CN109886115B - 指纹识别模组、显示模组以及显示终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指纹识别模组、显示模组以及显示终端，包括第一基板、电容感测层、第二基板以及防静电层。所述电容感测层至少部分地覆盖于所述第一基板表面。所述电容感测层包括多个阵列设置的电容极板。所述第二基板设置于所述电容感测层远离所述第一基板的一侧。所述防静电层覆盖所述第二基板远离所述电容感测层的一侧，用于与人体表层组织接触。通过将所述电容感测层夹设于所述第一基板和所述第二基板之间，使得整体盖板在保持强度足够的情况下更容易实现更高的指纹识别率。同时通过所述防静电层隔绝人体表层组织带来的静电，防止了所述电容感测层受到静电影响出现失灵甚至烧坏电路的问题。

Description

指纹识别模组、显示模组以及显示终端

技术领域

本发明涉及指纹感测技术领域，特别是涉及一种指纹识别模组、显示模组以及显示终端。

背景技术

指纹识别由于便利、安全的特点，在社会发展中得到越来越多的应用，尤其是在各种显示设备比如手机上应用越来越多，同时也提出了越来越高的要求。随着全面屏上部和底部边框区域的缩减(有可能完全消失)，指纹传感器将需要被放置于显示区域内，而做到这一点需要攻克一些极有难度的工程挑战。其中一个挑战是，指纹要能够透过盖板玻璃可靠地扫描，并实现需要的分辨率，分辨出指纹图像中微小的突起和沟壑。电容式指纹识别技术能穿透的最大厚度约为300-400微米(0.3-0.4毫米)。对于任何一块更厚的盖板玻璃，电容式指纹传感器都无能为力。

光学屏下指纹不论是解锁速度还是准确率都不如电容指纹，而且光学屏下指纹目前的传感器大小还比较小，不能覆盖整个屏幕。前置盖板的指纹传感器需要置放在玻璃材料之下，才能和玻璃屏幕和谐一致，这样就不可避免要求指纹传感器信号很好地穿透玻璃盖板，而玻璃盖板的厚度是希望越厚越好，因为越厚的玻璃，成本更低，加工损耗更小，强度和可靠性更高，而电容式指纹传感器可以穿透的盖板厚度有限。所以，如何能够在保证指纹识别性能的同时使得盖板的质量更佳，是当下急需解决的问题。

发明内容

基于此，为了保证指纹识别性能的同时使得盖板的质量更佳，提供一种指纹识别模组、显示模组以及显示终端。

一种指纹识别模组，所述的指纹识别模组包括：

第一基板；

电容感测层，至少部分地覆盖于所述第一基板表面，所述电容感测层包括多个阵列设置的电容极板；

第二基板，设置于所述电容感测层远离所述第一基板的一侧；以及

防静电层，覆盖所述第二基板远离所述电容感测层的一侧，用于与人体表层组织接触。

在其中一个实施例中，所述的指纹识别模组还包括绝缘层，夹设于所述第二基板与所述电容感测层之间。

在其中一个实施例中，所述防静电层为透明导电层，且接地设置。

在其中一个实施例中，所述的指纹识别模组还包括粘合层，所述粘合层夹设于所述电容感测层和所述绝缘层之间。

在其中一个实施例中，所述的指纹识别模组还包括控制芯片，与所述电容感测层电连接，用于接受所述电容感测层感测到的电容信息，以进行指纹识别。

在其中一个实施例中，所述电容感测层还包括多个开关器件，每一所述开关器件与一所述电容极板连接，用于控制所述电容极板的工作状态。

在其中一个实施例中，所述电容感测层还包括：

沿行方向设置的驱动线，与所述开关器件连接，用于控制所述开关器件的导通与关闭；

沿列方向设置的接收线，与所述电容极板连接，用于传输所述电容极板的电容信号。

一种显示模组，包括上述任一项所述的指纹识别模组以及显示面板，所述第一基板远离所述电容感测层的一侧覆盖于所述显示面板表面。

在其中一个实施例中，所述防静电层与所述显示面板的地线连接。

一种显示终端，所述显示终端包括主板以及所述的显示模组，所述主板与所述电容感测层电连接。

在其中一个实施例中，所述电路板包括控制芯片，与所述电容感测层电连接，用于接受所述电容感测层感测到的电容信息，以进行指纹识别。

上述指纹识别模组，包括第一基板、电容感测层、第二基板以及防静电层。通过将所述电容感测层夹设于所述第一基板和所述第二基板之间，使得整体盖板在保持强度足够的情况下更容易实现更高的指纹识别率。同时通过所述防静电层隔绝人体表层组织带来的静电，防止了所述电容感测层受到静电影响出现失灵甚至烧坏电路的问题。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的指纹识别模组的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的电容感测层的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的电容极板感测指纹的原理示意图；

图4为本申请一实施例提供的固定区域指纹识别的电容感测层分布示意图；

图5为本申请一实施例提供的半屏区域指纹识别的电容感测层分布示意图；

图6为本申请一实施例提供的全屏区域指纹识别的电容感测层分布示意图；

图7为本申请一实施例提供的显示模组的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的显示终端的结构示意图。

附图标号说明：

10 指纹识别模组

100 第一基板

200 电容感测层

210 电容极板

220 开关器件

230 驱动线

240 接收线

300 第二基板

400 防静电层

500 绝缘层

600 粘合层

700 控制芯片

20 显示模组

21 显示面板

30 显示终端

31 主板

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1和图2，本申请一实施例提供一种指纹识别模组，所述指纹识别模组包括第一基板、电容感测层、第二基板以及防静电层。所述电容感测层至少部分地覆盖于所述第一基板表面。所述电容感测层包括多个阵列设置的电容极板。所述第二基板设置于所述电容感测层远离所述第一基板的一侧。所述防静电层覆盖所述第二基板远离所述电容感测层的一侧，用于与人体表层组织接触。

可以理解，所述第一基板用于为所述电容感测层提供支撑和保护，并且可以避免所述电容感测层直接贴合到显示面板的复杂工艺，达到简化工艺的作用。在一个实施例中，所述第一基板和所述第二基板的材质不限，只要可以保持形状并为透明材质即可。在一个实施例中，所述第一基板和所述第二基板的材质可以为玻璃，既可以达到透光要求，也降低了工艺成本。在一个实施例中，所述第一基板和所述第二基板的厚度可以为0.2mm-0.3mm。在一个实施例中，所述第二基板与所述第一基板的厚度相同。可以理解，所述第二基板可以为所述电容感测层提供保护，并作为物理按压的支撑层。在一个实施例中，所述第一基板、所述电容感测层、所述第二基板以及所述防静电层组成的整体盖板的强度大于700Mpa。

如图3所示，所述电容感测层的电容极板用于与人体表皮组织之间产生电容，根据电容的大小可以计算出电容极板与人体表皮组织之间的间距，而指纹表面的凹凸不平可以形成不同的电容，从而得到指纹信息，形成指纹图像。而所述多个电容极板通过阵列的方式可以实现对每个电容极板的编码，根据产生电容的所述电容极板的编码，获取指纹的范围、形状。

可以理解，所述电容感测层的在所述第一基板的覆盖区域决定了指纹识别的作用范围。在一个实施例中，如图4所示，所述电容感测层覆盖所述第一基板的某固定区域，所述固定区域根据人体工学可以设置为所述第一基板的端部，以便应用于手机时，可将覆盖有所述电容感测层的端部设置为手机下端，方便用户使用。在一个实施例中，如图5所示，所述电容感测层覆盖在所述第一基板长度方向的其中一半的屏幕区域，从而达到在半屏范围内都可以实现指纹识别的目的。在一个实施例中，如图6所示，所述电容感测层覆盖在所述第一基板的全部屏幕区域，从而达到在全屏范围内都可以实现指纹识别的目的，方便用户指纹识别。在一个实施例中，所述电容感测层的覆盖面积增加时，其组成器件(比如电容极板)的密度和分布规律不变。在一个实施例中，所述电容极板的材质可以为ITO或AZO。在一个实施例中，所述电容极板可以通过磁控溅射或光刻工艺制作而成。

可以理解，所述防静电层直接与人体表层组织接触时可以避免使人体表面静电传递至所述第二基板另一侧。在一个实施例中，所述防静电层材质不限，只要可以满足防静电的要求即可。在一个实施例中，所述防静电层可以采用绝缘材质。在一个实施例中，所述防静电层可以为加入防静电剂的薄膜。在一个实施例中，所述防静电层的膜层厚度为20nm。在一个实施例中，所述防静电层的透光率大于98％。在一个实施例中，所述防静电层可以由溅射或蒸镀工艺镀到所述第二基板表面。

在本实施例中，所述指纹识别模组的所述第一基板、所述电容感测层、所述第二基板以及所述防静电层共同形成一个整体盖板，用于设置于显示屏表面进行指纹识别。电容式指纹传感器对于400微米甚至更厚的盖板穿透能力很差，导致指纹识别困难，而出于对于盖板的强度要求，盖板的厚度往往会超过400 微米。因此，本实施例通过将所述电容感测层夹设于所述第一基板和所述第二基板之间，使得整体盖板在保持强度足够的情况下更容易实现更高的指纹识别率。同时通过所述防静电层隔绝人体表层组织带来的静电，防止了所述电容感测层受到静电影响出现失灵甚至烧坏电路的问题。

在一个实施例中，所述指纹识别模组还包括绝缘层。所述绝缘层夹设于所述第二基板与所述电容感测层之间。可以理解，所述绝缘层由电绝缘材料制备而成。在一个实施例中，所述绝缘层的材质可以为SIO₂或TiO₂或其它绝缘透明材料。在一个实施例中，所述绝缘层厚度为10nm-20nm。在一个实施例中，所述绝缘层厚度可以为15nm。在一个实施例中，所述绝缘层的透光率在98％以上，以保证视觉效果的清澈度。在一个实施例中，所述绝缘层镀在所述第二基板朝向所述电容感测层的表面。

在本实施例中，所述绝缘层一方面可以进一步隔绝所述第二基板可能传递的静电；另一方面，还可以保护所述电容感测层在所述第一基板和所述第二基板进行贴合时受到摩擦受损，起缓冲作用；同时还可以防止所述第一基板上的杂质腐蚀所述电容感测层。

在一个实施例中，所述防静电层可以为透明导电层，且接地设置。可以理解，所述防静电层由导电材质制成。在一个实施例中，所述防静电层的材质可以为ITO或AZO或IGO透明导电材料。在一个实施例中，所述接地设置可以使所述防静电层连接地线。

在本实施例中，所述防静电层通过接地设置，可以将接触物体表面的静电传导出去，从而防止静电太强会穿透所述第二基板损伤到所述电容感测层的问题发生。

在一个实施例中，所述指纹识别模组还包括粘合层。所述粘合层夹设于所述电容感测层和所述绝缘层之间。可以理解，所述粘合层用于将所述第一基板与所述第二基板进行连接。在一个实施例中，所述粘合层可以涂覆于所述绝缘层，以粘接所述电容感测层以及未被所述电容感测层覆盖的所述第一基板的表面。在一个实施例中，所述粘合层厚度可以为20-40um。在一个实施例中，所述粘合层可以为透明光学胶。

在本实施例中，所述粘合层可以将所述第一基板与所述第二基板以及两块基板附着的结构结合为一个整体，使得整体的强度提高。

在一个实施例中，所述指纹识别模组还包括控制芯片。所述控制芯片与所述电容感测层电连接，用于接受所述电容感测层感测到的电容信息，以进行指纹识别。可以理解，所述控制芯片具有信号处理功能，可以将所述电容感测层感测到的电容信息计算转化为指纹信息，从而得到指纹图像。在一个实施例中，所述控制芯片与所述电容感测层通过FPC排线或FFC排线连接。具体地，所述控制芯片与所述电容感测层的所述电容极板相连。

在本实施例中，所述控制芯片通过与所述电容感测层电连接，获取所述电容感测层感测得到的电容信息，从而对所述电容信息进行计算分析，得到与所述防静电层接触的指纹分布情况，达到指纹识别的目的。

在一个实施例中，所述电容感测层还包括多个开关器件。每一所述开关器件与一所述电容极板连接，用于控制所述电容极板的工作状态。在一个实施例中，所述开关器件可以为非晶开关器件。可以理解，所述非晶开关器件可以为非晶硅工艺得到薄膜晶体管器件(TFT)，工艺更简单，节约成本。

在本实施例中，所述开关器件通过导通和截止状态可以控制所述电容极板得到的带有指纹信息的电信号的输出。可以理解，在未工作状态，所述开关器件处于截止状态，当有物体接触所述防静电膜使所述电容极板感测到电容变化时，向所述控制芯片传输该电容信号，所述控制芯片通过该电容信号确定接触物体的接触范围，并控制该范围内的所述开关器件导通，使得该范围内的所述电容极板将带有指纹信息的电容信号传输给所述控制芯片，所述控制芯片对所述带有指纹信息的电容信号进行分析处理，得到指纹图像。

在一个实施例中，所述电容感测层还包括沿行方向设置的驱动线和沿列方向设置的接收线。所述驱动线与所述开关器件连接，用于控制所述开关器件的导通与关闭。所述接收线与所述电容极板连接，用于传输所述电容极板的电容信号。在一个实施例中，所述驱动线、所述接收线与所述电容极板的材质相同，可以采用透明的ITO\AZO为原材料。在一个实施例中，所述驱动线、所述接收线与所述电容极板可以采用磁控溅射或光刻工艺制备于所述第一基板表面。

在一个实施例中，分别按行列设置的所述驱动线和所述接收线可以按行列号将每个所述电容极板进行编号。当所述开关器件处于截止状态时，当人体表皮组织接触所述防静电层，使所述电容极板感测到电容变化，并通过所述接收线传输给所述控制芯片。所述控制芯片根据传输电容变化信号的所述电容极板的编号，确定指纹覆盖的区域范围，从而通过所述驱动线传递开启信号给该范围内的所述开关器件使之导通，以使对应的所述电容极板进一步获取指纹各处的电容信息，从而进行精确定位，得到指纹图像。

在本实施例中，所述接收线可以传输所述电容极板的电容信号给所述控制芯片。所述控制芯片可以通过所述驱动线控制所述电容极板的工作。

请一并参见图7。本申请一实施例还提供一种显示模组。所述显示模组包括上述任一项实施例所述的指纹识别模组以及显示面板。所述第一基板远离所述电容感测层的一侧覆盖于所述显示面板表面。在一个实施例中，所述第一基板和所述显示面板之间可以采用光学胶进行粘接。在一个实施例中，所述第一基板和所述显示面板之间还可以包括与所述控制芯片连接的触控层，用于对接触所述防静电层的物体进行接触识别。所述触控层可以分别与所述第一基板和所述显示面板通过光学胶进行粘接。在一个实施例中，所述显示面板可以为OLED 或TFT-LCD屏幕。

在本实施例中，所述显示模组在所述显示面板表面设置所述指纹识别模组，通过将所述电容感测层设置于所述第一基板和所述第二基板之间，在满足整体强度的同时，使得所述电容感测层与人体表层组织之间的距离也足够小，有利于实现更高的指纹识别率。同时，所述防静电层隔绝人体表层组织带来的静电，防止了所述电容感测层受到静电影响出现失灵甚至烧坏电路的问题。

在一个实施例中，所述防静电层与所述显示面板的地线连接。可以理解，所述显示面板连接地线进行静电防护，所述防静电层通过与所述显示面板连接的地线进行连接，同样实现接地，达到静电防护的作用。所述述防静电层可以使用ITO或AZO或IGO等透明导电材料。

请一并参见图8。本申请一实施例还提供一种显示终端。所述显示终端包括主板以及上述实施例所述的显示模组。所述主板与所述电容感测层电连接。可以理解，所述主板为电路板。在一个实施例中，所述主板与所述电容感测层通过FPC排线进行连接。在一个实施例中，所述显示终端还包括机壳，所述显示模组和所述主板都容纳于所述机壳内。

在本实施例中，所述主板可以接收所述电容感测层获取的电容信息，并进行分析处理后得到相对应的指纹图像。

在一个实施例中，所述主板包括控制芯片。所述控制芯片与所述电容感测层电连接，用于接受所述电容感测层感测到的电容信息，以进行指纹识别。在一个实施例中，所述控制芯片固定于所述主板上，并通过软排线与所述电容感测层上的所述驱动线和所述接收线电连接。

在本实施例中，所述显示终端通过所述主板上的所述控制芯片，对所述电容感测层感测到的电容信息进行分析处理，从而达到指纹识别的目的。所述电容感测层与指纹之间的距离可以进行缩短而不影响到整体盖板的强度，从而达到更高的指纹识别率。

综上所述的指纹识别模组、显示模组和显示终端，通过将所述电容感测层夹设于所述第一基板和所述第二基板之间，使得整体盖板在保持强度足够的情况下更容易实现更高的指纹识别率。同时通过所述防静电层隔绝人体表层组织带来的静电，防止了所述电容感测层受到静电影响出现失灵甚至烧坏电路的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，所述的指纹识别模组(10)包括：

第一基板(100)；

电容感测层(200)，至少部分地覆盖于所述第一基板(100)表面，所述电容感测层(200)包括多个阵列设置的电容极板(210)；

绝缘层(500)，设置于所述电容感测层(200)远离所述第一基板(100)的一侧；

第二基板(300)，设置于所述绝缘层(500)远离所述第一基板(100)的表面；以及

防静电层(400)，覆盖所述第二基板(300)远离所述电容感测层(200)的一侧，用于与人体表层组织接触。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述防静电层(400)为透明导电层，且接地设置。

3.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括粘合层(600)，所述粘合层(600)夹设于所述电容感测层(200)和所述绝缘层(500)之间。

4.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括控制芯片(700)，与所述电容感测层(200)电连接，用于接受所述电容感测层(200)感测到的电容信息，以进行指纹识别。

5.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述电容感测层(200)还包括多个开关器件(220)，每一所述开关器件(220)与一所述电容极板(210)连接，用于控制所述电容极板(210)的工作状态。

6.根据权利要求5所述的指纹识别模组，其特征在于，所述电容感测层(200)还包括：

沿行方向设置的驱动线(230)，与所述开关器件(220)连接，用于控制所述开关器件(220)的导通与关闭；

沿列方向设置的接收线(240)，与所述电容极板(210)连接，用于传输所述电容极板(210)的电容信号。

7.一种显示模组，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的指纹识别模组(10)以及显示面板(21)，所述第一基板(100)远离所述电容感测层(200)的一侧覆盖于所述显示面板(21)表面。

8.根据权利要求7所述的显示模组，其特征在于，所述防静电层(400)与所述显示面板(21)的地线连接。

9.一种显示终端，其特征在于，所述显示终端包括主板(31)以及权利要求7所述的显示模组(20)，所述主板(31)与所述电容感测层(200)电连接。

10.根据权利要求9所述的显示终端，其特征在于，所述主板(31)包括控制芯片(700)，与所述电容感测层(200)电连接，用于接受所述电容感测层(200)感测到的电容信息，以进行指纹识别。

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