CN112395982A - 背光模组、指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光模组、指纹识别装置，属于指纹识别技术领域，其可解决现有的指纹识别装置中背光灰阶均一性不能满足要求的问题。本发明的背光模组，包括：背光结构，其具有出光面，用于提供背光；调光层，用于调节所述背光模组的出光均一性；所述调光层分为多个调光区，至少部分不同调光区的透光率不同。

Description

背光模组、指纹识别装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种背光模组、指纹识别装置。

背景技术

目前近年来对于指纹的应用领域与识别方式越来越广泛，市面上指纹识别的智能终端设备也越来越多。指纹识别产品制备完成前，需要进行FBI(联邦调查局)身份特征识别标准测试。

但是FBI标准测试对背光模组的均一性要求较高，目前背光模组的均一性测试(取九点均一性边缘点距边缘1/6的边长距离)一般只能达到85％的均一性，不能满足FBI标准测试要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种出光均一性较高的背光模组。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种背光模组，包括：

背光结构，其具有出光面，用于提供背光；

调光层，用于调节所述背光模组的出光均一性；所述调光层分为多个调光区，至少部分不同调光区的透光率不同。

可选的，所述调光层包括：第一基材和形成于所述第一基材上的油墨层；

至少部分不同调光区中，所述油墨层的油墨浓度不同。

进一步可选的，所述背光结构包括：背光源、导光板和扩散板；

所述导光板具有入光面和出光面，所述背光源设置于所述导光板的入光面侧，所述扩散板设置于所述导光板的出光面侧；

所述扩散板共用作所述调光层的第一基材。

可选的，所述调光层包括：第二基材；所述第二基材包括主体部和多个镂空部；至少部分不同调光区中，所述主体部与所述镂空部的面积占比不同。

进一步可选的，每个所述镂空部的面积相同；至少部分不同调光区中，所述镂空部的数量不同。

进一步可选的，至少部分不同调光区中，镂空部的数量相同，同一调光区中的镂空部的面积不同。

进一步可选的，所述第二基材的材料包括玻璃。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种指纹识别装置，包括上述任意一种背光模组。

可选的，所述指纹识别装置还包括：多个传感单元；

所述背光模组发出的背光穿过所述传感单元所在层射向手指，所述传感单用于对手指反射的所述背光进行光电转换，以识别指纹信息。

可选的，所述调光区与所述传感单元一一对应。

附图说明

图1为本发明的实施例的背光模组的结构示意图；

图2为本发明的实施例的指纹识别装置的结构示意图；

其中附图标记为：1、背光模组；11、背光结构；12、感光单元。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是为了便于对本公开实施例的内容的理解。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不是旨在限制性的。

实施例1：

现有技术中，指纹识别装置包括背光模组1以及传感单元2。其中，背光模组1提供背光。背光单元发出的光线穿过传感单元2发射出去，经过手指反射后被传感单元2进行接收，通过传感单元2的光电转换，将指纹信息转换成电信号，从而进行指纹信息的识别。

背光模组1可包括用于提供背光光线的背光光源、反射层、导光部、扩散层以及增光层，导光部设置于反射层的上方，扩散层设置于导光部的上方，增光层设置于扩散层的上方。背光光源设置在导光部及反射层的侧方，用以将背光光源发出的背光光线通过导光部反射后依次通过扩散层和增光层射出。反射层设置在导光部的下方，可以将背光模组1的各层的漏光反射向背光模组1的出光面，提高背光模组1的效率，提升亮度。这些被反射回导光部内的光可以直接穿过导光部从其正面出射，也可以在导光部内经过全反射等的散射之后，从导光部的正面出射。根据需要的不同，导光部可以包括导光板或导光膜等，本实施例对此不作限定。本实施例中，以导光部包括导光板为例，可以利用光学级的亚克力或PC材料制成，使导光部具有极高反射率且不吸光。

在依照FBI标准测试指纹识别产品时，需要在背光模组1上侧放上一个反光板，然后打开背光模组1，通过传感单元2读取指纹识别产品的显示灰阶。在测试时，要求测试画面无255灰阶且整张画面的灰阶值越大越好。通常情况下，需要达到230-240灰阶值，且整张图片均一性高或者说灰阶均方差较小。但是在是实际情况中，即使背光模组1通过了初始的均一性测试，但是在指纹识别产品测试结果中，处于各种原因，显示画面均一性仍不能满足需求。

基于上述技术问题，如图1所示，本实施例提供一种背光模组1，包括：背光结构11和调光层12。其中，背光结构11具有出光面，用于提供背光；调光层12用于调节背光模组1的出光均一性；调光层12分为多个调光区，至少部分不同调光区的透光率不同。

本实施例提供的背光模组1中，调光层12分为多个调光区，针对现有技术中显示产品的检测画面均一性不高的问题，可分别设置不同调光区的透光率，通过调光层12不同调光区不同的透光率与实际情况中画面不同位置的灰阶对应，使得在该背光模组1应用于指纹识别模组时，显示画面的灰阶均一性更好。

其中，背光结构11可包括现有技术中的背光光源、反射层、导光部、扩散层以及增光层等结构。

在一些实施方式中，调光层12包括：第一基材和形成于第一基材上的油墨层；至少部分不同调光区中，油墨层的油墨浓度不同。本实施例中，可通过不同对不同调光区中油墨层的油墨浓度，来实现对调光区透光性的控制。

具体的，本实施方式中，可利用不同浓度和/或不同厚度的油墨来设计调光层12，实现对调光层12不同调光区的透光率控制。

可以理解的是，在本实施方案中，根据实际的匀光精度需求，可对调光区的大小、排布等方面进行设计。其中优选的，调光区优选与传感单元2一一对应，也即调光区与传感单元2对点对点透过率设定。在实际的像素区(通常像素与感测单元对应)中，为了保证在传感单元2所采集的图像上观察不会出现单颗像素与临边像素的差异，油墨层的点状油墨的最小尺寸在像素点尺寸以下。

可选的，本实施方式中，扩散板共用作调光层12的第一基材。本实施例中，调光层12的第一基材可以为PET(Polyethylene terephthalate；热塑性聚酯)、PMMA(polymethylmethacrylate；聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(Polycarbonate；聚碳酸酯)等透光率均一的材料。本实施例中，在第一基材镀上一层油墨材料或者不同透过率材料，特别在设计中由于工艺上精度的限制导致透过率差异较大的区域存在灰阶段差，此种情况可以通过将普通透明材料基材改为扩散材料解决此种问题。

在另一些实施方式中，调光层12包括：第二基材；第二基材包括主体部和多个镂空部；至少部分不同调光区中，主体部与镂空部的面积占比不同。

具体的，本实施例中，还可以利用掩膜板在第二基材上进行设计，可以在第二基材的主体上通过刻蚀等工艺形成镂空部，通过控制调光区中镂空部的面积占比实现对调光区透光率的控制。

可选的，本实施例中，每个镂空部的面积相同；至少部分不同调光区中，镂空部的数量不同；和/或，至少部分不同调光区中，镂空部的数量相同，同一调光区中的镂空部的面积不同。

具体的，本实施例中可以在第二基材上做一层透光小孔(也即镂空部)，利用排布密度与或者排布孔的大小来实现灰阶均一性的目的。已知现有技术中掩膜板(mask)最小的曝光精度为4μm，其设计可以满足正常的传感单元2的需求，利用孔的排布来达到填补背光模组1或者整体指纹识别产品的灰阶不均一，利用如下孔多位置透过率高，孔少位置透过率低。也可以通过孔的大小来完成设计的目的。

可选的，本实施例中，第二基材的材料包括玻璃。

本实施例提供的背光模组1中，根据背光源与导光板的相对设置位置，背光结构11可包括直下式背光结构11，或者普通侧入式背光结构11等。根据背光光源的类型，该背光结构11可以为液晶背光模组1(BLU)、mini LED背光模组、micro LED背光模组、OLED背光模组。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供以一种指纹识别装置，其可包括实施例1中提供的任意一种背光模组1。

本实施例提供的指纹识别装置中，还可包括：多个传感单元2；背光模组1发出的背光穿过传感单元2所在层射向手指，传感单用于对手指反射的背光进行光电转换，以识别指纹信息。

如图2所示，本实施例提供的指纹识别装置中，传感单元2设置在背光模块的出光面侧(图2中的上侧)，背光结构11发出的光穿过调光层12，继续穿过传感单元2所在层射向手指，传感单用于对手指反射的背光进行光电转换，以识别指纹信息。

其中，传感单元2优选为包括光电传感单元2。具体的，有多个传感单元2可构成光学感应阵列，该光学感应阵列的感应区域可以对应指纹传感器112的指纹识别区域。可以理解的是，在该指纹识别装置中还可包括与该光学感应阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路等。

可以理解的是，传感单元2的光电转化率是正相关的，在指纹识别模组检测时，在背光模组1同一处，背光亮度越大，被位于该位置处的传感单元2检测到的画面灰阶越大。基于现有技术中的指纹识别模组的背光均一性不够高的现象，本实施例中只要通过调光层12中各调光区的透光率的设置，对背光模组1的出光均一性进行调整、改善即可。

其中需要说明的是，对指纹识别模组的产品测试是在产品制备完成以后进行的，此时并不方便对指纹识别模组的内部结构进行调整改进，因此，本实施例中可以通过大量采集现有的指纹识别模组的显示灰阶画面数据，得到平均灰阶图；根据平均灰阶图中各位置的灰阶值，确定调光层12的各调光区的透光率。依据得到的透光率数据对调光层12的各调光区的透光率进行设置，从而尽量保证背光模组1的最终出光均一性。

具体的，可通过确定SNR值来判断画面的灰阶均一性的高低。SNR＝|亮态下灰阶平均值-暗态下的灰阶平均值|/亮态下灰阶均方差。依照FBI标准，SNR值应达到125。亮态采图基准是在暗室情况下背光模组1以及传感单元2的构架下，在上层放置一定反射率的镜面材料(反射率优选可为79％)，开启背光模组1，使得整张图不存在255灰阶，读取图像的均值与均方差；暗态采图基准是在暗室情况下背光模组1以及传感单元2的构架下，关闭背光模组1采集图片，读取图像均值与均方差；最终利用上述数据来获得SNR值。

在采集反射光时，由于传感单元2驱动差异导致不同传感单元2在相同背光模组1下相同结构下采集的灰阶图不同，同样在相同的传感单元2下不同的背光模组1由于制作的略微差异也造成灰阶图的不同；对于上述情况给设计调光层12的透光率造成一定的问题，故前期应采集大量的背光模组1以及传感单元2组合在一起采集灰阶图，利用所得到的灰阶照片取平均值作为设计膜材的基准灰阶图。

在得到了平均灰阶图，设定平均灰阶图中最小灰阶处对应的灰阶值为Gmin，其对应处的调光层12的透光率设定为TRmax，平均灰阶图中其它区域的灰阶则为GX，其对应处的调光层12的膜材透光率为TRmax*Gmin/GX。根据所得到的透光率数据，可依据实施例1中对透光率的控制原理(例如控制油墨浓度、第二基材镂空部占比等)，形成对应透光率的调光层12，最终得到均一性较高的背光模组1。

可选的，本实施例中，调光区与传感单元2一一对应。

可以理解的是，在本实施方案中，根据实际的匀光精度需求，可对调光区的大小、排布等方面进行设计。其中优选的，调光区优选与传感单元2一一对应，也即调光区与传感单元2对点对点透过率设定。在实际的像素区中，为了保证在传感单元2所采集的图像上观察不会出现单颗像素与临边像素的差异，油墨层的点状油墨的最小尺寸在像素点尺寸以下；和/或，第二基材的单个镂空部的尺寸应该在像素点尺寸以下。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：

背光结构，其具有出光面，用于提供背光；

调光层，用于调节所述背光模组的出光均一性；所述调光层分为多个调光区，至少部分不同调光区的透光率不同。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述调光层包括：第一基材和形成于所述第一基材上的油墨层；

至少部分不同调光区中，所述油墨层的油墨浓度不同。

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述背光结构包括：背光源、导光板和扩散板；

所述导光板具有入光面和出光面，所述背光源设置于所述导光板的入光面侧，所述扩散板设置于所述导光板的出光面侧；

所述扩散板共用作所述调光层的第一基材。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述调光层包括：第二基材；所述第二基材包括主体部和多个镂空部；至少部分不同调光区中，所述主体部与所述镂空部的面积占比不同。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，

每个所述镂空部的面积相同；至少部分不同调光区中，所述镂空部的数量不同。

6.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，

至少部分不同调光区中，镂空部的数量相同，同一调光区中的镂空部的面积不同。

7.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述第二基材的材料包括玻璃。

8.一种指纹识别装置，其特征在于，包括权利要求1至7中任意一项所述的背光模组。

9.根据权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括：多个传感单元；

所述背光模组发出的背光穿过所述传感单元所在层射向手指，所述传感单用于对手指反射的所述背光进行光电转换，以识别指纹信息。

10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述调光区与所述传感单元一一对应。

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