CN107491143A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种显示装置以及一种制造该显示装置的方法。所述显示装置包括：显示面板；指纹识别传感器，位于显示面板上；盖玻璃，位于指纹识别传感器上。盖玻璃在面对显示面板的表面上限定有至少一个槽。

Description

显示装置及其制造方法

本申请要求于2016年6月10日提交的第10-2016-0072262号韩国专利申请的优先权和权益，出于如同在这里所充分阐述的所有目的的考虑，该韩国专利申请通过引用包含于此。

技术领域

示例性实施例涉及一种显示装置以及一种制造该显示装置的方法，更具体地，涉及一种包括指纹识别传感器的显示装置以及制造该显示装置的方法。

背景技术

近来，除了图像表示功能之外，各种功能已经应用于显示装置。例如，显示装置可以包指纹识别传感器。

指纹识别传感器可以分成电容类型、光学类型、热学类型和超声波类型。在指纹识别传感器的类型之中，电容类型的指纹识别传感器使用基于指纹脊与指纹谷之间的距离的电容差来识别指纹，该电容差通过精细地设置的感测电极来感测。

指纹识别传感器的灵敏度可以基于盖玻璃的电容率或盖玻璃的厚度等来变化。换言之，随着盖玻璃的电容率增大并且盖玻璃的厚度减小，指纹识别传感器的灵敏度增大。

然而，由于盖玻璃的材料特性和强度降低，在提高指纹识别传感器的灵敏度中存在可以限制。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅为了增强对发明构思的背景技术的理解，因此，它可以包含不形成对本领域的普通技术人员而言在本国已知的现有技术的信息。

发明内容

示例性实施例提供了一种能够在有效减小盖玻璃的强度降低的同时提高指纹识别传感器的灵敏度的显示装置以及一种制造所述显示装置的方法。

附加的方面将在下面的详细描述中进行阐述，且部分地将通过公开而明显，或者通过发明构思的实践而了解。

示例性实施例公开了一种显示装置，所述显示装置包括：显示面板；指纹识别传感器，位于显示面板上；盖玻璃，位于指纹识别传感器上。盖玻璃可以在面对显示面板的表面上限定有至少一个槽。

示例性实施例公开了一种制造显示装置的方法，所述方法包括：在盖玻璃中限定槽；在槽中容纳指纹识别传感器；将盖玻璃与显示面板结合。在盖玻璃中限定槽的步骤包括：使热源与盖玻璃的将限定槽的部分接触；以预定速度移动热源，以对盖玻璃进行挖槽；迅速冷却盖玻璃。

上面的总体描述和下面的详细描述是示例性的和解释性的，并且意图提供对所要求保护的主题的进一步的解释。

附图说明

附图示出了发明构思的示例性实施例，并与说明一起用于解释本发明构思的原理，其中，附图被包括以提供对发明构思的进一步的理解，并且附图并入该说明书中且组成该说明书的一部分。

图1是示出显示装置的示例性实施例的分解透视图。

图2是示出显示装置的示例性实施例的平面图。

图3是示出显示装置的可替换的示例性实施例的平面图。

图4是沿图1的线I-I截取的剖视图。

图5和图6是示出盖玻璃的示例性实施例的残余应力的图。

图7是沿图2的线II-II截取的剖视图。

图8是示出显示装置的可替换的示例性实施例的剖视图。

图9A和图9B是示出制造显示装置的方法的示例性实施例的图。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对各种示例性实施例的全面理解。然而，明显的是，各种示例性实施例可以在没有这些具体细节或者具有一个或者更多个等同布置的情况下来实践。在其它情况下，为了避免不必要地使各种示例性实施例不清楚，以框图形式示出了公知的结构和装置。

在附图中，出于清楚和描述性的目的，会夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。此外，同样的附图标记表示同样的元件。

当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种、者)”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个(种、者)”可被解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个或更多个(种、者)的任何组合，诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。同样的附图标记始终表示同样的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和全部组合。

尽管在此可使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语用来将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，以下讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层和/或第一部分可被命名为第二元件、第二组件、第二区域、第二层和/或第二部分。

出于描述性的目的，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”和“上”等的空间相对术语，从而描述如图中所示出的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。空间相对术语意图包含除了在图中描绘的方位之外的设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或在其它方位处)，如此，相应地解释在此使用的空间相对描述语。

在此使用的术语是用于描述具体实施例的目的而不意图进行限制。如在此使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”也意图包括复数形式。此外，当本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”及其变形时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但是并不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

在此参照作为理想示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图来描述各种示例性实施例。如此，预计出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，在此所公开的示例性实施例不应该被解释为局限于区域的具体示出的形状，而将包括例如由制造引起的形状的偏差。如此，在图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出装置的区域的实际形状，并且不意图是限制性的。

除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开是其一部分的领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。除非在此明确这样定义，否则诸如在通用字典中定义的术语应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的意思一致的意思，而将不会以理想的或过于形式化的含义来进行解释。如在此使用的，“槽”表示如通常在附图中公开的相对于表面形成的腔体或凹痕，虽然“槽”可以是略微细长的，但是不是必须为细长的。

图1是示出显示装置的示例性实施例的分解透视图，图2是示出显示装置的示例性实施例的平面图，图3是示出显示装置的可替换的示例性实施例的平面图。

参照图1，显示装置的示例性实施例包括显示面板10、位于显示面板10上的指纹识别传感器20以及位于指纹识别传感器20上的盖玻璃30。

显示面板10可以使用可以显示图像的例如液晶显示(LCD)面板、有机发光二极管(OLED)显示面板或等离子体显示面板(PDP)的任何合适的面板而没有限制。在下文中，在显示面板10是LCD面板的假设下描述显示面板10。

显示面板10可以包括：第一基底111；第二基底113，与第一基底111相对；液晶层(未示出)，位于第一基底111与第二基底113之间。

显示面板10可以包括其上显示图像的显示区DA和位于显示区DA周围的非显示区NDA。

指纹识别传感器20可以设置在显示面板10的非显示区NDA中。在指纹识别传感器20可以设置在显示面板10的非显示区NDA中的假设下描述了指纹识别传感器20的示例性实施例，但是示例性实施例不限于此。在可替换的示例性实施例中，指纹识别传感器20可以设置在显示面板10的显示区DA中。

任何常用的指纹识别传感器可以应用于本公开的示例性实施例而没有限制。指纹识别传感器20可以包括以矩阵形式布置的多个感测电极和连接到感测电极的多个驱动电极。

盖玻璃30可以设置在其上设置有指纹识别传感器20的显示面板10的整个表面之上。即，盖玻璃30可以被设置为覆盖显示面板10的显示区DA和非显示区NDA。

盖玻璃30可以包括面对显示面板10的第一表面31和作为显示装置的外表面的第二表面32。盖玻璃30的第一表面31可以限定有其中容纳有指纹识别传感器20的拱形的槽33。

槽33在图1、图2和图3中被描绘为在平面上具有椭圆形状，但是示例性实施例不限于此。基于指纹识别传感器20的形状和尺寸，槽33可以在平面上具有任何合适的形状或尺寸。换言之，在不脱离发明构思的情况下，槽33可以具有诸如四边形形状、圆形形状或椭圆形形状的各种平面形状。

此外，参照图2，在指纹识别传感器20设置在显示面板10的非显示区NDA中的情况下，槽33可以限定在盖玻璃30的与显示面板10的非显示区NDA对应的部分处。

相似地，参照图3，在指纹识别传感器20设置在显示面板10的显示区DA中的情况下，槽33可以限定在盖玻璃30的与显示面板10的显示区DA对应的部分处。

此外，虽然在图2和图3中描绘了限定有单个槽33的盖玻璃30，但是示例性实施例不限于此。在另一示例性实施例中，盖玻璃30可以限定有至少一个槽33。例如，盖玻璃30可以在显示区DA和非显示区NDA中的每个中限定有至少一个槽33。即，槽33可以限定在盖玻璃30的预定部分中。

盖玻璃30可以是例如玻璃或蓝宝石，假设盖玻璃30的示例性实施例是玻璃，玻璃的热膨胀系数(10^-7/℃)是大约50或更高。

此外，虽然未在图1中示出，但是触摸屏面板(未示出)还可以设置在显示面板10与盖玻璃30之间。触摸屏面板(未示出)可以检测触摸输入的存在和位置。例如，用户可以利用手写笔(或用户的手指)来使用触摸屏面板。触摸屏面板可以包括透明材料。

图4是沿图1的线I-I截取的剖视图。

参照图4，盖玻璃30的示例性实施例包括面对显示面板10的第一表面31以及可以作为显示装置的外表面的第二表面32。第一表面31可以限定有其中容纳有指纹识别传感器等的槽33。

然而，示例性实施例不限于此，盖玻璃30的可替换的示例性实施例可以在第二表面32中限定有拱形的槽。

槽33的剖面可以具有拱形形状。在图4中，槽33被描绘为具有相对于槽33的中心部分33a对称的拱形形状，但是示例性实施例不限于此。在可替换的示例性实施例中，槽33可以具有相对于槽33的中心部分33a非对称的拱形形状。即，槽33的剖面可以是弯曲表面。

在示例性实施例中，盖玻璃30的厚度可以从部分33b朝向槽33的中心部分33a以逐渐的方式减小，槽33从部分33b开始。即，槽33处的盖玻璃30可以在中心部分33a处具有最小厚度t1。

最小厚度t1可以是盖玻璃30的厚度t2的大约5％至大约95％。例如，最小厚度t1可以是盖玻璃30的厚度t2的大约5％至大约30％。

在示例性实施例中，盖玻璃30的厚度t2可以在大约450μm至大约550μm的范围内，最小厚度t1可以在大约150μm至大约250μm的范围内。

图5和图6是示出盖玻璃的示例性实施例的残余应力的图。

图5是示出盖玻璃30的第一表面31和槽33的表面位置的图，图6是示出每个表面位置处的残余应力的图。

参照图5和图6，在盖玻璃30中，槽33的表面的残余应力比第一表面31的残余应力大。例如，盖玻璃30可以在槽33的表面处具有在大约1MPa至大约10MPa的范围内的残余应力。

残余应力可以是在经加工或热处理的材料内部产生的应力，在此描述的残余应力可以指由热处理产生的拉应力或压应力，但是示例性实施例不限于此。

因为盖玻璃30的槽33的示例性实施例通过将在下文中关于制造显示装置的方法的示例性实施例进行描述的热剥离工艺来限定，所以槽33的表面可以具有比第一表面31的残余应力大的残余应力。

虽然槽33处的盖玻璃30具有比第一表面31的厚度小的厚度，但是因为槽33具有残余应力，所以盖玻璃30的槽33可以经历显著低的机械强度降低。此外，虽然槽33处的盖玻璃30具有比第一表面31的厚度小的厚度，但是因为具有拱形形状，所以槽33可以相对于压力经历显著低的机械强度降低。

相似地，因为槽33的机械强度的降低可以显著减小，所以最小厚度t1可以减小到盖玻璃30的厚度t2的大约5％至大约30％，因此，可以提高容纳在槽33中的指纹识别传感器20的灵敏度。

图7是沿图2的线II-II截取的剖视图，图8是示出显示装置的可替换的示例性实施例的剖视图。

参照图7，显示装置的示例性实施例可以包括：显示面板10；指纹识别传感器20，位于显示面板10上；盖玻璃30，位于其上设置有指纹识别传感器20的显示面板10上。

为了容纳指纹识别传感器20，盖玻璃30可以在面对显示面板10的第一表面31上限定有槽33，容纳在槽33中的指纹识别传感器20可以通过粘合构件25固定到盖玻璃30。

粘合构件25可以是包括透明材料的粘合构件。例如，粘合构件25可以是光学透明树脂(OCR)。

参照图8，显示装置的示例性实施例可以包括：显示面板10；指纹识别传感器20，位于显示面板10上；盖玻璃30，位于其上设置有指纹识别传感器20的显示面板10上。

为了容纳指纹识别传感器20，盖玻璃30可以在面对显示面板10的第一表面31中限定有槽33。

此外，高介电材料40还可以设置在盖玻璃30的槽33中。

高介电材料40可以包括从由低熔点玻璃(LMG)、ZnO、Al₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂、ZrO₂、La₂O₃和Y₂O₃组成的组中选择的至少一种(或任何组合)。LMG是还包括例如硒、钾、砷和硫的玻璃，以达到大约130℃至大约350℃的熔点。

高介电材料40可以形成在盖玻璃30的槽33中并具有在大约10μm至大约100μm的范围内的厚度。高介电材料40可以通过例如化学气相沉积工艺、旋涂工艺、溅射工艺、真空沉积工艺和/或印刷工艺来形成。

容纳在盖玻璃30的设置有高介电材料40的槽33中的指纹识别传感器20可以通过粘合构件25固定到盖玻璃30。粘合构件25可以设置在槽33与指纹识别传感器20之间，粘合构件25也可以设置在指纹识别传感器20周围。粘合构件25可以是包括透明材料的粘合构件。例如，粘合构件25可以是光学透明树脂(OCR)。

在显示装置的示例性实施例中，因为高介电材料40进一步设置在盖玻璃30的槽33中，所以盖玻璃30的槽33可以具有比盖玻璃30的电容率高的电容率。因此，增大了指纹识别传感器20与手指之间的电容，从而可以提高指纹识别传感器20的灵敏度。

图9A和图9B是示出制造显示装置的方法的示例性实施例的图。

制造显示装置的方法的示例性实施例可以包括：在盖玻璃中限定拱形的槽；在盖玻璃的槽中容纳指纹识别传感器；使盖玻璃和显示面板结合。

参照图9A和图9B，在盖玻璃30中限定槽33的步骤可以包括：使热源50与盖玻璃30的第一表面31接触；以预定速度移动(即，转移)热源50以对盖玻璃30的第一表面31进行挖槽；迅速冷却盖玻璃30。

在示例性实施例中，热源50可以具有在大约1200℃至大约1600℃的范围内的温度，并且可以以在大约100kgf至大约500kgf的范围内的压力与盖玻璃30接触。

热源50可以基于槽33的平面形状、面积和深度以各种方式移动。

在将盖玻璃30加热到高温然后迅速冷却的情况下，由于膨胀力和收缩力之间的差，使得盖玻璃30会经历它的表面和它的内部之间的剥离现象。这样的剥离现象可以随着盖玻璃30的热膨胀系数增大而更容易出现。

如此，可以利用热剥离现象来限定盖玻璃30的槽33的示例性实施例。因此，槽33的表面可以类似于镜面具有相对低的表面粗糙度特性。此外，因为工艺相对简单，所以可以减少制造成本和制造时间。

此外，由于热剥离特性，槽33可以具有拱形的剖面，并且借助它的结构特性，可以提高抗压强度并且可以保留例如热应力的残余应力，从而可以提高机械强度。

如此，在显示装置的一个或更多个示例性实施例中，拱形的槽被限定在盖玻璃中，指纹识别传感器容纳在拱形的槽中，从而可以在显著减少盖玻璃的强度降低的同时提高指纹识别传感器的灵敏度。

此外，在制造显示装置的方法的一个或更多个示例性实施例中，拱形的槽在热剥离工艺中被限定在盖玻璃中，从而可以简化制造工艺并且可以降低制造成本。

虽然已经在这里描述了特定示例性实施例和实施方式，但是其它的实施例和修改将通过该描述而明显。因此，发明构思不限于这样的实施例，而是限于提出的权利要求的更宽范围以及各种明显修改和等同布置。

Claims (25)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：

显示面板；

指纹识别传感器，位于所述显示面板上；以及

盖玻璃，位于所述指纹识别传感器上，

其中，所述盖玻璃在面对所述显示面板的表面上限定有至少一个槽。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述指纹识别传感器容纳在所述槽中。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述槽具有拱形形状的剖面。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述盖玻璃在所述槽内具有比所述槽外的盖玻璃大的残余应力。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述盖玻璃的所述槽具有在1MP至10MP的范围内的残余应力。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述盖玻璃在所述槽的中心部分处具有最小厚度，所述最小厚度是所述盖玻璃的厚度的5％至95％。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述最小厚度是所述盖玻璃的所述厚度的5％至30％。

8.根据权利要求2所述的显示装置，所述显示装置还包括位于所述槽与所述指纹识别传感器之间的粘合构件。

9.根据权利要求8所述的显示装置，所述显示装置还包括位于所述槽与所述粘合构件之间的高介电材料。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述高介电材料包括选自于由低熔点玻璃、ZnO、Al₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂、ZrO₂、La₂O₃和Y₂O₃组成的组的至少一种材料。

11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述高介电材料具有在10μm至100μm的范围内的厚度。

12.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述高介电材料是包括选自于由硒、钾、砷和硫组成的组的材料的低熔点玻璃。

13.一种制造显示装置的方法，所述方法包括：

在盖玻璃中限定槽；

在所述槽中容纳指纹识别传感器；以及

使所述盖玻璃与显示面板结合，

其中，在所述盖玻璃中限定所述槽的步骤包括：

使热源与所述盖玻璃的将限定所述槽的部分接触；

以预定速度移动所述热源以对所述盖玻璃进行挖槽；以及

迅速冷却所述盖玻璃。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述盖玻璃在所述槽内具有比所述槽外的盖玻璃大的残余应力。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述盖玻璃的所述槽具有在1MPa至10MPa的范围内的残余应力。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述盖玻璃在所述槽的中心部分处具有最小厚度，所述最小厚度在所述盖玻璃的厚度的5％至95％的范围内。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述最小厚度在所述盖玻璃的厚度的5％至30％的范围内。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述热源具有在1200℃至1600℃的范围内的温度。

19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述热源以在100kgf至500kgf的范围内的压力与所述盖玻璃接触。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述盖玻璃中限定所述槽的步骤还包括在所述槽中设置高介电材料。

21.根据权利要求13所述的方法，其中，所述槽具有拱形的剖面。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述高介电材料选自于由低熔点玻璃、ZnO、Al₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂、ZrO₂、La₂O₃和Y₂O₃组成的组。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述高介电材料是包括选自于由硒、钾、砷和硫组成的组的材料的低熔点玻璃。

24.根据权利要求20所述的方法，其中，所述高介电材料以在10μm至100μm的范围内的厚度设置在所述槽中。

25.根据权利要求20所述的方法，其中，所述指纹识别传感器容纳在具有粘合构件的所述槽中。