TWI785641B - 電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置 - Google Patents

電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI785641B
TWI785641B TW110121081A TW110121081A TWI785641B TW I785641 B TWI785641 B TW I785641B TW 110121081 A TW110121081 A TW 110121081A TW 110121081 A TW110121081 A TW 110121081A TW I785641 B TWI785641 B TW I785641B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
material layer
thickness distribution
molding compound
compound structure
capacitive
Prior art date
Application number
TW110121081A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202248835A (zh
Inventor
張鵬飛
王帥
Original Assignee
大陸商北京集創北方科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 filed Critical 大陸商北京集創北方科技股份有限公司
Priority to TW110121081A priority Critical patent/TWI785641B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI785641B publication Critical patent/TWI785641B/zh
Publication of TW202248835A publication Critical patent/TW202248835A/zh

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

本發明主要揭示一種電容式指紋採集模組，其包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層。依據本發明之設計，該模塑料結構具有一厚度分布，且其包括一第一材料層及一第二材料層。特別地，該第一材料層具有一第一介電常數和一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數。依此設計，即使所述第一材料層和所述第二材料層的表面皆具有一弧度以使所述模塑料結構具有一弧形表面，位於該模塑料結構下方的該電容感測陣列在進行指紋感測之時也不會發生指紋信號強度不均勻之情事。

Description

電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置
本發明為指紋辨識裝置之相關領域，尤指表面覆有多個塗層的一種電容式指紋採集模組。
已知，電容式指紋辨識裝置已被廣泛地應用於各式電子產品之中。圖1顯示具有指紋辨識功能的一種習知的智慧型手機的立體圖，且圖2顯示習知的一種電容式指紋辨識裝置的立體圖。進一步地，圖3顯示習知的電容式指紋辨識裝置的側剖視圖。如圖1、圖2和圖3所示，電容式指紋辨識裝置2a為目前廣泛應用在智慧型手機1a的一種指紋辨識方案，其基本構成包括：具有一開口211a的一容置框體21a、設於該容置框體21a之中的一基板22a、設於該基板22a表面的一電容感測陣列23a、設於該基板22a底面的一微控制晶片25a、以及與該基板22a連接的一電連接件26a。
圖4為圖3所示的電容感測陣列23a的側剖視圖。如圖1、圖2與圖4所示，電容式指紋辨識裝置2a的開口211a通常顯露於智慧型手機1a的正面板或背面板之外，且該電容感測陣列23a的表面通常覆有一厚度均勻之模塑層24a。此外，為了防止外界的污染物掉落至該電容感測陣列23a之上從而影響其感測精度，還會進一步地在該模塑層24a之表面覆上一厚度均勻的塗層2Ca。
圖5顯示現有的一種全屏幕智慧型手機的側視圖。在一些應用中，如圖5所示，對於應用在一全屏幕智慧型手機3a的電容式指紋辨識裝置2a而言，其開口211a係顯露於該全屏幕智慧型手機3a的側邊，實現所謂的側邊指紋辨識。圖6為圖3所示的電容感測陣列23a的側剖視圖。如圖5與圖6所示，在側邊指紋辨識的應用場景下，通常會令所述塗層2Ca和所述模塑層24a具有一弧形表面，從而使側邊指紋辨識之用戶體驗能夠提升。可惜的是，實務經驗指出，具有弧形表面的塗層2Ca和模塑層24a的厚度係橫向(laterally)不均 勻分布。換句話說，模塑層24a和塗層2Ca具有一厚度分布，從而導致下方的電容感測陣列23a在進行指紋感測之時會發生指紋信號強度不均勻之情事。
由上述說明可知，本領域亟需一種新式的電容式指紋採集模組。
本發明之主要目的在於提供一種電容式指紋採集模組，其包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層。依據本發明之設計，該模塑料結構具有一厚度分布，且其包括一第一材料層及一第二材料層。特別地，該第一材料層具有一第一介電常數和一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數。
依此設計，即使所述第一材料層和所述第二材料層的表面皆具有一弧度以使所述模塑料結構具有一弧形表面，位於該模塑料結構下方的該電容感測陣列在進行指紋感測之時也不會發生指紋信號強度不均勻之情事為達成上述目的，本發明提出所述電容式指紋採集模組的一實施例，其包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層；其特徵在於：所述模塑料結構具有一厚度分布；所述模塑料結構包括一第一材料層及一第二材料層，該第一材料層具有一第一介電常數和一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該厚度分布反向變化。
在一實施例中，該第一材料層和該第二材料層皆為單層或多層。
並且，本發明還提出所述電容式指紋採集模組的又一實施例，其包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層；其特徵在於：所述模塑料結構具有一厚度分布；所述模塑料結構係包含一第一材料和一第二材料之單層結構，該 第一材料具有一第一介電常數且其在所述模塑料結構內具有一第一厚度分布，該第二材料具有一第二介電常數且其在所述模塑料結構內具有一第二厚度分布，該第一介電常數大於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該厚度分布正向變化。
在可能的實施例中，該第一材料和該第二材料係以分層或不分層的方式分布在所述模塑料結構內。
同時，本發明還提出一種指紋辨識裝置，其包括一電容式指紋採集模組與一控制電路，且該電容式指紋採集模組的上表面覆有一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層；其特徵在於：所述模塑料結構具有一厚度分布；所述模塑料結構包括一第一材料層及一第二材料層，該第一材料層具有一第一介電常數和一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該厚度分布反向變化。
在一實施例中，該第一材料層和該第二材料層皆為單層或多層。
並且，本發明還提出所述指紋辨識裝置的又一實施例，其包括一電容式指紋採集模組與一控制電路，且該電容式指紋採集模組的上表面覆有一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層；其特徵在於：所述模塑料結構具有一厚度分布；所述模塑料結構係包含一第一材料和一第二材料之單層結構，該第一材料具有一第一介電常數且其在所述模塑料結構內具有一第一厚度分布，該第二材料具有一第二介電常數且其在所述模塑料結構內具有一第二厚度分布，該第一介電常數大於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該厚度分布正向變化。
在可能的實施例中，該第一材料和該第二材料係以分層或不分層的方式分布在所述模塑料結構內。
進一步地，本發明還提供一種資訊處理裝置，其具有如前述之指 紋辨識裝置。在可行的實施例中，該資訊處理裝置可為智慧型電視、智慧型手機、智慧型手錶、智慧手環、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、門禁裝置、電子式門鎖、自動提款機、或指紋打卡機。
1a:智慧型手機
2a:電容式指紋辨識裝置
21a:容置框體
211a:開口
22a:基板
23a:電容感測陣列
24a:模塑層
2Ca:塗層
25a:微控制晶片
26a:電連接件
3a:全屏幕智慧型手機
3:智慧型手機
CF:電容式指紋採集模組
2:指紋辨識裝置
20:電路板
21:容置框體
211:開口
22:基板
23:電容感測陣列
2C:塗層
24:模塑料結構
241:第一材料層
242:第二材料層
25:微控制晶片
26:電連接件
圖1為具有指紋辨識功能的一種習知的智慧型手機的立體圖；圖2為習知的一種電容式指紋辨識裝置的立體圖；圖3為習知的電容式指紋辨識裝置的側剖視圖；圖4為圖3所示的電容感測陣列的側剖視圖；圖5為現有的一種全屏幕智慧型手機的側視圖；圖6為圖3所示的電容感測陣列的側剖視圖；圖7為具有指紋辨識功能的一智慧型手機的側視圖；圖8為包含本發明之一種電容式指紋採集模組的一指紋辨識裝置的第一立體圖；圖9為本發明之電容式指紋採集模組的第一側剖視圖；圖10為圖8所示的電容感測陣列的第一側剖視圖；圖11為圖8所示的電容感測陣列的第二側剖視圖；圖12為包含本發明之一種電容式指紋採集模組的一指紋辨識裝置的第二立體圖；以及圖13為本發明之電容式指紋採集模組的第二側剖視圖。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
圖7顯示具有指紋辨識功能的一智慧型手機的側視圖，且圖8顯示包含本發明之一種電容式指紋採集模組的一指紋辨識裝置的第一立體圖。如圖7與圖8所示，本發明提出一新式的電容式指紋採集模組CF，其應用於例如為智慧型手機3的一電子裝置之中，且和設置在一電路板20之上的一微 控制晶片25電性連接，從而與該微控制晶片25共同組成一指紋辨識裝置2。進一步地，圖9顯示本發明之電容式指紋採集模組的第一側剖視圖。如圖8與圖9所示，本發明之電容式指紋採集模組CF包括：具有一開口211的一容置框體21、設於該容置框體21之中的一基板22、設於該基板22表面的一電容感測陣列23、覆於該電容感測陣列23之表面的一模塑料結構24、覆於該模塑料結構24的一塗層2C、以及一電連接件26。在一可行實施例中，如圖8與圖9所示，該電連接件26的一第一端電連接該基板22，且其一第二端係穿出該容置框體21，從而電連接該微控制晶片25。
圖10為圖8所示的電容感測陣列的側剖視圖。依據本發明之設計，如圖9與圖10所示，該模塑料結構24具有一厚度分布，且其包括一第一材料層241及一第二材料層242。其中，該第二材料層242覆於該電容感測陣列23之表面，該第一材料層241覆於該第二材料層242之表面，且該塗層2C依序覆於該第一材料層241之表面。依據本發明之設計，該第一材料層241具有一第一介電常數(ε1)和一第一厚度分布，該第二材料層242具有一第二介電常數(ε2)和一第二厚度分布。更詳細地說明，所述模塑料結構24的等效電容可利用C=εS/4πkd計算而得。其中，ε為包含第一介電常數(ε1)和第二介電常數(ε2)的一等效介電常數，S和k皆為常數(constant)，且d為該模塑料結構24的總厚度。
如圖9與圖10所示，在ε1=ε2的情況下，模塑料結構24的中間區域厚度較厚，故其等效電容值C較小，因此，該電容感測陣列23之中對應於該模塑料結構24中間區域的該些感測像素在進行指紋感測之時，其所採集到的指紋信號量較小。相反地，模塑料結構24的兩側(左側、右側)區域厚度較，故其等效電容值C較大，因此，該電容感測陣列23之中對應於該模塑料結構24兩側區域的該些感測像素在進行指紋感測之時，其所採集到的指紋信號量較大。
為了讓電容感測陣列23在對應每個區域之下所採集到的指紋信號量不會明顯的差異，依據本發明之設計，該第一材料層241的第一介電常數(ε1) 係小於該第二材料層242的第二介電常數(ε2)，且該第一材料層241的第一厚度分布與該第二材料層242的第二厚度分布之比值係隨著該模塑料結構24之(總)厚度分布而反向變化。舉例而言，該模塑料結構24之中間區域的厚度為5，該第一材料層241的第一厚度為1，且該第二材料層242的第二厚度為4，則所述厚度比值為0.25。再舉例而言，該模塑料結構24之兩側區域的厚度為4，該第一材料層241的第一厚度為1.7，且該第二材料層242的第二厚度為2.3，則所述厚度比值為0.739。
圖11為圖8所示的電容感測陣列的側剖視圖。如圖11所示，所述模塑料結構24具有一厚度分布，且其包括一第一材料層241及一第二材料層242。其中，該第二材料層242覆於該電容感測陣列23之表面，該第一材料層241覆於該第二材料層242之表面，且該塗層2C依序覆於該第一材料層241之表面。依據本發明之設計，在另一可行實施例中，該第一材料層241具有一第一介電常數(ε1)和一第一厚度分布，該第二材料層242具有一第二介電常數(ε2)和一第二厚度分布，該第一介電常數(ε1)小於該第二介電常數(ε2)，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該厚度分布反向變化。
如圖11所示，在ε1=ε2的情況下，模塑料結構24的中間區域厚度較薄，故其等效電容值C較大，因此，該電容感測陣列23之中對應於該模塑料結構24中間區域的該些感測像素在進行指紋感測之時，其所採集到的指紋信號量較大。相反地，模塑料結構24的兩側(左側、右側)區域厚度較厚，故其等效電容值C較小，因此，位於該模塑料結構24之兩側區域的該電容感測陣列23在進行指紋感測之時，其所採集到的指紋信號量較小。
從而，為了讓電容感測陣列23在對應每個區域之下所採集到的指紋信號量不會明顯的差異，如圖11所示，該第一材料層241的第一介電常數(ε1)係小於該第二材料層242的第二介電常數(ε2)，且該第一材料層241的第一厚度分布與該第二材料層242的第二厚度分布之比值係隨著所述厚度分布反向變化。舉例而言，該模塑料結構24之中間區域的厚度為4，該第一材料層241的第一厚度為3，且該第二材料層242的第二厚度為1，則所述厚度比值為3。 再舉例而言，該模塑料結構24之兩側區域的厚度為5，該第一材料層241的第一厚度為1.5，且該第二材料層242的第二厚度為3.5，則所述厚度比值為0.428。
補充說明的是，在圖10或圖11所示的模塑料結構24之中，該第一材料層241和該第二材料層242可為單層或多層。簡單地說，當所述模塑料結構24由多個第一材料層241和多個第二材料層242組成時，多個所述第一材料層241和多個所述第二材料層242係交互堆疊。
進一步地，請參閱圖12，其顯示包含本發明之一種電容式指紋採集模組的一指紋辨識裝置的第二立體圖。並且，圖13顯示本發明之電容式指紋採集模組的第二側剖視圖。在可行的實施例中，如圖12與圖13所示，所述微控制晶片25可被設置在該容置框體21之中且連接至該基板22的底面，從而與本發明之電容式指紋採集模組CF共同整合成一指紋辨識裝置2。
如此，上述已完整且清楚地說明本發明之一種電容式指紋採集模組；並且，經由上述可得知本發明具有下列優點：
(1)本發明揭示一種電容式指紋採集模組，其包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構。依據本發明之設計，該模塑料結構具有一厚度分布，且其包括一第一材料層及一第二材料層。特別地，該第一材料層具有一第一介電常數和一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該厚度分布反向變化。依此設計，即使所述第一材料層和所述第二材料層的表面皆具有一弧度以使所述模塑料結構具有一弧形表面，位於該模塑料結構下方的該電容感測陣列在進行指紋感測之時也不會發生指紋信號強度不均勻之情事。
(2)本發明同時提供一種資訊處理裝置，其特徵在於具有一指紋辨識裝置，且該指紋辨識裝置包含一微控制晶片以及如前所述本發明之電容式指紋採集模組。在可行的實施例中，該資訊處理裝置是選自於由智慧型電視、智慧型手機、智慧型手錶、智慧手環、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、門禁裝置、電子式門鎖、自動提款機、和指紋打卡機所組成群組之中的一種電 子裝置。
必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
24:模塑料結構
241:第一材料層
242:第二材料層

Claims (7)

  1. 一種電容式指紋採集模組，其包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層；其特徵在於：在該電容感測陣列之一分布區域中之所述模塑料結構具有一非均勻厚度分布；所述模塑料結構包括一第一材料層及一第二材料層，該第一材料層具有一第一介電常數和在該分布區域中之一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和在該分布區域中之一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該非均勻厚度分布反向變化，其中，在該非均勻厚度分布中之較大厚度處有較小的所述比值，在該非均勻厚度分布中之較小厚度處有較大的所述比值。
  2. 如請求項1所述之電容式指紋採集模組，其中，該第一材料層和該第二材料層皆為單層或多層。
  3. 如請求項1所述之電容式指紋採集模組，其中，該第一材料和該第二材料係以分層或不分層的方式分布在所述模塑料結構內。
  4. 一種指紋辨識裝置，其包括一電容式指紋採集模組與一控制電路，該電容式指紋採集模組包括一電容感測陣列及覆於該電容感測陣列之上表面的一模塑料結構，且該模塑料結構之上覆有一表面塗層；其特徵在於：在該電容感測陣列之一分布區域中之所述模塑料結構具有一非均勻厚度分布；所述模塑料結構包括一第一材料層及一第二材料層，該第一材料層具有一第一介電常數和在該分布區域中之一第一厚度分布，該第二材料層具有一第二介電常數和在該分布區域中之一第二厚度分布，該第一介電常數小於該第二介電常數，且該第一厚度分布與該第二厚度分布之比值係隨該非均勻厚度分布反向變化，其中，在該非均勻厚度分布中之較大厚度處有較小的所述比值，在該非均勻厚度分布中之較小厚度處有較大的所述比值。
  5. 如請求項4所述之指紋辨識裝置，其中，該第一材料層和該第二材料層皆為單層或多層。
  6. 如請求項4所述之指紋辨識裝置，其中，該第一材料和該第二材料係以分層或不分層的方式分布在所述模塑料結構內。
  7. 一種資訊處理裝置，其特徵在於具有如請求項4至請求項6中任一項所述之指紋辨識裝置。
TW110121081A 2021-06-09 2021-06-09 電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置 TWI785641B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110121081A TWI785641B (zh) 2021-06-09 2021-06-09 電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110121081A TWI785641B (zh) 2021-06-09 2021-06-09 電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI785641B true TWI785641B (zh) 2022-12-01
TW202248835A TW202248835A (zh) 2022-12-16

Family

ID=85793553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110121081A TWI785641B (zh) 2021-06-09 2021-06-09 電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI785641B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201349035A (zh) * 2012-05-18 2013-12-01 Au Optronics Corp 觸控面板及顯示器
TW201537466A (zh) * 2014-03-18 2015-10-01 Morevalued Technology Co Ltd 具有外露顏料層之全平面感測器及使用其之電子裝置
CN204833214U (zh) * 2015-08-11 2015-12-02 和鑫光电股份有限公司 触控面板
JP2017091219A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 富士通テン株式会社 入力装置およびタッチパネルディスプレイ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201349035A (zh) * 2012-05-18 2013-12-01 Au Optronics Corp 觸控面板及顯示器
TW201537466A (zh) * 2014-03-18 2015-10-01 Morevalued Technology Co Ltd 具有外露顏料層之全平面感測器及使用其之電子裝置
CN204833214U (zh) * 2015-08-11 2015-12-02 和鑫光电股份有限公司 触控面板
JP2017091219A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 富士通テン株式会社 入力装置およびタッチパネルディスプレイ

Also Published As

Publication number Publication date
TW202248835A (zh) 2022-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110023955B (zh) 具有衬底滤光器的光学传感器
CN104020893B (zh) 一种内嵌式触摸屏及显示装置
US20160292487A1 (en) Array substrate, color film substrate and touch display device
CN105138988B (zh) 互容式指纹识别器件及制备方法、显示面板及显示设备
WO2016206207A1 (zh) 基板及显示屏
US11360610B2 (en) Touch control substrate, method for fabricating the same, and touch control display device
US20110109590A1 (en) Window panel integrated capacitive-type touch sensor and a fabrication method therefor
CN203746036U (zh) 触控板
US20160379036A1 (en) Biometric feature recognition apparatus and electronic device
TWI519848B (zh) 觸控面板及其形成方法
US20190087622A1 (en) Double sided sensor module suitable for integration into electronic devices
US9194901B2 (en) Sensing structure of touch panel
CN104503650A (zh) 一种内嵌式触摸屏及显示装置
US20200311367A1 (en) Device for touch and fingerprint recognition
CN108874218B (zh) 一种触控基板、其触控定位方法及电容式触摸屏
US11295189B2 (en) Smartcard comprising a fingerprint sensor and method for manufacturing the smartcard
WO2020082351A1 (en) Touch substrate, touch control display apparatus, method of fabricating touch substrate
CN107710227A (zh) 指纹感测装置和用于制造指纹感测装置的方法
TWI785641B (zh) 電容式指紋採集模組、指紋辨識裝置及資訊處理裝置
CN110300975A (zh) 包括指纹传感器装置和连接至该传感器装置的基板的指纹传感器模块
KR20170026982A (ko) 지문 감지 센서 및 이의 제조 방법
CN111665989B (zh) 触控装置及其制造方法、触控方法、电子设备
US20140320758A1 (en) Touch panel
EP3640776A1 (en) Touch display screen and method for manufacturing the same, touch display device
US9335842B2 (en) Touch panel and display apparatus