CN106067018A - 一种指纹识别显示面板及显示装置 - Google Patents

一种指纹识别显示面板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种指纹识别显示面板及显示装置，针对遮光层中对应于光敏感应单元设置的第一开口区域对应位置处的液晶层，将其液晶分子长轴的初始方向设置为与上偏光片的光透过轴方向呈45度夹角，并控制第一开口区域对应位置处的液晶层形成等效四分之一波片。以便使从上偏光片入射的线偏振光经过等效四分之一波片后合成圆偏振光，圆偏振光经过光敏感应单元下方的反射膜层的反射后旋转状态发生变化，再次经过等效四分之一波片之后形成的线偏振光与上偏光片的光透过轴方向垂直，从而不能通过上偏光片出射，达到防止漏光的作用。

Description

一种指纹识别显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种指纹识别显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，具有指纹识别功能的显示面板已经逐渐遍及人们的生活中。目前，指纹识别显示面板一般是采用电容式结构实现识别指纹的功能，例如内嵌式指纹识别显示面板是将电容式指纹识别部件设置在显示面板内部，其有利于显示面板轻薄化，但电容式指纹识别部件容易与显示面板内部的部件产生寄生电容，使指纹识别检测信号和显示信号之间相互干扰，从而影响指纹识别的质量。
因此，为避免上述问题，可以利用诸如PIN结的光敏特性，采用光敏感应单元集成于显示面板内部，以实现高质量的指纹识别。并且，为了不影响显示面板的开口率，需要将实现指纹识别的光敏感应单元放置于黑矩阵所在区域，并且，根据光敏感应单元的感光特性，需要对黑矩阵相对应位置进行开口处理，以便露出光敏感应单元来感测手指反射下来的光线。如图1所示，在光敏感应单元设置于阵列基板上时，由于在光敏感应单元下方会存在一些反光膜层，例如PIN结的下金属电极，外部光线通过黑矩阵的开口区域照射到光敏感应单元后，经过反光膜层反射回引起显示面板出现漏光现象，造成显示不良。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种指纹识别显示面板及显示装置，用以解决现有集成光敏感应单元的显示面板中由于遮光层开口区域引起的漏光问题。
因此，本发明实施例提供了一种指纹识别显示面板，包括：相对而置的阵列基板和对向基板，设置于所述对向基板背离所述阵列基板一侧的上偏光片，位于所述阵列基板与所述对向基板之间的液晶层，设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧的呈阵列排布的多个光敏感应单元，以及设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧或所述对向基板面向所述阵列基板一侧的遮光层；其中，所述遮光层在对应所述光敏感应单元的位置处设置有第一开口区域，以及在对应像素显示区域的位置处设置有第二开口区域；
在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层中，液晶分子长轴的初始方向与所述上偏光片的光透过轴方向呈45度夹角；且在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层形成等效四分之一波片。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度满足以下公式：
(ne-no)d＝1/4λ+nλ；
其中，ne为液晶分子对于沿着光轴的e光的折射率，no为液晶分子对于垂直光轴的o光的折射率，d为在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度，n为正整数，λ为经过在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的光波长。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，所述光敏感应单元的厚度与在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度之和等于在所述第二开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，还包括：位于所述第一开口区域处的厚度调节层；
所述厚度调节层设置于所述光敏感应单元与所述阵列基板之间，和/或设置于所述光敏感应单元面向所述液晶层的一侧，和/或设置于所述对向基板面向所述液晶层的一侧；
所述光敏感应单元的厚度、所述厚度调节层的厚度与在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度之和等于在所述第二开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，所述厚度调节层为树脂层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的液晶分子的偏转状态满足以下公式：
(neff-no)d＝1/4λ+nλ；
其中，neff为偏转后的液晶分子对于沿着光轴的e光的折射率，no为偏转后的液晶分子对于垂直光轴的o光的折射率，d为在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度，n为正整数，λ为经过在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的光波长。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，还包括：设置于所述第一开口区域处的用于调节液晶分子的偏转状态的电极结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，所述电极结构包括：设置于所述对向基板面向所述液晶层一侧的上电极，和设置于所述阵列基板面向所述液晶层一侧的下电极。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，所述下电极为所述光敏感应单元中的光敏二极管连接的固定电位电极。
另一方面，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指纹识别显示面板。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种指纹识别显示面板及显示装置，针对遮光层中对应于光敏感应单元设置的第一开口区域对应位置处的液晶层，将其液晶分子长轴的初始方向设置为与上偏光片的光透过轴方向呈45度夹角，并控制第一开口区域对应位置处的液晶层形成等效四分之一波片。以便使从上偏光片入射的线偏振光经过等效四分之一波片后合成圆偏振光，圆偏振光经过光敏感应单元下方的反射膜层的反射后旋转状态发生变化，再次经过等效四分之一波片之后形成的线偏振光与上偏光片的光透过轴方向垂直，从而不能通过上偏光片出射，达到防止漏光的作用。
附图说明
图1为现有技术中显示面板内设置光敏感应单元的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的指纹识别显示面板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的指纹识别显示面板中光特性变化的原理图；
图4a至图4c分别为本发明实施例提供的指纹识别显示面板中第一种方式的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的指纹识别显示面板中第二种方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的指纹识别显示面板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各部件的形状和大小不反映指纹识别显示面板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种指纹识别显示面板，如图2所示，包括：相对而置的阵列基板100和对向基板200，设置于对向基板200背离阵列基板100一侧的上偏光片400，位于阵列基板100与对向基板200之间的液晶层500，设置于阵列基板100面向对向基板100一侧的呈阵列排布的多个光敏感应单元600，以及设置于阵列基板面100向对向基板200一侧或对向基板200面向阵列基板100一侧的遮光层700，在图2中以遮光层700设置在对向基板200上为例进行说明；其中，遮光层700在对应光敏感应单元600的位置处设置有第一开口区域A，以及在对应像素显示区域的位置处设置有第二开口区域B；
在第一开口区域A对应位置处的液晶层500中，液晶分子长轴的初始方向与上偏光片400的光透过轴方向呈45度夹角；且在第一开口区域A对应位置处的液晶层500形成等效四分之一波片501。
值得注意的是，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中的遮光层700一般采用黑矩阵层实现。并且，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，如图2所示，一般还可以包括：设置于阵列基板100背离对向基板200一侧的下偏光片300，当然，也可以不设置下偏光片300，直接采用提供偏振光的背光模组，在此不作赘述。
在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，由于在第一开口区域A对应位置处的液晶层500中，液晶分子长轴的初始方向与上偏光片400的光透过轴方向呈45度夹角，因此，如图3所示，当从环境光经过上偏光片400后形成的线偏振光相对于等效四分之一波片501的光轴成特定的45°夹角，光线可以分解为沿着光轴的e光和垂直光轴的o光，因等效四分之一波片501的光轴方向ne和垂直光轴方向no的不同，导致e光和o光在等效四分之一波片501中的传播速度不同，而当等效四分之一波片501的厚度正好为入射光波长的(4n+1)/4时，线偏振光经过四分之一波片501之后可以合成圆偏振光，圆偏振光经过光敏感应单元600下方的反射膜层601的反射后旋转状态发生变化，再次经过等效四分之一波片501之后形成的线偏振光的偏振方向与初始环境光经过上偏光片400形成的线偏振光相互垂直，且与上偏光片400的光透过轴方向相互垂直，从而不能通过上偏光片400出射，达到防止漏光的作用。
根据上述的分析可知，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中需要在上偏光片400与光敏感应单元600下方的反射膜层601之间设置等效四分之一波片501，且等效四分之一波片501厚度d需要满足公式(ne-no)d＝1/4λ+nλ，而可见光的波长λ为380-780nm左右，n为正整数，通过公式计算出的等效四分之一波片501厚度d非常小，若采用常规的四分之一波片受工艺限制非常困难，因此，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中采用在第一开口区域A对应位置处的液晶层500形成等效四分之一波片501，易于实现对于等效四分之一波片501的厚度调节。
在具体实施时，为了保证在第一开口区域A对应位置处的液晶层500中，液晶分子长轴的初始方向与上偏光片400的光透过轴方向呈45度夹角，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板的制作过程中，在对阵列基板和对向基板上的取向层(PI)进行正面的摩擦取向后，单独对第一开口区域A对应位置的阵列基板和对向基板上的取向层(PI)采用激光摩擦(Rubbing)的方式进行取向，以保证在第一开口区域A入射的环境光经过上偏光片400后形成的线偏振光相对于等效四分之一波片501的光轴成特定的45°夹角。
具体地，为了在第一开口区域A对应位置处的液晶层500形成等效四分之一波片501满足上述要求，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中可以采用下述两种方式实现。
第一种方式：在具体实施时，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，可以控制在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的厚度满足以下公式：
(ne-no)d＝1/4λ+nλ；
其中，ne为液晶分子对于沿着光轴的e光的折射率，no为液晶分子对于垂直光轴的o光的折射率，d为在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的厚度，n为正整数，λ为经过在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的光波长，该光波长一般选择500nm左右的黄光作为标准值。
具体地，为了使在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的厚度满足上述条件，在具体实施时，可以通过调整光敏感应单元600的厚度的方式，实现控制在光敏感应单元600之上的液晶层500厚度的效果。具体地，光敏感应单元600的厚度与在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的厚度之和需要等于在第二开口区域B对应位置处的液晶层500的厚度。
或者，在具体实施时，如图4a至图4c所示，也可以通过在指纹识别显示面板中增加位于第一开口区域A处的厚度调节层800的方式，实现控制第一开口区域A处的液晶层500厚度的效果。具体地，如图4a所示，厚度调节层800可以设置于光敏感应单元600与阵列基板100之间；或者，如图4b所示，厚度调节层800也可以设置于光敏感应单元600面向液晶层500的一侧；或者，如图4c所示，厚度调节层800还可以设置于对向基板200面向液晶层500的一侧，当然，厚度调节层800还可以同时设置在图4a至图4c中的三个位置或任意两个位置，在此不做限定。并且，厚度调节层800的厚度需要满足以下条件：光敏感应单元600的厚度、厚度调节层800的厚度与在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的厚度之和等于在第二开口区域B对应位置处的液晶层500的厚度。
较佳地，为了使厚度调节层800的设置不影响光敏感应单有600的感应手指反射的光线，厚度调节层优选放置于光敏感应单元600与阵列基板100之间。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，厚度调节层800一般选用树脂层制作。
第二种方式：在具体实施时，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，可以控制在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的液晶分子的偏转状态满足以下公式：
(neff-no)d＝1/4λ+nλ；
其中，neff为偏转后的液晶分子对于沿着光轴的e光的折射率，no为偏转后的液晶分子对于垂直光轴的o光的折射率，d为在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的厚度，n为正整数，λ为经过在第一开口区域A对应位置处的液晶层500的光波长，该光波长一般选择500nm左右的黄光作为标准值。
具体地，为了使在第一开口区域A对应位置处的液晶层500中液晶分子的偏转状态满足上述条件，在具体实施时，可以通过调整第一开口区域A对应位置处的液晶层500加载电场大小的方式，实现控制在光敏感应单元600之上的液晶层500中液晶分子的偏转状态的效果。
基于此，在具体实施时，本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，如图5所示，还需要包括：设置于第一开口区域A处的用于调节液晶分子的偏转状态的电极结构900。
具体地，本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中的电极结构900的实施方式可以有多种，例如如图5所示，电极结构可以包括：设置于对向基板200面向液晶层500一侧的上电极901，和设置于阵列基板100面向液晶层500一侧的下电极902。通过调整上电极901和下电极902加载的电压差，从而控制液晶分子的偏转状态，使其偏转到特定角度，以满足对于沿着光轴的e光的折射率的要求。
较佳地，在本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板中，下电极902可以复用光敏感应单元600中的光敏二极管连接的固定电位电极。这样仅需增加上电极901即可实现电极结构900的功能。
在本发明实施例提供的上述使在第一开口区域A对应位置处的液晶层500形成等效四分之一波片501满足要求的第二种方式，相对于第一种方式的优点在于：当液晶盒厚一定时，通过调节电极结构900的压差即可使得液晶分子偏转到特定角度，以实现防漏光的作用，实际操作和制作更加方便。
基于同一发明构思，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指纹识别显示面板，该显示装置可以为：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。该显示装置的实施可以参见上述指纹识别显示面板的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述指纹识别显示面板及显示装置，针对遮光层中对应于光敏感应单元设置的第一开口区域对应位置处的液晶层，将其液晶分子长轴的初始方向设置为与上偏光片的光透过轴方向呈45度夹角，并控制第一开口区域对应位置处的液晶层形成等效四分之一波片。以便使从上偏光片入射的线偏振光经过等效四分之一波片后合成圆偏振光，圆偏振光经过光敏感应单元下方的反射膜层的反射后旋转状态发生变化，再次经过等效四分之一波片之后形成的线偏振光与上偏光片的光透过轴方向垂直，从而不能通过上偏光片出射，达到防止漏光的作用。
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)

1.一种指纹识别显示面板，其特征在于，包括：相对而置的阵列基板和对向基板，设置于所述对向基板背离所述阵列基板一侧的上偏光片，位于所述阵列基板与所述对向基板之间的液晶层，设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧的呈阵列排布的多个光敏感应单元，以及设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧或所述对向基板面向所述阵列基板一侧的遮光层；其中，所述遮光层在对应所述光敏感应单元的位置处设置有第一开口区域，以及在对应像素显示区域的位置处设置有第二开口区域；
在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层中，液晶分子长轴的初始方向与所述上偏光片的光透过轴方向呈45度夹角；且在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层形成等效四分之一波片。
2.如权利要求1所述的指纹识别显示面板，其特征在于，在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度满足以下公式：
(ne-no)d＝1/4λ+nλ；
其中，ne为液晶分子对于沿着光轴的e光的折射率，no为液晶分子对于垂直光轴的o光的折射率，d为在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度，n为正整数，λ为经过在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的光波长。
3.如权利要求2所述的指纹识别显示面板，其特征在于，所述光敏感应单元的厚度与在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度之和等于在所述第二开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度。
4.如权利要求2所述的指纹识别显示面板，其特征在于，还包括：位于所述第一开口区域处的厚度调节层；
所述厚度调节层设置于所述光敏感应单元与所述阵列基板之间，和/或设置于所述光敏感应单元面向所述液晶层的一侧，和/或设置于所述对向基板面向所述液晶层的一侧；
所述光敏感应单元的厚度、所述厚度调节层的厚度与在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度之和等于在所述第二开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度。
5.如权利要求4所述的指纹识别显示面板，其特征在于，所述厚度调节层为树脂层。
6.如权利要求1所述的指纹识别显示面板，其特征在于，在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的液晶分子的偏转状态满足以下公式：
(neff-no)d＝1/4λ+nλ；
其中，neff为偏转后的液晶分子对于沿着光轴的e光的折射率，no为偏转后的液晶分子对于垂直光轴的o光的折射率，d为在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的厚度，n为正整数，λ为经过在所述第一开口区域对应位置处的所述液晶层的光波长。
7.如权利要求6所述的指纹识别显示面板，其特征在于，还包括：设置于所述第一开口区域处的用于调节液晶分子的偏转状态的电极结构。
8.如权利要求7所述的指纹识别显示面板，其特征在于，所述电极结构包括：设置于所述对向基板面向所述液晶层一侧的上电极，和设置于所述阵列基板面向所述液晶层一侧的下电极。
9.如权利要求8所述的指纹识别显示面板，其特征在于，所述下电极为所述光敏感应单元中的光敏二极管连接的固定电位电极。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的指纹识别显示面板。
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