(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護基板と、
前記保護基板に対するユーザーの相互作用に反応して信号を発するタッチ回路であって、前記保護基板の下に配置されたタッチ回路と、
前記タッチ回路の下に配置された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルと、
前記ＬＣＤパネルの下に配置されたバックライトアセンブリであって、
前記ＬＣＤパネルに向けて放射された光を拡散するように構成された拡散器、前記拡散器とバックライトとの間に配置された光学的透明粘着層であって、前記拡散器と前記バックライトとの間の空隙を取り除く光学的透明粘着層、及び前記ＬＣＤパネルを照らす前記光を発するように構成された前記バックライトを有するバックライトアセンブリと、
前記バックライトアセンブリの下に配置された指紋センサーと、を備えるユーザーデバイス用のディスプレイアセンブリ。
【請求項２】
前記保護基板は、ガラスによって構成された、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項３】
前記タッチ回路は、前記ＬＣＤパネルに直接隣接する実装基板に固定されている、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項４】
前記空隙を取り除くことは、前記ディスプレイアセンブリを伝播する波動として前記指紋センサーによって放射された波動の反射及び屈折を減少させる、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項５】
前記指紋センサーは、超音波指紋センサーである、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項６】
前記光学的透明粘着層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の層を含む、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項７】
前記光学的透明粘着層は、アクリル系の粘着剤又はシリコン系の粘着剤を含む、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項８】
ディスプレイアセンブリと相互作用を行う際にユーザーによって接触される外側に面する側面及びくぼみを含む内側に面する側面を有する保護基板と、
前記くぼみ内に設置された透明な指紋センサーと、
前記保護基板の前記外側に面する側面に対するユーザーの相互作用に反応して信号を発するタッチ回路であって、前記保護基板の下に配置されたタッチ回路と、
前記タッチ回路の下に配置された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルと、
前記ＬＣＤパネルの下に配置されたバックライトアセンブリであって、
前記ＬＣＤパネルに向けて放射された光を拡散するように構成された拡散器、及び前記ＬＣＤパネルを照らす前記光を発するように構成されたバックライトを有するバックライトアセンブリと、を備えるユーザーデバイス用のディスプレイアセンブリ。
【請求項９】
前記拡散器と前記バックライトとの間に配置された光学的透明粘着層を更に備え、
前記光学的透明粘着層は、前記拡散器と前記バックライトとの間の空隙を取り除く、請求項８に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１０】
空隙が前記拡散器と前記バックライトとの間に存在している、請求項８に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１１】
前記透明な指紋センサーは、超音波センサー、光学センサー、電波（ＲＦ）センサー、熱センサー、容量センサー、又はそれらの組み合わせである、請求項８に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１２】
前記透明な指紋センサーは、光学的透明粘着剤を用いて、前記くぼみ内に固定されている、請求項８に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１３】
保護基板と、
前記保護基板の下に配置された統合ディスプレイパネルであって、複数のセルに分割され、各セルがディスプレイ要素及びタッチ機能を可能にするタッチセンサー要素を有し、前記複数のセルが第１カウントのタッチセンサー要素を有する第１セル、及び第２カウントのタッチセンサー要素を有する第２セルであって、前記第２カウントが指紋スキャナーの機能をシミュレートするのに十分である第２セルを有し、前記第１カウント及び前記第２カウントは異なる値であり、前記第１セル内のディスプレイ要素及びタッチセンサー要素の合計数が、前記第２セル内のディスプレイ要素及びタッチセンサー要素の合計数と等しい、統合ディスプレイパネルと、
前記統合ディスプレイパネルの下に配置されたバックライトアセンブリであって、前記統合ディスプレイパネルに向けて放射された光を拡散するように構成された拡散器、及び前記統合ディスプレイパネルを照らす前記光を発するように構成されたバックライトを有するバックライトアセンブリと、を備えるユーザーデバイス用のディスプレイアセンブリ。
【請求項１４】
前記ディスプレイ要素は、液晶である、請求項１３に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１５】
前記タッチセンサー要素は、複数のキャパシタであり、各キャパシタは、対応するキャパシタの真上でユーザーが前記保護基板に接触したという決定に反応して信号を発するように構成されている、請求項１３に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１６】
前記保護基板に対するユーザーの相互作用に反応して、前記タッチセンサー要素によって発せられた信号を分析するためのタッチ回路と、
前記ディスプレイ要素を制御する信号を発するためのディスプレイ回路と、を備え、
前記タッチ回路及び前記ディスプレイ回路がプリント回路基板アセンブリに含まれる、請求項１３に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１７】
頻繁なユーザーの相互作用の対象となることが予期されるセルは、他のセルと比較して高密度のタッチセンサー要素を含む、請求項１３に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項１８】
プロセッサー及びディスプレイアセンブリを有するユーザーデバイスを提供する工程であって、
ディスプレイアセンブリは、保護基板と、
前記保護基板の下に配置された統合ディスプレイパネルであって、複数のセルに分割され、各セルがディスプレイ要素及びタッチ機能を可能にするタッチセンサー要素を有し、前記複数のセルが第１カウントのタッチセンサー要素を有する第１セル、及び第２カウントのタッチセンサー要素を有する第２セルであって、前記第２カウントが指紋スキャナーの機能をシミュレートするのに十分である第２セルを有し、前記第１カウント及び前記第２カウントは異なる値であり、前記第１セル内のディスプレイ要素及びタッチセンサー要素の合計数が、前記第２セル内のディスプレイ要素及びタッチセンサー要素の合計数と等しい、統合ディスプレイパネルと、
前記統合ディスプレイパネルの下に配置され、前記統合ディスプレイパネルを照らすように構成されたバックライトアセンブリと、を含む、工程と、
ユーザーが、前記保護基板に接触することによってユーザーデバイスに対して相互作用するのを可能とする工程と、
ユーザーが、前記第２セルの少なくとも一部に指を置くかどうかを監視する工程と、
前記第２セルの少なくとも一部に指が置かれたという決定に反応して、
前記第２セル内に配置された各タッチセンサー要素によって、指のどの部分が対応するタッチセンサー要素の真上にあるかに基づく信号を生成する工程と、
処理のために前記信号をタッチ回路に伝播する工程と、
前記タッチ回路によって、前記ユーザーデバイスにアクセス可能なメモリーに記憶された指紋に指が一致するかどうかを判定するための信号を処理する工程と、を含む、方法。
【請求項１９】
前記メモリーは、前記ユーザーデバイス内に格納されている、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記メモリーは、ネットワークを介した接続を介して前記ユーザーデバイスにアクセス可能である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記バックライトアセンブリは、前記統合ディスプレイパネルに向けて放射された光を拡散するように構成された拡散器、及び前記統合ディスプレイパネルを照らす前記光を発するように構成されたバックライトを有する、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本願は、２０１６年１０月２７日に出願された米国特許出願第１５／３３６，３５５号、２０１５年１０月３０日に出願され、“携帯デバイス及び携帯デバイスアクセサリー”（代理人整理番号１１９３０６−８００１．ＵＳ００）と表題が付けられた米国仮出願第６２／２４９，１３０号、及び２０１６年４月４日に出願され、“携帯デバイス用の指紋センサー” （代理人整理番号１１９３０６−８００４．ＵＳ００）と表題が付けられた米国仮出願第６２／３１８，１１９号の優先権及び利益を主張する。
【０００２】
〔関連技術〕
様々な実施形態は、一般的に、ユーザーデバイス用の指紋センサーに関する。より詳細には、様々な実施形態は、ユーザーデバイスのディスプレイの下に指紋センサーを配置するための技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
今日、例えば、液晶ディスプレイの等のディスプレイ上で視認されるユーザーインターフェースを活用する多くのタイプの電子デバイスがある。ユーザーは、主として、（例えば、ボタンやキーによって）機械的に作動されるか、又は（例えば、タッチセンサー式のスクリーンによって）電子的に作動される入力装置を使用して、ユーザーインターフェースと相互作用する。ユーザーは、例えば、ディスプレイ上でテキストや画像等のコンテンツを見ることができ、入力装置を使用してコンテンツと相互作用し得る。例えば、ユーザーは、命令を発するか、選択するか、又はユーザーインターフェースの範囲内でカーソルを動かすかを選択することができる。タッチセンサー式のディスプレイは、市場性の伸びやそのようなディスプレイの使い易さから、多くの電子デバイスに対してますます普及した選択肢となっている。
【０００４】
しばしば、電子デバイスは、該電子デバイス上にローカルに保存された情報又は該電子デバイスによってアクセス可能な情報を保護するために、一連のプライバシー及び安全性対策を採用している。例えば、電子デバイス（例えば、携帯電話、タブレット、又はパーソナルコンピューター）は、ユーザーが電子デバイスを完全に利用することを許可する前に、ユーザーに対して、パスワードを入力させるか、又は指紋をスキャンさせることを促すように構成することができる。
【０００５】
しかしながら、指紋センサーは、従来から特定の場所に配置されている。例えば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）６及びＳａｍｓｕｎｇ  Ｇａｌａｘｙ  Ｓ６（登録商標）上の指紋センサーは、ディスプレイからずれた位置に配置されたタッチセンサー式のボタンの下に配置されている。指紋センサーは、ディスプレイアセンブリ全体としてのデザインの制約及び他の内部の構成要素（例えば、ディスプレイパネル及びタッチ回路）の構造的な制約のために専用のボタンの下に配置されることが多い。
【発明の概要】
【０００６】
ここでは、ユーザーデバイスのディスプレイアセンブリの下に指紋センサーを配置するための様々な技術について説明されている。ディスプレイアセンブリの下に指紋センサーを配置することによって、別個のタッチセンサー式のボタンはもはや必要なく、ディスプレイアセンブリにおける可視領域全体を増加させることができる。
【０００７】
より詳細には、ディスプレイアセンブリは、ユーザーが相互作用する保護基板（例えば、ガラス、プラスチック等、又はそれに関する混合物）、該保護基板に対するユーザーの相互作用に反応して信号を発するタッチ回路、ディスプレイパネル、及び拡散器とバックライトとを含むバックライトアセンブリを有していてもよい。ディスプレイパネルは、例えば、バックライトによって発せられた光によって照射された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルであってもよい。いくつかの実施形態では、光学的透明粘着層が拡散器とバックライトとの間に配置され、拡散器とバックライトとの間に通常存在する空隙を実質的に又は完全に取り除く。光学的透明粘着層を含むことは、バックライトアセンブリの下に配置された指紋センサーによって発せられた波動がディスプレイアセンブリを適切に伝播することを許容する。
【０００８】
追加的に、又は代わりに、くぼみは、保護基板の内側に面する側面内（即ち、ユーザーが相互作用する外側に面する側面の反対側）に形成されることができ、そして指紋センサーは、該くぼみ内に設置されることができる。そのような実施形態では、指紋センサーは、好ましくは、実質的に又は完全に透明である。指紋センサーによって発せられた波動は保護基板のみを伝播するので、拡散器とバックライトとの間の空隙は、許容され、光学的透明粘着層によって置換される必要がない。
【０００９】
ここでは、インセル技術を利用するディスプレイアセンブリ内におけるタッチセンサー要素の密度（又はカウント）を増加させるために、複数の技術についても説明されている。タッチセンサー要素（例えば、キャパシタ）は、通常、タッチ機能（性）をサポートする統合ディスプレイパネル内のディスプレイ要素（例えば、液晶）間に配置されている。典型的には、タッチセンサー要素の密度は、ユーザーの鈍い相互作用（例えば、指を滑らせる動作及びタッチ動作）を認識することに対してのみ十分である。しかしながら、セル内でタッチセンサー要素の密度を増加させることによって、そのセルは、指紋センサーの機能性を正確に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明に関する１以上の実施形態が例示によって説明され、同様の参照は類似の要素を意味するのであって、添付の図面中の図示に限定されるものではない。
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、ディスプレイ及びディスプレイからずれた位置のタッチセンサー式のボタンの下に配置された指紋センサーを有するユーザーデバイスを示している。
【図１Ｂ】図１Ｂは、タッチセンサー式ボタンの保護基板の下における指紋センサーの従来の配置を示している。
【図２Ａ】図２Ａは、ディスプレイの真下に配置された指紋センサーを有するユーザーデバイスを示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ユーザーデバイスの斜視図であって、上記のような構成によってどのようにユーザーデバイスのハウジングに対してディスプレイを拡張できるかについて説明するための斜視図である。
【図３】図３は、ユーザーデバイス用の従来のディスプレイアセンブリの側面図である。
【図４】図４は、拡散器とバックライトとの間の空隙が光学的透明粘着層によって置換されたディスプレイアセンブリの側面図である。
【図５】図５は、保護基板の内側に面する側面に形成されたくぼみ内に設置された指紋センサーを有するディスプレイアセンブリの側面図である。
【図６】図６は、ディスプレイアセンブリの全体の厚みを減少させるためにインセル技術を利用するディスプレイアセンブリの側面図である。
【図７】図７は、ディスプレイアセンブリが、どのように指紋センサーの機能性を正確に再現することができるセルに分割され得るかを示している。
【図８】図８は、指紋センサーを有するディスプレイアセンブリを製造するプロセスを示している。
【図９】図９は、少なくとも１つのセルに対して指紋センサーとして作動させることを可能とするインセル技術を利用するユーザーデバイスのディスプレイアセンブリを改良するためのプロセスを示している。
【図１０】図１０は、ここで説明されている少なくともいくつかの操作が実施される処理システムの一例を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここには、ユーザーデバイスのディスプレイアセンブリの下に指紋センサーを配置する技術であって、ディスプレイアセンブリにおける可視領域全体を増加させることができる技術が説明されている。例えば、ディスプレイからずれた位置に配置されて区別されたボタンはもはや必要なく、ディスプレイアセンブリにおける可視領域全体をユーザーデバイスのハウジングの端部に向けて拡張させることができる。これらの技術は、例えば、コンピューター、タブレット、携帯情報端末（ＰＤＡｓ）、携帯電話、ゲーム機器、音楽プレーヤー、ウェアラブル電子機器（例えば、腕時計）、及びその他の携帯電子機器等のようなユーザーが相互作用を行うことができるユーザーインターフェースを備えるあらゆる電子機器に使用され得る。
【００１３】
本願を通して使用される用語、略語、及び表現に関する簡潔な定義については、以下に示す。
【００１４】
この明細書内における「一実施形態」又は「実施形態」に関する言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が開示された実施形態の少なくとも１つに含まれていることを意味する。明細書内の様々な場面における「一実施形態において」という表現の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を参照している必要は無く、必ずしも別個の、又は代替の実施形態が互いに他の実施形態を排斥する必要もない。更に、他の実施形態ではなく、いくつかの実施形態によって提示され得る様々な特徴が説明されている。同様に、他の実施形態に対してではなく、いくつかの実施形態に対する様々な必須要件が説明されている。
【００１５】
文脈が明確に要求しない限り、明細書及び請求項を通して「有する」 「有している」、及びこれらに類する単語は、限定的又は包括的な意味とは反対の意味である他を包含し得るという意味として解釈される。つまり、「限定される」という意味では無く、「含んでいる」という意味である。ここで使用される「接続された」「結合された」、又はそれらと若干異なる用語は、直接的又は間接的の何れか、２又はそれ以上の要素間におけるあらゆる接続又は結合を意味し、要素間の結合又は接続は、物理的、論理的、又はそれらの結合であってもよい。例えば、２つの構成要素は、互いに直接的に、又は１以上の中間経路又は構成要素を介して結合されていてもよい。もう一つの例として、デバイスは、互いに如何なる物理的な接続を共有することなく、情報がそれらの間を通過可能となるように結合されていてもよい。更に、「ここで」「上記のように」「以下のように」という単語、及び同様の趣旨の単語は、この明細書内で使用される際には、この明細書全体として参照するのであり、この明細書の特定の箇所を参照するものではない。文脈が許容する場合には、詳細な説明内における単数又は複数を使用する単語は、それぞれ、複数又は単数を含んでいてもよい。２以上の項目のリストを参照する「又は」という単語は、次の全ての単語の解釈、即ち、リスト内の項目の何れか、リスト内の全ての項目、及びリスト内の項目のあらゆる組み合わせに及んでいる。
【００１６】
明細書が、構成要素又は特徴が含まれ「てもよい」「ることができる」「得る」 「るかもしれない」、あるいは構成要素又は特徴が特性を有「してもよい」「することができる」「し得る」「するかもしれない」と述べている場合には、その特定の構成要素又は特徴が含まれている必要がないか、または特性を有する必要はない。
【００１７】
「モジュール」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア、又はファームウェアの構成要素を広く参照する。モジュールは、典型的には、特定の入力を使用して価値あるデータ又は他の出力を生むことができる機能的な構成要素である。モジュールは、自己完結型であってもよいし、又は自己完結型でなくてもよい。アプリケーションプログラム（アプリケーションとも呼ばれる）は、１以上のモジュールを含んでいてもよいし、又はモジュールは、１以上のアプリケーションプログラムを含むことができる。
【００１８】
詳細な説明で使用されている専門用語は、たとえその専門用語が特定の例と併せて使用されていたとしても、その専門用語の最も広く合理的な方法で解釈されることが意図されている。この明細書で使用されている用語は、通常、技術的に、開示の文脈の範囲内で、及びそれぞれの用語が使用されている特定の文脈内でそれらの通常の意味を有する。便宜上、特定の用語は、例えば、大文字、斜体、及び／又は引用符を使用することによって強調されてもよい。強調の使用は、用語の範囲及び意味に対して影響を与えるものではない。つまり、用語の範囲及び意味は、それが強調されているか否かに関わらず、同じ文脈内で同じ意味である。要素または特徴は、１以上の方法で説明され得ることが理解される。
【００１９】
結果として、代替の言語及び同義語は、ここで議論される用語の何れか又はよりいっそう多くの用語に対して使用されてもよく、且つ用語が、ここで詳細に述べられているか議論されているかに特別な意味はない。特定の用語に対する同義語が提供されている。１以上の同義語の説明は、他の同義語の使用を排斥するものではない。ここで議論されているあらゆる用語の例を含めて、この明細書内のどこに記載された例を使用することは、例示的なものにすぎず、開示又は例示された用語の範囲及び意味を更に限定することを意図するものではない。同様に、開示は、この明細書内で示された様々な実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂは、ディスプレイ１０２及び指紋センサー１０４を有するユーザーデバイス１００を示している。上記で述べられたように、指紋センサー１０４は、従来、ディスプレイ１０２からずれた位置に配置されたタッチセンサー式のボタン１０８の下に配置されている。指紋センサーは、ユーザーデバイス１００のハウジング１０６内に（又は、代わりに）統合されていることもできる。例えば、指紋センサーはユーザーデバイス１００の複数の側面のうちの１つに沿って配置されていてもよい。
【００２１】
タッチセンサー式のボタン１０８は、典型的には、指紋センサー１０４が保護基板１１０の下に配置されるようにデザインされる。粘着層１１２は、指紋センサー１０４と保護基板１１０との間に配置されてもよい。ここでは、例えば、指紋センサー１０４は、ユーザーの指に直接接触する状態となるタッチセンサー式のボタンの保護基板１１０の下に配置されている。保護基板１１０（及び、場合によっては粘着層１１２）のみが指紋センサー１０４をユーザーの指から切り離しているので、指紋センサー１０４は、非常に精度が良い状態のままである。しかしながら、このタイプの配置は、指紋センサー１０４が特定の好ましい場所（例えば、ディスプレイ１０２自身の下）に配置されるのを妨げている。
【００２２】
図２Ａは、様々な実施形態に従って、ディスプレイ２０２の真下に配置された指紋センサー２０４を有するユーザーデバイス２００を示している。図２Ｂは、その一方で、ユーザーデバイス２００の斜視図であって、上記のような構成によってどのようにユーザーデバイス２００のハウジング２０６に対してディスプレイ２０２を拡張できるかについて説明するための斜視図である。区別されたボタン（図１Ａ及び図１Ｂに示されるような）に対してスペースが割り当てられる必要が無いので、ディスプレイ２０２の下に指紋センサー２０４を配置することは、ディスプレイ２０２における可視領域全体を増加させることを許容する。
【００２３】
そのような実施形態では、指紋センサー２０４の場所は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂの円形状のアイコン等のアイコン、又は例えば、ギザギザの形状や窪み形状等の保護外側基板の特徴によって識別されることができる。ディスプレイ２０２は、ユーザーがユーザーデバイス２００にログインしようとする際にユーザーがどこに指を置くべきかを、正確な場所を強調することによって（例えば、ディスプレイ２０２の一部を明るくすることによって、あるいは目的物又は指紋の形状を成したデジタル画像を表すことによって）表現してもよい。
【００２４】
図３は、ユーザーデバイス用の従来のディスプレイアセンブリ３００の側面図である。ディスプレイアセンブリ３００は、典型的には、ユーザーが相互作用を行う（例えば、指３１６を使用して外表面と接触することによって）保護基板３０２を有している。保護基板は、実質的に又は完全に透明であるのが好ましく、ガラス、プラスチック、又はその他の適切な材料（例えば、結晶化した酸化アルミニウム）から構成され得る。タッチ回路３０４は、保護基板３０２に対するユーザーの相互作用に反応して信号を発するものであり、保護基板３０２の下に配置されている。タッチ回路３０４は、例えば、電流をもたらす駆動回路の層、及びユーザーの指３１６によって引き起こされる電流の変化を検出することによってタッチされた場所を特定する検出回路の層を有することができる。駆動回路及び検出回路のそれぞれは、ディスプレイアセンブリ３００に対する座標格子を同時に生成する複数の電極（「ノード」）を有することができる。座標格子は、ユーザーの相互作用の意図を決定するために、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）３１４上のプロセッサーによって使用されてもよい。しばしば、タッチ回路３０４は、例えばガラス等の透明基板に取り付けられている（又は、嵌め込まれている）。
【００２５】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル３０６（「液晶層」としても参照される）は、タッチ回路３０４の下に配置されている。「ＬＣＤパネル」という用語は、詳細な説明を通して例示的な目的で使用されているが、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電気泳動／電子インク（「ｅ−ｉｎｋ」）等の他のディスプレイ技術も使用され得る。ＬＣＤパネル３０６は、自然に光を発するものではないため、ＬＣＤパネル３０６は、該ＬＣＤパネル３０６を照らすように構成されたバックライトアセンブリよりも上に配置されている。バックライトアセンブリは、バックライト３１２、及び、いくつかの実施形態では、バックライト３１２によって発せられた光をＬＣＤパネル３０６の液晶に対して実質的に均等に分配することができる拡散器３０８を有する。バックライト３１２が、実質的に均等な方法で自然に光を発射しない１以上の点光源より成る場合には、拡散器３０８が必要となる。非ＬＣＤディスプレイ技術が使用された場合に、当業者は、バックライトアセンブリにおけるいくつかの又は全ての構成要素は必要ないと認識するであろう。
【００２６】
しばしば、バックライト３１２と拡散器３０８との間に空隙３１０が存在する。空隙３１０を保持することは、バックライトアセンブリを冷却するのに役立つが、ディスプレイアセンブリ３００を伝播する波動の更なる反射及び屈折を引き起こす。更なる反射及び屈折は、指紋センサーがバックライト３１２の後ろに配置されること、及び従来のディスプレイアセンブリ３００の一部として構成されることを妨げる。
【００２７】
ディスプレイアセンブリ３００における１以上の構成要素は、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）３１４に結合されてもよい。例えば、ＰＣＢＡ３１４上のプロセッサーは、バックライト３１２、ＬＣＤパネル３０６、及びタッチ回路３０４を制御するように構成されていてもよい。ＰＣＢＡ３１４は、タッチ制御ソフトウェア、システムソフトウェア等を実行するように構成された１以上のプロセッサーを有することができる。
【００２８】
図４は、いくつかの実施形態で起こり得るように、拡散器４０８とバックライト４１２との間の空隙が光学的透明粘着（ＯＣＡ）層４１０によって置換されたディスプレイアセンブリ４００の側面図である。ＯＣＡ層４１０（又は、他の積層物）は、ディスプレイアセンブリ４００全体を固化させ、そしてＯＣＡ層４１０は、指紋センサー４１８から放射された波動（例えば、音波、光波）がディスプレイアセンブリ４００を通ってユーザーの指４１６に向けて適切に伝播されるのを許容し、且つ処理のために、指紋センサー４１８へ戻ることを許容する。
【００２９】
さらに詳細には、ＯＣＡ層４１０は、拡散器４０８をバックライト４１２に結合させ、且つこれらの構成要素間の空隙を実質的に又は完全に取り除く。ＯＣＡ層４１０は、アクリル系又はシリコン系の粘着剤を含むことができ、同様に、１以上のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の層を含むことができる。ＯＣＡ層４１０は、好ましくは、実質的に又は完全に透明（例えば、９９％以上の光透過率）であり、ガラス、ポリエチレン（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等を含む様々な基板への良好な接着性を示してもよい。
【００３０】
異なるタイプの指紋センサー４１８は、要求される精度、ディスプレイアセンブリ４００における他の構成要素の組合せ等に基づいて使用されることができる。例えば、指紋センサー４１８は、指紋を撮像するために使用される蓄電板の配列（「キャパシタ」）を含む容量センサー、検出部へ入射する光を電荷に変換する光ダイオード又は光トランジスタ検出器の配列を含む光学センサー、指紋の隆線及び谷に対する接触温度を測定する熱電材料を利用する熱センサー、ＲＦ信号を読み取る検出器配列を含む電波（「ＲＦ」）センサー、ディスプレイアセンブリ４００を伝播する音波を発生するノード配列を含む超音波センサー等であってもよい。
【００３１】
図５は、保護基板５０２のくぼみ内に設置された指紋センサー５１８（「ＦＰＳ」）を有するディスプレイアセンブリ５００の側面図である。かかる配置は、指紋センサー５１８がディスプレイアセンブリ５００内に配置されることを許容するが、指紋センサー５１８によって発せられる波動は、保護基板５０２を伝播しさえすればよいため、かかる配置は、典型的には、空隙５１０によって引き起こされる問題を取り除く。
【００３２】
くぼみは、製造過程で保護基板５０２内に形成され、指紋センサー５１８は、新たに形成されたくぼみ内に設置され得る。かかる実施形態では、指紋センサー５１８は、光学的透明粘着剤を使用してくぼみ内に固定されてもよい。あるいは、指紋センサー５１８は、保護基板５０２内に嵌め込まれてもよい。指紋センサー５１８は、ユーザーが保護基板５０２内の指紋センサー５１８の存在に気がつかないように、好ましくは、実質的に又は完全に透明である。透明な指紋センサーは、ディスプレイアセンブリ５００によって表示されたデジタルコンテンツを邪魔しないので、複数の指紋センサーが保護基板５０２の下（例えば、ディスプレイの下端部に沿って、又はディスプレイにおける４つの角部のそれぞれ）に配置され得る。
【００３３】
指紋センサー５１８からの波動は、保護基板５０２を伝播しさえすればよいため、空隙５１０は、拡散器５０８とバックライト５１２との間に残されていてもよい。即ち、かかる配置では、空隙５１０の存在は、指紋センサー５１８の精度には何ら影響しない。従って、空隙５１０は、いくつかの実施形態において存在し、その一方で、空隙５１０は、他の実施形態においては、ＯＣＡ層（又は、他の積層物）によって置換される。空隙５１０が置換されるかどうかは、例えば、製造コスト、要求されるディスプレイの品質等によって決まる。
【００３４】
図６は、ディスプレイアセンブリ６００の全体の厚みを減少させるためにインセル技術を利用するディスプレイアセンブリ６００の側面図である。タッチ及び表示のための複数の別個の層を結合して、タッチ機能を備える１枚のディスプレイパネル６０４とすることによって、ディスプレイアセンブリ６００の全体の高さが減少する。これは、波動がディスプレイアセンブリ６００を伝播するため、バックライト６１２の下に配置された指紋センサーによって放射された波動による反射及び屈折の量を減少させる。指紋センサーの精度は、空隙６１０をＯＣＡ層（図４に関して上述されたように）によって置換することによって更に向上し得る。
【００３５】
インセル技術を利用する実施形態は、ディスプレイ要素（例えば、液晶）を含む統合ディスプレイパネル６０４及びタッチ機能を可能とするタッチセンサー要素（例えば、キャパシタ）を含んでいる。タッチセンサー要素は、通常、ディスプレイ要素の間に配置されている。例えば、キャパシタは、統合ＬＣＤパネルにおける各ピクセルの間（即ち、赤、緑、又は青に対応する各液晶の間）に配置され得る。タッチセンサー要素は、ユーザーの指６１６が保護基板６０２に接触したという決定に反応して信号を発生するように構成されている。しかしながら、かかる配置におけるキャパシタの密度は、典型的には、例えば、指を滑らせる動作及びタッチ動作等のユーザーの鈍い相互作用を認識することに対してのみ十分である。
【００３６】
図７に示されているように、ユーザーデバイス７００のディスプレイは、「セル」として参照される区分に分割されることができる。いくつかの実施形態では、タッチセンサー要素（例えば、キャパシタ）の密度は、指紋センサーとして機能することができる特定のセル内で増加する。静電容量式指紋技術は、特定のセル内におけるタッチセンサー要素の密度を局所的に増加させることによってユーザーの指紋を撮像するために利用され得る。
【００３７】
例えば、図７は、ディスプレイセル７０２及びタッチセル７０４であって、高密度のタッチセンサー要素を含む構成例を示している。タッチセンサー要素の密度（又は、合計値）は、特定のセル内におけるピクセル数を増加させることによって、又はディスプレイ要素（例えば、液晶）をタッチセンサー要素（例えば、キャパシタ）で置換することによって増加させることができる。いくつかの実施形態では、タッチセンサー要素は、特定のパターンで配置されており（例えば、ピクセル１つおきに、又は特定の領域に集合して）、その一方で、他の実施形態では、タッチセンサー要素は、ディスプレイ要素間にランダムに配置されている。
【００３８】
しかしながら、セルの接触感度の増加は、典型的には、ディスプレイ性能（例えば、彩度、最大解像度）の低下を伴う。結果として、指紋の検出するためには、ディスプレイにおける局所的に敏感な特定の領域を割り当てることが望ましい。例えば、図２Ａのユーザーデバイスは、低下した解像度を有する窪んだボタンを含み得る。ユーザーは、ディスプレイ性能が（例えば、窪んだボタン等のように、保護基板の構造的特徴の周辺、又は内側で）低下していることに気が付きにくいため、高度のディスプレイ性能は必要無く（例えば、ディスプレイの外周縁周りで）、指紋を検出するために割り当てられる領域を選択することができる。
【００３９】
図８は、指紋センサーを有するディスプレイアセンブリを製造するプロセス８００を示している。ユーザーデバイス用の保護基板は、最初に、製造業者によって受け取られる（ステップ８０１）。保護基板は、ガラス、プラスチック、又はその他の適切な材料（例えば、結晶化した酸化アルミニウム）であってもよい。保護基板は、２つの側面を有する。ユーザーが接触可能な外側に面する側面、及びディスプレイアセンブリのもう一つの層（例えば、タッチ回路）に直接隣接する内側に面する側面である。
【００４０】
製造業者は、保護基板における内側に面する側面内にくぼみを形成することができ（ステップ８０２）、そして、くぼみ内に指紋センサーを設置することによって、改良された保護基板を形成することができる（ステップ８０３）。指紋センサーは、光学的透明粘着剤を使用してくぼみ内に固定されてもよい。
【００４１】
次に、改良された保護基板を有するデバイスアセンブリは、（例えば、製造業者、又は別の企業／個人によって）組み立てられる（ステップ８０４）。デバイスアセンブリは、図５のデバイスアセンブリ５００における構成要素のいくつか、又は全てを含むことができる。組み立てが完了した後、ユーザーデバイス（更に詳細には、デバイスアセンブリ）は、ユーザーが、ユーザーデバイスにログインする際、又はユーザーデバイスによって提供されるデジタルコンテンツと相互作用を行う際に、指紋センサーを利用することを可能とする（ステップ８０５）。
【００４２】
図９は、ディスプレイアセンブリの少なくとも一部に対して指紋センサーとして作動させることを可能とするインセル技術を利用するユーザーデバイスのディスプレイアセンブリを改良するためのプロセス９００を示している。インセル技術を利用するディスプレイアセンブリは、始めに、製造業者によって取得される（ステップ９０１）。上述するように、インセル技術は、ディスプレイアセンブリ内における少なくとも１つの層を取り除く。例えば、タッチ機能（性）を有する統合されたディスプレイ層は、ＬＣＤパネル及びタッチ回路の両方の機能性を再現することができる。
【００４３】
ディスプレイアセンブリは、ディスプレイ要素（例えば、液晶）、タッチセンサー要素（例えば、キャパシタ）、又はこれら両方の組み合わせを含む複数のセルに分割される。各セルは、典型的には、ユーザーの鈍い相互作用（例えば、指を滑らせる動作及びタッチ動作）が認識されることを許容する少なくともいくつかのタッチセンサー要素を含んでいる。
【００４４】
指紋センサーとして使用されるために、少なくとも１つのセルが選択され（ステップ９０２）、その後、選択されたセル内で、タッチセンサー要素の密度が増加させる（ステップ９０３）。タッチセンサー要素の密度の増加は、セルのタッチ感度を向上させるが、セルのディスプレイ性能を低下させる。従って、ディスプレイにおける特定の部分に対応するセルが、指紋検出のための候補として認識されてもよい。
【００４５】
タッチ感度が向上したことによって、ディスプレイアセンブリは、選択されたセルの少なくとも一部に配置された指に反応して信号を発生することができる（ステップ９０４）。タッチセンサー要素によって発せられた信号は、信号を分析し、且つ撮像された指に関連する信号がユーザーデバイスにアクセス可能なメモリー内に記憶された指紋と一致していることを表示するか否かを決定するタッチ回路に伝播されてもよい（ステップ９０５）。指紋は、ローカルメモリー（例えば、ユーザーデバイス内のメモリー）、又はネットワークを通じてアクセスできる遠隔メモリー内に記憶されていてもよい。
【００４６】
物理的可能性に反していない限り、上述のステップは、様々な順序又は組み合わせで実施されてもよいことが想定される。例えば、ユーザーデバイスは、保護基板内におけるくぼみ内に設置された指紋センサー、及びディスプレイアセンブリの特定のセル内におけるタッチセンサー要素の密度を局所的に増加させることによって形成された指紋センサーの両方を有していてもよい。
【００４７】
図１０は、ここで説明されている少なくともいくつかの操作が実施される処理システム１０００の一例を説明するブロック図である。コンピューティングシステムは、バス１０１６に対してコミュニケーション可能となるように接続された、１以上の中央処理ユニット（「プロセッサー」）１００２、メインメモリー１００６、不揮発性メモリー１０１０、ネットワークアダプター１０１２（例えば、ネットワークインターフェース）、ビデオディスプレイ１０１８、入力／出力装置１０２０、制御装置１０２２（例えば、キーボード及びポインティング装置）、記憶媒体１０２６を備えた駆動装置１０２４、及び信号発生装置１０３０を有していてもよい。バス１０１６は、任意の１つの又は複数の個別の物理的なバス、２点間接続、又は適切なブリッジ、アダプタ、又はコントローラーによって接続されたその両方を表す抽象的概念として説明されている。従って、バス１０１６は、例えば、システムバス、Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ（ＰＣＩ）バス又はＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス、ＨｙｐｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ又はＩｎｄｕｓｔｒｙ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＩＳＡ）バス、Ｓｍａｌｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＳＣＳＩ）バス、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ バス（ＵＳＢ）、ＩＩＣ（Ｉ２Ｃ）バス、又はファイヤーワイヤーとも称される、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）ｓｔａｎｄａｒｄ  １３９４バスを備えていてもよい。
【００４８】
様々な実施形態では、処理システム１０００は、ユーザーデバイスに（例えば、有線又は無線で）接続されていてもよいが、処理システム１０００は、ユーザーデバイス（例えば、図２Ａ及び図２Ｂのユーザーデバイス２００）の一部として作動する。ネットワーク化された配備では、処理システム１０００は、クライアント−サーバネットワーク環境内のサーバ又はクライアントマシンの能力において、又はピアツーピア（または分散型）ネットワーク環境内のピアマシンとして動作することができる。
【００４９】
処理システム１０００は、サーバコンピューター、クライアントコンピューター、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、ｉＰａｄ（登録商標）、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）、プロセッサー、電話機、ウェブアプライアンス、ネットワークルーター、スイッチまたはブリッジ、コンソール、ハンドヘルドコンソール、ゲーム機器、音楽プレーヤー、又は処理システムによって取られるべき動作を指定する一連の命令を（順次的な又は他の方法で）実行する能力を有する任意の携帯デバイスまたは携帯機械であってもよい。
【００５０】
メインメモリー１００６、不揮発性メモリー１０１０、および記憶媒体１０２６（「機械可読媒体」とも称される）は、単一の媒体として示されているが、「機械可読媒体」及び「記憶媒体」という用語 は、１以上の一連の命令１０２８を記憶する単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は関連するキャッシュ及びサーバ）を含むと解釈されるべきである。また、「機械可読媒体」及び「記憶媒体」という用語 は、コンピューティングシステムによる実行のための一連の命令を記憶、符号化、または搬送することができ、且つコンピューティングシステムに、ここで開示されている実施形態の方法論のうちの任意の１つまたは複数の方法論を実行させる任意の媒体を含むと解釈されるべきである。
【００５１】
一般に、本開示の実施形態を実施するために実行される一連の動作は、オペレーティングシステムの一部として、又は特定のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、オブジェクト、モジュール、又は「コンピュータープログラム」と称される一連の命令の一部として実施されてもよい。コンピュータープログラムは、典型的には、コンピューター内における様々なメモリー及び記憶装置に様々な時間に設定された１以上の命令（例えば、命令１００４、１００８、１０２８）を含み、しかも、１以上の処理装置又はプロセッサー１００２によって読み取られ、実行された場合に、処理システム１０００に、本開示の様々な態様を含む要素を実行するための操作を実施させる。
【００５２】
さらに、実施形態は、完全に機能するコンピューター及びコンピューターシステムとの関連で説明されているが、当業者であれば、様々な実施形態が様々な形態のプログラム製品として配布可能であり、開示された事項は、実際に配布を行うために使用されるコンピューター又はコンピューター可読媒体の特定のタイプに関わらず、等しく適用することができると理解するであろう。
【００５３】
機械可読記憶媒体、機械可読媒体、又はコンピューター可読（記憶）媒体の更なる例には、限定されるものではないが、例えば、揮発性及び不揮発性メモリーデバイス１０１０、フロッピー及びその他のリムーバブルディスク、ハードディスクドライブ、光ディスク（例えば、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＣＤＲＯＭＳ）、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋｓ（ＤＶＤｓ））等の記録可能型媒体、及びデジタル及びアナログ通信リンク等の伝送型媒体を含む。
【００５４】
ネットワークアダプター１０１２は、処理システム１０００が、処理システム１０００及び外部エンティティによってサポートされる任意の既知の及び／又は便利な通信プロトコルを介して、処理システム１０００の外部にあるエンティティとネットワーク１０１４内のデータとを仲介することを可能にする。 ネットワークアダプター１０１２は、ネットワークアダプタカード、無線ネットワークインターフェイスカード、ルータ、アクセスポイント、無線ルータ、スイッチ、多層スイッチ、プロトコルコンバータ、ゲートウェイ、ブリッジ、ブリッジルータ、ハブ、デジタルメディア受信機、及び／又はリピータのうちの１つ又は複数を含むことができる。
【００５５】
ネットワークアダプター１０１２は、いくつかの実施形態では、コンピューターネットワーク内のデータにアクセス／プロキシする許可を支配及び／又は管理することができ、且つ異なる機械及び／又はアプリケーション間の様々なレベルの信頼を追跡できるファイアウォールを含むことができる。ファイアウォールは、ハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントの任意の組み合わせを有する任意の数のモジュールとすることができる。ハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントは、例えば、これらの様々なエンティティ間で共有するトラフィック及び供給源のフローを規制するために、特定の組の機械とアプリケーション、機械と機械、及び／又はアプリケーションとアプリケーションとの間における所定のセットのアクセス権を実施することができる。ファイアウォールは、更に、アクセス制御リストであって、例えば、個人、機械、及び／又はアプリケーションによる目的物へのアクセスおよび操作権を含む許可を列挙するアクセス制御リスト、及び許可権利がある環境を管理する、及び／又はアクセスできるものであってもよい。
【００５６】
上述したように、ここでは、例えば、ソフトウェア及び／又はファームウェアでプログラムされたプログラム可能な回路（例えば、１以上のマイクロプロセッサー）、完全特別目的のハードワイヤード（即ち、非プログラム式）回路、又はこれらの組み合わせの形態によって実施される技術が紹介されている。特別目的回路は、例えば、１以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）等の形態であり得る。
【００５７】
様々な実施形態における前述の説明は、例示及び説明のために提供されたものである。特許請求される主題を、開示された詳細な形態に包括させること、又は限定することを意図するものではない。多くの改変及び変形が当業者には明らかであろう。実施形態は、本発明の原理および発明の実際的な応用を最もよく説明するために選択され、説明されており、それにより、関連技術の当業者が特許請求される主題、様々な実施形態、及び意図された特定の用途に適した様々な変更を理解することができる。
【００５８】
上記の詳細な説明は、特定の実施形態および意図された最良の形態を記載しているが、上記の内容がどれだけ詳細に記載されていても、実施形態は多くの方法で実施することができる。システム及び方法の詳細は、それらの実装の詳細においてかなり変化し得るが、依然として明細書に包含される。上述したように、様々な実施形態の特定の特徴または態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連する本発明の特定の特徴、機能、又は態様に限定する意図として解釈されるべきではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は、本明細書で明示的に定義されていない限り、本明細書に開示される特定の実施形態に本発明を限定すると解釈されるべきではない。したがって、本発明の実際の範囲は、開示された実施形態だけでなく、特許請求の範囲に基づく実施形態を実施または実行するすべての均等な方法を包含する。
【００５９】
明細書で使用されている文言は、主に、読み易さ及び教授目的で選択されており、発明の主題の輪郭を示したり発明の主題を制限したりするために選択されたものではない。従って、発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ、ここに至った根拠となる出願に由来するクレームによって制限されることを目的としている。従って、多様な実施形態が実例として意図され、しかし、実施形態の範囲として制限されず、次のクレームに明記される。
【図１Ａ】
0006357591.tif 000002
【図１Ｂ】
0006357591.tif 000003
【図２Ａ】
0006357591.tif 000004
【図２Ｂ】
0006357591.tif 000005
【図３】
0006357591.tif 000006
【図４】
0006357591.tif 000007
【図５】
0006357591.tif 000008
【図６】
0006357591.tif 000009
【図７】
0006357591.tif 000010
【図８】
0006357591.tif 000011
【図９】
0006357591.tif 000012
【図１０】
0006357591.tif 000013