CN109743419B - 红外传感器结构、显示屏结构及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种红外传感器结构、显示屏结构及终端，其中，红外传感器结构包括：基板和设于所述基板上的隔离盖；其中，所述基板和隔离盖共同形成第一容置空间和第二容置空间；所述第一容置空间内设置有固定于所述基板上的红外发射器，所述第二容置空间内设置有固定于所述基板上的红外感光单元；所述红外感光单元的工作波段的波长下限值大于1100nm。本方案能够在红外传感器结构设于屏下时避免激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层，也就能够消除传统红外放置在屏下造成的屏幕显示异常、显示不均匀的问题。

Description

红外传感器结构、显示屏结构及终端

技术领域

本发明涉及终端技术领域，尤其涉及一种红外传感器结构、显示屏结构及终端。

背景技术

随着智能手机的快速发展，全面屏的设计已经成为未来的主流。而在智能手机的正面，通常都会摆放一颗红外传感器用于检测用户的靠近动作，从而在通话时智能地关闭屏幕防止面部误触挂断电话。传统的红外传感器通常摆放屏幕外边的边框上(如图1所示，图中1表示红外光接近传感器，2表示屏幕，3表示边框，a表示TX，b表示RX)，这就与全面屏的设计形成冲突：

红外接近传感器布局在手机正面，限制了整机的屏占比；

传统红外接近传感器需要较大的光学开孔，影响了整机的一体感；

此外，传统红外传感器采用940nm的波段，发射和接收都工作在940nm。其放置在屏幕下方时，由于Oled(有机发光显示器)屏幕的TFT(薄膜晶体管)驱动层本身能够感应到940nm的红外光的照射而产生漏电流导致显示异常。长时间照射还会导致Oled屏幕发光材料退化导致显示不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外传感器结构、显示屏结构及终端，以解决现有技术中终端显示屏下方的红外传感器导致终端显示屏显示异常、显示不均匀的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种红外传感器结构，包括：

基板和设于所述基板上的隔离盖；

其中，所述基板和隔离盖共同形成第一容置空间和第二容置空间；

所述第一容置空间内设置有固定于所述基板上的红外发射器，所述第二容置空间内设置有固定于所述基板上的红外感光单元；

所述红外感光单元的工作波段的波长下限值大于1100nm。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示屏结构，包括：上述的红外传感器结构。

第三方面，本发明实施例还提供了一种终端，包括：上述的显示屏结构。

在本发明实施例中，通过设置基板和设于所述基板上的隔离盖；其中，所述基板和隔离盖共同形成第一容置空间和第二容置空间；所述第一容置空间内设置有固定于所述基板上的红外发射器，所述第二容置空间内设置有固定于所述基板上的红外感光单元；所述红外感光单元的工作波段的波长下限值大于1100nm；能够在红外传感器结构设于屏下时避免激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层，也就能够消除传统红外放置在屏下造成的屏幕显示异常、显示不均匀的问题。

附图说明

图1为现有技术中终端结构示意图；

图2为本发明实施例的红外传感器结构示意图；

图3为本发明实施例的铟砷化镓InGaAs禁带宽度调整示意图；

图4为本发明实施例的涂层滤波波段示意图；

图5为本发明实施例的显示屏结构示意图；

图6为本发明实施例的终端结构示意图。

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作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。

本发明针对现有的技术中终端显示屏下方的红外传感器导致终端显示屏显示异常、显示不均匀的问题，提供一种红外传感器结构，如图2所示，包括：

基板4和设于所述基板4上的隔离盖5；

其中，所述基板4和隔离盖5共同形成第一容置空间和第二容置空间；

所述第一容置空间内设置有固定于所述基板4上的红外发射器6，所述第二容置空间内设置有固定于所述基板4上的红外感光单元7；

所述红外感光单元7的工作波段的波长下限值大于1100nm。

本发明实施例提供的所述红外传感器结构通过设置基板和设于所述基板上的隔离盖；其中，所述基板和隔离盖共同形成第一容置空间和第二容置空间；所述第一容置空间内设置有固定于所述基板上的红外发射器，所述第二容置空间内设置有固定于所述基板上的红外感光单元；所述红外感光单元的工作波段的波长下限值大于1100nm(实际上也就对应限制了红外发射器的工作波段的波长下限值也大于1100nm)；能够在红外传感器结构设于屏下时避免激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层，也就能够消除传统红外放置在屏下造成的屏幕显示异常、显示不均匀的问题。

其中，所述红外感光单元的材质可为铟砷化镓或者锗，以保证实现正常检测目的的同时，避免激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层。

对应的，所述红外感光单元的材质的禁带宽度大于或等于0.5eV，且小于1.12eV。

本发明实施例中，所述红外发射器的材质可为铝砷化镓、砷化镓、砷化镓磷化物、磷化铟镓或铝磷化镓。

进一步的，如图2所示，所述红外感光单元7上远离所述基板4的表面上设有涂层8。所述涂层能够滤除波长短于第一阈值的光波，或者波长长于第二阈值的光波；其中，所述第一阈值的取值范围为940nm～1000nm，所述第二阈值的取值范围为1800nm～2000nm，从而能够有效降低环境中的可见光和远红外光对传感器带来的噪声。

本发明实施例中，所述隔离盖可为塑胶盖。

进一步的，如图2所示，所述第一容置空间内还设有透镜9，所述透镜9沿所述红外发射器6的发射方向设置；所述第二容置空间内填充有覆盖于所述红外感光单元7上的透明隔离材料10；从而保证实现一个红外传感器的完整功能。

其中，所述透明隔离材料可为透明树脂。

下面对本发明实施例提供的所述红外传感器结构进行进一步举例说明。

针对上述技术问题，为了更好的实现全面屏，本发明实施例提供了一种红外传感器结构，可以具体为屏下红外传感器；本方案通过特制的材料使得红外传感器工作在长波段(具体为波长下限值>1100nm)。由于波长越长，其光子能量越小，当波长长到一定程度时，其光子能量足够小以致于无法激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层，也就能够消除传统红外放置在屏下造成的屏幕显示异常的问题。

如下表1所示，由Si材料所制成的Oled屏幕，其禁带宽度为1.12Ev，而940nm的红外波长的光子能量是1.32eV，已经超过了Si的禁带宽度，也就是说它能够激发Oled屏幕产生电子跃迁导致显示异常。本发明实施例提及的方案采用大于1100nm的波长的红外光来做红外传感器，例如1450nm，其光子能量小于Si材料的禁带宽度，无法激发Oled屏幕产生电子跃迁，因此它能够在屏下工作同时又不影响屏幕显示。

此红外传感器的接收端可采用InGaAs的材料，其禁带宽度为0.75eV，能够正常感应到1450nm的红外光，实现距离检测的目的。如图3所示，通过改变InGaAs的材料中Ga的成分，还能够调整其禁带宽度，从而能够配合实现对不同波长的响应。

其中，禁带宽度(Band gap)是指一个带隙宽度(单位是电子伏特(ev))，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带(能导电)，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。

材料	禁带宽度(eV)	光波长(nm)	光子能量(eV)
				Ge	0.66	550	2.26
InGaAs	0.75	850	1.46
				Si	1.12	940	1.32
GaAs	1.42	1100	1.13
				GaN	3.44	1450	0.86

表1

本发明实施例中，红外传感器结构在屏下的堆叠方式可如图5所示，具体的，可以是红外传感器结构A贴片在PCB板(印制电路板B)上，PCB板通过双面背胶贴在中框C上，中框C对应位置开孔F，红外传感器结构A嵌入其中。Oled屏幕(模组)D通过泡棉G粘贴在中框C上面，在红外传感器结构A对应位置泡棉开孔，红外传感器结构A通过半透光的Oled屏幕D来检测外部物体的距离。

红外传感器结构的内部构造具体可如图2所示，红外传感器结构由基板4、红外发射器6、红外感光单元7、涂层8(光学镀膜)、隔离盖5(具体可为塑胶盖)、透明隔离材料10(具体可为透明树脂)、透镜9构成；本发明实施例中通过使用长波段的红外来避开对Si材料制成的Oled屏幕的干扰，红外发射器可使用铝砷化镓、砷化镓、砷化镓磷化物、磷化铟镓或铝磷化镓等，红外感光单元(红外传感器的接收端)则需要特质材料，本方案中可使用铟砷化镓InGaAs或者锗Ge材料，可实现小至0.66eV禁带宽度的感光。

进一步的，可如图4所示，通过表面镀膜工艺，在红外感光单元中镀一层涂层coating，使其(涂层)能够滤除波长短于1000nm的光波和波长高于1800nm的光波，从而能够有效降低环境中的可见光和远红外光对传感器带来的噪声。

由上可知，本发明实施例提供的方案解决了传统红外传感器对屏幕的干扰，并且能够很好的实现全面屏设计。

在此说明，本发明实施例中提及的特殊的感光材料和波段设计，在实际应用中，材料的禁带宽度及Coating的滤波波段都能够做一些调整(比如：禁带宽度范围：0.5～1.12eV，coating调整范围(滤后剩余光波的波长)：940～2000nm)，实质上都属于本方案的具体实例。

本发明实施例还提供了一种显示屏结构，如图5所示，包括：上述的红外传感器结构A。

本发明实施例提供的所述显示屏结构通过设置上述红外传感器结构，能够避免激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层，也就能够消除传统红外放置在屏下造成的屏幕显示异常、显示不均匀的问题。

进一步的，如图5所示，所述显示屏结构还包括：依次连接的印制电路板B、中框C、有机发光显示器Oled屏幕D和盖板E；其中，所述中框C上开设有连通Oled屏幕D和印制电路板B的通孔F，所述红外传感器结构A设于所述通孔F内，并且所述红外传感器结构A固定于所述印制电路板B上。

其中，所述中框C与Oled屏幕D之间通过泡棉G相连。

其中，上述红外传感器结构的所述实现实施例均适用于该显示屏结构的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供了一种终端，如图6所示，包括：上述的显示屏结构M(图中N表示边框)。

本发明实施例提供的所述终端通过设置上述显示屏结构，能够避免激发使用Si材料制作的Oled屏幕TFT驱动层，也就能够消除传统红外放置在屏下造成的屏幕显示异常、显示不均匀的问题。

其中，上述显示屏结构的所述实现实施例均适用于该终端的实施例中，也能达到相同的技术效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种红外传感器结构，其特征在于，包括：

基板和设于所述基板上的隔离盖；

其中，所述基板和隔离盖共同形成第一容置空间和第二容置空间；

所述第一容置空间内设置有固定于所述基板上的红外发射器，所述第二容置空间内设置有固定于所述基板上的红外感光单元；

所述红外感光单元的工作波段的波长下限值大于1100nm，所述红外感光单元上远离所述基板的表面上设有涂层，所述涂层能够滤除波长短于1000nm的光波和波长高于1800nm的光波；

所述红外传感器为屏下红外传感器。

2.根据权利要求1所述的红外传感器结构，其特征在于，所述红外感光单元的材质为铟砷化镓或者锗。

3.根据权利要求1或2所述的红外传感器结构，其特征在于，所述红外感光单元的材质的禁带宽度大于或等于0.5eV，且小于1.12eV。

4.根据权利要求1所述的红外传感器结构，其特征在于，所述第一容置空间内还设有透镜，所述透镜沿所述红外发射器的发射方向设置。

5.根据权利要求1或4所述的红外传感器结构，其特征在于，所述第二容置空间内填充有覆盖于所述红外感光单元上的透明隔离材料。

6.一种显示屏结构，其特征在于，包括：如权利要求1至5任一项所述的红外传感器结构。

7.根据权利要求6所述的显示屏结构，其特征在于，还包括：

依次连接的印制电路板、中框、有机发光显示器Oled屏幕和盖板；

其中，所述中框上开设有连通Oled屏幕和印制电路板的通孔，所述红外传感器结构设于所述通孔内，并且所述红外传感器结构固定于所述印制电路板上。

8.一种终端，其特征在于，包括：如权利要求6或7所述的显示屏结构。

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