本發明涉及指紋識別模組，特別是用于智能手機等產品中的電容傳感器式指紋識別模組或射頻傳感器式指紋識別模組，更具體地說，涉及一種以封裝材料為主要導光介質、具有背光的指紋識別模組。

背景技術：

人的指紋重復率極小，大約150億分之一，具有“人體身份證”的特性；由于其具有終身不變性、唯一性和方便性，幾乎已成為生物特征識別的代名詞。指紋識別技術的應用非常廣泛，特別是智能手機上搭配載的指紋識別模組，數量已經十分龐大。據統計，中國智能手機市場每月的出貨量達8000萬部左右，而搭配指紋識別模組的手機月出貨量大概是3500萬～4000萬部。

如圖9所示，智能手機上搭配載的指紋識別模組901中，通常采用的是電容式傳感器或射頻傳感器，這種指紋識別模組的面板不能發光，無法被點亮以呈現特定透光圖案(例如企業商標)；如果能呈現特定透光圖案，將大大提高指紋識別模組的美觀效果以及品牌辨識度。

指紋識別模組的典型結構如圖1所示，該指紋識別模組100可通過電路板104與智能手機內部的主板電連接上。圖1的上部是供使用者放置手指以進行指紋識別的面板102，在面板102的周圍是一圈金屬環103。其中的面板102的長L、寬W尺寸大致在10mm左右。

如圖2所示為該指紋識別模組的側面剖視效果圖，其中，指紋識別芯片203與電路板104電連接。指紋識別芯片203通過粘合層202與底面涂有油墨201的面板102貼合。其中的面板102(或稱蓋板)可由玻璃、藍寶石、陶瓷、樹脂等材料制成。現有指紋識別模組的面板不能發光，原因在于其結構限制。圖2是放大示意的效果，各部分的實際厚度尺寸非常小，其中整個指紋識別模組的厚度H1受其實現本身功能的嚴格要求，以及手機輕薄化的限制，一般都只有1mm左右；粘合層202的厚度H5在0.01～0.02mm之間；面板102的厚度H3約為0.2mm；芯片封裝的厚度H4約為0.1mm；而指紋識別芯片能支持的識別厚度，即從芯片裸芯上表面到手指接觸點的最大垂直距離H2往往必須控制在0.35mm以內。因此，要增加任何復雜的微小光學結構都將給指紋識別模組的批量生產帶來極大的麻煩、以及成本的提升，無法滿足量產需要。

同時，現有指紋識別模組技術主要采用電容式傳感器和射頻傳感器，制造模組的材料有嚴格的介電或其他性能要求，因而不能將發光源置于指紋識別芯片的中心或者頂部，只能置于側面。現有結構中，唯一可用于透光的地方就是使用透明的粘合層202，但其厚度太薄，嚴重缺乏光傳導的有效通路，無法將發光源的光傳導至其面板上以呈現透光圖案。

技術實現要素：

針對現有技術的上述缺陷，本發明要解決現有指紋識別模組的面板不能發光，無法被點亮以呈現特定透光圖案的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種具有背光的指紋識別模組，包括電路板、設于所述電路板上的指紋識別芯片、以及裝于所述指紋識別芯片上表面的面板，所述指紋識別芯片包括封裝材料及裸芯，其中，還包括與所述電路板連接的至少一個發光源；所述面板上設有至少一個透光區；所述封裝材料為透光材料；所述發光源所發出的光以所述封裝材料為主要導光介質，并經所述封裝材料后從所述面板上的透光區射出。

本發明中，所述面板通過透光的粘合層貼合在所述指紋識別芯片上表面，所述發光源所發出的光依次經所述封裝材料、粘合層后從所述面板上的透光區射出。

本發明中，所述發光源設于所述封裝材料外部；或者，所述發光源與所述裸芯一起被封裝于所述封裝材料內部。所述發光源主要朝向所述透光區發光。

本發明中，在以下至少一個地方還設有用于調節發光效果的調光物：在所述封裝材料內、在所述粘合層內、在所述裸芯的頂部、在所述封裝材料的頂部、在所述面板透光區的底部。其中，所述調光物是熒光粉；或者是能改變光的傳播方向和/或組成的微顆粒和/或微孔。

本發明中，還可在以下至少一個地方設置用于調節發光效果的調光物：所述封裝材料的頂部、所述裸芯的頂部、所述面板的底部；所述調光物包括具有散、衍射功能的熒光粉、微顆粒、或微孔。

本發明中，還可在以下至少一個地方設置不導電反光材料：所述裸芯的頂部、所述面板底部的非透光區。

本發明中，在所述發光源的背對所述透光區的方向，還可設置部分圍繞所述發光源以將光匯聚后主要朝向所述透光區的高反膜、反光罩、或反射鏡中的任一種。

本發明中，所述發光源可以是以下任一種：發光二極管、發光二極管管芯、激光器、激光器管芯、激光陣列管芯、有機發光器件、有機發光陣列器件。

本發明中，所述透光區可形成企業商標、通用標識、或特定透光圖案。

通過以上技術方案，本發明可在有限的空間內，在滿足指紋識別要求同時，使用至少一個發光源作為背光光源，實現指紋識別模組的背光功能，并可使其面板上透光區形成的透光圖案發光，進而大大提高指紋識別模組的美觀程度以及品牌辨識度。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是現有指紋識別模組的結構示意圖；

圖2是圖1所示指紋識別模組的側面剖視放大示意圖；

圖3是本發明一個優選實施例中指紋識別模組的分解示意圖；

圖4是圖3所示指紋識別模組中發光源的俯視分布示意圖；

圖5是圖3所示指紋識別模組的側面剖視放大示意圖；

圖6是本發明另一個優選實施例中指紋識別模組的分解示意圖；

圖7是圖6所示指紋識別模組中發光源的俯視分布示意圖；

圖8是圖6所示指紋識別模組的側面剖視放大示意圖；

圖9是現有智能手機中帶有指紋識別模組的示意圖。

具體實施方式

如圖3所示為本發明指紋識別模組的一個優選實施例。本實施例中，在面板102上設有透光區，該透光區可形成透光圖案101。在圖1所示的現有指紋識別模組由于不具有透光功能，所以通常沒有這個透光圖案101。該透光圖案101可以是不同的形狀，具體可以是企業商標、通用標識、或其他透光圖案。

本實施例中，在指紋識別芯片203的外部周圍設有發光源301、302、303、304。這些發光源與指紋識別芯片一起通過錫焊的方式物理連接且電連接至電路板104，其俯視效果如圖4所示。具體實施時，發光源的數量、位置均可根據需要作相應的調整。面板102通過粘合層貼合至指紋識別芯片203上。而金屬環103則包圍著面板102和指紋識別芯片203，同時也物理連接并電連接至電路板104。

如圖5所示，面板102底部通過印刷的方式涂布有黑色油墨區域501和502。黑色油墨區域之間留有空隙，或使用透明油墨，以形成透光區，通常是特定的透光圖案101。帶有油墨區域501、502以及透光圖案101的面板102通過粘合層202貼合到指紋識別芯片上。指紋識別芯片由裸芯507和封裝材料508組成，本實施例中，封裝材料508和粘合層202均為透光材料，具體可以是無色透明材料，或者是有色透明材料。發光源所發出的光以封裝材料508為主要導光介質，并可經封裝材料508、粘合層202后從面板102上的透光圖案101處射出。

在本實施例中，使用無色透明的封裝材料，并將調光物混合至封裝材料中。在其他實施例中，還可將調光物設置在封裝材料的頂部504處、或者設置在裸芯507的頂部505處、或者設置在面板202透光區的底部；當設置在面板202的底部時，主要是要覆蓋住透光圖案101所在的區域。

圖5中只示出了發光源301、303。具體實施時，發光源301、303和未示出的其他發光源均物理連接且電連接至電路板104上。發光源301、303的頂部是其發光中心。從光效的角度考慮，其發光中心的高度必須高于裸芯507，并低于面板底部503。其發光的主要方向應基本朝向透光圖案101。

在一個優選實施例中，發光源可以選擇藍光發光二極管，例如III族氮化物發光二極管。調光物可以選擇合適的熒光粉，例如紅色氮化物熒光粉主要有兩種，都是銪摻雜的氮化物，結構式可以寫為M₂xSi₅N₈:xEu²⁺(M＝Ca，Sr，Ba，其中0≤x≤0.4)和CaAlSiN₃:Eu²⁺。綠色和黃色氮氧化物熒光粉目前主要有Eu²⁺,Ce³⁺,Y²⁺等稀土離子激活的塞隆(Sialon)類和MSiO₂N₂兩大類。

本發明中，發光源和調光物可有多種組合，本領域技術人員可根據需要改變所述發光源的種類、發光顏色和波長，或改變調光物的種類、配比，從而改變所述透光圖案的發光效果。其中的調光物可以是熒光粉，或者是能改變光的傳播方向和/或組成的微顆粒和/或微孔。對于微粒，微孔等微光學結構來說，往往會同時存在著光的反射、折射、衍射、散射、偏振等多種光學現象；隨著微粒微孔尺寸不同，這些現象的偏重各有不同；但歸根到底都是改變光的傳播方向和組成。改變傳播方向就是不用直接看到光源就能看到物體被照亮；改變組成是指能改變組成光的波長和偏振態，例如可以看到藍色、紅色的天空，靠的是空氣中的微粒對陽光的散射。

另外，在面板102的非透光區的底部，即油墨區501、502的底部，還可通過涂敷、印刷、鍍膜等方式設置不導電反光材料，以提高光效。另外，還可以裸芯的頂部505處設置不導電反光材料。

如圖5所示，在發光源301、303的背對透光圖案101的方向，還設置有反光罩506、509，以進一步提高光效。

圖6所示為本發明指紋識別模組的另一個優選實施例。在該指紋識別模組中，發光源601被集成到指紋識別芯片203的內部。與指紋識別芯片203一起通過錫焊的方式物理連接且電連接至電路板104。其俯視時的相對位置如圖7所示。面板102通過粘合層貼合至指紋識別芯片203上。而金屬環103則包圍著面板102和指紋識別芯片203，同時也物理連接并電連接至電路板104。同樣，在面板102上設有透光圖案101。

如圖7所示，指紋識別芯片203內封裝有裸芯507、發光源601。只要不影響裸芯507的正常工作，具體實施時，發光源的數量、位置可根據際需要進行調整，并不限于圖6、圖7所示的數量和位置。

如圖8所示，面板102底部通過印刷的方式涂布有黑色油墨區域501和502。黑色油墨區域之間留有空隙，或使用透明油墨，以形成透光圖案101。帶有油墨區域501、502及透光圖案101的面板102通過粘合層202貼合至指紋識別芯片上。指紋識別芯片由裸芯507和封裝材料508組成。同時，發光源601及其他可能的未示出發光源也一同封裝在封裝材料508內部。其中的封裝材料508是透光材料，具體可以是無色透明材料，或者是有色透明材料。

如圖8所示，在發光源601的背對透光圖案101的方向，還設置有反光罩901，以進一步提高光效。