技术领域

[0001] 本发明涉及指纹识别模组， 特别是用于智能手机等产品中的电容传感器式 指纹 识别模组或射频传感器式指纹识别模组， 更具体地说， 涉及一种以封装材料为 主要导光介质、 具有背光的指纹识别模组。

背景技术

[0002] 人的指纹重复率极小， 大约 150亿分之一， 具有"人体身份证"的特性； 由于其 具有终身不变性、 唯一性和方便性， 几乎已成为生物特征识别的代名词。 指纹 识别技术的应用非常广泛， 特别是智能手机上搭配载的指纹识别模组， 数量已 经十分庞大。 据统计， 中国智能手机市场每月的出货量达 8000万部左右， 而搭 配指纹识别模组的手机月出货量大概是 3500万〜 4000万部。

[0003] 如图 9所示， 智能手机上搭配载的指纹识别模组 901中， 通常采用的是电容式传 感器或射频传感器， 这种指纹识别模组的面板不能发光， 无法被点亮以呈现特 定透光图案 （例如企业商标） ； 如果能呈现特定透光图案， 将大大提高指纹识 别模组的美观效果以及品牌辨识度。

[0004] 指纹识别模组的典型结构如图 1所示， 该指纹识别模组 100可通过电路板 104与 智能手机内部的主板电连接上。 图 1的上部是供使用者放置手指以进行指纹识别 的面板 102， 在面板 102的周围是一圈金属环 103。 其中的面板 102的长 L、 宽 W尺 寸大致在 10mm左右。

[0005] 如图 2所示为该指纹识别模组的侧面剖视效果图， 其中， 指纹识别芯片 203与电 路板 104电连接。 指纹识别芯片 203通过粘合层 202与底面涂有油墨 201的面板 102 贴合。 其中的面板 102 (或称盖板） 可由玻璃、 蓝宝石、 陶瓷、 树脂等材料制成 。 现有指纹识别模组的面板不能发光， 原因在于其结构限制。 图 2是放大示意的 效果， 各部分的实际厚度尺寸非常小， 其中整个指纹识别模组的厚度 HI受其实 现本身功能的严格要求， 以及手机轻薄化的限制， 一般都只有 lmm左右； 粘合 层 202的厚度 H5在 0.01〜0.02mm之间； 面板 102的厚度 H3约为 0.2mm; 芯片封装 的厚度 H4约为 0.1mm; 而指纹识别芯片能支持的识别厚度， 即从芯片裸芯上表 面到手指接触点的最大垂直距离 H2往往必须控制在 0.35mm以内。 因此， 要增加 任何复杂的微小光学结构都将给指纹识别模组 的批量生产带来极大的麻烦、 以 及成本的提升， 无法满足量产需要。

[0006] 同吋， 现有指纹识别模组技术主要采用电容式传感器 和射频传感器， 制造模组 的材料有严格的介电或其他性能要求， 因而不能将发光源置于指纹识别芯片的 中心或者顶部， 只能置于侧面。 现有结构中， 唯一可用于透光的地方就是使用 透明的粘合层 202， 但其厚度太薄， 严重缺乏光传导的有效通路， 无法将发光源 的光传导至其面板上以呈现透光图案。

技术问题

[0007] 针对现有技术的上述缺陷， 本发明要解决现有指纹识别模组的面板不能发 光， 无法被点亮以呈现特定透光图案的问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 提供一种具有背光的指纹识别模 组， 包括电路板、 设于所述电路板上的指纹识别芯片、 以及装于所述指纹识别 芯片上表面的面板， 所述指纹识别芯片包括封装材料及裸芯， 其中， 还包括与 所述电路板连接的至少一个发光源； 所述面板上设有至少一个透光区； 所述封 装材料为透光材料； 所述发光源所发出的光以所述封装材料为主要 导光介质， 并经所述封装材料后从所述面板上的透光区射 出。

[0009] 本发明中， 所述面板通过透光的粘合层贴合在所述指纹识 别芯片上表面， 所述 发光源所发出的光依次经所述封装材料、 粘合层后从所述面板上的透光区射出

[0010] 本发明中， 所述发光源设于所述封装材料外部； 或者， 所述发光源与所述裸芯 一起被封装于所述封装材料内部。 所述发光源主要朝向所述透光区发光。

[0011] 本发明中， 在以下至少一个地方还设有用于调节发光效果 的调光物： 在所述封 装材料内、 在所述粘合层内、 在所述裸芯的顶部、 在所述封装材料的顶部、 在 所述面板透光区的底部。 其中， 所述调光物是荧光粉； 或者是能改变光的传播 方向和 /或组成的微颗粒和 /或微孔。

[0012] 本发明中， 还可在以下至少一个地方设置用于调节发光效 果的调光物： 所述封 装材料的顶部、 所述裸芯的顶部、 所述面板的底部； 所述调光物包括具有散、 衍射功能的荧光粉、 微颗粒、 或微孔。

[0013] 本发明中， 还可在以下至少一个地方设置不导电反光材料 ： 所述裸芯的顶部、 所述面板底部的非透光区。

[0014] 本发明中， 在所述发光源的背对所述透光区的方向， 还可设置部分围绕所述发 光源以将光汇聚后主要朝向所述透光区的高反 膜、 反光罩、 或反射镜中的任一 种。

[0015] 本发明中， 所述发光源可以是以下任一种： 发光二极管、 发光二极管管芯、 激 光器、 激光器管芯、 激光阵列管芯、 有机发光器件、 有机发光阵列器件。

[0016] 本发明中， 所述透光区可形成企业商标、 通用标识、 或特定透光图案。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 通过以上技术方案， 本发明可在有限的空间内， 在满足指纹识别要求同吋， 使 用至少一个发光源作为背光光源， 实现指纹识别模组的背光功能， 并可使其面 板上透光区形成的透光图案发光， 进而大大提高指纹识别模组的美观程度以及 品牌辨识度。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说 明， 附图中：

[0019] 图 1是现有指纹识别模组的结构示意图；

[0020] 图 2是图 1所示指纹识别模组的侧面剖视放大示意图；

[0021] 图 3是本发明一个优选实施例中指纹识别模组的� �解示意图；

[0022] 图 4是图 3所示指纹识别模组中发光源的俯视分布示意� �；

[0023] 图 5是图 3所示指纹识别模组的侧面剖视放大示意图；

[0024] 图 6是本发明另一个优选实施例中指纹识别模组� �分解示意图；

[0025] 图 7是图 6所示指纹识别模组中发光源的俯视分布示意� �； [0026] 图 8是图 6所示指纹识别模组的侧面剖视放大示意图；

[0027] 图 9是现有智能手机中带有指纹识别模组的示意� �。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0028] 如图 3所示为本发明指纹识别模组的一个优选实施� �。 本实施例中， 在面板 102 上设有透光区， 该透光区可形成透光图案 101。 在图 1所示的现有指纹识别模组 由于不具有透光功能， 所以通常没有这个透光图案 101。 该透光图案 101可以是 不同的形状， 具体可以是企业商标、 通用标识、 或其他透光图案。

[0029] 本实施例中， 在指纹识别芯片 203的外部周围设有发光源 301、 302、 303、 304 。 这些发光源与指纹识别芯片一起通过锡焊的方 式物理连接且电连接至电路板 1 04， 其俯视效果如图 4所示。 具体实施吋， 发光源的数量、 位置均可根据需要作 相应的调整。 面板 102通过粘合层贴合至指纹识别芯片 203上。 而金属环 103则包 围着面板 102和指纹识别芯片 203， 同吋也物理连接并电连接至电路板 104。

[0030] 如图 5所示， 面板 102底部通过印刷的方式涂布有黑色油墨区域 501和 502。 黑色 油墨区域之间留有空隙， 或使用透明油墨， 以形成透光区， 通常是特定的透光 图案 101。 带有油墨区域 501、 502以及透光图案 101的面板 102通过粘合层 202贴 合到指纹识别芯片上。 指纹识别芯片由裸芯 507和封装材料 508组成， 本实施例 中， 封装材料 508和粘合层 202均为透光材料， 具体可以是无色透明材料， 或者 是有色透明材料。 发光源所发出的光以封装材料 508为主要导光介质， 并可经封 装材料 508、 粘合层 202后从面板 102上的透光图案 101处射出。

[0031] 在本实施例中， 使用无色透明的封装材料， 并将调光物混合至封装材料中。 在 其他实施例中， 还可将调光物设置在封装材料的顶部 504处、 或者设置在裸芯 50 7的顶部 505处、 或者设置在面板 202透光区的底部； 当设置在面板 202的底部吋 ， 主要是要覆盖住透光图案 101所在的区域。

[0032] 图 5中只示出了发光源 301、 303。 具体实施吋， 发光源 301、 303和未示出的其 他发光源均物理连接且电连接至电路板 104上。 发光源 301、 303的顶部是其发光 中心。 从光效的角度考虑， 其发光中心的高度必须高于裸芯 507， 并低于面板底 部 503。 其发光的主要方向应基本朝向透光图案 101。 [0033] 在一个优选实施例中， 发光源可以选择蓝光发光二极管， 例如 III族氮化物发光 二极管。 调光物可以选择合适的荧光粉， 例如红色氮化物荧光粉主要有两种， 都是铕惨杂的氮化物， 结构式可以写为 M ₂ xSi ₅ N ₈ ： xEu 2+

(M=Ca， Sr， Ba， 其中 0≤x≤0.4)和 CaAlSiN ₃ :Eu ²⁺ 。 绿色和黄色氮氧化物荧光粉 目前主要有 Eu ²⁺ ,Ce ³⁺ ,Y ²⁺ 等稀土离子激活的塞隆 (Sialon)类和 MSiO ₂ N ₂ 两大类。

[0034] 本发明中， 发光源和调光物可有多种组合， 本领域技术人员可根据需要改变所 述发光源的种类、 发光颜色和波长， 或改变调光物的种类、 配比， 从而改变所 述透光图案的发光效果。 其中的调光物可以是荧光粉， 或者是能改变光的传播 方向和 /或组成的微颗粒和 /或微孔。 对于微粒， 微孔等微光学结构来说， 往往会 同吋存在着光的反射、 折射、 衍射、 散射、 偏振等多种光学现象； 随着微粒微 孔尺寸不同， 这些现象的偏重各有不同； 但归根到底都是改变光的传播方向和 组成。 改变传播方向就是不用直接看到光源就能看到 物体被照亮； 改变组成是 指能改变组成光的波长和偏振态， 例如可以看到蓝色、 红色的天空， 靠的是空 气中的微粒对阳光的散射。

[0035] 另外， 在面板 102的非透光区的底部， 即油墨区 501、 502的底部， 还可通过涂 敷、 印刷、 镀膜等方式设置不导电反光材料， 以提高光效。 另外， 还可以裸芯 的顶部 505处设置不导电反光材料。

[0036] 如图 5所示， 在发光源 301、 303的背对透光图案 101的方向， 还设置有反光罩 50 6、 509， 以进一步提高光效。

[0037] 图 6所示为本发明指纹识别模组的另一个优选实� �例。 在该指纹识别模组中， 发光源 601被集成到指纹识别芯片 203的内部。 与指纹识别芯片 203—起通过锡焊 的方式物理连接且电连接至电路板 104。 其俯视吋的相对位置如图 7所示。 面板 1 02通过粘合层贴合至指纹识别芯片 203上。 而金属环 103则包围着面板 102和指纹 识别芯片 203， 同吋也物理连接并电连接至电路板 104。 同样， 在面板 102上设有 透光图案 101。

[0038] 如图 7所示， 指纹识别芯片 203内封装有裸芯 507、 发光源 601。 只要不影响裸芯

507的正常工作， 具体实施吋， 发光源的数量、 位置可根据际需要进行调整， 并 不限于图 6、 图 7所示的数量和位置。 [0039] 如图 8所示， 面板 102底部通过印刷的方式涂布有黑色油墨区域 501和 502。 黑色 油墨区域之间留有空隙， 或使用透明油墨， 以形成透光图案 101。 带有油墨区域 501、 502及透光图案 101的面板 102通过粘合层 202贴合至指纹识别芯片上。 指纹 识别芯片由裸芯 507和封装材料 508组成。 同吋， 发光源 601及其他可能的未示出 发光源也一同封装在封装材料 508内部。 其中的封装材料 508是透光材料， 具体 可以是无色透明材料， 或者是有色透明材料。

[0040] 如图 8所示， 在发光源 601的背对透光图案 101的方向， 还设置有反光罩 901， 以 进一步提高光效。