一种显示面板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

随着人们对终端显示的要求越来越高，屏幕集成技术在不断发展，如多点触控技术、重力感应技术等，多点指纹识别技术也是大众所期望的一种集成技术。目前指纹识别技术中应用最多的是光学指纹识别技术，其采用屏幕发出的光作为光源，屏幕发出的光照射到屏幕上方的手指后，经过手指的纹谷和纹脊反射，手指不同部分反射回屏幕内部的光信号会有差异，使得指纹传感器接收到有差异的光信号，从而对手指指纹进行识别。

但是，如果在室外阳光下进行指纹识别时，太阳光或环境光中的红光和红外波段的光可以直接透过手指到达指纹传感器，使带有指纹信息的光信号湮没在红光和红外光的背景噪声中，导致指纹传感器失效，未有手指遮挡位置的指纹传感器也会因为直接接收太阳光中强烈的红光和红外光而发生过度曝光现象，从而对指纹传感器的功能造成影响。因此，如何滤除指纹识别过程中的红光和红外光波段的光信号成为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种显示面板及显示装置。

本发明实施例提供的一种显示面板，包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，偏光板和玻璃盖板，且所述显示面板包括显示区，所述显示区包括透光区和非透光区；

所述阵列基板包括玻璃基板、遮光层、至少一个感光单元，所述感光单元设置在所述遮光层背离所述玻璃基板一侧；

还包括至少一层准直层，所述准直层位于所述彩膜基板和/或阵列基板一侧，所述准直层具有第一开口区和遮光区，所述第一开口区与所述感光单元一一对应，所述准直层设置在所述感光单元背离所述遮光层一侧；

所述第一开口区在所述阵列基板具有垂直投影，所述第一开口区在所述阵列基板的垂直投影与所述感光单元在所述阵列基板的垂直投影至少部分交叠；

还包括至少一层薄膜层，所述薄膜层可吸收红光和红外光，所述薄膜层在所述阵列基板的垂直投影与所述感光单元在所述阵列基板的垂直投影至少部分交叠，所述薄膜层设置在所述感光单元背离所述遮光层一侧。

本发明实施例提供的显示装置包括上述显示面板。

目前指纹识别多为屏下指纹识别技术，也就是把感光单元模块集成在显示屏幕的下方，即感光单元模块是外挂式的，这种外挂式的感光单元模块通常具有一定的厚度，若对显示屏幕的显示区进行整面覆盖，那么显示终端产品可能需要增加额外的厚度来容纳感光单元模块，这样就会造成显示终端产品厚度增加。因为感光单元模块只能覆盖部分显示屏幕的显示区，所以只能够在局部区域进行指纹识别功能，从而大大减小了指纹识别功能的运用范围。而在本发明实施例提供的显示面板，把感光单元模块集成在显示屏幕的阵列基板上，也就是感光单元模块能够对显示屏幕的显示区实现整面覆盖，而且相对来说，集成在显示屏幕的内部，显示终端产品厚度基本不需要增加，当然也可以在显示区范围内根据需求进行不同局部范围的排布，使得终端用户可在任意位置实现指纹识别功能，从而极大地发挥指纹识别功能在显示终端产品上的作用。并且本发明实施例提供的显示面板，在感光单元模块的收光侧增加具有红光和红外光吸收效果的膜层，可以大幅度减小红光或者红外光对指纹反射光的干扰，从而大大增强感光单元模块在环境光或者太阳光下的指纹识别灵敏度，增强了用户的体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为现有设计集成指纹识别模块的显示装置示意图；

图2为指纹感光单元在不同波长下的外量子效率；

图3为本发明实施例提供的一种显示面板俯视示意图；

图4为图3显示面板S区域示意图；

图5为图4沿剖线A-A’的截面示意图；

图6为图4显示面板S’区域示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种显示面板截面示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种显示面板截面示意图；

图9为本发明实施例提供的一种显示面板截面示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种显示面板截面示意图；

图11为本发明实施例提供的又一种显示面板截面示意图；

图12为本发明实施例提供的一种显示面板截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着智能手机的发展，人们对于手机功能的要求越来越高，很多的快捷操作给生活带来便利的同时，也带来了安全隐患，随之指纹识别技术应运而生，通过指纹识别技术，人们可以实现无密码解锁等一系列便捷的操作，而安全问题也可以得到解决。

目前能够实现指纹识别的显示终端，通常采用的光学指纹方式，其利用屏幕发出的光作为光源，当光照射到屏幕上方的手指后，手指的纹谷和纹脊会对光进行反射，由于手指纹谷和纹脊部分对光的反射率有差异，所以从手指纹谷和纹脊返回屏幕内部的光信号会有差异，当指纹传感器接收到这些有差异的光信号后，会转变成有差异的电信号，从而能够准确描绘出手指的指纹信息。

如图1所示，图1为现有设计集成指纹识别模块的显示装置示意图，显示装置10包括显示面板11和指纹识别模块12，其中，该指纹识别模块12设置在该显示面板11背离出光一侧的局部区域。该指纹识别模块上集成多个感光单元用于接受指纹的反射信号，通过光电转换模式形成指纹图像，由于指纹识别模块制备尺寸和成本的限制，使得现有指纹识别模块只能占据显示面板的一部分，无法覆盖到所有显示区，在显示装置上无法利用指纹识别模块开发更多的使用功能，使得指纹识别功能受限。

如图2所示，图2为指纹感光单元在不同波长下的外量子效率(External QuantumEfficiency,EQE)，指纹感光单元在光波长为500～750nm条件下吸收效果最好，当手指按压显示屏幕进行指纹识别时，太阳光或环境光中的红光和红外波段的光可以直接透过手指到达感光单元，这样会给感光单元带来严重的信号干扰，这会直接影响有效指纹识别的光学信号，极大降低指纹识别的正确率和信噪比，增加指纹识别判断时间，进而导致指纹信息误判甚至无法识别的问题；而未有手指遮挡位置的感光单元也会因为直接接收太阳光中强烈的红光和红外光而发生过度曝光现象，太阳光长时间照射也会对指纹传感器的灵敏度造成影响。

针对上述问题，本发明实施例技术方案提供一种显示面板设计，参照图3、图4和图5，图3为本发明实施例提供的一种显示面板俯视示意图，图4为图3显示面板S区域示意图，图5为图4沿剖线A-A’的截面示意图；本发明实施例提供的一种显示面板20，包括相对设置的彩膜基板22和阵列基板21，偏光板23和玻璃盖板25，其中显示面板包括显示区201，所述显示区201包括透光区2010和非透光区2011；

阵列基板21包括玻璃基板211、遮光层212、至少一个感光单元213，且感光单元213设置在遮光层212背离玻璃基板211的一侧；

显示面板20还包括至少一层准直层215，准直层215可以位于彩膜基板22或阵列基板21的一侧，也可以部分位于彩膜基板22，另一部分位于阵列基板21的一侧，准直层215具有第一开口区2151和遮光区2152，且第一开口区2151与感光单元213一一对应设置，其中准直层215设置在感光单元213背离遮光层212的一侧；

需要说明的是，本发明实施例中的附图仅体现本发明其中一种实施例方案，本发明并不限定准直层的层数，如显示面板内的准直层的层数可为两层、三层、四层等，只要能满足对反射光线的所需要的准直效果即可；本发明准直层既可以设置在阵列基板，也可以设置在彩膜基板，也可以部分处于阵列基板部分处于彩膜基板，只要准直层处于感光单元背离遮光层的一侧均可以起到本发明所需要实现的对反射光线进行准直的效果。

准直层215的第一开口区2151在阵列基板21具有垂直投影，且所述垂直投影与感光单元213在阵列基板21的垂直投影至少部分交叠；

显示面板20还包括至少一层薄膜层214，薄膜层214可吸收红光和红外光，所述薄膜层214在阵列基板21的垂直投影与感光单元213在所述阵列基板21的垂直投影至少部分交叠，其中薄膜层214设置在感光单元213背离遮光层212一侧。

本发明实施例所述的显示面板，把感光单元和准直层集成在显示面板内部，使得感光单元能够遍布整个显示区域，感光单元与准直层的第一开口区一一对应，准直层能够较好阻挡所需光线以外的其他光线的串扰，进一步使得手指在整个显示面板的任意发光区域对屏幕进行触摸或按压操作，反射光都能经过准直层准确地被感光单元接收，从而实现了全屏指纹识别功能，拓宽了指纹识别的区域和应用空间。且本发明实施例所述的显示面板在上述的特征上，在感光单元的收光一侧，也就是背离遮光层的一侧设置具有吸收红光和红外光效果的薄膜层，从而避免外界环境中穿透手指的红外波段以及经手指反射的红光给感光单元带来严重的信号干扰，进一步增加了感光单元的灵敏性和准确性。同时由于感光单元分布在整个显示区域，使得薄膜层也可以集成在显示面板内部，既减少了显示面板外部增加薄膜层的制程，也相对降低了工艺难度和成本。

可选地，如图3和图5所示，薄膜层214在阵列基板21的垂直投影至少部分覆盖感光单元213在阵列基板21的垂直投影，且薄膜层214在阵列基板21的垂直投影与透光区2010不交叠，也就是说薄膜层没有覆盖显示面板的整面，只是覆盖显示面板的局部区域，薄膜层在阵列基板的垂直投影并没有覆盖到显示面板的透光区域，只需要在感光单元的收光一侧具有薄膜层就可以起到吸收红光和红外光的效果。因为薄膜层具有吸收红光和红外光的效果，那么显示面板背光所发出的光在经过薄膜层的时候就会被过滤掉部分红光，若薄膜层覆盖显示面板整面，那么可能导致显示缺少部分红光，从而使得显示异常，那么若薄膜层没有覆盖到透光区，就能避免透光区的部分红光被过滤掉，从而避免显示异常。

可选地，如图4和图6所示，图6为图4显示面板S’区域示意图；准直层215的第一开口区2151在阵列基板的垂直投影D1具有第一几何中心C1，薄膜层214在阵列基板的垂直投影D3具有第三几何中心C3，第一几何中心C1与垂直投影D1边缘的尺寸为Y微米，第三几何中心C3与垂直投影D3边缘的尺寸为X微米，且X与Y的关系为：Y-1≤X≤Y+5。通常准直层的第一开口区和薄膜层在阵列基板的垂直投影由于膜层间对位工艺的精度问题会存在下列几种情况，一种是垂直投影D1正好与垂直投影D3重叠，此种情况是在第一开口区与薄膜层在阵列基板垂直投影尺寸一致以及完全无对位偏差的条件下发生的，但实际上此种情况在工艺制备上发生的概率很小。

另一种情况是垂直投影D3完全覆盖垂直投影D1，且垂直投影D1尺寸小于垂直投影D3的尺寸，一般来说为了避免工艺上存在精度偏差问题，通常会使得薄膜层在阵列基板的垂直投影大于第一开口区在阵列基板的垂直投影，从而保证通过第一开口区的光都能经过薄膜层的过滤进入到感光单元，由于对位精度一般波动在±2.5微米范围，则X＝Y+5，则可以保证垂直投影D3可以覆盖到垂直投影D1；

还有一种情况是垂直投影D1完全覆盖垂直投影D3，且垂直投影D1尺寸大于垂直投影D3的尺寸，也就是说有一部分光通过第一开口区没有经过薄膜层的过滤而直接入射到感光单元，这时X＝Y-1，由于从感光单元在阵列基板的投影边缘朝向其投影中心区域的1微米的范围内，感光单元的收光量是很微弱的，此部分的光没有经过薄膜层的过滤而直接入射到感光单元，对最后感光单元的成像效果影响较小。可选地，本发明实施例所述的显示面板也可包括垂直投影D3与垂直投影D1部分交叠的情况，此时X和Y满足关系：Y-1≤X≤Y+5其中的一种，因此本提案X和Y的设置范围可满足关系为：Y-1≤X≤Y+5。

本发明并不限制具有吸收红光和红外光效果的薄膜层所含有的物质或制备方式，如薄膜层可含有有机近红外吸收染料、无机近红外吸收剂、树脂，薄膜层可采用掺杂、膜层涂布或者磁控溅射等方式对进行制备。可选地，所述薄膜层可含有绿色透光物质，如绿色蓝色青色滤光片，此绿色透光物质可使得透过薄膜层的光为特定波长的光，而此特定波长的光处于感光单元的工作敏感区间，使得指纹识别的灵敏性提高。

可选地，如图7所示，图7为本发明实施例提供的另一种显示面板截面示意图；本发明实施例提供的一种显示面板30，包括相对设置的阵列基板31和彩膜基板32，其中彩膜基板32包括玻璃基板321、黑色矩阵层322、彩膜层323，且彩膜层323位于黑色矩阵层322背离所述玻璃基板321的一侧，彩膜层323至少包括红色色阻、绿色色阻、蓝色色阻和薄膜层324，且薄膜层324为绿色色阻。也就是说，薄膜层和绿色透光区利用绿色色阻，采用同一道光刻工艺来制备，此设计既可以避免增加额外的薄膜制备工艺，又可以节约成本，当然也可以利用绿色色阻，采用不同的光刻工艺来制备，此时绿色色阻可位于感光单元背离遮光层一侧的任意位置，取得的有益效果为利用显示面板现有的材料，而不需要增加其他材料的成本。

可选地，如图8所示，图8为本发明实施例提供的又一种显示面板截面示意图；本发明实施例提供的一种显示面板40，包括相对设置的阵列基板41和彩膜基板42，其中所述薄膜层414在阵列基板41的垂直投影覆盖所述显示面板的显示区。采用显示面板整面涂布或者溅射等方式制备所述薄膜层，相比只是在显示面板局部形成薄膜层的方案，在工艺上不需要额外增加一块掩膜版和光刻工艺，只需要单独增加一道成膜工艺，从而在工艺上简化了部分制程；需要说明的是，采用显示面板整面制备所述薄膜层，为了避免显示面板发出的部分红光经过薄膜层被过滤掉，本设计在背光LED选择或者红色色阻透光率的设计上应当适当增加红光部分的量，从而使得被过滤的红光部分通过增加的红光部分的量进行适当的补偿，从而避免显示发生异常。

可选地，继续参照图8，显示面板40包括至少一层平坦化层416，且所述平坦化层416为有机膜层，至少一层平坦化层416可为薄膜层，也就是说可以采用平坦化层掺杂或者以已知方式混入吸收红光和红外光的物质来对进入感光单元的光线进行过滤，从而不需要增加额外的制程就能够使得显示面板能够吸收红光和红外光，从而极大地简化了工艺制程。需要说明的是，在至少一层平坦化层中掺杂或者以已知方式混入吸收红光和红外光的物质的浓度可以不同或者相同，本发明对此并不做限制。

可选地，如图9所示，图9为本发明实施例提供的一种显示面板截面示意图；本发明实施例提供的一种显示面板50，包括相对设置的阵列基板51和彩膜基板52，其中彩膜基板52包括黑色准直层522、准直层525、彩膜层523、平坦化层524，至少一层准直层525为黑色矩阵层，所述平坦化层524可位于准直层525靠近所述阵列基板一侧的表面，或者位于彩膜层523靠近阵列基板51一侧的表面，至少一层平坦化层524可为薄膜层，也就是说可以采用平坦化层掺杂或者以已知方式混入吸收红光和红外光的物质来对进入感光单元的光线进行过滤。位于准直层525靠近阵列基板51一侧表面的平坦化层524，其作用在于增加准直层之间沿着垂直阵列基板方向上的距离，从而增强准直层的准直作用，位于彩膜层523靠近阵列基板51一侧表面的平坦化层524，其作用在于平坦不同颜色的彩膜色阻之间由于沿着垂直阵列基板方向上的厚度不同而造成的段差，且可采用黑色矩阵材料来作为准直层的材料，此设计也不需要增加额外的制程来制备薄膜层，且在至少一层平坦化层中掺杂或者以已知方式混入吸收红光和红外光的物质的浓度可以不同或者相同。

可选地，所述平坦化层524在垂直阵列基板方向上的厚度尺寸为1～4.5微米，需要说明的是，平坦化层在垂直阵列基板方向上的厚度尺寸通常在1～4.5微米，小于1微米或者大于4.5微米厚度的平坦化层可能有平坦性不足，无法成膜等问题。位于准直层525靠近阵列基板51一侧表面的平坦化层524，其作用在于增加准直层之间沿着垂直阵列基板方向上的距离，从而增强准直层的准直作用，如这部分的平坦化层可采用4.5微米厚度，从而避免多次重复的制备平坦化层；位于彩膜层523靠近阵列基板51一侧表面的平坦化层524，其作用在于平坦不同颜色的彩膜色阻之间由于沿着垂直阵列基板方向上的厚度不同而造成的段差，如这部分的平坦化层可采用1～2微米厚度，因这部分的平坦化层主要起平坦作用，所以不需要超过2微米的厚度。

可选地，如图10所示，图10为本发明实施例提供的另一种显示面板截面示意图；本发明实施例提供的一种显示面板60，包括相对设置的彩膜基板62和阵列基板61，偏光板63和玻璃盖板65，其中在位于彩膜基板62背离阵列基板61一侧的偏光板63的胶材内，或者位于玻璃盖板65和彩膜基板62背离阵列基板61一侧的偏光板之间的胶材64内，掺杂有或者以已知方式混入吸收红光和红外光的物质；可选地，也可以在上述两种胶材内都掺杂有或者以已知方式混入吸收红光和红外光的物质。把吸收红光和红外光的物质设置在彩膜基板背离阵列基板的一侧，也就是设置在显示面板的液晶盒外，这里所述的液晶盒包含阵列基板、彩膜基板和液晶层，所述的两种胶材可以被视为所述的薄膜层，从而可以避免在液晶盒内制备薄膜层可能造成液晶污染、膜层粘结性发生改变、显示面板出现色不均等问题，且显示面板在制备工艺上不需要发生变化。

可选地，所述薄膜层吸收红光和红外光波段为660～880纳米，如图2所示，感光单元在光波长为500～750纳米条件下EQE相对较高，也就是感光单元在光波长为500～750纳米条件下吸收效果最好，当手指按压显示屏幕进行指纹识别时，外界环境中穿透手指的红外光波段以及由手指反射的红光会给感光单元带来严重的信号干扰，这会直接影响有效指纹识别的光学信号，极大降低指纹识别的正确率和信噪比，增加指纹识别判断时间，进而导致指纹信息误判甚至无法识别的问题，因此吸收660～880纳米波段下的光对感光单元识别的正确率和信噪比有较大的改善。

可选地，如图11所示，图11为本发明实施例提供的一种薄膜覆盖波段示意图；本发明实施例提供的一种显示面板70，包括相对设置的彩膜基板72和阵列基板71，还包括所述感光单元712和薄膜层，且所述薄膜层包括第一薄膜层741，第一薄膜层741在所述阵列基板的垂直投影覆盖所述显示面板的显示区，第一薄膜层74吸收光的波段为A-880纳米，其中700≤A≤780。也就是说所述薄膜层内包括覆盖显示面板显示区整面的第一薄膜层，此第一薄膜层可吸收红外光部分，这样可以避免或减少显示面板正常显示的红光部分也被薄膜层吸收，从而造成显示发青发绿的异常现象。

可选地，继续参照图11，本发明实施例提供的一种显示面板70包括所述薄膜层，所述薄膜层还包括第二薄膜层742，且第二薄膜层742在阵列基板71的垂直投影至少部分覆盖感光单元712在阵列基板71的垂直投影，第二薄膜层742在阵列基板71的垂直投影与所述透光区不交叠，则第一薄膜层741吸收光的波段为B-880纳米，第二薄膜层吸收光的波段为660-B纳米，其中700≤B≤780。也就是说薄膜层包括所述的第一薄膜层741，还包括第二薄膜层742，第二薄膜层在阵列基板71的垂直投影不覆盖透光区，只部分覆盖感光单元712在阵列基板71的垂直投影，因为第二薄膜层742不覆盖透光区，所以不会影响显示面板正常发出的红光，第二薄膜层可对需要吸收的红光部分作补偿吸收，第二薄膜层和第一薄膜层相互配合，对660～880纳米波段的光进行吸收或阻隔。本发明不对所述第一薄膜层和第二薄膜层的层数进行限制，只要能满足所述的效果，任何层数的组合都包括在本发明所描述的范围内。

可选地，如图12所示，图12为本发明实施例提供的另一种薄膜覆盖波段示意图；本发明实施例提供的一种显示面板80，包括相对设置的彩膜基板82和阵列基板81，还包括N层薄膜层84，设第i层所述薄膜层吸收光的波段为Ai～Bi纳米，其中Ai＝660+220/N×(i-1)，Bi＝660+220/N×i，N≥1，1≤i≤N。继续参照图12，如显示面板80设置有四层薄膜层84，则第1层薄膜层84吸收光的波段为A1～B1纳米，其中A1＝660，B1＝715；第2层薄膜层84吸收光的波段为A2～B2纳米，其中A2＝715，B2＝770；第3层薄膜层84吸收光的波段为A3～B3纳米，其中A3＝770，B3＝825；第4层薄膜层84吸收光的波段为A4～B4纳米，其中A4＝825，B4＝880；采用不同薄膜层吸收不同波段的光的有益效果在于，便于对单层薄膜层掺杂或者混入吸收红光和红外光物质，或者在制备单层薄膜层时具有针对性，确保在所需要吸收的波段下，单层薄膜层具有较好的吸收率或阻隔率，以实现在各个单层薄膜层叠加的效果下，对660～880纳米波段的光进行吸收或阻隔。

本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括智能手机、平板显示装置，笔记本显示装置等显示终端产品，所述显示装置包括上述显示面板，所述显示装置产生的有益效果也如上述实施例所描述的有益效果，这里不再进行赘述。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。