CN110008869B - 显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板和显示装置。显示面板包括显示区和包围显示区的非显示区，还包括：相对设置的阵列基板和彩膜基板；折射率调整层，位于彩膜基板远离阵列基板一侧，折射率调整层的折射率为n1，折射率调整层具有缺口，在垂直于显示面板方向上，缺口贯穿折射率调整层；光传输层，位于折射率调整层远离彩膜基板一侧，光传输层的折射率为n2，n2>n1，光传输层具有光源入射面，光源入射面为光传输层的一个端面；指纹识别光源，位于非显示区，且与光源入射面相对设置；多个光感单元，光感单元用于接收指纹识别区内反射的光线进行指纹检测，在垂直于显示面板方向上，缺口与光感单元交叠。本发明在液晶显示屏内实现光感指纹识别检测。

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

随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的显示装置，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。指纹对于每一个人而言是与身俱来的，是独一无二的，采用指纹识别功能能够提高显示装置的安全系数。

现有的指纹识别技术又分为电容式指纹识别和光学指纹识别，将光学指纹识别集成在显示面板中实现在显示面板的显示区内的指纹识别是目前研究的热点。目前指纹识别技术应用的有机发光显示面板的研究已经比较成熟，而将光感指纹识别技术应用在液晶显示面板屏内的研究仍然比较少见。

因此，提供一种能够在液晶显示屏内实现光感指纹识别的显示面板的显示装置，是本领域亟待解决的技术问题。

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，能够在液晶显示屏内实现光感指纹识别检测。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种显示面板，包括显示区和包围显示区的非显示区，还包括：

相对设置的阵列基板和彩膜基板；

折射率调整层，位于彩膜基板远离阵列基板一侧，折射率调整层的折射率为n1，折射率调整层具有缺口，在垂直于显示面板方向上，缺口贯穿折射率调整层；

光传输层，位于折射率调整层远离彩膜基板一侧，光传输层的折射率为n2，其中，n2>n1，光传输层具有光源入射面，光源入射面为光传输层的一个端面；

指纹识别光源，位于非显示区，且与光源入射面相对设置；

多个光感单元，光感单元用于接收指纹识别区内反射的光线进行指纹检测，在垂直于显示面板方向上，缺口与光感单元交叠。

第二方面，本发明提供一种显示装置，包括本发明提供的任意一种显示面板。

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：

本发明提供的显示面板通过光传输层、折射率调整层、光感单元和指纹识别光源的设置，在指纹识别阶段，指纹识别光源发出的光进入光传输层后，在光传输层内经全反射传播，当有手指指纹接触光传输层的外表面时，由于指纹的脊与光传输层的接触改变了界面性质，光会在指纹的脊与光传输层接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强度变弱；而指纹的谷与光传输层接触的位置仍然满足全反射的条件，光会在指纹的谷与光传输层接触的位置发生全反射重新射入光传输层。本发明相应的在折射率调整层设置有缺口，经指纹的脊与光传输层接触的界面反射的光和经指纹的谷与光传输层接触的界面反射的光均穿透缺口照射到光感单元上，从而光感单元根据检测到的光信号的强弱识别出指纹的谷和脊。本发明能够实现在液晶显示屏的光感指纹识别检测，并且本发明制作时，不需要对阵列基板和彩膜基板做结构上的改变设计，制作工艺相对简单。

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为本发明提供的显示面板俯视示意图；

图2为图1中沿切线A-A'位置处截面示意图；

图3为本发明图2的提供的显示面板的一种可选实施方式简化示意图；

图4为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式的俯视示意图；

图5为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式俯视示意图；

图6为图4中切线B-B'位置处一种可选实施方式截面简化示意图；

图7为本发明图6提供的显示面板另一种可选实施方式简化示意图；

图8为图4中切线B-B'位置处另一种可选实施方式截面简化示意图；

图9为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式俯视示意图；

图10为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式截面示意图；

图11为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式截面示意图；

图12为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式截面示意图；

图13为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式截面示意图；

图14为本发明实施例提供的显示装置示意图。

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。

在相关技术中有采用准直孔的方案实现液晶显示面板的显示区内光感指纹识别的设计。在准直孔方案中，需要在光感单元对应的区域设置相应的准直孔，准直孔透光，而准直孔周围遮光，则需要在显示面板的膜层结构中制作遮光准直层。且需要设置至少两个准直层，制作时在准直层上制作相应的孔，在垂直于显示面板方向上，至少两个孔相交叠对应来保证光线的准直。所以在准直孔方案中存在以下问题：在彩膜基板或者阵列基板上制作的准直孔会增加显示面板的膜层厚度，且准直孔的制作增加了多道光刻蚀的工艺制程，工艺复杂制作难度大。基于此，发明人考虑寻求一种新的工艺简单的技术方案，来实现液晶显示面板的显示区内的光感指纹识别。

本发明提供一种显示面板，图1为本发明提供的显示面板俯视示意图，图2为图1中沿切线A-A'位置处截面示意图。

如图1所示，显示面板包括显示区AA和包围显示区AA的非显示区BA，图中显示面板的形状仅是示意性表示，不作为对本发明的限定，本发明提供的显示面板可以为常规矩形显示面板、或者也可以为圆形显示面板，或者也可以为异形显示面板。

如图2所示，显示面板包括：相对设置的阵列基板101和彩膜基板102；在阵列基板101和彩膜基板102之间还设置有液晶层103，其中，阵列基板101中设置有薄膜晶体管和各种电路走线(图中未示出)，彩膜基板102包括色阻层和黑矩阵(图中未示出)，本发明中阵列基板101和彩膜基板102的膜层结构可以与现有技术中结构相同，在此不再赘述说明。

继续参考图2所示，显示面板包括折射率调整层104，位于彩膜基板102远离阵列基板101一侧，折射率调整层104的折射率为n1，折射率调整层104具有缺口K，在垂直于显示面板方向上，缺口K贯穿折射率调整层104；本发明中折射率调整层104具有缺口K，说明在缺口K所在的位置不设置用于调整折射率的材料。可选的，折射率调整层104的制作材料可以包括光学透明胶。光传输层105，位于折射率调整层104远离彩膜基板102一侧，光传输层105的折射率为n2，其中，n2>n1，光传输层105具有光源入射面S，光源入射面S为光传输层105的一个端面，即光源发出的光从光源入射面S进入光传输层105；本发明中定义光传输层105与显示面板所在平面平行的面为光传输层105的第一表面M1和第二表面M2，而与显示面板所在平面相交的面为端面。本发明中n2>n1，则光经由光传输层105射向折射率调整层104时，即由光密介质射向光疏介质，在光传输层105与折射率调整层104的接触的界面上，在光的入射角满足一定条件时，能够发生全反射，即光能够在光传输层105传播，而不经由折射率调整层104射出；折射率调整层104具有缺口K，则在缺口K所在的位置，没有光传输层105与折射率调整层104接触的界面，光会从缺口K内射出。本发明中光传输层105可以为玻璃盖板，或者也可以为玻璃盖板和偏光片的组合，或者也可以为玻璃盖板、光学透明胶和偏光片的组合。当光传输层105为非单一材料的膜层时，光传输层105的折射率n2为两种材料膜层或者多种材料膜层的等效折射率，则光传输层105的等效折射率要大于空气的折射率(空气的折射率与真空介质的折射率大致相同，约为1)，则光经由光传输层105射向空气时，即由光密介质射向光疏介质，在光的入射角满足一定条件时，光在光传输层105与空气接触的界面上能够发生全反射。在本发明中，可选的，光传输层105的远离折射率调整层104一侧的表面为显示面板的外表面，在应用中，该表面即为用户手指接触的表面。另外，可以理解的，为了显示面板能够正常的显示，本发明中光传输层105和折射率调整层104的制作材料均包括透光材料，以保证光线的透过性。

需要说明的是，本发明对于缺口K的个数不做限定，在折射率调整层也可以设置有多个缺口，一个缺口K可以对应一个光感单元或者，一个缺口K也可以对应多个光感单元。实际中可根据光感单元的大小和膜层位置，对缺口的位置进行设置。

继续参考图2所示，显示面板还包括指纹识别光源106，位于非显示区BA，且与光源入射面S相对设置；本发明中指纹识别光源106可以为红外光源，本发明对于指纹识别光源的个数不做限定。多个光感单元107，光感单元107用于接收指纹识别区内反射的光线进行指纹检测，在垂直于显示面板方向上，缺口K与光感单元107交叠。可选的，光感单元107为光电二极管，光电二极管接收到光照后能够将光信号转化为电信号，从而用于指纹检测的运算。本发明中光感单元107可以位于缺口K内(如图2中示意)，也可以位于彩膜基板102的靠近或者远离阵列基板101一侧的表面，也可以位于阵列基板101上，对于光感单元107所在的膜层位置本发明在此不做限定。需要说明的是，图2中显示面板的各膜层的厚度仅是示意表示。图2中还示意出了封框胶J，封框胶J位于非显示区BA，封框胶J用于将阵列基板101和彩膜基板102贴合形成腔室，将液晶分子注入腔室内，形成液晶层103。

本发明提供的显示面板，在指纹识别阶段，指纹识别光源106发出的光经光源入射面S进入光传输层105，进入光传输层105的部分光在光传输层与空气接触的界面出射，部分光在光传输层105与空气接触的界面上发生全反射，同时该部分光在光传输层105与折射率调整层104接触的界面上发生全反射，即存在部分光经过多次全反射在光传输层105内传播。当有手指触摸显示面板的指纹识别区时(手指接触光传输层的外表面)，如图2所示的，以光线X1和光线X2为例，光线X1入射到手指指纹(W)的脊所在的位置，手指指纹的脊与光传输层105相接触，此时手指作为光传播介质，其折射率要大于空气折射率，光线X1在手指指纹的脊与光传输层105相接触的界面上不能满足全反射条件而会发生折射。以光的强度为E为例，光线X1发生反射的光强度为E1，光线X1发生折射的光强度为E2，E＝E1+E2，即发生反射的光强度变弱，导致光线X1发生反射的光照射到光感单元107后检测的信号较弱，假设不能被光感单元107检测到。而光线X2入射到手指指纹的谷所在的位置，在此位置处光传输层105仍然与空气接触，光线X2在光传输层105与空气接触的界面上发生全反射，光的强度为E，全反射光线X2光强较强能够被光感单元107检测到。从而能够根据光感单元检测到的光信号的强弱分辨出手指指纹的谷和脊，进而能够根据数据运算绘制出指纹图案，实现指纹识别检测。

本发明提供的显示面板通过光传输层、折射率调整层、光感单元和指纹识别光源的设置，在指纹识别阶段，指纹识别光源发出的部分光进入光传输层后，在光传输层内经全反射传播，当有手指指纹接触光传输层的外表面时，由于指纹的脊与光传输层的接触改变了界面性质，光会指纹的脊与光传输层接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强度变弱；而指纹的谷与光传输层接触的位置仍然满足全反射的条件，光会在指纹的谷与光传输层接触的位置发生全反射重新射入光传输层。本发明相应的在折射率调整层设置有缺口，经指纹的脊与光传输层接触的界面反射的光和经指纹的谷与光传输层接触的界面反射的光均穿透缺口照射到光感单元上，从而光感单元根据检测到的光信号的强弱识别出指纹的谷和脊。本发明能够实现在液晶显示屏的光感指纹识别检测，另外，本发明与相关技术中的准直孔方案相比，不需要在阵列基板或彩膜基板中增加准直层，即不需要增加复杂的工艺制程，且不需要对阵列基板和彩膜基板做结构上的改变设计，工艺简单。

在一种实施例中，图3为本发明图2的提供的显示面板的一种可选实施方式简化示意图。图3为显示面板的简化示意图，如图3所示，光传输层105还包括与显示面板所在平面平行的第一表面M1和第二表面M2，第一表面M1为远离折射率调整层104一侧的表面，可选的，第一表面M1即为光传输层的外表面，也为显示面板的外表面。第二表面M2为靠近折射率调整层104一侧的表面；指纹识别光源106发出的光经由光源入射面S入射到光传输层105，指纹识别光源106发出的光包括第一光G1，所有第一光G1的传播方向相同，且第一光G1在光传输层105内的第一次反射均发生在第一表面M1，或者第二表面M2。该实施方式中，即指纹识别光源106射向光传输层105的光包括传播方向相同的第一光G1，图中仅以第一光G1在光传输层105内的第一次反射发生在第一表面M1为例。第一表面M1为光传输层105与空气接触的界面，第二表面M2为光传输层与折射率调整层104接触的界面。在指纹识别阶段，第一光G1首先在第一表面M1上发生全反射，然后在第二表面M2发生全反射，第一光G1经多次全反射在光传输层内传播，当有手指指纹接触光传输层105的外表面(第一表面M1)时，由于指纹的脊v与光传输层105的接触改变了界面性质，部分第一光G1会在指纹的脊v与光传输层105接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强度变弱；而指纹的谷u与光传输层105接触的位置仍然满足全反射的条件，部分第一光G1仍然会在指纹的谷u与光传输层105接触的位置发生全反射射入光传输层105。本发明相应的在折射率调整层104设置有缺口K，经指纹的脊v与光传输层105接触的界面反射的部分第一光G1和经指纹的谷u与光传输层105接触的界面反射的部分第一光G1均穿透缺口K照射到光感单元107上，从而光感单元107根据检测到的光信号的强弱识别出指纹的谷u和脊v，进而实现指纹识别检测。

需要说明的是，指纹识别光源106发出的光由光源入射面S进入光传输层105时会发生一次折射，在本发明中为了实现指纹识别光源106发出的光能够在光传输层105内经全反射传输，指纹识别光源106与光源入射面S的相对位置可以根据光的折射原理来进行设置，光源入射面S可以为垂直于显示面板所在平面的面，或者光源入射面S也可以与显示面板所在平面形成非直角夹角，本发明在此不做任何限定。

进一步的，光经由光传输层射向折射率调整层发生全反射的临界角为α，继续参考图3所示的，第一光G1经由光传输层105射向折射率调整层104的入射角为θ1，θ1≥α。该实施方式能够保证指纹识别光源发出的第一光G1能够在光传输层105与折射率调整层104接触的界面上发生全反射。根据临界角计算公式

其中，θc为全反射临界角，n'₁为光密介质的折射率，n'₂为光疏介质的折射率，当n'₁固定不变时，θc与n'₂成正相关。空气的折射率与真空介质的折射率大致相同，约为1，而在本发明中折射率调整层104作为一种可透光材料的折射率一般情况下大于空气的折射率，则光经由光传输层射向空气发生全反射的临界角的大小小于α，所以在本发明中第一光G1在光传输层105与折射率调整层104接触的界面(第二表面)发生全反射，射向光传输层与空气接触的界面(第一表面)的入射角为θ1，θ1大于光经由光传输层射向空气发生全反射的临界角，则第一光G1能够在光传输层与空气接触的界面(第一表面)继续发生全反射，从而能够实现第一光G1在光传输层105内经全反射进行传播，当显示面板的指纹识别区有手指指纹接触光传输层105的第一表面时，指纹的脊与光传输层105的接触改变了界面性质，从而使得经指纹的脊与光传输层105接触的界面反射的部分第一光G1和经指纹的谷与光传输层105接触的界面反射的部分第一光G1的光强度不同，进而在本发明中光感单元能够根据检测到的光信号的强弱识别出指纹的谷和脊，实现指纹识别检测。

可选的，本发明中的光传输层可以为玻璃盖板，玻璃盖板的折射率n2大约为1.5，可选的，可以设置折射率调整层的折射率n1小于1.5。以折射率调整层的折射率n1为1.4为例，根据临界角计算公式可知，此种情况下，经由光传输层射向折射率调整层发生全反射的临界角为α约为70°。设置第一光经由光传输层射向折射率调整层的入射角为θ1大于等于70°时，即能满足将第一光应用在指纹识别检测中。

在一种实施例中，图4为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式俯视示意图。如图4所示，显示面板的非显示区BA包括第一非显示区BA1，两个第一非显示区BA1在第一方向x上分别位于显示区AA的两侧，指纹识别光源106位于第一非显示区BA1，图中仅示意出在一个第一非显示区BA1内设置指纹识别光源106，可选的，也可以在两个第一非显示区BA1内均设置有指纹识别光源106，本发明对于指纹识别光源的个数不做限定；显示区AA包括指纹识别区Z，指纹识别区Z包括指纹识别子区ZF，图中指纹识别子区ZF的位置仅是示意性表示，本发明也可以包括多个指纹识别子区ZF，在第一方向x上指纹识别子区ZF的长度为L。需要说明的是，本发明对于指纹识别子区ZF在第二方向y的长度不做限定，其中第二方向y与第一方向x交叉，可选的第二方向y与第一方向x相互垂直。

在一种实施例中，可以在图4示意的第一非显示区内沿第一方向上间隔设置多个指纹识别光源，从而能够实现显示区内多个指纹识别子区的指纹检测。

在一种实施例中，图5为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式俯视示意图。如图5所示，显示面板的非显示区BA包括第一非显示区BA1，两个第一非显示区BA1在第一方向x上分别位于显示区AA的两侧，在第一非显示区BA1内设置有指纹识别光源106，在第二方向y上，指纹识别光源106贯穿第一非显示区BA1，在指纹识别阶段，指纹识别光源106发出的光能够在显示区AA内沿第一方向x传播，在该实施方式中，通过合理的设置光感单元的个数和折射率调整层中缺口的位置，显示面板中指纹识别区Z能够在第二方向y上贯通显示区AA。

在一种实施例中，在本发明提供的显示面板中设置L≤d*tanθ1，其中，d为在垂直于显示面板方向上光传输层105的厚度，图6为图4中切线B-B'位置处一种可选实施方式截面简化示意图。继续参考图6所示的，在垂直于显示面板所在平面的方向e上光传输层105的厚度为d，以第一光G1在第一表面M1发生一次全反射和在第二表面M2发生一次全反射的过程记为第一光的传播周期，以第一光G11为例，以第一光G11的一个传播周期为Q1，其中，Q1＝2d*tanθ1，如图中所示的在第一方向x上，在一个第一光的传播周期内，在第一表面M1上仅有传播周期Q1的一半长度范围(d*tanθ1大小的长度范围)内能够发生第一光的全反射，如图中示意的光G'的全反射发生在另一半的传播周期Q1内，但该光G'在光传输层105发生第一次反射的界面与第一光G1在光传输层105发生第一次反射的界面不同，所以光G'不是本发明中定义的第一光。

假定将第一方向x上指纹识别子区ZF的长度L设定为2d*tanθ1，根据上述原理说明可以理解在一半的指纹识别子区内是没有第一光射向第一表面的，即该种方式设定了较大的无效区域，设计上不合理。而假定将第一方向x上指纹识别子区ZF的长度L设定为4d*tanθ1，即指纹识别子区ZF的长度为两个第一光的传播周期的长度时，此种情况指纹识别子区ZF的长度较长，理想状态是实现增大指纹识别区域，但是该种情况下，当有手指接触到显示面板的指纹识别区时，其中，在第一个第一光的传播周期内，在手指的脊与第一表面接触的位置部分第一光会经折射后出射到显示面板外，则该部分光线中在第一表面发生反射的光强度明显减弱，这部分第一光能够被光感单元检测到微弱的光信号，或者甚至不能被光感单元检测到，在手指的谷与第一表面接触的位置部分第一光会经全反射后射向光感单元被光感单元检测，所以经过上述分析，在经过第一个传播周期后，在第二个传播周期内能够用于指纹识别的第一光已经非常少了，在第二个传播周期内的指纹检测会非常不准确。所以本发明中发明人设置第一方向x上指纹识别子区ZF的长度L≤d*tanθ1，在该长度大小的指纹识别子区内有第一光在第一表面发生全反射，能够将第一光用于指纹识别检测的光。并且能够保仅在一个第一光的传播周期内利用第一光实现指纹检测，指纹识别检测的精确度高。

在一种实施例中，图7为本发明图6提供的显示面板另一种可选实施方式简化示意图。如图7所示，指纹识别光源106发出的光还包括第二光G2，所有第二光G2的传播方向相同，第一光G1在光传输层105内的第一次反射和第二光G2在光传输层105的第一次反射，其中一者发生在第一表面M1，另一者发生在第二表面M2。图中示意出第一光G1在光传输层105内的第一次反射发生在第一表面M1，而第二光G2在光传输层105内的第一次反射发生在第二表面M2为例。该实施方式中，指纹识别光源发出的光同时包括第一光和第二光，第一光和第二光的光路不同，通过对第一光和第二光的传播方向进行合理设计，能够将第一光和第二光同时应用在指纹识别阶段，实现第一光和第二光均在光传输层经全反射进行传播。与应用第一光实现指纹识别检测的原理相同，在指纹识别阶段，第二光G2首先在第二表面M2上发生全反射，然后在第一表面M1发生全反射，第二光G2经多次全反射在光传输层105内传播，当有手指指纹接触光传输层105的外表面(第一表面M1)时，由于指纹的脊v与光传输层105的接触改变了界面性质，部分第二光G2会在指纹的脊与光传输层105接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强度变弱；而指纹的谷u与光传输层105接触的位置仍然满足全反射的条件，部分第二光G2仍然会在指纹的谷u与光传输层105接触的位置发生全反射射入光传输层105。又通过在折射率调整层104设置的缺口K，经指纹的谷u与光传输层105接触的界面反射的部分第二光G2穿透缺口K照射到光感单元107上，需要说明的是图中仅示意出部分第二光G2，实际中也存在部分第二光经指纹的脊与光传输层105接触的界面发生折射后出射。该实施方式中光感单元107能够检测到经指纹反射的第一光和第二光，并通过检测到的光信号的强弱识别出指纹的谷和脊，能够同时利用第一光G1和第二光G2进行指纹识别检测。

进一步的，光经由光传输层射向折射率调整层发生全反射的临界角为α，继续参考图7所示的，第二光G2经由光传输层105射向折射率调整层104的入射角为θ2，θ2≥α。该实施方式能够保证指纹识别光源发出的第二光G2能够在光传输层105与折射率调整层104接触的界面上发生全反射。又根据上述图3对应的实施例说明可知光经由光传输层射向空气发生全反射的临界角的小于α，所以在本发明中第二光G2在光传输层105与折射率调整层104接触的界面发生全反射后，射向光传输层与空气接触的界面的入射角为θ2，θ2大于光经由光传输层射向空气发生全反射的临界角，则第二光G2能够在光传输层与空气接触的界面继续发生全反射，从而能够实现第二光G2在光传输层105内经全反射进行传播，进而能够实现将第二光应用于指纹识别检测。

根据上述图6对应的实施例中的原理的说明，可以理解，第二光也具有传播周期，第二光的传播周期即为第二光在第一表面发生一次全反射和在第二表面发生一次全反射的过程。

在一种实施例中，8为图4中切线B-B'位置处另一种可选实施方式截面简化示意图。如图8所示的，仅示意出指纹识别光源106发出的部分第一光G1和部分第二光G2，第一光G1具有传播周期Q1，第二光G2具有传播周期Q2，其中，Q1＝2d*tanθ1，Q2＝2d*tanθ2，如图中所示的在第一方向x上，在一个第一光G1的传播周期内，在第一表面M1上仅有传播周期Q1的一半长度范围(d*tanθ1大小的长度范围)内能够发生第一光G1的全反射，同样的，在一个第二光G2的传播周期内，在第一表面M1上仅有传播周期Q2的一半长度范围(d*tanθ2大小的长度范围)内能够发生第二光G2的全反射。由此，发明人考虑通过第一光G1和第二光G2的相互配合来实现指纹识别检测。如图8所示的，发明人设计在第一表面M1上区域f内存在第二光G2的全反射，其中，第一表面M1上的区域f位于第一光G1的传播周期Q1的范围内，也即设置第一光G1的传播周期Q1与第二光的传播周期Q2存在交叠，可选的，可以设置在第一表面M1上第一光G1不发生全反射的区域，设置成第二光G2在此位置处发生全反射。比如图8中区域f位置。通过此种方式能够增大指纹识别子区在第一方向上的长度。即在一个指纹识别子区所在位置处，在第一表面上存在第一光的全反射和第二光的全反射，第一光和第二光能够同时作用用于指纹识别检测。第一光和第二光相当于重新组合成一个新的传播周期，该传播周期的在第一方向上的最大长度为d*(tanθ1+tanθ2)。当第一光和第二光在第一表面发生全反射的位置存在交叠时，该传播周期的在第一方向上的长度小于d*(tanθ1+tanθ2)。

可选的，在第一方向上指纹识别子区的长度为L，L≤d*(tanθ1+tanθ2)，其中，d为在垂直于显示面板方向上光传输层的厚度，θ1为第一光经由光传输层射向折射率调整层的入射角，θ1≥α。其中，θ1与θ2的大小可以相等也可以不相等。该实施方式通过对指纹识别子区的长度进行限定，避免设置的长度过大，导致显示面板中出现指纹无效区域，同时保证只在第一光和第二光共同组成的一个新的传播周期范围内利用第一光和第二光实现指纹检测，指纹识别检测的精确度高。

图9为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式俯视示意图。如图9所示，显示面板中显示区包括开口区O和非开口区FO，开口区O为光透过区，一个开口区O即为一个子像素的显示区域，非开口区FO为非透光区，在彩膜基板中设置有黑矩阵，黑矩阵上的开口即对应着开口区O。在本发明中光感单元107可以设置在非开口区FO，保证光感单元的设置不影响显示面板的正常显示效果，图中光感单元107的位置和个数仅是示意性表示。

在本发明提供的显示面板中，光感单元的设置位置可以包括多种情况，下述实施例将对光感单元的设置位置做具体的举例说明。

在一种实施例中，图10为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式示意图。如图10所示，光感单元107位于彩膜基板102远离阵列基板101一侧。该实施方式中可以将制作完成的多个光感单元贴合在彩膜基板102的上方，在垂直于显示面板方向上，光感单元107与彩膜基板102中的黑矩阵BM交叠。

在一种实施例中，图11为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式示意图。如图11所示，包括液晶层103，液晶层103位于阵列基板101和彩膜基板102之间；光感单元107位于彩膜基板靠近液晶层103一侧。该实施方式中光感单元相当于位于彩膜基板远离显示面板显示面的一侧，在进行指纹识别时，光线需要穿透彩膜基板才能到达光感单元上，在制作时，彩膜基板上需要设置如图11示意的透光口K1(仅示意表示)，从而能够保证上述实施例提到的经反射后的第一光或者第二光穿透彩膜基板，照射到光感单元上被光感单元检测到。其中，透光口K1不需要贯通彩膜基板的所有的膜层，只需要保证在光感单元对应的上方位置能够实现光线的透过即可。

在一种实施例中，图12为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式示意图。如图12所示，还包括液晶层103，液晶层103位于阵列基板101和彩膜基板102之间；光感单元107位于阵列基板101靠近液晶层103一侧。该实施方式中，在指纹识别阶段，光线需要穿透彩膜基板和液晶层才能到达光感单元上，在制作时，彩膜基板上同样需要设置如图11实施例中提到的的透光口K1，从而能够保证上述实施例提到的经反射后的第一光或者第二光穿透彩膜基板，照射到光感单元上被光感单元检测到。

可选的，光感单元也可以集成在阵列基板内，即在阵列基本的制作工艺中同时制作光感单元。

在一种实施例中，本发明中光传输层包括盖板玻璃。该实施方式中可以直接在盖板玻璃的下表面镀膜形成显示面板中的折射率调整层，

在另一种实施例中，图13为图4中切线B-B'位置处显示面板另一种可选实施方式示意图。如图13所示，光传输层105包括偏光片1051和盖板玻璃1052，偏光片1051位于盖板玻璃1052靠近折射率调整层104一侧。该实施方式中，光传输层的折射率为偏光片与盖板玻璃的等效折射率。可以直接在偏光片的下表面镀膜形成显示面板中的折射率调整层，或者在彩膜基板的上表面镀膜形成折射率调整层。

本发明还提供一种显示装置，图14为本发明实施例提供的显示装置示意图。如图14所示，显示装置包括本发明任意实施例提供的显示面板100。本发明实施例提供的显示装置可以是任何具有显示功能的电子产品，包括但不限于以下类别：电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、数码相机、手机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等。

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：

本发明提供的显示面板通过光传输层、折射率调整层、光感单元和指纹识别光源的设置，在指纹识别阶段，指纹识别光源发出的光进入光传输层后，在光传输层内经全反射传播，当有手指指纹接触光传输层的外表面时，由于指纹的脊与光传输层的接触改变了界面性质，光会指纹的脊与光传输层接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强度变弱；而指纹的谷与光传输层接触的位置仍然满足全反射的条件，光会在指纹的谷与光传输层接触的位置发生全反射重新射入光传输层。本发明相应的在折射率调整层设置有缺口，经指纹的脊与光传输层接触的界面反射的光和经指纹的谷与光传输层接触的界面反射的光均穿透缺口照射到光感单元上，从而光感单元根据检测到的光信号的强弱识别出指纹的谷和脊。本发明能够实现在液晶显示屏的光感指纹识别检测，并且本发明制作时，不需要对阵列基板和彩膜基板做结构上的改变设计，制作工艺相对简单。

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 (11)

1.一种显示面板，其特征在于，包括显示区和包围显示区的非显示区，还包括：

相对设置的阵列基板和彩膜基板；

折射率调整层，位于彩膜基板远离所述阵列基板一侧，所述折射率调整层的折射率为n1，所述折射率调整层具有缺口，在垂直于所述显示面板方向上，所述缺口贯穿所述折射率调整层；

光传输层，位于所述折射率调整层远离所述彩膜基板一侧，所述光传输层的折射率为n2，其中，n2>n1，所述光传输层具有光源入射面，所述光源入射面为所述光传输层的一个端面；

指纹识别光源，位于所述非显示区，且与所述光源入射面相对设置；

多个光感单元，所述光感单元用于接收指纹识别区内反射的光线进行指纹检测，在垂直于所述显示面板方向上，所述缺口与所述光感单元交叠；

所述光传输层还包括与所述显示面板平行的第一表面和第二表面，所述第一表面为远离所述折射率调整层一侧的表面，所述第二表面为靠近所述折射率调整层一侧的表面；

所述指纹识别光源发出的光经由所述光源入射面入射到所述光传输层，所述指纹识别光源发出的光包括第一光，所有所述第一光的传播方向相同，且所述第一光在所述光传输层内的第一次反射均发生在所述第一表面，或者所述第二表面；

所述指纹识别光源发出的光还包括第二光，所有所述第二光的传播方向相同，所述第一光在所述光传输层内的第一次反射和所述第二光在所述光传输层的第一次反射，其中一者发生在所述第一表面，另一者发生在所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

光经由所述光传输层射向所述折射率调整层发生全反射的临界角为α，所述第一光经由所述光传输层射向所述折射率调整层的入射角为θ1，θ1≥α。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，

所述非显示区包括第一非显示区，两个所述第一非显示区在第一方向上分别位于所述显示区的两侧，所述指纹识别光源位于所述第一非显示区；

所述显示区包括指纹识别区，所述指纹识别区包括指纹识别子区，在所述第一方向上所述指纹识别子区的长度为L，L≤d*tanθ1，其中，d为在垂直于所述显示面板方向上所述光传输层的厚度。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

光经由所述光传输层射向所述折射率调整层发生全反射的临界角为α，所述第二光经由所述光传输层射向所述折射率调整层的入射角为θ2，θ2≥α。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，

所述非显示区包括第一非显示区，两个所述第一非显示区在第一方向上分别位于所述显示区的两侧，所述指纹识别光源位于所述第一非显示区；

所述显示区包括指纹识别区，所述指纹识别区包括指纹识别子区，在所述第一方向上所述指纹识别子区的长度为L，L≤d*(tanθ1+tanθ2)，其中，d为在垂直于所述显示面板方向上所述光传输层的厚度，θ1为所述第一光经由所述光传输层射向所述折射率调整层的入射角，θ1≥α。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述光感单元位于所述彩膜基板远离所述阵列基板一侧。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括液晶层，所述液晶层位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间；

所述光感单元位于所述彩膜基板靠近所述液晶层一侧。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括液晶层，所述液晶层位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间；

所述光感单元位于所述阵列基板靠近所述液晶层一侧。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述光传输层包括盖板玻璃。

10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，

所述光传输层还包括偏光片，所述偏光片位于所述盖板玻璃靠近所述折射率调整层一侧。

11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的显示面板。

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