WO2020177147A1 - 指纹输入装置和显示装置 - Google Patents

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WO2020177147A1
WO2020177147A1 PCT/CN2019/078092 CN2019078092W WO2020177147A1 WO 2020177147 A1 WO2020177147 A1 WO 2020177147A1 CN 2019078092 W CN2019078092 W CN 2019078092W WO 2020177147 A1 WO2020177147 A1 WO 2020177147A1
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light
layer
input device
array
fingerprint input
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PCT/CN2019/078092
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卓恩宗
刘振
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惠科股份有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing

Definitions

  • This application relates to a fingerprint input device and a display device.
  • Biometric fingerprint technology continues to develop in a highly secure network society. Due to mature technology, fingerprint recognition has been widely used in security, immigration and even financial authentication applications.
  • the mainstream of fingerprint sensing methods are capacitive and optical. Capacitive sensing technology uses capacitance difference to distinguish the ridges and valleys of the fingerprint. However, due to the sensing principle, crosstalk seriously interferes with the signal and causes poor image quality.
  • Optical-type sensing technologies generally provide better image quality, however, some applications of them are limited due to the huge volume of prisms and optical elements.
  • the exemplary fingerprint input device has a problem that crosstalk seriously interferes with the signal and causes poor image quality.
  • a fingerprint input device and a display device are provided.
  • a fingerprint input device including:
  • the control backplane is arranged on the non-light-emitting side of the light-emitting layer
  • a photosensor array is arranged on the side of the control backplane away from the light-emitting layer.
  • the photosensor array is configured to sense light reflected by the fingerprint, and generate an image corresponding to the fingerprint according to the reflected light information;
  • control backplane includes a light-transmitting area and a non-light-transmitting area, the light-transmitting area is provided with a through-hole array layer, and the through-hole array layer collects the light emitted by the fingerprint to the photosensor array.
  • the thickness of the through hole array layer is 100 nm-3000 nm.
  • the through hole diameter of the through hole array layer is 3um-300um.
  • the shape of the through holes of the through hole array layer includes a cylindrical shape or a conical shape.
  • the through hole array layer is a black opaque material layer with through holes.
  • the through hole array layer is a black matrix layer with through holes.
  • control backplane further includes a pixel array arranged in a non-transmissive area, and a color filter is attached to the pixel array.
  • the color filter includes color resists corresponding to red, green, blue, and white, respectively.
  • the light-emitting layer includes one or more light-emitting units, and there is a light-transmitting area between adjacent light-emitting units.
  • the light emitting unit includes one of an organic light emitting diode, a quantum dot light emitting diode, and a liquid crystal display device.
  • the light-emitting unit includes a first electrode and a second electrode that are oppositely disposed, and an organic light-emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode.
  • the light emitting unit includes an anode, a hole injection layer, a first hole transport layer, a blue light emitting layer, a first electron transport layer, a first electron injection layer, an intermediate connector, and a Two hole transport layer, red light and green light emitting layer, second electron transport layer, second electron injection layer and cathode.
  • the photosensor array includes a phototransistor sensor array and a sensor pixel array.
  • the phototransistor sensor array includes a-Si TFT phototransistor sensors, and the sensor pixel array includes a-Si TFT pixels.
  • the fingerprint input device further includes a protective layer disposed on the light-emitting layer.
  • the protective layer includes an encapsulation layer provided on the light-emitting layer and a transparent cover plate provided on the encapsulation layer.
  • a fingerprint input device including:
  • the control backplane is arranged on the non-light-emitting side of the light-emitting layer
  • a photosensor array is arranged on the side of the control backplane away from the light-emitting layer.
  • the photosensor array is configured to sense light reflected by the fingerprint, and generate an image corresponding to the fingerprint according to the reflected light information;
  • control backplane includes a light-transmitting area and a non-light-transmitting area, the light-transmitting area is provided with a through-hole array layer, and the through-hole array layer collects the light emitted by the fingerprint to the photosensor array;
  • the thickness of the through hole array layer is 100 nm to 3000 nm, and the through hole diameter of the through hole array layer is 3 um to 300 um;
  • the through hole array layer is a black opaque material layer with through holes.
  • a display device includes the fingerprint input device as described above.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a fingerprint input device according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the structure of a light-emitting layer of the fingerprint input device corresponding to FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a light-emitting unit corresponding to the light-emitting layer of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of another light-emitting unit corresponding to the light-emitting layer of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of a control backplane corresponding to the fingerprint input device of FIG. 1;
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of another control backplane corresponding to the fingerprint input device of FIG. 1;
  • Fig. 7 is a schematic structural diagram of another control backplane corresponding to the fingerprint input device of Fig. 1;
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of a photosensor array corresponding to the fingerprint input device of FIG. 1;
  • Fig. 9 is a schematic structural diagram of a fingerprint input device according to another embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of the structure of the fingerprint input device in this embodiment.
  • the fingerprint input device 10 includes a light-emitting layer 110, a control back plate 120 arranged on the non-light-emitting side of the light-emitting layer 110, and a photosensor array 130 arranged on the side of the control back plate 120 away from the light-emitting layer 110.
  • the control backplane 120 includes a light-transmitting area and a non-light-transmitting area.
  • the light-transmitting area is provided with a through hole array layer, and the through hole array layer collects the light emitted by the fingerprint to the photosensor array 130.
  • the light emitting layer 110 is arranged to emit light having one or more colors on the light emitting side. Specifically, the light emitted from the light-emitting layer 110 is incident on the sensing surface of the fingerprint contact area, the incident light is reflected back by the fingerprint, and the reflected light is collected and incident on the light sensor array 130 through the through hole array layer on the control back plate 120 .
  • the light source includes, but is not limited to, one or more of near-ultraviolet light, violet light, blue light, green light, yellow light, red light, near-infrared light, or white light, depending on the actual setting of the light-emitting layer 110 , The color of the light may also be different.
  • the light emitting layer 110 may have a single layer structure or a combination of multiple layers.
  • the light-emitting layer 110 has a light-transmitting area, and the light emitted by the fingerprint can be incident on the control back plate 120 through the light-transmitting area.
  • the light-emitting layer 110 includes one or more light-emitting units 210, and there is a light-transmitting area 220 between adjacent light-emitting units 210.
  • the light emitting unit 210 may be an OLED (Organic Light-Emitting Diode) device, a QLED (Quantum Dot Light Emitting Diodes, quantum dot light emitting diode) device, or a TFT-LCD (Thin film transistor-liquid crystal display). ) One of the liquid crystal display devices.
  • the light-emitting unit 210 may also be an AMOLED (Active-matrix organic light emitting diode, active-matrix organic light emitting diode) device.
  • the light emitting unit 210 includes a first electrode 210a and a second electrode 210b disposed oppositely, and one or more organic light emitting layers 210c disposed between the first electrode 210a and the second electrode 210b (FIG. 3 shows an organic The light-emitting layer is an example).
  • the first electrode 210a is an anode
  • the second electrode 210b is a cathode
  • the light-emitting unit is a top-emitting device.
  • the organic light-emitting layer 210c may include one or both of a red light-green light-emitting layer and a blue light-emitting layer.
  • the light-emitting unit 210 may also add corresponding functional layers.
  • the light-emitting unit 210 may include an anode 2101, a hole injection layer 2102, a first Hole transport layer 2103, blue light emitting layer 2104, first electron transport layer 2105, first electron injection layer 2106, intermediate connector 2107, second hole transport layer 2108, red and green light emitting layer 2109, second electron transport The layer 2110, the second electron injection layer 2111, and the cathode 2112.
  • control backplane 120 is configured to control the light-emitting state of the light-emitting layer 110 through the pixel array, and at the same time, the collection state of the light emitted by the fingerprint is controlled by the through-hole array layer.
  • the control backplane 120 includes a light-transmitting area 120a and a non-light-transmitting area 120b, and the light-transmitting area 120a and the non-light-transmitting area 120b alternately appear.
  • the light-transmitting area 120a is provided corresponding to the light-transmitting area of the light-emitting layer 110, and the area of the light-transmitting area 120a may be larger than the light-transmitting area of the light-emitting layer 110.
  • the width of each light-transmitting area 120a may be equal or unequal; the width of each non-light-transmitting area 120b may also be equal or unequal.
  • the light reflected by the fingerprint may be incident on the light sensor array 130 through the light-transmitting area 120a.
  • a through-hole array layer 310 is provided on the light-transmitting area 120a.
  • the through-hole array layer 310 collects the light emitted by the fingerprint onto the photosensor array 130 to avoid crosstalk and interfere with signals, thereby improving image quality.
  • the via array layer 310 may be disposed on the transparent substrate of the control backplane 120, or may be disposed on the side of the control backplane 120 close to the light-emitting layer 110 through other auxiliary layers ( Figure 6 takes this as an example).
  • the shape of the through hole includes, but is not limited to, cylindrical or conical.
  • the through hole can be air, vacuum or light-transmitting medium, and it only needs to ensure that the light reflected by the fingerprint is concentrated on the light sensor array 130.
  • the number of through holes is set according to actual needs. Under the condition that each light sensor corresponds to at least one through hole, the greater the distance between adjacent through holes, the less the number of through holes, and the light utilization efficiency The lower is, therefore, under certain circumstances, the distance between the through holes can be minimized.
  • the thickness of the via array layer 310 is 100 nm-3000 nm, so that the control backplane 120 is sufficiently light and thin.
  • the through-hole aperture of the through-hole array layer 310 is 3um-300um, so that the light reflected by the fingerprint is more concentrated and can be focused on the photosensor array 130 to improve the photosensor array 130’s sensitivity to emitted light. The sensitivity improves the image quality.
  • the via array layer 310 may be composed of a pinhole array.
  • the through hole array layer 310 may be a black opaque material layer having through holes in the foregoing embodiment, and the black opaque material includes but is not limited to a black resin composition.
  • the black opaque material layer can be prepared by depositing a black resin composition on the substrate and providing a pinhole array.
  • the through-hole array layer 310 may be a black matrix layer with through-holes in the previous embodiment, which is arranged on the light-transmitting area of the array substrate by using a BOA (BM On Array, black matrix attached to the array substrate) process A plurality of black matrices are provided with through holes between adjacent black matrices, or through holes are formed between adjacent black matrices by filling light-transmitting materials.
  • BOA BM On Array, black matrix attached to the array substrate
  • a pixel array 330 is provided on the non-transmissive area 120b, and the light-emitting state of the light-emitting layer 110 is controlled by the pixel array 330.
  • the pixel array 330 is disposed on the transparent substrate 320, and a color filter 340 is attached to the pixel array 330.
  • the color filter 340 includes corresponding red (R), green (G), blue (B) and white ( The color resistance of W) drives the full color of the light-emitting layer 110 through the pixel array 330 and the color filter 340.
  • the pixel array 330 is a TFT (Thin Film Transistor) pixel array.
  • the light sensor array 130 is arranged on the side of the control back plate 110 away from the light-emitting layer 120, and is arranged to sense the light reflected by the fingerprint, and generate image information corresponding to the fingerprint according to the reflected light.
  • the light emitted by the light-emitting layer 120 is used as a light source. When the light source hits the fingerprint wave peak, it will form a stronger reflected light; if it hits the fingerprint wave trough, it will form a weaker reflected light.
  • the photosensor array 130 can reconstruct the shape of the fingerprint by using the read signal strength.
  • the photosensor array 130 includes a phototransistor sensor array 131 and a sensor pixel array 132.
  • the sensor pixel array 132 senses light reflected by the fingerprint, and the phototransistor sensor array 131 generates an image corresponding to the fingerprint according to the reflected light. information.
  • each pixel in the sensor pixel array 132 can be selected and set according to actual product requirements. Multiple sensor pixels can be arranged in a matrix.
  • the sensor pixel array 132 can be arranged on the phototransistor sensor array 131 (as shown in FIG. 8), the phototransistor sensor array 131 is arranged on the substrate 133, and the arrangement of each pixel corresponds specifically to the projection of the light-transmitting area of the control backplane 120 Position so that the reflected light can be received through the through hole array layer.
  • the sensor pixel array 132 may also be arranged on the substrate 133 in parallel with the phototransistor sensor array 131.
  • the phototransistor sensor array 131 includes a-Si TFT phototransistor sensors, and the sensor pixel array 132 includes a-Si TFT pixels.
  • the image sensor 130 has high optical utilization, thereby improving the quality of light information transmission.
  • the phototransistor sensor array 131 includes a-Si:H TFT phototransistor sensors, and the sensor pixel array 132 includes a-Si:H TFT pixels.
  • the photosensor array 130 has higher optical utilization, thereby improving The quality of optical information transmission.
  • the fingerprint input device includes a light-emitting layer 110, a control backplane 120, and a photosensor array 130.
  • the control backplane 120 includes a light-transmitting area and a non-light-transmitting area, and the light-transmitting area is provided with a through hole array layer.
  • the light emitted from the light-emitting layer 110 is reflected back by the fingerprint, and the reflected light is collected and incident on the light sensor array 130 through the through hole array layer on the control back plate 120, which improves the directivity of the light and avoids crosstalk and interference with signals, thereby
  • the photosensor array 130 can detect and generate high-quality image information corresponding to fingerprints.
  • This embodiment also provides another fingerprint input device 20, see FIG. 9, which includes a light-emitting layer 210, a control back plate 220 arranged on the non-light-emitting side of the light-emitting layer 210, and a side of the control back plate 220 away from the light-emitting layer 210.
  • the protective layer 240 is used to protect the fingerprint input device 20 or the light-emitting layer 210 from the external environment, for example, to prevent the entry of external moisture, etc.; see the previous implementation for the light-emitting layer 210, the control backplane 220, and the light sensor array 230 For example, the related description of the light-emitting layer 110, the control backplane 120 and the photosensor array 130 will not be repeated here.
  • the protective layer 240 may include an encapsulation layer disposed on the light emitting layer 210 and a transparent cover plate disposed on the encapsulation layer.
  • the encapsulation layer can prevent the light-emitting layer 210 from being affected by the environment and isolate oxygen and moisture, thereby improving the light-emitting stability of the light-emitting layer 210 and the service life of the fingerprint input device.
  • the encapsulation layer is a light-transmitting layer, which can be a single-layer structure or a stack of multiple layers; it can be a substrate or a film.
  • the material of the encapsulation layer is not limited.
  • it can be an inorganic material layer, including but not limited to silicon oxide, silicon nitride, etc., which can be used as an effective water/oxygen barrier layer; it can also be an organic material layer, including but not limited to high Materials such as molecular polymers and resins can be used as flexible packaging layers.
  • inorganic material layer including but not limited to silicon oxide, silicon nitride, etc.
  • organic material layer including but not limited to high Materials such as molecular polymers and resins can be used as flexible packaging layers.
  • the transparent cover plate can protect the light emitting layer 210, the control back plate 220, and the light sensor array 230, so as to increase the service life of the fingerprint input device.
  • the transparent cover has a fingerprint contact surface, which can directly contact the finger.
  • the fingerprint input device includes a light-emitting layer 210, a control backplane 220, a photosensor array 230, and a protective layer 240.
  • the light emitted by the light-emitting layer 210 is reflected back by the fingerprint, and the reflected light passes through the control backplane 220
  • the through-hole array layer is concentrated and incident on the light sensor array 230 to improve the directivity of light and avoid crosstalk and interference signals, so that the light sensor array 230 can detect and generate high-quality image information corresponding to the fingerprint;
  • the protective layer 240 can further isolate the influence of the environment on the fingerprint input device 20, improve the stability and security of the fingerprint input device 20, and increase the service life.
  • This embodiment also provides a display device, which includes the fingerprint input device as described in the above embodiment.
  • the display device provided in this embodiment can display high-quality image information corresponding to fingerprints.

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Abstract

本申请涉及一种指纹输入装置和显示装置，其中，指纹输入装置包括：发光层，所述发光层设置为在发光侧发射具有一种或多种颜色的光；控制背板，设置在所述发光层的非发光侧上；光传感器阵列，设置在所述控制背板上背离所述发光层的一侧上，所述光传感器阵列设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与所述指纹相对应的图像信息；其中，所述控制背板包括透光区域和非透光区域，所述透光区域设置有通孔阵列层，所述通孔阵列层将指纹发射的光聚集到所述光传感器阵列。

Description

指纹输入装置和显示装置
本申请要求于2019-03-01提交中国专利局，申请号为2019101547808，申请名称为“指纹输入装置和显示装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及一种指纹输入装置和显示装置。
背景技术
这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。
生物识别指纹技术在高度安全的网络社会中不断发展。由于成熟的技术，指纹识别已广泛用于安全，移民甚至金融认证应用。指纹传感方法的主流是电容型和光学型。电容式传感技术使用电容差来辨别指纹的脊和谷，然而由于传感原理，串扰严重干扰信号并导致图像质量差。光学类型传感技术通常提供更好的图像质量，然而，由于棱镜和光学元件等庞大的体积却限制了它们的某些应用。
因此，示例性的指纹输入装置存在串扰严重干扰信号并导致图像质量差的问题。
发明内容
根据本申请公开的各种实施例，提供一种指纹输入装置和显示装置。
一种指纹输入装置，包括：
发光层；
控制背板，设置在所述发光层的非发光侧上；
光传感器阵列，设置在所述控制背板上背离所述发光层的一侧上，所述光传感器阵列设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与所述指纹相对应的图像信息；
其中，所述控制背板包括透光区域和非透光区域，所述透光区域设置有通孔阵列层，所述通孔阵列层将指纹发射的光聚集到所述光传感器阵列。
在其中一个实施例中，所述通孔阵列层的厚度为100nm-3000nm。
在其中一个实施例中，所述通孔阵列层的通孔孔径为3um-300um。
在其中一个实施例中，所述通孔阵列层的通孔的形状包括圆柱形或者圆锥形。
在其中一个实施例中，所述通孔阵列层为具有通孔的黑色不透光材料层。
在其中一个实施例中，所述通孔阵列层为具有通孔的黑矩阵层。
在其中一个实施例中，所述控制背板还包括设置在非透光区域的像素阵列，所述像素阵列上贴附有彩色滤光片。
在其中一个实施例中，所述彩色滤光片包括分别对应红、绿、蓝以及白的色阻。
在其中一个实施例中，所述发光层包括一个或多个发光单元，相邻发光单元之间具有透光区域。
在其中一个实施例中，所述发光单元包括有机发光二极管、量子点发光二极管以及液晶显示器件中的一种。
在其中一个实施例中，所述发光单元包括相对设置的第一电极和第二电极，以及设置在所述第一电极和第二电极之间的有机发光层。
在其中一个实施例中，所述发光单元包括依次设置的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、蓝光发光层、第一电子传输层、第一电子注入层、中间连接器、第二空穴传输层、红光绿光发光层、第二电子传输层、第二电子注入层以及阴极。
在其中一个实施例中，所述光传感器阵列包括光电晶体管传感器阵列和传感器像素阵列。
在其中一个实施例中，所述光电晶体管传感器阵列包括a-Si TFT光电晶体管传感器，所述传感器像素阵列包括a-Si TFT像素。
在其中一个实施例中，所述指纹输入装置还包括设置在所述发光层上的保护层。
在其中一个实施例中，所述保护层包括设置在所述发光层上的封装层以及设置在所述封装层上的透明盖板。
一种指纹输入装置，包括：
发光层；
控制背板，设置在所述发光层的非发光侧上；
光传感器阵列，设置在所述控制背板上背离所述发光层的一侧上，所述光传感器阵列 设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与所述指纹相对应的图像信息；
其中，所述控制背板包括透光区域和非透光区域，所述透光区域设置有通孔阵列层，所述通孔阵列层将指纹发射的光聚集到所述光传感器阵列；
所述通孔阵列层的厚度为100nm-3000nm，所述通孔阵列层的通孔孔径为3um-300um；
所述通孔阵列层为具有通孔的黑色不透光材料层。
一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的指纹输入装置。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特征和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。
图1为一实施方式的指纹输入装置的结构示意图；
图2为对应图1指纹输入装置的发光层的结构示意图；
图3为对应图2发光层的一种发光单元的结构示意图；
图4为对应图2发光层的另一种发光单元的结构示意图；
图5为对应图1指纹输入装置的一种控制背板的结构示意图；
图6为对应图1指纹输入装置的另一种控制背板的结构示意图；
图7为对应图1指纹输入装置的另一种控制背板的结构示意图；
图8为对应图1指纹输入装置的光传感器阵列的结构示意图；
图9为另一实施方式的指纹输入装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参见图1，图1为本实施例中的指纹输入装置的结构示意图。
在本实施例中，指纹输入装置10包括发光层110、设置在发光层110非发光侧上的控制背板120以及设置在控制背板120背离发光层110一侧上的光传感器阵列130。其中，控制背板120包括透光区域和非透光区域，透光区域设置有通孔阵列层，通孔阵列层将指纹发射的光聚集到光传感器阵列130。
在本实施例中，发光层110设置为在发光侧发射具有一种或多种颜色的光。具体地，发光层110出射的光在指纹接触区域的传感表面入射，入射光被指纹反射回，被反射回的光通过控制背板120上的通孔阵列层聚集入射至光传感器阵列130上。其中，该光源包括但不限于近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光中的一种或多种，根据发光层110的实际设置的不同，出光的颜色也可能不同。发光层110可以是单层的层结构，也可以是多层结构的组合。发光层110上具有透光区域，指纹发射的光可以通过透光区域入射至控制背板120上。
在一个实施例中，参见图2，发光层110包括一个或多个发光单元210，相邻发光单元210之间具有透光区域220。发光单元210可以是OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)器件、QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)器件或者TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)液晶显示器件中的一种，具体地，发光单元210还可以是AMOLED(Active-matrix organic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极体)器件。
以OLED器件进行举例说明。参见图3，发光单元210包括相对设置的第一电极210a和第二电极210b，以及设置在第一电极210a和第二电极210b之间的一个或多个有机发光层210c(图3以一个有机发光层为例)。其中，第一电极210a为阳极，第二电极210b为阴极，该发光单元为顶发射器件。有机发光层210c可以包括红光绿光发光层、蓝光发光层中的一种或者两种。需要说明的是，为了增强发光单元210的发光效率，发光单元210还可以增加相应的功能层，例如，参见图4，发光单元210可以包括依次设置的阳极2101、空穴注入层2102、第一空穴传输层2103、蓝光发光层2104、第一电子传输层2105、第一电子注入层2106、中间连接器2107、第二空穴传输层2108、红光绿光发光层2109、第二电子传输层2110、第二电子注入层2111以及阴极2112。
在本实施例中，控制背板120设置为通过像素阵列控制发光层110的发光状态，同时还通过设置通孔阵列层控制指纹发射的光的聚集状态。
具体地，参见图5，控制背板120包括透光区域120a和非透光区域120b，且透光区域120a和非透光区域120b交替出现。透光区域120a与发光层110的透光区域的相对应设置，且透光区域120a的面积可以大于发光层110的透光区域。每个透光区域120a的宽度可以相等，也可以不相等；每个非透光区域120b的宽度也可以相等，也可以不相等。指纹反射的光可以通过透光区域120a入射至光传感器阵列130。
具体地，参见图6，透光区域120a上设置有通孔阵列层310，通孔阵列层310将指纹发射的光聚集到光传感器阵列130上，避免存在串扰而干扰信号，从而提高图像质量。其中，通孔阵列层310可以是设置在控制背板120的透明基板上，也可以通过其他辅助层设置在控制背板120靠近发光层110一侧的侧面上(图6以此为例)。
其中，通孔的形状包括但不限于圆柱形或者圆锥形，通孔内可以为空气、真空或者透光介质，只需要保证指纹反射的光聚集到光传感器阵列130上即可。通孔数量以实际需求进行设定，在满足每个光传感器至少对应一个通孔的条件下，相邻通孔之间的距离越大，通孔的个数就越少，光的利用率就越低，因此，在一定情况下，可以尽量减小通孔之间的距离。
在一实施例中，通孔阵列层310的厚度为100nm-3000nm，使得控制背板120足够轻薄。在一实施例中，通孔阵列层310的通孔孔径为3um-300um，使得指纹反射的光的聚集性更强，可以聚焦在光传感器阵列130上，提高光传感器阵列130对发射光感测的灵敏度，提高图像质量。在一实施例中，通孔阵列层310可以由针孔阵列组成。
在一实施例中，通孔阵列层310可以是具有前述实施例通孔的黑色不透光材料层，黑色不透光材料包括但不限于黑色树脂组合物。黑色不透光材料层可以通过在基板上沉积黑色树脂组合物并设置针孔阵列制备获取。在另一实施例中，通孔阵列层310可以是具有前述实施例通孔的黑矩阵层，通过采用BOA(BM On Array，黑色矩阵贴附于阵列基板)工艺在阵列基板透光区域上设置多个黑色矩阵，相邻黑色矩阵间设置有通孔，或者相邻黑色矩阵间通过填充透光材料形成通孔。
具体地，参见图7，非透光区域120b上设置有像素阵列330，通过像素阵列330控制 发光层110的发光状态。其中，像素阵列330设置在透明基板320上，像素阵列330上贴附有彩色滤光片340，彩色滤光片340包括分别对应红(R)、绿(G)、蓝(B)以及白(W)的色阻，通过像素阵列330和彩色滤光片340驱动发光层110的全彩化。其中，像素阵列330为TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)像素阵列。
在本实施例中，光传感器阵列130设置在控制背板110上背离发光层120的一侧上，设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与指纹相对应的图像信息。具体地，利用发光层120发射的光作为光源，当光源碰到指纹波峰的地方，会形成较强的反射光；若是碰到指纹波谷的地方，则形成较弱的反射光。光传感器阵列130利用所读到的信号强弱，可以重建指纹的形状。
在一个实施例中，光传感器阵列130包括光电晶体管传感器阵列131和传感器像素阵列132，传感器像素阵列132感测被指纹反射的光，光电晶体管传感器阵列131根据反射的光产生与指纹相对应的图像信息。
其中，传感器像素阵列132中的各像素的大小可以根据实际产品的需求进行选择设定。多个传感器像素可以呈行列矩阵排布。传感器像素阵列132可以设置在光电晶体管传感器阵列131上(图8以此例)，光电晶体管传感器阵列131设置在基板133上，且各像素的设置具体对应在控制背板120的透光区域的投影位置处，从而能够通过通孔阵列层接收到反射回的光。传感器像素阵列132也可以与光电晶体管传感器阵列131并行设置在基板133上。在一实施例中，光电晶体管传感器阵列131包括a-Si TFT光电晶体管传感器，传感器像素阵列132包括a-Si TFT像素，图像传感器130具有高的光学利用率，从而提高光信息传递的质量。在另一个实施例中，光电晶体管传感器阵列131包括a-Si:H TFT光电晶体管传感器，传感器像素阵列132包括a-Si:H TFT像素，光传感器阵列130具有更高的光学利用率，从而提高光信息传递的质量。
本实施例提供的指纹输入装置，包括发光层110、控制背板120以及光传感器阵列130，其中，控制背板120包括透光区域和非透光区域，透光区域设置有通孔阵列层。发光层110出射的光被指纹反射回，被反射回的光通过控制背板120上的通孔阵列层聚集入射至光传感器阵列130上，提高光照的指向性，避免存在串扰而干扰信号，从而光传感器阵列130能够进行检测并产生与指纹相对应的高质量的图像信息。
本实施例还提供了另一种指纹输入装置20，参见图9，包括发光层210、设置在发光层210非发光侧上的控制背板220、设置在控制背板220背离发光层210一侧上的光传感器阵列230以及设置在发光层210上的保护层240。其中，保护层240用于保护指纹输入装置20或发光层210免受外界环境的影响，例如可以防止外界水气等的进入；发光层210、控制背板220以及光传感器阵列230参见上一实施例发光层110、控制背板120以及光传感器阵列130的相关描述，在此不再赘述。
在一个实施例中，保护层240可以包括设置在发光层210上的封装层以及设置在封装层上的透明盖板。
封装层可以防止发光层210受环境影响，隔绝氧气和湿气，从而提高发光层210发光的稳定性以及指纹输入装置的使用寿命。封装层为透光层，可以是单层结构，也可以是多层的叠合；可以是基板，也可以是薄膜。封装层的材料不受限定，例如可以是无机材料层，包括但不限于硅氧化物、硅氮化物等，可以作为水/氧的有效阻挡层；也可以是有机材料层，包括但不限于高分子聚合物、树脂等材料，可以作为柔性封装层。
透明盖板可以保护发光层210、控制背板220以及光传感器阵列230，以提高指纹输入装置的使用寿命。透明盖板具有指纹接触面，可以直接与手指接触。
本实施提供的指纹输入装置，包括发光层210、控制背板220、光传感器阵列230以及保护层240，发光层210出射的光被指纹反射回，被反射回的光通过控制背板220上的通孔阵列层聚集入射至光传感器阵列230上，提高光照的指向性，避免存在串扰而干扰信号，从而光传感器阵列230能够进行检测并产生与指纹相对应的高质量的图像信息；同时，通过保护层240可以进一步隔离环境对指纹输入装置20的影响，提高指纹输入装置20的稳定性和安全性，提高使用寿命。
本实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括如上实施例所述的指纹输入装置。本实施例提供的显示装置，能够显示与指纹相对应的高质量的图像信息。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能 因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

  1. 一种指纹输入装置，包括：
    发光层；
    控制背板，设置在所述发光层的非发光侧上；
    光传感器阵列，设置在所述控制背板上背离所述发光层的一侧上，所述光传感器阵列设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与所述指纹相对应的图像信息；
    其中，所述控制背板包括透光区域和非透光区域，所述透光区域设置有通孔阵列层，所述通孔阵列层将指纹发射的光聚集到所述光传感器阵列。
  2. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述通孔阵列层的厚度为100nm-3000nm。
  3. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述通孔阵列层的通孔孔径为3um-300um。
  4. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述通孔阵列层的通孔的形状包括圆柱形或者圆锥形。
  5. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述通孔阵列层为具有通孔的黑色不透光材料层。
  6. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述通孔阵列层为具有通孔的黑矩阵层。
  7. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述控制背板还包括设置在非透光区域的像素阵列，所述像素阵列上贴附有彩色滤光片。
  8. 根据权利要求7所述的指纹输入装置，其中，所述彩色滤光片包括分别对应红、绿、蓝以及白的色阻。
  9. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述发光层包括一个或多个发光单元，相邻发光单元之间具有透光区域。
  10. 根据权利要求9所述的指纹输入装置，其中，所述发光单元包括有机发光二极管、量子点发光二极管以及液晶显示器件中的一种。
  11. 根据权利要求9所述的指纹输入装置，其中，所述发光单元包括相对设置的第一 电极和第二电极，以及设置在所述第一电极和第二电极之间的有机发光层。
  12. 根据权利要求9所述的指纹输入装置，其中，所述发光单元包括依次设置的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、蓝光发光层、第一电子传输层、第一电子注入层、中间连接器、第二空穴传输层、红光绿光发光层、第二电子传输层、第二电子注入层以及阴极。
  13. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述光传感器阵列包括光电晶体管传感器阵列和传感器像素阵列。
  14. 根据权利要求13所述的指纹输入装置，其中，所述光电晶体管传感器阵列包括a-Si TFT光电晶体管传感器，所述传感器像素阵列包括a-Si TFT像素。
  15. 根据权利要求1所述的指纹输入装置，其中，所述指纹输入装置还包括设置在所述发光层上的保护层。
  16. 根据权利要求15所述的指纹输入装置，其中，所述保护层包括设置在所述发光层上的封装层以及设置在所述封装层上的透明盖板。
  17. 一种指纹输入装置，包括：
    发光层；
    控制背板，设置在所述发光层的非发光侧上；
    光传感器阵列，设置在所述控制背板上背离所述发光层的一侧上，所述光传感器阵列设置为感测被指纹反射的光，根据反射的光产生与所述指纹相对应的图像信息；
    其中，所述控制背板包括透光区域和非透光区域，所述透光区域设置有通孔阵列层，所述通孔阵列层将指纹发射的光聚集到所述光传感器阵列；
    所述通孔阵列层的厚度为100nm-3000nm，所述通孔阵列层的通孔孔径为3um-300um；
    所述通孔阵列层为具有通孔的黑色不透光材料层。
  18. 一种显示装置，所述显示装置包括如权利要求1所述的指纹输入装置。
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