CN106873284B - 一种显示装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种显示装置及其控制方法，涉及显示技术领域，增强到达光敏传感单元的光能，以提高指纹识别的准确性。该显示装置包括显示面板，所述显示面板包含有多个光敏传感单元，还包括：位于所述显示面板的显示侧且沿远离所述显示面板的方向依次设置的透光孔形成层、液晶透镜层、导光层，以及设置在所述导光层侧面的光源；其中，所述透光孔形成层可在透光状态和小孔状态之间切换，所述小孔状态为所述透光孔形成层用于形成与每个光敏传感单元正对的透光孔的状态；所述液晶透镜层可在非透镜状态和透镜状态之间切换，所述透镜状态为所述液晶透镜层用于形成与每个所述光敏传感单元正对的凸透镜的状态。

Description

一种显示装置及其控制方法
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及其控制方法。
背景技术
随着指纹识别技术的发展，其广泛地应用于手机、平板电脑、电视、门禁、以及保险柜等设备中。指纹识别技术主要有光学式、电容式、以及超声波式，其中，光学式指纹识别技术的识别范围更广、且成本较低。
如图1所示，光学式指纹识别器中设置有多个光电传感器50，背光源60发出的光照射到手指后，光束通过手指发生漫发射，其中一部分光束被光电传感器50吸收。光束经过手指的波谷(后文称为谷)和波峰(后文称为脊)发生漫发射时，反射光的光能存在差异，其中，光束经过谷反射的光能相对脊反射的光能低，光电传感器50可基于接收到的光能的差异来进行指纹识别。
然而，由于光电传感器50只接收到很少一部分经手指漫反射的光束，且光束经过手指的谷和脊，反射的光能量差异极小，光电传感器50难以判断出谷和脊的相对位置，同时手指的谷和脊之间存在环境光干扰的情况下，光电传感器50更难对指纹进行准确的识别。
发明内容
本发明的实施例提供一种显示装置及其控制方法，在不影响显示的基础上，增强到达光敏传感单元的光能，以提高指纹识别的准确性。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包含有多个光敏传感单元，还包括：位于所述显示面板的显示侧且沿远离所述显示面板的方向依次设置的透光孔形成层、液晶透镜层、导光层，以及设置在所述导光层侧面的光源。
其中，所述透光孔形成层可在透光状态和小孔状态之间切换，所述小孔状态为所述透光孔形成层用于形成与每个光敏传感单元正对的透光孔的状态；所述液晶透镜层可在非透镜状态和透镜状态之间切换，所述透镜状态为所述液晶透镜层用于形成与每个所述光敏传感单元正对的凸透镜的状态。
优选的，每个所述光敏传感单元的中心、与所述光敏传感单元正对的所述透光孔的中心、与所述光敏传感单元正对的所述凸透镜的中心在同一竖直连线上。
优选的，所述光源发出的光线进入所述导光层，并射到所述导光层的上底面和下底面；射到所述导光层上底面和下底面的所述光线的入射角度数，大于或等于所述导光层的临界角度数。
优选的，所述透光孔形成层包括密封在第一腔体中的第一液晶层、以及用于驱动所述第一液晶层的第一像素电极和第一公共电极；所述第一像素电极和所述第一公共电极至少设置在除所述透光孔之外的区域。
优选的，所述液晶透镜层包括密封在第二腔体中的第二液晶层、以及用于驱动所述第二液晶层的第二像素电极和第二公共电极；所述第二像素电极和所述第二公共电极用于驱动所述第二液晶层在非透镜和透镜状态切换。
优选的，所述显示面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，其中所述第二基板相对所述第一基板靠近所述透光孔形成层设置，所述多个光敏传感单元设置于所述第二基板上。
优选的，所述多个光敏传感单元呈阵列式均匀分布，所述多个光敏传感单元在所述显示面板中占据的总区域为传感区域，所述显示面板的显示区域中除所述传感区域以外的区域为出光区域；所述传感区域与所述出光区域的面积比大于或等于1:4、且小于或等于1:1。
或者，每个所述光敏传感单元在所述显示面板中所占区域与所述显示面板的像素区域或子像素区域的面积比大于等于1:4、且小于等于1:1。
优选的，在每个所述光敏传感单元的中心、与所述光敏传感单元正对的所述透光孔的中心、与所述光敏传感单元正对的所述凸透镜的中心在同一竖直连线上的情况下，当所述液晶透镜层为透镜状态时，在平行于所述显示面板的方向，相邻所述凸透镜邻接设置。
进一步优选的，每个所述凸透镜的孔径为D0，所述凸透镜的中心到与其正对的所述透光孔的中心的垂直距离为H0，所述透光孔的中心到与其正对的所述光敏传感单元的垂直距离H1，所述光敏传感单元的宽度范围为大于等于且
另一方面，提供一种如第一方面所述显示装置的控制方法，所述显示装置包括控制模块；当所述控制模块接收到指纹识别信号后，控制指纹识别区域的透光孔形成层切换至小孔状态、液晶透镜层切换至透镜状态，并基于导光层、设置在所述导光层侧面的光源、以及多个光敏传感单元，使所述显示装置进行指纹识别；当所述控制模块接收到显示信号后，控制所述透光孔形成层切换至透光状态、所述液晶透镜层切换至非透镜状态，使所述显示装置进行显示。
本发明实施例提供一种显示装置及其控制方法，通过在显示面层显示侧远离显示面板的方向依次设置透光孔形成层、液晶透镜层、导光层，以及在导光层的侧面设置光源，当所述显示装置只用于显示时，透光孔形成层切换至透光状态，液晶透镜层切换至非透镜状态，使所述显示装置进行显示；当所述显示装置用于指纹识别时，指纹识别区域的透光孔形成层可切换至小孔状态、液晶透镜层可切换至透镜状态，显示面板的显示区域中除指纹识别区域以外的其他区域仍可用于正常显示，光源发出的光从导光层射到手指，经手指漫反射的光线先通过液晶透镜层的凸透镜使光线聚拢，从而增大谷、脊的光能，随着谷、脊光能的增大，二者之间光能的差值也增大，通过凸透镜的光线再经过透光孔形成层的透光孔，使聚拢后的光线经透光孔射到多个光敏传感单元，可排除除透光孔以外其他区域光线的干扰，本发明通过增加谷、脊之间光能的差值，且排除除透光孔以外其他区域光线的干扰，从而实现对指纹进行准确的识别。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种用于显示时的显示装置的原理图；
图4为本发明实施例提供的一种用于指纹识别时的显示装置的原理图；
图5为本发明实施例提供的一种光线在导光层中的光路图；
图6(a)为本发明实施例提供的一种透光孔的示意图一；
图6(b)为本发明实施例提供的一种透光孔的示意图二；
图7(a)为本发明实施例提供的一种凸透镜的示意图一；
图7(b)为本发明实施例提供的一种凸透镜的示意图二；
图8为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图一；
图9为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图二；
图10为本发明实施例提供的一种多个光敏传感单元的设置方式的示意图一；
图11为本发明实施例提供的一种多个光敏传感单元的设置方式的示意图二；
图12(a)为本发明实施例提供的一种多个光敏传感单元的设置方式的示意图三；
图12(b)为本发明实施例提供的一种多个光敏传感单元的设置方式的示意图四。
附图标记：
01-显示面板；02-出光区域；03-子像素区域；04-像素区域；10-光敏传感单元；20-透光孔形成层；21-透光孔；22-第一液晶层；23-第一像素电极；24-第一公共电极；25-第一偏光片；26-第二偏光片；30-液晶透镜层；31-凸透镜；32-第二液晶层；33-第二像素电极；34-第二公共电极；40-导光层；41-光源；50-光电传感器；60-背光源；101-第一基板；102-第二基板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种显示装置，如图2-4所示，包括显示面板01，显示面板01包含有多个光敏传感单元10，还包括：位于显示面板01的显示侧且沿远离显示面板01的方向依次设置的透光孔形成层20、液晶透镜层30、导光层40，以及设置在导光层40侧面的光源41。
其中，透光孔形成层20可在透光状态(如图3所示)和小孔状态(如图4所示)之间切换，小孔状态为透光孔形成层20用于形成与每个光敏传感单元10正对的透光孔21的状态；液晶透镜层30可在非透镜状态(如图4所示)和透镜状态(如图3所示)之间切换，透镜状态为液晶透镜层30用于形成与每个光敏传感单元10正对的凸透镜31的状态；导光层40具有光滑的上底面和下底面。
此处，为了避免用于显示的光线，对射到多个光敏传感单元10上用于指纹识别的光线造成干扰，每个光敏传感单元10包括光敏传感单元本体，还可以包括遮光层，遮光层设置在每个光敏传感单元本体远离透光孔形成层20的一侧。其中，光敏传感单元本体可以包括敏感元件和转换元件等；或者，可以包括发送器、接收器和检测电路等。
需要说明的是，第一，所述显示装置可用于识别指纹、掌纹等有纹路的受测物，本发明对此不做限定，为了方便阐述，后文均以指纹识别进行详细说明。
第二，光敏传感单元10用于将光信号转化为电信号，其可以是光敏传感器、光电传感器等，当光敏传感单元10为光敏传感器时，光敏传感器的结构可以是PIN(positive-intrinsic-negative，简称结光电二极管)结构，或者，光敏传感器的结构可以是PN(Positive-Negative junction，简称光敏二极管)等。
第三，不对多个光敏传感单元10的排布方式进行限定，其设置位置只要满足：当手指触摸显示装置显示侧用于指纹识别区域的任意位置时，都可进行指纹识别，且多个光敏传感单元10所占的区域不影响显示装置的正常显示即可。其中，相邻光敏传感单元10可以邻接设置(即两个光敏传感单元间没有用于出光的区域)，也可以间隔设置(即两个光敏传感单元间由用于出光的区域间隔开)。可选的，显示装置中每两个相邻的光敏传感单元10均间隔设置；可选的，显示装置中的相邻光敏传感单元10既可以邻接设置，也可以间隔设置，且邻接设置的光敏传感单元10不影响显示装置的正常显示。
第四，每个光敏传感单元10的中心和与其正对的透光孔21的中心可以在一条竖直连线上，也可以不在一条竖直连线上，只要一透光孔21在显示面板01上的正投影，与一光敏传感单元10在显示面板01上的正投影重叠(包括完全重叠和部分重叠)即可。
每个光敏传感单元10的中心和与其正对的凸透镜31的中心可以在一条竖直连线上，也可以不在一条竖直连线上，只要一凸透镜31在显示面板01上的正投影，与一光敏传感单元10在显示面板01上的正投影重叠(包括完全重叠和部分重叠)即可。
其中，通常显示面板01具有平行的上下表面，在显示面板01的正投影是指：凸透镜31、透光孔21、光敏传感单元10沿垂直于显示面板01上下表面的方向，投到显示面板01上下表面上的投影。
第五，不对透光孔形成层20的形成方式进行限定，只要透光孔形成层20可在透光状态和小孔状态之间切换即可，例如采用电极驱动液晶的方式，或者采用电泳技术。本领域技术人员应该理解，透光孔形成层20的小孔状态要形成允许光通过的透光孔21，其含义是指：透光孔21所在的区域透光，其他区域遮光。透光孔形成层20的透光状态故名思议是指：允许光透过的状态，即透光孔形成层20中状态可变的区域均变为透光状态。“状态可变的区域”示例的，当透光孔形成层20切换至小孔状态时，除透光孔21以外的遮光区域。
本领域技术人员应该理解，液晶透镜层30的透镜状态要形成凸透镜31，其含义是指：凸透镜31所在的区域光线聚拢，其他区域根据液晶的偏转不同，呈透光或遮光状态。为了使显示装置可用于显示，液晶透镜层30的非透镜状态应为允许光透过的状态，即液晶透镜层30中的所有区域均变为透光状态。
第六，导光层40靠近显示面板01一侧的底面为下底面，远离显示面板01一侧的底面为上底面，邻接于上底面和下底面之间的多个面为导光层40的多个侧面，光源41可以设置在导光层40的一个侧面，也可以设置在导光层40的多个侧面。
第七，导光层40可以包括网点，也可以不包括网点。若导光层40不包括网点，光源41发出的光线从导光层40的侧面进入导光层40，部分光线在导光层40内发生全反射，部分光线从导光层40的上底面射出，当手指触摸显示装置时，从导光层40上底面射出的光线射到手指，经过手指的漫反射射到多个光敏传感单元10上，从而实现指纹识别；若导光层40包括网点，光源41发出的光线从导光层40的侧面进入导光层40，并从导光层40的上底面射出，当手指触摸显示装置时，从导光层40上底面射出的光线射到手指，经过手指的漫反射射到多个光敏传感单元10上，从而实现指纹识别。
第八，不对导光层40的材料进行限定，其可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯的热可塑性树脂、聚碳酸酯(PC)等树脂材料。其中，环烯的热可塑性树脂可以是环烯烃聚合物(COP)。
第九，不对透光孔21和凸透镜31在导光层40下底面的正投影的形状进行限定，例如：如图6(a)和6(b)所示，透光孔21在导光层40下底面的正投影可以是矩形、圆形、椭圆形(图中未示出)等；如图7(a)和7(b)所示，凸透镜31在导光层40下底面的正投影可以是矩形、圆形(图中未示出)、椭圆形(图中未示出)等。优选的，凸透镜31和透光孔21在导光层40下底面的正投影为圆形。
第十，所述显示装置可以是液晶显示器，也可以是OLED(Organic Light-EmittingDiode，简称有机发光二极管)显示器。
当显示装置为液晶显示器时，其包括显示面板01和背光源，背光源提供给显示装置用于显示的光源。其中，显示面板01包括阵列基板、对盒基板以及设置在二者之间的液晶层，阵列基板可以包括TFT(Thin Film Transistor，简称薄膜晶体管)，与TFT的漏极电连接的像素电极；进一步的还可以包括公共电极。对盒基板可以包括黑矩阵和彩膜。此处，彩膜可以设置在对盒基板上，也可设置在阵列基板上；公共电极可以设置在阵列基板上，也可设置在对盒基板上。在此基础上，液晶显示装置也可以包括分别设置在显示面板01靠近和远离背光源侧的偏光片。
当显示装置为OLED时，由于OLED为自发光装置，可提供给自身用于显示的光源。OLED包括阵列基板和封装基板。其中，阵列基板可以包括TFT，与TFT的漏极电连接的阳极、阴极、以及位于阳极和阴极之间的有机材料功能层。
本发明实施例提供一种显示装置，通过在显示面板01显示侧远离显示面板01的方向依次设置透光孔形成层20、液晶透镜层30、导光层40，以及在导光层40的侧面设置光源41，当所述显示装置只用于显示时，透光孔形成层20切换至透光状态，液晶透镜层30切换至非透镜状态，使所述显示装置进行显示；当所述显示装置用于指纹识别时，指纹识别区域的透光孔形成层20可切换至小孔状态、液晶透镜层30可切换至透镜状态，显示面板01的显示区域中除指纹识别区域以外的其他区域仍可用于正常显示，光源41发出的光从导光层40射到手指，经手指漫反射的光线先通过液晶透镜层30的凸透镜31使光线聚拢，从而增大谷、脊的光能，随着谷、脊光能的增大，二者之间光能的差值也增大，通过凸透镜31的光线再经过透光孔形成层20的透光孔21，使聚拢后的光线经透光孔21射到多个光敏传感单元10，可排除除透光孔21以外其他区域光线的干扰，本发明通过增加谷、脊之间光能的差值，且排除除透光孔21以外其他区域光线的干扰，从而实现对指纹进行准确的识别。
在此基础上，考虑到凸透镜31中至少有一个面为曲面，而所有曲面中，球面最适合批量生产，并容易加工到高精度，因此，优选的，凸透镜31为球面透镜。优选的，如图4所示，每个光敏传感单元10的中心、与光敏传感单元10正对的透光孔21的中心、与光敏传感单元10正对的凸透镜31的中心在同一竖直连线上。
本发明实施例通过将与每个光敏传感单元10正对的凸透镜31的中心，和与所述光敏传感单元10正对的透光孔21的中心设置在同一竖直连线上，可以使通过透光孔21的光线只包括凸透镜31聚拢后的光线，从而使光敏传感单元10完全排除除聚拢光线以外的其他光线的干扰；考虑到相邻光敏传感单元10邻接设置的情况，为了使射到光敏传感单元10所在平面的光线不重叠，通过透光孔21的光线应全部射到与其正对的光敏传感单元10上，因此，将光敏传感单元10的中心和与所述光敏传感单元10正对的透光孔21的中心设置在同一竖直连线上，可以缩小光敏传感单元10的宽度，从而避免光敏传感单元10的宽度太大，影响显示装置的开口率。
优选的，光源41发出的光线进入导光层40，并射到导光层40的上底面和下底面；其中，射到导光层40上底面和下底面的所述光线的入射角度数，大于或等于导光层40的临界角度数。
需要说明的是，本领域的技术人员应该理解，当光线由光密介质射向光疏介质时，若光线在光密介质的入射角度数增加到一定数值，则光线在光疏介质的折射角度数将达到90°，这时在光疏介质中将不会出现折射光线，光线仍在光密介质中反射，这种现象称为全反射现象。其中，光线在光疏介质的折射角度数为90°时，光线在光密介质的入射角度数即为临界角度数，若光线在光密介质的入射角度数大于或等于临界角度数，则光线在光密介质中发生全反射。
而本发明实施例中，如图5所示，光线从光源41射入导光层40，再从射向空气或在导光层40内反射，其中，导光层40可看作光密介质，空气可看作光疏介质，射到导光层40上底面和下底面的光线的入射角γ，即为光线在光密介质的入射角，因此，当射到导光层40上底面和下底面的光线的入射角γ的度数大于或等于导光层40的临界角度数时，光线在导光层40中发生全反射。此时，当所述显示装置只用于显示时，人眼看到的光线只有所述显示装置用于显示的光线；当所述显示装置用于指纹识别时，手指触摸显示装置，导光层40受到力的作用，在手指触摸位置发生形变，从而破坏了光线在导光层40中的全反射，光从导光层40射出到手指，经过手指的漫反射射到多个光敏传感单元10上，从而实现指纹识别(图5仅示出光线射到导光层的上底面，其中α、β、γ的取值范围为大于等于0°、且小于等于90°)。
此处，若导光层40的折射率大于等于则可实现射到导光层40上底面和下底面的光线的入射角度数γ，大于或等于导光层40的临界角度数；否则，可通过改变光源41发出的光线射到导光层40的入射角度数α，来实现射到导光层40上底面和下底面的光线的入射角度数γ，大于或等于导光层40的临界角度数。
示例的，如图5所示，若导光层40的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，折射率为n＝1.49，sin90°＝1，则临界角度数为因此，射到导光层40上底面和下底面的所述光线的入射角度数γ大于或等于42.2°即可，即，γ≥42.2°。
由图5可以看出，光源41发出的光线射到导光层40的折射角度数β，与射到导光层40上底面和下底面的光线的入射角度数γ，二者之和为90°，即，β+γ＝90°，因此，90°-β≥42.2°，得到β≤47.8°。
在此基础上，已知导光层40的折射率n、以及光源41发出的光线射到导光层40的折射角度数β，求光源41发出的光线射到导光层40的入射角度数α。其中，sin47.8°≈0.74，根据折射率公式得到：sinα≤0.74*1.49＝1.1026。
已知α的取值范围为0≤α≤90°，sinα的取值范围为0≤sinα≤1，sinα的取值范围在上述计算结果1.1026之内，因此，当导光层40的折射率为1.49时，从光源41射入导光层40的光线，均可实现射到导光层40上底面和下底面的光线的入射角度数γ，大于或等于临界角度数，进而使从光源41射到导光层40上底面和下底面的所有光线在导光层40中发生全反射。
本发明实施例中，可通过使射到导光层40上底面和下底面的所述光线的入射角度数γ，大于或等于导光层40的临界角度数，使得所述显示装置只用于显示时，人眼看到的光线只有所述显示装置用于显示的光线，避免从导光层40上底面射出的光线对所述显示装置显示的画面的对比度产生影响；而当所述显示装置用于指纹识别时，手指触摸显示装置，导光层40受到力的作用，在手指触摸位置发生形变，从而破坏了光线在导光层40中的全反射，光从导光层40射出到手指，经过手指的漫反射射到多个光敏传感单元10上，从而实现指纹识别。优选的，如图2所示，透光孔形成层20包括密封在第一腔体中的第一液晶层22、以及用于驱动第一液晶层22的第一像素电极23和第一公共电极24；第一像素电极23和第一公共电极24至少设置在除透光孔21之外的区域。
此处，透光孔形成层20还包括设置在第一腔体靠近显示面板01一侧的第一偏光片25和远离显示面板01一侧的第二偏光片26；或者，第一液晶层22的液晶为胆甾相液晶或PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal，简称聚合物分散液晶)。
此外，透光孔形成层20还包括设置在第一液晶层22靠近显示面板01一侧的第三基板和远离显示面板01一侧的第四基板。
需要说明的是，第一偏光片25和第二偏光片26的透过轴的相对位置不同，透光孔形成层20的工作模式不同，具体可分为以下两种情况：
第一种情况：第一偏光片25和第二偏光片26的透过轴垂直设计。
当透光孔形成层20以TN(Twisted Nematic，简称扭曲向列相)模式形成透光孔21时，透光孔形成层20在不加电的情况下为白态，在加电的情况下为黑态。当透光孔形成层20切换至小孔状态时，透光孔21所在的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间无电压，使该区域允许光通过；除透光孔21之外的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间有电压，使该区域遮光。
当透光孔形成层20以ADS(Advanced Super Dimension Switch简称高级超维场转换)模式形成透光孔21时，透光孔形成层20在不加电的情况下为黑态，在加电的情况下为白态。当透光孔形成层20切换至小孔状态时，透光孔21所在的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间有电压，使该区域允许光通过；除透光孔21之外的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间无电压，使该区域遮光。
第二种情况：第一偏光片25和第二偏光片26的透过轴平行设计。
当透光孔形成层20以TN(Twisted Nematic，简称扭曲向列相)模式形成透光孔21时，透光孔形成层20在不加电的情况下为黑态，在加电的情况下为白态。当透光孔形成层20切换至小孔状态时，透光孔21所在的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间有电压，使该区域允许光通过；除透光孔21之外的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间无电压，使该区域遮光。
当透光孔形成层20以ADS(Advanced Super Dimension Switch简称高级超维场转换)模式形成透光孔21时，透光孔形成层20在不加电的情况下为白态，在加电的情况下为黑态。当透光孔形成层20切换至小孔状态时，透光孔21所在的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间无电压，使该区域允许光通过；除透光孔21之外的区域，第一像素电极23和第一公共电极24之间有电压，使该区域遮光。
本发明实施例利用第一像素电极23和第一公共电极24驱动第一液晶层22偏转，从而使透光孔形成层20在透光状态和小孔状态切换，技术成熟且不影响显示装置正常显示。
优选的，如图2所示，液晶透镜层30包括密封在第二腔体中的第二液晶层32、以及用于驱动所述第二液晶层32的第二像素电极33和第二公共电极34；第二像素电极33和第二公共电极34用于驱动第二液晶层32在非透镜和透镜状态切换。
此外，液晶透镜层30还包括设置在第二液晶层32靠近显示面板01一侧的第五基板和远离显示面板01一侧的第六基板。
本发明实施例利用第二像素电极33和第二公共电极34驱动第二液晶层32偏转，从而使液晶透镜层30在非透镜状态和透镜状态之间切换，技术成熟且不影响显示装置正常显示。
优选的，如图8和图9所示，显示面板01包括对盒设置的第一基板101和第二基板102，其中第二基板102相对第一基板101靠近透光孔形成层20设置，多个光敏传感单元10设置于第二基板102上。
需要说明的是，如图8所示，多个光敏传感单元10可以设置在第二基板102靠近第一基板101的一侧，如图9所示，也可以设置在第二基板102远离第一基板101的一侧。
本发明实施例中，相较于将多个光敏传感单元10设置在第一基板101上，将多个光敏传感单元10设置在第二基板102上，可避免光线通过显示面板01时，造成光能衰减。
此外，多个光敏传感单元10还可以设置于第一基板101靠近第二基板102的一侧，也可以设置在第一基板101远离第二基板102的一侧。
基于上述，显示装置中的基板包括：显示面板01中的第一基板101和第二基板102、透光孔形成层20中的第三基板和第四基板、液晶透镜层30中的第五基板和第六基板，此外，还包括导光层40。其中，部分基板可以共用，具体分为以下四种情况：
第一种情况：显示装置包括6个基板，即：第一基板101、第二基板102、第三基板、第四基板、第五基板、以及第六基板。
第二种情况：显示装置包括5个基板。其中，导光层40用作第六基板。
第三种情况：显示装置包括4个基板。其中，第一液晶层22的液晶为胆甾相液晶或PDLC，或者，第一偏光片25设置在第三基板靠近第四基板的一侧、第二偏光片26设置在第四基板靠近第三基板的一侧，则第三基板与第二基板102共用，第四基板与第五基板共用。
第四种情况：显示装置包括3个基板。其中，导光层40用作第六基板，且第三基板与第二基板102共用，第四基板与第五基板共用。
可选的，如图10所示，多个光敏传感单元10呈阵列式均匀分布，多个光敏传感单元10在显示面板01中占据的总区域为传感区域，显示面板01的显示区域中除传感区域以外的区域为出光区域02；传感区域与出光区域02的面积比大于或等于1:4、且小于或等于1:1。
本发明实施例通过将多个传感单元10设置为阵列式排布，可使多个光敏传感单元10在显示面板01中均匀排布，且手指触摸显示装置显示侧任意位置都可进行指纹识别；传感区域与出光区域02的面积比范围为大于或等于1:4、且小于或等于1:1，在此面积比范围内，当显示装置用于显示时，可不因开口率的减小影响显示装置的正常显示。
在此基础上，优选的，传感区域与出光区域02的面积比等于1:1，在不影响显示装置正常显示的情况下，指纹识别的效果最好。
可选的，每个光敏传感单元10在显示面板01中所占区域与显示面板01的像素区域04(如图12(a)和12(b)所示)或子像素区域03(如图11所示)的面积比大于等于1:4、且小于等于1:1。
具体的，对于彩色显示装置而言，像素区域04是指其中可呈现多种颜色的最小重复区域，子像素区域03是指在像素区域04中用于呈现一种原色的区域，像素区域04通常包含至少三个子像素区域03。示例的，子像素区域03可以是红色子像素区域、绿色子像素区域、蓝色子像素区域；像素区域04可以是至少包括一红色子像素区域、一绿色子像素区域、一蓝色子像素区域的区域。对于单色光装置而言，像素区域04包括一个子像素区域03，像素区域04的大小即为子像素区域03的大小。
需要说明的是，光敏传感单元10可与显示面板01中的每个像素区域04或每个子像素区域03一一对应，或者光敏传感元10设置于显示面板01中的部分像素区域04或部分子像素区域03，只要多个光敏传感单元10所在的区域大小，可用来进行指纹识别即可。
本发明实施例以显示面板01中的一个像素或一个子像素为单位设置每个光敏传感单元10，可使多个光敏传感单元10在显示面板01中均匀排布，而每个光敏传感单元10在显示面板01中所占的区域与像素区域04或子像素区域03的面积比大于等于1:4、且小于等于1:1，在此面积比范围内，当显示装置用于显示时，可不因开口率的减小影响显示装置的正常显示。
在此基础上，优选的，每个光敏传感单元10在显示面板01中所占区域与显示面板01的像素区域04或子像素区域03的面积比等于1:1，在不影响显示装置正常显示的情况下，指纹识别的效果最好。
考虑到由于指纹信息的缺失，可能造成指纹识别不准确，因此，在每个光敏传感单元10的中心、与光敏传感单元10正对的透光孔21的中心、与光敏传感单元10正对的凸透镜31的中心在同一竖直连线上的情况下，优选的，如图4所示，当液晶透镜层30为透镜状态时，在平行于所述显示面板01的方向，相邻凸透镜31邻接设置。
优选的，如图4所示，每个凸透镜31的孔径为D0，凸透镜31的中心到与其正对的透光孔21的中心的垂直距离为H0，透光孔21的中心到与其正对的光敏传感单元10的垂直距离H1，光敏传感单元10的宽度范围为大于等于且
具体的，如图4所示，若在平行于显示面板01的方向，相邻凸透镜31邻接设置，则一个凸透镜31的孔径D0等于透光孔21的宽度r与相邻透光孔21之间非透光区域的宽度d之和，相较于相邻透光孔21之间非透光区域的宽度d，透光孔21的宽度r非常小，可忽略不计，因此，凸透镜31的孔径D0近似等于相邻透光孔21之间非透光区域的宽度d，即D0＝d。
已知凸透镜31的中心到与其正对的透光孔21的中心的垂直距离为H0，凸透镜31的孔径为D0，求通过凸透镜31的光线通过透光孔21时所成的最大角的度数θ，根据正弦定理，可知
在此基础上，已知透光孔21的中心到与其正对的光敏传感单元10的垂直距离H1和θ的值，求通过透光孔21的光线射到光敏传感单元10所在的面的最大宽度D1，根据正弦定理，可知从而得到
当相邻光敏传感单元10邻接设置时，光敏传感单元10的宽度等于透光孔21的宽度r与相邻透光孔21之间非透光区域的宽度d之和，相较于相邻透光孔21之间非透光区域的宽度d，透光孔21的宽度r非常小，可忽略不计，因此，光敏传感单元10的宽度近似等于相邻透光孔21之间非透光区域的宽度d，此时，为了使通过透光孔21射到光敏传感单元10所在平面的光线不重叠，则光敏传感单元10的宽度应大于等于D1的值，即光敏传感单元10的宽度范围为大于等于进而得到式由前述关系知D0＝d，因此，化简得到
需要说明的是，根据观察者的观看位置、以及剖切面的剖切位置不同，则观察者看到的剖视图不同，为了方便阐述，本发明实施例中凸透镜31的孔径、透光孔21的宽度分别为图4中的D0、r。
示例的，当透光孔21在导光层40下表面的正投影为圆形时，透光孔21的宽度r表示所述圆形的直径；当透光孔21在导光层40下表面的正投影为椭圆形时，透光孔21的宽度r表示所述椭圆形的长轴或短轴；当透光孔21在导光层40下表面的正投影为方形时，透光孔21的宽度r表示所述方形一边的边长。
当凸透镜31在导光层40下表面的正投影为圆形时，若凸透镜31靠近和远离导光层40下底面的面均为曲面，则凸透镜31的孔径D0表示所述圆形的直径；若凸透镜31远离导光层40下底面的面包括平面，则凸透镜31的孔径D0表示所述平面的直径。当凸透镜31在导光层40下表面的正投影为椭圆形时，若凸透镜31靠近和远离导光层40下底面的面均为曲面，则凸透镜31的孔径D0表示所述椭圆形的长轴或短轴；若凸透镜31远离导光层40下底面的面包括平面，则凸透镜31的孔径D0表示所述平面的长轴或短轴。当凸透镜31在导光层40下表面的正投影为方形时，若凸透镜31靠近和远离导光层40下底面的面均为曲面，则凸透镜31的孔径D0表示所述方形一边的边长；若凸透镜31远离导光层40下底面的面包括平面，则凸透镜31的孔径D0表示所述平面一边的边长。
本发明实施例中，当光敏传感单元10的宽度大于等于且时，既可避免指纹信息的缺失，又可满足相邻光敏传感单元10邻接设置时，通过透光孔21射到光敏传感单元10所在平面的光线不重叠，避免因光线重叠对指纹识别造成干扰，导致指纹识别不准确。
本发明实施例还提供一种如本发明前述任一实施例所述显示装置的控制方法，所述显示装置包括控制模块。
当控制模块接收到指纹识别信号后，控制指纹识别区域的透光孔形成层20切换至小孔状态、液晶透镜层30切换至透镜状态，并基于导光层40、设置在所述导光层40侧面的光源41、以及多个光敏传感单元10，使所述显示装置进行指纹识别。
当控制模块接收到显示信号后，控制透光孔形成层20切换至透光状态、液晶透镜层30切换至非透镜状态，使所述显示装置进行显示。
需要说明的是，所述指纹识别区域可以为显示面板01的显示区域，也可以小于显示面板01的显示区域。当所述指纹识别区域为显示面板01的显示区域时，若控制模块接收到指纹识别信号，则显示区域的任意位置均可用于指纹识别；当所述指纹识别区域小于小于显示面板01的显示区域时，所述指纹识别区域可用于指纹识别，显示面板01的显示区域中除指纹识别区域以外的区域可用于显示。
本发明实施例提供一种显示装置的控制方法，所述显示装置包括显示面板01，通过在显示面板01显示侧远离显示面板01的方向依次设置透光孔形成层20、液晶透镜层30、导光层40，以及在导光层40的侧面设置光源41，当所述显示装置只用于显示时，透光孔形成层20切换至透光状态，液晶透镜层30切换至非透镜状态，使所述显示装置进行显示；当所述显示装置用于指纹识别时，指纹识别区域的透光孔形成层20可切换至小孔状态、液晶透镜层30可切换至透镜状态，显示面板01的显示区域中除指纹识别区域以外的其他区域仍可用于正常显示，光源41发出的光从导光层40射到手指，经手指漫反射的光线先通过液晶透镜层30的凸透镜31使光线聚拢，从而增大谷、脊的光能，随着谷、脊光能的增大，二者之间光能的差值也增大，通过凸透镜31的光线再经过透光孔形成层20的透光孔21，使聚拢后的光线经透光孔21射到多个光敏传感单元10，可排除除透光孔21以外其他区域光线的干扰，本发明通过增加谷、脊之间光能的差值，且排除除透光孔21以外其他区域光线的干扰，从而实现对指纹进行准确的识别。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包含有多个光敏传感单元，其特征在于，还包括：位于所述显示面板的显示侧且沿远离所述显示面板的方向依次设置的透光孔形成层、液晶透镜层、导光层，以及设置在所述导光层侧面的光源；
其中，所述透光孔形成层可在透光状态和小孔状态之间切换，所述小孔状态为所述透光孔形成层用于形成与每个光敏传感单元正对的透光孔的状态；
所述液晶透镜层可在非透镜状态和透镜状态之间切换，所述透镜状态为所述液晶透镜层用于形成与每个所述光敏传感单元正对的凸透镜的状态。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，每个所述光敏传感单元的中心、与所述光敏传感单元正对的所述透光孔的中心、与所述光敏传感单元正对的所述凸透镜的中心在同一竖直连线上。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光源发出的光线进入所述导光层，并射到所述导光层的上底面和下底面；
其中，射到所述导光层上底面和下底面的所述光线的入射角度数，大于或等于所述导光层的临界角度数。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透光孔形成层包括密封在第一腔体中的第一液晶层、以及用于驱动所述第一液晶层的第一像素电极和第一公共电极；所述第一像素电极和所述第一公共电极至少设置在除所述透光孔之外的区域。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶透镜层包括密封在第二腔体中的第二液晶层、以及用于驱动所述第二液晶层的第二像素电极和第二公共电极；
所述第二像素电极和所述第二公共电极用于驱动所述第二液晶层在非透镜和透镜状态切换。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，其中所述第二基板相对所述第一基板靠近所述透光孔形成层设置，所述多个光敏传感单元设置于所述第二基板上。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述多个光敏传感单元呈阵列式均匀分布，所述多个光敏传感单元在所述显示面板中占据的总区域为传感区域，所述显示面板的显示区域中除所述传感区域以外的区域为出光区域；
所述传感区域与所述出光区域的面积比大于或等于1:4、且小于或等于1:1；或者，
每个所述光敏传感单元在所述显示面板中所占区域与所述显示面板的像素区域或子像素区域的面积比大于等于1:4、且小于等于1:1。
8.根据权利要求2所述的显示装置，当所述液晶透镜层为透镜状态时，在平行于所述显示面板的方向，相邻所述凸透镜邻接设置。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，每个所述凸透镜的孔径为D0，所述凸透镜的中心到与其正对的所述透光孔的中心的垂直距离为H0，所述透光孔的中心到与其正对的所述光敏传感单元的垂直距离H1，所述光敏传感单元的宽度范围为大于等于且
10.一种如权利要求1-9任一项所述显示装置的控制方法，其特征在于，所述显示装置包括控制模块；
当所述控制模块接收到指纹识别信号后，控制指纹识别区域的透光孔形成层切换至小孔状态、液晶透镜层切换至透镜状态，并基于导光层、设置在所述导光层侧面的光源、以及多个光敏传感单元，使所述显示装置进行指纹识别；
当所述控制模块接收到显示信号后，控制所述透光孔形成层切换至透光状态、所述液晶透镜层切换至非透镜状态，使所述显示装置进行显示。
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