一种内置有指纹识别感应器的显示装置

摘要

本发明实施例提供一种内置有指纹识别感应器的显示装置，包括多个遮光层和设置于多个遮光层之间的透光层；每个遮光层内设置有透光孔，多个透光孔组成准直孔；还包括对应准直孔设置的指纹识别感应器；在准直孔内设置有第一透光材料和第二透光材料，第一透光材料相比于第二透光材料更靠近指纹识别感应器一侧，并且第一透光材料的折射率大于第二透光材料的折射率，使入射至准直孔内光线发生偏振，从而增加有透光孔错位情况下指纹识别感应器的收光量，提高指纹识别感应器的灵敏度。

权利要求

1.一种内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，包括：多个遮光层和设置于所述多个遮光层之间的透光层；每个所述遮光层内设置有透光孔，多个所述透光孔组成准直孔；

对应所述准直孔设置的指纹识别感应器；

在所述准直孔内设置有第一透光材料和第二透光材料，所述第一透光材料位于所述第二透光材料靠近所述指纹识别感应器的一侧，并且所述第一透光材料的折射率大于所述第二透光材料的折射率；

还包括相对设置的第一基板和第二基板；

所述指纹识别感应器设置于所述第二基板上；

所述多个遮光层中包括至少一个第一遮光层和至少一个第二遮光层；所述第一遮光层设置于所述第一基板上，所述第二遮光层设置于所述第二基板上；

所述第一基板和所述第二基板之间设置有所述透光层；

所述第一透光材料设置于所述准直孔位于所述第二基板的部分内。

2.如权利要求1所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第二透光材料和所述透光层的材料相同。

3.如权利要求1所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第二透光材料的折射率小于等于1.5，所述第一透光材料的折射率大于1.5。

4.如权利要求3所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第一透光材料的折射率小于1.72。

5.如权利要求1所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述准直孔的孔径为4～5μm。

6.如权利要求1所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第二透光材料为聚酯亚胺树脂；所述第一透光材料为混合有TiO2或ZrO2的聚酰亚胺，或者为通过芳香族二胺化合物或芳香族二酐制备的聚酰亚胺。

7.如权利要求1所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述准直孔位于所述第一基板的部分内设置有第三透光材料和第四透光材料，所述第三透光材料位于所述第四透光材料靠近所述指纹识别感应器的一侧，并且所述第三透光材料的折射率大于所述第四透光材料的折射率。

8.如权利要求7所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第一透光材料和所述第三透光材料相同。

9.如权利要求7所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第四透光材料的折射率小于等于1.5，所述第三透光材料的折射率大于1.5。

10.一种内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有显示材料层；

所述第一基板上设置有至少一个第一遮光层，所述第一遮光层内设置有第一透光孔；

所述第二基板上设置有至少一个第二遮光层，所述第二遮光层内设置有第二透光孔；

所述第一透光孔和所述第二透光孔组成准直孔；

位于第二基板上并和所述准直孔对应设置的指纹识别感应器；

所述准直孔位于所述第二基板的部分内设置有第一透光材料，所述第一透光材料位于所述显示材料层靠近所述指纹识别感应器的一侧，并且所述第一透光材料的折射率大于所述显示材料层的折射率。

11.如权利要求10所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述准直孔位于所述第一基板的部分内设置有第三透光材料和第四透光材料，所述第三透光材料位于所述第四透光材料靠近所述指纹识别感应器的一侧，并且所述第三透光材料的折射率大于所述第四透光材料的折射率。

12.如权利要求11所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述第一透光材料和所述第三透光材料相同。

13.如权利要求10所述的内置有指纹识别感应器的显示装置，其特征在于，所述显示装置为液晶显示装置，所述第一基板为彩膜基板，所述第二基板为阵列基板，所述显示材料层为液晶层。

说明书

一种内置有指纹识别感应器的显示装置

【技术领域】

[0001] 本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种内置有指纹识别感应器的显示装置。【背景技术】

[0002] 对于具有指纹识别功能的显示面板来说，为了更好的实现全面屏设计，避免指纹识别区域占用非显示区的空间，目前可采用屏下指纹识别技术将显示区复用为指纹识别区域。

[0003] 屏下指纹识别结构一般包括准直孔和设置于准直孔下方的指纹识别感应器。准直孔通过在多层遮光层中设置透光孔形成，当遮光层在图案化发生对位偏差时，会造成准直孔的有效孔径减小，进而造成指纹识别感应器的收光量减少，降低了指纹识别感应器的敏感度。【发明内容】

[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供一种内置有指纹识别感应器的显示装置，包括：多个遮光层和设置于所述多个遮光层之间的透光层；每个所述遮光层内设置有透光孔，多个所述透光孔组成准直孔；对应所述准直孔设置的指纹识别感应器；在所述准直孔内设置有第一透光材料和第二透光材料，所述第一透光材料位于所述第二透光材料靠近所述指纹识别感应器的一侧，并且所述第一透光材料的折射率大于所述第二透光材料的折射率。

[0005] 本发明还提供一种内置有指纹识别感应器的显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有显示材料层；所述第一基板上设置有至少一个第一遮光层，所述第一遮光层内设置有第一透光孔；所述第二基板上设置有至少一个第二遮光层，所述第二遮光层内设置有第二透光孔；所述第一透光孔和所述第二透光孔组成准直孔；位于第二基板上并和所述准直孔对应设置的指纹识别感应器；所述准直孔位于所述第二基板上的部分内设置有第一透光材料，所述第一透光材料位于所述显示材料层靠近所述指纹识别感应器的一侧，所述第一透光材料的折射率大于所述显示材料层的折射率。

[0006] 本发明提供的内置有指纹识别感应器的显示装置，通过在准直孔内靠近指纹识别感应器一侧填充第一透光材料，在准直孔内远离指纹识别感应器一侧填充第二透光材料，第一透光材料折射率大于第二透光材料的折射率，使入射到准直孔内的光线发生折射，从而增加有透光孔错位情况下指纹识别感应器的收光量，提高指纹识别感应器的灵敏度。【附图说明】

[0007] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0008] 图1为实施例一提供的内置有指纹识别感应器的显示装置的示意图；

[0009] 图2为实施例一中光线在有透光孔发生位置偏差的准直孔内传播的示意图；

[0010] 图3为实施例二提供的内置有指纹识别感应器的显示装置的示意图；

[0011] 图4为实施例二中光线在有透光孔发生位置偏差的准直孔内传播的示意图；

[0012] 图5为实施例三提供的内置有指纹识别感应器的液晶显示装置的示意图。【具体实施方式】

[0013] 为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

[0014] 应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0015] 在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

[0016] 应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0017] 应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述像素组，但这些像素组不应限于这些术语。这些术语仅用来将像素组彼此区分开。

[0018] 实施例一

[0019] 请参考图1，为本发明实施例一提供的内置有指纹识别感应器的显示装置的示意图，如图所示，包括基板10，多个设置于基板10上的遮光层11和设置于该多个遮光层11之间的透光层12。每个遮光层11内设置有透光孔，多个透光孔组成准直孔13，还包括和准直孔13对应设置的指纹识别感应器14。

[0020] 在准直孔13内设置有第一透光材料15和第二透光材料16，第一透光材料15位于第二透光材料16更靠近指纹识别感应器14的一侧，并且第一透光材料15的折射率n1大于第二透光材料16的折射率n2。

[0021] 准直孔13的作用是将从手指反射的光线传输至指纹识别感应器14，指纹识别感应器14识别从准直孔13传输来的光线，进行检测识别。多个遮光层11层叠设置使多个透光孔重合形成准直孔13，多个遮光层11的材料一般为黑色树脂，分别通过沉积成膜、图案化的工艺形成。其中，图案化工艺中，首先在整面沉积成膜的黑色树脂上形成光刻胶层，使用掩膜板对光刻胶层进行曝光显影图案化，然后再以图案化后的光刻胶层为掩膜刻蚀整面沉积成膜的黑色树脂，形成图案化的遮光层11。当掩膜板对位有偏差时，图案化的遮光层11的透光孔位置就会有偏差，会减小准直孔13的整个有效孔径，即减小了准直孔13所能接收的光的量。

[0022] 在本发明中，在准直孔13内靠近指纹识别感应器14的一侧填充了折射率n1较大的第一透光材料15，在第一透光材料15的上部填充了折射率n2较小的第二透光层16，如图2所示，为光线在有透光孔发生位置偏差的准直孔13内传播的示意图，光线A以一定的入射角度θ1从折射率较小的第二透光材料16进入折射率较大的第一透光材料15时，光线A发生折射，折射后的光线B以折射角θ2的方向传播，因为第一透光材料15的折射率n1大于第二透光材料16的折射率n2，折射角θ2小于入射角θ1，折射后的光线B由于改变了传播方向，可以被指纹识别感应器14所接收。相比而言，如图2所示，光线B'为假设沿着原光线A的传播方向传播的光线，如果第一透光材料15和第二透光材料16的折射率相同，光线B'在第一透光材料15和第二透光材料16内不会改变传播方向，会射出准直孔13的范围，被位置偏差的遮光层11所遮挡，进而造成指纹识别感应器14收光量的损失，降低指纹识别感应器14的灵敏度。

[0023] 可选地，可设置第二透光材料16的材料的折射率n1小于等于1.5，第一透光材料15的折射率n1大于1.5。

[0024] 参考图1，在实施例一中，透光层12的材料为聚酯亚胺涂层，第二透光材料16的材料可以和透光层12的材料相同。在遮光层11图案化形成透光孔后，在图案化的遮光层11上形成透光层12，在透光层12的同时，聚酯亚胺树脂也填充在透光孔内作为第二透光材料16。第二透光材料16的材料和透光层12的材料相同时，可以同时形成，制造工艺简单，并且聚酯亚胺树脂的折射率小于等于1.5，适合作为第二透光材料16的材料。

[0025] 可选地，第二透光材料16的材料可以和透光层12的材料不同，在图案化的遮光层11上形成透光层12，在透光层12形成的同时也填充在透光孔内，然后对准直孔13内的透光层12进行刻蚀去除，然后填充第二透光材料16。第二透光材料16的材料和透光层12的材料不同时，不影响透光层12的厚度、性能的同时，第二透光材料16的材料选择范围更广。

[0026] 第一透光材料15可以为混合有TiO2或ZrO2的聚酰亚胺，以高折射率的纳米TiO2或ZrO2作为无机填料，和聚酰亚胺进行复合，可以获得兼具良好折射率和优异透明性的聚酰亚胺涂层，其折射率可以在1.63到1.68之间。例如，对于厚度约为25μm的聚酰亚胺薄膜而言，未加入TiO2的聚酰亚胺薄膜是几乎完全透明的，在加入纳米TiO2之后，在TiO2的质量百分含量小于15％时，聚酰亚胺纳米复合薄膜的透明性均可得到良好的保持。

[0027] 第一透光材料15还可以为通过芳香族二胺化合物或芳香族二酐制备的聚酰亚胺，其透射率可以达到1.69至1.72，同时也具备高透明度。

[0028] 在图1所述的结构中，包括4个遮光层11和4个透光层12，但本发明不限于此，遮光层和透光层的层数可以根据准直孔的结构要求进行设置。

[0029] 本发明实施例一提供的内置有指纹识别感应器的显示装置，通过在准直孔内靠近指纹识别感应器的一侧填充第一透光材料，在准直孔内远离指纹识别感应器的一侧填充第二透光材料，使光线发生折射，从而增加有透光孔错位情况下指纹识别感应器的收光量，提高指纹识别感应器的灵敏度。

[0030] 实施例二

[0031] 请参考图3，图3为本发明实施例二提供的内置有指纹识别感应器的显示装置示意图，如图所示，内置有指纹识别感应器的显示装置20包括相对设置的第一基板201和第二基板202。第一基板201和第二基板202之间设置有透光的中间层26，该透光的中间层26相当于遮光层之间的透光层。

[0032] 多个遮光层中包括设置于第一基板201上的第一遮光层211和设置于第二基板202上的第二遮光层212。第一遮光层211内设置有第一透光孔，第二遮光层212内设置有第二透光孔，第一透光孔和第二透光孔组成准直孔23。即准直孔23包括设置于第一基板201上的部分和设置于第二基板202上的部分，准直孔23设置于第一基板201上的部分是由设置于第一基板201的第一透光孔组成的，准直孔23设置于第二基板202上的部分是由设置于第二基板202的第二透光孔组成。

[0033] 指纹识别感应器24和准直孔23对应设置，具体地，指纹识别感应器24设置于第二基板202上，并位于第二遮光层212的下方。

[0034] 准直孔23位于第二基板202的部分内设置有第一透光材料25，透光的中间层26为第二透光材料，第一透光材料25比透光的中间层26更靠近指纹识别感应器24的一侧，并且第一透光材料25的折射率n1大于透光的中间层26的折射率n2。

[0035] 在实施例二中，第一遮光层211和第二遮光层212分别设置在第一基板201和第二基板202上，第一基板201和第二基板202对位贴合时的偏差会造成第一遮光层211和第二遮光层212的错位。当第一基板201和第二基板202发生对位偏差时，因为准直孔23位于第二基板202的部分内的第一透光材料25的折射率n1大于透光的中间层26的折射率n2，从透光的中间层26的入射至第一透光材料25的光线发生折射，并且折射角小于入射角，折射后的光线就能被指纹识别感应器24所接收，从而增加有透光孔错位情况下指纹识别感应器24的收光量，提高指纹识别感应器24的灵敏度。

[0036] 可选地，可设置透光的中间层26的材料的折射率n2小于等于1.5，第一透光材料25的折射率n1大于1.5。

[0037] 可选地，第一透光材料25可以为混合有TiO2或ZrO2的聚酰亚胺，以高折射率的纳米TiO2或ZrO2作为无机填料，和聚酰亚胺进行复合，可以获得兼具良好折射率和优异透明性的聚酰亚胺涂层，其折射率可以在1.63到1.68之间。例如，对于厚度约为25μm的聚酰亚胺薄膜而言，未加入TiO2的聚酰亚胺薄膜是几乎完全透明的，在加入纳米TiO2之后，在TiO2的质量百分含量小于15％时，聚酰亚胺纳米复合薄膜的透明性均可得到良好的保持。第一透光材料25还可以为通过芳香族二胺化合物或芳香族二酐制备的聚酰亚胺，其透射率可以达到1.69至1.72。

[0038] 可选地，准直孔23的孔径为4～5μm。第一基板201和第二基板202发生对位偏差的值一般在2μm左右，占到准直孔23的孔径的比例约为1/2，如果使用现有技术中的准直结构，指纹识别感应器的收光量会减少50％，而使用本发明实施例二提供的内置有指纹识别感应器的显示装置，指纹识别感应器的收光量的减少量远小于50％。

[0039] 可选地，在图3所示的结构中，第一基板201上设置有多个第一遮光层211，多个第一遮光层211之间设置有透光层222，在第二基板202上设置有一个第二遮光层212，但是本发明不限于此，在第二基板202上也可以设置多个第二遮光层212。

[0040] 可选地，准直孔23位于第一基板201上的部分内设置有第三透光材料27和第四透光材料28，第三透光材料27位于第四透光材料28的更靠近指纹识别感应器24的一侧，并且第三透光材料27的折射率n3大于第四透光材料28的折射率n4。

[0041] 如图所示，第一基板201上设置有多个第一遮光层211，在多个遮光层211之间设置有透光层222，在第二基板202上只设置一个第二遮光层212，准直孔23位于第一基板201的部分的深度大于准直孔23位于第二基板202的深度。如果第一基板201和第二基板202对位发生偏差，光线可以难以通过准直孔23位于第一基板201的部分传播到在位于第二基板202的部分。另外，透光的中间层26可以是显示材料层，当透光的中间层26是显示材料层的情况下，透光的中间层26是整层设置的，不能在准直孔23内根据需求替换材料。而如果显示材料层的折射率n2小于第三透光材料27的折射率n3，根据折射定律，折射角大于入射角，从第三透光材料27传播至显示材料层26的光线会向准直孔23的外侧偏折的更严重，降低指纹识别感应器24的收光量。再者，第一基板201上设置的多个第一遮光层211之间也可能存在错位，让穿过准直孔23位于第一基板201上的部分的光减少，也会影响指纹识别感应器24的收光量。

[0042] 图4为实施例二中光线在有透光孔发生位置偏差的准直孔内传播的示意图，如图4所示，在第四透光材料28传播的光线A进入第三透光材料27中，因为第三透光材料27的折射率n3大于第四透光材料28的折射率n4，因此折射角大于入射角，光线B改变了原来的传播方向。接着，在第三透光材料27传播的光线B进入作为第二透光材料的透光的中间层26中，假设透光的中间层26的折射率n2小于第三透光材料27的折射率n3，折射角小于入射角，在透光的中间层26中的光线C的传播方向更接近光线A的传播方向，可以说，相比于光线B，光线C向原方向偏折了。再下来，在透光的中间层26传播的光线C进入第一透光材料25，因为第一透光材料25的折射率n1大于透光的中间层26的折射率n2，折射角小于入射角，光线D相对于光线C向另一个方向偏折，该另一个方向为更靠近准直孔23中心的方向。如果准直孔23位于第一基板201的部分内的材料的折射率相同，因准直孔23位于第一基板201上的部分较深，光线A可能就会被位于第二基板202的第二遮光层212所遮挡，不能被指纹识别感应器24所接收；或者，光线A在进入较小折射率的透光的中间层26时，因改变方向被第二遮光层212所遮挡，不能被指纹识别感应器24所接收。在上述实施例二的可选实施方式中，在准直孔23位于第一基板201的部分内设置有第三透光材料27和第四透光材料28，第三透光材料27相比于第四透光材料28的更接近指纹识别感应器24一侧，第三透光材料27的折射率n3大于第四透光材料28的折射率n4，可以增大指纹识别感应器24的收光量。

[0043] 实施例三

[0044] 图5为实施例三提供的内置有指纹识别感应器的显示装置的示意图，如图5所示，显示装置30包括：相对设置的第一基板301和第二基板302，第一基板301和第二基板302之间设置有显示材料层303。第一基板301上设置有至少一个第一遮光层311，该第一遮光层311内设置有第一透光孔，第二基板302上设置有至少一个第二遮光层312，该第二遮光层
312内设置有第二透光孔。第一透光孔和第二透光孔组成准直孔33。还包括和准直孔33对应设置于第二基板302上的指纹识别感应器34，具体地，指纹识别感应器34设置于第二基板
302上并位于第二遮光层312远离第一基板301的一侧。

[0045] 准直孔33位于第二基板302的部分内设置有第一透光材料35，第一透光材料35位于显示材料层303更靠近指纹识别感应器34的一侧，并且该第一透光材料35的折射率n1大于显示材料层303的折射率n2。

[0046] 当显示装置30的第一基板301和第二基板302对位贴合发生位置偏差时，准直孔33的有效孔径会减小。经过显示材料层303的光线在进入第一透光材料35时，因为第一透光材料35的折射率n1大于显示材料层303的折射率n2，光线将发生折射，并且折射角小于入射角，进入第一透光材料35的光线相比于在显示材料层303中传播的光线，其方向跟靠近指纹识别感应器34的中心位置，减小了光线被第二遮光层312挡住的概率，提高了指纹识别感应器34的收光量。

[0047] 可选地，在一个实施方式中，显示装置为液晶显示装置，第一基板301为彩膜基板，其上设置有彩色滤光层36，第二基板302为阵列基板，指纹识别感应器34集成在阵列基板上，显示材料层303为液晶层。在上述实施方式中，第一透光材料35的折射率n1大于液晶层303的折射率n2。但是本发明并去局限于此，显示装置还可以为其他类型的显示装置，比如显示装置还可以为有机发光显示装置，显示材料层为有机发光材料层。

[0048] 可选地，在一个实施方式中，第一基板301上设置有多个第一遮光层311，相邻的第一遮光层311之间设置有透光层313。

[0049] 可选地，在一个实施方式中，准直孔33位于第一基板301上的部分内设置有第三透光材料37和第四透光材料38，第三透光材料37位于第四透光材料38更靠近指纹识别感应器34的一侧，并且第三透光材料37的折射率n3大于第四透光材料38的折射率n4。当形成准直孔33位于第一基板301上的部分的第一遮光层311出现位置偏移时，或者当准直孔33位于第一基板301上的部分的深度较深时，或者当显示材料层303的折射率较小时，上述设置可以进一步改善第一基板301和第二基板302因对位偏差引起的收光量减少的问题，进而提高指纹识别感应器34的收光量，具体地，可参考实施例二的相关描述。

[0050] 可选地，在一个实施方式中，第四透光材料38的折射率小于等于1.5，第三透光材料37的折射率大于1.5。

[0051] 可选地，在一个实施方式中，第三透光材料37和第一透光材料35相同，可以为混合有TiO2或ZrO2的聚酰亚胺，以高折射率的纳米TiO2或ZrO2作为无机填料，和聚酰亚胺进行复合，获得兼具良好折射率和优异透明性的聚酰亚胺涂层，其折射率可以在1.63到1.68之间。例如，对于厚度约为25μm的聚酰亚胺薄膜而言，未加入TiO2的聚酰亚胺薄膜是几乎完全透明的，在加入纳米TiO2之后，在TiO2的质量百分含量小于15％时，聚酰亚胺纳米复合薄膜的透明性均可得到良好的保持。第一透光材料35和第三透光材料37还可以为通过芳香族二胺化合物或芳香族二酐制备的聚酰亚胺，其透射率可以达到1.69至1.72。

[0052] 指纹识别感应器的工作原理为，当手指接触显示装置时，光源照射到手指指纹的谷线和脊线上时发生反射，由于谷线和脊线的反射角度及反射回去的光照强度不同，将光投射至指纹识别感应器上，指纹识别感应器将接收到的感应信号通过指纹信号线传输至指纹识别信号接收单元，以使指纹识别信号接收单元根据接收到的信号识别出指纹的谷线和脊线。在本发明提供的内置有指纹识别感应器的显示装置中，通过在准直孔内靠近指纹识别感应器的一侧填充第一透光材料，在准直孔内远离指纹识别感应器的一侧填充第二透光材料，第一透光材料折射率大于第二透光材料的折射率，使入射到准直孔内部光线发生折射，从而增加有透光孔错位情况下指纹识别感应器的收光量，提高指纹识别感应器的灵敏度。

[0053] 所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。