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寶明科技發明紅外線可穿透背光模組滿足屏下指紋識別要求

【嘉勤點評】寶明科技發明的紅外線可穿透及具有增亮效果的背光模組,該方案保證了紅外線光束可雙向穿透,滿足了屏下指紋識別的要求。同時,也保證了螢幕的整體亮度,滿足使用者的使用需求。

集微網訊息,隨著全面屏手機的興起,越來越多的手機廠商不在螢幕外設定額外的指紋識別模組,而選擇將指紋識別模組的功能整合在手機螢幕上,透過使用者觸控的方式進行指紋識別以及手機解鎖。

目前,大多數全面屏手機是採用OLED螢幕,利用OLED的自發光特性,光線穿透玻璃蓋板後遇手指指紋後反射,由螢幕下方的接收識別模組接收並識別。但是,OLED屏的成本較高,會使得這種方案的整體造價過於高昂。

同時,指紋識別模組一般採用紅外線光束進行指紋識別,但現有背光模組中的反射膜、導光板、擴散膜以及增光膜的紅外線光束穿透率低,無法滿足屏下指紋識別的要求。

為了解決上述問題,現有方案使用可透紅外線光束的材料作為反射膜、導光板、擴散膜以及增光膜。這種材料雖然提高了背光模組的紅外線光束穿透率,但會降低螢幕的整體亮度,導致螢幕過暗,不能滿足使用者的需求。

因此,為了提高背光模組的紅外線光束穿透率以及保證螢幕的整體亮度,寶明科技在2019年7月26日申請了一項名為“一種紅外線可穿透及具有增亮效果的背光模組”的發明專利(申請號:201910682913。9),申請人為深圳市寶明科技股份有限公司。

根據該專利目前公開的相關資料,讓我們一起來看看這項技術方案吧。

寶明科技發明紅外線可穿透背光模組滿足屏下指紋識別要求

如上圖,為該專利中發明的紅外線可穿透及具有增亮效果的背光模組的結構示意圖,該背光模組主要包括背光單元以及指紋識別單元。其中,背光單元包括由下至上依次層疊設定的框體1、反射膜2、導光板3、擴散膜4以及增光膜5,框體的一側設有用於發射白光的背光光源6。

指紋檢測單元包括用於發射紅外線光束的發射裝置、以及用於接收經外部反射後的紅外線光束的接收裝置,例如發射裝置可採用紅外線燈珠,接收裝置可採用攝像頭。

寶明科技發明紅外線可穿透背光模組滿足屏下指紋識別要求

如上圖,為背光模組的增光膜的結構示意圖,增光膜包括核心層51以及設於核心層表面和底面的保護層52,核心層由層疊設定的多層不同折射率的基材層53構成。增光膜用於使光線折射並改變其偏振方向,從而使更多的光線透過背光單元及LCD顯示屏,以提高螢幕的整體亮度。

現有技術中的液晶顯示屏主要利用光的偏振效能實現影象和文字的顯示,其一般包括下偏振片、液晶面板以及上偏振片,下偏振片與上偏振片均設有偏光軸,兩者的偏光軸相互垂直,即相位差為90°,偏光軸用於設定偏振方向,只有與偏光軸的偏振方向相同的光線才能透過。

該方案在背光模組與液晶顯示屏之間設定增光膜,使得S偏振光透過核心層的折射及背光結構的各層作用後改變其偏振方向,使其分解成P偏振光與S偏振光。其中P光允許透過下偏振片,而S偏振光則繼續折射並反射,如此迴圈,直至透過下偏振片。以此實現增加光線的總透過量,提高視區的顯示亮度。

寶明科技發明紅外線可穿透背光模組滿足屏下指紋識別要求

如上圖,為背光模組的擴散膜和背光光源的結構示意圖。背光光源包括柔性電路板61和LED燈珠62,柔性電路板貼設在框體的較短一邊,LED燈珠排列在柔性電路板上。LED燈珠的發光面朝嚮導光板和擴散膜。為了提高光源的亮度,在該方案中,柔性電路板的表面塗有高反射率的白油層,從而避免光線被柔性電路板吸收,使更多的光線反射進入導光板。

擴散膜靠近背光光源的一側設有用於消除入光面亮斑的油墨層41,該油墨層透過絲印的方式印刷在擴散膜上。油墨層包括多個塗覆區42,塗覆區的位置與LED燈珠的位置一一對應。由於LED燈珠的中間部分亮度較高,會在擴散膜上形成一亮斑或光柱,透過在LED燈珠前設定塗覆區,可使光線均勻散開,從而消除亮斑和光柱。

寶明科技發明紅外線可穿透背光模組滿足屏下指紋識別要求

最後,如上圖,為該背光模組的導光板的網點結構面的結構示意圖。導光板包括網點結構面31和稜柱結構面32。其中,網點結構麵包括多個網點33,網點對側入光線具有偏轉光線反射角度的作用,而偏轉角越大,光線越容易以有效視角方向射出,且射出距離越小,能量損失越小。

稜柱結構麵包括多條平行設定的稜柱34,該稜柱對於光線具有聚光作用,能夠收縮大角度光線,使其偏轉到有效視角內,從而增加亮度。透過控制微結構區內的網點面積和稜柱面積與微結構區的總面積之比,可以實現平衡白光亮度和紅外線光束的穿透率。即在保證白光亮度的同時,使足夠的紅外線在不改變其傳播方向的情況下穿透導光板,從而滿足屏下指紋識別的要求。

以上就是寶明科技發明的紅外線可穿透及具有增亮效果的背光模組,該方案保證了紅外線光束可雙向穿透,滿足了屏下指紋識別的要求。同時,也保證螢幕的整體亮度,滿足使用者的使用需求。