CN212135453U - 指纹检测装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种指纹检测装置和电子设备，能够避免牛顿环问题。该指纹检测装置设置在电子设备的该显示屏的下方，该指纹检测装置包括：滤光层，该滤光层下表面丝印有支撑油墨，该支撑油墨用于支撑滤光层与光路层的上表面之间保持有空隙；光路层，设置在该滤光层下方；第一传感器芯片，设置在该光路层下方；基板，该基板的上表面向下延伸形成有第一凹槽，该第一传感器芯片的至少一部分设置在该第一凹槽内，并电连接至该基板；支架，围绕该第一传感器芯片设置在该基板的上方，用于支撑该滤光层；其中，该第一传感器芯片用于接收经由该显示屏上方的人体手指返回后经过该滤光层和该光路层的指纹检测信号，以用于检测该手指的指纹信息。

Description

指纹检测装置和电子设备
技术领域
本申请实施例涉及指纹识别领域，并且更具体地，涉及指纹检测装置和电子设备。
背景技术
屏下指纹识别方案是指将光学或超声波指纹识别模组贴合在有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)屏幕的发光层的底部，也就是不管光学指纹识别模组还是超声波指纹识别模组都需要和发光层的底部发光层紧密粘结在一起。
针对屏下光学指纹方案，有一种是指纹识别模组包含用于光路调整的准直器。这种指纹识别模组的准直器的周期需与屏幕显示器的面板走线形成的周期保持相同，才能确保采集的图像没有摩尔条纹，才能不影响指纹功能的正常使用。另一方面，其所采用的滤光片通常是采用光学胶填充贴合在传感器表面，一旦覆盖传感器表面的胶厚不均，就会存在牛顿环现象，从而影响指纹功能的正常使用。
实用新型内容
本申请实施例提供一种指纹检测装置和电子设备，能够避免牛顿环问题。
第一方面，提供了一种指纹检测装置，适用于具有显示屏的电子设备，所述指纹检测装置设置在所述显示屏的下方，所述指纹检测装置包括：滤光层，所述滤光层下表面设置有丝印的支撑油墨；光路层，设置在所述滤光层下方，所述光路层的上表面与所述支撑油墨的下表面之间具有空隙，所述支撑油墨用于支撑所述滤光层，使得所述光路层的上表面与所述滤光层的下表面之间保持有空隙；第一传感器芯片，设置在所述光路层下方；基板，所述基板的上表面向下延伸形成有第一凹槽，所述第一传感器芯片的至少一部分设置在所述第一凹槽内，并电连接至所述基板；支架，围绕所述第一传感器芯片设置在所述基板的上方，用于支撑所述滤光层；其中，所述第一传感器芯片用于接收经由所述显示屏上方的人体手指返回后经过所述滤光层和所述光路层的指纹检测信号，所述指纹检测信号用于检测所述手指的指纹信息。
本申请实施例的指纹识别模组将滤光层设置在光路层的上方，这种外置滤光层的方式可以有效阻隔环境光对指纹识别过程的影响，避免用户在进行指纹解锁时由于强光介入而造成的图像对比度下降，进而防止解锁异常问题；并且在滤光层的下表面中间对应指纹芯片的感应区域丝印有支撑油墨，通过该支撑油墨支撑滤光层的中间位置，防止由于滤光层变形而导致的牛顿环问题。
另外，本申请实施例的所述指纹检测装置的光路层直接设置在第一传感器芯片的上表面，所述第一传感器芯片的下表面固定在基板上，能够避免单独为携带有所述光路层以及所述第一传感器芯片设置外壳，降低了所述指纹检测装置的尺寸(例如厚度)；并且，将指纹检测装置设置在基板的凹槽内，能够降低所述指纹检测装置的厚度。
再次，在厚度方向上通过各个层之间的紧密配合，保证最大程度的降低所述指纹检测装置的厚度。
最后，由于所述光路层直接设置在所述第一传感器芯片的上表面，所述指纹检测装置的图像采集视场仅受到所述光路层的面积以及对应的第一传感器芯片的面积的影响，基于此，可以根据实际需求合理设计光路层的面积及其对应的第一传感器芯片的面积，以满足不同用户以及不同客户的需求(例如可以满足大面积图像采集视场的需求)。
在一些可能的实现方式中，所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间、以及所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间均存在间隙。
通过在所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间设计一定的间隙，以及在支架侧壁和第一传感器芯片侧壁之间设置间隙，即使所述第一传感器芯片的制备产品的尺寸与所述第一传感器芯片设计尺寸之间存在差异，或者即使所述第一凹槽的实际尺寸和所述第一凹槽的设计尺寸之间存在差异，支架的实际尺寸和设计尺寸之间存在差异，也不影响所述将所述第一指纹传感器芯片安装在所述第一凹槽内。
换言之，所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙不仅可以作为所述第一传感器芯片的尺寸公差和/或作为所述第一凹槽的尺寸公差，也可以作为所述第一传感器芯片的安装公差；相应的，所述支架的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间的间隙不仅可以作为所述第一传感器芯片的尺寸公差和/或作为所述支架的尺寸公差，也可以作为所述第一传感器芯片的安装公差，从而能够提升所述指纹检测装置的良率。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：第一金线，用于电连接所述第一传感器芯片和所述基板的导电层，位于所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间、以及所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间的间隙内。
在一些可能的实现方式中，所述第一传感器芯片的侧壁和所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁之间的间隙的宽度大于或等于所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙的宽度。
在一些可能的实现方式中，所述第一传感器的不靠近所述第一金线的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙的宽度的取值范围为100-400um，例如可以设置为200um，所述第一传感器的不靠近所述第一金线的侧壁和所述支架靠近所述第一传感器芯片的侧壁支架的间隙的取值范围为100-400um，例如可以设置为270um。
在一些可能的实现方式中，所述滤光层的下表面中靠近所述第一金线的一边固定在所述第一传感器芯片的上表面，所述滤光层的下表面中的其他边固定在所述支架的上表面。
例如，滤光层的下表面可以为矩形，则该滤光层下表面的一边靠近金线，另外三边不靠近金线，不靠近金线的三边区域可以固定在支架的上表面，而靠近金线的一边固定在第一传感器芯片的上表面，这样可以避免影响金线的安装。
在一些可能的实现方式中，所述滤光层的下表面中靠近所述第一金线的一边通过第一背胶固定在所述第一传感器芯片的上表面，所述滤光层的下表面中的其他边通过第二背胶固定在所述支架的上表面。
滤光层的下表面中靠近所述第一金线的一边通过第一背胶固定在所述第一传感器芯片的上表面，可以防止用于固定金线的金线保护胶流入光路层。
在一些可能的实现方式中，所述滤光层的厚度小于或者等于220um。
厚度考虑到现有工艺以及可量产性，滤光层的厚度通常会选择110um。
在一些可能的实现方式中，所述支撑油墨的中心与所述第一传感器芯片的感应区域的中心在竖直方向上重合。
由于中心位置对于整片的滤光层的支撑力更均衡，因此丝印的支撑油墨的位置通常设置为与下方的第一传感芯片的感应区域的中心重合。
在一些可能的实现方式中，所述支撑油墨的厚度小于或者等于30um。
随着支撑油墨的厚度的增大，牛顿换的对比度逐渐下降，当距离在25um时，牛顿环基本消失，因此，通常将支持油墨的厚度设置为25um。
在一些可能的实现方式中，所述支撑油墨的面积小于或者等于40*40um，例如，可以设置为30um*30um。
在不影响指纹识别的前提下，丝印的支撑油墨的尺寸越大，对滤光层的支撑效果越好，也就是说滤光层越不易变形，也就越不易产生牛顿环。
在一些可能的实现方式中，所述滤光层的进光面对光的反射率小于或者等于1％。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置的总厚度的取值范围为0.15-0.6mm。
在一些可能的实现方式中，所述基板由上至下依次包括第一覆盖层、第一导电层层、基材层、第二导电层以及第二覆盖层，所述基板的上表面在第一区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层和所述第一导电层以形成所述第一凹槽，所述基板的上表面在与所述第一区域相连的第二区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层以形成所述基板的焊盘；所述第一传感器芯片通过所述第一金线连接至所述基板的焊盘。
通过去除所述基板在所述第一区域处的第一覆盖层和所述第一导电层，形成用于容纳所述第一固定胶和所述第一传感器芯片的第一凹槽，能够降低所述指纹检测装置的厚度。
其次，通过去除所述基板的所述第二区域处的第一覆盖层，形成用于电连接所述第一传感器芯片的基板焊盘，能够为用于电连接所述第一传感器芯片和所述基板的所述第一金线提供容纳空间，相应的，降低了所述第一金线在所述基板上方的占用空间，进而能够降低所述指纹检测装置的厚度。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：第一固定胶，所述第一传感器芯片的下表面通过所述第一固定胶固定至所述第一凹槽内。
在一些可能的实现方式中，所述第一覆盖层的厚度等于所述第二覆盖层的厚度，所述第一导电层的厚度与所述第二导电层的厚度相同。
在一些可能的实现方式中，所述基板的总厚度小于或者等于150um，所述第一覆盖层的厚度和所述第二覆盖层的厚度均小于或者等于30um，所述第一导电层的厚度和所述第二导电层的厚度均小于或者等于20um，所述基材的厚度为80um。
在一些可能的实现方式中，所述第一传感器芯片的厚度小于或者等于150um，所述第一金线的最大弧高小于或者等于60um，所述第一固定胶的厚度小于或者等于30um。
在一些可能的实现方式中，所述支架的外侧相对所述第一覆盖膜的外侧向靠近所述第一传感器芯片的方向缩短预设距离。
在一些可能的实现方式中，所述预设距离的取值范围为100-400um，例如，可以设置为200um。
所述预设距离不仅可以作为所述支架的尺寸公差，也可以作为所述支架的安装公差，相应的，能够提升所述指纹检测装置的良率。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：第二传感器芯片、第二固定胶以及第二金线；其中，所述基板的上表面在与所述第二区域相连的第三区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层和所述第一导电层以形成第二凹槽，所述第二传感器芯片通过所述第二固定胶固定在所述第二凹槽内，所述第二传感器芯片通过所述第二金线连接至所述基板的焊盘，以使得所述第二传感器芯片连接至所述第一传感器芯片，所述第二传感器芯片用于配合所述第一传感器芯片进行屏下指纹识别。
通过设置的所述第二传感器芯片，可以分担所述第一传感器芯片的处理任务，相当于，将功能完整的且较厚的一个传感器芯片替换为并列设置的厚度较薄的第一传感器芯片和第二传感器芯片，相应的，能够在不影响指纹识别性能的基础上降低所述指纹检测装置的厚度。
在一些可能的实现方式中，所述第二传感器芯片的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间存在间隙。
通过在所述第二传感器芯片的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间设计一定的间隙，即使所述第二传感器芯片的制备产品的尺寸与所述第二传感器芯片的设计尺寸之间存在差异，或者即使所述第二凹槽的实际尺寸和所述第二凹槽的设计尺寸之间存在差异，也不影响所述将所述第二指纹传感器芯片安装在所述第二凹槽内。
换言之，所述第二传感器芯片的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间的间隙不仅可以作为所述第二传感器芯片的尺寸公差和/或作为所述第二凹槽的尺寸公差，也可以作为所述第二传感器芯片的安装公差，相应的，能够提升所述指纹检测装置的良率。
在一些可能的实现方式中，所述第二传感器芯片的不靠近所述第一金线的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间的间隙的宽度的取值范围为100-400um，例如，可以取200um。
在一些可能的实现方式中，所述第一传感器芯片的厚度等于所述第二传感器芯片的厚度，所述第一固定胶的厚度等于第二固定胶的厚度，所述第一金线的最大弧高等于所述第二金线的最大弧高。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：金线保护胶，用于封装所述第一金线和所述第二金线。
通过所述金线保护胶，能够保证所述基板和所述第一传感器芯片之间的电连接的稳定性，相应的，能够保证所述指纹检测装置的性能。
在一些可能的实现方式中，所述金线保护胶的高度小于或者等于200um。
在一些可能的实现方式中，所述金线保护胶的厚度小于或等于所述光路层的厚度、所述第一传感器芯片的厚度以及所述第一固定胶的厚度之和。
将所述金线保护胶的厚度构造为小于或等于所述光路层的厚度、所述第一传感器芯片的厚度以及所述第一固定胶的厚度之和，能够在有效封装所述第一金线的同时尽可能的降低所述指纹检测装置的厚度。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：泡棉层，围绕所述滤光层设置在所述支架的上方，所述泡棉层设置有贯通所述泡棉层的开口，所述第一传感器芯片通过所述泡棉层的开口接收所述指纹检测信号；所述泡棉层的上表面与所述滤光层的上表面齐平。
由于滤光层设置在光路层上方，可能会存在支架的上表面的高度小于滤光层的上表面的高度，导致整个指纹检测装置的上表面高度不一致，此时可以通过设置泡棉，使得指纹检测装置的上表面平整，进而方便将将该指纹检测装置安装在显示屏的下方。
在一些可能的实现方式中，所述支架为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET胶层，用于连接所述基板和所述泡棉层；或者，所述支架的下表面通过支架固定胶固定在所述基板的上表面，所述支架上表面通过支架固定胶固定所述泡棉层。
在一些可能的实现方式中，所述支架的厚度小于或者等于150um。
在一些可能的实现方式中，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板、显示面板、缓冲层和铜层，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层和所述铜层的开窗；所述泡棉的上表面通过第一压敏胶(pressure-sensitive adhesive，PSA)固定在所述铜层的下表面的所述开窗的周围区域，以使得所述指纹识别模组固定在所述显示屏的下方，所述第一传感器芯片的感应区域对准所述开窗设置，以使得所述第一传感器芯片接收所述指纹检测信号。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置的外侧和所述第一PSA的外侧设置有紫外(ultraviolet，UV)固化胶，以固定所述指纹检测装置相对所述显示屏的相对位置。
在一些可能的实现方式中，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板、显示面板、缓冲层和铜层，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层和所述铜层的开窗，所述缓冲层的开窗的尺寸小于所述铜层的开窗的尺寸；所述指纹检测装置位于所述电子设备的中框的凹槽内，所述泡棉的上表面在所述铜层的开窗范围内通过泡沫胶固定在所述缓冲层的下表面的开窗的周围区域，以使得所述指纹识别模组固定在所述显示屏的下方，所述第一传感器芯片的感应区域对准所述缓冲层的开窗设置，以使得所述第一传感器芯片接收所述指纹检测信号。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置的底部通过第二PSA设置在所述中框的凹槽内。
在一些可能的实现方式中，所述光路层包括透镜层和光路引导层，所述微透镜用于将经由所述显示屏上方的人体手指返回的光信号会聚至所述光路引导层，所述光路引导层将所述微透镜会聚的光信号引导至所述第一传感器芯片。
在一些可能的实现方式中，所述光路层的厚度小于或者等于30um。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置还包括：柔性电路板，所述柔性电路板形成有所述柔性电路板的金手指；各向异性导电胶膜，所述柔性电路板的金手指通过所述各向异性导电胶膜电连接至所述基板的金手指。
通过所述各向异性导电胶膜，将所述柔性电路板的金手指压合至所述基板的金手指，相当于，可以为所述指纹检测装置配置不同规格的柔性电路板，使得所述指纹检测装置更具有通用性，相应的，能够满足不同用户或客户的需求。
另外，手指电连接所述基板和所述柔性电路板，不仅能够保证触片之间的绝缘性，还能够保证所述基板和所述柔性电路板之间的导电性，特别是所述指纹传感器芯片包括多个芯片的情况下，可以通过金手指将所述基板上的多个芯片快速电连接至所述柔性电路板，进而能够降低安装复杂度以及拆卸复杂度。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：显示屏；指纹检测装置，设置在所述显示屏下方，所述指纹检测装置为第一方面或第一方面中的任一可能实现的方式中所述的指纹检测装置，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
在一些可能的实现方式中，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板、显示面板、缓冲层和铜层，其中，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层和所述铜层的开窗，所述指纹检测装置的光路层对准所述开窗设置，以便所述指纹检测装置通过所述开窗接收经由所述显示屏上方的人体手指返回的指纹检测信号，所述指纹检测信号用于检测所述手指的指纹信息。
在一些可能的实现方式中，所述指纹检测装置的上表面的边沿区域通过第一PSA固定所述铜层的下表面的所述开窗的周围区域，以使得所述指纹检测装置的光路层对准所述开窗设置。
在一些可能的实现方式中，所述电子设备还包括中框，所述中框的上表面向下延伸形成有第三凹槽，所述指纹检测装置的底部通过第二PSA设置在所述第三凹槽内。
附图说明
图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。
图2是图1所示的电子设备的侧剖面示意图。
图3至图6、图8至图9是本申请实施例的指纹识别装置的示意性结构图。
图7是本申请实施例的滤光层与传感器芯片之间不同距离时牛顿环现象的示意图。
图10和图11是本申请实施例的包括指纹识别装置的电子设备的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备。
例如，智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。但本申请实施例对此并不限定。
本申请实施例的技术方案可以用于生物特征识别技术。其中，生物特征识别技术包括但不限于指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、人脸识别以及活体识别等识别技术。为了便于说明，下文以指纹识别技术为例进行说明。
本申请实施例的技术方案可以用于屏下指纹识别技术和屏内指纹识别技术。
屏下指纹识别技术是指将指纹识别模组安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。具体地，指纹识别模组使用从电子设备的显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。这种返回的光携带与显示组件的顶面接触或者接近的物体(例如手指)的信息，位于显示组件下方的指纹识别模组通过采集和检测这种返回的光以实现屏下指纹识别。其中，指纹识别模组的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像，从而检测出所述手指的指纹信息。
相应的，屏内(In-display)指纹识别技术是指将指纹识别模组或者部分指纹识别模组安装在显示屏内部，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。
图1和图2示出了屏下指纹识别技术可以适用的电子设备100的示意图，其中图1为电子设备100的正面示意图，图2为图1所示的电子设备100的部分剖面结构示意图。
如图1和图2所示，电子设备100可以包括显示屏120和指纹识别模组140。
显示屏120可以为自发光显示屏，其采用具有自发光的显示单元作为显示像素。比如显示屏120可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。在其他可替代实施例中，显示屏120也可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或者其他被动发光显示屏，本申请实施例对此不做限制。
此外，显示屏120还可以具体为触控显示屏，其不仅可以进行画面显示，还可以检测用户的触摸或者按压操作，从而为用户提供一个人机交互界面。比如，在一种实施例中，电子设备100可以包括触摸传感器，所述触摸传感器可以具体为触控面板(Touch Panel,TP)，其可以设置在所述显示屏120表面，也可以部分集成或者整体集成到所述显示屏120内部，从而形成所述触控显示屏。
指纹识别模组140可以为光学指纹识别模组，比如包括光学指纹传感器。
具体来说，指纹识别模组140可以包括具有光学感应阵列的传感器芯片(后面也称为光学指纹传感器)。其中，光学感应阵列包括多个光学感应单元，每个光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。或者说，指纹识别模组140可以包括光探测器(Photodetector)阵列(或称为光电探测器阵列、光电传感器阵列)，其包括多个呈阵列式分布的光探测器。
如图1所示，指纹识别模组140可以设置在所述显示屏120的下方的局部区域，从而使得指纹识别模组140的指纹采集区域(或检测区域)130至少部分位于所述显示屏120的显示区域102内。
当然，在其他可替代实施例中，指纹识别模组140也可以设置在其他位置，比如显示屏120的侧面或者电子设备100的边缘非透光区域。这种情况下，可以通过光路设计将显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到指纹识别模组140，从而使得所述指纹采集区域130实际上位于所述显示屏120的显示区域内。
在本申请的一些实施例中，指纹识别模组140可以仅包括一个传感器芯片，此时指纹识别模组140的指纹采集区域130的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹采集区域130的特定位置，否则指纹识别模组140可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。
在本申请的另一些实施例中，指纹识别模组140可以具体包括多个传感器芯片；所述多个传感器芯片可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个传感器芯片的感应区域共同构成所述指纹识别模组140的指纹采集区域130。也即是说，所述指纹识别模组140的指纹采集区域130可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个传感器芯片的感应区域，从而将所述光学指纹模组130的指纹采集区域130可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述传感器芯片数量足够时，所述指纹检测区域130还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。
应理解，本申请实施例对所述多个传感器芯片的具体形式不做限定。
例如，所述多个传感器芯片可以分别是独立封装的传感器芯片，也可以是封装在同一个芯片封装体内的多个芯片(Die)。
又例如，还可以通过半导体工艺在同一个芯片的不同区域上制作形成所述多个传感器芯片。
如图2所示，指纹识别模组140的光学感应阵列的所在区域或者光感应范围对应所述指纹识别模组140的指纹采集区域130。其中，指纹识别模组140的指纹采集区域130可以等于或不等于指纹识别模组140的光学感应阵列的所在区域的面积或者光感应范围，本申请实施例对此不做具体限定。
例如，通过光线准直的光路设计，指纹识别模组140的指纹采集区域130可以设计成与所述指纹识别模组140的感应阵列的面积基本一致。
又例如，通过微距镜头进行汇聚光线的光路设计或者反射光线的光路设计，可以使得所述指纹识别模组140的指纹采集区域130的面积大于所述指纹识别模组140感应阵列的面积。
下面对指纹识别模组140的光路设计进行示例性说明。
以指纹识别模组140的光路设计采用具有高深宽比的通孔阵列的光学准直器为例，所述光学准直器可以具体为在半导体硅片制作而成的准直器(Collimator)层，其具有多个准直单元或者微孔，所述准直单元可以具体为小孔，从手指反射回来的反射光中，垂直入射到所述准直单元的光线可以穿过并被其下方的传感器芯片接收，而入射角度过大的光线在所述准直单元内部经过多次反射被衰减掉，因此每一个传感器芯片基本只能接收到其正上方的指纹纹路反射回来的反射光，能够有效提高图像分辨率，进而提高指纹识别效果。
进一步地，当指纹识别模组140包括多个传感器芯片时，可以为每个传感器芯片的光学感应阵列中的一个光学感应单元配置一个准直单元，并贴合设置在其对应的光学感应单元的上方。当然，所述多个光学感应单元也可以共享一个准直单元，即所述一个准直单元具有足够大的孔径以覆盖多个光学感应单元。由于一个准直单元可以对应多个光学感应单元，破坏了显示屏120的空间周期和传感器芯片的空间周期的对应性，因此，即使显示屏120的发光显示阵列的空间结构和传感器芯片的光学感应阵列的空间结构类似，也能够有效避免指纹识别模组140利用经过显示屏120的光信号进行指纹成像生成莫尔条纹，有效提高了指纹识别模组140的指纹识别效果。
以指纹识别模组140的光路设计采用光学镜头的光路设计为例，所述光学镜头可以包括光学透镜(Lens)层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的传感器芯片的感应阵列，以使得所述感应阵列可以基于所述反射光进行成像，从而得到所述手指的指纹图像。
所述光学透镜层在所述透镜单元的光路中还可以形成有针孔或者微孔光阑，比如，在所述透镜单元的光路中可以形成有一个或者多个遮光片，其中至少一个遮光片可以在所述透镜单元的光轴或者光学中心区域形成有透光微孔，所述透光微孔可以作为上述针孔或者微孔光阑。所述针孔或者微孔光阑可以配合所述光学透镜层和/或所述光学透镜层上方的其他光学膜层，扩大指纹识别模组140的视场，以提高所述指纹识别模组140的指纹成像效果。
进一步地，当指纹识别模组140包括多个传感器芯片时，可以为每一个传感器芯片配置一个光学镜头进行指纹成像，或者为多个传感器芯片配置一个光学镜头来实现光线汇聚和指纹成像。甚至于，当一个传感器芯片具有两个感应阵列(Dual Array)或多个感应阵列(Multi-Array)时，也可以为这个传感器芯片配置两个或多个光学镜头配合所述两个感应阵列或多个感应阵列进行光学成像，从而减小成像距离并增强成像效果。
以指纹识别模组140的光路设计采用微透镜(Micro-Lens)层的光路设计为例，所述微透镜层可以具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在所述传感器芯片的感应阵列上方，并且每一个微透镜可以分别对应于所述感应阵列的其中一个感应单元。所述微透镜层和所述感应单元之间还可以形成其他光学膜层，比如介质层或者钝化层，更具体地，所述微透镜层和所述感应单元之间还可以包括具有多个微孔的挡光层，其中所述微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，所述挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使光线通过所述微透镜汇聚到所述微孔内部并经由所述微孔传输到所述微透镜对应的感应单元，以进行光学指纹成像。
可选地，所述微透镜层上方或者所述微透镜层和所述传感器芯片(后面也称为光学指纹传感器)之间的光路中还可以设置滤光片。
作为一种可选的实施例，所述滤光片可以设置于所述微透镜层上方，例如，所述滤光片可以通过缓冲层与微透镜层连接，所述缓冲层可以为透明介质层，可以用于填平所述微透镜层的表面，
或者所述滤光片可以通过固定装置固定到所述微透镜层的上方，例如在所述微透镜层四周的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定所述滤波片。
作为一种可选的实施例，所述滤光片还可以设置于所述微透镜层和所述传感器芯片之间的光路中，例如，所述滤光片可以设置在所述传感器芯片上方，具体的，所述滤光片可以通过固定装置固定到传感器芯片的上方，例如，在所述传感器芯片的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定所述滤波片，还可以采用蒸镀工艺或溅射工艺，在所述传感器芯片上进行镀膜，形成所述滤波片，即所述滤波片与所述传感器芯片集成为一体。可以理解的是，所述滤波片还可以为在其他光学膜层的镀膜，此处不做限定。
应当理解，上述光路引导结构的几种实现方案可以单独使用也可以结合使用，比如，可以在所述准直器层或者所述光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在所述准直器层或者所述光学透镜层与所述微透镜层结合使用时，其具体叠层结构或者光路可能需要按照实际需要进行调整。
指纹识别模组140可以用于采集用户的指纹信息(比如指纹图像信息)。
以显示屏120采用OLED显示屏为例，显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。指纹识别模组140可以利用OLED显示屏的位于指纹采集区域130的显示单元(即OLED光源)来作为光学指纹检测的激励光源。
当手指触摸、按压或者接近(为便于描述，在本申请中统称为按压)在指纹采集区域130时，显示屏120向指纹采集区域130上方的手指发出一束光，这一束光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过手指的内部散射后而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴(ridge)与峪(vally)对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光和来自指纹峪的发生过具有不同的光强，反射光经过显示屏120后，被指纹识别模组140中的传感器芯片所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备100实现光学指纹识别功能。
由此可见，用户需要对电子设备100进行指纹解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于显示屏120的指纹采集区域130，便可以实现指纹特征的输入操作。由于指纹特征的采集可以在显示屏120的显示区域102的内部实现，采用上述结构的电子设备100无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，因而可以采用全面屏方案。因此，所述显示屏120的显示区域102可以基本扩展到所述电子设备100的整个正面。
当然，在其他替代方案中，指纹识别模组140也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测识别的光信号。在这种情况下，指纹识别模组140不仅可以适用于如OLED显示屏等自发光显示屏，还可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。
以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，电子设备100的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在电子设备100的保护盖板下方的边缘区域，而指纹识别模组140可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述指纹识别模组140；或者，指纹识别模组140也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达指纹识别模组140。当采用所述指纹识别模组140采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理可以相同。
如图1所示，电子设备100还可以包括保护盖板110。
盖板110可以具体为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于显示屏120的上方并覆盖所述电子设备100的正面，且盖板110表面还可以设置有保护层。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压显示屏120实际上可以是指手指按压在显示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。
如图1所示，指纹识别模组140的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。
指纹识别模组140可以通过焊盘焊接到电路板150，并通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，指纹识别模组140可以通过电路板150接收电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自指纹识别模组140的指纹检测信号输出给电子设备100的处理单元或者控制单元等。
图3至图6是本申请实施例的指纹检测装置200的示意性结构图。该指纹检测装置200适用于具有显示屏的电子设备中，例如所述指纹检测装置200可以适用于如图1或图2所示的电子设备100，指纹检测装置200可以设置在电子设备的显示屏的下方。
需要说明的是，为便于说明，在本申请实施例中，相同的附图标记用于表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。
如图3所示，该指纹检测装置200包括：基板210、光路层220、第一传感器芯片230、支架251以及滤光层260。具体地，滤光层260的下表面设置有丝印的支撑油墨261，例如，该支撑油墨261可以位于滤光层260的下表面中与第一传感芯片230的感应区域相对应的位置中任意的一个区域；光路层220设置在该滤光层260的下方，该光路层220的上表面与该支撑油墨261的上表面之间具有空隙，同时，支撑油墨261还可以支撑滤光层260，以使得滤光层260下表面与光路层上表面之间保持有空隙；第一传感器芯片230设置在该光路层220下方；基板210的上表面向下延伸形成有第一凹槽，该第一传感器芯片230的至少一部分设置在该第一凹槽内，并电连接至该基板210；支架251围绕该第一传感器芯片230设置在该基板210的上方，用于支撑该滤光层260。其中，该第一传感器芯片230用于接收经由显示屏上方的人体手指返回后经过该滤光层260和该光路层220的指纹检测信号，该指纹检测信号用于检测该手指的指纹信息。
本申请实施例的指纹识别模组200将滤光层260设置在光路层220的上方，这种外置滤光层260的方式可以有效阻隔环境光对指纹识别过程的影响，避免用户在进行指纹解锁时由于强光介入而造成的图像对比度下降，进而防止解锁异常问题；并且在滤光层260的下表面中对应指纹芯片的感应区域内设置丝印的支撑油墨261，通过该支撑油墨261支撑滤光层260的中间位置，防止所述指纹识别模组200在使用过程中，如采集指纹信息时，所述滤光层260变形接触到所述光路层220而产生牛顿环问题。
另外，本申请实施例的所述指纹检测装置200的光路层220直接设置在第一传感器芯片230的上表面，所述第一传感器芯片230的下表面固定在基板210上，能够避免单独为携带有所述光路层220以及所述第一传感器芯片230设置外壳，降低了所述指纹检测装置200的尺寸(例如厚度)；并且，将指纹检测装置200设置在基板的凹槽内，能够降低所述指纹检测装置200的厚度。
再次，在厚度方向上通过各个层之间的紧密配合，保证最大程度的降低所述指纹检测装置的厚度。
最后，由于所述光路层220直接设置在所述第一传感器芯片230的上表面，所述指纹检测装置200的图像采集视场仅受到所述光路层220的面积以及对应的第一传感器芯片230的面积的影响，基于此，可以根据实际需求合理设计光路层220的面积及其对应的第一传感器芯片230的面积，以满足不同用户以及不同客户的需求(例如可以满足大面积图像采集视场的需求)。
可选地，如图3所示，该指纹识别模组200还包括第一金线250，用于电连接所述第一传感器芯片230和所述基板210，该第一金线250位于所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间、以及所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间的间隙内。
如图4所示，本申请实施例的基板210由上至下依次可以包括第一覆盖层212、第一导电层211层212、基材层213、第二导电层214以及第二覆盖层215，所述基板210的上表面在第一区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层212和所述第一导电层211以形成第一凹槽，所述基板210的上表面在与所述第一区域相连的第二区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层212以形成所述基板210的焊盘2111。
可选地，在其他可替代实施例中，所述基板210可以包括除所述第一导电层211和所述第二导电层214之外的导电层。可选地，所述第一导电层211或所述第二导电层214可以是铜层或铜箔层。可选地，所述第一覆盖层212或所述第二覆盖层213可以是绝缘层(例如树脂层)。
如图3所示，光路层220设置在所述第一传感器芯片230的上方，所述第一传感器芯片230的下表面可以通过第一固定胶240固定至所述第一凹槽内，所述第一传感器芯片230通过所述第一金线250连接至所述基板210的焊盘2111，所述第一传感器芯片230用于接收经由所述显示屏上方的人体手指返回的并通过所述光路层220引导的指纹检测信号，所述指纹检测信号用于检测所述手指的指纹信息。
换言之，所述第一传感器芯片230下表面通过第一固定胶240粘贴在所述第一凹槽内，使得所述第一传感器芯片230的至少一部分设置在所述第一凹槽内，并通过所述第一金线250电连接至所述基板210；其中，所述第一传感器芯片230可以通过所述基板210设置在电子设备的显示屏的下方，所述第一传感器芯片230用于接收经由所述显示屏上方的人体手指反射或散射而返回的指纹检测信号，并基于所述指纹检测信号检测所述手指的指纹信息，以进行指纹注册或识别。
应理解，所述第一传感器芯片230可以包括多个芯片也可以包括一个芯片，例如所述第一传感器芯片230可以包括多个光学指纹传感器芯片，所述多个光学指纹传感器芯片并排设置在所述第一凹槽内，以拼接成一个光学指纹传感器芯片组件。所述光学指纹传感器芯片组件可以用于同时获取多张指纹图像，所述多张指纹图像拼接后可以作为一个指纹图像进行指纹注册或识别。
针对所述指纹检测装置200，光路层220直接设置在第一传感器芯片230的上表面，所述第一传感器芯片230的下表面通过所述第一固定胶240固定在基板210上，能够避免单独为携带有所述光路层220以及所述第一传感器芯片230设置外壳，降低了所述指纹检测装置200的尺寸(例如厚度)。
此外，通过去除所述基板210在所述第一区域处的第一覆盖层212和所述第一导电层211，形成用于容纳所述第一固定胶240和所述第一传感器芯片230的第一凹槽，能够降低所述指纹检测装置200的厚度。
其次，通过去除所述基板210的所述第二区域处的第一覆盖层212，形成用于电连接所述第一传感器芯片230的基板210焊盘2111，能够为用于电连接所述第一传感器芯片230和所述基板210的所述第一金线250提供容纳空间，相应的，降低了所述第一金线250在所述基板210上方的占用空间，进而能够降低所述指纹检测装置200的厚度。
再次，在厚度方向上通过各个层之间的紧密配合，保证最大程度的降低所述指纹检测装置200的厚度。
最后，由于所述光路层220直接设置在所述第一传感器芯片230的上表面，所述指纹检测装置200的图像采集视场仅受到所述光路层220的面积以及对应的第一传感器芯片230的面积的影响，基于此，可以根据实际需求合理设计光路层220的面积及其对应的第一传感器芯片230的面积，以满足不同用户以及不同客户的需求(例如大面积图像采集视场的需求)。
综上所述，本申请的技术方案不仅能够降低所述指纹检测装置200的厚度，还能够保证具有足够大的图像采集视场。
如图3和图4所示，在本申请的一些实施例中，所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间存在间隙d1。
通过在所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间设计一定的间隙d1，即使所述第一传感器芯片230的制备产品的尺寸与所述第一传感器芯片230设计尺寸之间存在差异，或者即使所述第一凹槽的实际尺寸和所述第一凹槽的设计尺寸之间存在差异，也不影响所述将所述第一传感器芯片230安装在所述第一凹槽内。
换言之，所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙d1不仅可以作为所述第一传感器芯片230的尺寸公差和/或作为所述第一凹槽的尺寸公差，也可以作为所述第一传感器芯片230的安装公差，相应的，能够提升所述指纹检测装置200的良率。所述尺寸公差可以是允许的最大极限尺寸减最小极限尺寸之差的绝对值的大小，或所述尺寸公差可以是允许的上偏差减下偏差之差大小。极限偏差＝极限尺寸-基本尺寸，上偏差＝最大极限尺寸-基本尺寸，下偏差＝最小极限尺寸-基本尺寸。所述第一传感器芯片230的尺寸公差可以是在切削加工所述第一传感器芯片230的过程中允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。类似地，所述第一传感器芯片230的安装公差可以指允许的第一极限安装位置与第二极限安装位置之间的偏移距离，所述第一极限安装位置可以是允许的最靠近所述第一凹槽的第一侧壁的安装位置，所述第二极限安装位置可以是允许的最靠近所述第一凹槽的第二侧壁的安装位置，所述第一侧壁为与所述第二侧壁相对的侧壁。
例如，所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙的宽度d1的取值范围为100-400um，例如可以取d1＝200um。当然可替代地，所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙d1的宽度也可以为其他数值，或者属于一个其他的预设数值范围内，本申请对此不做具体限定。例如，所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙d1的宽度也可以是100um或300um，再如，所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙d1的宽度还可以在100um～300un内。
需要说明的是，本申请对所述指纹检测装置200中各个部件或层的厚度不做具体限定，只要所述各个部件或层之间的结构关系采用本申请的设计方案，且通过紧密配合的方式控制指纹检测装置的厚度，其均属于本申请保护的范围。
例如，本申请实施例中的基板210的厚度小于或者等于150um，例如，可以将基板210的厚度设置为130um。其中，第一覆盖层212的厚度和所述第二覆盖层的厚度可以设置为相同，所述第一导电层211的厚度和所述第二导电层的厚度可以设置为相同。
作为示例，所述第一覆盖层212的厚度和所述第二覆盖层的厚度可以设置为均小于或者等于30um，例如，可以均设置为20um，所述第一导电层211的厚度和所述第二导电层的厚度可以设置为均小于或者等于20um，例如，可以均设置为13um，所述基材的厚度可以设置为小于或者等于80um，例如，可以设置为64um。
再例如，所述第一传感器芯片230的厚度可以设置为小于或者等于150um，例如，可以具体设置为60um；所述光路层220的厚度小于或者等于30um，例如，可以设置为16um或者15.7um；所述第一金线250的最大弧高d6可以设置为小于或者等于60um，例如，可以设置为40um，所述第一固定胶240的厚度可以设置为小于或者等于30um，例如，可以设置为15um。
当然，所述第一覆盖层212的厚度、第一导电层211的厚度、基材层213的厚度、第二导电层214的厚度、第二覆盖层215的厚度、所述第一传感器芯片230的厚度、所述第一固定胶240的厚度、或所述第一金线250的最大弧高d6也可以是其它数值或在一个预设数值范围内，本申请对此不做具体限定。
应理解，本申请实施例中的支架251设置在所述第一覆盖层212的上表面并位于所述第一传感器芯片230的外侧，还可以用于固定滤光层260。
可选地，所述支架251通过支架固定胶253固定在所述第一覆盖层212的上表面并位于所述第一传感器芯片230的外侧。例如，所述支架251的材料包括但不限于金属、树脂、玻纤复合板以及胶层等。例如，所述支架251为聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneglycol terephthalate，PET)胶层。再如，所述支架251可以是由泡棉材料形成的支架。可选地，所述支架固定胶可以为双面胶。
换言之，所述支架251可以设置在所述基板210的上方且位于所述第一凹槽和所述基板210的焊盘(用于电连接所述第一传感器芯片230)的外侧或周围区域。
可选地，如图3或者图4所示，所述支架251的厚度(包括支架固定胶253)可以根据实际应用进行设置，例如，可以设置小于或者等于150um，例如，可以设置支架251的厚度为70um，即图3至图6中C处的厚度自上至下依次可以包括：支架251(包括支架固定胶253)的厚度(例如70um)与基板210的厚度，其中，基板210的厚度包括所述第一覆盖层212的厚度(例如，20um)、所述第一导电层211的厚度(例如，13um)、所述基材的厚度(例如，64um)、所述第二导电层的厚度(例如，13um)和所述第二覆盖层的厚度(例如，20um)。
如图3所示，在本申请的一些实施例中，所述第一传感器芯片230和所述支架251形成的间隙d2的宽度大于或等于所述第一传感器芯片230的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间形成的间隙d1的宽度，所述支架251的外侧相对所述第一覆盖层212的外侧向靠近所述第一传感器芯片230的方向缩短预设距离d3。作为示例，所述第一传感器芯片230和所述支架251形成的间隙d2的宽度的取值范围可以设置为100-400um，例如，d2可以为270um，所述预设距离d3可以设置为100-400um，例如，d3可以为200um。
此外，所述第一传感器芯片230和所述支架251形成的间隙d2不仅可以作为所述支架251的尺寸公差，也可以作为所述支架251的安装公差，相应的，能够提升所述指纹检测装置200的良率。类似地，所述预设距离d3不仅可以作为所述支架251的尺寸公差，也可以作为所述支架251的安装公差，相应的，能够提升所述指纹检测装置200的良率。
当然，在其他可替代实施例中，所述第一传感器芯片230和所述支架251形成的间隙d2、所述预设距离d3或所述支架251的厚度可以为其他具体数值，也可以在一个预设数值范围内。例如，所述支架251的厚度还可以是80um。
如图3所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可包括金线保护胶252；其中，所述金线保护胶252用于封装所述第一金线250。通过所述金线保护胶252，能够保证所述基板210和所述第一传感器芯片230之间的电连接的稳定性，相应的，能够保证所述指纹检测装置200的性能。
在本申请的一些实施例中，所述金线保护胶252的厚度可以大于或者小于或等于所述光路层220的厚度、所述第一传感器芯片230的厚度以及所述第一固定胶240的厚度之和。例如，如图3所示，所述金线保护胶252的厚度可以等于所述第一金线250的最大弧高、所述第一传感器芯片230的厚度以及所述第一固定胶240的厚度之和。可选地，该金线保护胶252的厚度可以根据实际应用进行设置，例如，可以设置为小于或者等于200um，或者其他数值。
例如，如图3至图6所示，B处的厚度自上至下依次可以包括：所述第一金线250的最大弧高(例如40um)、第一传感器芯片230的厚度(例如，60um)、第一芯片固定胶230的厚度(例如，15um)、所述基材的厚度(例如，64um)、所述第二导电层的厚度(例如，13um)和所述第二覆盖层的厚度(例如，20um)。
当然，针对所述支架251，还可以设计出其它参数，用来指导所述支架251的制备以及安装。例如，如图3和图4所示，在本申请的一些实施例中，所述第一传感器芯片230的靠近所述基板210的焊盘2111(用于电连接所述第一传感器芯片230)一侧和所述支架251之间的间隙d4的宽度大于所述第一传感器芯片230的背离所述基板210的焊盘2111(用于电连接所述第一传感器芯片230)一侧和所述支架251之间的间隙d2，以为所述支架固定胶252预留足够的容纳空间。可选地，所述第一传感器芯片230的靠近所述基板210的焊盘2111一侧和所述支架251之间的间隙d4的宽度可以是300um或其他数值。
如图5和图6所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可包括第二传感器芯片280、第二固定胶281以及第二金线282。
其中，所述基板210的上表面在与所述第二区域相连的第三区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层212和所述第一导电层211以形成第二凹槽，所述第二传感器芯片280通过第二固定胶281固定在所述第二凹槽内，所述第二传感器芯片280通过所述第二金线282连接至所述基板210的焊盘2111，以使得所述第二传感器芯片280连接至所述第一传感器芯片230，所述第二传感器芯片280用于配合所述第一传感器芯片230进行屏下指纹识别。
通过设置的所述第二传感器芯片280，可以分担所述第一传感器芯片230的处理任务，相当于，将功能完整的且较厚的一个传感器芯片替换为并列设置的厚度较薄的第一传感器芯片230和第二传感器芯片280，相应的，能够在不影响指纹识别性能的基础上降低所述指纹检测装置200的厚度。
在本申请的一些实施例中，所述第二传感器芯片280的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间存在间隙d7。可选地，所述第二传感器芯片280的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间的间隙d7的宽度的取值范围为100-400um，例如，可以设置为200um。
可选地，所述第二传感器芯片280的厚度的取值范围可以为100-400um，可以设置为与第一传感器芯片230相等，例如，可以均设置为60um；类似的，所述第二金线282的最大弧高可以设置为小于或者等于60um，也可以设置为与第一金线250的弧高相同，例如，可以均设置为40um；所述第二固定胶281的厚度可以设置为小于或者等于30um，也可以设置为与第一固定胶240相同，例如，均设置为15um。
当然，可替代地，所述第二传感器芯片280的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间的间隙d7的宽度、所述第二传感器芯片280的厚度、所述第二金线282的最大弧高、或所述第二固定胶281的厚度也可以为其它具体数值或在一个预设数值范围内，本申请实施例对此不做具体限定。
通过在所述第二传感器芯片280的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间设计一定的间隙d7，即使所述第二传感器芯片280的制备产品的尺寸与所述第二传感器芯片280的设计尺寸之间存在差异，或者即使所述第二凹槽的实际尺寸和所述第二凹槽的设计尺寸之间存在差异，也不影响所述将所述第二传感器芯片280安装在所述第二凹槽内。
换言之，所述第二传感器芯片280的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间的间隙不仅可以作为所述第二传感器芯片280的尺寸公差和/或作为所述第二凹槽的尺寸公差，也可以作为所述第二传感器芯片280的安装公差，相应的，能够提升所述指纹检测装置200的良率。
应理解，无论是上述如图3和图4所示的包括一个传感器芯片的指纹检测装置，还是如图5和图6所示的包括两个传感器芯片的指纹检测装置，滤光层260均设置在光路层220的上方。
应理解，本申请实施例的滤光层260用于来减少指纹感应中的不期望的环境光，以提高所述第一传感器芯片230对接收到的光的光学感应。例如，可以通过该滤光层260具体可以用于过滤掉特定波长的光，例如，近红外光和部分的红光等。例如，人类手指吸收波长低于580nm的光的能量中的大部分，基于此，所述滤光片可以设计为过滤波长从580nm至红外的光，以减少环境光对指纹感应中的光学检测的影响。
在具体实现中，所述滤光层260可以包括一个或多个光学过滤器，所述一个或多个光学过滤器可以配置为例如带通过滤器，以允许OLED屏发射的光的传输，同时阻挡太阳光中的红外光等其他光组分。
具体地，如图3至图6所示，本申请实施例的滤光层260可以固定在支架251的上方。具体地，对于该滤光层260的下表面中靠近该第一金线250的一边，可以将其固定在该第一传感器芯片230的上表面，而该滤光层260的下表面中的其他边固定在该支架251的上表面。
例如，如图3所示，该滤光层260的下表面中靠近该第一金线的一边可以通过第一背胶262固定在该第一传感器芯片230的上表面，该滤光层260的下表面中的其他边可以通过第二背胶263固定在该支架251的上表面。其中，第一背胶和第二背胶的厚度可以根据实际应用进行设置，以保证滤光层260与光路层220平行，或者，滤光层260与第一传感器芯片230的上表面的感应区域所在平面平行。例如，根据其他部分的尺寸，可以将第一背胶262的厚度设置为小于或者等于60，例如可以设置为48um，将第二背胶的厚度设置小于或者等于60，例如可以设置为20um。
具体地，假设滤光层260的下表面为矩形，则该滤光层260下表面的一边靠近第一金线250，另外三边不靠近该第一金线250，不靠近金线的三边区域可以固定在支架251的上表面，而靠近第一金线250的一边固定在第一传感器芯片230的上表面，这样可以避免影响第一金线250的安装；同时，滤光层260的下表面中靠近该第一金线250的一边通过第一背胶262固定在该第一传感器芯片230的上表面，该第一背胶262还可以防止用于固定金线的金线保护胶流入光路层。
该滤光层260的厚度可以根据实际应用进行设置，例如，可以将该滤光层260的厚度设置为小于或者等于220um；例如，考虑到现有工艺以及可量产性，滤光层的厚度通常会选择110um。
可选地，该支撑油墨261可以位于滤光层260的下表面中与该第一传感器芯片230的感应区域的位置相对应的任意位置上。例如，由于中心位置对于整片的滤光层260的支撑力更均衡，因此丝印的支撑油墨261的位置通常设置为与下方的第一传感芯片230的感应区域的中心重合，也就是说将该支撑油墨261的中心设置与该第一传感器芯片230的感应区域的中心在竖直方向上重合。
应理解，支撑油墨261位于滤光层260和光路层220之间，用于支撑滤光层200，使得滤光层260与光路层220之间保持有空隙，同时，支撑油墨261的下表面与光路层220的上表面之间也可以保持有空隙。随着支撑油墨261的厚度的增大，也就是光路层220上表面与滤光层260的下表面之间的距离越大，牛顿换的对比度逐渐下降。图7示出了几种牛顿环效果图，如图7所示，h表示滤光层与传感器芯片上方的光路层的上表面之间的距离，在本实施例中，基于上述尺寸的设定，当距离在25um时，牛顿环基本消失，因此，通常将支持油墨的厚度设置小于或者等于30um，例如可以设置为25um，即滤光层260与下方的光路层220上表面之间的距离为25um，以避免出现牛顿环。可以理解的是，所述距离h不限于25um，其可以根据实际情况进行调整。
可选地，该支撑油墨的面积可以根据实际应用进行设置，在不影响指纹识别的前提下，丝印的支撑油墨261的尺寸越大，对滤光层260的支撑效果越好，也就是说滤光层越不易变形，也就越不易产生牛顿环。但是由于支撑油墨261会遮挡返回的指纹检测信号，因此，支撑油墨的面积也不宜过大，例如，通常可以将支撑油墨261的面积设置为小于或者等于40*40um，例如，可以设置为30um*30um的正方形。
在本申请实施例中，该滤光层260的材质可以为玻璃、水晶、树脂薄膜等，或者也可以为其他材料。为了保证该滤光层260可以将经过手指返回的指纹检测信号传输至下方的第一传感器芯片230，保证所述第一传感器芯片230能够接收到足够的光信号，从而保证提升指纹识别效果，需要将滤光层260的进光面通过光学无机镀膜或有机黑化涂层实现对光的超低反射，例如，通常设置为反射率<1％。
可选地，本申请实施例中支撑油墨261的下表面与光路层220的上表面之间具有间隙，间隙大小d5可以根据实际应用进行设置，并且可以根据其他部件的尺寸进行调整。例如，如图3至图6所示，A处的厚度自上至下依次可以包括：滤光层260的厚度(例如，110um)、支撑油墨261的厚度(例如25um)、支撑油墨261下表面与光路层220的上表面之间间隙d5(例如，7.3um)、光路层220的厚度(例如，15.7)、第一传感器芯片230的厚度(例如，60um)、第一芯片固定胶230的厚度(例如，15um)、所述基材的厚度(例如，64um)、所述第二导电层的厚度(例如，13um)和所述第二覆盖层的厚度(例如，20um)。
应理解，如图3至图6可知，A处的总厚度为指纹检测装置200的总厚度，根据上述各个实施例的描述，所述指纹检测装置200的总厚度可以设置在0.15-0.6mm的范围内。
本申请实施例的光路层220可以包括透镜层221和光路引导层222，所述透镜层221用于将经由所述显示屏上方的人体手指返回的光信号会聚至所述光路引导层222，所述光路引导层222将所述透镜层221会聚的光信号引导至所述第一传感器芯片230。
考虑到指纹检测装置200的滤光层260设置在光路层220上方，可能会存在支架251的上表面的高度小于滤光层260的上表面的高度，例如，如图3至图6所示，导致整个指纹检测装置的上表面高度不一致，此时可以通过设置泡棉，使得指纹检测装置200的上表面平整，进而方便将将该指纹检测装置200安装在显示屏的下方。具体地，所述指纹检测装置还可以包括：泡棉层，围绕所述滤光层260设置在所述支架251的上方，所述泡棉层设置有贯通所述泡棉层的开口，所述第一传感器芯片230通过所述泡棉层的开口接收所述指纹检测信号；所述泡棉层的上表面与所述滤光层260的上表面齐平，从而使得指纹检测装置200的上表面平整。
可选地，可以将所述第一金线250的弧高位置设计为嵌入至所述泡棉层内；或者，可以按照第一金线250的弧高位置，在其上方设置泡棉层。
需要说明的是，所述指纹检测装置200安装至电子设备时，可以通过额外的柔性电路板连接至所述电子设备的主板上。例如，如图8所示，所述基板210还可以包括基板210的金手指2122，所述基板210的金手指2122用于连接至柔性电路板，相应的，所述基板210通过所述柔性电路板连接至电子设备的主板。
图9是本申请实施例的设置有柔性电路板的指纹检测装置200的示意性结构图，如图9所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可包括柔性电路板290和(Anisotropic Conductive Film，ACF)292，所述柔性电路板290形成有所述柔性电路板290的金手指291；所述柔性电路板290的金手指291通过所述各向异性导电胶膜292电连接至所述基板210的金手指2122。
通过所述各向异性导电胶膜292，能够将所述柔性电路板290的金手指291压合至所述基板210的金手指2122，相当于，可以为所述指纹检测装置200配置不同规格的柔性电路板，使得所述指纹检测装置200更具有通用性，相应的，能够满足不同用户或客户的需求。
如图9所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可包括各向异性导电胶膜292的保护胶293，所述保护胶293可以位于所述各向异性导电胶膜292的两端，以保护所述各向异性导电胶膜292，进而保护所述柔性电路板290的金手指291和所述基板210的金手指2122。如图9所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可以包括图像处理器296，所述图像处理器296设置在所述柔性电路板290的一端。例如，图像处理器296可以为微处理器(Micro Processing Unit，MCU)，用于接收来自所述第一传感器芯片230通过所述柔性电路板290发送的指纹检测信号(例如指纹图像)，并对所述指纹检测信号进行简单的处理。如图9所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可以包括设置在所述柔性电路板290的一端的至少一个电容器295，所述至少一个电容器295用于优化(例如滤波处理)所述第一传感器芯片230采集的指纹检测信号。可选地，所述第一传感器芯片230中的每个芯片对应一个或者多个电容器。如图9所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200还可以包括设置在所述柔性电路板290的一端的连接器294，所述连接器294可以用于与外部装置或者所述电子设备的其它部件(例如主板)进行连接，进而实现与所述外部装置的通信或者所述电子设备的其它部件的通信。例如，所述连接器294可以用于连接所述电子设备的处理器，以便于所述电子设备的处理器接收经过所述图像处理器296处理过的指纹检测信号，并基于所述处理过的指纹检测信号进行指纹识别。
应当理解，图3至图9仅为本申请实施例的示例，不应理解为对本申请的限制。
例如，在图3至图6中，以透镜层221作为光路层220中用于会聚光信号的器件，可替代地，所述透镜层221也可以利用光学准直器。所述光学准直器的相关描述可以参照前述内容中对所述指纹检测装置130的光路设计的相关描述。
再如，所述透镜层221可以具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，所述光路引导层222可以为挡光层，所述挡光层具有多个微孔并设置在微透镜层221的下方，并且所述微孔与所述微透镜一一对应，所述第一传感器芯片230中的一个或多个光学感应单元对应所述透镜层221中的一个微透镜。可选地，所述光路层220还可以包括其他光学膜层，比如介质层或者钝化层。
上文结合图3至图9对本申请实施例的指纹检测装置200进行了介绍，下面对安装有所述指纹检测装置200的电子设备进行说明。
图10是本申请实施例的安装有图4所示的指纹检测装置200的电子设备300的示意性结构图。
如图10所示，所述电子设备300包括显示屏、位于所述显示屏下方的中框360、位于所述中框360下方的电池370以及位于所述电池下方的电池易拉胶380，其中，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板310、显示面板320、缓冲(cushion)层330和铜层340，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层330和所述铜层340的开窗。换言之，所述缓冲层330可以设置有贯通所述缓冲层330的第一开窗331，所述铜层340可以设置有贯通所述铜层340的第二开窗341。可选地，所述显示屏可以是采用低温多晶硅技术(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)制成的OLED有机发光面板，其厚度超薄、重量轻、低耗电，可以用于提供较为清晰的影像。所述中框360可以用于承载或支撑所述电子设备300中的各个器件或部件。所述器件或部件包括但不限于电池、摄像头、天线、主板以及所述显示屏。
缓冲层330也可以称为屏幕印刷(screen print)层或压花层，所述屏幕印刷层可以带有图文，所述图文可以用作商标图案等标识。所述缓冲层330可以是用于遮蔽光的黑色片状层或者印刷层。例如，所述缓冲层330可以是由泡棉材料形成层结构。铜层340也可以称为散热层(用作降低所述显示屏的温度)或者防辐射层。所述缓冲层330和所述铜层340可以合成为所述显示屏的后面板，或者所述铜层340称为所述显示屏的后面板。
其中，可以参考图5和图6的附图标记理解所述指纹检测装置200的具体功能和结构。
换言之，所述指纹检测装置200包括基板210、光路层220、滤光层260、第一传感器芯片230、第一固定胶240、支架251和以及第一金线250。其中，所述基板210由上至下依次包括第一覆盖层212、第一导电层211层212、基材层213、第二导电层214以及第二覆盖层215。可选地，所述光路层220包括透镜层221以及其下方的光路引导层222。可选地，所述指纹检测装置200还可以包括金线保护胶252。所述指纹检测装置200还可以包括泡棉层270，以使得指纹检测装置200的表面齐平。可选地，所述指纹检测装置200还可以包括第二传感器芯片280、第二固定胶281以及第二金线282。
基于上述结构，此处重点针对所述指纹检测装置200的安装方案进行详细说明。如图10所示，所述指纹检测装置200的上表面的泡棉270通过第一PSA 391固定至所述铜层340的下表面的所述开窗(即所述第一开窗331和所述第二开窗341)的周围区域，以使得所述第一传感器芯片230对准所述开窗设置，所述第一传感器芯片用于通过所述开窗接收经由所述显示屏上方的人体手指返回的并通过所述光路层引导的指纹检测信号，所述指纹检测信号用于检测所述手指的指纹信息。
以所述显示屏为OLED屏为例，所述显示屏可以是软屏也可以是硬屏。当手指放于亮屏的OLED屏上方，手指就会反射OLED屏发出的光，此反射光会穿透OLED屏直到OLED屏下方。位于OLED屏下方的光路层能够用于将漏光中的红外信号成分滤除。由于指纹是一个漫反射体，因此，经由手指反射或漫射形成的光信号在各方向都会存在。所述指纹检测装置200收集OLED屏上方漏下来的光信号，并基于接收到的光信号进行指纹图像的成像。
针对所述指纹检测装置200，光路层220直接设置在第一传感器芯片230的上表面，所述第一传感器芯片230的下表面通过所述第一固定胶240固定在基板210上，能够避免单独为携带有所述光路层220以及所述第一传感器芯片230设置外壳，降低了所述指纹检测装置200的尺寸(例如厚度)。
此外，通过所述第一PSA利用所述基板210的上表面的泡棉，将所述指纹检测装置200粘贴至所述显示屏的铜层340，相较于将所述指纹检测装置200直接贴合至所述显示屏的显示面板(即OLED层)，不仅能够避免将所述指纹检测装置200贴合至所述显示屏后影响所述显示屏的性能，还能够降低安装所述指纹检测装置200的困难程度，相应的，能够降低所述指纹检测装置200的安装复杂度并提升所述电子设备300的良率。此外，将所述指纹检测装置200粘贴至所述显示屏的铜层340，还能够避免在拆卸所述指纹检测装置200的过程中损坏显示屏，相应的，能够降低所述指纹检测装置200的拆卸复杂度并提升所述电子设备300的良率。另外，当所述显示屏受到按压或者所述电子设备出现跌落或碰撞时，由于所述显示面板320和所述指纹检测装置200之间存在所述缓冲层330和所述铜层340，能够避免所述显示面板320和所述指纹检测装置200发生挤压而影响所述显示面板320和所述指纹检测装置200的性能。
另外，将所述指纹检测装置200粘贴至所述显示屏的铜层340，相较于将所述指纹检测装置200直接贴合至所述显示屏的显示面板320，还能够避免所述开窗的尺寸过大，相应的，能够降低用户从所述显示屏的正面观看所述指纹检测装置200时的可视程度，进而，能够美化所述电子设备300的外观。
如图10所示，在本申请的一些实施例中，泡棉层270的外侧、支架251的部分外侧和所述第一PSA 391的外侧设置有UV固化胶392，以相对所述显示屏固定所述指纹检测装置200。
通过所述UV固化胶392不仅可以将所述指纹检测装置200相对所述显示屏固定，还可以利用所述UV固化胶392的特性，降低安装所述指纹检测装置200的困难程度。
应理解，图10仅为将指纹检测装置200粘贴至电子设备的显示屏的示例，不应理解为对本申请的限制。
例如，在图10中，所述中框360在所述指纹检测装置200的下方形成有第三开窗。换言之，所述指纹检测装置200通过悬挂的方式贴合至所述显示屏的铜层340。例如，所述指纹检测装置200和所述显示屏之间存在间隙。但上述方案仅为一种实现方式，在另一种实现方式中，所述中框的上表面向下延伸形成有第三凹槽，所述指纹检测装置200的底部接触所述中框。换言之，所述指纹检测装置200还是通过悬挂的方式贴合至所述显示屏的铜层340，但所述指纹检测装置200和所述显示屏之间不存在间隙。换言之，所述第三凹槽仅用于为所述指纹检测装置200提供容纳位置，而不用于固定所述指纹检测装置200。
通过层叠结构设计所述指纹检测装置200，使得各部件在厚度方向上紧密配合配合(即各部件在厚度方向上紧密配合配合不预留间隙)，基于目前所述中框的厚度，即使保留所述显示屏中的缓冲层330和铜层340，也可以使得所述指纹检测装置200的底部与电池370之间预留至少200um左右的间隙，足以将所述指纹检测装置200设置在所述显示屏和所述电池370之间。
相应的，相对于将所述指纹识别装置200设置在所述电池370之外的其它位置，将所述指纹检测装置200设置在所述显示屏和所述电池370之间，不仅不需要调整所述电子设备300的原有内部结构，还能够提升所述电子设备300的内部空间的利用率。例如，可以增大电池370的体积，并将节省出来的空间用来容纳增大体积后的电池370，相应的，能够在不增加所述电子设备300的体积的情况下增加所述电子设备300的使用寿命和用户体验。
上文结合图10对将指纹检测模组200安装在显示屏的铜层340的方案进行了说明，但本申请实施例不限于此。例如，在其他可替代实施例中，所述指纹检测装置200还可以用于安装并固定在所述中框380上。
图11是本申请实施例的安装有图5和图6所示的指纹检测装置200的电子设备300的另一示意性结构图。其中，可以参考图5和图6的附图标记理解所述指纹检测装置200的具体功能和结构，以及参考图10理解所述电子设备300中各个部件的功能和结构，为避免重复，此处不再对其进行赘述。
如图11所示，所述中框380的上表面向下延伸形成有第三凹槽，所述指纹检测装置200的底部通过第二PSA 393设置在所述第三凹槽内。换言之，所述第三凹槽仅用于为所述指纹检测装置200提供容纳位置，还用于固定所述指纹检测装置200。
如图11所示，在本申请的一些实施例中，所述指纹检测装置200和所述第三凹槽的侧壁之间存在间隙，所述指纹检测装置和所述第三凹槽的侧壁之间形成的间隙可以用作所述指纹检测装置200的尺寸公差或安装公差，还可以用作所述第三凹槽的尺寸公差。
如图11所示，在本申请的一些实施例中，所述缓冲层330可以设置有贯通所述缓冲层330的第一开窗331，所述铜层340可以设置有贯通所述铜层340的第二开窗341，其中，所述第一开窗331的尺寸小于所述第二开窗341的尺寸，使得所述缓冲层220和所述指纹检测装置200形成缓冲空间。可选地，如图11所示，所述缓冲空间可以设置有缓冲材料396，所述缓冲材料396包括但不限于泡棉。换言之，所述指纹检测装置200的上表面通过所述缓冲材料396抵靠至所述缓冲层330，例如，指纹检测装置200的上表面的泡棉270通过所述缓冲材料396抵靠至缓冲层330，所述缓冲材料396不仅可以用于避免由于所述指纹检测装置200触碰到所述显示屏而影响所述指纹检测装置200的检测性能，还能够密封绝尘，以保证所述指纹检测装置200的检测性能并提高所述指纹检测装置200的使用寿命。此外，通过所述缓冲材料396还可以降低用户从所述显示屏的正面观看所述指纹检测装置200时的可视程度，进而能够美化所述电子设备300的外观。另外，通过将所述缓冲材料396设置在所述缓冲空间内，能够合理利用电子设备300的内部空间，进而降低所述电子设备的厚度，提高用户体验。
应理解，图10和图11仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。
例如，在其他可替代实施例中，所述指纹检测装置还可以同时粘贴至所述显示屏和所述中框。再如，为最大程度利用电子设备的内部空间，所述指纹检测装置300还可以粘贴固定至所述中框380的凹槽的侧面。
应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。
应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“所述”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的元件，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述元件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个元件或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或元件的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
上文涉及的各功能元件可以集成设置，也可以是各个元件单独物理存在。各功能元件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (38)

1.一种指纹检测装置，其特征在于，适用于具有显示屏的电子设备，所述指纹检测装置设置在所述显示屏的下方，包括：
滤光层，所述滤光层下表面设置有丝印的支撑油墨；
光路层，设置在所述滤光层下方，所述光路层的上表面与所述支撑油墨的下表面之间具有空隙，所述支撑油墨用于支撑所述滤光层，使得所述光路层的上表面与所述滤光层的下表面之间保持有空隙；
第一传感器芯片，设置在所述光路层下方；
基板，所述基板的上表面向下延伸形成有第一凹槽，所述第一传感器芯片的至少一部分设置在所述第一凹槽内，并电连接至所述基板；
支架，围绕所述第一传感器芯片设置在所述基板的上方，用于支撑所述滤光层；
其中，所述第一传感器芯片用于接收经由所述显示屏上方的人体手指返回后经过所述滤光层和所述光路层的指纹检测信号，所述指纹检测信号用于检测所述手指的指纹信息，所述指纹检测装置的总厚度的取值范围为0.15-0.6mm。
2.根据权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述支撑油墨的中心与所述第一传感器芯片的感应区域的中心在竖直方向上重合。
3.根据权利要求1所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间、以及所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间均存在间隙，
所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间的间隙的宽度大于或等于所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙的宽度。
4.根据权利要求3所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置还包括：
第一金线，用于电连接所述第一传感器芯片和所述基板的导电层，位于所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间、以及所述支架的靠近所述第一传感器芯片的侧壁和所述第一传感器芯片的侧壁之间的间隙内。
5.根据权利要求4所述的指纹检测装置，其特征在于，所述滤光层的下表面中靠近所述第一金线的一边固定在所述第一传感器芯片的上表面，所述滤光层的下表面中的其他边固定在所述支架的上表面。
6.根据权利要求5所述的指纹检测装置，其特征在于，所述滤光层的下表面中靠近所述第一金线的一边通过第一背胶固定在所述第一传感器芯片的上表面，所述滤光层的下表面中的其他边通过第二背胶固定在所述支架的上表面。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第一传感器的不靠近所述第一金线的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间的间隙的宽度的取值范围为100-400um，所述第一传感器的不靠近所述第一金线的侧壁和所述支架靠近所述第一传感器芯片的侧壁支架的间隙为100-400um。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述滤光层的厚度小于或者等于220um。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述支撑油墨的厚度小于或者等于30um。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述支撑油墨的面积小于或者等于40*40um。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述滤光层的进光面对光的反射率小于或者等于1％。
12.根据权利要求4至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述基板由上至下依次包括第一覆盖层、第一导电层层、基材层、第二导电层以及第二覆盖层，
所述基板的上表面在第一区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层和所述第一导电层以形成所述第一凹槽，
所述基板的上表面在与所述第一区域相连的第二区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层以形成所述基板的焊盘；所述第一传感器芯片通过所述第一金线连接至所述基板的焊盘。
13.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括：
第一固定胶，所述第一传感器芯片的下表面通过所述第一固定胶固定至所述第一凹槽内。
14.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第一覆盖层的厚度等于所述第二覆盖层的厚度，所述第一导电层的厚度与所述第二导电层的厚度相同。
15.根据权利要求14所述的指纹检测装置，其特征在于，所述基板的总厚度小于或者等于150um，所述第一覆盖层的厚度和所述第二覆盖层的厚度均小于或者等于30um，
所述第一导电层的厚度和所述第二导电层的厚度均小于或者等于20um，所述基材的厚度为小于等于80um。
16.根据权利要求13所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第一传感器芯片的厚度小于或者等于150um，所述第一金线的最大弧高小于或者等于60um，所述第一固定胶的厚度小于或者等于30um。
17.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，所述支架的外侧相对所述第一覆盖膜的外侧向靠近所述第一传感器芯片的方向缩短预设距离。
18.根据权利要求17所述的指纹检测装置，其特征在于，所述预设距离的取值范围为100-400um。
19.根据权利要求12所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括：第二传感器芯片、第二固定胶以及第二金线；
其中，所述基板的上表面在与所述第二区域相连的第三区域向下延伸并贯通所述第一覆盖层和所述第一导电层以形成第二凹槽，
所述第二传感器芯片通过所述第二固定胶固定在所述第二凹槽内，所述第二传感器芯片通过所述第二金线连接至所述基板的焊盘，以使得所述第二传感器芯片连接至所述第一传感器芯片，所述第二传感器芯片用于配合所述第一传感器芯片进行屏下指纹识别。
20.根据权利要求19所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第二传感器芯片的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间存在间隙。
21.根据权利要求20所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第二传感器芯片的不靠近所述第一金线的侧壁和所述第二凹槽的侧壁之间的间隙的宽度为100-400um。
22.根据权利要求19所述的指纹检测装置，其特征在于，所述第一传感器芯片的厚度等于所述第二传感器芯片的厚度，所述第一固定胶的厚度等于第二固定胶的厚度，所述第一金线的最大弧高等于所述第二金线的最大弧高。
23.根据权利要求19所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括：
金线保护胶，用于封装所述第一金线和所述第二金线。
24.根据权利要求23所述的指纹检测装置，其特征在于，所述金线保护胶的高度小于或者等于200um。
25.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括：
泡棉层，围绕所述滤光层设置在所述支架的上方，所述泡棉层设置有贯通所述泡棉层的开口，所述第一传感器芯片通过所述泡棉层的开口接收所述指纹检测信号；
所述泡棉层的上表面与所述滤光层的上表面齐平。
26.根据权利要求25所述的指纹检测装置，其特征在于，所述支架为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET胶层，用于连接所述基板和所述泡棉层；或
所述支架的下表面通过支架固定胶固定在所述基板的上表面，所述支架上表面通过支架固定胶固定所述泡棉层。
27.根据权利要求25所述的指纹检测装置，其特征在于，所述支架的厚度小于或者等于150um。
28.根据权利要求25所述的指纹检测装置，其特征在于，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板、显示面板、缓冲层和铜层，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层和所述铜层的开窗；
所述泡棉的上表面通过第一压敏胶固定在所述铜层的下表面的所述开窗的周围区域，以使得所述指纹检测装置固定在所述显示屏的下方，
所述第一传感器芯片的感应区域对准所述开窗设置，以使得所述第一传感器芯片接收所述指纹检测信号。
29.根据权利要求28所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置的外侧和所述第一压敏胶的外侧设置有紫外固化胶，以固定所述指纹检测装置相对所述显示屏的相对位置。
30.根据权利要求25所述的指纹检测装置，其特征在于，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板、显示面板、缓冲层和铜层，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层和所述铜层的开窗，所述缓冲层的开窗的尺寸小于所述铜层的开窗的尺寸；
所述指纹检测装置位于所述电子设备的中框的凹槽内，
所述泡棉的上表面在所述铜层的开窗范围内通过泡沫胶固定在所述缓冲层的下表面的开窗的周围区域，以使得所述指纹检测装置固定在所述显示屏的下方，
所述第一传感器芯片的感应区域对准所述缓冲层的开窗设置，以使得所述第一传感器芯片接收所述指纹检测信号。
31.根据权利要求30所述的指纹检测装置，其特征在于，所述指纹检测装置的底部通过第二压敏胶设置在所述中框的凹槽内。
32.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光路层包括透镜层和光路引导层，
所述透镜层用于将经由所述显示屏上方的人体手指返回的光信号会聚至所述光路引导层，所述光路引导层将所述透镜层会聚的光信号引导至所述第一传感器芯片。
33.根据权利要求32所述的指纹检测装置，其特征在于，所述光路层的厚度小于或者等于30um。
34.根据权利要求1至6中任一项所述的指纹检测装置，其特征在于，还包括：
柔性电路板，所述柔性电路板形成有所述柔性电路板的金手指；
各向异性导电胶膜，所述柔性电路板的金手指通过所述各向异性导电胶膜电连接至所述基板的金手指。
35.一种电子设备，其特征在于，包括：
显示屏；
指纹检测装置，设置在所述显示屏下方，所述指纹检测装置为如权利要求1至34中任一项所述的指纹检测装置，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
36.根据权利要求35所述的电子设备，其特征在于，所述显示屏由上至下依次包括透明盖板、显示面板、缓冲层和铜层，其中，所述显示屏设置有贯通所述缓冲层和所述铜层的开窗，所述指纹检测装置的光路层对准所述开窗设置，以便所述指纹检测装置通过所述开窗接收经由所述显示屏上方的人体手指返回的指纹检测信号，所述指纹检测信号用于检测所述手指的指纹信息。
37.根据权利要求36所述的电子设备，其特征在于，所述指纹检测装置的上表面的边沿区域通过第一压敏胶固定所述铜层的下表面的所述开窗的周围区域，以使得所述指纹检测装置的光路层对准所述开窗设置。
38.根据权利要求35所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括中框，所述中框的上表面向下延伸形成有第三凹槽，所述指纹检测装置的底部通过第二压敏胶设置在所述第三凹槽内。
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