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TWI845922B - 用於液晶顯示器面板之光學指紋感測器 - Google Patents

用於液晶顯示器面板之光學指紋感測器 Download PDF

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TWI845922B
TWI845922B TW111114706A TW111114706A TWI845922B TW I845922 B TWI845922 B TW I845922B TW 111114706 A TW111114706 A TW 111114706A TW 111114706 A TW111114706 A TW 111114706A TW I845922 B TWI845922 B TW I845922B
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optical
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萬宗瑋
陳偉平
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美商豪威科技股份有限公司
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Abstract

一種用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器定位在背光模組下方，並通過背光模組之反射器和金屬遮罩兩者中的孔以捕獲液晶顯示器面板上的指紋感測區域的影像。光學指紋感測器包括感測器層、與感測器層接合的晶圓級光學層以及形成在晶圓級光學層的基本上平坦的頂表面上的紅外通濾波器塗層。光學指紋感測器可以形成有平坦的頂部，並且可以包括晶圓級光學層，該晶圓級光學層具有一個或多個透鏡以引導在晶圓級光學層下方的由光源產生的光。晶圓級透鏡可以與指紋掃描器接合。光學指紋感測器之平坦的頂部可以形成有紅外通濾波器塗層。

Description

用於液晶顯示器面板之光學指紋感測器
自從智慧型手機問世以來，最明顯的可用性演變之一就是我們如何解鎖裝置。我們已經從輸入密碼改為指紋掃描器，或臉部識別；且越來越多採用的裝置是螢幕內指紋掃描器。指紋感測(例如，使用指紋掃描器)是一種越來越常見的工具，用於授權(a)進入諸如智慧型手機的電子裝置，(b)進入保密電子記錄，以及(c)諸如通過網際網路進行金融交易的電子交易。指紋感測滿足了市場對無需輸入(和記住)密碼並且無需追蹤與不同裝置及/或帳戶相關聯的多個不同密碼的認證機制的需求。指紋感測是成熟的生物特徵識別的形式。光學指紋感測器(Optical Fingerprint Sensor：OFPS)已使用多年，例如由執法機構使用。
幾種不同類型的指紋感測器已被設計用於智慧型手機和其他行動裝置。這些類型的指紋感測器中的每一種都對手指進行成像以獲得指紋。光學指紋掃描器目前用於有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode：OLED)面板，但目前沒有用於液晶顯示器(Liquid-Crystal Display：LCD)面板。在諸如智慧手機的裝置上，指紋掃描器通常位於顯示器下方，然而，將光學指紋感測器置於液晶顯示器面板下方可能會遇到背光模組反射和保護異常。例如，行動裝置中的這種背光模組可採用可見光反射塗層及/或金屬遮罩(例如，形成背光模組遮 蓋層的底層)，其可用於為這種裝置提供相對均勻的螢幕光分佈。然而，這些塗層和金屬遮罩也會阻擋了光傳輸到整合的光學指紋感測器。
因此，光學指紋感測器通常沒有被整合在液晶顯示器下方。相反地，光學指紋感測器更典型地是位於液晶顯示器的非顯示區域下方。然而，將光學指紋感測器定位在非顯示區域下方，會降低顯示器的縱橫比。
根據下文中的公開，在實施例中，光學指紋感測器與光源一起製成，並且可以包括反射器、紅外通濾波器(Infrared Pass Filter：IRPF)塗層、晶圓級光學層和影像感測器。為了將光學指紋感測器放置在液晶顯示器螢幕下方，通過背光模組而形成孔。例如，背光模組是具有反射塗層和金屬遮罩的類型，以便孔延伸穿過反射塗層和金屬遮罩。這樣，利用光學指紋感測器的光傳輸不會受阻。在一些示例中，光學指紋感測器配置有背光遮罩以阻擋來自背光模組的入射光。
附加地或替代地，光學指紋感測器可以形成(例如，製造)而具有平坦的頂部(例如，基本上平坦的表面)。光學指紋感測器可以包括晶圓級光學層，其中晶圓級光學層包括一個或多個透鏡以引導在晶圓級光學層下方的由光源(例如，近紅外光源(near-infrared(NIR)light source))產生的光。在一些示例中，晶圓級透鏡接合指紋掃描器。頂部晶圓級透鏡可以在頂側上形成有平板玻璃，使得頂部晶圓級透鏡之頂表面與平板玻璃平齊。在一些示例中，光學指 紋感測器的平坦的頂部形成有紅外通濾波器塗層。
在一實施例中，其中在背光模組的製造期間在反射塗層和金屬遮罩中形成孔。當背光模組與液晶顯示器面板耦接，孔對準指紋感測區域。
在進一步的實施例中，晶圓級光學層具有基本上平坦的頂表面，用於在孔內與背光模組之基本上平坦的表面耦接，紅外通濾波器塗層可以具有反射可見光並允許紅外光通過的特性，並且紅外通濾波器塗層之可見光的反射率基本上可以匹配反射器之可見光的反射率。此外，紅外通濾波器塗層可以包括玻璃表面。
在另一個實施例中，光學指紋感測器可以包括用於投射紅外光到指紋感測區域的紅外光源。此外，紅外光源可以包括用於將紅外光引導至指紋感測區域的一個或多個光學元件。
在仍另一個實施例中，晶圓級光學層進一步包括用於將指紋感測區域成像到感測器層的單個晶圓級透鏡。此外，與通過多個晶圓級透鏡對對象物進行成像相比，單個晶圓級透鏡能夠對指紋感測區域處的具有更大高度的對象物進行成像。
在一實施例中，晶圓級光學包括晶圓級透鏡陣列，其中晶圓級透鏡陣列中的不同透鏡將指紋感測區域之一不同部分之一影像形成到感測器層之 一不同部分。
在進一步的實施例中，與使用單個晶圓級透鏡對該對象物進行成像相比，晶圓級透鏡陣列能夠以更大的尺寸及/或更高的解析度對指紋感測區域處的對象物成像，晶圓級透鏡陣列中的每個透鏡可以包括在透鏡的頂部上的入射光瞳，或者晶圓級透鏡陣列可以形成為晶圓級光學層中的多個分隔區透鏡。
在進一步的實施例中，感測器層可以捕獲指紋感測區域處的手指之原始影像，其中原始影像包括多個子影像，該多個子影像使用將多個子影像縫合在一起以形成手指的影像之演算法來處理。該演算法包括機器可讀指令，該機器可讀指令可由包括液晶顯示器面板、背光模組和光學指紋感測器之電子裝置之處理器來執行。
在其他實施例中，光學指紋感測器可以定位在指紋感測區域的正下方，光學指紋感測器可以通過液晶顯示器螢幕以捕獲按壓在指紋感測區域上的手指之影像，並且光學指紋感測器可以包括被配置以阻擋來自背光模組的入射光之至少一部分的背光遮罩。
因此，根據本文所描述的這些和其他各種技術，光學指紋感測器可以有利地設置在液晶顯示器面板的顯示區域的下方(或者，替代地，本文中被稱為“在...下面”或“在...之下”)，而不會阻擋光而干擾其效能。
100,200,400,600,700,800,900,1100:光學指紋感測器
101:非顯示區域
102,202:顯示區域
110,210,420,620:影像感測器
120,220,1120:背光模組
130,230,1130:液晶顯示器面板
140,240,1140:指紋感測區域
150,252:光
160,260,1160:手指
211,711,811,911:紅外通濾波器塗層
212,712,812,912:晶圓級光學層
213,713,813,913:感測器層
214:黑光遮罩
221:孔
222:反射器
223:導光板
224:金屬遮罩
250,1150:近紅外光源
300:曲線圖
305:線
310:第一波長區域
315:第二區域
320:第三區域
422,622:像素陣列
423,423(0),423(M):中心
424,424(0),424(1),424(2),424(M),624,624(0),624(1),624(2):第一光電二極體
425:第一光電二極體間距
426,427,427(M),627:光敏表面
428,428(0),428(1),428(2),428(M),628,628(0),628(1),628(2):第二光電二極體
460,460A,460B,460C,660A,660B,660C,660D:開孔擋板層
462,462A,462B,462C,662A,662B,662C,662D:高度
464,464A(0),464A(1),464A(2),464A(M),464B(1),464B(M),464C(1),464C(2),464C(M),664C(0),664C(1),664C(2):孔徑光闌
470,470(0),470(1),470(2),470(M),670,670(0),670(1),670(2):透鏡
472:透鏡寬度
473:透鏡間距
474:透鏡軸
476,476(0),476(1),476(2),476(M),674:光軸
478:接收角
490,492,494:電磁能射線
498X,498Y,498Z:軸
668,668D(0),668D(1),668D(2):第二孔徑光闌
705:分隔區
724,824,924,924(0),924(1),924(2):感測器區域
741,841,941:FOV(視場)
880,980,980(0),980(1),980(2):晶圓級透鏡
1000:原始影像
1002:子影像
1102:裝置
1152:處理器
1154:記憶體
1156:應用程式
1158:影像
[圖1]是圖示了現有技術的光學指紋感測器之截面側視圖，該光學指紋感測器具有定位在液晶顯示器面板的顯示區域上方的指紋感測區域以及位於非顯示區域下方的影像感測器。
[圖2A]是實施例中光學指紋感測器的一個示例之截面側視圖，該光學指紋感測器定位在液晶顯示器面板的顯示區域中，用於捕獲定位在液晶顯示器面板表面上的指紋感測區域處的手指之指紋影像。
[圖2B]在實施例中進一步詳細地示出了圖2A的光學指紋感測器、液晶顯示器面板和背光模組。
[圖2C]在實施例中進一步詳細地示出了圖2A和2B的影像感測器。
[圖3]是圖示了在實施例中圖2C的紅外通濾波器塗層的示例性透光特性的曲線圖。
[圖4A和4B]圖示了在實施例中使用多個光電二極體偵測電磁能的OFPS之一部分之截面側視圖。
[圖5]是實施例中圖4A和4B的光學指紋感測器之一部分之示意性截面視圖。
[圖6]是實施例中另一光學指紋感測器之示意性截面視圖。
[圖7]是實施例中光學指紋感測器之示意性截面視圖，其中晶圓級光學層形成接合到感測器層的多個分隔區。
[圖8]是實施例中具有形成單個晶圓級透鏡的連續晶圓級光學層的OFPS之示意性截面視圖。
[圖9]是實施例中具有形成多個晶圓級透鏡的連續晶圓級光學層的OFPS之示意性截面視圖。
[圖10]示出了實施例中由圖9之光學指紋感測器捕獲的一個示例性原始影像的一部分。
[圖11]圖示了實施例中安裝在裝置中並用於捕獲定位在裝置的液晶顯示器面板上方的指紋感測區域處的手指之指紋的光學指紋感測器之示意圖。
在整個說明書中對“一個示例”或“一個實施例”的提及是指結合該示例描述的特定特徵、結構或特點包括在本發明的至少一個示例中。因此，在整 個說明書中各處出現的短語“在一個示例中”或“在一個實施例中”不一定都是指代同一個示例。此外，在一個或多個示例中，可以以任何合適的方式組合特定的特徵、結構或特點。
為了便於描述，在本文中可以使用空間相對術語，諸如“在...下方”、“在...之下”、“下”、“在...下面”、“在...上方”、“上”等，以描述一個元件或特徵與其他一個或多個元件或特徵的關係，如圖所示。將理解的是，除了附圖中描繪的朝向之外，空間相對術語還意圖涵蓋裝置在使用或操作中的不同朝向。例如，如果附圖中的裝置被翻轉，那麼被描述為在其他元件或特徵“之下”或“下方”或“下面”的元件將被定向為在其他元件或特徵“上方”。因此，術語“在...之下”和“在...下面”可以涵蓋上方和下方兩個朝向。可以以其他方式將裝置定向(旋轉90度或以其他朝向)，並相應地解釋本文中使用的空間相對描述語。此外，還將理解的是，當一個層被稱為在兩個層“之間”時，它可以是兩個層之間的唯一層，或者也可以存在一個或多個中間層。
術語半導體基板可以是指使用半導體(諸如矽、矽-鍺、鍺、砷化鎵及其組合)形成的基板。術語半導體基板也可以指由一種或多種半導體形成的基板，該基板經過了預先的製程步驟以在基板中形成多個區域及/或接面(junctions)。半導體基板還可以包括各種特徵，諸如摻雜和未摻雜的半導體、矽的磊晶層以及在基板上形成的其他半導體結構。
在整個說明書中，使用了幾個技術術語。除非在本文中專門限定 或者它們的使用上下文明確地暗示為其他，這些術語應具有其所屬領域中的普通含義。應當注意的是，在本發明中，元件名稱和符號可以互換使用(例如，Si與矽)；而兩者具有完全相同的含義。
圖1是圖示了現有技術的光學指紋感測器100之截面側視圖，其具有定位在液晶顯示器面板130之顯示區域102上方的指紋感測區域140以及位於非顯示區域101下方的影像感測器110。影像感測器110在面板130下方定位在液晶顯示器面板130的非顯示區域101中，因為當影像感測器110定位在顯示區域102中時，用於用均勻的光照亮液晶顯示器面板130的背光模組120(或多個背光模組)會阻礙光學指紋感測器100的操作。如果影像感測器110位於顯示區域102中，則由背光模組120發射的光會照射影像感測器110並阻止指紋影像的捕獲。將影像感測器110定位在非顯示區域101中減少了來自背光模組120的光所引起的問題，但不利地影響了光學指紋感測器100捕獲指紋影像之效能。
光150由光學指紋感測器100的光源以一定角度發射，由定位在螢幕的指紋感測區域140處的手指160反射/折射，並由影像感測器110偵測。然而，例如，與影像感測器110定位在指紋感測區域140的正下方使得所有液晶顯示器面板130可用于顯示時相比，影像感測器110在非顯示區域101中的定位降低了顯示區域102的縱橫比，因為非顯示區域101不可用於顯示內容。因此，為了補償影像感測器110在非顯示區域101中的定位，光學指紋感測器100的成本增加並且製造更加困難。
圖2A是示例性光學指紋感測器200之截面側視圖，該光學指紋感測器200定位在液晶顯示器面板230之顯示區域202中，用於捕獲定位在液晶顯示器面板230的表面上的指紋感測區域240處的手指260(或任何其他對象物)之指紋影像。光學指紋感測器200包括影像感測器210和近紅外(NIR)光源250，它們定位在液晶顯示器面板230的背光模組220的底層(例如，參見圖2B)中形成的孔221處。孔221定位在指紋感測區域240的正下方。在一實施例中，近紅外光源250產生波長約為940nm的光，然而，可以使用其他波長的光。
圖2B顯示出了在進一步詳細的示例中的圖2A的光學指紋感測器200、液晶顯示器面板230和背光模組220。在以下描述中，最好一起查看圖2A和2B。背光模組220可以包括反射可見光的反射器222和形成背光模組220的下表面的金屬遮罩224。為了使光學指紋感測器200從液晶顯示器面板230的下方操作，孔221形成在背光模組220中，包括形成在反射器222和金屬遮罩224中。例如，在背光模組220的製造期間，孔221透過背光模組220而形成，其包括透過反射器222、導光板223和金屬遮罩224而形成。孔221允許光252從光源250傳輸到指紋感測區域240並返回到影像感測器210，而不會受到背光模組220的阻礙。在某些實施例中，光學指紋感測器200可以包括阻止來自背光模組220的光照射影像感測器210的黑光遮罩214。
圖2C顯示出了在進一步詳細的示例中的圖2A和2B的影像感測器210。影像感測器210包括感測器層213(例如，黑白光感測器陣列)、晶圓級光學層212和紅外通濾波器(IRPF)塗層211(或者，附加地或替代地，任何其他通 濾波器表面)。在某些實施例中，光源250與晶圓級光學層212耦接或包括在晶圓級光學層212內，晶圓級光學層212可以包括一個或多個透鏡或其他光學元件，該透鏡或其他光學元件將由光源250產生的IR光引導到指紋感測區域240。在一實施例中，黑光遮罩214是影像感測器210的側表面上的黑色材料或塗層。
在優選的實施例中，光學指紋感測器200形成(例如，製造)有平坦的頂表面(例如，基本上平坦的表面)，由此晶圓級光學層212形成有基本上平坦的上表面。在某些實施例中，平坦的頂表面由玻璃形成。晶圓級光學層212可以包括一個或多個透鏡，以將由光源250產生的並由手指260反射/折射的光252引導到感測器層213上。光源250可以發射一種或多種特定波長(諸如近紅外)的光252(例如，電磁輻射：electromagnetic(EM)radiation)以照亮指紋感測區域240。
晶圓級光學層212可以包括一個或多個單一、簡單的晶圓級透鏡及/或一個或多個複雜的晶圓級透鏡，它們(例如，機械地、化學地或通過另一耦接技術)接合到感測器層213。在不脫離本發明的範圍的情況下，晶圓級光學層212可以包括其他光學元件。如圖2B所示，頂部晶圓級透鏡優選地形成有基本上平坦的頂表面並塗有IRPF塗層211，使得紅外通濾波器塗層211與液晶顯示器面板230或導光板223的基本上平坦的底表面接觸並與之平齊。在某些實施例中，紅外通濾波器塗層211至少傳送波長為940奈米(nm)的光，但是在不偏離本發明的範圍的情況下，可以被配置為傳送其他波長的光。具體地，紅外通濾波器塗層211是從上方查看時似乎類似於施加到液晶顯示器面板230的下表面的塗層的 可見反射塗層。有利的是，當光學指紋感測器200不被用於捕獲指紋影像時，使用者可能不知道光學指紋感測器200定位在液晶顯示器面板230的下方。
如圖2A、2B和2C的示例所示，背光模組220用於照亮液晶顯示器面板230(例如，通過均勻照明)。如圖2B所示，光學指紋感測器200之頂表面可以在背光模組220之反射器222和金屬遮罩224中形成的孔221內與背光模組220/導光板223之底表面直接接觸並鄰接。因此，光252在光學指紋感測器200和定位在液晶顯示器面板230上的指紋感測區域240處的手指260之間直接且不間斷地行進，並且光學指紋感測器200可以捕獲手指260的指紋影像。
在一些示例中，反射器222和紅外通濾波器塗層211之反射率可以是類似的(例如，有時具有在重要程度或更小程度內的值)。由於，如圖2B和2C所示，紅外通濾波器塗層211可以在孔221內接觸背光模組220/導光板223之底表面(或者，諸如通過製造製程與其耦接或一起形成)，並且由於紅外通濾波器塗層211和反射器222的反射率類似，所以無論在光學指紋感測器200或反射器222處，光252都可以均勻地作用。在一些示例中，光學指紋感測器200可以基於背光模組220而形成，使得紅外通濾波器塗層211具有與背光模組220類似(或相同)的反射率(或反之亦然)。在一些示例中，晶圓級光學層212僅包括單個晶圓級透鏡，該單個晶圓級透鏡具有寬顯示視場(Display Field of View：DFOV)以捕獲指紋感測區域240，並且可以捕獲具有相對較大高度的對象物。在晶圓級光學層212包括晶圓級透鏡陣列的替代實施例中，光學指紋感測器200提供更高的解析度並且可以具有覆蓋較大的指紋感測區域240的能力，因此與其他光學配置相 比，光學指紋感測器200能夠處理來自相對較大的感測區域中的對象物的光252。
圖3是圖示了圖2C的紅外通濾波器塗層211的示例性透光效能的曲線圖300。曲線圖300繪製了隨著波長(λ)變化的透光率(T%)，其中線305代表紅外通濾波器塗層211的透光率，在實施例中，波長可能約為940nm。在第一波長區域310中，紅外通濾波器塗層211基本上是不透光的，並且反射所有波長的光。在第二區域315中，紅外通濾波器塗層211越來越多地從阻擋光轉變為允許光的穿透。在第三區域320中，紅外通濾波器塗層211允許光的穿透，包括例如由近紅外光源250產生的波長的光。
圖4A和圖4B圖示了實施例中光學指紋感測器400的一部分之截面側視圖。光學指紋感測器400使用包括多個第一光電二極體424和多個第二光電二極體428的像素陣列422來偵測電磁能。提供光學指紋感測器400作為晶圓級光學層212的示例；然而，晶圓級光學層212不限於該示例，並且在不脫離本發明的範圍的情況下，可以包括其他配置。
圖4A和圖4B中圖示的截面平行於由正交軸498X和498Z形成的平面，在下文中稱為x-z平面，軸498X和498Z均與軸498Y正交。由正交軸498X和498Y形成的平面(在下文中稱為x-y平面)以及與x-y平面平行的平面被稱為水平面。除非另有規定，本文中對象物的高度是指對象物沿軸498Z的範圍。在本文中，對軸x、y或z的提及分別是指軸498X、498Y和498Z。另外，在本文中，寬度是指對象沿x軸的範圍，深度是指對象沿y軸的範圍，厚度(或薄度)是指對象沿 z軸的範圍，並且豎直是指沿z軸的方向。另外，在本文中，上方是指沿軸498Z在正方向上的距離的相對位置，而下方是指沿軸498Z在負方向上的距離的相對位置。圖4A和圖4B最好一起查看。
光學指紋感測器400包括多個透鏡470、影像感測器420和至少一個開孔擋板層460。多個透鏡470包括J個透鏡，470(m=0)、470(1)、470(2)...470(J-1)。每個透鏡470具有透鏡寬度472，並且多個透鏡472具有沿著水平方向的透鏡間距(pitch)473。在圖4A和4B中，透鏡寬度472和透鏡間距473相等，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，透鏡寬度472可以小於透鏡間距473。透鏡470(0)具有平行於軸498Z的透鏡軸474。多個透鏡470定位在影像感測器420的光敏表面426的上方。影像感測器420包括像素陣列422，該像素陣列422包括多個第一光電二極體424，多個第一光電二極體424包含J個光電二極體，424(m=0)、424(1)、424(2)...424(J-1)。在圖4A和4B的示例中，多個第一光電二極體424具有水平方向上的等於透鏡間距473的第一光電二極體間距425。連接每個透鏡470的光學中心和每個第一光電二極體424的光敏表面427之中心423的線形成多個光軸476的光軸476。多個光軸476的每個光軸垂直於光敏表面426。每個透鏡470具有與相應的第一光電二極體424的光軸476對準的透鏡軸474。在圖4A和4B所示的實施例中，每個透鏡470和對應的第一光電二極體424之間的距離與透鏡470的焦距一起配置，使得從正z方向並平行於光軸476入射到透鏡470上的准直電磁能將被聚焦到第一光電二極體424之中心423。多個第一光電二極體424記錄從指紋樣本反射的光，然後使用該光產生指紋影像。在實施例中，每個第一光電二極體424是包括不只一個光電二極體的像素陣列422的子陣列。
每個開孔擋板層460定位在多個透鏡470和影像感測器420之間。至少一個開孔擋板層460中的每一個位於像素陣列422上方的相應高度462。圖4A和4B中所示的實施例包括三個開孔擋板層460A、460B和460C，它們在像素陣列422上方的高度分別為462A、462B和462C。在不脫離本發明的範圍的情況下，光學指紋感測器400可以具有更多或更少的開孔擋板層460。像素陣列422上方的每個開孔擋板層460的相對間距和高度是出於說明的目的，並不意味著限制光學指紋感測器400內的開孔擋板層460的可能配置。
每個開孔擋板層460具有相應的多個孔徑光闌464，多個孔徑光闌464包含J個孔徑光闌，464A(m=0)、464A(1)、464A(2)...464A(J-1)。每個孔徑光闌464沿著對應的光軸476與給定的第一光電二極體424居中對準。例如，開孔擋板層460A的孔徑光闌464A(0)、464A(1)和464A(2)與相應的光軸476(0)、476(1)和476(2)居中對準。為了清楚的說明，一些光軸未示出。在圖4A和4B所示的實施例中，孔徑光闌464A(1)、464B(1)和464C(1)與光軸476(1)居中對準，為了清楚的說明，未示出。
像素陣列422包括多個第二光電二極體428，多個第二光電二極體428包含k個光電二極體，428(m=0)、428(1)、428(2)...428(k-1)。多個第二光電二極體428嵌入多個第一光電二極體424，使得第二光電二極體428(m)在水平方向上定位在第一光電二極體424(m)和第一光電二極體424(m+1)之間。每個第二光電二極體428被配置為偵測已經通過透鏡Lm和未沿著光軸Om與 Lm對準的至少一個孔徑光闌Ax≠m的電磁能。這在圖4B中示出。電磁能射線490通過透鏡470(m=0)並通過孔徑光闌464C(m=1)。另一電磁能射線492通過透鏡470(m=0)並通過孔徑光闌464A(m=1)、464B(m=1)和464C(m=2)。電磁能射線490和492兩者都由多個第二光電二極體428的第二光電二極體(分別為428(1)和428(2))偵測。
由多個第二光電二極體428偵測到的電磁能以相對於光敏表面427的大入射角進入光學指紋感測器400。該大角度電磁能在這裡被量化為從像素陣列422的表面法線測量時入射角大於10度的入射電磁能。
在一實施例中，每個開孔擋板層460對於可見電磁能是不透明的，例如，入射在多個孔徑光闌464之相鄰孔徑光闌之間的開孔擋板層460上的光。這減少了入射的電磁能可能採取並且仍然入射到多個第一光電二極體424上的路徑的數量。如前所述，每個開孔擋板層460幫助了光學指紋感測器400記錄指紋樣本的影像。
圖5是圖4A和圖4B的光學指紋感測器400的一部分之示意性截面視圖，示出了第一光電二極體424(m)和光敏表面427(m)之中心423(m)。圖5還顯示出了透鏡470(m)、光軸476(m)以及分別包括孔徑光闌464A(m)、464B(m)和464C(m)的至少一個開孔擋板層460A、460B和460C的截面，如參考圖4A和4B以及根據在本文中描述的各種其他實施例所描述的。
圖5所示的孔徑光闌464A(m)、464B(m)和464C(m)中的每一個係與光軸476(M)居中對準。每個孔徑光闌464A(m)、464B(m)和464C(m)的寬度使得它們共同傳送落在接收角478內的電磁能，該接收角478被測量為入射到第一光電二極體424(m)的光敏表面427(m)之中心423(M)上的射線從光軸476的角發散度。當入射角大於接收角478的電磁能射線494入射到開孔擋板層460A上時，它被阻止碰撞第一光電二極體424(m)。在實施例中，在至少一個開孔擋板層中的每一個上的多個孔徑光闌464的每個孔徑光闌在水平面中是圓形的。
圖6是根據本文中描述的實施例的另一光學指紋感測器600之示意性截面視圖。圖6中圖示的實施例包括三個開孔擋板層660A、660B和660C，它們在像素陣列622上方的高度分別為662A、662B和662C。類似於圖4A和4B的開孔擋板層460A、460B和460C，每個開孔擋板層具有相應的多個孔徑光闌。光學指紋感測器600還至少包括在影像感測器620(例如，黑白(Black-and-White：BW)影像感測器)的光敏表面627上方的距離662D處的第四開孔擋板層660D。在一實施例中，距離662D小於20微米。開孔擋板層660D具有多個孔徑光闌，多個孔徑光闌具有J個孔徑光闌664C(0)、664C(1)...664C(J-1)(未圖示)，與透鏡670(0)、670(1)...670(J-1)的光軸對準。開孔擋板層660D更包括多個第二孔徑光闌668，多個第二孔徑光闌668具有K個孔徑光闌668D(0)、668D(1)...668D(K-1)，對於多個第二光電二極體628的每個第二光電二極體628存在一個第二孔徑光闌668。如圖6所示，每個第二孔徑光闌668在平行於光軸674的方向上與相應的第二光電二極體628的光敏表面(未顯示)之中心居中對準。在開孔擋板層 660D上的多個第二孔徑光闌668允許多個第二光電二極體628偵測電磁能，同時進一步限制允許多個第一光電二極體624偵測電磁能的可用路徑。距離662D被優化以最大限度地減少入射到多個第一光電二極體624上的電磁能的量。因此，距離662D可以根據所使用的製造製程和與這些製程相關聯的允許誤差(tolerance)而略有改變。
在一實施例中，第一光電二極體624的數量等於第二光電二極體628的數量。因此，透鏡670的數量、在每個開孔擋板層660上的孔徑光闌的數量以及第二孔徑光闌668的數量也是相等的，彼此之間相等以及等於第一光電二極體624的數量和第二光電二極體628的數量。更簡潔地說，上文的J和K是相等的。然而，情況不一定是這樣。在不脫離本發明的範圍的情況下，可以改變第一光電二極體624和第二光電二極體628的相對數量。
圖7是光學指紋感測器700之示意性截面視圖，其中晶圓級光學層712形成聯結到感測器層713的多個分隔區705。每個分隔區705形成至少一個晶圓級透鏡，該至少一個晶圓級透鏡的基本上平坦的頂部具有紅外通濾波器塗層711和對應的FOV(視場)741。該至少一個晶圓級透鏡(例如，對應的分隔區705)將光引導到感測器層713(例如，BW影像感測器)的一個感測器區域724上。每個感測器區域724可以代表一個感測器(例如，一個像素)、或一組相鄰的感測器(例如，相鄰的區塊)、或一組間隔的像素(例如，交錯的區塊)。儘管圖7的示例示出了三個分隔區705和三個感測器區域724，但在不脫離本發明的範圍的情況下，光學指紋感測器700可以包括更多或更少的分隔區705、感測器區 域724和紅外通濾波器塗層711。光學指紋感測器700可以是如參考圖2A至圖6所描述的光學指紋感測器200、400和/或600中的一個或多個的示例。
在圖7的示例中，與其他光學配置相比，由分隔區705實施的多個晶圓級透鏡可以為光學指紋感測器700提供覆蓋相對較大的指紋成像區域(例如，類似於圖2A-2B的指紋感測區域240)的相對較寬的DFOV。在一實施例中，分隔區705可以具有不同的透鏡，以便可以將具有不同功能的透鏡組合在一個影像感測器中。
圖8是實施例中具有形成單個晶圓級透鏡880的連續晶圓級光學層812的光學指紋感測器800之示意性截面視圖。光學指紋感測器800可以是如參考圖2A至圖6所描述的光學指紋感測器200、400及/或600中的一個或多個的示例。單個晶圓級透鏡880聯結到感測器層813(例如，BW影像感測器陣列)，並為光學指紋感測器800提供指紋感測區域的FOV 841。晶圓級光學層812的上部基本上平坦之表面具有紅外通濾波器塗層811(例如，類似於圖2B和2C的紅外通濾波器塗層211)。與諸如多個晶圓級透鏡的其他光學配置相比，單個晶圓級透鏡880可以允許光學指紋感測器800成像相對較大的對象物高度。單個晶圓級透鏡880將來自指紋成像區域的光聚焦到感測器層813的至少一個感測器區域824上，並且在某些實施例中，將來自指紋成像區域的光聚焦到基本上所有的感測器層813上。
圖9是實施例中具有形成多個晶圓級透鏡980(0)-(2)的連續晶 圓級光學層912的光學指紋感測器900之示意性截面視圖。光學指紋感測器900可以是如參考圖2A至圖6所描述的光學指紋感測器200、400及/或600中的一個或多個的示例。晶圓級光學層912接合到感測器層913(例如，BW影像感測器陣列)，並且每個晶圓級透鏡980(0)-(2)向感測器層913的對應感測器區域924(0)-(2)提供指紋感測區域的至少一部分的FOV 941。晶圓級光學層912的上部基本上平坦之表面具有紅外通濾波器塗層911(例如，類似於圖2B和2C的紅外通濾波器塗層211)。在某些實施例中，感測器層913捕獲由多個子影像形成的單個影像(參見圖10的原始影像1000)，每個子影像由不同的感測器區域924和對應的晶圓級透鏡980捕獲。因此，與圖8的晶圓級光學層812和單個晶圓級透鏡880相比，光學指紋感測器900捕獲覆蓋相對較大指紋成像區域的相對較寬的DFOV。例如，每個晶圓級透鏡980可以具有入射光瞳(例如，在每個相應透鏡的頂部上或在晶圓級光學層912的頂表面處)，該入射光瞳具有相對較小的敞開孔和相對較小的佔用空間(footprint)。因此，為了提供更大的影像，晶圓級透鏡980的陣列和對應的感測器區域924捕獲多個子影像，並且可以使用各種影像處理技術和演算法(例如，與在專用電腦處理器上執行的一樣多)將子影像縫合在一起，以形成定位在指紋感測區域處的指紋的合成影像。
圖10顯示出了在諸如縫合的後續處理以形成合成影像之前，由圖9的光學指紋感測器900捕獲的一個示例性原始影像1000之一部分。原始影像1000是由多個子影像形成的；一個示例性子影像1002由虛線指示。每個子影像可以與指紋掃描區域的不同部分對準，並且可以與由彼此相鄰的其他晶圓級透鏡980和感測器區域924捕獲的指紋掃描區域的相鄰部分重疊。
圖11圖示了配置在裝置1102中並用於捕獲定位在裝置1102的液晶顯示器面板1130上方的指紋感測區域1140處的手指1160的指紋的光學指紋感測器1100之一個示例。圖11僅示出了裝置1102的一部分，該裝置1102可以是例如智慧型手機。光學指紋感測器1100定位在可以包括蓋玻璃(未圖示)的液晶顯示器面板1130的下方以及照亮液晶顯示器面板1130的背光模組1120的下方。光學指紋感測器1100可以代表如上文參考圖2A至圖9所描述的光學指紋感測器200、400、600、700、800和/或900中的一個或多個。
裝置1102可以包括與背光模組1120和液晶顯示器面板1130、光學指紋感測器1100和記憶體1154通信耦接的至少一個處理器1152。記憶體1154被圖示為儲存包括機器可讀指令的應用程式1156(例如，軟體/韌體)，當由處理器1152執行時，機器可讀指令控制裝置1102的操作以捕獲在液晶顯示器面板1130上定位在指紋感測區域1140處的手指1160的指紋影像1158。具體地，如上所述，光學指紋感測器1100定位在背光模組1120的反射器和金屬遮罩中的孔處，該孔允許來自手指1160的光到達光學指紋感測器1100，該光被捕獲為指紋影像1158。
在操作的一個示例中，應用程式1156使處理器1152啟動光學指紋感測器1100的近紅外光源1150，照亮指紋感測區域1140處的手指1160。然後，應用程式1156使處理器1152控制光學指紋感測器1100以捕獲至少一個指紋影像1158。在某些實施例中，應用程式1156可以使處理器1152處理指紋影像1158，以 將子影像縫合在一起，如上所述。裝置1102是形動裝置及/或電子裝置，諸如行動電話、平板電腦、指紋掃描器或其他這樣的使用者裝置(User Equipment：UE)中的一個或多個，或者可以是具有液晶顯示器的另一種類型的電子裝置，在那裡捕獲指紋影像用於使用者認證可能是有利的。
特徵組合
上文描述的特徵以及以下申請專利範圍中的特徵可以在不脫離本發明的範圍的情況下以各種方式組合。以下列舉的示例說明了一些可能的、非限制性的組合：
(A1)一種用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，包括感測器層；與感測器層接合的晶圓級光學層；以及形成在晶圓級光學層之基本上平坦的頂表面上的紅外通濾波器塗層；其中當光學指紋感測器定位在背光模組的下方時，光學指紋感測器通過背光模組之金屬遮罩與反射器和兩者中的孔以捕獲液晶顯示器面板上的指紋感測區域之影像。
(A2)在感測器(A1)中，孔在背光模組的製造期間形成於反射器和金屬遮罩中。
(A3)在感測器(A1)或(A2)中，當背光模組與液晶顯示器面板耦接，孔對準指紋感測區域。
(A4)在感測器(A1)-(A3)中任一種中，晶圓級光學層具有基本上平坦的頂表面，用於在孔內耦接背光模組之基本上平坦的表面。
(A5)在感測器(A1)-(A4)中任一種中，紅外通濾波器塗層具有反射可見光並允許紅外光通過的特性。
(A6)在感測器(A1)-(A5)中任一種中，紅外通濾波器塗層之可見光的反射率基本上與反射器之可見光的反射率匹配。
(A7)在感測器(A1)-(A6)中任一種中，感測器包括用於投射紅外光到指紋感測區域的紅外光源。
(A8)在感測器(A7)中，紅外光源包括用於將紅外光引導至指紋感測區域的一個或多個光學元件。
(A9)在感測器(A1)-(A8)中任一種中，紅外通濾波器塗層更包括玻璃表面。
(A10)在感測器(A1)-(A9)中任一種中，晶圓級光學層更包括用於將指紋感測區域成像到感測器層的單個晶圓級透鏡。
(A11)在感測器(A10)中，與通過多個晶圓級透鏡對對象物進行成像相比，單個晶圓級透鏡能夠對指紋感測區域處的具有更大高度的對象物進行成像。
(A12)在感測器(A1)-(A11)中任一種中，晶圓級光學層包括晶圓級透鏡陣列，其中晶圓級透鏡陣列中的不同透鏡將指紋感測區域之一不同部分之一影像形成到感測器層之一不同部分。
(A13)在感測器(A12)中，與使用單個晶圓級透鏡對對象物進行成像相比，晶圓級透鏡陣列能夠以更大的尺寸及/或更高的解析度對指紋感測區域處的對象物進行成像。
(A14)在感測器(A12)中，晶圓級透鏡陣列的每個透鏡更包括透鏡頂部上的入射光瞳。
(A15)在感測器(A12)中，晶圓級透鏡陣列形成為晶圓級光學層中的多個分隔區透鏡。
(A16)在感測器(A12)中，感測器層捕獲指紋感測區域處的手指之原始影像，其中原始影像包括多個子影像，該多個子影像可以使用將多個子影像縫合在一起以形成手指的影像之演算法來處理。
(A17)在感測器(A16)中，其中該演算法包括機器可讀指令，該機器可讀指令可由包括液晶顯示器面板、背光模組和光學指紋感測器之電子裝置之處理器來執行。
(A18)在感測器(A1)-(A17)中任一種中，光學指紋感測器定位在指紋感測區域的正下方。
(A19)在感測器(A1)-(A18)中任一種中，光學指紋感測器通過液晶顯示器螢幕以捕獲按壓在指紋感測區域上的手指之影像。
(A20)在感測器(A1)-(A19)中任一種中，更包括被配置以阻擋來自背光模組的入射光之至少一部分的背光遮罩。
在不脫離本發明範圍的情況下，可以在上述方法和系統中進行改變。因此應當注意的是，以上描述中包含或附圖中所示的內容應當被解釋為是說明性的，而不是限制性的。以下申請專利範圍旨在覆蓋本文所述的所有一般和具體特徵，以及本方法和系統的範圍的所有陳述，就語言而言，可以認為其介於兩者之間。
200:光學指紋感測器(OFPS)
210:影像感測器
214:黑光遮罩
220:背光模組
221:孔
222:反射器
223:導光板
224:金屬遮罩
230:液晶顯示器(LCD)面板
240:指紋感測區域
250:近紅外光源
252:光
260:手指

Claims (19)

  1. 一種用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，包括：感測器層；晶圓級光學層，接合該感測器層；其中該晶圓級光學層包含一或多個晶圓級光學透鏡形成有一平坦玻璃位於該晶圓級光學層的頂側；及紅外通濾波器塗層，形成於該晶圓級光學層的頂側上的該平坦玻璃上；其中當該光學指紋感測器定位在該背光模組下方時，該光學指紋感測器通過該背光模組之金屬遮罩與反射器兩者中的孔以捕獲該液晶顯示器面板面板上的指紋感測區域之影像。
  2. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該孔於該背光模組的製造期間形成於該反射器與該金屬遮罩中。
  3. 如請求項2所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中當該背光模組耦接該液晶顯示器面板，該孔對準該指紋感測區域。
  4. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該晶圓級光學層具有基本上平坦的頂表面，用於在該孔內耦接 該背光模組之基本上平坦的表面。
  5. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該紅外通濾波器塗層具有反射可見光及允許紅外光通過的特性。
  6. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該紅外通濾波器塗層之可見光的反射率基本上匹配該反射器之可見光的反射率。
  7. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，更包括紅外光源，用於投射紅外光到該指紋感測區域。
  8. 如請求項7所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該紅外光源包括一個或多個光學元件，用於將該紅外光引導至該指紋感測區域。
  9. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該晶圓級光學層更包括單個晶圓級透鏡，用於將該指紋感測區域成像到該感測器層。
  10. 如請求項9所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光 學指紋感測器，其中與通過多個晶圓級透鏡成像對象物相比，該單個晶圓級透鏡能夠對該指紋感測區域處的具有更大高度的該對象物進行成像。
  11. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該晶圓級光學層更包括晶圓級透鏡陣列，其中該晶圓級透鏡陣列中的不同透鏡將該指紋感測區域之一不同部分之一影像形成到該感測器層之一不同部分。
  12. 如請求項11所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中與使用單個晶圓級透鏡對該對象物進行成像相比，該晶圓級透鏡陣列能夠以更大的尺寸及/或更高的解析度對該指紋感測區域處的該對象物進行成像。
  13. 如請求項11所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該晶圓級透鏡陣列中的每個透鏡更包括在該透鏡頂部上的入射光瞳。
  14. 如請求項11所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該晶圓級透鏡陣列形成為該晶圓級光學層中的多個分隔區透鏡。
  15. 如請求項11所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之 光學指紋感測器，其中該感測器層捕獲該指紋感測區域處的手指之原始影像，其中該原始影像包括多個子影像，該多個子影像使用將該多個子影像縫合在一起以形成該手指的影像之演算法來處理。
  16. 如請求項15所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該演算法包括機器可讀指令，該機器可讀指令可由包括該液晶顯示器面板、該背光模組和該光學指紋感測器之電子裝置之處理器來執行。
  17. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該光學指紋感測器定位在該指紋感測區域的正下方。
  18. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，其中該光學指紋感測器通過該液晶顯示器面板以捕獲按壓在該指紋感測區域上的手指之影像。
  19. 如請求項1所述的用於具有背光模組的液晶顯示器面板之光學指紋感測器，更包括背光遮罩，配置以阻擋來自該背光模組的入射光之至少一部分。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115641781A (zh) * 2021-07-19 2023-01-24 群创光电股份有限公司 显示面板以及电子装置
US12456324B2 (en) * 2021-10-13 2025-10-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including a plurality of optical fingerprint sensors, method for acquiring and authenticating fingerprint information in the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201539331A (zh) * 2014-04-04 2015-10-16 Vkansee Technology Company Ltd 圖像採集裝置、終端設備、液晶終端設備及圖像採集方法
CN110580473A (zh) * 2019-09-23 2019-12-17 上海思立微电子科技有限公司 指纹识别组件、显示组件、以及电子设备
EP3637316A1 (en) * 2018-08-15 2020-04-15 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Lcd fingerprint recognition system, under-screen optical fingerprint recognition device, and electronic device
CN112085006A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 北京小米移动软件有限公司 电子设备
CN112446250A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 华为技术有限公司 指纹识别装置及电子设备
TW202113664A (zh) * 2019-09-22 2021-04-01 神盾股份有限公司 指紋感測模組與電子裝置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8896545B2 (en) * 2009-11-24 2014-11-25 Microsoft Corporation Angularly-selective sensor-in-pixel image detection
US10627937B2 (en) * 2016-08-05 2020-04-21 Shanghai Oxi Technology Co., Ltd Display module
CN109791599B (zh) * 2016-09-17 2023-11-14 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于屏幕上指纹感应的屏幕下光学传感器模块
WO2020077505A1 (zh) 2018-10-15 2020-04-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下指纹识别装置和电子设备
WO2021012117A1 (zh) * 2019-07-19 2021-01-28 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下光学指纹识别装置及系统、扩散膜和液晶显示屏
CN110414503A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 深圳市隆利科技股份有限公司 用于lcd屏内指纹识别的背光模组及电子设备
CN110516591B (zh) * 2019-08-27 2023-06-20 深圳市隆利科技股份有限公司 基于光学传感器的指纹识别终端设备
EP3846071A4 (en) * 2019-11-08 2021-07-21 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. OPTICAL FINGERPRINT RECOGNITION DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201539331A (zh) * 2014-04-04 2015-10-16 Vkansee Technology Company Ltd 圖像採集裝置、終端設備、液晶終端設備及圖像採集方法
EP3637316A1 (en) * 2018-08-15 2020-04-15 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Lcd fingerprint recognition system, under-screen optical fingerprint recognition device, and electronic device
CN112446250A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 华为技术有限公司 指纹识别装置及电子设备
TW202113664A (zh) * 2019-09-22 2021-04-01 神盾股份有限公司 指紋感測模組與電子裝置
CN110580473A (zh) * 2019-09-23 2019-12-17 上海思立微电子科技有限公司 指纹识别组件、显示组件、以及电子设备
CN112085006A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 北京小米移动软件有限公司 电子设备

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