屏下式感测控制方法与流程

本发明涉及一种感测控制方法，特别是涉及一种用于屏下式感测显示器的屏下式感测控制方法。

背景技术：

指纹辨识是目前电子产品常用于进行身分识别或认证的方法。因此，如何快速、准确的辨认待测指纹，是相关技术领域者积极努力的方向。其中，以屏下式指纹辨识触控显示器而言，则是利用将指纹辨识感测模块整合于触控显示组件下方而得。然而，因为此类组件结构是将指纹辨识感测模块设置在触控显示组件之下，因此，用于辨识的感测入射光容易受到触控显示组件的干扰或影响，导致有感测灵敏度降低、分辨率不足或辨识速度减慢的缺点。

参阅图1，美国专利第us2018/0225498a1公开号，公开一种可产生3d指纹数据的传感器。包含一位于显示器的画素13下方的光学影像传感器12，所述画素13可用于提供感测用光源、一位于光学影像传感器12上方的光学胶14、位于该光学胶14上的透光性支撑件15，及经由该透光性支撑件15与该光学胶14相间隔并位于该显示器的画素13下方的针孔屏蔽层16、一包覆该画素13的封装层17、一透明的覆盖层19、一介于该封装层17及覆盖层19之间的光学胶18，及/或一个感测光源101。其中，该针孔屏蔽层16具有多个可让光线透过的开口161。该覆盖层19会定义出一触碰区，当手指100接触该触碰区时，自该画素13发出的光会被反射，然后穿过该针孔屏蔽层16的开口161后而被所述光学影像传感器12接收感测。其主要利用该针孔屏蔽层16作为透镜，并利用该针孔屏蔽层16开口161之间的距离、开口161的口径，以及透光性支撑件15和覆盖层19的厚度控制反射入射光的分辨率，以提升指纹辨识分辨率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提升感测灵敏度的屏下式感测控制方法。

于是，本发明屏下式感测控制方法，利用控制液晶显示器，让位于液晶显示器下的光感测单元对自外界入射的入射光进行感测。

该液晶显示器具有显示面，以及依序远离该显示面的彩色滤光单元、多个液晶分子，及背光单元，且该光感测单元位于所述液晶分子远离该显示面的一侧。

该屏下式感测控制方法包含下述步骤。

利用该背光单元提供自该显示面对外发出的感测光，该感测光于接触外界的待测物后产生入射光。

控制该液晶显示器的液晶分子，而令液晶分子与相应的彩色滤光单元在预定区域配合形成光可通过的第一滤波通道，该入射光于通过该第一滤波通道后，具预定波长范围，而被该光感测单元感测。

较佳地，本发明所述的屏下式感测控制方法，其中，该彩色滤光单元具有至少2种可令不同色光通过的彩色滤光片，该控制方法是通过控制所述液晶分子，而于对应特定颜色的彩色滤光片的区域形成光可通过的入光通道，该入光通道与相应的所述彩色滤光片配合形成该第一滤波通道，而令通过该第一滤波通道的该入射光可被滤波而具有预定波长范围。

较佳地，本发明所述的屏下式感测控制方法，其中，该控制方法还包含控制所述液晶分子，而于预定区域形成出光通道，该感测光可通过该出光通道，自该显示面对外发出。

较佳地，本发明所述的屏下式感测控制方法，其中，该出光通道是对应彩色滤光单元的特定颜色区域，且该出光通道与相应的该彩色滤光单元配合形成第二滤波通道，该感测光于通过该第二滤波通道后可被滤波而具有预定波长范围。

较佳地，本发明所述的屏下式感测控制方法，该光感测单元位于该显示面的辨识区的投影位置，该控制方法是利用控制对应该辨识区的液晶分子，令对应该辨识区的液晶分子及相应的该彩色滤光片共同形成该第一滤波通道。

较佳地，本发明所述的屏下式感测控制方法，其中，该光感测单元具有多个光感测芯片，且所述光感测芯片是选自ccd或cmos。

较佳地，本发明所述的屏下式感测控制方法，其中，该液晶显示器还包含控制单元，具有用于控制该液晶分子转向的第一控制电路，及用于控制该背光单元的第二控制电路。

本发明的有益的效果在于：利用液晶分子与彩色滤光单元的配合形成第一滤波通道，而让入射光于通过该第一滤波通道后可具有预定波长范围而被该光感测单元感测，从而可提升感测灵敏度。

附图说明

图1是说明现有屏下式感测显示设备的示意图；

图2是辅助说明用于本发明该实施例的感测显示设备，且该感测显示设备在对应该辨识区位置产生出光通道的侧剖示意图；及

图3是辅助说明用于本发明该实施例的感测显示设备，且该感测显示设备在对应特定彩色滤光片位置产生入光通道的侧剖示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的组件。

本发明屏下式感测控制方法的一实施例是用于对自外界入射至感测显示设备的入射光进行滤波后，而被感测显示设备的光感测单元感测。

参阅图2，该感测显示设备包含一液晶显示器2、一光感测单元3，及一封装壳(图未示)，且该液晶显示器2及该光感测单元3是被整合封装于该封装壳中。

该液晶显示器2具有彼此间隔设置的一第一基板21及一第二基板22、夹设于该第一基板21及第二基板22之间的多个液晶分子23、一位于该第二基板22远离该第一基板21的一侧，用于提供光源的背光单元24，及一控制单元25。

详细的说，该第一基板21反向该第二基板22的表面为用于对用户显示的显示面211，且该显示面211具有一供感测辨识的辨识区212。以手机为例，该辨识区212可以是用于供使用者进行指纹辨识的起始键(home键)区域。更具体的说，该第一基板21具有透明的一第一板体213、位于该第一板体213于邻近所述液晶分子23的表面的一彩色滤光单元214，及一形成于该彩色滤光单元214表面的共享电极215。该彩色滤光单元214具有多个可分别由至少一特定波段的可见光通过的滤光材料所构成的彩色滤光片，例如所述彩色滤光片是分别可透过红光(r)、绿光(g)及蓝光(b)的彩色滤光片214r、214g、214b，而让自该背光单元24发出并通过所述彩色滤光片214r、214g、214b的光可具有预定光色对外发出。该第二基板22具有一透光的第二板体221，及多个位于该第二板体221邻近所述液晶分子23的表面的画素电极222。所述液晶分子23可经由该共享电极215及所述画素电极222的作用而被控制转向，以作为光源的开关。该背光单元24位于该第二基板22反向该显示面211的一侧，用于提供显示用光源以及感测用光源。该控制单元25具有一与该共享电极215及该画素电极222电连接，而可用于控制所述液晶分子23转向的一第一控制电路251，及用于控制该背光单元24的一第二控制电路252。由于该液晶显示器2的细部结构、相关材料组成及组件间的作动方式为本技术领域所知悉，因此于此不再详加赘述。

该光感测单元3设置于该第二基板22反向该显示面211的一侧，并位于该辨识区212的下方，用以感测经由该辨识区212入射并通过该液晶分子23的入射光。

详细的说，该光感测单元3具有一电路板31、多个设置于该电路板31的光感测芯片32、多个分别与所述光感测芯片32电连接的薄膜晶体管(图未示)，及一与该电路板31电连接的控制电路33。其中，所述光感测芯片32则可选自感光耦合组件(ccd)或互补式金氧半导体组件(cmos)，可用于感测特定波长范围的入射光。所述薄膜晶体管可通过该电路板31与该控制电路33讯号连接，而可借由该控制电路33控制所述光感测芯片32的讯号传输。

要说明的是，该控制电路33可以是独立设置，或是整合于该液晶显示器2的控制单元25，并无须特别限制。于图2中，是以该控制电路33为独立设置作为说明。

兹将利用本发明屏下式感测控制方法进行感测的该实施例具体说明如下。

续配合参阅图2，以该感测显示设备为手机，并用于手指100的指纹感测为例，当使用者的手指100靠近或触碰该感测显示设备的该辨识区212时，即可启动本发明屏下式感测控制方法。

首先，进行步骤a，由该背光单元24提供一自该显示面211对外发出的感测光。该感测光于接触使用者的手指100后会被使用者的手指100阻挡反射，而产生朝向该液晶显示器2方向入射的入射光。

接着，进行步骤b，控制该液晶显示器2的液晶分子23，令液晶分子23与相应的该彩色滤光单元214在一预定区域配合形成光可通过的第一滤波通道，该入射光于通过该第一滤波通道后可具有预定波长范围而被该光感测单元感测。

详细的说，该步骤b是借由该第一控制电路251控制，令位于该辨识区212下方并对应特定颜色之彩色滤光片(214r、214g或214b的其中一种)位置的液晶分子23形成光可通过的入光通道，而令该入光通道与相应的所述彩色滤光片配合形成第一滤波通道。

配合参阅图3，考虑配合所述光感测芯片32对光的感测灵敏度，以所述光感测芯片32为可感测绿光波长范围(577至492nm)的芯片为例，该步骤b即借由该第一控制电路251令位于该彩色滤光片214g下方的液晶分子23形成可令光通过的该入光通道，其余液晶分子23则维持让光不可通过。而令该入光通道与该彩色滤光片214g配合形成可让绿光通过的第一滤波通道，因此，反射后的入射光仅有绿光波长范围的光可通过该第一滤波通道而被所述光感测芯片32感测。

由于一般屏下感测的入射光为全波长，光感测芯片32容易受到非感测波长的光干扰，而影响感测灵敏度，因此，本发明借由先将该入射光的干扰波长滤除，仅让可被光感测芯片32感测的波长范围的光通过，而可有效减少非感测波长的光对所述光感测芯片32的影响，而可提升感测灵敏度。

此外，要说明的是，前述于进行该步骤a，利用该背光单元24提供感测光时，也可以控制所述液晶分子23转向，而于预定区域形成一出光通道，该感测光可通过该出光通道，自该显示面211的辨识区212对外发出。

更详细的说，前述该出光通道可以是对应特定颜色的彩色滤光片(214r、214g、214b)，且该出光通道与相应的所述彩色滤光片212配合形成一第二滤波通道，因此，该感测光于通过该第二滤波通道后可被滤波而具有预定波长范围，而可令用于感测的光波长范围更为集中。例如，该第二滤波通道与该第一滤波通道可以都控制仅允许绿光通过，而可更集中感测光及入射光的波长范围，减少非必要波长的光干扰，而得以进一步提升光感测芯片32的感测灵敏度。

综上所述，本发明的控制方法利用液晶分子23与彩色滤光单元214的配合形成第一滤波通道，让接触待测物的反射的入射光于通过该第一滤波通道后先将该入射光的干扰波长滤除，仅让可被光感测芯片32感测之光通过，而被该光感测单元感测，从而可提升屏下式感测的感测灵敏度，而更便于使用者使用，故确实可达成本发明的目的。