CN110738074A - 光学指纹传感器模组及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学指纹传感器模组及其形成方法，其中光学指纹传感器模组包括：光学指纹传感器；位于光学指纹传感器上的盖板，所述盖板包括盖板基体和位于盖板基体表面分立的若干凸起，所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同。所述光学指纹传感器模组的指纹成像质量得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及光学指纹识别领域，尤其涉及一种光学指纹传感器模组及其形成方法。
背景技术
指纹成像识别技术，是通过光学指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹成像识别技术已经大量应用于各个领域，如公安局和海关等安检领域、楼宇的门禁系统、以及个人电脑和手机等消费品领域等。
指纹成像识别技术的成像方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术。相对来说，光学指纹成像识别技术成像效果相对较好，设备成本相对较低。
然而，现有的光学指纹传感器模组的性能有待提高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种光学指纹传感器模组及其形成方法，以提高指纹成像质量。
为解决上述问题，本发明提供一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器；位于光学指纹传感器上的盖板，所述盖板包括盖板基体和位于盖板基体表面分立的若干凸起，所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同。
可选的，所述若干凸起投影在盖板基体表面的面积之和与盖板基体表面面积之比为50％～98％。
可选的，所述凸起的高度为0.2微米至3微米。
可选的，所述凸起的形状包括圆柱形、圆台形或条形。
可选的，所述凸起具有背向所述光学指纹传感器的凸起顶部，所述凸起顶部的表面为凸面。
可选的，所述凸起呈矩阵式排列。
可选的，对于沿第一方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第一间距；对于沿第二方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第二间距；所述第一间距与所述第二间距相等。
可选的，所述凸起在第一方向为行排列，所述凸起在第二方向为列排列；相邻两行凸起之间相互错位，且相邻两列凸起之间相互错位。
可选的，对于相邻的两行凸起，一行凸起分别位于另一行凸起中相邻两个凸起的中线上；对于相邻的两列凸起，一列凸起分别位于另一列凸起中相邻两个凸起的中线上。
可选的，对于沿第一方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第一间距；对于沿第二方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第二间距；所述第一间距为第二间距的
倍，或者，第二间距为第一间距的
倍。
可选的，所述盖板的材料包括玻璃。
本发明还提供一种光学指纹传感器模组的形成方法，包括：提供光学指纹传感器；在光学指纹传感器上设置盖板，所述盖板包括盖板基体和位于盖板基体表面分立的若干凸起，所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同。
可选的，所述盖板的形成方法包括：提供初始盖板；在初始盖板上形成掩膜层，所述掩膜层中具有若干分立的开口，各开口的形状相同，所述开口沿第一方向等间距排列，且所述开口沿第二方向等间距排列；以所述掩膜层为掩膜刻蚀开口底部的部分厚度的初始盖板，使初始盖板形成所述盖板；去除所述掩膜层。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案提供的光学指纹传感器模组中，若干凸起的存在使得盖板的外表面(即盖板朝向用户眼睛的表面)呈哑光表面，以增加盖板的外表面漫反射程度，避免用户眼睛在某些角度接受外表面反射的光过强，从而改善用户眼睛的视角感受。所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同，因此所述若干凸起分布均匀且各凸起之间的差异较小，这样若干凸起对同样角度光线的折射情况差异较小，光学指纹传感器的成像清晰，提高指纹成像质量。
附图说明
图1是一种光学指纹传感器模组的结构示意图；
图2是本发明一实施例中光学指纹传感器模组的结构示意图；
图3为图2中一种盖板的俯视图；
图4为图2中另一种盖板的俯视图；
图5为图2中又一种盖板的俯视图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术形成的光学指纹传感器模组的性能较差。
一种光学指纹传感器模组，请参考图1，包括：光学指纹传感器110；位于光学指纹传感器110上的盖板120，所述盖板120具有背向光学指纹传感器110的外表面，所述外表面呈哑光表面。
所述盖板120的外表面呈哑光表面，具体的，盖板120的外表面具有若干凸起121，以增加外表面漫反射程度，避免用户眼睛在某些角度接受外表面反射的光过强，从而改善用户眼睛的视角感受。
所述盖板120的形成步骤包括：提供初始盖板，所述初始盖板具有待刻蚀表面；在所述初始盖板的待刻蚀表面喷洒玻璃粉；之后，刻蚀待刻蚀表面，使初始盖板形成盖板120。
玻璃粉被喷洒在待刻蚀表面后，玻璃粉在待刻蚀表面的表面分布均匀性较差，且各玻璃粉的形状也具有一定的差异，因此导致形成盖板120后，所述凸起121的形状不均匀，凸起121类似小的凸透镜。从光源发射出的光经过手指的反射后，光线经过凸起121后将光线1改变为光线2。而由于各凸起121的形状差异较大，因此若干形状差异较大的凸起121对光线折射情况差异较大，导致光学指纹传感器110的成像模糊，降低指纹成像质量。
在此基础上，本发明提供一种光学指纹传感器模组，包括：光学指纹传感器；位于光学指纹传感器上的盖板，所述盖板包括盖板基体和位于盖板基体表面分立的若干凸起，所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同。所述光学指纹传感器模组的指纹成像质量得到提高。
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。
本说明书中的上下关系，是以将光学指纹传感器模组放置在用户眼睛下方进行定义的。当光学指纹传感器模组放置在用户眼睛下方，且盖板朝向用户眼睛时，如果说一个结构位于另一个结构的上方，则说明这个结构比另一个结构更加靠近用户眼睛，在此一并说明。
本实施例提供一种光学指纹传感器模组，请结合参考图2、图3、图4和图5，包括：
光学指纹传感器200；
位于光学指纹传感器200上的盖板250，所述盖板250包括盖板基体251和位于盖板基体251表面分立的若干凸起252，所述凸起252沿第一方向等间距排列，且所述凸起252沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起252的形状相同。
所述盖板250的材料包括玻璃。
所述盖板基体251位于光学指纹传感器200和所述若干凸起252之间。
所述盖板基体251和凸起252一体成型。
所述盖板250的作用包括：保护光学指纹传感器200。
所述若干凸起252投影在盖板基体251表面的面积之和与盖板基体251表面面积之比(占空比)为50％～98％，如98％、90％、80％、70％、60％或50％。所述占空比选择该范围的意义在于：若所述占空比过小，则手指滑动不流畅，影响用户使用手感；若所述占空比过大，则相邻的凸起252之间的距离过小，从手指反射的光线容易经过凸起252，光线的传播方向受到凸起252的影响，影响指纹图像质量。
在一种情况下，从手指反射后的光线通过相邻凸起252之间的空隙而入射至盖板基体251，之后达到光学指纹传感器200，这样能够较大程度的提高指纹图像质量。
需要说明的是，在计算所述若干凸起252投影在盖板基体251表面的面积之和与盖板基体251表面面积之比的过程中，盖板基体251表面面积指的是：盖板基体251朝向光学指纹传感器200的表面积，或者盖板基体251背向光学指纹传感器200的表面积，例如，参考图3，当盖板基体251的长度为a，宽度为b时，盖板基体251表面的面积为a*b。
本实施例中，所述凸起252的高度为0.2微米至3微米。所述凸起252的高度大于3微米，则导致对工艺的要求较高，难以做到各个凸起252之间形状相同且高度一致；若所述凸起252的高度小于0.2微米，则导致手指触摸到盖板250表面的手感较差，具体的，手指容易接触到相邻凸起252之间的盖板基体251表面，导致手指与盖板250的接触面积较大，手感粗糙。
所述凸起的形状包括圆柱形、圆台形或条形。本实施例中，以所述凸起252的形状为圆柱形为示例进行说明。
当所述凸起252的形状为圆柱形时，所述凸起252的径向尺寸为20微米～100微米。若所述凸起252的径向尺寸过大，会导致人眼可以看出凸起252，造成视觉上的摩尔纹(Morie)；若所述凸起252的径向尺寸过小，会导致在工艺上各凸起252的形状差异较大，难以形成均匀的凸起252，具体的，在刻蚀初始盖板以形成凸起252的过程中，掩膜层容易脱落，导致凸起252形状发生变化。
所述凸起252沿盖板基体表面法线方向的两端分别具有凸起顶部和凸起底部，所述凸起底部与盖板基体251接触，所述凸起顶部背向所述光学指纹传感器。所述凸起顶部的表面为凸面，好处包括：使得手指与凸起252之间的接触面为光滑球面，使得手指在盖板250表面滑动时更加流畅。
在其它实施例中，凸起顶部的表面为平面。
对于沿第一方向X排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第一间距；对于沿第二方向Y排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第二间距；所述第一间距与所述第二间距相等或不等。
第一间距为20微米～30微米，第二间距为20微米～30微米。
参考图3，凸起252a呈矩阵式排列。
图3中，第一间距L1与第二间距L2相等，好处包括：可以使得凸起252a分布更加均匀，提升图像质量。
当凸起252a呈矩阵式排列时，第一间距和第二间距可以不相等。
参考图4，凸起252b在第一方向X为行排列，凸起252b在第二方向Y为列排列；相邻两行凸起252b之间相互错位，且相邻两列凸起252b之间相互错位。
参考图4，对于相邻的两行凸起252b，一行凸起252b分别位于另一行凸起252b中相邻两个凸起252b的中线上；对于相邻的两列凸起252b，一列凸起252b分别位于另一列凸起252b中相邻两个凸起252b的中线上。好处包括：凸起252b分布均匀，手指在盖板250表面滑动更加流畅，尤其是手指在盖板250表面沿与第一方向X和第二方向Y均呈一定角度的方向滑动时，手感更加流畅，且图像质量更加清晰。
在其它实施例中，对于相邻的两行凸起，一行凸起可以不位于另一行凸起中相邻两个凸起的中线上；对于相邻的两列凸起，一列凸起可以不位于另一列凸起中相邻两个凸起的中线上。
参考图4，对于沿第一方向X排列的凸起252b，相邻的两个凸起252b之间的距离为第一间距L3，对于沿第二方向Y排列的凸起252b，相邻的两个凸起252b之间的距离为第二间距L4，所述第一间距L3为第二间距L4的
倍。
参考图5，凸起252c在第一方向X为行排列，凸起252c在第二方向Y为列排列；相邻两行凸起252c之间相互错位，且相邻两列凸起252c之间相互错位。
参考图5，对于相邻的两行凸起252c，一行凸起252c分别位于另一行凸起252c中相邻两个凸起252c的中线上；对于相邻的两列凸起252c，一列凸起252c分别位于另一列凸起252c中相邻两个凸起252c的中线上。
参考图5，对于沿第一方向X排列的凸起252c，相邻的两个凸起252c之间的距离为第一间距L5，对于沿第二方向Y排列的凸起252c，相邻的两个凸起252c之间的距离为第二间距L6，第二间距L6为第一间距L5的
倍。
本实施例中，若干凸起252的存在使得盖板250的外表面(即盖板250朝向用户眼睛的表面)呈哑光表面，以增加盖板250的外表面漫反射程度，避免用户眼睛在某些角度接受外表面反射的光过强，从而改善用户眼睛的视角感受。
其次，所述凸起252沿第一方向等间距排列，且所述凸起252沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起252的形状相同，因此所述若干凸起252分布均匀且各凸起252之间的差异较小，这样若干凸起252对同样角度光线的折射情况差异较小，光学指纹传感器200的成像清晰，提高指纹成像质量。
所述光学指纹传感器模组还包括：光源，用于产生入射光，所述光源位于光学指纹传感器200下方。所述入射光透射至手指，经过手指反射形成携带有指纹信息的反射光。
本实施例中，所述光源可以为面光源，具体的，所述光源包括发光二极管和导光板。在其它实施例中，所述光源为点光源或线光源。
所述光学指纹传感器200用于采集经过手指反射后所形成的反射光以形成指纹图像。
所述光学指纹传感器200包括传感器透光基板201和位于所述传感器透光基板201表面的指纹感测电路层202。所述传感器透光基板201的材料可以为玻璃或者塑料基板，塑料基板包括PI基板或PET基板。
所述光学指纹传感器模组还包括：位于光学指纹传感器200和所述盖板250之间的油墨层220，所述油墨层220用于改变光学指纹传感器模组的外观颜色。
所述光学指纹传感器模组还包括：位于油墨层220与所述盖板250之间的粘结层230，所述粘结层230用于将盖板250与盖板250下方的膜层粘结在一起。本实施例中，所述粘结层230将盖板250与油墨层220粘结在一起。
相应的，本实施例还提供一种光学指纹传感器模组的形成方法，包括：提供光学指纹传感器200；在光学指纹传感器200上设置盖板250，所述盖板250包括盖板基体251和位于盖板基体251表面分立的若干凸起252，所述凸起252沿第一方向等间距排列，且所述凸起252沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起252的形状相同。
所述盖板250的形成方法包括：提供初始盖板；在初始盖板上形成掩膜层，所述掩膜层中具有若干分立的开口，各开口的形状相同，所述开口沿第一方向等间距排列，且所述开口沿第二方向等间距排列，所述开口用于定于凸起252的位置；以所述掩膜层为掩膜刻蚀开口底部的部分厚度的初始盖板，使初始盖板形成所述盖板；去除所述掩膜层。
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 (13)
1.一种光学指纹传感器模组，其特征在于，包括：
光学指纹传感器；
位于光学指纹传感器上的盖板，所述盖板包括盖板基体和位于盖板基体表面分立的若干凸起，所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同。
2.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述若干凸起投影在盖板基体表面的面积之和与盖板基体表面面积之比为50％～98％。
3.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述凸起的高度为0.2微米至3微米。
4.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述凸起的形状包括圆柱形、圆台形或条形。
5.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述凸起具有背向所述光学指纹传感器的凸起顶部，所述凸起顶部的表面为凸面。
6.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述凸起呈矩阵式排列。
7.根据权利要求6所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，对于沿第一方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第一间距；对于沿第二方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第二间距；所述第一间距与所述第二间距相等。
8.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述凸起在第一方向为行排列，所述凸起在第二方向为列排列；相邻两行凸起之间相互错位，且相邻两列凸起之间相互错位。
9.根据权利要求8所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，对于相邻的两行凸起，一行凸起分别位于另一行凸起中相邻两个凸起的中线上；对于相邻的两列凸起，一列凸起分别位于另一列凸起中相邻两个凸起的中线上。
10.根据权利要求9所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，对于沿第一方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第一间距；对于沿第二方向排列的凸起，相邻的两个凸起之间的距离为第二间距；所述第一间距为第二间距的
倍，或者，第二间距为第一间距的
倍。
11.根据权利要求1所述的光学指纹传感器模组，其特征在于，所述盖板的材料包括玻璃。
12.一种光学指纹传感器模组的形成方法，其特征在于，包括：
提供光学指纹传感器；
在光学指纹传感器上设置盖板，所述盖板包括盖板基体和位于盖板基体表面分立的若干凸起，所述凸起沿第一方向等间距排列，且所述凸起沿第二方向等间距排列，第一方向垂直于第二方向，各凸起的形状相同。
13.根据权利要求12所述的光学指纹传感器模组的形成方法，其特征在于，所述盖板的形成方法包括：提供初始盖板；在初始盖板上形成掩膜层，所述掩膜层中具有若干分立的开口，各开口的形状相同，所述开口沿第一方向等间距排列，且所述开口沿第二方向等间距排列；以所述掩膜层为掩膜刻蚀开口底部的部分厚度的初始盖板，使初始盖板形成所述盖板；去除所述掩膜层。
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