TW202113664A - 指紋感測模組與電子裝置 - Google Patents

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張添祥
周正三
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Abstract

一種指紋感測模組，包括影像感測器、準直器、濾光片及遮光結構。準直器配置於影像感測器上，且濾光片配置於影像感測器與準直器之間。遮光結構配置於濾光片的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器內。一種電子裝置亦被提出。

Description

指紋感測模組與電子裝置
本發明是有關於一種感測模組，且特別是有關於一種指紋感測模組與電子裝置。
隨著可攜式電子裝置（例如智慧型手機或平板電腦）朝向大屏佔比或全面屏發展，傳統位於螢幕旁的電容式指紋感測模組無法再配置於電子裝置的正面。於是，配置於電子裝置側面或背面的電容式指紋感測模組的方案便被採用。然而，放置於側面或背面的電容式指紋感測模組在使用上有其不便之處，所以近來發展出放置於螢幕下方的方案的光學式指紋感測模組。
由於指紋感測模組放置於螢幕下方，因此指紋感測模組的厚度越薄越好以避免影響電子裝置的厚度。另一方面，當採用光學指紋感測方案利用螢幕發出的可見光照射指紋，並利用螢幕下方的影像感測器感測指紋反射的可見光時，為了避免太陽光影響指紋辨識的準確度，一般是將光學式指紋感測模組上方增加一紅外光截止濾光片（infrared cut-off filter）以解決室外強光下的使用問題。然而，這樣的設計使得指紋感測模組的厚度難以降低，進而導致電子裝置過厚。
另一種方案是將紅外光截止濾光片直接整合於指紋感測晶片上，並使位於影像感測器與準直器之間，這樣可以減少外掛紅外光截止濾光片所需之玻璃基板厚度，進而降低整體模組厚度。然而，由於整合於晶片上紅外光截止濾光片的面積未超過影像感測器的面積，因此，此種設計使得雜散光（例如紅外光或可見光）得以從影像感測器的邊緣進入影像感測器中，進而造成雜訊。
本發明提供一種指紋感測模組及電子裝置，具有良好的感測效果，且可具有較薄的厚度。
本發明的一實施例提出一種指紋感測模組，包括影像感測器、準直器、濾光片及遮光結構。準直器配置於影像感測器上，且濾光片配置於影像感測器與準直器之間。遮光結構配置於濾光片的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器內。
本發明的一實施例提出一種電子裝置，包括顯示面板及上述指紋感測模組。指紋感測模組配置於顯示面板下方，用以感測由顯示面板發出、被放置於顯示面板上的手指反射且穿透顯示面板的光。
在本發明的實施例的指紋感測模組與電子裝置中，濾光片配置於影像感測器與準直器之間，且遮光結構配置於濾光片的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器內。因此，指紋感測模組與電子裝置可以具有良好的指紋感測效果，且可具有較薄的厚度。
圖1為本發明的一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的電子裝置100包括顯示面板110及指紋感測模組200。顯示面板110例如為有機發光二極體（organic light-emitting device, OLED）顯示面板。然而，在其他實施例中，顯示面板110亦可以是液晶顯示面板或其他適當的顯示面板。指紋感測模組200配置於顯示面板110下方，用以感測由顯示面板110發出、被放置於顯示面板110上的手指50反射且穿透顯示面板110的光112。在本實施例中，顯示面板110例如為透明顯示面板。然而，在其他實施例中，顯示面板110亦可以是在指紋感測模組200上方的區域具有透光開口的顯示面板。電子裝置100例如為手機、平板電腦、筆記型電腦或其他適當的電子裝置。
指紋感測模組200包括底板210、影像感測器220、準直器230、濾光片240及遮光結構250。影像感測器220配置於底板210上，準直器230配置於影像感測器220上，且濾光片240配置於影像感測器220與準直器230之間。在本實施例中，底板210為具有剛性的金屬片，例如為鐵片。影像感測器220例如是互補式金氧半導體（complementary metal oxide semiconductor, CMOS）感測器或電荷耦合元件（charge coupled device, CCD）。準直器230例如為光纖板、微透鏡陣列或其他方法形成之準直結構，其能夠讓來自手指50的光112準直傳遞而成像於影像感測器220上。或者，準直器230亦可以是任何其他能夠讓來自手指50的光112準直傳遞而成像於影像感測器220上的元件。濾光片240例如為紅外光截止濾光片。然而，在其他實施例中，濾光片240亦可以是過濾其他可見光波段或不可見光波段的濾光片。
遮光結構250配置於濾光片240及影像感測器220的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器220內。在本實施例中，遮光結構250為遮光膠，例如為吸光膠（如黑色膠體）。在本實施例中，指紋感測模組200更包括柔性印刷電路板（flexible printed circuit, FPC）260，配置於底板210上，且位於影像感測器220的周圍。影像感測器220藉由接合線（bonding wire）270電性連接至柔性印刷電路板260。在一實施例中，遮光結構250填充於影像感測器220與柔性印刷電路板260之間的間隙G中，覆蓋住影像感測器220、濾光片240及準直器230的側表面，以阻絕雜散光從影像感測器220的側邊進入。在一實施例中，遮光結構250填充於影像感測器220、濾光片240及準直器230的整體與柔性印刷電路板260及其上之泡綿（foam）120的整體之間的間隙G中。此外，在一實施例中，遮光結構250可包覆接合線270。
在本實施例的指紋感測模組200與電子裝置100中，濾光片240配置於影像感測器220與準直器230之間，因此濾光片240可以直接於影像感測器220形成，而使指紋感測模組200可以具有較薄的厚度，進而降低電子裝置100的厚度。此外，在本實施例中，由於雜散光被遮光結構250阻擋，無法進入影像感測器220內，因此，指紋感測模組200及安裝有此指紋感測模組200的電子裝置100可以取得具有良好品質的指紋影像，而不會有指紋影像的邊緣因雜散光而過曝的情形。
在本實施例中，影像感測器220可藉由晶片貼附膜（die attach film）280貼附於底板210上。此外，電子裝置100可具有泡綿120，配置於柔性印刷電路板260與顯示面板110之間。
圖2為本發明的另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖2，本實施例的電子裝置100a類似於圖1的電子裝置100，而兩者的主要差異如下所述。在本實施例的電子裝置100a的指紋感測模組200a中，遮光結構250a為遮光帶，例如為吸光膠帶（如黑色膠帶），其貼附於準直器230的上表面232的邊緣上，且覆蓋影像感測器220與柔性印刷電路板260或泡綿120之間的間隙G。在一實施例中，遮光結構250a覆蓋影像感測器220、濾光片240及準直器230的整體與柔性印刷電路板260及其上之泡綿120的整體之間的間隙G。
上述實施例的遮光結構250與250a所採用的材料可以是能夠遮蔽可見光、紅外光及紫外光的材料，或是能夠吸收可見光、紅外光及紫外光的材料。此外，上述實施例的遮光結構250與250a可以呈矩形框狀，而矩形框中間的開口暴露出影像感測器220的感測區（即用以感光的面積），但本發明不以此為限。
綜上所述，在本發明的實施例的指紋感測模組與電子裝置中，濾光片配置於影像感測器與準直器之間，且遮光結構配置於濾光片的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器內。因此，指紋感測模組與電子裝置可以具有良好的指紋感測效果，且可因此具有較薄的厚度。
50:手指 100、100a:電子裝置 110:顯示面板 112:光 120:泡綿 200、200a:指紋感測模組 210:底板 220:影像感測器 230:準直器 232:上表面 240:濾光片 250、250a:遮光結構 260:柔性印刷電路板 270:接合線 280:晶片貼附膜 G:間隙
圖1為本發明的一實施例的電子裝置的剖面示意圖。 圖2為本發明的另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
50:手指
100:電子裝置
110:顯示面板
112:光
120:泡綿
200:指紋感測模組
210:底板
220:影像感測器
230:準直器
240:濾光片
250:遮光結構
260:柔性印刷電路板
270:接合線
280:晶片貼附膜
G:間隙

Claims (16)

  1. 一種指紋感測模組，包括： 一影像感測器； 一準直器，配置於該影像感測器上； 一濾光片，配置於該影像感測器與該準直器之間；以及 一遮光結構，配置於該濾光片的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的指紋感測模組，其中該濾光片為紅外光截止濾光片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的指紋感測模組，其中該遮光結構為遮光膠，覆蓋住該影像感測器、該濾光片及該準直器的側表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的指紋感測模組，其中該遮光結構為遮光帶，貼附於該準直器的上表面的邊緣上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的指紋感測模組，更包括一柔性印刷電路板，配置於該底板上，且位於該影像感測器的周圍。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的指紋感測模組，其中該遮光結構為遮光膠，覆蓋住該影像感測器、該濾光片及該準直器的側表面，且填充於該影像感測器、該濾光片及該準直器的整體與該柔性印刷電路板及其上之泡綿的整體之間的間隙中。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的指紋感測模組，其中該遮光結構為遮光帶，貼附於該準直器的上表面的邊緣上，且覆蓋該影像感測器、該濾光片及該準直器的整體與該柔性印刷電路板及其上之泡綿的整體之間的間隙。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的指紋感測模組，其中該準直器為光纖板、透鏡陣列或透鏡。
  9. 一種電子裝置，包括： 一顯示面板；以及 一指紋感測模組，配置於該顯示面板下方，用以感測由該顯示面板發出、被放置於該顯示面板上的手指反射且穿透該顯示面板的光，該指紋感測模組包括： 一影像感測器； 一準直器，配置於該影像感測器上； 一濾光片，配置於該影像感測器與該準直器之間；以及 一遮光結構，配置於該濾光片的周圍，以阻擋雜散光進入影像感測器內。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該濾光片為紅外光截止濾光片。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該遮光結構為遮光膠，覆蓋住該影像感測器、該濾光片及該準直器的側表面。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該遮光結構為遮光帶，貼附於該準直器的上表面的邊緣上。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該指紋感測模組更包括一柔性印刷電路板，配置於該底板上，且位於該影像感測器的周圍。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的電子裝置，其中該遮光結構為遮光膠，覆蓋住該影像感測器、該濾光片及該準直器的側表面，且填充於該影像感測器、該濾光片及該準直器的整體與該柔性印刷電路板及其上之泡綿的整體之間的間隙中。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的電子裝置，其中該遮光結構為遮光帶，貼附於該準直器的上表面的邊緣上，且覆蓋該影像感測器、該濾光片及該準直器的整體與該柔性印刷電路板及其上之泡綿的整體之間的間隙。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該準直器為光纖板、透鏡陣列或透鏡。
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