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    重庆时时彩买冷号: 显示装置和显示装置的驱动方法.pdf

    关 键 词:
    显示装置 驱动 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201710138406.X

    申请日:

    2017.03.09

    公开号:

    CN106773273A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G02F 1/1335申请日:20170309|||公开
    IPC分类号: G02F1/1335; G02F1/133 主分类号: G02F1/1335
    申请人: 京东方科技集团股份有限公司
    发明人: 谭纪风; 陈小川
    地址: 100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号
    优先权:
    专利代理机构: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 姜春咸;陈源
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710138406.X

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种显示装置和显示装置的驱动方法,属于显示技术领域。其中,显示装置包括显示面板,显示面板的显示区域间隔设置有多个光敏传感器,显示面板的出光侧设置有至少一个辅助面板,辅助面板能够形成多个间隔设置的透光区,多个透光区之间的间隔形成为遮光区,且位于辅助面板上方的物体发出的光线能够通过透光区在光敏传感器上形成物体的像。本发明的显示装置,不需要为物体识别(指纹识别)??榈ザ郎柚檬侗鹎?,可以直接在该显示装置的显示区域实现物体识别,因此可以实现窄边框设计,节省成本。同时,在利用透光区进行成像时,物体区域周围出射的光线可以被遮光区吸收,从而可以减少干扰光线,从而能够提高物体识别的准确率。

    权利要求书

    1.一种显示装置,所述显示装置包括显示面板,其特征在于,所述显示面板的显示区域
    间隔设置有多个光敏传感器,所述显示面板的出光侧设置有至少一个辅助面板,所述辅助
    面板能够形成多个间隔设置的透光区,多个所述透光区之间的间隔形成为遮光区,且位于
    所述辅助面板上方的物体发出的光线能够通过所述透光区在所述光敏传感器上形成所述
    物体的像。
    2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括驱动电路,所述
    辅助面板包括相对设置的第一透明基板、第二透明基板、填充在所述第一透明基板和所述
    第二透明基板之间的液晶材料以及多个间隔设置在所述第一透明基板或所述第二透明基
    板上的控制电极,所述驱动电路用于为多个所述控制电极提供第一驱动电压,所述第一驱
    动电压能够使得所述辅助面板形成多个间隔设置的所述透光区。
    3.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,多个所述控制电极在与其对应的透明
    基板上呈多行多列排布。
    4.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,所述驱动电路还用于为多个所述控制
    电极提供第二驱动电压,多个所述第二驱动电压能够使得所述辅助面板形成光栅或具有分
    光功能的透镜。
    5.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述光敏传感器的预
    定长度和所述透光区的间距之间满足下述公式:
    Di≥d;
    其中,d为任意相邻两个透光区之间的间距,Di为光敏传感器的预定长度。
    6.根据权利要求1至4中任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括
    背光源模组,所述背光源模组位于所述显示面板的入光侧,所述显示面板上设置有多个像
    素单元和环绕多个所述像素单元设置的黑矩阵,所述多个光敏传感器以及多个所述遮光区
    均与所述黑矩阵位置相对应;或,
    所述显示装置包括OLED显示装置和偏光片,多个所述光敏传感器与所述OLED显示装置
    的电致发光元件同层设置,且所述光敏传感器设置在相邻两个所述电致发光元件之间,所
    述偏光片位于所述显示面板的出光侧和/或所述辅助面板的出光侧。
    7.根据权利要求2至4中任意一项所述的显示装置,其特征在于,所述显示面板的出光
    侧依次设置有两个所述辅助面板,所述驱动电路还用于分别为两个所述辅助面板上的多个
    所述控制电极提供第一驱动电压和第三驱动电压,以使得两个所述辅助面板能够形成正交
    叠加的透镜。
    8.一种显示装置的驱动方法,其特征在于,所述显示装置包括权利要求1至6中任意一
    项所述的显示装置,所述驱动方法包括:
    向所述辅助面板提供第一驱动信号,使得所述辅助面板形成多个间隔设置的透光区,
    多个所述透光区之间的间隔形成遮光区;
    向所述显示面板提供第二驱动信号,使得所述显示面板发出出射光线并传递至位于所
    述辅助面板上方的物体;
    接收所述光敏传感器发出的电信号,根据所述电信号获取物体的形貌。
    9.根据权利要求8所述的驱动方法,其特征在于,所述驱动方法还包括:
    向所述辅助面板提供第三驱动信号,使得所述辅助面板形成光栅或具有分光功能的透
    镜。
    10.根据权利要求8所述的驱动方法,其特征在于,所述显示面板的出光侧依次设置有
    两个所述辅助面板,所述驱动方法还包括:
    向其中一个所述辅助面板提供第一驱动信号,向另外一个所述辅助面板提供第三驱动
    信号,以使得两个所述辅助面板能够形成正交叠加的透镜。

    说明书

    显示装置和显示装置的驱动方法

    技术领域

    本发明涉及显示技术领域,具体涉及一种显示装置和一种包括该显示装置的驱动
    方法。

    背景技术

    一般的,随着指纹识别技术的发展,其在诸多领域得到广泛应用,例如,电子设备
    终端中的手机、平板电脑和电视等;安全防护系统中的门禁和保险柜等。传统的指纹采集的
    实现方式主要有光学式、电容式和超声成像式等技术,其中光学式指纹识别技术的识别范
    围相对较大,且成本相对较低,因此,光学式指纹识别技术应用范围较广。

    目前,在液晶显示器包括手机等移动终端中,所使用的光学式指纹识别技术,其工
    作原理为:以背光板照明手指后,光束由手指发生漫反射,其中一部分光束会被光电传感器
    接收,所接收的手指指纹的波谷(以下称为谷)和波峰(以下称为脊)漫反射光能会有所差
    异,谷的光能相对于脊低,由此差异来进行指纹识别。

    但是,上述指纹识别的过程中,由于液晶层的透过率较低,因此上述液晶显示器中
    背光源的光束两次经过液晶层后到达光电传感器的光能量是非常低的,并且光电传感器只
    是接收到了很少一部分的手指漫反射的光束,而且手指指纹的谷和脊所漫反射的发散光的
    光能量差异是极小的,同时在手指指纹的谷脊之间还存在环境光的干扰,因此上述液晶显
    示器很难对指纹进行准确的识别。

    因此,如何设计出一种能够准确识别指纹的显示装置成为本领域亟待解决的技术
    问题。

    发明内容

    本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种显示装置和一
    种包括该显示装置的驱动方法。

    为了实现上述目的,一方面,本发明提供一种显示装置,所述显示装置包括显示面
    板,所述显示面板的显示区域间隔设置有多个光敏传感器,所述显示面板的出光侧设置有
    至少一个辅助面板,所述辅助面板能够形成多个间隔设置的透光区,多个所述透光区之间
    的间隔形成为遮光区,且位于所述辅助面板上方的物体发出的光线能够通过所述透光区在
    所述光敏传感器上形成所述物体的像。

    优选地,所述显示装置还包括驱动电路,所述辅助面板包括相对设置的第一透明
    基板、第二透明基板、填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶材料以及
    多个间隔设置在所述第一透明基板或所述第二透明基板上的控制电极,所述驱动电路用于
    为多个所述控制电极提供第一驱动电压,所述第一驱动电压能够使得所述辅助面板形成多
    个间隔设置的所述透光区。

    优选地,多个所述控制电极在与其对应的透明基板上呈多行多列排布。

    优选地,所述驱动电路还用于为多个所述控制电极提供第二驱动电压,多个所述
    第二驱动电压能够使得所述辅助面板形成光栅或具有分光功能的透镜。

    优选地,所述光敏传感器的预定长度和所述透光区的间距之间满足下述公式:

    Di≥d;

    其中,d为任意相邻两个透光区之间的间距,Di为光敏传感器的预定长度。

    优选地,所述显示面板的出光侧依次设置有两个所述辅助面板,所述驱动电路还
    用于分别为两个所述辅助面板上的多个所述控制电极提供第一驱动电压和第三驱动电压,
    以使得两个所述辅助面板能够形成正交叠加的透镜。

    优选地,所述显示装置还包括背光源模组,所述背光源模组位于所述显示面板的
    入光侧,所述显示面板上设置有多个像素单元和环绕多个所述像素单元设置的黑矩阵,所
    述多个光敏传感器以及多个所述遮光区均与所述黑矩阵位置相对应;或,

    所述显示装置包括OLED显示装置和偏光片,多个所述光敏传感器与所述OLED显示
    装置的电致发光元件同层设置,且所述光敏传感器设置在相邻两个所述电致发光元件之
    间,所述偏光片位于所述显示面板的出光侧和/或所述辅助面板的出光侧。。

    本发明的第二方面,提供一种显示装置的驱动方法,所述显示装置包括前文所述
    的显示装置,所述驱动方法包括:

    向所述辅助面板提供第一驱动信号,使得所述辅助面板形成多个间隔设置的透光
    区,多个所述透光区之间的间隔形成遮光区;

    向所述显示面板提供第二驱动信号,使得所述显示面板发出出射光线并传递至位
    于所述辅助面板上方的物体;

    接收所述光敏传感器发出的电信号,根据所述电信号获取物体的形貌。

    优选地,所述驱动方法还包括:

    向所述辅助面板提供第三驱动信号,使得所述辅助面板形成光栅或具有分光功能
    的透镜。

    优选地,所述显示面板的出光侧依次设置有两个所述辅助面板,所述驱动方法还
    包括:

    向其中一个所述辅助面板提供第一驱动信号,向另外一个所述辅助面板提供第三
    驱动信号,以使得两个所述辅助面板能够形成正交叠加的透镜。

    本发明的显示装置,通过设置的光敏传感器以及辅助面板,一方面,控制辅助面板
    形成多个间隔设置的透光区,多个透光区之间的间隔形成遮光区,因此,多个间隔设置的透
    光区和遮光区,形成了小孔结构,利用小孔成像的原理,当辅助面板上方有物体时,物体所
    发出的光线能够通过透光区(小孔)在光敏传感器上成像,同时,物体区域周围出射的光线
    可以被遮光区吸收,从而可以减少干扰光线,提高物体识别的准确率,当该物体为用户手指
    时,可以精准地实现指纹识别。

    本发明的显示装置的驱动方法,利用辅助面板所形成的透光区和遮光区,透光区
    和遮光区组成了小孔结构,利用小孔成像的原理,将物体漫发射后的光线透过小孔结构反
    射至光敏传感器,同时,物体区域周围出射的光线可以被遮光区吸收,从而可以减少干扰光
    线,提高物体识别的准确率,方法简单,节省成本。

    附图说明

    附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具
    体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

    图1为本发明第一实施例中显示装置的结构示意图;

    图2为本发明第二实施例中显示装置的结构示意图;

    图3为本发明第三实施例中显示装置的结构示意图;

    图4为本发明第四实施例中显示装置的结构示意图;

    图5为传统小孔成像的光路示意图;

    图6为本发明的利用透光区(小孔)成像的光路示意图;

    图7为本发明中控制电极的结构示意图;

    图8为传统柱透镜分光原理示意图;

    图9为本发明的柱透镜参数及光路示意图;

    图10为本发明柱透镜光路示意图;

    图11为本发明辅助面板形成柱透镜以实现3D显示的光路图;

    图12a为本发明辅助面板内的液晶分子偏转的结构示意图;

    图12b为本发明辅助面板形成光栅的结构示意图;

    图13为本发明辅助面板形成光栅以实现3D显示的光路图。

    附图标记说明

    100:显示装置;

    110:显示面板;

    120:光敏传感器;

    130:辅助面板;

    131:透光区;

    132:遮光区;

    133:第一透明基板;

    134:第二透明基板;

    135:液晶材料;

    136:控制电极;

    140:背光源模组;

    150:偏光片;

    160:电致发光元件;

    具体实施方式

    以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描
    述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

    参考图1、图2、图3、图4和图6,本发明的第一方面,涉及一种显示装置100。该显示
    装置100包括显示面板110,显示面板110的显示区域间隔设置有多个光敏传感器120,显示
    面板110的出光侧设置有至少一个辅助面板130,该辅助面板130能够形成多个间隔设置的
    透光区131,多个透光区131之间的间隔形成为遮光区132,且位于该辅助面板130上方的物
    体F发出的光线能够通过该透光区131在光敏传感器120上形成物体F的像。

    需要说明的是,本发明的显示面板110应当做广义理解,该显示面板110应当具备
    了独立实现画面显示的功能。因此,基于该显示面板110的发光类型,可以将该显示面板110
    划分为液晶显示面板(LCD)以及OLED显示面板等,因此,本发明的显示装置,可以应用到液
    晶显示面板,也可以应用到OLED显示面板等等。

    进一步需要说明的是,对于物体F所发出的光线,应当是显示面板110的光源???br />(例如,背光源模组或者是电致发光元件)所发出的光线,该光线经过物体F后,经由该物体
    F,光线发生漫反射至光敏传感器120,光敏传感器120能够接收物体F发出的光线,根据光敏
    传感器120的工作原理,光敏传感器120内部会有一个光电管,光电管形成的电流会随着光
    强度改变而改变,其改变趋势是公知的,因此,光敏传感器可以将接收到的光强度的差异,
    生成电信号的差异信号(模拟信号),以此可以实现物体F的识别,确定物体F的形貌。

    应当理解的是,在利用辅助面板130形成透光区131进行物体识别的时候,该显示
    装置100能够正常进行画面显示。

    本发明的显示装置100,通过设置的光敏传感器120以及辅助面板130,一方面,控
    制辅助面板130形成多个间隔设置的透光区131,多个透光区131之间的间隔形成遮光区
    132,因此,多个间隔设置的透光区131和遮光区132,形成了小孔结构,当辅助面板130上方
    有物体F时,物体F所发出的光线能够通过透光区131(小孔)在光敏传感器120上成像,同时,
    物体F周围区域出射的光线可以被遮光区132吸收,从而可以减少干扰光线,提高物体识别
    的准确率,当该物体F为用户手指时,可以精准地实现指纹识别。另一方面,本发明的显示装
    置100,利用辅助面板130所形成的透光区131和遮光区132,可以实现物体识别(例如,指纹
    识别),相对于传统的指纹识别显示装置,本发明的显示装置100不需要再为物体识别(指纹
    识别)??榈ザ郎柚檬侗鹎?,可以直接在该显示装置100的显示区域实现物体识别,因此
    可以实现窄边框设计,节省成本。通过设置的多个间隔设置的透光区131和遮光区132,不仅
    能够增加物体F漫反射后光线的强度,还能够对物体F周围区域出射的光线进行吸收,因此,
    能够增加物体F的识别的准确率。

    下面,结合图5和图6,对上述的透光区(小孔)成像的设计进行说明:

    根据图5,由相似三角形定理可知:

    D0=H0/H1*(r+D1)+r (1)

    其中,D0为物面区域大小,D1为成像区域大小(光敏传感器预定长度),H0为物面距
    离透光区的高度,H1为像面距离透光区的高度,r为透光区的长度(即小孔的直径)。

    根据小孔成像原理,D0>D1,由公式(1)可知,H0>H1。

    需要说明的是,图5和图6的光路图是示意了D1宽度的像通过直径为r的小孔所能
    看到的D0宽度的物体。

    结合图6,相邻两点的成像区域不能重叠,重叠会造成信噪比降低,因此,应当满
    足:

    D1≥d (2)

    其中,d为相邻两个透光区之间的间距(即相邻两个小孔之间的间距);

    同时,对于相邻两点的成像区域所对应的物象区域不能重叠,因此,还应当满足:

    D0≥d (3)

    仍需要说明的是,本实施例中对辅助面板130的结构没有特殊限制,例如,可以是
    在显示面板110上直接形成设置有透光区和遮光区的膜层。

    为了便于控制透光区131的大小,优选地,辅助面板130采用液晶面板。具体地,参
    考图1、图2、图3、图4和图7,上述显示装置100还包括驱动电路(图中并未示出),上述辅助面
    板130包括相对设置的第一透明基板133和第二透明基板134。在第一透明基板133和第二透
    明基板134之间还填充有液晶材料135,以及多个间隔设置在第一透明基板133或第二透明
    基板134上的控制电极136。其中,驱动电路用于为多个控制电极136提供第一驱动电压,该
    第一驱动电压能够使得辅助面板130形成多个间隔设置的透光区131。

    具体地,参考图7,以多个控制电极136位于第一透明基板133上,以及液晶材料135
    为正性液晶材料为例进行说明,多个控制电极136分别与驱动电路电性连接,在进行物体识
    别时,通过该驱动电路,对多个控制电极136提供第一驱动电压,该第一控制电压能够使得
    辅助面板130内的液晶材料135发生偏转,形成上述的透光区131。

    更具体地,参考图7,示意了在第一透明基板133上设置了八个控制电极136,上述
    驱动电路可以选择性地控制多个控制电极136,为了便于说明,将八个控制电极136按照图7
    中从左往右的方向,每两个控制电极136划分为一组。第一组控制电极136施加驱动电压,使
    得该组两个控制电极136之间形成电场,该区域的液晶材料135发生偏转,使得液晶分子的
    长轴呈透光态,这样,施加电场区域处的控制电极136之间便形成上述的透光区131。第二组
    控制电极136之间不施加驱动电压,因此,该处的液晶材料135不会发生偏转,便形成上述的
    遮光区132。

    因此,可以通过控制电极136的宽度以及控制电极136之间的间距,以及光敏传感
    器120的长度,通过驱动电路对多个控制电极136提供第一驱动电压,设计以上的小孔成像
    结构。

    需要说明的是,上述透光区131的间距或者遮光区131的长度可以根据设计需要而
    定,例如,可以是第一组控制电极136施加驱动电压,第二组控制电极136不施加驱动电压,
    第三组控制电极136继续施加驱动电压等等。也可以是第一组控制电极136施加驱动电压,
    第二、三组控制电极136不施加驱动电压,第四组控制电极136继续施加驱动电压等等。

    由上述可知,形成的透光区131和遮光区132构成了小孔结构,因此,本结构的显示
    装置,利用小孔成像的原理,将物体F漫发射后的光线透过小孔结构反射至光敏传感器120,
    同时,物体F区域周围出射的光线被遮光区132吸收,从而可以减少干扰光线,提高物体识别
    的准确率,同时,结构简单,节省成本。

    优选地,上述多个控制电极136在与其对应的透明基板上呈多行多列排布。

    本实施例结构的显示装置100,通过将多个控制电极136在与其对应的透明基板上
    呈多行多列排布,相应地,通过控制该多个控制电极136,可以形成多行多列排布的透光区
    131,所形成的透光区131可以覆盖辅助面板130的显示区域,进一步能够提高物体识别(例
    如,指纹识别)的准确率。

    优选地,上述驱动电路还用于为多个控制电极136提供第二控制电压,多个第二控
    制电压能够使得辅助面板130形成光栅或具有分光功能的透镜。

    本实施结构的显示装置100,可以实现3D显示,通过驱动电路,提供第二控制电压,
    可以使得辅助面板130形成光栅,形成的光栅示意图可以参考图12a和图12b,形成的光栅可
    以阻挡左眼影像进入右眼和右眼影像进入左眼,或者可以使得辅助面板130形成具有分光
    功能的透镜,从显示面板110出光侧出射的光线经过该分光透镜,分别入射到人的左右眼,
    实现3D显示。

    下面对形成分光功能的透镜和形成光栅以实现3D显示的原理进行具体说明:

    一、对形成分光功能的透镜,以实现3D显示进行说明:

    首先结合图8,对柱透镜分光原理进行说明:

    其中,像素单元位于柱透镜的焦平面O-O’上,由焦点O出射的光经柱透镜成为平行
    光束。位于O点上方的Y点出射的光线经过柱透镜向下折射,同理,位于O点下方的点出射的
    光线经过柱透镜向上折射。因此,利用柱透镜的分光作用,人眼可得到立体的图像,实现3D
    显示。

    结合图9,其中,两束由像素电极反射发出的光线,经过辅助面板(该辅助面板形成
    了具有分光功能的透镜)与辅助面板外介质的界面发生折射,入射角分别为θ1和θ2,折射角
    分别为θ11和θ22。辅助面板130的折射率为n1,辅助面板外的介质折射率为n2。因此,由折射定
    律sinθ1*n1=sinθ2*n2,sinθ11*n1=sinθ22*n2可知,可以通过调节辅助面板形成的透镜的折
    射率n1,使得两束光线经过界面发生折射以后,分别入射到人的左眼L和右眼R。

    继续结合图9,根据相邻视差图像满足像素宽度t,可得:

    r1=t*L*(n1-1)/e (4)

    其中,r1为柱透镜的曲率半径,t为像素宽度,e为人眼距离,L为人眼距离柱透镜前
    表面距离,n1为柱透镜(辅助面板)的折射率。

    因此,根据公式(4),即可确定柱透镜的曲率半径r1。

    另外,人眼看到任意一幅视差图像时,最佳视点处透过的柱透镜单元看到的点应
    属于该柱透镜覆盖的这一幅视差图像,所以当有m个视差图的时候,柱透镜的节距p应当满
    足:

    m*e*t/(e+t)-(m*e*t2/w)/(e+t)<p<m*e*t/(e+t)+(m*e*t2/w)/(e+t)(5)其中,m
    为视差图的个数,p为柱透镜的节距,w为显示面板的宽度。

    显然,柱透镜节距p的最佳值为m*e*t/(e+t),上下浮动范围是(m*e*t2/w)/(e+t)。

    上述柱透镜厚度d应当满足下述公式:

    d=n1*r1/(n1-1) (6)

    下面对上述各参数公式进行原理推导并结合实例进行说明:

    参考图10,在该图中,F和F'分别是柱透镜物方焦点和像方焦点,H和H'为柱透镜的
    物方主点和像方主点,n3和n4分别为柱透镜外介质折射率和柱透镜折射率。

    由几何光学基本原理可知,柱透镜的焦距为:

    f’=-f=n4/(n4-n3)*r2 (7)

    其中,f’为像方焦距,f为物方焦距,r2为柱透镜前表面半径。

    物方主点到柱透镜后表面的距离为:

    XH=n3/n4*d (8)

    其中,XH为物方主点到柱透镜后表面的距离,d为柱透镜厚度。

    由于光线通过物象方主点后其传播方向不变,故入射光线与出射光线相对于光轴
    的夹角相等,故:

    h/f’=v/L (9)

    其中,h为入射点A到光轴的距离,v为人眼距离光轴的距离,L为人眼距离柱透镜前
    表面的距离。

    参考图11,为柱透镜光栅3D显示器200分光原理图,其中,显示面板110位于柱透镜
    的物方焦面处。建立如图所示坐标系,坐标原点位于柱透镜阵列中编号为0的中心柱透镜的
    顶点,X轴于编号为0的柱透镜光轴重合,Y轴则是平行于显示面板110。沿Y轴正方向,柱透镜
    编号分别为1,2,…,k,…,反之,编号分别为-1,-2,…,-k,…。

    用户在观看显示画面时,一般将显示面板110处于视线的正中央,故,将各视差图
    像的视点设计成关于X轴对称分布,若3D显示器采用m幅视差图像,将第i幅视差图像的最佳
    视点定于(l,[i-(m+1)/2)]e),其中,i=1,2,3…,m;L为人眼距离柱透镜前表面的距离,e为
    相邻视差点的间距,当m=2时,e为人眼距离,故观看第一幅视差图时(i=1),其视点坐标为
    (l,-e/2);对于第二幅(i=2),视点坐标为(l,e/2)。根据公式(9)可得到眼睛分别位于第i
    幅和第i+1幅视差图像视点处透过第k个透镜看到的点,距离该柱透镜光轴的高度分别为
    hk,i和hk,i+1。

    hk,i=f’*(k*p-(i-(m+1)/2))*e/L (10)

    hk,i+1=f’*(k*p-((i+1)-(m+1)/2))*e/L (11)

    由于,

    t=hk,i-hk,i+1 (12)

    其中,t为显示面板子像素宽度。

    结合公式(7)、(10)、(11)和(12),可得柱透镜曲率半径为:

    r=t*L(n4-n3)/n3*e (13)

    此外,眼睛透过第m块透镜看到的第i幅视差图像的物点应落在该幅视差图像的视
    场范围内,即:

    m*k*t+(m/2-i)*t<k*p+hk,i<m*k*t+(m/2-i+1)*t(14)

    将公式(7)、(10)和(13)带入公式(14),可得:

    m*e*t/(e+t)-e*t/(2*k(e+t))<p<m*e*t/(e+t)+e*t/(2*k(e+t)) (15)

    设w是显示器宽度,则:

    w=2*k*m*t (16)

    将公式(16)带入到公式(15)中,可得:

    m*e*t/(e+t)-m*e*t*t/w*(e+t)<p<m*e*t/(e+t)+m*e*t*t/w*(e+t) (17)

    式中,k=1,2,3,…。显然w远远大于e和t,因此p的一个合适值为:

    p=m*e*t/(e+t) (18)

    上下允许浮动的范围是:m*e*t*t/w*(e+t)。

    例如,在图11中,视点数m=2,故柱透镜的截距为p=2*e*t/(e+t)。

    设柱透镜的放置高度为s,由图11可知:

    f’=s+XH (19)

    将公式(7)、(8)带入到公式(19)可得:

    d=n4*r/(n4-n3)-n4*s/n3 (20)

    二、针对辅助面板表面形成的光栅,以形成3D显示进行说明:

    参考图12a、图12b和图13,以四点视图为例进行说明,根据光路图以及几何关系,
    可知:

    L1=S*W0/(E+W0) (21)

    W1=E*W0/(E+W0) (22)

    W2=E*W0*(K-1)/(E+W0) (23)

    其中,L1为狭缝光栅到显示面板的距离,S为视点到显示面板的距离,W0为显示面板
    子像素宽度,E为相邻两个视点之间的距离,W1为透光区的宽度,W2为遮光区的宽度,K为视点
    的数量。

    应当理解的是,该显示装置100,不仅仅能够实现物体识别(例如,指纹识别)和3D
    显示,其还可以实现最基本的2D显示。当需要该显示装置100进行2D显示时,利用辅助面板
    130内液晶材料135的特性,不需要对辅助面板130单独施加驱动电压,位于辅助面板130内
    的液晶材料135不发生偏转,从显示面板110出光侧的出射光线可以不改变方向地透过该辅
    助面板130,实现显示装置100的2D显示。当需要3D显示时,可以对辅助面板施加上述的第二
    驱动电压,该第二驱动电压使得位于辅助面板130内的液晶材料135发生偏转,形成光栅或
    具有分光功能的透镜,以实现3D显示。

    优选地,参考图2和图4,上述显示面板110的出光侧依次设置有两个辅助面板130,
    驱动电路还用于分别为两个辅助面板130上的多个控制电极136提供第一驱动电压和第三
    驱动电压,以使得两个辅助面板130能够形成正交叠加的透镜。

    本实施例结构的显示装置100,设置有双层辅助面板130结构,利用驱动电路分别
    对双层辅助面板130上的多个控制电极136提供第一驱动电压和第三驱动电压,能够形成正
    交叠加的透镜,能够提高3D显示性能,同时,还可以使得形成的透光区131为圆孔,能够提高
    物体识别的准确率。

    优选地,参考图3和图4,显示装置100还包括背光源模组140。其中,该背光源模组
    140位于显示面板110的入光侧,显示面板110上设置有多个像素单元(图中并未示出)和环
    绕多个像素单元设置的黑矩阵(图中并未示出),多个光敏传感器120以及多个遮光区132均
    与黑矩阵位置相对应。

    本实施例结构的显示装置100,是利用背光源模组140驱动显示面板110发光的一
    种显示结构,将光敏传感器120设置在黑矩阵位置,能够节省该显示装置100的制造工艺以
    及减少显示装置100的厚度。

    优选地,上述显示装置100包括OLED显示装置,多个光敏传感器120与OLED显示装
    置的电致发光元件160同层设置,且光敏传感器120设置在相邻两个电致发光元件160之间。

    本实施例结构的显示装置100,是利用电致发光元件160自主发光进行显示的显示
    结构,同时,将光敏传感器120与电致发光元件160同层设置,在可以实现物体识别的同时,
    可以减少显示装置100的厚度,以及节省显示装置100的制作工艺。

    优选地,参考图1和图2,上述显示装置100还设置有至少一个偏光片150,偏光片
    150至少位于显示面板110的出光侧和辅助面板130之间。

    需要说明的是,对于传统的液晶显示装置(LCD),在该LCD显示装置的结构中,已经
    分别在该LCD显示装置的入光侧和出光侧设置了偏光片150,因此,该LCD显示装置的出射光
    线为偏振光,因此,在本发明中,针对LCD显示装置,可以不用再单独设置偏光片150,可以利
    用LCD显示装置中的偏光片150即可。

    对于OLED显示装置,由于OLED显示装置的出射光为非偏振光,因此需要在OLED显
    示装置的出光侧设置偏光片150,以保证物体接收到的光线为偏振光,同时,设置的偏光片
    150,能够方便利用驱动电路对多个控制电极136进行控制以使得辅助面板130形成多个透
    光区131,还可以提高所形成的透光区131的对比度。

    优选地,为了进一步地更好地形成透光区131以及提高所形成的透光区131的对比
    度,当该显示装置100包括OLED显示装置200时,上述辅助面板130的出光面也设置有偏光片
    150。

    本发明的显示装置100可以应用于显示器、GPS导航仪、手机、笔记本电脑、平板电
    脑等电子设备中,其中的物体识别不仅仅可以应用到指纹识别,还可以应用于掌纹识别、扫
    描以及视频通话等领域。

    本发明的第二方面,涉及一种显示装置的驱动方法,该显示装置包括上述的显示
    装置。其中,该驱动方法包括:

    向辅助面板提供第一驱动信号,使得辅助面板形成多个间隔设置的透光区,多个
    透光区之间的间隔形成遮光区;

    具体地,在本步骤中,所提供的第一驱动信号,例如,可以是第一驱动电压,该第一
    驱动电压可以由设置在显示装置上的驱动电路提供,或者也可以由外界驱动电路提供,提
    供的第一驱动电压能够使得辅助面板形成多个间隔设置的透光区,更具体地,辅助面板内
    部填充有液晶材料(以正性液晶材料为例),在第一驱动电压的驱动下能够实现偏转,进一
    步的可以形成上述的透光区。

    向显示面板提供第二驱动信号,使得显示面板发出出射光线并传递至位于辅助面
    板上方的物体;

    具体地,在本步骤中,当该显示装置的结构包括OLED显示面板时,该第二驱动信号
    可以是电信号,该电信号可以驱动OLED显示面板内的电致发光元件发光,电致发光元件元
    件所发出的光线可以传递至位于辅助面板上方的物体上。当该显示装置的结构为传统的液
    晶显示面板时,该第二驱动信号可以是由栅极驱动电路所发出的电信号,该电信号可以驱
    动位于液晶显示面板内的液晶材料发生偏转,以使得背光源模组所发出的光线可以传递至
    位于辅助面板上方的物体。

    接收光敏传感器发出的电信号,根据电信号获取物体的形貌。

    具体地,在本步骤中,以物体为用户手指为例进行说明,当用户手指位于辅助面板
    上方时,显示面板所发出的出射光线会入射到用户手指上,用户手指接收该光线,该光线在
    用户手指的界面上发生漫反射,光线会反射至位于显示装置内的光敏传感器上,由于用户
    手指指纹的波谷处与波峰处所漫反射的光能会有差异,因此,根据光敏传感器的原理,其可
    以将光能差异转换为电信号的差异,因此根据该电信号的差异,可以进行指纹识别。

    当然,根据具体应用场合,该物体还可以是掌纹,可以实现掌纹识别等。

    本发明的显示面板的驱动方法,利用辅助面板所形成的透光区和遮光区,透光区
    和遮光区组成了小孔结构,利用小孔成像的原理,将物体漫发射后的光线透过小孔结构反
    射至光敏传感器,同时,物体区域周围出射的光线可以被遮光区吸收,从而可以减少干扰光
    线,提高物体识别的准确率,因此,基于小孔成像的物体识别方法,小孔结构能够将物体漫
    反射的光线更加准确地反射至光敏传感器上,提高物体识别(指纹识别)的准确率,方法简
    单,节省成本。

    优选地,上述驱动方法还包括:

    向辅助面板提供第三驱动信号,使得辅助面板形成光栅或具有分光功能的透镜。

    本发明的驱动方法,不仅仅可以识别物体,还可以实现3D显示和2D显示。当需要该
    显示装置实现2D显示时,利用辅助面板内液晶材料的特性,不需要对辅助面板单独施加驱
    动电压,位于辅助面板内的液晶材料不发生偏转,从显示面板出光侧的出射光线可以不改
    变方向地透过该辅助面板,实现显示装置的2D显示。当需要3D显示时,通过驱动电路,对辅
    助面板提供第三驱动信号,该第三驱动信号可以是前文所述的第二控制电压,可以使得辅
    助面板形成光栅,可以阻挡左眼影像进入右眼和右眼影像进入左眼,或者可以使得辅助面
    板形成具有分光功能的透镜,从显示面板出光侧出射的光线经过该分光透镜,分别入射到
    人的左右眼,实现3D显示。具体原理可以参见前文所述,在此不作赘述。

    优选地,当显示面板的出光侧依次设置有两个辅助面板时,上述驱动方法还包括:

    向其中一个辅助面板提供第一驱动信号,向另外一个辅助面板提供第三驱动信
    号,以使得两个辅助面板能够形成正交叠加的透镜。

    本发明的驱动方法,分别向两个辅助面板提供不同的驱动信号,即不同的驱动电
    压,可以使得两个辅助面板内的液晶材料发生不同程度的偏转,能够形成正交叠加的透镜,
    能够提高3D显示性能,同时,还可以使得形成的透光区为圆孔,能够提高物体识别的准确
    率。

    可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施
    方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精
    神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的?;し段?。

    关于本文
    本文标题:显示装置和显示装置的驱动方法.pdf
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