CN107798280B - 成像模组及其形成方法、指纹识别装置 - Google Patents

Abstract

一种成像模组及其形成方法、指纹识别装置，其中所述形成方法包括：提供图像传感器；在所述图像传感器上形成功能光学膜，包括基层，凸起于所述基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。沿垂直所述图像传感器表面的方向上，所述导光结构贯穿所述油墨层，因此光线可以通过所述导光结构透射所述功能光学膜，而不受到油墨层的影响。所以与油墨层相比，所述功能光学膜的透光性能更好。所以所述功能光学膜的设置能够有效的提高所述成像模组的透光率，改善所获得图像的质量。

Description

成像模组及其形成方法、指纹识别装置

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别涉及一种成像模组及其形成方法、指纹识别装置。

背景技术

指纹识别技术通过指纹成像模组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。

指纹识别技术中所采用的成像模组，有一种是通过光学成像模组采集人体的指纹图像。光学式指纹成像模组的工作原理：人的手指按压在光学式指纹成像模组的保护盖板上时，光源发出的光形成入射光。入射光透过图像传感器(Sensor)和保护盖板后到投射到手指表层。经手指反射形成反射光，由图像传感器接收所述反射光，对所述反射光处理后得到手指的指纹图像。

当这种光学式指纹成像模组应用于手机或其他移动设备时，指纹成像模组成为了设备外观的一部分，因此对传感器的外观颜色就有所要求。例如，当前带有指纹识别功能的手机中指纹成像模组大部分设计在手机的正面。具体地，在手机的前盖板上设置有通孔，指纹成像模组的外壳和保护盖通过所述通孔暴露在外。

由于所述指纹成像模组成为了外观部件，为了与外观相搭配，指纹成像模组需要进行上色处理，使其外观做成相应的白色、黑色、金色或其他任意颜色。

但是现有技术中用于获得指纹图像的成像模组在进行上色处理后，存在透光率低的问题，影响了所获得指纹图像的质量。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种成像模组及其形成方法、指纹识别装置，以提高透光率，改善所形成指纹图像的质量。

为解决上述问题，本发明提供一种成像模组，包括：

图像传感器，用于感测图像；功能光学膜，位于所述图像传感器上，包括基层，凸起于所述基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。

可选的，所述功能光学膜的厚度在10微米到150微米范围内。

可选的，所述基层和所述导光结构的材料为UV胶、热固化胶或者UV和热双固化胶。

可选的，相邻导光结构之间的间距在500纳米到100微米范围内。

可选的，平行所述图像传感器表面的平面内，所述导光结构的尺寸在500纳米到100微米范围内。

可选的，垂直所述图像传感器表面的方向上，所述导光结构的尺寸在10微米到150微米范围内。

可选的，所述多个导光结构在所述图像传感器表面的投影面积之和占所述图像传感器表面积的2％到50％。

可选的，所述导光结构的形状为圆柱形、圆台形或条形。

可选的，所述导光结构具有背向所述基层的顶部，所述顶部表面为凸面或凹面。

可选的，所述成像模组为指纹成像模组，所述顶部表面为凸面，所述顶部构成凸透镜或棱镜。

可选的，所述图像传感器包括呈阵列排布的像素单元；所述导光结构与所述像素单元一一对应且所述导光结构位于所述像素单元相对应的位置；或者多个所述导光结构与1个像素单元相对应且多个导光结构位于所述像素单元相对应的位置。

可选的，所述像素单元包括透光区域；所述导光结构在所述图像传感器表面的投影与所对应像素单元的透光区域具有重叠。

可选的，所述成像模组还包括：位于所述功能光学膜和所述图像传感器之间的粘附层。

本发明还提供一种指纹识别装置，包括：

光源，用于产生入射光；本发明所提供的成像模组，位于所述光源的一侧，用于透射所述入射光，还用于接收带有指纹信息的反射光并根据所述反射光获得指纹图像。

可选的，所述功能光学膜包括露出所述油墨层的第一面以及与所述第一面相背的第二面；所述第二面朝向所述光源。

可选的，所述图像传感器为薄膜光学式图像传感器。

可选的，所述油墨层的颜色为白色或金属色。

相应的，本发明还提供一种成像模组的形成方法，包括：

提供图像传感器；在所述图像传感器上形成功能光学膜，所述功能光学膜包括基层，凸起于所述基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。

可选的，提供基底；在所述基底上形成前驱层；对所述前驱层进行压印处理，形成所述基层和所述导光结构；在相邻导光结构之间的填充油墨形成所述油墨层，以构成功能光学膜，所述功能光学膜包括所述基层、所述导光结构以及所述油墨层；移除所述基底；在所述图像传感器上形成粘附层；将所述功能光学膜与所述粘附层表面相对贴合。

可选的，形成功能光学膜的步骤包括：在所述图像传感器上形成前驱层；对所述前驱层进行压印处理，形成所述基层和所述导光结构；在相邻导光结构之间填充油墨形成所述油墨层。

可选的，对所述前驱层进行压印处理的步骤包括：提供模具；利用所述模具压印所述前驱层，形成所述基层以及凸起于基层表面的导光结构；对经压印的前驱层进行固化处理；移除所述模具，以形成所述基层和所述导光结构。

可选的，利用所述模具压印所述前驱层的步骤中，压强在0.01MPa到0.6MPa范围内，工艺温度在-30℃到80℃范围内，压印时间在5秒到200秒范围内。

可选的，对经压印的前驱层进行固化处理的步骤包括：通过紫外照射或者加热或者紫外照射与加热相结合的方式对经压印的前驱层进行固化处理。

可选的，形成所述前驱层的步骤中，所述前驱层的厚度的30微米到50微米范围内。

可选的，进行压印处理的步骤包括：采用纳米压印或微米压印的方式进行所述压印处理。

可选的，形成所述油墨层的步骤包括：在相邻导光结构之间填充油墨；对填充后的油墨进行静置处理；对油墨进行固化处理，以形成所述油墨层。

可选的，在相邻导光结构之间填充油墨的步骤包括：通过丝印或喷涂的方式在相邻导光结构之间填充油墨。

可选的，对填充后的油墨进行静置处理的步骤包括：在填充油墨之后，静置3分钟以上。

可选的，对油墨进行固化处理的步骤包括：进行烘干处理，以使油墨固化形成所述油墨层。

可选的，进行烘干处理的步骤中，烘干温度在80℃到200℃范围内。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过在图像传感器上设置功能光学膜，所述功能光学膜包括基层、凸起于基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。沿垂直所述图像传感器表面的方向上，所述导光结构贯穿所述油墨层，因此光线可以通过所述导光结构透射所述功能光学膜，而不受到油墨层的影响。所以与油墨层相比，所述功能光学膜的透光性能更好。所以所述功能光学膜的设置能够有效的提高所述成像模组的透光率，改善所获得图像的质量。

附图说明

图1是一种指纹成像模组的结构示意图；

图2至图6是本发明成像模组的形成方法一实施例各个步骤所对应的结构示意图；

图7至图10是本发明成像模组的形成方法另一实施例各个步骤所对应的结构示意图；

图11是本发明指纹识别装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的图像传感器存在透光率低的问题。现结合一种成像模组的结构分析其透光率低问题的原因：

参考图1，示出了一种指纹成像模组的结构示意图。

所述指纹成像模组10包括：用于产生入射光11的光源(图中未示出)；用于采集反射光12的图像传感器13。此外，为了呈现一定的外观颜色，所述指纹成像模组10还包括：位于所述图像传感器13上的油墨层14。

所以如图1所示，在进行指纹感测时，投射至手指的入射光11和所述图像传感器13采集的反射光12均需要透射所述油墨层14：入射光11从光源发出，经油墨层14的透射投射至手指；反射光12自手指反射，经油墨层14透射投射至图像传感器13。所以油墨层14对入射光线11和反射光线12的强度均会有影响，造成透光率低的问题。

当外观需要设置为白色时，由于白色本身是由于光的散射而体现出来的，因此白色油墨对入射光和反射光的影响较大。当油墨颜色为白色且色饱和度大于90％时，成像模组就无法获得清晰的指纹图像。

此外，当外观需要设置为金属色时，由于金属色本身需要在油墨中添加闪光颗粒(例如珠光粉)。闪光颗粒在油墨中的占比会影响油墨金属色的显色程度，也会影响油墨对光线的散射情况：当油墨占比小于5％时，金属色不明显；当油墨超过5％时，成像模组无法获得清晰的指纹图像。

为了提高成像模组的透光率，一种方法是在油墨中增加玻璃或透明颗粒，以提高油墨的透光性。虽然玻璃或透明颗粒本身是透光，但是玻璃或透光颗粒的本身会因为折/反射的原因，将导入的光线打散，所以所加入玻璃或透光颗粒的尺寸不能太密，过密虽然光线透过率高，但是图像传感器接收到更多的杂散光，导致不能形成指纹图像。所以通过玻璃或透明颗粒获得的有效透光率受限。如果加入玻璃或透光颗粒的尺寸太小，则玻璃或透光颗粒的对光线的散射太强，玻璃或透光颗粒的几乎不透光，所以玻璃或透光颗粒的加入对提高油墨透光性的作用有限。

而且在油墨中加入玻璃或透光颗粒，需要将玻璃或透光颗粒均匀的分散在油墨或颜料中，不仅需要在工艺中加入搅拌、分散等工艺步骤，而且存在一定的时间限制。如果工艺时间太长，分散的玻璃或透光颗粒会出现沉淀的现象，从而影响玻璃或透光颗粒分布的均匀程度，影响所述成像模组透光性的均匀程度，从而影响所述成像模组获得指纹图像的质量。

为解决所述技术问题，本发明提供一种成像模组的形成方法，包括：

提供图像传感器；在所述图像传感器上形成功能光学膜，所述功能光学膜包括基层，凸起于所述基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。

本发明通过在图像传感器上设置功能光学膜，所述功能光学膜包括基层、凸起于基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。沿垂直所述图像传感器表面的方向上，所述导光结构贯穿所述油墨层，因此光线可以通过所述导光结构透射所述功能光学膜，而不受到油墨层的影响。所以与油墨层相比，所述功能光学膜的透光性能更好。所以所述功能光学膜的设置能够有效的提高所述成像模组的透光率，改善所获得图像的质量。

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至图6，示出了本发明成像模组的形成方法一实施例各个步骤所对应的结构示意图。

如图2所示，提供图像传感器110。

所述图像传感器110用于获取图像。本实施例中，所述成像模组为指纹成像模组，所以所述图像传感器110，用于采集经手指反射所形成的反射光以形成指纹图像。具体的，所述图像传感器为薄膜光学式传感器。本发明其他实施例中，所述图像传感器也可以为其他类型的图像传感器。

结合参考图3至图6，在所述图像传感器110上形成功能光学膜120，所述功能光学膜120包括基层121，凸起于所述基层121表面的多个导光结构122，以及位于所述导光结构122之间且露出所述导光结构122的油墨层123。

所述功能光学膜120用于使所形成的成像模组呈现一定的外观颜色，还用于传导光线以提高所述成像模组的透光率。

所述功能光学膜120包括基层121、凸起于所述基层121表面的多个导光结构122以及位于所述导光结构122之间且露出所述导光结构122的油墨层123。

所述基层121用于提供工艺基础并连接所述多个导光结构122；所述导光结构122用于传导光线，以提高透光率；所述油墨层123用于呈现一定的外观颜色。

光线能够在所述基层121和所述导光结构122中传播，而且所述导光结构122沿垂直图像传感器110表面的方向上贯穿所述油墨层123，因此光线能够经所述导光结构122传导而透射所述功能光学膜120。与油墨层123相比，所述功能光学膜120的透光率更高。所以所述功能光学膜120的设置，既能够使所形成的成像模组呈现一定的外观颜色，还可以有效的提高所形成成像模组的透光率。

需要说明的是，所述功能光学膜120的厚度不宜太大也不宜太小。如果所述功能光学膜120的厚度太小，则油墨层123的厚度也会较小，难以使所形成成像模组呈现一定的外观颜色；如果所述功能光学膜120的厚度太大，则容易造成材料浪费，增加工艺难度的问题。本实施例中，所述功能光学膜120的厚度在10微米到150微米范围内，例如10微米、25微米、50微米、75微米、100微米、125微米或150微米等。

具体的，形成所述功能光学膜120的步骤包括：

参考图2，在所述图像传感器110上形成前驱层120a。

所述前驱层120a用于形成所述基层和所述导光结构。

具体的，所述前驱层120a的材料为UV胶、热固化胶或者UV和热双固化胶。本实施例中，所述前驱层120a的材料为UV胶。

所述前驱层120a的厚度不宜过大也不宜过小。所述前驱层120a的厚度如果太小，则会影响所形成导光结构的形貌，会影响所形成导光结构对光线的传导能力；所述前驱层120a的厚度如果太大，则容易造成材料浪费、增加工艺难度的问题。具体的，形成所述前驱层120a的步骤中，所述前驱层120a的厚度的30微米到50微米范围内，例如30微米、40微米或50微米。

结合参考图2至图5，对所述前驱层120a进行压印处理，形成所述基层121和所述导光结构122。

由于所述前驱层120a的材料为UV胶、热固化胶或者UV和热双固化胶，所以所述基层121和所述导光结构122的材料为UV胶、热固化胶或者UV和热双固化胶。本实施例中，所述基层121和所述导光结构122的材料为UV胶。

压印处理是利用模具使所述前驱层120a发生形变，从而使所述前驱层120a等比例复制模具上的图案，因此压印处理所形成导光结构122的形状和尺寸仅与所述模具相关。所以采用压印处理形成所述基层121和所述导光结构122的做法，有利于提高形成所述导光结构122的工艺稳定性。

具体的，对所述前驱层120a进行压印处理的步骤包括：

如图2所示，提供模具120b。

所述模具120b用于对所述前驱层120a进行压印，以使所述前驱层120a发生形变，从而形成所述基层121和所述导光结构122。

在压印所述前驱层120a的过程中，所述模具120b对所述前驱层120a施加压力，使前驱层120a发生形变并逐渐填充模具120b，以形成与所述模具120b相对应的形状。

结合参考图3所示，利用所述模具120b压印所述前驱层120a，形成所述基层121以及凸起于基层121表面的导光结构122。

具体的，进行压印处理的步骤包括：采用纳米压印或微米压印的方式进行所述压印处理。所以所述模具120b(如图2所示)为具有纳米图案或微米图案的模具。

纳米压印工艺或微米压印工艺的分辨率仅与模具120b的尺寸相关，不受光刻最短曝光波长的限制。所以采用纳米压印工艺或微米压印工艺形成所述导光结构122的做法，有利于提高所形成导光结构122的工艺分辨率。

需要说明的是，在利用所述模具120b压印所述前驱层120a的步骤中，所述模具120b和所述前驱层120a之间的压强、工艺温度和压印时间会影响压印工艺所形成导光结构122的质量以及形成所述导光结构122的效率。

如果所述模具120b和所述前驱层120a之间的压强过小，难以使所述前驱层120a实现形变，或者会使所述前驱层120a发生形变的速度太小，从而容易影响生产效率；如果所述模具120b和所述前驱层120a之间压强过大，则容易引起不必要的工艺风险，会增加模具120b受损的可能，本实施例中，所述前驱层120a位于图像传感器110上，所以压强过大也会增大所述图像传感器110受损的可能。具体的，利用所述模具120b压印所述前驱层120a的步骤中，压强在0.01MPa到0.6MPa范围内，例如0.01MPa、0.15MPA、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa或0.6MPa等。

工艺温度如果太低，则会影响所述前驱层120a的形变速率，容易影响生产效率；工艺温度如果太高，则容易引起不必要的工艺风险，会增加模具120b受损的可能，本实施例中，所述前驱层120a位于图像传感器110上，所以工艺温度如果太高也会增大所述图像传感器110受损的可能。本实施例中，利用所述模具120b压印所述前驱层120a的步骤中，工艺温度在-30℃到80℃范围内，例如-30℃、30℃、50℃或80℃等。

压印时间如果太短，所述前驱层120a形变不充分，所述前驱层120a无法完全填充模具120b，会造成所形成导光层121的形貌不佳；压印时间如果太长，会影响生产效率。本实施例中，利用所述模具120b压印所述前驱层120a的步骤中，压印时间在5秒到200秒范围内，例如5秒、40秒、80秒、120秒、160秒或200秒等。

需要说明的是，利用所述模具120b压印所述前驱层120a的步骤中，压强、工艺温度以及时间在合理范围内相互配合，有利于改善所形成导光层121的形貌，并同时获得相应较大的生产效率。

参考图3，对经压印的前驱层120a(如图2所示)进行固化处理。

所述固化处理用于使所述前驱层120a定型固化，以形成所述基层121和所导光结构122。

本实施例中，所述前驱层120a的材料为UV胶，所以对经压印的前驱层120a进行固化处理的步骤包括：通过紫外照射130的方式对经压印的前驱层120a进行固化处理。采用紫外照射130的方式进行固化处理的做法，能够降低压印工艺的工艺温度，有利于降低工艺风险。

本发明其他实施例中，所述前驱层的材料还可以为热固化胶或UV和热双固化胶。所述前驱层材料为热固化胶时，可以通过加热的方式进行固化处理；所述前驱层材料为UV和热双固化胶时，可以通过加热和紫外照射相结合的方式进行固化处理。

参考图4，移除所述模具120b(如图3所示)，以形成所述基层121和所述导光结构122。

移除所述模具120b以获得所述基层121和所述导光结构122，也为油墨层的形成提供工艺空间和工艺基础。

所述基层121用于提供工艺操作基础；此外，本实施例中，所述前驱层120a(如图2所示)还位于所述图像传感器110上，所以所述基层121还用于保护所述图像传感器110，减少压印工艺对所述图像传感器110造成损伤；所述导光结构122用于传导光线，以提高所形成成像模组的透光率。

需要说明的是，所述导光结构122的形状和尺寸会影响所述导光结构122对光线的传导能力，因此会影响所述功能光学膜的透光性，从而影响所形成成像模组的透光性。

具体的，本实施例中，所述导光结构122的形状为圆柱形。本发明其他实施例中，所述导光结构的形状还可以为圆台形或条形。

此外，结合参考图5，示出了图4中方框120c沿A方向的俯视结构示意图。

相邻导光结构122之间的间距P不宜太大也不宜太小。

如果相邻导光结构122之间的间距P太小，则相邻导光结构122之间的空间太小，容易造成平行图像传感器110表面的平面内用于形成油墨层的空间太小，会影响成像模组所呈现的外观颜色；如果相邻导光结构122之间的间距P太大，则平行图像传感器110表面的平面内所述导光结构122密度太小，会影响所述导光层121对光线的传导能力，不利于提高所形成成像模组的透光率。本实施例中，相邻导光结构122之间的间距P在500纳米到100微米范围内。

平行所述图像传感器110(如图4所示)表面的平面内，所述导光结构122的尺寸D不宜太大也不宜太小。

平行所述图像传感器110表面的平面内，如果导光结构122的尺寸D太大，则相邻导光结构122之间的空间太小，容易造成平行图像传感器110表面的平面内用于形成油墨层的空间太小，会影响成像模组所呈现的外观颜色；如果导光结构122的尺寸D太小，则会影响所述导光层121对光线的传导能力，不利于提高所形成成像模组的透光率。本实施例中，平行所述图像传感器110表面的平面内，所述导光结构122的尺寸D在500纳米到100微米范围内。

所以，本实施例中，所述多个导光结构122在所述图像传感器110表面投影面积之和占所述图像传感器110表面积的2％到50％。

继续参考图4，垂直所述图像传感器110表面的方向上，所述导光结构122尺寸H不宜太大也不宜太小。

垂直所述图像传感器110表面的方向上，如果所述导光结构122的尺寸H太小，则会影响后续所形成油墨层的厚度，会影响成像模组所呈现的外观颜色；如果所述导光结构122的尺寸H太大，则容易造成材料浪费、增加工艺难度的问题。本实施例中，垂直所述图像传感器110表面的方向上，所述导光结构122的尺寸H在10微米到150微米范围内。

由于所述导光结构122是通过纳米压印或微米压印工艺所形成的，所以所述导光结构122的尺寸为纳米量级或微米量级，接近光线的波长。所以当所述导光结构122呈现一定形状，并且具有一定的尺寸，所述导光结构122能够提高特定波长光线的透射率，从而实现对所述成像模组透射光线的选择性。

需要说明的是，如图5所示，本实施例中，所述图像传感器110(如图4所示)还包括呈阵列排布的像素单元111(图5中仅示出4个像素单元111)，所述导光结构122与所述像素单元111一一对应，且所述导光结构122位于所述像素单元111相对应的位置。具体的，本实施例中，所述导光结构122与所述像素单元111一一对应，且所述导光结构122在所述图像传感器110表面投影的位置与所述像素单元111的位置相对应。

参考图6，在相邻导光结构122之间填充油墨形成油墨层123。

为了与外观设计相配合，本实施例中，所述油墨层123的颜色为白色或金属色。虽然白色和金属色油墨对光线的散射能力前较强，但是光线在透射所述成像模组时，能够通过所述导光结构122传导，从而降低了油墨层123对光线传播的影响。

形成所述油墨层123的步骤包括：在相邻导光结构122之间填充油墨；对填充后的油墨进行静置处理；对所述油墨进行固化处理，以形成所述油墨层123。

在相邻导光结构122之间填充油墨的步骤包括：通过丝印或喷涂的方式在相邻导光结构122之间填充油墨。本实施例中，通过喷涂的方式在相邻导光结构122之间填充油墨。

所述油墨层123露出所述导光结构122，也就是说沿垂直图像传感器110表面的方向上所述导光结构122贯穿所述油墨层123。所以在填充油墨之后，对填充后的油墨进行静置处理，从而使油墨充分填充于相邻导光结构122之间，以露出所述导光结构122。

静置时间不宜太短。如果静置时间太短，油墨无法充分填充于相邻导光结构122之间，所形成油墨层123表面无法露出所述导光结构122，会影响所述导光结构122的导光能力，不利于提高成像模组的透光率。本实施例中，对填充后的油墨进行静置处理的步骤包括：在填充油墨之后，静置3分钟以上。

需要说明的是，本实施例中，在静置处理的过程中，进行抽真空处理，也就是说，填充后的油墨被静置于负压气氛中。在负压气氛进行所述静置处理，能够有效的驱使油墨中气体的析出，减少所形成油墨层123中混入的气体，降低油墨层123中形成气泡的可能，提高所形成油墨层123的显色效果，改善所形成成像模组的外观颜色。

对油墨进行固化处理的步骤包括：进行烘干处理，以使油墨固化形成所述油墨层123。需要说明的是，进行烘干处理过程中，烘干温度如果太高，容易引起不必要的工艺风险，本实施例中，烘干温度如果太高会增大所述图像传感器110受损的可能；烘干温度如果太低，会延长油墨固化的时间，容易影响生产效率。具体的，进行烘干处理的步骤中，烘干温度在80℃到200℃范围内，例如80℃、120℃、160℃或200℃等。

参考图7至图10，示出了本发明成像模组的形成方法另一实施例各个步骤所对应的结构示意图。

本实施例与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，所述功能光学膜未直接形成于所述图像传感器上。这种做法，能够有效的减少所述图像传感器受损的可能，提高良率。

具体的，参考图7和图8，提供基底200；在所述基底200上形成前驱层(图中未示出)；对所述前驱层进行压印处理，形成所述基层221和所述导光结构222；在相邻导光结构222之间的填充油墨形成所述油墨层223，以构成功能光学膜220，所述功能光学膜220包括所述基层221、所述导光结构222以及所述油墨层223。

所述基底200用于提供工艺操作表面。本实施例中，所述基底200可以为玻璃基底。本发明其他实施例中，所述基底也可以为其他材质的基底。

与直接在所述图像传感器上形成所述功能光学膜的做法相比，采用在基底200上形成所述功能光学膜220的做法，能够有效的避免图像传感器受到损伤的可能，提高良率。

通过压印处理以形成所述功能光学膜220的工艺步骤与前述实施例相同，本发明在此不再赘述。具体的，所述功能光学膜220包括基层221、多个凸起于所述基层221表面的导光结构222以及位于相邻导光结构222之间的油墨层223。所述基层221用于提供工艺平台，也用于连接导光结构222，为所述油墨层223提供机械支撑。

形成所述功能光学膜220之后，如图8所示，移除所述基底200(如图7所示)，露出所述第二面220b。具体的，移除所述基底200的步骤包括：通过激光处理后剥离的方式移除所述基底200。本实施例中，移除所述基底200的步骤包括：进行激光处理，对与基底200相接触的所述功能光学膜220进行加热；之后将所述基底200和所述功能光学膜220相剥离。

所述导光结构222具有背向所述基层221的顶部222a，所述顶部222a的表面为凸面或凹面。也就是说，所述顶部222a的表面凸起于平行所述基层221表面的平面或者所述顶部222a的表面凹设于平行所述基层221表面的平面。

本实施例中，所述成像模组为指纹成像模组，所述顶部222a的表面为凸面，所述顶部构成凸透镜。所以所述导光结构222不仅能够传导光线，提高成像模组的透光率，还能够对投射至手指的光线进行汇聚，从而提高光线的光强和准直性能，提高所获得指纹图像的清晰度。本发明其他实施例中，所述顶部也可以构成具有聚光作用的棱镜。

需要说明的是，本发明其他实施例中，所述顶部的表面也可以为凹面，所述凹面可以构成凹透镜，以适应不同的设计要求。

参考图9，在所述图像传感器210上形成粘附层212。

所述粘附层212用于实现所述图像传感器210和所述功能光学膜220之间的连接。本实施例中，所述粘附层212为UV胶。UV胶具有较好的透光性，能够有效减小粘附层212的形成对成像模组透光率的影响。

需要说明的是，所述粘附层212的厚度不宜太大也不宜太小。如果粘附层212厚度太小，会影响所述功能光学膜220与所述图像传感器210之间连接的强度；如果粘附层212厚度太大，则容易引起材料浪费，增加工艺难度，本实施例中，所述粘附层212的厚度在5微米到15微米范围内，例如5微米、10微米或15微米等。

继续参考图9，将所述功能光学膜220与所述粘附层212相贴合。

将所述功能光学膜220的第一面220a或第二面220b中任意一面与所述粘附层210表面相对贴合，以实现所述功能光学膜220与所述粘附层212的相连。

本实施例中，成像模组为指纹成像模组，所以将所述功能光学膜220与所述粘附层212贴合的步骤包括：将所述第二面220b与所述粘附层212表面相对贴合。由于所述导光结构222的顶部222a构成凸透镜，所以所述导光结构222不仅能够传导光线，提高透光率，还可以汇聚投射至手指的入射光，提高入射光的光强和准直性，从而提高所述指纹成像模组所获得指纹图像的清晰度，改善所获得指纹图像的质量。

需要说明的是，由于所述导光结构222的顶部222a构成凸透镜，所以将所述第二面220b与所述粘附层212表面相对贴合，可以避免机构干涉，防止所述导光结构222的顶部222a受到挤压，使所述顶部222a所形成的凸透镜实现汇聚光线的作用。

结合参考图10，示出了图9中方框220d沿B方向的俯视结构示意图。需要说明的是，图10中省略了油墨层223。

所述图像传感器210(如图9所示)还包括呈阵列排布的像素单元211(图中仅示出了4个像素单元)。本实施例中，多个所述导光结构222与1个像素单元211相对应且多个导光结构222位于所述像素单元211相对应的位置。而且所述像素单元211包括透光区域211a和非透光区域211b，所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影与所述像素单元211的透光区域211a具有重叠。

本实施例中，4个所述导光结构222与1个所述像素单元211相对应。具体的，4个所述导光结构222位于所述像素单元211相对应的位置，也就是说，4个所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影位置与所述像素单元221的位置相对应。其中，3个所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影位置与所述透光区域211a的位置相对应，也就是说，3个所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影与所述透光区域211a重叠。

相应的，本发明还提供一种成像模组，参考图4至图6，示出了本发明成像模组一实施例的结构示意图。图6是图4所对应的剖面结构示意图，图5是图4中方框120c沿A方向的俯视结构示意图。

所述成像模组包括：

图像传感器110，用于感测图像；功能光学膜120，位于所述图像传感器110上，包括基层121，凸起于所述基层121表面的多个导光结构122，以及位于所述导光结构122之间且露出所述导光结构122的油墨层123。

所述图像传感器110用于获取图像。本实施例中，所述成像模组为指纹成像模组，所以所述图像传感器110，用于采集经手指反射所形成的反射光以形成指纹图像。具体的，所述图像传感器为薄膜光学式传感器。本发明其他实施例中，所述图像传感器也可以为其他类型的图像传感器。

所述功能光学膜120用于使所形成的成像模组呈现一定的外观颜色，还用于传导光线以提高所述成像模组的透光率。所述功能光学膜120包括基层121、所述导光结构122以及所述油墨层123。所述基层121用于提供工艺基础并连接所述多个导光结构122；所述导光结构122用于传导光线，以提高透光率。

光线能够在所述基层121和所述导光结构122中传播，而且所述导光结构122沿垂直图像传感器110表面的方向上贯穿所述油墨层123，因此光线能够经所述导光结构122传导而透射所述功能光学膜120。与油墨层123相比，所述功能光学膜120的透光率更高。所以所述功能光学膜120的设置，既能够使所形成的成像模组呈现一定的外观颜色，还可以有效的提高所形成成像模组的透光率。

需要说明的是，所述功能光学膜120的厚度不宜太大也不宜太小。如果所述功能光学膜120的厚度太小，则油墨层123的厚度也会较小，难以使所形成成像模组呈现一定的外观颜色；如果所述功能光学膜120的厚度太大，则容易造成材料浪费，增加工艺难度的问题。本实施例中，所述功能光学膜120的厚度在10微米到150微米范围内，例如10微米、25微米、50微米、75微米、100微米、125微米或150微米等。

具体的，所述基层121和所述导光结构122的材料为UV胶、热固化胶或者UV和热双固化胶。本实施例中，所述基层121和所述导光结构122的材料为UV胶。

需要说明的是，所述导光结构122的形状和尺寸会影响所述导光结构122对光线的传导能力，因此会影响所述功能光学膜120的透光性，从而影响所形成成像模组的透光性。

具体的，本实施例中，所述导光结构122的形状为圆柱形。本发明其他实施例中，所述导光结构的形状还可以为圆台形或条形。

此外，结合参考图5，示出了图4中方框120c沿A方向的俯视结构示意图。

相邻导光结构122之间的间距P不宜太大也不宜太小。

如果相邻导光结构122之间的间距P太小，则相邻导光结构122之间的空间太小，容易造成平行图像传感器110表面的平面内用于形成油墨层123的空间太小，会影响成像模组所呈现的外观颜色；如果相邻导光结构122之间的间距P太大，则平行图像传感器110表面的平面内所述导光结构122密度太小，会影响所述导光层121对光线的传导能力，不利于提高所形成成像模组的透光率。本实施例中，相邻导光结构122之间的间距P在500纳米到100微米范围内。

平行所述图像传感器110(如图4所示)表面的平面内，所述导光结构122的尺寸D不宜太大也不宜太小。

平行所述图像传感器110表面的平面内，如果导光结构122的尺寸D太大，则相邻导光结构122之间的空间太小，容易造成平行图像传感器110表面的平面内用于形成油墨层的空间太小，会影响成像模组所呈现的外观颜色；如果导光结构122的尺寸D太小，则会影响所述导光层121对光线的传导能力，不利于提高所形成成像模组的透光率。本实施例中，平行所述图像传感器表面的平面内，所述导光结构的尺寸D在500纳米到100微米范围内。

所以，本实施例中，所述多个导光结构122在所述图像传感器110表面投影面积之和占所述图像传感器110表面积的2％到50％。

继续参考图4，垂直所述图像传感器110表面的方向上，所述导光结构122尺寸H不宜太大也不易太小。

垂直所述图像传感器110表面的方向上，如果所述导光结构122的尺寸H太小，则会影响油墨层123的厚度，会影响成像模组所呈现的外观颜色；如果所述导光结构122的尺寸H太大，则容易造成材料浪费、增加工艺难度的问题。本实施例中，垂直所述图像传感器110表面的方向上，所述导光结构122的尺寸H在10微米到150微米范围内。

由于所述导光结构122的尺寸为纳米量级或微米量级，接近光线的波长。所以当所述导光结构122呈现一定形状，并且具有一定的尺寸，所述导光结构122能够对特定波长光线形成全反射，增加该波长光线的透射率，从而实现对所述成像模组透射光线的选择性。

需要说明的是，如图5所示，本实施例中，所述图像传感器110(如图4所示)还包括呈阵列排布的像素单元111(图5中仅示出4个像素单元111)，所述导光结构122与所述像素单元111一一对应，且所述导光结构122位于所述像素单元111相对应的位置。

具体的，本实施例中，所述导光结构122与所述像素单元111一一对应，且所述导光结构122在所述图像传感器110表面投影的位置与所述像素单元111的位置相对应。

所述油墨层123用于使所述成像模组呈现一定的外观颜色。

为了与外观设计相配合，本实施例中，所述油墨层123的颜色为白色或金属色。虽然白色和金属色油墨对光线的散射能力前较强，但是光线在透射所述成像模组时，能够通过所述导光结构122传导，从而降低了油墨层123对光线传播的影响。

参考图9和图10，示出了本发明成像模组另一实施例的结构示意图。图10是图9中方框220d沿B方向的俯视结构示意图。

本实施例与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述，本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中所述功能光学膜220未直接形成于所述图像传感器上，而是通过粘附层212贴合在所述图像传感器210上。

与直接在所述图像传感器上形成所述功能光学膜的做法相比，通过粘附层使所述功能光学膜贴合在所述图像传感器上的做法，能够有效的降低所述图像传感器受到损伤的可能，提高良率。

具体的，如图9所示，所述成像模组还包括：位于所述功能光学膜220和所述图像传感器210之间的粘附层212。

所述粘附层212用于实现所述图像传感器210和所形成功能光学膜220之间的连接。本实施例中，所述粘附层212为UV胶。UV胶具有较好的透光性，能够有效的减小粘附层212的形成对成像模组透光率的影响。

所述粘附层212的厚度不宜太大也不宜太小，如果粘附层212厚度太小，会影响所述功能光学膜220与所述图像传感器210之间连接的强度；如果粘附层212厚度太大，则容易引起材料浪费，增加工艺难度，本实施例中，所述粘附层212的厚度5微米到15微米范围内，例如5微米、10微米或15微米等。

本实施例中，所述功能光学膜220包括基层221、导光结构222以及油墨层223。所述基层221用于提供工艺平台，也用于连接导光结构222，从而为油墨层223提供机械支撑。

此外，本实施例中，所述导光结构222具有背向所述基层221的顶部222a，所述顶部222a的表面为凸面或凹面。也就是说，所述顶部222a的表面凸起于平行所述基层221表面的平面或者所述顶部222a的表面凹设于平行所述基层221表面的平面。

本实施例中，所述成像模组为指纹成像模组，所述顶部222a的表面为凸面，所述顶部222a构成凸透镜。所以所述导光结构222不仅能够传导光线，提高成像模组的透光率，还能够对投射至手指的光线进行汇聚，从而提高光线的光强和准直性能，提高所获得指纹图像的清晰度。本发明其他实施例中，所述顶部也可以构成具有聚光作用的棱镜。

需要说明的是，本发明其他实施例中，所述顶部的表面也可以为凹面，所述凹面可以构成凹透镜，以适应不同的设计要求。

如图9所述，所述功能光学膜220包括露出所述油墨层223的第一面220a以及与所述第一面220a相背的第二面220b；所述功能光学膜220的第二面220a与所述粘附层212相对贴合，实现所述功能光学膜220与所述粘附层212的相连。

由于所述导光结构222的顶部222a构成凸透镜，所以所述导光结构222不仅能够传导光线，提高透光率，还可以汇聚投射至手指的入射光，提高入射光的光强和准直性，从而提高所述指纹成像模组所获得指纹图像的清晰度，改善所获得指纹图像的质量。

需要说明的是，由于所述导光结构222的顶部222a构成凸透镜，所以所述第二面220a与所述粘附层212表面相对贴合的设置还可以避免机构干涉，防止所述导光结构222的顶部222a受到挤压，并且使所述顶部222a所形成的凸透镜实现汇聚光线的作用。

结合参考图10，需要说明的是，图10中省略了油墨层223。

所述图像传感器210(如图9所示)还包括呈阵列排布的像素单元211(图中仅示出了4个像素单元)。本实施例中，多个所述导光结构222与1个像素单元211相对应且多个导光结构222位于所述像素单元211相对应的位置。而且所述像素单元211包括透光区域211a和非透光区域211b，所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影与所述像素单元211的透光区域211a具有重叠。

本实施例中，4个所述导光结构222与1个所述像素单元211相对应。具体的，4个所述导光结构222位于所述像素单元211相对应的位置，也就是说，4个所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影位置与所述像素单元221的位置相对应。其中，3个所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影位置与所述透光区域211a的位置相对应，也就是说，3个所述导光结构222在所述图像传感器210表面的投影与所述透光区域211a重叠。

相应的，本发明还提供一种指纹识别装置。

参考图11，示出了本发明指纹识别装置一实施例的结构示意图。

所述指纹识别装置包括：

光源(图中未示出)，用于产生入射光301；本发明所提供的成像模组，位于所述光源的一侧，用于透射所述入射光301，还用于接收带有指纹信息的反射光302并根据所述反射光302获得指纹图像。

所述光源用于产生入射光301。本实施例中，所述光源为面光源，包括发光二极管以及导光板。本发明其他实施例中，所述光源也可以为点光源或线光源等其他形式的光源。

所述成像模组为本发明所提供的成像模组，具体技术方案参考前述成像模组的实施例，本发明在此不再赘述。

所述成像模组包括图像传感器310，用于感测图像；以及功能光学膜320，位于所述图像传感器320上，包括基层321，凸起于所述基层321表面的多个导光结构322，以及位于所述导光结构322之间且露出所述导光结构322的油墨层323。

光源产生的入射光301透射所述图像传感器310，经所述功能光学膜320的透射投射至手指300；在手指300表面反射形成带有指纹信息的反射光302；所述反射光302投射至图像传感器310；所述图像传感器310接收所述反射光302，并根据所述反射光302获得指纹图像。

需要说明的是，为了减小所述指纹识别装置的体积，提高所述指纹识别装置的集成度，本实施例中，所述图像传感器310为薄膜光学式图像传感器。

由于所述功能光学膜320的透光性较好，投射至手指300表面的入射光301的光强较大，经手指反射所形成反射光302的光强也相应较大；此外，投射至图像传感器310反射光302的光强也较大，也就是说，所述图像传感器310所接受反射光302的光强较大，有利于改善所获得指纹图像的质量。

具体的，所述功能光学膜320包括露出所述油墨层323的第一面320a以及与所述第一面相背的第二面320b；所述第二面320b朝向所述光源。所以如图11所示，入射光301沿从第二面320b指向第一面310a方向透射所述功能光学膜320，从而使尽可能多的入射光能够透射所述功能光学膜320，提高所述功能光学膜320的透光性，以改善所获得指纹图像的质量。

需要说明的是，本实施例中，所述油墨层323的颜色为白色或金属色，以适应所述指纹识别装置的外观设计。虽然白色和金属色油墨对光线的散射能力前较强，但是光线在透射所述功能光学膜320时，能够通过所述导光结构322传导，从而降低了油墨层323对光线传播的影响，有利于提高所获得指纹图像的清晰度。

综上，本发明通过在图像传感器上设置功能光学膜，所述功能光学膜包括基层、凸起于基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层。沿垂直所述图像传感器表面的方向上，所述导光结构贯穿所述油墨层，因此光线可以通过所述导光结构透射所述功能光学膜，而不受到油墨层的影响。所以与油墨层相比，所述功能光学膜的透光性能更好。所以所述功能光学膜的设置能够有效的提高所述成像模组的透光率，改善所获得图像的质量。

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 (28)

1.一种成像模组，其特征在于，包括：

图像传感器，用于感测图像；

功能光学膜，位于所述图像传感器上，包括基层，凸起于所述基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层；所述导光结构具有背向所述基层的顶部，所述顶部表面为凸面或凹面；所述成像模组为指纹成像模组，当所述导光结构的顶部表面为凸面时，所述顶部构成凸透镜或棱镜。

2.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述功能光学膜的厚度在10微米到150微米范围内。

3.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述基层和所述导光结构的材料为UV胶、热固化胶或者UV和热双固化胶。

4.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，相邻导光结构之间的间距在500纳米到100微米范围内。

5.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，平行所述图像传感器表面的平面内，所述导光结构的尺寸在500纳米到100微米范围内。

6.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，垂直所述图像传感器表面的方向上，所述导光结构的尺寸在10微米到150微米范围内。

7.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述多个导光结构在所述图像传感器表面的投影面积之和占所述图像传感器表面积的2％到50％。

8.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述导光结构的形状为圆柱形、圆台形或条形。

9.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述图像传感器包括呈阵列排布的像素单元；

所述导光结构与所述像素单元一一对应且所述导光结构位于所述像素单元相对应的位置；

或者多个所述导光结构与1个像素单元相对应且多个导光结构位于所述像素单元相对应的位置。

10.如权利要求9所述的成像模组，其特征在于，所述像素单元包括透光区域；

所述导光结构在所述图像传感器表面的投影与所对应像素单元的透光区域具有重叠。

11.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括：位于所述功能光学膜和所述图像传感器之间的粘附层。

12.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：

光源，用于产生入射光；

如权利要求1至权利要求11任一项权利要求所述的成像模组，位于所述光源的一侧，用于透射所述入射光，还用于接收带有指纹信息的反射光并根据所述反射光获得指纹图像。

13.如权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述功能光学膜包括露出所述油墨层的第一面以及与所述第一面相背的第二面；

所述第二面朝向所述光源。

14.如权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述图像传感器为薄膜光学式图像传感器。

15.如权利要求12所述的指纹识别装置，其特征在于，所述油墨层的颜色为白色或金属色。

16.一种成像模组的形成方法，其特征在于，包括：

提供图像传感器；

在所述图像传感器上形成功能光学膜，所述功能光学膜包括基层，凸起于所述基层表面的多个导光结构，以及位于所述导光结构之间且露出所述导光结构的油墨层；所述导光结构具有背向所述基层的顶部，所述顶部表面为凸面或凹面；所述成像模组为指纹成像模组，当所述导光结构的顶部表面为凸面时，所述顶部构成凸透镜或棱镜。

17.如权利要求16所述的形成方法，其特征在于，形成功能光学膜的步骤包括：提供基底；

在所述基底上形成前驱层；

对所述前驱层进行压印处理，形成所述基层和所述导光结构；

在相邻导光结构之间的填充油墨形成所述油墨层，以构成功能光学膜，所述功能光学膜包括所述基层、所述导光结构以及所述油墨层；

移除所述基底；

在所述图像传感器上形成粘附层；

将所述功能光学膜与所述粘附层相贴合。

18.如权利要求16所述的形成方法，其特征在于，形成功能光学膜的步骤包括：

在所述图像传感器上形成前驱层；

对所述前驱层进行压印处理，形成所述基层和所述导光结构；

在相邻导光结构之间填充油墨形成所述油墨层。

19.如权利要求17或18所述的形成方法，其特征在于，对所述前驱层进行压印处理的步骤包括：

提供模具；

利用所述模具压印所述前驱层，形成所述基层以及凸起于基层表面的导光结构；

对经压印的前驱层进行固化处理；

移除所述模具，以形成所述基层和所述导光结构。

20.如权利要求19所述的形成方法，其特征在于，利用所述模具压印所述前驱层的步骤中，压强在0.01MPa到0.6MPa范围内，工艺温度在-30℃到80℃范围内，压印时间在5秒到200秒范围内。

21.如权利要求19所述的形成方法，其特征在于，对经压印的前驱层进行固化处理的步骤包括：通过紫外照射或者加热或者紫外照射与加热相结合的方式对经压印的前驱层进行固化处理。

22.如权利要求17或18所述的形成方法，其特征在于，形成所述前驱层的步骤中，所述前驱层的厚度的10微米到150微米范围内。

23.如权利要求17或18所述的形成方法，其特征在于，进行压印处理的步骤包括：采用纳米压印或微米压印的方式进行所述压印处理。

24.如权利要求17或18所述的形成方法，其特征在于，形成所述油墨层的步骤包括：

在相邻导光结构之间填充油墨；

对填充后的油墨进行静置处理；

对油墨进行固化处理，以形成所述油墨层。

25.如权利要求24所述的形成方法，其特征在于，在相邻导光结构之间填充油墨的步骤包括：通过丝印或喷涂的方式在相邻导光结构之间填充油墨。

26.如权利要求24所述的形成方法，其特征在于，对填充后的油墨进行静置处理的步骤包括：在填充油墨之后，静置3分钟以上。

27.如权利要求24所述的形成方法，其特征在于，对油墨进行固化处理的步骤包括：进行烘干处理，以使油墨固化形成所述油墨层。

28.如权利要求27所述的形成方法，其特征在于，进行烘干处理的步骤中，烘干温度在80℃到200℃范围内。

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