[发明专利]基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块及其制备方法，所述指纹识别模块包括：指纹识别传感器阵列，以及还包括：设置于指纹识别传感器阵列上、用于准直光取出的光学结构；其中，所述光学结构包括：上、下层纳米光栅层，以及设置在所述上、下层纳米光栅层之间的聚合物分散液晶PDLC层。应用本发明可以简化工艺流程、减小指纹识别模块的厚度，避免Miss‑align问题，且可以提高指纹识别精准度。

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别是指一种基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块及其制备方法。

背景技术

相比普通屏幕，全面屏的视觉效果具有更高冲击力，更加惊艳的显示效果，成为现在智能显示终端的新宠。但是随着屏幕屏占比的提高，基于指纹识别传感器的指纹识别模块设计成为手机终端厂商亟需解决的问题。

应用准直光方案的全面屏指纹识别技术的显示屏器件，如图1所示，其指纹识别模块包括：指纹识别传感器阵列及其背板，以及设置于指纹识别传感器阵列上方的光学结构层。指纹识别时，为防止相邻传感器接收到较远位置的指纹信息，导致传感器接收的信息混乱，因此需要在指纹识别传感器阵列上设置一层光学结构，用以去除杂散光，实现指纹识别。光学结构可以是如图2所示的通孔或者是如图3所示的套孔来实现去除杂散光功能。由于目前黑色材料的厚度无法做到100um厚度，因此通常优先选择套孔方案。

套孔方案的准直光学机理，如图4所示：为了实现防止大角度的光的串扰，需要形成多层黑矩阵(BM)，即矩阵式图案化的遮光膜层，来阻挡大角度光的串扰，由模拟结果可知，只有多次形成BM层才能完全实现防止大角度光的串扰，为了实现进入指纹识别传感器的光角度≤8.5°，则设计的工艺孔深要求大于100um。

在实际应用中，本发明的发明人发现现有的基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块具有如下问题：

1、由于光学结构层需要形成多层BM层，以及间隔相邻BM层的PI(聚酰亚胺薄膜)层，导致指纹识别模块的整个工序中需要至少5-6次掩膜工艺，5-6次的PI膜涂覆，工艺流程非常复杂。

2、多层的BM层、PI层，导致指纹识别模块的光学结构的整体厚度达到100um，不利于显示屏器件的整体轻薄化，且整体厚度大等于100um还会导致器件内应力很大，如图5a所示，从而存在玻璃弯曲造成碎片的风险。

3、如图5b所示，在BM层刻蚀圆孔的过程中，往往出现PI残留的情况；由于孔内的颗粒状残留会影响通过孔的光路，从而降低指纹识别精准度。

4、如图5c所示，多层套孔对之间需要具有一定的偏差，而实际生产过程中难以将偏差控制在适当范围内，从而出现Miss-align(对位偏差)问题。

5、受限于5层BM开口率与多层PI透过率的影响，导致最终到达指纹识别传感器的光强降低，严重降低指纹识别精准度。

综上，现有的基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块具有制造工艺流程非常复杂、整体厚度大、有Miss-align问题，指纹识别精准度低的问题。

发明内容

本发明提出了一种基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块及其制备方法，可以简化工艺流程、减小指纹识别模块的厚度，避免Miss-align问题，且可以提高指纹识别精准度。

基于上述目的，本发明提供一种基于准直光取出的光学结构的指纹识别模块，包括：指纹识别传感器阵列，以及还包括：设置于指纹识别传感器阵列上、用于准直光取出的光学结构；其中，所述光学结构包括：

上、下层纳米光栅层，以及

设置在所述上、下层纳米光栅层之间的聚合物分散液晶PDLC层。

进一步，所述光学结构中还包括：

设置于所述下层纳米光栅层下的、作为衬底的聚酰亚胺PI膜层。