CN212135451U - 屏下指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种屏下指纹识别装置和电子设备，所述屏下指纹识别装置包括一玻璃基底、至少一单面挠性基板和至少一双层挠性板，所述玻璃基底上制作有TFT指纹检测阵列，所述单面挠性基板设置有至少一驱动控制芯片以及至少一层金属布线，所述驱动控制芯片通过所述金属布线与所述TFT指纹检测阵列电性连接，所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面设置有一导电接地层，所述单面挠性基板至少设置有一通孔贯穿所述单面挠性基板，且所述通孔内的导电材料电性连通所述导电接地层与所述金属布线。本方案实现在单面挠性基板的所述金属布线相背的一面上放置导电接地层的方案，进而能有效实现屏下指纹识别装置的电磁屏蔽性能和静电防护性能。

Description

屏下指纹识别装置和电子设备

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种屏下指纹识别装置和电子设备。

背景技术

随着电子行业的飞速发展，指纹识别的技术应用十分广泛，不仅在门禁、考勤系统中可以看到指纹识别技术的身影，市场上有了更多指纹识别的应用：例如笔记本电脑、手机、汽车、银行支付等。在手机等电子产品中，通常将指纹识别模组与显示屏层叠设计，这样可增大手机显示区的屏占比，满足人们越来越多的需求，指纹识别技术由传统的电容式指纹识别转变为屏下指纹识别。

挠性基板(又称为软性基板、柔性基板等)具有可弯折、柔韧性好的特点，相较于传统的非挠性基板，挠性基板的使用拓展了屏下指纹识别产品在设计上的可能性。其中，在基材表面上覆有铜箔的单面挠性基板(Flexible Copper Clad Laminate，简称为FCCL)是目前常用的一种挠性基板。

在使用单面挠性基板的屏下指纹识别产品中，相应的电子元件被聚集在一个狭小的空间区域内，很容易互相之间产生电磁干扰以及产生静电电荷积累，且在积累的电荷从高电位向低电位转移的过程可能导致元器件的失效，因此一般需要对两个空间区域之间进行金属的隔离以及对需要保护的元件施加导电接地层(即接地金属)的遮蔽，以防止电子元件间互相产生电磁干扰并阻挡静电放电的通道。

目前解决改善屏下指纹识别产品的电磁屏蔽性能和静电防护性能的一种方法是通过粘贴导电膜、粘贴导电泡棉、涂布导电漆等方式，在在单面挠性基板的正面上再放置一层导电接地层，该导电接地层可以与基板上的接地线路电气连接，使得基板正面和外界间间隔了一层导电接地层，以起到电磁屏蔽和静电防护作用。但是，这种方法，对于单面挠性基板的背面没有比较有效、便捷、适合小型化的放置导电接地层的方法，由此限制了屏下指纹识别产品的进一步发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种屏下指纹识别装置和电子设备，能够解决单面挠性基板上放置导电接地层的问题，进而有利于产品的电磁屏蔽性能和静电防护性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种屏下指纹识别装置，包括：

一玻璃基底，所述玻璃基底上制作有TFT指纹检测阵列；

至少一单面挠性基板，所述单面挠性基板设置有至少一驱动控制芯片以及至少一层金属布线，所述驱动控制芯片通过所述金属布线与所述玻璃基底上的 TFT指纹检测阵列电性连接，所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面设置有一导电接地层，所述单面挠性基板至少设置有一通孔贯穿所述单面挠性基板，所述通孔内设置有导电材料电性连通所述导电接地层与所述金属布线；

至少一双面挠性板，所述双面挠性板一端与相应的所述单面挠性基板电性连接，另一端与一外部控制板电性连接。

可选地，所述导电接地层为粘贴在所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面上的导电膜或导电泡棉，或者是涂布在所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面上的导电漆。

可选地，所述导电接地层通过其所连接的所述金属布线接地。

可选地，所述金属布线为铜箔。

可选地，所述单面挠性基板包括金属布线、基材膜和阻焊层，所述金属布线位于所述基材膜与所述阻焊层之间。

可选地，所述阻焊层被图案化并在所述通孔对应的单面挠性基板位置空缺。

可选地，所述双面挠性板所布的单层金属布线的密度低于所述单面挠性基板中金属布线的密度。

可选地，多个所述单面挠性基板与同一所述双面挠性板电性连接，或者，一个所述单面挠性基板与一个所述双面挠性板一一对应地电性连接。

可选地，所述屏下指纹识别装置为光学式屏下指纹识别装置或者超声波式屏下指纹识别装置。

本实用新型还提供一种电子设备，包括：如本实用新型所述的屏下指纹识别装置，以及，与所述屏下指纹识别装置电性连接的至少一外部控制板。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

1、通过在单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面上设置导电接地层，并同时设置贯穿单面挠性基板的至少一通孔，所述通孔内设置有导电材料电性连通导电接地层与金属布线，由此实现在单面挠性基板的所述金属布线相背的一面上放置导电接地层的方案，进而有效实现屏下指纹识别装置的电磁屏蔽性能和静电防护性能。

2、该导电接地层通过所述通孔连接的金属布线实现接地，因此不需要为使得单面挠性基板能够起电磁屏蔽或静电防护作用而特别增加挠性基板的层数和面积，利于屏下指纹识别装置趋于小型化，并避免增加屏下指纹识别装置的制作成本。

3、方案简单，易于实施。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的屏下指纹识别装置的俯视结构示意图。

图2是本实用新型另一实施例的屏下指纹识别装置的俯视结构示意图。

图3是本实用新型具体实施例的单面挠性基板的通孔及其附近区域的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的技术方案作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1，本实用新型一实施例提供一种屏下指纹识别装置，其包括一玻璃基底10、一单面挠性基板20以及一双面挠性板30。

其中，所述玻璃基底10上制作有TFT指纹检测阵列11，用于透过玻璃基底10采集指纹。TFT指纹检测阵列11是一种使用非硅基工艺制作指纹识别像素阵列的方案。相对于传统的利用硅基底的半导体工艺制作大面积的指纹识别芯片而言，这种TFT指纹检测阵列应用于屏下大面阵指纹识别的模组中，可以大幅度降低大面阵屏下指纹识别模组的制作成本。

请参考图1和图3，单面挠性基板20具有相对设置的第一表面20a和第二表面20b。单面挠性基板20的第一表面20a设置有至少一驱动控制芯片21以及至少一层金属布线201。

驱动控制芯片21可以是采用集成电路的前道制程(FEOL)和后道制程 (FEOL)形成的硅基芯片，其包括CMOS元件、电阻、电容等电子元件(未图示)以及将这些电子元件在芯片内部电性连接的金属互连结构(未图示)。对于此类的驱动控制芯片采用COF(chip onfilm)封装，可以通过COF带上的金属布线和/或引脚实现此驱动控制芯片与TFT指纹检测阵列的互连。该COF带使用单层的金属布线时，可将其称之为单面挠性基板。若COF带使用双层布线或者多层板，会大幅增加COF带的制作工序，例如通孔、电镀等工序。这样，会提高制作成本，同时降低了多层板的可制造性。

请参考图3，该单面挠性基板20通常包括三层：基材膜200、铜箔和阻焊油墨(SR-Solder Resist)。

其中，基材膜200是有机高分子薄膜，有机高分子薄膜例如是聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚酰胺亚胺(polyamide-imide)、聚醚(Poly-ether)酰亚胺、聚嗍砜(Poly-sulfon)、聚苯撑硫醚(Poly-phenylene-sulfide)、聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone)、聚碳酸盐(Poly-carbonate)、聚丙烯酸酯(Poly-acrylatc)、聚醚嗍砜、液晶高分子、氟素树脂、环氧树脂等等之类的可在一定条件下利用铸造(cast)、挤出成形等方法而薄膜化的树脂所构成的树脂膜等。

在此实施例中，金属布线201实则为铜箔制作。该金属布线201形成在基材膜200的第一表面上，导电接地层203形成在基材膜200的第二表面，即导电接地层203形成在单面挠性基板20的与金属布线201相背的一面上。在其他的实施例中，金属布线201的材质包括但不限于铜箔(如电解铜箔、压延铜箔或不锈铜箔)、铝箔等。

其中，金属布线201的形成方法包括：首先，通过金属压延、电解、丝网印刷、粘贴导电膜、粘贴导电泡棉、涂布导电漆等中的任意方式，在基材膜200的正面上覆盖金属层；然后通过光刻结合刻蚀的方法，在金属层中形成电路图案，由此形成具有接地线路(未图示)的金属布线201。

阻焊层202实则为阻焊油墨制作。阻焊层202分布于金属布线201的表面，也即此实施例中铜箔的表面。该阻焊层202可以防止金属布线201被氧化并增强单面挠性基板20的机械性能。在其他的实施例中，该阻焊层202的材质并非局限于在此例举的阻焊油墨。

该屏下指纹识别装置，对于驱动控制非硅基的指纹检测像素阵列应用单面挠性基板对其所应用的硅基IC芯片进行相应封装，可实现整个屏下指纹识别装置产品的小型化。

请参阅图1或图2，该单面挠性基板20至少设置有一通孔22贯穿所述第一表面20a和第二表面20b。通孔22内设置有导电材料23电性连通导电接地层 203与所述金属布线201。通孔22可以是通过采用机械冲头或钻头对所述单面挠性基板20进行机械钻孔来形成；或者，是通过使用激光对所述单面挠性基板 20进行钻孔来形成。

通孔22中填充的导电材料23包括但不限于导电胶，导电胶可以是由导电颗粒、粘合树脂、固化剂以及溶解剂组成，其中的导电颗粒可以为纳米级导电颗粒，例如是银、镍、钨、钴、铝或铜等；所述粘合树脂例如是聚酯树脂、环氧树脂或聚酰亚胺树脂；当聚酯树脂被用作粘合树脂时，固化剂选择异氰酸盐化合物；当环氧树脂用作粘合树脂时，固化剂选择胺化合物或咪唑化合物；溶解剂例如是纤维素溶剂或丁基卡必醇醋酸盐。在本实用新型的其他实施例中，还可以通过金属电镀等手段向通孔22中填充导电材料23。

基于以上描述的实施例中，在形成通孔22时，单面挠性基板20表面的阻焊油墨较容易在钻孔时形成污染物而影响后续在通孔22中形成的导电材料的质量。因此，在一些实施例中，该阻焊层202依据单面挠性基板20后面加工和处理的要求可以进行图案化，例如在一些不需要制作阻焊层的位置，不形成该阻焊层，例如通孔22的位置和/或其他需要进行外部电性连接的位置。也就是说，所述阻焊层202被图案化后会在所述通孔等结构对应的单面挠性基板的位置处空缺。

单面挠性基板20的第二表面20b设置有一导电接地层203，导电接地层203 的材质包括但不限于铜或铝或者铜铝合金等导电金属材料。导电接地层203可以通过在所述第二表面20b上粘贴导电膜或粘贴导电泡棉或涂布导电漆的方式形成，即所述导电接地层203可以为粘贴在第二表面20b上的导电膜或导电泡棉，其可以用机器贴的方式(如卷对卷贴附)或手工直接贴附的方式贴在第二表面20b上。在其他实施例中，导电接地层203还可以是涂布在所述第二表面20b 上的导电漆。

如图1所示，为方便该屏下指纹识别装置中单面挠性基板与外部控制板连接(图中未示意出)，通过双面挠性板30而实现两者的互连。双面挠性板30的一端与单面挠性基板20的一端电性连接，另一端与一外部控制板电性连接。该双面挠性板30无需承载芯片，其单层布线密度会相对以上内容介绍的单面挠性基板20的金属布线密度要低，因此双面挠性板30对金属布线的工艺要求较单面挠性基板对金属布线的工艺要求要低。该双面挠性板30的制作成本相对单面挠性板的成本要稍低。

该屏下指纹识别装置中的单面挠性基板通过在单面挠性基板的与金属布线所在面相背的一面设置导电接地层，同时设置至少一通孔连通导电接地层和金属布线，可有效实现屏下指纹识别装置的电磁屏蔽和/或静电防护。该导电接地层通过所述通孔连接所述金属布线实现接地。这样避免增加该屏下指纹识别装置中单面挠性基板的面积而实现电磁屏蔽或者静电防护，利于屏下指纹识别装置趋于小型化，同时避免增加屏下指纹识别装置的制作成本。

在以下介绍的一实施例中，单面挠性基板的基本特征与如上描述的实施例中单面挠性基板的特征相同。与以上描述的内容不同的是，单面挠性基板20上可以根据所对应的TFT指纹检测阵列的设计需要而设置有多个驱动控制芯片21 时，这些驱动控制芯片21可以是相同种类或者不同种类的半导体芯片。例如，这些驱动控制芯片21可以执行相同的功能，具有相同的尺寸、形状或存储容量，但不限于此。相邻驱动控制芯片21在单面挠性基板20上相互间隔开。

虽然上述实施例中的屏下指纹识别装置中仅仅举例了一个单面挠性基板和一个双面挠性板，但是本实用新型的技术方案并不仅仅限定于此。在此实施例中与以上内容描述的实施例不同之处是，可以根据屏下指纹识别装置的设计要求，设置不少于2个的单面挠性基板以及不少于2个的双面挠性板。多个所述单面挠性基板可以均与同一所述双面挠性板电性连接，或者，一个所述单面挠性基板与一个所述双面挠性板一一对应地电性连接。如图2所示，在本实用新型的另一实施例中，屏下指纹识别装置具有两个单面挠性基板20、20’以及两个双面挠性板30、30’，两个单面挠性基板20与双面挠性板30电性连接，单面挠性基板 20’与双面挠性板30’电性连接。双面挠性板30、30’可以连接至同一外部控制板，也可以连接至不同的外部控制板。单面挠性基板20上设置有驱动控制芯片 21以及贯穿单面挠性基板20的第一表面和第二表面的通孔22，单面挠性基板 20’上设置有驱动控制芯片21’以及贯穿单面挠性基板20’的第一表面和第二表面的通孔22’。此外，图2所示的屏下指纹识别装置的其他结构与上述实施例中的屏下指纹识别装置的结构相同，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例中，仅仅列出了所述的屏下指纹识别装置一些结构，但这并不说明该屏下指纹识别装置仅具有这些结构，在本实用新型的其他实施例中，该屏下指纹识别装置还可以具有位于所述TFT指纹检测阵列11和所述玻璃基底10之间的触控板(未图示)。此外，本实用新型的屏下指纹识别装置的方案可以适用于任何指纹识别方式的屏下指纹识别装置，即本实用新型的屏下指纹识别装置可以是光学式屏下指纹识别装置或者超声波式屏下指纹识别装置。

本实用新型一实施例还提供一种电子设备，包括：如上述实施例之一所述的屏下指纹识别装置，以及，与所述屏下指纹识别装置电性连接的至少一外部控制板。

本实用新型的屏下指纹识别装置和电子设备，通过在单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面上设置导电接地层，并同时设置贯穿单面挠性基板的至少一通孔，所述通孔内设置有导电材料电性连通导电接地层与金属布线，由此实现在单面挠性基板的所述金属布线相背的一面上放置导电接地层的方案，进而有效实现屏下指纹识别装置的电磁屏蔽性能和静电防护性能。且不需要为使得单面挠性基板能够起电磁屏蔽或静电防护作用而特别增加挠性基板的层数和面积，利于屏下指纹识别装置趋于小型化，并避免增加屏下指纹识别装置的制作成本，方案简单，易于实施。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种屏下指纹识别装置，其特征在于，包括：

一玻璃基底，所述玻璃基底上制作有TFT指纹检测阵列；

至少一单面挠性基板，所述单面挠性基板设置有至少一驱动控制芯片以及至少一层金属布线，所述驱动控制芯片通过所述金属布线与所述玻璃基底上的TFT指纹检测阵列电性连接，所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面设置有一导电接地层，所述单面挠性基板至少设置有一通孔贯穿所述单面挠性基板，所述通孔内设置有导电材料电性连通所述导电接地层与所述金属布线；

至少一双面挠性板，所述双面挠性板一端与相应的所述单面挠性基板电性连接，另一端与一外部控制板电性连接。

2.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述导电接地层为粘贴在所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面上的导电膜或导电泡棉，或者是涂布在所述单面挠性基板的与所述金属布线相背的一面上的导电漆。

3.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述导电接地层通过所述通孔连接的所述金属布线实现接地。

4.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述金属布线为铜箔。

5.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述单面挠性基板包括金属布线、基材膜和阻焊层，所述金属布线位于所述基材膜与所述阻焊层之间。

6.如权利要求5所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述阻焊层被图案化并在所述通孔对应的单面挠性基板位置空缺。

7.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述双面挠性板所布的单层金属布线的密度低于所述单面挠性基板中金属布线的密度。

8.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，多个所述单面挠性基板与同一所述双面挠性板电性连接，或者，一个所述单面挠性基板与一个所述双面挠性板一一对应地电性连接。

9.如权利要求1所述的屏下指纹识别装置，其特征在于，所述屏下指纹识别装置为光学式屏下指纹识别装置或者超声波式屏下指纹识别装置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1～9中任一项所述的屏下指纹识别装置，以及，与所述屏下指纹识别装置电性连接的至少一外部控制板。

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