TWI657380B - 聲波式指紋識別裝置及電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種聲波式指紋識別裝置，包括一基板、一指紋識別元件、位於基板與指紋識別元件之間之一黏結層以及電性連接於指紋識別元件之一柔性電路板，還包括設於指紋識別元件與基板之間之信號增強層。

Description

聲波式指紋識別裝置及電子裝置

本發明涉及一種聲波式指紋識別裝置及電子裝置。

習知之聲波式指紋識別裝置通常包括蓋板及藉由黏結層貼合於蓋板上之指紋識別元件，指紋識別元件包括依次層疊設置之接收層、薄膜電晶體陣列基板、發射層以及電連接於該接收層與該薄膜電晶體陣列基板之柔性電路板。然而，指紋識別元件與蓋板之間雖然設置有黏結層，但該黏結層比較粗糙，導致信號強度不足。

此外，習知聲波式指紋識別裝置中，所述柔性電路板與該接收層與該薄膜電晶體陣列基板電連接之一端位於薄膜電晶體陣列基板與蓋板之間，由於該柔性電路板之厚度往往大於接收層之厚度，導致柔性電路板相對於接收層向蓋板凸出。因此，當將指紋識別元件薄膜電晶體陣列基板與蓋板貼合時，柔性電路板之電連接於薄膜電晶體陣列基板之一端容易受到擠壓損壞。

鑒於以上，有必要提供一種能夠增強信號並能夠防止柔性電路板損傷之聲波式指紋識別裝置及電子裝置。

一種聲波式指紋識別裝置，包括一基板、一指紋識別元件、位於基板與指紋識別元件之間之一黏結層以及電性連接於指紋識別元件之一柔性電路板，還包括設於指紋識別元件與基板之間之信號增強層。

一種電子裝置，包括本體及設置於本體內之聲波式指紋識別裝置，聲波式指紋識別裝置為上述之聲波式指紋識別裝置。

本發明之聲波式指紋識別裝置與電子裝置於指紋識別元件與基板之間設置了信號增強層，不僅能夠增強信號，還加大了指紋識別元件及柔性電路板與基板之間之距離，防止柔性電路板於安裝時被損壞。

100‧‧‧電子裝置

102‧‧‧本體

104‧‧‧聲波式指紋識別裝置

10‧‧‧基板

20、90‧‧‧信號增強層

30‧‧‧黏結層

40‧‧‧識別元件

41‧‧‧接收層

43‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

45‧‧‧發射層

70、80‧‧‧柔性電路板

431‧‧‧感應區

432‧‧‧間隔區

433‧‧‧連接區

圖1為本發明第一實施方式之聲波式指紋識別裝置之剖視示意圖。

圖2為圖1所示之聲波式指紋識別裝置之俯視示意圖。

圖3為本發明第二實施方式之聲波式指紋識別裝置之剖視示意圖。

圖4為本發明第三實施方式之聲波式指紋識別裝置之剖視示意圖。

圖5為本發明第四實施方式之聲波式指紋識別裝置之剖視示意圖。

圖6為本發明第五實施方式之聲波式指紋識別裝置之剖視示意圖。

圖7為本發明第六實施方式之聲波式指紋識別裝置之剖視示意圖。

圖8為應用本發明聲波式指紋識別裝置之較佳實施例之電子裝置之示意圖。

本發明之聲波式指紋識別裝置可應用於指紋識別以驗證所述使用者之身份資訊，該聲波式指紋識別裝置可整合至多種電子裝置中或與多種電子裝置相關聯使用，所述電子裝置例如(但不限於)：行動電話、具備多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、移動電視接收器、無線裝置、智慧型電話、藍牙裝置、個人 資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧本、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真機、全球定位系統(GPS)接收器/導航儀、攝影機、數位媒體播放機(例如，MP3播放機)、攝錄影機、遊戲控制台、腕表、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(例如，電子閱讀器)、移動健康裝置、電腦監視器、汽車顯示器(包含裏程計顯示器及速度計顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(例如，車輛中之後視攝影機之顯示器)、電子照片、電子看板或標識、投影儀、建築結構、微波裝置、冰箱、身歷聲系統、卡式答錄機或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、洗滌器、乾燥器、洗滌器/乾燥器、停車計時器、封裝(例如，於包含微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中之封裝)、美觀結構(例如，關於一件珠寶或衣服之影像顯示)及多種EMS裝置。本發明之聲波式指紋識別裝置亦可用於例如(但不限於)以下各者之應用中：電子開關裝置、射頻濾波器、感測器、加速度計、回轉儀、運動感測裝置、磁力計、用於消費型電子設備之慣性元件、消費型電子產品之零件、可變電抗器、液晶裝置、電泳裝置、驅動方案、製造過程及電子測試裝備。

下面結合具體實施方式對本發明進行具體說明。

(第一實施方式)

請參照圖1，第一實施方式相關之聲波式指紋識別裝置包括一基板10、一信號增強層20、一黏結層30與一指紋識別元件40。指紋識別元件40包括依次設置之一接收層41、一薄膜電晶體陣列基板43與一發射層45。聲波式指紋識別裝置還包括電連接於該識別元件40之一柔性電路板70。具體地，柔性電路板70之第一端電性連接於接收層41之第一端與薄膜電晶體陣列基板43之第一端之底面。

基板可由玻璃、金屬等材料製成。

黏結層30為水膠層，位於指紋識別元件40與基板10之間；具體地，位於指紋識別元件40與信號增強層20之間；更具體地，位於接收層41與信號增強層20之間。信號增強層20可提高黏結層30之平坦均勻度，使信號強度更高。其他實施方式中，黏結層30亦可為膠帶層。

信號增強層20之材料不同於黏結層30之材料，信號增強層20之材料為具有高聲波阻抗之材料，例如環氧樹脂類、丙烯酸塑膠類、矽類、聚甲基丙烯酸甲酯類、聚醯亞胺類或聚碳酸酯類材料。但不以此為限。

信號增強層20之表面粗糙度小於等於0.2μm。

信號增強層20之厚度C表示為5μmC100μm。

信號增強層20之四周邊牛角小於1μm。即，信號增強層20之四周邊相對於其中央部分之高度偏差小於1μm。

請參照圖2，信號增強層20之長度為A，寬度為B，薄膜電晶體陣列基板43之長度為L，寬度為W，則信號增強層20之長度與薄膜電晶體陣列基板43之長度關係表示為：30%<A÷L，優選72%<A÷L。信號增強層20之寬度與薄膜電晶體陣列基板43之寬度關係表示為：30%<B÷W，優選117%<B÷W。

薄膜電晶體陣列基板43與接收層41電性耦合。薄膜電晶體陣列基板43用於接收來自接收層41之電信號。薄膜電晶體陣列基板43於平行於基板10之方向上設置有感應區431、間隔區432與連接區433。間隔區432位於感應區431與連接區433之間。感應區431完全位於信號增強層20之上。連接區433不位於信號增強層20之上。

發射層45用於持續向接收層41發送信號。

請再參照圖1，柔性電路板70之第一端電連接於薄膜電晶體陣列基板43之連接區433。柔性電路板70之與第一端相對之第二端繞過指紋識別元件40之第 一端，使柔性電路板70之臨近其第二端之部分層疊於指紋識別元件40之上。具體地，柔性電路板70之與第一端相對之第二端繞過薄膜電晶體陣列基板43之第一端與發射層45之第一端，使柔性電路板70之臨近其第二端之部分層疊於發射層45之上。柔性電路板70之臨近其第一端之部分相對於指紋識別元件40向基板10凸出。具體地，柔性電路板70之臨近其第一端之部分相對於接收層41向基板10凸出。

平行於基板10之方向上之柔性電路板70之第一端與信號增強層20之第一端間之距離為D，則D之長度表示為：0μm<D1mm。本實施方式中，信號增強層20之臨近連接區433之一端正對薄膜電晶體陣列基板43之間隔區432。即，信號增強層20與柔性電路板70於平行於基板10之方向上相間隔。

柔性電路板70之臨近接收層41之部分與基板10與信號增強層20均不接觸。

根據本發明之第一實施方式，藉由於接收層41與基板10之間設置信號增強層20，不僅能夠提高黏結層30之平坦度，能夠增強信號，還加大了接收層41及柔性電路板70與基板10之間之距離，防止柔性電路板70於安裝時被損壞。

(第二實施方式)

請參照圖3，於本發明之第二實施方式相關之聲波式指紋識別裝置中，與第一實施方式之聲波式指紋識別裝置中結構相同之部件將採用一樣之符號來表示。

本實施方式相關之聲波式指紋識別裝置相較於第一實施方式相關之聲波式指紋識別裝置，其區別技術特徵為柔性電路板70亦可不繞過指紋識別元件40之第一端，即不繞過薄膜電晶體陣列基板43之第一端與發射層45之第一端，而是與指紋識別元件40平行地延伸。除此之外之特徵則與第一實施方式相同。

(第三實施方式)

請參照圖4，於本發明之第三實施方式相關之聲波式指紋識別裝置中，與第一實施方式之聲波式指紋識別裝置中結構相同之部件將採用一樣之符號來表示。

本實施方式相關之聲波式指紋識別裝置相較於第一實施方式相關之聲波式指紋識別裝置，其區別技術特徵為黏結層30位於信號增強層20與基板10之間，亦位於柔性電路板70與基板10之間。除此之外之特徵則與第一實施方式相同。

(第四實施方式)

於本發明之第四實施方式相關之聲波式指紋識別裝置中，與第一實施方式之聲波式指紋識別裝置中結構相同之部件將採用一樣之符號來表示。

本實施方式相關之聲波式指紋識別裝置相較於第一實施方式相關之指紋識別裝置，其區別技術特徵為：(1)柔性電路板80與指紋識別元件40之朝向基板10之面平齊。具體地，柔性電路板80之臨近接收層41之部分與接收層41二者之朝向基板10之面相互齊平；(2)信號增強層90相較於第一實施方式之信號增強層20，其長度變長。薄膜電晶體陣列基板43之間隔區432與連接區433亦位於信號增強層90之上，使整個薄膜電晶體陣列基板43完全位於信號增強層90之上。除此之外之特徵則與第一實施方式相同。

具體而言，請參照圖5，本發明之第四實施方式相關之聲波式指紋識別裝置包括一基板10、一黏結層30、一信號增強層90與一指紋識別元件40。指紋識別元件40包括依次設置之一接收層41、一薄膜電晶體陣列基板43與一發射層45。聲波式指紋識別裝置還包括電連接於識別元件40之一柔性電路板80。柔性電路板80之第一端電性連接於接收層41之第一端與薄膜電晶體陣列基板43之第一端之底面。

基板可由玻璃、金屬等材料製成。

黏結層30為水膠層，位於指紋識別元件40與基板10之間；具體地，位於指紋識別元件40與信號增強層90之間；更具體地，位於接收層41與信號增強層90之間。信號增強層90可提高黏結層30之平坦均勻度，使信號強度更高。其他實施方式中，黏結層30亦可為膠帶層。

信號增強層90之材料不同於黏結層30之材料，信號增強層20之材料為具有高聲波阻抗之材料，例如環氧樹脂類、丙烯酸塑膠類、矽類、聚甲基丙烯酸甲酯類、聚醯亞胺類或聚碳酸酯類材料。但不以此為限。

信號增強層90之表面粗糙度小於等於0.2μm。

信號增強層90之厚度C表示為5μmC100μm。

信號增強層90之四周邊牛角小於1μm。即，信號增強層20之四周邊相對於其中央部分之高度偏差小於1μm。

信號增強層90之長度為A，寬度為B，薄膜電晶體陣列基板43之長度為L，寬度為W，則信號增強層90之長度與薄膜電晶體陣列基板43之長度關係表示為：30%<A÷L，優選72%<A÷L。信號增強層90之寬度與薄膜電晶體陣列基板43之寬度關係表示為：30%<B÷W，優選117%<B÷W。

薄膜電晶體陣列基板43與接收層41電性耦合。薄膜電晶體陣列基板43用於接收來自接收層41之電信號。薄膜電晶體陣列基板43於平行於基板10之方向上設置有感應區431、間隔區432與連接區433。間隔區432位於感應區431與連接區433之間。整個薄膜電晶體陣列基板43完全位於信號增強層90之上。

發射層45用於持續向接收層41發送信號。

柔性電路板80之第一端電連接於薄膜電晶體陣列基板43之連接區433，柔性電路板80之與第一端相對之第二端繞過指紋識別元件40之第一端，使柔性電路板80之臨近其第二端之部分層疊於指紋識別元件40之上。具體地，柔性電路板80之與第一端相對之第二端繞過薄膜電晶體陣列基板43與發射層45之第一 端，使柔性電路板80之臨近其第二端之部分層疊於發射層45之上。柔性電路板80與指紋識別元件40二者之朝向基板10之面相互齊平。具體之，柔性電路板80之臨近接收層41之部分與接收層41二者之朝向基板10之面相互齊平。

信號增強層90與柔性電路板80於垂直於基板10之方向上相間隔。柔性電路板80之臨近接收層41之部分亦位於信號增強層90之上方。

柔性電路板80臨近接收層41之部分與基板10與信號增強層90均不接觸。

根據本發明之第二實施方式，薄膜電晶體陣列基板43完全位於信號增強層90上，信號增強層90可提高黏結層30之平坦均勻度，使信號強度更高。

(第五實施方式)

請參照圖6，於本發明之第五實施方式相關之聲波式指紋識別裝置中，與第四實施方式之聲波式指紋識別裝置中結構相同之部件將採用一樣之符號來表示。

本實施方式相關之聲波式指紋識別裝置相較於第四實施方式相關之指紋識別裝置，其區別技術特徵為柔性電路板80亦可不繞過薄膜電晶體陣列基板43與發射層45之第一端，而是與薄膜電晶體陣列基板43平行地延伸。即，柔性電路板80亦可與指紋識別元件40平行地延伸。除此之外之特徵則與第四實施方式相同。

(第六實施方式)

請參照圖7，於本發明之第六實施方式相關之聲波式指紋識別裝置中，與第五實施方式之聲波式指紋識別裝置相同之部件將採用一樣之符號來表示。

本實施方式相關之聲波式指紋識別裝置相較於第五實施方式相關之聲波式指紋識別裝置，其區別技術特徵為黏結層30位於信號增強層90與基板10之間，亦位於柔性電路板70與基板10之間。除此之外之特徵則與第五實施方式相同。

請一併參照圖8，本發明還提供一種電子裝置100，電子裝置100包括本體102及設置於本體102內之聲波式指紋識別裝置104，聲波式指紋識別裝置104可為上述實施方式一到實施方式六所述之任一聲波式指紋識別裝置。圖8中僅以電子裝置100為手機為例，於其它實施例中，該電子裝置亦可為個人電腦、智慧家電、工業控制器等。當該電子裝置為手機時，該聲波式指紋識別裝置104可對應手機之home鍵設置，使該home鍵具有可指紋識別解鎖操作之功能。

本發明，並非被限定於所述之各實施方式，可於權利要求所示之範圍內進行種種變更，將已於不同之實施方式分別被揭示之技術方案進行適當地組合而得到之實施方式亦被包含於本發明之技術範圍內。進而，藉由將已於各實施方式分別被揭示之技術方案進行組合，可形成新之技術特徵。

Claims (13)

1. 一種聲波式指紋識別裝置，包括一基板、一指紋識別元件、位於該基板與該指紋識別元件之間之一黏結層以及電性連接於該指紋識別元件之一柔性電路板，其改良在於，該聲波式指紋識別裝置還包括設於該指紋識別元件與該基板之間之信號增強層；該指紋識別元件包括薄膜電晶體陣列基板；該信號增強層之長度為A，寬度為B，該薄膜電晶體陣列基板之長度為L，寬度為W，信號增強層之長度與薄膜電晶體陣列基板之長度關係為30%<A÷L，信號增強層之寬度與薄膜電晶體陣列基板之寬度關係表示為30%<B÷W。
2. 如申請專利範圍第1項所述之聲波式指紋識別裝置，該指紋識別元件還包括接收層與發射層，該接收層、該薄膜電晶體陣列基板與該發射層依次設置，該信號增強層位於該接收層與該基板之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之聲波式指紋識別裝置，該信號增強層之材料為具有高聲波阻抗之材料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之聲波式指紋識別裝置，該信號增強層之材料為環氧樹脂類、丙烯酸塑膠類、矽類、聚甲基丙烯酸甲酯類、聚醯亞胺類以及聚碳酸酯類材料中之一種。
5. 如申請專利範圍第1項所述之聲波式指紋識別裝置，該信號增強層之表面粗糙度小於等於0.2μm。
6. 如申請專利範圍第1項所述之聲波式指紋識別裝置，該信號增強層之厚度C表示為5μmC100μm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之聲波式指紋識別裝置，該信號增強層之四周邊相對於其中央部分之高度偏差小於1μm。
8. 如申請專利範圍第2項所述之聲波式指紋識別裝置，該薄膜電晶體陣列基板於平行於該基板之方向上設置有感應區、連接區與位於該感應區與該連接區之間之間隔區，該柔性電路板之一端電連接於該連接區，該感應區、該間隔區與該連接區亦位於該信號增強層之上，使該整個薄膜電晶體陣列基板完全位於該信號增強層之上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之聲波式指紋識別裝置，該柔性電路板之朝向該基板之面與該指紋識別元件之朝向該基板之面齊平。
10. 如申請專利範圍第2項所述之聲波式指紋識別裝置，該薄膜電晶體陣列基板於平行於該基板之方向上設置有感應區、連接區與位於該感應區與該連接區之間之間隔區，該柔性電路板之一端電連接於該連接區，該感應區完全位於該信號增強層之上，該連接區不位於該信號增強層之上。
11. 如申請專利範圍第10項所述之聲波式指紋識別裝置，該柔性電路板臨近該信號增強層之一端與該信號增強層之該一端於平行於該基板之方向上之距離為D，0μm<D 1mm。
12. 如申請專利範圍第1項所述之聲波式指紋識別裝置，信號增強層之長度與薄膜電晶體陣列基板之長度關係為72%<A÷L，信號增強層之寬度與薄膜電晶體陣列基板之寬度關係表示為117%<B÷W。
13. 一種電子裝置，包括本體及設置於該本體內之聲波式指紋識別裝置，其改良在於：該聲波式指紋識別裝置為請求項1-12任意一項所述之聲波式指紋識別裝置。