一种显示面板和显示装置的制作方法

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术：

近年来，随着移动显示产品普及，信息安全备受消费者关注。指纹识别具备唯一性，难以复制，广泛应用于移动显示产品的解锁、支付确认等过程中。通过指纹纹谷和纹脊对光线的反射率不同，实现传感器接收指纹信息的差异化，得到特定的指纹图像，从而完成指纹识别，进行用户权限验证。但是，现有技术中由于指纹识别装置中杂散光进入传感器较多，导致指纹识别灵敏度低，因此如何提高指纹识别传感器灵敏度是现阶段亟待解决的技术问题之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种显示面板和显示装置，以解决现有技术中指纹识别传感器灵敏度较差的问题。

本发明公开了一种显示面板，包括：相对设置的彩膜基板和阵列基板，其中，彩膜基板包括第一衬底基板和第一遮光层，第一遮光层位于第一衬底基板靠近阵列基板的一侧；阵列基板包括第二衬底基板和光感元件，第一遮光层设置有第一通光孔，第一通光孔在第二衬底基板所在平面的垂直投影与光感元件在第二衬底基板所在平面的垂直投影至少部分交叠；第一遮光层包括第一遮光分部和第二遮光分部，第二遮光分部位于第一遮光分部靠近第一通光孔的一侧，并且第二遮光分部和第一遮光分部的制作材料不同。

基于同一发明构思，本发明还公开了一种显示装置，该显示装置包括上述显示面板。

与现有技术相比，本发明提供的显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本发明提供的显示面板中包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，其中彩膜基板包括第一衬底基板，以及位于第一衬底基板朝向阵列基板一侧的第一遮光层，第一遮光层设置有第一通光孔；阵列基板包括第二衬底基板和光感元件，第一通光孔和光感元件在于第二衬底基板上的垂直投影至少部分交叠。与此同时，第一遮光层包括第一遮光分部和第二遮光分部，并且第二遮光分部位于第一遮光分部靠近第一通光孔的一侧，通过采用不同的材料制备第二遮光分部和第一遮光分部，可以得到孔径较小且均一的第一通光孔，阻止杂散光进入光感元件，从而提高光感元件接收指纹信号的灵敏度。

附图说明

图1所示为本申请实施例所提供的显示面板的一种结构示意图；

图2a和图2b所示是本申请实施例所提供的一种通光孔形成过程示意图；

图3所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图；

图4a和图4b所示是本申请实施例所提供的另一种通光孔形成过程示意图；

图5所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图；

图6所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图；

图7所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图；

图8所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，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方式的限制。

现有技术的指纹识别过程中，不仅会有部分杂散光绕过遮光层的遮挡，进入指纹识别传感器；还会有一些被手指指纹反射的光线被遮光层阻挡，从而使得携带指纹信息的光线不能进入到指纹传感器中，即有效指纹光线不能被充分利用，造成了指纹识别传感器接收的有效光线较少，信号较弱，从而影响其灵敏度。本申请计划通过缩小通光孔孔径，增强对传感器接收光线的过滤，提高指纹识别传感器的灵敏度。但是由于现在的遮光层在制备过程中容易边缘残留，结合使用的曝光设备，使得无法达到均匀的小孔径，从而无法改善指纹识别传感器的灵敏度。

因此，基于上述技术问题，本申请提供了一种显示面板和显示装置，用来改善指纹识别的灵敏度。以下将结合附图和具体实施例进行详细说明。

请参考图1，图1所示为本申请实施例所提供的显示面板的一种结构示意图，本实施例提供了一种显示面板100，显示面板包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2，彩膜基板1包括第一衬底基板10、第一遮光层11，第一遮光层11位于第一衬底基板10靠近阵列基板2的一侧；

阵列基板2包括第二衬底基板20和光感元件s，第一遮光层11设置有第一通光孔l1，第一通光孔l1在第二衬底基板20所在平面的垂直投影与光感元件s在第二衬底基板20所在平面的垂直投影至少部分交叠；

其中，第一遮光层11包括第一遮光分部111和第二遮光分部112，第二遮光分部112位于第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧，所述第二遮光分部和所述第一遮光分部的制作材料不同。

具体地，本申请提供了一种显示面板100，该显示面板100包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2，彩膜基板1和阵列基板2中间是液晶层3。其中彩膜基板1包括第一衬底基板10，以及位于第一衬底基板10朝向阵列基板2一侧的第一遮光层11，第一遮光层11设置有第一通光孔l1；阵列基板2包括第二衬底基板20和光感元件s，第一通光孔l1和光感元件s在第二衬底基板20所在平面的垂直投影至少部分交叠。第一通光孔l1可以引导手指指纹反射的光线进入光感元件s，并且通过第一遮光层11对杂散光进行阻挡，防止杂散光进入光感元件s，提高指纹识别的灵敏度。

同时，第一遮光层11包括第一遮光分部111和第二遮光分部112，第二遮光分部112位于第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧，第二遮光分部112和第一遮光分部111的制作材料不同。利用第一遮光分部111做为遮光层的主体，实现遮光作用，然后在第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧设置第二遮光分部112。显示面板中的遮光层大都选择与黑矩阵同样的材料制备，而黑矩阵的材料在图案化过程中容易在端部有残留，影响通光孔的孔径和均一性，因此第二遮光分部112选择更易于图案化的材料，形成较小的孔径且边缘无残留，实现缩小第一通光孔l1孔径d的作用。

需要说明的是，本实施例中仅是示意性的画出显示面板的部分膜层结构示意图，具体实施时，显示面板的膜层结构不仅限于此，还可以包括例如薄膜晶体管阵列膜层、各个绝缘层等，具体可参考相关技术中显示面板的膜层结构进行理解，本实施例不作赘述。

在一些可选的实施例中，请继续参考图1，第一遮光分部111和第二遮光分部112采用不同的制备工序形成。

在显示面板中的膜层结构制备过程中，首先会铺设一层完整的膜层，然后通过其他方式来对该膜层进行图案化制作，因此不同膜层的孔径大小取决于其采用的图案化方式。因为第一遮光分部111在显示面板100中占的比例较大，实现主要的遮光作用，所以会采用一种图案化方式，而第二遮光分部112是位于在第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧，缩小第一通光孔l1的孔径d，因此需要采用另一种更易实现精确控制孔径的图案化方式进行制备。

在一些可选的实施例中，请继续参考图1，第一遮光分部111使用负性光阻作为图案化模板，第二遮光分部112使用正性光阻作为图案化模板。

在显示面板的制作过程中，一种常用的图案化方法是采用光阻进行显影曝光。光阻包括负性光阻和正性光阻，负性光阻的价格便宜，但是分辨率限制在2-3μm，适于进行线型结构的图案化；而正性光阻的价格相对负性光阻较贵，但正性光阻的分辨率可以达到0.5μm，适合进行孤立的洞或槽结构的图案化；因此在显示面板100中占比较大的第一遮光分部111采用负性光阻作为图案化模板制备，而第二遮光分部112采用正性光阻作为图案化模板制备，更为精准的控制孔径大小的均一性，制作孔径较小的通光孔，进而提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，请继续参考图1，第二遮光分部112为金属材质。

由于常见的实现遮光作用的黑矩阵层材质在图案化形成孔洞结构时，容易在边缘残留，影响第一通光孔l1的孔径d和均一性，因此第二遮光分部112采用一些更易均匀图案化的材料来制备。此外，第二遮光分部因为同时要具备遮光性能，因此所选材质还需要满足不透光、反射率低的特点。金属是比较常见的满足上述特征的材料，因此选择用来制备第二遮光分部112，得到孔径较小的第一通光孔l1，提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

需要说明的是，本申请中的第二遮光分部112还可以采用其他满足易于图案化、不透光和反射率低等特征的材料，本实施例仅以常见的金属进行举例，对此并不做具体限定。

在一些可选的实施例中，请继续参考图1，第一遮光分部111和第二遮光分部112同层且邻接设置。

由于第一遮光分部111和第二遮光分部112都是实现遮光作用的，因此同层设置可以减少显示面板100的膜层厚度，并且第一遮光分部111和第二遮光分部112相邻设置，互相接触，防止两者中间有间隙，形成多个通光孔，而非一个缩小的、均一的第一通光孔l1。第二遮光分部112与第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧直接接触，可以在实现遮光作用的同时缩小第一通光孔l1的孔径，进而可以提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，第二遮光分部112在第一衬底基板10所在平面的垂直投影与第一遮光分部111在第一衬底基板10所在平面的垂直投影部分交叠。

在工艺流程中，第一遮光分部111和第二遮光分部112是两道工序形成，因此在图案化刻蚀时可能会出现错位，在二者中间会出现空白间隔，并非如理论设计中，第一遮光分部111和第二遮光分部112侧边正好直接接触。因此为了防止工艺波动，设置第二遮光分部112与第一遮光分部111在第一衬底基板10所在平面的垂直投影部分交叠，这样即使有错位情况，二者中间也不会出现空白间隔，可以保证形成的第一通光孔l1的唯一性，进而通过第二遮光分部112缩小第一通光孔l1的孔径，提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，第二遮光分部112与第一遮光分部111在第一衬底基板10所在平面的垂直投影交叠宽度为0-2μm。

第一遮光分部111是实现遮光作用的主要部分，其反射光线的程度要低于第二遮光分部112，为了避免过多的第二遮光分部112对第一通光孔l1中的光线进行反射，因此第二遮光分部112与第一遮光分部111在第一衬底基板10所在平面的垂直投影交叠宽度不宜过长。此处的交叠宽度是指沿第一遮光分部111的远端侧面朝向第一通光孔l1中心轴线方向上，第一遮光分部111和第二遮光分部112的交叠宽度，其中，远端侧面是指第一遮光分部111远离第一通光孔l1的侧面。

在本实施例中，优选0-2μm的一个交叠宽度，既能防止工艺波动带来的间隔空白的影响，也能尽量减少第二遮光分部112对光线的反射，即缩小第一通光孔l1孔径的同时，保证光线能进入光感元件，避免反射损失，进而提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

需要说明的是，本实施例中的第二遮光分部112与第一遮光分部111的交叠宽度仅以0-2μm进行举例，具体实施时，此处的交叠宽度可以根据第二遮光分部112的反射率和工艺精度具体设置，本申请对此不做具体限定

在一些可选的实施例中，请结合参考图2a和图2b，图2a和图2b所示是本申请实施例所提供的一种通光孔形成过程示意图。本实施例中，第一遮光分部111包括第一侧1111、第二侧1112和第三侧1113，其中，第一侧1111为第一遮光分部111靠近第一衬底基板10的一侧，第二侧1112为第一遮光分部111靠近第二衬底基板20的一侧，第三侧1113为第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧；

第二遮光分部112包括第一类第二遮光分部1121，第一类第二遮光分部1121为第二遮光分部112同时位于第一遮光分部111的第二侧1112和第三侧1113。

本实施例列举了一种第一遮光分部111和第二遮光分部112的位置关系。在制备第一类第二遮光分部1121时，首先制备一整层第一遮光分部的膜层，然后刻蚀形成第一遮光分部111，如图2a所示；接着制备一整层第二遮光分部的膜层，然后刻蚀形成第二遮光分部112，如图2b所示。在刻蚀第一遮光分部111的孔径时，可以设置的较大，为第二侧1112第二遮光分部112的设置预留一定的空间；然后通过第二侧1112的第二遮光分部112的刻蚀较为精确的控制第一通光孔l1的孔径d，得到一个孔径小且均一的第一通光孔l1，进而提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，请参考图3，图3所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图。从第一衬底基板10指向第二衬底基板20的方向上，第一遮光层包括第1至第n层第一子遮光层；

其中，第1层第一子遮光层11a的第二遮光分部112为第一类第二遮光分部1121，其中，n≥1，n为正整数。

在本实施例中，通过设置n层第一子遮光层11，在光感元件s的正上方形成准直孔结构，能够更精确的引导携带指纹信息的光线进入感光元件s。从第一衬底基板10指向第二衬底基板20的方向上，第1层第一子遮光层11a为最靠近外界(即人眼观测方向)的一层，外界光线会经第1层第一子遮光层11a反射进入人眼。若第1层第一子遮光层11a反射率较大，则会有过多的外界光经反射进入人眼，影响用户观测屏幕；并且由于第1层第一子遮光层11a(即显示面板100自身)反射大量外界光线，会影响显示面板100的黑度值，因此第1层第一子遮光层11a通常要求反射率最小。

为了同时保证第1层第一子遮光层11a的反射率和孔径需求，因此第1层第一子遮光层11a的第二遮光分部112采用第一类第二遮光分部1121。位于第一遮光分部111第三侧1113的第二遮光分部112，可以用来实现精确孔径的设置；第一遮光分部111和第二遮光分部112的交叠部分设置在第一遮光分部111的第二侧1112，即靠近第二衬底基板20的一侧，交叠宽度为c，这样在保证第一遮光分部和第二遮光分部之间不会出现空白间隙的同时，避免第1层第一子遮光层11a对外界光线的反射，从而降低面板显示区黑度值的恶化。

在一些可选的实施例中，请继续参考图3，第1层至第n层第一子遮光层的第二遮光分部112为第一类第二遮光分部1121，其中，n≥2，n为正整数。

当光感元件s的正上方有至少2层第一子遮光层时，第1层至第n层第一子遮光层的第二遮光分部112均设置为第一类第二遮光分部1121，如图3所示，第2层第一子遮光层11b和第3层第一子遮光层11c的第二遮光分部112均设置为第一类第二遮光分部1121。通过这样的设置可以精确控制每一层第一子遮光层的孔径，从而实现孔径均一且缩小的第一通光孔l1，有利于提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，请结合参考图4a和图4b，图4a和图4b所示是本申请实施例所提供的另一种通光孔形成过程示意图。第二遮光分部112还包括第二类第二遮光分部1122，第二类第二遮光分部1122是第二遮光分部112位于第一遮光分部111的第一侧1111。

本实施例列举了另一种第一遮光分部111和第二遮光分部112的位置关系。第一遮光分部111包括第一侧1111、第二侧1112和第三侧1113，其中，第一侧1111为第一遮光分部111靠近第一衬底基板10的一侧，第二侧1112为第一遮光分部111靠近第二衬底基板20的一侧，第三侧1113为第一遮光分部111靠近第一通光孔l1的一侧，第二类第二遮光分部1122是第二遮光分部112位于第一遮光分部111的第一侧1111。在制备第二类第二遮光分部1122时，首先制备一整层第二遮光分部的膜层，然后刻蚀形成第二遮光分部112，如图4a所示；接着制备一整层第一遮光分部的膜层，然后刻蚀形成第一遮光分部111，如图4b所示。在刻蚀第二遮光分部的孔径时，即得到较为精确第一通光孔l1的孔径d，然后再设置孔径较大，并与第二遮光分部112至少部分重叠的的第一遮光分部111，主要实现遮光作用，并且交叠宽度为c，防止第一遮光分部111和第二遮光分部112之间出现空白间隙，影响第一通光孔l1的结构，从而影响光感元件s接收指纹信号。

在一些可选的实施例中，请参考图5，图5所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图。从第一衬底基板10指向第二衬底基板20的方向上，第一遮光层11包括第1至第n层第一子遮光层；

第1层第一子遮光层11a的第二遮光分部112为第一类第二遮光分部1121；

第2层至第n层第一子遮光层的第二遮光分部112为第二类第二遮光分部1122，其中，n≥2，n为正整数。

由于第1层第一子遮光层11a是最靠近外界(即人眼观测方向)的一层，外界光线会经第1层第一子遮光层11a反射进入人眼。若第1层第一子遮光层11a反射率较大，则会有过多的外界光经第1层第一子遮光层11a反射进入人眼，影响用户观测屏幕；并且由于第1层第一子遮光层11a(即显示面板100自身)反射大量外界光线，会影响显示面板100的黑度值，因此第1层第一子遮光层11a通常要反射率最小。在本实施例中，将第1层第一子遮光层11a的第二遮光分部112设置为第一类第二遮光分部1121。因为第一遮光分部111的第一侧1111未设置第二遮光部件112，仅在第三侧1113有一小部分第二遮光部件112会与外界光线接触，因此能最大限度的降低引入的与第一遮光部件111材质不同的第二遮光部件112对光线的反射，从而降低面板显示区黑度值的恶化。

在进行指纹识别时，光感元件s发出的光线会沿朝向第一衬底基板10的方向进入手指区域，然后在手指区域，指纹纹谷和纹脊的对光线的反射率不同，因此携带指纹信息的光线会再次被反射沿朝向第二衬底基板20的方向进入光感元件s，对指纹信息进行识别。由于第一类第二遮光部件1121中第一遮光部件111第二侧1112(即靠近第二衬底基板20侧)设置有第二遮光部件112，若将第2层至第n层第一子遮光层的第二遮光分部112也设置为第一类第二遮光分部1121，那么在指纹识别过程中，光感元件s发出的光线可能会直接被第一遮光部件111第二侧1112(即靠近第二衬底基板侧)设置的第二遮光部件112反射回来，而不经过手指区域，相当于传递了更多的杂散光进入光感元件s，降低了光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

因此，在本实施例中在第1层第一子遮光层11a的第二遮光分部112设置为第一类第二遮光分部1121的情况下，设置第2层至第n层第一子遮光层的第二遮光分部为第二类第二遮光分部1122，如图5所示，第2层第一子遮光层11b和第3层第一子遮光层11c的第二遮光分部112均设置为第二类第二遮光分部1122。由于第二类第二遮光分部1122是位于第一遮光分部111的第一侧1111，因此光感元件s发出的光线在进入手指区域时可以减少与第二遮光分部112的接触，降低光线反射；并且n层第一子遮光层均进行了精确孔的径设置，因此可以更大幅度提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

需要说明的是，本申请中还可以在有n层第一子遮光层时，设置n层第一子遮光层的第二遮光分部112均为第二类第二遮光分部1122，其中，n≥1，n为正整数。所有第一子遮光层均采用同样类型的第二遮光分部的设计，可以简化工艺流程。

在一些可选的实施例中，请参考图6，图6所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图。阵列基板2包括第二遮光层21，第二遮光层21位于第二衬底基板20靠近第一衬底基板10的一侧，第二遮光层21设置有第二通光孔l2；

第二通光孔l2和第一通光孔l1在第二衬底基板20所在平面的垂直投影至少部分交叠。

除了在彩膜基板1侧设置第一遮光层11与第一通光孔l1，还可以在阵列基板2侧设置第二遮光层21和第二通光孔l2，在第二通光孔l2和第一通光孔l1在第二衬底基板20所在平面的垂直投影至少部分交叠，且第二遮光层21和第一遮光层11在第二衬底基板20所在平面的垂直投影至少部分交叠的前提下，可以增加光感元件s正上方通光孔的深度，更精确的引导携带指纹信息的光线进入光感元件s，防止杂散光的干扰，提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，请参考图7，图7所示为本申请实施例所提供的显示面板的另一种结构示意图。第二遮光层21包括第三遮光分部211和第四遮光分部212，第四遮光分部212位于第三遮光分部211靠近第一衬底基板10的一侧；

第四遮光分部212位于第三遮光分部211靠近第二通光孔l2的一侧，第四遮光分部212和第三遮光分部211的制作材料不同。

除了第一遮光层11可以包括第一遮光分部111和第二遮光分部112，提高第一通光孔l1的精确度之外；在第二遮光层21也包括第三遮光分部211和第四遮光分部212，通过将第四遮光分部212位于第三遮光分部211靠近第二通光孔l2的一侧，并且第四遮光分部212和第三遮光分部211采用不同的制作材料，从而精确控制第二通光孔l2的孔径。同时第四遮光分部212设置在第三遮光分部211靠近第一衬底基板10的一侧，可以减少对感光元件s发出光线的反射，使得更多的光线进入到指纹区域，进行指纹识别。通过对第一通光孔l1和第二通光孔l2的孔径均进行缩小且均一的处理，可以进一步增加通光孔的深度，提高光感元件s接收指纹信号的灵敏度。

在一些可选的实施例中，请结合参考图3和图5，显示面板100还包括绝缘层13，相邻两层第一子遮光层之间设置有绝缘层13。

为了提高光感元件接收指纹信号的灵敏度，在彩膜基板1侧可以设置多层第一遮光层11，相邻两层第一子遮光层之间设置有绝缘层13，并且绝缘层13也设置了环形通孔，该环形通孔位于第一通光孔l1围绕的区域内。绝缘层13可以是具有高透光率的光学胶层或者平坦层等材料，间隔第一子遮光层的同时不影响光线的传递。

需要说明的是，本实施例中不对绝缘层13的材料和层数进行具体限定，可以根据实际情况进行调整。

在一些可选的实施例中，请参考图8，图8是本申请实施例提供的一种显示装置200的结构示意图，本实施例提供的显示装置200，包括本申请上述实施例中提供的显示面板100。图8实施例仅以手机为例，对显示装置200进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置200，可以是电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置200，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置200，具有本发明实施例提供的显示面板200的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于显示面板200的具体说明，本实施例在此不再赘述。

通过上述实施例克制，本发明提供的显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本发明提供的显示面板中包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，其中彩膜基板包括第一衬底基板，以及位于第一衬底基板朝向阵列基板一侧的第一遮光层，第一遮光层设置有第一通光孔；阵列基板包括第二衬底基板和光感元件，第一通光孔和光感元件在于第二衬底基板上的垂直投影至少部分交叠。与此同时，第一遮光层包括第一遮光分部和第二遮光分部，并且第二遮光分部位于第一遮光分部靠近第一通光孔的一侧，通过采用不同的工艺、不同的材料制备第二遮光分部和第一遮光分部，可以得到孔径较小且均一的第一通光孔，阻止杂散光进入光感元件，从而提高光感元件接收指纹信号的灵敏度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。