具有延伸有效区域的电子设备显示器的制作方法

具有延伸有效区域的电子设备显示器
1.本技术是申请日为2016年8月25日的、名称为“具有延伸有效区域的电子设备显示器”的发明专利申请no.201680056381.2的分案申请。
技术领域
2.本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有显示器的电子设备。


背景技术：

3.电子设备通常包括显示器。例如，蜂窝电话、平板电脑和膝上型计算机包括用于向用户呈现信息的显示器。
4.显示器有效区域包含显示图像的像素。显示驱动器电路、按钮、相机和不发光的其他部件位于围绕有效区域的无效边界区域中。
5.如果不加小心，显示器边界尺寸可能比预期尺寸要大。例如，当部件诸如相机或按钮位于显示器边界时，可能需要放大边界以容纳相机或按钮。这能限制可用于向用户呈现视觉信息的显示区域的数量。


技术实现要素：

6.本发明公开了可具有显示器的电子设备。显示器可由液晶显示器像素，有机发光二极管像素或其他像素形成。显示器可具有以无效区域为边界的有效区域。有效区域包含像素并显示图像。无效区域不包含任何像素并且不显示图像。
7.无效区域可具有黑色油墨层或其他掩蔽材料以阻挡内部部件视图。有效区域可具有包含隔离的无效区域的开口或可包含凹口或其他凹陷部，无效区域的一部分突出到该凹口或其他凹陷部。电子部件诸如扬声器、相机、发光二极管、光传感器、接近传感器、应变仪、磁传感器、压力传感器、力传感器、温度传感器，或其他传感器、按钮、触敏部件、麦克风或其他音频部件，或产生输出和/或收集输入的其他电子设备可安装在突出到凹陷部或位于有效区域开口的无效区域的一部分。
8.无效区域可具有诸如显示图像的矩形区域的主区域，并且可具有从主区域延伸的一个或多个延伸区域。例如，延伸区域可包括位于主矩形区域和无效边界之间的第一和第二细长矩形延伸区域。第一和第二延伸区域可位于无效区域的突出部分或岛形部分中的相机或其他电子部件的相对侧。图标或其他信息可显示在延伸区域的黑色背景上，从而显示连续不间断外观。
9.通过附图和下面的详细描述，更多特征将会更加显而易见。
附图说明
10.图1为根据实施例的具有显示器的示例性电子设备诸如膝上型计算机的透视图。
11.图2为根据实施例的具有显示器的示例性电子设备诸如手持式电子设备的透视图。
12.图3为根据实施例的具有显示器的示例性电子设备诸如平板电脑、手表或其他便携式设备的透视图。
13.图4为根据实施例的示例性电子设备诸如具有显示器结构的计算机显示器的透视图。
14.图5为传统显示器的图示。
15.图6为根据实施例的示例性电子设备的图示。
16.图7为根据实施例的示例性电子设备的一部分的图示。
17.图8为根据实施例的如何显示可具有由有效区域围绕的岛形状的显示器的无效区域的图示。
18.图9为根据实施例的包含延伸到有效区域中凹口的无效区域突出，并且包含可显示图标和其他信息的无效区域突出相对侧上一对延伸有效区域的显示器边缘区域中的示例性显示器的图示。
19.图10、11、12、13和14为根据实施例的具有示例性有效区域和无效区域图案的显示器的前视图。
具体实施方式
20.电子设备可包括显示器。显示器可用于为用户显示图像。图1、图2、图3和图4中示出了可具有显示器的示例性电子设备。
21.图1示出了电子设备10如何可具有膝上型计算机的形状，该膝上型计算机具有上部外壳12a和具有部件诸如键盘16和触摸板18的下部外壳12b。设备10可具有允许上部外壳12a相对于下部外壳12b在方向22上围绕旋转轴线24旋转的铰链结构20。显示器14可被安装在上部外壳12a中。有时可被称为显示器外壳或盖的上部外壳12a可通过围绕旋转轴线24朝下部外壳12b旋转该上部外壳12a而将其放置在闭合位置中。
22.图2示出了电子设备10如何可为手持设备诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏设备、导航单元、或其他紧凑型设备。在设备10的该类型的构型中，外壳12可具有相对的前表面和后表面。显示器14可被安装在外壳12的正面上。如果需要，显示器14可具有用于部件诸如按钮26的开口。开口也可在显示器14中形成，以容纳扬声器端口(参见例如图2的扬声器端口28)。
23.图3示出了电子设备10如何可为平板电脑、手表或其他便携式设备。在图3的电子设备10中，外壳12可具有相对的平坦前表面和后表面。显示器14可被安装在外壳12的前表面上。如图3所示，显示器14可具有开口，以容纳按钮26。如果需要，可省略按钮26。
24.图4示出了电子设备10如何可为诸如具有嵌入式计算机、没有嵌入式计算机、或用于显示图像的其他合适设备的显示器。利用此类布置，设备10的外壳12可被安装在支撑结构诸如支架30上，或者可省略支架30(例如将设备10安装在墙上)。显示器14可被安装在外壳12的正面上。
25.图1、图2、图3和图4所示出的设备10的示例性构型仅为示例性的。显示器14的轮廓可为矩形、椭圆形、圆形或其他合适的形状。一般来讲，电子设备10可为膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器或其他显示器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、或者其他可
穿戴设备或微型设备)、不包含嵌入式计算机的计算机显示器或其他监视器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子设备被安装在信息亭或汽车中的系统)、实现两种或更多种这些设备的功能的设备、或其他电子设备。
26.有时被称为壳体设备10的外壳12可由材料诸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纤维复合物和其他基于纤维的复合物、金属(例如，加工的铝、不锈钢或其他金属)、其他材料或这些材料的组合形成。设备10可使用一体式构造形成，其中大多数或所有外壳12由单一结构元件(例如，一片加工的金属或一片模制的塑料)形成，或者设备10可由多个外壳结构(例如，已被安装到内部框架元件的外部外壳结构、或其他内部外壳结构)形成。
27.显示器14可为包括触摸传感器的触敏显示器，或可为对触摸不敏感的。显示器14的触摸传感器可由电容性触摸传感器电极阵列、电阻式触摸阵列，基于声学触摸、光学触摸或基于力的触摸技术的触摸传感器结构或其他合适的触摸传感器部件形成。
28.设备10的显示器14可为液晶显示器、有机发光二极管显示器、等离子体显示器、电泳显示器、电润湿显示器、由晶体半导体发光二极管芯片的阵列形成的显示器，或由其他类型的像素形成的显示器。显示器覆盖层可覆盖显示器14的表面，或者显示层(诸如滤色器层或显示器的其他部分)可被用作显示器14中的最外侧(或几乎最外侧)的层。最外侧显示层可由透明玻璃片、透明塑料层或其他透明构件形成。
29.组成显示器14的材料层可安装在底架结构诸如塑料底架结构和/或金属底架结构中以形成用于安装在外壳12中的显示模块和/或显示层14可直接安装在外壳12中(例如，通过将显示层46堆叠到外壳12的凹陷部分中)。
30.显示器14可具有矩形形状(即显示器14可具有矩形器件封装和围绕矩形器件封装延伸的矩形外围边缘)，可具有椭圆形或圆形器件封装，或者可具有带弯曲和/或直边缘的其他形状。显示器14可为平面或可具有弯曲轮廓。为了帮助容纳沿显示器14的边缘的电子部件而不过度减小显示器14的器件封装尺寸，能在电子部件中安装可具有局部凹陷部分诸如凹口的显示器14的有效区域边缘和/或可具有隔离的无效区域的显示器14。
31.图5示出了传统显示器的俯视图。图5的显示器200具有带四个直边缘202的矩形有效区域aa。矩形环形无效区域ia围绕有效区域aa。无效区域ia的上部条带的宽度w足够宽以容纳相机202。然而，无效区域ia的该上部条带的宽度w大于在不包含相机202的无效区域的上部条带的区域诸如区域206中所需的宽度。这导致空间浪费。
32.图6中示出了沿其有效区域的边缘之一具有凹陷部分的示例性显示器的顶视图。如图6所示，显示器14可具有由基板诸如基板36上的材料层形成的像素122阵列。基板诸如基板36可由玻璃、金属、塑料、陶瓷或其他基板材料形成。像素122可通过信号通路诸如数据线d接收数据信号，并且可通过控制信号通路诸如水平控制线g(有时称为栅极线、扫描线、发射控制线等)接收一个或多个控制信号。在显示器14中可存在任意合适数量的像素122行和列(例如，十个或更多个，一百个或更多个，或者一千个或更多个)。
33.显示器14可由离散发光二极管阵列、电润湿像素结构、电泳像素结构或其他合适的显示器结构形成。在有机发光二极管显示器中，像素122包含控制对发光二极管施加电流的相应有机发光二极管和像素电路。在液晶显示器中，像素122包含控制对将受控量的电场施加到液晶层的像素尺寸部分的像素电极施加信号的像素电路。像素122中的像素电路可包含具有通过控制信号诸如栅极线g上的栅极线信号控制的栅极的晶体管。
34.显示驱动器电路120可用于控制像素122的操作。显示驱动器电路120可由集成电路，薄膜晶体管电路或其他合适的电路形成。薄膜晶体管电路可由多晶硅薄膜晶体管，半导体氧化物薄膜晶体管诸如铟镓锌氧化物晶体管或由其他半导体形成的薄膜晶体管形成。像素122可具有滤色器元件或不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的其他着色结构以提供具有显示彩色图像的能力的显示器14。
35.显示驱动器电路120可包括显示驱动器电路诸如显示驱动器电路120a和栅极驱动器电路120b。显示驱动器电路120a可由一个或多个显示器驱动器集成电路和/或薄膜晶体管电路(例如，定时控制器集成电路)形成。栅极驱动器电路120b可由栅极驱动器集成电路或薄膜“栅极阵列”电路形成。图6的显示驱动器电路120a可包含用于与设备10中的系统控制电路进行通信的通信电路。该控制电路可包括微处理器、专用集成电路、存储器以及用于生成图像以在显示器14上显示的其他存储和处理电路。设备10的控制电路可通过通路32与显示驱动器电路120a进行通信。通路32可由柔性印刷电路上的迹线或其他导电线路形成。在操作期间，设备10的控制电路可提供用于显示显示器14的有效区域aa的像素122上的图像的信息的电路120a。
36.为了在显示器像素122上显示图像，显示驱动器电路120a可在通过通路诸如信号通路38向支持性显示驱动器电路诸如栅极驱动器电路120b发出控制信号时将对应图像数据供应到数据线d。例如，通路38可包括用于承载功率信号，控制信号诸如输出启用信号和时钟信号等的线路。电路120a可向栅极驱动器电路120b提供这些信号。电路120b可位于显示器14的一个边缘上，显示器14的相对的左边缘和右边缘上，或显示器14的其他位置。
37.栅极驱动器电路120b(有时称为水平控制线控制电路)可使用从通路38接收的信号(例如，功率信号、输出启用信号、时钟信号等)控制水平控制线(栅极线)g。显示器14中的栅极线g可各自承载用于控制相应行的像素122的栅极线信号或其他信号或信号(例如，在将数据从数据线加载到来自数据线d的那些像素中的像素存储电容器时导通像素122中的晶体管)。在操作期间，图像数据的帧数可通过依次在显示器上认定每个栅极线g上的栅极信号进行显示。栅极驱动器电路120b中的移位寄存器(例如寄存器链)可用于控制栅极线信号。
38.显示器14具有包含像素122并且显示图像的有效区域aa。显示器14还可具有包含显示驱动器电路120和不产生图像的其他部件的无效区域ia(有时称为边界区域)。在一些构型中，显示器14的显示器覆盖层下侧或显示器14的其他层可包含不透明掩蔽材料(例如，黑色或白色油墨层等)，以从设备10的外部隐藏无效区域ia中的显示驱动器电路和其他部件。窗口也可在显示器14的无效区域中形成(例如，以容纳图像传感器，以适应环境光传感器，接近传感器等)。
39.在图6的显示器14中，有效区域aa具有拥有上下边缘和左右边缘的大致矩形形状。无效区域ia可具有四个大致条形边缘区域(例如，显示器14可具有由上下无效区域条和左右无效区域条构成的矩形环形无效边界)。为了容纳无效区域ia中的部件而不过度放大无效区域ia(从而过度减小有效区域aa的尺寸)，可将具有一个或多个凹陷部或隔离开口的有效区域aa延伸到无效区域ia的某个部分。例如，凹口可在有效区域aa中形成并且无效区域ia的一部分可突出到凹口中。无效区域的该突出部分可用于容纳部件，诸如按钮、指纹识别器、发光二极管状态指示器、环境光传感器、接近传感器、触摸传感器、相机(即数字图像传
感器)、应变仪、磁传感器、压力传感器、力传感器、温度传感器，或其他传感器、按钮、触敏部件、麦克风或其他音频部件，或产生输出和/或接收输入的其他电子部件。
40.例如，在图6的构型中，显示器14的有效区域aa可具有上边缘诸如边缘132。凹陷部诸如凹陷部分130可在边缘132中形成。凹陷部分130形成无效区域ia的相关联的放大向内突出区域134。区域134中的延伸无效区域诸如无效区域ia可与无效区域ia的其他部分邻接，或者可形成为被有效区域aa围绕的无效区域ia的孤立岛。在图6的示例中，向内突出区域134中的无效区域ia与形成显示器14的顶部边界区域的无效区域ia的水平上部条带邻接。
41.由于存在无效区域突出134，因此显示器14中存在用于部件诸如部件136的空间。部件136可为传感器、光检测设备、输出设备、按钮、指纹识别器、图像传感器或其他合适的设备。作为示例，部件136可为安装在相机窗口后面的图像传感器(相机)。相机窗口可包括形成显示器14的材料层中的黑色油墨层和/或原本极化层的非极化区域中的开口。其他基于光的部件(例如，光传感器、发光设备诸如一个或多个离散的可见光或红外线发光二极管、基于光的接近传感器等)也可安装在无效区域ia的区域134中的窗口下方。在区域134中使用相机仅仅是示例性的。
42.因为区域134向内突出到有效区域aa中，因此可截短原本贯穿区域134的栅极线g(或其他水平控制线)，如图6所示。通常，数据线d，控制线诸如栅极线g和/或数据线和控制线两者可按容纳延伸无效区域134的方式进行路由。在图6的示例中，缩短的栅极线g允许有效区域aa的延伸部分存在于无效区域134的左侧和右侧。因此，不需要消除沿有效区域aa的上边缘的像素122的整行以容纳部件136。这会最大化有效区域aa使用的区域。
43.在图6的示例中，栅极线g包括从显示器14的左边缘和右边缘的栅极驱动器电路120b延伸到显示器14的中间的常规长度线。栅极线g也包括缩短的线。与常规长度线一样，缩短的线从显示器14的左边缘和右边缘的栅极驱动器电路120b延伸到显示器14的中间，但终止在无效区域突出134的边缘以便不侵入突出134。数据线d同样包括延伸显示器14的整个垂直范围的常规长度线和终止于突出134的边缘的缩短的数据线诸如数据线d’。
44.如果需要，可使用其他数据线和栅极线布局将信号路由至像素122而不侵入无效区域诸如突出134。例如，图7的示例性布置示出了如何使用竖直栅极线延伸g’将栅极线信号垂直路由至水平栅极线g。栅极线延伸g’可各自耦接到沿显示器14的下边缘定位的栅极驱动器电路(作为示例)。该布局减少或消除了沿显示器14的左边缘和右边缘的栅极驱动器电路的需要，允许减小显示器14的边界诸如左边界区域(无效区域ia)的尺寸。在图8的示例性构型中，数据线d具有折叠的末端部分df以允许数据线d将数据加载到原本会因存在无效区域ia的岛诸如岛134i或其他孤立的无效区域而被阻止的像素122。如果需要，显示驱动器电路可位于岛诸如岛134i的上方和下方的块中(在这种情况下，数据线能直接延伸至相应块的像素122而不折叠)。用于路由控制线信号、数据线信号和功率信号的其他布置可用于容纳无效区域的向内突出(即有效区域凹口或其他凹陷部)和/或由有效区域围绕的无效区域的岛(即在有效区域的隔离开口中形成的无效区域)。图6、7和8的构型仅为示例性的。
45.显示器14的延伸无效区域可使得很难或不可能在显示器14上显示图像内容的完美矩形。尽管如此，可使用显示器14中存在的有效区域的增加量为用户显示其他信息。
46.利用图9中示出的一种示例性方法，有效区域aa的一部分(即有效区域aa的主要矩
形部分诸如主要部分aa-m)可用于为用户显示内容的矩形部分。例如，显示器14的矩形主要部分aa-m可用于显示矩形图片、矩形视频、包含文本和/或图形的矩形文档，或其他矩形内容。由于存在无效区域突出134，因此部分aa-m的水平上边缘140不能在不改变其形状的情况下再向上延伸。尽管如此，延伸的有效区域aa-el和aa-er可用于区域134的左侧和右侧。区域aa-el和aa-er可为细长的矩形区域(即水平延伸的条形区域)。区域aa-el位于有效区域aa-m的边缘140和沿显示器14的上边缘延伸的无效区域ia的部分的内边缘142之间。区域aa-er位于有效区域aa-m的边缘140和内边缘142之间。
47.区域诸如延伸区域aa-el和aa-er可用于显示诸如文本、图形、视频、图片等内容。例如，区域aa-el和aa-er可用于显示诸如时间和数据信息144和图标146的信息。该信息可与设备10的一般状态和/或可与区域aa-m中显示的内容相关。例如，区域aa-el和aa-er中的信息可包含状态栏信息诸如电池电量级别、无线局域网信号强度信息、网络连接性信息、时间信息、日期信息、消息状态信息、显示器亮度信息、媒体回放状态信息等。如果需要，区域aa-el和aa-er中的信息可与区域aa-m中显示的文档相关。例如，可呈现页面计数信息、字数统计信息、文档放大状态、线间距设置和有关文档的其他状态信息。在区域aa-m显示视频的情况下，区域aa-el和aa-er可显示运行时间信息、时间剩余信息、回放音量信息、媒体标题信息等。
48.信息144和146可在背景诸如背景148上呈现。背景148可具有任何合适的颜色和/或图案。如果需要，无效区域ia可包括黑色油墨层或其他不透明掩蔽材料以隐藏显示器14的最外层下方的内部部件。在这种类型的布置中，背景148可为黑色以匹配无效区域掩蔽材料的黑色。区域134也可为黑色(例如，在区域134中的显示层的下侧可涂覆黑色油墨)或区域134可具有对比外观(例如，区域134可为光亮，可为白色，可为着色的红色或其它合适的颜色等)。在区域背景148为黑色以匹配区域134的黑色的构型中，区域aa-el和aa-er将具有作为有效区域的整体条带的一部分的外观(并因此成为区域aa-m的整体延伸)。由于区域134的黑色将与背景148的黑色混合，因此突出134的视觉中断将不会在视觉很明显。
49.如果需要，显示器14的有效区域aa可具有带有无效区域ia的岛(即无效区域ia中的开口具有由有效区域aa围绕的隔离区域的形状)和/或矩形凹口或其他凹陷部的其他形状。在图10的示例中，显示器14的有效区域aa具有带有相对较浅的矩形凹陷部130的矩形形状。图11示出了在有效区域aa中可如何存在多个凹陷部(例如，凹陷部诸如矩形凹陷部130-1和130-2)。在图12的构型中，在有效区域aa的四个拐角的每一个拐角中都有凹陷部(即凹陷部130-1、130-2、130-3和130-4)。在图13中，有效区域aa具有已形成平滑鼠洞形凹陷部130的圆形轮廓。图14的矩形有效区域aa诸如矩形有效区域也可具有弯曲凹陷部。例如，图14的凹陷部130可容纳按钮26。有效区域aa中的开口诸如图14的示例性开口130i可用于容纳扬声器和/或其他电子部件。
50.无效区域部分诸如突出134可延伸到图10、11、12、13和14的每个开口和其他凹陷部中。此外，可使用显示器14的有效区域aa和无效区域ia的其他形状和布局。图10、11、12、13和14的示例仅仅是例示性的。
51.根据实施例，提供了包括包含像素的显示图像的有效区域和不具有像素沿有效区域的一个边缘的至少一部分延伸的无效区域，沿边缘的部分延伸到有效区域的无效区域的突出部分的显示器。
52.根据另一个实施例，有效区域包括矩形部分和无效区域的相对侧上的两个矩形延伸区域。
53.根据另一个实施例，有效区域中的像素被配置为在矩形延伸区域中显示图标。
54.根据另一个实施例，显示器包括突出部分中的相机。
55.根据另一个实施例，显示器包括无效区域的突出部分中的电子部件。
56.根据另一个实施例，电子部件包括图像传感器。
57.根据另一个实施例，突出部分包括无效区域的矩形部分。
58.根据另一个实施例，无效区域的突出部分具有黑色掩膜层并且有效区域包括与显示在黑色背景上的信息的突出部分相邻的至少一部分。
59.根据另一个实施例，有效区域具有矩形形状并且突出部分包括无效区域的矩形部分。
60.根据另一个实施例，有效区域具有圆形形状。
61.根据另一个实施例，有效区域具有矩形形状并且突出部分突出到矩形形状的至少一个拐角中。
62.根据实施例，提供了包括包含像素的显示图像的有效区域，以及不具有在有效区域的开口中形成的像素并且不显示图像的隔离无效区域的显示器。
63.根据另一个实施例，显示器包括隔离无效区域中的电子部件。
64.根据另一个实施例，电子部件包括从包含扬声器、相机、光传感器、离散光发射二极管、接近传感器、应变仪、力传感器、温度传感器、指纹传感器、按钮和麦克风的组中所选择的部件。
65.根据另一个实施例，像素包括液晶显示器像素。
66.根据另一个实施例，像素包括有机发光二极管像素。
67.根据另一个实施例，有效区域包括数据线并且数据线的至少一些具有与隔离无效区域相邻的折叠末端。
68.根据另一个实施例，有效区域具有凹陷部分，突出的无效区域延伸到该凹陷部分。
69.根据实施例，提供了包括具有基座和相对于基座旋转的盖的外壳，由盖支撑的显示器，显示器具有包含像素的显示图像的有效区域和具有沿有效区域的至少一个边缘延伸的无效区域并且无效区域具有延伸到凹陷部的突出部分，以及相机安装在无效区域的突出部分中的膝上型计算机。
70.根据另一个实施例，有效区域具有显示图像的主矩形区域，并且具有介于主矩形区域和无效边界之间的第一矩形延伸区域和第二矩形延伸区域并且第一和第二矩形延伸区域位于相机的相对侧上。
71.根据另一个实施例，第一和第二矩形延伸区域在黑色背景上显示图标而主矩形区域显示矩形图片。
72.前述内容仅为示例性的，并且本领域的技术人员可在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。前述实施例可单独实施或可以任意组合实施。