[发明专利]定向光学单元和显示器

说明书

一种定向光学单元和显示器。本发明涉及嵌入诸如指纹图像传感器这样的光学成像传感器的平板显示器。本公开提供一种嵌入图像传感器的平板显示器，该平板显示器包括：显示面板，其包括显示区域和非显示区域；以及定向光学单元，其具有与显示面板对应的长度和宽度以及厚度，并且被附接在显示面板的顶表面上，其中，定向光学单元包括：盖板；光辐射膜，其与盖板下面的显示区域对应；光入射膜，其被设置在盖板的下面；低折射层，其被设置在光辐射膜和光入射膜的下面，并附接在显示面板的顶表面上；反射层，其覆盖盖板的与光入射膜面对的一个上边缘侧和与一个上边缘侧连接的一个垂直侧；以及光源，其被设置在显示面板的横向侧面处。

技术领域

本公开涉及嵌入诸如指纹图像传感器这样的光学成像传感器的平板显示器。尤其是，本公开涉及一种包括提供定向光的超薄基板的光学成像传感器以及嵌入该光学成像传感器的平板显示器。

背景技术

已经开发出包括笔记本电脑、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/或搜索信息系统在内的各种基于计算机的系统。由于这些装置使用和存储各种个人信息以及商业信息和商业秘密，因此需要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进行登记和认证时增强安全性。指纹传感器用于感测用户的指纹。指纹传感器可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)这样的光源来照射光并且使用CMOS(或互补金属氧化物半导体)图像传感器来检测由指纹的脊部反射的光。由于光学指纹传感器可使用LED灯来扫描指纹，因此要求传感器配备有用于执行扫描处理的附加装置。在增加用于扫描图像的对象尺寸方面是有限制的。因此，在将光学指纹传感器应用于各种应用(诸如与显示装置组合)方面存在限制。

对于常规光学指纹传感器，已知有于2006年6月26日登记的其标题为“A displayapparatus having fingerprint identification sensor(具有指纹识别传感器的显示设备)”的韩国专利10-060817以及于2006年4月21日公布的其标题为“Display deviceincluding fingerprinting device(包括指纹装置的显示装置)”的韩国专利申请10-2016-0043216。

上述光学指纹传感器被配置为使用显示区域作为用于输入用户的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散射(或发散)光。因此，在识别准确的指纹图案方面存在限制。当使用诸如具有高方向性的红外激光这样的准直光时，很难产生覆盖更宽区域的感测光。因此，指纹传感区域被限制在小区域中。为了在更宽的扫描区域上照射准直光，需要特定扫描结构，使得该系统不适于便携式或个人显示装置。

因此，对于嵌入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有许多问题。

电容式指纹传感器被配置为检测与指纹传感器接触的指纹的脊部与谷部之间的电流差异。对于常规电容式指纹传感器，已知有于2013年11月21日公布的其标题为“Capacitive Sensor Packaging(电容式传感器封装)”的美国专利申请2013/0307818。

上述电容式指纹传感器被配置为嵌入有特定按钮的组装类型。它包括电容板和具有用于检测指纹的脊部与谷部之间的电容存储的电路的硅晶圆。通常，因此指纹的脊部和谷部的尺寸非常小，约为300μm～500μm(微米)，所以电容式指纹传感器需要高分辨率的传感器阵列和用于处理指纹检测的集成芯片(或IC)。为此，硅晶圆被配置为包括在一个基板上的传感器阵列和IC。