【专利解密】宝明科技发明红外线可穿透背光模组满足屏下指纹识别要求

作者：嘉勤IP 2022-07-28

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来源：爱集微 #专利解密#

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【嘉勤点评】宝明科技发明的红外线可穿透及具有增亮效果的背光模组，该方案保证了红外线光束可双向穿透，满足了屏下指纹识别的要求。同时，也保证了屏幕的整体亮度，满足用户的使用需求。

集微网消息，随着全面屏手机的兴起，越来越多的手机厂商不在屏幕外设置额外的指纹识别模组，而选择将指纹识别模块的功能集成在手机屏幕上，通过用户触摸的方式进行指纹识别以及手机解锁。

目前，大多数全面屏手机是采用OLED屏幕，利用OLED的自发光特性，光线穿透玻璃盖板后遇手指指纹后反射，由屏幕下方的接收识别模块接收并识别。但是，OLED屏的成本较高，会使得这种方案的整体造价过于高昂。

同时，指纹识别模块一般采用红外线光束进行指纹识别，但现有背光模组中的反射膜、导光板、扩散膜以及增光膜的红外线光束穿透率低，无法满足屏下指纹识别的要求。

为了解决上述问题，现有方案使用可透红外线光束的材料作为反射膜、导光板、扩散膜以及增光膜。这种材料虽然提高了背光模组的红外线光束穿透率，但会降低屏幕的整体亮度，导致屏幕过暗，不能满足用户的需求。

因此，为了提高背光模组的红外线光束穿透率以及保证屏幕的整体亮度，宝明科技在2019年7月26日申请了一项名为“一种红外线可穿透及具有增亮效果的背光模组”的发明专利（申请号：201910682913.9），申请人为深圳市宝明科技股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中发明的红外线可穿透及具有增亮效果的背光模组的结构示意图，该背光模组主要包括背光单元以及指纹识别单元。其中，背光单元包括由下至上依次层叠设置的框体1、反射膜2、导光板3、扩散膜4以及增光膜5，框体的一侧设有用于发射白光的背光光源6。

指纹检测单元包括用于发射红外线光束的发射装置、以及用于接收经外部反射后的红外线光束的接收装置，例如发射装置可采用红外线灯珠，接收装置可采用摄像头。

如上图，为背光模组的增光膜的结构示意图，增光膜包括核心层51以及设于核心层表面和底面的保护层52，核心层由层叠设置的多层不同折射率的基材层53构成。增光膜用于使光线折射并改变其偏振方向，从而使更多的光线通过背光单元及LCD显示屏，以提高屏幕的整体亮度。

现有技术中的液晶显示屏主要利用光的偏振性能实现图像和文字的显示，其一般包括下偏振片、液晶面板以及上偏振片，下偏振片与上偏振片均设有偏光轴，两者的偏光轴相互垂直，即相位差为90°，偏光轴用于设定偏振方向，只有与偏光轴的偏振方向相同的光线才能通过。

该方案在背光模组与液晶显示屏之间设置增光膜，使得S偏振光通过核心层的折射及背光结构的各层作用后改变其偏振方向，使其分解成P偏振光与S偏振光。其中P光允许通过下偏振片，而S偏振光则继续折射并反射，如此循环，直至通过下偏振片。以此实现增加光线的总通过量，提高视区的显示亮度。

如上图，为背光模组的扩散膜和背光光源的结构示意图。背光光源包括柔性电路板61和LED灯珠62，柔性电路板贴设在框体的较短一边，LED灯珠排列在柔性电路板上。LED灯珠的发光面朝向导光板和扩散膜。为了提高光源的亮度，在该方案中，柔性电路板的表面涂有高反射率的白油层，从而避免光线被柔性电路板吸收，使更多的光线反射进入导光板。

扩散膜靠近背光光源的一侧设有用于消除入光面亮斑的油墨层41，该油墨层通过丝印的方式印刷在扩散膜上。油墨层包括多个涂覆区42，涂覆区的位置与LED灯珠的位置一一对应。由于LED灯珠的中间部分亮度较高，会在扩散膜上形成一亮斑或光柱，通过在LED灯珠前设置涂覆区，可使光线均匀散开，从而消除亮斑和光柱。

最后，如上图，为该背光模组的导光板的网点结构面的结构示意图。导光板包括网点结构面31和棱柱结构面32。其中，网点结构面包括多个网点33，网点对侧入光线具有偏转光线反射角度的作用，而偏转角越大，光线越容易以有效视角方向射出，且射出距离越小，能量损失越小。

棱柱结构面包括多条平行设置的棱柱34，该棱柱对于光线具有聚光作用，能够收缩大角度光线，使其偏转到有效视角内，从而增加亮度。通过控制微结构区内的网点面积和棱柱面积与微结构区的总面积之比，可以实现平衡白光亮度和红外线光束的穿透率。即在保证白光亮度的同时，使足够的红外线在不改变其传播方向的情况下穿透导光板，从而满足屏下指纹识别的要求。

以上就是宝明科技发明的红外线可穿透及具有增亮效果的背光模组，该方案保证了红外线光束可双向穿透，满足了屏下指纹识别的要求。同时，也保证屏幕的整体亮度，满足用户的使用需求。

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