指纹模组、显示装置及电子设备的制作方法

[0001]
本申请涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹模组、显示装置及电子设备。


背景技术：

[0002]
人体某些生物特征，例如指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂程度可提供足够的特征用于识别。指纹识别技术是目前最成熟且价格最低廉的生物特征识别技术，广泛地应用于各电子设备。
[0003]
手指表面皮肤凹凸不平的纹路由嵴线图形组成，指纹识别即是利用指纹唯一性和稳定性的特点来实现身份识别，且指纹无需用户记忆。随着指纹识别技术的发展以及网络安全的重要性，指纹识别越来越重视识别的准确度。


技术实现要素：

[0004]
本申请基于指纹模组的识别率较低，提供了一种识别率较高的指纹模组，从而提高指纹模组的识别性能。
[0005]
第一方面，本申请提供了一种指纹模组。指纹模组包括沿第一方向排布的n行传感单元，n为大于或等于1的整数，每行所述传感单元包括沿所述第一方向依次间隔排布的第一感测电极、驱动电极及第二感测电极，所述第一感测电极沿第二方向间隔排布m个第一感测子电极，所述第二方向与所述第一方向垂直设置，m为大于1的整数，所述驱动电极沿所述第二方向间隔排布m个驱动子电极，所述第二感测电极沿所述第二方向间隔排布m个第二感测子电极；
[0006]
所述m个第一感测子电极与所述m个驱动子电极一一对应，且各所述第一感测子电极与对应的所述驱动子电极形成第一电容结构；所述m个第二感测子电极与所述m个驱动子电极一一对应，且各所述第二感测子电极与对应的所述驱动子电极形成第二电容结构。
[0007]
在一种实施方式中，所述指纹模组还包括处理器、第一感测线、第二感测线及驱动线，所述处理器用于处理n行所述传感单元的数据，所述第一感测线自所述第一感测电极引出且与所述处理器电连接，所述第二感测线自所述第二感测电极引出且与所述处理器电连接，所述驱动线自所述驱动电极引出且与所述处理器电连接。
[0008]
在一种实施方式中，各所述驱动电极包括第一驱动电极及第二驱动电极，所述第一驱动电极与所述第二驱动电极沿所述第一方向间隔设置，且所述第一驱动电极位于所述第一感测电极与所述第二驱动电极之间。
[0009]
在一种实施方式中，各所述驱动电极还包括驱动电极连线，所述驱动电极连线的一端连接所述第一驱动电极，另一端连接所述第二驱动电极。
[0010]
在一种实施方式中，所述驱动线分别自每一所述第一驱动电极和每一所述第二驱动电极引出，并总线连接于所述处理器。
[0011]
在一种实施方式中，所述第一电容结构和所述第二电容结构的电容值在接触到外部介质时会发生变化，所述接触包括间接接触。
[0012]
在一种实施方式中，所述外部介质为手指。
[0013]
第二方面，本申请提供一种显示装置。显示装置包括盖板、显示模组及如上所述的指纹模组，所述显示模组与所述指纹模组位于所述盖板的同侧，所述显示模组与所述指纹模组同层设置；或者，所述显示模组位于所述指纹模组远离所述盖板的一侧。
[0014]
在一种实施方式中，所述显示装置还包括光学胶，所述光学胶位于所述盖板与所述显示模组之间，且所述光学胶的一面贴合于所述盖板，所述指纹模组位于所述光学胶与所述显示模组之间；或者，所述指纹模组位于所述光学胶与所述盖板之间。
[0015]
在一种实施方式中，所述指纹模组为透明模组，所述指纹模组位于所述显示模组与所述盖板之间。
[0016]
在一种实施方式中，所述显示模组包括指纹感应区，所述指纹感应区与所述指纹模组位置对应；所述指纹感应区和/或所述指纹模组小于人体指纹；所述显示模组显示用于指示滑动手指的提醒界面。
[0017]
在一种实施方式中，所述显示装置包括定时器及处理器，所述定时器用于指示所述指纹模组分时采集指纹信息段；所述处理器将多个所述指纹信息段合成为指纹信息。
[0018]
第三方面，本申请还提供一种电子设备。电子设备包括壳体及如上所述的显示模组，所述显示模组安装于所述壳体。
[0019]
在本申请实施例中，指纹模组通过以设有三行电极(第一感测电极、驱动电极及第二感测电极)的传感单元为最小基础单元扩充，并且每个传感单元内的第一感测线及第二感测线均能获取指纹信息，使得指纹模组一次扫描能够收集至少两帧指纹数据，可以互相为对比参照而提高指纹模组的识别率，降低指纹模组的误识率，从而提高指纹模组的识别性能。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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，还可以如这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1是本申请实施例中提供的电子设备的结构示意图；
[0022]
图2是图1所示电子设备的显示装置在第一实施方式中的结构示意图；
[0023]
图3是图1所示电子设备的显示装置在第二实施方式中的结构示意图；
[0024]
图4是图1所示电子设备的显示装置在第三实施方式中的结构示意图；
[0025]
图5是图2所示指纹模组在第一实施例中的俯视示意图；
[0026]
图6是图2所示指纹模组在第二实施例中的俯视示意图；
[0027]
图7是图2所示指纹模组在第三实施例中的俯视示意图。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，
都属于本申请保护的范围。
[0029]
请结合参阅图1及图2，图1是本申请实施例中提供的电子设备的结构示意图；图2是图1所示电子设备的显示装置在第一实施方式中的结构示意图。本申请实施例提供一种电子设备100。电子设备100可以是手机、平板电脑、电子阅读器、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备等设备。在本申请的实施例中，以电子设备100是手机为例进行描写。
[0030]
电子设备100包括显示装置10和壳体20。显示装置10用于显示画面。显示装置10安装于壳体20。显示装置10包括盖板11、显示模组12及光学胶13。光学胶13位于盖板11与显示模组12之间，且光学胶13的一面贴合于盖板11。可以理解的，盖板11通过光学胶13与显示装置10实现连接。其中，光学胶13一般采用透明光学胶(optically clear adhesive，oca)材料。
[0031]
显示模组12可以是任何具有显示功能的产品或部件。显示模组12可包括以下多种面板中的任意一种，例如：发光二极管(light emitting diode，led)面板、液晶显示面板(liquid crystal display，lcd)、有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)面板、量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，qled)面板或微尺寸发光二极管(micro light-emitting diode，uled)面板。
[0032]
请一并参阅图2及图3，图3是图1所示电子设备的显示装置10在第二实施方式中的结构示意图。显示装置10还包括指纹模组14。指纹模组14用于采集外部介质的图像信息。在本申请实施例中，以外部介质为手指为例来进行描写。也即，指纹模组14用于采集手指的图像。显示模组12与指纹模组14位于盖板11的同侧。盖板11具有防冲击、耐刮花、耐油污、防指纹、增强透光率等功能。盖板11起到保护显示模组12及指纹模组14。可以理解的，用户在使用电子设备100时，盖板11面向用户。
[0033]
在一种实施方式中，指纹模组14位于显示模组12与盖板11之间。也即，指纹模组14位于显示模组12靠近盖板11的一侧。其中，指纹模组14可以形成于盖板11靠近显示模组12一侧的表面，使得指纹模组14位于盖板11与光学胶13之间；或者，指纹模组14可以形成于显示模组12靠近盖板11一侧的表面，使得指纹模组14位于显示模组12与光学胶13之间，本申请并不限定。如图2所示，指纹模组14位于光学胶13与盖板11之间。如图3所示，指纹模组14位于光学胶13与显示模组12之间。
[0034]
在此实施方式中，指纹模组14位于显示模组12靠近盖板11的一侧，使得指纹模组14位于更加靠近外部介质的一侧，减小了外部介质与指纹模组14之间的间隔，从而有利于提高指纹模组14采集信息的准确性。
[0035]
其中，指纹模组14为透明模组。在此实施方式中，指纹模组14为透明模组，避免指纹模组14位于显示模组12的上层结构时而影响显示模组12的显示效果，从而有利于保证显示模组12的显示质量。
[0036]
在一种实施方式中，显示装置10还包括触控模组15。触控模组15位于显示模组12与盖板11之间。盖板11及触控模组15均位于显示模组12的发光侧。如图2所示，在一种实施方式中，触控模组15能够位于光学胶13的下层。如图3所示，在另一实施方式中，触控模组15也能够位于光学胶13的上层，本申请并不限定。
[0037]
触控模组15用于感应外部介质的触控操作。外部介质可以是用户手指、触控笔等。在本申请实施例中，触控模组15位于显示模组12与盖板11之间，能够减小触控模组15与外
部介质之间的距离，从而提升触摸感应性能。在其他实施例中，触控模组15也能够集成于显示模组12中，例如，显示模组12可以为嵌入式(in-cell)触摸显示屏，使的显示装置10更加轻薄。本申请实施例不对触控模组15的具体位置作严格限定。
[0038]
请继续参阅图4，图4是图1所示电子设备的显示装置10在第三实施方式中的结构示意图。如图4所示，在一种实施方式中，显示模组12与指纹模组14同层设置。也即，指纹模组14集成于显示模组12中。其中，显示模组12包括依次层叠设置的阵列基板121、显示层122及对盒基板123。阵列基板121位于显示模组12远离盖板11的一侧。显示层122用于显示画面。对盒基板123可以是对显示层122进行封装的上层盖板。其中，指纹模组14能够位于阵列基板121与显示层122之间，也能够位于显示层122与对盒基板123之间，本申请并不限定。
[0039]
在此实施方式中，显示模组12与指纹模组14同层设置，也即指纹模组14集成于显示模组12中，使得指纹模组14的制程工艺能够与显示模组12的制程工艺复用，从而简化显示装置10的工艺步骤。并且，显示模组12与指纹模组14同层设置，使得显示模组12与指纹模组14厚度方向复用，从而有利于减小显示装置10的厚度。
[0040]
在一种实施方式中，指纹模组14位于显示装置10的非显示区，避免指纹模组14与显示模组12同层排布，而增加显示装置10的非显示区域。在其他实施方式中，显示模组12位于指纹模组14远离盖板11的一侧。也即，本申请对指纹模组14位于显示装置10中的具体位置不限定。
[0041]
进一步地，请一并参阅图1及图2，显示模组12包括指纹感应区110。指纹感应区110与指纹模组14位置对应。其中，指纹感应区110与指纹模组14的位置对应，包括但不限于指纹感应区110与指纹模组14的投影重叠，或者指纹感应区110的投影落入指纹模组14投影的内部。其中，指纹感应区110和/或指纹模组14小于人体指纹。
[0042]
其中，显示装置10还包括处理器(图中示意出)。处理器将多个指纹信息段合成为指纹信息。可以理解的，本申请提供的指纹模组14为滑动式指纹检测模组，人体指纹在滑动的过程中，指纹模组14采集指纹位于指纹感应区110的多个指纹信息段，处理器最终整合多个指纹信息段以得到完整的指纹图像。
[0043]
在本申请实施例中，滑动式的指纹模组14能够采集指纹的各个不同的片段，使得指纹模组14采集的指纹图像面积更大，从而有利于提高指纹模组14识别算法。并且，滑动式的指纹模组14的指纹感应区110较小，有利于减少滑动式指纹模组14的成本。
[0044]
在一种实施方式中，指纹感应区110位于显示模组12的显示区。可以理解的，在此实施方式中，指纹感应区110位于显示装置10的显示区，指纹模组14能够配合电子设备100内的应用程序，使得电子设备100能够显示出指纹感应区110的位置、指模组的扫描方向或指纹识别是否认证成功等信息，从而提高电子设备人机互动性能。
[0045]
在一种实施方式中，显示模组12显示用于指示滑动手指的提醒界面120。例如，如图1所示，提醒界面120显示“上下滑动”，以提示用户指纹验证时上下滑动手指，以便指纹模组14扫描指纹。提醒界面120也能够显示其他文字，本申请仅为示例，不做限定。
[0046]
在此实施方式中，当手指触碰指纹感应区110时，显示模组12会显示滑动手指的提醒界面120，以便用户能够根据提醒界面120进行相应操作，从而提高指纹识别的可靠性。
[0047]
在一种实施方式中，显示装置10还包括定时器(图中示意出)。定时器用于指示指纹模组14分时采集指纹信息段。处理器将多个指纹信息段合成为指纹信息。
[0048]
在本申请实施例中，指纹模组14在定时器的指示下用于采集指纹信息段，使得指纹模组14能够有序地采集指纹的各个片段，从而有利于提高指纹模组14采集指纹信息的准确性。
[0049]
进一步地，请继续参阅图5，图5是图2所示指纹模组14在第一实施例中的俯视示意图。指纹模组14包括沿第一方向排布的n行传感单元40，n为大于或等于1的整数。每行传感单元40包括沿第一方向依次间隔排布的第一感测电极41、驱动电极42及第二感测电极43。如图5所示，在本申请实施例中，以n为1为例来进行描写，在其他实施方式中，n也可以为2或其他正整数。
[0050]
其中，第一感测电极41沿第二方向间隔排布m个第一感测子电极410，m为大于1的整数。第二方向与第一方向交叉设置。第二方向与第一方向可以是但不仅限于垂直设置。如图5所示，第一方向用x标识，第二方向用y标识。驱动电极42沿第二方向间隔排布m个驱动子电极420。第二感测电极43沿第二方向间隔排布m个第二感测子电极430。如图5所示，本申请提供的第一感测子电极410、第二感测子电极430及驱动子电极420的数目及形状仅为示例，本申请并不限定。
[0051]
m个第一感测子电极410与m个驱动子电极420一一对应，且各第一感测子电极410与对应的驱动子电极420形成第一电容结构。m个第二感测子电极430与m个驱动子电极420一一对应，且各第二感测子电极430与对应的驱动子电极420形成第二电容结构。
[0052]
在本申请实施例中，指纹模组14通过以设有三行电极的传感单元40为最小基础单元扩充，并且每个传感单元40内的第一感测线及第二感测线均能获取指纹信息，使得指纹模组14一次扫描能够收集至少两帧指纹数据，可以互相为对比参照而提高指纹模组14的识别率，降低指纹模组14的误识率，从而提高指纹模组14的识别性能。
[0053]
其中，第一电容结构和第二电容结构的电容值在接触到外部介质时会发生变化。外部介质为手指。接触包括直接接触或间接接触。可以理解的，第一感测子电极410与驱动子电极420之间由于电容效应形成第一电容，也即第一感测子电极410与驱动子电极420分别构成第一电容的正负两极。第二感测子电极430与驱动子电极420之间由于电容效应形成第二电容，也即第二感测子电极430与驱动子电极420分别构成第一电容的正负两极。
[0054]
当手指按压在指纹模组14上时，影响了第一感测子电极410与驱动子电极420之间的耦合，及第二感测子电极430与驱动子电极420之间的耦合，从而改变了第一电容与第二电容的电容量。由于手指在与指纹模组14接触时，指纹中凸脊处和凹谷处与指纹模组14之间的实际距离不同，使得指纹中凸脊处和凹谷产生不同的电容值，从而勾勒出手指的纹路脉络，然后通过与预存储的指纹进行比对，可实现对用户身份的鉴定。
[0055]
在一种实施方式中，指纹模组14还包括处理器44、第一感测线45、第二感测线46及驱动线47。第一感测线45自第一感测电极41引出且与处理器44电连接。第二感测线46自第二感测电极43引出且与处理器44电连接。驱动线47自驱动电极42引出且与处理器44电连接。处理器44用于处理n行传感单元40的数据。其中，处理器44可以包括电路板及连接电路板的芯片。可以理解的，处理器44接收第一感测电极41、第二感测电极43及驱动电极42的电容信号，并将处理此电容信号形成图像信息。
[0056]
本申请实施例中，当指纹模组14采用三行电极形成的传感单元40，减少了电极(第一感测电极41、第二感测电极43及驱动电极42)的数量，从而减小了电极对应的引线(第一
感测线45、第二感测线46及驱动线47)的总数量，从而有效地减少了处理器44上连接各引线的io接口。
[0057]
请继续参阅图5，在一种实施方式中，第一感测电极41与驱动电极42之间的间隙为第一距离。第一距离用a标识。第一距离的范围在40微米至100微米的范围内。其中，在第一距离包括端点值40微米及100微米。
[0058]
在本申请实施例中，由于指纹中凸脊和凹谷间距0.1毫米至1毫米，第一感测电极41与驱动电极42之间的间隙小于或等于100微米，使得第一感测电极41与驱动电极42之间能够填充至少一个凸脊或凹谷，从而使得第一电容结构的电容值发生变化。第一感测电极41与驱动电极42之间的间隙大于或等于40微米，避免了第一感测电极41与驱动电极42之间的间隙过小而相互干扰，从而保证指纹模组14检测的质量。
[0059]
在一种实施方式中，在沿第一方向上，传感单元40的长度为第二距离。第二距离用l标识。第二距离的范围在8毫米至18毫米的范围内。其中，在第二距离包括端点值8毫米及18毫米。
[0060]
在本申请实施例中，传感单元40的长度在8毫米至18毫米的范围内，使得传感单元40的长度能够适应不同手指的宽度，有效地捕捉手指的指纹信息，从而提高指纹模组14的识别性能。
[0061]
在一种实施方式中，相邻两个感测子电极之间的距离为第三距离。第三距离用b标识。可以理解的，第三距离为相邻两个感测子电极中点之间的间距。第三距离的范围在40微米至100微米的范围内。其中，在第三距离包括端点值40微米及100微米。
[0062]
在本申请实施方式中，相邻两个感测子电极之间的距离在40微米至100微米的范围内，避免感测子电极之间间距过大而影响指纹模组14检测的准确性，也避免相邻两个感测子电极之间的距离过小而使得感测子电极的数量较多，从而在保证指纹模组14检测性能的前提下，有效地减少感测子电极的数量。例如，当传感单元40的长度为10毫米，任意相邻两个感测子电极之间的距离为50微米，相应地每行感测子电极的数量为200个。
[0063]
请继续参阅图6，图6是图2所示指纹模组14在第二实施例中的俯视示意图。本实施例所示指纹模组14的结构能够与图3及图4中任意一种指纹模组14的结构相结合。本实施例中的指纹模组14与第一实施例中的指纹模组14相同的大部分技术方案内容不再赘述。第二实施例与第一实施例的区别是：
[0064]
各驱动电极42包括第一驱动电极421及第二驱动电极422。第一驱动电极421与第二驱动电极422沿第一方向间隔设置，且第一驱动电极421位于第一感测电极41与第二驱动电极422之间。可以理解的，第一驱动电极421与第一感测电极41形成第一电容结构。第二驱动电极422与第二感测电极43形成第二电容结构。
[0065]
在此实施例中，驱动电极42包括间隔设置的第一驱动电极421及第二驱动电极422，减少驱动电极42的有效驱动面积，避免驱动电极42有效驱动面积过大而产生的干扰，从而提高指纹模组14的可靠性。
[0066]
在一种实施方式中，各驱动电极42还包括驱动电极连线423。驱动电极连线423的一端连接第一驱动电极421，另一端连接第二驱动电极422。可以理解的，每列驱动电极42中间隔设置的第一驱动电极421与第二驱动电极422通过驱动电极连线423实现电连接。
[0067]
在本申请实施例中，第一驱动电极421与第二驱动电极422通过驱动电极连线423
实现电性连接，避免第一驱动电极421与第二驱动电极422分别设置与处理器44电连接的走线，从而减小指纹模组14引出至处理器44的走线数量。
[0068]
请继续参阅图7，图7是图2所示指纹模组14在第三实施例中的俯视示意图。本实施例所示指纹模组14的结构能够与图3及图4中任意一种指纹模组14的结构相结合。本实施例中的指纹模组14与前述实施例中的指纹模组14相同的大部分技术方案内容不再赘述。第三实施例与前述实施例的区别是：
[0069]
驱动线47分别自每一第一驱动电极421和每一第二驱动电极422引出，并总线连接于处理器44。如图7所示，各所述传感单元40还包括驱动走线440。所述驱动走线440位于所述第一驱动电极421与所述第二驱动电极422之间，且电连接m个所述驱动子电极420。
[0070]
在本申请实施例中，驱动电极42中m个驱动子电极420通过驱动走线440连接，以使m个驱动子电极420电连接，最终总线连接于处理器44，避免m个驱动子电极420均通过走线与处理器44电连接，从而进一步减少了处理器44上连接各引线的io接口。
[0071]
以上对本申请实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。