(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-27
(45)【発行日】2023-04-04
(54)【発明の名称】液晶ディスプレイパネル及び液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1333 20060101AFI20230328BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20230328BHJP
【FI】
G02F1/1333
G02F1/1335
(21)【出願番号】P 2021533269
(86)(22)【出願日】2020-07-30
(86)【国際出願番号】 CN2020105803
(87)【国際公開番号】W WO2022007060
(87)【国際公開日】2022-01-13
【審査請求日】2021-06-10
(31)【優先権主張番号】202010654544.5
(32)【優先日】2020-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】517264292
【氏名又は名称】武漢華星光電技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】WUHAN CHINA STAR OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY CO.,LTD
【住所又は居所原語表記】Building C5, Biolake of Optics Valley,No.666 Gaoxin Avenue,Wuhan East Lake High-tech Development Zone, Wuhan,Hubei 430079,China
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【氏名又は名称】崔 允辰
(72)【発明者】
【氏名】▲楊▼ ▲歡▼▲麗▼
(72)【発明者】
【氏名】▲査▼ 国▲偉▼
【審査官】鈴木 俊光
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第110928017(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第110309705(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第111291719(CN,A)
【文献】特開平10-096910(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02F 1/1333
G02F 1/1335
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
且つ前記検出器アレイに向かって突出し、
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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、
且つ前記検出器アレイに向かって突出し、
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
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。
【課題を解決するための手段】
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【発明の効果】
【0024】
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。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【
図1】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2】
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3】
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。
【
図4】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。
【発明を実施するための形態】
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【符号の説明】
【0076】
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