光学阵列微镜头及其制作方法、光学模组和显示装置与流程

本发明实施例涉及光学设备技术，尤其涉及一种光学阵列微镜头及其制作方法、光学模组和显示装置。

背景技术：

随着通信技术的发展，移动终端正被广泛应用于人们的日常生活和工作中。目前，移动终端中都设置有指纹识别装置，通过指纹识别进行解锁、密码设置等诸多操作。在指纹识别装置中，电容式指纹识别装置和光学指纹识别装置是两种较为常用的指纹识别装置。

但是，传统的电容式指纹识别装置穿透能力有限、id结构复杂、模组尺寸偏厚、摆放位置受限，不利于移动终端的轻薄化和小型化。而目前的光学指纹识别装置虽然具有穿透能力强，可支持屏幕下任意位置摆放等特点。同时，为了防止指纹的各个特征点反射的光线之间可能会相互干扰，以及防止非指纹特征点反射的光线对各个特征点反射的光线产生干扰，现有技术中通常在光学感应芯片的光学感应区上方设置光通道阵列面板，光通道阵列面板包括吸光层以及吸光层中设置多个垂直的光通道。光通道阵列面板的厚度较大，从而导致光学模组的厚度较大，影响使用光学模组的电子设备(例如手机)的内部元器件的设计和布局。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种光学阵列微镜头及其制作方法、光学模组和显示装置，以实现减小光学模组的厚度。

第一方面，本发明实施例提供一种光学阵列微镜头，包括：

透明基板；

第一滤光层，位于所述透明基板第一面；

遮光层，位于所述透明基板的第二面，所述透明基板的第二面与所述透明基板的第一面相对；所述遮光层设置多个开口；

多个微镜头，所述多个微镜头一一对应设置在所述遮光层的所述多个开口中。

可选地，还包括：

第二滤光层，位于所述透明基板与所述遮光层之间。

可选地，还包括：

增透层，位于所述透明基板与所述遮光层之间。

可选地，还包括：

第二滤光层和增透层，位于所述透明基板与所述遮光层之间；所述增透层位于所述第二滤光层与所述遮光层之间。

可选地，所述微镜头的形状为半球形或者半椭球形。

第二方面，本发明实施例提供一种光学阵列微镜头的制作方法，包括：

提供一透明基板；

在所述透明基板的第一面形成第一滤光层；

在所述透明基板的第二面形成设置有多个开口的遮光层；所述透明基板的第二面与所述透明基板的第一面相对；

在所述遮光层的所述多个开口中一一对应地形成多个微镜头。

可选地，在所述透明基板的第二面形成设置有多个开口的遮光层之前，所述制作方法还包括：

在所述透明基板的第二面形成第二遮光层。

可选地，在所述透明基板的第二面形成设置有多个开口的遮光层之前，所述制作方法还包括：

在所述透明基板的第二面形成增透层。

可选地，在所述透明基板的第二面形成设置有多个开口的遮光层之前，所述制作方法还包括：

在所述透明基板的第二面形成第二遮光层；

在所述第二遮光层远离所述透明基板一侧形成增透层。

第三方面，本发明实施例提供一种光学模组，包括第一方面所述的光学阵列微镜头、光学感应芯片和柔性电路板；

所述光学感应芯片位于所述柔性电路板上且与所述柔性电路板电连接；

所述光学感应芯片的感应面背离所述柔性电路板；

所述光学阵列微镜头的所述透明基板朝向所述光学感应芯片的感应面设置；

至少一个第一支架，所述第一支架的侧壁具有凸起结构；所述第一支架的第一端固定在所述柔性电路板上；

所述光学阵列明微镜头的所述透明基板的边缘由所述凸起结构托起；

所述凸起结构与所述柔性电路板之间的垂直距离大于所述光学感应芯片背离所述柔性电路板的表面与所述柔性电路板之间的垂直距离。

可选地，所述凸起结构与所述第一支架的第二端之间的距离大于所述光学阵列微镜头的厚度。

可选地，还包括至少一个第二支架，所述第二支架位于所述光学阵列微镜头背离所述柔性电路板的一侧上。

第四方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括第三方面所述的光学模组，以及显示屏；所述光学模组位于所述显示屏的非显示侧。

本发明实施例提供的光学阵列微镜头包括多个微镜头，多个微镜头一一对应设置在遮光层的多个开口中。由于微镜头的高度较小，光学阵列微镜头的厚度也较小，从而可以使光学模组的厚度较小。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种光学阵列微镜头的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种光学阵列微镜头的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种光学阵列微镜头的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的制作方法流程图；

图6a-图6c为本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的制作过程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种光学模组的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的结构示意图，参考图1，光学阵列微镜头10包括透明基板110、第一滤光层121、遮光层140和多个微镜头150。第一滤光层121位于透明基板110第一面111，第一滤光层121具有波长选择性，能够选择性地过透过一定波段内的光，而过滤掉该波长外的光，该波段例如可以为指纹识别的光源的波长所在的波段。遮光层140位于透明基板110的第二面112，透明基板110的第二面112与透明基板110的第一面111相对。遮光层140设置多个开口，遮光层140的开口之外的部分不透光。多个微镜头150一一对应设置在遮光层140的多个开口中。即遮光层140的一个开口中对应地设置一个微镜头150。示例性地，指纹识别光源发出的光以及由手指发射的反射光可以通过微镜头150和遮光层140的开口到达光学感应芯片，以实现指纹识别。微镜头150可以防止指纹的各个特征点反射的光线之间相互干扰，以及防止非指纹特征点反射的光线对各个特征点反射的光线产生干扰。

本发明实施例提供的光学阵列微镜头包括多个微镜头，多个微镜头一一对应设置在遮光层的多个开口中。由于微镜头的高度较小，光学阵列微镜头的厚度也较小，从而可以使光学模组的厚度较小。

图2为本发明实施例提供的另一种光学阵列微镜头的结构示意图，参考图2，光学阵列微镜头10还包括第二滤光层122，第二滤光层122位于透明基板110的第二面112，第二滤光层122位于透明基板110与遮光层140之间。第二滤光层122可以与第一滤光层121相同或者不同。

图3为本发明实施例提供的另一种光学阵列微镜头的结构示意图，参考图3，光学阵列微镜头10还包括增透层130，增透层130位于透明基板110的第二面112，增透层130位于透明基板110与遮光层140之间。增透层130可以减小光线在透明基板110表面的反射，增强光线在透明基板110表面的透射。

图4为本发明实施例提供的另一种光学阵列微镜头的结构示意图，参考图4，光学阵列微镜头10还包括第二滤光层122和增透层130，第二滤光层122和增透层130位于透明基板110的第二面112，第二滤光层122和增透层130位于透明基板110与遮光层140之间。增透层130位于第二滤光层122与遮光层140之间。

可选地，参考图1-图4，微镜头150的形状为半球形或者半椭球形。优选地，微镜头150的形状为半球形，半球形的微镜头150设计较为容易。

可选地，参考图1-图4，透明基板110厚度为0.1mm-1.5mm。光学阵列微镜头10的厚度可以为0.5mm左右，用于适应全面屏的空间需求。遮光层140可以是一层有机膜，也可以是金属膜。制作遮光层140的工艺可以是蒸镀、丝网印刷、旋转涂布、喷涂和半导体光刻等单种工艺或多种工艺复合实现。多个微镜头150可以矩阵排列或者按照其他形式排列。微镜头150的底部形状可以是圆形，也可以是方形。由于圆形容易加工，形状更容易控制，因此微镜头150的底部形状优选为圆形。微镜头150可以通过压印技术、有机光学材料的光刻或者热回流技术来制作。微镜头150的高度为1um-100um，微镜头150的底部为圆形时，圆形的直径为5um-1000um，微镜头150之间的间距为10um-10000um需要说明的是，具体的尺寸根据成像要求和光学设计来定义。

图5为本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的制作方法流程图，图6a-图6c为本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的制作过程示意图，本发明实施例提供的一种光学阵列微镜头的制作方法可以用于形成上述实施例中的光学阵列微镜头。参考图1、图5，以及图6a-图6c，光学阵列微镜头的制作方法包括如下步骤：

s110、提供一透明基板110。

s120、在透明基板110的第一面111形成第一滤光层121。

s130、在透明基板110的第二面112形成设置有多个开口的遮光层140。

其中，透明基板110的第二面112与透明基板110的第一面111相对。

s140、在遮光层140的多个开口中一一对应地形成多个微镜头150。

本发明实施例提供的光学阵列微镜头的制作方法中，在遮光层的多个开口中一一对应地形成多个微镜头。由于微镜头的高度较小，光学阵列微镜头的厚度也较小，从而可以使光学模组的厚度较小。

可选地，参考图2、图5，以及图6a-图6c，在透明基板110的第二面112形成设置有多个开口的遮光层140之前(即步骤s120之前)，光学阵列微镜头的制作方法还包括：在透明基板110的第二面112形成第二遮光层122。

可选地，参考图3、图5，以及图6a-图6c，在透明基板110的第二面112形成设置有多个开口的遮光层140之前(即步骤s120之前)，光学阵列微镜头的制作方法还包括：在透明基板110的第二面112形成增透层130。

可选地，参考图4、图5，以及图6a-图6c，在透明基板110的第二面112形成设置有多个开口的遮光层140之前(即步骤s120之前)，光学阵列微镜头的制作方法还包括：在透明基板110的第二面112形成第二遮光层122；在第二遮光层122远离透明基板110一侧形成增透层130。

可选地，在一些实施方式中，通常在一个母版上形成多个光学阵列微镜头10，并将母版切割得到分立的光学阵列微镜头10。因此，在遮光层140的多个开口中一一对应地形成多个微镜头150之后(即步骤s140之后)，光学阵列微镜头的制作方法还可以包括：将形成有多个微镜头150的透明基板110切割形成多个光学阵列微镜头10。

图7为本发明实施例提供的一种光学模组的结构示意图，参考图1和图7，光学模组包括上述实施例中的光学阵列微镜头10、光学感应芯片20和柔性电路板30。光学感应芯片20位于柔性电路板30上且与柔性电路板30电连接。示例性地，光学模组还包括金属线70，光学感应芯片20与柔性电路板30通过金属线70电连接，在其他实施方式中，光学感应芯片20与柔性电路板30还可以通过锡球电连接。光学感应芯片20的感应面21背离柔性电路板30。光学阵列微镜头10的透明基板110朝向光学感应芯片20的感应面20设置，光学阵列微镜头10的微镜头150背离光学感应芯片20的感应面20设置。光学模组还包括至少一个第一支架40，第一支架40的侧壁具有凸起结构41，第一支架40的第一端固定在柔性电路板30上。光学阵列明微镜头10的透明基板110的边缘由凸起结构41托起。凸起结构41与柔性电路板30之间的垂直距离大于光学感应芯片20背离柔性电路板30的表面与柔性电路板30之间的垂直距离。光学感应芯片20与光学阵列微镜头10之间存在空隙。

本发明实施例提供的光学模组包括上述实施例中的光学阵列微镜头。由于光学阵列微镜头的厚度较小，从而可以使光学模组的厚度较小。

可选地，参考图7，光学模组还包括补强片60。由于柔性电路板30比较柔软，位于柔性电路板30远离光学感应芯片20一侧的补强片60可以为柔性电路板30提供支撑。

可选地，参考图7，凸起结构41与第一支架40的第二端之间的距离h2大于光学阵列微镜头10的厚度h1。第一支架40的第二端与第一支架40的第一端相对，第一支架40的第一端固定在柔性电路板30上。由于凸起结构41与第一支架40的第二端之间的距离h2大于光学阵列微镜头10的厚度h1，因此可以直接将光学模组通过第一支架40的第二端贴附于显示屏的非显示侧，简便快捷。

图8为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，参考图8，光学模组还包括至少一个第二支架50，第二支架50位于光学阵列微镜头10背离柔性电路板30的一侧上。可以将光学模组通过第二支架50贴附于显示屏的非显示侧。

图9为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，参考图9，与图7不同的是，光学感应芯片20与柔性电路板30通过锡球80电连接。

图10为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，参考图10，与图8不同的是，光学感应芯片20与柔性电路板30通过锡球80电连接。

上述实施例(参考图7-图10)中提供的光学模组中，光学阵列微镜头10的微镜头150位于光学阵列微镜头10的透明基板110远离光学感应芯片20一侧，在其他实施方式中，光学阵列微镜头10的微镜头150还可以位于光学阵列微镜头10的透明基板110与光学感应芯片20之间。图11为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，图12为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，图13为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，图14为本发明实施例提供的另一种光学模组的结构示意图，参考图11-图14，与图7-图10不同的是，光学阵列微镜头10的微镜头150还可以位于光学阵列微镜头10的透明基板110与光学感应芯片20之间。图15为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参考图15，显示装置包括上述实施例中的光学模组，以及显示屏1。光学模组位于显示屏1的非显示侧。图15中以图7中所示光学模组为例进行解释说明，并非对本发明实施例的限定，在其他实施方式中，光学模组可以为图8、图9、图10、图11、图12、图13或者图14中所示的光学模组，具体需要根据产品需求而定。由于本发明实施例提供的显示装置包括上述实施例中的光学模组，因此也具有上述实施例中的光学模组的有益效果。即，光学模组的厚度较小，因此有利于显示装置的内部元器件的设计和布局。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。