CN111539261A - 一种光感器件及柔性指纹识别传感器 - Google Patents

一种光感器件及柔性指纹识别传感器 Download PDF

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赵云
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Abstract

本发明公开了一种光感器件，包括开关单元和至少两个光感单元，所述至少两个光感单元共同电性连接至所述开关单元。该光感器件可降低在弯折时发生光感单元断裂或断层的概率。本发明还公开了一种柔性指纹识别传感器。

Description

一种光感器件及柔性指纹识别传感器
技术领域
本发明涉及指纹传感技术，尤其涉及一种光感器件及柔性指纹识别传感器。
背景技术
光学指纹识别模组是目前最主流的屏下指纹识别方案。光学指纹识别模组包括光源模块和指纹识别传感器，光源模块用于向按压于屏幕上的手指发射光线，指纹识别传感器用于接收经手指反射回来的光线以获取指纹图像，然后图像处理器对获取的指纹图像进行识别匹配。
随着柔性屏技术的成熟，越来越多的智能终端上开始使用柔性屏，而作为与屏幕搭配使用的光学指纹识别模组也在往柔性方向发展。不同于在玻璃基板上制作功能图案的传统方案，柔性指纹识别模组在柔性基材（如PI、PET等）上制作功能图案并连接IC和FPC等，不仅轻薄而且装配灵活。
如图1所示，现有的指纹识别传感器上具有呈点阵分布的多个光感器件13’，横向的扫描线11’用于从上往下依次打开每行光感器件13’，纵向的信号线12’用于向外输出每个光感器件13’产生的光电信号；每个光感器件13’均包括一个光感单元131’和一个TFT开关132’，TFT开关132’由对应的扫描线11’控制打开或闭合，光感单元131’接收光线形成的光电信号经打开的TFT开关132’向对应的信号线12’输出。为保证光感器件13’有足够快的响应速度，光感单元131’上用于接收光线的光感面积（光感层）必须足够大，但是，柔性器件要求在极曲率半径（如3~10mm）时不发生功能层的断层或走线的断裂，而光感面积越大，则光感单元131’越容易在弯折时由于应力集中而发生断裂或断层，导致器件失效。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种光感器件，可降低在弯折时发生光感单元断裂或断层的概率。
本发明还提供一种柔性指纹识别传感器。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种光感器件，包括开关单元和至少两个光感单元，所述至少两个光感单元共同电性连接至所述开关单元。
进一步地，所述光感单元包括依次层叠的下电极层、光感层和上电极层。
进一步地，所述至少两个光感单元的下电极层相互连接形成一体，再统一连接至所述开关单元输出；或者，所述至少两个光感单元的下电极层分别单独连接至所述开关单元，以分别通过所述开关单元输出。
进一步地，所述至少两个光感单元的上电极层相互连接形成一体，再统一连接至外部电路输出；或者，所述至少两个光感单元的上电极层分别单独连接至外部电路输出。
进一步地，所述开关单元为TFT开关。
进一步地，所述开关单元具有栅极、源极和漏极，
所述TFT开关的栅极电性连接至对应的扫描线，用于接收扫描信号；
所述TFT开关的源极电性连接至对应的信号线，用于输出光电信号；
所述TFT开关的漏极电性连接至对应的光感单元，用于接收光电信号；
当所述栅极从对应的扫描线处接收到扫描信号时，所述TFT开关的源极和漏极之间在内部导通，所述漏极可将从对应的光感单元处接收到的光电信号通过所述源极向外输出。
一种柔性指纹识别传感器，包括柔性基材和制作于所述柔性基材上的横向设置的多条扫描线和纵向设置的多条信号线，所述多条扫描线和多条信号线之间相绝缘且在空间上交错；以及呈点阵分布于空间交错的多条扫描线和多条信号线之间的多个光感器件，所述多个光感器件中至少一个为上述的光感器件。
进一步地，同一行的所有光感器件通过其开关元件电性连接于对应的一扫描线，以同时从对应的扫描线处接收扫描信号而打开。
进一步地，同一列的所有光感器件通过其开关元件电性连接于同一信号线，以通过同一信号线向外输出光电信号。
本发明具有如下有益效果：该光感器件将现有技术中的单个光感单元进行分割，形成至少两个光感单元，相邻光感单元之间的隔离间隙未被光感材料覆盖，可避免弯折应力过于集中而导致所述光感单元发生断裂或断层。
附图说明
图1为现有的指纹识别传感器的示意图；
图2为图1所示的指纹识别传感器中光感器件的示意图；
图3为本发明提供的柔性指纹识别传感器的示意图；
图4为图3所示的柔性指纹识别传感器中光感器件的示意图；
图5为图3所示的柔性指纹识别传感器中另一光感器件的示意图；
图6为图3所示的柔性指纹识别传感器中开关单元的剖视图；
图7为图3所示的柔性指纹识别传感器中光感单元的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
如图4和5所示，一种光感器件13，包括开关单元132和至少两个光感单元131，所述至少两个光感单元131共同电性连接至所述开关单元132。
该光感器件13将现有技术中的单个光感单元131进行分割，形成至少两个光感单元131，相邻光感单元131之间的隔离间隙未被光感材料覆盖，可避免弯折应力过于集中而导致所述光感单元131发生断裂或断层。
本实施例中，一个光感器件13中包括有四个光感单元131，四个光感单元131之间呈点矩方式共面排列，在具体实现时，各个光感单元131之间的排列方式并不局限于此，各个光感单元131之间的排列方式也可呈一字形或L形等方式共面排列。
如图7所示，所述光感单元131包括依次层叠的下电极层1311、光感层1312和上电极层1313。所述下电极层1311优选采用如Mo、Al、Cr、Ti、Ag、Ni等低功函数金属制作；所述上电极层1313优选采用如ITO、IZO、AZO等高功函数透明导电氧化物（TCO）制作，作为进光面，可见光的透光率大于85%；所述光感层1312可以是有机材料结构，如常用的聚3-己基噻吩(P3HT)／富勒烯衍生物 (PC61BM)、F8T2/PC61BM等异质结对，也可以是无机硅基结构，比如PIN二极管（p-Si、i-Si、n-Si）。
在一具体实施方式中，如图4所示，该光感器件13中的至少两个光感单元131的下电极层1311可相互连接形成一体后，再统一连接至所述开关单元132上，以分别通过所述开关单元132输出，而所述至少两个光感单元131的上电极层1313也可相互连接形成一体后，再统一连接至外部电路（比如公共电极等，图中未示出）输出。
在另一具体实施方式中，如图5所示，该光感器件13中的至少两个光感单元131的下电极层1311可分别单独连接至所述开关单元132，以分别通过所述开关单元132输出，而所述至少两个光感单元131的上电极层1313也可分别单独连接至外部电路（比如公共电极等，图中未示出）输出。
也就是说，在同一光感器件13中的至少两个光感单元131之间，除了各自的光感层1312之间必须相断开形成隔离间隙以减小弯曲应力之外，各自的下电极层1311之间以及各自的上电极层1313之间既可相断开，也可相连接形成一体。
所述上电极层1313和下电极层1311之间在所述光感层1312之外可相错开进行走线，也可通过绝缘层相隔开，或者采用上下基材分别走线。
所述开关单元132优选但不限于为TFT开关，如图6所示，具有栅极1321、源极1324和漏极1325，在常规状态下，所述TFT开关的源极1324和漏极1325之间在内部断开。所述TFT开关的栅极1321电性连接至对应的扫描线11，用于接收扫描信号；所述TFT开关的源极1324电性连接至对应的信号线12，用于输出光电信号；所述TFT开关的漏极1325电性连接至对应的光感单元131，用于接收光电信号；当所述栅极1321从对应的扫描线11处接收到扫描信号时，所述TFT开关的源极1324和漏极1325之间在内部导通，所述漏极1325可将从对应的光感单元131处接收到的光电信号通过所述源极1324向外输出。
所述开关单元132包括依次层叠的栅层、栅绝缘层1322、半导体硅岛1323和源漏层，所述栅层包括栅极1321和栅线，所述栅极1321通过对应的栅线电性连接至对应的扫描线11，所述源漏层包括分别设于所述半导体硅岛1323两端上的源极1324和漏极1325，所述栅极1321位于所述源极1324和漏极1325下方。
实施例二
如图3和4所示，一种柔性指纹识别传感器，包括柔性基材和制作于所述柔性基材上的横向设置的多条扫描线11和纵向设置的多条信号线12，所述多条扫描线11和多条信号线12之间相绝缘且在空间上交错；以及呈点阵分布于空间交错的多条扫描线11和多条信号线12之间的多个光感器件13，所述多个光感器件13中至少一个为实施例一所述的光感器件13。
同一行的所有光感器件13通过其开关元件电性连接于对应的一扫描线11，以同时从对应的扫描线11处接收扫描信号而打开；同一列的所有光感器件13通过其开关元件电性连接于同一信号线12，以通过同一信号线12向外输出光电信号。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光感器件，其特征在于，包括开关单元和至少两个光感单元，所述至少两个光感单元共同电性连接至所述开关单元。
2.根据权利要求1所述的光感器件，其特征在于，所述光感单元包括依次层叠的下电极层、光感层和上电极层。
3.根据权利要求2所述的光感器件，其特征在于，所述至少两个光感单元的下电极层相互连接形成一体，再统一连接至所述开关单元输出；或者，所述至少两个光感单元的下电极层分别单独连接至所述开关单元，以分别通过所述开关单元输出。
4.根据权利要求2或3所述的光感器件，其特征在于，所述至少两个光感单元的上电极层相互连接形成一体，再统一连接至外部电路输出；或者，所述至少两个光感单元的上电极层分别单独连接至外部电路输出。
5.根据权利要求1所述的光感器件，其特征在于，所述开关单元为TFT开关。
6.根据权利要求5所述的光感器件，其特征在于，所述开关单元具有栅极、源极和漏极，
所述TFT开关的栅极电性连接至对应的扫描线，用于接收扫描信号；
所述TFT开关的源极电性连接至对应的信号线，用于输出光电信号；
所述TFT开关的漏极电性连接至对应的光感单元，用于接收光电信号；
当所述栅极从对应的扫描线处接收到扫描信号时，所述TFT开关的源极和漏极之间在内部导通，所述漏极可将从对应的光感单元处接收到的光电信号通过所述源极向外输出。
7.一种柔性指纹识别传感器，其特征在于，包括柔性基材和制作于所述柔性基材上的横向设置的多条扫描线和纵向设置的多条信号线，所述多条扫描线和多条信号线之间相绝缘且在空间上交错；以及呈点阵分布于空间交错的多条扫描线和多条信号线之间的多个光感器件，所述多个光感器件中至少一个为权利要求1-6中任一所述的光感器件。
8.根据权利要求7所述的柔性指纹识别传感器，其特征在于，同一行的所有光感器件通过其开关元件电性连接于对应的一扫描线，以同时从对应的扫描线处接收扫描信号而打开。
9.根据权利要求7或8所述的柔性指纹识别传感器，其特征在于，同一列的所有光感器件通过其开关元件电性连接于同一信号线，以通过同一信号线向外输出光电信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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