背光模组及电子设备的制作方法

[0001]
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及背光模组及电子设备。


背景技术：

[0002]
为了尽可能的提高电子设备的屏占比，屏下指纹识别技术得到了更为广泛的研究及应用。
[0003]
对于采用自发光显示屏的电子设备，通常可利用其能够自发光且具有较高透光率的特性，在自发光显示屏下设置指纹识别模组，通过指纹识别模组接收由手指反射的反射光，进而根据该反射光进行指纹识别。
[0004]
对于采用非自发光显示屏的电子设备，无法直接利用上述指纹识别方案。通常还需要在电子设备中背光模组的下方增加多个光源，以确保指纹识别模组可以接收到由手指反射的、能够用于进行指纹识别的反射光。
[0005]
但是，在背光模组下方增加多个光源，将会挤占电子设备中其它模组的设计空间，不利于降低电子设备的厚度。


技术实现要素：

[0006]
本申请实施例提供了一种背光模组及电子设备，对于采用非自发光显示屏的电子设备，无需在电子设备中背光模组的下方增加光源，即可实现屏下指纹识别，有利于降低电子设备的厚度。
[0007]
本申请实施例至少提供了如下技术方案：
[0008]
第一方面，提供了一种背光模组，应用于具有显示屏及指纹识别模组的电子设备，所述背光模组包括：
[0009]
导光板，设置于所述显示屏及所述指纹识别模组之间；
[0010]
红外光源，设置于所述导光板的侧面，用于从所述导光板的侧面向所述导光板发出红外光；
[0011]
其中，所述导光板对从所述导光板的侧面进入其内部的红外光进行扩散。
[0012]
在一种可能的实施方式中，
[0013]
所述背光模组还包括白光光源；
[0014]
所述白光光源和所述红外光源设置于所述导光板的一个侧面；或，所述白光光源和所述红外光源分别设置于所述导光板的两个侧面。
[0015]
在一种可能的实施方式中，
[0016]
所述红外光源和所述白光光源与所述电子设备的控制单元分别连接。
[0017]
在一种可能的实施方式中，
[0018]
所述导光板包括：
[0019]
反射面，所述反射面与所述指纹识别模组相邻；以及，
[0020]
多个导光点，设置于所述反射面上并且用于对红外光进行扩散。
[0021]
在一种可能的实施方式中，
[0022]
所述背光模组还包括：
[0023]
反射层，设置于所述导光板及所述指纹识别模组之间；
[0024]
其中，红外光透过所述反射层的透光率大于可见光透过所述反射层的透光率。
[0025]
第二方面，提供了一种电子设备，包括：显示屏、指纹识别模组，以及第一方面中任一所述的背光模组。
[0026]
在一种可能的实施方式中，
[0027]
所述电子设备还包括：控制单元；其中，所述控制单元与所述背光模组的红外光源连接，所述控制单元还与所述指纹识别模组连接；
[0028]
所述控制单元，用于通过所述指纹识别模组获取自然环境中红外光的环境光照强度，根据环境光照强度控制所述背光模组的红外光源发出红外光。
[0029]
在一种可能的实施方式中，
[0030]
所述控制单元，具体用于在环境光照强度小于预设数值的情况下，控制所述背光模组的红外光源发出红外光。
[0031]
在一种可能的实施方式中，
[0032]
所述显示屏上具有指纹识别区域；所述控制单元控制所述显示屏显示目标界面，所述目标界面指示了所述指纹识别区域的位置，以便在指纹识别区域进行指纹识别。
[0033]
在一种可能的实施方式中，
[0034]
所述指纹识别模组，包括：感光元件阵列，用于接收来自所述背光模组的红外光；
[0035]
其中，所述感光元件阵列和所述指纹识别区域分别以正投影方式向所述导光板的出光面投影时，所述指纹识别区域对应在所述出光面上的投影图像区域，包含于所述感光元件阵列对应在所述出光面上的投影图像区域内。
[0036]
根据本申请实施例提供的技术方案，通过在背光模组中导光板的侧面设置红外光源，设置的红外光源不会对背光模组本身的厚度造成影响，而且，红外光源发出的红外光可以从导光板的侧面进入其内部，导光板则可对从其侧面进入的红外光进行扩散，扩散的红外光可用于进行指纹识别。如此，对于采用非自发光显示屏的电子设备，无需在电子设备中背光模组的下方增加光源，即可实现屏下指纹识别，有利于降低电子设备的厚度。
附图说明
[0037]
下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
[0038]
图1为现有技术中能够实现屏下指纹识别的电子设备的结构示意图。
[0039]
图2为本申请实施例提供的一种背光模组的结构示意图。
[0040]
图3为本申请实施例提供的另一种背光模组的结构示意图。
[0041]
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
[0042]
图5为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
[0043]
图6为本申请实施例提供的一种背光模组中导光板与光源的位置关系示意图。
[0044]
图7为本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0046]
屏下指纹识别技术指的是，将指纹识别模组设置于显示屏下方，无需手指与指纹识别模组接触，即可通过该指纹识别模组，实现采集位于显示屏上方的手指的指纹信息，进而基于采集的指纹信息进行指纹识别的技术。可以理解，对于能够实现屏下指纹识别的电子设备，无需在显示屏以外设置指纹采集区域，从而有利于提高电子设备的屏占比。
[0047]
需要说明的是，本申请实施例中所述的电子设备，包括但不限于手机、笔记本电脑、平板电脑以及其它各种类型的、具有显示屏的设备。这些电子设备可以采用自发光显示屏来显示图案，比如采用oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)显示屏来显示图案；或者采用非自发光显示屏来显示图案，比如采用lcd(liquid crystal display，液晶显示器)来显示图案。应当理解，本申请实施例中按照显示屏自身是否能够发光，将显示屏划分为自发光显示屏和非自发光显示屏两种类型，自发光或非自发光并不用于对显示屏的名称进行限定。
[0048]
非自发光显示屏自身不能发光，因此需要在电子设备中配置背光模组，通过背光模组向显示屏提供用于支持显示屏显示图案的光。背光模组中通常具有导光板，该导光板上与显示屏相邻的一侧可称为出光面，导光板上与出光面相对的一侧可称为反射面；依赖于出光面和反射面的形状，导光板还具有一个或多个同时与出光面和反射面的边缘相连接的侧面。支持显示屏显示图案的光通常可以从导光板的出光面透出至显示屏。
[0049]
以lcd为例，lcd主要包括设置有偏光板的上玻璃基板、设置有偏光板的下玻璃基板、与上玻璃基板相邻的彩色滤光片、与下玻璃基板相邻的薄膜晶体管以及位于彩色滤光片和薄膜晶体管之间的液晶层。液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，可通过薄膜晶体管调控施加于液晶层中各个位置的液晶的电压，配合偏光板及彩色滤光片，实现调控由背光模组中导光板扩散、并透过显示屏中各个位置的一种或多种单色可见光的透光量，从而使得显示屏显示相应的图案。
[0050]
常规的，对于采用非自发光显示屏的电子设备，如果该电子设备能够实现屏下指纹识别，则该电子设备可能具有如图1所示的结构。请参考图1，采用非自发光显示屏的电子设备100中，显示屏10下设置有背光模组20，背光模组20下设置有指纹识别模组30，以及围绕指纹识别模组30的多个光源40；多个光源40发出的光可透过背光模组20及显示屏10传播至显示屏10的上方，位于显示屏20上方的手指50可对来自显示屏20的光进行反射，形成的反射光可依次透过显示屏10及背光模组20传播至指纹识别模组30，以便指纹识别模组30根据其接收的反射光采集手指50的指纹信息，从而基于采集的指纹信息进行指纹识别。本领域技术人员应当理解，电子设备100中背光模组20的下方还应当包括辅助电子设备100实现其必要功能的其它模组；比如，还可能包括由若干芯片及其外围电路组成的控制单元，以及向各个模组供电的电源模组。多个光源40将大量挤占电子设备100中其它模组的设计空间，通常需要增加电子设备100的厚度来扩展背光模组20下方的空间，以便容纳其它模组及多个光源40。
[0051]
本申请实施例中，通过在背光模组中导光板的侧面设置红外光源，设置的红外光源不会对背光模组本身的厚度造成影响；而且，红外光源发出的红外光可以从导光板的侧面进入其内部，导光板则可对从其侧面进入的红外光进行扩散；扩散的红外光传播至显示
屏，经过显示屏上方的手指反射之后，即可依次透过显示屏及导光板传播至背光模组下方的指纹识别模组，以便根据指纹识别模组接收的红外光对手指进行指纹识别。如此，对于采用非自发光显示屏的电子设备，无需在电子设备中背光模组的下方增加光源，即可实现屏下指纹识别，有利于降低电子设备的厚度。
[0052]
具体而言，本申请实施例提供了一种背光模组及电子设备，下面对本申请实施例提供的背光模组及电子设备进行详细说明。
[0053]
图2为本申请实施例提供的一种背光模组的结构示意图。
[0054]
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
[0055]
请参考图2、图3，本申请实施例提供的背光模组20，可以应用于具有显示屏10及指纹识别模组30的电子设备100。该背光模组20至少可以包括：导光板21，设置于所述显示屏10及所述指纹识别模组30之间；红外光源22，设置于所述导光板21的侧面，并且用于从所述导光板21的侧面向所述导光板21发出红外光；其中，所述导光板21对从所述导光板21的侧面进入其内部的红外光进行扩散，以便利用扩散的红外光对手指进行指纹识别。
[0056]
具体而言，导光板21可对从其侧面进入其内部的红外光进行扩散，扩散的红外光传播至显示屏10并经过手指反射之后，即可依次透过显示屏10及导光板21传播至指纹识别模组30，之后即可根据指纹识别模组30接收的红外光对手指进行指纹识别。
[0057]
支持非自发光显示屏显示图案的光通常为可见光；在本申请实施例中，使用红外光进行指纹识别。因此，显示屏10显示图案时，用于显示图案的可见光不会对指纹识别造成影响，而且，进行指纹识别时，红外光也不会影响显示屏10所显示的图案，可确保电子设备100能够互不干扰的执行显示任务及指纹识别任务。
[0058]
图4为本申请实施例提供的另一种背光模组的结构示意图。
[0059]
图5为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
[0060]
为了实现向显示屏10提供支持其显示图案的可见光，请参考图4、图5，在一种可能的实施方式中，背光模组20还可以包括白光光源23。可以理解，白光光源23用于产生白光，白光是由多种单色可见光混合形成的复合光，导光板21可以对白光光源23产生的白光进行扩散，扩散的白光可传播至显示屏10，白光是由多种单色可见光混合形成的复合光，通过调控透过显示屏10中各个位置的一种或多种单色可见光的透光量，即可使显示屏显示相应的图案。
[0061]
如图6所示，在一个较为具体的示例中，所述白光光源23和所述红外光源22集成设置于所述导光板21的一个侧面。具体地，可将白光光源23和红外光源22集成为一个灯条25，灯条25设置于导光板21的一个侧面，使得白光光源23和红外光源22均位于所述导光板21的同一个侧面；如此，有利于提高导光板的出光面的面积，从而提高电子设备的屏占比。比如，可采用多个白光led(light-emitting diode，发光二极管)作为白光光源23，且采用多个红外led作为红外光源22，白光led和红外led外形结构及发光原理相似，易于对各个白光led和红外led进行集成，此时，可将白光光源23和红外光源22集成为一个灯条25。
[0062]
在另一个较为具体的示例中，所述白光光源23和所述红外光源22分别设置于所述导光板21的两个侧面。比如，采用小型ccfl(cold cathode fluorescent lamp，冷阴极荧光灯管)作为白光光源23，且采用多个红外led作为红外光源22，此时，白光光源23和红外光源22结构差异相对较大，不易集成，可将白光光源23和红外光源22分别设置于该导光板21的
两个侧面。
[0063]
需要说明的是，在部分用于实现特定业务的电子设备100中，白光光源23还可替换为，一个或多个用于产生特定颜色的可见光的光源。
[0064]
进一步的，为了实现将红外光源产生的红外光扩散至显示屏，在一种可能的实施方式中，所述导光板21包括：反射面，所述反射面与所述指纹识别模组30相邻；以及，多个导光点24，设置于所述反射面上并且用于对进入所述导光板21内部的红外光进行扩散。
[0065]
本领域技术人员应当理解，可利用具有极高反射率且不吸光的材料，在光学级亚克力板材的上表面或下表面上，通过激光雕刻技术、紫外线网版印刷技术或其他技术设置多个导光点24，从而形成导光板21；该亚克力板材上设置有导光点的一面即为导光板的反射面，该亚克力板材上与反射面相对的一面即为出光面，该亚克力板上除其上表面和下表面以外的各个面，即为导光板的侧面。而且，可通过设置大小、疏密不一的导光点24，使得导光板21的出光面均匀出光；比如，红外光源和白光光源位于导光板的同一个侧面，设置于反射面上的各个导光点中，一个导光点与红外光源和白光光源所在的侧面距离越小，则该导光点的尺寸越小；又如，反射面上与红外光源和白光光源所在的侧面距离越小的区域，所设置的各个导光点的密度越大。
[0066]
具体地，以图5为例，当红外光源22产生红外光时，其产生的红外光可能按照图5中各个箭头所指示的方向传播，首先，红外光源22产生的红外光，可从导光板21的侧面进入导光板21内部，当进入导光板21内部的红外光到达导光点24时，导光点24可破坏红外光在导光板21内部的全反射，使得到达导光点24的红外光在导光点24处向多个方向扩散。扩散的红外光可从导光板的出光面(即与电子设备100的显示屏10相邻的上表面)透出，然后传播至显示屏10。当手指50位于显示屏10上的某个区域时，手指50可对传播至该区域的红外光进行反射，反射的红外光可依次透过显示屏10、导光板21传播至指纹识别模组30。
[0067]
可以理解的，也可在导光板21的反射面上设置除导光点24以外的其它结构，仅需要确保所设置结构能够有利于破坏红外光在导光板21内部的全反射，使得从导光板21的侧面进入其内部的红外光，能够尽可能的被均匀扩散到导光板的出光面，并从导光板21的出光面透出。
[0068]
需要说明的是，红外光源22发出的红外光，从导光板21的侧面进入其内部之后，也可能在导光板21内直线传播并从导光板21的出光面透出，直接扩散至显示屏10。
[0069]
对于从导光板21的侧面进入导光板21内部的单色可见光或者复合光，一部分到达反射面上未被导光点覆盖的区域，这部分单色可见光或者复合光通常具有较大的入射角，可能会在反射面发生全反射，发生全反射的单色可见光或者复合光可到达导光板的出光面，但是，对于反射面上与单色可见光源或者白光光源距离较近的区域，单色可见光或者复合光在该区域内具有较小的入射角，可能从该区域中未被导光点覆盖的区域透出反射面；一部分到达反射面上设置的导光点，在导光点的作用下发生散射，即在导光点的作用下向多个方向扩散，发生散射的单色可见光或复合光也可以到达导光板的出光面，但是，在导光点的作用下扩散并到达导光板的出光面的单色可见光或复合光中，可能存在一部分单色可见光或复合光于出光面发生全反射，在出光面发生全反射的单色可见光或复合光则可能从反射面上未被导光点24覆盖的区域透出导光板。而且，单色可见光或者复合光透出显示屏之后，还可能被显示屏外侧的手指或者其它障碍物反射，被手指或其他障碍物反射的单色
可见光或复合光透过显示屏到达导光板时，具有较小的入射角，也可能从导光板的反射面透出。
[0070]
红外光在导光板内传播的具体过程，与上述可见光在导光板内的传播的具体过程相同，这里不再赘述。
[0071]
有鉴于此，在一种可能的实施方式中，所述背光模组20还包括：反射层，设置于所述导光板21及所述指纹识别模组30之间。通过在导光板21与指纹识别模组30之间设置反射层，透出导光板21的单色可见光或者复合光能够被反射层反射，进而通过导光板21的反射面上未被导光点24覆盖的区域重新回到导光板内部，从而使得单色可见光或者复合光尽可能的从导光板的出光面透出，提高单色可见光或者复合光的使用效率，即提高单色可见光或者复合光的利用率。
[0072]
在一个更为具体的示例中，红外光透过所述反射层的透光率大于可见光透过所述反射层的透光率。可确保红外光在透过反射层时不会发生较大的衰减，有利于提高传播至指纹识别模组的红外光的光照强度。
[0073]
需要说明的是，红外光源22发出的红外光传播至指纹识别模组的过程中，可能因发生散射或其他原因导致其光照强度发生较大的衰减。为了确保指纹识别模组30接收的红外光能够用于较好的进行指纹识别，由红外光源22发出的红外光通常应具有相对较高的光照强度。
[0074]
在一种可能的实施方式中，背光模组20还可以包括依次层叠设置于所述显示屏10及所述导光板21之间的复合膜、增光膜、扩散膜等光学膜片。扩散膜可进一步扩散来自导光板21的可见光，使得透出显示屏10正面的可见光分布更为均匀，避免用户从显示屏10的正面直接观察到导光板21的导光点。增光膜可增益来自扩散膜的可见光，扩散膜扩散的可见光方向性相对较差，增光膜可修正来自扩散膜的可见光的传播方向，提高显示屏10正面的亮度。复合膜可进一步增益来自增光膜的可见光，并将增益后的可见光传输至显示屏10，以便显示屏10高质量的显示图像。
[0075]
在一种可能的实施方式中，背光模组20还可以包括，用于固定背光模组20中导光板21、红外光源22、白光光源23及各个光学膜片的相对位置的支撑结构，比如铁框，以便加强背光模组20的整体硬度，提高背光模组20整体结构的稳定性。
[0076]
图7为本说明书实施例提供的又一种电子设备的结构示意图。
[0077]
在如图3所示实施例的基础上，如图7所示，本申请实施例提供的电子设备100，除包括显示屏10、指纹识别模组30以及本申请任意一个实施例提供的背光模组20之外，还可以包括控制单元60，控制单元60与所述背光模组20的红外光源22连接。
[0078]
电子设备100执行指纹识别任务的时间相对较少，执行显示任务的时间相对较多，为了避免红外光源22长时间发出红外光而增加电子设备100的功耗，在一个较为具体的示例中，背光模组20的红外光源22、白光光源23可与电子设备100的控制单元60分别连接。如此，控制单元60可对红外光源22及白光光源23的发光情况进行分别控制，避免红外光源22因电子设备需要长时间执行显示任务而长时间发出红外光，有利于降低电子设备的功耗。
[0079]
具体地，可在电子设备100需要执行指纹识别任务时，才通过控制单元60控制红外光源22发出红外光，电子设备100不需要执行指纹识别任务时，通过控制单元60控制红外光源22停止发出红外光。
[0080]
可以理解，电子设备100所在的自然环境中可能存在红外光，自然环境中的红外光直接照射至电子设备100的显示屏10时，可能依次透过显示屏10到达导光板21的导光点24，并在导光点24的作用下扩散至显示屏10；扩散至显示屏10的红外光也可能经手指反射，并依次透过显示屏10及导光板21而到达指纹识别模组30，即指纹识别模组30实际接收的红外光，可能包含自然环境中的红外光。
[0081]
有鉴于此，为了在指纹识别过程中尽可能的利用自然环境中的红外光，进一步降低电子设备的功耗，请参考图6，在一种可能的实施方式中，所述控制单元60与所述指纹识别模组30连接；所述控制单元60，用于通过所述指纹识别模组30获取自然环境中红外光的环境光照强度，根据环境光照强度控制所述背光模组20的红外光源22发出红外光。
[0082]
具体地，电子设备100未执行指纹识别任务期间，指纹识别模组30可能接收到自然环境中的红外光；控制单元60与指纹识别模组30连接，可首先确定出指纹识别模组30实际接收的自然环境中红外光的当前光照强度，然后根据自然环境中红外光传播至指纹识别模组的传播路径中，各个结构(比如显示屏10、导光板21)相对于红外光的透光率，以及确定的当前光照强度，计算出环境光照强度。
[0083]
可以理解，也可能通过电子设备100中除指纹识别模组30以外的其它模组，或者通过电子设备100所处自然环境中的其它设备，获取自然环境中红外光的环境光照强度。
[0084]
在一个较为具体的示例中，所述控制单元60，具体用于在环境光照强度小于预设数值的情况下，控制所述背光模组20的红外光源22发出红外光。
[0085]
该示例中，预设数值可以为经验值，在自然环境中红外光的环境光照强度不小于预设数值的情况下，仅利用电子设备100所处自然环境中的红外光，即可使指纹识别模组30接收到能够用于进行指纹识别的红外光，无需开启电子设备100的红外光源22，有利于降低电子设备100的功耗。反之，在环境光照强度小于预设数值的情况下，即可通过控制单元60控制红外光源22发出红外光，确保指纹识别模组30可以接收到能够用于进行指纹识别的红外光。
[0086]
在一个更为具体的示例中，还可以根据电子设备100进行指纹识别时，指纹识别模组30接收的红外光应当满足的最低光照强度，以及自然环境中红外光的环境光照强度，计算红外光源22所发出红外光应当满足的光照强度，进而根据红外光源22所发出红外光应当满足的光照强度，调控红外光源22的发光情况，避免红外光源22所发出红外光的光照强度过大而增加电子设备的功耗。
[0087]
本领域技术人员应当理解，控制单元60实现上述对红外光源22和/或白光光源23的控制，还可能依赖特定的电路；比如，控制单元60可能通过不同的驱动电路分别连接红外光源22及白光光源23，控制单元60可针对与红外光源22对应连接的驱动电路进行调控，使得该驱动电路驱动或停止驱动红外光源22发出红外光。
[0088]
进一步的，在一种可能的实施方式中，所述显示屏10上具有指纹识别区域；所述控制单元60，用于控制所述显示屏10显示目标界面，所述目标界面指示了所述指纹识别区域的位置，以便在指纹识别区域进行指纹识别。当电子设备100需要进行指纹识别任务时，可通过控制单元60控制显示屏10显示目标界面，以提示用户将手指放置于显示屏10上的指纹识别区域，从而提高用户体验并有利于快速完成采集用户手指的指纹信息。
[0089]
在一个较为具体的示例中，所述指纹识别模组30，包括：感光元件阵列，用于接收
来自所述背光模组的红外光。具体地，感光元件阵列可以由大量的红外光电二极管(或者称为红外接收二极管)组成的阵列，每个红外接收二极管均可根据其接收的红外光产生电信号，且产生的电信号关联于接收的红外光的光照强度。
[0090]
可以理解，指纹识别模组还可能包括其他组件，比如还可以外围电路及其连接的微处理单元。感光元件阵列接收到来自背光模组20的红外光之后，即可能根据各个红外光电二极管产生的电信号，对手指进行成像或者其它方式得到手指的指纹信息，比如手指的图像信息；手指的指纹信息可通过外围电路传输至微处理单元，由微处理单元执行基于得到的指纹信息提取指纹特征，并进行后续的指纹识别。
[0091]
相应的，为了确保用户将手指放置于显示屏10的指纹识别区域时，指纹识别模组30能够通过其感光元件阵列较为完整的接收到经手指反射，并依次透过显示屏及导光板的红外光，从而较为完整且准确的获得手指的指纹信息，如图6所示，在一个更为具体的示例中，所述感光元件阵列和所述指纹识别区域分别以正投影方式向所述导光板21的出光面投影时，所述指纹识别区域对应在所述出光面上的投影图像区域a，包含于所述感光元件阵列对应在所述出光面上的投影图像区域b内。
[0092]
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。
[0093]
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而未对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对前述各个实施例所提供的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各个实施例所提供技术方案的精神和范围。