CN110414503A - 用于lcd屏内指纹识别的背光模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LCD屏内指纹识别的背光模组及电子设备。背光模组包括光学膜片组、红外透明遮光层、光源和指纹识别传感器。光学膜片组包括设置在该光源一侧的导光板、设置在该导光板上方的扩散膜，设置在该扩散膜上方的棱镜片，以及设置在该导光板下方的反射片。指纹识别传感器，其设置在该光学膜片组下方。红外透明遮光层，其与该光学膜片组或者光源连接，该光学膜片组在该红外透明遮光层上的垂直投影与该红外透明遮光层具有不重合区域，以使得红外光透过该红外透明遮光层。

Description

用于LCD屏内指纹识别的背光模组及电子设备

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，目前基于光学传感器的屏内(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140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140，且由于LCD显示屏由LCD模组130和背光模组120构成，另外玻璃盖板具备一定的厚度。因此，光学信号在透过背光模组的光学膜片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110放置在背光模组下方时，携带生物指纹信息的红外光无法穿透背光模组而到达指纹识别单元110，无法实现指纹识别或精确识别。

因此，基于LCD显示器的屏内指纹识别的实现，需要对背光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及电子设备，能够使得指纹识别信号在指纹识别终端设备上有效穿透并精确收集，同时不影响LCD显示屏的显示画面质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种背光模组，其包括光学膜片组、红外透明遮光层、光源和指纹识别传感器。光学膜片组包括设置在该光源一侧的导光板、设置在该导光板上方的扩散膜，设置在该扩散膜上方的棱镜片，以及设置在该导光板下方的反射片。指纹识别传感器，其设置在该光学膜片组下方。红外透明遮光层，其与该光学膜片组或者光源连接，该光学膜片组在该红外透明遮光层上的垂直投影与该红外透明遮光层具有不重合区域，以使得红外光透过该红外透明遮光层。

该光学膜片组在该红外透明遮光层上的垂直投影没有全部覆盖该红外透明遮光层，以使得红外光透过该红外透明遮光层，因此形成红外光信号通道。

本发明的背光模组，携带有生物指纹信息的红外信号有效穿透红外透明遮光层并被指纹识别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。

在一个优选实施例中，导光板的第一种设置方式：该红外透明遮光层与该导光板无相互覆盖区域，并相邻设置。进而，避免了红外信号在导光板发生散射或反射干扰而造成红外信号损失。携带有生物指纹信息的红外信号穿透红外透明遮光层，不会经过该导光板、该反射片、该扩散膜、和该棱镜片，从而避免了红外信号在上述功能层发生散射或反射干扰而造成红外信号损失。因而，携带有生物指纹信息的红外信号有效传播至指纹识别传感器并被指纹识别传感器精确有效地采集。

在一个优选实施例中，导光板的第二种设置方式：该导光板具有镂空区域，该红外透明遮光层设置在该镂空区域。红外光穿过导光板镂空区域上的红外透明遮光层，同时该反射片、该扩散膜和该棱镜片也设置有镂空区域，并与导光板上的镂空区域重合，以形成红外光信号通路，使得红外光学信号被指纹识别传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的结构完整度，进而保持光源的发光亮度和均匀度。进一步的，该镂空区域全部被该红外透明遮光层所覆盖。

在一个优选实施例中，导光板的第三种设置方式：该导光板具有缺口，该红外透明遮光层设置在该缺口上。红外光穿过导光板缺口上的红外透明遮光层，同时该反射片、该扩散膜和该棱镜片也设置有缺口，并与导光板上的缺口重合，以形成红外光信号通路，使得红外光学信号被指纹识别传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的结构完整度，进而保持可见光源的发光亮度和均匀度。进一步的，该缺口全部被该红外透明遮光层所覆盖。

在一个优选实施例中，导光板的第四种设置方式：该导光板设置有透明区域，该红外透明遮光层设置在该透明区域。红外光穿过导光板透明区域上的红外透明遮光层，同时该反射片、该扩散膜和该棱镜片设置有镂空区域或缺口，并与导光板上的透明区域重合，以形成红外光信号通路，使得红外光学信号被指纹识别传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的结构完整度，进而保持可见光源的发光亮度和均匀度。

可以替换设置的，该红外透明遮光层与该光源相邻设置；或者该红外透明遮光层与该反射片相邻设置；或者该红外透明遮光层与该扩散膜相邻设置；或者该红外透明遮光层与该棱镜片相邻设置。

在一个优选实施例中，该红外透明遮光层可透过红外光，而不可透过可见光。

在一个优选实施例中，该背光模组还包括红外光发光器，用于发射红外光至该玻璃盖板的该指纹识别区域。进一步的，该指纹识别传感器和该红外光发光器集成一体设置在该光学膜片组的下方；或者该红外光发光器设置在该玻璃盖板上靠近该指纹识别区域的至少一侧。该指纹识别传感器和该红外光发光器电性连接。

在一个优选实施例中，光源的FPC电路板也做局部避让设置以免遮挡红外透明遮光层，用以避免红外光被该FPC电路板不定向散射、反射或折射。

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一种电子设备，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结构图。

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的背光模组的结构视图。

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2的背光模组的结构视图。

图6是本发明实施例3的背光模组的爆炸视图。

图7是本发明实施例4的背光模组的爆炸视图。

具体实施方式

请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

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，如图2所示，背光模组包括光学膜片组101、红外透明遮光层102、光源103和指纹识别传感器104。光学膜片组101包括设置在该光源一侧的导光板230、设置在该导光板230上方的扩散膜220，设置在该扩散膜220上方的棱镜片210，以及设置在该导光板230下方的反射片240。指纹识别传感器104设置在该光学膜片组101下方。该光学膜片组101在该红外透明遮光层102上的垂直投影与该红外透明遮光层102具有不重合区域，以使得红外光透过该红外透明遮光层102。红外透明遮光层102一方面可以透过红外光，保证了红外光信号的有效透过；另一方面不可透过可见光，减少背光模组的漏光。

该光学膜片组101在该红外透明遮光层102上的垂直投影没有全部覆盖该红外透明遮光层102，以使得红外光透过该红外透明遮光层102，因此形成红外光信号通道。

本发明的背光模组，携带有生物指纹信息的红外信号有效穿透红外透明遮光层102并被指纹识别传感器104精确有效地采集，同时保持背光模组的可见光之光源的发光亮度和均匀度。

如图3所示，导光板230的设置方式为：该导光板230具有镂空区域，所述红外透明遮光层102设置在所述镂空区域，所述镂空区域被所述红外透明遮光层102所填充。红外光穿过导光板230镂空区域上的红外透明遮光层102，同时该反射片240、该扩散膜220和该棱镜片210也设置有镂空区域，并与导光板230上的镂空区域重合，以形成红外光信号通路，因此，红外光信号不会经过该反射片240、该扩散膜220、和该棱镜片210，从而避免了红外信号在上述功能层发生散射或反射干扰而造成红外信号损失，使得红外光学信号被指纹识别传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的结构完整度，进而保持背光模组产生的光源之发光亮度和均匀度。

可以替换设置或者增加设置的，红外透明遮光层102也可设置于反射片240、扩散膜220、和棱镜片210的镂空区域上。

该导光板230上设置的镂空区域之形状不做限制，可以为三角形、正方形、矩形、菱形、弧形、半圆形、椭圆形等形状。

光源的FPC电路板也做局部避让缺口设置，以避免红外光被该FPC电路板不定向散射、反射或折射。

该背光模组还包括红外光发光器，用于发射检测生物指纹信息的红外光。具体的，该指纹识别传感器104和该红外光发光器集成一体设置在该背光模组的下方，该指纹识别传感器104主要收集从红外透明遮光层102方向垂直入射的红外光。

实施例2

请参照图4、图5，是本发明的实施例1的背光模组的爆炸视图。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。

背光模组上的反射片240、导光板230、扩散膜220、和棱镜片210不设置镂空区域。导光板230上设置有缺口，红外透明遮光层102设置在该缺口上。红外光穿过导光板230缺口上的红外透明遮光层102，同时该反射片、该扩散膜和该棱镜片也设置有缺口，并与导光板230上的缺口重合，以形成红外光信号通路，使得红外光学信号被指纹识别传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的结构完整度，进而保持光源的发光亮度和均匀度。

可以替换设置或者增加设置的，红外透明遮光层102也可设置于反射片240、扩散膜220、和棱镜片210的缺口上。

该导光板230上设置的缺口之形状不做限制，可以为V形、正方形、矩形、菱形、弧形、半圆形、椭圆形等形状。

实施例3

请参照图6，是本发明的实施例1的背光模组的爆炸视图。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。

背光模组上的反射片240、导光板230、扩散膜220、和棱镜片210不设置镂空区域。该导光板230上设置有透明区域231，该透明区域231对红外光透明并且结构均匀，不设有V型锯齿导光单元或其他导光结构，不具有导光功能。透明区域231为单层高分子材料，也可以替换为多层高分子材料。该红外透明遮光层102设置在该透明区域231上。红外光穿过导光板230透明区域231上的红外透明遮光层102，同时该反射片240、该扩散膜220和该棱镜片210设置有镂空区域，并与导光板230上的透明区域231重合，以形成红外光信号通路，使得红外光学信号被指纹识别传感器精确有效地采集，同时保持背光模组的结构完整度，进而保持可见光源的发光亮度和均匀度。

可以替换设置的，该反射片240、该扩散膜220和该棱镜片210设置有缺口，并与导光板230上的透明区域231重合。

该导光板230上设置的透明区域231之形状不做限制，可以为三角形、正方形、矩形、菱形、弧形、半圆形、椭圆形等形状。

实施例4

请参照图7，是本发明的实施例4的指纹识别终端设备的爆炸视图。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。背光模组上的反射片240、导光板230、扩散膜220、和棱镜片210不设置镂空区域。

该红外透明遮光层102与该光源相邻设置。该光源为LED灯条。该红外透明遮光层102与该光源103相邻设置，避免了红外光被LED灯条不定向反射，保证了从玻璃盖板101到该指纹识别传感器104的红外光信号传输通道的完整性并减少红外光信号损失或干扰。

可以替换设置的，该红外透明遮光层102与该反射片相邻设置；或者该红外透明遮光层102与该扩散膜相邻设置；或者该红外透明遮光层102与该棱镜片相邻设置；该红外透明遮光层102与该导光板相邻设置；。

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 (13)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

光源；

光学膜片组，其包括设置在所述光源一侧的导光板、设置在所述导光板上方的扩散膜，设置在所述扩散膜上方的棱镜片，以及设置在所述导光板下方的反射片；

指纹识别传感器，其设置在所述光学膜片组下方；

红外透明遮光层，其与所述光学膜片组或者光源连接，所述光学膜片组在所述红外透明遮光层上的垂直投影与所述红外透明遮光层具有不重合区域，以使得红外光透过所述红外透明遮光层。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述红外透明遮光层与所述导光板无相互覆盖区域，并相邻设置。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述导光板设置有镂空区域，所述红外透明遮光层设置在所述镂空区域。

4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于：所述反射片、所述扩散膜和所述棱镜片也设置有镂空区域，并与导光板上的镂空区域重合，以形成红外光信号通路。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述导光板设置有缺口，所述红外透明遮光层设置在所述缺口上。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于：所述反射片、所述扩散膜和所述棱镜片也设置有缺口，并与导光板上的缺口重合，以形成红外光信号通路。

7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述导光板设置有透明区域，所述红外透明遮光层设置在所述透明区域。

8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于：所述反射片、所述扩散膜和所述棱镜片设置有镂空区域或缺口，并与导光板上的透明区域重合，以形成红外光信号通路。

9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述红外透明遮光层与所述光源相邻设置；或者所述红外透明遮光层与所述反射片相邻设置；或者所述红外透明遮光层与所述扩散膜相邻设置；或者所述红外透明遮光层与所述棱镜片相邻设置。

10.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述红外透明遮光层可透过红外光，而不可透过可见光。

11.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红外光发光器，用于发射红外光和感应识别生物指纹信息。

12.根据权利要求11所述的背光模组，其特征在于：所述指纹识别传感器和所述红外光发光器集成一体设置在所述光学膜片组的下方；或者所述红外光发光器设置在所述背光模组上靠近所述红外透明遮光层的至少一侧。

13.一种用于指纹识别的电子设备，包括：LCD面板、玻璃盖板，和权利要求1-12中任一所述的背光模组。