TW202037980A - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種液晶顯示裝置，其定義有顯示區，其包括：依次層疊設置的透明蓋板、彩色濾光基板、薄膜電晶體基板、和背光模組；所述液晶顯示裝置還包括指紋感測模組，所述指紋感測模組位於所述顯示區中從而在所述顯示區中界定一指紋感測區，所述液晶顯示裝置還包括設置在透明蓋板下的發光二極體以發光並將光線入射至所述透明蓋板處的指紋感測區。本發明通過在液晶顯示裝置中設置額外的發光二極體投射光線至透明蓋板的指紋感測區，從而提升到達指紋感測區的光線，進而提升指紋辨識的速度和準確性。

Description

液晶顯示裝置
本發明涉及一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種具有指紋識別模組的液晶顯示裝置。
習知的一種全屏顯示的顯示裝置，例如手機，通常都配置有屏內指紋感測器。指紋感測器通常設置在薄膜電晶體（TFT）基板上，由PIN二極體構成或是由畫素區域內設置的感測電路構成，進而在顯示幕上定義一個指紋感測區。手指放置在顯示裝置的顯示幕上時反射來自背光模組的光，再由PIN二極體或TFT感測組件接收。一般顯示幕亮度約400~500nits，經過手指頭反射，穿過偏光片到達指紋感測區的光約只有1%，亮度較低導致不易得到清晰的指紋，進而影響指紋辨識的速度和準確性。
鑒於此，有必要提供一種有效解決上述問題的液晶顯示裝置。
一種液晶顯示裝置，其定義有顯示區，其包括： 依次層疊設置的透明蓋板、彩色濾光基板、薄膜電晶體基板、和背光模組； 所述液晶顯示裝置還包括指紋感測模組，所述指紋感測模組位於所述顯示區中從而在所述顯示區中界定一指紋感測區，所述液晶顯示裝置還包括設置在透明蓋板下的發光二極體以發光並將光線入射至所述透明蓋板的指紋感測區。
本發明通過在液晶顯示裝置中設置指紋感測模組，並在液晶顯示裝置中設置額外的LED投射光線至透明蓋板的指紋感測區，從而增多到達指紋感測區的光線，利於得到清晰的指紋，提升指紋辨識的速度和準確性。
附圖中示出了本發明的實施例，本發明可以藉由多種不同形式實現，而並不應解釋為僅局限於這裡所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本發明更為全面和完整的公開，並使本領域的技術人員更充分地瞭解本發明的範圍。
實施例一
請參閱圖1，第一實施例的液晶顯示裝置100定義有顯示區101，所述顯示區101中設置有一指紋感測區103，如圖1虛線框所標示的區域。本實施例中，該液晶顯示裝置100為一手機。
請進一步參閱圖2，所述液晶顯示裝置100包括依次層疊設置的透明蓋板10、彩色濾光基板20、液晶層（圖未示）、薄膜電晶體（TFT）基板30、背光模組40。TFT基板30包括透明基板（圖未示）以及設置在透明基板上的TFT層（圖未示）。所述液晶顯示裝置100還包括設置在所述顯示區101的指紋感測模組50，以在所述顯示區101中界定一區域形成為所述指紋感測區103。該指紋感測模組50用於指紋識別。本實施例中，如圖2所示，所述指紋感測模組50對應設置在TFT基板30上，尤其位於所述TFT基板30靠近所述彩色濾光基板20的一側。如圖2所示，所述液晶顯示裝置100還包括承載所述背光模組40的背板70。
如圖1所示，所述液晶顯示裝置100還包括設置在所述顯示區101外的一發光二極體（LED）60。本實施例中，所述LED60靠近液晶顯示裝置100的下邊緣處設置。所述指紋感測區103設置在顯示區101中且相對靠近液晶顯示裝置100的下邊緣處，所述指紋感測區103與LED60間隔設置。 如圖2所示，所述指紋感測區103與所述LED60沿液晶顯示裝置100的法線方向為非對準設置，即相互錯開。本實施例中，所述LED60設置在透明蓋板10靠近背光模組40的一側。本實施例中，透明蓋板10的面積尺寸大於其下方的彩色濾光基板20的面積尺寸，所述LED60設置在透明蓋板10未被彩色濾光基板20覆蓋的區域。
本實施例中，所述LED60位於透明蓋板10的下方，所述LED60的出光面61垂直所述透明蓋板10的厚度（法線）方向，此種情況下，所述LED60的光線大部分將垂直入射到透明蓋板10中，而較少到達到透明蓋板10處的指紋感測區103。為了使所述LED60發出的光線能夠較多的入射到手指直接觸摸的透明蓋板10處的指紋感測區103，所述LED60與透明蓋板10之間還設置有光線轉折元件80。所述光線轉折元件80用以改變所述LED60發出光線的傳播路徑，使所述LED60發出光線能夠大部分入射到透明蓋板10處的指紋感測區103。光線轉折元件80可為本領域習知使用的各種具有光線轉折功能的元件，例如微棱鏡、微透鏡、聚合物鏡、全息鏡等。所述透明蓋板10圍繞所述LED60的出光面61的周緣還設置有遮光材料層90，遮光材料可為但不限於遮光油墨（如黑色油墨、白色油墨）、金屬等不透明材質。
通過所述LED60與所述光線轉折元件80的搭配使用，所述LED60發出的光線能夠大部分入射到所述透明蓋板10處的指紋感測區103，進而被覆蓋所述指紋感測區103的手指所反射，提升感測的光線亮度，進而得到清晰的指紋，提升指紋辨識的速度和準確性。
所述LED60可為發紅外光的LED燈，例如紅外光的波長範圍為700nm~1500nm。所述LED60也可為發白光的LED燈，例如白光的波長範圍為400nm~700nm。
此外，所述LED60可连接一控制器（圖未示）以控制其在指紋感測模組50開啟時才開啟，從而節約能耗。
實施例二
請一併參閱圖3，第二實施例的液晶顯示裝置200，其與第一實施例的液晶顯示裝置100基本相同，也包括依次層疊設置的透明蓋板10、彩色濾光基板20、液晶層（圖未示）、TFT基板30、背光模組40；還包括指紋感測模組50以在所述顯示區101中界定形成指紋感測區103，以及設置在透明蓋板10靠近背光模組40的一側且與指紋感測區103錯開設置的LED60。
第二實施例的液晶顯示裝置200與第一實施例的液晶顯示裝置100的不同之處為：本實施例中，所述指紋感測模組50設置在透明蓋板10和彩色濾光基板20之間；而第一實施例中，指紋感測模組50設置在TFT基板30上。
實施例三
請一併參閱圖4，第三實施例的液晶顯示裝置300，其與第一實施例的液晶顯示裝置100基本相同，也包括依次層疊設置的透明蓋板10、彩色濾光基板20、液晶層（圖未示）、TFT基板30、背光模組40；還包括指紋感測模組50以在所述顯示區101中界定形成指紋感測區103，以及設置在透明蓋板10靠近背光模組40的一側且與指紋感測區103錯開設置的LED60。
第三實施例的液晶顯示裝置300與第一實施例的液晶顯示裝置100的不同之處為：本實施例中，指紋感測模組50設置在TFT基板30和背光模組40之間；而第一實施例中，指紋感測模組50設置在TFT基板30上。
實施例四
請一併參閱圖5，第四實施例的液晶顯示裝置400，其與第一實施例的液晶顯示裝置100基本相同，也包括依次層疊設置的透明蓋板（圖未示）、彩色濾光基板（圖未示）、液晶層（圖未示）、TFT基板（圖未示）、背光模組（圖未示）；還包括指紋感測模組以及與指紋感測區錯開設置的LED60。
第四實施例的液晶顯示裝置400與第一實施例的液晶顯示裝置100的不同之處為：本實施例中，所述指紋感測區103具有相對更大的面積尺寸。相應的，所述液晶顯示裝置400的也設置有更大尺寸的指紋感測模組以界定更大尺寸的指紋感測區103，所述LED60可為成一行排布的多個LED60。
實施例五
請一併參閱圖6-7，第五實施例的液晶顯示裝置500，其與第一實施例的液晶顯示裝置100基本相同，也包括依次層疊設置的透明蓋板10、彩色濾光基板20、液晶層（圖未示）、TFT基板30、背光模組40；還包括指紋感測模組50以在所述顯示區101中界定形成指紋感測區103。本實施例中，指紋感測區103相對較大，基本佔據了大部分的顯示區101，相應的指紋感測模組50也較大。
本實施例中，所述指紋感測模組50對應設置在TFT基板30上，尤其位於所述TFT基板30靠近所述彩色濾光基板20的一側。可以理解的，所述指紋感測模組50的設置位置也可依據實施例二和三進行變更。
如圖6所示，本實施例中，LED60分為兩組，分別位於顯示區101的外面且位於顯示區101的相對兩側。其中一組LED60位於顯示區101的外面靠近液晶顯示裝置500的下邊緣處；另外一組LED60位於顯示區101的外面靠近液晶顯示裝置500的上邊緣處。兩組LED60均與指紋感測區103間隔。每一組LED60包括至少一個LED。
本實施例中，如圖7所示，兩組LED60均設置在透明蓋板10靠近背光模組40的一側。每一組LED60的出光面61與透明蓋板10之間均設置有光線轉折元件80，以改變所述LED60發出光線的傳播路徑，使所述LED60發出光線能夠大部分入射到透明蓋板10處的指紋感測區103。所述透明蓋板10圍繞所述LED60的出光面61的周緣還設置有遮光材料層90，遮光材料可為但不限於遮光油墨（如黑色油墨、白色油墨）、金屬等不透明材質。
此外，兩組LED60可分別連接一控制器（圖未示）以分別獨立地控制兩組LED60開啟和關閉，可根據手指按壓在指紋感測區103的位置進行選擇，開啟靠近手指的那組LED60。
可以理解的，上述實施例中的所述指紋感測模組50為本領域習知使用的光學指紋感測模組，例如由PIN二極體構成或是畫素區域內設置的包括TFT的感測電路（sensing circuit）。圖8A和圖8B為該指紋感測模組50的兩種電路結構示意圖。
本發明通過在液晶顯示裝置中設置指紋感測模組，並在液晶顯示裝置中設置額外的LED投射光線至透明蓋板的指紋感測區，從而提升到達指紋感測區的光線，利於得到清晰的指紋，提升指紋辨識的速度和準確性。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，圖示中出現的上、下、左及右方向僅為了方便理解，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
100、200、300、400、500:液晶顯示裝置 101:顯示區 103:指紋感測區 10:透明蓋板 20:彩色濾光基板 30:TFT基板 40:背光模組 50:指紋感測模組 60:發光二極體 61:出光面 70:背板 80:光線轉折元件 90:遮光材料層
圖1為第一實施例的液晶顯示裝置的平面示意圖。
圖2為第一實施例的液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖3為第二實施例的液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖4為第三實施例的液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖5為第四實施例的液晶顯示裝置的平面示意圖。
圖6為第五實施例的液晶顯示裝置的平面示意圖。
圖7為第五實施例的液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖8A和圖8B為液晶顯示裝置的指紋感測模組的兩種電路結構示意圖。
100:液晶顯示裝置
103:指紋感測區
10:透明蓋板
20:彩色濾光基板
30:TFT基板
40:背光模組
50:指紋感測模組
60:發光二極體
61:出光面
70:背板
80:光線轉折元件
90:遮光材料層

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示裝置，其定義有顯示區，其包括： 依次層疊設置的透明蓋板、彩色濾光基板、薄膜電晶體基板、和背光模組； 其改良在於：所述液晶顯示裝置還包括指紋感測模組，所述指紋感測模組位於所述顯示區中從而在所述顯示區中界定一指紋感測區，所述液晶顯示裝置還包括設置在透明蓋板下的發光二極體以發光並將光線入射至所述透明蓋板處的指紋感測區。
  2. 如請求項1所述的液晶顯示裝置，其中：所述發光二極體設置在顯示區外，所述發光二極體與透明蓋板之間還設置有光線轉折元件，所述光線轉折元件用以改變所述發光二極體發出光線的傳播路徑，使所述發光二極體發出光線能夠大部分入射到所述透明蓋板的指紋感測區。
  3. 如請求項2所述的液晶顯示裝置，其中：所述光線轉折元件為微棱鏡、微透鏡、聚合物鏡或全息鏡。
  4. 如請求項2所述的液晶顯示裝置，其中：所述發光二極體的出光面垂直所述透明蓋板的厚度方向。
  5. 如請求項2所述的液晶顯示裝置，其中：所述發光二極體分為兩組，兩組發光二極體位於所述顯示區的相對兩側。
  6. 如請求項2所述的液晶顯示裝置，其中：所述透明蓋板的面積尺寸大於所述彩色濾光基板的面積尺寸，所述發光二極體設置在所述透明蓋板未被所述彩色濾光基板覆蓋的區域。
  7. 如請求項1所述的液晶顯示裝置，其中：所述透明蓋板圍繞所述發光二極體的周緣設置有遮光材料層。
  8. 如請求項1所述的液晶顯示裝置，其中：所述指紋感測模組設置在薄膜電晶體基板上，且位於所述薄膜電晶體基板靠近所述彩色濾光基板的一側。
  9. 如請求項1所述的液晶顯示裝置，其中：所述指紋感測模組設置在所述透明蓋板和所述彩色濾光基板之間。
  10. 如請求項1所述的液晶顯示裝置，其中：所述指紋感測模組設置在薄膜電晶體基板和所述背光模組之間。
TW108143837A 2018-12-07 2019-11-29 液晶顯示裝置 TWI715322B (zh)

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