CN111476055A - 柔性准直器及其制备方法、指纹识别模组以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性准直器及其制备方法、指纹识别模组以及电子设备。该柔性准直器，包括：基板，所述基板为柔性基板且具有相背设置的第一表面与第二表面；准直柱，所述准直柱的个数为多个，且相互间隔设置在所述第一表面，所述准直柱用于将透过所述柔性准直器的光线调整为与准直光线呈预定夹角的光线；遮光层，填充在各所述准直柱之间，所述遮光层用于防止光线穿过。本发明提供的准直器为柔性准直器，从而可以与柔性光学传感器组成柔性指纹识别模组，进而使指纹识别模组可以与曲面屏或折叠屏实现完全贴合，实现曲面屏和折叠屏的全屏指纹识别。

Description

柔性准直器及其制备方法、指纹识别模组以及电子设备
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种柔性准直器及其制备方法、指纹识别模组以及电子设备。
背景技术
光学指纹识别模组已经广泛应用于手机等终端产品，为了提高用户的使用体验，全屏指纹识别成为一个发展方向。光学指纹识别模组通常包括指纹传感器以及设置在指纹传感器上的准直器，传统的准直器通常是由玻璃板等硬质基板制成：先在玻璃板等硬质基板上设置准直孔，然后再于基板上设置相应的遮光层而得到。这种准直器应用在指纹识别模组后，会导致指纹识别模组无法与曲面屏或折叠屏完全贴合，从而无法真正意义上实现全屏指纹识别。
发明内容
本发明提供了一种柔性准直器及其制备方法、指纹识别模组以及电子设备，旨在解决曲面屏或折叠屏无法实现全屏指纹识别的问题。
一种柔性准直器，包括：基板，所述基板为柔性基板且具有相背设置的第一表面与第二表面；准直柱，所述准直柱的个数为多个，且相互间隔设置在所述第一表面，所述准直柱用于将透过所述柔性准直器的光线调整为与准直光线呈预定夹角的光线；遮光层，填充在各所述准直柱之间，所述遮光层用于防止光线穿过。
本发明提供的准直器为柔性基板，在与柔性光学传感器组装后可得到柔性指纹识别模组，以便与曲面屏或折叠屏实现完全贴合，实现曲面屏和折叠屏的全屏指纹识别。
进一步的，所述基板为可见光透过率大于等于90％的基板，以提高可见光透过率；及/或所述准直柱的高度与最大宽度的比值大于等于11.5，以提高通过柔性准直器的光线的准直效果；及/或各所述准直柱的规格一致；及/或所述遮光层为填充在各所述准直柱之间的油墨；及/或所述准直器还包括粘结层，所述粘结层设于所述准直柱与所述基板之间，所述准直器与所述粘结层一体成型，以提高准直柱与基板之间的黏接效果。
进一步的，所述遮光层用于防止可见光穿过，所述准直器还包括用于防止紫外光和红外光透过的滤光层；其中，所述滤光层设于所述第二表面，及/或所述滤光层设于所述准直柱远离所述基板的端面，及/或所述滤光层设于所述准直柱与所述基板之间。通过遮光层的设置可以减少紫外光和红外光对指纹识别的干扰，从而提高使用了该准直器的指纹识别模组的性能。
本发明还提供了一种准直器的制备方法，包括：在柔性基板的第一表面上设置透明胶水；图案化所述透明胶水，并固化图案化的所述透明胶水以形成多个相互间隔设置的准直柱，所述准直柱用于将透过所述柔性准直器的光线调整为与准直光线呈预定夹角的光线；在固化后的所述透明胶水上设置遮光层，使所述遮光层填充在各所述准直柱之间，所述遮光层用于防止光线穿过。通过该方法可以使柔性准直器的生产更加方便，提高生产效率。
进一步的，所述图案化所述透明胶水的步骤包括：利用模具压印所述透明胶水，并固化被所述模具压印的透明胶水，其中，所述模具设有与所述准直柱相对应的内凹结构。
进一步的，所述透明胶水为紫外光固化胶水；在所述模具压印所述透明胶水后，利用紫外光照射所述紫外光固化胶水，以使所述紫外光固化胶水固化。
进一步的，所述在固化后的所述透明胶水上设置遮光层的步骤，包括：在固化后的所述透明胶水上设置油墨，使所述油墨覆盖固化后的所述透明胶水；固化所述油墨；去除所述准直柱远离所述柔性基板的端面上的油墨，这样可以使遮光层的设置更加简单方便。
进一步的所述遮光层用于防止可见光穿过，柔性准直器的制备方法还包括：在所述柔性基板的第二表面及/或所述柔性基板的第一表面及/或所述准直柱远离所述柔性基板的端面上设置滤光层，所述遮光层用于防止紫外光和红外光透过。
本发明还提供了一种指纹识别模组，所述指纹识别模组包括：光学传感器；其中，所述光学传感器为柔性光学传感器或刚性光学传感器；柔性准直器，设于所述光学传感器上；其中，所述柔性准直器如上任意一项所述。
本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：显示屏；指纹识别模组，贴设于所述显示屏上；其中,所述指纹识别模组如上所述。
附图说明
图1为本发明实施例提供的指纹识别模组的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的准直器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的准直器A区域的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的指纹识别模组与显示屏装配的示意图；
图5为本发明实施例提供的准直器制备方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的准直器制备方法的步骤S3的具体流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
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地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种指纹识别模组100，该指纹识别模组100包括：光学传感器1、柔性准直器2，以及指纹芯片3。柔性准直器2设置在光学传感器1上，用于使传递至光学传感器1的可见光为准直光或近似为准直光(这些近似准直光与准直光之间的角度值在5°之内)以保证传感器的识别效果。指纹芯片3用于处理光学传感器1所产生的电信号，指纹芯片3通过柔性电路板4与光学传感器1相接。另外，在本实施例中，光学传感器1也为柔性传感器，使得整个指纹识别模组100为柔性指纹识别模组，从而可以与曲面屏或者折叠屏等完全贴合，进而可以实现曲面屏和折叠屏的全屏指纹识别。
如图2和图3所示，本发明提供的实施例中，柔性准直器2包括：基板21、准直柱22以及遮光层23。可以理解的，在本实施例中，为了使准直器为柔性准直器，基板21为柔性基板。基板21具有相背设置的第一表面与第二表面，准直柱22的个数为多个，设置在第一表面(应当理解的，各准直柱22相互隔离设置)，遮光层23填充在各准直柱22之间，用于防止光线穿过(主要是防止可见光穿过)，以保证从基板21第一表面一侧入射的光线只能通过准直柱22传递至基板21的第二表面，进而使柔性准直器2能够通过准直柱22筛选与准直光呈预定夹角的光线(在本实施例中，这个预定夹角角度值小于等于5°)。在本实施例中，由于准直器为柔性准直器，从而可以与柔性光学传感器组成柔性指纹识别模组，以便使指纹识别模组可以与曲面屏或折叠屏实现完全贴合，实现曲面屏和折叠屏的全屏指纹识别。同时在本实施例中，准直柱22之间有间隔，使得柔性准直器2弯曲形变时准直柱22之间抵抗形变的力较小，更利于柔性准直器2弯曲形变，从而更利于指纹识别模组弯曲形变。
为了提高基板21的透光性能，在本实施例中采用可见光透光率大于等于90的透明基板，比如PET板(PET为Polyethylene terephthalate的缩写，中文名称为聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC板(PC为Polycarbonate的缩写，中文名称为聚碳酸酯)等。
为了使柔性准直器2的使用更加方便，在本实施例中，各准直柱22远离基板21的端面位于同一平面上。另外，在本实施例中，为了生产方便，各准直柱22的规格一致；可选的，所述规格指形状、结构尺寸、材料等相关参数。此外，在本实施例中，各准直柱22均匀排布在基板21的第一表面上，以进一步提高柔性准直器2的性能。
应该理解的，各准直柱22的轴线均垂直于基板21的第一表面，在本实施例中，各准直柱22均为圆柱体。当然，在本发明提供的其他实施例中，准直柱22也可以是棱柱等。
在本实施例中，为了保证从柔性准直器2穿过的光线的准直度，准直柱22的高度与最大宽度之间的比值大于等于11.5，比如当准直柱22为圆柱体时，准直柱22的轴向长度与横截面直径之间的比值应该大于等于11.5，从而保证通过准直柱22的光学与准直光之间的角度值在5°之内。
在本实施例中，遮光层23可以是黑色油墨等，用于防止可见光穿过。另外，遮光层23覆盖准直柱22的侧壁以及基板21第一表面上不与准直柱22接触的区域。为了生产方便，在本实施例中，黑色油墨通过印刷的方式直接填充在各准直柱22之间。可以理解的，在本发明提供的其他实施例中，遮光层23也可以是其他能够防止可见光穿过的设置，比如，遮光层23可以是阻止可将光透过的镀层等。
如图3所示，在本发明提供的实施例中，柔性准直器2还包括滤光层24，滤光层24设于基板21的第二表面，用于过滤紫外光和红外光，以避免紫外光和红外光透过柔性准直器2对光学传感器1的识别造成干扰。在本实施例中，滤光层24为采用真空镀膜方式设置在基板21第二表面的镀层，材料可以是SiO2+Nb2O5镀层或者SiO2+钛氧化物镀层等。当然，在本发明提供的其他实施例中，滤光层24也可以是设置在准直柱22远离基板21一端的端面上，或者滤光层24也可以是设置在基板21的第一表面，准直柱22设在滤光层上。
在本发明提供的其他实施例中，滤光层24也可以是由紫外光阻隔层和红外光阻隔层组合而成，比如，滤光层24由紫外光阻隔薄膜和红外光阻隔薄膜等组成，生产时可以是先在基板21的第二表面贴设紫外光阻隔膜，再在紫外光阻隔膜上贴设红外光阻隔膜。
另外，当滤光层24也可以是由紫外光阻隔层和红外光阻隔层组合而成时，二者也可以分开设置，其中，二者分别设置在准直柱22远离基板21的端面，以及基板21的第一表面和第二表面三者的任意两者上。
需要说明的是，本申请实施例中的柔性准直器既可以是用于对可见光进行准直操作，也可以是其他设定频率范围的光线，例如用于3D成像中的投射激光或者红外光等等，相应的滤光层则需要对应设置为仅透过所设定频率范围的光线，其余结构及原理与上述实施例相同，本实施例不在重复描述。
如图3所示，在本发明提供的实施例中，柔性准直器2还包括粘结层25，粘结层25设于准直柱22与基板21之间，可以提高准直柱22与基板21之间的黏接强度。作为优选的，在本实施例中，粘结层25与各准直柱一体成型。
可以理解的，上述各实施例中，除了遮光层23的可见光透过率低之外，其他如基板21、准直柱22、过滤层24、粘结层25等均使用可见光透过率尽可能高的材料制成。
本发明还提供了一种电子设备，如图4所示，该电子设备包括显示屏200，以及贴设在显示屏200上的指纹识别模组，其中，该指纹识别模组为上述任一实施例所述的指纹识别模组100。另外，在本实施例中，显示屏200可以为曲面屏或者折叠屏，此时，由于指纹识别模组100为柔性指纹识别模组，从而可以与该曲面屏或折叠屏完全贴合，在真正意义上实现全屏指纹识别。在本实施例中，电子设备可以是智能手机、平板电脑等终端产品。
如图5所示，本发明还提供了一种准直器的制备方法，该方法可以使得准直器的生产更加方便，具体的，该方法包括以下步骤。
步骤S1：在柔性基板的第一表面上涂布透明胶水。
在本实施例中，柔性基板为透明基板，具体的，基板采用可见光透光率大于等于90的透明基板，以保证可见光的透过性。其中，透明基板可以是PET板、PC板等柔性基板。
步骤S2：图案化所述透明胶水，并固化图案化的所述透明胶水以形成多个相互间隔设置的准直柱，所述准直柱用于将透过所述柔性准直器的光线调整为与准直光线呈预定角度的光线。
在本实施例中，图案化透明胶水的步骤具体为：利用模具压印透明胶水，并固化被模具压印的透明胶水，其中，模具设有与待生产准直柱相对应的内凹结构。模具压印在透明胶水上以后透明胶水会受到挤压力而填充在模具上的内凹结构内，此时透明胶水固化便可以得到准直柱。可以理解的，为了避免准直柱发生变形，在本实施例中，待透明胶水完全固化以后才移走模具。
在本实施例中，透明胶水为UV胶水(即紫外光固化胶水)，模具在透明胶水上压印好以后，利用紫外光照射使透明胶水固化。为了使紫外光更容易照射到UV胶水，在本实施例中磨具可以采用亚克力等可使紫外线透过的材料制成。
可以理解的，在本发明提供的其他实施例中，透明胶水也可以采用其他胶水，比如热固性胶水，此时可以采用加热的方式使胶水固化以得到准直柱。
步骤S3：在固化后的所述透明胶水上设置遮光层，所述遮光层填充在各所述准直柱之间。
在本实施例中，遮光层覆盖准直柱的侧壁，以及基板第一表面不与准直柱相对应的区域。在实际生产中，模具很难将内凹结构之外区域所对应的胶水完全挤出，即模具与基板的第一表面之间留有一定的透明胶水，固化后各准直柱之间通过这些残存的已被固化的透明胶水(这些固化的胶水即为上述实施例所述的粘结层)相接，在本实施例中，遮光层实际上是覆盖在粘结层上。
具体的，如图6所示，在本实施例中，遮光层的设置主要包括步骤S31，在固化后的所述透明胶水上印刷油墨，所述油墨覆盖固化后的所述透明胶水；步骤S32，固化所述油墨；步骤S33，去除所述准直柱远离所述透明基板的端面上的油墨。其中，在本实施例中，油墨为黑色油墨，油墨的固化采用烘烤的方式实现。此外，在本实施例中，为了生存方便，采用激光蚀刻的方式去除与准直柱远离柔性基板的端面上的油墨。可以理解的，在本发明提供的其他实施例中，也可以采用化学蚀刻的方式去除准直柱上相应区域的油墨。当然，在本发明提供的其他实施例中，遮光层的设置也可以采用其他方式，比如真空镀膜的方式等。
如图5所示，在本发明提供的实施例中，准直器的制备方法还包括设置滤光层的步骤。具体的，在本实施例中，准直器的制备方法中还包：步骤S4，在所述在固化后的所述透明胶水上设置遮光层后还包括，在所述柔性基板的第二表面设置滤光层，以避免紫外光和红外光透过所述准直器，其中，所述柔性基板第一表面与所述柔性基板第二表面相背设置。在本实施例中，滤光层为采用真空镀膜方式设置在柔性基板第二表面的镀层，比如SiO2+Nb2O5复合镀层或者SiO2+钛氧化物符合镀层等。
可以理解的，在本发明提供的其他实施例中，滤光层的设置还可以是在步骤S1之前，或者是在步骤S2之后步骤S3之前设置。滤光层的设置也可以是通过其他方式，比如滤光层为薄膜时，可以采用贴膜的方式生产。
另外，在本发明提供的其他实施例中，滤光层也可以是设置在准直柱远离柔性基板一端的端面上，或者滤光层也可以是设置在柔性基板的第一表面准直柱设在滤光层上。
此外，在本发明提供的其他实施例中，滤光层也可以是由紫外光阻隔层和红外光阻隔层组合而成，此时紫外光阻隔层和红外光阻隔层也可以分开设置，其中，二者分别设置在准直柱远离基柔性基板的端面，以及柔性基板的第一表面和第二表面三者的任意两者上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种柔性准直器，其特征在于，包括：
基板，所述基板为柔性基板且具有相背设置的第一表面与第二表面；
准直柱，所述准直柱的个数为多个，且相互间隔设置在所述第一表面，所述准直柱用于将透过所述柔性准直器的光线调整为与准直光线呈预定夹角的光线；
遮光层，填充在各所述准直柱之间，所述遮光层用于防止光线穿过。
2.根据权利要求1所述的柔性准直器，其特征在于，所述基板为可见光透过率大于等于90％的基板；及/或
所述准直柱的高度与最大宽度的比值大于等于11.5；及/或
各所述准直柱的规格一致；及/或
所述遮光层为填充在各所述准直柱之间的油墨；及/或
所述准直器还包括粘结层，所述粘结层设于所述准直柱与所述基板之间；所述准直器与所述粘结层一体成型。
3.根据权利要求1所述的柔性准直器，其特征在于，所述遮光层用于防止可见光穿过，所述准直器还包括用于防止紫外光和红外光透过的滤光层；
其中，所述滤光层设于所述第二表面，及/或所述滤光层设于所述准直柱远离所述基板的端面，及/或所述滤光层设于所述准直柱与所述基板之间。
4.一种柔性准直器的制备方法，其特征在于，包括：
在柔性基板的第一表面上设置透明胶水；
图案化所述透明胶水，并固化图案化的所述透明胶水以形成多个相互间隔设置的准直柱，所述准直柱用于将透过所述柔性准直器的光线调整为与准直光线呈预定夹角的光线；
在固化后的所述透明胶水上设置遮光层，使所述遮光层填充在各所述准直柱之间，所述遮光层用于防止光线穿过。
5.根据权利要求4所述的柔性准直器的制备方法，其特征在于，所述图案化所述透明胶水的步骤包括：利用模具压印所述透明胶水，并固化被所述模具压印的透明胶水，其中，所述模具设有与所述准直柱相对应的内凹结构。
6.根据权利要求5所述的柔性准直器的制备方法，其特征在于，所述透明胶水为紫外光固化胶水；在所述模具压印所述透明胶水后，利用紫外光照射所述紫外光固化胶水，以使所述紫外光固化胶水固化。
7.根据权利要求4所述的柔性准直器的制备方法，其特征在于，所述在固化后的所述透明胶水上设置遮光层的步骤，包括：在固化后的所述透明胶水上设置油墨，使所述油墨覆盖固化后的所述透明胶水；固化所述油墨；去除所述准直柱远离所述柔性基板的端面上的油墨。
8.根据权利要求4所述的柔性准直器的制备方法，其特征在于，所述遮光层用于防止可见光穿过，柔性准直器的制备方法还包括：在所述柔性基板的第二表面及/或所述柔性基板的第一表面及/或所述准直柱远离所述柔性基板的端面上设置滤光层，所述遮光层用于防止紫外光和红外光透过，所述基板的第二表面与所述基板的第一表面相背设置。
9.一种指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组包括：
光学传感器；其中，所述光学传感器为柔性光学传感器或刚性光学传感器；
柔性准直器，设于所述光学传感器上；
其中，所述柔性准直器如权利要求1-3任意一项所述。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
显示屏；
指纹识别模组，贴设于所述显示屏上；
其中,所述指纹识别模组如权利要求9所述。
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