CN107818732B - 一种显示单元、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示单元、显示面板及显示装置，属于显示器相关技术领域。所述显示单元包括光致变色薄膜以及设置于所述光致变色薄膜一侧的光学过滤薄膜；所述光致变色薄膜用于在第一预设光照下呈现有色状态，在第二预设光照下呈现透明状态；所述光学过滤薄膜用于只允许第一预设光穿过并照射在所述光致变色薄膜上；所述光致变色薄膜的另一侧设置有发光单元，所述发光单元用于发出第二预设光。本申请能够提供一种可集成于显示区域中的显示单元，既不影响显示区域的正常显示，又能够在需要的时候显示一定区域范围，进而实现相应的识别或者控制功能，改善用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及显示器相关技术领域，特别是指一种显示单元、显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，终端设备如智能手机、平板电脑等已成为人们生活中必不可少的辅助设备，且随着这些终端设备中存储有大量的个人信息等重要资料，其安全性变得尤为重要。目前多使用口令、图形、指纹等形式来实现对终端设备的密码保护。其中，指纹是由手指表面皮肤凹凸不平的纹路组成，是人体独一无二的特征，其复杂程度可提供用于识别的足够特征。由此，指纹识别即是利用指纹唯一性和稳定性的特点来实现身份识别，而无需用户记忆，安全性较其他方式更为安全可靠。
当前，常见的电容式指纹识别传感器是通过在基材衬底上形成导电电路，当手指与传感器接触时，利用指纹脊的凸起和指纹谷的凹陷所产生的不同电容值来探测指纹图案。此外，柔性显示屏指纹识别需要设置专有指纹识别区域，也即需要在正面或背面做一定的凹陷区域来当作指纹识别区域，这样不仅会影响产品的整体外观，而且会增大非显示区域，无法应用在全屏无边框柔性显示产品。然而，随着当前屏占比不断增加的市场需求，显示区域的面积不断增加，导致边框减小，使得将指纹识别技术集成到显示区域已成为必然的趋势，当前还缺乏相应的解决方案。
因此，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：为了实现窄边框或者全面屏的设计，当前难以将相应的识别或控制技术集成到显示区域中，尤其对于指纹识别来说，不能避免存在非显示区域用于识别指纹。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种显示单元、显示面板及显示装置，能够提供一种可集成于显示区域中的显示单元，既不影响显示区域的正常显示，又能够在需要的时候显示一定区域范围，进而实现相应的识别或者控制功能，改善用户体验。
基于上述目的，在本申请的第一方面，提供了一种显示单元，包括：光致变色薄膜以及设置于所述光致变色薄膜一侧的光学过滤薄膜；所述光致变色薄膜用于在第一预设光照下呈现有色状态，在第二预设光照下呈现透明状态；所述光学过滤薄膜用于只允许第一预设光穿过并照射在所述光致变色薄膜上；所述光致变色薄膜的另一侧设置有发光单元，所述发光单元用于发出第二预设光。
可选的，所述光致变色薄膜包括可逆光致变色材料。
可选的，所述可逆光致变色材料至少包括螺噁嗪、螺吡喃中的一种或两者混合；所述第一预设光为紫外光，所述第二预设光为可见光。
可选的，所述可逆光致变色材料还混合有光酸聚合物材料。
可选的，所述光酸聚合物为聚偏氯乙烯-丙烯酸甲酯。
可选的，所述可逆光致变色材料还混合有光引发剂或光催化剂。
在本申请的第二方面，还提供了一种显示面板，所述显示面板包括柔性盖板以及上述任一项所述的显示单元；
所述柔性盖板设置于所述显示单元靠近所述发光单元的一侧且使得所述光致变色薄膜靠近所述柔性盖板；所述发光单元发出的第二预设光穿过所述柔性盖板进入到所述光致变色薄膜中，所述第一预设光穿过所述光学过滤薄膜进入到所述光致变色薄膜中；
或者，所述柔性盖板设置于所述显示单元远离所述发光单元的一侧且使得所述光学过滤薄膜靠近所述柔性盖板；所述发光单元发出的第二预设光进入到所述光致变色薄膜中，所述第一预设光依次穿过所述柔性盖板和所述光学过滤薄膜进入到所述光致变色薄膜中。
可选的，所述显示面板还包括指纹识别传感器、半导体薄膜以及保护层；
当所述柔性盖板设置于所述显示单元靠近所述发光单元的一侧时，所述显示单元远离所述发光单元的一侧依次设置有半导体薄膜和保护层；所述柔性盖板与所述发光单元之间设置有指纹识别传感器；
或者，当所述柔性盖板设置于所述显示单元远离所述发光单元的一侧时，所述柔性盖板远离所述发光单元的一侧依次设置有半导体薄膜和保护层；所述显示单元与所述发光单元之间设置有指纹识别传感器；
其中，所述显示单元与所述指纹识别传感器对应的指纹识别区域重合，用于在第一预设光照射下显示指纹识别区域，在第二预设光照射下变为透明状态；所述半导体薄膜设置为相互间隔的条纹状结构，用于与所述指纹识别传感器配合实现指纹识别。
可选的，所述显示单元设置有多组，用于与预设的控制单元配合实现相应的控制功能。
在本申请的第三方面，还提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一项所述的显示面板。
从上面所述可以看出，本发明提供的显示单元、显示面板及显示装置，通过采用可逆光致变色材料制备得到光致变色薄膜并且基于可逆光致变色材料的特性使得所述光致变色薄膜能够在第一预设光照射下呈现有色状态，而在第二预设光照下呈现透明状态；同时通过在所述光致变色薄膜上设置光学过滤薄膜，使得所述光致变色薄膜靠近光学过滤薄膜的一侧可以控制只允许第一预设光通过光学过滤薄膜进入到光致变色薄膜中，而所述光致变色薄膜远离光学过滤薄膜的一侧通过发光单元发出第二预设光；这样所述显示单元能够集成到显示区域中，使得当显示区域通过发光单元发出第二预设光时，显示单元为透明状态，也即不会影响显示区域的显示功能，而当外界有第一预设光通过光学过滤薄膜进入到光致变色薄膜中时，显示单元能够呈现有色状态，进而相应的可以使得屏幕在息屏状态实现一定的识别或者控制功能，例如实现显示区域的指纹识别。因此，本申请所述显示单元、显示面板及显示装置能够提供一种可集成于显示区域中的显示单元，既不影响显示区域的正常显示，又能够在需要的时候显示一定区域范围，进而实现相应的识别或者控制功能，改善用户体验。
附图说明
图1为本发明提供的显示单元的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的N-丙酸基-苯并螺噁嗪的吸收光谱图；
图3为本发明提供的螺噁嗪的辐射光谱图；
图4为本发明提供的显示面板的一个实施例的结构示意图；
图5为本发明提供的显示面板的另一个实施例的结构示意图；
图6为本发明提供的显示装置的一个实施例的俯视图；
图7为本发明提供的显示装置的另一个实施例的俯视图；
图8为本发明提供的显示装置实现指纹识别的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
针对当前对于全面屏或者高屏占比的需求，用户越来越希望将指纹识别集成到显示屏幕的显示区域中或者对于后续更高屏占比的显示区域实现更多的控制功能，例如，对于指纹识别，要求熄屏状态下可辨别指纹识别的位置，而亮屏时又不影响显示屏自身的光学显示特性。在考虑上述需求的前提下，本申请考虑利用某些材料的变色特性，使得当屏幕发出自然光时，可以使得这些材料变为透明状态，而当出现某一特定光时又可以显示为有色状态，尤其是在屏幕息屏状态下，可以通过外部特定光使得显示区域中显示相应的指纹识别区域或者其他想要显示的区域。
实施例一，
具体的，参照图1所示，为本发明提供的显示单元的一个实施例的结构示意图。所述显示单元1包括：光致变色薄膜12以及设置于所述光致变色薄膜12一侧的光学过滤薄膜11；可选的，所述光致变色薄膜12采用可逆光致变色材料制备，用于基于所述可逆光致变色材料的特性，使得所述光致变色薄膜12在第一预设光照2下呈现有色状态，在第二预设光照4下呈现透明状态；所述光学过滤薄膜11用于只允许第一预设光2穿过并照射在所述光致变色薄膜12上；所述光致变色薄膜12的另一侧设置有发光单元3，所述发光单元3用于发出第二预设光4。也即，通过利用可逆光致变色材料的变色特性，可以在外界第一预设光照2的照射下呈现一定的颜色，进而使得相应的区域能够被用户看见，这在息屏的显示区能够使得用户直接看到所需要使用的区域，而不需要通过按键唤起屏幕。当设备自身的发光单元3发出第二预设光4时，可逆光致变色材料将会吸收第二预设光4，进而呈现透明状态，这样，设备在亮屏或者显示状态时，本申请所述显示单元不会对设备自身显示造成不良影响，进而改善用户体验。
在本申请一些可选的实施例中，所述光学过滤薄膜11为截止滤光片，用于截止预设波长范围的光并允许第一预设光2对应波长范围的光通过。这样，根据可逆光致变色材料的不同，可以选择不同的截止滤光片与之匹配，进而能够控制显示屏前端射入光照的波长范围，进而降低外界各种自然光对显示单元的影响。
在本申请一些可选的实施例中，所述可逆光致变色材料至少包括螺噁嗪、螺吡喃中的一种或两者混合；所述第一预设光为紫外光，所述第二预设光为可见光。参照图2所示，为本发明提供的N-丙酸基-苯并螺噁嗪的吸收光谱图；由图可知，一方面，当自然光照射到显示单元时，由于光学过滤薄膜11的截止作用，螺噁嗪将会吸收其中的紫外光，进而变成开环状态，同时辐射出图3所示的荧光光谱，图3所示荧光在可见光范围内，所以用户可明显看见显示单元对应的指纹识别区域有发光。另一方面，当发光单元3发出的第二预设光4，也即自然光照射到显示单元时，螺噁嗪将会吸收相应光谱的自然光，进而使得螺噁嗪处于闭环状态，此时，显示单元呈现透明状态，完全不影响设备的显示。
需要说明的是，所述可逆光致变色材料既可以由螺噁嗪或者螺吡喃形成，也可以是其他具有相同功能的材料制备得到，而不同材料对应的第一预设光和第二预设光的波长范围也会不同，本申请对此不作限定。
在本申请一些优选的实施例中，所述可逆光致变色材料还混合有光酸聚合物材料。例如：所述光酸聚合物为聚偏氯乙烯-丙烯酸甲酯(PVDC)。这样，能够利用PVDC在紫外光的照射下释放出酸性物质氯化氢来稳定掺杂的螺噁嗪或螺吡喃的开环状态，也即使得显示区域发出的荧光更加稳定可靠。
此外，本申请中掺杂光酸聚合物(PVDC)的螺噁嗪或螺吡喃制备得到的可逆光致变色薄膜能够进一步制备出稳定的可用于可逆光信息存储的薄膜，例如：光酸聚合物PVDC中掺杂N-丙酸基-4-硝基螺吡喃在紫外光照后引入质子，即氯化氢保护了螺噁嗪或螺吡喃的苯环上的氧负离子，防止其被硝基氧化，达到了稳定开环体的效果，进而改善了螺噁嗪或螺吡喃在固态膜中的光化学可逆性，即光信息存储应用中的耐疲劳性。因此，在应用于光信息存储时，将N-丙酸基-4-硝基螺吡喃的PVDC薄膜进行图案化，用荧光共聚焦显微镜能够读出写入的荧光图案信息，实现可逆光信息存储。
在本申请一些可选的实施例中，所述可逆光致变色材料还混合有光引发剂或光催化剂。通过在光致变色薄膜中添加光引发剂或光催化剂，使吸收微量紫外光后，显示单元能够以螺噁嗪或螺吡喃为原料，分别与光功能性的掺杂介质，即光酸聚合物聚偏氯乙烯-丙烯酸甲酯(PVDC)混合，利用PVDC在紫外光的照射下释放出酸性物质氯化氢，稳定掺杂的螺噁嗪或螺吡喃的开环状态，最终使得显示单元能够呈现荧光。另一方面，在可见光照射下，螺噁嗪或螺吡喃将吸收可见光中的特定波长，使得螺噁嗪或螺吡喃处于闭环状态，使得显示单元呈现透明状态。
实施例二，
参照图4和图5所示，公开了一种利用上述显示单元的显示面板的结构，其中，图4为本发明提供的显示面板的一个实施例的结构示意图；图5为本发明提供的显示面板的另一个实施例的结构示意图。具体的，所述显示面板包括柔性盖板7、发光单元3以及显示单元1；所述柔性盖板7设置于所述显示单元1靠近所述发光单元3的一侧且使得所述光致变色薄膜12靠近所述柔性盖板7；所述发光单元3发出的第二预设光4穿过所述柔性盖板7进入到所述光致变色薄膜12中，所述第一预设光2穿过所述光学过滤薄膜11进入到所述光致变色薄膜12中；
或者，所述柔性盖板7设置于所述显示单元1远离所述发光单元3的一侧且使得所述光学过滤薄膜11靠近所述柔性盖板7；所述发光单元3发出的第二预设光4进入到所述光致变色薄膜12中，所述第一预设光2依次穿过所述柔性盖板7和所述光学过滤薄膜11进入到所述光致变色薄膜12中。这样，将显示单元集成到显示面板中，使得显示面板能够在显示区域通过所述显示单元实现息屏状态下局部的显示，而又不影响显示面板正常的发光或显示功能。当然，图中显示的显示面板的结构只是简图，实际上还包括其他各种配合的层级结构，此处不再赘述。
在一些可选的实施例中，所述显示单元能够用于显示指纹识别区域，此时，所述显示面板还包括指纹识别传感器8、半导体薄膜6以及保护层5。
参照图4所示，当所述柔性盖板7设置于所述显示单元1靠近所述发光单元3的一侧时，所述显示单元1远离所述发光单元3的一侧依次设置有半导体薄膜6和保护层5；所述柔性盖板7与所述发光单元3之间设置有指纹识别传感器8；其中，所述显示单元1与所述指纹识别传感器8对应的指纹识别区域重合，用于在第一预设光2照射下显示指纹识别区域，在第二预设光4照射下变为透明状态；所述半导体薄膜6设置为相互间隔的条纹状结构，用于与指纹识别传感器8配合实现指纹识别。所述保护层5用于保护所述半导体薄膜6。
可选的，所述半导体薄膜6的材料包括：半导体聚合物、铟锡氧化物以及锌锡氧化物等。所述半导体薄膜6可通过真空沉积法制备，进一步通过光刻将所述半导体薄膜6光刻为彼此间隔的条纹，一方面是为了避免耦合充电时使得半导体薄膜6整体导通，另一方面是用于向手指局部充电，而手指其余部分对应下方的指纹识别传感器进行指纹识别。
优选的，所述光致变色薄膜可以通过溅射、涂布、蒸渡等工序在柔性盖板之上制备成均匀透明的薄膜；这样，既不影响发光时显示装置的光学特性，同时也能快速准确识别出指纹识别区域的位置。
参照图5所示，当所述柔性盖板7设置于所述显示单元1远离所述发光单元3的一侧时，所述柔性盖板7远离所述发光单元3的一侧依次设置有半导体薄膜6和保护层5；所述显示单元1与所述发光单元3之间设置有指纹识别传感器8；其中，所述显示单元1与所述指纹识别传感器8对应的指纹识别区域重合，用于在第一预设光2照射下显示指纹识别区域，在第二预设光4照射下变为透明状态；所述半导体薄膜6设置为相互间隔的条纹状结构，用于与指纹识别传感器8配合实现指纹识别。
参照图6所示，为本发明提供的显示装置的一个实施例的俯视图，由图可知，在显示面板9中可以根据需要选定一个区域作为指纹识别区域，进而将本申请所述的显示单元1设置于盖指纹识别区域，进而使得显示面板能够在息屏状态下通过外界发出的第一预设光呈现有色状态，进而同于可以在该区域进行指纹识别，当显示面板亮屏时，将会使得显示单元呈现透明状态，进而不影响显示面板的显示功能。
参照图7所示，为本发明提供的显示装置的另一个实施例的俯视图；所述显示单元1设置有多组，用于与预设的控制单元配合实现相应的控制功能。例如，在显示面板9中设置九宫格布置的多个显示单元1，这样，使得用户可以直接在息屏状态通过一定顺序滑动九宫格中的显示单元1实现显示面板的解锁、启动等等控制操作。当然，具体显示单元的数量、排布的形状以及相应如何与控制操作对应的方式均可以根据需要相应的设计调整，本申请对此不作限制。
实施例三，
参照图8所示，为本发明提供的显示装置实现指纹识别的流程图。由图可知，外界光入射到柔性盖板之后，由于柔性盖板下的光学过滤薄膜具有透过紫外光而反射可见光的性能，因此只有紫外光入射到光致变色薄膜层，光致变色薄膜吸收紫外光，使得螺噁嗪或螺吡喃在光响应开环，同时能够使聚偏氯乙烯-丙烯酸甲酯释放出氯化氢来稳定掺杂的螺噁嗪或螺吡喃的开环状态，使得所述显示单元在紫外光照射后呈现稳定的荧光。
可选的，紫外光波长范围为200nm-300nm，优选为254nm；通常该薄膜在紫外光照射后，在0.5s内发射荧光，且在5s内荧光发射平稳、稳定。
进而使得用户能够根据显示的区域碰触OLED面板进行指纹识别，OLED设备根据检测得到的信号，识别出用户手指指纹图案，进而判断是否是被成功。若识别成功，则屏幕亮起，进而OLED发出可见光，可见光照射到光致变色薄膜上，使得光致变色薄膜恢复透明状态。
因此，本申请所述显示单元，在紫外光照射下呈现荧光，在自身可见光照射下又恢复透明状态，能够在息屏状态准确、有效显示指纹识别区域，同时不影响设备自身的显示发光。所以，本申请解决了在全屏无边框显示装置中，无法辨别指纹识别位置的问题，增强用户体验并能够改善外观设计。
实施例四，
本申请还公开了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一项所述的显示面板。其中，所述显示装置包括手机、平板、触控电脑等各种显示设备。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种显示单元，其特征在于，包括：光致变色薄膜以及设置于所述光致变色薄膜一侧的光学过滤薄膜；所述光致变色薄膜用于在第一预设光照下呈现有色状态，在第二预设光照下呈现透明状态；所述光学过滤薄膜用于只允许第一预设光穿过并照射在所述光致变色薄膜上；所述光致变色薄膜的另一侧设置有发光单元，所述发光单元用于发出第二预设光，所述第一预设光为紫外光，所述第二预设光为可见光；
所述发光单元为显示面板中的发光单元，所述显示面板中包括指纹识别区域，所述显示单元设置于所述指纹识别区域。
2.根据权利要求1所述的显示单元，其特征在于，所述光致变色薄膜包括可逆光致变色材料。
3.根据权利要求2所述的显示单元，其特征在于，所述可逆光致变色材料至少包括螺噁嗪、螺吡喃中的一种或两者混合。
4.根据权利要求3所述的显示单元，其特征在于，所述可逆光致变色材料还混合有光酸聚合物材料。
5.根据权利要求4所述的显示单元，其特征在于，所述光酸聚合物为聚偏氯乙烯-丙烯酸甲酯。
6.根据权利要求2所述的显示单元，其特征在于，所述可逆光致变色材料还混合有光引发剂或光催化剂。
7.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括柔性盖板以及权利要求1-6任一项所述的显示单元；
所述柔性盖板设置于所述显示单元靠近所述发光单元的一侧且使得所述光致变色薄膜靠近所述柔性盖板；所述发光单元发出的第二预设光穿过所述柔性盖板进入到所述光致变色薄膜中，所述第一预设光穿过所述光学过滤薄膜进入到所述光致变色薄膜中；
或者，所述柔性盖板设置于所述显示单元远离所述发光单元的一侧且使得所述光学过滤薄膜靠近所述柔性盖板；所述发光单元发出的第二预设光进入到所述光致变色薄膜中，所述第一预设光依次穿过所述柔性盖板和所述光学过滤薄膜进入到所述光致变色薄膜中。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括指纹识别传感器、半导体薄膜以及保护层；
当所述柔性盖板设置于所述显示单元靠近所述发光单元的一侧时，所述显示单元远离所述发光单元的一侧依次设置有半导体薄膜和保护层；所述柔性盖板与所述发光单元之间设置有指纹识别传感器；
或者，当所述柔性盖板设置于所述显示单元远离所述发光单元的一侧时，所述柔性盖板远离所述发光单元的一侧依次设置有半导体薄膜和保护层；所述显示单元与所述发光单元之间设置有指纹识别传感器；
其中，所述显示单元与所述指纹识别传感器对应的指纹识别区域重合，用于在第一预设光照射下显示指纹识别区域，在第二预设光照射下变为透明状态；所述半导体薄膜设置为相互间隔的条纹状结构，用于与所述指纹识别传感器配合实现指纹识别。
9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示单元设置有多组，用于与预设的控制单元配合实现相应的控制功能。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求7-9任一项所述的显示面板。
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