CN107748874A - 全屏指纹识别oled模组、指纹识别方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及显示领域，提供了一种全屏指纹识别OLED模组、指纹识别方法及显示装置。所述全屏指纹识别OLED模组包括：阵列基板，包括开关阵列和位于所述开关阵列上的发光单元阵列；多个点光源，位于所述阵列基板，用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被手指反射；光敏传感器，位于所述阵列基板内，用于接收被手指反射的光以识别指纹。本公开中的全屏指纹识别OLED模组一方面实现了在有效显示区域内，通过对光源的分时分区控制实现整个指纹信息的采集；另一方面，采用点光源作为光源，不会发生光线的混淆，进而可清晰地分辨谷脊，提高了指纹识别的效率和准确度。
Description
技术领域
本公开涉及显示领域，特别涉及一种全屏指纹识别OLED模组，采用全屏指纹识别OLED模组识别指纹的方法及包含全屏指纹识别OLED模组的显示装置。
背景技术
指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴别。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。指纹识别的实现方式主要有电容式、光学式和超声波式三种，电容式由于手指与传感器电极间的距离在300μm以上时电容信号量非常小无法进行信号读取，固电容式指纹识别一般应用在home键如非显示区，超声波由于显示区域的介质过多，暂时没有较好的解决方案，光学指纹识别是比较好集成在显示中的一种方案。
目前，显示模组终端的光学指纹识别通常在home键等非显示区域，但是为了提高指纹检测的效率和准确性，需要将厚厚的覆盖层切口以保证手指与光学指纹传感器较近的距离。另外，当采用面光源向外辐射时，当传感器和手指的位置比较远时，手指的谷部和脊部反射的光线会发生混淆，进而识别不出指纹信息，因此要通过一定的光路设计限定光的方向，保证手指到达感光传感器时不会混光。
鉴于此，为了减少加工工艺，提高指纹检测效率及准确度，开发一种可全屏指纹识别的技术显得尤为重要。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种全屏指纹识别OLED模组、指纹识别方法及显示装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，提供一种全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，包括：
阵列基板，包括开关阵列和位于所述开关阵列上的发光单元阵列；
多个点光源，位于所述阵列基板，用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被手指反射；
光敏传感器，位于所述阵列基板内，用于接收被手指反射的光以识别指纹。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源行列排布形成点光源阵列。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源与所述发光单元阵列和/或所述开关阵列同层设置。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源为所述OLED模组的非发光区的独立光源。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源包括所述发光单元阵列中的发光单元。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源包括OLED、LED、MicroLED中的一种或多种。
在本公开一示例性实施例中，所述光敏传感器与所述开关阵列采用同一制程制备得到。
在本公开一示例性实施例中，所述光敏传感器中的感光材料为光敏无机材料或光敏有机材料。
根据本公开的第二方面，提供一种全屏指纹识别的方法，其特征在于，应用于一包括阵列基板、多个点光源以及光敏传感器的全屏指纹识别OLED模组；所述阵列基板包括开关阵列和位于所述开关阵列上的发光单元阵列；所述多个点光源位于所述阵列基板，用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被手指反射；所述光敏传感器，位于所述阵列基板内，用于接收被手指反射的光以识别指纹；所述方法包括，
控制所述点光源在不同时间发出信号光，分别照亮手指不同的区域，并被手指反射至所述光敏传感器；
所述光敏传感器根据接收到的信号光的强度形成手指各个部分的图像，最后构成完整的手指图像。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源为阵列排布形成的点光源阵列，控制所述点光源在不同时间发出信号光，分别照亮手指不同的区域，并被手指反射至所述光敏传感器，包括，
控制所述点光源阵列中的点光源按照设定路径及时序点亮，发出信号光，以分别照亮手指不同的区域。
在本公开一示例性实施例中，点亮所述点光源阵列时，每次只点亮一个点光源或同时点亮多个间隔设置的点光源。
在本公开一示例性实施例中，当所述点光源阵列为由奇数个点光源形成的矩阵点光源时，首先点亮中心点光源，接着依次或同时点亮角部点光源，最后依次或同时点亮位于所述角部点光源之间的点光源。
在本公开一示例性实施例中，当所述点光源阵列为由偶数个点光源形成的矩阵点光源阵列时，首先依次点亮中心部的一个或多个点光源，接着依次或同时点亮角部点光源，最后依次或同时点亮位于所述角部点光源之间的点光源。
根据本公开的第三方面，提供一种显示装置，其特征在于，包括上述的全屏指纹识别OLED模组。
由上述技术方案可知，本公开示例性实施例中的全屏指纹识别OLED模组、全屏指纹识别方法及显示装置至少具备以下优点和积极效果：
本公开中的全屏指纹识别OLED模组，其中的阵列基板包括开关阵列和位于开关阵列上的发光单元阵列，并且在阵列基板中设置有多个点光源和光敏传感器，多个点光源用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被反射，光敏传感器用于接收被手指反射的光以识别指纹。通过上述结构的全屏指纹识别OLED模组及相应的全屏指纹识别方法，一方面实现了在有效显示区域内，利用光源向外辐射进行部分指纹采集，通过对光源的分时分区控制实现整个指纹信息的采集；另一方面，本公开中采用点光源作为光源，其以中心点向外可辐射发出各种角度的光，发出的光经手指反射后，光的方向也为各种角度的光，不会发生光线的混淆，进而可清晰地分辨谷脊，提高了指纹识别的效率和准确度。
本公开应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出相关技术中指纹识别的光路示意图；
图2示出本公开示例性实施例中全屏指纹识别OLED模组结构图；
图3A-3B示出本公开示例性实施例中全屏指纹识别OLED模组结构图；
图4示出本公开示例性实施例中全屏指纹识别OLED模组结构图；
图5示出本公开示例性实施例中全屏指纹识别OLED模组结构图；
图6示出本公开示例性实施例中集成光敏传感器的阵列基板的结构示意图；
图7示出本公开示例性实施例中全屏指纹识别的方法的流程图；
图8示出本公开示例性实施例中点光源阵列点亮的路径及时序图；
图9示出本公开示例性实施例中点光源阵列点亮的路径及时序图；
图10示出本公开示例性实施例中显示装置的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
本说明书中使用用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
图1示出了相关技术中采用面光源进行指纹识别的光路图，面光源的发光面积较大，能够发出多个方向的信号光，光入射至手指时各方向各角度的光均有，当所述信号光被手指反射，反射光也会沿着各个方向，若光路较长时，部分反射光线会相互交叉重合，进而无法识别指纹。从图1可知，当面光源向外辐射，打到手指时，如果传感器与手指的位置较近(位置1)时，手指指纹的谷和脊反射的光线不会重合，不会产生信息的混淆，但是当传感器与手指的位置较远(位置2)时，手指指纹的谷和脊反射的光线就会重合，产生信息的混淆，进而无法识别指纹信息。
针对相关技术中指纹识别存在的问题，本示例实施方式中首先提供了一种全屏指纹识别OLED模组，图2示出了全屏指纹识别OLED模组的结构图，所述全屏指纹识别OLED模组200包括阵列基板201、多个点光源202和光敏传感器203，所述阵列基板201包括开关阵列204和位于开关阵列204上的发光单元阵列205，所述多个点光源202位于所述阵列基板201，用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被手指反射，所述光敏传感器203位于所述阵列基板201内，用于接收被手指反射的光以识别指纹。
本公开中的全屏指纹识别OLED模组采用点光源作为光源，并且将光敏传感器设置在阵列基板内，通过分时分区控制多个点光源，向手指的不同位置发光并被反射至光敏传感器，经过光敏传感器将光信号转换为电信号，最终形成整个指纹图像。一方面避免了光线混淆无法识别指纹，另一方面通过将分时分区照射手指获得的多个指纹图像整合形成完整的指纹图像，提高了指纹识别的效率和准确性，并且本公开中将光敏传感器设置在阵列基板中，减小了OLED模组体积，提高了集成度。
在本公开一示例性实施例中，所述点光源202可以和所述开关阵列204和/或所述发光单元阵列205同层设置，本领域技术人员可以根据实际需要调整点光源202在各层中的具体位置。本公开中的点光源202可以是位于OLED模组200非发光区的独立光源，也可以是发光单元阵列205中的发光单元，具体地，所述点光源202包括OLED、LED、MicroLED中的一种或多种；所述多个点光源202可以行列排布形成点光源阵列。
图3A-3B示出了一种点光源与发光单元阵列同层设置的全屏指纹识别OLED模组的结构图，该结构从下至上为阵列基板301、发光层302、偏光片303和玻璃保护层304，在该结构中还可以包含未示出的电极层、封装层、触摸层等。所示发光层302设置有发光LED、指纹用薄膜晶体管、显示用薄膜晶体管及显示用LED，发光LED发出信号光，经偏光片303和玻璃保护层304透射进入指纹的谷脊，并被反射至指纹用薄膜晶体管，通过指纹用薄膜晶体管接收被反射的信号光，并将其转换为电信号，最终形成指纹图像。
图3A所示为指纹界面与点光源距离较近时的光路图，图3B所示为指纹界面与点光源距离较远时的光路图，从图中可知，当采用点光源作为发光光源时，无论指纹界面与点光源的距离远近，被手指反射的信号光都不会发生光线的混淆，进而可以清楚的辨别指纹信息。
图4示出了点光源实现指纹识别的模拟图，当点光源202发出的光经过玻璃保护层入射至手指时，在脊的位置光会由玻璃进入皮肤发生散射，在谷的位置光会由玻璃进入到空气，在满足玻璃至空气的临界角时会发生全反射，因此可以根据谷脊界面的光强不同来实现指纹识别。
进一步的，图5示出了本公开中的全屏指纹识别OLED模组的具体结构，如图5所示，OLED模组500从下至上包括：集成光敏传感器的阵列基板501、第一电极502、发光层503、第二电极504、封装层505、触摸层506、偏光片507、光学胶层508和保护层509，所示保护层509可以是刚性材料也可以是柔性材料，所述刚性材料可以是钢化玻璃或有机玻璃，所述柔性材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇等材料。所述偏光片506还可以是彩膜RGB，所述触摸层507可以设置在显示区内。
在本公开一示例性实施例中，点光源对应的指纹识别区域，需要匹配OLED显示像素进行配置光敏传感器，本公开根据指纹识别的通用PPI为400为前提，匹配显示的物理像素设计光敏传感器在阵列基板的位置，所述光敏传感器可以采用与阵列基板相同的薄膜晶体管工艺结构，如图6所示的集成有光敏传感器的阵列基板，在形成阵列基板601的薄膜晶体管阵列的引线时，同时形成与光敏传感器602电连接的电引线，在光敏传感器602和平坦化层上形成第一电极层603，接着在薄膜晶体管阵列对应的第一电极层603上依次形成有机发光层604和第二电极层605；也可以采用不同的薄膜晶体管工艺结构，如氧化物薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管或其他的薄膜晶体管工艺；光敏传感器中的感光材料可以是光敏无机材料或光敏有机材料，所述光敏无机材料可以是硅，光敏传感器可以是硅PIN结构；所述光敏有机材料可以是有机硅丙烯酸酯等。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种全屏指纹识别的方法，应用于上述的全屏指纹识别OLED模组200，图7示出了该方法的具体流程：
S1：控制所述点光源202在不同时间发出信号光，分别照亮手指不同的区域，并被手指反射至所述光敏传感器203；
S2：所述光敏传感器203根据接收到的信号光的强度形成手指各个部分的图像，最后构成完整的手指图像。
在本公开一示例性实施例中，本公开中的多个点光源202行列排布形成点光源阵列，点光源阵列中的各个点光源按照设定的路径及时序点亮，发出信号光，以照亮手指不同的区域。当点亮所述点光源阵列时，每次可以只点亮一个点光源，也可以同时点亮多个间隔设置的点光源，通过分时分区照亮手指的不同部分，获得手指不同部分的指纹图像，最终形成完整的指纹图像。
进一步地，所述点光源阵列可以是奇数个点光源形成的点光源阵列，也可以是偶数个点光源形成的点光源阵列。
当采用奇数个点光源形成点光源阵列时，以9个点光源形成的点光源阵列为例，如图8所示，9个点光源分别是位于四周的点光源L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8和位于中心的点光源L9，该点光源阵列的点亮路径及时序可以是：首先点亮点光源L9，接着依次或同时点亮L1、L3、L5、L7，最后依次或同时点亮L2、L4、L6和L8，每个点光源点亮手指不同的区域，光敏传感器203接收被手指反射的光线，最终形成完整的指纹图像。点光源阵列的点亮路径及时序也可以是：首先点亮点光源L9，接着同时点亮两个点光源，依次为(L1、L3)、(L2、L4)、(L5、L7)、(L6、L8)，通过同时点亮两个点光源可以同时获得两个手指不同区域的指纹图像，可以进一步提高指纹识别的效率。当然，本领域技术人员应当理解，点光源阵列的点亮路径及时序还可以是其它的顺序，不限于本公开中所列举的路径及时序，在此不再赘述。
当采用偶数个点光源形成点光源阵列时，以6个点光源形成的3×2点光源阵列为例，如图9所示，所述6个点光源依次为L1、L2、L3、L4、L5和L6，点光源阵列的点亮路径及时序可以是依次点亮点光源L1-L6；也可以是首先依次或同时点亮L1、L3、L5，接着依次或同时点亮L2、L4、L6。本领域技术人员应当理解，上述点光源阵列的点亮路径及时序仅是示意性说明，本领域技术人员还可以根据实际需要设定其他的点亮路径及时序。
本示例性实施方式中还提供了一种显示装置，如图10所示，所述显示装置1000包括全屏指纹识别OLED模组1001。所述全屏指纹识别OLED模组1001为本公开中的全屏指纹识别OLED模组，所述显示装置1000可以是液晶显示器、电子纸、OLED显示器、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等具有显示功能的产品或部件。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。
Claims (14)
1.一种全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，包括：
阵列基板，包括开关阵列和位于所述开关阵列上的发光单元阵列；
多个点光源，位于所述阵列基板，用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被手指反射；
光敏传感器，位于所述阵列基板内，用于接收被手指反射的光以识别指纹。
2.根据权利要求1所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述点光源行列排布形成点光源阵列。
3.根据权利要求1或2所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述点光源与所述发光单元阵列和/或所述开关阵列同层设置。
4.根据权利要求1或2所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述点光源为所述OLED模组的非发光区的独立光源。
5.根据权利要求1或2所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述点光源包括所述发光单元阵列中的发光单元。
6.根据权利要求1或2所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述点光源包括OLED、LED、MicroLED中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述光敏传感器与所述开关阵列采用同一制程制备得到。
8.根据权利要求7所述的全屏指纹识别OLED模组，其特征在于，所述光敏传感器中的感光材料为光敏无机材料或光敏有机材料。
9.一种全屏指纹识别的方法，其特征在于，应用于一包括阵列基板、多个点光源以及光敏传感器的全屏指纹识别OLED模组；所述阵列基板包括开关阵列和位于所述开关阵列上的发光单元阵列；所述多个点光源位于所述阵列基板，用于在不同时间向手指的不同区域发出光并被手指反射；所述光敏传感器，位于所述阵列基板内，用于接收被手指反射的光以识别指纹；所述方法包括：
控制所述点光源在不同时间发出信号光，分别照亮手指不同的区域，并被手指反射至所述光敏传感器；
所述光敏传感器根据接收到的信号光的强度形成手指各个部分的图像，最后构成完整的手指图像。
10.根据所述9述的全屏指纹识别的方法，其特征在于，所述点光源为阵列排布形成的点光源阵列，控制所述点光源在不同时间发出信号光，分别照亮手指不同的区域，并被手指反射至所述光敏传感器，包括，
控制所述点光源阵列中的点光源按照设定路径及时序点亮，发出信号光，以分别照亮手指不同的区域。
11.根据权利要求10所述的全屏指纹识别的方法，其特征在于，点亮所述点光源阵列时，每次只点亮一个点光源或同时点亮多个间隔设置的点光源。
12.根据权利要求11所述的全屏指纹识别的方法，其特征在于，当所述点光源阵列为由奇数个点光源形成的矩阵点光源时，首先点亮中心点光源，接着依次或同时点亮角部点光源，最后依次或同时点亮位于所述角部点光源之间的点光源。
13.根据权利要求11所述的全屏指纹识别的方法，其特征在于，当所述点光源阵列为由偶数个点光源形成的矩阵点光源阵列时，首先依次或同时点亮排在奇数位的点光源，接着依次或同时点亮排在偶数位的点光源。
14.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的全屏指纹识别OLED模组。
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