JP2020507105A - 表示画面、表示装置および携帯端末 - Google Patents

Abstract

表示層と第１遮光層とを含む表示画面が提供される。表示層は表示面を有し、第１遮光層は表示面上に配置され、指紋認識領域を有し、指紋認識領域は少なくとも１つの第１貫通孔を含み、表示画面の下方に位置する指紋ユニットによって送受信される感知信号は、第１貫通孔を通って伝送され得る。表示画面および光学式指紋ユニットを含む表示装置が提供される。光学式指紋ユニットは第１遮光層から離れて表示層の端にあり、光学式指紋認識領域に対応する位置に配置されている。指紋ユニットは、発光体と導光体とを含み、発光体から発せられた光信号は、指紋に伝送され、指紋によって反射された後に導光体によって受信される。携帯端末が提供される。

Description

本開示は電子機器の分野に関し、特に表示画面、表示装置および携帯端末に関する。

従来技術では、指紋認識ユニットは表示を妨げないように表示パネルの表示領域外に配置されている。しかしながら、このような構造設計では、表示面積比（表示画面全体に対する表示領域の比率）が低くなる。指紋ユニットと表示画面とを重ねて配置することにより、表示面積比を大きくすることができる。しかしながら、このような構成では、表示画面が指紋ユニットの感知信号を遮ってしまい、指紋ユニットの指紋取得効率が低下してしまう。

上記課題の解決を目指し、本開示の目的は、指紋ユニットの指紋取得効率を向上させることができる表示画面、表示装置および携帯端末を提供することである。

背景技術で述べた既存の問題を解決するために、本開示は表示画面を提供する。表示画面は、表示層と第１遮光層とを含む。表示層はユーザ側に表示面を有し、第１遮光層は表示面上に配置され、第１遮光層は指紋認識領域を有し、指紋認識領域は少なくとも１つの第１貫通孔を含み、第１貫通孔は、表示画面の下方に位置する指紋ユニットによって送受信される感知信号が第１貫通孔を通って伝送され得るように構成される。

本開示は、上述の表示画面を含み、さらに光学式指紋ユニットと中枠とを含む表示装置を提供する。表示画面と光学式指紋ユニットとは中枠に固定され、光学式指紋ユニットは第１遮光層から離れて表示層の端にあり、光学式指紋認識領域に対応する位置に配置されている。光学式指紋ユニットは、発光体と導光体とを含み、指紋認識は、第１貫通孔を通過する、発光体が発する第１光信号と、導光体が受信する第２光信号とによって行われる。

本開示は、上述の表示装置を含む携帯端末を提供する。

本開示の実施形態で提供される表示画面は、表示層と第１遮光層とを含む。表示層はユーザ側に表示面を有し、第１遮光層は表示面上に配置され、第１遮光層は指紋認識領域を有し、指紋認識領域は少なくとも１つの第１貫通孔を含み、表示画面の下方に位置する指紋ユニットによって送受信される感知信号は、第１貫通孔を通って伝送され得る。感知信号が表示画面を貫通することを第１遮光層が妨げるという問題は第１貫通孔によって解決され、指紋取得および認識効率が改善される。

本開示の実施形態で提供される表示装置は、表示画面と、表示画面の下方に配置された指紋ユニットとを含む。表示画面は、表示層と第１遮光層とを含む。第１遮光層は表示面上に配置され、第１遮光層は指紋認識領域を含み、指紋認識領域は少なくとも１つの第１貫通孔を含む。指紋ユニットは、指紋認識領域に対応する位置に配置されている。指紋ユニットは、発光体および導光体を含み、それにより発光体から発せられた光信号が表示層および第１貫通孔を通って指紋に伝送され、かつ指紋によって反射された後に第１貫通孔および表示層を通って導光体によって受信されるのが容易になり、これにより、指紋ユニットの指紋取得および認識効率が改善される。

本開示の実施形態で提供される携帯端末は表示装置を含み、表示装置は、表示画面と、表示画面の下方に配置された指紋ユニットとを含む。表示画面は、表示層と第１遮光層とを含む。第１遮光層は表示面上に配置され、第１遮光層は指紋認識領域を含み、指紋認識領域は少なくとも１つの第１貫通孔を含む。指紋ユニットは、指紋認識領域に対応する位置に配置されている。少なくとも１つの第１貫通孔は、指紋ユニットによって送受信される感知信号の透過率を高め、これにより指紋取得効率が向上する。

本開示の実施形態における技術的解決策をより明確に説明するために、実施形態を説明するために必要とされる添付の図面を以下に簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における添付の図面は本開示のいくつかの実施形態を例示するに過ぎず、当業者は創造的な努力なしにこれらの添付の図面から他の図面を導出することもできる。

本開示の一実施形態で提供される表示画面の概略図である。 本開示の一実施形態で提供される表示画面の上面図である。 図２のＡ−Ａ’断面図である。 本開示の一実施形態で提供される表示画面の概略図である。 本開示の一実施形態で提供される表示画面の上面図である。 図５のＢ−Ｂ’断面図である。 本開示の一実施形態で提供される表示画面の概略図である。 本開示の一実施形態で提供される表示画面の概略図である。 本開示の一実施形態で提供される表示装置の概略図である。 本開示の一実施形態で提供される携帯端末の概略図である。

本開示の実施形態の添付の図面を参照しながら、本開示の実施形態の技術的解決策を以下に明確かつ完全に説明する。

図１を参照すると、図１は、本開示の実施形態で提供される表示画面１００を示す。表示画面１００は、表示層と第１遮光層１２０とを含む。表示層１１０は、表示画面１００の一部であり、画像を表示するように構成されている。表示層１１０にはユーザ側に表示面１１１が設けられており、第１遮光層１２０は表示面１１１上に配置されている。第１遮光層１２０は指紋認識領域１２１を有し、指紋認識領域１２１は少なくとも１つの第１貫通孔１２２を含み、表示画面の下方に位置する指紋ユニットによって送受信される感知信号は第１貫通孔１２２を通過する。

本実施形態では、表示画面１００は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などとすることができる。第１遮光層１２０は、光フィルタリング層、偏光層、カラーマイクロエレクトロニクス印刷層、平坦層などとすることができる。指紋ユニットは、光学式指紋ユニット、静電容量式指紋ユニット、無線周波数指紋ユニット、超音波指紋ユニットなどとすることができる。感知信号は、光信号、電気信号、超音波信号などとすることができる。

図２および図３を参照すると、表示画面１００は第２遮光層１３０をさらに含み、第２遮光層１３０は、表示画面１００の下方の構造（電子回路など）が見えないようにするために、第１遮光層１２０から離れて表示層１１０の端に配置される。第２遮光層１３０は、遮光フォーム層、遮光インク層、または光を反射するように構成された反射層とすることができる。第２遮光層１３０は、表示画面１００の下の構造（電子回路など）を見えないように隠すことができるので、表示層１１０は、表示画面１００が非発光状態のときに第２遮光層１３０の色を呈することができる。第２遮光層１３０は、黒、白、または他の色であり得る。

図３を参照すると、一実施形態では、指紋ユニットは光学式指紋ユニットであり、光学式指紋ユニットは、表示画面１００のユーザから離れた側に配置されている。第２遮光層１３０には第２貫通孔１３１が設けられており、第２貫通孔１３１は、光学式指紋ユニットが送受信する光信号が通過できるように構成されている。

また、第１貫通孔１２２と第２貫通孔１３１とは正対して配置されており、第１貫通孔１２２と第２貫通孔１３１とは同じ大きさである。本実施形態では、第１貫通孔１２２および第２貫通孔１３１は、表示画面１００の厚さ方向に沿って透光性通路を形成することができ、通路は光学式指紋ユニットと指紋認識領域１２１との間に配置され、それにより光学式指紋ユニットによって送受信された光信号の伝送が容易になり、信号に対する表示画面１００の妨害を減らし、それゆえ、指紋認識および取得効率が改善される。

一実施形態では、図４を参照すると、第１貫通孔１２２は透光層１４０で充填されている。透光層１４０には表示層１１０から離れた側に第１面１４１が設けられ、第１遮光層１２０には表示層１１０から離れた側に第２面１２３が設けられ、第１面１４１は第２面１２３と同一平面である。本実施形態では、第１貫通孔１２２を透光層１４０で充填し、透光層１４０および第１遮光層１２０のそれぞれの面をユーザ側に同一平面にすることにより、透光層１４０が第１貫通孔１２２の光透過率に影響を与えないようにするだけでなく、第１遮光層１２０に第１貫通孔１２２を設けた場合に第１遮光層１２０の表面に凹凸が生じることを回避でき、それゆえ、その後、他の機能層を第１遮光層１２０に重ね合わせるときに平坦性に影響が出るのを回避できる。透光層１４０の形状および大きさは、第１貫通孔１２２の形状および大きさと同じであることが好ましく、これにより、透光層１４０と第１貫通孔１２２との間の隙間のない充填が可能になり、したがって第１遮光層１２０は極めて平坦になる。

一実施形態では、図５を参照すると、指紋認識領域１２１には、複数の第１貫通孔１２２と、複数の第１貫通孔１２２の間の遮光部１２４とが設けられている。

図６を参照すると、表示層１１０は光反射層１５０を含み、光反射層１５０は外部光源によって照らされた反射光を生成することができ、このようにしてユーザの目は、表示層１１０が発した光だけでなく光反射層１５０によって生成された反射光も受けることができる。特に、光反射層１５０は、強い外部光源によって照らされるとより強い反射光を生成し、より強い反射光は、表示層１１０の表示画像を遮り、ユーザ体験に影響を及ぼす。光反射層１５０は、光源を表示する反射シートまたは表示層１１０内の金属信号線とすることができる。

図６を参照すると、第２遮光層１３０上の指紋認識領域１２１の正投影領域は、第２貫通孔１３１の領域と一致している。表示層１１０上の遮光部１２４の正投影領域は、光反射層１５０の領域の一部と一致している。本実施形態では、指紋認識領域１２１の遮光部１２４が光反射層１５０の領域を覆うことで、光反射層１５０の領域で発生した反射光が遮られ、外部光源を反射する光反射層１５０によるユーザの視覚への影響が低下する。

本実施形態では、第１遮光層１２０は偏光層であり、光反射層１５０の反射光信号が透過しないように構成されている。他の実施形態では、第１遮光層１２０は、マイクロエレクトロニクス印刷層または平坦層などの他の遮光構成要素とすることもできる。当然のことながら、第１遮光層１２０は、光反射層１５０のユーザ側の端の他の位置に配置することもできる。例えば、第１遮光層１２０は表示層１１０内に配置することもできる。

図７を参照すると、複数の第１貫通孔１２２は、透光層１４０’で充填することができ、透光層１４０’には表示層１１０から離れた側に第１面１４１’が設けられ、第１遮光層１２０には表示層１１０から離れた側に第２面１２３が設けられ、第１面１４１’は第２面１２３と同一平面である。本実施形態では、第１貫通孔１２２を透光層１４０’で充填し、透光層１４０’および第１遮光層１２０のそれぞれの面をユーザ側に同一平面にすることにより、透光層１４０’が第１貫通孔１２２の光透過率に影響を与えないようにするだけでなく、第１遮光層１２０に第１貫通孔１２２を設けた場合に第１遮光層１２０の表面に凹凸が生じることを回避でき、それゆえ、その後、他の機能層を第１遮光層１２０に重ね合わせるときに平坦性に影響が出るのを回避できる。透光層１４０’の形状および大きさは、第１貫通孔１２２の形状および大きさと同じであることが好ましく、これにより、透光層１４０’と第１貫通孔１２２との間の隙間のない充填が可能になり、したがって第１遮光層１２０は極めて平坦になる。

図８を参照すると、第２貫通孔１３１には遮光性シート１６０が設けられている。遮光性シート１６０には、透光性通路１６２が設けられている。具体的には、遮光性シート１６０は、遮光性顔料１６１と透光性材料とを含み、透光性材料から複数の透光性通路１６２が形成され、透光性通路１６２は表示画面１００の厚さ方向に沿っており、光学式指紋ユニットで送受信される光信号ｃは、複数の透光性通路１６２を透過する。遮光性シート１６０は、第２貫通孔１３１を覆い、第２貫通孔１３１の下方に配置された指紋ユニットで送受信される光信号ｃが透過するように光信号ｃの送信を可能にし、指紋ユニットを隠すように光を反射させることができる。遮光性シート１６０の反射光と第２遮光層１３０の反射光とは同色であることが好ましく、これにより、表示層１１０が携帯端末の画面オフ状態のような非表示状態にあるときに第２貫通孔１３１の領域と第２遮光層１３０の他の領域とが同じ表示色となり、それによって、ユーザに対する第２貫通孔１３１の視覚的影響が減少し、ユーザ体験が向上する。本実施形態では、遮光性顔料１６１は第２遮光層１３０と同色であり、ユーザの肉眼で感知される遮光性顔料１６１の色は第２遮光層１３０のそれと同じであることが理解されよう。第２遮光層１３０の色は、黒、白、または他の色とすることができ、それに対応して、遮光性顔料１６１の色も、黒、白、または他の色とすることができる。

透光性材料は、樹脂粒子、ガラス粉末、または樹脂粒子とガラス粉末との混合物などの透光性材料とすることができる。これらの透光性材料は特定の光透過性を有し、光を通過させる。遮光性シート１６０に透光性材料を添加すると、遮光性シート１６０の光透過性を高めることができる。透光性材料は粒状である。透光性材料の粒径が小さすぎると、光透過性が得られない。透光性材料の粒径が大きすぎると、遮光性シート１６０と第２遮光層１３０との間に色差が生じる場合がある。したがって、任意選択的に、透光性材料の粒径は１〜２０μｍである。また、遮光性シート１６０に対する透光性材料の比率が低すぎると、遮光性シート１６０の光透過性を効果的に高めることができない。遮光性シート１６０に対する透光性材料の比率が高すぎると、遮光性シート１６０の色に影響が出る。したがって、遮光性シート１６０に対する透光性材料の質量割合は、１％〜２０％である。

また、第２遮光層１３０上の複数の第１貫通孔１２２の正投影領域は、複数の透光性通路１６２の領域と一致し得る。

指紋認識領域１２１は、円形、正方形、楕円形、または不規則な形状であり得る。不規則な形状は、指と表示画面１００との間の接触面に適合する形状であり得る。

本開示は、第１貫通孔１２２および第２貫通孔１３１の形状、大きさおよび数を限定しない。

本願は、指紋認識領域１２１の大きさおよび数を限定するものではなく、指紋認識領域１２１は、表示層１１０の局所領域または表示層１１０の全領域であり得る。指紋認識領域１２１が表示層１１０の局所領域である場合、１つの指紋認識領域１２１または複数の指紋認識領域１２１を設けることができる。

図９を参照すると、本願は表示装置２００を提供し、表示装置２００は、上述の実施形態のうちのいずれか１つによる表示画面１００を含み、さらに光学式指紋ユニット２１０と中枠２１１とを含む。表示画面１００と光学式指紋ユニット２１０とは、中枠２１１に固定されている。光学式指紋ユニット２１０は第１遮光層１２０から離れて表示層１１０の端にあり、光学式指紋認識領域１２１に対応する位置に配置されている。光学式指紋ユニット２１０は、発光体２１２と導光体２１３とを含み、指紋認識は、どちらも第１貫通孔１２２を通過する、発光体２１２が発する第１光信号と、導光体２１３が受信する第２光信号とによって行われる。他の実施形態では、指紋ユニットは、静電容量式指紋ユニット、または無線周波数指紋ユニット、または超音波指紋ユニットとすることができる。

表示画面１００を指で押すと、発光体２１２から発せられた光が入射光ｄを形成する。入射光ｄは、導光体２１３、第２貫通孔１３１および第１貫通孔１２２を通って指紋２１４に照射される。反射光ｅは指紋２１４の反射によって形成され、反射光ｅは導光体２１３によって受けられ、反射光ｅが処理された後に指紋２１４の指紋画像が得られる。

図１０を参照すると、本開示の実施形態は、上述の実施形態のいずれか１つの表示装置２００を含む携帯端末３００を提供する。本開示の実施形態で提供される携帯端末は、限定されないが、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ＰＯＳ機器、さらにはオンボードコンピュータなどの携帯型電子機器または通信機器とすることができる。

本開示の携帯端末では、第１遮光層１２０の指紋認識領域１２１には少なくとも１つの第１貫通孔１２２が設けられ、指紋認識領域１２１に対応する位置に指紋ユニットが配置されている。少なくとも１つの第１貫通孔１２２は、指紋ユニット２１０によって送受信される感知信号の透過率を高め、これにより指紋取得効率が向上し、ユーザ体験が向上する。

Claims (15)

1. 表示層（１１０）と第１遮光層（１２０）とを含む表示画面（１００）であって、前記表示層（１１０）がユーザ側に表示面（１１１）を有し、前記第１遮光層（１２０）が表示面（１１１）上に配置され、前記第１遮光層（１２０）が指紋認識領域（１２１）を有し、前記指紋認識領域（１２１）が少なくとも１つの第１貫通孔（１２２）を含み、前記第１貫通孔（１２２）が、前記表示画面（１００）の下方に位置する指紋ユニット（２１０）によって送受信される感知信号が前記第１貫通孔（１２２）を通って伝送され得るように構成される、表示画面（１００）。
2. 前記第１遮光層（１２０）が、光フィルタリング層、偏光層、カラーマイクロエレクトロニクス印刷層、および平坦層からなる群から選択される、請求項１に記載の表示画面（１００）。
3. 前記指紋ユニット（２１０）が、光学式指紋ユニット、静電容量式指紋ユニット、無線周波数指紋ユニット、および超音波指紋ユニットからなる群から選択される、請求項１に記載の表示画面（１００）。
4. 第２遮光層（１３０）をさらに含み、前記第２遮光層（１３０）が、前記第１遮光層（１２０）から離れて前記表示層（１１０）の端に配置され、前記第２遮光層（１３０）には第２貫通孔（１３１）が設けられており、前記第２貫通孔（１３１）と前記第１貫通孔（１２２）とが前記指紋ユニット（２１０）が送受信する前記感知信号が前記第２貫通孔（１３１）および前記第１貫通孔（１２２）を通って伝送され得るように構成されている、請求項１に記載の表示画面（１００）。
5. 前記第２遮光層（１３０）が、遮光フォーム層、遮光インク層、および反射層からなる群から選択される、請求項４に記載の表示画面（１００）。
6. 前記第１貫通孔（１２２）と前記第２貫通孔（１３１）とが正対して配置されており、前記第１貫通孔（１２２）と前記第２貫通孔（１３１）とが同じ大きさである、請求項４に記載の表示画面（１００）。
7. 前記第１貫通孔（１２２）が透光層で充填され、前記透光層には前記表示層（１１０）から離れた側に第１面が設けられ、前記第１遮光層（１２０）には前記表示層（１１０）から離れた側に第２面が設けられ、前記第１面が前記第２面と同一平面上にある、請求項６に記載の表示画面（１００）。
8. 前記透光層の形状および大きさが前記第１貫通孔（１２２）の形状および大きさと同じである、請求項７に記載の表示画面（１００）。
9. 前記表示層（１１０）が光反射層（１５０）を含み、前記第１遮光層（１２０）が前記光反射層（１５０）の反射光信号が放射されないよう遮るように構成された偏光層である、請求項４に記載の表示画面（１００）。
10. 前記指紋認識領域（１２１）には、複数の第１貫通孔（１２２）と、前記複数の第１貫通孔（１２２）のうちの遮光部（１２４）とが設けられており、前記第２遮光層（１３０）上の前記指紋認識領域（１２１）の正投影領域が前記第２貫通孔（１３１）の領域と一致し、前記表示層（１１０）上の前記遮光部（１２４）の正投影領域が前記光反射層（１５０）の領域と一致する、請求項９に記載の表示画面（１００）。
11. 前記第２貫通孔（１３１）には遮光性シート（１６０）が設けられ、前記遮光性シート（１６０）が遮光性顔料（１６１）と透光性材料とを含み、複数の透光性通路（１６２）が前記透光性材料で形成され、前記複数の透光性通路（１６２）が、前記光学式指紋ユニット（２１０）によって送受信される光信号が前記複数の透光性通路（１６２）を通って伝送されるように構成され、前記遮光性顔料（１６１）が前記第２遮光層（１３０）と同色である、請求項１０に記載の表示画面（１００）。
12. 前記透光性材料が、樹脂粒子、ガラス粉末、および樹脂粒子とガラス粉末との混合物からなる群から選択される、請求項１１に記載の表示画面（１００）。
13. 前記第２遮光層（１３０）上の前記複数の第１貫通孔（１２２）の正投影領域が、前記複数の透光性通路（１６２）の領域と一致する、請求項１１に記載の表示画面（１００）。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の表示画面（１００）と、光学式指紋ユニット（２１０）と中枠（２１１）とをさらに含む表示装置であって、前記表示画面（１００）および前記光学式指紋ユニット（２１０）が前記中枠（２１１）に固定されており、前記光学式指紋ユニット（２１０）が前記第１遮光層（１２０）から離れて前記表示層（１１０）の端にあり、光学式指紋認識領域（１２１）に対応する位置に配置されており、前記光学式指紋ユニット（２１０）が発光体（２１２）と導光体（２１３）とを含み、指紋認識が、前記第１貫通孔（１２２）を通過する、前記発光体（２１２）が発する第１光信号と、前記導光体（２１３）が受信する第２光信号とによって行われる、表示装置。
15. 請求項１４に記載の表示装置を備える携帯端末。

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