CN106897701B - 光学指纹识别模组与显示面板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种光学指纹识别模组与显示面板、显示装置。该光学指纹识别模组包括指纹识别模块、光筛选模块、光源模块，其中：所述光源模块，用于提供光源，以照射待识别的指纹；所述光筛选模块，设置于所述光源模块和所述指纹识别模块之间，对所述光源模块发出、经外界物反射而进入所述光筛选模块的光进行准直，准直光线进入所述指纹识别模块；所述指纹识别模块，根据接收到的准直光线，实现指纹识别。该光学指纹识别模组成本低，结构紧凑，而且识别效果好；相应的，该显示面板简化了整机的制作工艺，降低了整机的成本，大大提升了显示面板的附加值，使显示面板除了显示外增添了光学指纹识别功能。

Description

光学指纹识别模组与显示面板、显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种光学指纹识别模组与显示面板、显示装置。

背景技术

近年来，随着人们对自身隐私保护意识的加强以及在移动支付领域中资金安全所面临的严峻考验，生物识别技术变得异常热门起来。目前，在手机上被应用得最为广泛的生物识别技术无疑是指纹识别。时至今日，指纹识别成了当下中高端手机的标配，也是在手机上被应用得最为广泛的生物识别技术。

当前的手机显示屏中，显示模组终端的光学指纹识别功能键多设在home键，传感器(sensor)一般为硅基的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductors，互补金属氧化物半导体)或者为CCD(Charge Coupled Device，电荷藕合器件图像传感器)组件。通常情况下，利用CMOS和CCD能获得较高指纹识别效果，但由于CMOS和CCD通常为外部定制组件，因此与显示模块的集成度不高；同时，由于CMOS和CCD需要较大的造价，从而导致显示屏整机的成本上升，但却不会给显示屏带来额外的附加的价值。

可见，设计一种成本低、结构紧凑、指纹识别效果好的指纹模组成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种光学指纹识别模组与显示面板、显示装置，至少部分解决显示屏中指纹识别组件成本高、结构不紧凑的问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该光学指纹识别模组，包括指纹识别模块、光筛选模块、光源模块，其中：

所述光源模块，用于提供光源，以照射待识别的指纹；

所述光筛选模块，设置于所述光源模块和所述指纹识别模块之间，对所述光源模块发出、经外界物反射而进入所述光筛选模块的光进行准直，准直光线进入所述指纹识别模块；

所述指纹识别模块，根据接收到的准直光线，实现指纹识别。

优选的是，所述光筛选模块包括电极对、光偏转层，所述电极对包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述光偏转层的两侧，用于为所述光偏转层提供控光偏转电压；

所述光源模块的出射光经所述光偏转层调节后进入所述指纹识别模块。

优选的是，所述光筛选模块还包括光过滤层，所述光过滤层设置在紧邻所述光偏转层的至少一侧，所述光源模块的出射光经所述光偏转层调节以及以垂直于所述光过滤层所在平面的方向进入所述指纹识别模块。

优选的是，所述光偏转层为液晶调节层，所述光过滤层为具有多个开孔的不透光层，所述第一电极和所述第二电极用于控制所述液晶调节层中与所述第一电极对应区域的液晶分子是否偏转，垂直于所述光过滤层所在平面的方向的光经所述开孔进入所述指纹识别模块。

优选的是，所述指纹识别模块包括控制元件和光敏器件，所述控制元件与所述光敏器件串联连接；

所述光敏器件至少与一所述开孔对应。

优选的是，多个所述开孔呈阵列排列，所述开孔与所述光敏器件一一对应；

或者，一个所述开孔对应多个所述光敏器件；

或者，多个所述开孔对应一个所述光敏器件。

优选的是，所述第一电极为条状结构，多个所述条状结构间隔、平行分布；

所述第二电极为平面结构。

优选的是，所述光过滤层采用黑色绝缘材料形成。

优选的是，所述第一电极和所述第二电极中，靠近所述光敏器件的电极采用透明电极材料形成。

优选的是，所述光学指纹识别模组还包括相对设置的第一衬底和第二衬底，所述指纹识别模块、光筛选模块设置于所述第一衬底和所述第二衬底之间，所述光源模块设置于所述第一衬底侧面的外侧，所述第一衬底用于将所述第一衬底侧面进入的所述光源模块出射光进行导光。

优选的是，所述第一电极、所述光偏转层、所述光过滤层和所述第二电极由下至上依次层叠设置；

或者，所述第二电极、所述光偏转层、所述光过滤层和所述第一电极由下至上依次层叠设置；

或者，所述第一电极、所述光过滤层、所述光偏转层和所述第二电极由下至上依次层叠设置；

或者，所述第二电极、所述光过滤层、所述光偏转层和所述第一电极由下至上依次层叠设置。

一种显示面板，包括上述的光学指纹识别模组，所述光学指纹识别模组位于所述显示面板的非显示区。

一种显示装置，包括上述的显示面板。

本发明的有益效果是：该光学指纹识别模组成本低，结构紧凑，而且指纹识别效果好；

相应的，该显示面板简化了整机的制作工艺，降低了整机的成本，大大提升了显示面板的附加值，使显示面板除了显示外增添了光学指纹识别功能；

该显示装置兼具光学指纹识别方式，能为用户带来更佳的操控体验。。

附图说明

图1A和图1B为本发明实施例1中光学指纹识别模组的结构示意图；

图2A和图2B为图1A中光学指纹识别模组的工作原理示意图；

图3A和图3B为本发明实施例2中光学指纹识别模组的结构示意图；

图4为本发明实施例3中显示面板的结构示意图；

附图标记中：

11－光源；

21－第一电极；22－光偏转层；23－光过滤层；24－第二电极；

31－光敏器件；

41－彩膜基板；42－液晶层；43－阵列基板；44－框架；

1－显示区；2－非显示区；3－第一衬底；4－封框胶；5－第二衬底。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明光学指纹识别模组与显示面板、显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种光学指纹识别(Opitcal Sensitive)模组，该光学指纹识别模组解决了当前显示模组终端的光学指纹识别限定在home键，集成度不高，手指到传感器之间的间隔层多，指纹识别的效果差的问题。

该光学指纹识别模组包括指纹识别模块、光筛选模块、光源模块，其中：

光源模块，用于提供光源，以照射待识别的指纹；

光筛选模块，设置于光源模块和指纹识别模块之间，对光源模块发出、经外界物(例如手指)反射而进入光筛选模块的光进行准直，准直光线进入指纹识别模块；

指纹识别模块，根据接收到的准直光线，实现指纹识别。

该光学指纹识别模组中，手指到指纹识别模块之间的间隔层较少，成本低，结构紧凑，具有较好的指纹识别效果。

其中，光筛选模块包括电极对、光偏转层和光过滤层，其中：

电极对包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别设置于光偏转层的两侧，用于为光偏转层提供控光偏转电压；光源模块的出射光经光偏转层调节后进入指纹识别模块。

其中，光过滤层只要设置在紧邻光偏转层的至少一侧即可，能对光源进一步准直，此时光源模块的出射光经光偏转层调节以及以垂直于光过滤层所在平面的方向进入指纹识别模块。

光学指纹识别模组还包括相对设置的第一衬底和第二衬底，指纹识别模块、光筛选模块设置于第一衬底和第二衬底之间，光源模块设置于第一衬底侧面的外侧，第一衬底用于将第一衬底侧面进入的光源模块出射光进行导光。

如图1A所示，该光学指纹识别模组设置在第一衬底3(通常为玻璃板)和第二衬底5之间，光筛选模块用于形成准直光线，保证指纹识别的效果。光筛选模块包括由下至上依次层叠设置的第一电极21、光偏转层22、光过滤层23和第二电极24；指纹识别模块设置于第一电极21的下方；光源模块设置于第一衬底3侧面的外侧，第一衬底3此时类似于导光板，能对从侧面进入的光源模块的光进行导光，光源模块的出射光经外界物反射以垂直于光过滤层23所在平面的方向经光偏转层22调节后进入指纹识别模块。

其中，光偏转层22为液晶调节层，光过滤层23为具有多个开孔的不透光层，第一电极21和第二电极24用于控制液晶调节层中与第一电极21对应区域的液晶分子是否偏转，偏转至垂直于光过滤层23所在平面的方向的光经开孔进入光偏转层22，进而进入指纹识别模块。

该光学指纹识别模组中，指纹识别模块包括控制元件(图1A中未具体示出)和光敏器件31(sensor)，控制元件与光敏器件31串联连接；光敏器件31至少与一开孔对应。该指纹识别模块接收准直光线，获得指纹识别的光学条件。

优选的是，光过滤层23中多个开孔呈阵列排列，开孔与指纹识别模块中光敏器件31一一对应；或者，一个开孔对应多个光敏器件31；或者，多个开孔对应一个光敏器件31。将开孔和光敏器件31对应设置为一对一、一对多或多对一的结构，均能保证形成准直光线与确定的光敏器件31对应，保证指纹识别的效果。

优选的是，光过滤层23采用黑色绝缘材料形成，例如采用在彩膜基板中形成黑矩阵的材料。通过光过滤层23的结构，开孔筛选入射光经手指反射后形成准直光线，保证指纹识别的效果。其中，开孔的孔径范围决定准直光线的精度，优选在光过滤层23中开孔的孔径范围为5-10μm，保证指纹识别的效果。

对于形成控制液晶偏转的电场，第一电极21为条状结构，多个条状结构间隔、平行分布；第二电极24为平面结构。根据第一电极21和第二电极24的通电状况，通过光过滤层23的开孔形成准直光线，并控制光筛选模块中液晶调节层中液晶分子的偏转来控制光的通过，获得指纹识别的条件。

当然，本实施例的光学指纹识别模组对第一电极21和第二电极24的设置位置并不做限定，也即可以如图1B所示，光筛选模块包括由下至上依次层叠设置的第二电极24、光偏转层22、光过滤层23和第一电极21；指纹识别模块设置于第二电极24的下方；光源模块设置于第一衬底3侧面的外侧，光源模块的出射光以垂直于光过滤层23所在平面的方向经光偏转层22调节后进入指纹识别模块。

在图1A和图1B，靠近光敏器件31的第一电极21或第二电极24采用透明电极材料形成，以保证光敏器件31正常接收光源。透明电极材料包括氧化铟镓锌、氧化铟锌(IndiumZinc Oxide，简称IZO)、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)、氧化铟镓锡中的至少一种。

本实施例的光学指纹识别模组中，光源11为供指纹识别用的独立光源，设置于光筛选模块之上，且以侧入光方式进入。单独给光，单独设置液晶调节层来控制光线的通过，以及单独的设置控制电极来控制液晶分子的偏转，控制光的准直性，从而保证光通过手指反射后，进入液晶调节层到达光敏器件31，实现远距离的光学指纹识别。

该光学指纹识别模组作为整体，以封框胶4进行封装。

如图2A和图2B所示(图2A和图2B中省略了第一电极21和第二电极24的示出)，本实施例中如图1A所示的光学指纹识别模组的工作原理为：

如图2A所示，当需要进行指纹识别时，开启指纹识别功能，光源11打开，控制光偏转层22的电极为高电压，液晶分子发生偏转，光通过已形成开孔的光过滤层23后，在光偏转层22中液晶分子偏转的共同作用下，只有接近准直的光会通过并进入到光敏器件31，进而通过光敏器件31的光电流不同来感测指纹；

如图2B所示，当不需要指纹识别功能时，第一种方式是可以通过关闭光源11来实现，第二种方式是可以通过设置控制光偏转层22的电极为低电压来使液晶分子不发生偏转，进而光不能通过并进入光敏器件31。

本实施例中的光学指纹识别模组成本低，结构紧凑，而且识别效果好。

实施例2：

本实施例提供一种光学指纹识别模组，该光学指纹识别模组解决了当前显示模组终端的光学指纹识别限定在home键，集成度不高，手指到传感器之间的间隔层多，指纹识别的效果差的问题。本实施例中光学指纹识别模组与实施例1中光学指纹识别模组的区别在于，光筛选模块中光偏转层和光过滤层的叠层结构不同。

在图3A中，该光学指纹识别模组设置在第一衬底3与第二衬底5之间(即以第一衬底3与第二衬底5作为外支撑或界面)，光筛选模块用于形成准直光线，保证指纹识别的效果。光筛选模块包括由下至上依次层叠设置的第一电极21、光过滤层23、光偏转层22和第二电极24；指纹识别模块设置于第一电极21的下方；光源模块设置于第一衬底3侧面的外侧，且光源模块的出射光经光偏转层22调节后的光以垂直于光过滤层23所在平面的方向进入指纹识别模块。

当然，本实施例的光学指纹识别模组对第一电极21和第二电极24的设置位置并不做限定，也即可以如图3B所示，光筛选模块包括由下至上依次层叠设置的第二电极24、光过滤层23、光偏转层22和第一电极21；指纹识别模块设置于第二电极24的下方；光源模块设置于第一衬底3侧面的外侧，光源模块的出射光经光偏转层22调节后的光以垂直于光过滤层23所在平面的方向进入指纹识别模块。

在图3A和图3B，靠近光敏器件31的第一电极21或第二电极24采用透明电极材料形成，以保证光敏器件31正常接收光源。

本实施例中光学指纹识别模组中各层结构的功能与实施例1中相应层结构的功能相同，这里不再详述。

本实施例中的光学指纹识别模组成本低，结构紧凑，而且识别效果好。

实施例3：

本实施例提供一种显示面板，该显示面板包括实施例1或实施例2中的光学指纹识别模组，光学指纹识别模组位于显示面板的非显示区。通过将光学指纹识别集成在显示面板的非显示区，在保证识别精度的同时，还保证显示区的显示效果，而且整个显示面板结构紧凑、成本低。

其中，显示面板为液晶显示面板(Liquid Crystal Display，简称LCD)或有机电致发光显示面板(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)。该显示面板可以将光学指纹识别模组与LCD或OLED任一种集成为一体，一方面可以提供指纹识别的效果，另一方面可将部分制程在同一工艺中完成，简化制备过程。

以显示面板为液晶显示面板作为示例，显示面板与的光学指纹识别模组集成的整体结构如图4所示，其中包括用于正常显示的显示区1和为正常显示提供信号源的电路区域或空白的非显示区2，显示面板与光学指纹识别模组设置在衬底3(通常为玻璃板)之间，在显示区1由显示侧向内逐层为彩膜基板41、液晶层42和阵列基板43和框架44，在边框通过封框胶4封装。其中，在彩膜基板41上有公共电极，以像素为边界正常设置有黑矩阵，在黑矩阵之间的像素区分别依次设置有红色色阻(R)、绿色色阻(G)、蓝色色阻(B)；在阵列基板43上以对应像素设置有薄膜晶体管阵列，薄膜晶体管与像素电极连接。

在制备过程中，可以将光学指纹识别模组设置在液晶显示面板的非显示区2，通过液晶显示面板的常规制成将光学指纹识别模组中相应的层结构与液晶显示面板的相应层结构一并做出，例如：将光学指纹识别模组中的第一电极和液晶显示面板中的公共电极同时形成，光偏转层和液晶层同时形成(中间通过封框胶4隔离)，光过滤层与黑矩阵层同时形成，控制元件与薄膜晶体管同时形成，并将光源设置在彩膜基板41部分的侧边，等等，可根据显示面板的具体结构进行合理的工艺整合。

该显示面板简化了整机的制作工艺，降低了整机的成本，大大提升了显示面板的附加值，使显示面板除了显示外增添了光学指纹识别功能。

实施例4：

本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括实施例3中的显示面板。

该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

该显示装置兼具光学指纹识别方式，能为用户带来更佳的操控体验。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学指纹识别模组，其特征在于，包括指纹识别模块、光筛选模块、光源模块，其中：

所述光源模块，用于提供光源，以照射待识别的指纹；

所述光筛选模块，设置于所述光源模块和所述指纹识别模块之间，对所述光源模块发出、经外界物反射而进入所述光筛选模块的光进行准直，准直光线进入所述指纹识别模块；

所述指纹识别模块，根据接收到的准直光线，实现指纹识别；

所述光筛选模块包括电极对、光偏转层，所述电极对包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述光偏转层的两侧，用于为所述光偏转层提供控光偏转电压；

所述光源模块的出射光经所述光偏转层调节后进入所述指纹识别模块；

所述光筛选模块还包括光过滤层，所述光过滤层设置在紧邻所述光偏转层的至少一侧，所述光源模块的出射光经所述光偏转层调节以及以垂直于所述光过滤层所在平面的方向进入所述指纹识别模块；

所述光偏转层为液晶调节层，所述光过滤层为具有多个开孔的不透光层，所述第一电极和所述第二电极用于控制所述液晶调节层中与所述第一电极对应区域的液晶分子是否偏转，垂直于所述光过滤层所在平面的方向的光经所述开孔进入所述指纹识别模块。

2.根据权利要求1所述的光学指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模块包括控制元件和光敏器件，所述控制元件与所述光敏器件串联连接；

所述光敏器件至少与一所述开孔对应。

3.根据权利要求2所述的光学指纹识别模组，其特征在于，多个所述开孔呈阵列排列，所述开孔与所述光敏器件一一对应；

或者，一个所述开孔对应多个所述光敏器件；

或者，多个所述开孔对应一个所述光敏器件。

4.根据权利要求1所述的光学指纹识别模组，其特征在于，所述第一电极为条状结构，多个所述条状结构间隔、平行分布；

所述第二电极为平面结构。

5.根据权利要求1所述的光学指纹识别模组，其特征在于，所述光过滤层采用黑色绝缘材料形成。

6.根据权利要求2所述的光学指纹识别模组，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极中，靠近所述光敏器件的电极采用透明电极材料形成。

7.根据权利要求1所述的光学指纹识别模组，其特征在于，所述光学指纹识别模组还包括相对设置的第一衬底和第二衬底，所述指纹识别模块、光筛选模块设置于所述第一衬底和所述第二衬底之间，所述光源模块设置于所述第一衬底侧面的外侧，所述第一衬底用于将所述第一衬底侧面进入的所述光源模块出射光进行导光。

8.根据权利要求1所述的光学指纹识别模组，其特征在于，所述第一电极、所述光偏转层、所述光过滤层和所述第二电极由下至上依次层叠设置；

或者，所述第二电极、所述光偏转层、所述光过滤层和所述第一电极由下至上依次层叠设置；

或者，所述第一电极、所述光过滤层、所述光偏转层和所述第二电极由下至上依次层叠设置；

或者，所述第二电极、所述光过滤层、所述光偏转层和所述第一电极由下至上依次层叠设置。

9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的光学指纹识别模组，所述光学指纹识别模组位于所述显示面板的非显示区。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示面板。