CN107238961B - 一种触摸显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸显示面板及显示装置，包括：相对而置的波导板和下基板，设置于波导板与下基板之间的液晶层和电极结构；设置于下基板面向液晶层一侧的反射层，以及设置于下基板面向液晶层一侧或波导板面向液晶层一侧的多个光敏单元；其中，电极结构用于控制液晶层中液晶分子的折射率，以使光线从波导板靠近液晶层的下表面射出或在波导板内部发生全反射。由于一般反射层的材料为高反射率的金属，因此，在将光敏单元集成于下基板或波导板时不会影响触摸显示面板的开口率。并且光敏单元可根据触摸条件下与正常显示条件下接收光线的能量差异判断触摸位置，从而在实现触摸功能的同时保证了触摸显示面板的开口率。

Description

一种触摸显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触摸显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触摸显示面板已经逐渐遍及人们的生活中。目前，检测手指触摸位置的方式主要有光学式、电容式和超声成像式等技术；其中，光学式触摸识别技术的识别范围相对较大，且成本相对较低，受到各大面板厂家的青睐。
具体地，光学式触摸识别技术基于光敏传感器接收的手指漫反射的光束能量实现触摸位置检测。然而，光敏传感器的引入极大地降低了触摸显示面板的开口率，因此，如何在实现触摸功能的同时保证触摸显示面板的开口率，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种触摸显示面板及显示装置，用以解决现有技术中存在的如何在实现触摸功能的同时保证触摸显示面板的开口率的问题。
因此，本发明实施例提供的一种触摸显示面板，包括：相对而置的波导板和下基板，以及设置于所述波导板与所述下基板之间的液晶层和电极结构，设置于所述下基板面向所述液晶层一侧的反射层，以及设置于所述下基板面向所述液晶层一侧或所述波导板面向所述液晶层一侧的多个光敏单元；其中，
所述电极结构，用于控制所述液晶层中液晶分子的折射率，以使光线从所述波导板靠近所述液晶层的下表面射出或在所述波导板内部发生全反射。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述反射层包括多个间隔设置的反射结构，所述光敏单元设置于相邻两个所述反射结构之间的间隙处。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述反射结构为反射光栅结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述反射光栅结构包括：多个间隔设置的光栅条，以及存在于相邻两个所述光栅条之间的光栅间隙。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述电极结构，包括：设置于各所述反射光栅结构面向所述液晶层一侧且与各所述反射光栅结构一一对应的第一电极结构，以及设置于所述波导板面向所述液晶层一侧的第二电极结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，还包括：设置于所述波导板面向所述液晶层一侧且与所述液晶层接触的的多个透射光栅结构，各所述透射光栅结构的折射率范围为[no,ne]；其中，no为所述液晶层中液晶分子对于o偏振光的折射率，ne为所述液晶层中液晶分子对于e偏振光的折射率。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述电极结构，包括：设置于所述下基板面向所述液晶层一侧且与各所述透射光栅结构一一对应的第二子电极结构；
所述光敏单元设置于相邻两个所述第二子电极结构之间的间隙处。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述电极结构，还包括：设置于各所述透射光栅结构面向所述液晶层一侧且与各所述透射光栅结构一一对应的第一电极结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，所述反射层设置于所述下基板与各所述第二子电极结构所在层之间。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板中，还包括：设置于所述波导板面向所述液晶层一侧的配向层和/或设置于所述下基板面向所述液晶层一侧的配向层；
所述液晶层中液晶分子的初始取向垂直于所述波导板和所述下基板。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：上述触摸显示面板，以及至少设置于波导板的一个侧边的准直光源，所述准直光源发出的准直光线以满足在所述波导板中全反射条件的入射角度入射至所述波导板。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述入射角度大于或等于arcsin(n0/n1)；其中，n0为空气的折射率，n1为所述波导板的折射率。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的触摸显示面板及显示装置，包括：相对而置的波导板和下基板，设置于波导板与下基板之间的液晶层和电极结构，设置于下基板面向液晶层一侧的反射层，以及设置于下基板面向液晶层一侧或波导板面向液晶层一侧的多个光敏单元；其中，电极结构，用于控制液晶层中液晶分子的折射率，以使光线从波导板靠近液晶层的下表面射出或在波导板内部发生全反射。具体地，在正常显示时，电极结构通过控制液晶层中液晶分子的折射率，使得光线从波导板靠近液晶层的下表面出射至反射层和光敏单元，并经反射层反射后自波导板一侧出射实现显示；在触摸波导板时，部分光线会自触摸位置所在的波导板背离液晶层的上表面射出触摸显示面板，其余部分光线自波导板靠近液晶层的下表面出射至光敏单元，从而使得光敏单元可以根据触摸条件下与正常显示条件下接收光线的能量差异判断触摸位置。并且由于一般反射层的材料为高反射率的金属，因此，在将光敏单元集成于下基板或波导板时不会影响触摸显示面板的开口率，从而在实现触摸功能的同时保证了触摸显示面板的开口率。
附图说明
图1a和图1b分别为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的波导板中的光路示意图；
图3为现有技术中指纹识别原理示意图；
图4为图1a所示的显示装置显示L0灰阶的示意图；
图5为图1a所示的显示装置显示L255灰阶的示意图；
图6为图1a所示的显示装置的指纹识别原理示意图；
图7为图1b所示的显示装置的指纹识别原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的触摸显示面板及显示装置的具体实施方式进行详细的说明。需要说明的是，本文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。
附图中各膜层的形状和大小不反映显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种显示装置，除了包括本发明实施例提供的一种触摸显示面板之外，如图1a和图1b所示，还包括：至少设置于波导板001的一个侧边的准直光源002，准直光源002发出的准直光线以满足在波导板001中全反射条件的入射角度入射至波导板001。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图2所示，光线在波导板001与空气界面发生全反射的条件为：n1sinθ1＝n0sinθ0，由此可得发生全反射时的入射角θ1＝arcsin(n0/n1)；其中，n1为波导板001的折射率，n0为空气的折射率，θ1为入射光线与波导板001的表面法线的夹角,θ0为反射光线与波导板001的表面法线的夹角；如此只要控制入射光线与波导板001的表面法线的夹角大于或等于θ1，即大于或等于arcsin(n0/n1)，即可实现光线在波导板001与空气界面发生全反射。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中包含的一种触摸显示面板，如图1a和图1b所示，具体可以包括：相对而置的波导板001和下基板003，设置于波导板001与下基板003之间的液晶层004和电极结构005，设置于下基板003面向液晶层004一侧的反射层006，以及设置于下基板003面向液晶层004一侧或波导板001面向液晶层004一侧的多个光敏单元007；其中，
电极结构005，用于控制液晶层004中液晶分子的折射率，以使光线从波导板001靠近液晶层004的下表面射出或在波导板001内部发生全反射。
在本发明实施例提供的上述触摸显示面板及显示装置中，在正常显示时，通过改变电极结构005施加于液晶层004上的电压，控制液晶层004中液晶分子的折射率发生变化，以使波导板001中传输的光线自波导板001靠近液晶层004的下表面射出，并透过液晶层004入射至反射层006和光敏单元007，再通过该反射层006对光线进行反射，以实现光线在触摸显示面板的波导板001侧的出射，从而在波导板001一侧实现显示；在触摸波导板001时，部分光线会自触摸位置所在的波导板001背离液晶层004的上表面射出触摸显示面板，其余部分光线自波导板001靠近液晶层004的下表面出射至光敏单元007，从而使得光敏单元007可以根据触摸条件下与正常显示条件下接收光线的能量差异判断触摸位置。并且，由于一般反射层006的材料为高反射率的金属，因此，在将光敏单元007集成于下基板003或波导板001时不会影响触摸显示面板的开口率，从而在实现触摸功能的同时保证了触摸显示面板的开口率。
现有技术中，不仅可以利用液晶显示装置中的光敏传感器实现触摸位置检测，而且还可以进一步地判别指纹纹路。具体地，如图3所示，背光源发出的光依次经过液晶层、彩膜、偏光片照射到手指后，光束在显示面板的手指按压处发生漫反射，其中一部分漫反射光束再次经过偏光片、彩膜、液晶层后被设置于阵列基板上的光敏传感器接收，并根据所接收的手指指纹的波谷A漫反射的光束能量与波峰B漫反射的光束能量差异来进行指纹识别。
有鉴于此，在本发明实施例提供的上述触摸显示面板及显示装置中，光敏单元007不仅具有识别触摸的功能，同时还可以进一步识别指纹纹路。具体地，在手指按压波导板001时，入射至指纹脊区域的光束会因手指表皮层的存在使得一部分光束从脊区域射出触摸显示面板，其余部分光束自指纹脊区域出射至光敏单元007；入射至指纹谷区域的光束由于接触的是空气，使得全部光束自指纹谷区域出射至光敏单元007，从而可以基于谷区域和脊区域出射至光敏单元007的较大光束能量差异实现指纹识别。
由上述描述可知，现有技术中光敏传感器通过接收到的手指指纹的谷或脊漫反射的部分光束，实现指纹的识别；由于手指指纹的谷或脊漫反射的光束可能会被多个光敏传感器同时接收而造成串扰，影响指纹识别准确性。而在本发明实施例提供的上述触摸显示面板及显示装置中，是通过手指指纹的谷区域或脊区域直接出射至光敏单元007的光束差异实现指纹识别，从而可以降低串扰光线的影响，提高指纹识别的准确性。
为了更好地理解本发明的技术方案，下面以两个具体实施例对本发明实施例提供的上述触摸显示面板及显示装置进行详细的说明。并且，在以下两个具体实施例中均以光敏单元位于下基板且可实现指纹识别为例进行说明。
实施例一
本发明实施例一提供的触摸显示面板及显示装置，如图1a所示，包括：相对而置的波导板001和下基板003，设置于波导板001与下基板003之间的液晶层004和电极结构005，设置于下基板003面向液晶层004一侧的反射层006，以及设置于下基板003面向液晶层004一侧的多个光敏单元007；其中，
电极结构005，用于控制液晶层004中液晶分子的折射率，以使光线从波导板001靠近液晶层004的下表面射出或在波导板001内部发生全反射。
并且，在具体实施时，为了实现彩色显示，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，如图1a所示，还可以包括：设置于波导板001面向液晶层004一侧且与液晶层004接触的多个透射光栅结构008，各透射光栅结构008的折射率范围为[no,ne]；其中，no为液晶层004中液晶分子对于o偏振光的折射率，ne为液晶层004中液晶分子对于e偏振光的折射率。在这种情况下，透射光栅结构008的作用为：从波导板001中传播的光线中，选择给定颜色光线(光波长λ)在给定方向(与波导板001表面法线的夹角θ2)上出射，如图2所示。因此，一个透射光栅结构008对应于显示装置中的一个子像素结构。
进一步地，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中的透射光栅结构008从波导板001耦合出光方向可控的光波长λ与透射光栅结构008的光栅周期Λ满足如下公式：
n1sinθ1-neffsinθ2＝mλ/Λ(m＝0,±1,±2,…)
其中，n1为波导板001的折射率，θ1为入射光线与波导板001表面法线的夹角；neff为透射光栅结构008的有效折射率，θ2为耦合出光方向与波导板001表面法线的夹角。可以看出，通过调节透射光栅结构008的光栅周期Λ和入射光束的入射角度，即可控制从波导板001中耦合出方向和颜色可控的光束。
此外，当入射光线或出射光线满足公式：βq＝βm–qK(q＝0,±1,±2,…)的位相匹配关系时，入射光线即可在波导板001中激发m阶导模，或者m阶导模即可在给定方向上耦合出去。其中，βm为m阶导模的传播常数βm＝k0Nm，Nm为m阶导模的有效折射率，K为光栅矢量，K＝2π/Λ，Λ为光栅周期。
设出射光线波矢方向与竖直方向夹角为θ2，则以上位相匹配关系可进一步表示为：k0n3sinθ2＝k0Nm sinθ1–q2π/Λ(q＝0,±1,±2,…)，满足该式的入射光线即可达到在波导板001的上界面即波导板001与空气的界面发生全反射，在波导板001与透射光栅结构008的界面耦合出光的单面出光的技术效果。
具体地，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，电极结构005用于控制各子像素结构对应的液晶分子偏转以实现显示灰阶控制。基于此，在具体实施时，电极结构005，可以通过以下但不限于以下的实施方式进行实现：
例如，电极结构005可以包括：设置于各透射光栅结构008面向下基板003一侧且与各透射光栅结构008一一对应的第一电极结构501；以及设置于下基板003面向液晶层004一侧的第二电极结构502，如图1a所示；
又如，电极结构005还可以包括：设置于各透射光栅结构008面向下基板003一侧且与各透射光栅结构008一一对应的第一电极结构501，以及设置于波导板001与各透射光栅结构008所在层之间的第二电极结构502；
再如，电极结构005还可以包括：设置于各透射光栅结构008所在层与波导板001之间且与各透射光栅结构008一一对应的第一电极结构501，以及设置于下基板003面向各透射光栅结构008一侧的第二电极结构502。
具体地，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，第二电极结构502可以由与各第一电极结构501一一对应的多个第二子电极结构5021组成，如图1a所示；此外，第二电极结构502也可以为面状电极结构，在此不做限定。并且，在多个第二子电极结构5021位于下基板003面向液晶层004一侧且与各透射光栅结构008一一对应时，较佳地，各光敏单元007可以设置于相邻的两个第二子电极结构5021之间的间隙处，即将各第二子电极结构5021与各光敏单元007同层设置，从而可以减小触摸显示面板的厚度，实现轻薄化设计。
具体地，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，如图1a所示，透射光栅结构008具体可以通过以下方式进行实现，包括：多个间隔设置的光栅条，以及存在于相邻两个光栅条之间的光栅间隙；
为了便于第一电极结构501的设计，在具体实施时，第一电极结构501可以包括：设置于对应的透射光栅结构008中各光栅条上的多个电极条，即在各光栅条上设置电极条，使透射光栅结构008和第一电极结构501构成叠层复合结构；且电极条的宽度不大于光栅条的宽度，具体可以等于光栅条的宽度。
具体地，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，如图1a所示，在第二电极结构502和反射层006同时位于下基板003上时，反射层006具体可以位于下基板003与第二电极结构502所在层之间。
并且，为避免反射层006与第二电极结构502上的信号相互干扰，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，如图1a所示，还可以包括：设置于反射层006与第二电极结构502所在层之间的绝缘层(图中未示出)。
在具体实施时，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，还可以包括：
设置于下基板003面向液晶层004一侧的配向层009，如图1a所示；当然，在具体实施时，配向层009还可以设置于波导板001面向液晶层004一侧；或者还可以在波导板001面向液晶层004一侧和下基板003面向液晶层004一侧分别设置一配向层009。即在液晶层004的上表面增加一层配向层009、下表面增加一层配向层009或上下表面均增加一层配向层009，以控制液晶层004中液晶分子的初始取向垂直于波导板001和下基板003。如此，则在通过如图1a所示的电极结构005形成的垂直电场控制液晶层004中的液晶分子的折射率变化时，仅有振动方向在如图1a所示的界面(纸面)内的e偏振光才能感受到上述折射率的变化，而振动方向垂直于纸面的o偏振光感受不到上述折射率的变化，从而可以避免在液晶层004的入光侧和出光侧设置偏光片，进而可以提高触摸显示面板的透过率，提高指纹识别的准确性。
下面对本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置实现正常显示功能及指纹识别功能的原理进行详细的说明。
在具体实施时，通过调节图1a所示的电极结构005施加的电压作用于液晶层004的垂直电场，即可实现液晶层004中液晶分子在纸面内旋转，以实现液晶层004中液晶分子的折射率在no和ne之间的变化，从而实现不同的灰阶；其中，no为液晶层004中液晶分子对于o偏振光的折射率，ne为液晶层004中液晶分子对于e偏振光的折射率。
具体地，针对如图1a所示的显示装置，以透射光栅结构008的折射率等于no为例，当液晶层004的折射率和透射光栅结构008的折射率相等，即均为no时，透射光栅结构008的作用被掩盖，没有光线从波导板001中耦合出来，此时为L0状态；当液晶层004的折射率(ne)和透射光栅结构008的折射率(no)相差最大时，透射光栅结构008的作用最明显，光线从波导板001中耦合出来的耦合效率最高，此时为L255状态；当液晶层004的折射率处在以上两种情况之间时，为其他灰阶状态。并且，由于仅有振动方向在如图1a所示的界面(纸面)内的e偏振光才能感受到上述折射率的变化，而振动方向垂直于纸面的o偏振光感受不到上述折射率的变化，所以透射光栅结构008从波导板001中耦合出来的光为e偏振光。
进一步地，针对如图1a所示的显示装置，以透射光栅结构008的折射率等于no为例。如图4所示，液晶层004中的液晶分子的初始取向方向垂直于波导板001和下基板003，当液晶层004的折射率和透射光栅结构008的折射率相等，即均为no时，透射光栅结构008的作用被掩盖，光线在波导板001中传播，没有光线从波导板001耦合出来，此时灰阶最小，为L0状态；通过调节各电极结构005对液晶层004施加的电压，使得液晶层004中的液晶分子的取向偏转为平行于波导板001和下基板003，如图5所示，此时液晶层004的折射率(ne)和透射光栅结构008的折射率(no)相差最大，透射光栅结构008的耦合作用最明显，光线从波导板001耦合出来的耦合效率最高，此时灰阶最大，为L255状态。
在具体实施时，在本发明实施例一提供的上述触摸显示面板及显示装置中，通过各光敏单元007接收的指纹的脊和谷出射光束能量的差异实现对指纹的识别。
具体地，在正常显示时，从准直光源002发出的入射光线在波导板001的上界面发生全反射，光线只会从波导板001面向下基板003一侧的下表面出射至各光敏单元007。当手指按压波导板001时，如图6所示，手指指纹的谷M所在区域为空气，光线入射到谷M所在区域时，由于外部介质还是空气，与正常显示时相同，因此谷M所在区域的光线反生全反射，从而使得光敏单元007接收到的光线能量没有变化；然而，在光线入射到脊N所在区域时，由于脊N所在区域为手指表皮层，即外部介质为手指表皮层，则会有一部分入射光线从脊N所在区域出射，导致光敏单元007接收到的光线能量明显减少，从而根据接收的指纹的脊N和谷M出射光束能量的较大差异，可以准确识别指纹。
实施例二
由于本发明实施例二提供的触摸显示面板及显示装置与本发明实施例一提供的触摸显示面板及显示装置的结构相似，这里仅对本发明实施例二提供的触摸显示面板及显示装置与本发明实施例一提供的触摸显示面板及显示装置的不同之处进行介绍，重复之处不再赘述。
具体地，与本发明实施例一提供的触摸显示面板及显示装置中的反射层、电极结构和实现彩色显示的具体实施方式不同，在本发明实施例二提供的触摸显示面板及显示装置中，如图1b所示，反射层006具体可以包括多个间隔设置的反射结构601，此时，光敏单元007可以设置于相邻的两个反射结构601之间的间隔处。当然，在具体实施时，反射层006也可以为单独设置的一个膜层，在此不做限定。
进一步地，在本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置中，如图1b所示，反射结构601可以为反射光栅结构。由于反射光栅结构既能使光反射，又能使光色散，基于此，反射结构601可以同时具有反射光和分光的作用，此时，即可省去彩膜层的设置，使得触摸显示面板较薄，光透过率更高，从而提高了指纹识别的准确性。当然，在具体实施时，反射结构601也可以为其他仅具有反射功能的部件，在此不做限定；此时，为实现彩色显示，需要在触摸显示面板中单独设置彩膜层，并且彩膜层的具体位置，可根据实际需要进行设置，在本发明中不做具体限定。
在具体实施时，在本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置中，如图1b所示，反射光栅结构(即反射结构601)具体可以通过以下方式进行实现，包括：多个间隔设置的光栅条，以及存在于相邻两个光栅条之间的光栅间隙。
进一步地，在本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置中，电极结构005用于控制液晶层004中液晶分子偏转以实现显示灰阶控制。基于此，电极结构005，可以包括：设置于各反射光栅结构面向液晶层004一侧且与各反射光栅结构一一对应的第一电极结构501，以及设置于波导板001面向液晶层004一侧的第二电极结构502，如图1b所示。并且，在反射光栅结构包括多个间隔设置的光栅条时，第一电极结构501可以包括：设置于对应的反射光栅结构中各光栅条上的多个电极条，且电极条的宽度不大于光栅条的宽度，具体可以等于光栅条的宽度。
当然，在具体实施时，在本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置中，电极结构005还可以通过其他方式进行实现，在此不做限定：
例如，电极结构005还可以包括：设置于各反射光栅结构面向波导板001一侧且与各反射光栅结构一一对应的第一电极结构501，以及设置于下基板003与各反射光栅结构所在层之间的第二电极结构502；
再如，电极结构005还可以包括：设置于各反射光栅结构所在层与下基板003之间且与各反射光栅结构一一对应的第一电极结构501，以及设置于波导板001面向各反射光栅结构一侧的第二电极结构502。
此外，在本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置中，配向层009的设置方式与本发明实施例一提供的触摸显示面板及显示装置中配向层009的设置方式相同，在此不做赘述。
下面对本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置实现正常显示功能及指纹识别功能的原理进行详细的说明。
在具体实施时，通过调节图1b所示的电极结构005施加的电压作用于液晶层004的垂直电场，即可实现液晶层004中液晶分子在纸面内旋转，以实现液晶层004中液晶分子的折射率在no和ne之间的变化，从而实现不同的灰阶；其中，no为液晶层004中液晶分子对于o偏振光的折射率，ne为液晶层004中液晶分子对于e偏振光的折射率。
具体地，针对如图1b所示的显示装置，以波导板001的折射率等于ne为例，当液晶层004的折射率(no)和波导板001的折射率(ne)差值最大时，光线在波导板001中传播，没有光线从波导板001中出射，此时为L0状态；当液晶层004的折射率和波导板001的折射率相等，即均为ne时，光线从波导板001中出射效率最高，此时为L255状态；当液晶层004的折射率处在以上两种情况之间时，为其他灰阶状态。
在具体实施时，在本发明实施例二提供的上述触摸显示面板及显示装置中，通过各光敏单元007接收的指纹的脊和谷出射光束能量的差异实现对指纹的识别。
具体地，在正常显示时，从准直光源002发出的入射光线在波导板001的上界面发生全反射，光线只会从波导板001面向下基板003的一侧的下表面出射至各光敏单元007。当手指按压波导板001时，如图7所示，手指指纹的谷M所在区域为空气，光线入射到谷M所在区域时，由于外部介质还是空气，与正常显示时相同，因此谷M所在区域的光线反生全反射，从而使得光敏单元007接收到的光线能量没有变化；然而，在光线入射到脊N所在区域时，由于脊N所在区域为手指表皮层，即外部介质为手指表皮层，则会有一部分入射光线从脊N所在区域出射，导致光敏单元007接收到的光线能量明显减少，从而使得光敏单元007可根据接收的指纹的脊N和谷M出射光束能量的较大差异准确识别指纹。
本发明实施例提供的上述触摸显示面板及显示装置，包括：相对而置的波导板和下基板，设置于波导板与下基板之间的液晶层和电极结构，设置于下基板面向液晶层一侧的反射层，以及设置于下基板面向液晶层一侧或波导板面向液晶层一侧的多个光敏单元；其中，电极结构，用于控制液晶层中液晶分子的折射率，以使光线从波导板靠近液晶层的下表面射出或在波导板内部发生全反射。具体地，在正常显示时，电极结构通过控制液晶层中液晶分子的折射率，使得光线从波导板靠近液晶层的下表面出射至反射层和光敏单元，并经反射层反射后自波导板一侧出射实现显示；在触摸波导板时，部分光线会自触摸位置所在的波导板背离液晶层的上表面射出触摸显示面板，其余部分光线自波导板靠近液晶层的下表面出射至光敏单元，从而使得光敏单元可以根据触摸条件下与正常显示时接收光线的能量差异判断触摸位置。并且由于一般反射层的材料为高反射率的金属，因此，在将光敏单元集成于下基板或波导板时不会影响触摸显示面板的开口率，从而在实现触摸功能的同时保证了触摸显示面板的开口率。。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
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 (12)

1.一种触摸显示面板，其特征在于，包括：相对而置的波导板和下基板，设置于所述波导板与所述下基板之间的液晶层和电极结构，设置于所述下基板面向所述液晶层一侧的反射层，以及设置于所述下基板面向所述液晶层一侧或所述波导板面向所述液晶层一侧的多个光敏单元；其中，
所述电极结构，用于控制所述液晶层中液晶分子的折射率，以使光线从所述波导板靠近所述液晶层的下表面射出或在所述波导板内部发生全反射；
所述光敏单元被配置为根据手指指纹的谷区域或脊区域直接出射至所述光敏单元的光束差异实现指纹识别。
2.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于，所述反射层包括多个间隔设置的反射结构，所述光敏单元设置于相邻两个所述反射结构之间的间隙处。
3.如权利要求2所述的触摸显示面板，其特征在于，所述反射结构为反射光栅结构。
4.如权利要求3所述的触摸显示面板，其特征在于，所述反射光栅结构包括：多个间隔设置的光栅条，以及存在于相邻两个所述光栅条之间的光栅间隙。
5.如权利要求3所述的触摸显示面板，其特征在于，所述电极结构，包括：设置于各所述反射光栅结构面向所述液晶层一侧且与各所述反射光栅结构一一对应的第一电极结构，以及设置于所述波导板面向所述液晶层一侧的第二电极结构。
6.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于，还包括：设置于所述波导板面向所述液晶层一侧且与所述液晶层接触的多个透射光栅结构，各所述透射光栅结构的折射率范围为[no,ne]；其中，no为所述液晶层中液晶分子对于o偏振光的折射率，ne为所述液晶层中液晶分子对于e偏振光的折射率。
7.如权利要求6所述的触摸显示面板，其特征在于，所述电极结构，包括：设置于所述下基板面向所述液晶层一侧且与各所述透射光栅结构一一对应的第二子电极结构；
所述光敏单元设置于相邻两个所述第二子电极结构之间的间隙处。
8.如权利要求7所述的触摸显示面板，其特征在于，所述电极结构，还包括：设置于各所述透射光栅结构面向所述液晶层一侧且与各所述透射光栅结构一一对应的第一电极结构。
9.如权利要求7所述的触摸显示面板，其特征在于，所述反射层设置于所述下基板与各所述第二子电极结构所在层之间。
10.如权利要求5或8所述的触摸显示面板，其特征在于，还包括：设置于所述波导板面向所述液晶层一侧的配向层和/或设置于所述下基板面向所述液晶层一侧的配向层；
所述液晶层中液晶分子的初始取向垂直于所述波导板和所述下基板。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-10任一项所述的触摸显示面板，以及至少设置于波导板的一个侧边的准直光源，所述准直光源发出的准直光线以满足在所述波导板中全反射条件的入射角度入射至所述波导板。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述入射角度大于或等于arcsin(n0/n1)；其中，n0为空气的折射率，n1为所述波导板的折射率。
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