CN111553301B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，包括：盖板，所述盖板具有一操作表面，所述操作表面具有指纹识别区域，所述指纹识别区域用于接收手指触摸，所述指纹识别区域位于所述盖板用于展示图像的区域；显示面板，位于所述盖板远离所述操作表面的一侧；背光模组，位于所述显示面板远离所述盖板的一侧，用于发射背光，所述背光用于供所述显示面板显示图像，所述背光入射至所述指纹识别区域时，被所述手指作为第一探测光反射，所述背光模组还用于透射所述第一探测光；以及指纹识别模组，位于所述背光模组远离所述盖板的一侧，用于接收所述第一探测光，并根据所述第一探测光识别所述手指的指纹；所述指纹识别模组在所述盖板上的投影与所述指纹识别区域至少部分重叠。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示设备领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
传统的自发光的显示装置一般包括盖板，设置于盖板一侧的显示面板以及设置于显示面板远离盖板一侧的指纹识别模组。当盖板上有手指触摸时，手指反射的光从显示面板透射并入射至指纹识别模组，指纹识别模组根据手指反射的光识别手指的指纹。
但在非自放光的显示装置中，还包括位于显示面板远离盖板一侧的背光模组，指纹识别模组位于背光模组远离显示面板的一侧。而背光模组无法透过从盖板反射回的光线，因此当盖板上存在手指触摸时，手指反射的光线无法入射至指纹识别模组，无法识别指纹。
因此，包括背光模组的显示装置中，无法使用指纹识别技术。这使得指纹识别技术应用于显示装置时，受限于显示装置的类型。
发明内容
本发明一方面提供一种显示装置，包括：
盖板，所述盖板具有一操作表面，所述操作表面具有指纹识别区域，所述指纹识别区域用于接收手指触摸，所述指纹识别区域位于所述盖板用于展示图像的区域；
显示面板，位于所述盖板远离所述操作表面的一侧；
背光模组，位于所述显示面板远离所述盖板的一侧，用于发射背光，所述背光用于供所述显示面板显示图像，所述背光入射至所述指纹识别区域时，被所述手指作为第一探测光反射，所述背光模组还用于透射所述第一探测光；以及
指纹识别模组，位于所述背光模组远离所述盖板的一侧，用于接收所述第一探测光，并根据所述第一探测光识别所述手指的指纹；
所述指纹识别模组在所述盖板上的投影与所述指纹识别区域至少部分重叠。
上述本实施例提供的显示装置，通过设置背光模组透射手指反射的第一探测光，实现将指纹识别模组应用至包括背光模组的非自发光的显示装置中，有利于解决指纹识别模组应用受限的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示装置的平面结构示意图。
图2为图1中显示装置沿Ⅱ-Ⅱ线的剖面结构示意图。
图3为图2中背光模组的结构示意图。
图4为显示装置中指纹识别区域、开孔及指纹识别模组的位置关系示意图。
图5为本发明一变更实施例的显示装置中指纹识别区域、开孔及指纹识别模组的位置关系示意图。
图6为本发明另一变更实施例的显示装置中指纹识别区域、开孔及指纹识别模组的位置关系示意图。
图7为图1所示显示装置中补充光源的排布方式的平面结构示意图。
图8为本发明一变更实施例的显示装置的平面结构示意图。
图9为本发明一变更实施例的显示装置中补充光源的排布方式的一平面结构示意图。
图10为本发明一变更实施例的显示装置中补充光源的排布方式的另一平面结构示意图。
图11为本发明一变更实施例中显示装置的结构示意图。
图12为本发明另一变更实施例中显示装置的结构示意图。
图13为本发明另一变更实施例中显示装置的结构示意图。
主要元件符号说明
显示装置 10
盖板 11
操作表面 111
指纹识别区域 112
显示面板 12
彩膜基板 121
液晶层 122
薄膜晶体管基板 123
指纹识别模组 13
补充光源 141、142、143、144
红外透光油墨 15
光引导元件 16
反射材料层 17
背光模组 18
背板 181
开孔 1811
反射片 182
导光板 183
光学膜片 184
光源 185
折射材料层 19
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本实施例提供的显示装置10为智能手机。于其他实施例中，显示装置10可为平板电脑、穿戴式设备等。
请继续参阅图1，显示装置10包括盖板11。盖板11为透明盖板，例如为玻璃盖板，用于向用户展示图像。盖板11具有一操作表面111。操作表面111用于接收用户的手指操作，例如触控、指纹识别等操作。操作表面111具有一指纹识别区域112，指纹识别区域位于操作表面111上用于展示图像的区域。指纹识别区域112存在手指触摸时，显示装置10识别所述手指的指纹。
请参阅图2，显示装置10还包括显示面板12和背光模组18。显示面板12位于盖板11远离操作表面111的一侧。背光模组18位于显示面板12远离盖板11的一侧。
请继续参阅图2，显示面板12包括依次层叠设置的彩膜基板121、液晶层122及薄膜晶体管基板123，其中彩膜基板121最靠近盖板11。背光模组18用于发射背光。所述背光可通过包括但不限于灯条、发光二极管等装置提供。薄膜晶体管基板123及彩膜基板121分别被施加不同使得液晶层122两侧产生电压差。液晶层122两侧产生电压差时，液晶层122中的液晶分子(图未示)发生旋转。不同电压差的值使得所述液晶分子旋转不同的角度。所述背光经过不同旋转角度的液晶分子后具有不同的光强。液晶层122的不同位置具有不同电压差时，不同位置的液晶分子旋转角度不同，不同位置出射的光的光强不同，经过彩膜基板121调节光的颜色后，即可显示一图像。
请继续参阅图2，显示装置10还包括指纹识别模组13。指纹识别模组13位于显示面板12远离盖板11的一侧。指纹识别模组13用于识别触摸指纹识别区域112的手指的指纹。指纹识别模组13可通过内部的光电探测元件(例如光电二极管)接收手指反射的光，并通过预存的计算程序对所述手指反射的光作数据分析即可识别手指的指纹。
请参阅图3，背光模组18为侧光式背光模组。背光模组18包括依次层叠设置的背板181、反射片182、导光板183及光学膜片184，其中背板181相较于反射片182靠近指纹识别模组13。背光模组18还包括设置于导光板183***的光源185。光源185用于出射背光。所述背光经导光板183传播，其中一部分背光入射至反射片182被反射片182反射至导光板183。从导光板183出射的背光经光学膜片184后出射至显示面板12用于显示图像。本实施例中，光源185为灯条。于本发明一变更实施例中，光源185包括多个发光二极管，所述多个发光二极管排列为长条状。于本发明另一变更实施例中，背光模组18为直下式背光模组，光源185包括多个发光二极管，所述多个发光二极管排列为一矩阵。光学膜片184可为扩散片、集光片、增亮膜等。于其他实施例中，背光模组18可包括多个光学膜片。
请一并参阅图2和图3，若指纹识别区域112存在手指，入射至指纹识别区域112的背光会被手指反射。被手指反射的背光定义为第一探测光。
请继续参阅图3，反射片182、导光板183及光学膜片184用于透射所述第一探测光。背板181上设置有开孔1811。
请参阅图4，本实施例中，指纹识别模组13在盖板11上的投影、开孔1811在盖板11上的投影、指纹识别区域112完全重叠。所述第一探测光穿透显示面板12和背光模组18后入射至指纹识别模组13。指纹识别模组13用于根据所述第一探测光识别手指的指纹。
请参阅图5，于一变更实施例中，指纹识别模组13在盖板11上的投影、开孔1811在盖板11上的投影完全重叠，指纹识别模组13在盖板11上的投影、开孔1811在盖板11上的投影稍大于指纹识别区域112。有利于使得指纹识别区域112反射的光较大程度通过开孔1811并被指纹识别模组13接收，有利于提高光利用率。
请参阅图6，于另一变更实施例中，指纹识别模组13在盖板11上的投影稍大于开孔1811在盖板11上的投影，开孔1811在盖板11上的投影稍大于指纹识别区域112。有利于使得第一探测光较大程度通过开孔1811，通过开孔1811的光较大程度被指纹识别模组13接收，有利于提高光利用率。
请再参阅图2，显示装置10还包括两个补充光源141和142。补充光源141和补充光源142位于盖板11远离操作表面111的一侧。补充光源141和补充光源142位于显示面板12的***。
补充光源141和补充光源142用于发射参考光至指纹识别区域112。若指纹识别区域112存在手指，参考光会被手指反射，至少部分被反射的参考光作为第二探测光入射至指纹识别模组13。通过增设补充光源141和补充光源142，有利于增加入射至手指的光量，有利于提高指纹识别模组13对手指指纹的识别精度。
本实施例中，补充光源141和补充光源142出射的参考光的传播方向与操作表面111呈一小于90°的倾角，图2中所示倾角角度为1.1157°，有利于减少用于引导参考光至指纹识别区域112的元器件，使得参考光可直接入射至指纹识别区域112。应当理解，补充光源141和补充光源142出射的参考光的传播方向与操作表面111所呈角度根据补充光源141和补充光源142到指纹识别区域112的距离不同而不同，上述角度示例不用于限定本发明。
参考光为非可见光，有利于避免对显示装置10显示的图像的影响。本实施例中，补充光源141和补充光源142为红外发光二极管，参考光为红外光。
请一并参阅图1和图2，盖板11对应补充光源141和补充光源142的位置涂布有红外透光油墨15。红外透光油墨15与传统的显示装置中用于遮挡边缘走线(图未示)的油墨位于同一层。红外透光油墨15可透过非可见光但不透过可见光。因此红外透光油墨15用于透射参考光但不透射所述背光。
请参阅图7，本实施例中，显示面板12大致为矩形，两个补充光源144分别位于显示面板12的两个相对的侧边，相对指纹识别区域112对称设置，有利于提高入射至指纹识别区域112的参考光的光强均匀度。
请参阅图8，于一变更实施例中，指纹识别区域112位于靠下(以图8中方位为基准)的位置，显示装置10包括三个补充光源143，三个补充光源143皆位于显示面板12的一个侧边，如图9或图10所示。有利于集中入射至指纹识别区域112的参考光，增强入射至指纹识别区域112的参考光的光强。
应当理解，上述各实施例中的补充光源数量及设置位置不用于限定本发明，补充光源的数量和设置位置需要根据指纹识别区域112的设置位置、显示装置10的长宽尺寸等参数进行设置。
请参阅图11，于一变更实施例中，补充光源141和补充光源142出射的参考光垂直于操作表面111，显示装置10还包括光引导元件16。光引导元件16位于参考光的出射路径上，用于将参考光引导至指纹识别区域112。所述变更实施例中，光引导元件16为一反射片。于其他实施例中也可以为透镜、镀膜片等。
请参阅图12，于另一变更实施例中，补充光源141和补充光源142出射的参考光垂直于操作表面111，盖板11上设置有反射材料层17。反射材料层17位于参考光的出射路径上，用于将参考光引导至指纹识别区域112。所述变更实施例中，反射材料层17为光反射漆。
请参阅图13，于另一变更实施例中，补充光源141和补充光源142出射的参考光平行于操作表面111，显示装置10还包括与补充光源141和补充光源142一一对应的两个折射材料层19。每一折射材料层19固定连接盖板11和一补充光源(补充光源141或补充光源142)，用于将补充光源出射的参考光折射至指纹识别区域112。折射材料层19的材料根据参考光所需的折射角度进行选取，例如本实施例中，折射材料层19为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
本实施例提供的显示装置10，通过在薄膜晶体管基板123上设置透光区域1231，且设置指纹识别模组在所述盖板上的投影、所述透光区域在所述盖板上的投影、所述指纹识别区域至少部分重叠，使得手指反射的光可以穿透薄膜晶体管基板123入射至指纹识别模组13，通过指纹识别模组13识别所述手指的指纹，实现将指纹识别模组13应用至由薄膜晶体管基板123驱动的显示装置10中，有利于解决指纹识别模组13应用受限的问题。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
盖板，所述盖板具有一操作表面，所述操作表面具有指纹识别区域，所述指纹识别区域用于接收手指触摸，所述指纹识别区域位于所述盖板用于展示图像的区域；
显示面板，位于所述盖板远离所述操作表面的一侧；
背光模组，位于所述显示面板远离所述盖板的一侧，用于发射背光，所述背光用于供所述显示面板显示图像，所述背光入射至所述指纹识别区域时，被所述手指作为第一探测光反射，所述背光模组还用于透射所述第一探测光；
至少一个补充光源，所述补充光源位于所述盖板远离所述操作表面的一侧，且位于所述显示面板的***，所述补充光源朝向所述显示面板设置，用于发射参考光至所述指纹识别区域，所述参考光的出射方向大致平行于所述操作表面，至少部分所述参考光被所述手指作为第二探测光反射；以及
指纹识别模组，位于所述背光模组远离所述盖板的一侧，用于接收所述第一探测光及所述第二探测光，并根据所述第一探测光及所述第二探测光识别所述手指的指纹；
所述指纹识别模组在所述盖板上的投影与所述指纹识别区域至少部分重叠；
所述背光模组包括依次层叠设置的背板、反射片、导光板及至少一个光学膜片，所述背板相较于所述反射片靠近所述指纹识别模组；
所述显示装置包括折射材料层，所述折射材料层与所述盖板及所述至少一个补充光源固定设置且直接接触，所述折射材料层在平行于所述操作表面的方向上设置于所述显示面板与所述补充光源之间，且所述折射材料层与所述显示面板直接接触，所述折射材料层用于将所述参考光折射至所述指纹识别区域。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述反射片、所述导光板及所述至少一个光学膜片用于透射所述探测光；
所述背板上设置有开孔，所述指纹识别模组在所述盖板上的投影、所述开孔在所述盖板上的投影、所述指纹识别区域至少部分重叠。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述指纹识别模组在所述盖板上的投影、所述开孔在所述盖板上的投影、所述指纹识别区域完全重叠。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括光引导元件；
所述光引导元件设置于位于所述盖板远离所述操作表面的一侧，且位于所述参考光的出射路径上，用于将所述参考光引导至所述指纹识别区域。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述盖板上设置有反射材料层，所述反射材料层位于所述参考光的出射路径上，用于将所述参考光反射至所述指纹识别区域。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，包括多个补充光源；
所述多个补充光源在所述显示面板的***相对所述指纹识别区域对称排布。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述盖板上靠近所述至少一个补充光源的表面涂覆有红外透光油墨；
所述红外透光油墨用于透射所述参考光。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述参考光为红外光。
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