CN106773219A - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，包括具有多个像素单元的显示面板，设置于显示面板的出光面的保护盖板，设置于像素单元背离出光面的一侧的用于纹路识别的多个感光器件，增加了设置于保护盖板与多个感光器件之间的光准直构件，该光准直构件在感光器件上方具有透光区域，且在透光区域之外为遮光区域，遮光区域可以过滤部分相邻谷脊的杂散光以及像素单元发出的显示发光入射至感光器件，而透光区域可以保证谷脊反射光有效入射至对应的感光器件，提高感光器件对于纹路的识别率，从而提高纹路识别图像的精度和清晰度。

Description

一种显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
目前，诸如手机等显示装置安装的实现纹路识别功能的器件均在主(home)键或显示装置背面等非显示区域，而未来显示装置的发展方向为超薄，高色域，广视角且集成各种传感功能。当实现纹路识别的光学传感器即感光器件(Sensor)集成在显示面板内部时，Sensor与手指接触面之间的距离会拉大，引起手指反射光到达Sensor的距离变大，手指反射的光线在达到Sensor之前会发生散射，如图1所示，使得单个光学Sensor接收到多个谷脊的指纹信息，导致获取到的光学指纹图案模糊，降低了纹路识别的精度。
因此，如何保证手指谷脊反射光有效的反馈到对应的Sensor，避免Sensor接收到显示发光或其他谷脊反射光，提高纹路识别图像的精度和清晰度，是本领域急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示装置，用以解决现有纹路识别图像的精度不高的问题。
因此，本发明实施例提供了一种显示装置，包括：具有多个像素单元的显示面板，设置于所述显示面板的出光面的保护盖板，设置于所述像素单元背离所述出光面的一侧的用于纹路识别的多个感光器件，以及设置于所述保护盖板与所述多个感光器件之间的光准直构件；其中，
所述感光器件与所述像素单元在所述显示面板上的正投影互不重叠；
所述光准直构件在所述感光器件上方具有透光区域，且在所述透光区域之外为遮光区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述光准直构件包括：设置于所述显示面板与所述保护盖板之间的第一光准直构件，和/或设置于所述显示面板内部的第二光准直构件，所述第一光准直构件和所述第二光准直构件一一对应且具有的所述透光区域在所述显示面板上的正投影完全重叠。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述感光器件设置于所述显示面板显示区的非发光区域；所述第一光准直构件和所述第二光准直构件仅在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有所述遮光区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述第一光准直构件为仅在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有所述遮光区域的遮光层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述遮光层为金属层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述金属层构成多个触控检测电极。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述第一光准直构件包括：依次层叠设置的第一透明电极层，电致变色层和第二透明电极层；其中，
所述第一透明电极层和/或所述第二透明电极层在所述感光器件上方具有镂空区域，且至少在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有电极图案；
所述电致变色层在所述第一透明电极层和所述第二透明电极层之间存在设定电压差的区域为黑态，在其他区域为透明态。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述电致变色层和所述第一透明电极层在所述显示面板显示区整层设置，所述第二透明电极层仅在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有电极图案且在所述感光器件上方具有所述镂空区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述第一光准直构件包括：第一基板和第二基板，设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，以及所述第一基板与所述第二基板之间的电极结构；其中，
所述电极结构用于控制所述液晶层在所述感光器件上方的区域为所述透光区域，且在设置有所述感光器件的所述非发光区域为所述遮光区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板包括：衬底基板，设置于所述衬底基板之上的像素控制电路器件，设置于所述像素控制电路器件之上的多个发光元件，以及覆盖所述发光元件的封装薄膜；所述感光器件设置于所述衬底基板背离所述发光元件一侧的表面，或设置于所述衬底基板与所述像素控制电路器件之间。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述第二光准直构件包括：与所述像素控制电路器件中的栅极膜层和源漏极膜层，以及所述发光元件中的阳极层之一或组合同层设置的遮光部件，所述遮光部件在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有所述遮光区域，且在所述感光器件上方具有所述透光区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，第二光准直构件包括多层所述遮光部件时，在相邻的两层所述遮光部件之间的绝缘层具有与所述遮光部件中的所述透光区域对应的过孔，位于上层的所述遮光部件的材料覆盖所述过孔的侧壁。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板包括：阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板和所述对向基板之间的液晶层；所述感光器件设置于所述阵列基板面向所述液晶层的表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述第二光准直构件为设置于所述对向基板面向所述阵列基板的一侧或设置于所述阵列基板面向所述对向基板的一侧的黑矩阵，所述黑矩阵在所述感光器件上方具有所述透光区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板包括：阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板和所述对向基板之间的液晶层；
所述感光器件设置于所述阵列基板面向所述液晶层的非显示区域；
所述第一光准直构件为设置于所述保护盖板面向所述对向基板一侧表面的黑色边框，所述黑色边框在所述感光器件上方具有所述透光区域；
所述第二光准直构件为与设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的黑矩阵同层设置的遮光部件，所述遮光部件在所述感光器件上方具有所述透光区域。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种显示装置，包括具有多个像素单元的显示面板，设置于显示面板的出光面的保护盖板，设置于像素单元背离出光面的一侧的用于纹路识别的多个感光器件，增加了设置于保护盖板与多个感光器件之间的光准直构件，该光准直构件在感光器件上方具有透光区域，且在透光区域之外为遮光区域，遮光区域可以过滤部分相邻谷脊的杂散光以及像素单元发出的显示发光入射至感光器件，而透光区域可以保证谷脊反射光有效入射至对应的感光器件，提高感光器件对于纹路的识别率，从而提高纹路识别图像的精度和清晰度。
附图说明
图1为现有技术中的显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图3a和图3b分别为本发明实施例提供的显示装置中的光准直构件的原理示意图；
图4a至图4d分别为本发明实施例提供的显示装置为电致发光显示面板时的结构示意图；
图5a和图5b分别为本发明实施例提供的显示装置为液晶显示面板时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供了一种显示装置，如图2所示，包括：具有多个像素单元Pixel的显示面板100，设置于显示面板100的出光面的保护盖板200，设置于像素单元Pixel背离出光面的一侧的用于纹路识别的多个感光器件300，以及设置于保护盖板200与多个感光器件300之间的光准直构件400；其中，
感光器件300与像素单元Pixel在显示面板100上的正投影互不重叠；
光准直构件400在感光器件300上方具有透光区域A，且在透光区域A之外为遮光区域B。
具体地，由于在本发明实施例提供的上述显示装置中，增加了设置于保护盖板200与多个感光器件300之间的光准直构件400，该光准直构件400在感光器件300上方具有透光区域A，且在透光区域A之外为遮光区域B，遮光区域B可以过滤部分相邻谷脊的杂散光以及像素单元发出的显示发光入射至感光器件300，而透光区域A可以保证谷脊反射光有效入射至对应的感光器件300，提高感光器件对于纹路的识别率，从而提高纹路识别图像的精度和清晰度。
在具体实施时，为了保证较小角度的谷脊反射光入射至对应的感光器件300中，需要保证光准直构件400具有一定的厚度，当光准直构件400的厚度越厚，可以使光线的观测角度越小，进而可以达到类似于准直光的效果，通过测量可知，如图3a所示，在光准直构件400的透光区域A的孔径为5μm时，光准直构件400的厚度需要在100μm以上，才能够达到很好的准直效果。一方面，目前的制作工艺无法实现厚度如此之高的膜层制作，另一方面，若在显示面板内部增加如此之厚的膜层会不利于显示面板的轻薄化设计。基于此，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图3b所示，采用层叠设置且具有设定间距的多个膜层替代一个厚度需求较高的膜层作为光准直构件400，达到同等的光准直效果。
基于此，具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图2所示，光准直构件400可以具体包括：设置于显示面板100与保护盖板200之间的第一光准直构件410，和设置于显示面板100内部的第二光准直构件420，第一光准直构件410和第二光准直构件420一一对应且具有的透光区域A在显示面板100上的正投影完全重叠，即两者的透光区域A完全一致。或者，光准直构件400可以仅具有设置于显示面板100与保护盖板200之间的第一光准直构件410，或设置于显示面板100内部的第二光准直构件420，在此不做限定。
下面均是以光准直构件400同时包括第一光准直构件410和第二光准直构件420为例进行说明。
在具体实施时，为了提高显示装置的便携性和降低成本，可以将感光器件300集成于显示面板100的显示区，此时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，感光器件300一般设置于显示面板100显示区的非发光区域，即如图2所示的像素单元Pixel之间的间隙处。此时，为了不影响显示功能，第一光准直构件410和第二光准直构件420仅在设置有感光器件300的非发光区域具有遮光区域B。第一光准直构件410的遮光区域B可以过滤部分谷脊的杂散光，第二光准直构件420的遮光区域B不仅可以过滤部分上方谷脊的杂散光，还可以遮挡大部分显示发光入射至感光器件300。
在具体实施时，在感光器件300设置于显示面板100显示区的非发光区域时，在本发明实施例提供的上述显示装置中的第一光准直构件410和第二光准直构件420的实现结构有多种方式，下面通过具体实施例分别进行详细介绍。
实施例一：第一光准直构件410的设置方式。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，显示面板100具体可以采用如图4a至图4d所示的电致发光显示面板，也可以采用如图5a至图5b所示的液晶显示面板。
在显示面板采用电致发光显示面板时，如图4a至图4d所示，显示面板100具体包括：衬底基板110，设置于衬底基板110之上的像素控制电路器件120，设置于像素控制电路器件120之上的多个发光元件130，以及覆盖发光元件130的封装薄膜140；其中，像素控制电路器件120由多个薄膜晶体管组成，图中仅是示意性的示出了一个薄膜晶体管。此时，第一光准直构件410设置于保护盖板200与封装薄膜140之间。并且，感光器件300可以如图4a和图4b所示设置于衬底基板110背离发光元件130一侧的表面，也可以如图4c和图4d所示设置于衬底基板110与像素控制电路器件120之间，在此不做限定。
在显示面板采用液晶显示面板时，如图5a和图5b所示，显示面板100包括：阵列基板101和对向基板102，以及设置于阵列基板101和对向基板102之间的液晶层103。此时，第一光准直构件410设置于保护盖板200与对向基板102之间。并且，感光器件300可以如图5a和图5b所示设置于阵列基板101面向液晶层103的表面。
具体地，以显示面板采用电致发光显示面板为例，如图4a所示，第一光准直构件410可以为仅在设置有感光器件300的非发光区域具有遮光区域B的遮光层。
此时，具体可以采用金属制作遮光层，即在本发明实施例提供的上述显示装置中的遮光层可以为金属层。金属层的层数可以为一层也可以为两层，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中的金属层还可以复用作为触控检测电极，即金属层可以构成多个触控检测电极，每个触控检测电极可以为金属网格状结构，并且，具体可以采用电容式实现触控检测，在此不做限定。
此时，由于目前的金属层一般采用溅射的方式制作，其厚度受到制作工艺以及刻蚀等因素的影响，制作出的金属层厚度一般在nm级别，不能够做到μm级别。此时，对于谷脊杂散光的滤光作用不是很大，会有较大角度的杂散光进入到显示面板，在经过第二光准直构件420之后到达感光器件300，感光器件300接受到的光依然会用相邻谷脊的混合光线，从而导致纹路的识别率较低。
基于此，较佳地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，可以利用电致变色材料实现厚度在μm级别的第一光准直构件410。具体地，如图4b所示，第一光准直构件410可以包括：依次层叠设置的第一透明电极层411，电致变色层412和第二透明电极层413；其中，第一透明电极层411和/或第二透明电极层413在感光器件300上方具有镂空区域，即无电极图案，且至少在设置有感光器件300的非发光区域具有电极图案。电致变色层412在第一透明电极层411和第二透明电极层413之间存在设定电压差的区域为黑态，在其他区域为透明态，即电致变色层412在未加电压时为透明态，在加载电压时形成遮光区域B。
这样，可以当显示面板为显示状态时，第一透明电极层411和第二透明电极层413未加电压，电致变色层412为透明态，实现正常的显示；当手指放到显示面板上为指纹识别状态时，第一透明电极层411和第二透明电极层413加载相应的电位，电致变色层412在第一透明电极层411和第二透明电极层413正对位置实现黑态，形成透光区域A。由于第一光准直构件410可以达到μm级别，可以很好的限制杂散光进入到感光器件300中，实现了高精度的指纹识别功能。
在具体实施时，为了简化制作工艺的复杂程度，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图4b所示，电致变色层412和第一透明电极层411在显示面板100显示区可以整层设置，即不需要进行构图；第二透明电极层413可以仅在设置有感光器件300的非发光区域具有电极图案且在感光器件300上方具有镂空区域，即仅第二透明电极层413需要进行构图，该镂空区域可以为圆孔状，也可以为方孔状，还可以为其他形状，在此不做限定。
或者，较佳地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，也可以利用液晶材料实现厚度在μm级别的第一光准直构件410。具体地，以显示面板采用液晶显示面板为例，如图5a所示，第一光准直构件410可以包括：第一基板414和第二基板415，设置于第一基板414和第二基板415之间的液晶层416，以及第一基板414与第二基板415之间的电极结构(图中未示出)；其中，电极结构用于控制液晶层416在感光器件300上方的区域为透光区域，且在设置有感光器件300的非发光区域为遮光区域。电极结构的具体实现方式有多种，在此不做限定。
进一步地，为减薄显示装置的厚度，在具体实施时，第一基板414可以与保护盖板200为同一基板，第二基板415可以与对向基板为同一基板，在此不做限定。
这样，可以当显示面板为显示状态时，电极结构不工作，实现正常的显示；当手指放到显示面板上为指纹识别状态时，电极结构用于控制液晶层416在感光器件300上方的区域为透光区域A，且在设置有感光器件300的非发光区域为遮光区域B。由于第一光准直构件410可以达到μm级别，可以很好的限制杂散光进入到感光器件300中，实现了高精度的指纹识别功能。
实施例二：第二光准直构件420的设置方式。
在显示面板采用电致发光显示面板时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图4a至图4d所示，第二光准直构件420可以包括：与像素控制电路器件120中的栅极膜层121和源漏极膜层122，以及发光元件130中的阳极层131之一或组合同层设置的遮光部件，遮光部件在设置有感光器件300的非发光区域具有遮光区域，且在感光器件300上方具有透光区域。
在图4a和图4b中示出了一个遮光部件与源漏极膜层122同层设置的情况，在图4c中示出了两个遮光部件分别与阳极层131和源漏极膜层122同层设置的情况，图4d中示出了三个遮光部件分别与阳极层131、源漏极膜层122和栅极膜层121同层设置的情况。
进一步地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图4c和图4d所示，当第二光准直构件420包括多层遮光部件时，在相邻的两层遮光部件之间的绝缘层具有与遮光部件中的透光区域对应的过孔，位于上层的遮光部件的材料覆盖过孔的侧壁。在图4c中位于阳极层131和源漏极膜层122之间的绝缘层在透光区域具有过孔，与阳极层131同层设置的遮光部件的材料覆盖过孔的侧壁。在图4d中位于栅极膜层121和源漏极膜层122之间的绝缘层在透光区域具有过孔，与源漏极膜层122同层设置的遮光部件的材料覆盖过孔的侧壁。
在显示面板采用液晶显示面板时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图5a所示，第二光准直构件420可以为设置于对向基板102面向阵列基板101的一侧或设置于阵列基板101面向对向基板102的一侧的黑矩阵，黑矩阵在感光器件300上方具有透光区域。
实施例三：在感光器件300设置于显示面板100的非显示区域。
进一步地，由于在将感光器件300设置于显示面板100显示区的非发光区域时，光准直构件400在像素单元Pixel的开口区域必然不能设置遮光区域B，因此不可避免的会有杂散光入射至感光器件300。在对纹路识别的清晰度要求较高的情况下，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，也可以将感光器件设置于显示面板的非显示区域。
以显示面板采用液晶显示面板为例，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图5b所示，第一光准直构件410可以为设置于保护盖板200面向对向基板102一侧表面的黑色边框，黑色边框在感光器件300上方具有透光区域；第二光准直构件420可以为与设置于阵列基板101与对向基板102之间的黑矩阵同层设置的遮光部件，遮光部件在感光器件300上方具有透光区域。
本发明实施例提供的显示装置具体可以为：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。
本发明实施例提供的上述显示装置，包括具有多个像素单元的显示面板，设置于显示面板的出光面的保护盖板，设置于像素单元背离出光面的一侧的用于纹路识别的多个感光器件，增加了设置于保护盖板与多个感光器件之间的光准直构件，该光准直构件在感光器件上方具有透光区域，且在透光区域之外为遮光区域，遮光区域可以过滤部分相邻谷脊的杂散光以及像素单元发出的显示发光入射至感光器件，而透光区域可以保证谷脊反射光有效入射至对应的感光器件，提高感光器件对于纹路的识别率，从而提高纹路识别图像的精度和清晰度。
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 (15)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：具有多个像素单元的显示面板，设置于所述显示面板的出光面的保护盖板，设置于所述像素单元背离所述出光面的一侧的用于纹路识别的多个感光器件，以及设置于所述保护盖板与所述多个感光器件之间的光准直构件；其中，
所述感光器件与所述像素单元在所述显示面板上的正投影互不重叠；
所述光准直构件在所述感光器件上方具有透光区域，且在所述透光区域之外为遮光区域。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光准直构件包括：设置于所述显示面板与所述保护盖板之间的第一光准直构件，和/或设置于所述显示面板内部的第二光准直构件，所述第一光准直构件和所述第二光准直构件一一对应且具有的所述透光区域在所述显示面板上的正投影完全重叠。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述感光器件设置于所述显示面板显示区的非发光区域；所述第一光准直构件和所述第二光准直构件仅在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有所述遮光区域。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一光准直构件为仅在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有所述遮光区域的遮光层。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述遮光层为金属层。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述金属层构成多个触控检测电极。
7.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一光准直构件包括：依次层叠设置的第一透明电极层，电致变色层和第二透明电极层；其中，
所述第一透明电极层和/或所述第二透明电极层在所述感光器件上方具有镂空区域，且至少在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有电极图案；
所述电致变色层在所述第一透明电极层和所述第二透明电极层之间存在设定电压差的区域为黑态，在其他区域为透明态。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述电致变色层和所述第一透明电极层在所述显示面板显示区整层设置，所述第二透明电极层仅在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有电极图案且在所述感光器件上方具有所述镂空区域。
9.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一光准直构件包括：第一基板和第二基板，设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，以及所述第一基板与所述第二基板之间的电极结构；其中，
所述电极结构用于控制所述液晶层在所述感光器件上方的区域为所述透光区域，且在设置有所述感光器件的所述非发光区域为所述遮光区域。
10.如权利要求3-9任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括：衬底基板，设置于所述衬底基板之上的像素控制电路器件，设置于所述像素控制电路器件之上的多个发光元件，以及覆盖所述发光元件的封装薄膜；所述感光器件设置于所述衬底基板背离所述发光元件一侧的表面，或设置于所述衬底基板与所述像素控制电路器件之间。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述第二光准直构件包括：与所述像素控制电路器件中的栅极膜层和源漏极膜层，以及所述发光元件中的阳极层之一或组合同层设置的遮光部件，所述遮光部件在设置有所述感光器件的所述非发光区域具有所述遮光区域，且在所述感光器件上方具有所述透光区域。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，第二光准直构件包括多层所述遮光部件时，在相邻的两层所述遮光部件之间的绝缘层具有与所述遮光部件中的所述透光区域对应的过孔，位于上层的所述遮光部件的材料覆盖所述过孔的侧壁。
13.如权利要求3-9任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括：阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板和所述对向基板之间的液晶层；所述感光器件设置于所述阵列基板面向所述液晶层的表面。
14.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述第二光准直构件为设置于所述对向基板面向所述阵列基板的一侧或设置于所述阵列基板面向所述对向基板的一侧的黑矩阵，所述黑矩阵在所述感光器件上方具有所述透光区域。
15.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括：阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板和所述对向基板之间的液晶层；
所述感光器件设置于所述阵列基板面向所述液晶层的非显示区域；
所述第一光准直构件为设置于所述保护盖板面向所述对向基板一侧表面的黑色边框，所述黑色边框在所述感光器件上方具有所述透光区域；
所述第二光准直构件为与设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的黑矩阵同层设置的遮光部件，所述遮光部件在所述感光器件上方具有所述透光区域。
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