CN210804466U

CN210804466U - 一种光学模组

Info

Publication number: CN210804466U
Application number: CN201922404674.9U
Authority: CN
Inventors: 吉萍; 李永智; 金科; 赖芳奇; 吕军
Original assignee: Suzhou Keyang Photoelectric Science & Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Keyang Semiconductor Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2029-12-27

Abstract

本实用新型实施例公开了一种光学模组。该光学模组包括：基底；位于所述基底一侧上的遮光层以及多个微镜头，所述遮光层上设置有多个开口；所述开口露出所述微镜头；保护层，位于所述遮光层背离所述基底的一侧；所述保护层设置有多个第一通孔；所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内；所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，所述保护层的厚度为H，h＜H。本实用新型实施例的技术方案，以实现对裸露在外的微镜头进行有效的保护，在光学模组的加工应用中更加方便。

Description

一种光学模组

技术领域

本实用新型实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学模组。

背景技术

随着生物识别技术的迅速发展，以指纹识别为代表的生物识别技术已经广泛应用于各种电子设备中，例如手机、平板电脑等。

目前，电子设备可以采用集成于电子设备屏幕的下方的光学微镜头指纹芯片。光学微镜头指纹芯片通过采集手指反射的光线并对采集的反射光线进行识别以获取指纹图像信息的，其中，指纹图像信息主要是通过对指纹的各个特征点(指纹的波峰和波谷)反射的光线进行识别获得。然而，在光学微镜头指纹芯片的加工应用过程中，其微镜头是裸露在外，则易在模组组装和加工过程中被接触损伤，从而导致对指纹识别效果产生影响。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种光学模组及其光学模组的制备方法，以实现对裸露在外的微镜头进行有效的保护，在光学模组的加工应用中更加方便。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种光学模组，该光学模组包括：

基底；

位于所述基底一侧上的遮光层以及多个微镜头，所述遮光层上设置有多个开口；所述开口露出所述微镜头；

保护层，位于所述遮光层背离所述基底的一侧；所述保护层设置有多个第一通孔；所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内；

所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，所述保护层的厚度为H，h＜H。

可选的，所述保护层还包括多个第二通孔；

所述第二通孔在所述基底上的垂直投影与所述微镜头在所述基底上的垂直投影不交叠。

可选的，至少两个所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于一个所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内。

可选的，所述光学模组还包括第一滤光层，所述第一滤光层设置于所述遮光层与所述基底之间。

可选的，所述光学模组还包括第二滤光层，所述第二滤光层设置于所述基底背离所述遮光层的一侧。

可选的，所述光学模组还包括增透层，所述增透层设置于所述遮光层与所述基底之间。

可选的，所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，h的取值范围为1-100um，所述微镜头d直径范围为3-1000um。

可选的，所述保护层背离所述基底的表面还设置有方向标识。

本实用新型实施例的技术方案，光学模组包括：基底；位于所述基底一侧上的遮光层以及多个微镜头，所述遮光层上设置有多个开口；所述开口露出所述微镜头；保护层，位于所述遮光层背离所述基底的一侧；所述保护层设置有多个第一通孔；所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内；所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，所述保护层的厚度为H，h＜H。解决了现有技术中微镜头裸露在外，易在模组组装和加工过程中被接触损伤，从而导致对指纹识别效果产生影响的问题。以实现对裸露在外的微镜头进行有效的保护，在光学模组的加工应用中更加方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种光学模组的剖面示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种光学模组的俯视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种光学模组的俯视示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种光学模组的俯视示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种光学模组的制备方法的流程图；

图6-图11是本实用新型实施例提供的光学模组的制备方法各步骤形成的光学模组的流程图；

图12是本实用新型实施例提供的另一种光学模组的制备方法的剖面示意图；

图13是本实用新型实施例提供的另一种光学模组的制备方法的俯视图示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种光学模组，可适用于电子设备的光学指纹识别。图1为本实用新型实施例提供的一种光学模组的剖面示意图。参见图1，该光学模组包括：基底204；位于所述基底204一侧上的遮光层203以及多个微镜头202，所述遮光层203上设置有多个开口；所述开口露出所述微镜头202；保护层101，位于所述遮光层203背离所述基底204的一侧；所述保护层101设置有多个第一通孔；所述微镜头202在所述基底204上的垂直投影位于所述第一通孔在所述基底204上的垂直投影内；所述微镜头202的顶部至底部的垂直距离为h，所述保护层101的厚度为H，h＜H。

其中，基底204为该光学模组提供支撑，基底204的厚度范围为0.05-1.5mm。可选的，基底204可以为大片光玻璃，也可以为透过某种特定波长范围的光线的基板材料，例如硅片、有机薄膜等材料。

遮光层203设置于基底204接收光线的一侧，用于遮挡一定波长范围的光线使其不能被透过。可选的，遮光层203的材质可以是一层有机膜，也可以是金属膜。遮光层203上设置有多个开口，遮光层203上的开口用于制作微镜头202。遮光层203上的开口数量可以由本领域技术人员根据实际需要进行设置，开口的形状可以与微镜头202的底部形状保证一致，开口在遮光层204上的排列方式可以由本领域技术人员根据实际需要进行设置。可选的，多个开口在遮光层203上成阵列式排列。

需要说明的是上述设计的基底204透过特定波长范围的光线，以及遮光层203遮挡一定波长范围的光线可以为600纳米以上的红外线。

微镜头202设置于遮光层203的多个开口上，用于改变接收到的光线的路线，有助于更好的成像。微镜头202的尺寸可以根据实际需要进行调整，微镜头202的底部形状可以是圆形，也可以是方形，优选的，微镜头202的底部形状为圆形。

微镜头202的高度即为微镜头202的顶部至底部的垂直距离，记为h，可选的，1um≤h≤100um，所述微镜头d直径范围为3-1000um。微镜头202在遮光层204上排列彼此之间的间距范围为0.5～10000um，具体的微镜头202的高度范围、直径范围以及在遮光层上排列的间距范围均可以根据成像要求和光学设计来定义，本实施例对此不作任何限制。

可以理解的是微镜头202与遮光层203上的开口一一对应，则遮光层204上的开口的数量以及开口的形状可以由微镜头202的数量以及底部形状决定。

保护层101依据在遮光层203制作完成微镜头202的位置，在微镜头202的同侧进行制作。保护层101的材料可以为具有光敏特性、热稳定、耐化性好、耐刮擦且具有较高的硬度的有机材料。

保护层101为一种图形化结构，设置有多个第一通孔用于将微镜头202四周围绕，且保护层101的高度高出微镜头202的高度约5-30um。第一通孔的形状可以根据保护层101的材料特性，以及所受到的平衡应力进行设计，可选的，第一通孔与微镜头的底部形状相同，即为圆形。在光学模组组装和加工过程中，有利于微镜头202的拿取，同时方便组装使用。

可以理解的是为方便后续光学模组的切割分粒过程，则在光学模组的切割道区域不设置有保护层101。

本实用新型实施例的技术方案，光学模组包括基底；位于所述基底一侧上的遮光层以及多个微镜头，所述遮光层上设置有多个开口；所述开口露出所述微镜头；保护层，位于所述遮光层背离所述基底的一侧；所述保护层设置有多个第一通孔；所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内；所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，所述保护层的厚度为H，h＜H。在现有技术中，微镜头直接暴露在遮光层上的多个开口上，很容易在模组组装和加工过程中被接触损伤，从而导致对指纹识别效果产生影响。本实施例中在微镜头的同侧设置保护层，保护层的高度高于微镜头的高度，以实现对裸露在外的微镜头进行有效的保护，同时，保护层上设置有通孔，以露出微镜头，有助于在光学模组的加工应用中更加方便的拿取。

图2是本实用新型实施例提供的一种光学模组的俯视示意图。在上述各实施例的基础上，参见图2，所述保护层101还包括多个第二通孔；所述第二通孔在所述基底204上的垂直投影与所述微镜头202在所述基底204上的垂直投影不交叠。

其中，第二通孔的数量为多个，第二通孔可以如图2所示阵列式排列，也可以以其他方式进行排列。第二通孔的垂直投影形状可以为圆形或方形，具体的尺寸也可以由本领域技术人员根据实际需要进行设置。

第二通孔依据第一通孔的位置，在多个第一通孔的之间进行设置。由于保护层101的材料受外界环境湿度或是温度的影响，第二通孔用于散热，以增加保护层101与遮光层203之间的结合力，可以使得保护层101与遮光层203更好的粘合，增强保护层101的可靠性。

图3是本实用新型实施例提供的另一种光学模组的俯视示意图。在上述各实施例的基础上，参见图3，至少两个所述微镜头202在所述基底204上的垂直投影位于一个所述第一通孔在所述基底204上的垂直投影内。

可选的，以两个微镜头202为一组，如图3所示保护层101的第一通孔内同时容纳两个微镜头202。可以理解的是可以如3所示将当前所有的微镜头分别进行两个为一组设置与第一通孔中，也可以选取当前光学模组的一部分进行如图2所示的设置方式，本实施仅做解释说明。

图4是本实用新型实施例提供的又一种光学模组的俯视示意图。参见图4，可以理解的是在本实用新型实施例的一种实施方式中，可选的，四个微镜头在所述基底上的垂直投影位于一个所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内。

继续参见图1，在本实用新型实施例的一种实施方式中，可选的，所述光学模组还包括第一滤光层201，所述第一滤光层201设置于所述遮光层203与所述基底204之间。

继续参见图1，在本实用新型实施例的一种实施方式中，可选的，所述光学模组还包括第二滤光层201，所述第二滤光层201设置于所述基底204背离所述遮光层203的一侧。

可选的，在本实例中为了达到滤光要求，可以选择仅在基板204一侧设置第一滤光层201，也可以选择同时在基板204两侧同时设置第一滤光层201和第二滤光层201。第一滤光层201和第二滤光层201的作用是为了过滤特定波长范围的光线，以使除特定波长范围内的其他波段的光线进入。

在上述各实施例的基础上，所述光学模组还包括增透层(图1中未示出)，所述增透层设置于所述遮光层203与所述基底204之间。

根据光学设计需要，可以在所述遮光层203与所述基底204之间制作增透层，增透层用于减少光线在基底204上的反射，有助于增加光线入射量。

结合图2、图3和图4，在本实用新型实施例的一种实施方式中，可选的，所述保护层101背离所述基底204的表面还设置有方向标识205。

可选的，方向标识205的形状可以为任意形状，例如圆形、方形或三角形等，本实例对此不进行限制。方向标识205可以一个或是多个，优选地，方向标识205为一个，设置于光学模组俯视图的右上角。方向标识205为一个方向指向的标记，用于在光学模组进行组装的过程中与相邻部件放置方式的对位，以便于识别产品的外形方向。

图5为本实用新型实施例提供的一种光学模组的制备方法的流程图，图6-图11是本实用新型实施例提供的光学模组的制备方法各步骤形成的光学模组的流程图。本实施例可适用于对电子设备的光学指纹识别的情况，该方法具体包括如下步骤：

S510、提供基底，所述基底上形成遮光层；

参见图6，提供基底204，基底204的上下两侧形成有第一滤光层201和第二滤光层201，在第一滤光层201上形成遮光层203。

制作遮光层203的工艺可以是蒸镀、丝网印刷、旋转涂布、喷涂或半导体光刻等单种工艺或多种工艺复合实现。

S520、在所述遮光层上形成多个开口；

继续参见图6，在所述遮光层203上形成多个开口。

S530、在所述开口内设置微镜头；

参见图7，在所述开口内设置微镜头202。

微镜头202制作技术可以通过压印技术、有机光学材料的光刻或热回流技术等实现。

S540、形成保护层；

S550、在所述保护层上形成多个第一通孔；

其中，所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内；所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，所述保护层的厚度为H，h＜H。

参见图8，在设置有微镜头202的遮光层203上涂覆一层光敏材料，该光敏材料结合光学掩膜版，可以通过半导体光刻技术制作出所需的图案。

其中，涂覆的方法取决于光敏材料的物理性质。若光敏材料是液态胶水，可以使用旋转涂布、狭缝涂布、气雾喷涂或网版印刷等技术来实现；若光敏材料是预制的胶膜状，例如干膜，则可以使用贴膜的方法贴附到遮光层203上。

参见图9，对涂覆的光敏材料进行预烘烤，预烘烤主要是去除材料里的溶剂，使材料半固态化，同时增强光敏材料与遮光层203的结合力。

参见图10，对预烘烤后的结构进行图像曝光，即在特定波长范围的紫外光下，配合使用掩膜版，对上述光敏材料进行感光处理。其中，掩膜版上绘制有根据设计需要的特殊图案，即对应于微镜头202露出的图案。

将图像曝光后的结构进行显影定影以露出需要的图形，显影定影的方式采用相应的药水药剂，对上述曝光后的材料进行化学反应和清洗，最后露出需要的图形结构。参见图11，给显影定影后的材料进行特定温度下的烘烤，使上述材料分子内部结构发生交联硬化，以达到材料的最佳强度和硬度，形成最终的保护层101。

图12为本实用新型实施例提供的另一种光学模组的制备方法的剖面示意图，图13为本实用新型实施例提供的另一种光学模组的制备方法的俯视图示意图。结合图12和图13，在上述各实施例的基础上，在所述保护层101上形成多个第一通孔之时，还包括：在所述保护层101上形成多个切割槽；所述切割槽露出相邻光学模组之间的切割区；切割形成多个光学模组。

其中，在切割前在保护层101上贴附专用的切割薄膜，切割薄膜可以有效避免切割过程中的粉尘或药液接触到微镜头202。

切割的方法可以采用成熟的刀轮切割、激光切割或CNC加工等方式方法。

可以理解的是为方便切割分粒的过程，切割槽的区域无保护层101。

本实用新型实施例的技术方案，由于微镜头的高度低于保护层101的高度，则在光学模组的组装和加工过程中，切割薄膜以选取单颗光学模组，只需接触保护层101的上表面，可以实现对微镜头202的有效保护。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种光学模组，其特征在于，包括：

基底；

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述保护层还包括多个第二通孔；

3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，至少两个所述微镜头在所述基底上的垂直投影位于一个所述第一通孔在所述基底上的垂直投影内。

4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括第一滤光层，所述第一滤光层设置于所述遮光层与所述基底之间。

5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括第二滤光层，所述第二滤光层设置于所述基底背离所述遮光层的一侧。

6.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括增透层，所述增透层设置于所述遮光层与所述基底之间。

7.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述微镜头的顶部至底部的垂直距离为h，h的取值范围为1-100um，所述微镜头d直径范围为3-1000um。

8.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述保护层背离所述基底的表面还设置有方向标识。