CN112069869A - 指纹模组及其制造方法、显示屏组件、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹模组及其制造方法、显示屏组件、电子设备，指纹模组包括模组主体以及膜层，模组主体相对的两个表面为第一表面和第二表面；第一表面和第二表面中的至少一个贴设有膜层，以抵消模组主体的翘曲应力的至少部分。根据本发明的指纹模组，通过在第一表面和第二表面中的至少一个贴设有膜层，以抵消模组主体的翘曲应力的至少部分，从而可以降低指纹模组的翘曲度，进而可以提高指纹模组的后续加工的产品制程的良率以及稳定性。

Description

指纹模组及其制造方法、显示屏组件、电子设备

技术领域

本发明涉及指纹设备技术领域，尤其是涉及一种指纹模组及其制造方法、显示屏组件、电子设备。

背景技术

相关技术中，指纹模组会与终端的例如显示屏的结构贴合，贴合时会导致指纹模组变形，即指纹模组的边沿会翘曲，强光下，可以看到指纹模组的外形轮廓，会影响电子设备等终端的视觉外观效果，影响用户的体验感。因此，如果降低指纹模组的翘曲度成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种指纹模组，所述指纹模组翘曲度小。

本发明还提出了一种显示屏组件，包括上述指纹模组。

本发明还提出了一种电子设备，包括上述显示屏组件。

本发明还提出了一种指纹模组的制造方法，包括上述指纹模组。

根据本发明实施例的指纹模组，包括模组主体，所述模组主体相对的两个表面为第一表面和第二表面；膜层，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个贴设有所述膜层，以抵消模组主体的翘曲应力的至少部分。

根据本发明实施例的指纹模组，通过在第一表面和所述第二表面中的至少一个贴设有所述膜层，以抵消模组主体的翘曲应力的至少部分，从而可以降低指纹模组的翘曲度，进而可以提高指纹模组的后续加工的产品制程的良率以及稳定性。

在一些实施例中，所述膜层为二氧化硅层或二氧化钛层。如此设置的膜层成本较低，且产生的应力较大。

在一些实施例中，所述模组主体包括：依次层叠设置的保护层、导电层、压电层和基板，所述基板和所述压电层之间具有导电线路，所述基板远离所述压电层的一侧表面为所述第一表面，所述保护层远离所述导电层的表面为所述第二表面；当所述膜层设于所述第一表面时，所述膜层为二氧化硅层。如此可知二氧化硅膜为张应力，若改善指纹模组的翘曲度，需要在基板的第一表面镀二氧化硅层。

在一些实施例中，所述模组主体包括：依次层叠设置的保护层、导电层、压电层和基板，所述基板和所述压电层之间具有导电线路，所述基板远离所述压电层的一侧表面为所述第一表面，所述保护层远离所述导电层的表面为所述第二表面；当所述膜层设于所述第二表面时，所述膜层为二氧化钛层。如此可知二氧化钛膜为压应力，若改善指纹模组的翘曲度，需要在基板的第二表面镀二氧化钛层。

在一些实施例中，所述模组主体包括：所述模组主体包括：依次层叠设置的保护层、导电层、压电层和基板，所述基板和所述压电层之间具有导电线路，所述基板远离所述压电层的一侧表面为所述第一表面，所述保护层远离所述导电层的表面为所述第二表面；所述膜层包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层设于所述第一表面，所述第二膜层设于所述第二表面，所述第一膜层为二氧化硅层，所述第二膜层为二氧化钛层。如此，同样可以改善指纹模组的翘曲度，进而可以提高指纹模组的后续加工的产品制程的良率以及稳定性。

在一些实施例中，所述膜层的厚度为750nm-1600nm。当膜层的厚度在上述范围内时，成本较低，且指纹模组的翘曲度较低、可靠性好。

在一些实施例中，所述膜层为通过镀膜工艺制成的膜结构，所述镀膜温度为25℃-110℃，进而可以利用镀膜产生的应力反向将模组主体拉平。

在一些实施例中，所述第一表面的面积为60平方毫米-110平方毫米。如此设置的指纹模组的适用范围广，便于降低成本，同时有利于指纹模组小型化设计。

在一些实施例中，，所述保护层为环氧树脂层。采用环氧树脂材质的保护层的尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，可以清晰显示出指纹的纹路，保证了指纹模组的可靠性。

根据本发明实施例的显示屏组件，包括显示屏和指纹模组，所述显示屏为OLED显示屏；所述指纹模组贴设于所述OLED显示屏的背面，所述指纹模组为根据权利要求1-10中任一项所述的指纹模组。

根据本发明实施例的显示屏组件，通过采用指纹模组，使得指纹模组与显示屏的贴合性好，显示屏组件制程良率好、清晰度高且可靠性高。

根据本发明实施例的电子设备，包括显示屏组件。根据本发明实施例的电子设备，电子设备良品率好、清晰度高且可靠性高。

根据本发明实施例的指纹模组的制造方法，所述膜层的厚度为750nm-1600nm，所述制造方法包括：将所述指纹模组中的所述膜层贴合所述模组主体时，贴合温度为25℃-110℃，此时所述膜层产生应力与所述模组主体的翘曲应力相抵消。根据本发明实施例的抵消翘曲应力的方法，可以抵消模组主体的翘曲应力的至少部分，从而可以降低指纹模组的翘曲度，进而可以提高指纹模组的后续加工的产品制程的良率以及稳定性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的膜层为压应力时的示意图；

图2是根据本发明实施例的膜层为压应力，指纹模组的翘曲朝向示意图；

图3是根据本发明实施例的膜层为张应力时的示意图；

图4是根据本发明实施例的膜层为张应力，指纹模组的翘曲朝向示意图；

图5是根据本发明实施例的指纹模组的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的指纹模组的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的显示屏组件的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的镀膜的基板温度与单位膜厚翘曲度关系的曲线图；

图9是根据本发明实施例的基板的测量位置与模组主体的翘曲的高度差关系的曲线图；

图10是根据本发明实施例的镀膜层的指纹模组显微镜下的的测试影像；

图11是根据本发明实施例的未贴设膜层的指纹模组显微镜下的的测试影像。

附图标记：

指纹模组100；模组主体10；第一表面11；第二表面12；保护层13；导电层14；压电层15；基板16；导电线路17；

膜层20；

显示屏组件200；显示屏210；电路板220；泡棉230；盖板240；胶层250。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图11描述根据本发明实施例的指纹模组100，指纹模组100包括模组主体10和膜层20。

模组主体10相对的两个表面为第一表面11和第二表面12，第一表面11和第二表面12中的至少一个贴设有膜层20，以抵消模组主体10的翘曲应力的至少部分。

指纹模组100会朝向其中一侧翘曲，例如，指纹模组100的边缘凸出于指纹模组100的中部，以导致指纹模组100的表面不平整，如果需要改善指纹模组100的翘曲度，可以在指纹模组100的表面设置张应力膜或者压应力膜。

需要说明的是，膜层20在模组主体10的表面可以具有一个应力F₁，模组主体10在可以存在一个应力F₂，在将膜层20贴设于模组主体10时，应力F₁与应力F₂形成合力，且应力F₁抵消至少部分应力F2，也即膜层20的设置可以部分消除或者完全消除应力F2。

根据本发明实施例的指纹模组100，通过在第一表面11和第二表面12中的至少一个贴设有膜层20，以抵消模组主体10的翘曲应力的至少部分，从而可以降低指纹模组100的翘曲度，进而可以提高指纹模组100的后续加工的产品制程的良率以及稳定性。

在一些示例中，膜层20为二氧化硅层或二氧化钛层。如此设置的膜层20成本较低，且产生的应力较大。当然，在另一些示例中，膜层20也可以为二氧化硅、二氧化钛、五氧化三钛、三氧化二铝、氟化镁等材料。

在一些实施例中，膜层20为通过镀膜工艺制成的膜结构，镀膜温度为25℃-110℃。可以理解的是，镀膜温度为镀膜时的基板16的温度。举例而言，镀膜温度为100℃，既可以降低生产成本，又可以保证指纹模组100的可靠性，可以利用镀膜产生的应力反向将模组主体10拉平。

结合图5所示，模组主体10包括：依次层叠设置的保护层13、导电层14、压电层15和基板16，基板16和压电层15之间具有导电线路17，基板16远离压电层15的一侧表面为第一表面11，保护层13远离导电层14的表面为第二表面12；当膜层20设于第一表面11时，膜层20为二氧化硅层。结合图1，经实验结果得出，镀二氧化硅膜层20时，基板16的边沿会朝向镀二氧化硅膜的一侧弯曲，如此可知二氧化硅膜为张应力，若改善指纹模组100的翘曲度，需要在基板16的第一表面11镀二氧化硅层。

在另一些实施例中，如图6所示，模组主体10包括：依次层叠设置的保护层13、导电层14、压电层15和基板16，基板16和压电层15之间具有导电线路17，保护层13远离导电层14的表面为第二表面12；当膜层20设于第二表面12时，膜层20为二氧化钛层。结合图2，经实验结果得出，镀二氧化钛膜层20时，基板16的边沿会朝向远离镀二氧化钛膜的一侧弯曲。如此可知二氧化钛膜为压应力，若改善指纹模组100的翘曲度，需要在基板16的第二表面12镀二氧化钛层。

根据本发明的一个实施例，模组主体10包括：依次层叠设置的保护层13、导电层14、压电层15和基板16，基板16和压电层15之间具有导电线路17，基板16远离压电层15的一侧表面为第一表面11，保护层13远离导电层14的表面为第二表面12；当膜层20设于第一表面11时，膜层20为二氧化硅层。膜层20包括第一膜层和第二膜层，第一膜层可以设于第一表面11，第二膜层可以设于第二表面12，第一膜层为二氧化硅层，第二膜层为二氧化钛层，进而可以改善指纹模组100的翘曲度。

在一些实施例中，基板16可以为TFT板(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)或PI板(Polyimide，聚酰亚胺)或PET板(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质。如此，可以利用镀膜产生的应力反向将上述材质的基板16拉平，从而降低指纹模组100的翘曲度。

在一些实施例中，膜层20的厚度为750nm-1600nm。当膜层20的厚度在上述范围内时，成本较低，且指纹模组100的翘曲度较低、可靠性好。举例而言，膜层20的厚度750nm-950nm或者为1400nm-1600nm。

在一些示例中，第一表面11的面积为60平方毫米-110平方毫米。举例而言，第一表面11的面积为64平方毫米或者100平方毫米。例如，第一表面11呈正方形，且边长为8毫米，其面积为64平方毫米；再如，第一表面11呈正方形，且边长为10毫米。如此设置的指纹模组100的适用范围广，便于降低成本，同时有利于指纹模组100小型化设计。

在一些实施例中，保护层13为环氧树脂层。环氧树脂层具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小。采用环氧树脂材质的保护层13的尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，可以清晰显示出指纹的纹路，保证了指纹模组100的可靠性。

在一些实施例中，指纹模组100为超声波指纹模组，当超声波指纹模组应用于终端时，超声波指纹模组可以设置于终端的背侧，提高了美观性且可靠性好，并且超声波指纹模组的安全性好。当然，在另一些实施例中，指纹模组100还可以为光学指纹模组等指纹模组。举例而言，光学指纹模组为大面积光学指纹模组。

可以理解的是，膜层20可以使用固体材料形成，镀膜的过程中可以形成应力，应力可分为压应力和张应力，如图1所示，压应力相对于指纹模组100表面有扩张的趋势，进而将促使指纹模组100向下弯曲，即形成图2所示状态。如图3所示，张应力相对于指纹模组100表面有收缩的趋势，进而将促使指纹模组100向内弯曲，即形成如图4所示状态。相当于机械弹簧，用机械弹簧理论解释即当镀膜产生的张应力时，相当于弹簧处于拉力作用下，因此弹簧势必产品收缩的反作用力，膜层20产生于收缩相反的张应力导致指纹模组100向内弯曲，反之产生压应力。基于上述现象，为改善指纹模组100的翘曲度，测试不同材质的膜层20在不同条件下产生的应力与指纹模组100的模组主体10的翘曲度的关系。本发明实施例的指纹模组100可以应用于TP(touch panel，触摸屏)、TFT等多种领域。

下面以膜层20为二氧化硅层和膜层20为二氧化钛层为例，描述本发明实施例的指纹模组100的实验检测。经实验检测结果可以得出，二氧化硅或二氧化钛在某种条件下产生的应力越大将越容易降低指纹模组100的翘曲度，下面详细描述本发明实施例的指纹模组100的测试过程。

首先，需要确定膜层20的材质是应力为压应力还是张应力，并且初步确认基板16的温度对基板16材料产生应力的影响。举例而言，基板16可以采用TFT(Thin FilmTransistor)材质的白玻璃，在不同的温度下镀二氧化钛以及二氧化硅，其中，可以将膜厚控制在750nm-950nm之间，并且用测量仪器测量镀膜后的白玻璃的翘曲度。

结合图1-图2，测试时发现镀二氧化钛的白玻璃向下弯曲，此时为压应力，镀二氧化硅的白玻璃向上弯曲，此时为张应力。

根据表1和图8，选取温度范围为大于等于20℃且小于等于110℃，基板16镀二氧化钛膜层20时，基板16温度越低，单位膜厚翘曲度越大，即温度越低，相同膜厚产生的压应力越大，玻璃越翘曲。选取温度范围为大于等于20℃且小于等于110℃，基板16镀二氧化硅膜层20时，基板16温度越高，单位膜厚翘曲度越大，即温度越高，相同膜厚产生的张应力越大，玻璃越翘曲。其中，单位膜厚翘曲度＝翘曲度(um)/膜厚(nm)，温度指的是镀膜时基板16温度。

参照图9，举例而言，测量仪器为台阶式膜厚测量仪器，型号为P-17。以基板16为白玻璃、且基板16的长为10mm、宽为10mm、厚度为90um，将基板16的曲面朝上。以测试起点及终点作为校平基点，如表3所示的测量垂线放至曲线最高点，所得出的数据即为样品翘曲度大小。

图9中的横坐标为基板16的样品的测量位置(长度)，所示长度范围为0mm-9000um，纵坐标为基板16的样品的翘曲方向的最低点(基板16的中心)与翘曲的两侧的高度差，呈现出的纵坐标的数据即为基板16的样品翘曲度大小。举例而言，坐标(1000，9)表示基板16的样品在1000um的位置高度差为9um。

表1

如此，根据测试可以得出二氧化钛的白玻璃向下弯曲。镀膜时基板16温度为25℃-110℃时，均具有翘曲度，且温度越低，相同膜厚产生的压应力越大。举例而言，二氧化钛膜层20镀于第二表面12，镀膜时基板16温度为25℃，此时，可以有效降低指纹模组100的翘曲度。

根据测试可以得出镀二氧化硅的白玻璃向上弯曲。镀膜时基板16温度为25℃-110℃时，均具有翘曲度，且温度越高，相同膜厚产生的压应力越大。举例而言，二氧化钛膜层20镀于第二表面12，镀膜时基板16温度为110℃，此时，同样可以有效降低指纹模组100的翘曲度。

当然，在本发明的实施例中，镀膜时基板16的温度可以根据所需的降低指纹模组100的翘曲度来调整。此外，还需要说明的是，25℃-110℃中的任一个温度都落在本发明的保护范围内。

其次，以膜层20为二氧化钛以及二氧化硅材质为例，测试镀膜对指纹模组100性能的影响。

由上面验证可知，膜层20为二氧化钛时的应力为压应力，膜层20为二氧化硅时的应力时为张应力，指纹模组100会朝向镀膜的一个面翘曲。由此，如果要改善翘曲度，二氧化钛需镀于在基板16的设置有线路的一个侧面也即第二表面12，二氧化硅需在基板16的背离压电层15的一侧表面镀膜，下面对分别镀二氧化钛膜的指纹模组100以及镀有二氧化硅膜的指纹模组100进行测试。

结合表2，二氧化硅和二氧化钛镀膜条件和翘曲度测试结果如下，指纹模组100镀膜后翘曲度明显改善。

表2

参照图10-图11，图10为显微镜下的镀二氧化硅的指纹模组100的测试影像，图11为显微镜下的未镀二氧化硅的指纹模组100的测试影像，对比测试影像可知，镀二氧化硅的指纹模组100测试影像背景干净，与未镀膜的正常样品无明显差别，如此，可以得出二氧化硅的指纹模组100卷翘度低的同时，不会影响指纹模组100的可靠性。

再次，以膜层20为二氧化硅材质为例，测试指纹模组100翘曲度改善的最佳膜厚。下面测试温度为100℃的膜层20为二氧化硅材质的不同膜厚的翘曲度。需要说明的是，以长为8mm、宽为8mm的超声波指纹模组100为例，超声波指纹模组100的第一表面11的长为8mm、宽为8mm，模组主体10的翘曲度范围为70-80um。此时，膜层20的翘曲度范围为70-80um，膜层20的翘曲度接近第一表面11的翘曲度，当二者翘曲的方向相反时，翘曲应力可以相互抵消，从而可以提升模组主体10表面的平整度。当然，在另一些示例中，也可以本发明实施例的膜层20也可以为其他尺寸的模组。

参照表3，为改善翘曲度在TFT玻璃面镀二氧化硅，基板16温度设置为100℃，膜层20的厚度控制在1400-1600nm之间，镀膜后指纹模组100的翘曲度可控制在小于10um的范围内，且显微镜下的测试影像显示镀二氧化硅膜对指纹模组100无影响。

利用镀膜产生的应力反向将基板16拉平，从而改善了指纹模组100的翘曲度，膜层20可以镀于多种材质的基板16，举例而言，基板16可以为TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)、PI(Polyimide，聚酰亚胺)或PET(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质，如此，可以有效改善指纹模组100的翘曲度，同时指纹模组100的可靠性好。

表3

根据本发明实施例的显示屏组件200，包括显示屏210和指纹模组100，显示屏210为OLED显示屏210，指纹模组100贴设于OLED显示屏210的背面。其中，背面指的是背离OLED显示屏210的触摸面的一个面。如此设置，可以避免指纹模组100占用显示屏组件200的其他空间。例如，指纹模组100为超声波指纹模组100，超声波指纹模组100可以通过胶层250贴设于OLED显示屏210的背面，举例而言，胶层250可以为PSA(pressure sensitive adhesive，压敏胶)或者胶水。

根据本发明实施例的显示屏组件200，通过采用指纹模组100，使得指纹模组100与显示屏210的贴合性好，显示屏组件200制程良率好、清晰度高且可靠性高。

根据本发明实施例的电子设备(图未示出)，包括显示屏组件200，电子设备的良品率好、清晰度高且可靠性高。

根据本发明实施例的指纹模组100的制造方法，包括上述指纹模组100。膜层20的厚度为750nm-1600nm，制造方法包括：将指纹模组100中的膜层20贴合模组主体10时，贴合温度为25℃-110℃，此时膜层20产生应力与模组主体10的翘曲应力相抵消。需要说明的是，温度指的是贴合时指纹模组100的基板16的温度。

根据本发明实施例的抵消翘曲应力的方法，可以抵消模组主体10的翘曲应力的至少部分，从而可以降低指纹模组100的翘曲度，进而可以提高指纹模组100的后续加工的产品制程的良率以及稳定性。

根据本发明实施例的显示屏组件200的其他构成例如泡棉230、盖板240和电路板220等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种指纹模组，其特征在于，包括：

模组主体，所述模组主体相对的两个表面为第一表面和第二表面；

膜层，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个贴设有所述膜层，以抵消所述模组主体的翘曲应力的至少部分。

2.根据权利要求1所述的指纹模组，其特征在于，所述膜层为二氧化硅层或二氧化钛层。

3.根据权利要求2所述的指纹模组，其特征在于，所述模组主体包括：依次层叠设置的保护层、导电层、压电层和基板，所述基板和所述压电层之间具有导电线路，

所述基板远离所述压电层的一侧表面为所述第一表面，所述保护层远离所述导电层的表面为所述第二表面；

当所述膜层设于所述第一表面时，所述膜层为二氧化硅层。

4.根据权利要求2所述的指纹模组，其特征在于，所述模组主体包括：依次层叠设置的保护层、导电层、压电层和基板，所述基板和所述压电层之间具有导电线路，

所述基板远离所述压电层的一侧表面为所述第一表面，所述保护层远离所述导电层的表面为所述第二表面；

当所述膜层设于所述第二表面时，所述膜层为二氧化钛层。

5.根据权利要求2所述的指纹模组，其特征在于，所述模组主体包括：所述模组主体包括：依次层叠设置的保护层、导电层、压电层和基板，所述基板和所述压电层之间具有导电线路，

所述基板远离所述压电层的一侧表面为所述第一表面，所述保护层远离所述导电层的表面为所述第二表面；

所述膜层包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层设于所述第一表面，所述第二膜层设于所述第二表面，所述第一膜层为二氧化硅层，所述第二膜层为二氧化钛层。

6.根据权利要求1所述的指纹模组，其特征在于，所述膜层的厚度为750nm-1600nm。

7.根据权利要求1所述的指纹模组，其特征在于，所述膜层为通过镀膜工艺制成的膜结构，镀膜温度为25℃-110℃。

8.根据权利要求1所述的指纹模组，其特征在于，所述第一表面的面积为60平方毫米-110平方毫米。

9.一种显示屏组件，其特征在于，包括：

显示屏，所述显示屏为OLED显示屏；

指纹模组，所述指纹模组贴设于所述OLED显示屏的背面，所述指纹模组为根据权利要求1-8中任一项所述的指纹模组。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求9所述的显示屏组件。

11.一种指纹模组的制造方法，其特征在于，所述指纹模组为根据权利要求1-8中任一项所述的指纹模组，所述膜层的厚度为750nm-1600nm，所述制造方法包括：

将所述指纹模组中的所述膜层贴合所述模组主体时，贴合温度为25℃-110℃，此时所述膜层产生应力与所述模组主体的翘曲应力相抵消。

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