CN108491749B - 用作指纹识别装置光源的oled屏体及光学指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用作指纹识别装置光源的OLED屏体及光学指纹识别装置，所述光学指纹识别装置包括OLED屏体和光学感应器，所述光学感应器设置在远离OLED屏体出光面的一侧，所述OLED屏体设置有若干发光区域和非发光区域，靠近所述光学感应器的一侧设置有带不透明材料层，所述不透明材料层上设有若干微孔，所述微孔与所述的非发光区域对应设置；当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域发出的光线经手指反射后，部分光线穿过所述的微孔后到达光学感应器从而形成指纹识别信号。本发明的OLED透明屏体由于采用了带有微孔结构的不透明材料层，可以有效的减少OLED屏体本身发射的光线对探测器的干扰，从而使成像更清晰。

Description

用作指纹识别装置光源的OLED屏体及光学指纹识别装置

技术领域

本发明涉及光学指纹识别装置技术领域，具体涉及一种采用OLED显示屏作为光源的光学指纹识别装置。

背景技术

光学指纹采集器是一款光学指纹采集器，需要自有光源，目前的光源采用LED芯片及导光板的方式，存在着能效低、光照不匀、组装要求高、成本较高的缺点。

由于有机电致发光器件(英文全称为Organic Light Emitting Device，简称为OLED)具有响应快、无污染、高对比度、平面化、轻薄等优点，人们尝试采用OLED替代光学指纹采集器中的光源，以克服LED芯片及导光板用作光学指纹采集器中的光源时的不足。

CN106156753A公开了一种指纹识别的阵列基板及其制作方法、显示装置，该包括集成在OLED背板上的光学感应驱动单元，所述光学感应驱动单元用于接收OLED发光单元发射的穿过背板经由手指谷脊反射的光线，根据所述光线的光强确定手指的纹路信息。该方案采用的普通OLED光源，使用时存在信号噪声比较大，成像质量差的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中OLED用作指纹识别装置的光源时存在信号噪声比较大，成像质量差的缺陷，从而提供一种光学指纹识别装置，该装置的光源采用改进的OLED透明屏体，由于采用了带有微孔结构的不透明材料层，可以有效的减少OLED屏体本身发射的光线对探测器的干扰，从而使成像更清晰。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用作指纹识别装置光源的OLED屏体，包括叠加设置的透明基板、透明阳极层、有机发光单元和透明阴极层，所述OLED屏体设置有若干发光区域和非发光区域，其特征在于，

所述OLED屏体远离其出光方向的一侧的屏体外部或内部设置有不透明材料层，所述不透明材料层上设有若干微孔，所述微孔与所述的非发光区域对应设置。

所述的非发光区域对应的透明阳极层和透明阴极层之间设置有若干透明绝缘凸起，所述透明绝缘凸起在透明基板上的投影覆盖所述微孔在透明基板上投影，所述透明绝缘凸起的横截面积略大于或等于所述的微孔的横截面积。

优选地，所述透明绝缘凸起设置在透明阳极层和有机发光单元之间，所述的有机发光单元覆盖所述的透明绝缘凸起。

优选地，所述透明绝缘凸起设置在微孔内并穿过所述透明阳极层，所述的有机发光单元覆盖所述的透明绝缘凸起和透明阳极层。

优选地，所述OLED屏体为顶发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板、透明阳极层、有机发光单元、透明阴极层和封装盖板，所述不透明材料层设置在所述透明基板与透明阳极层之间，或设置在所述透明基板远离所述透明阳极层的一侧。

优选地，所述不透明材料层设置在所述透明基板与透明阳极层之间，所述不透明材料层与透明阳极层之间设置有覆盖所述不透明材料层的透明保护层。

优选地，所述OLED屏体为底发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板、透明阳极层、有机发光单元、透明阴极层和封装盖板，所述不透明材料层设置在所述封装盖板与所述透明阴极层之间；或，设置在所述封装盖板远离所述透明阴极层的一侧。

优选地，所述不透明材料层设置在所述封装盖板远离所述透明阴极层的一侧，所述的不透明材料层设置有覆盖所述不透明材料层的透明保护层。

优选地，所述封装盖板远离所述透明阴极层的一侧设置有透明保护层，所述不透明材料层设置在透明保护层远离所述封装盖板的一侧。

优选地，所述的微孔的直径为10um-500um，所述相邻所述微孔之间的间距为10um-10mm。

所述OLED屏体的发光光波长为380-760nm，优选的是500-570nm

一种光学指纹识别装置，包括光学感应器所述的OLED屏体，所述光学感应器设置在远离OLED屏体出光面的一侧，当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域发出的光线经手指反射后，部分光线穿过所述的微孔后到达光学感应器从而形成指纹识别信号。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明提供的光学指纹识别装置采用的光源为OLED屏体，包括叠加设置的透明基板、透明阳极层、有机发光单元和透明阴极层，所述OLED屏体设置有若干发光区域和非发光区域，所述OLED屏体远离其出光方向的一侧设置有不透明材料层，所述不透明材料层上设有若干微孔，所述微孔与所述的非发光区域对应设置。本发明由于设置了带有微孔结构的不透明材料层，其中不透明区域与发光区域对应设置，这样可以有效的阻挡发光区域发出的光线被光学感应器捕捉，而微孔区域与非发光区域对应设置，发光区发出的光线在出光方向遇到手指后，被反射后穿过OLED屏体后，经过微孔后被光学感应器捕捉，因此可以有效屏蔽发光区的光线对指纹反射光线的干扰，获得高清晰度的指纹图形。

2、本发明用作指纹识别装置光源的OLED屏体，用于形成非发光区域的透明绝缘凸起的横截面积略大于或等于所述的微孔的横截面积，这样可以有效的防止发光区的光线通过各种反射漫反射等方式被光学感应器捕捉，因此可以有效屏蔽发光区的光线对指纹反射光线的干扰，获得高清晰度的指纹图形。

3、为保证指纹反射的光线反射后最大限度的被光学感应器捕捉，本发明设置的微孔的直径为10um-500um，所述相邻所述微孔之间的间距为10um-10mm。经验证，采用此设计的不透明材料层可以最大限度的将指纹反射光线被光学感应器捕捉，形成高质量的指纹图形。

4、与传统指纹识别相比，本发明的结构简单、功耗低、易组装、成本低。

5、与传统指纹识别相比，可通过使用不同材料的有机发光层，发出380-760nm中任意波段的光，优选的是500-570nm，为绿光波段，其效率最高，稳定性高，识别能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明光学指纹识别系统的结构示意图；

图2为光学指纹识别系统第二实施方式的结构示意图

图3为不透明材料层的结构示意图；

图4为底发光OLED屏体第三实施方式的结构示意图；

图5为底发光OLED屏体第四实施方式的结构示意图；

图6为底发光OLED屏体第五实施方式的结构示意图；

图7为顶发光OLED屏体第六实施方式的结构示意图

图8为顶发光OLED屏体第七实施方式的结构示意图。

附图标记说明：1-基板，2-透明阳极层，3-有机发光单元，4-透明阴极层，5-封装盖板，6-透明绝缘层，7-不透明材料层，9-不透明区域，10-微孔，12-光学感应器，14-透明保护层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，一种光学指纹识别装置，包括OLED屏体和光学感应器12，所述光学感应器12设置在远离OLED屏体出光面的一侧，包括叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、有机发光单元3和透明阴极层4，所述OLED屏体设置有若干发光区域和非发光区域，所述OLED屏体远离其出光方向的一侧的屏体外部或内部设置有图3所示的不透明材料层7，所述不透明材料层7上设有若干微孔10，所述微孔10与所述的非发光区域对应设置；当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域的光线透过透明阴极及封装层，照射到手指指纹处，然后反射，经过封装盖板5、透明阴极层4、有机发光单元3、透明绝缘层(PI层)及不透明材料层7，部分光线穿过所述的微孔10后到达光学感应器12从而形成指纹识别信号。

本发明的OLED屏体的结构、采用的材料及各层的厚度均无特殊要求，均为本领域常规选择。

本发明采用的OLED屏体的发光光波长为380-760nm，优选500-570nm。

本发明采用的光学感应器12为常规光学感应器，只要能够收集反射光并形成指纹图案即可实现发明目的。

本发明的光学指纹识别装置的光源采用光源OLED屏体，所述光源OLED屏体具有如下实施例：

实施例1

如图1所示，本实施例中的光学指纹识别装置，包括OLED屏体和光学感应器12，所述光学感应器12设置在远离OLED屏体出光面的一侧，光源OLED屏体为顶发光OLED屏体，包括：

叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、若干透明绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，所述不透明材料层7设置在所述透明基板1与透明阳极层2之间，如图3所示，所述不透明材料层7上设有若干微孔10，所述透明绝缘凸起6设置在微孔10内并穿过所述透明阳极层2，所述的有机发光单元3覆盖所述的透明绝缘凸起6和透明阳极层2，由于绝缘凸起6的存在，其上方的有机发光单元的发光材料无电流通过，不能发光，形成非发光区域。

所述的有机发光单元3覆盖所述的透明绝缘凸起6且填充在相邻的透明绝缘凸起6之间的空隙，所述透明绝缘凸起6在透明基板1上的投影覆盖所述微孔10在透明基板1上投影，所述透明绝缘凸起6的横截面积等于所述的微孔10的横截面积。

当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域的光线透过透明阴极及封装层，照射到手指指纹处，然后反射，经过封装盖板5、透明阴极层4、有机发光单元3、透明绝缘层(PI层)及不透明材料层7，部分光线穿过所述的微孔10后到达光学感应器12从而形成指纹识别信号。

不透明材料层7的材质无特殊要求，只要不透光即可实现发明目的，可以为金属层，比如MoAlMo，Ag等

不透明材料层7的微孔10形状无特殊要求，可以为圆形，六边形，正方形，三角形，菱形、五边形中的一种或几种。

所述OLED屏体的发光光波长为500-570nm。

所述的微孔的直径为10um-500um，所述相邻所述微孔之间的间距为10um-10mm。需要说明的是，此处的微孔的直径具有下述含义：如果微孔为圆形，直径即为通常意义的圆形直径；当微孔的形状为其他形状时，所述的直接为其外接圆的直接，当为不规则形状时，所述的直接为该图形宽度最宽的两点直接的距离。相邻微孔之间的间距是指相邻两个微孔最近两点直接的距离。

本实施例的OLED屏体的制备方法如下：

S1、在透明基板上形成不透明材料层7和透明阳极层2，然后进行光刻，光刻出小孔，小孔的直径为10um-500um，微孔之间的间距为10um-10mm；

S2、在透明阳极层2旋涂方式形成透明绝缘层，然后再光刻形成透明绝缘凸起6，透明绝缘凸起6与微孔10透明基板1上的投影覆盖所述微孔10在透明基板1上投影，所述透明绝缘凸起6的横截面积略大于所述的微孔10的横截面积。如微孔10直径为20um，则透明绝缘凸起6的直径为30um；

S3、在透明阳极层2上依次蒸镀形成有机发光单元3、透明阴极层4，封装即得。

实施例2

如图2所示，本实施例中的光学指纹识别装置，包括OLED屏体和光学感应器12，所述光学感应器12设置在远离OLED屏体出光面的一侧，光源OLED屏体为顶发光OLED屏体，包括：

叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、若干透明绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，所述不透明材料层7设置在所述透明基板1与透明阳极层2之间。如图3所示，所述不透明材料层7上设有若干微孔，所述不透明材料层7设置有透明阳极层2，在透明阳极层2与微孔对应位置处，形成透明绝缘凸起6，绝缘凸起6的上方有机发光单元3，由于绝缘凸起6的存在，其上方的有机发光单元的发光材料无电流通过，不能发光，形成非发光区域。

所述的有机发光单元3覆盖所述的透明绝缘凸起6且填充在相邻的透明绝缘凸起6之间的空隙，所述透明绝缘凸起6在透明基板1上的投影覆盖所述微孔10在透明基板1上投影，所述透明绝缘凸起6的横截面积略大于所述的微孔10的横截面积。

当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域的光线透过透明阴极及封装层，照射到手指指纹处，然后反射，经过封装盖板5、透明阴极层4、有机发光单元3、透明绝缘层(PI层)及不透明材料层7，部分光线穿过所述的微孔10后到达光学感应器12从而形成指纹识别信号。

不透明材料层7的材质无特殊要求，只要不透光即可实现发明目的，可以为金属层，比如MoAlMo，Ag等

不透明材料层7的微孔10形状无特殊要求，可以为圆形，六边形，正方形，三角形，菱形、五边形中的一种或几种。

所述OLED屏体的发光光波长为380-760nm。

本实施例的OLED屏体的制备方法如下：

S1、在透明基板上形成不透明材料层7，然后进行光刻形成微孔10，微孔的直径为10um-500um，所述相邻所述微孔之间的间距为10um-10mm；

S2、在不透明材料层7上形成透明阳极层2，在透明阳极层2旋涂方式形成透明绝缘层，然后再光刻形成透明绝缘凸起6，透明绝缘凸起6与微孔10透明基板1上的投影覆盖所述微孔10在透明基板1上投影，所述透明绝缘凸起6的横截面积略大于所述的微孔10的横截面积。如微孔10直径为20um，则透明绝缘凸起6的直径为30um；

S3、在透明阳极层2上依次蒸镀形成有机发光单元3、透明阴极层4，封装即得。

实施例3

本实施例中的光学指纹识别装置，包括如图4所示OLED屏体，光源OLED屏体为底发光OLED屏体，包括：

所述OLED屏体为底发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、若干绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，所述不透明材料层7设置在所述封装盖板5与所述透明阴极层4之间；如图3所示，所述不透明材料层7上设有若干微孔10，由于绝缘凸起6的存在，其上方的有机发光单元的发光材料无电流通过，不能发光，形成非发光区域。

所述的有机发光单元3覆盖所述的透明绝缘凸起6且填充在相邻的透明绝缘凸起6之间的空隙，所述透明绝缘凸起6在透明基板1上的投影覆盖所述微孔10在透明基板1上投影，所述透明绝缘凸起6的横截面积略大于所述的微孔10的横截面积。

当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域的光线透过透明阴极及封装层，照射到手指指纹处，然后反射，经过封装盖板5、透明阴极层4、有机发光单元3、透明绝缘层(PI层)及不透明材料层7，部分光线穿过所述的微孔10后到达光学感应器12从而形成指纹识别信号。

不透明材料层7的材质无特殊要求，只要不透光即可实现发明目的，可以为金属层，比如MoAlMo，Ag等。

所述OLED屏体的发光光波长为380-760nm。

不透明材料层7的微孔10形状无特殊要求，可以为圆形，六边形，正方形，三角形，菱形、五边形中的一种或几种。

本实施例的OLED屏体的制备方法如下：

S1、在透明基板上形成透明阳极层2和透明绝缘层，然后再光刻形成透明绝缘凸起6；

S3、在透明绝缘凸起6上依次蒸镀形成有机发光单元3和透明阴极层4；

S4、在透明阴极层4上形成不透明材料层7，然后进行光刻形成微孔10，微孔的直径为10um-500um，所述相邻所述微孔之间的间距为10um-10mm；所述透明绝缘凸起6与微孔10透明基板1上的投影覆盖所述微孔10在透明基板1上投影，所述透明绝缘凸起6的横截面积略大于所述的微孔10的横截面积。如微孔10直径为20um，则透明绝缘凸起6的直径为30um；

S5、封装即得。

实施例4

本实施例中的光学指纹识别装置，包括如图5所示OLED屏体，光源OLED屏体为底发光OLED屏体，包括：

所述OLED屏体为底发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、若干绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，所述不透明材料层7设置在所述封装盖板5远离所述透明阴极层4的一侧，所述不透明材料层7设有透明保护层14，其他结构同实施例5，此次不再赘述。

实施例5

本实施例中的光学指纹识别装置，包括如图6所示OLED屏体，光源OLED屏体为底发光OLED屏体，包括：

所述OLED屏体为底发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、若干绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，所述不透明材料层7设置在所述封装盖板5远离所述透明阴极层4的一侧，其他结构同实施例5，此次不再赘述。

实施例6

本实施例中的光学指纹识别装置，包括如图7所示OLED屏体，光源OLED屏体为底发光OLED屏体，包括：

所述OLED屏体为顶发光OLED屏体，叠加设置的透明基板1、透明阳极层2、若干透明绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，所述不透明材料层7设置在所述透明基板1远离所述透明阳极层2的一侧，其他结构同实施例1，此次不再赘述。

实施例7

本实施例中的光学指纹识别装置，包括如图8所示OLED屏体，光源OLED屏体为底发光OLED屏体，包括：

所述OLED屏体为顶发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板1、不透明材料层7、透明保护层7、透明阳极层2、若干透明绝缘凸起6、有机发光单元3、透明阴极层4和封装盖板5，其他结构同实施例6，此次不再赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种用作指纹识别装置光源的OLED屏体，包括叠加设置的透明基板（1）、透明阳极层（2）、有机发光单元（3）和透明阴极层（4），所述OLED屏体设置有若干发光区域和非发光区域，其特征在于，

所述OLED屏体远离其出光方向的一侧的屏体外部或内部设置有不透明材料层（7），所述不透明材料层（7）上设有若干微孔（10），所述微孔（10）与所述的非发光区域对应设置；所述的非发光区域对应的透明阳极层（2）和透明阴极层（4）之间设置有若干透明绝缘凸起（6），所述透明绝缘凸起（6）在透明基板（1）上的投影覆盖所述微孔（10）在透明基板（1）上投影，所述透明绝缘凸起（6）的横截面积略大于或等于所述的微孔（10）的横截面积。

2.根据权利要求1所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，所述透明绝缘凸起（6）设置在透明阳极层（2）和有机发光单元（3）之间，所述的有机发光单元（3）覆盖所述的透明绝缘凸起（6）。

3.根据权利要求1所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，所述透明绝缘凸起（6）设置在微孔（10）内并穿过所述透明阳极层（2），所述的有机发光单元（3）覆盖所述的透明绝缘凸起（6）和透明阳极层（2）。

4.根据权利要求1-3任一项所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，

所述OLED屏体为顶发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板（1）、透明阳极层（2）、有机发光单元（3）、透明阴极层（4）和封装盖板（5），所述不透明材料层（7）设置在所述透明基板（1）与透明阳极层（2）之间，或设置在所述透明基板（1）远离所述透明阳极层（2）的一侧。

5.根据权利要求4所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，

所述不透明材料层（7）设置在所述透明基板（1）与透明阳极层（2）之间，所述不透明材料层（7）与透明阳极层（2）之间设置有覆盖所述不透明材料层（7）的透明保护层（14）。

6.根据权利要求1-3任一项所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，

所述OLED屏体为底发光OLED屏体，包括叠加设置的透明基板（1）、透明阳极层（2）、有机发光单元（3）、透明阴极层（4）和封装盖板（5），所述不透明材料层（7）设置在所述封装盖板（5）与所述透明阴极层（4）之间；或，设置在所述封装盖板（5）远离所述透明阴极层（4）的一侧。

7.根据权利要求6所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，

所述不透明材料层（7）设置在所述封装盖板（5）远离所述透明阴极层（4）的一侧，所述的不透明材料层（7）设置有覆盖所述不透明材料层（7）的透明保护层（14）。

8.根据权利要求6所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，

所述封装盖板（5）远离所述透明阴极层（4）的一侧设置有透明保护层（14），所述不透明材料层（7）设置在透明保护层（14）远离所述封装盖板（5）的一侧。

9.根据权利要求1所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，所述的微孔（10）的直径为10um-500um，相邻所述微孔之间的间距为10um-10mm。

10.根据权利要求1所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，所述OLED屏体的发光光波长为380-760nm。

11.根据权利要求10所述用作指纹识别装置光源的OLED屏体，其特征在于，所述OLED屏体的发光光波长为500-570nm。

12.一种光学指纹识别装置，其特征在于，包括光学感应器（12）和权利要求1-10任一项所述的OLED屏体，所述光学感应器（12）设置在远离OLED屏体出光面的一侧，当手指触压在所述OLED屏体出光面上时，发光区域发出的光线经手指反射后，部分光线穿过所述的微孔（10）后到达光学感应器（12）从而形成指纹识别信号。

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