指紋傳感器和指紋識別系統的製作方法

2023-05-24 16:29:56 2

專利名稱：指紋傳感器和指紋識別系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體傳感器技術領域，尤其涉及一種指紋傳感器和指紋識別系 統。
背景技術：
隨著指紋識別技術的發展，指紋識別系統越來越多地應用在日常生活中，例如指 紋識別門禁系統，帶有指紋識別的筆記本電腦等。指紋識別系統包括指紋傳感器和驅動電路單元，其中指紋傳感器用於探測指紋 當前用戶指紋圖案，並且將所述當前用戶指紋圖案轉換成電信號的指紋信息，驅動電路單 元，用於驅動所述指紋傳感器，並且處理指紋傳感器探測到的指紋信息。在專利號為ZL99806059的中國專利中公開了一種指紋識別系統。參考圖1，示出 了所述專利的指紋識別系統的示意圖，所述指紋識別系統包括指紋傳感器100和驅動電路 單元200，其中驅動電路單元200採用柔性印刷電路板，柔性的驅動電路單元更便於裝配。但是，現有的指紋識別系統具有一些不足例如，指紋傳感器容易因為彎曲而導致 功能受損，造成失效；指紋傳感器無法放置於具有曲面外觀或容易彎曲的產品上，這使指紋 識別系統的應用範圍較大受到限制，無法滿足各種類型的產品使用指紋識別系統的需求。
發明內容本實用新型解決的是提供一種指紋識別系統，以擴大指紋識別系統的應用範圍。為解決上述問題，本實用新型提供一種指紋傳感器，用於探測指紋圖案，所述指紋 傳感器包括柔性基底。所述基底為柔性塑料基底。所述柔性基底的厚度小於200 μ m。所述指紋傳感器為電容式指紋傳感器或壓力式指紋傳感器。所述指紋傳感器為低溫多晶矽型指紋傳感器或非晶矽薄膜電晶體型指紋傳感器。所述指紋傳感器為線型或面狀指紋傳感器。一種包括上述任一權利要求所述的指紋傳感器的指紋識別系統，還包括用於控 制所述指紋傳感器並處理指紋傳感器探測到的信號的驅動電路單元，連接於所述指紋傳感
ο所述驅動電路位於柔性印刷電路板上。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點指紋傳感器具有柔性基底，可避免彎 曲而造成的功能受損問題，還可適於各種產品上，擴大了指紋識別系統的使用範圍。

圖1是現有技術指紋識別系統的示意圖；圖2是本實用新型指紋識別系統一實施方式的示意3[0018]圖3是本實用新型指紋傳感器一實施例的示意圖；圖4是本實用新型指紋傳感器另一實施例的示意圖圖5是採用雷射釋放塑基電子工藝製造本實用新型指紋傳感器的流程圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，
以下結合附圖對本 實用新型的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便於充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠 以多種不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵 的情況下做類似推廣。因此本實用新型不受下面公開的具體實施方式
的限制。現有技術中的指紋識別系統，其指紋傳感器部分通常採用硬質基底，具有硬質基 底的指紋傳感器無法應用於具有非平面的外觀的產品上，這使指紋傳感器的應用範圍受到 限制。在所述專利的指紋識別系統中，雖然其驅動電路單元部分可以是柔性的，但是其 指紋傳感器部分仍採用硬質的絕緣基底，例如硬質的矽基底、印刷電路板或者玻璃。具有硬 質絕緣基底的指紋識別系統，其外觀可塑性較差。隨著產品的多樣化發展，有些產品容易彎曲，還有越來越多的產品具有非平面的 外觀，例如曲面或圓面等。然而，硬質基底的指紋傳感器放置於易彎曲的產品上時，容易因 為彎曲而造成指紋傳感器的功能受損，從而造成失效，此外，硬質基底的指紋傳感器也無法 放置於具有曲面的產品上，這使指紋傳感器的應用範圍較大受到限制。針對上述問題，本實用新型提供一指紋傳感器，所述指紋傳感器包括柔性基底，具 有柔性基底的指紋傳感器可以彎曲，避免因彎曲而造成的失效問題，還可以放置於具有曲 面外觀的產品上。本實用新型還提供包括指紋傳感器的指紋識別系統。參考圖2，示出了本實用新型 指紋識別系統一實施方式的示意圖，所述指紋識別系統包括指紋傳感器300，連接於指紋 傳感器300的驅動電路單元400，其中指紋傳感器300，用於探測手指的指紋圖案，並且將所述指紋圖案轉換成電信號的 指紋信息。所述指紋傳感器300在指紋識別過程中，提供人機界面，所以所述指紋傳感器 通常設置於產品中。所述指紋傳感器300包括基底500，所述基底500用於支撐和絕緣位於 基底500上的各種電子器件或電路單元，所述基底500為柔性的。具體地，所述柔性基底的材料可以是柔性塑料，通常所述柔性塑料的厚度小 於200μπι。可以通過雷射剝離塑基電子工藝(EPLaR，Electronics Plastic by Laser Release)形成具有柔性基底500的指紋傳感器300。驅動電路單元400，用於驅動所述指紋傳感器300，並且處理指紋傳感器300探測 到的指紋信息。通常驅動電路單元400密封於產品的內部，驅動電路單元400 —般不受產 品外形的限制，因此，所述驅動電路單元可以位於硬質印刷電路板上。然而，對於具有薄形 曲面外觀的產品，驅動電路單元400也會受限於產品外形，那麼，可將所述驅動電路單元設 置於柔性印刷電路板上，以滿足產品需求。所述具有柔性指紋傳感器可以放置於易彎折的產品中，也可以放置於具有曲面的產品上，以滿足不同產品對指紋識別系統的需求，從而擴大了指紋識別系統的應用範圍。下面結合具體實施例對本實用新型做進一步說明。參考圖3，示出了指紋傳感器一實施例的示意圖。本實施例以電容式指紋傳感器為 例。如圖3所示，其中，電容式指紋傳感器301，用於探測指紋信息，將指紋圖案轉化為電信 號，所述電容式指紋傳感器301包括基底501，所述基底501為柔性絕緣基底，所述柔性絕緣 基底的材料可以為柔性塑料。通過雷射剝離塑基電子工藝形成具有柔性絕緣基底的電容式 指紋傳感器301所述電容式指紋傳感器301包括多個陣列式排布的探測單元，每個探測單 元均包括平板電極3011以及位於平板電極3011上的絕緣層3012。指紋構成電容的另一 電極，由於指紋的凸起20和凹陷10與平板電極3011的距離不同，所以指紋的凸起20和 凹陷10與平板電極3011之間形成的電容值不同，從而可以通過不同電容值將指紋圖案轉 換成為電信號。本技術方案的指紋傳感器，通過指紋的凸起和凹陷所產生的不同電容來探測指紋 圖案。其中，電容式指紋傳感器具有柔性基底，可以放置於易彎折的產品上，也可以設置於 具有曲面外觀的產品上，從而擴大了指紋傳感器的應用範圍。參考圖4，示出了指紋傳感器另一實施例的示意圖。本實施例以壓力式指紋傳感器 為例。如圖4所示，壓力式指紋傳感器302，用於探測指紋信息，將指紋圖案轉化為電信 號。所述壓力式指紋傳感器302包括柔性絕緣基底502，所述柔性絕緣基底502為柔性塑 料。可以通過EPLaR方法形成具有柔性絕緣基底502的壓力式指紋傳感器302，所述壓力式 指紋傳感器302包括多個探測單元3021，每個探測單元3021均包括開關、與所述開關相 連的接觸平板。其中開關用於使接觸平板處於探測或非探測狀態，所述接觸平板則用於探 測指紋圖案的凹陷和凸起所產生的不同的壓力。所述壓力式指紋傳感器還包括柔性薄膜401，用於提供進行指紋識別的接觸面，所 述柔性薄膜401可將指紋圖案轉移到指紋傳感器上。此外，柔性薄膜401還對壓力式指紋 傳感器302起到保護作用。本技術方案的指紋識別系統，通過指紋的凸起和凹陷所產生的不同壓力來探測指 紋圖案，壓力式指紋傳感器將所述不同的壓力轉化成為接觸電阻或電壓等的電信號，之後 通過驅動電路對所述電信號進行數據處理，以獲取指紋信息。其中，壓力式指紋傳感器具有 柔性基底，可以設置於易彎折的產品上，也可以設置於具有曲面外觀的產品上，因此可以滿 足產品對指紋傳感器的需求。參考圖5，示出了採用雷射釋放塑基電子工藝製造圖2所示指紋傳感器的流程圖。 所述指紋傳感器的製造流程包括以下步驟步驟sl，提供玻璃基底；步驟s2，在所述玻璃基底上塗覆柔性材質；步驟S3，在所述塑料薄膜上形成指紋傳感器的薄膜電晶體陣列；步驟s4，在所述薄膜電晶體陣列上覆蓋電泳材料；步驟s5，通過雷射工藝將玻璃基底和柔性材質剝離。下面對每一步驟進行詳細說明。對於步驟s2，所述柔性材質為柔性塑料，一般選擇小於200 μ m的柔性塑料。通常採用旋塗工藝，在玻璃基底上形成柔性材質。柔性材質與毫米級厚度的玻璃基底相比，厚度 可以忽略不計，可將塗敷了柔性材質的玻璃基底當作傳統的玻璃基底，進行後續工藝。對於步驟S3，可採用現有的薄膜電晶體工藝在塗敷了柔性材質的玻璃基底上形成 指紋傳感器的薄膜電晶體陣列。對於步驟s4，通常採用真空壓膜機技術將電泳材料壓敷在薄膜電晶體陣列上。本實用新型並不限制指紋傳感器的製造工藝，所述指紋傳感器還可以通過其他制 造工藝形成，例如低溫多晶矽型指紋傳感器或非晶矽薄膜電晶體的製造工藝。還需要說明的是，本技術方案也不限定指紋傳感器的尺寸及形狀，所述指紋傳感 器可以是線型或面狀的指紋傳感器。綜上所述，本實用新型指紋傳感器包括柔性基底，柔性指紋傳感器具有較強的可 塑性，一方面可設置於易彎曲的產品中，另一方面可設置於曲面或球面產品上，從而擴大 了指紋傳感器的使用範圍。此外，指紋傳感器具有柔性基底，因此指紋傳感器不會碎裂，進而不會有人體割傷 的風險。進一步地，指紋傳感器由柔性塑料製成，而柔性塑料易獲取、價格低，可以降低指 紋傳感器的成本。應該理解，此處的例子和實施例僅是示例性的，本領域技術人員可以在不背離本 申請和所附權利要求所限定的本實用新型的精神和範圍的情況下，做出各種修改和更正。
權利要求1.一種指紋傳感器，用於探測指紋圖案，其特徵在於，所述指紋傳感器包括柔性基底。
2.如權利要求1所述的指紋傳感器，其特徵在於，所述基底為柔性塑料基底。
3.如權利要求1或2所述的指紋傳感器，其特徵在於，所述柔性基底的厚度小於 200 μ HIo
4.如權利要求1所述的指紋傳感器，其特徵在於，所述指紋傳感器為電容式指紋傳感 器或壓力式指紋傳感器。
5.如權利要求1所述的指紋傳感器，其特徵在於，所述指紋傳感器為低溫多晶矽型指 紋傳感器或非晶矽薄膜電晶體型指紋傳感器。
6.如權利要求1所述的指紋傳感器，其特徵在於，所述指紋傳感器為線型或面狀指紋 傳感器。
7.一種包括上述任一權利要求所述的指紋傳感器的指紋識別系統，還包括用於控制 所述指紋傳感器並處理指紋傳感器探測到的信號的驅動電路單元，連接於所述指紋傳感
8.如權利要求7所述的指紋識別系統，其特徵在於，所述驅動電路位於柔性印刷電路 板上。
專利摘要一種指紋傳感器，所述指紋傳感器，用於探測指紋圖案，所述指紋傳感器包括柔性基底。一種包括所述指紋傳感器的指紋識別系統，還包括用於控制所述指紋傳感器並處理指紋傳感器探測到的信號的驅動電路單元，連接於指紋傳感器。本實用新型的指紋傳感器包括柔性基底，一方面可以避免彎曲所造成的指紋傳感器失效問題，另一方面本實用新型指紋傳感器可設置於具有曲面外觀的產品，從而擴大了指紋傳感器的使用範圍。
文檔編號G06K9/00GK201910060SQ20102050509
公開日2011年7月27日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者蕭旭峰 申請人:金鵬科技有限公司