指纹识别检测组件及具有指纹识别检测功能的终端设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种指纹识别检测组件及具有指纹识别检测功能的终端设备。该指纹识别检测组件包括：基片，具有相对的第一面和第二面，且所述第一面形成有多个盲孔；指纹检测元件，包括多个电极且所述多个电极分别设于所述多个盲孔内。通过本实用新型一种示例实施方式所提供指纹识别检测组件，可以在例如便携式终端设备等装置上实现指纹识别功能。
【专利说明】指纹识别检测组件及具有指纹识别检测功能的终端设备
【技术领域】
[0001]本公开涉及指纹识别领域，特别涉及一种指纹识别检测组件以及具有指纹识别检测功能的终端设备。
【背景技术】
[0002]随着便携式终端在人们日常生活中的广泛应用，现在的便携式终端的功能越来越强大，且这种多样化的功能方便了用户。但是，便携式终端在为用户提供更多便利性的同时，携带了太多的私人信息，如果这种便携式终端一旦丢失或者被盗，则这些信息由于没有进行相关的保护，因此很容易泄漏出去，给用户带来不便。因此，在便携式终端上做一些保密方面的设置显得非常必要。目前的便携式终端多使用口令、图形等形式来实现对其终端设备的密码保护。
[0003]然而，对于口令、图形等加密方式，用户需记住设定的口令和/或图形；此外，在公共场合，还存在密码泄露的危险。而为了提高安全性，往往需要增加口令和图形的复杂度，这无疑进一步增加了用户记忆的难度，造成安全与易用之间的冲突。
[0004]指纹是由手指表面皮肤凹凸不平的纹路组成，是人体独一无二的特征，其复杂程度可提供用于识别的足够特征。指纹识别即是利用指纹唯一性和稳定性的特点来实现身份识别，而无需用户记忆。
[0005]电容式指纹识别传感器在基材衬底上形成导电电路，当手指与传感器接触时，通过指纹脊的凸起和指纹谷的凹陷所产生的不同电容值来探测并形成指纹图案。
[0006]在通过指纹识别传感器来进行指纹识别时，人的手指指纹面与指纹识别传感器之间的距离不能过远，如果距离过远，则很难形成准确的指纹图案。
实用新型内容
[0007]本公开的目的在于提供一种指纹识别检测组件以及具有该指纹识别检测组件的终端设备，在例如便携式终端设备等装置上实现指纹识别功能。
[0008]本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
[0009]根据本公开的一个方面，一种指纹识别检测组件，包括:
[0010]基片，具有相对的第一面和第二面，且所述第一面形成有多个盲孔；
[0011]指纹检测元件，包括多个电极且所述多个电极分别设于所述多个盲孔内。
[0012]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹识别检测组件还包括:
[0013]多个引线，形成在所述基片第一面，分别与所述多个电极电连接。
[0014]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹识别检测组件还包括:
[0015]多个引线槽，形成在所述基片第一面；所述多个引线分别位于所述多个引线槽内。
[0016]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹识别检测组件还包括:
[0017]指纹识别芯片，与所述多个引线电连接；所述指纹识别芯片对用户移动手指与所述指纹检测元件的多个电极之间的耦合敏感。
[0018]在本公开的一种示例实施方式中，所述基片为陶瓷基片、石英玻璃基片、强化玻璃基片或者蓝宝石基片。
[0019]在本公开的一种示例实施方式中，所述盲孔底部至所述基片第二面的距离不大于100 μ m0
[0020]在本公开的一种示例实施方式中，还包括:
[0021]保护层，至少覆盖所述多个电极。
[0022]在本公开的一种示例实施方式中，所述保护层的厚度不大于ΙΟΟμπι。
[0023]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹识别芯片位于所述基片的第二面；
[0024]所述基片的侧边形成有凹槽，经过所述基片侧边的所述引线位于所述凹槽内。
[0025]在本公开的一种不例实施方式中，所述盲孔通过激光蚀刻技术、化学蚀刻技术或者深反应离子蚀刻技术形成。
[0026]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹检测元件为擦划式指纹检测元件；所述多个电极包括:
[0027]感应电极；以及
[0028]多条驱动电极，所述多条驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条驱动电极分别与所述感应电极间隔开地相对以形成多个检测间隙。
[0029]在本公开的一种示例实施方式中，所述多个电极还包括:
[0030]参考电极,与所述感应电极相对设置并位于所述感应电极的与所述多条驱动电极相反的一侧。
[0031]在本公开的一种示例实施方式中，所述多个电极还包括:
[0032]多条虚设驱动电极，所述多条虚设驱动电极并排布置且彼此电连接，所述多条虚设驱动电极与所述多条驱动电极对应地设置于所述参考电极的与所述感应电极相反的一侧。
[0033]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹检测元件为按压式指纹检测元件；所述多个电极包括:
[0034]多对平行且相对设置的第一电极和第二电极；
[0035]每对所述第一电极和第二电极组成一个指纹识别单元，所有所述指纹识别单元矩阵分布；
[0036]在每个指纹识别单元列中，各指纹识别单元的第一电极彼此电连接；在；
[0037]每个指纹识别单元行中，第二电极彼此电连接。
[0038]在本公开的一种示例实施方式中，在每个指纹识别单元列中，相邻指纹识别单元的第一电极和第二电极的设置次序相反。
[0039]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹识别检测组件还包括:
[0040]多个列向导线，分别沿列方向在相邻的指纹识别单元之间延伸并与多个指纹识别单元列--对应，每个列向导线连接到对应的指纹识别单元列中的第一电极；
[0041]多个行向导线，分别沿行方向在相邻的指纹识别单元之间延伸并与多个指纹识别单元列--对应，每个行向导线连接到对应的指纹识别单元列中的第二电极；
[0042]多个绝缘层，设置在所述列向导线与行向导线重叠的部分之间。
[0043]在本公开的一种示例实施方式中，所述第一电极为驱动电极或感应电极，第二电极相应地为感应电极或驱动电极。
[0044]在本公开的一种示例实施方式中，所述指纹检测元件的多个电极的感应电极和驱动电极形成的图案至少一部分由导电网格构成。
[0045]根据本公开的一个方面，一种具有指纹识别检测功能的终端设备，包括上述的任意一种指纹识别检测组件。
[0046]在本公开的一种示例实施方式中，所述的具有指纹识别检测功能的终端设备，具有一显示屏，所述基片为所述显示屏的透明盖板；
[0047]所述基片的第一面为所述透明盖板位于所述终端设备表面的一面；或者，所述基片的第一面为所述透明盖板位于所述终端设备内部的一面。
[0048]本公开一种示例实施方式所提供指纹识别检测组件中，基片的第二面为供用户擦划或者按压的一面，而通过在基片的第一面形成多个盲孔，并使指纹检测元件的多个电极分别设于所述多个盲孔内，从而大幅度减少指纹检测元件的电极与基片第二面的距离，即大幅度减少人的手指指纹面与指纹识别传感器之间的距离，从而能够形成准确的指纹图案；同时，由于基片能够对指纹检测元件加以保护而无需为指纹检测元件的多个电极设置保护层，可以减少工艺步骤以及节省成本。
[0049]本公开另一种示例实施方式所提供指纹识别检测组件中，基片的第一面为供用户擦划或者按压的一面，通过在基片的第一面形成多个盲孔，并使指纹检测元件的多个电极分别设于所述多个盲孔内，从而可以使所述基片的第一面整体上更加平整，因此可以使所述保护层的表面更加平整，避免影响形成准确的指纹图案。
[0050]除此之外，将指纹检测元件的多个电极分别设于所述多个盲孔内，可以减少指纹识别检测组件的整体厚度，有助于更好的实现终端设备的轻薄化。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0052]图1为本实用新型实施例的用于指纹识别检测的设备终端；
[0053]图2为本实用新型一种实施例中指纹检测元件的一种剖面图；
[0054]图3为本实用新型一种实施例中擦划式指纹检测元件的平面示意图；
[0055]图4为本实用新型实施例中指纹检测元件的第一种电路原理图；
[0056]图5为本实用新型实施例中指纹检测元件的第二种电路原理图；
[0057]图6为本实用新型实施例中指纹检测元件的第三种电路原理图；
[0058]图7为本实用新型实施例中指纹检测元件的第四种电路原理图；
[0059]图8为本实用新型一种实施例中按压式指纹检测元件的平面示意图；
[0060]图9为本实用新型一种实施例中按压式指纹检测元件的平面示意图；
[0061]图10为本实用新型另一种实施例中指纹检测元件的一种剖面图。
[0062]附图标记说明:
[0063]I基片
[0064]a第一面
[0065]b第二面
[0066]c侧边
[0067]3、3'、300'、300"指纹检测元件
[0068]3a驱动电极
[0069]3b感应电极
[0070]3a'第一电极
[0071]3b'第二电极
[0072]4引线
[0073]7保护层
[0074]9主电路
[0075]30驱动电路
[0076]31感应电极
[0077]32驱动电极
[0078]33参考电极
[0079]34虚设驱动电极
[0080]35检测间隙
[0081]36间隙
[0082]37差分滤波器
[0083]38差分放大器
[0084]39导线
[0085]H手指滑动方向
[0086]300驱动电路
[0087]301指纹传感区域
[0088]302第一驱动电极
[0089]303第一感应电极
[0090]304第一参考电极
[0091]305第一虚设驱动电极
[0092]306第一检测间隙
[0093]307差分滤波器
[0094]308差分放大器
[0095]309第二驱动电极
[0096]310第二感应电极
[0097]311第二参考电极
[0098]312第二虚设驱动电极
[0099]313第二检测间隙
[0100]314差分滤波器
[0101]315差分放大器
【具体实施方式】
[0102]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0103]此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
[0104]实施例一
[0105]如图1中，为本示例实施方式中指纹识别检测组件应用的指纹识别检测的设备终端；指纹识别检测组件可以设在其中的非显示区域S区域，也可以设于S区域之上的显示区域。如图2所示，为本公开所提供的指纹识别检测组件的一种剖面面，其主要包括基片I和指纹检测元件3 ;除此之外还可以包括引线4、指纹识别芯片等其他结构。
[0106]如图2中所示，所述基片I具有相对的第一面a和第二面b，且所述第一面a形成有多个盲孔；基片I可以是透明盖板，例如强化玻璃基片1、钢化玻璃基片、聚碳酸酯基片、聚碳基片、石英玻璃基片、陶瓷基片或蓝宝石基片等。所述基片I优选高强度材质，以有效保护下部的元件。本示例实施方式中，所述基片I的第二面b为供用户擦划或者按压的一面，即所述基片I的外表面，相应的，所述基片I的第一面a即为所述基片I的内表面。所述盲孔可以通过激光蚀刻技术、化学蚀刻技术或者深反应离子蚀刻技术等方式形成。本示例实施方式中并不以此为限。
[0107]所述指纹检测元件3包括多个电极，例如可以包括驱动电极3a以及感应电极3b等等，且所述多个电极分别设于所述多个盲孔内。由于所述指纹检测元件3的电极位于所述盲孔内，因此可以大幅度减少指纹检测元件3的电极与基片I第二面b的距离。在本公开的一种实施方式中，所述盲孔底部至所述基片I第二面b的距离不大于100 μ m ;当然，此处的距离值还可以根据需求做适应性调整。所述指纹检测元件3的多个电极可以通过多种方式填充在所述盲孔内，例如可以为溅镀或蒸镀等等。，所述指纹检测元件3的多个电极的具体构成方式和工作原理将在后面详细说明。
[0108]由于人的手指指纹面与指纹识别传感器之间的距离不能过远，如果距离过远，则很难形成准确的指纹图案。但是现有技术中，基片I的厚度通常要大于目前指纹识别传感器准确的指纹图案所要求的距离，因此现有技术中一种方式是直接将指纹识别传感器形成在上述基片I的第二面b，并且通过在其上形成保护层7加以保护；或在基片I中形成一个安装槽，并将指纹识别传感器置于其中。
[0109]而本示例实施方式中，通过在基片I的第一面a形成多个盲孔，并使指纹检测元件3的多个电极分别设于所述多个盲孔内，从而大幅度减少指纹检测元件3的电极与基片I第二面b的距离，即大幅度减少人的手指指纹面与指纹识别传感器之间的距离，从而能够形成准确的指纹图案；同时，由于基片I能够对指纹检测元件3加以保护而无需为指纹检测元件3的多个电极设置保护层7，可以减少工艺步骤以及节省成本。除此之外，将指纹检测元件3的多个电极分别设于所述多个盲孔内，可以减少指纹识别检测组件的整体厚度，有助于更好的实现终端设备的轻薄化。
[0110]多个引线4同样形成在所述基片I第一面a，并且分别与所述多个电极电连接。所述引线4的主要作用之一在于实现指纹检测元件3的多个电极与指纹识别芯片之间的电连接，其可以通过溅镀或丝印等方式形成。
[0111]所述指纹识别芯片可以设置在所述基片I的第一面a ;如图2中所示，本示例实施方式中，所述指纹识别芯片可以通过倒装芯片的方式设置在基片I的第一面a，且指纹识别芯片与引线4相连接，以接收和处理指纹检测元件3的多个电极传来的数据。当然，也可以设置在所述第一面a之下的其他结构上，例如，指纹识别芯片的安装位置也可以是集成于与所述引线4电连接的主电路9，该主电路9可以是印刷电路板，也可以是柔性电路板等等。此外，为了保护指纹识别芯片，可以在指纹识别芯片上设置一保护底座，罩盖指纹识别
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[0112]在本公开的一种实施方式中，还可以在形成所述多个盲孔的同时，在所述基片I的第一面a形成多个引线4槽，并且所述多个引线4分别位于所述多个引线4槽内。这样，一方面可以对所述引线4起到保护以及隔离作用，减少整体产品的不良率；另一方面可以减少指纹识别检测组件的整体厚度，有助于更好的实现终端设备的轻薄化。
[0113]本示例实施方式中的指纹检测元件可以为擦划式指纹检测元件，也可以为按压式指纹检测元件；以下分别对该两种指纹检测元件加以详细说明。
[0114]如图3中所示，为本示例实施方式中一种擦划式指纹检测元件的仰视图，其包括驱动电极3a以及与驱动电极3a相对设置的感应电极3b ;下面分别结合图4至图7对应说明该擦划式指纹检测元件的多个电极的四种构成方式及其工作原理。
[0115]擦划式指纹检测元件3的多个电极中的电极布线图案的至少一部分由导电网格构成。擦划式指纹检测元件3的多个电极包括感应电极31以及多条驱动电极32 (参见图4)。如图4所示，擦划式指纹检测元件3的多个电极包括多个驱动电极32和感应电极31。多条驱动电极32并排布置且彼此间隔开，多条驱动电极32分别与感应电极31间隔开地相对以形成多个检测间隙35。驱动电极32实质上彼此平行，并且连接至驱动电路30。感应电极31实质上垂直于驱动电极32而布置。每个驱动电极32通过检测间隙35与感应电极31分隔开。因此，擦划式指纹检测元件3的多个电极包括位于各个驱动电极32和感应电极31之间的线性排列的检测间隙35。
[0116]当用户在垂直于感应电极31的方向上移动或挥动手指时(例如:沿H方向滑动手指)，驱动电路30以驱动信号顺序地激励驱动电极32。当指纹的指纹脊和指纹谷掠过检测间隙35时，施加至驱动电极32的驱动信号根据单个检测间隙35的电容被电容性地耦合至感应电极31。电容根据掠过检测间隙35的指纹脊和指纹谷而变化。电容性耦合的驱动信号被耦合至感应电极31，并由一感应电路检测来提供一行指纹图像。通过组合多片指纹图形可以形成完整的指纹图像。
[0117]图4中所示类型的擦划式指纹检测元件3虽然提供了满意的性能，但是易受寄生耦合和由人类身体聚集的噪声以及来自间隙36外的指脊纹的通过手指的主要部分而耦合的干扰的影响。为了优化指纹识别的准确性，消除来自间隙36外的指脊纹部分的耦合干扰，即消除差分噪声，在图5中示出了改良的擦划式指纹检测元件3'。
[0118]与图4中相同地，擦划式指纹检测元件:V (图5)包括多个驱动电极32和感应电极31。驱动电极32实质上彼此平行，并且连接至驱动电路30。感应电极31实质上垂直于驱动电极32布置。每个驱动电极32通过检测间隙35自检测板间隔开。因此，擦划式指纹检测元件3'包括位于各个驱动电极32和感应电极31之间的线性排列的检测间隙35。驱动电路30以驱动信号顺序地激励驱动电极32。
[0119]擦划式指纹检测元件3'还可以包括参考电极33和多条虚设驱动电极34(参见图5)，参考电极33与感应电极31相对设置并位于感应电极31的与多条驱动电极32相反的一侧。多条虚设驱动电极34并排布置且彼此电连接，多条虚设驱动电极34与多条驱动电极32对应地设置在参考电极33的与感应电极31相反的一侧。
[0120]擦划式指纹检测元件3'还包括可以实质上平行于感应电极31并与感应电极31分离开的参考电极33。参考电极33位于与驱动电极32相对的感应电极31的一侧，并因而通过比感应电极31更大的距离与驱动电极32隔开。参考电极33应该通过一段距离与驱动电极32间隔开，此距离足以为共模噪声消除提供噪声和寄生耦合参考。在一些实施方案中，参考电极33和感应电极31可以具有相等的长度和宽度，并且可以并排地平行布置。参考电极33类似于感应电极31那样感测脊/谷信号，但其实质上强度减弱。因为参考电极33和感应电极31紧密地间隔并且具有类似的尺寸，两个电极产生了大致相等的噪声和寄生信号。从参考电极33上的信号中减去感应电极31上的信号产生了与感测的信号之间的差成比例的脊/谷信号，由于来自检测间隙35上的两个电极的相对间距，这是显著的。但是，相等耦合的噪声和寄生信号可以通过减去两个电极上的信号而被消除。
[0121]感应电极31和参考电极33通过差分滤波器37耦合至差分放大器38。尤其，感应电极31可以通过差分滤波器37耦合至差分放大器38的正向输入，而参考电极33可以通过差分滤波器37耦合至差分放大器38的反向输入。差分放大器38通过电子方式减去感应电极31和参考电极33上的信号，使得噪声和寄生信号被消除。
[0122]擦划式指纹检测元件3'还可以包括与参考电极33间隔开的虚设驱动电路30。如图5中所示，虚设驱动电路30可以包括实质上平行的虚设驱动电极34，其与参考电极33垂直地放置并由间隙36与参考电极33间隔开。平行虚设驱动电极34由导线39互相电连接，并且通过导线39连接至驱动电路30。在一些实施方案中，相对于参考电极33的平行虚设驱动电极34的排列匹配相对于感应电极31的驱动电极32的排列。因此，平行虚设驱动电极34的宽度、平行虚设驱动电极34之间的间距、和间隙36的大小可以分别与驱动电极32的宽度、驱动电极32之间的间距、和检测间隙35的大小相同。
[0123]虚设驱动电路30可以在指纹图像感测期间连接至参考电位，例如接地。因此，在指纹图像感测的任何瞬间时间，驱动电极32中的一个可以被驱动信号激励，并且剩余的驱动电极32耦合至参考电位，例如接地。对于擦划式指纹检测元件:V具有个驱动电极32的例子，在任何给定时刻，除了个驱动电极32中的一个以外的所有驱动电极32连接至接地，并且在图像感测期间的任何给定时刻，虚设驱动电路30的所有平行虚设驱动电极34连接至接地。利用该布置，接地导体上的噪声实质上等价地耦合至感应电极31和参考电极33。耦合的噪声通过差分放大器38被减去，并从而被消除。所关心的指纹图像信号在感应电极31和参考电极33之间被检测，并且不被差分放大器38消除。本实施例中，感应电极31、驱动电极32、参考电极33和虚设驱动电极34都可以利用传统的沉积、蚀刻和光刻技术形成。
[0124]一般，检测间隙35的大小小于典型指纹的脊间距，并且一般在25至50 μ m的范围内。本实施例中，相邻的驱动电极32之间的节距彼此相等且在50至60 μ m范围内，驱动电极32的宽度彼此相等且在20至45 μ m范围内，检测间隙35的大小彼此相等且在20至40 μ m范围内ο
[0125]在擦划式指纹检测元件:V的一个例子中，驱动电极32具有25μπι(微米)的宽度，并且相邻的驱动电极32之间的间距是25 μ m。检测间隙35的大小为25 μ m。感应电极31和参考电极33之间的间距为25 μ m。虚设驱动电路30的平行虚设驱动电极34的宽度为25 μ m并且相邻的虚设驱动电极34之间的间距为25 μ m。间隙36的大小为32 μ m。这里的工艺尺寸参数仅仅作为例子给出，并不限制关于本实用新型的范围。
[0126]参见图6，擦划式指纹检测元件300'可包括一指纹传感区域301以感测在其上扫过的指纹。对于不同的应用，指纹传感区域301的尺寸和形状可视需要改变。
[0127]在某些实施例中，指纹传感区域301可包括一条第一感应电极303、对应第一感应电极303的多条第一驱动电极302、一条第二感应电极310以及对应第二感应电极310的多条第二驱动电极309。第一驱动电极302并排布置且彼此间隔开，并且第一驱动电极302分别与第一感应电极303间隔开地相对以形成多个第一检测间隙306。第二感应电极310与第一感应电极303平行设置并位于第一感应电极303的与多条第一驱动电极302相反的一侧。第二驱动电极309并排布置且彼此间隔开，并且第二驱动电极309分别与第二感应电极310间隔开地相对以形成多个第二检测间隙。第二驱动电极309与多条第一驱动电极302对应地设置在第二感应电极310与第一感应电极303相反的一侧。
[0128]本实施例中，相邻第一驱动电极302之间的节距及相邻第二驱动电极309之间的节距彼此相等且在50至60 μ m范围内，但不以此为限。第一驱动电极302的宽度及第二驱动电极309的宽度彼此相等且在20至45 μ m范围内，但不以此为限。第一检测间隙306和第二检测间隙的大小彼此相等且在20至40 μ m范围内，但不以此为限。
[0129]指纹影像可透过在手指扫过第一驱动电极302分别与第一感应电极303之间的第一检测间隙306和第二驱动电极309分别与第二感应电极310之间的第二检测间隙而产生。这些信号可组合成指纹影像，与使用逐行扫描产生传真影像的方式相似。
[0130]在某些实施例中，第一驱动电极302设定为逐个顺序发送探测信号。此探测信号可在第一感应电极303上感测。与第一驱动电极302相似，第一感应电极303可以是与驱动电路300连接的一导电电极。
[0131]在第一感应电极303处，可因应探测信号而产生响应信号。回应信号的幅度可取决于多个因素，例如指纹传感区域301上是否存在手指，特别是在某第一驱动电极302和第一感应电极303之间的第一检测间隙306上是否刚好有指纹的脊或谷。在第一感应电极303处产生的响应信号之幅度可与该第一驱动电极302和第一感应电极303之间的第一检测间隙306上手指之脊或谷的射频阻抗直接相关。
[0132]指纹传感区域301 (包括第一驱动电极302和第一感应电极303)可能与驱动电路300电连接但实际分离。将第一感应电极303和第二感应电极310定位于硅芯片之外，或可减小传感器的静电放电、磨损及破碎可能性，从而改善擦划式指纹检测元件300'的可靠性。如此亦可按照传统的芯片缩小路线图，让擦划式指纹检测元件300'的成本随时日而降低。此架构与直接接触传感器(整合到硅芯片上的传感器)相比有一明显优点，因为直接接触传感器不能收缩到比行业标准指纹宽度更小。
[0133]本实施例中，通过共用第一驱动电极302、第二驱动电极309、第一感应电极303和第二感应电极310构成一双线成像器，用于产生准确的无变形指纹影像。通过手指先通过第一感应电极303或是第二感应电极310来确定手指扫过指纹传感区域301时的方向，并且，通过比对第一感应电极303和第二感应电极310的信号变化来确定手指扫过指纹传感区域301时的速度(例如:通过计算相同的指纹区域通过第一感应电极303和第二感应电极310的时间差来获得手指速度)，以此来得到更准确的指纹影像。
[0134]参见图7，擦划式指纹检测元件可包括一指纹传感区域301以感测在其上扫过的指纹。对于不同的应用，指纹传感区域301的尺寸和形状可视需要改变。指纹传感区域301可包括一条第一感应电极303、对应第一感应电极303的多条第一驱动电极302、一条第二感应电极310以及对应第二感应电极310的多条第二驱动电极309。第一驱动电极302和第二驱动电极309分别连接驱动电路300。第一驱动电极302并排布置且彼此间隔开，并且第一驱动电极302分别与第一感应电极303间隔开地相对以形成多个第一检测间隙。第二感应电极310与第一感应电极303平行设置并位于第一感应电极303的与多条第一驱动电极302相反的一侧。第二驱动电极309并排布置且彼此间隔开，并且第二驱动电极309分别与第二感应电极310间隔开地相对以形成多个第二检测间隙313。第二驱动电极309与多条第一驱动电极302对应地设置在第二感应电极310与第一感应电极303相反的一侧。
[0135]而与图6不同的是，图7中的擦划式指纹检测元件的第一感应电极303和第二感应电极310均设有对应的参考电极33、虚设驱动电极34、差分滤波器以及差分放大器。
[0136]第一参考电极304与第一感应电极303平行地相对设置并位于第一感应电极303的与多条第一驱动电极302相反的一侧。同样地，第二参考电极311与第二感应电极310平行地相对设置并位于第二感应电极310的与多条第二驱动电极309相反的一侧。
[0137]擦划式指纹检测元件包括多条第一虚设驱动电极305和多条第二虚设驱动电极31232,多条第一虚设驱动电极305并排布置且彼此电连接，多条第一虚设驱动电极305与多条第一驱动电极302对应地设置在第一参考电极304的与第一感应电极303相反的一侦牝多条第二虚设驱动电极31232并排布置且彼此电连接，多条第二虚设驱动电极31232与多条第二驱动电极309对应地设置在第二参考电极311的与第二感应电极310相反的一侦U。在本实施例中，第一虚设驱动电极305和第二虚设驱动电极31232可以全部接地，但不以此为限。擦划式指纹检测元件还包括差分滤波器307、差分放大器308、差分滤波器314以及差分放大器315。在一个实施例中，差分滤波器307、差分放大器308、差分滤波器314以及差分放大器315也可以形成于擦划式指纹检测元件之中(通过半导体芯片生产技术)。第一感应电极303和第一参考电极304分别经过差分滤波器307连接到差分放大器308的正向输入端和反向输入端，差分放大器308通过电子方式减去第一感应电极303和第一参考电极304上的信号，使得噪声和寄生信号被消除。同样地，第二感应电极310和第二参考电极311分别经过差分滤波器314连接到差分放大器315的正向输入端和反向输入端。差分放大器3315通过电子方式减去第二感应电极310和第二参考电极311上的信号，使得噪声和寄生信号被消除。
[0138]可见，图7中擦划式指纹检测元件能够在图6的擦划式指纹检测元件的的基础上，有效消除噪声和寄生信号，从而得到更加准确的指纹图像。
[0139]如图8中所示，为本示例实施方式中一种按压式指纹检测元件的仰视图，其包括第一电极3a'以及与第一电极3a'相对设置的第二电极3b';下面分别结合图8与图9对应说明该按压式指纹检测元件的多个电极的构成方式及其工作原理。
[0140]按压式指纹检测元件的第一电极3a'呈阵列分布，第一电极3a'可以作为按压式指纹检测元件的感应电极也可以作为按压式指纹检测元件的驱动电极。本示例实施方式中，所述第一电极3a'用作按压式指纹检测元件的驱动电极。相应的，所述按压式指纹检测元件的感应电极为阵列排布的第二电极3b'，每一组中的一对所述第二电极3a'与所述第二电极3b'平行且相对，各所述第一电极3a'分别与相对的一条第二电极3b'之间形成检测间隙，每一第一电极3a'和所述第二电极3b'可构成一个基本电容器,每一该电容器即为一简单的指纹识别单元，所有所述指纹识别单元矩阵分布。
[0141]进一步的，如果每一所述第一电极3a'以及第二电极3b'均分别与一引线连接，则会大幅度增加电路的复杂程度；因此，本示例实施方式中，每一列所述第一电极3a^之间被列连接线串联，最后同一列第一电极3a'连接至一个引线；每一行所述第一电极3b'之间被行连接线串联，最后同一行第一电极3b'连接至一个引线。每一列中的所述第一电极3a'和列连接线或者每一行中的所述第二电极3b'和行连接线可以为一体式结构也可以分别为独立的结构。
[0142]当手指在指纹识别检测组件3上方按压时，第一电极3a'和第二电极3b'之间的电容耦合会根据指纹脊还是指纹谷位于检测间隙上方而有不同改变。按压式指纹识别元件可一次获得整个指纹图像，而无需滑动手指。在检测过程中，可以按行或按列对指纹识别单元进行顺序采样，也可以进行随机采样。例如，从一行指纹识别单元可获得一条反映指纹脊和指纹谷的线状指纹图像。通过逐行采样，可获得多条行方向上的线状指纹图像。所述多条线状指纹图案可拼合成一个完整的指纹图像。
[0143]由于上述列连接线与所述列连接线之间存在重叠的区域，因此，在所述行连接线与所述列连接线重叠的部分之间设置有绝缘层，从而实现第一电极3a'与第二电极3b'之间的电气隔离。该绝缘层可以包括二氧化硅或有机绝缘材料等等。在具体实施中，可以是所述行连接线在所述列连接线之上，也可以是所述行连接线在所述列连接线之下，本示例实施方式中并不以此为限。
[0144]由于列方向上一个指纹识别单元的驱动电极(第二电极3a')与另一个指纹识别单元的感应电极(第一电极3b')相邻，因此可能对该另一个指纹识别单元的感应电极造成影响，导致难以从相应感应电极列上读出的信号精确判断指纹图像。这个问题可通过使列方向上相邻的电容型指纹识别单元中心距离的一半大于上述检测间隙而得到解决；如图8中所示，即令一个指纹识别单元的感应元件相对远离其他指纹识别单元的感应元件。
[0145]除此之外，上述问题还可以如图9中所示，通过将每两行所述第一电极3a'设于两行所述第二电极3b'之间而解决。这是因为，每个指纹识别单元的第一电极3a'与相邻指纹识别单元的第一电极3a;相邻，第二电极3V与另一相邻指纹识别单元的第二电极3W相邻。这样，由于每个指纹识别单元中的第一电极3a'仅与本单元中的第二电极3b'相邻，而不会与另一第二电极3b'相邻，因此，不会产生不同单元中的第一电极3a'和第二电极3b'干扰的问题，有利于精确定位产生指纹图像的单元。
[0146]进一步的，本示例实施方式中还提供了一种具有指纹识别检测功能的终端设备，该终端设备具有一显示屏以及上述的任意一种指纹识别检测组件，该显示屏可以为触控屏也可以为非触控屏，上述基片可以为所述显示屏的透明盖板。由上可知，所述基片的第二面为所述透明盖板位于所述终端设备表面的一面，即供用户按压、擦划或者触摸的一面，相应的所述基片的第一面位于所述终端设备的内部。
[0147]容易理解的是，本示例实施方式中的指纹识别检测组件同样可以应用于不具有显示屏的终端设备，因此并不以此为限。
[0148]实施例二
[0149]如图1中，为本示例实施方式中指纹识别检测组件应用的指纹识别检测的设备终端；指纹识别检测组件可以设在其中的非显示区域S区域，也可以设于S区域之上的显示区域。如图10中所示，为本示例实施方式所提供的指纹识别检测组件，其同样主要包括基片I和指纹检测元件3 ;除此之外还可以包括引线4、指纹识别芯片以及保护层7等其他结构。
[0150]如图10中所示，所述基片I具有相对的第一面a和第二面b，且所述第一面a形成有多个盲孔；基片I可以是透明盖板，例如强化玻璃基片1、钢化玻璃基片1、聚碳酸酯基片1、聚碳基片1、石英玻璃基片1、陶瓷基片I或蓝宝石基片I等。所述基片I优选高强度材质，以有效保护下部的元件。本示例实施方式中，所述基片I的第一面a为供用户擦划或者按压的一面，即所述基片I的外表面，相应的，所述基片I的第二面b即为所述基片I的内表面。所述盲孔可以通过激光蚀刻技术、化学蚀刻技术或者深反应离子蚀刻技术等方式形成。本示例实施方式中并不以此为限。
[0151]所述指纹检测元件3包括多个电极，例如可以包括驱动电极3a以及感应电极3b等等，且所述多个电极分别设于所述多个盲孔内。由于所述指纹检测元件3的电极位于所述盲孔内。并且在所述指纹检测元件3的电极上形成有保护层7，该保护层7至少覆盖所述多个电极，从而对加以保护。此外，由于人的手指指纹面与指纹识别传感器之间的距离不能过远，如果距离过远，则很难形成准确的指纹图案。因此，本示例实施方式中，所述保护层7的厚度不大于ΙΟΟμπι。当然，此处的距离值还可以根据需求做适应性调整。
[0152]所述指纹检测元件3的多个电极可以通过多种方式填充在所述盲孔内，例如可以为溅镀或蒸镀等等，其既可以为擦划式指纹检测元件也可以为按压式指纹检测元件，具体构成方式和工作原理可以与实施例一中类似，因此于此不再赘述。
[0153]本示例实施方式中，通过在基片I的第一面a形成多个盲孔，并使指纹检测元件3的多个电极分别设于所述多个盲孔内，从而可以使所述基片I的第一面a整体上更加平整，因此可以使所述保护层7的表面更加平整，避免影响形成准确的指纹图案。除此之外，将指纹检测元件3的多个电极分别设于所述多个盲孔内，可以减少指纹识别检测组件的整体厚度，有助于更好的实现终端设备的轻薄化。
[0154]在本示例实施方式中，所述指纹识别芯片位于所述基片I的第二面b ;所述多个引线4形成在所述基片I的第一面a、侧边c以及第二面b，从而实现指纹检测元件3的多个电极与指纹识别芯片之间的电连接。所述多个引线4可以通过溅镀或丝印等方式形成。
[0155]所述指纹识别芯片可以设置在所述基片I的第二面b ;如图10中所示，本示例实施方式中，所述指纹识别芯片可以通过倒装芯片的方式设置在基片I的第一面a，且指纹识别芯片与引线4相连接，以接收和处理指纹检测元件3的多个电极传来的数据。当然，也可以设置在所述第二面b之下的其他结构上，例如，指纹识别芯片的安装位置也可以是集成于与所述引线4电连接的主电路9，该主电路9可以是印刷电路板，也可以是柔性电路板等等。此外，为了保护指纹识别芯片，可以在指纹识别芯片上设置一保护底座，罩盖指纹识别
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[0156]进一步的，与实施例一中类似，可以在形成所述多个盲孔的同时，在所述基片I的第一面a形成多个引线4槽；此外，还可以在所述基片I的侧边c形成若干凹槽，经过所述基片I侧边c的所述引线4位于所述凹槽内。通过所述引线4槽和凹槽，一方面可以对所述引线4起到保护以及隔离作用，减少整体产品的不良率；另一方面可以减少指纹识别检测组件的整体厚度，有助于更好的实现终端设备的轻薄化以及窄边框化。
[0157]进一步的，本示例实施方式中还提供了一种具有指纹识别检测功能的终端设备，该终端设备具有一显示屏以及上述的任意一种指纹识别检测组件，该显示屏可以为触控屏也可以为非触控屏，上述基片可以为所述显示屏的透明盖板。由上可知，所述基片的第一面为所述透明盖板位于所述终端设备表面的一面，即供用户按压、擦划或者触摸的一面，相应的所述基片的第二面位于所述终端设备的内部。
[0158]容易理解的是，本示例实施方式中的指纹识别检测组件同样可以应用于不具有显示屏的终端设备，因此并不以此为限。
[0159]本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反地，在不脱离本公开的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本公开的专利保护范围。
【权利要求】
1.一种指纹识别检测组件，其特征在于，包括: 基片，具有相对的第一面和第二面，且所述第一面形成有多个盲孔； 指纹检测元件，包括多个电极且所述多个电极分别设于所述多个盲孔内。
2.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹识别检测组件还包括: 多个引线，形成在所述基片第一面，分别与所述多个电极电连接。
3.根据权利要求2所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹识别检测组件还包括: 多个引线槽，形成在所述基片第一面；所述多个引线分别位于所述多个引线槽内。
4.根据权利要求2所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹识别检测组件还包括: 指纹识别芯片，与所述多个引线电连接；所述指纹识别芯片对用户移动手指与所述指纹检测元件的多个电极之间的耦合敏感。
5.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述基片为陶瓷基片、石英玻璃基片、强化玻璃基片或者蓝宝石基片。
6.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述盲孔底部至所述基片第二面的距离不大于100 μ m。
7.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，还包括: 保护层，至少覆盖所述多个电极。
8.根据权利要求7所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述保护层的厚度不大于100 μ m0
9.根据权利要求2所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹识别芯片位于所述基片的第二面，所述引线的一部分经过所述基片侧边；所述基片的侧边形成有凹槽，经过所述基片侧边的所述引线位于所述凹槽内。
10.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述盲孔通过激光蚀刻技术、化学蚀刻技术或者深反应离子蚀刻技术形成。
11.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹检测元件为擦划式指纹检测元件；所述多个电极包括: 感应电极；以及 多条驱动电极，所述多条驱动电极并排布置且彼此间隔开，所述多条驱动电极分别与所述感应电极间隔开地相对以形成多个检测间隙。
12.根据权利要求11所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述多个电极还包括: 参考电极，与所述感应电极相对设置并位于所述感应电极的与所述多条驱动电极相反的一侧。
13.根据权利要求12所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述多个电极还包括: 多条虚设驱动电极，所述多条虚设驱动电极并排布置且彼此电连接，所述多条虚设驱动电极与所述多条驱动电极对应地设置于所述参考电极的与所述感应电极相反的一侧。
14.根据权利要求1所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹检测元件为按压式指纹检测元件；所述多个电极包括: 多对平行且相对设置的第一电极和第二电极； 每对所述第一电极和第二电极组成一个指纹识别单元，所有所述指纹识别单元矩阵分布； 在每个指纹识别单元列中，各指纹识别单元的第一电极彼此电连接；在； 每个指纹识别单元行中，第二电极彼此电连接。
15.根据权利要求14所述的指纹识别检测组件，其特征在于，在每个指纹识别单元列中，相邻指纹识别单元的第一电极和第二电极的设置次序相反。
16.根据权利要求14所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述指纹识别检测组件还包括: 多个列向导线，分别沿列方向在相邻的指纹识别单元之间延伸并与多个指纹识别单元列一一对应，每个列向导线连接到对应的指纹识别单元列中的第一电极； 多个行向导线，分别沿行方向在相邻的指纹识别单元之间延伸并与多个指纹识别单元列--对应，每个行向导线连接到对应的指纹识别单元列中的第二电极； 多个绝缘层，设置在所述列向导线与行向导线重叠的部分之间。
17.根据权利要求14所述的指纹识别检测组件，其特征在于，所述第一电极为驱动电极或感应电极，第二电极相应地为感应电极或驱动电极。
18.一种具有指纹识别检测功能的终端设备，包括如权利要求1-17中任意一项所述的指纹识别检测组件。
19.根据权利要求18所述的具有指纹识别检测功能的终端设备，其特征在于，具有一显示屏，所述基片为所述显示屏的透明盖板； 所述基片的第一面为所述透明盖板位于所述终端设备表面的一面，所述指纹识别检测组件如权利要求1-6或10-17任意一项所述；或者， 所述基片的第一面为所述透明盖板位于所述终端设备内部的一面，所述指纹识别检测组件如权利要求1-5或7-17任意一项所述。
【文档编号】G06K9/62GK204102156SQ201420485097
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】刘伟, 唐根初, 蒋芳 申请人:南昌欧菲生物识别技术有限公司, 南昌欧菲光科技有限公司, 深圳欧菲光科技股份有限公司, 苏州欧菲光科技有限公司