本實用新型涉及指紋識別模組，特別是用于智能手機等產(chǎn)品中的電容傳感器式指紋識別模組或射頻傳感器式指紋識別模組，更具體地說，涉及一種以粘合層為主要導(dǎo)光介質(zhì)的、具有背光的指紋識別模組。

背景技術(shù)：

人的指紋重復(fù)率極小，大約150億分之一，具有“人體身份證”的特性；由于其具有終身不變性、唯一性和方便性，幾乎已成為生物特征識別的代名詞。指紋識別技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，特別是智能手機上搭配載的指紋識別模組，數(shù)量已經(jīng)十分龐大。據(jù)統(tǒng)計，中國智能手機市場每月的出貨量達8000萬部左右，而搭配指紋識別模組的手機月出貨量大概是3500萬～4000萬部。

如圖9所示，智能手機上搭配載的指紋識別模組901中，通常采用的是電容式傳感器或射頻傳感器，這種指紋識別模組的面板不能發(fā)光，無法被點亮以呈現(xiàn)特定透光圖案(例如企業(yè)商標(biāo))；如果能呈現(xiàn)特定透光圖案，將大大提高指紋識別模組的美觀效果以及品牌辨識度。

指紋識別模組的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，該指紋識別模組100可通過電路板104與智能手機內(nèi)部的主板電連接上。圖1的上部是供使用者放置手指以進行指紋識別的面板102，在面板102的周圍是一圈金屬環(huán)103。其中的面板102的長L、寬W尺寸大致在10mm左右。

如圖2所示為該指紋識別模組的側(cè)面剖視效果圖，其中，指紋識別芯片203與電路板104電連接。指紋識別芯片203通過粘合層202與底面涂有油墨201的面板102貼合。其中的面板102(或稱蓋板)可由玻璃、藍寶石、陶瓷、樹脂等材料制成。現(xiàn)有指紋識別模組的面板不能發(fā)光，原因在于其結(jié)構(gòu)限制。圖2是放大示意的效果，各部分的實際厚度尺寸非常小，其中整個指紋識別模組的厚度H1受其實現(xiàn)本身功能的嚴格要求，以及手機輕薄化的限制，一般都只有1mm左右；粘合層202的厚度H5在0.01～0.02mm之間；面板102的厚度H3約為0.2mm；芯片封裝的厚度H4約為0.1mm；而指紋識別芯片能支持的識別厚度，即從芯片裸芯上表面到手指接觸點的最大垂直距離H2往往必須控制在0.35mm以內(nèi)。因此，要增加任何復(fù)雜的微小光學(xué)結(jié)構(gòu)都將給指紋識別模組的批量生產(chǎn)帶來極大的麻煩、以及成本的提升，無法滿足量產(chǎn)需要。

同時，現(xiàn)有指紋識別模組技術(shù)主要采用電容式傳感器和射頻傳感器，制造模組的材料有嚴格的介電或其他性能要求，因而不能將發(fā)光源置于指紋識別芯片的中心或者頂部，只能置于側(cè)面?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，唯一可用于透光的地方就是使用透明的粘合層202，但其厚度太薄，嚴重缺乏光傳導(dǎo)的有效通路，無法將發(fā)光源的光傳導(dǎo)至其面板上以呈現(xiàn)透光圖案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型要解決現(xiàn)有指紋識別模組的面板不能發(fā)光，無法被點亮以呈現(xiàn)特定透光圖案的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種具有背光的指紋識別模組，包括電路板、設(shè)于所述電路板上的指紋識別芯片、以及通過粘合層貼合在所述指紋識別芯片上表面的面板；其中，還包括設(shè)于所述粘合層的下部并與所述電路板連接的至少一個發(fā)光源；所述面板上設(shè)有至少一個透光區(qū)；所述粘合層為透光材料制成，其厚度為0.01～1mm；所述發(fā)光源所發(fā)出的光以所述粘合層為主要導(dǎo)光介質(zhì)，并經(jīng)所述粘合層后從所述面板上的透光區(qū)射出。

本實用新型中，所述指紋識別芯片包括封裝材料及裸芯，所述封裝材料可為透光材料或非透光材料制成，所述發(fā)光源可設(shè)于所述封裝材料外部。還可將所述發(fā)光源與所述裸芯一起封裝于所述封裝材料內(nèi)部，此時所述封裝材料為透光材料制成。

本實用新型中，所述指紋識別芯片可以是無封裝材料的裸芯結(jié)構(gòu)；所述發(fā)光源設(shè)于所述裸芯周圍，并通過所述粘合層直接與所述面板的下表面貼合。

本實用新型中，可在以下至少一個地方設(shè)置用于調(diào)節(jié)發(fā)光效果的調(diào)光物：在所述封裝材料內(nèi)、在所述粘合層內(nèi)、在所述裸芯的頂部、在所述封裝材料的頂部、在所述面板透光區(qū)的底部。所述調(diào)光物可以是熒光粉；或者是能改變光的傳播方向和/或組成的微顆粒和/或微孔。

本實用新型中，還可在以下至少一個地方設(shè)置不導(dǎo)電反光材料：所述裸芯的頂部、所述面板底部的非透光區(qū)。

本實用新型中，還可在所述發(fā)光源的背對所述透光區(qū)的方向設(shè)置部分圍繞所述發(fā)光源以將光匯聚后主要朝向所述透光區(qū)的高反膜、反光罩、或反射鏡中的任一種。

本實用新型中，所述發(fā)光源主要朝向所述透光區(qū)發(fā)光；所述發(fā)光源可為以下任一種：發(fā)光二極管、發(fā)光二極管管芯、激光器、激光器管芯、激光陣列管芯、有機發(fā)光器件、有機發(fā)光陣列器件。

本實用新型中，所述透光區(qū)可形成企業(yè)商標(biāo)、通用標(biāo)識、或特定透光圖案。

通過以上技術(shù)方案，本實用新型可在有限的空間內(nèi)，在滿足指紋識別要求同時，使用至少一個發(fā)光源作為背光光源，實現(xiàn)指紋識別模組的背光功能，并可使其面板上透光區(qū)形成的透光圖案發(fā)光，進而大大提高指紋識別模組的美觀程度以及品牌辨識度。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是現(xiàn)有指紋識別模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示指紋識別模組的側(cè)面剖視放大示意圖；

圖3是本實用新型一個優(yōu)選實施例中指紋識別模組的分解示意圖；

圖4是圖3所示指紋識別模組中發(fā)光源的俯視分布示意圖；

圖5是圖3所示指紋識別模組的側(cè)面剖視放大示意圖；

圖6是本實用新型另一個優(yōu)選實施例中指紋識別模組的分解示意圖；

圖7是圖6所示指紋識別模組中發(fā)光源的俯視分布示意圖；

圖8是圖6所示指紋識別模組的側(cè)面剖視放大示意圖；

圖9是現(xiàn)有智能手機中帶有指紋識別模組的示意圖。

具體實施方式

如圖3所示為本實用新型指紋識別模組的一個優(yōu)選實施例。本實施例中，在面板102上設(shè)有透光區(qū)，該透光區(qū)可形成透光圖案101。在圖1所示的現(xiàn)有指紋識別模組由于不具有透光功能，所以通常沒有這個透光圖案101。該透光圖案101可以是不同的形狀，具體可以是企業(yè)商標(biāo)、通用標(biāo)識、或其他透光圖案。

本實施例中，在指紋識別芯片203的外部周圍設(shè)有發(fā)光源301、302、303、304。這些發(fā)光源與指紋識別芯片一起通過錫焊的方式物理連接且電連接至電路板104，其俯視效果如圖4所示。具體實施時，發(fā)光源的數(shù)量、位置均可根據(jù)需要作相應(yīng)的調(diào)整。面板102通過粘合層貼合至指紋識別芯片203上。而金屬環(huán)103則包圍著面板102和指紋識別芯片203，同時也物理連接并電連接至電路板104。

如圖5所示，面板102底部通過印刷的方式涂布有黑色油墨區(qū)域501和502。黑色油墨區(qū)域之間留有空隙，或使用透明油墨，以形成透光區(qū)，通常是特定的透光圖案101。帶有油墨區(qū)域501、502以及透光圖案101的面板102通過粘合層202貼合到指紋識別芯片上。指紋識別芯片由裸芯507和封裝材料508組成，本實施例中，粘合層202均為透光材料，具體可以是無色透明材料，或者是有色透明材料。

在圖5所示的實施例中，粘合層202的厚度為0.15mm，從裸芯上表面到粘合層之間的封裝材料的厚度為0.05mm；發(fā)光源301、303的位置略高于粘合層的下表面，其發(fā)出的光以粘合層202為主要導(dǎo)光介質(zhì)，并經(jīng)粘合層后從面板上的透光圖案101處射出。

針對圖5所示的實施例，其中的封裝材料可以是透光材料制成，也可以是非透光材料制成。當(dāng)使用透光材料時，發(fā)光源的位置還可略低于粘合層的下表面。

在本實施例中，使用無色透明的粘合層202，并將調(diào)光物混合至粘合層202中。在其他實施例中，還可將調(diào)光物設(shè)置在封裝材料的頂部504處、或者設(shè)置在裸芯507的頂部505處、或者設(shè)置在面板202透光區(qū)的底部；當(dāng)設(shè)置在面板202的底部時，主要是要覆蓋住透光圖案101所在的區(qū)域。

圖5中只示出了發(fā)光源301、303。具體實施時，發(fā)光源301、303和未示出的其他發(fā)光源均物理連接且電連接至電路板104上。發(fā)光源301、303的頂部是其發(fā)光中心。從光效的角度考慮，其發(fā)光中心的高度必須高于裸芯507，并低于面板底部503。其發(fā)光的主要方向應(yīng)基本朝向透光圖案101。

在一個優(yōu)選實施例中，發(fā)光源可以選擇藍光發(fā)光二極管，例如III族氮化物發(fā)光二極管。調(diào)光物可以選擇合適的熒光粉，例如紅色氮化物熒光粉主要有兩種，都是銪摻雜的氮化物，結(jié)構(gòu)式可以寫為M₂xSi₅N₈:xEu²⁺(M＝Ca，Sr，Ba，其中0≤x≤0.4)和CaAlSiN₃:Eu²⁺。綠色和黃色氮氧化物熒光粉目前主要有Eu²⁺,Ce³⁺,Y²⁺等稀土離子激活的塞隆(Sialon)類和MSiO₂N₂兩大類。

本實用新型中，發(fā)光源和調(diào)光物可有多種組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要改變所述發(fā)光源的種類、發(fā)光顏色和波長，或改變調(diào)光物的種類、配比，從而改變所述透光圖案的發(fā)光效果。其中的調(diào)光物可以是熒光粉，或者是能改變光的傳播方向和/或組成的微顆粒和/或微孔。對于微粒，微孔等微光學(xué)結(jié)構(gòu)來說，往往會同時存在著光的反射、折射、衍射、散射、偏振等多種光學(xué)現(xiàn)象；隨著微粒微孔尺寸不同，這些現(xiàn)象的偏重各有不同；但歸根到底都是改變光的傳播方向和組成。改變傳播方向就是不用直接看到光源就能看到物體被照亮；改變組成是指能改變組成光的波長和偏振態(tài)，例如可以看到藍色、紅色的天空，靠的是空氣中的微粒對陽光的散射。

另外，在面板102的非透光區(qū)的底部，即油墨區(qū)501、502的底部，還可通過涂敷、印刷、鍍膜等方式設(shè)置不導(dǎo)電反光材料，以提高光效。另外，還可以裸芯的頂部505處設(shè)置不導(dǎo)電反光材料。

如圖5所示，在發(fā)光源301、303的背對透光圖案101的方向，還設(shè)置有反光罩506、509，以進一步提高光效。

圖6所示為本實用新型指紋識別模組的另一個優(yōu)選實施例。在該指紋識別模組中，發(fā)光源601被集成到指紋識別芯片203的內(nèi)部。與指紋識別芯片203一起通過錫焊的方式物理連接且電連接至電路板104。其俯視時的相對位置如圖7所示。面板102通過粘合層貼合至指紋識別芯片203上。而金屬環(huán)103則包圍著面板102和指紋識別芯片203，同時也物理連接并電連接至電路板104。同樣，在面板102上設(shè)有透光圖案101。

如圖7所示，指紋識別芯片203內(nèi)封裝有裸芯507、發(fā)光源601。只要不影響裸芯507的正常工作，具體實施時，發(fā)光源的數(shù)量、位置可根據(jù)際需要進行調(diào)整，并不限于圖6、圖7所示的數(shù)量和位置。

如圖8所示，面板102底部通過印刷的方式涂布有黑色油墨區(qū)域501和502。黑色油墨區(qū)域之間留有空隙，或使用透明油墨，以形成透光圖案101。帶有油墨區(qū)域501、502及透光圖案101的面板102通過粘合層202貼合至指紋識別芯片上。指紋識別芯片由裸芯507和封裝材料508組成。同時，發(fā)光源601及其他可能的未示出發(fā)光源也一同封裝在封裝材料508內(nèi)部。其中的封裝材料508是透光材料，具體可以是無色透明材料，或者是有色透明材料。

如圖8所示，在發(fā)光源601的背對透光圖案101的方向，還設(shè)置有反光罩901，以進一步提高光效。

在圖8所示的實施例中，封裝材料508和粘合層202均為透光材料制成，粘合層202的厚度為0.18mm，從裸芯上表面到粘合層之間的封裝材料的厚度為0.05mm；發(fā)光源601發(fā)出的光以粘合層202為主要導(dǎo)光介質(zhì)，并經(jīng)封裝材料508、粘合層202后從面板上的透光圖案101處射出。

除了圖5和圖8所示的實施例之外，其中的指紋識別芯片還可以使用無封裝材料的裸芯結(jié)構(gòu)；此時，發(fā)光源設(shè)于裸芯周圍，并通過粘合層直接與面板的下表面貼合。