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TWM613999U - 具有指紋感測功能的顯示裝置 - Google Patents

具有指紋感測功能的顯示裝置 Download PDF

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TWM613999U
TWM613999U TW110201941U TW110201941U TWM613999U TW M613999 U TWM613999 U TW M613999U TW 110201941 U TW110201941 U TW 110201941U TW 110201941 U TW110201941 U TW 110201941U TW M613999 U TWM613999 U TW M613999U
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layer
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黃耀立
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神盾股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置，包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個聚光模組。光源模組適於提供照明光束至手指以產生具有指紋訊息的感測光束。液晶層配置於照明光束的傳遞路徑上。液晶層具有底面與頂面。驅動電路層配置於液晶層的底面。驅動電路層包括多個感光元件，用以接收感測光束。彩色濾光層配置於液晶層的頂面。彩色濾光層包括基板以及多個濾光單元。基板包括多個開口。多個聚光模組配置對應於多個開口。且在垂直方向上，多個開口的位置、多個感光元件的位置以及多個聚光模組的位置彼此重疊。

Description

具有指紋感測功能的顯示裝置
本新型創作是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種具有指紋感測功能的顯示裝置。
現有市面上的液晶顯示電子裝置中，無內嵌指紋功能。而指紋感測模組需要以外掛（add-on）的方式貼合在顯示屏幕的下方或外側周圍。具體而言，在智慧型手機中，指紋感測模組安放在智慧型手機的實體功能鍵或手機機身背部下方的指紋感測區區下方，以能採集手指指紋資訊。
本新型創作提供一種顯示裝置，具有大面積的感測指紋區域。
本新型創作提供一種顯示裝置，包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個聚光模組。光源模組適於提供照明光束至手指以產生具有指紋訊息的感測光束。液晶層配置於照明光束的傳遞路徑上。液晶層具有頂面與底面。驅動電路層配置於液晶層的底面。驅動電路層包括多個感光元件，用以接收感測光束。彩色濾光層配置於液晶層的頂面。彩色濾光層包括基板以及多個濾光單元。基板包括多個開口。多個聚光模組配置對應於多個開口。且在垂直方向上，多個開口的位置、多個感光元件的位置以及多個聚光模組的位置彼此重疊。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個感光元件延伸至所述液晶層內。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光模組用以收集感測光束至感光元件上。
在本新型創作的一實施例中，上述的各聚光模組包括多個聚光件，且多個聚光件具有不同的光學特性。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光件沿垂直方向上相互堆疊。
在本新型創作的一實施例中，上述的聚光模組為多層鍍膜結構。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光模組形成於彩色濾光層的基板，且朝驅動電路層延伸。
在本新型創作的一實施例中，上述的顯示裝置還包括透光層，配置於彩色濾光層的基板。基板位於透光層與液晶層之間，且多個聚光模組位於透光層內。
在本新型創作的一實施例中，上述的透光層為固態光學膠、樹脂或雙面膠。
在本新型創作的一實施例中，上述的顯示裝置還包括保護蓋板，配置於透光層。透光層連接於保護蓋板與彩色濾光層之間。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光模組由多個光學粒子構成。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光模組由透光層經蝕刻而形成。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光模組具有同心圓結構或菲涅耳透鏡結構。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個聚光模組由保護蓋板一體成形且朝彩色濾光層延伸。
基於上述，在本新型創作的顯示裝置中，顯示裝置包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個聚光模組，且驅動電路層的多個感光元件延伸至液晶層內。因此，可應用於嵌入式的指紋感測液晶顯示裝置中。彩色濾光層包括基板，且基板包括多個開口。這些開口的位置在垂直方向上重疊於上述感光元件的位置。因此，感光元件可接收傳遞經過開口的感測光束。而上述的多個聚光模組在垂直方向上分別重疊於上述的開口。因此，經手指所反射出的感測光束，可由入光側傳遞通過聚光模組以提升聚光效果。如此一來，可在感測指紋時提升聚光效果以獲得良好的感測效果。
為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本新型創作一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參考圖1。本實施例提供一種顯示裝置100，包括光源模組110、液晶層120、驅動電路層130、彩色濾光層140以及多個聚光模組150。本實施例的顯示裝置100還包括保護蓋板160，例如為玻璃，配置於彩色濾光層140上方。本實施例的顯示裝置100為具有液晶顯示器（Liquid-Crystal Display，LCD）的電子裝置，例如是智慧型手機、平板、電腦或一般顯示器等，本新型創作並不限於此。
光源模組110適於提供照明光束L1至手指F以反射出感測光束L2。具體而言，光源模組110為提供光束的背光模組，其可由發光元件，導光板，反射片及/或其他光學元件所組成，發光元件例如為冷陰極螢光燈管（Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL）、有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode，OLED）、次毫米發光二極體（Mini Light-Emitting Diode，Mini LED）或微發光二極體（Micro Light-Emitting Diode，Micro LED），本新型創作並不限於此。
液晶層120配置於照明光束L1的傳遞路徑上。液晶層120具有頂面S1與底面S2。液晶層120內包括多個液晶分子，適於藉由施加電壓而轉動，進而控制在不同的顯示畫素位置中所傳遞的照明光束L1通過。
驅動電路層130配置於液晶層120，且連接於液晶層120的底面S2。詳細而言，驅動電路層130包括多個感光元件132，多個感光元件132用以接收感測光束L2，且延伸至液晶層120內，如圖1所顯示。換句話說，本實施例為一個嵌入式（In-Cell）的指紋感測液晶顯示裝置，其感光元件132位於液晶層120內。感光元件132例如是選用光電二極體（photodiode），但本新型創作並不限於此。
彩色濾光層140配置於液晶層120，且連接於液晶層120的頂面S1。彩色濾光層140包括基板142以及多個濾光單元R、G、B，其中基板142包括多個開口O。濾光單元R、G、B分別例如是由濾藍光材料、濾綠光材料以及濾紅光材料。多個開口O的位置在垂直方向上重疊於多個感光元件132的位置，且開口O的尺寸D1大於感光元件132的尺寸D2，因此可使感光元件132接收傳遞通過開口O的感測光束L2。
多個聚光模組150配置對應於多個開口O，且在垂直方向上，開口O的位置、感光元件132的位置以及聚光模組150的位置彼此重疊。因此，經手指F所反射出的感測光束L2由入光側傳遞通過聚光模組150，利用聚光模組150收集感測光束L2以供感光元件132接收。如此一來，可在感測指紋時提升聚光效果以獲得良好的感測效果。
在本實施例中，多個聚光模組150形成於彩色濾光層140的基板142，且朝驅動電路層130延伸。此外，每個聚光模組150為多層鍍膜結構，本發明並不限於此。這些聚光件152a、152b光學特性皆不相同，且這些聚光件152a、152b沿垂直方向上相互堆疊。具體而言，光學特性例如為折光能力、視場角（Field of View，FOV）、畸變（distortion）、焦距及其他任意結構形狀等。因此，可透過配置不同的聚光件152a、152b的形狀、厚度、距離、材質、曲率半徑等光學特性，彼此搭配出不同的光學特性以呈現不同的聚光效果。如此一來，可藉由控制聚光模組150中不同光學特性之兩聚光件152a、152b以達到符合液晶層120與開口O之間的深寬比關係的最佳光學效果，進而獲得良好的感測效果。
圖2為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參考圖2。本實施例的顯示裝置100A類似於圖1所顯示的顯示裝置100。兩者不同之處在於，在本實施例中，顯示裝置100A的聚光模組150A包括多個聚光件152a、152b、152c、152d，且這些聚光件152a、152b、152c、152d分別具有不同的光學特性，且沿垂直方向上相互堆疊。換句話說，在一些實施例中，可藉由配置多個數量以上的聚光件152a、152b、152c、152d進一步提供最佳化聚光效果，進而獲得良好的感測效果。
圖3為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參考圖3。本實施例的顯示裝置100B類似於圖1所顯示的顯示裝置100。兩者不同之處在於，在本實施例中，顯示裝置100B還包括透光層170，配置於彩色濾光層140的基板142，且基板142位於透光層170與液晶層120之間。具體而言，保護蓋板160配置於透光層170，且透光層170用以連接並固定保護蓋板160與彩色濾光層140之間。在本實施例中，透光層170為固態光學膠（Optically Clear Adhesive，OCA）、樹脂（Optically Clear Resin，OCR）或雙面膠，本發明並不限於此。
多個聚光模組150B位於透光層170內，且對應開口O配置。詳細而言，多個聚光模組150B由透光層170經蝕刻而形成，因此其材料可相同於透光層170。在本實施例中，聚光模組150B可經由蝕刻製程而形成為可聚焦通過光線的同心圓結構或菲涅耳透鏡結構。因此，經手指所反射出的感測光束由入光側傳遞通過位於透光層170內的聚光模組150B，以提升聚光效果。如此一來，可在感測指紋時提升聚光效果以獲得良好的感測效果。
圖4為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參考圖4。本實施例的顯示裝置100C類似於圖3所顯示的顯示裝置100B。兩者不同之處在於，在本實施例中，多個聚光模組150C可經設計改由保護蓋板160一體成形或進一步加工製成，且朝彩色濾光層140延伸。在本實施例中，多個聚光模組150C位於透光層170內。因此，經手指所反射出的感測光束由入光側傳遞通過位於透光層170內的聚光模組150C，以提升聚光效果。如此一來，可在感測指紋時提升聚光效果以獲得良好的感測效果。
圖5為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參考圖5。本實施例的顯示裝置100D類似於圖3所顯示的顯示裝置100B。兩者不同之處在於，在本實施例中，多個聚光模組150D經設計改由多個光學粒子構成。換句話說，即在配置透光層170的製程中，在對應開口O的位置處添加具有聚光效果的光學粒子，以形成聚光區域。在本實施例中，多個聚光模組150D位於透光層170內。因此，經手指所反射出的感測光束由入光側傳遞通過位於透光層170內的聚光模組150D，以提升聚光效果。如此一來，可在感測指紋時提升聚光效果以獲得良好的感測效果。
綜上所述，在本新型創作的顯示裝置中，顯示裝置包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個聚光模組，且驅動電路層的多個感光元件延伸至液晶層內。因此，可應用於嵌入式的指紋感測液晶顯示裝置中。彩色濾光層包括基板，且基板包括多個開口。這些開口的位置在垂直方向上重疊於上述感光元件的位置。因此，感光元件可接收傳遞經過開口的感測光束。而上述的多個聚光模組在垂直方向上分別重疊於上述的開口。因此，經手指所反射出的感測光束，可由入光側傳遞通過聚光模組以提升聚光效果。如此一來，可在感測指紋時提升聚光效果以獲得良好的感測效果。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100,100A,100B,100C,100D:顯示裝置 110:光源模組 120:液晶層 130:驅動電路層 132:感光元件 140:彩色濾光層 142:基板 150,150A,150B,150C,150D:聚光模組 152a,152b,152c,152d:聚光件 160:保護蓋板 170:透光層 B,G,R:濾光單元 D1,D2:尺寸 F:手指 L1:照明光束 L2:感測光束 O:開口 S1:頂面 S2:底面
圖1為本新型創作一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖2為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖3為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖4為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖5為本新型創作另一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
100:顯示裝置
110:光源模組
120:液晶層
130:驅動電路層
132:感光元件
140:彩色濾光層
142:基板
150:聚光模組
152a,152b:聚光件
160:保護蓋板
B,G,R:濾光單元
D1,D2:尺寸
F:手指
L1:照明光束
L2:感測光束
O:開口
S1:頂面
S2:底面

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包括：光源模組，適於提供照明光束至手指以產生具有指紋訊息的感測光束；液晶層，配置於所述照明光束的傳遞路徑上，所述液晶層具有頂面與底面；驅動電路層，配置於所述液晶層的所述底面，所述驅動電路層包括多個感光元件，用以接收所述感測光束；彩色濾光層，配置於所述液晶層的所述頂面，所述彩色濾光層包括基板以及多個濾光單元，所述基板包括多個開口；以及多個聚光模組，配置對應於所述多個開口，且在垂直方向上，所述多個開口的位置、所述多個感光元件的位置以及所述多個聚光模組的位置彼此重疊。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個感光元件延伸至所述液晶層內。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個聚光模組用以收集所述感測光束至所述感光元件上。
  4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中各所述多個聚光模組包括多個聚光件，且所述多個聚光件具有不同的光學特性。
  5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中所述多個聚光件沿所述垂直方向上相互堆疊。
  6. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述聚光模組為多層鍍膜結構。
  7. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個聚光模組形成於所述彩色濾光層的所述基板，且朝所述驅動電路層延伸。
  8. 如請求項1所述的顯示裝置，還包括：透光層，配置於所述彩色濾光層的所述基板，所述基板位於所述透光層與所述液晶層之間，且所述多個聚光模組位於所述透光層內。
  9. 如請求項8所述的顯示裝置，其中所述透光層為固態光學膠、樹脂或雙面膠。
  10. 如請求項8所述的顯示裝置，還包括：保護蓋板，配置於所述透光層，所述透光層連接於所述保護蓋板與所述彩色濾光層之間。
  11. 如請求項8所述的顯示裝置，其中所述多個聚光模組由多個光學粒子構成。
  12. 如請求項8所述的顯示裝置，其中所述多個聚光模組由所述透光層經蝕刻而形成。
  13. 如請求項12所述的顯示裝置，其中所述多個聚光模組具有同心圓結構或菲涅耳透鏡結構。
  14. 如請求項10所述的顯示裝置，其中所述多個聚光模組由所述保護蓋板一體成形且朝所述彩色濾光層延伸。
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