CN108571990A - 包括光学传感器模块的电子设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电子设备，所述电子设备包括光学传感器模块、窗、第一遮挡印刷层和第二遮挡印刷层。光学传感器模块包括第一光学传感器和第二光学传感器。所述窗覆盖光学传感器模块。所述第一遮挡印刷层印刷在第一区域中，用于透射来自窗的下表面上的第一光学传感器的传感器光，其中所述窗的下表面面向所述光学传感器模块。第二遮挡印刷层印刷在第二区域中，用于透射来自窗的下表面上的第二光学传感器的传感器光。使用相同的着色材料来印刷第一遮挡印刷层和第二遮挡印刷层。

Description

包括光学传感器模块的电子设备及其制造方法
技术领域
本公开总体上涉及一种电子设备，更具体地，涉及一种包括传感器的电子设备及其制造方法。
背景技术
电子设备以复杂的方式执行各种功能。例如，移动通信终端、个人数字助理(PDA)、电子记事本、智能电话和平板个人电脑(PC)在实现高级性能的同时为用户提供增强的便利性。
电子设备可以使用传感器来收集与电子设备本身、电子设备周围环境和/或用户有关的信息。电子设备可以包括一个或多个传感器，并基于通过这种传感器收集的信息来提供各种服务。
如果任何传感器暴露在电子设备外面，则可能会破坏用户感受到的美感。例如，在具有光学传感器模块的电子设备的情况下，可以暴露光学传感器模块的一部分以收集信息。在这种情况下，为了遮挡光学传感器模块以免具有暴露的外观，可以通过使用在可见光区域中具有低透光率并在与每种传感器光相对应的特定波长区域内具有高透光率的材料，在窗的下表面形成印刷层从而覆盖所述光学传感器模块。然而，为了遮挡多个光学传感器，应当使用与各光学传感器的传感器光特性相对应的着色材料来重复多个印刷工艺。
发明内容
做出本公开是为了至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供以下描述的优点。
因此，本公开的一方面在于提供一种使用能够遮挡两个或更多个传感器的着色材料的电子设备。
本公开的一方面可以通过使用能够有效遮挡不同类型的两个或更多个光学传感器的着色材料，而不用重复多个印刷工艺。
本公开的一方面提供了一种通过经由实现与黑矩阵(BM)区域相同颜色的着色材料来同时遮挡分开布置在电子设备中的多个传感器，向用户提供美学一致性的电子设备。
根据本公开的一方面，一种电子设备包括：光学传感器模块，包括第一光学传感器和第二光学传感器；窗，覆盖所述光学传感器模块；第一遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第一区域中，用于透射来自第一光学传感器的传感器光，其中所述窗的下表面面向所述光学传感器模块；以及第二遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第二区域中，用于透射来自第二光学传感器的传感器光。可以使用相同的着色材料来印刷第一遮挡印刷层和第二遮挡印刷层。
根据本公开的一方面，一种电子设备包括：光学传感器模块，包括第一光学传感器和第二光学传感器；发光二极管(LED)模块，位于所述光学传感器模块附近；窗，覆盖所述光学传感器模块和所述LED模块二者；第一遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第一区域中，用于透射来自第一光学传感器的传感器光，其中所述窗的下表面面向所述光学传感器模块和所述LED模块二者；以及第二遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第二区域中，用于透射来自第二光学传感器的传感器光；以及第三遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第三区域中，用于透射来自LED模块的LED光。可以使用相同的着色材料来印刷第一遮挡印刷层、第二遮挡印刷层和第三遮挡印刷层。
根据本公开的一方面，一种用于制造电子设备的窗的方法，所述电子设备包括显示器、具有第一光学传感器和第二光学传感器的光学传感器模块以及覆盖光学传感器模块和显示器二者的窗，所述方法包括：通过在所述窗的非显示区域的至少一部分上涂覆第一墨水来执行基础印刷，其中所述非显示区域是不允许在所述显示器上显示的图像透过的区域；通过在涂覆有用于基础印刷的第一墨水的区域的至少一部分上涂覆第二墨水，来执行遮挡印刷；通过在涂覆有用于遮挡印刷的第二墨水的区域的至少一部分上涂覆第三墨水，来执行粘合增强印刷；以及通过在所述非显示区域的第一区域和第二区域上涂覆第四墨水来执行传感器遮挡印刷，其中第一区域是用于透射来自第一光学传感器的传感器光的区域，并且第二区域是用于透射来自第二光学传感器的传感器光的区域。涂覆有第一墨水的区域可以包括除了第一区域和第二区域之外的其余区域的至少一部分。
附图说明
根据结合附图的以下描述，将更清楚本公开的上述和其他方面、特征和优点，在附图中：
图1是根据本公开实施例的电子设备的框图；
图2是根据本公开实施例的电子设备的配置的透视图；
图3A和图3B是示出了根据本公开实施例的配备在电子设备中的窗的图；
图4A和图4B是根据本公开实施例的在电子设备中的具有用于遮挡LED模块或光学传感器模块的遮挡印刷层的窗的图；
图5A和图5B是根据本公开实施例的包括不透明印刷层和遮挡印刷层的窗的图；
图6是根据本公开实施例的用于形成印刷层的方法的流程图；
图7是根据本公开实施例的附着到电子设备中的窗的下表面的薄膜的图；
图8A至图8C是示出了根据本公开实施例的用于在窗上形成遮挡印刷层的着色材料的透射特性的图。
具体实施方式
将参照附图详细描述本公开的各实施例，附图中，相似的附图标记可以用于指示相似的元素。本领域普通技术人员将认识到：可以在不脱离本公开的范围和精神的前提下对本文所述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明起见，可以省略对公知功能和结构的描述。
以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于其书面含义，而是可以被发明人用来实现对本公开清楚一致的理解。这里所述的实施例可以仅用于说明目的，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物定义的本公开。
除非上下文明确说明，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”包括所列项目的所有可能组合。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对这样的表面中的一个或多个的引用。
在本公开中，表述“A或B”、“A和/或B中至少一个”或“A和/或B中一个或多个”可以包括A和B的所有可能组合。包括诸如“第一”和“第二”等序数的表述可以修饰各种元件。然而，上述表述不限制所述元件的顺序和/或重要性，且仅用于将一个元件与另一元件区分开的目的。在特定(例如，第一)元件被表示为“连接”或“接入”到另一(例如，第二)元件的情况下，应理解，该元件直接地连接或接入到所述另一元件或经由又一(例如，第三)元件连接或接入到所述另一元件。相反，当一个元件(例如，第一)被称为“直接耦接到”或“直接连接到”另一(例如，第二)元件时，应理解，不存在中间(例如，第三)元件。
表述“配置为”可以与以下表述替换使用：“适用于”、“具有…的能力”、“修改为”、“用于”、“能够”或“设计为”。在一些情况下，表述“(被)配置为…的设备”可以表示该设备与其他设备或其他组件一起操作。例如，表述“(被)配置为执行A、B和C的处理器”可以意味着用于执行以上操作的专用处理器或嵌入式处理器、或中央处理单元(CPU)或能够通过执行存储在存储器设备中的一个或多个软件程序来执行上述操作的应用处理器(AP)。
根据本公开实施例的电子设备可以包括以下至少一种：智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、e-book阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助手(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组阶段1或阶段2(MPEG-1或MPEG-2)音频层-III(MP3)播放器、医疗设备、相机和可穿戴设备。可穿戴设备可以包括以下至少一项：配饰类型(例如，手表、戒指、手环、脚环、项链、电子配饰、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(HMD))、衣料或服饰嵌入类型(例如，电子服装)、身体附着类型设备(例如，皮肤贴或纹身)和身体植入电路。
电子设备可以包括以下至少一种：电视(TV)、数字多功能盘(DVD)播放器、音频设备、冰箱、空调、真空吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家用自动控制面板、安全控制面板、媒体盒(例如，Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏机(例如，XboxTM、PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、录像机和电子相框。
电子设备可以包括以下至少一种：医疗设备(例如，磁共振血管造影(MRA)设备、磁共振成像(MRI)设备、计算机断层扫描(CT)设备、扫描仪和超声波设备)、导航设备、全球导航卫星系统(GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、车辆信息娱乐设备、船用电子设备(例如船用导航设备或陀螺罗盘等)、航空器、安全设备、车辆头单元或设备、工业或家庭机器人、无人机、自动取款机(ATM)、销售点(POS)设备和物联网(IoT)设备(例如，灯泡，传感器、喷洒器，火警器，恒温器、街灯、烤面包机、体育设备、热水箱、加热器或锅炉)。
电子设备还包括以下至少一项：家具、建筑物/结构的一部分、汽车、电子板、电子签名接收设备、投影仪和测量设备(例如，水表、电表、气表、测波仪等)。
电子设备可以是灵活的，或可以是两个或更多个上述设备的组合。根据本公开实施例，电子设备不限于上述设备，可以实现为新开发的电子设备。
在本公开中，术语“用户”可以表示使用电子设备的人，或者使用电子设备的机器(例如，人工智能电子设备)。
图1是根据本公开实施例的电子设备的框图。电子设备200可以包括一个或多个处理器(例如，AP)110、通信模块120、订户标识模块(SIM)卡124、存储器130、传感器模块140、输入模块150、显示模块160、接口170、音频模块180、相机模块191、眼睛追踪器192、焦点调整器193、电源管理模块195、电池196、指示器197和电机198。
处理器110可以执行操作系统(OS)或应用程序，从而控制连接到处理器110的多个硬件或软件元件，并执行数据处理和算法运算。例如，处理器110可以用例如片上系统(SoC)来实现，并且包括图形处理单元(GPU)和/或图像信号处理器。处理器110还可以包括图1所示的元件的至少一部分(例如，蜂窝模块121)。处理器110可以将从至少一个其他元件(例如，非易失性存储器)接收到的指令或数据加载在易失性存储器上，处理所加载的命令或数据，并将各种数据存储在非易失存储器中。
通信模块120包括蜂窝模块121、Wi-Fi模块123、BLUETOOTH(BT)模块125、全球定位系统(GPS)模块127、近场通信(NFC)模块128和射频(RF)模块129。
蜂窝模块121可以通过通信网络提供语音呼叫、视频呼叫、文本服务或互联网服务。蜂窝模块121可以通过使用SIM卡124执行电子设备200在通信网络中的识别和认证。蜂窝模块121可以执行由处理器110提供的一部分功能，且可以包括通信处理器(CP)。
Wi-Fi模块123、BT模块125、GPS模块127和NFC模块128中的每一个可以包括用于处理经其发送或接收的数据的处理器。蜂窝模块121、Wi-Fi模块123、BT模块125、GPS模块127和NFC模块128中的两个或更多个可以被包括在单个集成芯片(IC)中。
RF模块129可以发送和接收RF信号。RF模块129可包括收发机、功率放大器模块(PAM)、频率滤波器、低噪声放大器(LNA)或天线。蜂窝模块121、Wi-Fi模块123、BT模块125、GPS模块127和NFC模块128中的至少一个可通过单独的RF模块发送并接收RF信号。
SIM 124可以是SIM卡或嵌入式SIM，且还可以包括唯一的识别信息(例如集成电路卡标识符(ICCID))或订户信息(例如国际移动订户识别码(IMSI))。
存储器130包括内部存储器132或外部存储器134。内部存储器132可以包括以下至少一项：易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)或同步DRAM(SDRAM))、非易失性存储器(例如，一次性可编程只读存储器(OTPROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除和可编程ROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、掩模ROM、闪存ROM、闪存(例如NAND闪存或NOR闪存)、硬盘驱动器、或者固态驱动器(SSD)。
外部存储器134包括闪存驱动器，诸如，紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)、微型安全数字(微型-SD)、迷你型安全数字(迷你型-SD)、极限数字(xD)、多媒体卡(MMC)或记忆棒。外部存储器134可以通过各种接口与电子设备200功能连接和/或物理连接。
传感器模块140可以测量物理量或检测电子设备200的操作状态，并将测量或检测到的信息转换为电信号。传感器模块140包括以下至少一项：手势传感器140A、陀螺传感器140B、气压传感器140C、磁传感器140D、加速度传感器140E、握力传感器140F、接近传感器140G、颜色传感器(例如，红、绿、蓝(RGB)传感器)140H、生物传感器140I、温度/湿度传感器140J、照度传感器140K、紫外(UV)传感器140M和地磁传感器140N。附加地或备选地，传感器模块140可以包括电子鼻传感器、肌电图(EMG)传感器、脑电图(EEG)传感器、心电图(ECG)传感器、红外线(IR)传感器、虹膜传感器和/或指纹传感器。传感器模块140还可以包括用于控制其中的一个或多个传感器的控制电路。电子设备200还可以包括处理器，作为处理器110的一部分或者单独地，所述处理器被配置为当处理器110处于休眠状态时控制传感器模块140。
输入模块150包括触摸面板152、(数字)笔传感器154、按键156和/或超声输入单元158。
触摸面板152可以使用电容方案、电阻方案、IR方案和声波方案中的至少一种。此外，触摸面板152还可以包括控制电路和/或触觉层，以向用户提供触觉响应。
数字笔传感器154可以是触摸面板的一部分，或可以包括单独的识别片。
按键156可以包括物理按钮、光学按键或键区。超声输入单元158可以通过使用麦克风188检测从输入工具产生的超声波，然后识别与检测到的超声波相对应的数据。
显示模块160包括面板162、全息设备164和/或投影仪166。显示模块160可以被实施为柔性的、透明的或可穿戴的。面板162可以与触摸面板152一同形成为单个模块。全息设备164可以通过使用光的干涉在空中显示三维图像。投影仪166可以通过将光投影到屏幕上来显示图像。该屏幕可以位于电子设备200的内部或外部。显示模块160还可以包括用于控制面板162、全息图设备164和/或投影仪166的控制电路。
接口170可以包括高清多媒体接口(HDMI)172、通用串行总线(USB)接口174、光学接口176、d超小型(D-SUB)178、移动高清链接(MHL)接口、安全数字(SD)卡接口、多媒体卡(MMC)接口和/或红外数据协会(IrDA)标准接口。
音频模块180将声音转换为电信号，反之亦然。音频模块180可以处理通过扬声器182、听筒184、耳机186或麦克风188输入/输出的声音信息。
相机模块191可以捕获静止图像或记录视频，并且可以包括一个或多个图像传感器(例如，前置传感器和/或后置传感器)、镜头、图像信号处理器(ISP)和/或闪光灯(例如，LED或氙灯)。眼睛追踪器192是用于测量眼睛位置和眼睛移动的设备。焦点调节器193是用于调节镜头的焦点的设备。
电源管理模块195可以管理电子设备200的电源，并且可以包括电源管理集成电路(PMIC)、充电器集成电路(充电器IC)和/或电池量表。PMIC可以支持有线和/或无线充电类型。无线充电类型可以包括磁谐振式、磁感应式或电磁波式，并可以需要附加电路，例如，线圈回路、谐振电路或整流器。电池量表可以测量充电电平、电压、电流和/或温度。电池196可以是可再充电电池和/或太阳能电池。
指示器197可以指示电子设备200或其一部分(例如，处理器110)的引导状态、消息状态或充电状态。电机198可以将电信号转换为机械振动，以产生振动或触觉效果。电子设备200可以包括用于根据诸如数字多媒体广播(DMB)、数字视频广播(DVB)和/或MediaFloTM的标准来支持模块TV的GPU。
电子设备200的上述元件中的每个可以包括上述组件中的一个或更多个，且每个元件的名称可以根据电子设备的类型而改变。
电子设备200可以包括上述元件中的至少一个，且可以省略一部分上述元件，或还可以包括其它附加元件。此外，电子设备200的一部分元件可以组合为单个实体，并可以执行与各个元件在被组合之前的功能相同的功能。
图2是根据本公开实施例的电子设备的配置的透视图。
电子设备200可以包括显示器160、相机模块191、LED模块201以及多个传感器202和203，下文中可以将所有这些元件称为设备组件。电子设备200还可以包括壳体210和窗220。窗220覆盖壳体210和设备组件。设备组件位于壳体210中，且每个设备组件的至少一部分暴露于外部。
电子设备200可以包括光学传感器模块，该光学传感器模块包括利用光学特性来收集与电子设备200、电子设备200的环境和/或用户有关的信息的多个传感器202和203。
多个传感器202和203可以是接近传感器、照度传感器和/或IR传感器。传感器202和203可以通过使用诸如能够识别用户身份的面部识别传感器、虹膜识别传感器、指纹识别传感器和心率监测器(HRM)传感器的传感器光来收集信息。电子设备200可以包括上述传感器中的至少一个。
LED模块201可以通过向外部输出诸如红色、绿色或蓝色的LED光，来指示电子设备200的操作状态。此外，LED模块201可以改变LED光的颜色或闪烁模式，以提供诸如电子设备200的消息接收、警报或充电状态的信息。
电子设备200可以包括由透明材料形成的并且覆盖显示器160、相机模块191、LED模块201以及光学传感器模块202和203的窗220。
可以使用具有不透明属性的材料来印刷与布置了显示器160、相机模块191、LED模块201以及光学传感器模块202和203的区域相对应的窗220的至少一部分230。窗220的一部分230也可以被称作黑矩阵(BM)区域。
虽然图2示出了光学传感器模块202和203以及LED模块201位于显示器160侧，其位置和数量可以变化。例如，光学传感器模块202和203和/或LED模块201可以位于电子设备200的背面。
图3A和图3B是根据本发明实施例的配备在电子设备中的窗的图。
如图3A所示，窗220可以包括显示区域310(例如，显示器160)，并允许透射正在显示器160上显示的图像。
窗220可以包括非显示区域320，所述非显示区域是除了显示区域310之外的其余区域。
可以以特定的不透明颜色印刷非显示区域320，以防止至少在其一些部分透射光，从而提供电子设备200的美丽外观并还遮挡电子设备200的内部组件。
可以用不透明材料印刷除了特定区域(例如，221、222、223a、223b和224)之外的窗220的非显示区域320。
在窗220的非显示区域320中，可以不用不透明材料印刷与相机模块191相对应的区域224、与LED模块201相对应的区域221以及与光学传感器模块202和203相对应的区域222、223a和223b，以输出来自每个设备组件的光或接收来自外部的入射光。即，除了区域221、222、223a、223b和224之外，可以用不透明材料印刷非显示区域320。
代替使用不透明材料进行印刷或除了使用不透明材料进行印刷之外，还可以将具有不透明特性的薄膜附着到窗220的至少一部分。例如，除了特定区域221、222、223a、223b和224之外，非显示区域320的一部分可以由具有不透明特性的粘膜覆盖，且其他部分可以印有具有不透明特性的着色材料。例如，除了特定区域221、222、223a、223b和224之外的非显示区域320的其余部分可以整体印有着色材料或由粘膜整体覆盖，或其余部分的至少一部分可以印有着色材料，并还可以由粘膜覆盖。另外，其余部分可以整体印有着色材料，并还可以由粘膜部分覆盖。相反，其余部分可以由粘膜整体覆盖，并还可以部分印有着色材料。如果某个区域印有不透明的着色材料并还被粘膜覆盖，则该粘膜可以具有透明特性。
图3B示出了根据本公开实施例的安装到与电子设备200的具有显示器160的前表面相对的后表面的窗220。
电子设备200可以包括相机模块191以及光学传感器模块202和203、用于覆盖设备组件的窗220、以及用于覆盖窗220且具有暴露窗220的至少一部分的开口的盖壳体。窗220可以覆盖电子设备200的整个背面，而不是包括这种盖壳体。例如，窗220可以具有能够同时覆盖相机模块191以及光学传感器模块202和203的整体结构。备选地，窗220可以具有能够仅覆盖光学传感器模块202和203的结构，其中所述光学传感器模块202和203包括独立于相机模块191的多个传感器。
光学传感器模块202和203可以包括设置在电子设备200的背面上的多个传感器。光学传感器模块202和203可以是心率监测器(HRM)传感器和/或指纹识别传感器。HRM传感器可以通过将光照射到用户的血管并感测返回的光来测量用户的心跳或氧饱和度。指纹识别传感器可以获得用户的指纹信息。
窗220的特定区域230可以用于特定的不透明颜色来印刷，以禁止光透射，从而为电子设备200提供美丽外观，并且还遮挡电子设备200的内部组件。例如，如果在没有单独的盖壳体的情况下电子设备200包括覆盖其整个背面的窗220，则除了与相机模块相对应的区域225以及与光学传感器模块相对应的区域226和227之外，窗220可以印有不透明的材料，从而不允许光的透射。
代替使用不透明材料进行印刷或除了使用不透明材料进行印刷之外，可以将具有不透明特性的薄膜附着到窗220的特定区域230的至少一部分。例如，特定区域230的一部分可以由具有不透明特性的粘膜覆盖，且其他部分可以印有具有不透明特性的着色材料。窗220可以整体印有着色材料，由粘膜整体覆盖，或窗的至少一部分可以印有着色材料并且还由粘膜覆盖。
窗220可以整体印有着色材料，并还可以由粘膜部分覆盖。相反，窗220可以由粘膜整体覆盖，并还可以部分印有着色材料。
如果某个区域印有不透明的着色材料并还被粘膜覆盖，则该粘膜可以具有透明特性。
印刷区域或贴膜区域可以被确定为与相机模块的位置和/或光学传感器模块的位置相匹配，或者可以基于电子设备200的设计来确定(例如，为了形成字标)，而不管相机模块和/或光学传感器模块如何。
图4A是根据本公开实施例的在电子设备中的具有用于遮挡LED模块或光学传感器模块的遮挡印刷层的窗的图。
附图标记410表示在形成遮挡印刷层520之前的窗220。附图标记420表示在形成遮挡印刷层520之后的窗220。
在窗220中，非显示区域320的特定区域221、222、223a、223b和224可以不印刷不透明材料，以允许相应的设备组件(例如，相机模块191、LED模块201以及光学传感器模块202和203)执行其功能。然而，如果窗220的任意部分不印刷不透明材料，则内部设备组件会通过未印刷区域而暴露，从而会破坏电子设备200的外观美感。在非显示区域320的区域中，可以利用针对可见光波长带中的光具有低透光率且针对IR波长带的光具有高透光率的材料，来对与使用IR波长带的光的光学传感器模块202和203相对应的一些区域222、223a和223b进行遮挡印刷。该材料可以包括具有染料组合物和/或颜料组合物的着色材料。
在非显示区域320的区域中，可以利用和印刷在与光学传感器模块202和203相对应的区域222、223a和223b上的材料相同的材料，对与LED模块201相对应的区域221进行遮挡印刷。
例如，可以用以下材料对与LED模块201相对应的区域221进行遮挡印刷，该材料为：当LED模块201输出LED光时(诸如，当运行LED模块时)不会使LED光的特性失真，并遮挡LED模块201，使得当LED模块201不输出LED光时(当不运行LED模块时)LED模块201从外部不可视。
在非显示区域320的区域中，可以不对与主要使用可见光波长带的光学特性的相机模块191相对应的区域224进行遮挡印刷。
当如附图标记420所示遮挡印刷层520形成在窗220的与LED模块201以及光学传感器模块202和203相对应的区域221、222、223a和223b上时，区域221、222、223a和223b可以以某种颜色集成到非显示区域320中，同时防止内部组件从外部可见。这样可以提供电子设备200的美丽外观。当使用含有染料组合物和/或颜料组合物的着色材料形成遮挡印刷层520时，可以在一次中使用相同的材料印刷上述区域221、222、223a和223b，以提供电子设备200的外观的美学一致性，并还通过省略处理步骤来降低电子设备200的制造成本。
图4B是根据本公开实施例的具有用于遮挡电子设备背面上的光学传感器模块的遮挡印刷层的窗的图。
附图标记430指示在形成遮挡印刷层520之前的窗220，且附图标记440指示在形成遮挡印刷层520之后的窗220。
如果电子设备200在其背面上具有光学传感器模块202和203以及覆盖所述光学传感器模块202和203的窗220，则可以对窗220的与光学传感器模块202和203相对应的特定区域226和227进行遮挡印刷。例如，在窗220的未印刷不透明材料的区域225、226和227中，可以用对可见光波长带的光具有低透光率并对IR波长带的光具有高透光率的材料对与使用IR波长带的光学传感器模块202和203相对应的一些区域226和227进行遮挡印刷。该材料可以包括具有染料组合物和/或颜料组合物的着色材料。在这种情况下，可以以与上述区域226和227相邻的BM区域230相同的颜色执行遮挡印刷。
在窗220的区域225、226和227中，可以不对与主要使用可见光波长带的光学特性的相机模块191相对应的区域225进行遮挡印刷。
当如附图标记440所示遮挡印刷层520形成在窗220的与光学传感器模块202和203相对应的区域226和227上时，这些区域226和227可以以某种颜色集成到相邻窗区域，同时防止内部组件从外部可见。这样可以提供电子设备200的美丽外观。附加地，当使用含有染料组合物和/或颜料组合物的着色材料形成遮挡印刷层520时，可以在一次中使用相同的材料印刷上述区域226和227。这样可以提供电子设备200的外观的美学一致性并还减小电子设备200的制造成本。
图5A和图5B是根据本公开实施例的包括不透明印刷层和遮挡印刷层的窗的图。
图5A是使用常规颜料型着色材料的其上形成有遮挡印刷层520的窗220的图。
在电子设备200中，可以在窗220的除了非显示区域320的一些区域221、222和223(即，223a和223b)之外的非显示区域320上，形成不透明印刷层510。例如，窗220的未形成不透明印刷层510的区域可以是与相机模块191和/或使用传感器光或LED光的设备组件相对应的位置。窗220的形成不透明印刷层510的其他区域可以被称为BM区域。
不透明印刷层510可以包括第一印刷层512、第二印刷层514和第三印刷层516。可以通过使用第一墨水的背景印刷来形成第一印刷层512。可以通过使用第二墨水的遮挡印刷，来将第二印刷层514形成在第一印刷层512的至少一部分上。可以通过使用第三墨水的粘合增强印刷，来将第三印刷层516形成在第二印刷层514的至少一部分上。第一墨水和第二墨水可以是相同的材料。
当在窗220上形成不透明印刷层510之后，遮挡印刷层520可以形成在传感器光或LED光可以透过的区域221、222和223的至少一部分上。尽管这里将遮挡印刷层520示出为形成在不透明印刷层510下面，但是遮挡印刷层也可以像第一印刷层512那样一样涂覆在窗220上。
在包括LED模块201和/或光学传感器模块202和203的电子设备200中，可以通过多个模块执行印刷工艺，并使用适合于各模块的光学特性的着色材料来有效地遮挡窗220的与各模块相对应的区域。可以根据从模块输出或输入到模块的光的波长带的类型来改变用于印刷的颜色，使得可以根据光的波长带重复执行印刷工艺。
在包括LED模块201、接近/照度IR传感器以及虹膜传感器的电子设备200中，使用不同材料来形成遮挡印刷层520。即，如图5A所示，使用第一着色材料形成第一遮挡印刷层522以遮挡与LED模块201相对应的窗区域221，使用第二着色材料形成第二遮挡印刷层524以遮挡与接近/照度IR传感器相对应的窗区域222，并使用第三着色材料形成第三遮挡印刷层526以遮挡与虹膜传感器相对应的窗区域223。
图5B是根据本公开实施例的使用包含染料组合物和/或颜料组合物的着色材料来形成遮挡印刷层520的窗220的图。
可以在窗220的除了非显示区域320的一些区域221、222和223之外的非显示区域320上，形成不透明印刷层510。此外，在形成不透明印刷层510之后，遮挡印刷层520可以形成在传感器光或LED光可以透过的区域221、222和223的至少一部分上。用于形成遮挡印刷层520的着色材料可以包含颜料组合物或染料组合物。含有颜料组合物的着色材料可以是与颜料颗粒混合的液体材料的形式。
在含有颜料组合物的着色材料中，随着颜料颗粒的含量增高，由颜料颗粒引起的漫反射增加，因此可见光波长带中的透光率降低。由颜料颗粒引起的漫反射发生在IR波长带和可见光波长带。因此，如果通过仅使用颜料组合物来降低可见光波长带的透光率，则为了确保传感器性能，也可能降低IR波长带(例如，810nm、940nm)的透光率。此外，如果仅使用颜料组合物来遮挡光学传感器模块202和203，则为了防止传感器性能的劣化，颜料颗粒的含量的增加可以不超过一定水平。因此，不可能在可见光波长带(例如，550nm)内有效地遮挡光学传感器模块202和203。
即使结合如颜料组合物那样的颗粒，染料组合物也可以通过吸收特定波长带的光而产生着色效果。由于染料组合物不会造成由颗粒造成的漫反射，所以即使降低可见光波长带中的透光率，使用含有染料组合物的着色材料也可以确保IR波长带内的透光率在适当等级。因此，在使用含有染料组合物的着色材料的情况下，可以在可见光波长带内有效地遮挡光学传感器模块，而不会使传感器性能劣化。
着色材料可以含有染料组合物和颜料组合物二者。
染料组合物可以通过调节染料组合物的浓度来调节可见光波长带中的透光率。然而，由于染料组合物与颜料组合物相比具有较低的机械强度和较差的长期可靠性，因此使用包含染料组合物的着色材料形成的印刷层可能在高温或高湿环境下剥落或出现变色。
电子设备200中使用的包含染料组合物和颜料组合物二者的着色材料可以有效地隐藏传感器模块而不降低传感器性能，并且还满足机械强度和长期可靠性的条件。
如图5B所示，用于遮挡多个模块的遮挡印刷层520的第一遮挡印刷层、第二遮挡印刷层和第三遮挡印刷层528可以全部是通过使用相同的着色材料形成的。
可以根据每种组合物的规格来确定用于形成遮挡印刷层520的着色材料中的颜料组合物与染料组合物的混合(重量)比。例如，着色材料中颜料组合物与染料组合物的混合比可以是3∶1，或者可以在从8∶2到7∶3的范围内。
在形成如图5B所示的遮挡印刷层520的工艺中，可以通过在涂覆着色材料后改变用于干燥的退火条件，来改善包含染料组合物的着色材料的机械强度和长期可靠性。例如，可以通过将退火条件从在80℃下干燥30分钟改变为在150℃干燥30分钟，来改善遮挡印刷层520的耐久性。
图6是根据本公开实施例的用于形成印刷层的方法的流程图。
如图6所示，在电子设备200中配备的窗220上，不透明印刷层510和遮挡印刷层520可以通过四步印刷操作来形成。
当窗220的下表面面向显示器160以及光学传感器模块202和203时，不透明印刷层510和遮挡印刷层520可以形成在窗220的下表面上。
在步骤601中，可以通过在窗220的非显示区域320的至少一部分上涂覆第一墨水来执行基础印刷。这里，非显示区域320是指除了使得在显示器160上显示的图像透过的显示区域310以外的区域。
接下来，在步骤602，可以通过在涂覆有用于基础印刷的第一墨水的区域的至少一部分上涂覆第二墨水，来执行遮挡印刷。第二墨水的材料可以与用于基础印刷的第一墨水的材料相同。
接下来，在步骤603，可以通过在涂覆有用于遮挡印刷的第二墨水的区域的至少一部分上涂覆第三墨水，来执行粘合增强印刷。通过步骤601至603，不透明印刷层510可以形成在窗220的下表面上。
接下来，在步骤604，可以通过在非显示区域320的包括没有形成不透明印刷层510的其余区域的至少一部分在内的区域上涂覆第四墨水来执行传感器遮挡印刷(诸如用于遮挡传感器模块的印刷)。
涂覆有第四墨水的区域可以包括用于透射来自光学传感器模块202和203的传感器光的区域和/或用于透射来自LED模块201的LED光的区域。第四墨水可以是含有染料组合物的着色材料，或它可以是含有染料组合物和颜料组合物二者的着色材料。
用于传感器遮挡印刷的第四墨水可以与用于在非显示区域上进行遮挡印刷的第二墨水具有相同的颜色。
当使用含有染料组合物的着色材料时，可以通过单个印刷工艺来形成用于遮挡光学传感器模块202和203以及LED模块201的遮挡印刷层520。
尽管上述方法在形成不透明印刷层510的操作之后执行形成遮挡印刷层520的操作，但是备选地也可以在形成不透明印刷层510之前形成遮挡印刷层520。
一种用于制造电子设备的窗的方法，所述电子设备包括显示器、具有第一光学传感器和第二光学传感器的光学传感器模块以及覆盖光学传感器模块和显示器二者的窗，所述方法可以包括：通过在所述窗的非显示区域的至少一部分上涂覆第一墨水来执行基础印刷，其中所述非显示区域是不允许在所述显示器上显示的图像透过的区域；通过在涂覆有用于基础印刷的第一墨水的区域的至少一部分上涂覆第二墨水，来执行遮挡印刷；通过在涂覆有用于遮挡印刷的第二墨水的区域的至少一部分上涂覆第三墨水，来执行粘合增强印刷；以及通过在所述非显示区域的第一区域和第二区域上涂覆第四墨水来执行传感器遮挡印刷，其中所述第一区域是用于透射来自所述第一光学传感器的传感器光的区域，并且所述第二区域是用于透射来自第二光学传感器的传感器光的区域。涂覆有第一墨水的区域可以包括除了第一区域和第二区域之外的其余区域的至少一部分。
第四墨水可以含有染料组合物。通过传感器遮挡印刷形成的遮挡印刷层可以在810nm波长带和940nm波长带内具有80％或更高的透光率，且在550nm波长带内具有约7％的透光率。
图7是根据本公开各种实施例的附着到电子设备中的窗的下表面的薄膜的图。电子设备200可以使用包含染料组合物的着色材料，以便在窗220的下表面的至少一部分上形成遮挡印刷层520。
在形成遮挡印刷层520之后，可以将工艺保护膜710附着到窗220，以防止后续工艺中可能发生的损坏。工艺保护膜710可以包括用于将薄膜粘附到窗的光学透明粘合剂(OCA)层。然而，在由含有染料组合物的着色材料形成的遮挡印刷层520的情况下，在与遮挡印刷层520相邻的OCA层中，可能发生由遮挡印刷层520的染料组合物引起的不期望的墨水转移。
如图7所示，在电子器件200的制造工艺中使用的工艺保护膜710可以相对于与遮挡印刷层520相对应的至少一部分区域221、222、223a和223b不包括OCA层，因此防止墨水转移。
工艺保护膜710可以具有与和遮挡印刷层520相对应的至少一部分区域221、222、223a和223b一致的一些开口，以便防止墨水转移现象。
工艺保护膜710可以在开口中具有另一保护膜(即，第二保护膜)。
图8A至图8C是示出了根据本公开实施例的用于在窗上形成遮挡印刷层的着色材料的透射特性的图。
图8A是示出了根据波长带的遮挡印刷层520的透光率的变化的曲线图。
用于形成遮挡印刷层520的着色材料可以对于IR波长带的光具有高透光率，且对于可见光波长带的光具有低透光率。
可以使用遮挡不同类型模块(例如，LED模块201和/或光学传感器模块202和203)的着色材料来形成遮挡印刷层520，且遮挡印刷层520还在从相应模块输出或输入到相应模块的光的波长带中具有高透光率。例如，着色材料可以含有染料组合物和/或颜料组合物。
由于形成遮挡印刷层520使得用户不能看到布置在电子设备200的窗220内的设备组件，因此用于遮挡印刷层520的着色材料应当在可以被人类识别的可见光波长带(例如，380nm至780nm)中具有低透光率。例如，如果遮挡印刷层520的透光率在550nm的波长带中为10％或更小，则用户可以感觉到遮挡印刷层520和与其相邻的区域之间的设计统一感。
表1
LED模块 虹膜传感器 接近/照度IR传感器
550nm 7％±2％ 7％±2％ 7％±2％
810nm - 84％±4％ -
940nm - - 85％±5％
表1示出了根据设备组件类型的各波长带的透光率的条件。
与虹膜传感器或能够与虹膜传感器一同操作的虹膜IR LED相对应的窗区域可以在810nm(其是虹膜识别所使用的传感器光的波长带)下需要84％或更多的透光率(误差范围为4％)，使得传感器光可以透过窗区域而不会使光学特性失真。
与接近/照度IR传感器相对应的窗区域可以在940nm(其是接近感测所用的传感器光的波长带)下需要85％或更多的透光率(误差范围为5％)，使得传感器光可以透过该窗区域。
LED模块201通过例如红色、绿色、黄色或蓝色来指示电子设备200的驱动状态。因此，当LED模块201输出LED光时，所输出的光的特性不会因窗区域而失真。另外，可以遮挡与LED模块201以及多个传感器202和203相对应的各窗区域，以提供窗区域和相邻BM区域之间的美学一致性。为了满足这样的条件，与LED模块、虹膜传感器和接近/照度IR传感器相对应的各窗区域可以在作为可见光波长带的550nm下需要约为7％的透光率(误差范围为4％)。
当使用含有染料组合物和颜料组合物二者的着色材料形成遮挡印刷层520时，可以满足表1所示的所有条件。
本公开的遮挡印刷层520可以分别在810nm和940nm波长带中具有80％或更大的透光率，并且在550nm波长带中具有7％的透光率。
图8B是示出了使用包含颜料组合物的常规着色材料形成遮挡印刷层520的窗区域的透光率的曲线图，且图8C是示出了使用含有染料组合物和/或颜料组合物的着色材料形成遮挡印刷层520的窗区域的透光率的曲线图。
如图8B所示，如果通过使用包含颜料组合物的常规着色材料形成遮挡印刷层520以便在可见光波长带(例如，550nm)内具有约7％的透光率(根据表1所示的条件)，则由于颜料组合物的特性导致IR波长带(例如，810nm或940nm)内的透光率小于40％，因此不能满足表1中的条件。
如图8C所示，使用含有染料组合物和/或颜料组合物的着色材料形成的遮挡印刷层520满足在表1中定义的可见光波长带(例如，550nm)内的透光率条件和IR波长带(例如，810nm和940nm)内的透光率条件二者。
由于如图8C所示，LED模块201以及多个传感器202和203所需的所有透光率条件都被满足，因此当使用包含染料组合物和/或颜料组合物的相同着色材料形成遮挡印刷层520时，有可能改善电子设备200的美学一致性，并通过省略一些工艺步骤来减少制造成成本，而不会降低设备组件(即，LED模块201以及传感器202和203)的性能。
根据各种实施例，电子设备包括：壳体，包括第一板和第二板，第一板面向第一方向且是基本透明的，第二板面向与第一方向相反的第二方向，并且第一板的外表面面向第一方向且内表面面向第二方向；显示器，布置在所述壳体内并通过第一板的一部分暴露于外部；使用第一材料形成的第一不透明层，从第一方向观看时在不覆盖显示器的情况下直接或间接地附着到第一板的内表面，且第一不透明层包括第一开口、第二开口、填充第一开口的至少一部分的第一部分以及填充第二开口的至少一部分的第二部分；第一光学元件，面向第一部分并布置在所述壳体内部位于第一部分和第二板之间；以及第二光学元件，面向第二部分并布置在所述壳体内部位于第二部分和第二板之间。可以使用不同于第一材料的第二材料形成第一部分和第二部分。第二材料可以含有可溶于有机或无机溶剂的染料组合物。
第一光学元件可以包括发光二极管(LED)，且第二光学元件可以包括IR传感器。
第一不透明层还可以包括第三开口和填充第三开口的至少一部分的第三部分。可以使用第二材料形成第三部分。
可以通过将染料组合物和颜料组合物中的至少一种与选自由旋涂玻璃、丙烯酸树脂、聚合物树脂和环氧树脂构成的组中的至少一种材料相混合，来获得第二材料。
所述电子设备还可以包括第三光学元件。第二光学元件可以包括接近传感器，且第三光学元件可以包括虹膜传感器或能够与虹膜传感器一同操作的虹膜IR LED。
第二材料可以包含颜料组合物和染料组合物，且颜料组合物与染料组合物的重量比可以在8∶2至7∶3的范围内。第二材料可以包括能够实现与第一材料相同颜色的着色材料。
可以通过将染料组合物和颜料组合物中的至少一种与选自由旋涂玻璃、丙烯酸树脂、聚合物树脂和环氧树脂构成的组中的至少一种材料相混合，来获得用于遮挡印刷层的着色材料。例如，着色材料可以包括通过将蓝色、绿色和红色中的至少两种染料与选自由旋涂玻璃、丙烯酸树脂、聚合物树脂和环氧树脂构成的组中的至少一种材料相混合而获得的材料。
本公开中使用的术语“模块”可以表示包括硬件、软件和固件的一个或多个组合的单元。“模块”可以与诸如“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”或“电路”的术语互换使用。“模块”可以是形成为一个主体的组件的最小单元或其一部分。“模块”可以是用于执行一个或多个功能的最小单元或其一部分。可以从机械上或从电学上执行“模块”，且“模块”可以包括已知的或将来研发的专用IC(ASIC)芯片、场可编程门阵列(FPGA)和用于执行某些操作的可编程逻辑器件。
计算机可读介质的示例包括：磁介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学介质，例如压缩盘ROM(CD-ROM)和DVD；磁光介质，如光软盘；以及硬件器件，专门配置为存储并执行诸如程序模块的指令程序，包括ROM、RAM和闪存。程序指令的示例包括由汇编语言(例如编译器)创建的机器代码指令，以及由能够在计算机中使用解译器执行的高级编程语言创建的代码指令。所描述的硬件设备可以配置为用作一个或多个软件模块，以便执行上述实施例的操作，反之亦然。
根据本公开实施例的模块或编程模块可以包括一个或多个组件，去除上述组件中的一部分，或者包括新的组件。根据各种实施例的模块、编程模块或其它组件执行的操作可以通过顺序、并行、重复或启发式方法执行。部分操作可以按其他顺序来执行，被跳过，或者与附加操作一起来执行。
尽管参考本公开各实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解：在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的前提下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (14)

1.一种电子设备，包括：
光学传感器模块，包括第一光学传感器和第二光学传感器；
窗，覆盖所述光学传感器模块；
第一遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第一区域中，用于透射来自第一光学传感器的传感器光，其中所述窗的下表面面向所述光学传感器模块；以及
第二遮挡印刷层，印刷在窗的下表面上的第二区域中，用于透射来自第二光学传感器的传感器光，
其中使用相同的着色材料来印刷第一遮挡印刷层和第二遮挡印刷层。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述着色材料包含染料组合物。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中第一遮挡印刷层和第二遮挡印刷层中的每一个在810nm和940nm波长带中的每个波长带内的透光率为80％或更大。
4.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
显示器，布置为面向所述窗的下表面；以及
不透明印刷层，印刷在所述窗的非显示区域的至少一部分中，所述非显示区域是除了使在所述显示器上显示的图像透过的显示区域之外的区域，
其中用于印刷第一遮挡印刷层和第二遮挡印刷层的着色材料与所述不透明印刷层具有相同颜色。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其中第一光学传感器和第二光学传感器分别是接近/照度传感器和虹膜传感器。
6.一种用于制造电子设备的窗的方法，其中所述电子设备包括显示器、具有第一光传感器和第二光学传感器的光学传感器模块以及覆盖所述光学传感器模块和所述显示器二者的所述窗，所述方法包括：
通过在所述窗的非显示区域的至少一部分上涂覆第一墨水来执行基础印刷，其中所述非显示区域是不允许在显示器上显示的图像透过的区域；
通过在涂覆有用于基础印刷的第一墨水的区域的至少一部分上涂覆第二墨水，来执行遮挡印刷；
通过在涂覆有用于遮挡印刷的第二墨水的区域的至少一部分上涂覆第三墨水，来执行粘合增强印刷；以及
通过在所述非显示区域的第一区域和第二区域上涂覆第四墨水来执行传感器遮挡印刷，其中第一区域是用于透射来自第一光学传感器的传感器光的区域，并且第二区域是用于透射来自第二光学传感器的传感器光的区域，
其中涂覆有第一墨水的区域包括除了第一区域和第二区域之外的其余区域的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的方法，其中第四墨水包含染料组合物，以及
其中通过所述传感器遮挡印刷而形成的遮挡印刷层在810nm和940nm波长带中的每个波长带内的透光率为80％或更大。
8.一种电子设备，包括根据权利要求6所述的方法制造的窗。
9.一种电子设备，包括：
壳体，包括第一板和第二板，第一板面向第一方向且是基本透明的，第二板面向与第一方向相反的第二方向，第一板的外表面面向第一方向且内表面面向第二方向；
显示器，布置在所述壳体内并通过第一板的一部分暴露于外部；
使用第一材料形成的第一不透明层，从第一方向观看时在不覆盖所述显示器的情况下直接或间接地附着到第一板的内表面，并且第一不透明层包括第一开口、第二开口、填充第一开口的至少一部分的第一部分以及填充第二开口的至少一部分的第二部分；
第一光学元件，面向第一部分并布置在所述壳体内部在第一部分和第二板之间；以及
第二光学元件，面向第二部分并布置在所述壳体内部在第二部分和第二板之间，
其中第一部分和第二部分是使用与第一材料不同的第二材料而形成的，以及
其中第二材料含有可溶于有机溶剂或无机溶剂的染料组合物。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中第一光学元件包括发光二极管LED，第二光学元件包括红外传感器。
11.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述不透明层还包括第三开口和填充第三开口的至少一部分的第三部分，其中第三部分是使用第二材料而形成的。
12.根据权利要求11所述的电子设备，还包括：
第三光学元件，
其中第二光学元件包括接近传感器，第三光学元件包括虹膜传感器。
13.根据权利要求9所述的电子设备，其中第二材料是通过将染料组合物和颜料组合物中的至少一种与选自由旋涂玻璃、丙烯酸树脂、聚合物树脂和环氧树脂构成的组中的至少一种材料相混合而获得的。
14.根据权利要求9所述的电子设备，其中第二材料包含颜料组合物和染料组合物，以及
其中所述颜料组合物与所述染料组合物的重量比的范围为8∶2到7∶3。
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