CN111650779B - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模组及显示装置。该背光模组包括指纹识别区和非指纹识别区，所述背光模组包括导光板，所述导光板包括相对设置的出光面和底面，底面设有第一凸起和第二凸起，多个第一凸起位于指纹识别区，多个第二凸起位于所述非指纹识别区；其中，单位面积内分布的第一凸起的占空比小于单位面积内分布的第二凸起的占空比。根据本发明实施例提供，能够提高导光板的指纹识别区对红光光线的穿透能力，从而提高指纹识别精度。

Description

背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

近年来，随着移动显示产品的普及，信息安全备受消费者关注。指纹识别具备唯一性，难以复制，广泛应用于移动显示产品的解锁、支付确认等方面。

液晶显示器中的显示面板不能发光，需要借助背光模组提供的光源来实现显示功能。背光模组通常包括光源和导光板。指纹识别模块可以设置于导光板背向显示面板的一侧，手指反射的红外光线穿过导光板到达指纹识别模块。指纹识别精度与指纹识别模块接收到的光强成正比，若导光板对红外光线的穿透能力较低，会导致指纹识别精度不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种背光模组及显示装置，能够提高导光板的指纹识别区对红光光线的穿透能力，从而提高指纹识别精度。

第一方面，本发明实施例提供一种背光模组，包括指纹识别区和非指纹识别区，所述背光模组包括导光板，所述导光板包括相对设置的出光面和底面，底面设有第一凸起和第二凸起，多个第一凸起位于指纹识别区，多个第二凸起位于所述非指纹识别区；

其中，单位面积内分布的第一凸起的占空比小于单位面积内分布的第二凸起的占空比。

第二方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括：背光模组和位于背光模组的出光面的显示面板，其中，背光模组为本发明第一方面任意一项实施例提供的背光模组。

根据本发明实施例提供的背光模组及显示装置，导光板中位于底面设置有多个第一凸起和多个第二凸起，多个第一凸起位于指纹识别区，多个第二凸起位于所述非指纹识别区。其中，单位面积内分布的第一凸起的占空比小于单位面积内分布的第二凸起的占空比，即单位面积内未被第一凸起占用的底面面积大于单位面积内未被第二凸起占用的底面面积。红外光线主要是从无凸起结构的平面区域内穿过，即红外光线主要通过相邻第一凸起之间的区域穿过，将指纹识别区的单位面积内未被第一凸起占用的面积较大，能够增大导光板中指纹识别区穿过的红外光线数量，提高导光板的指纹识别区对红光光线的穿透能力，从而提高指纹识别精度。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征，附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出根据本发明一种实施例提供的背光模组的结构示意图；

图2示出根据本发明一种实施例提供的导光板的结构示意图；

图3示出根据本发明一种实施例提供的图2中A-A向的剖面示意图；

图4示出一种牛顿环的原理示意图；

图5示出一种牛顿环的示意图；

图6示出根据本发明另一种实施例提供的导光板的结构示意图；

图7示出根据本发明又一种实施例提供的导光板的结构示意图；

图8示出根据本发明一种实施例提供的导光板的俯视示意图；

图9示出根据本发明又一种实施例提供的导光板的结构示意图；

图10示出根据本发明一种实施例提供的图9中B-B向的剖面示意图；

图11示出根据本发明一种实施例提供的显示装置的结构示意图；

图12示出根据本发明另一种实施例提供的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

本发明实施例提供一种背光模组及显示装置，以下通过附图1至附图11对本发明实施例提供的背光模组及显示装置的各实施例进行说明。

图1示出根据本发明一种实施例提供的背光模组的结构示意图。图2示出本发明一种实施例提供的导光板的结构示意图。

如图1和图2所示，背光模组100包括指纹识别区AA1和非指纹识别区AA2。示例性的，非指纹识别区AA2可以至少部分围绕指纹识别区AA1。如图1所示，非指纹识别区AA2围绕指纹识别区AA1。示例性的，指纹识别区AA1的形状可以为矩形、圆形、椭圆形、其它多边形等。可以根据实际需求设置指纹识别区AA1的形状，本发明对此不作限定。

需要说明的是，对于具有指纹识别功能的显示装置来说，显示装置具有指纹识别区域和非指纹识别区域，在本发明实施例中，背光模组的指纹识别区AA1与显示装置的指纹识别区域对应，背光模组的非指纹识别区AA2与显示装置的非指纹识别区域对应。

背光模组100包括导光板10。导光板10包括相对设置的出光面11和底面12。底面12设有第一凸起121和第二凸起122，多个第一凸起121位于指纹识别区AA1，多个第二凸起122位于所述非指纹识别区AA2。单位面积内分布的第一凸起121的占空比小于单位面积内分布的第二凸起122的占空比。单位面积内分布的第一凸起121的占空比可以理解为，单位面积内，分布的第一凸起121所占用的底面12面积与未被第一凸起121所占用的底面12面积的比例。同理，单位面积内分布的第二凸起122的占空比可以理解为，单位面积内，分布的第二凸起122所占用的底面12面积与未被第二凸起122所占用的底面12面积的比例。

本发明实施例中，单位面积内分布的第一凸起121的占空比小于单位面积内分布的第二凸起122的占空比，即单位面积内未被第一凸起121占用的底面面积大于单位面积内未被第二凸起122占用的底面面积。示例性的，单位面积为边长为2cm的正方形区域的面积，例如，在该单位面积内，分布的第一凸起121及第二凸起122的个数是相等的，则第一凸起121在该单位面积内所占用的底面面积小于第二凸起122在该单位面积内所占用的底面面积，对应的，在该单位面积内未被第一凸起121所占用的底面面积是大于在该单位面积内未被第二凸起122所占用的底面面积的。

应当理解的是，将背光模组100应用于具有指纹识别功能的显示产品时，指纹识别模块与背光模组100的指纹识别区AA1是对应设置的。手指反射的红外光线主要通过导光板10的底面12上无凸起结构的平面区域内穿过，即手指反射的红外光线主要通过相邻第一凸起121之间的区域穿过，继而达到指纹识别模块。根据本发明实施例提供的背光模组，单位面积内分布的第一凸起121的占空比小于单位面积内分布的第二凸起121的占空比，能够增大指纹识别区对应的底面中未被第一凸起121占用的底面面积，以增大导光板10中指纹识别区穿过的红外光线数量，提高导光板10的指纹识别区对红光光线的穿透能力，从而提高指纹识别精度。

在一些实施例中，可以减小第一凸起121的分布密度，来增大指纹识别区对应的底面中未被第一凸起121占用的底面面积。示例性的，第一凸起121及第二凸起122的尺寸相同，单位面积内分布的第一凸起121的个数可以小于单位面积内分布的第二凸起122的个数。

在另一些实施例中，可以减小第一凸起121的尺寸，来增大指纹识别区对应的底面中未被第一凸起121占用的底面面积。

示例性的，请参考图2，多个第一凸起121的结构可以是相同的，多个第一凸起121可以阵列分布于指纹识别区AA1。多个第二凸起122的结构可以是相同的，多个第二凸起122可以矩阵分布于非指纹识别区AA2。如此，第一凸起121和第二凸起122均是均匀分布的。请参考图1，背光模组100可以是侧入式背光模组，即光源20可以在导光板10入光面13的一侧，光源20出射的光线由入光面13进入导光板10，再经过导光板10的底面12上的第一凸起121及第二凸起122反射，变成均匀的光线从导光板10的出光面11以面光源的方式进行出射。示例性的，背光模组100可以包括多个光源20。

例如，可以减小第一凸起121在平行于底面12方向上的尺寸。示例性的，可以将第一凸起121在底面12的正投影的面积设置为小于第二凸起122在底面12的正投影的面积，且相邻第一凸起121的第一距离与相邻第二凸起122的第二距离相等。其中，第一距离为相邻第一凸起121在底面12的正投影的中心点之间的距离，第二距离为相邻第二凸起122在底面12的正投影的中心点之间的距离。

第一凸起121及第二凸起122的结构可以是相同的。例如，请参考图2及图3，第一凸起121及第二凸起122可以均为类半球形凸起。第一凸起121及第二凸起122在底面12上的正投影均为圆形。第一凸起121的圆形投影的直径为W1，第二凸起122的圆形投影的直径为W2，W1＜W2。相邻第一凸起121在底面12的正投影的中心点之间的距离为P1，相邻第二凸起122在底面12的正投影的中心点之间的距离为P2，P1＝P2。因此，相邻第一凸起121的间距L1＝P1-W1，相邻第二凸起122的间距L2＝P2-W2，则L1＞L2。因此，增加了指纹识别区域对应的底面中未被第一凸起121覆盖的面积，增大对红外光线的穿透能力。

示例性的，在满足W1＜W2的情况下，可以在12um至20um的范围内设置W1、W2的具体取值。也可以根据实际情况设置W1、W2的具体数值，本发明对此不作限定。另外，W1与W2的差值可以为2um，或者W1与W2的差值可以在2um左右。

在一些可选的实施例中，如图1所示，背光模组100还包括反射片30。反射片30位于导光板10的底面12的一侧。反射片30用于将光源20照射到导光板10底面12的光线反射入导光板10内部，以提高对光线的利用率。示例性的，反射片30可以是近红外透射系统的反射片(Near Infrared Transmission System-Reflector，NITS-R或NSR)。NSR反射片既能够反射可见光，又可以透过红外光。指纹识别模块设置于反射片30背向导光板10的一侧时，利用NSR反射片，可以实现屏下指纹识别。

图4示出了一种牛顿环的原理示意图。如图4所示，平凸透镜01的凸球面的中心点与平面玻璃02接触，平凸透镜01的凸球面和平面玻璃02之间的距离为d，平凸透镜01的凸球面和平面玻璃02之间形成一个距离d均匀变化的圆尖劈形簿膜。当平行的入射光垂直射向平凸透镜01时，从尖劈形薄膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉，形成如图5所示的牛顿环，即一些暗相间的同心圆环。反射片30朝向导光板10的表面通常为平面，若第一凸起121与反射片30之间也形成一个距离均匀变化的圆尖劈形簿膜，则也容易产生牛顿环现象，而手指的指纹包括指纹谷和指纹脊，也是呈相间的环状，因此，产生的牛顿环则会干扰指纹识别精度。

在一些可选的实施例中，第一凸起121的凸起高度可以小于第二凸起122的凸起高度。具体的，如图3所示，第一凸起121的第一高度H1为底面12与第一凸起121的最高点的垂直距离，第一高度H1即为第一凸起121的凸起高度。第二凸起122的第二高度H2为底面12与第二凸起122的最高点的垂直距离，第二高度H2即为第二凸起122的凸起高度。第一凸起121的第一高度H1小于第二凸起122的第二高度H2。

示例性的，在满足H1＜H2的情况下，可以在3um至5um的范围内设置H1、H2的具体取值。也可以根据实际情况设置H1、H2的具体数值，本发明对此不作限定。另外，H1与H2的差值可以为1um，或者H1与H2的差值可以在1um左右。

将第一凸起121的凸起高度设置为小于第二凸起122的凸起高度，可以使第一凸起121比较难于与反射片30接触，即避免第一凸起121与反射片30吸附，从而能够改善指纹识别区域的牛顿环现象，提高指纹识别精度。

在一些可选的实施例中，如图2所示，在指纹识别区AA1分布的多个第一凸起121的第一高度H1可以均是相等的。

在另一些可选的实施例中，如图6所示，多个第一凸起121中至少部分第一凸起121的第一高度不同，且第一高度不同的第一凸起121随机分布于指纹识别区AA1。例如，设置有部分第一凸起121的第一高度H1为3.2um，部分第一凸起121的第一高度H1为3.4um，部分第一凸起121的第一高度H1为3.6um等。这些第一高度H1不同的第一凸起121随机交叉分布。例如，任意相邻的两个第一凸起121可以具有不同的第一高度，即将指纹识别区内的第一凸起121设置为随机的不等凸起高度，能够避免指纹识别区的第一凸起121与反射片30之间形成规律性的间隙，从而进一步改善指纹识别区内的牛顿环现象，提高指纹识别精度。

在一些可选的实施例中，如图7至图10所示，第一凸起121还可以包括微结构31，微结构31用于增大第一凸起121的表面积。如图7及图8所示，微结构31可以是设置于第一凸起121表面的凸出部311。或者，如图9及图10所示，微结构31也可以是包括多个凹陷部312，凹陷部312由第一凸起121的表面向底面12凹陷。微结构31无论是凸出部还是凹陷部，均能够增加第一凸起121的表面积。

一方面，微结构31的设置能够避免指纹识别区的第一凸起121与反射片30之间形成规律性的间隙，即能够破坏第一凸起121与反射片30产生规律性的干涉条纹，从而进一步改善指纹识别区内的牛顿环现象，提高指纹识别精度。另一方面，为了增大指纹识别区域的导光板对红外光线的穿透能力，第一凸起121的尺寸可以设置为小于第二凸起122的尺寸，导致第一凸起121的表面积小于第二凸起122的表面积，进而导致指纹识别区的第一凸起121与非指纹识别区的第二凸起122对光源20出射的可见光的反射能力不同。而微结构31的设置能够增加第一凸起121的表面积，进而能够减小指纹识别区的第一凸起121与非指纹识别区的第二凸起122的表面积差异，使指纹识别区和非指纹识别区对可见光的反射能力趋于一致，从而在不牺牲对可见光的反射能力的情况下提高指纹识别区域的导光板10对红外光线的穿透能力。

在一些可选的实施例中，微结构31为设置于第一凸起121表面的凸出部311，如图8所示，凸出部311可以呈螺旋形分布。凸出部311可以是一个连续性结构。螺旋形的凸出部311每处的凸起高度可以是等高的，也可以是不等高的。各第一凸起121对应的凸出部311的尺寸可以是相同的，例如，每个各第一凸起121对应的凸出部311均具有相同的凸起高度。

另外，凸出部311也可以是不连续的，例如，凸出部311包括多个凸出单元，多个凸出单元整体上呈螺旋形分布。各凸出单元的凸起高度可以相同，也可以不同。

根据本发明实施例，将微结构31设置为呈螺旋形分布的凸出部，能够进一步避免指纹识别区的第一凸起121与反射片30之间形成规律性的间隙，即能够破坏第一凸起121与反射片30产生规律性的干涉条纹，从而进一步改善指纹识别区内的牛顿环现象，提高指纹识别精度。

在另一些可选的实施例中，如图9及图10所示，微结构31为设置于第一凸起121的凹陷部312。多个凹陷部312可以均匀分布于第一凸起121。例如，凹陷部312的数量为5个，其中一个凹陷部312可以位于第一凸起121表面的中心，另外四个环绕凹陷部312环绕该一个凹陷部分布。示例性的，第一凸起121和凹陷部312整体上呈类蜂窝形。当然，多个凹陷部312也可以随机分布于第一凸起121，本发明对此不作限定。

示例性的，如图10所示，凹陷部312在平行于底面12方向上的截面可以为圆形。该圆形的直径W3可以在1um至2um的范围内。凹陷部312的凹陷深度H3可以在0.5um至1um的范围内。当然，凹陷部312在平行于底面12方向上的截面也可以为其它形状，如矩形、椭圆形、三角形以及其它多边形等。

根据本发明实施例，将微结构31设置为均匀分布的多个凹陷部，能够进一步避免指纹识别区的第一凸起121与反射片30之间形成规律性的间隙，即能够破坏第一凸起121与反射片30产生规律性的干涉条纹，从而进一步改善指纹识别区内的牛顿环现象，提高指纹识别精度。

示例性的，微结构31无论是凸出部还是凹陷部，均可以通过纳米压印的方式形成上述微结构31及第一凸起121。

本实施例还提供一种显示装置，包括背光模组和位于背光模组的出光面的显示面板，其中，背光模组为如上任意一项实施例所述的背光模组。

请参考图11和图12，图11是本发明提供的一种显示装置的结构示意图，图12是本发明提供的另一种显示装置的结构示意图。图11和图12提供的显示装置1000包括背光模组100和位于背光模组100的出光面的显示面板200，其中，背光模组为本发明上述任一实施例提供的背光模组100。图11和图12实施例仅以手机为例，对显示装置1000进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置，可以是电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置，具有本发明实施例提供的背光模组的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于背光模组的具体说明，本实施例在此不再赘述。

继续参考图11和图12，可选的，其中，显示装置1000包括显示区，显示区包括指纹识别区AA1’；显示装置1000还包括多个设置于指纹识别区AA1’的指纹识别单元300。指纹识别单元300设置于反射片30背向导光板10的一侧。指纹识别单元300的数量可以是多个。

在一些可选的实施例中，如图11所示，显示装置1000采用直下式指纹识别技术。显示装置1000还可以包括红外光源301，直下式指纹识别技术中，红外光源301设置于背光模组100背向显示面板的一侧，具体的，红外光源301可以设置于反射片30背向导光板10的一侧。

在另一些可选的实施例中，如图12所示，显示装置1000采用侧边式指纹识别技术。显示装置1000还可以包括盖板400，盖板400设置于显示面板200的出光面。侧边式指纹识别技术中，红外光源301设置于背光模组100面向显示面板的一侧，具体的，红外光源301可以设置于盖板400面向显示面板200的一侧。

应当理解的是，显示装置1000包括显示区，显示区包括指纹识别区AA1’，背光模组100的指纹识别区域AA1与显示装置1000的指纹识别区AA1’对应，背光模组100的非指纹识别区域AA2与显示装置1000的非指纹识别区AA2’对应。

显示装置1000还包括多个设置于指纹识别区AA1’的指纹识别单元300，指纹识别单元300用于对指纹进行识别，导光板10设置有位于指纹识别区AA1的多个第一凸起121以及位于非指纹识别区AA2的多个第二凸起122。单位面积内分布的第一凸起121的占空比小于单位面积内分布的第二凸起122的占空比。即单位面积内未被第一凸起121占用的底面面积大于单位面积内未被第二凸起122占用的底面面积。根据本发明实施例提供的显示装置，能够增大指纹识别区对应的底面中未被第一凸起121占用的底面面积，以增大导光板10中指纹识别区穿过的红外光线数量，提高导光板10的指纹识别区对红光光线的穿透能力，从而提高指纹识别精度。

在一些可选的实施例中，第一凸起121还可以包括微结构31，微结构31用于增大第一凸起121的表面积。

一方面，微结构31的设置能够避免指纹识别区的第一凸起121与反射片30之间形成规律性的间隙，即能够破坏第一凸起121与反射片30产生规律性的干涉条纹，从而进一步改善指纹识别区内的牛顿环现象，提高指纹识别精度。另一方面，为了增大指纹识别区域的导光板对红外光线的穿透能力，第一凸起121的尺寸可以设置为小于第二凸起122的尺寸，导致第一凸起121的表面积小于第二凸起122的表面积，进而导致指纹识别区的第一凸起121与非指纹识别区的第二凸起122对光源20出射的可见光的反射能力不同。而微结构31的设置能够增加第一凸起121的表面积，进而能够减小指纹识别区的第一凸起121与非指纹识别区的第二凸起122的表面积差异，使指纹识别区和非指纹识别区对可见光的反射能力趋于一致，从而在不牺牲对可见光的反射能力的情况下提高指纹识别区域的导光板10对红外光线的穿透能力。

应当理解的是，背光模组100还可以包括为显示面板200提供光源的背光源以及其他光学膜材等元件，此处不再赘述。

依照本发明如上文所述的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (12)

1.一种背光模组，其特征在于，包括指纹识别区和非指纹识别区，所述背光模组包括导光板，所述导光板包括相对设置的出光面和底面，所述底面设有第一凸起和第二凸起，多个所述第一凸起位于所述指纹识别区，多个所述第二凸起位于所述非指纹识别区；

其中，单位面积内分布的所述第一凸起的占空比小于单位面积内分布的所述第二凸起的占空比；

多个所述第一凸起及多个所述第二凸起均呈矩阵分布，所述第一凸起在所述底面的正投影的面积小于所述第二凸起在所述底面的正投影的面积，且相邻所述第一凸起的第一距离与相邻所述第二凸起的第二距离相等；其中，所述第一距离为相邻所述第一凸起在所述底面的正投影的中心点之间的距离，所述第二距离为相邻所述第二凸起在所述底面的正投影的中心点之间的距离。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一凸起及所述第二凸起均为类半球形凸起。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一凸起的第一高度小于所述第二凸起的第二高度，所述第一高度为所述底面与所述第一凸起的最高点的垂直距离，所述第二高度为所述底面与所述第二凸起的最高点的垂直距离。

4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，多个所述第一凸起中至少部分所述第一凸起的第一高度不同，且第一高度不同的第一凸起随机分布于所述指纹识别区。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一凸起包括微结构，所述微结构用于增大所述第一凸起的表面积。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述微结构为设置于所述第一凸起表面的凸出部。

7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述凸出部呈螺旋形分布。

8.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述微结构包括多个凹陷部，所述凹陷部由所述第一凸起的表面向所述底面凹陷。

9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，多个所述凹陷部均匀分布于所述第一凸起。

10.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括光源及反射片，所述光源位于所述导光板的入光面的一侧，所述入光面与所述出光面及底面相连，所述反射片位于所述底面的一侧。

11.一种显示装置，其特征在于，包括：背光模组和位于所述背光模组的出光面的显示面板，其中，所述背光模组为权利要求10所述的背光模组。

12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括显示区，所述指纹识别区位于所述显示区；所述显示装置还包括设置于所述指纹识别区的指纹识别单元。

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