一种指纹识别装置、显示面板的制作方法

本实用新型属于显示技术领域，具体涉及一种指纹识别装置、显示面板。

背景技术：

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器，又称为有机电激发光显示器(Organic Electroluminesence Display，OELD)。在各种类型的平板显示器中，OLED显示器具有宽视角、高亮度、高对比度、低驱动电压和快速响应的优点。

指纹是人体与生俱来独一无二并可与他人相区别的不变特征，它由指端皮肤表面上的一系列脊和谷组成，这些脊和谷的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹图案的唯一性。由于计算机的广泛应用和模式识别理论的发展，人们已开始研究使用计算机进行指纹的自动识别，业界都在争先研究和开发实用指纹识别系统。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的OLED显示产品，其指纹识别装置一般设置于边框区，这样指纹识别装置会占据边框区的位置，不利于实现窄边框设计。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的有机发光二极管显示产品的指纹识别装置占据边框区的位置，不利于实现窄边框设计的问题，提供一种指纹识别装置、显示面板、指纹识别方法。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

一种指纹识别装置，包括：

准直器，用于设于有机发光二极管的远离指纹接触的一面上，以透过指纹反射的准直光，并遮挡散射光；

传感器，设于准直器远离指纹接触的一面上，用于接收准直器反射的准直光，并根据准直光识别指纹。

优选的是，所述准直器包括具有多个第一开口的第一遮光层、具有多个第二开口的第二遮光层和夹设在第一遮光层与第二遮光层之间的透明基材层；其中，所述第一开口与第二开口一一对应。

优选的是，所述第一开口至透明基材层的正投影落入第二开口至透明基材层的正投影范围内。

优选的是，所述第一开口与第二开口均为圆形，且相对应的第一开口与第二开口的圆心的连线垂直于透明基材层。

优选的是，所述第一开口口径为d1，第二开口口径为d2，所述透明基材层的厚度为t；其中，d1/t＜1/5，d2/t＜1/5。

优选的是，所述d1的范围为2-50μm；d2的范围为2-50μm。

优选的是，所述d1的范围为2-20μm；d2的范围为2-20μm。

优选的是，所述第二遮光层相较于所述第一遮光层更靠近传感器设置；所述第二遮光层与传感器之间的介质的折射率为n3，透明基材折射率为n2，相邻的第二开口之间的距离为p，指纹脊线间距为pf，其中，

优选的是，所述第二遮光层与所述传感器之间的介质包括空气或胶粘剂。

本实用新型还公开一种显示面板，包括有机发光二极管，和上述的指纹识别装置，所述指纹识别装置设于所述有机发光二极管的入光侧的一面上。

优选的是，所述有机发光二极管包括基底，设于基底上方的阴极、阳极；所述阴极、阳极之间设有发光层，所述准直器设于所述基底远离所述发光层的一面上，且所述准直器设于所述基底与所述传感器之间。

优选的是，所述有机发光二极管包括显示区和显示区周边的边缘区，所述指纹识别装置设于所述显示区。

本实用新型还公开一种指纹识别方法，采用上述的装置进行，包括以下步骤：

手指指纹将照射至指纹上光进行反射，使得反射光传播至准直器；

准直器透过反射光中的准直光，并遮挡反射光中的散射光；

传感器接收所述准直光，并根据准直光识别指纹。

其中，准直光(也称近轴类准直光)是指平行于中心轴的光，若光线与中心轴有大的夹角，即为非近轴光线，通常准直光光线与中心轴的角度小于5度。

本实用新型的指纹识别装置中，准直器透过指纹反射的准直光，并遮挡散射光，这样相当于发光层发射的光线，经过手指反射，近似准直的反射光线可以通过准直器区域，而倾斜的光线会被准直器阻挡。传感器根据准直器通过的光的区域识别出指纹的波峰波脊，该指纹识别装置制作工艺简单，实用性强，适用于有机发光二极管显示区域内进行指纹采集与识别。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的指纹识别装置的结构示意图；

图2-6为本实用新型的实施例2的指纹识别装置的结构示意图；

图7为手指指纹示意图；

图8为本实用新型的实施例3的显示面板的结构示意图；

其中，附图标记为：1、准直器；11、第一遮光层；12、第二遮光层；13、透明基材层；14、第一开口；15、第二开口；2、传感器；3、有机发光二极管；30、发光层；31、基底；32、封装层；33、覆盖层；4、手指。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种指纹识别装置，如图1所示，包括准直器1和传感器2；其中，准直器1用于设于有机发光二极管的远离指纹接触的面上(即有机发光二极管的发光层30远离出光面的一面上)，以透过指纹反射的准直光，并遮挡散射光；传感器2用于设于准直器1远离指纹接触的一面上，接收准直器1的准直光，并根据准直光识别指纹。

本实施例的指纹识别装置中，准直器1透过指纹反射的准直光，并遮挡散射光，这样相当于有机发光二极管的发光层30发射的光线，经过手指反射，近似准直的反射光线可以通过准直器1区域，而倾斜的光线会被准直器1阻挡。传感器2根据准直器1通过的光的区域识别出指纹的波峰波脊，该指纹识别装置制作工艺简单，实用性强，适用于有机发光二极管显示区域内进行指纹采集与识别。

实施例2：

本实施例提供一种指纹识别装置，如图2所示，包括准直器1和传感器2；其中，准直器1用于设于有机发光二极管的发光层30远离出光面的一面上，以透过指纹反射的准直光，并遮挡散射光；传感器2用于设于准直器1远离发光层30的一面上，接收准直器1的准直光，并根据准直光识别指纹。本实施例的准直器1包括具有多个第一开口14的第一遮光层11、具有多个第二开口15的第二遮光层12和夹设在第一遮光层11与第二遮光层12之间的透明基材层13；其中，所述第一开口14与第二开口15一一对应。

在本实施例对应的附图2中，显示了底部的传感器2，设于传感器2上的准直器1；图3为准直器1的局部放大图，图2中为了便于说明，还示意出了准直器1上方的基底31、发光层30、封装层32、覆盖层33，以及手指4。从图2中可以看出：发光层30发光，穿透堆叠的封装层32、覆盖层33，照射在手指4指纹的波峰或者波脊上，手指4指纹会将光线反射回去，反射光再次经过覆盖层33、封装层32，发光层30，基底31至准直器1，经过准直器1的调制选择，将对应视角内的准直光传递到传感器2，传感器2根据准直器1通过的光的区域识别出指纹的波峰波脊。

作为本实施例中的一种可选实施方案，所述第一开口14至透明基材层13的正投影落入第二开口15至透明基材层13的正投影范围内。

图4为准直器1的透视图，在本实施例对应的附图3、图4中可以看出，上下的第一开口14、第二开口15的口径可以不一样。其口径大小可以根据实际产品进行调整。

作为本实施例中的一种优选实施方案，所述第一开口14与第二开口15均为圆形，且相对应的第一开口14与第二开口15的圆心的连线垂直于透明基材层13。

也就是说，本实施例以第一开口14与第二开口15大小相同，圆心相对为例进行说明。第一开口14与第二开口15的圆心的连线即为轴心(也称为中心轴)。通常，平行于中心轴的光即为近轴光线，若光线与中心轴有大的夹角，即为非近轴光线，一般光线与中心轴的角度小于5度的光线。

参见图5，经过手指反射的光线，呈散射装，其中，准直光线C、D可以透过准直器1到达传感器2表面，稍大角度的光线B会被上下表面的第一遮光层11、第二遮光层12所阻挡，大角度的光线A则会在基材的下表面发生全反射而无法透出，因此第一开口14与第二开口15起到保证了有用的准直光线透过的作用。

作为本实施例中的一种优选实施方案，所述第二遮光层12相较于所述第一遮光层11更靠近传感器2设置；所述第二遮光层12与传感器2之间的介质的折射率为n3，透明基材折射率为n2，相邻的第二开口15之间的距离为p，指纹脊线间距为pf，其中，

在本实施例对应的附图6中显示了，进入透明基材层13的光线入射角为θ2，其中，θ2＝arcsin(n1*sinθ1/n2)，而在透明基材层13下表面的光线入射角θ3，其中，θ3＝θ2＝arcsin(n1*sinθ1/n2)，由于通常，第二遮光层12与传感器2之间的界面为空气或低折射率介质，只要满足θ3大于全反射角，即

则光线就会被困在透明基材层13内，不会到达传感器2而产生杂散光干扰。

第一遮光层11的入射角θ1满足

准直器1允许通过的光线角度为θ0，则要求相邻的两个开口间的遮光层宽度尺寸最小为

其中t为透明基材层13的厚度。因此透明基材层13上下表面的第一开口14、第二开口15都要满足相邻的两个开口的中心之间的间距P为

这样入射光线角度θ≤θ0能够通过准直器1，入射光线角度满足时被遮光层吸收，入射光线角度满足时被全发射阻挡。

另外为了提高指纹识别的精度，相邻的两个开口的中心之间的间距P还要小于手指指纹的脊线间距pf(参见图7)，优选小于脊线间距的一半，即

优选的是，第二遮光层与所述传感器之间的介质包括空气或胶粘剂。

也就是说，第二遮光层与所述传感器之间可以通过胶粘剂粘接，这样，相当于n3即为胶粘剂材料的折射率。

作为本实施例中的一种优选实施方案，第二遮光层与所述传感器之间可以是空气，即仅仅将第二遮光层与所述传感器的边缘的位置处粘接，第二遮光层与所述传感器中部的面内介质为空气。这样设计的作用是：增强准直器接受到的反射的准直光，进一步提高传感器识别指纹的效率和精确度。

优选的是，所述第一开口14口径为d1，第二开口15口径为d2，所述透明基材层13的厚度为t；其中，d1/t＜1/5，d2/t＜1/5。

优选的是，所述d1的范围为2-50μm；d2的范围为2-50μm。

优选的是，所述d1的范围为2-20μm；d2的范围为2-20μm。

也就是说，为保证透过的光线近似准直，第一开口14、第二开口15口径d要求远小于基材膜厚t，满足d/t<1/5，优选1/10<d/t<1/15，这样，准直器1能够透过的光线角度<10°，这里孔径d可选2～50um，优选5～20um。

实施例3：

本实施例提供一种显示面板，如图8所示，包括有机发光二极管3，和上述的指纹识别装置，所述指纹识别装置设于所述有机发光二极管3的入光侧的一面上。

其中，以有机发光二极管3的出光面为上面，那么准直器1设于有机发光二极管的下面，传感器2设于准直器1的下面。

作为本实施例中的一种可选实施方案，有机发光二极管3可以包括阴极、阳极(图8中未示出阴极、阳极等)；阴极、阳极之间设有发光层30，所述准直器1设于所述基底31远离所述发光层的一面上，且所述准直器1设于所述基底31与所述传感器2之间。

此外，阴极、阳极之间还可以设有空穴注入层(Hole InjectionLayer，HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer，HTL)、电子传输层(Electron Transport Layer，ETL)和电子注入层(Electron Injection Layer，EIL)等。

在本实施例对应的附图8中，显示了有机发光二极管3的基底31的一面上的发光层30、封装层32、覆盖层33，基底31的另一面上的准直器1、传感器2。准直器1包括具有多个第一开口14的第一遮光层11、具有多个第二开口15的第二遮光层12和夹设在第一遮光层11与第二遮光层12之间的透明基材层13；其中，所述第一开口14与第二开口15一一对应。第一遮光层11靠近衬底设置，第二遮光层12靠近传感器2设置。其中指纹识别装置可以是单独的一个装置，然后粘贴至基底31上；也可以是直接在基底31背面上形成准直器1、传感器2。

作为本实施例中的一种优选实施方案，所述有机发光二极管包括显示区和显示区周边的边缘区，所述指纹识别装置设于所述显示区。

也就是说，本实施例的显示面板可以在有机发光二极管显示区域内进行指纹采集与识别，减小了整个有机发光二极管显示模组的边框区域，能做到无边框设计。

实施例4：

本实施例提供一种指纹识别方法，采用上述实施例的装置进行指纹识别，包括以下步骤：

S01、手指指纹将照射至指纹上光进行反射，使得反射光传播至准直器；

S02、准直器透过反射光中的准直光，并遮挡反射光中的散射光；

S03、传感器接收所述准直光，并根据准直光识别指纹。

本实施例的指纹识别方法中，发光层发射的光线经过手指反射，近似准直的反射光线可以通过准直器区域，而倾斜的光线会被准直器阻挡。传感器根据准直器通过的光的区域识别出指纹的波峰波脊，该方法设计简单，实用性强，适用于有机发光二极管显示区域内进行指纹采集与识别。

显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：各结构层的具体厚度可以根据产品需要进行调整，各部件的具体尺寸可以根据实际情况进行改变。

实施例5：

本实施例提供了一种显示装置，其包括上述任意一种显示面板。所述显示装置可以为：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。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。