具有光学成像传感器的平板显示器制造技术

本公开涉及一种具有光学成像传感器的平板显示器，所述光学成像传感器为例如指纹图像传感器。本公开提供一种具有图像传感器的平板显示器，该平板显示器包括：包括显示区域和非显示区域的显示面板，该显示面板具有顶表面；附接至显示面板的顶表面的定向光学单元，该定向光学单元具有沿着显示面板的长度轴的长度、沿着显示面板的宽度轴的宽度、以及沿着显示面板的厚度轴的厚度；布置在显示面板下方的感测光控制膜；以及布置在感测光控膜下方的图像传感器。

【技术实现步骤摘要】
具有光学成像传感器的平板显示器
本公开涉及具有光学成像传感器(例如，指纹图像传感器)的平板显示器。特别地，本公开涉及一种具有包括提供定向光的超薄基板的光学成像传感器的平板显示器、以及光学成像传感器。
技术介绍
已经开发了各种基于计算机的系统，包括笔记本电脑、平板个人计算机(或PC)、智能电话、个人数字助理、自动取款机和/或搜索信息系统。由于这些设备使用和存储各种个人信息以及商业信息和商业秘密，因此希望加强安全性以防止这些重要数据泄露。为此，已经提出了一种使用识别授权用户的生物信息的图像传感器来加强安全性的方法。例如，指纹传感器通常用于在执行注册和认证时提高安全性。指纹传感器用于感测用户的指纹。指纹传感器可以分为光学指纹传感器和电容式指纹传感器。光学指纹传感器使用诸如发光二极管(或LED)的光源来辐射光并且使用CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器来检测由指纹的脊反射的光。由于光学指纹传感器可以使用LED灯来扫描指纹，因此要求传感器配备用于执行扫描过程的附加装置。对于增加用于扫描图像的对象的尺寸存在限制。因此，将光学指纹传感器应用于诸如与显示装置组合的各种应用中存在限制。对于传统的光学指纹传感器，已知有2006年6月26日登记的标题为“Adisplayapparatushavingfingerprintidentificationsensor”的韩国专利10-060817以及2016年4月21日公布的标题为“Displaydeviceincludingfingerprintingdevice”的韩国专利申请10-2016-0043216。上述光学指纹传感器被配置成使用显示区域作为用于输入用户选择的触摸区域和用于感测指纹的感测区域。然而，这种光学指纹传感器使用具有非常低的方向性的扩散(或发散)光。因此，识别准确的指纹图案存在限制。当使用诸如具有高方向性的红外激光的准直光时，很难产生覆盖较大区域的感测光。因此，指纹感测区域被限制在小区域内。为了在更宽的扫描区域上辐射准直光，需要特定的扫描结构，使得该系统不适用于便携式或个人显示设备。因此，对于具有指纹传感器的便携式设备，主要使用电容式指纹传感器。然而，电容式指纹传感器也存在很多问题。电容式指纹传感器被配置成检测在指纹传感器上接触的指纹的脊与谷之间的电的差异。对于传统的电容式指纹传感器，已知2013年11月21日公布的标题为“CapacitiveSensorPackaging”的美国专利申请2013/0307818。上述电容式指纹传感器被配置成嵌入有特定按钮的组件类型。其包括电容板和具有用于检测指纹的脊和谷之间的电容存储的电路的硅晶片。一般而言，由于指纹的脊和谷的尺寸很小(约为300μm至500μm(微米))，电容式指纹传感器需要高分辨率传感器阵列和用于处理指纹检测的集成芯片(或IC)。为此，硅晶片被配置成在一个基板上包括传感器阵列和IC。然而，当高分辨率传感器阵列和IC形成在同一硅晶片上时，需要用于将按钮与指纹传感器连接的组件结构。因此，该结构将非常复杂，并且此外可能增加非显示区域(或边框区域)。在一些情况下，按钮(即，智能手机的主键)将与指纹传感器交叠，使得整个设备的厚度会很厚。此外，指纹的感测区域将取决于按钮的尺寸。为了解决上述问题和限制，已经提出了一些技术，其中触摸传感器区域被用于感测指纹。例如，已知于2013年10月22日发布的题为“Capacitivetouchsensorforidentifyingafingerprint”的美国专利第8,564,314号以及于2014年8月18日登记的标题为“Acapacitivetouchscreenforintegratedoffingerprintrecognition”的韩国专利10-1432988。在个人便携式设备(例如，智能电话)的一般情况下，附加的透明膜被附接以用于保护显示器玻璃面板。当将上述技术应用于个人便携式设备时，由于在其上附接保护膜，所以用于正确感测或识别指纹的性能将显著降低。一般而言，即使附接保护膜，触摸功能也可以正常操作。然而，对于用于感测指纹的电容存储量的差异的检测能力可能由于保护膜而劣化，即使其厚度非常薄亦如此。对于具有电容式指纹传感器的显示器，通常还可以在显示器的盖玻璃上附接保护膜或硬化玻璃。在这种情况下，识别能力可能劣化。即，盖玻璃的总厚度可能影响电容式指纹传感器的灵敏度。在此期间，感测光源中使用的扩散光可能影响光学指纹传感器的灵敏度。当使用准直光来增强光学指纹传感器的灵敏度时，需要笨重的和/或复杂的光学装置，使得其很难应用于个人移动设备的显示器。因此，需要能够大面积感测、优异的分辨率和准确度、并且具有超薄的厚度结构的新型光学图像传感器。特别地，对于易于与平板显示器结合开发各种信息处理设备的光学图像传感器的需求日益增加。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本公开的一个目的是提供一种具有超薄光学图像传感器(或光学图像识别装置)的平板显示器。本公开的另一目的是提供一种具有光学图像传感器的平板显示器，其中显示面板的表面的大部分或全部可用于感测区域。本公开的另一目的是提供一种具有光学图像传感器的平板显示器，其中定向光被用作覆盖大表面积的感测光。本公开的又一目的是提供一种平板显示器，其具有通过使用定向光并且通过使光效率最大化而使分辨率和灵敏度非常高和/或优异的超薄大面积光学图像传感器。本公开的另一目的是提供一种具有光学图像传感器的平板显示器，其中通过消除由显示面板内部的感测光的散射而造成的光噪声而增强感测准确度。为了实现上述目的中的一个或多个，本公开提供一种具有图像传感器的平板显示器，该平板显示器包括：包括显示区域和非显示区域的显示面板，该显示面板具有顶表面；附接至显示面板的顶表面的定向光学单元，该定向光学单元具有沿着显示面板的长度轴的长度、沿着显示面板的宽度轴的宽度、以及沿着显示面板的厚度轴的厚度；布置在显示面板下方的感测光控制膜；以及布置在感测光控制膜下方的图像传感器。在一个实施方案中，定向光学单元包括：盖板，其具有对应于定向光学单元的长度和宽度的尺寸；对应于显示区域的光辐射膜，该光辐射膜位于盖板下方；位于盖板下方且相邻于光辐射膜的侧面布置在显示区域的外侧的光入射膜；布置在光辐射膜和光入射膜下方的低折射层，该低折射层附接在显示面板的顶表面上，并且具有比盖板的折射率低以及比光辐射膜的折射率低的折射率；以及位于光入射膜下方的光源。在一个实施方案中，光源向在光源的表面上限定的入射点提供入射光，并且向光入射膜的表面上的入射点提供入射光；光入射膜包括第一全息图案，第一全息图案将入射光转换成具有满足盖板的内部全反射条件的入射角的传播光，并且将传播光传输至盖板中；并且光辐射膜包括第二全息图案，第二全息图案将传播光的第一部分转换成感测光，感测光具有满足盖板的顶表面处的全反射条件并且满足通过低折射层的透射条件的反射角。在一个实施方案中，传播光在包括长度轴和宽度轴的水平面上具有扩散角，并且传播光在包括长度轴和厚度轴的垂直平面上保持准直状态；入射角大于光辐射膜与低折射层之间的第一界面处的内部全反射临界角；并且反射角大于盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有图像传感器的平板显示器，包括：包括显示区域和非显示区域的显示面板，所述显示面板具有顶表面；附接至所述显示面板的所述顶表面的定向光学单元，所述定向光学单元具有沿着所述显示面板的长度轴的长度、沿着所述显示面板的宽度轴的宽度、以及沿着所述显示面板的厚度轴的厚度；设置在所述显示面板下方的感测光控制膜；以及设置在所述感测光控制膜下方的图像传感器。

【技术特征摘要】
2017.05.02 KR 10-2017-00563141.一种具有图像传感器的平板显示器，包括：包括显示区域和非显示区域的显示面板，所述显示面板具有顶表面；附接至所述显示面板的所述顶表面的定向光学单元，所述定向光学单元具有沿着所述显示面板的长度轴的长度、沿着所述显示面板的宽度轴的宽度、以及沿着所述显示面板的厚度轴的厚度；设置在所述显示面板下方的感测光控制膜；以及设置在所述感测光控制膜下方的图像传感器。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述定向光学单元包括：盖板，所述盖板具有与所述定向光学单元的长度和宽度对应的尺寸；与所述显示区域对应的光辐射膜，所述光辐射膜位于所述盖板下方；光入射膜，所述光入射膜位于所述盖板下方且相邻于所述光辐射膜的侧面设置在所述显示区域的外侧；设置在所述光辐射膜和所述光入射膜下方的低折射层，所述低折射层附接在所述显示面板的所述顶表面上，并且具有比所述盖板的折射率低且比所述光辐射膜的折射率低的折射率；以及位于所述光入射膜下方的光源。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述光源将入射光提供至所述光入射膜的表面上的入射点；其中所述光入射膜包括第一全息图案，所述第一全息图案将所述入射光转换为具有满足所述盖板的内部全反射条件的入射角的传播光，并且将所述传播光传输至所述盖板中；以及其中所述光辐射膜包括第二全息图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳昇万，李根植，玄周奉，尹娥罗，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR