CN110770745A - 光学指纹装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光学指纹装置和电子设备，能够将光学指纹装置的厚度减薄。该光学指纹装置用于设置在OLED显示屏的下方，包括电路板、重布线层、指纹芯片；电路板设置于指纹芯片的下方；重布线层设置于电路板和指纹芯片之间，重布线层包括第一焊盘；指纹芯片包括第二焊盘、导电通孔结构、驱动电路和呈阵列式分布的多个光学感应单元，光学感应单元用于接收光线照射到OLED显示屏上方的手指形成的并穿过OLED显示屏的光信号，并且将光信号转换为相应的电信号；多个光学感应单元通过驱动电路电连接至第二焊盘，第二焊盘设置于指纹芯片的上表面，导电通孔结构设置于指纹芯片内部且连通第一焊盘和第二焊盘，重布线层与电路板电连接。

Description

光学指纹装置和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及一种光学指纹装置和电子设备。

背景技术

伴随着科学技术的进步以及用户需求的逐步提升，电子设备的集成度越来越高。为了适应这种发展趋势，电子设备当中使用的各类元件、器件也面临着向集成度更高、体积更小、标准化程度更高的方向转变。

光学指纹装置作为具有光学指纹识别功能的电子设备的重要组成部分，受其封装方式的影响，其厚度受到了很大的限制，从而很难减小其体积。因此，如何减小光学指纹装置的厚度，给电子设备厂商带来更大的整机结构设计空间，是一个亟待解决的技术问题。

申请内容

本申请实施例提供一种光学指纹装置和电子设备，能够将光学指纹装置的厚度减薄。

第一方面，提供了一种光学指纹装置，应用于具有有机发光二极管OLED显示屏的电子设备，其特征在于，所述光学指纹装置用于设置在所述OLED显示屏的下方，所述光学指纹装置包括电路板、重布线层、指纹芯片；其中，

所述电路板设置于所述指纹芯片的下方；

所述重布线层设置于所述电路板和所述指纹芯片之间，所述重布线层包括第一焊盘；

所述指纹芯片包括第二焊盘、导电通孔结构、驱动电路和呈阵列式分布的多个光学感应单元，其中，

所述光学感应单元用于接收光线照射到所述OLED显示屏上方的手指形成的并穿过所述OLED显示屏的光信号，并且将所述光信号转换为相应的电信号；所述多个光学感应单元通过所述驱动电路电连接至所述第二焊盘，所述第二焊盘设置于所述指纹芯片的上表面，所述导电通孔结构设置于所述指纹芯片内部且连通所述第一焊盘和所述第二焊盘，所述重布线层与所述电路板电连接，以将所述多个光学感应单元转换得到的电信号传输至所述电路板。

本申请实施例的光学指纹装置中，设置于指纹芯片内部的导电通孔结构连通位于指纹芯片上表面的第二焊盘和位于指纹芯片下方的第一焊盘，从而可以避免在指纹芯片外部设置连接指纹芯片上表面焊盘和指纹芯片下表面焊盘的封装焊线，克服封装焊线的线弧高度对光学指纹装置厚度的影响，指纹芯片可以做到更薄，进而能够提升光学指纹装置的性能。

在一些可能的实现方式中，所述多个光学感应单元设置于所述指纹芯片的器件层。

在一些可能的实现方式中，所述光学指纹装置还包括：

电连接层，其中，所述电连接层设置于所述重布线层与所述电路板之间，所述重布线层通过所述电连接层与所述电路板电连接。

在一些可能的实现方式中，所述电连接层为金属层或者异方性导电胶(Anisotropic Conductive Film，ACF)层。

在一些可能的实现方式中，所述金属层包括以下中的至少一层：

铜层、锡层、金层、合金层。

在一些可能的实现方式中，所述导电通孔结构的侧壁与所述指纹芯片的下表面之间的夹角范围为45度～90度。

在一些可能的实现方式中，所述导电通孔结构垂直于所述指纹芯片的下表面的截面为矩形或者倒梯形。

在一些可能的实现方式中，所述导电通孔结构与所述指纹芯片之间通过第一绝缘层电隔离。

在一些可能的实现方式中，所述重布线层与所述指纹芯片之间通过第二绝缘层电隔离，所述第一焊盘贯穿所述第二绝缘层，以与所述导电通孔结构电连接。

在一些可能的实现方式中，所述第一焊盘突出所述第二绝缘层的高度小于或者等于5μm。

在一些可能的实现方式中，所述光学指纹装置还包括：

微透镜阵列和至少一层阻光层，其中，所述至少一层阻光层设置于所述指纹芯片的上方，所述微透镜阵列设置于所述至少一层阻光层的上方，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，所述微透镜单元的曲率在不同方向上相同，所述阻光层包括多个通光小孔，所述微透镜阵列用于将特定方向的光信号汇聚至所述多个通光小孔，且将非特定方向光信号汇聚至所述阻光层的阻光区域，其中，所述特定方向光信号通过所述多个通光小孔传输至所述光学感应单元。

在一些可能的实现方式中，所述光学指纹装置还包括：

特定波段滤光层、透明光学胶层和彩色滤光层，其中，所述特定波段滤光层、所述透明光学胶层和所述彩色滤光层设置于所述微透镜阵列和所述指纹芯片之间。

在一些可能的实现方式中，所述特定波段滤光层设置于所述指纹芯片的上表面的上方，所述透明光学胶层设置于所述特定波段滤光层的上方，所述彩色滤光层设置于所述透明光学胶层的上方，所述微透镜阵列设置于所述彩色滤光层的上方。

在一些可能的实现方式中，所述微透镜阵列的下表面与所述彩色滤光层的上表面的距离范围为1μm～6μm。

在一些可能的实现方式中，所述特定波段滤光层设置于所述指纹芯片的上表面的上方，所述彩色滤光层设置于所述特定波段滤光层的上方，所述透明光学胶层设置于所述彩色滤光层的上方，所述微透镜阵列设置于所述透明光学胶层的上方。

在一些可能的实现方式中，所述微透镜阵列的下表面与所述透明光学胶层的上表面的距离范围为1μm～6μm。

在一些可能的实现方式中，所述阻光层设置于所述透明光学胶层内部，和/或，所述阻光层设置于所述透明光学胶层的上表面，和/或，所述阻光层设置于所述透明光学胶层的下表面。

在一些可能的实现方式中，所述特定波段滤光层用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号，所述目标波段范围为400nm～650nm。

在一些可能的实现方式中，所述特定波段滤光层的厚度范围为1μm～10μm。

在一些可能的实现方式中，所述特定波段滤光层至少覆盖所述多个光学感应单元。

在一些可能的实现方式中，所述特定波段滤光层包括多层硅氧化物和/或钛氧化物。

在一些可能的实现方式中，所述彩色滤光层包括以下处于同一平面的至少两种滤光区域：

红色滤光区域、绿色滤光区域、蓝色滤光区域、白色滤光区域、黄色滤光区域。

在一些可能的实现方式中，所述彩色滤光层中不同颜色的滤光区域所占的面积相同或者不同。

在一些可能的实现方式中，所述微透镜阵列、所述至少一层阻光层、所述特定波段滤光层、所述透明光学胶层和所述彩色滤光层中的至少一层在所述指纹芯片的上表面的投影面积大于所述多个光学感应单元在所述指纹芯片的上表面的面积。

在一些可能的实现方式中，所述透明光学胶层的折射率范围为1.3～1.7，以及所述透明光学胶层的透光率大于或者等于95％。

在一些可能的实现方式中，所述微透镜单元在所述指纹芯片的上表面的投影面积与所述光学感应单元在所述指纹芯片的上表面的面积之比大于或者等于0.6。

在一些可能的实现方式中，所述多个微透镜单元与所述多个光学感应单元一一对应，且所述微透镜单元的几何中心与其对应的所述光学感应单元的几何中心在所述指纹芯片的上表面的垂直方向上重叠。

在一些可能的实现方式中，所述阻光层的阻光区域的阻光率大于或者等于95％。

在一些可能的实现方式中，所述指纹芯片的四周设置有点胶层，以将所述指纹芯片固定在所述电路板上，以及保护所述指纹芯片。

在一些可能的实现方式中，所述电路板包括基板和线路层，所述线路层设置于所述基板的表面，所述重布线层与所述电路板中的所述线路层电连接。

在一些可能的实现方式中，所述光学指纹装置的厚度范围为150μm～400μm。

第二方面，提供了一种电子设备，包括OLED显示屏以及第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的光学指纹装置，所述光学指纹装置设置于所述OLED显示屏的下方。

在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括中框，所述光学指纹装置固定于所述中框上。

附图说明

图1是本申请实施例所适用的电子设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种光学指纹装置的示意性结构图。

图3是本申请实施例提供的另一种光学指纹装置的示意性结构图。

图4是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

随着智能终端步入全面屏时代，电子设备正面指纹采集区域受到全面屏的挤压，因此屏下(Under-display或者Under-screen)指纹识别技术越来越受到关注。屏下指纹识别技术是指将屏下指纹识别装置(比如指纹识别模组)安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内部进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。

屏下指纹识别技术可以包括屏下光学指纹识别技术、屏下超声波指纹识别技术或者其他类型的屏下指纹识别技术。

以屏下光学指纹识别技术为例，屏下光学指纹识别技术使用从设备显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。所述返回的光携带与所述顶面接触的物体(例如手指)的信息，通过捕获和检测所述返回的光实现位于显示屏幕下方的特定光学传感器模块。所述特定光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于捕获和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

应理解，本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备，更具体地，可以应用于具有显示屏的电子设备。例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(automated teller machine，ATM)等其他电子设备，但本申请实施例对此并不限定。

还应理解，本申请实施例的技术方案除了可以进行指纹识别外，还可以进行其他指纹识别，例如，活体识别等，本申请实施例对此也不限定。

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。

应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及屏下指纹识别装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

如图1所示为本申请实施例可以适用的电子设备的结构示意图，所述电子设备1包括显示屏10和屏下指纹识别装置20，其中，所述屏下指纹识别装置20设置在所述显示屏10下方的局部区域。所述屏下指纹识别装置20包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器具有多个像素单元401的光检测阵列400，所述光检测阵列400所在区域或者其感应区域为所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103。如图1所示，所述指纹检测区域103位于所述显示屏10的显示区域之中。在一种替代实施例中，所述屏下指纹识别装置20还可以设置在其他位置，比如所述显示屏10的侧面或者所述电子设备1的边缘非透光区域，并通过光路设计来将所述显示屏10的至少部分显示区域的光信号导引到所述屏下指纹识别装置20，从而使得所述指纹检测区域103实际上位于所述显示屏10的显示区域。

应当理解，所述指纹检测区域103的面积可以与所述屏下指纹识别装置20的感应阵列的面积不同，例如通过例如透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线汇聚或者反射等光路设计，可以使得所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103的面积大于所述屏下指纹识别装置20感应阵列的面积。在其他替代实现方式中，如果采用例如光线准直方式进行光路引导，所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103也可以设计成与所述屏下指纹识别装置20的感应阵列的面积基本一致。

因此，使用者在需要对所述电子设备进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏10的指纹检测区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏下实现，因此采用上述结构的电子设备1无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏10的显示区域可以基本扩展到整个电子设备1的正面。

作为一种可选的实现方式，如图1所示，所述屏下指纹识别装置20包括光学组件30和光检测部分40，所述光检测部分40包括所述光检测阵列400以及与所述光检测阵列电性连接的读取电路及其他辅助电路，其可以在通过半导体工艺制作在一个芯片(Die)，比如光学成像芯片或者光学指纹传感器，所述感应阵列具体为光探测器(Photo detector)阵列，其包括多个呈阵列式分布的光探测器，所述光探测器可以作为如上所述的像素单元；所述光学组件30可以设置在所述光检测部分40的感应阵列的上方。

在具体实现上，所述光学组件30可以与所述光检测部分40封装在同一个光学指纹部件。比如，所述光学组件30可以与所述光检测部分40封装在同一个光学指纹芯片，也可以将所述光学组件30设置在所述光检测部分40所在的芯片外部，比如将所述光学组件30贴合在所述芯片上方，或者将所述光学组件30的部分元件集成在上述芯片之中。

应当理解的是，在具体实现上，所述电子设备1还包括透明保护盖板130，所述盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏10的上方并覆盖所述电子设备1的正面。因为，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏10实际上是指按压在所述显示屏10上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。

另一方面，在某些实施例中，所述屏下指纹识别装置20可以仅包括一个光学指纹传感器，此时屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹检测区域103的特定位置，否则屏下指纹识别装置20可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。在其他替代实施例中，所述屏下指纹识别装置20可以具体包括多个光学指纹传感器；所述多个光学指纹传感器可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏10的下方，且所述多个光学指纹传感器的感应区域共同构成所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103。也即是说，所述屏下指纹识别装置20的指纹检测区域103可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个光学指纹传感器的感应区域，从而将所述光学指纹模组130的指纹检测区域103可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述光学指纹传感器数量足够时，所述指纹检测区域103还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。

应当理解，屏下指纹识别装置20的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板(flexible printed circuit，FPC)。屏下指纹识别装置20可以通过背胶粘接在所述电路板150上，并通过焊盘及金属线焊接与所述电路板150实现电性连接。光学指纹识别装置20可以通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备1的其他元件的电性互连和信号传输。比如，屏下指纹识别装置20可以通过电路板150接收电子设备1的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自屏下指纹识别装置20的指纹检测信号输出给电子设备1的处理单元或者控制单元等。

需要说明的是，本申请实施例中的光学指纹装置也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置等，上述术语可相互替换。

需要注意的是，所述显示屏10为具有自发光显示单元的显示屏时，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(MicroLight-Emitting Diode，Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，所述屏下指纹识别装置20可以利用所述OLED显示屏10位于所述指纹检测区域103的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。显示屏10向所述指纹检测区域103上方的目标手指140发出一束光，该光在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指140内部散射而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(vally)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光和来自指纹峪的反射光具有不同的光强，反射光经过光学组件30后，被屏下指纹识别装置20中的光检测阵列400所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备1实现光学指纹识别功能。

而当所述显示屏10为不具有自发光显示单元的显示屏时，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏，需要采用背光模组作为显示屏10的光源。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，如图1所示，所述显示屏10包括液晶面板110和背光模组120，所述背光模组用于向所述液晶面板发出光信号，所述液晶面板110包括液晶层以及控制电路，用于控制液晶的偏转以透过光信号。所述电子设备1还可以包括用于光学指纹检测的激励光源160，所述屏下指纹识别装置20设置在所述背光模组120下方，当手指140按压在所述指纹检测区域103时，激励光源160向所述指纹检测区域103上方的目标手指140发出激励光111，该激励光111在手指140的表面发生反射形成指纹嵴141的第一反射光151和指纹峪142的第二反射光152，第一反射光151和第二反射光152需经过液晶面板110和背光模组120后，再经过光学组件30后，被屏下指纹识别装置20中的光检测阵列400所接收并转换为指纹检测信号。

在某些实施例中，所述光检测部分40封装在光学指纹芯片中，且所述光检测部分40通过封装焊线41与所述电路板150电连接。然而，目前业内封装，封装焊线41线弧高度一般要做到50μm以上来保证线弧与芯片之间留足间隙，否则可能会导致焊线与光学指纹芯片表面的电路金属接触从而导致电性失效(短路)，封装焊线41的线弧高度会影响光学组件30的设置，同时无疑也会增加所述屏下指纹识别装置20的厚度。

基于上述问题，本申请提出一种新的焊线封装方式，可以避免在指纹芯片外部设置连接指纹芯片的上表面焊盘和指纹芯片的下表面焊盘的封装焊线，克服封装焊线的线弧高度对光学指纹装置厚度的影响，指纹芯片可以做到更薄，从而减小光学指纹装置的厚度，进而能够提升光学指纹装置的性能。

下面结合图2至图4详细说明本申请实施例的光学指纹装置200以及电子设备400。需要说明的是，为便于说明，在本申请实施例中，相同的附图标记用于表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。

图2是本申请实施例的光学指纹装置200的示意性结构图。

如图2所示，所述光学指纹装置200应用于具有OLED显示屏10的电子设备，所述光学指纹装置200用于设置在所述OLED显示屏10的下方，所述光学指纹装置200包括电路板210、重布线层220、指纹芯片230。

其中，所述电路板210设置于所述指纹芯片230的下方；所述重布线层220设置于所述电路板210和所述指纹芯片230之间，所述重布线层220包括第一焊盘221；所述指纹芯片230包括第二焊盘231、导电通孔结构232、驱动电路235和呈阵列式分布的多个光学感应单元233。

具体地，所述光学感应单元233用于接收光线照射到所述OLED显示屏10上方的手指形成的并穿过所述OLED显示屏10的光信号，并且将所述光信号转换为相应的电信号；所述多个光学感应单元233通过所述驱动电路235电连接至所述第二焊盘231，所述第二焊盘231设置于所述指纹芯片230的上表面，所述导电通孔结构232设置于所述指纹芯片230内部且连通所述第一焊盘221和所述第二焊盘231，所述重布线层220与所述电路板210电连接，以将所述多个光学感应单元233转换得到的电信号传输至所述电路板210。

需要说明的是，所述第二焊盘231的设置未突出所述指纹芯片230的上表面，即所述第二焊盘231的设置并不会增加所述指纹芯片230的厚度。

可选地，所述多个光学感应单元233设置于所述指纹芯片230的器件层。

需要说明的是，所述指纹芯片230中可以通过内部互联线将所述多个光学感应单元233和所述驱动电路235电连接，以及所述驱动电路235电连接所述第二焊盘231，也即所述多个光学感应单元233通过所述驱动电路235电连接至所述第二焊盘231，所述多个光学感应单元233最终通过所述第二焊盘231与所述指纹芯片230的外部模块或者单元进行互联。具体地，所述导电通孔结构232连通所述第一焊盘221和所述第二焊盘231，所述重布线层220与所述电路板210电连接，以将所述多个光学感应单元233转换得到的电信号传输至所述电路板210。

应理解，在本申请实施例，上述呈阵列式分布的多个光学感应单元233也可以称之为光电转换像素区阵列。

需要说明的是，所述电路板210可以电连接所述光学指纹装置200之外的模块或者单元，例如，所述电路板210可以电连接所述电子设备的处理器或者存储器等等，本申请实施例对此不作限定。

可选地，在本申请实施例中，所述光学指纹装置200的厚度范围为150μm～400μm。

可选地，所述重布线层220可以包括所述第一焊盘221在内的多个焊盘，除所述第一焊盘221之外的其他焊盘可以对应于一些所述光学指纹装置200之外的模块或者装置。

所述指纹芯片230的芯片本身可以由硅材料形成，也即所述导电通孔结构232可以通过硅通孔技术(Through Silicon Via，TSV)制备。例如，通过TSV在指纹芯片230上制备通孔结构，然后在通孔结构内填充铜、铝、锡等金属，从而形成导电通孔结构232。

可选地，所述导电通孔结构232的侧壁与所述指纹芯片230的下表面之间的夹角范围为45度～90度。

换句话说，所述导电通孔结构232垂直于所述指纹芯片230的下表面的截面为矩形或者倒梯形。也即，所述导电通孔结构232可以是由垂直通孔结构内填充铜、铝、锡等金属形成，所述导电通孔结构232也可以是由倾斜通孔结构内填充铜、铝、锡等金属形成。

可选地，所述导电通孔结构232与所述指纹芯片230之间通过第一绝缘层234电隔离。

应理解，所述第一绝缘层234的设置可以防止所述导电通孔结构232与所述指纹芯片230电连接，进而导致漏电。

需要说明的是，本申请实施例对所述第一绝缘层234的材料并不限定。同时，本申请实施例对所述第一绝缘层234的厚度不作限定。

可选地，图1中的屏下指纹识别装置20可以是上述光学指纹装置200。可选地，所述第二焊盘231通过所述驱动电路电连接至所述多个光学感应单元233。

可选地，所述重布线层220与所述指纹芯片230之间通过第二绝缘层240电隔离，所述第一焊盘221贯穿所述第二绝缘层240，以与所述导电通孔结构232电连接。

可选地，所述第一焊盘221突出所述第二绝缘层240的高度小于或者等于5μm。

例如，第二绝缘层240下方的重布线层220的厚度小于或者等于5μm。

应理解，所述第二绝缘层240的设置可以防止所述重布线层220与所述指纹芯片230电连接，进而导致漏电。

需要说明的是，在满足电隔离的情况下，所述第二绝缘层240的厚度越薄越好。

可选地，如图2所示，所述光学指纹装置200还包括：

电连接层250，其中，所述电连接层250设置于所述重布线层220与所述电路板210之间，所述重布线层220通过所述电连接层250与所述电路板210电连接。

可选地，所述电连接层250为金属层或者异方性导电胶(Anisotropic ConductiveFilm，ACF)层。

在所述电连接层250为金属层的情况下，所述金属层包括以下中的至少一层：铜层、锡层、金层、合金层。即所述金属层可以是一层金属，也可以是多层金属的叠层。

可选地，所述电路板210包括基板211和线路层212，所述线路层212设置于所述基板211的表面，所述重布线层220与所述电路板210中的所述线路层212电连接。

例如，如图2所示，所述重布线层220通过所述电连接层250与所述电路板210中的所述线路层212电连接。

可选地，在本申请实施例中，所述光学指纹装置200还包括：

微透镜阵列260和至少一层阻光层270。

具体地，如图2所示，所述至少一层阻光层270设置于所述指纹芯片230的上方，所述微透镜阵列260设置于所述至少一层阻光层270的上方，所述微透镜阵列260包括多个微透镜单元，所述微透镜单元的曲率在不同方向上相同，所述阻光层270包括多个通光小孔，所述微透镜阵列260用于将特定方向的光信号汇聚至所述多个通光小孔，且将非特定方向光信号汇聚至所述阻光层270的阻光区域，其中，所述特定方向光信号通过所述多个通光小孔传输至所述光学感应单元233。

需要说明的是，所述微透镜阵列260中的所述微透镜单元可以是各种具有汇聚功能的镜头。可选地，所述微透镜单元的聚焦点可以位于所述通光小孔内。所述微镜头的材料可以为有机材料，例如树脂。

所述通光小孔用于通过所述微透镜单元汇聚的光。可选地，所述通光小孔为圆柱形，即，所述通光小孔可以为阻光层270中的小孔。可选地，所述通光小孔的直径可以大于100nm，以便于透过所需的光以进行成像。所述通光小孔的直径也要小于预定值，以确保所述阻光层270能够阻挡不需要的光。也就是说，所述通光小孔的参数设置尽可能使得所述光学指纹装置200成像所需的光信号最大化地传输至所述光学感应单元233，而不需要的光被最大化地阻挡。例如，所述通光小孔的参数可以设置为使得所述光学指纹装置200上方对应区域大致垂直向下或者倾斜向下入射的光信号最大化的传输至所述光学感应单元233，而最大化阻挡其他光信号。

通过微透镜阵列260、阻光层270、通光小孔和光学感应单元233的设置，来自微透镜单元上方的光信号被汇聚至通光小孔，并通过通光小孔传输至光学感应单元233。这样，光学感应单元233可以检测到来自微透镜单元上方对应区域的光信号，进而可以根据光信号的光强获取像素值。

可选地，所述微透镜阵列260中的所述微透镜单元在所述指纹芯片230的上表面的投影面积与所述光学感应单元233在所述指纹芯片230的上表面的面积之比大于或者等于0.6。

换句话说，所述微透镜阵列260中的所述微透镜单元在所述指纹芯片230的上表面的投影面积与所述光学感应单元233在所述指纹芯片230的上表面的面积之比大于或者等于60％。

可选地，所述多个微透镜单元与所述多个光学感应单元一一对应，且所述微透镜单元的几何中心与其对应的所述光学感应单元的几何中心在所述指纹芯片的上表面的垂直方向上重叠。

可选地，所述阻光层的阻光区域的阻光率大于或者等于95％。

需要说明的是，微透镜阵列260中的微透镜单元可以增加中心视场的入射角，增加光线的汇入，从而可以提升光学感应单元检测到的信号量，进而提高成像质量。同时，微透镜阵列260中的微透镜单元可以最大限度减小相邻区域大角度入射光的干扰，从而减弱了相邻单元之间的串扰问题，进而提高成像质量。

可选地，在本申请实施例中，所述光学指纹装置200还包括：

特定波段滤光层280、透明光学胶层290和彩色滤光层300，其中，所述特定波段滤光层280、所述透明光学胶层290和所述彩色滤光层300设置于所述微透镜阵列260和所述指纹芯片230之间。

可选地，如图2所示，所述特定波段滤光层280设置于所述指纹芯片230的上表面的上方，所述透明光学胶层290设置于所述特定波段滤光层280的上方，所述彩色滤光层300设置于所述透明光学胶层290的上方，所述微透镜阵列260设置于所述彩色滤光层300的上方。

在所述微透镜阵列260设置于所述彩色滤光层300的上方的情况下，所述微透镜阵列260的下表面与所述彩色滤光层300的上表面的距离范围为1μm～6μm。

可选地，如图3所示，所述特定波段滤光层280设置于所述指纹芯片230的上表面的上方，所述彩色滤光层300设置于所述特定波段滤光层280的上方，所述透明光学胶层290设置于所述彩色滤光层300的上方，所述微透镜阵列260设置于所述透明光学胶层290的上方。

在所述微透镜阵列260设置于所述透明光学胶层290的上方的情况下，所述微透镜阵列260的下表面与所述透明光学胶层290的上表面的距离范围为1μm～6μm。

可选地，所述阻光层270设置于所述透明光学胶层290内部，和/或，所述阻光层270设置于所述透明光学胶层290的上表面，和/或，所述阻光层270设置于所述透明光学胶层290的下表面。

例如，光学指纹装置200包括阻光层A、阻光层B和阻光层C，阻光层A设置于透明光学胶层290的上表面，阻光层B设置于透明光学胶层290内部，阻光层C设置于透明光学胶层290的下表面。

又例如，光学指纹装置200包括阻光层A、阻光层B和阻光层C，阻光层A和阻光层B设置于透明光学胶层290内部，阻光层C设置于透明光学胶层290的下表面。

又例如，光学指纹装置200包括阻光层A、阻光层B和阻光层C，阻光层A设置于透明光学胶层290的上表面，阻光层B和阻光层C设置于透明光学胶层290内部。

再例如，光学指纹装置200包括阻光层A、阻光层B和阻光层C，阻光层A、阻光层B和阻光层C都设置于透明光学胶层290内部。

在存在多个阻光层的情况下，不同的阻光层中的通光小孔之间相互配合，以使得所述光学指纹装置200上方对应区域大致垂直向下或者倾斜向下入射的光信号最大化的传输至所述光学感应单元233，而最大化阻挡其他光信号。

需要说明的是，所述微透镜阵列260、所述阻光层270、所述特定波段滤光层280、所述透明光学胶层290和所述彩色滤光层300中各个层之间存在必要的粘接层，同时，这些粘接层可以足够薄，并不对光学指纹装置200的厚度造成较大影响。

可选地，所述特定波段滤光层280用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号，所述目标波段范围为400nm～650nm。

可选地，所述特定波段滤光层280的厚度范围为1μm～10μm。

可选地，所述特定波段滤光层280至少覆盖所述多个光学感应单元233。

可选地，所述特定波段滤光层280包括多层硅氧化物和/或钛氧化物。即所述特定波段滤光层280可以包括多层硅氧化物和/或钛氧化物的叠层。

可选地，所述彩色滤光层300包括以下处于同一平面的至少两种滤光区域：红色滤光区域、绿色滤光区域、蓝色滤光区域、白色滤光区域、黄色滤光区域。

需要说明的是，不同颜色的滤光区域可以对应于光学感应单元中相应的像素，从而提高光学成像质量。

可选地，所述彩色滤光层300中各个颜色的滤光区域的分布可以基于光学感应单元中的像素分布确定。

可选地，所述彩色滤光层300中不同颜色的滤光区域所占的面积相同或者不同。

可选地，所述微透镜阵列260、所述至少一层阻光层270、所述特定波段滤光层280、所述透明光学胶层290和所述彩色滤光层300中的至少一层在所述指纹芯片230的上表面的投影面积大于所述多个光学感应单元233在所述指纹芯片230的上表面的面积。

例如，如图2和图3所示，所述微透镜阵列260、所述至少一层阻光层270、所述特定波段滤光层280、所述透明光学胶层290和所述彩色滤光层300在所述指纹芯片230的上表面的投影面积大于所述多个光学感应单元233在所述指纹芯片230的上表面的面积。

可选地，所述透明光学胶层290的折射率范围为1.3～1.7，以及所述透明光学胶层290的透光率大于或者等于95％。

可选地，在本申请实施例中，如图2和图3所示，所述指纹芯片230的四周设置有点胶层310，以将所述指纹芯片230固定在所述电路板210上，以及保护所述指纹芯片230。

当然，所述点胶层310也可以固定所述至少一层阻光层270、所述特定波段滤光层280、所述透明光学胶层290和所述彩色滤光层300中的至少一层。例如，如图2所示，所述点胶层310也可以固定所述特定波段滤光层280和所述透明光学胶层290。

本申请实施例的光学指纹装置中，指纹芯片中的第二焊盘和多个光学感应单元设置在指纹芯片的上表面，设置于指纹芯片内部的导电通孔结构连通位于指纹芯片上表面的第二焊盘和位于指纹芯片下方的第一焊盘，从而可以避免在指纹芯片外部设置连接指纹芯片上表面焊盘和指纹芯片下表面焊盘的封装焊线，克服封装焊线的线弧高度对光学指纹装置厚度的影响，指纹芯片可以做到更薄，进而能够提升光学指纹装置的性能。

本申请实施例还提供了一种电子设备400，如图4所示，该电子设备400可以包括OLED显示屏10以及上述本申请实施例的光学指纹装置200，其中，所述光学指纹装置200设置于所述OLED显示屏10的下方。

该电子设备400可以为任何具有显示屏的电子设备。

所述OLED显示屏10可以采用以上描述中的显示屏，显示屏的相关说明可以参考以上描述中关于显示屏的描述，为了简洁，在此不再赘述。

可选地，所述电子设备400还包括中框，所述光学指纹装置200固定于所述中框上。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。

应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (33)

1.一种光学指纹装置，应用于具有有机发光二极管OLED显示屏的电子设备，其特征在于，所述光学指纹装置用于设置在所述OLED显示屏的下方，所述光学指纹装置包括电路板、重布线层、指纹芯片；其中，

所述电路板设置于所述指纹芯片的下方；

所述重布线层设置于所述电路板和所述指纹芯片之间，所述重布线层包括第一焊盘；

所述指纹芯片包括第二焊盘、导电通孔结构、驱动电路和呈阵列式分布的多个光学感应单元，其中，

所述光学感应单元用于接收光线照射到所述OLED显示屏上方的手指形成的并穿过所述OLED显示屏的光信号，并且将所述光信号转换为相应的电信号；所述多个光学感应单元通过所述驱动电路电连接至所述第二焊盘，所述第二焊盘设置于所述指纹芯片的上表面，所述导电通孔结构设置于所述指纹芯片内部且连通所述第一焊盘和所述第二焊盘，所述重布线层与所述电路板电连接，以将所述多个光学感应单元转换得到的电信号传输至所述电路板。

2.根据权利要求1所述的光学指纹装置，其特征在于，所述多个光学感应单元设置于所述指纹芯片的器件层。

3.根据权利要求1或2所述的光学指纹装置，其特征在于，所述光学指纹装置还包括：

电连接层，其中，所述电连接层设置于所述重布线层与所述电路板之间，所述重布线层通过所述电连接层与所述电路板电连接。

4.根据权利要求3所述的光学指纹装置，其特征在于，所述电连接层为金属层或者异方性导电胶ACF层。

5.根据权利要求4所述的光学指纹装置，其特征在于，所述金属层包括以下中的至少一层：

铜层、锡层、金层、合金层。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述导电通孔结构的侧壁与所述指纹芯片的下表面之间的夹角范围为45度～90度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述导电通孔结构垂直于所述指纹芯片的下表面的截面为矩形或者倒梯形。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述导电通孔结构与所述指纹芯片之间通过第一绝缘层电隔离。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述重布线层与所述指纹芯片之间通过第二绝缘层电隔离，所述第一焊盘贯穿所述第二绝缘层，以与所述导电通孔结构电连接。

10.根据权利要求9所述的光学指纹装置，其特征在于，所述第一焊盘突出所述第二绝缘层的高度小于或者等于5μm。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述光学指纹装置还包括：

微透镜阵列和至少一层阻光层，其中，所述至少一层阻光层设置于所述指纹芯片的上方，所述微透镜阵列设置于所述至少一层阻光层的上方，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，所述微透镜单元的曲率在不同方向上相同，所述阻光层包括多个通光小孔，所述微透镜阵列用于将特定方向的光信号汇聚至所述多个通光小孔，且将非特定方向光信号汇聚至所述阻光层的阻光区域，其中，所述特定方向光信号通过所述多个通光小孔传输至所述光学感应单元。

12.根据权利要求11所述的光学指纹装置，其特征在于，所述光学指纹装置还包括：

特定波段滤光层、透明光学胶层和彩色滤光层，其中，所述特定波段滤光层、所述透明光学胶层和所述彩色滤光层设置于所述微透镜阵列和所述指纹芯片之间。

13.根据权利要求12所述的光学指纹装置，其特征在于，

所述特定波段滤光层设置于所述指纹芯片的上表面的上方，所述透明光学胶层设置于所述特定波段滤光层的上方，所述彩色滤光层设置于所述透明光学胶层的上方，所述微透镜阵列设置于所述彩色滤光层的上方。

14.根据权利要求13所述的光学指纹装置，其特征在于，所述微透镜阵列的下表面与所述彩色滤光层的上表面的距离范围为1μm～6μm。

15.根据权利要求12所述的光学指纹装置，其特征在于，

所述特定波段滤光层设置于所述指纹芯片的上表面的上方，所述彩色滤光层设置于所述特定波段滤光层的上方，所述透明光学胶层设置于所述彩色滤光层的上方，所述微透镜阵列设置于所述透明光学胶层的上方。

16.根据权利要求15所述的光学指纹装置，其特征在于，所述微透镜阵列的下表面与所述透明光学胶层的上表面的距离范围为1μm～6μm。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述阻光层设置于所述透明光学胶层内部，和/或，所述阻光层设置于所述透明光学胶层的上表面，和/或，所述阻光层设置于所述透明光学胶层的下表面。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述特定波段滤光层用于滤掉非目标波段的光信号，透过目标波段的光信号，所述目标波段范围为400nm～650nm。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述特定波段滤光层的厚度范围为1μm～10μm。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述特定波段滤光层至少覆盖所述多个光学感应单元。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述特定波段滤光层包括多层硅氧化物和/或钛氧化物。

22.根据权利要求12至21中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述彩色滤光层包括以下处于同一平面的至少两种滤光区域：

红色滤光区域、绿色滤光区域、蓝色滤光区域、白色滤光区域、黄色滤光区域。

23.根据权利要求22所述的光学指纹装置，其特征在于，所述彩色滤光层中不同颜色的滤光区域所占的面积相同或者不同。

24.根据权利要求12至23中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述微透镜阵列、所述至少一层阻光层、所述特定波段滤光层、所述透明光学胶层和所述彩色滤光层中的至少一层在所述指纹芯片的上表面的投影面积大于所述多个光学感应单元在所述指纹芯片的上表面的面积。

25.根据权利要求12至24中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述透明光学胶层的折射率范围为1.3～1.7，以及所述透明光学胶层的透光率大于或者等于95％。

26.根据权利要求11至25中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述微透镜单元在所述指纹芯片的上表面的投影面积与所述光学感应单元在所述指纹芯片的上表面的面积之比大于或者等于0.6。

27.根据权利要求11至26中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述多个微透镜单元与所述多个光学感应单元一一对应，且所述微透镜单元的几何中心与其对应的所述光学感应单元的几何中心在所述指纹芯片的上表面的垂直方向上重叠。

28.根据权利要求11至27中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述阻光层的阻光区域的阻光率大于或者等于95％。

29.根据权利要求1至28中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，

所述指纹芯片的四周设置有点胶层，以将所述指纹芯片固定在所述电路板上，以及保护所述指纹芯片。

30.根据权利要求1至29中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述电路板包括基板和线路层，所述线路层设置于所述基板的表面，所述重布线层与所述电路板中的所述线路层电连接。

31.根据权利要求1至30中任一项所述的光学指纹装置，其特征在于，所述光学指纹装置的厚度范围为150μm～400μm。

32.一种电子设备，其特征在于，包括有机发光二极管OLED显示屏和如权利要求1至31中任一项所述的光学指纹装置，所述光学指纹装置设置于所述OLED显示屏的下方。

33.根据权利要求32所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括中框，所述光学指纹装置固定于所述中框上。

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