TW201918147A - 可攜式電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可攜式電子裝置，其包括：第一殼體，包括第一顯示模組；以及第二殼體，包括第二顯示模組，且第二殼體與第一殼體相結合；其中，第二顯示模組包括微發光二極體顯示器及光學指紋感測單元，光學指紋感測單元設置於微發光二極體顯示器之下。

Description

可攜式電子裝置
本發明係有關於一種電子裝置，尤指一種可攜式電子裝置。
指紋辨識模組已漸漸地成為可攜式電子裝置的標準配備之一，使用者可透過指紋辨識模組進行身分的識別，以對可攜式電子裝置進行解鎖，或可作為應用程式的操作之用。
指紋辨識模組的偵測方式可分為：電容式指紋感測技術及光學式指紋感測技術。其中，光學指紋感測技術發展的歷程較早，其係利用光學指紋感測單元擷取自手指表面反射的光線，以藉此掃瞄手指表面指紋峰與指紋谷之亮暗的差異，進而獲得手指指紋的紋路細節。相較於電容式指紋感測單元中昂貴的電容感測晶片，光學指紋感測單元中的光學感測晶片其成本較為低廉且更為耐用。
於現有技術中，若可攜式電子裝置使用的是電容式指紋感測技術，其通常是將電容感測單元設置於實體按鍵的下方；而若是使用光學指紋感測技術，則通常會先在可攜式電子裝置的表面設置透明窗框或開孔，並將光學指紋感測單元設置於透明窗框的下方或開孔的位置。然而，透明窗框或開孔的設置僅可作為指紋辨識之用，並無任何其它附加的功能。另一方面，透明 窗框或開孔的設置亦可能影響到可攜式電子裝置其外觀設計一致性的美感。此外若透明窗框的結構或開孔的位置密封得不夠完全，水氣或是灰塵亦可能自透明窗框與可攜式電子裝置的接緣或開孔的位置進入可攜式電子裝置之中，進而導致光學指紋感測單元或其它電子元件的短路，甚或造成可攜式電子裝置的損壞或故障。
有鑑於此，如何避免水氣或灰塵自光學指紋感測單元的設置位置進入可攜式電子裝置之中，並讓光學指紋感測單元的設置不影響可攜式電子裝置外觀一致性的美感，為本發明欲解決的技術課題。
本發明之主要目的，在於提供一種具備光學指紋辨識功能且具有雙顯示模組之可攜式電子裝置，其可避免水氣或灰塵自光學指紋感測單元的設置位置進入可攜式電子裝置之中，亦可同時維持可攜式電子裝置外觀一致性的美感。
為達前述之目的，本發明提供一種可攜式電子裝置，其包括：第一殼體，包括第一顯示模組；以及第二殼體，包括第二顯示模組，且第二殼體與第一殼體相結合；其中，第二顯示模組包括微發光二極體顯示器及光學指紋感測單元，光學指紋感測單元設置於微發光二極體顯示器之下。
於上述較佳實施方式中，其中光學指紋感測單元包括：互補式金屬氧化物半導體晶片及軟性印刷電路板，互補式金屬氧化物半導體晶片固定於軟性印刷電路板的表面。
於上述較佳實施方式中，其中微發光二極體顯示器包括：供手指接觸的第一透明基板、第二透明基板及設置於第一透明基板與第二透明基板之間的複數個微發光二極體晶片，且微發 光二極體晶片之間具有間隙。
於上述較佳實施方式中，其中微發光二極體晶片具有第一電極及第二電極，微發光二極體晶片經由第一電極電性連接第一透明基板，且經由第二電極電性連接第二透明基板。
於上述較佳實施方式中，其中防眩膜層設置於第一透明基板之上，並用以供手指接觸。
於上述較佳實施方式中，其中微發光二極體晶片包括：紅光發光二極體晶片、綠光發光二極體晶片、藍光發光二極體晶片及紅外光發光二極體晶片。
於上述較佳實施方式中，其中第二顯示模組進一步包括導光層，且導光層形成於第二透明基板與光學指紋感測單元之間。
於上述較佳實施方式中，其中導光層具有複數個導光微結構。
於上述較佳實施方式中，其中紅外光發光二極體晶片用以發射光線至手指，手指反射光線，並依序通過第一透明基板、微發光二極體晶片之間的間隙、第二透明基板及導光層，而傳遞至光學指紋感測單元。
於上述較佳實施方式中，其中第一透明基板的材質為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠。
於上述較佳實施方式中，其中第二透明基板的材質為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠。
於上述較佳實施方式中，其中第一殼體進一步包括第一鏡頭模組及按鍵。
於上述較佳實施方式中，其中第二殼體進一步包括第二鏡頭模組。
於上述較佳實施方式中，其中第二殼體的材質為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠。
於上述較佳實施方式中，其中可攜式電子裝置為：個 人數位助理或智慧型手機。
C‧‧‧波峰
E1‧‧‧第一電極
E2‧‧‧第二電極
G‧‧‧間隙
L‧‧‧光線
T‧‧‧波谷
10‧‧‧可攜式電子裝置
11‧‧‧第一殼體
12‧‧‧第二殼體
13‧‧‧第一顯示模組
131‧‧‧第一使用者介面
14‧‧‧按鍵
15‧‧‧第一鏡頭模組
16‧‧‧第二顯示模組
161‧‧‧微發光二極體顯示器
1611‧‧‧微發光二極體晶片
1611R‧‧‧紅光發光二極體晶片
1611G‧‧‧綠光發光二極體晶片
1611B‧‧‧藍光發光二極體晶片
1611IR‧‧‧紅外光發光二極體晶片
1612‧‧‧第一透明基板
1613‧‧‧第二透明基板
162‧‧‧防眩膜層
163‧‧‧導光層
1631‧‧‧導光微結構
164‧‧‧光學指紋感測單元
1641‧‧‧互補式金屬氧化物半導體晶片
1642‧‧‧軟性印刷電路板
165‧‧‧第二使用者介面
1651‧‧‧指紋辨識區
17‧‧‧第二鏡頭模組
90‧‧‧手指
圖1：係為本發明所提供之可攜式電子裝置之側視圖；圖2：係為本發明所提供之可攜式電子裝置之正視圖；圖3：係為本發明所提供之可攜式電子裝置之背視圖；以及圖4：係為本發明所提供之第二顯示模組的剖面圖。
本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。
首先，請參閱圖1所示，圖1係為本發明所提供之可攜式電子裝置之側視圖。於圖1中，可攜式電子裝置10包括：第一殼體11及與第一殼體11相結合的第二殼體12，而第一殼體11上具有第一顯示模組13、按鍵14及第一鏡頭模組15；第二殼體12上則具有第二顯示模組13及第二鏡頭模組17。其中，可攜式電子裝置10可為：個人數位助理(PDA)或智慧型手機(smartphone)。
接著，請參閱圖2，圖2係為本發明所提供之可攜式電子裝置之正視圖。於圖2中，第一鏡頭模組15設置於第一顯示模組13的上方，而按鍵14則設置於第一顯示模組13的下方。其 中，第一顯示模組13可為具有觸控功能的液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)顯示器或場發射顯示器(Field Emission Display,FED)，而其觸控功能可為：電阻式觸控、電容式觸控、音波式觸控、光學式觸控或電磁式觸控。
請繼續參閱圖2，第一顯示模組13用以顯示第一使用者介面131，而第一使用者介面131中則可顯示：無線通信之信號強度、時間、藍牙指示、電池狀態、應用程式的圖示(icon)、郵件狀態、來電顯示或未接來電等。使用者可藉由觸控第一顯示模組13以操作應用程式、設定可攜式電子裝置10的系統狀態、開啟/回覆郵件或撥打電話等，亦可藉由觸控第一顯示模組13或操作按鍵14，以控制第一鏡頭模組15或第二鏡頭模組17進行影像的擷取。
請參閱圖3，圖3係為本發明所提供之可攜式電子裝置之背視圖。於圖3中，第二殼體12包括具有指紋辨識功能的第二顯示模組16及設置於第二顯示模組16上方的第二鏡頭模組17。於本實施例中，第二殼體12係由藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠等透明材質所製成。於現有技術中，金屬製殼體容易對無線訊號造成屏蔽效應，進而干擾如：無線充電、藍牙、WiFi、ZigBee、4G或5G等無線訊號的傳輸。相較於金屬製殼體，由藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠等透明材質所製成的第二殼體12便可有效降低屏蔽效應的發生，進而提升無線訊號傳輸的強度。此外為降低金屬製殼體對無線訊號的屏蔽效應，於現有技術中，多將無線傳輸天線設置於金屬製殼體的表面而形成由無線傳輸天線區隔出的分段式結構，如此使得金屬製殼體失去原先一致性的金屬質感。相較於金屬製殼體分段式的結構，由藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠等透明材質所製成的第二殼體12為具有弧形邊緣的一體成形結構，除了可維持第二殼體12外觀一致性的美感外，弧形邊緣的設計讓第二殼體12更加符合手掌握持的人體工學，進而提 升手掌握持可攜式電子裝置10時的舒適度。另一方面，第二顯示模組16則用以顯示第二使用者介面165，而第二使用者介面165中亦可顯示：無線通信之信號強度、時間、藍牙指示、電池狀態、應用程式的圖示、郵件狀態、來電顯示或未接來電等(未示於圖中)。而當第二顯示模組16用作指紋辨識時，可於第二使用者介面165中顯示一個指紋辨識區1651，如此使用者便可將手指放置於指紋辨識區1651的位置以進行指紋辨識。而指紋辨識則可用以確認或辨識使用者的身分，以解除可攜式電子裝置10的鎖定狀態，或可用於應用程式的操作之用。
請參閱圖4，圖4係為本發明所提供之第二顯示模組的剖面圖。於圖4中，第二顯示模組16包括：微發光二極體(micro LED)顯示器161、防眩膜層162、導光層163及光學指紋感測單元164。於本實施例中，光學指紋感測單元164係設置於微發光二極體顯示器161之下。光學指紋感測單元164包括：作為感光元件使用的互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)晶片1641及軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board,FPCB)1642，其中，互補式金屬氧化物半導體晶片1641可藉由表面貼焊技術(Surface Mount Technology,SMT)固定於軟性印刷電路板1642的表面。
請繼續參與圖4，於本實施例中，微發光二極體顯示器161包括：第一透明基板1612、第二透明基板1613，及設置於第一透明基板1612與第二透明基板1613之間的複數個微發光二極體晶片1611。其中，第一透明基板1612及第二透明基板1613的材質可為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠，而由於第一透明基板1612與第二殼體12的材質相同，因此第二顯示模組16的設置亦可維持第二殼體12外觀一致性的美感。而微發光二極體晶片1611則包括：紅光發光二極體晶片1611R、綠光發光二極體晶片1611G、藍光發光二極體晶片1611B及紅外光發光二極體晶片 1611IR，且每個微發光二極體晶片1611之間具有間隙G。
微發光二極體晶片1611可藉由第一電極E1電性連接佈置於第一透明基板1612表面的薄膜電晶體元件(未示於圖中)或訊號電極(未示於圖中)，並藉由第二電極E2電性連接佈置於第二透明基板1613表面的薄膜電晶體元件(未示於圖中)或訊號電極(未示於圖中)，如此微發光二極體晶片1611中之紅光發光二極體晶片1611R、綠光發光二極體晶片1611G、藍光發光二極體晶片1611B可做為第二顯示模組16的畫素/次畫素單元，使得第二顯示模組16可進行主動式的彩色影像顯示或灰階影像顯示。
防眩膜層162係設置於第一透明基板1612之上，當使用者觀看第二顯示模組16時，防眩膜層162可降低第一透明基板1612的反光程度，以減緩反光對於目視的干擾。另一方面，當使用者的手指90接觸第二顯示模組16以進行指紋辨識時，防眩膜層162亦可減少第一透明基板1612上手指90之指紋痕跡的殘留。
導光層163則設置於第二透明基板1613與光學指紋感測單元164之間。於本實施例中，導光層163可利用光學膠(Optical Clear Adhesive,OCA)(未示於圖中)分別與第二透明基板1613及光學指紋感測單元164相黏合，且導光層163具有複數個導光微結構1631。其中，導光微結構1631具有由網版印刷製作而成的微針孔結構(未示於圖中)或光准直鏡片結構(Collimator lens)(未示於圖中)，且導光微結構1631用以匯聚光線並調整光線的行進方向。本發明雖僅提出將導光層163設置於第二透明基板1613與光學指紋感測單元164之間的實施方式，但於實際應用時，亦可直接於第二透明基板1613的表面或內部形成導光微結構，而不以本發明所提出的實施方式為限。
當手指90接觸第二顯示模組16以進行指紋辨識時，首先，微發光二極體顯示器161中的紅外光發光二極體晶片1611IR則會發射人眼無法感知的光線L至手指90。接著，因手指 90表面的指紋則具有複數個波峰(crest)C及波谷(trough)T，當光線L照射到波谷T時，光線L會被波谷T散射或被手指90吸收；而當光線L照射到波峰C時，光線L則會被波峰C反射。爾後，被波峰C反射的光線L則會依序通過第一透明基板1612、微發光二極體晶片1611之間的間隙G、第二透明基板1613及導光層163，最後再傳遞至光學指紋感測單元164。其中，光線L在通過導光層163時，可藉由導光微結構1631中的微針孔結構(未示於圖中)形成針孔成像並投射至光學指紋感測單元164中的互補式金屬氧化物半導體晶片1641之上，如此光學指紋感測單元164便可依據所接收到手指90指紋之波峰C與波谷T的灰階數位影像進行使用者身分的識別。
而被波峰C反射的光線L在通過導光層163時，亦可藉由導光微結構1631調整光線L的行進方向，並利用導光層163聚光的特性匯聚光線L，如此便可有效提升光學指紋感測單元164所接收到之光訊號的強度，進而提升光學指紋感測單元164對於指紋之灰階數位影像的辨識率。
相較於現有技術，本發明係將光學指紋感測單元設置於第二顯示模組之下，而毋須再另外設置指紋辨識用的透明窗框或開孔，如此便可有效降低水氣或灰塵自光學指紋感測單元的設置位置進入可攜式電子裝置之中的機率，而由於第二顯示模組中之微發光二極體顯示器與第二殼體的材質相同，如此便可維持可攜式電子裝置其外觀一致性的美感。此外，因第二顯示模組具備有主動式影像顯示的功能，讓使用者可在不開啟第一顯示模組的狀態下，自第二顯示模組中得知可攜式電子裝置的運作狀態或其它訊息，如此可有效降低可攜式電子裝置電力的消耗，進而延長可攜式電子裝置運作的時間。另一方面，第二顯示模組亦可用於指紋辨識，以確認或辨識使用者的身分，並藉此解除可攜式電子裝置的鎖定狀態，或作為應用程式的操作之用。本發明所提供之具光學指紋感測單元的可攜式電子裝置不僅具備較佳的功能 性，其光學指紋感測單元的設置方式亦可有效防止水氣或灰塵的進入，並可同時維持可攜式電子裝置其外觀一致性的美感；故，本發明實為一極具產業價值之創作。
本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

Claims (15)

  1. 一種可攜式電子裝置，其包括：一第一殼體，包括一第一顯示模組；以及一第二殼體，包括一第二顯示模組，且該第二殼體與該第一殼體相結合；其中，該第二顯示模組包括一微發光二極體顯示器及一光學指紋感測單元，該光學指紋感測單元設置於該微發光二極體顯示器之下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式電子裝置，其中該光學指紋感測單元包括：一互補式金屬氧化物半導體晶片及一軟性印刷電路板，該互補式金屬氧化物半導體晶片固定於該軟性印刷電路板的表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式電子裝置，其中該微發光二極體顯示器包括：供一手指接觸的一第一透明基板、一第二透明基板及設置於該第一透明基板與該第二透明基板之間的複數個微發光二極體晶片，且該些微發光二極體晶片之間具有一間隙。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之可攜式電子裝置，其中該些微發光二極體晶片具有一第一電極及一第二電極，該些微發光二極體晶片經由該第一電極電性連接該第一透明基板，且經由該第二電極電性連接該第二透明基板。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之可攜式電子裝置，其中一防眩膜層設置於該第一透明基板之上，並用以供該手指接觸。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之可攜式電子裝置，其中該些微發光二極體晶片包括：一紅光發光二極體晶片、一綠光發光二極體晶 片、一藍光發光二極體晶片及一紅外光發光二極體晶片。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可攜式電子裝置，其中該第二顯示模組進一步包括一導光層，且該導光層形成於該第二透明基板與該光學指紋感測單元之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該導光層具有複數個導光微結構。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該紅外光發光二極體晶片用以發射人眼無法感知的一光線至該手指，該手指反射該光線，並依序通過該第一透明基板、該些微發光二極體晶片之間的該間隙、該第二透明基板及該導光層，而傳遞至該光學指紋感測單元。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之可攜式電子裝置，其中該第一透明基板的材質為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之可攜式電子裝置，其中該第二透明基板的材質為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式電子裝置，其中該第一殼體進一步包括一第一鏡頭模組及一按鍵。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式電子裝置，其中該第二殼體進一步包括一第二鏡頭模組。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式電子裝置，其中該第二殼體的材質為：藍寶石水晶玻璃、強化玻璃或塑膠。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式電子裝置，其中該可攜式電子裝置為：個人數位助理或智慧型手機。
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