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1. (WO2019033357) ELECTRONIC DEVICE
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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

附图

0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018  

说明书

发明名称 : 电子设备

技术领域

[0001]
本实用新型涉及一种能够实现生物特征信息感测的电子设备。

背景技术

[0002]
目前,生物信息传感器,尤其是指纹识别传感器,已逐渐成为移动终端等电子产品的标配组件。由于光学式指纹识别传感器比电容式指纹识别传感器具有更强的穿透能力,因此有人提出一种应用于移动终端的光学式指纹识别模组。如图1所示,该光学式指纹识别模组包括光学式指纹传感器400和光源402。其中,该光学式指纹传感器400设置于移动终端的保护盖板401下方。该光源402临近该光学式指纹识别传感器400的一侧设置。当用户的手指F接触保护盖板401时,光源402发出的光信号穿过保护盖板401并到达手指F,经过手指F的谷和脊的反射后,被光学式指纹识别传感器400接收,并形成手指F的指纹图像。
[0003]
然,上述光学式指纹识别模组适用于对应移动终端的非显示区设置,因此有必要提出一种可对应移动终端的显示区设置的指纹识别传感装置。
[0004]
实用新型内容
[0005]
本实用新型实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型实施方式需要提供一种电子设备。
[0006]
本实用新型实施方式的一种电子设备,包括一显示屏以及位于所述显示屏下方的光电传感装置,所述显示屏包括多个第一显示像素形成的第一显示区,以及多个所述第二显示像素形成的第二显示区,且相邻的所述第一显示像素之间的第一间隙小于相邻的第二显示像素的第二间隙;所述光电传感装置对应位于所述第二显示区。
[0007]
本实用新型实施方式的电子设备具有如下优点:
[0008]
一、本实用新型实施方式的电子设备通过将光电传感装置设置于显示屏下方,不但实现了对电子设备的显示区域中的目标物体进行生物特征信息感测,而且利用显示屏发出的光信号实现目标物体的生物特征信息感测,从而不需要额外设置光源,降低了电子设备的感测成本。而且,由于光电传感装置位于显示屏下方,因此不会影响电子设备的 正常显示。
[0009]
二、由于该光电传感装置设置于电子设备的显示屏下方,不但实现了从电子设备中正面获取目标物体的图像信息,而且还使得电子设备正面的屏占比可以足够大,有利于电子设备朝全屏显示的方向发展。
[0010]
三、通过将光电传感装置设置于较低分辨率的显示区,既实现了对目标物体的生物特征信息感测,又不影响电子设备的正常显示。
[0011]
在某些实施方式中,所述光电传感装置包括衬底以及设置于所述衬底上的多个感光器件,且所述感光器件对应位于所述第二间隙的下方。
[0012]
本实用新型实施方式利用相邻的显示像素之间的间隙存在透光区域的特性,将感光器件设置于该透光区域下方,从而使得感光器件接收穿过该透光区域的光信号,进行生物特征信息感测。如此,不需要对显示屏的结构做出改进,利用现有的显示屏结构,即可实现对目标物体的生物特征信息感测,不但降低了电子设备的成本,而且还保证了目标物体的感测精度。另外,感光器件设置在间距较大的第二间隙下方,从而能从第二间隙接收到更多的光信号,提高了光电传感装置的感测精度。
[0013]
在某些实施方式中,所述第二间隙内形成透光区域。
[0014]
在某些实施方式中,所述感光器件位于所述第二间隙的正下方,以接收穿过所述第二间隙的光信号。如此,可以保证穿过所述第二间隙的光信号中足够多的光信号被感光器件接收,从而提高了光电传感装置的感测精度。
[0015]
在某些实施方式中,所述显示屏包括OLED显示屏。
[0016]
在某些实施方式中,所述感光器件呈阵列分布于所述衬底靠近所述显示屏的一侧。
[0017]
在某些实施方式中,所述光电传感装置进一步包括抗混叠成像元件,所述抗混叠成像元件设于设有所述感光器件的衬底上,用于防止相邻的感光器件之间接收到的光信号产生混叠。
[0018]
通过设有感光器件的衬底上设置抗混叠成像元件,使得相邻的感光器件之间接收到的光信号不会发生混叠,因此执行光感测后获得的图像较清晰,从而提高了感测精度。
[0019]
在某些实施方式中,所述抗混叠成像元件包括吸光墙以及由吸光墙围成的多个透光区域。
[0020]
在某些实施方式中,所述多个透光区域均匀分布。均匀分布的透光区域使得抗混叠成像元件的制备工艺更加简单。
[0021]
在某些实施方式中,所述吸光墙包括多个交替层叠设置的吸光块和垫高块。由于每个吸光块的厚度比吸光墙的厚度小,因此刻蚀形成透光区域的工艺相对较容易,如此使得 抗混叠成像元件的工艺较容易,而且还能保证透光区域的透光性能。另外,通过垫高块与吸光块层叠设置形成吸光墙,加快了抗混叠成像元件的制程,而且保证了抗混叠成像元件的抗混叠效果。
[0022]
在某些实施方式中,所述垫高块为透明材料制成。
[0023]
在某些实施方式中,所述透光区域内填充透明材料。通过透光区域内填充透明材料,不但增加抗混叠成像元件的强度,也可避免杂质进入透光区域内而影响透光效果。
[0024]
在某些实施方式中,所述抗混叠成像元件包括多层交替层叠设置的吸光层和透明支撑层;所述吸光层包括多个间隔设置的吸光块;所述透明支撑层由透明材料填充形成,且一并填充所述吸光块之间的间隔;其中所述间隔对应的区域形成所述透光区域。
[0025]
在某些实施方式中,所述每一层透明支撑层的厚度不相等。通过透明支撑层的设置,不但加快了抗混叠成像元件的制备速度,而且通过相邻的两层吸光层之间的距离设置,也可以保证抗混叠成像元件的抗混叠效果。
[0026]
在某些实施方式中,所述透明支撑层的厚度逐层增大。
[0027]
通过对透明支撑层的厚度设置,避免了相对感光裸片垂直方向偏移预设角度范围外的光信号穿过抗混叠成像元件,从而提高了抗混叠成像元件的抗混叠效果。
[0028]
在某些实施方式中,所述光电传感装置进一步包括滤光膜,所述滤光膜设于所述抗混叠成像元件远离所述衬底的一侧,或者所述滤光膜设于抗混叠成像元件与所述感光器件之间。
[0029]
在某些实施方式中,所述滤光膜用于将蓝色或绿色光信号以外的光信号滤除。
[0030]
通过滤光膜的设置,使得环境光中的干扰信号能有效地滤除,从而提高了感测精度。
[0031]
在某些实施方式中,所述光电传感装置进一步包括封装体,所述封装体用于将所述衬底、以及所述衬底上的感光器件、抗混叠成像元件以及滤光膜进行封装。
[0032]
在某些实施方式中,所述第二显示区位于所述显示屏的中下位置。如此,将方便用户操作。
[0033]
在某些实施方式中,所述光电传感装置为感光芯片,用于感测生物特征信息。
[0034]
在某些实施方式中,所述光电传感装置为指纹传感装置。
[0035]
本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型实施方式的实践了解到。

附图说明

[0036]
本实用新型实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0037]
图1是现有技术的一种应用于电子设备的光学图像感测结构的示意图;
[0038]
图2是应用本实用新型光电传感装置的电子设备一实施方式的正面结构示意图;
[0039]
图3是图2中的电子设备沿I-I线的剖面结构示意图,其中仅示出了电子设备的部分结构;
[0040]
图4是本实用新型一实施方式的光电传感装置的局部结构示意图;
[0041]
图5是图4示出的光电传感装置中一实施方式的抗混叠成像元件能穿过的光信号范围示意图;
[0042]
图6是本实用新型一实施方式的抗混叠成像元件的局部结构示意图;
[0043]
图7是本实用新型另一实施方式的抗混叠成像元件的局部结构示意图;
[0044]
图8是图6所示的抗混叠成像元件的制备过程示意图;
[0045]
图9是本实用新型又一实施方式的抗混叠成像元件的局部结构示意图;
[0046]
图10是本实用新型另一实施方式的光电传感装置的局部结构示意图;
[0047]
图11是本实用新型又一实施方式的光电传感装置的结构示意图。
[0048]
图12是本实用新型一实施方式的感光裸片的局部结构示意图;
[0049]
图13是本实用新型又一实施方式的光电传感装置的结构框图;
[0050]
图14是本实用新型一实施方式的感光像素的电路结构示意图;
[0051]
图15是本实用新型另一实施方式的感光像素的电路结构示意图;
[0052]
图16是本实用新型一实施方式的显示屏的结构示意图;
[0053]
图17是本实用新型一实施方式的显示屏中显示像素和光电传感装置中感光器件的相对位置关系示意图;
[0054]
图18是应用本实用新型光电传感装置的电子设备另一实施方式的正面结构示意图。

具体实施方式

[0055]
下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
[0056]
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定 有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“接触”或“触摸”包括直接接触或间接接触。例如,下文中揭示的光电传感装置,其被设置在电子设备的内部,例如显示屏的下方,则用户手指通过保护盖板以及显示屏间接接触该光电传感装置。
[0057]
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0058]
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0059]
进一步地,所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员应意识到,没有所述特定细节中的一个或更多,或者采用其它的结构、组元等,也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型。
[0060]
本实用新型实施方式提出一种设置于电子设备内的光电传感装置,尤其设置于电子设备的显示屏下方。该显示屏例如但不限于OLED显示面板等具有发出光信号的显示装置。电子设备工作时,显示屏发出光信号,以实现相应的显示效果。此时,若有目标物体触摸该电子设备,显示屏发出的光信号到达目标物体后发生反射,反射回来的光信号穿过显示屏后被光电传感装置接收,光电传感装置将接收到的光信号转换为与光信号对应的电信号。根据该光电传感装置产生的电信号,可获得目标物体的预定生物特征信息。
[0061]
上述电子设备例如但不局限为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中,消费性电子产品如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、 穿戴式设备等。车载式电子产品如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品如为ATM机、自助办理业务的终端等。以下实施例是以手机类的移动终端为例进行描述,但如前所述,以下各实施例也可适用于其它合适的电子产品,并不局限于手机类的移动终端。
[0062]
上述目标物体的预定生物特征信息(或为:图像信息)例如但不限于指纹、掌纹、耳纹、脚掌等皮肤纹路信息,以及心率、血氧浓度、静脉、动脉等其它合适的生物特征信息。该预定生物特征信息可为前述列举的信息中的任意一种或几种。该目标物体例如但不限于人体,也可以为其它合适类型的生物体。
[0063]
请参照图2以及图3,图2示出了应用本实用新型光电传感装置的电子设备一实施方式的正面结构,图3示出了图2中的电子设备沿I-I线的剖面结构,而且图3仅示出了电子设备的部分结构。本实用新型实施方式的光电传感装置20应用于一移动终端100,该移动终端100的正面设有一显示屏10,该显示屏10上方设有保护盖板30。可选地,该显示屏10的屏占比较高,例如80%以上。屏占比是指显示屏10的显示区域S1占移动终端100的正面区域的比例。该光电传感装置20对应设置在该显示屏10的下方,对应该显示屏10的显示区域S1的局部区域设置。定义该移动终端100的正面对应或正对该光电传感装置20的区域为感测区S2。该光电传感装置20用于感测接触或接近该感测区S2上方的目标物体的预定生物特征信息。
[0064]
该感测区S可为显示区上的任一位置。例如,该感测区S2对应该显示屏10的显示区的中下位置处设置。可以理解地是,该感测区S2对应该显示屏10的中下位置处设置是为了方便用户进行操作。例如,当用户手持移动终端100时,用户的大拇指可方便触摸该感测区S2的位置。当然,该感测区S2也可以放置于用户方便触摸的其它合适位置。
[0065]
当移动终端100处于亮屏状态、且处于生物特征信息感测模式时,该显示屏10发出光信号。当一物体接触或接近该感测区S2时,该光电传感装置20接收由该物体反射回来的光线,转换接收到的光线为相应的电信号,并根据该电信号获取该物体的预定生物特征信息,例如,指纹图像信息。从而,该光电传感装置20可实现对接触或接近显示区上方的局部区域的目标物体进行感测。
[0066]
请参照图4,图4示出了本实用新型一实施方式的光电传感装置20的局部结构。该光电传感装置20包括一感光裸片24,且该感光裸片24包括多个感光像素22。感光像素22用于接收上方来的光信号,并将接收到的光信号转换为相应的电信号。该感光裸片24上设有抗混叠成像元件28,抗混叠成像元件28用于防止相邻的感光像素22之间接收到的光信号发生混叠。
[0067]
由于目标物体不同部位对光信号的反射存在差异,而且目标物体表面的不平整,目标物体有些部位与保护盖板30(见图3)接触,有些部位与保护盖板30未接触,从而造成接触的位置发生漫反射,未接触的位置发生镜面反射,因此相邻的感光像素22之间感测到的光信号会存在混叠,从而造成获取的感测图像模糊。对此,本实用新型实施方式在感光裸片24上设置一抗混叠成像元件28,因此感光像素22执行光感测后获得的图像较清晰,从而提高了光电传感装置20的感测精度。
[0068]
在某些实施方式中,抗混叠成像元件28具有吸光特性,照射到抗混叠成像元件28上的光信号中,只有与所述感光裸片24近似垂直的光信号才能穿过抗混叠成像元件28并被感光像素22接收,其余的光信号则均被抗混叠成像元件28吸收。如此,可以防止相邻的感光像素22之间接收的光信号产生混叠。需要说明的是,与感光裸片24近似垂直的光信号包括垂直于所述感光裸片24的光信号,以及相对所述感光裸片24的垂直方向偏移预设角度范围内的光信号。该预设角度范围为±20°内。
[0069]
具体地,该抗混叠成像元件28包括吸光墙281和由吸光墙281围合成的多个透光区域282。吸光墙281由吸光材料形成。该吸光材料包括金属氧化物、炭黑涂料、黑色油墨等。其中,金属氧化物中的金属例如但不限于铬(Cr)、镍(Ni)、铁(Fe)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)的一种或几种。透光区域282的延伸方向为与感光裸片24垂直的方向,以使照射到抗混叠成像元件28的光信号中,与感光裸片24近似垂直的方向上的光信号可以穿过透光区域282,其余的光信号则被吸光墙281吸收。
[0070]
在某些实施方式中,如图5所示,图5示出了穿过抗混叠成像元件28的光信号范围。由于抗混叠成像元件28的吸光特性,只有光信号L1和光信号L2之间的光信号可以通过透光区域282到达感光像素22,其余的光信号均被抗混叠成像元件28的吸光墙281吸收。由图5可知,透光区域282的横截面积越小,通过透光区域282的光信号的角度α的范围越小,因此抗混叠成像元件28的抗混叠效果越好。如此,通过抗混叠成像元件28设置的较小面积的透光区域282,能提高抗混叠成像元件28的抗混叠效果。另外,由于抗混叠成像元件28的透光区域282的横截面积较小,因此每一感光像素22将对应多个透光区域282,从而使得感光像素22能感测到足够的光信号,提高了光电传感装置20的感测精度。
[0071]
进一步地,请参照图6,图6示出了本实用新型一实施方式的抗混叠成像元件28的结构。吸光墙281为多层结构,且该吸光墙包括交替层叠设置的吸光块281a和垫高块281b。一实施方式中,该吸光块281a由吸光材料形成。该吸光材料例如但不限于金属氧化物、炭黑涂料、黑色油墨等。其中,金属氧化物中的金属例如但不限于铬(Cr)、镍 (Ni)、铁(Fe)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)的一种或几种。垫高块281b例如但不限于由透明材料形成的透明层,例如半透明材料、吸光材料等。
[0072]
在某些实施方式中,位于同一层的多个吸光块281a间隔设置,且该同一层中各吸光块281a之间的间隔所对应的区域为透光区域282。进一步地,同一层的多个吸光块281a以及多个垫高块281b可以一次制成。具体地,通过提供一掩膜,所述掩膜为一体成型的膜片,且该膜片对应吸光块281a的位置形成开孔,且该开孔的形状与大小与吸光块283的形状大小一致。通过该掩膜依次在一承载物上蒸镀形成交替设置的吸光块281a以及垫高块281b,从而形成抗混叠成像元件28。
[0073]
通过垫高块281b的设置,不但加快了抗混叠成像元件28的制程,而且通过垫高块281b的高度设置,能保证抗混叠成像元件28的抗混叠效果。
[0074]
在某些实施方式中,上述透光区域282内均可以填充透明材料,以增加抗混叠成像元件层的强度,也可避免杂质进入透光区域282内而影响透光效果。为了保证透光区域282的透光效果,透明材料可以选用透光率较大的材料,例如玻璃、PMMA(亚克力)、PC(聚碳酸酯)等等。
[0075]
在某些实施方式中,请参照图7,图7示出了本实用新型另一实施方式的抗混叠成像元件的结构。该抗混叠成像元件28为多层结构,且该抗混叠成像元件28包括交替层叠设置的吸光层283和透明支撑层284;所述吸光层283包括多个间隔设置的吸光块283a;所述透明支撑层284由透明材料填充形成,且一并填充所述吸光块283a之间的间隔283b;其中所述间隔283b对应的区域形成所述透光区域282。
[0076]
进一步地,请参照图8,图8示出了本实用新型一实施方式的抗混叠成像元件的制备过程。具体地,在制备抗混叠成像元件28时,在一承载物上先涂覆一层吸光材料,并在吸光材料层上将透光区域282对应的部分刻蚀掉,未被蚀刻的部分形成多个吸光块283a。该刻蚀技术例如但不局限于光刻蚀、X射线刻蚀、电子束刻蚀和离子束刻蚀。而且刻蚀类型可包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种。然后,在蚀刻后的吸光块283上涂覆一层透明材料,且该透明材料不但覆盖多个吸光块283a,还一并填充多个吸光块283a之间的间隔283b,从而形成透明支撑层284。然后,按照吸光层283的形成方式在透明支撑层284上形成多个吸光块283a,依次类推形成多层交替层叠的吸光层283和透明支撑层284,从而形成抗混叠成像元件28。
[0077]
进一步地,为了保证透光区域282的透光效果,形成透明支撑层284的透明材料可以选用透光率较大的材料,例如玻璃、PMMA(亚克力)、PC(聚碳酸酯)、环氧树脂等。
[0078]
在某些实施方式中,请参照图9,图9示出了本实用新型另一实施方式的抗混叠成 像元件的结构。该抗混叠成像元件28包括交替层叠设置的吸光层283和透明支撑层284,且每层透明支撑层284的厚度不相等。即图7中厚度h1、h2和h3的值不相等。可选地,该透明支撑层284的厚度逐层增大,即h1<h2<h3。如此可以避免相对感光裸片24垂直方向偏移±20°以外的光信号穿过吸光块283a之间的透明支撑层284,从而提高了光电传感装置20的感测精度。需要说明的是,每层透明支撑层284的厚度参数,以及吸光块283a的宽度和高度参数,可进行不同的设置以及多种设置组合方式,来提高光电传感装置20的感测精度。
[0079]
在某些实施方式中,抗混叠成像元件28直接形成于感光裸片24上,即上述抗混叠成像元件28形成时的承载物为设有感光像素22的感光裸片24。然,可变更地,该抗混叠成像元件28例如独立制成后再设置于设有感光像素22的感光裸片24上,从而加快了光电传感装置20的制程。
[0080]
在某些实施方式中,抗混叠成像元件28中多个透光区域282均匀分布,从而使得抗混叠成像元件28的制备工艺较简单。而且,该抗混叠成像元件28例如可为一体成型的薄膜,独立制成后再贴合于感光裸片24上,从而加快了光电传感装置20的制程。
[0081]
在某些实施方式中,以目标物体为手指为例,当手指位于保护盖板30时,若有环境光照射于手指上,而手指具有很多组织结构,例如表皮、骨头、肉、血管等,因此环境光中的部分光信号会穿透手指,部分光信号则被手指吸收。穿透手指的光信号将向手指下方的保护盖板30传输并到达光电传感装置20,此时光电传感装置20不但感测到经目标物体反射回来的光信号,还感测到环境光穿透手指的光信号,如此无法进行准确地感测。因此,为了避免环境光影响光电传感装置20对目标物体的生物特征信息感测,如图10所示,图10示出了本实用新型另一实施方式的光电传感装置20的结构。该感光裸片24上设有滤光膜23,即滤光膜23设置于感光裸片24与抗混叠成像元件28之间。该滤光膜23用于将预设波段以外的光信号进行过滤。本实施方式中,该预设波段以外的光信号为环境光形成的干扰信号,即环境光中能穿透手指的光信号。通过该滤光膜23,将反射回来的光信号中的干扰信号滤除,从而提高了光电传感装置20的感测精度。然,可变更地,该滤光膜23还可以设置于抗混叠成像元件28上,即滤光膜23设于抗混叠成像元件28远离感光裸片24的一侧。
[0082]
在某些实施方式中,预设波段的光信号以外的光信号为环境光中较长波段的光信号,因为较长波段的光信号可以穿透目标物体,而较短波段的光信号则被目标物体吸收。因此通过对环境光中较长波段的光信号进行滤除,就能滤除环境光中穿透手指的光信号,达到消除环境光的干扰信号的目的。
[0083]
在某些实施方式中,预设波段为蓝色光信号对应的波段,即滤光膜23将蓝色光信号以外的光信号滤除。
[0084]
在某些实施方式中,预设波段为绿色光信号对应的波段,即滤光膜23将绿色光信号以外的光信号滤除。
[0085]
在环境光的红色光信号、蓝色光信号以及绿色光信号中,手指等目标物体对红色光信号的吸收最弱,其次是绿色光信号,对蓝色光信号的吸收最强。即环境光照射于手指上,大量的蓝色光信号被手指吸收,只有少量的,甚至没有蓝色光信号穿透手指。因此,选择蓝色光信号或绿色光信号以外波段的光信号进行过滤,可以大大消除环境光的干扰,提高光电传感装置20的感测精度。
[0086]
在某些实施方式中,所述光电传感装置20为一感光芯片,用于感测生物特征信息。
[0087]
在某些实施方式中,请参照图11,图11示出了本实用新型又一实施方式的光电传感装置20的结构。在某些实施方式中,所述光电传感装置20进一步包括一封装体30,所述封装体用于将所述感光裸片24以及所述感光裸片24上方的所有器件进行封装,例如抗混叠成像元件28以及滤光膜23进行封装。尤其地,当抗混叠成像元件28位于该滤光膜23上方时,该封装体可以一并填充透光区域282。
[0088]
请参照图12,图12示出了一实施方式的感光裸片的结构。该感光裸片(Die)24为一半导体集成电路器件,其进一步包括一衬底26,该多个感光像素22形成在该衬底26上。另外,该衬底26上例如还形成有与感光像素22电性连接的扫描线组和数据线组,扫描线组用于传输扫描驱动信号给感光像素22,以激活感光像素22执行光感测,数据线组用于将感光像素执行光感测而产生的电信号输出。该衬底26例如但不限于硅基板等。
[0089]
具体地,在某些实施方式中,请参照图13,图13示出了本实用新型另一实施方式的光电传感装置的结构。感光像素22呈阵列分布,例如矩阵分布。当然,也可以为其他规则方式分布或非规则方式分布。扫描线组包括多条扫描线201,数据线组包括多条数据线202,多条扫描线201与多条数据线202相互交叉设置,且设置在相邻的感光像素22之间。例如,多条扫描线G1、G2…Gm沿Y方向间隔布设,多条数据线S1、S2…Sn沿X方向间隔布设。然,可变更地,该多条扫描线201与多条数据线202不限定图11中示出的垂直设置,也可以呈一定角度的设置,例如30°、60°等。另外,由于扫描线201和数据线202的导电性,因此处于交叉位置的扫描线201和数据线202之间通过绝缘材料进行隔离。
[0090]
需要说明的是,上述扫描线201和数据线202的分布以及数量的设置并不局限于上 述例举的实施方式,可以根据感光像素的结构的不同而对应设置相应的扫描线组和数据线组。
[0091]
进一步地,多条扫描线201均连接一驱动电路25,多条数据线202均连接一信号处理电路27。驱动电路25用于提供相应的扫描驱动信号,并通过对应的扫描线201传输给相应的感光像素22,以激活该感光像素22执行光感测。该驱动电路25形成在衬底26上,当然也可以通过柔性电路板与感光像素22电性连接,即连接多条扫描线201。信号处理电路27通过数据线202接收相应的感光像素22执行光感测而产生的电信号,并根据该电信号来获取目标物体的生物特征信息。
[0092]
在某些实施方式中,光电传感装置20还包括一控制器29,该控制器29用于控制驱动电路输出相应的扫描驱动信号,例如但不局限于逐行激活感光像素22执行光感测。该控制器29还用于控制信号处理电路27接收感光像素22输出的电信号,并在接收执行光感测的所有感光像素22输出的电信号后,根据该电信号生成目标物体的生物特征信息。
[0093]
进一步地,上述处理电路27以及控制器29可形成在衬底26上,也可通过柔性电路板与感光裸片24电性连接。
[0094]
在某些实施方式中,如图14所示,示出了一个感光像素22的具体结构。该感光像素22包括一感光器件220和一开关器件222。该开关器件222具有一控制端C以及两信号端,例如第一信号端Sn1和第二信号端Sn2。其中,开关器件222的控制端C与扫描线201连接,开关器件222的第一信号端Sn1经感光器件220连接一参考信号L,开关器件222的第二信号端Sn2与数据线202连接。需要说明的是,图14示出的感光像素22仅用于举例说明,并不限于感光像素22的其他组成结构。
[0095]
具体地,上述感光器件220例如但不限于光敏二极管、光敏三极管、光电二极管、光电阻、薄膜晶体管的任意一个或几个。以光电二极管为例,通过在光电二极管的两端施加负向电压,此时,若光电二极管接收到光信号时,将产生与光信号成一定比例关系的光电流,接收到的光信号强度越大,产生的光电流则越大,光电二极管负极上的电压下降的速度也就越快,因此通过采集光电二极管负极上的电压信号,从而获得目标物体不同部位反射的光信号强度,进而获得目标物体的生物特征信息。可以理解的是,为了增大感光器件220的感光效果,可以设置多个感光器件220。
[0096]
进一步地,开关器件222例如但不限于三极管、MOS管、薄膜晶体管中的任意一个或几个。当然,该开关器件222也可以包括其他类型的器件,数量也可以为2个、3个等。
[0097]
在某些实施方式中,为了进一步提高光电传感装置20的感测精度,也可以选择对蓝色光信号的感光灵敏度高的感光器件220。通过选择对蓝色光信号和绿色光信号的感光灵敏度高的感光器件220执行光感测,使得该感光器件220对蓝色光信号和绿色光信号的感光更灵敏,因此一定程度上也避免了环境光中红色光信号造成的干扰,从而提高了光电传感装置20的感测精度。
[0098]
以图14示出的感光像素22结构为例,该薄膜晶体管TFT的栅极作为开关器件222的控制端C,薄膜晶体管TFT的源极和漏极对应作为开关器件222的第一信号端Sn1和第二信号端Sn2。薄膜晶体管TFT的栅极与扫描线201连接,薄膜晶体管TFT的源极与光电二极管D1的负极连接,薄膜晶体管TFT的漏极与数据线202连接。光电二极管D1的正极连接参考信号L,该参考信号L例如为地信号或负电压信号。
[0099]
在上述感光像素22执行光感测时,通过扫描线201给薄膜晶体管TFT的栅极施加一扫描驱动信号,以驱动薄膜晶体管TFT导通。此时,数据线202连接一正电压信号,当薄膜晶体管TFT导通后,数据线202上的正电压信号经薄膜晶体管TFT施加至光电二极管D1的负极,由于光电二极管D1的正极接地,因此光电二极管D1两端将施加一反向电压,使得光电二极管D1处于反向偏置,即处于工作状态。此时,当有光信号照射到该光电二极管D1时,光电二极管D1的反向电流迅速增大,从而引起光电二极管D1上的电流变化,该变化的电流可以从数据线202上获取。由于光信号的强度越大,产生的反向电流也越大,因此根据数据线202上获取到的电流信号,可以获得光信号的强度,进而获得目标物体的生物特征信息。
[0100]
在某些实施方式中,上述参考信号L可以为正电压信号、负电压信号、地信号等。只要数据线202上提供的电信号与该参考信号L施加在光电二极管D1两端,使得光电二极管D1两端形成反向电压,以执行光感测,均在本实用新型限定的保护范围内。
[0101]
可以理解的是,上述感光像素22中薄膜晶体管TFT和光电二极管D1的连接方式并不局限于图14示出的连接方式,也可以为其他连接方式。例如,如图15所示,薄膜晶体管TFT的栅极G与扫描线201连接,薄膜晶体管TFT的漏极D与光电二极管D1的正极连接,薄膜晶体管TFT的源极S与数据线202连接。光电二极管D1的负极连接正电压信号。
[0102]
请参照图16,图16示出了显示屏为一实施方式的OLED屏的局部结构。以显示屏10为OLED显示屏为例,该显示屏10进一步包括透明基板101。该显示像素12包括形成在透明基板101上的阳极102、形成在阳极102上的发光层103、和形成在发光层103的阴极104。当阳极102与阴极104上对应施加电压信号时,聚集在阳极102与阴极104 上的大量载流子将向发光层103移动并进入发光层103,从而激发发光层103发出相应的光信号。
[0103]
在某些实施方式中,该阳极102和阴极104由导电材料制成。例如,该阳极102由氧化铟锡(ITO)等合适的导电材料制成,该阴极104由金属或ITO等合适的导电材料制成。该显示屏10并不局限为OLED显示屏,也可为其它合适类型的显示屏。另外,该显示屏10可以为刚性材质的硬屏,也可以为柔性材质的柔性屏。而且,本实用新型实施方式的OLED显示屏可以为底发射型器件、顶发射型器件或其它合适结构类型的显示器件。
[0104]
参照图17,图17示出了一实施方式的感光像素中感光器件与显示像素的相对结构,显示像素12例如但不限于红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B三种显示像素,其中红色像素R中的发光层采用发出红色光信号的发光材料,绿色像素G中的发光层采用发出绿色光信号的发光材料,蓝色像素B中的发光层采用发出蓝色光信号的发光材料。当然,上述显示屏10还可以采用其他显示技术实现显示,例如色转换技术,利用蓝光OLED发出的光利用荧光染料吸收后再转放出红色、绿色、蓝色的光信号。需要说明的是,显示屏10中的显示像素12并不局限于图17示出的排列方式,还可以有其他的排列方式,例如pentiel排列方式等。
[0105]
进一步地,显示屏10还包括驱动各显示像素12发光的驱动电路和相应的驱动线路(图中未示出),而且该驱动电路和相应的驱动线路可以设置于各显示像素12之间,也可以设置于各显示像素12下方。为了更好的显示效果,设置显示像素、驱动电路和相应的驱动线路的区域为不透光区域,其余的区域则为透光区域。而感光器件220则位于该透光区域下方,以便进行更好地光感测。可以理解的是,显示屏10中的透光区域和不透光区域并没有严格的限制,是否透光由显示屏10的组成结构以及组成结构的分布来决定。例如,当形成显示像素12的结构采用透明结构时,设置显示像素的区域将变为透光区域。
[0106]
请继续参照图17,相邻的显示像素之间设有间隙H,且该间隙H内具有透光区域。感光像素22中的感光器件220对应设置于相邻的显示像素之间的间隙H的下方。这里的下方例如但不限于正下方,能保证足够的光信号被接收到的位置均可。可以理解的是,若穿过该间隙H的光信号越多,则光电传感装置20的感测精度越高。
[0107]
在某些实施方式中,请参照图18,图18示出了电子设备的另一实施方式的结构。该电子设备100的正面包括第一显示区110和第二显示区120,其中第一显示区110占正面整个显示区域的大部分面积,用于显示电子设备的较高分辨率的图像;第二显示区 120位于正面的中下位置且占整个显示区域的小部分面积,用于显示电子设备的较低分辨率的图像,例如虚拟按钮、导航栏、提示信息等等。上述光电传感装置20对应于第二显示区120设置,以对放置于第二显示区120上的目标物体执行光感测,获得该目标物体的生物特征信息。需要说明的是,该第一显示区110和第二显示区120并不局限于图18示出的分布结构,可以根据电子设备的实际使用需要而灵活设置。
[0108]
在某些实施方式中,第一显示区110内包括多个第一显示像素,第二显示区120内包括多个第二显示像素,且相邻的第二显示像素之间的第一间隙比相邻的第一显示像素之间的第二间隙大。因此,当感光器件220对应第二间隙设置时,从该第二间隙穿过的光信号更多,从而提高了光电传感装置20的感测精度。
[0109]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0110]
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0111]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

权利要求书

[权利要求 1]
一种电子设备,其特征在于:包括一显示屏以及位于所述显示屏下方的光电传感装置,所述显示屏包括多个第一显示像素形成的第一显示区,以及多个所述第二显示像素形成的第二显示区,且相邻的所述第一显示像素之间的第一间隙小于相邻的第二显示像素的第二间隙;所述光电传感装置对应位于所述第二显示区。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的电子设备,所述光电传感装置包括衬底以及设置于所述衬底上的多个感光器件,且所述感光器件对应位于所述第二间隙的下方。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的电子设备,其特征在于:所述第二间隙内形成透光区域。
[权利要求 4]
如权利要求3所述的电子设备,其特征在于:所述感光器件位于所述第二间隙的正下方,以接收穿过所述第二间隙的光信号。
[权利要求 5]
如权利要求1所述的电子设备,其特征在于:所述显示屏包括OLED显示屏。
[权利要求 6]
如权利要求1所述的电子设备,其特征在于:所述感光器件呈阵列分布于所述衬底靠近所述显示屏的一侧。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的电子设备,其特征在于:所述光电传感装置进一步包括抗混叠成像元件,所述抗混叠成像元件设于设有所述感光器件的衬底上,用于防止相邻的感光器件之间接收到的光信号产生混叠。
[权利要求 8]
如权利要求7所述的电子设备,其特征在于:所述抗混叠成像元件包括吸光墙以及由吸光墙围成的多个透光区域。
[权利要求 9]
如权利要求8所述的电子设备,其特征在于:所述透光区域均匀分布。
[权利要求 10]
如权利要求8所述的电子设备,其特征在于:所述吸光墙包括多个交替层叠设置的吸光块和垫高块。
[权利要求 11]
如权利要求10所述的电子设备,其特征在于:所述垫高块为透明材料制成。
[权利要求 12]
如权利要求8所述的电子设备,其特征在于:所述透光区域内填充透明材料。
[权利要求 13]
如权利要求7所述的电子设备,其特征在于:所述抗混叠成像元件包括多层交替层叠设置的吸光层和透明支撑层;所述吸光层包括多个间隔设置的吸光块;所述透明支撑层由透明材料填充形成,且一并填充所述吸光块之间的间隔;其中所述间隔对应的区域形成所述透光区域。
[权利要求 14]
如权利要求13所述的电子设备,其特征在于:所述每一层透明支撑层的厚度不相等。
[权利要求 15]
如权利要求14所述的电子设备,其特征在于:所述透明支撑层的厚度逐层增大。
[权利要求 16]
如权利要求7所述的电子设备,其特征在于:所述光电传感装置进一步包括滤光膜, 所述滤光膜设于所述抗混叠成像元件远离所述衬底的一侧,或者所述滤光膜设于抗混叠成像元件与所述感光器件之间。
[权利要求 17]
如权利要求16所述的电子设备,其特征在于:所述滤光膜用于将蓝色或绿色光信号以外的光信号滤除。
[权利要求 18]
如权利要求16所述的电子设备,其特征在于:所述光电传感装置进一步包括封装体,所述封装体用于将所述衬底、以及所述衬底上的感光器件、抗混叠成像元件以及滤光膜进行封装。
[权利要求 19]
如权利要求1所述的电子设备,其特征在于:所述第二显示区位于所述显示屏的中下位置。
[权利要求 20]
如权利要求1-19任一项所述的电子设备,其特征在于:所述光电传感装置为感光芯片,用于感测生物特征信息。
[权利要求 21]
如权利要求1-19任一项所述的电子设备,其特征在于:所述光电传感装置为指纹传感装置。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]  
[ 图 0003]  
[ 图 0004]  
[ 图 0005]  
[ 图 0006]  
[ 图 0007]  
[ 图 0008]  
[ 图 0009]  
[ 图 0010]  
[ 图 0011]  
[ 图 0012]  
[ 图 0013]  
[ 图 0014]  
[ 图 0015]  
[ 图 0016]  
[ 图 0017]  
[ 图 0018]