CN110188623A - 一种膜材、背光模组、lcd显示模组及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膜材、背光模组、LCD显示模组及终端；其中，所述膜材应用于背光模组，所述膜材设有透光孔，所述透光孔的直径大于红外光的光波波长。本发明实施例提供的技术方案解决了现有的背光模组中膜材的散射、反射等作用会导致指纹反射光的入射光路变得散乱、指纹图像清晰度低的问题。

Description

一种膜材、背光模组、LCD显示模组及终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种膜材、背光模组、LCD显示模组及终端。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，指纹识别功能在终端上的应用越来越普遍，通过指纹触发，即能完成终端屏幕解锁、移动支付、应用程序解密等功能，简化了用户操作，也保障了用户信息安全。

目前，常见的显示屏大多是OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)屏幕或LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)屏幕。LCD屏幕中，背光模组主要用于提供充足的亮度与分布均匀的光源，背光模组中的各膜材会对背光光源的点光源进行散射、反射、增亮等，以将点光源变成面光源，达到整屏照亮的目的。但是，在屏下指纹识别模组中，背光模组的上述散射、反射等作用会导致指纹反射光的入射光路变得散乱，降低了指纹图像清晰度，影响指纹识别的成功率。

发明内容

本发明实施例提供一种膜材、背光模组、LCD显示模组及终端，以解决现有的背光模组中膜材的散射、反射等作用会导致指纹反射光的入射光路变得散乱、指纹图像清晰度低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种膜材，应用于背光模组，所述膜材设有透光孔，所述透光孔的直径大于红外光的光波波长。

第二方面，本发明实施例还提供了一种背光模组，包括第一方面中所述的膜材。

第三方面，本发明实施例还提供了一种LCD显示模组，包括第二方面中所述的背光模组。

第四方面，本发明实施例还提供了一种终端，包括第三方面中所述的LCD显示模组，所述LCD显示模组包括屏幕组件及位于所述屏幕组件一侧的背光模组，所述屏幕组件及所述背光模组均可透过红外光；所述终端还包括：

指纹识别模组，所述指纹识别模组包括红外成像组件和红外发光单元，所述红外成像组件和所述红外发光单元位于所述背光模组的背对所述屏幕组件的一侧，所述红外成像组件包括依次设置的光学镜头、可见光滤波片和图像传感器，且所述光学镜头靠近所述背光模组。

本发明实施例提供的应用于背光模组的膜材设有透光孔，且透光孔的直径大于红外光的光波波长，这样，也就使得经手指指纹反射回来的红外光能够直线穿过膜材上的透光孔，避免产生衍射光斑，从而达到红外光散射降低的效果，在背光模组应用于具有屏下指纹识别功能的终端中时，也就提高了指纹识别模组采集到的指纹图像的对比度和清晰度，提高指纹识别模组的成像效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种膜材的结构图；

图2是图1中A-A的剖视图的局部示意图；

图3是红外光穿过图1中膜材的透光孔的场景示意图；

图4是本发明实施例提供的一种终端中LCD显示模组和指纹识别模组的结构图；

图5是图4中LCD显示模组中的背光发光单元发射的可见光的传播路径以及指纹识别模组中红外发光单元发射的红外光的传播路径的示意图。

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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种膜材，请参照图1和图2，膜材112上设有透光孔1121，透光孔1121的直径大于红外光的光波波长。

需要说明的是，本发明实施例提供的膜材112应用于具有屏下指纹识别功能的终端，终端包括LCD显示模组和指纹识别模组，LCD显示模组可透过红外光，本发明实施例提供的扩散膜112设于LCD显示模组的背光模组中。其中，指纹识别模组包括能够发射红外光的红外发光单元以及用于形成指纹图像的红外成像组件，当用户手指按压在终端的LCD显示模组上时，红外发光单元发射的红外光透过LCD显示模组达到手指后再反射回来，再次透过LCD显示模组达到指纹识别模组，以形成指纹图像，使得终端实现指纹识别。

本发明实施例提供的膜材112设有透光孔1121，且透光孔1121的直径大于红外光的光波波长，这样，也就使得经手指指纹反射回来的红外光能够直线穿过膜材112上的透光孔，避免产生衍射光斑，从而达到红外光散射降低的效果，在背光模组应用于具有屏下指纹识别功能的终端中时，也就提高了指纹识别模组采集到的指纹图像的对比度和清晰度，提高指纹识别模组的成像效果。

可选地，膜材112为扩散膜、增亮膜、反射膜、导光板中的至少一种。这样，也就使得背光模组的至少其中一个膜材上是设有透光孔1121的，且透光孔1121的直径大于红外光的光波波长，进而相比于常规的背光模组，本发明实施例提供的背光模组在接收到指纹发射回来的红外光时，能够降低红外光的散射效果，提高指纹识别模组采集到的指纹图像的对比度和清晰度。

在本发明实施例一种具体的实施方式中，将以膜材112为扩散膜进行具体说明。请参照图2，膜材112为扩散膜，可选地，扩散膜的材质为PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)，且扩散膜内涂布有尺寸不同的扩散粒子1122，当入射光经过扩散粒子1122后，将形成杂乱的发散光，从而实现光线以点到面的扩散效果，以对背光光源发射的可见光实现扩散作用，形成面光源。但是，这也就会使得经手指指纹反射回来的红外光也会被扩散而影响指纹成像的效果。请具体参照图2和图3，本发明实施例提供的扩散膜设有透光孔1121，且透光孔1121的直径大于红外发光单元的光波波长，这样，也就使得经手指指纹反射回来的红外光能够直线穿过扩散膜112上的透光孔1121，避免产生衍射光斑，从而达到红外光散射降低的效果，也就提高了指纹图像的对比度和清晰度，提高指纹识别模组的成像效果。

在一种具体的实施方式中，红外发光单元的光波波长为940nm，因透光孔1121的直径要大于红外发光单元的光波波长，可以将透光孔1121的直径设计为1000nm，避免红外光产生明显的衍射，确保指纹图像具有更好的图像效果。

为进一步提高指纹图像的图像质量，同时减小对LCD显示模组显示效果的影响，可以对透光孔1121进行光学准直设计，也即当透光孔1121的直径与扩散膜的厚度成一定比例关系时，该透光孔1121对入射光线产生准直效果。

本发明实施例中，扩散膜的厚度与透光孔1121的直径的比值大于10。这样，透光孔1121会对入射光线产生准直效果。请具体参照图3，从手指指纹反射回来的红外光经过透光孔1121以后，将更多地保持垂直以及小角度出射，大角度光线会被扩散膜上透光孔1121的孔壁吸收遮挡，进而也就大幅度减小红外光的散射效应，减小对邻近光线的串扰，提高了指纹图像的对比度和清晰度，提高指纹识别模组的图像质量，以利于终端更好地实现指纹识别。

优选地，在本发明实施例中，可以将扩散膜的厚度设计为0.15mm，透光孔的直径设计为0.0125nm，进而使得扩散膜的厚度与透光孔的直径的比值为T/D＝12＞10，且透光孔的直径也满足大于红外光光波波长940nm的需求，不会产生明显的衍射效应，并且对背光模组背光效果的影响极低。

另外，如图1所示，扩散膜具有第一区域，透光孔1121设于该第一区域内。也就是说，扩散膜可以是局部区域设有透光孔1121，例如可以是终端的LCD显示模组中的特定区域为指纹识别区域，扩散膜112可以是对应该指纹识别区域来设置透光孔1121，以使得该区域能够更好地透过手指指纹发射的红外光。

上述实施方式中，扩散膜的厚度与透光孔的直径的比值关系以及透光孔位于扩散膜的第一区域内的特征，也可以是应用于其他膜材中，如应用于增亮膜、反射膜和导光板中，并能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供了一种背光模组，该背光模组包括如上所述的膜材，且具有上述膜材的全部技术特征，并至少能到相同的技术效果，为避免重复，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种LCD显示模组，该LCD显示模组包括如上所述的背光模组，进而也就包括如上所述的膜材，具有上述膜材的全部技术特征，并至少能到相同的技术效果，为避免重复，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种终端，请参照图4，所述终端包括LCD显示模组10和指纹识别模组20。其中，LCD显示模组10包括屏幕组件12及位于所述屏幕组件12一侧的背光模组11，屏幕组件12及背光模组11均可透过红外光；其中，背光模组中包括图1至图3所述实施例中的膜材，具有上述实施例中扩散膜的全部技术特征，为避免重复，此处不再赘述。本发明实施例中，将以所述膜材为扩散膜112进行具体说明。

指纹识别模组20包括红外成像组件21和红外发光单元22，红外成像组件21和红外发光单元22位于背光模组11的背对屏幕组件12的一侧，红外成像组件21包括依次设置的光学镜头211、可见光滤波片212和图像传感器213，且光学镜头211靠近背光模组11。

需要说明的是，终端为确保实现LCD显示模组10的正常显示功能，指纹识别模组20应设置于LCD显示模组10的朝向终端内部的一侧，该终端也就是具有屏下指纹识别功能的终端。另外，为确保LCD显示模组10和指纹识别模组20的正常工作，LCD显示模组10、红外成像组件21和红外发光单元22应与终端的电源连接。其中，电源不仅可以是指为终端内多个电器件供电的电池，还可以是包括电源管理器，或者是电路板与电池的统称，电路板可以是承载有实现终端各功能的电路模组、走线等器件，其具体的电路连接关系和信号传输原理在此不做赘述。

本发明实施例中，在背光模组11的内侧设置红外发光单元22，用以发射红外光，红外光的频段大于760nm。而LCD显示模组10进行背光显示所需的光源为可见光，可见光光源的频段为380～760nm，小于红外光频段。本发明实施例中，相应地对屏幕组件12和背光模组11的透光性能进行改进，在确保LCD显示模组10正常发射可见光实现显示的同时，确保LCD显示模组10能够透过红外光。

由于LCD显示模组10可透过红外光，当用户手指按压在屏幕组件12上时，红外发光单元22发射的红外光能够透过背光模组11和屏幕组件12，到达用户手指后再反射回来，再次透过屏幕组件12和背光模组11，并透过光学镜头211和可见光滤波片212，最后到达图像传感器213，图像传感器213通过感应手指指纹峰和谷反射红外光光源能量的差异，从而形成不同灰度的图像，即形成指纹原始图像，该指纹原始图像经过进一步缓存处理后传输给终端处理器，以实现指纹识别。这样，也就使得本发明实施例所提供的终端，在确保LCD显示模组10能够正常实现显示功能的同时，还能够实现指纹识别功能，提高了终端的适用性。

请结合图1、图2和图5，本发明实施例中，扩散膜112设有透光孔1121，且透光孔1121的直径大于红外发光单元的光波波长，这样，也就使得经手指指纹反射回来的红外光能够直线穿过扩散膜112上的透光孔1121，避免产生衍射光斑，从而达到红外光散射降低的效果。并且，扩散膜112的厚度与透光孔1121的直径的比值大于10；这样，透光孔1121会对入射光线产生准直效果。请具体参照图3和图5，从手指指纹反射回来的红外光经过透光孔1121以后，将更多地保持垂直以及小角度出射，大角度光线会被扩散膜112上透光孔1121的孔壁吸收遮挡，进而也就大幅度减小红外光的散射效应，减小对邻近光线的串扰，提高了指纹图像的对比度和清晰度，提高指纹识别模组的图像质量，以利于终端更好地实现指纹识别。

请继续参照图4，终端还包括电路板30，图像传感器213及红外发光单元22设于电路板30上，例如图像传感器213及红外发光单元22可以是焊接在电路板30上，以确保图像传感器213及红外发光单元22在终端内安装的稳固性。

其中，光学镜头211主要用于采集反射回来的红外光。本发明实施例中，所述指纹识别模组20还包括支架23，支架23可以是固定于电路板30上，光学镜头211及可见光滤波片212可以是固定于支架23上。

本发明实施例中，红外发光单元22的发射频率为760～1000nm。在一种具体的实施方式中，红外发光单元22的发射频率优选为940nm。可以理解地，红外发光单元22独立采用红外光谱，不需要采用背光显示所需的可见光光谱，因此不会影响显示效果，人眼也无法观察到红外光。

相应地，图像传感器213的感光频段为760～1000nm。优选地，图像传感器213可以是采用感光QE(Quantum Efficiency，光谱响应)峰值在940nm芯片，以与红外发光单元22的发射频率相匹配，以更高效地接收从手指反射回来的红外反射光能量，形成更优的指纹图像。

另外，优选地，红外发光单元22的数量为至少两个，至少两个的红外发光单元22以图像传感器213为对称中心对称设置，这样，也就使得至少两个的红外发光单元22是均匀地分布在图像传感器213周围，以确保图像传感器213接收到的图像效果更好，避免出现因红外发光单元22设于图像传感器213一侧而出现指纹图像模糊的情况。

请再次参照图4和图5，LCD显示模组10包括屏幕组件12和背光模组11，背光模组11位于屏幕组件12与指纹识别模组20之间，且屏幕组件12和背光模组11均可透过红外光。也就是说，本发明实施例对屏幕组件12和背光模组11的透光性能进行了改进，以确保红外发光单元22发射的红外光能够透过屏幕组件12和背光模组11，并顺利到达图像传感器213，形成指纹图像，实现终端的指纹识别功能。

可以理解地，为实现显示功能，LCD显示模组10还包括背光发光单元14，如图1所示，背光发光单元14位于背光模组11一端。

进一步地，背光模组11包括依次叠置的增亮膜111、扩散膜112、导光板113和反射膜114，其中，反射膜114位于背光模组11的与屏幕组件12背对的一侧；反射膜114反射可见光，且可透过红外光。可以理解地，背光模组11中反射膜114主要用以对可见光进行反射，以确保LCD显示模组10的正常显示功能；本发明实施例中对反射膜114进行改进，以确保反射膜114在能够反射380～760nm频段的可见光的同时，还能够透过频段大于760nm的红外光，以确保背光模组11一侧的图像传感器213能够接收到手指指纹反射回来的红外光，以形成指纹原始图像。

其中，反射膜114的透光频段为760～1000nm。在一种具体的实施方式中，反射膜114的红外光透光频段为940nm，且红外发光单元22的发射频率也优选为940nm，也就使得反射膜114的透光频段与红外发光单元22的发射的红外光的频率一致。这种情况下，反射膜114的红外光的透过率大于80％，可见光的透过率小于1％。这样，使得从手指指纹反射的红外光中能够透过反射膜114的比例更大，反射膜114透过红外光的性能更强，也就使得图像传感器213形成的指纹图像更为清晰、全面，进而也就提高了终端的指纹识别功能。

进一步地，增亮膜111和扩散膜112也可透过红外光，增亮膜111和所述扩散膜112的透光频段为760～1000nm。本发明实施例中，可以是对增亮膜111和扩散膜112的材料选型进行改进，以在确保增亮膜111具有对可见光进行增亮的功能，以及确保扩散膜112具有对可见光进行扩散功能的同时，使得增亮膜111和扩散膜112同样还能透过红外光，以提高背光模组11的透过红外光的透过率，确保指纹识别模组20能够更好地识别指纹图像。

在一种具体的实施方式中，增亮膜111和扩散膜112的透光频段为940nm，以与反射膜114的透光频段以及与红外发光单元22的发射频率一致；在这种实施方式中，扩散膜112的透过红外光的透过率大于50％，增亮膜111的透过红外光的透过率大于70％。这样，也就使得背光模组11的红外光透过率更大，从而提高了背光模组11对红外光的透光性能，以确保图像传感器213形成的指纹图像更为清晰、全面，进而也就提高了终端的指纹识别功能。

请再次参照图4，本实施例中，屏幕组件12可以包括依次叠置的第一偏光片121、液晶层122和第二偏光片123，其中，第一偏光片121和第二偏光片123均可透过红外光。这样，通过可透过红外光的第一偏光片121及第二偏光片123，以实现LCD显示模组10能够透过红外光的性能。其中，第一偏光片121和第二偏光片123的透光频段为760～1000nm，可以是对第一偏光片121及第二偏光片123的材料选型进行改进，以确保第一偏光片121及第二偏光片123在380～760nm具有偏光特性，同时能够在760～1000nm具有透过红外光的特性，进而保障了LCD显示模组10正常的液晶显示性能，又能透过红外光，确保指纹识别模组20能够接收到手指指纹反射的红外光能量，形成指纹图像。

优选地，第一偏光片121和第二偏光片123的透光频段为940nm，以与红外发光单元22的发射频率、以及背光模组11中增亮膜111、扩散膜112和反射膜114的透光频段相一致，这样，能够使得LCD显示模组10和背光模组11透过红外光的透过率更大，以确保图像传感器213接收到的手指指纹发射的红外光能量更多，也就使得形成的指纹图像更为清晰、全面，进而提高终端的指纹识别功能。

另外，屏幕组件12的背对指纹识别模组20的一侧还设有玻璃盖板13，以对屏幕组件12起到保护作用。

本发明实施例中，终端可以是指手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、数码相机、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备等。

电子设备可以包括：手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、数码相机、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备中的至少一项。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种膜材，应用于背光模组，其特征在于，所述膜材(112)设有透光孔(1121)，所述透光孔(1121)的直径大于红外光的光波波长。

2.根据权利要求1所述的膜材，其特征在于，所述膜材(112)的厚度与所述透光孔(1121)的直径的比值大于10。

3.根据权利要求2所述的膜材，其特征在于，所述膜材(112)的厚度为0.15mm，所述透光孔(1121)的直径为0.0125nm。

4.根据权利要求1所述的膜材，其特征在于，所述膜材(112)具有第一区域，所述透光孔(1121)设于所述第一区域内。

5.根据权利要求1所述的膜材，其特征在于，所述膜材(112)为扩散膜，所述扩散膜的材质为PET，且所述扩散膜内涂布有尺寸不同的扩散粒子(1122)。

6.根据权利要求1所述的膜材，其特征在于，所述膜材为扩散膜、增亮膜、反射膜、导光板中的至少一种。

7.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的膜材。

8.一种LCD显示模组，其特征在于，包括权利要求7所述的背光模组。

9.一种终端，其特征在于，包括权利要求8所述的LCD显示模组，所述LCD显示模组包括屏幕组件(12)及位于所述屏幕组件(12)一侧的背光模组(11)，所述屏幕组件(12)及所述背光模组(11)均可透过红外光；所述终端还包括：

指纹识别模组(20)，所述指纹识别模组(20)包括红外成像组件(21)和红外发光单元(22)，所述红外成像组件(21)和所述红外发光单元(22)位于所述背光模组(11)的背对所述屏幕组件(12)的一侧，所述红外成像组件(21)包括依次设置的光学镜头(211)、可见光滤波片(212)和图像传感器(213)，且所述光学镜头(211)靠近所述背光模组(11)。

10.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，所述背光模组(11)包括依次叠置的增亮膜(111)、扩散膜、导光板(113)和反射膜(114)，所述膜材(112)为所述扩散膜；所述反射膜(114)位于所述背光模组(11)的与所述屏幕组件(12)背对的一侧，所述反射膜(114)反射可见光，且可透过红外光。

11.根据权利要求10所述的终端，其特征在于，所述增亮膜(111)和所述扩散膜可透过红外光，所述增亮膜(111)、所述扩散膜和所述反射膜(114)的透光频段为760～1000nm。

12.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，所述屏幕组件(12)包括依次叠置的第一偏光片(121)、液晶层(122)和第二偏光片(123)，所述第一偏光片(121)和所述第二偏光片(123)均可透过红外光，且所述第一偏光片(121)和所述第二偏光片(123)的透光频段为760～1000nm。

13.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，所述红外发光单元(22)的数量为至少两个，至少两个的所述红外发光单元(22)以所述图像传感器(213)为对称中心对称设置，所述红外发光单元(22)的发射频率为760～1000nm。