CN108630113A - 显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示面板和显示装置。该显示面板包括显示阵列、成像阵列和小孔阵列层；显示阵列包括阵列排布的多个显示像素，每个显示像素包括发光元件；成像阵列设置在显示阵列的背离显示面板的出光方向的一侧，且包括阵列排布的多个成像像素；小孔阵列层设置在显示阵列和成像阵列之间，且包括阵列排布的对应于多个成像像素的多个小孔。该显示装置包括上述的显示面板、显示驱动电路和图像检测电路。该显示面板和显示装置实现了条码扫描功能。

Description

显示面板和显示装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
条码(例如，条形码或二维码)是使用按照特定编码规则在一维方向或二维方向排布的黑白相间的图形记录信息的图形标识符，并且广泛应用于移动支付、物流仓储、售票、检票等领域。条码扫描可以使用条码扫描器或配备有成像元件的移动电子产品实现，在使用条码扫描器或移动电子产品进行条码扫描中，通常需要使用透镜对焦以对条码成像，由此增加了条码扫描时间和使用功耗。
发明内容
本公开的一个实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括显示阵列、成像阵列和小孔阵列层；显示阵列包括阵列排布的多个显示像素，每个显示像素包括发光元件；成像阵列设置在显示阵列的背离显示面板的出光方向的一侧，且包括阵列排布的多个成像像素；小孔阵列层设置在显示阵列和成像阵列之间，且包括阵列排布的对应于多个成像像素的多个小孔。
本公开的一个实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板、显示驱动电路和图像检测电路；显示驱动电路连接到显示面板的显示阵列的多条显示栅线，以为显示阵列的显示像素提供扫描信号以进行显示；图像检测电路连接到显示面板的成像阵列的多条成像栅线，以为成像阵列的成像像素提供扫描信号以进行成像。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，并非对本公开的限制。
图1是本公开一个实施例提供的一种显示面板的剖面示意图；
图2(a)是图1所示的显示面板的一种平面示意图；
图2(b)是图1所示的显示面板的另一种平面示意图；
图2(c)是图1所示的显示面板的再一种平面示意图；
图3(a)是图1所示的显示面板的示例性成像原理图；
图3(b)是图1所示的显示面板的应用场景图；
图4(a)是本公开一个实施例提供的一种显示装置的示例性框图；
图4(b)是图4(a)所示的显示装置的示例性结构图；
图5是本公开一个实施例提供的一种图像检测电路单元的示例性框图；
图6是本公开一个实施例提供的一种显示装置的条码扫描方法；
图7(a)是本公开一个实施例的显示面板的一种显示像素的截面示意图；以及
图7(b)是本公开一个实施例的显示面板的另一种显示像素的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例，更加全面地说明本公开的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。本公开省略了已知材料、组件和工艺技术的描述，从而不使本公开的示例实施例模糊。所给出的示例仅旨在有利于理解本公开示例实施例的实施，以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而，这些示例不应被理解为对本公开的实施例的范围的限制。
除非另外特别定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
本公开的实施例提供了一种显示面板和显示装置，该显示面板和显示装置实现了条码扫描功能。
本公开的至少一个实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括显示阵列、成像阵列和小孔阵列层；显示阵列包括阵列排布的多个显示像素，每个显示像素包括发光元件；成像阵列设置在显示阵列的背离显示面板的出光方向的一侧，且包括阵列排布的多个成像像素；小孔阵列层设置在显示阵列和成像阵列之间，且包括阵列排布的对应于多个成像像素的多个小孔。
例如，图1是本公开一个实施例提供的一种显示面板100的剖面示意图，如图1所示，该显示面板100可以包括显示阵列110、成像阵列120和小孔阵列层130。
例如，显示阵列110可以包括阵列排布的多个显示像素111，每个显示像素111可以包括发光元件113(参见图4(b))。例如，每个显示像素111包括的发光元件113的类型和数目可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。
例如，每个显示像素111的发光元件113可以为发光二极管器件，包括自发光器件(例如，可以为无机LED或可以为OLED器件或可以为QLED器件或可以为Micro LED器件)。例如，每个显示像素111可以包括一个发光元件113，每三个相邻的显示像素111的发光元件113的发光颜色可以相同或彼此不同；又例如，每个显示像素111还可以包括多个(例如，三个)发光元件113，多个发光元件113的发光颜色可以彼此不同。例如，根据实际应用需求，每个显示像素111的发光元件113可以与第一开关晶体管112(例如，薄膜晶体管，参见图4(b))电连接，并被与第一开关晶体管112电连接的驱动电路驱动发光。
例如，如图1所示，成像阵列120可以设置在显示阵列110的背离显示面板100的出光方向的一侧，且包括阵列排布的多个成像像素121。例如，图1所示的显示面板100的出光方向朝向上方，因此成像阵列120可以设置在显示阵列110的下方。例如，每个成像像素121可以包括光电二极管123和第二开关晶体管122(参见图4(b))，光电二极管123可以将照射到其上的光信号转换为电信号，第二开关晶体管122可以与光电二极管123电连接，以控制光电二极管123是否处于采集光信号的状态以及采集光信号的时间。例如，成像阵列120中光电二极管123的类型和设置方式可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，光电二极管123可以是PIN结型光敏二极管，由此可以提升光电二极管123的响应速度。例如，光电二极管123可以在制造显示阵列110时形成在衬底基板之上；又例如，光电二极管123可以预先形成、并通过焊接、卡接、粘胶等方式设置在衬底基板之上。
例如，如图1所示，小孔阵列层130可以设置在显示阵列110和成像阵列120之间，并且可以包括阵列排布的对应于多个成像像素121的多个小孔131。例如，小孔阵列层130在小孔131之外的位置处不透光。
例如，小孔阵列层130的形成方式、材料可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，小孔阵列层130由单独一层不透明材料通过构图工艺制备形成在显示阵列(发光元件)之下，该不透明材料可以为金属层或绝缘层。或者，小孔阵列层130由其他结构层转用实现，例如，在发光元件113为发光二极管器件的情况下，小孔阵列层130可以由不透明导电层形成，并且该不透导电层可以配置为连接到显示阵列110中多个显示像素111的发光二极管器件(例如，可以为自发光器件)。
更具体而言，图7(a)为本公开一个实施例中一种显示像素的截面示意图，以OLED为例。该显示像素包括有机发光二极管(OLED)，在衬底基板201上依次设置有电源走线202、第一绝缘层209、开关晶体管、驱动晶体管和OLED器件。驱动晶体管包括源极2071、漏极2072、栅极215、有源层216。该电源走线202为形成在衬底基板201表面上的面状不透明金属电极，该面状电极中形成多个开口2021，由此可以作为小孔阵列层。该衬底基板中设置成像像素构成的成像阵列(未示出)。该第一绝缘层209覆盖在电源走线202上。如图7(a)所示，在栅绝缘层211和第一绝缘层209中形成第一过孔结构210，电源走线202通过第一过孔结构210与驱动晶体管的源极2071连接。该驱动晶体管上设置有OLED器件以作为发光元件，该OLED器件包括阳极2081、像素界定层2082、发光层2083和阴极2084等。阳极2081与驱动晶体管的漏极2072通过第二过孔结构电连接，该第二过孔结构贯穿第二绝缘层212。在OLED器件的阳极2081上形成像素界定层2082，在像素界定层2082的开口部分中形成发光层2083，在发光层2083上形成阴极2084。该第一绝缘层209、栅绝缘层211、第二绝缘层212、像素界定层2082等由透明材料制备。
又例如，图1中的在发光元件113为发光二极管器件(例如OLED器件)的情况下，小孔阵列层130还可以配置为显示阵列110中各个显示像素111的OLED器件的像素界定层，该像素界定层由不透明材料制备。
更具体而言，图7(b)为本公开一个实施例中另一种显示像素的截面示意图，该显示像素包括有机发光二极管(OLED)，在衬底基板40上依次设置缓冲层41、有源层21、栅绝缘层42、像素电极31、像素界定层43、源漏电极层、钝化层44、发光层33和相对电极35。有源层21包括源极区21a和漏极区21b。有源层21上设置有薄膜晶体管(TFT)的由双层导电层形成的栅极20，该栅极20具有下层23和上层25。像素界定层43例如有非透明绝缘层材料(例如掺杂了碳的树脂材料)形成，其中形成有开口50，由此可以作为小孔阵列层。该衬底基板40中设置成像像素构成的成像阵列(未示出)。像素界定层43中还形成暴露有源层21的源极区21a和漏极区21b的过孔以及暴露像素电极的过孔，由此源极27可以将像素电极31和源极区21a电连接，漏极29可以和漏极区21b电连接。钝化层44覆盖在像素界定层上，且其中形成有暴露像素电极31的开口，由此发光层33形成在该开口中。像素电极31、发光层33以及相对电极35构成有机发光(EL)结构。这里，钝化层44、缓冲层41等由透明材料制备。
尽管本申请列举了多个以OLED为代表性的例子，然而本领域技术人员可以理解，上述的技术方案可适用于任何具有自发光特点的发光元件，例如QLED、Micro LED等。
例如，小孔阵列层130中小孔131的设置位置可根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，如图2(a)所示，每个小孔131可以设置于相邻的四个显示像素111之间；又例如，如图2(b)所示，每个小孔131可以设置于相邻的两个显示像素111之间；再例如，如图2(c)所示，在显示阵列110的分辨率较高或者成像阵列120的分辨率需求较低的情况下，可以每三个显示像素111对应于一个小孔131，由此可以降低光电二极管123的设置数目以及制造成本。例如，如图1和图2所示，每个成像像素121可以与对应的小孔131至少部分交叠；又例如，根据实际需求，在透过小孔131的光能够照射到对应的成像像素121上的情况下，每个成像像素121与对应的小孔131在垂直于显示阵列110的方向上还可以没有交叠的部分。
例如，图3(a)是图1所示的显示面板的示例性成像原理图，图3(b)是图1所示的显示面板的应用场景图。例如，如图3(a)和图3(b)所示，在需要进行条码扫描时，可以将显示面板100例如直接覆盖在条码上，显示像素111的发光元件113的出射光线照射到条码上、然后反射、并通过小孔131在成像像素121上成像；对于条码中颜色为黑色的条码图像单元，反射到成像像素121上的光强较弱，因此光电二极管123输出的电信号也较弱；对于条码中颜色为白色的条码图像单元，反射到成像像素121上的光强较强，因此光电二极管123输出的电信号也较强；由此可以根据光电二极管123输出的电信号的强弱、判断对应于该光电二极管123/成像像素121的条码图像单元的颜色。由于条码图像的每一个图像单元可以对应于成像阵列120的至少一个成像像素121，由此可以在不使用透镜等调焦元件的情况下使用成像阵列120对条码成像，进而实现条码(一维条码或二维码或其它条码)扫描功能。
例如，小孔131的宽度w、厚度d、小孔131与成像像素121的距离L1、小孔131与条码的距离L2以及每两个相邻的小孔131之间的间距w3可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，如图3所示，在成像像素121设置在小孔131正下方的情况下，条码图像单元在成像像素121上所成像的宽度w1＝2×L1×tan(θ/2)，用于小孔131成像的条码的宽度为w2＝2×L2×tan(θ/2)，其中，tan(θ/2)＝w/d。例如，为了避免条码图像单元的图像在其对应的成像像素121之外的成像像素121上成像，w1需要小于或等于w3。例如，为了避免一个以上的条码图像单元在一个图像像素上成像，w2需要小于条码图像单元的宽度。例如，为了增加条码解析的准确度，可以使得两个及以上的成像像素121对应于一个条码图像单元，也即是w3小于等于条码图像单元的宽度的1/2。
例如，为了可以精确的设置小孔131与成像像素121的距离L1以及小孔131与条码的距离L2，显示面板100还可以包括像方距离调节层141和物方距离调节层142。例如，像方距离调节层141可以包括透明材料并且设置在成像阵列120的靠近小孔阵列层130的一侧，物方距离调节层142可以包括透明材料并且设置在显示阵列110的远离小孔阵列层130的一侧。需要注意的是，对于需要在物方距离调节层142之上设置其它层(例如保护玻璃)的显示面板100，需要基于设置在物方距离调节层142之上其它层的厚度以及小孔131与条码之间的距离L2设置物方距离调节层142的厚度。
在上述多个实施例中，尽管本申请列举了多个以自发光器件为代表性的例子，然而对于需要背光的液晶显示器件，本技术方案也是具有可行性的。当所使用的是液晶显示器件中的显示像素时，液晶的背光照亮条码区域，条码反射的光线基于与上述实施例类似的原理可通过光电二极管解读出条码的内容。由于液晶显示器件中具有液晶，光线的传播路径无法类似自发光器件那样具有清晰的几何描述，在液晶显示器件中适用本申请的技术方案时，可通过内置处理器预存储光线在对应液晶显示器件中的路径模式，从而使其与成像阵列配合准确判断条码的内容。
本公开的至少一个实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板、显示驱动电路和图像检测电路；显示驱动电路连接到显示面板的显示阵列的多条显示栅线，以为显示阵列的显示像素提供扫描信号以进行显示；图像检测电路连接到显示面板的成像阵列的多条成像栅线，以为成像阵列的成像像素提供扫描信号以进行成像。该显示面板和显示装置实现了条码扫描功能。
例如，图4(a)是本公开一个实施例提供的一种显示装置10的示例性框图，图4(b)是图4(a)所示的显示装置10的示例性结构图。例如，该显示装置10可以包括本公开一个实施例提供的任意一个显示面板100，显示驱动电路163以及图像检测电路173。
例如，显示驱动电路163可以包括第一显示驱动电路164和第二显示驱动电路165，第一显示驱动电路164可以连接到显示面板100的显示阵列110的多条显示栅线161，以为显示阵列110的显示像素111提供扫描信号，第二显示驱动电路165可以连接到显示面板100的显示阵列110的多条显示信号线162，以为显示阵列110的显示像素111提供数据信号，由此显示驱动电路163可以驱动显示阵列110实现显示功能。
例如，图像检测电路173可以包括第一图像检测电路174和第二图像检测电路175，第一图像检测电路174可以连接到显示面板100的成像阵列120的多条成像栅线171，以为成像阵列120的成像像素121提供扫描信号，第二图像检测电路175可以连接到显示面板100的成像阵列120的多条成像信号线172，以读出成像像素121输出的电信号，由此图像检测电路173可以使得成像阵列120实现成像及条码扫描功能。
例如，第一显示驱动电路164、第二显示驱动电路165、第一图像检测电路174和第二图像检测电路175的设置方式可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，第一显示驱动电路164和第一图像检测电路174功能可以由同一个栅扫描电路实现；又例如，第一显示驱动电路164和第一图像检测电路174还可以是两个分立的元件。例如，第一显示驱动电路164和第二显示驱动电路165可以由同一个驱动电路实现；又例如，第一显示驱动电路164和第二显示驱动电路165还可以两个分立的元件。
例如，图像检测电路173的具体元件组成可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，图像检测电路173可以包括至少一个图像检测电路单元190。例如，如图6所示，可以针对每列成像像素121设置一个图像检测电路单元190，由此可以提升条码扫描速度。
例如，如图5所示，在一个实施例中，每个图像检测电路单元190可以包括比较电路191，比较电路191可以配置为将从成像像素121获得的信号(例如，电信号)与参考信号比较，由此可以将成像像素121输出的电信号转换为数字信号。例如，比较电路191可以是比较器或者是模数转换器。例如，由于条码图像只包括黑色和白色，因此，在采用比较器将从成像像素121获得的模拟电信号转换为数字信号的情况下，可以节省图像检测电路173的功耗。
例如，如图5所示，每个图像检测电路单元190还可以包括滤波电路193。例如，成像像素121输出的电信号在传递到比较电路191之前，可以经由滤波电路193滤波，由此可以提高成像像素121输出的电信号的信噪比。
例如，如图5所示，每个图像检测电路单元190还可以包括电流-电压转换电路192，电流-电压信号转换电路可以配置为将成像像素121输出的电流信号转换为电压信号并传递给滤波电路193，但本公开的实施例不限于此，例如，电流-电压信号转换电路还可以配置为将滤波电路193输出的电流信号转换为电压信号并传递给比较电路191。
例如，显示装置10还可以控制器180，控制器180可以与显示驱动电路163和图像检测电路173电连接，并可以被配置为，在操作时，将用于显示的时间段和用于成像的时间段彼此间隔。例如，在用于显示的时间段，控制器180可以控制显示驱动电路163，并使得显示阵列110的不同显示像素111的发光元件113发射强度不同的光线以进行显示操作；而在用于成像的时间段，控制器180可以控制显示驱动电路163，并使得显示阵列110的不同显示像素111的发光元件113发射强度相同的光线以进行成像操作。
例如，为了减少条码扫描时间，控制器180还可以配置为在用于成像的时间段内，先扫描部分成像栅线171以检测成像区域，然后在成像区域内扫描未扫描的成像栅线171。例如，控制器180可以配置为在用于成像的时间段内先扫描位于奇数行的成像栅线171，并确定条码成像的区域，然后再成像区域内扫描未扫描的、且位于偶数行的成像栅线171。
例如，如图6所示，在t1、t2和t3时刻分别扫描第1、3和5行的成像栅线171，由于对应于第3行栅线和第5行栅线的成像像素121输出有图像信号，因此确定的图像区域为第1行到第6行，然后对第1行到第6行之间的偶数行成像栅线171进行补扫，也即是在t4、t5和t6时刻分别扫描第2、4和6行的成像栅线171。显然，图6仅是示例性的示出了显示装置10的成像像素121的行数，在实际应用中成像像素121的行数可以根据需求进行设定，例如，可以包括1024行成像像素121，因此，通过采用上述扫描方法，可以节省条码的扫描时间。
本公开的实施例提供了一种显示面板和显示装置，该显示面板和显示装置实现了条码扫描功能。
虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本公开作了详尽的描述，但在本公开实施例基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本公开精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本公开要求保护的范围。

Claims (15)

1.一种显示面板，包括：
显示阵列，包括阵列排布的多个显示像素，其中，每个所述显示像素包括发光元件；
成像阵列，设置在所述显示阵列的背离所述显示面板的出光方向的一侧，且包括阵列排布的多个成像像素；以及
小孔阵列层，设置在所述显示阵列和所述成像阵列之间，且包括阵列排布的对应于所述多个成像像素的多个小孔。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其中，所述成像像素每个包括开关晶体管和光电二极管。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其中，所述光电二极管是PIN结型光敏二极管。
4.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其中，每个所述显示像素的发光元件为自发光器件。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其中，所述小孔阵列层由不透明导电层形成，且配置为连接到所述显示阵列中多个显示像素的自发光器件。
6.根据权利要求4所述的显示面板，其中，所述小孔阵列层还配置为所述显示阵列中各个显示像素的自发光器件的像素界定层。
7.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其中，每个所述小孔设置于相邻的两个或四个所述显示像素之间。
8.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其中，每个所述成像像素与对应的所述小孔至少部分交叠。
9.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，其中，每三个所述显示像素对应于一个所述成像像素和一个所述小孔。
10.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，还包括像方距离调节层，其中，所述像方距离调节层包括透明材料并且设置在所述成像阵列的靠近所述小孔阵列层的一侧。
11.根据权利要求1-3任一项所述的显示面板，还包括物方距离调节层，其中，所述物方距离调节层包括透明材料并且设置在所述显示阵列的远离所述小孔阵列层的一侧。
12.一种显示装置，包括：
如权利要求1-11任一项所述的显示面板；
显示驱动电路，连接到所述显示面板的显示阵列的多条显示栅线，以为所述显示阵列的显示像素提供扫描信号以进行显示；
图像检测电路，连接到所述显示面板的成像阵列的多条成像栅线，以为所述成像阵列的成像像素提供扫描信号以进行成像。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述图像检测电路包括比较电路，所述比较电路配置为将从所述成像像素获得的信号与参考信号比较。
14.根据权利要求12所述的显示装置，还包括控制器，其中，所述控制器被配置为，在操作时，将用于显示的时间段和用于成像的时间段彼此间隔。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述控制器还配置为在所述用于成像的时间段内，先扫描部分成像栅线以检测成像区域，然后在所述成像区域内扫描未扫描的成像栅线。
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