显示模组及其指纹识别方法、制备方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示模组及其指纹识别方法、制备方法、显示装置。

背景技术：

触摸显示屏作为一种简单、便捷的人机交互方式，已经广泛地应用于电子设备与车载设备等领域。当前，触摸显示屏均需要将触摸模组与显示模组进行贴合生产，才能形成完整的触摸显示屏。

触摸显示屏根据贴合生产方式的不同，又分为全贴合屏和非全贴合屏，而全贴合屏作为目前较为主流的屏幕，其相比非全贴合屏而言，显示屏和触摸屏之间没有空气层，可避免灰尘进入屏幕内，提高贴合质量与显示效果。同时，还能够降低整块屏幕的厚度，提升用户的触感。

然而，当前的触摸屏的指纹识别模组位于显示区域之外，占用一定屏面比例。为了提高手机等终端的屏占比，屏下指纹成为了一种可靠的技术解决方案，目前最常用的是采用光学式指纹识别方案+oled显示屏，其原理是光线照射到手指谷脊纹路时，会反射光线，穿过屏幕达到光学传感器，实现指纹识别。oled屏具有自发光，透光率好的优点，配合光学式屏下指纹识别率大大提升。若将指纹传感器采用周期性微阵列技术放置于玻璃基板上，理论上可以实现任意位置的屏下指纹识别，然而针对于传统的tft-lcd显示屏，其本身不发光，需要控制经过彩膜基板的光线才能正常显示。为了避免漏光及串色，在彩膜基板上的子像素之间布置有bm区域(不透光的油墨区域)，从而无法实现光学式屏下指纹识别。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种显示模组及其指纹识别方法、制备方法、显示装置，以实现光学式屏内指纹识别。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示模组，包括相对设置的显示基板、指纹识别膜层以及位于所述显示基板和所述指纹识别膜层之间的控制膜层，所述显示基板包括可视区域以及围绕所述可视区域四周的油墨区域，所述油墨区域包括透光区域，所述控制膜层用于控制所述透光区域的光线是否通过。

可选地，所述控制膜层包括相对设置的第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的控制模块，所述控制模块与所述透光区域相对设置，所述控制模块在一定电压下透光，使所述透光区域的光线通过。

可选地，所述控制模块包括pdms膜层以及位于所述pdms膜层相对两侧的电致伸缩膜层，所述电致伸缩膜层在一定电压下，拉伸所述pdms膜层，使所述pdms膜层透光。

可选地，所述第一电极和所述第二电极均为透明电极。

可选地，所述电致伸缩膜层为聚氨酯弹性体材料。

可选地，所述电致伸缩膜层的厚度为0.1mm-2mm。

可选地，所述显示基板为彩膜基板。

可选地，还包括位于所述指纹识别膜层远离所述控制膜层一侧的阵列基板、偏光片以及衬底。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种前所的显示模组的指纹识别方法，包括：

在指纹识别时，所述控制膜层控制所述透光区域的光线通过，以被所述指纹识别膜层识别；

在显示画面时，所述控制膜层阻止所述透光区域的光线通过。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括叠加设置的显示模组以及指纹识别膜层，所述显示模组为前述的显示模组。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示模组的制备方法，包括：

形成显示基板，所述显示基板包括可视区域以及围绕所述可视区域四周的油墨区域，所述油墨区域包括透光区域；

在所述显示基板之上形成控制膜层；

在所述控制膜层之上形成指纹识别膜层，所述控制膜层用于控制所述透光区域的光线是否通过。

本发明提供了一种显示模组及其制备方法、显示装置及其使指纹识别方法，在识别指纹时，控制膜层控制透光区域的光线通过，以被所述指纹识别膜层识别，从而实现光学式屏内指纹识别，使指纹识别位置可以位于显示区的任意位置；在显示画面时，控制膜层阻止透光区域的光线通过，以保证显示画面的品质，避免出现漏光及串色等不良现象。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

图1为现有显示模组的结构示意图；

图2为本发明实施例显示模组的剖视图；

图3为本发明第一实施例显示模组的结构示意图；

图4为本发明第一实施例显示模组中控制膜层透光时的剖视图；

图5为本发明第一实施例显示模组中控制膜层不透光时的剖视图；

图6为本发明第一实施例中电致伸缩膜层的应变率与电场关系的曲线图；

图7为本发明第二实施例显示模组的指纹识别方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为现有显示模组的结构示意图。如图1所示，现有显示模组包括叠加设置的显示基板100以及指纹识别膜层600，显示基板100包括可视区域200以及围绕所述可视区域200四周的油墨区域300，油墨区域300为不透光区域，以避免显示模组出现漏光及串色等不良现象。然而，当有光线接触到手指，手指谷脊纹路将光线反射回显示模组内时，由于油墨区域300的不透光，反射光线无法通过油墨区域300。并且由于可视区域200包括红光子像素区、蓝光子像素区和绿光子像素区，红光子像素区只透红光，绿光子像素区只透绿光、蓝光子像素区只透蓝光，反射光线通过可视区域200会损失大部分光线，即光学透过率不高，无法达到指纹识别膜层600的识别要求。

图2为本发明实施例显示模组的结构示意图。为了解决现有显示模组无法实现光学式屏下指纹识别等问题。如图2所示，本发明实施例提供一种显示模组，包括相对设置的显示基板100、指纹识别膜层600以及位于所述显示基板100和所述指纹识别膜层600之间的控制膜层400，所述显示基板100包括可视区域200以及围绕所述可视区域200四周的油墨区域300，所述油墨区域300包括透光区域500，所述控制膜层400用于控制所述透光区域500的光线是否通过。当有光线接触到手指，手指谷脊纹路将光线反射回显示模组内时，控制膜层400控制透光区域500的光线通过，反射光线通过透光区域500和控制膜层400传递至指纹识别膜层600，使指纹识别膜层600能够识别指纹的反射光线，以实现显示模组光学式屏内指纹识别。

下面通过具体实施例，详细说明本发明的技术方案。

第一实施例

图3为本发明第一实施例显示模组的结构示意图；图4为本发明第一实施例显示模组中控制膜层透光时的剖视图；图5为本发明第一实施例显示模组中控制膜层不透光时的剖视图。以显示模组为lcd显示模组为例。如图3、图4和图5所示，该显示模组包括相对设置的显示基板100、指纹识别膜层600以及位于所述显示基板100和所述指纹识别膜层600之间的控制膜层400，所述显示基板100包括可视区域200以及围绕所述可视区域200四周的油墨区域300，所述油墨区域300包括透光区域500，所述控制膜层400用于控制所述透光区域500的光线是否通过。其中，显示基板100为彩膜基板。所述透光区域500能够透过任何颜色的光线，比如，红光、绿光、蓝光等光线，从而提高油墨区域300的透光率。

如图4所示，所述控制膜层400包括相对设置的第一电极410、第二电极420以及位于所述第一电极410和所述第二电极420之间的控制模块430，所述控制模块430与所述透光区域500相对设置，第一电极410和第二电极420通电后，对控制模块430施加一定的电压或电场，使控制模块430透光，从而使控制模块430控制透光区域500的光线通过，以被所述指纹识别膜层600识别。也就是说，油墨区域300之上指纹反射的光线能够通过透光区域500和控制模块430被指纹识别膜层600识别，从而实现显示模组光学式屏内指纹识别。其中，第一电极410和第二电极420为透明电极。

如图4所示，所述控制模块430包括pdms(聚二甲基硅氧烷)膜层4301以及位于所述pdms膜层4301相对两侧的电致伸缩膜层4302。第一电极410和第二电极420与电致伸缩膜层4302电性连接，第一电极410和第二电极420通电后，对电致伸缩膜层4302施加一定的电压或电场，使电致伸缩膜层4302伸缩，拉伸所述pdms膜层4301，使所述pdms膜层4301透光，从而使透光区域500的光线通过，以被所述指纹识别膜层600识别。比如，当对电致伸缩膜层施加4kpa时，pdms膜层4301的透光率为30％；当对电致伸缩膜层施加8kpa时，pdms膜层4301的透光率为60％；当对电致伸缩膜层施加12kpa时，pdms膜层4301的透光率为100％。

实施例中，pdms膜层利用矩形透明聚二甲基硅氧烷堆栈薄片与含有黑色微小染料颗粒的溶液混合制成，pdms膜层为黑色的pdms薄膜。当pdms膜层处于未拉伸状态，pdms膜层呈黑色，不透光。当pdms膜层受力发生拉伸变形时，pdms膜层逐渐呈透明态，光将大量透过薄膜。

实施例中，电致伸缩膜层材料可以采取多种材料，只要能够在一定电压或电场下伸缩即可。具体地，电致伸缩膜层的长度随加载在电致伸缩膜层两端电压变化而变化。电致伸缩膜层的长度变化公式为：x＝re²。其中x为电致伸缩膜层材料在电压/电场作用下的应变量，e为加载在电致伸缩膜层两端的电压值/电场强度，r为电致伸缩膜层的伸缩系数。以电致伸缩膜层为聚氨酯弹性体材料为例进行说明。r值与电致伸缩膜层材料中掺杂的粒子浓度和电致伸缩膜层厚度有关。当电致伸缩膜层的厚度为0.1mm-2mm，电致伸缩膜层的应变量与电压值/电场强度二次方关系保持不变，随着系数r值增加，应变量更为明显。

图6为本发明第一实施例中电致伸缩膜层的应变率与电场关系的曲线图。如图6所示，图6中的横坐标为施加电致伸缩膜层的电场强度，纵坐标为电致伸缩膜层的应变率。本发明中掺杂的粒子浓度不同的聚氨酯弹性体材料在不同电场强度下的应变量是不同的。如图6所示，分别显示了掺杂5％钛酸钡、6％钛酸钡、0％钛酸钡、12％钛酸钡、18％钛酸钡、20％钛酸钡和16％钛酸钡的聚氨酯弹性体材料在不同电场强度下的应变量。当电致伸缩膜层的厚度为1mm，加载电致伸缩膜层的电压为3v时(电场强度为1mv/m)，掺杂6％钛酸钡的聚氨酯弹性体材料形变量最佳，高达50％。

如图4和图5所示，本发明实施例的显示模组，在常规状态下，第一电极410和第二电极420处于未通电状态，电致伸缩膜层4302处于膨胀状态，pdms膜层4301未受力，为黑色不透光状态，如图5所示。当指纹解锁命令启动时，第一电极410和第二电极420通电，电致伸缩膜层4302在电场作用下收缩，拉伸pdms膜层4301，使pdms膜层4301成为透明态。指纹谷脊纹路反射的光线通过透光区域500和控制膜层400向下穿透，到达指纹识别膜层600，完成指纹识别功能，如图4所示。屏幕解锁后，第一电极410和第二电极420关电，pdms膜层4301重新恢复到黑色不透光状态，使油墨区域300不透光。本发明实施例显示模组使手指接触的屏幕任意位置都变相提高了光的透过率，可以实现lcd的任意位置光学指纹识别功能。

如图4所示，本发明实施例的显示模组还包括位于指纹识别膜层600远离控制膜层400一侧的阵列基板700、偏光片800以及衬底900。

本发明实施例的显示模组，在识别指纹时，控制膜层控制透光区域的光线通过，以被所述指纹识别膜层识别，从而实现光学式屏内指纹识别；在显示画面时，控制膜层阻止透光区域的光线通过，以保证显示画面的品质，避免出现漏光及串色等不良现象。

第二实施例

图7为本发明第二实施例显示模组的指纹识别方法的流程图。如图7所示，基于前述实施例的技术构思，本发明还提供了一种前述的显示模组的指纹识别方法，包括：

在指纹识别时，所述控制膜层控制所述透光区域的光线通过，以被所述指纹识别膜层识别；其中，指纹识别时是指当有光线接触到手指，手指谷脊纹路将光线反射回显示模组内时。

在显示画面时，所述控制膜层阻止所述透光区域的光线通过。其中，显示画面是指显示模组指纹识别后解锁，显示模组画面显示时。

本发明实施例显示模组的指纹识别方法，使手指接触的屏幕任意位置都变相提高了光的透过率，可以实现光学式屏内指纹识别。

第三实施例

基于前述实施例的技术构思，本发明还提供了一种显示装置，包括前述实施例的显示模组。显示装置可以为：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。

本发明实施例显示装置可以实现光学式屏内指纹识别。

第四实施例

基于前述实施例的技术构思，本发明还提供了一种显示模组的制备方法，其特征在于，包括：

形成显示基板，所述显示基板包括可视区域以及围绕所述可视区域四周的油墨区域，所述油墨区域包括透光区域；

在所述显示基板之上形成控制膜层；

在所述控制膜层之上形成指纹识别膜层，所述控制膜层用于控制所述透光区域的光线是否通过，以被所述指纹识别膜层识别。

本发明实施例显示模组的制备方法制备而成的显示模组，可以实现光学式屏内指纹识别。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。