CN113762167A - 屏下指纹辨识装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种屏下指纹辨识装置及电子设备，屏下指纹辨识装置包括显示屏、功能层、缓冲层以及超声波指纹辨识模组，显示屏具有显示侧和与显示侧相对的非显示侧；功能层设于非显示侧，功能层不透光；缓冲层设于功能层背离显示屏的一侧，缓冲层上设有第一通孔；超声波指纹辨识模组至少部分收容于第一通孔内。本申请实施例的屏下指纹辨识装置可以令超声波指纹辨识模组至少部分收容于缓冲层的第一通孔内，并且，由于缓冲层与显示屏之间还设有不透光的功能层，其能够隔绝显示屏与第一通孔，从而避免显示屏在第一通孔位置处出现漏光，使得显示屏整体的亮度较为均匀，显示效果好。
Description
技术领域
本申请涉及指纹辨识技术领域，特别是涉及一种屏下指纹辨识装置及电子设备。
背景技术
随着技术的发展，为了提高电子设备的屏占比，屏下指纹辨识装置得到了广泛的应用。在屏下指纹辨识装置中，指纹辨识模组贴合在显示屏的下方，当手指触摸显示屏时，指纹辨识模组可以辨识指纹信息以进行身份验证，因此，屏下指纹辨识装置具有不占用显示屏表面空间、识别速度快、识别准确率高等特性。
根据技术原理和实现方法的不同，指纹辨识模组分为光学指纹辨识模组、电容指纹辨识模组、超声波指纹辨识模组等。其中，超声波指纹辨识模组由于其识别能力强，适用性广而得到广泛应用。相关技术中的指纹辨识装置中，是在显示屏下的膜层上开设通孔来容纳超声波指纹辨识模组的，而显示屏在通孔位置处难免会出现漏光现象，导致显示屏整体的亮度不均，影响显示效果。
发明内容
基于此，有必要针对显示屏在通孔位置处出现漏光现象，导致显示屏整体的亮度不均，影响显示效果的问题，提供一种屏下指纹辨识装置及电子设备。
本申请实施例提供了一种屏下指纹辨识装置，包括：显示屏，具有显示侧和与显示侧相对的非显示侧；功能层，设于非显示侧，功能层不透光；缓冲层，设于功能层背离显示屏的一侧，缓冲层上设有第一通孔；以及超声波指纹辨识模组，至少部分收容于第一通孔内。
在其中一个实施例中，超声波指纹辨识模组具有信号发射端，信号发射端贴附于功能层。
在其中一个实施例中，功能层包括散热层和屏蔽层。
在其中一个实施例中，散热层、屏蔽层和缓冲层依次层叠设于非显示侧，且信号发射端贴附于屏蔽层。
在其中一个实施例中，屏蔽层、散热层和缓冲层依次层叠设于非显示侧，散热层上设有与第一通孔连通的第二通孔，超声波指纹辨识模组至少部分收容于第一通孔和第二通孔内，且信号发射端贴附于屏蔽层。
在其中一个实施例中，第二通孔在屏蔽层上的正投影与第一通孔在屏蔽层上的正投影重合。
在其中一个实施例中，散热层包括石墨层。
在其中一个实施例中，屏蔽层包括铜箔层。
在其中一个实施例中，缓冲层包括泡棉层。
本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：壳体；以及如上述的屏下指纹辨识装置，屏下指纹辨识装置安装于壳体上。
基于本申请实施例的屏下指纹辨识装置及电子设备，通过在显示屏的非显示侧设置功能层，将缓冲层设于功能层背离显示屏的一侧，并在缓冲层上开设第一通孔，就可以令超声波指纹辨识模组至少部分收容于缓冲层的第一通孔内，并且，由于缓冲层与显示屏之间还设有不透光的功能层，其能够隔绝显示屏与第一通孔，从而避免显示屏在第一通孔位置处出现漏光，使得显示屏整体的亮度较为均匀，显示效果好。
附图说明
图1为相关技术中的屏下指纹辨识装置的整体结构剖视图；
图2为本申请一个实施例提供的屏下指纹辨识装置的整体结构剖视图；
图3为本申请另一个实施例提供的屏下指纹辨识装置的整体结构剖视图；
图4为本申请又一个实施例提供的屏下指纹辨识装置的整体结构剖视图。
主要元件符号说明
屏下指纹辨识装置10 第二通孔211
显示屏100 屏蔽层220
显示侧110 缓冲层300
非显示侧120 第一通孔310
功能层200 超声波指纹辨识模组400
散热层210 信号发射端410
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1为相关技术中的屏下指纹辨识装置1的整体结构剖视图。
如图1所示，相关技术中的屏下指纹辨识装置1一般包括显示屏11、缓冲层12、散热层13、屏蔽层14以及超声波指纹辨识模组15，其中，缓冲层12、散热层13和屏蔽层14依次层叠设于显示屏11下方。在屏下指纹辨识装置1的组装过程中，一般是在显示屏下方的缓冲层12、散热层13、屏蔽层14等上均开设通孔，将超声波指纹辨识模组15设置在该通孔内，以便将声波指纹辨识模组15直接与显示屏11贴合。这种结构存在的问题是显示屏11在通孔区域会出现漏光现象，导致显示屏11整体的亮度不均，影响显示效果。
图2为本申请一个实施例提供的屏下指纹辨识装置10的整体结构剖视图。
为了至少部分解决以上问题，请参阅图2，本申请实施例提供了一种屏下指纹辨识装置10，该屏下指纹辨识装置10包括显示屏100、功能层200、缓冲层300以及超声波指纹辨识模组400。
其中，显示屏100用于显示图像信息，其包括但不限于液晶显示屏100(LCD，LiquidCrystal Display)、发光二极管(LED，Light Emitting Diodes)显示屏100、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)显示屏100等，还可以依据不同的使用需求在这些显示屏100上层叠设置一个触控层以形成具有触控功能的显示屏100。具体的，显示屏100具有显示侧110和与显示侧110相对的非显示侧120，用户面对显示侧110即可观察到由显示屏100显示出的图像信息，而非显示侧120则用于对显示屏100进行安装固定、线路连接等。
而为了使屏下指纹辨识装置10能够正常实现图像显示以及屏下指纹辨识等功能，屏下指纹辨识装置10还包括一些具有不同辅助功能的功能层200。根据使用场景的不同，功能层200的数量可以为一层，贴附在显示屏100的非显示侧120。功能层200也可以为多层，依次层叠设于显示屏100的非显示侧120。功能层200与显示屏100之间，多层功能层200之间均可以采用胶层来进行连接。功能层200的大小、形状等可以与显示屏100保持一致，此处不作限定。具体的，功能层200设于显示屏100的非显示侧120，且功能层200不透光。由于不透光的功能层200设于显示屏100的非显示侧120，其不仅能够起到支撑显示屏100的作用，并且还能够避免显示屏100中的光线穿过而出现漏光的问题。
由于在屏下指纹辨识装置10的组装过程中，显示屏100可能会与其他部件或组装产生碰撞或挤压，为了对显示屏100起到一定的保护作用，屏下指纹辨识装置10还包括缓冲层300。缓冲层300设于功能层200背离显示屏100的一侧，缓冲层300采用柔性材料制作，其内部具有疏松结构，能够吸收一定的冲击力，因此，将缓冲层300设于功能层200背离显示屏100的一侧，当显示屏100与其他部件或组件产生碰撞或挤压时，缓冲层300能够缓解对显示屏100的冲击，保护显示屏100不被损坏。缓冲层300上设有第一通孔310，超声波指纹辨识模组400至少部分收容于第一通孔310内。缓冲层300上所开设的第一通孔310的形状和大小根据超声波指纹辨识模组400的形状和大小来确定，以能够完全容纳超声波指纹辨识模组400为准。由于缓冲层300与显示屏100之间设有不透光的功能层200，其能够隔绝显示屏100与第一通孔310，从而避免显示屏100在第一通孔310位置处出现漏光。
本申请实施例的屏下指纹辨识装置10通过在显示屏100的非显示侧120设置功能层200，将缓冲层300设于功能层200背离显示屏100的一侧，并在缓冲层300上开设第一通孔310，就可以令超声波指纹辨识模组400至少部分收容于缓冲层300的第一通孔310内，并且，由于缓冲层300与显示屏100之间还设有不透光的功能层200，其能够隔绝显示屏100与第一通孔310，从而避免显示屏100在第一通孔310位置处出现漏光，使得显示屏100整体的亮度较为均匀，显示效果好。
超声波指纹辨识模组400具有信号发射端410，在超声波指纹辨识模组400的工作过程中，用户的手指接触显示屏100上与超声波指纹辨识模组400所在位置相对应的区域，该信号发射端410能够向显示屏100的显示侧110发射超声波，利用用户的指纹表面皮肤和空气密度的不同，构建3D图像，超声波指纹辨识模组400再接受超声波回波讯息后，比对指纹信息，实现指纹识别。由于缓冲层300内部具有疏松结构，该疏松结构易被空气填充，而缓冲层300内空气的存在可能会对超声波指纹辨识模组400的辨识结果产生影响。因此，在一些实施例中，该信号发射端410贴附于功能层200。这样，超声波指纹辨识模组400在工作时，信号发射端410所发射的超声波信号不会与缓冲层300以及第一通孔310内的空气接触，也就不会受到空气的影响，而是直接穿过功能层200传递至显示屏100，使得超声波指纹辨识模组400的辨识效果更佳。
在一些实施例中，根据使用需求的不同，功能层200包括但不限于用于对显示屏100进行散热的散热层210和用于对显示屏100进行电磁信号屏蔽、防止信号干扰的屏蔽层220。采用以上功能层200能够辅助屏下指纹辨识装置10中的显示屏100正常工作。
在上述实施例的基础上，功能层200中的散热层210和屏蔽层220与显示屏100之间的相对位置关系可以灵活调整。例如，在本申请的一个实施例中，如图2所示，散热层210、屏蔽层220和缓冲层300依次层叠设于非显示侧120，即由显示屏100的显示侧110到非显示侧120，屏下指纹辨识装置10依次包括显示屏100、散热层210、屏蔽层220和缓冲层300，超声波指纹辨识模组400至少部分设于缓冲层300上的第一通孔310内，且超声波指纹辨识模组400的信号发射端410贴附于屏蔽层220。如此设置，屏下指纹辨识装置10的结构简单，在确保超声波指纹辨识模组400中的显示屏100、功能层200、缓冲层300以及超声波指纹辨识模组400均能够正常工作的同时，显示屏100也不会出现漏光现象，显示屏100整体的亮度较为均匀，显示效果好。
图3为本申请另一个实施例提供的屏下指纹辨识装置10的整体结构剖视图。
请参阅图3，在本申请的另一个实施例中，屏蔽层220、散热层210和缓冲层300依次层叠设于非显示侧120，即由显示屏100的显示侧110到非显示侧120，屏下指纹辨识装置10依次包括显示屏100、屏蔽层220、散热层210和缓冲层300，超声波指纹辨识模组400至少部分设于缓冲层300上的第一通孔310内，且超声波指纹辨识模组400的信号发射端410贴附于散热层210。与图2的实施例中不同的是，功能层200中的屏蔽层220和散热层210互换了位置，如此设置，同样的，屏下指纹辨识装置10的结构简单，在确保超声波指纹辨识模组400中的显示屏100、功能层200、缓冲层300以及超声波指纹辨识模组400均能够正常工作的同时，显示屏100也不会出现漏光现象，显示屏100整体的亮度较为均匀，显示效果好。
图4为本申请又一个实施例提供的屏下指纹辨识装置10的整体结构剖视图。
请参阅图4，在本申请的又一个实施例中，与图3的实施例中相同的是，屏蔽层220、散热层210和缓冲层300依次层叠设于非显示侧120，即由显示屏100的显示侧110到非显示侧120，屏下指纹辨识装置10依次包括显示屏100、屏蔽层220、散热层210和缓冲层300，而与图3的实施例中不同之处在于：散热层210上设有与第一通孔310连通的第二通孔211，超声波指纹辨识模组400至少部分收容于第一通孔310和第二通孔211内，且超声波指纹辨识模组400的的信号发射端410贴附于屏蔽层220。在本实施例中，在散热层210上设有与缓冲层300中的第一通孔310相连通的第二通孔211，且超声波指纹辨识模组400同时至少部分收容于第一通孔310和第二通孔211内，如此，超声波指纹辨识模组400在工作时，信号发射端410所发射的超声波信号不会与缓冲层300以及第一通孔310内的空气接触，也就不会受到空气的影响，而是直接穿过功能层200传递至显示屏100，使得超声波指纹辨识模组400的辨识效果更佳。同时，在散热层210上开设的第二通孔211也不会影响散热层210的正常使用，散热层210依然能够正常发挥其对显示屏100的散热作用，确保屏下指纹辨识装置10的正常使用。总体上，屏下指纹辨识装置10的结构简单，在确保超声波指纹辨识模组400中的显示屏100、功能层200、缓冲层300以及超声波指纹辨识模组400均能够正常工作的同时，显示屏100也不会出现漏光现象，显示屏100整体的亮度较为均匀，显示效果好。
进一步的，在上述实施例的基础上，第二通孔211在屏蔽层220上的正投影与第一通孔310在屏蔽层220上的正投影重合。第二通孔211在屏蔽层220上的正投影是指沿非显示侧120指向显示侧110，且垂直于屏蔽层220表面的方向，第二通孔211在屏蔽层220表面的投影。同样的，第一通孔310在屏蔽层220上的正投影是指沿非显示侧120指向显示侧110，且垂直于屏蔽层220表面的方向，第一通孔310在屏蔽层220表面的投影。在本实施例中，第二通孔211在屏蔽层220上的正投影与第一通孔310在屏蔽层220上的正投影重合，意味着第二通孔211与第一通孔310的形状相同、大小相等，且它们开设的位置相对应，如此，使得第一通孔310和第二通孔211在能够容纳超声波指纹辨识模组400的前提下，其大小尽可能地小，其形状尽可能地与超声波指纹辨识模组400相贴合，以减小在缓冲层300和散热层210上的开口尺寸，使缓冲层300和散热层210尽可能地保持结构完整性，以便缓冲层300和散热层210能够更好地实现它们的缓冲和散热功能，确保屏下指纹辨识装置10的正常使用。
与此同时，在上述各实施例中，散热层210包括石墨层，石墨层包含石墨，石墨的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂，材料具有耐高温导电性能，可做耐火材料，导电材料。同时，石墨及其制品具有良好的导热性能，可以作为散热材料使用。采用包括石墨层的散热层210，具有良好的散热性能。类似的，屏蔽层220包括铜箔层，铜箔是一种阴质性电解材料，具有低表面氧气特性，可以附着与各种不同基材，如金属，绝缘材料等，拥有较宽的温度使用范围，主要应用于电磁屏蔽及抗静电，将导电铜箔置于衬底面，结合金属基材，具有优良的导通性，并提供电磁屏蔽的效果。采用包括铜箔层的屏蔽层220，具有良好的电磁屏蔽效果。类似的，缓冲层300包括泡棉层，泡棉是塑料粒子发泡过的材料，泡棉具有有弹性、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等一系列特点。采用包括泡棉层的缓冲层300，具有良好的缓冲效果。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体以及如上述的屏下指纹辨识装置10，屏下指纹辨识装置10安装于壳体上。其中，该电子设备可以是任何具备显示功能的电子产品，包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电子阅读器、可穿戴设备、遥控器、电视机、台式计算机、车载设备等。壳体可以是单件壳体，也可以是由若干个壳体组装而成的壳体组件。壳体可以包括若干相连的壳壁，若干壳壁围成具有开口的收容腔，该收容腔用于安装屏下指纹辨识装置10。屏下指纹辨识装置10的显示侧110面向壳体外部，以将其中所显示的图像信息展示给电子设备的使用者。本申请实施例中的电子设备，由于采用了上述实施例中的屏下指纹辨识装置10，通过在显示屏100的非显示侧120设置功能层200，将缓冲层300设于功能层200背离显示屏100的一侧，并在缓冲层300上开设第一通孔310，就可以令超声波指纹辨识模组400至少部分收容于缓冲层300的第一通孔310内，并且，由于缓冲层300与显示屏100之间还设有不透光的功能层200，其能够隔绝显示屏100与第一通孔310，从而避免显示屏100在第一通孔310位置处出现漏光，使得显示屏100整体的亮度较为均匀，显示效果好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种屏下指纹辨识装置，其特征在于，包括：
显示屏，具有显示侧和与所述显示侧相对的非显示侧；
功能层，设于所述非显示侧，所述功能层不透光；
缓冲层，设于所述功能层背离所述显示屏的一侧，所述缓冲层上设有第一通孔；以及
超声波指纹辨识模组，至少部分收容于所述第一通孔内。
2.根据权利要求1所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述超声波指纹辨识模组具有信号发射端，所述信号发射端贴附于所述功能层。
3.根据权利要求2所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述功能层包括散热层和屏蔽层。
4.根据权利要求3所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述散热层、所述屏蔽层和所述缓冲层依次层叠设于所述非显示侧，且所述信号发射端贴附于所述屏蔽层。
5.根据权利要求3所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述屏蔽层、所述散热层和所述缓冲层依次层叠设于所述非显示侧，所述散热层上设有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述超声波指纹辨识模组至少部分收容于所述第一通孔和所述第二通孔内，且所述信号发射端贴附于所述屏蔽层。
6.根据权利要求5所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述第二通孔在所述屏蔽层上的正投影与所述第一通孔在所述屏蔽层上的正投影重合。
7.根据权利要求3至6任一项所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述散热层包括石墨层。
8.根据权利要求3至6任一项所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述屏蔽层包括铜箔层。
9.根据权利要求1所述的屏下指纹辨识装置，其特征在于，所述缓冲层包括泡棉层。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体；以及
如权利要求1至9任一项所述的屏下指纹辨识装置，所述屏下指纹辨识装置安装于所述壳体上。
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