CN113095245A - 触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组 - Google Patents

Abstract

本发明系公开一种触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组，屏幕下指纹辨识模组包括一透明盖板、一显示层、一多层支撑膜与一超音波指纹感测器。显示层设于透明盖板上，多层支撑膜的底部具有一遮光式胶层，多层支撑膜的顶部具有一安装凹槽，遮光式胶层设于显示层上。超音波指纹感测器位于安装凹槽中，并设于遮光式胶层上。触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组利用遮光式胶层遮蔽支撑膜的安装凹槽的容置空间，以改善超音波指纹感测器与支撑膜之间的环形间隙发生亮度不均的问题。

Description

触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组

技术领域

本发明系关于一种指纹辨识技术，且特别关于一种触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组。

背景技术

指纹识别装置由于具有隐私保护功能而被设置于智能手机中，指纹识别元件能够识别放置在指纹识别元件上的手指的指纹，当使用者将其手指放置在指纹识别元件的表面上时，使用者的手指的指纹将被识别，进而验证使用者的身份信息以增加使用者体验。

鉴于手机显示屏幕设计愈来愈大，手机外型设计与屏幕间的边框尺寸愈来愈小，用来作为生物识别用的指纹辨识元件模组，置于屏幕下方已成为手机设计上的主流趋势。指纹识别装置可分为光学式、电容式、声波式等，声波式指纹识别装置因其操作不易受环境温度、湿度的影响，且具有寿命长、解析度高而得到广泛应用。一般来说，屏幕下指纹识别装置包括一透明盖板，透明盖板上设有一有机发光二极管模组，有机发光二极管模组上设有一支撑膜，支撑膜具有贯穿自身的一开口，此开口用以容置一超音波指纹感测器。超音波指纹感测器的外型尺寸会小于开口的尺寸，以避免支撑膜的干涉。超音波指纹感测器利用特殊胶材与有机发光二极管模组贴合固定，使超音波指纹感测器与有机发光二极管模组紧密贴合。支撑膜则通过另一胶带贴附固定于有机发光二极管模组上。由于超音波指纹感测器与支撑膜之间存在一定之间隙，此将造成有机发光二极管模组发光时，因为上述间隙而出现漏光问题，使显示画面产生框形亮度不均的问题。

因此，本发明系在针对上述的困扰，提出一种触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组，以解决习知所产生的问题。

发明内容

本发明提供一种触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组，其改善超音波指纹感测器与多层支撑膜之间的环形间隙发生亮度不均的问题。

在本发明的一实施例中，一种屏幕下指纹辨识模组包括一透明盖板、一显示层、一多层支撑膜与一超音波指纹感测器。显示层设于透明盖板上，多层支撑膜的底部具有一遮光式胶层，多层支撑膜的顶部具有一安装凹槽，遮光式胶层设于显示层上。超音波指纹感测器位于安装凹槽中，并设于遮光式胶层上。

在本发明的一实施例中，屏幕下指纹辨识模组还包括一软性电路板，软性电路板设于超音波指纹感测器与多层支撑膜上，并电性连接超音波指纹感测器。

在本发明的一实施例中，多层支撑膜还包括一抗冲击层、一散热层与一抗电磁干扰层。抗冲击层设于遮光式胶层上，其中抗冲击层具有贯穿自身的一第一开孔，且遮光式胶层遮蔽第一开孔的全部。散热层设于抗冲击层上，其中散热层具有贯穿自身的一第二开孔，且遮光式胶层遮蔽第二开孔的全部。抗电磁干扰层设于散热层上，其中抗电磁干扰层具有贯穿自身的一第三开孔，且遮光式胶层遮蔽第三开孔的全部，第一开孔、第二开孔与第三开孔彼此连通，以与遮光式胶层形成安装凹槽。

在本发明的一实施例中，超音波指纹感测器相距其周围的支撑膜的距离实质上为相同。

在本发明的一实施例中，显示层为有机发光二极管模组。

在本发明的一实施例中，一种触控显示模组包括一透明盖板、一触控电极模组、一显示层、一多层支撑膜与一超音波指纹感测器。触控电极模组设于透明盖板上，显示层设于触控电极模组上，多层支撑膜的底部具有一遮光式胶层，多层支撑膜的顶部具有一安装凹槽，遮光式胶层设于显示层上。超音波指纹感测器位于安装凹槽中，并设于遮光式胶层上。

在本发明的一实施例中，触控显示模组还包括一软性电路板，软性电路板设于超音波指纹感测器与多层支撑膜上，并电性连接超音波指纹感测器。

在本发明的一实施例中，触控显示模组的多层支撑膜还包括一抗冲击层、一散热层与一抗电磁干扰层。抗冲击层设于遮光式胶层上，其中抗冲击层具有贯穿自身的一第一开孔，且遮光式胶层遮蔽第一开孔的全部。散热层设于抗冲击层上，其中散热层具有贯穿自身的一第二开孔，且遮光式胶层遮蔽第二开孔的全部。抗电磁干扰层设于散热层上，其中抗电磁干扰层具有贯穿自身的一第三开孔，且遮光式胶层遮蔽第三开孔的全部，第一开孔、第二开孔与第三开孔彼此连通，以与遮光式胶层形成安装凹槽。

在本发明的一实施例中，触控显示模组的超音波指纹感测器相距其周围的多层支撑膜的距离实质上为相同。

在本发明的一实施例中，触控显示模组的显示层为有机发光二极管模组。

基于上述，触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组利用遮光式胶层遮蔽多层支撑膜的安装凹槽的容置空间，以改善超音波指纹感测器与多层支撑膜之间的环形间隙发生亮度不均的问题。

附图说明

图1为本发明的一实施例的屏幕下指纹辨识模组的结构俯视图。

图2为图1沿A-A’线的结构剖视图。

图3为本发明的屏幕下指纹辨识模组的照片图。

图4为本发明的屏幕下指纹辨识模组的灰度分布图。

图5为本发明的一实施例的触控显示模组的结构俯视图。

图6为图5沿B-B’线的结构剖视图。

附图标记：

1…屏幕下指纹辨识模组

10…透明盖板

11…显示层

13…多层支撑膜

130…安装凹槽

130’…遮光式胶层

131…抗冲击层

1310…第一开孔

132…散热层

1320…第二开孔

133…抗电磁干扰层

1330…第三开孔

14…超音波指纹感测器

15…软性电路板

2…触控显示模组

20…透明盖板

21…显示层

23…多层支撑膜

230…安装凹槽

230’…遮光式胶层

231…抗冲击层

2310…第一开孔

232…散热层

2320…第二开孔

233…抗电磁干扰层

2330…第三开孔

24…超音波指纹感测器

25…触控电极模组

26…软性电路板

具体实施方式

本发明的实施例将藉由下文配合相关附图进一步加以解说。尽可能的，于附图与说明书中，相同标号系代表相同或相似构件。于附图中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于附图中或描述于说明书中的元件，为所属技术领域中具有通常技术者所知的形态。本领域的通常技术者可依据本发明的内容而进行多种的改变与修改。

当一个元件被称为『在…上』时，它可泛指该元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在于两者的中。相反地，当一个元件被称为『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在于两者的中间。如本文所用，词汇『及/或』包括了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。

于下文中关于“一个实施例”或“一实施例”的描述系指关于至少一实施例内所相关连的一特定元件、结构或特征。因此，于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者，于一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。

揭露特别以下述例子加以描述，这些例子仅系用以举例说明而已，因为对于熟习此技艺者而言，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。在通篇说明书与申请专利范围中，除非内容清楚指定，否则「一」以及「该」的意义包括这一类叙述包括「一或至少一」该元件或成分。此外，如本揭露所用，除非从特定上下文明显可见将复数个排除在外，否则单数冠词亦包括复数个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述的全部申请专利范围中时，除非内容清楚指定，否则「在其中」的意思可包括「在其中」与「在其上」。在通篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供从业人员(practitioner)在有关本揭露的描述上额外的引导。在通篇说明书的任何地方的例子，包括在此所讨论的任何用词的例子的使用，仅系用以举例说明，当然不限制本揭露或任何例示用词的范围与意义。同样地，本揭露并不限于此说明书中所提出的各种实施例。

可了解如在此所使用的用词「包括(comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包括(involving)」等等，为开放性的(open-ended)，即意指包括但不限于。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻的用，并非用来限制发明作的申请专利范围。

在此所使用的用词「实质上(substantially)」、「大约(around)」、「约(about)」或「近乎(approximately)」应大体上意味在给定值或范围的20％以内，较佳系在10％以内。此外，在此所提供的数量可为近似的，因此意味着若无特别陈述，可用词「大约」、「约」或「近乎」加以表示。当一数量、浓度或其他数值或参数有指定的范围、较佳范围或表列出上下理想值的时，应视为特别揭露由任何上下限的数对或理想值所构成的所有范围，不论该等范围是否分别揭露。举例而言，如揭露范围某长度为X公分到Y公分，应视为揭露长度为H公分且H可为X到Y之间的任意实数。

此外，若使用「电(性)耦接」或「电(性)连接」一词在此系包括任何直接及间接的电气连接手段。举例而言，若文中描述一第一装置电性耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。另外，若描述关于电信号的传输、提供，熟习此技艺者应该可了解电信号的传递过程中可能伴随衰减或其他非理想性的变化，但电信号传输或提供的来源与接收端若无特别叙明，实质上应视为同一信号。举例而言，若由电子电路的端点A传输(或提供)电信号S给电子电路的端点B，其中可能经过一晶体管开关的源汲极两端及/或可能的杂散电容而产生电压降，但此设计的目的若非刻意使用传输(或提供)时产生的衰减或其他非理想性的变化而达到某些特定的技术效果，电信号S在电子电路的端点A与端点B应可视为实质上为同一信号。

除非特别说明，一些条件句或字词，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也许(might)」，或「可(may)」，通常是试图表达本案实施例具有，但是也可以解释成可能不需要的特征、元件，或步骤。在其他实施例中，这些特征、元件，或步骤可能是不需要的。

以下将提出一种本发明的屏幕下指纹辨识模组及其屏幕下指纹辨识模组，其利用遮光式胶层遮蔽多层支撑膜的安装凹槽，以改善超音波指纹感测器与多层支撑膜之间的环形间隙发生亮度不均的问题。

图1为本发明的一实施例的屏幕下指纹辨识模组的结构俯视图，图2为图1沿A-A’线的结构剖视图。请参照图1与图2，以下介绍本发明的一实施例的屏幕下指纹辨识模组1。屏幕下指纹辨识模组1包括一透明盖板10、一显示层11、一多层支撑膜13与一超音波指纹感测器14。透明盖板10较佳为玻璃盖板，但本发明并不以此为限。多层支撑膜13的顶部具有一安装凹槽130，多层支撑膜13的底部具有一遮光式胶层130’，遮光式胶层130’的材质为不透光胶材或不透光胶带。为了提升超音波指纹感测器14所发出的超音波信号的强度，遮光式胶层130’的材质必须具备匹配此超音波信号的声阻。显示层11例如为有机发光二极管模组，但不限于有机发光二极管模组，亦可为其他能够发光的电子模组，如微发光二极管模组。屏幕下指纹辨识模组1还可包括一偏光片，偏光片设于显示层11与透明盖板10之间，偏光片可以对显示层11发出的光进行过滤或其他处理以改善画面显示质量。显示层11设于透明盖板10上，遮光式胶层130’设于显示层11上，遮光式胶层130’与显示层11之间呈无结构设置，且覆盖显示层11的全部。超音波指纹感测器14位于安装凹槽130中，并设于遮光式胶层130’上。一般来说，安装凹槽130的尺寸无法与超音波指纹感测器14的尺寸相同，因为有设计公差的存在。设计上，超音波指纹感测器14相距其周围的多层支撑膜13的距离实质上可为相同，举例来说，超音波指纹感测器14相距其周围的多层支撑膜13的距离实质上可皆为多层支撑膜13的宽度或长度的10％。因为此屏幕下指纹辨识模组1使用的是超音波指纹感测器14，而非光学式指纹传感器，所以可利用遮光式胶层130’遮蔽多层支撑膜13的安装开口130的全部容置空间，以改善超音波指纹感测器14与多层支撑膜13之间的环形间隙发生亮度不均的问题。遮光式胶层130’亦可为双面胶，可藉此固定显示层11与多层支撑膜13，以达到遮光与屏幕下指纹辨识模组1的厚度减薄的目的。

在本发明的某些实施例中，屏幕下指纹辨识模组1还可包括一软性电路板15，软性电路板15设于超音波指纹感测器14与多层支撑膜13上，并电性连接超音波指纹感测器14。在进行指纹辨识时，使用者的手指会触碰在透明盖板10上，由于超音波指纹感测器14具有压电材料层，压电材料层同时具有发送与接收超音波的功能。此时，软性电路板15提供电能给超音波指纹感测器14，使压电材料层产生振动与形变，进而产生超音波信号。超音波信号依序通过遮光式胶层130’、显示层11与透明盖板10传送至手指后，手指将超音波信号再依序经由透明盖板10、显示层11与遮光式胶层130’反射至压电材料层上，压电材料层接收反射的超音波信号并转换超音波信号为电信号，且传送此电信号给软性电路板15，以进行后续辨识指纹的程序。

在本发明的某些实施例中，多层支撑膜13还可包括一抗冲击层131、一散热层132与一抗电磁干扰层133。举例来说，抗冲击层131的材质可为泡棉，散热层132可为石墨片，抗电磁干扰层133可为铜箔层。抗冲击层131设于遮光式胶层130’上，其中抗冲击层131具有贯穿自身的一第一开孔1310，且遮光式胶层130’遮蔽第一开孔1310的全部。散热层132设于抗冲击层131上，其中散热层132具有贯穿自身的一第二开孔1320，且遮光式胶层130’遮蔽第二开孔1320的全部。抗电磁干扰层133设于散热层132上，其中抗电磁干扰层133具有贯穿自身的一第三开孔1330，且遮光式胶层130’遮蔽第三开孔1330的全部，第一开孔1310、第二开孔1320与第三开孔1330彼此连通，以与遮光式胶层130’形成安装凹槽130。

图3为本发明的屏幕下指纹辨识模组的照片图。图4为本发明的屏幕下指纹辨识模组的灰度分布图。请参照图2、图3与图4，在图3与图4中，方框围住的区域为超音波指纹感测器14所在的区域，由图可知，超音波指纹感测器14与多层支撑膜13之间的环形间隙和其周围区域的亮度已呈现均匀状态。

图5为本发明的一实施例的触控显示模组的结构俯视图，图6为图5沿B-B’线的结构剖视图。请参照图5与图6，以下介绍本发明的一实施例的触控显示模组2。触控显示模组2包括一透明盖板20、一显示层21、一多层支撑膜23、一超音波指纹感测器24与一触控电极模组25。透明盖板20较佳为玻璃盖板，但本发明并不以此为限。多层支撑膜23的顶部具有一安装凹槽230，多层支撑膜23的底部具有一遮光式胶层230’，遮光式胶层230’的材质为不透光胶材或不透光胶带。为了提升超音波指纹感测器24所发出的超音波信号的强度，遮光式胶层230’的材质必须具备匹配此超音波信号的声阻。显示层21例如为有机发光二极管模组，但不限于有机发光二极管模组，亦可为其他能够发光的电子模组，如微发光二极管模组。触控显示模组2还可包括一偏光片，偏光片设于显示层21与透明盖板20之间，偏光片可以对显示层21发出的光进行过滤或其他处理以改善画面显示质量。触控电极模组25设于透明盖板20上，显示层21设于触控电极模组25上，遮光式胶层230’设于显示层21上，遮光式胶层230’与显示层21之间呈无结构设置，且覆盖显示层21的全部。于一实施例中，触控电极模组25为内嵌式触控(In-cell touch)电极模组，在其他实施例中，触控电极模组25可以为外挂式触控(On-cell touch)电极模组，或者，触控电极模组25还可以整合于透明盖板20中。于一实施例中，触控电极模组25为自容式感测结构，在其他实施例中，触控电极模组25可以为互容式感测结构或者电阻型感测结构。

超音波指纹感测器24位于安装凹槽230中，并设于遮光式胶层230’上。一般来说，安装凹槽230的尺寸无法与超音波指纹感测器24的尺寸相同，因为有设计公差的存在。设计上，超音波指纹感测器24相距其周围的多层支撑膜23的距离实质上可为相同，举例来说，超音波指纹感测器24相距其周围的多层支撑膜23的距离实质上可皆为多层支撑膜23的宽度或长度的10％。因为此触控显示模组2使用的是超音波指纹感测器24，而非光学式指纹传感器，所以可利用遮光式胶层230’遮蔽多层支撑膜23的安装开口230的全部，以改善超音波指纹感测器24与多层支撑膜23之间的环形间隙发生亮度不均的问题。此外，触控显示模组2的照片图与灰度分布图分别与屏幕下指纹辨识模组的照片图与灰度分布图相同，于此不再赘述。

在本发明的某些实施例中，触控显示模组2还可包括一软性电路板26，软性电路板26设于超音波指纹感测器24与多层支撑膜23上，并电性连接超音波指纹感测器24。在进行指纹辨识时，使用者的手指会触碰在透明盖板20上，由于超音波指纹感测器24具有压电材料层，压电材料层同时具有发送与接收超音波的功能。此时，软性电路板26提供电能给超音波指纹感测器24，使压电材料层产生振动与形变，进而产生超音波信号。超音波信号依序通过遮光式胶层230’、显示层21、触控电极模组25与透明盖板20传送至手指后，手指将超音波信号再依序经由透明盖板20、触控电极模组25、显示层21与遮光式胶层230’反射至压电材料层上，压电材料层接收反射的超音波信号并转换超音波信号为电信号，且传送此电信号给软性电路板26，以进行后续辨识指纹的程序。

在本发明的某些实施例中，多层支撑膜23还可包括一抗冲击层231、一散热层232与一抗电磁干扰层233。举例来说，抗冲击层231的材质可为泡棉，散热层232可为石墨片，抗电磁干扰层233可为铜箔层。抗冲击层231设于遮光式胶层230’上，其中抗冲击层231具有贯穿自身的一第一开孔2310，且遮光式胶层230’遮蔽第一开孔2310的全部。散热层232设于抗冲击层231上，其中散热层232具有贯穿自身的一第二开孔2320，且遮光式胶层230’遮蔽第二开孔2320的全部。抗电磁干扰层233设于散热层232上，其中抗电磁干扰层233具有贯穿自身的一第三开孔2330，且遮光式胶层230’遮蔽第三开孔2330的全部，第一开孔2310、第二开孔2320与第三开孔2330彼此连通，以与遮光式胶层230’形成安装凹槽230。

根据上述实施例，触控显示模组及其屏幕下指纹辨识模组利用遮光式胶层遮蔽多层支撑膜的安装凹槽的容置空间，以改善超音波指纹感测器与多层支撑膜之间的环形间隙发生亮度不均的问题。

以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种屏幕下指纹辨识模组，其特征在于，包括：

透明盖板；

显示层，设于所述透明盖板上；

多层支撑膜，其底部具有遮光式胶层，所述多层支撑膜的顶部具有安装凹槽，所述遮光式胶层设于所述显示层上；以及

超音波指纹感测器，位于所述安装凹槽中，并设于所述遮光式胶层上。

2.如权利要求1所述的屏幕下指纹辨识模组，其特征在于，还包括软性电路板，所述软性电路板设于所述超音波指纹感测器与所述多层支撑膜上，并电性连接所述超音波指纹感测器。

3.如权利要求1所述的屏幕下指纹辨识模组，其特征在于，其中所述多层支撑膜还包括：

抗冲击层，设于所述遮光式胶层上，其中所述抗冲击层具有贯穿自身的的第一开孔，且所述遮光式胶层遮蔽所述第一开孔的全部；

散热层，设于所述抗冲击层上，其中所述散热层具有贯穿自身的的第二开孔，且所述遮光式胶层遮蔽所述第二开孔的全部；以及

抗电磁干扰层，设于所述散热层上，其中所述抗电磁干扰层具有贯穿自身的的第三开孔，且所述遮光式胶层遮蔽所述第三开孔的全部，所述第一开孔、所述第二开孔与所述第三开孔彼此连通，以与所述遮光式胶层形成所述安装凹槽。

4.如权利要求1所述的屏幕下指纹辨识模组，其特征在于，其中所述超音波指纹感测器相距其周围的所述多层支撑膜的距离相同。

5.如权利要求1所述的屏幕下指纹辨识模组，其特征在于，其中所述显示层为有机发光二极管模组。

6.一种触控显示模组，其特征在于，包括：

透明盖板；

触控电极模组，设于所述透明盖板上；

显示层，设于所述触控电极模组上；

多层支撑膜，其底部具有遮光式胶层，所述多层支撑膜的顶部具有安装凹槽，所述遮光式胶层设于所述显示层上；以及

超音波指纹感测器，位于所述安装凹槽中，并设于所述遮光式胶层上。

7.如权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，还包括软性电路板，所述软性电路板设于所述超音波指纹感测器与所述多层支撑膜上，并电性连接所述超音波指纹感测器。

8.如权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，其中所述多层支撑膜还包括：

抗冲击层，设于所述遮光式胶层上，其中所述抗冲击层具有贯穿自身的的第一开孔，且所述遮光式胶层遮蔽所述第一开孔的全部；

散热层，设于所述抗冲击层上，其中所述散热层具有贯穿自身的的第二开孔，且所述遮光式胶层遮蔽所述第二开孔的全部；以及

抗电磁干扰层，设于所述散热层上，其中所述抗电磁干扰层具有贯穿自身的的第三开孔，且所述遮光式胶层遮蔽所述第三开孔的全部，所述第一开孔、所述第二开孔与所述第三开孔彼此连通，以与所述遮光式胶层形成所述安装凹槽。

9.如权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，其中所述超音波指纹感测器相距其周围的所述多层支撑膜的距离相同。

10.如权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，其中所述显示层为有机发光二极管模组。

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