CN111339915B - 指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置，属于指纹识别技术领域。指纹识别基板包括：衬底基板；设置在所述衬底基板上的至少一个点光源，用于发出信号光；设置在所述衬底基板背向所述点光源一侧的至少一个感光单元，用于接收被手指反射的所述信号光以识别指纹；每一所述感光单元包括相互独立的第一感光传感器和第二感光传感器，所述第二感光传感器朝向所述点光源的一侧设置有滤光结构，所述滤光结构仅允许第一方向的光通过，所述第一方向与所述衬底基板垂直。本发明的技术方案能够提高指纹识别的精度。

Description

指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别是指一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置。

背景技术

当前移动消费中，电子指纹识别成为移动终端必不可少的一部分，指纹识别的点光源技术中，点亮一个点光源后，在感光传感器形成的图像包括两个区域，一个区域为非成像区域，此区域内指纹不成像，另一部分为成像区域，指纹可在此区域成像。想要得到完整的指纹图像，需要将非成像区填充，利用两个点光源来实现互补成像，进行图像的互补进而实现指纹成像，但是由于两个点光源部分成像区域互相重叠，需要分时进行点亮，而由于光学传感器存在残影问题(lag)，在第一个点光源点亮时，由于第一个点光源发出的光线直接照射到了感光传感器，在第二个点光源点亮时，会在光学传感器的成像区域残留很强的lag，影响成像效果，进而影响指纹识别的精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置，能够保证指纹识别的成像效果，提高指纹识别的精度。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种指纹识别基板，包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的至少一个点光源，用于发出信号光；

设置在所述衬底基板背向所述点光源一侧的至少一个感光单元，用于接收被手指反射的所述信号光以识别指纹；

每一所述感光单元包括相互独立的第一感光传感器和第二感光传感器，所述第二感光传感器朝向所述点光源的一侧设置有滤光结构，所述滤光结构仅允许第一方向的光通过，所述第一方向与所述衬底基板垂直。

可选的，所述第一感光传感器的感光面积大于所述第二感光传感器的感光面积。

可选的，所述感光单元与所述点光源一一对应。

可选的，所述第一感光传感器和所述第二感光传感器为光电二极管，所述光电二极管包括阳极、阴极以及在阳极与阴极之间的本征层，所述第一感光传感器的阳极与所述第二感光传感器的阳极相互独立，所述第一感光传感器的本征层与所述第二感光传感器的本征层为一体结构。

可选的，所述指纹识别基板为OLED显示基板，所述点光源为所述OLED显示基板的像素。

可选的，所述OLED显示基板的出光侧设置有1/4波片和线偏光片，所述滤光结构包括层叠设置的1/4波片和线偏光片。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的指纹识别基板。

本发明实施例还提供了一种指纹识别方法，应用于如上所述的指纹识别基板，所述方法包括：

当触控发生时，依次点亮第一点光源和第二点光源；

在所述第二点光源点亮时，获取第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号，所述第一感光单元位于所述第一点光源的非成像区域，位于所述第二点光源的成像区域；

根据第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号与第一感光传感器的残留电信号之间的映射关系确定所述第一感光传感器的残留电信号；

获取所述第一感光传感器的检测电信号，根据所述第一感光传感器的残留电信号和所述检测电信号确定所述第一感光传感器的指纹电信号；

根据所述第一感光传感器的指纹电信号进行指纹识别。

可选的，所述方法还包括：

获取每一感光单元内，第二感光传感器的残留电信号与第一感光传感器的残留电信号之间的映射关系。

可选的，获取所述映射关系包括：

步骤a、点亮一点光源，熄灭所述点光源；

步骤b、测量第二感光单元的第一感光传感器的第一残留电信号，所述第二感光单元位于所述点光源的非成像区域；

步骤c、测量所述第二感光单元的第二感光传感器的第二残留电信号；

步骤d、根据所述第一残留电信号和所述第二残留电信号确定所述第二感光单元的所述映射关系；

重复上述步骤a-d，直至获取所述指纹识别基板的所有感光单元的所述映射关系。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，每一感光单元包括相互独立的第一感光传感器和第二感光传感器，第二感光传感器朝向点光源的一侧设置有滤光结构，滤光结构仅允许第一方向的光通过，第一方向与衬底基板垂直。当触控发生时，依次点亮第一点光源和第二点光源，第一点光源对应的非成像区域覆盖第二点光源对应的成像区域；在第二点光源点亮时，可以获取第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号，第一感光单元位于第一点光源的非成像区域，位于第二点光源的成像区域，由于第一感光单元内第二感光传感器朝向点光源的一侧设置有滤光结构，滤光结构仅允许第一方向的光通过，因此，在第二点光源点亮时，第二点光源发出的光线以及被指纹反射的光线不能照射到第二感光传感器上，第二感光传感器上的电信号是第一点光源点亮时照射到第二感光传感器上产生的电信号的残留，这样对第二感光传感器进行电信号检测，可以获得第二感光传感器的残留电信号，根据第二感光传感器的残留电信号可以推断出第一感光传感器的残留电信号。对第一感光传感器进行电信号检测，第一感光传感器的电信号由残留电信号和指纹电信号组成，这样根据第一感光传感器的残留电信号和检测得到的第一感光传感器的电信号可以确定第一感光传感器的指纹电信号，进而根据第一感光传感器的指纹电信号进行指纹识别。通过本发明的技术方案能够保证指纹识别的成像效果，提高指纹识别的精度。

附图说明

图1和图2为利用点光源进行指纹成像的示意图；

图3为本发明实施例指纹识别基板的电路结构原理图；

图4为本发明实施例指纹识别基板的截面示意图；

图5为本发明实施例指纹识别方法的流程示意图。

附图标记

1 非成像区域

2 成像区域

3 第一光电传感器

4 第二光电传感器

5 感光单元

6 封装盖板

7、13 线偏光片

8、12 1/4波片

9 封装薄膜

10 像素

11 衬底基板

14 第一方向的光线

15 被指纹反射的光线

16 指纹

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

指纹识别的点光源技术中，点亮一个点光源后，如图1所示，在感光传感器形成的图像包括两个区域，一个区域为非成像区域1，此区域内指纹不成像，另一部分为成像区域2，指纹可在此区域成像。想要得到完整的指纹图像，需要将非成像区域填充，如图2所示，利用两个点光源来实现互补成像，进行图像的互补进而实现指纹成像。但是由于两个点光源部分成像区域互相重叠，需要分时进行点亮，依次点亮两个相邻的点光源，在第一个点光源点亮时，第一个点光源发出的光线将直接照射到位于第一点光源正下方的感光传感器，在该光学传感器的非成像区域上产生较大的电信号；在第二个点光源点亮时，之前的非成像区域转变为成像区域，之前非成像区域上产生的较大的电信号将会在成像区域残留很强的lag，影响成像效果，进而影响指纹识别的精度。

本发明的实施例提供一种指纹识别基板及指纹识别方法、显示装置，能够保证指纹识别的成像效果，提高指纹识别的精度。

本发明实施例提供了提供一种指纹识别基板，包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的至少一个点光源，用于发出信号光；

设置在所述衬底基板背向所述点光源一侧的至少一个感光单元，用于接收被手指反射的所述信号光以识别指纹；

如图3所示，每一所述感光单元5包括相互独立的第一感光传感器3和第二感光传感器4，所述第二感光传感器朝向所述点光源的一侧设置有滤光结构，所述滤光结构仅允许第一方向的光通过，所述第一方向与所述衬底基板垂直。

本实施例中，每一感光单元包括相互独立的第一感光传感器和第二感光传感器，第二感光传感器朝向点光源的一侧设置有滤光结构，滤光结构仅允许第一方向的光通过，第一方向与衬底基板垂直。当触控发生时，依次点亮第一点光源和第二点光源，第一点光源对应的非成像区域覆盖第二点光源对应的成像区域；在第二点光源点亮时，可以获取第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号，第一感光单元位于第一点光源的非成像区域，位于第二点光源的成像区域，由于第一感光单元内第二感光传感器朝向点光源的一侧设置有滤光结构，滤光结构仅允许第一方向的光通过，因此，在第二点光源点亮时，第二点光源发出的光线以及被指纹反射的光线不能照射到第二感光传感器上，第二感光传感器上的电信号是第一点光源点亮时照射到第二感光传感器上产生的电信号的残留，这样对第二感光传感器进行电信号检测，可以获得第二感光传感器的残留电信号，根据第二感光传感器的残留电信号可以推断出第一感光传感器的残留电信号。对第一感光传感器进行电信号检测，第一感光传感器的电信号由残留电信号和指纹电信号组成，这样根据第一感光传感器的残留电信号和检测得到的第一感光传感器的电信号可以确定第一感光传感器的指纹电信号，进而根据第一感光传感器的指纹电信号进行指纹识别。通过本发明的技术方案能够保证指纹识别的成像效果，提高指纹识别的精度。

本实施例中，第一感光传感器是用于指纹成像，第二感光传感器是负责接收在第一次点亮点光源时点光源的直射光，进而形成lag，并在第二次点亮点光源时进行lag残留的推算，所以第二感光传感器的面积不用设置的过大，所述第一感光传感器的感光面积可以大于所述第二感光传感器的感光面积。

其中，所述感光单元可以与所述点光源一一对应，也可以是多个感光单元对应一个点光源。

一具体示例中，如图3所示，所述第一感光传感器和所述第二感光传感器可以为光电二极管，所述光电二极管包括阳极、阴极以及在阳极与阴极之间的本征层，所述第一感光传感器的阳极与所述第二感光传感器的阳极相互独立，所述第一感光传感器的本征层与所述第二感光传感器的本征层为一体结构，这样可以尽可能增大感光单元的感光面积。

一具体示例中，所述指纹识别基板可以为OLED显示基板，所述点光源为所述OLED显示基板的像素。如图4所示，指纹识别基板包括：

衬底基板11；

位于衬底基板11上的像素10；

覆盖像素10的封装薄膜9；

位于封装薄膜9上的1/4波片8和线偏光片7；

封装盖板6；

位于衬底基板11远离像素10一侧的多个感光单元5，每一感光单元5包括第一感光传感器3和第二感光传感器4；

其中，第二感光传感器4与衬底基板11之间设置有1/4波片12和线偏光片13。

本实施例中，由于所述OLED显示基板的出光侧设置有1/4波片和线偏光片，因此，滤光结构可以采用层叠设置的1/4波片和线偏光片。在指纹识别基板采用其他结构时，滤光结构还可以采用其他结构，比如光栅等，只要能够满足仅允许第一方向的光通过即可。

在发生触摸时，依次点亮相邻的两个点光源，在点亮第一个点光源时，第一点光源发出的第一方向的光线14直接射到该点光源正下方的第一感光单元上，第一感光单元包括感光传感器3和第二感光传感器4，第一感光单元位于第一个点光源的非成像区域，第一感光单元上的电信号对成像数据并无影响，但第一个点光源发出的光线也会使得第一感光单元的第一感光传感器3和第二感光传感器4产生电信号；在点亮第二个点光源时，第一感光单元位于第二个点光源的成像区域，其中，第二个点光源发出的光线经过1/4波片8和线偏光片7后，变成了圆偏光，圆偏光被指纹16反射后，照射到第一感光单元上，由于第二感光传感器4的上方设置有1/4波片12和线偏光片13，因此会阻挡这部分圆偏光，这部分圆偏光只会照射到第一感光单元的第一感光传感器3上。这时候(第一个点光源熄灭，第二个点光源点亮)，第一感光单元的第二感光传感器4上的电信号为点亮第一个点光源时产生的残留电信号；而第一感光单元的第一感光传感器3上的电信号为点亮第一个点光源时产生的残留电信号lag+点亮第二个点光源时产生的指纹电信号signal。可以预先获取第一感光传感器3的残留电信号与同一感光单元内第二感光传感器4的残留电信号之间的映射关系，根据该映射关系由第二感光传感器4的残留电信号推算出第一感光传感器3的残留电信号，进而可以得到第一感光传感器3在点亮第二个点光源时产生的指纹电信号signal，这样就消除了lag对成像的影响。

可以在指纹识别基板出厂时获取上述映射关系，具体地，可以将指纹识别基板调整为点光源发射，点亮一个点光源，然后熄灭，记录位于该点光源的非成像区域的感光单元的第一感光传感器3和第二感光传感器4的残留电信号，得到该感光单元的该映射关系；遍历所有点光源和所有感光单元，得到所有感光单元的该映射关系。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的指纹识别基板。该显示装置包括但不限于：射频单元、网络模块、音频输出单元、输入单元、传感器、显示单元、用户输入单元、接口单元、存储器、处理器、以及电源等部件。本领域技术人员可以理解，上述显示装置的结构并不构成对显示装置的限定，显示装置可以包括上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，显示装置包括但不限于显示器、手机、平板电脑、电视机、可穿戴电子设备、导航显示设备等。

所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。

本发明实施例还提供了一种指纹识别方法，应用于如上所述的指纹识别基板，如图5所示，所述方法包括：

步骤101：当触控发生时，依次点亮第一点光源和第二点光源；

步骤102：在所述第二点光源点亮时，获取第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号，所述第一感光单元位于所述第一点光源的非成像区域，位于所述第二点光源的成像区域；

步骤103：根据第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号与第一感光传感器的残留电信号之间的映射关系确定所述第一感光传感器的残留电信号；

步骤104：获取所述第一感光传感器的检测电信号，根据所述第一感光传感器的残留电信号和所述检测电信号确定所述第一感光传感器的指纹电信号；

步骤105：根据所述第一感光传感器的指纹电信号进行指纹识别。

本实施例中，每一感光单元包括相互独立的第一感光传感器和第二感光传感器，第二感光传感器朝向点光源的一侧设置有滤光结构，滤光结构仅允许第一方向的光通过，第一方向与衬底基板垂直。当触控发生时，依次点亮第一点光源和第二点光源，第一点光源对应的非成像区域覆盖第二点光源对应的成像区域；在第二点光源点亮时，可以获取第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号，第一感光单元位于第一点光源的非成像区域，位于第二点光源的成像区域，由于第一感光单元内第二感光传感器朝向点光源的一侧设置有滤光结构，滤光结构仅允许第一方向的光通过，因此，在第二点光源点亮时，第二点光源发出的光线以及被指纹反射的光线不能照射到第二感光传感器上，第二感光传感器上的电信号是第一点光源点亮时照射到第二感光传感器上产生的电信号的残留，这样对第二感光传感器进行电信号检测，可以获得第二感光传感器的残留电信号，根据第二感光传感器的残留电信号可以推断出第一感光传感器的残留电信号。对第一感光传感器进行电信号检测，第一感光传感器的电信号由残留电信号和指纹电信号组成，这样根据第一感光传感器的残留电信号和检测得到的第一感光传感器的电信号可以确定第一感光传感器的指纹电信号，进而根据第一感光传感器的指纹电信号进行指纹识别。通过本发明的技术方案能够保证指纹识别的成像效果，提高指纹识别的精度。

一具体示例中，所述指纹识别基板可以为OLED显示基板，所述点光源为所述OLED显示基板的像素。如图4所示，指纹识别基板包括：

衬底基板11；

位于衬底基板11上的像素10；

覆盖像素10的封装薄膜9；

位于封装薄膜9上的1/4波片8和线偏光片7；

封装盖板6；

位于衬底基板11远离像素10一侧的多个感光单元5，每一感光单元5包括第一感光传感器3和第二感光传感器4；

其中，第二感光传感器4与衬底基板11之间设置有1/4波片12和线偏光片13。

在发生触摸时，依次点亮相邻的两个点光源，在点亮第一个点光源时，第一点光源发出的第一方向的光线14直接射到该点光源正下方的第一感光单元上，第一感光单元包括感光传感器3和第二感光传感器4，第一感光单元位于第一个点光源的非成像区域，第一感光单元上的电信号对成像数据并无影响，但第一个点光源发出的光线也会使得第一感光单元的第一感光传感器3和第二感光传感器4产生电信号；在点亮第二个点光源时，第一感光单元位于第二个点光源的成像区域，其中，第二个点光源发出的光线经过1/4波片8和线偏光片7后，变成了圆偏光，圆偏光被指纹16反射后，照射到第一感光单元上，由于第二感光传感器4的上方设置有1/4波片12和线偏光片13，因此会阻挡这部分圆偏光，这部分圆偏光只会照射到第一感光单元的第一感光传感器3上。这时候(第一个点光源熄灭，第二个点光源点亮)，第一感光单元的第二感光传感器4上的电信号为点亮第一个点光源时产生的残留电信号；而第一感光单元的第一感光传感器3上的电信号为点亮第一个点光源时产生的残留电信号lag+点亮第二个点光源时产生的指纹电信号signal。可以预先获取第一感光传感器3的残留电信号与同一感光单元内第二感光传感器4的残留电信号之间的映射关系，根据该映射关系由第二感光传感器4的残留电信号推算出第一感光传感器3的残留电信号，进而可以得到第一感光传感器3在点亮第二个点光源时产生的指纹电信号signal，这样就消除了lag对成像的影响。

本实施例的指纹识别方法还包括：

获取每一感光单元内，第二感光传感器的残留电信号与第一感光传感器的残留电信号之间的映射关系。

具体地，获取所述映射关系可以包括：

步骤a、点亮一点光源，熄灭所述点光源；

步骤b、测量第二感光单元的第一感光传感器的第一残留电信号，所述第二感光单元位于所述点光源的非成像区域；

步骤c、测量所述第二感光单元的第二感光传感器的第二残留电信号；

步骤d、根据所述第一残留电信号和所述第二残留电信号确定所述第二感光单元的所述映射关系；

重复上述步骤a-d，直至获取所述指纹识别基板的所有感光单元的所述映射关系。

在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，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，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别基板，其特征在于，包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的至少一个点光源，用于发出信号光，所述至少一个点光源包括第一点光源和第二点光源，当触控发生时，所述第一点光源和所述第二点光源依次点亮，第一点光源对应的非成像区域覆盖第二点光源对应的成像区域；

设置在所述衬底基板背向所述点光源一侧的至少一个感光单元，用于接收被手指反射的所述信号光以识别指纹；

每一所述感光单元包括相互独立的第一感光传感器和第二感光传感器，所述第二感光传感器朝向所述点光源的一侧设置有滤光结构，所述滤光结构仅允许第一方向的光通过，所述第一方向与所述衬底基板垂直；

所述感光单元位于所述第一点光源的非成像区域，位于所述第二点光源的成像区域。

2.根据权利要求1所述的指纹识别基板，其特征在于，

所述第一感光传感器的感光面积大于所述第二感光传感器的感光面积。

3.根据权利要求1所述的指纹识别基板，其特征在于，所述感光单元与所述点光源一一对应。

4.根据权利要求1所述的指纹识别基板，其特征在于，所述第一感光传感器和所述第二感光传感器为光电二极管，所述光电二极管包括阳极、阴极以及在阳极与阴极之间的本征层，所述第一感光传感器的阳极与所述第二感光传感器的阳极相互独立，所述第一感光传感器的本征层与所述第二感光传感器的本征层为一体结构。

5.根据权利要求1所述的指纹识别基板，其特征在于，所述指纹识别基板为OLED显示基板，所述点光源为所述OLED显示基板的像素。

6.根据权利要求5所述的指纹识别基板，其特征在于，所述OLED显示基板的出光侧设置有1/4波片和线偏光片，所述滤光结构包括层叠设置的1/4波片和线偏光片。

7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的指纹识别基板。

8.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的指纹识别基板，所述方法包括：

当触控发生时，依次点亮第一点光源和第二点光源；

在所述第二点光源点亮时，获取第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号，所述第一感光单元位于所述第一点光源的非成像区域，位于所述第二点光源的成像区域；

根据第一感光单元内第二感光传感器的残留电信号与第一感光传感器的残留电信号之间的映射关系确定所述第一感光传感器的残留电信号；

获取所述第一感光传感器的检测电信号，根据所述第一感光传感器的残留电信号和所述检测电信号确定所述第一感光传感器的指纹电信号；

根据所述第一感光传感器的指纹电信号进行指纹识别。

9.根据权利要求8所述的指纹识别方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取每一感光单元内，第二感光传感器的残留电信号与第一感光传感器的残留电信号之间的映射关系。

10.根据权利要求9所述的指纹识别方法，其特征在于，获取所述映射关系包括：

步骤a、点亮一点光源，熄灭所述点光源；

步骤b、测量第二感光单元的第一感光传感器的第一残留电信号，所述第二感光单元位于所述点光源的非成像区域；

步骤c、测量所述第二感光单元的第二感光传感器的第二残留电信号；

步骤d、根据所述第一残留电信号和所述第二残留电信号确定所述第二感光单元的所述映射关系；

重复上述步骤a-d，直至获取所述指纹识别基板的所有感光单元的所述映射关系。