CN111552108B - 一种显示装置及其指纹识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置及其指纹识别方法，通过控制背光模组仅在与触摸位置对应的发光区域发光，并控制液晶层中与发光区域对应的偏转区域内的液晶分子偏转，从而使背光模组在发光区域出射的光线经第一偏光层、液晶层、第二偏光层后，在第二偏光层的出光面形成点光源，从而减少了显示装置内部的杂散光，缓解显示装置内部杂散光对指纹识别信号的干扰，使光敏检测层在接收手指反射的光线之前未达到信号量饱和，从而使点光源出射的光线经手指反射后射向光敏检测层，根据光敏检测层输出的指纹识别信号，得到手指的指纹图样，实现精确的指纹识别。

Description

一种显示装置及其指纹识别方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种显示装置及其指纹识别方法。
背景技术
指纹识别作为一种生物识别方式，在保护个人隐私方面提供了巨大的作用，目前市场电子产品几乎都配备有指纹识别***，例如汽车、手机、打卡机等都可以具备指纹识别功能。
然而，由于内部杂散光的干扰，会使感光元件在未接收到手指反射的光线时就已经达到信号量饱和，导致指纹识别失败。
发明内容
本发明实施例提供了一种显示装置及其指纹识别方法，用以解决现有技术中存在的由于显示装置内部杂散光的干扰导致指纹识别失败的问题。
本发明实施例提供了一种显示装置的指纹识别方法，包括：
确定手指在所述显示装置的显示面的触摸位置；
根据确定的所述触摸位置，在所述显示装置的背光模组中确定与所述触摸位置对应的至少一个发光区域，以及在液晶层中确定与所述发光区域对应的偏转区域；所述液晶层位于所述背光模组的出光侧；
控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，并控制所述液晶层中所述偏转区域中的液晶分子偏转，以使所述背光模组在所述发光区域出射的光线经第一偏光层、所述液晶层及第二偏光层后，在所述第二偏光层的出光面形成点光源；所述第一偏光层位于所述背光模组与所述液晶层之间，所述第二偏光层位于所述液晶层背离所述背光模组的一侧；
接收光敏检测层输出的指纹识别信号；所述指纹识别信号由所述光敏检测层接收所述点光源射向手指后的反射光后输出的；所述光敏检测层位于所述第一偏光层与所述第二偏光层之间；
根据所述指纹识别信号，确定手指的指纹图样。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，根据确定的所述触摸位置，在所述显示装置的背光模组中确定与所述触摸位置对应的至少两个所述发光区域；
所述根据所述指纹识别信号，确定手指的指纹图样，包括：
根据所述指纹识别信号，通过图像拼接处理形成所述指纹图样。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，确定手指在所述显示装置的显示面的触摸位置，包括：
根据所述显示装置中的触控检测层输出的触控检测信号，确定手指的触摸位置。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，所述背光模组，包括：驱动背板，以及均匀分布于所述驱动背板的多个发光二极管；
所述控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，包括：
控制所述发光区域中的各所述发光二极管发光。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，所述发光区域满足以下公式：
S≤2*tanθc*t1*M-2*t3*tanθ-4*h*tanθ；
其中，S表示发光区域的最大宽度，θc表示保护盖板与空气之间的全反射临界角，θ表示所述点光源的最大发光角度，t1表示所述第二偏光层背离所述背光模组一侧的表面至所述保护盖板背离所述背光模组一侧的表面之间的距离，M表示所述点光源的成像放大率，t3表示所述背光模组靠近所述保护盖板一侧的表面至所述光敏检测层靠近所述背光模组一侧的表面之间的距离；h表示所述液晶层背离所述背光模组一侧的表面至所述光敏检测层背离所述背光模组一侧的表面之间的距离。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，0＜S≤1.3mm。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，所述点光源的尺寸小于0.5mm×0.5mm。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，所述背光模组中相邻的发光二极管之间的间距为100μm；
所述控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，包括：
控制与所述发光区域对应的13×13个所述发光二极管芯片发光。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的指纹识别方法中，所述控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，并控制所述液晶层中所述偏转区域中的液晶分子偏转，包括：
在相邻两帧显示时间段的间隔时间段内，控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，并控制所述液晶层中所述偏转区域中的液晶分子偏转。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：存储器，以及与所述存储器耦接的处理器；
所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行上述指纹识别方法。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的显示装置及其指纹识别方法，通过控制背光模组仅在与触摸位置对应的发光区域发光，并控制液晶层中与发光区域对应的偏转区域内的液晶分子偏转，从而使背光模组在发光区域出射的光线经第一偏光层、液晶层、第二偏光层后，在第二偏光层的出光面形成点光源，从而减少了显示装置内部的杂散光，缓解显示装置内部杂散光对指纹识别信号的干扰，使光敏检测层在接收手指反射的光线之前未达到信号量饱和，从而使点光源出射的光线经手指反射后射向光敏检测层，根据光敏检测层输出的指纹识别信号，得到手指的指纹图样，实现精确的指纹识别。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的指纹识别方法的流程图；
图2本发明实施例中显示装置的截面结构示意图；
图3为图2中一个子像素位置处的具体结构示意图；
图4为本发明实施例中显示装置的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例中背光模组的结构示意图；
图6为图2的简化结构示意图；
图7为本发明实施例中指纹识别过程的光路示意图之一；
图8为点光源的成像示意图；
图9为本发明实施例中指纹识别过程的光路示意图之二；
图10为本发明实施例中实验八中背光模组在发光区域发光的示意图；
图11为本发明实施例中实验八中形成的点光源的示意图；
图12为本发明实施例中实验八中检测得到的指纹像的示意图。
具体实施方式
在相关技术中，将感光元件集成于液晶显示装置中，在指纹识别过程中，控制光源出射光线，手指触摸屏幕时会将光源出射的光线反射至感光元件，通过检测感光元件输出的信号，来采集手指的指纹像，然而，由于显示装置内部膜层对光线的反射，使感光元件在未接收到手指反射的光线时就已经达到信号量饱和，导致指纹识别失败。以下结合表1对显示装置内部杂散光对感光元件信号量的影响进行对比分析。
表1显示装置内部杂散光对感光元件信号量的影响分析表
Figure BDA0002528655110000041
Figure BDA0002528655110000051
如表1所示，以四组实验来分析显示装置内部杂散光对感光元件信号量的影响，应该说明的是，上述实验一至实验四中，除表中所列的不同点外，其余结构和参数相同，并且，表1中背光模组的状态为“开”，表示背光模组中的背光源全部开启。
在实验一中，显示装置中未设置液晶盒上基板及保护盖板，并且背光模组为关闭状态，在实验二中，显示装置中未设置保护盖板，设置了白玻璃作为液晶盒上基板，并且背光模组为打开状态，对比实验一及实验二可知，由于显示装置中设置了白玻璃作为液晶盒上基板，打开背光模组后使感光元件的信号量大幅增加，由此可以证明，白玻璃的反射光对感光元件产生了影响。
相比于实验二，实验三中将彩膜基板作为液晶盒上基板，对比实验二和实验三可知，由于显示装置中设置了彩膜基板作为液晶盒上基板，感光元件的信号量进一步增大，由此可以证明，相比于白玻璃，彩膜基板的反射性能更强，将更多的光线发射至感光元件，使感光元件的信号量达到饱和。
相比于实验三，实验四中设置了保护盖板，对比实验三和实验四可知，由于彩膜基板和保护盖板的反射作用，使感光元件的信号量达到饱和。
由表1中的实验一至实验四可知，在光线还为从保护盖板的出光面射出时，由于显示装置内部膜层的反射，已经使感光元件的信号量达到饱和，在指纹识别过程中，显示装置内部的杂散光对检测结果的干扰较大，甚至造成指纹识别失败。
基于此，针对现有技术中存在的由于显示装置内部杂散光的干扰导致指纹识别失败的问题，本发明实施例提供了一种显示装置及其指纹识别方法。
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示装置及其指纹识别方法的具体实施方式进行详细地说明。附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种显示装置的指纹识别方法，如图1所示，包括：
S101、确定手指在显示装置的显示面的触摸位置；
S102、根据确定的触摸位置，在显示装置的背光模组中确定与触摸位置对应的至少一个发光区域，以及在液晶层中确定与发光区域对应的偏转区域；液晶层位于背光模组的出光侧；
S103、控制背光模组仅在发光区域发光，并控制液晶层中偏转区域中的液晶分子偏转，以使背光模组在发光区域出射的光线经第一偏光层、液晶层及第二偏光层后，在第二偏光层的出光面形成点光源；第一偏光层位于背光模组与液晶层之间，第二偏光层位于液晶层背离背光模组的一侧；
S104、接收光敏检测层输出的指纹识别信号；指纹识别信号由光敏检测层接收点光源射向手指后的反射光后输出的；光敏检测层位于第一偏光层与第二偏光层之间；
S105、根据指纹识别信号，确定手指的指纹图样。
本发明实施例提供的指纹识别方法，通过控制背光模组仅在与触摸位置对应的发光区域发光，并控制液晶层中与发光区域对应的偏转区域内的液晶分子偏转，从而使背光模组在发光区域出射的光线经第一偏光层、液晶层、第二偏光层后，在第二偏光层的出光面形成点光源，从而减少了显示装置内部的杂散光，缓解显示装置内部杂散光对指纹识别信号的干扰，使光敏检测层在接收手指反射的光线之前未达到信号量饱和，从而使点光源出射的光线经手指反射后射向光敏检测层，根据光敏检测层输出的指纹识别信号，得到手指的指纹图样，实现精确的指纹识别。
图2为本发明实施例中显示装置的截面结构示意图，图3为图2中一个子像素位置处的具体结构示意图，图4为本发明实施例中显示装置的俯视结构示意图，图5为本发明实施例中背光模组的结构示意图。以下结合图2至图5，对本发明实施例中的显示装置的结构进行详细说明。
如图2所示，本发明实施例中的显示装置，包括：背光模组2，位于背光模组2出光面一侧的阵列基板3，位于阵列基板3背离背光模组2一侧的彩膜基板4，位于阵列基板3与彩膜基板4之间的液晶层5，位于阵列基板3靠近背光模组2一侧的第一偏光层61，位于彩膜基板4背离背光模组3一侧的第二偏光层62，以及位于第二偏光层62背离背光模组4一侧的保护盖板7。
其中，阵列基板3包括：第一衬底基板30，位于第一衬底基板30之上的线路层31，以及位于线路层31背离第一衬底基板30一侧的光敏检测层32。光敏检测层32可以包括多个光敏检测单元321，在指纹识别过程中，光敏检测单元321可以作为感光元件，检测手指反射的光线，并且，各光敏检测单元321可以与线路层31电连接，在指纹识别过程中，可以通过线路层31独权各光敏检测单元321输出的指纹识别信号。
彩膜基板4包括：第二衬底基板40，位于第二衬底基板40之上的平坦层41，以及位于平坦层41背离第二衬底基板40一侧的彩膜层42，位于彩膜层42背离第二衬底基板40一侧的支撑柱43。彩膜层42可以包括滤光单元421及遮光单元422，滤光单元421可以对光线进行过滤，以使子像素位置处出射特定颜色的光线，从而实现彩色显示，遮光单元422可以遮挡显示装置中影响开口率的部件，例如可以将信号走线、支撑柱43设置在遮光单元422的范围内，避免影响显示装置的开口率。
在具体实施时，第一偏光层61与第一衬底基板30之间可以通过光学胶(OpticallyClear Adhesive，OCA)粘合，第二偏光层62与第二衬底基板40，以及第二偏光层62与保护盖板7之间也可以通过光学胶粘合。并且，第一偏光层61与第二偏光层62的透过轴方向相互垂直。
参照图2，本发明实施例中，当检测到手指F触摸保护盖板7的表面时，确定手指F的触摸位置，根据确定的触摸位置，在背光模组2中确定与触摸位置对应的至少一个发光区域P，以及在液晶层5中确定与发光区域P对应的偏转区域N，控制背光模组2仅在发光区域P发光，并控制偏转区域N中的液晶分子偏转，以使背光模组2在发光区域P出射的光线经第一偏光层61、液晶层5及第二偏光层62后，在第二偏光层62的出光面形成点光源E，点光源E出射的光线射向手指F后，被手指F反射至光敏检测层32，由于手指F的谷和脊反射的光线强度不同，从而可以根据光敏检测层32输出的指纹识别信号，确定手指的指纹图样。
应该说明的是，图2中仅以一束光线射向光敏检测单元321为例进行示意，并不限定手指F反射光线的数量，在具体实施时，手指F反射的光线可以朝多个方向射向多个光敏检测单元321。
此外，图2中以光敏检测层32位于阵列基板3中为例进行示意，在具体实施时，光敏检测层32也可以设置在其他位置，例如可以设置于彩膜基板4中。并且，为了避免光敏检测层32影响显示装置的开口率，可以将各光敏检测单元321设置于遮光单元422的范围内。具体地，光敏检测单元321可以为PIN光敏二极管，也可以为其他感光元件，此处不做限定。
同时参照图3，在阵列基板3中，线路层31可以包括第一薄膜晶体管TFT1及第二薄膜晶体管TFT2等结构，其中，第一薄膜晶体管TFT1可以与像素电极312电连接，通过控制像素电极312与公共电极311之间的电压，来控制液晶层5中的液晶分子偏转，第二薄膜晶体管TFT2可以与光敏检测单元321电连接，在指纹识别过程中，可以通过第二薄膜晶体管TFT2读取光敏检测单元321输出的指纹识别信号。此外，为了避免光线从第一衬底基板30一侧射向第一薄膜晶体管TFT1和第二薄膜晶体管TFT2，而产生光生电流影响薄膜警惕感的性能，在第一薄膜晶体管TFT1和第二薄膜晶体管TFT2靠近第一衬底基板30的一侧还设有遮光层33。
如图4所示，阵列基板还可以包括多条栅线Gate以及多条数据线Date，光敏检测单元321可以位于栅线Gate的上方，光敏检测单元321可以设置为长方形，光敏检测单元321的长边可以与栅线Gate的延伸方向一致，光敏检测单元321也可以为其他形状，此处不做限定。
本发明实施例中，为了便于控制背光模组仅在发光区域发光，上述背光模组可以为直下式背光模组，具体地，背光模组可以包括：驱动背板21，位于驱动背板21之上的多个发光二极管211，用于封装发光二极管211的封装层22，位于封装层22之上的量子点膜23，位于量子点膜23之上的第一扩散片24，位于第一扩散片24之上的第一棱镜片25，位于第一棱镜片25之上的第二棱镜片26，位于第二棱镜片26之上的第二扩散片25。多个发光二极管211均匀分布于驱动背板21之上，发光二极管211可以为微型(Mine)发光二极管。
为了更清楚的示意本发明实施例中指纹识别发光的过程，图6中对图2的结构进行了简化，以更清楚的示意光线的分布，具体地，当检测到手指F触摸保护盖板7的表面时，确定手指F的触摸位置，根据确定的触摸位置，在背光模组2中确定与触摸位置对应的至少一个发光区域P，以及在液晶层5中确定与发光区域P对应的偏转区域N。控制背光模组2的发光区域P中的发光二极管发光，具体地，向发光区域P中的发光二极管施加高电平信号，以点亮发光区域P中的发光二极管。背光模组2中的其他区域(如图中的区域Q1和Q2)处于静默状态。控制液晶层5中偏转区域N中的液晶分子偏转，例如可以向偏转区域N的液晶分子施加高电平信号，从而使发光区域P出射的光线能够穿过第一偏光层、液晶层、第二偏光层而射出。而液晶层5中其他区域的液晶分子不发生偏转，例如可以向其他区域的液晶分子施加低电平信号，使光线无法从其他区域射出，从而在第二偏光层的位置处形成点光源E。点光源E向上继续传输射向指纹识别界面，即保护盖板7与手指F的接触界面，在指纹识别界面反射与散射的光线射向光敏检测单元321，光敏检测单元321接收光线后转换为电信号，由于手指F谷和脊反射的光线强度不同，因此，可以通过检测光敏检测单元321输出的指纹识别信号，来确定指纹图样。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述指纹识别方法中，上述步骤S102中，根据确定的触摸位置，在显示装置的背光模组中确定与触摸位置对应的至少两个发光区域；
上述步骤S105，可以包括：
根据指纹识别信号，通过图像拼接处理形成指纹图样。
可以根据手指F与保护盖板7的接触面积，来确定背光模组2中发光区域P的个数，当发光区域P的个数大于等于两个时，可以通过图像拼接处理形成指纹图样，以得到较完整的指纹图样。
具体地，本发明实施例提供的上述指纹识别方法中，上述步骤S101，可以包括：
根据显示装置中的触控检测层输出的触控检测信号，确定手指的触摸位置。
在显示装置中可以设置触控检测层，可以设置内嵌式触控检测层，例如可以在彩膜基板内或阵列基板内设置触控检测层，或者也可以覆盖表面式触控检测层，此处不做限定。当手指触摸显示装置的显示面时，可以根据触控检测层输出的触控检测信号，确定手指的触摸位置。在上述步骤S102中，可以根据确定出的触摸位置，确定与该触摸位置对应的发光区域，具体地，根据触摸检测层确定的触摸位置可以为某个坐标值也可以为某个区域，可以将发光区域设置为包括触摸位置的区域，例如可以取触摸区域周围一定范围作为发光区域，发光区域可以为方形也可以为圆形，或者也可以为其他形状，此处不做限定。并且，为了便于形成点光源，液晶层中的偏转区域可以稍小于发光区域，或者也偏转区域也可以稍大于发光区域，可以根据实际情况来设置。
具体地，本发明实施例提供的上述指纹识别方法中，参照图5，背光模组，可以包括：驱动背板21，以及均匀分布于驱动背板21的多个发光二极管211；
上述步骤S103中，控制背光模组仅在发光区域发光，可以包括：
控制发光区域中的各发光二极管发光。
在具体实施时，可以根据确定的发光区域，进一步确定需要点亮的发光二极管，可以结合发光二极管的大小及相邻发光二极管之间的间距来确定，因而，在步骤S103中，可以向确定出的需要点亮的各发光二极管施加高电平信号，以点亮各发光二极管，使背光模组在发光区域发光。
图7和图9为本发明实施例中指纹识别过程的光路示意图，图8为点光源的成像示意图，结合图7至图9，本发明实施例提供的指纹识别方法中，发光区域P满足以下公式：
S≤2*tanθc*t1*M-2*t3*tanθ-4*h*tanθ (1)；
其中，S表示发光区域P的最大宽度，θc表示保护盖板7与空气之间的全反射临界角，一般为42°左右，θ表示点光源E的最大发光角度(与发光区域P的最大发光角度一致)，t1表示第二偏光层背离背光模组2一侧的表面至保护盖板7背离背光模组2一侧的表面之间的距离，M表示点光源E的成像放大率，t3表示背光模组2靠近保护盖板7一侧的表面至光敏检测层32靠近背光模组2一侧的表面之间的距离；h表示液晶层背离背光模组2一侧的表面(即彩膜基板4靠近背光模组2一侧的表面)至光敏检测层32背离背光模组2一侧的表面之间的距离。
当发光区域P满足上述公式时，可以避免显示装置内部杂散光对指纹识别结果的干扰，以下结合图7至图9对上述公式的推导过程进行详细说明。
为了避免显示装置内部杂散光对指纹识别过程的干扰，需要避免手指反射的光线以外的光线射向光敏检测单元，也就是说，需要避免背光模组出射的光线经显示装置内部膜层反射后射向光敏检测单元。由于显示装置中大部分膜层的折射率比较相近，膜层界面之间的反射可以忽略，对背光模组出射的光线反射影响较大为彩膜基板，因而，为了避免显示装置内部杂散光对指纹识别过程的干扰，需要避免背光模组出射的光线经彩膜基板反射后射向光敏检测单元。
由图7中的几何关系可以得到：
S＝2*t*tanθ (2)；
其中，t表示背光模组靠近保护盖板一侧的表面至第二偏光层靠近保护盖板一侧的表面。
如图8所示，W1为点光源E射向指纹识别界面(即保护盖板与手指接触的界面)得到的实际指纹区域，W2表示点光源E出射的光线经手指反射后在光敏检测层形成的指纹像，指纹像W2位于光敏检测层的位置处，指纹像W2为实际指纹区域W1的放大像，从图8可以看出，实际指纹区域W1与指纹像W2均为环形，实际指纹区域W1与指纹像W2的内边缘是由于光线射向指纹识别界面时发生全反射形成的，外边缘是由点光源E的最大发光角度确定的。结合图7，可知点光源E与实际指纹区域W1之间的距离为t1，实际指纹区域W1与指纹像W2之间的距离为t1+t2，因而，点光源E的成像放大率可以按以下公式确定：
M＝(t1+t2)/t1 (3)；
点光源E的成像大小为：L1～L2；其中L1为指纹像W2的外部直径，L2为指纹像W2的内部直径，L1与L2可以按以下公式确定：
L1＝2*tanθ*t1*M (4)；
L2＝2*tanθc*t1*M (5)；
图9为发光区域P发出的光线经彩膜基板4反射后，射向光敏检测层32的边缘的临界状态，参照图9，为了使发光区域P发出的光线经彩膜基板4反射后，无法射向光敏检测层32，需满足以下关系式：
S′+2*L3≤L2 (6)；
S′＝S+2 t3*tanθ (7)；
L3＝2*h*tanθ (8)；
其中，S′为发光区域P传输至光敏检测层32所在的平面时的最大辐射宽度，L3表示相比于S′发光区域P经彩膜基板4反射后的光线辐射增幅。
结合上述公式(2)～(8)可以得出上述公式(1)。
在具体实施时，本公开实施例中，保护盖板7与空气之间的全反射临界角θc可以为42°左右，放大率M可以在2.5～3之间，t可以在0.8mm～1mm的范围内，t3可以在0.3mm～0.5mm的范围内，h可以在3um～5um的范围内，可以根据显示装置中各膜层的实际厚度，得到发光区域P的尺寸。
具体地，本发明实施例提供的上述指纹识别方法中，0＜S≤1.3mm，也就是说，发光区域P的最大宽度最好不超过1.3mm，也可以通过控制发光区域及偏转区域的尺寸，使形成的点光源E的尺寸小于或等于0.5mm×0.5mm，以防止发光区域P出射的光线经彩膜基板4反射后，射向光敏检测层32。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述指纹识别方法中，背光模组中相邻的发光二极管之间的间距为100μm；
上述步骤S103中，控制背光模组仅在发光区域发光，包括：
控制与发光区域对应的13×13个发光二极管芯片发光。
这样，可以保证发光区域的最大宽度不超过1.3mm，使发光区域出射的光线经彩膜基板反射后，无法射向光敏检测层。
在实际应用中，本发明实施例提供的上述指纹识别方法中，上述步骤S103，可以包括：
在相邻两帧显示时间段的间隔时间段内，控制背光模组仅在发光区域发光，并控制液晶层中偏转区域中的液晶分子偏转。
这样，可以使指纹识别过程与显示过程分时进行，可以防止指纹识别过程影响显示装置的显示效果。
为了证明本发明实施例提供的指纹识别方法，可以缓解显示装置内部杂散光对指纹识别过程的影响，本发明实施例还提供了四组对比实验进行验证，以下结合表2进行详细说明。
表2显示装置内部杂散光对指纹识别过程的影响分析表
Figure BDA0002528655110000131
Figure BDA0002528655110000141
如表2所示，应该说明的是，上述实验五至实验八中，除表中所列的不同点外，其余结构和参数相同。对比实验五和实验六可知，实验六中将背光模组全部打开，使光敏检测层的信号量大幅增加，并达到饱和，从而证明，背光模组全部打开时，显示装置内部的杂散光对检测结果的干扰较大。
对比实验六和实验七可知，与实验六相比，实验七中控制背光模组仅发光区域打开，可以使光敏检测层的信号量大幅降低，没有达到饱和，从而可以识别指纹。
对比实验七和实验八可知，实验八中手指触摸显示装置的显示面时，由于手指对光线的影响，使光敏检测层的信号量有一定程度的降低，从而可以通过光敏检测层的信号量变化，得到手指的指纹图样，从而证明了本发明实施例提供的指纹识别方法，可以缓解显示装置内部杂散光对指纹识别过程的影响，提高指纹识别的精确度。
为了进一步证明本发明实施例提供的指纹识别方法的效果，图10至图12示出了实验八中的实测示意图，其中，图10为实验八中背光模组在发光区域发光的示意图，图11为形成的点光源的示意图，图12为检测得到的指纹像的示意图，由图10至图12可以充分证明，本发明实施例提供的指纹识别方法能够准确检测指纹图像。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置可以应用于手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。由于该显示装置解决问题的原理与上述指纹识别方法相似，因此该显示装置的实施可以参见上述指纹识别方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述显示装置，包括：存储器，以及与存储器耦接的处理器；
处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行上述指纹识别方法。
本发明实施提供的显示装置及其指纹识别方法，通过控制背光模组仅在与触摸位置对应的发光区域发光，并控制液晶层中与发光区域对应的偏转区域内的液晶分子偏转，从而使背光模组在发光区域出射的光线经第一偏光层、液晶层、第二偏光层后，在第二偏光层的出光面形成点光源，从而减少了显示装置内部的杂散光，缓解显示装置内部杂散光对指纹识别信号的干扰，使光敏检测层在接收手指反射的光线之前未达到信号量饱和，从而使点光源出射的光线经手指反射后射向光敏检测层，根据光敏检测层输出的指纹识别信号，得到手指的指纹图样，实现精确的指纹识别。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种显示装置的指纹识别方法，其特征在于，包括：
确定手指在所述显示装置的显示面的触摸位置；
根据确定的所述触摸位置，在所述显示装置的背光模组中确定与所述触摸位置对应的至少一个发光区域，以及在液晶层中确定与所述发光区域对应的偏转区域；所述液晶层位于所述背光模组的出光侧；
控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，并控制所述液晶层中所述偏转区域中的液晶分子偏转，以使所述背光模组在所述发光区域出射的光线经第一偏光层、所述液晶层及第二偏光层后，在所述第二偏光层的出光面形成点光源；所述第一偏光层位于所述背光模组与所述液晶层之间，所述第二偏光层位于所述液晶层背离所述背光模组的一侧；
接收光敏检测层输出的指纹识别信号；所述指纹识别信号由所述光敏检测层接收所述点光源射向手指后的反射光后输出的；所述光敏检测层位于所述第一偏光层与所述第二偏光层之间；
根据所述指纹识别信号，确定手指的指纹图样；
根据确定的所述触摸位置，在所述显示装置的背光模组中确定与所述触摸位置对应的至少两个所述发光区域；
所述根据所述指纹识别信号，确定手指的指纹图样，包括：
根据所述指纹识别信号，通过图像拼接处理形成所述指纹图样；
所述发光区域满足以下公式：
S≤2*tanθc*t1*M-2*t3*tanθ-4*h*tanθ；
其中，S表示发光区域的最大宽度，θc表示保护盖板与空气之间的全反射临界角，θ表示所述点光源的最大发光角度，t1表示所述第二偏光层背离所述背光模组一侧的表面至所述保护盖板背离所述背光模组一侧的表面之间的距离，M表示所述点光源的成像放大率，t3表示所述背光模组靠近所述保护盖板一侧的表面至所述光敏检测层靠近所述背光模组一侧的表面之间的距离；h表示所述液晶层背离所述背光模组一侧的表面至所述光敏检测层背离所述背光模组一侧的表面之间的距离。
2.如权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，确定手指在所述显示装置的显示面的触摸位置，包括：
根据所述显示装置中的触控检测层输出的触控检测信号，确定手指的触摸位置。
3.如权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，所述背光模组，包括：驱动背板，以及均匀分布于所述驱动背板的多个发光二极管；
所述控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，包括：
控制所述发光区域中的各所述发光二极管发光。
4.如权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，0＜S≤1.3mm。
5.如权利要求4所述的指纹识别方法，其特征在于，所述点光源的尺寸小于0.5mm×0.5mm。
6.如权利要求4所述的指纹识别方法，其特征在于，所述背光模组中相邻的发光二极管之间的间距为100μm；
所述控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，包括：
控制与所述发光区域对应的13×13个所述发光二极管芯片发光。
7.如权利要求1所述的指纹识别方法，其特征在于，所述控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，并控制所述液晶层中所述偏转区域中的液晶分子偏转，包括：
在相邻两帧显示时间段的间隔时间段内，控制所述背光模组仅在所述发光区域发光，并控制所述液晶层中所述偏转区域中的液晶分子偏转。
8.一种显示装置，其特征在于，包括：存储器，以及与所述存储器耦接的处理器；
所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1～7任一项所述的指纹识别方法。
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