技術(shù)鄰域

本發(fā)明涉及光電領域，尤其涉及一種指紋識別系統(tǒng)和形成所述指紋識別系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

指紋在狹義上是指人手指的摩擦嵴(frictionridges)留下的印記。人類指紋具有精細、唯一和難以改變的特定，并且由于指紋會伴隨著每個人的一生，因此適于作為人類個體的長期標識。因此，指紋可以被警察或者其他機關(guān)用作識別個人身份。

指紋識別是比較比較兩份來自手指或者腳趾皮膚摩擦嵴印記樣本的過程，從而確定這些樣本是否可能來自于同一個體。所述指紋識別過程可以通過指紋識別系統(tǒng)自動執(zhí)行。在光學指紋識別系統(tǒng)中，采用光源照射人手指表面。從手指反射的光線穿過玻璃蓋板到達光電二極管陣列，所述光電二極管陣列用于捕獲指紋的可視化圖像。

但是，現(xiàn)有的指紋識別系統(tǒng)的靈敏度較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種指紋識別系統(tǒng)的形成方法，所述方法包括：提供玻璃蓋板，所述玻璃蓋板包括第一表面和與所述第一表面相對的第二表面；在所述玻璃蓋板的第一表面上形成盲孔；在所述玻璃蓋板的第一表面或者第二表面上形成第一黏膠層，所述第一黏膠層的位置與所述盲孔的位置對應；提供指紋識別模塊；以及將所述指紋識別模塊與所述玻璃蓋板通過所述第一黏膠層結(jié)合在一起。

在一些實施例中，所述玻璃蓋板位于所述盲孔下的部分比位于所述盲孔周圍的部分更薄。

在一些實施例中，所述玻璃蓋板位于所述盲孔下的部分的厚度介于0.1mm至0.8mm之間。

在一些實施例中，所述盲孔為圓形、方形或者跑道形。

在一些實施例中，所述盲孔的側(cè)壁和底表面之間的夾角大于或等于90度。

在一些實施例中，采用倒角工藝對所述盲孔的側(cè)壁和底表面的連接部分進行倒角處理。

在一些實施例中，在所述玻璃蓋板的第一表面形成盲孔包括：提供研磨裝置，所述研磨裝置包括研磨頭；以及研磨所述玻璃蓋板的第一表面形成盲孔。

在一些實施例中，所述研磨裝置的旋轉(zhuǎn)速度介于30000至50000轉(zhuǎn)/每分鐘。

在一些實施例中，在所述玻璃蓋板的第一表面形成盲孔包括：在所述玻璃蓋板的第一表面和第二表面分別形成第一抗刻蝕薄膜和第二抗刻蝕薄膜，其中所述第一抗刻蝕薄膜具有暴露出部分所述第一表面的開口；刻蝕所述開口暴露出的玻璃蓋板形成所述盲孔。

在一些實施例中，采用氫氟酸溶液刻蝕所述玻璃蓋板。

在一些實施例中，所述指紋識別模塊包括：保護層，所述保護層通過所述第一黏膠層與所述玻璃蓋板結(jié)合；位于所述保護層下的傳感器層，所述傳感器層適于獲取指紋信號，并與所述保護層通過第二黏膠層結(jié)合；位于所述傳感器層下的導光板，所述導光板與所述傳感器層通過第三黏膠層結(jié)合；設置于所述導光板一端的光源，所述導光板適于將所述光源發(fā)射出的光線引導至所述傳感器層；以及與所述傳感器層電學連接的ic芯片，所述ic芯片適于處理所述傳感器層獲取到的指紋信號。

在一些實施例中，所述指紋識別模塊包括：保護層，所述保護層通過所述第一黏膠層與所述玻璃蓋板結(jié)合；位于所述保護層下的傳感器層，所述傳感器層適于獲取指紋信號，并與所述保護層通過第二黏膠層結(jié)合；設置于所述傳感器層一端的光源；以及與所述傳感器層電學連接的ic芯片，所述ic芯片適于處理所述傳感器層獲取到的指紋信號。

在一些實施例中，所述第一黏膠層形成于所述盲孔的底表面上，所述指紋識別模塊的一部分設置于所述盲孔內(nèi)。

在一些實施例中，在所述玻璃蓋板的第二表面上形成有凹槽，所述凹槽的位置與所述盲孔的位置對應。

在一些實施例中，所述第一黏膠層包括無影膠。

在一些實施例中，所述方法還包括：將所述指紋識別模塊封裝入外殼結(jié)構(gòu)內(nèi)。

對應地，本發(fā)明實施例還提供了一種指紋識別系統(tǒng)，所述指紋識別系統(tǒng)采用上面描述的方法形成。

附圖說明

結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它特征將從以下描述和所附權(quán)利要求書變得更充分明顯。應理解，這些附圖僅根據(jù)本發(fā)明的若干實施方案描繪，并且因此不應被視為對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明將通過使用附圖來更明確且更詳細地描述。

圖1-14示意性地示出了本發(fā)明實施例的指紋識別系統(tǒng)的形成方法中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖15示意性地示出了具有本發(fā)明實施例的指紋識別系統(tǒng)的移動電話的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

在以下詳細描述中，參考附圖，所述附圖形成詳細描述的一部分。在附圖中，類似符號通常標識類似部件，除非上下文另外指示。在詳細描述、附圖和權(quán)利要求書中描述的示例性實施方案并不意味著限制。在不脫離本發(fā)明呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下，可使用其它實施方案并且可做出其它改變。將容易理解的是，如本發(fā)明中大體所描述和各圖中所示出的本發(fā)明的各方面可以多種不同的配置加以布置、替換、組合和設計，所有這些不同的配置都被明確涵蓋并且成為本發(fā)明的一部分。

本發(fā)明實施例提供了一種指紋識別系統(tǒng)的形成方法。所述方法可以減小指紋識別系統(tǒng)中觸摸區(qū)域上的玻璃蓋板的厚度，從而可以提高指紋識別系統(tǒng)的靈敏度。以下對所述方法的步驟進行詳細描述。

首先，參考圖1，提供玻璃蓋板100，其中，所述玻璃蓋板100包括第一表面100a和與所述第一表面100a相對的第二表面100b。

在一些實施例中，所述玻璃蓋板100的厚度介于0.15mm到0.9mm之間。在一些實施例中，所述玻璃蓋板100可以被用于作為移動電話、計算機或者指紋鑒別裝置的觸摸屏。

接著，參考圖2，在所述玻璃蓋板100的第一表面100a上形成盲孔110。

在一些實施例中，所述盲孔110可以通過機械加工工藝形成。以下結(jié)合附圖2-4對所述機械加工工藝進行描述。

如圖2所示，提供研磨裝置200。所述研磨裝置200具有研磨頭210。將所述研磨頭210施加于所述玻璃蓋板100的第一表面100a上，所述研磨頭210旋轉(zhuǎn)對所述玻璃蓋板100的第一表面100a進行研磨，從而形成所述盲孔110。在形成所述盲孔110之后，所述盲孔110的側(cè)壁與所述玻璃蓋板100的第一表面100a垂直。在一些實施例中，所述研磨頭210的旋轉(zhuǎn)速度為30000至50000轉(zhuǎn)/每分鐘(rpm)。應當說明的是，所述研磨頭210的旋轉(zhuǎn)速度在不同實施方式中可以不同，本發(fā)明對此不作限制。例如，所述研磨頭210的旋轉(zhuǎn)速度可能取決于所述玻璃蓋板100的材料。

在一些實施例中，如圖3所示，所述研磨頭210可能具有凸出部211。如果采用該研磨頭210來形成所述盲孔110，所述盲孔110的側(cè)壁與所述玻璃蓋板100的第一表面100a之間的連接部分115具有弧形結(jié)構(gòu)。所述弧形結(jié)構(gòu)可以減小所述玻璃蓋板100的內(nèi)部應力。

需要說明的是，所述研磨頭210的尺寸可以基于所述盲孔110的尺寸來確定。例如，如圖4所示，所述研磨頭210的尺寸與所述盲孔(未標示)的尺寸相同。

在一些實施例中，所述盲孔110可以采用刻蝕工藝形成。下面結(jié)合附圖5和附圖6對所述刻蝕工藝進行描述。

參考圖5，在所述玻璃蓋板100的第一表面100a上形成第一抗刻蝕薄膜130a，以及在所述玻璃蓋板100的第二表面100b上形成第二抗刻蝕薄膜130b。所述第一抗刻蝕薄膜130a具有暴露出部分所述第一表面100a的開口131。

在一些實施例中，所述第一抗刻蝕薄膜130a和所述第二抗刻蝕薄膜130b為耐酸薄膜。例如，所述第一抗刻蝕薄膜130a和所述第二抗刻蝕薄膜130b可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜。接著，采用機械切割工藝在所述耐酸膜中形成所述開口131。在接下來的步驟中，所述盲孔110將會被形成于所述開口131暴露出的部分。

在其他實施例中，所述第一抗刻蝕薄膜130a和所述第二抗刻蝕薄膜130b為光敏薄膜。所述光敏薄膜可以為高分子化合物，例如，聚酰亞胺，環(huán)氧樹脂，苯并環(huán)丁烯等。所述光敏薄膜中的開口131可以通過光刻工藝形成。

參考圖6，通過采用具有所述開口131的光敏薄膜作為掩膜，對所述玻璃蓋板100進行刻蝕形成所述盲孔110。在一些實施例中，可以采用濕法刻蝕工藝形成所述盲孔110。例如，可以將具有所述第一抗刻蝕薄膜130a和第二抗刻蝕薄膜130b的玻璃蓋板100浸入hf溶液中。在其他實施例中，還可以通過干法刻蝕工藝形成所述盲孔110。

在所述玻璃蓋板100的第一表面100a上形成盲孔110之后，所述玻璃蓋板100的位于所述盲孔110之下的部分比所述盲孔110周圍的部分更薄。在一些實施例中，所述玻璃蓋板100的位于所述盲孔110之下的部分的厚度為0.1mm至0.8mm。例如，所述玻璃蓋板100位于所述盲孔110之下的部分的厚度為0.2mm，0.26mm，或者0.3mm。在一些實施例中，所述盲孔110在俯視圖中可以為圓形、方形或者跑道形。

應當說明的是，位于所述玻璃蓋板100的第一表面100a上的盲孔110可以具有多種不同形狀。在一些實施例中，所述盲孔110的側(cè)壁與底表面之間的夾角為90度。在一些實施例中，可以采用倒角工藝對所述盲孔110的側(cè)壁和底表面的連接部分進行倒角，從而可以將所述盲孔110的拐角平滑化。例如，如圖7(a)所示，所述盲孔110的側(cè)壁和底表面之間的連接部分具有弧形結(jié)構(gòu)，或者，如圖7(b)所示，所述盲孔110的側(cè)壁和底表面之間的連接部分具有斜面結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，所述盲孔110的側(cè)壁與底表面之間的夾角大于90度。例如，圖7(c)所示，所述盲孔110的側(cè)壁為斜面，所述側(cè)壁和底表面之間的連接部分具有弧形結(jié)構(gòu)。由于在上述結(jié)構(gòu)中所述盲孔110的拐角已經(jīng)被平滑化，因此在此前的機械加工工藝或者刻蝕工藝中形成的缺陷或者污染可以被去除，并且所述玻璃蓋板100的內(nèi)部應力也可以被減小。因此，所述盲孔110的結(jié)構(gòu)強度得到了改善。

接著，在所述玻璃蓋板100的第一表面100a上形成盲孔110之后，在所述玻璃蓋板100的第一表面100a或者第二表面100b上形成第一黏膠層，其中，所述第一黏膠層的位置與所述盲孔110的位置對應。

在一些實施例中，參考圖8，所述第一黏膠層410形成于所述玻璃蓋板100的第一表面100a之上。具體地，所述第一黏膠層410形成于所述盲孔110的底表面上。

在一些實施例中，參考圖9，所述第一黏膠層410形成于所述玻璃蓋板100的第二表面100b之上。所述第一黏膠層410的位置與所述盲孔110的位置對應。

所述第一黏膠層410可以包括無影膠(uv膠)、光學膠帶、雙面膠帶或者其他光學膠。在一些實施例中，所述第一黏膠層410的折射率與所述玻璃蓋板100的折射率相等或者相近。

接著，提供指紋識別模塊。圖10示出了一個指紋識別模塊300的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，所述指紋識別模塊300包括保護層310、傳感器層320、導光板330、光源340和ic芯片350。

所述保護層310可以在后續(xù)步驟中與所述玻璃蓋板100結(jié)合。在一些實施例中，所述保護層310可以為光纖板(fibre-opticplate)。所述光纖板具有高透光率、低級間耦合損失等優(yōu)點。在其他實施例中，所述保護層310可以為玻璃層、藍寶石層或者透明塑料層。

所述傳感器層320被配置位于所述保護層310之下，并與所述保護層310通過第二黏膠層420結(jié)合。所述傳感器層320適于獲取指紋信號。具體地，所述傳感器層320包括多個光電二極管。所述多個光電二極管可以接收穿過所述保護層310的光學信號，并將所述光學信號轉(zhuǎn)化為電學信號。

所述導光板330被設置位于所述傳感器層320之下，并通過第三黏膠層430與所述傳感器層結(jié)合。所述光源340被設置位于所述導光板330的一端。所述導光板330適于將從所述光源340發(fā)射的光線引導至所述傳感器層320。本實施例中，所述光源340為發(fā)光二極管(led)。

所述ic芯片350與所述傳感器層320電學連接，因此，所述ic芯片350可以獲取并處理從所述傳感器層320傳輸?shù)闹讣y信號。在本實施例中，所述ic芯片350被設置位于所述傳感器層320之上。

本實施例中，所述指紋識別模塊300還包括柔性電路板(fpc)360。所述柔性電路板360被設置位于所述導光板330之下，并且通過第四黏膠層440與所述導光板330結(jié)合。所述柔性電路板360與所述傳感器層320和/或所述ic芯片350電學連接。應當指出的是，所述第二黏膠層420、所述第三黏膠層430和所述第四黏膠層440可以與所述第一黏膠層410相同，或者也可以與所述第一黏膠層410不同。

所述指紋識別模塊300的工作原理通過圖11示出。為了簡單起見，所述ic芯片350和所述柔性電路板360在圖11中進行了省略。參考圖11，在工作過程中，從所述光源340發(fā)射的光線進入所述導光板330。所述導光板330可以將所述入射光線轉(zhuǎn)換為面光源，并引導所述入射光線朝向所述傳感器層320。所述入射光線穿透所述傳感器層320和所述保護層310，并照射手指380。由于手指380的摩擦嵴(frictionridges)具有不同的高度，從所述手指380反射的光線可能具有不同的強度。這些反射光線可以被所述傳感器層320中的光電二極管檢測到。因此，所述手指380的指紋信號就可以通過所述傳感器層320獲得。

在其他實施例中，所述指紋識別模塊還可以具有其他不同的結(jié)構(gòu)。如圖12所示，所述指紋識別模塊300包括保護層310、傳感器層320、光源340、ic芯片350和柔性電路板層360。在后續(xù)步驟中，所述保護層310可以與所述玻璃蓋板100結(jié)合。所述傳感器層320被設置位于所述保護層310之下，且通過第二黏膠層420與所述保護層310結(jié)合。所述光源340被設置于所述傳感器層320的一端。所述柔性電路板360被設置于所述傳感器層320之下，且通過第三黏膠層430與所述傳感器層320結(jié)合。所述ic芯片350被設置于所述傳感器層320之上，且與所述傳感器層320電學連接。所述ic芯片350適于處理所述傳感器層320獲取到的指紋信號。圖12中所示的指紋識別模塊與圖10中所示的指紋識別模塊的區(qū)別點在于，圖12中的傳感器層320具有將光源340發(fā)射的光線引導至傳感器層的功能。圖12中所示的指紋識別模塊的工作原理與圖10中所示的指紋識別模塊的工作原理相似，此處不再贅述。

接著，通過第一黏膠層將所述指紋識別模塊結(jié)合至所述玻璃蓋板。

在一些實施例中，如圖8所示，所述第一黏膠層410形成于所述玻璃蓋板100的第一表面100a上，所述指紋識別模塊300也被設置于所述玻璃蓋板100的第一表面100a上。具體地，所述第一黏膠層410形成于所述盲孔410的底表面上，且所述指紋識別模塊300的一部分被設置于所述盲孔410之內(nèi)。在一些實施例中，如圖9所示，所述第一黏膠層410形成于所述玻璃蓋板100的第二表面100b上，并且所述指紋識別模塊300也被設置于所述玻璃蓋板100的第二表面100b上。

本發(fā)明實施例中，所述第一黏膠層410用于結(jié)合所述玻璃蓋板100和所述指紋識別模塊300。由于所述第一黏膠層410具有與所述玻璃蓋板100和所述指紋識別模塊300的保護層相同的折射率，可以減少在所述玻璃蓋板100和所述指紋識別模塊300之間的界面處發(fā)生散射的光線。因此，所述指紋識別系統(tǒng)的精度得到了提高。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，所述玻璃蓋板100在所述盲孔110下的部分比其他部分更薄。介于觸摸區(qū)域和指紋識別模塊300之間的玻璃的厚度被減小，使得在所述玻璃蓋板100中的散射光線減少。因此，所述指紋識別系統(tǒng)的精度進一步得到了提高。

在一些實施例中，如果所述第一黏膠層410形成于所述玻璃蓋板100的第一表面100a之上，且所述指紋識別模塊300也設置于所述玻璃蓋板100的第一表面100a上，可以在所述玻璃蓋板100的第二表面100b上形成凹槽，并且所述凹槽的位置與所述盲孔的位置相對應。

在一個實施例中，如圖13所示，在所述玻璃蓋板100的第二表面100b上形成凹槽120，所述凹槽120具有弧形形狀。在另一個實施例中，如圖14所示，所述凹槽120也可以具有矩形形狀。所述凹槽120可以進一步減小所述觸摸區(qū)域和所述指紋識別模塊300之間的玻璃的厚度。因此，所述指紋識別系統(tǒng)的精度可以得到進一步提高。

在一些實施例中，所述凹槽120可以通過研磨工藝或者刻蝕工藝形成。所述制造工藝在前面形成所述盲孔的步驟中已有描述，因此在此處不再贅述。在一些實施例中，所述盲孔110和所述凹槽120具有不同的尺寸，且沒有相互對準，從而可以增加所述玻璃蓋板的結(jié)構(gòu)強度。

最后，所述指紋識別模塊可以被封裝在外殼結(jié)構(gòu)內(nèi)。

如圖8、圖9、圖13或者圖14所示，所述外殼結(jié)構(gòu)包括中間殼結(jié)構(gòu)510和背部殼結(jié)構(gòu)520。在一些實施例中，所述指紋識別模塊300可以被封裝在所述中間殼結(jié)構(gòu)510內(nèi)，且與印刷電路板(pcb)530電學連接。接著，使用所述背部殼結(jié)構(gòu)520封蓋所述印刷電路板530和所述指紋識別模塊300。

對應地，本發(fā)明還提供了一種指紋識別系統(tǒng)。所述指紋識別系統(tǒng)采用上文描述的方法形成。本發(fā)明的指紋識別系統(tǒng)可以應用于移動電話、計算機、或者指紋鑒別裝置中。

參考圖15，本發(fā)明的指紋識別系統(tǒng)20應用于移動電話10。例如，所述指紋識別系統(tǒng)20可以被用于識別用戶的特有的指紋來解鎖所述移動電話10。圖15中的指紋識別系統(tǒng)20沿a-a1方向的剖面圖如圖8、圖9、圖13或圖14所示。

本發(fā)明的多個方面和實施方案已被公開，從而其它方面和實施方案對本領域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。本發(fā)明公開的各種方面和實施方案是出于說明目的，并且不意圖是限制性的，其真實的范圍和精神是由以上權(quán)利要求書指示。