TWI582453B - 指紋識別裝置 - Google Patents

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指紋識別裝置
本發明涉及一種指紋識別裝置。
隨著可擕式電子裝置被廣泛的應用，使用者對可擕式電子裝置提出了更多的功能需求。指紋識別感測器由於具有隱私保護功能而被設置於可擕式電子裝置中，以增加使用者體驗。指紋識別裝置可分為光學式、電容式、聲波式等。聲波式指紋識別感測器因其操作不易受環境溫度、濕度的影響，且具有壽命長、解析度高而得到廣泛應用。指紋識別感測通常整合於具有觸控功能的電子裝置內，為使電子裝置外觀整體一致而在指紋識別感測器上設置保護蓋板與遮蔽層，然如何減少因設置保護蓋板與遮蔽層而造成的聲波衰減損耗問題亟待解決。
有鑑於此，有必要提供一種可減少聲波損耗的指紋識別裝置。
一種指紋識別裝置，包括：
保護蓋板；
遮蔽層設置在該保護蓋板的一側；
至少一匹配層設置在該遮蔽層與該保護蓋板之間；
指紋識別感測器貼合在該遮蔽層遠離該保護蓋板一側，該指紋識別感測器用於執行指紋識別動作；
該至少一匹配層的聲阻抗介於該保護蓋板與該遮蔽層之間，該至少一匹配層用於減小該遮蔽層與該保護蓋板之間的信號傳遞衰減。
優選的，該至少一匹配層的數量為一層，該保護蓋板的聲阻抗大於該匹配層的聲阻抗，該匹配層的聲阻抗大於該遮蔽層的聲阻抗。
優選的，該遮蔽層覆蓋該匹配層，該遮蔽層兩端具有第一厚度，該遮蔽層在該匹配層上具有第二厚度，該第一厚度大於該第二厚度，且該第一厚度與該第二厚度之差為該匹配層的厚度。
優選的，該匹配層的厚度為1-10微米。
優選的，該匹配層的厚度為1-5微米。
優選的，該保護蓋板、該遮蔽層、該匹配層及該指紋識別感測器的尺寸依次減小。
優選的，該遮蔽層、該匹配層及該指紋識別感測器在該保護蓋板上的投影均為矩形，且該保護蓋板的投影大於該遮蔽層的投影，該遮蔽層的投影大於該匹配層的投影，該匹配層的投影大於該指紋識別感測器的投影。
優選的，該指紋識別裝置包括第一匹配層與第二匹配層依次層疊設置在該遮蔽層與該保護蓋板之間；該第一匹配層貼合該保護蓋板設置，該第二匹配層設置在該第一匹配層與該遮蔽層之間。
優選的，該保護蓋板的聲阻抗大於該第一匹配層的聲阻抗，該第一匹配層的聲阻抗大於該第二匹配層的聲阻抗，該第二匹配層的聲阻抗大於該遮蔽層的聲阻抗。
優選的，該第一匹配層與該第二匹配層的厚度之和為1-10微米。
優選的，該第一匹配層與該第二匹配層的厚度之和為1-5微米。
優選的，該遮蔽層、該第一、第二匹配層及該指紋識別感測器在該保護蓋板上的投影均為矩形，且該保護蓋板的投影大於該遮蔽層的投影，該遮蔽層的投影大於該第一匹配層的投影，該第一匹配層的投影大於該第二匹配層的投影，該第二匹配層的投影大於該指紋識別感測器的投影。
相較於習知技術，本發明的指紋識別裝置在保護蓋板與遮蔽層之間設置匹配層，且該保護蓋板、該匹配層與該遮蔽層的聲阻抗依次減小，從而可有效減小超聲波在該保護蓋板與該遮蔽層之間傳遞時的聲波損失，提高指紋識別的精度。
圖1是本發明指紋識別裝置一實施方式的結構示意圖。
圖2是圖1所示的指紋識別裝置俯視圖。
圖3是本發明指紋識別裝置另一實施方式的結構示意圖。
圖4是圖3所示的指紋識別裝置俯視圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明，其中，本發明以底閘極型薄膜電晶體為例進行說明。
請參閱圖1，圖1是本發明指紋識別裝置一實施方式結構示意圖。指紋識別裝置10包括保護蓋板11、遮蔽層12、匹配層13、膠體層14及指紋識別感測器15。在本實施方式中，該指紋識別感測器15為超聲波指紋識別感測器。該指紋識別感測器15發出第一超聲波16並接收由手指18或其他觸控物體回饋的第二超聲波17並根據該第二超聲波17完成指紋識別動作。該遮蔽層12設置在該保護蓋板11的一側，該匹配層13設置在該遮蔽層12與該保護蓋板11之間。該遮蔽層12覆蓋該匹配層13。該匹配層13用於減小該遮蔽層12與該保護蓋板11之間超聲波傳遞的衰減。
具體地，該匹配層13的聲阻抗(acoustic impedance)介於該保護蓋板11與該遮蔽層12的聲阻抗之間，且該保護蓋板11的聲阻抗大於該匹配層13的聲阻抗，該匹配層13的聲阻抗大於該遮蔽層12的聲阻抗。該指紋識別感測器15發出的第一超聲波16在該遮蔽層12與該保護蓋板11之間傳遞時，由於該匹配層13的聲阻抗介於該保護蓋板11與該遮蔽層12的聲阻抗之間，因此可有效減少該第一超聲波16由該遮蔽層12傳遞到該保護蓋板11時的反射損失。同理，由手指或其他觸控物體回饋的第二超聲波17在該保護蓋板11與該遮蔽層12之間傳遞時，由於該匹配層13的聲阻抗介於該保護蓋板11與該遮蔽層12的聲阻抗之間，因此可有效減少該第二超聲波17由該保護蓋板11傳遞到該遮蔽層12時的反射損失。
在本實施方式中，該遮蔽層12兩端具有第一厚度L1，該遮蔽層12在該匹配層13上具有第二厚度L2，該第一厚度L1大於該第二厚度L2，且該第一厚度L1與該第二厚度L2之差為該匹配層13的厚度。該指紋識別感測器15經該膠體層14貼合於該遮蔽層12遠離該保護蓋板11一側上。
該匹配層13的厚度為1-10微米，優選該匹配層13的厚度為1-5微米。
在實驗中將設置匹配層13的指紋識別裝置與無匹配層13的指紋識別裝置做比較，如下表所示。由此可得出在設置匹配層13時可有效提高超聲波的在保護蓋板11與該遮蔽層12之間的穿透率。
在本實施方式中，該保護蓋板11可以是，但不限於藍寶石玻璃蓋板、石英玻璃蓋板、樹脂蓋板等。該膠體層14可為光固化膠，如UV膠。可以理解，該匹配層13的材料依據該保護蓋板11與該遮蔽層12的材料進行選擇，如當該保護蓋板11為石英玻璃時，該匹配層13可為金屬鋁鍍層。
請一併參閱圖2，圖2是圖1所示的指紋識別裝置10的俯視圖。該保護蓋板11、該遮蔽層12、該匹配層13及該指紋識別感測器15的尺寸依次減小。具體地，該保護蓋板11、該遮蔽層12、該匹配層13及該指紋識別感測器15在該保護蓋板11的方向上投影均為矩形，且該保護蓋板11的投影大於該遮蔽層12的投影，該遮蔽層12的投影大於該匹配層13的投影，該匹配層13的投影大於該指紋識別感測器15的投影。
請參閱圖3，圖3是本發明指紋識別裝置第二實施方式結構示意圖。指紋識別裝置20包括保護蓋板21、遮蔽層22、第一匹配層23、第二匹配層231、膠體層24及指紋識別感測器25。在本實施方式中，該指紋識別感測器25為超聲波指紋識別感測器。該指紋識別感測器25發出第一超聲波26並接收由手指28或其他觸控物體回饋的第二超聲波27並根據該第二超聲波17完成指紋識別動作。該遮蔽層22設置在該保護蓋板21的一側，該第一匹配層23貼合該保護蓋板21設置，該第二匹配層231設置該第一匹配層23與該遮蔽層22之間。該遮蔽層22覆蓋該第一匹配層23與該第二匹配層231。該第一匹配層23、第二匹配層231用於減小該遮蔽層22與該保護蓋板21之間超聲波傳遞的衰減。
具體地，該第一匹配層23、第二匹配層231的聲阻抗(acoustic impedance)介於該保護蓋板21與該遮蔽層22的聲阻抗之間，且該保護蓋板21的聲阻抗大於該第一匹配層23的聲阻抗，該第一匹配層23的聲阻抗大於該第二匹配層231的聲阻抗，該第二匹配層231的聲阻抗大於該遮蔽層22的聲阻抗。該指紋識別感測器25發出的第一超聲波26在該遮蔽層22與該保護蓋板21之間傳遞時，由於該第一匹配層23、第二匹配層231的聲阻抗介於該保護蓋板21與該遮蔽層22的聲阻抗之間，因此可有效減少該第一超聲波26由該遮蔽層22傳遞到該保護蓋板21時的反射損失。同理，由手指或其他觸控物體回饋的第二超聲波27在該保護蓋板21與該遮蔽層22之間傳遞時，由於該第一匹配層23與該第二匹配層231的聲阻抗介於該保護蓋板11與該遮蔽層12的聲阻抗之間，因此可有效減少該第二超聲波17由該保護蓋板21傳遞到該遮蔽層22時的反射損失。
該第一匹配層23與該第二匹配層231的兩端在該保護蓋板21上形成階梯狀凸起232。該遮蔽層22兩端具有第一厚度H1，該遮蔽層22在該第一匹配層23的兩端具有第二厚度H2，該遮蔽層22在該第二匹配層231上具有第三厚度H3。該第一厚度H1大於該第二厚度H2，該第二厚度H2大於該第三厚度H3。該第一厚度H1與該第二厚度H2之差為該第一匹配層23的厚度，該第二厚度H2與該第三厚度H3之差為該第二匹配層231的厚度。覆蓋該指紋識別感測器25經該膠體層24貼合於該遮蔽層22遠離該保護蓋板21一側上。該保護蓋板21、該第一匹配層23、該第二匹配層231及該遮蔽層22的聲阻抗依次減小。
該第一匹配層23與該第二匹配層231的厚度之和為1-10微米，優選該第一匹配層23與該第二匹配層231的厚度之和為1-5微米。
在本實施方式中，該保護蓋板21可以是，但不限於藍寶石玻璃蓋板、石英玻璃蓋板、樹脂蓋板等。該膠體層14可為光固化膠，如UV膠。
請一併參閱圖4，圖4是圖3所示的指紋識別裝置20的俯視圖。該遮蔽層22、該第一匹配層23、該第二匹配層231及該指紋識別感測器25的尺寸依次減小。具體地，該遮蔽層22、該第一匹配層23、第二匹配層231及該指紋識別感測器25在該保護蓋板21上的投影均為矩形，且該保護蓋板21的投影大於該遮蔽層22的投影，該遮蔽層22的投影大於該第一匹配層23的投影，該第一匹配層23的投影大於該第二匹配層231的投影，該第二匹配層231的投影大於該指紋識別感測器25的投影。
上述的指紋識別裝置在保護蓋板與遮蔽層之間設置匹配層，且該保護蓋板、該匹配層與該遮蔽層的聲阻抗依次減小，從而可有效減小超聲波在該保護蓋板與該遮蔽層之間傳遞時的聲波損失，提高指紋識別的精度。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10、20‧‧‧指紋識別裝置
11、21‧‧‧保護蓋板
12、22‧‧‧遮蔽層
13‧‧‧匹配層
14、24‧‧‧膠體層
15、25‧‧‧指紋識別感測器
23‧‧‧第一匹配層
231‧‧‧第二匹配層
232‧‧‧凸起
16、26‧‧‧第一超聲波
17、27‧‧‧第二超聲波
18、28‧‧‧手指
L1、H1‧‧‧第一厚度
L2、H2‧‧‧第二厚度
H3‧‧‧第三厚度
無
10‧‧‧指紋識別裝置
11‧‧‧保護蓋板
12‧‧‧遮蔽層
13‧‧‧匹配層
14‧‧‧膠體層
15‧‧‧指紋識別感測器
16‧‧‧第一超聲波
17‧‧‧第二超聲波
18‧‧‧手指
L1‧‧‧第一厚度
L2‧‧‧第二厚度

Claims (12)

  1. 一種指紋識別裝置，包括：
    保護蓋板；
    遮蔽層設置在該保護蓋板的一側；
    至少一匹配層設置在該遮蔽層與該保護蓋板之間；
    指紋識別感測器貼合在該遮蔽層遠離該保護蓋板一側，該指紋識別感測器用於執行指紋識別動作；
    其中，該至少一匹配層的聲阻抗介於該保護蓋板與該遮蔽層之間，該至少一匹配層用於減小該遮蔽層與該保護蓋板之間的信號傳遞衰減。
  2. 如請求項1所述的指紋識別裝置，其中，該至少一匹配層的數量為一層，該保護蓋板的聲阻抗大於該匹配層的聲阻抗，該匹配層的聲阻抗大於該遮蔽層的聲阻抗。
  3. 如請求項2所述的指紋識別裝置，其中，該遮蔽層覆蓋該匹配層，該遮蔽層兩端具有第一厚度，該遮蔽層在該匹配層上具有第二厚度，該第一厚度大於該第二厚度，且該第一厚度與該第二厚度之差為該匹配層的厚度。
  4. 如請求項2所述的指紋識別裝置，其中，該匹配層的厚度為1-10微米。
  5. 如請求項4所述的指紋識別裝置，其中，該匹配層的厚度為1-5微米。
  6. 如請求項2所述的指紋識別裝置，其中，該保護蓋板、該遮蔽層、該匹配層及該指紋識別感測器的尺寸依次減小。
  7. 如請求項6所述的指紋識別裝置，其中，該遮蔽層、該匹配層及該指紋識別感測器在該保護蓋板上的投影均為矩形，且該保護蓋板的投影大於該遮蔽層的投影，該遮蔽層的投影大於該匹配層的投影，該匹配層的投影大於該指紋識別感測器的投影。
  8. 如請求項1所述的指紋識別裝置，其中，該指紋識別裝置包括第一匹配層與第二匹配層依次層疊設置在該遮蔽層與該保護蓋板之間；該第一匹配層貼合該保護蓋板設置，該第二匹配層設置在該第一匹配層與該遮蔽層之間。
  9. 如請求項8所述指紋識別裝置，其中，該保護蓋板的聲阻抗大於該第一匹配層的聲阻抗，該第一匹配層的聲阻抗大於該第二匹配層的聲阻抗，該第二匹配層的聲阻抗大於該遮蔽層的聲阻抗。
  10. 如請求項8所述的指紋識別裝置，其中，該第一匹配層與該第二匹配層的厚度之和為1-10微米。
  11. 如請求項10所述的指紋識別裝置，其中，該第一匹配層與該第二匹配層的厚度之和為1-5微米。
  12. 如請求項8所述的指紋識別裝置，其中，該遮蔽層、該第一、第二匹配層及該指紋識別感測器在該保護蓋板上的投影均為矩形，且該保護蓋板的投影大於該遮蔽層的投影，該遮蔽層的投影大於該第一匹配層的投影，該第一匹配層的投影大於該第二匹配層的投影，該第二匹配層的投影大於該指紋識別感測器的投影。
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