CN107636687A - 一种指纹识别装置 - Google Patents

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Abstract

一种指纹识别装置包括基板(1)、感应芯片(2)、第一覆盖层(4)和第二覆盖层(5)；所述感应芯片(2)设于基板(1)上，所述第一覆盖层(4)覆盖于感应芯片(2)的上方，所述第二覆盖层(5)涂布于第一覆盖层(4)的上表面；所述第二覆盖层(5)为疏水疏油涂层。本指纹识别装置通过在指纹识别装置表面增加疏水疏油涂层，使得指纹识别装置表面的疏水成分密度增大，从而增强指纹识别装置表面的疏水疏油性能，提高湿手指使用环境下的指纹识别准确性和指纹识别速度。

Description

一种指纹识别装置
技术领域
本发明涉及生物识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别装置。
背景技术
随着技术的发展，指纹识别技术已经成为绝大部分智能手机的标配。指纹识别的过程分为：首先通过指纹识别模组获取原始指纹图像，然后原始指纹图像与注册指纹模板进行特征点匹配，在匹配成功之后进行解锁或执行指令等操作。
目前，市面上指纹识别装置由于其疏水疏油性能较差，在使用过程中会因手指上的湿、汗或油污(以下简称湿手指)等因素而影响指纹识别效果，使指纹识别装置在湿手指等使用环境下指纹识别准确性和指纹识别速度下降，甚至出现无法识别的情况。
指纹检测原理如图1至图3所示，图1为现有指纹识别装置对于干手指的指纹检测原理示意图，图2为现有指纹识别装置对于湿手指的指纹检测原理示意图，图3为现有指纹识别装置对于湿手指的指纹检测的水滴角/汗滴角示意图。指纹识别装置的感应芯片由矩阵式电极板组成，电极板与手指纹路之间形成电容，手指上不同的凸起处纹路与凹陷处纹路对电极板的电容CV和CR大小不同，通过检测各电容的大小还原指纹图像。但当湿手指按压涂层表面时，指纹的凹陷处被手指上的水、汗液或者油污填充，湿手指上的水、汗液或者油污会在涂层表面铺展开，因水滴角/汗滴角较小，所以水、汗液或者油污跟涂层表面的接触面积相对较大，受影响的感应区域较大，使得指纹图像不能清晰还原或根本不能还原，影响湿手指的指纹识别准确性及指纹识别速度。
发明内容
本发明实施例提供了一种指纹识别装置，旨在解决现有的指纹识别装置疏水疏油性能较差，对于湿手指的指纹识别准确性不高以及指纹识别速度低的技术问题。
为了解决以上提出的问题，本发明实施例采用的技术方案包括：
一种指纹识别装置，包括基板、感应芯片、第一覆盖层和第二覆盖层；所述感应芯片设于基板上，所述第一覆盖层覆盖于感应芯片的上方，所述第二覆盖层涂布于第一覆盖层的上表面；所述第二覆盖层为疏水疏油涂层。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述第二覆盖层所使用的材料为高分子含氟聚合物。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述第二覆盖层的制作方式为：将所述高分子含氟聚合物原液与二丙二醇甲醚溶剂按比例混合后均匀喷涂或蒸镀于第一覆盖层的上表面并使其充分固化，形成第二覆盖层。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述高分子含氟聚合物原液与二丙二醇甲醚溶剂的混合比例为0.5～5:100。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述第二覆盖层的厚度为几纳米至几十纳米。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述第一覆盖层包括表面硬化层或盖板。
本发明实施例采取的技术方案还包括：当所述第一覆盖层为表面硬化层时，所述表面硬化层的的制作涂料中添加有疏水疏油材料。
本发明实施例采取的技术方案还包括：当所述第一覆盖层为表面硬化层时，所述表面硬化层的的制作涂料中添加的疏水疏油材料包括有机硅改性树脂或有机氟改性树脂。
本发明实施例采取的技术方案还包括：当所述第一覆盖层为表面硬化层时，所述第一覆盖层的制作方式为：将所述疏水疏油材料与阻聚剂对羟基苯甲醚按比例混合到表面硬化层的制作涂料中，将混合后的涂料涂布在所述感应芯片的上方并使其充分固化，形成第一覆盖层。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述疏水疏油材料、阻聚剂对羟基苯甲醚与表面硬化层涂料的混合比例为1～5：20：100。
本发明实施例采取的技术方案还包括塑封材料，所述感应芯片通过塑封材料封装于基板上。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例的指纹识别装置通过在指纹识别装置表面增加疏水疏油涂层或在表面硬化层的制作涂料中添加疏水疏油材料，使得指纹识别装置表面的疏水成分密度增大，从而增强指纹识别装置表面的疏水疏油性能，提高湿手指使用环境下的指纹识别准确性和指纹识别速度。
附图说明
图1为现有指纹识别装置对于干手指的指纹检测原理示意图；
图2为现有指纹识别装置对于湿手指的指纹检测原理示意图；
图3为现有指纹识别装置对于湿手指的指纹检测的水滴角/汗滴角示意图；
图4是本发明第一实施例的指纹识别装置的结构示意图；
图5是本发明第二实施例的指纹识别装置的结构示意图；
图6为有机氟改性丙烯酸酯与表面硬化层涂料反应前示意图；
图7为有机氟改性丙烯酸酯与表面硬化层涂料反应后示意图；
图8是本发明实施例的指纹识别装置对于湿手指的指纹检测的水滴角/汗滴角示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图4，是本发明第一实施例的指纹识别装置的结构示意图。本发明第一实施例的指纹识别装置包括基板1、感应芯片2、塑封材料3、第一覆盖层4和第二覆盖层5；感应芯片2通过塑封材料3封装于基板1上，第一覆盖层4覆盖于感应芯片2的上方，第二覆盖层5涂布于第一覆盖层4的上表面。其中，第二覆盖层5为疏水疏油涂层。
在本发明第一实施例中，第一覆盖层4可为表面硬化层或盖板；即，本发明可同时适用于涂布式指纹识别装置和玻璃、陶瓷、蓝宝石或其它材料的盖板式指纹识别装置。
在本发明第一实施例中，第二覆盖层5所使用的材料为高分子含氟聚合物，如全氟聚醚或具有-CF2-O-C-F2-全氟聚醚主链结构的其他改性全氟聚醚。以全氟聚醚为例，第二覆盖层5的涂布方式为：将全氟聚醚原液与二丙二醇甲醚溶剂按一定比例混合后均匀喷涂或蒸镀于第一覆盖层4的上表面，并静置一段时间使其充分固化，从而形成第二覆盖层；通过第二覆盖层5增加指纹识别装置表面的疏水疏油能力，提高湿手指使用环境下的指纹识别准确性和指纹识别速度。
在本发明第一实施例中，全氟聚醚原液与二丙二醇甲醚溶剂的混合比例为0.5～5:100，第二覆盖层5的厚度为几纳米至几十纳米之间，不会影响感应芯片的穿透性。
请参阅图5，是本发明第二实施例的指纹识别装置的结构示意图。本发明第二实施例的指纹识别装置包括基板1、感应芯片2、塑封材料3和第一覆盖层4；感应芯片2通过塑封材料3封装于基板1上，第一覆盖层4覆盖于感应芯片2的上方。其中，第一覆盖层4为添加有疏水疏油材料的表面硬化层。
在本发明第二实施例中，表面硬化层中添加的疏水疏油材料包括有机硅改性树脂、有机氟改性树脂或与现有表面硬化层的涂料体系相容性较好的其他氟改性树脂；以有机氟改性丙烯酸酯作为疏水疏油材料为例，第一覆盖层4的制作方式为：将有机氟改性丙烯酸酯与阻聚剂对羟基苯甲醚按一定比例均匀混合到表面硬化层的制作涂料中，并将混合后的涂料涂布在感应芯片2的上方，然后静置一段时间使混合涂料充分固化，从而形成第一覆盖层。
在本发明第二实施例中，有机氟改性丙烯酸酯、阻聚剂对羟基苯甲醚与表面硬化层涂料的混合比例为1～5：20：100。
请一并参阅图6和图7，图6为有机氟改性丙烯酸酯与表面硬化层涂料反应前示意图，图7为有机氟改性丙烯酸酯与表面硬化层涂料反应后示意图。在混合涂料固化过程中，有机氟改性丙烯酸酯中的亲水端与表面硬化层涂料中的分子发生分子键结合而被固定下来，而被氟改性后的疏水端被排斥，表现出表面定向性，使得第一覆盖层表面的疏水成分密度增大，从而提高第一覆盖层的疏水疏油性能。同时，由于有机氟改性丙烯酸酯中的亲水端与表面硬化层涂料中的分子发生分子键结合，结合非常牢固，抗磨损性能很好，保证在长期使用湿手指后指纹识别装置的指纹识别准确率和速度仍然很高。
在本发明第二实施例中，通过在表面硬化层的制作涂料中添加疏水疏油材料，提高指纹识别装置的同时，不会改变表面硬化层的厚度，避免影响感应芯片的穿透性。
本发明实施例的指纹识别装置对于湿手指的指纹检测原理为：当湿手指按压指纹识别装置表面时，指纹的凹陷处被手指上的水、汗液或者油污等填充，湿手指上的水、汗液或者油污会在指纹识别装置表面铺展开，由于水滴角/汗滴角较大，因此水、汗液或者油污跟指纹识别装置表面的接触面积相对较小，受影响的感应区域变小，使得指纹图像能更为清晰和快速的还原和识别，从而提高湿手指指纹识别准确性和指纹识别速度。具体如图8所示，是本发明实施例的指纹识别装置对于湿手指的指纹检测的水滴角/汗滴角示意图。
本发明实施例的指纹识别装置通过在指纹识别装置表面增加疏水疏油涂层或在表面硬化层的制作涂料中添加疏水疏油材料，使得指纹识别装置表面的疏水成分密度增大，从而增强指纹识别装置表面的疏水疏油性能，提高湿手指使用环境下的指纹识别准确性和指纹识别速度。同时，有利于提高指纹识别装置表面的抗磨损性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，包括基板、感应芯片、第一覆盖层和第二覆盖层；所述感应芯片设于基板上，所述第一覆盖层覆盖于感应芯片的上方，所述第二覆盖层涂布于第一覆盖层的上表面；所述第二覆盖层为疏水疏油涂层。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二覆盖层所使用的材料为高分子含氟聚合物。
3.根据权利要求2所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二覆盖层的制作方式为：将所述高分子含氟聚合物原液与二丙二醇甲醚溶剂按比例混合后均匀喷涂或蒸镀于第一覆盖层的上表面并使其充分固化，形成第二覆盖层。
4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述高分子含氟聚合物原液与二丙二醇甲醚溶剂的混合比例为0.5～5:100。
5.根据权利要求4所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二覆盖层的厚度为几纳米至几十纳米。
6.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一覆盖层包括表面硬化层或盖板。
7.根据权利要求6所述的指纹识别装置，其特征在于，当所述第一覆盖层为表面硬化层时，所述表面硬化层的的制作涂料中添加有疏水疏油材料。
8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，当所述第一覆盖层为表面硬化层时，所述表面硬化层的的制作涂料中添加的疏水疏油材料包括有机硅改性树脂或有机氟改性树脂。
9.根据权利要求8所述的指纹识别装置，其特征在于，当所述第一覆盖层为表面硬化层时，所述第一覆盖层的制作方式为：将所述疏水疏油材料与阻聚剂对羟基苯甲醚按比例混合到表面硬化层的制作涂料中，将混合后的涂料涂布在所述感应芯片的上方并使其充分固化，形成第一覆盖层。
10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述疏水疏油材料、阻聚剂对羟基苯甲醚与表面硬化层涂料的混合比例为1～5：20：100。
11.根据权利要求1至10任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，还包括塑封材料，所述感应芯片通过塑封材料封装于基板上。
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