(57)【要約】  本公開は、パッケージング層、発光素子、感光素子及び誘電体層を備える指紋認識パネルであって、前記パッケージング層は、前記発光素子と前記感光素子の同じ側に位置し、前記誘電体層と直接接し、前記発光素子の発した光が前記パッケージング層を通過した後に、全反射を生じるように配置され、前記誘電体層は、前記パッケージング層と前記感光素子との間に位置し、前記パッケージング層で全反射された光が前記誘電体層を通過した後に、前記感光素子によって受光されるように配置され、前記誘電体層の屈折率は前記パッケージング層の屈折率よりも小さい、指紋認識パネルを提供する。
2021532446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージング層、発光素子、感光素子及び誘電体層を備える指紋認識パネルであって、 
前記パッケージング層は、前記発光素子と前記感光素子の同じ側に位置し、前記誘電体層と直接接し、前記発光素子の発した光が前記パッケージング層を通過した後に全反射を生じるように配置され、
前記誘電体層は、前記パッケージング層と前記感光素子との間に位置し、前記パッケージング層で全反射された光が前記誘電体層を通過した後に、前記感光素子によって受光されるように配置され、
前記誘電体層の屈折率は前記パッケージング層の屈折率よりも小さい、
指紋認識パネル。
【請求項２】
前記パッケージング層の屈折率は１．５〜１．７で、前記誘電体層の屈折率は１．３〜１．４である、
請求項１に記載の指紋認識パネル。
【請求項３】
複数個の発光素子を備え、
前記複数個の発光素子の位置は、前記複数個の発光素子の発した光の、前記感光素子上の有効輻射範囲が互いに重複しないように配置され、
前記有効輻射範囲は前記複数個の発光素子の発した第一の光と第二の光とによって限定され、
前記第一の光は、前記パッケージング層から空気に向けて放射した時の入射角が、前記パッケージング層と空気との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しく、
前記第二の光は、前記パッケージング層から前記誘電体層に向けて放射した時の入射角が、前記パッケージング層と前記誘電体層との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しい、
請求項１に記載の指紋認識パネル。
【請求項４】
前記複数個の発光素子の位置は、隣接する発光素子の発した光の、前記感光素子上の有効輻射範囲が実質的に外接するように配置される、
請求項３に記載の指紋認識パネル。
【請求項５】
複数個の感光素子を備え、
前記誘電体層は複数個の誘電体ブロックを備え、
各感光素子の前記パッケージング層近傍の片側には、少なくとも１つの誘電体ブロックが設けられ、前記少なくとも１つの誘電体ブロックは前記感光素子の一部を少なくとも覆うことにより、前記発光素子の発した光が前記感光素子上で前記有効輻射範囲を形成する、
請求項３に記載の指紋認識パネル。
【請求項６】
前記発光素子と前記感光素子は同じ層に位置し、前記パッケージング層上の前記感光素子の正投影は、前記パッケージング層上の前記誘電体層の正投影内で、前記パッケージング層上の前記発光素子の正投影は、前記パッケージング層上の前記誘電体層の正投影と重複しない、
請求項１に記載の指紋認識パネル。
【請求項７】
前記誘電体層は前記発光素子と前記感光素子との間に位置し、前記パッケージング層上の前記発光素子の正投影と、前記パッケージング層上の前記感光素子の正投影はいずれも、前記パッケージング層上の前記誘電体層の正投影内である、
請求項１に記載の指紋認識パネル。
【請求項８】
前記誘電体層の厚さは０．５μｍ〜１μｍで、前記パッケージング層の、前記誘電体層に位置する、前記感光素子から離れた部分の厚さは１μｍ〜２μｍである、
請求項２に記載の指紋認識パネル。
【請求項９】
アレイに配置された複数個の画素ユニットを備え、各前記画素ユニットには前記発光素子が設けられ、前記感光素子は隣接する２つの発光素子の間に位置する、
請求項１に記載の指紋認識パネル。
【請求項１０】
前記指紋認識パネルは有機発光ダイオード表示パネルであり、
前記発光素子は、赤色光を発する有機発光ダイオードと、緑色光を発する有機発光ダイオードと、青色光を発する有機発光ダイオードとを備える、
請求項９に記載の指紋認識パネル。
【請求項１１】
前記発光素子は点光源である、
請求項１に記載の指紋認識パネル。
【請求項１２】
発光制御サブ回路と認識サブ回路を含む駆動回路をさらに備え、
前記発光制御サブ回路は、指紋認識信号に応じて、発光するように前記指紋認識パネルの対象領域内の発光素子を制御するように構成され、前記認識モジュールは、前記対象領域内の感光素子によって生成された電気信号に応じて、指紋形貌を特定するように構成される、
請求項１〜１１の何れか１項に記載の指紋認識パネル。
【請求項１３】
前記発光制御サブ回路はさらに、所定のグレイレベルに従って発光するように前記対象領域の発光素子を制御するように構成される、請求項１２に記載の指紋認識パネル。
【請求項１４】
前記指紋認識パネルは指紋検出エリアを備え、前記感光素子は前記指紋検出エリア内に設けられ、かつ、前記誘電体層は前記指紋検出エリア内に位置し、前記対象領域は前記指紋検出エリアを備える、
請求項１２に記載の指紋認識パネル。
【請求項１５】
前記駆動回路は対象領域決定サブ回路をさらに備え、
前記対象領域決定サブ回路は、指紋認識プロンプト情報を表示する領域と、所定期間内に感光素子によって出力された電流の変化値が所定値を超えた領域との一方で前記対象領域を決定するように構成される、
請求項１２に記載の指紋認識パネル。
【請求項１６】
パッケージング層、発光素子、感光素子及び誘電体層を形成し、
前記パッケージング層は前記発光素子と前記感光素子の同じ側に形成され、前記誘電体層と直接接し、
前記感光素子は、前記発光素子から放射され、前記パッケージング層を通過した後に全反射された光線を受光するように形成され、
前記誘電体層が前記パッケージング層と前記感光素子との間に形成されることにより、前記全反射された光線が前記誘電体層を通過した後に前記感光素子によって受光され、
前記誘電体層の屈折率は前記パッケージング層の屈折率よりも小さいことを含む、
指紋認識パネルを形成する方法。
【請求項１７】
前記指紋認識パネルは複数個の発光素子を備え、
前記複数個の発光素子は、前記複数個の発光素子の発した光が前記感光素子上の有効輻射範囲で互いに重複しないように位置決めされ、前記有効輻射範囲は前記複数個の発光素子の発した第一の光と第二の光とによって限定され、前記第一の光は、前記パッケージング層から空気に向けて放射した時の入射角が前記パッケージング層と空気との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しく、前記第二の光は、前記パッケージング層から前記誘電体層に向けて放射した時の入射角が前記パッケージング層と前記誘電体層との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しい、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載の指紋認識パネルである指紋認識パネルで指紋を認識する方法であって、
指紋認識信号に応じて、同時に発光するように前記指紋認識パネルの対象領域内の複数個の発光素子を制御することと、
前記対象領域内の感光素子によって生成された電流に応じて指紋形貌を特定することと、
を含む方法。
【請求項１９】
前記方法は対象領域を決定するステップをさらに備え、
当該対象領域を決定するステップは、
指紋認識プロンプト情報を表示する領域を前記対象領域として決定するか、或いは、所定期間内に出力された電流の変化値が所定値を超えた感光素子の対応領域を前記対象領域として決定することを含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１〜１５の何れか１項に記載の指紋認識パネルである指紋認識パネルを備える、
指紋認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は指紋認識技術分野に関し、具体的には、指紋認識パネル、指紋を認識する方法および、前記指紋認識パネルを備えた指紋認識装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の安全性を確保するために、多くの電子機器には指紋認識機能が設けられている。例えば、表示パネルに感光素子を加えることで、この表示パネルに指紋認識機能を具備させることができる。
【０００３】
指紋認識機能を具備する表示パネルは一般的に、発光素子と感光素子を備えている。指紋を認識する際には、表示パネルに指紋が押圧され、発光素子から放射された光が指紋に照射して指紋によって感光素子へ反射され、感光素子から出力される電流の大きさに基づいて指紋の形貌を特定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の一様態は、パッケージング層、発光素子、感光素子及び誘電体層を備える指紋認識パネルであって、前記パッケージング層は、前記発光素子と前記感光素子の同じ側に位置し、前記誘電体層と直接接し、前記発光素子の発した光が前記パッケージング層を通過した後に全反射を生じるように配置され、前記誘電体層は、前記パッケージング層と前記感光素子との間に位置し、前記パッケージング層で全反射された光が前記誘電体層を通過した後に、前記感光素子によって受光されるように配置され、前記誘電体層の屈折率は前記パッケージング層の屈折率よりも小さい、指紋認識パネルを提供する。
【０００５】
本開示の実施例によれば、前記パッケージング層の屈折率は１．５〜１．７で、前記誘電体層の屈折率は１．３〜１．４である。
【０００６】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは複数個の発光素子を備え、前記複数個の発光素子の位置は、前記複数個の発光素子の発した光の、前記感光素子上の有効輻射範囲が互いに重複しないように配置され、前記有効輻射範囲は前記複数個の発光素子の発した第一の光と第二の光とによって限定され、前記第一の光は、前記パッケージング層から空気に向けて放射した時の入射角が、前記パッケージング層と空気との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しく、前記第二の光は、前記パッケージング層から前記誘電体層に向けて放射した時の入射角が、前記パッケージング層と前記誘電体層との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しい。
【０００７】
本開示の実施例によれば、前記複数個の発光素子の位置は、隣接する発光素子の発した光の、前記感光素子上の有効輻射範囲が実質的に外接するように配置される。
【０００８】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは複数個の感光素子を備え、前記誘電体層は複数個の誘電体ブロックを備え、各感光素子の前記パッケージング層近傍の片側には、少なくとも１つの誘電体ブロックが設けられ、前記少なくとも１つの誘電体ブロックは前記感光素子の一部を少なくとも覆うことにより、前記発光素子の発した光が前記感光素子上で前記有効輻射範囲を形成する。
【０００９】
本開示の実施例によれば、前記発光素子と前記感光素子は同じ層に位置し、前記パッケージング層上の前記感光素子の正投影は、前記パッケージング層上の前記誘電体層の正投影内で、前記パッケージング層上の前記発光素子の正投影は、前記パッケージング層上の前記誘電体層の正投影と重複しない。
【００１０】
本開示の実施例によれば、前記誘電体層は前記発光素子と前記感光素子との間に位置し、前記パッケージング層上の前記発光素子の正投影と、前記パッケージング層上の前記感光素子の正投影はいずれも、前記パッケージング層上の前記誘電体層の正投影内である。
【００１１】
本開示の実施例によれば、前記誘電体層の厚さは０．５μｍ〜１μｍで、前記パッケージング層の、前記誘電体層に位置する、前記感光素子から離れた部分の厚さは１μｍ〜２μｍである。
【００１２】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルはアレイに配置された複数個の画素ユニットを備え、各前記画素ユニットには前記発光素子が設けられ、前記感光素子は隣接する２つの発光素子の間に位置する。
【００１３】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは有機発光ダイオード表示パネルであり、前記発光素子は、赤色光を発する有機発光ダイオードと、緑色光を発する有機発光ダイオードと、青色光を発する有機発光ダイオードとを備える。
【００１４】
本開示の実施例によれば、前記発光素子は点光源である。
【００１５】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは発光制御サブ回路と認識サブ回路を含む駆動回路をさらに備え、前記発光制御サブ回路は、指紋認識信号に応じて、発光するように前記指紋認識パネルの対象領域内の発光素子を制御するように構成され、前記認識モジュールは、前記対象領域内の感光素子によって生成された電気信号に応じて、指紋形貌を特定するように構成される。
【００１６】
本開示の実施例によれば、前記発光制御サブ回路はさらに、所定のグレイレベルに従って発光するように前記対象領域の発光素子を制御するように構成される。
【００１７】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは指紋検出エリアを備え、前記感光素子は前記指紋検出エリア内に設けられ、かつ、前記誘電体層は前記指紋検出エリア内に位置し、前記対象領域は前記指紋検出エリアを備える。
【００１８】
本開示の実施例によれば、前記駆動回路は対象領域決定サブ回路をさらに備え、前記対象領域決定サブ回路は、指紋認識プロンプト情報を表示する領域と、所定期間内に感光素子によって出力された電流の変化値が所定値を超えた領域との一方で前記対象領域を決定するように構成される。
【００１９】
本開示のもう一つの様態は、パッケージング層、発光素子、感光素子及び誘電体層を形成し、前記パッケージング層は前記発光素子と前記感光素子の同じ側に形成され、前記誘電体層と直接接し、前記感光素子は、前記発光素子から放射され、前記パッケージング層を通過した後に全反射された光線を受光するように形成され、前記誘電体層が前記パッケージング層と前記感光素子との間に形成されることにより、前記全反射された光線が前記誘電体層を通過した後に前記感光素子によって受光され、前記誘電体層の屈折率は前記パッケージング層の屈折率よりも小さいことを含む、指紋認識パネルを形成する方法を提供する。
【００２０】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは複数個の発光素子を備え、前記複数個の発光素子は、前記複数個の発光素子の発した光が前記感光素子上の有効輻射範囲で互いに重複しないように位置決めされ、前記有効輻射範囲は前記複数個の発光素子の発した第一の光と第二の光とによって限定され、前記第一の光は、前記パッケージング層から空気に向けて放射した時の入射角が前記パッケージング層と空気との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しく、前記第二の光は、前記パッケージング層から前記誘電体層に向けて放射した時の入射角が前記パッケージング層と前記誘電体層との間の界面で全反射を生じる臨界角と等しい。
【００２１】
本開示のさらなる様態は、上記の指紋認識パネルである指紋認識パネルで指紋を認識する方法であって、指紋認識信号に応じて、同時に発光するように前記指紋認識パネルの対象領域内の複数個の発光素子を制御することと、前記対象領域内の感光素子によって生成された電流に応じて指紋形貌を特定することと、を含む方法を提供する。
【００２２】
本開示の実施例によれば、前記方法は対象領域を決定するステップをさらに備え、当該対象領域を決定するステップは、指紋認識プロンプト情報を表示する領域を前記対象領域として決定するか、或いは、所定期間内に出力された電流の変化値が所定値を超えた感光素子の対応領域を前記対象領域として決定することを含む。
【００２３】
本開示のさらなる様態は、上記の指紋認識パネルである指紋認識パネルを備える、指紋認識装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
図面は、本開示のさらなる理解を提供するために使用され、明細書の一部を構成し、以下の具体的な実施形態とともに本開示を説明するために使用されるが、本開示を限定するものとはならない。
【００２５】
【図１】指紋認識機能を具備する表示パネルの模式図である。
【図２】図１における指紋認識機能の原理図である。
【図３】隣接する２つの発光素子が互いに干渉する模式図である。
【図４】本開示の実施例による指紋認識パネルの模式図である。
【図５】本開示の実施例による指紋認識パネルが指紋を認識する原理図である。
【図６】本開示の別の実施例による指紋認識パネルが指紋を認識する原理図である。
【図７】本開示の実施例による発光素子の排列模式図である。
【図８】本開示の実施例による指紋認識方法のフローチャートである。
【図９】本開示の実施例による駆動回路のブロック図である。
【図１０】本開示の実施例による指紋認識パネル上の指紋検出エリアの位置を示す模式図である。
【図１１】本開示の実施例による指紋認識パネル上の指紋認識プロンプト情報を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示の具体的な実施形態について、図面を組み合わせて以下に詳しく説明する。ここに記述された具体的な実施形態は、本開示を説明および解釈するためだけに使用され、本開示を限定するためには使用されないと理解されたい。
【００２７】
図１は指紋認識機能を具備する表示パネルの模式図であり、図２は図１における指紋認識機能の原理図であり、図３は隣接する２つの発光素子が互いに干渉する模式図である。
【００２８】
図１に示すように、指紋認識機能を具備する表示パネルは複数個の画素ユニットを備え、各画素ユニットには発光素子１２０（例えば、有機発光ダイオード）が設けられ、感光素子１１０は隣接する２つの発光素子１２０の間に設けられている。発光素子１２０は点光源であるため、各発光素子１２０の指紋上における有効輻射範囲は環状で、検出面上の、指紋で反射された光の有効輻射範囲は、指紋上の有効輻射範囲の増幅である。よって、隣接する２つの発光素子の間の距離が小さすぎると、両者の発光領域は互いに干渉することになる。図３に示すように、ａは１つの発光素子において指紋画像を形成できる光線有効輻射範囲で、ｂは指紋画像を形成できない光線有効輻射範囲であって、隣接する２つの光源の間の干渉領域でもある。
【００２９】
図２に示すように、パッケージング層３００の外面が手指で押圧されない時、発光素子１２０によって放射された光線における、パッケージング層３００と空気との間の界面の全反射臨界角θよりも入射角の小さい光の大部分がパッケージング層の外面を介して外へ屈折され、一部が感光素子１１０へ反射され、入射角がパッケージング層３００と空気との間の界面の全反射臨界角θ以上である光は表示パネルへ全反射され、感光素子１１０の感光面に達する。パッケージング層３００の外面が手指で押圧された時、発光素子１２０によって放射された、全反射臨界角θよりも入射角が小さい光は、パッケージング層３００の外面の、指紋の山と谷とで覆われた部分によって反射され、感光面上にパターン１、パターン２およびパターン３の左側部分がそれぞれ形成され、発光素子１２０から放射された、入射角が全反射臨界角θを超える光は、パッケージング層３００の外面の、指紋の山と谷とで覆われた部分によって反射され、感光面上にパターン３の右側部分とパターン４とがそれぞれ形成される。パターン１とパターン３は、パッケージング層３００の外面の、指紋の山で覆われた部分によって反射された光が形成したものであるため、パターン１とパターン３は山の暗線である。パターン２とパターン４は、パッケージング層３００の外面の、指紋の谷で覆われた部分によって反射された光が形成したものであるが、パターン２を形成する光線は、全反射臨界角θよりも入射角が小さい光線であり、即ち、領域Ｉにおける光線は４％反射された光線のみであるため、パターン２は谷の暗線であり、また、パターン４を形成する光線は、入射角が全反射臨界角θを超える光線で、即ち、領域ＩＩの光線は１００％全反射された光線であるため、パターン４は谷の輝線である。このほか、パターン３の左側部分は入射角が全反射臨界角θよりも小さい光で形成したものであるため、パターン１、パターン２およびパターン３の左側部分は中心無効エリアとして形成し、中心無効エリア内の指紋は認識することができない。加えて、パターン３の右側部分は、入射角が全反射臨界角θを超える光で形成したものであるため、パターン３の右側部分とパターン４は指紋画像エリアとして形成する。ここから分かるように、指紋画像エリアの内エッジは全反射臨界角で決定される。指紋画像エリアの内エッジから指紋画像エリアの外エッジまでの方向においては、光線の入射角度が徐々に増加し、かつ、光線強度が徐々に減少するため、外エッジの境界を決定するのは困難である。よって、隣接する点光源が互いに干渉することを回避するために、指紋採集段階で全ての発光素子を時分割で複数回点灯させる必要がある。しかし、全ての発光素子を時分割で複数回点灯させた後に、異なる段階で採集した指紋をスティッチングして完全な指紋を取得する必要があり、ひいては指紋認識過程において時間がかかることになる。
【００３０】
図４は本開示の実施例による指紋認識パネルの模式図であり、図５は本開示の実施例による指紋認識パネルが指紋を認識する原理図であり、図６は本開示の別の実施例による指紋認識パネルが指紋を認識する原理図である。
【００３１】
図４に示すように、本開示の実施例による指紋認識パネルは、パッケージング層３００、発光素子１２０、感光素子１１０及び誘電体層２００を備える。パッケージング層３００は、発光素子１２０と感光素子１１０の同じ側に位置し、誘電体層２００と直接接し、感光素子１１０は、前記発光素子から放射され、前記パッケージング層を通過した後に全反射された光線を受光するように構成される。誘電体層２００が、前記パッケージング層と前記感光素子との間に位置することで、前記全反射された光線が前記誘電体層を通過した後に前記感光素子によって受光され、誘電体層２００の屈折率はパッケージング層３００の屈折率よりも小さい。
【００３２】
本開示の実施例によれば、図５に示すように、発光素子１２０と感光素子１１０は同じ層に位置してよく、パッケージング層３００上の感光素子１１０の正投影は、パッケージング層３００上の誘電体層２００の正投影内であり、パッケージング層３００上の発光素子１２０の正投影は、パッケージング層３００上の誘電体層２００の正投影と重複しない。例えば、発光素子１２０と感光素子１１０は同じ層において互いに一定の距離を隔てて設けるか、同じ層において互いに隣接するように設けることができる。しかし、本開示はこれに限定されず、図６に示すように、誘電体層２００は発光素子１２０と感光素子１１０との間に設置することができ、パッケージング層３００上の発光素子１２０の正投影と、パッケージング層３００上の感光素子１００の正投影はいずれもパッケージング層３００上の誘電体層２００の正投影内である。このほか、図６では発光素子１２０が誘電体層２００内に位置することが示されているが、本実施例はこれに限定されず、発光素子１２０は誘電体層２００上方に位置してもよい。
【００３３】
図４と図５に示すように、前記指紋認識パネルで指紋認識が行われる時、発光素子１２０が発光し、以下では発光素子１２０の発した光がパッケージング層３００から空気へ放射された時の入射角が、光がパッケージング層３００から空気へ放射された時に全反射を生じる第一の全反射臨界角θｃよりも大きいという仮定に基づき説明する。被認識者の指紋Ｆでパッケージング層３００の表面が覆われた時、発光素子１２０の発した光の一部がパッケージング層３００の外面上の、指紋における谷で覆われた部分へ放射し、谷はパッケージング層３００と接しないため、この部分の光はパッケージング層３００の、谷で覆われた部分によって感光素子１１０へ全反射され、発光素子１２０の発した光の別の部分は、パッケージング層３００の外面上の、指紋における山で覆われた部分へ放射し、山がパッケージング層３００と接し、パッケージング層３００と空気との間の全反射条件が破壊されるため、この部分の光はパッケージング層３００の、山との間の接触面によって吸収または乱反射され、この部分の光のうちのわずか一部の光だけがパッケージング層３００によって感光素子１１０へ反射される。パッケージング層３００によって反射された光はそれぞれパッケージング層３００と、感光素子１１０上方に位置する誘電体層２００を通過して感光素子に到達する。当該感光素子は、受光した光の強弱に応じて誘導信号を生成し、かつ、感光素子の生成した誘導信号は、指紋の具体的な形貌を特定することができる。説明の便宜上、感光素子１１０上の、全反射された光線を受光する領域を指紋検知エリア（即ち、感光素子１１０上での発光素子１２０の有効輻射範囲）といい、図５は指紋検知エリアＩＩＩの位置を示している。
【００３４】
前記指紋認識パネルは、パッケージング層３００と空気との間の界面、パッケージング層３００と誘電体層２００との間の界面との２つの光学界面を有する。よって、指紋検知エリアＩＩＩの境界は、パッケージング層３００と空気の界面箇所の入射角度が第一の全反射臨界角θｃに到達する光線および、パッケージング層３００と誘電体層２００との間の界面箇所の入射角が第二の全反射臨界角θｅに到達する光線との二種類の光で限定される。
【００３５】
図５に示すように、入射角が第一の全反射臨界角θｃ以上である光線は、当該パッケージング層３００と空気の界面箇所で全反射を生じ、反射光線はＬ１であるが、これとは逆に、入射角が第一の全反射臨界角θｃ未満である光線のほとんどは、屈折によりパッケージング層３００から放射される。このほか、入射角が第二の全反射臨界角θｅを超える光線は、パッケージング層３００と空気との間の界面に到達した後に全反射を生じ、反射光線はＬ２であり、反射光線Ｌ２がパッケージング層３００と誘電体層２００との間の界面に到達した後に、当該パッケージング層３００と誘電体層２００との間の界面で全反射を生じ、かつ、ほとんどは感光素子１００の感光表面に到達しないが、これとは逆に、入射角が第一の全反射臨界角θｃ以上かつ第二の全反射臨界角θｅ未満の光線はパッケージング層３００と空気との間の界面に到達した後に全反射を生じ、反射光線は、パッケージング層３００と誘電体層２００との間の界面に到達した後に、誘電体層２００を介して感光素子１００の感光表面に屈折される。
【００３６】
ここから分かるように、入射角度が第一の全反射臨界角θｃと第二の全反射臨界角θｅとの間である光は感光素子１１０の感光表面に到達することができ、入射角が第一の全反射臨界角θｃである光と、入射角が第二の全反射臨界角θｅである光とで、指紋検知エリアＩＩＩの境界が決定されており、その範囲以外の光で感光素子に到達できるものは少ない。指紋を認識する時、指紋Ｆはパッケージング層の表面を覆い、パッケージング層３００と空気との間の界面箇所の全反射条件を破壊するため、パッケージング層３００と空気との間の界面箇所で全反射を生じる光線Ｌ１と、パッケージング層３００と誘電体層２００との間の界面で全反射を生じる光線Ｌ２との間の光線は、パッケージング層３００の反射を経て感光素子１１０の感光表面に到達することができ、指紋検知エリアＩＩＩの誘導素子が生成する誘導電流に応じて指紋の形貌を特定することができる。
【００３７】
図５は発光素子１２０とパッケージング層３００が直接接することを示しているが、本実施例はこれに限定されず、発光素子１２０とパッケージング層３００との間には、その他の層（例えば、光抽出層、水酸素吸着層など）が存在してもよい。
【００３８】
本開示の実施例による指紋認識パネルにおいて、指紋検知エリアＩＩＩの面積と位置はいずれも決まっているものである。パッケージング層３００の厚さと誘電体層２００の厚さを調整することにより、指紋検知エリアＩＩＩの位置と面積を調整することができる。
【００３９】
本開示の実施例によれば、各発光素子１２０の位置を設置することにより、感光素子上の隣接する発光素子の有効輻射範囲が互いに重複しないようにできる。よって、指紋を認識する時、複数個の（ひいてはすべての）発光素子１２０を同時に駆動して発光でき、さらに、鮮明な指紋エッジを取得することができる。本開示の実施例による指紋認識パネルは指紋認識の効率も向上できれば、指紋認識の精度を高めることもできる。
【００４０】
図５と図６はパッケージング層３００上の感光素子１１０の正投影が、パッケージング層３００上の誘電体層２００の正投影内であることを示しているが、本開示の実施形態はこれに限定されず、誘電体層２００は、感光素子１１０の一部のみを覆うことにより、発光素子の発する光が前記感光素子上に有効輻射範囲を形成できるようにする。
【００４１】
図７は本開示の実施例による発光素子の有効輻射範囲の模式図である。
【００４２】
いくつかの実施形態では、図７に示すように、各発光素子１２０の位置を設置することにより、感光素子１１０上の隣接する発光素子１２０の有効輻射範囲（即ち、指紋検知エリアＩＩＩ）のエッジを基本的に接触（外接）させることができ、これにより各発光素子１２０の間の距離を小さくし、指紋画像の有効面積を多くすることができることから、発光するようにより多くの発光素子を同時に駆動して、指紋認識の所要時間を短縮することができる。例えば、感光素子１１０上の隣接する発光素子１２０の有効輻射範囲が重複し、有効輻射範囲の例えば５％以内である場合、感光素子１１０上の隣接する発光素子１２０の有効輻射範囲は基本的に外接すると考えてよい。
【００４３】
本開示の実施例によれば、図５は発光素子１２０および当該発光素子１２０に対応する指紋検知エリアＩＩＩのみが存在するという状況を示しているが、指紋認識パネルにおいて、当該発光素子１２０と隣接する発光素子は、指紋検知エリアを感光素子１１０上に形成することもでき、パッケージング層３００の厚さおよび誘電体層２００の厚さに応じて、誘導素子１１０上の隣接する発光素子の指紋検知エリアは、図５に示す指紋検知エリアＩＩＩの左側または右側に位置し、かつ指紋検知エリアＩＩＩと基本的に外接させることができる。
【００４４】
本開示の実施例によれば、パッケージング層３００の屈折率は１．５〜１．７である。誘電体層２００の屈折率は１．３〜１．４である。
【００４５】
本開示の実施例によれば、感光素子１１０はＰＩＮ接合を含む。しかしながら、本開示はこれに限定されず、感光素子１１０は必要に応じてその他の光感応材料を含んでもよい。
【００４６】
パッケージング層３００は単層であってもよく、多層の異なる光学フィルムを組み合わせてなしたものであってもよく、このような場合、各光学フィルムの屈折率はいずれも１．５〜１．７であると理解できる。
【００４７】
本開示の実施例によれば、前記誘電体層２００の厚さは０．５μｍ〜１μｍで、前記パッケージング層３００の、前記誘電体層に位置する、前記感光素子１００から離れた部分の厚さは１μｍ〜２μｍである。
【００４８】
本開示では、前記指紋認識パネルの具体的な構造および具体的な機能について特別な限定はしない。例えば、前記指紋認識パネルは指紋認識用にのみ使用することが可能である。もちろん、本開示はこれに限定されない。例えば、前記指紋認識パネルは、表示する機能を有し得る。この場合、前記指紋認識パネルはアレイに配置された複数個の画素ユニットを備え、各前記画素ユニットには表示用の発光素子が設けられている。発光素子の発する光線は、表示に用いることもできれば、指紋認識に用いることもできる。このような指紋認識パネルは、埋め込み型指紋認識を実現可能な表示パネルである。
【００４９】
本開示の実施例によれば、前記発光素子は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。本開示の実施例によれば、指紋認識パネルは、カラー表示を実現するために複数種類の異なる色の発光素子１２０を備えてよい。本開示の実施例によれば、指紋認識パネルはＯＬＥＤ表示パネルである。
【００５０】
例えば、図４に示す指紋認識パネルにおいて、発光素子１２０は、赤色光（Ｒ）を発する有機発光ダイオードと、緑色光（Ｇ）を発する有機発光ダイオードと、青色光（Ｂ）を発する有機発光ダイオードと、を備えてよい。
【００５１】
前記指紋認識パネルを表示パネルとして用いる場合、指紋認識パネル全体のうち、任意の隣接する２つの発光素子１２０の間に感光素子１１０を設けることができる。もちろん、本開示はこれに限定されず、表示効果を確保するために、前記指紋認識パネルの一部の領域にのみ感光素子１１０を設けることができる。例えば、図９に示すように、指紋認識パネルの一部の領域を指紋検出エリアＩＶに設けることができ、これに対応して、感光素子１１０を、指紋認識パネルの前記指紋検出エリアＩＶ内に設け、かつ誘電体層２００も指紋認識パネルの前記指紋検出エリアＩＶ内に位置する。指紋検出エリアＩＶ以外の部分には感光素子１１０および誘電体層２００が設けられていないため、指紋認識パネルの総コストを節約することができる。
【００５２】
図１０は指紋検出エリアＩＶが指紋認識パネルの下方に位置することを示しているが、本開示はこれに限定されず、指紋検出エリアＩＶは、指紋認識パネルの他の位置に位置してよい。
【００５３】
本開示の実施例によれば、前記誘電体層２００は、複数個の誘電体ブロックを備えてよく、図４に示すように、各前記感光素子上方には少なくとも１つの誘電体ブロックが覆われる。誘電体ブロックは感光素子を完全に覆うことができ、言い換えれば、パッケージング層上の感光素子の正投影は、パッケージング層上の誘電体ブロックの正投影内であるか、或いは、誘電体ブロックは感光素子の一部のみを覆うことができ、これにより前記発光素子の発する光は感光素子上に有効輻射範囲を形成できる。本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルは駆動回路をさらに備える。
【００５４】
図９は本開示の実施例による駆動回路のブロック図である。
【００５５】
図９に示すように、前記駆動回路は、発光制御サブ回路８１０と認識サブ回路８２０を備える。
【００５６】
発光制御サブ回路８１０は、指紋認識信号に応じて、発光するように前記指紋認識パネルの対象領域内の発光素子を制御するために使用され、認識サブ回路８２０は、前記対象領域内の感光素子によって生成された電流に応じて指紋形貌を特定するために使用される。
【００５７】
本開示では、指紋を認識する時に発光する発光素子の数量について特別な限定はせず、指紋の形貌さえ認識できればよい。
【００５８】
本開示の実施例によれば、発光制御サブ回路８１０は、同時に発光するように対象領域内のすべての発光素子を制御するために使用され、これにより指紋認識の効率を高める。
【００５９】
本開示では、如何に対象領域を決定するかについて特別な限定はしない。例えば、前記指紋認識パネルが指紋検出エリアを備える場合、前記対象領域は前記指紋検出エリアである。
【００６０】
本開示では、対象領域の位置について特別な限定はしない。例えば、指紋認識パネルの発光面全体は対象領域として形成することができる。
【００６１】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識パネルが前記指紋検出エリアを備える場合、前記対象領域は前記指紋検出エリアを備える。指紋検出エリアの発光面の任意の位置に指紋を押圧すると指紋を認識することができる。
【００６２】
図９に示すように、前記駆動回路は、対象領域決定サブ回路８３０をさらに備える。
【００６３】
対象領域決定サブ回路８３０は、指紋認識プロンプト情報を表示する領域を前記対象領域として決定するために使用される。
【００６４】
例えば、前記指紋認識パネルは画像を表示するために使用してよい。前記指紋認識パネルは指紋認識プロンプト情報を表示することができる。例えば、図１０に示すように、前記指紋認識プロンプト情報は領域Ｖにおける「指紋を当ててください」を含む。対象領域決定サブ回路は、当該指紋認識プロンプト情報を表示する領域Ｖを前記対象領域として決定することができる。
【００６５】
本開示の実施例によれば、前記対象領域決定サブ回路は、所定期間内に出力された電流の変化値が所定値を超えた感光素子の対応領域を前記対象領域として決定するために使用される。
【００６６】
例えば、指紋認識パネルの出光面が指紋で押圧された場合、当該領域の輝度は急激に下降し、これに対応して、当該領域の誘導素子が生成する誘導電流も大きく変わることになる。よって、対象領域決定サブ回路は当該領域を前記対象領域として決定することができる。
【００６７】
前述の通り、駆動回路は、発光するように対象領域内の全ての発光素子を同時に制御することができるため、指紋認識の効率を高めることができる。前記指紋認識パネルにおいて、発光素子の発した光は互いに干渉しなくてよいため、前記感光ユニットによって境界の鮮明な指紋画像を取得することができ、これにより指紋認識の精度を高めることができる。
【００６８】
指紋を認識する時、指紋が対象領域を覆うため、観察者は、指紋で覆われた対象領域内に表示された内容を見ることができず、認識精度を高めるために、発光制御サブ回路８１０は、所定のグレイレベルに従って発光するように前記対象領域の発光素子を制御する。各発光素子は高い輝度を発することができるため、感光素子へより強い光を反射することができ、これにより認識精度を高めることができる。
【００６９】
図８は本開示の実施例による指紋認識方法のフローチャートである。
【００７０】
本開示の実施例による指紋認識方法では、上記のような指紋認識パネルで指紋を認識し、図８に示すように、前記指紋認識方法はステップＳ７１０とＳ７２０を備える。
【００７１】
ステップＳ７１０において、指紋認識信号に応じて、同時に発光するように前記指紋認識パネルの対象領域内の複数個の発光素子を制御する。
【００７２】
ステップＳ７２０において、前記対象領域内の感光素子によって生成された電気信号（例えば、電流）に応じて、指紋形貌を特定する。
【００７３】
本開示の実施例によれば、同時に発光するように前記対象領域内のすべての発光素子を制御することで、表示パネルの発光効率を高めることができる。
【００７４】
前記駆動回路は前記方法を実行することができ、例えば、発光制御サブ回路８１０は、ステップＳ７１０を実行するために使用され、認識サブ回路８２０はステップＳ７２０を実行するために使用される。
【００７５】
指紋を認識する時、指紋が対象領域を覆うため、観察者は、指紋で覆われた対象領域内に表示された内容を見ることができず、認識精度を高めるために、ステップＳ７１０において、所定のグレイレベルに従って発光するように前記対象領域の発光素子を制御する。
【００７６】
前述の通り、指紋認識パネルは、指紋検出エリアを備えてよく、前記感光素子は指紋認識パネルの前記指紋検出エリア内に設けられ、前記誘電体層も指紋認識パネルの前記指紋検出エリア内に設けられ、これに対応して、前記対象領域は前記指紋検出エリアを備える。
【００７７】
本開示の実施例によれば、前記指紋認識方法は、対象領域を決定するステップをさらに備え、当該対象領域を決定するステップは、指紋認識プロンプト情報を表示する領域を前記対象領域として決定するか、或いは、指紋認識パネルのうち、所定期間内に出力された電流の変化値が所定値を超えた感光素子の対応領域を前記対象領域として決定する。
【００７８】
本開示が提供する指紋認識パネルにおいて、対象領域決定サブ回路は上記対象領域を決定するステップを実行することができる。
【００７９】
さらなる様態において、本開示は上記指紋認識パネルを形成する方法をさらに提供する。当該方法は、パッケージング層、発光素子、感光素子及び誘電体層を形成し、前記パッケージング層は前記発光素子と前記感光素子の同じ側に形成され、前記誘電体層と直接接し、前記感光素子は、前記発光素子から放射され、前記パッケージング層を通過した後に全反射された光線を受光するように形成され、前記誘電体層が前記パッケージング層と前記感光素子との間に形成されることにより、前記全反射された光線が前記誘電体層を通過した後に前記感光素子によって受光され、前記誘電体層の屈折率は前記パッケージング層の屈折率よりも小さいことを含む。
【００８０】
さらなる様態において、本開示は上記のような指紋認識パネルを備えてよい指紋認識装置をさらに提供する。
【００８１】
本開示では、指紋認識装置の具体的な構造について特別な限定はせず、例えば、前記指紋認識装置は出退勤記録装置、表示装置などの任意の電子機器であってよい。
【００８２】
本開示の実施例による指紋認識パネルは、感光素子上の各発光素子の有効輻射範囲（即ち、指紋検知エリア）が鮮明な境界を有するようにすることにより、より鮮明な指紋エッジを取得できるため、指紋認識の効率も高めることもできれば、指紋認識の精度も高めることができる。このほか、本開示の実施例による指紋認識パネルは、感光素子上の、各発光素子の有効輻射範囲が互いに重複しないようにすることにより、感光素子の利用面積を向上させることができ、これにより、同じ時間内でより多くの（ひいてはすべての）発光素子を駆動し、指紋認識の所要時間を短縮することができる。
【００８３】
以上の実施形態は本開示の原理を説明するためだけに採用された例示的な実施形態であり、本開示はこれに限定されないと理解できる。当業者にとって、本開示の精神および実質から逸脱しない状況において、様々な変形と改善をなすことができ、これら変形と改善も本開示の保護範囲と見做される。
【符号の説明】
【００８４】
１１０  感光素子
１２０  発光素子
２００  誘電体層
３００  パッケージング層
【図１】
2021532446.tif 000003
【図２】
2021532446.tif 000004
【図３】
2021532446.tif 000005
【図４】
2021532446.tif 000006
【図５】
2021532446.tif 000007
【図６】
2021532446.tif 000008
【図７】
2021532446.tif 000009
【図８】
2021532446.tif 000010
【図９】
2021532446.tif 000011
【図１０】
2021532446.tif 000012
【図１１】
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【国際調査報告】
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2021532446.tif 000016
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