CN209803492U - 屏下指纹识别液晶显示装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种屏下指纹识别液晶显示装置及终端设备，该液晶显示装置包括依次叠置的玻璃面板、液晶模组、背光模组以及指纹识别模组；玻璃面板上设置有指纹识别区，背光模组包括逆棱镜膜片，指纹识别模组包括设置在背光模组对应指纹识别区的下方的指纹识别传感器，以及用于向指纹识别区发送定向检测光线的指纹检测发光器。本实用新型结构新颖，采用逆棱镜膜的背光模组厚度减小，对光的吸收以及造成的光损失减小，提高了屏下指纹识别的灵敏性，同时逆棱镜膜将导光板上导出的光线通过全反射原理转向垂直方向，垂直方向可视角收窄，实现防窥视和提高亮度的目的。

Description

屏下指纹识别液晶显示装置及终端设备

技术领域

本实用新型涉及屏下指纹识别领域，具体涉及屏下指纹识别液晶显示装置及终端设备。

背景技术

随着液晶显示屏(LCD)的快速发展以及全面屏的普及，屏下指纹识别技术是未来的发展趋势。相比起占用屏幕上的部分显示区域来放置摄像头等元器件来做人脸和指纹识别，屏下指纹识别的好处是能够保证整块屏幕的完整性，手机直接贴在屏幕上就能识别并解锁。

从目前指纹识别技术的原理来看，较为常见的指纹识别方式分别为光学、电容、热敏和超声波四种。针对LCD显示屏来说，通过穿透力更强的光学指纹识别是主要研究发展趋势。光学指纹识别是指通过特定激光穿过玻璃盖板等到达指纹上，因手指的不同纹路导致反射光线不同，这些反射光线再穿透模组，到达指纹传感器，从而实现指纹识别的方法。LCD显示屏的屏下指纹识别技术的难点在于LCD模组是被动发光的，其通过底部的LED背光源透过光学膜片、液晶模组等发光，但背光模组的各膜片会产生光吸收并造成光损失，导致指纹识别灵敏性和效果降低；并且如果背光模组中的光学膜片不做改动，直接把手指放上去后，这些带指纹信息的光受到扩散膜的扩散与反射膜的反射干扰后，容易导致屏幕底下的指纹传感器收集不到足够多的有用信号，从而识别不了指纹。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术的不足之处，提供一种屏下指纹识别液晶显示装置及终端设备，该液晶显示装置的背光模组采用逆棱镜膜片替代上下增光膜和扩散膜，解决了多层膜片因光吸收降低指纹识别灵敏性和光强度的缺陷，并且降低了背光模组的厚度和模组雾度，具有更优异的指纹识别性能和光学性能。

本实用新型所提供的屏下指纹识别液晶显示装置，其具体技术方案如下：

包括依次叠置的玻璃面板、液晶模组和背光模组；所述玻璃面板上设置有指纹识别区，所述背光模组包括逆棱镜膜片；

还包括指纹识别模组，该指纹识别模组包括指纹识别传感器和指纹检测发光器，所述指纹识别传感器设置在所述背光模组对应所述指纹识别区的下方；

所述指纹检测发光器用于向指纹识别区发送定向检测光线。

指纹检测发光器向指纹识别区发送定向检测光线，人体手指覆上指纹识别区后产生指纹信息，指纹识别传感器检测所述指纹信息。因背光模组采用逆棱镜膜片，该膜片用以替代扩散膜，并且该膜片将导光板出射的光线折射到垂直于背光表面的正向方向，光损失降低且模组雾度降低，更便于指纹识别光线的穿透及到达下一个结构。

进一步的，所述指纹检测发光器设置在液晶模组或者背光模组的侧边。

进一步的，液晶模组包括下偏光片与下玻璃板，所述下偏光片与下玻璃板通过光学胶粘接，所述光学胶的折射率要小于封装液晶的玻璃的折射率。具体的，所述光学胶的折射率小于1.45。

在指纹检测发光器设置在液晶模组或背光模组的侧边时，光学胶的折射率越低，更多光线在下偏光片与下玻璃板的粘接界面实现全反射，提高指纹检测光线传输到达指纹识别区的强度。

在上述液晶显示装置中，背光模组的反射膜可以采用定制反射膜，也即可根据指纹检测光的光波大小定制反射膜，使指纹检测光可以穿透该反射膜并到达指纹识别区。

作为替代的，所述指纹检测发光器还可设置在背光模组模组对应指纹识别区的下方。

当然，上述技术方案中的指纹检测发光器和指纹识别传感器既可以各自独立设置，也可以一体集成设置在背光模组的下方。

进一步的，所述逆棱镜膜片包括依次设置的背涂层、基材层和逆棱镜层，所述逆棱镜层朝向背光模组的导光板设置。

所述逆棱镜层的厚度为0.075㎜-0.15㎜。

具体的，上述逆棱镜层呈连续锯齿沟槽状，且正对所述导光板的锯齿其齿形角为60°-75°，更为优选的，上述齿形角为68°。

进一步的，所述导光板的反射面底面设置有楔形网点结构，所述楔形网点结构包括与反射面平行的底面、与底面成第一角度的第一斜面以及与所述底面呈第二角度的第二斜面，所述第二角度为1-5°。

该楔形网点结构表面光滑，故光线在该网点上发生镜面反射会导致光线从导光板的上表面出光时，其光线容易沿着固定的位置来出光，即形成亮纹效果。

本实用新型所提供的屏下指纹识别液晶模组，因采用上述结构的逆棱镜膜片替代上下增光膜和扩散膜，能将背光模组的厚度0.165-00.17㎜(采用上下增光膜和扩散膜时的厚度)降低0.015-0.095㎜；同时，由于扩散膜由基材层以及位于基材层两侧的扩散层构成，因而采用逆棱镜膜片后减少了因采用扩散膜时其扩散层的扩散作用，减少了光损失，降低了背光模组的雾度，更利于指纹识别光线的穿透和传输。

进一步的，所述背光模组包括铁框，所述铁框对应指纹识别区的位置设置有用以透过指纹检测光的通孔。

铁框不仅能支撑背光模组的结构，还能传输指纹识别光线。

此外，本实用新型还提供一种具有上述屏下指纹识别液晶显示装置的终端设备。

与现有技术相比，本实用新型所提供的屏下指纹识别液晶显示装置及终端设备具有如下技术优点：

所提供的液晶显示装置在实现屏下指纹识别的同时，因采用逆棱镜膜替代现有结构背光模组中的上下增光膜和扩散膜，从而减少各膜片对光的吸收并降低光损失，提高指纹识别灵敏性；

同时逆棱镜膜因在靠近导光板出光面的一侧设置棱镜层，能控制出光光线角度，减小视角，使得光线更加集中；同时，降低背光模组的整体厚度，并能提升背光正视亮度，提升比率至少在30％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1所示屏下指纹识别液晶显示装置的结构示意图；

图2为图1中的B处放大示意图；

图3为本实用新型实施例2所示屏下指纹识别液晶显示装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例3所示屏下指纹识别液晶显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，不用来限制本实用新型的范围。

实施例1：

如图1所示，屏下指纹识别液晶显示装置，从上到下包括玻璃面板9、液晶模组5和背光模组(附图中未图示)以及指纹识别模组；所述玻璃面板9上设置有指纹识别区1，所述指纹识别模组包括独立设置的指纹检测发光器4和指纹识别传感器3，指纹识别传感器3设置在背光模组对应所述指纹识别区1的下方，所述指纹检测发光器4设置在液晶模组和背光模组的侧面；该液晶显示装置的背光模组为侧入式背光模组，其包括LED光源10、反射面上设置有楔形网点结构的导光板7、设置在导光板7上方的逆棱镜膜6以及具有通孔8的铁框11，该铁框不仅能支撑背光模组结构，且其上的通孔能使得指纹检测发光器4的指纹检测光透过并传输。

如图2图示，所述逆棱镜膜6包括依次设置的背涂层12、基材层13以及朝向导光板7设置的逆棱镜层14，上述逆棱镜层呈连续锯齿沟槽状，且正对所述导光板的锯齿其齿形角为68°。

所述楔形网点结构包括与反射面平行的底面(图中未加以附图标记)以及与底面成第一角度的第一斜面16以及与所述底面呈第二角度的第二斜面15，第一斜面16靠近光源设置，所述第二角度为1-5°。

在上述屏下指纹识别液晶显示装置中，液晶模组的下偏光片与下玻璃板采用光学折射率小于1.45的光学胶胶粘，以实现指纹检测光线在胶粘面上的全反射，以使得更多的检测光线传输到所述指纹识别区。

实施例2：

与实施例1的不同之处仅在于，所述指纹检测发光器4与指纹识别传感器3均设置在背光模组下方，且对应所述指纹识别区。

实施例3

与实施例1和实施例2中指纹识别模组的指纹检测发光器4和指纹识别传感器3各自独立设置不同，该实施例3中采用指纹识别传感器和指纹检测发光器一体集成结构，该一体集成结构设置在背光模组对应指纹识别区1的下方。指纹检测发光器向指纹识别区发出定向发射光，指纹识别传感器再检测该发射光经人体手指反射后的反射光，其中L1为发射光，L2为反射光。

在上述实施例中，所述指纹检测发光器5向指纹识别区发出的为特定波段红外光，该红外光穿透反射膜到达指纹识别区后，因手指纹路的不同，对于定向发射光产生不同的反射光，反射光可透过背光模组的反射膜、逆棱镜膜、铁框的通孔并到达指纹识别传感器，从而进行指纹识别。

背光模组中采用逆棱镜膜，减少了多层光学膜(采用上下增光膜和扩散膜时)对光源的光吸收，降低了光损失，并能将经由导光板出光面射出的光线通过全反射原理转向垂直方向射出，垂直方向可视角度可收窄至20°。

因而本实用新型提供的上述屏下指纹识别液晶显示装置能显著提高指纹识别的灵敏性，同时降低背光模组的厚度和模组雾度，降低生产成本，收窄出光可视角以实现防窥视和提高亮度的目的，明显提升背光正式亮度。

具有上述实施例1-3中任一结构所述液晶显示装置的终端设备，可以为手机、平板电脑等。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，包括依次叠置的玻璃面板、液晶模组和背光模组；所述玻璃面板上设置有指纹识别区，所述背光模组包括逆棱镜膜片；

还包括指纹识别模组，该指纹识别模组包括指纹识别传感器和指纹检测发光器，所述指纹识别传感器设置在所述背光模组对应所述指纹识别区的下方；

所述指纹检测发光器用于向指纹识别区发送定向检测光线。

2.根据权利要求1所述的屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，所述指纹检测发光器设置在液晶模组或者背光模组的侧边。

3.根据权利要求2所述的屏下指纹识别液晶显示装置，所述液晶模组包括下偏光片与下玻璃板，所述下偏光片与下玻璃板通过光学胶粘接，所述光学胶的折射率小于1.45。

4.根据权利要求1所述的屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，所述指纹检测发光器设置在背光模组模组对应指纹识别区的下方。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，所述逆棱镜膜片包括依次设置的背涂层、基材层和逆棱镜层，所述逆棱镜层朝向背光模组的导光板设置。

6.根据权利要求5所述的屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，所述导光板的反射面底面设置有楔形网点结构，所述楔形网点结构的楔形面与所述反射面成夹角设置。

7.根据权利要求6所述的屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，所述楔形网点结构包括与反射面平行的底面、与该底面成第一角度的第一斜面以及与前述底面呈第二角度的第二斜面，所述第二角度为1-5°。

8.根据权利要求7所述的屏下指纹识别液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组包括铁框，所述铁框对应指纹识别区的位置设置有用以透过指纹检测光的通孔。

9.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的屏下指纹识别液晶显示装置。