CN115210780B - 显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示面板和显示装置,该显示面板在显示面板的板面具有纹路触摸表面,包括驱动电路层、光源阵列、图像传感器阵列和黑矩阵层。光源阵列包括多个光源,图像传感器阵列包括多个图像传感器,黑矩阵层包括多个第一透光开口和多个第二透光开口。驱动电路层包括多个透光部分,多个第一透光开口中的每个与多个透光部分中的至少一个对应设置,且在对应设置的第一透光开口和透光部分中,第一透光开口在平行于显示面板的板面的方向上的平面尺寸小于透光部分在平行于显示面板的板面的方向上的平面尺寸。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
随着移动终端的日益普及,越来越多的用户使用移动终端进行身份验证、电子支付等操作。由于皮肤纹路例如指纹图案或掌纹图案的唯一性,结合光学成像的指纹识别技术逐渐被移动电子设备采用以用于身份验证、电子支付等。如何设计更加优化的显示面板结构是本领域关注的焦点问题。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种显示面板,在所述显示面板的板面具有纹路触摸表面,显示面板包括驱动电路层、光源阵列、图像传感器阵列和黑矩阵层。驱动电路层包括像素驱动电路;光源阵列设置在所述驱动电路层的靠近所述纹路触摸表面的一侧,包括多个光源,在工作时由所述驱动电路层的像素驱动电路驱动;图像传感器阵列设置在所述驱动电路层的远离所述纹路触摸表面的一侧,包括多个图像传感器,其中,所述多个图像传感器配置为可接收从所述光源发出的且经在所述纹路触摸表面远离所述光源一侧的纹路反射至所述多个图像传感器的光以用于纹路采集;黑矩阵层设置在所述光源阵列的靠近所述纹路触摸表面的一侧,包括多个第一透光开口和多个第二透光开口,其中,所述多个第一透光开口配置为使得从所述多个光源中的至少之一发出且经所述多个第二透光开口中的至少之一出射以及经所述纹路反射的光可通过所述多个第一透光开口到达所述多个图像传感器。所述驱动电路层包括多个透光部分,所述多个第一透光开口中的每个与所述多个透光部分中的至少一个对应设置,以用于透过与所述显示面板的板面呈预定角度范围的光,且在对应设置的第一透光开口和透光部分中,所述第一透光开口在平行于所述显示面板的板面的方向上的平面尺寸小于所述透光部分在平行于所述显示面板的板面的方向上的平面尺寸。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,在对应设置的第一透光开口和透光部分中,所述第一透光开口在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影与所述透光部分在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影至少部分重叠。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述像素驱动电路包括多个电路图案,所述多个透光部分分别设置在相邻的电路图案之间。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述多个电路图案分别设置在不同层中。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述驱动电路层在所述多个透光部分处被透光材料填充。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,在垂直于所述显示面板的板面的第一方向上,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述图像传感器阵列的距离为H1,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述纹路触摸表面的距离为H2,其中,3≥H2/H1≥1。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述驱动电路层包括半导体层,所述半导体层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面的距离为H3,在平行于所述显示面板的板面的第二方向上,所述图像传感器的感应区的尺寸为D1(交底书中的d1),所述透光部分的尺寸为D2(交底书中的d3),则:
D2≥H3*H1/D1。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,在平行于所述显示面板的板面的第二方向上,所述第一透光开口的尺寸为Dm,所述驱动电路层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述黑矩阵层的靠近所述纹路触摸表面的表面的距离为Hm,则:
Dm=Hm*D1/H1-D2。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板还包括像素单元阵列,其中,所述像素单元阵列包括多个像素单元,多个像素单元中的每个包括多个子像素,所述多个子像素中的每个包括发光器件,所述多个光源包括所述多个子像素的发光器件。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述黑矩阵层的多个第二透光开口为多个子像素开口,所述多个子像素开口与所述多个子像素一一对应设置,以分别透过所述多个子像素发出的光。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板还包括分别设置在所述多个子像素开口中的多个彩色滤光片。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述多个第一透光开口与所述多个像素单元一一对应设置,或者所述多个第一透光开口中的每个对应设置多个像素单元。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,在对应设置的第一透光开口与像素单元中,所述第一透光开口与所述像素单元中的子像素的发光器件的发光层在垂直于纹路触摸表面的方向上不重叠。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,在对应设置的第一透光开口与像素单元中,所述像素单元中相邻的两个子像素的发光层的中心的连线与所述第一透光开口的中心在垂直于所述纹路触摸表面的方向上不重叠。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述多个图像传感器中的每个包括滤光元件,所述滤光元件配置为过滤掉波长大于620纳米的光。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,每个像素单元所包括的多个子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素,所述红色子像素包括第一发光器件,所述第一发光器件包括第一电极、第二电极以及所述第一电极和所述第二电极之间的红色发光层,所述绿色子像素包括第二发光器件,所述第二发光器件包括第三电极、第四电极以及所述第三电极和所述第四电极之间的绿色发光层,所述蓝色子像素包括第三发光器件,所述第三发光器件包括第五电极、第六电极以及所述第五电极和所述第六电极之间的蓝色发光层,其中,在对应设置的第一透光开口和像素单元中,所述第一透光开口到所述红色发光层的距离小于所述第一透光开口到所述绿色发光层的距离和所述第一透光开口到所述蓝色发光层的距离。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板还包括控制器,其中,所述控制器配置为在纹路识别过程中,点亮所述多个像素单元中的红色子像素,以作为所述多个图像传感器的感光光源。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,在垂直于所述显示面板的板面的第一方向上,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述图像传感器阵列的距离为H1,所述驱动电路层包括半导体层,所述半导体层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面的距离为H3,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述绿色发光层或所述蓝色发光层的靠近所述纹路触摸表面的表面的距离为H4,在平行于所述显示面板的板面的第二方向上,所述图像传感器的感应区的尺寸为D1,所述透光部分到所述绿色发光层或所述蓝色发光层的距离为L,则:
L≥(H3-H4)*D1/(2*H1)。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,
L≥(2H4+H3)*D1/(2*H1)。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板还包括设置在所述黑矩阵层远离或靠近所述光源阵列一侧的触控层,其中,在垂直于所示显示面板的板面的第一方向上,所述触控层的与所述多个第一透光开口重叠的部分透光。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板还包括设置在所述黑矩阵层远离或靠近所述光源阵列一侧的触控层,其中,所述触控层包括不透光材料,所述不透光材料在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影与所述多个第一透光开口和所述多个透光部分在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影不重叠。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述多个第一透光开口呈阵列排列,且在相同方向上,任意相邻的两个第一透光开口之间的距离相同。
例如,本公开至少一实施例提供的显示面板中,所述多个第一透光开口中每个的平面形状呈圆形或者凸多边形。
本公开至少一实施例还提供一种显示装置,该显示装置包括本公开实施例提供的任一显示面板。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1为本公开至少一实施例提供的显示面板的截面示意图;
图2为本公开至少一实施例提供的显示面板中各尺寸的简化图;
图3为本公开至少一实施例提供的显示面板的像素单元阵列的示意图;
图4为本公开至少一实施例提供的显示面板的黑矩阵层的示意图;
图5A为本公开至少一实施例提供的显示面板的另一截面示意图;
图5B为本公开至少一实施例提供的显示面板的再一截面示意图;
图6为本公开至少一实施例提供的显示面板的一个子像素的截面示意图;
图7为本公开至少一实施例提供的显示面板的再一截面示意图;以及
图8-图12为本公开至少一实施例提供的显示面板的层级结构图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开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公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“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。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“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可能相应地改变。
具有纹路采集功能的显示面板通常包括可用于纹路采集的光源和图像传感器,光源发出的光被纹路反射后达到图像传感器,从而图像传感器可利用该反射的光进行纹路采集。本公开的发明人在研究中发现,在显示面板进行纹路采集的过程中,由于显示面板的结构复杂性,从光源发出且被纹路反射到图像传感器的光线较弱,且外界杂散光也可能会入射至图像传感器,从而导致显示面板无法很好的实现纹路采集,进而影响纹路识别的速度以及准确性。
本公开至少一实施例提供一种显示面板,该显示面板在显示面板的板面具有纹路触摸表面,显示面板包括驱动电路层、光源阵列、图像传感器阵列和黑矩阵层。驱动电路层包括像素驱动电路;光源阵列设置在驱动电路层的靠近纹路触摸表面的一侧,包括多个光源,在工作时由驱动电路层的像素驱动电路驱动;图像传感器阵列设置在驱动电路层的远离纹路触摸表面的一侧,包括多个图像传感器,多个图像传感器配置为可接收从光源发出的且经在纹路触摸表面远离光源一侧的纹路反射至多个图像传感器的光以用于纹路采集;黑矩阵层设置在光源阵列的靠近纹路触摸表面的一侧,包括多个第一透光开口和多个第二透光开口,多个第一透光开口配置为使得从多个光源中的至少之一发出且经多个第二透光开口中的至少之一出射以及经纹路反射的光可通过多个第一透光开口到达多个图像传感器。驱动电路层包括多个透光部分,多个第一透光开口中的每个与多个透光部分中的至少一个对应设置,以用于透过与显示面板的板面呈预定角度范围的光,且在对应设置的第一透光开口和透光部分中,第一透光开口在平行于显示面板的板面的方向上的平面尺寸小于透光部分在平行于显示面板的板面的方向上的平面尺寸。
该显示面板的黑矩阵层可以遮挡外界杂散光,并且黑矩阵层中具有可透过被纹路反射的用于纹路采集的光线的透光开口,驱动电路层中也相应地具有可透过被纹路反射的用于纹路采集的光线的透光部分,由此形成用于纹路采集的光线的通路,以使用于纹路采集的光线可通过该通路充分达到多个图像传感器,进而满足多个图像传感器的纹路采集需求,提高显示面板的纹路采集效率以及纹路识别准确性。
下面将参考附图详细地说明本公开的一些实施例。应当注意的是,不同的附图中相同的附图标记将用于指代已描述的相同的元件。
本公开至少一实施例提供一种显示面板,如图1所示,该显示面板在显示面板的板面具有纹路触摸表面S,用户可通过触摸纹路触摸表面S实现对显示面板的触控操作以及纹路识别功能等。
如图1所示,显示面板包括驱动电路层110、光源阵列120、图像传感器阵列130和黑矩阵层140等结构。
例如,驱动电路层110包括像素驱动电路。光源阵列120设置在驱动电路层110的靠近纹路触摸表面S的一侧,包括多个光源121,多个光源121可提供用于纹路识别的光线。例如,多个光源121在预定区域内布置为阵列,在工作时由驱动电路层110的像素驱动电路驱动。例如,驱动电路层110的像素驱动电路驱动包括多个子像素驱动电路,多个子像素驱动电路分别用于驱动多个光源121。
例如,图像传感器阵列130设置在驱动电路层110的远离纹路触摸表面S的一侧,包括多个图像传感器131,例如,多个图像传感器131在预定区域内布置为阵列,且配置为可接收从光源121发出的且经在纹路触摸表面S远离光源一侧的纹路(例如手指或手掌的纹路)反射至多个图像传感器131的光以用于纹路采集。由此,该反射至图像传感器131的光是由具有纹路的操作体,例如操作者的手指或手掌反射的光;该多个图像传感器131根据该光产生的各个电信号来合成得到需要的纹路图案。
例如,黑矩阵层140设置在光源阵列120的靠近纹路触摸表面S的一侧,包括多个第一透光开口141和多个第二透光开口142,多个第一透光开口141配置为使得从多个光源121中的至少之一发出且经多个第二透光开口142中的至少之一出射以及经纹路反射的光可通过多个第一透光开口141到达多个图像传感器131;即多个第一透光开口141配置为使得至少部分光源121发出的光可通过至少部分第二透光开口142到达纹路并被纹路反射,而被纹路反射的光可通过多个第一透光开口141到达多个图像传感器131,以使得多个图像传感器131可基于该部分光线进行纹路采集。
例如,驱动电路层110包括多个透光部分111,多个第一透光开口141中的每个与多个透光部分111中的至少一个对应设置,以用于透过与显示面板的板面呈预定角度范围的光。例如,与显示面板的板面呈预定角度范围的一束光线可依次通过对应设置的第一透光开口141和透光部分111到达图像传感器131。例如,在对应设置的第一透光开口141和透光部分111中,第一透光开口141在平行于显示面板的板面的方向上(例如图中的水平方向上)的平面尺寸小于透光部分111在平行于显示面板的板面的方向上的平面尺寸。
需要注意的是,本公开的实施例中,一个结构的“平面尺寸”可以是指该结构在一个平面上所占有的面积或者沿某一方向的长度。例如,在一些实施例中,当第一透光开口141和透光部分111基本呈矩形时,第一透光开口141的长度小于透光部分111的长度,第一透光开口141的宽度小于或等于透光部分111的宽度;或者,当第一透光开口141和透光部分111基本呈圆形时,第一透光开口141的直径小于透光部分111的直径。
例如,在一些实施例中,在对应设置的第一透光开口141和透光部分111中,第一透光开口141在垂直于纹路触摸表面S的方向(即图中的竖直方向)上的正投影与透光部分111在垂直于纹路触摸表面S的方向上的正投影至少部分重叠。
例如,在一些示例中,第一透光开口141在垂直于纹路触摸表面S的方向上的正投影可以位于透光部分111在垂直于纹路触摸表面S的方向上的正投影之中。
另外,本公开的实施例中,具有纹路的操作体可以为手,此时图像传感器131识别的纹路为皮肤纹路,例如指纹、掌纹等;在另一些实施例中,具有纹路的操作体也可以为具有一定纹路的非生物体,例如采用树脂等材料制作的具有一定纹路的物体,本公开的实施例对此不做具体限定。
例如,在一些实施例中,像素驱动电路110包括多个电路图案112,多个透光部分111分别设置在相邻的电路图案112之间。例如,多个电路图案112可以为像素驱动电路110中的多个子像素驱动电路,稍后详细介绍。
例如,在一些实施例中,多个电路图案112分别设置在不同层中;也即,多个电路图案112分别包括设置在显示面板的不同层级结构中的多个部分,这些部分共同组成电路图案112。
例如,在一些实施例中,驱动电路层111在多个透光部分111处被透光材料填充,例如被透光的绝缘材料填充,以实现电绝缘。该透光的绝缘材料可以是透光的无机材料或者有机材料,例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者树脂材料等。
例如,在一些实施例中,如图1所示,在垂直于显示面板的板面的第一方向(即图中的竖直方向)上,黑矩阵层140的远离纹路触摸表面S的表面(即下表面)到图像传感器阵列130的距离为H1,黑矩阵层140的远离纹路触摸表面S的表面到纹路触摸表面S的距离为H2,图2为体现这些尺寸的简化图,例如,3≥H2/H1≥1,例如,H2/H1=2等。在该尺寸下,黑矩阵层140可以充分实现遮挡环境光作用,且其第一透光开口141形成的光通路可充分通过用于纹路识别的信号光。若上述H2/H1的值太大可能会导致外界杂散光进入图像传感器131,H2/H1的值太小可能会导致通过第一透光开口141的信号光强度不够而不足以采集到清晰、准确的纹路图像。
例如,在一些实施例中,如图1所示,驱动电路层110包括半导体层113,半导体层113的远离纹路触摸表面S的表面(即下表面)到黑矩阵层的远离纹路触摸表面的表面的距离为H3,在平行于显示面板的板面的第二方向(例如图中的水平方向)上,图像传感器的感应区的尺寸为D1,透光部分111的尺寸(例如图1中驱动电路层110在远离纹路触摸表面S的表面形成的透光部分的尺寸)为D2,结合图2,根据物距三角形和像距三角形相似的原理,可以计算得到,在D2≥H3*H1/D1的情况下,透光部分111可以保证通过足够的信号光。
需要注意的是,本公开的实施例中,平行于显示面板的板面的第二方向为多个,而本公开实施例中提及的各个结构的尺寸是在某一特定的第二方向上的尺寸,也即,在相同的一个第二方向上,上述各个结构具有上述尺寸,并满足上述关系。
例如,如图2所示,信号采集有效接收场角度为δ,则δ=2arctan(2*H1/D1)。为了保证信号光在纹路触摸表面S的入射角度和信号光采集强度,信号采集有效接收场角度δ最大为90°,此时2*H1=D1。
例如,在一些实施例中,如图1所示,在平行于显示面板的板面的第二方向上,第一透光开口141的尺寸为Dm,驱动电路层110的远离纹路触摸表面S的表面到黑矩阵层140的靠近纹路触摸表面S的表面的距离为Hm,则H1/D1=Hm/(Dm+D2),从而可以得到Dm=Hm*D1/H1-D2。即,在第一透光开口141的尺寸为Dm满足上式的情况下,可保证与显示面板的板面呈预定角度范围的光可依次通过第一透光开口141和透光部分111到达图像传感器,也即第一透光开口141和透光部分111形成的光通路可充分透光用于纹路采集的信号光。
例如,在一些实施例中,黑矩阵层140可以采用不透光材料形成,例如采用透过率小于0.001%的不透光材料形成,该材料例如是在有机树脂材料中添加黑色掺杂而形成。
例如,在一些实施例中,显示面板还包括像素单元阵列,像素单元阵列用于显示图像。例如,图3示出了一种显示面板中像素单元阵列的排布示意图。如图3所示,像素单元阵列包括多个像素单元P,多个像素单元P中的每个包括多个子像素SP,多个子像素SP中的每个包括发光器件。例如,多个光源121包括多个子像素SP的发光器件。由此,多个子像素SP的发光器件被复用为用于纹路识别的光源121,即多个子像素SP同时用于显示面板的显示以及纹路采集,从而简化显示面板的结构。
例如,在一些实施例中,黑矩阵层140的多个第二透光开口142为多个子像素开口,多个子像素开口与多个子像素SP一一对应设置,以分别透过多个子像素SP发出的光,从而在多个子像素SP用于显示时,多个子像素SP发出的光可透过多个子像素开口形成显示图像,在用于纹路采集时,多个子像素SP发出的光可透过多个子像素开口后被在纹路触摸表面S的纹路反射至图像传感器131进行纹路采集。
例如,图4示出了一种黑矩阵层140的示意图。如图1和图4所示,在一些实施例中,显示面板还包括分别设置在多个子像素开口中的多个彩色滤光片143。多个彩色滤光片143可分别透过多个子像素SP发出的光,以形成单色光。例如,当多个子像素SP发出的光为白光时,该白光透过多个彩色滤光片143可形成多种单色光;或者,当多个子像素SP发出的光分别为不同颜色的单色光时,彩色滤光片143可透过的光的颜色与相应的子像素SP发出的光的颜色对应,以使得出射的单色光的颜色更纯。
例如,在一些实施例中,多个第一透光开口141与多个像素单元一一对应设置,如图3所示。或者,在另一些实施例中,多个第一透光开口中的每个对应设置多个像素单元,此时,多个第一透光开口中的每个与其对应设置的多个像素单元中的一个在垂直于纹路触摸表面S的方向上重叠。本公开的实施例对多个第一透光开口与多个像素单元的对应关系不做具体限定。
例如,在一些实施例中,在对应(或重叠)设置的第一透光开口141与像素单元P中,第一透光开口141与像素单元P中的子像素SP的发光器件的发光层在垂直于纹路触摸表面的方向上不重叠,也即第一透光开口141设置在该像素单元P中相邻的子像素SP的发光器件的发光层之间,或者说,第一透光开口141设置在该像素单元P中相邻的子像素SP的发光区域之间。
例如,在一些实施例中,在对应设置的第一透光开口141与像素单元P中,像素单元P中相邻的两个子像素SP的发光层的中心的连线与第一透光开口141的中心在垂直于纹路触摸表面S的方向上不重叠。
需要注意的是,本公开的实施例中,一个结构的“中心”可以指该结构在平行于纹路触摸表面S的方向上的形状的几何中心。
例如,在一些实施例中,如图1所示,多个图像传感器131中的每个包括滤光元件132,滤光元件132配置为过滤掉波长大于620纳米的光。由于正常人体都会发出红外光,为了减少该红外光影响纹路成像,通过在图像传感器131中增加上增加滤光元件132,可以除去波长大于620纳米的红外光,进而避免人体发出的光影响纹路采集。
例如,在一些实施例中,如图3所示,每个像素单元P所包括的多个子像素包括红色子像素RP、绿色子像素GP和蓝色子像素BP。例如,如图5A所示,红色子像素RP包括第一发光器件R,第一发光器件R包括第一电极R1、第二电极R2以及第一电极R1和第二电极R2之间的红色发光层R3,绿色子像素GP包括第二发光器件G,第二发光器件G包括第三电极G1、第四电极G2以及第三电极G1和第四电极G2之间的绿色发光层G3,蓝色子像素BP包括第三发光器件B,第三发光器件B包括第五电极B1、第六电极B2以及第五电极B1和第六电极B2之间的蓝色发光层B3。例如,图3中示出的各个子像素SP的形状即为相应的发光层的形状。例如,在一些实施例中,在对应设置的第一透光开口141和像素单元中,第一透光开口141到红色发光层R3的距离小于第一透光开口141到绿色发光层G3的距离和第一透光开口141到蓝色发光层B3的距离。
例如,在一些实例中,如图5A所示,多个彩色滤光片143可以分别填充在黑矩阵层140的第二透光开口142中,并与黑矩阵层140的表面齐平;在另一些实施例中,如图5B所示,彩色滤光片143的高度大于黑矩阵层140的高度,并且彩色滤光片143的边缘覆盖黑矩阵层140的靠近第二透光开口142的边缘,从而充分填充第二透光开口142。
例如,图6示出了显示面板的一个子像素(例如红色子像素)的结构示意图。如图6所示,该子像素包括位于驱动电路层110中的用于驱动第一发光器件R的子像素驱动电路,子像素驱动电路包括薄膜晶体管TFT和存储电容Cst。薄膜晶体管TFT包括有源层At、栅极G、源极S和漏极D。例如,有源层At所在的层即为上述驱动电路层110的半导体层113,有源层At的远离纹路触摸表面S的表面即为驱动电路层110的远离纹路触摸表面S的表面。薄膜晶体管TFT的漏极D与第一发光器件R的第一电极R1电连接,以用于驱动第一发光器件R。例如,存储电容Cst包括第一电容电极CE1和第二电容电极CE2,第一电容电极CE1与栅极同层设置,即制备过程中可以采用相同的材料层通过相同的工艺形成。例如,子像素驱动电路即实现为上述驱动电路层110中的电路图案。
此外,如图6所示,显示面板还可以包括衬底基板BS、设置在衬底基板BS上的缓冲层BF、设置在有源层At上的第一栅绝缘层GI1、设置在栅极G和第一电容电极CE1上的第二栅绝缘层GI2、设置在第二电容电极CE2上的层间绝缘层I、设置在源极S和漏极D上的平坦化层180、设置在子像素的发光器件之间的像素界定层170以及设置在子像素的发光器件上的封装层160等结构,例如,封装层180可以包括多个子封装层,以提高其封装效果。例如,封装层180可以包括第一无机封装层161、第二有机封装层162和第三无机封装层163。例如,在多个透光部分111处填充的透光材料包括上述第一栅绝缘层GI1、第二栅绝缘层GI2和层间绝缘层I等结缘层的透光绝缘材料。
例如,图像传感器131可以设置在衬底基板BS的靠近缓冲层BF的一侧或者远离缓冲层BF的一侧。例如,当图像传感器131设置在衬底基板BS的远离缓冲层BF的一侧时,图像传感器131可以在显示面板制备完成后直接贴附在衬底基板BS上,从而不影响显示面板的制程。
例如,在一些实施例中,如图1所示,显示面板还可以包括控制器C,控制器C配置为在纹路识别过程中,点亮多个像素单元P中的红色子像素RP,以作为多个图像传感器131的感光光源。由此,由于第一透光开口141到红色发光层R3的距离小于第一透光开口141到绿色发光层G3的距离和第一透光开口141到蓝色发光层B3的距离,并且多个图像传感器131中的滤光元件132可过滤掉波长大于620纳米的光,因此显示面板可利用红色子像素RP发出的红色光作为信号光,以更为准确的采集纹路图像。
例如,在一些情况下,在纹路采集的过程中,光源121(或子像素)发出的光可能直接向下射入图像传感器131,如图1所示,光源121(或子像素)发出的部分光线A可直接通过透光部分111进入图像传感器131,该部分光会影响纹路采集,被称为一级杂散光。另外,光源121(或子像素)发出的光线B被黑矩阵层140反射,并通过透光部分111进入图像传感器131,该部分光也会影响纹路采集,被称为二次杂散光。在一些情况下,光源121(或子像素)发出的一些光线在显示面板内也可能经过多次反射进入图像传感器131,从而形成多级杂散光,由于多级杂散光相对一级杂散光和二级杂散光的强度较弱,因此重点分析一级杂散光和二级杂散光,并通过显示面板的结构设计,尽量避免一级杂散光和二级杂散光对显示面板的纹路采集造成影响。
例如,在一些实施例中,如图5A所示,在垂直于显示面板的板面的第一方向上,黑矩阵层140的远离纹路触摸表面S的表面到绿色发光层G3或蓝色发光层B3的靠近纹路触摸表面的表面(即上表面)的距离为H4,在平行于显示面板的板面的第二方向上,透光部分111到绿色发光层或蓝色发光层的距离为L,如图1所示,设定一级杂散光与垂直于显示面板的板面方向(图中的竖直方向)的夹角为α,为了满足信号采集有效接收场角度的需求,则L/(H3-H4)≥tanα,α取45度,则:L≥(H3-H4)。另一方面,为了满足第一透光开口141和透光部分111形成光路,则L/(H3-H4)≥2*H1/D1,从而得到L≥(H3-H4)*D1/(2*H1)。综合上述两个方面的考虑,考虑一级杂散光最终得到透光部分111到绿色发光层或蓝色发光层的距离L的数值,即L≥(H3-H4)*D1/(2*H1)。
另外,如图1所示,设定二级杂散光与垂直于显示面板的板面方向(图中的竖直方向)的夹角为γ,为了满足信号采集有效接收场角度的需求,则:L/(2H4+H3)≥tanγ,γ取45度,则:L≥H3+2H4。另一方面,为了满足第一透光开口141和透光部分111形成光路,则:L/(2H4+H3)≥2*H1/D1,从而得到:L≥(2H4+H3)*D1/(2*H1)。综合上述两个方面的考虑,考虑二级杂散光最终得到透光部分111到绿色发光层或蓝色发光层的距离L的数值,即L≥(2H4+H3)*D1/(2*H1)。
例如,若考虑N级杂散光的影响,则,其中,Hn代表光线经过多次反射而传播的距离。
通过上述参数设计,可以进一步保证第一透光开口141和透光部分111形成的信号光的传播路径可充分通过足够的信号光,并避免杂散光的影响,从而提高显示面板的纹路采集准确性。
例如,在一些实施例中,如图7所示,显示面板还包括设置在黑矩阵层140远离光源阵列120一侧的触控层200,在垂直于显示面板的板面的第一方向(图中的竖直方向)上,触控层200的与多个第一透光开口141重叠的部分透光,以避免触控层200影响信号光的传播。
例如,触控层200包括不透光材料,不透光材料在垂直于纹路触摸表面S的方向上的正投影与多个第一透光开口141和多个透光部分111在垂直于纹路触摸表面S的方向上的正投影不重叠。
例如,触控层200包括用于实现触控功能的触控电极以及触控走线等电路图案201,这些电路图案201由不透光材料形成,例如形成为金属网格结构,此时,这些电路图案201设计为在垂直于显示面板的板面的第一方向(图中的竖直方向)上与多个第一透光开口141和多个透光部分111不重叠,以避免触控层200影响信号光的传播。
例如,图8-图12示出了显示面板的层级结构的一个示例。例如,图8示出了薄膜晶体管TFT的栅极G和存储电容Cst的第一电容电极CE1所在的第一导电层,图9示出了第一导电层上叠加存储电容Cst的第二电容电极CE2所在的第二导电层后形成的层级结构,图10示出了在第二导电层上叠加薄膜晶体管TFT的源极S和漏极D所在的第三导电层后形成的层级结构,图11示出了在第三导电层上叠加连接电极所在的第四导电层后形成的层级结构,例如,连接电极可以是将薄膜晶体管(例如薄膜晶体管的漏极)与发光器件(例如发光器件的第一电极)连接的电极,或者连接子像素驱动电路中其他电路结构的电极。图12是在第四导电层上叠加子像素的发光器件的第一电极(以及第三电极、第五电极等)所在的第五导电层后形成的层级结构。此时,图8-图12中分别标识了透光部分111所在的位置。
例如,上述由多个导电层形成的层级结构构成多个周期排布的电路图案112,每个电路图案112实现为一个子像素驱动电路,如图12所示,多个电路图案112之间形成多个透光部分,但是只有与第一透光开口141对应的且满足上述尺寸要求的透光部分为上述用于透过信号光的透光部分111,例如,多个电路图案112之间的第一透光部分N1以及位于电路图案112中的第二透光部分N2不用于透过信号光。
例如,在一些实施例中,如图3和图12所示,多个第一透光开口141呈阵列排列,且在相同方向上,任意相邻的两个第一透光开口141之间的距离相同,例如在图中的水平方向上,任意相邻的两个第一透光开口141之间的距离相同,在图中的竖直方向上,任意相邻的两个第一透光开口141之间的距离也相同。例如,在一些示例中,竖直方向上任意相邻的两个第一透光开口14之间的距离可以等于水平方向上任意相邻的两个第一透光开口14之间的距离。由此多个第一透光开口141在显示面板中均匀分布,以利用纹路采集。
例如,在一些实施例中,多个第一透光开口141中每个的平面形状可以呈圆形或者凸多边形(凸多边形是指在一个多边形的所有边中,任意一条边在两端无限延长成为一直线时,多边形的其他各边都在此直线的同一侧),例如正四边形、正五边形或者正六边形等,以利于在图像传感器131上形成足够大小的规则的纹路图像。
例如,本公开实施例提供的显示面板可以为有机发光二极管(OLED)显示面板,也可以为量子点发光二极管(QLED)显示面板等,本公开的实施例对此不做限定。OLED显示面板例如可以为柔性OLED显示面板。OLED显示面板具有自发光特性,并且其显示像素单元的发光还可以根据需要进行控制或调制,从而可以为纹路采集提供便利,而且有助于提高装置的集成度。
例如,在一些实施例中,图像传感器131可以为电荷耦合装置(CCD)型、互补金属氧化物半导体(CMOS)型图像传感器或者光电二极管等各种适当类型的图像传感器。根据需要,该图像传感器131例如可以仅对某个波长的光(例如红光)感测,也可以对全部可见光进行感测。例如,该图像传感器131通过引线与处理器(例如集成电路芯片)耦接,从而可以将采集的纹路图像以数据信号的方式传送给该处理器,处理器可以实现纹路识别等操作。例如,该处理器可以由通用处理器或专用处理器实现,本公开的实施例对此不做限定。
例如,本公开实施例中的控制器C可以为各种类型的具有处理功能的集成电路芯片,其可以具有各种计算架构,例如复杂指令集计算机(CISC)结构、精简指令集计算机(RISC)结构或者一种实行多种指令集组合的结构。在一些实施例中,控制器C可以是微处理器,例如X86处理器或ARM处理器,或者可以是数字处理器(DSP)等。
例如,在一些实施例中,控制器C还可以包括存储器,该存储器用于存储点亮多个光源以形成感光光源的控制程序,例如点亮多个红色子像素以形成感光光源的控制程序等。例如,该存储单元可以为任意形式的存储介质,例如易失性存储器或非易失性存储器等,例如半导体存储器或磁性介质存储器等,本公开的实施例对此不做限定。
本公开至少一实施例还提供一种显示装置,该显示装置包括本公开实施例提供的任一显示面板。
例如,该显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件,本公开的实施例对此不做限定。该显示装置具有较高的纹路识别准确性以及纹路识别速度。
还有以下几点需要说明:
(1)本公开实施例的附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见,在用于描述本公开的实施例的附图中,层或区域的厚度被放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解,当诸如层、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时,该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (20)
1.一种显示面板,在所述显示面板的板面具有纹路触摸表面,包括:
驱动电路层,包括像素驱动电路;
光源阵列,设置在所述驱动电路层的靠近所述纹路触摸表面的一侧,包括多个光源,在工作时由所述驱动电路层的像素驱动电路驱动;
图像传感器阵列,设置在所述驱动电路层的远离所述纹路触摸表面的一侧,包括多个图像传感器,其中,所述多个图像传感器配置为可接收从所述光源发出的且经在所述纹路触摸表面远离所述光源一侧的纹路反射至所述多个图像传感器的光以用于纹路采集;以及
黑矩阵层,设置在所述光源阵列的靠近所述纹路触摸表面的一侧,包括多个第一透光开口和多个第二透光开口,其中,所述多个第一透光开口配置为使得从所述多个光源中的至少之一发出且经所述多个第二透光开口中的至少之一出射以及经所述纹路反射的光可通过所述多个第一透光开口到达所述多个图像传感器;
其中,所述驱动电路层包括多个透光部分,所述多个第一透光开口中的每个与所述多个透光部分中的至少一个对应设置,以用于透过与所述显示面板的板面呈预定角度范围的光,且在对应设置的第一透光开口和透光部分中,所述第一透光开口在平行于所述显示面板的板面的方向上的平面尺寸小于所述透光部分在平行于所述显示面板的板面的方向上的平面尺寸;
所述显示面板还包括像素单元阵列,所述像素单元阵列包括多个像素单元,多个像素单元中的每个包括多个子像素,所述多个子像素中的每个包括发光器件,所述多个光源包括所述多个子像素的发光器件;
所述多个第一透光开口与所述多个像素单元一一对应设置,或者所述多个第一透光开口中的每个对应设置多个像素单元;
所述多个图像传感器中的每个包括滤光元件,所述滤光元件配置为过滤掉波长大于620纳米的光;
每个像素单元所包括的多个子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素,
所述红色子像素包括第一发光器件,所述第一发光器件包括第一电极、第二电极以及所述第一电极和所述第二电极之间的红色发光层,
所述绿色子像素包括第二发光器件,所述第二发光器件包括第三电极、第四电极以及所述第三电极和所述第四电极之间的绿色发光层,
所述蓝色子像素包括第三发光器件,所述第三发光器件包括第五电极、第六电极以及所述第五电极和所述第六电极之间的蓝色发光层,
其中,在对应设置的第一透光开口和像素单元中,所述第一透光开口到所述红色发光层的距离小于所述第一透光开口到所述绿色发光层的距离和所述第一透光开口到所述蓝色发光层的距离。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其中,在对应设置的第一透光开口和透光部分中,所述第一透光开口在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影与所述透光部分在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影至少部分重叠。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述像素驱动电路包括多个电路图案,所述多个透光部分分别设置在相邻的电路图案之间。
4.根据权利要求3所述的显示面板,其中,所述多个电路图案分别设置在不同层中。
5.根据权利要求1-4任一所述的显示面板,其中,所述驱动电路层在所述多个透光部分处被透光材料填充。
6.根据权利要求1-4任一所述的显示面板,其中,在垂直于所述显示面板的板面的第一方向上,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述图像传感器阵列的距离为H1,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述纹路触摸表面的距离为H2,其中,
3≥H2/H1≥1。
7.根据权利要求6所述的显示面板,其中,所述驱动电路层包括半导体层,所述半导体层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面的距离为H3,
在平行于所述显示面板的板面的第二方向上,所述图像传感器的感应区的尺寸为D1,所述透光部分的尺寸为D2,则:
D2≥H3*H1/D1。
8.根据权利要求7所述的显示面板,其中,在平行于所述显示面板的板面的第二方向上,所述第一透光开口的尺寸为Dm,所述驱动电路层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述黑矩阵层的靠近所述纹路触摸表面的表面的距离为Hm,则:
Dm=Hm*D1/H1-D2。
9.根据权利要求1所述的显示面板,其中,所述黑矩阵层的多个第二透光开口为多个子像素开口,所述多个子像素开口与所述多个子像素一一对应设置,以分别透过所述多个子像素发出的光。
10.根据权利要求9所述的显示面板,还包括分别设置在所述多个子像素开口中的多个彩色滤光片。
11.根据权利要求1所述的显示面板,其中,在对应设置的第一透光开口与像素单元中,所述第一透光开口与所述像素单元中的子像素的发光器件的发光层在垂直于纹路触摸表面的方向上不重叠。
12.根据权利要求11所述的显示面板,其中,在对应设置的第一透光开口与像素单元中,所述像素单元中相邻的两个子像素的发光层的中心的连线与所述第一透光开口的中心在垂直于所述纹路触摸表面的方向上不重叠。
13.根据权利要求1所述的显示面板,还包括控制器,其中,所述控制器配置为在纹路识别过程中,点亮所述多个像素单元中的红色子像素,以作为所述多个图像传感器的感光光源。
14.根据权利要求1所述的显示面板,其中,在垂直于所述显示面板的板面的第一方向上,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述图像传感器阵列的距离为H1,所述驱动电路层包括半导体层,所述半导体层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面的距离为H3,所述黑矩阵层的远离所述纹路触摸表面的表面到所述绿色发光层或所述蓝色发光层的靠近所述纹路触摸表面的表面的距离为H4,
在平行于所述显示面板的板面的第二方向上,所述图像传感器的感应区的尺寸为D1,所述透光部分到所述绿色发光层或所述蓝色发光层的距离为L,则:
L≥(H3-H4)*D1/(2*H1)。
15.根据权利要求14所述的显示面板,其中,
L≥(2H4+H3)*D1/(2*H1)。
16.根据权利要求1-4任一所述的显示面板,还包括设置在所述黑矩阵层远离或靠近所述光源阵列一侧的触控层,
其中,在垂直于所示显示面板的板面的第一方向上,所述触控层的与所述多个第一透光开口重叠的部分透光。
17.根据权利要求1-4任一所述的显示面板,还包括设置在所述黑矩阵层远离或靠近所述光源阵列一侧的触控层,
其中,所述触控层包括不透光材料,所述不透光材料在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影与所述多个第一透光开口和所述多个透光部分在垂直于所述纹路触摸表面的方向上的正投影不重叠。
18.根据权利要求1-4任一所述的显示面板,其中,所述多个第一透光开口呈阵列排列,且在相同方向上,任意相邻的两个第一透光开口之间的距离相同。
19.根据权利要求1-4任一所述的显示面板,其中,所述多个第一透光开口中每个的平面形状呈圆形或者凸多边形。
20.一种显示装置,包括权利要求1-19任一所述的显示面板。
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