CN112164362A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，包含主动显示阵列、光学传感阵列、第一驱动电路、第二驱动电路以及第三驱动电路。主动显示阵列包含多条扫描线。第一驱动电路经由第一金属层耦接扫描线中的第一部分。第二驱动电路经由第一金属层耦接扫描线中的第二部分。第三驱动电路设置于第一驱动电路与第二驱动电路之间，第三驱动电路经由第二金属层与光学传感阵列耦接，其中第二金属层相异于该第一金属层。

Description

显示装置
技术领域
本发明关于一种显示装置，特别系关于一种窄边框的触控显示装置。
背景技术
随着显示装置技术进步，近年来的显示装置，多半具有触控功能，甚至具有指纹、压力等其他感测器。然而，为了驱动上述感测器，在显示装置中所需要的驱动电路势必相应地有所增加，因而扩大了显示装置的边框面积，亦可能因驱动电路并排而形成未使用的边框区域浪费，进而无法达成消费者所需的窄边框显示装置。
发明内容
为了解决上述问题，本揭露提供一种显示装置，包含主动显示阵列、光学传感阵列、第一驱动电路、第二驱动电路以及第三驱动电路。主动显示阵列包含多条扫描线。第一驱动电路经由第一金属层耦接扫描线中的第一部分。第二驱动电路经由第一金属层耦接扫描线中的第二部分。第三驱动电路设置于第一驱动电路与第二驱动电路之间，第三驱动电路经由第二金属层与光学传感阵列耦接，其中第二金属层相异于第一金属层。
附图说明
为使本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1为本揭露一些实施例所绘示的一种显示装置的示意图。
图2为本揭露一些实施例所绘示的一种显示装置的示意图。
图3为本揭露一些实施例所绘示的显示装置中驱动电路的总线连接方式的示意图。
图4为本揭露一些实施例所绘示的显示装置中光学传感阵列的局部细节示意图。
图5为本揭露另一些实施例所绘示的另一种显示装置的示意图。
其中，附图标记：
DL…数据线
100…显示装置
110…第一驱动电路
111…第一输出端
121…第二输出端
131…第三输出端
112…第二侧边
113…第三侧边
120…第二驱动电路
130…第三驱动电路
140…主动显示阵列
141…扫描线中的第一部分
142…扫描线中的第一部分
S1～Sm、Sm+1～Sm+n…扫描线
143…第一侧边
144…顶部侧边
145…底部侧边
150…光学传感阵列
160、161、L1A1～L1Am、L2A1～L2An、L1B1～L1Bm、L2B1～L2Bn、L31～L3g…连接线
170…总线
PX…像素
151…光学传感元件
D1～D4…距离
具体实施方式
以下将以图式及详细叙述清楚说明本案的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。
本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。
关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个元件或装置相互操作或动作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，系包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案的描述上额外的引导。
请参照图1。图1为根据本揭露一些实施例所绘示的一种显示装置的示意图。显示装置100包含第一驱动电路110、第二驱动电路120、第三驱动电路130、主动显示阵列140、光学传感阵列150和连接线160。
在一些实施例中，主动显示阵列140可以做为显示面板用于显示图像。在一些实施例中，光学传感阵列150可以为一指纹传感器，用于感测使用者按压在显示装置100上的指纹。于此实施例中，光学传感阵列150与主动显示阵列140两者的设置位置重叠，也就是说，用以显示的主动显示阵列140与用以检测指纹两者整合设置，使用者可以在显示装置100的显示面板的位置(设置有光学传感阵列150的区域内)直接按压指纹，进行身份辨识、数字支付确认或其他与生物特征有关的操作，不需要在显示装置100上占用额外的区域(在主动显示阵列140之外)设置指纹感测器。
于图1所示的实施例中，光学传感阵列150的区域范围较主动显示阵列140小。如图1所示的实施例中，当主动显示阵列140作为手持式装置(例如智慧型手机)的显示面板时，主动显示阵列140可以是直立的长方形，光学传感阵列150与主动显示阵列140的设置位置重叠。光学传感阵列150可以设置于主动显示阵列140其中央偏向底侧的局部区块内，举例来说，光学传感阵列150可重叠于主动显示阵列140的上层，或者光学传感阵列150可重叠于主动显示阵列140的下层。于一实施例中，仅在主动显示阵列140的局部区块内设置光学传感阵列150，有助于节省制造成本，也可以降低传输线路的铺设难度，关于如何将主动显示阵列140与光学传感阵列150整合设置将在后续段落有进一步说明。
光学传感阵列150的设置位置主要考虑使用者操作时手指较容易按压的位置。在一些实施例中，因使用者以手握姿势持有显示装置100时，其握持位置通常位于偏向下方的位置，故将用于感测指纹的光学传感阵列150设置于主动显示阵列140偏下方位置，以方便使用者使用。
换句话说，若以将光学传感阵列150等分为上下两部分的中线为分界，主动显示阵列140于此中线以上具有m条扫描线S1～Sm，主动显示阵列140于此中线以下具有n条扫描线Sm+1～Sm+n，其中m大于n。
在一些实施例中，主动显示阵列140包含多条数据线DL以及与数据线DL大体上垂直的m+n条扫描线S1～Sm+n。扫描线S1～Sm+n系用于接收由驱动电路所传送的输入信号。在一些实施例中，第一驱动电路110和第二驱动电路120为显示驱动电路，用以驱动主动显示阵列140。举例来说，第一驱动电路110和第二驱动电路120均为栅极驱动电路，第一驱动电路110用以产生驱动主动显示阵列140所需要的m个栅极信号，藉由连接线160，将栅极信号传送至主动显示阵列140上的顶侧m条扫描线S1～Sm。第二驱动电路120用以产生驱动主动显示阵列140所需要的n个栅极信号，藉由连接线160将栅极信号传送至主动显示阵列140上的底侧n条扫描线Sm+1～Sm+n。
在一些实施例中，当光学传感阵列150为一指纹传感器，第三驱动电路130则相应地为一指纹传感器驱动电路，用以产生驱动光学传感阵列150所需要的信号。在一些应用例子中，若将显示器驱动电路(如第一驱动电路110和第二驱动电路120)指纹传感器驱动电路(第三驱动电路130)在不同水平高度上下重叠设置，虽然可以减少边框宽度，但同时将占用较多的垂直分层，可能导致显示触控面板的整体厚度变厚，且使制造成本提高。于另一些例子中，指纹传感器驱动电路可能会被设置在主动显示阵列与栅极驱动电路之间，或者是设置在栅极驱动电路的外侧，在这些做法中，设置指纹传感器驱动电路需要一定的宽度会使得显示装置100的边框水平宽度增加，难以达到超窄边框的设计需求。
为使第三驱动电路130不占据额外的边框空间且不增加触控面板的整体厚度，于本揭露中，第三驱动电路130与第一驱动电路110和第二驱动电路120设置在相同的水平分层上，且第三驱动电路130的设置位置介于第一驱动电路110和第二驱动电路120之间，使得第一驱动电路110、第三驱动电路130及第二驱动电路120三者大体上平行地在同一方向上依序排列，且设置邻接于主动显示阵列140的第一侧边143(请参照图2)。也就是说，在原先设置栅极驱动电路(即第一驱动电路110和第二驱动电路120)的边框位置，将指纹传感器驱动电路(即第三驱动电路130)整合至同侧边框并安插至第一驱动电路110和第二驱动电路120的垂直位置之间，如此一来，可以避免第三驱动电路130增加边框的水平宽度。
其中，以虚线区域表示的连接线160的细节，将于后述有关图2及图5中一并说明。需要注意的是，为简化图式，图1中所绘示的扫描线S1～Sm+n仅为主动显示阵列140中的一部分，扫描线的数量会依据主动显示阵列140的尺寸不同而有所差异。同样地，于后续图式(如图2和图5)中的扫描线以及相应地与其耦接的连接线160数量，皆仅为示例性描述，其数量将依据主动显示阵列140的尺寸不同而有所差异，本揭露并不以此为限。
图2为本揭露一些实施例所绘示的一种显示装置的示意图。图2中进一步描述了连接线160的细节，并将连结第一驱动电路110、第二驱动电路120和第三动电路130的连接线分别以LlA1～LlAm、L2A1～L2An、L31～L3g表示，惟如同前述，本揭露的扫描线数量并不以此为限。此外，同样地，图1～5中皆仅绘示部分的第一输出端111、第二输出端121、第三输出端131、扫描线中的第一部分141、扫描线中的第二部分142、连接线LlB1～LlBm、连接线L2B1～L2Bn、总线170、以及数据线DL，上述元件的数量皆不以图式所示为限。
由于第一驱动电路110和第二驱动电路120之间由第三驱动电路130区隔开来，在一些实施例中，多条扫描线可以分为两个部分，扫描线中的第一部分141包含m条扫描线，藉由第一连接线L1A1～L1Am耦接至第一驱动电路110，扫描线中的第二部分142包含n条扫描线，藉由第二连接线L2A1～L2An耦接至第二驱动电路120。在一些实施例中，扫描线中的第一部分141藉由第一连接线L1A1～L1Am耦接至第一驱动电路110中相应的多个第一输出端111，扫描线中的第二部分142藉由第二连接线L2A1～L2An耦接至第二驱动电路120中相应的多个第二输出端121。
进一步地，为达成窄边框的目的，在一些实施例中，位于两侧的第一驱动电路110和第二驱动电路120，其边缘皆不得超越主动显示阵列140的顶部侧边144及底部侧边145。如此，第一驱动电路110、第二驱动电路120及第三驱动电路130各自的输出端间距将被压缩。在一些实施例中，扫描线中的第一部分141、扫描线中的第二部分142、第一输出端111及第二输出端121皆分别以等距设置。
在一些实施例中，主动显示阵列140具有顶部侧边144以及底部侧边145，光学传感阵列150距离顶部侧边144的距离D1大于光学传感阵列150距离底部侧边145的距离D2。相应地，由与顶部侧边144较接近的第一驱动电路110所驱动的扫描线中的第一部分141，其数量(如：m条)大于由与底部侧边145较接近的第二驱动电路120所驱动的扫描线中的第二部分142(如：n条)。在一些实施例中，第三驱动电路130设置的位置与光学传感阵列150于主动显示阵列140中设置的位置相对应(如：两者中心对准、两者的其中一边缘对准等)。
在一些实施例中，第一驱动电路110具有第二侧边112和第三侧边113，第二侧边112靠近主动显示阵列140的第一侧边143，且第一驱动电路110的第一输出端111邻接设置于第二侧边112，第三侧边113则相对第二侧边112设置。换句话说，第一输出端111设置于第一驱动电路110中较靠近主动显示阵列140的一侧，在一实施例中，第一输出端111就设置在第二侧边112上。同样地，第二驱动电路120具有一侧边靠近主动显示阵列140的第一侧边143(图中未示)，第二驱动电路120的第二输出端121邻接设置于此侧边或直接设置于此侧边之上。
请继续参照图1。在一些实施例中，主动显示阵列140的扫描线中的第一部分141和扫描线中的第二部分142的每条线之间的间距大于第一驱动电路110中多个第一输出端111间的间距，且第一驱动电路110中多个第一输出端111间的间距大于第二驱动电路120中多个第二输出端121间的间距。藉由此设计，可以达到最窄边框的目的。换句话说，由于主动显示阵列140的扫描线数量为固定，相应设置的第一驱动电路110和第二驱动电路120的驱动输出数量亦因此为固定；在第一驱动电路110和第二驱动电路120与第一侧边143距离不变的情况下，需扩大第一驱动电路110中多个第一输出端111间的间距(即减少第一驱动电路110的第一输出端111的数量)，相应地缩小第二驱动电路120中多个第二输出端121间的间距(即增加第二驱动电路120的第二输出端121的数量)，才能降低第一连接线L1A1～L1Am和第二连接线L2A1～L2An的斜率，避免斜率过大的情形，使连接线尽可能地平行，且最小化斜向连接线的区域。在一些实施例中，为使第一驱动电路110、第二驱动电路120和第三驱动电路130并排后的最长长度不超过主动显示阵列140的第一侧边的长度，第三驱动电路130中多个输出端131间的间距亦会被压缩，且第二驱动电路120中多个第二输出端121间的间距小于第三驱动电路130中多个输出端131间的间距。
在一些实施例中，第一连接线L1A1～L1Am用于耦接第一驱动电路110与主动显示阵列140的扫描线中的第一部分141，并设置于第一金属层(例如：Metal 0)；第二连接线L2A1～L2An用于耦接第二驱动电路120与主动显示阵列140的扫描线中的第一部分142，并设置于第一金属层(例如：Metal 0)。由于驱动电路与主动显示阵列之间有限的长度及宽度空间，用于耦接光学传感阵列150与第三驱动电路130的第三连接线L31～L3g，极有可能与第一连接线L1A1～L1Am和第二连接线L2A1～L2An中的部分连接线皆发生重叠。因此，在一些实施例中，为使第一和第二驱动电路与第三驱动电路得以分别独立的信号驱动不同功能的元件，第三连接线L31～L3g设置于与前述第一金属层(例如：Metal 0)有别的第二金属层(例如：Metal 1)，用以使第三驱动电路130与光学传感阵列150耦接，并防止因利用同一金属层而造成驱动信号共用的情形。
藉由上述设置方式，可以使得图1所示的显示装置，其第一侧边143和第三侧边113之间的距离小于1毫米。
请参照图3。图3为本揭露一些实施例所绘示的显示装置中驱动电路的总线连接方式的示意图。第一驱动电路110和第二驱动电路120共用总线170，且为了避免总线170的设置位置与第三驱动电路130重叠，在一些实施例中，如图3所示，在第一驱动电路110和第二驱动电路120之间的总线170，可以经由靠近第三侧边113的一侧绕过第三驱动电路130。在一些实施例中，为了避免信号干扰，总线170设置于第三金属层(例如：Metal 2)。
请参照图4。图4为本揭露一些实施例所绘示的显示装置中光学传感阵列150的局部细节示意图。需要注意的是，扫描线S1～Sm和扫描线Sm+1～Sm+n分别与第一驱动电路110和第二驱动电路120耦接，其连接方式已于前述中详细说明，图4仅绘示扫描线S1～Sm+n的一部分，且将第一驱动电路110和第二驱动电路120以省略符号表示，其余部分不再赘述。如图4所示，主动显示阵列140由多个像素PX所组成，且光学传感阵列150由多个光学传感元件151所组成，为简化图式说明，以像素PX代表各个像素，并以光学传感元件151代表各个光学传感元件。在光学传感阵列150所在的区域中，同时存在有主动显示阵列的多个像素PX，像素PX与光学传感元件151之间的对应关系可以是一对一、一对多、多对一、或多对多，为简化说明，以下配合图4所示，以一个像素对应一个光学传感元件的设置方式进行说明，惟本揭露并不以此为限。
在图4中，各个像素PX设置在横向的两条扫描线以及纵向的两条数据线DL之间，各个光学传感元件151亦设置在横向的两条扫描线以及纵向的两条数据线DL之间。于此实施例中，光学传感元件151可以设置在像素PX的下方，亦可设置在在像素PX的上方。在一些实施例中，光学传感元件151藉由连接线L31～L3g与第三驱动电路140的第三输出端131的其中之一耦接，且连接线L31～L3g于主动显示阵列140中(即第一侧边143内)大体上与数据线DL的方向垂直设置，并在主动显示阵列140外以斜向且直线距离最短的方式与第三输出端131中的一个输出端耦接。
请参照图5。图5为本揭露另一些实施例所绘示的显示装置100的示意图。需要注意的是，图5中显示装置100大致上与先前实施例图1至图2中显示装置100类似，除特别于下段提及的元件、连接关系等叙述外，其余部分皆与图1至图2中显示装置100大体上相同，于此不再进行赘述。
最主要的不同之处在于，图5中显示装置100包含的连接线161不同于图1至图2中显示装置100中的连接线160，如图5所示，连接线161所连接的第一输出端111和第二输出端121设置的位置不同图1至图2中的连接线160。图5中的显示装置100中的第一驱动电路具有一第二侧边112以及与第二侧边112相对的第三侧边113。在一些实施例中，第一驱动电路110的第二侧边112紧邻主动显示阵列140的第一侧边143，且第一驱动电路110的第一输出端111距离第二侧边112的距离D3大于第一输出端111距离第三侧边113的距离D4。同样地，第二驱动电路120亦具有相对的两个侧边(未绘示)，其中一侧边紧邻主动显示阵列140的第一侧边143，另一侧边则相对地位于另一侧，第二输出端121与紧邻主动显示阵列140的侧边的距离大于与相对的另一侧边的距离。在一些实施例中，第二驱动电路120中紧邻主动显示阵列140的侧边与第一驱动电路110的第二侧边112位于同一侧，或进一步位于同一直线上。
连接线161用以将第一输出端111、第二输出端121连接至扫描线中的第一部分141及扫描线中的第二部分142，并且将第三输出端131连接至光学传感阵列150。将第一输出端111和第二输出端121的位置，由邻近主动显示阵列140的一侧(如：较靠近第二侧边112)，改为远离主动显示阵列140的一侧(如：较靠近第三侧边113)，可以拉长第一输出端111和第二输出端121与扫描线之间的距离，并可因此减少主动显示阵列140与第一驱动电路110、第二驱动电路120和第三驱动电路130之间的空间，藉此缩小边框宽度。举例而言，第一侧边143与第三侧边113的距离得小于0.5毫米。
需要注意的是，图3和图4有关输出端(如：第一输出端111、第二输出端121、第三输出端131)设置方式以及总线170的设置方式，在图5的显示装置100中皆得以适用，为简化说明，在此不再赘述。
综上所述，本揭露提供的显示装置，减少了边框区域浪费，进而达到窄边框的显示装置。
虽然本案以详细的实施例揭露如上，然而本案并不排除其他可行的实施态样。因此，本案的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准，而非受于前述实施例的限制。对本领域技术人员而言，在不脱离本案的精神和范围内，当可对本案作各种的更动与润饰。基于前述实施例，所有对本案所作的更动与润饰，亦涵盖于本案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：
一主动显示阵列，该主动显示阵列包含多条扫描线；
一光学传感阵列，与该主动显示阵列重叠设置；
一第一驱动电路，该第一驱动电路经由一第一金属层耦接该些扫描线中的一第一部分；
一第二驱动电路，该第二驱动电路经由该第一金属层耦接该些扫描线中的一第二部分；以及
一第三驱动电路，设置于该第一驱动电路与该第二驱动电路之间，该第三驱动电路经由一第二金属层与该光学传感阵列耦接，其中该第二金属层相异于该第一金属层。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
该主动显示阵列具有一第一侧边；以及
该第一驱动电路、该第三驱动电路以及该第二驱动电路设置邻接于该主动显示阵列的该第一侧边，该第一驱动电路、该第三驱动电路以及该第二驱动电路于该第一侧边先后设置且大体上平行。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第三驱动电路的设置位置对应于该光学传感阵列的设置位置。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示区域具有一顶部侧边以及一底部侧边，该光学传感阵列距离该顶部侧边的一第一距离大于该光学传感阵列距离该底部侧边的一第二距离。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一驱动电路耦接并用以驱动该些扫描线中的m条传输线路，该第二驱动电路耦接并用以驱动该些扫描线中的n条扫描线，其中m、n为正整数且m>n。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包含多条第一连接线、多条第二连接线以及多条第三连接线，其中该些第一连接线设置于该第一金属层且两端连接该第一驱动电路的多个第一输出端以及该些扫描线中的该第一部分，该些第二连接线设置于该第一金属层且两端连接该第二驱动电路的多个第二输出端以及该些扫描线中的该第二部分，该些第三连接线设置于该第二金属层且两端连接该第三驱动电路的多个第三输出端以及该光学传感阵列。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，该第一驱动电路具有一第二侧边，该第一驱动电路的该第二侧边靠近该主动显示阵列的一第一侧边，该第一驱动电路的该些第一输出端邻接设置于该第二侧边。
8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，该第一驱动电路具有一第二侧边以及与该第二侧边相对的一第三侧边，该第一驱动电路的该第二侧边紧邻该主动显示阵列的一第一侧边，该第一驱动电路的该些第一输出端距离该第二侧边的一第三距离大于该些第一输出端距离该第三侧边的一第四距离。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包含多条总线，其中该多条总线与该第一驱动电路、该第二驱动电路及该第三驱动电路耦接于一第三金属层。
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