CN113009610A - 滤光组件及其形成方法和滤光方法 - Google Patents
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Abstract
一种滤光组件及其形成方法和滤光方法，滤光组件包括：透光层，具有相对的第一面和第二面；第一滤光层，包括多个第一滤光单元，多个第一滤光单元在第一面上沿第一方向等间隔排布，相邻第一滤光单元间形成第一通孔，第一通孔沿第二方向贯穿第一滤光层；第二滤光层，包括多个第二滤光单元，多个第二滤光单元在第二面上沿第一方向等间隔排布，相邻第二滤光单元间形成第二通孔，第二通孔宽度小于第一通孔宽度，所述第二通孔中心轴与所述第一通孔中心轴相重合；介质层，填充满第一通孔，且介质层覆盖第一滤光层顶部表面；凸透镜组，位于介质层上，包括多个凸透镜，凸透镜与第一通孔一一对应。所述滤光组件具有良好的滤光效果。
Description
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种滤光组件及其形成方法和滤光方法。
背景技术
光学指纹识别装置可实现指纹自动采集，广泛应用于考勤机、门禁、手机或者平板电脑等设备上。
光学指纹识别装置主要是利用光的折射和反射原理，光源射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗不同，CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)光学传感器件相应会收集到不同明暗程度的图片信息，从而完成指纹的采集。
光学指纹识别装置具有较强的环境适应性及良好的稳定性，且生产成本低，广泛应用于考勤机、门禁、手机或者平板电脑等设备上。
光源射出的光线经手指表面反射后形成的反射光为发散光，光线方向差异性大，为提高反射光光线方向的一致性，光学指纹识别装置内设置滤光组件，以将光线方向倾斜角度过大的光线滤除掉，从而改善光学传感器件形成的指纹图像质量。
但是，现有滤光组件仍有待改进。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种滤光组件及其形成方法和滤光方法，有助于提高所述滤光组件的滤光效果。
为解决上述问题，本发明提供一种滤光组件，包括：透光层，所述透光层具有相对的第一面和第二面；第一滤光层，包括多个第一滤光单元，所述多个第一滤光单元在所述第一面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第一滤光单元间形成第一通孔，所述第一通孔沿第二方向贯穿所述第一滤光层；第二滤光层，包括多个第二滤光单元，所述多个第二滤光单元在所述第二面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第二滤光单元间形成第二通孔，所述第二通孔宽度小于所述第一通孔宽度，所述第二通孔中心轴与所述第一通孔中心轴相重合；介质层，所述介质层填充满所述第一通孔，且所述介质层覆盖所述第一滤光层顶部表面；凸透镜组，所述凸透镜组位于所述介质层上，所述凸透镜组包括多个凸透镜，所述凸透镜与所述第一通孔一一对应。
可选的，所述第一通孔宽度与所述第二通孔宽度的差值大于4μm。
可选的，所述滤光组件还包括：第一红外截止层，所述第一红外截止层位于所述透光层与所述第一滤光层之间。
可选的，所述滤光组件还包括：第二红外截止层，所述第二红外截止层位于所述透光层与所述第二滤光层之间。
可选的，所述透光层厚度大于10μm。
可选的，所述第二滤光层具有相对的第三面和第四面，所述第三面朝向所述透光层，所述第四面背向所述透光层；还包括：粘结层，所述粘结层填充满所述第二通孔，且所述粘结层覆盖所述第四面。
可选的，所述介质层材料与所述凸透镜材料相同。
可选的，所述凸透镜垂直于所述第一面的轴截面呈圆弧状，所述圆弧的圆心角小于80°，所述圆弧的半径大于20μm，所述凸透镜的折射率大于1.5。
相应的，本发明还提供一种所述滤光组件的形成方法，包括：提供透光层，所述透光层具有相对的第一面和第二面；形成第一滤光层，所述第一滤光层包括多个第一滤光单元，所述多个第一滤光单元在所述第一面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第一滤光单元间形成第一通孔，所述第一通孔沿第二方向贯穿所述第一滤光层；形成第二滤光层，所述第二滤光层包括多个第二滤光单元，所述多个第二滤光单元在所述第二面上等间隔排布，相邻所述第二滤光单元间形成第二通孔，所述第二通孔宽度小于所述第一通孔宽度，所述第二通孔中心轴与所述第一通孔中心轴相重合；形成填充满所述第一通孔的介质层，所述介质层覆盖所述第一滤光层顶部表面；在所述介质层上形成凸透镜组，所述凸透镜组包括多个凸透镜，所述凸透镜与所述第一通孔一一对应。
可选的，形成所述第一滤光层前，还包括：在所述第一面上形成第一红外截止层，所述第一红外截止层位于所述透光层与所述第一滤光层之间。
可选的，采用蒸发镀膜、溅射镀膜或者涂布工艺形成所述第一红外截止层。
可选的，形成所述第二滤光层前，还包括：在所述第二面上形成第二红外截止层，所述第二红外截止层位于所述透光层与所述第二滤光层之间。
可选的，其特征在于，采用蒸发镀膜、溅射镀膜或者涂布工艺形成所述第二红外截止层。
可选的，所述第一滤光层的形成工艺包括：在所述第一面上形成第一滤光膜；采用刻蚀工艺在所述第一滤光膜内形成多个第一通孔，形成所述第一滤光层。
可选的，所述第二滤光层的形成工艺包括：在所述第二面上形成第二滤光膜；采用刻蚀工艺在所述第二滤光膜内形成多个第二通孔，形成所述第二滤光层。
可选的，采用涂布工艺形成所述第一滤光层；采用涂布工艺形成所述第二滤光层。
可选的，所述凸透镜组的形成工艺包括：在所述介质层上形成凸透镜膜；在所述凸透镜膜上形成图形化的光刻胶层；对所述凸透镜膜进行曝光处理；对曝光处理后的所述凸透镜膜进行显影处理；对显影处理后的所述凸透镜膜进行加热处理，形成所述凸透镜组。
可选的，所述第二滤光层具有相对的第三面和第四面，所述第三面朝向所述透光层，所述第四面背向所述透光层；形成所述凸透镜组后，还包括：形成填充满所述第二通孔的粘结层，所述粘结层覆盖所述第四面。
相应的，本发明还提供一种所述滤光组件的滤光方法，包括：所述凸透镜顶部接收初始光线，所述初始光线包括多个同向组，所述同向组内的初始光线方向相同，不同所述同向组的初始光线方向具有差异；所述凸透镜对所述初始光线进行会聚，不同所述同向组的初始光线朝向不同焦点会聚，不同所述焦点在第一方向或者第二方向上具有间距；初始光线方向与第二方向的夹角大于第一阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，经所述介质层传输，被所述第一滤光单元吸收；初始光线方向与第二方向的夹角小于或等于第一阈值、且大于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，依次经过所述介质层、所述第一通孔及所述透光层，被所述第二滤光层吸收，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值；初始光线方向与第二方向的夹角小于或者等于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，依次经过所述介质层、所述第一通孔及所述透光层，由所述第二通孔输出。
可选的，所述第一阈值为5°，所述第二阈值为2°。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
由上至下，滤光组件依次包括凸透镜组、介质层、第一滤光层、透光层及第二滤光层。所述凸透镜组包括多个凸透镜。在所述凸透镜顶部接收的初始光线包括多个同向组(同向组内的初始光线方向相同，不同所述同向组的初始光线方向具有差异)的情况下，经所述凸透镜，不同所述同向组的初始光线朝向不同焦点会聚。第一滤光层包括多个第一滤光单元，所述多个第一滤光单元在所述第一面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第一滤光单元间形成第一通孔，所述第一通孔沿第二方向贯穿所述第一滤光层。前述不同所述焦点在第一方向或者第二方向上具有间距。初始光线方向与第二方向的夹角越大，相应同向组的初始光线的会聚焦点在第一方向上越偏离第一通孔中心轴，在第二方向上越靠近第一滤光层，因此越容易射至第一滤光层上进而被吸收。初始光线方向与第二方向的夹角越小，相应同向组的初始光线的会聚焦点在第一方向上越靠近第一通孔中心轴，在第二方向上越远离第一滤光层，因此越容易穿过所述第一通孔。由此，初始光线方向与第二方向的夹角大于第一阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，经所述介质层传输，被所述第一滤光单元吸收。
由于所述第二通孔宽度小于所述第一通孔宽度，又由于所述第二通孔中心轴与所述第一通孔中心轴相重合，因而初始光线方向与第二方向的夹角越大，相应同向组的初始光线经凸透镜会聚，会聚焦点在第一方向上越偏离第二通孔中心轴，在第二方向上越靠近第二滤光层，因此越容易射至第二滤光层上进而被吸收。由此，初始光线方向与第二方向的夹角小于或等于第一阈值、且大于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，依次经过所述介质层、所述第一通孔及所述透光层，被所述第二滤光层吸收，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。初始光线方向与第二方向的夹角小于或者等于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，依次经过所述介质层、所述第一通孔及所述透光层，由所述第二通孔输出。由此，第二滤光层能够对由第一通孔穿出的光线进行第二次滤光，且滤光精度更高。
综上，所述滤光组件具有良好的滤光效果，由所述第二通孔输出的光线方向高度集中，有助于提高光学传感器件形成的指纹图像的清晰度。
附图说明
图1是本发明一实施例的滤光组件的结构示意图；
图2是本发明其他实施例的滤光组件的结构示意图；
图3是本发明另一实施例的滤光组件的结构示意图；
图4至图14是本发明滤光组件的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图；
图15至图25是本发明滤光组件的形成方法另一实施例中各步骤对应的结构示意图；
图26是本发明滤光组件的滤光方法一实施例的原理示意图。
具体实施方式
现结合一种滤光组件进行分析，滤光组件包括：透光柱及遮光层，所述遮光层覆盖所述透光柱侧壁表面，所述凸透镜覆盖所述透光柱的顶部表面。所述凸透镜对初始光线进行会聚，部分初始光线经凸透镜会聚后射至遮光层侧壁上，其余初始光线经凸透镜会聚后经所述透光柱传输由透光柱底部射出。
由透光柱底部射出的光线方向仍较为分散，上述滤光组件的滤光效果难以满足对指纹图像高清晰度的要求。
发明人对上述滤光组件进行了研究，经创造性劳动，发明人注意到，由上至下，滤光组件依次包括凸透镜组、介质层、第一滤光层、透光层及第二滤光层，第一滤光层及第二滤光层能够对包括多个同向组的初始光线进行二次滤光，所述滤光组件的滤光效果良好，获得的光线方向高度集中，有助于改善指纹图像的成像质量。
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1，一种滤光组件100，包括：透光层200、第一滤光层300、第二滤光层400、介质层500及凸透镜组600。其中，所述透光层200具有相对的第一面201和第二面202。所述第一滤光层300包括多个第一滤光单元310，所述多个第一滤光单元310在所述第一面201上沿第一方向x等间隔排布，相邻所述第一滤光单元310间形成第一通孔320，所述第一通孔320沿第二方向y贯穿所述第一滤光层300。所述第二滤光层400包括多个第二滤光单元410，所述多个第二滤光单元410在所述第二面202上沿第一方向x等间隔排布，相邻所述第二滤光单元410间形成第二通孔420，所述第二通孔420沿第二方向y贯穿所述第二滤光层400。所述介质层500填充满所述第一通孔320，且所述介质层500覆盖所述第一滤光层300顶部表面。所述凸透镜组600位于所述介质层500上，所述凸透镜组600包括多个凸透镜610，所述凸透镜610与所述第一通孔320一一对应。
所述第二滤光层400具有相对的第三面401和第四面402，所述第三面401朝向所述透光层200，所述第四面402背向所述透光层200。本实施例中，所述滤光组件100还包括：粘结层800，所述粘结层800填充满所述第二通孔420，且所述粘结层800覆盖所述第二滤光层400的第四面402。
本实施例中，所述滤光组件100还包括：第一红外截止层710，所述第一红外截止层710位于所述透光层200与所述第一滤光层300之间。
综上，本实施例中，沿所述第二方向y由下至上，所述滤光组件100依次包括：粘结层800、第二滤光层400、透光层200、第一红外截止层710、第一滤光层300、介质层500及凸透镜组600。待滤光光线由凸透镜组600顶部入射所述滤光组件100，经所述滤光组件100滤光处理的光线由所述粘结层800底部射出。
下面以待滤光的初始光线包括多个同向组为例，详细阐述所述滤光组件100的滤光原理。其中，所述同向组内的初始光线方向相同，不同所述同向组的初始光线方向具有差异。
所述凸透镜610适于对入射的初始光线进行会聚，以调制初始光线方向，减小部分初始光线倾斜角度，形成会聚光线。
本实施例中，所述凸透镜610顶部表面呈圆弧面，所述凸透镜610垂直于所述第一面201的轴截面呈圆弧状，所述圆弧的圆心角小于80°，所述圆弧的半径大于20μm。
本实施例中，所述凸透镜610底部表面呈圆形，所述凸透镜610底部表面中心位于所述第一通孔320中心轴上。
本实施例中，所述凸透镜610的折射率大于1.5。
所述凸透镜610对所述初始光线进行会聚，不同所述同向组的初始光线朝向不同焦点会聚，不同所述焦点在第一方向x或者第二方向y上具有间距。即属于同一所述同向组内的初始光线经所述凸透镜610会聚处理，形成的会聚光线方向朝向同一焦点；属于不同所述同向组内的初始光线经所述凸透镜610的会聚处理，形成的会聚光线的焦点在空间位置上相分离。
所述同向组的初始光线方向与第二方向y的夹角影响相应会聚光线焦点的空间位置。初始光线方向与第二方向y的夹角越大，相应同向组的会聚光线的会聚焦点在第一方向x上越偏离第一通孔320中心轴，在第二方向y上位置越高。初始光线方向与第二方向y的夹角越小，相应同向组的初始光线的会聚焦点在第一方向x上越靠近第一通孔320中心轴，在第二方向y上位置越低。
所述介质层500材料为透明材料，光线可透射所述介质层500。
所述介质层500适于增加所述凸透镜610与所述第一滤光层300在所述第二方向y上的间距，便于分离经所述凸透镜610会聚处理的属于不同所述同向组的会聚光线。
本实施例中，所述介质层500材料与所述凸透镜610材料相同。
所述第一滤光层300适于对所述会聚光线进行第一滤光处理。
所述第一滤光层300材料为吸光材料。射向所述第一滤光单元310表面或者所述第一通孔320侧壁的会聚光线会被所述第一滤光单元310吸收。
本实施例中，所述第一滤光层300材料的颜色为黑色，有助于提高所述第一滤光层300对光线的吸收效果。
所述第一滤光层300对波长范围处于400nm～1100nm的光线的透光率小于1％。
本实施例中，初始光线方向与第二方向y的夹角越大，相应同向组的会聚光线的会聚焦点在第一方向x上越偏离第一通孔320中心轴，在第二方向y上越靠近第一滤光层300顶部，因此越容易射至所述第一滤光层300表面上进而被吸收。初始光线方向与第二方向y的夹角越小，相应同向组的初始光线的会聚焦点在第一方向x上越靠近第一通孔320中心轴，在第二方向y上越远离第一滤光层300，因此越容易穿过所述第一通孔320。
由此，初始光线方向与第二方向y的夹角大于第一阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，经所述介质层500传输，被所述第一滤光单元310吸收。初始光线方向与第二方向y的夹角小于或者等于第一阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，经所述介质层500传输，由所述第一通孔320穿出。
当在室外环境中使用所述滤光组件100时，太阳光中的红外光容易与待滤光光线一同入射所述凸透镜610顶部，导致形成的会聚光线内掺杂有红外光。所述第一红外截止层710位于所述第一滤光层300与所述透光层200之间，能够滤除掉所述会聚光线内的红外光，有助于改善指纹图像的清晰度，以提高指纹识别装置的识别准确率。
本实施例中，所述第一红外截止层710大于3μm。
所述透光层200适于增加所述第二滤光层400与所述第一滤光层300在所述第二方向y上的间距，使得由所述第一通孔320出射的属于不同所述同向组的会聚光线分离的更为明显。
所述透光层200材料为透明材料，光线可透射所述透光层200。
本实施例中，所述透光层200对波长范围处于400nm～650nm的光线的透光率大于80％。
本实施例中，所述透光层200材料为聚酯。
本实施例中，所述透光层200的折射率大于1.4。
本实施例中，所述透光层200厚度大于10μm。若所述透光层200厚度过小，所述第二滤光层400与所述第一滤光层300在所述第二方向y上的间距过小，由所述第一通孔320出射的属于不同所述同向组的会聚光线容易相混杂，影响所述第二滤光层400的滤光效果。
所述第二滤光层400适于对由所述第一通孔320出射的所述会聚光线进行第二滤光处理。
所述第二滤光层400材料为吸光材料。射向所述第二滤光单元410表面或者所述第二通孔420侧壁的光线会被所述第二滤光单元410吸收。
本实施例中，所述第二滤光层400材料的颜色为黑色，有助于提高所述第二滤光层400对光线的吸收效果。
所述第二滤光层400对波长范围处于400nm～1100nm的光线的透光率小于1％。
本实施例中，所述第二通孔420的宽度W2小于所述第一通孔320的宽度W1，所述第二通孔420中心轴与所述第一通孔320中心轴相重合。
本实施例中，初始光线方向与第二方向y的夹角越大，相应同向组的初始光线经凸透镜610会聚，会聚焦点在第一方向x上越偏离所述第二通孔420中心轴，在第二方向y上越靠近第二滤光层400顶部，因此越容易射至第二滤光层400表面上进而被吸收。初始光线方向与第二方向y的夹角越小，相应同向组的初始光线经凸透镜610会聚，会聚焦点在第一方向x上越靠近所述第二通孔420中心轴，在第二方向y上越靠近所述第二通孔420内，因此越容易穿过所述第二通孔420。
由此，初始光线方向与第二方向y的夹角小于或等于第一阈值、且大于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，依次经过所述介质层500、所述第一通孔320及所述透光层200，被所述第二滤光层400吸收，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。初始光线方向与第二方向y的夹角小于或者等于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，依次经过所述介质层500、所述第一通孔320及所述透光层200，由所述第二通孔420输出。
本实施例中，所述第一阈值为5°，所述第二阈值为2°。
所述第二滤光层400能够对由第一通孔320穿出的光线进行第二次滤光，且滤光精度更高。
此外，利用所述第一滤光层300及所述第二滤光层400对所述凸透镜610接收的初始光线进行二次滤光，还能够降低光线准直层的整体厚度，有助于实现所述滤光组件100体积的小型化。
本实施例中，所述第一通孔320的宽度W1与所述第二通孔420的宽度W2的差值大于4μm。若所述第一通孔320的宽度W1与所述第二通孔420的宽度W2的差值过小，影响所述第二滤光层400的滤光效果，由所述第二通孔420输出的所述会聚光线方向集中性差。
所述粘结层800材料为透明材料，光线可透射所述粘结层800。
所述粘结层800具有黏性，通过所述粘结层800可将所述滤光组件100与光学传感器相粘接，操作方便。
所述滤光组件100成品为独立的膜材结构，可与光学传感器直接相贴合，应用领域广。
在其他实施例中，参考图2，沿所述第二方向y由下至上，所述滤光组件100依次包括：粘结层800、第二滤光层400、第二红外截止层720、透光层200、第一滤光层300、介质层500及凸透镜组600。其中，所述第二红外截止层720位于所述透光层200与所述第二滤光层400之间。
在另一实施例中，参考图3，沿所述第二方向y由下至上，所述滤光组件100依次包括：粘结层800、第二滤光层400、透光层200、第一滤光层300、介质层500及凸透镜组600。
其中，所述透光层200材料为红外吸收材料，所述透光层200能够起到滤除红外光的作用。
综上，所述滤光组件100具有良好的滤光效果，由所述第二通孔420输出的光线方向高度集中，有助于提高光学传感器件形成的指纹图像的清晰度。
图4至图14是本发明滤光组件100的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。
参考图4，提供透光层200，所述透光层200具有相对的第一面201和第二面202。
本实施例中，所述透光层200材料为聚酯。
本实施例中，所述透光层200厚度大于10μm。
参考图5，在所述第一面201上形成第一红外截止层710。
采用蒸发镀膜、溅射镀膜或者涂布工艺形成所述第一红外截止层710。本实施例中，采用蒸发镀膜工艺形成所述第一红外截止层710。
本实施例中，所述第一红外截止层710厚度大于3μm。
本实施例中，所述第一红外截止层710对波长范围处于650nm～1100nm的光线的透光率小于1％。
参考图6，形成第一滤光层300，所述第一滤光层300包括多个第一滤光单元310，所述多个第一滤光单元310在所述第一面201上沿第一方向x等间隔排布，相邻所述第一滤光单元310间形成第一通孔320，所述第一通孔320沿第二方向y贯穿所述第一滤光层300。
本实施例中，所述第一红外截止层710位于所述透光层200与所述第一滤光层300之间。
本实施例中，所述第一滤光层300材料为金属材料。所述第一滤光层300的形成工艺包括：在所述第一面201上形成第一滤光膜；采用刻蚀工艺在所述第一滤光膜内形成多个第一通孔320，形成所述第一滤光层300。
本实施例中，所述第一滤光层300材料的颜色为黑色，有助于提高所述第一滤光层300对光线的吸收效果。
本实施例中，所述第一滤光层300材料对波长范围处于400nm～1100nm的光线的透光率小于1％。
在其他实施例中，所述第一滤光层300材料为有机材料。采用涂布工艺形成所述第一滤光层300。
参考图7，形成第二滤光层400，所述第二滤光层400包括多个第二滤光单元410，所述多个第二滤光单元410在所述第二面202上等间隔排布，相邻所述第二滤光单元410间形成第二通孔420，所述第二通孔420宽度小于所述第一通孔320宽度，所述第二通孔420中心轴与所述第一通孔320中心轴相重合。
本实施例中，所述第一通孔320的宽度W1与所述第二通孔420的宽度W2的差值大于4μm。
所述第二滤光层400具有相对的第三面401和第四面402，所述第三面401朝向所述透光层200，所述第四面402背向所述透光层200。本实施例中，所述第三面401与所述透光层200的所述第二面202相接触。
本实施例中，所述第二滤光层400材料为金属材料。所述第二滤光层400的形成工艺包括：在所述第二面202上形成第二滤光膜(图中未示出)；采用刻蚀工艺在所述第二滤光膜内形成多个第二通孔420，形成所述第二滤光层400。
本实施例中，所述第二滤光层400材料的颜色为黑色，有助于提高所述第二滤光层400对光线的吸收效果。
在其他实施例中，所述第二滤光层400材料为有机材料。采用涂布工艺形成所述第二滤光层400。
参考图8，形成填充满所述第一通孔320的介质层500，所述介质层500覆盖所述第一滤光层300顶部表面。
所述介质层500材料为透明材料，光线可透射所述介质层500。
本实施例中，所述介质层500的材料为有机硅。在其他实施例中，所述介质层500的材料还可以为透明光刻胶。
后续在所述介质层500上形成凸透镜组，所述凸透镜组包括多个凸透镜，所述凸透镜与所述第一通孔320一一对应。下面参考图9至图13，对所述凸透镜组的形成工艺进行详细的介绍。
参考图9，在所述介质层500上形成凸透镜膜601。
所述凸透镜膜601材料为有机硅、树脂或者光刻胶。本实施例中，所述凸透镜膜601材料为有机硅。
参考图10，在所述凸透镜膜601上形成图形化的光刻胶层620。
本实施例中，所述光刻胶层620具有多个开口621，所述开口621与所述第一通孔320相对应，所述开口621底部露出所述凸透镜膜601顶部表面。
参考图11，对所述凸透镜膜601进行曝光处理。
本实施例中，在所述曝光处理工艺中，多个曝光光源630设于所述光刻胶层620上方，所述曝光光源630发出曝光光线640，所述曝光光线640照射所述开口621(参考图10)露出的所述凸透镜膜601顶部表面。
参考图12，对曝光处理后的所述凸透镜膜601进行显影处理。
本实施例中，利用显影液对经曝光处理的所述凸透镜膜601进行显影处理。
被所述光刻胶层620(参考图11)覆盖的所述凸透镜膜601顶部难以被曝光光线640(参考图11)照射到，因而在显影处理过程中，所述光刻胶层620覆盖的所述凸透镜膜601容易被显影液冲洗掉，在所述凸透镜膜601内形成多个凹槽622。
参考图13，对显影处理后的所述凸透镜膜601进行加热处理，形成所述凸透镜组600。
所述凸透镜膜601材料为有机材料，在所述加热处理过程中，所述凸透镜膜601材料能够重新分配，使得形成的所述凸透镜610表面圆滑，有助于提高所述凸透镜610的聚光效果。
参考图14，形成填充满所述第二通孔420的粘结层800，所述粘结层800覆盖所述第四面402(参考图7)。
所述粘结层800材料为透明材料，光线可透射所述粘结层800。
所述粘结层800具有黏性，通过所述粘结层800可将所述滤光组件100与光学传感器相粘接，操作方便。
图15至图25是本发明滤光组件100的形成方法另一实施例中各步骤对应的结构示意图。
参考图15，提供透光层200，所述透光层200具有相对的第一面201和第二面202。
参考图16，在所述第二面202上形成第二红外截止层720。
参考图17，形成第一滤光层300，所述第一滤光层300包括多个第一滤光单元310，所述多个第一滤光单元310在所述第一面201上沿第一方向x等间隔排布，相邻所述第一滤光单元310间形成第一通孔320，所述第一通孔320沿第二方向y贯穿所述第一滤光层300。
参考图18，形成第二滤光层400，所述第二滤光层400包括多个第二滤光单元410，所述多个第二滤光单元410在所述第二面202上等间隔排布，相邻所述第二滤光单元410间形成第二通孔420，所述第二通孔420的宽度W2小于所述第一通孔320的宽度W1，所述第二通孔420中心轴与所述第一通孔320中心轴相重合。
所述第二滤光层400具有相对的第三面401和第四面402，所述第三面401朝向所述透光层200，所述第四面402背向所述透光层200。
本实施例中，所述第二红外截止层720位于所述透光层200与所述第二滤光层400之间。所述第二滤光层400的所述第四面402与所述第二红外截止层720相接触。
参考图19，形成填充满所述第一通孔320的介质层500，所述介质层500覆盖所述第一滤光层300顶部表面。
参考图20至图24，在所述介质层500上形成凸透镜组600，所述凸透镜组600包括多个凸透镜610，所述凸透镜610与所述第一通孔320一一对应。
所述凸透镜组600的形成工艺包括：如图20所示，在所述介质层500上形成凸透镜膜601；如图21所示，在所述凸透镜膜601上形成图形化的光刻胶层620；如图22所示，对所述凸透镜膜601进行曝光处理；如图23所示，对曝光处理后的所述凸透镜膜601进行显影处理；如图24所示，对显影处理后的所述凸透镜膜601进行加热处理，形成所述凸透镜组600。
其中，在所述曝光处理工艺中，多个曝光光源630设于所述光刻胶层620上方，所述曝光光源630发出曝光光线640，所述曝光光线640照射所述光刻胶层620露出的所述凸透镜膜601顶部表面。
参考图25，形成填充满所述第二通孔420的粘结层800，所述粘结层800覆盖所述第四面402(参考图18)。
在另一实施例中，所述透光层200材料为红外吸收材料。所述第一滤光层300覆盖所述透光层200的第一面201，所述第二滤光层400覆盖所述透光层200的第二面202，即省去形成所述第一红外截止层710或者所述第二红外截止层720的步骤。
本发明还提供一种上述滤光组件100的滤光方法，下面参考图26，对滤光方法进行详细的介绍。
参考图26，所述凸透镜610顶部接收初始光线，所述初始光线包括多个同向组，所述同向组内的初始光线方向相同，不同所述同向组的初始光线方向具有差异；所述凸透镜610对所述初始光线进行会聚，不同所述同向组的初始光线朝向不同焦点会聚，不同所述焦点在第一方向x或者第二方向y上具有间距。
初始光线方向与第二方向y的夹角越大，相应同向组的会聚光线的会聚焦点在第一方向x上越偏离第一通孔320中心轴，在第二方向y上位置越高。初始光线方向与第二方向y的夹角越小，相应同向组的初始光线的会聚焦点在第一方向x上越靠近第一通孔320中心轴，在第二方向y上位置越低。
初始光线方向与第二方向y的夹角大于第一阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，经所述介质层500传输，被所述第一滤光单元310吸收。
初始光线方向与第二方向y的夹角小于或等于第一阈值、且大于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，依次经过所述介质层500、所述第一通孔320及所述透光层200，被所述第二滤光层400吸收，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。
初始光线方向与第二方向y的夹角小于或者等于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜610会聚后，依次经过所述介质层500、所述第一通孔320及所述透光层200，由所述第二通孔420输出。
本实施例中，所述第一阈值为5°，所述第二阈值为2°。
图26中示出四个同向组以对滤光组件100的滤光方法进行说明。所述四个同向组分别为：第一同向组11、第二同向组12、第三同向组13及第四同向组14。所述第一同向组11内的初始光线用实线表示，所述第二同向组12内的初始光线用长短不一的断线表示；所述第三同向组13内的初始光线用点划线表示，所述第四同向组14内的初始光线用长短一致的断线表示。图26还分别示出了所述四个同向组经所述凸透镜610会聚的会聚光线，会聚光线与相应同向组的初始光线表示相一致。
所述四个同向组的初始光线与第二方向y的夹角由小至大依次为：第一同向组11、第二同向组12、第三同向组13及第四同向组14。
其中，所述第四同向组14内的初始光线方向与第二方向y的夹角大于第一阈值；所述第三同向组13内的初始光线方向与第二方向y的夹角小于第一阈值且大于第二阈值；所述第二同向组12内的初始光线方向与第二方向y的夹角小于第一阈值且大于第二阈值；所述第一同向组11内的初始光线方向与第二方向y的夹角小于或者等于第二阈值。
所述四个同向组的初始光线经所述凸透镜610顶部表面折射后朝向不同焦点会聚。在所述第一方向x上，所述四个同向组的会聚光线的焦点距所述第一通孔320中心轴及所述第二通孔420中心轴的距离由近至远分别为：第一同向组11、第二同向组12、第三同向组13及第四同向组14的会聚光线的焦点。在所述第二方向y上，所述四个同向组的会聚光线的焦点由低至高依次为：第一同向组11、第二同向组12、第三同向组13及第四同向组14的会聚光线的焦点。
所述第四同向组14的初始光线经所述凸透镜610会聚后，经所述介质层500传输，被所述第一滤光单元310吸收。
所述第二同向组12及所述第三同向组13的初始光线经所述凸透镜610会聚后，依次经过所述介质层500、所述第一通孔320及所述透光层200，被所述第二滤光层400吸收。
所述第一同向组11的初始光线经所述凸透镜610会聚后，依次经过所述介质层500、所述第一通孔320及所述透光层200，由所述第二通孔420输出。
所述滤光组件100滤除所述第二同向组12、第三同向组13及第四同向组14的会聚光线，仅保留所述第一同向组11的会聚光线，所述第一同向组11的会聚光线方向集中，光束前端角度锐利。光学传感器件接收所述第一同向组11的会聚光线形成指纹图像，图像清晰度高，有助于提高成像质量。
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 (20)
1.一种滤光组件，其特征在于，包括：
透光层，所述透光层具有相对的第一面和第二面；
第一滤光层，包括多个第一滤光单元，所述多个第一滤光单元在所述第一面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第一滤光单元间形成第一通孔，所述第一通孔沿第二方向贯穿所述第一滤光层；
第二滤光层，包括多个第二滤光单元，所述多个第二滤光单元在所述第二面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第二滤光单元间形成第二通孔，所述第二通孔宽度小于所述第一通孔宽度，所述第二通孔中心轴与所述第一通孔中心轴相重合；
介质层，所述介质层填充满所述第一通孔，且所述介质层覆盖所述第一滤光层顶部表面；
凸透镜组，所述凸透镜组位于所述介质层上，所述凸透镜组包括多个凸透镜，所述凸透镜与所述第一通孔一一对应。
2.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，所述第一通孔宽度与所述第二通孔宽度的差值大于4μm。
3.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，还包括：第一红外截止层，所述第一红外截止层位于所述透光层与所述第一滤光层之间。
4.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，还包括：第二红外截止层，所述第二红外截止层位于所述透光层与所述第二滤光层之间。
5.如权利要求1至4任一项所述的滤光组件，其特征在于，所述透光层厚度大于10μm。
6.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，所述第二滤光层具有相对的第三面和第四面，所述第三面朝向所述透光层，所述第四面背向所述透光层；还包括：粘结层，所述粘结层填充满所述第二通孔，且所述粘结层覆盖所述第四面。
7.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，所述介质层材料与所述凸透镜材料相同。
8.如权利要求1所述的滤光组件，其特征在于，所述凸透镜垂直于所述第一面的轴截面呈圆弧状，所述圆弧的圆心角小于80°，所述圆弧的半径大于20μm，所述凸透镜的折射率大于1.5。
9.如权利要求1所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，包括：
提供透光层，所述透光层具有相对的第一面和第二面；
形成第一滤光层，所述第一滤光层包括多个第一滤光单元，所述多个第一滤光单元在所述第一面上沿第一方向等间隔排布，相邻所述第一滤光单元间形成第一通孔，所述第一通孔沿第二方向贯穿所述第一滤光层；
形成第二滤光层，所述第二滤光层包括多个第二滤光单元，所述多个第二滤光单元在所述第二面上等间隔排布，相邻所述第二滤光单元间形成第二通孔，所述第二通孔宽度小于所述第一通孔宽度，所述第二通孔中心轴与所述第一通孔中心轴相重合；
形成填充满所述第一通孔的介质层，所述介质层覆盖所述第一滤光层顶部表面；
在所述介质层上形成凸透镜组，所述凸透镜组包括多个凸透镜，所述凸透镜与所述第一通孔一一对应。
10.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，形成所述第一滤光层前，还包括：
在所述第一面上形成第一红外截止层，所述第一红外截止层位于所述透光层与所述第一滤光层之间。
11.如权利要求10所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，采用蒸发镀膜、溅射镀膜或者涂布工艺形成所述第一红外截止层。
12.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，形成所述第二滤光层前，还包括：
在所述第二面上形成第二红外截止层，所述第二红外截止层位于所述透光层与所述第二滤光层之间。
13.如权利要求12所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，采用蒸发镀膜、溅射镀膜或者涂布工艺形成所述第二红外截止层。
14.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，所述第一滤光层的形成工艺包括：在所述第一面上形成第一滤光膜；采用刻蚀工艺在所述第一滤光膜内形成多个第一通孔，形成所述第一滤光层。
15.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，所述第二滤光层的形成工艺包括：在所述第二面上形成第二滤光膜；采用刻蚀工艺在所述第二滤光膜内形成多个第二通孔，形成所述第二滤光层。
16.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，采用涂布工艺形成所述第一滤光层；采用涂布工艺形成所述第二滤光层。
17.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，所述凸透镜组的形成工艺包括：
在所述介质层上形成凸透镜膜；
在所述凸透镜膜上形成图形化的光刻胶层；
对所述凸透镜膜进行曝光处理；
对曝光处理后的所述凸透镜膜进行显影处理；
对显影处理后的所述凸透镜膜进行加热处理，形成所述凸透镜组。
18.如权利要求9所述的滤光组件的形成方法，其特征在于，所述第二滤光层具有相对的第三面和第四面，所述第三面朝向所述透光层，所述第四面背向所述透光层；形成所述凸透镜组后，还包括：形成填充满所述第二通孔的粘结层，所述粘结层覆盖所述第四面。
19.如权利要求1所述的滤光组件的滤光方法，其特征在于，包括：
所述凸透镜顶部接收初始光线，所述初始光线包括多个同向组，所述同向组内的初始光线方向相同，不同所述同向组的初始光线方向具有差异；
所述凸透镜对所述初始光线进行会聚，不同所述同向组的初始光线朝向不同焦点会聚，不同所述焦点在第一方向或者第二方向上具有间距；
初始光线方向与第二方向的夹角大于第一阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，经所述介质层传输，被所述第一滤光单元吸收；
初始光线方向与第二方向的夹角小于或等于第一阈值、且大于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，依次经过所述介质层、所述第一通孔及所述透光层，被所述第二滤光层吸收，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值；
初始光线方向与第二方向的夹角小于或者等于第二阈值的所述同向组的初始光线经所述凸透镜会聚后，依次经过所述介质层、所述第一通孔及所述透光层，由所述第二通孔输出。
20.如权利要求19所述的滤光组件的滤光方法，其特征在于，所述第一阈值为5°，所述第二阈值为2°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210622 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |