CN109271829A

CN109271829A - 取像装置

Info

Publication number: CN109271829A
Application number: CN201711273483.2A
Authority: CN
Inventors: 钟炜竣; 巫仁杰
Original assignee: Gingy Technology Inc
Current assignee: Gingy Technology Inc
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-01-25
Anticipated expiration: 2037-12-06
Also published as: TW201909026A; TW201909022A; TWI633494B; CN109271829B; TWI653583B

Abstract

一种取像装置，所述取像装置包括感测器、有机发光二极管显示面板以及准直器。有机发光二极管显示面板配置在感测器的取像侧上。准直器配置在有机发光二极管显示面板与感测器之间。准直器包括彼此重叠的多个准直元件。多个准直元件的每一个包括透光基板以及配置在透光基板上的吸光层。吸光层包括多个透光开口，且多个透光开口暴露出感测器的多个感测区。

Description

取像装置

技术领域

本发明涉及一种光电装置，且特别涉及一种取像装置。

背景技术

生物识别的种类包括脸部、声音、虹膜、视网膜、静脉、掌纹和指纹识别等。根据感测方式的不同，生物特征识别装置可分为光学式、电容式、超音波式以及热感应式。一般来说，光学式生物特征识别装置包括光源、导光元件以及感测器。光源所发出的光束照射按压在导光元件上的待识别物。感测器接收被待识别物反射的光束，以进行生物特征的识别。在感测器取像的过程中，被指纹反射的光束容易散乱地传递至感测器，而造成取像质量不佳，影响识别结果。虽然已经有技术针对取像质量进行改善，然而现阶段技术的改良仍难以有效改善串扰（crosstalk）问题。

发明内容

本发明提供一种取像装置，所述取像装置具有良好的识别能力。

本发明的一种取像装置包括感测器、有机发光二极管显示面板以及准直器。有机发光二极管显示面板配置在感测器的取像侧上。准直器配置在有机发光二极管显示面板与感测器之间。准直器包括彼此重叠的多个准直元件。多个准直元件的每一个包括透光基板以及配置在透光基板上的吸光层。吸光层包括多个透光开口，且多个透光开口暴露出感测器的多个感测区。

在本发明的一个实施例中，有机发光二极管显示面板包括主动元件阵列层、平坦层、显示元件阵列层、保护层以及盖板。平坦层配置在主动元件阵列层上且包括贯孔。贯孔暴露出主动元件阵列层的部分。显示元件阵列层包括阳极、发光层以及阴极。阳极配置在平坦层上且延伸进贯孔中，以接触主动元件阵列层的部分。发光层配置在阳极上。阴极配置在发光层上。保护层配置在阴极上。盖板配置在保护层上。

在本发明的一个实施例中，有机发光二极管显示面板包括反光层。反光层配置在主动元件阵列层与准直器之间。

在本发明的一个实施例中，反光层包括多个开孔。多个开孔暴露出感测器的多个感测区。

在本发明的一个实施例中，有机发光二极管显示面板包括多个钻孔。多个钻孔分别贯穿保护层、显示元件阵列层、平坦层、主动元件阵列层以及反光层，以暴露出感测器的多个感测区。

在本发明的一个实施例中，透光基板的表面上形成有多个凹陷，且吸光层配置在透光基板的多个凹陷中。

在本发明的一个实施例中，多个透光开口的间距为S。多个透光开口的每一个的宽度为W，且W<S。多个准直元件中的第一准直元件的透光基板厚度为T1。多个准直元件中的第二准直元件的透光基板厚度为T2。取像装置满足：。

在本发明的一个实施例中，取像装置满足：。

在本发明的一个实施例中，取像装置还包括光源以及带通滤光层。带通滤光层配置在有机发光二极管显示面板与感测器之间，其中光源的发光频谱落在带通滤光层的穿透频谱内。

在本发明的一个实施例中，有机发光二极管显示面板包括多个钻孔。多个钻孔分别贯穿盖板、保护层、显示元件阵列层、平坦层、主动元件阵列层以及反光层，以暴露出感测器的多个感测区。

基于上述内容，在本发明实施例的取像装置中，借由相互堆栈的多个准直元件中的多个吸光层把在多个吸光层之间散乱地反射的光束吸收，进而有效改善串扰问题，使取像装置具有良好的识别能力。

为了让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特别列举实施例，并结合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是根据本发明的第一实施例的取像装置的局部剖面示意图；

图1B是图1A中的准直器的局部俯视示意图；

图1C是图1A中的准直器以及感测器的放大示意图；

图2至图5分别是根据本发明的第二实施例至第五实施例的取像装置的剖面示意图。

附图标号说明：

10：待测物；

100、200、300、400、500：取像装置；

110：感测器；

120、220、320、420：有机发光二极管显示面板；

121：主动元件阵列层；

122：平坦层；

123：显示元件阵列层；

1231：阳极；

1232：发光层；

1233：阴极；

1234：阻障层；

124：保护层；

125：盖板；

126、326：反光层；

130：准直器；

132：第一准直元件；

1321、1341：透光基板；

1322、1342：吸光层；

1343：吸光层；

134：第二准直元件；

326A：开孔；

510：光源；

520：带通滤光层；

A：容纳开口；

AD：主动元件；

B1、B11、B12：光束；

C：凹陷；

H：钻孔；

O：透光开口；

R：感测区；

S：间距；

S1321S、S1341S：表面；

S1341C：表面；

T1、T2：透光基板厚度；

T1342：外表面；

TH：贯孔；

W：宽度。

具体实施方式

在以下结合附图的各实施例的详细说明中，可以清楚地呈现有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，只是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列任一个实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。

在本发明的多个实施例中，取像装置适于撷取待测物的生物特征。举例来说，待测物可为手指。对应地，生物特征可为指纹或静脉，但不以此为限。在一个实施例中，待测物可为手掌，且生物特征可为掌纹。

图1A是根据本发明的第一实施例的取像装置的局部剖面示意图。图1B是图1A中的准直器的局部俯视示意图。图1C是图1A中的准直器以及感测器的放大示意图。

请先参照图1A，本发明的第一实施例的取像装置100包括感测器110、有机发光二极管显示面板120以及准直器130，其中有机发光二极管显示面板120配置在感测器110的取像侧上，且准直器130配置在有机发光二极管显示面板120与感测器110之间。换句话说，准直器130以及有机发光二极管显示面板120是依序地朝待测物10的方向堆栈在感测器110的取像侧上。

准直器130与有机发光二极管显示面板120之间以及准直器130与感测器110之间可通过黏着层（未示出）或固定机构（未示出）而固定在一起。黏着层可以是光学胶粘剂（Optical Clear Adhesive, OCA），但不以此为限。

进一步来说，感测器110可包括电荷耦合元件（Charge Coupled Device, CCD）、互补式金属氧化物半导体元件（Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS）或其他适当种类的影像感测元件，以接收被待测物10反射的光束（例如带有指纹图案信息的光束）。多个电荷耦合元件的所在位置或是互补式金属氧化物半导体元件的多个像素区即是感测器110用于接收光束的多个感测区R。

有机发光二极管显示面板120可以是主动式有机发光二极管显示面板或被动式有机发光二极管显示面板。图1A显示出主动式有机发光二极管显示面板的其中一种实施方式，但有机发光二极管显示面板120的实施方式不以此为限。此外，图1A示意性显示出主动式有机发光二极管显示面板的其中一个像素区。在实际应用上，主动式有机发光二极管显示面板可包括阵列排列的多个像素区，以进行面的显示。

请参照图1A，有机发光二极管显示面板120可包括主动元件阵列层121、平坦层122、显示元件阵列层123、保护层124、盖板125以及反光层126。

主动元件阵列层121包括主动元件AD。主动元件AD可以采用已知型态的主动元件，在此不用于限制主动元件的型态。平坦层122配置在主动元件阵列层121上且包括贯孔TH。贯孔TH暴露出主动元件阵列层121的部分（例如暴露出主动元件AD的汲极的部分区域）。显示元件阵列层123包括阳极1231、发光层1232以及阴极1233。阳极1231配置在平坦层122上且延伸进贯孔TH中，以接触主动元件阵列层121被贯孔TH暴露出来的部分，使得阳极1231与主动元件AD的汲极电性连接。发光层1232配置在阳极1231上，且发光层1232可不与贯孔TH重叠。阴极1233配置在发光层1232上。

根据不同的需求，显示元件阵列层123可进一步包括阻障层1234。阻障层1234配置在平坦层122上且覆盖阳极1231。此外，阻障层1234具有容纳开口A。容纳开口A暴露出阳极1231的部分区域（例如暴露出位于平坦层122上的阳极1231的部分区域），发光层1232配置在容纳开口A中。阴极1233配置在阻障层1234上且覆盖位于容纳开口A中的发光层1232。

保护层124配置在阴极1233上。盖板125配置在保护层124上。反光层126配置在主动元件阵列层121与准直器130之间。反光层126具有高反射率，以使大部分来自发光层1232的光束能够从盖板125射出，从而提升光束的利用率。在本实施例中，反光层126是连续的膜层。朝感测器110传递的光束须穿过反光层126才能被感测器110接收。因此，反光层126要能够让带有生物特征信息的光束通过。在本实施例中，发光层1232所提供的光束除了用于显示之外，还用于生物特征识别。具体地，发光层1232所提供的光束的一部分（如光束B1）照射待测物10。光束B1中被待测物10反射的部分（带有指纹图案信息的光束，包括光束B11以及光束B12）朝感测器110传递。因此，反光层126要能够让可见光通过，以利于后续生物特征识别。举例来说，反光层126在可见光频谱（波长介于400 nm至700 nm之间）内的穿透率落在0.1%至10%的范围内。在一个实施例中，取像装置100也可进一步包括非可见光光源（未示出）来进行生物特征识别。非可见光光源可以是红外光光源，但不以此为限。在此架构下，反光层126在红外光频谱内的穿透率落在0.1%至10%的范围内。

准直器130适用于将朝感测器110传递的光束准直化。具体地，准直器130包括彼此重叠的多个准直元件。在本实施例中，准直器130包括第一准直元件132以及第二准直元件134，且第一准直元件132配置在第二准直元件134与感测器110之间。然而，准直器130中准直元件的数量及多个准直元件之间的相互配置关系可根据需求改变，而不以图1A所显示的为限。

多个准直元件的每一个包括透光基板以及配置在透光基板上的吸光层。举例来说，第一准直元件132包括透光基板1321以及吸光层1322，其中吸光层1322配置在透光基板1321面向感测器110的表面S1321S上且位于透光基板1321与感测器110之间。第二准直元件134包括透光基板1341、吸光层1342以及吸光层1343，其中吸光层1342配置在透光基板1341面向感测器110的表面S1341S上且位于透光基板1341与透光基板1321之间，而吸光层1343配置在透光基板1341面向盖板125的表面S1341C上且位于盖板125与透光基板1341之间。

应当说明的是，各准直元件中的透光基板的数量、吸光层的数量、透光基板与吸光层的相对配置关系及吸光层的形成方法可根据需求改变，而不以图1A至图1C所显示的为限。在本实施例中，透光基板1341的表面S1341S上形成有多个凹陷C，且吸光层1342配置在透光基板1341的多个凹陷C中，使得吸光层1342的外表面T1342与表面S1341S未形成有多个凹陷C的部分齐平。形成吸光层1342的方法可包括以下步骤。首先，在透光基板1341的表面S1341S上形成多个凹陷C。其次，在多个凹陷C中形成吸光材料。然后，固化吸光材料以形成吸光层1342。在一个实施例中，透光基板1341及其多个凹陷C可以利用模铸成型，从而可省略形成多个凹陷C的步骤。

在各准直元件中，透光基板（如透光基板1321及透光基板1341）提供吸光层（如吸光层1322、吸光层1342以及吸光层1343）的承载面，透光基板可以是玻璃基板、塑胶基板或透明光阻。吸光层用于吸收光束B1被待测物10反射的部分中的大角度光束（如光束B12），以达到将光束准直化的效果。吸光层具有高吸收率以及低反射率，以降低传递至吸光层的光束被吸光层反射的比例以及光束被吸光层反射的次数，进而有效降低大角度光束被感测器110接收到的比例。所述低反射率是指反射率在可见光波段及红外光波段低于10%。举例来说，吸光层可以是低反射率的油墨，但不以此为限。

此外，为了使光束B1被待测物10反射的部分（如光束B11）能够被感测器110接收，吸光层包括多个透光开口O。多个透光开口O暴露出感测器110的多个感测区R。具体地，吸光层1322、吸光层1342以及吸光层1343的多个透光开口O对应感测器110的多个感测区R设置。

在相互堆栈的多个准直元件中的多个吸光层的设计下，大角度的光束（如光束B12）在多个吸光层之间经由多次反射而被吸光层吸收，进而有效改善串扰问题，使取像装置100具有良好的识别能力。

在一个实施例中，可借由透光开口O的错位设计（即多个吸光层的多个透光开口O之间不完全对齐），来缩减每一感测区R所对应到的有效透光开口（即吸光层1322的透光开口O、吸光层1342的透光开口O以及吸光层1343的透光开口O的交集区域），使准直效果进一步提升。

在另一个实施例中，如图1B及图1C所示，可借由控制透光开口O的间距S、透光开口 O的宽度W、第一准直元件132的透光基板厚度T1以及第二准直元件134的透光基板厚度T2，以进一步提升取像装置100的识别能力。具体地，取像装置100可满足：，以具有良好的识别能力。在又一个实施例中，取像装置100如果满足的设计，可进一步降低大角度光束被感测器110接收的比例，使信噪比有效提升，而有助于后端识别信号与噪声，进而提升识别的成功率。在又一个实施例中，取像装置100如果满足，信噪比可趋近于0。此处，准直元件的透光基板厚度是指所述准直元件中所有的透光基板的厚度总合。在本实施例中，第一准直元件132只包括一个透光基板（即透光基板1321），且第二准直元件134只包括一个透光基板（即透光基板1341）。因此，第一准直元件132的透光基板厚度T1即透光基板1321的厚度，而第二准直元件134的透光基板厚度T2即透光基板1341的厚度。另外应该说明的是，虽然图 1B示出透光开口O的形状为圆形，且透光开口O的宽度W为透光开口O的直径，但不以此为限。在另一个实施例中，透光开口O的形状可为四边形或其他多边形，而透光开口O的宽度W定义为所述四边形或其他多边形的边长。

图2至图5分别是根据本发明的第二实施例至第五实施例的取像装置的剖面示意图，其中相同的元件以相同的标号表示，在下文不再重述。

请参照图2，本发明的第二实施例的取像装置200与图1A至图1C的取像装置100的主要差异如下所述。在取像装置200中，有机发光二极管显示面板220未设置图1A中的反光层126，以增加感测器110的多个感测区R的入光量。

在本实施例中，发光层1232所提供的光束的一部分用于生物特征识别。然而，在一个实施例中，取像装置200也可进一步包括非可见光光源（未示出）来进行生物特征识别。非可见光光源可以是红外光光源，但不以此为限。此外，可借由透光开口O的错位设计或借由控制透光开口O的间距、透光开口O的宽度、第一准直元件132的透光基板厚度以及第二准直元件134的透光基板厚度，以进一步提升取像装置200的识别能力。

请参照图3，本发明的第三实施例的取像装置300与图1A至图1C的取像装置100的主要差异如下所述。在取像装置300中，有机发光二极管显示面板320的反光层326包括多个开孔326A。多个开孔326A暴露出感测器110的多个感测区R，而有助于增加感测器110的多个感测区R的入光量。

在本实施例中，发光层1232所提供的光束的一部分用于生物特征识别。然而，在一个实施例中，取像装置300也可进一步包括非可见光光源（未示出）来进行生物特征识别。非可见光光源可以是红外光光源，但不以此为限。此外，可借由透光开口O的错位设计或借由控制透光开口O的间距、透光开口O的宽度、第一准直元件132的透光基板厚度以及第二准直元件134的透光基板厚度，以进一步提升取像装置300的识别能力。

请参照图4，本发明的第四实施例的取像装置400与图1A至图1C的取像装置100的主要差异如下所述。在取像装置400中，有机发光二极管显示面板420包括多个钻孔H。多个钻孔H分别位于有机发光二极管显示面板420的多个像素区中（图4仅示意性显示出一个像素区中的一个钻孔H）。多个钻孔H分别贯穿保护层124、显示元件阵列层123、平坦层122、主动元件阵列层121以及反光层126，以暴露出感测器110的多个感测区R（每个像素区中的钻孔H暴露出对应的一个感测区R）。在本发明另一个可行的实施例中，多个钻孔H也可以同时贯穿盖板125、保护层124、显示元件阵列层123、平坦层122、主动元件阵列层121以及反光层126，以暴露出感测器110的多个感测区R（每个像素区中的钻孔H暴露出对应的一个感测区R）。

在本实施例中，发光层1232所提供的光束的一部分用于生物特征识别。然而，在一个实施例中，取像装置400也可进一步包括非可见光光源（未示出）来进行生物特征识别。非可见光光源可以是红外光光源，但不以此为限。此外，可借由透光开口O的错位设计或借由控制透光开口O的间距、透光开口O的宽度、第一准直元件132的透光基板厚度以及第二准直元件134的透光基板厚度，以进一步提升取像装置400的识别能力。

请参照图5，本发明的第五实施例的取像装置500与图1A至图1C的取像装置100的主要差异如下所述。在取像装置500中，取像装置500进一步包括光源510以及带通滤光层520。带通滤光层520配置在有机发光二极管显示面板120与感测器110之间，其中光源510的发光频谱落在带通滤光层520的穿透频谱内。

具体地，光源510的发光频谱可为非可见光光源，使得光源510所提供的非可见光可与发光层1232所提供的可见光区隔。光源510例如为红外光光源，但不以此为限。

带通滤光层520可配置在有机发光二极管显示面板120与准直器130之间或配置在准直器130与感测器110之间。带通滤光层520适用于让来自光源510的光束通过且过滤其他光束，以避免环境光束或来自发光层1232的光束传递至感测器110所造成的干扰，进而提升电子装置500的识别能力。举例来说，带通滤光层520可为红外带通滤光层，该带通滤光层让波长为800 nm至900 nm的光束通过，且过滤波长为800 nm至900 nm以外的光束。对应地，光源510选用波长落在800 nm至900 nm的范围内的红外光源。在其他实施例中，带通滤光层520可选用让波长为840 nm至860 nm的光束或波长为890 nm至990 nm的光束通过的带通滤光层，且光源510选用波长落在840 nm至860 nm或890 nm至990 nm的范围内的红外光源，但不以此为限。

在一个实施例中，可借由透光开口O的错位设计或借由控制透光开口O的间距、透光开口O的宽度、第一准直元件132的透光基板厚度以及第二准直元件134的透光基板厚度，以进一步提升取像装置500的识别能力。

综上所述，在本发明实施例的取像装置中，借由相互堆栈的多个准直元件中的多个吸光层把在多个吸光层之间散乱地反射的光束吸收，进而有效改善串扰问题，使取像装置具有良好的识别能力。在一个实施例中，可借由透光开口的错位设计或借由控制透光开口的间距、透光开口的宽度以及不同准直元件的透光基板厚度，以进一步提升取像装置的识别能力。此外，取像装置可进一步包括非可见光光源以及带通滤光层，以进一步提升取像装置的识别能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种取像装置，其特征在于，所述取像装置包括：

感测器；

有机发光二极管显示面板，所述有机发光二极管显示面板配置在所述感测器的取像侧上；以及

准直器，所述准直器配置在所述有机发光二极管显示面板与所述感测器之间，且所述准直器包括彼此重叠的多个准直元件，其中所述多个准直元件的每一个包括透光基板以及配置在所述透光基板上的吸光层，所述吸光层包括多个透光开口，且所述多个透光开口暴露出所述感测器的多个感测区。

2.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述有机发光二极管显示面板包括主动元件阵列层、平坦层、显示元件阵列层、保护层以及盖板，所述平坦层配置在所述主动元件阵列层上且包括贯孔，所述贯孔暴露出所述主动元件阵列层的部分，所述显示元件阵列层包括阳极、发光层以及阴极，所述阳极配置在所述平坦层上且延伸进所述贯孔中，以接触所述主动元件阵列层的所述部分，所述发光层配置在所述阳极上，所述阴极配置在所述发光层上，所述保护层配置在所述阴极上，所述盖板配置在所述保护层上。

3.根据权利要求2所述的取像装置，其特征在于，所述有机发光二极管显示面板包括反光层，所述反光层配置在所述主动元件阵列层与所述准直器之间。

4.根据权利要求3所述的取像装置，其特征在于，所述反光层包括多个开孔，所述多个开孔暴露出所述感测器的所述多个感测区。

5.根据权利要求3所述的取像装置，其特征在于，所述有机发光二极管显示面板包括多个钻孔，所述多个钻孔分别贯穿所述保护层、所述显示元件阵列层、所述平坦层、所述主动元件阵列层以及所述反光层，以暴露出所述感测器的所述多个感测区。

6.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述透光基板的表面上形成有多个凹陷，且所述吸光层配置在所述透光基板的所述多个凹陷中。

7.根据权利要求1至6的任一项所述的取像装置，其特征在于，所述多个透光开口的间距为S，所述多个透光开口的每一个的宽度为W，且W<S，所述多个准直元件中的第一准直元件的透光基板厚度为T1，所述多个准直元件中的第二准直元件的透光基板厚度为T2，且所述取像装置满足：。

8.根据权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述取像装置满足：

。

9.根据权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述取像装置满足：

。

10.根据权利要求1至6的任一项所述的取像装置，其特征在于，所述取像装置还包括：

光源；以及

带通滤光层，所述带通滤光层配置在所述有机发光二极管显示面板与所述感测器之间，其中所述光源的发光频谱落在所述带通滤光层的穿透频谱内。

11.根据权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述取像装置还包括：

光源；以及

12.根据权利要求8所述的取像装置，其特征在于，所述取像装置还包括：

光源；以及

13.根据权利要求9所述的取像装置，其特征在于，所述取像装置还包括：

光源；以及

14.根据权利要求3所述的取像装置，其特征在于，所述有机发光二极管显示面板包括多个钻孔，所述多个钻孔分别贯穿所述盖板、所述保护层、所述显示元件阵列层、所述平坦层、所述主动元件阵列层以及所述反光层，以暴露出所述感测器的所述多个感测区。