CN108629242A - 具生物特征辨识功能的显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具生物特征辨识功能的显示器，其包括显示装置、第一吸光图案以及影像获取元件。显示装置包括盖板。第一吸光图案嵌入所述盖板中且邻近盖板的内表面。第一吸光图案具有第一透光区。影像获取元件嵌入在显示装置中且位于第一吸光图案下方，其中第一透光区曝露出影像获取元件。利用第一吸光图案吸收被指纹反射或散射的大角度光束，以将传递至影像获取元件的光束准直化，使影像获取元件的取像质量提升。因此，具生物特征辨识功能的显示器可具有良好的辨识能力。

Description

具生物特征辨识功能的显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器，且特别涉及一种具生物特征辨识功能的显示 器。

背景技术

生物特征辨识的种类包括脸部、声音、虹膜、视网膜、静脉、指纹和 掌纹辨识等。由于每个人的指纹都是独一无二的，且指纹不易随着年龄或 身体健康状况而变化，因此指纹辨识装置已成为目前最普及的一种生物特 征辨识装置。依照检测方式的不同，指纹辨识装置可分为光学式与电容式。 电容式指纹辨识装置组装于电子产品(例如显示器)时，电容式指纹辨识 装置上方多设有盖板(cover plate)。一般而言，需额外加工(例如钻孔 或薄化)盖板，以使电容式指纹辨识装置能够检测到手指触碰所造成的容 值或电场变化。

相较于电容式指纹辨识装置，光学式指纹辨识装置获取容易穿透盖板 的光进行指纹辨识，而可以不用额外加工盖板，因此在与电子产品的结合 上较为便利。

光学式指纹辨识装置通常包括光源以及影像获取元件。光源用以发出 光束，以照射按压在盖板上的手指。手指的指纹是由多条不规则的凸纹与 凹纹所组成。被凸纹与凹纹反射的光束会在影像获取元件的接收面上形成 为明暗交错的指纹影像。影像获取元件可将指纹影像转换为对应的影像信 息，并将影像信息输入至处理单元。处理单元可利用演算法计算对应于指 纹的影像信息，以进行使用者的身份辨识。然而，在上述的取像过程中，被指纹反射的光束易散乱地传递至影像获取元件，而造成取像质量不佳， 影响辨识结果。

发明内容

本发明是针对一种具生物特征辨识功能的显示器。

根据本发明的实施例，具生物特征辨识功能的显示器包括显示装置、 第一吸光图案以及影像获取元件。显示装置包括盖板。第一吸光图案嵌入 所述盖板中且邻近盖板的内表面。第一吸光图案具有第一透光区。影像获 取元件嵌入在显示装置中且位于第一吸光图案下方，其中第一透光区曝露 出影像获取元件。

在根据本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，显示装置 还包括主动元件阵列基板、黑矩阵层以及多个有机发光元件。主动元件阵 列基板位于盖板下方。黑矩阵层设置在主动元件阵列基板上且具有多个容 纳开口。有机发光元件以及影像获取元件设置在主动元件阵列基板上且位 于容纳开口中。第一吸光图案曝露出有机发光元件。

在根据本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，第一吸光 图案包括嵌入于盖板中的多个柱状结构。

在根据本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，第一透光 区的宽度落在5微米至10微米的范围内。

在根据本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，具生物特 征辨识功能的显示器还包括第二吸光图案。第二吸光图案设置在盖板的外 表面且具有重叠第一透光区的第二透光区。

在根据本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，第二吸光 图案包括形成在盖板的外表面上的吸光层。

在根据本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，具生物特 征辨识功能的显示器还包括红外光发光元件。红外光发光元件嵌入在显示 装置中且位于第一吸光图案下方，其中第一吸光图案具有多个第一透光 区，且第一透光区分别曝露出影像获取元件与红外光发光元件。

基于上述，在本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，利 用吸光图案吸收被指纹反射或散射的大角度光束，以将传递至影像获取元 件的光束准直化，使影像获取元件的取像质量提升。因此，具生物特征辨 识功能的显示器可具有良好的辨识能力。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合 附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说 明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明 的原理。

图1及图2分别是本发明实施例的具生物特征辨识功能的显示器的局 部剖面示意图。

附图标号说明

10：待辨识物；

100、200：具生物特征辨识功能的显示器；

110：显示装置；

111：盖板；

112：主动元件阵列基板；

113：黑矩阵层；

114：有机发光元件；

114A：第一有机发光元件；

114B：第二有机发光元件；

114C：第三有机发光元件；

120：第一吸光图案；

130：影像获取元件；

140：红外光发光元件；

150：第二吸光图案；

AO、AO1、AO2、AO3：容纳开口；

B、B1、B2：光束；

O1：第一透光区；

O2：第二透光区；

PP：子像素区；

PP1：第一子像素区；

PP2：第二子像素区；

PP3：第三子像素区；

SI：内表面；

SO：外表面；

U：像素单元。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附 图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1及图2分别是本发明实施例的具生物特征辨识功能的显示器的局部 剖面示意图。请先参照图1，具生物特征辨识功能的显示器100包括显示装 置110、第一吸光图案120以及影像获取元件130。

显示装置110提供显示功能，其可以是有机电致发光显示装置、液晶显 示装置或能够提供影像画面的其他种显示装置。显示装置110包括盖板111。 盖板111适于保护位于其下的元件。举例而言，盖板111可以是高机械强度 的透光基板，如玻璃基板或塑胶基板，但不以此为限。

以有机电致发光显示装置举例说明，显示装置110除了盖板111之外， 还可包括主动元件阵列基板112、黑矩阵层113以及多个有机发光元件114。

主动元件阵列基板112位于盖板111下方，其可包括未示出的基板、未 示出的多条扫描线、未示出的多条数据线以及未示出的多个主动元件。

基板用以承载扫描线、数据线以及主动元件，其可为透光基板，如玻璃 基板或塑胶基板，但不以此为限。扫描线与数据线设置在基板上且位于基板 与盖板111之间。扫描线与数据线彼此交错，以定义出阵列排列的多个子像 素区PP。主动元件设置在基板上且位于子像素区PP中。各主动元件电性连 接对应的扫描线与对应的数据线。

黑矩阵层113设置在主动元件阵列基板112上，其适于遮蔽位于其下的 不透光元件(如扫描线、数据线以及主动元件等)。此外，黑矩阵层113具有 多个容纳开口AO。有机发光元件114设置在主动元件阵列基板112上且位于 容纳开口AO中，其中容纳有机发光元件114的容纳开口AO(例如容纳开口 AO1)与子像素区PP重叠。

有机发光元件114适于提供多种颜色的光束。举例而言，有机发光元件 114可包括提供第一色光束的第一有机发光元件114A、提供第二色光束的第 二有机发光元件114B以及提供第三色光束的第三有机发光元件114C。第一 色光束、第二色光束以及第三色光束可分别为红色光束、绿色光束以及蓝色 光束。然而，第一色光束、第二色光束以及第三色光束的颜色种类以及有机 发光元件114所提供的颜色数量不以上述为限。

第一有机发光元件114A、第二有机发光元件114B以及第三有机发光元 件114C分别设置在不同的容纳开口AO1中。对应地，依据所对应的有机发 光元件114的颜色种类，像素区PP可划分出与第一有机发光元件114A重叠 的第一子像素区PP1、与第二有机发光元件114B重叠的第二子像素区PP2 以及与第三有机发光元件114C重叠的第三子像素区PP3。各第一子像素区 PP1及其相邻的第二子像素区PP2以及相邻的第三子像素区PP3定义出一个像素单元U。显示装置110可划分出多个像素单元U(图1至图2分别示意 性显示出一个像素单元U)。

第一吸光图案120适于将经由待辨识物10作用后的光束(例如被手指的 凸纹与凹纹反射或散射的光束)准直化，其设置在盖板111的内表面SI且曝 露出有机发光元件114。第一吸光图案120具有第一透光区O1，且第一透光 区O1曝露出影像获取元件130。在本实施例中，第一吸光图案120包括嵌入 于盖板111中的多个柱状结构。第一吸光图案120的制作方法可以是先在盖 板111的内表面SI形成多个凹槽，再填入吸光材料。举例而言，可利用激光 钻孔、蚀刻或其他已知的工艺技术形成凹槽，再利用印刷、涂布或其他已知 的工艺技术填入吸光材料。吸光材料可以是有色的油墨、染料或光阻等。

影像获取元件130适于接收经由第一吸光图案120准直化后的光束，以 辨识待辨识物10的生物特征。所述生物特征可包括待辨识物10的指纹、静 脉、掌纹或是指纹、静脉以及掌纹的其中至少两个的组合。影像获取元件130 嵌入在显示装置110中且位于第一吸光图案120下方。举例而言，影像获取 元件130可设置在主动元件阵列基板112上且位于容纳开口AO中。此外， 容纳影像获取元件130的容纳开口AO(例如容纳开口AO2)位于相邻两个子像素区PP之间。具体地，显示装置110的每一个像素单元U可嵌入有一 个或多个影像获取元件130，使得具生物特征辨识功能的显示器100的整个 显示区域都可具有生物特征辨识功能。或者，显示装置110的一个或多个特 定的像素单元U可嵌入有一个或多个影像获取元件130。然而，影像获取元 件130的数量及其配置方式可依需求改变。

具生物特征辨识功能的显示器100还可选择性地包括红外光发光元件140。红外光发光元件140嵌入在显示装置110中且位于第一吸光图案120下 方，其中第一透光区O1分别曝露出影像获取元件130与红外光发光元件140。 举例而言，红外光发光元件140可设置在主动元件阵列基板112上且位于容 纳开口AO中。此外，容纳红外光发光元件140的容纳开口AO(例如容纳开 口AO3)位于相邻两个子像素区PP之间。具体地，显示装置110的每一个 或多个像素单元U可嵌入有一个红外光发光元件140。然而，红外光发光元 件140的数量及其配置方式可依需求改变。

红外光发光元件140所发出的光束B可用于辨识生物特征。具体地，红 外光发光元件140所发出的光束B通过第一透光区O1之后朝接触盖板111 的外表面SO的待辨识物10传递。经由待辨识物10作用(例如反射或散射) 后的光束B1以及光束B2朝盖板111的下方传递，其中被指纹反射或散射的 小角度光束(例如光束B1)会通过第一吸光图案120的第一透光区O1而被 影像获取元件130接收，而被指纹反射或散射的大角度光束(例如光束B2) 会被第一吸光图案120吸收。利用第一吸光图案120吸收被指纹反射或散射 的大角度光束，以将传递至影像获取元件130的光束准直化，使影像获取元 件130的取像质量提升。因此，具生物特征辨识功能的显示器100可具有良 好的辨识能力。此外，利用红外光发光元件140进行生物特征辨识，可避免 环境光的干扰，使影像获取元件130的取像质量提升。然而，也可省略红外 光发光元件140，并利用有机发光元件114所发出的光束进行生物特征辨识。

通过调变第一吸光图案120的第一透光区O1的宽度，可控制影像获取 元件130所接收的光束B1的准直程度。在本实施例中，第一透光区O1的宽 度(指第一透光区O1在内表面SI处的宽度)落在5微米至10微米的范围内。

以下藉由图2说明具生物特征辨识功能的显示器的其他种实施形态，其 中相同的元件以相同的标号表示，下文便不再重述。

请参照图2，具生物特征辨识功能的显示器200与图1的具生物特征辨 识功能的显示器100的主要差异如下所述。具生物特征辨识功能的显示器200 还包括第二吸光图案150。第二吸光图案150设置在盖板111的外表面SO且 曝露出有机发光元件114。第二吸光图案150具有第二透光区O2，且第二透 光区O2曝露出影像获取元件130。在本实施例中，第二吸光图案150包括形 成在盖板111的外表面SO上的吸光层。吸光层可利用印刷、涂布、镀膜或其 他已知的工艺技术形成在盖板111的外表面SO上，且吸光层的材料可以是有 色的油墨、染料、光阻、金属或合金等。通过调变第二吸光图案150的第二 透光区O2的宽度，可控制影像获取元件130所接收的光束B1的准直程度。 在本实施例中，第二透光区O2的宽度落在5微米至10微米的范围内。

综上所述，在本发明的实施例的具生物特征辨识功能的显示器中，利用 吸光图案吸收被指纹反射的大角度光束，以将传递至影像获取元件的光束准 直化，使影像获取元件的取像质量提升。因此，具生物特征辨识功能的显示 器可具有良好的辨识能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求的范围。

Claims (7)

1.一种具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，包括：

显示装置，包括盖板；

第一吸光图案，嵌入所述盖板中且邻近所述盖板的内表面，所述第一吸光图案具有第一透光区；以及

影像获取元件，嵌入在所述显示装置中且位于所述第一吸光图案下方，其中所述第一透光区曝露出所述影像获取元件。

2.根据权利要求1所述的具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，所述显示装置还包括主动元件阵列基板、黑矩阵层以及多个有机发光元件，其中所述主动元件阵列基板位于所述盖板下方，所述黑矩阵层设置在所述主动元件阵列基板上且具有多个容纳开口，所述多个有机发光元件以及所述影像获取元件设置在所述主动元件阵列基板上且位于所述多个容纳开口中，所述第一吸光图案曝露出所述多个有机发光元件。

3.根据权利要求1所述的具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，所述第一吸光图案包括嵌入于所述盖板中的多个柱状结构。

4.根据权利要求1所述的具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，所述第一透光区的宽度落在5微米至10微米的范围内。

5.根据权利要求1所述的具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，还包括：

第二吸光图案，设置在所述盖板的外表面且具有重叠所述第一透光区的第二透光区。

6.根据权利要求5所述的具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，所述第二吸光图案包括形成在所述盖板的所述外表面上的吸光层。

7.根据权利要求1所述的具生物特征辨识功能的显示器，其特征在于，还包括：

红外光发光元件，嵌入在所述显示装置中且位于所述第一吸光图案下方，其中所述第一吸光图案具有多个所述第一透光区，且所述多个第一透光区分别曝露出所述影像获取元件与所述红外光发光元件。