CN107122750B - 一种光学指纹识别装置及显示面板 - Google Patents

一种光学指纹识别装置及显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供一种光学指纹识别装置及显示面板，涉及光学指纹识别技术领域，用于在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。该装置包括：发光结构和光敏感应器；发光结构包括：第一电极、第二电极以及设置于第一电极和第二电极之间的电致发光层、贯穿第一电极、电致发光层以及第二电极的通孔；其中，第一电极为透明电极，第二电极为不透明电极；光敏感应器用于接收透射过通孔的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。本发明的实施例用于显示面板的制造。

Description

一种光学指纹识别装置及显示面板
技术领域
本发明涉及光学指纹识别技术领域，尤其涉及一种光学指纹识别装置及显示面板。
背景技术
指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平的纹线；其中，凸起位置称为脊，凹陷位置称为谷。由于指纹具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。
当前，显示模组的指纹识别主要为接触式指纹识别，且指纹识别装置一般设置在主菜单键或显示模组的背面等非显示器区域，然而显示模组正在向超薄、高色域、广视角、集成化的方向发展，因此如何将指纹识别装置集成于与显示模组的显示区域并现实光学指纹识别是一个研究热点。然而，在光学指纹识别过程中，当手指与传感器的距离较大时，由于经过手指反射后的光线的散射，传感器可能会同时接收到多个脊和/或谷反射的光线，进而导致根据传感器接收到的光线识别出的指纹信息不准确。因此，如何在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种光学指纹识别装置及显示面板，用于在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种光学指纹识别装置，包括：发光结构和光敏感应器；
所述发光结构包括：第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的电致发光层、贯穿所述第一电极、所述电致发光层以及所述第二电极的通孔；其中，所述第一电极为透明电极，所述第二电极为不透明电极；
所述光敏感应器用于接收透射过所述通孔的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。
可选的，所述光敏感应器包括：感光结构、控制结构以及电流检测结构；
所述感光结构包括：第三电极、第四电极以及设置于所述第三电极和所述第四电极之间的感应层；所述第三电极为透明电极；所述感光结构用于接收透射过所述通孔的光线，并根据接收到的光线产生感应电流；
所述控制结构连接所述感光结构和所述电流检测结构，用于控制所述感光结构与所述电流检测结构的导通或关断；
所述电流检测结构用于在所述控制结构的控制下检测所述感光结构产生的感应电流并根据所述感光结构产生的感应电流获取指纹信息。
可选的，所述发光结构与所述感光结构的正投影重合；
所述光学指纹识别装置还包括：第一绝缘层；所述第一绝缘层位于所述第二电极和所述第三电极之间且所述第一绝缘层为透明绝缘层。
可选的，所述控制结构包括：有源层、覆盖所述有源层的第二绝缘层、设置于所述第二绝缘层上的栅金属层、覆盖所述栅金属层的第三绝缘层、覆盖所述第三绝缘层的隔离层、设置于所述隔离层上的源漏金属层、覆盖所述源漏金属层的钝化层以及位于所述钝化层上的导电电极；
所述源漏金属层包括：源极、漏极以及数据线；所述栅金属层包括：栅极以及与所述栅极相接触的栅线；所述源极和所述漏极通过贯穿所述隔离层、第三绝缘层以及所述第二绝缘层的过孔与所述有源层接触；所述数据线与所述漏极接触；所述导电电极通过贯穿所述钝化层的过孔与所述源极相接触；所述导电电极还与所述第四电极相接触。
可选的，所述感光结构和所述控制结构均集成于显示面板的阵列基板上。
可选的，所述通孔的径向截面为圆形或者正方形或者菱形。
第二方面，提供一种显示面板，包括第一方面任一项所述的光学指纹识别装置。
可选的，所述显示面板为有机电致发光显示面板或液晶显示面板。
可选的，所述光学指纹识别装置设置于所述显示面板的有效显示区域。
可选的，所述光学指纹识别装置设置于所述显示面板的边框区域。
本发明实施例提供的光学指纹识别装置，包括：发光结构和光敏感应器；其中，发光结构包括：第一电极、第二电极以及设置于第一电极和第二电极之间的电致发光层，因此发光结构可以通过控制向第一电极和第二电极上施加的电压使电致发光层产生对指纹进行检测的光线；又因为发光结构还包括贯穿第一电极、电致发光层以及第二电极的通孔，且第一电极为透明电极，第二电极为不透明电极，所以发光结构还可以对手指对检测光线进行反射进而产生的反射光线进行滤过，使可以透过通孔的反射光线被光敏感应器接收到；由于可以透射过通孔的反射光线的散射角度均在一定范围内且是由手指上一定区域产生的，所以光敏感应器仅能接收到手指上与其相对的位置反射的光线，从而避免光敏感应器同时接收多个脊和/或谷反射的光线，因此本发明实施例可以在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光学指纹识别装置的示意性结构图之一；
图2为本发明实施例提供的发光结构的俯视图；
图3为本发明实施例提供的光学指纹识别装置的工作原理图；
图4为本发明实施例提供的光学指纹识别装置的示意性结构图之二；
图5为本发明实施例提供的光学指纹识别装置的示意性结构图之三；
图6为本发明实施例提供的光敏感应器的等效电路图；
图7为本发明实施例提供的光学指纹识别装置的示意性结构图之四。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供一种光学指纹识别装置，具体的，该光学指纹识别装置的截面图图1以及该光学指纹识别装置的俯视图图2所示；该光学指纹识别装置包括：发光结构1和光敏感应器2。
发光结构1包括：第一电极11、第二电极12以及设置于第一电极11和第二电极12之间的电致发光层13、贯穿第一电极11、电致发光层13以及第二电极12的通孔100。
其中，第一电极11为透明电极，第二电极12为不透明电极。
光敏感应器2用于接收透射过通孔100的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。
需要说明的是，本发明实施例将第一电极11设置为透明电极是为了能够使电致发光层13产生的检测光线透射出去；而将第二电极12设置为不透明电极一方面是为了避免电致发光层13产生的光线直接照射到光敏感应器2上，另一方面是为了避免手指反射的检测光线照射到光敏感应器2上。
下参照图3所示对上述光学指纹识别装置的工作原理进行说明。
首先，当需要进行指纹识别时，通过分别向第一电极11和第二电极12上施加电压，并通过第一电极11与第二电极12上的电压差使电致发光层13产生检测光线。
其次，电致发光层13发出的检测光线透射过第一电极11后到达手指(图3中位于光学指纹识别装置上方的曲线表示手指的外轮廓)，手指对检测光线反射产生反射光线(图3中以反射光线包括a、b、c、d、e五条光线为例进行说明)，光路位于通孔100以外其他区域的反射光线(光线a、光线e)依次穿过第一电极11和电致发光层13投射到第二电极12上，由于第二电极12为不透明电极，因此光线a和光线e被阻挡无法被光敏感应器2接收；光路位于通孔100区域的反射光线(光线b、光线c、光线d)则直接通过通孔100穿过第一电极11、电致发光层13以及第二电极12投射到光敏感应器2上，因此光路位于通孔100区域的反射光线可以被光敏感应器2接收。即光敏感应器2接收到的反射光线为由光线b与光线d之间的区域反射且散射角度在光线b与光线d之间的光线。由于光敏感应器2可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏感应器2仅接收一个纹路信息。
由上述光学指纹识别装置的工作原理可知，本发明实施例提供的光学指纹识别装置的发光结构在光学指纹识别装置中的作用包括两方面。一方面为产生检测光线，另一方面为对手指产生的反射光线进行滤光，使由手指上的一定区域产生且散射角度在一定范围的光线才可以被光敏感应器接收。
还需要说明的是，上述通孔100的孔径需要足够小且通孔100的孔径和深度的比例要足够大才能尽量避免其他纹路反射的光线照射至光敏感应器2，因此在实际制作时可以综合考虑电致发光层13产生检测光线和对反射光线进行滤光的需求来设计电致发光层的厚度。
此外，本发明实施例中对通孔100的形状不做限定，本发明实施例中的通孔100的径向截面可以为圆形或者正方形或者菱形。
本发明实施例提供的光学指纹识别装置，包括：发光结构和光敏感应器；其中，发光结构包括：第一电极、第二电极以及设置于第一电极和第二电极之间的电致发光层，因此发光结构可以通过控制向第一电极和第二电极上施加的电压使电致发光层产生对指纹进行检测的光线；又因为发光结构还包括贯穿第一电极、电致发光层以及第二电极的通孔，且第一电极为透明电极，第二电极为不透明电极，所以发光结构还可以对手指对检测光线进行反射进而产生的反射光线进行滤过，使可以透过通孔的反射光线被光敏感应器接收到；由于可以透射过通孔的反射光线的散射角度均在一定范围内且是由手指上一定区域产生的，所以光敏感应器仅能接收到手指上与其相对的位置反射的光线，从而避免光敏感应器同时接收多个脊和/或谷反射的光线，因此本发明实施例可以在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
可选的，参照图4所示，上述光学指纹识别装置的光敏感应器2包括：感光结构21、控制结构22以及电流检测结构23；
感光结构21包括：第三电极211、第四电极212以及设置于第三电极211和第四电极212之间的感应层213；第三电极211为透明电极；感光结构21用于接收透射过通孔100的光线，并根据接收到的光线产生感应电流。
控制结构22连接感光结构21和电流检测结构23，用于控制感光结构21与电流检测结构23的导通或关断。
电流检测结构23用于在控制结构22的控制下检测感光结构21产生的感应电流并根据感光结构产生的感应电流获取指纹信息。
由于透过通孔100的光线需要穿过第三电极211才可以被感应层213接收，因此上述实施例中的第三电极211均需要通过透明材料制作形成。此外，由于感应层213位于第四电极212上方，因此本发明实施例中不限定第四电极212是否透明，即第四电极212可以为透明电极也可以为不透光的电极。
可选的，如图4所示，发光结构1与感光结构21的正投影重合；
光学指纹识别装置还包括：第一绝缘层3；第一绝缘层3位于第二电极12和第三电极211之间且第一绝缘层3为透明绝缘层。
同样，由于透过通孔100的光线需要穿过第一绝缘层3才可以被感应层213接收，因此上述实施例中的第一绝缘层3也需要通过透明材料制作形成。
通过使发光结构1与感光结构21的正投影重合可以减少发光结构1与感光结构21占用显示面板的面积，进而提升显示面板的开口率。
进一步的，参照图5所示，上述实施例中的控制结构22进一步包括：有源层221、覆盖有源层221的第二绝缘层222、设置于第二绝缘层上的栅金属层、覆盖栅金属层的第三绝缘层223、覆盖第三绝缘层223的隔离层224、设置于隔离层上的源漏金属层、覆盖源漏金属层的钝化层225以及位于钝化层上的导电电极226。
源漏金属层包括：源极51、漏极52以及数据线(图5中未示出)；栅金属层包括：栅极53以及与栅极51相接触的栅线(图5中未示出)；源极51和漏极52通过贯穿隔离层224、第三绝缘层223以及第二绝缘层222的过孔与有源层221接触；数据线与漏极52接触；导电电极226通过贯穿钝化层的过孔与源极51相接触；导电电极226还与第四电极212相接触。
由上述图4/5可知：本发明实施例中的光敏感应2的感光结构21和控制结构22为集成于显示面板的光敏二极管和薄膜晶体管。其等效电路图入图6所示，包括：光敏二极管21和薄膜晶体管22；其中，光敏二极管的阴极连接薄膜晶体管22的源极51，薄膜晶体管22的漏极通过数据线连接电流检测结构23。
可选的，参照图7所示，感光结构21和控制结构22均集成于显示面板的阵列基板70上。
上述实施例中进一步将感光结构21和控制结构22显示面板的阵列基板70上，因此本发明实施例可以将光学指纹识别装置集成在显示面板中，进而在节省光学指纹识别装置的制造成本的同时，使显示面板具有光学指纹识别功能。
本发明再一实施例提供一种显示面板，包括上述任一实施例提供的光学指纹识别装置。
示例性的，上述实施例中的显示面板具体可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施例提供的显示面板的光学指纹识别装置，包括：发光结构和光敏感应器；其中，发光结构包括：第一电极、第二电极以及设置于第一电极和第二电极之间的电致发光层，因此发光结构可以通过控制向第一电极和第二电极上施加的电压使电致发光层产生对指纹进行检测的光线；又因为发光结构还包括贯穿第一电极、电致发光层以及第二电极的通孔，且第一电极为透明电极，第二电极为不透明电极，所以发光结构还可以对手指对检测光线进行反射进而产生的反射光线进行滤过，使可以透过通孔的反射光线被光敏感应器接收到；由于可以透射过通孔的反射光线的散射角度均在一定范围内且是由手指上一定区域产生的，所以光敏感应器仅能接收到手指上与其相对的位置反射的光线，从而避免光敏感应器同时接收多个脊和/或谷反射的光线，因此本发明实施例可以在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
可选的，显示面板为有机电致发光显示面板(英文名称：Organic Light EmittingDiode，英文简称：OLED)或液晶显示面板(英文名称:Liquid Crystal Display，英文简称：LCD)。
可选的，光学指纹识别装置设置于显示面板的有效显示(英文名称:Active Area，英文简称：AA)区域。
可选的，光学指纹识别装置设置于显示面板的边框区域。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光学指纹识别装置，其特征在于，包括：发光结构和光敏感应器；
所述发光结构包括：第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的电致发光层、贯穿所述第一电极、所述电致发光层以及所述第二电极的通孔；其中，所述第一电极为透明电极，所述第二电极为不透明电极；
所述光敏感应器用于接收透射过所述通孔的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息；
所述光敏感应器包括：感光结构、控制结构以及电流检测结构；
所述感光结构包括：第三电极、第四电极以及设置于所述第三电极和所述第四电极之间的感应层；所述第三电极为透明电极；所述感光结构用于接收透射过所述通孔的光线，并根据接收到的光线产生感应电流；
所述控制结构连接所述感光结构和所述电流检测结构，用于控制所述感光结构与所述电流检测结构的导通或关断；
所述电流检测结构用于在所述控制结构的控制下检测所述感光结构产生的感应电流并根据所述感光结构产生的感应电流获取指纹信息。
2.根据权利要求1所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述发光结构与所述感光结构的正投影重合；
所述光学指纹识别装置还包括：第一绝缘层；所述第一绝缘层位于所述第二电极和所述第三电极之间且所述第一绝缘层为透明绝缘层。
3.根据权利要求1所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述控制结构包括：有源层、覆盖所述有源层的第二绝缘层、设置于所述第二绝缘层上的栅金属层、覆盖所述栅金属层的第三绝缘层、覆盖所述第三绝缘层的隔离层、设置于所述隔离层上的源漏金属层、覆盖所述源漏金属层的钝化层以及位于所述钝化层上的导电电极；
所述源漏金属层包括：源极、漏极以及数据线；所述栅金属层包括：栅极以及与所述栅极相接触的栅线；所述源极和所述漏极通过贯穿所述隔离层、第三绝缘层以及所述第二绝缘层的过孔与所述有源层接触；所述数据线与所述漏极接触；所述导电电极通过贯穿所述钝化层的过孔与所述源极相接触；所述导电电极还与所述第四电极相接触。
4.根据权利要求3所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述感光结构和所述控制结构均集成于显示面板的阵列基板上。
5.根据权利要求1所述的光学指纹识别装置，其特征在于，所述通孔的径向截面为圆形或者正方形或者菱形。
6.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的光学指纹识别装置。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为有机电致发光显示面板或液晶显示面板。
8.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述光学指纹识别装置设置于所述显示面板的有效显示区域。
9.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述光学指纹识别装置设置于所述显示面板的边框区域。
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