CN110543847B - 显示模组及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示模组及电子设备，该显示模组包括第一基板，第一基板的一侧表面设有图像传感器、彩色滤光层和黑色矩阵，第一基板的另一侧表面设有准直器，彩色滤光层和黑色矩阵同层设置，图像传感器位于黑色矩阵与第一基板之间，准直器和图像传感器沿着垂直于第一基板的方向间隔排布。图像传感器与黑色矩阵相对应，该黑色矩阵在显示模组中的设置面积较大，因此准直器和图像传感器可以大面积地分布在显示模组上，使得显示模组上的指纹识别区域的面积扩大，用户可以灵活选择放置手指的位置，从而提升指纹识别效率。

Description

显示模组及电子设备
技术领域
本发明涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种显示模组及电子设备。
背景技术
指纹模组是电子设备的核心部件之一，随着电子设备行业的不断发展，人们对于指纹模组的性能要求越来越高，这就给指纹模组的结构设计带来比较大的挑战。
指纹模组的结构形式比较多样，能够设置于显示屏下方的光学指纹模组可以提升电子设备的外观质感，因此此种指纹模组得到了越来越广泛的应用。显示屏上设有指纹识别区域，用户可以将手指放置在该指纹识别区域，该指纹识别区域下方的指纹模组即可识别用户的指纹信息。
上述指纹模组通常设置在电子设备的局部，因此显示屏的指纹识别区域较小，用户需要将手指放置在指定的指纹识别区域才可以实现指纹识别，这就导致指纹识别效率较低。
发明内容
本发明公开一种显示模组及电子设备，以解决指纹识别效率较低的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
一种显示模组，包括第一基板，所述第一基板的一侧表面设有图像传感器、彩色滤光层和黑色矩阵，所述第一基板的另一侧表面设有准直器，所述彩色滤光层和所述黑色矩阵同层设置，所述图像传感器位于所述黑色矩阵与所述第一基板之间，所述准直器和所述图像传感器沿着垂直于所述第一基板的方向间隔排布。
一种电子设备，包括上述显示模组。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开的显示模组中，准直器和图像传感器均设置于第一基板，该图像传感器与黑色矩阵相对应，该黑色矩阵在显示模组中的设置面积较大，因此准直器和图像传感器可以大面积地分布在显示模组上，使得显示模组上的指纹识别区域的面积扩大，用户可以灵活选择放置手指的位置，从而提升指纹识别效率。
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为本发明实施例公开的电子设备的部分结构的示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为本发明实施例公开的电子设备中，光电转换单元的示意图。
附图标记说明：
110-第二基板、120-第一基板、130-彩色滤光层、140-黑色矩阵、150-准直器、160-图像传感器、161-光电二极管、162-第一薄膜晶体管、170-透光盖板、180-第二偏光片、190-第一偏光片、220-第二薄膜晶体管、230-液晶层、240-框胶、250-背光模组、300-手指、310-指纹谷、320-指纹脊。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1和图2所示，本发明实施例公开一种显示模组，该显示模组可以应用于电子设备中。该显示模组具体可以包括第一基板120和第二基板110，该第二基板110和第一基板120可以堆叠设置。第一基板120朝向第二基板110的一侧表面设有图像传感器160、彩色滤光层130和黑色矩阵140。彩色滤光层130和黑色矩阵140同层设置，可选地，彩色滤光层130可以包括多个红色滤光层、黄色滤光层和蓝色滤光层，多个红色滤光层、黄色滤光层和蓝色滤光层可以以阵列排布的方式设置。黑色矩阵140则可以填充相邻的各组红色滤光层、黄色滤光层和蓝色滤光层之间的空隙，从而遮挡走线结构，因此该黑色矩阵140在显示模组的分布面积较大，其基本对应显示模组的整个显示区域设置。
图像传感器160与黑色矩阵140相对应，该图像传感器160位于黑色矩阵140与第一基板120之间，第一基板120背离第二基板110的一侧表面设有准直器150，准直器150和图像传感器160沿着垂直于第一基板120的方向间隔分布。这里的准直器150和图像传感器160配合使用可以实现指纹识别。可选地，该准直器150上开设有多个过光孔，这些过光孔的轴线可以垂直于图像传感器160，该准直器150可以利用小孔成像原理控制通过准直器150的光通量。图像传感器160可以感应光线，并且可以将光信号转化为电信号。
另外，显示模组还包括透光盖板170、第一偏光片190和第二偏光片180，第二偏光片180设置于第二基板110背离第一基板120的一侧，第一偏光片190设置于第一基板120背离第二基板110的一侧，透光盖板170设置于第一偏光片190背离第一基板120的一侧。
当用户将手指300放到透光盖板170上以后，显示模组内的光线被用户的指纹反射(具体参考图1中带箭头虚线所指示的光学路径)，用户手指300的指纹谷310和指纹脊320对于光线的反射效果不同，因此手指300反射的光线携带有用户的指纹信息，被反射的光线经过准直器150的过光孔照射到图像传感器160上，图像传感器160感应光信号，然后将代表指纹信息的光信号转化为电信号，该电信号可以传递至电子设备的主板上，主板可以判断所获得的指纹信息是否与预先储存的指纹信息一致，从而判断用户的访问操作是否合法。
本发明实施例公开的显示模组中，准直器150和图像传感器160均设置于第一基板120，该准直器150和图像传感器160沿着垂直于第一基板120的方向间隔排布，且图像传感器160与黑色矩阵140相对应，该黑色矩阵140在显示模组中的设置面积较大，因此准直器150和图像传感器160可以大面积地分布在显示模组上，使得显示模组上的指纹识别区域的面积扩大，用户可以灵活选择放置手指300的位置，从而提升指纹识别效率。另外，在第一基板120上设置准直器150和图像传感器160的工艺相对比较简单，因此准直器150和图像传感器160大面积设置时也不会导致显示模组的成本过高。
具体地，准直器150可以位于第一基板120与第一偏光片190之间，但是由于准直器150具有一定的厚度，因此准直器150如此设置时会增加整个显示模组的厚度，导致显示模组的厚度增大。为此，可以在第一偏光片190朝向第一基板120的一侧表面设有凹陷部，准直器150位于该凹陷部内。此时，准直器150可以充分利用第一偏光片190占用的空间，其基本不会额外占用空间，从而减小显示模组的厚度。可选地，这里的凹陷部可以通过曝光等工艺形成。
可选地，由于图像传感器160比较薄，因此为了简化图像传感器160的成型工艺，可以将图像传感器160设置于第一基板120背离准直器150的一侧表面上。例如，可以通过镀膜等方式在第一基板120的表面形成图像传感器160。
如前所述，黑色矩阵140在显示模组中是大面积分布的，因此准直器150和图像传感器160也可以对应黑色矩阵140大面积分布，从而进一步扩大可以进行指纹识别的区域的面积。即，显示模组具有指纹识别区域，准直器150和图像传感器160均位于该指纹识别区域，该指纹识别区域延伸至第一基板120的边缘，使得准直器150和图像传感器160所覆盖的区域与第一基板120所在的区域的大小基本相同，从而实现全屏解锁。
一种可选的实施例中，在垂直于第一基板120的方向上，准直器150的投影的中心与图像传感器160的投影的中心重合。准直器150的形状和图像传感器160的形状可以相同，两者的投影中心重合时，两者的相对位置更加精确，从而使得准直器150和图像传感器160的布置更加简单，以此提升指纹识别的准确率。
准直器150和图像传感器160的数量可以均设置为一个，但是此种结构对成型工艺的要求较高，同时单个准直器150和图像传感器160的面积过大，有些区域的利用率偏低，就会导致显示模组的成本偏高。有鉴于此，可以将准直器150和图像传感器160的数量均设置为多个，多个准直器150间隔设置，多个图像传感器160间隔设置，且多个准直器150和多个图像传感器160一一对应排布，从而使得准直器150和图像传感器160更容易成型，且两者的面积适当减小，以此降低显示模组的成本。当然，该结构更容易保证对应的准直器150和图像传感器160之间的相对位置，从而提高指纹识别的准确度。
具体地，单个图像传感器160可以仅包括一个光电转换单元。另一种实施例中，图像传感器160可以包括多个光电转换单元，各光电转换单元串联。如图3所示，该光电转换单元包括光电二极管161和第一薄膜晶体管162，光电二极管161与第一薄膜晶体管162电连接。具体地，第一薄膜晶体管162具有源极(即图中的S极)、漏极(即图中的D极)和栅极(即图中的G极)，光电二极管161与源极电连接，漏极可以与数据线电连接，栅极可以与栅极线电连接。指纹所反射的光线可以投射至光电二极管161上，引起光电二极管161的阻值发生变化，产生漏电流信号，光电二极管161通过处于导通状态的第一薄膜晶体管162将漏电流信号传出到对应的信号接收单元，从而识别出指纹信息。
进一步的实施例中，第二基板110朝向第一基板120的一侧表面设有第二薄膜晶体管220，第二基板110和第一基板120之间设有液晶层230，该液晶层230的边缘设有框胶240。也就是说，该显示模组可以是液晶显示模组，从而实现液晶显示模组设置屏下指纹识别结构的目的。当然。本发明实施例所公开的结构也可以适用于OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)显示模组、AMOLED(Active-matrix organic light-emittingdiode，有源矩阵有机发光二极体)显示模组等类型的显示模组中。
本发明实施例还公开一种电子设备，其包括上述任一实施例所述的显示模组。可选地，当该显示模组为液晶显示模组时，电子设备还可以包括背光模组250，该背光模组250可以设置于第二偏光片180背离第二基板110的一侧，其可以发光，从而为显示模组提供光源。由于准直器150和图像传感器160设置于背光模组250的上方，因此背光模组250不会影响准直器150和图像传感器160的正常工作。
本发明实施例所公开的电子设备可以为智能手机、平板电脑、电子书阅读器或可穿戴设备。当然，该电子设备也可以是其他设备，本发明实施例对此不做限制。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种显示模组，其特征在于，包括第一基板(120)，所述第一基板(120)的一侧表面设有图像传感器(160)、彩色滤光层(130)和黑色矩阵(140)，所述第一基板(120)的另一侧表面设有准直器(150)，所述彩色滤光层(130)和所述黑色矩阵(140)同层设置，所述图像传感器(160)位于所述黑色矩阵(140)与所述第一基板(120)之间，所述准直器(150)和所述图像传感器(160)沿着垂直于所述第一基板(120)的方向间隔排布；所述黑色矩阵(140)填充所述彩色滤光层(130)之间的空隙，所述黑色矩阵(140)对应所述显示模组的整个显示区域设置；所述图像传感器(160)和所述黑色矩阵(140)相对应设置，所述黑色矩阵(140)、所述准直器(150)和所述图像传感器(160)大面积地分布在所述显示模组上。
2.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述第一基板(120)背离所述图像传感器(160)的一侧设有第一偏光片(190)，所述第一偏光片(190)朝向所述第一基板(120)的一侧表面设有凹陷部，所述准直器(150)位于所述凹陷部内。
3.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述准直器(150)开设有多个过光孔，所述过光孔的轴线垂直于所述图像传感器(160)。
4.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述显示模组具有指纹识别区域，所述准直器(150)和所述图像传感器(160)均位于所述指纹识别区域，所述指纹识别区域延伸至所述第一基板(120)的边缘。
5.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，在垂直于所述第一基板(120)的方向上，所述准直器(150)的投影的中心与所述图像传感器(160)的投影的中心重合。
6.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述准直器(150)和所述图像传感器(160)的数量均为多个，多个所述准直器(150)间隔设置，多个所述图像传感器(160)间隔设置，且多个所述准直器(150)和多个所述图像传感器(160)一一对应排布。
7.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述图像传感器(160)包括多个光电转换单元，各所述光电转换单元串联，所述光电转换单元包括光电二极管(161)和第一薄膜晶体管(162)，所述光电二极管(161)与所述第一薄膜晶体管(162)电连接。
8.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，还包括第二基板(110)，所述第二基板(110)朝向所述第一基板(120)的一侧表面设有第二薄膜晶体管(220)，所述第二基板(110)和所述第一基板(120)之间设有液晶层(230)。
9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的显示模组。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，还包括背光模组(250)，所述显示模组还包括第二基板(110)，所述第二基板(110)背离所述第一基板(120)的一侧设有第二偏光片(180)，所述背光模组(250)设置于所述第二偏光片(180)背离所述第二基板(110)的一侧。
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