CN106847872B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，包括显示面板和指纹识别模块，所述显示面板包括显示基板，所述显示基板被划分为多个像素区和位于每相邻两个像素区之间的间隔区，每个所述像素区内均设置有发光单元，所述显示基板还包括设置在多个所述发光单元背光侧的遮光层，所述遮光层上形成有多个位于所述间隔区的通光孔，所述遮光层朝向所述发光单元出光的一侧还设置有与所述通光孔一一对应的聚光透镜；所述指纹识别模块设置在所述遮光层背离所述发光单元的一侧，用于在所述显示面板发光时透过所述通光孔采集并识别位于所述显示面板出光侧的指纹图像。本发明能够在显示区实现指纹识别并达到良好的识别效果。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示装置。
背景技术
近几年来，智能手机越来越普及，其中的支付功能给手机使用者带来了极大的方便，外出购物，打车游玩，均可以用手机支付。因此，我们需要一部安全的手机来保障我们的财产，手机丢失后无法打开手机，盗取财物和信息。指纹识别在移动手机安全的需求下就应运而生。当前的主流技术中，实现指纹识别的结构主要是设置在屏幕的显示区域外面。例如，有些指纹识别结构设置在手机的主键(Home键)上，采用滑动或按压的方式开锁；还有一些指纹识别结构设置在手机的背面，在手握住手机的时候，可以对放在手机后面的手指进行指纹识别。目前还没有将指纹识别结构设置在显示区域的产品，这就导致的指纹识别的结构设置具有一定的局限性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示装置，以实现在显示区进行指纹识别，并获得良好的识别效果。
为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种显示装置，包括显示面板和指纹识别模块，所述显示面板包括显示基板，所述显示基板被划分为多个像素区和位于每相邻两个像素区之间的间隔区，每个所述像素区内均设置有发光单元，所述显示基板还包括设置在多个所述发光单元背光侧的遮光层，所述遮光层上形成有多个位于所述间隔区的通光孔，所述遮光层朝向所述发光单元出光的一侧还设置有与所述通光孔一一对应的聚光透镜；
所述指纹识别模块设置在所述遮光层背离所述发光单元的一侧，用于在所述显示面板发光时透过所述通光孔采集并识别位于所述显示面板出光侧的指纹图像。
优选地，所述聚光透镜的光轴穿过相应的通光孔。
优选地，所述聚光透镜的光轴与相应的通光孔的中心轴线重合。
优选地，所述通光孔位于相应聚光透镜的焦点位置处。
优选地，所述显示面板还包括与所述显示基板相对设置的盖板，所述盖板位于所述发光单元的出光侧，且所述盖板支撑在所述聚光透镜上。
优选地，多个像素区排列为多行多列，各个像素区的面积相等，所述聚光透镜为球体的一部分。
优选地，所述聚光透镜的底面半径在7μm～12μm之间，高度在1μm～3μm之间。
优选地，多个所述像素区排列为多列，任意相邻两列中，其中一列中的像素区的面积大于另一列中的像素区的面积，位于相邻两列像素区之间的聚光透镜为椭球体的一部分。
优选地，当所述聚光透镜为椭球体的一部分时，所述聚光透镜底面的长轴在12μm～20μm之间，底面短轴在6μm～12μm之间，所述聚光透镜的高度在1μm～3μm之间。
优选地，所述聚光透镜的折射率在1.3～1.8之间。
优选地，所述通光孔的孔径在2μm～3μm之间。
优选地，所述遮光层采用金属材料或不透光的聚酯材料制成。
在本发明提供的显示装置中，在显示状态下，当用户手指放置在显示面板的显示区时，发光单元所发射的光线被指纹反射，反射光线经过聚光透镜的汇聚并穿过通光孔射向指纹识别模块，指纹识别模块根据从每个通光孔射出的光线识别出指纹图像。通光孔的设置能够防止显示装置外部的杂散光进入指纹识别模块而影响指纹识别效果，聚光透镜的设置使得被指纹反射回来的光线更加集中，识别效果更好。可见，本发明能够实现在显示区进行指纹识别，并达到更好的指纹识别效果，并且，由于遮光层设置在发光单元的背光侧，且通光孔设置在像素区之间的间隔区，因而不会影响正常显示。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的显示装置进行指纹识别时的示意图；
图2是显示装置中的聚光透镜的形状与像素区的分布的第一种关系示意图；
图3是显示装置中聚光透镜的形状与像素区的分布的第一种关系示意图。
其中，附图标记包括：
100、显示面板；110、显示基板；111、衬底；112、发光单元；113、遮光层；113a、通光孔；114、薄膜晶体管；115、像素界定层；120、聚光透镜；130、盖板；200、指纹识别模块；300、手指；301、指纹；P、像素区；R、红色像素区；G、绿色像素区；B、蓝色像素区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种显示装置，所述显示装置能够进行指纹识别，图1为显示装置进行指纹识别时的示意图；图2和图3分别为显示装置中的聚光透镜的形状与像素区的分布的两种关系示意图。结合图1至图3所示，所述显示装置包括显示面板100和指纹识别模块200，显示面板100包括显示基板110，显示基板110被划分为多个像素区P和位于每相邻两个像素区P之间的间隔区，每个像素区P内均设置有发光单元112。显示面板100还包括设置在多个发光单元112背光侧的遮光层113，遮光层113上形成有多个位于所述间隔区的通光孔113a，遮光层113朝向发光单元112出光的一侧还设置有与通光孔113a一一对应的聚光透镜120。指纹识别模块200设置在遮光层113背离发光单元112的一侧，用于在显示面板100发光时透过通光孔采集并识别位于显示面板100出光侧的指纹301图像。
其中，显示基板110还可以包括衬底111、设置在衬底111上的薄膜晶体管114阵列。发光单元112可以为设置在薄膜晶体管114背离衬底111的一侧的有机电致发光单元(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)，其包括相对设置的第一电极和第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的发光功能层，第一电极与薄膜晶体管112的漏极相连。其中，发光单元112可以为底发光式结构，即，设置在发光功能层与衬底之间的第一电极为透明电极，第二电极为非透明电极；或者，所述发光单元为顶发光式结构，即，第一电极为非透明电极，第二电极为透明电极。
需要说明的是，发光单元112具有出光侧和背光侧，出光侧为发光单元112的光线所射向的那一侧，上述背光侧即为与出光侧相对的一侧。显示面板的出光侧即为发光单元的出光侧。对于底发光式发光单元而言，其背光侧即为发光单元112背离衬底111的一侧；对于顶发光式发光单元112而言，其背光侧即为发光单元112朝向衬底111的一侧。在本发明中，发光单元112具体可以为顶发光式发光单元，即，遮光层113位于发光单元112朝向衬底111的一侧；聚光透镜120设置在相应透光孔113a的背离衬底111的一侧。
在本发明提供的显示装置中，在显示状态下，当用户手指300放置在显示面板100的显示区时，发光单元112所发射的光线被指纹301反射，反射光线经过聚光透镜120的汇聚并穿过通光孔113a射向指纹识别模块200，指纹识别模块200根据从每个通光孔113a射出的光线识别出指纹图像。通光孔113a的设置能够防止显示装置外部的杂散光进入指纹识别模块200而影响指纹识别效果，聚光透镜120的设置使得被指纹301反射回来的光线更加集中，识别效果更好。可见，本发明能够实现在显示区进行指纹识别，并达到更好的指纹识别效果，并且，由于遮光层113设置在发光单元112的背光侧，且通光孔113a设置在像素区之间的间隔区，因而不会影响正常显示。
为了能够使得指纹识别模块200识别出完整的指纹图像，通光孔113a和聚光透镜120的分布应当满足，手指300放置在显示面板100的显示区时，手指300所在区域的聚光透镜120应能够保证，手指300每个位置所反射的光线均能够经过聚光透镜120和通光孔113a到达指纹识别模块200。其中，指纹识别模块200可以包括光电传感器和图像处理器，光电传感器用于将接收到的光线转换为电信号发送给图像处理器，图像处理器根据接收到的电信号计算每个聚光透镜处对应的指纹图像，并进一步合成完整的指纹图像。
优选地，聚光透镜120的光轴穿过相应的通光孔113a。进一步优选地，聚光透镜120的光轴与相应通光孔113a的中心轴线重合。更进一步优选地，通光孔113a可以位于相应聚光透镜120的焦点位置处，从而使得光线经过聚光透镜120的聚光后能够尽可能多地穿过通光孔113a，以提高指纹识别效果。
为了保证聚光透镜120所汇聚的光线能够充分穿过通光孔，同时防止外界的杂散光穿过通光孔113a而影响指纹识别效果，通光孔113a的孔径可以在2μm～3μm之间。其中，通光孔113a可以为圆柱形通光孔，也可以为方柱形通光孔。当通光孔113a为方柱形通光孔时，通光孔113a的孔径为通光孔113a横向上的最大尺寸。
进一步地，显示面板100还包括与显示基板110相对设置的盖板130，盖板130位于发光单元的出光侧，且盖板130支撑在聚光透镜120上。如上文所述，本发明的发光单元112为顶发光式发光单元，盖板130位于发光单元112的出光侧，即，盖板130位于发光单元112背离衬底111的一侧。而聚光透镜120可以同时起到聚光的作用和支撑盖板130、保持显示面板100结构稳定性的作用，从而以简单的结构同时实现在显示区进行指纹识别和保持显示面板100的稳定性。
具体地，显示基板110还包括设置在薄膜晶体管114阵列上方的像素界定层115，像素界定层115上形成有多个凹槽，发光单元112设置在凹槽内，聚光透镜120可以设置在像素界定层115上。聚光透镜120的折射率可以在1.3～1.8之间，例如，聚光透镜120的折射率为1.7。
本发明中的像素区P可以排列为不同的方式，第一种排列方式如图2所示，多个像素区P排列为多行多列，各个像素区P的面积相等，这时，聚光透镜120可以为球体的一部分。其中，聚光透镜120的底面半径在7μm～12μm之间，高度在1μm～3μm之间。
在这种像素区P均匀排列的情况下，聚光透镜120也相应地均匀排列，且有手指300触摸时，相应区域的每个聚光透镜120均采集可以到手指300上的一个圆形区域反射的光线，更便于指纹识别模块200根据每个圆形区域反射回的光线获取整个指纹图像。
像素区P的第二种排列方式如图3所示，多个像素区P排列为多列，任意相邻两列中，其中一列中的像素区P的面积大于另一列中的像素区P的面积，位于相邻两列像素区P之间的聚光透镜120为椭球体的一部分。如图3中所示，右侧列的蓝色像素区B的面积约为左侧列的红色像素区R和绿色像素区G的面积之和，左侧列像素区P和右侧列像素区P之间的聚光透镜的底面为椭圆，以充分利用间隔区。而对于同一列的像素区P，各像素区P的面积大小可以相同，相邻两个像素区P之间的聚光透镜120可以为球体的一部分。
其中，当聚光透镜120为椭球体的一部分时，聚光透镜120的椭圆形的底面的长轴在12μm～20μm之间，底面短轴在6μm～12μm之间，所述聚光透镜的高度在1μm～3μm之间。
本发明对遮光层13的材料不做具体限定，其具体可以采用金属材料或不透光的聚酯材料制成。
上述为对本发明提供的显示装置的描述，可以看出，在显示状态下，当用户手指放置在显示面板的显示区时，发光单元所发射的光线被指纹反射，反射光线经过聚光透镜的汇聚并穿过通光孔摄像指纹识别模块，指纹识别模块根据从每个通光孔射出的光线识别出指纹图像。通光孔的设置能够防止显示装置外部的杂散光进入指纹识别模块而影响指纹识别效果，聚光透镜的设置使得被指纹反射回来的光线更加集中，识别效果更好。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种显示装置，包括显示面板和指纹识别模块，所述显示面板包括显示基板，所述显示基板被划分为多个像素区和位于每相邻两个像素区之间的间隔区，每个所述像素区内均设置有发光单元，其特征在于，所述显示基板还包括设置在多个所述发光单元背光侧的遮光层，所述遮光层上形成有多个位于所述间隔区的通光孔，所述遮光层朝向所述发光单元出光的一侧还设置有与所述通光孔一一对应的聚光透镜；所述聚光透镜的折射率在1.3～1.8之间；所述指纹识别模块设置在所述遮光层背离所述发光单元的一侧，用于在所述显示面板发光时透过所述通光孔采集并识别位于所述显示面板出光侧的指纹图像；其中，
多个所述像素区排列为多列，任意相邻两列中，其中一列为蓝色像素区，另一列包括红色像素区和绿色像素区，蓝色像素区的面积为红色像素区和绿色像素区的面积之和；位于相邻两列像素区之间的聚光透镜为椭球体的一部分；同一列中的各像素区的面积相同，且同一列中相邻两个像素区之间的聚光透镜为球体的一部分；当所述聚光透镜为椭球体的一部分时，所述聚光透镜底面的长轴在12μm～20μm之间，底面短轴在6μm～12μm之间，所述聚光透镜的高度在1μm～3μm之间。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述聚光透镜的光轴穿过相应的通光孔。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述聚光透镜的光轴与相应的通光孔的中心轴线重合。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述通光孔位于相应聚光透镜的焦点位置处。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括与所述显示基板相对设置的盖板，所述盖板位于所述发光单元的出光侧，且所述盖板支撑在所述聚光透镜上。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述通光孔的孔径在2μm～3μm之间。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述遮光层采用金属材料或不透光的聚酯材料制成。
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