CN216927657U - 一种屏内指纹模组的cog结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种屏内指纹模组的COG结构，包括屏幕，所述屏幕包括显示区和外围区，所述显示区内集成有TFT阵列电路、至少一触控传感器以及至少一光学指纹传感器；所述外围区上绑定有FTDDI驱动芯片和柔性电路板，所述FTDDI驱动芯片具有触控驱动端子、显示驱动端子、指纹驱动端子、触控传输端子、显示传输端子和指纹传输端子；所述显示驱动端子、触控驱动端子和指纹驱动端子分别连接至所述TFT阵列电路、触控传感器和光学指纹传感器，所述显示传输端子、触控传输端子和指纹传输端子分别连接至所述柔性电路板。该屏内指纹模组的COG结构采用FTDDI驱动芯片绑定，不占用柔性电路板上的空间。

Description

一种屏内指纹模组的COG结构

技术领域

本实用新型涉及屏内指纹技术，尤其涉及一种屏内指纹模组的COG结构。

背景技术

指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。由于每个人的指纹不同，因此指纹可用于身份鉴定。指纹检测是指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别，其已经被广泛的应用于移动终端的显示屏解锁以及应用解锁等过程中。

近年来，基于可触控式显示屏的屏内指纹检测逐渐成为趋势。屏内指纹检测则是将光学指纹传感器设置在移动终端的触控显示屏内部，用户通过触控显示屏的指定区域以实现指纹检测。

专利号为CN201920815530.X的中国专利中公开了一种指纹检测模组，，包括至少一个光敏传感器，光敏传感器位于液晶显示屏的彩色滤光片与液晶显示屏的下玻璃基板之间，彩色滤光片的黑矩阵BM区中形成至少一个采光孔，采光孔位于光敏传感器正上方。其中，由于采光孔位于光敏传感器正上方，因此通过该采光孔照射在该光敏传感器上的光线与该光敏传感器的法线之间的夹角较小，即照射在该光敏传感器上的光线为该光敏传感器正上方区域中的指纹谷脊所反射的光线，以避免除该光敏传感器正上方区域外的其他区域的指纹谷脊所反射的光线照射在该光敏传感器上，达到了避免发生混光的目的。并且，该采光孔位于BM区中，该采光孔不会影响液晶显示屏的正常显示。本公开的实施例提供的技术方案在不影响液晶显示屏正常工作的前提下，使光敏传感器在进行指纹检测时不会接收到手指上较多的指纹谷脊所反射的反射光，避免发生混光，提高了对手指的指纹进行指纹检测的准确性，改善了用户体验。

但是，如图1所示为现有的屏内集成光学指纹传感器的触控显示屏的绑定结构，其显示区内同时集成有显示电路、触控传感器和光学指纹传感器，其外围区的玻璃上绑定有触控与显示驱动芯片1’和柔性电路板2’，所述柔性电路板2’上绑定有指纹驱动芯片3’，所述触控与显示驱动芯片1’用于驱动所述显示电路和触控传感器工作，通过所述柔性电路板2’与终端主板连接，所述指纹驱动芯片3’用于驱动所述光学指纹传感器工作，通过所述柔性电路板2’分别与触控显示屏和终端主板连接。

该触控显示屏的绑定结构中使用了两块驱动芯片，所述触控与显示驱动芯片1’专门用于驱动所述触控传感器和阵列电路，绑定在所述触控显示屏的外围区玻璃上，所述指纹驱动芯片3’专门用于驱动所述光学指纹传感器，绑定在所述柔性电路板2’上。所述指纹驱动芯片3’占用了所述柔性电路板2’上的部分空间，导致所述柔性电路板2’无法设置更多电阻、电容等元器件，影响了所述触控与显示驱动芯片1’在所述柔性电路板2’上的外接电路布局。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供一种屏内指纹模组的COG结构，采用FTDDI驱动芯片绑定，不占用柔性电路板上的空间。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种屏内指纹模组的COG结构，包括屏幕，所述屏幕包括显示区和外围区，所述显示区内集成有TFT阵列电路、至少一触控传感器以及至少一光学指纹传感器；所述外围区上绑定有FTDDI驱动芯片和柔性电路板，所述FTDDI驱动芯片具有触控驱动端子、显示驱动端子、指纹驱动端子、触控传输端子、显示传输端子和指纹传输端子；所述显示驱动端子、触控驱动端子和指纹驱动端子分别连接至所述TFT阵列电路、触控传感器和光学指纹传感器，所述显示传输端子、触控传输端子和指纹传输端子分别连接至所述柔性电路板。

进一步地，所述柔性电路板包括绑定焊盘、接地焊盘和连接器，所述绑定焊盘和接地焊盘通过所述柔性电路板的内部走线电性连接至所述连接器；所述绑定焊盘与所述屏幕绑定，所述接地焊盘通过一接地柔性板与所述屏幕电性连接。

进一步地，所述屏幕包括彩膜基板、阵列基板和液晶分子，所述彩膜基板和阵列基板之间上下相对贴合，所述液晶分子密封于所述彩膜基板和阵列基板之间；所述TFT阵列电路设置于所述阵列基板内，所述触控传感器设置于所述彩膜基板背向所述阵列基板的一面上，所述光学指纹传感器设置于所述彩膜基板和阵列基板之间。

进一步地，所述彩膜基板包括上基板、彩膜层和上偏光层，所述彩膜层设置于所述上基板朝向所述阵列基板的一面上，所述上偏光层设置于所述上基板背向所述阵列基板的一面上；所述彩膜层包括BM黑矩阵，所述BM黑矩阵中开设有至少一采光孔，所述采光孔与所述光学指纹传感器相对应。

进一步地，所述上偏光层中开设有至少一镂空区，所述镂空区与所述采光孔相对应重合。

进一步地，所述光学指纹传感器设置于对应的采光孔内。

进一步地，所述阵列基板包括下基板、TFT阵列电路和下偏光层，所述TFT阵列电路设置于所述下基板朝向所述彩膜基板的一面上，所述下偏光层设置于所述下基板背向所述彩膜基板的一面上。

进一步地，所述光学指纹传感器设置于所述TFT阵列电路朝向所述彩膜基板的一面上。

进一步地，所述光学指纹传感器集成于所述TFT阵列电路内。

进一步地，所述彩膜基板朝向所述阵列基板的一面上还设置有至少一准直微透镜，所述准直微透镜位于对应光学指纹传感器的正上方。

本实用新型具有如下有益效果：该COG结构采用所述FTDDI驱动芯片与所述屏幕进行绑定，由所述FTDDI驱动芯片同时对所述屏幕内的TFT阵列电路、触控传感器和光学指纹传感器进行驱动，然后所述FTDDI驱动芯片通过所述柔性电路板与终端主板进行数据交互，这样就无需在所述柔性电路板上单独绑定指纹驱动芯片，不占用所述柔性电路板上的空间，使得所述柔性电路板可以充分满足布局所述FTDDI驱动芯片的外接电路中电容、电阻等元器件的空间需求。

附图说明

图1为现有的屏内集成光学指纹传感器的触控显示屏的绑定结构示意图；

图2为本实用新型提供的屏内指纹模组的COG结构示意图；

图3为图2所示的屏内指纹模组的COG结构中屏幕的层叠结构示意图；

图4为图2所示的屏内指纹模组的另一COG结构中屏幕的层叠结构示意图；

图5为图2所示的屏内指纹模组的又一COG结构中屏幕的层叠结构示意图；

图6为图2所示的屏内指纹模组的COG结构中光学指纹传感器的分布示意图；

图7为图2所示的屏内指纹模组的另一COG结构中光学指纹传感器的分布示意图；

图8为图2所示的屏内指纹模组的又一COG结构中光学指纹传感器的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图2所示，一种屏内指纹模组的COG结构，包括屏幕1，所述屏幕1包括显示区101和外围区102，所述显示区101内集成有TFT阵列电路121、至少一触控传感器7以及至少一光学指纹传感器5；所述外围区102上绑定有FTDDI驱动芯片2和柔性电路板3，所述FTDDI驱动芯片2具有触控驱动端子、显示驱动端子、指纹驱动端子、触控传输端子、显示传输端子和指纹传输端子；所述显示驱动端子、触控驱动端子和指纹驱动端子分别连接至所述TFT阵列电路121、触控传感器7和光学指纹传感器5，所述显示传输端子、触控传输端子和指纹传输端子分别连接至所述柔性电路板3。

所述FTDDI驱动芯片2（Figure and Touch and Display Driver Integration）即全屏指纹触控驱动整合芯片，是一类同时集成了指纹驱动、触控驱动和显示驱动的IC芯片，生产厂商主要有神盾股份、敦泰电子或汇顶科技等芯片公司。

该COG结构采用所述FTDDI驱动芯片2与所述屏幕1进行绑定，由所述FTDDI驱动芯片2同时对所述屏幕1内的TFT阵列电路121、触控传感器7和光学指纹传感器5进行驱动，然后所述FTDDI驱动芯片2通过所述柔性电路板3与终端主板进行数据交互，这样就无需在所述柔性电路板3上单独绑定指纹驱动芯片，不占用所述柔性电路板3上的空间，使得所述柔性电路板3可以充分满足布局所述FTDDI驱动芯片2的外接电路中电容、电阻等元器件的空间需求。

所述屏幕1的外围区102上设置有三组外围走线，第一组外围走线用于电性连接所述显示区101内的TFT阵列电路121与所述FTDDI驱动芯片2的显示驱动端子，第二组外围走线用于电性连接所述显示区101内的触控传感器7与所述FTDDI驱动芯片2的触控驱动端子，第三组外围走线用于电性连接所述显示区101内的光学指纹传感器5与所述FTDDI驱动芯片2的指纹驱动端子。

所述柔性电路板3包括绑定焊盘31、接地焊盘32和连接器33，所述绑定焊盘31和接地焊盘32通过所述柔性电路板3的内部走线电性连接至所述连接器33；所述绑定焊盘31与所述屏幕1绑定，所述接地焊盘32通过一接地柔性板4与所述屏幕1电性连接。

所述柔性电路板3在装配后与终端主板相连接，通过所述连接器33不仅在所述FTDDI驱动芯片2与所述终端主板之间进行数据传输，还将所述屏幕1产生的静电导向所述终端主板上进行接地处理，避免所述屏幕1聚集静电。

实施例二

作为实施例一的改进方案，本实施例中的屏幕1为液晶显示屏。

如图3所示，所述屏幕1包括彩膜基板11、阵列基板12和液晶分子，所述彩膜基板11和阵列基板12之间上下相对贴合，所述液晶分子密封于所述彩膜基板11和阵列基板12之间；所述TFT阵列电路121设置于所述阵列基板12内，所述触控传感器7设置于所述彩膜基板11背向所述阵列基板12的一面上，所述光学指纹传感器5设置于所述彩膜基板11和阵列基板12之间。

所述第一组外围走线、第二组外围走线和第三组外围走线均设置在所述阵列基板12的外围区102上，所述触控传感器7通过所述彩膜基板11侧面上的导电点或银浆而与所述阵列基板12上的第二组外围走线电性连接。

所述彩膜基板11包括上基板112、彩膜层111和上偏光层113，所述彩膜层111设置于所述上基板112朝向所述阵列基板12的一面上，所述上偏光层113设置于所述上基板112背向所述阵列基板12的一面上；所述阵列基板12包括下基板122、TFT阵列电路121和下偏光层123，所述TFT阵列电路121设置于所述下基板122朝向所述彩膜基板11的一面上，所述下偏光层123设置于所述下基板122背向所述彩膜基板11的一面上。

所述TFT阵列电路121在所述阵列基板12的显示区101与外围区102的交界处与所述第一组外围走线直接电性连接。

所述彩膜层111包括BM黑矩阵114和多个油墨色阻115，多个油墨色阻115包括多个红色色阻、多个绿色色阻和多个蓝色色阻；所述BM黑矩阵114呈网格形状，各个红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻以M行N列的点阵方式分布于所述BM黑矩阵114中对应的网格内；一个红色色阻对应于一个红色像素点103，一个绿色色阻对应于一个绿色像素点103，一个蓝色色阻对应于一个蓝色像素，以在所述屏幕1中形成M行N列点阵分布的多个像素点103，N、N≥2；相邻像素点103之间的间隔区域104被所述BM黑矩阵114所覆盖。一个全彩RGB单元包括一个R像素、一个G像素和一个B像素。

所述BM黑矩阵114中开设有至少一采光孔116，所述采光孔116与所述光学指纹传感器5相对应，使得各个光学指纹传感器5通过对应的采光孔116可采集到用户手指反射的指纹成像光线。

所述光学指纹传感器5的数量有多个，如图6所示，每个光学指纹传感器5可以为矩形，呈点阵状分布于所述屏幕1相邻像素点103之间的间隔区域104内，以形成指纹识别区域；或者，如图7所示，每个光学指纹传感器5可以沿横向方向延伸为长条状，且各个光学指纹传感器5沿纵向方向排列分布于所述屏幕1相邻像素点103之间的间隔区域104内，以形成指纹识别区域；又或者，如图8所示，每个光学指纹传感器5可以沿纵向方向延伸为长条状，且各个光学指纹传感器5沿横向方向排列分布于所述屏幕1相邻像素点103之间的间隔区域104内，以形成指纹识别区域。

当用户将手指接触在所述屏幕1的指纹识别区域上时，各个光学指纹传感器5分别采集手指上的局部图像，然后通过计算机算法将各张局部图像拼合为一幅完整的指纹图像，以进行指纹之别。

在工作时，所述指纹识别区域内及附近的像素点103被点亮后，可作为用户手指的成像光源，而向所述屏幕1上的手指发射光线，光线经过手指反射后透过所述BM黑矩阵114中的各个采光孔116而抵达各个光学指纹传感器5上进行成像。

实施例三

作为实施例二的改进方案，为了降低光线损耗，进一步提高各个光学指纹传感器5所采集到的局部图像的清晰度，如图4和5所示，所述上偏光层113中开设有至少一镂空区117，所述镂空区117与所述采光孔116相对应重合。

所述上偏光层113在各个镂空区117处不具有偏振性，可允许各个偏振方向上的光线通过，故经手指反射的成像光线在经过所述上偏光层113的镂空区117时不会发生光线损耗。

所述上偏光层113可采用膜片裁切方式制作，即在一张完整的偏光片上通过切刀模具裁切出各个镂空区117，以形成所述上偏光层113，然后再将所述上偏光层113贴合于所述上基板112的表面上；所述上偏光层113也可采用镀膜刻蚀方式制作，即先将偏振材料溅射在所述上基板112的表面上，形成一完整的偏振材料层，然后再在所述偏振材料层上涂覆一层光刻胶，接着采用掩膜板对所述光刻胶进行曝光，曝光区与所述镂空区117相重合，然后用显影液将所述光刻胶中的曝光区腐蚀掉，露出所述曝光区下面的偏振材料层，接着采用刻蚀液将露出的偏振材料层腐蚀掉，形成各个镂空区117，最终得到所述上偏光层113。

实施例四

作为实施例二或实施例三的改进方案，如图4所示，本实施例中的光学指纹传感器5设置于对应的采光孔116内。

所述光学指纹传感器5从所述BM黑矩阵114的背面走线至所述彩膜基板11的侧面上，然后通过所述彩膜基板11侧面上的导电点或银浆而与所述阵列基板12上的第三组外围走线电性连接。

实施例五

作为实施例二或实施例三的改进方案，如图5所示，本实施例中的光学指纹传感器5设置于所述TFT阵列电路121朝向所述彩膜基板11的一面上。

所述TFT阵列电路121包括设置于所述下基板122上的栅极层、设置于所述栅极层上的栅绝缘层、设置于所述栅绝缘层上的有源层，设置于所述栅绝缘层和有源层上的源漏极层、设置于所述源漏极层上的像素电极层，以及设置于所述源漏极层和像素电极层上的钝化层；所述栅绝缘层包括多条驱动线和多个栅极，所述驱动线沿纵向延伸并与对应的栅极相连接；所述有源层包括多个半导体硅岛，设置于对应的栅极上方；所述源漏极层包括多条数据线、多个源极和多个漏极，所述源极和漏极成对地设置于对应的半导体硅岛两端相绝缘隔离，所述数据线沿横向延伸并与对应的源极相连接；所述像素层包括多个像素电极，所述像素电极与对应的漏极相连接。

所述扫描线和数据线位于所述BM黑矩阵114的正下方，所述像素电极位于对应油墨色阻115的正下方。

所述光学指纹传感器5设置于所述钝化层上，且位于所述驱动线和/或数据线的正上方，并在所述驱动线和/或数据线的正上方走线至所述屏幕1的显示区101与非显示区101的交界处与所述第三组外围走线电性连接。

所述彩膜基板11朝向所述阵列基板12的一面上还设置有至少一准直微透镜6，所述准直微透镜6位于对应光学指纹传感器5的正上方。

所述准直微透镜6的作用是对经过手指反射的光线进行准直处理，使之垂直照射于各个光学指纹传感器5上，而不会扩散至周围的像素点103上，避免干扰周围像素点103的显示。

优选地，各准直微透镜6位于所述BM黑矩阵114中对应的采光孔116内。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种屏内指纹模组的COG结构，包括屏幕，所述屏幕包括显示区和外围区，所述显示区内集成有TFT阵列电路、至少一触控传感器以及至少一光学指纹传感器；其特征在于，所述外围区上绑定有FTDDI驱动芯片和柔性电路板，所述FTDDI驱动芯片具有触控驱动端子、显示驱动端子、指纹驱动端子、触控传输端子、显示传输端子和指纹传输端子；所述显示驱动端子、触控驱动端子和指纹驱动端子分别连接至所述TFT阵列电路、触控传感器和光学指纹传感器，所述显示传输端子、触控传输端子和指纹传输端子分别连接至所述柔性电路板。

2.根据权利要求1所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述柔性电路板包括绑定焊盘、接地焊盘和连接器，所述绑定焊盘和接地焊盘通过所述柔性电路板的内部走线电性连接至所述连接器；所述绑定焊盘与所述屏幕绑定，所述接地焊盘通过一接地柔性板与所述屏幕电性连接。

3.根据权利要求1所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述屏幕包括彩膜基板、阵列基板和液晶分子，所述彩膜基板和阵列基板之间上下相对贴合，所述液晶分子密封于所述彩膜基板和阵列基板之间；所述TFT阵列电路设置于所述阵列基板内，所述触控传感器设置于所述彩膜基板背向所述阵列基板的一面上，所述光学指纹传感器设置于所述彩膜基板和阵列基板之间。

4.根据权利要求3所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述彩膜基板包括上基板、彩膜层和上偏光层，所述彩膜层设置于所述上基板朝向所述阵列基板的一面上，所述上偏光层设置于所述上基板背向所述阵列基板的一面上；所述彩膜层包括BM黑矩阵，所述BM黑矩阵中开设有至少一采光孔，所述采光孔与所述光学指纹传感器相对应。

5.根据权利要求4所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述上偏光层中开设有至少一镂空区，所述镂空区与所述采光孔相对应重合。

6.根据权利要求4所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述光学指纹传感器设置于对应的采光孔内。

7.根据权利要求3所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述阵列基板包括下基板、TFT阵列电路和下偏光层，所述TFT阵列电路设置于所述下基板朝向所述彩膜基板的一面上，所述下偏光层设置于所述下基板背向所述彩膜基板的一面上。

8.根据权利要求7所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述光学指纹传感器设置于所述TFT阵列电路朝向所述彩膜基板的一面上。

9.根据权利要求7所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述光学指纹传感器集成于所述TFT阵列电路内。

10.根据权利要求8或9所述的屏内指纹模组的COG结构，其特征在于，所述彩膜基板朝向所述阵列基板的一面上还设置有至少一准直微透镜，所述准直微透镜位于对应光学指纹传感器的正上方。

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