CN104079718B - 具有指纹识别功能的个人移动终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有指纹识别功能的个人移动终端设备。该个人移动终端设备包括：盖板层，由透明材料制备，覆盖于个人移动终端设备的正面，包括：与显示区域相对应的第一区域，以及除第一区域之外的第二区域；指纹识别电极图形，形成于盖板层的指纹识别功能区的背面，该指纹识别功能区自第二区域中选择；以及指纹识别芯片，与指纹识别电极图形电性连接。本发明将指纹识别电极图形形成于盖板层的背面，整个面板一体化形成，不仅简化了制作工艺，而且更加美观大方，符合人们追求圆满和完整的需求。

Description

具有指纹识别功能的个人移动终端设备

技术领域

本发明涉及个人电子设备技术领域，尤其涉及一种具有指纹识别功能的个人移动终端设备。

背景技术

随着科技的发展，在当今的移动互联网时代，各式各样的个人移动终端设备层出不穷，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动互联网设备(Mobile Internet Device，简称MID)等。在为人们提供更便捷获取信息途径的同时，这些个人移动终端设备所带来的个人信息安全问题日渐凸显。

在现有技术的一款智能手机中，在显示区域下方中部的Home键位置设置了指纹识别模块。用户可以通过将手指放在Home键上解锁手机。而且，当用户需要在应用商店购买应用的时候也可以使用这一方式进行确认，从而免去了繁琐的密码输入工作。

在上述智能手机中，指纹识别模块为单独Home键的设计，如图1A所示。此种设计需要单独制作指纹识别面板，并在整体面板上挖空来放置该指纹识别面板，不仅增加了工序还使面板的整体效果受到破坏。

此外，在上述智能手机中，指纹识别模块是在指纹识别传感器上制作指纹识别电极图形，在其下层封装有半导体芯片，在其上层涂覆涂层材料和保护层，如图1B所示。其中，半导体芯片用于信号接收和数据处理，上层的涂层材料要求既能遮盖半导体芯片的颜色又有良好的传导性。保护层要做的很薄，以满足传感器的探测距离的需要。此种结构对制作和封装工艺的要求均较高，导致产品的合格率低，成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种将触控操作电极和指纹识别电极集成在一张盖板上的具有指纹识别功能的个人移动终端设备，以简化制 作工艺，保持面板的整体效果。

(二)技术方案

本发明具有指纹识别功能的个人移动终端设备包括：盖板层，由透明材料制备，覆盖于个人移动终端设备的正面，包括：与显示区域相对应的第一区域，以及除第一区域之外的第二区域；指纹识别电极图形，形成于盖板层的指纹识别功能区的背面，该指纹识别功能区自第二区域中选择；以及指纹识别芯片，与指纹识别电极图形电性连接。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有指纹识别功能的个人移动终端设备具有以下有益效果：

(1)指纹识别电极图形形成于盖板层的背面，整个面板一体化形成，简化了制作工艺，并且更加美观大方，符合人们追求圆满和完整的需求；

(2)在盖板层上形成指纹识别电极图形，不需要增加额外的掩模板，节省了生产成本；

(3)指纹识别电极图形通过引线连接到设置于挠性印刷电路板(FPC)的指纹识别芯片上，指纹识别芯片可以自行选择，增强了设计的灵活性，也便于调试和扩展功能。

附图说明

图1A为现有技术智能手机中指纹识别系统设置位置的示意图；

图1B为图1A所示智能手机中指纹识别模块的纵向剖面示意图；

图2为根据本发明第一实施例具有指纹识别功能的智能手机的正视图；

图3为图2所示智能手机中指纹识别电极图形所处位置的示意图；

图4为图2所示智能手机中指纹识别电极图形中指纹识别电极的剖面示意图；

图5为图2所示智能手机中指纹识别电极引线的示意图；

图6为根据本发明第二实施例具有指纹识别功能的智能手机的正视图；

图7为根据本发明第三实施例具有指纹识别功能的智能手机中共用pad区域和FPC区域的示意图；

图8为根据本发明第四实施例具有指纹识别功能的智能手机中采用 COG技术将指纹识别芯片固定于指纹识别电极图形下方的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

本发明具有指纹识别功能的个人移动终端设备中，指纹识别电极图形(FP Pattern)形成于盖板层(cover)之上，实现了整个面板的一体化形成，不仅简化了制作工艺，而且保持了面板的整体效果。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种具有指纹识别功能的智能手机。该智能手机整体上包括：LCD部分、覆盖于LCD上部的盖板层、以及挠性印刷电路板(FPC)。该盖板层覆盖于智能手机整体的正面上方，由透明材料制备，例如：玻璃或者塑料等。其上制作触控电极和指纹识别电极图形。

图2为根据本发明第一实施例具有指纹识别功能的智能手机的正视图。如图2所示，本实施例具有指纹识别功能的智能手机包括：盖板层(cover)，包括：与智能手机显示区域相对应的第一区域，以及除第一区域之外的第二区域；指纹识别电极图形(FP Pattern)，形成于盖板层(cover)的指纹识别功能区的背面，其中，该指纹识别功能区在第二区域中选择；以及指纹识别芯片(FP IC)，与指纹识别电极图形(FP Pattern)电性连接。

本实施例中，不同于现有技术在整体面板上挖空来放置指纹识别模块，而是将指纹识别电极图形形成于盖板层的背面，整个盖板一体化形成，不仅简化了制作工艺，而且更加美观大方，符合人们追求圆满和完整的需求。

以下对本实施例具有指纹识别功能的智能手机的各个组成部分进行 详细说明。

本实施例中，指纹识别功能区设置于盖板上显示区域之外的屏幕右下方的位置，如图3所示。

通过将指纹识别功能区设置于显示区域下方的一侧，缩短了指纹识别电极图形与指纹识别芯片之间的距离，较容易解决布线和抗干扰问题。

图4为图2所示智能手机中指纹识别电极图形中指纹识别电极图形的剖面示意图。如图4所示，在第二区域中选择合适的区域作为指纹识别功能区，在该指纹识别功能区的背面加工半通孔阵列。该半通孔阵列包含若干个半通孔。指纹识别电极图形包括：填充于每一个半通孔内的传感柱，该些传感柱电性连接至指纹识别芯片(FP IC)中。该传感柱由导电材料制备，例如：金、银、铂、铜、铝等中的一种或多种。

请参照图4，盖板层(cover)的整体厚度为500nm，半通孔的深度为400nm，即传感柱顶端与盖板层正面的距离为100nm，但本发明并不以此为限。本发明中，由于指纹识别传感器的识别距离较短，为了保证指纹识别传感器的精度，传感柱顶端与盖板层正面的距离应当小于200nm，优选地介于50nm～200nm之间。本领域技术人员可以根据终端的具体要求对参数进行合理设计。

本实施例中，半通孔的横截面为圆形，直径为100nm，但本发明并不以此为限。本发明中，该半通孔的横截面还可以是其他形状，例如：矩形、正方形、椭圆形、梯形等等，半通孔的横向宽度可介于80nm～150nm之间。

同时，为了防止填充于半通孔内的导电材料反光，在半通孔的底部，传感柱顶端的位置设置防反光衬底，该衬底可以为黑色或者彩色。

需要说明的是，因为盖板层(cover)的厚度较大，为了保证指纹识别传感器的精度，本实施例中在盖板层背面打孔来制作指纹识别电极图形，以缩减指纹与指纹识别电极图形之间的垂直距离。而在本发明的其他实施例中，盖板层(cover)足够薄的情况下，则该指纹识别电极图形也可以印刷在盖板层的背面，或者采用首先沉积薄膜，而后对沉积薄膜进行刻蚀的方式形成该指纹识别电极图形。

本实施例中，触控电极图形及其引线同样形成于盖板层(cover)的背面。在这种情况下，第一区域可以称之为触控功能区。该触控功能区与上 述的指纹识别功能区分开。由于上述指纹识别电极图形和触控电极图形均形成于盖板上，这必然导致在盖板层(cover)上布线的问题。

图5为图2所示智能手机中指纹识别电极引线的示意图。如图5所示，所述指纹识别电极图形及其引线所在的区域与所述触控电极图形及其引线所在的区域相互分离，且指纹识别电极图形的引线和所述触控电极图形的引线不相互交叉。

同时，在指纹识别电极图形及其引线所在区域的外围布设接地环，所述触控电极图形及其引线所在区域的外围布设另一接地环，两接地环相互隔开，以减少两者的相互干扰。当然，两区域其中之一设置接地环亦可。

本实施例中，指纹识别电极图形(FP Pattem)和触控电极图形(Touch Pattern)一起制作，简化了制作工艺，提高了产品合格率，并且不用增加额外的掩模板(mask)，节省了成本。

请参照图2，指纹识别电极图形和触控电极图形均通过引线连接至焊点区域(pad区域)再连接到挠性印刷电路板(FPC)上的指纹识别芯片(FP IC)和触控芯片(Touch IC)上。

本实施例中，指纹识别电极图形的pad区域和触控电极图形的pad区域分开设置，并且，指纹识别芯片所在的挠性印刷电路板和触控芯片所在的挠性印刷电路板分开设置。

相比于现有技术单独制作指纹识别电极图形，在下层封装有半导体芯片用于数据处理，本实施例中，通过将指纹识别芯片(FP IC)和触控芯片(Touch IC)分开设置，从而可以自行选择指纹识别芯片，增强了设计的灵活性，也便于调试和扩展功能。

此外，除了盖板层之外，在某些智能手机盖板层的下部还设置有覆盖层(film)，可以在该覆盖层上制作触控电极图形，其并不影响本发明的实施，此处不再详细说明。

至此，本实施例具有指纹识别功能的智能手机介绍完毕。

在本发明的第二个实施例中，还提供了另外一种具有指纹识别功能的智能手机。请参照图6，该智能手机与第一实施例智能手机的区别之处在于，指纹识别电极图形位于屏幕的右上方位置。而在显示区域下方其他位置的常规操作按键与现有大部分的安卓智能手机相同。

本实施例中，通过将指纹识别区域和显示区域分别设置于屏幕的上下两侧，从而拓展了布线空间，布线设计的自由度的较大。

本领域技术人员应当清楚，除了屏幕右下方和右上方的位置之外，该指纹识别区域还可以在第一区域之外的其他位置，如屏幕的正上方、正下方、左上角或左下角等，本发明并不对此进行限制。

在本发明的第三个实施例中，还提供了一种具有指纹识别功能的智能手机。该智能手机与第一实施例智能手机的区别之处在于，指纹识别电极图形的pad区域和触控电极图形的pad区域合并设置，并且，指纹识别芯片和触控芯片共处同一挠性印刷电路板，即指纹识别功能和触控功能共用pad区域和挠性印刷电路板，如图7所示。

在本发明的第四个实施例中，还提供了一种具有指纹识别功能的智能手机。如图8所示，该智能手机与第一实施例智能手机的区别之处在于，采用芯片直接绑定玻璃(chip on glass，简称COG)技术将指纹识别芯片直接贴合于盖板层(cover)的背面，而不是位于挠性印刷电路板(FPC)上。此时，该指纹识别芯片的各个引脚通过引线连接至指纹识别电极图形。

需要强调的是，在图1A和图1B所示的智能电话中，指纹识别芯片的各个引脚是直接与指纹识别电极图形的相应部分连接的，并没有通过引线，而在本实施例中，指纹识别芯片的各个引脚是通过引线与指纹识别电极图形的相关部分连接的，设计灵活性更高，更有利于调试和维修。

在本发明的另外一些实施例中，个人移动终端设备是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动互联网设备，其中，盖板层、指纹识别电极图形和指纹芯片的设置方式与上述四个智能手机实施例中相应的设置方式相同，此处不再详细说明。

至此，已经结合附图对本发明四个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明具有指纹识别功能的个人移动终端设备有了清楚的认识。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：传感柱的材料还可以选择其他导电材料-金属材料或非金属导电材料等。

综上所述，本发明提供一种具有指纹识别功能的个人移动终端设备。该移动终端中，指纹识别电极图形(FP pattern)集成盖板层(cover)上，整个面板一体化形成，不仅简化了制作工艺，而且更加美观大方，符合人们追求圆满和完整的需求。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种具有指纹识别功能的个人移动终端设备，其特征在于，包括：

盖板层，覆盖于所述个人移动终端设备的正面，包括：与显示区域相对应的第一区域，以及除所述第一区域之外的第二区域；

指纹识别电极图形，形成于所述盖板层的指纹识别功能区，该指纹识别功能区自所述第二区域中选择；以及

指纹识别芯片，与所述指纹识别电极图形电性连接；

其中，所述指纹识别电极图形形成于盖板层的指纹识别功能区的背面；所述指纹识别功能区的背面具有由若干个半通孔组成的半通孔阵列；所述指纹识别电极图形包括：填充于每一个所述半通孔内的传感柱，每一个所述传感柱通过引线电性连接至所述指纹识别芯片。

2.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述指纹识别功能区位于所述显示区域的右下方或右上方。

3.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述指纹识别电极图形采用印刷或薄膜沉积、刻蚀的方式制备。

4.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述半通孔的底部与所述盖板层的正面的距离介于50nm～200nm之间。

5.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述半通孔的横截面为圆形，直径介于80nm～150nm之间。

6.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述传感柱的材料包括金、银、铂、铜或铝中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，还包括：

触控电极图形，形成于所述盖板层的触控功能区的背面，该触控功能区位于所述第一区域；以及

触控芯片，与所述触控电极图形电性连接；

其中，所述指纹识别电极图形和触控电极图形均通过引线连接至焊点区域，再分别连接到指纹识别芯片和触控芯片上。

8.根据权利要求7所述的个人移动终端设备，其特征在于：所述指纹识别电极图形及其引线所在区域与所述触控电极图形及其引线所在区域相互分离；所述指纹识别电极图形的引线和所述触控电极图形的引线不相互交叉。

9.根据权利要求8所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述指纹识别电极图形及其引线所在区域的外围布设接地环，和/或所述触控电极图形及其引线所在区域的外围布设另一接地环，两接地环相互隔开。

10.根据权利要求7所述的个人移动终端设备，其特征在于：

所述指纹识别电极图形对应的焊点区域和所述触控电极图形对应的焊点区域分开设置或合并设置；

所述指纹识别芯片所在的挠性印刷电路板和所述触控芯片所在的挠性印刷电路板分开设置，或所述指纹识别芯片和所述触控芯片共处同一挠性印刷电路板。

11.根据权利要求1所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述指纹识别芯片贴合于盖板层的指纹识别功能区的背面，该指纹识别芯片的各个引脚通过引线连接至所述指纹识别电极图形。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的个人移动终端设备，其特征在于，所述盖板层的材料为透明材料。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的个人移动终端设备，其特征在于，该个人移动终端设备为智能手机、平板电脑、笔记本电脑或移动互联网设备。