CN115394802A - 取像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种取像装置，包括取像模块以及显示面板。显示面板设置在取像模块上且包括多个像素。多个像素中的每一个包括第一发光区以及第二发光区。第一发光区发出第一光束。第一光束经由第一发光区以外的区域传递至取像模块。在多个像素中的每一个中，第一发光区的总面积小于第二发光区的总面积。

Description

取像装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种取像装置。

背景技术

目前市面上的有机发光二极管显示面板主要可分为主动式有机发光二极管显示面板以及被动式有机发光二极管显示面板等两大主流。受限于被动式有机发光二极管显示面板的驱动原理，当面板尺寸增加，为使更多的像素维持相同的亮度，被动式有机发光二极管显示面板的驱动电流会大幅增加，从而使得像素寿命缩短，因此被动式有机发光二极管显示面板的尺寸多以中、小型尺寸为主，以便能在顾及产品寿命的同时维持显示质量。然而，被动式有机发光二极管显示面板的应用及其分辨率也因此受限。

发明内容

本发明提供一种取像装置，具有较传统被动式有机发光二极管显示面板高的分辨率。

根据本发明的实施例，取像装置包括取像模块以及显示面板。显示面板设置在取像模块上且包括多个像素。多个像素中的每一个包括第一发光区以及第二发光区。第一发光区发出第一光束。第一光束经由第一发光区以外的区域传递至取像模块。在多个像素中的每一个中，第一发光区的总面积小于第二发光区的总面积。

在根据本发明的实施例中，取像模块包括传感器以及光学系统。光学系统设置在传感器与显示面板之间。

在根据本发明的实施例中，光学系统包括光学镜头或微型透镜矩阵。

在根据本发明的实施例中，第一发光区包括第一上电极、第一发光层以及第一下电极。第一发光层位于第一上电极与第一下电极之间。第一上电极让第一光束通过，且第一下电极遮蔽第一光束。

在根据本发明的实施例中，第一下电极包括不透明的导电电极，或者第一下电极包括透明的导电电极以及遮光层的堆叠层。

在根据本发明的实施例中，第二发光区在第一发光区发出第一光束时不发出光束。

在根据本发明的实施例中，第二发光区在第一发光区发出第一光束时发出第二光束。

在根据本发明的实施例中，第二光束与第一光束具有不同波长，且取像模块包括滤波片。滤波片让第一光束通过且过滤第二光束。

在根据本发明的实施例中，第二发光区包括第二上电极、第二发光层以及第二下电极。第二发光层位于第二上电极与第二下电极之间。第二上电极以及第二下电极皆让第二光束通过，且第二上电极以及第二下电极中的至少一个遮蔽第一光束。

在根据本发明的实施例中，第二光束与第一光束具有相同波长，且第二发光区包括第二上电极、第二发光层以及第二下电极。第二发光层位于第二上电极与第二下电极之间。第二上电极让第一光束以及第二光束通过，且第二下电极遮蔽第一光束以及第二光束。

基于上述，在本发明的实施例中，由于单一像素被分成多个发光区，因此取像装置可具有较传统被动式有机发光二极管显示面板高的分辨率。此外，通过使每一个像素中的第一发光区(如取像发光区)的总面积小于第二发光区(如显示发光区)的总面积，有助于维持取像模块的取像质量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一实施例的一种取像装置的局部剖面示意图；

图2是图1中显示面板的一种局部俯视示意图；

图3及图4分别是图1的取像装置在取像模式以及显示模式下的光路示意图；

图5是图1中显示面板的一种局部剖面示意图；

图6至图8分别是根据本发明的其他实施例的取像装置的局部剖面示意图；

图9A至图9H分别是显示面板的像素的多种俯视示意图；

图10是图1中显示面板的另一种局部俯视示意图。

附图标号说明

1、1A、1B、1C：取像装置；

10、10A：取像模块；

12：显示面板；

100：传感器；

102：光学系统；

120：基板；

B1：第一光束；

B2：第二光束；

BE1：第一下电极；

BE11：不透明的导电电极；

BE12：透明的导电电极；

BE13：遮光层；

BE2：第二下电极；

D1：第一方向；

D2：第二方向；

D3：法线方向；

E1：第一发光区；

E2：第二发光区；

F：手指；

FT：滤波片；

G：间隙；

LE1：第一发光层；

LE2：第二发光层；

P：像素；

S120：内表面；

S120’：外表面；

TE1：第一上电极；

TE2：第二上电极。

具体实施方式

本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。

在附图中，各附图示出的是特定实施例中所使用的方法、结构和/或材料的通常性特征。然而，这些附图不应被解释为界定或限制由这些实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。

在下述实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征在没有冲突的情况下可相互组合，且依本说明书或权利要求所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。

本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名分立(discrete)的元件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限，也并非用以限定元件的制造顺序或设置顺序。此外，一元件/膜层设置在另一元件/膜层上(或上方)可涵盖所述元件/膜层直接设置在所述另一元件/膜层上(或上方)，且两个元件/膜层直接接触的情况；以及所述元件/膜层间接设置在所述另一元件/膜层上(或上方)，且两个元件/膜层之间存在一或多个元件/膜层的情况。

图1是根据本发明的一实施例的一种取像装置的局部剖面示意图。图2是图1中显示面板的一种局部俯视示意图。图3及图4分别是图1的取像装置在取像模式以及显示模式下的光路示意图。图5是图1中显示面板的一种局部剖面示意图。图6至图8分别是根据本发明的其他实施例的取像装置的局部剖面示意图。

图9A至图9H分别是显示面板的像素的多种俯视示意图。图10是图1中显示面板的另一种局部俯视示意图。

在本发明的任一实施例中，取像装置可于环境介质中使用。环境介质可包括空气、水或是其他种类的介质。取像装置可兼具显示功能以及图像撷取功能。详细而言，取像装置可在显示模式以及取像模式之间做切换。当取像装置切换至显示模式时，取像装置可提供显示功能。当取像装置切换至取像模式时，取像装置可提供图像撷取功能。在一些实施例中，当取像装置切换至取像模式时，取像装置还可进一步提供显示功能。

在取像装置进行图像撷取时，取像装置适于撷取待测物的生物特征的图像。举例来说，待测物可以是手指、手掌、手腕、脸部或眼球，且生物特征可为指纹、掌纹、静脉、瞳孔、虹膜、脸部特征、心跳或血糖等，但不以此为限。为方便说明，在下述实施例中，待测物以及生物特征分别以手指F以及指纹举例说明。

请参照图1及图2，取像装置1包括取像模块10以及显示面板12。取像模块10用以撷取待测物(如手指F)的生物特征(如指纹)图像。在一些实施例中，取像模块10可包括传感器100以及光学系统102。

传感器100可包括互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)元件、电荷耦合装置(Charge Coupled Device，CCD)或其他适当种类的图像感测元件。

光学系统102设置在传感器100与显示面板12之间，且光学系统102可用以将被待测物(如手指F)反射的光束(未示出，即带有生物特征信息的光束)传递至传感器100。在一些实施例中，尽管未示出，光学系统102可包括光学镜头、微型透镜矩阵或其他的光准直元件。光准直元件可用以将被待测物(如手指F)反射的光束准直化，进而改善串扰问题，使取像装置1具有良好的辨识能力。光准直元件可包括多条光纤(fiber)、多个针孔(pinhole)、光栅(grating)、由遮光层与透光层组合而成的光信道层或其他合适的光准直元件。

显示面板12设置在取像模块10上且包括多个像素P。图2示意性示出20个像素P，这些像素P沿第一方向D1以及第二方向D2排列成矩阵，其中第一方向D1以及第二方向D2彼此垂直，且第一方向D1以及第二方向D2皆垂直于显示面板12的法线方向D3。然而应理解，显示面板12中多个像素P的数量或排列方式可依需求改变，而不以图2所显示的为限。

多个像素P中的每一个可包括第一发光区E1以及第二发光区E2。第一发光区E1以及第二发光区E2邻近设置，且第一发光区E1以及第二发光区E2在显示面板12的法线方向D3上不重叠。图2示意性示出每一个像素P包括一个第一发光区E1以及一个第二发光区E2，其中第一发光区E1以及第二发光区E2的俯视形状分别为圆形及L形，且第一发光区E1位于第二发光区E2的右上角。然而应理解，每一个像素P中的第一发光区E1以及第二发光区E2各自的数量、俯视形状、尺寸或第一发光区E1以及第二发光区E2的相对设置关系可依需求改变，而不以图2所显示的为限。

第一发光区E1例如为取像发光区，而第二发光区E2例如为显示发光区。换句话说，第一发光区E1至少在取像装置1切换至取像模式时发出光束(未示出，为便于说明，以下将第一发光区E1发出的光束称作第一光束)，以提供照亮待测物(如手指F)的光束。另一方面，第二发光区E2至少在取像装置1切换至显示模式时发出光束(未示出，为便于说明，以下将第二发光区E2发出的光束称作第二光束)，以提供图像画面。根据验证，在多个像素P中的每一个中，若第一发光区(取像发光区)的总面积小于第二发光区(显示发光区)的总面积，取像模块10可轻易辨识生物特征；若第一发光区(取像发光区)的总面积等于第二发光区(显示发光区)的总面积，取像模块10勉强可辨识生物特征；若第一发光区(取像发光区)的总面积大于第二发光区(显示发光区)的总面积，取像模块10难以辨识生物特征。因此，可通过使每一个像素P中的第一发光区E1(如取像发光区)的总面积小于第二发光区E2(如显示发光区)的总面积，以维持取像模块10的取像质量。

根据不同的设计，第一发光区E1以及第二发光区E2可同时发出光束，或者，第一发光区E1以及第二发光区E2可不同时发出光束。此外，第一光束以及第二光束可具有相同的波长，或者，第一光束以及第二光束可具有不同的波长。

图3及图4示出第一发光区E1以及第二发光区E2不同时发出光束的一个实施例。在图3及图4中，显示面板12以被动式有机发光二极管显示面板举例说明，但显示面板12的种类不以此为限。出于简洁目的，仅在图3及图4中示意性示出显示面板12中的一个像素P。

显示面板12例如可包括基板120。基板120可用以承载元件且可充当保护盖。举例来说，基板120可为玻璃基板，但不以此为限。

第一发光区E1可包括第一上电极TE1、第一发光层LE1以及第一下电极BE1。第一发光层LE1位于第一上电极TE1与第一下电极BE1之间，且第一上电极TE1、第一发光层LE1以及第一下电极BE1例如依序形成在基板120的内表面S120上。第一上电极TE1可让第一光束B1通过，且第一下电极BE1可遮蔽第一光束B1。举例来说，第一上电极TE1可包括透明的导电电极或第一光束B1可穿透的导电电极，第一下电极BE1可包括不透明的导电电极BE11，或者，如图5所示，第一下电极BE1可包括透明的导电电极BE12以及遮光层BE13的堆叠层，其中透明的导电电极BE12位于第一发光层LE1与遮光层BE13之间。遮光层BE13可为吸光层或反光层。通过第一下电极BE1遮蔽第一光束B1的设计，可改善因来自第一发光层LE1的光直射取像模块10对于取像质量的负面影响(如图像过曝造成辨识困难)。

第二发光区E2可包括第二上电极TE2、第二发光层LE2以及第二下电极BE2。第二发光层LE2位于第二上电极TE2与第二下电极BE2之间，且第二上电极TE2、第二发光层LE2以及第二下电极BE2例如依序形成在基板120的内表面S120上。第二上电极TE2以及第二下电极BE2皆可让第一光束B1通过。举例来说，第二上电极TE2以及第二下电极BE2可包括透明的导电电极或第一光束B1可穿透的导电电极。通过第二上电极TE2以及第二下电极BE2皆可让第一光束B1通过的设计，被手指F反射的第一光束B1除了能够从第一发光区E1以及第二发光区E2之间的间隙G传递至取像模块10之外，还能够穿过第二发光区E2并传递至取像模块10。

当取像装置1切换至取像模式时，如图3所示，第一发光区E1发出第一光束B1，且第二发光区E2不发出光束。具体地，可对第一上电极TE1以及第一下电极BE1施加电压，使得第一发光层LE1发出第一光束B1。第一光束B1传递至手指F后被手指F反射。被手指F反射的第一光束B1可经由第一发光区E1以外的区域(如第二发光区E2以及位于第一发光区E1以及第二发光区E2之间的间隙G)传递至取像模块10。

当取像装置1切换至显示模式时，如图4所示，第二发光区E2发出第二光束B2，且第一发光区E1不发出光束。具体地，可对第二上电极TE2以及第二下电极BE2施加电压，使得第二发光层LE2发出第二光束B2。在第二发光区E2中，至少第二上电极TE2可让第二光束B2通过，让使用者(未示出)能够从显示面板12的外表面S120’看见图像画面。在一些实施例中，如图4所示，第二上电极TE2以及第二下电极BE2可皆让第二光束B2通过，但不以此为限。

在图3及图4的实施例中，第一光束B1以及第二光束B2可具有相同波长或不同波长。举例来说，第一光束B1以及第二光束B2可同为可见光。或者，第一光束B1可为不可见光，而第二光束B2可为可见光。不可见光可包括红外光，但不以此为限。

在第一光束B1以及第二光束B2具有相同波长的架构下，尽管未示出，第二下电极BE2也可改为遮蔽第一光束B1以及第二光束B2的电极，如此，被手指F反射的第一光束B1经由第一发光区E1以及第二发光区E2之间的间隙G(或第一发光区E1以及第二发光区E2以外的区域)传递至取像模块10。另一方面，在第一光束B1以及第二光束B2具有不同波长的架构下，尽管未示出，第二上电极TE2以及第二下电极BE2中的至少一个可改为让第二光束B2通过且遮蔽第一光束B1的电极，如此，被手指F反射的第一光束B1也经由第一发光区E1以及第二发光区E2之间的间隙G(或第一发光区E1以及第二发光区E2以外的区域)传递至取像模块10。

通过将单一像素P分成多个发光区(如第一发光区E1以及第二发光区E2)，同一组电极可对应多个发光区，藉此达到提高分辨率的效果，使得取像装置1可具有较传统被动式有机发光二极管显示面板高的分辨率。此外，通过使每一个像素P中的第一发光区E1(如取像发光区)的总面积小于第二发光区E2(如显示发光区)的总面积，有助于维持取像模块10的取像质量。

请参照图6，取像装置1A与图3及图4的取像装置1的主要差异如下所述。在取像装置1A中，第二发光区E2在第一发光区E1发出第一光束B1时发出第二光束B2。举例来说，当取像装置1A切换至取像模式时，第一发光区E1发出第一光束B1，以照亮待测物(如手指F)，与此同时，第二发光区E2发出第二光束B2，以提供图像画面，即取像装置1A可同时提供图像撷取功能以及显示功能。

在图6的架构下，第二光束B2与第一光束B1例如具有不同波长。举例来说，第一光束B1可为不可见光，而第二光束B2可为可见光。取像模块10A可包括滤波片FT。滤波片FT可设置在光学系统102中，但不以此为限。在其他实施例中，滤波片FT可设置在光学系统102与显示面板12之间或光学系统102与传感器100之间。滤波片FT可让第一光束B1通过且过滤第二光束B2。如此，可降低第二光束B2干扰感测结果。

请参照图7，取像装置1B与图6的取像装置1A的主要差异如下所述。在取像装置1B中，第二上电极TE2让第二光束B2通过且遮蔽第一光束B1。举例来说，第二上电极TE2可采用让可见光通过且将红外光遮蔽的材质形成。在其他实施例中，尽管未示出，第二下电极BE2可改成让第二光束B2通过且遮蔽第一光束B1的电极，或者第二上电极TE2以及第二下电极BE2可同为让第二光束B2通过且遮蔽第一光束B1的电极。换句话说，可通过第二上电极TE2以及第二下电极BE2中的至少一个遮蔽第一光束B1。在此设计下，被手指F反射的第一光束B1例如经由第一发光区E1以及第二发光区E2之间的间隙G(或第一发光区E1以及第二发光区E2以外的区域)传递至取像模块10A。

请参照图8，取像装置1C与图6的取像装置1A的主要差异如下所述。在取像装置1C中，第二光束B2与第一光束B1例如具有相同波长。举例来说，第二光束B2与第一光束B1可同为可见光。在第二光束B2与第一光束B1具有相同波长的架构下，取像模块10可省略滤波片FT。此外，第二下电极BE2例如为遮蔽第一光束B1以及第二光束B2的电极。通过第二下电极BE2遮蔽第二光束B2的设计，可改善因来自第二发光层LE2的光直射取像模块10对于取像质量的负面影响(如图像过曝造成辨识困难)。在此设计下，被手指F反射的第一光束B1以及第二光束B2例如经由第一发光区E1以及第二发光区E2之间的间隙G(或第一发光区E1以及第二发光区E2以外的区域)传递至取像模块10。

请参照图9A至图9H，根据不同的设计或需求，每一个像素P中的第一发光区E1以及第二发光区E2各自的数量可为一个或多个。此外，第一发光区E1以及第二发光区E2各自的俯视形状可为方形、圆形、三角形、其他多边形或上述的组合。另外，第一发光区E1以及第二发光区E2各自的面积或尺寸可依需求而调整。

请参照图10，根据不同的设计或需求，在第二方向D2上相邻的两横排的多个像素P可具有左右相反的配置，且同一横排上的多个像素P可具有相同的配置(指第一发光区E1以及第二发光区E2的相对设置关系)。举例来说，在图10中，在第一方向D1上排列的五个像素P称作一横排，其中从上至下的四个横排例如分别称作第一横排、第二横排、第三横排以及第四横排。相邻的两横排(如第一横排与第二横排、第二横排与第三横排或第三横排与第四横排)的多个像素P具有左右相反的配置，且位于同一横排上的五个像素P具有相同的配置。在其他实施例中，尽管未示出，在第二方向D2上相邻的两横排的多个像素可具有上下相反的配置，且同一横排的多个像素可具有相同的配置。第一方向D1以及第二方向D2的其中一个方向可为平行于显示面板12的短边的方向，且第一方向D1以及第二方向D2的其中另一个方向可为平行于显示面板12的长边的方向，但不以此为限。

综上所述，在本发明的实施例中，由于单一像素被分成多个发光区，因此取像装置可具有较传统被动式有机发光二极管显示面板高的分辨率。此外，通过使每一个像素中的第一发光区(如取像发光区)的总面积小于第二发光区(如显示发光区)的总面积，有助于维持取像模块的取像质量。在一些实施例中，可通过调整多个发光区的尺寸、形状(俯视形状)或数量等，来提升取像装置的分辨率或光学穿透率。在一些实施例中，显示面板12的尺寸不设限，只要显示面板12的尺寸大于取像模块10的尺寸即可。在一些实施例中，取像装置的应用不设限，例如可应用于行动支付、居家安全或艺术展览品收藏等。

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 (10)

1.一种取像装置，其特征在于，包括：

取像模块；以及

显示面板，设置在所述取像模块上且包括多个像素，其中所述多个像素中的每一个包括第一发光区以及第二发光区，所述第一发光区发出第一光束，所述第一光束经由所述第一发光区以外的区域传递至所述取像模块，且在所述多个像素中的每一个中，所述第一发光区的总面积小于所述第二发光区的总面积。

2.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述取像模块包括：

传感器；以及

光学系统，设置在所述传感器与所述显示面板之间。

3.根据权利要求2所述的取像装置，其特征在于，所述光学系统包括光学镜头或微型透镜矩阵。

4.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述第一发光区包括第一上电极、第一发光层以及第一下电极，所述第一发光层位于所述第一上电极与所述第一下电极之间，所述第一上电极让所述第一光束通过，且所述第一下电极遮蔽所述第一光束。

5.根据权利要求4所述的取像装置，其特征在于，所述第一下电极包括不透明的导电电极，或者所述第一下电极包括透明的导电电极以及遮光层的堆叠层。

6.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述第二发光区在所述第一发光区发出所述第一光束时不发出光束。

7.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于，所述第二发光区在所述第一发光区发出所述第一光束时发出第二光束。

8.根据权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述第二光束与所述第一光束具有不同波长，且所述取像模块包括滤波片，所述滤波片让所述第一光束通过且过滤所述第二光束。

9.根据权利要求8所述的取像装置，其特征在于，所述第二发光区包括第二上电极、第二发光层以及第二下电极，所述第二发光层位于所述第二上电极与所述第二下电极之间，所述第二上电极以及所述第二下电极皆让所述第二光束通过，且所述第二上电极以及所述第二下电极中的至少一个遮蔽所述第一光束。

10.根据权利要求7所述的取像装置，其特征在于，所述第二光束与所述第一光束具有相同波长，且所述第二发光区包括第二上电极、第二发光层以及第二下电极，所述第二发光层位于所述第二上电极与所述第二下电极之间，所述第二上电极让所述第一光束以及所述第二光束通过，且所述第二下电极遮蔽所述第一光束以及所述第二光束。

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