CN110188672A - 一种触控显示模组、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控显示模组、电子设备，涉及光学式指纹识别技术领域，为解决进行指纹识别过程中，由于触控基板的基底容易对经过的光线的偏振态产生影响，导致的光线在经过偏光片射向指纹识别接收端时，产生光能损失，降低了屏下指纹识别的成功率的问题。所述触控显示模组包括位于显示面板出光侧的触控基板，触控基板的基底具有预设相位差，使得显示面板出射的第一光线的能量与入射到指纹识别模组的第二光线的能量之差不大于阈值，其中，第二光线为第一光线被外界物体反射后穿过偏光结构、触控基板和显示面板照射到指纹识别模组上的光线。本发明提供的触控显示模组用于实现触控显示功能。

Description

一种触控显示模组、电子设备

技术领域

本发明涉及光学式指纹识别技术领域，尤其涉及一种触控显示模组、电子设备。

背景技术

随着全面屏的推广，留给解锁系统的空间越来越小，目前在全面屏中应用较广的解锁方式为通过光学式屏下指纹识别系统对解锁的指纹进行识别，从而判断是否满足解锁条件，实现相应解锁功能。

这种光学式屏下指纹识别系统的核心是小孔成像，即利用显示屏发出的光作为光源，照亮指纹后，从指纹反射的光经过小孔以后，成像到接收端，并由接收端经过光电转换，形成指纹的图像，用于比对识别；但是由于光线在射向指纹的过程中，以及经指纹反射的过程中，均会经过触控基板，而该触控基板的基底容易对经过的光线的偏振态产生影响，从而导致光线在经过偏光片射向指纹识别接收端时，产生光能损失，降低了屏下指纹识别的成功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触控显示模组、电子设备，用于解决进行指纹识别过程中，由于触控基板的基底容易对经过的光线的偏振态产生影响，导致的光线在经过偏光片射向指纹识别接收端时，产生光能损失，降低了屏下指纹识别的成功率的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种触控显示模组，包括：显示面板，位于所述显示面板出光侧的偏光结构，以及位于所述显示面板的非出光侧的指纹识别模组，其特征在于，还包括：

位于所述显示面板出光侧的触控基板，所述触控基板的基底具有预设相位差，使得所述显示面板出射的第一光线的能量与入射到所述指纹识别模组的第二光线的能量之差不大于阈值，其中，所述第二光线为所述第一光线被外界物体反射后穿过所述偏光结构、所述触控基板和所述显示面板照射到所述指纹识别模组上的光线。

可选的，所述触控基板位于所述显示面板和所述偏光结构之间。

可选的，所述偏光结构包括线偏光片；所述触控基板的基底包括1/4波片。

可选的，所述触控基板的基底的相位差在100nm～160nm之间，所述触控基板的基底的慢轴与所述线偏光片的吸收轴之间的夹角为45°或者135°。

可选的，所述触控基板位于所述偏光结构背向所述显示面板的一侧；

所述触控基板的基底的慢轴与所述偏光结构的吸收轴之间的夹角为90°或者0°。

可选的，所述触控基板位于所述偏光结构背向所述显示面板的一侧；所述触控基板的基底包括1/2波片。

可选的，所述触控基板的基底的相位差为275nm，所述触控基板的基底的慢轴与所述偏光结构的吸收轴之间的夹角为45°或者135°。

可选的，所述偏光结构包括圆偏光片。

可选的，所述触控基板的基底包括柔性基底。

基于上述触控显示模组的技术方案，本发明的第二方面提供一种电子设备，包括上述触控显示模组。

本发明提供的技术方案中，通过设置触控基板的基底具有预设相位差，能够使得显示面板出射的第一光线的能量与入射到指纹识别模组的第二光线的能量之差不大于阈值，从而使得将该基底对光能产生的损失降低或消除，实现了提升整个识别系统的灵敏度和准确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中触控显示模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的控显示模组的第一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的控显示模组的第二结构示意图；

图4为本发明实施例提供的控显示模组的第三结构示意图。

附图标记：

10-指纹识别模组， 101-红色指纹识别单元，

102-绿色指纹识别单元， 103-蓝色指纹识别单元，

20-显示面板， 201-红色发光单元，

202-绿色发光单元， 203-蓝色发光单元，

30-偏光结构， 301-1/4波片，

302-线偏光片， 40-触控基板，

401-基底， 402-触控单元，

50-盖板。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的触控显示模组、电子设备，下面结合说明书附图进行详细描述。

如图1所示，相关技术中，光学式屏下指纹识别系统包括从下至上依次层叠设置的指纹识别模组10、显示面板20、偏光结构30(包括1/4波片301和线偏光片302)、触控基板40和盖板50，其中指纹识别模组10位于显示面板20的非出光侧，偏光结构30、触控基板40和盖板50位于显示面板20的出光侧。

上述光学式屏下指纹识别系统在进行指纹识别时，将显示面板20中的发光单元作为光源，由该光源发出的光经偏光结构30、触控基板40和盖板50射向触控的指纹，经指纹反射后，反射光线依次经过盖板50、触控基板40和偏光结构30射向显示面板20，并穿过显示面板20中设置的成像小孔，射入指纹识别模组10，指纹识别模组10在接收到反射光线后，将其形成指纹的图形，用于后续的对比识别。

更详细地说，上述偏光结构30可包括圆偏光片，由光源发出光穿过圆偏光片后变成线偏振光，该线偏振光偏振方向与圆偏光片的透过轴平行；线偏振光继续经过触控基板40时，由于触控基板40的基底401存在相位差，使得线偏振光会变成椭圆偏振光；该椭圆偏振光经过指纹反射的半波损失以后，反射光线仍然是椭圆偏振光，只是旋转方向相反；该反射光线再次经过触控基板40时，受触控基板40的基底401相位差影响，反射光线的偏振态发生变化，偏振态发生变化的反射光线再次经过圆偏光片时，只有与圆偏光片透过轴平行的分量可以通过，从而导致指纹识别模组10接收到的光能减少，整个识别系统的灵敏度和准确度降低。

基于上述问题的存在，本发明的发明人经研究发现，导致光能减少的根本原因在于触控基板40中基底401存在不确定的相位差，因此，可通过设置触控基板40的基底401的相位差和/或基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角，将该基底401对光能产生的损失降低或消除，以实现提升整个识别系统的灵敏度和准确度。

本发明实施例提供了一种触控显示模组，包括：显示面板，位于显示面板出光侧的偏光结构，以及位于显示面板的非出光侧的指纹识别模组，所述触控显示模组还包括：

位于显示面板出光侧的触控基板，触控基板的基底具有预设相位差，使得显示面板出射的第一光线的能量与入射到指纹识别模组的第二光线的能量之差不大于阈值，其中，第二光线为第一光线被外界物体反射后穿过偏光结构、触控基板和显示面板照射到指纹识别模组上的光线。

具体地，上述触控显示模组中，将指纹识别模组设置在显示面板的非出光侧，将偏光结构和触控基板设置在显示面板的出光侧，而且上述触控显示模组还包括设置在显示面板出光侧的盖板，偏光结构和触控基板均应设置在显示面板和盖板之间。上述显示面板包括多个发光单元，指纹识别模组包括与所述多个发光单元一一对应的多个指纹识别单元，每个发光单元的周边均设置有一个仅与该发光单元对应的成像小孔，每个发光单元发出的第一光线在经触控手指的指纹反射后，均会穿过该发光单元对应的小孔，被指纹识别模组中该发光单元对应的指纹识别单元接收，从而实现指纹识别功能。

如图2所示，示例性的，显示面板包括红色发光单元201、绿色发光单元202和蓝色发光单元203，指纹识别模组10包括与红色发光单元201对应的红色指纹识别单元101，与绿色发光单元202对应的绿色指纹识别单元102，以及与蓝色发光单元203对应的蓝色指纹识别单元103，由红色发光单元201发出的光线，在经指纹反射后，被红色指纹识别单元101接收。

上述触控显示模组在实际进行指纹识别时，具体过程如下：

显示面板中的发光单元发出第一光线，手指在盖板背向显示面板的表面发生触控，由发光单元发出的第一光线穿过触控基板、偏光结构和盖板后，射向触控的手指，光线经触控手指的指纹反射后形成反射的第二光线，该第二光线穿过盖板、触控基板、偏光结构和显示面板后被指纹识别模组中对应的指纹识别单元接收，从而实现指纹识别功能。

根据上述触控显示模组的具体结构和实际应用过程可知，本发明实施例提供的触控显示模组中，通过设置触控基板的基底具有预设相位差，能够使得显示面板出射的第一光线的能量与入射到指纹识别模组的第二光线的能量之差不大于阈值，从而使得将该基底对光能产生的损失降低或消除，实现了提升整个识别系统的灵敏度和准确度。

在一些实施例中，可设置上述触控基板位于显示面板和偏光结构之间。

具体地，当将触控基板设置在显示面板和偏光结构之间时，触控显示模组的指纹识别过程包括：

显示面板中的发光单元发出第一光线，手指在盖板背向显示面板的表面发生触控，由发光单元发出的第一光线依次穿过触控基板、偏光结构和盖板后，射向触控的手指，光线经触控手指的指纹反射后形成反射的第二光线，该第二光线依次穿过盖板、偏光结构、触控基板和显示面板后被指纹识别模组中对应的指纹识别单元接收，从而实现指纹识别功能。

可见，当将触控基板设置在显示面板和偏光结构之间时，使得第一光线在经过偏光结构和盖板射向触控的手指，经手指反射得到第二光线，该第二光线与手指接收到的第一光线之间具有相同的偏振状态，只是振动方向相反，因此经手指反射的第二光线能够全部通过偏光结构，不会产生光能损失，而且，当光线继续穿过触控基板的基底时，只可能将第二光线的偏振态改变，而不会对第二光线的光能产生影响。因此，当设置上述触控基板位于显示面板和偏光结构之间时，避免了由于基底的相位差导致传输的光线产生光能损失。

如图2所示，在一些实施例中，上述实施例提供的偏光结构30包括线偏光片302；触控基板40的基底401包括1/4波片。

具体地，在将触控基板40设置在显示面板20和偏光结构30之间的情况下，可进一步设置偏光结构30包括线偏光片302，触控基板40的基底401包括1/4波片，在这种结构下，触控显示模组的指纹识别过程包括：

显示面板20中的发光单元发出第一光线，手指在盖板50背向显示面板20的表面发生触控，由发光单元发出的第一光线依次穿过1/4波片(即触控基板40的基底401)、线偏光片302和盖板50后，射向发生触控的手指，此时手指接收到的第一光线为线偏振光，该线偏振光的偏振方向与线偏光片302的透过轴平行；第一光线经触控手指的指纹反射后形成反射的第二光线，第二光线依次穿过盖板50、线偏光片302、1/4波片和显示面板20后被指纹识别模组10中对应的指纹识别单元接收，从而实现指纹识别功能。值得注意，由于该第二光线仍然为线偏振光，且第二光线的偏振方向仍然与线偏光片302的透过轴平行，只是振动方向与手指接收到的第一光线的线偏振方向相反，因此第二光线在传输至指纹识别单元的过程中，在经过线偏光片302时，光能不会被线偏光片302吸收，使得指纹识别模组10能够接收到指纹反射的第二光线的全部光能。

上述设置触控基板40位于显示面板20和偏光结构30之间，以及偏光结构30包括线偏光片302，触控基板40的基底401包括1/4波片的方式，不仅使得触控基板40的基底401的相位差不会导致第二光线的光能产生损失，保证了显示模组对指纹识别的准确度，而且，上述设置方式使得触控基板40的基底401能够起到减弱显示面板20对第二光线产生的反射作用，从而进一步提升了显示模组对指纹识别的成功率和准确度。

另外，将偏光结构30设置为线偏光片302，相比于现有技术中将偏光结构30设置为圆偏光片，更好的降低了显示模组的生产成本。

值得注意，上述触控基板40的基底401可直接采用已有1/4波片，或者可以采用基底401实际要求的材料，通过设置合适的参数，制作出具有1/4波片功能的基底401。示例性的，设置触控基板40的基底401的相位差在100nm～160nm之间，触控基板40的基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角为45°或者135°。

具体地，在制作触控基板40的基底401时，将基底401的相位差设置在100nm～160nm之间，即可使得基底401具有1/4波片的功能。另外，触控基板40的基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角可根据实际需要设置，示例性的，可设置触控基板40的基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角为45°或者135°，当设置基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角为45°或者135°时，能够最大限度的减弱显示面板20对第二光线产生的反射作用，从而更有利于提升显示模组对指纹识别的成功率和准确度。

如图3所示，在一些实施例中，可设置触控基板40位于偏光结构30背向显示面板20的一侧；触控基板40的基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角为90°或者0°。

具体地，当触控基板40的基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角为90°时，第一光线和第二光线能够仅从基底401的慢轴通过；当触控基板40的基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角为0°时，第一光线和第二光线能够仅从基底401的快轴通过，因此，当设置触控基板40的基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角为90°或者0°时，触控基板40的基底401不会改变穿过的光线的偏振态，也不会对光线的光能产生影响。

在这种结构下，触控显示模组的指纹识别过程包括：

显示面板20中的发光单元发出第一光线，手指在盖板50背向显示面板20的表面发生触控，由发光单元发出的第一光线依次穿过偏光结构30、触控基板40和盖板50射向触控的手指；光线经触控手指的指纹反射后形成反射的第二光线，该第二光线依次穿过盖板50、触控基板40、偏光结构30和显示面板20后被指纹识别模组10中对应的指纹识别单元接收，从而实现指纹识别功能。

值得注意，当第一光线从偏光结构30出射时变为线偏振光，线偏振光穿过触控基板40后，偏振状态不变。第一光线被手指的指纹反射后，形成的第二光线仍然为线偏振光，且第二光线的偏振方向仍然与偏光结构30的透过轴平行，只是振动方向与手指接收到的第一光线的线偏振方向相反，因此第二光线在穿过触控基板40的基底401和偏光结构30后，光能不会被偏光结构30吸收，使得指纹识别模组10能够接收到指纹反射的第二光线的全部光能。因此，当设置触控基板40的基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角为90°或者0°时，更好的避免了由于基底401的相位差导致的传输的光线产生光能损失的问题。

需要说明，上述偏光结构30的种类多种多样，示例性的，偏光结构30包括线偏光片302，或者由线偏光片302和1/4波片301组成的圆偏光片，上述偏光结构30的吸收轴是指偏光结构30中包括的线偏光片302的吸收轴，当偏光结构30包括所述圆偏光片时，1/4波片301位于显示面板20和线偏光片302之间。

如图4所示，在一些实施例中，可设置上述实施例提供的触控基板40位于偏光结构30背向显示面板20的一侧；触控基板40的基底401包括1/2波片。

在这种结构下，触控显示模组的指纹识别过程包括：

显示面板20中的发光单元发出第一光线，手指在盖板50背向显示面板20的表面发生触控，由发光单元发出的第一光线依次穿过偏光结构30、触控基板40和盖板50射向触控的手指；光线经触控手指的指纹反射后形成反射的第二光线，该第二光线依次穿过盖板50、触控基板40、偏光结构30和显示面板20后被指纹识别模组10中对应的指纹识别单元接收，从而实现指纹识别功能。

值得注意，当第一光线从偏光结构30出射时变为线偏振光，该线偏振光的偏振方向与偏光结构30的透过轴平行，线偏振光穿过触控基板40后，偏振态旋转90°，该线偏振光穿过盖板50被手指的指纹反射，经过指纹反射的半波损失以后，所形成第二光线偏振态不变，只是振动方向与指纹接收到的第一光线的振动方向相反，第二光线继续穿过触控基板40后偏振态旋转90°，使得第二光线的偏振方向与偏光结构30的透过轴平行，从而使得第二光线能够全部通过偏光结构30，不会产生光能损失。

上述设置触控基板40位于偏光结构30背向显示面板20的一侧；触控基板40的基底401包括1/2波片的方式，使得触控基板40的基底401的相位差不会导致第二光线的光能产生损失，保证了显示模组对指纹识别的准确度。

值得注意，上述触控基板40的基底401可直接采用已有1/2波片，或者可以采用基底401实际要求的材料，通过设置合适的参数，制作出具有1/2波片功能的基底401。示例性的，可设置触控基板40的基底401的相位差为275nm，触控基板40的基底401的慢轴与偏光结构30的吸收轴之间的夹角为45°或者135°。

具体地，在制作触控基板40的基底401时，可将基底401的相位差设置为275nm，即可使得基底401具有1/2波片的功能。另外，触控基板40的基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角可根据实际需要设置，示例性的，可设置触控基板40的基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角为45°或者135°，当设置基底401的慢轴与线偏光片302的吸收轴之间的夹角为45°或者135°时，能够最大限度的减弱显示面板20对第二光线产生的反射作用，从而更有利于提升显示模组对指纹识别的成功率和准确度。

需要说明，上述偏光结构30的种类多种多样，示例性的，偏光结构30包括线偏光片302，或者由线偏光片302和1/4波片301组成的圆偏光片，上述偏光结构30的吸收轴是指偏光结构30中包括的线偏光片302的吸收轴，当偏光结构30包括所述圆偏光片时，1/4波片301位于显示面板20和线偏光片302之间，这样能够更好的降低显示面板20对接收到的第二光线的反射作用。

在一些实施例中，上述实施例提供的触控基板40的基底401可包括柔性基底401，触控基板40的基底401上设置有触控单元402。

具体地，上述实施例提供的显示面板20的发光方式可为自发光，示例性的，可采用源矩阵有机发光二极管显示面板、量子点发光二极管显示面板、微发光二极管显示面板等，这些类型的显示面板均能够实现柔性显示。设置上述触控基板40的基底401包括柔性基底401，使得触控基板40形成为柔性触控基板40，将柔性触控基板40与柔性显示面板20结合可实现柔性触控显示模组。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括上述实施例提供的触控显示模组。

由于上述实施例提供的触控显示模组具有提升指纹识别准确率等优点，因此，本发明实施例提供的电子设备在包括上述实施例提供的触控显示模组时，同样具有上述优点，此处不再赘述。

需要说明的是，所述电子设备可以为：电视、显示器、手机、平板电脑等。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种触控显示模组，包括：显示面板，位于所述显示面板出光侧的偏光结构，以及位于所述显示面板的非出光侧的指纹识别模组，其特征在于，还包括：

位于所述显示面板出光侧的触控基板，所述触控基板的基底具有预设相位差，使得所述显示面板出射的第一光线的能量与入射到所述指纹识别模组的第二光线的能量之差不大于阈值，其中，所述第二光线为所述第一光线被外界物体反射后穿过所述偏光结构、所述触控基板和所述显示面板照射到所述指纹识别模组上的光线。

2.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，

所述触控基板位于所述显示面板和所述偏光结构之间。

3.根据权利要求2所述的触控显示模组，其特征在于，

所述偏光结构包括线偏光片；

所述触控基板的基底包括1/4波片。

4.根据权利要求3所述的触控显示模组，其特征在于，所述触控基板的基底的相位差在100nm～160nm之间，所述触控基板的基底的慢轴与所述线偏光片的吸收轴之间的夹角为45°或者135°。

5.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，

所述触控基板位于所述偏光结构背向所述显示面板的一侧；

所述触控基板的基底的慢轴与所述偏光结构的吸收轴之间的夹角为90°或者0°。

6.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，

所述触控基板位于所述偏光结构背向所述显示面板的一侧；

所述触控基板的基底包括1/2波片。

7.根据权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，所述触控基板的基底的相位差为275nm，所述触控基板的基底的慢轴与所述偏光结构的吸收轴之间的夹角为45°或者135°。

8.根据权利要求2、5～7中任一项所述的触控显示模组，其特征在于，所述偏光结构包括圆偏光片。

9.根据权利要求2～5中任一项所述的触控显示模组，其特征在于，所述触控基板的基底包括柔性基底。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的触控显示模组。