CN107247939B

CN107247939B - 声波式指纹识别装置及电子装置

Info

Publication number: CN107247939B
Application number: CN201710458739.0A
Authority: CN
Inventors: 郑小兵
Original assignee: Yihong Technology Chengdu Co Ltd
Current assignee: Yihong Technology Chengdu Co Ltd
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2037-06-16
Also published as: TW201905759A; CN107247939A; TWI657380B

Abstract

一种声波式指纹识别装置，包括一基板、一指纹识别元件、位于基板和指纹识别元件之间的一粘结层以及电性连接于指纹识别元件的一柔性电路板，还包括设于指纹识别元件和基板之间的信号增强层。

Description

声波式指纹识别装置及电子装置

技术领域

本发明涉及一种声波式指纹识别装置及电子装置。

背景技术

现有的声波式指纹识别装置通常包括盖板及通过粘结层贴合于盖板上的指纹识别元件，指纹识别元件包括依次层叠设置的接收层、薄膜晶体管阵列基板、发射层以及电连接于该接收层和该薄膜晶体管阵列基板的柔性电路板。然而，指纹识别元件和盖板之间虽然设置有粘结层，但该粘结层比较粗糙，导致信号强度不足。

此外，现有声波式指纹识别装置中，所述柔性电路板与该接收层和该薄膜晶体管阵列基板电连接的一端位于薄膜晶体管阵列基板与盖板之间，由于该柔性电路板的厚度往往大于接收层的厚度，导致柔性电路板相对于接收层向盖板凸出。因此，当将指纹识别元件薄膜晶体管阵列基板与盖板贴合时，柔性电路板的电连接于薄膜晶体管阵列基板的一端容易受到挤压损坏。

发明内容

鉴于以上，有必要提供一种能够增强信号并能够防止柔性电路板损伤的声波式指纹识别装置及电子装置。

一种电子装置，包括本体及设置于本体内的声波式指纹识别装置，声波式指纹识别装置为上述的声波式指纹识别装置。

本发明的声波式指纹识别装置和电子装置在指纹识别元件和基板之间设置了信号增强层，不仅能够增强信号，还加大了指纹识别元件及柔性电路板和基板之间的距离，防止柔性电路板在安装时被损坏。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的声波式指纹识别装置的剖视示意图。

图2是图1所示的声波式指纹识别装置的俯视示意图。

图3是本发明第二实施方式的声波式指纹识别装置的剖视示意图。

图4是本发明第三实施方式的声波式指纹识别装置的剖视示意图。

图5是本发明第四实施方式的声波式指纹识别装置的剖视示意图。

图6是本发明第五实施方式的声波式指纹识别装置的剖视示意图。

图7是本发明第六实施方式的声波式指纹识别装置的剖视示意图。

图8是应用本发明声波式指纹识别装置的较佳实施例的电子装置的示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本发明的声波式指纹识别装置可应用于指纹识别以验证所述使用者的身份信息，该声波式指纹识别装置可以整合至多种电子装置中或与多种电子装置相关联使用，所述电子装置例如(但不限于)：移动电话、具备多媒体因特网功能的蜂巢式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、蓝牙装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持型或携带型计算机、迷你笔记型计算机、笔记型计算机、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真机、全球定位系统(GPS)接收器/导航仪、摄影机、数字媒体播放器(例如，MP3播放器)、摄录像机、游戏控制面板、腕表、钟表、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如，电子阅读器)、移动健康装置、计算机监视器、汽车显示器(包含里程计显示器及速度计显示器等)、驾驶舱控制件及/或显示器、摄影机景观显示器(例如，车辆中的后视摄影机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标识、投影仪、建筑结构、微波装置、冰箱、立体声系统、卡式录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、携带型内存芯片、洗涤器、干燥器、洗涤器/干燥器、停车定时器、封装(例如，在包含微机电系统(MEMS)应用的机电系统(EMS)应用以及非EMS应用中的封装)、美观结构(例如，关于一件珠宝或衣服的影像显示)及多种EMS装置。本发明的声波式指纹识别装置也可用于例如(但不限于)以下各者的应用中：电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、回转仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子设备的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造过程及电子测试装备。

下面结合具体实施方式对本发明进行具体说明。

(第一实施方式)

请参照图1，第一实施方式相关的声波式指纹识别装置包括一基板10、一信号增强层20、一粘结层30和一指纹识别元件40。指纹识别元件40包括依次设置的一接收层41、一薄膜晶体管阵列基板43和一发射层45。声波式指纹识别装置还包括电连接于该识别元件40的一柔性电路板70。具体地，柔性电路板70的第一端电性连接于接收层41的第一端和薄膜晶体管阵列基板43的第一端的底面。

基板可由玻璃、金属等材料制成。

粘结层30为水胶层，位于指纹识别元件40和基板10之间；具体地，位于指纹识别元件40和信号增强层20之间；更具体的，位于接收层41和信号增强层20之间。信号增强层20可以提高粘结层30的平坦均匀度，使信号强度更高。其他实施方式中，粘结层30也可以为胶带层。

信号增强层20的材料不同于粘结层30的材料，信号增强层20的材料为具有高声波阻抗的材料，例如环氧树脂类、丙烯酸塑料类、硅类、聚甲基丙烯酸甲酯类、聚酰亚胺类或聚碳酸酯类材料。但不以此为限。

信号增强层20的表面粗糙度小于等于0.2μm。

信号增强层20的厚度C表示为5μm≤C≤100μm。

信号增强层20的四周边牛角小于1μm。即，信号增强层20的四周边相对于其中央部分的高度偏差小于1μm。

请参照图2，信号增强层20的长度为A，宽度为B，薄膜晶体管阵列基板43的长度为L，宽度为W，则信号增强层20的长度和薄膜晶体管阵列基板43的长度关系表示为：30％<A÷L，优选72％<A÷L。信号增强层20的宽度和薄膜晶体管阵列基板43的宽度关系表示为：30％<B÷W，优选117％<B÷W。

薄膜晶体管阵列基板43与接收层41电性耦合。薄膜晶体管阵列基板43用于接收来自接收层41的电信号。薄膜晶体管阵列基板43在平行于基板10的方向上设置有感应区431、间隔区432和连接区433。间隔区432位于感应区431和连接区433之间。感应区431完全位于信号增强层20之上。连接区433不位于信号增强层20之上。

发射层45用于持续向接收层41发送信号。

请再参照图1，柔性电路板70的第一端电连接于薄膜晶体管阵列基板43的连接区433。柔性电路板70的与第一端相对的第二端绕过指纹识别元件40的第一端，使柔性电路板70的临近其第二端的部分层叠于指纹识别元件40之上。具体地，柔性电路板70的与第一端相对的第二端绕过薄膜晶体管阵列基板43的第一端和发射层45的第一端，使柔性电路板70的临近其第二端的部分层叠于发射层45之上。柔性电路板70的临近其第一端的部分相对于指纹识别元件40向基板10凸出。具体地，柔性电路板70的临近其第一端的部分相对于接收层41向基板10凸出。

平行于基板10的方向上的柔性电路板70的第一端与信号增强层20的第一端间的距离为D，则D的长度表示为：0μm<D≤1mm。本实施方式中，信号增强层20的临近连接区433的一端正对薄膜晶体管阵列基板43的间隔区432。即，信号增强层20和柔性电路板70在平行于基板10的方向上相间隔。

柔性电路板70的临近接收层41的部分与基板10和信号增强层20均不接触。

根据本发明的第一实施方式，通过在接收层41和基板10之间设置信号增强层20，不仅能够提高粘结层30的平坦度，能够增强信号，还加大了接收层41及柔性电路板70和基板10之间的距离，防止柔性电路板70在安装时被损坏。

(第二实施方式)

请参照图3，在本发明的第二实施方式相关的声波式指纹识别装置中，与第一实施方式的声波式指纹识别装置中结构相同的部件将采用一样的符号来表示。

本实施方式相关的声波式指纹识别装置相较于第一实施方式相关的声波式指纹识别装置，其区别技术特征在于柔性电路板70也可以不绕过指纹识别元件40的第一端，即不绕过薄膜晶体管阵列基板43的第一端和发射层45的第一端，而是与指纹识别元件40平行地延伸。除此之外的特征则与第一实施方式相同。

(第三实施方式)

请参照图4，在本发明的第三实施方式相关的声波式指纹识别装置中，与第一实施方式的声波式指纹识别装置中结构相同的部件将采用一样的符号来表示。

本实施方式相关的声波式指纹识别装置相较于第一实施方式相关的声波式指纹识别装置，其区别技术特征在于粘结层30位于信号增强层20和基板10之间，也位于柔性电路板70和基板10之间。除此之外的特征则与第一实施方式相同。

(第四实施方式)

在本发明的第四实施方式相关的声波式指纹识别装置中，与第一实施方式的声波式指纹识别装置中结构相同的部件将采用一样的符号来表示。

本实施方式相关的声波式指纹识别装置相较于第一实施方式相关的指纹识别装置，其区别技术特征在于：(1)柔性电路板80和指纹识别元件40的朝向基板10的面平齐。具体地，柔性电路板80的临近接收层41的部分和接收层41二者的朝向基板10的面相互齐平；(2)信号增强层90相较于第一实施方式的信号增强层20，其长度变长。薄膜晶体管阵列基板43的间隔区432和连接区433也位于信号增强层90之上，使整个薄膜晶体管阵列基板43完全位于信号增强层90之上。除此之外的特征则与第一实施方式相同。

具体而言，请参照图5，本发明的第四实施方式相关的声波式指纹识别装置包括一基板10、一粘结层30、一信号增强层90和一指纹识别元件40。指纹识别元件40包括依次设置的一接收层41、一薄膜晶体管阵列基板43和一发射层45。声波式指纹识别装置还包括电连接于识别元件40的一柔性电路板80。柔性电路板80的第一端电性连接于接收层41的第一端和薄膜晶体管阵列基板43的第一端的底面。

基板可由玻璃、金属等材料制成。

粘结层30为水胶层，位于指纹识别元件40和基板10之间；具体地，位于指纹识别元件40和信号增强层90之间；更具体的，位于接收层41和信号增强层90之间。信号增强层90可以提高粘结层30的平坦均匀度，使信号强度更高。其他实施方式中，粘结层30也可以为胶带层。

信号增强层90的材料不同于粘结层30的材料，信号增强层20的材料为具有高声波阻抗的材料，例如环氧树脂类、丙烯酸塑料类、硅类、聚甲基丙烯酸甲酯类、聚酰亚胺类或聚碳酸酯类材料。但不以此为限。

信号增强层90的表面粗糙度小于等于0.2μm。

信号增强层90的厚度C表示为5μm≤C≤100μm。

信号增强层90的四周边牛角小于1μm。即，信号增强层20的四周边相对于其中央部分的高度偏差小于1μm。

信号增强层90的长度为A，宽度为B，薄膜晶体管阵列基板43的长度为L，宽度为W，则信号增强层90的长度和薄膜晶体管阵列基板43的长度关系表示为：30％<A÷L，优选72％<A÷L。信号增强层90的宽度和薄膜晶体管阵列基板43的宽度关系表示为：30％<B÷W，优选117％<B÷W。

薄膜晶体管阵列基板43与接收层41电性耦合。薄膜晶体管阵列基板43用于接收来自接收层41的电信号。薄膜晶体管阵列基板43在平行于基板10的方向上设置有感应区431、间隔区432和连接区433。间隔区432位于感应区431和连接区433之间。整个薄膜晶体管阵列基板43完全位于信号增强层90之上。

发射层45用于持续向接收层41发送信号。

柔性电路板80的第一端电连接于薄膜晶体管阵列基板43的连接区433，柔性电路板80的与第一端相对的第二端绕过指纹识别元件40的第一端，使柔性电路板80的临近其第二端的部分层叠于指纹识别元件40之上。具体的，柔性电路板80的与第一端相对的第二端绕过薄膜晶体管阵列基板43和发射层45的第一端，使柔性电路板80的临近其第二端的部分层叠于发射层45之上。柔性电路板80和指纹识别元件40二者的朝向基板10的面相互齐平。具体的，柔性电路板80的临近接收层41的部分和接收层41二者的朝向基板10的面相互齐平。

信号增强层90和柔性电路板80在垂直于基板10的方向上相间隔。柔性电路板80的临近接收层41的部分也位于信号增强层90的上方。

柔性电路板80临近接收层41的部分与基板10和信号增强层90均不接触。

根据本发明的第二实施方式，薄膜晶体管阵列基板43完全位于信号增强层90上，信号增强层90可以提高粘结层30的平坦均匀度，使信号强度更高。

(第五实施方式)

请参照图6，在本发明的第五实施方式相关的声波式指纹识别装置中，与第四实施方式的声波式指纹识别装置中结构相同的部件将采用一样的符号来表示。

本实施方式相关的声波式指纹识别装置相较于第四实施方式相关的指纹识别装置，其区别技术特征在于柔性电路板80也可以不绕过薄膜晶体管阵列基板43和发射层45的第一端，而是与薄膜晶体管阵列基板43平行地延伸。即，柔性电路板80也可以和指纹识别元件40平行地延伸。除此之外的特征则与第四实施方式相同。

(第六实施方式)

请参照图7，在本发明的第六实施方式相关的声波式指纹识别装置中，与第五实施方式的声波式指纹识别装置相同的部件将采用一样的符号来表示。

本实施方式相关的声波式指纹识别装置相较于第五实施方式相关的声波式指纹识别装置，其区别技术特征在于粘结层30位于信号增强层90和基板10之间，也位于柔性电路板70和基板10之间。除此之外的特征则与第五实施方式相同。

请一并参照图8，本发明还提供一种电子装置100，电子装置100包括本体102及设置于本体102内的声波式指纹识别装置104，声波式指纹识别装置104可以为上述实施方式一到实施方式六所述的任一声波式指纹识别装置。图8中仅以电子装置100为手机为例，在其它实施例中，该电子装置也可为个人计算机、智能家电、工业控制器等。当该电子装置为手机时，该声波式指纹识别装置104可以对应手机的home键设置，使该home键具有可指纹识别解锁操作的功能。

本发明，并非被限定于所述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行种种变更，将已在不同的实施方式分别被揭示的技术方案进行适当地组合而得到的实施方式也被包含在本发明的技术范围内。进而，通过将已在各实施方式分别被揭示的技术方案进行组合，可以形成新的技术特征。

Claims

1.一种声波式指纹识别装置，包括一基板、一指纹识别元件、位于该基板和该指纹识别元件之间的一粘结层以及电性连接于该指纹识别元件的一柔性电路板，其特征在于，还包括设于该指纹识别元件和该基板之间的信号增强层；

该指纹识别元件包括薄膜晶体管阵列基板；

该信号增强层的长度为A，宽度为B，该薄膜晶体管阵列基板的长度为L，宽度为W，信号增强层的长度和薄膜晶体管阵列基板的长度关系为30％<A÷L，信号增强层的宽度和薄膜晶体管阵列基板的宽度关系表示为30％<B÷W。

2.根据权利要求1所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该指纹识别元件还包括接收层和发射层，该接收层、该薄膜晶体管阵列基板和该发射层依次设置，该信号增强层位于该接收层和该基板之间。

3.根据权利要求1所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该信号增强层的材料为具有高声波阻抗的材料。

4.根据权利要求3所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该信号增强层的材料为环氧树脂类、丙烯酸塑料类、硅类、聚甲基丙烯酸甲酯类、聚酰亚胺类以及聚碳酸酯类材料中的一种。

5.根据权利要求1所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该信号增强层的表面粗糙度小于等于0.2μm。

6.根据权利要求1所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该信号增强层的厚度C表示为5μm≤C≤100μm。

7.根据权利要求1所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该信号增强层的四周边相对于其中央部分的高度偏差小于1μm。

8.根据权利要求2所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该薄膜晶体管阵列基板在平行于该基板的方向上设置有感应区、连接区和位于该感应区和该连接区之间的间隔区，该柔性电路板的一端电连接于该连接区，该感应区、该间隔区和该连接区也位于该信号增强层之上，使整个该薄膜晶体管阵列基板完全位于该信号增强层之上。

9.根据权利要求8所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该柔性电路板的朝向该基板的面和该指纹识别元件的朝向该基板的面齐平。

10.根据权利要求2所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该薄膜晶体管阵列基板在平行于该基板的方向上设置有感应区、连接区和位于该感应区和该连接区之间的间隔区，该柔性电路板的一端电连接于该连接区，该感应区完全位于该信号增强层之上，该连接区不位于该信号增强层之上。

11.根据权利要求10所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，该柔性电路板临近该信号增强层的第一端的一端与该信号增强层的该第一端在平行于该基板的方向上的距离为D，0μm<D≤1mm。

12.根据权利要求1所述的声波式指纹识别装置，其特征在于，信号增强层的长度和薄膜晶体管阵列基板的长度关系为72％<A÷L，信号增强层的宽度和薄膜晶体管阵列基板的宽度关系表示为117％<B÷W。

13.一种电子装置，包括本体及设置于该本体内的声波式指纹识别装置，其特征在于：该声波式指纹识别装置为权利要求1-12任意一项所述的声波式指纹识别装置。