CN107563318B - 一种显示装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种显示装置和电子设备，该显示装置包括：指纹识别模组，指纹识别模组包括多个指纹识别单元；光准直膜层，位于指纹识别模组上，光准直膜层包括间隔叠层设置的至少一层第一介质层和至少一层第二介质层，第一介质层和第二介质层的厚度和折射率不同，光准直膜层用于使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，n1*d1＝n2*d2，n1为第一介质层的折射率、n2为第二介质层的折射率、d1为第一介质层的厚度、以及d2为第二介质层的厚度。本发明实施例中，在指纹识别模组上设置光准直膜层，光准直膜层能够减少光透过率损耗，避免摩尔纹产生，降低指纹识别串扰信号，提高指纹识别准确度和精度，实现所需的光准直效果。

Description

一种显示装置和电子设备

技术领域

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种显示装置和电子设备。

背景技术

指纹对于每一个人而言是与身俱来的，是独一无二的。随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的显示装置，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。这样，用户在操作带有指纹识别功能的显示装置前，只需要用手指触摸显示装置的指纹识别传感器，就可以进行权限验证，简化了权限验证过程。

现有的带有指纹识别功能的显示装置中，当指纹识别光源发出的光线经过手指反射后会照射到多个指纹识别传感器上，使得每一指纹识别传感器除了接收到与其对应位置的指纹信号，还接收到其他位置的串扰信号，影响指纹识别传感器指纹识别的精确度。

发明内容

本发明实施例提供一种显示装置和电子设备，以提高指纹识别精确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括：

指纹识别模组，所述指纹识别模组包括多个指纹识别单元；

光准直膜层，位于所述指纹识别模组上，所述光准直膜层包括间隔叠层设置的至少一层第一介质层和至少一层第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度和折射率不同，所述光准直膜层用于使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，其中，n1*d1＝n2*d2，n1为所述第一介质层的折射率、n2为所述第二介质层的折射率、d1为所述第一介质层的厚度、以及d2为所述第二介质层的厚度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：如上所述的显示装置。

本发明实施例提供的显示装置，在指纹识别模组上设置有光准直膜层，光准直膜层能够使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，减少了光透过率损耗，避免摩尔纹产生；光准直膜层能够吸收入射角度大于设定入射角度的指纹反射光，降低了指纹识别串扰信号，提高了指纹识别准确度和精度；光准直膜层能够精准对位每个指纹识别单元，使得每个指纹识别单元的光敏器件均能够接收到指纹反射光；以及光准直膜层能够使设定入射角度内的指纹反射光透过，便于实现所需的光准直效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种显示装置的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；

图3A是本发明实施例提供的指纹识别单元的示意图；

图3B是本发明实施例提供的指纹识别单元的剖面示意图；

图4A是本发明实施例提供的显示装置中光准直膜层的示意图；

图4B是图4A所示光准直膜层对不同波长光线的透过率的示意图；

图4C是图4A所示光准直膜层对不同角度指纹反射光的透过率的示意图；

图5A是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；

图5B是图5A沿A-A'的剖视图；

图6是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；

图7A和图7B是本发明实施例提供的显示装置的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；

图10是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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做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。

为了提高指纹识别准确度，如图1所示为现有技术提供的一种显示装置的示意图。该显示装置包括显示面板1和指纹识别模组2，指纹识别模组2包括多个指纹识别单元2a，指纹识别模组2和显示面板1之间设置有光学百叶窗或光学面板等小角度透过基板3。该小角度透过基板3能够使较小角度的入射光线透过并射入指纹识别单元2a，由此可防止指纹识别单元2a接收到其他位置的串扰信号，提高指纹识别单元2a的指纹识别精确度。

然而，现有的光学百叶窗或光学面板等小角度透过基板3的厚度较厚，还难以直接制作在显示面板1或指纹识别模组2上，必须要通过光学胶4与显示面板1和指纹识别模组2粘结，导致显示装置的厚度较厚、工序多且成本高，无法实现薄型化。

此外，该小角度透过基板3中均匀设置有吸光隔阻3a，该吸光隔阻3a无法和指纹识别单元2a对位，容易产生摩尔纹，且光透过率损耗比较大。

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种显示装置，如图2所示该显示装置包括：指纹识别模组10，指纹识别模组10包括多个指纹识别单元11；光准直膜层20，位于指纹识别模组10上，光准直膜层20包括间隔叠层设置的至少一层第一介质层21和至少一层第二介质层22，第一介质层21和第二介质层22的厚度和折射率不同，光准直膜层20用于使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，其中，n1*d1＝n2*d2，n1为第一介质层的折射率、n2为第二介质层的折射率、d1为第一介质层的厚度、以及d2为第二介质层的厚度。

本实施例中，指纹识别模组10包括多个指纹识别单元11。指纹识别单元11用于接收指纹识别光源照射到触摸主体后反射的光线，指纹识别模组10通过检测经由触摸主体反射至各指纹识别单元11的光线进行指纹识别，其中，触摸主体通常为用户的手指，手指指纹具有脊和谷。具体的，光线经由手指指纹的脊和谷反射的光线强度不同，相应的不同光线强度转换成的电流信号大小不同，由此指纹识别模组10能够根据不同的电流信号实现对手指指纹中脊和谷的检测，进而实现指纹识别功能。本实施例中，显示装置中合理设置多个指纹识别单元11不仅可以实现指纹识别、指纹触控、还可以实现全屏式指纹触控。

如图3A和图3B所示，为本发明实施例提供的指纹识别单元的示意图，该指纹识别单元包括光敏二极管D(即光敏器件)、存储电容C和薄膜晶体管T。其中，光敏二极管D的正极D1与存储电容C的第一电极电连接，负极D2与存储电容C的第二电极以及薄膜晶体管T的源极Ts电连接；薄膜晶体管T的栅极Tg与开关控制线Gate电连接，漏极Td与信号检测线Data电连接；光敏二极管D用于将指纹信号光转换成电流信号；在指纹识别阶段，开关控制线Gate控制薄膜晶体管T导通，电流信号经薄膜晶体管T传输至信号检测线Data，以根据电流信号进行指纹识别。当然，本发明的指纹识别单元包括但不限于以上结构，现有任意一种能够用于显示装置的指纹识别单元均落入本发明的保护范围。

需要说明的是，指纹识别时，每个指纹识别光源发出的光线具有较大的角度范围，经由用户手指反射后会形成角度不同的多道指纹反射光并照射到多个指纹识别单元上，因此不同指纹识别光源的指纹反射光有可能照射至同一个指纹识别单元上，使得每一个指纹识别单元除了接收到与其临近的指纹识别光源的指纹反射光，还会接收到与其距离较远的指纹识别光源的指纹反射光。指纹识别单元接收到的与其距离较远的指纹识别光源的指纹反射光会对其产生串扰，例如，不同指纹识别光源发出的不同角度的光线经由用户手指的脊和相邻的谷反射后可能照射至同一指纹识别单元，这样指纹识别模组就无法确定该接收到光线的指纹识别单元接收的光线是手指指纹脊反射的光线还是手指指纹谷反射的光线，进而无法准确检测出手指指纹的脊和谷的准确位置，造成指纹识别过程存在严重的串扰现象，影响指纹识别的准确度。显而易见的，指纹识别单元接收到的与其临近的指纹识别光源的指纹反射光入射到指纹识别单元的角度较小，指纹识别单元接收到的与其距离较远的指纹识别光源的指纹反射光入射到指纹识别单元的角度较大。

基于此，本实施例中，通过在指纹识别模组10上设置光准直膜层20以提高指纹识别的准确度。本实施例中，光准直膜层20用于使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率。所述设定入射角度指的是预先设定的光线穿过光准直膜层20的最大斜入射角度，相关从业人员可根据产品所需选取设定入射角度，本实施例用于提高指纹识别准确度和精度，因此该设定入射角度可以基于指纹识别过程中的串扰现象进行设定，例如以入射角小于或等于该设定入射角度的光线照射到指纹识别单元11上时不会造成串扰现象、以及入射角大于该设定入射角度的光线会造成串扰现象为基准，预先确定设定入设角度。所述预设透过率指的是设定入射角度内的指纹反射光穿过光准直膜层20的透过率，相关从业人员可根据产品所需选取预设透过率。

显然，在指纹识别模组10上设置光准直膜层20，不仅能够滤除大于设定入射角度的指纹反射光，以降低串扰现象并提高指纹识别准确度和精度，还能够保证小于或等于设定入射角度的指纹反射光的透过率大于或等于预设透过率，与现有小角度透过基板相比，降低了光透过率损耗，进一步提高了指纹识别准确度和精度。

设置的光准直膜层20提高指纹识别准确度和精度、以及降低光透过率损耗的原理和过程如下所述。

本实施例中，光准直膜层20包括间隔叠层设置的至少一层第一介质层21和至少一层第二介质层22，第一介质层21和第二介质层22的厚度和折射率不同，其中，n1*d1＝n2*d2。显然，光准直膜层20是一种基于布拉格定律的反射层，即光准直膜层20类似为一种布拉格反射器，相应的光准直膜层20能够使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，还会使大于设定入射角度的指纹反射光被反射(即滤除)。图2以光准直膜层20包括间隔叠层设置的三层第一介质层21和三层第二介质层22为示例，但本发明中光准直膜层20的层数不限定为图2所示。

以光准直膜层20中相邻的一第一介质层21和一第二介质层22为例，若波长为λa的光线垂直入射光准直膜层20的第一介质层21时，该垂直入射光线在第一介质层21的表面发生反射，并产生第一反射波，垂直入射光线还在第一介质层21上发生折射；然后，垂直入射光线在第一介质层21中传播并垂直进入第二介质层22时，垂直入射光线还在第二介质层22的表面发生反射，并产生第二反射波，垂直入射光线还在第二介质层22上发生折射。

此时，垂直入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差即第一反射波和第二反射波的相位差

其中，n、d指的是相邻两个反射波的反射面之间的膜层的厚度和折射率，在此第一反射波和第二反射波之间的膜层为第一介质层21，相应的

需要说明的是，本实施例中，n1*d1＝n2*d2，因此波长为λa的垂直入射光线在光准直膜层20的任意两个反射面的反射波相位差均相同。

若第一反射波和第二反射波的相位差

即λa＝4n1d1＝4n2d2，则第一反射波和第二反射波的相位相同，此时该垂直入射光线的反射波的干涉叠加，光准直膜层20对该垂直入射光线的反射增强，相应的光准直膜层20对该垂直入射光线的透过率降低。若第一反射波和第二反射波的相位差

即λa≠4n1d1，则该垂直入射光线的反射波的干涉不会叠加，光准直膜层20对该垂直入射光线的反射减弱，相应的光准直膜层20对该垂直入射光线的透过率增强。

以光准直膜层20中相邻的一第一介质层21和一第二介质层22为例，若波长为λa的光线以设定入射角度θ的入射角入射光准直膜层20的第一介质层21时，该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

若该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

则该入射光线的反射波的干涉叠加，光准直膜层20对该入射光线的反射增强，相应的光准直膜层20对该入射光线的透过率降低。若该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

则该入射光线的反射波的干涉不会叠加，光准直膜层20对该入射光线的反射减弱，相应的光准直膜层20对该入射光线的透过率增强。

本实施例中，显示装置的指纹识别光源的波长(λs)通常预先已知、设定入射角度θ预先已知、第一介质层21的材料确定则其折射率已知、以及第二介质层22的材料确定则其折射率已知，由此可知，以λs≠4n1d1≠4n2d2、以及λs/cosθ≠4n1d1≠4n2d2为基准，调节第一介质层21和第二介质层22的厚度，可使指纹识别光源经由触摸主体反射后形成的设定入射角度内的指纹反射光透过光准直膜层20，以及通过合理调节第一介质层21和第二介质层22的厚度，还能够提高设定入射角度内的指纹反射光的透过率，甚至垂直入射光准直膜层20的指纹反射光的透过率可达到100％。

综上所述，光准直膜层20能够用于使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，在指纹识别模组10上设置光准直膜层20，能够提高指纹识别准确度和精度、以及降低光透过率损耗。光准直膜层20能够使设定入射角度内的指纹反射光透过，则相关从业人员通过选取第一介质层21和第二介质层22以确定折射率n1和n2、以及设计光准直膜层20中第一介质层21和第二介质层22的厚度d1和d2，可实现光准直效果。以及，每个指纹识别单元11仅能够接收到设定入射角度内的指纹反射光，而每个指纹识别单元11接收的入射角度较小的指纹反射光必然是与该指纹识别单元11临近的指纹识别光源发出的光线，因此光准直膜层20的设置能够提高指纹识别精确度，降低串扰信号。

另一方面，光准直膜层20设置在指纹识别模组10上，能够使设定入射角度内的指纹反射光以大于或等于预设透过率的透过率照射到每个指纹识别单元11上，无需准确对位即能够保证每个指纹识别单元11的光敏器件接收到指纹反射光。以及，光准直膜层20为光学材料膜层，不仅厚度可控便于实现薄型化，还能够直接制作在指纹识别模组10上，无需通过光学胶粘结，减小了显示装置的厚度，减少了制造工序，相应降低了成本。

本实施例提供的显示装置，在指纹识别模组上设置有光准直膜层，光准直膜层能够使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，减少了光透过率损耗，避免摩尔纹产生；光准直膜层能够吸收入射角度大于设定入射角度的指纹反射光，降低了指纹识别串扰信号，提高了指纹识别准确度和精度；光准直膜层能够精准对位每个指纹识别单元，使得每个指纹识别单元的光敏器件均能够接收到指纹反射光；以及光准直膜层能够使设定入射角度内的指纹反射光透过，便于实现所需的光准直效果。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选显示装置的光准直膜层20，第一介质层21和第二介质层22的组成材料均为透明材料。透明材料具有优良的透光性能，本实施例中光准直膜层20的第一介质层21和第二介质层22的组成材料均采用透明材料，具有优异的透光性能且光透过率高，不会影响指纹反射光的透过率，防止光损耗。例如可选第一介质层的组成材料为透明树脂材料，透明树脂材料具有优良的透光性能、抗黄变、耐腐蚀和抗冲击等优势；可选第二介质层的组成材料为ITO，ITO为铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以采用喷涂的方式形成透明导电薄膜。

需要说明的是，第一介质层21的组成材料确定后，第一介质层21的折射率已知，以及第二介质层22的组成材料确定后，第二介质层22的折射率已知；或者，相关设计人员可预先确定两种折射率，再选取具有相应折射率的两种材料以分别作为第一介质层的组成材料和第二介质层的组成材料。

本领域技术人员可以理解，在保证第一介质层和第二介质层的折射率不同的基础上，第一介质层和第二介质层的组成材料包括但不限于以上示例，现有任意一种透明材料均落入本发明的保护范围，在本发明中不进行具体限定。

例如，本发明其他实施例中还可选透明材料为透明的有机材料或聚合物基体，可选的透明材料包括氧化钛或氧化硅。显然，透明材料的选取是多种多样的，且各种透明材料可以直接制作在指纹识别模组的表面以形成光准直膜层，并且在制造过程中可以灵活控制第一介质层和第二介质层厚度，由此理论上光准直膜层能够使垂直入射的信号光的光透过率达到100％。而现有技术中，小角度透过基板3由于无法对位贴合指纹识别单元的光敏器件，导致垂直入射信号光的光透过率仅有36％。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选显示装置中，

其中，λ₀为参考入射光线的中心波长，λs为指纹反射光的波长，n1为第一介质层的折射率，n2为第二介质层的折射率。

本实施例中，指纹反射光指的是指纹识别光源发出的光线经由触摸主体反射到光准直膜层的光线，即指纹反射光是指纹识别光源发出的光线的反射波，入射波的波长和反射波的波长是相同的，因此指纹反射光的波长λs即为指纹识别光源的波长。需要说明的是，显示装置的指纹识别光源确定后，指纹识别光源的波长λs已知，即指纹反射光的波长λs已知。

本实施例中，设置光准直膜层时，需要先选取第一介质层和第二介质层的材料，第一介质层和第二介质层的组成材料均可选为透光性好的透明材料，以及第一介质层和第二介质层的折射率不同，由此才能够实现光准直效果或所需的透过效果。基于此，相关从业人员可预先确定两种透明材料以分别作为第一介质层和第二介质层的组成材料，用于构建光准直膜层的第一介质层和第二介质层的材料确定后，第一介质层的折射率和第二介质层的折射率确定，即n1和n2已知。

如上所述，λs、n1和n2均已知，则根据公式

可计算得出参考入射光线的中心波长λ₀。需要说明的是，参考入射光线指的是会使光准直膜层的反射波干涉叠加、反射增强的光线，以该参考入射光线的中心波长为准，计算得出第一介质层和第二介质层的厚度参考值，根据该厚度参考值调节厚度可快速得到所需的光准直膜层。

可选n1*d10＝n2*d20＝λ₀/4cosθ，其中，n1为第一介质层的折射率，d10为第一介质层的参考厚度，n2为第二介质层的折射率，d20为第二介质层的参考厚度，θ为设定入射角度。可选光准直膜层用于通过调节d10和d20使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，其中，n1*d1＝n2*d2，d1为根据d10进行调节后的第一介质层的实际厚度，d2为根据d20进行调节后的第二介质层的实际厚度。

对于θ＝0的情况，λ₀/cosθ＝λ₀。

已知入射光准直膜层的垂直入射光线(波长为λa)在相邻两个反射面的反射波的相位差

若第一反射波和第二反射波的相位差

即λa＝4nd，则第一反射波和第二反射波的相位相同，此时该垂直入射光线的反射波的干涉叠加，光准直膜层对该垂直入射光线的反射增强，相应的光准直膜层对该垂直入射光线的透过率降低。若第一反射波和第二反射波的相位差

即λa≠4nd，则该垂直入射光线的反射波的干涉不会叠加，光准直膜层对该垂直入射光线的反射减弱，相应的光准直膜层对该垂直入射光线的透过率增强。

基于此，确定参考入射光线的中心波长λ₀，为了使光准直膜层的反射波干涉叠加、反射增强即

则λ₀＝4n1d10＝4n2d20，此时参考入射光线垂直入射光准直膜层时，垂直入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

由此可便于计算会使光准直膜层的反射波干涉叠加、反射增强的第一介质层和第二介质层的参考厚度d10和d20。由于参考入射光线的中心波长λ₀和指纹反射光的波长λs差距较小，则基于

且λ₀＝4n1d10＝4n2d20计算得到的第一介质层和第二介质层的参考厚度，与第一介质层和第二介质层的实际厚度d1和d2的差距也较小，因此基于

且λ₀＝4n1d10＝4n2d20计算得到的第一介质层和第二介质层的厚度可作为第一介质层和第二介质层的厚度参考值。相关设计人员根据该厚度参考值、以及所需的光准直膜层的光准直效果(例如垂直入射指纹反射光的透过率为100％)进行厚度调节，可很快得到所需的第一介质层和第二介质层的实际厚度d1和d2。

需要说明的是，上述内容得出的光准直膜层是使垂直入射(即设定入射角度等于0°)的指纹反射光的透过率大于或等于所需透过率，即以垂直入射指纹反射光的透过率大于或等于某一透过率(例如80％)为标准进行第一介质层和第二介质层的厚度调节。

本实施例中，若设定入射角度θ大于0，则还能够根据以下过程得出使设定入射角度入射的指纹反射光的透过率大于或等于预设透过率的光准直膜层，即以设定入射角度(例如θ＝20°)的指纹反射光的透过率大于或等于预设透过率(例如40％)为标准进行第一介质层和第二介质层的厚度调节。

具体的，若参考入射光线λ₀以设定入射角度θ的入射角入射光准直膜层时，该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

若该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

则该入射光线的反射波的干涉叠加，光准直膜层对该入射光线的反射增强，相应的光准直膜层对该入射光线的透过率降低。若该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

则该入射光线的反射波的干涉不会叠加，光准直膜层对该入射光线的反射减弱，相应的光准直膜层对该入射光线的透过率增强。

基于此，确定参考入射光线的中心波长λ₀，为了使光准直膜层的斜入射光线的反射波干涉叠加、反射增强即

则λ₀/cosθ＝4n1d10＝4n2d20，此时参考入射光线以小于或等于θ的角度入射光准直膜层时，该入射光线在相邻两个反射面的反射波的相位差

由此可便于计算会使光准直膜层的斜入射光线的反射波干涉叠加、反射增强的第一介质层和第二介质层的参考厚度。由于参考入射光线的中心波长λ₀和指纹反射光的波长λs差距较小，则基于

且λ₀/cosθ＝4n1d10＝4n2d20计算得到的第一介质层和第二介质层的参考厚度，与第一介质层和第二介质层的实际厚度的差距也较小，因此基于

且λ₀/cosθ＝4n1d10＝4n2d20计算得到的第一介质层和第二介质层的厚度可作为第一介质层和第二介质层的厚度参考值。相关设计人员根据该厚度参考值、以及所需的光准直膜层的光准直效果(例如20°的入射角度内指纹反射光的透过率大于或等于40％)进行厚度调节，可很快得到所需的第一介质层和第二介质层的实际厚度d1和d2。

由于cos0°＝1，因此上述以设定入射角度θ的指纹反射光的透过率大于或等于预设透过率为标准进行第一介质层和第二介质层的厚度调节的过程也适用于垂直入射的指纹反射光。

综上所述，光准直膜层的设置过程总结如下：

1、确定显示装置的指纹识别光源(即显示装置所用的信号光)及其波长λs、以及确定设定入射角度θ和预设透过率(例如θ＝20°、以及预设透过率为40％，即要求20°内指纹反射光的透过率大于或等于40％)；

2、确定用于构建光准直膜层的第一介质层和第二介质层的材料及其折射率n1和n2且n1≠n2；

3、根据

计算参考入射光线的中心波长λ₀；

4、根据λ₀/cosθ＝4n1d10＝4n2d20计算第一介质层的参考厚度d10和第二介质层的参考厚度d20；

5、基于n1*d1＝n2*d2的公式，调整d10和d20得到一个d1'和d2'，并模拟调整后厚度叠层下指纹识别光源在光准直膜层中的透过特性是否满足需求就；如不满足，继续调整厚度直至指纹识别光源在光准直膜层中的透过特性满足需求(例如20°内指纹反射光的透过率大于或等于40％)，将满足透过特性需求的第一介质层厚度和第二介质层厚度确定为d1和d2。

6、根据确定的d1和d2，制造光准直膜层，该光准直膜层能够使设定入射角度内的指纹识别光线的透过率大于或等于预设透过率。

需要说明的是，本实施例中，还可选光准直膜层包括间隔设置的多层第一介质层和多层第二介质层，光准直膜层使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率。

本领域技术人员可以理解，确定d1和d2之后，相关设计人员还可以制造多种光准直膜层，每种光准直膜层中第一介质层和/或第二介质层的层数不同，测量每种光准直膜层对设定入射角度内的指纹反射光的透过特性，以此确定最优的叠层数量。例如确定d1和d2，模拟测得6层第一介质层和5层第二介质层的间隔叠层结构构成的光准直膜层对设定入射角度内的指纹反射光的透过特性优于其他层数不同的光准直膜层，则将该层叠结构和层数的光准直膜层确定为对所需设定入射角度内指纹反射光的透过特性最优的光准直膜层。

为了详细说明本发明中光准直膜层的设置方式，在此采用具体示例详细说明。其具体步骤如下：

1、确定显示装置的信号光，其波长λs为490nm，设定入射角度θ＝0且预设透过率为70％；

2、选取第一介质层材料且确定其折射率为2.4，选取第二介质层材料且确定其折射率为1.8；

3、根据

计算参考入射光线的中心波长λ₀，该λ₀约等于576nm；

4、根据λ₀/cosθ＝4n1d10＝4n2d20计算第一介质层的参考厚度d10和第二介质层的参考厚度d20，其中，d10＝60nm，d20＝80nm；

5、基于n1*d1＝n2*d2的公式，调整d10和d20直至信号光在光准直膜层中的透过特性满足需求(0°时信号光的透过率大于或等于70％)，将满足透过特性需求的第一介质层厚度和第二介质层厚度确定为d1和d2。

6、根据确定的d1和d2，制造多种光准直膜层以确定最优的层叠结构，测量可得6层第一介质层和5层第二介质层的叠层结构构成的光准直膜层能够使0°的信号光的透过率大于或等于80％。

如图4A为如上所述的光准直膜层的示意图，图4B为该光准直膜层对不同波长的光线透过率，图4C为该光准直膜层对不同角度指纹反射光的透过示意图。其中，光准直膜层为两种折射率、厚度交替排列的介质层堆叠，其中，第一介质层的总层数为6层且折射率n1＝2.4，第二介质层的总层数为5层且折射率n2＝1.8。经过设计可知，垂直入射时，该光准直膜层对于某一波段(禁带)的光反射率接近100％，而对其余波段的光透过率接近100％，并且紧邻禁带短波一侧的波段为高透过区。

根据计算的λ₀和已知的λs，可知指纹反射光λs位于紧邻禁带短波一侧的高透过区，光准直膜层对波长为λs的光线具有入射角度选择性，具体的，λs为490nm时，光准直膜层对于垂直入射透过率为80％，斜入射透过率则很快下降到15％左右，透过角约20°。显然，当指纹识别光源确定时，调节第一介质层和第二介质层的厚度以使光准直膜层实现所需的准直效果，即是使指纹识别光源的波长落在禁带的短波方向边沿，由此可取得较高的角度选择性和透过率。

显然，该光准直膜层应用在显示装置中时，能够作为光路准直系统应用，即使用间隔排列的第一介质层和第二介质层来实现设定入射角度内入射光透过，超过设定入射角度的入射光反射(滤除)的效果。由此在实现光准直效果的同时，降低了串扰信号，提高了指纹识别准确度和精度。

可选显示装置中，光准直膜层的厚度大于或等于100nm且小于或等于500μm。光准直膜层的厚度过大会造成显示装置的厚度过大，不利于实现薄型化；光准直膜层为第一介质层和第二介质层的层叠结构，第一介质层和第二介质层的厚度通过计算得出，光准直膜层的厚度不小于100nm，基于此，限定光准直膜层的厚度大于或等于100nm。

示例性的，在上述任意实施例的基础上，如图5A和图5B所示，本发明实施例提供的显示装置还包括：显示面板30，显示面板30包括衬底31、封装层32、以及位于衬底31和封装层32之间的多层显示功能层33，其中，衬底31面向指纹识别模组10，多层显示功能层33包括一层发光功能层34，发光功能层34包括开口区34a和非开口区34b。图5B是图5A沿A-A'的剖视图。需要说明的是，图5B所示的相同填充和标记的多个显示功能层33仅表示均为显示做贡献的膜层，不并表征该多个显示功能层为相同的膜层。

本实施例中，可选显示面板30为有机发光显示面板，可选显示面板30为顶发光模式有机发光显示面板。可选指纹识别光源为发光功能层34，有机发光显示面板的发光功能层34包括多个有机发光二极管34c，有机发光二极管34c发出的光经由触摸主体反射后的光线作为所述指纹反射光，即有机发光显示面板中的有机发光二极管34c可作为指纹识别光源。具体的，有机发光二极管34c出射的光线照射到用户手指上，用户手指的指纹反射形成反射光且该指纹反射光通过有机发光显示面板入射光准直膜层20，并照射到指纹识别单元11的光敏器件上，接收到指纹反射光的指纹识别单元11产生感应电信号，显示装置的指纹识别模组10可根据该感应电信号进行指纹识别。

需要说明的是，有机发光二极管34c可以是包含发出单一颜色光的一子像素，也可以是包含多个发不同颜色光的子像素构成的发光像素，例如显示面板包括RGB三种颜色子像素，则有机发光二极管34c可选为R、G、B三个子像素构成的一个白色像素，本申请对此不做限定。

本实施例中显示面板30的多层显示功能层33是指为显示面板30进行显示起到贡献作用的多种膜层，例如位于衬底31和封装层32之间的缓冲层、薄膜晶体管阵列、扫描线所在膜层、数据线所在膜层、发光功能层等。在有机发光显示面板中，发光功能层34至少包括像素电极层、有机发光材料层和公共电极层，在其他实施例中还可选，发光功能层34还包括电子传输层、电子注入层、空穴传输层、空穴注入层等。

本领域技术人员可以理解，显示面板为现有任意一种显示面板，在其他实施例中还可选显示面板为液晶显示面板。

可选的，显示装置中光准直膜层20位于指纹识别模组10和发光功能层34之间。如图6示出了光准直膜层20位于指纹识别模组10和显示面板30之间，在其他实施例中还可选光准直膜层20位于指纹识别模组10和发光功能层34的任意一个膜层的上方或下方，如光准直膜层20可以直接通过半导体工艺制作在OLED面板阵列膜层内部。在本发明中不进行具体限制。

可选的，显示装置中光准直膜层20位于发光功能层34和封装层32之间、以及光准直膜层20与发光功能层34的开口区34a不交叠。如图7A示出了光准直膜层20位于发光功能层34和封装层32之间。为了避免光准直膜层20遮挡发光功能层34发光导致显示面板30显示不正常，如图7B所示光准直膜层20与发光功能层34的开口区34a不交叠，即光准直膜层20具有多个开口20a，其多个开口20a与发光功能层34中的多个有机发光二极管34c分别对应设置，且开口20a在垂直于显示面板方向上的投影覆盖对应有机发光二极管34c。在其他实施例中还可选光准直膜层20与发光功能层34同层设置等。在本发明中不进行具体限制。

可选的，如图8所示，显示装置中光准直膜层20位于封装层32的背离发光功能层34的一侧表面上、以及光准直膜层20与发光功能层34的开口区不交叠。为了避免光准直膜层20遮挡发光功能层34发光导致显示面板30显示不正常，光准直膜层20与发光功能层34的开口区34a不交叠，即光准直膜层20具有多个开口(可参考图7B的20a)，其多个开口与发光功能层34中的多个有机发光二极管34c分别对应设置，且开口在垂直于显示面板方向上的投影覆盖对应有机发光二极管34c。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例的显示装置的膜层结构包括但不限于以上示例，在不影响显示效果和光准直效果的基础上，其他实施例中还可选光准直膜层位于封装层和显示装置的盖板玻璃之间。

需要说明的是，上述显示装置是以显示面板为有机发光显示面板为例进行说明，其中有机发光显示面板的有机发光二极管复用为指纹识别光源；但在其他实施例中，还可选显示面板为液晶显示面板，液晶显示面板中背光模组的背光光源复用为指纹识别光源，但在本发明中补补限定。本领域技术人员可以理解，指纹识别光源

可选的，如图9所示，显示装置还包括：小角度透过膜40。可选小角度透过膜40位于指纹识别模组10和发光功能层34之间，或者，小角度透过膜40位于发光功能层34和封装层32之间、以及小角度透过膜40与发光功能层34的开口区不交叠，或者，小角度透过膜40位于封装层32的背离发光功能层34的一侧表面上、以及小角度透过膜40与发光功能层34的开口区不交叠。其中图9仅示出了小角度透过膜40位于指纹识别模组10和显示面板30之间且与光准直膜层20直接接触。

本实施例中，该小角度透过膜40可以是直接通过半导体工艺制作在显示面板30内部、指纹识别模组10上方、或其他位置。本实施例中，小角度透过膜40包括吸光区域和透光区域，吸光区域用于吸收光以防止光透过，透光区域用于使光透过。具体的，入射角度较大的光线无法透过小角度透过膜40。基于此，相关从业人员通过设计小角度透过膜40，实现光准直效果或者实现所需的光透过角度。本实施例中可选小角度透过膜40的透光区域与指纹识别单元11对应设置，具体的小角度透过膜40的透光区域覆盖对应的指纹识别单元11的光敏器件。

本实施例中光准直膜层20可以直接通过半导体工艺制作在显示面板30内部、指纹识别模组10上方、或其他位置；例如在指纹识别单元10上形成钝化层，再制作光准直膜层20，在指纹识别模组10上制作光准直膜层20的工艺均为常规的膜层形成工艺，无需光学胶粘结，降低了显示装置的厚度、减少了制造工序、还降低了成本。本实施例中，还可以直接搭配小角度透过膜，在基本不影响信号光强的情况下得到更好的角度选择性和更清晰的指纹成像。

本实施例提供的显示装置，具有提高指纹识别准确性和精确度、减少串扰信号、减小显示装置的厚度、减少制造工序、以及降低成本等优势。

本发明实施例中还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上任意实施例所述的显示装置。本实施例中，如图10所示可选电子设备为智能手机，在其他实施例中还可选电子设备为能够集成本发明所述显示装置的任意一种电子设备。本领域技术人员可以理解，如上任意实施例所述的显示装置的示意图仅示出了显示装置的部分结构，并未示出显示装置的全部结构，显示装置的其他结构与现有技术类似，在此不再赘述和限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

指纹识别模组，所述指纹识别模组包括多个指纹识别单元；

光准直膜层，位于所述指纹识别模组上，所述光准直膜层包括间隔叠层设置的至少一层第一介质层和至少一层第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度和折射率不同，所述光准直膜层用于使设定入射角度内的指纹反射光透过且透过率大于或等于预设透过率，其中，n1*d1＝n2*d2，n1为所述第一介质层的折射率、n2为所述第二介质层的折射率、d1为所述第一介质层的厚度、以及d2为所述第二介质层的厚度；

所述光准直膜层用于通过以λs≠4n1d1≠4n2d2、以及λs/cosθ≠4n1d1≠4n2d2为基准，调节d1和d2使所述设定入射角度内的所述指纹反射光透过且透过率大于或等于所述预设透过率，其中，λs为指纹反射光的波长，θ为入射角度。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的组成材料均为透明材料。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述透明材料包括氧化钛或氧化硅。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

其中，λ₀为参考入射光线的中心波长，λs为所述指纹反射光的波长，n1为所述第一介质层的折射率，n2为所述第二介质层的折射率。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

n1*d10＝n2*d20＝λ₀/4cosθ，

其中，n1为所述第一介质层的折射率，d10为所述第一介质层的参考厚度，n2为所述第二介质层的折射率，d20为所述第二介质层的参考厚度，θ为所述设定入射角度。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述光准直膜层用于通过调节d10和d20使所述设定入射角度内的所述指纹反射光透过且透过率大于或等于所述预设透过率，其中，n1*d1＝n2*d2，d1为根据d10进行调节后的所述第一介质层的实际厚度，d2为根据d20进行调节后的所述第二介质层的实际厚度。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述光准直膜层包括间隔设置的多层所述第一介质层和多层所述第二介质层，所述光准直膜层使所述设定入射角度内的所述指纹反射光透过且透过率大于或等于所述预设透过率。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光准直膜层的厚度大于或等于100nm且小于或等于500μm。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：显示面板，所述显示面板包括衬底、封装层、以及位于所述衬底和所述封装层之间的多层显示功能层，其中，所述衬底面向所述指纹识别模组，所述多层显示功能层包括一层发光功能层，所述发光功能层包括开口区和非开口区。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述光准直膜层位于所述指纹识别模组和所述发光功能层之间，或者，所述光准直膜层位于所述发光功能层和所述封装层之间、以及所述光准直膜层与所述发光功能层的开口区不交叠，或者，所述光准直膜层位于所述封装层的背离所述发光功能层的一侧表面上、以及所述光准直膜层与所述发光功能层的开口区不交叠。

11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，还包括：小角度透过膜，所述小角度透过膜位于所述指纹识别模组和所述发光功能层之间，或者，所述小角度透过膜位于所述发光功能层和所述封装层之间、以及所述小角度透过膜与所述发光功能层的开口区不交叠，或者，所述小角度透过膜位于所述封装层的背离所述发光功能层的一侧表面上、以及所述小角度透过膜与所述发光功能层的开口区不交叠。

12.根据权利要求9-11任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为有机发光显示面板或液晶显示面板。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述有机发光显示面板的发光功能层为有机发光二极管，所述有机发光二极管发出的光经由触摸主体反射后的光线作为所述指纹反射光。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-13任一项所述的显示装置。

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