准直结构、指纹识别组件及电子设备的制作方法

本申请涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种准直结构、指纹识别组件及电子设备。

背景技术：

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

如图1所示，目前光学指纹识别组件的准直结构多为玻璃准直。玻璃准直由很多垂直于光电传感器的玻璃丝101组成，玻璃丝101外设有吸光材料。

然而，由于玻璃易碎的特性，无法进一步将该准直结构做薄。另外玻璃准直还存在加工易破裂的缺点。即使通过复杂的工艺将玻璃准直做薄，其准直性能也将大大降低。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本申请的目的是提供一种准直结构、指纹识别组件及电子设备，以获得更薄的准直结构，并且该准直结构具有良好的准直性能及结构强度。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种指纹识别组件，包括：

用于将光信号处理形成电信号的光电传感器；所述光电传感器具有相背对的第一表面和第二表面；所述第一表面具有用于感应光信号的感光部；

设于所述光电传感器第一表面上的准直结构；所述准直结构用于将光线以平行光的形式输入所述感光部；所述准直结构包括微透镜层和遮光层；所述微透镜层设有由有机材料制成的微透镜；所述遮光层位于所述微透镜层和所述光电传感器的第一表面之间，所述遮光层设有透光孔，所述透光孔中心至所述微透镜焦点在垂直于所述微透镜层方向上的距离不超过5μm；

将所述光电传感器和所述准直结构相连的第一连接部。

作为一种优选的实施方式，所述第一连接部为粘接层。

作为一种优选的实施方式，所述光电传感器的感光部上方设有滤光层。

作为一种优选的实施方式，所述光电传感器包括硅基光电传感器、玻璃基光电传感器或有机材料基光电传感器中的一种。

一种准直结构，包括：

设有微透镜的微透镜层；所述微透镜由有机材料制成；

设于所述微透镜层一侧的遮光层；所述遮光层设有透光孔，所述透光孔中心至所述微透镜焦点在垂直于所述微透镜层方向上的距离不超过5μm；

将所述微透镜层和所述遮光层相连的第二连接部。

作为一种优选的实施方式，所述微透镜的焦点位于所述透光孔内。

作为一种优选的实施方式，所述透光孔位于与其相对应的所述微透镜的正下方。

作为一种优选的实施方式，所述透光孔位于与其相对应的所述微透镜的斜下方。

作为一种优选的实施方式，所述微透镜的直径在5μm以上。

作为一种优选的实施方式，所述微透镜的直径在100μm以下。

作为一种优选的实施方式，所述透光孔的直径大小不超过所述微透镜的半径长度。

作为一种优选的实施方式，所述微透镜层、所述第二连接部与所述遮光层成一体结构，所述微透镜层、所述第二连接部与所述遮光层通过对有机材料刻蚀形成。

作为一种优选的实施方式，所述遮光层由金属材料制成。

作为一种优选的实施方式，所述微透镜层和/或所述遮光层为一层或多层。

一种电子设备，显示屏、如上任一实施方式所述的指纹识别组件；

所述指纹识别组件设置于所述显示屏的下方，所述指纹识别组件包括如上任一实施方式所述的准直结构。

有益效果：

本申请实施方式所提供的准直结构、指纹识别组件及电子设备，其中微透镜由有机材料制成，保证其具有良好的结构强度。通过微透镜与遮光层的透光孔配合实现准直，具有良好的准直性能。该准直结构不仅具有良好的准直性能及结构强度，而且在此基础上无需复杂工艺即可做薄，以使指纹识别组件更小更薄。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的玻璃准直结构的结构示意图；

图2为本申请实施方式中所提供的一种准直结构的结构示意图；

图3为本申请实施方式中所提供的一种指纹识别组件的爆炸结构示意图；

图4为图3所示各部分组装在一起后的结构示意图；

图5为本申请实施方式中所提供的一种电子设备的简略结构示意图。

附图标记说明：

1、准直结构；11、微透镜层；12、第二连接部；13、遮光层；131、透光孔；101、玻璃丝；2、第一连接部；3、光电传感器；4、显示屏。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本说明书中，将本申请实施例的组件在正常使用状态下，指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。下述微透镜层11的方向是指其中微透镜排列的方向，与微透镜层11垂直的方向是指与微透镜排列方向相垂直的方向。

具体的，当本申请实施例的指纹识别组件被配置在显示装置中时，将显示装置的显示屏4指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。

更具体的，将图2至图5中所示意的向上的方向定义为“上”，将图2至图5中所示意的向下的方向定义为“下”。

值得注意的是，本说明书中的对各方向定义，只是为了说明本申请技术方案的方便，并不限定本申请实施例的指纹识别组件在包括但不限定于使用、测试、运输和制造等等其他可能导致组件方位发生颠倒或者位置发生变换的场景中的方向。

本申请实施例提供的指纹识别组件，其可运用于包括但不限于屏下指纹解锁、用户身份验证、权限获取等场景中。

具体的，当本申请实施例的指纹识别组件被配置于电子设备中时，电子设备可以基于该指纹识别组件获取用户的指纹特征信息，用以与存储的指纹信息进行匹配，以实现对当前用户的身份验证，从而确认其是否有相应的权限来对电子设备执行相关的操作。

需要说明的是，上述获取的指纹信息，仅是用户生物特征中一种常见的实施例。在可预想的范畴内，本领域技术人员可将本申请实施例的技术方案扩展运用于任意合适的生物特征的验证场景中。例如通过获取用户的虹膜这一生物特征信息进行验证的场景，本申请实施例对此不作限定。

下文是以获取用户指纹信息作为主述场景来阐述的。但基于上文描述可知，本申请实施例的保护范围并不因此而受到限定。

本申请实施例的指纹识别组件可以被应用在包括但不限于移动智能手机、平板电子设备、计算机、gps导航仪、个人数字助理、智能可穿戴设备等电子设备中。

为了实现电子设备的基本功能，本申请实施例中的电子设备还可以包括其他必需的模块或部件。以移动智能手机为例，其还可以包括通信模块、电池等。

需要说明的是，电子设备所包括的其他必需的模块或部件，可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本申请所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但应该理解，本申请在范围上并不因此而受到限制。

如图5所示，该电子设备可以配置有显示屏4。该显示屏4可以为采用自发光单元作为显示像素的自发光显示屏，例如可以为oled显示屏或者led显示屏。当然，显示屏4也可以是lcd显示屏或者其他被动发光显示屏，本申请实施例对此不作限定。

本申请实施例的指纹识别组件被设置在显示屏4的下方。具体的，电子设备中可以设置有中框，指纹识别组件通过该中框被安装在显示屏4的下方，并实现固定。并且，指纹识别组件和显示屏4之间相对且间隔设置。

下面将结合图2至图4，对本申请实施例的准直结构1及指纹识别组件进行解释和说明。需要说明的是，为了便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件。而为了简洁，在不同的实施例中，省略对相同部件的详细说明，且相同部件的说明可互相参照和引用。

请参阅图2。本申请一个实施例中提供一种准直结构1，该准直结构1包括：微透镜层11、遮光层13以及第二连接部12。

其中，所述第二连接部12将微透镜层11和遮光层13相连。所述微透镜层11设有由有机材料制成的微透镜。所述遮光层13设于微透镜层11一侧。所述遮光层13设有透光孔131。所述透光孔131中心至微透镜焦点在垂直于所述微透镜层方向上的距离不超过5μm。

本申请实施例所提供的准直结构1，其中的微透镜由有机材料制成，有机材料的强度、韧性等性能均高于玻璃，保证准直结构1具有良好的结构强度。有机材料相对于空气而言具有较大的折射率，在微透镜层11起到同样的汇聚作用下，采用有机材料做成的微透镜层11可以更加薄，其厚度远远低于采用玻璃制成的准直结构1。通过微透镜与遮光层13的透光孔131配合实现准直，具有良好的准直性能。该准直结构1不仅具有良好的准直性能及结构强度，而且在此基础上无需复杂工艺即可做薄，以使该准直结构1更小更薄。

具体的，所述有机材料可以为透光的树脂材料，当然也可为其他有机材料，本申请对此不做限制。

在本实施例中，所述透光孔131与微透镜对应设置。较佳的，所述微透镜的焦点位于所述透光孔131内。当然，微透镜的焦点也可以位于透光孔131上方或下方，本申请对此不做限制，只需满足透光孔131中心至微透镜焦点在垂直于所述微透镜层11方向上的距离不超过5μm即可。

在一个较佳的实施例中，所述透光孔131的中心与所述微透镜焦点的连线与微透镜层11垂直，以使准直结构1通过更多有效光信号。也即，透光孔131位于与其相对应的所述微透镜的正下方，所述透光孔131的中心位于所述微透镜焦点的正上方，或者所述微透镜焦点的正下方，或者与所述焦点重合。

当然，透光孔131也可以位于与其相对应的所述微透镜的斜下方，本申请对此不作特别的限制。此时透光孔131的中心与所述微透镜焦点的连线与微透镜层11不垂直。

考虑到使准直结构1更薄，当透光孔131的中心位于微透镜焦点的下方时，该透光孔131的中心与微透镜焦点的距离不超过5μm。考虑到保证透光孔131能透过更多的有效光信号，当透光孔131的中心位于微透镜焦点的上方时，该透光孔131的中心与微透镜焦点的距离不超过5μm。作为一种优选的实施例，所述透光孔131的中心与所述微透镜的焦点重合。

在本实施例中，为使准直结构1通过更多有效光信号并且加强准直结构1的准直性能，所述透光孔131的直径大小不超过所述微透镜的半径长度。

在本实施例中，所述微透镜层11、所述第二连接部12与所述遮光层13成一体结构。所述微透镜层11、所述第二连接部12与所述遮光层13通过对有机材料刻蚀形成。可以通过在呈片状的有机材料的不同两面上，分别刻蚀出微透镜层11和遮光层13，片状的有机材料的两面中间自然形成将微透镜层11和遮光层13连接的第二连接部12。此方法具有较高的加工效率，并且无需通过粘接或其他外力将微透镜层11、遮光层13连在一起，在保证准直结构1强度的同时，进一步减小了准直结构1的厚度。

在其他实施例中，所述遮光层13和所述微透镜层11可以为分体结构。第二连接部12可以为粘接层，例如可以为daf胶水或其他粘合剂。其中，daf(dieattachfilm，芯片粘结膜)是一种超薄型薄膜黏合剂。微透镜层11包括多个微透镜，以及将多个微透镜连成一体的基板。基板位于微透镜下方。第二连接部12将基板和遮光层13相连。其中，所述遮光层13可以由金属材料制成。当然，遮光层13也可由其他材料制成，如有机材料、无机材料等，本申请实施方式对此不做限制。

在本实施例中，为了进一步减小准直结构1的厚度，设置所述微透镜的直径不超过100μm。在其他实施例中，所述微透镜的直径不低于5μm。可以得到准直结构1的最小厚度为10μm。

在本实施例中，所述微透镜层11和/或所述遮光层13可以为一层或多层，以使准直结构1的准直性能进一步增强，使后续光电传感器3获得更多有效的目标信号光。

请参阅图3至图4。本申请一个实施例中还提供一种指纹识别组件。该指纹识别组件可以包括光电传感器3、准直结构1以及第一连接部2。

其中，所述第一连接部2将所述光电传感器3和所述准直结构1相连。所述光电传感器3用于将光信号处理形成电信号。其具有相背对的第一表面和第二表面。所述第一表面具有用于感应光信号的感光部。所述准直结构1设于所述光电传感器3第一表面上，用于将光线以平行光的形式输入所述感光部。

所述准直结构1包括微透镜层11和遮光层13。所述微透镜层11设有由有机材料制成的微透镜。所述遮光层13位于所述微透镜层11和所述光电传感器3的第一表面之间。所述遮光层13设有透光孔131。所述透光孔131中心至所述微透镜焦点在垂直于所述微透镜层方向上的距离不超过5μm。

本申请实施例所提供的指纹识别组件，其中的微透镜由有机材料制成，保证其具有良好的结构强度。通过微透镜与遮光层13的透光孔131配合实现准直，具有良好的准直性能。该准直结构1不仅具有良好的准直性能及结构强度，而且在此基础上无需复杂工艺即可做薄，以使指纹识别组件更小更薄。

在本实施例中，光电传感器3在指纹识别组件设置在显示屏4的下方时，用于接收自显示屏4上方的目标生物体(例如用户的手指)反射回来的目标信号光。并且，可以将目标信号光转换为电信号，以生成指纹图像。光电传感器3进一步可以将该指纹图像发送给与之信号连接的图像处理器，图像处理器进行图像处理得到指纹信号，并通过算法对指纹信号进行指纹识别。

在本实施例中，所述光电传感器3可以是硅基光电传感器、玻璃基光电传感器或有机材料基光电传感器中的一种，本申请实施方式不做唯一的限定。优选的，所述光电传感器3为硅基光电传感器，由整片晶圆切割而成。所述光电传感器3第一表面到第二表面的厚度可以在50μm以下。

在本实施方式中，该准直结构1用于对光线进行汇聚，以便于光电传感器3识别指纹。例如手指上的反射光内相邻的两条光线开始时是发散的。也即手指上反射光内相邻的两条光线之间的距离在开始传播时越来越远。当手指上的反射光通过准直结构1后，反射光变成平行光。经过微透镜层11后，竖直方向的光可以通过透光孔131进入感光部，与竖直方向成大角度的光会照在遮光层13不透光的区域。也即通过准直结构1后的反射光，其内相邻的两条光线之间的距离在传播时保持不变。从而通过准直结构1使得更多的手指上的反射光能进入光电传感器3，从而增加光电传感器3所获取的指纹信息，如此便于识别指纹。

在本实施例中，所述第一连接部2可以是粘接层。具体的，粘接层可以是daf胶水或其他粘合剂。其中，daf(dieattachfilm，芯片粘结膜)是一种超薄型薄膜黏合剂。本实施例中的第一连接部2采用daf胶水。所述第一连接部2的厚度不超过20μm。具体的，所述daf胶水可以是全贴，也可以是框贴。

全贴时如图4所示，daf胶水填满所述准直结构1与所述光电传感器3的第一表面之间的空间。即，在准直结构1和光电传感器3之间填满daf胶水。

框贴时，所述准直结构1与所述光电传感器3第一表面之间包括未设置daf胶水的空置区域，所述感光部位于所述空置区域。具体的，daf胶水位于所述感光部的外侧，将准直结构1的周侧和光电传感器3相连接。由于框贴时感光部与准直结构1之间不存在daf胶水，从而能减轻光线在胶水中发生折射而使得从准直结构1上出射的光线内的图案与指纹自身的图案相重叠，而在光电传感器3所识别的指纹中产生摩尔纹的情况。

在本实施方式中，如上所述，光电传感器3的厚度不超过50μm，准直结构1的厚度最小可以为10μm，第一连接部2的厚度不超过20μm。则本实施方式中指纹识别组件的总厚度可以低至80μm，使指纹识别组件更小更薄。第一连接部2用于使光电传感器3与准直结构1相连接，从而使得光电传感器3与准直结构1形成为一体。如此使得本申请实施方式所述的指纹识别组件能形成为一个整体设备，从而避免感光部与准直结构1之间发生分离。

将准直结构1作为单独的一个部件，后续再与光电传感器3连接，有助于提高准直结构1的结构强度和准直性能。若直接在光电传感器3上依靠半导体生长工艺生成准直结构，虽然该情况下无需设置第一连接部2，看似减小了指纹识别组件的厚度，但是该结构成本高，且该准直结构的强度和准直性能无法得到保障。并且若发现准直结构1不符合要求，则与之一体的光电传感器3也将被淘汰，这显然会造成产品良率低与浪费的不良后果。

在本实施方式中，所述光电传感器3的感光部上方设有用于过滤噪声光的滤光层。所述滤光层的厚度不超过100μm。所述滤光层用于至少部分地过滤掉目标信号光中夹杂的噪声光，以提高光电传感器3对接收到的光的感应，提升成像质量。具体的，所述滤光层可以包括由有机材料制成的滤光片。

在一种优选的实施方式中，滤光片以光学过滤涂层的形式存在。即，所述光电传感器3的第一表面和/或微透镜层11表面和/或遮光层13表面涂有滤光涂层。如此可以进一步减小指纹识别组件的厚度。

请参阅图5。本申请一个实施例中还提供一种电子设备。该电子设备可以包括显示屏、设置于所述显示屏的下方的指纹识别组件。

其中，所述指纹识别组件可以为如上任一实施例中的指纹识别组件。所述指纹识别组件包括如上任一实施例所述的准直结构。在此不再赘述。

本申请实施例所提供的电子设备，其中的微透镜由有机材料制成，保证其具有良好的结构强度。通过微透镜与遮光层13的透光孔131配合实现准直，具有良好的准直性能。该准直结构1不仅具有良好的准直性能及结构强度，而且在此基础上无需复杂工艺即可做薄，以使电子设备中的指纹识别组件更小更薄。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。