CN110427874A - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板及显示装置，通过在各像素单元内的其中至少一个子像素设置指纹识别结构，且该指纹识别结构包括MSM型光电探测器以及与MSM型光电探测器电连接的控制开关晶体管，由于MSM型光电探测器和控制开关晶体管均与子像素内的部件同膜层设置，因此可以将指纹识别结构与显示面板进行集成，不需要增加额外的半导体工艺形成该指纹识别结构，可以实现全屏指纹识别设计的需要，从而进行快速的验证，提升用户体验。

Description

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，特别涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术
指纹识别主要有电容式、光学式、超声波式三种识别方法。其中，电容式指纹是被应用于全屏指纹识别时仅限于固定位置，无法有效的实现全屏位置指纹识别；超声波式指纹识别结构复杂，技术不成熟，在全屏指纹识别应用中目前可实行性不高；光学指纹识别结构简单，可实施性较高。
现有技术中至少存在如下问题：对于传统的LCD显示屏，利用背光及偏光片等原理显示，为了避免背光泄露，非显示部分由黑色矩阵进行遮挡，不能满足显示屏透光的要求，因此较难实现全屏屏下指纹识别。
发明内容
本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，用以实现一种具有屏下指纹识别功能的液晶显示面板。
因此，本发明实施例提供了一种显示面板，包括多个像素单元，每一所述像素单元包括颜色不同的多个子像素，每一所述像素单元内的其中至少一个子像素包括指纹识别结构，所述指纹识别结构包括MSM型光电探测器以及与所述MSM型光电探测器电连接的控制开关晶体管；
所述MSM型光电探测器和所述控制开关晶体管均与所述子像素内的部件同膜层设置。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，包括层叠设置的像素电极层、栅极金属层、有源层、源漏金属层和公共电极层；
所述MSM型光电探测器包括层叠设置的第一电极、半导体层和第二电极，所述半导体层与所述有源层同膜层设置，所述第二电极与所述公共电极层同膜层设置。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第一电极与所述栅极金属层同膜层设置，或所述第一电极与所述像素电极层同膜层设置。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，包括位于所述第一电极与所述半导体层之间的第一绝缘层，以及位于所述半导体层与所述第二电极之间的第二绝缘层；
所述第一绝缘层与位于所述栅极金属层和所述有源层之间的栅极绝缘层同膜层设置，所述第二绝缘层与位于所述源漏金属层和所述公共电极层之间的钝化层同膜层设置。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，每一所述子像素均包括像素电极以及与所述像素电极电连接的像素开关晶体管；
每相邻两行所述子像素之间包括第一栅线和第二栅线；其中，位于同一行的所述控制开关晶体管的栅极与同一条所述第一栅线电连接，位于同一行的所述像素开关晶体管的栅极与同一条所述第二栅线电连接。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，每相邻两列所述子像素之间包括一条数据线，位于同一列的所述控制开关晶体管和所述像素开关晶体管的源极与同一条所述数据线电连接。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，每相邻两列所述子像素之间包括两条数据线，位于同一列的所述控制开关晶体管和所述像素开关晶体管的源极与不同的所述数据线电连接。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，还包括与所述第一电极电连接的指纹识别电压线，所述指纹识别电压线位于相邻两行所述子像素之间。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，设置有所述指纹识别结构的子像素为白色子像素。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一项所述的显示面板，还包括位于所述显示面板入光侧的背光模组。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的显示面板及显示装置，通过在各像素单元内的其中至少一个子像素设置指纹识别结构，且该指纹识别结构包括MSM型光电探测器以及与MSM型光电探测器电连接的控制开关晶体管，由于MSM型光电探测器和控制开关晶体管均与子像素内的部件同膜层设置，因此可以将指纹识别结构与显示面板进行集成，不需要增加额外的半导体工艺形成该指纹识别结构，可以实现全屏指纹识别设计的需要，从而进行快速的验证，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示面板的像素结构示意图；
图2为本发明实施例提供的显示面板的指纹识别结构的结构示意图之一；
图3为本发明实施例提供的显示面板的各子像素的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的显示面板的指纹识别结构的结构示意图之二；
图5为本发明实施例提供的显示面板部分膜层的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的显示面板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和形状不反映显示面板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种显示面板，如图1、图2和图5所示，图1为显示面板的像素结构平面示意图，图2为指纹识别结构的剖面结构示意图，图5为显示面板的部分膜层的俯视结构示意图，该显示面板包括多个像素单元，每一像素单元包括颜色不同的多个子像素(例如红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和白色子像素W)，每一像素单元内的其中至少一个子像素包括指纹识别结构100，指纹识别结构100包括MSM型光电探测器1以及与MSM型光电探测器1电连接的控制开关晶体管T1；
MSM型光电探测器1和控制开关晶体管T1均与子像素内的部件同膜层设置。
本发明实施例提供的显示面板及显示装置，通过在各像素单元内的其中至少一个子像素设置指纹识别结构，且该指纹识别结构包括MSM型光电探测器以及与MSM型光电探测器电连接的控制开关晶体管，由于MSM型光电探测器和控制开关晶体管均与子像素内的部件同膜层设置，因此可以将指纹识别结构与显示面板进行集成，不需要增加额外的半导体工艺形成该指纹识别结构，可以实现全屏指纹识别设计的需要，从而进行快速的验证，提升用户体验。
需要说明的是，本发明实施例提供的附图仅是为了示意性说明指纹识别结构的位置及膜层关系。
进一步地，在具体实施时，为了不影响显示面板的显示亮度，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1所示，设置有指纹识别结构100的子像素为白色子像素W。具体地，将原本设置白色子像素W的区域分成两部分，一部分作为指纹识别结构100的区域，一部分作为白色子像素W的区域。在白色子像素W内设置指纹识别结构100，这是由于显示面板的每一像素单元要实现发射一定亮度的红绿蓝三种颜色的光，若在红绿蓝三个子像素中其中任意一个设置指纹识别结构，会影响红绿蓝三个子像素的发光亮度；而在每一像素单元内设置白色子像素W是为了提高红绿蓝三个子像素的发光亮度，因此在白色子像素W内设置指纹识别结构，不会影响红绿蓝三个子像素的发光亮度；并且白色子像素W的透光率较高，因此可以提高指纹识别的精度，提高用户体验。因此本发明通过在白色子像素W内设置指纹识别结构，能够在不影响显示面板亮度的基础上，实现一种识别精度较高的屏下指纹识别方案。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图3所示，图3为每一子像素(如R、G、B)内像素开关晶体管的各膜层和像素电极20的剖面结构示意图，包括衬底基板10，位于衬底基板10上层叠设置的像素电极层20、栅极金属层30、有源层40、源漏金属层50和公共电极层60；
如图2和图5所示，MSM型光电探测器1包括层叠设置的第一电极11、半导体层12和第二电极13(示意图的中的S也代表第二电极即指纹识别结构100的sense电极)，半导体层12与有源层40同膜层设置，这样，只需要在形成有源层40时改变原有的构图图形，即可通过一次构图工艺形成半导体层12与有源层40的图形，不用增加单独制备半导体层12的工艺，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率；第二电极13与公共电极层60同膜层设置，这样，只需要在形成公共电极层60时改变原有的构图图形，即可通过一次构图工艺形成第二电极13与公共电极层60的图形，不用增加单独制备第二电极13的工艺，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图2所示，第一电极11与栅极金属层30同膜层设置，或如图4所示，第一电极11与像素电极层20同膜层设置。具体地，由于栅极金属层30的材料一般为金属材料，像素电极层20的材料一般为ITO，金属材料相比ITO材料的电阻较低，因此本发明优选图2所示的第一电极11与栅极金属层30同膜层设置。这样，只需要在形成栅极金属层30时改变原有的构图图形，即可通过一次构图工艺形成第一电极11与栅极金属层30的图形，不用增加单独制备第一电极11的工艺，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。另外，由于MSM型光电探测器1的半导体层12用于接收手指反射回来的光，因此第一电极11采用栅极金属层30的材料设置，可以防止第一电极11背向半导体层12一侧的光对半导体层12的干扰，从而进一步提高指纹识别的精度。因此本发明实施例提供的显示面板通过在白色子像素内设置指纹识别结构，不仅不需要增加半导体膜层工艺、不影响显示面板的显示亮度，并且可以提高指纹识别精度，提高了用户体验。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图2和图4所示，包括位于第一电极11与半导体层12之间的第一绝缘层70，以及位于半导体层12与第二电极13之间的第二绝缘层80；
第一绝缘层70与图3所示的位于栅极金属层30和有源层40之间的栅极绝缘层GI同膜层设置，第二绝缘层80与图3所示的位于源漏金属层50和公共电极层60之间的钝化层90同膜层设置。具体地，由于第一电极11与半导体层12之间具有第一绝缘层70，半导体层12与第二电极13之间具有第二绝缘层80，这样相当于增加了MSM型光电探测器1各膜层之间的厚度，提高了界面势能，从而提高势垒，一方面可以降低负载，从而降低显示面板的功耗，另一方面可以降低MSM型光电探测器1的暗态漏电流，进一步提高指纹识别精度。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1所示，每一子像素均包括像素电极(对应的以R、G、B表示像素电极)以及与像素电极(R、G、B)电连接的像素开关晶体管T2；
每相邻两行子像素之间包括第一栅线Gate1和第二栅线Gate2；其中，位于同一行的控制开关晶体管T1的栅极与同一条第一栅线Gate1电连接，位于同一行的像素开关晶体管T2的栅极与同一条第二栅线Gate2电连接。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图5所示，还包括与第一电极11电连接的指纹识别电压线HV，指纹识别电压线HV位于相邻两行子像素之间。
进一步地，在具体实施时，为了提高显示面板的开口率，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1所示，每相邻两列子像素之间仅包括一条数据线Source，位于同一列的控制开关晶体管T1和像素开关晶体管T2的源极与同一条数据线Source电连接。即指纹识别结构100和白色子像素W共用一条数据线Source，有利于提高开口率，这样指纹识别阶段和显示阶段分时进行，具体地，在进行指纹识别阶段(显示的Blanking阶段)，第一栅线Gate1输入像素开启电压，第二栅线Gate2输入像素截止电压，控制开关晶体管T1处于开启状态，像素开关晶体管T2处于关闭状态，数据线Source通过控制开关晶体管T1向第二电极13输入数据电压(指纹识别的初始bias信号)，通过指纹识别电压线HV向第一电极11输入指纹识别电压，从而使MSM型光电探测器1接收手指反射回来的光，根据反射光的不同，MSM型光电探测器1判断出指纹信息从而进行指纹识别；在显示阶段，第一栅线Gate1输入像素截止电压，第二栅线Gate2输入像素开启电压，控制开关晶体管T1处于关闭状态，像素开关晶体管T2处于开启状态，与相关技术的显示原理相同，实现显示面板的逐行扫描以进行显示。
当然，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，每相邻两列子像素之间也可以包括两条数据线，位于同一列的控制开关晶体管和像素开关晶体管的源极与不同的数据线电连接。这样指纹识别阶段和显示阶段可以同时进行，互不影响。
具体地，本发明实施例提供的上述显示面板为液晶显示(Liquid CrystalDisplay，LCD)面板。在具体实施时，对于液晶显示面板的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
具体地，本发明实施例提供的上述液晶显示面板是以高级超维场开关(AndvancedSuper Dimension Switch，ADS)型为例进行说明的，当然也可以是其它模式。具体地，ADS模式可以提高液晶显示面板的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差和无挤压水波纹(push Mura)等优点，已成为了目前高尖锐显示领域的主流技术。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，如图6所示，包括本发明实施例提供的上述显示面板，还包括位于显示面板入光侧的背光模组200。该显示装置解决问题的原理与前述显示面板相似，因此该显示装置的实施可以参见前述显示面板的实施，重复之处在此不再赘述。该显示装置可以为：显示面板、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。
本发明实施例提供的显示面板及显示装置，通过在各像素单元内的其中至少一个子像素设置指纹识别结构，且该指纹识别结构包括MSM型光电探测器以及与MSM型光电探测器电连接的控制开关晶体管，由于MSM型光电探测器和控制开关晶体管均与子像素内的部件同膜层设置，因此可以将指纹识别结构与显示面板进行集成，不需要增加额外的半导体工艺形成该指纹识别结构，可以实现全屏指纹识别设计的需要，从而进行快速的验证，提升用户体验。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括多个像素单元，每一所述像素单元包括颜色不同的多个子像素，每一所述像素单元内的其中至少一个子像素包括指纹识别结构，所述指纹识别结构包括MSM型光电探测器以及与所述MSM型光电探测器电连接的控制开关晶体管；
所述MSM型光电探测器和所述控制开关晶体管均与所述子像素内的部件同膜层设置。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，包括层叠设置的像素电极层、栅极金属层、有源层、源漏金属层和公共电极层；
所述MSM型光电探测器包括层叠设置的第一电极、半导体层和第二电极，所述半导体层与所述有源层同膜层设置，所述第二电极与所述公共电极层同膜层设置。
3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极与所述栅极金属层同膜层设置，或所述第一电极与所述像素电极层同膜层设置。
4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，包括位于所述第一电极与所述半导体层之间的第一绝缘层，以及位于所述半导体层与所述第二电极之间的第二绝缘层；
所述第一绝缘层与位于所述栅极金属层和所述有源层之间的栅极绝缘层同膜层设置，所述第二绝缘层与位于所述源漏金属层和所述公共电极层之间的钝化层同膜层设置。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，每一所述子像素均包括像素电极以及与所述像素电极电连接的像素开关晶体管；
每相邻两行所述子像素之间包括第一栅线和第二栅线；其中，位于同一行的所述控制开关晶体管的栅极与同一条所述第一栅线电连接，位于同一行的所述像素开关晶体管的栅极与同一条所述第二栅线电连接。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，每相邻两列所述子像素之间包括一条数据线，位于同一列的所述控制开关晶体管和所述像素开关晶体管的源极与同一条所述数据线电连接。
7.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，每相邻两列所述子像素之间包括两条数据线，位于同一列的所述控制开关晶体管和所述像素开关晶体管的源极与不同的所述数据线电连接。
8.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，还包括与所述第一电极电连接的指纹识别电压线，所述指纹识别电压线位于相邻两行所述子像素之间。
9.如权利要求1-8任一项所述的显示面板，其特征在于，设置有所述指纹识别结构的子像素为白色子像素。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的显示面板，还包括位于所述显示面板入光侧的背光模组。
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