TWI723876B - 顯示裝置 - Google Patents

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李榮哲
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大陸商深圳天德鈺科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種顯示裝置，包括：蓋板，所述蓋板具有一操作表面，所述操作表面具有指紋識別區域，所述指紋識別區域用於接收手指觸摸；顯示面板，位於所述蓋板遠離所述操作表面的一側；背光模組，位於所述顯示面板遠離所述蓋板的一側，用於發射背光，所述背光入射至所述指紋識別區域時，被所述手指作為第一探測光反射；以及指紋識別模組，位於所述背光模組遠離所述蓋板的一側，用於接收所述第一探測光，並根據所述第一探測光識別所述手指的指紋。

Description

顯示裝置
本發明涉及顯示設備領域，尤其涉及一種顯示裝置。
傳統的自發光的顯示裝置一般包括蓋板，設置於蓋板一側的顯示面板以及設置於顯示面板遠離蓋板一側的指紋識別模組。對於光學式的指紋識別模組，當蓋板上有手指觸摸時，手指反射的光從顯示面板透射並入射至指紋識別模組，指紋識別模組根據手指反射的光識別手指的指紋。
但在非自放光的顯示裝置中，還包括位於顯示面板遠離蓋板一側的背光模組，指紋識別模組位於背光模組遠離顯示面板的一側。而背光模組無法透過從蓋板反射回的光線，故當蓋板上存在手指觸摸時，手指反射的光線無法入射至指紋識別模組，無法識別指紋。
故，包括背光模組的顯示裝置中，無法使用指紋識別技術。這使得指紋識別技術應用於顯示裝置時，受限於顯示裝置的類型。
本發明一方面提供一種顯示裝置，包括：蓋板，所述蓋板具有一操作表面，所述操作表面具有指紋識別區域，所述指紋識別區域用於接收手指觸摸，所述指紋識別區域位於所述蓋板用於展示圖像的區域；顯示面板，位於所述蓋板遠離所述操作表面的一側；背光模組，位於所述顯示面板遠離所述蓋板的一側，用於發射背光，所述背光用於供所述顯示面板顯示圖像，所述背光入射至所述指紋識別區域時，被所述手指作為第一探測光反射，所述背光模組還用於透射所述第一探測光；以及 指紋識別模組，位於所述背光模組遠離所述蓋板的一側，用於接收所述第一探測光，並根據所述第一探測光識別所述手指的指紋；所述指紋識別模組在所述蓋板上的投影與所述指紋識別區域至少部分重疊。
上述本實施例提供的顯示裝置，藉由設置背光模組透射手指反射的第一探測光，實現將指紋識別模組應用至包括背光模組的非自發光的顯示裝置中，有利於解決指紋識別模組應用受限的問題。
10:顯示裝置
11:蓋板
111:操作表面
112:指紋識別區域
12:顯示面板
121:彩膜基板
122:液晶層
123:薄膜電晶體基板
13:指紋識別模組
141、142、143、144:補充光源
15:紅外透光油墨
16:光引導組件
17:反射材料層
18:背光模組
181:背板
1811:開孔
182:反射片
183:導光板
184:光學膜片
185:光源
19:折射材料層
圖1為本發明實施例提供的顯示裝置的平面結構示意圖。
圖2為圖1中顯示裝置沿Ⅱ-Ⅱ線的剖面結構示意圖。
圖3為圖2中背光模組的結構示意圖。
圖4為顯示裝置中指紋識別區域、開孔及指紋識別模組的位置關係示意圖。
圖5為本發明一變更實施例的顯示裝置中指紋識別區域、開孔及指紋識別模組的位置關係示意圖。
圖6為本發明另一變更實施例的顯示裝置中指紋識別區域、開孔及指紋識別模組的位置關係示意圖。
圖7為圖1所示顯示裝置中補充光源的排布方式的平面結構示意圖。
圖8為本發明一變更實施例的顯示裝置的平面結構示意圖。
圖9為本發明一變更實施例的顯示裝置中補充光源的排布方式的一平面結構示意圖。
圖10為本發明一變更實施例的顯示裝置中補充光源的排布方式的另一平面結構示意圖。
圖11為本發明一變更實施例中顯示裝置的結構示意圖。
圖12為本發明另一變更實施例中顯示裝置的結構示意圖。
圖13為本發明另一變更實施例中顯示裝置的結構示意圖。
實施例一
請參閱圖1，本實施例提供的顯示裝置10為智能手機。於其他實施例中，顯示裝置10可為平板電腦、穿戴式設備等。
請繼續參閱圖1，顯示裝置10包括蓋板11。蓋板11為透明蓋板，例如為玻璃蓋板，用於向用戶展示圖像。蓋板11具有一操作表面111。操作表面111用於接收用戶的手指操作，例如觸控、指紋識別等操作。操作表面111具有一指紋識別區域112，指紋識別區域位於操作表面111上用於展示圖像的區域。指紋識別區域112存在手指觸摸時，顯示裝置10識別所述手指的指紋。
請參閱圖2，顯示裝置10還包括顯示面板12及背光模組18。顯示面板12位於蓋板11遠離操作表面111的一側。背光模組18位於顯示面板12遠離蓋板11的一側。
請繼續參閱圖2，顯示面板12包括依次層疊設置的彩膜基板121、液晶層122及薄膜電晶體基板123，其中彩膜基板121最靠近蓋板11。背光模組18用於發射背光。所述背光可藉由包括但不限於燈條、發光二極體等裝置提供。薄膜電晶體基板123及彩膜基板121分別被施加不同使得液晶層122兩側產生電壓差。液晶層122兩側產生電壓差時，液晶層122中的液晶分子(圖未示)發生旋轉。不同電壓差的值使得所述液晶分子旋轉不同的角度。所述背光經過不同旋轉角度的液晶分子後具有不同的光強。液晶層122的不同位置具有不同電壓差時，不同位置的液晶分子旋轉角度不同，不同位置出射的光的光強不同，經過彩膜基板121調節光的顏色後，即可顯示一圖像。
請繼續參閱圖2，顯示裝置10還包括指紋識別模組13。指紋識別模組13位於顯示面板12遠離蓋板11的一側。指紋識別模組13用於識別觸摸指紋識別區域112的手指的指紋。指紋識別模組13可藉由內部的光電探測組件(例如光電二極體)接收手指反射的光，並藉由預存的計算程式對所述手指反射的光作數據分析即可識別手指的指紋。
請參閱圖3，背光模組18為側光式背光模組。背光模組18包括依次層疊設置的背板181、反射片182、導光板183及光學膜片184，其中背板181相較於反射片182靠近指紋識別模組13。背光模組18還包括設置於導光板183外圍的光源185。光源185用於出射背光。所述背光經導光板183傳播，其中一部分背光入射至反射片182被反射片182反射至導光板183。從導光板183出射 的背光經光學膜片184後出射至顯示面板12用於顯示圖像。本實施例中，光源185為燈條。於本發明一變更實施例中，光源185包括複數發光二極體，所述複數發光二極體排列為長條狀。於本發明另一變更實施例中，背光模組18為直下式背光模組，光源185包括複數發光二極體，所述複數發光二極體排列為一矩陣。光學膜片184可為擴散片、集光片、增亮膜等。於其他實施例中，背光模組18可包括複數光學膜片。
請一併參閱圖2及圖3，若指紋識別區域112存在手指，入射至指紋識別區域112的背光會被手指反射。被手指反射的背光定義為第一探測光。
請繼續參閱圖3，反射片182、導光板183及光學膜片184用於透射所述第一探測光。背板181上設置有開孔1811。
請參閱圖4，本實施例中，指紋識別模組13在蓋板11上的投影、開孔1811在蓋板11上的投影、指紋識別區域112完全重疊。所述第一探測光穿透顯示面板12及背光模組18後入射至指紋識別模組13。指紋識別模組13用於根據所述第一探測光識別手指的指紋。
請參閱圖5，於一變更實施例中，指紋識別模組13在蓋板11上的投影、開孔1811在蓋板11上的投影完全重疊，指紋識別模組13在蓋板11上的投影、開孔1811在蓋板11上的投影稍大於指紋識別區域112。有利於使得指紋識別區域112反射的光較大程度藉由開孔1811並被指紋識別模組13接收，有利於提高光利用率。
請參閱圖6，於另一變更實施例中，指紋識別模組13在蓋板11上的投影稍大於開孔1811在蓋板11上的投影，開孔1811在蓋板11上的投影稍大於指紋識別區域112。有利於使得第一探測光較大程度藉由開孔1811，藉由開孔1811的光較大程度被指紋識別模組13接收，有利於提高光利用率。
請再參閱圖2，顯示裝置10還包括二補充光源141及142。補充光源141及補充光源142位於蓋板11遠離操作表面111的一側。補充光源141及補充光源142位於顯示面板12的外圍。
補充光源141及補充光源142用於發射參考光至指紋識別區域112。若指紋識別區域112存在手指，參考光會被手指反射，至少部分被反射的參考光作為第二探測光入射至指紋識別模組13。藉由增設補充光源141及補充光源 142，有利於增加入射至手指的光量，有利於提高指紋識別模組13對手指指紋的識別精度。
本實施例中，補充光源141及補充光源142出射的參考光的傳播方向與操作表面111呈一小於90°的傾角，圖2中所示傾角角度為1.1157°，有利於減少用於引導參考光至指紋識別區域112的元器件，使得參考光可直接入射至指紋識別區域112。應當理解，補充光源141及補充光源142出射的參考光的傳播方向與操作表面111所呈角度根據補充光源141及補充光源142到指紋識別區域112的距離不同而不同，上述角度示例不用於限定本發明。
參考光為非可見光，有利於避免對顯示裝置10顯示的圖像的影響。本實施例中，補充光源141及補充光源142為紅外發光二極體，參考光為紅外光。
請一併參閱圖1及圖2，蓋板11對應補充光源141及補充光源142的位置塗布有紅外透光油墨15。紅外透光油墨15與傳統的顯示裝置中用於遮擋邊緣走線(圖未示)的油墨位於同一層。紅外透光油墨15可透過非可見光但不透過可見光。故紅外透光油墨15用於透射參考光但不透射所述背光。
請參閱圖7，本實施例中，顯示面板12大致為矩形，二補充光源144分別位於顯示面板12的二相對的側邊，相對指紋識別區域112對稱設置，有利於提高入射至指紋識別區域112的參考光的光強均勻度。
請參閱圖8，於一變更實施例中，指紋識別區域112位於靠下(以圖8中方位為基準)的位置，顯示裝置10包括三個補充光源143，三個補充光源143皆位於顯示面板12的一個側邊，如圖9或圖10所示。有利於集中入射至指紋識別區域112的參考光，增強入射至指紋識別區域112的參考光的光強。
應當理解，上述各實施例中的補充光源數量及設置位置不用於限定本發明，補充光源的數量及設置位置需要根據指紋識別區域112的設置位置、顯示裝置10的長寬尺寸等參數進行設置。
請參閱圖11，於一變更實施例中，補充光源141及補充光源142出射的參考光垂直於操作表面111，顯示裝置10還包括光引導組件16。光引導組件16位於參考光的出射路徑上，用於將參考光引導至指紋識別區域112。所述變更實施例中，光引導組件16為一反射片。於其他實施例中亦可以為透鏡、鍍膜片等。
請參閱圖12，於另一變更實施例中，補充光源141及補充光源142出射的參考光垂直於操作表面111，蓋板11上設置有反射材料層17。反射材料層17位於參考光的出射路徑上，用於將參考光引導至指紋識別區域112。所述變更實施例中，反射材料層17為光反射漆。
請參閱圖13，於另一變更實施例中，補充光源141及補充光源142出射的參考光平行於操作表面111，顯示裝置10還包括與補充光源141及補充光源142一一對應的二折射材料層19。每一折射材料層19固定連接蓋板11及一補充光源(補充光源141或補充光源142)，用於將補充光源出射的參考光折射至指紋識別區域112。折射材料層19的材料根據參考光所需的折射角度進行選取，例如本實施例中，折射材料層19為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
本實施例提供的顯示裝置10，藉由在薄膜電晶體基板123上設置透光區域1231，且設置指紋識別模組在所述蓋板上的投影、所述透光區域在所述蓋板上的投影、所述指紋識別區域至少部分重疊，使得手指反射的光可以穿透薄膜電晶體基板123入射至指紋識別模組13，藉由指紋識別模組13識別所述手指的指紋，實現將指紋識別模組13應用至由薄膜電晶體基板123驅動的顯示裝置10中，有利於解決指紋識別模組13應用受限的問題。
本技術領域之普通技術人員應當認識到，以上之實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明之限定，只要於本發明之實質精神範圍之內，對以上實施例所作之適當改變及變化均落於本發明要求保護之範圍之內。
10:顯示裝置
11:蓋板
111:操作表面
112:指紋識別區域
12:顯示面板
121:彩膜基板
122:液晶層
123:薄膜電晶體基板
13:指紋識別模組
141、142:補充光源
18:背光模組

Claims (10)

  1. 一種顯示裝置，其改良在於，包括：蓋板，所述蓋板具有一操作表面，所述操作表面具有指紋識別區域，所述指紋識別區域用於接收手指觸摸，所述指紋識別區域位於所述蓋板用於展示圖像的區域；顯示面板，位於所述蓋板遠離所述操作表面的一側；背光模組，位於所述顯示面板遠離所述蓋板的一側，用於發射背光，所述背光用於供所述顯示面板顯示圖像，所述背光入射至所述指紋識別區域時，被所述手指作為第一探測光反射，所述背光模組還用於透射所述第一探測光；以及指紋識別模組，位於所述背光模組遠離所述蓋板的一側，用於接收所述第一探測光，並根據所述第一探測光識別所述手指的指紋；所述背光模組包括依次層疊設置的背板、反射片、導光板及至少一個光學膜片，所述背板相較於所述反射片靠近所述指紋識別模組；所述反射片、所述導光板及所述至少一個光學膜片用於透射所述探測光；所述背板上設置有開孔，所述指紋識別模組在所述蓋板上的投影、所述開孔在所述蓋板上的投影、所述指紋識別區域至少部分重疊。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述指紋識別模組在所述蓋板上的投影、所述開孔在所述蓋板上的投影、所述指紋識別區域完全重疊。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，還包括至少一個補充光源；所述補充光源位於所述蓋板遠離所述操作表面的一側，用於發射參考光至所述指紋識別區域，至少部分所述參考光經所述手指反射後作為第二探測光入射至所述指紋識別模組。
  4. 如請求項3所述的顯示裝置，其中，還包括光引導組件；所述光引導組件設置於位於所述蓋板遠離所述操作表面的一側，且位於所述參考光的出射路徑上，用於將所述參考光引導至所述指紋識別區域。
  5. 如請求項3所述的顯示裝置，其中，所述蓋板上設置有反射材料層，所述反射材料層位於所述參考光的出射路徑上，用於將所述參考光反射至所述指紋識別區域。
  6. 如請求項3所述的顯示裝置，其中，所述顯示裝置包括折射材料層，所述反射材料層與所述蓋板及所述至少一個補充光源固定設置，所述折射材料層用於將所述參考光折射至所述指紋識別區域。
  7. 如請求項3所述的顯示裝置，其中，所述至少一個補充光源位於所述顯示面板的外圍。
  8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中，包括複數補充光源；所述複數補充光源在所述顯示面板的外圍相對所述指紋識別區域對稱排布。
  9. 如請求項3所述的顯示裝置，其中，所述蓋板上靠近所述至少一個補充光源的表面塗覆有紅外透光油墨；所述紅外透光油墨用於透射所述參考光。
  10. 如請求項3所述的顯示裝置，其中，所述參考光為紅外光。
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