一种衬底、显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种衬底、显示装置。

背景技术

随着显示技术的飞速发展，智能终端的显示区的屏占比(显示区占整个显示面的比例)越来越大，并逐渐演变为全屏显示。

目前，在日常生活中已经被人们广泛应用了的一些智能终端如智能手机和平板电脑等，其内部存储了大量重要信息，因此，其安全性变得尤为重要。而手指的指纹是由手指表面皮肤凹凸不平的纹路组成，是人体与生俱来的、独一无二、固定不变、可与他人区分开的识别特征，指纹识别技术具有精度高、速度快、价格低、用户接受度高等优点，因此，指纹识别成为倍受欢迎的智能终端加密方式。

因此，使具有较大屏占比的智能终端具有指纹识别功能成为本领域技术人员研究的热点。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种衬底、显示装置，用于解决如何在较大屏占比的智能终端上集成指纹识别功能的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种衬底，包括多个平行设置的第一透明条，所述第一透明条的形状为每组相对的两个面平行且全等的六面体，所述第一透明条相对的第一斜面和第二斜面与所述第一透明条的顶面不垂直；还包括多个半透半反膜，所述半透半反膜设置在所述第一透明条的所述第一斜面和与该第一透明条相邻的所述第一透明条的所述第二斜面之间；其中，从所述第一斜面所在侧射向所述第一透明条的准直光经所述半透半反膜反射后垂直于所述顶面射出、经所述半透半反膜透射后沿原入射角度射向下一个所述第一透明条，从每个所述第一透明条的所述顶面射出的光线的强度相等。

可选的，所述第一斜面与所述顶面的夹角为135°，所述第二斜面与所述顶面的夹角为45°。

可选的，沿所述准直光的光路方向，所述半透半反膜的反射率逐渐增强。

可选的，沿所述准直光的光路方向，第n个所述半透半反膜的反射率tn＝1-rn，其中，r表示所述半透半反膜的反射率，t表示所述半透半反膜的透射率。

可选的，所述第一斜面与所述第一透明条的延伸方向平行。

可选的，所述衬底还包括两个第二透明条，所述第二透明条的形状为直角三棱柱，所述第二透明条的斜面与所述第一斜面平行且全等；沿所述准直光的光路方向，所述第二透明条的斜面与第一个所述第一透明条的第一斜面之间设置有所述半透半反膜，另一个所述第二透明条的斜面与最后一个所述第一透明条的第二斜面之间设置有所述半透半反膜；其中，所述第一透明条和所述第二透明条的材料相同。

第二方面，提供一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括多个子像素区，所述显示面板的衬底为第一方面所述的衬底；还包括光源以及设置在所述显示面板的背面的光识别器；所述光源用于向所述衬底出射准直光；所述光识别器用于识别经半透半反膜透射后射向所述显示面板的背面的明暗条纹；其中，沿所述准直光的光路方向，所述第一透明条的宽度为所述子像素区宽度的至少一倍。

可选的，所述光源设置在所述第一透明条的第一侧面所在侧，所述光源出射的准直光与所述第一透明条的顶面平行、与所述第一侧面的夹角为45°。

可选的，所述光源包括多个激光器，沿所述第一透明条的延伸方向，多个所述激光器依次设置。

可选的，所述光源包括激光器和第一方面所述的衬底；所述激光器源靠近所述第一透明条的第一侧面设置；所述激光器中所述第一透明条的延伸方向与所述显示面板中所述第一透明条的延伸方向垂直。

可选的，所述激光器包括垂直腔面发射激光器。

本发明实施例提供一种衬底、显示装置，衬底具有反射光线、传导光线、透射光线的功能，当将衬底应用于显示装置时，射向衬底的准直光反射出衬底的底面射向显示装置的显示面，当有手指按压时，光线会在手指处发生反射，显示装置通过对反射回的光线进行识别处理，即可分析出按压手指的指纹中的“谷”和“脊”，从而实现指纹识别。这样一来，指纹识别功能可以在显示装置显示区的任意位置处实现，无需单独设置特定的指纹识别区，适用于较大屏占比的智能终端，甚至可以实现100％屏占比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种衬底的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种衬底的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的一种衬底的结构示意图三；

图4为本发明实施例提供的一种衬底的结构示意图四；

图5为本发明实施例提供的一种衬底的结构示意图五；

图6为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图一；

图7为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图二；

图8为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图三。

附图标记

01-衬底；02-子像素区；10-第一透明条；11-第一斜面；12-第二斜面；13-顶面；20-半透半反膜；30-第二透明条；31-第二透明条的斜面；40-光源；41-激光器；50-光识别器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种衬底01，如图1所示，包括多个平行设置的第一透明条10，第一透明条10的形状为每组相对的两个面平行且全等的六面体，如图2所示，第一透明条10相对的第一斜面11和第二斜面12与第一透明条10的顶面13不垂直。

衬底01还包括多个半透半反膜20，半透半反膜20设置在第一透明条10的第一斜面11和与该第一透明条10相邻的第一透明条10的第二斜面12之间。

其中，如图2所示，从第一斜面11所在侧射向第一透明条10的准直光经半透半反膜20反射后垂直于顶面13射出、准直光经半透半反膜20透射后沿原入射角度射向下一个第一透明条10，从每个第一透明条10的顶面13射出的光线的强度相等。

需要说明的是，第一，图1为本发明实施例提供的衬底01的立体图，图2为从图1箭头所指视角看去衬底01的主视图，衬底01中每个第一透明条10相对的顶面13和底面平行且全等，相对的第一斜面11和第二斜面12平行且全等，相对的另一组斜面也是平行且全等。

其中，对第一斜面11和第二斜面12与顶面13的夹角不做限定，与准直光的入射角度配合，使准直光经半透半反膜20反射后垂直于顶面13射出即可。此处，准直光的入射角度是指准直光与第一斜面11的夹角。

第二，第一斜面11和第二斜面12平行且全等，半透半反膜20设置在第一斜面11和第二斜面12之间，准直光在半透半反膜20与第一斜面11的交界面上发生全反射，半透半反膜20的大小决定了反射区域的大小。此处，半透半反膜20例如可以与第一斜面11平行且全等。

第三，如图2所示，准直光射入第一透明条10后，部分光线经半透半反膜20反射后从顶面13射出，部分光线由半透半反膜20透射后射向相邻的下一个第一透明条10(此处必然是沿光路方向上的下一个第一透明条10)，透射的光线入射角度不会发生变化。

第一透明条10的材料例如可以是玻璃，多个第一透明条10的材料相同。半透半反膜20的透射率与反射率之和等于1，即，透射能力越强的半透半反膜20反射能力越弱，相应的，透射能力越弱的半透半反膜20反射能力越强。关于半透半反膜20的选材，整个衬底01中的多个半透半反膜20的材料可以不完全相同，能够保证从多个第一透明条10的顶面13射出的光线的强度相等即可。半透半反膜20的材料例如可以包括al(铝)、ag(银)等。

第四，图1中为了示意清楚第一透明条10与半透半反膜20的位置关系，在第一透明条10和半透半反膜20之间留有空隙，但实际产品中，如图2所示，第一透明条10与半透半反膜20紧密贴合。

图3为本发明实施例提供的衬底01的俯视图，从图3可以看出，多个第一透明条10和半透半反膜20组合成的衬底01的顶面为矩形，与现有技术中的玻璃衬底结构相同，第一透明条10的顶面13即为衬底01的顶面13。

本发明实施例提供的衬底01具有反射光线、传导光线、透射光线的功能，当将衬底01应用于显示装置时，射向衬底01的准直光反射出衬底01的底面射向显示装置的显示面，当有手指按压时，光线会在手指处发生反射，显示装置通过对反射回的光线进行识别处理，即可分析出按压手指的指纹中的“谷”和“脊”，从而实现指纹识别。这样一来，指纹识别功能可以在显示装置显示区的任意位置处实现，无需单独设置特定的指纹识别区，适用于较大屏占比的智能终端，甚至可以实现100％屏占比。

在一些实施例中，如图2所示，第一斜面11与顶面13的夹角为135°，第二斜面12与所述顶面13的夹角为45°。

如图2所示，第一斜面11与顶面13的夹角为135°，第二斜面12与所述顶面13的夹角为45°，准直光以平行于顶面13的方向射入第一透明条10，经半透半反膜20反射后，正好以垂直于顶面13的方向射出，而部分准直光将半透半反膜20透射后继续沿平行于顶面13的方向传导至下一个第一透明条10。若改变第一斜面11和第二斜面12与顶面13的夹角，准直光的入射角也会相应改变，要想确保准直光能够传输至最后一个第一透明条10，对于第一透明条10的厚度会有较高的要求，可能导致整个衬底01的厚度较厚，影响显示装置的轻薄化。因此，将第一斜面11与顶面13的夹角为135°，第二斜面12与所述顶面13的夹角为45°可以使衬底01的厚度较小，使显示装置轻薄化。

在一些实施例中，沿准直光的光路方向，半透半反膜20的反射率逐渐增强。

也就是沿远离准直光光源的方向，半透半反膜20的反射率逐渐增强，透射率逐渐减弱。其中，此处的逐渐增强，例如可以是半透半反膜20的反射率依次以某一种特定的规律增强，也可以是没有规律的下一个的反射率较前一个的反射率强，还可以是整体趋势的逐渐增强，但可能相邻某几个半透半反膜20的反射率相等。

其中，本领域技术人员应该明白，半透半反膜20的反射率虽然逐渐增强，但是反射率最强的那个半透半反膜20，它的反射率也不会达到100％。示例性的，有7个半透半反膜20，沿准直光的光路方向(从左到右)反射率依次为14.29％、16.67％、20％、25％、33.33％、50％、99％。

由于沿着准直光的光路方向，准直光的强度越来越弱，逐渐增强半透半反膜20的反射率，使得反射出第一透明条10顶面13的光线的强度增强，从而确保从每个第一透明条10的顶面13射出的光线的强度相等。

在一些实施例中，沿准直光的光路方向，第n个半透半反膜20的反射率tn＝1-rn，其中，r表示半透半反膜20的反射率，t表示半透半反膜20的透射率。

示例性的，沿准直光的光路方向，第一个半透半反膜20的反射率为r1，折射率t1＝1-r1，第二个半透半反膜20的反射率为折射率第三个半透半反膜20的反射率为折射率t3＝1-r3。

在一些实施例中，如图3所示，第一透明条10的第一斜面11与第一透明条10的延伸方向平行。

也就是说，在一些实施例中，希望衬底01的形状为长宽差别不大的矩形，而不是像图4所示的条形，选择使第一透明条10的第一斜面11与第一透明条10的延伸方向平行。

在一些实施例中，希望衬底01的形状为条形，如图4所示，第一透明条10的另一组相对的第三斜面和第四斜面与第一透明条10的延伸方向平行。

在一些实施例中，如图5所示，还包括两个第二透明条30，第二透明条30的形状为直角三棱柱，第二透明条30的斜面31与第一斜面11平行且全等；沿准直光的光路方向，第二透明条30的斜面31与第一个第一透明条10的第一斜面11之间设置有半透半反膜20，另一个第二透明条30的斜面31与最后一个第一透明条10的第二斜面12之间设置有半透半反膜20；其中，第一透明条10和第二透明条30的材料相同。

此处，根据准直光的入射角度不同，第二透明条30可能是等腰直角三棱柱，也可能是非等腰直角三棱柱。

第一透明条10和第二透明条30仅是形状不同，第二透明条30位于衬底01的两端，用来将衬底01的形状拼接为矩形，半透半反膜20贴合在第二透明条30的斜面31和第一透明条10的第一斜面11或第二斜面12之间。

本发明实施例还提供一种显示装置，如图6所示，包括显示面板，显示面板包括多个子像素区02，显示面板的衬底01为上述的衬底01；显示装置还包括光源40以及设置在显示面板的背面的光识别器50；光源40用于向衬底01出射准直光；光识别器50用于识别经半透半反膜20透射后射向显示面板的背面的明暗条纹；其中，沿准直光的光路方向，第一透明条10的宽度为子像素区02宽度的至少一倍。

需要说明的是，第一，光源40的位置，可以如图6所示，设置在显示面板的侧面，也可以是设置在显示面板的底面，经过光路转换的方式射向衬底01。

显示面板为oled(organiclight-emittingdiode，有机电致发光二极管)显示面板，在衬底01上制作oled薄膜晶体管阵列、oled发光层、封装玻璃，形成oled显示面板。当然，显示面板还可以液晶显示面板。当显示面板为oled显示面板时，显示面板例如可以是透明显示面板。当显示面板为液晶显示面板时，显示装置的背光源40的光路例如可以与光源40的光路相同。

第二，光识别器50可以是与显示面板组装在一起，也可以是直接制备在衬底01的底面。光识别器50可以是独立块状，也可以是一个整体。

其中，光识别器50用于识别经半透半反膜20透射后射向显示面板的背面的明暗条纹，从而达到识别指纹的目的，因此，设置有光识别器50的区域即为显示装置可以识别指纹的区域，可以根据需求选取光识别器50的设置位置和区域大小。当然，光识别器50的设置区域内必然设置有半透半反膜20、且位于显示装置的显示区。

第三，如图6所示，对于衬底01反射到显示装置显示面的光线，在没有指纹的区域，光线不会返回。在有指纹的区域，光线在指纹处再次反射射向衬底01，从衬底01射出的光线和射向衬底01的光线发生干涉。在指纹的“谷”位置处，空气层较厚，且指纹表面粗糙，光程差较大，反射光强较低，不易形成明显的干涉条纹，为半明条纹，不会形成间隙。在指纹的“脊”位置处，“脊”显示装置的表面接触，光线直接原路返回，没有光程差，形成明条纹或暗条纹。在指纹的“脊”边缘处，边缘形成厚度渐变的空气层，光线在此发生等厚干涉，形成明暗条纹，随着空气层的增厚，条纹的间隙(相邻明条纹之间的距离或相邻暗条纹之间的间隙)逐渐减小，越靠近“谷”的位置，间隙越小，直至没有间隙。

光识别器50通过识别间隙的变化规律即可分析出指纹的“脊”和“谷”，从而实现指纹识别的功能。

第四，第一透明条10沿准直光光路方向上的宽度可以根据指纹的脊线到相邻脊线之间的距离，指纹的谷线到相邻谷线之间的距离以及子像素区02的尺寸，来合理选择。图6中以第一透明条10的宽度为子像素区02宽度的二倍进行示意。

本发明实施例提供的显示装置，通过光源40发射准直光，经衬底01将光线反射出显示面板，在指纹的“脊”附近，射出显示面板的光线和经指纹反射的光线形成等厚干涉条纹，通过光识别器50识别明暗条纹，即可实现指纹识别的功能。指纹识别的功能集成在显示装置的显示区，可使显示装置实现大屏占比。

此外，采用光学干涉原理进行指纹识别，探测精确，识别精准。

在一些实施例中，为了简化光路，如图6所示，光源40设置在第一透明条10的第一侧面所在侧，光源40出射的准直光与第一透明条10的顶面13平行、与第一侧面的夹角为45°。

其中，如图6所示，从另一侧来看，光源40出射的准直光与第一斜面11会形成两个夹角，一个夹角的角度为45°，另一个夹角的角度为135°。

在一些实施例中，如图7所示，光源40包括多个激光器41，沿第一透明条10的延伸方向，多个激光器41依次设置。

其中，多个激光器41之间可以有间隙，也可以没有间隙。

在一些实施例中，如图8所示，光源40包括激光器41和上述衬底01；激光器41源靠近第一透明条10的第一侧面设置；激光器41中第一透明条10的延伸方向与显示面板中第一透明条10的延伸方向垂直。

其中，本领域技术人员应该明白，光源40整体是位于属于显示面板中的第一透明条10的第一侧面所在侧，而光源40包括了激光器41和又一个衬底01，此时，如图8所示，激光器41靠近第一透明条10的第一侧面设置，应是靠近属于光源40中的第一透明条10的第一侧面设置。激光源40发出的准直光垂直射出属于光源40中的第一透明条10的顶面13，射向属于显示面板中的第一透明条10。

光源40中的衬底01的光路和显示面板中的衬底01的光路不同，因此，两者中第一透明条10的设置方式不同，光源40中的衬底01的顶面13与显示面板中的衬底01的第一侧面相对。

激光器41例如可以是fp(fabry-perot，法布里-珀罗)激光器41、dfb(distributedfeedbacklaser，分布式反馈)激光器41等。

以上，由于有光源40发出准直光的区域才能实现指纹检测功能，因此，为了增大可实现指纹检测功能的区域的面积，进而做成全面屏指纹识别，将光源40设置为沿第一透明条10的延伸方向一排发光。

此外，激光器41发出的红外光不会影响显示装置的正常显示，可做息屏唤醒。

在一些实施例中，激光器41包括垂直腔面发射激光器41。

vcsel(verticalcavitysurfaceemittinglaser，垂直腔面发射激光器41)常用的原材料有砷化镓、磷化铟或氮化镓等发光化合物半导体。发光原理方面，vcsel与其它半导体激光发光原理一样，首先要实现能量激发，通过外加能量激发半导体的电子由价带跃迁到导带，当电子由导带返回价带时，将能量以光能的形式释放出来。然后依靠上下两个dbr反射镜和增益物质组成的谐振腔实现共振放大，谐振腔使激发出来的光在上下两个dbr(distributedbraggreflector，布拉格光栅)反射镜之间反射，不停地通过发光区吸收光能，使受激光多次能量反馈而形成激光。

vcsel(verticalcavitysurfaceemittinglaser，垂直腔面发射激光器41)体积小，易集成为大面积阵列、性能优异、制造成本低、单纵横输出、阈值电流小、价格低廉、出射光斑为圆形、相干长度长。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。