CN107958240A - 一种指纹识别模块及其制作方法、显示装置 - Google Patents

一种指纹识别模块及其制作方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种指纹识别模块及其制作方法、显示装置，涉及指纹识别技术领域，为解决现有技术中，应用在指纹识别模块上的指纹识别部件的寿命和可靠性较低的问题。所述指纹识别模块，包括：相对设置的阵列基板和对向基板；设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧的指纹识别部件；设置于所述阵列基板背向所述对向基板一侧的背光源；所述对向基板包括遮光区域和部分透光区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影至少部分重合。本发明提供的指纹识别模块用于识别指纹。

Description

一种指纹识别模块及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别模块及其制作方法、显示装置。
背景技术
近年来，随着显示技术的不断发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活工作中，其中，指纹技术凭借着其唯一身份特性，受到了人们的广泛关注。目前，基于硅基工艺的按压式与滑动式指纹识别技术已经整合入移动产品中，未来人们关注的核心是显示区域内的指纹识别技术。
现有的具有指纹识别功能的指纹识别模块一般包括：指纹识别部件和阵列控制电路，工作时，指纹识别部件接收由用户的指纹谷脊反射的光线，再由阵列控制电路对其扫描分析，从而识别指纹。
但是由于现有的指纹识别模块为了保证指纹识别部件能够接收到由用户的指纹谷脊反射的光线，指纹识别部件对应的区域不会设置黑矩阵对其进行遮挡，这就使得当指纹识别模块未进行指纹识别工作时，外界的环境光线会通过此区域照射到指纹识别部件上，导致指纹识别部件的寿命和可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种指纹识别模块及其制作方法、显示装置，用于解决现有技术中，应用在指纹识别模块上的指纹识别部件的寿命和可靠性较低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种指纹识别模块，包括：
相对设置的阵列基板和对向基板；
设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧的指纹识别部件；
设置于所述阵列基板背向所述对向基板一侧的背光源；
其特征在于，所述对向基板包括遮光区域和部分透光区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影至少部分重合。
进一步地，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影完全重合。
进一步地，所述部分透光区域包括多个间隔设置的条状遮光图形。
进一步地，相邻所述条状遮光图形之间的距离大于或等于所述条状遮光图形的宽度。
进一步地，所述条状遮光图形采用金属材料或者黑矩阵材料制成。
进一步地，所述指纹识别模块复用为显示面板，所述显示面板包括显示区域和非显示区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影，在所述显示区域在所述阵列基板上的正投影的内部。
基于上述指纹识别模块的技术方案，本发明的第二方面提供一种显示装置，包括上述指纹识别模块。
基于上述指纹识别模块的技术方案，本发明的第三方面提供一种指纹识别模块的制作方法，用于制作上述指纹识别模块，所述制作方法包括：
在所述对向基板上形成遮光区域和部分透光区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影至少部分重合。
进一步地，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影完全重合。
进一步地，所述遮光区域包括黑矩阵层，所述部分透光区域包括多个间隔设置的条状遮光图形，所述在所述对向基板上形成遮光区域和部分透光区域包括：
采用黑矩阵材料，通过一次构图工艺，在所述对向基板上形成黑矩阵层和多个间隔设置的条状遮光图形。
本发明提供的技术方案中，对向基板包括遮光区域和部分透光区域，且部分透光区域在阵列基板上的正投影与指纹识别部件在阵列基板上的正投影至少部分重合。由于设置在对向基板上的部分透光区域能够部分透光，使得当指纹识别模块用于指纹识别时，由背光源发出的光线能够依次经过阵列基板和部分透光区域射到用户的指纹骨脊上，同时由于部分透光区域在阵列基板上的正投影与指纹识别部件在阵列基板上的正投影至少部分重合，使得光线在经指纹骨脊反射后能够被指纹识别部件接收，然后阵列基板上的阵列电路对由指纹识别部件接收的反射光线进行扫描分析，从而实现用户的指纹识别。而当指纹识别模块未用于指纹识别时，由于设置在对向基板上的部分透光区域只能够透过部分外界环境光，使得照射在指纹识别部件上的外界环境光的光强被削弱，从而减小了外界环境光对指纹识别部件的照射影响，提高了指纹识别部件的寿命和可靠性。因此，本发明实施例提供的指纹识别模块不仅能够实现指纹识别功能，还有效提高了指纹识别模块中的指纹识别部件的寿命和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的指纹识别模块的截面示意图；
图2为本发明实施例提供的对向基板的部分透光区域的俯视图。
附图标记：
10-阵列基板， 11-指纹识别部件，
12-背光源， 20-对向基板，
21-遮光区域， 22-部分透光区域，
221-条状遮光图形。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的指纹识别模块及其制作方法、显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供的指纹识别模块，包括：相对设置的阵列基板10和对向基板20，设置于阵列基板10面向对向基板20一侧的指纹识别部件11，以及设置于阵列基板10背向对向基板20一侧的背光源12；其中对向基板20包括遮光区域21和部分透光区域22，部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影至少部分重合。
指纹识别模块在进行指纹识别时，用户的手指放置在部分透光区域22，由背光源12发出的光线穿过阵列基板10射向对向基板20，光线进一步穿过对向基板20上的部分透光区域22，照射到放置在部分透光区域22的手指上，光线经手指上的指纹骨脊反射，反射的光线被设置在阵列基板10上的指纹识别部件11接收，然后由阵列基板10上的阵列电路对由指纹识别部件11接收的反射光线进行扫描分析，从而实现用户的指纹识别。在指纹识别模块未进行指纹识别时，对向基板20上的部分透光区域22对指纹识别部件11具有一定遮挡作用，限制了过多的环境光照射到指纹识别部件11上，从而实现对指纹识别部件11的保护。
根据上述指纹识别模块的具体结构和使用过程可知，本发明实施例提供的指纹识别模块中，对向基板20包括遮光区域21和部分透光区域22，且部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影至少部分重合。由于设置在对向基板20上的部分透光区域22能够部分透光，使得当指纹识别模块用于指纹识别时，由背光源12发出的光线能够依次经过阵列基板10和部分透光区域22射到用户的指纹骨脊上，同时由于部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影至少部分重合，使得光线在经指纹骨脊反射后能够被指纹识别部件11接收，然后阵列基板10上的阵列电路对由指纹识别部件11接收的反射光线进行扫描分析，从而实现用户的指纹识别。而当指纹识别模块未用于指纹识别时，由于设置在对向基板20上的部分透光区域22只能够透过部分外界环境光，使得照射在指纹识别部件11上的外界环境光的光强被削弱，从而减小了外界环境光对指纹识别部件11的照射影响，有效延长了指纹识别部件11的使用寿命，且提高了指纹识别部件11的可靠性。因此，本发明实施例提供的指纹识别模块不仅能够实现指纹识别功能，还有效提高了指纹识别模块中的指纹识别部件11的寿命和可靠性。
进一步地，可设置部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影完全重合。这种设置方式使得指纹识别部件11能够更大面积的接收由指纹骨脊反射的光线，从而更好的提高利用指纹识别模块进行指纹识别时的指纹识别精度。
请继续参阅图1和图2，上述部分透光区域22可包括多种结构，例如：部分透光区域22包括多个间隔设置的条状遮光图形221，这种结构的部分透光区域22，使得部分透光区域22包括的透光部分和不透光部分能够均匀分布，不仅提高了经用户的指纹骨脊反射的光线的均匀性，保证了指纹识别模块的指纹识别精度，还使得透过部分透光区域22的外界环境光能够均匀的照射在指纹识别部件11上，避免了较强的外界环境光直射到指纹识别部件11上，影响指纹识别部件11的寿命和可靠性。更优选的，上述部分透光区域22可进一步包括多个等间隔设置的条状遮光图形221，从而进一步提升指纹识别模块的指纹识别精度，以及提高指纹识别模块中的指纹识别部件11的寿命和可靠性。
进一步地，可设置相邻条状遮光图形221之间的距离大于或等于条状遮光图形221的宽度，这种设置方式使得部分透光区域22包括的透光部分的面积大于或等于部分透光区域22包括的不透光部分的面积(即满足部分透光区域22的光线透过率大于或等于50％)，使得指纹识别模块在用于指纹识别时，能够有更多的反射光线被设置在阵列基板10上的指纹识别部件11接收，从而更好的提高了指纹识别模块的指纹识别精度。
值得注意，上述条状遮光图形221的具体设置形式多种多样，可以根据实际需要，设置条状遮光图形221的数量，以及相邻的条状遮光图形221之间的间隔，从而控制该部分透光区域22的反射光量和外界环境光在该部分透光区域22的透过率，在实现较高的指纹识别精度的同时，延长指纹识别部件11的使用寿命，以及提高指纹识别部件11的可靠性。
此外，由于本发明提供的部分透光区域22的结构会使得经指纹骨脊反射到指纹识别部件11上的反射光的光强降低，为了克服该问题，上述设置于阵列基板10背向对向基板20一侧的背光源12可选用发光亮度可调的背光源，这样可以通过在工作时增强背光的光强，使更多的光线能够经指纹骨脊反射到指纹识别部件11上，达到所需要的光强的效果，使得指纹识别部件11对指纹信息的收集能力不变，从而保证了指纹识别的精度。而不工作时，背光源12关闭，在部分透光区域22的阻光作用下，大大增强指纹识别部件11的寿命和可靠性。
上述条状遮光图形221可采用多种材料制成，可选的，条状遮光图形221采用金属材料或者黑矩阵材料制成。
具体地，当对向基板20的遮光区域21包括采用金属材料形成的金属层时，可选用金属材料形成条状金属遮光图形，这样就可以实现采用金属材料在一次构图工艺中同时形成金属层和条状金属遮光图形；或者，当对向基板20的遮光区域21包括采用黑矩阵材料形成的黑矩阵层时，可选用黑矩阵材料形成条状遮光图形，这样就可以实现采用黑矩阵材料在一次构图工艺中同时形成黑矩阵层和条状遮光图形，从而避免了增加额外的构图工艺来制备条状遮光图形221，有效降低了指纹识别模块的生产成本。
进一步地，当指纹识别模块复用为显示面板时，显示面板包括显示区域和非显示区域，部分透光区域22在阵列基板10上的正投影，在显示区域在阵列基板10上的正投影的内部。
当上述指纹识别模块复用为显示面板时，部分透光区域22在阵列基板10上的正投影，在显示区域在阵列基板10上的正投影的内部。
具体地，设置部分透光区域22在阵列基板10上的正投影在显示区域在阵列基板10上的正投影的内部，这样在保证了指纹识别模块实现正常显示功能、指纹识别功能、以及提升指纹识别模块的寿命和信赖性的同时，还避免了指纹识别模块中的指纹识别部件11占用额外空间，有利于指纹识别模块的窄边框化。
进一步地，上述指纹识别部件11可选用光电二极管传感器，但不仅限于此。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例提供的指纹识别模块。
由于上述指纹识别模块不仅能够实现指纹识别功能，还有效提高了指纹识别模块中的指纹识别部件11的寿命和可靠性，因此，本发明实施例提供的显示装置在包括上述指纹识别模块时，显示装置同样具有较好的指纹识别性能。
本发明实施例还提供了一种指纹识别模块的制作方法，用于制作上述实施例提供的指纹识别模块，该制作方法包括：在对向基板20上形成遮光区域21和部分透光区域22，部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影至少部分重合。
采用本发明实施例提供的制作方法制作的指纹识别模块，在对向基板20上形成遮光区域21和部分透光区域22，且部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影至少部分重合。由于设置在对向基板20上的部分透光区域22能够部分透光，使得当指纹识别模块用于指纹识别时，由背光源12发出的光线能够依次经过阵列基板10和部分透光区域22射到用户的指纹骨脊上，同时由于部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影至少部分重合，使得光线在经指纹骨脊反射后能够被指纹识别部件11接收，然后阵列基板10上的阵列电路对由指纹识别部件11接收的反射光线进行扫描分析，从而实现用户的指纹识别。而当指纹识别模块未用于指纹识别时，由于设置在对向基板20上的部分透光区域22只能够透过部分外界环境光，使得照射在指纹识别部件11上的外界环境光的光强被削弱，从而减小了外界环境光对指纹识别部件11的照射影响，提高了指纹识别部件11的寿命和可靠性。因此，采用本发明实施例提供的制作方法制作的指纹识别模块不仅能够实现指纹识别功能，还有效提高了指纹识别模块中的指纹识别部件11的寿命和可靠性。
进一步地，形成的部分透光区域22在阵列基板10上的正投影与指纹识别部件11在阵列基板10上的正投影完全重合。这样使得指纹识别部件11能够更大面积的接收由指纹骨脊反射的光线，从而更好的提高了利用指纹识别模块进行指纹识别时的指纹识别精度。
当上述遮光区域21包括黑矩阵层，部分透光区域22包括多个间隔设置的条状遮光图形221时，上述在对向基板20上形成遮光区域21和部分透光区域22可具体包括：
采用黑矩阵材料，通过一次构图工艺，在对向基板20上形成黑矩阵层和多个间隔设置的条状遮光图形221。
具体地，采用黑矩阵材料形成覆盖对向基板20全部区域的黑矩阵薄膜，对黑矩阵薄膜进行曝光、显影，以形成位于对向基板20的遮光区域21的黑矩阵层和位于对向基板20的部分透光区域22的多个间隔设置的条状遮光图形221。
进一步地，当对向基板20的遮光区域21包括采用金属材料形成的金属层时，可选用金属材料形成条状金属遮光图形，这样就可以实现采用金属材料在一次构图工艺中同时形成金属层和条状金属遮光图形。
因此，本发明提供的指纹识别模块的制作方法中，能够采用黑矩阵材料在一次构图工艺中同时形成黑矩阵层和条状遮光图形，或采用金属材料在一次构图工艺中同时形成金属层和条状金属遮光图形，避免了增加额外的构图工艺来制备条状遮光图形221，有效降低了指纹识别模块的生产成本。
进一步地，形成的多个间隔设置的条状遮光图形221可优选为等间隔设置，而且可设置相邻条状遮光图形221之间的距离大于或等于条状遮光图形221的宽度。另外，当制作的指纹识别模块用于进行显示时，所形成的部分透光区域在阵列基板上的正投影，在显示区域在阵列基板上的正投影的内部。对应这些具体设置方式所产生的有益效果请参见上述结构部分的描述，此处不再赘述。
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发明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。
可以理解，当诸如层、膜、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。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别模块，包括：
相对设置的阵列基板和对向基板；
设置于所述阵列基板面向所述对向基板一侧的指纹识别部件；
设置于所述阵列基板背向所述对向基板一侧的背光源；
其特征在于，所述对向基板包括遮光区域和部分透光区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影至少部分重合。
2.根据权利要求1所述的指纹识别模块，其特征在于，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影完全重合。
3.根据权利要求1或2所述的指纹识别模块，其特征在于，所述部分透光区域包括多个间隔设置的条状遮光图形。
4.根据权利要求3所述的指纹识别模块，其特征在于，相邻所述条状遮光图形之间的距离大于或等于所述条状遮光图形的宽度。
5.根据权利要求3所述的指纹识别模块，其特征在于，所述条状遮光图形采用金属材料或者黑矩阵材料制成。
6.根据权利要求1所述的指纹识别模块，其特征在于，所述指纹识别模块复用为显示面板，所述显示面板包括显示区域和非显示区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影，在所述显示区域在所述阵列基板上的正投影的内部。
7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的指纹识别模块。
8.一种指纹识别模块的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1～6任一项所述的指纹识别模块，所述制作方法包括：
在所述对向基板上形成遮光区域和部分透光区域，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影至少部分重合。
9.根据权利要求8所述的指纹识别模块的制作方法，其特征在于，所述部分透光区域在所述阵列基板上的正投影与所述指纹识别部件在所述阵列基板上的正投影完全重合。
10.根据权利要求8或9所述的指纹识别模块的制作方法，其特征在于，所述遮光区域包括黑矩阵层，所述部分透光区域包括多个间隔设置的条状遮光图形，所述在所述对向基板上形成遮光区域和部分透光区域包括：
采用黑矩阵材料，通过一次构图工艺，在所述对向基板上形成黑矩阵层和多个间隔设置的条状遮光图形。
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