CN210864769U

CN210864769U - 电子设备

Info

Publication number: CN210864769U
Application number: CN202020135024.9U
Authority: CN
Inventors: 常伟; 黄玉芬; 高国峰; 周忠伟; 毛林山; 郭向茹; 袁新艳; 方荣虎
Original assignee: Skyworth LCD Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Skyworth LCD Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2020-01-19
Filing date: 2020-01-19
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2030-01-19

Abstract

本实用新型公开一种电子设备，包括设备本体、显示屏模组和超声波指纹识别模组；所述显示屏模组设于所述设备本体的表面；所述超声波指纹识别模组设于所述显示屏模组的显示区，所述超声波指纹识别模组包括基体和压电层，所述压电层位于所述基体的一面，所述压电层为原位极化的压电层，用以发射和接收超声波信号，并将接收的超声波信号转化为电信号输出，以形成指纹识别图像。本实用新型技术方案增大了显示屏模组的显示区于设备本体的占比面积，使该电子设备获得更大的显示区，有利于实现该电子设备的全屏化。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术

目前，指纹识别技术现已广泛应用在密码解锁、身份认证及程序控制等功能上，给人们的生活带来很多的便利。随着手机全面屏风潮来袭，手机屏幕的占比越来越高，而指纹模块会占用手机屏幕，从而降低手机屏幕的占比面积。

上述内容仅用于辅助理解实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电子设备，旨在增大显示屏模组的显示区于设备本体上的占比面积。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电子设备，包括设备本体、显示屏模组和超声波指纹识别模组；所述显示屏模组设于所述设备本体的表面；所述超声波指纹识别模组设于所述显示屏模组的显示区，所述超声波指纹识别模组包括基体和压电层，所述压电层位于所述基体的一面，所述压电层为原位极化的压电层，用以发射和接收超声波信号，并将接收的超声波信号转化为电信号输出，以形成指纹识别图像。

在一实施例中，所述显示屏模组包括第一偏光片和设于所述第一偏光片上的盖板，所述第一偏光片包括偏光主体层及分别位于所述偏光主体层两侧的第一保护层和第二保护层，所述第一保护层位于所述盖板与所述第二保护层之间，所述第一保护层设有所述超声波指纹识别模组。

在一实施例中，所述压电层为一层，所述压电层形成在所述基体的任意一面，用以发射和接收超声波信号。

在一实施例中，所述压电层为两层，其中一压电层用以发射超声波信号；另一压电层用以接收反射回来的超声波信号，两所述压电层设置在所述基体的同侧或者异侧。

在一实施例中，所述第一保护层为PET材质层。

在一实施例中，所述压电层采用纳米银线技术制作而成。

在一实施例中，所述第一保护层的厚度小于240μm。

在一实施例中，所述第一保护层的厚度小于90μm。

在一实施例中，所述超声波指纹识别模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板的一端电连接于所述第一偏光片的侧边，另一端用于与外部电路连接，以输出所述第一偏光片接收的超声波信号。

在一实施例中，所述显示屏模组还包括盖板，所述盖板通过光学胶贴合于所述第一偏光片。

本实用新型技术方案通过将超声波指纹识别模组设于显示屏模组的显示区，使得显示屏模组的显示区既可以用于显示图像等，又可以用于指纹识别解锁，不影响显示屏模组的显示区正常的显示功能，从而增大了显示屏模组的显示区于设备本体占比面积，进而使该电子设备获得更大的显示区，有利于实现电子设备的全屏化，解决了由于超声波指纹识别模组占用设备本体的位置，导致显示屏模组的显示区于设备本体占比面积无法增大的问题。此外，该电子设备具有对指纹识别效果好、分辨率高、寿命较长等优点。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电子设备一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型超声波指纹识别模组上有手指接触时的工作原理示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	超声波指纹识别模组	200	手指
101	感应面	310	第一偏光片
				110	基体	320	第二偏光片
111	薄膜晶体管	410	CF基板
				120	压电层	420	TFT基板
120a	第一信号	500	背光模组
				120b	第二信号	600	盖板
120c	第三信号	700	光学胶
				130	柔性电路板

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电子设备。

在本实用新型实施例中，如图1至图2所示，该电子设备，包括设备本体、显示屏模组和超声波指纹识别模组100；所述显示屏模组设于所述设备本体的表面；所述超声波指纹识别模组100设于所述显示屏模组的显示区，所述超声波指纹识别模组100包括基体110和压电层120，所述压电层120位于所述基体110的一面，所述压电层120为原位极化的压电层120，用以发射和接收超声波信号，并将接收的超声波信号转化为电信号输出，以形成指纹识别图像。

具体而言，该电子设备可以但不限于手机、平板电脑、便携式移动电话、台式电脑、门禁系统等电子设备。该电子设备包括设备本体，设备本体具有前表面和后表面，显示屏模组的显示区可以设于设备本体的前表面，用以显示图像等。显示屏模组的显示区可以覆盖整个设备本体的前表面，也可以位于设备本体的前表面的部分区域，根据实际情况进行设置。

显示屏模组的显示区的外表面设有感应面101，该感应面101用以放置用户的手指200，以使超声波指纹识别模组100获取感应面101上手指200的指纹识别图像，从而识别手指200的指纹。

如图2所示，该超声波指纹识别模组100包括基体110和压电层120，压电层120位于基体110的一面，感应面101位于压电层120背向基体110的一面，当感应面101有手指200时，在压电层120施加驱动电压，使压电层120产生振动从而发出发射信号，压电层120接收到达手指200后反射回来的超声波信号，将接收的超声波信号转化为电信号，并将电信号输出，根据该电信号转化为指纹识别图像，从而对该电子设备进行解锁。

将电信号转化为指纹识别信号的转化位置有多种，可以是在基体110上转化，也可以在基体110以外的其它位置转化，具体内容在下述实施例进行详细阐述。

该压电层120采用原位极化的方式形成，可以是在压电层120位于基体110的一面形成压电膜，通过对压电膜进行极化形成压电层120，压电层120位于基体110上，因此，该压电层120厚度薄、压电效应好，使用寿命较长，并且减小了超声波信号的传输损耗，有利于提高超声波指纹识别模组100的指纹识别的分辨率，降低了超声波指纹识别模组100的厚度，提高超声波指纹识别模组100的使用寿命，提高了该电子设备的使用性能。此外，在压电层120的上下表面设置电极，压电层120不会直接承受所施加的高压电场，从而防止压电层120被击穿。需要说明的是，压电层120的厚度可以是小于35μm；压电层120的压电效应范围可以为20pC/N至35pC/N；压电层120的材料为压电材料，可以但不限于聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯共聚物。

如图2所示，当感应面101有手指200接触时，手指200的指纹包括指纹脊和指纹谷，由于指纹脊直接与感应面101接触，而指纹谷与感应面101之间填充了空气，因此使指纹脊和指纹谷对应感应面101处的声阻抗值不同。当压电层120发射的第一信号120a分别传送到感应面101上，到达手指200的指纹脊和指纹谷，在指纹脊处，第一信号120a部分被指纹脊吸收，部分形成第二信号120b反射至压电层120；在指纹谷处，第一信号120a几乎全部形成第三信号120c反射至压电层120，该第二信号120b和该第三信号120c之间存在能量差异，共同在压电层120形成接收信号，压电层120将接收信号转化为电信号并输出，该电子设备根据电信号形成指纹识别图像，从而对电子设备进行解锁或不做处理。

当感应面101没有手指200接触时，第一信号120a传送到感应面101上并几乎被完全反射形成第四信号至压电层120，由于反射回来的第四信号并不存在能量差异，所以在压电层120上不会形成指纹识别图像，不会对该电子设备进行解锁操作。第一信号120a、第二信号120b、第三信号120c、第四信号和接收信号均为超声波信号，在能量大小、传送方向上存在差异。

该超声波指纹识别模组100设于显示屏模组的显示区，显示屏模组的显示区不仅具有显示功能，还具有指纹识别的功能，使得用户在显示屏模组的显示区也可对电子设备进行解锁操作，提高了显示屏模组的集成度，有利于增大显示屏模组的显示区在设备本体上的面积，优化了该电子设备的结构，改善用户体验。

本实用新型技术方案通过将超声波指纹识别模组100设于显示屏模组的显示区，使得显示屏模组的显示区既可以用于显示图像等，又可以用于指纹识别解锁，不影响显示屏模组的显示区正常的显示功能，从而增大了显示屏模组的显示区于设备本体占比面积，进而使该电子设备获得更大的显示区，有利于实现电子设备的全屏化，解决了由于超声波指纹识别模组100占用设备本体的位置，导致显示屏模组的显示区于设备本体占比面积无法增大的问题。此外，该电子设备具有对指纹识别效果好、分辨率高、寿命较长等优点。

进一步地，在一实施例中，所述显示屏模组包括第一偏光片310和设于所述第一偏光片310上的盖板600，所述第一偏光片310包括偏光主体层及分别位于所述偏光主体层两侧的第一保护层和第二保护层，所述第一保护层位于所述盖板600与所述第二保护层之间，所述第一保护层设有所述超声波指纹识别模组100。

具体地，第一偏光片310上设有盖板600，感应面101位于盖板600背向第一偏光片310的一面。该显示屏模组包括第一偏光片310，第一偏光片310依次包括有第一保护层、偏光主体层和第二保护层，该偏光主体层起到偏振作用，对一般光线过滤成偏极光，偏光主体层可以为PVA(聚乙烯醇)层。为了保护偏光主体层，在偏光主体层的两侧分别设置第一保护层和第二保护层，该第一保护层和第二保护层均具有高光透过率、耐水性好，并且有一定的机械强度，对偏光主体层进行防护。该第一保护层的材料和/或第二保护层可以是TAC(三醋酸纤维素)层。

根据实际不同的使用要求，在第二保护层背离偏光主体层的一侧设有PSA(压敏胶)层，PSA层上覆盖有隔离膜。撕掉PSA层上的隔离膜，通过该PSA层可以将第一偏光片310直接贴附到其它元件上。当然，该电子设备也可以没有PSA层和隔离膜。

超声波指纹识别模组100设于第一保护层内，第一保护层的上表面具有该感应面101，超声波指纹识别模组100的压电层120施加驱动电压，使压电层120产生振动发出发射信号，当有手指200接触时，在压电层120上形成接收信号，再将接收信号转化为电信号并输出，从而根据电信号形成指纹识别图像。

将超声波指纹识别模组100设于第一偏光片310的最上层的第一保护层，进一步提高了超声波指纹识别模组100的指纹识别的分辨率，减小了超声波信号的传输损耗，有利于对指纹进行快速识别，从而提高指纹识别效率和指纹识别效果。可以理解的是，可以在第一保护层的上表面设置保护膜，保护膜的上表面具有该感应面101，以使超声波指纹识别模组100获取感应面101上手指200的指纹识别图像。该保护膜可以是复合保护膜、反射膜或半透半反胶层膜。

在一实施例中，所述压电层120为一层，所述压电层120形成在所述基体110的任意一面，用以发射和接收超声波信号。

当压电层120为一层时，可以进一步降低了超声波指纹识别模组100的厚度，减小了超声波信号的传输损耗，利于提高指纹识别的速度。可以采用分时间段控制压电层120发射和接收超声波信号，在压电层120上间断性地施加驱动电压，实现超声波发射或接收；也可以是同时控制压电层120发射和接收超声波信号，实现超声波信号发射的同时，接收超声波信号，以使超声波指纹识别模组100对指纹进行识别。

在一实施例中，所述压电层120为两层，其中一压电层120用以发射超声波信号；另一压电层120用以接收反射回来的超声波信号，两所述压电层120设置在所述基体110的同侧或者异侧。

用以发射超声波信号的为发射层，用以接收反射回来的超声波信号为接收层，发射层和接收层可以位于基体110的同一侧，可以是接收层位于发射层和基体110之间，发射层上具有感应面101，利于发射超声波信号和将接收回来的超声波信号转化为电信号；也可以是发射层位于接收层和基体110之间，感应面101位于接收层的上表面，减小接收回来的超声波信号的传输损耗。

当发射层和接收层分别位于基体110的两侧时，可以是发射层位于基体110的上表面，发射层上具有感应面101，有利于发射超声波信号和将接收回来的超声波信号转化为电信号；也可以是接收层位于基体110的上表面，感应面101位于接收层的上表面，当发射层发射超声波信号时，超声波信号透过基体110和接收层，到达手指200，反射回来的超声波信号直接达到接收层，减小接收回来的超声波信号的传输损耗。

在一实施例中，所述第一保护层为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质层。

在湿度环境比较大的情况下，PET材质层的可靠性试验结果更优，指纹识别性能更稳定，即使是湿度较大时，超声波指纹识别模组100也可以快速地识别手指200的指纹识别，具有更好的环境适应性，提高了指纹识别的效率和分辨率。此外，该PET材质层还具有良好的综合性能，抗冲击性，以及足够的强度和硬度，进一步提高了该超声波指纹识别模组100的使用寿命。可以理解的是，第一保护层和第二保护层的材质可以相同，也可以不同。

在一实施例中，所述压电层120采用纳米银线技术制作而成。

采用纳米银线技术形成的压电层120，具有较好的韧性、透光性和导电性。由于超声波指纹识别模组100设置在显示屏模组的显示区，具有较好的透光性的压电层120不会遮挡显示区的显示，也不会降低显示区的像素，确保了该电子设备显示区正常的显示功能。压电层120的导电性有利于接收回来的超声波信号转化为电信号后，该电信号的传输，从而获得准确的指纹识别图像。

在一实施例中，所述第一保护层的厚度小于240μm。

该第一保护层的厚度太厚，会增加该电子设备的整体厚度，增加超声波损耗，影响指纹的识别和显示区的显示，因此，第一保护层的厚度小于240μm，可使超声波指纹识别模组100设于该第一保护层内，不影响指纹的识别和显示区的显示，并且不会增加该电子设备的整体厚度。

进一步地，在一实施例中，所述第一保护层的厚度小于90μm。

考虑到超声波指纹的识别和显示区的清晰显示，第一保护层的厚度小于90μm，减小超声波损耗，指纹识别准确性好，灵敏度高，且使电子设备轻薄化，进一步改善用户的体验。

将电信号转化为指纹识别信号的转化位置有多种，在一实施例中，如图2所示，在基体110上设置薄膜晶体管111，薄膜晶体管111与压电层120电连接，压电层120通过与薄膜晶体管111的电性耦合，将电信号转化形成指纹识别图像。

在另一实施例中，如图1所示，所述超声波指纹识别模组100还包括柔性电路板130，所述柔性电路板130的一端电连接于所述第一偏光片310的侧边，另一端用于与外部电路连接，以输出所述第一偏光片310接收的超声波信号。

柔性电路板130的一端与第一偏光片310电连接，压电层120将接收的超声波信号转化为电信号后，通过柔性电路板130将电信号引出与外部电路连接，从而形成电性耦合，将电信号转化形成指纹识别图像。

在一实施例中，如图1所示，所述显示屏模组还包括第二偏光片320，所述第二偏光片320与所述第一偏光片310之间设有CF基板410和TFT基板420，所述CF基板410位于所述第一偏光片310与所述TFT基板之间。在CF基板410和TFT基板420之间注入液晶，从而形成液晶显示屏，以提供高像素、重量轻、低耗电量、全彩色化的显示区，进一步提高了该电子设备的使用性能。

进一步地，在上实施例的基础上，在一实施例中，如图1所示，所述显示屏模组还包括背光模组500，所述背光模组500为所述CF基板410和所述TFT基板提供光源，所述背光模组500设于所述第二偏光片320背向所述TFT基板的表面。该背光模组500用于提供光源，以使显示区可以显示图像等。

在一实施例中，如图1所示，所述盖板600通过光学胶700贴合于所述第一偏光片310。

通过光学胶700盖板600贴合于第一偏光片310的上表面，以确保相互贴合的粘附面平整，盖板600不易脱落，该电子设备的使用寿命更长，并且有效地减少了贴合时气泡的产生，保证电子设备较高的良率。需要说明的是，光学胶700可以为OCA光学胶。

为了使超声波指纹识别模组100具有更高的分辨率，盖板600的材质可以为玻璃，盖板600的厚度小于或等于1100μm。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

设备本体；

显示屏模组，所述显示屏模组设于所述设备本体的表面；

超声波指纹识别模组(100)，所述超声波指纹识别模组(100)设于所述显示屏模组的显示区，所述超声波指纹识别模组(100)包括基体(110)和压电层(120)，所述压电层(120)位于所述基体(110)的一面，所述压电层(120)为原位极化的压电层(120)，用以发射和接收超声波信号，并将接收的超声波信号转化为电信号输出，以形成指纹识别图像。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏模组包括第一偏光片(310)和设于所述第一偏光片(310)上的盖板(600)，所述第一偏光片(310)包括偏光主体层及分别位于所述偏光主体层两侧的第一保护层和第二保护层，所述第一保护层位于所述盖板(600)与所述第二保护层之间，所述第一保护层设有所述超声波指纹识别模组(100)。

3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述压电层(120)为一层，所述压电层(120)形成在所述基体(110)的任意一面，用以发射和接收超声波信号。

4.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述压电层(120)为两层，其中一压电层(120)用以发射超声波信号；另一压电层(120)用以接收反射回来的超声波信号，两所述压电层(120)设置在所述基体(110)的同侧或者异侧。

5.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一保护层为PET材质层。

6.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述压电层(120)采用纳米银线技术制作而成。

7.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述第一保护层的厚度小于240μm。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一保护层的厚度小于90μm。

9.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述超声波指纹识别模组(100)还包括柔性电路板(130)，所述柔性电路板(130)的一端电连接于所述第一偏光片(310)的侧边，另一端用于与外部电路连接，以输出所述第一偏光片(310)接收的超声波信号。

10.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述盖板(600)通过光学胶(700)贴合于所述第一偏光片(310)。