CN109447046B - 显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板和显示装置，包括：相对设置的第一基板、第二基板、以及夹持设置在第一基板和第二基板之间的液晶层；第一基板包括第一衬底、设置在第一衬底上的光学传感器；第二基板包括第二衬底、设置在第二衬底上的黑矩阵、设置在黑矩阵靠近第一基板一侧的集光部；在垂直于显示面板的方向上，光学传感器和集光部相交叠；集光部包括至少一个透明凸起部，透明凸起部沿着第二基板指向第一基板的方向凸起；集光部的折射率大于液晶层的折射率。相对于现有技术，可以增加光学传感器的感测到的光线强度，使光学传感器越灵敏，相应的转化的电流信号越大，可以提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。

Description

显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，显示装置的功能越来越丰富。显示装置中集成了触控识别、运动感测、指纹识别等多种功能。其中，指纹识别功能可以识别用户的指纹信息，然后实现对应的功能。指纹识别具有较高的安全性，受到用户的青睐。
现有技术提供的一种显示装置，将光学传感器集成在显示面板中，使用光学传感器实现指纹识别功能。然而，受限于显示面板的透光率、光学传感器的体积等因素，光学传感器难以接收到充足的光线以识别指纹，导致指纹识别的精度较低，降低了用户的使用体验。
因此，提供一种显示面板和显示装置，具有较高的指纹识别的精确度，是本领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种显示面板和显示装置，以解决现有技术中的问题。
一方面，本发明提供了一种显示面板，包括：相对设置的第一基板、第二基板、以及夹持设置在第一基板和第二基板之间的液晶层；第一基板包括第一衬底、设置在第一衬底上的光学传感器；第二基板包括第二衬底、设置在第二衬底上的黑矩阵、设置在黑矩阵靠近第一基板一侧的集光部；在垂直于显示面板的方向上，光学传感器和集光部相交叠；集光部包括至少一个透明凸起部，透明凸起部沿着第二基板指向第一基板的方向凸起；集光部的折射率大于液晶层的折射率。
另一方面，本发明提供了一种显示装置，包括本发明提供的显示面板。
与现有技术相比，本发明提供的显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：
显示面板包括：相对设置的第一基板、第二基板、以及液晶层。第一基板中设置有光学传感器，光学传感器为光敏器件，可以将光信号转化为电信号；第二基板中设置有黑矩阵、以及设置在黑矩阵靠近第一基板一侧的集光部，集光部具有汇聚光线的作用，包括至少一个透明凸起部，透明凸起部使用光线透过率较高的材料制作，相当于凸透镜，具有汇聚光线的作用，可以增加照射至光学传感器的光线强度。光学传感器的感测到的光线强度越大，光学传感器越灵敏，相应的转化的电流信号越大。较大的电流信号有利于被接收识别，可以提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术所述的一种显示面板的剖面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图；
图3是图2所示的显示面板指纹识别时的光路图；
图4是图2所示的显示面板中的集光部的光路图；
图5是本发明实施例提供的另一种显示面板的剖面结构示意图；
图6是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图8是本发明实施例提供的又一种显示面板中的集光部的光路图；
图9是本发明实施例提供的又一种显示面板中的集光部的光路图；
图10是本发明实施例提供的又一种显示面板中的集光部的光路图；
图11是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图12是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图13是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图14是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图15是本发明实施例提供的又一种显示面板的第二基板的平面结构示意图；
图16是本发明实施例提供的又一种显示面板的第二基板的平面结构示意图；
图17是是本发明实施例提供的又一种显示面板中的光学传感器的电路结构示意图；
图18是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图19是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
图20是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
当显示面板中使用光学传感器实现指纹识别功能时，光学传感器的识别精确度较低。为了提升指纹识别的精确度，发明人对现有技术中的液晶显示面板进行了如下的研究：
请参考图1，现有技术提供的一种显示面板中包括光学传感器D，其指纹识别原理如下：
手指FI的指纹具有脊401和谷402。当手指FI按压在显示面板上时，脊401与显示面板表面接触，谷402不与显示面板表面接触，致使光线L照射到指纹的谷402和脊401对应的显示面板时的反射率不同，进而致使光学传感器20接收到的在脊401的位置处形成的反射光和在谷402的位置处形成的反射光的强度不同，相应的，在脊401的位置处形成的反射光和在谷402的位置处形成的反射光在光学传感器20中转换成光电流大小不同。根据光电流大小可以进行识别出指纹的脊和谷，多个光学传感器D的电流大小进行整合，可以识别出指纹信息。
光线L的反射光通过偏光片01、色阻02之后光强会大幅度减弱，进而影响光学传感器D的灵敏度，降低了指纹识别的精确度。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种显示面板和显示装置。关于本发明提供的显示面板和显示装置的实施例，下文将详述。
请参考图2，图2是本发明实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图；
本实施例提供了一种显示面板，包括：
相对设置的第一基板100、第二基板200、以及夹持设置在第一基板100和第二基板200之间的液晶层300；
第一基板100包括第一衬底110、设置在第一衬底110上的光学传感器20；
第二基板200包括第二衬底210、设置在第二衬底210上的黑矩阵30、设置在黑矩阵30靠近第一基板100一侧的集光部40；
在垂直于显示面板的方向上，光学传感器20和集光部40相交叠；其中，垂直于显示面板的方向为图中所示的方向Z。
集光部40包括至少一个透明凸起部41，透明凸起部41沿着第二基板200指向第一基板100的方向凸起；
集光部40的折射率大于液晶层300的折射率。
本实施例提供的显示面板为液晶显示面板，包括第一基板100、第二基板200、液晶层300，其中，第一基板100可以为阵列基板，第二基板200可以为彩膜基板。液晶层300密封在第一基板100和第二基板200之间。
第一基板100包括第一衬底110，第一衬底110通常为透明材料，避免影响光线的透过率。第一衬底110可以为柔性的，例如使用树脂材料制作，也可以为硬质的，例如使用玻璃材料制作，本实施例对此不作具体限制。
第一衬底110用于承载光学传感器20，可选的，本实施例中，仅以光学传感器20设置在第一衬底110靠近第二基板200的一侧为例进行说明。在本发明其他可选的实现方式中，光学传感器20也可以设置在第一衬底110背离第二基板200的一侧，本实施例对此不作具体限制。
光学传感器20为光敏器件，可以感测光线，将光信号转化为电信号，并且，根据光线的强弱不同，所转化的电信号的大小也不同。光线越强，电流信号越大，光线越弱，电流信号越小。
第二基板200包括第二衬底210，第二衬底210通常为透明材料，避免影响光线的透过率。第二衬底210可以为柔性的，例如使用树脂材料制作，也可以为硬质的，例如使用玻璃材料制作，本实施例对此不作具体限制。
第二衬底210上设置有的黑矩阵30，黑矩阵具有较强的光线吸收能力，主要是防止显示面板的像素(图中未示意)间的漏光，以及增加色彩的对比度，提升显示效果。可选的，第二衬底210上还可以设置有色阻层50，色阻层50具有滤光作用，可选的，色阻层50中可以包括至少三种不同颜色的色阻。
为了增加光学传感器20的灵敏度，本实施例提供的显示面板中设置了集光部40，集光部40具有汇聚光线的作用，可以增加照射至光学传感器20的光线强度。具体的，集光部包括至少一个透明凸起部41，透明凸起部41使用光线透过率较高的材料制作，相当于凸透镜，具有汇聚光线的作用。
具体而言，请参考图3，图3是图2所示的显示面板指纹识别时的光路图；手指FI的指纹具有脊401和谷402。当手指FI按压在显示面板上时，脊401与显示面板表面接触，谷402不与显示面板表面接触。光线L照射到谷402对应位置的显示面板表面时，反射率较高，部分反射光线依次经过第二衬底210、色阻层50后照射至集光部40，集光部40将光线汇聚。由于在方向Z上光学传感器20和集光部40相交叠，即为光学传感器20位于集光部40的下方，也就是经集光部40汇聚后的光线的出光方向上，因而经集光部40汇聚后的光线出射后可以照射至光学传感器20，从而增加了照射至光学传感器20的光线的强度。光学传感器20的感测到的光线强度越大，光学传感器20越灵敏，相应的转化的电流信号越大。较大的电流信号有利于被接收识别，可以提升指纹识别的精确度。
本实施例中，设置集光部40的折射率大于液晶层300的折射率，换言之，集光部40为光密介质、液晶层300为光疏介质，光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，可以使得从集光部40出射光线的角度(即为折射角)较大、朝向光学传感器20所在的方向。具体的，请结合参考图3和图4，图4是图2所示的显示面板中的集光部的光路图；光线L照射到谷402对应位置的显示面板表面时，反射率较高，部分反射光线依次经过第二衬底210、色阻层50后照射至集光部40，反射光线从集光部40出射时，折射角r大于入射角i，使得出射光线朝向光学传感器20所在的方向传播，有利于使光学传感器20接收到较多的光线。可选的，集光部40的折射率为N1，1.4≤N1≤1.9。液晶层300的折射率通常小于1.4，将集光部40的折射率范围设置在1.4-1.9之间，一方面，可以使集光部40的折射率大于液晶层300的折射率，另一方面，集光部40的折射率不易过大，大于1.9可能会使得折射角过大、不利于被光学传感器接收。
需要说明的是，集光部40设置在黑矩阵30靠近第一基板100的一侧，可以避免经集光部40汇聚后的光线出射后被黑矩阵30吸收。可选的，在方向Z上，黑矩阵30覆盖集光部40。由于黑矩阵30具有吸收光线的作用，黑矩阵30所在的区域中无光线出射。将集光部40设置在无光线出射的区域，可以避免集光部40在其他位置影响光线正常的出射，避免影响显示面板的透过率。
本实施例提供的显示面板，至少具有如下的有益效果：
显示面板包括：相对设置的第一基板100、第二基板200、以及液晶层300。第一基板100中设置有光学传感器20，光学传感器20为光敏器件，可以将光信号转化为电信号；第二基板200中设置有黑矩阵30、以及设置在黑矩阵30靠近第一基板100一侧的集光部40，集光部40具有汇聚光线的作用，包括至少一个透明凸起部41，透明凸起部41使用光线透过率较高的材料制作，相当于凸透镜，具有汇聚光线的作用，可以增加照射至光学传感器20的光线强度。光学传感器20的感测到的光线强度越大，光学传感器20越灵敏，相应的转化的电流信号越大。较大的电流信号有利于被接收识别，可以提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。
需要说明的是，本发明实施例提供的显示面板中，集光部包括至少一个透明凸起部41，图2和图3仅以集光部包括一个透明凸起部41，可选的，透明凸起部41的数量可以为两个，例如请参考图5，图5是本发明实施例提供的另一种显示面板的剖面结构示意图；在本发明其他可选的实现方式中，透明凸起部41的数量还可以为三个或者更多个，具体可以根据集光部40的大小、光学传感器20的灵敏度等因素进行设置，本发明实施例不再一一赘述。
在一些可选的实施例中，请参考图6或者图7，图6是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；图7是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
本实施例中，透明凸起部41的竖截面为第一图形P1，竖截面垂直于第二衬底210；
请参考图6，第一图形P1包括尖角，尖角或者圆角向第一基板100凸出；或者，请参考图7，第一图形P1包括圆角，圆角向第一基板100凸出。
需要说明的是，图6和图7示意的是显示面板的剖面结构，该剖面垂直于第二衬底210，相应的，图6和图7中示意的即为透明凸起部41的竖截面。透明凸起部41的竖截面为平面图形，即第一图形P1，第一图形P1具有朝向第一基板100凸出的尖角或者圆角。尖角或者圆角的形状有利于汇聚光线，使反射光进入集光部40后朝向光学传感器20的方向出射，从而增加照射至光学传感器20的光线强度，提升指纹识别的精确度。
在一些可选的实施例中，请继续参考图6，尖角的角度为α，70°≤α<130°。
在一些可选的实施例中，请继续参考图7，圆角包括第一边a1、第二边a2、以及连接第一边a1和第二边a2的圆弧a3；
第一边a1和第二边a2的夹角为β，70°≤β<130°。
需要说明的是，第一图形P1可以包括尖角或者圆角，由于受限于制作工艺等原因，第一图形P1难以形成绝对的尖角，在实际制作的产品中通常为圆角结构。
下面，本发明实施例以第一图形P1具有尖角为例，对尖角的角度α的范围进行说明。
请参考图8、图9和图10，图8是本发明实施例提供的又一种显示面板中的集光部的光路图；图9是本发明实施例提供的又一种显示面板中的集光部的光路图；图10是本发明实施例提供的又一种显示面板中的集光部的光路图；
图8中，α＝70°，当光线的入射角度为0°-26°时，经过集光部40后的出射光线角度大于-80°，不利于被光学传感器接收。当光线的入射角度为40°-89°时，经过集光部40后的出射光线角度为0°-29°，这个范围内的出射光线有利于被光学传感器接收。
图9中，α＝90°，当光线的入射角度小于10°时，光线进入集光部40后发生全反射。当光线的入射角度为11°时，经过集光部40后的出射光线角度为-35°，有利于被光学传感器接收。当光线的入射角度为31°-89°时，经过集光部40后的出射光线角度为0°-35°，这个范围内的出射光线有利于被光学传感器接收。
图10中，α＝110°，当光线的入射角度分别为0°、22°、89°时，经过集光部40后的出射光线角度分别为-30°、0°、41°，均有利于被光学传感器接收。
参考图8-图10可以看出，α的角度越大，越有利于将入射角度较小的光线汇聚成有利于被光学传感器接收的出射光线，相应的，集光部40可以有效的汇聚较大角度范围的入射光线、以汇聚成有利于被光学传感器接收的出射光线。因此，本实施例中，设置α的角度大于70°，如果α的角度小于70°，会缩小集光部40可以有效汇聚的入射光线的角度范围。因而，但是α不宜大于130°，超过130°后会使集光部40的聚光效果变差，出射光线不利于被光学传感器接收。当α＝110°时，对于光线的汇聚效果相对较为优异。
需要说明的是，图8、图9和图10中，出射光线的箭头指向画面的上方，则其出射光角度为正值；出射光线的箭头指向画面的下方，则其出射光角度为负值。出射光角度的正值和负值仅为了区分出射光的方向，本实施例中在比较角度大小时，比较的是出射光角度的绝对值大小。
需要说明的是，在图7所示的实施方式中，当圆弧a3的长度较小时，可以认为圆角近似为尖角，其集光部的β角的光路图可以参考图8-图10。
在一些可选的实施例中，请参考图11，图11是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
本实施例中，集光部40包括多个透明凸起部41，相邻的两个透明凸起部41之间为凹陷部42；
透明凸起部41的表面为凸曲面，凹陷部42的表面为凹曲面。
具体而言，透明凸起部41朝向第一基板100一侧凸起，凹陷部42朝向集光部40内部凹陷，透明凸起部41的表面和凹陷部42的表面均为曲面结构，即为集光部40朝向第一基板100的一侧表面的截面呈现波浪线的形状。
本实施例提供的显示面板中，集光部40朝向第一基板100的表面均为曲面形状，这种形状易于制作，对于工艺精度要求较低，可以降低工艺难度。
需要说明的是，图6、图7、图11示例性的对于透明凸起部41的截面形状进行了说明。可以理解的是，本发明实施中的透明凸起部的形状并不局限于此。
例如，请参考图12，图12是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图，其中，透明凸起部41靠近第一基板100的一侧表面为球面形状，即为，图12所示的透明凸起部41的截面为弧线形状，并且各透明凸起部41紧邻设置。可以理解的是，由于受限于制作工艺等原因，各透明凸起部41之间通常有凹曲面形状的过渡区域，在实际制作的产品中通常为图11所示的结构。
透明凸起部41的形状还可以有多种，例如不规则的形状，本发明实施例不再一一赘述。
需要说明的是，图6所示的实施方式中，尖角的角度为α，70°≤α<130°。图11和图12所示的实施方式可以近似看做为α的角度较大(例如α＝150°)所得到的图形。由于α不宜大于130°，超过130°后会使集光部40的聚光效果变差，出射光线不利于被光学传感器接收。因此，图6所示的实施方式中70°≤α<130°，对于相同的入射光线具有较为优异的聚光效果。
在一些可选的实施例中，请参考图13，图13是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
本实施例中，黑矩阵30背离第二衬底210的一侧表面设置有反射层FL。
反射层FL对于光线具有较高的反射率，例如可以使用金属材料制作，例如金属银。在制作显示面板时，可以在制作完成黑矩阵后，在黑矩阵表面涂覆金属材料，然后图案化形成反射层FL。
在进行指纹识别时，部分光线L经过第一基板100、液晶层300后照射至反射层FL，经过反射层FL反射后的光线一部分照射至光学传感器20，从而进一步增加了照射至光学传感器20的光线，可以进一步提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。
在一些可选的实施例中，请参考图14，图14是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
本实施例中，第二基板200还包括色阻层50和绝缘层60，色阻层50位于黑矩阵30靠近第一基板100的一侧，绝缘层60位于集光部40和色阻层50之间。
可选的，色阻层50包括红色色阻块50R、绿色色阻块50G、蓝色色阻块50B。
绝缘层60一方面具有绝缘的性能，可以保护色阻50和黑矩阵30；另一方面，绝缘层60可以抚平色阻50和黑矩阵30形成的段差。绝缘层60可以采用有机材料制作、也可以采用无机材料制作，本实施例对此不作具体限制。
可选的，请继续参考图14，第二基板200还包括多个支撑柱PS，支撑柱PS位于黑矩阵30靠近第一基板100的一侧，集光部40和支撑柱PS的材料相同且位于同一膜层。可选的，支撑柱PS位于绝缘层60靠近第一基板100的一侧表面。
本实施例中，集光部40可以和支撑柱PS在同一工艺制程中制作而成。具体的，在制作显示面板的过程中，可以通过图案化同一材料层同时形成集光部40可以和支撑柱PS。本实施例提供的显示面板，有利于减少显示面板的制程、降低成本。
在一些可选的实施例中，请参考图15，图15是本发明实施例提供的又一种显示面板的第二基板的平面结构示意图；
本实施例中，显示面板包括显示区AA和围绕显示区AA的非显示区NA，黑矩阵30在显示区AA中的部分为网格形状；
黑矩阵30包括多个沿第一方向X延伸的第一部31、以及多个沿第二方向Y延伸的第二部32，第一部31和第二部32交叉。
可选的，集光部40向第二衬底210的正投影为网格形状。
需要说明的是，图15即为在垂直于第二衬底210的方向上观察第二基板得到的视图，因此在图15中，集光部40向第二衬底210的正投影和其自身的范围是重合的，图15中不再另行示意集光部40向第二衬底210的正投影。
本实施例中，将集光部40设置为网格形状，以增加集光部40的正投影面积，使集光部可以汇聚更多位置的反射光线，有利于增加照射至光学传感器的光线，可以进一步提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。
可选的，黑矩阵30向第二衬底210的正投影完全覆盖集光部40向第二衬底210的正投影。换言之，集光部40向第二衬底210的正投影位于黑矩阵30向第二衬底210的正投影范围内。需要说明的是，黑矩阵30向第二衬底210的正投影和其自身的范围是重合的，图15中不再另行示意集黑矩阵30向第二衬底210的正投影。
本实施例中，将集光部40设置在黑矩阵所在的区域内，可以避免集光部40在显示面板的开口区影响光线正常的出射，避免影响显示面板的透过率。
在一些可选的实施例中，请参考图16，图16是本发明实施例提供的又一种显示面板的第二基板的平面结构示意图；
本实施例中，集光部40的数量为多个，集光部40向第二衬底210的正投影为长条形状；
集光部40向第二衬底210的正投影沿第一方向X延伸或者沿第二方向Y延伸。
本实施例提供的显示面板中，集光部40的具体数量可以根据显示面板的实际需求进行设置，各集光部40是独立的结构。集光部40B向第二衬底210的正投影可以为沿第一方向X延伸的长条形状，或者集光部40A向第二衬底210的正投影可以为沿第二方向Y延伸的长条形状。
需要说明的是，在一些实施例中，显示面板中的集光部向第二衬底210的正投影可以均为沿第一方向X延伸的长条形状；在另一些实施例中，显示面板中的集光部向第二衬底210的正投影可以均为沿第二方向Y延伸的长条形状；在又一些实施例中，如图16所示，显示面板中的一部分集光部向第二衬底210的正投影为沿第一方向X延伸的长条形状、另一部分的集光部向第二衬底210的正投影为沿第二方向Y延伸的长条形状。可以理解的是，激光部的具体数量、疏密程度可以根据显示面板的实际情况进行设置，本实施例对此不作具体限制。
本实施例提供的显示面板中，各集光部为独立的结构，可以为显示面板中的其他结构避让空间，例如，当集光部和支撑柱PS同层设置时，独立结构的集光部可以为支撑柱PS避让空间，避免集光部影响支撑柱PS的正常设置。
下面，本发明实施例在此示例性的对于光学传感器的具体结构进行说明。
在一些可选的实施例中，请参考图17，图17是是本发明实施例提供的又一种显示面板中的光学传感器的电路结构示意图；
本实施例中，光学传感器20包括第一开关21和光敏二极管22，第一开关21和光敏二极管22电连接。
可选的，第一开关21的栅极21a接收控制信号，控制信号用于控制第一开关导通或者截止；第一开关21的第一极21b接收电压信号。
可选的，光学传感器20还包括电容部DC，电容部DC的一个极板和第一开关21的第二极21c电连接、另一极板和光敏二极管22电连接。
下面，本发明在此示例性的对于光学传感器20的指纹识别原理进行详细说明。在指纹识别阶段，节点H1输入低电压信号，第一开关21的第一极21b接收高电压信号。
整个指纹识别阶段包括准备阶段，指纹信号采集阶段和指纹信号检测阶段。
在准备阶段，第一开关21的栅极21a的控制信号控制光学传感器20的第一开关21导通，电容部DC充电，直至电容部DC充电完成。
在指纹信号采集阶段，控制光学传感器20的第一开关21关闭。当用户将手指按压在显示面板上，光线照射到手指上，并在手指指纹的表面反射形成反射光。经手指指纹反射形成的反射光入射到光学传感器20中，被光学传感器20的光敏二极管22接收，并形成光电流，该光电流的方向为由节点H2指向节点H1，进而使得H2的电位发生变化。
在指纹信号检测阶段，可以直接检测节点H2的电位变化量，进而确定光电流的大小。在指纹信号检测阶段，还可以控制光学传感器20的第一开关21开启，此时电容部DC两电极之间存在电位差，电容部DC处于充电状态，通过检测电容部DC充入的电荷量，进而确定光电流的大小。
下面，本发明实施例在此对于光学传感器的具体位置进行示例性的说明。
在一些可选的实施例中，请参考图18，图18是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
第一基板100还包括：设置在第一衬底110靠近第二基板200一侧的阵列层120、平坦化层PLN、像素电极层130和公共电极层140；阵列层120包括多个薄膜晶体管ST；
光学传感器20位于第一衬底110背离第二基板200的一侧。
本实施例中，第一基板100为阵列基板，其中，阵列层120中除了设置多个薄膜晶体管ST外，还可以设置信号走线(图中未示意)。平坦化层PLN通常包括有机材料，以抚平制作薄膜晶体管ST形成的段差。图18中，示意了像素电极层130位于公共电极层140靠近第一衬底110一侧的实施方式，可选的，公共电极层140也可以位于像素电极层130靠近第一衬底110一侧。
本实施例提供的显示面板中，将光学传感器20设置在第一衬底110背离第二基板200的一侧，可以在第一衬底110靠近第二基板200一侧的各膜层制作完成后，再制作光学传感器20，因而可以无需改变阵列层120、平坦化层PLN、像素电极层130和公共电极层140的制作工艺，有利于降低显示面板的制作成本。
在一些可选的实施例中，请参考图19，图19是本发明实施例提供的又一种显示面板的剖面结构示意图；
第一基板100还包括：设置在第一衬底110靠近第二基板200一侧的阵列层120、平坦化层PLN、像素电极层130和公共电极层140；阵列层120包括多个薄膜晶体管ST；
光学传感器20包括：第一开关21和光敏二极管22；第一开关21位于阵列层120，光敏二极管22包括PN结，PN结包括N型半导体部22N和P型半导体部22P；
第一开关21的有源层21d复用为N型半导体部22N，P型半导体部22P位于N型半导体部22N背离第一衬底110的一侧表面。
本实施例中，第一基板100为阵列基板，其中，阵列层120中设置多个薄膜晶体管ST，本实施例中仅示意了一个薄膜晶体管ST以说明第一基板100的膜层结构。可以理解的，薄膜晶体管ST的具体数量需要根据显示面板的实际需求进行设置，本实施例不作具体限制。
本实施例中，光学传感器20包括光敏二极管22，光敏二极管的核心部件是PN结，PN结是由一个N型掺杂区(即N型半导体部22N)和一个P型掺杂区(即P型半导体部22P)紧密接触所构成的。PN结具有光敏特性，并且具有单向导电性。无光照时，PN结有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时，PN结的饱和反向漏电流大大增加，形成电流，电流随入射光强度的变化而变化。
光学传感器20还包括第一开关21，第一开关21包括栅极21a、源极21b、漏极21c、有源层21d，其中，有源层21d进行了加长设计、复用为PN结的N型半导体部22N。具体的，有源层21d延拓至P型半导体部22P靠近第一基板110的一侧并且和P型半导体部22P电连接，因而可以减少制作光学传感器的工艺制程，并且有利于显示面板的轻薄化。并且，第一开关21位于阵列层120，可以和薄膜晶体管ST同时制作，可以进一步减少制作光学传感器的工艺制程。可选的，公共电极层140和P型半导体部22P电连接，用于向PN结提供电压信号。
本实施例提供的显示面板，将光学传感器20集成在第一基板中，有利于节省显示面板的工艺制程。并且有利于显示面板的轻薄化。并且，光学传感器20位于第一衬底110靠近第二基板200的一侧，和集光部40的距离较近，有利于接收集光部40的出射光，减少集光部40的出射光在传输过程中的损耗，从而进一步增加了照射至光学传感器20的光线，可以进一步提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明上述任一实施例提供的显示面板。
请参考图20，图20是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。图20提供的显示装置1000包括本发明上述任一实施例提供的显示面板1001。
图20实施例仅以手机为例，对显示装置1000进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置，可以是电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能和指纹识别功能的显示装置，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置，具有本发明实施例提供的显示面板的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于显示面板的具体说明，本实施例在此不再赘述。
通过上述实施例可知，本发明提供的显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：
显示面板包括：相对设置的第一基板、第二基板、以及液晶层。第一基板中设置有光学传感器，光学传感器为光敏器件，可以将光信号转化为电信号；第二基板中设置有黑矩阵、以及设置在黑矩阵靠近第一基板一侧的集光部，集光部具有汇聚光线的作用，包括至少一个透明凸起部，透明凸起部使用光线透过率较高的材料制作，相当于凸透镜，具有汇聚光线的作用，可以增加照射至光学传感器的光线强度。光学传感器的感测到的光线强度越大，光学传感器越灵敏，相应的转化的电流信号越大。较大的电流信号有利于被接收识别，可以提升指纹识别的精确度，从而提升用户体验。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板、第二基板、以及夹持设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；
所述第一基板包括第一衬底、设置在所述第一衬底上的光学传感器；
所述第二基板包括第二衬底、设置在所述第二衬底上的黑矩阵、设置在所述黑矩阵靠近所述第一基板一侧的集光部，所述黑矩阵向所述第二衬底的正投影完全覆盖所述集光部向所述第二衬底的正投影；
在垂直于所述显示面板的方向上，所述光学传感器和所述集光部相交叠；
所述集光部包括至少一个透明凸起部，所述透明凸起部沿着所述第二基板指向第一基板的方向凸起；
所述集光部的折射率大于所述液晶层的折射率；
所述第二基板还包括多个支撑柱，所述支撑柱位于所述黑矩阵靠近所述第一基板的一侧，各所述集光部为独立的结构，所述集光部和所述支撑柱的材料相同且位于同一膜层。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述透明凸起部的竖截面为第一图形，所述竖截面垂直于所述第二衬底；
所述第一图形包括尖角或者圆角，所述尖角或者圆角向所述第一基板凸出。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，
所述尖角的角度为α，70°≤α<130°。
4.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，
所述圆角包括第一边、第二边、以及连接第一边和第二边的圆弧；
所述第一边和所述第二边的夹角为β，70°≤β<130°。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述集光部包括多个透明凸起部，相邻的两个透明凸起部之间为凹陷部；
所述透明凸起部的表面为凸曲面，所述凹陷部的表面为凹曲面。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述集光部的折射率为N1，1.4≤N1≤1.9。
7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述显示面板包括显示区和围绕所述显示区的非显示区，所述黑矩阵在所述显示区中的部分为网格形状；
所述黑矩阵包括多个沿第一方向延伸的第一部、以及多个沿第二方向延伸的第二部，所述第一部和所述第二部交叉。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，
所述集光部向所述第二衬底的正投影为网格形状。
9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，
所述集光部的数量为多个，所述集光部向所述第二衬底的正投影为长条形状；
所述集光部向所述第二衬底的正投影沿所述第一方向延伸或者沿所述第二方向延伸。
10.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述第二基板还包括色阻层和绝缘层，所述色阻层位于所述黑矩阵靠近所述第一基板的一侧，所述绝缘层位于所述集光部和所述色阻层之间。
11.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述第一基板还包括：设置在所述第一衬底靠近所述第二基板一侧的阵列层、平坦化层、像素电极层和公共电极层；所述阵列层包括多个薄膜晶体管；
所述光学传感器位于所述第一衬底背离所述第二基板的一侧。
12.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述光学传感器包括第一开关和光敏二极管。
13.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述黑矩阵背离所述第二衬底的一侧表面设置有反射层。
14.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述第一基板还包括：设置在所述第一衬底靠近所述第二基板一侧的阵列层、平坦化层、像素电极层和公共电极层；所述阵列层包括多个薄膜晶体管；
所述光学传感器包括：第一开关和光敏二极管；所述第一开关位于所述阵列层，所述光敏二极管包括PN结，所述PN结包括N型半导体部和P型半导体部；
所述第一开关的有源层复用为所述N型半导体部，所述P型半导体部位于所述N型半导体部背离所述第一衬底的一侧表面。
15.一种显示装置，包括根据权利要求1-14任一项所述的显示面板。
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