显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板。

背景技术

随着显示技术的发展，手机、平板等电子显示设备已成为人们日常生活中必不可少的社交媒介与信息存储载体。对于此类产品，用户在追求便携、全面屏、轻薄等时尚外观特性的同时，对于个人隐私的保护也提出强烈需求。指纹识别作为电子显示设备的身份识别方式已得到广泛应用，且具有相应法律效应。目前主流的指纹识别技术为电容式和光学式。电容式基本上应用于液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)设备，指纹识别区域通常位于显示设备的背面、下边框(Border)或侧面。光学式基本上应用于有机发光二极管显示(Organic Light emitting Display，OLED)设备，指纹识别区域可位于显示区，具有良好的美观性，比如目前常用的屏下指纹技术，即是将指纹识别模组设置于显示区内，以减少整机的装配和实现全面屏。但以上两种指纹识别方案均采用单点式指纹识别工作方式，指纹识别只能固定在特定的小区域范围内，在操作上欠缺便捷性。

因此，现有显示设备存在难以实现大面积屏下指纹识别的问题需要解决。

发明内容

本发明提供一种显示面板，以解决现有显示设备难以实现大面积屏下指纹识别的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明实施例提供一种显示面板，其包括导光构件、信号发射器以及传感器阵列。所述信号发射器设置于所述导光构件的第一表面的至少一边缘，且所述信号发射器与所述导光构件的第一表面呈预设夹角设置。所述传感器阵列设置于所述导光构件的一侧，用于接收识别所述信号发射器发出的调制光。其中，所述信号发射器的出光面设置有控光构件，所述控光构件用于调节所述信号发射器的出光角度，以使所述信号发射器发出的调制光在所述导光构件内发生全反射。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述控光构件包括第一准直器，所述第一准直器通过透明光学胶固定于所述信号发射器的出光面。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述第一准直器上设置有第一开孔，用于收敛所述信号发射器的出光角度。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述显示面板还包括设置于所述导光构件和所述传感器阵列之间的透明反射薄膜，所述透明反射薄膜的折射率小于所述导光构件的折射率。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述透明反射薄膜在所述导光构件上的覆盖区域与所述信号发射器的出射光在所述导光构件的所述第一表面的照射区域不重叠。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述透明反射薄膜包括透明硅胶。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述传感器阵列包括阵列排布的多个光感传感器，且所述传感器阵列面向所述导光构件的一侧设置有聚光构件。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述聚光构件用于汇聚一个指纹周期内的所述调制光，以使对应的所述光感传感器接收识别。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述聚光构件包括微透镜，所述微透镜与所述光感传感器对应设置，且所述微透镜的尺寸大于所述光感传感器的尺寸。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述聚光构件包括第二准直器，所述第二准直器上设置有第二开孔，所述第二开孔与所述光感传感器对应设置，且所述第二开孔的尺寸与所述光感传感器的尺寸相等。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述传感器阵列与所述聚光构件之间还设置有滤光构件，用于使特定波长的光透过。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述导光构件包括盖板。

在本发明实施例提供的显示面板中，所述导光构件还包括油墨层，所述油墨层设置于所述导光构件的第一表面的边缘区域，且所述油墨层与所述信号发射器相对设置。

本发明的有益效果为：本发明提供的显示面板中，信号发射器与导光构件的第一表面呈预设夹角设置，并在信号发射器的出光面设置控光构件，控光构件能够调节信号发射器的出光角度，以使信号发射器发出的调制光在导光构件的上下表面之间发生全反射；全反射在用户指纹触摸的位置被打破，使此处导光构件内的光线通过聚光构件射向传感器阵列，并被传感器阵列上的光感传感器接收识别，以此实现大面积屏下指纹识别。传感器阵列上方的聚光构件能够汇聚光线，使更多的光线被光感传感器接收识别，提高指纹识别的灵敏度。同时由于聚光构件及指纹传感器阵列均可位于显示面板本体下方，相较传统拼接大面积成本较低、轻薄，而且不影响显示。

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为本发明实施例提供的显示面板的第一种剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的信号发射器的固定位置示意图；

图3为本发明实施例提供的信号发射器的光路原理示意图；

图4为本发明实施例提供的聚光构件为微透镜时的聚光原理示意图；

图5至图7为本发明实施例提供的光电传感器的膜层剖面示意图；

图8为本发明实施例提供的显示面板的第二种剖面结构示意图；

图9为本发明实施例提供的聚光构件为准直器时的聚光原理示意图；

图10为本发明实施例提供的显示面板的第三种剖面结构示意图；

图11为本发明实施例提供的显示面板的第四种剖面结构示意图。

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。在附图中，为了清晰理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。即附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的显示面板的第一种剖面结构示意图。所述显示面板100包括显示面板本体10、导光构件20、信号发射器30以及传感器阵列40。所述导光构件20设置于所述显示面板本体10的出光面一侧。所述信号发射器30设置于所述导光构件20的第一表面的至少一边缘，所述导光构件20的第一表面可以为所述导光构件20的上表面22或下表面21，本发明实施例以所述第一表面为下表面21为例说明。所述信号发射器30与所述导光构件20下表面21呈预设夹角设置。所述传感器阵列设置于所述导光构件的一侧，用于接收识别所述信号发射器发出的调制光。

具体地，所述传感器阵列40设置于所述显示面板本体10背离所述导光构件20的一面，用于接收识别所述信号发射器30发出的调制光，以实现屏下指纹识别等功能。所述信号发射器30的出光面设置有控光构件31，所述控光构件31用于调节所述信号发射器30的出光角度，以使所述信号发射器30发出的调制光在所述导光构件20的上下表面之间发生全反射。全反射在用户指纹触摸的位置被打破，使此处导光构件20内的光线透过显示面板本体10并通过聚光构件43射向传感器阵列40，并被传感器阵列40上的光感传感器41接收识别，以此实现大面积屏下指纹识别。

其中，所述导光构件20包括盖板或所述显示面板100的其他膜层或所述显示面板100上新增的结构等能够实现导光性能的构件，本发明实施例以所述导光构件20为所述盖板为例说明。所述导光构件20的上表面22是指所述导光构件20背离所述显示面板本体10的表面，所述导光构件20的下表面21是指所述导光构件20面向所述显示面板本体10的表面。

所述导光构件20的下表面21还设置有透明反射薄膜23，所述透明反射薄膜23的折射率小于所述导光构件20的折射率。所述导光构件20采用具有高折射率的材料制备，比如蓝宝石等高折射率的材料。所述透明反射薄膜23采用具有低折射率的材料制备，比如透明硅胶等低折射率的胶材。所述透明反射薄膜23未覆盖所述导光构件20的下表面21的边缘区域，也即对应所述信号发射器30的区域，如此使得所述透明反射薄膜23在所述导光构件20上的覆盖区域与所述信号发射器30的出射光在所述导光构件20上的所述第一表面上的照射区域不重叠。所述边缘区域设置有油墨层24，所述油墨层24与所述信号发射器30相对设置，其中所述油墨层24的材料包括透红外油墨等，例如HF系列油墨。

具体地，所述显示面板100可以为液晶显示面板，则所述显示面板100还包括与所述显示面板本体10相对设置的背光模组以及用于容纳并固定所述导光构件20、所述背光模组及所述显示面板本体10的中框60，其中所述传感器阵列40设置在所述背光模组内，所述信号发射器30固定在所述中框60上。当然地，所述显示面板100还包括分别贴附于所述显示面板本体10的上表面和下表面的上偏光片11和下偏光片12，所述上偏光片11位于所述显示面板本体10和所述导光构件20之间，所述下偏光片12位于所述显示面板本体10和所述背光模组之间。所述显示面板本体10包括阵列基板、与阵列基板相对设置的彩膜基板、位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的多个液晶分子、以及位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间用于密封多个液晶分子并粘结所述阵列基板与所述彩膜基板的封框胶。

所述中框60靠近所述导光构件20的一端设置有凹槽，所述凹槽用于固定支撑所述导光构件20。当然地，所述导光构件20与所述凹槽接触的部分可以通过涂胶粘结固定或采用其他方式固定。所述信号发射器30设置于所述中框60与所述显示面板本体10的间隙内，且所述信号发射器30固定在所述中框60上。所述中框60与所述显示面板本体10的间隙，也即所述中框60与所述显示面板本体10的侧边之间的空间。

具体地，所述中框60于所述导光构件20的下表面21之处设置有镂空部，所述信号发射器30设置于所述镂空部内，并在所述镂空部内填充透明光学胶32以固定所述信号发射器30。所述镂空部是在所述中框60的凹槽底部挖掉一块形成。

或者，所述中框60上未设置所述镂空部时，所述信号发射器30也可直接固定在所述中框60靠近所述导光构件20的侧壁上。固定所述信号发射器30的方式包括采用双面胶或涂覆具有粘性的胶液粘结或者在所述中框60上设置固定构件等。当然地，本发明不限于此，本发明的信号发射器30也可以不固定在所述中框60上，比如可以直接固定在所述导光构件20的下表面21的油墨层24上。

进一步的，请继续参照图1，所述信号发射器30通过透明光学胶32固定在所述中框60的所述镂空部内，使所述信号发射器30与所述导光构件20的下表面21呈预设夹角设置，所述信号发射器30包括红外LED光源，用于发射红外光。所述信号发射器30与所述油墨层24相对设置，所述信号发射器30发射的红外光透过所述油墨层24进入所述导光构件20。所述油墨层24的红外光透过率较大(比如可大于80％)，以使所述信号发射器30发射的红外光尽可能多的透过所述油墨层24并进入所述导光构件20内。所述透红外油墨的可见光透过率较低，以避免背光模组发出的可见光从所述中框60与所述显示面板本体10之间的所述间隙漏光。

需要说明的是，请结合参照图1和图2，图2为本发明实施例提供的信号发射器的固定位置示意图。所述信号发射器30不限于设置于所述导光构件20下表面21的一侧边缘，所述信号发射器30还可同时设置在所述导光构件20下表面21的相对两侧边缘，所述下表面的相对两侧边缘均设置有油墨层24，如图2所示。

请结合参照图1和图3，图3为本发明实施例提供的信号发射器的光路原理示意图。所述信号发射器30上设置有控光构件31，所述控光构件31包括第一准直器，所述第一准直器可通过使用透明光学胶32等方式固定于所述信号发射器30的出光面，且所述第一准直器上设置有第一开孔，以对所述信号发射器30的出射光线进行收敛，进而调整所述信号发射器30的出光角度θ。所述出光角度θ满足以下关系式：

其中，n

请继续参照图3，图3示出了所述信号发射器30发出的调制光经过所述控光构件31后以出光角度θ出射的两条边界光线，也即在图3示出的所述控光构件被照射的区域内，所述信号发射器30射向所述控光构件31的出射光线都集中在两条边界光线之内，可以理解的是，所述信号发射器30射向所述控光构件31上其他区域的出射光线的出光情况和图3示出的所述控光构件被照射区域的出射光线的出光情况相同。两条边界光线分别为上边界光线A和下边界光线B，上边界光线A进入所述导光构件20后在所述导光构件20的上表面22发生全反射，且此时上边界光线A在所述导光构件20的上表面22的入射角为发生全反射的临界角；下边界光线B进入所述导光构件20后在所述导光构件20的下表面21发生全反射，且此时下边界光线B在所述导光构件20的下表面21的入射角为发生全反射的临界角，如此位于所述出光角度θ内的所有光线都可在所述导光构件20的上表面22或下表面21发生全反射。

需要说明的是，所述信号发射器30发出的调制光在所述导光构件20的下表面21发生全反射是指所述调制光进入所述导光构件20内部后，所述调制光被所述导光构件20的上表面22反射回来的光线在下表面21发生全反射。

可以理解的是，所述上边界光线A和所述下边界光线B分别在所述导光构件20的上表面22和下表面21发生全反射的入射角也可以不是临界角，此时位于所述出光角度θ内的所有光线同样可以在所述导光构件20的上表面22或下表面21发生全反射。另外，当所述透明反射薄膜23的折射率越接近空气的折射率时，所述导光构件20上表面22发射全反射的临界角与所述导光构件20下表面21发射全反射的临界角越接近，此时所述信号发射器30的光线利用率越高。

由于所述信号发射器30以特定出光角度θ出射的红外光均可在所述导光构件20的上表面22或下表面21发生全反射，使得所述导光构件20的上表面22均有光线照射，当用户手指指纹触摸所述导光构件20上表面22的任意位置时，均可打破触摸位置的全反射，使此处的光线从所述导光构件20的下表面21出射，并穿过所述显示面板本体10到达所述传感器阵列40上对应的光感传感器41。

具体地，继续参照图1，所述传感器阵列40设置于所述背光模组的底部，故从所述导光构件20出射的光线穿过所述显示面板本体10后还需穿过所述背光模组上的光学膜片。所述背光模组包括背板51、反射膜52、导光板53，所述传感器阵列40设置在所述背板51上，所述背板51形成有容纳腔，所述背板51的容纳腔用于容纳所述传感器阵列40、所述反射膜52及导光板53，其中所述反射膜52位于所述传感器阵列40的上方，所述导光板53位于所述反射膜52的上方。当然地，所述背光模组还包括设置于所述导光板53一侧的背光光源、设置于所述导光板53上方的扩散片54、增亮膜等光学膜片，在此不再详细阐述。

需要说明的是，所述背光模组需采用透红外设计，可以使从所述导光构件20出射的红外光尽可能多的穿过所述背光模组上的光学膜片到达所述传感器阵列40上对应的光感传感器41。比如可在所述背光模组使用红外光可穿透的反射膜52、扩散片54、增亮膜等光学膜片以提高所述背光模组的光学膜片的透红外性能。

所述传感器阵列40包括阵列排布的多个光感传感器41以及用于固定所述光感传感器41的衬底基板42，所述衬底基板42上设置有驱动电路，且所述传感器阵列40面向所述显示面板本体10的一侧设置有聚光构件43，所述聚光构件43用于汇聚一个指纹周期内的所述调制光，以使对应的所述光感传感器41接收识别。具体地，所述聚光构件43设置在所述传感器阵列40与所述反射膜52之间，所述聚光构件43能够汇聚穿透所述背光模组的光学膜片的红外光，使更多的红外光到达所述光感传感器41。

请结合参照图1和图4，图4为本发明实施例提供的聚光构件为微透镜时的聚光原理示意图。所述聚光构件43包括微透镜，所述微透镜与所述光感传感器41对应设置，且所述微透镜的尺寸L2大于所述光感传感器41的尺寸L1。每一所述微透镜对应到所述导光构件上表面22的视场范围D小于或等于一个指纹周期。所述视场范围D是指在该范围内的光线透过所述微透镜后都能到达所述微透镜对应的所述光感传感器41上。所述指纹周期是指指纹上一个相邻谷和脊的长度。

进一步地，所述传感器阵列40与所述聚光构件43之间还设置有滤光构件44，所述滤光构件44可以使特定波长的光透过，而过滤掉其他波长的光，如本发明的滤光构件44可以设置为透过红外光，以避免其他波长的光对所述光感传感器41的干扰，提高指纹识别的成功率。故所述滤光构件44可配置为彩色滤光片等具有只透过特定波长的光的构件。

所述光感传感器41包括有机光电探测传感器、量子点传感器或硅基传感器中的至少一种。

具体地，请参照图5至图7，图5至图7为本发明实施例提供的光电传感器的膜层剖面结构示意图。所述光感传感器41为有机光电探测传感器时，所述有机光电探测传感器的膜层叠层结构如图5所示，在衬底基板42上依次层叠设置的第一电极411、光敏层412、第二电极413以及保护层414，其中所述衬底基板42包括在聚酰亚胺或玻璃基板制备的薄膜晶体管驱动电路，所述第一电极411可以为阴极，所述第二电极413可以为阳极，所述光敏层412在光照下可产生电流，把光子转换为电子。

所述光感传感器41为量子点传感器时，所述量子点传感器的膜层叠层结构如图6所示，在衬底基板42上依次层叠设置的第一电极411、电子传输层415、光敏层412、空穴传输层416、第二电极413以及保护层414，与所述有机光电探测传感器不同的是，所述量子点传感器设置有电子传输层415和空穴传输层416，且所述光敏层412的材料为无汞的胶体量子点(Colloidal Quantum Dots，CQD)，例如PbS CQD。

所述光感传感器41为硅基传感器时，所述硅基传感器的膜层叠层结构如图7所示，在衬底基板42上依次层叠设置的遮光层417、多晶硅层418、非晶硅层419、第二电极413以及保护层414，与所述有机光电探测传感器不同的是，所述硅基传感器不需要设置第一电极，可共用衬底基板42上的薄膜晶体管驱动电路中的电极作为阴极，且所述非晶硅层419用作感光层。

需要说明的是，为了保证所述光感传感器41可有效的进行指纹识别，所述光感传感器41需满足高的外量子点转换效率和较小的暗电流密度以及可实现图案化，其中外量子点转换效率是指在光照下产生的光子或电子数，暗电流密度是指在不加光照的情况下产生的电流密度。以所述有机光电探测传感器为例，所述有机光电探测传感器在-2V和940nm光波的测试条件下，外量子点转换效率需大于80％；而在-2V和不加光照的测试条件下，暗电流密度为2*10

在本实施例中，所述信号发射器30与所述导光构件20呈预设夹角γ设置，并在所述信号发射器30上设置控光构件31，所述控光构件31能够收敛所述信号发射器30的出射光线，使所述信号发射器30发射的光线以特定的出光角度θ射向所述导光构件20，并在所述导光构件20的上表面22和下表面21发生全反射；当用户手指触摸所述导光构件20的上表面22的任意位置时，由于出射介质由空气变成了用户手指，导致折射率的改变，使触摸位置的全反射被打破，带有指纹信息特征的红外光从所述导光构件20的下表面21出射并经过所述显示面板本体10和所述背光模组的各光学膜片到达背光模组底部，然后通过聚光构件43进行汇聚后被对应的光感传感器41接收识别，以实现大面积屏下指纹识别。

请参照图8和图9，图8为本发明实施例提供的显示面板的第二种剖面结构示意图，图9为本发明实施例提供的聚光构件为准直器时的聚光原理示意图。本实施例中的所述显示面板101与上述实施例中的显示面板100不同的是，所述聚光构件43包括第二准直器，所述第二准直器上设置有第二开孔431，所述第二开孔431与所述光感传感器41对应设置，且所述第二开孔431的尺寸L3与所述光感传感器41的尺寸L1相等。所述第二准直器上的每一个所述第二开孔431相当于一个微孔挡板，每一个微孔挡板对应到所述导光构件20上表面22的视场范围D小于或等于一个指纹周期。

需要说明的是，本实施例为了避免其他波长的光对所述光感传感器41的干扰，提高指纹识别的成功率，也可在所述传感器阵列40与所述聚光构件43之间设置滤光构件(图未示)，所述滤光构件可以使特定波长的光透过，而过滤掉其他波长的光。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。

请参照图10，图10为本发明实施例提供的显示面板的第三种剖面结构示意图。与上述实施例不同的是，所述显示面板102的显示面板本体10为有机发光二极管显示面板本体，则所述传感器阵列40直接设置于所述显示面板本体10的下方。下面将详细阐述本实施例显示面板102与上述实施例显示面板100的不同之处，相同的结构及功能不再赘述。

所述显示面板102包括显示面板本体10、设置在所述显示面板本体10的出光面的偏光片13以及设置所述偏光片13上方的导光构件20。所述显示面板本体10可包括设置在衬底上的驱动电路层14、发光功能层15、封装层16等。

所述信号发射器30通过透明光学胶32直接固定在所述导光构件20下表面21的一侧边缘，并与所述导光构件20的下表面21呈预设夹角。所述信号发射器30发出的光线经过控光构件31后以特定的出光角度射向所述导光构件20，并在所述导光构件20的上表面22和下表面21发生全反射。当用户手指触摸所述导光构件20的上表面22的任意位置时，由于出射介质由空气变成了用户手指，导致折射率的改变，使触摸位置的全反射被打破，带有指纹信息特征的红外光从所述导光构件20的下表面21出射并穿过所述显示面板本体10，在聚光构件43进行汇聚后被对应的光感传感器41接收识别，以实现大面积屏下指纹识别。所述聚光构件43为微透镜。

在一种实施例中，请参照图11，图11为本发明实施例提供的显示面板的第四种剖面结构示意图。与上述实施例中的显示面板102不同的是，所述聚光构件43为第二准直器，所述第二准直器上设置有第二开孔431，所述第二开孔431与所述光感传感器41对应设置，且所述第二开孔431的尺寸与所述光感传感器41的尺寸相等。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。

在一种实施例中，与上述实施例不同的是，所述光感传感器阵列可以设置在所述导光构件和所述显示面板主体之间，也即所述光感传感器设置在所述显示面板主体的上方，其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种显示装置，其包括前述实施例其中之一的显示面板。

根据上述实施例可知：

本发明提供一种显示面板以及显示装置，显示面板包括显示面板本体、导光构件、信号发射器以及传感器阵列。所述导光构件设置于所述显示面板本体的出光面一侧。所述信号发射器设置于所述导光构件的下表面的至少一边缘，且所述信号发射器与所述导光构件下表面呈预设夹角设置。所述传感器阵列设置于所述显示面板本体背离所述导光构件的一面，用于接收识别所述信号发射器发出的调制光。其中，所述信号发射器的出光面设置有控光构件，所述控光构件用于调节所述信号发射器的出光角度，以使所述信号发射器发出的调制光在所述导光构件的上下表面之间发生全反射；全反射在用户指纹触摸的位置被打破，使此处导光构件内的光线透过显示面板本体并通过聚光构件射向传感器阵列，并被传感器阵列上的光感传感器接收识别，以此实现大面积屏下指纹识别。传感器阵列上方的聚光构件能够汇聚光线，使更多的光线被光感传感器接收识别，提高指纹识别的灵敏度。同时由于聚光构件及指纹传感器阵列均位于显示面板本体下方，相较传统拼接大面积成本较低、轻薄，而且不影响显示。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选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。