WO2019148905A1 - 屏幕模组和配置屏幕模组的电子设备 - Google Patents

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screen module
layer
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王帆
张宏海
魏文雄
沈奥
胡轶
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华为技术有限公司
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Definitions

  • the terminal device Based on the principle of small hole imaging, a certain distance needs to be maintained between the photoelectric conversion unit and the illuminating panel, so that the light reflected from the object can form a clear image in the photoelectric conversion unit, so the thickness of the display screen is large, and the display screen is configured.
  • the terminal device also has a large thickness, resulting in inconvenient grip.
  • the small hole of the second light blocking layer is used as a small hole for imaging the small hole, and the light from the object is reflected by the reflective layer to be imaged on the imaging unit array, thereby reducing the space required for imaging, thereby realizing short-distance imaging.
  • the screen module of the present application is thinner, making the terminal device thinner and easier to hold.
  • the screen module further includes an array of illuminating pixels disposed on the substrate, and the illuminating pixel array includes a plurality of illuminating pixels.
  • the illuminating pixel array When the light of the illuminating pixel array illuminates an object outside the outer screen, the object can scatter more light, so that the imaging unit can receive more light, thereby making the imaging effect better.
  • FIG. 19 is a schematic diagram of an electronic device in an embodiment of the present application.
  • the substrate 3 is provided with an imaging unit array, and the imaging unit array includes a plurality of imaging units 31, and the photosensitive surface of the imaging unit 31 is opposed to the reflective layer 4.
  • the imaging unit 31 may be disposed near the lower surface of the substrate 3 (as shown in FIG. 3), and in other implementations, may be disposed in the voids of the substrate 3 (as shown in FIG. 6a).
  • the user's finger performs a touch operation on the external screen, such as pressing, touching, sliding, gesture control, and the like.
  • the screen module sends a trigger signal to the processor in response to the touch operation, and the processor sends a control signal to the display control circuit according to the trigger signal to control the illuminating pixel array in the substrate to emit light as required, for example, to illuminate in a specified screen area, to specify Luminance illuminating or illuminating according to a specified duration, etc., since the light of the illuminating pixel array is controlled by the processor, the illuminating pixel array can be used as a more stable light source.
  • FIG. 10b is a transverse cross-sectional view.
  • another embodiment of the screen module provided by the present application includes: an outer screen 1 disposed from the outside to the inside, a first light blocking layer 2, a substrate 3, a reflective layer 4, and a second blocking light. Layer 5.
  • each of the imaging units 31 can form a partial image of the object based on the light reflected by the object portion, and the imaging unit array can form a high-definition image of the entire object according to the partial image of the object formed by each imaging unit.
  • the size of the imaging unit can be set according to actual needs, for example, considering that the film on the outer screen causes an increase in the image image distance ratio, in which case the size of the imaging unit should be designed to be smaller to avoid the object detection area. overlapping.
  • the reflective layer 164 is for reflecting light passing through the first small hole 1652 to the imaging unit 1631.
  • the screen module further includes an array of illuminating pixels disposed on the substrate, the illuminating pixel array including a plurality of illuminating pixels.
  • the illuminating pixel can refer to the description of the illuminating pixel in the above embodiment.
  • the processor 1980 is the control center of the handset 1900, which connects various portions of the entire handset using various interfaces and lines, by running or executing software programs and/or modules stored in the memory 1920, and recalling data stored in the memory 1920,
  • the mobile phone 1900 performs various functions and processing data to perform overall monitoring of the mobile phone.
  • the processor 1980 may include one or more processing units; preferably, the processor 1980 may integrate an application processor and a modem processor, where the application processor mainly processes an operating system, a user interface, an application, and the like.
  • the modem processor primarily handles wireless communications. It will be appreciated that the above described modem processor may also not be integrated into the processor 1980.

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Abstract

一种屏幕模组，包括：从外到内设置的外屏(1)、第一阻光层(2)、基板(3)和反射层(4)；基板(3)设有成像单元阵列，成像单元阵列包括多个成像单元(31)，成像单元(31)的感光面与反射层(4)相对；第一阻光层(2)开设有第一小孔阵列，第一小孔阵列包括多个第一小孔(21)，第一小孔(21)用于通过由屏幕外侧物体反射到反射层(4)的光；反射层(4)用于将穿过第一小孔(21)的光反射至成像单元(31)。该屏幕模组利用光反射结构，能够减少屏幕模组的厚度，提高用户使用的便利性。

Description

屏幕模组和配置屏幕模组的电子设备
本申请要求于2018年1月30日提交中国专利局、申请号为201810089596.5、发明名称为“屏幕模组和配置屏幕模组的电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及计算机领域，尤其涉及屏幕模组和配置屏幕模组的电子设备。
背景技术
为了提高终端设备的安全性，很多终端设备配置了指纹传感器。当前指纹传感器通常设置在终端设备的前板下方或者终端设备的背面，存在占用显示屏空间或者使用不便的缺点。因此如何在触摸屏的下层设置指纹触感器是本领域的重要课题。
参阅图1，现有技术提供了一种显示屏，包括外屏、发光板和光电转换单元。发光板上具有发光单元和连接各发光单元的电路网；发光单元发出的光线向外屏方向投射；电路网分隔发光板为多个空隙；在发光板的下方设有阻光层，阻光层具有透光小孔；空隙和透光小孔形成光通路；发光单元发出的光线被外屏之上或之外的物体(如手指)反射，然后经光通路后照射在光电转换单元上，从而实现图像采集功能。
基于小孔成像原理，光电转换单元和发光板之间需要保持一定距离，才能使得从物体反射的光可在光电转换单元中形成清晰的图像，因此显示屏的厚度较大，而配置该显示屏的终端设备也具有较大的厚度，导致握持不便。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种屏幕模组，利用屏幕模组中的光反射结构实现图像采集，从而减少显示屏厚度，提高用户使用的便利性。
第一方面提供一种屏幕模组，包括：从外到内设置的外屏、第一阻光层、基板和反射层；基板设有成像单元阵列，成像单元阵列包括多个成像单元，成像单元的感光面与反射层相对；第一阻光层开设有第一小孔阵列，第一小孔阵列包括多个第一小孔，第一小孔用于通过由外屏的外侧物体反射到反射层的光；反射层用于将穿过第一小孔的光反射至成像单元。这样，通过反射层反射来自物体的光，在成像单元阵列上成像，能够减少成像所需的空间，从而实现短距离成像。由此本申请的屏幕模组更薄，使得终端设备的厚度更薄且更易于握持。
在一种可能的实现方式中，屏幕模组还包括设置在基板上的发光像素阵列，发光像素阵列包括多个发光像素；第一阻光层还开设有第二小孔阵列，第二小孔阵列包括多个第二小孔，每个第二小孔与发光像素对应设置，用于通过发光像素射向外屏的光。这样通过显示控制电路可以控制发光像素阵列发光。与环境光相比，由发光像素阵列产生的光更稳定。当发光像素阵列的光照射在外屏外侧的物体时，物体能够散射更多的光，使得成像单元能 够接受到更多的光，从而使得成像效果更好。
在另一种可能的实现方式中，在基板与反射层之间设有第二阻光层，第二阻光层包括透光区阵列，在透光区阵列中每个透光区包括第三小孔和第四小孔；第三小孔与第一小孔对齐，第三小孔用于通过从第一小孔穿过的光；第四小孔用于通过由反射层反射到成像单元的光。这样，第二阻光层可以阻挡从反射层进入基板的光的一部分，以阻止从反射层反射的光线照射在TFT基板的顶栅结构，由此可以避免反射光导致的发光异常。
在另一种可能的实现方式中，在反射层与基板之间设有隔断层，隔断层的网格与成像单元一一对应；网格由不透明材料制成，用于隔离不同成像单元接收的光。这样能够阻止反射层反射到成像单元的光线发生串扰，从而解决光线串扰导致成像不清晰的问题。
在另一种可能的实现方式中，在每个网格内部填充有透明聚合物。这样，透明聚合物可以作为支撑物，使得隔断层与基板能够贴合。
在另一种可能的实现方式中，从第一阻光层到外屏的距离与从第二阻光层到反射层的距离的比例值在1到40之间。依此实施，能够达到较好的成像效果。
在另一种可能的实现方式中，在基板上成像单元的密度大于200孔隙密度PPI。
第二方面提供一种屏幕模组，从外到内设置的外屏、第一阻光层、基板、第二阻光层和反射层；基板的外表面设有成像单元阵列，成像单元阵列包括多个成像单元，成像单元的感光面与反射层相对；在第一阻光层的表面具有不透光材料形成的阻光区域，阻光区域用于阻挡从外部射向成像单元的光；在基板与反射层之间设有第二阻光层，第二阻光层包括透光区阵列，在透光区阵列中每个透光区包括第一小孔和第二小孔，第一小孔用于通过从外屏的外侧物体反射到反射层的光，第二小孔用于通过由反射层反射到成像单元的光；反射层用于将穿过第一小孔的光反射至成像单元。这样将第二阻光层的小孔作为小孔成像的小孔，通过反射层反射来自物体的光，在成像单元阵列上成像，能够减少成像所需的空间，从而实现短距离成像。由此本申请的屏幕模组更薄，使得终端设备的厚度更薄且更易于握持。
在一种可能的实现方式中，屏幕模组还包括设置在基板上的发光像素阵列，发光像素阵列包括多个发光像素。当发光像素阵列的光照射在外屏外侧的物体时，物体能够散射更多的光，使得成像单元能够接受到更多的光，从而使得成像效果更好。
在另一种可能的实现方式中，在反射层与第二阻光层之间设有隔断层，隔断层的网格与透光区一一对应；网格由不透明材料制成，用于隔离不同成像单元接收的光。这样能够阻止反射层反射到成像单元的光线发生串扰，从而解决光线串扰导致成像不清晰的问题。
在另一种可能的实现方式中，从第一阻光层到外屏的距离与从第二阻光层到反射层的距离的比例值在1到40之间。
第三方面提供一种电子设备，该电子设备包括如第一方面或第一方面的可能实现方式中的屏幕模组。
第四方面提供一种电子设备，该电子设备包括如第二方面或第二方面的可能实现方式中的屏幕模组。
从以上实施例可以看出，本申请的屏幕模组包括从外到内设置的外屏、第一阻光层、 基板和反射层；基板设有成像单元阵列，成像单元的感光面与反射层相对；第一阻光层开设有第一小孔阵列，第一小孔阵列包括多个第一小孔，第一小孔用于通过由屏幕外侧物体反射到反射层的光，反射层用于将穿过第一小孔的光反射至成像单元。这样，通过反射层反射来自物体的光，在光探测器上成像，能够减少成像所需的空间，从而实现短距离成像。由此可见，本申请的屏幕模组更薄，从而降低终端设备的厚度，使得终端设备更易于握持。
附图说明
图1为现有技术中显示屏的一个示意图；
图2为本申请实施例中成像原理的一个示意图；
图3为本申请实施例中屏幕模组的一个示意图；
图4为本申请实施例中第一阻光层的一个示意图；
图5为本申请实施例中成像原理的另一个示意图；
图6a为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图6b为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图7为本申请实施例中基板的一个示意图；
图8为本申请实施例中第一阻光层的一个俯视图；
图9为本申请实施例中第一阻光层的一个侧视图；
图10a为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图10b为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图11为本申请实施例中第二阻光层的一个示意图；
图12为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图13为本申请实施例中隔断层的一个示意图；
图14为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图15为本申请实施例中成像原理的另一个示意图；
图16为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图17为本申请实施例中第二阻光层的另一个示意图；
图18为本申请实施例中屏幕模组的另一个示意图；
图19为本申请实施例中电子设备的一个示意图。
具体实施方式
本申请提供的屏幕模组可应用于各种具备显示功能的设备，具体可以是计算机设备，更具体的，可以是终端设备，例如手机、平板电脑、穿戴式设备、车载电脑或自助终端等。
首先对本申请的成像原理进行介绍，参阅图2，图2为本申请中成像原理的一个示意图。终端设备包括处理器、成像控制电路和屏幕模组。屏幕模组包括外屏、基板和反射层。在基板中集成了成像单元阵列，成像单元阵列与成像控制电路连接，成像控制电路可以集成在屏幕模组的基板上，也可以设置在主板上。
用户手指靠近外屏或者接触外屏时，在环境光的照射下，从手指散射的光穿过基板上的小孔达到反射层，再反射到成像单元阵列。成像控制电路获取成像单元阵列采集的图像信号，将图像信号传输给处理器，如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器根据用户需求能够实现指纹识别、手势识别、环境光检测、距离检测等功能。
参阅图3，本申请提供的屏幕模组的一个实施例包括：从外到内设置的外屏1、第一阻光层2、基板3和反射层4。
外屏1是由透光材料制成，例如树脂或玻璃。外屏1是指位于最外层的屏幕层，例如触摸屏或保护屏等。
参阅图4，图4为图3中第一阻光层2的俯视图。第一阻光层2开设有第一小孔阵列，第一小孔阵列包括多个第一小孔21，第一小孔21用于通过由外屏1的外侧物体散射到反射层4的光。第一小孔的形状可以是但不限于方形、圆形或星形。当第一小孔为圆形时，第一小孔的直径可以根据实际需要设置，例如在2微米到30微米之间。
基板3设有成像单元阵列，成像单元阵列包括多个成像单元31，成像单元31的感光面与反射层4相对。成像单元31可以设置在靠近基板3的下表面处(如图3所示)，在其他实现方式中，可以设置在基板3空隙中(如图6a所示)。
成像单元31可以为光探测器(Photo Detector，PD)，具体可以是硅探测器和感光材料组成。在基板3上成像单元的密度可以根据实际情况设置，例如200孔隙密度(pixels per inch，PPI)，500PPI或1000PPI等。成像单元的密度越大，生成图像的分辨率越高。当成像单元的密度大于200PPI时，生成图像的分辨率大于200PPI。当成像单元的密度大于500PPI时，生成图像的分辨率大于500PPI。
基板3可以为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板，TFT基板的材料为树脂或玻璃。在制作软屏时，可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)材料制作TFT基板。在制作硬屏时，可以选用玻璃材料制作TFT基板。
反射层4用于将穿过第一小孔21的光反射至成像单元31。反射层可以是金属薄膜或金属涂层。
本实施例中，当环境光照射在外屏1的外侧物体时，该物体散射的光穿过第一阻光层2的第一小孔21到达内部的反射层4，再经过反射层4反射后到达成像单元31，由成像单元31接收物体的光线成像。这样，每个成像单元可以根据物体部分反射的光，形成物体的部分图像，成像单元阵列根据各成像单元形成的物体的部分图像，可形成整个物体的高清图像。当物体是手指时，该屏幕模组可获取手指指纹，进而进行指纹识别功能。此外，该屏幕模组还可以实现手势识别、接近检测、环境光检测等功能。
这样，通过反射层反射来自物体的光，在成像单元阵列上成像，能够减少成像所需的空间，从而实现短距离成像。由此本申请的屏幕模组更薄，使得终端设备的厚度更薄且更易于握持。
上面介绍了在环境光的照射下，成像单元根据手指散射的光成像。除此之外，本申请还可以在屏幕模组中设置发光体，由发光体发出的光照射在手指上，成像单元根据手指散射的光成像。下面对本申请的成像原理进行介绍，参阅图5，图5为本申请中成像原理的 另一个示意图。终端设备包括处理器、显示控制电路、成像控制电路和屏幕模组。屏幕模组包括外屏、基板和反射层。在基板中除了成像单元阵列之外，还集成了发光像素阵列。
用户手指在外屏上执行触摸操作，如按压、触摸、滑动、手势控制等。屏幕模组响应触摸操作，向处理器发送触发信号，处理器根据触发信号向显示控制电路发送控制信号，以控制基板中的发光像素阵列按照要求发光，例如在指定的屏幕区域发光、以指定的亮度发光或按照指定时长发光等，由于发光像素阵列的光受到处理器控制，发光像素阵列能够作为更加稳定的光源。反射层将来自手指的光反射到基板中的成像单元阵列，成像控制电路获取成像单元阵列采集的图像信号，将图像信号传输给处理器。处理器根据用户需求能够实现指纹识别、手势识别、环境光检测、距离检测等功能。
在基板中发光像素和成像单元可以错位设置，一个屏幕模组的剖面只包括发光像素或者只包括成像单元。下面分别以两个剖面来描述屏幕模组的结构，图6a为包括成像单元31的一个剖面示意图，图6b为包括发光像素32的一个剖面示意图。当图6a为横向剖面示意图时，图6b为纵向剖面示意图。或者，当图6a为纵向剖面示意图时，图6b为横向剖面示意图。另外，图6a和图6b中还示出了外屏1、第一阻光层2、基板3、反射层4、第一小孔21，具体可参考前述实施例。其中，如图6b所示，第一阻光层2上还设有第二小孔阵列，第二小孔阵列包括多个第二小孔22。
参阅图7，图7为图6a和图6b中基板3的俯视图。基板3设有发光像素阵列和成像单元阵列，成像单元阵列包括多个成像单元31，发光像素阵列包括多个发光像素32，成像单元31的感光面与反射层4相对。
可选的，基板3可以为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板，TFT基板的材料为树脂或玻璃。在制作软屏时，可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)材料制作TFT基板。在制作硬屏时，可以选用玻璃材料制作TFT基板。在TFT基板上增加发光材料后，可以实现发光像素结构。
发光像素32可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes，QLED)或微型发光二极管microLED中的至少一种。
成像单元31可以为光探测器(Photo Detector，PD)，具体可以是硅探测器和感光材料组成。在基板3上成像单元的密度可以根据实际情况设置，例如200孔隙密度(pixels per inch，PPI)，500PPI或1000PPI等。成像单元的密度越大，生成图像的分辨率越高。当成像单元的密度大于200PPI时，生成图像的分辨率大于200PPI。当成像单元的密度大于500PPI时，生成图像的分辨率大于500PPI。需要说明的是，发光像素32的密度和成像单元31的密度可以相同，也可以不同。
参阅图8，第一阻光层2开设有第一小孔阵列和第二小孔阵列，其中，第二小孔阵列包括多个第二小孔22，每个第二小孔22与发光像素32对应设置，具体的第二小孔22可开设在正对发光像素32的位置。第二小孔22用于通过发光像素32射向外屏1的光。
参阅图9，图9为第一阻光层2的一个侧视图。在一个可选实施例中，第一阻光层2包括缓冲层23和覆盖在缓冲层23表面的金属薄膜24，在金属薄膜24上蚀刻形成第一小 孔21和第二小孔22。金属薄膜24用于阻挡从发光像素32射向外屏1的光，以实现阻光功能。缓冲层23由聚合物材料或二氧化硅SiO 2制成，缓冲层23是可透光。可以理解的是，第一阻光层2的阻光材料还可以是其他不透光材料。
第一小孔阵列包括多个第一小孔21，第一小孔21用于通过由外屏1的外侧物体反射到反射层4的光。具体的，从每个第一小孔21通过的光大部分反射到与其对应的成像单元上31。第一小孔的形状可以是但不限于方形、圆形或星形。当第一小孔为圆形时，第一小孔的直径可以根据实际需要设置，例如在2微米到30微米之间。
反射层4用于将穿过第一小孔21的光反射至成像单元31。
可以理解的是，基板3还可以包括显示控制电路和成像控制电路，显示控制电路与发光像素阵列电性连接，成像控制电路与成像阵列单元电性连接。在基板的电路之间存在与第一小孔21对应的空隙，如图6a所示。从外屏1的外侧物体反射的光从第一小孔21通过后，再通过与第一小孔21对应的空隙，到达反射层4。需要说明的是，本申请的发光像素阵列和成像单元阵列可以不在同一层，也可以不在同一平面。
本实施例中，当外屏1表面或外屏外有物体(如手指或触控笔等)时，由于外屏1是透光的，发光像素32发射的光通过第二小孔22可以达到外屏1表面或外侧的物体。此时，发光像素阵列发出的光是接近朗伯体的发光，照射在手指上，手指散射光线。从手指散射的部分光线，通过第一阻光层2的第一小孔21到达内部的反射层4，从反射层4反射的光到达成像单元31。这样，每个成像单元可以根据物体部分反射的光，形成物体的部分图像，成像单元阵列根据各成像单元形成的物体的部分图像，可形成整个物体的高清图像。当物体是手指时，该屏幕模组可获取手指指纹，进而进行指纹识别功能。此外，该屏幕模组还可以实现手势识别、接近检测、环境光检测等功能。
这样，通过反射层反射来自物体的光，在光探测器上成像，能够减少成像所需的空间，从而实现短距离成像。由此可见，相比现有技术，本申请的屏幕模组更薄，从而降低终端设备的厚度，使得终端设备更易于握持。
当基板3为TFT基板时，从反射层反射的光线会照射在TFT基板的顶栅结构上，这样会导致发光异常。为了解决该问题，本申请在基板的下方设置第二阻光层，以阻止从反射层反射的光线照射在TFT基板的顶栅结构上。图10a为包括成像单元31的一个剖面示意图，图10b为包括发光像素32的一个剖面示意图。当图10a为横向剖面示意图时，图10b为纵向剖面示意图。或者，当图10a为纵向剖面示意图时，图10b为横向剖面示意图。具体参阅图10a和图10b，本申请提供的屏幕模组的另一个实施例包括：从外到内设置的外屏1、第一阻光层2、基板3、反射层4和第二阻光层5。
其中，外屏1、第一阻光层2、基板3、反射层4的具体说明请参阅图2至图9所示实施例中的记载。在基板3与反射层4之间设有第二阻光层5。第二阻光层可以是在TFT基板的水氧阻隔层的下方设置阻光材料形成。阻光材料可以是金属薄膜或其他不透光材料。
参阅图11，第二阻光层5包括透光区阵列，在透光区阵列中每个透光区51包括第三小孔52和第四小孔53。第三小孔52与第一小孔21对齐，第三小孔52用于通过从第一小孔21穿过的光。第一小孔21和第三小孔52构成一个小孔结构，从外屏1的外侧物体反射 的光通过该小孔结构，经过反射层4反射后能够在成像单元31上实现小孔成像。第四小孔53用于通过由反射层4反射到成像单元31的光。具体的，第四小孔52开设在正对成像单元31的位置。
透光区51是在第二阻光层5中包括第三小孔52和第四小孔53的区域单元，其形状不限于矩形、椭圆形或圆形。第三小孔52或第四小孔53的形状可以是但不限于方形、圆形或星形。当第三小孔52为圆形时，第三小孔的直径在2微米到30微米之间。当第三小孔52为正方形时，第三小孔的边长在2微米到30微米之间。
需要说明的是，本申请的屏幕模组的基板3中还可以不设置发光像素阵列。当环境光照射在外屏1外侧的物体时，该物体可以将光穿过第一阻光层的第一小孔21和第二阻光层的第三小孔52到达反射层4，再经过反射层4反射后可以穿过第二阻光层5的第四小孔53达到成像单元31，由成像单元31接收物体的光线成像。
本实施例中，当外屏1表面或外屏1的外侧有物体(如手指或触控笔等)时，由于外屏1是透光的，发光像素32发射的光通过第二小孔22可以达到外屏1表面或外侧的物体。此时，发光像素阵列发出的光是接近朗伯体的发光，照射在手指上，手指散射光线。从手指散射的部分光线，依次通过第一阻光层2的第一小孔21和第二阻光层5的第三小孔52到达内部的反射层4，从反射层4反射的光穿过第四小孔53到达成像单元31。这样，每个成像单元31可以根据物体部分反射的光，形成物体的部分图像，成像单元阵列根据各成像单元形成的物体的部分图像，可形成整个物体的高清图像。
其次，第二阻光层5可以阻挡从反射层4进入基板3的光的一部分，以阻止从反射层4反射的光线照射在TFT基板的顶栅结构，由此可以避免反射光导致的发光异常。
由于光线在手指上会形成散射，这样同一处的指纹反射光线可能会被多个成像单元采集到。这样会导致图像模糊。为了解决该问题，本申请在基板和反射层之间设置隔断层，阻止反射层反射的光线发生串扰。具体参阅图12，本申请提供的屏幕模组的另一个实施例包括：
从外到内设置的外屏1、第一阻光层2、基板3、反射层4和隔断层6。
外屏1、第一阻光层2、基板3和反射层4的具体说明请参阅图2至图8所示实施例中的记载。
在反射层4与基板3之间设有隔断层6。参阅图13，隔断层6包括多个网格61，网格61与成像单元31一一对应。网格61由不透明材料制成，用于隔离不同成像单元31接收的光。网格可以是由硬性材料制成，也可以是由柔性材料制成。可选的，在每个网格61内部填充有透明聚合物。具体的，可采用压印技术在黑色不透明的聚合物薄膜材料上压印出网格。网格密度、透光区密度和成像单元密度一致。在网格中间填充透明聚合物并固化。其中，反射层4可以是在该透明聚合物的底面沉积金属形成的金属膜。
本实施例通过网格隔离每个成像单元接收的光线，这样可以约束从反射层进入成像单元的光线，使反射光不进入在基板中不属于成像单元的区域，以防止不同成像单元的光线相互串扰。
具体参阅图14，本申请提供的屏幕模组的另一个实施例包括：从外到内设置的外屏1、 第一阻光层2、基板3、反射层4、第二阻光层5和隔断层6。外屏1、第一阻光层2、基板3、反射层4和第二阻光层5的具体说明请参阅图2至图10所示实施例中的记载。
在反射层4与第二阻光层5之间设有隔断层6。隔断层6和网格61的具体说明可参阅图12和图13所示实施例中的相应描述。
本实施例通过网格隔离每个成像单元接收的光线，这样可以约束从反射层进入成像单元的光线，使反射光不进入在基板中不属于成像单元的区域，以防止不同成像单元的光线相互串扰。
参阅图15，根据小孔成像原理可知，物体检测区域尺寸和成像单元尺寸的关系如下：do＝d*M，do为物体检测区域的尺寸，d为成像单元尺寸，M为物像距比例，物像距比例是指物距和像距的比例，简单来说，物距为物体到小孔的距离，像距为像到小孔的距离。当成像单元的尺寸足够小时，每个成像单元对应的物体检测区域不会重叠。需要说明的是，成像单元的尺寸可以根据实际需要进行设置，例如考虑到在外屏上贴膜导致物像距比例增大，这种情况下成像单元的尺寸要设计得更小，以避免物体检测区域重叠。
小孔成像的大小受到物像距比例影响。下面对成像单元的密度和尺寸进行介绍：
对于外屏表面的物体来说，第一阻光层到外屏外表面的距离d1可以作为物距；对于像距，因为反射层4的设置，像距为从第二阻光层的第二小孔处的距离与从反射层4到成像单元31的距离之和，因此第二阻光层到成像单元的距离d2可作为像距的一半。第一阻光层到第二阻光层的距离可以设计为几微米，这样第一阻光层的第一小孔和第二阻光层的第二小孔构成小孔结构，在计算物距和像距时可忽略上述两个小孔距离对成像的影响。第一阻光层到外屏外表面的距离记为d1。第二阻光层到反射层的距离记为d2。一般来说，d1和d2的比例值在1到40之间，小孔成像形成的图像大小能够满足成像要求。下面的物像距比例以10:1为例，第一阻光层到外屏外表面的距离以1000微米(μm)为例，反射层到成像单元的距离以50μm为例。成像单元的尺寸、分辨率和物像距比例的计算公式为：成像单元的尺寸＝成像单元的间距/物像距比例。
分辨率以500PPI为例，表示每英寸有500个成像单元。一英寸约为25.4毫米(mm)，可计算出成像单元的间距为：25.4/500＝50.8μm。当成像单元的有源区为圆形，其直径可以为：50.8/10＝5.08μm。也就是说，由尺寸小于或等于5.08μm的成像单元构成的成像单元阵列可以实现500PPI的分辨率。当成像单元的有源区为方形时，有源区的长度和宽度均小于或等于5.08μm。成像单元的密度越高，分辨率越高，成像越清晰。
需要说明的是，由于阵列中单元数量非常多，受限于篇幅，无法全部画出。在说明书附图所示的发光像素阵列、成像单元阵列、第一小孔阵列或第二小孔阵列的举例都是示意性的，用于对本申请提供的阵列进行说明，不应理解为对本申请实施例的限制。
参阅图16，本申请提供另一种屏幕模组包括：从外到内设置的外屏161、第一阻光层162、基板163、反射层164和第二阻光层165。
基板163设有成像单元阵列，成像单元阵列包括多个成像单元1631，成像单元1631的感光面与反射层164相对；
在第一阻光层162包括缓冲层和覆盖在缓冲层的表面的不透光材料1621，由不透光材 料1621形成的阻光区域用于阻挡从外部射向所述成像单元1631的光；在基板163与所述反射层164之间设有第二阻光层165。
如图17所示，所述第二阻光层165包括透光区阵列，在所述透光区阵列中每个透光区1651包括第一小孔1652和第二小孔1653，第一小孔1652用于通过由外屏的外侧物体反射到反射层164的光，第二小孔1653用于通过由反射层164反射到成像单元1631的光。具体的，第二小孔1653可开设在与成像单元1631正对的位置。
反射层164用于将穿过第一小孔1652的光反射至成像单元1631。
其中，外屏161、第一阻光层162、基板163、反射层164、第二阻光层165和成像单元1631的具体说明可参阅上述实施例中的相应介绍。第一小孔1652与图10a所示实施例中第三小孔52相似，第二小孔1653与图10b所示实施例中第四小孔53相似。
本实施例中，当环境光照射在外屏1的外侧物体时，该物体散射的光穿过第二阻光层165的第一小孔1652到达内部的反射层164，再经过反射层164反射后通过第二小孔1653到达成像单元1631，由成像单元1631接收物体的光线成像。这样，每个成像单元可以根据物体部分反射的光，形成物体的部分图像，成像单元阵列根据各成像单元形成的物体的部分图像，可形成整个物体的高清图像。当物体是手指时，该屏幕模组可获取手指指纹，进而进行指纹识别功能。此外，该屏幕模组还可以实现手势识别、接近检测、环境光检测等功能。并且，第一阻光层的阻光区域能够阻挡从外部射向成像单元1631的光。
在一个可选实施例中，屏幕模组还包括设置在基板上的发光像素阵列，发光像素阵列包括多个发光像素。其中，发光像素可参阅上述实施例中对发光像素的描述。当发光像素阵列的光照射在外屏外侧的物体时，物体能够散射更多的光，使得成像单元能够接受到更多的光，从而使得成像效果更好。
参阅图18，在另一个可选实施例中，在反射层164与第二阻光层165之间设有隔断层，隔断层的网格1801与透光区1651一一对应；网格1801由不透明材料制成，用于隔离不同成像单元1631接收的光。可选的，在每个网格1801内部填充有透明聚合物。网格1801的具体说明可参阅上述实施例中对网格61的介绍。
在另一个可选实施例中，从第一阻光层162到外屏161外表面的距离与从第二阻光层165到反射层164的距离的比例值在1到40之间。
本申请还提供一种电子设备1900，电子设备以手机为例，图19示出的是与本申请实施例相关的手机1900的部分结构的框图。参考图19，手机1900包括、射频(Radio Frequency，RF)电路1910、存储器1920、其他输入设备1930、显示屏1940、光探测器1950、音频电路1960、输入/输出(Input/Output，I/O)子系统1970、处理器1980、以及电源1990等部件。本领域技术人员可以理解，图19中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。本发明实施例提供的屏幕模组还可以应用于除手机以外的终端设备，例如笔记本、穿戴式设备、AI设备、自助销售终端、自助支付终端等，另外，本发明实施例提供的屏幕模组也可以应用于除终端设备以外的其它计算机设备，例如服务器等。
下面结合图19对手机1900的各个构成部件进行具体的介绍：
RF电路1910可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器1980处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路1910还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System of Mobile communication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution,LTE)、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service，SMS)等。
存储器1920可用于存储软件程序以及模块，处理器1980通过运行存储在存储器1920的软件程序以及模块，从而执行手机1900的各种功能应用以及数据处理。存储器1920可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图象播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机1900的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器1920可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其他输入设备1930可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机1900的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，其他输入设备1930可包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆、光鼠(光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由触摸屏形成的触摸敏感表面的延伸)等中的一种或多种。其他输入设备1930与I/O子系统1970的其他输入设备控制器1971相连接，在其他设备输入控制器1971的控制下与处理器1980进行信号交互。
显示屏1940可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机1900的各种菜单，还可以接受用户输入。具体的，显示屏1940包括但不限于以上实施例中提供的屏幕模组。用户可以根据显示屏1940显示的内容(该显示内容包括但不限于，软键盘、虚拟鼠标、虚拟按键、图标等等)，在显示屏1940上或者附近进行操作，显示屏1940检测到在其上或附近的操作后，通过I/O子系统1970传送给处理器1980以确定用户输入，随后处理器1980根据用户输入通过I/O子系统1970在显示面板1941上提供相应的视觉输出。
音频电路1960、扬声器1961，麦克风1962可提供用户与手机1900之间的音频接口。音频电路1960可将接收到的音频数据转换后的信号，传输到扬声器1961，由扬声器1961转换为声音信号输出；另一方面，麦克风1962将收集的声音信号转换为信号，由音频电路1960接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至RF电路1910以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器1920以便进一步处理。
I/O子系统1970用来控制输入输出的外部设备，可以包括其他设备输入控制器1971、成像控制电路1972、显示控制电路1973。可选的，一个或多个其他输入控制设备控制器1971从其他输入设备1930接收信号和/或者向其他输入设备1930发送信号，其他输入设备1930可以包括物理按钮(按压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、操纵杆、点击 滚轮、光鼠(光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由触摸屏形成的触摸敏感表面的延伸)。值得说明的是，其他输入控制设备控制器1971可以与任一个或者多个上述设备连接。I/O子系统1970中的显示控制电路1973从显示屏1940接收信号和/或者向显示屏1940发送信号。显示屏1940检测到用户输入后，显示控制电路1973将检测到的用户输入转换为与显示在显示屏1940上的用户界面对象的交互，即实现人机交互。成像控制电路1972可以控制一个或者多个光探测器1950开启或关闭。
处理器1980是手机1900的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1920内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1920内的数据，执行手机1900的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器1980可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器1980可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1980中。
手机1900还包括给各个部件供电的电源1990(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器1980逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。尽管未示出，手机1900还可以包括摄像头、蓝牙模块、传感器等，在此不再赘述。
以上对本申请提供的一种屏幕模组进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (17)

  1. 一种屏幕模组，其特征在于，包括：
    从外到内设置的外屏、第一阻光层、基板和反射层；
    所述基板设有成像单元阵列，所述成像单元阵列包括多个成像单元，所述成像单元的感光面与所述反射层相对；
    所述第一阻光层开设有第一小孔阵列，所述第一小孔阵列包括多个第一小孔，所述第一小孔用于通过由所述外屏的外侧物体反射到所述反射层的光；
    所述反射层用于将穿过所述第一小孔的光反射至所述成像单元。
  2. 根据权利要求1所述的屏幕模组，其特征在于，所述屏幕模组还包括设置在所述基板上的发光像素阵列，所述发光像素阵列包括多个发光像素；
    所述第一阻光层还开设有第二小孔阵列，所述第二小孔阵列包括多个第二小孔，每个所述第二小孔与所述发光像素对应设置，用于通过所述发光像素射向所述外屏的光。
  3. 根据权利要求1或2所述的屏幕模组，其特征在于，
    在所述基板与所述反射层之间设有第二阻光层，所述第二阻光层包括透光区阵列，在所述透光区阵列中每个透光区包括第三小孔和第四小孔；
    所述第三小孔与所述第一小孔对齐，所述第三小孔用于通过从所述第一小孔穿过的光；
    所述第四小孔用于通过由所述反射层反射到所述成像单元的光。
  4. 根据权利要求2所述的屏幕模组，其特征在于，
    在所述反射层与所述基板之间设有隔断层，所述隔断层的网格与所述成像单元一一对应；
    所述网格由不透明材料制成，用于隔离不同成像单元接收的光。
  5. 根据权利要求4所述的屏幕模组，其特征在于，在每个网格内部填充有透明聚合物。
  6. 根据权利要求1至5中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，所述发光像素为有机发光二极管OLED、量子点发光二极管QLED或微型发光二极管microLED中的至少一钟，所述成像单元为光探测器。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，所述基板为薄膜晶体管TFT基板，所述TFT基板的材料为树脂或玻璃。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，所述第一阻光层包括缓冲层和覆盖在所述缓冲层表面的金属薄膜，所述缓冲层由聚合物材料或二氧化硅制成。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，所述第一小孔的形状为圆形，所述第一小孔的直径在2微米到30微米之间。
  10. 根据权利要求3至5中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，从所述第一阻光层到所述外屏的距离与从所述第二阻光层到所述反射层的距离的比例值在1到40之间。
  11. 根据权利要求1至5中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，在所述基板上所述成像单元的密度大于200孔隙密度PPI。
  12. 一种屏幕模组，其特征在于，包括：
    从外到内设置的外屏、第一阻光层、基板、第二阻光层和反射层；
    所述基板的外表面设有成像单元阵列，所述成像单元阵列包括多个成像单元，所述成像单元的感光面与所述反射层相对；
    在所述第一阻光层的表面具有不透光材料形成的阻光区域，所述阻光区域用于阻挡从外部射向所述成像单元的光；
    在所述基板与所述反射层之间设有第二阻光层，所述第二阻光层包括透光区阵列，在所述透光区阵列中每个透光区包括第一小孔和第二小孔，所述第一小孔用于通过从所述外屏的外侧物体反射到所述反射层的光，所述第二小孔用于通过由所述反射层反射到所述成像单元的光；
    所述反射层用于将穿过所述第一小孔的光反射至所述成像单元。
  13. 根据权利要求12所述的屏幕模组，其特征在于，所述屏幕模组还包括设置在所述基板上的发光像素阵列，所述发光像素阵列包括多个发光像素。
  14. 根据权利要求12或13所述的屏幕模组，其特征在于，在所述反射层与所述第二阻光层之间设有隔断层，所述隔断层的网格与所述透光区一一对应；
    所述网格由不透明材料制成，用于隔离不同成像单元接收的光。
  15. 根据权利要求12至14中任一项所述的屏幕模组，其特征在于，从所述第一阻光层到所述外屏的距离与从所述第二阻光层到所述反射层的距离的比例值在1到40之间。
  16. 一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至11中任一项所述的屏幕模组。
  17. 一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求12至15中任一项所述的屏幕模组。
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