CN110275340A - 用于屏下辨识方案的液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本揭示提供了用于屏下辨识方案的液晶显示设备。所述用于屏下辨识方案的液晶显示设备包括：液晶模块、背光模块、屏下传感器及微发光二极管模块。所述微发光二极管模块定义微发光二极管可操作区，且所述微发光二极管可操作区无缝衔接于所述液晶模块的液晶模块可操作区，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界，可以实现完全的全面屏设计。

Description

用于屏下辨识方案的液晶显示设备
【技术领域】
本揭示涉及液晶显示设备的技术领域，特别涉及一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备。
【背景技术】
在中小尺寸显示领域，全面屏技术成为当前的重点研发方向，换言之，如何通过相关技术的开发实现人机交互界面的屏占比最大化，乃是当前的研发重点。
第一代全面屏技术主要集中于屏幕尺寸比例由16:9变化为18+：9，第二代全面屏则是进一步地压缩屏幕上下左右的边界，甚至采用柔性折叠技术最大化可视面积，而近期全面屏的另一个动向则是如何将显示终端的指纹识别、摄像头、面部识别、距离传感等传感器进一步地融合进显示屏的可操作区(Active Area；AA区)，使得显示屏从单纯的显示界面逐渐过渡到全面的感知、交互界面。
目前主流的显示技术包括LCD(liquid crystal display，液晶显示器)和OLED(organic light-emitting diode，有机发光二极管)，其中LCD为被动发光技术，通过整面背光结构照射液晶盒实现光线的亮暗控制；而OLED技术则是采用逐颗的OLED像素主动发光，因此相较而言具有高对比、轻薄、可弯曲、可折叠等优势。
另一方面，基于OLED无背光的特性，可以很好的与现行的光学指纹识别模组兼容，因而面内光学指纹识别成为目前OLED的独有优势，同时业界也在开发基于OLED的屏下摄像头方案，从而可以进一步在显示模式和成像模式之间切换，并且因此具有无需现行LCD挖孔方案所造成的挖孔区无法显示的优势。
最新一代的微发光二极管(Micro LED)显示技术，其相较于OLED技术具有相似的主动发光特性，同时由于无机LED本身的稳定性与高效率等特点，在技术上较OLED具有寿命长、亮度高、控制芯片(chip)尺寸小、响应时间长等优势，目前已经成为显示业界的重点开发方向之一。但是相较于传统面板技术乃是通过刻蚀等“减法制造”的方式，微发光二极管主要依赖于巨量转移(mass-transfer)的“加法制造”方式，在技术成熟度上较低，特别是面临巨量显示画素转移时具有先天的制程良率与成本挑战，因而在短期内仍然难以成为真正成熟的显示技术。
显然综上三种显示技术，OLED具有明显的全面屏技术优势，LCD低成本的优势在基于屏下传感的下一代全面屏技术需求上显得岌岌可危，而次世代的微发光二极管技术虽于全面屏技术的要求上具有巨大的优势，但是制程上仍面临着巨量转移良率及成本偏高的问题，因而如何在现有的LCD技术上实现较OLED更优方案成为业界探索的一个重要方向。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本揭示的一目的在于提供一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其能够通过在液晶显示面板下的屏下传感器的位置处采用彩色滤光片分路(CF-bypass)及无像素电路的方式实现透明显示，并且在处堆叠方向上采用基于透明基板的小面积微发光二极管模块进行显示。所述微发光二极管模块采用RGB三色显示，且各个子像素芯片(chip)覆盖大小小于子像素(subpixel)大小，在子像素内部无芯片的区域，光线可以正常通过，因而在子像素打开时，所述微发光二极管模块的微发光二极管可操作区可以实现正常显示，同时在任意时刻可以透过子像素的关闭，使所述微发光二极管模块的所述微发光二极管可操作区采集外界图像进入屏下传感器，如此一来，便可以实现屏下指纹识别、屏下摄像头、屏下面部识别、屏下距离感知等各种屏下传感方案。此外，所述微发光二极管模块的所述微发光二极管可操作区与液晶模块的液晶模块可操作区无缝衔接，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界(如凹口、挖孔等)，可以实现完全的全面屏设计。又，由于微发光二极管具有高亮、长寿命特征，故可以采用微发光二极管的部分子像素兼做补光灯、指示灯等功能。
为达成上述目的，本揭示提供一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备。所述液晶显示设备包括：液晶模块、背光模块、屏下传感器及微发光二极管(Micro LED)模块。所述液晶模块包括阵列玻璃，以及依序设置于所述阵列玻璃上方的液晶层、彩色滤光片与偏光片，所述液晶模块定义液晶模块可操作区与临接于所述液晶模块可操作区的挖孔区。所述背光模块设置于所述液晶模块下方并朝向所述液晶模块发光。所述屏下传感器相对于所述液晶模块的所述挖孔区，设置于所述背光模块内。所述微发光二极管模块设置于所述液晶模块所定义的所述挖孔区内。其中，所述微发光二极管模块定义微发光二极管可操作区，且所述微发光二极管可操作区临接于所述液晶模块可操作区。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管模块具有透明基板及设置于所述透明基板上的复数子像素(subpixel)与复数芯片。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管模块的所述芯片的大小为1-500μm，所述微发光二极管模块的所述子像素的大小为10-1000μm。
于本揭示其中的一实施例中，各所述芯片的覆盖大小小于各所述子像素的大小。
于本揭示其中的一实施例中，所述屏下传感器包括指纹识别、摄像头、结构光传感器、飞行时间测距(Time of Flight，TOF)传感器、距离传感器、及光线传感器。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管模块采用RGB三色显示。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管可操作区设置于所述液晶模块的挖孔、水滴、凹口(notch)、及面外等位置。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管可操作区的面积小于10*10mm。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管模块的基板采用无源选址驱动(PM：Passive Matrix)方式或有源选址驱动(AM：Active Matrix)方式进行驱动。
于本揭示其中的一实施例中，所述微发光二极管模块在纵向堆叠上采用内藏式(in-cell)、表面嵌入式(on-cell)、或外挂式(add-on)等结构。
为让本揭示的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1(a)-图1(e)显示根据本揭示的用于屏下辨识方案的液晶显示设备所具有的微发光二极管的可操作区的设置位置示意图；
图2显示根据本揭示的用于屏下辨识方案的液晶显示设备的第一实施例示意图；
图3显示根据本揭示的用于屏下辨识方案的液晶显示设备的第二实施例示意图；
图4显示根据本揭示的用于屏下辨识方案的液晶显示设备的第三实施例示意图；以及
图5显示根据本揭示的用于屏下辨识方案的液晶显示设备所具有的微发光二极管模块的示意图。
【具体实施方式】
为了让本揭示的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本揭示优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。再者，本揭示所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧层、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，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揭示，而非用以限制本揭示。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
如图1-图5所示，本揭示的一目的在于提供一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备100，其能够通过在液晶显示面板下的屏下传感器的位置处采用彩色滤光片分路(CF-bypass)及无像素电路的方式实现透明显示，并且在处堆叠方向上采用基于透明基板的小面积微发光二极管(Micro LED)模块140进行显示。
请先参阅图5，所述微发光二极管模块140采用红蓝绿(RGB)三色显示，且各个子像素芯片(chip)144覆盖大小小于子像素(subpixel)143的大小，在子像素143内部无芯片144的区域，光线可以正常通过，因而如图2-4所示，在子像素143打开时，所述微发光二极管模块140的微发光二极管可操作区141可以实现正常显示，同时在任意时刻可以透过子像素143的关闭，使所述微发光二极管模块140的所述微发光二极管可操作区141采集外界图像进入屏下传感器，如此一来，便可以实现屏下指纹识别、屏下摄像头、屏下面部识别、屏下距离感知等各种屏下传感方案。
请再次参阅图1(a)-1(e)，于本揭示中，所述微发光二极管模块140的所述微发光二极管可操作区141与液晶模块110的液晶模块可操作区115无缝衔接，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界(如凹口、挖孔等)，可以实现完全的全面屏设计。又，由于微发光二极管具有高亮、长寿命特征，故可以采用微发光二极管的部分子像素143兼做补光灯、指示灯等功能。
详细而言，如图2的用于屏下辨识方案的液晶显示设备100的第一实施例示意图所示，本揭示提供一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备100。所述液晶显示设备100包括：液晶模块110、背光模块120、屏下传感器130及微发光二极管模块140。
所述液晶模块110包括阵列玻璃111，以及依序设置于所述阵列玻璃111上方的液晶层112、彩色滤光片113与偏光片114，所述液晶模块110定义液晶模块可操作区115与临接于所述液晶模块可操作区115的挖孔区116。
所述背光模块120设置于所述液晶模块110下方并朝向所述液晶模块110发光。所述屏下传感器130相对于所述液晶模块110的所述挖孔区116且设置于所述背光模块120内。
所述微发光二极管模块140设置于所述液晶模块110所定义的所述挖孔区116内，且详细而言，所述微发光二极管模块140乃是以内藏式(in-cell)的方式设置于所述液晶模块110内。
如图2所示，所述微发光二极管模块140定义微发光二极管可操作区141，且所述微发光二极管可操作区141以无缝衔接的方式临接于所述液晶模块可操作区115，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界。
如图5所示，于本揭示中，所述微发光二极管模块140具有透明基板142及设置于所述透明基板142上的复数子像素143与复数芯片144。所述微发光二极管模块140的所述芯片144的大小为1-500微米(μm)，所述微发光二极管模块140的所述子像素143的大小为10-1000μm。此外，各所述芯片144的覆盖大小皆小于各所述子像素143的大小。因此，在所述子像素143内部无所述芯片144的区域，光线可以正常通过，因而在所述子像素143打开时，所述微发光二极管模块140的微发光二极管可操作区141可以实现正常显示，同时在任意时刻可以透过对所述子像素143的关闭，使所述微发光二极管模块140的所述微发光二极管可操作区141采集外界图像进入所述屏下传感器130。如此一来，便可以实现屏下指纹识别、屏下摄像头、屏下面部识别、屏下距离感知等各种屏下传感方案。
于图3所绘示的第二实施例中，乃是将所述微发光二极管模块140以表面嵌入式(on-cell)的方式设置于所述液晶模块110内，除此之外，其他组件间的相互空间关系皆相同于图2所示的第一实施例，故所述微发光二极管可操作区141同样能够以无缝衔接的方式临接于所述液晶模块可操作区115，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界。
于图4所绘示的第三实施例中，乃是将所述微发光二极管模块140以外挂式(add-on)的方式设置于所述液晶模块110内，除此之外，其他组件间的相互空间关系皆相同于图2所示的第一实施例，故所述微发光二极管可操作区141同样能够以无缝衔接的方式临接于所述液晶模块可操作区115，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界。
于本揭示中，所述屏下传感器130包括指纹识别、摄像头、结构光传感器、飞行时间测距传感器、距离传感器、及光线传感器等屏下传感器。
于本揭示中，所述微发光二极管模块140采用RGB三色显示，但并不以此作为限制。
如图1(a)-图1(e)所示，于本揭示中，所述微发光二极管可操作区141可分别设置于所述液晶模块110的挖孔(如图1(a)、1(d))、水滴(如图1(b))、凹口(如图1(c))、及面外(如图1(e))等位置，且所述微发光二极管模块140的所述微发光二极管可操作区141与所述液晶模块110的液晶模块可操作区115无缝衔接，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界，藉此实现完全的全面屏设计。
于本揭示的实施例中，所述微发光二极管可操作区141的面积小于10*10毫米(mm)，因为前述面积所需求的子像素数目较少，从而可以保证该区域的转印良率与并进行成本控制。
于本揭示的实施例中，所述微发光二极管模块140的基板采用无源选址驱动(PM：Passive Matrix)方式或有源选址驱动(AM：Active Matrix)方式进行驱动。
综上所述，由于本揭示所提供的一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备100所具有的所述微发光二极管模块140采用RGB三色显示，且各个所述子像素芯片144的覆盖大小皆小于所述子像素143的大小，使得在所述子像素143内部无所述芯片144的区域，光线可以正常通过，因而在所述子像素143打开时，所述微发光二极管模块140的微发光二极管可操作区141可以实现正常显示，同时在任意时刻可以透过所述子像素143的关闭，使所述微发光二极管模块140的所述微发光二极管可操作区141采集外界图像进入屏下传感器，如此一来，便可以简单地实现屏下指纹识别、屏下摄像头、屏下面部识别、屏下距离感知等各种屏下传感方案，避免采用OLED的高额制造成本。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本揭示，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本揭示包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本说明书的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或多个其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。
以上仅是本揭示的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员，在不脱离本揭示原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本揭示的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，包括:
液晶模块，包括阵列玻璃，以及依序设置于所述阵列玻璃上的液晶层、彩色滤光片与偏光片，所述液晶模块定义液晶模块可操作区与临接于所述液晶模块可操作区的挖孔区；
背光模块，设置于所述液晶模块下方并朝向所述液晶模块发光；
屏下传感器，相对于所述液晶模块的所述挖孔区，设置于所述背光模块内；以及
微发光二极管模块，设置于所述液晶模块所定义的所述挖孔区内；
其中，所述微发光二极管模块定义微发光二极管可操作区，且所述微发光二极管可操作区临接于所述液晶模块可操作区。
2.如权利要求1所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管模块具有透明基板及设置于所述透明基板上的复数子像素与复数芯片。
3.如权利要求2所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管模块的所述芯片的大小为1-500微米(μm)，所述微发光二极管模块的所述子像素的大小为10-1000μm。
4.如权利要求3所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，各所述芯片的覆盖大小小于各所述子像素的大小。
5.如权利要求1所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述屏下传感器包括指纹识别、摄像头、结构光传感器、飞行时间测距传感器、距离传感器、及光线传感器。
6.如权利要求1所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管模块采用红绿蓝(RGB)三色显示。
7.如权利要求1所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管可操作区设置于所述液晶模块的挖孔、水滴、凹口、及面外等位置。
8.如权利要求7所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管可操作区的面积小于10*10毫米(mm)。
9.如权利要求8所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管模块的基板采用无源选址驱动方式或有源选址驱动方式进行驱动。
10.如权利要求9所述的用于屏下辨识方案的液晶显示设备，其特征在于，所述微发光二极管模块在纵向堆叠上采用内藏式、表面嵌入式、或外挂式等结构。
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