CN209281426U - 屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光学设备技术领域，具体涉及一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置。本实用新型的可有效降低模组的厚度，最薄可到0.5mm，可应用于隐形光学指纹识别模块或屏幕下拍照摄像模块上，实现屏幕下图像成像超薄模块，更有利于屏下设计布局空间；同时模组不需要任何支架，有助于进一步降低模组整体高度；微镜头阵列被保护在基板内侧，使得组装模组是更加简单方便，不担心损坏微镜头的风险；本实用新型的微镜头阵列和感光芯片的封装均采用大片加工工艺，完成后再分切成单颗小的单元，更符合批量化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学设备技术领域，具体涉及一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置。
背景技术
随着通信技术的发展，移动终端正被广泛应用于人们的日常生活和工作中。目前，移动终端中都设置有指纹识别装置，通过指纹识别进行解锁、密码设置等诸多操作。在指纹识别装置中，电容式指纹识别装置和光学指纹识别装置是两种较为常用的指纹识别装置。
目前的光学指纹识别装置虽然具有穿透能力强，可支持屏幕下任意位置摆放等特点，但是现有的光学指纹识别装置整体厚度偏厚，影响其在手机内部的设计和布局，比如电池的布局，会导致指纹模块的位置只能放在屏幕的偏下方位置，不仅限制了电子设备屏占比的提高，还影响了用户体验。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可有效降低模组的厚度，有利于屏下设计布局空间，组装简单方便的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，包括基板，所述基板上设置有滤光层，所述滤光层上设置有遮光层，所述遮光层上均匀设置有多个开口，所述开口呈阵列结构，所述开口上设置有微镜头，所述基板通过围堰与光学感应芯片连接，所述围堰与光学感应芯片之间设置有焊垫，所述光学感应芯片上设有凹槽，所述光学感应芯片背面设置有重布线层，且所述重布线层与所述凹槽底部的焊垫连接。
优选的，所述基板的厚度为0.1㎜-1.5㎜；所述遮光层的厚度为0.1μm-20 μm；所述微镜头的高度为1μm-100μm,直径为5μm-1000；所述围堰的高度为5μm-500μm。
优选的，所述基板为有机薄膜或者石英玻璃。
优选的，所述滤光层设置在所述基板的上表面或/和下表面。
优选的，所述基板的一面设置滤光层，另一面设置光线增透层。
优选的，所述遮光层的材质为有机膜或者金属膜。
优选的，所述微镜头的高度为1μm-100μm,直径为5μm-1000μm，相邻微镜头之间的距离为10μm-10000μm。
优选的，所述光学感应芯片的硅面上设置有用于暴露所述焊垫的凹槽，所述凹槽为多台阶结构、单台阶结构或者单孔结构中的任意一种。
本申请的一个实施例还提供了一种显示装置，包括屏幕与所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组设在带有补强片的柔性电路板上，所述屏幕设在所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组上，所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组的四周设置有遮光胶。
优选的，所述屏幕通过光学胶粘结在所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组上。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的可有效降低模组的厚度，最薄可到0.5mm，可应用于隐形光学指纹识别模块或屏幕下拍照摄像模块上，实现屏幕下图像成像超薄模块，更有利于屏下设计布局空间；同时模组不需要任何支架，有助于进一步降低模组整体高度；微镜头阵列被保护在基板内侧，使得组装模组是更加简单方便，不担心损坏微镜头的风险；本实用新型的微镜头阵列和感光芯片的封装均采用大片加工工艺，完成后再分切成单颗小的单元，更符合批量化生产。
附图说明
图1是本实用新型的一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置结构示意图。
图2是本实用新型的增透层结构示意图。
图3是本实用新型的微镜头在基板上的结构示意图。
图4是本实用新型的滤光层在基板上的结构示意图。
图5是本实用新型的微凸镜结构示意图。
图6是本实用新型的基板与光学感应芯片键合结构示意图。
图7是本实用新型的暴露焊垫的多台阶结构示意图。
图8是本实用新型的暴露焊垫的单台阶结构示意图。
图9是本实用新型的暴露焊垫的单孔结构示意图。
图10是多台阶结构的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组示意图。
图11是单台阶结构的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组示意图。
图中标号说明：101、基板；102、感应区域；103、围堰；104、焊垫；105、光学感应芯片；106、重布线；107、锡球；201、滤光层；202、遮光层；203、微镜头；204-增透层；301、补强片；302、柔性电路板；303、遮光胶；304、屏幕；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
参照图1，图7，图8，图9所示，一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，包括基板101，所述基板101上设置有滤光层201，所述滤光层201上设置有遮光层202，所述遮光层202上均匀设置有多个开口，所述开口呈阵列结构，所述开口上设置有微镜头203，所述基板101通过围堰103与光学感应芯片105 连接，所述围堰103与光学感应芯片105之间设置有焊垫104，所述光学感应芯片上设有凹槽，所述光学感应芯片105背面设置有重布线106层，且所述重布线106层与所述凹槽底部的焊垫104连接。
所述基板101可以是有机薄膜、石英玻璃或其它满足光学特性的片状材料。
所述基板101的厚度为0.1㎜-1.5㎜；所述遮光层202的厚度为0.1μm-20 μm；所述微镜头203的高度为1μm-100μm,直径为5μm-1000；所述围堰 103的高度为5μm-500μm。
本实用新型的模组高度最薄可以做到0.5㎜-0.8mm，与现有的成品模块(现有的成品模块高度都在0.8㎜-1.1mm)有效降低了高度，更有利于屏下设计布局空间。
参阅图4，为了达到滤光要求，所述滤光层201设置在所述基板101的上表面或/和下表面。
参阅图2，在所述基板101的一面设置滤光层201，另一面设置光线增透层 204。
所述遮光层202的材质可以为有机膜或者金属膜；所述遮光层202的工艺可以是蒸镀，溅射，丝网印刷，旋转涂布，喷涂，半导体光刻等单种工艺或多种工艺复合实现。
所述微镜头203底部形状为圆形或者方形，所述微镜头203的高度一般为 1μm-100μm,直径一般为5μm-1000μm，所述微镜头203是阵列式的，可以是单个镜头，也可以有镜头的不同排列，微镜头203的尺寸可调整，相邻微镜头203之间的间距为10μm-10000μm。
参阅图6，步骤二中，微凸镜的基板101与光学感应芯片105键合可采用在微凸镜的基板101上制作围堰103、在光学感应芯片105上制作围堰103或者将单独制作围堰103与基板101、光学感应芯片105分别进行键合。
实现的围堰103的工艺可以是在玻璃上制作，可以在光学感应晶圆上制作，也可以是单独制作围堰103，并分别与玻璃、光学感应晶圆进行键合。
所述焊垫104通过对硅面进行光刻或者干法蚀刻的方式暴露；参阅图7，图8，图9，所述光学感应芯片105的硅面上设置有用于暴露所述焊垫104的凹槽，所述凹槽为多台阶结构、单台阶结构或者单孔结构中的任意一种。
参阅图2，图4，图5，图6，图7，本申请的一个实施例还提供了一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组的加工工艺，包括如下步骤：
步骤一：在基板101的表面上设置一层滤光层201，在基板101的滤光层 201表面上设置一层遮光层202，在遮光层202上均匀开设有多个开口，开口呈阵列结构，在每个开口上均设置微镜头203，完成微凸镜的制备；
步骤二：将微凸镜的基板101与光学感应芯片105通过围堰103进行压合键合，使的光学感应芯片105的感应区域102上方为一空腔，围堰103与光学感应芯片105之间设置有焊垫104；
对光学感应芯片105背面的硅面进行减薄和焊垫104上方的硅去除，将光学感应芯片的焊垫104背面暴露出，将焊垫104暴露出光学感应芯片105背面，将焊垫104暴露出后设置重布线106层，将焊垫104信号引出；将加工完成的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组分切成单颗芯片。
本申请可进一步在重布线106层上设置锡球107，可方便后续与电路板的焊接，同时也可根据不同需求，亦直接焊接在电路板上。
屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组分切的方式可以是刀轮机械切割的或者激光切割。
所述滤光层201的主要作用是过滤掉特定波长范围的光，让其他波段的光可以进入；所述增透层204用于减少光线在玻璃界面的反射，增加光线入射量。
所述微镜头203可以通过压印技术或有机光学材料的光刻和热回流技术进行制备，所述围堰103可以为感光油墨,干膜，玻璃，硅基板101或者有机基板 101制成，步骤二中的围堰103可以设在滤光层201上，也可以设在增透层204 上。围堰103的高度可根据成像焦距需要进行调整。
光学感应芯片105背面的硅面可通过机械研磨的方式进行减薄，使光学感应芯片105的厚度降低到50um-300um，焊垫104通过光刻和干法蚀刻等工艺暴露出光学感应芯片105的背面，焊垫104的暴露方式可以是多台阶结构、单台阶结构以及单孔结构，并通过光刻，湿法蚀刻工艺完成重布线106层，以此将焊垫104信号引出。
所述遮光层202的主要是为了遮挡一定波长的光线使其不能透过，同时在遮光层202上设计不定数量的开口，用于后续制作微凸镜。
参阅图4，所述基板101的厚度为0.1㎜-1.5㎜；为了达到滤光要求，所述滤光层201设置在所述基板101的上表面或/和下表面。
参阅图2，在所述基板101的一面设置滤光层201，另一面设置光线增透层204。
所述遮光层202的材质可以为有机膜或者金属膜；所述遮光层202的厚度为0.1μm-20μm，所述遮光层202的工艺可以是蒸镀，溅射，丝网印刷，旋转涂布，喷涂，半导体光刻等单种工艺或多种工艺复合实现。
所述微镜头203底部形状为圆形或者方形，所述微镜头203的高度一般为 1μm-100μm,直径一般为5μm-1000μm，所述微镜头203是阵列式的，可以是单个镜头，也可以有镜头的不同排列，微镜头203的尺寸可调整，相邻微镜头203之间的间距为10μm-10000μm。
参阅图6，步骤二中，微凸镜的基板101与光学感应芯片105键合可采用在微凸镜的基板101上制作围堰103、在光学感应芯片105上制作围堰103或者将单独制作围堰103与基板101、光学感应芯片105分别进行键合。
实现的围堰103的工艺可以是在玻璃上制作，可以在光学感应晶圆上制作，也可以是单独制作围堰103，并分别与玻璃、光学感应晶圆进行键合。
所述焊垫104通过对硅面进行光刻和干法蚀刻方式或激光方式暴露；参阅图7，图8，图9，所述焊垫104的暴露结构为多台阶结构、单台阶结构或者单孔结构中的任意一种
参阅图1，图10，图11，本申请的一个实施例还提供了一种显示装置，包括屏幕304与上述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组设在带有补强片301的柔性电路板302上，所述屏幕304设在所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组上，所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组的四周设置有遮光胶303。
所述显示装置采用应用表面贴装方法，将电阻电容，连接器以及屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组贴装到带有补强片301的柔性电路板302上，实现电性连接，在完成上述贴装后，在光屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组的四周制作遮光胶303，防止侧面光线透过进入芯片内部；最后将上述完成的模块通过光学胶等相关粘结材料固定到屏幕304下方。
本实用新型的可有效降低模组的厚度，最薄可到0.5mm，用于适应全面屏的空间需求，可以实现屏幕304下图像成像超薄模块，更有利于屏下设计布局空间，实现屏下隐形光学指纹识别模块方案需求或屏幕304下拍照摄像模块；同时模组不需要任何支架，有助于进一步降低模组整体高度；微镜头203阵列被保护在基板101内侧，使得组装模组是更加简单方便，不担心损坏微镜头203 的风险；本实用新型的微镜头203阵列和感光芯片的封装均采用大片加工工艺，完成后再分切成单颗小的单元，更符合批量化生产。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，包括基板，所述基板上设置有滤光层，所述滤光层上设置有遮光层，所述遮光层上均匀设置有多个开口，所述开口呈阵列结构，所述开口上设置有微镜头，所述基板通过围堰与光学感应芯片连接，所述围堰与光学感应芯片之间设置有焊垫，所述光学感应芯片上设有凹槽，所述光学感应芯片背面设置有重布线层，且所述重布线层与所述凹槽底部的焊垫连接。
2.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述基板的厚度为0.1㎜-1.5㎜；所述遮光层的厚度为0.1μm-20μm；所述微镜头的高度为1μm-100μm,直径为5μm-1000；所述围堰的高度为5μm-500μm。
3.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述基板为有机薄膜或者石英玻璃。
4.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述滤光层设置在所述基板的上表面或/和下表面。
5.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述基板的一面设置滤光层，另一面设置光线增透层。
6.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述遮光层的材质为有机膜或者金属膜。
7.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述微镜头的高度为1μm-100μm,直径为5μm-1000μm，相邻微镜头之间的距离为10μm-10000μm。
8.如权利要求1所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，其特征在于，所述光学感应芯片的硅面上设置有用于暴露所述焊垫的凹槽，所述凹槽为多台阶结构、单台阶结构或者单孔结构中的任意一种。
9.一种显示装置，其特征在于，包括屏幕与如权利要求1至8中任一项所述的屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组，所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组设在带有补强片的柔性电路板上，所述屏幕设在所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组上，所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组的四周设置有遮光胶。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述屏幕通过光学胶粘结在所述屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组上。
Priority Applications (1)
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| CN201822216225.7U CN209281426U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置 |
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| CN201822216225.7U Active CN209281426U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 屏下光学感应芯片微凸镜阵列模组以及显示装置 |
Country Status (1)
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2018
- 2018-12-27 CN CN201822216225.7U patent/CN209281426U/zh active Active
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Legal Events
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Address after: 215000 Fangqiao Road, Caohu Street, Xiangcheng Economic and Technological Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 568 Patentee after: Suzhou Keyang Semiconductor Co., Ltd Address before: 215000 Fangqiao Road, Caohu Street, Xiangcheng Economic and Technological Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 568 Patentee before: SUZHOU KEYANG PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |