CN111880338B - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种显示装置，该显示装置包括背光模组以及位于背光模组出光面一侧的显示面板；背光模组包括灯板以及位于灯板朝向显示面板一侧的指纹识别光源组件，指纹识别光源组件至少包括指纹识别光源，指纹识别光源位于灯板上，指纹识别光源发出的光为非可见光；显示面板包括指纹识别区，指纹识别区接收指纹识别光源组件出射的光线。该显示装置在实现指纹识别的同时，还能够减小盖板长度，实现窄边框设计。

Description

一种显示装置

技术领域

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，指纹识别技术广泛应用于显示装置中，为其提供了有力的安全保障。

现有的显示装置常采用侧边式屏下指纹识别技术实现指纹识别功能。对于侧边式屏下指纹识别技术来说，指纹识别光源设置于非显示区(下边框或IC侧)对应的盖板的下方，用于在指纹识别时提供光源。该光源发出的光线照射到显示区的指纹识别区后，被手指反射到指纹识别传感器，由指纹识别传感器进行指纹的检测和识别。

但是，该方案需要延长原有的盖板的长度以覆盖指纹识别光源，导致盖板长度增加，不符合目前窄边框和高屏占比的设计趋势。

发明内容

本发明实施例提供一种显示装置，该显示装置在实现指纹识别的同时，还能够减小盖板长度，实现窄边框设计。

本发明实施例提供的显示装置包括背光模组以及位于背光模组出光面一侧的显示面板；

背光模组包括灯板以及位于灯板朝向显示面板一侧的指纹识别光源组件，指纹识别光源组件至少包括指纹识别光源，指纹识别光源位于灯板上，指纹识别光源发出的光为非可见光；

显示面板包括指纹识别区，指纹识别区接收指纹识别光源组件出射的光线。

本发明实施例提供的显示装置中的背光模组为直下式背光模组，本方案通过将指纹识别光源设置于背光模组的灯板上，使指纹识别光源组件出射的光能够被指纹识别区接收，以实现指纹识别功能。因为本方案将指纹识别光源组件设置于背光模组的原有空间内，从而无需延长盖板长度，有利于实现窄边框设计。

附图说明

图1是现有的显示装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图3是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图4是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图5是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图6是背光模组中指纹识别光源和显示发光光源在灯板上的布局示意图；

图7是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图8是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图9是背光模组中导光板的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是现有的显示装置的结构示意图，在介绍本发明实施例的方案之前，首先结合图1再次对现有的侧入式屏下指纹识别技术做简单说明：在现有技术中，指纹识别光源111设置于非显示区的盖板400的下方，这将导致盖板400长度增加，不利于窄边框和高屏占比的设计，此外，用于电连接显示面板200绑定区以及背光模组100底部驱动电路的柔性电路板201还有可能遮挡指纹识别光源111发出的光，降低指纹识别的可靠性。为解决上述问题，本发明实施例采取如下方案。

图2是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，该显示装置可以为手机，也可以为任何具有显示功能和指纹识别功能的电子产品，包括但不限于以下类别：电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等，本发明实施例对此不作特殊限定。参见图2，本发明实施例提供的显示装置10包括背光模组100以及位于背光模组100出光面一侧的显示面板200；背光模组100包括灯板(图2未示出)以及位于灯板朝向显示面板200一侧的指纹识别光源组件110，指纹识别光源组件110至少包括指纹识别光源111，指纹识别光源111位于灯板上，指纹识别光源111发出的光为非可见光；显示面板200包括指纹识别区Q1，指纹识别区Q1接收指纹识别光源组件110出射的光线。

其中，背光模组100为直下式背光模组，指纹识别光源111和显示发光光源120共同集成于灯板上，如此，可以利用灯板上的闲置位置设置指纹识别光源111，无需将指纹识别光源111设置于非显示区Q3的盖板400的下方，解决了现有的侧入式屏下指纹识别方案增加盖板长度的弊端。

其中，显示面板200位于背光模组100出光面的一侧，通过胶框500支撑其边缘，背光模组100和显示面板200放置于底钣金600形成的容纳腔内，以保证显示装置10的稳定性。显示面板200主要包括阵列基板、彩膜基板以及位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，在此不做过多说明。此外，显示面板200和显示发光光源120之间通常还设置有调光部件140，例如导光板、棱镜片和扩散片等，可以起到均匀光线和提升亮度的作用，在此不作过多说明。

需要说明的是，显示面板200通常包括显示区Q2和以及至少位于显示区Q2一侧的非显示区Q3(参见图2)，指纹识别区Q1可以位于显示区Q2，也可以位于非显示区Q3，为了适应于目前窄边框和高屏占比的设计趋势，图2以及后续附图仅以指纹识别区Q1位于显示区Q2为例进行说明。

还需要说明的是，指纹识别光源111发出的光可以是可见光，也可以是非可见光。但是，当指纹识别区Q1位于显示区Q2时，如果指纹识别光源111发出的光为可见光，在经过显示面板200时会存在一定的能量损失，而且，指纹识别光源111发出的可见光会影响图像显示，用于显示的可见光也会被手指反射至指纹识别传感器300，产生干扰信号，因此，本发明实施例优选指纹识别光源111发出的光为非可见光，以避免光能的损耗，避免指纹识别光源111和显示发光光源120发出的光相互干扰，保证指纹识别结果的准确性以及图像的正常显示。

最后需要说明的是，图2仅示例性地示出了指纹识别光源组件110在背光模组100中的其中一种设置方式，指纹识别光源组件110可以有多种设置方式，用于实现指纹识别光源111出射的光能够照射至指纹识别区Q1。后续对指纹识别光源组件110的设置方式做详细说明，在此仅以图2为例作示例性说明。

本发明实施例提供的显示装置中的背光模组为直下式背光模组，本方案通过将指纹识别光源设置于背光模组的灯板上，使指纹识别光源组件出射的光能够被指纹识别区接收，以实现指纹识别功能。因为本方案将指纹识别光源组件设置于背光模组的原有空间内，从而无需延长盖板长度，有利于实现窄边框设计。

在上述实施例的基础上，下面对指纹识别组件110的设置方式做详细说明。具体的，指纹识别光源组件的设置位置可以与非显示区对应，也可以与显示区对应。首先针对指纹识别光源组件的设置位置与非显示区对应的情况，介绍其设置方式。

继续参见图2，可选的，显示面板200还包括显示区Q2以及至少位于显示区Q2一侧的非显示区Q3，指纹识别区Q1位于显示区Q2；指纹识别光源组件110在显示面板200所在平面上的垂直投影与非显示区Q3至少部分交叠。

当指纹识别光源组件110的设置位置与非显示区对应时，由于指纹识别光源111位于与非显示区Q3对应的灯板上，因此，指纹识别光源111不会占据显示发光光源120的位置，不会影响显示装置10的显示功能。

在此基础上，为了使指纹识别光源111发出的光能够照射到指纹识别区Q1，提供以下两种可选方案。

第一种，继续参见图2。指纹识别光源组件110包括指纹识别光源111；指纹识别光源111的出光面朝向指纹识别区Q1，且指纹识别光源111的出光面与灯板的第一部所在平面之间具有的夹角θ满足0°＜θ＜60°，其中，位于指纹识别光源111远离指纹识别区Q1一侧的部分灯板为灯板的第一部。

本实施例中，由于指纹识别区位于显示区，而指纹识别光源111设置于与非显示区Q3对应的灯板上，因此，若θ＝0°，可能只有极少部分光束(甚至没有光束)能够照射至指纹识别区Q1，影响指纹识别。当然，θ也不能过大(例如大于60°)，当θ过大时，指纹识别光源111出射的光可能超出显示区Q2背离非显示区Q3的一侧，无法入射至指纹识别区Q1，无法实现指纹识别。因此，示例性的，指纹识别光源111的出光面与灯板的第一部所在平面之间的夹角θ可以为0°～60°，如此，可使指纹识别光源111出射的光照射至显示区Q2内的指纹识别区Q1。具体的，通过调节夹角θ的大小可以改变指纹识别区Q1在显示区Q2内的位置。当θ越小时，指纹识别区Q1与显示区Q2靠近非显示区Q3一侧边界的距离越小，指纹识别图标的位置越靠近非显示区Q3，相比于指纹识别图标位于显示区Q2中央而言更加美观。本领域技术人员可根据需求自行设定夹角θ的大小，本发明实施例对此不作限定。

本实施例的技术方案，通过将指纹识别光源111的出光面朝向指纹设别区倾斜，即可使指纹识别光源111出射的光能够照射到指纹识别区Q1。该方案不需要设置任何导光物质即可使指纹识别光源111出射的光照射至指纹识别区Q1，具有成本低和结构简单的优点。

第二种，参见图3。图3是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图3所示，可选的，指纹识别光源组件包括指纹识别光源111和第一光路调整元件112，指纹识别光源111的出光面与灯板所在平面平行；沿第一方向，第一光路调整元件112包括位于指纹识别光源111远离指纹识别区Q1一侧的部分；沿第二方向，第一光路调整元件112包括位于指纹识别光源111靠近显示面板200一侧的部分；指纹识别光源111发出的部分光束经第一光路调整元件112反射后照射至指纹识别区Q1；第一方向与指纹识别区Q1指向非显示区Q3的方向平行，第二方向与背光模组100指向显示面板200的方向平行。

如图3所示，当指纹识别光源111位于与非显示区Q3对应的灯板上时，还可以通过设置第一光路调整元件112改变指纹识别光源111发出的光束的方向，使指纹识别光源111发出的光能够被指纹识别区Q1接收。

可选的，第一光路调整元件112包括平面镜或凸面镜。示例性的，图3示出了第一光路调整元件112为平面镜的结构，利用平面镜可以将指纹识别光源111发出的部分光束反射至指纹识别区Q1。图4是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图，图4示例性地示出了第一光路调整元件112为凸面镜的结构，利用凸面镜可以将指纹识别光源111发出的部分光束反射至指纹识别区Q1。

需要说明的是，由于不同显示装置中各个部件的尺寸各不相同，因此，本发明实施例对第一光路调整元件112的设置位置不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。

继续参见图4，可选的，指纹识别光源组件还包括至少一个第二光路调整元件113；沿第二方向，第二光路调整元件113位于指纹识别光源111靠近显示面板200的一侧，第二光路调整元件113用于将指纹识别光源111发出的部分光束反射至第一光路调整元件112。

通过设置第二光路调整元件113，可以使部分未照射至第一光路调整元件112的光经第二光路调整元件113反射至第一光路调整元件112，进而经第一光路调整元件112反射至指纹识别区Q1，以提高指纹识别光源111的光利用率，增强指纹识别传感器300接收到的光的强度，提高指纹识别的成功率。

需要说明的是，本发明实施例对第二光路调整元件113的数量和设置位置不作限定，本领域技术人员可根据实际情况自行设定，只要可以利用第二光路调整元件113搜集部分未照射至第一光路调整元件112的光并将其反射至第一光路调整元件112即可。

可选的，第二光路调整元件113包括晶状体，晶状体的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。可以由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯制备晶状体，利用晶状体将部分指纹识别光源111发出的光反射至第一光路调整元件112。

本实施例的技术方案，通过设置第一光路调整元件和第二光路调整元件可以改变指纹识别光源出射光束的传播方向，使其能够照射至指纹识别区，实现指纹识别功能，而且还能提高指纹识别光源出射光束的利用率。

综上，上述实施例介绍了指纹识别光源组件110的设置位置与非显示区Q3对应时的设置方式。下面，介绍指纹识别光源组件110的设置位置与显示区对应时的设置方式。

图5是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参见图5，可选的，显示面板200还包括显示区Q2，指纹识别区Q1位于显示区Q2；指纹识别光源组件110在显示面板200所在平面上的垂直投影与指纹识别区Q1至少部分交叠。

本实施例的技术方案，由于指纹识别光源组件110靠近指纹识别区Q1，因此，其发出的部分光束可以直接照射至指纹识别区Q1，指纹识别光源组件110包括指纹识别光源111即可，无需设置其他导光结构。

该方案中，由于指纹识别光源111占据了显示发光光源120的位置，导致指纹识别区Q1的显示亮度低于显示区Q2内的非指纹识别区。为了弥补这一缺陷，下面提供两种解决方案。需要说明的是，以下两种解决方案可以择一设置，也可以同时设置，本领域技术人员可以根据实际情况选择设置方式，本发明实施例对此不作限定。

第一种，参见图6。图6是背光模组中指纹识别光源和显示发光光源在灯板上的布局示意图，如图6所示，可选的，背光模组100还包括位于灯板上的显示发光光源，显示发光光源包括第一显示发光光源121和第二显示发光光源122；第一显示发光光源121围绕指纹识别光源111设置，且第一显示发光光源121在显示面板200所在平面上的垂直投影与指纹识别区Q1至少部分交叠；第二显示发光光源122围绕第一显示发光光源121设置，且第二显示发光光源122在显示面板200所在平面上的垂直投影与指纹识别区Q1不交叠；第一显示发光光源121的发光亮度大于第二显示发光光源122的发光亮度。

通过增强与指纹识别区Q1对应的第一显示发光光源121的发光亮度，使其发光亮度大于与非指纹识别区对应的第二显示发光光源122的发光亮度，可以弥补因显示发光光源数量减少导致指纹识别区Q1和非指纹识别区显示亮度不均的缺陷。示例性的，可以通过增强驱动电压的方式增强第一显示发光光源的发光亮度，也可以采用发光亮度等级更高的器件作为第一显示发光光源，本发明实施例对此不作限定。

第二种，参见图7。图7是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图7所示，可选的，背光模组100还包括导光板141，导光板141位于指纹识别光源组件110背离灯板的一侧；导光板141的表面设置有多个朝向指纹识别光源组件110的凸起结构，凸起结构包括第一凸起结构1411和第二凸起结构1412，第一凸起结构1411在显示面板200所在平面上的垂直投影与指纹识别区Q1至少部分交叠，第二凸起结构1412在显示面板200所在平面上的垂直投影与指纹识别区Q1不交叠；在导光板141的表面的单位面积内，第一凸起结构1411的覆盖面积之和大于第二凸起结构1412的覆盖面积之和。

在导光板141上设置朝向显示发光光源的凸起结构能够起到会聚光线的作用。本实施例中，由于单位面积内第一凸起结构1411的覆盖面积之和大于第二凸起结构1412的覆盖面积之和，使得与指纹识别区Q1对应的导光板对光线的会聚能力更强，从而提高了指纹识别区Q1的显示亮度，弥补了因显示发光光源数量减少导致指纹识别区Q1和非指纹识别区显示亮度不均的缺陷。

可选的，可以采用如下方式使单位面积内第一凸起结构1411的覆盖面积之和大于第二凸起结构1412的覆盖面积之和：第一凸起结构1411的分布密度大于第二凸起结构1412的分布密度；和/或，第一凸起结构1411的覆盖面积大于第二凸起结构1412的覆盖面积。

示例性的，图7示例性地示出了第一凸起结构1411的分布密度大于第二凸起结构1412的分布密度的情况。参见图8，图8是本发明又一实施例提供的一种显示装置的结构示意图，图8示例性地示出了第一凸起结构1411的覆盖面积大于第二凸起结构1412的覆盖面积的情况。参见图9，图9是背光模组中导光板的俯视结构示意图，图9示例性地示出了第一凸起结构1411的分布密度大于第二凸起结构1412的分布密度，并且第一凸起结构1411的覆盖面积大于第二凸起结构1412的覆盖面积的情况。本领域技术人员可选择其中任意一种设置方式，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，图7和图8仅以导光板141靠近灯板的表面设置有凸起结构为例进行说明，在其他实施方式中，可选的，导光板141包括靠近灯板的第一表面和远离灯板的第二表面；第一表面和/或第二表面设置有多个朝向指纹识别光源组件的凸起结构。本领域技术人员可参照图7、图8和图9中任一方式在导光板141远离灯板的第二表面设置凸起结构，在此不作过多说明。

综上，上述实施例介绍了指纹识别光源111设置于与显示区Q2对应的灯板时指纹识别组件的设置方式，并介绍了两种保证指纹识别区Q1和非指纹识别区显示亮度均匀性的解决方案。

在上述实施例的基础上，参见图2-图5，可选的，背光模组100还包括封装胶体130，封装胶体130覆盖灯板和指纹识别光源组件110。

示例性的，封装胶体130可以为紫外光固化胶(UV胶)，通过紫外光照射可以固化UV胶，对灯板、显示发光光源120以及指纹识别光源组件110进行封装，保证显示发光光源120和指纹识别光源组件110的可靠性。

可选的，指纹识别光源111包括至少一个红外发光二极管。

指纹识别光源111的数量可以根据需求自行设定，本发明实施例对此不作限定。红外发光二极管发出的红外光的穿透能力强，而且红外光为非可见光，不会对显示图像产生影响，指纹识别传感器300也不会受到用于显示的可见光的干扰，因此，优选红外光作为指纹识别光源111。

最后，需要说明的是，指纹识别光源和显示发光光源的工作状态可以分别进行控制。另外，为了减少显示发光光源(和指纹识别光源)对手指反射的光线造成遮挡，示例性的，指纹识别光源和显示发光光源可以采用微型发光二极管(micro-LED)或者迷你发光二极管(mini-LED)，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种显示装置，其特征在于，包括背光模组以及位于所述背光模组出光面一侧的显示面板；

所述背光模组包括灯板以及位于所述灯板朝向所述显示面板一侧的指纹识别光源组件，所述指纹识别光源组件至少包括指纹识别光源，所述指纹识别光源位于所述灯板上，所述指纹识别光源发出的光为非可见光；

所述显示面板包括指纹识别区，所述指纹识别区接收所述指纹识别光源组件出射的光线；

所述显示面板还包括显示区，所述指纹识别区位于所述显示区；

所述指纹识别光源组件在所述显示面板所在平面上的垂直投影与所述指纹识别区至少部分交叠；

所述背光模组还包括位于所述灯板上的显示发光光源，所述显示发光光源包括第一显示发光光源和第二显示发光光源；

所述第一显示发光光源围绕所述指纹识别光源设置，且所述第一显示发光光源在所述显示面板所在平面上的垂直投影与所述指纹识别区至少部分交叠；

所述第二显示发光光源围绕所述第一显示发光光源设置，且所述第二显示发光光源在所述显示面板所在平面上的垂直投影与所述指纹识别区不交叠；

所述第一显示发光光源的发光亮度大于所述第二显示发光光源的发光亮度；

或者，所述背光模组还包括导光板，所述导光板位于所述指纹识别光源组件背离所述灯板的一侧；

所述导光板的表面设置有多个朝向所述指纹识别光源组件的凸起结构，所述凸起结构包括第一凸起结构和第二凸起结构，所述第一凸起结构在所述显示面板所在平面上的垂直投影与所述指纹识别区至少部分交叠，所述第二凸起结构在所述显示面板所在平面上的垂直投影与所述指纹识别区不交叠；

在所述导光板的表面的单位面积内，所述第一凸起结构的覆盖面积之和大于所述第二凸起结构的覆盖面积之和。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一凸起结构的分布密度大于所述第二凸起结构的分布密度；和/或，所述第一凸起结构的覆盖面积大于所述第二凸起结构的覆盖面积。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导光板包括靠近所述灯板的第一表面和远离所述灯板的第二表面；

所述第一表面和/或所述第二表面设置有多个朝向所述指纹识别光源组件的所述凸起结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括封装胶体，所述封装胶体覆盖所述灯板和所述指纹识别光源组件。

5.根据权利要求1-3任一项所述的显示装置，其特征在于，所述指纹识别光源包括至少一个红外发光二极管。

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