具体实施方式
请同时参照图1及图2,图1为本发明第一实施方式所提供的电子装置10的外观示意图,图2为图1中电子装置10沿II-II切割线的剖面结构示意图。本实施方式的电子装置10可以是智能手机、个人数字助理、平板电脑等便携式设备,本实施例以智能手机为例进行说明。该电子装置10包括显示模组11、超音波式指纹识别元件12及遮蔽层13。其中,该显示模组11的一侧包括一朝向使用者的显示面110,该显示面110定义有一用于显示图像的显示区111及包围在该显示区111周围的非显示区112(或称边框区)。该超音波式指纹识别元件12设置于该显示模组11远离该显示面110的一侧且与该显示区111对应设置。该遮蔽层13设置于该超音波式指纹识别元件12及所述显示模组11之间,具体地,是覆盖于该超音波式指纹识别元件12上以遮光。该超音波式指纹识别元件12通过一信号传输模组(未图示)与该显示模组11通信导通。
此外,该电子装置10还可包括一感测指令单元(未图示),具体地,该感测指令单元可设置于该显示模组11内并与所述显示模组11电性连接,当启动所述感测指令单元时,触发所述电子装置10进行指纹感测。所述感测指令单元可为内置于该显示模组11内的一应用程序,也可通过设置于该非显示区112的一实体按键启动。另外,该电子装置10还可包括一覆盖于所述显示面110上的保护层(未图示),以起保护所述显示面110的作用。
所述超音波式指纹识别元件12可用于但不限于指纹信息采集、身份认证及解锁等。本实施方式以指纹信息采集为例进行说明。所述超音波式指纹识别元件12具有与所述显示面110对应的一邻近面124,该邻近面124为该超音波指纹识别元件12中最为靠近该显示模组11的面。所述超音波式指纹识别元件12可识别放置在所述显示区111上与所述邻近面124对应的区域的指纹,并形成对应用户指纹的图像信息传送至该信号传输模组,该信号传输模组将接收到的来自所述超音波式指纹识别元件12的图像信息输出至该显示模组11,最终于该显示区111显示指纹图像。
进一步地,所述邻近面124的至少部分与所述显示区111重叠。所述邻近面124的面积可根据实际情况选择。当所述邻近面124的面积大于或等于所述显示区111时,手指放置于所述显示区111的任意位置均可进行指纹感测。当所述邻近面124的面积小于所述显示区111时,手指需放置于与所述邻近面124对应的所述显示区111方可进行指纹感测。本实施方式中,所述邻近面124面积大于所述显示区111的面积。所述显示模组11为OLED显示面板。
所述超音波式指纹识别元件12包括基板121、信号接收层122及信号发送层123。所述信号接收层122设置于该基板121邻近该邻近面124的一侧,所述信号发送层123设置于该基板121远离该邻近面124的一侧。
所述信号接收层122及所述信号发送层123可通过粘胶(图未示)分别粘附于所述基板121两相对表面上。所述基板121内设置有多个矩阵排列的薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)(图未示),该多个薄膜晶体管形成薄膜晶体管阵列与该信号接收层122电性耦合,同时也与所述信号传输模组电性连接。所述薄膜晶体管阵列用于接收来自所述信号接收层122的电信号,并将接收到的上述电信号转化成指纹的图像信息。产生所述电信号的区域形成所述邻近面124。所述信号发送层123用于持续向所述信号接收层122发送超声波信号。
所述信号接收层122包括第一衬底1220及层叠形成于该第一衬底1220上的第一电极层1221和第一压电层1222。该第一衬底1220设有所述第一压电层1222的一侧贴附于所述基板121表面。在本实施例中,所述遮蔽层13位于所述第一衬底1220与所述显示模组11之间。所述信号发送层123包括第二衬底1230及层叠形成于该第二衬底1230上的第二电极层1231、第二压电层1232和第三电极层1233。所述第二衬底1230设有所述第三电极层1233的一侧贴附于所述基板121表面。所述第一、二衬底1220、1230可以选择遮光性材料或透明材料,可以选择相同的材料也可以选择不同的材料。本实施方式中,所述第一、二衬底1220、1230均为透明薄膜,例如,聚酰胺、聚苯硫醚、聚酯等树脂薄膜。
在本实施例中,所述遮蔽层13为具有粘性的遮光性材料,例如,添加有黑色树脂颗粒的光学胶。该遮蔽层13的厚度介于1~10μm之间,声阻抗介于1.5~4兆瑞之间,以减免所述遮蔽层13对所述超音波式指纹识别元件12的感测灵敏度产生影响。本实施方式中,优选所述遮蔽层13的光吸收波长介于380~780nm之间。
在其他变更实施方式中,如图3所示,所述遮蔽层13进一步包覆该超音波式指纹识别元件12的侧面;在另一变更实施方式中,如图4所示,该遮蔽层13进一步将整个所述超音波式指纹识别元件12包覆其中。具体地,所述遮蔽层13包括位于所述超音波式指纹识别元件12及所述显示模组11之间的第一部分131及包覆所述超音波式指纹识别元件12其余各面的第二部分132。其中,所述第一部分131与所述第二部分132均具有遮光性。可以理解,所述第一部分131与所述第二部分132可选择相同的材料,亦可选择不同的材料。所述第一部分131具有粘性。此外,所述第二部分132的厚度可选择介于1~200μm之间。由于所述遮蔽层13的所述第一、二部分131、132将整个所述超音波式指纹识别元件12包覆,更有效防止外界光线对所述超音波式指纹识别元件12的感测灵敏度产生影响。
在使用所述电子装置10进行指纹感测时,首先启动所述感测指令单元,使所述显示模组11进入感测指纹的模式,此时,当手指放置于与所述邻近面124对应的所述显示区111时,该手指的指纹图像在所述显示区111显示出来。具体地,所述超音波式指纹识别元件12在工作时,所述第二电极层1231与所述第三电极层1233对所述第二压电层1232施加电压,所述第二压电层1232在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述超音波式指纹识别元件12上时,发送至手指的部分所述超声波被反射至所述信号接收层122,受手指指纹上谷与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,引起所述第一压电层1222的振动发生相应的改变,从而产生对应用户指纹的电信号并通过所述第一电极层1221传送至所述薄膜晶体管阵列。所述薄膜晶体管阵列将所述电信号转化为指纹的图像信息传送至该信号传输模组,再通过该信号传输模组传送至所述显示模组11,最终于所述显示模组11呈现出对应用户手指的指纹图像。
由于所述超音波式指纹识别元件12设置于所述显示区111正下方,因此无需在所述非显示区112预留空间放置该超音波式指纹识别元件12,不会增加所述电子装置10的边框面积,有利于电子装置10的窄边框或无边框设计。此外,由于所述遮蔽层13的存在,减免所述显示模组11的光线对该超音波式指纹识别元件12的感测灵敏度产生影响。
请同时参照图5及图6,图5为本发明第二实施方式所提供的电子装置20的外观示意图,图6为图5中电子装置20沿VI-VI切割线的剖面结构示意图。本实施方式的电子装置20可以是智能手机、个人数字助理、平板电脑等便携式设备,本实施例以智能手机为例进行说明。该电子装置20包括显示模组21、超音波式指纹识别元件22及粘接层24。其中,该显示模组21的一侧包括一朝向使用者的显示面210,该显示面210定义有一用于显示图像的显示区211及包围在该显示区211周围的非显示区212(或称边框区)。该超音波式指纹识别元件22设置于该显示模组21远离该显示面210的一侧且与该显示区211对应设置。该粘接层24用于将该超音波式指纹识别元及所述显示模组21粘结在一起,该粘接层24为光学胶。该超音波式指纹识别元件22通过一信号传输模组(未图示)与该显示模组21通信导通。此外,该电子装置20还可包括一感测指令单元(未图示),具体地,该感测指令单元可设置于该显示模组21内并与所述显示模组21电性连接,当启动所述感测指令单元时,触发所述电子装置20进行指纹感测。所述感测指令单元可为内置于该显示模组21内的一应用程序,也可通过设置于该非显示区212的一实体按键启动。另外,该电子装置20还可包括一覆盖于所述显示面210上的保护层(未图示),以起保护所述显示面210的作用。
所述超音波式指纹识别元件22可用于但不限于指纹信息采集、身份认证及解锁等。本实施方式以指纹信息采集为例进行说明。所述超音波式指纹识别元件22具有与所述显示面210对应的一邻近面224,该邻近面224为该超音波指纹识别元件22中最为靠近该显示模组21的面。所述超音波式指纹识别元件22可识别放置在所述显示区211上与所述邻近面224对应的区域的指纹,并形成对应用户指纹的图像信息传送至该信号传输模组,该信号传输模组将接收到的来自所述超音波式指纹识别元件22的图像信息输出至该显示模组21,最终于该显示区211显示指纹图像。进一步地,所述邻近面224的至少部分与所述显示区211重叠。所述邻近面224的面积可根据实际情况选择。当所述邻近面224的面积大于或等于所述显示区211时,手指放置于所述显示区211的任意位置均可进行指纹感测。当所述邻近面224的面积小于所述显示区211时,手指需放置于与所述邻近面224对应的所述显示区211上方方可进行指纹感测。本实施方式中,所述邻近面224面积大于所述显示区211的面积。所述显示模组21为OLED显示区211板。
所述超音波式指纹识别元件22包括基板221、信号接收层222及信号发送层223。所述信号接收层222设置于该基板221邻近该邻近面224的一侧,所述信号发送层223设置于该基板221远离该邻近面224的一侧。
所述信号接收层222及所述信号发送层223可通过粘胶(图未示)分别粘附于所述基板221的的两相对表面。所述基板221内设置有多个矩阵排列的薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)(图未示),该多个薄膜晶体管形成薄膜晶体管阵列与该信号接收层222电性耦合,同时也与所述信号传输模组电性连接。所述薄膜晶体管阵列用于接收来自所述信号接收层222的电信号,并将接收到的上述电信号转化成指纹的图像信息。产生所述电信号的区域形成所述邻近面224。所述信号发送层223用于持续向所述信号接收层222发送超声波信号。
所述信号接收层222包括第一衬底2220及层叠形成于该第一衬底2220上的第一电极层2221和第一压电层2222。该第一衬底2220设有所述第一压电层2222的一侧贴附于所述基板221表面。本实施方式中,所述粘接层24位于所述第一衬底2220与所述显示模组21之间。所述信号发送层223包括第二衬底2230及层叠形成于该第二衬底2230上的第二电极层2231、第二压电层2232和第三电极层2233。所述第二衬底2230设有所述第三电极层2233的一侧贴附于所述基板221表面。
所述第一衬底2220为遮光性材料,所述第一衬底2220形成一遮蔽层2220,用于遮挡来自所述显示模组21的光线,从而减免光线对该超音波式指纹识别元件22的感测灵敏度产生影响。本实施方式中,所述第一衬底2220为油墨材料,但并不限于此。该第一衬底2220的厚度介于1~10μm之间,声阻抗介于1.5~4兆瑞之间,以减免所述第一衬底2220对所述超音波式指纹识别元件22的感测灵敏度产生影响。本实施方式中,优选所述第一衬底2220的光吸收波长介于380~780nm之间。其中,所述第二衬底2230可以选择与所述第一衬底2220相同的材料,也可以选择不同的材料。
在其他变更实施方式中(未图示),所述遮蔽层2220进一步包覆该所述超音波式指纹识别元件22的侧面。在另一变更实施方式中,所述遮蔽层2220进一步将整个所述超音波式指纹识别元件22包覆其中。具体地,所述遮蔽层2220包括位于所述超音波式指纹识别元件22及所述显示模组21之间的部分,即所述第一衬底2220,及包覆所述超音波式指纹识别元件22其余各面的另一部分。其中,该两部分可选择相同的材料,亦可选择不同的材料,但该两部分均具有遮光性。位于所述超音波式指纹识别元件22侧面的部分遮蔽层2220的厚度可选择介于1~200μm之间。可以理解,当所述第二衬底2230亦选择遮光性材料时,所述遮蔽层2220可仅包括所述第一衬底2220的部分及包覆所述超音波式指纹识别元件22的各侧面的部分。当所述第二衬底2230选择非遮光性材料时,所述遮蔽层2220包括所述第一衬底2220的部分及包覆所述超音波式指纹识别元件22的各侧面及远离邻近面224的底面的部分。在使用所述电子装置20进行指纹感测时,首先启动所述感测指令单元,使所述显示模组21进入感测指纹的模式,此时,当手指放置于与所述邻近面224对应的所述显示区211时,该手指的指纹图像在所述显示区211显示出来。具体地,所述超音波式指纹识别元件22在工作时,所述第二电极层2231与所述第三电极层2233对所述第二压电层2232施加电压,所述第二压电层2232在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述超音波式指纹识别元件22上时,发送至手指的部分所述超声波被反射至所述信号接收层222,受手指指纹上谷与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,引起所述第一压电层2222的振动发生相应的改变,从而产生对应用户指纹的电信号并通过所述第一电极层2221传送至所述薄膜晶体管阵列。所述薄膜晶体管阵列将所述电信号转化为指纹的图像信息传送至该信号传输模组,再通过该信号传输模组传送至所述显示模组21,最终于所述显示模组21呈现出对应用户手指的指纹图像。
由于所述超音波式指纹识别元件22设置于所述显示区211正下方,因此无需在所述非显示区212预留空间放置该超音波式指纹识别元件22,不会增加所述电子装置20的边框面积,有利于电子装置20的窄边框或无边框设计。
请同时参照图7及图8,图7为本发明第三实施方式所提供的电子装置30的外观示意图,图8为图7中电子装置30沿V-V切割线的剖面结构示意图。本实施方式的电子装置30可以是智能手机、个人数字助理、平板电脑等便携式设备,本实施例以智能手机为例进行说明。该电子装置30包括显示模组31、超音波式指纹识别元件32遮蔽层33及粘接层34。其中,该显示模组31的一侧包括一朝向使用者的显示面310,该显示面310定义有一用于显示图像的显示区311及包围在该显示区311周围的非显示区312(或称边框区)。该超音波式指纹识别元件32设置于该显示模组31远离该显示面310的一侧且与该显示区311对应设置。该超音波式指纹识别元件32通过一信号传输模组(未图示)与该显示模组31通信导通。该遮蔽层33覆盖于该超音波式指纹识别元件32上,以遮挡来自所述显示模组31的光线。该粘接层34位于该遮蔽层33的周围,用于将该超音波式指纹识别元及所述显示模组31粘接在一起。此外,该电子装置30还可包括一感测指令单元(未图示),具体地,该感测指令单元可设置于该显示模组31内并与所述显示模组31电性连接,当启动所述感测指令单元时,触发所述电子装置30进行指纹感测。所述感测指令单元可为内置于该显示模组31内的一应用程序,也可通过设置于该非显示区311的一实体按键启动。另外,该电子装置20还可包括一覆盖于所述显示面310上的保护层(未图示),以起保护所述显示面310的作用。
进一步地,该遮蔽层33是设置于该超音波式指纹识别元及所述显示模组31之间,且与所述显示区311对应的位置。对应地,该粘接层34可以是位于与所述非显示区311对应的区域。该粘接层34为光学胶层。该遮蔽层33可选择但不限于黑色树脂及油墨等。该遮蔽层33的厚度介于1~10μm之间,声阻抗介于1.5~4兆瑞之间,以减免所述遮蔽层33对所述超音波式指纹识别元件32的感测灵敏度产生影响。本实施方式中,优选所述遮蔽层33的光吸收波长介于380~780nm之间。在其他实施方式中,所述遮蔽层33包括位于所述超音波式指纹识别元件32及所述显示模组31之间的部分及包覆所述超音波式指纹识别元件32其余各面的部分。其中,该两部分可选择相同的材料,亦可选择不同的材料,但均具有遮光性。位于所述超音波式指纹识别元件32侧面的部分遮蔽层33的厚度可选择介于1~200μm之间。
所述超音波式指纹识别元件32可用于但不限于指纹信息采集、身份认证及解锁等。本实施方式以指纹信息采集为例进行说明。所述超音波式指纹识别元件32具有与所述显示面310对应的一邻近面324。所述超音波式指纹识别元件32可识别放置在所述显示区311上与所述邻近面324对应的区域的指纹,并形成对应用户指纹的图像信息传送至该信号传输模组,该信号传输模组将接收到的来自所述超音波式指纹识别元件32的图像信息输出至该显示模组31,最终于该显示区311显示指纹图像。
进一步地,所述邻近面324的至少部分与所述显示区311重叠。所述邻近面324的面积可根据实际情况选择。当所述邻近面324的面积大于或等于所述显示区311时,手指放置于所述显示区311的任意位置均可进行指纹感测。当所述邻近面324的面积小于所述显示区311时,手指需放置于与所述邻近面324对应的所述显示区311上方方可进行指纹感测。本实施方式中,所述邻近面324的面积大于所述显示区311的面积。所述显示模组31为OLED显示区311板。
所述超音波式指纹识别元件32包括基板321、信号接收层322及信号发送层323。所述信号接收层322设置于该基板321邻近该邻近面324的一侧,所述信号发送层323设置于该基板321远离该邻近面324的一侧。所述信号接收层322及所述信号发送层323可通过粘胶(图未示)分别粘附于所述基板321的两相对表面。所述基板321内设置有多个矩阵排列的薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)(图未示),该多个薄膜晶体管形成薄膜晶体管阵列与该信号接收层322电性耦合,同时也与所述信号传输模组电性连接。所述薄膜晶体管阵列用于接收来自所述信号接收层322的电信号,并将接收到的上述电信号转化成指纹的图像信息。产生所述电信号的区域形成所述邻近面324。所述信号发送层323用于持续向所述信号接收层322发送超声波信号。
所述信号接收层322包括第一衬底3220及层叠形成于该第一衬底3220上的第一电极层3221和第一压电层3222。该第一衬底3220设有所述第一压电层3222的一侧贴附于所述基板321表面,该第一衬底3220设有所述第一电极层3221的一侧贴附至所述基板321表面。因此,所述遮蔽层33实际是位于所述第一衬底3220与所述显示模组31之间。所述信号发送层323包括第二衬底3230及层叠形成于该第二衬底3230上的第二电极层3231、第二压电层3232和第三电极层3233。所述第二衬底3230设有所述第三电极层3233的一侧贴附于所述基板321的所述底面3212。本实施方式中,所述第一、二衬底3220、3230均为透明薄膜,例如,聚酰胺、聚苯硫醚、聚酯等树脂薄膜。
在使用所述电子装置30进行指纹感测时,首先启动所述感测指令单元,使所述显示模组31进入感测指纹的模式,此时,当手指放置于与所述邻近面324对应的所述显示区311上时,该手指的指纹图像在所述显示区311显示出来。具体地,所述超音波式指纹识别元件32在工作时,所述第二电极层3231与所述第三电极层3233对所述第二压电层3232施加电压,所述第二压电层3232在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述超音波式指纹识别元件32上时,发送至手指的部分所述超声波被反射至所述信号接收层322,受手指指纹上谷与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,引起所述第一压电层3222的振动发生相应的改变,从而产生对应用户指纹的电信号并通过所述第一电极层3221传送至所述薄膜晶体管阵列。所述薄膜晶体管阵列将所述电信号转化为指纹的图像信息传送至该信号传输模组,再通过该信号传输模组传送至所述显示模组31,最终于所述显示模组31呈现出对应用户手指的指纹图像。
由于所述超音波式指纹识别元件32设置于所述显示区311正下方,因此无需在所述非显示区311预留空间放置该超音波式指纹识别元件32,不会增加所述电子装置30的边框面积,有利于电子装置30的窄边框或无边框设计。此外,由于所述遮蔽层33的存在,可减免所述显示模组31的光线对该超音波式指纹识别元件32的感测灵敏度产生影响。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。