CN114332966A - 显示装置和移动信息终端 - Google Patents

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CN114332966A
CN114332966A CN202111674135.2A CN202111674135A CN114332966A CN 114332966 A CN114332966 A CN 114332966A CN 202111674135 A CN202111674135 A CN 202111674135A CN 114332966 A CN114332966 A CN 114332966A
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sensor
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李根植
秋教燮
韩万协
李正勋
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LG Display Co Ltd
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Abstract

显示装置和移动信息终端。公开了一种显示装置以及包括该显示装置的移动信息终端。该显示装置包括：显示面板，在所述显示面板上触摸指纹；以及联接到所述显示面板的指纹传感器，所述指纹传感器被配置为感测从所述显示面板的显示区域上的所述指纹反射的光。所述指纹传感器以与所述显示面板的长轴平行的参考线成预定角度倾斜地附接在显示面板上。

Description

显示装置和移动信息终端
本申请是申请日为2018年9月10日、申请号为201811050296.2、发明名称为“显示装置以及包括该显示装置的移动信息终端”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种感测显示图像的屏幕(即，显示区域)处的指纹的显示装置以及包括该显示装置的移动信息终端。
背景技术
根据发光层的材料，电致发光显示器被分类为无机电致发光显示器和有机电致发光显示器。有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器包括能够自身发光的多个OLED，并且具有响应时间快、发光效率高、亮度高、视角宽等优点。
OLED包括阳极、阴极以及位于阳极和阴极之间的有机化合物层。有机化合物层通常包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。当电源电压施加到阳极和阴极时，穿过空穴传输层HTL的空穴和穿过电子传输层ETL的电子移动到发光层EML并结合，因此形成激子。结果，发光层EML通过激子产生可见光。
应用于移动信息终端的指纹传感器被设置在屏幕外部的特定位置处，如主页按钮。指纹传感器可以被设置在屏幕外部的边框区域中，但是会导致边框区域的增加。显示面板的结构可以被改变成使得指纹传感器被设置在显示面板上。
指纹传感器可以被设置在液晶显示器上。当指纹传感器被设置在液晶显示器的显示面板和背光单元之间时，指纹传感器在屏幕区域中可见。由于其结构，背光单元的棱镜片具有许多气隙(air gap)。由于指纹传感器的接收效率由于气隙而降低，因此指纹传感器不能被设置在液晶显示器的屏幕区域下方。
发明内容
本公开提供了一种能够在没有莫尔条纹干涉(moire interference)的情况下感测屏幕处的指纹的显示装置以及包括该显示装置的移动信息终端。
在一个方面中，提供了一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，在所述显示面板上触摸指纹；以及联接到所述显示面板的指纹传感器，所述指纹传感器被配置为感测从所述显示面板的显示区域上的所述指纹反射的光。从所述指纹反射的光穿过所述显示面板入射在所述指纹传感器上。所述指纹传感器以与所述显示面板的长轴平行的参考线成预定角度倾斜地附接在显示面板上。
所述预定角度是相对于与显示面板的长轴平行的参考线的20°至45°的角度该显示装置还包括柔性电路板，所述指纹传感器安装在所述柔性电路板上。
所述柔性电路板包括：传感器安装部，所述指纹传感器被安装在所述传感器安装部上；以及尾部，所述尾部连接到所述传感器安装部并且连接到主板。
所述指纹传感器的附接方向线穿过所述指纹传感器的中心和所述柔性电路板的宽度方向的中心并且与所述参考线相交。所述指纹传感器的附接方向线相对于所述参考线的角度为20°至45°。
所述柔性电路板的所述尾部包括：位于靠近所述传感器安装部的第一尾部；以及以预定角度从所述第一尾部弯曲的第二尾部。
所述柔性电路板的所述指纹传感器和所述传感器安装部以与所述参考线成20°至45°的角度设置。所述第一尾部连接到所述传感器安装部并且以与所述参考线成20°至45°的角度延伸。所述第二尾部以110°至135°的小角度从所述第一尾部弯曲。
所述柔性电路板的所述指纹传感器和所述传感器安装部以与所述参考线成20°至45°的角度设置。所述尾部连接到所述传感器安装部并且以110°至135°的小角度从所述传感器安装部弯曲。
所述柔性电路板的所述指纹传感器和所述传感器安装部以与所述参考线成20°至45°的角度设置。所述第一尾部平行于所述参考线延伸。所述第二尾部以90°的小角度从所述第一尾部弯曲。
所述指纹传感器以与所述参考线成20°至45°的角度设置。所述柔性电路板的所述传感器安装部的一侧平行于所述参考线。所述柔性电路板的所述尾部的长轴垂直于所述参考线。
所述指纹传感器的像素被不均匀地设置。
在另一方面中，提供了一种移动信息终端，该移动信息终端包括：显示面板，在所述显示面板上触摸指纹；联接到所述显示面板的指纹传感器，所述指纹传感器被配置为感测从所述显示面板的显示区域上的所述指纹反射的光；主板，所述主板连接到所述指纹传感器；以及电池，所述电池连接到所述主板。所述指纹传感器以预定角度倾斜地附接在显示面板上。
附图说明
附图可以被包括进来以提供对本公开的进一步理解，并且被并入本说明书中且构成本说明书的一部分，附图例示了本公开的实施方式，并且与本说明书一起用来解释本公开的各种原理。
图1是例示根据本公开的实施方式的定向光源装置的截面图和平面图。
图2是例示图1所示的透明基板中的光路的截面图。
图3是例示被设置在显示面板上的定向光源装置的截面图。
图4例示了指纹感测区域。
图5是例示附接到显示面板的指纹传感器的截面图。
图6是例示显示面板的像素作为指纹识别光源操作的示例的截面图。
图7和图8是例示根据本公开的实施方式的显示面板和指纹传感器被应用于移动信息终端的示例的截面图。
图9A例示了指纹传感器与显示面板的附接角度为90°的示例。
图9B例示了当附接角度为90°时在指纹传感器的输出图像上看到的莫尔条纹干涉。
图10A例示了指纹传感器与显示面板的附接角度为45°的示例。
图10B例示了当附接角度为45°时指纹传感器的输出图像。
图11A例示了指纹传感器与显示面板的附接角度为20°的示例。
图11B例示了当附接角度为20°时看到的莫尔条纹干涉的拍摄图像。
图12是示意性地例示了指纹传感器的结构的平面图。
图13A和图13B是例示第一柔性电路板的结构的平面图。
图14和图15示意性地例示了根据本公开的实施方式的移动信息终端。
图16是在移动信息终端的后盖被分离的状态下从移动信息终端的后表面观看时的移动信息终端的平面图。
图17是例示根据本公开的实施方式的移动信息终端的结构的截面图。
图18A、图18B、图19A、图19B、图20A、图20B、图21A和图21B例示了根据本公开的实施方式的设置指纹传感器和第一柔性电路板的各种方法。
图22示意性地例示了根据本公开的实施方式的显示面板的像素阵列和指纹传感器的像素阵列。
具体实施方式
现在将详细地参考本公开的实施方式，在附图中例示了本公开的实施方式的示例。然而，本公开不限于以下公开的实施方式，并且可以以各种形式来实现。提供这些实施方式是为了使本公开更完整地描述，并且将本公开的范围完全地传达给本公开所属的领域中的技术人员。本公开的特定特征可以由权利要求的范围限定。
在用于描述本公开的实施方式的附图中例示了形状、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例性的，但是本公开不限于此，除非这样指定。相同的附图标记始终表示相同的元件。在下面的描述中，已经省略了可能不必要地使本发明的要旨混乱的与本文档相关的特定功能或配置的详细描述。
在本公开中，当使用术语“包括”、“具有”，“由…构成”等时，除非使用“仅～”，否则可以添加其它组件。单数表达可以包括复数表达，只要它在上下文中没有明显不同的含义即可。
在组件的解释中，即使没有单独的描述，它也被解释为包括误差的边界或误差范围。
在位置关系的描述中，当一个结构被描述为“在”另一结构“上或之上”、“在”另一结构“之下”、“在”另一结构“旁边”时，该描述应该被解释为包括所述结构彼此直接接触的情况以及在它们之间设置有第三结构的情况。
术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是所述组件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件和其它组件区分开的目的。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可以被指定为第二组件，反之亦然。
本公开的实施方式的特征可以彼此部分地组合或者完全地组合，并且可以以各种方式在技术上互锁驱动。实施方式可以独立实现，或者可以彼此结合实施。
根据本公开的实施方式的显示装置包括使用光源和指纹传感器的光学指纹传感器。在以下实施方式中，集中于电致发光显示器描述了根据本公开的实施方式的显示装置。更具体地，本公开的实施方式集中在有机电致发光显示器上进行描述，该有机电致发光显示器被配置为使得每个像素包括用作自发光元件的有机发光二极管(OLED)，作为电致发光显示器的示例。然而，应该注意的是，本公开的技术思想不限于有机电致发光显示器并且可以应用于包括无机电致发光材料的无机电致发光显示器。根据本公开的实施方式的显示装置可以应用于移动信息终端。移动信息终端包括手机、智能手机、平板计算机、笔记本计算机、可穿戴设备等。
根据本公开的实施方式的显示装置被配置为使得图1至图5中示出的定向光源装置SLS被设置在显示面板上并且指纹传感器被设置在显示面板的下方或内部，因此感测显示输入图像的屏幕处的指纹。当用户的指纹触摸定向光源装置SLS时，从指纹反射的光被指纹传感器转换为电信号并被检测为指纹图案。
参照图1至图5，根据本公开的实施方式的定向光源装置SLS是联接到显示面板DPNL的指纹传感器的光源。定向光源装置SLS包括透明基板CP、光源LS、光入射元件CHOE、光出射元件VHOE和低折射率层LR。透明基板CP可以是覆盖显示面板DPNL的盖玻璃。
定向光源装置SLS是用于将准直光散射到透明基板CP内的大区域的光学装置。优选但非必需的是，光源LS提供准直光。光源LS将红外波段或可见波段的激光照射到光入射元件CHOE上。
光入射元件CHOE被设置在光源LS和透明基板CP之间，并且以光能够在透明基板CP内全反射的角度折射来自光源LS的光。光出射元件VHOE被设置在显示面板DPNL的屏幕AA上以及显示面板DPNL和透明基板CP之间。光出射元件VHOE折射在透明基板CP内行进的光的一部分，使得在透明基板CP内行进的光的一部分能够穿过透明基板CP的后表面(或下表面)朝向显示面板DPNL行进。低折射率层LR被设置在光出射元件VHOE和显示面板DPNL之间并且低折射率层LR的折射率小于光出射元件VHOE的折射率。
光出射元件VHOE和光入射元件CHOE附接到透明基板CP的后表面。光出射元件VHOE是被配置为提供出射光300的光学元件。显示面板DPNL的屏幕AA被设置在光出射元件VHOE下方。显示面板DPNL的屏幕AA是包括显示输入图像的像素阵列的显示区域。
光入射元件CHOE是被配置为转换来自光源LS的光以使得来自光源LS的光在被扩散到透明基板CP中的同时具有准直特性的光学元件。光入射元件CHOE可以被设置在显示面板DPNL的边缘处，使得其与光源LS相对。
光出射元件VHOE和光入射元件CHOE可以被设置在同一平面上。考虑到制造工艺，优选但非必需的是，光出射元件VHOE和光入射元件CHOE形成在一个膜的不同区域中。光出射元件VHOE和光入射元件CHOE可以是全息光学元件。光出射元件VHOE和光入射元件CHOE可以在全息记录过程中被同时制造。在全息图记录过程中将具有光出射元件VHOE的图案的主膜和具有光入射元件CHOE的图案的主膜彼此相邻设置的状态下，用于光出射元件的全息图案和光入射元件的全息图案可以被同时记录在一个全息膜上。
全息图记录方法可以分为透射记录方法和反射记录方法。透射记录方法将参考光和物体光照射到全息膜的一个表面上，并且将干涉图案记录在全息膜的记录表面上。当使用透射记录方法将参考光照射到记录有信息的全息膜的一个表面上时，用由全息膜透射的+1级衍射光和-1级衍射光重构物体光的信息。
反射记录方法将参考光和物体光照射到全息膜上，全息膜插置在参考光和物体光之间。在反射记录方法中，将参考光照射到全息膜的一个表面上，并且将物体光照射到与全息膜的该一个表面相对的另一个表面上。因此，参考光和物体光的干涉图案被记录在全息膜的记录表面上。当使用反射记录方法将参考光照射到记录有信息的全息膜的一个表面上时，利用从全息膜反射的+1级衍射光和-1级衍射光来重构物体光的信息。
低折射率层LR被设置在元件VHOE和显示面板DPNL之间，以及元件CHOE与显示面板DPNL之间。低折射率层LR的折射率小于透明基板CP的折射率和光出射元件VHOE的折射率。
透明基板CP可以由折射率为1.5的透明基板制成。光出射元件VHOE和光入射元件CHOE中的每一个可以由透明全息膜制成。全息膜的折射率可以等于或稍大于透明基板CP的折射率。在本文公开的实施方式中，为了便于说明，假定光出射元件VHOE和光入射元件CHOE中的每一个的折射率等于透明基板CP的折射率。优选但非必需的是，低折射率层LR的折射率类似于待识别的指纹IM(即，人皮肤)的折射率。例如，低折射率层LR可具有约1.4的折射率，其接近人皮肤的折射率“1.39”。
优选但非必需的是，光源LS像激光器那样提供高度准直的光。由光源LS提供的准直光是入射光100，并且入射光100具有预定的横截面面积并照射到在光入射元件CHOE上限定的入射点IP上。入射光100可以沿着法线方向入射到入射点IP的表面。然而，实施方式不限于此。例如，如果必须或期望，则入射光100可以以相对于入射点IP的表面的法线倾斜的角度入射。
光入射元件CHOE以入射角将入射光100折射为行进光200，并且将行进光200发送到透明基板CP的内部。优选但非必需的是，入射角大于透明基板CP的内部全反射临界角。结果，行进光200在透明基板CP内全反射的同时沿着与透明基板CP的长度方向对应的X轴方向行进。因为来自光源LS的光在透明基板CP内全反射，所以即使光在可见波段内，也不能从外部看到来自光源LS的光。
光出射元件VHOE将行进光200的一部分转换成出射光300，并且将出射光300朝向透明基板CP的前表面折射。行进光200的剩余部分在透明基板CP内全反射并行进。出射光300在透明基板CP的前表面处全反射，但是穿过透明基板CP的后表面处的低折射率层LR。穿过透明基板CP的后表面的检测光(或称为“感测光”)400朝向显示面板DPNL行进。
出射光300的量根据光出射元件VHOE的光效率来确定。例如，当光出射元件VHOE的光效率为3％时，在行进光200首次接触光出射元件VHOE的第一发光区域中，入射光100的3％作为出射光300出射。此外，作为行进光200的入射光100的97％继续全反射并行进。之后，在第二发光区域中，入射光100的2.91％(其等于入射光100的剩余97％的3％)作为出射光300出射。
出射光300穿过透明基板CP的后表面，直到出射光300到达透明基板CP的与光源LS相对的远侧为止。为了在行进光200在透明基板CP内行进的同时提供预定量的出射光300，优选但非必需的是，光出射元件VHOE的光效率被指定为以指数方式逐渐增加。
当在包括纵向轴和厚度方向轴的XZ平面(或称为“垂直平面”)上观察时，行进光200在入射光100已经准直时保持准直。另一方面，优选但非必需的是，行进光200在包括纵向轴和宽度方向轴的XY平面(或称为“水平平面”)上具有图1的漫射角φ。这是为了与透明基板CP的区域对应地设置图像检测区域。例如，优选但非必需的是，如果可能的话，则光出射元件VHOE被设置为与光输出部LOT的整个区域相对应。此外，优选但非必需的是，漫射角φ等于或大于将入射点IP连接到透明基板CP的与光入射元件CHOE相对的另一侧上的两个端点P1和P2的两条线段之间的内角。
设置光入射元件CHOE的区域可以被限定为光输入部LIN。设置光出射元件VHOE的区域可以被限定为光输出部LOT。光输出部LOT也可以被限定为光在其中行进的光行进部。
当由光源LS提供的准直光的横截面面积为约0.5mm×0.5mm时，光入射元件CHOE可以具有与透明基板CP的宽度对应的长度和约3mm至5mm的宽度。光入射元件CHOE可以跨越透明基板CP的宽度设置。
来自光源LS的入射光100沿着法线方向进入光入射元件CHOE上的入射点IP的表面。光入射元件CHOE将入射光100转换成被折射成具有入射角θ的行进光200。行进光200在透明基板CP内传播。
优选但非必需的是，行进光200的入射角θ大于光出射元件VHOE与低折射率层LR之间的界面处的全反射临界角TVHOE_LR。例如，当透明基板CP和光出射元件VHOE的折射率为1.5并且低折射率层LR的折射率为1.4时，在光出射元件VHOE与低折射率层LR之间的界面处的全反射临界角TVHOE_LR约为69°。因此，优选但非必需的是，入射角θ大于69°。例如，入射角θ可以设置在70°至75°之间。
因为透明基板CP的前表面与空气层AIR接触，所以行进光200在透明基板CP的前表面处被全反射。这是因为透明基板CP与空气层AIR之间的界面处的全反射临界角TCP_AIR约为41.4°。也就是说，只要入射角θ大于光出射元件VHOE与低折射率层LR之间的界面处的全反射临界角TVHOE_LR，入射角θ就总是大于在透明基板CP与空气层AIR之间的界面处的全反射临界角TCP_AIR。
光出射元件VHOE将预定量的行进光200转换成具有反射角α的出射光300，并且将出射光300发送回到透明基板CP的内部。出射光300是用于识别触摸透明基板CP的前表面(或上表面)的指纹IM的图案的光。当在透明基板CP的表面上没有指纹时，出射光300必须在透明基板CP的前表面处全反射并且传播到被设置在定向光源装置SLS下方的指纹传感器ISS。在出射光300在透明基板CP的前表面处全反射之后，出射光300用作检测光400并且在定向光源装置SLS下方传播。如图2所示，TCP_AIR<α<TVHOE_LR<θ。例如，反射角α可以设置在45°至55°之间，入射角θ可以设置在70°至75°之间。
如图3所示，显示面板DPNL可以被设置在定向光源装置SLS下方。指纹传感器ISS能够以预定角度倾斜地附接到显示面板DPNL的后表面。可以考虑外围元件的设置状态来适当地设置该预定角度。指纹传感器ISS将通过显示面板DPNL入射的光转换成电信号，并且将指纹图案图像输出到透明基板CP。指纹传感器ISS的像素阵列包括光传感器像素。光传感器像素包括诸如光电二极管或光电晶体管这样的光检测元件。指纹传感器ISS可以使用诸如光学透明粘合剂(OCA)、压敏粘合剂(PSA)等这样的粘合剂附接到显示面板DPNL。然而，实施方式不限于此。
入射光100通过光入射元件CHOE转换成行进光200。按照它在作为包括纵向轴的X轴和宽度方向轴的Y轴的水平平面的XY平面上具有漫射角φ的方式将行进光200进行转换。行进光200还在作为包括纵向方向轴的X轴和厚度方向轴的Z轴的垂直平面的XZ平面上保持原始准直的状态(其中入射光100已被准直)。
优选但非必需的是，漫射角φ等于或大于将入射点IP连接到透明基板CP的与光入射元件CHOE相对的另一侧上的两个端点的两条线段之间的内角。在这种情况下，行进光200在以具有漫射角φ的三角形形状漫射的同时在透明基板CP内传播。出射光300也被设置在与行进光200相同的范围内。结果，指纹感测区域SA可以在从入射点IP以漫射角φ扩大的三角形区域内选择。图4的圆形阴影部分可以被指定为指纹感测区域SA。然而，实施方式不限于此。
当指纹感测区域SA形成在显示面板DPNL的中心部分中或者形成在显示面板DPNL的与光入射元件CHOE相对的上侧的一部分中时，优选但非必需的是，出射光300的量在指纹感测区域SA中具有最大值。为此，光出射元件VHOE的光效率可以被设计为位置的函数，使得其在与指纹感测区域SA相对应的部分中具有最大值并且在其它部分中具有最小值或接近于零的值。
当指纹IM触摸透明基板CP时，光从透明基板CP的前表面在指纹IM的谷V的位置处反射，穿过光出射元件VHOE和低折射率层LR并且朝向显示面板DPNL行进。因此，光线能够到达指纹传感器ISS。另一方面，因为触摸透明基板CP的指纹IM的脊R处的光通过人皮肤传播到外部，所以光不能到达指纹传感器ISS。
指纹传感器ISS将从指纹IM反射的光转换成电信号并检测指纹图案。指纹传感器ISS放大从每个光传感器像素输出的电压并且将放大后的电压转换成数字数据。指纹传感器ISS可以将指纹IM的脊R转换成白色灰度级的数据，并且将指纹IM的谷V转换成黑色灰度级的数据。相反，指纹传感器ISS可以将指纹IM的脊R转换成黑色灰度级的数据，并且将指纹IM的谷V转换成白色灰度级的数据。指纹识别处理器(未示出)执行预定的指纹认证算法，并且将由指纹传感器ISS实时检测到的指纹图案数据与先前存储的用户指纹图案进行比较，从而对指纹进行认证。
指纹传感器ISS被设置为使得指纹传感器ISS的光接收表面指向指纹感测区域SA。根据本公开的实施方式的显示装置能够在屏幕AA上显示指示指纹感测区域SA的位置的图像，使得用户能够在需要指纹识别时容易地知道指纹感测区域SA的位置。
光出射元件VHOE和低折射率层LR被设置在显示面板DPNL上。低折射率层LR可以使用光学透明粘合剂附接到显示面板DPNL。指纹传感器ISS的光传感器像素位于定向光源装置SLS的透明基板CP、光出射元件VHOE和低折射率层LR的对面。
如图6所示，本公开的实施方式可以使用显示面板DPNL的像素作为指纹感测光源。本公开的实施方式可以在没有上述定向光源装置SLS的情况下实现与显示面板DPNL集成的指纹传感器。
参照图6，显示面板DPNL的前表面可以被透明基板CP覆盖。用户的指纹可以触摸显示面板DPNL的屏幕AA上的透明基板CP。
显示面板DPNL的像素阵列包括多条数据线、与数据线交叉的多条选通线和设置成矩阵的显示像素PIX。每个显示像素PIX可以包括用于颜色实现的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。每个显示像素PIX还可以包括白色子像素。每个子像素可以包括诸如有机发光二极管(OLED)这样的发光元件。
指纹传感器ISS在与指纹感测区域SA交叠的位置处附接到显示面板DPNL的后表面，使得指纹传感器ISS与显示面板DPNL的屏幕AA上的指纹感测区域SA相对。泡沫垫和金属层可以附接到显示面板DPNL的后表面。为了增加指纹传感器ISS的光接收效率并减小显示装置的厚度，指纹传感器ISS可以直接附接到显示面板DPNL的由泡沫垫和金属层的孔暴露的后表面。
当发生要求指纹识别的事件时，指纹感测区域SA的像素PIX发光。来自像素PIX的光从指纹IM的触摸透明基板CP的脊R反射，并且被指纹传感器ISS的光传感器像素接收。另一方面，来自像素PIX的光穿过指纹IM的谷V而难以反射。指纹传感器ISS的每个光传感器像素使用将光转换成电信号的光传感器来将从指纹IM的谷V反射的光转换成电压，放大该电压并且将放大后的电压转换为数字数据。指纹识别处理器执行预定的指纹认证算法，并且将由指纹传感器ISS实时检测到的指纹图案数据与先前存储的用户指纹图案进行比较，因此对指纹进行认证。
图5和图6中所示的显示面板DPNL和指纹传感器ISS可以具有移动信息终端中的图7或8所示的结构。
参照图7，根据本公开的实施方式的移动信息终端包括显示屏幕AA上的图像的显示面板DPNL、附接到显示面板DPNL的指纹传感器ISS以及驱动显示面板DPNL的驱动器集成电路(IC)25。透明基板CP被设置在显示面板DPNL上。
用户的指纹可以触摸透明基板CP的前表面。指纹传感器ISS联接到显示面板DPNL以感测从显示面板DPNL的显示区域上的指纹反射的光。从指纹反射的光通过显示面板DPNL入射在指纹传感器ISS上。指纹传感器ISS与指纹触摸表面(即，透明基板CP的前表面)相对设置，显示面板DPNL插置在指纹传感器ISS与指纹触摸表面之间。指纹传感器ISS检测从用户的指纹反射的光并且输出指纹图案图像。因此，指纹触摸操作和指纹图案检测操作在显示面板DPNL的相对侧执行。
显示面板DPNL可以是诸如塑料OLED显示器这样的柔性显示装置的柔性显示面板。然而，实施方式不限于此。在塑料OLED显示器的情况下，显示面板DPNL包括背板19、附接到背板19的有机薄膜17、形成在有机薄膜17上的显示区域16、设置在显示区域16上的触摸传感器阵列15以及附接到触摸传感器阵列15的偏光膜14。显示区域16包括显示图像的像素阵列。
偏光膜14阻挡外部光在显示面板DPNL处被反射并且改善室外可见度。偏光膜14可以包括圆偏光片(或λ/4板)。偏光膜14通过粘合剂13(例如，光学透明粘合剂(OCA))附接到透明基板CP。
背板19可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate PET)基板。然而，实施方式不限于此。背板19防止显示区域16暴露于湿气或潮气并且支承显示区域16。有机薄膜17可以是薄的聚酰亚胺(polyimide PI)膜基板。可以在有机薄膜17上形成由绝缘材料制成的多层缓冲层(未示出)。用于向显示区域16和触摸传感器阵列15供应电力或信号的多条线可以形成在有机薄膜17上。
显示区域16包括数据线、与数据线交叉的选通线和布置成矩阵的像素。显示区域16是显示输入图像的屏幕。每个像素包括发光元件。例如，每个像素可以包括OLED和OLED的驱动电路。显示区域16的数据线连接到驱动器IC 25并且从驱动器IC 25接收数据信号。触摸传感器阵列15由触摸传感器驱动器驱动以感测触摸输入。触摸传感器阵列15将每个触摸输入的坐标和标识(ID)代码发送到主机系统。
指纹传感器ISS安装在第一柔性电路板FPCB1上。因为指纹传感器ISS被设置在显示区域16的下方，所以指纹传感器ISS在不改变显示面板DPNL的结构的情况下不影响显示装置的边框的尺寸并且可以感测指纹图案。第一柔性电路板FPCB1和第二柔性电路板FPCB2中的每一个可以从柔性印刷电路板(FPCB)、柔性扁平线缆(FFC)和柔性印刷电路(FPC)当中选择。
驱动器IC 25可以安装在第二柔性电路板FPCB2上。移动信息终端中的驱动器IC25包括用于向显示面板DPNL的数据线提供数据信号的数据驱动器、用于向显示面板DPNL的选通线(或称为“扫描线”)提供选通信号(或称为“扫描信号”)的选通驱动器以及用于控制数据驱动器和选通驱动器的操作定时的定时控制器。驱动器IC 25将从主机系统接收到的输入图像的数据写入显示面板DPNL的像素。主机系统经由第一柔性电路板FPCB1连接到指纹传感器ISS，并且经由第二柔性电路板FPCB2连接到显示面板驱动电路。主机系统可以是移动信息终端中的应用处理器(AP)。然而，实施方式不限于此。
泡沫垫20和金属层21可以层压在显示面板DPNL的背板19上。泡沫垫20可以由泡沫树脂制成并且吸收振动或冲击。金属层21可以由屏蔽电磁干扰(EMI)的金属(例如，铜(Cu))制成。
泡沫垫20和金属层21中的每一个具有使背板19暴露的孔30，使得指纹传感器ISS附接到背板19。指纹传感器ISS被设置在孔30中。指纹传感器模块的光接收部用粘合剂22粘合到背板19。粘合剂22可以是光学透明粘合剂(OCA)、压敏粘合剂(PSA)等。中间框架27可以具有用于使插入有指纹传感器ISS的孔暴露的孔。
因为指纹传感器ISS被嵌入在泡沫垫20和金属层21的孔中，所以透明基板CP上的指纹和指纹传感器ISS之间的距离能够减小。嵌入有指纹传感器ISS的结构能够提高指纹传感器ISS的光接收效率并且提高指纹传感性能。
中间框架27容纳显示面板DPNL、指纹传感器ISS、驱动器IC 25等。中间框架27的上侧壁可以使用双面胶28附接到透明基板CP。装饰膜12可以附接到透明基板CP。图片、文字等可以印刷在装饰膜12上。有机薄膜17的一侧弯曲到显示面板DPNL的后表面并且连接到第二柔性电路板FPCB2的一端。心轴18附接到背板19的侧面和泡沫垫20的侧面并且支承有机薄膜17的弯曲部。
显示面板DPNL可以被实现为设置在玻璃基板上的OLED显示面板。在这种情况下，背板19和有机薄膜17可以被单个玻璃基板取代。
除了指纹传感器ISS被附接到泡沫垫20之外，图8的配置与图7的配置基本相同。在图8的配置中，插入有指纹传感器ISS的孔针对金属层21设置，但是不针对泡沫垫20设置。泡沫垫20可以由具有高透明度的材料形成，使得泡沫垫20不吸收由指纹传感器ISS接收的光。
显示面板DPNL的像素阵列和指纹传感器ISS的像素阵列各自包括以规则间隔隔开的多条线。因此，当显示面板DPNL和指纹传感器ISS彼此交叠时，由于周期性图案的交叠，可以看到莫尔条纹干涉。例如，当如图9A所示指纹传感器ISS以90°附接到显示面板DPNL时，由于指纹传感器ISS与显示面板DPNL之间的干扰，在仅存在指纹传感器ISS时看不到的莫尔条纹干涉可以以条纹形式出现，如图9B所示。当图9B所示的莫尔条纹干涉覆盖在从指纹传感器ISS输出的指纹图案图像上时，难以识别指纹图案。这导致指纹识别率降低。
在图9A中，“REF”是与显示面板DPNL的长轴X平行的虚拟附接参考线。“Aiss”是穿过指纹传感器ISS的中心和第一柔性电路板FPCB1的宽度W的方向的中心并且与虚拟附接参考线REF交叉的虚拟传感器附接方向线。第一柔性电路板FPCB1的一侧的端子连接到指纹传感器ISS的端子，并且第一柔性电路板FPCB1的另一侧的端子连接到主机系统(未示出)的端子。指纹传感器ISS通过第一柔性电路板FPCB1连接到主机系统。如上所述，可以从柔性印刷电路板(FPCB)、柔性扁平线缆(FFC)和柔性印刷电路(FPC)当中选择的第一柔性电路板FPCB1是将指纹传感器ISS电连接到主机系统的电路组件。在这里公开的实施方式中，第一柔性电路板FPCB1用附图标记“FPCB”表示，但是不限于柔性印刷电路板FPCB。
本公开的实施方式通过将指纹传感器ISS对显示面板DPNL的附接角度设置为预定角度来防止莫尔条纹干涉。例如，预定角度可以被设定为相对于与显示面板DPNL的长轴平行的参考线REF约20°到45°。附接角度指示当显示面板DPNL被设置在0°时(即，当附接参考线REF未倾斜并且位于0°时)指纹传感器ISS与显示面板DPNL的角度。例如，当附接参考线REF与传感器附接方向线Aiss彼此一致时，附接角度为0°。即，附接角度可以被测量为附接参考线REF与传感器附接方向线Aiss之间的角度。
图10A例示了指纹传感器ISS对显示面板DPNL的附接角度为45°的示例。图10B例示了当附接角度为45°时指纹传感器ISS的输出图像。图11A例示了指纹传感器ISS对显示面板DPNL的附接角度为20°的示例。图11B例示了当附接角度为20°时指纹传感器ISS的输出图像。
参照图10A至图11B，当指纹传感器ISS对显示面板DPNL的附接角度为25°至45°时，能够从指纹传感器ISS获得没有莫尔条纹干扰的图像。当指纹传感器ISS对显示面板DPNL的附接角度为45°时，能够获得没有莫尔条纹干扰的最清晰的图像。
由指纹传感器ISS和第一柔性电路板FPCB1在45°附接角度处占据的短方向Y的长度比在20°的附接角度处的长度长。因此，在需要减小显示面板DPNL在短方向Y上的长度的移动信息终端的情况下，指纹传感器ISS对显示面板DPNL的附接角度可以减小到20°或接近20°的角度。
图12是示意性地例示指纹传感器ISS的结构的平面图。图13A和图13B是例示第一柔性电路板FPCB1的结构的平面图。
参照图12至图13B，指纹传感器ISS包括形成有光传感器像素阵列231的半导体芯片232以及将半导体芯片232密封的模具233。指纹传感器ISS可以被实现为传感器封装。金属线按照将光传感器像素阵列231连接到第一柔性电路板FPCB1的端子的方式设置在半导体芯片232上。
第一柔性电路板FPCB1包括安装有指纹传感器ISS的传感器安装部241以及将传感器安装部241连接到图14和图15中所示的主板的尾部242。传感器安装部241可以被形成为矩形形状，但是不限于此。尾部242的宽度小于传感器安装部241的宽度。尾部242可以连接到传感器安装部241的一侧，或者可以连接到传感器安装部241的两侧，如图19A和图19B所示。传感器安装部241和尾部242各自包括将指纹传感器ISS连接到主板的线。尾部242包括在尾部242的一端连接到主板的连接器的端子。
尾部242可以被形成为如图13A所示的直线形状，或者可以被形成为如图13B所示的以预定角度弯曲的形状。当尾部242以预定角度弯曲时，尾部242包括位于靠近传感器安装部241的第一尾部242a以及从第一尾部242a以预定角度弯曲并且连接到主板的第二尾部242b。尾部242可以包括N(N是等于或大于2的正整数)个子尾部，其以任意预定角度彼此连接以考虑外围元件的设置而以各种形状弯曲。
图14和图15示意性地例示了根据本公开的实施方式的移动信息终端。更具体地，图14和图15通过示例的方式例示了全触摸屏结构的移动信息终端。然而，实施方式不限于此。
参照图14和图15，根据本公开的实施方式的移动信息终端包括显示面板DPNL、前盖101、后盖103、中间框架27、主板104、电池105等。在这里公开的实施方式中，“盖”可以被表示为壳体和外壳。
显示面板DPNL的前表面可以被透明基板CP覆盖。透明基板CP可以被实现为钢化玻璃。前盖101覆盖显示面板DPNL的边缘和透明基板CP的边缘。前置相机和各种传感器可以被设置在移动信息终端的前表面上。后置相机和各种传感器可以被设置在移动信息终端的后表面上。传感器包括适用于移动信息终端的各种传感器，例如接近传感器、陀螺仪传感器、磁传感器、运动传感器、照度传感器、RGB传感器、霍尔传感器、温度/湿度传感器、心率传感器、指纹扫描传感器等。
在前盖101和后盖103上安装有音频视频(AV)输入单元、用户输入单元、扬声器、麦克风等。AV输入单元、用户输入单元、扬声器、麦克风连接到主板104。
显示面板DPNL、中间框架27、主板104、电池105等被设置在前盖101和后盖103之间。中间框架27支承显示面板DPNL并且在空间上分隔显示面板DPNL和主板104。用于驱动显示面板DPNL的驱动器IC 25连接到第二柔性电路板FPCB2。指纹传感器ISS和第一柔性电路板FPCB1被设置在显示面板DPNL的后表面上。第一柔性电路板FPCB1和第二柔性电路板FPCB2连接到主板104。
主板104通过第一柔性电路板FPCB1和第二柔性电路板FPCB2连接到驱动器IC25和指纹传感器ISS。尽管未示出，但是主板104可以包括无线通信模块、短距离通信模块、移动通信模块、广播接收模块、AV输入单元、全球定位系统(GPS)模块、电力电路等。用户输入单元、扬声器、麦克风、电池105等连接到主板104。电力电路从电池105的电压中去除噪声并且适当地调整电池105的电压以产生用于驱动主板104、驱动器IC 25和指纹传感器ISS上的电路的电力。在移动信息终端中，主板104包括作为应用处理器(AP)的主机系统。应用处理器可以经由移动行业处理器接口(MIPI)将图像数据发送到驱动器IC 25。
如图15和图16所示，主板104可以被形成在不与电池105交叠的膜基板上，但是不限于此。为了减小移动信息终端的厚度，如图16和图17所示，电池105可以具有容纳安装有指纹传感器ISS的第一柔性电路板FPCB1的至少一部分的凹槽106。
图18A至图21B例示了根据本公开的实施方式的设置指纹传感器和第一柔性电路板的各种方法。
参照图18A和图18B，第一柔性电路板FPCB1的指纹传感器ISS和传感器安装部241中的每一个的附接角度可以是20°至45°。在这种情况下，平行于虚拟附接参考线REF的第二虚拟附接参考线REF2被以0°设置，并且第一柔性电路板FPCB1的指纹传感器ISS和传感器安装部241中的每一个相对于第二附接参考线REF2的附接角度为20°至45°。第二虚拟附接参考线REF2可以与上述虚拟附接参考线REF基本相同。
第一柔性电路板FPCB1的尾部242包括第一尾部242a和第二尾部242b，第一尾部242a连接到传感器安装部241并且从传感器安装部241以相对于第二附接参考线REF2成20°至45°的角度延伸，第二尾部242b以110°至135°的小角度从第一尾部242a弯曲。当第二附接参考线REF2被以0°设置时，第二尾部242b的长轴的方向是与第二附接参考线REF2垂直(即，90°)的方向。
参照图19A和图19B，第一柔性电路板FPCB1的指纹传感器ISS和传感器安装部241中的每一个的附接角度可以是20°至45°。在这种情况下，平行于虚拟附接参考线REF的第二虚拟附接参考线REF2位于0°，并且第一柔性电路板FPCB1的指纹传感器ISS和传感器安装部241中的每一个相对于第二附接参考线REF2的连接角度为20°至45°。
第一柔性电路板FPCB1的尾部242连接到传感器安装部241并且以110°至135°的小角度从传感器安装部241弯曲。当第二附接参考线REF2被以0°设置时，第二尾部242b的长轴的方向是与第二附接参考线REF2垂直(即，90°)的方向。
参照图20A和图20B，指纹传感器ISS的附接角度θi可以是20°至45°。第一柔性电路板FPCB1的传感器安装部241的附接角度为与第二虚拟附接参考线REF2平行的0°。因此，在第一柔性电路板FPCB1的传感器安装部241上的指纹传感器ISS的附接角度θi可以是20°至45°。
第一柔性电路板FPCB1的尾部242包括第一尾部242a和第二尾部242b，第一尾部242a连接到传感器安装部241并且平行于第二附接参考线REF2设置，第二尾部242b以90°的小角度从第一尾部242a弯曲。第二尾部242b的长轴的方向是与第二附接参考线REF2垂直(即，90°)的方向。传感器安装部241与第一尾部242a之间的边界线BL是与第二附接参考线REF2垂直(即，90°)的虚线。指纹传感器ISS可以以与分界线BL成20°至45°的角度倾斜地安装在第一柔性电路板FPCB1的传感器安装部241上。
参照图21A和图21B，指纹传感器ISS的附接角度θi可以是20°至45°。第一柔性电路板FPCB1的传感器安装部241的一侧被设置在与第二虚拟附接参考线REF2平行的0°处。因此，在第一柔性电路板FPCB1的传感器安装部241上的指纹传感器ISS的附接角度θi可以是20°至45°。
第一柔性电路板FPCB1的尾部242连接到传感器安装部241并且与第二附接参考线REF2成直角地延伸。尾部242的长轴的方向是与第二附接参考线REF2垂直(即，90°)的方向。传感器安装部241和尾部242之间的边界线BL是与第二附接参考线REF2平行(即0°)的虚线。
指纹传感器ISS可以以与传感器安装部241成20°至45°的角度倾斜地安装在传感器安装部241上。
图22示意性地例示了根据本公开的实施方式的显示面板的像素阵列和指纹传感器的像素阵列。
如图22所示，当指纹传感器ISS的光传感器像素PIX2被不均匀地设置时，能够防止莫尔条纹干扰。当显示面板DPNL的显示像素PIX1和指纹传感器ISS的光传感器像素PIX2彼此周期性地交叠时，可以清楚地看到莫尔条纹干扰。当指纹传感器ISS的光传感器像素PIX2被不均匀地设置时，指纹传感器ISS的像素阵列的金属线被不均匀地设置在半导体芯片上。因此，即使当显示面板DPNL的显示像素PIX1和指纹传感器ISS的光传感器像素PIX2彼此交叠时，周期性也消失。结果，看不到莫尔条纹干扰。本实施方式可以应用于本公开的上述实施方式。
如上所述，本公开的实施方式检测与用户的指纹接触的指纹触摸表面的相对侧处的指纹图案，并且因此能够在显示图像的屏幕上感测用户的指纹。本公开的实施方式能够通过优化指纹传感器对显示面板的附接角度来防止莫尔条纹干扰。
本发明的实施方式在金属层和泡沫垫中形成孔，并且将指纹传感器设置在孔中，因此确保接触指纹的透明基板与指纹传感器之间的光路并实现薄型显示装置。
尽管已经参照多个例示性实施方式描述了实施方式，但是应该理解的是，本领域技术人员能够设计出落入本公开的原理的范围内的许多其它修改和实施方式。更具体地，能够在本公开、附图和所附的权利要求的范围内对主题组合布置的组成部分和/或布置进行各种变化和修改。除了组成部分和/或布置的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员也将是显而易见的。
本申请要求于2017年9月11日提交的韩国专利申请No.10-2017-0115862的权益，该韩国专利申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文中，如同在本文中完全阐述一样。

Claims (13)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
显示面板，所述显示面板被配置为接收用户手指在所述显示面板的显示区域上的触摸；以及
联接到所述显示面板的指纹传感器，所述指纹传感器被配置为感测从所述用户手指的指纹反射的光，其中，从所述指纹反射的光穿过所述显示面板入射在所述指纹传感器上，
其中，所述指纹传感器以与所述显示面板的长轴平行的参考线成预定角度而倾斜地附接在所述显示面板上，
其中，所述显示面板的屏幕包括多个显示像素，
其中，所述指纹传感器包括多个光传感器像素，
其中，来自所述显示像素的光从所述用户手指的触摸透明基板的指纹反射，并且被所述指纹传感器的光传感器像素接收。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述预定角度是相对于所述参考线的20°至45°的角度。
3.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括柔性电路板，所述指纹传感器安装在所述柔性电路板上，
其中，所述柔性电路板包括：
传感器安装部，所述指纹传感器被安装在所述传感器安装部上；以及
尾部，所述尾部连接到所述传感器安装部。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述指纹传感器的附接方向线穿过所述指纹传感器的中心和所述柔性电路板的宽度方向的中心并且与所述参考线相交，
其中，所述指纹传感器的附接方向线相对于所述参考线的角度为20°至45°。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述柔性电路板的所述尾部包括：
位于靠近所述传感器安装部的第一尾部；以及
以预定角度从所述第一尾部弯曲的第二尾部。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述柔性电路板的所述传感器安装部和所述指纹传感器以与所述参考线成20°至45°的角度设置，
其中，所述第一尾部连接到所述传感器安装部并且以与所述参考线成20°至45°的角度延伸，
其中，所述第二尾部以110°至135°的角度从所述第一尾部弯曲。
7.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述柔性电路板的所述传感器安装部和所述指纹传感器以与所述参考线成20°至45°的角度设置，
其中，所述尾部连接到所述传感器安装部并且以110°至135°的角度从所述传感器安装部弯曲。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述柔性电路板的所述传感器安装部和所述指纹传感器以与所述参考线成20°至45°的角度设置，
其中，所述第一尾部平行于所述参考线延伸，
其中，所述第二尾部以90°的角度从所述第一尾部弯曲。
9.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述指纹传感器以与所述参考线成20°至45°的角度设置，
其中，所述柔性电路板的所述传感器安装部的一侧平行于所述参考线，
其中，所述柔性电路板的所述尾部的长轴垂直于所述参考线。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的显示装置，其中，所述指纹传感器在与指纹感测区域交叠的位置处附接到所述显示面板的后表面，使得所述指纹传感器与所述显示面板的屏幕上的所述指纹感测区域相对，
其中，当发生要求指纹识别的事件时，所述指纹感测区域的显示像素发光。
11.一种移动信息终端，该移动信息终端包括：
显示面板，所述显示面板被配置为接收用户手指在所述显示面板的显示区域上的的触摸；
联接到所述显示面板的指纹传感器，所述指纹传感器被配置为感测从所述用户手指的指纹反射的光，其中，从所述指纹反射的光穿过所述显示面板入射在所述指纹传感器上；
主板，所述主板连接到所述指纹传感器；以及
电池，所述电池连接到所述主板，
其中，所述指纹传感器以与所述显示面板的长轴平行的参考线成预定角度而倾斜地附接在所述显示面板上，
其中，所述显示面板的屏幕包括多个显示像素，
其中，所述指纹传感器包括多个光传感器像素，
其中，来自所述显示像素的光从所述用户手指的触摸透明基板的指纹反射，并且被所述指纹传感器的光传感器像素接收。
12.根据权利要求11所述的移动信息终端，其中，所述预定角度是相对于所述参考线的20°至45°的角度。
13.根据权利要求11或12所述的移动信息终端，其中，所述指纹传感器在与指纹感测区域交叠的位置处附接到所述显示面板的后表面，使得所述指纹传感器与所述显示面板的屏幕上的所述指纹感测区域相对，
其中，当发生要求指纹识别的事件时，所述指纹感测区域的显示像素发光。
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