CN111797767A - 指纹识别组件、显示模组以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹识别组件、显示模组以及电子设备。指纹识别组件包括波传输层、波源单元、多个波信号接收单元以及筛选结构。波传输层在上表面设置指纹识别区。波源单元连接于波传输层，并包括波源。波信号接收单元设置在波传输层的下表面侧，接收从波源单元入射至波传输层并从指纹识别区反射的波信号。筛选结构设置在波传输层和波源单元中的一者的端面上，在将筛选结构、波源单元以及指纹识别区投影到与波传输层平行的投影面上时，筛选结构和波源单元的投影位于指纹识别区的投影的同一侧。筛选结构包括波选取膜，使得从波源单元入射到的波信号传输至波传输层的表面。由此，减少了干扰光线在波传输层中的传输，提高了提高指纹识别清晰度。

Description

指纹识别组件、显示模组以及电子设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种指纹识别组件、显示模组以及电子设备。

背景技术

随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的电子设备，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。指纹对于每一个人而言是与身俱来的，是独一无二的，采用指纹识别功能能够提高显示装置的安全系数。

当前的电子设备为了实现大屏幕或甚至全面屏效果，大多采用屏下光学指纹识别技术实现指纹识别，其中在LCD指纹识别技术中，采用单独光源利用全反射原理为指纹识别***提供光线。但因为作为指纹识别***中的光传输层的盖板等上下表面平行，因此从上下表面进入的光线均会射出，无法在盖板内实现有效的全反射。为此，通常在盖板表面沉积膜层和调控膜层结构来实现入射光在盖板内的全反射，但进入盖板内的光线中存在一些干扰光线，影响指纹识别效果。

发明内容

本发明提供一种指纹识别组件、指纹识别模组以及显示装置，降低在波传输层进行全反射的光线中存在的干扰光线，提高指纹识别清晰度。

一方面，本发明实施例提供一种指纹识别组件，包括波传输层、波源单元、多个波信号接收单元以及筛选结构。波传输层在上表面设置有指纹识别区。波源单元连接于波传输层，并包括波源，波源向波传输层提供用于指纹识别的波信号。多个波信号接收单元设置在波传输层的下表面侧，接收从波源单元入射至波传输层并从指纹识别区反射的波信号。筛选结构设置在波传输层和波源单元中的一者的端面上，并且在将筛选结构、波源单元以及指纹识别区投影到与波传输层平行的投影面上时，筛选结构和波源单元的投影位于指纹识别区的投影的同一侧。筛选结构包括波选取膜，波选取膜使得从波源单元入射到的波信号传输至波传输层的表面。

另一方面，本发明实施例提供一种显示模组，包括显示面板和设置在该显示面板的光出射面一侧的上述的指纹识别组件，其中光出射面是出射来自显示面板内部的显示用光线。

再一方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括上述的显示模组。

根据本发明实施例，当不同角度的光从光源入射到筛选结构时，经筛选结构，期望角度的光线被筛选传输到波传输层，并在波传输层内进行全反射传播，而不期望的光线的至少部分被筛选结构过滤掉。由此，减少了干扰光线在波传输层中的传输，提高了提高指纹识别清晰度。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征，附图并未按照实际的比例绘制。

图1是示出根据本发明一实施例的指纹识别组件的结构的示意图；

图2是示出根据本发明一实施例的一变形例的指纹识别组件的结构的示意图；

图3是将根据本发明一实施例及其变形例的指纹识别组件的各构件正投影到盖板上表面的正投影示意图；

图4是示出根据本发明一实施例及其变形例的筛选结构的构成示意图；

图5是根据本发明实施例的指纹识别组件的示意图；

图6是示出根据本发明实施例的筛选结构的构成示意图；

图7是示出根据本发明实施例的指纹识别组件的结构的示意图；

图8是示出根据本发明实施例的变形例的指纹识别组件的结构的示意图；

图9是示出根据本发明实施例的变形例的指纹识别组件的结构的示意图；

图10是根据本发明实施例的指纹识别组件的示意图；

图11是根据本发明实施例的变形例的指纹识别组件的示意图；

图12是根据本发明实施例的显示模组的俯视示意图；

图13-图16是分别示出根据本发明实施例的显示模组的结构的示意图；

图17是本发明实施例提供的电子设备的示意图。

具体实施方式

下面，结合附图来详细描述本发明的各种示例性实施例及变形例。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和说明的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

应注意到：在各附图中，对于相同或相似的要素，用相同或相似的标号和字母表示，因此，一旦某一要素在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明的实施例提供一种指纹识别组件1A。下面，结合图1-图4，对根据本发明实施例及其变形例的指纹识别组件进行说明。图1是示出根据本发明实施例的指纹识别组件1A的结构的示意图，图2是示出根据本发明实施例的一变形例的指纹识别组件1B的结构的示意图，图3是将根据本发明实施例及其变形例的指纹识别组件1A-1B的各构件正投影到盖板上表面的正投影示意图，图4是示出根据本发明实施例及其变形例的筛选结构的构成示意图。

如图1所示，根据本发明实施例的显示模组包括指纹识别组件1A和显示面板2，指纹识别组件1A设置在显示面板2的光出射面侧，来自显示面板2的用于显示的光从该光出射面射出，进行显示。在本发明附图的图示中，显示面板2的上表面为显示面板2的光出射面。

显示面板2可以是已知的液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)，对此，将在后面举例进行描述。

指纹识别组件1A包括盖板11、光源单元12、光感元件13以及筛选结构14。

盖板11层叠于显示面板2的光出射面一侧，并在其上表面(背离显示面板2的表面)的至少一部分区域设置有供手指触摸以进行指纹识别的指纹识别区RA。盖板11可以是玻璃盖板，例如钢化玻璃盖板，也可以是亚克力板、PC板等其他材料制成的透明盖板。这里，盖板11相当于本发明的波传输层。

光源单元12埋设于盖板11内，射出用于指纹识别的光。例如，在盖板11中设有从盖板11的下表面(朝向显示面板2的上表面)或端面向内凹陷的凹槽(图中未示出)，光源单元12例如通过透明封装胶无缝连接于该凹槽内。

作为一变形例，如图2所述，在指纹识别组件1B中，光源单元12可以设置在盖板11的下表面。此时，光源单元12通过透明封装胶无缝连接于盖板11的下表面。

在本发明实施例及其变形例中，透明封装胶可以采用具有与盖板11相同或相近折射率的胶材。例如在盖板11选用玻璃盖板的情况下，透明封装胶优选采用具有与玻璃相同或相近折射率的胶材。例如，可以选用LED用的高折射率高透射率封装胶(以下简称LED封装胶)。下表1为某公司的两款LED封装胶的特性。

[表1]

通过光源单元12和盖板11一体无缝连接，可以方便的实现光线在盖板中连续进行全反射。通过选用和盖板11折射率相同或相近的封装胶，可确保光线从光源单元12至盖板11如在同一种介质中传播，当射出的光线入射到盖板上表面或下表面时，入射角β大于在盖板11内发生全反射的临界角(即、全反射临界角)θ的光线x1连续进行全反射传播。

从确保光线从光源单元入射盖板，减少光线传播中的光量损耗，采用透明封装胶的折射率n1与盖板11的折射率n2之比n1/n2在0.95-1.05范围内的透明封装胶比较理想，折射率与盖板完全相同的透明封装胶最为理想。也即是说，本发明中的透明封装胶的折射率与波传输层的折射率相同或相近，“相同”意味着透明封装胶的折射率n1与盖板11的折射率满足n1/n2＝1，“相近”意味着透明封装胶的折射率n1与盖板11的折射率满足0＜∣1-n1/n2∣≤0.05。

光源单元12包括射出用于指纹识别的光的光源121。此外，还可以包括将光源121封装在内的透明封装块122。透明封装块122可以与盖板11同材质形成，由此可确保光线从光源至盖板11如在同一种介质中传播。当然，光源单元12可以仅由光源组成。这里，光源单元12相当于本发明的波源单元。在本说明书及其附图中，为了便于说明，以光源单元12包括光源121和透明封装块122的结构为例给出示意性图示并进行说明，但本说明书中的实施例及其变形例也都适用于仅由光源组成的光源单元12。

多个光感元件13设置在盖板11的下表面侧。光感元件13与盖板11的指纹识别区RA对应设置，以接收从述指纹识别区RA反射的光。本发明中，“多个”的含义是两个或两个以上，光感元件13相当于本发明的波信号接收单元。

筛选结构14设置在盖板11的一端面113的至少一部分上。参考图3，在将指纹识别组件1A的各构件正投影到盖板11的上表面时，筛选结构14和光源单元12的投影位于指纹识别区RA的投影的同一侧。更具体来说，光源单元12的投影位于筛选结构14的投影与指纹识别区RA的投影之间。

返回到图1，在一些可选的实施例中，筛选结构14由反射膜141构成。当不同角度的光从光源121入射到盖板11的一端面113时，入射到反射膜141之外的区域的光大部分射出盖板11，而入射至反射膜141的光经反射膜141反射至盖板11的上表面或下表面，其中向上表面或下表面入射的入射角β大于在盖板11内发生全反射的临界角θ的那部分光线x1在盖板11内连续进行全反射传播。当用手指指纹触摸盖板11上表面的指纹识别区RA时，指纹的脊与盖板11接触而改变界面性质，入射到指纹识别区RA的光线x1会在指纹的脊与盖板11接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强变弱，而在指纹的谷所在位置，由于谷并不与盖板11接触而此处界面仍然满足全反射条件，光线x1在指纹的谷所在位置发生全反射重新射入盖板11。这样，经指纹的脊与盖板11接触的界面反射的光线和经指纹的谷与盖板11对应的界面反射的光线均照射到光感元件13上，从而光感元件13根据接收到的光信号的强弱而输出可识别指纹的谷和脊的识别信号。这里，反射膜141相当于本发明的波选取膜。

在一些可选的实施例中，盖板11的设置反射膜141的一端面113垂直于盖板11的上下表面。此时，从光源121射出的光以α的入射角入射至反射膜141，并经反射膜141反射后以β的入射角入射至盖板11的上表面或下表面(α与β互余)，入射角β大于等于全反射临界角θ的光线x1在盖板11内连续进行全反射。当将反射膜141与光源单元12的光源121在与盖板11的上下表面垂直的方向(以下，简称为垂直方向Y)上的最短垂直距离记为L，将反射膜141与光源单元12的光源121在与盖板11的上下表面平行的方向(以下，简称为水平方向X)上的水平距离记为H时，最短垂直距离L与水平距离H关系如下：

L＝H*tanα＝H*tan(90°-β)

为了选取更适合全反射的光线角度，优选设置反射膜141，使得反射膜141与光源121的最短垂直距离L和水平距离H满足下述关系式1：

L≤H*tan(90°-θ) (式1)

其中，θ为在盖板11内的全反射临界角。

反射膜141优选为高反射膜，例如可以是Ag、Al、Au等金属膜。

在一些可选的实施例中，筛选结构14除反射膜141之外，还具有透射膜142。如图1、图2和图4所示，透射膜142在垂直方向Y上与反射膜141并排地设置在盖板11的一端面113。从光源121入射到透射膜142的光线x2透过透射膜142射出盖板11。透射膜142优选为高透射膜，例如可以是MgF₂、ITO、ZnO、SnO₂等高透膜。这里，透射膜142相当于本发明的滤波膜。

在一些可选的实施例中，筛选结构14还可以包括过渡膜143，过渡膜143设置在反射膜141及透射膜142与盖板11的一端面113之间，以提高反射膜141及透射膜142与盖板11的结合力，提高使用寿命。过渡膜143可以为SiO、SiO₂膜层。

在一些可选的实施例中，筛选结构14还可以包括保护膜144，保护膜144设置在反射膜141及透射膜142的外表面，即与盖板11的一端面113对置的表面，以保护反射膜141、透射膜142免受刮伤、腐蚀等破坏，提高使用寿命。保护膜144可以为SiO₂膜层。

根据本发明的实施例及变形例，通过在盖板的一端面的至少一部分上设置反射膜，不同角度的光从光源入射到盖板的一端面时，入射到该一端面上的反射膜上的光被该反射膜反射到盖板11的上表面或下表面，进而在盖板内进行全反射传播。而入射到该一端面的反射膜之外的区域的光，其大部分将从该一端面射出。因此，能够筛选出期望角度范围(比如能被全反射到指纹识别区)的光线，过滤干扰光线，能够提高指纹识别清晰度。

另外，由于设置反射膜用作筛选光线角度的筛选结构，因此光源单元可以设置在盖板的下表面或内部，提高了光源设置灵活度。

根据本发明的实施例及变形例，筛选结构除反射膜之外，还设置透射膜用于过滤光线，从而能够进一步减少干扰光线的量，能够进一步提高指纹识别清晰度。

根据本发明的实施例及变形例，通过在反射膜及透射膜与盖板的一端设置过渡膜，能够提高反射膜141及透射膜142与盖板11的结合力，进而提高使用寿命。

另外，通过在反射膜141及透射膜142的外表面，即与盖板11的一端面113对置的表面设置保护膜，能够保护反射膜141、透射膜142免受刮伤、腐蚀等破坏，进而提高使用寿命。

根据本发明的实施例及变形例，光源单元与盖板通过具有与盖板相同或相近的折射率的透明封装胶无缝连接，因此，光线从光源单元至盖板如在同一种介质中传播，从而能够简便地实现可发生全反射的光线入射盖板，同时能够减少光线传播中的光量损耗。

另外，通过将光源单元中封装光源的透明密封块与盖板11同材质形成，由此能够减少光线从光源至盖板的传播中的光量损耗，有利于可发生全反射的光线入射盖板的实现。

本申请的实施例提供一种指纹识别组件1C。本实施例提供的指纹识别组件1C与根据上述实施例及其变形例的指纹识别组件1A-1B相比，筛选结构的构成以及光源单元的设置位置不同，其余结构和配置均相同。

下面结合图5-图6的图示，着重对根据本实施例的指纹识别组件1C不同于指纹识别组件1A-1B的区别点进行说明，而对于与指纹识别组件1A-1B相同的部分不再赘述。图5是根据本发明实施例的指纹识别组件1C的示意图，图6是示出根据本发明实施例的筛选结构14’的构成示意图。

参考图5，指纹识别组件1C包括盖板11、光源单元12、光感元件13以及筛选结构14’。

在本实施例中，光源单元12设置在盖板11的一端面113侧内，射出用于指纹识别的光。

筛选结构14’设置在盖板11的该一端面113的至少一部分上。从而，在与图3同样地进行正投影而得的正投影面上，筛选结构14’的投影和光源单元12的投影位于指纹识别区RA的投影的同一侧。更具体来说，筛选结构14’的投影位于光源单元12的投影与指纹识别区RA的投影之间。

参考图5和图6，在一些可选的实施例中，筛选结构14’由透射膜141’构成。当不同角度的光从光源入射到盖板11的一端面113时，入射至透射膜141’的光透过透射膜141’入射至盖板11的上表面或下表面，其中向上表面或下表面入射的入射角β大于在盖板11内发生全反射的临界角θ的那部分光线x1在盖板11内连续进行全反射传播。当用手指指纹触摸盖板11上表面的指纹识别区RA时，指纹的脊与盖板11接触而改变界面性质，入射到指纹识别区RA的光线x1会在指纹的脊与盖板11接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强变弱，而在指纹的谷所在位置，由于谷并不与盖板11接触而此处界面仍然满足全反射条件，光线x1在指纹的谷所在位置发生全反射重新射入盖板11。这样，经指纹的脊与盖板11接触的界面反射的光线和经指纹的谷与盖板11对应的界面反射的光线均照射到光感元件13上，从而光感元件13根据接收到的光信号的强弱而输出可识别指纹的谷和脊的识别信号。这里，透射膜141’相当于本发明的波选取膜。

在一些可选的实施例中，盖板11的设置透射膜141’的一端面113垂直于盖板11的上下表面。此时，从光源121射出的光以α的入射角入射至透射膜141’，并透过透射膜141’后以β的入射角入射至盖板11的上表面或下表面(α与β互余)，入射角β大于等于全反射临界角θ的光线x1在盖板11内连续进行全反射。当将透射膜141’与光源单元12的光源121在垂直方向Y上的最短垂直距离记为L，将透射膜141’与光源单元12的光源121在水平方向X上的水平距离记为H时，最短垂直距离L与水平距离H关系如下：

L＝H*tanα＝H*tan(90°-β)

为了选取更适合全反射的光线角度，优选设置透射膜141’，使得透射膜141’与光源121的最短垂直距离L和水平距离H满足下述关系式1：

L≤H*tan(90°-θ) (式1)

其中，θ为在盖板11内的全反射临界角。

透射膜141’优选为高透射膜，例如可以是MgF₂、ITO、ZnO、SnO₂等高透膜。

在一些可选的实施例中，筛选结构14’除透射膜141’之外，还具有反射膜142’。如图5和图6所示，反射膜142’在垂直方向Y上与透射膜141’并排地设置在盖板11的一端面113。从光源121入射到反射膜142’的光线x2经反射膜142’反射出盖板11。反射膜142’优选为高反射膜，例如可以是Ag、Al、Au等金属膜。这里，反射膜142’相当于本发明的滤波膜。

另外，在一些可选的实施例中，与上述指纹识别组件1A同样，筛选结构14’还可以包括过渡膜143，过渡膜143设置在透射膜141’及反射膜142’与盖板11的一端面113之间。以提高透射膜141’及反射膜142’与盖板11的结合力，提高使用寿命。

另外，在一些可选的实施例中，与上述指纹识别组件1A同样，筛选结构14’还可以包括保护膜144，保护膜144设置在透射膜141’及反射膜142’的外表面。以保护透射膜141’及反射膜142’免受刮伤、腐蚀等破坏，提高使用寿命。

根据本实施例提供的指纹识别组件，能够获得与指纹识别组件1A-1B相同的技术效果。

本发明的实施例及其变形例分别提供一种指纹识别组件1D-1F。本实施例及其变形例提供的指纹识别组件1D-1F与根据上述实施例及其变形例提供的指纹识别组件1A-1B的指纹识别组件相比，筛选结构设置在光源单元以及光源单元的设置位置上所有不同，其余结构和配置均相同。

下面，结合图7-图9的图示，着重对根据本发明实施例及其变形例的指纹识别组件1D-1F不同于上述的指纹识别组件1A-1B的区别点进行说明，而对于与上述的指纹识别组件1A-1B相同的部分不再赘述。图7是示出根据本发明实施例的指纹识别组件1D的结构的示意图，图8是示出根据本发明实施例的一变形例的指纹识别组件1E的结构的示意图，图9是示出根据本发明实施例的另一变形例的指纹识别组件1F的结构的示意图。

参考图7，根据本实施例的指纹识别组件1D包括盖板11、光源单元12、光感元件13以及筛选结构14。

光源单元12埋设于盖板11内，射出用于指纹识别的光。例如，在盖板11中设有从盖板11的下表面或端面向内凹陷的凹槽(图中未示出)，光源单元12例如通过透明封装胶无缝连接于该凹槽内。

作为一变形例，如图8所述，在指纹识别组件1E中，光源单元12可以设置在盖板11的下表面。此时，光源单元12通过透明封装胶无缝连接于盖板11的下表面。

作为另一变形例，如图9所述，在指纹识别组件1F中，光源单元12可以设置在盖板11的一端面。此时，光源单元12通过透明封装胶无缝连接于盖板11的一端面。

在本发明实施例及其变形例中，关于光源单元12与盖板的无缝连接与上述的指纹识别组件1A-1B相同，这里不再赘述。

另外，光源单元12包括射出用于指纹识别的光的光源121。此外，还可以包括将光源121封装在内的透明封装块122。透明封装块122可以与盖板11同材质形成，由此可确保光线从光源至盖板11如在同一种介质中传播。当然，光源单元12可以仅由光源组成。这里，光源单元12相当于本发明的波源单元。

筛选结构14设置在光源单元12的一端面123的至少一部分上。在与图3同样地进行正投影形成的正投影面(图中未示出)上，筛选结构14和光源单元12的投影位于指纹识别区RA的投影的同一侧。更具体来说，光源单元12的投影位于筛选结构14的投影与指纹识别区RA的投影之间。这里，为了便于说明，以光源单元12包括光源121和透明封装块122，透明封装块122的各表面构成光源单元12的各端面的结构为例给出示意性图示并进行说明，但光源单元12仅由光源121构成时，光源的各表面构成光源单元12的各端面，筛选结构14设置在光源121的一表面的至少一部分上。

在一些可选的实施例中，筛选结构14由反射膜141构成。当不同角度的光从光源121入射到盖板11的一端面113时，入射到反射膜141之外的区域的光大部分射出盖板11，而入射至反射膜141的光经反射膜141反射至盖板11的上表面或下表面，其中向上表面或下表面入射的入射角β大于在盖板11内发生全反射的临界角θ的那部分光线x1在盖板11内连续进行全反射传播。当用手指指纹触摸盖板11上表面的指纹识别区RA时，指纹的脊与盖板11接触而改变界面性质，入射到指纹识别区RA的光线x1会在指纹的脊与盖板11接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强变弱，而在指纹的谷所在位置，由于谷并不与盖板11接触而此处界面仍然满足全反射条件，光线x1在指纹的谷所在位置发生全反射重新射入盖板11。这样，经指纹的脊与盖板11接触的界面反射的光线和经指纹的谷与盖板11对应的界面反射的光线均照射到光感元件13上，从而光感元件13根据接收到的光信号的强弱而输出可识别指纹的谷和脊的识别信号。这里，反射膜141相当于本发明的波选取膜。

在一些可选的实施例中，光源12的设置反射膜141的一端面123垂直于盖板11的上下表面。此时，从光源121射出的光以α的入射角入射至反射膜141，并经反射膜141反射后以β的入射角入射至盖板11的上表面或下表面(α与β互余)，入射角β大于等于全反射临界角θ的光线x1在盖板11内连续进行全反射。当将反射膜141与光源单元12的光源121在垂直方向Y上的最短垂直距离记为L，将反射膜141与光源单元12的光源121在水平方向X上的水平距离记为H时，最短垂直距离L与水平距离H关系如下：

L＝H*tanα＝H*tan(90°-β)

为了选取更适合全反射的光线角度，优选设置反射膜141，使得反射膜141与光源121的最短垂直距离L和水平距离H满足下述关系式1：

L≤H*tan(90°-θ) (式1)

其中，θ为在盖板11内的全反射临界角。

反射膜141优选为高反射膜，例如可以是Ag、Al、Au等金属膜。

在一些可选的实施例中，筛选结构14除反射膜141之外，还具有透射膜142。如图7、图4所示，透射膜142在垂直方向Y上与反射膜141并排地设置在光源单元12的一端面123。从光源121入射到透射膜142的光线x2透过透射膜142射出盖板11。透射膜142优选为高透射膜，例如可以是MgF₂、ITO、ZnO、SnO₂等高透膜。这里，透射膜142相当于本发明的滤波膜。

在一些可选的实施例中，筛选结构14还可以包括过渡膜143，过渡膜143设置在反射膜141及透射膜142与盖板11的一端面113之间，以提高反射膜141及透射膜142与盖板11的结合力，提高使用寿命。过渡膜143可以为SiO、SiO₂膜层。

在一些可选的实施例中，筛选结构14还可以包括保护膜144，保护膜144设置在反射膜141及透射膜142的外表面，即与盖板11的一端面113对置的表面，以保护反射膜141、透射膜142免受刮伤、腐蚀等破坏，提高使用寿命。保护膜144可以为SiO₂膜层。

根据本发明实施例及其变形例，能够获得与上述指纹识别组件1A-1B相同的技术效果。另外，在本发明实施例及其变形例中，由于筛选光线角度的筛选结构设置在光源单元上，构成一单独电源组件，因此显示模组的组装工艺变得简单，而且可根据需要选择电源组件的设置位置，灵活程度高。

本申请的实施例及其变形例分别提供一种指纹识别组件1G-1H。本实施例及其变形例提供的指纹识别组件1G-1H与根据上述实施例及其变形例提供的指纹识别组件1D-1F相比，筛选结构的构成以及光源单元的设置位置不同，其余结构和配置均相同。

下面结合图10-图11、以及图6的图示，着重对根据本实施例及其变形例的指纹识别组件1G-1H不同于上述指纹识别组件1D-1F的区别点进行说明，而对于与上述指纹识别组件1D-1F相同的部分不再赘述。图10是根据本发明实施例的指纹识别组件1G的示意图，图11是根据本发明实施例的一变形例的指纹识别组件1H的示意图。

参考图10，根据本实施例的指纹识别组件1G包括盖板11、光源单元12、光感元件13以及筛选结构14’。

在本实施例中，光源单元12埋设于盖板11内，射出用于指纹识别的光。

筛选结构14’设置在光源单元12的一端面123的至少一部分上。从而，在与图3同样地进行正投影而得的正投影面上，筛选结构14’的投影和光源单元12的投影位于指纹识别区RA的投影的同一侧。更具体来说，筛选结构14’的投影位于光源单元12的投影与指纹识别区RA的投影之间。

参考图10和图6，在一些可选的实施例中，筛选结构14’由透射膜141’构成。当不同角度的光从光源入射到光源单元12的一端面123时，入射至透射膜141’的光透过透射膜141’入射至盖板11的上表面或下表面，其中向上表面或下表面入射的入射角β大于在盖板11内发生全反射的临界角θ的那部分光线x1在盖板11内连续进行全反射传播。当用手指指纹触摸盖板11上表面的指纹识别区RA时，指纹的脊与盖板11接触而改变界面性质，入射到指纹识别区RA的光线x1会在指纹的脊与盖板11接触的位置发生折射而射出，在此界面上发生反射的光强变弱，而在指纹的谷所在位置，由于谷并不与盖板11接触而此处界面仍然满足全反射条件，光线x1在指纹的谷所在位置发生全反射重新射入盖板11。这样，经指纹的脊与盖板11接触的界面反射的光线和经指纹的谷与盖板11对应的界面反射的光线均照射到光感元件13上，从而光感元件13根据接收到的光信号的强弱而输出可识别指纹的谷和脊的识别信号。这里，透射膜141’相当于本发明的波选取膜。

在一些可选的实施例中，光源单元12的设置透射膜141’的一端面123垂直于盖板11的上下表面。此时，从光源121射出的光以α的入射角入射至透射膜141’，并透过透射膜141’后以β的入射角入射至盖板11的上表面或下表面(α与β互余)，入射角β大于等于全反射临界角θ的光线x1在盖板11内连续进行全反射。当将透射膜141’与光源单元12的光源121在垂直方向Y上的最短垂直距离记为L，将透射膜141’与光源单元12的光源121在水平方向X上的水平距离记为H时，最短垂直距离L与水平距离H关系如下：

L＝H*tanα＝H*tan(90°-β)

为了选取更适合全反射的光线角度，优选设置透射膜141’，使得透射膜141’与光源121的最短垂直距离L和水平距离H满足下述关系式1：

L≤H*tan(90°-θ) (式1)

其中，θ为在盖板11内的全反射临界角。

透射膜141’优选为高透射膜，例如可以是MgF₂、ITO、ZnO、SnO₂等高透膜。

在一些可选的实施例中，筛选结构14’除透射膜141’之外，还具有反射膜142’。如图10-图11和图6所示，反射膜142’在垂直方向Y上与透射膜141’并排地设置在光源单元12的一端面123。从光源121入射到反射膜142’的光线x2经反射膜142’反射出盖板11。反射膜142’优选为高反射膜，例如可以是Ag、Al、Au等金属膜。这里，反射膜142’相当于本发明的滤波膜。

另外，在一些可选的实施例中，与上述指纹识别组件1D同样，筛选结构14’还可以包括过渡膜143，过渡膜143设置在透射膜141’及反射膜142’与盖板11的一端面113之间，以提高透射膜141’及反射膜142’与盖板11的结合力，提高使用寿命。

另外，在一些可选的实施例中，与上述指纹识别组件1D同样，筛选结构14’还可以包括保护膜144，保护膜144设置在透射膜141’及反射膜142’的外表面。以保护透射膜141’及反射膜142’免受刮伤、腐蚀等破坏，提高使用寿命。

根据本实施例及其变形例提供的指纹识别组件，能够获得与上述指纹识别组件1D-1F相同的技术效果。

本发明实施例还提供一种显示模组，包括本发明实施例及其变形例提供的指纹识别组件。下面，结合图12-图16，对根据本发明实施例的显示模组进行说明。图12是根据本发明实施例的显示模组的俯视示意图，图13-图16是分别示出根据本发明实施例的显示模组的结构的示意图。这里，为了便于理解，以上述指纹识别组件1A为例给出示意性图示并进行说明，但其他指纹识别组件也同样适用于本发明提供的显示模组。

如图12所示，显示模组具有显示区AA以及围绕显示区AA的至少部分外周的非显示区BA。图中显示模组的形状仅是示意性表示，不作为对本发明的限定，本发明提供的显示模组可以为常规矩形的，或者也可以为圆形的，或者也可以为异形的。

如图13所示，根据本发明实施例的显示模组包括本发明实施例及其变形例提供的指纹识别组件1A以及显示面板2。

显示面板2可以是已知的液晶显示面板。显示面板2包括相对设置的阵列基板201和彩膜基板202，在阵列基板201和彩膜基板202之间还设置有液晶层203，在阵列基板201的背离液晶层的一侧还设置有背光基板(图中未示出)，从背光基板出射的光经过阵列基板201、液晶层203以及彩膜基板202后从彩膜基板202的上表面(即光出射面)射出，从而实现显示。阵列基板201中设置有薄膜晶体管和各种电路走线(图中未示出)，彩膜基板202包括色阻层和黑矩阵(图中未示出)，本发明中阵列基板201和彩膜基板202的膜层结构可以与现有技术中的结构相同，在此不再赘述说明。

本发明提供的指纹识别组件1A设置在显示面板的光出射面一侧，即在彩膜基板202的上表面一侧，包括盖板11、光源单元12、光感元件13以及筛选结构14。盖板11在上表面设置有指纹识别区RA，光源单元12埋设于盖板11内，筛选结构14设置在盖板11的一端面113，光感元件12设置在盖板11的下表面侧，具体来说，光感元件13位于显示区AA内，并设置在显示面板2的光出射面表面。为了尽量不影响显示面板2的显示，光源单元12、筛选结构14优选设置在非显示区BA内。对于本发明提供的指纹识别组件的细节，由于在本发明说明书中已经进行了详细说明，因此这里不再赘述。

在图13中，上述光感元件13被设置在显示面板2的光出射面表面，但也可以设置在显示面板2的内部。

图14示出了光感元件13设置在显示面板2内的彩膜基板202上的情形。在彩膜基板202的与盖板11的指纹识别区RA对应的位置上设置透光口202k，光感元件13可以设置在彩膜基板202的朝向液晶层的下表面中与该透光口202k对应的位置。从而从盖板11的指纹识别区RA反射的光线x1透过透光口202k照射到光感元件13。为了不影响液晶面板的显示，透光口202k以及光感元件13优选设置在彩膜基板202的黑矩阵区。

图15示出了光感元件13设置在显示面板2内的阵列基板201的情形。在彩膜基板202的与盖板11的指纹识别区RA对应的位置上设置透光口202k，光感元件13可以设置在阵列基板201的朝向液晶层的上表面中与该透光口202k对应的位置。从而从盖板11的指纹识别区RA反射的光线x1透过透光口202k以及液晶层照射到光感元件13。

图16示出了根据本发明实施例的显示模组的另一构成例。如图6所示，在指纹识别组件1A与显示面板2之间还可以设置折射率调整层15，该折射率调整层15的折射率小于盖板11的折射率，以实现光感指纹识别检测，其具体结构在本申请的申请人的申请号为CN201910228605.9的另一篇专利申请中已经详细描述，因此这里不详细说明。该折射率调整层15上与盖板11的指纹识别区RA对应的位置处形成有缺口15k，光感元件13设置该缺口15k内。从而从盖板11的指纹识别区RA反射的光线x1照射到光感元件13。

另外，光感元件13也可以与该缺口15k对应地设置在显示面板2内。具体的设置方式可参考基于图13-15的图示进行说明的设置方式。

根据本发明实施例的显示模组，由于具有本发明实施例及变形例提供的指纹识别组件，因此能够提高指纹识别清晰度，而且可简化显示模组的组装工艺。

本发明还提供一种电子设备。图17为本发明实施例提供的电子设备示意图。如图17所示，电子设备100包括本发明实施例提供的显示模组。本发明实施例提供的电子设备可以是任何具有显示功能的电子产品，包括但不限于：电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、数码相机、手机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等。

根据本发明实施例，能够提供指纹识别清晰度高的电子设备。

依照本发明入射所述的具体实施例及变形例，这些实施例及其变形例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例，多个实施例以及变形例中所描述的各实施要素可以互相替换或重新组合实施而且，根据以上描述，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，进行各种修改、变化或补充。

例如，在上述的实施例及变形例中，为了描述和绘图方便，筛选结构中的波选取膜与滤波膜的排列均采用了中间为波选取膜而上下两侧为滤波膜的排列方式，但很显然，波选取膜与滤波膜的排列不限于此，可根据需要来设定，例如上面为波选取膜下面为滤波膜，或者上面为滤波膜下面为波选取膜等等。

再例如，在上述的实施例及变形例中，描述了将光信号作为指纹识别信息媒介的光感指纹识别，但很显然，也能够利用波信号进行指纹识别。例如也可以利用超声波。另外，光信号可以是可见光，也可以是不可见光。

相应地，在上述的实施例及变形例中，作为信号源，采用了光源，但也可以采用其他波源。光源可以采用可见光光源，不可见光光源，其他波源例如可以采用超声波发射源。

另外，在上述的实施例及变形例中，也可以将光源单元12的一部分通过涂层等做遮光处理，例如将朝向筛选结构的部分之外的其他部分涂上遮光膜，这样能够进一步消除干扰光线，提高之外识别清晰度。

另外，在上述的实施例及变形例中，光源单元12的光源既可以是点光源，也可以是面光源。

另外，在上述的实施例及变形例中，将盖板11作为本发明的波传输层进行了说明，但作为本说明光传输层，也可以在盖板11上层叠其他透明膜层。

另外，为了最大限度不影响显示面板的显示，可以在盖板下表面的与非显示区BA对应地区域通过涂布或沉积等设置遮光膜，例如BM(黑矩阵)层。

以上，通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。另外，本领域的技术人员应该理解，本发明要求保护的范围由所附权利要求来限定。

Claims (19)

1.一种指纹识别组件，包括：

波传输层，在上表面设置有指纹识别区；

波源单元，连接于所述波传输层，并包括波源，所述波源向所述波传输层提供用于指纹识别的波信号；

多个波信号接收单元，设置在所述波传输层的下表面侧，接收从所述波源单元入射至所述波传输层并从所述指纹识别区反射的波信号；以及

筛选结构，所述筛选结构设置在所述波传输层和所述波源单元中的一者的端面中的至少一部分上，并且在将所述筛选结构、所述波源单元以及所述指纹识别区正投影到所述波传输层的上表面而形成的正投影面上，所述筛选结构和所述波源单元的投影位于所述指纹识别区的投影的同一侧，所述筛选结构包括波选取膜，所述波选取膜使得从所述波源单元入射到的波信号传输至所述波传输层的表面。

2.根据权利要求1所述的指纹识别组件，其中，

所述筛选结构还包括滤波膜，所述滤波膜与所述波选取膜在与所述波传输层的上下表面垂直的垂直方向上并排设置在所述端面上，所述滤波膜将从所述波源单元入射的波信号过滤掉。

3.根据权利要求2所述的指纹识别组件，其中，

在所述正投影面上，所述波源单元的投影位于所述筛选结构的投影与所述指纹识别区的投影之间，

所述波选取膜为反射膜，所述滤波膜为透射膜，

从所述波源单元入射至所述反射膜的波信号被反射到所述波传输层的上下表面中的一个上，从所述波源单元入射至所述透射膜的波信号透过所述透射膜射出所述波传输层。

4.根据权利要求3所述的指纹识别组件，其中，

所述筛选结构设置在所述波传输层的所述端面，

所述波源单元连接于所述波传输层的下表面或埋设于所述波传输层内。

5.根据权利要求3所述的指纹识别组件，其中，

所述筛选结构设置在所述波源单元的所述端面，

所述波源单元以所述端面远离所述指纹识别区的姿态连接于所述波传输层的一端面或所述下表面上、或者埋设于所述波传输层内。

6.根据权利要求2所述的指纹识别组件，其中，

在所述正投影面上，所述筛选结构的投影位于所述波源单元的投影与所述指纹识别区投影之间，

所述波选取膜为透射膜，所述滤波膜为反射膜，

从所述波源单元入射至所述透射膜的波信号被透射到所述波传输层的上下表面中的一个上，从所述波源单元入射至所述反射膜的波信号被反射出所述波传输层。

7.根据权利要求6所述的指纹识别组件，其中，

所述筛选结构设置在所述波传输层的所述端面，

所述波源单元连接于所述端面上。

8.根据权利要求6所述的指纹识别组件，其中，

所述筛选结构设置在所述波源单元的所述端面，

所述波源单元以所述端面靠近所述指纹识别区的姿态连接于所述波传输层的一端面或者埋设于所述波传输层内。

9.根据权利要求1至8任一项所述的指纹识别组件，其中，

设置有所述筛选结构的所述端面垂直于所述波传输层的上下表面，

所述筛选结构中的所述波选取膜与所述波源在与所述波传输层的上下表面垂直的垂直方向上的距离L，和所述波源与所述端面在与所述波传输层的上下表面平行的方向上的距离H满足关系式1：

L≤H*tan(90°-θ) 式1，

其中，θ为在所述波传输层内发生全反射的临界角。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的指纹识别组件，其中，

所述筛选结构还包括：过渡膜，层叠于所述波选取膜及滤波膜与设置所述筛选结构的所述端面之间；以及保护膜，层叠于所述波选取膜及滤波膜的远离所述过渡膜的表面。

11.根据所述权利要求1至8中任一项所述的指纹识别组件，其中，

所述波源单元与所述波传输层通过透明封装胶无缝连接为一体，所述透明封装胶的折射率与所述波传输层的折射率相同或相近。

12.根据权利要求11所述的指纹识别组件，其中，

所述波传输层由玻璃制成，所述透明封装胶为高折射率LED封装胶。

13.根据权利要求12所述的指纹识别组件，其中，

所述波源单元还包括透明封装块，所述透明封装块由与所述波传输层相同的材料将所述波源封装在内而成。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的指纹识别组件，其中，

所述波源为可见光光源、不可见光光源、超声波发射源中的任一种。

15.一种显示模组，包括：

显示面板；以及

权利要求1至13中任一项所述的指纹识别组件，位于所述显示面板的光出射面一侧。

16.根据权利要求15所述的显示模组，其中，

所述波信号接收单元设置在所述显示面板的内部或所述光出射面上。

17.根据权利要求14所述的显示模组，还包括：折射率调整层，位于所述波传输层与所述显示面板之间，具有比所述波传输层的折射率低的折射率，所述折射率调整层具有缺口，在所述波传输层的垂直方向上，所述缺口贯穿所述折射率调整层，

在所述垂直方向上，所述缺口与所述波信号接收单元交叠。

18.根据权利要求17中任一项所述的显示模组，其中，

所述波信号接收单元设置在所述缺口内或所述显示面板内。

19.一种电子设备，包括权利要求15至18中任一项所述的显示模组。

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