指纹成像模组及其制作方法与流程

本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种指纹成像模组及其制作方法。

背景技术：

指纹识别技术通过指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹成像信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

参考图1结合参考图2，其中图1示出了现有技术中一种光学式指纹成像模组在手机上的装配示意图，图2是图1中沿Z-Z’线的剖视图。

当前带有指纹识别功能的手机10中指纹成像模组11大部分设计在手机10的正面。具体地，在手机的前盖板12上设置有通孔，指纹成像模组11的外壳和保护盖通过所述通孔暴露在外。

参考图3，示出了光学式指纹成像模组的工作原理。

人的手指30按压在保护盖板31上时，LED光源32发出的光经过导光板33形成入射光34。入射光34透过传感器(Sensor)35和保护盖板31后到投射到手指30表层。经手指反射形成反射光36，由传感器35接收所述反射光36，对所述反射光36处理后得到手指的指纹图像。

由于指纹成像模组为外观部件，为了与手机前盖板相搭配，指纹成像模组的保护盖板需要根据手机前盖板的颜色做成相应的白色、黑色、金色或其他任意颜色。

但是现有技术形成的指纹成像模组存在透光率较低的问题。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种指纹成像模组及其制作方法，提高指纹成 像模组的透光率。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像模组的制作方法，包括：

提供图像传感器；

在所述图像传感器上形成上色层；

对所述上色层进行图形化形成露出所述图像传感器的开口，以形成上色图形层。

可选的，在所述图像传感器上形成上色层的步骤包括：在所述图像传感器上涂布上色层薄膜；热处理所述上色层薄膜，以形成上色层。

可选的，热处理所述上色层薄膜的步骤包括：对涂布有上色层薄膜的所述图像传感器进行干燥和烘烤处理。

可选的，所述上色层材料为光阻剂。

可选的，所述光阻剂颜色为白色、黑色或金色。

可选的，所述上色层的厚度在0.5μm～10μm范围内。

可选的，对所述上色层进行图形化的步骤包括：通过掩模对所述上色层进行曝光；在曝光后的所述上色层上涂布显影液形成露出所述图像传感器的开口，以形成上色图形层。

可选的，所述开口为露出图像传感器的孔隙或缝隙。

可选的，所述孔隙的形状为方形或圆形。

可选的，对所述上色层进行图形化形成上色图形层的步骤之后，所述制作方法还包括：热处理所述上色图形层。

可选的，提供图像传感器的步骤之后，在所述图像传感器上形成上色层的步骤之前，所述制作方法还包括：对所述图像传感器进行清洗。

本发明还提供一种指纹成像模组，包括：

图像传感器，用于感测指纹图像；

位于所述图像传感器上的上色图形层，所述上色图形层包括露出所述图 像传感器的开口。

可选的，其特征在于，所述上色图形层的材料为光阻剂。

可选的，所述上色图形层的颜色为白色、黑色或金色。

可选的，所述上色图形层的厚度在0.5μm～10μm范围内。

可选的，所述开口为露出图像传感器的孔隙或缝隙。

可选的，所述孔隙的形状为方形或圆形。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过设置在图像传感器上的上色图形层对所述指纹成像模组进行上色，并且所述上色图形层包括露出所述图像传感器的开口。露出所述图像传感器的所述开口可以使经过手指反射的反射光线直接通过，从而增大了反射光线的透光率，提高了光学式指纹成像模组的成像效果；而且由于反射光线直接通过所述开口投射到所述传感器上，无需通过上色图形层，因此可以增大上色图形层的厚度，以提高所述指纹成像模组的上色效果。

可选的，本发明的可选方案中，采用光阻剂作为上色图形层的材料，并通过光刻工艺形成露出所述图像传感器的开口。由于光刻工艺最小尺寸可以达到微米量级，因此光刻工艺可以在所述图像传感器的每个像素单元上形成微小开口，使反射光透过，同时又能够形成足够厚度的上色层，以保证指纹成像模组整体的颜色效果。

可选的，本发明的可选方案中，露出所述图像传感器的开口可以为长方形缝隙，以降低形成所述上色图形层的难度，提高器件制造良品率，降低制造成本。

附图说明

图1和图2是现有技术中一种光学式指纹成像模组在手机上的装配示意图；

图3是光学式指纹成像模组的工作原理；

图4和图5是现有网版丝印的示意图；

图6至图14是本发明指纹成像模组的制作方法一实施例中各个步骤的结构示意图；

图15至图17是本发明指纹成像模组一实施例的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术形成的指纹成像模组存在透光率低的问题。现结合现有技术在指纹成像模组上涂布颜色的过程分析透光率低问题的原因：

现有技术中，通常采用网版丝印工艺在指纹成像模组上涂布油墨，实现指纹成像模组的上色。

参考图4和图5，示出了现有网版丝印的示意图，其中，图5是图4的剖面示意图。

网版由网框41和丝网42构成。网版覆盖在被印刷物体40上。进行网版丝印的过程中，油墨43被倾倒在丝网42上，由于丝网42和被印刷物体40之间存在一定间隙，因此油墨43不会与被印刷物体40直接接触。当采用刮刀44对所述丝网42施加一定的压力后，丝网42会与被印刷物体40接触。在丝网上需要印刷的部位45设置有小孔，以使油墨43通过小孔与被印刷物体40直接接触。当刮刀44将油墨43从网版的一边刮到另一边时，油墨43会通过小孔漏到被印刷物体40上。通过在被印刷物体40上反复多次印刷，增加油墨43在被印刷物体上的厚度，保证颜色效果。

对于指纹成像模组，被印刷物体40可以是传感器，也可以是保护盖板。为了避免油墨在使用过程中剥落，一般情况下在指纹成像模组中传感器的上表面或保护盖板的下表面涂布油墨。

但是对于光学式指纹成像模组，当油墨厚度较小时，无法满足上色的要求；当油墨厚度较大时，入射光和反射光的透过率就大大降低了，甚至不透光，从而导致光学式指纹传感器无法工作。

为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像模组的制作方法，包括如下步骤：

提供图像传感器；在所述图像传感器上形成上色层；对所述上色层进行 图形化形成露出所述图像传感器的开口，以形成上色图形层。

本发明通过设置在图像传感器上的上色图形层对所述指纹成像模组进行上色，并且所述上色图形层包括露出所述图像传感器的开口。露出所述图像传感器的所述开口可以使经过手指反射的反射光线直接通过，从而增大了反射光线的透光率，提高了光学式指纹成像模组的成像效果；而且由于反射光线直接通过所述开口投射到所述传感器上，无需通过上色图形层，因此可以增大上色图形层的厚度，以提高所述指纹成像模组的上色效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图6至图14是本发明指纹成像模组的制作方法一实施例中各个步骤的结构示意图。需要说明的是，本实施例以制作光学式指纹成像模组为例进行说明，不应以此限制本发明。

参考图6，结合参考图7，提供图像传感器100，其中图7是图6中A-A’线的剖视图。

需要说明的是，所述图像传感器100位于基板(图中未标示)上。所述基板是后续工艺的操作平台。具体的，本实施例中，所述基板为玻璃基板，但是本发明对此不做限制。在本发明其他实施例中，所述基板还可以是塑料基板等其他材料。

所述图像传感器100位于所述基板上，用于采集指纹图像。

具体的，所述图像传感器100包括用于采集指纹图像的感应区110，所述感应区110用于感测经手指反射的反射光，所述图像传感器100根据感应区110感测的反射光线采集指纹图像信号。

需要说明的是，所述感应区110为若干个规则排列的像素单元组成的像素阵列。具体的，本实施例中，所述图像传感器100的分辨率为120×200。因此，所述感应区110为120×200＝24000个像素单元构成的像素阵列。

结合参考图8，示出了图6中区域111的局部放大图。

本实施例中，构成感应区110的像素单元120为正方形。每个像素单元 120的边长a的尺寸为50μm左右。但是采用正方形的像素单元120构成所述指纹成像模组的感应区110的做法仅为一示例，本发明对所述像素单元120的形状、尺寸不做任何限制。

参考图9，示出了图8中像素单元120的放大图。

像素单元120包括透光区121，用于使底部背光源发出的入射光通过以投射到手指表面。具体的，为了使所述入射光均匀的投射到手指表面，本实施例中，所述透光区121分为4部分，分别分布在所述像素单元120的四周，且所述透光区121的总面积(4部分面积之和)占整个像素单元120面积的6％左右。

像素单元120还包括感光区122，用于感测入射光经手指表面反射形成的反射光。具体的，为了提高所述像素单元120对所述反射光感测的灵敏度，本实施例中，所述感光区122位于所述像素单元120的中心区域，且所述感光区122的面积占所述像素单元120面积的30％左右。

需要说明的是，本实施例中采用透光区121位于在四周、感光区122位于中心的做法仅为一示例，本发明其他实施例中也可以其他方式设置透光区121和感光区122。此外，所述像素单元120中6％左右的面积为透光区121、30％左右的面积为感光区122的面积占比也仅为一示例。本发明其他实施例中，可以根据设计要求进行调整，不应以此限制本发明。

参考图10，在所述图像传感器100上形成上色层124。

所述上色层124用于对所述指纹成像模组进行上色。具体的，本实施例中，所述上色层124的材料为液晶显示器上所使用的光阻剂，即液晶显示器中彩色滤光片中所使用的色阻剂。

需要说明的是，为了提高所述上色层124与所述图像传感器100之间粘附性，防止后续工艺过程中所述上色层124从所述图像传感器100上脱落，以影响所述指纹成像模组的上色效果。本实施例中，在提供图像传感器100的步骤之后，在所述图像传感器100上形成上色层124的步骤之前，所述制作方法还包括对所述图像传感器100进行清洗，以去除所述图像传感器100上的污染物，以避免所述污染物影响所述上色层124在所述图像传感器100 上的形成。

还需要说明的是，根据设计需要，本实施例中，所述上色层124的颜色为白色。但是本实施例中采用白色上色层124的做法仅为一示例，所述上色层124的颜色可以是白色、黑色、金色或其他任意颜色，本发明对所述上色层124的颜色不做任何限定。

具体的，在所述图像传感器100上形成上色层124的步骤包括：

首先，在所述图像传感器100上涂布上色层薄膜。

为了提高所述上色层124的均匀性，可以采用刷胶旋转或线性喷涂的工艺方式在所述图像传感器100上涂布上色层薄膜。具体的，本实施例中，采用刷胶旋转的工艺在所述图像传感器上涂布上色层薄膜。

之后，热处理所述上色层薄膜，以形成上色层124。

具体的，为了增加所述上色层124与所述图像传感器100之间的粘附能力，避免后续工艺过程中上色层124的脱落影响所述指纹识别模组的上色效果。本实施例中，热处理所述上色层薄膜的步骤包括：对涂布有上色层薄膜的所述图像传感器100进行干燥和烘烤处理，以形成上色层124。具体的，可以采用电热板加热的方式对涂布有所述上色层薄膜的所述图像传感器100进行干燥和烘烤处理。

需要说明的是，由于本实施例中所述上色层124为光阻剂，因此对所述上色层薄膜进行热处理还可以去除所述上色层薄膜中的溶剂，并释放所述上色层薄膜内的应力，提高所述上色层124的强度。

此外，如果所述上色层124的厚度太薄，无法满足颜色要求，会影响所述指纹识别模组的上色效果；如果所述上色层124太厚，则容易造成材料浪费或者增加工艺难度。可选的，所述上色层124的厚度在0.5μm～10μm范围内。

参考图11至图13，对所述上色层124进行图形化，以形成上色图形层130，所述上色图形层130包括露出所述图像传感器100的开口128。

具体的，对所述上色层124进行图形化的步骤包括：

首先，参考图11，通过掩模125，对所述上色层124进行曝光。

所述掩模125包括有与后续形成的上色图形层130相对应的掩模图形，而且本实施例中，所述上色层124为光阻剂。因此经过掩模125对所述上色层124进行曝光，可以使所述上色层124进行选择性的光化学反应，从而将所述掩模上的图形转移到所述上色层124上。

具体的，所述掩模125包括允许光线透过的非遮挡区127和不允许光线透过的遮挡区126。曝光光线透过非遮挡区127投射至所述上色层124上，使所述上色层124上对应区域曝光。对应区域的所述上色层124发生光化学反应，性质发生变化。所以，经过曝光，性质发生变化的上色层124形成与所述掩模图形相对应的图形。

需要说明的是，本实施例中，所述掩模125上掩模图形的线宽线距最小可以做到4μm。因此，转移到所述上色层124上的图形的线宽线距最小可以小于4μm。所以后续形成的露出所述图像传感器100的开口的线宽线距可以做的很小。

接着，结合参考图12和图13，在曝光后的所述上色层124上涂布显影液128，使所述上色层124图形化，以形成上色图形层130，所述上色图形层130包括露出图像传感器100的开口129。

由于本实施例中所述上色层124为光阻剂，而光阻剂分为正向光阻剂和负向光阻剂：正向光阻剂中受到光照的部分会溶解于显影液128，而未受到光照的部分不会溶解于显影液128；负向光阻剂则是受到光照的部分不会溶解于显影液128，而未受到光照的部分会溶解于显影液128。本实施例中，所述上色层124材料为负向光阻剂。因此涂布显影液128后，与掩模125上遮挡区126对应的，未受到光照的部分上色层124溶解于所述显影液128，形成露出上色层124下方的图像传感器100的开口129；受到光照的部分上色层124不会溶解于所述显影液，形成上色图形层130，从而实现了使所述掩模125上的图形转移到所述上色层124上，形成上色图形层130。

结合参考图14，示出了图9所示像素单元120经显影后的示意图。

所述上色图形层130包括露出图像传感器100的开口129。所述光学式指 纹成像模组在使用过程中，经手指反射形成的反射光，可以通过所述开口129直接投射至所述图像传感器100上，因此所述反射光具有较大的透过率，不会受到所述上色层124的影响，所以所述光学式指纹成像模组具有较好的指纹成像效果。

此外，由于本实施例中，所述上色层124材料为光阻剂，并采用曝光显影的方法形成所述开口129，因此所述开口129的线宽线距较小，甚至可以做到微米量级，所以在每个像素单元120透光区121上形成的开口129占所述像素单元120的面积很小，所述像素单元120表面大部分覆盖有上色图形层130。所以当像素单元120构成像素阵列形成感光区域110时，所述感光区域110所体现的颜色为上色图形层130的颜色。也就是说在上色图形层130中的开口129不会影响所述指纹成像模组的上色效果。

此外，为了进一步提高所述指纹成像模组的成像效果，本实施例中，所开口129还露出了使底部背光源发出的入射光通过的透光区121，以增加投射到手指的入射光的强度。当入射光强度增强时，经手指反射形成的所述反射光的强度也会相应增强，所以能够进一步提高所述指纹成像模组的成像效果。

需要说明的是，露出所述图像传感器100的开口129可以为孔隙或缝隙。本实施例中，所述开口129为圆形孔隙。但是形成圆形孔隙的开口129以露出所述图像传感器100的做法仅为一示例。在本发明其他实施例中，所述开口129还可以为方形或其他任意形状的孔隙或者长方形缝隙，本发明对此不做限制。

还需要说明的是，为了固化和稳定所述上色图形层130的性质，提高提高所述上色图形层130的抗蚀能力，提高上色图形层130与所述图像传感器100表面的粘附性，本实施例中，对所述上色层124进行图形化形成上色图形层130的步骤之后，所述制作方法还包括：热处理所述上色图形层130。具体的，对所述上色图形层进行烘烤，以蒸发所述上色图形层中的溶液，实现所述上色图形层的固化。

综上，本发明通过设置在图像传感器上的上色图形层对所述指纹成像模组进行上色，并且所述上色图形层包括露出所述图像传感器的开口。露出所 述图像传感器的所述开口可以使经过手指反射的反射光线直接通过，从而增大了反射光线的透光率，提高了光学式指纹成像模组的成像效果；而且由于反射光线直接通过所述开口投射到所述传感器上，无需通过上色图形层，因此可以增大上色图形层的厚度，以提高所述指纹成像模组的上色效果。此外，本发明的可选方案中，采用光阻剂作为上色图形层的材料，并通过光刻工艺形成露出所述图像传感器的开口。由于光刻工艺最小尺寸可以达到微米量级，因此光刻工艺可以在所述图像传感器的每个像素单元上形成微小开口，使反射光透过，同时又能够形成足够厚度的上色层，以保证指纹成像模组整体的颜色效果。进一步，本发明的可选方案中，露出所述图像传感器的开口可以为长方形缝隙，以降低形成所述上色图形层的难度，提高器件制造良品率，降低制造成本。

相应的，本发明还提供一种指纹成像模组，包括：

图像传感器，用于感测指纹图像；位于所述图像传感器上的上色图形层，所述上色图形层包括露出所述图像传感器的开口。

参考图15至图17，示出了本发明指纹成像模组一实施例的结构示意图。

参考图15和图16，其中图15是本发明指纹成像模组一实施例的俯视图，图16是图15中B-B’线的剖视图。

所述指纹成像模组200包括用于感测指纹图像的图像传感器210。

具体的，本实施例中，所述图像传感器210位于感测区201，当手指放置于所述感测区201时。LED光源202发出的光经导光板203形成入射光，入射光透过图像传感器210和保护盖板204后投射到手指表面。经手指反射形成的反射光投射至图像传感器210，由图像传感器210接收，得到指纹图像。

所述指纹成像模组200还包括位于所述图像传感器上的上色图形层220，所述上色图形层220包括露出所述图像传感器210的开口221。

具体的，所述上色图形层220位于所述保护盖板204和所述图像传感器210之间。由于所述保护盖板204是透明材质的，所以虽然所述上色图形层220位于保护盖板204下面，但是仍旧能够看到所述上色图形层220的颜色。

所述上色图形层220用于对所述指纹成像模组进行上色。具体的，本实施例中，所述上色图形层220的材料为光阻剂。

需要说明的是，根据设计需要，本实施例中，所述上色图形层220的颜色为白色。但是本实施例中采用白色的上色图形层220的做法仅为一示例，所述上色图形层220的颜色可以是白色、黑色、金色或其他任意颜色，本发明对所述上色图形层220的颜色不做任何限定。

此外，如果所述上色图形层220的厚度太薄，无法满足颜色要求，会影响所述指纹识别模组的上色效果；如果所述上色图形层220太厚，则容易造成材料浪费或者增加工艺难度。可选的，所述上色图形层220的厚度在0.5μm～10μm范围内。

结合参考图17，示出了图像传感器210中单个像素单元211的俯视图。

所述上色图形层220包括露出所述图像传感器210的开口221。所述光学式指纹成像模组在使用过程中，经手指反射形成的反射光，可以通过开口221直接投射至所述图像传感器220上，因此所述反射光具有较大的透过率，不会受到所述上色图形层220的影响。所以所述光学式指纹成像模组具有较好的指纹成像效果。

此外，由于所述上色图形层220的材料为光阻剂，并采用曝光显影的方式形成所述开口221，因此所述开口221的线宽线距较小，甚至可以做到微米量级，所以所述开口220占每个像素单元221的面积很小，所述像素单元211表面大部分还是覆盖有上色图形层220。所以当像素单元211组成像素阵列形成图像传感器210时，所述图像传感器210所体现的颜色即为上色图形层220的颜色。也就是说上色图形层220中的开口221并不影响所述指纹成像模组的上色效果。

此外，为了进一步提高所述指纹成像模组的成像效果，本实施例中，所述开口221还露出了使底部背光源发出的入射光通过的透光区205，以增加投射到手指的入射光的强度。当入射光强度增加，经手指反射形成的所述反射光的强度也会相应增强，所以能够进一步提高所述指纹成像模组的成像效果。

需要说明的是，露出所述图像传感器210的开口221可以为孔隙或缝隙。 为了降低工艺难度，本实施例中，所述开口221为长方形缝隙。但是形成长方形缝隙的开口221以露出所述图像传感器210的做法仅为一示例。在本发明其他实施例中，所述开口221还可以为圆形、方形或其他任意形状的孔隙，本命发明对此不做限制。

综上，本发明通过设置在图像传感器和保护盖板之间的上色图形层对所述指纹成像模组进行上色，并且所述上色图形层包括露出所述图像传感器的开口。露出所述图像传感器的所述开口可以使经过手指反射的反射光线直接通过，从而增大了反射光线的透光率，提高了光学式指纹成像模组的成像效果；而且由于反射光线直接通过所述开口投射到所述传感器上，无需通过上色图形层，因此可以增大上色图形层的厚度，以提高所述指纹成像模组的上色效果。此外，本发明的可选方案中，采用光阻剂作为上色图形层的材料，并通过光刻工艺形成露出所述图像传感器的开口。由于光刻工艺最小尺寸可以达到微米量级，因此光刻工艺可以在所述图像传感器的每个像素单元上形成微小开口，使反射光透过，同时又能够形成足够厚度的上色层，以保证指纹成像模组整体的颜色效果。进一步，本发明的可选方案中，露出所述图像传感器的开口可以为长方形缝隙，以降低形成所述上色图形层的难度，提高器件制造良品率，降低制造成本。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。