CN110308586A - 背光模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于LCD屏内指纹识别的背光模组，背光模组包括光源以及设置在光源一侧的导光板，设置在导光板下方的反射片，设置在导光板上方的红外透明扩散膜，以及设置在红外透明扩散膜下方的指纹识别装置，以识别生物指纹光学信号；其中，红外透明扩散膜含有可见光扩散粒子，以使得可见光在红外透明扩散膜上扩散，同时红外光无散射透过所述红外透明扩散膜。背光模组使得LCD模组能够使得指纹识别信号在LCD模组上有效穿透并精确收集，实现LCD显示设备的屏内指纹识别功能识别。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于LCD屏内指纹识别的背光模组以及电子设备。
背景技术
指纹感测和匹配是一种可靠且广泛使用的技术。指纹识别的常见方法涉及扫描样本指纹或其图像并存储指纹图像的图像和/或独特特征，可以将样本指纹的特征与已经存在于数据库中的参考指纹的信息进行比较，以确定用户的正确识别，例如用于验证目的。特别地，目前屏内(in display)指纹识别凭借其易操作性和多功能性以及适用于紧凑型便携式电子设备，而变得越来越流行。LCD屏内指纹识别显示设备明显要比OLED屏内指纹识别显示设备具有更大的使用场景范围和更好的成本优势，但是，基于LCD显示器的屏内指纹识别显示设备尚未完全成熟，特别是无法兼顾指纹识别信号在LCD模组上的有效穿透和精确收集。
在LCD显示器的屏内指纹识别显示设备中，如图1所示，通过识别按压覆盖在LCD显示屏上的玻璃盖板104上的指纹；然而用于识别指纹的光学信号至少要穿过LCD显示屏和玻璃盖板104，且由于LCD显示屏由LCD模组102和背光模组101构成，另外玻璃盖板具备一定的厚度。因此，光学信号在透过LCD模组、背光模组和玻璃盖板的过程中会发生比较严重的折射和散射，甚至全反射。另外，当将指纹识别单元103放置在背光模组上方时，从显示屏的观察角度，下方设置指纹识别单元的显示区域之透光率相比其他不设置指纹识别单元的的显示区域之透光率要低，而底部的LED背光源提供的是均匀的平面光源，下方设置指纹识别单元的显示区域比其他区域更暗，液晶显示装置的显示区亮暗不均匀的现象。CN107644215A公开了一种光学指纹组件及移动终端，以有效提升指纹识别的清晰度，其在透明盖板与感光元件之间设置有光纤准直层，光纤准直层用于将从透明盖板朝向感光元件的端面出射的光线转化为准直光，传导至所述感光元件。但是光纤准直层及其他光学功能层增加了LCD移动终端的厚度，对于生物指纹光学信号和显示光学信号没有区分处理，导致显示图像不均匀而且指纹识别精度较低。
因此，基于LCD显示器的屏内指纹识别的实现，需要对指纹识别模组的整体设计改进。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于LCD屏内指纹识别的背光模组以及电子设备，在不设置扩散片和棱镜片的情况下，能够使得指纹识别信号在背光模组上有效穿透并精确收集。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：背光模组包括光源以及设置在光源一侧的导光板，设置在导光板下方的反射片，设置在导光板上方的红外透明扩散膜，以及设置在红外透明扩散膜下方的指纹识别装置，以识别生物指纹光学信号；其中，红外透明扩散膜含有可见光扩散粒子，以使得可见光在红外透明扩散膜上扩散，但是红外光无散射透过所述红外透明扩散膜。
所述可见光扩散粒子包括Au、Ag、Al、Cu、Zn、Pt、Co、Ni、Cu2O、CuO、CdO中至少一种粒子。可见光扩散粒子的粒径尺寸在2nm-50μm，并且以可见光的非定向散射形式发光，使得红外透明扩散膜实现可见光均匀扩散的功能。红外光基本上不被可见光扩散粒子吸收或散射，因此可以基本垂直地透过红外透明扩散膜。这里，红外透明扩散膜将出射的红外光学信号调整为基本垂直红外透明扩散膜平面的平行光，同时确保可见光可以均匀散射。
本发明的量子点背光模组，即便在不设置扩散片和棱镜片的情况下，也可以用于检测的红外光信号可透过背光模组进而精确传播至生物检测对象，例如指纹，另一方面，检测对象的反馈红外光信号可以接近无损地折返透过红外透明扩散膜和背光模组，并被LCD屏幕底下的光学传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的可见光源的发光亮度和均匀度，进而实现LCD显示器的屏内指纹识别功能识别和显示效果保持。本发明的量子点背光模组减少了扩散片和棱镜片的设置，为具有屏内指纹识别功能识别功能的LCD显示器提供了更多的设计空间并实现电子设备整机的轻薄化。
优选的，红外透明扩散膜设置有光扩散单元，如圆角棱柱阵列、圆角梯形阵列，用于将可见光进行扩散均匀分布。
优选的，背光模组还包括光学传感器元件，以发射和/或接收生物指纹光学信号；所述生物指纹光学信号为红外光。
优选的，指纹识别装置设置于所述导光板和所述反射片之间；或者所述指纹识别装置设置于所述导光板和所述红外透明扩散膜之间；或者所述指纹识别装置设置于所述反射片的下方。
优选的，背光模组还包括棱镜片，棱镜片设置在红外透明扩散膜的上方。
优选的，背光模组还包括扩散片，扩散片设置在所述红外透明扩散膜和所述棱镜片之间。
优选的，指纹识别装置内嵌设置于红外透明扩散膜之内，以替换将所述指纹识别装置设置在所述量子点复合膜下方。
根据本发明之实施例，本发明之背光模组与LCD面板、玻璃盖板和触屏模组整合成电子装置，其可应用于LCD显示器和用于指纹识别的电子装置。本发明之背光模组应用于指纹识别的电子装置，可以实现对生物指纹信息的精确识别和验证。
附图说明
本发明及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
图1是现有技术的LCD显示器的屏内指纹识别显示设备。
图2是本发明实施例1的背光模组的爆炸视图。
图3是本发明实施例1的红外透明扩散膜的截面结构示图。
图4是本发明实施例2的背光模组的爆炸视图。
图5是本发明实施例3的背光模组的爆炸视图。
图6是本发明实施例4的背光模组的爆炸视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
首先，通过图2、图3，就本发明的实施例1的背光模组进行说明。依照本发明实施例1之背光模组，背光模组包括光源221以及设置在光源221的一侧的导光板220，设置在导光板220下方的反射片210，设置在导光板220上方的红外透明扩散膜230，以及设置在红外透明扩散膜230和反射片210下方的指纹识别装置103，以识别生物指纹光学信号；其中，红外透明扩散膜230含有均匀分布的CdO纳米粒子，其粒径约为20nm，如图3红外透明扩散膜的截面结构示图所示，CdO纳米粒子对可见光是不定向的散射形式出光，因此红外透明扩散膜230实现了可见光均匀扩散的功能。反射片210为红外透明的可见光反射材料，其一方面可以将导光板发出的可见光进行高反射率的反射，另一方面可以接近无损的透过红外光。本实施例的背光模组用于探测的出射红外光学信号准确传播至被检测对象进行探测，另一方面检测对象的反馈红外光信号可以接近无损地透过红外透明扩散膜230和背光模组，并被LCD屏幕底下的光学传感器精确有效地采集，进而实现LCD显示器的屏内指纹识别功能识别。
导光板220的出光传播至红外透明扩散膜230产生不定向的散射形式出光，因此红外透明扩散膜230实现了可见光均匀扩散的功能。而红外光基本不会被CdO纳米粒子吸收或散射，因此可以基本垂直透过红外透明扩散膜230。这里，红外透明扩散膜230将出射的红外光学信号调整为基本垂直红外透明扩散膜230平面的平行光，同时保证可见光可以均匀散射。本实施例的量子点背光模组减少了扩散片和棱镜片的设置，为具有屏内指纹识别功能识别功能的LCD显示器提供了更多的设计空间并实现电子设备整机的轻薄化。
红外透明扩散膜230设置有梯形圆柱体光扩散阵列的光扩散单元。
背光模组的指纹识别装置103还包括光学传感器元件，以发射和接收生物指纹光学信号；生物指纹光学信号为红外光。
本实施例的背光模组在不需要设置扩散片和棱镜片的情况下，用于检测的红外光信号可透过背光模组进而精确传播至生物检测对象，例如指纹，另一方面，检测对象的反馈红外光信号可以接近无损地折返透过红外透明扩散膜230和背光模组，并被LCD屏幕底下的光学传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的可见光源的发光亮度和均匀度，进而实现LCD显示器的屏内指纹识别功能识别和显示效果保持。
实施例2
请参照图4，是本发明的实施例2的基于红外透明扩散膜的背光模组的截面结构示图。以下仅就实施例2与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述，指纹识别装置设置于所述导光板220和所述反射210片之间。
实施例3
请参照图5，是本发明的实施例3的基于红外透明扩散膜的背光模组的截面结构示图。以下仅就实施例3与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述，指纹识别装置设置于导光板220和所述红外透明扩散膜230之间。
实施例4
请参照图6，是本发明的实施例4的基于红外透明扩散膜的背光模组的截面结构示图。以下仅就实施例4与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述，背光模组还设置有棱镜片240和扩散片250，棱镜片240设置在红外透明扩散膜230的上方，扩散片250设置于红外透明扩散膜230和棱镜片240之间。棱镜片240和扩散片250可以进一步优化背光源的出光效果。
虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种背光模组，其包括：
光源以及设置在所述光源一侧的导光板，设置在所述导光板下方的反射片，设置在所述导光板上方的红外透明扩散膜，以及设置在所述红外透明扩散膜下方的指纹识别装置，以识别生物指纹光学信号；
其中，所述红外透明扩散膜含有可见光扩散粒子，以使得可见光在所述红外透明扩散膜上扩散，同时红外光无散射透过所述红外透明扩散膜。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述可见光扩散粒子包括Au、Ag、Al、Cu、Zn、Pt、Co、Ni、Cu2O、CuO、CdO中至少一种粒子。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于：所述红外透明扩散膜还设置有光扩散单元。
4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组还包括光学传感器元件，以发射和/或接收生物指纹光学信号；所述生物指纹光学信号为红外光。
5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述指纹识别装置设置于所述导光板和所述反射片之间；或者所述指纹识别装置设置于所述导光板和所述红外透明扩散膜之间；或者所述指纹识别装置设置于所述反射片的下方。
6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述指纹识别装置内嵌设置于所述红外透明扩散膜。
7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组还包括棱镜片，所述棱镜片设置在所述红外透明扩散膜的上方。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组还包括扩散片，所述扩散片设置在所述红外透明扩散膜和所述棱镜片之间。
9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：指纹识别装置内嵌设置于红外透明扩散膜之内，以替换将所述指纹识别装置设置在所述量子点复合膜下方的设置方式。
10.一种用于指纹识别的电子设备，包括：权利要求1-9中任一所述的背光模组、LCD面板、玻璃盖板和触屏模组。
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