、第二透明层及第一透明层；在所述第二基板靠近所述第一基板的一侧依次形成感光元件层及第一遮光层；将所述第一基板及第二基板对盒设置，在所述第一透明层和第一遮光层之间形成间隙；在所述间隙内设置液晶层；其中，所述第一透明层包括朝向所述第一遮光层延伸的多个凸起部，所述第一遮光层包括多个第一开口，所述感光元件层包括用于采集指纹图像的多个感光单元；所述凸起部、所述第一开口及所述感光单元在所述第二基板上的投影至少部分重合。

进一步的，所述第二透明层为光刻胶层，所述第二透明层通过灰色调掩膜板掩膜形成。

本发明中，凸起部可作为凸透镜，指纹检测光在经过凸起部时发生折射，折射后的光线与光轴的夹角减小，从而有利于提高指纹检测光的准直度，进而增大感光单元的有效进光量，从而改善指纹图像的质量，提高指纹采集的成功率。

附图说明

图1是现有的具有屏下指纹识别的显示屏的结构示意图。

图2是图1所示的显示屏的像素区的正视图。

图3是图1所示的显示屏的像素区的侧视图。

图4是本发明显示面板的一种实施方式的结构示意图。

图5是在第一基板上形成第二遮光层的结构示意图。

图6是在第二遮光层上形成滤光层的结构示意图。

图7是在滤光层上形成第二透明层的结构示意图。

图8是在第二透明层上形成第一透明层的结构示意图。

图9是在第一基板上形成感光元件层的结构示意图。

图10是在感光元件层上形成第一遮光层的结构示意图。

图11是本发明显示屏的一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请结合图4，本实施方式的显示面板，用于显示屏及终端设备。所述显示面板包括第一基板1、与第一基板1相对设置的第二基板2及位于第一基板1和第二基板2之间的第一透明层51、第一遮光层7及感光元件层6，所述第一透明层51、第一遮光层7、感光元件6层沿第一方向x依次设置，所述第一方向x为所述第一基板1指向第二基板2的方向。所述第一透明层51包括多个朝向所述第一基板1延伸的凸起部511，所述第一遮光层7包括多个第一开口72(标号请参照图10)，所述感光元件层6包括用于采集指纹图像的多个感光单元61。所述凸起部511、所述第一开口72及所述感光单元61在所述第二基板1上的投影至少部分重合。凸起部511可作为凸透镜，指纹检测光(通常为经手指反射的屏幕光)在经过凸起部511时发生折射，根据凸透镜的折射原理，折射后的光线与光轴的夹角减小，有利于提高光线的准直度，增加感测单元的有效进光量，从而改善指纹图像的质量，提高指纹采集的成功率。

需要注意的是，对第二开口72的正投影的理解与凸起部511及感光单元61的正投影类似，区别在于凸起部511的正投影是暗的，而第二开口72的正投影是亮的。由于第一方向x垂直于所述第一基板1及第二基板2，因此从另一个角度来说，第二开口72、凸起部511及感光单元61在第一方向x上至少部分重合，下文涉及的正投影的重合也可以做类似的理解。

所述显示面板还包括设置于第一基板1和第二基板2之间的第二遮光层3、滤光层(colorfilter)4、第二透明层52、液晶层8及第三透明层53，所述第一基板1、第二遮光层3、滤光层4、第二透明层52、第一透明层51、液晶层8、第三透明层53、第一遮光层7、感光单元层6及第二基板2沿第一方向x依次设置。

请结合图5至图8，所述第二遮光层4形成于所述第一基板1上，且设有第二像素开口31及第二开口32。需要注意的是，这里的“上”仅表示制作过程中第二遮光层4位于“上方”，但最终产品形态下，第二遮光层4位于第一基板1的下方，即第一基板1及第二遮光层4沿第一方向x排列。所述第二开口32面向所述凸起部，本实施方式中，所述第二开口32在第二基板2上的投影与所述凸起部511在第二基板2上的投影重合，换言之，两者横截面积相同。用于指纹检测的光线可自第二开口32进入第二透明层52。在其他实施方式中，所述第二开口32在第二基板2上的投影较大且覆盖所述凸起部511在第二基板2上的投影。

所述滤光层4形成于所述第二像素开口31内，其包括红色色阻(r)41、绿色色阻(g)42、蓝色色阻(b)43。所述滤光层4用于对部分颜色的出光光线进行过滤，使显示屏的出射光的颜色更为饱和。

所述第二透明层52与第一透明层沿第一方向x排列，在制作过程中，第一透明层51位于第二透明层52上方；在最终产品形态下，第二透明层52位于第一透明层51的上方。所述第三透明层53可以是平坦化层，平坦化层用于消除显示器件上因各种不同层图案所造成的面内段差。第一透明层51及第三透明层53用于防止液晶层8流动而污染其他元件。本实施方式中还可以设置支撑柱对液晶层8进行支撑，液晶层8的横向(垂直于第一方向x)上则可以选用封框胶(未图示)进行密封。

所述第二透明层52设有多个凹陷521，所述第一透明层51设有多个所述凸起部511，所述凸起部511位于所述凹陷521内。本实施方式中，凸起部511呈半球形；在其他实施方式中，凸起部511可以呈其他凸出的形状。本实施方式中，第二透明层52为光刻胶，第一透明层51为平坦化层，即第一透明层51不仅用作准直光路，同时还能够消除面内段差。所述凸起部52可大致看作一个凸透镜，光线在经过凸起部发生折射，折射后的光线向凸透镜(即凸起部511)的光轴靠近，从而提高光线的准直度，具体光路请参照图4所示，其中带箭头的直线表示光线，椭圆形指代手指。与图1的光路相比，凸起部51能够有效的对光线进行准直，同时也允许更多的光线透射到感光元件61上，从而提高指纹采集的成功率。优选的，所述凸起部521的光学焦点位于所述第一开口71内，从而使折射后的指纹检测光的大部分均可以进入第一开口71，从而进一步增大感光元件61的进光量。

可选的，所述第一透明层51的折射率大于第二透明层52的折射率，因而第二透明层52的临界角(折射角为90度时的入射角，大于此角度的光线则发生全反射)小于第一透明层51的临界角。这就意味着位于上方的第二透明层52可允许更多的光线进入后发生折射并进入第一透明层51。因此设置第二透明层52有利于提高第一透明层51的进光量，进而改善感光单元获取到的指纹图像的质量。

可选的，所述凸起部511在所述第二基板2上的正投影大于所述第一开口72在所述第二基板2上的正投影，且覆盖于所述第一开口72在所述第二基板2上的正投影，这样使得更多的光线可以通过所述第一开口72，保证足够的光线能够照射到所述感光单元60上。从另一角度来说，第一开口72的尺寸较小，使入射角小于预设值的指纹检测光才能照射到所述感光单元上，进一步提高准直效果。

请结合图9至图10，所述感光单元6形成于第二基板2上，所述第一遮光层7形成于所述感光单元层6上。请同时结合图5至图8，所述第一遮光层7设有多个第一像素开口71及多个所述第一开口72。所述第一像素开口71与第二像素开口31一一对应，背光模组的产生的光线能够自所述第一像素开口71及第二像素开口31穿过。所述感光单元61、第一开口72、凸起部511及第二开口32一一对应，且在所述第二基板2上的正投影至少部分重合，经指纹反射的反射光依次通过第二开口32、凸起部511、第一开口72，最终投射到感光单元61上。所述第二开口32、凸起部511、第一开口72形成一个完整的反射光路，感光单元61作为光路的终点，因此需要保证四者一一对应，缺少其中任何一个，都不能有效地采集指纹图像。指纹检测光依次通过所述第二开口32、凸起部511、第一开口72并照射到感光单元61上，其中，指纹检测光在凸起部511发生了折射，指纹检测光在通过凸起部511后与光轴的夹角减小，亦即提高了指纹检测光准直度，进而增大感光单元的有效进光量，从而改善指纹图像的质量，提高指纹采集的成功率。由于在第二基板2侧也有对应的光刻胶材料，因此也可以在制作感光单元层6和第一遮光层7之后，制作所述第二透明层52及第一透明层51，亦即第二透明层52及第一透明层51设置于所述液晶层8的下方。此时，液晶层8设置于所述第一透明层51与所述第二遮光层3之间。类似于前述实施方式，指纹检测光在透明层的凸起部511发生了折射，折射后的指纹检测光更加靠近光轴，亦即提高了指纹检测光准直度，进而增大感光单元的有效进光量，从而改善指纹图像的质量，提高指纹采集的成功率。

另一方面，本发明还提供一种显示屏。请结合图11，本实施方式中，所述显示屏包括背光模组9及如前面任一实施方式所述的显示面板，所述显示面板覆盖于背光模组9，背光模组用于为所述显示面板提供显示光，显示光经过用户手指反射后可作为指纹检测光。由于该终端设备解决问题的原理与上述显示面板相似，重复之处不再赘述。

又一方面，本发明还提供一种终端设备，其包括所述显示屏，该终端设备可以应用于手机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等具有显示功能的产品。由于该终端设备解决问题的原理与上述显示面板相似，重复之处不再赘述。

此外，本发明还提供一种显示面板的制作方法，用于制作前述任一实施方式的显示面板。请结合图4至图11，本实施方式中，所述制作方法包括：

步骤s1：提供第一基板1和第二基板2。

本实施方式中，所述第一基板1和第二基板2可选择玻璃材质。

步骤s2：在所述第一基板1靠近第二基板2的一侧依次形成所述第二遮光层3、滤光层4、第二透明层52、第一透明层51，形成彩膜基板。

本实施方式中，第二遮光层3可选择黑矩阵，所述滤光层4则包括红色色阻、绿色色阻、蓝色色阻，所述第二透明层52为光刻胶层，第一透明层51为平坦化层。

可选的，所述第二透明层52通过灰色调掩膜板(gtm，greystonemask)掩膜形成。

步骤s3：在所述第二基板2靠近第一基板1的一侧依次形成感光元件层6及第一遮光层7，形成阵列基板。

所述感光元件层6的感光元件61根据指纹检测光采集用户的指纹图像，感光元件61可以由光感材料制成，所述第一遮光层7可选择黑矩阵。

可选的，步骤s3还包括在第二基板上方形成tft驱动层(图中未显示)。

在其他实施方式中，步骤s2和步骤s3可以同时进行，或者步骤s3在前，步骤s2在后，本发明中不作限定。

步骤s4：将所述第一基板1及第二基板2对盒设置，在所述第一透明层51和第一遮光层7之间形成间隙。

步骤s5：在所述间隙内形成液晶层。

由于该制作方法所解决问题的原理与上述显示面板相似，重复之处不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。