具有指纹识别功能的曲面显示设备的制作方法

1.本发明关于一种曲面显示设备，特别关于一种具有指纹识别模块的曲面显示设备。


背景技术：

2.指纹识别技术在近年逐渐发展，目前已普遍应用于智能型手机、平板计算机等显示设备上，藉由于显示设备中设置指纹识别模块以进行指纹识别，作为解除显示设备的锁定状态的重要手段，相比于过去需要手动输入密码来得更加省时，同时也更加方便，因此也成为广为人知的生物识别技术。
3.在传统指纹识别技术中，会于显示设备上设置用于进行指纹识别的实体按键，其中实体按键一般设置于显示设备的正面、侧边或背面，不过随着人们对高屏占比的追求，因此以实体按键进行指纹识别的技术也逐渐式微，取而代之的则是屏下指纹识别技术开始蓬勃发展，藉由于显示设备的显示面板中设置一个指纹识别模块，其中显示设备包括有显示面板，显示面板包括一个显示面和相对于显示面的背面，而指纹识别模块会设置于显示面板的背面，如此即可在不影响显示面板上用于进行画面显示的面积的前提下，达到指纹识别的功效，另外一般为了让使用者的手指的指纹易于被指纹识别模块感测，因此一般于显示设备的显示区(active area,aa)定义有预设让用户进行指纹识别的区域，以下称为指纹识别区，一般指纹识别区的范围会尽可能覆盖使用者手指容易接触到的位置，而指纹识别模块也会对应指纹识别区进行设置。
4.近年于显示设备的发展上，为了提升用户视觉上的沉浸感，因此采用曲面设计的显示设备的比例逐渐攀升，以下将采用曲面设计的显示设备称为「曲面显示设备」。不过曲面显示设备在为使用者带来良好体验的同时也产生一些问题，其中一个问题是当曲面显示设备要结合屏下指纹识别技术时，由于曲面显示设备的显示面板也会呈现曲面，以下将呈现曲面的显示面板称为「曲面显示面板」，因此当指纹识别模块设置于曲面显示面板的背面时，指纹识别模块和曲面显示面板之间会出现空隙，进而导致设置指纹识别模块时产生气泡，致使指纹识别模块执行指纹识别功能时出现异常。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决曲面显示设备结合屏下指纹识别技术时，会导致曲面显示设备的显示面板和指纹识别模块间夹有空隙，影响指纹识别模块执行指纹识别功能的问题。
6.基于本发明的目的，本发明提供一种具有指纹识别功能的曲面显示设备，包括曲面显示面板、复数指纹识别模块及柔性电路板，其中曲面显示面板定义有显示区，以及位于显示区周边的非显示区，其中显示区定义有指纹识别区；其中曲面显示面板包括有显示面，以及与显示面相对的背面；其中复数指纹识别模块设置于曲面显示面板的背面，且对应指纹识别区设置；其中柔性电路板电性连接复数指纹识别模块。
7.于本发明的一实施例中，其中复数指纹识别模块和曲面显示面板的背面之间充填有光学胶。
8.于本发明的一实施例中，其中复数指纹识别模块为超声波式指纹识别模块或光学式指纹识别模块。
9.于本发明的一实施例中，其中指纹识别模块为超声波式指纹识别模块时，指纹识别模块包括薄膜晶体管基板、压电层及电极层；其中薄膜晶体管基板设置于曲面显示面板的背面；其中压电层设置于薄膜晶体管基板的下表面；其中电极层设置于压电层的下表面。
10.于本发明的一实施例中，其中薄膜晶体管基板的材料为聚酰亚胺(polyimide,pi)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,pet)或聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,pen)。
11.于本发明的一实施例中，其中复数指纹识别模块以阵列方式设置于曲面显示面板的背面。
12.于本发明的一实施例中，其中复数指纹识别模块以相邻行、列交错排列的方式设置于曲面显示面板的背面。
13.于本发明的一实施例中，其中复数指纹识别模块以随机排列的方式设置于曲面显示面板的背面。
14.于本发明的一实施例中，其中曲面显示面板包括，盖板及显示模块；其中显示模块设置于盖板的下表面；其中复数指纹识别模块设置于显示模块的下表面。
15.于本发明的一实施例中，其中曲面显示面板包括盖板、触控模块及显示模块；其中触控模块设置于盖板的下表面；其中显示模块设置于触控模块的下表面；其中复数指纹识别模块设置于显示模块的下表面。
附图说明
16.图1为本发明的一实施例中具有指纹识别功能的曲面显示设备的俯视示意图。
17.图2为复数指纹识别模块设置于曲面显示面板的背面的前视示意图。
18.图3为本发明的一实施例中曲面显示面板和指纹识别模块的堆叠示意图，其中显示面板包括盖板及显示模块。
19.图4为本发明的一实施例中曲面显示面板和指纹识别模块的堆叠示意图，其中显示面板包括盖板、触控模块及显示模块。
20.图5为复数指纹识别模块以阵列方式设置的俯视示意图。
21.图6为复数指纹识别模块以相邻行、列交错排列的方式设置的俯视示意图。
22.附图标记：
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具有指纹识别功能的曲面显示设备
[0024]
10
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曲面显示面板
[0025]
12
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显示面
[0026]
14
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背面
[0027]
20
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指纹识别模块
[0028]
30
ꢀꢀ
柔性电路板
[0029]
100 盖板
[0030]
102 触控模块
[0031]
104 显示模块
[0032]
200 薄膜晶体管基板
[0033]
202 压电层
[0034]
204 电极层
[0035]
aa
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显示区
[0036]
naa 非显示区
[0037]
fia 指纹识别区
具体实施方式
[0038]
为了使本发明所属技术领域中具有通常知识者易于理解本发明的内容，以下结合实施例与图式对本发明作进一步的说明，各个实施例仅用于说明本发明的技术特征，提及的内容并非对本发明的限定。
[0039]
本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“背面”等指示的方位或者位置关系为基于各个图式所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的设备或者组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0040]
于整个说明书中所述的“一实施例”表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此于整个说明书的各个位置所述的“一实施例”无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
[0041]
请参阅图1，本发明中的具有指纹识别功能的曲面显示设备1为具有屏下指纹识别功能，且具有曲面设计的显示设备，可为智能型手机或平板计算机，但不限于此，亦可为智能电视等显示设备。其中具有指纹识别功能的曲面显示设备1定义有显示区aa，以及位于显示区aa周边的非显示区naa，其中显示区aa为具有指纹识别功能的曲面显示设备1用于进行画面显示的区域。其中显示区aa定义有指纹识别区fia，当使用者将手指上的指纹处放置于指纹识别区fia时，指纹识别区fia可以识别使用者的指纹，达到指纹识别的功效。
[0042]
请参阅图1、图2、图5、图6，本发明所述的具有指纹识别功能的曲面显示设备1包括曲面显示面板10、复数指纹识别模块20及柔性电路板30；其中曲面显示面板10包括显示面12，以及与显示面12相对的背面14，其中曲面显示面板10的背面14设置有复数指纹识别模块20，且复数指纹识别模块20皆对应指纹识别区fia设置；其中指纹识别区fia的面积可以与复数指纹识别模块20的面积相当，也可以大于复数指纹识别模块20的面积；其中柔性电路板电性连接复数指纹识别模块20；其中复数指纹识别模块20共同执行指纹识别的功能。
[0043]
请参阅图1，由于是以复数指纹识别模块20共同执行指纹识别的功能，因此各个指纹识别模块20的面积皆小于指纹识别区fia的面积，并且随着指纹识别模块20的数量增加，各个指纹识别模块20的面积也会缩小，进而减少各个指纹识别模块20和曲面显示面板10的背面14之间的空隙大小，降低产生气泡的可能性。
[0044]
于以下各个实施例的说明中，将由曲面显示面板10的背面14往显示面12的方向定义为往「上」的方向，由曲面显示面板10的显示面12往背面14的方向定义为往「下」的方向，
因此举例如图2中曲面显示面板10的显示面12即为曲面显示面板10的上表面，曲面显示面板10的背面14即为曲面显示面板10的下表面；另一举例如图3及图4，由于已说明曲面显示面板10的背面14设置有复数指纹识别模块20，因此可知图3中曲面显示面板10与指纹识别模块20接触的一面即为曲面显示面板10的背面14，亦即曲面显示面板10的下表面，因此曲面显示面板10未与指纹识别模块20接触的一面，即为曲面显示面板10的上表面，其他则依此类推不再赘述。
[0045]
请参阅图3，于本发明的一实施例中，曲面显示面板10包括盖板100及显示模块104，显示模块104设置于盖板100的下表面；其中显示模块104的下表面即曲面显示面板10的下表面，亦即曲面显示面板10的背面14，因此复数指纹识别模块20即为设置于显示模块104的下表面；其中盖板100用于保护设置于盖板100的下方的各个组件，盖板100的材质可为钠玻璃、铝硅酸玻璃、无碱玻璃等各种类的玻璃，但不限于此，盖板100的材质亦可为压克力或透明塑料；其中显示模块104用于进行画面显示，可为有机发光二极管显示模块或微型发光二极管显示模块，但不限于此，亦可为液晶显示模块；其中显示模块104是藉由光学胶黏贴的方式设置于盖板100的下表面；其中光学胶可为固态透明光学胶(optical clear adhesive,oca)或液态透明光学胶(optical clear resin,ocr)等具有高透光率的黏着剂。
[0046]
请参阅图4，于本发明的一实施例中，曲面显示面板10包括盖板100、触控模块102及显示模块104，其中触控模块102设置于盖板100的下表面，显示模块104设置于触控模块102的下表面；其中盖板100的材质可为钠玻璃、铝硅酸玻璃、无碱玻璃等各种类的玻璃，但不限于此，盖板100的材质亦可为压克力或透明塑料；其中触控模块102可为自容式触控模块102或互容式触控模块102，但不限于此，亦可为其他类型的触控模块102；其中显示模块104可以为有机发光二极管显示模块或微型发光二极管显示模块，但不限于此，亦可为液晶显示模块；其中触控模块102是藉由光学胶黏贴的方式设置于盖板100的下表面；其中显示模块104是藉由光学胶黏贴的方式设置于触控模块102的下表面；其中光学胶可为固态透明光学胶或液态透明光学胶等具有高透光率的黏着剂。
[0047]
请参阅图图5及图6，于本发明的一实施例中，柔性电路板30电性连接复数指纹识别模块20，相较一般于每个指纹识别模块20分别电性连接至一条柔性电路板30相比，本发明藉由一条柔性电路板30电性连接复数指纹识别模块20，达到减少设置的柔性电路板30数量，并增加可用于设置复数指纹识别模块20的空间的功效。
[0048]
于本发明的一实施例中，柔性电路板30进一步电性连接指纹识别集成电路，藉以使指纹识别集成电路与指纹识别模块20之间可以进行信号传输，其中指纹识别集成电路用于对接收到的信号进行分析与比对，以达到指纹识别的功能。
[0049]
请参阅图3及图4，于本发明的一实施例中，各个指纹识别模块20皆为超声波式指纹识别模块，各个指纹识别模块20包括薄膜晶体管基板200、压电层202及电极层204。其中薄膜晶体管基板200的下表面设置有压电层202，压电层202的下表面设置有电极层204，柔性电路板30电性连接薄膜晶体管基板200及电极层204，藉以向薄膜晶体管基板200及电极层204提供电压信号。其中薄膜晶体管基板200的材料可为聚酰亚胺(polyimide,pi)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,pet)或聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,pen)等软性材料，如此即可让指纹识别模块20顺应曲面显示面板10的背面14的曲率进行设置，达到贴合曲面进行设置的功效；其中压电层202的材料可
为聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,pvdf)、聚左旋乳酸(poly-l-lactic acid,plla)、聚偏氟乙烯-三氟乙烯(polyvinylidenefluoride-trifluoroethylene,pvdf-trfe)、聚偏氟乙烯-四氟乙烯、锆钛酸铅(lead zirconate titanate，pzt)等压电材料的任一或其组合；其中电极层204的材料可为铝(al)、银(ag)、金(au)、钴(co)、铬(cr)、铜(cu)、铟(in)、锰(mn)、钼(mo)、镍(ni)、钕(nd)、钯(pd)、铂(pt)、钛(ti)、钨(w)、锌(zn)、铁(fe)、氧化铟锡(indium tin oxide,ito)、氧化铟锌(indium zinc oxide,izo)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide,itzo)、氧化锌(zinc oxide,zno)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,azo)、氧化镉锡(cadmium tin oxide,cto)、氧化钛(tio)、聚3,4-乙烯二氧噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),pedot))、石墨烯、奈米碳管等导电材料的任一或其组合。
[0050]
于本发明的一实施例中，各个指纹识别模块20皆为超声波式指纹识别模块，当用户将手指上的指纹处按压于指纹识别区fia时，复数指纹识别模块20会执行指纹识别步骤，其中指纹识别步骤包括「发射步骤」与「接收步骤」，于「发射步骤」中柔性电路板30会分别对薄膜晶体管基板200与电极层204输出不同的电压，由于压电层202位于薄膜晶体管基板200与电极层204之间，因此于压电层202的两侧会产生电势差，因此压电层202经由压电效应而产生震动并发射超声波；于「接收步骤」中柔性电路板30停止对薄膜晶体管基板200与电极层204输出电压信号，而经由指纹上的指纹脊和指纹沟反射的超声波被压电层202接收，接着压电层202经由压电效应产生相应的电子信号，再来电极层204将压电层202产生的电子信号传输到薄膜晶体管基板200，而薄膜晶体管基板200收集与分析接收到的电子信号后，再藉由柔性电路板30传输至指纹识别集成电路进行分析与比对，以达到指纹识别的功能。
[0051]
于本发明的一实施例中，各个指纹识别模块20皆为光学式指纹识别模块，包括光电二极管阵列、准直层等，当使用者将手指上的指纹处按压于指纹识别区fia时，曲面显示面板10会向使用者将手指上的指纹处发射出光线，光线经由指纹上的指纹脊和指纹沟反射形成反射光，或者经过所述手指内部散射而形成散射光，反射光及散射光被指纹识别模块20中的光电二极管阵列所接收并转换为相应的电子信号，并经由柔性电路板30传输至指纹识别集成电路进行分析与比对，以达到指纹识别的功能。
[0052]
请参阅图1、图2、图5及图6，于本发明的一实施例中，复数指纹识别模块20以阵列形式设置于曲面显示面板10的背面14，或以相邻行、列交错排列的方式设置于曲面显示面板10的背面14，但不限于此，亦可以随机排列的方式设置于曲面显示面板10的背面14。其中复数指纹识别模块20是藉由光学胶黏贴的方式设置于曲面显示面板10的背面14，并且光学胶充填于各个指纹识别模块20与曲面显示面板10的背面14之间，如此可减少各个指纹识别模块20和曲面显示面板10的背面14之间的空隙，降低产生气泡的可能性；其中光学胶可为固态透明光学胶或液态透明光学胶等具有高透光率的黏着剂。
[0053]
综上所述，本发明提供一种具有指纹识别功能的曲面显示设备，可以减少指纹识别模块设置于曲面显示面板的背面时产生气泡的可能性。
[0054]
各实施例仅系用于说明本发明的内容，而非意图限定本发明的实施范围，因此依本发明申请专利范围所进行的均等变化与改变，皆应仍属本发明的涵盖范围。