显示组件和电子设备的制作方法

本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种显示组件和电子设备。

背景技术：

电子设备的指纹模组通常设在屏幕的非显示区，非显示区开设通孔，指纹模组从通孔中露出以供手指按压，从而识别指纹。此种设计限制了电子设备的屏占比。

申请内容

本申请提供了一种显示组件和电子设备，能够提升电子设备的屏占比。

一种显示组件，包括显示面板及设在所述显示面板内的多个指纹采集电路；所述显示面板具有像素区；每个所述指纹采集电路包括感光器件和存储器件；所述感光器件位于所述像素区内，并与所述存储器件电连接；在复位时间段内，所述存储器件接收充电信号以存储能量，以使所述存储器件与所述感光器件相连的一端的电压为第一电压；在所述复位时间段之后的感测时间段内，当所述感光器件接收光信号时，所述存储器件与所述感光器件形成回路；在所述感测时间段的结束时刻，所述存储器件与所述感光器件之间的电压变为第二电压，所述第二电压小于所述第一电压；在所述感测时间段之后的读取时间段内，所述第二电压被输出；其中，所述复位时间段、所述感测时间段、所述读取时间段为连续的三个时间段。

一种电子设备，包括处理器及所述显示组件，所述处理器用于根据每个所述指纹采集电路中的所述第二电压确定用户的指纹信息。

本申请的方案中，通过在盖板组件的像素区设置能感测指纹操作的感应层，从而将指纹识别功能集成在显示组件的显示区内，使得显示区相较于传统显示组件能够增加，从而提高了应用所述显示组件的电子设备的屏占比。

附图说明

为更清楚地阐述本申请的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本申请实施例的电子设备的组装结构示意图；

图2是图1中电子设备的分解结构示意图；

图3是图2中电子设备的显示面板内的指纹采集电路的结构示意图；

图4是图3中指纹采集电路在复位时间段内的工作原理示意图；

图5是用户进行指纹识别的场景示意图；

图6是图3中指纹采集电路在感测时间段内的工作原理示意图；

图7是图3中指纹采集电路在读取时间段内的工作原理示意图；

图8是一种实施方式中指纹采集电路在复位时间段内的具体工作原理示意图；

图9是一种实施方式中指纹采集电路在读取时间段内的具体工作原理示意图；

图10是另一种实施方式中指纹采集电路在复位时间段内的具体工作原理示意图；

图11是另一种实施方式中指纹采集电路在读取时间段内的具体工作原理示意图；

图12是本申请实施例中感光器件的一种结构示意图；

图13是本申请实施例的一种显示面板的结构示意图；

图14是本申请实施例的另一种显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。需要说明的是，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。

此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指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申请的限制。

本申请实施例提供了一种电子设备，本申请电子设备可以是任何具备通信、存储、显示功能的设备，例如：平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、网络电视、可穿戴设备等。

如图1所示，电子设备10可以包括显示组件12和壳体11，显示组件12安装在壳体11中，显示组件12的外表面从壳体11的开口露出以供用户观看。显示组件12还可以在接受用户的触摸操作(包括手指在外表面上点击、双击、拖动、旋转等触控操作，和指纹面按压在外表面上以进行指纹识别的指纹操作)后，响应触摸操作以显示相应的画面。

结合图1和图2所示，在一种实施例中，显示组件12可以包括显示面板122和盖板121，盖板121与显示面板122贴合，盖板121位于显示面板122的外侧，用于对显示面板122进行防护。盖板121中还可以设置触控感应单元，以使盖板121兼具触控功能，显示面板122则负责显示。或者，盖板121可以仅起到防护作用，而显示面板122则内置集成触控感应单元，以使显示面板122兼具显示功能与触控功能。在其他实施例中，盖板可以取消，显示面板122可以是一种加强型的显示面板，其显示面(用于显示画面的表面，也是接受触摸操作的表面)具有较高的机械性能(如硬度和强度)，能够承受外界的冲击、摩擦、按压、损伤等。本申请实施例中，显示面板122可以是液晶面板或自发光面板(如有机发光二极管面板、等离子面板、电子墨水面板等)。

如图2所示，盖板121具有透光区t1(盖板121中最内侧线框所围的区域)，还可以具有不透光区t2，不透光区t2围设在透光区t1的外周。相应的，显示面板122具有像素区t3(即用于显示的区域，也即电子设备10的显示区)。透光区t1覆盖在像素区t3之上，以使用户能通过透光区t1看到像素区t3显示的画面。透光区t1的边界与像素区t3的边界对齐，即透光区t1与像素区t3的形状与大小基本一致。透光区t1的面积与盖板121的面积之比大于或等于预设值，该预设值根据实际需要取值，包括但不限于为92％、95％、97％等。这使得电子设备的显示区所占的面积也大于或等于该预设值，相较于现有的电子设备，本申请实施例的电子设备的屏占比更大。甚至可以将透光区t1的面积占比做到100％(此时不透光区t2可以取消)，即可实现电子设备的全面屏设计。

本申请实施例中，显示面板122可以实现用户的指纹信息采集。

具体的，如图3所示，显示面板122内设置有多个指纹采集电路123。多个指纹采集电路123嵌设在显示面板122内部，即不露出显示面板122的各个外表面。多个指纹采集电路123可以根据需要排成阵列，指纹采集电路123的数量根据需要进行设置，以能采集到完整的指纹信息为准。多个指纹采集电路123可以在整个像素区t3内均布，以实现全屏任意区域的指纹采集；多个指纹采集电路123也可以仅集中在像素区t3内的某一区域，此种方案仅能在像素区t3的特定区域内进行指纹采集。图3中放大示出了其中一个指纹采集电路123，应理解这仅仅是一种示意。在实际产品中，多个指纹采集电路123可以呈薄膜层的结构形态，各个指纹采集电路123的尺寸非常微小，以在显示面板122内构造出具有很高密度的指纹采集单元阵列，实现完整地、高精度地指纹信息采集。以下仅以一个指纹采集电路123为例描述其工作过程。实际上，显示面板122内的每个指纹采集电路123均按照下文所述的方式工作。

如图3和图4所示，指纹采集电路123可以包括感光器件d和存储器件c。其中，感光器件d位于像素区t3内，并与存储器件c电连接。感光器件d可透光，以避免影响像素区t3的显示。感光器件d用于接收光信号并发生光电转换，以产生感测信号。当然，感光器件d在未接收到光信号时不进行光电转换，其内部等效阻抗极大，可以视为绝缘体。存储器件c可接收充电信号s1并存储能量，以使存储器件c与感光器件d相连的一端的电压升高。存储器件c还可以在一定情况下放电，使存储器件c与感光器件d相连的一端的电压降低。本实施例中，存储器件c可以包括一等效电容(包括但不限于采用导电膜层作为两极)，在相关的附图中也以电容符号c进行简化表示表示。应理解，这仅仅是一种示意。实际上存储器件c可以是单个等效电容，也可以是具有充电和放电功能，由若干器件构成的复杂电路。感光器件d可以具有第一端d1与第二端d2，第一端d1与存储器件c的c1端电连接，第二端d2与存储器件c的c2端可以接低电位点(包括但不限于接地点)。指纹采集电路123的工作可在一定时序控制下进行，以下将结合具体场景详细描述。

如图4所示，在复位时间段内，存储器件c接收充电信号s1以存储能量。该充电信号s1可以来自集成在显示面板122内的充电电路，或设在显示面板122之外的充电电路。对于后一种情况，充电电路仍然可以是显示组件12的构成部分，充电电路可集成在显示组件12中除显示面板122之外的其他部件中(如盖板121)；或者，充电电路位于显示组件12的主体结构(由盖板121、显示面板122所确定的结构组件)之外但与显示组件12的主体结构电连接，即充电电路可集成在电子设备10中除显示组件12的主体结构之外的其他部件中(如主板上)。存储器件c接收充电信号s1时，存储器件c与感光器件d相连的一端的电压将逐渐升高至第一电压。第一电压的具体值可以根据需要设定，可与充电信号s1的电压保持一致。在复位时间段内，感光器件d并未接收到光信号，因此并未产生感测信号。由于感光器件d的内部等效阻抗极大，存储器件c与感光器件d之间等同于断路，存储器件c并不会向感光器件d放电。

如图5和图6所示，当用户的手指放到显示组件12的盖板121上方一定距离处时(该距离可大于或等于零)，显示面板122(的像素区t3)发出的光线将射出盖板121(的透光区t1)照亮手指的指纹面。经手指反射后，该光线又折回盖板121，并射到显示面板122内的感光器件d上。感光器件d接收该光信号产生感测信号，由此指纹采集电路123的时序进入感测时间段。在感测时间段内，感光器件d内部通过光电转换产生了感测电流，其内部等效阻值减小，使得存储器件c与感光器件d形成回路，存储器件c开始向感光器件d放电(如图6中虚线箭头所示)。该放电使得存储器件c与感光器件d相连的一端的电压下降。在感测时间段的结束时刻，存储器件c与感光器件d之间的电压(也即存储器件c与感光器件d相连的一端的电压)降为第二电压。该感测时间段的具体值根据需要确定，例如可以为一帧。感测时间段在复位时间段之后，并与复位时间段连续。用户手指反射的光线照射到感光器件d上的时刻作为感测时间段的开始，也即用户手指反射的光线照射到感光器件d上可作为存储器件c开始向感光器件d放电的触发条件。

本实施例中，第二电压携带有用户指纹信息。原理在于：指纹包括纹脊与纹谷，纹脊与纹谷所反射的光线的强度不同(纹脊反射的光线较亮，而纹谷反射的光线较暗)。不同光强的光照射到感光器件d上后，感光器件d所产生的感测电流大小不同(较大光强的光产生较大的感测电流，较小光强的光产生较小的感测电流)，导致存储器件c与感光器件d之间的电压的压降具有不同幅度(纹脊所对应的压降较大，而纹谷所对应的压降较小)，也即使存储器件c与感光器件d之间的第二电压不同(纹脊所对应的第二电压较小，而纹谷所对应的第二电压较大。因此在单个指纹采集电路123中，不同的第二电压可表征手指指纹面的某个区域为纹脊或纹谷；多个指纹采集电路123中的不同的第二电压可表征整个手指指纹面的纹脊或纹谷。由此，产生第二电压就表明指纹采集电路123完成了指纹信息的采集。

如图7所示，在该感测时间段之后的读取时间段内，第二电压可以被输出。读取时间段与感测时间段为连续的时间段，其具体值可以根据需要设定。第二电压可以是在读取时间段的起始时刻就被输出，也可以是在该起始时刻之后的某一时刻(仍然在读取时间段内)被输出。各个指纹采集电路123(指的是手指指纹面所覆盖的一定区域内，感应指纹面反射的光线的那些指纹采集电路123)中的第二电压可以被电子设备10的处理器读取并处理(包括将各个指纹采集电路123所采集的指纹信息进行拼接，以获得完整的指纹信息)。经过处理器的处理后，即可识别出用户的指纹信息。

本实施例的方案中，在显示组件12的显示面板122内设置了多个指纹采集电路123，将每个指纹采集电路123的感光器件d设在像素区t3内，并通过复位时间段、感测时间段、读取时间段三个时序控制指纹采集电路123工作在不同状态下。当像素区t3因显示画面而发光时，该发光照射到用户手指指纹面并被反射回来，反射光射入显示面板122内的感光器件d，感光器件d进行光电转换生成感测电流，导致存储器件c与感光器件d之间的电压降为携带有用户的指纹信息的第二电压。将该第二电压输出并进行处理后，即可识别出用户的指纹信息。由于能够在电子设备10的显示区(即像素区t3)实现指纹识别功能，由此避免了传统指纹模组设在非显示区导致屏占比不高的缺陷，使得电子设备10的显示区能够相较于传统电子设备的扩大，从而使应用此显示组件12的电子设备10的屏占比较大，甚至可以实现全面屏。此外，由于盖板121无需开孔，使得盖板121的结构强度较高，外观也更为美观。

本实施例的第一实施方式中，在复位时间段内存储器件c所接收的充电信号s1可来自于显示组件12。具体结合图3与图8所示，显示组件12还可以包括充电电路，充电电路用于在复位时间段内向存储器件c发送充电信号s1。该充电电路可集成在显示面板122内(可以为指纹采集电路123的子电路，或者与指纹采集电路123有信号交互的电路)，或者集成在显示组件12中除显示面板122之外的其他部件中(如盖板121)；或者，充电电路可位于显示组件12的主体结构(由盖板121、显示面板122所确定的结构组件)之外但与显示组件12的主体结构电连接(此时仍然认为充电电路属于显示组件12的构成部分)，即充电电路可集成在电子设备10中除显示组件12的主体结构之外的其他部件中(如电路板上)。通过在显示组件12中集成充电电路，能够使显示组件12自身就能够提供充电信号s1，不依赖于其他外部电路，提升了显示组件12的兼容性。尤其当充电电路设在显示面板内且为指纹采集电路123的子电路时，指纹采集电路123可以设在显示面板的任意一层，不与显示面板自身的驱动电路发生联系，也不用受该驱动电路的限制。

在本第一实施方式中，进一步的，在读取时间段内该第二电压可被集成在显示组件中的读取电路读取。具体结合图3与图9所示，显示组件12还可以包括读取电路，读取电路用于在读取时间段内从存储器件c与感光器件d之间读取第二电压。该读取电路可集成在显示面板122内(可以为指纹采集电路123的子电路，或者与指纹采集电路123有信号交互的电路)，或者集成在显示组件12中除显示面板122之外的其他部件中(如盖板121)；或者，读取电路可位于显示组件12的主体结构(由盖板121、显示面板122所确定的结构组件)之外但与显示组件12的主体结构电连接(此时仍然认为读取电路属于显示组件12的构成部分)，即读取电路可集成在电子设备10中除显示组件12的主体结构之外的其他部件中(如电路板上)。读取电路读取到的第二电压可经处理器的处理，以进行用户的指纹信息的识别。通过在显示组件12中集成读取电路，能够使显示组件12自身就能够向处理器输入该第二电压，不依赖于其他外部电路，提升了显示组件12的兼容性。尤其当读取电路设在显示面板内且为指纹采集电路123的子电路时，指纹采集电路123可以设在显示面板的任意一层，不与显示面板自身的驱动电路发生联系，也不用受该驱动电路的限制。

本第一实施方式中，存储器件c的c1端的第二电压幅值较小，需要将其放大才可进行后续处理。因此如图9所示，进一步的，指纹采集电路123还可以包括放大器，放大器连接在存储器件c与感光器件d相连的c1端，用于将第二电压放大。当显示组件包括读取电路时，该放大器应当设在读取电路与存储器件c的c1端之间，使读取电路读取经放大之后的第二电压。当然，该放大器并非是必须的。

在本实施例的第二实施方式中，与上述第一实施方式不同的是，在复位时间段内存储器件c所接收的充电信号s1可来自于电子设备10中不属于显示组件12的充电电路，即该充电电路为外部充电电路。具体如图10所示，指纹采集电路可包括第一开关k1和充电端口p1。其中，第一开关k1连接在充电端口p1与存储器件c之间，该外部充电电路可向该充电端口p1加载充电信号s1，充电信号s1通过该充电端口p1输入到存储器件c。在复位时间段内第一开关k1闭合，以使存储器件c从充电端口p1接收充电信号s1；在感测时间段内及读取时间段内第一开关k1均断开，以使存储器件c停止从该充电端口p1接收该充电信号s1。该第一开关k1包括但不限于为薄膜晶体管开关。通过仅在显示面板122中设置第一开关k1和充电端口p1，利用外部充电电路对存储器件c进行充电，能够简化显示面板122的电路设计。

在本第二实施方式中，第二电压的读取方式也与上述第一实施方式不同。本第二实施方式中，在读取时间段内该第二电压可被电子设备10中不属于显示面板122的读取电路读取，即该第二电压可通过外部读取电路输出。具体如图11所示，指纹采集电路可以包括第二开关k2和读取端口p2，第二开关k2连接在读取端口p2与存储器件c之间，该外部读取电路又与该读取端口p2连通。在读取时间段内第二开关k2闭合，使存储器件c的c1端与读取端口p2形成通路，此时读取电路可通过该读取端口p2读取第二电压；在复位时间段内及感测时间段内第二开关k2均断开，此时该读取电路则无法通过该读取端口p2读取到该第二电压。通过仅在显示面板122中设置第一开关k1和充电端口p1，利用外部读取电路读取第二电压，能够简化显示面板122的电路设计。

进一步的，如图11所示，当设置放大器时，该放大器可以连接在存储器件c的c1端与第二开关k2之间，也可以连接在该第二开关k2与该读取端口p2之间。

如图12所示，以上实施例中，感光器件d具体可以包括依次层叠的第一感应层1241、电介质层1242，及第二感应层1243。其中，第一感应层1241由透光材料制成，第一感应层1241可透过经手指指纹面反射的显示面板122的发光。第一感应层1241包括但不限于为氧化物半导体薄膜(例如为铟锡氧化物半导体薄膜)。电介质层1242为光敏材料层，在光线激发下可产生电子与空穴两种载流子。电介质层1242包括但不限于由富含硅的光敏电介质材料制成。第二感应层1243包括但不限于由金属材料制成，第二感应层1243不透光。为了接收经手指指纹面反射的光线，第一感应层1241朝向显示面板122的显示面，第二感应层1243则背向显示面板122的显示面。

具体的，在感测时间段内，经手指指纹面反射的光线射入第一感应层1241，使得电介质层1242内的载流子被激发，以使第一感应层1241与第二感应层1243之间产生感测电流。当感光器件d产生感测电流时，存储器件c与感光器件d形成回路，存储器件c向感光器件d放电，使存储器件c的c1端电压下降。在感测时间段的结束时刻，存储器件c的c1端的电压降为第二电压。然后在读取时刻内，该第二电压可被读取出，从而实现指纹信息的采集与识别。在其他实施例中，感光器件d的构造与材料可以不限于为上文。

本实施例中，优选的，第一感应层1241可作为阴极，以吸收载流子中的空穴；该第二感应层1243可作为阳极，以吸收载流子中的电子，由此使第一感应层1241与第二感应层1243之间产生感测电流。当然，第一感应层1241可作为阳极，用于吸收载流子中的电子；第二感应层1243可作为阴极，用于吸收载流子中的空穴。

如图13所示，以上实施例中，显示面板122可以是液晶面板。液晶面板包括第一基板、第二基板，及填充在第一基板与第二基板之间的液晶层。该第一基板可以是彩膜基板1221，即第一基板可以包括第一基材12211，以及阵列排布在第一基材12211上的多个彩色滤光单元12212。该第二基板可以是阵列基板1223，即第二基板可以包括第二基材12232，以及阵列排布在第二基材12232上的多个薄膜晶体管像素12231。其中，薄膜晶体管像素12231可以包括薄膜晶体管、像素电极，及其他外围驱动器件，薄膜晶体管像素12231与彩色滤光单元12212共同构成一个像素。当然，第一基板也可以是阵列基板1223，即第一基板包括第一基材12232，第一基材12232上阵列排布有多个薄膜晶体管像素12231；第二基板则为彩膜基板1221，即第二基板包括第二基材12211，第二基材12211上阵列排布有多个彩色滤光单元12212。

如图13所示，在第一基板为彩膜基板1221时，指纹采集电路123可以设在彩膜基板1221上(为重点表示感光器件d接收手指指纹面反射的光线，图13中仅示出了指纹采集电路123中的感光器件d，实际上整个指纹采集电路123都设在彩膜基板1221上)，即指纹采集电路123与彩色滤光单元12212共同形成在第一基材12211上。当然，在第一基板为阵列基板1223时，指纹采集电路123可以设在阵列基板1223，即指纹采集电路123可与薄膜晶体管像素12231共同形成在第一基材12232上。通过将指纹采集电路123集成在阵列基板1223或彩膜基板1221中，能够实现屏内指纹识别(在显示面板内进行指纹采集与识别)，提升电子设备10的屏占比。

如图14所示，进一步的，该液晶面板可以为特殊的coa液晶面板(colorfilteronarray,彩色滤光单元做在阵列基板上)，该coa液晶面板能避免了阵列基板与彩膜基板需精准对位的不便，能增大液晶面板的开口率，提升显示品质。该coa液晶面板中，第二基板可以包括第二基材12232，第二基材12232上形成有薄膜晶体管像素12231阵列与彩色滤光单元12212阵列。第一基板包括第一基材12211，第一基材12211上不再设置彩色滤光单元阵列。指纹识别电路123设在第一基板上(同上，图14中仅示出了指纹采集电路123中的感光器件d)，即指纹识别电路123形成在第一基材12211上。当然，第一基板可以包括第一基材12232，第一基材12232上形成有薄膜晶体管像素12231阵列与彩色滤光单元12212阵列。第二基板包括第二基材12211，第二基材12211上不再设置彩色滤光单元阵列。指纹识别电路123设在第一基板上，即指纹识别电路123、薄膜晶体管像素12231阵列与、彩色滤光单元12212阵列均形成在第一基材12232上。通过将指纹采集电路123集成在coa液晶面板中，不仅能够提升电子设备10的屏占比，还能够提升显示品质。

或者，本申请实施例中，显示面板122还可以是自发光面板，例如有机发光二极管面板、等离子面板、电子墨水面板等。指纹识别电路123可以设置在自发光面板内的合适位置。通过指纹识别电路123实现指纹识别的原理同上，此处不再赘述。

以上所描述的指纹采集过程均可以在显示面板122处于常亮状态下(即持续显示画面时)进行。在显示面板122处于熄屏状态(即不显示画面，呈黑屏状态)时，可以将像素区t3的至少部分点亮，再进行指纹采集与识别。

具体的，像素区t3可以包括设定区域，该设定区域即为指纹采集区。在用户手指的指纹面与处于熄屏状态的显示面板122的距离等于或小于感应距离(感光器件d能准确感应反射光线的最大距离)时，处理器控制设定区域发光以照亮用户的手指的指纹面。该设定区域发出的光线被手指的指纹面反射，反射光照射到感光器件d上，从而实现指纹信息的采集和识别。设定区域可以是部分像素区t3，此时仅需要使部分像素区t3亮起即可实现指纹信息的采集与识别，无需整个像素区t3发光，由此可以节省电子设备10的功耗；或者，设定区域也可以是全部像素区t3，此时需要整个像素区t3都亮起才可进行指纹信息的采集与识别。由此，在熄屏时能将显示面板122唤醒，将像素区t3的至少部分点亮实现指纹识别，从而扩充了电子设备10的功能，增强了电子设备10的用户体验。

或者，在另外一种实施方式中，与上述利用显示面板122自身的发光不同的是，通过在显示组件12中额外设置不可见光源，利用不可见光源发出的不可见光照射手指的指纹面实现熄屏场景下的指纹采集，但不用点亮至少部分像素区t3。该不可见光源为显示组件12中的内置光源，其发出的不可见光可穿透显示面板12的显示面(及盖板121)，该不可见光包括但不限于为红外光。

具体的，在手指的指纹面与处于熄屏状态的显示面板122的距离达到感应距离时(即等于或小于感应距离时)，处理器控制不可见光源发射不可见光，不可见光可照射到手指的指纹面上并被手指的指纹面反射。反射光照射到感光器件d上，从而实现指纹信息的采集和识别。由于无需点亮像素区t3，因此可以节省显示面板122的功耗(不可见光源的功耗远小于显示面板122的功耗)。并且被手指的指纹面反射的不可见光不会对像素区t3的显示造成干扰。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。