CN113128475A - 指纹识别模组及其制备方法、指纹识别显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种指纹识别模组及其制备方法、指纹识别显示装置，所述指纹识别模组包括依次叠层设置的衬底、指纹传感器和滤光结构，所述滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线；所述滤光结构包括：位于所述指纹传感器上方的第一遮光层；其中，所述第一遮光层包括多个间隔设置且贯穿所述第一遮光层的开口；填充于所述开口内且覆盖所述第一遮光层的透明层；多个间隔设置于所述透明层上方的第二遮光层；其中，所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述开口在所述衬底上的部分正投影。通过滤光结构过滤掉入射角度超出预设角度范围的光线，可以遮挡掉环境光，实现光线约束，提升光学信噪比，进而提升强光下指纹识别性能。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种指纹识别模组及其制备方法、指纹识别显示装置。
背景技术
当前指纹识别技术遇到“强光指纹性能较差”核心问题，如图1所示的实验测试比较，短轴和长轴方向，强光下的像方(成像面积)均小于非强光下的像方(成像面积)，强光下指纹容易被强光干扰所淹没。现有的方案使用滤光膜遮挡，但是受限于滤光膜光谱及材料特性，如图2所示，波长为600nm以后的环境光不能完全滤除(即600nm之后，滤光膜的透过率仍大于0)，实际光谱与理想光谱还有一定差距，从而使得指纹信噪比(SignalNoise Ratio，SNR)较低，使得纹识别性能较差。如图3所示，当实际光谱的SNR比较低时，在入射角度大于68°时，会出现实际光谱的SNR值会低于基准SNR值，导致指纹传感器不能识别出实际光谱包含的指纹信息，导致指纹识别性能较差。
发明内容
针对上述问题，本申请提供了一种指纹识别模组及其制备方法、指纹识别显示装置，解决了现有技术中环境光对显示装置的指纹识别性能影响较大导致的显示装置指纹识别性能较差的技术问题。
第一方面，本申请提供一种指纹识别模组，包括：
依次叠层设置的衬底、指纹传感器和滤光结构，所述滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线；
所述滤光结构包括：
位于所述指纹传感器上方的第一遮光层；其中，所述第一遮光层包括多个间隔设置且贯穿所述第一遮光层的开口；
填充于所述开口内且覆盖所述第一遮光层的透明层；
多个间隔设置于所述透明层上方的第二遮光层；其中，所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述开口在所述衬底上的部分正投影。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述指纹传感器包括光敏二极管阵列和晶体管；
其中，所述光敏二极管阵列包括多个光敏二极管，所述晶体管与所述光敏二极管电连接。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述指纹识别模组还包括：
位于所述指纹传感器上方的第三遮光层；
其中，所述第三遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述晶体管的有源层在所述衬底上的正投影。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述指纹识别模组还包括：
位于所述第三遮光层上方的绝缘层；
位于所述绝缘层上方的第四遮光层；
其中，所述第四遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述光敏二极管阵列边缘的部分所述光敏二极管在所述衬底上的正投影，用于实现所述指纹识别模组的光学校正。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第一遮光层与所述第三遮光层设置于同一层。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第一遮光层与所述第三遮光层或所述第四遮光层设置于同一层。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第一遮光层与所述第三遮光层设置于同一层；
所述第二遮光层与所述第四遮光层设置于同一层。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述开口的孔径、相邻两个所述开口之间的中心距和所述第二遮光层的线宽均小于所述光敏二极管的尺寸。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第二遮光层与所述开口一一对应，且所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖其对应的所述开口在所述衬底上的正投影。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，以及所述第二遮光层的线宽、所述开口的孔径和所述预设角度范围满足如下关系式：
D＝d+2h×tanθ1；
其中，D为所述第二遮光层的线宽，d为所述开口的孔径，h为所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，θ1为所述预设角度范围的下限。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，以及相邻两个所述开口之间的中心距和所述预设角度范围满足如下关系式：
P＝h×(tanθ1+tanθ2)；
其中，P为相邻两个所述开口之间的中心距，h为所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，θ1为所述预设角度范围的下限值，θ2为所述预设角度范围的上限值。
在一些实施例中，上述指纹识别模组中，所述第二遮光层的线宽和相邻两个所述开口之间的中心距满足如下关系式：
D＝N×P；
其中，D为所述第二遮光层的线宽，P为相邻两个所述开口之间的中心距，N为正偶数。
第二方面，本申请提供一种指纹识别模组的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上方形成指纹传感器；
在所述指纹传感器上方形成滤光结构；其中，所述滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线；
其中，在所述指纹传感器上方形成滤光结构，包括以下步骤：
在所述指纹传感器上方形成第一遮光层；其中，所述第一遮光层包括多个间隔设置且贯穿所述第一遮光层的开口；
形成填充于所述开口内且覆盖所述第一遮光层的透明层；
在所述透明层上方形成多个间隔设置的第二遮光层；其中，所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述开口在所述衬底上的部分正投影。
第三方面，本申请提供一种指纹识别显示装置，包括：
如第一方面中任一项所述的指纹识别模组或者利用如第二方面中任一项所述的制备方法所制备的指纹识别模组；
位于所述指纹识别模组上方的显示面板；其中，所述指纹识别模组设置于所述显示面板背离指纹接触的一侧；
设置于所述指纹识别模组与所述显示面板之间的透明粘接层；其中，所述显示面板通过所述透明粘接层与所述指纹识别模组粘接固定。
在一些实施例中，上述指纹识别显示装置中，所述显示面板包括多个点光源。
采用上述技术方案，至少能够达到如下技术效果：
本申请提供了一种指纹识别模组及其制备方法、指纹识别显示装置，所述指纹识别模组包括：依次叠层设置的衬底、指纹传感器和滤光结构，所述滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线；所述滤光结构包括：位于所述指纹传感器上方的第一遮光层；其中，所述第一遮光层包括多个间隔设置且贯穿所述第一遮光层的开口；填充于所述开口内且覆盖所述第一遮光层的透明层；多个间隔设置于所述透明层上方的第二遮光层；其中，所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述开口在所述衬底上的部分正投影。通过滤光结构过滤掉入射角度超出预设角度范围的光线，可以遮挡掉环境光，实现光线约束，提升光学信噪比，进而提升强光下指纹识别性能。
附图说明
附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1是一种指纹识别模组在强光和非强光下的指纹识别性能测试结果示意图；
图2是一种滤光膜的滤光效果示意图；
图3是一种指纹识别模组的信号光SNR和基准SNR的比较示意图；
图4是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的剖面结构示意图；
图5是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的滤光结构的立体结构示意图；
图6是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的第一遮光层和第二遮光层的俯视示意图；
图7是本申请一示例性实施例示出的另一种指纹识别模组的第一遮光层和第二遮光层的立体结构示意图；
图8是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的滤光结构的滤光效果示意图；
图9是一种信号光与环境光的入射角度和强度的关系示意图；
图10是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的滤光结构在不同D/d比值下信号光的透过率比较示意图；
图11是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的滤光结构不同D/d比值下环境光的透过率比较示意图；
图12是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的滤光结构不同D/d比值下光学SNR比较示意图。
图13是本申请一示例性实施例示出的另一种指纹识别模组的剖面结构示意图；
图14是本申请一示例性实施例示出的另一种指纹识别模组的剖面结构示意图；
图15是本申请一示例性实施例示出的另一种指纹识别模组的剖面结构示意图；
图16是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别模组的制备方法流程示意图；
图17是本申请一示例性实施例示出的一种指纹识别显示装置的剖面结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制；
附图标记为：
100-指纹识别模组；101-衬底；102-有源层；103-栅极绝缘层；104-栅极层；105-源漏极金属层；106-第一绝缘层；107-下电极层；108-半导体结构层；109-上电极层；110-覆盖层；111-平坦层；112-第二绝缘层；119-第一遮光层；1191-开口；120-透明层；121-第二遮光层；200-透明粘接层；300-显示面板；301-背膜；302-驱动基板；303-封装层；304-偏光片和触控功能层；305-粘接层；306-盖板。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应理解，尽管可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
应理解，空间关系术语例如“在...上方”、位于...上方”、“在...下方”、“位于...下方”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下方”的元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下方”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述本申请的实施例。这样，可以预期由于例如制备技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制备导致的形状偏差。
为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。
本申请实施例提供一种指纹识别模组100。请参阅图4，该指纹识别模组100包括：依次叠层设置的衬底101、指纹传感器和滤光结构。
指纹传感器设置在衬底101上方，指纹传感器包括：光敏二极管阵列和晶体管。
晶体管包括有源层102、栅极绝缘层103、栅极层104和源漏极金属层105。晶体管用于将光敏二极管接收到的光线强度转换为对应的电信号输出。
其中，光敏二极管阵列包括多个光敏二极管，每个光敏二极管包括下电极层107、半导体结构层108和上电极层109。
光敏二极管与晶体管之间还设置有第一绝缘层106，光敏二极管的下电极通过贯穿第一绝缘层106的接触孔与晶体管的源漏极金属层105。
光敏二极管包括PIN二极管。
滤光结构设置在指纹传感器上方的，滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围(θ1～θ2)的光线。
滤光结构包括依次层叠设置的第一遮光层119、透明层120和第二遮光层121。
第一遮光层119位于指纹传感器上方，其中，第一遮光层119包括多个间隔设置且贯穿第一遮光层119的开口1191。
透明层120填充于开口1191内且覆盖第一遮光层119。
多个第二遮光层121并排且间隔设置于透明层120上方。其中，第二遮光层121在衬底101上的正投影至少覆盖开口1191在衬底101上的部分正投影。
在一些实施例中，第一遮光层119和第二遮光层121的材料可以用黑色树脂如黑色矩阵层(BM)、环氧树脂(SU8)、黑色的像素定义层(PDL)等材料，使用光刻工艺或者纳米压印工艺制作开口1191，也可以使用反射率较低的遮光金属，如钼等。
在一些实施例中，开口1191和第二遮光层121在衬底101上的正投影形状可以为方形(如图5和6所示)，或圆形(如图7所示)，或其它多边形(图中未示出)。
在开口1191和第二遮光层121在衬底101上的正投影形状可以为方形时，滤光结构的立体结构示意图如图5所示，第一遮光层119和第二遮光层121的俯视示意图如图6所示。
其中，开口1191的孔径、相邻两个开口1191之间的中心距和第二遮光层121的线宽均小于光敏二极管的尺寸(光敏二极管的尺寸是指其在衬底101上的正投影尺寸)。
光敏二极管的尺寸为70～130um。
在一些实施例中，一个光敏二极管可以对应多个开口1191和第二遮光层121，这种结构，在保证遮挡环境光的基础上，大大增加了信号光的透过率，提升了光学信噪比，大大提升了指纹识别模组的指纹识别性能。
在一些实施例中，第二遮光层121与开口1191一一对应，且每个第二遮光层121在衬底101上的正投影至少覆盖其对应的开口1191衬底101上的正投影。也就是说，第二遮光层121和第一遮光层119的遮光部分交错设置，在保证遮挡环境光的基础上，增加了信号光的透过率，提升了光学信噪比，提升了指纹识别模组的指纹识别性能。
对应的，该指纹识别模组的滤光结构的滤光效果示意图如图8所示。
在一些实施例中，滤光结构允许通过的光线的入射角范围(预设角度范围)为θ1～θ2，该范围可以根据如图9所示的信号光与环境光的入射角度和强度的关系示意图可以得到。
对应的，第一遮光层119与第二遮光层121的垂直距离，以及第二遮光层121的线宽、开口1191的孔径和预设角度范围满足如下关系式：
D＝d+2h×tanθ1；
其中，D为第二遮光层121的线宽，d为开口1191的孔径，h为第一遮光层119与第二遮光层121的垂直距离，θ1为预设角度范围的下限。
第一遮光层119与第二遮光层121的垂直距离，以及相邻两个开口1191之间的中心距和预设角度范围满足如下关系式：
P＝h×(tanθ1+tanθ2)；
其中，P为相邻两个开口1191之间的中心距，h为第一遮光层119与第二遮光层121的垂直距离，θ1为预设角度范围的下限值，θ2为预设角度范围的上限值。
在一些实施例中，光源为OLED发光材料，外界强环境光进入OLED内部的最大光线角度为θ3，要保证环境光不会照射到光敏二极管上，则要保证第一遮光层119和第二遮光层121把环境光全部遮挡，即：θ1≥θ3。根据OLED材料特性θ3为42°；OLED发光特性光源最大发射角度为70°，则信号光返回的角度为42°～70°，即θ1取42°，θ2取70°。根据工艺极限，开口1191的孔径d最小可以取2um，具体范围大于等于2um。根据现有工艺膜层厚度，并且要保证一定的光程要求，取第一遮光层119与第二遮光层121的垂直距离h大于等于1um，从而根据公式上述关系式求出第二遮光层121的线宽D和相邻两个开口1191之间的中心距P的最小值，分别为4um，14.6um。则对应的尺寸范围为4um≤D≤20um，2um≤d≤12.8um。为了保证指纹识别模组的轻薄性及滤光结构的信号光透过率，第一遮光层119与第二遮光层121的垂直距离h的取值范围：1um≤h≤10um，相应的相邻两个开口1191之间的中心距P的取值范围为：4um≤P≤40um。
相邻两个开口1191之间的中心距P影响指纹传感器的光敏二极管接收信号光的透过率及遮挡环境光的干扰。
另外，为避免指纹传感器接收到的光不均匀，相邻两个开口1191之间的中心距P满足如下关系式：
D＝N×P；
其中，D为第二遮光层121的线宽，P为相邻两个开口1191之间的中心距，N为正偶数。
通过上述滤光结构的设计，可以过滤掉入射角度超出预设角度范围的光线，可以遮挡掉环境光，实现光线约束，提升光学信噪比，进而提升强光下指纹识别性能。
可以根据不同第二遮光层121的线宽D和开口1191的孔径d的比值的光学检测结果来优化选择最佳的组合方案。
如图10示出了不同D/d比值下信号光透过率的比较示意图。根据图10所示的结果，可以发现D/d比值为2的结构中，入射角度过大过小，信号光的损失都会比较大，D/d比值为1.5的次之，损失最少的是D/d比值为1.0的结构。
如图11示出了不同D/d比值下环境光透过率的比较示意图。根据图11所示的结果，可以发现不同D/d比值下，各入射角度下的环境光虽然没有完全被遮挡，但是同一比例下，不同入射角度下的环境光的透过率都基本相同。
如图12示出了不同D/d比值下光学SNR的比较示意图。根据图12所示的结果，可以发现D/d比值为2的结构的SNR是最高的，D/d比值为1.5或1.0的结构的SNR相差不大。
虽然，D/d比值为2的结构的SNR是最高的，但是由于D/d比值为2的结构中，入射角度过大过小，信号光的损失都会比较大，可以根据实际需要设计D/d的比值。其中，当D/d比值为1.0～1.5范围内时，光学SNR比未设置滤光结构的指纹识别模组可提升2～4倍。
在一些实施例中，指纹识别模组还包括：依次覆盖在光敏二极管表面的覆盖层110、平坦层111和第二绝缘层112。
其中，覆盖层110、平坦层111和第二绝缘层112均为透明膜层。
在一些实施例中，指纹识别模组还包括：位于指纹传感器上方的第三遮光层113；其中，第三遮光层113在衬底101上的正投影至少覆盖晶体管的有源层102在衬底101上的正投影，以保证入射到该指纹识别模组的光线不会影响到晶体管的开关性能。
在一些实施例中，第三遮光层113的材料为遮光金属，对应的，第三遮光层113还可以作为连接光敏二极管的信号线，第三遮光层113通过贯穿覆盖层110、平坦层111和第二绝缘层112的接触孔与光敏二极管的上电极连接。
对应的，滤光结构可以设置在第三遮光层113上方。
除此之外，第一遮光层119与第三遮光层113可以设置正在同一层。
进一步的，第一遮光层119与第三遮光层113的材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成。对应的，此结构中，透明层120包括第三遮光层113与第二遮光层121之间的所有膜层。
在一些实施例中，指纹识别模组还包括：位于第三遮光层113上方绝缘层114和位于绝缘层114上方的第四遮光层115；其中，第四遮光层115在衬底101上的正投影至少覆盖光敏二极管阵列边缘的部分光敏二极管在衬底101上的正投影，用于实现指纹识别模组的光学校正。
绝缘层114为透明膜层。
被第四遮光层115遮挡的光敏二极管相当于dummy二极管，在指纹识别过程中，通过该部分二极管，可以对接收到信号光的光敏二极管进行噪声校正(接收到总光强减去dummy二极管接收到的光强即等于光敏二极管实际接收到的信号光强)，进一步提高指纹识别模组的信噪比(SNR)。
在一些实施例中，指纹识别模组还包括：依次覆盖在第四遮光层115上方的第三绝缘层116、显示区屏蔽层117和第四绝缘层118。
显示区屏蔽层117的材料包括ITO，在透光的同时可以连接屏蔽信号，以屏蔽光源侧(显示面板侧)的复杂的电信号干扰。
第三绝缘层116和第四绝缘层118均为透明膜层。
对应的，滤光结构可以设置在第四绝缘层118上方。
除此之外，第一遮光层119与第三遮光层113(如图13所示)或第四遮光层115(如图14所示)可以设置正在同一层。
进一步的，第一遮光层119与第三遮光层113或第四遮光层115的材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成。对应的，透明层120包括第三遮光层113或第四遮光层115与第二遮光层121之间的所有膜层。
除此之外，如图15所示，第一遮光层119与第三遮光层113设置于同一层，且第二遮光层121与第四遮光层115设置于同一层。
进一步的，第一遮光层119与第三遮光层113材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成，且第二遮光层121与第四遮光层115材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成。对应的，透明层120即为绝缘层114。
本申请实施例还提供一种指纹识别模组的制备方法。
请参阅图16，本申请实施例提供的一种指纹识别模组(如图4所示的指纹识别模组)的制备方法，包括以下步骤：
步骤S110：提供衬底101,。
衬底101可以为柔性衬底101，也可以为刚性(玻璃)衬底101。
步骤S120：在衬底101上方形成指纹传感器。
指纹传感器设置在衬底101上方，指纹传感器包括：光敏二极管阵列和晶体管。
晶体管包括有源层102、栅极绝缘层103、栅极层104和源漏极金属层105。晶体管用于将将光敏二极管接收到的光线强度转换为对应的电信号输出。
其中，光敏二极管阵列包括多个光敏二极管，每个光敏二极管包括下电极层107、半导体结构层108和上电极层109。
光敏二极管与晶体管之间还设置有第一绝缘层106，光敏二极管的下电极通过贯穿第一绝缘层106的接触孔与晶体管的源漏极金属层105。
光敏二极管包括PIN二极管。
步骤S130：在指纹传感器上方形成滤光结构；其中，滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线。
具体的，步骤S130包括以下步骤：
步骤S132：在指纹传感器上方形成第一遮光层119；其中，第一遮光层119包括多个间隔设置且贯穿第一遮光层119的开口1191；
步骤S134：形成填充于开口1191内且覆盖第一遮光层119的透明层120；
步骤S136：在透明层120上方形成多个间隔设置的第二遮光层121；其中，第二遮光层121在衬底101上的正投影至少覆盖开口1191在衬底101上的部分正投影。
在一些实施例中，第一遮光层119和第二遮光层121的材料可以用黑色树脂如黑色矩阵层(BM)、环氧树脂(SU8)、黑色的像素定义层(PDL)等材料，使用光刻工艺或者纳米压印工艺制作开口1191，也可以使用反射率较低的遮光金属，如钼等。
在一些实施例中，开口1191和第二遮光层121在衬底101上的正投影形状可以为方形，或圆形，或其它多边形。
对应的，制备而成的指纹识别结构如图4所示。
在一些实施例中，指纹识别模组还包括：位于指纹传感器上方的第三遮光层113；其中，第三遮光层113在衬底101上的正投影至少覆盖晶体管的有源层102在衬底101上的正投影，以保证入射到该指纹识别模组的光线不会影响到晶体管的开关性能。
对应的，第一遮光层119与第三遮光层113的材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成，可减少掩膜版的数量，降低生产成本。
在一些实施例中，指纹识别模组还包括：位于第三遮光层113上方绝缘层114和位于绝缘层114上方的第四遮光层115；其中，第四遮光层115在衬底101上的正投影至少覆盖光敏二极管阵列边缘的部分光敏二极管在衬底101上的正投影，用于实现指纹识别模组的光学校正。
对应的，第一遮光层119与第三遮光层113或第四遮光层115的材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成，可减少掩膜版的数量，降低生产成。
进一步的，第一遮光层119与第三遮光层113材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成，且第二遮光层121与第四遮光层115材料可以为同一种，通过同一制备工艺、同一掩膜版制备而成，可减少掩膜版的数量，降低生产成。
本申请实施例还提供了一种指纹识别显示装置，如图17所示，包括依次叠层设置的包括上述任一实施例的指纹识别模组100或利用上述任一实施例的制备方法所制备的指纹识别模组100、透明粘接层200和显示面板300。
指纹识别模组设置于显示面板背离指纹接触的一侧。
透明粘接层设置于指纹识别模组与显示面板之间，以使显示面板通过透明粘接层与指纹识别模组粘接固定。
透明粘接层200包括透明光学胶(Optically Clear Adhesive，OCA)。
显示面板包括多个点光源。
在一些实施例中，显示面板300为OLED显示面板，包括依次叠层设置的背膜301、驱动基板302、OLED发光单元(图中未标注)、封装层303、偏光片和触控功能层304、粘接层305和盖板306。
其中，OLED发光单元303即为点光源，
其中，盖板306可以为刚性的玻璃盖板，也可以为柔性的盖板(可用于弯折显示装置和折叠显示装置)。
当手指接触盖板306时，通过控制点亮具有一定面积的发光单元发出光线，光线发出后，向上分别经封装层303、偏光片和触控功能层304、粘接层305和盖板306等膜层到达指纹界面，即手指与盖板306的接触界面，在界面上反射与散射回的光线再次经过上述其他膜层并且穿过指纹识别模组100的滤光结构到达指纹感应器，指纹感应器接收并转换为电信号，指纹谷脊反射的信号不同，由此进行指纹识别。滤光结构不遮挡有用的信号光，外界强环境光被滤光结构遮挡，从而提升光学SNR(到达信号光与环境光的比值)，提高强光下指纹性能。
指纹识别显示装置例如可以为手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有指纹识别和显示功能的设备。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。虽然本申请所公开的实施方式如上，但的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (15)
1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括依次叠层设置的衬底、指纹传感器和滤光结构，所述滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线；
所述滤光结构包括：
位于所述指纹传感器上方的第一遮光层；其中，所述第一遮光层包括多个间隔设置且贯穿所述第一遮光层的开口；
填充于所述开口内且覆盖所述第一遮光层的透明层；
多个间隔设置于所述透明层上方的第二遮光层；其中，所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述开口在所述衬底上的部分正投影。
2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹传感器包括光敏二极管阵列和晶体管；
其中，所述光敏二极管阵列包括多个光敏二极管，所述晶体管与所述光敏二极管电连接。
3.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组还包括：
位于所述指纹传感器上方的第三遮光层；
其中，所述第三遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述晶体管的有源层在所述衬底上的正投影。
4.根据权利要求3所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组还包括：
位于所述第三遮光层上方的绝缘层；
位于所述绝缘层上方的第四遮光层；
其中，所述第四遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述光敏二极管阵列边缘的部分所述光敏二极管在所述衬底上的正投影，用于实现所述指纹识别模组的光学校正。
5.根据权利要求3所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一遮光层与所述第三遮光层设置于同一层。
6.根据权利要求4所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一遮光层与所述第三遮光层或所述第四遮光层设置于同一层。
7.根据权利要求4所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一遮光层与所述第三遮光层设置于同一层；
所述第二遮光层与所述第四遮光层设置于同一层。
8.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述开口的孔径、相邻两个所述开口之间的中心距和所述第二遮光层的线宽均小于所述光敏二极管的尺寸。
9.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第二遮光层与所述开口一一对应，且所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖其对应的所述开口在所述衬底上的正投影。
10.根据权利要求9所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，以及所述第二遮光层的线宽、所述开口的孔径和所述预设角度范围满足如下关系式：
D＝d+2h×tanθ1；
其中，D为所述第二遮光层的线宽，d为所述开口的孔径，h为所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，θ1为所述预设角度范围的下限。
11.根据权利要求9所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，以及相邻两个所述开口之间的中心距和所述预设角度范围满足如下关系式：
P＝h×(tanθ1+tanθ2)；
其中，P为相邻两个所述开口之间的中心距，h为所述第一遮光层与所述第二遮光层的垂直距离，θ1为所述预设角度范围的下限值，θ2为所述预设角度范围的上限值。
12.根据权利要求10或11所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第二遮光层的线宽和相邻两个所述开口之间的中心距满足如下关系式：
D＝N×P；
其中，D为所述第二遮光层的线宽，P为相邻两个所述开口之间的中心距，N为正偶数。
13.一种指纹识别模组的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上方形成指纹传感器；
在所述指纹传感器上方形成滤光结构；其中，所述滤光结构用于遮挡入射角度超出预设角度范围的光线；
其中，在所述指纹传感器上方形成滤光结构，包括以下步骤：
在所述指纹传感器上方形成第一遮光层；其中，所述第一遮光层包括多个间隔设置且贯穿所述第一遮光层的开口；
形成填充于所述开口内且覆盖所述第一遮光层的透明层；
在所述透明层上方形成多个间隔设置的第二遮光层；其中，所述第二遮光层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述开口在所述衬底上的部分正投影。
14.一种指纹识别显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至12中任一项所述的指纹识别模组或者利用如权利要求13中任一项所述的制备方法所制备的指纹识别模组；
位于所述指纹识别模组上方的显示面板；其中，所述指纹识别模组设置于所述显示面板背离指纹接触的一侧；
设置于所述指纹识别模组与所述显示面板之间的透明粘接层；其中，所述显示面板通过所述透明粘接层与所述指纹识别模组粘接固定。
15.根据权利要求14所述的指纹识别显示装置，其特征在于，所述显示面板包括多个点光源。
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| CN202110536055.4A CN113128475A (zh) | 2021-05-17 | 2021-05-17 | 指纹识别模组及其制备方法、指纹识别显示装置 |
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- 2021-05-17 CN CN202110536055.4A patent/CN113128475A/zh active Pending
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