指纹识别显示装置及电子设备的制作方法

本发明一般涉及显示技术领域，具体涉及一种指纹识别显示装置及电子设备。

背景技术：

oled(organiclightemittingdiode，有机发光二极管)显示屏凭借自发光不需要背光的优势，可以在oled屏幕下很方便的集成光学指纹识别系统，而lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示器)需要背光源发光，oled较lcd的屏下指纹识别技术更为领先，目前如何在lcd屏幕下集成指纹识别系统是目前研究的热点。

指纹识别主要有电容式、光学式、超声波式三种识别方法，光学指纹识别技术相比于电容式、超声波式更加成熟，更适用于屏下指纹指纹识别。lcd屏幕包括层叠设置的液晶显示屏单元和背光单元，现有技术在背光单元的背光侧设置硅基光学式指纹传感器，目前的技术需要在背光单元上挖孔，会影响显示效果，或者在背光单元上使用波长选择性穿透的膜材，现有的膜材不是波长选择性穿透的，需要重新开发验证新的膜材，技术开发难度大，效果未知；或者，在液晶显示屏单元内集成玻璃基的光学指纹传感器，工艺难度大，成本高，短时间内量产难度大。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种指纹识别显示装置及电子设备。

第一方面，本发明提供一种指纹识别显示装置，包括背光单元以及位于所述背光单元出光侧的液晶显示屏单元，还包括：

设置在所述液晶显示屏单元和所述背光单元之间的液晶透镜，用于在所述液晶显示屏单元被手指触压时处于透镜状态，改变手指指纹的反射光的传播方向；以及，

光学传感器，用于接收所述手指指纹的反射光并进行光电转化。

优选的，所述液晶透镜包括：

对盒设置的第一基板和第二基板；

设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

设置在所述第一基板和所述液晶层之间的第一电极层；

设置在所述第二基板和所述液晶层之间的第二电极层；

所述第一电极层和所述第二电极层相互配合用于形成驱动所述液晶层的液晶分子偏转的电场。

优选的，在平行于所述液晶层的方向上，所述第一电极层具有多个间隔分布的第一透明电极，各所述第一透明电极之间绝缘；和/或，

在平行于所述液晶层的方向上，所述第二电极层具有多个间隔分布的第二透明电极，各所述第二透明电极之间绝缘。

优选的，所述光学传感器设置在所述液晶透镜的侧面，所述光学传感器的感光面垂直于所述液晶层所在平面且朝向所述液晶层。

优选的，所述光学传感器设置在所述背光单元的背光侧；

所述指纹识别显示装置还包括光线传导部件，所述光线传导部件设置在所述液晶透镜的侧面，用于接收从所述液晶层出射的手指指纹的反射光并输送至所述光学传感器。

优选的，所述光线传导部件包括用于传输光线的光纤。

优选的，所述液晶透镜与所述液晶显示屏单元通过贴合光学胶粘接固定。

优选的，所述液晶透镜与所述背光单元通过框胶连接。

优选的，所述第一基板及所述第二基板的材料为玻璃、pet(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)或pi(polyimide，聚酰亚胺)。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括上述指纹识别显示装置。

与现有技术相比，上述方案通过液晶透镜控制手指指纹的反射光的传播方向，使得手指指纹的反射光从液晶透镜的出射，由光学传感器接收从液晶透镜出射的手指指纹的反射光以进行指纹识别，不改变目前已有的液晶显示屏单元的内部架构、背光单元的结构，便于量产加工。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的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：

图1为本发明实施例提供的指纹识别显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液晶透镜处于透镜状态时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的指纹识别显示装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的指纹识别显示装置，包括背光单元1以及位于背光单元1出光侧的液晶显示屏单元2，还包括：设置在液晶显示屏单元2和背光单元之间的液晶透镜3，液晶透镜3用于在液晶显示屏单元2被手指触压时处于透镜状态，改变手指指纹的反射光的传播方向；以及，光学传感器4，用于接收手指指纹的反射光并进行光电转化。

由于液晶透镜可以通过调节液晶分子的排列进而控制光的方向，该实施例在液晶显示屏单元2和背光单元1之间设置液晶透镜3，在手指触压液晶显示屏单元2时施压使得指纹识别区域对应的液晶透镜3处于透镜状态，改变手指指纹的反射光的传播方向，使得光学传感器4感测到手指指纹的反射光以进行指纹识别。

该实施例中的背光单元1和液晶显示屏单元2，可以采用任意现有的背光单元及液晶显示屏单元，这里不对其具体构成及结构进行赘述。

进一步地，液晶透镜3包括：

对盒设置的第一基板5和第二基板6；

设置在第一基板5和第二基板6之间的液晶层7；

设置在第一基板5和液晶层6之间的第一电极层；

设置在第二基板6和液晶层7之间的第二电极层；

第一电极层和第二电极层相互配合用于形成驱动液晶层7的液晶分子偏转的电场。

进一步地，在平行于液晶层7的方向上，第一电极层具有多个间隔分布的第一透明电极，各第一透明电极之间绝缘；和/或，

在平行于液晶层7的方向上，第二电极层具有多个间隔分布的第二透明电极，各第二透明电极之间绝缘。

在第一电极层和第二电极层被施加电压的情况下，对第一电极层(或第二电极层)的不同位置施加不同的电压，可以在第一电极层和第二电极层之间形成垂直电场，并且在平行于液晶层的方向上形成水平电场，在水平电场和垂直电场的共同作用下，液晶层对应区域的液晶分子会发生偏转，从而调节折射率，即液晶分子随着电压的不同而翻转不同的角度从而改变光线的方向，如此，使得液晶层形成液晶透镜。

如图1和图2所示，本实施例中在平行于液晶层7的方向上，第一电极层具有多个间隔分布的第一透明电极8，各第一透明电极8之间绝缘；在平行于液晶层7的方向上，第二电极层具有多个间隔分布的第二透明电极9，各第二透明电极9之间绝缘。

进一步地，为了提高对光线的控制精度，对应于液晶显示屏单元2的每一像素位置均设置有第一透明电极8和第二透明电极9，通过控制控制对应于各像素位置处第一透明电极8和第二透明电极9之间的电压，来控制液晶的翻转，使得手指指纹的反射光从液晶层的侧面射出，以对光学传感器提供手指指纹的反射光。当然，还可以设置更多数量的第一透明电极8和第二透明电极9，例如是像素数量的数倍，随着第一透明电极8和第二透明电极9数量的增加，对光线的控制越精确。

进一步地，光学传感器4设置在液晶透镜3的侧面，光学传感器4的感光面垂直于液晶层7所在平面且朝向液晶层7以接收从液晶层7出射的手指指纹的反射光。

作为另一种可选的实施方式，如图3所示，光学传感器4设置在背光单元1的背光侧；指纹识别显示装置还包括光线传导部件10，光线传导部件10设置在液晶透镜3的侧面，用于接收从液晶层7出射的手指指纹的反射光，绕过不透光的背光单元1，将手指指纹的反射光输送至光学传感器。

进一步地，光线传导部件10包括用于传输光线的光纤。由光纤将液晶透镜处于透镜状态下出射的手指指纹的反射光传送至光学传感器。当然，光线传导部件还可以是反射镜单元、透镜单元等光学器件，能够将液晶透镜射出来的光线输送至位于背光单元背光侧的光学传感器。

进一步地，液晶透镜3与液晶显示屏单元2通过贴合光学胶11粘接固定。采用贴合光学胶具有较高的光率，降低对光线传输的影响。

进一步地，液晶透镜3与背光单元1通过框胶连接，从而降低对光线传输的影响。

进一步地，第一基板5及第二基板6的材料为玻璃、pet或pi。

如图1所示，该指纹识别显示装置在正常显示使用时，液晶透镜3的第一电极层和第二电极层之间没有加电压(也可以理解为第一电极层和第二电极层上分别施加了相同的电压)，此时，液晶透镜3中的液晶层7中的液晶不发生偏转，液晶透镜3处于平面镜的状态，折射率n1、n2、n3和n4相同。

在进行指纹识别验证时，如图2或图3，手指按压液晶显示屏单元的部分为指纹识别区域a，液晶透镜3在需要进行指纹识别的区域通电工作，指纹识别区域对应内的液晶层的液晶分子发生偏转，改变指纹识别区域内手指指纹的反射光的传播方向，例如折射率n4大于折射率n1，折射率n1、n2、n3相同或逐渐减小。如图2所示，液晶透镜3在透镜状态下使得手指指纹的反射光进入侧边的光学传感器4以进行指纹识别；或者，如图3所示，液晶透镜3在透镜状态下使得手指指纹的反射光进入侧边的光线传导部件10，顺着光线传导部件1进入光学传感器4以进行指纹识别。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括上述实施例的指纹识别显示装置。该电子设备可以是手机、平板电脑等。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。