CN110928032B - 液晶显示面板及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示面板及液晶显示装置，所述液晶显示面板包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板、以及设置于所述彩膜基板与所述阵列基板之间液晶层，所述彩膜基板包括上下两层彩色滤光层，且上下两层所述彩色滤光层的位置一一对应、颜色对应相同，所述彩膜基板与所述阵列基板之间设置有指纹识别单元；在进行指纹识别时，上层彩色滤光层可以遮挡大角度指纹反射光，提高射向指纹识别单元的指纹反射光的“信噪比”，从而提高指纹识别精度。本发明提供的液晶显示装置包含上述液晶显示面板。

Description

液晶显示面板及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及液晶显示面板及液晶显示装置。

背景技术

光学指纹识别是最早出现的一种指纹识别技术，早期的光学指纹识别技术由于需要较为庞大的光路系统，因此多用于门禁、打卡机等体型较大的设备上。近年来，为了保护个人隐私和财务安全，指纹识别技术被逐渐应用于手机、平板电脑等便携显示设备中。但由于这些便携显示设备的体积较小，传统的光学指纹识别技术无法满足需求，因此开发出了电容式指纹识别技术。

电容式指纹识别技术虽然适用于体积较小的设备中，但是该技术无法集成于显示屏的内部，需要占据独立的区域，因此不再适用于日益兴起的“全面屏”显示设备中。而光学指纹识别技术是利用指纹反射光来识别指纹特征的技术，反射光可以穿透透明的显示屏，到达显示屏的内部，因此，可以将光学指纹识别模块集成于显示屏的显示区域，有利于手机等设备的“全面屏”设计。

但是，将光学指纹识别模块集成于液晶显示面板中一直存在较多问题。由于液晶显示面板需要背光板提供光源，经指纹反射的背光会在指纹识别区域产生较多的干扰信号，主要表现为出现大量大角度反射光射向指纹识别模块。而指纹识别模块识别指纹的精度受“信噪比”的影响，所谓“信噪比”是指小角度反射光和大角度反射光的比值，当出现大量的大角度反射光射向指纹识别模块时，会造成“信噪比”降低，指纹识别精度下降，甚至无法识别指纹的问题。

发明内容

基于上述现有技术中的不足，本发明针对液晶显示面板提出了具有两层彩色滤光层的彩膜基板设计方案，并将光学指纹识别单元设置在彩膜基板的下侧，利用彩色滤光层遮挡大角度指纹反射光，提高射向指纹识别单元的反射光的“信噪比”，从而提高指纹识别精度。

本发明提供一种液晶显示面板，包括：

彩膜基板，所述彩膜基板包括上下两层彩色滤光层，且上下两层所述彩色滤光层的位置一一对应、颜色对应相同，每层所述彩色滤光层分别包括多个彩色滤光块，所述彩色滤光块之间设置有黑色矩阵，所述黑色矩阵用于防止穿过相邻两个所述彩色滤光块的光线相互干扰；

阵列基板，与所述彩膜基板相对设置；以及

液晶层，设置于所述彩膜基板与所述阵列基板之间；

所述彩膜基板与所述阵列基板之间设置有指纹识别单元，所述指纹识别单元通过接收穿过所述彩膜基板的指纹反射光，识别指纹特征；

所述黑色矩阵与所述指纹识别单元垂直对应的区域为开孔区，以保证光线通过所述开孔区射向所述指纹识别单元。

根据本发明一实施例，所述彩膜基板包括玻璃基板、设置于所述玻璃基板上表面的第一彩色滤光层和设置于所述玻璃基板下表面的第二彩色滤光层，所述第一彩色滤光层与所述第二彩色滤光层的位置一一对应、颜色对应相同。

根据本发明一实施例，所述指纹识别单元设置于所述阵列基板的朝向所述液晶层的表面上。

根据本发明一实施例，所述黑色矩阵包括横向矩阵线和纵向矩阵线，所述横向矩阵线和所述纵向矩阵线将所述彩色滤光层划分为多个滤光区，所述彩色滤光块填充在所述滤光区中；

所述指纹识别单元在所述黑色矩阵上的垂直投影区位于所述横向矩阵线上；或

所述指纹识别单元在所述黑色矩阵上的垂直投影区位于所述纵向矩阵线上。

根据本发明一实施例，所述指纹识别单元设置于所述彩膜基板的朝向所述液晶层的表面上。

根据本发明一实施例，所述黑色矩阵包括横向矩阵线和纵向矩阵线，所述横向矩阵线和所述纵向矩阵线将所述彩色滤光层划分为多个滤光区，所述彩色滤光块填充在所述滤光区中；

所述指纹识别单元设置于所述横向矩阵线上；或

所述指纹识别单元设置于所述纵向矩阵线上。

根据本发明一实施例，所述指纹识别单元设置于所述纵向矩阵线上，且与所述彩色滤光块并排设置。

根据本发明一实施例，所述指纹识别单元的接收光线的一侧表面设置有滤光膜，所述滤光膜用于将射向所述指纹识别单元的光线过滤为单色光。

本发明还提供了一种液晶显示装置，包括如上所述的液晶显示面板；以及

背光模组，设置于所述液晶显示面板的背侧，用于为所述液晶显示面板提供背光。

本发明的有益效果是：本发明提供的液晶显示面板及液晶显示装置，包括具有上下两层彩色滤光层的彩膜基板，并将指纹识别单元设置于所述彩膜基板的下侧，在进行指纹识别时，上层彩色滤光层可以遮挡大角度指纹反射光，提高射向指纹识别单元的指纹反射光的“信噪比”，从而提高指纹识别精度。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的液晶显示面板的俯视图；

图2是图1所示的液晶显示面板的一种实施方式的区域A的局部放大图；

图3是图2所示的液晶显示面板的一种实施方式沿B-B’的截面图，在该实施方式中，指纹识别单元设置于阵列基板上；

图4是图2所示的液晶显示面板的另一种实施方式沿B-B’的截面图，在该实施方式中，指纹识别单元设置于彩膜基板上；

图5是图1所示的液晶显示面板的另一种实施方式的区域A的局部放大图；

图6是图5所示的液晶显示面板的一种实施方式沿B-B’的截面图，在该实施方式中，指纹识别单元设置于阵列基板上；

图7是图5所示的液晶显示面板的另一种实施方式沿B-B’的截面图，在该实施方式中，指纹识别单元设置于彩膜基板上。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

本发明实施例提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板的彩膜基板包含上下两层彩色滤光层，指纹识别单元设置于所述彩膜基板的下侧，利用上层彩色滤光层遮挡大角度指纹反射光，提高射向指纹识别单元的指纹反射光的“信噪比”，从而提高指纹识别精度。本发明实施例提供的液晶显示面板中，指纹识别单元集成于显示面板内部，无需设置单独的指纹识别区域，可以实现“全面屏”设备的指纹识别。

如图1所示，是本发明实施例提供的液晶显示面板的平面结构示意图，所述液晶显示面板包含若干子像素单元1，应当理解的是，每一个所述子像素单元1分别对应所述液晶显示面板的彩膜基板上的一个彩色滤光单元，所述彩膜基板可以包括具有多种颜色的彩色滤光单元，从而使所述液晶显示面板实现彩色显示。

如图2和图3所示，其中图2是图1所示的液晶显示面板的一种实施方式的区域A的局部放大图，图3是图2所示的液晶显示面板的一种实施方式沿B-B’的截面图。该实施例提供的液晶显示面板包括彩膜基板10、与所述彩膜基板10相对设置的阵列基板20、以及设置于所述彩膜基板10和所述阵列基板20之间的液晶层30，所述液晶层30中填充液晶LC。

所述彩膜基板10包括上下两层彩色滤光层，且上下两层所述彩色滤光层的位置一一对应、颜色对应相同，所述彩膜基板10的彩色滤光层包括多种颜色，通过多种颜色的组合使所述液晶显示面板实现彩色显示。

具体地，所述彩膜基板10包括玻璃基板12、设置于所述玻璃基板12的上表面的第一彩色滤光层13、以及设置于所述玻璃基板12下表面的第二彩色滤光层11。所述第一彩色滤光层13和所述第二彩色滤光层11分别包含具有多种不同颜色的彩色滤光块110。沿所述液晶显示面板的厚度方向，即图3中所示的第一方向D，所述第一彩色滤光层13的彩色滤光块与所述第二彩色滤光层11的彩色滤光块的位置一一对应，并且沿所述第一方向D上下对应的所述第一彩色滤光层的彩色滤光块和所述第二彩色滤光层的彩色滤光块具有相同的颜色。沿所述第一方向D上下对应的每组所述彩色滤光块110分别形成一个所述彩色滤光单元。

进一步地，所述第一彩色滤光层13和所述第二彩色滤光层11分别包括红色滤光块111、绿色滤光块112和蓝色滤光块113。沿所述第一方向D，与所述第二彩色滤光层11的所述红色滤光块111相对应的所述第一彩色滤光层13的彩色滤光块也为红色滤光块111，与所述第二彩色滤光层11的所述绿色滤光块112相对应的所述第一彩色滤光层13的彩色滤光块也为绿色滤光块112，与所述第二彩色滤光层11的所述蓝色滤光块113相对应的所述第一彩色滤光层13的彩色滤光块也为蓝色滤光块113。

进一步地，所述第一彩色滤光层13的所述彩色滤光块110之间及所述第二彩色滤光层11的所述彩色滤光块110之间分别设置有黑色矩阵114，所述黑色矩阵114用于防止穿过相邻两个所述彩色滤光块110的光线相互干扰。所述黑色矩阵114包括用于将所述彩色滤光块110分割成行的横向矩阵线1141和用于将所述彩色滤光块110分割成列的纵向矩阵线1142，即所述横向矩阵线1141和所述纵向矩阵线1142将所述第一彩色滤光层13和所述第二彩色滤光层11划分为多个滤光区，所述彩色滤光块110填充在所述滤光区中。

所述阵列基板20与所述彩膜基板10相对设置，并且在所述阵列基板20和所述彩膜基板10之间填充所述液晶层30。所述阵列基板20中设置有扫描线、数据线、像素电极、薄膜晶体管等功能元件，所述阵列基板20用于控制所述液晶层30中的液晶LC的偏转，以实现所述液晶显示面板显示画面的功能。

所述彩膜基板10与所述阵列基板20之间设置有指纹识别单元FP，所述指纹识别单元FP通过接收被指纹反射，并穿过所述彩膜基板的指纹反射光，识别指纹特征。可选地，所述指纹识别单元FP可以是光电传感器，在进行指纹识别时，所述指纹识别单元FP接收到指纹反射的光线后，将该光线转换为电信号，并经算法处理单元计算得到指纹结构特征，实现指纹识别。需要说明的是，本实施例提供的液晶显示面板可以包括多个与所述算法处理单元电性连接的指纹识别单元FP，每一个所述指纹识别单元FP分别识别某一局部区域内的指纹特征，所述算法处理单元通过将多个所述指纹识别单元FP识别的指纹信号整合形成完整的指纹特征。

所述指纹识别单元FP在所述第一彩色滤光层13或所述第二彩色滤光层11上的垂直投影区位于所述纵向矩阵线1142上。沿所述第一方向D，与所述指纹识别单元FP对应的所述纵向矩阵线1142的区域为开孔区1142’，并且所述第一彩色滤光层13和所述第二彩色滤光层11上均设置所述开孔区1142’，从而保证指纹反射光可以通过所述开孔区1142’射向所述指纹识别单元FP。

本实施例通过将所述指纹识别单元FP设置于所述彩膜基板10和所述阵列基板20之间，使经过指纹反射的光线需首先穿过所述彩膜基板10才能到达所述指纹识别单元FP。利用所述彩膜基板10的彩色滤光层，尤其是所述第一彩色滤光层13，遮挡大角度指纹反射光，使所述指纹识别单元FP接收到的指纹反射光多数来自于所述指纹识别单元FP上方的局部小范围区域，即接收更多的小角度指纹反射光，提高指纹反射光的“信噪比”，从而提升所述指纹识别单元FP的识别精度。

根据本发明一实施例，如图3所示，所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20的朝向所述液晶层30的表面上，所述第一彩色滤光层13和所述第二彩色滤光层11沿所述第一方向D与所述指纹识别单元FP对应的区域为所述开孔区1142’。所述开孔区1142’可以允许所述指纹识别单元FP正上方的指纹反射光射向所述指纹识别单元。

可选地，所述开孔区1142’位于相邻的所述蓝色滤光块113和所述红色滤光块111之间。所述液晶显示面板进行指纹识别时，显示单色蓝光画面，所述液晶显示面板发出的蓝光经指纹反射后，一部分经所述开孔区1142’射向所述指纹识别单元FP，一部分经所述蓝色滤光块113折射后射向所述指纹识别单元FP，还有一部分射向所述黑色矩阵114、所述红色滤光块111和所述绿色滤光块112的指纹反射光被遮挡而无法穿透所述彩膜基板10，从而保证所述指纹识别单元FP接收到的指纹反射光为所述指纹识别单元上方小范围区域的指纹的反射光，排除了其它区域指纹反射光的干扰，提高指纹识别精度。同理，所述液晶显示面板进行指纹识别时也可以显示单色红光画面，指纹反射光的传播原理与上述相同，此处不再赘述。

另外可选地，所述开孔区1142’也可以位于相邻的所述红色滤光块111和所述绿色滤光块112之间，或位于相邻的所述绿色滤光块112和所述蓝色滤光块113之间。对于所述开孔区1142’位于相邻的所述红色滤光块111和所述绿色滤光块112之间的实施方式，所述液晶显示面板进行指纹识别时，可以显示单色红光画面或单色绿光画面，其指纹反射光的传播原理与上述相同。对于所述开孔区1142’位于相邻的所述绿色滤光块112和所述蓝色滤光块113之间的实施方式，所述液晶显示面板进行指纹识别时，可以显示单色绿光画面或单色蓝光画面，其指纹反射光的传播原理与上述相同，此处均不再赘述。

可选地，所述指纹识别单元FP的接收指纹反射光的一侧表面设置有滤光膜F，所述滤光膜F用于将射向所述指纹识别单元FP的指纹反射光过滤为单色光，例如，所述滤光膜F可以将指纹反射光过滤为单色蓝光或单色绿光或单色红光。应当理解的是，对于所述指纹识别单元FP表面设置所述滤光膜F的实施方式，所述液晶显示面板进行指纹识别时，可以显示彩色画面。以所述开孔区1142’位于相邻的所述蓝色滤光块113和所述红色滤光块111之间，且所述滤光膜F将指纹反射光过滤为单色蓝光为例进行说明：一部分经指纹反射的彩色光通过所述开孔区1142’射向所述指纹识别单元FP，并被所述滤光膜F过滤为单色蓝光；一部分经指纹反射的彩色光经过所述蓝色滤光块113的过滤和折射作用，以单色蓝光的形式射向所述指纹识别单元FP；另外一部分经指纹反射的彩色光经过所述红色滤光块111或所述绿色滤光块112的过滤和折射作用，以单色红光或单色绿光的形式射向所述指纹识别单元FP，而被所述过滤膜F阻挡。从而保证所述指纹识别单元FP接收的指纹反射光来自于其上方的小范围区域，保证了指纹识别单元的指纹识别精度。

可选地，本实施例提供的所述液晶显示面板还包括设置于所述阵列基板20下侧的下偏光片40、设置于所述彩膜基板10上侧的上偏光片50、以及设置于所述上偏光片50上侧的玻璃盖板60。所述上偏光片50和所述下偏光片40用于调整进出所述液晶显示面板的光线的偏振方向，以提高显示面板显示画面的质量。

根据本发明一实施例，如图2和图4所示，其中图4是图2所示的液晶显示面板的另一种实施方式沿B-B’的截面图，在此种实施方式中，所述指纹识别单元FP设置于所述彩膜基板11的朝向所述液晶层30的表面上。具体地，所述指纹识别单元FP设置于所述第二彩色滤光层11的所述纵向矩阵线1142上，且设置所述指纹识别单元FP的所述纵向矩阵线1142的区域为挖空区，即所述指纹识别单元FP直接设置于所述玻璃基板12上。沿所述第一方向D，与所述指纹识别单元FP相对应的所述第一彩色滤光层13的所述纵向矩阵线1142上设置所述开孔区1142’。可选地，所述指纹识别单元FP的接收指纹反射光的一侧表面设置有滤光膜F。

需要说明的是，本实施例与将所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20上的实施例的区别仅在于所述指纹识别单元FP的设置位置不同，其它结构特征完全相同。因此，本实施例具备将所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20上的实施例的一切有益效果。另外，与将所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20上的实施例相比，本实施例的所述指纹识别单元FP设置于所述液晶层30的上方，指纹反射光无需穿过所述液晶层30即可到达所述指纹识别单元FP，消除了所述液晶层30对指纹反射光的干扰，可进一步提升所述指纹识别单元FP的指纹识别精度。

根据本发明一实施例，如图1、图5和图6所示，其中图5是图1所示的液晶显示面板的另一种实施方式的区域A的局部放大图，图6是图5所示的液晶显示面板的一种实施方式沿B-B’的截面图。在本实施例中，所述指纹识别单元FP在所述黑色矩阵114上的垂直投影区位于所述横向矩阵线1141上。具体地，所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20的朝向所述液晶层30的表面上。可选地，所述指纹识别单元FP的接收指纹反射光的一侧表面设置有滤光膜F。与以上实施例相比，本实施例仅在所述指纹识别单元FP的空间位置上进行调整，其它结构特征与以上实施例均相同，并且在实现提高所述指纹识别单元FP识别指纹精度的原理上与以上实施例也相同。因此，本实施例具备以上实施例的有益效果。

根据本发明一实施例，如图5和图7所示，其中，图7是图5所示的液晶显示面板的另一种实施方式沿B-B’的截面图。在本实施例中，所述指纹识别单元FP在所述黑色矩阵114上的垂直投影区位于所述横向矩阵线1141上。具体地，所述指纹识别单元FP设置于所述第二彩色滤光层11的所述横向矩阵线1141上，且设置所述指纹识别单元FP的所述横向矩阵线1142的区域为挖空区，即所述指纹识别单元FP直接设置于所述玻璃基板12上。可选地，所述指纹识别单元FP的接收指纹反射光的一侧表面设置有滤光膜F。

需要说明的是，本实施例与上述将所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20上的实施例的区别仅在于所述指纹识别单元FP的设置位置不同，其它结构特征完全相同。因此，本实施例具备将所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20上的实施例的一切有益效果。另外，与将所述指纹识别单元FP设置于所述阵列基板20上的实施例相比，本实施例的所述指纹识别单元FP设置于所述液晶层30的上方，指纹反射光无需穿过所述液晶层30即可到达所述指纹识别单元FP，消除了所述液晶层30对指纹反射光的干扰，可进一步提升所述指纹识别单元FP的指纹识别精度。

综上所述，本发明实施例提供的液晶显示面板，包括具有上下两层彩色滤光层的彩膜基板，并将指纹识别单元设置于所述彩膜基板的下侧，利用上层彩色滤光层遮挡大角度指纹反射光，提高射向所述指纹识别单元的指纹反射光的“信噪比”，进而提高指纹识别精度。

本发明另一实施例提供了一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括上述实施例提供的液晶显示面板，以及设置于所述液晶显示面板背侧并为所述液晶显示面板提供背光的背光模组。本实施例提供的液晶显示装置因为包含了上述实施例提供的液晶显示面板，因此具有以下有益效果：所述液晶显示装置利用具有上下两层彩色滤光层的彩膜基板，对大角度指纹反射光进行遮挡，以提高射向所述指纹识别单元的指纹反射光的“信噪比”，进而提高所述指纹识别单元识别指纹的精度，因此，所述液晶显示装置具有优异的指纹识别能力。

综上所述，虽然本发明以具体实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

彩膜基板，所述彩膜基板包括上下两层彩色滤光层和设置于两层所述彩色滤光层之间的玻璃基板，且上下两层所述彩色滤光层的位置一一对应、颜色对应相同，每层所述彩色滤光层分别包括多个彩色滤光块，所述彩色滤光块之间设置有黑色矩阵，所述黑色矩阵用于防止穿过相邻两个所述彩色滤光块的光线相互干扰；

阵列基板，与所述彩膜基板相对设置；以及

液晶层，设置于所述彩膜基板与所述阵列基板之间；

所述彩膜基板与所述阵列基板之间设置有指纹识别单元，所述指纹识别单元通过接收穿过所述彩膜基板的指纹反射光，识别指纹特征；

所述黑色矩阵与所述指纹识别单元垂直对应的区域为开孔区，以保证光线通过所述开孔区射向所述指纹识别单元。

2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括所述玻璃基板、设置于所述玻璃基板上表面的第一彩色滤光层和设置于所述玻璃基板下表面的第二彩色滤光层，所述第一彩色滤光层与所述第二彩色滤光层的位置一一对应、颜色对应相同。

3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述指纹识别单元设置于所述阵列基板的朝向所述液晶层的表面上。

4.根据权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，所述黑色矩阵包括横向矩阵线和纵向矩阵线，所述横向矩阵线和所述纵向矩阵线将所述彩色滤光层划分为多个滤光区，所述彩色滤光块填充在所述滤光区中；

所述指纹识别单元在所述黑色矩阵上的垂直投影区位于所述横向矩阵线上；或

所述指纹识别单元在所述黑色矩阵上的垂直投影区位于所述纵向矩阵线上。

5.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述指纹识别单元设置于所述彩膜基板的朝向所述液晶层的表面上。

6.根据权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于，所述黑色矩阵包括横向矩阵线和纵向矩阵线，所述横向矩阵线和所述纵向矩阵线将所述彩色滤光层划分为多个滤光区，所述彩色滤光块填充在所述滤光区中；

所述指纹识别单元设置于所述横向矩阵线上；或

所述指纹识别单元设置于所述纵向矩阵线上。

7.根据权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述指纹识别单元设置于所述纵向矩阵线上，且与所述彩色滤光块并排设置。

8.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述指纹识别单元的接收光线的一侧表面设置有滤光膜，所述滤光膜用于将射向所述指纹识别单元的光线过滤为单色光。

9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-8中任一权利要求所述的液晶显示面板；以及

背光模组，设置于所述液晶显示面板的背侧，用于为所述液晶显示面板提供背光。

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