TWM614891U - 具有指紋感測功能的電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本新型創作提出一種電子裝置。觸控顯示面板包括像素陣列以及多個指紋感測像素。指紋感測像素內嵌於像素陣列中且位於子顯示像素所在位置以外的非發光區域。顯示驅動電路通過多條顯示資料線耦接子顯示像素。指紋感測電路通過感測資料線耦接指紋感測像素。

Description

具有指紋感測功能的電子裝置
本新型創作是有關於一種裝置，且特別是有關於一種具有指紋感測功能的電子裝置。
近年來，指紋辨識技術被廣泛地應用在各式電子裝置上，以提供各種身分登錄或身分驗證功能。目前現有的指紋辨識的技術原理包括光學式、電容式、熱敏式和超聲波式等。對此，由於上述幾種方式的指紋感測器設置於電子裝置，指紋感測器通常需要佔有電子裝置的一部分裝置體積，其中一般的指紋感測器可例如設置或外掛在電子裝置的螢幕下方、Home鍵或機身背部等。換言之，一般的指紋感測器會造成電子裝置的整體裝置體積或厚度增加，且進而導致電子裝置的製造成本的增加。
本新型創作提供一種電子裝置可提供大面積的指紋感測功能。
本新型創作的電子裝置包括觸控顯示面板以及集成晶片。觸控顯示面板包括像素陣列以及多個指紋感測像素，像素陣列包括多個觸控顯示單元，各觸控顯示單元包括多個子顯示像素以及至少一個指紋感測像素。指紋感測像素內嵌於像素陣列中且位於子顯示像素所在位置以外的非發光區域。集成晶片耦接至像素陣列。集成晶片包括顯示驅動電路以及指紋感測電路，顯示驅動電路經由多條顯示資料線耦接子顯示像素。指紋感測電路經由感測資料線耦接指紋感測像素。
基於上述，本新型創作實施例的電子裝置可通過在觸控顯示面板的像素陣列中形成多個指紋感測像素的方式來實現全屏指紋感測功能，並分別透過顯示資料線與感測資料線來傳輸顯示驅動信號與指紋感測信號，以在不影響顯示驅動信號的原信號傳輸路徑的情形下，利用額外設置的感測資料線傳輸指紋感測信號。此外，由於指紋感測像素內嵌於觸控顯示面板當中，因此本新型創作的電子裝置可有效降低指紋感測所需的功能模組空間，進而可降低電子裝置的整體裝置體積或厚度。
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，並配合所附圖式做詳細說明如下。
為了使本新型創作之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例作為本新型創作確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的原件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1是本新型創作一實施例的電子裝置的示意圖。電子裝置可例如為智慧型手機(smart phone)、平板電腦、遊戲機或其他具有指紋辨識功能的電子產品。在本實施例中，電子裝置包括觸控顯示面板102、像素陣列104、顯示驅動電路106以及指紋感測電路108。像素陣列104耦接顯示驅動電路106以及指紋感測電路108。在本實施例中，觸控顯示面板102可例如包括有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)顯示面板，其可包括玻璃基板以及觸控面板。像素陣列104可形成於觸控顯示面板102的主動區(Active area，AA)的所述玻璃基板上，像素陣列104可包括多個觸控顯示單元，各觸控顯示單元可包括多個子顯示像素以及至少一個指紋感測像素，在本實施例中，子顯示像素可例如為有機發光二極體顯示像素。顯示驅動電路106以及指紋感測電路108可例如分別以不同的集成晶片來實施，集成晶片可例如配置於觸控顯示面板102的周邊區(Peripheral Area，PA)然不以此為限。
值得注意的是，本實施例的觸控顯示面板102可為採用一種內嵌式(In-Cell)的指紋、觸控及顯示面板架構，指紋感測像素可內嵌於像素陣列104中且位於子顯示像素所在位置以外的非發光區域。舉例來說，如圖2的觸控顯示面板的示意圖所示，觸控顯示面板可包括多個不同顏色的子顯示像素，例如紅色子顯示像素R、綠色子顯示像素G以及藍色子顯示像素B，然不以此為限，在其他實施例中也可包括更多或更少顏色的子顯示像素。其中各指紋感測像素的尺寸大小可大於、等於或小於子顯示像素的尺寸大小，在部分實施例中，像素陣列104中的指紋感測像素可具有不同的尺寸大小，各指紋感測像素的尺寸大小可關聯於相鄰的子顯示像素的尺寸，然不以此為限。此外，在未配置子顯示像素的區域為由黑矩陣層構成的黑矩陣區域BM1，指紋感測像素可配置於黑矩陣區域BM1，以避免影響顯示品質。
顯示驅動電路106可通過接腳P1耦接至像素陣列104中的多個子顯示像素，指紋感測電路108則可通過接腳P2耦接至像素陣列104中的多個指紋感測像素。進一步來說，顯示驅動電路106可通過接腳P1連接像素陣列104中的顯示資料線，而透過接腳P1驅動顯示資料線上的子顯示像素顯示影像畫面，指紋感測電路108可通過接腳P2連接像素陣列104中的感測資料線，以透過感測資料線與接腳P2接收來自指紋感測像素的指紋感測信號。如此分別透過顯示資料線與感測資料線來傳輸顯示驅動信號與指紋感測信號，可在不影響顯示驅動信號的原信號傳輸路徑的情形下，利用額外設置的感測資料線傳輸指紋感測信號。此外，由於指紋感測像素內嵌於觸控顯示面板當中，因此本實施例的電子裝置可有效降低指紋感測所需的功能模組空間，進而可降低電子裝置的整體裝置體積或厚度。
進一步來說，像素陣列104的各個觸控顯示單元的可包括顯示第一顏色的第一子顯示像素、顯示第二顏色的第二子顯示像素、顯示第三顏色的第三子顯示像素與第四子顯示像素以及指紋感測像素所組成。舉例來說，圖3是依照本新型創作另一實施例的電子裝置的示意圖，為了進一步說明觸控顯示單元的電路結構，圖3僅繪示出部份的觸控顯示單元。在圖3實施例中，各個觸控顯示單元U1可包括一個紅色子顯示像素R、兩個綠色子顯示像素G、一個藍色子顯示像素B以及一個指紋感測像素SP1，然不以此為限。
在部份實施例中，各個觸控顯示單元U1也可以白色子顯示像素取代其中一個綠色子顯示像素G，但本新型創作亦不限於此。在其它實施例中，各個觸控顯示單元U1也可例如僅包括一個紅色子顯示像素R、一個綠色子顯示像素G、一個藍色子顯示像素B以及一個指紋感測像素SP1，觸控顯示單元U1所包括的子顯示像素的數量不以本實施例為限。此外，在部份實施例中，各個觸控顯示單元U1的子顯示像素可形成於觸控顯示面板102的第一半導體層，而指紋感測像素則可形成於觸控顯示面板102的第二半導體層。
詳細來說，在圖3實施例中，各個子顯示像素可配置於對應的閘極線與顯示資料線的交叉處，並耦接對應的閘極線與顯示資料線。例如閘極線G1與顯示資料線D1的交叉處配置有紅色子顯示像素R，且此紅色子顯示像素R耦接閘極線G1與顯示資料線D1，閘極線G1與顯示資料線D2的交叉處配置有綠色子顯示像素G，且此綠色子顯示像素G耦接閘極線G1與顯示資料線D2。類似地，在閘極線G2~G4與顯示資料線D1、D2的交叉處的子顯示像素也分別與對應的閘極線與顯示資料線耦接，在此不再贅述。其中，顯示資料線D1、D2還可透過多工器電路302耦接顯示驅動電路106。另外，各觸控顯示單元U1的指紋感測像素耦接對應的閘極線，並透過感測資料線SL1耦接指紋感測電路108，例如在圖3實施例中，閘極線G1與G3分別還耦接對應的指紋感測像素SP1。
在本實施例中，閘極線G1~G4可用於接收掃描信號而開啟對應的子顯示像素，例如閘極線G1可接收掃描信號以開啟對應的紅色子顯示像素R與綠色子顯示像素G，此外由於本實施例的閘極線G1也耦接指紋感測像素SP1，因此閘極線G1上的指紋感測像素SP1也被致能而進行指紋感測。顯示驅動電路106可透過多工器電路302傳送顯示驅動信號DS給顯示資料線D1與D2，以驅動顯示資料線D1、D2上的子顯示像素顯示影像畫面。
進一步來說，多工器電路可包括電晶體M1與M2，電晶體M1耦接於顯示資料線D1與接腳P1之間，受控於選擇控制信號S1而進入導通狀態，電晶體M2耦接於顯示資料線D2與接腳P1之間，受控於選擇控制信號S2而進入導通狀態，其中電晶體M1與電晶體M2不同時導通。多工器電路302可受控於選擇控制信號S1、S2依據顯示資料線D1與D2上子顯示像素的顯示時序將顯示驅動信號DS輸出至顯示資料線D1或D2，以驅動顯示資料線D1與D2上的子顯示像素顯示影像畫面。如此藉由多工器電路302切換傳送顯示驅動信號DS的顯示資料線，可減少顯示驅動電路106所需設置的接腳數量，進而減少接腳在面板的周邊區中所占的空間。
此外，指紋感測像素SP1感測指紋所產生的指紋感測信號FS可透過感測資料線SL1傳送給指紋感測電路108，以使指紋感測電路108生成對應的指紋感測影像。如此分別透過顯示資料線SL1與感測資料線D1、D2來傳輸顯示驅動信號DS與指紋感測信號FS，可在不影響顯示驅動信號DS的原信號傳輸路徑的情形下，利用額外設置的感測資料線SL1傳輸指紋感測信號FS。
值得注意的是，在部份實施例中，顯示驅動電路106與指紋感測電路108可整合至同一集成晶片中。由於本實施的多工器電路302可減少顯示驅動電路106所需設置的接腳數量，在顯示驅動電路106與指紋感測電路108整合至同一集成晶片的情形下，利用多工器電路302所節省下的未使用接腳可供給指紋感測電路108使用，因此可在不需增加接腳數量的情形下將顯示驅動電路106與指紋感測電路108整合至同一集成晶片中。
此外，本新型創作的不同顏色的子顯示像素的排列方式並不限於上述。並且，指紋感測像素SP1的擺放位置亦可設置在各觸控顯示單元U1中的任意子顯示像素旁，並與子顯示像素所對應的閘極線耦接，而不限定如上述實施例般設置於綠色子顯示像素G旁。
圖4是本新型創作一實施例的顯示驅動電路的電路示意圖。進一步來說，顯示驅動電路106可包括時序控制電路402以及源極放大器404。源極放大器404的輸入端耦接至時序控制電路402，並且源極放大器404的輸出端耦接至多工器電路302的輸入端。時序控制電路402可提供時序控制信號至源極放大器404，以使源極放大器404依據設計的子顯示像素的顯示時序來輸出顯示驅動信號DS。
圖5是本新型創作一實施例的指紋感測電路的電路示意圖。在本實施例中，指紋感測電路108可包括放大器502、類比至數位轉換器504以及數位處理器506。放大器502的輸入端耦接指紋感測像素SP1，以接收指紋感測信號FS。類比至數位轉換器504的輸入端耦接至放大器502的輸出端。數位處理器506耦接至類比至數位轉換器504的輸出端。放大器502可放大指紋感測信號FS，並將其提供至類比至數位轉換器504。類比至數位轉換器504可將指紋感測結果的數位信號提供至數位處理器506，以使數位處理器506依據類比至數位轉換器504提供的數位信號來產生指紋感測資訊，例如生成指紋感測影像。
值得注意的是，在部份實施例中，電子裝置也可不包括多工器電路302。舉例來說，圖6是依照本新型創作另一實施例的電子裝置的示意圖，本實施例與圖3實施例的不同之處在於，顯示驅動電路106為直接透過接腳P1與P3耦接顯示資料線D1、D2，顯示驅動電路106可直接輸出顯示驅動信號DS至顯示資料線D1或D2，以驅動顯示資料線D1與D2上的子顯示像素顯示影像畫面。
綜上所述，本新型創作的電子裝置通過在觸控顯示面板的像素陣列中形成多個指紋感測像素的方式來實現全屏指紋感測功能，並分別透過顯示資料線與感測資料線來傳輸顯示驅動信號與指紋感測信號，以在不影響顯示驅動信號的原信號傳輸路徑的情形下，利用額外設置的感測資料線傳輸指紋感測信號。此外，由於指紋感測像素內嵌於觸控顯示面板當中，因此本新型創作的電子裝置可有效降低指紋感測所需的功能模組空間，進而可降低電子裝置的整體裝置體積或厚度。
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之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本新型創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102:觸控顯示面板 104:像素陣列 106:顯示驅動電路 108:指紋感測電路 302:多工器電路 402:時序控制電路 404:源極放大器 502:放大器 504:類比至數位轉換器 506:數位處理器 P1、P2、P3:接腳 R:紅色子顯示像素 G:綠色子顯示像素 B:藍色子顯示像素 BM1:黑矩陣區域 U1:觸控顯示單元 SP1:指紋感測像素 G1~G4:閘極線 D1、D2:顯示資料線 S1、S2:選擇控制信號 DS:顯示驅動信號 FS:指紋感測信號 SL1:顯示資料線
圖1是本新型創作一實施例的電子裝置的示意圖。 圖2是本新型創作一實施例的觸控顯示面板的示意圖。 圖3是依照本新型創作另一實施例的電子裝置的示意圖。 圖4是本新型創作一實施例的顯示驅動電路的電路示意圖。 圖5是本新型創作一實施例的指紋感測電路的電路示意圖。 圖6是依照本新型創作另一實施例的電子裝置的示意圖。
102:觸控顯示面板
104:像素陣列
106:顯示驅動電路
108:指紋感測電路
P1、P2:接腳

Claims (17)

  1. 一種電子裝置，包括： 一觸控顯示面板，包括一像素陣列以及多個指紋感測像素，該像素陣列包括多個觸控顯示單元，各該觸控顯示單元包括多個子顯示像素以及至少一個指紋感測像素，該些指紋感測像素內嵌於該像素陣列中且位於該些子顯示像素所在位置以外的非發光區域；以及 一集成晶片，耦接至該像素陣列，該集成晶片包括： 一顯示驅動電路，經由多條顯示資料線耦接該些子顯示像素；以及 一指紋感測電路，經由一感測資料線耦接該些指紋感測像素。
  2. 如請求項1所述的電子裝置，其中該顯示驅動電路通過一第一接腳耦接該些顯示資料線，驅動該些子顯示像素顯示影像畫面，該指紋感測電路通過一第二接腳耦接該感測資料線，接收該些指紋感測像素的指紋感測信號。
  3. 如請求項2所述的電子裝置，其中各該觸控顯示單元包括顯示一第一顏色的一第一子顯示像素、顯示一第二顏色的一第二子顯示像素，以及顯示一第三顏色的一第三子顯示像素與一第四子顯示像素，該顯示驅動電路經由一第一顯示資料線耦接該第一顯示資料線上各該觸控顯示單元的該第一子顯示像素與該第二子顯示像素，並經由一第二顯示資料線耦接該第二顯示資料線上各該觸控顯示單元的該第三子顯示像素與該第四子顯示像素。
  4. 如請求項3所述的電子裝置，還包括： 一多工器電路，其第一輸出端與第二輸出端分別耦接該第一顯示資料線與該第二顯示資料線，該多工器電路的輸入端耦接該第一接腳，該多工器電路將該顯示驅動電路提供的顯示驅動信號選擇輸出給該第一顯示資料線或該第二顯示資料線。
  5. 如請求項4所述的電子裝置，其中該多工器電路包括： 一第一電晶體，耦接於該第一顯示資料線與該第一接腳之間，受控於一第一選擇控制信號而進入導通狀態；以及 一第二電晶體，耦接於該第二顯示資料線與該第一接腳之間，受控於一第二選擇控制信號而進入導通狀態，其中該第一電晶體與該第二電晶體不同時導通。
  6. 如請求項3所述的電子裝置，其中該顯示驅動電路還經由該第一接腳耦接該第一顯示資料線，並經由一第三接腳耦接該第二顯示資料線。
  7. 如請求項3所述的電子裝置，其中該第一顏色、該第二顏色以及該第三顏色包括紅色、綠色、藍色以及白色至少之其一。
  8. 如請求項1所述的電子裝置，其中該顯示驅動電路以及該指紋感測電路係整合或封裝為該集成晶片，該集成晶片為指紋觸控顯示驅動整合晶片(FTDDI)。
  9. 如請求項1所述的電子裝置，其中該指紋感測電路包括： 一放大器，具有一輸入端耦接該感測資料線； 一類比至數位轉換器，具有一輸入端耦接至該放大器的一輸出端；以及 一數位處理器，耦接至該類比至數位轉換器的一輸出端。
  10. 如請求項1所述的電子裝置，其中該顯示驅動電路包括： 一時序控制電路；以及 一源極放大器，具有一輸入端耦接至該時序控制電路，並且具有一輸出端耦接至該些顯示資料線。
  11. 如請求項1所述的電子裝置，其中該些子顯示像素形成於該觸控顯示面板的一第一半導體層，並且該些指紋感測像素形成於該觸控顯示面板的一第二半導體層。
  12. 如請求項1所述的電子裝置，其中該些子顯示像素包括至少一紅色子顯示像素、至少一綠色子顯示像素、至少一藍色子顯示像素以及至少一白色子顯示像素至少之其一。
  13. 如請求項1所述的電子裝置，其中該非發光區域為由黑矩陣層透成的黑矩陣區域。
  14. 如請求項1所述的電子裝置，其中各該指紋感測像素的尺寸大小大於等於該些子顯示像素。
  15. 如請求項1所述的電子裝置，其中各該指紋感測像素的尺寸大小小於該些子顯示像素。
  16. 如請求項1所述的電子裝置，其中該些指紋感測像素具有不同的尺寸大小。
  17. 如請求項16所述的電子裝置，其中各該指紋感測像素的尺寸大小關聯於相鄰的子顯示像素的尺寸。
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