CN112651282A - 指纹识别设备 - Google Patents

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CN112651282A CN202011064148.3A CN202011064148A CN112651282A CN 112651282 A CN112651282 A CN 112651282A CN 202011064148 A CN202011064148 A CN 202011064148A CN 112651282 A CN112651282 A CN 112651282A
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林吴维
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Abstract

本发明公开一种指纹识别设备，包含前板、背板以及显示介质层。前板包含上部基板、黑矩阵层以及滤色器层。黑矩阵层配置在上部基板上，且滤色器层配置在黑矩阵层上。黑矩阵层包含多个像素孔径和多个第一孔径。背板包含下部基板和传感器层。传感器层包含多个光传感元件。光传感元件配置成通过黑矩阵层的第一孔径接收来自物体的返回光。光传感元件的区域在纵向方向上与第一孔径重叠。显示介质层配置在前板与背板之间。

Description

指纹识别设备
技术领域
本发明涉及一种指纹识别设备，更具体来说，涉及一种能够获得高对比度图像的指纹识别设备。
背景技术
在目前的屏内(in-display)指纹识别技术中，光电传感器的布局是以将显示面板中的黑矩阵的像素孔径也用于作为光电传感器的孔径的方式来设计。由于此一结构，在各方向大量的返回光线(returned light ray)，如来自手指的散射光、反射光、绕射光，经传递而通过像素孔径。因此，各光电传感器容易接收到具有大入射角的入射光，其携带一部分不预期被光电传感器接收的指纹图像信息。因此，降低所获得的图像的对比度，使得所获得的图像不具有预期的质量。
发明内容
本发明涉及一种能够获得高对比度图像的指纹识别设备。
本发明提供一种指纹识别设备，包含前板、背板以及显示介质层。前板包含上部基板、黑矩阵层以及滤色器层。黑矩阵层配置在上部基板上，且滤色器层配置在黑矩阵层上。黑矩阵层包含多个像素孔径和多个第一孔径。背板包含下部基板和传感器层。传感器层包含多个光传感元件。光传感元件配置成通过黑矩阵层的第一孔径接收来自物体的返回光(returned light)。光传感元件的区域在纵向方向上与第一孔径重叠。显示介质层配置在前板与背板之间。
在本发明的实施例中，光传感元件的区域在纵向方向上不与黑矩阵层的像素孔径重叠。
在本发明的实施例中，背板进一步包含第一遮光层。第一遮光层包含多个第二孔径。第二孔径配置成准直来自物体的返回光。第一遮光层是背板的传感器层与显示像素电极层之间的多个层中的一个。
在本发明的实施例中，第一遮光层配置在背板的传感器层与底部导电层之间，且不存在定位于传感器层与底部导电层之间的其它导电层。
在本发明的实施例中，第一遮光层从背板的底部导电层到顶部导电层配置在多个导电层中的两个之间。导电层配置在传感器层与触摸传感器层之间，且触摸传感器层还作为共同电极层。
在本发明的实施例中，第一遮光层配置在背板的顶部导电层与触摸传感器层之间，且触摸传感器层还作为共同电极层。
在本发明的实施例中，背板进一步包含第二遮光层。第二遮光层包含多个第三孔径。第三孔径配置成准直来自物体的返回光。
在本发明的实施例中，前板进一步包含第二遮光层。第二遮光层配置在上部基板与黑矩阵层之间。第二遮光层包含多个第三孔径。第三孔径配置成准直来自物体的返回光。
在本发明的实施例中，前板进一步包含覆盖黑矩阵层的第一孔径的多个滤光元件。
在本发明的实施例中，前板进一步包含覆盖黑矩阵层的第一孔径的多个微透镜。
在本发明的实施例中，第一孔径中的每一个的形状与第二孔径中的每一个的形状相同。
在本发明的实施例中，背板包含装置层，装置层与传感器层是同一层。
在本发明的实施例中，背板包含不同于传感器层的装置层。
为了使前述内容更容易理解，以下详细地描述伴有附图的若干实施例。
附图说明
包含附图以提供对本发明的进一步理解，且附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示范性实施例，且与描述一起用来解释本发明的原理。
图1是本发明的一个实施例的指纹识别设备的显示面板的示意性俯视图；
图2A和图2B是图1中的指纹识别设备的显示面板的像素的示意性俯视图；
图3A是本发明的实施例的图2A到图2B中的沿A-A'方向的像素的横截面视图；
图3B是本发明的实施例的图2A到图2B中的沿B-B'方向的像素的横截面视图；
图3C是本发明的另一实施例的图2A到图2B中的沿A-A'方向的像素的横截面视图；
图3D是本发明的另一实施例的图2A到图2B中的沿B-B'方向的像素的横截面视图；
图4是图3C的显示面板的横截面视图；
图5A是本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图；
图5B是本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图；
图6A是本发明的另一实施例的指纹识别设备的显示面板的像素的示意性俯视图；
图6B是本发明的另一实施例的指纹识别设备的显示面板的像素的示意性俯视图；
图7A和图7B是本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图；
图7C和图7D是本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图；
图8A和图8B是本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图；
图9A、图9B、图9C和图9D是本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。
附图标号说明
10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h：指纹识别设备；
100：背光模块；
200：显示面板；
210：前板；
220：显示介质层；
230：传感器层；
230a：光传感元件/传感器；
240：背板；
241：黑矩阵层；
241b、241g、241r：像素孔径；
242、242e、242g、242h：第一遮光层；
243：第二遮光层；
250：滤色器层；
260：第三遮光层；
271：下部基板；
272：上部基板；
280：显示像素电极层/显示像素层；
290a：滤光元件；
290b：微透镜；
300：物体；
A-A'、B-B'：方向；
B：蓝色子像素；
CB：蓝色滤色器；
CG：绿色滤色器；
CH1：第一孔径；
CH2：第二孔径；
CH3：第三孔径；
COM：共同电极层/共同电极；
CR：红色滤色器；
DL：数据线/底部导电层；
FPS/TP：感测线；
G：绿色子像素；
L1、L2：返回光/返回光线；
P、Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、Ph：像素；
R：红色子像素。
具体实施方式
包含附图以提供对本发明的进一步理解，且附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示范性实施例，且用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明的一个实施例的指纹识别设备的显示面板的示意性俯视图。图2A和图2B是图1中的指纹识别设备的显示面板的像素的示意性俯视图。图3A是根据本发明的实施例的图2A到图2B中的沿A-A'方向的像素的横截面视图。图3B是根据本发明的实施例的图2A到图2B中的沿B-B'方向的像素的横截面视图。
同时参考图1、图2A到图2B以及图3A到图3B，指纹识别设备10包含背光模块100和显示面板200。显示面板200配置在背光模块100上。背光模块100配置成将光发射到显示面板200。指纹识别设备10包含前板210、背板240以及显示介质层220。显示介质层220配置在前板210与背板240之间。在本实施例中，显示介质层220可以是液晶层，但本发明不限于此。
前板210包含上部基板272、黑矩阵层241以及滤色器层250。黑矩阵层241在纵向方向上配置在上部基板272的表面上和上部基板272下。滤色器层250配置在黑矩阵层241的表面上，且滤色器层250的一部分在纵向方向上位于黑矩阵层241下。在本实施例中，黑矩阵层241包含多个像素孔径241r、像素孔径241g、像素孔径241b以及多个第一孔径CH1。在一实施例中，滤色器层250可配置在黑矩阵层241的像素孔径241r、像素孔径241g以及像素孔径241b中。
背板240包含下部基板271和传感器层230。传感器层230包含多个光传感元件230a。各光传感元件230a配置成通过黑矩阵层241的第一孔径CH1接收来自物体300的返回光L1，返回光L1是小角度入射或近乎垂直入射于光传感元件230a。由于第一孔径CH1的准直效应(collimation effect)，可防止不限于是反射光或绕射光的大角度的返回光被与位于第一孔径CH1下的光传感元件230a相邻的其他光传感元件230a所接收。换句话说，位于第一孔径CH1下的光传感元件230a不会接收到不预期的返回光，因此可提高指纹图像的图像对比度。在本实施例中，光传感元件230a的区域在纵向方向上与第一孔径CH1重叠，如图3A和图3B中所绘示。此外，光传感元件230a的区域在纵向方向上不与黑矩阵层241的像素孔径241r、像素孔径241g或像素孔径241b重叠。
在本实施例中，传感器层230配置在背板240中且作为装置层，例如薄膜晶体管层。也就是说，背板240包含装置层，所述装置层与传感器层230是同一层，但本发明不限于此。在一实施例中，背板240可包含装置层，所述装置层包含驱动器装置且不同于传感器层230。
在一实施例中，显示面板200可包含多个偏振器，例如第一偏振器和第二偏振器。第一偏振器配置在背光模块100上与背板240下。第二偏振器配置在前版210
图3C是根据本发明的另一实施例的图2A到图2B中的沿A-A'方向的像素的横截面视图。图3D是根据本发明的另一实施例的图2A到图2B中的沿B-B'方向的像素的横截面视图。同时参考图1、图2A到图2B以及图3C到图3D，在本实施例中，背板240进一步包含第一遮光层242。第一遮光层242是在背板240中的上导电层与下导电层之间的中间层，且配置在传感器层230与显示介质层220之间。第一遮光层242包含多个第二孔径CH2，且第一孔径CH1分别与第二孔径CH2对准。第二孔径CH2配置成准直来自物体300的返回光，因此第一遮光层242可阻挡可能会对相邻光传感元件造成干扰且具有大入射角的反射光L2，以及在第一孔径CH1下方的光传感元件可接收大部分具有小入射角的反射光L1。第一遮光层242是背板240的传感器层230与显示像素电极层280之间的多个层中的一个。
为易于描述，在图1中仅绘示显示面板200的黑矩阵层241，且在图2A和图2B中绘示仅一个像素P的单位面积的横截面。显示面板200包含多个像素P，且像素P中的每一个包含红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B。如图1和图2A中所绘示，在显示面板200的每一像素P中，黑矩阵层241包含三个像素孔径241r、像素孔径241g以及像素孔径241b，以及一个第一孔径CH1。另外，在每一像素P中，滤色器层250的红色滤色器CR、绿色滤色器CG以及蓝色滤色器CB分别配置在三个像素孔径241r、像素孔径241g以及像素孔径241b中，以形成每一像素P的红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B。在本实施例的每一像素P的单位面积中，第一孔径CH1位于蓝色子像素B的像素孔径241b旁边，且像素孔径241b比像素孔径241r和像素孔径241g更靠近第一孔径CH1。换句话说，第一孔径CH1最靠近蓝色子像素B的像素孔径241b。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，第一孔径CH1可最靠近绿色子像素G的像素孔径241r、可最靠近红色子像素R的像素孔径241r，或可位于每一像素P的单位面积中的任何位置处。
如图2B中所绘示，在每一像素P的单位面积中，第一遮光层242包含一个第二孔径CH2，且第一遮光层242位于显示面板200的数据线DL所在的导电层上方。第一孔径CH1和第二孔径CH2彼此对准。第一孔径CH1和第二孔径CH2对准意指第一孔径CH1的中心和第二孔径CH2的中心位于相同的中心轴，或者意指一个孔径的中心非常靠近另一个孔径的中心。第一孔径CH1可称为第一准直孔，且第二孔径CH2可称为第二准直孔。在本实施例中，第一孔径CH1和第二孔径CH2的形状相同。在本实施例中，第一孔径CH1和第二孔径CH2的形状是圆形形状，但本发明不限于此。另外，第一孔径CH1的大小/直径可大于、等于或小于第二孔径CH2的大小/直径。
在本实施例中，第一遮光层242配置在数据线DL所在的导电层和指纹感测线和/或触摸感测线(标示为FPS/TP)所在的另一导电层之间。数据线DL的导电层和感测线FPS/TP的导电层配置在传感器层230与触摸传感器层之间，且触摸传感器层还作为共同电极层COM。
具体来说，如图3C和图3D中所绘示，显示面板200进一步包含第三遮光层260、显示像素层280、作为共同电极COM的触摸传感器层，以及感测线FPS/TP所在的导电层。第三遮光层260形成在下基板271且位于下基板271与传感器层230之间。数据线DL的导电层位于传感器层230与第一遮光层242之间。感测线FPS/TP的导电层配置在第一遮光层242上方且配置在第一遮光层242与共同电极COM之间。此外，共同电极COM位于感测线FPS/TP的导电层上且位于感测线FPS/TP的导电层与显示像素层280之间。显示像素层280位于显示介质层220与共同电极COM之间。另外，两个偏振片(未绘示)分别贴附在显示面板200的上下表面。
这里应注意，如图2A和图3B中所绘示，第一孔径CH1和第二孔径CH2不与指纹识别设备10的每一像素P的单位面积中的像素孔径241r、像素孔径241g以及像素孔径241b重叠。
另外，在本实施例中，第三遮光层260是阻挡从背光模块100直接发射的光(未绘示)的底遮挡层(under shading layer)。也就是说，从背光模块100发射的光无法直接传递以到达传感器层230。从背光模块100发射的光穿过像素孔径241r、像素孔径241g以及像素孔径241b且到达与指纹识别设备10接触的物体300(例如手指)且从物体300返回。接着携带物体300的图像信息的返回光朝向传感器层230传递。
在本实施例中，由于第一孔径CH1与第二孔径CH2对准，所以第一孔径CH1和第二孔径CH2暴露传感器层230的光传感元件230a。因此，相对于每一光传感元件，返回光的一部分能够到达传感器层230的光传感元件230a，而返回光其中可能会干扰相邻光传感组件的其他部分会被第一遮光层242阻挡。更具体来说，如图3C和图3D中所绘示，返回光线L1在基本上平行于垂直方向的方向上从物体300的对准或对应于第一孔径CH1和第二孔径CH2的区域反射/绕射，因此发射的光线L1可穿过第一孔径CH1和第二孔径CH2，且到达传感器层230的光传感元件230a。然而，返回光线L2在反射或绕射的大角度的方向上被至少一黑矩阵层241和第一遮光层242阻挡且无法到达传感器层230的相邻光传感元件230a。换句话说，发射的光在到达传感器层230的光传感元件230a之前大致准直。在本发明的实施例中，优选的是第二孔径CH2尽可能靠近光传感元件230a，且第二孔径CH2尽可能远离第一孔径CH1。换句话说，第一遮光层242与传感器层230之间的距离尽可能短，且第一遮光层242与黑矩阵层241之间的距离尽可能长。
图4是图3C的显示面板的横截面视图。图4绘示第一孔径CH1和第二孔径CH2带来的准直效应。
在本实施例中，归因于制造工艺，黑矩阵层241可由金属材料、有机材料或彩色涂层材料制成，且第一遮光层242可由金属材料制成。另外，黑矩阵层241是显示面板200的黑矩阵。换句话说，第一孔径CH1形成于显示面板200的黑矩阵上。
此外，在本发明的实施例中，光传感元件230a可以是光电传感器。根据光电传感器的特性，可添加滤光器以改善信噪比(signal to noise ratio；SNR)。下文中将提供进一步的描述。
图5A是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。图5A中所绘示的指纹识别设备10a中的像素Pa类似于指纹识别设备10中的像素P，下文中仅描述不同之处。在图5A中所绘示的指纹识别设备10a的像素Pa中，传感器层230的传感器230a适于感测红外光(infrared；IR)。前板210进一步包含覆盖黑矩阵层241的第一孔径CH1的多个滤光元件290a。举例来说，在指纹识别设备10a中，滤光元件290a可以是红外光通(IR pass)滤光器材料或红外光通滤光器，其允许红外光穿过且滤除可见光以防止传感器230a受可见光影响。然而，本发明不限于此。在其它实施例中，传感器层230的传感器230a适于感测可见光。滤光元件290a可以是仅使可见光通过而滤除红外光以防止传感器230a受红外光影响的红外滤光器材料或红外滤光器。因此，防止红外光的影响且增大信噪比。
图5B是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。图5B中所绘示的指纹识别设备10b中的像素Pb类似于指纹识别设备10中的像素P，下文中仅描述不同。在图5B中所绘示的指纹识别设备10b中的像素Pb中，传感器层230的传感器230a是测量和检测可见光的可见光传感器。前板210进一步包含覆盖黑矩阵层241的第一孔径CH1的多个微透镜290b。第一孔径CH1由适于将可见光引导到光传感元件230a的微透镜290b覆盖，以增大信噪比。
图6A是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的显示面板的像素的示意性俯视图。图6A中所绘示的指纹识别设备10c中的像素Pc类似于指纹识别设备10中的像素P，下文中仅描述不同之处。在图6A中所绘示的指纹识别设备10c中的像素Pc中，第一孔径CH1的形状是方形形状而不是圆形形状。此外，第二孔径CH2的形状与第一孔径CH1的形状相同。
图6B是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的显示面板的像素的示意性俯视图。图6B中所绘示的指纹识别设备10d中的像素Pd类似于指纹识别设备10中的像素P，下文中仅描述不同之处。在图6B中所绘示的指纹识别设备10d中的像素Pd中，第一孔径CH1的形状是矩形形状而不是圆形形状。此外，第二孔径CH2的形状与第一孔径CH1的形状相同。在本发明的实施例中，第一孔径CH1或第二孔径CH2的宽度不限于小于子像素的宽度。
图7A和图7B是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。图7A和图7B中所绘示的指纹识别设备10e中的像素Pe类似于图3C和图3D中所绘示的指纹识别设备10的像素P，下文中仅描述不同之处。在本实施例的像素Pe中，第一遮光层242e位于共同电极COM(触摸传感器层)与感测线FPS/TP的导电层之间。
图7C和图7D是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。图7C和图7D中所绘示的指纹识别设备10h中的像素Ph类似于图3C和图3D中所绘示的指纹识别设备10的像素P，下文中仅描述不同之处。在本实施例的像素Ph中，第一遮光层242h配置在传感器层230与数据线DL的导电层(背板240的底部导电层)之间，且不存在位于传感器层230与底部导电层DL之间的其它导电层。
图8A和图8B是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。图8A和图8B中所绘示的指纹识别设备10f中的像素Pf类似于图7A和图7B中所绘示的指纹识别设备10的像素P，下文中仅描述不同之处。前板210进一步包含第二遮光层243。第二遮光层243配置在上部基板272与黑矩阵层241之间。第二遮光层243包含多个第三孔径CH3。第三孔径CH3配置成准直来自物体300的返回光。在另一实施例中，前板210使用两层准直孔径(CH1和CH3)。第一遮光层242的位置可参照图3C至图3D及图7C至图7D的实施例。
在一实施例中，除了包含多个第一孔径的第一遮光层之外，背板240可进一步包含多个第三孔径的第二遮光层。第二遮光层的实施例揭示在图9A至图9D。
图9A、图9B、图9C及图9D是根据本发明的另一实施例的指纹识别设备的像素的横截面视图。图9A和图9B中所绘示的指纹识别设备10g中的像素Pg类似于图7A和图7B中所绘示的指纹识别设备10e的像素Pe，下文中仅描述不同之处。在本实施例的指纹识别设备10g中，第一遮光层242e位于感测线FPS/TP的导电层与共同电极COM之间，且第二遮光层242g位于数据线DL的导电层与传感器层230之间。第一遮光层242e包含第二孔径CH2，第二遮光层242g包含多个第三孔径CH3。第一孔径CH1、第二孔径CH2和第三孔径CH3彼此对准以暴露传感器层230的光传感元件230a。
图9C及图9D中所绘示的指纹识别设备10h中的像素Ph类似于图3C和图3D中所绘示的指纹识别设备10e的像素Pe，下文中仅描述不同之处。在本实施例的指纹识别设备10h中，第一遮光层242位于感测线FPS/TP的导电层与数据线DL的导电层之间，且第二遮光层242h位于感测线FPS/TP的导电层与共同电极COM之间。第一遮光层242包含第二孔径CH2，第二遮光层242h包含多个第三孔径CH3。
总而言之，在本发明的实施例中，由于黑矩阵层的第一孔径分别与第一遮光层的第二孔径对准以暴露传感器层的传感器且作为指纹识别设备中的准直器，所以只有基本上平行于第一孔径和第二孔径的对准方向的返回光线可穿过第一孔径和第二孔径，且到达传感器层的传感器。此外，第三遮光层阻挡从背光模块直接发射的光(未绘示)，使得从背光模块发射的光无法直接传递以到达传感器层。因此，防止光干扰，且由指纹识别设备获得的图像具有高对比度。
另外，根据传感器的特性，第一孔径由滤光器材料填充或由微透镜覆盖，以改善信噪比。
对本领域的技术人员可以理解的是，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下对所公开的实施例作出各种修改和变化。鉴于前述，希望本发明涵盖修改和变化，前提是所述修改和变化落入所附权利要求书和其等效物的范围内。

Claims (13)

1.一种指纹识别设备，其特征在于，包括：
前板，包括上部基板、配置在所述上部基板上的黑矩阵层以及配置在所述黑矩阵层上的滤色器层，其中所述黑矩阵层包括多个像素孔径和多个第一孔径；
背板，包括下部基板和传感器层，所述传感器层包括多个光传感元件，其中所述光传感元件配置成通过所述黑矩阵层的所述第一孔径接收来自物体的返回光，且所述光传感元件的区域在纵向方向上与所述第一孔径重叠；以及
显示介质层，配置在所述前板与所述背板之间。
2.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中所述光传感元件的所述区域在所述纵向方向上不与所述黑矩阵层的所述像素孔径重叠。
3.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中所述背板进一步包括：
第一遮光层，包括多个第二孔径，其中所述第二孔径配置成准直来自所述物体的所述返回光，且所述第一遮光层是所述背板的所述传感器层与显示像素电极层之间的多个层中的一个。
4.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中所述第一遮光层配置在所述背板的所述传感器层与底部导电层之间，且不存在定位于所述传感器层与所述底部导电层之间的其它导电层。
5.根据权利要求3所述的指纹识别设备，
其中所述第一遮光层从所述背板的底部导电层到顶部导电层配置在多个导电层中的两个之间，
其中所述导电层配置在所述传感器层与触摸传感器层之间，且所述触摸传感器层还作为共同电极层。
6.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中所述第一遮光层配置在所述背板的顶部导电层与触摸传感器层之间，且所述触摸传感器层还作为共同电极层。
7.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中所述背板进一步包括：
第二遮光层，包括多个第三孔径，其中所述第三孔径配置成准直来自所述物体的所述返回光。
8.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中所述前板进一步包括：
第二遮光层，配置在所述上部基板与所述黑矩阵层之间且包括多个第三孔径，其中所述第三孔径配置成准直来自所述物体的所述返回光。
9.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中所述前板进一步包括覆盖所述黑矩阵层的所述第一孔径的多个滤光元件。
10.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中所述前板进一步包括覆盖所述黑矩阵层的所述第一孔径的多个微透镜。
11.根据权利要求3所述的指纹识别设备，其中所述第一孔径中的每一个的形状与所述第二孔径中的每一个的形状相同。
12.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中所述背板包括装置层，所述装置层与所述传感器层是同一层。
13.根据权利要求1所述的指纹识别设备，其中所述背板包括不同于所述传感器层的装置层。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110309705B (zh) * 2019-04-30 2022-04-19 厦门天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
CN111312792B (zh) * 2020-03-04 2022-11-25 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
CN112070002B (zh) * 2020-09-07 2024-07-26 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别方法、指纹识别结构及显示装置
JP2022107203A (ja) * 2021-01-08 2022-07-21 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP2022108900A (ja) * 2021-01-14 2022-07-27 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
TWI777742B (zh) * 2021-05-18 2022-09-11 友達光電股份有限公司 指紋辨識裝置
JP2023013119A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2023013118A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
TWI782629B (zh) * 2021-07-19 2022-11-01 友達光電股份有限公司 指紋感測顯示裝置
US20240312241A1 (en) * 2021-08-24 2024-09-19 Boe Technology Group Co., Ltd. Display substrate, display device, and fingerprint recognition method
CN114242753A (zh) * 2021-09-30 2022-03-25 湖北长江新型显示产业创新中心有限公司 显示面板和显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110057908A1 (en) * 2009-09-06 2011-03-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Liquid crystal display device with a built in touch screen
KR101290004B1 (ko) * 2006-06-28 2013-07-30 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
US20140176465A1 (en) * 2012-12-24 2014-06-26 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Tn liquid crystal display device and touch control method thereof
CN110008885A (zh) * 2019-03-29 2019-07-12 厦门天马微电子有限公司 显示面板和显示装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101211345B1 (ko) * 2005-12-14 2012-12-11 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
US20160266695A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 Crucialtec Co., Ltd. Display apparatus having image scanning function
CN105093653B (zh) * 2015-08-26 2018-05-29 深圳市华星光电技术有限公司 一种彩膜基板及曲面显示装置
KR102535638B1 (ko) * 2016-05-30 2023-05-24 엘지디스플레이 주식회사 센서 스크린을 구비한 표시장치
CN107515435B (zh) * 2017-09-11 2020-12-29 京东方科技集团股份有限公司 显示面板和显示装置
CN109447046B (zh) * 2018-12-27 2021-07-23 厦门天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
CN110309775B (zh) * 2019-06-28 2022-07-15 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板和显示装置
CN110427931B (zh) * 2019-07-31 2022-04-12 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板及显示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290004B1 (ko) * 2006-06-28 2013-07-30 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
US20110057908A1 (en) * 2009-09-06 2011-03-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Liquid crystal display device with a built in touch screen
US20140176465A1 (en) * 2012-12-24 2014-06-26 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Tn liquid crystal display device and touch control method thereof
CN110008885A (zh) * 2019-03-29 2019-07-12 厦门天马微电子有限公司 显示面板和显示装置

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