CN204102152U - 具有夜光效果的指纹识别装置及其终端设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有夜光效果的指纹识别装置及其终端设备。指纹识别装置包括：指纹识别组件，具有彼此电连接的指纹传感器和控制芯片；保护层，形成于至少部分的所述指纹识别组件之上且位于所述指纹传感器上方；以及夜光油墨层，位于所述指纹识别组件与所述保护层之间。本实用新型将夜光油墨设置于终端设备的指纹识别装置中，可以达到在晚上或在昏暗环境中能够显示出终端设备及其指纹识别区域位置的目的，便于用户操作，有效改善用户感受。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种指纹识别领域，尤其涉及一种具有夜光效果的指纹识别装置及其终端设备。
背景技术
夜光油墨是一种新型安全油墨，应用于多种领域。由传统的硫化锌等发光材料所组成的油墨存在发光时间短，光亮度低、耐光性差等诸多问题，其中发光时间短是导致夜光油墨很难有效利用的主要因素。
另外，随着终端设备如智能手机、平板电脑等在人们日常生活中的广泛应用，其功能越来越强大。但是，终端设备在为用户提供更多便利的同时，也会携带很多的个人信息和资料，一旦该终端设备丢失或者被盗，由于没有进行相应的保护或保护措施不完善，则这些信息很容易泄漏出去，给用户带来不便和损失。传统的具有触摸屏的终端设备的保密功能是在终端设备上设置如键盘锁等软件功能，并通过输入密码来实现保密，每次开机都要输入密码，因此显得比较麻烦，而且密码容易被破解导致保密功能失效。因此越来越多的终端设备设备开始通过指纹识别功能来实现保护隐私的目的。
现有的设有触摸屏的设备，当用户对终端设备进行解锁时，要先触动物理按键或虚拟按键点亮触摸屏进行解锁，如果终端设备所处环境中光线比较昏暗，这样用户可能会不知道具体按键的位置，容易导致误操作，影响用户的体验感受。
实用新型内容
本实用新型提供一种具有夜光效果的指纹识别装置及其终端设备，使得在晚上或在黑暗环境中使用终端设备时一方面便于找到终端设备，另一方面也便于找到指纹识别的按压或擦划位置，具有指示效果。
根据本实用新型的一个方面，一种指纹识别装置，包括：
指纹识别组件，包括：彼此电连接的指纹传感器和控制芯片；
保护层，形成于至少部分的所述指纹识别组件之上且位于所述指纹传感器上方；以及
夜光油墨层，位于所述指纹识别组件与所述保护层之间。
优选地，所述夜光油墨层涂覆于所述指纹传感器上表面上。
优选地，所述夜光油墨层涂覆于所述保护层的底表面上。
优选地，所述夜光油墨层的材质为长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨。
优选地，还包括支撑件，其被所述指纹识别组件至少部分地包裹；所述支撑件具有凹槽，以容置所述控制芯片。
优选地，所述指纹识别组件包裹所述支撑件的至少两个面。
优选地，所述指纹识别组件还包括柔性电路薄膜，所述指纹传感器和所述控制芯片形成于所述柔性电路薄膜上；所述支撑件至少部分地通过粘合剂与所述柔性电路薄膜贴合。
优选地，所述粘合剂包括PSA胶和热固胶。
优选地，所述保护层材料包括玻璃、陶瓷、蓝宝石、石英、树脂硬质层或类金刚石材料镀层。
根据本发明的另一个方面，提供一种指纹识别装置，包括：
指纹识别组件，包括：基板；传感器，形成于所述基板上；控制芯片，以倒装芯片的形式安装于所述基板的底表面，并与所述传感器电连接；
电路板；
模塑层，形成于所述电路板之上，并填充于所述电路板和所述指纹识别组件之间；
保护层，形成于至少部分的所述指纹识别组件之上且位于所述传感器上方；以及
夜光油墨层，位于所述模塑层与所述保护层之间。
优选地，所述夜光油墨涂覆于所述保护层的底表面上形成所述油墨层。
优选地，所述夜光油墨层的材质为长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨。
根据本实用新型的另一个方面，一种终端设备，包括上述指纹识别装置。
本实用新型将现有技术的夜光油墨设置于终端设备的指纹识别装置中，在晚上或在昏暗环境中有指示作用并能够显示出指纹识别区域位置，便于用户操作，有效改善用户感受。
附图说明
图1为本实用新型具有夜光效果的终端设备实施例的示意图；
图2为图1终端设备中指纹识别区域的剖视图(仅显示盖板以上部分)；
图3为本实用新型具有夜光效果的指纹识别装置第二实施例的分解剖视示意图；
图4为本发明具有夜光效果的指纹识别装置第三实施例的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
1：盖板
2：显示区域
3：夜光型指纹识别区域
4：保护层
5：油墨层
6：指纹传感器组件
1’：指纹识别装置
10：指纹识别组件
101：柔性电路薄膜
102：传感器
103：控制芯片
104：基板
20：支撑件
30：油墨层
40：保护层
50：模塑层
60：基环
70：焊锡球
80：电路板
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本实用新型的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型。
本实用新型提供一种指纹识别装置。指纹识别装置的保护层形成于指纹传感器和速度传感器上，以为传感器提供电性隔离及机械保护。由上述夜光油墨形成的油墨层位于指纹传感器和保护层之间。可选地，夜光油墨可涂覆于指纹传感器上表面上，也可以涂覆于保护层的底表面上形成油墨层，然后指纹传感器的电极也可以进一步地形成于保护层的底表面。
本实用新型公开的指纹识别装置被集成于终端设备的屏幕或者外壳中，并位于终端设备的屏幕或者外壳的顶表面上，以使用户的手指接触终端设备的顶表面时，指纹传感器与手指的距离在250μm内。在至少部分地配置中，指纹识别装置可以被配置为当用户的手指接触终端设备的顶表面时，其中的指纹传感器与手指的距离在200μm内，优选地在150μm内，更优选地在100μm内，更甚者可在50μm内。
在一些实施例中，可提供一单一芯片来控制显示屏、触摸屏和指纹识别装置的至少其中之一的功能。此外，本实用新型中的包含指纹传感器的终端设备的顶表面是光滑的或大致光滑的。显示屏和指纹识别装置被配置为集成在一起并具有相同的操作方式，或者被配置为终端设备包含的单一组件。
本实用新型的指纹识别装置为终端设备的一个用户接口壳体，例如为终端设备中的一个按钮，被集成于终端设备中，例如智能手机。其尺寸可因终 端设备的不同而适应性地进行设计。适配的二维尺寸，例如正方形或长方形，可以为4mm×1mm、4mm×4mm、5mm×15mm、10mm×10mm或10mm×15mm等。适配的直径，例如为圆形或椭圆形，可以为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。列举的上述尺寸仅为示例，本实用新型不以此为限。此外，指纹识别装置的尺寸还与其中的传感器是一维传感器还是二维传感器有关。
指纹识别装置的形状可以为任何物理形状，包括：圆形、椭圆形、正方形、长方形、梯形、三角形等，本实用新型不以此为限。智能手机或平板电脑通常使用具有高光泽度的基底作为其盖板。这些盖板的材料通常为玻璃、强化玻璃、透明塑料、丙烯酸或者具有任何高光泽度表面的材质。为了适配于这样的终端设备中，指纹识别装置的壳体的顶表面也需要具有高光泽度的表面，以与周围的表面所匹配。指纹识别装置的壳体的顶表面的材料，例如可以为玻璃、塑料等。在至少部分配置中，指纹识别装置可以获得与终端设备的壳体同样效果的外观和触觉。
本实用新型的指纹识别装置中的指纹传感器还可以与终端设备的触摸传感器(touch sensor)协同工作。使用同一个控制芯片控制触摸传感器电路和指纹传感器电路。该双功能控制器可以集成于指纹识别装置中，或者通过柔性电路板与指纹识别装置电连接。
指纹识别装置的第一实施例
本实用新型的终端电子设备以图1所示的手机为例，1为手机的盖板，2为触摸屏的显示区域，3为夜光型指纹识别区域。如图2所示，夜光型指纹识别区域3的指纹识别装置包括：保护层4、油墨层5和指纹传感器组件6。油墨层5形成于指纹传感器组件6和保护层4之间。
油墨层5可以采用现有技术的夜光油墨(例如长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨)通过涂覆形成。该涂覆技术可采用丝网印刷或喷墨印刷技术，本实用新型不以此为限。油墨层5可形成于指纹传感器组件6上表面上，也可以形成于保护层4的底表面上。油墨层5可以显示为黄色、绿色、彩色等，可根据不同颜色需求选择不同的夜光油墨，本实用新型不以此为限。该油墨层5墨层厚度可以为30～50μm，在该厚度下具有较好的夜光效果。
指纹识别装置的第二实施例
图3为本实用新型具有夜光效果的指纹识别装置的分解剖视示意图。需要说明的是，此图为指纹识别装置结构的分解示意图，为了更清楚地示意指纹识别装置的结构，图中各组件之间未直接相接，其不能用于限制本实用新型的指纹识别装置各组件之间的连接关系。
如图3所示，指纹识别装置1’包括：指纹识别组件10、支撑件20、油墨层30及保护层40。指纹识别组件10包括：柔性电路薄膜101及形成于柔性电路薄膜101上的传感器102和控制芯片103。
其中保护层40位于指纹识别组件10的上方，以对指纹识别组件10，尤其是对传感器102进行保护。保护层40可通过喷涂技术或印刷技术形成，其材料例如包括硬质树脂层或类金刚石(Diamond-like Carbon,DLC)。在一些实施例中，保护层40还可以由玻璃、陶瓷、蓝宝石、石英或者其他持久耐用的材料形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)等有机薄膜。保护层40例如为一硬涂层(hard coating)。此外，保护层40也可以直接为终端设备的盖板(例如玻璃或强化玻璃等)。
油墨层30形成于指纹识别组件10和保护层40之间。油墨层30可以采用现有技术的夜光油墨(例如长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨)通过涂覆形成，该涂覆技术可采用丝网印刷或喷墨印刷技术，本实用新型不以此为限。油墨层30可形成于指纹识别组件10的指纹传感器上表面上，也可以形成于保护层40的底表面上。油墨层30可以以颜色层的形式体现，其可显示为黄色、绿色、彩色等，可根据不同颜色需求选择不同的夜光油墨，本实用新型不以此为限。此外，在保护层40或者在保护层40和油墨层30之下，还可以包括其他层，本实用新型不以此为限。
本实用新型实施例的指纹识别装置1’中的保护层40的厚度例如为0.05mm，油墨层30的厚度例如为0.01mm，油墨层30与指纹识别组件10之间的粘合剂的厚度例如为0.01mm，形成有传感器102和控制芯片103的柔性电路薄膜101的厚度例如为0.06mm。因此，本实用新型实施例的指纹识别装置1’可以提供很薄的厚度，以满足终端设备对其集成组件轻薄化的需求。上述尺寸仅用于示例，而非限制本实用新型。
柔性电路薄膜101例如可以为聚酰亚胺薄膜(Polyimide film,PI film)，如图中所示，可以由两层聚酰亚胺树脂(Polyimide resin,PI resin)组成。
传感器102可以形成于柔性电路薄膜101上。包括至少一个传感元件，以感测用户手指指纹的脊和谷，从而对用户的指纹进行识别。传感器102可以为一维结构也可以为二维结构，本实用新型不以此为限。
本实用新型中的传感器102可以为呈条状式分布的擦划式传感器，也可以为呈阵列式分布的按压式传感器，本实用新型不以此为限。此外，传感器102还可以与执行对用户的指纹的光学感测、红外感测、或其他感测的元件结合或组合地工作，这些元件本身可以耦合到用户手指的表皮、用户手指的皮下部分、或者表示用户的指纹的某种其他特征。
如图3所示，支撑件20被指纹识别组件10所包裹，并且指纹识别组件10包裹了支撑件20的四个面。指纹识别组件10可以闭合地包裹支撑件20，即指纹识别组件10接口处的两个边可以之间不留间隙，也可以不闭合地包裹支撑件20，即如图中所示，指纹识别组件10接口处的两个边之间留有一间隙，本实用新型不以此为限。
柔性电路薄膜101与支撑件20之间至少部分地通过粘合剂进行接合，以固定指纹识别组件10与支撑件20。例如，可以如图中所示，仅于水平面上使用粘合剂(如图中黑色部分所示)接合，也可以在支撑件20与指纹识别组件10接触的任何表面上使用粘合剂接合，本实用新型不以此为限。粘合剂例如为压敏胶(PSA)和热固胶。
为了容置控制芯片103，在支撑件20的一个表面上挖掉一部分，形成一凹槽，以容置控制芯片103。在一些实施例中，为了避免因用户手指按压指纹识别装置1’而使控制芯片103产生损伤的现象，支撑件20上的挖掉部分的高度可以稍高于控制芯片103，使按压时支撑件20不会触碰到控制芯片，从而避免对控制芯片103的破坏。
指纹识别装置的第三实施例
图4为本发明具有夜光效果的指纹识别装置第三实施例的剖视图。图4所示的第三实施例与图3所示的第二实施例的区别在于以下内容，指纹识别装置1’包括：指纹识别组件10、油墨层30、保护层40、模塑层50及电路板 80。指纹识别组件10包括：传感器102、控制芯片103和基板104。
指纹识别组件10设置于电路板80之上，与电路板80之间采用BGA(Ball Grid Array,球栅阵列)封装方式进行封装。指纹识别组件10通过多个BGA焊锡球(Solder Ball)70与电路板80电性连接。模塑层50形成于电路板80之上，填充于指纹识别组件10和电路板80之间。模塑层50采用的材料例如为环氧树脂模压胶(Epoxy Modeling Compound,EMC)。
保护层40位于至少部分的指纹识别组件10的上方，以对指纹识别组件10，尤其是对传感器102进行保护。
油墨层30形成于模塑层50和保护层40之间。油墨层30可以采用现有技术的夜光油墨(例如长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨)通过涂覆形成，该涂覆技术可采用丝网印刷或喷墨印刷技术，本发明不以此为限。油墨层30可以形成于保护层40的底表面上。油墨层30可以以颜色层的形式体现，其可显示为黄色、绿色、彩色等，可根据不同颜色需求选择不同的夜光油墨，本发明不以此为限。此外，在保护层40或者在保护层40和油墨层30之下，还可以包括其他层，本发明不以此为限。
指纹识别组件10中的传感器102可以形成于基板104顶表面上。包括至少一个传感元件，以感测用户手指指纹的脊和谷，从而对用户的指纹进行识别。传感器102可以为一维结构也可以为二维结构，本发明不以此为限。
控制芯片103以倒装芯片(flip chip)形式安装在基板104的底表面上，并通过基板104与传感器102电性连接，从而使传感器102的信号传输到控制芯片103中进行处理。
指纹识别装置1’还可以包括：基环60。基环60具有顶开口，盖在形成有保护层40的指纹识别组件10上，将指纹识别组件10置于其中，用于形成指纹识别装置1’的外部轮廓。基环60的材质例如为金属、塑料或者PEEK(polyetheretherketone,聚醚醚酮树脂)材料，其具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等特点。基环60的顶表面与保护层40的顶面可以平齐，也可以高于保护层40的顶面。
本实用新型实施例的指纹识别装置可集成于终端设备例如智能手机、平板电脑等的触摸屏或壳体中，也可应用于银行的终端设备如ATM机等电子 设备，但本实用新型不以此为限。例如，可以与终端设备的控制按钮或者开关元件组合使用，也可以直接嵌入到终端设备的盖板玻璃或壳体内单独使用。总之，能根据终端设备的情况，进行适应性的调整，以方便用户的使用。当指纹识别装置与终端设备的控制按钮或者开关元件组合使用时，在指纹识别装置的下方还需要设置有压敏元件，以感应用户在操作该控制按钮或者开关元件时的按压操作。终端的电子设备通常被配置为包括：显示屏、触摸屏、盖板玻璃、存储、片上系统(system on chip)、CPU、GPU、内存、Wi-Fi连接、蓝牙连接、USB连接、电池、外接电源、计算机可读媒体及软件等。
本实用新型实施例提供的指纹识别装置，封装工艺简单，具有较小的结构，可满足终端设备对于其集成组件的轻薄化的需求，且易于安装在终端设备中，有效地提升了生产良率及效率。由于本实用新型实施例提供的指纹识别装置中设置了夜光油墨层30，所以到晚上或在昏暗环境中能够显示出终端设备和指纹识别区域位置，便于用户操作，有效改善用户感受。
以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。
Claims (13)
1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：
指纹识别组件，包括：彼此电连接的指纹传感器和控制芯片；
保护层，形成于至少部分的所述指纹识别组件之上且位于所述指纹传感器上方；以及，
夜光油墨层，位于所述指纹识别组件与所述保护层之间。
2.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述夜光油墨层涂覆于所述指纹传感器上表面上。
3.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述夜光油墨层涂覆于所述保护层的底表面上。
4.如权利要求2或3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述夜光油墨层的材质为长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨。
5.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括支撑件，其被所述指纹识别组件至少部分地包裹；所述支撑件具有凹槽，以容置所述控制芯片。
6.如权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别组件包裹所述支撑件的至少两个面。
7.如权利要求5所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别组件还包括柔性电路薄膜，所述指纹传感器和所述控制芯片形成于所述柔性电路薄膜上；所述支撑件至少部分地通过粘合剂与所述柔性电路薄膜贴合。
8.如权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述粘合剂包括PSA胶和热固胶。
9.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述保护层材料包括玻璃、陶瓷、蓝宝石、石英、树脂硬质层或类金刚石材料镀层。
10.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：
指纹识别组件，包括：基板；传感器，形成于所述基板上；控制芯片，以倒装芯片的形式安装于所述基板的底表面，并与所述传感器电连接；
电路板；
模塑层，形成于所述电路板之上，并填充于所述电路板和所述指纹识别组件之间；
保护层，形成于至少部分的所述指纹识别组件之上且位于所述传感器上方；以及
夜光油墨层，位于所述模塑层与所述保护层之间。
11.如权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述夜光油墨涂覆于所述保护层的底表面上形成所述油墨层。
12.如权利要求10或11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述夜光油墨层的材质为长余辉铝酸盐夜光油墨或硫化锌夜光油墨。
13.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的指纹识别装置。
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