用於檢測指紋的裝置的製作方法

2023-04-27 15:42:21 2

專利名稱：用於檢測指紋的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於檢測指紋的裝置，具有一個形成手指託的透光覆蓋層，在其遠離手指託的面上具有與分析電路相連的一層矩陣設置的光敏元件和發光元件。
背景技術：
為了能夠對指紋進行數字檢測，而無需在光學上首先通過透鏡系統描摹指紋，公開的有(WO 97/036544 A1)將光敏元件，最好是發光二極體或者發光電晶體以薄膜技術設置在玻璃或者石英的透明載體上並利用一個例如電致發光二極體的發光層覆蓋。因為光敏元件以矩陣成行設置和元件行彼此通過透光的中間空隙相互分開，所以光從發光層穿過透光的中間空隙和透明的載體投射到手指上，該手指為進行其指紋檢測置放在作為手指託使用的載體上。在皮膚的嵴和溝壑上不同反射的光由光敏元件檢測，其依賴於反射光強的電信號單元式傳遞到一個用於製作指紋數字圖像的分析電路內。這種用於檢測指紋的公開裝置中的缺點主要在於，由於使用無機半導體基礎上的光敏元件導致結構開支，由此還造成所要檢測的指紋只能通過光敏元件之間比較窄的中間空隙進行照明。

發明內容
本發明的目的因此在於，對開頭所述類型用於檢測指紋的裝置這樣構成，使其可以利用結構簡單的裝置獲得指紋的數字圖像。
本發明的目的由此得以實現，即在覆蓋層與手指託相對的面上在由彼此交叉的導軌組成的兩個電極層之間設置一個有機半導體基礎上的感光層，其中導軌在感光層與覆蓋層之間透光構成，以及感光層在兩個電極層的導軌的交叉區域內形成光敏和發光元件由於使用有機半導體基礎上的感光層而產生比較簡單的結構條件，它一方面源於有機半導體材料在傳統溶劑中的可溶解性和另一方面源於載流子與無機半導體相比較低的可移動性，從而為彼此隔開單個光敏區無需採取特殊措施。這些光敏區通過處於感光層兩面上的電極層彼此交叉的導軌確定，因為電荷遷移基本限制在導軌的交叉區上，而且感光層內部導軌相鄰交叉區之間電荷運動的影響總體上可以忽略不計。此外，這些感光層在相應的結構中通過施加激發電壓也發光，從而無需單獨的發光層。感光層的所選擇區域可以通過兩個電極層所屬的導軌為發光施加電壓。為可以將這種光用於照明和檢測指紋，電極層在感光層與覆蓋層之間透光構成。
在低激發能情況下一方面對高度光靈敏性和另一方面對良好光效率的要求，需要在感光層的結構方面整體上採取不同的措施。出於這一原因，感光層在發光元件的區域內具有與光敏元件的區域不同的結構。這種不同的結構由於有機半導體在傳統溶劑中的可溶解性本身不會造成困難，尤其是溶解可以點狀並排產生。這一點例如意味著，為感光層的光敏區域可以使用兩種分子成分，即一種作為電子施主的共軛聚合物成分和一種作為電子受主的填充物成分，而為發光元件僅使用一種共軛的聚合物。通過缺少一種電子受主，在向該聚合物區施加電壓時可以發光，該光可以用於照明所要檢測的指紋並在擴散反射後由感光層的光敏區檢測並分析處理。
通過預先規定感光層的確定發光區域，依據目的光敏元件的輸出信號依賴於各自激發的發光元件局部層而讀出到分析電路內，從而部分從依次照明的段中檢測並由所檢測的各個區域組成全部指紋，這樣限制可供發光元件使用的激發能，這些元件可以任意的順序依次進行激發。
光敏元件輸出信號的讀出不僅可以在位置上依賴發光元件，而且也可以在時間上依賴於發光元件激發而進行。通過這種措施可以確保指紋上反射的光得到分析處理和所發射的光在其在指紋上反射之前對分析處理沒有影響。通過這種時間上的依賴關係消除了發光與光敏元件之間的電荷運動。


附圖中示出本發明的主題。其中圖1以示意橫剖面圖示出一種依據本發明用於檢測指紋的裝置；圖2以部分分解的示意俯視圖示出圖1的裝置；以及圖3示出控制和分析處理依據本發明用於檢測指紋的裝置的方框圖。
具體實施例方式
特別是如從圖1和2可看到的那樣，用於檢測圖1中虛點線所示指紋1的所示裝置具有一個感光層2，處於其上面的是由彼此交叉的導軌5、6組成的兩個電極層3、4。感光層2在有機半導體的基礎上構成，其與層面平行的電荷可運動性比較小，從而在導軌5、6的交叉區內產生彼此基本上隔開的光敏元件。
為了能夠一方面通過形成手指託的透光覆蓋層7照明指紋1和另一方面檢測用於描摹指紋在指紋1上擴散反射的光，將感光層2通過交叉區域確定的導軌5、6局部預先確定的單個區域作為發光元件8並將其它區域作為光敏元件9使用。雖然原則上可以這樣選擇感光層2的結構，使導軌5、6交叉區域內的各個元件依賴於或者作為發光元件8或者作為光敏元件9的激發而使用，但通過發光和光敏元件8、9感光層2的不同結構可以提高光效率和光敏感性。為此目的發光元件8局部區域內的感光層2最好僅由一種共軛聚合物組成，而其他區域內的感光層由兩種有機分子成分組成，即一個作為電子施主的共軛聚合物成分和一個作為電子受主的填充物成分組成。圖1和2中示出感光層2的這些不同區域。
採用不同結構的發光元件8和光敏元件9這些元件也應不同激發。依據圖3的光敏元件9通過導軌5、6連接在分析電路10上，而發光元件8則通過與發光元件8的區域內彼此交叉的導軌5、6連接的控制裝置11激發。由於照明指紋和檢測反射光所需的透射光穿過電極層3，該電極層3的導軌5透光構成。
為檢測指紋1通過溝狀溝壑彼此分開的膚嵴，首先最好在時間順序上依次激發感光層2的發光元件8，以便通過光敏元件9檢測在置於覆蓋層7上的手指的指紋1上擴散反射的光。這些光敏元件9依賴於元件矩陣內部發光元件8的局部位置進行選擇，以便將光敏元件9依賴於反射光光強的輸出信號通過所屬的導軌5、6讀出到分析電路10內。指紋因此部分進行檢測和各自本身所檢測的區域組成指紋的完整圖像。為避免感光層相鄰部件8、9之間的幹擾作用，光敏元件9的輸出信號可以在時間上依賴於發光元件8的激發而讀出到分析電路內，從而通過光敏元件9僅檢測反射光。
權利要求
1.用於檢測指紋的裝置，具有形成手指託的透光覆蓋層，在其遠離手指託的面上具有連接至分析電路的一層矩陣設置的光敏元件和發光元件，其特徵在於，在覆蓋層(7)與手指託相對的面上，在由彼此交叉的導軌(5、6)組成的兩個電極層(3、4)之間設置一個有機半導體基礎上的感光層(2)，其中導軌(5)在感光層(2)與覆蓋層(7)之間透光構成，以及感光層(2)在兩個電極層(3、4)的導軌(5、6)的交叉區域內形成光敏和發光元件(8、9)。
2.按權利要求1所述的裝置，其中，感光層(2)在發光元件(8)的區域內具有與光敏元件(9)的區域不同的結構。
3.按權利要求1或2所述的裝置，其中，光敏元件(9)的輸出信號可依賴於各個激發的發光元件(8)局部層而讀出到分析電路(10)內。
4.按權利要求1-3之一所述的裝置，其中，光敏元件(9)的輸出信號可在時間上依賴於發光元件(8)的激發而讀出到分析電路(10)內。
全文摘要
本發明涉及一種用於檢測指紋(1)的裝置，具有一個形成手指託的透光覆蓋層(7)，在其遠離手指託的面上具有與分析電路(10)相連的一層矩陣設置的光敏元件(9)和發光元件(8)。為提供具有優點的結構性能，提出在覆蓋層(7)與手指託相對的面上，在由彼此交叉的導軌(5、6)組成的兩個電極層(3、4)之間設置一個有機半導體基礎上的感光層(2)，其中導軌(5)在感光層(2)與覆蓋層(7)之間透光構成，以及感光層(2)在兩個電極層(3、4)的導軌(5、6)的交叉區域內形成光敏和發光元件(8、9)。
文檔編號G06K9/00GK101014965SQ200580030135
公開日2007年8月8日 申請日期2005年8月24日 優先權日2004年9月8日
發明者弗蘭茨·帕丁格, 克勞斯·G·施勒特爾 申請人:納米識別技術股份公司