CN110412794A - 一种显示基板和显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示基板和显示面板。该显示基板包括彩膜层和设置在彩膜层入光侧的传感器层，彩膜层包括不同颜色的彩膜和设置在不同颜色彩膜之间的黑矩阵，彩膜层还包括设置在黑矩阵所在区域的透光区，显示基板还包括透光切换结构，透光切换结构设置于彩膜层和传感器层之间，且对应透光区设置，用于在显示基板的显示状态下遮挡透光区透射至传感器层的光线，并在显示基板的触摸状态下使触摸物反射的光线经过透光区透射至传感器层。该显示基板不仅能在显示状态下遮挡透光区的显示光线，避免显示漏光，而且能在触摸状态下不遮挡透光区的透射光线，从而使触摸物反射的光线从透光区透射至传感器层，提高光学触摸物识别的光线透过率。

Description

一种显示基板和显示面板
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示基板和显示面板。
背景技术
随着技术的不断发展，手机等移动终端的屏占比越来越高，全面屏移动终端已经成为一种发展趋势，传统的指纹解锁会占用一定屏面比例，因此屏下指纹识别成为了一种可靠的技术解决方案，目前最常用的屏下指纹识别是采用光学式指纹识别方案，其原理是光线照射到手指谷脊纹路时，会反射光线，穿过屏幕达到屏幕下方的光学传感器实现指纹识别。然而针对于传统的薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)，为了避免漏光，在彩膜基板上的 R(红)、G(绿)、B(蓝)子像素之间布置黑矩阵(BM)进行覆盖，因为BM的存在，指纹反射光线穿透率低，无法满足屏下指纹高光线透过率的需求，以致无法很好地实现屏下光学指纹识别。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提供一种显示基板和显示面板。该显示基板不仅能在显示状态下遮挡透光区的显示光线，避免显示漏光，而且能在触摸状态下不遮挡透光区的透射光线，从而使触摸物反射的光线从透光区透射至传感器层，提高光学触摸物识别的光线透过率。
本发明提供一种显示基板，包括彩膜层和设置在所述彩膜层入光侧的传感器层，所述彩膜层包括不同颜色的彩膜和设置在不同颜色彩膜之间的黑矩阵，所述彩膜层还包括设置在黑矩阵所在区域的透光区，所述显示基板还包括透光切换结构，所述透光切换结构设置于所述彩膜层和所述传感器层之间，且对应所述透光区设置，用于在显示基板的显示状态下遮挡所述透光区透射至所述传感器层的光线，并在显示基板的触摸状态下使触摸物反射的光线经过所述透光区透射至所述传感器层。
优选地，所述透光切换结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分设在所述透光区的相对两侧，所述透光切换结构还包括设置于所述第一电极和所述第二电极之间的遮光液体，所述遮光液体能在所述第一电极和所述第二电极形成的电场作用下沿所述第一电极和所述第二电极的排布方向往复移动，以对所述透光区进行遮挡或暴露。
优选地，所述遮光切换结构还包括封装胶，所述封装胶设置于所述第一电极和所述第二电极之间，所述封装胶围设形成空腔，所述遮光液体容置于所述空腔内。
优选地，所述遮光液体包括电子水墨。
优选地，沿黑矩阵的宽度方向，所述透光区两侧的黑矩阵宽度相等。
优选地，所述遮光液体沿黑矩阵宽度方向的尺寸等于所述透光区沿该方向的宽度。
优选地，沿黑矩阵的宽度方向，所述透光区一侧的黑矩阵宽度等于所述第一电极的宽度、所述透光区一侧的所述封装胶的宽度和所述透光区的宽度之和。
优选地，不同颜色的彩膜排布呈阵列，黑矩阵包括沿彩膜排布行方向的横向黑矩阵和沿彩膜排布列方向的纵向黑矩阵；
所述透光区包括设置在纵向黑矩阵所在区域第一透光区，和/ 或，设置在横向黑矩阵所在区域的第二透光区；
所述第一透光区的长度等于纵向黑矩阵的长度，所述第二透光区的长度等于横向黑矩阵的长度。
优选地，所述透光切换结构包括第一透光切换结构和/或第二透光切换结构，所述第一透光切换结构对应所述第一透光区设置，所述第二透光切换结构对应所述第二透光区设置。
本发明还提供一种显示面板，包括上述显示基板。
本发明的有益效果：本发明所提供的显示基板，通过在彩膜层的黑矩阵所在区域设置透光区，并对应透光区设置透光切换结构，不仅能够使显示基板在显示状态下正常遮挡透光区的显示光线，从而避免显示基板在显示状态下出现漏光，而且能使显示基板在触摸状态下不对透光区的透射光线进行遮挡，从而使触摸状态下触摸物反射的光线从透光区透射至传感器层，以使传感器层能接收到更多的触摸物反射光线，进而能够更好地实现屏下光学触摸物识别，提高触摸灵敏度和准确度。
本发明所提供的显示面板，通过采用上述显示基板，不仅能实现该显示面板的正常显示，而且能使该显示面板实现更高光线透过率的屏下光学触摸物识别，从而提高了该显示面板的触摸灵敏度和准确度。
附图说明
图1为现有彩膜层的结构俯视示意图；
图2为传统显示基板的结构剖视示意图；
图3为本发明实施例中彩膜层的结构俯视示意图；
图4为本发明实施例中显示基板的结构剖视示意图；
图5为本发明实施例显示基板中指纹反射光线的传播示意图；
图6为本发明实施例中透光区透光关闭时显示基板的结构剖视示意图；
图7为本发明实施例中透光区透光开启时显示基板的结构剖视示意图；
图8为本发明实施例中光学指纹识别流程图。
其中附图标记为：
1、彩膜层；11、彩膜；12、黑矩阵；121、纵向黑矩阵；13、透光区；131、第一透光区；2、传感器层；3、第一电极；4、第二电极；5、遮光液体；6、封装胶；7、背光模组；8、下偏光片；9、阵列基板；10、上偏光片；14、保护盖板；15、手指；16、平坦化层。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明一种显示基板和显示面板作进一步详细描述。
目前传统的可实现光学指纹识别方案的显示基板如图1和图 2所示，当有光线照射到手指15时，通过手指谷脊纹路的反射再次回到显示基板内的传感器层2，从而被传感器层2光学感应到，因为彩膜层1上黑矩阵12的存在，光线不能从不同颜色的彩膜11 间的黑矩阵12透过，只能从不同颜色彩膜11如红(R)、绿(G)、蓝(B)彩膜透射至传感器层2，红色彩膜只透红光、绿色彩膜只透绿光、蓝色彩膜只透蓝光，这样会损失大部分光，即用于进行光学指纹识别的手指指纹反射光线透过率不高，无法达到传感器层2的光学识别范围。
为了解决现有显示基板屏下光学指纹识别光线透过率低的问题，本发明实施例提供一种显示基板，如图3和图4所示，包括彩膜层1和设置在彩膜层1入光侧的传感器层2，彩膜层1包括不同颜色的彩膜11和设置在不同颜色彩膜11之间的黑矩阵12，彩膜层1还包括设置在黑矩阵12所在区域的透光区13，显示基板还包括透光切换结构，透光切换结构设置于彩膜层1和传感器层2 之间，且对应透光区13设置，用于在显示基板的显示状态下遮挡透光区13透射至传感器层2的光线，并在显示基板的触摸状态下使触摸物反射的光线经过透光区13透射至传感器层2。
通过在彩膜层1的黑矩阵12所在区域设置透光区13，能使显示基板在触摸状态时，触摸物反射的光线经过透光区13透射至传感器层2上，从而使传感器层2能接收到更多的触摸物反射的光线，进而能够更好地实现屏下光学触摸物识别，提高了触摸灵敏度和准确度。通过设置对应透光区13的透光切换结构，不仅能够使显示基板在显示状态下正常遮挡透光区13的显示光线，从而避免显示基板在显示状态下出现漏光，而且能使显示基板在触摸状态下不对透光区13的透射光线进行遮挡，从而使触摸状态下触摸物反射的光线从透光区13透射至传感器层2，相比于现有的显示基板，能使传感器层2能接收到更多的触摸物反射光线，进而能够更好地实现屏下光学触摸物识别，提高触摸灵敏度和准确度。
本实施例中，触摸物为手指指纹。
优选的，本实施例中，如图5-7所示，透光切换结构包括第一电极3和第二电极4，第一电极3和第二电极4分设在透光区 13的相对两侧，透光切换结构还包括设置于第一电极3和第二电极4之间的遮光液体5，遮光液体5能在第一电极3和第二电极4 形成的电场作用下沿第一电极3和第二电极4的排布方向往复移动，以对透光区13进行遮挡或暴露。
其中，第一电极3和第二电极4为分设在透光区13相对两侧的氧化铟锡(ITO)材质的条状结构，第一电极3和第二电极4的长度方向沿透光区13的长度方向。
本实施例中，遮光切换结构还包括封装胶6，封装胶6设置于第一电极3和第二电极4之间，封装胶6围设形成空腔，遮光液体5容置于空腔内。其中，容置于空腔内的遮光液体5只占用了空腔内的部分空间，在第一电极3和第二电极4形成的电场作用下，遮光液体能在空腔内移动，从而实现对透光区13的遮挡和暴露。
优选的，遮光液体5包括电子水墨。当然，遮光液体5也可以采用其他的能够在电场作用下移动且能够遮光的液体材料。
本实施例中，沿黑矩阵12的宽度方向，透光区13两侧的黑矩阵12宽度相等。如此设置，能够更好地实现显示状态下遮光液体5对透光区13光线的遮挡和触摸状态下遮光液体5对透光区13 的不遮挡。
需要说明的是，沿黑矩阵12的宽度方向，透光区13两侧的黑矩阵12宽度也可以不相等。
本实施例中，遮光液体5沿黑矩阵12宽度方向的尺寸等于透光区13沿该方向的宽度。如此设置，能够更好地实现显示状态下遮光液体5对透光区13光线的遮挡和触摸状态下遮光液体5对透光区13的不遮挡。当然，遮光液体5沿黑矩阵12宽度方向的尺寸也可以大于透光区13沿该方向的宽度。
本实施例中，沿黑矩阵12的宽度方向，透光区13一侧的黑矩阵12宽度a等于第一电极3的宽度c、透光区13一侧的封装胶 6的宽度d和透光区13的宽度b之和。如此设置，能够更好地实现显示状态下遮光液体5对透光区13光线的遮挡和触摸状态下遮光液体5对透光区13的不遮挡。
本实施例中，不同颜色的彩膜11排布呈阵列，黑矩阵12包括沿彩膜11排布行方向的横向黑矩阵和沿彩膜11排布列方向的纵向黑矩阵121；透光区13包括设置在纵向黑矩阵121所在区域第一透光区131，和，设置在横向黑矩阵所在区域的第二透光区；第一透光区131的长度等于纵向黑矩阵121的长度，第二透光区的长度等于横向黑矩阵的长度。如此在显示基板的触摸状态下能使传感器层2能接收到更多的触摸物反射的光线，从而能够更好地实现屏下光学触摸物识别，进而更好地提高触摸灵敏度和准确度。
需要说明的是，透光区13也可以只设置第一透光区131或者第二透光区。第一透光区131的长度也可以小于纵向黑矩阵121 的长度，第二透光区的长度也可以小于横向黑矩阵的长度。只是，这样设置，传感器层2能接收到的触摸物反射光线明显少于本实施例中优选的上述透光区13设置方案。
本实施例中，透光切换结构包括第一透光切换结构和第二透光切换结构，第一透光切换结构对应第一透光区131设置，第二透光切换结构对应第二透光区设置。第一透光切换结构和第二透光切换结构能够分别对第一透光区131和第二透光区进行透光遮挡和暴露的切换，从而更好地实现屏下光学触摸物识别，以更好地提高触摸灵敏度和准确度。第一透光切换结构中的第一电极3 和第二电极4与第二透光切换结构中的第一电极和第二电极4分别设置于两个不同层上，且二者之间设置有平坦化层16，平坦化层16既能对位于上层的第一透光切换结构表面进行填平，又能使第一透光切换结构和第二透光切换结构中的电极之间相互绝缘。
需要说明的是，如果显示基板中仅设置有第一透光区131，则透光切换结构只需设置第一透光切换结构，同理，如果显示基板中仅设置有第二透光区，则透光切换结构只需设置第二透光切换结构。
本实施例中，透光切换结构对透光区13透过光线的切换控制过程为：如图5-8所示，第一透光切换结构的工作原理为：常规状态下位于左侧的第一电极3为高电平，位于右侧的第二电极4 为低电平，此时电子水墨位于如图6所示位置，遮挡住彩膜层1 上的第一透光区131；当指纹解锁命令启动时，左侧第一电极3 为低电平、右侧第二电极4为高电平，此时电子水墨会向左移动如图7所示，彩膜层1上第一透光区131打开。第二透光切换结构的工作原理与第一透光切换结构的完全相同，第二透光区能以同样原理打开，整个显示基板的触摸物反射光透过率都被提高，如图5所示，照射到手指15指纹的光线被指纹谷脊纹路反射回来通过第一透光区131和第二透光区向下穿透，到达传感器层2，完成指纹识别功能。第一电极3和第二电极4如此切换电位进行控制，实现透光区13的开启和关闭。
另外，本实施例中，如图4所示，显示基板还包括背光模组 7、下偏光片8、阵列基板9、上偏光片10和保护盖板14，下偏光片8、阵列基板9依次叠置于背光模组7上，传感器层2设置于阵列基板9上，上偏光片10设置于彩膜层1的出光侧，保护盖板14 设置于上偏光片10背离彩膜层1的一侧。触摸物从保护盖板14 上对显示基板进行触摸。本实施例中，显示基板为液晶显示基板，其中的液晶层和其他膜层均未示出。
本实施例的有益效果：本实施例中所提供的显示基板，通过在彩膜层的黑矩阵所在区域设置透光区，并对应透光区设置透光切换结构，不仅能够使显示基板在显示状态下正常遮挡透光区的显示光线，从而避免显示基板在显示状态下出现漏光，而且能使显示基板在触摸状态下不对透光区的透射光线进行遮挡，从而使触摸状态下触摸物反射的光线从透光区透射至传感器层，以使传感器层能接收到更多的触摸物反射光线，进而能够更好地实现屏下光学触摸物识别，提高触摸灵敏度和准确度。
基于上述实施例中所提供的显示基板，本发明实施例还提供一种显示面板，包括上述实施例中的显示基板。
通过采用上述显示基板，不仅能实现该显示面板的正常显示，而且能使该显示面板实现更高光线透过率的屏下光学触摸物识别，从而提高了该显示面板的触摸灵敏度和准确度。
该显示面板可以是液晶显示面板，也可以是有机电致发光显示面板(即OLED面板)。
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 (10)

1.一种显示基板，包括彩膜层和设置在所述彩膜层入光侧的传感器层，所述彩膜层包括不同颜色的彩膜和设置在不同颜色彩膜之间的黑矩阵，其特征在于，所述彩膜层还包括设置在黑矩阵所在区域的透光区，所述显示基板还包括透光切换结构，所述透光切换结构设置于所述彩膜层和所述传感器层之间，且对应所述透光区设置，用于在显示基板的显示状态下遮挡所述透光区透射至所述传感器层的光线，并在显示基板的触摸状态下使触摸物反射的光线经过所述透光区透射至所述传感器层。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述透光切换结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分设在所述透光区的相对两侧，所述透光切换结构还包括设置于所述第一电极和所述第二电极之间的遮光液体，所述遮光液体能在所述第一电极和所述第二电极形成的电场作用下沿所述第一电极和所述第二电极的排布方向往复移动，以对所述透光区进行遮挡或暴露。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述遮光切换结构还包括封装胶，所述封装胶设置于所述第一电极和所述第二电极之间，所述封装胶围设形成空腔，所述遮光液体容置于所述空腔内。
4.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述遮光液体包括电子水墨。
5.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，沿黑矩阵的宽度方向，所述透光区两侧的黑矩阵宽度相等。
6.根据权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述遮光液体沿黑矩阵宽度方向的尺寸等于所述透光区沿该方向的宽度。
7.根据权利要求6所述的显示基板，其特征在于，沿黑矩阵的宽度方向，所述透光区一侧的黑矩阵宽度等于所述第一电极的宽度、所述透光区一侧的所述封装胶的宽度和所述透光区的宽度之和。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的显示基板，其特征在于，不同颜色的彩膜排布呈阵列，黑矩阵包括沿彩膜排布行方向的横向黑矩阵和沿彩膜排布列方向的纵向黑矩阵；
所述透光区包括设置在纵向黑矩阵所在区域第一透光区，和/或，设置在横向黑矩阵所在区域的第二透光区；
所述第一透光区的长度等于纵向黑矩阵的长度，所述第二透光区的长度等于横向黑矩阵的长度。
9.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述透光切换结构包括第一透光切换结构和/或第二透光切换结构，所述第一透光切换结构对应所述第一透光区设置，所述第二透光切换结构对应所述第二透光区设置。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的显示基板。
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