CN111308754A - 具有指纹辨识的液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

一种具有指纹辨识的液晶显示设备，包括背光源；阵列基板，设置于所述背光源上方；彩膜基板，设置于所述阵列基板上方；像素，设置于所述彩膜基板的下表面；感光件，设置于所述彩膜基板的下表面；阻挡件，设置于所述彩膜基板上方；以及盖板，设置于所述阻挡层上方；其中，所述阻挡件包括遮光部及透光孔，所述透光孔设置于所述遮光部内，且所述透光孔的位置对应所述感光件的位置。本发明利用阻挡件的小孔成像，以及藉由控制光阀开、关的转换，从而得到清晰的指纹信号，提升指纹信号准确率。

Description

具有指纹辨识的液晶显示设备

【技术领域】

本揭示涉及显示技术领域，特别涉及一种具有指纹辨识的液晶显示设备。

【背景技术】

液晶显示设备(Liquid Crystal Display,LCD)具有耗能低、无辐射、重量轻、寿命长等优点，因此被广泛应用于计算器、数字相机、电视及移动终端设备的屏幕。随着技术的不断发展，手机等移动通讯设备的屏占比越来越高，全面屏移动终端已经成为一种发展趋势。目前各种基于LCD的光学指纹方案已经被提出，但均存在有效指纹信号量弱、信噪大等缺点，无法得到清晰的指纹信号。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本发明的一目的在于提供一种具有指纹辨识的液晶显示设备，可以实现指纹谷脊区分，得到清晰的指纹信号。

本发明的另一目的在于提供一种具有指纹辨识的液晶显示设备，可以提升改善指纹信噪，提升指纹识别的准确率。

为达成上述目的，本发明提供一种具有指纹辨识的液晶显示设备，包括背光源；阵列基板，设置于所述背光源上方；彩膜基板，设置于所述阵列基板上方；像素，设置于所述彩膜基板的下表面；感光件，设置于所述彩膜基板的下表面；阻挡件，设置于所述彩膜基板上方；以及盖板，设置于所述阻挡层上方；其中，所述阻挡件包括遮光部及透光孔，所述透光孔设置于所述遮光部内，且所述透光孔的位置对应所述感光件的位置。

于本发明的一实施例中，所述阻挡件设置于所述彩膜基板的上表面。

于本发明的一实施例中，所述阻挡件设置于所述盖板的下表面。

于本发明的一实施例中，所述阻挡件为阻挡层，所述阻挡层的材料为氧化钼(MoOx)、铬(Cr)、镍(Ni)、树脂及石墨的其中一者。

于本发明的一实施例中，所述阻挡层还包括透明部，所述透明部的位置对应所述像素的位置。

于本发明的一实施例中，所述的具有指纹辨识的液晶显示设备还包括光阀，设置于所述彩膜基板的上方。

于本发明的一实施例中，所述光阀包括开关区，所述开关区的位置对应所述感光件的位置。

于本发明的一实施例中，所述光阀还包括透明区域，所述透明区域的位置对应所述像素的位置。

于本发明的一实施例中，所述阻挡件为光阀。

于本发明的一实施例中，所述遮光部为开关区，可选择性地呈现透明状态或不透明状态。

综上所述，本发明提供一种具有指纹辨识的液晶显示设备，在彩膜基板上方设置阻挡件，利用阻挡件的小孔成像实现指纹谷脊区分，从而得到清晰的指纹信号。在一实施例中，所述阻挡件为阻挡层。在另一实施例中，所述阻挡件包括阻挡层及光阀，藉由控制光阀开、关的转换，获得两种不同的信息，扣除信噪信息之后，可得到纯净的指纹信息，从而提升指纹信号准确率。再者，在一实施例中，所述阻挡件为光阀，直接控制光阀以形成遮光部及透光孔，利用透光孔小孔成像实现指纹谷脊区分，从而得到清晰的指纹信号。

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1-1至图1-3显示本发明第一实施例的结构示意图；

图2显示本发明第二实施例的像素与感光件排列方式示意图；

图3显示本发明第三实施例的像素与感光件排列方式示意图；

图4显示本发明第四实施例的结构示意图；

图5-1至图5-4显示本发明第五实施例的结构示意图；

图6显示本发明第六实施例的结构示意图。

【具体实施方式】

以下结合说明书附图详细说明本发明的优选实施例，以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，以举例证明本发明可以实施，使得本发明公开的技术内容更加清楚，使得本领域的技术人员更容易理解如何实施本发明。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例，下文实施例的说明并非用来限制本发明的范围。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，本文所使用的方向用语是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。

本发明提供一种具有指纹辨识的液晶显示设备，图1-1到图1-3是本发明的第一实施例，如图1-1所示，一种具有指纹辨识的液晶显示设备100，包括背光源12、下偏光片14、阵列基板16、彩膜基板20、阻挡层22、上偏光片24，以及盖板26。所述下偏光片14设置于所述背光源12的上方，所述阵列基板16设置于所述下偏光片14的上方。所述彩膜基板20设置于所述阵列基板16的上方，其中所述阵列基板16及所述彩膜基板20的材料例如为玻璃。

所述彩膜基板20的下表面设有黑色矩阵(black matrix)17、多数像素18及多数感光件19，如图1-1及图1-2所示，图1-2是所述彩膜基板20的下视图。于本实施例中，所述像素18具有红色子像素181、绿色子像素182及蓝色子像素183，所述红色子像素181、绿色子像素182及蓝色子像素183采用横向排版的设计，形成多列的结构，而所述感光件19设置于两列之间。所述黑色矩阵17设置于所述像素18及所述感光件19的周围。

在其他实施例中，像素与感光件也可以是不同的排列方式。图2为本发明的第二实施例，如图2所示，像素18’具有红色子像素181’、绿色子像素182’及蓝色子像素183’，所述红色子像素181’、绿色子像素182’及蓝色子像素183’采用横向排版的设计，形成多列的结构，感光件19’与所述像素18’设置于同一列，位于所述蓝色子像素103’与所述红色子像素181’之间。图3为本发明的第三实施例，如图3所示，像素18”具有红色子像素181”、绿色子像素182”及蓝色子像素183”，所述红色子像素181”、绿色子像素182”及蓝色子像素183”采用横向排版的设计，形成多列的结构，感光件19”与所述蓝色子像素183”重迭设置。

请参阅图1-1，所述上偏光片24设置于所述彩膜基板20的上方，而所述盖板26设置于所述上偏光片24的上方，且所述盖板26的材料例如为玻璃。

如图1-1所示，所述阻挡层22设置于所述彩膜基板20的上方，于本实施例中，所述阻挡层22设置于所述彩膜基板20的上表面。如图1-3所示，所述阻挡层22包括遮光部220、透光孔221及透明部222，所述遮光部220的材料例如为氧化钼(MoOx)、铬(Cr)、镍(Ni)、树脂及石墨的其中一者。所述透光孔221设置于所述遮光部220内，可供光线穿过，且所述透光孔221的位置对应所述感光件19的位置。所述透光孔221的尺寸例如为5微米至250微米，优选为40微米。所述透明部222设置于所述遮光部的一侧，可供光线穿过，且所述透明部222的位置对应所述像素18的位置。图1-3的所述像素18及所述感光件19位于所述彩膜基板20下方，是为了方便说明相对位置，实务上本实施例的所述像素18及所述感光件19是设置于所述彩膜基板20下表面。

在使用所述具有指纹辨识的液晶显示设备100时，如图1-1及图1-3所示，使用者将手指按压在盖板26上，使指纹28接触盖板26，此时背光源12所发出的光线向上照射到指纹28，然后反射向下，反射的光线301穿过所述透光孔221及所述彩膜基板20，然后照射到感光件19上，利用小孔成像实现指纹谷脊区分，得到清晰的指纹信号。

请参阅图4，图4是本发明的第四实施例。前述第一实施例中，所述阻挡层22设置于所述彩膜基板20的上表面，于第四实施例中，如图4所示，阻挡层22’及其透光孔221’设置于所述盖板26的下表面。

图5-1到图5-4是本发明的第五实施例，与第一实施例不同处在于增加一层光阀，详述如下。

如图5-1所示，一种具有指纹辨识的液晶显示设备200，包括背光源12、下偏光片14、阵列基板16、彩膜基板20、光阀21、阻挡层22、上偏光片24，以及盖板26。所述下偏光片14设置于所述背光源12的上方，所述阵列基板16设置于所述下偏光片14的上方。所述彩膜基板20设置于所述阵列基板16的上方，其中所述阵列基板16及所述彩膜基板20的材料例如为玻璃。

所述彩膜基板20的下表面设置有黑色矩阵17、多数像素18及多数感光件19，如图5-1及图5-2所示，图5-2是所述彩膜基板20的下视图。于本实施例中，所述像素18具有红色子像素181、绿色子像素182及蓝色子像素183，所述红色子像素181、绿色子像素182及蓝色子像素183采用横向排版的设计，形成多列的结构，而所述感光件19设置于两列之间。所述黑色矩阵17设置于所述像素18及所述感光件19的周围。

请参阅图5-1，所述上偏光片24设置于所述彩膜基板20的上方，而所述盖板26设置于所述上偏光片24的上方，且所述盖板26的材料例如为玻璃。

所述阻挡层22设置于所述彩膜基板20的上方，于本实施例中，阻挡层22设置于所述彩膜基板20的上表面。

请参阅图5-4，所述阻挡层22包括遮光部220、透光孔221及透明部222，所述遮光部220的材料例如为氧化钼(MoOx)、铬(Cr)、镍(Ni)、树脂及石墨的其中一者。所述透光孔221设置于所述遮光部220内，可供光线穿过，且所述透光孔221的位置对应所述感光件19的位置。所述透明部222设置于所述遮光部的一侧，可供光线穿过，且所述透明部222的位置对应所述像素18的位置。

如图5-1所示，所述光阀21设置于所述彩膜基板20及所述阻挡层22的上方，并且位于上偏光片24的下方；于另一实施例中，阻挡层及其透光孔设置于所述盖板26的下表面，所述光阀21设置于所述彩膜基板20的上方，并且位于所述阻挡层22的下方。所述光阀21例如为LCD、PDLC或其他含有光阀性能的器件。如图5-2至图5-4所示，所述光阀21具有开关区212及透明区域213，所述开关区212的位置对应所述感光件19的位置，且可藉由电源211施加电压以实现开、关的转换，可选择性地呈现透明状态或不透明状态。所述透明区域213的位置对应所述像素18的位置，于本实施例中，所述透明区域213也可以藉由所述电源211实现开、关的转换，呈现透明或不透明的状态。在另一实施例中，所述透明区域213的设计为常白模式(normal white)，在液晶初始状态下，没有外加电压或电压为零，光线能穿过透明区域213，也就是预设状态为透明，可以藉由电源211施加电压改变为不透明的状态。

在使用所述具有指纹辨识的液晶显示设备200时，如图5-4所示，所述感光件19先后采集两次信息。第一次采集指纹信息时，所述光阀21全部透光，也就是开关区212及透明区域213皆呈透光状态，此时感光件19所采集的第一信息L1，内容包括光线通过所述透光孔221的信息Lhole，以及光线通过所述透明部222的信息Loa，此信息Loa即为信噪信息。接着第二次采集指纹信息，关闭所述光阀21的所述开关区212，使所述开关区212不透光，只有显示区域213透光，此时感光件19所采集的第二信息L2，内容仅包括光线通过所述透明部222的信息Loa。所述第一信息L1与所述第二信息L2的差值：

L 1-L2＝(Lhole+Loa)–Loa＝Lhole

即为光线通过所述透光孔221的信息Lhole，此信息Lhole即为纯净的指纹信息。本实施例可以避免因为开口区面积相对较大，使得感光件19感应到多个指纹的信息，而感光件19自身无法区分，从而导致指纹提取困难、识别率低的情况。简单来说，本实施例藉由所述光阀21的开启及关闭，改善指纹信号提取方式，扣除不需要的信息，从而减少指纹信噪，提升指纹识别的准确率。

图6是本发明的第六实施例，与第二实施例不同处在于彩膜基板上不具有遮蔽层，且透光孔设置于光阀上，详述如下。

如图6所示，一种具有指纹辨识的液晶显示设备300，包括背光源12、下偏光片14、阵列基板16、彩膜基板20、光阀21、上偏光片24，以及盖板26。所述下偏光片14设置于所述背光源12的上方，所述阵列基板16设置于所述下偏光片14的上方。所述彩膜基板20设置于所述阵列基板16的上方，其中所述阵列基板16及所述彩膜基板20的材料例如为玻璃。

请参阅图6，所述上偏光片24设置于所述彩膜基板20的上方，而所述盖板26设置于所述上偏光片24的上方，且所述盖板26的材料例如为玻璃。

如图6所示，所述光阀21’设置于所述彩膜基板20的上方，并且位于上偏光片24的下方。所述光阀21’例如为LCD、PDLC或其他含有光阀性能的器件。所述光阀21’具有开关区212’，可藉由电源211’实现开、关的转换，可选择性地呈现透明状态或不透明状态。于本实施例中，所述开关区212’可在不透明状态时，于其中形成透光孔214’，所述透光孔214’的位置对应所述感光件19的位置，也就是当光阀21’开启，透光孔214’透光，当光阀21’关闭，透光孔214’不透光。所述透光孔214’的尺寸例如为5微米至250微米，优选为40微米。

本实施例无需在彩膜基板或盖板的表面形成阻挡层，因此可以降低生产成本。另外，藉由电源211’实现开、关的转换，可以控制透光孔214’的大小及位置，搭配感光件19的位置而弹性调整，从而达到最佳效果。

综上所述，本发明提供一种具有指纹辨识的液晶显示设备，包括:

背光源；

阵列基板，设置于所述背光源上方；

彩膜基板，设置于所述阵列基板上方；

像素，设置于所述彩膜基板的下表面；

感光件，设置于所述彩膜基板的下表面；

阻挡件，设置于所述彩膜基板上方；

盖板，设置于所述阻挡层上方；

其中，所述阻挡件包括遮光部及透光孔，所述透光孔设置于所述遮光部内，且所述透光孔的位置对应所述感光件的位置。

于一实施例中，所述阻挡件设置于所述彩膜基板的上表面。

于一实施例中，所述阻挡件设置于所述盖板的下表面。

于一实施例中，其中所述阻挡件为阻挡层，所述阻挡层的材料为氧化钼(MoOx)、铬(Cr)、镍(Ni)、树脂及石墨的其中一者。

于一实施例中，其中所述阻挡层还包括透明部，所述透明部的位置对应所述像素的位置。

于一实施例中，还包括光阀，设置于所述彩膜基板的上方。

于一实施例中，所述光阀包括开关区，所述开关区的位置对应所述感光件的位置。

于一实施例中，所述光阀还包括透明区域，所述透明区域的位置对应所述像素的位置。

于一实施例中，所述阻挡件为光阀。

于一实施例中，所述遮光部为开关区，可选择性地呈现透明状态或不透明状态。

本发明是在彩膜基板上方设置阻挡件，利用阻挡件的小孔成像实现指纹谷脊区分，从而得到清晰的指纹信号。在一实施例中，所述阻挡件为阻挡层。在另一实施例中，所述阻挡件包括阻挡层及光阀，藉由控制光阀开、关的转换，获得两种不同的信息，扣除信噪信息之后，可得到纯净的指纹信息，从而提升指纹信号准确率。再者，在一实施例中，所述阻挡件为光阀，直接控制光阀以形成遮光部及透光孔，利用透光孔小孔成像实现指纹谷脊区分，从而得到清晰的指纹信号，且无需在彩膜基板或盖板的表面形成阻挡层，因此可以降低生产成本。另外，藉由电源实现开、关的转换，可以控制透光孔的大小及位置，搭配感光件的位置而弹性调整，从而达到最佳效果。

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。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)

1.一种具有指纹辨识的液晶显示设备，包括:

背光源；

阵列基板，设置于所述背光源上方；

彩膜基板，设置于所述阵列基板上方；

像素，设置于所述彩膜基板的下表面；

感光件，设置于所述彩膜基板的下表面；

阻挡件，设置于所述彩膜基板上方；以及

盖板，设置于所述阻挡层上方；

其中，所述阻挡件包括遮光部及透光孔，所述透光孔设置于所述遮光部内，且所述透光孔的位置对应所述感光件的位置。

2.如权利要求1所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中，所述阻挡件设置于所述彩膜基板的上表面。

3.如权利要求1所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中，所述阻挡件设置于所述盖板的下表面。

4.如权利要求1所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中所述阻挡件为阻挡层，所述阻挡层的材料为氧化钼(MoOx)、铬(Cr)、镍(Ni)、树脂及石墨的其中一者。

5.如权利要求4所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中所述阻挡层还包括透明部，所述透明部的位置对应所述像素的位置。

6.如权利要求4所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，还包括光阀，设置于所述彩膜基板的上方。

7.如权利要求6所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中，所述光阀包括开关区，所述开关区的位置对应所述感光件的位置。

8.如权利要求6所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中，所述光阀还包括透明区域，所述透明区域的位置对应所述像素的位置。

9.如权利要求1所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中，所述阻挡件为光阀。

10.如权利要求9所述的具有指纹辨识的液晶显示设备，其中，所述遮光部为开关区，可选择性地呈现透明状态或不透明状态。

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