CN109508577A - 显示模组 - Google Patents

Abstract

一种显示模组，包括：光学传感器，光学传感器包括柔性塑料基板和位于柔性塑料基板上的器件层；自发光显示面板，位于光学传感器上方；点状光源，位于自发光显示面板和光学传感器的一侧；保护盖板，位于点状光源和自发光显示面板上方；保护盖板背向自发光显示面板的表面为感测面，点状光源产生的光线斜向投射至保护盖板，并传导至感测面，在感测面上形成携带有指纹信息的反射光；光学传感器用于采集反射光以获得指纹图像。通过柔性塑料基板的使用，在保证显示模组制造良率的前提下，减小光学传感器的厚度，进而达到减小显示模组厚度的目的，更好的实现制造良率和模组薄化的兼顾。

Description

显示模组

技术领域

本发明涉及光学指纹识别领域，尤其涉及一种显示模组。

背景技术

指纹成像识别技术，是通过指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域。比如公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

指纹成像识别技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术。相对来说，光学指纹成像技术，其成像效果相对较好，设备成本相对较低。

另一方面，现有技术中，自发光显示面板以其体积小、重量轻，低辐射等优势被广泛应用于各种电子产品中。现有技术中，已有将自发光显示面板与光学指纹成像膜层进行结合的引用，从而使显示面板实现指纹识别和图像显示功能的集成。

但是具有指纹识别功能的显示模组的厚度往往较大，而现有薄化工艺又会在所述显示模组的制造过程中造成较高的良率损失，难以保证显示模组的制作良率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种显示模组，在保证显示模组良率的前提下，减小所述显示模组的厚度。

为解决上述问题，本发明提供一种显示模组，包括：

光学传感器，所述光学传感器包括柔性塑料基板和位于所述柔性塑料基板上的器件层；自发光显示面板，位于所述光学传感器上方；点状光源，位于所述自发光显示面板和所述光学传感器的一侧；保护盖板，位于所述点状光源和所述自发光显示面板上方；所述保护盖板背向所述自发光显示面板的表面为感测面，所述点状光源产生的光线斜向投射至所述保护盖板，并传导至所述感测面，在所述感测面上形成携带有指纹信息的反射光；所述光学传感器用于采集所述反射光以获得指纹图像。

可选的，所述柔性塑料基板的材料为聚酰亚胺塑料或聚对苯二甲酸类塑料。

可选的，所述柔性塑料基板的厚度小于或等于0.2mm。

可选的，所述光学传感器为基于非晶硅薄膜晶体管的光学传感器、基于低温多晶硅薄膜晶体管的光学传感器或基于铟镓锌氧化物薄膜晶体管的光学传感器。

可选的，所述光学传感器包括感光像素，每个所述感光像素中的感光器件是非晶硅PIN光电二极管。

可选的，所述自发光显示面板为OLED显示面板。

可选的，所述自发光面板包括多个发光单元，所述发光单元包括透光区，所述透光区面积占所述发光单元面积的5％到20％。

可选的，所述点状光源为红外光源。

可选的，还包括：滤光层，位于所述自发光显示面板和所述光学传感器之间。

可选的，所述滤光层对近红外光的透射率大于50％。

可选的，所述滤光层对可见光的吸收率大于50％。

可选的，所述滤光层为油墨层或多层介质反射层。

可选的，所述滤光层为油墨层；通过丝网印刷的方式形成所述滤光层。

可选的，所述滤光层为油墨层；所述滤光层厚度小于20μm。

可选的，所述滤光层为多层介质反射层；通过溅射或蒸镀的方式形成所述滤光层。

可选的，所述滤光层为多层介质反射层；所述滤光层厚度小于5μm。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

所述柔性塑料基板和所述器件层用于构成所述光学传感器，用于采集所述点状光源所产生光线在所述感测面上所形成的反射光以获得指纹图像。由于所述柔性塑料基板的材质往往是高分子聚合物，具有较高的韧性，在厚度较小的情况下也不易发生破损；因此所述柔性塑料基板的采用，能够在保证所述显示模组良率的情况下，减小所述光学传感器的厚度，从而达到减小所述显示模组厚度的目的，所以采用所述柔性塑料基板的做法，能够更好的兼顾制造良率和模组薄化的技术要求。

本发明可选方案中，所述柔性塑料基板的材料为聚酰亚胺塑料或聚对苯二甲酸类塑料。聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料具有较好的机械性能，较强的韧性，即使在厚度小于或等于0.2mm的情况下，也能够保持较小的破损率，所以将所述柔性塑料基板的材料设置为聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料，能够有效减小所述光学传感器的厚度，还能够维持较好的制造良率；此外聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料还具有较好的热稳定性能，能够耐高温，能够承受半导体制造工艺过程中的各种工艺条件，有利于保证所述光学传感器的性能，有利于更好的实现指纹识别和图像显示功能的集成，有利于兼顾高良率和小厚度的技术要求；而且，聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料还有较好的隔离性能，能够有效防止水汽渗透进入所述显示模组内部，有利于所形成显示模组稳定性的提高。

本发明可选方案中，所述点状光源位于所述自发光显示面板和所述光学传感器的一侧，所产生的光线斜向投射至所述感测面上以形成携带有指纹信息的反射光。由于点状光源所产生光线的一致性较强，杂散光较少；而且所述点状光源位于所述自发光显示面板和所述光学传感器的一侧，所述点状光源所产生光线直接透射至所述感测面上，无需透射所述自发光显示面板和所述光学传感器，因此所述点状光源所产生光线受到散射的几率较少，所形成杂散光较少。所述点状光源的采用以及所述点状光源位置的设置，能够有效减少所形成反射光受到的散射，提高所述反射光的信噪比，从而改善所获得指纹图像的质量，更好的改善所述显示模组的性能；而且与采用自发光显示面板所产生光线进行指纹识别的技术方案相比，所述点状光源的设置，还能够省去光准直结构的使用，更好的达到减小所述显示模组厚度的目的。

本发明可选方案中，所述显示模组还包括：滤光层。所述滤光层位于所述自发光显示面板和所述光学传感器之间，以避免所述滤光层影响所述自发光显示面板的图像显示功能；所述滤光层既能够保证尽量去除杂散光，抑制杂散光而引起的噪声信号；还能够有效保证所述反射光的透射率，保证指纹图像的顺利获得；所以所述滤光层的设置能够有效改善所述光学传感器所采集信号的信噪比，有利于高质量指纹图像的获得，有利于更好的实现指纹识别和图像显示的集成。

附图说明

图1是本发明显示模组一实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有具有指纹识别功能的显示模组往往厚度较大，而现有薄化工艺又会在制造过程中造成较高的良率损失，难以实现制造良率和模组薄化的兼顾。

为解决所述技术问题，本发明提供一种显示模组，通过所述柔性塑料基板的使用，在保证所述显示模组制造良率的前提下，减小所述光学传感器的厚度，进而达到减小所述显示模组厚度的目的，更好的实现制造良率和模组薄化的兼顾。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1，示出了本发明显示模组一实施例的剖面结构示意图。

所述显示模组包括：

光学传感器110，所述光学传感器110包括柔性塑料基板111和位于所述柔性塑料基板111上的器件层112；自发光显示面板120，位于所述光学传感器110上方；点状光源130，位于所述自发光显示面板120和所述光学传感器110的一侧；保护盖板140，位于所述点状光源130和所述自发光显示面板120上方；所述保护盖板140背向所述自发光显示面板120的表面为感测面141，所述点状光源130产生的光线131斜向投射至所述保护盖板140，传导至所述感测面141，在所述感测面141上形成携带有指纹信息的反射光132；所述光学传感器110用于采集所述反射光132以获得指纹图像。

所述柔性塑料基板111和所述器件层112用于构成所述光学传感器110，用于采集所述点状光源130所产生光线在所述感测面141上所形成的反射光132以获得指纹图像。由于所述柔性塑料基板111的材质往往是高分子聚合物，具有较高的韧性，在厚度较小的情况下也不易发生破损；因此所述柔性塑料基板111的采用，能够在保证所述显示模组良率的情况下，减小所述光学传感器110的厚度，从而达到减小所述显示模组厚度的目的，所以采用所述柔性塑料基板111的做法，能够更好的兼顾制造良率和模组薄化的技术要求。

下面结合附图详细说明本发明显示模组实施例的具体技术方案。

所述光学传感器110用于采集所述反射光132并对所采集的反射光132进行光电转换以获得指纹图像。

所述柔性塑料基板111用于构成所述光学传感器110，为所述器件层112的形成提供工艺操作平台和基础。

由于所述柔性塑料基板111的材质往往是高分子聚合物，具有较高的韧性，在厚度较小的情况下也不易发生破损，因此在所述柔性塑料基板111上形成所述光学传感器，能够有效减小所形成光学传感器的厚度，还能够降低所述光学传感器形成过程中的良率损失，有利于实现制造良率和模组薄化的兼顾。

本实施例中，所述柔性塑料基板111的厚度小于或等于0.2mm。所述柔性塑料基板111的厚度不宜太大。所述柔性塑料基板111的厚度如果太大，则会造成所述光学传感器110厚度过大，会影响所述显示模组的厚度减小，不利于模组薄化。

本实施例中，所述柔性塑料基板111的材料为聚酰亚胺(Polyimide，PI)塑料或聚对苯二甲酸类(Polyethylene Terephthalate，PET)塑料。

聚酰亚胺塑料或聚对苯二甲酸类塑料具有较好的机械性能，较强的韧性，即使在厚度小于或等于0.2mm的情况下，也能够保持较小的破损率，所以将所述柔性塑料基板111的材料设置为聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料，能够有效减小所述光学传感器110的厚度，还能够维持较好的制造良率；此外，聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料还具有较好的热稳定性能，能够耐高温，能够承受半导体制造工艺过程中的各种工艺条件，有利于保证所述光学传感器110的性能，有利于更好的实现指纹识别和图像显示功能的集成，有利于兼顾高良率和小厚度的技术要求；而且，聚酰亚胺塑料或聚对笨二甲酸类塑料还有较好的隔离性能，能够有效防止水汽渗透，有利于所述显示模组稳定性的提高。

所述器件层112与所述柔性塑料基板111一起，用于构成所述光学传感器110。所述器件层112内具有感光器件，用于采集所述反射光以获得指纹图像。

需要说明的是，由于所述柔性塑料基板111为塑料材质，因此本实施例中，所述光学传感器110为基于非晶硅薄膜晶体管(Amorphous Silicon Thin Film Transistor，a-Si:H TFT)的光学传感器，即所述器件层112为基于非晶硅薄膜晶体管的器件层。但是本发明其他实施例中，所述光学传感器也可以是基于低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperaturePoly Si Thin Film Transistor，LTP-Si TFT)的光学传感器或者基于铟镓锌氧化物薄膜晶体管(Indium Gallium Zinc Oxide Thin Film Transistor，IGZO TFT)的光学传感器，即所述器件层也可以是基于低温多晶硅薄膜晶体管或者基于铟镓锌氧化物薄膜晶体管的器件层。

所述器件层112包括：位于所述柔性塑料基板111上的感光器件113；以及，覆盖所述感光器件113和至少部分所述基板110的保护层114。

本实施例中，所述光学传感器110包括感光像素，每个所述感光像素中的感光器件113是非晶硅PIN光电二极管，也就是说，每个感光像素的器件层112内的感光器件113为非晶硅PIN光电二极管。

本实施例中，由于所述柔性塑料基板111为塑料材质，因此所述保护层114的材料为非晶态的氧化硅和非晶态的氮化硅中的一种或两种。

所述自发光显示面板120用于实现图像显示功能。

本实施例中，所述自发光显示面板120包括第一透光基板(图中未标示)、第二透光基板(图中未标示)和自发光电路层(图中未标示)。自发光电路层位于第一透光基板和第二透光基板之间。

所述自发光显示面板120包括多个发光单元(图中未标示)。每个发光单元包括透光区和非透光区，所以所述反射光线132能够透射所述自发光显示面板120。

需要说明的是，所述透光区面积占所述发光单元面积的5％到20％。所述透光区面积占所述发光单元面积的比例不宜太高也不宜太低。所述透光区面积占所述发光单元面积的比例如果太低，则可能会影响所述自发光显示面板120对所述反射光线132的透射，可能会影响清晰指纹图像的获得；所述透光区面积占所述发光单元面积的比例如果太高，则可能会影响所述自发光显示面板120的图像显示功能。

具体的，所述自发光显示面板120可以为OLED显示面板。所以所述自发光电路层120的显示像素单元可以包括阳极层、空穴注入层(HIL)、发光层(EML)、电子注入层(EIL)和阴极层等结构，还可以具有空穴传输层(HTL)和电子传输层(ETL)，还可以包括驱动OLED的TFT、驱动金属线和存储电容等结构。所述自发光显示面板120的具体技术方案与现有技术相同，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例中，所述显示模组还包括：信号读出芯片160，所述信号读出芯片160通过柔性电路板170与所述光学传感器110相连。具体的，所述信号读出芯片160固定于所述柔性电路板170的一端，所述柔性电路板170另一端通过各向异性导电膜150与所述柔性塑料基板111相连。

点状光源130用于产生采集指纹图像的光线131。

所述点状光源130位于所述自发光显示面板120和所述光学传感器110的一侧，所产生的光线131斜向投射至所述感测面141上以形成携带有指纹信息的反射光132。

由于所述点状光源130所产生光线131的一致性较强，杂散光较少；而且所述点状光源130位于所述自发光显示面板120和所述光学传感器110的一侧，所述点状光源130所产生光线131直接透射至所述感测面141上，无需透射所述自发光显示面板120和所述光学传感器110，因此所述点状光源130所产生光线131受到散射的几率较少，所形成杂散光较少，能够有效减少所形成反射光132受到的散射，提高所述反射光132的信噪比，从而改善所获得指纹图像的质量，有利于所述显示模组更好的集成指纹识别和图像显示功能。

此外，与采用自发光显示面板所产生光线进行指纹识别的技术方案相比，所述点状光源130的使用，还能够省去光准直结构的使用，更好的达到减小所述显示模组厚度的目的。

本实施例中，所述点状光源130为红外光源。具体的，根据所述光学传感器110的类型和技术参数，所述点状光源130为近红外光源。将所述点状光源130设置为红外光源的做法，能够有效降低所述点状光源130所产生光线131对所述自发光显示面板120图像显示功能的影响，能够在保证显示效果的前提下，得到清晰的指纹图像，有利于更好地实现指纹识别和图像显示功能的集成。

具体的，由于人视觉可以感受的可见光谱在390nm到780nm范围内，因此所述自发光显示面板120所形成用于图像显示的光线波长一般在400nm到700nm范围内，所以所述点状光源130所产生光线131的波长范围在700nm到1500nm范围内。

本实施例中，所述点状光源130为一个LED灯；具体的，为一个红外LED灯。

所述保护盖板140位于所述点状光源130和所述自发光显示面板120上，以起到保护功能。

所述保护盖板140背向所述点状光源130的表面为所述感测面141，用于接受触摸以实现指纹采集。具体的，本实施例中，所述保护盖板140为所述自发光显示面板120的盖板玻璃。

所述点状光源130所产生的光线131经所述保护盖板140传导，斜向投射至所述感测面141上，在所述感测面141上发生反射或者折射，从而形成携带有指纹信息的反射光132；所述反射光132折返至所述保护盖板140内，经所述保护盖板140传导，并透射所述自发光显示面板120，投射至所述光学传感器110上，被所述光学传感器110采集以获得指纹图像。

需要说明的是，本实施例中，所述显示模组还包括：滤光层150，位于所述自发光显示面板120和所述光学传感器110之间。所以所述反射光132需要透射所述滤光层150才能被所述光学传感器110采集。

所述滤光层150用于滤除杂散光，以改善所获的指纹图像的质量。

由所述滤光层150的作用可知，所述滤光层150对杂散光的透射率越低越好；本实施例中，所述杂散光主要为可见光，所以所述滤光层150对所述可见光的吸收率越高越好；此外，所述点状光源130为红外光源，具体的，所述反射光132为近红外光，所以根据所述光学传感器110的成像原理，所述滤光层150对近红外光的透射率越高越好。

本实施例中，所述滤光层150对近红外光的透射率大于50％；所述滤光层150对可见光的吸收率大于50％。因此，所述滤光层150既能够保证尽量去除杂散光，抑制杂散光而引起的噪声信号；还能够有效保证近红外光的透射率，保证指纹图像的顺利获得；所以所述滤光层150的设置能够有效改善所述光学传感器110所采集信号的信噪比，有利于高质量指纹图像的获得。

而且所述滤光层150设置于所述自发光显示面板120位于所述自发光显示面板120的下方，位于所述自发光显示面板120和所述光学传感器110之间，因此所述自发光显示面板120所产生的光线无需透射所述滤光层150，从而能够有效防止所述滤光层150对所述自发光显示面板120图像显示功能的影响，能够在保证图像显示功能的前提下，改善指纹图像质量，从而更好的实现指纹识别和图像显示功能的集成。

本实施例中，所述滤光层150为多层介质反射层，通过光波的干涉原理滤除特定波长的杂散光。

所述滤光层150包括交替设置的氧化硅层和氧化钛层。光线在照射到所述滤光层150时，会在所述氧化硅层和所述氧化钛层的各个界面处发生反射和透射，所反射的光线和入射的光线之间可能会发生相长干涉，从而提高所反射光线的光强，使更多的能量被所述滤光层150反射，从而降低透射光线的透射率；或者，所反射的光线和入射的光线之间也可能会发生相消干涉，从而减小所反射光线的光强，使更多的能量透过所述滤光层150，从而提高透射光线的透射率。

光线的波长、氧化硅层的厚度和氧化钛层的厚度决定了所反射的光线之间是发生相长干涉还是相消干涉；所以通过所述氧化硅层的厚度和氧化钛层的厚度的设置，使特定波段范围内的光反射率较高，透射率较低；使特定波长范围内的光透射率较高，而反射率较低；从而使所述滤光层能够滤除特定波长范围内的光。

光线在所述氧化硅层和所述氧化钛层的界面处发生反射，所以所述滤光层150中所述氧化硅层的层数和所述氧化钛层的层数之和在5到60范围内。所述滤光层150中所述氧化硅层的层数和所述氧化钛层的层数过少，则可能会影响所述滤光层150对环境光的滤除效果，不利于提供指纹图像的质量；所述滤光层150中所述氧化硅层的层数和所述氧化钛层的层数过多，会增加制作工艺难度，增加制作成本，降低良率。

此外，本实施例中，所述滤光层150厚度小于5μm。所述滤光层150的整体厚度不宜太大。所述滤光层150的整体厚度如果太大(比如大于10um)，则制作时间会增加，成本会增加。另外，总体厚度太大，总体的膜层应力太大，以至于膜层会破裂和脱落。

本实施例中，所述滤光层150为氧化硅层、氧化钛层交替设置的多层介质反射层；所以所述滤光层150可以通过溅射或蒸镀的方式形成所述滤光层150。

本发明其他实施例中，所述滤光层为油墨层，可以通过丝网印刷的方式形成所述滤光层。在所述滤光层为油墨层时，所述滤光层的厚度小于20μm。所述滤光层的厚度不宜太大。所述滤光层的厚度如果太大，可能影响所形成显示模组的整体厚度，不利于所形成显示模组厚度的减小。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种显示模组，其特征在于，包括：

光学传感器，所述光学传感器包括柔性塑料基板和位于所述柔性塑料基板上的器件层；

自发光显示面板，位于所述光学传感器上方；

点状光源，位于所述自发光显示面板和所述光学传感器的一侧；

保护盖板，位于所述点状光源和所述自发光显示面板上方；

所述保护盖板背向所述自发光显示面板的表面为感测面，所述点状光源产生的光线斜向投射至所述保护盖板，并传导至所述感测面，在所述感测面上形成携带有指纹信息的反射光；所述光学传感器用于采集所述反射光以获得指纹图像。

2.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述柔性塑料基板的材料为聚酰亚胺塑料或聚对苯二甲酸类塑料。

3.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述柔性塑料基板的厚度小于或等于0.2mm。

4.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述光学传感器为基于非晶硅薄膜晶体管的光学传感器、基于低温多晶硅薄膜晶体管的光学传感器或基于铟镓锌氧化物薄膜晶体管的光学传感器。

5.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述光学传感器包括感光像素，每个所述感光像素中的感光器件是非晶硅PIN光电二极管。

6.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述自发光显示面板为OLED显示面板。

7.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述自发光面板包括多个发光单元，所述发光单元包括透光区，所述透光区面积占所述发光单元面积的5％到20％。

8.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述点状光源为红外光源。

9.如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，还包括：滤光层，位于所述自发光显示面板和所述光学传感器之间。

10.如权利要求9所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层对红外光的透射率大于50％。

11.如权利要求9所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层对可见光的吸收率大于50％。

12.如权利要求9、10或11所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层为油墨层或多层介质反射层。

13.如权利要求12所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层为油墨层；

通过丝网印刷的方式形成所述滤光层。

14.如权利要求12所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层为油墨层；

所述滤光层厚度小于20μm。

15.如权利要求12所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层为多层介质反射层；

通过溅射或蒸镀的方式形成所述滤光层。

16.如权利要求12所述的显示模组，其特征在于，所述滤光层为多层介质反射层；

所述滤光层厚度小于5μm。