CN112198720A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种显示装置，所述显示装置包括背光模组、显示面板和至少一个红外传感器，显示面板设置于背光模组出光面的一侧上，红外传感器设置于背光模组远离显示面板的一侧，背光模组包括光源和设置于光源出光面一侧的导光板，光源包括电路板以及多个间隔排布于电路板上的白光发光二极管，通过在白光发光二极管内设置红外光芯片，使得红外光芯片所发出的红外线在背光模组的作用下能够以面光源的形式垂直于显示面板厚度方向照射至手指并被反射回红外传感器中，避免被背光模组底部的反射片反射，减小红外线在显示装置内传播过程中的损耗率，增加经手指反射并照射至红外传感器中红外线的量，从而提高显示装置指纹识别的灵敏度。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
随着对显示装置的需求日益增加，对显示装置的外观要求也越来越高，尤其是移动显示装置，通过屏下指纹技术将指纹识别模块做到显示设备的显示区域内，从而提高显示装置的屏占比，实现了全面屏的显示效果。
如图1所示，图1为现有应用屏下指纹识别技术的液晶显示装置的结构示意图，用于接收红外线的红外传感器13设置于背光模组12远离显示面板11的一侧。当红外发光二极管14设置于显示面板11的侧边时，由显示面板11侧边入射的红外线在经过手指反射至底部红外传感器13的过程中，部分红外线会被传播途径中的玻璃盖板15或者其他膜层折射或者反射而无法照射至红外传感器13中，使得红外线产生大量损耗，减少进入红外传感器13中红外线的量，导致显示装置指纹识别的灵敏度降低。同时，红外发光二极管14还会增加显示面板11两侧非显示区域边框的宽度，降低显示面板11的屏占比。此外，红外传感器13与背光模组12侧边框之间的距离D也会被限定在一定的范围内(一般D<8mm)，否则由侧边入射的红外线无法被反射至红外传感器13中。当红外发光二极管14设置于背光模组12远离显示面板11的一侧时，红外发光二极管14所发出的红外线中仅有入射角度与背光模组12的反射片121垂直的红外线可以穿透反射片121以及其他膜层并经手指反射回红外传感器13中，而其他入射方向不与反射片121垂直的部分红外线则会被反射片121反射并照射至红外传感器13中，其不仅会产生大量红外线的损耗，同时还会对红外传感器13接收由手指反射回的红外线产生干扰，导致显示装置指纹识别的灵敏度降低。
综上，现有应用屏下指纹识别技术的液晶显示装置存在用于指纹识别的红外线在显示装置内传播过程中的损耗较大，使得经由手指反射至红外传感器的红外线数量减少，导致显示装置指纹识别灵敏度降低的问题。故，有必要提供一种显示装置来改善这一缺陷。
发明内容
本申请实施例提供一种显示装置，用于解决现有应用屏下指纹识别技术的液晶显示装置存在用于指纹识别的红外线在显示装置内传播过程中的损耗较大，使得经由手指反射至红外传感器的红外线数量减少，导致显示装置指纹识别灵敏度降低的问题。
本申请实施例提供一种显示装置，包括：
背光模组，包括光源和设置于所述光源出光面一侧的导光板；
显示面板，设置于所述背光模组出光面的一侧上；以及
至少一个红外传感器，设置于所述背光模组远离所述显示面板的一侧；
其中，所述光源包括电路板以及多个间隔排布于所述电路板上的白光发光二极管，所述白光发光二极管内设有红外光芯片。
根据本申请一实施例，所述白色发光二极管内还设有蓝光芯片或紫外光芯片，所述灯板上设有多个与所述白光发光二极管对应的容纳腔，所述蓝光芯片或者所述紫外光芯片与所述红外光芯片设置于同一所述容纳腔内。
根据本申请一实施例，所述容纳腔内填充有用于密封所述红外光芯片和所述蓝光芯片或者所述紫外光芯片的密封胶，所述光源的出光面一侧设有一层覆盖所述电路板表面的荧光膜层。
根据本申请一实施例，所述红外光芯片的尺寸小于所述蓝光芯片的尺寸和所述紫外光芯片的尺寸。
根据本申请一实施例，所述白光发光二极管内还设有所述蓝光芯片、绿光芯片和红光芯片，所述绿光芯片、所述红光芯片与所述蓝光芯片以及所述红外光芯片设置于同一所述容纳腔内。
根据本申请一实施例，所述白光发光二极管内设有所述蓝光芯片、绿光芯片和红光芯片，所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述红光芯片分别设置于不同所述容纳腔内，每一所述容纳腔内均设有所述红外光芯片。
根据本申请一实施例，所述光源与所述导光板之间还设有散光元件，所述散光元件的入光面和出光面分别与所述光源的出光面、所述导光板的入光面贴合。
根据本申请一实施例，所述散光元件内含有多个均匀分布的气凝胶颗粒。
根据本申请一实施例，所述气凝胶颗粒的材料包括氧化硅、氧化锆和氧化铝中的一种或者多种。
根据本申请一实施例，所述显示装置包括多个所述红外传感器，多个所述红外传感器阵列排布于所述背光模组远离所述显示面板的一侧，且多个所述红外传感器的感测范围覆盖所述显示面板的显示区域。
本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供的显示装置通过在背光模组光源的白光发光二极管内设置红外光芯片，使得红外光芯片所发出的红外线在背光模组的作用下能够以面光源的形式垂直于显示面板厚度方向照射至手指并被反射回红外传感器中，避免被背光模组底部的反射片反射，减小红外线在显示装置内传播过程中的损耗率，增加经手指反射并照射至红外传感器中红外线的量，从而提高显示装置指纹识别的灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的显示装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的显示装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的光源和导光板的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的第一种光源的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的扩散元件的散光光路示意图；
图6为本申请实施例提供的第二种光源的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的第三种光源的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步的说明。
本申请实施例提供一种显示装置，下面结合图2进行详细说明，图2为本申请实施例提供的显示装置的结构示意图，显示装置包括背光模组22、设置于背光模组22出光面一侧的显示面板21、设置于背光模组22远离显示面板21一侧的红外传感器23、设置于显示面板21上并与显示面板21通过光学胶贴合的封装盖板26、用于包围以防止背光模组22漏光的边框24、以及用于支撑并固定显示面板21、背光模组22和封装盖板26的外框25。边框24以及外框25的底部设有相互连通的通孔，红外传感器23设置于通孔内，用于接收由手指反射回的红外线，将含有指纹信息的红外线的光信号转变为对应的电信号并传递给显示装置的处理器。
本申请实施例所提供的显示面板21为液晶显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板、以及设置于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，阵列基板远离彩膜基板的一侧设有下偏光片，彩膜基板远离阵列基板的一侧设有上偏光片。
在本申请实施例中，红外传感器23包括靠近背光模组22一侧的镜片231、设置于镜片231底部的红外线过滤片232、设置于红外线过滤片232远离镜片231一侧的柔性电路板235、设置于柔性电路板235上的红外传感器芯片233和电容234、以及用于承载上述零部件的传感器外壳236。
背光模组22包括用于提供白光和红外光的光源221、设置于光源221出光面一侧的导光板222、设置于导光板222远离显示面板21一侧的反射片223以及设置于导光板222出光面一侧上的光学膜片，光学膜片包括层叠设置的扩散片224和棱镜片225。
在本申请实施例中，导光板222为侧入式导光板，光源221设置于导光板222左右两侧中的任意一侧。当然，在一些实施例中，光源221也可以同时设置于导光板222的左右两侧。
具体的，如图3和图4所示，图3为本申请实施例提供的光源221与导光板222的结构示意图，图4为本申请实施例提供的第一种光源的结构示意图，光源221包括电路板2211以及多个间隔排布于电路板2211上的白光发光二极管2212，白光发光二极管2212包括一个红外光芯片2213和一个蓝光芯片2214，电路板2211上设有多个间隔排布并与白光发光二极管2212一一对应的容纳腔2215，蓝光芯片2214与红外光芯片2213设置于同一容纳腔2215内。
可选的，容纳腔2215内填充有用于密封红外光芯片2213和蓝光芯片2214的密封胶，密封胶内均匀分布有黄色荧光粉，黄色荧光粉可在蓝光芯片2214发出的蓝光的作用下激发出白光。从白光发光二极管2212内出射的白光经导光板222、光学膜片传递至彩膜基板，并在彩膜基板内彩色滤光层的作用下，可转变为红光、绿光和蓝光，从而实现显示面板22的彩色画面显示。
与蓝光芯片2214设置于同一容纳腔2215内的红外光芯片2213发出的红外线，经过导光板22的扩散作用由点光源转变为面光源，并在光学膜片的作用下调整为垂直于显示面板21的厚度方向出射的光线。红外光芯片2213发出的红外线由背光模组22的出光面整面出射并穿透显示面板21和封装盖板26照射至手指，经手指反射后再依次穿透封装盖板26、显示面板21、背光模组22并照射至红外传感器23，红外传感器23将接收到的含有指纹信息的红外线的光信号转变为相应的电信号，并传递至显示装置的处理器，由处理器对电信号进行分析比对，以实现指纹识别的功能。
本申请实施例将红外光芯片2213与白光发光发光二极管2212的蓝光芯片2214设置于同一容纳腔内，可以减少原设置于显示面板两侧的红外发光二极管所占据的显示面板非显示部分边框的宽度，从而提升显示面板的屏占比。相对于设置在侧边或者设置在底边的红外发光二极管，本申请实施例将红外线光源由点光源变为面光源，增加了红外线的出射量，还可以防止红外线被封装盖板或者反射片反射或者折射，降低红外线在传播过程中的损耗率，增加照射至红外传感器中含有指纹信息的红外线的量，从而提高显示装置指纹识别的灵敏度。
优选的，如图3和图4所示，容纳腔2215内仅填充不含有黄色荧光粉的用于密封红外光芯片2213和蓝光芯片2214的透明材质的密封胶，光源221出光面的一侧设有一层覆盖电路板2211表面的荧光膜层2216。荧光膜层2216内含有均匀分布的黄色荧光粉，黄色荧光粉可在蓝光芯片2214发出的蓝光的作用下激发出白光。从白光发光二极管2212内出射的白光经导光板222、光学膜片传递至彩膜基板，在彩膜基板内彩色滤光层的作用下，可转变为红光、绿光和蓝光，同样可以实现显示面板22的彩色画面显示。
在优选实施例中，通过将荧光粉压制成荧光膜层2216并将其设置于光源221出光面的一侧，可以增加光源221的混光距离。将红外光芯片2213和蓝光芯片2214设置于同一容纳腔内，红外光芯片2213会压缩蓝光芯片2214的尺寸，且红外光芯片2213所发的红外线为不可见光，使得白光发光二极管2212与红外光芯片2213对应部分出射白光的亮度低于白光发光二极管2212与蓝光芯片2214对应部分出射白光的亮度，形成相对的亮区和暗区。多个间隔排布的白光发光二极管2212则会呈现出亮区和暗区相互交替的情况，对应显示面板的显示区域则会表现出亮暗不均的现象。优选实施例通过增设荧光膜层来增加光源221的混光距离，可以使经黄色荧光粉激发所产生白光扩散至红外光芯片2213对应的部分，减小白光发光二极管2212中红外光芯片2213与蓝光芯片2214各自对应部分的亮度的差异，提高白光发光二极管2212出光的均匀度，从而减弱显示面板显示区域亮暗不均的现象。
进一步的，红外光芯片2213的尺寸应小于蓝光芯片2214的尺寸，以此可以增大白光发光二极管2212亮区的范围，并减小暗区的范围，提高白光发光二极管2212出光的均匀度，从而减弱显示面板显示区域亮暗不均的现象。
优选的，红外光芯片2213的尺寸应为蓝光芯片2214尺寸的1/3，以此在满足红外线量足够的同时，不会过多压缩蓝光芯片2214的尺寸，保证显示面板显示区域亮度的均一性以及指纹识别的灵敏度。当然，在其他一些实施例中，红外光芯片2213和蓝光芯片2214的尺寸不仅限于上述实施例所提供的尺寸，红外光芯片2213和蓝光芯片2214的具体尺寸可以根据实际需求进行设定，此处不做限制。
更进一步的，如图3和图5所示，图5为本申请实施例提供的扩散元件226的散光光路示意图，光源221和导光板222之间还设有散光元件226，散光元件226的入光面和出光面分别与光源221的出光面和导光板222的入光面贴合，荧光膜层2216设置于光源221和散光元件226之间。
散光元件226内含有多个均匀分布的气凝胶颗粒2261，气凝胶颗粒2261对于由光源221发出的光线具有散射作用。由光源221进入至散光元件226内的光线可以在散光元件226内进行混光，并从散光元件226的除入光面以外的其他出光面出射，通过荧光膜层2216和散光元件226的结合可以进一步提高光源221发出的白光的均匀度，减弱显示面板显示区域亮暗不均的现象。
具体地，本申请实施例中气凝胶颗粒2261的材料为氧化硅。当然，在其他一些实施例中，气凝胶颗粒2261的材料还可以为氧化锆、氧化铝或者其他材料中的任意一种，或者也可以为氧化硅、氧化锆、氧化铝等材料中多种材料的混合。
在本申请实施例中，红外光芯片2213为独立驱动控制，其通过电路板2211上的走线以及其他信号走线与设置于显示装置内的柔性印刷电路板或者驱动集成电路芯片内的红外光芯片驱动模块连接，通过红外光芯片驱动模块直接驱动红外光芯片2213，使得显示装置在背光模组22发光与否的情况下均可以进行指纹识别。
可选的，显示装置中可以仅设置有一个红外传感器23，通过将红外光芯片2213集成于背光模组22的光源221中，将红外光源由点光源转变为面光源，使得红外光芯片2213发出的红外线可以穿透显示面板21的整个显示区域，红外传感器23设置在背光模组22远离显示面板21一侧的与显示面板21显示区域对应区域内的任意位置，均可以接收由手指反射回的包含有指纹信息的红外线。
优选的，显示装置中应包括多个红外传感器23，多个红外传感器23阵列排布于背光模组22远离显示面板21的一侧，且多个红外传感器23的感测范围应覆盖显示面板21的显示区域，边框24以及外框25底部应设有多个与红外传感器23一一对应的用于放置红外传感器23的通孔。多个红外传感器23的感测范围覆盖显示面板21的显示区域，使用者的手指触摸封装盖板与显示面板显示区域对应区域内的任意位置均可以实现指纹识别的功能，并且多个红外传感器23同时工作的情况下，还可以实现多点指纹识别，进一步提高了显示装置的安全性。
在其他一些实施例中，蓝光芯片2214可以替换为紫外光芯片或者近紫外光芯片，对应荧光膜层2216内则应含有红、绿、蓝荧光粉，荧光膜层2216可以在紫外光或者近紫外光的激发下发出白光，再经过彩色基板内彩色滤光层的作用下，可转变为红光、绿光和蓝光，同样可以实现显示面板22的彩色画面显示效果，其能够实现与上述实施例所提供的显示装置相同的技术效果，此处不再赘述。
本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供的显示装置通过在背光模组光源的白光发光二极管内设置红外光芯片，使得红外光芯片所发出的红外线在背光模组的作用下能够以面光源的形式在垂直于显示面板厚度方向照射至手指并被反射回红外传感器中，不仅可以增大红外线的出光量，还可以避免被背光模组底部的反射片反射，从而降低红外线在显示装置内传播过程中的损耗率，增加经手指反射并照射至红外传感器中红外线的量，进而提高显示装置指纹识别的灵敏度。
本申请实施例还提供一种显示装置，其结构与上述实施例提供的显示装置的结构大致相同，此处不做赘述。本申请实施例提供的显示装置与上述实施例提供的显示装置的区别在于，如图6所示，图6为本申请实施例提供的显示装置的第二种光源的结构示意图，光源的电路板31上设有多个间隔排布的白光发光二极管32，电路板31上设有多个与白光发光二极管32一一对应的容纳腔33，同一容纳腔33内不仅设有红外光芯片321和蓝光芯片322，同时还设有绿光芯片323和红光芯片324，容纳腔33内填充有用于密封红外光芯片321、蓝光芯片322、绿光芯片323和红光芯片324的透明材质的密封胶。
红光芯片324、蓝光芯片322和绿光芯片323一体化封装于同一容纳腔33内，上述芯片各自发出的红光、蓝光和绿光在容纳腔内混光形成白光，再经过导光板、光学膜片的作用传递至彩膜基板，在彩膜基板内彩色滤光层的作用下，可转变为红光、绿光和蓝光，从而实现显示面板的彩色画面显示效果。
在本申请实施例中，红外光芯片321的尺寸应小于红光芯片324、绿光芯片323和蓝光芯片322各自的尺寸，以此可以增大白光发光二极管32亮区的范围，并减小红外光芯片321所形成的暗区的范围，提高白光发光二极管32出光的均匀度，从而减弱显示面板显示区域亮暗不均的现象。
本申请实施例还提供一种显示装置，其结构与上述实施例所提供的显示装置的结构大致相同，此处不再赘述。本申请实施例所提供的显示装置与上述实施例提供的显示装置的区别之处在于，如图7所示，图7为本申请实施例提供的显示装置的第三种光源的结构示意图，光源的电路板41上设有多个间隔排布的白光发光二极管42以及多个与白光发光二极管42对应的容纳腔43，蓝光芯片422、绿光芯片423和红光芯片424分别通过封装胶单独封装于相邻不同的容纳腔43内。
蓝光芯片422、绿光芯片423和红光芯片424各自发出的可见光经混光后形成白光并从光源的出光面出射，再经过导光板、光学膜片的作用传递至彩膜基板，在彩膜基板内彩色滤光层的作用下，可转变为红光、绿光和蓝光，从而实现显示面板的彩色画面显示效果。
在本申请实施例中，每一容纳腔43内均设有一个红外光芯片421，红外光芯片421的尺寸小于蓝光芯片422、绿光芯片423和红光芯片424各自的尺寸，以此可以增大白光发光二极管42亮区的范围，并减小由红外光芯片421所形成的暗区的范围，提高白光发光二极管42出光的均匀度，从而减弱显示面板显示区域亮暗不均的现象。此外，通过在每个容纳腔43内设置一个红外光芯片421还可以增加光源中红外光芯片421的数量，在不影响显示面板亮度均一性的同时，提高光源发出的红外光的量，从而可以提高经由手指反射至红外传感器的红外线的量，进而提高指纹识别的灵敏度。
综上所述，本申请实施例提供一种显示装置，通过在背光模组光源的白光发光二极管内设置红外光芯片，使得红外光芯片所发出的红外线在背光模组的作用下能够以面光源的形式在垂直于显示面板厚度方向照射至手指并被反射回红外传感器中，不仅可以增大红外线的出光量，还可以避免被背光模组底部的反射片反射，从而降低红外线在显示装置内传播过程中的损耗率，增加经手指反射并照射至红外传感器中红外线的量，进而提高显示装置指纹识别的灵敏度。
综上所述，虽然本申请以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本申请，本领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为基准。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模组，包括光源和设置于所述光源出光面一侧的导光板；
显示面板，设置于所述背光模组出光面的一侧上；以及
至少一个红外传感器，设置于所述背光模组远离所述显示面板的一侧；
其中，所述光源包括电路板以及多个间隔排布于所述电路板上的白光发光二极管，所述白光发光二极管内设有红外光芯片。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述白色发光二极管内还设有蓝光芯片或紫外光芯片，所述灯板上设有多个与所述白光发光二极管对应的容纳腔，所述蓝光芯片或者所述紫外光芯片与所述红外光芯片设置于同一所述容纳腔内。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述容纳腔内填充有用于密封所述红外光芯片和所述蓝光芯片或者所述紫外光芯片的密封胶，所述光源的出光面一侧设有一层覆盖所述电路板表面的荧光膜层。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述红外光芯片的尺寸小于所述蓝光芯片的尺寸和所述紫外光芯片的尺寸。
5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述白光发光二极管内还设有所述蓝光芯片、绿光芯片和红光芯片，所述绿光芯片、所述红光芯片与所述蓝光芯片以及所述红外光芯片设置于同一所述容纳腔内。
6.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述白光发光二极管内设有所述蓝光芯片、绿光芯片和红光芯片，所述蓝光芯片、所述绿光芯片和所述红光芯片分别设置于不同所述容纳腔内，每一所述容纳腔内均设有所述红外光芯片。
7.如权利要求1至6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述光源与所述导光板之间还设有散光元件，所述散光元件的入光面和出光面分别与所述光源的出光面、所述导光板的入光面贴合。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述散光元件内含有多个均匀分布的气凝胶颗粒。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述气凝胶颗粒的材料包括氧化硅、氧化锆和氧化铝中的一种或者多种。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括多个所述红外传感器，多个所述红外传感器阵列排布于所述背光模组远离所述显示面板的一侧，且多个所述红外传感器的感测范围覆盖所述显示面板的显示区域。
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