CN109582177A - 触控显示装置 - Google Patents

Abstract

一种触控显示装置，包括保护层、显示模组、触控层、指纹传感器层、背光源、以及遮光层，所述指纹传感器层与所述触控层叠层设置于显示装置的显示区域内，通过将指纹传感器层与触控层集成在一起，在实现触控显示的同时能够实现指纹识别功能，不仅减少了生产工序、降低了生产成本，也提升了指纹识别的精度、降低了显示装置的整体厚度。

Description

触控显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种具有高性能指纹识别功能的触控显示装置。

背景技术

目前，移动电子设备发展出利用辨识个人指纹的方式来进行身份认证，提高移动设备的安全性。指纹成像识别技术，是通过指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里已有的指纹成像信息进行比对，来判断指纹信息是否匹配，进而实现身份识别的技术。指纹识别技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术，相对来说，光学指纹成像技术的成像效果相对较好，且设备成本相对较低。

但现有的指纹识别模组，是单独安装在显示设备中的一个配件，不仅增加了显示设备的制造成本，也占用了显示设备一定的空间，不利于显示设备轻薄化的发展。

发明内容

本发明提供一种触控显示装置，以解决现有的触控显示装置，由于单独设置指纹识别模组，会增加制程工序和成本，显示装置的厚度也会增加，进而不利于显示装置向轻薄化发展的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种触控显示装置，定义有显示区域和围绕所述显示区域设置的非显示区域，包括保护层、设置于所述保护层的下方的显示模组、设置于所述保护层的下方的触控层、设置于所述触控层的一侧的指纹传感器层、位于非显示区域的背光源、以及设置于所述指纹传感器层的侧边与所述背光源之间的遮光层，所述背光源和所述遮光层设置于所述保护层的下方，所述指纹传感器层与所述触控层叠层设置于所述显示区域内。

在本发明的至少一种实施例中，所述触控显示装置还包括设置于所述非显示区域的柔性电路板和驱动芯片，所述指纹传感器层和所述触控层上的信号走线均通过所述柔性电路板与所述驱动芯片连接。

在本发明的至少一种实施例中，所述背光源为多偶数个点状背光源，均匀分布在所述指纹传感器层的四周。

在本发明的至少一种实施例中，所述背光源的出射光线与所述保护层的第一表面所成夹角为锐角。

在本发明的至少一种实施例中，所述保护层的第一表面与所述背光源对应的部分设置有光增透层。

在本发明的至少一种实施例中，所述背光源靠近所述保护层的一侧设置有聚光层。

在本发明的至少一种实施例中，所述触控层设置于所述显示模组与所述保护层之间。

在本发明的至少一种实施例中，所述指纹传感器层设置于所述显示模组与所述触控层之间，所述指纹传感器层通过第一粘合层与所述显示模组贴合。

在本发明的至少一种实施例中，所述指纹传感器层设置于所述保护层与所述触控层之间，所述指纹传感器层通过第二粘合层与所述保护层贴合。

在本发明的至少一种实施例中，所述保护层的折射率与所述第二粘合层的折射率相同。

在本发明的至少一种实施例中，所述显示模组包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及封装在所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层。

在本发明的至少一种实施例中，所述触控层设置于所述阵列基板与所述液晶层之间。

在本发明的至少一种实施例中，所述指纹传感器层设置于所述触控层与所述液晶层之间。

在本发明的至少一种实施例中，所述显示模组通过第三粘合层与所述保护层贴合，所述第三粘合层与所述保护层的折射率相同。

本发明的有益效果为：本发明提供的触控显示装置，将指纹传感器层与触控层集成在一起，在实现触控显示的同时能够实现指纹识别功能，不仅减少了生产工序、降低了生产成本，也提升了指纹识别的精度，另外，也降低了显示装置的整体厚度，进而提升了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例一的触控显示装置的俯视图；

图2为图1中AA’剖面的结构示意图；

图3为本发明实施例二的触控显示装置的结构示意图；

图4为本发明实施例三的触控显示装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四的触控显示装置的结构示意图；

图6为本发明实施例五的触控显示装置的结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

本发明针对现有的触控显示装置，由于现有的触控显示装置中，指纹识别模组是单独设置的一个配件，会增加制程工序和成本，也会增加显示装置的厚度，不利于显示装置的轻薄化发展，本实施例能够解决该缺陷。

本发明提供一种触控显示装置，所述显示装置定义有显示区域和围绕该显示区域设置的非显示区域，所述显示区域用以实现指纹识别功能、触控功能以及显示功能，所述非显示区域用以容纳金属走线以及其他器件。

所述显示装置包括保护层、显示模组、触控层、指纹传感器层、背光源、以及遮光层。

其中，所述显示模组、触控层、以及指纹传感器层均设置于所述保护层的下方。

所述背光源设置于保护层下方对应的非显示区域内，所述背光源为2个或多个偶数个点状光源，均匀分布在所述指纹传感器层的四周，所述光源为LED灯，LED灯发出的光可为蓝光、红光或近红外光。

所述遮光层设置于所述显示区域的侧面，具体地，所述遮光层设置于所述指纹传感器层和所述触控层的侧边与所述背光源之间，用以避免所述背光源的出射光线从所述触控层和所述指纹传感器层的侧面进入保护层，导致光线经不同的介质折射后使得指纹图像采集时出现重影现象。

所述触控显示装置还包括设置于非显示区域的柔性电路板和驱动芯片，所述指纹传感器层和所述触控层上的信号走线均通过所述电路板与所述驱动芯片连接，所述指纹传感器层与所述触控层，触控功能和指纹识别功能集成在同一芯片内。

所述指纹传感器层与所述触空层叠层设置于所述显示区域内，根据所述触控层的安装方式不同，所述触控层分为外挂式、内置式和整体式，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例一

请参考图1和图2，图1为本实施例的俯视图，图2为图1中AA’处的剖面示意图，本实施提供一种触控显示装置10，所述触控显示装置10上定义有显示区域AA和非显示区域NA，所述非显示区域NA围绕所述显示区域AA设置。

所述触控显示装置10包括保护层11、显示模组12、触控层13、指纹传感器层14、背光源15、遮光层16、第一粘合层19。

其中，所述保护层11为透光基板，如玻璃基板，所述保护层11具有相对的第一表面和第二表面，所述第二表面用于人体手指的指纹接触。

所述触控层13设置于所述保护层11和所述显示模组12之间，所述指纹传感器层14设置于所述触控层13与所述显示模组12之间，所述触控层13与所述指纹传感器层14均位于所述显示区域AA内。

本实施例的触控层13为外挂式结构，即OGS、GG、GF、GG、等结构，本实施例的触控层13以OGS结构进行说明，将所述触控层13的图案直接制备在所述保护层11的第二表面上，再在所述触控层13背离所述保护层11一侧的表面制备所述指纹传感器层14，所述指纹传感器层14与所述触控层13共用同一个基板，能够使显示装置的整体厚度降低0.2～0.4毫米。

所述指纹传感器层14与所述显示模组12之间设置有第一粘合层19，由于所述保护层11、所述触控层13、以及所述指纹传感器层14是一体的，因此需要设置所述第一粘合层19，用以贴合连接所述指纹传感器层14与所述显示模组12，所述第一粘合层19可为热敏光学胶层、光敏光学胶层或光学双面胶带。

所述光学指纹传感器层14上设置有感光像素区，所述感光像素区位于显示区域AA内，所述感光像素区包括多个呈行列矩阵排列的像素，所述像素的行列之间设置有相应的数据线和扫描线，所述数据线和扫描线交叉排列，具体地，多条所述数据线沿第一轴向排列，多条所述数据线沿第二轴向排列，第一轴向与第二轴向垂直，所述扫描线与所述数据线限定出多个网格，每一网格对弈一个像素，所述像素可为方形，所述网格的每条边小于或等于100微米。

所述触控显示装置10还包括设置于非显示区域NA内的柔性电路板17和驱动芯片18，所述柔性电路板17设置于所述触控层13的侧面，所述驱动芯片18与所述柔性电路板连接，所述触控层13和所述光学指纹传感器的信号走线(如数据线、扫描线)均通过所述柔性电路板17连接到所述驱动芯片18上，即触控功能和指纹识别功能集成在同一芯片内，可以分时操作。

所述背光源15设置于所述保护层11下方对应的非显示区域NA内，所述背光源15为2个或多个偶数个点状背光源，均匀分布在所述指纹传感器层14的四周，所述背光源15在竖直方向上与所述保护层11间隔一定距离设置，所述背光源15在水平方向上与所述光学指纹传感器层14间隔一定距离设置，通过调节所述背光源15使其处于合适位置，进而提高指纹图像的清晰度。

所述背光源15的出射光线与所述保护层11的第一表面(靠近所述显示模组12一侧的表面)所成夹角为锐角。

所述遮光层16设置于所述背光源15与所述指纹传感器层的侧边之间，所述遮光层16位于非显示区域NA内，且靠近所述显示区域AA，所述遮光层16用以避免入射光线从所述触控层13和所述指纹传感器层14的侧面进入所述保护层11，由于光线经过介质折射再进入保护层11第二表面反射，在指纹图像采集时易发生重影现象，进而造成指纹图像不清晰。

进一步地，所述遮光层16背离所述显示模组12一侧的表面应不低于所述触控层13背离所述显示模组12一侧的表面，从而提高遮光效果；所述触控层13所选用材料的折射率与所述保护层11的折射率相同，折射率误差在5％以内。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种触控显示装置20，包括保护层21、显示模组22、触控层23、指纹传感器层24、背光源25、遮光层26、柔性电路板27、驱动芯片28、以及第一粘合层29。

上述结构与实施例一相同或相近，可参考实施例一相关结构的描述，这里不再赘述。

与实施例一不同的是，本实施例的触控显示装置20还包括光增透层211，所述光增透层211设置于所述保护层21的第一表面与所述背光源25对应的部分，所述增光层有利于光线传播，使得背光源发出的光线更多地应用于指纹图像采集，提升所述背光源的利用率。

实施例三

如图4所示，本实施例提供一种触控显示装置30，包括保护层31、显示模组32、触控层33、指纹传感器层34、背光源35、遮光层36、柔性电路板37、驱动芯片38、以及第一粘合层39。

上述结构与实施例一相同或相近，可参考实施例一相关结构的描述，这里不再赘述。

与实施例一不同的是，本实施例的触控显示装置30还包括聚光层351，所述聚光层351设置于所述背光源35靠近所述保护层31的一侧，可在所述背光源35表面增加折射率大且透过率大的胶水或胶材，使得更多光源发出的光线应用于指纹图像采集，有利于获得更好的指纹图像。

实施例四

如图5所示，本实施例提供一种触控显示装置40，所述触控显示装置40上设置有显示区域AA和围绕该显示区域AA设置的非显示区域，所述触控显示装置40包括保护层41、显示模组42、触控层43、指纹传感器层44、背光源45、遮光层46、柔性电路板47、驱动芯片48、以及第二粘合层49。

其中，所述触控层43设置于所述保护层41和所述显示模组42之间，所述指纹传感器层14设置于所述保护层41和所述触控层43之间，所述触控层43与所述指纹传感器层44均位于所述显示区域AA内。

本实施例中的触控层43为on cell结构，所述显示模组包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，所述触控层43制备在所述彩膜基板背离所述阵列基板一侧的表面，所述指纹传感器层44制备在所述触控层43背离所述彩膜基板一侧的表面。

当所述触控层43为单面ITO电极结构时，所述光学指纹传感器层44设置于所述彩膜基板的上方，当所述触控层43为双面ITO电极结构时，所述光学指纹传感器层44设置于所述彩膜基板的上方或下方，本实施例中的所述触控层43为单面ITO电极结构。

在其他实施例中，所述触控层43可为双面ITO电极结构，当所述光学指纹传感器层44位于所述彩膜基板的下方时，所述彩膜基板材料的折射率和所述保护层41的折射率相同，误差在5％以内。

所述指纹传感器层44与所述保护层41之间设置有第二粘合层49，所述粘合层用以贴合所述指纹传感器层44与所述保护层41，所述第二粘合层49可为光学胶，例如热敏光学胶、光敏光学级或者光学双面胶，所述第二粘合层49与所述保护层41的折射率相同，两者折射率误差在5％以内，避免光线从不同的介质层进入发生折射，导致指纹图像采集时发生重影现象，进而导致指纹图像不清晰。

在其他实施例中，可在所述保护层41的靠近所述背光源45一侧的表面设置光增透层，该光增透层与所述背光源对应设置；或者在所述背光源45靠近所述保护层41的一侧设置聚光层，该聚光层与所述光增透层所起的作用相似，均有利于所述背光源45的光线的传播，提高光线的利用率，获得更清晰的指纹图像。

其他结构与实施例一的描述相同或相近，这里不再赘述。

实施例五

如图6所示，本实施例提供一种触控显示装置50，包括保护层51、显示模组、触控层53、指纹传感器层54、背光源55、遮光层56、柔性电路板57、驱动芯片58、以及第三粘合层59。

其中，所述显示模组包括相对设置的阵列基板521、彩膜基板523，以及封装于所述阵列基板521与所述彩膜基板523之间的液晶层522。

所述触控层53设置于所述液晶层522与所述阵列基板之间，所述指纹传感器层54设置于所述液晶层522与所述触控层53之间。

本实施例中的触控层53为full in cell架构，所述触控层53的驱动电极层和感应电极层均制备在所述阵列基板靠近所述液晶层522一侧的表面，所述指纹传感器层54制备所述触控层53上，之后再进行液晶的封装。

所述第三粘合层59设置在所述彩膜基板523与所述保护层51之间，所述第三粘合层59用以贴合所述显示模组与所述保护层51，所述第三粘合层59和所述彩膜基板523材料的折射率与所述保护层51相同，误差在5％以内。

在其他实施例中，所述触控层54可为Hybrid in cell架构，当所述触控层54的驱动电极层制备在所述阵列基板521的上表面(靠近所述液晶层522一侧的表面)，所述触控层54的感应电极层制备在所述彩膜基板的上表面(背离所述液晶层522一侧的表面)时，所述指纹传感器层44可制备在所述触控层54的驱动电极层上或感应电极层上。

进一步地，可在所述保护层51的靠近所述背光源55一侧的表面设置光增透层，该光增透层与所述背光源对应设置；或者在所述背光源55靠近所述保护层51的一侧设置聚光层，该聚光层与所述光增透层所起的作用相似，均有利于所述背光源55的光线的传播，提高光线的利用率，获得更清晰的指纹图像。

其他结构与实施例一的描述相同或相似，这里不再赘述。

有益效果：本发明提供的触控显示装置，将指纹传感器层与触控层集成在一起，在实现触控显示的同时能够实现指纹识别功能，不仅减少了生产工序、降低了生产成本，也提升了指纹识别的精度，另外，也降低了显示装置的整体厚度，进而提升了用户的使用体验。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种触控显示装置，定义有显示区域和围绕所述显示区域设置的非显示区域，其特征在于，包括：

保护层；

显示模组，设置于所述保护层的下方；

触控层，设置于所述保护层的下方；

指纹传感器层，设置于所述触控层的一侧；

背光源，设置于所述保护层下方对应的非显示区域内；

遮光层，设置于所述指纹传感器层的侧边与所述背光源之间；其中，

所述指纹传感器层与所述触控层叠层设置于所述显示区域内。

2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置还包括设置于所述非显示区域的柔性电路板和驱动芯片，所述指纹传感器层和所述触控层上的信号走线均通过所述柔性电路板与所述驱动芯片连接。

3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述背光源为多偶数个点状背光源，均匀分布在所述指纹传感器层的四周，所述背光源的出射光线与所述保护层的第一表面所成夹角为锐角。

4.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，所述保护层的第一表面与所述背光源对应的部分设置有光增透层。

5.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，所述背光源靠近所述保护层的一侧设置有聚光层。

6.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控层设置于所述显示模组与所述保护层之间。

7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述指纹传感器层设置于所述显示模组与所述触控层之间，所述指纹传感器层通过第一粘合层与所述显示模组贴合。

8.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，所述指纹传感器层设置于所述保护层与所述触控层之间，所述指纹传感器层通过第二粘合层与所述保护层贴合，所述第二粘合层的折射率与所述保护层的折射率相同。

9.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示模组包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及封装在所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层。

10.根据权利要求9所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控层设置于所述阵列基板与所述液晶层之间，所述指纹传感器层设置于所述触控层与所述液晶层之间，所述显示模组通过第三粘合层与所述保护层贴合，所述第三粘合层与所述保护层的折射率相同。