TWM611952U - 具有指紋感測功能的顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種顯示裝置，包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個間隔件。光源模組適於提供照明光束至手指以產生具有指紋訊息的感測光束。液晶層配置於照明光束的傳遞路徑上。液晶層具有頂面與底面。驅動電路層配置於液晶層的底面。驅動電路層包括多個感光元件，用以接收感測光束。彩色濾光層配置於液晶層的頂面。彩色濾光層包括基板以及多個濾光單元。基板包括多個開口，且多個開口的位置在垂直方向上重疊於多個感光元件的位置。多個間隔件配置於多個開口的周圍，其中多個間隔件分別由多個開口的周圍朝底面延伸。
Description
本新型創作是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種具有指紋感測功能的顯示裝置。
現有市面上的液晶顯示電子裝置中，無內嵌指紋功能。而指紋感測模組需要以外掛（add-on）的方式貼合在顯示屏幕的下方或外側周圍。具體而言，在智慧型手機中，指紋感測模組安放在智慧型手機的實體功能鍵或手機機身背部下方的指紋感測區區下方，以能採集手指指紋資訊。
本新型創作提供一種顯示裝置，具有大面積的感測指紋區域。
本新型創作提供一種顯示裝置，包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個間隔件。光源模組適於提供照明光束至手指以產生具有指紋訊息的感測光束。液晶層配置於照明光束的傳遞路徑上。液晶層具有頂面與底面。驅動電路層配置於液晶層的底面。驅動電路層包括多個感光元件，用以接收感測光束。彩色濾光層配置於液晶層的頂面。彩色濾光層包括基板以及多個濾光單元。基板包括多個開口，且多個開口的位置在垂直方向上重疊於多個感光元件的位置。多個間隔件配置於多個開口的周圍，其中多個間隔件分別由多個開口的周圍朝底面延伸。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個感光元件延伸至液晶層內。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件的高度為液晶層的厚度。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件連接驅動電路層。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件的延伸長度彼此不同。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件為筒狀結構。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件濾除部分波長範圍的光。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件阻擋所有波長範圍的光。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件包括多個阻光粒子。
在本新型創作的一實施例中，上述的多個間隔件的彈性回復率大於等於80%
基於上述，在本新型創作的顯示裝置中，顯示裝置包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個間隔件，且驅動電路層的多個感光元件延伸至液晶層內。因此，可應用於嵌入式的指紋感測液晶顯示裝置中。彩色濾光層包括基板，且基板包括多個開口。這些開口的位置在垂直方向上重疊於上述感光元件的位置。因此，感光元件可接收傳遞經過開口的感測光束。而上述的多個間隔件配置於多個開口的周圍，且多個間隔件分別由多個開口的周圍朝底面延伸。因此，可阻擋在液晶層中所傳遞的非感測光傳遞至感光元件。如此一來，在指紋感測時，可阻擋環境強光，降低雜訊干擾，進而提升感測效果。
為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本新型創作一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參考圖1。本實施例提供一種顯示裝置100，包括光源模組110、液晶層120、驅動電路層130、彩色濾光層140以及多個間隔件150。本實施例的顯示裝置100還包括保護蓋板160，配置於彩色濾光層140上方。本實施例的顯示裝置100為具有液晶顯示器（Liquid-Crystal Display，LCD）的電子裝置，例如是智慧型手機、平板、電腦或一般顯示器等，本新型創作並不限於此。
光源模組110適於提供照明光束L1至手指F以產生具有指紋訊息的感測光束L2。具體而言，光源模組110為提供光束的背光模組，其可由發光元件，導光板，反射片及/或其他光學元件所組成，發光元件例如為冷陰極螢光燈管（Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL）、有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode，OLED）、次毫米發光二極體（Mini Light-Emitting Diode，Mini LED）或微發光二極體（Micro Light-Emitting Diode，Micro LED），本新型創作並不限於此。
液晶層120配置於照明光束L1的傳遞路徑上。液晶層120具有頂面S1與底面S2。液晶層120內包括多個液晶分子，適於藉由施加電壓而轉動，進而控制在不同的顯示畫素位置中所傳遞的照明光束L1通過。
驅動電路層130配置於液晶層120，且連接於液晶層120的底面S2。詳細而言，驅動電路層130包括多個感光元件132，用以接收感測光束L2，多個感光元件132延伸至液晶層120內，如圖1所顯示。換句話說，本實施例為一個嵌入式（In-Cell）的指紋感測液晶顯示裝置，其感光元件132位於液晶層120內。
彩色濾光層140配置於液晶層120，且連接於液晶層120的頂面S1。彩色濾光層140包括基板142以及多個濾光單元R、G、B，其中基板142包括多個開口O。濾光單元R、G、B分別例如是由濾紅光材料、濾綠光材料以及濾藍光材料。在此需說明的是，所謂濾單一色光材料是指，此材料可讓此單一色光通過而反射其他色光。多個開口O的位置在垂直方向上重疊於多個感光元件132的位置，且開口O的尺寸D1大於感光元件132的尺寸D2，因此可使感光元件132接收傳遞通過開口O的感測光束L2。
多個間隔件150配置於多個開口O的周圍，其中多個間隔件150分別由多個開口O的周圍朝底面S2延伸。間隔件150用以提供支撐力以維持彩色濾光層140與驅動電路層130的間距。在本實施例中，間隔件150的延伸長度（即在垂直方向上的長度）相同於液晶層120厚度。在本實施例中，間隔件150連接驅動電路層130，但本新型創作並不限於此。但在另一實施例中，多個間隔件150的延伸長度（即高度）可設計彼此不同，用以使彩色濾光層140與驅動電路層130之間產生額外緩衝能力。而在另一實施例中，亦可以設計多個間隔件150具有一定程度的彈性以提供緩衝能力。舉例而言，多個間隔件150的彈性回復率大於等於80%（40mN，mask size：10×10μm），但本新型作並不限於此。如此一來，可延長顯示裝置100的使用壽命。
在本實施例中，間隔件150可為筒狀結構，並可由製作彩色濾光層140的基板142的製程後進一步製作，例如是以微影製程進行製作。但亦可於另外製程中加工形成，本新型創作亦不限於此。換句話說，間隔件150可以光阻材料構成。在不同實施例中，間隔件150的材質可以是聚乙烯（Polyethylene，PE）、聚丙烯（Polypropylene，PP），本新型創作並不限於此。
在本實施例中，多個間隔件150濾除部分波長範圍的光或阻擋所有波長範圍的光。舉例而言，在本實施例中，間隔件150例如由黑色材料或吸光材料製成，故阻擋所有波長範圍的光。因此，本實施例藉由垂直延伸的間隔件150結構，可阻擋在液晶層120中所傳遞的非感測光傳遞至感光元件132。如此一來，在指紋感測時，可阻擋環境強光，降低雜訊干擾，進而提升感測效果。但在其他實施例中，亦可依照實際需求選擇性地設計間隔件150為濾藍光、濾綠光或濾藍綠光，本新型創作並不限於此。在另一實施例中，間隔件150可包括多個阻光粒子，以增加阻擋環境強光，降低雜訊干擾的效果，本新型創作亦不限於此。
除此以外，可進一步省略裝置的非顯示區域，進而減少裝置厚度且增加整體顯示面積，以達到實現全版顯示螢幕的目的，進而有更多可運用的內置空間（例如是增加電池的體積以應用於5G的智慧型手機中）。另更值得一提的是，此種降低環境強光以提升感測效果的做法，可於製作液晶層120的製程中同時完成，故無需增加額外設備的花費成本。
綜上所述，在本新型創作的顯示裝置中，顯示裝置包括光源模組、液晶層、驅動電路層、彩色濾光層以及多個間隔件，且驅動電路層的多個感光元件延伸至液晶層內。因此，可應用於嵌入式的指紋感測液晶顯示裝置中。彩色濾光層包括基板，且基板包括多個開口。這些開口的位置在垂直方向上重疊於上述感光元件的位置。因此，感光元件可接收傳遞經過開口的感測光束。而上述的多個間隔件配置於多個開口的周圍，且多個間隔件分別由多個開口的周圍朝底面延伸。因此，可阻擋在液晶層中所傳遞的非感測光傳遞至感光元件。如此一來，在指紋感測時，可阻擋環境強光，降低雜訊干擾，進而提升感測效果。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:顯示裝置
110:光源模組
120:液晶層
130:驅動電路層
132:感光元件
140:彩色濾光層
142:基板
150:間隔件
160:保護蓋板
B,G,R:濾光單元
D1,D2:尺寸
F:手指
L1:照明光束
L2:感測光束
O:開口
S1:頂面
S2:底面
圖1為本新型創作一實施例的顯示裝置的剖視示意圖。
100:顯示裝置
110:光源模組
120:液晶層
130:驅動電路層
132:感光元件
140:彩色濾光層
142:基板
150:間隔件
160:保護蓋板
B,G,R:濾光單元
D1,D2:尺寸
F:手指
L1:照明光束
L2:感測光束
O:開口
S1:頂面
S2:底面
Claims (10)
- 一種顯示裝置，包括： 光源模組，適於提供照明光束至手指以產生具有指紋訊息的感測光束； 液晶層，配置於所述照明光束的傳遞路徑上，所述液晶層具有頂面與底面； 驅動電路層，配置於所述液晶層的所述底面，所述驅動電路層包括多個感光元件，用以接收所述感測光束； 彩色濾光層，配置於所述液晶層的所述頂面，所述彩色濾光層包括基板以及多個濾光單元，所述基板包括多個開口，且所述多個開口的位置在垂直方向上重疊於所述多個感光元件的位置；以及 多個間隔件，配置於所述多個開口的周圍，其中所述多個間隔件分別由所述多個開口的周圍朝所述底面延伸。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個感光元件延伸至所述液晶層內。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件的高度為所述液晶層的厚度。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件連接所述驅動電路層。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件的延伸長度彼此不同。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件為筒狀結構。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件濾除部分波長範圍的光。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件阻擋所有波長範圍的光。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件包括多個阻光粒子。
- 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述多個間隔件的彈性回復率大於等於80%。
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