显示装置、显示装置指纹识别方法及电子设备与流程

1.本发明属于电子产品技术领域，尤其涉及一种显示装置、显示装置指纹识别方法及电子设备。


背景技术：

2.指纹识别技术因其良好安全性、使用便捷性，已广泛应用于手机、笔记本电脑、门禁门锁等众多领域。根据工作原理的不同，现有指纹识别技术可分为电容指纹识别、光学指纹识别和超声波指纹识别这三大类。其中，光学指纹识别技术由于兼具高环境适应性、高性能稳定性和低成本等优势脱颖而出，因而现有显示装置主要配备的是光学指纹识别模块。
3.然而，光学指纹识别技术主要是基于光的反射原理对指纹图像进行采集，无法辨别所采集对象是否为活体指纹，因此通常防伪性能较弱，并存在较大的安全隐患。
4.因此，亟需一种新的显示装置、显示装置指纹识别方法及电子设备。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种显示装置、显示装置指纹识别方法及电子设备，通过摩擦组件和光学指纹元件一同实现活体指纹识别，提升了显示装置的防伪能力和显示装置的使用安全性。
6.本发明实施例一方面提供了一种显示装置，包括：显示面板；摩擦组件，所述摩擦组件包括摩擦电极层和摩擦接触层，所述摩擦电极层设于所述显示面板的出光侧，所述摩擦接触层设于所述摩擦电极层背离所述显示面板一侧，且所述摩擦接触层和所述摩擦电极层相接触；光学指纹元件，所述摩擦接触层、所述摩擦电极层在所述显示面板上的正投影均覆盖所述光学指纹元件在所述显示面板上的正投影。
7.根据本发明的一个方面，在沿所述显示装置的厚度方向上，所述显示面板包括层叠设置的阵列层、显示功能层和触控功能层；所述摩擦电极层设于所述触控功能层背离所述显示功能层一侧。
8.根据本发明的一个方面，在沿所述显示装置的厚度方向上，所述显示面板包括层叠设置的阵列层、显示功能层和触控功能层，所述触控功能层包括触控电极层；所述摩擦电极层和所述触控电极层同层设置。
9.根据本发明的一个方面，所述摩擦电极层包括透明电极；优选的，所述透明电极呈网格结构；优选的，所述摩擦接触层在所述显示面板上的正投影和所述透明电极在所述显示面板上的正投影相重合。
10.根据本发明的一个方面，还包括电参数检测部，所述摩擦电极层和电参数检测部相连接，且所述摩擦电极层接地设置。
11.根据本发明的一个方面，所述摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度大于-60μc/m2；优选的，所述摩擦接触层的材料包括透明聚合物材料；优选的，所述摩擦接触层的材料包括聚氯乙烯、聚酯中至少一者；优选的，所述摩擦接触层复用为保护层。
12.根据本发明的一个方面，所述显示装置包括第一显示区以及至少部分围绕所述第一显示区设置的第二显示区，所述第一显示区的透光率大于所述第二显示区的透光率；所述光学指纹元件和所述摩擦电极层均设于所述第一显示区。
13.本发明实施例另一方面提供了一种显示装置指纹识别方法，包括以下步骤：获取指纹图像，并判断所述指纹图像和参考图像之间的匹配度是否大于第一预设值；获取摩擦组件所产生的电参数，并判断所述电参数和预设参数之间的差值是否小于预设差值；若所述指纹图像和所述参考图像之间的匹配度大于所述第一预设值，且所述电参数和所述预设参数之间的差值小于所述预设差值，则确认指纹识别成功。
14.根据本发明的另一个方面，在所述获取指纹图像的步骤中，包括：通过光学指纹元件获取指纹图像；在所述获取摩擦组件所产生的电参数的步骤中，包括：通过电参数检测部获取摩擦组件所产生的电参数。
15.本发明实施例又一方面提供了一种电子设备，包括：上述任一实施例中的显示装置。
16.与现有技术相比，本发明实施例所提供的显示装置包括显示面板、光学指纹元件以及摩擦组件，摩擦组件包括摩擦电极层和摩擦接触层，当活体手指与摩擦接触层接触时，由于两者在摩擦电极性方面的差异，活体手指束缚电子的能力弱，活体手指带正电，摩擦接触层带负电；当活体手指逐渐远离摩擦接触层时，产生的负电荷仍保留在摩擦接触层中，此时摩擦电极层与地平面之间存在电势差，在电子向外流动时例如流向外部电路时，会使摩擦电极层带正电来平衡电位差，进而产生电荷量/电压/电流等电信号；当活体手指完全远离时，摩擦电极层所通过的电荷量/电压/电流等电参数达到最大，而伪造的假指纹等非活体在触控时并不产生上述的电信号，进而可以判断触控体是否为活体，同时结合光学指纹元件一同实现活体指纹识别，提升了显示装置的防伪能力和显示装置的使用安全性。本发明实施例中的摩擦组件结构简单、制备成本低，解决了现有活体指纹识别技术器件结构复杂、制作工艺繁琐、制备成本高的技术问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明一种实施例提供的显示装置的结构示意图；
19.图2是图1中b-b处一种实施例提供的显示装置的膜层结构图；
20.图3是图1中b-b处另一种实施例提供的显示装置的膜层结构图；
21.图4是本发明一种实施例提供的显示装置指纹识别过程中的膜层结构图；
22.图5是本发明另一种实施例提供的显示装置指纹识别过程中的膜层结构图；
23.图6是本发明又一种实施例提供的显示装置指纹识别过程中的膜层结构图；
24.图7是图1中b-b处又一种实施例提供的显示装置的膜层结构图；
25.图8是本发明一种实施例提供的显示装置指纹识别方法的流程图。
26.附图中：
emitting diode，简称为oled)显示装置、液晶面板或微型平面显示装置(micro-oled或micro-led)等。以下实施例均以显示装置为oled显示装置为例进行说明。
35.在本实施例中，摩擦接触层31、摩擦电极层32在显示面板1上的正投影均覆盖光学指纹元件2在显示面板1上的正投影。即摩擦接触层31、摩擦电极层32在显示面板1上的正投影面积大于或者等于光学指纹元件2在显示面板1上的正投影。可选的，摩擦接触层31可以呈整层设置，便于用户触摸，且提高了显示面板表面的平坦性。
36.当然，摩擦接触层31也可以仅对应光学指纹元件2的位置设置，以降低成本。由于摩擦接触层32和摩擦电极层31相接触，因而可以使得摩擦接触层32的尺寸大于或者等于摩擦电极层31的尺寸，以使得摩擦接触层32覆盖于摩擦电极层31背离显示面板1一侧，防止摩擦接触层32和摩擦电极层31之间有其他膜层的干扰，保证摩擦电极层31和摩擦接触层32之间的电荷传输效果。摩擦电极层31可以仅对应光学指纹元件2的位置设置。
37.光学指纹元件2具体可以用于获取指纹图像。光学指纹元件2可以对所获取指纹图像进行处理，光学指纹元件2可以根据指纹图像和参考图像之间的匹配度来确定是否解锁显示装置。光学指纹元件2可以设于显示面板1的出光侧或者背光侧，也可以直接集成于显示面板1内部，并无特殊限定。
38.在一些可选的实施例中，摩擦电极层31包括透明电极。可以理解的是，透明电极的透光率较高，不会对显示面板1的正常出光造成不利影响，保证了显示面板1的整体透光率，同时，也有利于外界光线进入光学指纹元件2，便于对于指纹图像的准确识别。
39.可选的，透明电极呈网格结构，以进一步提高透明电极的透过率。
40.可选的，摩擦接触层32在显示面板1上的正投影和透明电极在显示面板1上的正投影相重合。可以理解的是，在本实施例中，可以将摩擦接触层32设置为多个块状结构，各块状结构对应透明电极设置，即摩擦接触层32在显示面板1上的正投影的形状尺寸和透明电极在显示面板1上的正投影的形状尺寸相同，便于布置，且节省成本。
41.可选的，摩擦电极层31的材料包括ito(indium tin oxide，氧化铟锡)、银、钛铝钛、铜、钼中的至少一者，氧化铟锡具有导电性和光学透明性，易于沉积为薄膜，并且具有耐湿化学性。当然，摩擦电极层31也可以采用其他材料制成，并无特殊限定。
42.请参阅图3，在一些可选的实施例中，显示面板还包括电参数检测部4，透明电极和电参数检测部4相连接，且透明电极接地设置。
43.可以理解的是，电参数检测部4即用于检测在触控时摩擦组件3所产生的电参数大小的部件，电参数检测部4可以为用于检测电荷量、电压、电流、电子数等物理量中至少一者，只要能够区分伪造的假指纹和活体手指在触摸摩擦接触层32时所产生的信号量差异即可。
44.而透明电极接地设置是为了使摩擦电极层31在发生触控后和接地端之间产生电势差，进而产生电流或者电压。
45.请参阅图3和图7，在一些可选的实施例中，在沿显示装置的厚度方向上，显示面板1包括层叠设置的阵列层11、显示功能层12和触控功能层14；摩擦电极层31设于触控功能层14背离显示功能层12一侧。
46.在本实施例中，通过将摩擦电极层31设于触控功能层14背离显示功能层12一侧，以使将摩擦电极层31能够直接和摩擦接触层32相接触，能够更好的和摩擦接触层32相配
合，同时也能避免触控功能层14内的触控电极对摩擦电极层31造成干扰，提高了摩擦组件3进行活体检测时的准确性。
47.需要说明的是，在本实施中，摩擦电极层31可以通过光刻工艺直接在触控功能层14上制备，也可以采用外挂贴合的形式，将摩擦电极层31和摩擦接触层32设于触控功能层14背离显示功能层12一侧，并无特殊限定。
48.可选的，阵列层11包括多个像素电路，像素电路可包括驱动晶体管、开关晶体管等薄膜晶体管，以及存储电容等，薄膜晶体管包括栅极g、源极s、漏极d和有源层y，像素电路与扫描线、数据线、显示功能层12电连接，从而使得显示面板1工作时，可以通过扫描线控制各开关晶体管的导通和截止，并在开关晶体管导通时，将数据线上的驱动信号传输给驱动晶体管，产生驱动电流至显示功能层12，以实现显示面板1的显示。
49.可选的，显示面板1为oled面板，显示功能层12包括沿远离阵列层11的方向依次层叠设置的第一电极121、发光材料层122以及第二电极123。其中，第一电极121和第二电极123中的一者可为阳极，另一者可为阴极。可选的，第一电极121为阳极，第二电极123为阴极。
50.可选的，在显示功能层12和触控功能层14之间还包括薄膜封装层13，薄膜封装层13包括沿显示面板1的厚度方向层叠设置的至少一层无机层和至少一层有机层；无机层具体可以采用氮化硅、氧化硅以及氮氧化硅等材料，而有机层可以采用树脂或者高分子有机材料制成，具体可以采用喷墨打印工艺形成。可选的，薄膜封装层13包括沿显示面板1的厚度方向依次层叠设置的第一无机层、有机层和第二无机层。
51.在一些可选的实施例中，在沿显示装置的厚度方向上，显示面板1包括层叠设置的阵列层11、显示功能层12和触控功能层14，触控功能层14包括触控电极层142；摩擦电极层31和触控电极层142同层设置。
52.可以理解的是，在本实施例，摩擦电极层31和触控电极层142同层设置，即摩擦电极层31和触控电极层142可以通过同一道工艺以及相同的材料制成，以降低生产，可以通过调整摩擦电极层31和触控电极层142所对应的驱动算法以及图形，以避免影响显示面板1的正常触控功能。可选的，触控功能层14还包括设于薄膜封装层13和触控电极层142之间的触控基底141。
53.在一些可选的实施例中，摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度大于-60μc/m2。摩擦电荷密度对应于材料的电负性，摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度越大，即摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度越趋于正值，即摩擦接触层的电负性越弱，当摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度大于-60μc/m2时，可以保证摩擦接触层的材料的电负性低于常见的硅橡胶材料的电负性，例如，硅橡胶材料包括聚二甲基硅氧烷材料，聚二甲基硅氧烷材料的摩擦电荷密度等于-102.05μc/m2。摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度大于-60μc/m2，即摩擦接触层的材料的电负性低于聚二甲基硅氧烷材料的电负性。
54.需要说明的是，之所以要限定摩擦接触层的材料的电负性低于常见的硅橡胶材料的电负性，是因为通常采用硅橡胶材料制成具有假指纹的手指模型，以区分活体手指在触控到摩擦接触层32和手指模型触控到摩擦接触层32时所产生的效果，避免在采用硅橡胶材料制成具有假指纹的手指模型触控到摩擦接触层32时也会产生电压、电流等电参数变化，提高了摩擦组件3对于活体检测的准确性。
55.可选的，摩擦接触层32的材料包括透明聚合物材料，以保证摩擦接触层32的透光效果，例如，摩擦接触层32的材料包括聚氯乙烯、聚酯中至少一者。
56.可选的，摩擦接触层32可以采用单层结构，也可以采用多层结构，在采用多层结构时，摩擦接触层32的各层材料可以不同，只要各层材料的电负性均低于常见的硅橡胶材料的电负性即可。
57.可选的，摩擦接触层32复用为保护层，以保护显示面板1的其他膜层不被损坏，在摩擦接触层32复用为保护层时，对于材料的耐刮擦性、抗冲击性要求更高，具体可以为utg(ultra thin glass，超薄柔性玻璃)、cpi(colorless polyimide，透明聚酰亚胺薄膜)、pet(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。
58.请参阅图1，在一些可选的实施例中，显示装置包括第一显示区aa1以及至少部分围绕第一显示区aa1设置的第二显示区aa2，第一显示区aa1的透光率大于第二显示区aa2的透光率；光学指纹元件2和摩擦电极层31均设于第一显示区aa1。
59.可以理解的是，第一显示区aa1即用于设置光学指纹元件2等光学元件的透光区域，第一显示区aa1的透光率大于第二显示区aa2的透光率，以使对应光学元件接收到足够的进光量，保证其成像效果。
60.需要说明的是，光学指纹元件2和摩擦电极层31除了可以针对性的设于第一显示区aa1外，在一些可选的实施例中，还可以使光学指纹元件2和摩擦电极层31针对整个显示面板1进行设置，即整个显示面板1的显示区均具有指纹识别功能，以便于用户使用。
61.请参阅图8，本发明实施例还提供了一种显示装置指纹识别方法，包括以下步骤：
62.s110：获取指纹图像，并判断指纹图像和参考图像之间的匹配度是否大于第一预设值；
63.s120：获取摩擦组件3所产生的电参数，并判断电参数和预设参数之间的差值是否小于预设差值；
64.s130：若指纹图像和参考图像之间的匹配度大于第一预设值，且电参数和预设参数之间的差值小于预设差值，则确认指纹识别成功。
65.本发明实施例所提供的显示装置指纹识别方法通过获取指纹图像，并判断指纹图像和参考图像之间的匹配度是否大于第一预设值，以确定触控指纹识别的正确性，同时，还可以利用电参数检测部4等部件获取摩擦组件3所产生的电参数，并依此来判断触控体是否为活体，例如是否为活体手指，而不是伪造的、具有假指纹的手指模型，进而可以结合上述指纹识别一同实现活体指纹识别，提升了显示装置的防伪能力和显示装置的使用安全性。
66.在步骤s110中，具体可以通过光学指纹元件2获取指纹图像，参考图像为用户预先预存于显示装置内的指纹图像，通过判断指纹图像和参考图像之间的匹配度是否大于第一预设值，若大于，则确定为用户本人，若小于则非用户本人，不予解锁。
67.在步骤s120中，可以通过电参数检测部4获取摩擦组件3所产生的电参数。需要说明的是，在进行活体指纹识别时，光学指纹元件2与电参数检测部4同步开启；随后，光学指纹元件2获取指纹图像、电参数检测部4获取流经外电路中的电压/电流/电子数等电参数(其一即可)并与预设参数进行对照；只有当指纹图像的匹配度和电参数检测部4所记录的电参数同时满足设定阈值时，才能判定为活体指纹识别成功，此时显示装置成功被解锁，进入到显示装置主界面。若其中一项不满足设定阈值，则认为活体指纹识别失败，显示装置不
能被成功解锁。
68.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：显示装置，显示装置为上述任一实施例中的显示装置
69.本发明实施例提供的电子设备具有上述任一实施例中显示装置的技术方案所具有的技术效果，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。
70.本发明实施例提供的显示装置可以应用于手机，也可以为任何具有显示功能的电子产品，包括但不限于以下类别：电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、数码相机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等，本发明实施例对此不作特殊限定。
71.以上，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
72.还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

技术特征：
1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板；摩擦组件，所述摩擦组件包括摩擦电极层和摩擦接触层，所述摩擦电极层设于所述显示面板的出光侧，所述摩擦接触层设于所述摩擦电极层背离所述显示面板一侧，且所述摩擦接触层和所述摩擦电极层相接触；光学指纹元件，所述摩擦接触层、所述摩擦电极层在所述显示面板上的正投影均覆盖所述光学指纹元件在所述显示面板上的正投影。2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在沿所述显示装置的厚度方向上，所述显示面板包括层叠设置的阵列层、显示功能层和触控功能层；所述摩擦电极层设于所述触控功能层背离所述显示功能层一侧。3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在沿所述显示装置的厚度方向上，所述显示面板包括层叠设置的阵列层、显示功能层和触控功能层，所述触控功能层包括触控电极层；所述摩擦电极层和所述触控电极层同层设置。4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述摩擦电极层包括透明电极；优选的，所述透明电极呈网格结构；优选的，所述摩擦接触层在所述显示面板上的正投影和所述透明电极在所述显示面板上的正投影相重合。5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括电参数检测部，所述摩擦电极层和电参数检测部相连接，且所述摩擦电极层接地设置。6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述摩擦接触层的材料的摩擦电荷密度大于-60μc/m2；优选的，所述摩擦接触层的材料包括透明聚合物材料；优选的，所述摩擦接触层的材料包括聚氯乙烯、聚酯中至少一者；优选的，所述摩擦接触层复用为保护层。7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括第一显示区以及至少部分围绕所述第一显示区设置的第二显示区，所述第一显示区的透光率大于所述第二显示区的透光率；所述光学指纹元件和所述摩擦电极层均设于所述第一显示区。8.一种显示装置指纹识别方法，其特征在于，包括以下步骤：获取指纹图像，并判断所述指纹图像和参考图像之间的匹配度是否大于第一预设值；获取摩擦组件所产生的电参数，并判断所述电参数和预设参数之间的差值是否小于预设差值；若所述指纹图像和所述参考图像之间的匹配度大于所述第一预设值，且所述电参数和所述预设参数之间的差值小于所述预设差值，则确认指纹识别成功。9.根据权利要求8所述的显示装置指纹识别方法，其特征在于，在所述获取指纹图像的步骤中，包括：通过光学指纹元件获取指纹图像；在所述获取摩擦组件所产生的电参数的步骤中，包括：通过电参数检测部获取摩擦组件所产生的电参数。10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1至7任一项所述的显示装置。

技术总结
本发明公开了一种显示装置、显示装置指纹识别方法及电子设备，显示装置包括显示面板；摩擦组件，摩擦组件包括摩擦电极层和摩擦接触层，摩擦电极层设于显示面板的出光侧，摩擦接触层设于摩擦电极层背离显示面板一侧；光学指纹元件，摩擦接触层、摩擦电极层在显示面板上的正投影均覆盖光学指纹元件在显示面板上的正投影。通过摩擦组件和光学指纹元件一同实现活体指纹识别，提升了显示装置的防伪能力和显示装置的使用安全性。本发明实施例中的摩擦组件结构简单、制备成本低，解决了现有活体指纹识别技术器件结构复杂、制作工艺繁琐、制备成本高的技术问题。本高的技术问题。本高的技术问题。


技术研发人员：杨显青 郭瑞 梁家和 申海静
受保护的技术使用者：昆山国显光电有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/31