CN113536872B - 指纹识别模块以及指纹识别装置 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一种指纹识别模块以及指纹识别装置。指纹识别模块包括彩色滤光片基板以及保护盖板。彩色滤光片基板包括第一遮光件。保护盖板设置在彩色滤光片基板的上方且包括第二遮光件。第二遮光件面向彩色滤光片基板，其中第一遮光件与第二遮光件之间具有间隙，且间隙在指纹识别模块的厚度方向上的尺寸落在0.2毫米至0.7毫米的范围内。

Description

指纹识别模块以及指纹识别装置
技术领域
本揭露涉及一种光学模块以及电子产品，尤其涉及一种指纹识别模块以及指纹识别装置。
背景技术
随着科技的蓬勃发展，移动电话、数码相机、个人电脑、笔记本电脑等越来越多的电子产品已经成为了人们生活中必备的工具。这些电子产品往往存储了相当重要的信息，如电话簿、相片或文件等等。由于指纹具有相当高的单一性，因此利用指纹识别装置来识别使用者的电子产品越来越多。当指纹识别装置记录使用者的指纹后，使用者就无须记住特定密码。因此，将免于密码被偷窃或破解的风险。
发明内容
本揭露提供一种指纹识别模块以及指纹识别装置，可有效缩减装置体积或减低制作成本。
根据本揭露的实施例，指纹识别模块包括彩色滤光片基板以及保护盖板。彩色滤光片基板包括第一遮光件。保护盖板设置在彩色滤光片基板的上方且包括第二遮光件。第二遮光件面向彩色滤光片基板，其中第一遮光件与第二遮光件之间具有间隙，且间隙在指纹识别模块的厚度方向上的尺寸落在0.2毫米至0.7毫米的范围内。
根据本揭露的实施例，指纹识别装置包括指纹识别模块、光源以及感测模块。指纹识别模块包括彩色滤光片基板以及保护盖板。彩色滤光片基板包括第一遮光件。保护盖板设置在彩色滤光片基板的上方且包括第二遮光件。第二遮光件面向彩色滤光片基板，其中第一遮光件与第二遮光件之间的间隙，且间隙在指纹识别模块的厚度方向上的尺寸落在0.2毫米至0.7毫米的范围内。光源用以朝第一遮光件与第二遮光件之间的间隙发射光束。感测模块设置在指纹识别模块的下方且用以接收光束。
为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1至图5分别是本揭露多个实施例的指纹识别装置。
具体实施方式
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本揭露。须注意的是，为了使读者能容易了解及附图的简洁，本揭露中的多张附图只绘出电子产品/显示产品的一部分，且附图中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本揭露的范围。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
本揭露通篇说明书与后附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“具有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“包括但不限定为…”之意。
本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本揭露。应了解到，当元件或膜层被称为设置在另一个元件或膜层“上”或“连接”另一个元件或膜层时，所述元件或膜层可以直接在所述另一元件或膜层上或直接连接到所述另一元件或膜层，或者两者之间存在有***的元件或膜层(非直接情况)。相反地，当元件或膜层被称为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接”另一个元件或膜层时，两者之间不存在有***的元件或膜层。
本文中所提到的术语“大约”、“等于”、“相等”、“相同”、“实质上”或“大致上”通常代表一数值落在给定数值的10％范围内，或代表落在给定数值的5％、3％、2％、1％或0.5％范围内。此外，用语“给定范围为第一数值至第二数值”、“给定范围落在第一数值至第二数值的范围内”表示所述给定范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。
在本揭露一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。此外，用语“电性连接”、“耦接”包含任何直接及间接的电性连接手段。
在下述实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用，且依本说明书或权利要求所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本揭露涵盖的范围内。另外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名不同的元件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限，也并非用以限定元件的制造顺序或设置顺序。
本揭露的电子产品可包括显示产品、天线产品、感测产品、发光产品、或拼接产品，但不以此为限。电子产品可包括可弯折或可挠式电子产品。电子产品可例如包括液晶(liquid crystal)层或发光二极管(light emitting diode，LED)。发光二极管可例如包括有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点发光二极管(quantum dot LED，可包括QLED、QDLED)、荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)或其他适合的材料、或上述组合，但不以此为限。下文将以指纹识别装置做为电子产品以说明本揭露内容，但本揭露不以此为限。
图1至图5分别是本揭露多个实施例的指纹识别装置。请先参考图1。本实施例提供一种指纹识别装置10。指纹识别装置10可包括指纹识别模块100、光源20以及感测模块30，但不以此为限。光源20可用以提供光束L，光束L可用于指纹识别，但不限于此。指纹识别模块100可让来自光源20的光束L穿透，使得光束L能够传递至使用者的手指F。手指F将光束L反射，而产生带有指纹信息的光束L’。指纹识别模块100还可让来自手指F的带有指纹信息的光束L’穿透，使得光束L’能够传递至感测模块30。感测模块30接收光束L’，以进行指纹识别。
在一些实施例中，指纹识别模块100可包括显示模块，如自发光显示模块或非自发光显示模块。自发光显示模块可包括发光二极管、光转换层或其他适合的材料、或上述组合，但不以此为限。发光二极管可例如包括有机发光二极管、次毫米发光二极管、微发光二极管或量子点发光二极管，但不以此为限。光转换层可包括波长转换材料和/或光过滤材料，光转换层可例如包括荧光、磷光、量子点、其他合适的材料或上述的组合，但不以此为限。非自发光显示模块可包括液晶显示模块，但不以此为限。下文以液晶显示模块作为显示模块以说明本揭露内容，但本揭露不以此为限。
详细而言，指纹识别模块100可包括彩色滤光片基板110以及保护盖板120。彩色滤光片基板110例如可包括第一遮光件112。第一遮光件112可包括位于主动区R1中的黑矩阵(未示出)以及位于周边区R2中的遮光图案(未标示)。在一些实施例中，虽然未示出出，但彩色滤光片基板110还可包括多种颜色的滤光图案，如红色滤光图案、绿色滤光图案以及蓝色滤光图案，但不以此为限。多种颜色的滤光图案位于主动区R1中，以提供彩色的显示画面。第一遮光件112可位于彩色滤光片基板110背对保护盖板120的一侧，但不以此为限。
保护盖板120设置在彩色滤光片基板110的上方且可包括第二遮光件122。第二遮光件122面向彩色滤光片基板110。换句话说，第二遮光件122位于保护盖板120与彩色滤光片基板110之间。第二遮光件122可用以美化外观或是遮蔽其下方不欲被使用者看见的元件或线路。
在一些实施例中，指纹识别模块100还可包括主动元件阵列基板130，用以控制显示画面的灰阶。主动元件阵列基板130设置在彩色滤光片基板110的下方，使第一遮光件112位于彩色滤光片基板110与主动元件阵列基板130之间。需说明的是，在一些实施例中，多种颜色的滤光图案，如红色滤光图案、绿色滤光图案以及蓝色滤光图案会设置于主动元件阵列基板130上。此时该主动元件阵列基板130将被视为是彩色滤光片基板。
在一些实施例中，指纹识别模块100还可包括光学层140。光学层140设置在彩色滤光片基板110与保护盖板120之间。举例来说，光学层140例如是光学胶(optically clearadhesive，OCA)，且彩色滤光片基板110可通过光学层140而贴附至保护盖板120，但本揭露并不限于此。
在一些实施例中，指纹识别模块100还可包括上偏光片150以及下偏光片160。上偏光片150设置在彩色滤光片基板110上且位于光学层140与彩色滤光片基板110之间。下偏光片160邻近主动元件阵列基板130设置，且主动元件阵列基板130位于彩色滤光片基板110与下偏光片160之间。
在指纹识别模块100包括液晶显示模块的架构下，指纹识别模块100还可包括位于彩色滤光片基板110与主动元件阵列基板130之间的液晶层(未示出)以及背光模块180。液晶层的种类可依需求改变，于此不多加限制。背光模块180设置在下偏光片160的下方且用以提供照明光束(未示出)。背光模块180的种类可依需求改变，于此不多加限制。另外，若显示模块为自发光显示模块，可以不需要背光模块180。
在一些实施例中，指纹识别模块100还可包括框体170。框体170用以容纳背光模块180。在一些实施例中，框体170的材质可包括金属、合金或其组合，以利散热，但不以此为限。框体170具有透光开口A，透光开口A暴露出感测模块30，使得带有指纹信息的光束L’能够传递至感测模块30。
在一些实施例中，指纹识别模块100还可包括信号线路载板190以及晶片200。信号线路载板190与主动元件阵列基板130电连接且可弯折并固定至框体170的背面。晶片200可设置在固定至框体170的背面的信号线路载板190上并与信号线路载板190电连接。
光源20设置在保护盖板120的下方。光源20可包括红外光发光二极管，但不以此为限。在其他实施例中，光源20可包括红外光发光二极管、可见光发光二极管或上述的组合，即光源20所发出的光束L可包括红外光、可见光或上述的组合。光源20用以朝第一遮光件112与第二遮光件122之间的间隙发射光束L。详细而言，第一遮光件112与第二遮光件122之间的间隙在指纹识别模块100的厚度方向A1上的尺寸为一距离D，而光束L可自第一遮光件112与第二遮光件122之间的间隙穿过。在一些实施例中，距离D落在0.2毫米至0.7毫米的范围内(0.2毫米≤D≤0.7毫米)，或是落在0.3毫米至0.65毫米的范围内(0.3毫米≤D≤0.65毫米)。需说明的是，如图1所示，距离D可为将位于主动元件阵列基板130上方的基板(例如彩色滤光片基板110)、上偏光片150与光学层140三者在厚度方向A1上的最大厚度加总后，再减去第二遮光件122在厚度方向A1上的最大厚度所得到的结果。且当第一遮光件112与第二遮光件122之间又加入其他膜层时，在计算距离D时也会将这些膜层的厚度计入。光源20所发出的光束L例如是斜向入射第一遮光件112与第二遮光件122之间的间隙。在一些实施例中，光束L的传递方向与指纹识别模块100的厚度方向A1的夹角落在65度至89度的范围内(65度≤夹角≤89度)或是落在67度至85度的范围内(67度≤夹角≤85度)。需说明的是，当光源20所发出的光线并非完全集中成一光束时，光束L的传递方向系指该光源20向各方向所发出的光线中能量最强的光线的传递方向。通过光源20设置在保护盖板120的下方且光源20所发出的光束L斜向入射第一遮光件112与第二遮光件122之间的间隙等设计，可以不用将光源20设置在保护盖板120侧边，且保护盖板120也可以不用设置用以反射光束L的光学镀膜。因此，指纹识别模块100以及指纹识别装置10可有效缩减装置体积或减低制作成本。
在一些实施例中，第二遮光件122可包括多个透光开孔H。多个透光开孔H设置在光源20所提供的光束L的传递路径上，用以让光源20所提供的光束L通过，从而进一步提升照射到手指F的光束L的光强度。在另一实施例中，可采用让光束L通过且将其余波段的大部分光束遮蔽的材料制作第二遮光件122，可省略多个透光开孔H的制作。在不同的实施例中，图1所显示具有多个透光开孔H的部份第二遮光件122也可设计有不同波段材料或不同种类的光学结构以让不同条件(例如是不同波长)的光束L通过，本揭露并不限于此。
感测模块30设置在指纹识别模块100的下方。感测模块30可包括电荷耦合元件(Charge coupled device，CCD)或互补式金氧半电晶体(Complementary metal oxidesemiconductor transistors，CMOS)等感光元件，但本揭露并不限于此。
依据不同的需求，指纹识别装置10还可包括其他元件或膜层。举例来说，指纹识别装置10还可包括电路载板40。光源20以及感测模块30皆连接于电路载板40以维持电源供给。电路载板40可包括电路板(print circuit board，PCB)或软性电路板(flexible printcircuit board，FPC)，但不限于此。
在下述实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用，且依本说明书或权利要求所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本揭露涵盖的范围内。
请参考图2。本实施例的指纹识别装置10A类似于图1所显示的指纹识别装置10。两者不同之处在于，本实施例的指纹识别模块100A的保护盖板120A不同，其第二遮光件122A的至少一内缘C与第一遮光件112在厚度方向A1上不重叠。换句话说，相较于图1所显示的第二遮光件122，本实施例的第二遮光件122A的内侧边缘(即上述内缘C)朝外退缩。因此，光束L不经过第二遮光件122A即传递至手指F。如此一来，可进一步提升照射到手指F的光束L的光强度，并且光源20所提供的光束L可不需限制发光波段。在另一实施例中，也可增加光学层140及彩色滤光片基板110的总厚度，以增加入光量以及指纹的受光面积，且不需额外增加指纹识别装置10A底侧的空间，但本揭露并不限于此。
请参考图3。本实施例的指纹识别装置10B类似于图1所显示的指纹识别装置10。两者不同之处在于，本实施例的指纹识别装置10B还包括中框50，用以容纳指纹识别模块100、光源20、感测模块30以及电路载板40。在一些实施例中，中框50还可用以承载保护盖板120。详细而言，中框50具有平台部52，且光源20设置在平台部52上。举例来说，光源20可通过黏着件22连接至平台部52。平台部52可通过对中框50进行挖洞形成。通过此设计可达到妥善利用指纹识别装置10B的内部空间，且不需为了容纳光源20额外增加指纹识别装置10B底侧的空间。在不同的实施例中，也可通过平台部52的角度设计而调整光源20的出光角度，本揭露并不限于此。
请参考图4。本实施例的指纹识别装置10C类似于图3所显示的指纹识别装置10B。两者不同之处在于，在本实施例的指纹识别装置10C中，光源20通过黏着件22连接于保护盖板120的底部。通过此设计可达到妥善利用指纹识别装置10C的内部空间，且不需为了容纳光源20额外增加指纹识别装置10C底侧的空间。
请参考图5。本实施例的指纹识别装置10D类似于图3所显示的指纹识别装置10B。两者不同之处在于，在本实施例的指纹识别装置10D中，光源20设置在保护盖板120以下至主动元件阵列基板130以上的空间中。举例来说，光源20可设置在信号线路载板190上，但不限于此。通过此设计可达到妥善利用指纹识别装置10D的内部空间，且不需为了容纳光源20额外增加指纹识别装置10D底侧的空间。
综上所述，在本揭露的实施例中，指纹识别装置包括指纹识别模块、光源以及感测模块。指纹识别模块包括具有第一遮光件的彩色滤光片基板以及具有第二遮光件的保护盖板。其中，第一遮光件与第二遮光件在指纹识别模块的厚度方向上保持一距离，且距离落在0.2毫米至0.7毫米的范围内。光束可从第一遮光件与第二遮光件之间传递至使用者手指，因此光源可不需设置在保护盖板侧边。此外，保护盖板也不需配置用以反射光束的光学镀膜。如此一来，可缩减指纹识别模块的体积或有效减低制作成本。
以上各实施例仅用以说明本揭露的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本揭露进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本揭露各实施例技术方案的范围。
虽然本揭露的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰，且各实施例间的特征可任意互相混合或替换而成其他新实施例。此外，本揭露的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有技术人员可从本揭露揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本揭露使用。因此，本揭露的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本揭露的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。本揭露的保护范围当视随附的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种指纹识别模块，其特征在于，包括：
彩色滤光片基板，包括第一遮光件；以及
保护盖板，设置在所述彩色滤光片基板的上方且包括第二遮光件，所述第二遮光件面向所述彩色滤光片基板，其中所述第一遮光件与所述第二遮光件之间具有间隙，且所述间隙在所述指纹识别模块的厚度方向上的尺寸落在0.2毫米至0.7毫米的范围内，
在所述指纹识别模块的剖面中，所述第二遮光件分为第一部分与第二部分，所述第一部分与所述第二部分位于所述指纹识别模块的相对两侧且彼此分离，其中所述第一部分和所述第二部分的其中一者在厚度方向上不重叠所述第一遮光件。
2.根据权利要求1所述的指纹识别模块，其特征在于，所述第二遮光件包括多个透光开孔。
3.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：
指纹识别模块，包括：
彩色滤光片基板，包括第一遮光件；以及
保护盖板，设置在所述彩色滤光片基板的上方且包括第二遮光件，所述第二遮光件面向所述彩色滤光片基板，其中所述第一遮光件与所述第二遮光件之间具有间隙，且所述间隙在所述指纹识别模块的厚度方向上的尺寸落在0.2毫米至0.7毫米的范围内；
光源，位于所述指纹识别模块之外，用以朝所述第一遮光件与所述第二遮光件之间的所述间隙发射光束，所述光束的传递方向与所述厚度方向的夹角落在65度至89度的范围内；以及
感测模块，设置在所述指纹识别模块的下方且用以接收所述光束。
4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光源为红外光发光二极管。
5.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光源设置在所述保护盖板的下方。
6.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二遮光件包括多个透光开孔。
7.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二遮光件的至少一内缘与所述第一遮光件在所述厚度方向上不重叠。
8.根据权利要求3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：
中框，用以承载所述保护盖板，所述中框具有平台部，且所述光源设置在所述平台部上。
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