CN108399390B - 指纹识别模组和指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及指纹识别技术领域，提出一种指纹识别模组，该指纹识别模组包括背板、光源、光电感受器以及指纹识别开关；光源设于背板之上，光源能够发射红外光以及可见光，指纹能够将红外光反射形成红外反射光；光电感受器设于背板，光电感受器用于检测红外反射光的光强分布，识别出指纹的波峰和波谷；指纹识别开关设于背板，用于控制光源与光电感受器的开关。使用指纹识别模组该指纹识别较为清晰；显示与指纹识别互不影响，不会影响显示效果。

Description

指纹识别模组和指纹识别装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别模组和指纹识别装置。

背景技术

随着科学技术的发展，指纹识别技术已经广泛应用在移动终端、智能家居等多个领域。特别是在移动终端上，屏幕内的指纹识别方式或者全面指纹识别方式已经有所研究。

目前，主流的指纹识别技术有光电式指纹识别、电容式指纹识别和超声波指纹识别。电容式指纹识别通过常用的电容式传感器对触摸对象进行分析，很难达到全屏指纹识别。光电式指纹识别有：微发光二极管结合光学传感器的指纹识别系统，每一个像素点包括一个交互式像素(interactive pixel)和一个发射像素(emissive pixel)，每一个交互式微芯片(interactive microchip)包含控制发光和感光传感器。有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，简称OLED)无法实现硅片衬底上的高精度工艺，且光信号衰减较大，指纹识别不清晰。还有一种将彩色滤光片(Color filter)材料与指纹识别模组集成，隐藏于像素间，但是这种指纹识别技术的间距尺寸较小，扫描频率较高，不能很好的减小损耗，可实现性差。

因此，有必要研究一种指纹识别模组和指纹识别装置。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的全面屏指纹识别不清晰的不足，提供一种全面屏指纹识别较清晰的指纹识别模组和指纹识别装置。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种指纹识别模组，包括：

背板；

光源，设于所述背板之上，所述光源能够发射红外光以及可见光，指纹能够将所述红外光反射形成红外反射光；

光电感受器，设于所述背板，所述光电感受器用于检测所述红外反射光的光强分布，识别出所述指纹的波峰和波谷；

指纹识别开关，设于所述背板，用于控制所述光源与所述光电感受器的开关。

在本公开的一种示例性实施例中，所述光源为内设有铱配合物的发光二极管。

在本公开的一种示例性实施例中，所述光源包括：从下到上依次排列的空穴注入层、空穴传输层、光源层、电子传输层以及电子注入层。

在本公开的一种示例性实施例中，所述铱配合物设于所述光源层内。

在本公开的一种示例性实施例中，所述背板包括：

衬底基板；

第一源极，设于所述衬底基板之上；

连接电极，设于所述第一源极之上；

所述第一源极与所述光源通过所述连接电极连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述指纹识别开关包括：

第一半导体层，设于所述衬底基板之上，并与所述第一源极连接；

绝缘层，设于所述第一半导体层之上；

栅极，设于所述绝缘层之上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述光电感受器包括：

第二半导体层，设于所述衬底基板之上；

光电感受层，设于所述第二半导体层的远离所述衬底基板的一侧，所述光电感受层与所述第一源极连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述纹识别模组还包括：

第二源极，设于所述衬底基板之上，并连接于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述指纹识别模组还包括：

红外子像素区，设于每个像素单元内，所述红外子像素区能够透过所述红外光至所述指纹。

根据本公开的一个方面，提供一种指纹识别装置，包括：

上述任意一项所述的指纹识别模组。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本发明的指纹识别模组，在背板之上设置光源，光源能够发射红外光以及可见光，指纹能够将红外光反射形成红外反射光，光电感受器能够检测红外反射光的光强分布，识别出指纹的波峰和波谷，还设置有控制光源与光电感受器的开关的指纹识别开关。一方面，采用红外光进行指纹识别，红外光的波长长、衍射能力强、穿透能力更强，使指纹识别较为清晰。另一方面，显示采用可见光，与指纹识别的红外光互不影响，因此，不会影响显示效果。再一方面，采用指纹识别开关控制光源与光电感受器的开关，当有触摸时才开启光源与光电感受器，减少能耗。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明指纹识别模组的原理示意图；

图2是本发明指纹识别模组一实施方式的结构示意图；

图3是本发明指纹识别模组中的像素排布示意图；

图4是图3中的一个像素单元的排布示意图；

图5是本发明指纹识别模组的电路原理示意图。

图中主要元件附图标记说明如下：

1、背板；101、衬底基板；

2、光源；21、空穴注入层；22、空穴传输层；23、光源层；24、电子传输层；25、电子注入层；

3、栅极绝缘层；

41、第一半导体层；42、第二半导体层；

51、第一源极；52、第二源极；

6、绝缘层；7、栅极；8、光电感受层；9、平坦化层；10、连接电极；11、盖板；12、触控板；13、指纹；14、光电感受器；15、指纹识别开关；

R、红色子像素；G、绿色子像素；B、蓝色子像素；UR、红外子像素区；

DL、驱动线；IL、数据线；SL、源线。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本发明首先提供了一种指纹识别模组，参照图1所示的本发明指纹识别模组的原理示意图；该指纹识别模组可以包括背板1、光源2、光电感受器14以及指纹识别开关15等等。光源2可以设于背板1之上，光源2能够发射红外光以及可见光，指纹13能够将红外光反射形成红外反射光；光电感受器14可以设于背板1，光电感受器14用于检测红外反射光的光强分布，识别出指纹13的波峰和波谷；指纹识别开关15可以设于背板1，指纹识别开关15用于控制光源2与光电感受器14的开关。

该指纹识别模组的指纹识别原理为：手指触摸盖板11后，光源2发出红外光照射指纹13的波峰和波谷，射至波峰处的红外光线恰好能被垂直反射，一定光强下能被下方的光电感受器14接收，射至波谷处的红外光线因为发生有角度的反射不能有效进入光电感受器14或者强度不够而不能被光电感受器14接收。光电感受器14能够通过检测红外反射光的光强分布识别出指纹13的波峰和波谷。

参照图2所示的本发明指纹识别模组一实施方式的结构示意图。在本示例实施方式中，光源2可以采用有机发光二极管。光源2可以包括：从下到上依次排列的空穴注入层21(Hole Inject Layer，HIL)、空穴传输层22(Hole Transport Layer，HTL)、光源层23(Emitting Layer，EML)、电子传输层24(Electron Transport Layer，ETL)以及电子注入层25(Electron Inject Layer；EIL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在光源层23中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。在光源层23内还设置有铱配合物，铱配合物能够发出红外光线，从而使光源2能够发射红外光以及可见光。铱配合物为小分子有机物单体，例如，铱配合物可以是Ir[(dpbpa)2bphen)]+pf6-材料。当然，在本发明的其他示例实施方式中，光源2也可以采用无机发光二极管，即在无机发光二极管的发光材料中添加铱配合物即可达到发出红外光的目的。

在本示例实施方式中，背板1可以包括衬底基板101，衬底基板101可以是SiNx或者SiO2，还可以是SiNx与SiO2的结合体。在衬底基板101上可以间隔设置有多个栅极绝缘层3(Gate insulator layer，简称GL)，即每相邻两个栅极绝缘层3之间均有间隙。第一半导体层41与第二半导体层42可以间隔设置在间隙内，即在一个间隙内设置有第一半导体层41，与其相邻的间隙内就设置有第二半导体层42。第一半导体层41与第二半导体层42可以均为B掺杂形成的P型Si。

在第一半导体层41之上可以设置有绝缘层6，在绝缘层6之上可以设置有栅极7。第一半导体层41与栅极7形成指纹识别开关15。

在第二半导体层42的远离衬底基板101的一侧可以设置有光电感受层8，第二半导体层42与光电感受层8形成光电感受器14。光电感受层8可以为通过等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD)沉积形成的砷化镓(GaAs)层。砷化镓可作半导体材料，其电子迁移率高、介电常数小，能引入深能级杂质、电子有效质量小，能带结构特殊，可作外延片。当然，光电感受层8形成方法还可以采用溅射法等，此处不做特殊限定。

在本示例实施方式中，在栅极绝缘层3之上可以设置有源极，源极可以包括第一源极51以及第二源极52等等。第一源极51的一端与第一半导体层41连接，第一源极51的另一端与光电感受层8连接。第二源极52的一端与第一半导体层41连接，另一端与第二半导体层42连接。通过第二源极52可以将指纹识别开关15与光电感受器14连接，从而使指纹识别开关15能够控制光电感受器14的开关。

在本示例实施方式中，在源极之上可以设置有平坦化层9，在第一源极51之上的平坦化层9上设置有通孔，在平坦化层9之上可以设置有连接电极10，连接电极10穿过通孔与第一源极51连接，在连接电极10之上可以设置上述光源2，具体来说连接电极10与空穴注入层21连接。通过连接电极10以及第一源极51将光源2与指纹识别开关15连接，从而使指纹识别开关15能够控制光源2的开关。

指纹识别模组还可以包括红外子像素区UR，红外子像素区UR可以设于每个像素单元内，红外子像素区UR能够透过红外光至所述指纹13。参照图3以及图4所示的指纹识别模组中的像素排布示意图；在本示例实施方式中，红外子像素区UR可以设于红色子像素R的右侧，蓝色子像素B的下侧，绿色子像素G的上侧。当然，本领域技术人员可以理解的是，红外子像素区UR的设置方式不限于上述描述，例如，红外子像素区UR还可以设置在绿色子像素G与红色子像素R之间，而且，也可以在两个像素单元之间设置有一个红外子像素区UR。

参照图5所示的本发明指纹识别模组的电路原理示意图。驱动线DL(Drive line)连接于数据处理芯片的驱动电压信号端与指纹识别开关15之间，用于为光源2发光提供电压。数据线IL(Imagine line)连接于数据处理芯片的数据接收端与指纹识别开关15之间，用于将光电感受器14感测的电流信号传输至数据处理芯片，使数据处理芯片将电流信号转化为指纹信息。源线SL(Source line)连接于触控板12，当触控板12感测有触摸的时候，通过源线SL将触控信号传输至指纹识别开关15，指纹识别开关15开启光源2以及光电感受器14，进行指纹识别。

进一步的，本发明还提供了一种指纹识别装置，该指纹识别装置包括上述指纹识别模组。指纹识别模组的具体结构上述已经进行了详细说明，此处不再赘述。

本发明的指纹识别模组，在背板1之上设置光源2，光源2能够发射红外光以及可见光，指纹能够将红外光反射形成红外反射光，光电感受器14能够检测红外反射光的光强分布，识别出指纹13的波峰和波谷，还设置有控制光源2与光电感受器14的开关的指纹识别开关15。一方面，采用红外光进行指纹识别，红外光的波长长、衍射能力强、穿透能力更强，使指纹识别较为清晰。另一方面，显示采用可见光，与指纹识别的红外光互不影响，因此，不会影响显示效果。再一方面，采用指纹识别开关15控制光源2与光电感受器14的开关，当有触摸时才开启光源2与光电感受器14，减少能耗。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (6)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括：

背板；

光源，设于所述背板之上，所述光源能够发射红外光以及可见光，指纹能够将所述红外光反射形成红外反射光；

光电感受器，设于所述背板，所述光电感受器用于检测所述红外反射光的光强分布，识别出所述指纹的波峰和波谷；

指纹识别开关，设于所述背板，用于控制所述光源与所述光电感受器的开关；

所述背板包括：

衬底基板；

第一源极，设于所述衬底基板之上；

连接电极，设于所述第一源极之上；

所述第一源极与所述光源通过所述连接电极连接；

所述指纹识别开关包括：

第一半导体层，设于所述衬底基板之上，并与所述第一源极连接；

绝缘层，设于所述第一半导体层之上；

栅极，设于所述绝缘层之上；

所述光电感受器包括：

第二半导体层，设于所述衬底基板之上；

光电感受层，设于所述第二半导体层的远离所述衬底基板的一侧，所述光电感受层与所述第一源极连接；

所述纹识别模组还包括：

第二源极，设于所述衬底基板之上，并连接于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述光源为内设有铱配合物的发光二极管。

3.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述光源包括：从下到上依次排列的空穴注入层、空穴传输层、光源层、电子传输层以及电子注入层。

4.根据权利要求3所述的指纹识别模组，其特征在于，所述铱配合物设于所述光源层内。

5.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组还包括：

红外子像素区，设于每个像素单元内，所述红外子像素区能够透过所述红外光至所述指纹。

6.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：

权利要求1～5任意一项所述的指纹识别模组。

Images