指纹识别装置和电子设备制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种指纹识别装置和电子设备，能够简化光路叠层结构及加工过程，从而提高了量产作业效率。该指纹识别装置包括：指纹传感器芯片；红外截止滤光层，设置在该指纹传感器芯片的上方；挡光层，通过镀膜方式设置在该红外截止滤光层的上表面，该挡光层设置有第一小孔阵列，该第一小孔阵列中小孔的横截面呈倒梯形；包括第一彩色滤光单元的透光介质层，该第一彩色滤光单元形成在该第一小孔阵列中的部分小孔内以覆盖该部分小孔；微透镜阵列，设置在该透光介质层的上方。

【技术实现步骤摘要】
指纹识别装置和电子设备
本申请实施例涉及指纹识别领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别装置和电子设备。
技术介绍
随着手机全面屏时代的到来，屏下指纹的应用越来越广泛，其中以光学式屏下指纹最为普及。通常光学指纹识别装置从下到上依次包括指纹传感器芯片、红外截止滤光层、挡光层、彩色滤光层和微透镜阵列层。现有的光学指纹识别装置需要利用透明介质层作为红外截止滤光层和挡光层之间的粘附缓冲层，并且利用透明介质层作为挡光层和彩色滤光层之间以及彩色滤光层和微透镜阵列层之间的平坦缓冲层，从而使得总体光路结构相对复杂、加工过程较为繁琐，产出效率相对较低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种指纹识别装置和电子设备，能够简化光路叠层结构及加工过程，从而提高了量产作业效率。第一方面，提供了一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备，该指纹识别装置用于设置在该显示屏的下方，该指纹识别装置包括：指纹传感器芯片；红外截止滤光层，设置在该指纹传感器芯片的上方；挡光层，通过镀膜方式设置在该红外截止滤光层的上表面，该挡光层设置有第一小孔阵列，该第一小孔阵列中第一小孔的横截面呈倒梯形；包括第一彩色滤光单元的透光介质层，该第一彩色滤光单元形成在该第一小孔阵列中的部分第一小孔内以覆盖该部分第一小孔，该第一彩色滤光单元用于透过红光、蓝光和绿光中的至少一种波段的光；微透镜阵列，设置在该透光介质层的上方；其中，该指纹传感器芯片用于接收经过该显示屏上方的手指返回的并通过该微透镜阵列会聚后，再经由该第一小孔阵列引导的光信号，该光信号用于进行指纹识别。通过镀膜方式来进行挡光层的制作，可以实现挡光层的小孔呈现倒梯形形状，从而可以将彩色滤光单元直接设置于挡光层之上，从而在不影响指纹识别效果的情况下，减少了挡光层与彩色滤光层之间的透明介质层的数量，极大地简化光路叠层结构及加工过程，提高了量产作业效率。另外，挡光层不是采用涂布BM光阻的方式制作的，而是采用镀膜方式制作的，通过特定类型材料的膜层厚度与结构搭配，可以实现与BM光阻等同的光学效果，这在一定程度上能够丰富材料的选型，拓宽制备的途径，有利于指纹识别装置的开发和应用，能够缓解产能瓶颈。在一种可能的实现方式中，该第一彩色滤光单元采用有机色阻材料，通过涂布以及曝光显影图形化后形成在该部分第一小孔内。在一种可能的实现方式中，该第一彩色滤光单元采用无机材料，通过镀膜以及剥离工艺图形化后形成在该部分第一小孔内。在一种可能的实现方式中，该第一彩色滤光单元采用二氧化硅、二氧化钛和五氧化二铌中的至少一种材料制作。例如，该第一彩色滤光单元可以采用二氧化硅、二氧化钛或者五氧化二铌。在一种可能的实现方式中，该第一彩色滤光单元的厚度为0.5-3μm。在一种可能的实现方式中，该红外截止滤光层为形成在该指纹传感器芯片的上表面的镀膜层。在一种可能的实现方式中，所述透光介质层还包括第二彩色滤光单元或第一透明介质层，所述第二彩色滤光单元或第一透明介质层形成在所述第一小孔阵列中除所述部分第一小孔之外的另一部分第一小孔以覆盖所述另一部分第一小孔，所述第二彩色滤光单元用于透过与所述第一彩色滤光单元不同颜色的光。在一种可能的实现方式中，所述指纹识别装置还包括：第二透明介质层，设置在所述透光介质层的上表面；其中，所述微透镜阵列设置在所述第二透明介质层的上表面。通过镀膜方式来进行挡光层的制作，可以实现挡光层的小孔呈现倒梯形形状，从而可以将彩色滤光层单元接设置于挡光层之上，使得整个光路结构只需要在透光介质层与微透镜阵列之间设置1层透明介质层，即可以实现红外截止滤光层、挡光层、彩色滤光单元以及微透镜阵列之间的粘附、成型和保护，从而在不影响指纹识别效果的情况下，减少了透明介质层的数量，极大地简化光路叠层结构及加工过程，提高了量产作业效率。可选地，该第二彩色滤光单元用于透过与第一彩色滤光单元不同颜色的光，例如，该第一彩色滤光单元用于透过红光，第二彩色滤光单元用于透过绿光。通过设置第二彩色滤光单元，有利于降低环境光信号的影响，从而能够提升指纹识别性能。可选地，该第二彩色滤光单元与第一彩色滤光单元的形成方式可以类似。例如，该第二彩色滤光单元采用有机色阻材料，通过涂布以及曝光显影图形化后形成在所述另一部分第一小孔内。再例如，该第二彩色滤光单元采用无机材料，通过镀膜以及剥离工艺图形化后形成在所述另一部分第一小孔内。可选地，该第二彩色滤光单元或第一透明介质层的厚度可以与第一彩色滤光单元的厚度相同，例如，可以为0.5-3μm。可选地，该第二彩色滤光单元也可以采用二氧化硅、二氧化钛和五氧化二铌中的至少一种制作。可选地，该第二彩色滤光单元与第一彩色滤光单元所采用的材料可以相同也可以不同。在一种可能的实现方式中，该指纹传感器芯片包括具有多个像素单元的像素阵列，该多个像素单元包括感光区域的有效像素单元和暗像素区域的暗像素单元，该暗像素区域包围该感光区域，该透光介质层包括设置于该感光区域的最外围至少一圈的有效像素单元上方的多个第一彩色滤光单元以及设置于该暗像素单元上方的呈口字型的多个第一彩色滤光单元，设置于该暗像素单元上方的该多个第一彩色滤光单元与设置于该有效像素单元上方的该多个第一彩色滤光单元连接。在一种可能的实现方式中，该设置于所述有效像素单元上方的多个第一彩色滤光单元离散分布。在一种可能的实现方式中，该设置于所述有效像素单元上方的多个第一彩色滤光单元连续分布。可选地，第二彩色滤光单元可以设置在感应区域内除该最外围至少一圈的有效像素单元之外的有效像素单元的上方。在一种可能的实现方式中，该指纹传感器芯片包括具有多个像素单元的像素阵列和金属图形层；该金属图形层设置在该像素阵列的上方，该金属图形层设置有第二小孔阵列，该第二小孔阵列中的第二小孔与该像素阵列中的像素单元一一对应；该像素阵列用于接收经过该显示屏上方的手指返回的并通过该微透镜阵列会聚后，再经由该第一小孔阵列和该第二小孔阵列引导的光信号。在一种可能的实现方式中，该挡光层的非开孔区域对400nm～1200nm波段下光信号的反射率与透过率均小于0.1％。在一种可能的实现方式中，该挡光层中的第一小孔阵列是通过曝光显影后采用刻蚀或剥离工艺形成的。在一种可能的实现方式中，该第一透明介质层和/或该第二透明介质层对可见光波段的光信号的透过率大于98％。在一种可能的实现方式中，该第一透明介质层和/或该第二透明介质层通过涂布方式或镀膜方式设置。在一种可能的实现方式中，该第一透明介质层和/或该第二透明介质层采用氮化硅、二氧化硅和氮氧化硅中的至少一种材料制作。例如，该第一透明介质层和/或该第二透明介质层可以采用氮化硅、二氧化硅或者氮氧化硅。可选地，该第一透明介质层和该第二透明介质层可以为同一透明介质层。第二方面，提供一种电子设备，包括：显示屏，以及第一方面及其任一种可能的实现方式中的指纹识别装置。第三方面，提供了一种制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备，其特征在于，所述指纹识别装置用于设置在所述显示屏的下方，所述指纹识别装置包括：/n指纹传感器芯片；/n红外截止滤光层，设置在所述指纹传感器芯片的上方；/n挡光层，通过镀膜方式设置在所述红外截止滤光层的上表面，所述挡光层设置有第一小孔阵列，所述第一小孔阵列中第一小孔的横截面呈倒梯形；/n包括第一彩色滤光单元的透光介质层，所述第一彩色滤光单元形成在所述第一小孔阵列中的部分第一小孔内以覆盖所述部分第一小孔，所述第一彩色滤光单元用于透过红光、蓝光和绿光中的至少一种波段的光；/n微透镜阵列，设置在所述透光介质层的上方；/n其中，所述指纹传感器芯片用于接收经过所述显示屏上方的手指返回的并通过所述微透镜阵列会聚后，再经由所述第一小孔阵列引导的光信号，所述光信号用于进行指纹识别。/n

【技术特征摘要】
1.一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备，其特征在于，所述指纹识别装置用于设置在所述显示屏的下方，所述指纹识别装置包括：
指纹传感器芯片；
红外截止滤光层，设置在所述指纹传感器芯片的上方；
挡光层，通过镀膜方式设置在所述红外截止滤光层的上表面，所述挡光层设置有第一小孔阵列，所述第一小孔阵列中第一小孔的横截面呈倒梯形；
包括第一彩色滤光单元的透光介质层，所述第一彩色滤光单元形成在所述第一小孔阵列中的部分第一小孔内以覆盖所述部分第一小孔，所述第一彩色滤光单元用于透过红光、蓝光和绿光中的至少一种波段的光；
微透镜阵列，设置在所述透光介质层的上方；
其中，所述指纹传感器芯片用于接收经过所述显示屏上方的手指返回的并通过所述微透镜阵列会聚后，再经由所述第一小孔阵列引导的光信号，所述光信号用于进行指纹识别。


2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一彩色滤光单元采用有机色阻材料，通过涂布以及曝光显影图形化后形成在所述部分第一小孔内。


3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一彩色滤光单元采用无机材料，通过镀膜以及剥离工艺图形化后形成在所述部分第一小孔内。


4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一彩色滤光单元采用二氧化硅、二氧化钛或五氧化二铌制作。


5.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一彩色滤光单元的厚度为0.5-3μm。


6.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述红外截止滤光层为形成在所述指纹传感器芯片的上表面的镀膜层。


7.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述透光介质层还包括第二彩色滤光单元或第一透明介质层，所述第二彩色滤光单元或第一透明介质层形成在所述第一小孔阵列中除所述部分第一小孔之外的另一部分第一小孔以覆盖所述另一部分第一小孔，所述第二彩色滤光单元用于透过与所述第一彩色滤光单元不同颜色的光。


8.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
第二透明介质层，设置在所述透光介质层的上表面；
其中，所述微透镜阵列设置在所述第二透明介质层的上表面。


9.根据权利要求7所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一彩色滤光单元用于透过红光，所述第二彩色滤光单元用于透过绿光。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹传感器芯片包括具有多个像素单元的像素阵列，所述多个像素单元中包括感光区域的有效像素单元和暗像素区域的暗像素单元，所述暗像素区域包围所述感光区域，所述透光介质层包括设置于所述感光区域的最外围至少一圈的有效像素单元上方的多个第一彩色滤光单元以及设置于所述暗像素单元上方的呈口字型的多个第一彩色滤光单元，设置于所述暗像素单元上方的所述多个第一彩色滤光单元与设置于所述有效像素单元上方的所述多个第一彩色滤光单元连接。


11.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述设置于所述有效像素单元上方的多个第一彩色滤光单元离散分布。


12.根据权利要求10所述的指纹识别装置，其特征在于，所述设置于所述有效像素单元上方的多个第一彩色滤光单元连续分布。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高攀，吴宝全，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44