(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】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】テクスチャ認識装置及び対向基板
(51)【国際特許分類】
G06V 40/13 20220101AFI20241001BHJP
【ＦＩ】
G06V40/13
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021568952
(86)(22)【出願日】2020-04-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-31
(86)【国際出願番号】 CN2020087170
(87)【国際公開番号】W WO2021217325
(87)【国際公開日】2021-11-04
【審査請求日】2023-04-24
(73)【特許権者】
【識別番号】510280589
【氏名又は名称】京東方科技集團股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＢＯＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１０ Ｊｉｕｘｉａｎｑｉａｏ Ｒｄ．，Ｃｈａｏｙａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１５，ＣＨＩＮＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】王 雷
(72)【発明者】
【氏名】丁 小梁
(72)【発明者】
【氏名】▲劉▼ 英明
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼ 磊
(72)【発明者】
【氏名】▲賈▼ ▲鵬▼
(72)【発明者】
【氏名】舒 ▲適▼
(72)【発明者】
【氏名】秦 云科
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼ 林
【審査官】藤原 敬利
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１３／０２７４８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１８４２２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２２１０８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２９９０８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３３５３１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平０１－１５８７６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｖ ４０／００－４０／７０
Ｈ０４Ｎ ２３／００－２３／９５９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
テクスチャ認識装置であって、光源アレイと、画像センサアレイと、遮光層と、を備え、
前記光源アレイは複数の光源を備え、
前記画像センサアレイは複数の画像センサを備え、前記複数の画像センサは、前記複数の光源から放出されてテクスチャによって前記複数の画像センサに反射された光を受信してテクスチャ画像を収集するために構成され、前記複数の画像センサは第１画像センサを含み、
前記遮光層は前記画像センサアレイの光入射側に位置し、前記遮光層の前記光源アレイが位置する平面での正投影は前記複数の光源のうち隣接する２つの光源の間に位置し、前記遮光層の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影は前記複数の画像センサと少なくとも部分的に重なり、
前記遮光層には少なくとも１つの開口部を有し、前記少なくとも１つの開口部は、前記複数の光源から放出されてテクスチャによって反射された光が通過することを許容するように構成され、前記少なくとも１つの開口部は第１開口部を含み、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は前記第１画像センサの少なくとも一側に位置する、又は前記第１画像センサと重なり、
前記第１開口部は閉鎖又は非閉鎖リング状であり、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は前記第１画像センサを取り囲み、
前記遮光層は前記閉鎖又は非閉鎖リング状のリング中心に位置する中間遮光パターンを備え、前記中間遮光パターンの前記画像センサアレイが位置する平面での正投影は前記第１画像センサと少なくとも部分的に重なる、テクスチャ認識装置。
【請求項2】
前記少なくとも１つの開口部は複数の前記第１開口部を含み、前記複数の第１開口部は前記複数の画像センサと一対一で対応して設けられ、対応して設けられた１つの第１開口部と１つの画像センサについては、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は前記画像センサの少なくとも一側に位置する、又は前記画像センサと重なる、請求項１に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項3】
対応して設けられた１つの第１開口部と１つの画像センサについては、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影と前記画像センサの重なり面積は、前記画像センサが、前記画像センサアレイが位置する平面で占める面積の５０％よりも小さい、請求項２に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項4】
前記テクスチャ認識装置は表示パネルを備え、前記表示パネルはアレイ基板を備え、前記アレイ基板はベース基板及び前記ベース基板に設けられたサブ画素アレイを備え、前記サブ画素アレイは複数のサブ画素を備え、前記光源アレイは前記サブ画素アレイを備え、前記複数の光源は前記複数のサブ画素を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項5】
前記複数のサブ画素のそれぞれは発光デバイスを備え、前記複数のサブ画素の発光デバイスが放出する可能な光の色は異なり、前記遮光層の前記発光デバイスが位置する平面での正投影は隣接する発光デバイスの発光領域の間に位置する、請求項４に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項6】
前記表示パネルはフィルタ層をさらに備え、前記フィルタ層は、前記サブ画素アレイの前記ベース基板から離れる側に位置し、それぞれ異なる色の光が透過することを許容する複数のフィルタパターンを備え、前記遮光層は隣接する前記フィルタパターンの間に設けられる、請求項４又は５に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項7】
前記表示パネルは、前記サブ画素アレイの前記ベース基板から離れる側に設けられたカプセル化層をさらに備え、前記フィルタ層及び前記遮光層は前記カプセル化層の前記ベース基板から離れる側に設けられる、請求項６に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項8】
前記表示パネルは前記アレイ基板に対向して設けられた対向基板をさらに備え、前記フィルタ層及び前記遮光層は前記対向基板に設けられる、請求項６に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項9】
前記中間遮光パターンの平面図形は全体として長方形であり、前記中間遮光パターンと前記第１画像センサの平面形状は同じである、請求項１～８のいずれか１項に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項10】
前記中間遮光パターンは複数の遮光ユニットを備え、前記複数の遮光ユニットのそれぞれは正方形であり、隣接する２つの遮光ユニットの間にサブ開口部を有し、前記第１開口部は前記サブ開口部を含む、請求項９に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項11】
前記第１画像センサは前記複数の遮光ユニットと一対一で対応する複数の感知領域を備え、対応して設けられた１つの遮光ユニットと１つの感知領域については、前記遮光ユニットの前記画像センサアレイが位置する平面での正投影は前記感知領域の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影と少なくとも部分的に重なる、請求項１０に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項12】
前記中間遮光パターンの半値幅をｄｂとし、前記第１画像センサの半値幅をｄｐとし、前記中間遮光パターンの中心から前記中間遮光パターンに隣接する遮光層までの幅をｄＢとし、前記遮光層と前記画像センサアレイとの距離をｈとした場合、【数1】
【数2】
【請求項13】
前記中間遮光パターンの平面図形が全体として長方形である場合、前記中間遮光パターンの半値幅は６μｍ～１８μｍの範囲内である、請求項１２に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項14】
前記表示パネルはタッチ層をさらに備え、前記タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、かつ前記遮光層の前記ベース基板から離れる側に位置する、請求項６～８のいずれか１項に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項15】
前記表示パネルはタッチ層及び偏光板をさらに備え、前記タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、かつ前記遮光層の前記ベース基板から離れる側に位置し、前記偏光板は、前記タッチ層の前記ベース基板に近接する側又は前記ベース基板から離れる側に設けられる、請求項４又は５に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項16】
前記表示パネルはタッチ層をさらに備え、前記タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、かつ前記遮光層の前記ベース基板に近接する側に位置し、前記タッチ層は、第１方向に沿って配置された第１タッチ電極、及び第２方向に沿って配置された第２タッチ電極を備え、前記第１方向は前記第２方向と垂直であり、
前記ベース基板と垂直な方向に、前記第１タッチ電極及び前記第２タッチ電極の少なくとも前記開口部と重なる部分は透明である、請求項４又は５に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項17】
前記第１タッチ電極及び前記第２タッチ電極の材料は透明導電性材料である、請求項１６に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項18】
前記第１タッチ電極及び前記第２タッチ電極はそれぞれ複数の金属配線部及び少なくとも１つの透明配線部を備え、前記少なくとも１つの透明配線部は隣接する２つの金属配線部を電気的に接続し、前記少なくとも１つの透明配線部の前記ベース基板での正投影は前記少なくとも１つの開口部の前記ベース基板での正投影と少なくとも部分的に重なる、請求項１６に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項19】
前記表示パネルは前記複数のサブ画素を定義するための画素定義層をさらに備え、前記画素定義層は６００ｎｍを超える波長の光をフィルタリングできるように構成される、請求項４又は５に記載のテクスチャ認識装置。
【請求項20】
前記遮光層は黒色光吸収材を含む、請求項１～１９のいずれか１項に記載のテクスチャ認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施例はテクスチャ認識装置及び対向基板に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯端末が益々普及することに伴って、携帯端末を用いて本人確認、電子決済などの操作を行うユーザーが多くなっている。指紋パターン又は掌紋パターンなどの皮膚テクスチャが唯一性を有するため、光学イメージングと組み合わせた指紋認識技術は、本人確認、電子決済などのために携帯電子機器に徐々に使用されている。如何にしてより最適化されたテクスチャ認識装置を設計するかは、本分野で注目されている焦点問題になっている。
【発明の概要】
【0003】
本開示の少なくとも１つの実施例は、光源アレイと、画像センサアレイと、遮光層とを備えるテクスチャ認識装置を提供している。光源アレイは複数の光源を備え、画像センサアレイは複数の画像センサを備え、前記複数の画像センサは、前記複数の光源から放出されてテクスチャによって前記複数の画像センサに反射された光を受信してテクスチャ画像を収集するために構成され、前記複数の画像センサは第１画像センサを備え、遮光層は前記画像センサアレイの光入射側に位置し、前記遮光層の前記光源アレイが位置する平面での正投影は前記複数の光源のうち隣接する２つの光源の間に位置し、前記遮光層の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影は前記複数の画像センサと少なくとも部分的に重なる。前記遮光層には少なくとも１つの開口部があり、前記少なくとも１つの開口部は、前記複数の光源から放出されてテクスチャによって反射された光が通過することを許容するように構成され、前記少なくとも１つの開口部は第１開口部を備え、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は前記第１画像センサの少なくとも一側に位置する、又は前記第１画像センサと重なる。
【0004】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記少なくとも１つの開口部は複数の前記第１開口部を備え、前記複数の第１開口部は前記複数の画像センサと一対一で対応して設けられ、対応して設けられた１つの第１開口部と１つの画像センサについては、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は前記画像センサの少なくとも一側に位置する、又は前記画像センサと重なる。
【0005】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、対応して設けられた１つの第１開口部と１つの画像センサについては、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影と前記画像センサの重なり面積は、前記画像センサが、前記画像センサアレイが位置する平面で占める面積の５０％よりも小さい。
【0006】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記テクスチャ認識装置は表示パネルを備え、前記表示パネルはアレイ基板を備え、前記アレイ基板はベース基板及び前記ベース基板に設けられたサブ画素アレイを備え、前記サブ画素アレイは複数のサブ画素を備え、前記光源アレイは前記サブ画素アレイを備え、前記複数の光源は前記複数のサブ画素を備える。
【0007】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記複数のサブ画素のそれぞれは発光デバイスを備え、前記複数のサブ画素の発光デバイスが放出する可能な光の色は異なり、前記遮光層の前記発光デバイスが位置する平面での正投影は隣接する発光デバイスの発光領域の間に位置する。
【0008】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルはフィルタ層をさらに備え、前記フィルタ層は、前記サブ画素アレイの前記ベース基板から離れる側に位置し、それぞれ異なる色の光が透過することを許容する複数のフィルタパターンを備え、前記遮光層は隣接する前記フィルタパターンの間に設けられる。
【0009】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルは、前記サブ画素アレイの前記ベース基板から離れる側に設けられたカプセル化層をさらに備え、前記フィルタ層及び前記遮光層は前記カプセル化層の前記ベース基板から離れる側に設けられる。
【0010】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルは前記アレイ基板に対向して設けられた対向基板をさらに備え、前記フィルタ層及び前記遮光層は前記対向基板に設けられる。
【0011】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記第１開口部は閉鎖又は非閉鎖リング状であり、前記第１開口部の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は前記第１画像センサを取り囲む。
【0012】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記遮光層は前記リング状のリング中心に位置する中間遮光パターンを備え、前記中間遮光パターンの前記画像センサアレイが位置する平面での正投影は前記第１画像センサと少なくとも部分的に重なる。
【0013】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記中間遮光パターンの平面図形は全体として長方形であり、前記中間遮光パターンと前記第１画像センサの平面形状は同じである。
【0014】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記中間遮光パターンは複数の遮光ユニットを備え、前記複数の遮断ユニットのそれぞれは正方形であり、隣接する２つの遮光ユニットの間にサブ開口部があり、前記第１開口部は前記サブ開口部を備える。
【0015】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記第１画像センサは前記複数の遮断ユニットと一対一で対応する複数の感知領域を備え、対応して設けられた１つの遮断ユニットと１つの感知領域については、前記遮光ユニットの前記ベース基板での正投影は前記感知領域の前記ベース基板での正投影と少なくとも部分的に重なる。
【0016】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記中間遮光パターンの半値幅をｄｂとし、前記第１画像センサの半値幅をｄｐとし、前記中間遮光パターンの中心から前記中間遮光パターンに隣接する遮光層までの幅をｄＢとし、前記遮光層と前記画像センサアレイとの距離をｈとした場合、
ここで、θｃはテクスチャ認識のための光路の最小臨界角であり、θｍはテクスチャ認識のための光路の最大臨界角である。
【数1】
【数2】
【0017】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記中間遮光パターンの平面図形が全体として長方形である場合、前記中間遮光パターンの長さと幅のサイズは６μｍ～１８μｍの範囲内である。
【0018】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記第１開口部はストリップ状又はブロック状である。
【0019】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルはタッチ層をさらに備え、前記タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、かつ前記遮光層の前記ベース基板から離れる側に位置する。
【0020】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルはタッチ層及び偏光板をさらに備え、前記タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、かつ前記遮光層の前記ベース基板から離れる側に位置し、前記偏光板は前記タッチ層の前記ベース基板に近接する側又は前記ベース基板から離れる側に設けられる。
【0021】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルはタッチ層をさらに備え、前記タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、かつ前記遮光層の前記ベース基板に近接する側に位置し、前記タッチ層は、第１方向に沿って配置された第１タッチ電極、及び第２方向に沿って配置された第２タッチ電極を備え、前記第１方向は前記第２方向と垂直であり、前記ベース基板と垂直な方向に、前記第１タッチ電極及び前記第２タッチ電極の少なくとも前記開口部と重なる部分は透明である。
【0022】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記第１タッチ電極及び前記第２タッチ電極の材料は透明導電性材料である。
【0023】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記第１タッチ電極及び前記第２タッチ電極はそれぞれ複数の金属配線部及び少なくとも１つの透明配線部を備え、
前記少なくとも１つの透明導電部は隣接する２つの金属配線部を電気的に接続し、前記少なくとも１つの透明配線部の前記ベース基板での正投影は前記少なくとも１つの開口部の前記ベース基板での正投影と少なくとも部分的に重なる。
前記少なくとも１つの透明導電部は隣接する２つの金属配線部を電気的に接続し、前記少なくとも１つの透明配線部の前記ベース基板での正投影は前記少なくとも１つの開口部の前記ベース基板での正投影と少なくとも部分的に重なる。
【0024】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記表示パネルは前記複数のサブ画素を定義するための画素定義層をさらに備え、前記画素定義層は６００ｎｍを超える波長の光をフィルタリングできるように構成される。
【0025】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置では、前記遮光層は黒色光吸収材を含む。
【0026】
本開示の少なくとも１つの実施例は対向基板を提供し、該対向基板はアレイに配置された複数の透光領域を有し、遮光層を備え、前記遮光層は、前記複数の透光領域を画定するように、隣接する２つの透光領域の間に設けられ、前記遮光層は、光が透過することを許容するように、少なくとも１つの開口部を備える。
【0027】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係る対向基板では、前記少なくとも１つの開口部はリング状、ストリップ状又はブロック状である。
【0028】
たとえば、本開示の少なくとも１つの実施例に係る対向基板はカラーフィルム基板を備え、前記カラーフィルム基板は前記複数の透光領域にそれぞれ位置する複数のフィルタパターンを備え、前記複数のフィルタパターンはそれぞれ異なる色の光が透過することを許容し、前記遮光層は隣接する２つのフィルタパターンの間に設けられる。
【0029】
本開示の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、実施例の図面を簡単に説明し、明らかに、以下に説明される図面は、本開示を限定するものではなく、本開示のいくつかの実施例に関するものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1A】指紋イメージングの概略を説明する原理図である。
【図1B】点光源のイメージング範囲を示す模式図である。
【図1C】線光源のイメージング範囲を示す模式図である。
【図2A】本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の断面模式図である。
【図2B】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の断面模式図である。
【図3A】本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図3B】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図3C】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図4A】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の断面模式図である。
【図4B】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の断面模式図である。
【図5】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の断面模式図である。
【図6A】は本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の中央遮光パターン及び第１画像センサの第１方向に沿った断面模式図である。
【図6B】は本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の中央遮光パターン及び第１画像センサの第２方向に沿った断面模式図である。
【図7A】は本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の中央遮光パターン及び第１画像センサの第２方向に沿った別の断面模式図である。
【図7B】は本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の中央遮光パターン及び第１画像センサの第２方向に沿った別の断面模式図である。
【図8】本開示の少なくとも１つの実施例に係るテクスチャ認識装置の第１開口部が光を透過させる光路図である。
【図9A】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図9B】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図9C】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図10】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の断面模式図である。
【図11A】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図11B】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別のテクスチャ認識装置の平面模式図である。
【図12A】本開示の少なくとも１つの実施例に係る対向基板の断面模式図である。
【図12B】本開示の少なくとも１つの実施例に係る別の対向基板の断面模式図である。
【図13】本開示の少なくとも１つの実施例に係る対向基板の平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本開示の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、本開示の実施例の図面を参照しながら、本開示の実施例の技術案を明確、かつ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は本開示の実施例の一部であり、実施例の全部ではない。説明される本開示の実施例に基づき、当業者が創造的な労働を必要とせずに得る全ての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
【0032】
特に定義されない限り、本開示で使用される技術用語又は科学用語は、当業者が理解できる一般的な意味を有する。本開示で使用される「第１」、「第２」及び類似する用語は、何らかの順序、数又は重要性を示すものではなく、異なる構成要素を区別するためのものに過ぎない。「備える」又は「含む」などの類似する用語は、該用語の前に記載された素子又は部材が、該用語の後に列挙される素子又は部材、及びそれらの同等物をカバーするが、他の素子又は部材を排除しないことを意味する。「接続」又は「連結」などの類似する用語は、物理的又は機械的接続に限定されず、直接接続されるか間接的に接続されるかに関わらず、電気的接続を含んでもよい。「上」、「下」、「左」、「右」などは、相対位置関係を示すことのみに用いられ、説明対象の絶対位置が変化すると、該相対位置関係もそれに応じて変化する可能性がある。
【0033】
現在、狭額縁は、徐々に表示装置、特に携帯電話などの携帯型表示装置の設計及び製造の主流となっている。狭額縁を実現する手段の１つは、指紋認識機能を有する画像センサを表示装置に統合し、ディスプレイ内指紋認識方式を実現し、表示装置の表示領域の面積を大きくし、さらに画面占有率を高めることである。
【0034】
たとえば、点光源、線光源又は所定のパターンを有する光源などを画像センサの感光光源として使用し、指紋認識を行うことができる。また、光源と画像センサの設置方式は複数種があり、たとえば、光源は画像センサの指紋タッチ領域に近接する側に設けられてもよく、又は、光源は画像センサと同じ平面内に設けられてもよく、さらに又は、光源は画像センサの指紋タッチ領域から離れる側に設けられてもよい。光源と画像センサの設置方式は異なる必要に応じて選択して設定することができる。
【0035】
以下、点光源を画像センサの感光光源とし、かつ光源が画像センサの指紋タッチ領域に近接する側に設けられることを例とし、指紋認識原理を説明するが、これは本開示の実施例を限定しない。
【0036】
反射型光学式指紋認識装置では、指紋認識プロセスで、図１Ａに示すように、点光源Ｌ１が発光するとき、放出された光は異なる角度で指紋押圧インタフェース（たとえば、ガラススクリーンの外面）に照射され、指紋押圧インタフェースの全反射作用により、これらの光の、入射角が全反射の臨界角θ以上である部分は全反射作用を有し、この部分の光が指紋押圧インタフェースから射出できなくなり、全反射領域を生成させる。それに対応し、これらの光の、入射角が全反射の臨界角θよりも小さい部分は指紋押圧インタフェースから射出される。従って、全反射領域で反射した光によってテクスチャ画像を収集することができ、たとえば、画像センサが位置する指紋イメージングインタフェースのＢ１で鮮明なテクスチャ画像を形成し、該テクスチャ画像は指紋のＦ１に位置する部分に対応し、Ｆ１は全反射領域であり、Ｂ１はイメージング領域である。
【0037】
具体的には、たとえば、ユーザーの指の指紋が全反射領域Ｆ１に押圧されると、指紋の隆起は全反射領域Ｆ１の表面に触れるため、指紋の隆起に対応する位置の全反射条件は破壊され、従って、光が該対応する位置で射出され、元の反射経路が変更され、指紋の谷間が全反射領域Ｆ１の表面に触れないため、指紋の谷間に対応する位置の全反射条件は破壊されず、従って、光が該対応する位置で依然として全反射され、元の反射経路が変更されない。このように、全反射領域の光について、指紋の谷間、隆起が全反射条件に対して異なる影響を与えるため、指紋イメージングインタフェースに入射された光は異なる位置で明暗のテクスチャ画像を形成する。
【0038】
また、指紋押圧インタフェースから射出されて指紋などによって反射された光により干渉され、又は光源から放出された光が指紋押圧インタフェースに到達する前に他の機能層によって指紋イメージングインタフェースに反射されるため、指紋イメージングインタフェースのＡ１は検出無効領域になり、該領域は有効なテクスチャ画像を形成できない。無効領域Ａ１では、光源Ｌ１から放出された光のうち、指紋押圧インタフェースに到達する前に他の機能層によって指紋イメージングインタフェースに反射された部分及び指紋押圧インタフェースによってほぼ垂直に反射された部分は、輝度が高く、基本的に無効領域Ａ１の中心位置に位置し、それにより高輝度領域を形成し、該高輝度領域の光の輝度が高いため、画像センサアレイの対応する部分で大きな光電信号を生成し、残像領域とも呼ばれる残像を形成しやすくする。
【0039】
たとえば、図１Ｂは点光源のイメージング範囲を示す図である。図１Ｂに示すように、点光源の感光範囲内で、有効イメージング範囲はリング状であり、すなわち、図１Ｂでは、内円１１と外円１２との間のリング状領域は有効イメージング範囲であり、図１Ａの全反射領域Ｆ１に対応するイメージング領域Ｂ１に対応し、該リング状の内円１１以内の領域（以下、リング中心１０と呼ばれる）は無効イメージング領域であり、図１Ａの無効領域Ａ１に対応し、リング中心１０内部の領域の一部（陰領域）１３は高輝度領域（残像領域）であり、該高輝度領域は、イメージングプロセス中に画像センサアレイに残像を形成しやすくする。
【0040】
同様に、図１Ｃは線光源のイメージング範囲を示す図である。図１Ｃに示すように、線光源の有効イメージング範囲は、内円２１と外円２２との間のレーストラック形状のリング状領域又は長楕円形状のリング状領域であり、リング中心２０は無効イメージング領域であり、リング中心１０内部の領域の一部（陰領域）２３は、イメージングプロセス中に画像センサアレイに残像を形成しやすくする高輝度領域（残像領域）である。
【0041】
また、指紋認識プロセスで、光源から放出された光が画像センサによってセンシングされ得る以外、画像センサが指などによって入射された周囲光をセンシングする可能性もある。画像センサによる光の受信は受動的であるため、光源アレイから放出された光を周囲光と能動的に区別せず、従って、周囲光は画像センサの指紋認識を干渉する可能性があり、テクスチャイメージがぼやけており、ひいてはイメージングできなくなる。いくつかの実施例では、テクスチャイメージング装置に遮光素子を設けて周囲光を遮断し、かつ強光による画像センサのテクスチャ認識への影響を回避するが、該遮光素子は、周囲光をフィルタリングする際にテクスチャ認識に使用される信号光に影響を与え、信号光の強度を確保する際に周囲光のフィルタリング効果が制限され、両者を両立させることは困難になる。
【0042】
また、テクスチャ認識装置のタッチ面に偏光板がある場合、偏光板も信号光に影響を与え、テクスチャ認識画像の照度分布が不均一になり、一部の領域のテクスチャが鮮明になり、一部の領域のテクスチャがぼやけており、ひいては区別できないという現象が発生している。
【0043】
本開示の少なくとも１つの実施例は、光源アレイと、画像センサアレイと、遮光層とを備えるテクスチャ認識装置を提供する。該光源アレイは複数の光源を備え、画像センサアレイは複数の画像センサを備え、複数の画像センサは、複数の光源から放出されてテクスチャによって複数の画像センサに反射された光を受信してテクスチャ画像を収集するために構成され、複数の画像センサは第１画像センサを備え、遮光層は画像センサアレイの光入射側に位置し、遮光層の光源アレイが位置する平面での正投影は複数の光源のうち隣接する２つの光源の間に位置し、遮光層の画像センサアレイが位置する平面での正投影は複数の画像センサと少なくとも部分的に重なる。遮光層には少なくとも１つの開口部があり、少なくとも１つの開口部は、複数の光源から放出されてテクスチャによって反射された光が通過することを許容するように構成され、少なくとも１つの開口部は第１開口部を備え、第１開口部の画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は第１画像センサの少なくとも一側に位置する、又は第１画像センサと重なる。該テクスチャ認識装置は、信号光の強度を確保するとともに、周囲光の干渉を低減させ、かつ強光を回避し、それによりテクスチャ認識装置のテクスチャ認識精度を向上させることができる。
【0044】
本開示の少なくとも１つの実施例は対向基板を提供し、該対向基板はアレイに配置された複数の透光領域を有し、遮光層を備え、遮光層は、隣接する２つの透光領域の間に設けられ、複数の透光領域を画定することに用いられ、遮光層は、光が透過することを許容するように、少なくとも１つの開口部を備える。該対向基板は、テクスチャ認識機能を有する表示パネルなどのテクスチャ認識装置に使用でき、それにより信号光の強度を確保するとともに、周囲光の干渉を低減させ、かつ強光を回避し、さらにテクスチャ認識装置のテクスチャ認識精度を向上させる。
【0045】
以下、いくつかの具体的な実施例を参照しながら、本開示の実施例に係るテクスチャ認識装置及び対向基板を詳細、かつ非限定的に説明する。
【0046】
【0047】
たとえば、図２Ａ及び図３Ａに示すように、テクスチャ認識装置はタッチ側１１２（図１Ａではテクスチャ認識装置の上側として示される）を有し、光源アレイと、画像センサアレイと、遮光層２０１とを備え、該テクスチャ認識装置は、テクスチャ（たとえば、指紋又は掌紋）の収集に使用でき、それによりテクスチャ認識に使用される。
【0048】
たとえば、光源アレイは複数の光源１０１を備え、これらの光源１０１は所定の領域内にアレイに配置される。画像センサアレイは複数の画像センサ１０２を備え、複数の画像センサ１０２は、複数の光源１０１から放出されてテクスチャによって複数の画像センサ１０２に反射された光を受信してテクスチャ画像を収集するために構成され、複数の画像センサ１０２は第１画像センサ１０２１を備え、すなわち、複数の画像センサ１０２のうちの１つ又は複数は、以下の説明において第１画像センサ１０２１と呼ばれる。遮光層２０１は画像センサアレイの光入射側（図面では画像センサアレイの上側として示される）に設けられ、遮光層２０１の光源アレイが位置する平面での正投影は複数の光源１０１のうち隣接する２つの光源１０１の間に位置し、遮光層２０１の画像センサアレイが位置する平面での正投影は複数の画像センサ１０２と少なくとも部分的に重なる。遮光層２０１には少なくとも１つの開口部２０１１があり、少なくとも１つの開口部２０１１は、複数の光源１０１から放出されてテクスチャによって反射された光が通過することを許容するように構成され、少なくとも１つの開口部２０１１は第１開口部２０１１Ａを備え、第１開口部２０１１Ａの画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は第１画像センサ１０２１の少なくとも一側に位置する、又は第１画像センサ１０２１と重なる。
【0049】
たとえば、いくつかの実施例では、遮光層２０１には複数の第１開口部２０１１Ａがあり、複数の第１開口部２０１１Ａは複数の画像センサ１０２と一対一で対応し、かつ対応して設けられた１つの第１開口部２０１１Ａと１つの画像センサ１０２において、該第１開口部２０１１Ａの画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は画像センサ１０２の少なくとも一側に位置する、又は画像センサ１０２と重なる。該テクスチャ認識装置の遮光層２０１は、少なくとも一部の周囲光を遮断し、強光の悪影響を低減させるとともに、遮光層の少なくとも１つの開口部２０１１を利用して画像センサの有効イメージング用の信号光を透過することができ、それにより該テクスチャ認識装置は、周囲光及び強光の干渉を低減させるとともに、信号光の強度を確保し、さらにテクスチャ認識装置のテクスチャ認識精度を向上させることができる。
【0050】
たとえば、いくつかの実施例では、対応して設けられた１つの第１開口部２０１１Ａと１つの画像センサ１０２については、第１開口部２０１１Ａの画像センサアレイが位置する平面での正投影と画像センサ１０２の重なり面積は、該画像センサが画像センサアレイが位置する平面で占める面積の５０％よりも小さく、たとえば、６０％又は７０％などよりも小さく、すなわち、遮光層２０１の画像センサアレイが位置する平面での正投影と１つの画像センサ１０２の重なり面積は、該画像センサ１０２が画像センサアレイが位置する平面で占める面積の５０％よりも大きく、たとえば、６０％又は７０％などよりも大きい。それにより、開口部２０１１を有する遮光層２０１は、周囲光及び強光の干渉を低減させ、信号光の強度を確保することができる。
【0051】
図２Ａに示すように、テクスチャを有する指などの操作体がテクスチャ認識装置のタッチ側１１２に触れると、光源１０１から放出された光は操作体によって反射され、たとえば、光が遮光層２０１の開口部２０１１を透過して画像センサ１０２に到達し、画像センサ１０２はこれらの光を感知して、操作体のテクスチャ画像を収集することができる。
【0052】
上記したように、テクスチャを有する操作体は手であってもよく、このとき、画像センサ１０２によって認識されたテクスチャは、指紋、掌紋などの皮膚テクスチャであり、また、テクスチャを有する操作体は、樹脂などの材料で作られた所定のテクスチャを有する物体など、所定のテクスチャを有する非生体であってもよく、本開示の実施例はこれを具体的に限定しない。
【0053】
たとえば、いくつかの実施例では、画像センサアレイは光源アレイのタッチ側１１２から離れる側に設けられてもよい。たとえば、他の実施例では、画像センサアレイは光源アレイと同じ層に配置されてもよく、たとえば、画像センサアレイが備えた複数の画像センサ１０２は、光源アレイが備えた複数の光源１０１と同じ層に間隔をおいて配置される。さらにたとえば、光源アレイは画像センサアレイのタッチ側から離れる側に形成されてもよく、このとき、光源１０１から放出された光は隣接する画像センサ１０２の隙間から射出されてテクスチャによって画像センサ１０２に反射され得る。またたとえば、画像センサアレイは、検出チップとして個別に製造されて、該テクスチャ認識装置の一方側に取り付けられてもよい。
【0054】
本開示の実施例は、画像センサアレイ及び光源アレイの配置方式を具体的に限定せず、複数の画像センサ１０２が光源１０１から放出されてテクスチャによって画像センサ１０２に反射された光を受信してテクスチャの収集に使用することを実現できればよい。
【0055】
たとえば、いくつかの実施例では、図４Ａに示すように、テクスチャ認識装置は、たとえばディスプレイ内テクスチャ認識機能を有する表示装置であり、それに対応して表示パネルを備える。たとえば、図４Ａに示すように、表示パネルはアレイ基板１００を備え、アレイ基板１００はベース基板１１０、及びベース基板１１０に設けられたサブ画素アレイを備え、サブ画素アレイは複数のサブ画素１１１を備え、たとえば、光源アレイはサブ画素アレイを備え、複数の光源１０１は複数のサブ画素１１１を備える。それにより、表示パネルのサブ画素アレイは光源アレイとして実装することに用いられ、複数のサブ画素１１１は複数の光源１０１として実装することに用いられる。すなわち、表示パネルの少なくとも一部のサブ画素１１１は光源１０１として多重化され、従って、表示装置のコンパクト性を向上させ、各機能構造の配置難度を低減させることができる。
【0056】
たとえば、複数のサブ画素１１１のうちの１つ又は複数は同時に点灯（発光）され、所定の形状の感光光源を形成することに用いられ、たとえば点状光源、線状光源又は他のパターン化された光源を形成する。たとえば、いくつかの例では、７×７のアレイに配置された（すなわち、７行７列のアレイに配置される）複数のサブ画素１１１は同時に点灯され、点状感光光源を形成することに用いられ、たとえば、８×８のアレイに配置された（すなわち、８行８列のアレイに配置される）複数のサブ画素１１１は間隔をおいて点灯され、低輝度の点状感光光源を形成することに用いられ、さらにたとえば、３×７のアレイに配置された（すなわち、３行７列のアレイに配置される）複数のサブ画素１１１は同時に点灯され、線状感光光源などを形成することに用いられる。
【0057】
たとえば、表示パネルの表示領域全体のサブ画素１１１はいずれも光源１０１として多重化されるように制御することができ、画像センサアレイも対応して表示領域全体の下方に配置され、それにより全画面テクスチャ認識を実現することができる。
【0058】
たとえば、他のいくつかの実施例では、ディスプレイ内テクスチャ認識機能を有する表示装置は表示パネルと、個別に提供されるテクスチャ認識を実現する感光光源となる発光素子とを備え、これらの発光素子は、たとえば、サブ画素アレイのうち隣接するサブ画素の間に設けられ、又はサブ画素と重なって設けられ、本開示の実施例はこれを限定しない。
【0059】
たとえば、表示基板の各サブ画素１１１は、発光デバイス１１１Ａ、及び該発光デバイス１１１Ａを駆動するための画素駆動回路を備え、発光デバイス１１１Ａは陰極、陽極、及び陰極と陽極との間の発光層を備え、画素駆動回路はスイッチング素子１１１Ｂ（たとえば、薄膜トランジスタ）及びストレージキャパシタ（図示せず）などを備える。たとえば、各画像センサ１０２はセンシング素子１０２Ａ、及び該センシング素子１０２Ａを駆動するためのスイッチング素子１０２Ｂ（たとえば、薄膜トランジスタ）を備える。たとえば、複数の画像センサ１０２と複数のサブ画素１１１は、同じアレイ基板１００に半導体プロセスによって共に形成され得る。たとえば、サブ画素アレイ又はサブ画素アレイの一部が光源アレイとして多重化される場合、画像センサ１０２の信号スイッチ１０２Ｂとサブ画素のスイッチング素子１１１Ｂは同じプロセスで共に形成され、それにより製造プロセスを簡素化し、コストを削減し、装置の厚さを薄くすることができる。
【0060】
たとえば、いくつかの実施例では、複数のサブ画素１１１の発光デバイス１１１Ａから放出できる光の色が異なり（たとえば、それぞれ赤色光、青色光、及び緑色光を放出できる）、遮光層２０１の発光デバイス１１１Ａが位置する平面での正投影は隣接する発光デバイス１１１Ａの発光領域Ｄの間に位置する。それにより、表示パネルはカラー表示を実現でき、遮光層２０１は複数のサブ画素１１１の発光デバイス１１１Ａから放出された光のクロストークを発生させることを防止し、さらに表示パネルの表示品質を向上させることができる。
【0061】
たとえば、いくつかの実施例では、図２Ｂ及び図５に示すように、表示パネルはフィルタ層２０２をさらに備えてもよく、フィルタ層２０２はサブ画素アレイのベース基板１１０から離れる側に位置する。たとえば、フィルタ層２０２は、それぞれ異なる色の光が透過することを許容する複数のフィルタパターン２０２１を備え、遮光層２０１は隣接するフィルタパターン２０２１の間に設けられる。
【0062】
たとえば、複数のサブ画素１１１によってそれぞれ放出された光の色が異なる場合、複数のフィルタパターン２０２１は複数のサブ画素１１１と一対一で対応して設けられ、かつ対応して設けられた１つのフィルタパターン２０２１と１つのサブ画素１１１において、該サブ画素１１１が放出できる光の色は該フィルタパターン２０２１を透過可能な光の色と同じであり、それにより各サブ画素１１１から射出された単色光の純度を向上させることができる。たとえば、他のいつくかの実施例では、複数のサブ画素１１１はいずれも白色光を放出でき、該白色光はそれぞれ異なる色の光が透過することを許容する複数のフィルタパターン２０２１を透過した後、それぞれカラー単色光（たとえば、赤色光、青色光、及び緑色光）を形成し、さらにカラー表示を実現する。
【0063】
本開示の上記実施例では、フィルタ層２０２及び遮光層２０１は表示パネルで一般的に使用される偏光板を代替することができ、それにより光の透光率を向上させ、光損失を低減させ、このとき、表示パネルに偏光板が設けられなくてもよく、偏光板によるテクスチャ認識に使用される信号光の干渉を回避し、さらにテクスチャ認識精度を向上させることができる。
【0064】
たとえば、いくつかの実施例では、図４Ａに示すように、表示パネルはサブ画素アレイのベース基板１１０から離れる側に設けられたカプセル化層１０５をさらに備え、遮光層２０１はカプセル化層１０５のベース基板１１０から離れる側に設けられる。たとえば、いくつかの実施例では、表示パネルは遮光層２０１と同じ層に設けられたフィルタ層２０２をさらに備え、遮光層２０１はフィルタ層２０２の隣接するフィルタパターン２０２１の間に設けられる。図２Ｂ及び図４Ｂに示すように、このとき、遮光層２０１及びフィルタ層２０２はカプセル化層１０５のベース基板１１０から離れる側に設けられる。たとえば、表示パネルの製造プロセスで、遮光層２０１及びフィルタ層２０２はカプセル化層１０５に直接製造され得る。
【0065】
たとえば、図４Ｂに示すように、各サブ画素の画素駆動回路が備えたスイッチング素子１１１Ｂは薄膜トランジスタであってもよく、活性層、ゲート、ソース及びドレインなどの構造を備える。たとえば、各画像センサ１０２のスイッチング素子１０２Ｂは薄膜トランジスタであってもよく、活性層、ゲート、ソース及びドレインなどの構造を備える。たとえば、スイッチング素子１１１Ｂ及びスイッチング素子１０２Ｂは同じ層に設けられてもよく、すなわち、製造プロセスで同じ材料層を使用して同じパターニングプロセスによって形成され、それにより表示パネルの製造プロセスを簡素化する。たとえば、画像センサ１０２のスイッチング素子１０２Ｂは隣接するサブ画素のスイッチング素子１１１Ｂの間に設けられ、画像センサ１０２のセンシング素子１０２Ａは隣接するサブ画素の発光デバイス１１１Ａの間に設けられる。それにより、画像センサ１０２を表示パネルに統合する。
【0066】
たとえば、他のいつくかの実施例では、表示パネルはアレイ基板１００に対向して設けられた対向基板をさらに備え、遮光層２０１は対向基板に設けられる。対向基板は接着層を介してアレイ基板１００に結合される。たとえば、アレイ基板１００及び対向基板はそれぞれ独立して製造された基板であり、かつ位置合わせして設けられて表示パネルを形成する。たとえば、図５に示される実施例では、フィルタ層２０２及び遮光層２０１はいずれも対向基板２００に設けられてもよく、対向基板２００は接着層２０３を介してアレイ基板１００に結合される。
【0067】
たとえば、該表示パネルは有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）表示パネル又は量子ドット発光ダイオード（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ、ＱＬＥＤ）表示パネルなどであってもよく、本開示の実施例はこれを具体的に限定しない。ＯＬＥＤ表示パネルは、たとえばフレキシブルＯＬＥＤ表示パネルであってもよい。たとえば、ＯＬＥＤ表示パネル及びＱＬＥＤ表示パネルは自発光特性を有し、かつ表示画素ユニットの発光をさらに必要に応じて制御又は変調でき、それによりテクスチャ収集に利便性を与え、装置の集積度を向上させることに役立つ。
【0068】
たとえば、表示パネルは、サブ画素アレイに加えて、電気信号（走査信号、データ信号、検出信号などを含む）を提供するための信号線（ゲート線、データ線、検出線などを備える）をさらに備え、たとえば、駆動回路によって発光デバイスの発光状態を制御することにより、サブ画素の点灯を実現することができる。たとえば、表示パネルには保護カバープレート４００がさらにあり、保護カバープレート４００の表面にはタッチ側１１２が形成される。保護カバープレート４００は、ガラス、ポリイミドなどの透明材料である。たとえば、いくつかの実施例では、表示パネルは、タッチ層、偏光板層などの機能層をさらに有し、これらの機能層は、光学透明接着剤（ＯＣＡ接着剤）を介して表示パネルに結合され得る。
【0069】
たとえば、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、表示パネルはベース基板１１０に設けられた画素定義層１０３、スペーサー１０４及びカプセル化層１０５などの構造をさらに備えてもよい。画素定義層１０３は複数のサブ画素を定義することに用いられ、スペーサー１０４はシール空間を形成することに用いられ、カプセル化層１０５はアレイ基板１００をカプセル化することに用いられ、たとえば、カプセル化層１０５は複数の無機カプセル化層と有機カプセル化層の積層を含んでもよい。
【0070】
指紋認識プロセスで、光源アレイから放出された光が画像センサアレイによってセンシングされ得る以外、画像センサアレイが指によって入射された周囲光をセンシングする可能性もある。該周囲光は画像センサの指紋認識を干渉する可能性がある。たとえば、周囲光が指の真上に照射されると、周囲光は指を透過して指内の生体組織を刺激して色素光を放出させ、該色素光は指紋認識を干渉する可能性がある。検出により、該色素光は主に６００ｎｍ以上の波長の光を含む。
【0071】
たとえば、いくつかの実施例では、画素定義層１０３はさらに、６００ｎｍを超える波長の光をフィルタリングでき、たとえば６００ｎｍ～９００ｎｍの波長の光をフィルタリングできるように構成される。たとえば、画素定義層１０３の材料は有色染料がドープされた有機樹脂材料を含み、それにより画素定義層１０３は６００ｎｍ～９００ｎｍの波長の光に対して所定のフィルタリング効果を有する。該有色染料は、たとえば、ブロマミン誘導体などを含む。それにより、遮光層２０１と画素定義層１０３の連携により、信号光の通過を確保するとともに、周囲光及び強光による画像センサの影響を回避し、テクスチャ認識精度を向上させることができる。
【0072】
たとえば、他のいつくかの実施例では、使用される画像センサ１０２は、９００ｎｍ以上の波長の赤外光に応答しない可能性があり、従って周囲光／色素光による画像センサの干渉をさらに回避することができる。
【0073】
たとえば、いくつかの実施例では、画像センサ１０２は、電荷結合装置（ＣＣＤ）画像センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又はフォトダイオード（たとえば、ＰＩＮフォトダイオードなど）などの様々な適当なタイプの画像センサであってもよい。必要に応じて、該画像センサ１０２は、たとえば、特定の波長の光（たとえば、赤色光又は緑色光）のみを感知することができ、全ての可視光を感知することもできる。
【0074】
たとえば、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示される実施例では、画像センサ１０２はＰＩＮフォトダイオードであってもよく、該ＰＩＮフォトダイオードは、積層して設けられたＰ型半導体層（たとえば、Ｐ型Ｓｉ層）、真性半導体層（たとえば、真性Ｓｉ層）、及びＮ型半導体層（たとえば、Ｎ型Ｓｉ層）を備える。たとえば、該ＰＩＮフォトダイオードは半導体プロセスによってアレイ基板１００に直接形成されてもよい。たとえば、図４Ｂに示すように、画像センサ１０２の上下両側にはそれぞれ電極１０２Ｃ、１０２Ｄが設けられ、画像センサ１０２を駆動して回路接続を行うことに用いられる。
【0075】
たとえば、いくつかの実施例では、遮光層２０１は黒色光吸収材を含み、それによりブラックマトリックスの形態で形成され、遮光効果を実現する。
【0076】
たとえば、いくつかの実施例では、図３Ａに示すように、遮光層２０１の開口部２０１１、たとえば第１開口部２０１１Ａは、閉鎖又は非閉鎖リング状である。たとえば、該リング状は、正方形のリング状（図３Ａに示される状況）又は円形のリング状（たとえば、一般的には、円形のリング状又は楕円形のリング状、図３Ｃに示される状況）などであってもよく、本開示の実施例は第１開口部２０１１Ａの具体的な形状を限定しない。たとえば、第１開口部２０１１Ａの画像センサアレイが位置する平面での正投影の少なくとも一部は第１画像センサ１０２１を取り囲む。たとえば、図３Ａに示される例では、第１開口部２０１１Ａの画像センサアレイが位置する平面での正投影は、閉鎖リング状であり、かつ第１画像センサ１０２１を完全に取り囲む。
【0077】
たとえば、図３Ａに示すように、遮光層２０１はリング状のリング中心に位置する中間遮光パターン２０１２を備え、中間遮光パターン２０１２の画像センサアレイが位置する平面での正投影は第１画像センサ１０２１と少なくとも部分的に重なる。たとえば、いくつかの例では、中間遮光パターン２０１２の画像センサアレイが位置する平面での正投影は第１画像センサ１０２１と完全に重なり、すなわち、中間遮光パターン２０１２と第１画像センサ１０２１の形状やサイズはいずれも同じであり、又は、いくつかの例では、中間遮光パターン２０１２の画像センサアレイが位置する平面での正投影は第１画像センサ１０２１の内部に位置し、たとえば、中間遮光パターン２０１２は第１画像センサ１０２１の縁部に沿って等比例で縮小され、又は、いくつかの例では、第１画像センサ１０２１の遮光層２０１での正投影は中間遮光パターン２０１２の内部に位置し、たとえば、中間遮光パターン２０１２は第１画像センサ１０２１の縁部に沿って等比例で拡大される。このとき、図４Ａ及び図５に示すように、中間遮光パターン２０１２は第１画像センサ１０２１の真上に位置し、周囲光を遮断することができ、画像センサ１０２が強光にさらされることも回避でき、また、遮光層２０１の第１開口部２０１１Ａは有効イメージングに使用できる信号光を透過することができ、それにより画像センサ１０２のテクスチャ収集に使用される。
【0078】
たとえば、いくつかの実施例では、中間遮光パターン２０１２と第１画像センサ１０２１の平面形状は同じである。たとえば、図３Ａに示される実施例では、中間遮光パターン２０１２の平面図形は全体として長方形であり、第１画像センサ１０２１の平面形状は中間遮光パターン２０１２の平面図形と同じであり、長方形でもある。
【0079】
たとえば、いくつかの例では、中間遮光パターン２０１２の前記画像センサアレイが位置する平面での正投影と前記画像センサ１０２１の重なり面積は５０％以上である。
【0080】
たとえば、図３ＡのＸ方向に、中間遮光パターン２０１２及び第１画像センサ１０２１のサイズが小さく、このとき、図６Ａに示すように、有効イメージングに使用できる信号光は第１画像センサ１０２１の各部に十分に入射できる。たとえば、図３ＡのＹ方向に、中間遮光パターン２０１２及び第１画像センサ１０２１のサイズが大きく、このとき、図６Ｂに示すように、有効イメージングに使用できる信号光が第１画像センサ１０２１の中間部分に入射されることは困難である。
【0081】
たとえば、いくつかの実施例では、図３Ｂ及び図７Ａに示すように、中間遮光パターン２０１２は複数の遮光ユニット２０１２Ａを備えてもよく、各遮断ユニット２０１２Ａは正方形であり、隣接する２つの遮光ユニット２０１２Ａの間にはサブ開口部２０１３があり、第１開口部２０１１はサブ開口部２０１３を備える。それにより、有効イメージングに使用できる信号光は各方向から第１開口部２０１１（サブ開口部２０１３を備える）を通過して第１画像センサ１０２１に十分に入射でき、第１画像センサ１０２１のテクスチャ収集に使用される。
【0082】
なお、本開示の実施例では、構造設置又は製造精度などの理由により、各遮断ユニット２０１２Ａのパターンは標準の正方形から外れている可能性があり、従って、長さと幅のサイズ差が２０％の範囲内の矩形又は面取りを有する正方形などは、いずれも本開示の実施例で説明される「正方形」と見なされる。
【0083】
たとえば、いくつかの実施例では、第１画像センサ１０２１自体は分割して設計することができる。たとえば、図７Ｂに示すように、第１画像センサ１０２１は複数の遮断ユニット２０１２Ａと一対一で対応する複数の感知領域１０２１Ａを備え、複数の感知領域１０２１Ａは同じスイッチング素子によって制御され、同じ電極によって駆動され、１つの画像センサの機能を実現することに用いられる。たとえば、対応して設けられた１つの遮断ユニット２０１２Ａと１つの感知領域１０２１Ａについては、該遮光ユニット２０１２Ａのベース基板１１０での正投影は該感知領域１０２１Ａのベース基板１１０での正投影と少なくとも部分的に重なる。それにより、有効イメージングに使用できる信号光は各方向から第１開口部２０１１（サブ開口部２０１３を備える）を通過して第１画像センサ１０２１の各感知領域１０２１Ａに十分に入射でき、第１画像センサ１０２１のテクスチャ収集に共に使用される。
【0084】
たとえば、いくつかの実施例では、中央遮光パターン１０１２のサイズ及び開口部２０１１のサイズは計算して得られる。たとえば、図８に示すように、中間遮光パターン１０１２の半値幅をｄｂとし、第１画像センサ１０２１の半値幅をｄｐとし、中間遮光パターン１０１２の中心から中間遮光パターン１０１２に隣接する遮光層までの幅をｄＢとし、遮光層２０１と画像センサアレイとの距離をｈとした場合、
ここで、θｃはテクスチャ認識のための光路の最小臨界角であり、θｍはテクスチャ認識のための光路の最大臨界角である。たとえば、θｃは保護カバープレート４００の屈折率によって決められ、θｃは保護カバープレート４００の全反射臨界角であり、たとえば、１つの例では、保護カバープレート４００の屈折率は１．５３であり、全反射臨界角θｃは約４１°である。たとえば、θｍは信号光の強度及び第１画像センサ１０２１の感度によって決められ、たとえば、いくつかの例では、θｍは６０°～８０°、たとえば７０°である。上記式に基づいて、中間遮光パターン１０１２の半値幅がｄｂであり、このとき、開口部２０１１の幅がｄＢ－ｄｂであると計算することができる。
【数3】
【数4】
【0085】
なお、中間遮光パターン１０１２の平面形状が長方形である場合、中間遮光パターン１０１２の半値幅ｄｂは該長方形の断面位置での長さ又は幅の半分であり、中間遮光パターンの平面形状が円形である場合、中間遮光パターンの半値幅は該円形の断面位置での半径であり、中間遮光パターンの平面形状が楕円形である場合、中間遮光パターンの半値幅は該楕円形の長軸又は短軸の半分である。第１画像センサ１０２１の半値幅ｄｐは同様である。
【0086】
たとえば、製品パラメータを確定する場合、中央遮光パターン１０１２の半値幅を上記算出された半値幅ｄｂ以上にすることができ、中央遮光パターン１０１２の半値幅が大きいほど、中央遮光パターン１０１２の遮光能力は強くなるが、中央遮光パターン１０１２はより多くの信号光を遮断する可能性がある。中間遮光パターン１０１２の中心から中間遮光パターン１０１２に隣接する遮光層までの幅を、上記算出されたｄＢ以下にすることができ、中間遮光パターン１０１２の中心から中間遮光パターン１０１２に隣接する遮光層までの幅が小さいほど、信号光の強度も弱くなる。
【0087】
たとえば、いくつかの実施例では、中間遮光パターン１０１２の平面図形が全体として長方形である場合、計算により、中間遮光パターン１０１２の半値幅を６μｍ～１８μｍの範囲内にすることができる。このとき、遮光層２０１は、少なくとも一部の周囲光を効果的に遮断し、強光の悪影響を低減させることを実現できるとともに、信号光の強度を確保することもできる。たとえば、１つの例では、光源アレイと画像センサアレイとの距離は約１ｍｍであり、第１画像センサ１０２１の半値幅ｄｐは約１０μｍであり、遮光層２０１と画像センサアレイとの距離ｈは約２３μｍであり、計算された中央遮光パターンの半値幅ｄｂが約１０μｍであり、このとき、中央遮光パターン１０１２の半値幅を１０μｍ以上にすることができる。
【0088】
たとえば、他のいつくかの実施例では、遮光層２０１の開口部２０１１（たとえば、第１開口部２０１１Ａ）はストリップ状又はブロック状であってもよい。たとえば、図９Ａに示すように、遮光層２０１は、対応する隣接する光源１０１（又は隣接するサブ画素１１１）の間に少なくとも１つの（図面では３つ示される）ストリップ状又はブロック状の開口部２０１１を有し、それにより信号光が通過して画像センサ１０２に到達することを許容する。
【0089】
たとえば、図９Ａに示される実施例では、遮光層２０１は隣接する２行及び隣接する２列の光源１０１（又はサブ画素１１１）の間に対応して設けられ、それによりメッシュ状の遮光層２０１を形成する。たとえば、他のいつくかの実施例では、図９Ｂに示すように、遮光層２０１は隣接する２列の光源１０１（又はサブ画素１１１）の間にのみ対応して設けられてもよく、それによりストリップ状の遮光層２０１を形成し、該ストリップ状の遮光層２０１は、対応する隣接する光源１０１（又は隣接するサブ画素１１１）の間に少なくとも１つの開口部２０１１を有する。さらにたとえば、いくつかの実施例では、図９Ｃに示すように、遮光層２０１は隣接する光源１０１（又は隣接するサブ画素１１１）の間にブロック状で分散して設けられてもよく、かつ対応する隣接する光源１０１（又はサブ画素１１１）の間に少なくとも１つの開口部２０１１を有する。
【0090】
なお、上記行及び列の定義は交換可能であり、たとえば、図面のテクスチャ認識装置が回転すると、光源１０１（又はサブ画素１１１）の行及び列も変化する。
【0091】
本開示の実施例は遮光層２０１及び遮光層２０１の開口部２０１１の設置方式を具体的に限定せず、該遮光層２０１は、少なくとも一部の周囲光を遮断し、強光の悪影響を低減させる効果を果たし、かつ遮光層２０１の開口部２０１１は有効イメージングに使用できる信号光が通過することを許容すればよい。異なって設けられた遮光層２０１及び遮光層２０１の開口部２０１１が少なくとも一部の周囲光及び強光を遮断し、及び信号光が通過することを許容する程度は異なる。たとえば、相対的には、図９Ａの実施例は、周囲光をより十分に遮断し、強光を回避することができるが、一部の信号光を遮断する可能性があり、図９Ｃの実施例は一部の周囲光を遮断し、強光を回避することができるが、信号光が通過することを十分に許容する。従って、表示パネル自体の構造及び異なる必要に応じて遮光層２０１及び遮光層２０１の開口部２０１１を設計することができる。
【0092】
たとえば、いくつかの実施例では、表示パネルはタッチ層をさらに備えてもよく、該タッチ層は、タッチ検出機能を有するように構成され、たとえば、タッチセンサを備え、本開示の実施例はタッチセンサのタイプを限定せず、たとえば、抵抗型、容量型、表面音波型などであってもよく、ここで詳細な説明が省略される。たとえば、図５に示すように、タッチ層３００は遮光層２０１のベース基板１１０から離れる側に位置する。それにより、タッチ層が外付けされた表示パネルを実現する。該表示パネルは、遮光層２０１と、フィルタ層２０１とを有し、従って、偏光板が設けられていない場合、光の透光率を向上させ、光損失を低減させることができ、また、表示パネルには偏光板が設けられていない場合、偏光板によるテクスチャ認識の信号光の干渉を回避し、さらにテクスチャ認識精度を向上させることができる。
【0093】
たとえば、他のいつくかの実施例では、表示パネルがフィルタ層を有さない場合、図４Ａに示すように、表示パネルは偏光板３０１をさらに備えてもよく、タッチ層３００は遮光層２０１のベース基板１１０から離れる側に位置し、偏光板３０１はタッチ層３００のベース基板１１０に近接する側（図面に示される状況）又はベース基板１１０から離れる側に設けられる。それにより、タッチ層が外付けされた表示パネルを実現することができる。
【0094】
たとえば、他のいつくかの実施例では、図１０に示すように、タッチ層３００は遮光層２０１のベース基板１１０に近接する側に位置し、このとき、タッチ層３００は、たとえば、アレイ基板１００と対向基板２００との間に設けられる。それにより、タッチ層が内蔵された表示パネルを形成する。たとえば、タッチ層３００は、第１方向Ｘに沿って配置された第１タッチ電極３０１、及び第２方向Ｙに沿って配置された第２タッチ電極３０２を備え、第１方向は第２方向と垂直であり、ベース基板１００と垂直な方向に、第１タッチ電極及び第２タッチ電極の少なくとも開口部２０１１と重なる部分は透明である。それにより、タッチ層３００はテクスチャ認識に使用される信号光の伝播に影響を与えることはない。
【0095】
たとえば、図１１Ａに示される実施例では、第１タッチ電極３０１及び第２タッチ電極３０２の材料は透明導電性材料である。それにより、第１タッチ電極３０１及び第２タッチ電極３０２は全体として透明である。たとえば、透明導電性材料は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明金属酸化物などを含む。
【0096】
たとえば、図１１Ｂに示される実施例では、図１０を参照し、第１タッチ電極３０１は、複数の金属配線部３０１１、及び少なくとも１つの透明配線部３０１２を備え、透明配線部３０１２は隣接する２つの金属配線部３０１１を電気的に接続し、透明配線部３０１２のベース基板１１０での正投影は開口部２０１１のベース基板１１０での正投影と少なくとも部分的に重なる。たとえば、第２タッチ電極３０２は、複数の金属配線部３０２１、及び少なくとも１つの透明配線部３０２２を備え、透明導電部３０２２は隣接する２つの金属配線部３０２１を電気的に接続し、透明配線部３０２２のベース基板１１０での正投影は開口部２０１１のベース基板１１０での正投影と少なくとも部分的に重なる。それにより、第１タッチ電極３０１及び第２タッチ電極３０２の開口部２０１１と重なる部分は透明であり、従ってテクスチャ認識に使用される信号光の伝播に影響を与えることはない。
【0097】
たとえば、金属配線部３０１１、３０２１の材料は、銅、モリブデン、アルミニウムなどの金属材料又はそれらの合金であり、透明配線部３０１２、３０２２の材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明金属酸化物などの透明導電性材料である。
【0098】
【0099】
【0100】
図１２Ａ及び図１３に示すように、該対向基板２００はアレイに配置された複数の透光領域２１１を有し、対向基板２００がアレイ基板と位置合わせすることに用いられる場合、複数の透光領域２１１は複数のサブ画素から放出された光を透過させることに用いられる。対向基板２００は遮光層２０１を備え、遮光層２０１は、隣接する２つの透光領域２１１の間に設けられ、複数の透光領域２０１１を画定することに用いられる。たとえば、遮光層２０１は少なくとも１つの開口部２０１１を備え、たとえば、複数の開口部２０１１を備え、それにより光が透過することを許容する。
【0101】
たとえば、いくつかの実施例では、遮光層２０１の開口部２０１１はリング状、ストリップ状又はブロック状であってもよく、具体的な形態は、図３Ａ～図３Ｃ及び図９Ａ～図９Ｃなどを参照すればよく、ここで詳細な説明が省略される。
【0102】
たとえば、いくつかの実施例では、対向基板２００はカラーフィルム基板であり、図１２Ｂに示すように、該カラーフィルム基板は、複数の透光領域２１１にそれぞれ位置する複数のフィルタパターン２０２１を備え、複数のフィルタパターンはそれぞれ異なる色の光が透過することを許容し、このとき、遮光層２０１は隣接する２つのフィルタパターン２０２１の間に設けられる。該カラーフィルム基板がアレイ基板と位置合わせされて表示パネルを形成することに用いられる場合、該表示パネルには偏光板を設ける必要がなく、さらに偏光板による該表示パネルのテクスチャ認識への悪影響を回避することができ、かつ本開示の実施例は上記カラーフィルム基板に結合されるアレイ基板の具体的な構造及びタイプを限定しない。
【0103】
以下の点を説明する必要がある。
【0104】
（１）本開示の実施例の図面は本開示の実施例に係る構造のみに関し、他の構造は通常の設計を参照すればよい。
【0105】
（２）明確にするために、本開示の実施例を説明するための図面において、層又は領域の厚さは拡大又は縮小され、すなわち、これらの図面は実際の比例に応じてレンダリングされるものではない。理解できるように、層、フィルム、領域又は基板などの素子が、別の素子の「上」又は「下」に位置すると記載される場合、該素子は、別の素子の「上」又は「下」に「直接」位置してもよく、又は中間素子が存在してもよい。
【0106】
（３）矛盾がない限り、本開示の実施例及び実施例における特徴を互いに組み合わせて新たな実施例を得ることができる。
【0107】
以上は、本開示の具体的な実施形態に過ぎないが、本開示の保護範囲はこれに限定されず、本開示の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に準じるべきである。
【符号の説明】
【0108】
１０ リング中心
１１ 内円
１２ 外円
１３ 一部（陰領域）
２０ リング中心
２１ 内円
２２ 外円
２３ 一部（陰領域）
１００ ベース基板
１００ アレイ基板
１０１ 光源
１０２ 電極
１０２ 画像センサ
１０３ 画素定義層
１０４ スペーサー
１０５ カプセル化層
１１０ ベース基板
１１１ サブ画素
１１２ タッチ側
２００ 対向基板
２０１ 遮光層
２０２ フィルタ層
２０３ 接着層
２１１ 透光領域
３００ タッチ層
３０１ 第１タッチ電極
３０２ 第２タッチ電極
４００ 保護カバープレート
１０１２ 中間遮光パターン、中央遮光パターン
１０２１ 第１画像センサ
２０１１ 開口部
２０１２ 中間遮光パターン
２０１３ サブ開口部
２０２１ フィルタパターン
３０１１ 金属配線部
３０１２ 透明配線部
３０２１ 金属配線部
３０２２ 透明配線部
１１ 内円
１２ 外円
１３ 一部（陰領域）
２０ リング中心
２１ 内円
２２ 外円
２３ 一部（陰領域）
１００ ベース基板
１００ アレイ基板
１０１ 光源
１０２ 電極
１０２ 画像センサ
１０３ 画素定義層
１０４ スペーサー
１０５ カプセル化層
１１０ ベース基板
１１１ サブ画素
１１２ タッチ側
２００ 対向基板
２０１ 遮光層
２０２ フィルタ層
２０３ 接着層
２１１ 透光領域
３００ タッチ層
３０１ 第１タッチ電極
３０２ 第２タッチ電極
４００ 保護カバープレート
１０１２ 中間遮光パターン、中央遮光パターン
１０２１ 第１画像センサ
２０１１ 開口部
２０１２ 中間遮光パターン
２０１３ サブ開口部
２０２１ フィルタパターン
３０１１ 金属配線部
３０１２ 透明配線部
３０２１ 金属配線部
３０２２ 透明配線部
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】