具有指纹模组的屏幕组件及电子设备的制作方法

本发明涉及电子产品技术领域，特别涉及一种具有指纹模组的屏幕组件及电子设备。

背景技术：

随着移动终端的智能化发展，移动终端越来越多的应用于人们的生活、办公，比如通过手机、平板电脑等移动设备进行视频会议、外出拍照等，为了迎合用户的使用需求和场景，移动终端变得越来越薄，屏幕越来越大，并且具有指纹解锁、双摄像头等众多功能。

目前，常见的移动终端一般难以支持同时具备多个后置摄像头和指纹按键。当手机背面上方设置有多个后置摄像头时，如图1、图2所示，显示模组需要正装，即显示屏柔性电路板FPC在屏幕下方出现；此时，手机顶部预留空间给后置摄像头，屏幕下方由于存在显示屏FPC，导致手机底部空间不足，无法设置前置指纹按键。当手机正面底部设置指纹按键时，如图3所示，显示模组需要倒装，即显示屏FPC在屏幕上方出线；此时，手机底部预留空间给指纹按键，屏幕上方由于存在显示屏FPC，导致手机顶部空间不足，无法设置多个后置摄像头。

为了解决移动终端可以同时具备多个后置摄像头和指纹按键，现有技术通过延长屏幕下方的手机底部长度，即延长整个机身长度，实现移动终端同时具备多个后置摄像头和指纹按键的功能。现有技术虽然通过延长屏幕下方的手机底部长度实现了同时具备多个后置摄像头和指纹按键的功能，但是，导致终端设备体积增大，生产成本提高；并且，由于延长了机身长度，屏幕占比反而减小了，容易导致用户体验不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有指纹模组的屏幕组件及电子设备，可以缩小电子设备的尺寸或者提高电子设备的屏幕占比并改善用户体验。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种具有指纹模组的屏幕组件，包括：透明盖板、显示模组以及指纹模组；所述显示模组固定在所述透明盖板的内表面，所述显示模组包括显示区与非显示区；所述透明盖板具有指纹开口，所述指纹开口的至少一部分位于所述非显示区在所述透明盖板上的投影区域中；所述指纹模组固定在所述透明盖板上且位于所述指纹开口中。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：壳体、主板与具有指纹模组的屏幕组件；所述主板设置于所述壳体内；所述屏幕组件固定于所述壳体，所述显示模组与所述指纹模组分别连接于所述主板。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在透明盖板的底部设置一指纹开口，使该指纹开口至少有一部分位于非显示区在透明盖板的投影区域中，并将指纹模组固定在指纹开口中，达到指纹模组与显示模组的非显示区部分重叠的设计，从而在保证屏幕占比不变的情况下，缩小了电子设备的尺寸，降低了产品成本，有效提高了产品竞争力。

另外，透明盖板的外表面与所述指纹开口的内壁的连接处形成有第一抵持部；所述指纹模组形成有与所述第一抵持部相匹配的第二抵持部；其中，所述指纹模组通过所述第二抵持部与所述第一抵持部固定在所述透明盖板上。本实施例中，提供了指纹模组与透明盖板的一种固定方式，使得指纹模组能够可靠地固定在透明盖板的指纹开口中。

另外，指纹模组包括指纹芯片与金属支撑架；所述指纹芯片放置在所述金属支撑架的底壁上；所述金属支撑架的侧壁向外延伸形成所述第二抵持部。通过将指纹芯片放置在金属支撑架上，本实施方式中，提供了一种指纹模组从透明盖板上面正面安装的结构形式，金属支撑架可以支撑指纹模组，避免了指纹模组因按压力过大出现压塌。

另外，透明盖板的内表面与所述指纹开口的内壁的连接处形成有第一固定部；所述指纹模组形成有与所述第一固定部相匹配的第二固定部；其中，所述指纹模组通过所述第二固定部与所述第一固定部固定在所述透明盖板上。本实施例中，提供了指纹模组与透明盖板的另一种固定方式，使得指纹模组能够可靠地固定在透明盖板的指纹开口中。

另外，指纹模组包括指纹芯片、金属环以及承载板；所述承载板具有承载部以及由所述承载部延伸形成的所述第二固定部；所述指纹芯片与所述金属环均固定在所述承载板的所述承载部上，且所述指纹芯片位于所述金属环中。本实施例中，提供了一种指纹模组从透明盖板下面倒装的结构形式，通过将指纹芯片及金属环都固定在承载板上，承载板可以支持指纹模组，避免指纹模组因按压力过大出现压塌。

另外，指纹模组还包括指纹盖板与指纹电路板；所述指纹芯片位于所述指纹盖板与所述指纹电路板之间。本实施例提供了指纹模组的一种具体实现方式。

另外，指纹模组的底面与所述透明盖板的内表面齐平。本实施例中，提供了指纹模组与透明盖板的一种具体位置关系。

另外，非显示区与所述透明盖板的内表面之间具有间隙；所述指纹模组的底面凸出于所述透明盖板的内表面，且凸出距离小于所述间隙的宽度。通过控制凸出距离小于非显示区域透明盖板内表面之间的间隙，保证了指纹模组和显示模组之间互不干涉。本实施例中，提供了指纹模组与透明盖板的另一种具体位置关系。

另外，电子设备还包括多个后置摄像头；所述壳体具有对应于所述多个后置摄像头的多个摄像头开口，所述多个摄像头开口与所述指纹开口位于所述显示区的相对两侧；所述多个后置摄像头安装在所述主板上且位于所述多个摄像头开口中。本实施例中，通过在显示区的相对两侧设置指纹开口及至少一摄像头开口，使得电子设备可以同时实现多个后置摄像头和指纹按键的设计。

附图说明

图1是根据现有技术的一种电子设备的正面结构示意图；

图2是根据现有技术的一种电子设备的反面结构示意图；

图3是根据现有技术的另一种电子设备的结构示意图；

图4是本发明第一实施方式一种具有指纹模组的屏幕组件的结构示意图；

图5是本发明第一实施方式一种具有指纹模组的屏幕组件的局部结构示意图；

图6是本发明第二实施方式一种具有指纹模组的屏幕组件的局部剖面示意图；

图7是本发明第三实施方式一种具有指纹模组的屏幕组件的一种结构的局部剖面示意图；

图8是本发明第三实施方式一种具有指纹模组的屏幕组件的另一种结构的局部剖面示意图；

图9是本发明第五实施方式一种电子设备的正面结构示意图；

图10是本发明第五实施方式一种电子设备的反面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种具有指纹模组的屏幕组件，主要适用智能手机、平板电脑等兼具指纹识别及触控显示操作的电子设备。本实施方式中的屏幕组件请参考图4、图5所示。

屏幕组件100包括：透明盖板101、显示模组102、指纹模组103。

透明盖板101可作为屏幕盖板，位于整个屏幕组件100的顶层，直接与外界接触，由于透明盖板101可以采用强度和硬度较高的材质，因此可以起到保护显示模组102的作用，并且，在透明盖板101的底部边缘区域(即“下巴”区域)还开设有一指纹开口，用于安放指纹模组103。

其中，透明盖板101可以为触控面板，其可以提供触摸操作界面，并用来检测用户对屏幕组件100的触摸操作；可替代地，透明盖板101也可以不具有检测触摸操作的功能，比如其可以为普通盖板玻璃，仅仅用来保护显示模组102。如果透明盖板101不具备检测触摸操作的功能，则显示模组102可以为兼具触控检测和显示功能的触控显示模组，以使得屏幕组件100具有触控检测功能。

显示模组102包括显示区1021与非显示区1022，显示区1021用于显示电子设备与用户互动的界面内容，在显示区1021的周围设置一圈不可见区域，即非显示区1022，非显示区1022实质上是一个环形结构。在优选的实施例中，非显示区1022的厚度要比显示区1021的厚度薄2～3mm，即，显示模组固102定在透明盖板101后，显示区1021与透明盖板101接触，非显示区1022与透明盖板101之间可以存在一定的间隙，比如2mm左右。

开设在透明盖板101底部边缘区域的指纹开口，至少一部分位于非显示区1022在透明盖板101上的投影区域中。具体的说，本实施例的显示模组102中，邻近显示区1021底侧(对应于电子设备的底部)的非显示区1022的宽度d一般在4-5mm，因此一般而言，指纹开口的至少一部分设置在邻近显示区1021底侧的非显示区1022中，然本实施方式对此不作任何限制。

在具体实施例中，指纹开口可以部分位于该非显示区1022中，也可以全部位于非显示区1022中；本领域技术人员可以根据指纹开口的大小(指纹开口的大小由指纹模组的大小决定)和电子设备的大小及外观，设计指纹开口的具体位置。

如图5所示，指纹模组103固定在透明盖板101且收容在指纹开口的内部，且与下方显示模组102的非显示区1022之间存在间隙以避免造成干涉。其中，该指纹模组103实际上是超薄指纹模组。本实施方式中，指纹模组103可以通过黏胶层直接黏贴在指纹开口中(即黏胶层设置在指纹模组103的外壁与指纹开口的内壁之间)；然本实施方式对此不作任何限制。

本实施方式中的屏幕组件100，由于指纹模组103与显示模组102的非显示区1022至少部分重叠，因此，在屏幕占比不变的情况下，可以缩短屏幕下方的机身长度，即缩小了电子设备的整体尺寸，从而可以优化外观设计，且降低产品成本；或者，可以在保持电子设备大小不变的情况下，增加屏幕占比，能够极大地满足对具有较高交互操作要求的程序(例如游戏程序)的操作便利性，以提升用户体验；从而有效提高了产品竞争力。

本发明的第二实施方式涉及一种具有指纹模组的屏幕组件，如图6所示。本实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，具体地，指纹模组103包括指纹盖板1031、指纹芯片1032、指纹柔性电路板(FPC)1033、金属支撑架1034。

具体的说，金属支撑架1034可以为在用户手指按压指纹模组103时与手指进行接触的金属环(Ring)，其具有底壁以及由底壁边缘延伸出来的侧壁。指纹FPC1033放置在底壁上，指纹芯片1032、指纹盖板1031依次堆叠在指纹FPC1033的上方；即指纹芯片1032位于指纹盖板1031与指纹FPC1033之间。其中，指纹芯片1032用于在用户手指按压在指纹盖板1031时采集用户手指的指纹图像并提取指纹特征，并通过指纹FPC1033传递到电子设备的主板；指纹盖板1031可以为玻璃盖板、陶瓷盖板、蓝宝石盖板或者涂布(Coating)层，位于指纹芯片1032之上，用于保护指纹芯片，避免外界干扰或损坏。

本实施例中，透明盖板101的外表面与指纹开口的内壁的连接处形成有台阶状的第一抵持部(或台阶部)1011，金属支撑架1034的侧壁向外延伸形成第二抵持部(或延伸部)1034-1，并且形成的第二抵持部1034-1与第一抵持部1011在形状和结构上相匹配，指纹模组103可以通过第二抵持部1034-1与第一抵持部1011可靠地固定在透明盖板101上。其中，第一抵持部1011可以是一个环形凹槽，第二抵持部1034-1可以是环形凸台，该环形凸台固持在该环形凹槽。因此，当外界的按压力施加在指纹模组103上时，金属支撑架1034能够有力地支撑整个指纹模组103。在实际应用中，金属支撑架1034与透明盖板101通过第一抵持部1011和第二抵持部1034-1进行安装之后，还可以在连接处通过点胶固定，实现指纹模组103与透明盖板101合为一体，从而实现防水防尘的作用。

进一步的，可选地，本实施方式中的指纹模组103还可以包括起支撑作用的FPC补强板1035，设置在指纹FPC1033与金属支撑架1034的底壁之间；另外，指纹FPC1033与FPC补强板1035之间，FPC补强板1035与金属支撑架1034的底壁之间，均可以设置双面胶层，以实现粘贴固定。

需要说明的是，本实施例中的第二抵持部1034-1与第一抵持部1011的结构设置，使得在安装时，指纹模组103从透明盖板101正面嵌入(从透明盖板101的外表面朝向内表面的方向安装)，即可以理解为指纹模组103为正面安装结构。

指纹模组103从透明盖板101正面嵌入后，指纹模组103的底面与透明盖板101的内表面可以齐平，或者，指纹模组103的底面凸出透明盖板101内表面的高度小于透明盖板101与显示模组102的非显示区1022之间的间隙；只要保证不会和下方显示模组102的非显示区1022碰触而造成干涉即可。其中，透明盖板101与显示模组102的非显示区1022之间的间隙宽度一般在2mm左右，因此，指纹模组103的底面若是凸出透明盖板101内表面，一般来说，凸出距离小于或等于0.15mm，较佳的，凸出距离小于或等于0.1mm。

本实施方式中，指纹盖板1031与透明盖板101的外表面齐平。在实际应用中指纹盖板1031可以与透明盖板101的外表面齐平，或略低于透明盖板101的外表面，这里不做限制。

值得一提的是，本实施方式中的显示模组102除了包括显示区1021和非显示区1022外，还可以进一步包括由显示模组102的非显示区1022延伸出来的柔性电路板，且指纹模组103的至少一部分位于该柔性电路板在透明盖板101的投影区域中。即，显示模组102的柔性电路板与指纹模组可以在空间上重叠，因此，本实施方式中显示模组102的柔性电路板的放置位置不会影响指纹模组的设置。

与第一实施方式相比，本实施方式提供了指纹模组与透明盖板的一种具体固定方式。即，指纹模组103的组成元件安置在金属支撑架1034上，并通过金属支撑架1034的第二抵持部1034-1与透明盖板101的第一抵持部1011相结合，对指纹模组103提供可靠的承载力，有效防止指纹模组103可能因按压力过大而出现压塌的情况发生。

本发明第三实施方式涉及一种具有指纹模组的屏幕组件，如图7所示。本实施方式为第一实施方式的另一改进实施例，具体地，指纹模组103包括指纹盖板1031、指纹芯片1032、指纹柔性电路板(FPC)1033、承载板1036及金属环1037。

具体的说，承载板1036具有承载部1036-1及由承载部1036-1延伸形成的第二固定部1036-2，第二固定部1036-2实际上是由承载部1036-1的边缘区域延伸出来且为环形结构。更具体的说，承载板1036-1位于承载板1036的中间区域，第二固定部1036-2位于承载板1036的边缘区域，且第二固定部1036-2从承载部1036-1外围边缘延伸而成并与承载部1036-1位于同一平面。金属环(Ring)1037放置在承载部1036-1上；指纹FPC1033放置在金属环1037内部的承载部1036-1上，指纹芯片1032和指纹盖板1031依次堆叠在指纹FPC1033的上方；即指纹芯片1032位于指纹盖板1031与指纹FPC1033之间。其中，指纹芯片1032用于在用户手指按压在指纹盖板1031时采集用户手指的指纹图像并提取指纹特征，并通过指纹FPC1033传递到电子设备的主板；指纹盖板1031位于指纹芯片1032之上，用于保护指纹芯片，避免外界干扰或损坏。

本实施方式中，透明盖板101的内表面(即底面)与指纹开口的内壁的连接处形成有台阶状的第一固定部1012，承载板1036的承载部1036-1向外延伸形成第二固定部1036-2，并且形成的第二固定部1036-2与第一固定部1012在形状和结构上相匹配，指纹模组103可以通过第二固定部1036-1与第一固定部1012可靠地固定在透明盖板101上。其中，第一固定部1012可以是开设在透明盖板101底面的一个环形凹槽，第二固定部1036-2可以是一个环形平台，该环形平台可以完全嵌入环形凹槽中并紧密贴合。因此，当外界的按压力施加在指纹模组103上时，承载板1036能够有力地支持整个指纹模组103。在实际应用中，承载板1036的承载部1036-1与透明盖板101通过第一固定部1012和第二固定部1036-2进行安装固定后，还可以在连接处通过点胶固定，实现指纹模组103与透明盖板101合为一体，从而实现了防水防尘的作用。

进一步的，可选地，本实施方式中的指纹模组103还可以包括起支撑作用的FPC补强板1035，设置在指纹FPC1033与承载板1036的承载部1036-1之间；另外，指纹FPC1033与FPC补强板1035之间，FPC补强板1035与承载部1036-1之间，均可以设置双面胶层，以实现粘贴固定。

需要说明的是，本实施例中的第二固定部1036-2与第一固定部1012的结构设置，使得在安装时，指纹模组103从透明盖板101背面嵌入(从透明盖板101的内表面朝向外表面的方向安装)，即可以理解为指纹模组103为倒装结构。

指纹模组103从透明盖板101背面嵌入后，指纹模组103的底面与透明盖板101的内表面齐平，或者，指纹模组103的底面凸出透明盖板101内表面的高度小于透明盖板101与显示模组102的非显示区1022之间的间隙；只要保证不会和位于正下方的非显示区1022碰触，造成干涉即可。其中，透明盖板101与显示模组102的非显示区1022之间的间隙宽度一般在2mm左右，因此，指纹模组103的底面若是凸出透明盖板101内表面，一般来说，凸出距离小于或等于0.15mm，较佳的，凸出距离小于或等于0.1mm。

另外，在实际应用中，透明盖板101的内表面上与指纹开口的内壁的连接处也可以通过下凹处理形成避让空间，比如形成弧形凹槽，具体结构如图8所示，承载板1036安装于透明盖板101的弧形凹槽中，并且承载板1036与弧形凹槽边缘所在的水平面齐平或凸出距离不大于0.15mm即可。承载板1036的承载部1036-1与透明盖板101通过第一固定部1012和第二固定部1036-2进行安装固定后，在接触的部位通过点胶固定的方式，将整个承载板1036牢固的粘结在透明盖板101上，使得指纹模组103和透明盖板101合为一体，实现防水防尘的作用，并且可以将对指纹模组103按压的压力分散到整个透明盖板，能够更好的支持整个手指的按压力。

值得一提的是，本实施方式中的显示模组102除了包括显示区1021和非显示区1022以外，还可以进一步包括由显示模组102的非显示区1022延伸出来的柔性电路板，且指纹模组103的至少一部分位于该柔性电路板在透明盖板101的投影区域中。即，显示模组102的柔性电路板与指纹模组可以在空间上重叠，因此，本实施方式中显示模组102的柔性电路板的放置位置不会影响指纹模组的设置。

与第一实施方式相比，本实施方式提供了指纹模组与透明盖板的另一种具体固定方式。即，指纹模组103的组成元件安置在承载板1036的承载部1036-1上，并通过承载板1036的第二固定部1036-2与透明盖板101的第一固定部1012相结合，对指纹模组103提供可靠的承载力，有效防止指纹模组103可能因按压力过大而出现压塌的情况发生。

本发明第四实施方式涉及一种电子设备。由于本实施方式中的电子设备的正面图与第一实施方式中的屏幕组件图类似，具体请参考图4。

本实施方式中的电子设备主要包括：壳体、主板以及第二或第三实施方式中的屏幕组件。

具体而言，主板设置于所述壳体内，屏幕组件固定于壳体上，其中，显示模组和指纹模组需要分别连接到主板上，方便主板可以根据对不同组件的操作，执行对应的命令。

其中，主板为电子设备的核心器件，在主板上集成有对电子设备的所有操作管理功能，用于控制电子设备，实现与用户的交互，通过将主板设置于壳体内，对主板起到了保护作用，防止外界干扰，并且方便用户使用。

由于本实施方式中采用的屏幕组件可以为第二或第三实施方式中的屏幕组件，因此本实施方式可以与第二或第三实施方式互相配合实施。第二或第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二或第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，此处不再赘述。

本发明的第五实施方式涉及一种电子设备，本实施方式与第四实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第四实施方式中，在保持电子设备大小不变的情况下，增加屏幕占比，或者，在屏幕占比不变的情况下，缩小了电子设备的整体尺寸，只在屏幕组件的底部安装了指纹模组。而本实施方式中，在屏幕组件(即电子设备)大小不变，屏幕占比不变或者略有增大的情况，在电子设备同时安装了多个后置摄像头和指纹模组，具体请参考图9、图10。

电子设备主要包括：壳体、主板、多个后置摄像头以及具有指纹模组的屏幕组件。

壳体具有对应于所述多个后置摄像头的多个摄像头开口104，多个摄像头开口104与指纹开口位于显示区1021的相对两侧；多个后置摄像头安装在主板上且位于多个摄像头开口104中。较佳的，后置摄像头的数目为两个；对应的，摄像头开口的数目也为两个，分别对应于两个后置摄像头。在实际应用中，后置摄像头的具体数目可以根据电子设备的需求及结构设计，并不局限于2个后置摄像头。

本实施方式提供的电子设备实现了在屏幕组件(即电子设备)大小不变，屏幕占比不变或者略有增大的情况下，电子设备同时具有指纹模组和多个后置摄像头，从而大大提高了产品的竞争力。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。