本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種觸摸顯示面板及顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，觸摸顯示面板已經(jīng)逐漸遍及人們的生活中。目前，檢測手指觸摸位置的方式主要有光學(xué)式、電容式和超聲成像式等技術(shù)；其中，光學(xué)式觸摸識(shí)別技術(shù)的識(shí)別范圍相對較大，且成本相對較低，受到各大面板廠家的青睞。

具體地，光學(xué)式觸摸識(shí)別技術(shù)基于光敏傳感器接收的手指漫反射的光束能量實(shí)現(xiàn)觸摸位置檢測。然而，光敏傳感器的引入極大地降低了觸摸顯示面板的開口率，因此，如何在實(shí)現(xiàn)觸摸功能的同時(shí)保證觸摸顯示面板的開口率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種觸摸顯示面板及顯示裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的如何在實(shí)現(xiàn)觸摸功能的同時(shí)保證觸摸顯示面板的開口率的問題。

因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種觸摸顯示面板，包括：相對而置的波導(dǎo)板和下基板，以及設(shè)置于所述波導(dǎo)板與所述下基板之間的液晶層和電極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述下基板面向所述液晶層一側(cè)的反射層，以及設(shè)置于所述下基板面向所述液晶層一側(cè)或所述波導(dǎo)板面向所述液晶層一側(cè)的多個(gè)光敏單元；其中，

所述電極結(jié)構(gòu)，用于控制所述液晶層中液晶分子的折射率，以使光線從所述波導(dǎo)板靠近所述液晶層的下表面射出或在所述波導(dǎo)板內(nèi)部發(fā)生全反射。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述反射層包括多個(gè)間隔設(shè)置的反射結(jié)構(gòu)，所述光敏單元設(shè)置于相鄰兩個(gè)所述反射結(jié)構(gòu)之間的間隙處。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述反射結(jié)構(gòu)為反射光柵結(jié)構(gòu)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述反射光柵結(jié)構(gòu)包括：多個(gè)間隔設(shè)置的光柵條，以及存在于相鄰兩個(gè)所述光柵條之間的光柵間隙。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述電極結(jié)構(gòu)，包括：設(shè)置于各所述反射光柵結(jié)構(gòu)面向所述液晶層一側(cè)且與各所述反射光柵結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)，以及設(shè)置于所述波導(dǎo)板面向所述液晶層一側(cè)的第二電極結(jié)構(gòu)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，還包括：設(shè)置于所述波導(dǎo)板面向所述液晶層一側(cè)且與所述液晶層接觸的的多個(gè)透射光柵結(jié)構(gòu)，各所述透射光柵結(jié)構(gòu)的折射率范圍為[no,ne]；其中，no為所述液晶層中液晶分子對于o偏振光的折射率，ne為所述液晶層中液晶分子對于e偏振光的折射率。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述電極結(jié)構(gòu)，包括：設(shè)置于所述下基板面向所述液晶層一側(cè)且與各所述透射光柵結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第二子電極結(jié)構(gòu)；

所述光敏單元設(shè)置于相鄰兩個(gè)所述第二子電極結(jié)構(gòu)之間的間隙處。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述電極結(jié)構(gòu)，還包括：設(shè)置于各所述透射光柵結(jié)構(gòu)面向所述液晶層一側(cè)且與各所述透射光柵結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，所述反射層設(shè)置于所述下基板與各所述第二子電極結(jié)構(gòu)所在層之間。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板中，還包括：設(shè)置于所述波導(dǎo)板面向所述液晶層一側(cè)的配向?qū)雍?或設(shè)置于所述下基板面向所述液晶層一側(cè)的配向?qū)樱?/p>

所述液晶層中液晶分子的初始取向垂直于所述波導(dǎo)板和所述下基板。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括：上述觸摸顯示面板，以及至少設(shè)置于波導(dǎo)板的一個(gè)側(cè)邊的準(zhǔn)直光源，所述準(zhǔn)直光源發(fā)出的準(zhǔn)直光線以滿足在所述波導(dǎo)板中全反射條件的入射角度入射至所述波導(dǎo)板。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示裝置中，所述入射角度大于或等于arcsin(n0/n1)；其中，n0為空氣的折射率，n1為所述波導(dǎo)板的折射率。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸顯示面板及顯示裝置，包括：相對而置的波導(dǎo)板和下基板，設(shè)置于波導(dǎo)板與下基板之間的液晶層和電極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于下基板面向液晶層一側(cè)的反射層，以及設(shè)置于下基板面向液晶層一側(cè)或波導(dǎo)板面向液晶層一側(cè)的多個(gè)光敏單元；其中，電極結(jié)構(gòu)，用于控制液晶層中液晶分子的折射率，以使光線從波導(dǎo)板靠近液晶層的下表面射出或在波導(dǎo)板內(nèi)部發(fā)生全反射。具體地，在正常顯示時(shí)，電極結(jié)構(gòu)通過控制液晶層中液晶分子的折射率，使得光線從波導(dǎo)板靠近液晶層的下表面出射至反射層和光敏單元，并經(jīng)反射層反射后自波導(dǎo)板一側(cè)出射實(shí)現(xiàn)顯示；在觸摸波導(dǎo)板時(shí)，部分光線會(huì)自觸摸位置所在的波導(dǎo)板背離液晶層的上表面射出觸摸顯示面板，其余部分光線自波導(dǎo)板靠近液晶層的下表面出射至光敏單元，從而使得光敏單元可以根據(jù)觸摸條件下與正常顯示條件下接收光線的能量差異判斷觸摸位置。并且由于一般反射層的材料為高反射率的金屬，因此，在將光敏單元集成于下基板或波導(dǎo)板時(shí)不會(huì)影響觸摸顯示面板的開口率，從而在實(shí)現(xiàn)觸摸功能的同時(shí)保證了觸摸顯示面板的開口率。

附圖說明

圖1a和圖1b分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的波導(dǎo)板中的光路示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中指紋識(shí)別原理示意圖；

圖4為圖1a所示的顯示裝置顯示l0灰階的示意圖；

圖5為圖1a所示的顯示裝置顯示l255灰階的示意圖；

圖6為圖1a所示的顯示裝置的指紋識(shí)別原理示意圖；

圖7為圖1b所示的顯示裝置的指紋識(shí)別原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例提供的觸摸顯示面板及顯示裝置的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。需要說明的是，本文所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

附圖中各膜層的形狀和大小不反映顯示裝置的真實(shí)比例，目的只是示意說明本發(fā)明內(nèi)容。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種顯示裝置，除了包括本發(fā)明實(shí)施例提供的一種觸摸顯示面板之外，如圖1a和圖1b所示，還包括：至少設(shè)置于波導(dǎo)板001的一個(gè)側(cè)邊的準(zhǔn)直光源002，準(zhǔn)直光源002發(fā)出的準(zhǔn)直光線以滿足在波導(dǎo)板001中全反射條件的入射角度入射至波導(dǎo)板001。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示裝置中，如圖2所示，光線在波導(dǎo)板001與空氣界面發(fā)生全反射的條件為：n1sinθ1＝n0sinθ0，由此可得發(fā)生全反射時(shí)的入射角θ1＝arcsin(n0/n1)；其中，n1為波導(dǎo)板001的折射率，n0為空氣的折射率，θ1為入射光線與波導(dǎo)板001的表面法線的夾角,θ0為反射光線與波導(dǎo)板001的表面法線的夾角；如此只要控制入射光線與波導(dǎo)板001的表面法線的夾角大于或等于θ1，即大于或等于arcsin(n0/n1)，即可實(shí)現(xiàn)光線在波導(dǎo)板001與空氣界面發(fā)生全反射。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示裝置中包含的一種觸摸顯示面板，如圖1a和圖1b所示，具體可以包括：相對而置的波導(dǎo)板001和下基板003，設(shè)置于波導(dǎo)板001與下基板003之間的液晶層004和電極結(jié)構(gòu)005，設(shè)置于下基板003面向液晶層004一側(cè)的反射層006，以及設(shè)置于下基板003面向液晶層004一側(cè)或波導(dǎo)板001面向液晶層004一側(cè)的多個(gè)光敏單元007；其中，

電極結(jié)構(gòu)005，用于控制液晶層004中液晶分子的折射率，以使光線從波導(dǎo)板001靠近液晶層004的下表面射出或在波導(dǎo)板001內(nèi)部發(fā)生全反射。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，在正常顯示時(shí)，通過改變電極結(jié)構(gòu)005施加于液晶層004上的電壓，控制液晶層004中液晶分子的折射率發(fā)生變化，以使波導(dǎo)板001中傳輸?shù)墓饩€自波導(dǎo)板001靠近液晶層004的下表面射出，并透過液晶層004入射至反射層006和光敏單元007，再通過該反射層006對光線進(jìn)行反射，以實(shí)現(xiàn)光線在觸摸顯示面板的波導(dǎo)板001側(cè)的出射，從而在波導(dǎo)板001一側(cè)實(shí)現(xiàn)顯示；在觸摸波導(dǎo)板001時(shí)，部分光線會(huì)自觸摸位置所在的波導(dǎo)板001背離液晶層004的上表面射出觸摸顯示面板，其余部分光線自波導(dǎo)板001靠近液晶層004的下表面出射至光敏單元007，從而使得光敏單元007可以根據(jù)觸摸條件下與正常顯示條件下接收光線的能量差異判斷觸摸位置。并且，由于一般反射層006的材料為高反射率的金屬，因此，在將光敏單元007集成于下基板003或波導(dǎo)板001時(shí)不會(huì)影響觸摸顯示面板的開口率，從而在實(shí)現(xiàn)觸摸功能的同時(shí)保證了觸摸顯示面板的開口率。

現(xiàn)有技術(shù)中，不僅可以利用液晶顯示裝置中的光敏傳感器實(shí)現(xiàn)觸摸位置檢測，而且還可以進(jìn)一步地判別指紋紋路。具體地，如圖3所示，背光源發(fā)出的光依次經(jīng)過液晶層、彩膜、偏光片照射到手指后，光束在顯示面板的手指按壓處發(fā)生漫反射，其中一部分漫反射光束再次經(jīng)過偏光片、彩膜、液晶層后被設(shè)置于陣列基板上的光敏傳感器接收，并根據(jù)所接收的手指指紋的波谷a漫反射的光束能量與波峰b漫反射的光束能量差異來進(jìn)行指紋識(shí)別。

有鑒于此，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，光敏單元007不僅具有識(shí)別觸摸的功能，同時(shí)還可以進(jìn)一步識(shí)別指紋紋路。具體地，在手指按壓波導(dǎo)板001時(shí)，入射至指紋脊區(qū)域的光束會(huì)因手指表皮層的存在使得一部分光束從脊區(qū)域射出觸摸顯示面板，其余部分光束自指紋脊區(qū)域出射至光敏單元007；入射至指紋谷區(qū)域的光束由于接觸的是空氣，使得全部光束自指紋谷區(qū)域出射至光敏單元007，從而可以基于谷區(qū)域和脊區(qū)域出射至光敏單元007的較大光束能量差異實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別。

由上述描述可知，現(xiàn)有技術(shù)中光敏傳感器通過接收到的手指指紋的谷或脊漫反射的部分光束，實(shí)現(xiàn)指紋的識(shí)別；由于手指指紋的谷或脊漫反射的光束可能會(huì)被多個(gè)光敏傳感器同時(shí)接收而造成串?dāng)_，影響指紋識(shí)別準(zhǔn)確性。而在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，是通過手指指紋的谷區(qū)域或脊區(qū)域直接出射至光敏單元007的光束差異實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別，從而可以降低串?dāng)_光線的影響，提高指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。

為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面以兩個(gè)具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置進(jìn)行詳細(xì)的說明。并且，在以下兩個(gè)具體實(shí)施例中均以光敏單元位于下基板且可實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別為例進(jìn)行說明。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一提供的觸摸顯示面板及顯示裝置，如圖1a所示，包括：相對而置的波導(dǎo)板001和下基板003，設(shè)置于波導(dǎo)板001與下基板003之間的液晶層004和電極結(jié)構(gòu)005，設(shè)置于下基板003面向液晶層004一側(cè)的反射層006，以及設(shè)置于下基板003面向液晶層004一側(cè)的多個(gè)光敏單元007；其中，

電極結(jié)構(gòu)005，用于控制液晶層004中液晶分子的折射率，以使光線從波導(dǎo)板001靠近液晶層004的下表面射出或在波導(dǎo)板001內(nèi)部發(fā)生全反射。

并且，在具體實(shí)施時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1a所示，還可以包括：設(shè)置于波導(dǎo)板001面向液晶層004一側(cè)且與液晶層004接觸的多個(gè)透射光柵結(jié)構(gòu)008，各透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率范圍為[no,ne]；其中，no為液晶層004中液晶分子對于o偏振光的折射率，ne為液晶層004中液晶分子對于e偏振光的折射率。在這種情況下，透射光柵結(jié)構(gòu)008的作用為：從波導(dǎo)板001中傳播的光線中，選擇給定顏色光線(光波長λ)在給定方向(與波導(dǎo)板001表面法線的夾角θ2)上出射，如圖2所示。因此，一個(gè)透射光柵結(jié)構(gòu)008對應(yīng)于顯示裝置中的一個(gè)子像素結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中的透射光柵結(jié)構(gòu)008從波導(dǎo)板001耦合出光方向可控的光波長λ與透射光柵結(jié)構(gòu)008的光柵周期λ滿足如下公式：

n1sinθ1-neffsinθ2＝mλ/λ(m＝0,±1,±2,…)

其中，n1為波導(dǎo)板001的折射率，θ1為入射光線與波導(dǎo)板001表面法線的夾角；neff為透射光柵結(jié)構(gòu)008的有效折射率，θ2為耦合出光方向與波導(dǎo)板001表面法線的夾角?？梢钥闯?，通過調(diào)節(jié)透射光柵結(jié)構(gòu)008的光柵周期λ和入射光束的入射角度，即可控制從波導(dǎo)板001中耦合出方向和顏色可控的光束。

此外，當(dāng)入射光線或出射光線滿足公式：βq＝βm–qk(q＝0,±1,±2,…)的位相匹配關(guān)系時(shí)，入射光線即可在波導(dǎo)板001中激發(fā)m階導(dǎo)模，或者m階導(dǎo)模即可在給定方向上耦合出去。其中，βm為m階導(dǎo)模的傳播常數(shù)βm＝k0nm，nm為m階導(dǎo)模的有效折射率，k為光柵矢量，k＝2π/λ，λ為光柵周期。

設(shè)出射光線波矢方向與豎直方向夾角為θ2，則以上位相匹配關(guān)系可進(jìn)一步表示為：k0n3sinθ2＝k0nmsinθ1–q2π/λ(q＝0,±1,±2,…)，滿足該式的入射光線即可達(dá)到在波導(dǎo)板001的上界面即波導(dǎo)板001與空氣的界面發(fā)生全反射，在波導(dǎo)板001與透射光柵結(jié)構(gòu)008的界面耦合出光的單面出光的技術(shù)效果。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，電極結(jié)構(gòu)005用于控制各子像素結(jié)構(gòu)對應(yīng)的液晶分子偏轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)顯示灰階控制?；诖耍诰唧w實(shí)施時(shí)，電極結(jié)構(gòu)005，可以通過以下但不限于以下的實(shí)施方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：

例如，電極結(jié)構(gòu)005可以包括：設(shè)置于各透射光柵結(jié)構(gòu)008面向下基板003一側(cè)且與各透射光柵結(jié)構(gòu)008一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)501；以及設(shè)置于下基板003面向液晶層004一側(cè)的第二電極結(jié)構(gòu)502，如圖1a所示；

又如，電極結(jié)構(gòu)005還可以包括：設(shè)置于各透射光柵結(jié)構(gòu)008面向下基板003一側(cè)且與各透射光柵結(jié)構(gòu)008一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)501，以及設(shè)置于波導(dǎo)板001與各透射光柵結(jié)構(gòu)008所在層之間的第二電極結(jié)構(gòu)502；

再如，電極結(jié)構(gòu)005還可以包括：設(shè)置于各透射光柵結(jié)構(gòu)008所在層與波導(dǎo)板001之間且與各透射光柵結(jié)構(gòu)008一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)501，以及設(shè)置于下基板003面向各透射光柵結(jié)構(gòu)008一側(cè)的第二電極結(jié)構(gòu)502。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，第二電極結(jié)構(gòu)502可以由與各第一電極結(jié)構(gòu)501一一對應(yīng)的多個(gè)第二子電極結(jié)構(gòu)5021組成，如圖1a所示；此外，第二電極結(jié)構(gòu)502也可以為面狀電極結(jié)構(gòu)，在此不做限定。并且，在多個(gè)第二子電極結(jié)構(gòu)5021位于下基板003面向液晶層004一側(cè)且與各透射光柵結(jié)構(gòu)008一一對應(yīng)時(shí)，較佳地，各光敏單元007可以設(shè)置于相鄰的兩個(gè)第二子電極結(jié)構(gòu)5021之間的間隙處，即將各第二子電極結(jié)構(gòu)5021與各光敏單元007同層設(shè)置，從而可以減小觸摸顯示面板的厚度，實(shí)現(xiàn)輕薄化設(shè)計(jì)。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1a所示，透射光柵結(jié)構(gòu)008具體可以通過以下方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，包括：多個(gè)間隔設(shè)置的光柵條，以及存在于相鄰兩個(gè)光柵條之間的光柵間隙；

為了便于第一電極結(jié)構(gòu)501的設(shè)計(jì)，在具體實(shí)施時(shí)，第一電極結(jié)構(gòu)501可以包括：設(shè)置于對應(yīng)的透射光柵結(jié)構(gòu)008中各光柵條上的多個(gè)電極條，即在各光柵條上設(shè)置電極條，使透射光柵結(jié)構(gòu)008和第一電極結(jié)構(gòu)501構(gòu)成疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)；且電極條的寬度不大于光柵條的寬度，具體可以等于光柵條的寬度。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1a所示，在第二電極結(jié)構(gòu)502和反射層006同時(shí)位于下基板003上時(shí)，反射層006具體可以位于下基板003與第二電極結(jié)構(gòu)502所在層之間。

并且，為避免反射層006與第二電極結(jié)構(gòu)502上的信號(hào)相互干擾，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1a所示，還可以包括：設(shè)置于反射層006與第二電極結(jié)構(gòu)502所在層之間的絕緣層(圖中未示出)。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，還可以包括：

設(shè)置于下基板003面向液晶層004一側(cè)的配向?qū)?09，如圖1a所示；當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，配向?qū)?09還可以設(shè)置于波導(dǎo)板001面向液晶層004一側(cè)；或者還可以在波導(dǎo)板001面向液晶層004一側(cè)和下基板003面向液晶層004一側(cè)分別設(shè)置一配向?qū)?09。即在液晶層004的上表面增加一層配向?qū)?09、下表面增加一層配向?qū)?09或上下表面均增加一層配向?qū)?09，以控制液晶層004中液晶分子的初始取向垂直于波導(dǎo)板001和下基板003。如此，則在通過如圖1a所示的電極結(jié)構(gòu)005形成的垂直電場控制液晶層004中的液晶分子的折射率變化時(shí)，僅有振動(dòng)方向在如圖1a所示的界面(紙面)內(nèi)的e偏振光才能感受到上述折射率的變化，而振動(dòng)方向垂直于紙面的o偏振光感受不到上述折射率的變化，從而可以避免在液晶層004的入光側(cè)和出光側(cè)設(shè)置偏光片，進(jìn)而可以提高觸摸顯示面板的透過率，提高指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。

下面對本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置實(shí)現(xiàn)正常顯示功能及指紋識(shí)別功能的原理進(jìn)行詳細(xì)的說明。

在具體實(shí)施時(shí)，通過調(diào)節(jié)圖1a所示的電極結(jié)構(gòu)005施加的電壓作用于液晶層004的垂直電場，即可實(shí)現(xiàn)液晶層004中液晶分子在紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)液晶層004中液晶分子的折射率在no和ne之間的變化，從而實(shí)現(xiàn)不同的灰階；其中，no為液晶層004中液晶分子對于o偏振光的折射率，ne為液晶層004中液晶分子對于e偏振光的折射率。

具體地，針對如圖1a所示的顯示裝置，以透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率等于no為例，當(dāng)液晶層004的折射率和透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率相等，即均為no時(shí)，透射光柵結(jié)構(gòu)008的作用被掩蓋，沒有光線從波導(dǎo)板001中耦合出來，此時(shí)為l0狀態(tài)；當(dāng)液晶層004的折射率(ne)和透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率(no)相差最大時(shí)，透射光柵結(jié)構(gòu)008的作用最明顯，光線從波導(dǎo)板001中耦合出來的耦合效率最高，此時(shí)為l255狀態(tài)；當(dāng)液晶層004的折射率處在以上兩種情況之間時(shí)，為其他灰階狀態(tài)。并且，由于僅有振動(dòng)方向在如圖1a所示的界面(紙面)內(nèi)的e偏振光才能感受到上述折射率的變化，而振動(dòng)方向垂直于紙面的o偏振光感受不到上述折射率的變化，所以透射光柵結(jié)構(gòu)008從波導(dǎo)板001中耦合出來的光為e偏振光。

進(jìn)一步地，針對如圖1a所示的顯示裝置，以透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率等于no為例。如圖4所示，液晶層004中的液晶分子的初始取向方向垂直于波導(dǎo)板001和下基板003，當(dāng)液晶層004的折射率和透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率相等，即均為no時(shí)，透射光柵結(jié)構(gòu)008的作用被掩蓋，光線在波導(dǎo)板001中傳播，沒有光線從波導(dǎo)板001耦合出來，此時(shí)灰階最小，為l0狀態(tài)；通過調(diào)節(jié)各電極結(jié)構(gòu)005對液晶層004施加的電壓，使得液晶層004中的液晶分子的取向偏轉(zhuǎn)為平行于波導(dǎo)板001和下基板003，如圖5所示，此時(shí)液晶層004的折射率(ne)和透射光柵結(jié)構(gòu)008的折射率(no)相差最大，透射光柵結(jié)構(gòu)008的耦合作用最明顯，光線從波導(dǎo)板001耦合出來的耦合效率最高，此時(shí)灰階最大，為l255狀態(tài)。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例一提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，通過各光敏單元007接收的指紋的脊和谷出射光束能量的差異實(shí)現(xiàn)對指紋的識(shí)別。

具體地，在正常顯示時(shí)，從準(zhǔn)直光源002發(fā)出的入射光線在波導(dǎo)板001的上界面發(fā)生全反射，光線只會(huì)從波導(dǎo)板001面向下基板003一側(cè)的下表面出射至各光敏單元007。當(dāng)手指按壓波導(dǎo)板001時(shí)，如圖6所示，手指指紋的谷m所在區(qū)域?yàn)榭諝猓饩€入射到谷m所在區(qū)域時(shí)，由于外部介質(zhì)還是空氣，與正常顯示時(shí)相同，因此谷m所在區(qū)域的光線反生全反射，從而使得光敏單元007接收到的光線能量沒有變化；然而，在光線入射到脊n所在區(qū)域時(shí)，由于脊n所在區(qū)域?yàn)槭种副砥?，即外部介質(zhì)為手指表皮層，則會(huì)有一部分入射光線從脊n所在區(qū)域出射，導(dǎo)致光敏單元007接收到的光線能量明顯減少，從而根據(jù)接收的指紋的脊n和谷m出射光束能量的較大差異，可以準(zhǔn)確識(shí)別指紋。

實(shí)施例二

由于本發(fā)明實(shí)施例二提供的觸摸顯示面板及顯示裝置與本發(fā)明實(shí)施例一提供的觸摸顯示面板及顯示裝置的結(jié)構(gòu)相似，這里僅對本發(fā)明實(shí)施例二提供的觸摸顯示面板及顯示裝置與本發(fā)明實(shí)施例一提供的觸摸顯示面板及顯示裝置的不同之處進(jìn)行介紹，重復(fù)之處不再贅述。

具體地，與本發(fā)明實(shí)施例一提供的觸摸顯示面板及顯示裝置中的反射層、電極結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)彩色顯示的具體實(shí)施方式不同，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1b所示，反射層006具體可以包括多個(gè)間隔設(shè)置的反射結(jié)構(gòu)601，此時(shí)，光敏單元007可以設(shè)置于相鄰的兩個(gè)反射結(jié)構(gòu)601之間的間隔處。當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，反射層006也可以為單獨(dú)設(shè)置的一個(gè)膜層，在此不做限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1b所示，反射結(jié)構(gòu)601可以為反射光柵結(jié)構(gòu)。由于反射光柵結(jié)構(gòu)既能使光反射，又能使光色散，基于此，反射結(jié)構(gòu)601可以同時(shí)具有反射光和分光的作用，此時(shí)，即可省去彩膜層的設(shè)置，使得觸摸顯示面板較薄，光透過率更高，從而提高了指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，反射結(jié)構(gòu)601也可以為其他僅具有反射功能的部件，在此不做限定；此時(shí)，為實(shí)現(xiàn)彩色顯示，需要在觸摸顯示面板中單獨(dú)設(shè)置彩膜層，并且彩膜層的具體位置，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，在本發(fā)明中不做具體限定。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，如圖1b所示，反射光柵結(jié)構(gòu)(即反射結(jié)構(gòu)601)具體可以通過以下方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，包括：多個(gè)間隔設(shè)置的光柵條，以及存在于相鄰兩個(gè)光柵條之間的光柵間隙。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，電極結(jié)構(gòu)005用于控制液晶層004中液晶分子偏轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)顯示灰階控制?；诖?，電極結(jié)構(gòu)005，可以包括：設(shè)置于各反射光柵結(jié)構(gòu)面向液晶層004一側(cè)且與各反射光柵結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)501，以及設(shè)置于波導(dǎo)板001面向液晶層004一側(cè)的第二電極結(jié)構(gòu)502，如圖1b所示。并且，在反射光柵結(jié)構(gòu)包括多個(gè)間隔設(shè)置的光柵條時(shí)，第一電極結(jié)構(gòu)501可以包括：設(shè)置于對應(yīng)的反射光柵結(jié)構(gòu)中各光柵條上的多個(gè)電極條，且電極條的寬度不大于光柵條的寬度，具體可以等于光柵條的寬度。

當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，電極結(jié)構(gòu)005還可以通過其他方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在此不做限定：

例如，電極結(jié)構(gòu)005還可以包括：設(shè)置于各反射光柵結(jié)構(gòu)面向波導(dǎo)板001一側(cè)且與各反射光柵結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)501，以及設(shè)置于下基板003與各反射光柵結(jié)構(gòu)所在層之間的第二電極結(jié)構(gòu)502；

再如，電極結(jié)構(gòu)005還可以包括：設(shè)置于各反射光柵結(jié)構(gòu)所在層與下基板003之間且與各反射光柵結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第一電極結(jié)構(gòu)501，以及設(shè)置于波導(dǎo)板001面向各反射光柵結(jié)構(gòu)一側(cè)的第二電極結(jié)構(gòu)502。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，配向?qū)?09的設(shè)置方式與本發(fā)明實(shí)施例一提供的觸摸顯示面板及顯示裝置中配向?qū)?09的設(shè)置方式相同，在此不做贅述。

下面對本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置實(shí)現(xiàn)正常顯示功能及指紋識(shí)別功能的原理進(jìn)行詳細(xì)的說明。

在具體實(shí)施時(shí)，通過調(diào)節(jié)圖1b所示的電極結(jié)構(gòu)005施加的電壓作用于液晶層004的垂直電場，即可實(shí)現(xiàn)液晶層004中液晶分子在紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)液晶層004中液晶分子的折射率在no和ne之間的變化，從而實(shí)現(xiàn)不同的灰階；其中，no為液晶層004中液晶分子對于o偏振光的折射率，ne為液晶層004中液晶分子對于e偏振光的折射率。

具體地，針對如圖1b所示的顯示裝置，以波導(dǎo)板001的折射率等于ne為例，當(dāng)液晶層004的折射率(no)和波導(dǎo)板001的折射率(ne)差值最大時(shí)，光線在波導(dǎo)板001中傳播，沒有光線從波導(dǎo)板001中出射，此時(shí)為l0狀態(tài)；當(dāng)液晶層004的折射率和波導(dǎo)板001的折射率相等，即均為ne時(shí)，光線從波導(dǎo)板001中出射效率最高，此時(shí)為l255狀態(tài)；當(dāng)液晶層004的折射率處在以上兩種情況之間時(shí)，為其他灰階狀態(tài)。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例二提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置中，通過各光敏單元007接收的指紋的脊和谷出射光束能量的差異實(shí)現(xiàn)對指紋的識(shí)別。

具體地，在正常顯示時(shí)，從準(zhǔn)直光源002發(fā)出的入射光線在波導(dǎo)板001的上界面發(fā)生全反射，光線只會(huì)從波導(dǎo)板001面向下基板003的一側(cè)的下表面出射至各光敏單元007。當(dāng)手指按壓波導(dǎo)板001時(shí)，如圖7所示，手指指紋的谷m所在區(qū)域?yàn)榭諝猓饩€入射到谷m所在區(qū)域時(shí)，由于外部介質(zhì)還是空氣，與正常顯示時(shí)相同，因此谷m所在區(qū)域的光線反生全反射，從而使得光敏單元007接收到的光線能量沒有變化；然而，在光線入射到脊n所在區(qū)域時(shí)，由于脊n所在區(qū)域?yàn)槭种副砥?，即外部介質(zhì)為手指表皮層，則會(huì)有一部分入射光線從脊n所在區(qū)域出射，導(dǎo)致光敏單元007接收到的光線能量明顯減少，從而使得光敏單元007可根據(jù)接收的指紋的脊n和谷m出射光束能量的較大差異準(zhǔn)確識(shí)別指紋。

本發(fā)明實(shí)施例提供的上述觸摸顯示面板及顯示裝置，包括：相對而置的波導(dǎo)板和下基板，設(shè)置于波導(dǎo)板與下基板之間的液晶層和電極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于下基板面向液晶層一側(cè)的反射層，以及設(shè)置于下基板面向液晶層一側(cè)或波導(dǎo)板面向液晶層一側(cè)的多個(gè)光敏單元；其中，電極結(jié)構(gòu)，用于控制液晶層中液晶分子的折射率，以使光線從波導(dǎo)板靠近液晶層的下表面射出或在波導(dǎo)板內(nèi)部發(fā)生全反射。具體地，在正常顯示時(shí)，電極結(jié)構(gòu)通過控制液晶層中液晶分子的折射率，使得光線從波導(dǎo)板靠近液晶層的下表面出射至反射層和光敏單元，并經(jīng)反射層反射后自波導(dǎo)板一側(cè)出射實(shí)現(xiàn)顯示；在觸摸波導(dǎo)板時(shí)，部分光線會(huì)自觸摸位置所在的波導(dǎo)板背離液晶層的上表面射出觸摸顯示面板，其余部分光線自波導(dǎo)板靠近液晶層的下表面出射至光敏單元，從而使得光敏單元可以根據(jù)觸摸條件下與正常顯示時(shí)接收光線的能量差異判斷觸摸位置。并且由于一般反射層的材料為高反射率的金屬，因此，在將光敏單元集成于下基板或波導(dǎo)板時(shí)不會(huì)影響觸摸顯示面板的開口率，從而在實(shí)現(xiàn)觸摸功能的同時(shí)保證了觸摸顯示面板的開口率。。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。