TWI775094B - 指紋感測模組 - Google Patents

Abstract

一種指紋感測模組，包括一影像感測器、一遮光層及一準直器。影像感測器包括多個排成陣列的光感測區及配置於這些光感測區周圍的電路區。遮光層配置於電路區上，且暴露出這些光感測區。準直器配置於影像感測器與遮光層上，其中準直器將來自外界的光導引至影像感測器，其中，遮光層阻擋光傳遞至電路區。

Description

指紋感測模組

本發明是有關於一種感測模組，且特別是有關於一種指紋感測模組。

隨著可攜式電子裝置朝向大屏佔比發展，傳統配置於電子裝置的正面的電容式指紋感測器便不在適用，這是因為電容式指紋感測器會佔用電子裝置正面過多的面積，而導致屏佔比難以提升。在此趨勢之下，屏下式指紋感測模組便被發展出來。

屏下式指紋感測模組主要可分為超音波式與光學式，其中又以光學式的成本較低，較適合量產。在習知的光學式指紋感測模組中，配置於顯示面板下方的準直器將按壓於顯示面板上的手指的反射光傳遞至配置於準直器下方的影像感測器，然而，卻同時將反射光傳遞至影像感測器上的光感測區與電路區，電路區被反射光照射到時會產生雜訊，進而降低了影像感測器的訊雜比，導致影像感測器所感測到的指紋影像的品質下降。

本發明提供一種指紋感測模組，具有良好的訊雜比。

本發明的一實施例提出一種指紋感測模組，包括一影像感測器、一遮光層及一準直器。影像感測器包括多個排成陣列的光感測區及配置於這些光感測區周圍的電路區。遮光層配置於電路區上，且暴露出這些光感測區。準直器配置於影像感測器與遮光層上，其中準直器將來自外界的光導引至影像感測器，其中，遮光層阻擋光傳遞至電路區。

在本發明的實施例的指紋感測模組中，由於採用遮光層配置於電路區上，因此遮光層可以阻擋來自外界的光，以避免光傳遞至電路區而造成雜訊干擾。如此一來，本發明的實施例的指紋感測模組便可以具有較高的訊雜比與較佳的影像品質。

圖1為本發明的一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的電子裝置40包括一顯示面板50及一指紋感測模組100。電子裝置40例如是智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、個人數位助理（personal digital assistant, PDA）或其他適當的電子裝置。顯示面板50例如為有機發光二極體顯示面板、液晶顯示面板或其他適當的顯示面板。

指紋感測模組100包括一影像感測器200、一遮光層110及一準直器300。影像感測器200包括多個排成陣列（例如是二維陣列）的光感測區220及配置於這些光感測區220周圍的電路區230。至少部分的電路區230位於相鄰的光感測區220之間，也可以有另一部分的電路區230在這些光感測區220的整體的周圍。在本實施例中，影像感測器200例如為薄膜電晶體影像感測器（thin film transistor image sensor, TFT sensor），而影像感測器200包括一基板210，例如為玻璃基板，而光感測區220的像素電極222與電路區230的電路232皆配置於基板210上。在本實施例中，影像感測器200上配置於顯示面板50的部分區域下方。然而，當影像感測器200為薄膜電晶體影像感測器時，其也可以是布滿整個顯示面板50的下方，或只在顯示面板50的局部區域下方。

遮光層110配置於電路區230上，且暴露出這些光感測區220。準直器300配置於影像感測器200與遮光層110上，其中準直器300將來自外界的光51導引至影像感測器200，遮光層110阻擋光51，避免光51傳遞至電路區230，而未被阻擋之光51則進入光感測區220。具體而言，顯示面板50發出光53，而光53往上傳遞至按壓於顯示面板50的上表面52的手指60後，被手指60反射成光51。而被手指60反射的光51攜帶手指60的指紋資訊而往下穿透顯示面板50，準直器300將光51準直地傳遞至光感測區220，進而形成指紋的影像。在本實施例中，是以顯示面板50發出光53來照明手指60，然而，在其他實施例中，也可以是透過其他不同於顯示面板50的光源發出光53來照明手指60。

在本實施例的指紋感測模組100中，由於遮光層110係配置於電路區230上，可避免光51傳遞至電路區230而造成雜訊干擾。如此一來，本實施例的指紋感測模組100便可以具有較高的訊雜比與較佳的影像品質。

在本實施例中，遮光層110為吸光層或光反射層，例如為黑色光阻層、金屬層或其他可遮擋光51的物質所形成的膜層。此外，指紋感測模組100更包括一透光保護層120，覆蓋遮光層110與這些光感測區220。透光保護層120例如是光學透明膠層。

在本實施例中，準直器300具有多個彼此分離的光通道310，每一光通道310被一遮光體320所圍繞，且從準直器300的遠離影像感測器200的一側往靠近影像感測器200的一側延伸。在本實施例中，光通道310例如是由透明柱狀固體形成，其例如為光纖，而準直器300例如為光纖光學板（fiber optical plate, FOP）。然而，在其他實施例中，每一光通道310也可以是一空間，其中可以填充有空氣、氣體或液體，也可以是真空。部分的光51經由部分的光通道310傳遞至這些光感測區220而形成指紋影像，而另一部分的光51經由另一部分的光通道310傳遞至遮光層110，並受到遮光層110的阻擋而不會傳遞至電路區230。

圖2為本發明的另一實施例的指紋感測模組的剖面示意圖。本實施例的指紋感測模組100a類似於圖1的指紋感測模組100，而兩者的差異如下所述。在本實施例的指紋感測模組100a中，影像感測器200a例如是以矽基板製成的互補式金屬氧化物半導體影像感測器（complementary metal oxide semiconductor image sensor, CMOS image sensor），而其基板210a為矽基板。

圖3為本發明的又一實施例的指紋感測模組的剖面示意圖。本實施例的指紋感測模組100b類似於圖1的指紋感測模組100，而兩者的差異如下所述。在本實施例的指紋感測模組100b中，準直器300b為透鏡陣列，其具有多個排成陣列（例如二維陣列）的微透鏡330，這些微透鏡330能使攜帶指紋資訊的光51傳遞至這些光感測區220以形成指紋影像。

綜上所述，在本發明的實施例的指紋感測模組中，由於採用遮光層配置於電路區上，因此遮光層可以阻擋來自外界的光，以避免光傳遞至電路區而造成雜訊干擾。如此一來，本發明的實施例的指紋感測模組便可以具有較高的訊雜比與較佳的影像品質。

40:電子裝置 50:顯示面板 51、53:光 52:上表面 60:手指 100、100a、100b:指紋感測模組 110:遮光層 120:透光保護層 200、200a:影像感測器 210、210a:基板 220:光感測區 222:像素電極 230:電路區 232:電路 300、300b:準直器 310:光通道 320:遮光體 330:微透鏡

圖1為本發明的一實施例的電子裝置的剖面示意圖。 圖2為本發明的另一實施例的指紋感測模組的剖面示意圖。 圖3為本發明的又一實施例的指紋感測模組的剖面示意圖。

40:電子裝置

50:顯示面板

51、53:光

52:上表面

60:手指

100:指紋感測模組

110:遮光層

120:透光保護層

200:影像感測器

210:基板

220:光感測區

222:像素電極

230:電路區

232:電路

300:準直器

310:光通道

320:遮光體

Claims (7)

1. 一種指紋感測模組，包括：一影像感測器，包括多個排成陣列的光感測區及配置於該些光感測區周圍的電路區；一遮光層，配置於該電路區上，且暴露出該些光感測區；一準直器，配置於該影像感測器與該遮光層上，其中該準直器為透鏡陣列，將來自外界的光導引至該影像感測器，其中，該遮光層阻擋該光傳遞至該電路區；以及一透光保護層，覆蓋該遮光層與該些光感測區。
2. 如請求項1所述的指紋感測模組，其中該遮光層為吸光層或光反射層。
3. 如請求項1所述的指紋感測模組，其中該遮光層為黑色光阻層或金屬層。
4. 如請求項1所述的指紋感測模組，其中該影像感測器為薄膜電晶體影像感測器。
5. 如請求項1所述的指紋感測模組，其中該影像感測器為互補式金屬氧化物半導體影像感測器。
6. 如請求項1所述的指紋感測模組，其中該影像感測器更包括一基板，且該些光感測區中的像素電極與該電路區中的電路皆配置於該基板上。
7. 如請求項6所述的指紋感測模組，其中該基板為玻璃基板或矽基板。

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