显示面板、制作方法和显示装置与流程

1.本发明涉及指纹识别显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、制作方法和显示装置。


背景技术：

2.现有的具备指纹识别功能的显示面板不能在不增加掩膜层数及工艺的基础上，兼容小孔指纹设计。现有的具备指纹识别功能的显示面板需要额外设置膜层，并在所述膜层上设置成像小孔，需要增加掩膜层数和工艺，并增加了显示面板的厚度。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种显示面板、制作方法和显示装置解决现有技术中不能在不增加掩膜层数及工艺的基础上，兼容小孔指纹设计的问题。
4.为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种显示面板，包括指纹传感器、基底、依次设置于所述基底上的遮光层以及tft阵列层；
5.所述遮光层上设置有多个成像小孔，以使得光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器；
6.所述指纹传感器设置于所述基底远离所述遮光层的一侧，所述指纹传感器用于接收穿过所述成像小孔的光信号，并根据所述光信号进行指纹识别。
7.可选的，所述显示面板包括多个像素驱动电路；所述tft阵列层被划分为多个tft区域，在所述tft区域中设置有所述像素驱动电路包括的晶体管；所述成像小孔在所述基底上的正投影位于相邻的tft区域在所述基底上的正投影之间。
8.可选的，所述成像小孔在所述基底上的正投影被所述tft阵列层中的半导体层在所述基底上的正投影和所述tft阵列层中的金属层在所述基底上的正投影覆盖的面积，与所述成像小孔在所述基底上的正投影的面积的比值小于预定比值。
9.可选的，所述预定比值大于或等于0.5而小于或等于0.15。
10.可选的，所述遮光层在所述基底上的正投影覆盖所述tft阵列层中的驱动晶体管的沟道在所述基底上的正投影。
11.可选的，所述遮光层为面状遮光层；
12.所述遮光层接入电源电压信号。
13.可选的，所述成像小孔在所述基底上的正投影占用的面积大于或等于36um2而小于或等于100um2。
14.可选的，所述成像小孔在所述基底上的正投影呈矩形，该矩形的长边的长度大于或等于6um而小于或等于10um，该矩形的短边的长度大于或等于6um而小于或等于10um，该矩形的长边的长度大于该矩形的短边的长度；或者，
15.所述成像小孔在所述基底上的正投影呈正方形，所述正方形的边长大于或等于6um而小于或等于10um。
16.可选的，本发明至少一实施例所述的显示面板还包括依次设置于所述tft阵列层远离所述基底的一侧的阳极层、像素界定层与发光层；
17.所述像素界定层上形成有阵列分布的多个开口区域；所述发光层设置于所述开口区域，并通过开口区域与所述阳极层接触。
18.本发明实施例还提供了一种制作方法，用于制作上述的显示面板，所述制作方法包括：
19.在基底的一侧制作遮光层，对所述遮光层进行构图工艺，形成多个成像小孔；
20.在所述遮光层远离所述基底的一侧制作tft阵列层；
21.在所述基底的远离所述遮光层的一侧设置指纹识别传感器。
22.可选的，在所述在所述遮光层远离所述基底的一侧制作tft阵列层步骤之后，所述制作方法还包括：
23.在所述tft阵列层远离所述基底的一侧制作阳极层；
24.在所述阳极层远离所述tft阵列层的一侧制作像素界定层，所述像素界定层上形成有阵列分布的多个开口区域；
25.在所述像素界定层远离所述阳极层的一侧，在所述开口区域制作发光层，所述发光层通过所述开口区域与所述阳极层电连接。
26.本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的显示面板。
27.本发明实施例所述的显示面板、制作方法和显示装置复用所述遮光层以制作成像小孔，并通过设置成像小孔的位置和指纹传感器的位置，以使得光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器，以在不增加掩膜层数以及工艺的基础上，兼容小孔指纹设计。
附图说明
28.图1是本发明至少一实施例所述的显示面板的截面图；
29.图2是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮光层的至少一实施例的结构图；
30.图3是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮光层的至少一实施例的结构图；
31.图4是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮光层的至少一实施例的结构图；
32.图5是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮光层的至少一实施例的结构图；
33.图6是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮挡层和tft阵列层的layout(布局)图；
34.图7是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮挡层和tft阵列层的layout(布局)图；
35.图8是图6中的遮光层的布局图；
36.图9是图7中的遮光层的布局图；
37.图10是图6、图7中的第一半导体层的布局图；
38.图11是图6、图7中的第一栅金属层的布局图；
39.图12是图6、图7中的第二栅金属层的布局图；
40.图13是图6、图7中的第二半导体层的布局图；
41.图14是图6、图7中的第三栅金属层的布局图；
42.图15是图6、图7中的第一源漏金属层的布局图；
43.图16是图6、图7中的第二源漏金属层的布局图。
44.图17是本发明至少一实施例所述的显示面板的截面图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、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。
46.本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为三极管、薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除控制极之外的两极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极。
47.在实际操作时，当所述晶体管为薄膜晶体管或场效应管时，所述第一极可以为漏极，所述第二极可以为源极；或者，所述第一极可以为源极，所述第二极可以为漏极。
48.本发明实施例所述的显示面板包括指纹传感器、基底、依次设置于所述基底上的遮光层以及tft阵列层；
49.所述遮光层上设置有多个成像小孔，以使得光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器；
50.所述指纹传感器设置于所述基底远离所述遮光层的一侧，所述指纹传感器用于接收穿过所述成像小孔的光信号，并根据所述光信号进行指纹识别。
51.本发明实施例所述的显示面板复用所述遮光层以制作成像小孔，并通过设置成像小孔的位置和指纹传感器的位置，以使得光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器，以在不增加掩膜层数以及工艺的基础上，兼容小孔指纹设计。
52.在本发明实施例中，所述遮光层由遮光材料制成。
53.所述遮光材料可以为遮光金属材料，例如，所述遮光金属材料可以为mo(钼)，但不以此为限；或者，
54.所述遮光材料可以为半导体材料，例如，所述半导体材料可以为氧化硅或a
‑
si(非晶硅)；但不以此为限。
55.可选的，所述基板可以包括层叠设置的基底与pi(聚酰亚胺)膜。
56.在具体实施时，所述显示面板包括多个像素驱动电路；所述tft阵列层被划分为多个tft(薄膜晶体管)区域，在所述tft区域中设置有所述像素驱动电路包括的晶体管；所述成像小孔在所述基底上的正投影位于相邻的tft区域在所述基底上的正投影之间。
57.在优选情况下，所述成像小孔设置于相邻的tft区域之间，以复用遮光层来设置成像小孔，以降低显示面板的厚度。
58.在具体实施时，所述tft阵列层可以被划分为多个tft区域，在所述tft区域内，设置有所述像素驱动电路包括的晶体管。
59.根据一种具体实施方式，所述成像小孔在基底上的正投影设置于相邻的tft区域在基底上的正投影之间，以保证所述成像小孔的至少部分不被所述tft阵列层中的不透明图形或所述tft阵列层中的半透明图形遮挡，以便光线能穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器。
60.根据另一种具体实施方式，所述成像小孔在所述基底上的正投影的至少部分未被所述tft阵列层中的半导体层在所述基底上的正投影和所述tft阵列层中的金属层在所述基底上的正投影覆盖；也即，所述成像小孔在所述基底上的正投影被覆盖的面积，与所述成像小孔在所述基底上的正投影的面积小于预定比值，以保证由手指反射的光线能够穿过所述成像小孔。所述预定比值可以大于或等于0.5而小于或等于0.15，例如，所述预定比值可以为0.1，但不以此为限。
61.可选的，所述tft阵列层中的半导体层可以包括第一半导体层和第二半导体层，所述tft阵列层中的金属层可以包括：第一栅金属层、第二栅金属层、第三栅金属层、第一源漏金属层和第二源漏金属层。
62.所述成像小孔在所述基底上的正投影被覆盖的面积指的可以是：所述成像小孔在所述基底上的正投影被所述tft阵列层中的半导体层在所述基底上的正投影和所述tft阵列层中的金属层在所述基底上的正投影覆盖的面积。
63.在具体实施时，所述遮光层在所述基底上的正投影覆盖所述tft阵列层中的驱动晶体管的沟道在所述基底上的正投影，以保护所述沟道，防止光照所述沟道，而引起的驱动晶体管的阈值电压漂移导致的显示不均，改善驱动晶体管的磁滞现象。
64.可选的，所述驱动晶体管可以为像素电路中的用于驱动发光元件发光的晶体管，但不以此为限。
65.图1是本发明至少一实施例所述的显示面板的截面图。
66.如图1所示，标号为10的为基底，标号为11的为pi(聚酰亚胺)膜，标号为13的为遮光层，标号为h0的为成像小孔，标号为12的为保护层，标号为14的为第一缓冲层，标号为15的为第一半导体层，标号为16的为第一栅绝缘层，标号为17的为第一栅金属层，标号为18的为第二栅绝缘层，标号为19的为第二栅金属层，标号为110的为第二缓冲层，标号为111的为第二半导体层，标号为112的为第三栅绝缘层，标号为113的为第三栅金属层，标号为114的为层间介质层，标号为115的为第一源漏金属层，标号为116的为钝化层，标号为117的为第一平坦层，标号为118的为第二源漏金属层，标号为119的为第二平坦层，标号为120的为阳极层，标号为121的为像素界定层，标号为122的发光层，标号为123的为隔垫柱。
67.在图1所示的显示面板的至少一实施例中，指纹识别传感器可以设置于所述基底10的远离所述pi膜11的一侧。
68.本发明如图1所示的显示面板的至少一实施例在工作时，所述发光层122发出的光被手指反射，经由所述成像小孔射向设置于所述基底10的远离pi膜11的一侧的指纹识别传感器，所述指纹识别传感器根据接收到的光信号进行指纹识别。
69.在图1中，第一半导体层可以由p
‑
si(低温多晶硅)制成，所述第二半导体层可以由igzo(铟镓锌氧化物)制成，但不以此为限。
70.本发明至少一实施例在ltpo(低温多晶氧化物)工艺的基础上，通过优化设计，在不增加掩膜层数及工艺的基础上兼容小孔指纹设计，使得ltpo不受透过率的影响。
71.由图1可知，在所述成像小孔h0的上方，不存在半导体层和金属层，从而使得所述成像小孔h0不被遮挡，使得来自上方的光线能够透过所述成像小孔h0，所述成像小孔h0设置于相邻的tft区域之间。
72.在图1所示的至少一实施例中，所述tft阵列层包括设置于所述第一缓冲层14的远离所述基底10的一侧的，第一半导体层15、第一栅绝缘层16、第一栅金属层17、第二栅绝缘层18、第二栅金属层19、第二缓冲层110、第二半导体层111、第三栅绝缘层112，第三栅金属层113，层间介质层114、第一源漏金属层115、钝化层116、第一平坦层116和第二源漏金属层117。
73.在本发明至少一实施例中，所述tft阵列层的结构不限于如图1所示，在实际操作时，所述tft阵列层可以包括至少一层半导体层、至少两层栅金属层和至少一层源漏金属层，以及设置于上述相邻层之间的绝缘层；但不以此为限。
74.可选的，所述遮光层可以为面状遮光层；所述遮光层接入电源电压信号。
75.如图2所示，所述遮光层13可以为面状遮光层，但不以此为限；并所述遮光层13上设置有成像小孔h0。
76.在图2所示的本发明至少一实施例中，所述遮光层13可以接入电源电压信号vdd，所述遮光层13为面状遮光层，会增加功耗，通过优化可以将功耗降低(例如，可以通过优化而减小器件的电流，以减小功耗，但不限于此)。
77.在本发明实施例中，所述成像小孔在所述基底上的正投影的形状不限于正方形和矩形，在具体实施时，所述成像小孔在所述基底上的正投影也可以为圆形、多边形、或其他规则或不规则的形状，保证光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器即可。
78.在图3所示的至少一实施例中，所述遮光层13上的成像小孔h0的形状为圆形。当所述成像小孔的形状为圆形时，所述成像小孔的半径可以大于或等于3.5um而小于或等于6um，但不以此为限。
79.在图4所示的至少一实施例中，所述遮光层13上的成像小孔h0的形状为六边形。
80.在本发明至少一实施例中，所述遮光层并不限于为面状遮光层。所述遮光层需要遮挡驱动晶体管的沟道，并在设置有指纹传感器的区域，设置有成像小孔即可。
81.如图5所示，所述遮光层包括遮光图形51，并包括成像小孔h0，所述遮光图形51用于遮挡驱动晶体管的沟道，所述成像小孔h0对应于所述指纹传感器设置，以使得光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器即可。
82.在本发明至少一实施例中，所述遮光层既用于遮挡所述驱动晶体管的沟道，又用于形成所述成像小孔，并不对所述成像小孔的形状和所述遮光层包括的图形的形状进行限定。
83.图6是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮光层和tft阵列层的layout(布局)图；
84.如7是本发明至少一实施例所述的显示面板中的遮光层和tft阵列层的layout(布局)图。
85.在图6和图7中，绘制了遮光层、第一半导体层、第一栅金属层、第二栅金属层、第二半导体层、第三栅金属层、第一源漏金属层和第二源漏金属层。
86.由图6可知，成像小孔h0未被所述tft阵列层包括的半导体层和金属层遮挡，也即，
所述成像小孔h0在基底10上的正投影与所述半导体层在所述基底10上的正投影不存在交叠区域，所述成像小孔h0在基底10上的正投影与所述金属层在所述基底10上的正投影不存在交叠区域，以便光线能很好的穿过所述成像小孔h0射向指纹传感器。
87.如图7所示，所述成像小孔h0的部分区域可以被所述tft阵列层包括的半导体层和金属层遮挡，也即，所述成像小孔h0在基底10的正投影的一部分与遮挡正投影交叠，所述遮挡正投影包括所述半导体层在所述基底10上的正投影和所述金属层在所述基底上的正投影；所述成像小孔h0的未被所述半导体层和所述金属层遮挡的部分能保证光线能够穿过所述成像小孔h0射向所述指纹传感器即可。
88.图8是图6中的遮光层的布局图，图9是图7中的遮光层的布局图；
89.图10是图6、图7中的第一半导体层的布局图，图11是图6、图7中的第一栅金属层的布局图，图12是图6、图7中的第二栅金属层的布局图，图13是图6、图7中的第二半导体层的布局图，图14是图6、图7中的第三栅金属层的布局图，图15是图6、图7中的第一源漏金属层的布局图，图16是图6、图7中的第二源漏金属层的布局图。
90.在本发明至少一实施例中，可以通过所述第一半导体层来形成像素电路中的p型晶体管的有源层，通过所述第二半导体层来形成像素电路中的n型晶体管的有源层，通过第一栅金属层、第二栅金属层和第三栅金属层，来形成像素电路中的各晶体管的栅极、像素电路中的存储电容的极板和栅线等信号线，通过第一源漏金属层和第二源漏金属层来形成像素电路中的晶体管的源极，该晶体管的漏极，以及数据线。
91.在图8和图9中，标号为h0的为成像小孔。
92.在本发明至少一实施例中，所述成像小孔在所述基底上的正投影占用的面积大于或36um2而小于或等于100um2，但不以此为限。
93.在具体实施时，所述成像小孔在所述基底上的正投影可以呈矩形，该矩形的长边的长度大于或等于6um而小于或等于10um，该矩形的短边的长度大于或等于6um而小于或等于10um，但不以此为限；该矩形的长边的长度大于该矩形的短边的长度；或者，
94.所述成像小孔在所述基底上的正投影可以呈正方形，所述正方形的边长大于或等于6um而小于或等于10um，但不以此为限。
95.例如，当所述成像小孔在基底上的正投影呈正方形时，所述正方形的边长可以为7um，但不以此为限。
96.在本发明实施例中，所述成像小孔在所述基底上的正投影的形状不限于正方形和矩形，在具体实施时，所述成像小孔在所述基底上的正投影也可以为圆形、多边形、或其他规则或不规则的形状，保证光线能够穿过所述成像小孔射向所述指纹传感器即可。
97.本发明至少一实施例所述的显示面板还包括依次设置于所述tft阵列层远离所述基底的一侧的阳极层、像素界定层与发光层；
98.所述像素界定层上形成有阵列分布的多个开口区域；所述发光层设置于所述开口区域，并通过开口区域与所述阳极层接触。
99.在具体实施时，本发明至少一实施例所述的显示面板还包括阳极层、像素界定层和发光层，发光层发出的光被指纹反射后穿过所述成像小孔。
100.如图1所示，本发明至少一实施例所述的显示面板还包括依次设置于所述tft阵列层远离所述基底的一侧的阳极层120、像素界定层121与发光层122；
101.所述像素界定层121上形成开口区域；所述发光层122设置于所述开口区域，并通过开口区域与所述阳极层120接触。
102.在制作图1所示的显示面板的至少一实施例时，采用15层掩膜如下：在制作遮光层时使用的掩膜、制作第一半导体层时使用的掩膜、制作第一栅金属层时使用的掩膜、制作第二栅金属层时使用的掩膜、制作第二半导体层时使用的掩膜、制作第三栅金属层时使用的掩膜、制作穿过层间介质层、第二缓冲层、第二栅绝缘层、第一栅绝缘层、第一缓冲层和保护层的过孔时采用的第一道掩膜、制作穿过该过孔时采用的第二道掩膜、制作第一源漏金属层时采用的掩膜、制作钝化层时采用的掩膜、制作第一平坦层时使用的掩膜、制作第二源漏金属层时使用的掩膜、制作第二平坦层时使用的过孔、制作阳极层时使用的掩膜，以及，制作所述像素界定层时使用的掩膜。
103.在制作图1所示的显示面板的至少一实施例时，不需额外增加掩膜和工艺。
104.在制作穿过层间介质层、第二缓冲层、第二栅绝缘层、第一栅绝缘层、第一缓冲层和保护层的过孔时，在采用第二道掩膜前设置的pr(光刻胶)的厚度为2.9um，存在pr残留的问题。基于此，本发明实施例可以控制减小所述第二道掩膜的关键尺寸cd，并对所述第二道掩膜采用强曝光，并可以将所述过孔设置为长条形。
105.如图3所示，所述遮光层在所述基底上的正投影覆盖了所述像素驱动电路中的驱动晶体管在基底上的正投影、所述像素驱动电路中的金属氧化物晶体管在基底上的正投影，以及，所述像素驱动电路中的低温多晶硅晶体管在基底上的正投影，经过仿真可知，显示面板的工作受影响较小。
106.图17所示的显示面板的至少一实施例与图1所示的显示面板的至少一实施例的区别如下：第一源漏金属层115包括的源漏金属图形在基底上的正投影部分覆盖所述成像小孔h0在所述基底上的正投影；
107.在图17中，标号为d1的为第一长度，第一长度d1可以为所述成像小孔h0在所述基底上的正投影沿第一方向的长度，所述第一方向为截过所述成像小孔h0的截面线的延伸的方向(根据该截面线得到图12所示的截面图)；
108.在图17中，标号为d2的为第二长度，所述第二长度d2为：在图12中，所述第一源漏金属层115包括的源漏金属图形在所述基底上的正投影在右边超过所述成像小孔h0在所述基底上的正投影的长度；
109.在图17所示的至少一实施例中，d1例如可以为7um，d2例如可以为0.5um，以使得所述成像小孔h0在所述基底上的正投影的绝大部分未被tft阵列层包括的半导体层和金属层覆盖，利于光线能够透过所述成像小孔。
110.在具体实施时，所述成像小孔h0未被tft阵列层包括的半导体层和金属层覆盖的部分在所述基底上的正投影的面积仍能保证大于或等于36um2而小于或等于100um2，以便光线能够透过所述成像小孔。
111.本发明实施例所述的制作方法，用于制作上述的显示面板，所述制作方法包括：
112.在基底的一侧制作遮光层，对所述遮光层进行构图工艺，形成多个成像小孔；
113.在所述遮光层远离所述基底的一侧制作tft阵列层；
114.在所述基底的远离所述遮光层的一侧设置指纹识别传感器。
115.在本发明实施例所述的指纹识别显示方法中，对遮光层进行构图工艺，以形成多
个成像小孔，复用所述遮光层以制作成像小孔，以在不增加掩膜层数以及工艺的基础上，兼容小孔指纹设计。
116.在具体实施时，在所述在所述遮光层远离所述基底的一侧制作tft阵列层步骤之后，所述制作方法还包括：
117.在所述tft阵列层远离所述基底的一侧制作阳极层；
118.在所述阳极层远离所述tft阵列层的一侧制作像素界定层，所述像素界定层上形成有阵列分布的多个开口区域；
119.在所述像素界定层远离所述阳极层的一侧，在所述开口区域制作发光层，所述发光层通过所述开口区域与所述阳极层电连接。
120.本发明实施例所述的显示装置包括上述的显示面板。
121.本发明实施例所提供的显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
122.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。