TWI595573B - 指紋識別裝置及具有指紋識別裝置的觸控顯示裝置 - Google Patents

Description

指紋識別裝置及具有指紋識別裝置的觸控顯示裝置

本發明涉及一種指紋識別裝置及具有此指紋識別裝置的觸控顯示裝置。

隨著科技的發展，指紋識別技術憑藉其所提供的安全識別功能，被廣泛應用於各種電子設備中。近年來，被應用於智慧型手機、平板電腦及各類電子產品中的指紋識別技術因具有很好的防盜功能和個人的隱私保護功能，而成為大眾關注的焦點，並將成為後續類似電子設備的發展方向。近年來，觸控顯示裝置與指紋識別裝置的結合得到了越來越多用戶的喜愛。指紋識別裝置包括指紋識別元件及基板，將指紋識別元件固定在基板上，然後通過將手指放在基板的一側與指紋之別元件對應的位置來實現指紋識別功能。

然而，指紋識別元件固定在基板上以後，由於遠離基板的一側表面及側邊的一些走線裸露於空氣中，會受到空氣中的水汽及氧氣的侵蝕而引起各種不良現象，影響產品的性能及使用者體驗舒適度。

鑑於此，有必要提供一種指紋識別裝置及使用此指紋識別裝置的觸控顯示裝置。

一種指紋識別裝置，該指紋識別裝置包括基板、指紋識別元件及保護層，該指紋識別元件設置於該基板上，該保護層覆蓋該指紋識別元件遠離該 基板一側的表面及側邊，該保護層用於保護該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊不受侵蝕。

一種觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包括指紋識別裝置及觸控面板，該指紋識別裝置包括指紋識別元件及保護層，該觸控面板包括基板，該基板作為該指紋識別裝置的基板，該指紋識別元件設置於該基板上，該保護層覆蓋該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊，該保護層用於保護該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊不受侵蝕。

相較於習知技術，本發明的指紋識別裝置及具有該指紋識別裝置的觸控顯示裝置，使用一防水防氧氣的保護層覆蓋指紋識別元件遠離基板的一側表面及側邊，避免了指紋識別元件遠離基板的一側表面及側邊被侵蝕引起的不良。

11、21‧‧‧指紋識別裝置

110、210‧‧‧指紋識別區域

111、211‧‧‧指紋識別元件

112、212‧‧‧黏結層

113、213‧‧‧保護層

114、214、121、221‧‧‧基板

115、215‧‧‧後殼

1141、2141‧‧‧上表面

1142、2142‧‧‧下表面

H1、H2、H3、H4‧‧‧厚度

S1、S2、S3、S4‧‧‧面積

2131‧‧‧開口

2131a‧‧‧側邊

T‧‧‧距離

a‧‧‧夾角

10、20‧‧‧觸控顯示裝置

12、22‧‧‧觸控面板

13、23‧‧‧顯示面板

14、24‧‧‧連接層

101、201‧‧‧觸控顯示區

102、202‧‧‧周邊區

122、222‧‧‧膠層

123、223‧‧‧觸控電極層

124、224‧‧‧裝飾層

1211、2211‧‧‧第一表面

1212、2212‧‧‧第二表面

圖1為本發明指紋識別裝置的第一實施方式的立體圖。

圖2為圖1中II-II處所示的剖面圖。

圖3為本發明指紋識別裝置的第一實施方式中基板的下表面一側的平面圖。

圖4為本發明指紋識別裝置的第二實施方式的剖面圖。

圖5為圖4中基板的下表面一側的平面圖。

圖6為本發明的觸控顯示裝置的第一實施方式的立體圖。

圖7為圖6中VII-VII處所示的剖面圖。

圖8為本發明觸控顯示裝置的第一實施方式中基板的第二表面一側的平面圖。

圖9為本發明的觸控顯示裝置的第二實施方式的剖面圖。

圖10為圖9中基板的下表面一側的平面圖。

下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。

請同時參閱圖1及圖2，圖1為本發明指紋識別裝置的第一實施方式的立體圖，圖2為圖1中II-II處所示的剖面圖。該指紋識別裝置11包括基板指紋識別區域110，該指紋識別區域110大體位於該指紋識別裝置的中央位置，用於供使用者進行指紋識別功能。

該指紋識別裝置11包括指紋識別元件111、黏結層112、保護層113、基板114及後殼115，該基板114包括上表面1141及與該上表面1141相反的下表面1142，該指紋識別區域110設置於該上表面1141的中央位置，用於供使用者進行指紋識別功能，該指紋識別元件111位於該基板114的下表面1142上，並與該指紋識別區域110對應設置，用於實現該指紋識別裝置11的指紋識別功能，該黏結層112位於該指紋識別元件111與該基板114之間，用於將該指紋識別元件111黏貼於該基板114上，該指紋識別元件111大體位於該黏結層112的中間位置，該保護層113覆蓋該指紋識別元件111遠離該基板114一側的表面及側邊，該保護層113用於保護該指紋識別元件111遠離該基板114一側的表面及側邊不受空氣中的氧氣及水汽等的侵蝕，該保護層113還覆蓋該黏結層112未與該指紋識別元件111黏貼的週邊區域，可以更好的將該指紋識別元件111固定於該基板114上並密封該指紋識別元件111。進一步的，該保護層113的厚度H1大於該指紋識別元件111的厚度H2及該黏結層112的厚度H3，該保護層113的厚度H1大於該指紋識別元件111的厚度H2與該黏結層112的厚度H3的總和，並且該保護層113的厚度H1與該指紋識別元件111的厚度H2及該黏結層112的厚度H3的總和的差值厚度H4大於該指紋識別元件111的厚度H1。本實施方式中，該保護層113採用具有防水防氧氣性能的膠體，該黏結層112與該保護層113採用相同的材質，但並不局限於此，在其他實施方式中，該黏結層112與該保護層113也可以採用不同的材質。

該後殼115為一由四條邊及一背板組成的中空的盒子，並與該基板114共同組成一具有收容空間的盒體，該指紋識別元件111、該黏結層112及該保護層113收容於該基板114級該後殼115組成的盒體中。

請同時參閱圖3，圖3為本發明指紋識別裝置的第一實施方式中該基板114的下表面1142一側的平面圖。該黏結層112在該基板114上投影的面積S1大於該指紋識別元件111在該基板114上投影的面積S2，由於該指紋識別 元件111大體位於該黏結層112的中間位置，也就是說該指紋識別元件111在該基板114上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該黏結層112在該基板114上投影的週邊邊緣圍成的區域中，該保護層113在該基板114上投影的面積S3大於該黏結層112在該基板114上投影的面積S1，且該黏結層112在該基板114上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該保護層113在該基板114上投影的週邊邊緣圍成的區域中。

請參閱圖4，圖4為本發明指紋識別裝置的第二實施方式的剖面圖。 該指紋識別裝置21包括指紋識別區域210、指紋識別元件211、黏結層212、保護層213、基板214及後殼215，該基板214包括上表面2141及與該上表面2141相反的下表面2142，該指紋識別區域210設置於該上表面2141的中央位置，用於供使用者進行指紋識別功能，該指紋識別元件211位於該基板214的下表面2142上，並於該指紋識別區域210對應設置，用於實現該指紋識別裝置21的指紋識別功能，該黏結層212位於該指紋識別元件211與該基板214之間，用於將該指紋識別元件211黏貼於該基板214上，該指紋識別元件211大體位於該黏結層212的中間位置，該保護層213覆蓋該指紋識別元件211遠離該基板214一側的表面及側邊，該保護層213用於保護該指紋識別元件211遠離該基板214一側的表面及側邊不受空氣中的氧氣及水汽等的侵蝕，該保護層213還覆蓋該黏結層212未與該指紋識別元件211黏貼的週邊區域，可以更好的將該指紋識別元件211固定於該基板214上並密封該指紋識別元件211。進一步的，該保護層213的厚度H1大於該指紋識別元件211的厚度H2及該黏結層212的厚度H3，該保護層213的厚度H1大於該指紋識別元件211的厚度H2與該黏結層212的厚度H3的總和，並且該保護層213的厚度H1與該指紋識別元件211的厚度H2及該黏結層212的厚度H3的總和的差值厚度H4大於該指紋識別元件211的厚度H1。本實施方式中，該保護層213採用具有防水防氧氣性能的膠體，該黏結層212與該保護層213採用相同的材質，但並不局限於此，在其他實施方式中，該黏結層212與該保護層213也可以採用不同的材質。

該保護層213還包括開口2131，該開口2131位於該指紋識別元件211遠離該基板214的一側，並對應設置於該指紋識別元件211遠離該基板214一側的中間位置，該開口2131包括側邊2131a，該側邊2131a與該指紋識別元件211的側邊之間的距離T大於0，也就是說，該保護層213包圍該指紋識別元件 211的四周並覆蓋部分該指紋識別元件211遠離該基板214的一側的背面，該側邊2131a與該指紋識別元件211遠離該基板214的一側的表面之間形成一夾角a，該夾角a大於0度小於180度。本實施方式中，該夾角a以90度為例進行說明。優選的，該側邊2131a與該指紋識別元件211的側邊之間的距離T大於0.1mm。本實施方式中，該開口2131為一矩形，但並不局限於此，在其他實施方式中，該開口2131還可以為正方形、圓形等幾何形狀。該開口2131用於加強該指紋識別元件211的散熱，還可以節省該保護層213的材料使用量。

該後殼215為一由四條邊及一背板組成的中空的盒子，並與該基板214共同組成一具有收容空間的盒體，該指紋識別元件211、該黏結層212及該保護層213收容於該基板214級該後殼115組成的盒體中。

請同時參閱圖5，圖5為圖4中該基板214的下表面2142一側的平面圖。該黏結層212在該基板214上投影的面積S1大於該指紋識別元件211在該基板114上投影的面積S2，由於該指紋識別元件211大體位於該黏結層212的中間位置，也就是說該指紋識別元件111在該基板214上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該黏結層212在該基板214上投影的週邊邊緣圍成的區域中，該保護層213在該基板214上投影的面積S3與該開口2131在該基板214上的投影面積S4的總和大於該黏結層212在該基板214上投影的面積S1，且該黏結層212在該基板2114上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該保護層213在該基板214上投影的週邊邊緣圍成的區域中，該開口2131在該基板214上投影的面積小於該指紋識別元件211在該基板214上投影的面積S2，且該開口2131在該基板214上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該指紋識別元件211在該基板214上投影的週邊邊緣圍成的區域中。優選的，該開口2131在該基板214上投影的面積S4為該指紋識別元件211在該基板214上投影的面積S2的二分之一。

請同時參閱圖6及圖7，如6為本發明的觸控顯示裝置的第一實施方式的立體圖，圖7為圖6中VII-VII處所示的剖面圖。該觸控顯示裝置10包括指紋識別裝置11、觸控面板12、顯示面板13及連接層14，該觸控面板12與該顯示面板13相對設置，該連接層14設置於該觸控面板12及該顯示面板13之間，用於黏結固定該觸控面板12及該顯示面板13。該觸控顯示裝置10還包括觸控顯示區101、周邊區102及指紋識別區域110，該觸控顯示區101用於顯示圖像，其通常設置於該觸控顯示裝置10的中央位置，該周邊區102位於該觸控顯示區 101的週邊，用於設置週邊線路，該指紋識別區域110設置於該周邊區102中，用於進行指紋識別。優選地，該觸控顯示區101呈矩形，該周邊區102呈由四條邊組成的矩形框，該指紋識別區域110呈一矩形，並位於該周邊區102的一邊的中間位置。本實施方式中，該連接層14為一膠層。

該觸控面板12包括基板121、膠層122、觸控電極層123及裝飾層124，該基板121包括一第一表面1211及與該第一表面1211相反的第二表面1212，該第一表面1111用於供使用者直接進行觸摸操作，該第二表面1212用於固定各類元件，該膠層122、該觸控電極層123、該裝飾層124及該指紋識別裝置11設置於該基板121上並位於該第二表面1212的一側。具體的，該膠層122該觸控電極層123對應設置於該觸控顯示區101內，該膠層122位於該觸控電極層123及該基板121之間，用於將該觸控電極層123固定黏貼於該基板121上，該裝飾層124對應設置於該周邊區102中，用於遮蔽該周邊區102中的走線結構及其他元件，如該指紋識別單元，優選的，該裝飾層124的厚度與該第一黏結層112的厚度相同，如此可以避免產生段差，降低該觸控電極層123黏結於該基板121上發生不良。本實施方式中，該基板121作為該觸控面板12的蓋板，該裝飾層124使用不透光的油墨材料，如黑色的油墨或灰色油墨，但並不局限於此，在其他實施方式中，也可以採用其他不透光的材料。

本實施方式中，該指紋識別裝置11與該觸控面板12共用該基板121。該指紋識別裝置11包括指紋識別元件111、黏結層112及保護層113，該指紋識別元件111與該觸控電極層123位於該基板121的同側，該指紋識別元件111位於該基板121的第二表面1212上，並與該指紋識別區域110對應設置，該指紋識別元件111位於該裝飾層124遠離該基板121的一側，該黏結層112位於該裝飾層124及該指紋識別元件111之間，用於將該指紋識別元件111黏貼於該基板121上，該指紋識別元件111大體位於該黏結層112的中間位置，該保護層113覆蓋該指紋識別元件111遠離該基板121的一側及側邊，該保護層113用於保護該指紋識別元件111遠離該基板121一側的表面及側邊不受空氣中的氧氣及水汽等的侵蝕，該保護層113還覆蓋該黏結層112未與該指紋識別元件111黏貼的週邊區域，可以更好的將該指紋識別元件111固定於該基板121上並密封該指紋識別元件111。進一步的，該保護層113的厚度H1大於該指紋識別元件111的厚度H2及該黏結層112的厚度H3，該保護層113的厚度H1大於該指紋識別 元件111的厚度H2與該黏結層112的厚度H3的總和，並且該保護層113的厚度H1與該指紋識別元件111的厚度H2及該黏結層112的厚度H3的總和的差值厚度H4大於該指紋識別元件111的厚度H1。本實施方式中，該保護層113採用具有防水防氧氣性能的膠體，該黏結層112與該保護層113採用相同的材質，但並不局限於此，在其他實施方式中，該黏結層112與該保護層113也可以採用不同的材質。

請同時參閱圖8，圖8為本發明觸控顯示裝置的第一實施方式中該基板121的第二表面1212一側的平面圖。該黏結層112在該基板121上投影的面積S1大於該指紋識別元件111在該基板121上投影的面積S2，由於該指紋識別元件111大體位於該黏結層112的中間位置，也就是說該指紋識別元件111在該基板121上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該黏結層112在該基板121上投影的週邊邊緣圍成的區域中，該保護層113在該基板121上投影的面積S3大於該黏結層112在該基板121上投影的面積S1，且該黏結層112在該基板121上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該保護層113在該基板121上投影的週邊邊緣圍成的區域中。

請參閱圖9，圖9為本發明的具有指紋識別功能的觸控顯示裝置的第二實施方式的剖面圖。該觸控顯示裝置20包括指紋識別裝置21、觸控面板22、顯示面板23及連接層24，該觸控面板22與該顯示面板23相對設置，該連接層24設置於該觸控面板22及該顯示面板23之間，用於貼合固定該觸控面板22及該顯示面板23。該觸控顯示裝置20還包括觸控顯示區201、位於該觸控顯示區201週邊的周邊區202及位於該周邊區202中的指紋識別區域210。本實施方式中，該連接層24為一膠層。

該觸控面板22包括基板221、膠層222、觸控電極層223及裝飾層224，該基板221包括一第一表面2211及與該第一表面2211相反的第二表面2212，該第一表面2211用於供使用者直接進行觸摸操作，該第二表面2212用於固定各類元件，該膠層222、該觸控電極層223、該裝飾層224及該指紋識別裝置21設置於該基板221上並位於該第二表面2212的一側。具體的，該膠層222該觸控電極層223對應設置於該觸控顯示區201內，該膠層222位於該觸控電極層223及該基板221之間，用於將該觸控電極層223固定黏貼於該基板221上，該裝飾層224對應設置於該周邊區202中，用於遮蔽該周邊區202中的走線結構及其他 元件，如該指紋識別單元，優選的，該裝飾層224的厚度與該膠層222的厚度相同，如此可以避免產生段差，降低該觸控電極層223黏結於該基板221上發生不良。本實施方式中，該裝飾層224使用不透光的油墨材料，如黑色的油墨或灰色油墨，但並不局限於此，在其他實施方式中，也可以採用其他不透光的材料。

本實施方式中，該基板221還用作該指紋識別裝置21的基板。該指紋識別裝置21包括指紋識別元件211、黏結層212及保護層213，該指紋識別元件211與該觸控電極層223位於該基板221的同側，該指紋識別元件211位於該基板221的第二表面2212上，並與該指紋識別區域210對應設置，該指紋識別元件211位於該裝飾層224遠離該基板221的一側，該黏結層212位於該裝飾層224及該指紋識別元件211之間，用於將該指紋識別元件211黏貼於該基板221上，該指紋識別元件211大體位於該黏結層212的中間位置，該保護層213覆蓋該指紋識別元件211遠離該基板221一側的表面及側邊，該保護層213用於保護該指紋識別元件211遠離該基板221一側的表面及側邊不受空氣中的氧氣及水汽等的侵蝕，該保護層213還覆蓋該黏結層212未與該指紋識別元件211黏貼的週邊區域，可以更好的將該指紋識別元件211固定於該基板221上並密封該指紋識別元件211。進一步的，該保護層213的厚度H1大於該指紋識別元件211的厚度H2及該黏結層212的厚度H3，該保護層213的厚度H1大於該指紋識別元件211的厚度H2與該黏結層212的厚度H3的總和，並且該保護層213的厚度H1與該指紋識別元件211的厚度H2及該黏結層212的厚度H3的總和的差值厚度H4大於該指紋識別元件211的厚度H1。本實施方式中，該保護層213採用具有防水防氧氣性能的膠體，該黏結層212與該保護層213採用相同的材質，但並不局限於此，在其他實施方式中，該黏結層212與該保護層213也可以採用不同的材質。

該保護層213還包括開口2131，該開口2131位於該指紋識別元件211遠離基板221的一側，並對應設置於該指紋識別元件211遠離該基板221一側的中間位置，該開口2131包括側邊2131a，該側邊2131a與該指紋識別元件211的側邊之間的距離T大於0，也就是說，該保護層213包圍該指紋識別元件211的四周並覆蓋部分該指紋識別元件211遠離該基板221一側的表面，該側邊2131a與該指紋識別元件211遠離該基板221一側的表面之間形成一夾角a，該夾角a大於0度小於180度。本實施方式中，該夾角a以90度為例進行說明。 優選的，該側邊2131a與該指紋識別元件211的側邊之間的距離T大於0.1mm。本實施方式中，該開口2131為一矩形，但並不局限於此，在其他實施方式中，該開口2131還可以為正方形、圓形等。該開口2131用於加強該指紋識別元件211的散熱，還可以節省該保護層213的材料使用量。

請同時參閱圖10，圖10為圖9中該基板221的下表面2142一側的平面圖。該黏結層212在該基板221上投影的面積S1大於該指紋識別元件211在該基板221上投影的面積S2，由於該指紋識別元件211大體位於該黏結層212的中間位置，也就是說該指紋識別元件111在該基板221上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該黏結層212在該基板221上投影的週邊邊緣圍成的區域中，該保護層213在該基板221上投影的面積S3與該開口2131在該基板221上的投影面積S4的總和大於該黏結層212在該基板221上投影的面積S1，該黏結層212在該基板221上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該保護層213在該基板221上投影的週邊邊緣圍成的區域中，該開口2131在該基板221上投影的面積小於該指紋識別元件211在該基板221上投影的面積S2，且該開口2131在該基板214上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該指紋識別元件211在該基板221上投影的週邊邊緣圍成的區域中。優選的，該開口2131在該基板221上投影的面積S4為該指紋識別元件211在該基板221上投影的面積S2的二分之一。

本發明的指紋識別裝置及具有該指紋識別裝置的觸控顯示裝置，使用一防水防氧氣的保護層覆蓋指紋識別元件遠離基板的一側表面及側邊，避免了指紋識別元件遠離基板的一側表面及側邊受空氣中的氧氣及水汽等的侵蝕引起的不良。

綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

11‧‧‧指紋識別裝置

110‧‧‧指紋識別區域

111‧‧‧指紋識別元件

112‧‧‧黏結層

113‧‧‧保護層

114‧‧‧基板

115‧‧‧後殼

H1、H2、H3、H4‧‧‧厚度

Claims (14)

1. 一種指紋識別裝置，該指紋識別裝置包括基板、指紋識別元件及保護層，其中，該基板包括上表面及與該上表面相反的下表面，對應該基板的上表面設置有用於供使用者進行指紋識別功能的指紋識別區域，該指紋識別元件設置於該基板的下表面上，該保護層覆蓋該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊，該保護層用於保護該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊不受侵蝕。
2. 如請求項1所述的指紋識別裝置，其中，該指紋識別裝置還包括黏結層，該黏結層位於該指紋識別元件及該基板之間，該指紋識別元件大體位於該黏結層的中間位置，且該指紋識別元件在該基板上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該黏結層在該基板上投影的週邊邊緣圍成的區域中。
3. 如請求項2所述的指紋識別裝置，其中，該保護層覆蓋該黏結層的未與該指紋識別元件黏貼的區域，且該黏結層在該基板上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該保護層在該基板上投影的週邊邊緣圍成的區域中。
4. 如請求項2所述的指紋識別裝置，其中，該保護層的厚度大於該指紋識別元件的厚度與該黏結層的厚度的總和，且該保護層的厚度與該指紋識別元件的厚度及該黏結層的厚度的總和的差值大於該指紋識別元件的厚度。
5. 如請求項1所述的指紋識別裝置，其中，該保護層包括開口，該開口位於該指紋識別元件遠離該基板的一側。
6. 如請求項5所述的指紋識別裝置，其中，該開口包括側邊，該側邊與該指紋識別元件的側邊之間的距離大於0。
7. 如請求項6所述的指紋識別裝置，其中，該側邊與該指紋識別元件遠離該基板一側的表面之間形成一夾角，該夾角大於0度小於180度。
8. 如請求項5所述的指紋識別裝置，其中，該開口的形狀為矩形、正方形、圓形等幾何形狀。
9. 如請求項5所述的指紋識別裝置，其中，該開口在該基板上投影的面積小於該指紋識別元件在該基板上投影的面積，且該開口在該基板上投影的週邊邊緣圍成的區域位於該指紋識別元件在該基板上投影的週邊邊緣圍成的區域中。
10. 如請求項9所述的指紋識別裝置，其中，該開口在該基板上投影的面積為該指紋識別元件在該基板上投影的面積的二分之一。
11. 一種觸控裝置，該觸控裝置包括指紋識別裝置及觸控面板，該指紋識別裝置包括指紋識別元件及保護層，該觸控面板包括基板，其中，該基板包括上表面及與該上表面相反的下表面，對應該基板的上表面設置有用於供使用者進行指紋識別功能的指紋識別區域，該指紋識別元件設置於該基板的下表面上，該保護層覆蓋該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊，該保護層用於保護該指紋識別元件遠離該基板一側的表面及側邊不受侵蝕。
12. 如請求項11所述的觸控裝置，其中，該觸控面板包括觸控電極層，該觸控電極層與該指紋識別元件位於該基板的同一側，該觸控面板及該指紋識別裝置共用該基板。
13. 如請求項11所述的觸控裝置，其中，該基板作為該觸控面板的蓋板。
14. 如請求項11所述的觸控裝置，其中，該保護層包括開口，該開口位於該指紋識別元件遠離該基板的一側。