CN109325459B - 一种准直光学层和显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于显示面板的准直光学层和显示面板。该准直光学层，用于设置在显示单元的背离其显示面的一侧，准直光学层包括通光孔，至少部分显示单元对应有通光孔，且显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔的收光覆盖区内。该准直光学层通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，从而使传感器接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器识别指纹谷脊的准确性。

Description

一种准直光学层和显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种用于显示面板的准直光学层和显示面板。
背景技术
在OLED(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示面板的光学指纹识别过程中，当手指与传感器的距离较大时，由于经过手指反射后的光线的散射，会造成获取的图像模糊的问题，进而导致根据传感器接收到的光线识别出的指纹信息不准确，一般通过在OLED显示基板与传感器膜层之间设置准直器光学层来调制经手指反射后的光线，以使传感器接收到经手指反射后的光线后能够区分指纹信息。
当准直器光学层与OLED显示基板相贴合后，如图1所示，通常OLED显示基板中的一个OLED显示单元14对应准直器光学层的一个收光覆盖区210。准直器光学层的不同收光覆盖区210所接收的OLED光线能量从2.95％到3.3％不等,也就是说，准直器光学层的不同收光覆盖区210接收到的光通量最大会相差9％～10％。这极大影响了传感器识别指纹谷脊的准确性。另外，由于不同OLED显示单元所对应的通光区域分别由不同的不规则孔和狭缝组成，且这些不规则孔和狭缝是无序分布，所以无法通过对OLED显示单元对应的像素电路进行设计使通光区域均匀分布。
因此，如何使准直器光学层的收光覆盖区接收到光线的光通量最大，从而使准直器光学层下方的传感器接收到的光线的光通量最大是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种用于显示面板的准直光学层和显示面板。该准直光学层通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，从而使传感器接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器识别指纹谷脊的准确性。
本发明提供一种用于显示基板的准直光学层，所述显示基板包括显示单元，所述准直光学层用于设置在所述显示单元的背离其显示面的一侧，所述准直光学层包括通光孔，至少部分所述显示单元对应有所述通光孔，且所述显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的所述通光孔的收光覆盖区内。
优选地，所述显示单元包括依次叠置的阳极、发光层和阴极；所述显示单元在其显示面上的正投影的形状包括正方形，所述通光孔的形状包括圆柱形。
优选地，所述通光孔的所述收光覆盖区的径向尺寸等于所述显示单元在其显示面上的正投影图形的对角线长度。
优选地，所述通光孔的开口尺寸
Figure BDA0001819503800000021
其中，d为所述通光孔的开口直径，K为所述显示单元在其显示面上的正投影的边长，h为所述通光孔的靠近所述显示单元侧的开口与所述显示单元的背离其显示面一侧表面之间的距离，θ为所述通光孔的半收光角。
优选地，所述通光孔的延其中心轴的深度
Figure BDA0001819503800000022
其中，H为所述通光孔的延其中心轴的深度，K为所述显示单元在其显示面上的正投影的边长，h为所述通光孔的靠近所述显示单元侧的开口与所述显示单元的背离其显示面一侧表面之间的距离，θ为所述通光孔的半收光角。
优选地，所述θ的取值范围为5.7°-8.5°。
优选地，所述显示单元的数量为多个，所述通光孔的数量为多个，所述通光孔与所述显示单元一一对应。
本发明还提供一种显示面板，包括显示基板和传感器层，还包括上述准直光学层，所述准直光学层和所述传感器层设置在所述显示基板的背离其显示面的一侧，且所述准直光学层位于所述显示基板和所述传感器层之间。
优选地，所述显示基板包括TFT背板、设置在所述TFT背板上的显示单元和用于对所述显示单元进行封装的封装盖板，所述封装盖板对应位于所述显示基板的显示侧。
优选地，所述准直光学层为上述准直光学层；
所述传感器层包括多个传感器，所述传感器与所述准直光学层的通光孔一一对应。
本发明的有益效果：本发明所提供的用于显示基板的准直光学层，通过使显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔的收光覆盖区内，使从显示单元对应的通光区域通过的光线都能进入到通光孔的收光覆盖区内，从而在光学指纹识别时，显示单元照射到手指指纹上的光线从手指指纹表面反射后都能进入到通光孔的收光覆盖区内，收光覆盖区内的光线经过准直光学层的准直处理后，能够全部射出至设置在准直光学层下方的位置对应通光孔的传感器上，相比于现有的准直光学层，通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，相应地，传感器接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器识别指纹谷脊的准确性。
本发明所提供的显示面板，通过采用上述准直光学层，使准直光学层的通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示基板的显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，从而使传感器层接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器层识别指纹谷脊的准确性。
附图说明
图1为现有技术中OLED显示单元与准直器光学层的收光覆盖区的对应分布俯视图；
图2为本发明实施例2中准直光学层接收光线并将其传递至传感器的截面示意图；
图3为本发明实施例2中显示单元与准直光学层的收光覆盖区的对应分布俯视图；
图4为本发明实施例3中显示面板的结构剖视图。
其中的附图标记说明：
1.显示基板；11.显示单元；12.TFT背板；13.封装盖板；14.OLED显示单元；2.准直光学层；21.通光孔；210.收光覆盖区；3.传感器；4.传感器层。
具体实施方式
为使本领域的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所提供的一种用于显示面板的准直光学层和显示面板作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种用于显示基板的准直光学层，显示基板包括显示单元，准直光学层用于设置在显示单元的背离其显示面的一侧，准直光学层包括通光孔，至少部分显示单元对应有通光孔，且显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔的收光覆盖区内。
通过使显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔的收光覆盖区内，使从显示单元对应的通光区域通过的光线都能进入到通光孔的收光覆盖区内，从而在光学指纹识别时，显示单元照射到手指指纹上的光线从手指指纹表面反射后都能进入到通光孔的收光覆盖区内，收光覆盖区内的光线经过准直光学层的准直处理后，能够全部射出至设置在准直光学层下方的位置对应通光孔的传感器上，相比于现有的准直光学层，通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，相应地，传感器接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器识别指纹谷脊的准确性。
实施例2：
本实施例提供一种用于显示基板的准直光学层，如图2所示，显示基板1包括显示单元11，准直光学层2用于设置在显示单元11的背离其显示面的一侧，准直光学层2包括通光孔21，至少部分显示单元11对应有通光孔21，且显示单元11在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔21的收光覆盖区210内。
通过使显示单元11在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔21的收光覆盖区210内，使从显示单元11对应的通光区域通过的光线都能进入到通光孔21的收光覆盖区210内，从而在光学指纹识别时，显示单元11照射到手指指纹上的光线从手指指纹表面反射后都能进入到通光孔21的收光覆盖区210内，收光覆盖区210内的光线经过准直光学层2的准直处理后，能够全部射出至设置在准直光学层2下方的位置对应通光孔21的传感器3上，相比于现有的准直光学层2，通光孔21收光覆盖区210接收光线的光通量不再受显示单元11通光区域无序分布的限制，且通光孔21收光覆盖区210接收的光线的光通量明显增大，相应地，传感器3接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器3识别指纹谷脊的准确性。
本实施例中，如图3所示，显示单元11包括依次叠置的阳极、发光层和阴极；显示单元11在其显示面上的正投影的形状包括正方形，通光孔21的形状包括圆柱形。
优选的，通光孔21的收光覆盖区210的径向尺寸等于显示单元11在其显示面上的正投影图形的对角线长度。即显示单元11在其显示面上的正投影图形内接于通光孔21的收光覆盖区210内，如此能使通光孔21收光覆盖区210从显示单元11通光区域接收光线的光通量不再受显示单元11通光区域无序分布的限制，且通光孔21收光覆盖区210接收的光线的光通量相比于现有的准直光学层2明显增大。
进一步优选的，本实施例中，通光孔21的开口尺寸
Figure BDA0001819503800000061
其中，d为通光孔21的开口直径，K为显示单元11在其显示面上的正投影的边长，h为通光孔21的靠近显示单元11侧的开口与显示单元11的背离其显示面一侧表面之间的距离，θ为通光孔21的半收光角。通光孔21的延其中心轴的深度
Figure BDA0001819503800000062
其中，H为通光孔21的延其中心轴的深度，K为显示单元11在其显示面上的正投影的边长，h为通光孔21的靠近显示单元11侧的开口与显示单元11的背离其显示面一侧表面之间的距离，θ为通光孔21的半收光角。
其中，θ的取值范围为5.7°-8.5°。θ是由通光孔21的开口尺寸和延其中心轴的深度决定的：tanθ＝d/H，当θ＝5.7°时，即可识别手指指纹谷脊间的最小间距(一般为100μm左右)，θ在上述取值范围内大于5.7°时，能够识别手指指纹谷脊间的常规间距(通常为400μm左右)。
通过上述公式确定的通光孔21的开口尺寸和延其中心轴的深度，能够确保通光孔21的收光覆盖区210的径向尺寸大于或等于显示单元11在其显示面上的正投影图形的对角线长度。从而使准直光学层2与显示基板1对应贴合后，显示单元11在其显示面上的正投影能位于与其对应的通光孔21的收光覆盖区210内，进而使通光孔21收光覆盖区210从显示单元11通光区域接收光线的光通量不再受显示单元11通光区域无序分布的限制。
优选的，本实施例中，显示单元11的数量为多个，通光孔21的数量为多个，通光孔21与显示单元11一一对应。如此能够确保从每个显示单元11对应的通光区域通过的光线都能进入到与其对应的通光孔21的收光覆盖区210内，从而进一步提高指纹识别的准确性。
实施例1-2的有益效果：实施例1-2所提供的用于显示基板的准直光学层，通过使显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的通光孔的收光覆盖区内，使从显示单元对应的通光区域通过的光线都能进入到通光孔的收光覆盖区内，从而在光学指纹识别时，显示单元照射到手指指纹上的光线从手指指纹表面反射后都能进入到通光孔的收光覆盖区内，收光覆盖区内的光线经过准直光学层的准直处理后，能够全部射出至设置在准直光学层下方的位置对应通光孔的传感器上，相比于现有的准直光学层，通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，相应地，传感器接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器识别指纹谷脊的准确性。
实施例3：
本实施例提供一种显示面板，如图4所示，包括显示基板1和传感器层4，还包括实施例1或2中的准直光学层2，准直光学层2和传感器层4设置在显示基板1的背离其显示面的一侧，且准直光学层2位于显示基板1和传感器层4之间。
通过采用实施例1或2中的准直光学层2，使准直光学层2的通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示基板1的显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，从而使传感器层4接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器层4识别指纹谷脊的准确性。
本实施例中，显示基板1包括TFT背板12、设置在TFT背板12上的显示单元11和用于对显示单元11进行封装的封装盖板13，封装盖板13对应位于显示基板1的显示侧。即实施例2中h为TFT背板12的厚度。显示基板1上显示单元11对应的通光区域为开设在TFT背板12上的不规则孔和狭缝，通过该不规则孔和狭缝，从手指指纹上反射的光线能射至准直光学层2上。
另外，TFT背板12的具体结构层和封装盖板13的具体结构层均为比较成熟的现有结构，此处不再赘述。
优选的，传感器层4包括多个传感器3，传感器3与准直光学层2的通光孔一一对应。如此能够确保从每个显示单元11对应的通光区域通过的光线经过准直光学层2的通光孔后都能射至与其对应的传感器层4的传感器3上，从而进一步提高指纹识别的准确性。
实施例3的有益效果：实施例3中所提供的显示面板，通过采用实施例1或2中的准直光学层，使准直光学层的通光孔收光覆盖区接收光线的光通量不再受显示基板的显示单元通光区域无序分布的限制，且通光孔收光覆盖区接收的光线的光通量明显增大，从而使传感器层接收到的光线的光通量也明显增大，进而大大提高了传感器层识别指纹谷脊的准确性。
本发明所提供的显示面板可以为OLED面板、OLED电视、显示器、手机、导航仪等任何具有自主发光显示功能的产品或部件。
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 (6)

1.一种用于显示基板的准直光学层，所述显示基板包括显示单元，所述显示单元包括通光区域，所述准直光学层用于设置在所述显示单元的背离其显示面的一侧，所述准直光学层包括通光孔，其特征在于，至少部分所述显示单元对应有所述通光孔，且所述显示单元在其显示面上的正投影位于与其对应的所述通光孔的收光覆盖区内，以使从所述显示单元的通光区域通过的光线都能进入到所述通光孔的收光覆盖区内；
所述显示单元包括依次叠置的阳极、发光层和阴极；
所述显示单元的数量为多个，所述通光孔的数量为多个，所述通光孔与所述显示单元一一对应；不同所述显示单元的所述通光区域的分布不同；
所述通光孔的开口尺寸
Figure FDF0000013105830000011
其中，d为所述通光孔的开口直径，K为所述显示单元在其显示面上的正投影的边长，h为所述通光孔的靠近所述显示单元侧的开口与所述显示单元的背离其显示面一侧表面之间的距离，θ为所述通光孔的半收光角；
所述通光孔的延其中心轴的深度
Figure FDF0000013105830000012
其中，H为所述通光孔的延其中心轴的深度，K为所述显示单元在其显示面上的正投影的边长，h为所述通光孔的靠近所述显示单元侧的开口与所述显示单元的背离其显示面一侧表面之间的距离，θ为所述通光孔的半收光角；
所述θ的取值范围为5.7°-8.5°。
2.根据权利要求1所述的准直光学层，其特征在于，所述显示单元在其显示面上的正投影的形状包括正方形，所述通光孔的形状包括圆柱形。
3.根据权利要求2所述的准直光学层，其特征在于，所述通光孔的所述收光覆盖区的径向尺寸等于所述显示单元在其显示面上的正投影图形的对角线长度。
4.一种显示面板，包括显示基板和传感器层，其特征在于，还包括权利要求1-3任意一项所述的准直光学层，所述准直光学层和所述传感器层设置在所述显示基板的背离其显示面的一侧，且所述准直光学层位于所述显示基板和所述传感器层之间。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述显示基板包括TFT背板、设置在所述TFT背板上的显示单元和用于对所述显示单元进行封装的封装盖板，所述封装盖板对应位于所述显示基板的显示侧。
6.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述准直光学层为权利要求1所述的准直光学层；
所述传感器层包括多个传感器，所述传感器与所述准直光学层的通光孔一一对应。
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