CN106886767A - 一种光学指纹识别装置和显示面板 - Google Patents
一种光学指纹识别装置和显示面板 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的实施例提供一种光学指纹识别装置和显示面板，涉及指纹识别技术领域，用于在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。该装置包括：发光结构、准直结构以及多个光敏感应器；发光结构用于产生检测光线；准直结构用于对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过准直结构；光敏感应器用于接收透射过准直结构的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。本发明的实施例用于显示面板的制造。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种光学指纹识别装置和显示面板。
背景技术
指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平的纹线；其中，凸起位置称为脊，凹陷位置称为谷。由于指纹具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。
当前，显示模组中集成的指纹识别装置一般设置在主菜单键或显示模组的背面等非显示器区域，而显示模组正在向超薄、高色域、广视角、集成化的方向发展，因此将指纹识别装置集成于与显示模组的显示区域现实光学指纹识别是一个研究热点。然而，在光学指纹识别过程中，当手指与传感器的距离较大时，由于经过手指反射后的光线的散射，因此传感器可能会同时接收到多个脊和/或谷反射的光线，进而导致根据传感器接收到的光线识别出的指纹信息不准确。因此，如何在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种光学指纹识别装置和显示面板，用于在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
第一方面，提供一种光学指纹识别装置，包括：发光结构、准直结构以及多个光敏感应器；
所述发光结构用于产生检测光线；
所述准直结构用于对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过所述准直结构；
所述光敏感应器用于接收透射过所述准直结构的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。
可选的，所述发光结构包括：驱动背板、设置于所述驱动背板上的绝缘层、设置于所述绝缘层上的阳极电极和隔离层，设置于所述阳极层上的有机发光层、设置于所述有机发光层和所述隔离层上的阴极电极、设置于所述阴极电极上的封装层以及覆盖于所述封装层上的覆盖层。
可选的，所述光敏感应器包括：感应电极、二极管和三极管；
所述感应电极连接所述二极管的阳极，用于接收所述接收透射过所述准直结构的光线，并将透射过所述准直结构的光线转换为电流；
所述二极管的阴极连接所述三极管的第一极；所述三极管的第二极连接电流检测端，所述三极管的栅极连接控制信号端。
可选的，所述隔离层和/或所述绝缘层通过遮光材料制作形成；或者；所述隔离层和/或所述绝缘层通过半透明材料制作形成；
所述准直结构包括：多个贯穿所述隔离层和所述绝缘层的通孔。
可选的，所述准直结构包括：设置于所述驱动背板的背面的准直层；所述准直层通过遮光材料或半透明材料制作形成；所述准直层上设置有多个通孔。
可选的，所述通孔的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于10微米。
可选的，所述通孔的孔径和所述通孔的深度的比例大于或等于1:50且小于或等于1:5。
可选的，所述准直结构包括：第一准直器和第二准直器；
所述第一准直器包括设置于所述驱动背板的源漏金属层上的多个第一通孔；
所述第二准直器包括:设置于所述驱动背板背面的基板、设置于基板与所述驱动背板相对的面上的遮光材料层以及多个贯穿所述基板和所述遮光材料层的第二通孔；其中，所述第一通孔和所述第二通孔的开口正对。
可选的，所述第一通孔和所述第二通孔为圆形通孔，或者所述第一通孔和所述第二通孔为方形通孔。
可选的，所述第二通孔的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于2微米。
可选的，所述准直结构包括：设置于所述驱动背板背面的基板，设置于所述基板上表面的第一遮光材料层、设置于所述基板下表面的第二遮光材料层、贯穿所述第一遮光材料层、所述基板以及所述第二遮光材料层的通孔。
可选的，所述通孔的孔壁上还设置有吸光材料层。
可选的，所述准直结构包括：设置于所述驱动背板背面的第一防窥膜以及多个设置于所述第一防窥膜和所述驱动背板之间的第一防窥棱柱。
可选的，所述准直结构还包括：设置于所述覆盖层上的第二防窥膜以及多个设置于所述第二防窥膜上的第二防窥棱柱；
多个所述第一防窥棱柱的间隙与多个所述第二防窥棱柱的间隙正对。
可选的，所述准直结构包括：设置于所述覆盖层与所述封装层之间的多个聚焦透镜、第一准直器和第二准直器；
所述第一准直器包括设置于所述驱动背板的源漏金属层上的多个通孔；所述多个通孔位于分别位于一个聚焦透镜的主光轴上；
所述第二准直器包括设置于所述驱动背板背面的遮光材料；所述遮光材料上设置有多个开口；所述多个开口分别位于一个聚焦透镜的主光轴上。
可选的，所述聚焦透镜的半径大于或等于6微米。
可选的，所述开口的直径为4微米。
第二方面，提供一种显示面板，包括第一方面任一项所述的光学指纹识别装置。
本发明实施例提供的光学指纹识别装置，包括：发光结构、准直结构以及多个光敏感应器；其中，发光结构能够产生检测光线；准直结构可以对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过准直结构；光敏感应器可以接收透射过准直结构的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息，由于本发明实施例中的准直结构可以对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过准直结构，所以任一光敏感应器仅能接收到手指上与其相对的位置反射的光线，进而可以避免手指其他位置反射的光线对在其据接收到的光线获取指纹信息时造成影响，因此本发明实施例可以在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的光学指纹识别装置的示意性结构图；
图2为本发明实施例提供的发光结构的示意性结构图；
图3为本发明实施例提供的光敏感应器的示意性结构图；
图4为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之一；
图5为本发明实施例提供的图4所示准直结构的工作原理示意图；
图6为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之二；
图7为本发明实施例提供的图6所示准直结构的工作原理示意图；
图8为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之三；
图9为本发明实施例提供的图8所示准直结构中第二准直器的示意性结构图；
图10为本发明实施例提供的图8所示准直结构的工作原理示意图；
图11为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之四；
图12为本发明实施例提供的图11所示准直结构的工作原理示意图之一；
图13为本发明实施例提供的图11所示准直结构的工作原理示意图之二；
图14为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之五；
图15为本发明实施例提供的图14所示准直结构的工作原理示意图；
图16为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之六；
图17为本发明实施例提供的图16所示准直结构的工作原理示意图；
图18为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之七；
图19为本发明实施例提供的图18所示准直结构的工作原理示意图；
图20为本发明实施例提供的准直结构的示意性结构图之八；
图21为本发明实施例提供的图20所示准直结构的工作原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
在本发明实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。如果不加说明，本文中的“多个”是指两个或两个以上。
需要说明的是，为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
还需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。此外，本发明实施例中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。
本发明的实施例提供一种光学指纹识别装置，具体的，参照图1所示，该光学指纹识别装置包括：发光结构1、准直结构2以及多个光敏感应器3。
发光结构1用于产生检测光线(图1中以带箭头线条表示)。
准直结构2用于对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过准直结构2。
光敏感应器3(图1中以光学指纹识别装置包括3个光敏感应器3为例进行说明)用于接收透射过准直结构2的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。
本发明实施例提供的光学指纹识别装置，包括：发光结构、准直结构以及多个光敏感应器；其中，发光结构能够产生检测光线；准直结构可以对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过准直结构；多个光敏感应器可以接收透射过准直结构的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息，由于本发明实施例中的准直结构可以对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过准直结构，所以任一光敏感应器仅能接收到手指上与其相对的位置反射的光线，进而可以避免手指其他位置反射的光线对在其据接收到的光线获取指纹信息时造成影响，因此本发明实施例可以在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
进一步的，本发明实施例提供了一种发光结构1的具体实现方式，参照图2所示，发光结构1包括：驱动背板11、设置于驱动背板11上的绝缘层12、设置于绝缘层12上的阳极电极14和隔离层13，设置于阳极层14上的有机发光层15、设置于有机发光层15和隔离层13上的阴极电极16、设置于阴极电极16上的封装层17以及覆盖于封装层17上的覆盖层18。
需要说明的是，上述驱动背板11可以包括衬底基板、钝化层、栅金属层、有源层、源漏金属层等结构以及通过上述层结构形成的开关薄膜晶体管(英文名称：Thin FilmTransistor,简称：TFT)和驱动TFT。本发明实施例中不限定驱动背板的具体结构，以驱动背板能够驱动发光结构1进行发光为准。
还需要说明的是，发光结构1还可以包括其他结构，例如：在设置于隔离层13于封装层17之间还可以设置的隔垫物、设置于封装层17与覆盖层18之间的光学粘合剂等，但这些都属于本发明实施例的合理变通方案，因此也属于本发明实施例的保护方为之内。
上述实施例中的发光结构1为有机发光显示器(Organic Light-Emitting Dode，简称：OLED)的基本结构，因此可以将上述实施例提供的光学指纹识别装置应用于OLED中，从而在OLED的显示区域实现光学指纹识别。
进一步的，本发明实施例还提供了一种光敏感应器3的具体结构，参照图3所示，光敏感应器3包括：感应电极31、二极管32和三极管33。
感应电极31连接二极管32的阳极，用于接收透射过准直结构2的光线，并将透射过准直结构2的光线转换为电流。
二极管32的阴极连接三极管33的第一极；三极管33的第二极连接电流检测端Output，三极管33的栅极连接控制信号端S1。
以下对上述光敏感应器3的工作原理进行说明。
当感应电极31没有接收到光线时，三极管33与二极管32之间有一个暗电流，此时检测三极管33的第二极/电流检测端Output的电流值并记录。当感应电极31接收到光线时，三极管33的栅极输入开启信号(当三极管为N型TFT时，输入高电平作为开启信号，当三极管为P型TFT时，输入低电平作为开启信号)，感应电极31接收光线产生光电流，二极管32反相偏压，再次检测三极管33的第二极/电流检测端Output的电流值并记录。根据两次检测的电流之比即可识别出光敏电极31接收到的光线是由指纹的谷或脊反射的，最终识别出指纹。
进一步的，将上述实施例提供的光学指纹识别装置应用于图2所示的OLED中时，本发明具体提供了如下若干种准直结构2的具体的实现方式。
第一种、
参照图4所示，隔离层12和/或绝缘层13通过遮光材料制作形成；或者；隔离层12和/或绝缘层13通过半透明材料制作形成。
即，上述实施例包括如下几种方案：1、隔离层12通过遮光材料制作形成；2、绝缘层13通过遮光材料制作形成；3、隔离层12和绝缘层13通过遮光材料制作形成；4、隔离层12通过半透明材料制作形成；5、绝缘层13通过半透明材料制作形成；6、隔离层12和绝缘层13通过半透明材料制作形成。此外，上述实施例还包括上述任意方案组合而成的方案，例如：隔离层12通过遮光材料制作形成，绝缘层13通过半透明材料制作形成。即，隔离层12和绝缘层13可以对手指放射的检测光线进行遮挡即可。
准直结构2包括：多个贯穿隔离层12和绝缘层13的通孔400。
示例性的，多个贯穿隔离层12和绝缘层13的通孔400可以在制作OLED的过程中形成。具体的，可以在制作形成绝缘层13后，在绝缘层13上通过过孔工艺形成上述通孔400。
示例性的，如图4所示，可以将光敏感应器3集成与OLED的驱动背板中，其中，光敏感应器3的感应电极31可以设置于一个通孔400的开口处。
进一步的，以下对上述图4所示准直结构2的工作原理进行说明。
如图5所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次透射过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射；当绝缘层13通过透明材料制作形成且隔离层12通过遮光材料或半透明材料制作形成时，光线a和光线e可以透射过绝缘层13到达隔离层12，然后被隔离层12阻挡；当绝缘层13通过遮光材料或半透明材料制作形成时，光线a和光线e直接被绝缘层13阻挡；因此光线a和光线c无法到达光敏电极31处；光线b、光线c以及光线d可以通过通孔400透射至光敏电极31上，因此，光敏电极31接收到的检测光线为由光线b与光线d之间的区域反射且散射角度在光线b与光线d之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。通过多个通孔400的作用使每一个光敏感应器的光敏电极31仅接收一个纹路信息，最后通过多个光敏感应器3获取手指的指纹信息。
还需要说明的是，上述通孔400的孔径需要足够小且通孔400的孔径和深度的比例要足够大才能尽量避免其他纹路反射的光线照射至光敏电极31。因此，优选上述通孔400的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于10微米；通孔400的孔径和通孔的深度的比例大于或等于1:50且小于或等于1:5。进一步优选的，上述通孔400的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于2微米；通孔400的孔径和通孔的深度的比例大于或等于1:10且小于或等于1:5。此外，通孔400的孔径的具体值可以根据单位面积内感应电极31的数量确定，本发明实施例中对通孔400的孔径的具体值不作限定。
第二种、
参照图6所示，准直结构2包括：设置于驱动背板11的背面的准直层21；准直层21通过遮光材料或半透明材料制作形成；准直层21上设置有多个通孔600。
示例性的，如图6所示可以将光敏感应器3集成与OLED的驱动背板背面，且将光敏感应器3的感应电极31可以设置于通孔600的开口处。
进一步的，以下对上述图6所示准直结构2的工作原理进行说明。
如图7所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次透射过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射，手指反射的检测光线依次穿过覆盖层18、封装层17、阴极电极16、绝缘层13、隔离层12以及驱动背板11到达准直层21。由于准直层21通过遮光材料或半透明材料制作形成，且光线a和光线e透射在准直层21上，因此光线a和光线e被隔离层阻挡，无法到达光敏电极31处，光线b、光线c以及光线d通过通孔600透射过准直层21投射在光敏电极31上；即光敏电极31接收到的检测光线为由光线b与光线d之间的区域反射且散射角度在光线b与光线d之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。通过多个通孔600的作用使每一个光敏电极31仅接收一个纹路信息，最后通过多个光敏感应器获取手指的指纹信息。
同样，上述通孔600的孔径需要足够小且通孔600的孔径和深度的比例要足够大才能尽量避免其他纹路反射的光线照射至光敏电极31。因此，优选上述通孔600的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于10微米；通孔600的孔径和通孔的深度的比例大于或等于1:50且小于或等于1:5。进一步优选的，上述通孔400的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于2微米；通孔400的孔径和通孔的深度的比例大于或等于1:10且小于或等于1:5。此外，通孔600的孔径的具体值可以根据单位面积内感应电极31的数量确定，本发明实施例中对通孔600的孔径的具体值不作限定。
此外，上述准直层21可以通过玻璃、塑料、金属或树脂等彩色微电子印刷(英文名称：Black Matrix，简称：BM)材料制作形成，然后通过压印的方式控制通孔600的孔径大小，从而保证形成孔径大小符合要求的通孔600。
第三种、
参照图8所示，准直结构2包括：第一准直器81和第二准直器82；
第一准直器81包括设置于驱动背板11的源漏金属层上211的多个第一通孔801。
进一步的，参照图9所示，所述第二准直器82包括:设置于所述驱动背板11背面的基板821、设置于基板821与所述驱动背板11相对的面上的遮光材料层822以及多个贯穿所述基板821和所述遮光材料层822的第二通孔802；其中，第一通孔801和第二通孔802的开口正对。
示例性的，上述实施例中的基板具体可以为玻璃基板、聚酰亚胺(英文名称：PI)基板等，此外上述实施例中的基板可以为刚性基板也可以为柔性基板。即，本发明实施例中对基板的类型不作限定。
可选的，上述遮光材料层822可以采用不透明材料制作形成。可选的，上述遮光材料层822也可以采用不透明且吸光材料制作形成。通过不透明且吸光材料制作形成遮光材料层822不当可以阻值光线透射而且还可以吸收接收到的光线，因此可以避免遮光材料层822对光线反射，进而进一步避免干扰光线的产生，提高识别处置文信息的准确性。
示例性的，如图8所示，光敏感应器3的感应电极31可以设置于一个第二通孔802的开口处。
以下对上述图8所示准直结构2的工作原理进行说明。
如图10所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次透射过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射，手指反射的检测光线依次透射过覆盖层18、封装层17、阴极电极16、绝缘层13以及隔离层12；当手指反射的检测光线到达驱动背板11时，光线b和光线f投射在驱动背板的源漏金属层211上，因此光线b和光线f被阻挡，光线a、光线c、光线d、光线e以及光线g通过源漏金属层211上的第一通孔801投射至第二准直器82上，光线a和光线g投射在第二准直器82的遮光材料层822上，因此光线a和光线g被阻挡，光线c、光线d以及光线e通过第二通孔802投射至光敏电极31上；即光敏电极31接收到的检测光线为由光线c与光线e之间的区域反射且散射角度在光线c与光线e之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。通过第一准直器81和第二准直器82的作用使每一个光敏电极31仅接收指纹的一个纹路信息，最后通过多个光敏感应器3获取手指的指纹信息。
同样，上述第二通孔802的孔径需要足够小才能尽量避免其他纹路反射的光线照射至光敏电极31。因此，优选上述第二通孔802的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于2微米。
可选的，上述实施例中的第一通孔801和第二通孔802可以为圆形通孔，或者第一通孔801和第二通孔802为方形通孔。当然，在上述实施例的基础上本领域技术人员容易想到其他类似方案，例如：设置第一通孔801为圆形通孔，第二通孔802为方形通孔；再例如：设置第一通孔801和第二通孔802为正六边形通孔，但这都属于本发明实施例的合理变通方案，因此均应属于本发明的保护范围之内。
第四种、
参照图11所示，准直结构2包括：设置于驱动背板11背面的基板111，设置于基板111上表面的第一遮光材料层112、设置于基板111下表面的第二遮光材料层113、贯穿第一遮光材料层112、基板111以及第二遮光材料层113的通孔1100。
示例性的，参照图11所示，可以将光敏感应器3的感应电极31设置于一个通孔1100的开口处。
以下对上述图11所示的准直结构2的工作原理进行说明。
参照图12所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次透射过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射，反射光线依次穿过覆盖层18、封装层17、阴极电极16、绝缘层13、隔离层12以及驱动背板11；当手指反射的检测光线到达第一遮光材料层112时，光线a和光线g投射在第一遮光材料层112上，因此光线a和光线g被阻挡，光线b、光线c、光线d、光线e以及光线f通过通孔1100穿过第一遮光材料层112和基板111到达第二遮光材料层113，光线b和光线f投射在第二遮光材料层113上，因此光线b和光线f被阻挡，光线c、光线d以及光线e通过通孔1100投射至光敏电极31上；即光敏电极31接收到的检测光线为由光线c与光线e之间的区域反射且散射角度在光线c与光线e之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。上述实施例中的准直结构2的作用使每一个光敏电极31仅接收一个纹路信息，最后通过多个光敏感应器获取手指的指纹信息。
虽然上述实施例提供的准直结构2可以减少光敏电极31接收到的干扰光线，但仍有一部分干扰光线可以通过通孔1100投射至光敏电极31。具体的参照图13所示，图13中的光线h由一个通孔1100的入口进入，并由该通孔的孔壁透射至另一通孔的出口，最终投射至光敏电极31上，对指纹信息的获取造成干扰。为了避免上问题，本发明的实施例进一步提供了对上述实施例提供的准直结构进行了改进，具体的，参照图14所示，通孔1100的孔壁上还设置有吸光材料层114。
示例性的，上述准直结构的制作过程可以为：首先在基板上开设通孔，然后通过孔侵入或沉积工艺在通孔的孔壁上形成吸光材料。
如图15所示，当在通孔1100的孔壁上设置吸光材料层114后，光敏电极31仅能光线c与光线e之间的区域反射且散射角度在光线c与光线e之间的光线，其他光线(例如：光线i和光线j)被第一遮光材料层112或者吸光材料层114遮挡或吸收，因此上述实施例提供的准直结构可以进一步避免干扰光线对获取指纹信息造成的影响，进而进一步在光学指纹识别过程中提高识别出的指纹信息的准确性。
第五种、
参照图16所示，准直结构2包括：设置于驱动背板11背面的第一防窥膜161以及多个设置于第一防窥膜161和驱动背板之间的第一防窥棱柱162。
示例性的，如图16所示，光敏感应器3的感应电极31分别设置于多个第一防窥棱柱162的间隙处。
以下对上述图16所示的准直结构2的工作原理进行说明。
参照图17所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次穿过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射，反射光线依次穿过覆盖层18、封装层17、阴极电极16、绝缘层13、隔离层12以及驱动背板11；当手指反射的检测光线到达第一防窥棱柱162时，光线a和光线e投射在第一防窥棱柱162上，因此光线a和光线e被阻挡，光线b、光线c以及光线d通过多个第一防窥棱柱162的间隙到投射至光敏感应器3的光敏电机31上；即光敏电极31接收到的检测光线为由光线b与光线d之间的区域反射且散射角度在光线b与光线d之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。上述实施例中的准直结构2的作用使每一个光敏电极31仅接收一个纹路信息，最后通过多个光敏感应器获取手指的指纹信息。即，上述实施例中利用防窥棱柱形成光路的“限制阱”也可以避免光学指纹识别中的光串扰问题。
进一步的，上述实施例提供的准直结构2还可以应用于防窥屏上。具体的，参照图18所示，准直结构2还包括：设置于覆盖层18上的第二防窥膜163以及多个设置于第二防窥膜163上的第二防窥棱柱164；
多个第一防窥棱柱162的间隙与多个第二防窥棱柱164的间隙正对。
以下对上述图18所示的准直结构2的工作原理进行说明。
参照图19所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次穿过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射，反射光线中的光线a和光线g投射在第二防窥棱柱164上，因此光线a和光线g被阻挡，光线b、光线c、光线d、光线e以及光线f通过多个第二防窥棱柱164的间隙透过第二防窥棱柱164以及第二防窥膜形成的光路“限制阱”，然后光线b、光线c、光线d、光线e以及光线f依次穿过覆盖层18、封装层17、阴极电极16、绝缘层13、隔离层12以及驱动背板11，此时，光线b和光线f投射在第一防窥棱柱162上，因此光线b和光线f被阻挡，光线c、光线d以及光线e通过多个第一防窥棱柱162的间隙透过第一防窥棱柱162以及第一防窥膜161形成的光路“限制阱”投射到光敏电极31上，即光敏电极31接收到的检测光线为由光线c与光线e之间的区域反射且散射角度在光线c与光线e之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。上述实施例中的准直结构2的作用使每一个光敏电极31仅接收一个纹路信息，最后通过多个光敏感应器获取手指的指纹信息。此外，由于上第二防窥棱柱164和第二防窥膜163形成的光路“限制阱”的作用，位于OLED一定角度内的用户才可以接收到OLED发出的光线，因此上述OLED还具有防窥作用。
第六种、
参照图20所示，准直结构2包括：设置于覆盖层18与封装层17之间的多个聚焦透镜201、第一准直器202和第二准直器203；
第一准直器201包括设置于驱动背板11的源漏金属层211上的多个通孔2000；多个通孔2001位于分别位于一个聚焦透镜211的主光轴上；
第二准直器202包括设置于驱动背板11背面的遮光材料2021；遮光材料2021上设置有多个开口2002；多个开口2002分别位于一个聚焦透镜201的主光轴上。
可选的，所述聚焦透镜201的半径大于或等于6微米；所述开口2002的直径为4微米。
需要说明的是，结合上述实施例方式本领域技术人员容易想到将光敏感应器3集成与驱动背板11中，然后在聚焦透镜201与光敏电极31之间设置遮光层并开设通孔，这样光敏电极31就只能接受散射角度在预设范围内的光线，从而解决手指与光敏电极31距离比较远的情况下，指纹谷脊反射回来的光混合在一起的问题。然而，上述这种方案存在如下两个问题：第一、聚焦透镜201与光敏电极31之间的距离为封装层17、阴极电极16、绝缘层13、隔离层12的厚度之和，该距离一般情况下小于10um，所以聚焦透镜201的焦距就小于10um，根据聚焦透镜曲率半径公式r＝(n1-n2)*f；其中，n1为聚焦透镜的折射率，一般小于1.7，n2是聚焦透镜的外界面物质折射率；选取聚焦透镜的外界面物质的折射率为1.5；带入述公式，聚焦透镜的曲率半径r最大为0.2*10＝2um，这样的曲率半径制作起来非常困难。第二、遮光层上设置的通孔的孔径要很小，一般要做到1微米一下，以防止谷脊位置的光同时通过通孔，这样大小的通孔制作起来也十分困难。
如图20所示，上述实施例中将光敏感应器3的感应电极31设置在一块单独的衬底基底上，且光敏电极31与遮光材料2021上设置的开口2002正对，这样聚焦透镜201与光敏电极31之间有OLED的驱动背板，因此聚焦透镜201与光敏电极31之间就至少隔了一层衬底基板，而一般衬底基板的厚度为25um左右，这样聚焦透镜201的焦距就能做到约30um,带入上述聚焦透镜的曲率半径公式r＝(n1-n2)*f可得，聚焦透镜的曲率半径r＝0.2*30＝6um，这样大小的聚焦透镜相对容易制作，并且制作在两个OLED发光像素之间也不会影响OLED的正常显示。
另外，对于通孔孔径过小导致准直结构难以制作的问题。上述实施例中通过先利用OLED驱动背板31工艺中的源漏金属层211先制作通孔2001，面板工艺一般可以将该通孔2001的孔径能做到4um左右，单独这一层通孔2001可能无法避免谷脊光同时通过，因此上述实施例进一步在OLED基底下方再制作一层遮光材料层2021，并在遮光材料2021上开设开口2002，两层通孔2001和开口2002可以通过望远镜的原理来实现一个微小孔的功能。因为上述通孔2001和开口2002的大小均在4um左右，相对容易制作，所以解决了上述通孔孔径过小导致准直结构难以制作的问题。
在上述实施例的基础上还可以将遮光材料层集成与驱动背板中。具体的，驱动背板31中包括两层金属层，其分别为位于上层的源漏金属层和位于下层的栅金属层，在源漏金属层上上制作通孔2001，在栅金属层上制作开口2002，也可以实现上述准直结。
以下对上述图20所示的准直结构2的工作原理进行说明。
参照图21所示，OLED的有机发光层15发出的检测光线依次穿过阴极电极16、封装层17以及覆盖层18后到达手指，手指对检测光线进行反射，反射光线穿过覆盖层18后投射在聚焦透镜201上，聚焦透镜201对反射光线进行聚焦，聚焦后的反射光线投射过封装层17、阴极电极16、绝缘层13以及隔离层12到达驱动背板11的源漏金属层211上，其中光线a和光线g投射在源漏金属层211上，因此光线a和光线g被阻挡，光线b、光线c、光线d、光线e以及光线f通过源漏金属层211上的通孔2001穿过驱动背板21到达第二遮光层，其中光线b和光线f投射在遮光材料层2021上，因此光线b和光线f被阻挡，光线c、光线d以及光线e通过遮光材料层2021上的开口2002穿过遮光材料层2021投射到光敏电极31上，即光敏电极31接收到的检测光线为由光线c与光线e之间的区域反射且散射角度在光线c与光线e之间的光线。由于光敏电极31可以接收的光线被限定在了上述范围之内，所以可以保证光敏电极31仅接收一个纹路信息，进而解决了纹路混淆的问题。
本发明一实施例提供一种显示面板，包括上述实施例提供光学指纹识别装置。
另外，显示面板可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
1.一种光学指纹识别装置，其特征在于，包括：发光结构、准直结构以及多个光敏感应器；
所述发光结构用于产生检测光线；
所述准直结构用于对手指反射的检测光线进行滤光，使散射角度在预设范围内的光线透射过所述准直结构；
所述光敏感应器用于接收透射过所述准直结构的光线，并根据接收到的光线获取指纹信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光结构包括：驱动背板、设置于所述驱动背板上的绝缘层、设置于所述绝缘层上的阳极电极和隔离层，设置于所述阳极层上的有机发光层、设置于所述有机发光层和所述隔离层上的阴极电极、设置于所述阴极电极上的封装层以及覆盖于所述封装层上的覆盖层。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光敏感应器包括：感应电极、二极管和三极管；
所述感应电极连接所述二极管的阳极，用于接收所述接收透射过所述准直结构的光线，并将透射过所述准直结构的光线转换为电流；
所述二极管的阴极连接所述三极管的第一极；所述三极管的第二极连接电流检测端，所述三极管的栅极连接控制信号端。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述隔离层和/或所述绝缘层通过遮光材料制作形成；或者；所述隔离层和/或所述绝缘层通过半透明材料制作形成；
所述准直结构包括：多个贯穿所述隔离层和所述绝缘层的通孔。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述准直结构包括：设置于所述驱动背板的背面的准直层；所述准直层通过遮光材料或半透明材料制作形成；所述准直层上设置有多个通孔。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述通孔的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于10微米。
7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述通孔的孔径和所述通孔的深度的比例大于或等于1:50且小于或等于1:5。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述准直结构包括：第一准直器和第二准直器；
所述第一准直器包括设置于所述驱动背板的源漏金属层上的多个第一通孔；
所述第二准直器包括:设置于所述驱动背板背面的基板、设置于基板与所述驱动背板相对的面上的遮光材料层以及多个贯穿所述基板和所述遮光材料层的第二通孔；其中，所述第一通孔和所述第二通孔的开口正对。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔为圆形通孔，或者所述第一通孔和所述第二通孔为方形通孔。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二通孔的孔径大于或等于0.1微米且小于或等于2微米。
11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述准直结构包括：设置于所述驱动背板背面的基板，设置于所述基板上表面的第一遮光材料层、设置于所述基板下表面的第二遮光材料层、贯穿所述第一遮光材料层、所述基板以及所述第二遮光材料层的通孔。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述通孔的孔壁上还设置有吸光材料层。
13.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述准直结构包括：设置于所述驱动背板背面的第一防窥膜以及多个设置于所述第一防窥膜和所述驱动背板之间的第一防窥棱柱。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述准直结构还包括：设置于所述覆盖层上的第二防窥膜以及多个设置于所述第二防窥膜上的第二防窥棱柱；
多个所述第一防窥棱柱的间隙与多个所述第二防窥棱柱的间隙正对。
15.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述准直结构包括：设置于所述覆盖层与所述封装层之间的多个聚焦透镜、第一准直器和第二准直器；
所述第一准直器包括设置于所述驱动背板的源漏金属层上的多个通孔；所述多个通孔位于分别位于一个聚焦透镜的主光轴上；
所述第二准直器包括设置于所述驱动背板背面的遮光材料；所述遮光材料上设置有多个开口；所述多个开口分别位于一个聚焦透镜的主光轴上。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述聚焦透镜的半径大于或等于6微米。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述开口的直径为4微米。
18.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-17任一项所述的光学指纹识别装置。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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