实用新型内容
本实用新型的实施方式提供了一种显示模组及电子装置。
本实用新型实施方式的显示模组包括显示屏及超声波传感器,沿所述显示屏的发光方向,所述显示屏包括依次设置的发光单元和发光控制单元,所述发光控制单元包括薄膜晶体管和薄膜晶体管基板;所述超声波传感器集成在所述显示屏内,所述超声波传感器包括基材、多个像素电极、压电元件、导电电极、及与多个所述像素电极连接的处理芯片。所述基材为所述薄膜晶体管基板。多个所述像素电极制作在所述薄膜晶体管基板上并呈阵列分布。所述压电元件设置在所述薄膜晶体管基板上并覆盖多个所述像素电极,所述压电元件用于发射超声波并在接收到待检测物反射的超声波后产生电信号,多个所述像素电极用于接收所述电信号。所述导电电极设置在所述压电元件上,所述压电元件位于所述像素电极与所述导电电极之间。所述处理芯片用于处理所述电信号以形成所述待检测物的超声波影像。
本实用新型实施方式的显示模组中的超声波传感器集成在显示屏内,使得超声波传感器不会占用显示模组以外的空间,便于将显示屏做得更大,提高手机、平板电脑等电子装置的屏占比;相较于将超声波传感器设置在显示屏外部且远离用户的一侧,本实施方式的超声波传感器更靠近用户,从而减小超声波在显示模组中传播时产生的损失,提升超声波传感器的指纹识别精度;同时,超声波传感器的每个像素电极能够根据接收到的电信号确定待检测物按压在超声波传感器上的位置及压电元件在该位置上产生的电信号,从而减少了处理芯片需要处理的数据量、提升了超声波传感器的识别效率。进一步地,由于多个像素电极直接形成在彩色滤光片上,从而显示模组不需要额外提供基材,进一步减小了显示模组的厚度,便于将显示模组做得更薄。
在某些实施方式中,所述超声波传感器为一体的薄膜结构。一体薄膜结构的超声波传感器更容易集成在显示模组内,便于制造显示模组。
在某些实施方式中,所述压电元件为压电材料制成的整体的层状结构。整体的层状结构的压电元件容易制造,且制造成本较低。
在某些实施方式中,所述压电元件包括多个压电柱,多个所述压电柱设置在所述基材上并呈阵列分布,多个所述压电柱与多个所述像素电极对应,每个所述压电柱覆盖对应的所述像素电极。由于压电元件上的多个压电柱阵列设置,因此每个压电柱受到相邻的压电柱产生的电性干扰及振动干扰较小,从而相较于由压电材料制成的整体的层状结构(即片状结构),本实施方式的压电元件在超声波作用下产生的电信号更准确,进而处理芯片处理该信号形成的超声波影像更准确。
在某些实施方式中,所述基材上形成有呈阵列分布的多个像素电路及与多个所述像素电路对应的多条导线,多个所述像素电路与多个所述像素电极对应,每个所述像素电路与对应的所述像素电极连接,每条所述导线用于连接对应的所述像素电路及所述处理芯片。本实施方式通过设置像素电路及导线,便于像素电极与处理芯片电连接。
在某些实施方式中,所述超声波传感器还包括:
连接电极,所述连接电极设置在所述基材的远离多个所述像素电极的一侧并与所述处理芯片连接;及
引线,所述像素电极通过所述引线连接至所述连接电极,所述导电电极通过所述引线连接至所述连接电极。
本实施方式通过设置引线及连接电极,便于像素电极与导电电极分别与处理芯片电连接。
在某些实施方式中,所述导电电极为整体的层状结构。导电电极呈整体的层状结构,便于处理芯片控制导电电极的通断电,同时使导电电极容易制造并且制作成本较低。
在某些实施方式中,所述导电电极包括层状结构及自所述层状结构的两端分别延伸的延伸结构,所述层状结构与所述延伸结构共同包裹住所述压电元件。处理芯片可通过延伸结构与导电电极电连接。如此,通过设置延伸结构便于处理芯片与导电电极电连接。
在某些实施方式中,所述导电电极包括多个间隔设置的条状结构,每个条状结构的所述导电电极与一行或一列上的所述像素电极对应。相对于层状结构的导电电极,条状结构的导电电极更便于处理芯片控制导电电极的信号输入及输出,从而提升了超声波传感器识别指纹的精度。
在某些实施方式中,所述导电电极的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。由上述材料制成的导电电极具有较好的韧性及透光性,从而由该导电电极制成的超声波传感器具有较好的韧性;集成在显示屏内的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示,超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中,所述导电电极的透光率大于90%。使该导电电极制成的超声波传感器具有较好的透光性,从而超声波传感器不会遮挡显示屏的显示,超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中,所述基材的材料为玻璃或聚酰亚胺薄膜。如此,由上述材料制成的基材的成本较低、透光性较好,由该基材制成的超声波传感器的成本较低、透光性较好;当超声波传感器集成在显示屏内时,具有较好的透光性的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示,同时集成在显示屏内的超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中,所述像素电极的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。由上述材料制成的像素电极具有较好的韧性及透光性,从而由该像素电极制成的超声波传感器具有较好的韧性及透光性;集成在显示屏内的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示,超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中,所述超声波传感器还包括电路板,多个所述像素电极、所述导电电极、及所述处理芯片均与所述电路板电性连接。电路板设置有连接器以便于超声波传感器通过电路板上的连接器与其他电子元件电连接。
本实用新型实施方式的电子装置包括:
壳体及上述任意一项实施方式所述的显示模组,所述显示模组设置在所述壳体上。
本实用新型实施方式的电子装置及显示模组中的超声波传感器集成在显示屏内,从而超声波传感器不会占用显示模组以外的空间,便于将显示屏做得更大,提高手机、平板电脑等电子装置的屏占比;相较于将超声波传感器设置在显示屏外部且远离用户的一侧,本实施方式的超声波传感器更靠近用户,从而减小超声波在显示模组中传播时产生的损失,提升超声波传感器的指纹识别精度;同时,超声波传感器的每个像素电极能够根据接收到的电信号确定待检测物按压在超声波传感器上的位置及压电元件在该位置上产生的电信号,从而减少了处理芯片需要处理的数据量、提升了超声波传感器的识别效率。进一步地,由于多个像素电极直接形成在彩色滤光片上,从而显示模组不需要额外提供基材,进一步减小了显示模组的厚度,便于将电子装置做得更薄。
本实用新型的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图2是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图3是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的分解示意图;
图4是本实用新型某些实施方式的电子装置的平面示意图;
图5是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图6是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图7是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图8是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图9是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图10是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图11是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图12是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图13是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图14是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图15是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图16是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图17是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图18是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图19是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图20是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图21是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图22是本实用新型某些实施方式的显示屏的剖视图;
图23是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图24是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图25是本实用新型某些实施方式的显示模组的剖视图;
图26是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图27是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的分解示意图;
图28是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的分解示意图;
图29是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图30是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图31是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图;
图32是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的分解示意图;和
图33是本实用新型某些实施方式的超声波传感器的剖视图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1及图2,本实用新型实施方式的显示模组200包括显示屏90及超声波传感器100。超声波传感器100集成在显示屏90内。超声波传感器100包括基材10、多个像素电极20、压电元件30、导电电极40及处理芯片50。多个像素电极20制作在基材10上并呈阵列分布。压电元件30设置在基材10上并覆盖多个像素电极20,压电元件30用于发射超声波并在接收到待检测物反射的超声波后产生电信号,多个像素电极20用于接收该电信号。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。处理芯片50与多个像素电极20连接,处理芯片50用于处理该电信号以形成待检测物的超声波影像。
显示屏90可以为液晶显示屏或有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode,OLED)显示屏。超声波传感器100为一体结构并集成在显示屏90内。超声波传感器100的透光率大于90%,以使超声波传感器100集成在显示屏90中时,超声波传感器100不会遮挡显示屏90而导致显示屏90的显示效果较差。
待检测物可以为手指、测试模板等。当处理芯片50控制导电电极40与像素电极20通电以使导电电极40与像素电极20上施加有高频电压(例如:频率大于20KHZ的电压)时,压电元件30在高频电压的作用下产生超声波并向外发射超声波;若手指放置在显示模组200上,则手指会反射压电元件30发射的超声波并传递回给压电元件30,由于手指上存在指纹,因而压电元件30上各个位置接收到的手指反射超声波不完全相同,从而压电元件30各个位置在超声波作用下产生的电信号(或压电信号)也不完全相同,压电元件30上各个位置产生的电信号能够共同形成手指的指纹图案;处理芯片50控制多个像素电极20接收压电元件30的各个位置上产生的该电信号,多个像素电极20将该电信号传递到处理芯片50上,处理芯片50处理该电信号以形成手指的指纹图案。
本实用新型实施方式的显示模组200中的超声波传感器100集成在显示屏90内,超声波传感器100不会占用显示模组200以外的空间,便于将显示屏90做得更大,提高手机、平板电脑等电子装置300(图4所示)的屏占比;同时,超声波传感器100的每个像素电极20能够根据接收到的电信号确定待检测物按压在超声波传感器100上的位置及压电元件30在该位置上产生的电信号,从而减少了处理芯片50需要处理的数据量、提升了超声波传感器100的识别效率。
请参阅图1,本实用新型实施方式的显示模组200包括显示屏90及超声波传感器100。
显示屏90为液晶显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的背光模组91、下偏光片92、薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)基板93、液晶层94、彩色滤光片95、上偏光片96及盖板97。显示屏90可以呈矩形、圆形、椭圆形、三角形、多边形的片状结构。其中,背光模组91为发光单元,TFT基板93为发光控制单元的薄膜晶体管基板,薄膜晶体管形成在TFT基板93上。
请参阅图2及图3,超声波传感器100包括基材10、多个像素电极20、压电元件30、导电电极40及处理芯片50。超声波传感器100为一体的薄膜结构。超声波传感器100集成在背光模组91与下偏光片92之间。
基材10的材料为玻璃或聚酰亚胺薄膜。基材10的形状与显示屏90的形状相匹配。由玻璃或聚酰亚胺薄膜材料制成的基材10的成本较低、透光性较好,因此,由该基材10制成的超声波传感器100的成本较低、透光性较好。当超声波传感器100集成在显示屏90内时,具有较好的透光性的超声波传感器100不会遮挡显示屏90的显示,同时集成在显示屏90内的超声波传感器100能够保持显示屏90的整体颜色一致而使显示屏90更加美观。
多个像素电极20制作在基材10上并呈阵列分布,也就是说,多个像素电极20包括多行间隔设置的像素电极20及多列间隔设置的像素电极20。像素电极20的材料为氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)、纳米银线(Agnanowire)、金属网格(metal mesh)、纳米碳管以及石墨烯(Graphene)中的任意一种,由上述材料制成的像素电极20具有较好的韧性及透光性,从而由该像素电极20制成的超声波传感器100具有较好的韧性及透光性。像素电极20的透光率大于90%,使该像素电极20制成的超声波传感器100具有较好的透光性,从而超声波传感器100不会遮挡显示屏90的显示,超声波传感器100能够保持显示屏90的整体颜色一致而使显示屏90更加美观。像素电极20可用于接收电信号,每个像素电极20能够根据接收到的电信号确定显示模组200(或超声波传感器100)的一个位置,像素电极20在基材10上的密度与超声波传感器100的采集精度正相关,本实用新型的像素电极20的密度能够使超声波传感器100检测到待检测物的指纹影像。
压电元件30设置在基材10上并覆盖多个像素电极20。压电元件30为压电材料制成的整体的片状结构,压电元件30的形状与基材10的形状相匹配。压电元件30的材料为聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF),由于聚偏氟乙烯具有较好的韧性及透光性,使压电元件30具有较好的柔韧性及透光性,此时超声波传感器100的柔韧性及透光性也较好。压电元件30在在高频电压(例如:频率大于20KHZ的电压)作用下能够产生并向显示屏90的发光方向发射超声波。当压电元件30接收到待检测物反射的超声波后,压电元件30在超声波作用下会产生电信号(或压电信号),待检测物可以为手指、测试模板等。
导电电极40设置在压电元件30的远离像素电极20的一侧,也就是说,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。导电电极40为导电材料制成的整体的层状结构,导电电极40的形状与压电元件30的形状相匹配。导电电极40的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。导电电极40的透光率大于90%。导电电极40与像素电极20通高频电压后能够给压电元件30施加高频电压,从而使压电元件30产生超声波。导电电极40与像素电极20还能够接收压电元件30产生的电信号。
处理芯片50与多个像素电极20及导电电极40均连接。处理芯片50可以用于控制导电电极40及像素电极20的通断电。例如,处理芯片50可以控制导电电极40连通高频电压并控制像素电极20接地,以使压电元件30被施加高频电压,从而使压电元件30产生并向外发射超声波。处理芯片50还可控制像素电极20及导电电极40将压电元件30产生的压电信号传输到处理芯片50上。处理芯片50还用于处理压电元件30产生的电信号以形成待检测物的超声波影像。处理芯片50可以设置在基材10上也可以设置在基材10外。
当处理芯片50控制导电电极40与像素电极20通电以使导电电极40与像素电极20上施加有高频电压(例如:频率大于20KHZ的电压)时,压电元件30在高频电压的作用下产生超声波并向外发射超声波;若手指放置在显示模组200上,则手指会反射压电元件30发射的超声波并传递回给压电元件30,由于手指上存在指纹,因而压电元件30上各个位置接收到的手指反射超声波不完全相同,从而压电元件30各个位置在超声波作用下产生的电信号(或压电信号)也不完全相同,压电元件30上各个位置产生的电信号能够共同形成手指的指纹图案;处理芯片50控制多个像素电极20接收压电元件30的各个位置上产生的该电信号,多个像素电极20将该电信号传递到处理芯片50上,处理芯片50处理该电信号以形成手指的指纹图案。
请参阅图4,本实用新型实施方式的电子装置300包括壳体301和本实用新型任意一实施方式的显示模组200,显示模组200设置在壳体301上。电子装置300包括手机、平板电脑、智能手环、智能头盔、智能手表、遥控器、车载导航仪、电子书中的任意一种。
本实用新型实施方式的电子装置300及显示模组200中的超声波传感器100集成在显示屏90内,从而超声波传感器100不会占用显示模组200以外的空间,便于将显示屏90做得更大,提高电子装置300的屏占比;同时,超声波传感器100的每个像素电极20能够根据接收到的电信号确定待检测物按压在超声波传感器100上的位置及压电元件30在该位置上产生的电信号,从而减少了处理芯片50需要处理的数据量、提升了超声波传感器100的识别效率。
本实用新型实施方式的电子装置300及显示模组200还具有以下有益效果:第一,超声波传感器100以一体薄膜结构的形式集成在显示模组200内,便于制造显示模组200。
第二,多个像素电极20形成在基材10上,便于制作精度较高的像素电极20,从而提升超声波传感器100识别指纹的精度。
第二,像素电极20及导电电极40的透光率均大于90%,使该像素电极20制成的超声波传感器100具有较好的透光性,从而超声波传感器100不会遮挡显示屏90的显示,超声波传感器100能够保持显示屏90的整体颜色一致而使显示屏90更加美观。
第三,导电电极40呈整体的片状结构,便于处理芯片50控制导电电极40的通断电,同时使导电电极40容易制造并且制作成本较低。
第四,像素电极20及导电电极40的材料均为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种,由上述材料制成的像素电极20及导电电极40均具有较好的韧性及透光性,从而由该像素电极20及导电电极40制成的超声波传感器100具有较好的韧性及透光性;集成在显示屏90内的超声波传感器100不会遮挡显示屏90的显示,超声波传感器100能够保持显示屏90的整体颜色一致而使显示屏90更加美观。
第五,压电元件30呈整体的层状结构便于压电元件30的制造且制造成本较低。
第六,相较于将超声波传感器100设置在显示屏90外部且远离用户的一侧,将超声波传感器100设置在背光模组91和下偏光片92之间使超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图5,在某些实施方式中,上述实施方式的超声波传感器100还可以设置在薄膜晶体管基板93与下偏光片92之间。相较于将超声波传感器100设置在背光模组91与下偏光片92之间,本实施方式的超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图6,在某些实施方式中,上述实施方式的超声波传感器100设置在彩色滤光片95与上偏光片96之间。相较于将超声波传感器100设置在背光模组91与下偏光片92之间,本实施方式的超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图7,在某些实施方式中,上述实施方式的超声波传感器100设置在上偏光片96与盖板97之间。相较于将超声波传感器100设置在背光模组91与下偏光片92之间,本实施方式的超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图8及图9,在某些实施方式中,上述实施方式的彩色滤光片95为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在彩色滤光片95上并呈阵列分布,压电元件30设置在彩色滤光片95上并覆盖多个像素电极20。换句话说,本实施方式中的基材10即为彩色滤光片95,多个像素电极20制作在彩色滤光片95的一个表面上,从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,彩色滤光片95上没有制作形成多个像素电极20的表面更靠近薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)基板93,该表面与薄膜晶体管基板93之间夹设有液晶层94,而导电电极40与上偏光片96相接。
请参阅图10及图11,在某些实施方式中,上述实施方式的薄膜晶体管基板93为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在薄膜晶体管基板93上并呈阵列分布,压电元件30设置在薄膜晶体管基板93上并覆盖多个像素电极20。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。换句话说,本实施方式中的基材10即为薄膜晶体管基板93,多个像素电极20制作在薄膜晶体管基板93的一个表面上,从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,薄膜晶体管基板93上没有制作形成多个像素电极20的表面更靠近彩色滤光片95,该表面与彩色滤光片95之间夹设有液晶层94,而导电电极40与下偏光片92相接。
请参阅图12及图13,在某些实施方式中,上述实施方式的上偏光片96为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在上偏光片96上并呈阵列分布,压电元件30设置在上偏光片96上并覆盖多个像素电极20。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。换句话说,本实施方式中的基材10即为上偏光片96,多个像素电极20制作在上偏光片96的一个表面上,从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,可以是:上偏光片96上没有制作形成多个像素电极20的表面与盖板97相接;或者,上偏光片96上没有制作形成多个像素电极20的表面与彩色滤光片95相接。
请参阅图14及图15,在某些实施方式中,上述实施方式的下偏光片92为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在下偏光片92上并呈阵列分布,压电元件30设置在下偏光片92上并覆盖多个像素电极20。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。换句话说,本实施方式中的基材10即为下偏光片92,多个像素电极20制作在下偏光片92的一个表面上,从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,可以是:下偏光片92上没有制作形成多个像素电极20的表面与薄膜晶体管基板93相接;或者,上偏光片96上没有制作形成多个像素电极20的表面与背光模组91相接。
请参阅图16,在某些实施方式中,显示屏90可为OLED显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的玻璃薄膜晶体管基板91、有机发光二极管92、封装玻璃93、偏光片94、及盖板95。超声波传感器100可以集成在OLED显示屏90内。例如,超声波传感器100可以集成在封装玻璃93与偏光片94之间。相较于将超声波传感器100设置在显示屏90的远离用户一侧,将超声波传感器100集成在封装玻璃93与偏光片94之间使超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图17,在某些实施方式中,显示屏90可为OLED显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的玻璃薄膜晶体管基板91、有机发光二极管92、封装玻璃93、偏光片94、及盖板95。超声波传感器100可以集成在OLED显示屏90内。例如,超声波传感器100可以集成在偏光片94与盖板95之间。相较于将超声波传感器100集成在封装玻璃93与偏光片94之间,本实施方式的超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图18及图19,在某些实施方式中,显示屏90可为OLED显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的玻璃薄膜晶体管基板91、有机发光二极管92、封装玻璃93、偏光片94、及盖板95。超声波传感器100可以集成在OLED显示屏90内。例如,封装玻璃93为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在封装玻璃93上并呈阵列分布,压电元件30设置在封装玻璃93上并覆盖多个像素电极20。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。换句话说,本实施方式中的基材10即为封装玻璃93,多个像素电极20制作在封装玻璃93的其中一个表面上(可以是靠近偏光片94的表面,也可以是靠近有机发光二极管92的表面),从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,无论多个像素电极20制作在靠近偏光片94的表面,还是制作在靠近有机发光二极管92的表面,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,可以是:封装玻璃93上没有制作形成多个像素电极20的表面与偏光片94相接;或者,封装玻璃93上没有制作形成多个像素电极20的表面与有机发光二极管92相接。
请参阅图20及图21,在某些实施方式中,显示屏90可为OLED显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的玻璃薄膜晶体管基板91、有机发光二极管92、封装玻璃93、偏光片94、及盖板95。超声波传感器100可以集成在OLED显示屏90内。例如,偏光片94为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在偏光片94上并呈阵列分布,压电元件30设置在偏光片94上并覆盖多个像素电极20。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。换句话说,本实施方式中的基材10即为偏光片94,多个像素电极20制作在偏光片94的一个表面上,从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,可以是:偏光片94上没有制作形成多个像素电极20的表面与封装玻璃90相接;或者,偏光片94上没有制作形成多个像素电极20的表面与盖板95相接。
请参阅图22-24,在某些实施方式中,显示屏90可为柔性OLED显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的柔性薄膜晶体管基板91、有机发光二极管92、柔性封装膜93、偏光片94。超声波传感器100可以集成在OLED显示屏90内。例如,偏光片94为超声波传感器100的基材10,多个像素电极20制作在偏光片94上并呈阵列分布,压电元件30设置在偏光片94上并覆盖多个像素电极20。导电电极40设置在压电元件30上,压电元件30位于像素电极20与导电电极40之间。换句话说,本实施方式中的基材10即为偏光片94,多个像素电极20制作在偏光片94的一个表面上,从而显示模组200不需要额外提供基材,从而减小了显示模组200的厚度,进而便于将显示模组200及电子装置300做得更薄。此时,在将超声波传感器100集成在显示模组200中时,可以是:偏光片94上没有制作形成多个像素电极20的表面与柔性封装膜93相接;或者,超声波传感器100与柔性封装膜93相接。
请参阅图25,在某些实施方式中,显示屏90可为柔性OLED显示屏,沿显示屏90的发光方向,显示屏90包括依次设置的柔性薄膜晶体管基板91、有机发光二极管92、柔性封装膜93、偏光片94。超声波传感器100可以集成在OLED显示屏90上。例如,超声波传感器100集成在偏光片94的远离柔性封装膜93的一侧上。相较于将超声波传感器100设置在显示屏90的远离用户一侧,将超声波传感器100集成在偏光片94的远离柔性封装膜93的一侧上,使超声波传感器100更靠近用户,从而减小超声波在显示模组200中传播时产生的损失,提升超声波传感器100的指纹识别精度。
请参阅图26及图27,在某些实施方式中,上述实施方式的压电元件30包括多个压电柱32及填充在多个压电柱32之间的绝缘层34。多个压电柱32设置在基材10上并呈阵列分布,多个压电柱32与多个像素电极20对应,每个压电柱32覆盖对应的像素电极20。由于压电元件30上的多个压电柱32阵列设置,因此每个压电柱32受到相邻的压电柱32产生的电性干扰及振动干扰较小,从而相较于由压电材料制成的整体的片状结构,本实施方式的压电元件30在超声波作用下产生的电信号更准确,进而处理芯片50处理该信号形成的超声波影像更准确。压电柱32的材料为聚偏氟乙烯。绝缘层34的材料可以为环氧树脂。由于环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度,介电性能良好,变形收缩率小,制品尺寸稳定性好,硬度高,柔韧性较好,对碱及大部分溶剂稳定等特点。因此,绝缘层34使用环氧树脂作为填充介质,便于封装压电柱32并使得压电元件30的结构更加稳定。
请参阅图28,在某些实施方式中,基材10上形成有呈阵列分布的多个像素电路12及与多个像素电路12对应的多条导线14,多个像素电路12与多个像素电极20对应,每个像素电路12与对应的像素电极20连接,每条导线14用于连接对应的像素电路12及处理芯片50。像素电路12设置在基材10与像素电极20之间,导线14可以设置在基材10的与像素电路12的同一侧上。如此,便于像素电路12及导线14的制作,并便于像素电极20与处理芯片50连接。在其他实施方式中,导线14也可以设置在基材10的与像素电路12的相背一侧上。
请参阅图29,在某些实施方式中,上述实施方式的超声波传感器100还包括连接电极60及引线70。连接电极60设置在基材10的远离多个像素电极20的一侧并与处理芯片50连接。像素电极20通过引线70连接至连接电极60,导电电极40通过引线70连接至连接电极60。引线70包括与像素电极20连接的多条像素电极引线72,每条像素电极引线72分别与一个像素电极20连接。引线70还包括与导电电极40对应连接的导电电极引线74,当导电电极40为整体的层状结构时,导电电极引线74为一条;当导电电极40为多条间隔设置的条状结构的导电电极40时,导电电极引线74的数量与条状结构的导电电极40的数量一致。本实施方式通过设置引线70及连接电极60,便于像素电极20与导电电极40分别与处理芯片50电连接。
请参阅图30,在某些实施方式中,上述实施方式的导电电极40包括层状结构42及自层状结构42的两端分别延伸的延伸结构44,层状结构42与延伸结构44共同包裹住压电元件30。延伸结构44可以为层状结构42的边缘整体向外延伸形成,延伸结构44可以为层状结构42的边缘的一部分向外延伸形成。处理芯片50通过延伸结构44与导电电极40电连接。如此,通过设置延伸结构44便于处理芯片50与导电电极40电连接。
请参阅图31及图32,在某些实施方式中,上述实施方式的导电电极40包括多个间隔设置的条状结构的导电电极40,每个条状结构的导电电极40与同一列上的像素电极20对应。在其他实施方式中,每个条状结构的导电电极40与同一行上的像素电极20对应。像素电极20与条状结构的导电电极40对应便于像素电极20与导电电极40在压电元件30上施加高频电压(例如:频率大于20KHZ的电压),同时便于像素电极20及导电电极40用于将压电元件30在压电效应下产生的电信号传递到其他元件上。相对于层状结构的导电电极40,条状结构的导电电极40更便于处理芯片50控制导电电极40的信号输入及输出,从而提升了超声波传感器100识别指纹的精度。
请参阅图33,在某些实施方式中,上述实施方式的超声波传感器100还包括电路板80,多个像素电极20、导电电极40、及处理芯片50均与电路板80电性连接。处理芯片50可以设置在电路板80上。具体地,电路板80可以为柔性电路板,电路板80可以设置在基材10的远离像素电极20的一侧上。电路板80设置有连接器以便于超声波传感器100通过电路板80上的连接器与其他电子元件电连接。
需要说明的是,本实用新型中提到的“多个像素电极20制作在基材10上”、“多个像素电极20制作在彩色滤光片95上”、“多个像素电极20制作在薄膜晶体管基板93上”、“多个像素电极20制作在上偏光片96上”、“多个像素电极20制作在下偏光片92上”、“多个像素电极20制作在封装玻璃93上”、“多个像素电极20制作在偏光片94上”中的制作包括通过镀膜、光阻涂布/显影/曝光、蚀刻、去除光阻、退火等工艺将像素电极20直接制作在基材10上、滤光片95上、基板93上、上偏光片96上、下偏光片92上、封装玻璃93上、及偏光片94上。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。