CN109491169B - 一种oled显示装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种OLED显示装置及其工作方法，该OLED显示装置包括：OLED显示基板，包括多个亚像素区域，每一亚像素区域均包括设置有OLED发光单元的发光区，多个亚像素区域中的至少部分包括透光区；偏振分光结构，设置于OLED发光单元的出光侧，能够透过入射的光线中的第一偏振光分量，反射第二偏振光分量；调光结构，设置于OLED发光单元的另一侧，在第一状态下，透过第一偏振光分量，吸收第二偏振光分量，在第二状态下，吸收第一偏振光分量，透过第二偏振光分量；多个光学传感器，设置于调光结构的远离OLED发光单元的一侧。本发明的OLED显示装置兼具屏下指纹识别和亮度补偿功能。

Description

一种OLED显示装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种OLED显示装置及其工作方法。
背景技术
相比普通屏幕，全面屏的视觉效果具有更高冲击力，更加惊艳的显示效果，成为现在智能显示终端的新宠。屏下指纹识别技术有助于厂商在设计全面屏时做到更高的屏占比，不必为指纹模块留出一定的空间，因此成为研发热点。
有机发光二极管(OLED)显示装置与传统的液晶显示装置相比具有省电、可柔性等优势，逐渐被广泛使用。但是，OLED显示装置长时间工作在高对比度、高亮度的状态下，OLED像素会产生衰退，并且不同OLED像素衰退不一致，发光亮度衰退也不一致，导致发光不均，需要进行亮度补偿。
因而，如何使得OLED显示装置兼具屏下指纹识别和亮度补偿模组是需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种OLED显示装置及其工作方法，能够使得OLED显示装置兼具屏下指纹识别和亮度补偿功能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种OLED显示装置，包括：
OLED显示基板，所述OLED显示基板包括多个亚像素区域和多个OLED发光单元，每一所述亚像素区域均包括发光区，所述OLED发光单元设于所述发光区内，所述多个亚像素区域中的至少部分亚像素区域为第一亚像素区域，所述第一亚像素区域还包括透光区；
偏振分光结构，设置于所述第一亚像素区域中的所述OLED发光单元的第一侧，所述第一侧为所述OLED发光单元的出光侧，所述偏振分光结构能够透过入射的光线中的第一偏振光分量，反射入射的光线中的第二偏振光分量；
调光结构，设置于所述第一亚像素区域中的所述OLED发光单元的第二侧，所述第二侧为背离所述OLED发光单元的出光侧的一侧，所述调光结构具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述调光结构透过第一偏振光分量，吸收第二偏振光分量，在所述第二状态下，所述调光结构吸收第一偏振光分量，透过第二偏振光分量；
多个光学传感器，设置于所述调光结构的远离所述OLED发光单元的一侧，所述光学传感器与所述透光区一一对应，且所述透光区在对应的所述光学传感器上的正投影与对应的所述光学传感器的感光面有交叠。
可选的，每一所述亚像素区域均包括所述发光区和所述透光区。
可选的，所述偏振分光结构包括多个分光单元，每一所述第一亚像素区域内具有一所述分光单元，所述分光单元包括：向远离所述OLED发光单元方向凹陷的凹形槽和设置在所述凹形槽的表面的分光膜层，所述分光膜层用于将入射的光线分成所述第一偏振光分量和第二偏振光分量。
可选的，所述第一亚像素区域内的所述OLED发光单元的中部区域镂空，镂空部分构成所述透光区。
可选的，所述第一亚像素区域内的所述OLED发光单元的至少一个边角区域镂空，镂空部分构成所述透光区。
可选的，所述调光结构为液晶调光结构；
所述液晶调光结构包括：添加了二向色性染料的液晶层和用于向液晶层施加电压的电极，所述二向色性染料随液晶层的液晶分子同向排列，所述二向色性染料的吸收轴方向与所述第一偏振光分量的偏振方向正交，与所述第二偏振光分量的偏振方向平行；
当所述液晶层未被施加电压时，所述液晶调光结构处于所述第一状态，二向色性染料的长轴与所述第二偏振光分量的偏振方向平行，能够吸收所述第二偏振光分量，透过所述第一偏振光分量，当所述液晶层被施加电压时，所述液晶调光结构处于所述第二状态，二向色性染料的长轴与所述第一偏振光分量的偏振方向平行，能够吸收所述第一偏振光分量，透过所述第二偏振光分量。
可选的，所述第一偏振光分量和所述第二偏振光分量其中之一为P偏振光，另一为S偏振光。
可选的，所述透光区在对应的光学传感器上的正投影完全位于所述对应的光学传感器的感光面上。
可选的，所述OLED显示装置还包括：
第一基板，所述第一基板为透明基板，设置于所述偏振分光结构的远离所述OLED发光单元的一侧；
第二基板，设置于所述光学传感器的远离所述调光结构的一侧。
可选的，所述OLED显示装置还包括：
驱动电路，与所述调光结构和所述光学传感器连接，用于在亮度补偿时间内，控制所述调光结构处于所述第二状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器对应的亚像素进行亮度补偿；在指纹识别时间内，控制所述调光结构处于所述第一状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
本发明还提供一种OLED显示装置的工作方法，应用于上述OLED显示装置，所述工作方法包括：
在亮度补偿时间内，控制所述调光结构处于所述第二状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器对应的亚像素进行亮度补偿；
在指纹识别时间内，控制所述调光结构处于所述第一状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
OLED显示装置兼具屏下指纹识别和像素亮度补偿功能，同时，只使用一组部件就可以完成屏下指纹识别和像素亮度补偿功能，降低了OLED显示装置的厚度，减少了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的OLED显示装置的结构示意图；
图2为指纹对OLED显示装置中的光线的反射示意图；
图3为本发明实施例的偏振分光结构的分光示意图；
图4为本发明实施例的液晶调光结构未施加电压时对光线的选择示意图；
图5为本发明实施例的液晶调光结构施加电压时对光线的选择示意图；
图6为本发明一实施例的OLED发光单元与透光区的位置示意图；
图7为本发明另一实施例的OLED发光单元与透光区的位置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明一实施例的OLED显示装置的结构示意图，该OLED显示装置包括：OLED显示基板10、偏振分光结构20、调光结构30和多个光学传感器40。
其中，所述OLED显示基板10包括多个亚像素区域a和多个OLED发光单元12，每一所述亚像素区域a均包括发光区a1，OLED发光单元12所述设置于所述发光区a1内，所述多个亚像素区域a中的至少部分亚像素区域为第一亚像素区域，所述第一亚像素区域还包括透光区a2；
偏振分光结构20设置于所述第一亚像素区域中的所述OLED发光单元12的第一侧，所述第一侧为所述OLED发光单元12的出光侧，所述偏振分光结构20能够透过入射的光线中的第一偏振光分量，反射入射的光线中的第二偏振光分量；
调光结构30设置于所述第一亚像素区域中的所述OLED发光单元12的第二侧，所述第二侧为与背离所述OLED发光单元的12出光侧的一侧，所述调光结构30具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述调光结构30透过第一偏振光分量，吸收第二偏振光分量，在所述第二状态下，所述调光结构30吸收第一偏振光分量，透过第二偏振光分量；
多个光学传感器40，设置于所述调光结构30的远离所述OLED发光单元12的一侧，所述光学传感器40与所述透光区a2一一对应，且所述透光区a2在对应的所述光学传感器40上的正投影与对应的所述光学传感器40的感光面有交叠。
本发明实施例中，所述第一偏振光分量和所述第二偏振光分量其中之一可以为P偏振光，另一可以为S偏振光。
本发明实施例的上述OLED显示装置的工作过程如下：
OLED发光单元12出射的光线入射至偏振分光结构20，偏振分光结构20将入射的光线分成第一偏振光分量和第二偏振光分量，并透过第一偏振光分量，反射第二偏振光分量。
请参考图2，偏振分光结构20透过的第一偏振光分量到达手指指纹F，并被手指指纹F反射，反射的第一偏振光分量携带手指指纹信息，反射的第一偏振光分量透过偏振分光结构20和透光区a2，入射至调光结构30；
被偏振分光结构20反射的第二偏振光分量可以代表OLED发光单元12的亮度信息，被反射的第二偏振光分量透过透光区a2入射至调光结构30；
当OLED显示装置处于亮度补偿时间内时，控制调光单元30处于所述第二状态，即能够吸收第一偏振光分量，透过第二偏振光分量的状态，此时，透过调光单元30的第二偏振光分量(代表OLED发光单元12的亮度信息的偏振光分量)入射至光学传感器40的感光面上，OLED显示装置获取所述光学传感器40感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器40对应的亚像素进行亮度补偿。
当OLED显示装置处于指纹识别时间内时，控制所述调光结构30处于所述第一状态，即能够吸收第二偏振光分量，透过第一偏振光分量(携带手指指纹信息的偏振光分量)的状态，此时，透过调光单元30的第一偏振光分量入射至光学传感器40的感光面上，OLED显示装置获取所述光学传感器40感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
本发明实施例中，OLED显示装置兼具屏下指纹识别和像素亮度补偿功能，同时，只使用一组部件就可以完成屏下指纹识别和像素亮度补偿功能，降低了OLED显示装置的厚度，减少了成本。
下面对OLED显示基板的结构进行详细说明。
本发明实施例中，OLED显示基板10除了包括OLED发光单元12之外，还可以包括OLED背板11，该OLED背板11上包括用于与OLED发光单元12连接的驱动电路。
本发明实施例中，OLED发光单元12通常包括阳极、发光层和阴极，本发明实施例中，阳极为反射阳极，阴极为透明阴极，即OLED发光单元12的出光侧位于阴极所在侧，当然，在本发明的其他一些实施例中，也不排除，阳极为透明阳极，阴极为反射阴极的可能性，即OLED发光单元12的出光侧也可以在阳极所在侧。
本发明实施例中，OLED显示装置可以包括多种颜色的OLED发光单元，例如红、绿、蓝OLED发光单元。
上述实施例中提到，所述多个亚像素区域a中的至少部分亚像素区域a为包括透光区a2的第一亚像素区域，也就是说，在本发明的一些实施例中，可以是只有一部分亚像素区域包括透光区a2，而，另外一部分亚像素区域不包括透光区，也就是说，可以将显示屏的其中一个区域(例如下方区域)作为指纹识别和亮度补偿兼容的区域。在发明的另外一些实施例中，也可以是每一所述亚像素区域均为所述第一亚像素区域，即所有亚像素区域均包括所述发光区a1和所述透光区a2，由于每个亚像素区域均具有透光区a2，也就是说，每个亚像素均可以进行亮度补偿，提高了OLED显示装置的亮度均一性，同时在整屏均可以进行指纹识别。
本发明实施例中，透光区a2可以设置于亚像素区域中的任意位置，在本发明的一些实施例中，请参考图1和图6，所述第一亚像素区域内的所述OLED发光单元12的中部区域镂空，镂空部分构成所述透光区a2，即透光区a2位于OLED发光单元12的中部区域，该种结构可以使得偏振分光结构反射的光线更多的透过反射区，以反映更真实的亮度信息。当然，在本发明的其他一些实施例中，透光区a2也可以设置在OLED发光单元12的其他区域，例如，请参考图7，透光区a2也可以设置在OLED发光单元12的一个边角，以尽量不影响OLED发光单元12的显示。当然，透光区a2也可以设置在OLED发光单元12的多个边角。
下面对偏振分光结构20的结构进行详细说明。
本发明实施例中，偏振分光结构20的分光界面上可以包括分光膜层，分光膜层可以选择性过滤光线中的第一偏振光分量和第二偏振光分量。以第一偏振光分量为P偏振光，第二偏振光分量为S偏振光为例，请参考图3，图3为本发明实施例的偏振分光结构的分光示意图，从图3中可以看出，在分量界面21上，偏振分光结构20可以将光线分成P偏振光和S偏振光，P偏振光透过，而S偏振光被反射。
本发明实施例中，所述偏振分光结构20可以包括多个分光单元，每一所述第一亚像素区域(即包括透光区a2的亚像素区域)内包括一所述分光单元。在本发明的一些实施例中，所述分光单元包括向远离所述OLED发光单元方向凹陷的凹形槽和设置在所述凹形槽的表面的分光膜层，分光膜层用于将入射的光线分成所述第一偏振光分量和第二偏振光分量。凹形槽的设计可以将光线全部反射到自身所在的亚像素区域内，避免光线进入到周围亚像素区域，使得获取到的亮度信息不准确，以及产生混光等问题。当然，在本发明的其他一些实施例中，所述分光单元也可以为其他形状，本发明不做限定。本发明实施例中，相邻的分光单元可以呈一体结构。
下面对调光结构30的结构进行详细说明。
在本发明的一些实施例中，所述调光结构30为液晶调光结构；所述液晶调光结构包括：添加了二向色性染料的液晶层和用于向液晶层施加电压的电极，所述二向色性染料随液晶层的液晶分子同向排列，且染料这种棒状色素分子，对于长轴方向的偏振光吸收量很大，而对于短轴方向偏振光的吸收量较小，这也是色素分子的重要特征。设置所述二向色性染料的吸收轴方向与所述第一偏振光分量的偏振方向正交，与所述第二偏振光分量的偏振方向平行，利用二向色性染料液晶的在电场作用下的不同排列方式实现偏振光的选择。
请参考图4和图5，图4和图5中以第一偏振光分量为P偏振光，第二偏振光分量为S偏振光为例进行说明，当所述液晶层未被施加电压(即v＝0)时，所述液晶调光结构处于所述第一状态，二向色性染料的长轴与所述S偏振光的偏振方向平行，能够吸收S偏振光，透过所述P偏振光，当所述液晶层被施加电压(即图中的v)时，所述液晶调光结构处于所述第二状态，二向色性染料的长轴与所述P偏振光的偏振方向平行，能够吸收P偏振光，透过S偏振光。
本发明实施例中，用于向液晶层施加电压的电极可以是分别位于液晶层两侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极通电后可以提供垂直电场，使得液晶分子的长轴与所述第一偏振光分量的偏振方向平行。
本发明实施例中，调光结构采用液晶层实现，实现方式简单。当然，在本发明的其他一些实施例中，也可以采用其他类型的调光结构30，只要能够在第一状态和第二状态之间切换即可。
本发明实施例中，同样的，所述调光结构30可以包括多个调光单元，所述第一亚像素区域(即包括透光区a2的亚像素区域)内设置有一所述调光单元。相邻的调光单元可以呈一体结构。
下面对光学传感器40的结构进行说明。
本发明实施例中，可选的，光学传感器40的个数与透光区a2的个数相同，即每个第一亚像素区域(即包括透光区a2的亚像素区域)内设置有一个光学传感器40，当所有亚像素区域均具有透光区a2时，每个亚像素区域内均设置有一个光学传感器40。所述光学传感器40的感光面朝向对应的透光区a2，透光区a2在对应的所述光学传感器40上的正投影与对应的所述光学传感器40的感光面有交叠。可选的，感光面的面积大于或等于透光区a2的面积，并且，所述透光区a2在对应的光学传感器40上的正投影完全位于所述对应的光学传感器40的感光面上，从而保证从透光区a2透过的光线能够全部入射至感光面上。
本发明实施例中，所述OLED显示装置还可以包括：
第一基板50，所述第一基板50为透明基板，设置于所述偏振分光结构20的远离所述OLED发光单元12的一侧；
第二基板60，设置于所述光学传感器40的远离所述调光结构30的一侧。
所述第一基板50和第二基板60起到承载所述OLED显示装置上的其他部件的作用。
本发明实施例的OLED显示装置还可以包括：驱动电路(图未示出)，与所述调光结构30和所述光学传感器40连接，用于在亮度补偿时间内，控制所述调光结构30处于所述第二状态，并获取所述光学传感器40感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器40对应的亚像素进行亮度补偿；在指纹识别时间内，控制所述调光结构30处于所述第一状态，并获取所述光学传感器40感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
本发明实施例中，在亮度补偿时间内，调光结构30只透过携带亚像素发光亮度信息的偏振光分量，在指纹识别时间内，调光结构30只透过携带指纹信息的偏振光分量，从而使得OLED显示装置兼容指纹识别和亮度补偿功能，且两个功能分时实现，互不干扰。
本发明实施例还提供一种OLED显示装置的工作方法，应用于上述OLED显示装置，所述工作方法包括：
步骤S11：在亮度补偿时间内，控制所述调光结构处于所述第二状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器对应的亚像素进行亮度补偿；在指纹识别时间内，控制所述调光结构处于所述第一状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
下面对指纹识别过程进行说明：在指纹识别时间内，OLED显示装置控制调光结构处于第一状态，即能够吸收第二偏振光分量，透过第一偏振光分量(携带手指指纹信息的偏振光分量)的状态，此时，若用户手指指纹按压在OLED显示装置的屏幕上的指纹识别区域，OLED发光单元发出的光线中的第一偏振光分量透过偏振分光结构到达手指指纹，照射在指纹脊线所接触部分的屏幕表面的第一偏振光分量被漫反射，而照射在指纹谷线所对应的屏幕表面的第一偏振光分量被全反射，反射的第一偏振光分量透过偏振分光结构和透光区，入射至调光结构，并透过调光结构入射至光学传感器的感光面上，光学传感器捕获入射的第一偏振光分量，形成对应指纹脊线和谷线的图像，并传输至驱动电路，驱动电路将形成的对应指纹脊线和谷线的图像，与预先存储的指纹图像进行匹配，如果匹配成功，则指纹为合法指纹，否则，指纹为不合法指纹。除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种OLED显示装置，其特征在于，包括：
OLED显示基板，所述OLED显示基板包括多个亚像素区域和多个OLED发光单元，每一所述亚像素区域均包括发光区，所述OLED发光单元设于所述发光区内，所述多个亚像素区域中的至少部分亚像素区域为第一亚像素区域，所述第一亚像素区域还包括透光区；
偏振分光结构，设置于所述第一亚像素区域中的所述OLED发光单元的第一侧，所述第一侧为所述OLED发光单元的出光侧，所述偏振分光结构能够透过入射的光线中的第一偏振光分量，反射入射的光线中的第二偏振光分量；
调光结构，设置于所述第一亚像素区域中的所述OLED发光单元的第二侧，所述第二侧为背离所述OLED发光单元的出光侧的一侧，所述调光结构具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述调光结构透过第一偏振光分量，吸收第二偏振光分量，在所述第二状态下，所述调光结构吸收第一偏振光分量，透过第二偏振光分量；
多个光学传感器，设置于所述调光结构的远离所述OLED发光单元的一侧，所述光学传感器与所述透光区一一对应，且所述透光区在对应的所述光学传感器上的正投影与对应的所述光学传感器的感光面有交叠。
2.如权利要求1所述的OLED显示装置，其特征在于，每一所述亚像素区域均包括所述发光区和所述透光区。
3.如权利要求1所述的OLED显示装置，其特征在于，所述偏振分光结构包括多个分光单元，每一所述第一亚像素区域内具有一所述分光单元，所述分光单元包括：向远离所述OLED发光单元方向凹陷的凹形槽和设置在所述凹形槽的表面的分光膜层，所述分光膜层用于将入射的光线分成所述第一偏振光分量和第二偏振光分量。
4.如权利要求1或3所述的OLED显示装置，其特征在于，所述第一亚像素区域内的所述OLED发光单元的中部区域镂空，镂空部分构成所述透光区。
5.如权利要求1或3所述的OLED显示装置，其特征在于，所述第一亚像素区域内的所述OLED发光单元的至少一个边角区域镂空，镂空部分构成所述透光区。
6.如权利要求1所述的OLED显示装置，其特征在于，
所述调光结构为液晶调光结构；
所述液晶调光结构包括：添加了二向色性染料的液晶层和用于向液晶层施加电压的电极，所述二向色性染料随液晶层的液晶分子同向排列，所述二向色性染料的吸收轴方向与所述第一偏振光分量的偏振方向正交，与所述第二偏振光分量的偏振方向平行；
当所述液晶层未被施加电压时，所述液晶调光结构处于所述第一状态，二向色性染料的长轴与所述第二偏振光分量的偏振方向平行，能够吸收所述第二偏振光分量，透过所述第一偏振光分量，当所述液晶层被施加电压时，所述液晶调光结构处于所述第二状态，二向色性染料的长轴与所述第一偏振光分量的偏振方向平行，能够吸收所述第一偏振光分量，透过所述第二偏振光分量。
7.如权利要求1或6所述的OLED显示装置，其特征在于，所述第一偏振光分量和所述第二偏振光分量其中之一为P偏振光，另一为S偏振光。
8.如权利要求1所述的OLED显示装置，其特征在于，所述透光区在对应的光学传感器上的正投影完全位于所述对应的光学传感器的感光面上。
9.如权利要求1所述的OLED显示装置，其特征在于，还包括：
第一基板，所述第一基板为透明基板，设置于所述偏振分光结构的远离所述OLED发光单元的一侧；
第二基板，设置于所述光学传感器的远离所述调光结构的一侧。
10.如权利要求1所述的OLED显示装置，其特征在于，还包括：
驱动电路，与所述调光结构和所述光学传感器连接，用于在亮度补偿时间内，控制所述调光结构处于所述第二状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器对应的亚像素进行亮度补偿；在指纹识别时间内，控制所述调光结构处于所述第一状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
11.一种OLED显示装置的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求1-10任一项所述的OLED显示装置，所述工作方法包括：
在亮度补偿时间内，控制所述调光结构处于所述第二状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息对所述光学传感器对应的亚像素进行亮度补偿；
在指纹识别时间内，控制所述调光结构处于所述第一状态，并获取所述光学传感器感应的光线信息，根据所述光线信息进行指纹识别。
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