指纹采集装置以及电子设备的制作方法

1.本技术涉及传感技术领域，特别涉及一种指纹采集装置以及电子设备。


背景技术：

2.指纹采集装置是一种能够采集指纹信息的器件。后续基于采集到的指纹信息，可以实现安全验证等各种功能。
3.一种指纹采集装置包括衬底基板以及位于衬底基板上的发光单元、棱镜结构和指纹传感器。其中，发光单元向外部发射光线，该光线照射到手指后反射向棱镜结构，再由棱镜结构将光线导向指纹传感器。通过该棱镜结构可以避免外部的强光直接照射到指纹传感器上，导致指纹传感器失灵，进而实现了抗强光的功能。
4.但是，由于棱镜结构的尺寸通常较大，进而导致指纹采集装置的整体尺寸较大，厚度较厚。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种指纹采集装置以及电子设备。所述技术方案如下：
6.根据本技术的一方面，提供了一种指纹采集装置，所述指纹采集装置包括：
7.衬底基板；
8.以及，位于所述衬底基板上的多个光电转换单元；
9.以及，位于设置有所述多个光电转换单元的衬底基板上的第一遮光图案，所述第一遮光图案包括与所述多个光电转换单元中的至少一个第一光电转换单元对应的至少一个第一遮光块，所述第一遮光块上具有第一开口，所述第一遮光块上的第一开口在所述衬底基板上的正投影位于所述第一遮光块对应的第一光电转换单元在所述衬底基板上的正投影中。
10.可选地，所述指纹采集装置还包括：
11.位于设置有所述第一遮光图案的衬底基板上的第二遮光图案，所述第二遮光图案包括与所述至少一个第一遮光块对应的至少一个第二遮光块，所述第二遮光块上具有第二开口，所述第二遮光块上的第二开口在所述衬底基板上的正投影与所述第二遮光块对应的第一遮光块的第一开口在所述衬底基板上的正投影连接，或者，所述第二遮光块上的第二开口在所述衬底基板上的正投影与所述第二遮光块对应的第一遮光块的第一开口在所述衬底基板上的正投影存在重叠区域。
12.可选地，所述指纹采集装置还包括透明间隔层，所述透明间隔层位于所述第一遮光图案和所述第二遮光图案之间。
13.可选地，所述第一遮光块上还具有至少一个第三开口，所述至少一个第三开口在所述衬底基板上的正投影位于所述第一光电转换单元在所述衬底基板上的正投影中。
14.可选地，所述第二遮光块上还具有与所述至少一个第三开口一一对应的至少一个第四开口，所述第四开口在所述衬底基板上的正投影与所述第四开口对应的第三开口在所
述衬底基板上的正投影连接，或者，所述第四开口在所述衬底基板上的正投影与所述第四开口对应的第三开口在所述衬底基板上的正投影存在重叠区域。
15.可选地，所述多个光电转换单元中的每个光电转换单元均为所述第一光电转换单元。
16.可选地，所述指纹采集装置还包括：
17.位于设置有所述第二遮光图案的衬底基板上的透明绝缘层；
18.以及，位于设置有所述透明绝缘层的衬底基板上的透明导电层，所述透明导电层与接地点电连接。
19.可选地，所述指纹采集装置还包括位于所述衬底基板上的多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括第一极、第二极以及用于控制所述第一极和所述第二极之间通断的第三极，所述光电转换单元与所述第二极电连接。
20.可选地，所述指纹采集装置还包括公共电极，所述公共电极位于设置有所述多个光电转换单元的衬底基板上，且与所述多个光电转换单元电连接。
21.可选地，所述第一遮光图案的材料包括金属，所述第一遮光图案位于所述公共电极上，且与所述公共电极电连接。
22.可选地，所述指纹采集装置还包括背光板，所述背光板位于所述衬底基板远离所述多个光电转换单元的一侧；
23.所述第二极由遮光导电材料构成，所述光电转换单元位于所述第二极上，且所述光电转换单元在所述背光板上的正投影位于所述第二极在所述背光板的正投影中。
24.可选地，所述指纹采集装置还包括与所述第三极同层设置的遮光片，所述光电转换单元在所述背光板上的正投影位于所述遮光片在所述背光板的正投影中。
25.可选地，所述第一遮光图案和所述第二遮光图案由钼层、铝层以及钼层构成的复合金属层制成，或者，所述第一遮光图案和所述第二遮光图案由铝层制成，或者，所述第一遮光图案和所述第二遮光图案由钼层制成。
26.根据本技术的另一方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的指纹采集装置。
27.本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
28.提供了一种指纹采集装置，该指纹采集装置包括光电转换单元以及位于该光电转换单元上的遮光层，该遮光层上具有开口，通过该开口可以大大减少照射到的光电转换单元上的光，避免单位时间内照射到光电转换单元上的光的能量超过光电转换单元所能接受的阈值，进而提升该指纹采集装置的抗强光能力。由于该指纹采集装置无需通过棱镜结构来抗强光，因而整体结构较小，更为轻薄。解决了相关技术中指纹采集装置的整体尺寸较大，厚度较厚的问题，达到了缩小指纹采集装置的整体厚度的效果。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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技术的一些实施例，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他的附图。
30.图1是一种指纹采集装置的原理示意图；
31.图2是本技术实施例示出的一种指纹采集装置的结构示意图；
32.图3是图2所示指纹采集装置的一种俯视结构示意图；
33.图4是本技术实施例示出的另一种指纹采集装置的结构示意图；
34.图5是本技术实施例示出的另一种指纹采集装置的结构示意图；
35.图6是本技术实施例示出的一种指纹采集装置的俯视结构示意图；
36.图7是图6所示的指纹采集装置未示出第一遮光块时的结构示意图；
37.图8是图6所示的指纹采集装置的一种截面示意图；
38.图9是本技术实施例提供的一种指纹采集装置的俯视结构示意图；
39.图10是图9所示的指纹采集装置的一种截面示意图；
40.图11是本技术实施例提供的另一种指纹采集装置的结构示意图；
41.图12是本技术实施例提供的另一种指纹采集装置的结构示意图；
42.图13是图4所示的指纹采集装置的一种应用结构示意图。
43.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
44.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
45.指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路(其中凸出的部分称为脊，凹陷的部分称为谷，脊和谷的纹路可以构成手指的指纹)。通常每个人的指纹都具有唯一性，进而可以通过指纹的比对来实现安全验证的功能。
46.在应用指纹的技术中，一个重要的过程是对指纹的采集。一种指纹采集装置是通过光学技术来对指纹进行采集，对于通过光学技术来采集指纹的指纹采集装置来说，外界的光线(如太阳光或各种照明光源发出的光线)的强度可能过大，如果外界的强光直接照射到指纹采集装置中的传感器上，会使得传感器单位时间内所接收的光能远远超过了该传感器所能够接收的能量的最大阈值，进而导致指纹采集装置难以正常采集指纹，无法正常运行。对于此类问题，一种解决方式可以如图1所示。
47.图1是一种指纹采集装置的原理示意图。该指纹采集装置10包括光源11、棱镜12以及指纹传感器13。
48.棱镜12包括三个面，手指f按压在棱镜12的第一个面上时，光源11发出的光束照射到棱镜12的第二个面，并照射到手指f上，该光束经手指f反射，并由棱镜12的第三个面射出，进而射向位于棱镜12的第三个面外的指纹传感器13上，该指纹传感器13可以为图像传感器(如电荷耦合元件(charge-coupled device，ccd))，进而该指纹传感器13即可以获取手指f的纹路的信息。且由于光源11、棱镜12以及指纹传感器13所构成的光路的存在，使得外界的强光难以直接照射到。
49.但是，棱镜12的尺寸通常较大，且光源11、棱镜12以及指纹传感器13所构成的光路对各个器件的布局位置也有着严格要求，进而导致该指纹采集装置的整体体积较大，厚度
较厚，难以应用各种轻薄的设备中，所能够适用的范围较窄。
50.本技术实施例提供了一种指纹采集装置以及显示设备，能够实现对指纹进行采集的功能。
51.图2是本技术实施例示出的一种指纹采集装置的结构示意图，该指纹采集装置20包括：
52.衬底基板21。
53.以及，位于衬底基板11上的多个光电转换单22。
54.以及，位于设置有多个光电转换单元22的衬底基板上的第一遮光图案23，第一遮光图案23包括与多个光电转换单元22中的至少一个第一光电转换单元221对应的至少一个第一遮光块231，第一遮光块231上具有第一开口k1，第一开口k1在衬底基板11上的正投影位于第一遮光块231对应的第一光电转换单元221在衬底基板11上的正投影中。也即是透过第一开口k1的部分或全部光线可以照射到第一光电转换单元221上，该第一开口k1可以是与第一光电转换单元221对应的开口。
55.需要说明的是，第一光电转换单元221可以是多个光电转换单元22中一类光电转换单元，此类光电转换单元在第一遮光图案23中具有对应的第一遮光块231，也即是多个光电转换单元22中，可以存在部分光电转换单元，没有对应的第一遮光块，且存在另一部分光电转换单元，有对应的第一遮光块，或者，多个光电转换单元22中的每个光电转换单元均为第一光电转换单元，此种情况下，多个光电转换单元中的每个光电转换单元在第一遮光图案23中都具有对应的一个第一遮光块231(图2示出的是此种结构)。
56.其中，光电转换单元22可以包括光电转换材料(photoelectric conversion material)，光电转换材料是一种能够通过光生伏特效应(photovoltaic effect)将光能转换为电能的材料。
57.手指的脊和谷在反射光线时，由于形状高低的不同，会反射出强度不同的光线，本技术实施例提供的指纹采集装置中，包括有多个光电转换单元，这多个光电转换单元所接收的光可以为手指的不同区域所反射的光，进而根据不同区域反射的光线的强弱等参数，即可以确定手指上脊和谷的纹路。
58.示例性的，如图3所示，其为图2所示指纹采集装置的一种俯视结构示意图(为了清楚的示出光电转换单元，图3中未示出第一遮光图案)，多个光电转换单元22可以阵列排布在衬底基板21上，如以x行y列的形式排布在衬底基板21上，对应的，第一遮光图案上也设置有与每个光电转换单元对应的开口，如此可以获取较为精确的指纹的信息。
59.当然，本技术实施例中所述的“指纹”并非是狭义上的指纹，该“指纹”不但可以包括指头纹，还可以包括指节纹、掌纹等各种人体的纹路，本技术实施例对此不进行限制。
60.综上所述，本技术实施例提供了一种指纹采集装置，该指纹采集装置包括光电转换单元以及位于该光电转换单元上的遮光层，该遮光层上具有开口，通过该开口可以大大减少照射到的光电转换单元上的光，避免照射到光电转换单元上的光的能量超过光电转换单元所能接受的阈值，进而提升该指纹采集装置的抗强光能力。由于该指纹采集装置无需通过棱镜结构来抗强光，因而整体结构较小，更为轻薄。解决了相关技术中指纹采集装置的整体尺寸较大，厚度较厚的问题，达到了缩小指纹采集装置的整体厚度的效果。
61.本技术实施例提供了一种包括光电转换单元和具有开口的遮光层的指纹采集装
置，通过遮光层对光电转换单元进行大面积的遮挡，使光线仅能够通过开口照射到光电转换单元上，这能够大大减小光电转换单元所接收的光的能量，减小了外界强光照射到光电转换单元上使该光电转换单元失灵的可能性，该指纹采集装置提供了一种新的抗强光的方式，且由于此种方式可以无需设置棱镜以及棱镜的光路，使得整个指纹采集装置的结构较为简单，体积较小，便于应用于各种轻薄的设备中，大大提高了指纹采集装置的适用范围。
62.图4是本技术实施例示出的另一种指纹采集装置的结构示意图，该指纹采集装置在图1所示的指纹采集装置的基础上进行了一些调整。
63.可选地，指纹采集装置20还包括：
64.位于设置有第一遮光图案23的衬底基板21上的第二遮光图案24，第二遮光图案24包括与至少一个第一遮光块231对应的至少一个第二遮光块241，第二遮光块241上具有第二开口k2，第二开口k2在衬底基板21上的正投影与该第二遮光块241对应的第一遮光块231的第一开口k1在衬底基板21上的正投影连接(此种结构下，第一开口和第二开口刚好错开)，或者，第二遮光块241的第二开口k2在衬底基板21上的正投影与第二遮光块241对应的第一遮光块231的第一开口k1在衬底基板上的正投影存在重叠区域(此种结构下，若第一开口和第二开口尺寸和形状完全相同，则第一开口和第二开口可以完全重合，也可以仅有一小部分重合，若第一开口和第二开口尺寸和形状不同)。图4示出的是第二开口k2在衬底基板21上的正投影与第一开口k1在衬底基板21上的正投影连接的结构，第二开口k2在衬底基板21上的正投影与第一开口k1在衬底基板上的正投影存在重叠区域的结构可以如图5所示，其为本技术实施例示出的另一种指纹采集装置的结构示意图，在图5中可以看出第二开口k2在衬底基板21上的正投影与第一开口k1在衬底基板上的正投影会存在重叠区域。
65.通过设置第二开口和第一开口之间不同的相对位置，即可以调节光电转换单元在单位时间内所能够接收到的光的能量的大小，例如，第二开口和第一开口的重叠区域(本技术实施例中所述的第二开口和第一开口的重叠区域，是指第二开口在衬底基板上的正投影与第一开口在衬底基板上的正投影的重叠区域)越小，则光电转换单元在单位时间内所能够接收到的光的能量就会越小，相对的，第二开口和第一开口的重叠区域越大，则光电转换单元在单位时间内所能够接收到的光的能量就会越大，在此基础上，若光电转换单元单位时间内所能够接收到的光的能量的最大阈值较大，则可以对应的增大第二开口和第一开口的重叠区域的面积，若光电转换单元单位时间内所能够接收到的光的能量的最大阈值较小，则可以对应的减小第二开口和第一开口的重叠区域的面积。
66.需要说明的是，本技术实施例中，当第二开口k2在衬底基板21上的正投影与第一开口k1在衬底基板21上的正投影连接的情况下，第一遮光图案21和第二遮光图案24之间不是紧贴的结构关系(也即是第一遮光图案21和第二遮光图案24之间在垂直于衬底基板的方向上具有预设的距离)，如此使得部分光线能够照射到光电转换单元上。
67.可选地，第一遮挡块上的第一开口和第二遮挡块上的第二开口的形状可以全等，例如，第一开口和第二开口均呈正方形，或者，第一开口和第二开口均呈圆形。
68.此外，第一遮挡块上的第一开口和第二遮挡块上的第二开口的形状也可以不相同，例如，第一开口和第二开口的形状可以包括矩形、圆形、棱形、五边形、六边形等各种形状中的至少一种，本技术实施例对此不进行限制。
69.本技术实施例中，第一遮光图案21和第二遮光图案24可以由钼(mo)层、铝(al)层
以及钼层构成的复合金属层制成(例如可以通过构图工艺对复合金属层进行处理以制成第一遮光图案和第二遮光图案)，该钼层、铝层以及钼层所构成的复合金属层能够起到较好的遮光效果。当然，该第一遮光图案21和第二遮光图案24也可以由铝层制成，或者，第一遮光图案21和第二遮光图案24可以为钼层制成，本技术实施例对此不进行限制。
70.需要说明的是，本技术实施例所涉及的构图工艺可以包括涂覆光刻胶、曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶等工艺。
71.请参考图6，其为本技术实施例提供的一种指纹采集装置的俯视结构示意图(该俯视结构示意图可以是在衬底基板上方，向衬底基板的方向观察的示图)。为了便于说明，该俯视结构示意图仅示出了一个光电转换单元的部分结构，但并不对此进行限制。
72.可选地，该指纹采集装置20还包括位于衬底基板上的多条信号线s1、多条栅线s2以及多个薄膜晶体管28。多条信号线s1以及多条栅线s2可以纵横交错，在衬底基板21上划分出多个像素区域，每个像素区域中可以具有一个光电转换单元。
73.薄膜晶体管28中的电极可以和信号线s1、栅线s2连接，该薄膜晶体管28可以用于控制光电转换单元221，获取光电转换单元221的电信号。
74.第一遮光块231上具有第一开口k1，第一遮光块231下方的光电转换单元221在该第一开口k1处露出，进而光线也能够从该第一开口k1照射到光电转换单元221。
75.第一遮光块231下方的第一光电转换单元221的尺寸可以略小于第一遮光块231，示例性的，如图7所示，其为图6所示的指纹采集装置未示出第一遮光块231时的结构示意图。可以看出，光电转换单元221在像素区域中占据了较大区域，如此可以使得，光电转换单元221的尺寸较大，单位时间内所能够接收的光的能量的阈值较大，提高抗强光的能力。
76.请参考图8，图8为图6所示的指纹采集装置在d1-d1处的一种截面示意图。
77.可选地，指纹采集装置20还包括位于衬底基板上的多个薄膜晶体管，薄膜晶体管包括第一极e1、第二极e2以及用于控制第一极e1和第二极e2之间通断的第三极e3，第一光电转换单元221与第二极电e2连接。其中，第一极e1和第二极e2中的一个电极为源极，另一个电极为漏极，其中一个电极可以和指纹采集装置的信号线s1连接，另一个电极与第一光电转换单元221连接。第三电极e3为栅极，第三电极e3可以与指纹采集装置的栅线连接。此外，该薄膜晶体管还包括有源层a，第一极e1和第二极e2均搭接在有源层a上，第三极e3可以通过加电来使有源层a中形成通路，以连通第一极e1和第二极e2。
78.指纹采集装置20还包括位于有源层a和栅极e3之间的栅绝缘层291以及位于栅绝缘层291上的第一绝缘层292，该第一绝缘层292上具有开孔，光电转换单元22的一个电极(如正极)通过该开孔与薄膜晶体管的第二极e2电连接。
79.指纹采集装置20还包括形成于形成有光电转换单元22的透明的平坦层293，该平坦层293在光电转换单元22处形成有开口，以使光电转换单元22的上部露出。该平坦层293可以用于使衬底基板21上的各部分区域平坦。该平坦层293的材料可以包括树脂。
80.可选地，指纹采集装置还包括公共电极294，公共电极294位于设置有多个光电转换单元22的衬底基板21上，且与多个光电转换单元22电连接。该公共电极294可以作为这多个光电转换单元22的公共阴极，与每一个光电转换单元22的阴极电连接。该公共电极294的材料可以包括氧化铟锡。
81.请参考图9，其为本技术实施例提供的一种指纹采集装置的俯视结构示意图(该俯
视结构示意图可以是在衬底基板上方，向衬底基板的方向观察的示图)。为了便于说明，该俯视结构示意图仅示出了一个光电转换单元的部分结构，但并不对此进行限制。
82.在图9中，虚线方框为第二遮光块241下方的第一遮光块中的第一开口k1，第二遮光块241上的第二开口k2和该第一开口k1相邻。图9示出的是第一遮光块的第一开口k1和第二遮光块241上的第二开口k2正好完全错开的情况，但是第一开口k1和第二遮光块241上的第二开口k2也可以存在重叠区域，本技术实施例对此不进行限制。
83.如图10所示，其为图9所示的指纹采集装置在d2-d2处的一种截面示意图。
84.可以看出，该指纹采集装置还包括透明间隔层25，透明间隔层25位于第一遮光图案31和第二遮光图案24之间。该透明间隔层25可以调节第一遮光图案21和第二遮光图案24之间的间距，进而调节单位时间内通过第二开口和第一开口照射到光电转换单元上的光的能量。该透明间隔层25的材料可以包括树脂(如光学树脂(optical resin))，树脂能够构成透光率较高的膜层。
85.对于图10示出的指纹采集装置，其还可以包括其他结构，示例性的，请参考图11，其为本技术实施例提供的另一种指纹采集装置的结构示意图。
86.可选地，该指纹采集装置20还包括：位于设置有第二遮光图案24的衬底基板21上的透明绝缘层26，以及，位于设置有透明绝缘层26的衬底基板21上的透明导电层27，透明导电层27与接地点(gnd)电连接。该与接地点连接的透明导电层27可以作为指纹采集装置的静电阻抗器(electro-static discharge，esd)，以提升指纹采集装置的静电防护能力。该透明导电层27的材料可以包括透明金属材料，如氧化铟锡(indium tin oxide，ito)。
87.可选地，第一遮光图案24的材料包括金属，第一遮光图案24位于公共电极294上，且与公共电极电294连接。此种情况下该第二遮光图案24可以与公共电极294共同传输阴极信号。
88.可选地，指纹采集装置还包括背光板295，背光板295位于衬底基板21远离多个光电转换单元的一侧。该背光板295可以包括导光板以及位于导光板一侧的发光单元，用以提供面光源。
89.第二极e2由遮光导电材料构成，光电转换单元22位于第二极e2上，且光电转换单元22在背光板295上的正投影位于第二极e2在背光板295的正投影中，如此结构下第二极e2可以作为遮挡结构，避免背光板295发出的光线直接射向光电转换单元22。该第二极e2可以由钼层和铝层的复合膜层形成。
90.可选地，指纹采集装置还包括与第三极e3同层设置的遮光片296，光电转换单元22在背光板295上的正投影位于遮光片296在背光板295的正投影中。该遮光片296可以与第二极e2配合，共同阻挡背光板295发出的光线直接射向光电转换单元22。此外，由于该遮光片296与第三极e3为同层的结构，因此该遮光片296与第三极e3可以由同一层金属层经一次构图工艺形成，这不但节省了制造工艺，还简化了指纹采集装置的结构。
91.上述附图示出的是每个光电转换单元对应的第一遮光块上具有一个开口，以及第二遮光块上也具有一个开口的情况，但是，每个第一遮光块以及第二遮光块上还可以具有更多的开口。
92.可选地，第一遮光块上还具有至少一个第三开口，至少一个第三开口在衬底基板上的正投影位于第一光电转换单元在衬底基板上的正投影中。
93.可选地，第二遮光块上还具有与至少一个第三开口一一对应的至少一个第四开口，第四开口在衬底基板上的正投影与对应的第三开口在衬底基板上的正投影连接，或者，第四开口在衬底基板上的正投影与对应的第三开口在衬底基板上的正投影存在重叠区域。
94.在此种结构下，可以通过调节第一遮光块和第二遮光块上开口的数量来调节单位时间内射入光电转换单元的光的能量。
95.本技术实施例提供的指纹采集装置中，衬底基板以及该衬底基板靠近光电转换单元的一侧的结构可以构成指纹传感器，背光板用于向该指纹传感器提供光源。该指纹采集装置还可以包括控制组件(该控制组件可以包括控制集成电路(integrated circuit，ic))，该控制组件可以与多个薄膜晶体管电连接，用于对这多个薄膜晶体管进行控制。
96.可选地，如图12所示，其为本技术实施例提供的另一种指纹采集装置的结构示意图，该指纹采集装置还包括控制电路板298，该控制电路板298位于背光板295远离衬底基板21的一侧，其中，传感器ss可以包括上述实施例中提供的指纹采集装置中衬底基板以及该衬底基板靠近光电转换单元的一侧的结构。该控制电路板298可以与背光板295以及传感器ss中的控制组件电连接，以对传感器ss以及背光板295进行控制。示例性的，该控制电路板298可以包括现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)。
97.可选地，指纹采集装置还包括外壳299，控制电路板298、背光板295以及传感器ss可以均位于该外壳299中。该外壳299可以保护其内部的各个结构。提高指纹采集装置的寿命。
98.综上所述，本技术实施例提供了一种指纹采集装置，该指纹采集装置包括光电转换单元以及位于该光电转换单元上的遮光层，该遮光层上具有开口，通过该开口可以大大减少照射到的光电转换单元上的光，避免照射到光电转换单元上的光的能量超过光电转换单元所能接受的阈值，进而提升该指纹采集装置的抗强光能力。由于该指纹采集装置无需通过棱镜结构来抗强光，因而整体结构较小，更为轻薄。解决了相关技术中指纹采集装置的整体尺寸较大，厚度较厚的问题，达到了缩小指纹采集装置的整体厚度的效果。
99.本技术实施例提供了一种包括光电转换单元和具有开口的遮光层的指纹采集装置，通过遮光层对光电转换单元进行大面积的遮挡，使光线仅能够通过开口照射到光电转换单元上，这能够大大减小光电转换单元所接收的光的能量，减小了外界强光照射到光电转换单元上使该光电转换单元失灵的可能性，该指纹采集装置提供了一种新的抗强光的方式，且由于此种方式可以无需设置棱镜以及棱镜的光路，使得整个指纹采集装置的结构较为简单，体积较小，便于应用于各种轻薄的设备中，大大提高了指纹采集装置的适用范围。
100.在一种示例性的实施例中，如图13所示，其为图4所示的指纹采集装置的一种应用结构示意图。在该图13中，第一开口k1和第二开口k2为形状全等的矩形开口，且边长为d，在垂直于衬底基板21的方向上，第一遮挡块231和第二遮挡块241之间的距离为h，外界光线中，能够通过第一开口k1和第二开口k2射到第一光电转换单元221上的光线的最大入射角为α。
101.基于目前的一些制造工艺，该指纹采集装置的像素间距(pitch)(该像素间距可以是指相邻的两个第一光电转换单元的中心之间的间距)为50.8微米，基于考虑栅线以及信号线的线宽，以及线距，相邻的第一光电转换单元之间的最小距离可以大于等于17微米。基于多个光电转换单元可以对手指的估计谷和脊反射的光线进行分辨，且外界的光线不会对
光电转换单元造成较大影响，h的范围为3微米-10微米(在图11所示的指纹采集装置中，该h可以为透明间隔层25的厚度)。当h为10微米时，若光电转换单元在衬底基板上的正投影为矩形，则光电转换单元的长和宽(该长和宽为光电转换单元在平行于衬底基板的方向上的尺寸)的范围可以为3.6微米-8.3微米。第一遮挡块上的第一开口k1在衬底基板上的正投影的面积，可以占光电转换单元在衬底基板上的正投影的面积的3％，也即是第一遮挡块可以产生97％的遮挡效果，可以满足抗强光的要求。示例性的，当光电转换单元在衬底基板上的正投影为边长为32微米的正方形时，面积为1024平方微米，第一遮光块的面积为994平方微米，第一开口为边长5.5微米*5.5微米的正方形开口，当h为3微米时，α角约为74.5
°
。
102.此外，本技术实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以包括上述实施例提供的任一指纹采集装置。
103.由于上述实施例提供的指纹采集装置的体积较小，可以仅为包括棱镜的指纹采集装置的体积的十分之一以下，因而该指纹采集装置可以便于设置在电子设备中。例如该电子设备为显示设备时，该指纹采集装置可以设置在显示设备的显示屏的周围，或者，可以设置在显示设备的边缘。该显示设备可以包括手机、平板电脑、笔记本型计算机以及台式计算机等各种具有显示功能的设备。
104.或者该电子设备还可以是其他要提供指纹采集功能的设备，如用于安防产品、电子打卡机、智能保险柜以及智能门锁等。
105.本技术中术语“a和b的至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和b的至少一种，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。同理，“a、b和c的至少一种”表示可以存在七种关系，可以表示：单独存在a，单独存在b，单独存在c，同时存在a和b，同时存在a和c，同时存在c和b，同时存在a、b和c这七种情况。同理，“a、b、c和d的至少一种”表示可以存在十五种关系，可以表示：单独存在a，单独存在b，单独存在c，单独存在d，同时存在a和b，同时存在a和c，同时存在a和d，同时存在c和b，同时存在d和b，同时存在c和d，同时存在a、b和c，同时存在a、b和d，同时存在a、c和d，同时存在b、c和d，同时存在a、b、c和d，这十五种情况。
106.需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
107.在本技术中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
108.以上所述仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置包括：衬底基板；以及，位于所述衬底基板上的多个光电转换单元；以及，位于设置有所述多个光电转换单元的衬底基板上的第一遮光图案，所述第一遮光图案包括与所述多个光电转换单元中的至少一个第一光电转换单元对应的至少一个第一遮光块，所述第一遮光块上具有第一开口，所述第一遮光块上的第一开口在所述衬底基板上的正投影位于所述第一遮光块对应的第一光电转换单元在所述衬底基板上的正投影中。2.根据权利要求1所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括：位于设置有所述第一遮光图案的衬底基板上的第二遮光图案，所述第二遮光图案包括与所述至少一个第一遮光块对应的至少一个第二遮光块，所述第二遮光块上具有第二开口，所述第二遮光块上的第二开口在所述衬底基板上的正投影与所述第二遮光块对应的第一遮光块的第一开口在所述衬底基板上的正投影连接，或者，所述第二遮光块上的第二开口在所述衬底基板上的正投影与所述第二遮光块对应的第一遮光块的第一开口在所述衬底基板上的正投影存在重叠区域。3.根据权利要求2所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括透明间隔层，所述透明间隔层位于所述第一遮光图案和所述第二遮光图案之间。4.根据权利要求2所述的指纹采集装置，其特征在于，所述第一遮光块上还具有至少一个第三开口，所述至少一个第三开口在所述衬底基板上的正投影位于所述第一光电转换单元在所述衬底基板上的正投影中。5.根据权利要求4所述的指纹采集装置，其特征在于，所述第二遮光块上还具有与所述至少一个第三开口一一对应的至少一个第四开口，所述第四开口在所述衬底基板上的正投影与所述第四开口对应的第三开口在所述衬底基板上的正投影连接，或者，所述第四开口在所述衬底基板上的正投影与所述第四开口对应的第三开口在所述衬底基板上的正投影存在重叠区域。6.根据权利要求2所述的指纹采集装置，其特征在于，所述多个光电转换单元中的每个光电转换单元均为所述第一光电转换单元。7.根据权利要求1所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括：位于设置有所述第二遮光图案的衬底基板上的透明绝缘层；以及，位于设置有所述透明绝缘层的衬底基板上的透明导电层，所述透明导电层与接地点电连接。8.根据权利要求2所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括位于所述衬底基板上的多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括第一极、第二极以及用于控制所述第一极和所述第二极之间通断的第三极，所述光电转换单元与所述第二极电连接。9.根据权利要求8所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括公共电极，所述公共电极位于设置有所述多个光电转换单元的衬底基板上，且与所述多个光电转换单元电连接。10.根据权利要求8所述的指纹采集装置，其特征在于，所述第一遮光图案的材料包括金属，所述第一遮光图案位于所述公共电极上，且与所述公共电极电连接。
11.根据权利要求8所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括背光板，所述背光板位于所述衬底基板远离所述多个光电转换单元的一侧；所述第二极由遮光导电材料构成，所述光电转换单元位于所述第二极上，且所述光电转换单元在所述背光板上的正投影位于所述第二极在所述背光板的正投影中。12.根据权利要求8所述的指纹采集装置，其特征在于，所述指纹采集装置还包括与所述第三极同层设置的遮光片，所述光电转换单元在所述背光板上的正投影位于所述遮光片在所述背光板的正投影中。13.根据权利要求2-12任一所述的指纹采集装置，其特征在于，所述第一遮光图案和所述第二遮光图案由钼层、铝层以及钼层构成的复合金属层制成，或者，所述第一遮光图案和所述第二遮光图案由铝层制成，或者，所述第一遮光图案和所述第二遮光图案由钼层制成。14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-13任一所述的指纹采集装置。

技术总结
本申请公开了一种指纹采集装置以及显示设备，属于传感技术领域。该指纹采集装置包括：衬底基板；位于衬底基板上的多个光电转换单元；位于设置有多个光电转换单元的衬底基板上的第一遮光图案，第一遮光图案包括至少一个第一遮光块，第一遮光块上具有第一开口，第一遮光块上的第一开口在衬底基板上的正投影位于第一遮光块对应的第一光电转换单元在衬底基板上的正投影中。本申请通过遮光块上的开口大大减少了照射到的光电转换单元上的光，进而提升该指纹采集装置的抗强光能力。由于该指纹采集装置无需通过棱镜结构来抗强光，因而整体结构较小，更为轻薄。解决了相关技术中指纹采集装置的厚度较厚的问题，达到了缩小指纹采集装置的整体厚度的效果。置的整体厚度的效果。置的整体厚度的效果。


技术研发人员：丰亚洁 李成 耿越 王奎元 祁朝阳 代翼 李泽飞
受保护的技术使用者：北京京东方传感技术有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25