CN110390233A - 指纹成像模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种指纹成像模组和电子设备，所述指纹成像模组包括：保护盖板；指纹成像组件，所述指纹成像组件通过连接层贴合于所述保护盖板上；所述连接层的材料包含固化膨胀材料。通过在所述连接层中添加固化膨胀材料，以弥补固化过程中的体积收缩，从而防止所述连接层形变的出现，有利于降低所述连接层固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
Description
技术领域
本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种指纹成像模组和电子设备。
背景技术
指纹识别技术通过指纹成像传感器采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹成像信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。
指纹识别所采用的指纹成像技术中，一种是通过光学方法采集人体指纹图像：通过光源产生入射光；入射光投射至手指表层，经手指反射形成带有指纹信息的反射光；由图像传感器接收所述反射光，获得指纹图像。
指纹成像模组的装配过程往往容易出现缺陷，从而造成良率损失的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种指纹成像模组和电子设备，以减少缺陷，提高制造良率。
为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像模组，包括：
保护盖板；指纹成像组件，所述指纹成像组件通过连接层贴合于所述保护盖板上；所述连接层的材料包含固化膨胀材料。
可选的，所述固化膨胀材料在固化前后的体积膨胀率在10％以内。
可选的，所述连接层的材料还包括：粘合剂；所述粘合剂为UV胶。
可选的，所述固化膨胀材料与UV胶相溶。
可选的，所述固化膨胀材料通过UV照射实现固化。
可选的，所述固化膨胀材料为三苯甲烷五色衍生物。
可选的，按体积百分比，所述固化膨胀材料在所述连接层中的占比在0.1％到10％范围内。
可选的，所述连接层的固化时间在1分钟以内。
可选的，所述指纹成像模组为光学式指纹成像模组。
可选的，所述指纹成像组件包括：光源，所述光源所产生的光线适宜于形成携带有指纹信息的成像光；图像传感器，所述图像传感器适宜于采集所述成像光以获得指纹图像；所述图像传感器和所述光源通过所述连接层固定于所述保护盖板上。
相应的，本发明还提供一种电子设备，包括：
指纹成像模组，所述指纹成像模组为本发明指纹成像模组。
可选的，所述保护盖板为所述电子设备的盖板玻璃。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案中，所述连接层的材料内添加有固化膨胀材料。所述固化膨胀材料在固化过程中会发生体积膨胀，能够弥补所述连接层在固化过程中的体积收缩，以使所述连接层在固化后维持的形状不变和体积不变，防止所述连接层形变的出现，因此所述固化膨胀材料的添加，能够有效防止所述连接层出现形状变化，有利于降低所述连接层固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
本发明可选方案中，所述固化膨胀材料在固化前后的体积膨胀率在10％以内。选择固化前后体积膨胀率合适的材料作为所述固化膨胀材料，使所述固化膨胀材料在固化过程中的体积膨胀能够弥补所述连接层的体积收缩，从而防止所述连接层形变的出现，有利于降低所述连接层固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
本发明可选方案中，所述连接层的材料还包括：粘合剂，所述粘合剂为UV胶。UV胶具有通过UV照射即可实现固化，而且固化时间较短的优势。因此将所述粘合剂设置为UV胶的做法，能够降低所述连接层固化对其他硬件设备的影响，还能够保证较高的生产效率，从而实现生产效率和器件稳定性的兼顾。
本发明可选方案中，当所述连接层材料还具有UV胶作为粘合剂时，所述固化膨胀材料与UV胶相溶，从而提高所述固化膨胀材料在所述连接层内分布的均匀性，使所述固化膨胀材料在固化后在所述连接层内均匀膨胀，从而防止所述连接层形变的出现，有利于降低所述连接层固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
本发明可选方案中，当所述连接层材料还具有UV胶作为粘合剂时，所述固化膨胀材料通过UV照射实现固化，使所述固化膨胀材料能够与所述粘合剂同时固化，从而无需增加额外工艺步骤即可实现所述连接层的固化，能够有效降低加入所述固化膨胀材料对所述连接层形成工艺的影响，有利于工艺步骤的简化和工艺成本的降低。
本发明可选方案中，所述指纹成像组件为光学式指纹成像组件，包括光源和图像传感器，所述图像传感器和所述光源与所述保护盖板之间通过所述连接层实现固定相连。所述连接层内添加有所述固化膨胀材料，因此所述连接层在固化前后出现形变的几率较低，能够有效保证所述光源、所述保护盖板以及所述图像传感器之间相对位置和距离的不变，从而保证所述指纹成像组件的光路，有利于所述指纹成像模组光路的精度，有利于减少所述连接层固化前后指纹成像模组中缺陷的产生，有利于器件性能的改善和制造良率的提高。
附图说明
图1是一种指纹成像模组的剖面结构示意图；
图2是本发明指纹成像模组一实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有指纹成像模组在粘合剂固化后容易出现缺陷，而存在良率损失的问题。现结合一种指纹成像模组的结构分析其出现缺陷、良率损失问题的原因：
此处以光学式指纹成像模组为例进行说明。光学式指纹成像模组是通过光电转换原理实现指纹成像的，主要包括：保护盖板、光学传感器、集成芯片(IC)、柔性电路板(FPC)和柔性电路板上的电子器件(包括光源LED)、导光板、上保护壳体以及下保护壳体等主要部件。其中光学传感器是利用非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)、低温多晶硅薄膜晶体管(LTPSTFT)或氧化物半导体薄膜晶体管(OS TFT)等半导体工艺技术，在玻璃基板上制作的；之后经过切割、点胶、粘接等过程实现封装。
参考图1，示出了一种指纹成像模组的剖面结构示意图。
如图1所示，所述指纹成像模组为光学式指纹成像模组，包括：光源11、位于所述光源11上的图像传感器12以及位于所述图像传感器12上的感测面13，其中，所述感测面13为保护盖板14背向所述图像传感器12的表面。
在采集指纹时，手指10按压于感测面13上；光源11产生的入射光投射至感测面13上，在手指10与所述感测面13接触的位置处发生反射和折射，所形成的反射光投射至图像传感器12上；图像传感器12采集所述反射光，并进行光电转换和信号处理，实现指纹图像的采集。
为了实现指纹成像模组位置的固定，特别是所述图像传感器12的固定，所述保护盖板14和所述图像传感器12之间还设置有连接层(图中未示出)，所述图像传感器12通过所述连接层固定于所述保护盖板14上。
所述图像传感器12的表面并不是完全平整度，所述图像传感器12的表面还可能设置有集成芯片(图中未示出)等硬件，因此所述图像传感器12和所述保护盖板14之间连接层的厚度并不均一。
UV胶的光引发剂(或者光敏剂)在UV照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。因此UV胶具有通过UV照射即可实现固化，而且固化时间较短的优势。所以所述图像传感器12和所述保护盖板14之间连接层的材料通常为UV胶，以降低所述连接层固化对所述指纹成像模组以及其他硬件设备的影响，并且保证较高的生产效率。
但是由于固化速度快，UV胶在固化前后会存在急剧的收缩作用，而且由于连接层厚度的不均匀，不同厚度UV胶的收缩也并不相同，因此所述连接层在固化前后可能会发生形变；所述连接层的形变可能会在所述保护盖板14、所述图像传感器12、所述集成芯片(图中未示出)和所述柔性电路板(图中未示出)等硬件中造成缺陷，引起良率损失。
特别是在光学式指纹成像模组中，所述图像传感器12和所述保护盖板14之间也并未设置有间隔柱(Photo Spacer，PS)一类的结构以控制所述图像传感器12和所述保护盖板14之间的间隔距离，因此所述连接层的形变还可能会造成所述图像传感器12和所述保护盖板14之间间隔距离的变化，甚至在所述图像传感器12和所述保护盖板14之间出现间隙。所述图像传感器12和所述保护盖板14之间间隔距离的变化，所述图像传感器12和所述保护盖板14之间间隙的出现，都会影响所述指纹成像模组的光路，影响所获得指纹图像的质量，甚至可能造成无法获得指纹图像的问题。
为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像模组和电子设备，通过在所述连接层中添加固化膨胀材料，以弥补固化过程中的体积收缩，从而防止所述连接层形变的出现，有利于降低所述连接层固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图2，示出了本发明指纹成像模组一实施例的剖面结构示意图。
如图2所示，所述指纹成像模组包括：保护盖板110；指纹成像组件120，所述指纹成像组件120通过连接层130贴合于所述保护盖板110上；所述连接层130的材料包含固化膨胀材料。
本发明技术方案中，所述连接层130的材料内添加有固化膨胀材料。所述固化膨胀材料在固化过程中会发生体积膨胀，能够弥补所述连接层130在固化过程中的体积收缩，以维持所述连接层130体积、形状不变，因此所述固化膨胀材料的添加，能够有效防止所述连接层130出现形变，有利于降低所述连接层130固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
所述保护盖板110用于抵抗外部环境的冲击，并实现所述指纹指纹成像组件120等硬件设备与外部环境的隔离，从而起到保护作用。
为了实现所述保护盖板110的保护功能，所述保护盖板110具有较高的硬度。本实施例中，所述保护盖板110的材料为钢化玻璃。本发明其他实施例中，所述保护盖板的材料也可以为蓝宝石玻璃或有机玻璃等。
需要说明的是，为了实现指纹成像模组的隐藏设置，提高用户体验，也为了简化电子设备的内部结构，本实施例中，所述保护盖板110为所述电子设备的盖板玻璃。
所述指纹成像组件120用于对待成像件进行成像以获得指纹图像。
本实施例中，所述指纹成像模组为光学式指纹成像模组，即所述指纹成像组件是通过光电转换原理实现指纹成像的。
具体的，所述指纹成像组件120包括：光源121，所述光源121所产生的光线适宜于形成携带有指纹信息的成像光；图像传感器122，所述图像传感器122适宜于采集所述成像光以获得指纹图像。
如图2所示，所述指纹成像模组为超薄式指纹成像模组，所述图像传感器122和所述光源121位于所述保护盖板110的一侧。
本实施例中，所述保护盖板110为所述保护盖板110的盖板玻璃，所述保护盖板110背向所述指纹成像组件120的表面为适宜于接收触摸的感测面123。
在进行指纹成像，待成像件触摸所述感测面123时，所述光源121所产生的光线在所述感测面123上发生反射和折射，形成携带有指纹信息的成像光；所述成像光投射至所述图像传感器122上，被所述图像传感器122采集以获得指纹图像。
所述指纹成像模组还包括：连接层130，所述连接层130位于所述指纹成像组件120和保护盖板110之间；所述连接层130用于实现所述指纹成像组件120和所述保护盖板110之间的固定连接。
本实施例中，所述指纹成像组件120包括所述光源121和所述图像传感器122，因此所述光源121和所述图像传感器122通过所述连接层130固定于所述保护盖板110上。所以所述连接层130还适宜于实现所述光源121、所述图像传感器122以及所述保护盖板110之间相对位置的固定。
需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像组件120还包括集成芯片(图中未标示)，所述集成芯片设置于所述图像传感器122朝向所述保护盖板110的表面上，即所述集成芯片位于所述保护盖板110和所述图像传感器1220之间。因此所述图像传感器122和所述保护盖板110之间的连接层130厚度与所述集成芯片和所述保护盖板110之间的连接层130厚度并不相同。所以所述连接层130填充满所述图像传感器122和所述保护盖板110之间的间隙，所述连接层130的厚度并不均一。
还需要说明的是，本实施例中，所述连接层130的固化时间在1分钟以内。所述连接层130的固化时间越短，所述指纹成像模组生产效率越高，所述指纹成像模组的制造成本越低。
所述连接层130的材料包括固化膨胀材料。所述固化膨胀材料在固化前后体积会发生膨胀，从而能够弥补固化过程中所述连接层的体积收缩，以维持所述连接层固化后体积不变。因此所述固化膨胀材料的添加，能够有效防止固化过程所述连接层130出现形变，有利于降低所述连接层130固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
本实施例中，所述固化膨胀材料在固化前后的体积膨胀率在10％以内。选择固化前后体积膨胀率合适的材料作为所述固化膨胀材料，使所述固化膨胀材料在固化过程中的体积膨胀能够弥补所述连接层130的体积收缩，从而防止所述连接层形变的出现，有利于降低所述连接层130固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
本实施例中，所述连接层130的材料还包括粘合剂。所述粘合剂适宜于实现所述指纹成像组件120和所述保护盖板110之间的连接。具体的，所述粘合剂为UV胶。UV胶具有通过UV照射即可实现固化，而且固化时间较短的优势。因此将所述粘合剂设置为UV胶的做法，能够降低所述连接层130固化对其他硬件设备的影响，还能够保证较高的生产效率，从而实现生产效率和器件稳定性的兼顾。
由于所述连接层130还具有UV胶作为粘合剂，因此本实施例中，所述固化膨胀材料与所述UV胶相溶，从而能够提高所述固化膨胀材料在所述连接层130内分布的均匀性，使固化过程中所述固化膨胀材料在所述连接层内均匀膨胀，从而防止所述连接层形变的出现，有利于降低所述连接层固化前后所述指纹成像模组中出现缺陷的可能，有利于提高所述指纹成像模组的制造良率。
此外，本实施例中，由于所述粘合剂为UV胶，因此所述固化膨胀材料通过UV照射实现固化。将所述固化膨胀材料与粘合剂具有相同的固化方式，通过一个工艺步骤即可实现所述粘合剂和所述固化膨胀材料的固化，无需增加额外的工艺步骤即可实现所述连接层的固化，能够有效降低加入所述固化膨胀材料对所述连接层形成工艺的影响，有利于工艺步骤的简化和工艺成本的降低。
具体的，所述固化膨胀材料为三苯甲烷五色衍生物(TLD)。三苯甲烷五色衍生物在受到UV照射下能够迅速固化，而且固化过程中会发生一定程度的体积膨胀，从而能够有效保证所述连接层130形状和体积不变；而且三苯甲烷五色衍生物为有机物，与UV胶具有较好的相溶性能，能够均匀的分散在UV胶内，使固化形成的连接层130形状和体积保持不变。
本实施例中，按体积百分比，所述固化膨胀材料在所述连接层中的占比在0.1％到10％范围内。所述固化膨胀材料在所述连接层中的占比不宜太高也不宜太低。所述固化膨胀材料在所述连接层中的占比如果太低，则固化过程中所述固化膨胀材料所膨胀的体积过小，无法弥补体积收缩，固化后的连接层130依旧容易出现体积收缩的问题，难以降低缺陷的出现几率，难以提高产品制造良率；所述固化膨胀材料在所述连接层中的占比如果太高，则固化过程中所述固化膨胀材料所膨胀的体积过大，虽然弥补了体积收缩，但是固化后的连接层130容易出现体积膨胀的问题，从而也可能会造成缺陷的出现，从而造成制造良率的损失。
需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像模组为光学式指纹成像模组，所述光源121和所述图像传感器122通过所述连接层130固定于所述保护盖板110上，所述连接层130还用于固定所述光源121、所述图像传感器122以及所述保护盖板110之间的相对位置。在所述连接层材料内添加所述固化膨胀材料，能够有效维持固化前后所述连接层130的形状和体积，能够有效减少所述连接层130出现形变的几率；所述连接层130体积、形状的有效维持，能够保证所述光源121、所述图像传感器122以及所述保护盖板110之间相对位置的固定，从而能够保证所述指纹成像组件的光路，有利于所述指纹成像模组光路的精度，有利于减少所述连接层固化前后指纹成像模组中缺陷的产生，有利于器件性能的改善和制造良率的提高。
相应的，本发明还提供一种电子设备。
具体的，所述电子设备包括指纹成像模组，所述指纹成像模组为本发明所提供的指纹成像模组。
由于所述指纹成像模组为本发明的指纹成像模组，因此所述指纹成像模组的具体技术方案参考前述指纹成像模组的具体实施例，本发明在此不再赘述。
本实施例中，所述电子设备具有盖板玻璃，所述盖板玻璃用于构成所述电子设备的部分外壳。具体的，所述电子设备具有显示屏，盖板玻璃为所述显示屏的盖板玻璃。
本实施例中，所述指纹成像模组的保护盖板为所述盖板玻璃。因此所述指纹成像组件贴合于所述盖板玻璃上，以实现所述指纹成像模组的隐藏设置，有利于用户体验的提高。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种指纹成像模组，其特征在于，包括：
保护盖板；
指纹成像组件，所述指纹成像组件通过连接层贴合于所述保护盖板上；
所述连接层的材料包含固化膨胀材料。
2.如权利要求1所述的指纹成像模组，其特征在于，所述固化膨胀材料在固化前后的体积膨胀率在10％以内。
3.如权利要求1所述的指纹成像模组，其特征在于，所述连接层的材料还包括：粘合剂；所述粘合剂为UV胶。
4.如权利要求3所述的指纹成像模组，其特征在于，所述固化膨胀材料与UV胶相溶。
5.如权利要求3所述的指纹成像模组，其特征在于，所述固化膨胀材料通过UV照射实现固化。
6.如权利要求1～5任意一项所述的指纹成像模组，其特征在于，所述固化膨胀材料为三苯甲烷五色衍生物。
7.如权利要求1所述的指纹成像模组，其特征在于，按体积百分比，所述固化膨胀材料在所述连接层中的占比在0.1％到10％范围内。
8.如权利要求1所述的指纹成像模组，其特征在于，所述连接层的固化时间在1分钟以内。
9.如权利要求1所述的指纹成像模组，其特征在于，所述指纹成像模组为光学式指纹成像模组。
10.如权利要求1或9所述的指纹成像模组，其特征在于，所述指纹成像组件包括：
光源，所述光源所产生的光线适宜于形成携带有指纹信息的成像光；
图像传感器，所述图像传感器适宜于采集所述成像光以获得指纹图像；
所述图像传感器和所述光源通过所述连接层固定于所述保护盖板上。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
指纹成像模组，所述指纹成像模组如权利要求1～10任意一项所述。
12.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述保护盖板为所述电子设备的盖板玻璃。
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