JP2022542528A - 液晶ディスプレイパネル及び液晶表示装置 - Google Patents

液晶ディスプレイパネル及び液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

Figure 2022542528000001
本発明は液晶ディスプレイパネルを提供し、カバープレートとアレイ基板の間にマイクロレンズアレイ、ブラックマトリックス層アレイ及び検出器アレイを順に設置することで、マイクロレンズアレイとブラックマトリックス層アレイの組み合わせを利用して比較的多くの干渉光を除去し、それにより検出器アレイに入射する光の大部分が指紋反射光になり、指紋認識の精度を向上させる。本発明はさらに該液晶ディスプレイパネルを含む液晶表示装置を提供する。

Description

本発明は表示技術分野に関し、特に液晶ディスプレイパネル及び液晶表示装置に関する。
液晶ディスプレイパネルは層状構造であり、上から下に、順にカバープレートガラス、フォトレジスト、カラーフィルム基板側偏光板、カラーフィルム基板、液晶層、薄膜トランジスタアレイ基板及び薄膜トランジスタアレイ基板側偏光板である。液晶ディスプレイパネルに適用される指紋認識技術は通常、２種類あり、それぞれ画面下指紋認識技術及び画面内指紋認識技術である。そのうち、画面内指紋認識技術は、さらに液晶ディスプレイスクリーンのサイズを減少できるため、徐々に将来の発展傾向となっている。しかし、現段階の画面内指紋認識技術は有効な指紋信号を収集すると同時に収集する干渉信号が多すぎるため、指紋認識の精度の低下を引き起こす。
本発明は液晶ディスプレイパネル及び液晶表示装置を提供し、従来の画面内指紋認識技術では有効な指紋信号を収集すると同時に収集する干渉信号がともに多すぎるため、指紋認識の精度の低下を引き起こすという技術的課題を解決することに用いられる。
第１態様によれば、本発明は液晶ディスプレイパネルを提供し、前記液晶ディスプレイパネルは対向して設置されるカラーフィルム基板とアレイ基板、及び前記カラーフィルム基板のうちの前記アレイ基板から遠い一側に設けられるカバープレートを含み、前記カラーフィルム基板はベース、及び前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い一側に設けられるカラーレジスト層を含み、前記液晶ディスプレイパネルはさらにブラックマトリックス層アレイ、マイクロレンズアレイ、及び検出器アレイを含み、
前記ブラックマトリックス層アレイは前記カバープレートと前記アレイ基板の間に設けられ、前記ブラックマトリックス層アレイは積層して設置される複数のブラックマトリックス層を含み、各前記ブラックマトリックス層の前記アレイ基板における投影と前記カラーレジスト層の前記アレイ基板における投影は互いに重ならず、前記ブラックマトリックス層アレイ内に複数のビア群が設置され、各前記ビア群は対向して設置される複数のビアを含み、複数の前記ビアはそれぞれ複数の前記ブラックマトリックス層内に対応して設置され、
前記マイクロレンズアレイは前記カバープレートと前記ブラックマトリックス層アレイの間に設けられ、前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズユニットを含み、各前記マイクロレンズユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置され、
前記検出器アレイは前記ブラックマトリックス層アレイと前記アレイ基板の間に設けられ、前記検出器アレイは複数の検出器ユニットを含み、各前記検出器ユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置される。
いくつかの実施例では、前記マイクロレンズアレイは前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる。
いくつかの実施例では、複数の前記ブラックマトリックス層のうちの１層の前記ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置される。
いくつかの実施例では、前記カラーレジスト層と同層に設置される１層の前記ブラックマトリックス層を除く、他の前記ブラックマトリックス層は前記マイクロレンズアレイと前記カラーレジスト層の間に設けられる。
いくつかの実施例では、前記検出器アレイは前記アレイ基板のうちの前記カラーフィルム基板に近い表面上に設けられる。
いくつかの実施例では、前記ブラックマトリックス層アレイは２層の前記ブラックマトリックス層を含み、２層の前記ブラックマトリックス層はそれぞれ第１ブラックマトリックス層及び第２ブラックマトリックス層であり、前記第２ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置され、前記液晶ディスプレイパネルはさらに第１平坦層及び第２平坦層を含み、
前記第１平坦層は前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、且つ前記マイクロレンズアレイをカバーし、前記第１ブラックマトリックス層は前記第１平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、
前記第２平坦層は前記第１ブラックマトリックス層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、前記第２ブラックマトリックス層及び前記カラーレジスト層は前記第２平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる。
いくつかの実施例では、前記第１平坦層及び前記第２平坦層の厚さの値の範囲は２～５０μｍであり、前記第２平坦層から前記検出器アレイまでの距離の値の範囲は３～１５μｍである。
いくつかの実施例では、前記第１ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は８～２８μｍであり、前記第２ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は３～１６μｍである。
いくつかの実施例では、前記マイクロレンズユニットは複数のマイクロレンズを含み、任意の１つの前記マイクロレンズの孔径の値の範囲は３～３０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの高さの値の範囲は２～１０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの曲率半径の値の範囲は５～１５μｍである。
いくつかの実施例では、前記検出器ユニットの形状は角形又は円形であり、角形の前記検出器ユニットの辺長又は円形の前記検出器ユニットの直径の値の範囲は５～１８μｍである。
第２態様によれば、本発明は液晶表示装置を提供し、前記液晶表示装置は液晶ディスプレイパネルを含み、前記液晶ディスプレイパネルは対向して設置されるカラーフィルム基板とアレイ基板、及び前記カラーフィルム基板のうちの前記アレイ基板から遠い一側に設けられるカバープレートを含み、前記カラーフィルム基板はベース、及び前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い一側に設けられるカラーレジスト層を含み、前記液晶ディスプレイパネルはさらにブラックマトリックス層アレイ、マイクロレンズアレイ、及び検出器アレイを含み、
前記ブラックマトリックス層アレイは前記カバープレートと前記アレイ基板の間に設けられ、前記ブラックマトリックス層アレイは積層して設置される複数のブラックマトリックス層を含み、各前記ブラックマトリックス層の前記アレイ基板における投影と前記カラーレジスト層の前記アレイ基板における投影は互いに重ならず、前記ブラックマトリックス層アレイ内に複数のビア群が設置され、各前記ビア群は対向して設置される複数のビアを含み、複数の前記ビアはそれぞれ複数の前記ブラックマトリックス層内に対応して設置され、
前記マイクロレンズアレイは前記カバープレートと前記ブラックマトリックス層アレイの間に設けられ、前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズユニットを含み、各前記マイクロレンズユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置され、
前記検出器アレイは前記ブラックマトリックス層アレイと前記アレイ基板の間に設けられ、前記検出器アレイは複数の検出器ユニットを含み、各前記検出器ユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置される。
いくつかの実施例では、前記マイクロレンズアレイは前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる。
いくつかの実施例では、複数の前記ブラックマトリックス層のうちの１層の前記ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置される。
いくつかの実施例では、前記カラーレジスト層と同層に設置される１層の前記ブラックマトリックス層を除く、他の前記ブラックマトリックス層は前記マイクロレンズアレイと前記カラーレジスト層の間に設けられる。
いくつかの実施例では、前記検出器アレイは前記アレイ基板のうちの前記カラーフィルム基板に近い表面上に設けられる。
いくつかの実施例では、前記ブラックマトリックス層アレイは２層の前記ブラックマトリックス層を含み、２層の前記ブラックマトリックス層はそれぞれ第１ブラックマトリックス層及び第２ブラックマトリックス層であり、前記第２ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置され、前記液晶ディスプレイパネルはさらに第１平坦層及び第２平坦層を含み、
前記第１平坦層は前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、且つ前記マイクロレンズアレイをカバーし、前記第１ブラックマトリックス層は前記第１平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、
前記第２平坦層は前記第１ブラックマトリックス層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、前記第２ブラックマトリックス層及び前記カラーレジスト層は前記第２平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる。
いくつかの実施例では、前記第１平坦層及び前記第２平坦層の厚さの値の範囲は２～５０μｍであり、前記第２平坦層から前記検出器アレイまでの距離の値の範囲は３～１５μｍである。
いくつかの実施例では、前記第１ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は８～２８μｍであり、前記第２ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は３～１６μｍである。
いくつかの実施例では、前記マイクロレンズユニットは複数のマイクロレンズを含み、任意の１つの前記マイクロレンズの孔径の値の範囲は３～３０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの高さの値の範囲は２～１０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの曲率半径の値の範囲は５～１５μｍである。
いくつかの実施例では、前記検出器ユニットの形状は角形又は円形であり、角形の前記検出器ユニットの辺長又は円形の前記検出器ユニットの直径の値の範囲は５～１８μｍである。
本発明が提供する液晶ディスプレイパネル及び液晶表示装置は、カバープレートとアレイ基板の間にマイクロレンズアレイ、ブラックマトリックス層アレイ及び検出器アレイを順に設置することで、マイクロレンズアレイとブラックマトリックス層アレイの組み合わせを利用して比較的多くの干渉光を除去し、それにより検出器アレイに入射する光の大部分が指紋反射光になり、指紋認識の精度を向上させる。
本発明の実施例が提供する液晶ディスプレイパネルの膜層の模式図である。 図１に示す液晶ディスプレイパネルの部分膜層の平面図である。 図１に示す液晶ディスプレイパネルの部分サイズの模式図である。 本発明の実施例が提供する液晶表示装置の構造模式図である。
本発明の目的、技術的解決手段及び効果をさらに明瞭かつ明確にするために、以下図面を参照し且つ実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施例は単に本発明を解釈することに用いられ、且つ本発明を限定するものではないと理解すべきである。
図１に参照されるように、本発明の実施例は液晶ディスプレイパネル１００を提供し、該液晶ディスプレイパネル１００はカバープレート１０、カラーフィルム基板２０及び薄膜トランジスタアレイ基板３０（説明の便宜上、それをアレイ基板３０と略称する）を含む。カラーフィルム基板２０とアレイ基板３０は対向して設置され、カラーフィルム基板２０とアレイ基板３０の間に液晶８０が設けられ、カバープレート１０はカラーフィルム基板２０のうちのアレイ基板３０から遠い一側に設けられ、カバープレート１０とカラーフィルム基板２０の間に偏光板９０が設けられる。カラーフィルム基板２０はベース２０１及びカラーレジスト層２０２を含み、カラーレジスト層２０２はベース２０１のうちのアレイ基板３０に近い一側に設けられる。
該液晶ディスプレイパネル１００はさらにブラックマトリックス層アレイ４０、マイクロレンズアレイ５０及び検出器アレイ６０を含む。
ブラックマトリックス層アレイ４０はカバープレート１０とアレイ基板３０の間に設けられ、ブラックマトリックス層アレイ４０は積層して設置される複数のブラックマトリックス層を含む。なお、図１に示すブラックマトリックス層アレイ４０は２層のブラックマトリックス層を含み、説明の便宜上、カバープレート１０に近いブラックマトリックス層を第１ブラックマトリックス層４０１と呼び、アレイ基板３０に近いブラックマトリックス層を第２ブラックマトリックス層４０２と呼ぶ。ほかの実施例では、ブラックマトリックス層の数は１層、３層又は３層以上であってもよく、ここではこれを限定しない。
各ブラックマトリックス層のアレイ基板３０における投影とカラーレジスト層２０２のアレイ基板３０における投影は互いに重ならない。すなわち、第１ブラックマトリックス層４０１及び第２ブラックマトリックス層４０２はいずれもカラーレジスト層２０２を遮蔽しておらず、光源からカラーレジスト層２０２を介して出射する光は液晶ディスプレイパネル１００から正常に出射でき、液晶ディスプレイパネル１００の表示効果を確実にする。
ブラックマトリックス層アレイ４０内に複数のビア群が設置され、各ビア群は対向して設置される複数のビア４００を含み、複数のビア４００はそれぞれ複数のブラックマトリックス層内に対応して設置される。なお、複数のビア４００が対向して設置されるとは、複数のビア４００のアレイ基板３０における投影の中心点が重なる、又は略重なることである。図１中のブラックマトリックス層アレイ４０内に４つのビア群が設置され、各ビア群は対向して設置される２つのビア４００を含み、そのうちの一方のビア４００は第１ブラックマトリックス層４０１内に設置され、他方のビア４００は第２ブラックマトリックス層４０２内に設置される。
マイクロレンズアレイ５０はカバープレート１０とブラックマトリックス層アレイ４０の間に設けられ、マイクロレンズアレイ５０は複数のマイクロレンズユニット５００を含み、各マイクロレンズユニット５００はそのうちの１つのビア群に対応して設置される。すなわち、マイクロレンズアレイ５０中の各マイクロレンズユニット５００のアレイ基板３０における投影の中心点と対応するビア群中のすべてのビア４００のアレイ基板３０における投影の中心点は重なる、又は略重なる。図１のマイクロレンズアレイ５０は４つのマイクロレンズユニット５００を含み、各マイクロレンズユニット５００は４つのビア群のうちの１つのビア群に対応して設置される。
検出器アレイ６０はブラックマトリックス層アレイ４０とアレイ基板３０の間に設けられ、検出器アレイ６０は複数の検出器ユニット６００を含み、各検出器ユニット６００はそのうちの１つのビア群に対応して設置される。すなわち、検出器アレイ６０中の各検出器ユニット６００のアレイ基板３０における投影の中心点と対応するビア群中のすべてのビア４００のアレイ基板３０における投影の中心点は重なる、又は略重なる。図１の検出器アレイ６０は４つの検出器ユニット６００を含み、各検出器ユニット６００は４つのビア群のうちの１つのビア群に対応して設置される。
好適には、図２に参照されるように、任意の１つのマイクロレンズユニット５００、該マイクロレンズユニット５００に対応するビア群中の第１ブラックマトリックス層４０１内に位置するビア４００、該ビア群中の第２ブラックマトリックス層４０２内に位置するビア４００、及び該ビア群に対応する検出器ユニット６００の４つのアレイ基板３０における投影面積は逓減（後者は前者以下である）傾向となり、且つ第１ブラックマトリックス層４０１内のビア４００の投影はマイクロレンズユニット５００の投影内にあり、第２ブラックマトリックス層４０２内のビア４００の投影は第１ブラックマトリックス層４０１内のビア４００の投影内にあり、検出器ユニット６００の投影は第２ブラックマトリックス層４０２内のビア４００の投影内にある。
該液晶ディスプレイパネル１００が指紋認識を行う過程は以下の通りである。
光源は液晶ディスプレイパネル１００を透過して指の指紋位置領域に照射し、指によって反射されて反射光を形成し（説明の便宜上、それを指紋反射光と略称する）、指紋反射光はマイクロレンズユニット５００によって検出器ユニット６００の受光表面に集光し、検出器ユニット６００によって指紋反射光に対して指紋認識を行う。
そのうち、マイクロレンズユニット５００は指紋反射光のうち検出器ユニット６００の受光表面に対して傾斜する光の経路を変更し、傾斜する光の経路を最適化し、検出器ユニット６００の受光表面に垂直となるようにすることに用いられ、それにより反射や屈折する光の量を減少させ、光変換効率及び均一性を向上させる。
検出器ユニット６００は受光表面を有し、上記指紋反射光を受光し、且つそれを電気信号に変換し、さらに電気信号から光学指紋パターンを形成し、形成される光学指紋パターンに基づいて指紋認識を行うことに用いられる。なお、マイクロレンズユニット５００が光変換効率及び均一性を向上できるため、検出器ユニット６００が受光した指紋反射光に基づいて形成される光学指紋パターンはさらに明瞭になり、さらに指紋認識の精度を向上させることができる。
しかし、図１に示す液晶ディスプレイパネル１００の場合、非常に大きな角度範囲内の光がいずれもマイクロレンズユニット５００に入射でき、これらの光には小角度範囲内の指紋反射光（図１には矢印付きの実線で示される）が含まれ、さらに大角度範囲内の指によって反射されていない光（説明の便宜上、それを干渉光と略称する）が含まれ、たとえば、図１に示す干渉光１（図１には矢印付きの太い破線で示される）、干渉光２（図１には矢印付きの比較的太い破線で示される）及び干渉光３（図１には矢印付きの細い破線で示される）である。図１からわかるように、指紋反射光は順にマイクロレンズユニット５００及びビア４００を透過した後、検出器ユニット６００に集光し、干渉光１はマイクロレンズユニット５００及びビア４００を通過した後、検出器ユニット６００を除くほかの領域に集光し、従って、マイクロレンズユニット５００の存在によって干渉光１を除去でき、干渉光２はマイクロレンズユニット５００を透過した後、第１ブラックマトリックス層４０１中の非ビア領域により遮蔽され、検出器ユニット６００に照射できず、従って、第１ブラックマトリックス層４０１の存在によって干渉光２を除去でき、干渉光３はマイクロレンズユニット５００を透過した後、第２ブラックマトリックス層４０２中の非ビア領域により遮蔽され、検出器ユニット６００に照射できず、従って、第２ブラックマトリックス層４０２の存在によって干渉光３を除去できる。理解できるように、ブラックマトリックス層の数が多いほど、干渉光の除去効果が優れる。
本発明の実施例が提供する液晶ディスプレイパネル１００は、カバープレート１０とアレイ基板３０の間にマイクロレンズアレイ５０、ブラックマトリックス層アレイ４０及び検出器アレイ６０を順に設置することで、マイクロレンズアレイ５０とブラックマトリックス層アレイ４０の組み合わせを利用して比較的多くの干渉光を除去し、それにより検出器アレイ６０に入射する光の大部分が指紋反射光になり、指紋認識の精度を向上させる。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、マイクロレンズアレイ５０はベース２０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられる。ほかの実施例では、マイクロレンズアレイ５０はベース２０１のうちのアレイ基板３０から遠い表面上に位置してもよい。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、複数のブラックマトリックス層のうちの１層のブラックマトリックス層はカラーレジスト層２０２と同層に設置され、カラーレジスト層と同層に設置される１層の前記ブラックマトリックス層を除く、他のブラックマトリックス層はマイクロレンズアレイ５０とカラーレジスト層２０２の間に設けられる。図１に示すブラックマトリックス層アレイ４０は２層のブラックマトリックス層を含み、それぞれ第１ブラックマトリックス層４０１及び第２ブラックマトリックス層４０２であり、そのうち、第２ブラックマトリックス層はカラーレジスト層２０２と同層に設置され、第１ブラックマトリックス層はマイクロレンズアレイ５０とカラーレジスト層２０２の間に設けられる。ほかの実施例では、ブラックマトリックス層の数は１層、３層又は３層以上であってもよく、ここではこれを限定しない。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、検出器アレイ６０はアレイ基板３０のうちのカラーフィルム基板２０に近い表面上に設けられる。たとえば、検出器アレイ６０はアレイ基板２０の画素電極層の表面に位置し、且つ単独駆動を行うようにしてもよい。なお、検出器アレイ６０のうちのカラーフィルム基板２０に近い一側に位置する膜層はいずれも透明膜層であり、それにより検出器アレイ６０は液晶ディスプレイパネル１００の表面の指紋から反射して形成される指紋反射光を容易に受光する。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、ブラックマトリックス層アレイ４０は２層のブラックマトリックス層を含み、２層のブラックマトリックス層はそれぞれ第１ブラックマトリックス層４０１及び第２ブラックマトリックス層４０２であり、そのうち、第２ブラックマトリックス層はカラーレジスト層２０２と同層に設置され、第１ブラックマトリックス層はマイクロレンズアレイ５０とカラーレジスト層２０２の間に設けられる。液晶ディスプレイパネル１００はさらに第１平坦層７０１及び第２平坦層７０２を含む。
第１平坦層７０１はベース２０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられ、且つマイクロレンズアレイ５０をカバーし、マイクロレンズアレイ５０を平坦化及び保護することに用いられる。第１ブラックマトリックス層４０１は第１平坦層７０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられる。なお、第１平坦層７０１の作製材料はＯＣＡ光学接着剤であってもよく、ＯＣＡ光学接着剤は高透過性、高接着性及び高耐水性を有し、それを第１平坦層７０１として作製することで、指紋反射光が第１平坦層７０１を透過するときに損失が発生しない又はわずかな損失だけが発生することを確実にすることができるだけでなく、長時間の使用過程ではマイクロレンズアレイ５０の移動又は剥離の課題が発生しないことを確実にすることができる。
第２平坦層７０２は第１ブラックマトリックス層４０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられ、第２ブラックマトリックス層４０２及びカラーレジスト層２０２は第２平坦層７０２のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられる。なお、第２平坦層７０２は第１平坦層７０１の作製材料と同じであってもよく、ここでは詳細に説明をしない。
いくつかの実施例では、図３に参照されるように、第１平坦層７０１の厚さＬ１及び第２平坦層７０２の厚さＬ２の値の範囲は２～５０μｍであり、第２平坦層７０２から検出器アレイ６０までの距離Ｌ３の値の範囲は３～１５μｍである。
いくつかの実施例では、図３に参照されるように、第１ブラックマトリックス層４０１内の任意の１つのビア４００の孔径Ｄ１の値の範囲は８～２８μｍであり、第２ブラックマトリックス層４０２内の任意の１つのビア４００の孔径Ｄ２の値の範囲は３～１６μｍである。
いくつかの実施例では、マイクロレンズユニット５００は複数のマイクロレンズを含み、たとえば、１つのマイクロレンズを含み、また、たとえば、ｎ行ｎ列分布しているｎ×ｎ個のマイクロレンズを含み、そのうち、ｎは１よりも大きい整数である。図３に参照されるように、任意の１つのマイクロレンズの孔径Ｄの値の範囲は３～３０μｍであり、任意の１つのマイクロレンズの高さＨの値の範囲は２～１０μｍであり、任意の１つのマイクロレンズの曲率半径Ｒの値の範囲は５～１５μｍである。
いくつかの実施例では、検出器ユニット６００の形状は角形又は円形であり、角形の検出器ユニットの辺長又は円形の検出器ユニットの直径の値の範囲は５～１８μｍである。
上記いずれかの実施例をもとに、本発明の実施例はさらに液晶表示装置を提供し、図４に参照されるように、該液晶表示装置２００は液晶ディスプレイパネル１００、及び液晶ディスプレイパネル１００に光を均一に照射する面光源を提供することに用いられるバックライトモジュール３００を含む。図１に参照されるように、該液晶ディスプレイパネル１００はカバープレート１０、カラーフィルム基板２０及び薄膜トランジスタアレイ基板３０（説明の便宜上、それをアレイ基板３０と略称する）を含む。カラーフィルム基板２０とアレイ基板３０は対向して設置され、カラーフィルム基板２０とアレイ基板３０の間に液晶８０が設けられ、カバープレート１０はカラーフィルム基板２０のうちのアレイ基板３０から遠い一側に設けられ、カバープレート１０とカラーフィルム基板２０の間に偏光板９０が設けられる。カラーフィルム基板２０はベース２０１及びカラーレジスト層２０２を含み、カラーレジスト層２０２はベース２０１のうちのアレイ基板３０に近い一側に設けられる。
該液晶ディスプレイパネル１００はさらにブラックマトリックス層アレイ４０、マイクロレンズアレイ５０及び検出器アレイ６０を含む。
ブラックマトリックス層アレイ４０はカバープレート１０とアレイ基板３０の間に設けられ、ブラックマトリックス層アレイ４０は積層して設置される複数のブラックマトリックス層を含む。なお、図１に示すブラックマトリックス層アレイ４０は２層のブラックマトリックス層を含み、説明の便宜上、カバープレート１０に近いブラックマトリックス層を第１ブラックマトリックス層４０１と呼び、アレイ基板３０に近いブラックマトリックス層を第２ブラックマトリックス層４０２と呼ぶ。ほかの実施例では、ブラックマトリックス層の数は１層、３層又は３層以上であってもよく、ここではこれを限定しない。
各ブラックマトリックス層のアレイ基板３０における投影とカラーレジスト層２０２のアレイ基板３０における投影は互いに重ならない。すなわち、第１ブラックマトリックス層４０１及び第２ブラックマトリックス層４０２はいずれもカラーレジスト層２０２を遮蔽しておらず、光源からカラーレジスト層２０２を介して出射する光は液晶ディスプレイパネル１００から正常に出射でき、液晶ディスプレイパネル１００の表示効果を確実にする。
ブラックマトリックス層アレイ４０内に複数のビア群が設置され、各ビア群は対向して設置される複数のビア４００を含み、複数のビア４００はそれぞれ複数のブラックマトリックス層内に対応して設置される。なお、複数のビア４００が対向して設置されるとは、複数のビア４００のアレイ基板３０における投影の中心点が重なる、又は略重なることである。図１中のブラックマトリックス層アレイ４０内に４つのビア群が設置され、各ビア群は対向して設置される２つのビア４００を含み、そのうちの一方のビア４００は第１ブラックマトリックス層４０１内に設置され、他方のビア４００は第２ブラックマトリックス層４０２内に設置される。
マイクロレンズアレイ５０はカバープレート１０とブラックマトリックス層アレイ４０の間に設けられ、マイクロレンズアレイ５０は複数のマイクロレンズユニット５００を含み、各マイクロレンズユニット５００はそのうちの１つのビア群に対応して設置される。すなわち、マイクロレンズアレイ５０中の各マイクロレンズユニット５００のアレイ基板３０における投影の中心点と対応するビア群中のすべてのビア４００のアレイ基板３０における投影の中心点は重なる、又は略重なる。図１のマイクロレンズアレイ５０は４つのマイクロレンズユニット５００を含み、各マイクロレンズユニット５００は４つのビア群のうちの１つのビア群に対応して設置される。
検出器アレイ６０はブラックマトリックス層アレイ４０とアレイ基板３０の間に設けられ、検出器アレイ６０は複数の検出器ユニット６００を含み、各検出器ユニット６００はそのうちの１つのビア群に対応して設置される。すなわち、検出器アレイ６０中の各検出器ユニット６００のアレイ基板３０における投影の中心点と対応するビア群中のすべてのビア４００のアレイ基板３０における投影の中心点は重なる、又は略重なる。図１の検出器アレイ６０は４つの検出器ユニット６００を含み、各検出器ユニット６００は４つのビア群のうちの１つのビア群に対応して設置される。
好適には、図２に参照されるように、任意の１つのマイクロレンズユニット５００、該マイクロレンズユニット５００に対応するビア群中の第１ブラックマトリックス層４０１内に位置するビア４００、該ビア群中の第２ブラックマトリックス層４０２内に位置するビア４００、及び該ビア群に対応する検出器ユニット６００の４つのアレイ基板３０における投影面積は逓減（後者は前者以下である）傾向となり、且つ第１ブラックマトリックス層４０１内のビア４００の投影はマイクロレンズユニット５００の投影内にあり、第２ブラックマトリックス層４０２内のビア４００の投影は第１ブラックマトリックス層４０１内のビア４００の投影内にあり、検出器ユニット６００の投影は第２ブラックマトリックス層４０２内のビア４００の投影内にある。
該液晶ディスプレイパネル１００が指紋認識を行う過程は以下の通りである。
光源は液晶ディスプレイパネル１００を透過して指の指紋位置領域に照射し、指によって反射されて反射光を形成し（説明の便宜上、それを指紋反射光と略称する）、指紋反射光はマイクロレンズユニット５００によって検出器ユニット６００の受光表面に集光し、検出器ユニット６００によって指紋反射光に対して指紋認識を行う。
そのうち、マイクロレンズユニット５００は指紋反射光のうち検出器ユニット６００の受光表面に対して傾斜する光の経路を変更し、傾斜する光の経路を最適化し、検出器ユニット６００の受光表面に垂直となるようにすることに用いられ、それにより反射や屈折する光の量を減少させ、光変換効率及び均一性を向上させる。
検出器ユニット６００は受光表面を有し、上記指紋反射光を受光し、且つそれを電気信号に変換し、さらに電気信号から光学指紋パターンを形成し、形成される光学指紋パターンに基づいて指紋認識を行うことに用いられる。なお、マイクロレンズユニット５００が光変換効率及び均一性を向上できるため、検出器ユニット６００が受光した指紋反射光に基づいて形成される光学指紋パターンはさらに明瞭になり、さらに指紋認識の精度を向上させることができる。
しかし、図１に示す液晶ディスプレイパネル１００の場合、非常に大きな角度範囲内の光がいずれもマイクロレンズユニット５００に入射でき、これらの光には小角度範囲内の指紋反射光（図１には矢印付きの実線で示される）が含まれ、さらに大角度範囲内の指によって反射されていない光（説明の便宜上、それを干渉光と略称する）が含まれ、たとえば、図１に示す干渉光１（図１には矢印付きの太い破線で示される）、干渉光２（図１には矢印付きの比較的太い破線で示される）及び干渉光３（図１には矢印付きの細い破線で示される）である。図１からわかるように、指紋反射光は順にマイクロレンズユニット５００及びビア４００を透過した後、検出器ユニット６００に集光し、干渉光１はマイクロレンズユニット５００及びビア４００を通過した後、検出器ユニット６００を除くほかの領域に集光し、従って、マイクロレンズユニット５００の存在によって干渉光１を除去でき、干渉光２はマイクロレンズユニット５００を透過した後、第１ブラックマトリックス層４０１中の非ビア領域により遮蔽され、検出器ユニット６００に照射できず、従って、第１ブラックマトリックス層４０１の存在によって干渉光２を除去でき、干渉光３はマイクロレンズユニット５００を透過した後、第２ブラックマトリックス層４０２中の非ビア領域により遮蔽され、検出器ユニット６００に照射できず、従って、第２ブラックマトリックス層４０２の存在によって干渉光３を除去できる。理解できるように、ブラックマトリックス層の数が多いほど、干渉光の除去効果が優れる。
本発明の実施例が提供する液晶表示装置２００は、カバープレート１０とアレイ基板３０の間にマイクロレンズアレイ５０、ブラックマトリックス層アレイ４０及び検出器アレイ６０を順に設置することで、マイクロレンズアレイ５０とブラックマトリックス層アレイ４０の組み合わせを利用して比較的多くの干渉光を除去し、それにより検出器アレイ６０に入射する光の大部分が指紋反射光になり、指紋認識の精度を向上させる。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、マイクロレンズアレイ５０はベース２０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられる。ほかの実施例では、マイクロレンズアレイ５０はベース２０１のうちのアレイ基板３０から遠い表面上に位置してもよい。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、複数のブラックマトリックス層のうちの１層のブラックマトリックス層はカラーレジスト層２０２と同層に設置され、カラーレジスト層と同層に設置される１層の前記ブラックマトリックス層を除く、他のブラックマトリックス層はマイクロレンズアレイ５０とカラーレジスト層２０２の間に設けられる。図１に示すブラックマトリックス層アレイ４０は２層のブラックマトリックス層を含み、それぞれ第１ブラックマトリックス層４０１及び第２ブラックマトリックス層４０２であり、そのうち、第２ブラックマトリックス層はカラーレジスト層２０２と同層に設置され、第１ブラックマトリックス層はマイクロレンズアレイ５０とカラーレジスト層２０２の間に設けられる。ほかの実施例では、ブラックマトリックス層の数は１層、３層又は３層以上であってもよく、ここではこれを限定しない。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、検出器アレイ６０はアレイ基板３０のうちのカラーフィルム基板２０に近い表面上に設けられる。たとえば、検出器アレイ６０はアレイ基板２０の画素電極層の表面に位置し、且つ単独駆動を行うようにしてもよい。なお、検出器アレイ６０のうちのカラーフィルム基板２０に近い一側に位置する膜層はいずれも透明膜層であり、それにより検出器アレイ６０は液晶ディスプレイパネル１００の表面の指紋から反射して形成される指紋反射光を容易に受光する。
いくつかの実施例では、図１に参照されるように、ブラックマトリックス層アレイ４０は２層のブラックマトリックス層を含み、２層のブラックマトリックス層はそれぞれ第１ブラックマトリックス層４０１及び第２ブラックマトリックス層４０２であり、そのうち、第２ブラックマトリックス層はカラーレジスト層２０２と同層に設置され、第１ブラックマトリックス層はマイクロレンズアレイ５０とカラーレジスト層２０２の間に設けられる。液晶ディスプレイパネル１００はさらに第１平坦層７０１及び第２平坦層７０２を含む。
第１平坦層７０１はベース２０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられ、且つマイクロレンズアレイ５０をカバーし、マイクロレンズアレイ５０を平坦化及び保護することに用いられる。第１ブラックマトリックス層４０１は第１平坦層７０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられる。なお、第１平坦層７０１の作製材料はＯＣＡ光学接着剤であってもよく、ＯＣＡ光学接着剤は高透過性、高接着性及び高耐水性を有し、それを第１平坦層７０１として作製することで、指紋反射光が第１平坦層７０１を透過するときに損失が発生しない又はわずかな損失だけが発生することを確実にすることができるだけでなく、長時間の使用過程ではマイクロレンズアレイ５０の移動又は剥離の課題が発生しないことを確実にすることができる。
第２平坦層７０２は第１ブラックマトリックス層４０１のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられ、第２ブラックマトリックス層４０２及びカラーレジスト層２０２は第２平坦層７０２のうちのアレイ基板３０に近い表面上に設けられる。なお、第２平坦層７０２は第１平坦層７０１の作製材料と同じであってもよく、ここでは詳細に説明をしない。
いくつかの実施例では、図３に参照されるように、第１平坦層７０１の厚さＬ１及び第２平坦層７０２の厚さＬ２の値の範囲は２～５０μｍであり、第２平坦層７０２から検出器アレイ６０までの距離Ｌ３の値の範囲は３～１５μｍである。
いくつかの実施例では、図３に参照されるように、第１ブラックマトリックス層４０１内の任意の１つのビア４００の孔径Ｄ１の値の範囲は８～２８μｍであり、第２ブラックマトリックス層４０２内の任意の１つのビア４００の孔径Ｄ２の値の範囲は３～１６μｍである。
いくつかの実施例では、マイクロレンズユニット５００は複数のマイクロレンズを含み、たとえば、１つのマイクロレンズを含み、また、たとえば、ｎ行ｎ列分布しているｎ×ｎ個のマイクロレンズを含み、そのうち、ｎは１よりも大きい整数である。図３に参照されるように、任意の１つのマイクロレンズの孔径Ｄの値の範囲は３～３０μｍであり、任意の１つのマイクロレンズの高さＨの値の範囲は２～１０μｍであり、任意の１つのマイクロレンズの曲率半径Ｒの値の範囲は５～１５μｍである。
いくつかの実施例では、検出器ユニット６００の形状は角形又は円形であり、角形の検出器ユニットの辺長又は円形の検出器ユニットの直径の値の範囲は５～１８μｍである。
理解できるように、当業者であれば、本発明の技術的解決手段及びその発明の構想に基づき均等物への置換又は変更を行うことができ、すべてのこれらの変更又は置換は本願に添付された特許請求の範囲の保護範囲に属すべきである。
１０ カバープレート
２０ カラーフィルム基板
３０ アレイ基板
４０ ブラックマトリックス層アレイ
５０ マイクロレンズアレイ
６０ 検出器アレイ
８０ 液晶
９０ 偏光板
１００ 液晶ディスプレイパネル
２００ 液晶表示装置
２０１ ベース
２０２ カラーレジスト層
３００ バックライトモジュール
４００ ビア
４０１ 第１ブラックマトリックス層
４０２ 第２ブラックマトリックス層
５００ マイクロレンズユニット
６００ 検出器ユニット
７０１ 第１平坦層
７０２ 第２平坦層

Claims (20)

  1. 液晶ディスプレイパネルであって、前記液晶ディスプレイパネルは対向して設置されるカラーフィルム基板とアレイ基板、及び前記カラーフィルム基板のうちの前記アレイ基板から遠い一側に設けられるカバープレートを含み、前記カラーフィルム基板はベース、及び前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い一側に設けられるカラーレジスト層を含み、
    前記液晶ディスプレイパネルはさらにブラックマトリックス層アレイ、マイクロレンズアレイ、及び検出器アレイを含み、
    前記ブラックマトリックス層アレイは前記カバープレートと前記アレイ基板の間に設けられ、前記ブラックマトリックス層アレイは積層して設置される複数のブラックマトリックス層を含み、各前記ブラックマトリックス層の前記アレイ基板における投影と前記カラーレジスト層の前記アレイ基板における投影は互いに重ならず、前記ブラックマトリックス層アレイ内に複数のビア群が設置され、各前記ビア群は対向して設置される複数のビアを含み、複数の前記ビアはそれぞれ複数の前記ブラックマトリックス層内に対応して設置され、
    前記マイクロレンズアレイは前記カバープレートと前記ブラックマトリックス層アレイの間に設けられ、前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズユニットを含み、各前記マイクロレンズユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置され、
    前記検出器アレイは前記ブラックマトリックス層アレイと前記アレイ基板の間に設けられ、前記検出器アレイは複数の検出器ユニットを含み、各前記検出器ユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置される液晶ディスプレイパネル。
  2. 前記マイクロレンズアレイは前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
  3. 複数の前記ブラックマトリックス層のうちの１層の前記ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置される請求項２に記載の液晶ディスプレイパネル。
  4. 前記カラーレジスト層と同層に設置される１層の前記ブラックマトリックス層を除く、他の前記ブラックマトリックス層は前記マイクロレンズアレイと前記カラーレジスト層の間に設けられる請求項３に記載の液晶ディスプレイパネル。
  5. 前記検出器アレイは前記アレイ基板のうちの前記カラーフィルム基板に近い表面上に設けられる請求項４に記載の液晶ディスプレイパネル。
  6. 前記ブラックマトリックス層アレイは２層の前記ブラックマトリックス層を含み、２層の前記ブラックマトリックス層はそれぞれ第１ブラックマトリックス層及び第２ブラックマトリックス層であり、前記第２ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置され、前記液晶ディスプレイパネルはさらに第１平坦層及び第２平坦層を含み、
    前記第１平坦層は前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、且つ前記マイクロレンズアレイをカバーし、前記第１ブラックマトリックス層は前記第１平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、
    前記第２平坦層は前記第１ブラックマトリックス層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、前記第２ブラックマトリックス層及び前記カラーレジスト層は前記第２平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる請求項５に記載の液晶ディスプレイパネル。
  7. 前記第１平坦層及び前記第２平坦層の厚さの値の範囲は２～５０μｍであり、前記第２平坦層から前記検出器アレイまでの距離の値の範囲は３～１５μｍである請求項６に記載の液晶ディスプレイパネル。
  8. 前記第１ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は８～２８μｍであり、前記第２ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は３～１６μｍである請求項６に記載の液晶ディスプレイパネル。
  9. 前記マイクロレンズユニットは複数のマイクロレンズを含み、任意の１つの前記マイクロレンズの孔径の値の範囲は３～３０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの高さの値の範囲は２～１０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの曲率半径の値の範囲は５～１５μｍである請求項６に記載の液晶ディスプレイパネル。
  10. 前記検出器ユニットの形状は角形又は円形であり、角形の前記検出器ユニットの辺長又は円形の前記検出器ユニットの直径の値の範囲は５～１８μｍである請求項６に記載の液晶ディスプレイパネル。
  11. 液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は液晶ディスプレイパネルを含み、前記液晶ディスプレイパネルは対向して設置されるカラーフィルム基板とアレイ基板、及び前記カラーフィルム基板のうちの前記アレイ基板から遠い一側に設けられるカバープレートを含み、前記カラーフィルム基板はベース、及び前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い一側に設けられるカラーレジスト層を含み、
    前記液晶ディスプレイパネルはさらにブラックマトリックス層アレイ、マイクロレンズアレイ、及び検出器アレイを含み、
    前記ブラックマトリックス層アレイは前記カバープレートと前記アレイ基板の間に設けられ、前記ブラックマトリックス層アレイは積層して設置される複数のブラックマトリックス層を含み、各前記ブラックマトリックス層の前記アレイ基板における投影と前記カラーレジスト層の前記アレイ基板における投影は互いに重ならず、前記ブラックマトリックス層アレイ内に複数のビア群が設置され、各前記ビア群は対向して設置される複数のビアを含み、複数の前記ビアはそれぞれ複数の前記ブラックマトリックス層内に対応して設置され、
    前記マイクロレンズアレイは前記カバープレートと前記ブラックマトリックス層アレイの間に設けられ、前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズユニットを含み、各前記マイクロレンズユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置され、
    前記検出器アレイは前記ブラックマトリックス層アレイと前記アレイ基板の間に設けられ、前記検出器アレイは複数の検出器ユニットを含み、各前記検出器ユニットは前記複数のビア群のうちの１つの前記ビア群に対応して設置される液晶表示装置。
  12. 前記マイクロレンズアレイは前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる請求項１１に記載の液晶表示装置。
  13. 複数の前記ブラックマトリックス層のうちの１層の前記ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置される請求項１２に記載の液晶表示装置。
  14. 前記カラーレジスト層と同層に設置される１層の前記ブラックマトリックス層を除く、他の前記ブラックマトリックス層は前記マイクロレンズアレイと前記カラーレジスト層の間に設けられる請求項１３に記載の液晶表示装置。
  15. 前記検出器アレイは前記アレイ基板のうちの前記カラーフィルム基板に近い表面上に設けられる請求項１４に記載の液晶表示装置。
  16. 前記ブラックマトリックス層アレイは２層の前記ブラックマトリックス層を含み、２層の前記ブラックマトリックス層はそれぞれ第１ブラックマトリックス層及び第２ブラックマトリックス層であり、前記第２ブラックマトリックス層は前記カラーレジスト層と同層に設置され、前記液晶ディスプレイパネルはさらに第１平坦層及び第２平坦層を含み、
    前記第１平坦層は前記ベースのうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、且つ前記マイクロレンズアレイをカバーし、前記第１ブラックマトリックス層は前記第１平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、
    前記第２平坦層は前記第１ブラックマトリックス層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられ、前記第２ブラックマトリックス層及び前記カラーレジスト層は前記第２平坦層のうちの前記アレイ基板に近い表面上に設けられる請求項１５に記載の液晶表示装置。
  17. 前記第１平坦層及び前記第２平坦層の厚さの値の範囲は２～５０μｍであり、前記第２平坦層から前記検出器アレイまでの距離の値の範囲は３～１５μｍである請求項１６に記載の液晶表示装置。
  18. 前記第１ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は８～２８μｍであり、前記第２ブラックマトリックス層中の任意の１つの前記ビアの孔径の値の範囲は３～１６μｍである請求項１６に記載の液晶表示装置。
  19. 前記マイクロレンズユニットは複数のマイクロレンズを含み、任意の１つの前記マイクロレンズの孔径の値の範囲は３～３０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの高さの値の範囲は２～１０μｍであり、任意の１つの前記マイクロレンズの曲率半径の値の範囲は５～１５μｍである請求項１６に記載の液晶表示装置。
  20. 前記検出器ユニットの形状は角形又は円形であり、角形の前記検出器ユニットの辺長又は円形の前記検出器ユニットの直径の値の範囲は５～１８μｍである請求項１６に記載の液晶表示装置。
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