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CN110770746B - 指纹识别装置和电子设备 - Google Patents

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CN110770746B
CN110770746B CN201980002381.8A CN201980002381A CN110770746B CN 110770746 B CN110770746 B CN 110770746B CN 201980002381 A CN201980002381 A CN 201980002381A CN 110770746 B CN110770746 B CN 110770746B
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fingerprint sensor
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Abstract

提供了一种指纹识别装置和电子设备，所述指纹识别装置适用于具有显示屏的电子设备，所述指纹识别装置包括指纹传感器芯片和基板，所述基板的上表面向下延伸形成有第一凹槽，所述指纹传感器芯片的至少一部分设置在所述第一凹槽内，并电连接至所述基板。通过将所述指纹传感器芯片的至少一部分设置在所述第一凹槽内，不仅能够降低电子设备的成本和复杂度，而且能够有效降低所述指纹识别装置的厚度。

Description

指纹识别装置和电子设备
技术领域
本申请实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及指纹识别装置和电子设备。
背景技术
屏下指纹识别方案是指将光学或超声波指纹识别模组贴合在有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）屏幕的发光层的底部，也就是不管光学指纹识别模组还是超声波指纹识别模组都需要和发光层的底部发光层紧密粘结在一起。
但是，由于OLED屏幕成本很高，且很脆弱，因此将指纹识别模组直接贴合至OLED屏幕时很容易弄坏OLED屏幕。此外，由于指纹识别模组和OLED屏幕完全粘在一起，如出现指纹识别模组损坏，在拆卸指纹识别模组时很容易损坏OLED屏幕。而且，将指纹识别模组直接贴合到OLED屏幕的贴合工艺也比较复杂。
由于以上问题，大大增加了电子设备的成本和复杂度，可维修性低。
此外，由于现有的指纹识别模组厚度过大，满足不了市场对超薄化的电子设备的需求。
申请内容
本申请实施例提供一种指纹识别装置和电子设备，不仅能够降低电子设备的成本和复杂度，而且能够有效降低所述指纹识别装置的厚度。
第一方面，提供了一种指纹识别装置，适用于具有显示屏的电子设备，所述指纹识别装置包括：
指纹传感器芯片；
基板，所述基板的上表面向下延伸形成有第一凹槽，所述指纹传感器芯片的至少一部分设置在所述第一凹槽内，并电连接至所述基板；
其中，所述指纹传感器芯片通过所述基板设置在所述显示屏的下方，所述指纹传感器芯片用于接收经由所述显示屏上方的人体手指反射或散射而返回的指纹检测信号，并基于所述指纹检测信号检测所述手指的指纹信息。
将所述指纹传感器芯片的至少一分部设置在所述第一凹槽内，能够有效降低所述指纹识别装置的厚度，并且通过所述基板将所述指纹传感器芯片设置在所述显示屏的下方，可以避免使用贴合胶固定连接所述指纹传感器芯片和所述显示屏，继而能够降低电子设备的成本和复杂度。例如将所述基板固定在所述电子设备的中框。
在一些可能实现的方式中，所述第一凹槽的尺寸大于所述指纹传感器芯片的尺寸，使得所述指纹传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间存在用于容纳金线的间隙，所述金线用于电连接所述指纹传感器芯片和所述基板。
通过所述指纹传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽侧壁之间的间隙，不仅能够用于容纳所述金线，而且能够用于容纳所述金线的保护胶，进而保证了所述金线的导电性和所述指纹识别装置的性能。
在一些可能实现的方式中，所述第一凹槽的深度包括所述基板的覆盖膜的厚度和位于所述覆盖膜下方的导电层的厚度。
在一些可能实现的方式中，所述基板包括至少两层导电层。
在一些可能的实现方式中，所述第一凹槽的深度包括位于所述覆盖膜下方的第一导电层，所述指纹传感器芯片通过导电通孔（例如贯通所述第一导电层下方的绝缘层的通孔）电连接至所述绝缘层下方的第二导电层，由此，可以使得所述指纹传感器芯片能够电连接至所述基板。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
支架，所述支架围绕所述指纹传感器芯片设置在所述基板的上方；
第一泡棉层，所述第一泡棉层设置在所述支架的上方，所述第一泡棉层设置有贯通所述第一泡棉层的开口，所述指纹传感器芯片通过所述第一泡棉层的开口接收经由所述手指反射或散射而返回的指纹检测信号。
在一些可能实现的方式中，所述支架的下表面通过支架固定胶连接至在所述基板的上方，所述支架上表面通过双面胶连接至所述第一泡棉层。
在一些可能实现的方式中，所述支架为双面胶形成的支架，用于连接所述基板和所述第一泡棉层。
在一些可能实现的方式中，所述支架的靠近所述指纹传感器芯片的侧壁对齐所述第一凹槽的侧壁，使得所述支架和所述指纹传感器芯片之间存在用于容纳金线的间隙，所述金线用于电连接所述指纹传感器芯片和所述基板。
通过所述指纹传感器芯片的和所述支架之间的间隙，不仅能够用于容纳所述金线，而且能够用于容纳所述金线的保护胶，进而保证了所述金线的导电性和所述指纹识别装置的性能。
在一些可能实现的方式中，所述支架的厚度为0.05mm~0.1mm。
在一些可能实现的方式中，所述指纹传感器芯片通过指纹传感器芯片固定胶固定在所述第一凹槽内。
在一些可能实现的方式中，所述基板的上表面在所述第一凹槽的一侧形成所述基板的金手指。
在一些可能实现的方式中，所述基板的金手指的上表面与所述基板的上表面形成第一台阶，所述第一台阶的厚度包括所述基板的位于覆盖层下方的导电层的厚度。
在一些可能实现的方式中，所述基板的上表面在第一区域向下延伸形成有第二凹槽，所述基板的上表面在第二区域与所述基板的金手指的上表面形成第二台阶，所述第一区域为所述基板的金手指靠近所述第一凹槽的一侧所在的区域，所述第二区域为所述基板的金手指远离所述第一凹槽的一侧所在的区域。
在一些可能实现的方式中，所述第二凹槽的深度包括所述基板的覆盖层和位于所述覆盖层下方的导电层的厚度，所述第二台阶的厚度为所述基板的位于覆盖层下方的导电层的厚度。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
柔性电路板，所述柔性电路板形成有所述柔性电路板的金手指；
各向异性导电胶膜，所述柔性电路板的金手指通过所述各向异性导电胶膜电连接至所述基板的金手指。
通过金手指电连接所述基板和所述柔性电路板，不仅能够保证触片之间的绝缘性，还能够保证所述基板和所述柔性电路板之间的导电性，特别是所述指纹传感器芯片包括多个芯片的情况下，可以通过金手指将所述基板上的多个芯片快速电连接至所述柔性电路板，进而能够降低安装复杂度以及拆卸复杂度。
在一些可能实现的方式中，所述基板的金手指和所述柔性电路板的金手指包括多个导电触片。
在一些可能实现的方式中，所述多个导电触片上设置有导电保护层。
在一些可能实现的方式中，所述柔性电路板的下表面在第三区域向上延伸形成有第三凹槽，所述柔性电路板的下表面在第四区域与所述柔性电路板的金手指的下表面形成第三台阶，所述第三区域为所述柔性电路板的金手指远离所述第一凹槽的一侧所在的区域，所述第四区域为所述柔性电路板的金手指靠近所述第一凹槽的一侧所在的区域。
在一些可能实现的方式中，所述柔性电路板的金手指位于所述柔性电路板的一端。
在一些可能实现的方式中，所述柔性电路板的金手指位于所述柔性电路板的中间位置，所述柔性电路板的一端形成有贯通所述柔性电路板的开口，所述柔性电路板的开口对准所述第一凹槽的开口，使得所述指纹传感器芯片设置在所述柔性电路板的开口内。
在一些可能实现的方式中，所述柔性电路板的靠近所述指纹传感器芯片的侧壁对齐所述第一凹槽的侧壁，使得所述柔性电路板和所述指纹传感器芯片之间存在用于容纳金线的间隙，所述金线用于电连接所述指纹传感器芯片和所述基板。
通过所述柔性电路板和所述指纹传感器芯片之间的间隙，不仅能够用于容纳所述金线，而且能够用于容纳所述金线的保护胶，进而保证了所述金线的导电性和所述指纹识别装置的性能。
在一些可能实现的方式中，所述基板为软硬结合板的硬板部分。
在一些可能实现的方式中，所述第一凹槽的深度包括所述基板的覆盖膜的厚度和位于所述覆盖膜下方的至少两层导电层的厚度。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
金线，所述指纹传感器芯片通过所述金线电连接至所述基板；
金线保护胶，所述金线保护胶用于封装所述金线。
在一些可能实现的方式中，所述金线的弧高或封装高度小于150um。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
光路层，所述光路层设置在所述指纹传感器芯片的上方，所述光路层用于将经由所述手指反射或散射而返回的指纹检测信号传输至所述指纹传感器芯片。
在一些可能实现的方式中，所述光路层包括微透镜层和挡光层，所述微透镜层具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，所述挡光层具有多个微孔并设置在所述微透镜层的下方，并且所述微孔与所述微透镜一一对应。
在一些可能的实现方式中，所述光路层还包括滤光片，所述滤光片设置在所述微透镜层上方或者设置在所述微透镜层和所述指纹传感器芯片之间的光路中。
在一些可能实现的方式中，所述指纹传感器芯片包括多个光学指纹传感器芯片，所述多个光学指纹传感器芯片并排设置在所述第一凹槽内，以拼接成一个光学指纹传感器芯片组件。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
图像处理器，所述图像处理器电连接至所述基板。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
至少一个电容器，所述至少一个电容器电连接至所述基板，所述至少一个电容器用于优化所述指纹传感器芯片采集的指纹检测信号。
在一些可能实现的方式中，所述指纹识别装置还包括：
连接器，所述连接器电连接至所述基板，所述连接器用于与外部装置或者所述电子设备的其它部件进行连接。
在一些可能实现的方式中，所述显示屏的发光层的下表面与所述指纹传感器芯片的上表面之间的距离小于600um。
在一些可能实现的方式中，所述基板的厚度的范围为0.1mm~0.4mm。
所述显示屏的下方设置有第二泡棉层，所述第二泡棉层设置有贯通所述第二泡棉层的开孔，所述指纹传感器芯片设置在所述第二泡棉层的开孔的下方。
在一些可能实现的方式中，所述电子设备的中框设置有第四凹槽，所述基板的至少一部分设置在所述第四凹槽内。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：
显示屏；
指纹识别装置，设置在所述显示屏下方，所述指纹识别装置为第一方面或第一方面中的任一可能实现的方式中所述的指纹识别装置，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
在一些可能实现的方式中，所述电子设备还包括：
第二泡棉层，所述第二泡棉层设置在所述显示屏的下方，所述第二泡棉层设置有贯通所述第二泡棉层的开孔，所述指纹传感器芯片设置在所述第二泡棉层的开孔的下方。
在一些可能实现的方式中，所述电子设备还包括：
中框，所述中框设置有第四凹槽，所述指纹识别装置的至少一部分设置在所述第四凹槽内。
基于以上技术方案，本申请实施例的指纹识别装置和电子设备，不仅能够降低电子设备的成本和复杂度，而且能够有效降低所述指纹识别装置的厚度。
附图说明
图1是本申请可以适用的电子设备的平面示意图。
图2是图1所示的电子设备的侧剖面示意图。
图3本申请实施例的具有指纹识别模组的电子设备的示意性结构图。
图4至图7是本申请实施例的指纹识别模组的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种电子设备。
例如，智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机（Automated Teller Machine，ATM）等其他电子设备。但本申请实施例对此并不限定。
本申请实施例的技术方案可以用于生物特征识别技术。其中，生物特征识别技术包括但不限于指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、人脸识别以及活体识别等识别技术。为了便于说明，下文以指纹识别技术为例进行说明。
本申请实施例的技术方案可以用于屏下指纹识别技术和屏内指纹识别技术。
屏下指纹识别技术是指将指纹识别模组安装在显示屏下方，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。具体地，指纹识别模组使用从电子设备的显示组件的顶面返回的光来进行指纹感应和其他感应操作。这种返回的光携带与显示组件的顶面接触或者接近的物体（例如手指）的信息，位于显示组件下方的指纹识别模组通过采集和检测这种返回的光以实现屏下指纹识别。其中，指纹识别模组的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像，从而检测出所述手指的指纹信息。
相应的，屏内(In-display)指纹识别技术是指将指纹识别模组或者部分指纹识别模组安装在显示屏内部，从而实现在显示屏的显示区域内进行指纹识别操作，不需要在电子设备正面除显示区域外的区域设置指纹采集区域。
图1和图2示出了屏下指纹识别技术可以适用的电子设备100的示意图，其中图1为电子设备100的正面示意图，图2为图1所示的电子设备100的部分剖面结构示意图。
如图1和图2所示，电子设备100可以包括显示屏120和指纹识别模组140。
显示屏120可以为自发光显示屏，其采用具有自发光的显示单元作为显示像素。比如显示屏120可以为有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示屏或者微型发光二极管（Micro-LED）显示屏。在其他可替代实施例中，显示屏120也可以为液晶显示屏（Liquid Crystal Display, LCD）或者其他被动发光显示屏，本申请实施例对此不做限制。
此外，显示屏120还可以具体为触控显示屏，其不仅可以进行画面显示，还可以检测用户的触摸或者按压操作，从而为用户提供一个人机交互界面。比如，在一种实施例中，电子设备100可以包括触摸传感器，所述触摸传感器可以具体为触控面板（Touch Panel,TP），其可以设置在所述显示屏120表面，也可以部分集成或者整体集成到所述显示屏120内部，从而形成所述触控显示屏。
指纹识别模组140可以为光学指纹识别模组，比如包括光学指纹传感器。
具体来说，指纹识别模组140可以包括具有光学感应阵列的传感器芯片（后面也称为光学指纹传感器）。其中，光学感应阵列包括多个光学感应单元，每个光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。或者说，指纹识别模组140可以包括光探测器（Photodetector）阵列（或称为光电探测器阵列、光电传感器阵列），其包括多个呈阵列式分布的光探测器。
如图1所示，指纹识别模组140可以设置在所述显示屏120的下方的局部区域，从而使得指纹识别模组140的指纹采集区域（或检测区域）130至少部分位于所述显示屏120的显示区域102内。
当然，在其他可替代实施例中，指纹识别模组140也可以设置在其他位置，比如显示屏120的侧面或者电子设备100的边缘非透光区域。这种情况下，可以通过光路设计将显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到指纹识别模组140，从而使得所述指纹采集区域130实际上位于所述显示屏120的显示区域内。
在本申请的一些实施例中，指纹识别模组140可以仅包括一个传感器芯片，此时指纹识别模组140的指纹采集区域130的面积较小且位置固定，因此用户在进行指纹输入时需要将手指按压到所述指纹采集区域130的特定位置，否则指纹识别模组140可能无法采集到指纹图像而造成用户体验不佳。
在本申请的另一些实施例中，指纹识别模组140可以具体包括多个传感器芯片；所述多个传感器芯片可以通过拼接方式并排设置在所述显示屏120的下方，且所述多个传感器芯片的感应区域共同构成所述指纹识别模组140的指纹采集区域130。也即是说，所述指纹识别模组140的指纹采集区域130可以包括多个子区域，每个子区域分别对应于其中一个传感器芯片的感应区域，从而将所述光学指纹模组130的指纹采集区域130可以扩展到所述显示屏的下半部分的主要区域，即扩展到手指惯常按压区域，从而实现盲按式指纹输入操作。可替代地，当所述传感器芯片数量足够时，所述指纹检测区域130还可以扩展到半个显示区域甚至整个显示区域，从而实现半屏或者全屏指纹检测。
应理解，本申请实施例对所述多个传感器芯片的具体形式不做限定。
例如，所述多个传感器芯片可以分别是独立封装的传感器芯片，也可以是封装在同一个芯片封装体内的多个芯片(Die)。
又例如，还可以通过半导体工艺在同一个芯片的不同区域上制作形成所述多个传感器芯片。
如图2所示，指纹识别模组140的光学感应阵列的所在区域或者光感应范围对应所述指纹识别模组140的指纹采集区域130。其中，指纹识别模组140的指纹采集区域130可以等于或不等于指纹识别模组140的光学感应阵列的所在区域的面积或者光感应范围，本申请实施例对此不做具体限定。
例如，通过光线准直的光路设计，指纹识别模组140的指纹采集区域130可以设计成与所述指纹识别模组140的感应阵列的面积基本一致。
又例如，通过微距镜头进行汇聚光线的光路设计或者反射光线的光路设计，可以使得所述指纹识别模组140的指纹采集区域130的面积大于所述指纹识别模组140感应阵列的面积。
下面对指纹识别模组140的光路设计进行示例性说明。
以指纹识别模组140的光路设计采用具有高深宽比的通孔阵列的光学准直器为例，所述光学准直器可以具体为在半导体硅片制作而成的准直器（Collimator）层，其具有多个准直单元或者微孔，所述准直单元可以具体为小孔，从手指反射回来的反射光中，垂直入射到所述准直单元的光线可以穿过并被其下方的传感器芯片接收，而入射角度过大的光线在所述准直单元内部经过多次反射被衰减掉，因此每一个传感器芯片基本只能接收到其正上方的指纹纹路反射回来的反射光，能够有效提高图像分辨率，进而提高指纹识别效果。
进一步地，当指纹识别模组140包括多个传感器芯片时，可以为每个传感器芯片的光学感应阵列中的一个光学感应单元配置一个准直单元，并贴合设置在其对应的光学感应单元的上方。当然，所述多个光学感应单元也可以共享一个准直单元，即所述一个准直单元具有足够大的孔径以覆盖多个光学感应单元。由于一个准直单元可以对应多个光学感应单元，破坏了显示屏120的空间周期和传感器芯片的空间周期的对应性，因此，即使显示屏120的发光显示阵列的空间结构和传感器芯片的光学感应阵列的空间结构类似，也能够有效避免指纹识别模组140利用经过显示屏120的光信号进行指纹成像生成莫尔条纹，有效提高了指纹识别模组140的指纹识别效果。
以指纹识别模组140的光路设计采用光学镜头的光路设计为例，所述光学镜头可以包括光学透镜（Lens）层，其具有一个或多个透镜单元，比如一个或多个非球面透镜组成的透镜组，其用于将从手指反射回来的反射光汇聚到其下方的传感器芯片的感应阵列，以使得所述感应阵列可以基于所述反射光进行成像，从而得到所述手指的指纹图像。
所述光学透镜层在所述透镜单元的光路中还可以形成有针孔或者微孔光阑，比如，在所述透镜单元的光路中可以形成有一个或者多个遮光片，其中至少一个遮光片可以在所述透镜单元的光轴或者光学中心区域形成有透光微孔，所述透光微孔可以作为上述针孔或者微孔光阑。所述针孔或者微孔光阑可以配合所述光学透镜层和/或所述光学透镜层上方的其他光学膜层，扩大指纹识别模组140的视场，以提高所述指纹识别模组140的指纹成像效果。
进一步地，当指纹识别模组140包括多个传感器芯片时，可以为每一个传感器芯片配置一个光学镜头进行指纹成像，或者为多个传感器芯片配置一个光学镜头来实现光线汇聚和指纹成像。甚至于，当一个传感器芯片具有两个感应阵列（Dual Array）或多个感应阵列（Multi-Array）时，也可以为这个传感器芯片配置两个或多个光学镜头配合所述两个感应阵列或多个感应阵列进行光学成像，从而减小成像距离并增强成像效果。
以指纹识别模组140的光路设计采用微透镜(Micro-Lens)层的光路设计为例，所述微透镜层可以具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，其可以通过半导体生长工艺或者其他工艺形成在所述传感器芯片的感应阵列上方，并且每一个微透镜可以分别对应于所述感应阵列的其中一个感应单元。所述微透镜层和所述感应单元之间还可以形成其他光学膜层，比如介质层或者钝化层，更具体地，所述微透镜层和所述感应单元之间还可以包括具有多个微孔的挡光层，其中所述微孔形成在其对应的微透镜和感应单元之间，所述挡光层可以阻挡相邻微透镜和感应单元之间的光学干扰，并使光线通过所述微透镜汇聚到所述微孔内部并经由所述微孔传输到所述微透镜对应的感应单元，以进行光学指纹成像。
可选地，所述微透镜层上方或者所述微透镜层和所述传感器芯片（后面也称为光学指纹传感器）之间的光路中还可以设置滤光片。
作为一种可选的实施例，所述滤光片可以设置于所述微透镜层上方，例如，所述滤光片可以通过缓冲层与微透镜层连接，所述缓冲层可以为透明介质层，可以用于填平所述微透镜层的表面，
或者所述滤光片可以通过固定装置固定到所述微透镜层的上方，例如在所述微透镜层四周的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定所述滤波片。
作为一种可选的实施例，所述滤光片还可以设置于所述微透镜层和所述传感器芯片之间的光路中，例如，所述滤光片可以设置在所述传感器芯片上方，具体的，所述滤光片可以通过固定装置固定到传感器芯片的上方，例如，在所述传感器芯片的非感光区域设置框胶或者其它支撑件，以支撑并固定所述滤波片，还可以采用蒸镀工艺或溅射工艺，在所述传感器芯片上进行镀膜，形成所述滤波片，即所述滤波片与所述传感器芯片集成为一体。可以理解的是，所述滤波片还可以为在其他光学膜层的镀膜，此处不做限定。
应当理解，上述光路引导结构的几种实现方案可以单独使用也可以结合使用，比如，可以在所述准直器层或者所述光学透镜层下方进一步设置微透镜层。当然，在所述准直器层或者所述光学透镜层与所述微透镜层结合使用时，其具体叠层结构或者光路可能需要按照实际需要进行调整。
指纹识别模组140可以用于采集用户的指纹信息（比如指纹图像信息）。
以显示屏120采用OLED显示屏为例，显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示屏或者微型发光二极管（Micro-LED）显示屏。指纹识别模组140可以利用OLED显示屏的位于指纹采集区域130的显示单元（即OLED光源）来作为光学指纹检测的激励光源。
当手指触摸、按压或者接近（为便于描述，在本申请中统称为按压）在指纹采集区域130时，显示屏120向指纹采集区域130上方的手指发出一束光，这一束光在手指的表面发生反射形成反射光或者经过手指的内部散射后而形成散射光，在相关专利申请中，为便于描述，上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的嵴（ridge）与峪（vally）对于光的反射能力不同，因此，来自指纹嵴的反射光和来自指纹峪的发生过具有不同的光强，反射光经过显示屏120后，被指纹识别模组140中的传感器芯片所接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号；基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并且可以进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备100实现光学指纹识别功能。
由此可见，用户需要对电子设备100进行指纹解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于显示屏120的指纹采集区域130，便可以实现指纹特征的输入操作。由于指纹特征的采集可以在显示屏120的显示区域102的内部实现，采用上述结构的电子设备100无需其正面专门预留空间来设置指纹按键（比如Home键），因而可以采用全面屏方案。因此，所述显示屏120的显示区域102可以基本扩展到所述电子设备100的整个正面。
当然，在其他替代方案中，指纹识别模组140也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测识别的光信号。在这种情况下，指纹识别模组140不仅可以适用于如OLED显示屏等自发光显示屏，还可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。
以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，电子设备100的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在电子设备100的保护盖板下方的边缘区域，而指纹识别模组140可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达所述指纹识别模组140；或者，指纹识别模组140也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达指纹识别模组140。当采用所述指纹识别模组140采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理可以相同。
如图1所示，电子设备100还可以包括保护盖板110。
盖板110可以具体为透明盖板，比如玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于显示屏120的上方并覆盖所述电子设备100的正面，且盖板110表面还可以设置有保护层。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压显示屏120实际上可以是指手指按压在显示屏120上方的盖板110或者覆盖所述盖板110的保护层表面。
如图1所示，指纹识别模组140的下方还可以设置有电路板150，比如软性电路板（Flexible Printed Circuit，FPC）。
指纹识别模组140可以通过焊盘焊接到电路板150，并通过电路板150实现与其他外围电路或者电子设备100的其他元件的电性互连和信号传输。比如，指纹识别模组140可以通过电路板150接收电子设备100的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板150将来自指纹识别模组140的指纹检测信号输出给电子设备100的处理单元或者控制单元等。
图3是本申请实施例的具有指纹识别装置的电子设备的示意性结构图。
如图3所示，所述电子设备200可以包括显示屏210、第二泡棉层220、指纹识别装置230、中框240、电池固定胶250和电池260。其中，所述显示屏210可以为图1和图2所示的显示屏，其相关说明可以参考可以参照前述关于显示屏120的描述。所述指纹识别装置230可以是图1和图2所示的指纹识别模组，其相关功能可以参照前述关于指纹识别模组140的相关描述，此处不再赘述。应理解，在其他可替代实施例中，所述显示屏210和所述第二泡棉层220也可以统称为显示屏幕，显示屏210也可以称为显示屏幕的发光层，本申请实施例对此不做具体限定。
请继续参见图3，所述中框240的上表面向下延伸形成有第四凹槽，即所述中框240设置有第四凹槽，所述指纹识别装置230的至少一部分设置在所述中框240的凹槽内。进一步地，所述第二泡棉层220可以设置有贯通所述第二泡棉层220的开口，所述指纹识别装置230的至少一部分设置在所述第二泡棉层220的开口内。例如所述指纹识别装置230的下表面可以贴合在所述显示屏210的下表面，又例如所述指纹识别装置230的上表面可以贴合在所述中框240的凹槽的底部，又例如，所述指纹识别装置230的上表面和下表面可以分别贴合在所述显示屏210的下表面和所述中框240的凹槽的底部。
但是由于显示屏210成本很高，且很脆弱，因此将指纹识别模组230直接贴合至显示屏210时很容易弄坏显示屏210。此外，由于指纹识别模组230和显示屏210完全粘在一起，如出现指纹识别模组230损坏，在拆卸指纹识别模组230时很容易损坏显示屏210。并且，将指纹识别模组230直接贴合到显示屏210的贴合工艺也比较复杂。由于以上问题，大大增加了电子设备100的成本和复杂度，可维修性低。
本申请提供了一种指纹识别装置，能够降低电子设备200的成本和复杂度，提高了可维修性。
下面结合图4至图7详细说明本申请实施例的指纹识别装置230。
需要说明的是，为便于说明，在本申请实施例中，相同的附图标记用于表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。
请参见图4，所述指纹识别装置230可以包括指纹传感器芯片233和基板231，所述基板231的上表面向下延伸形成有第一凹槽2311，所述指纹传感器芯片233的至少一部分设置在所述第一凹槽2311内，并电连接至所述基板231；例如，所述指纹传感器芯片233的下表面固定连接在所述第一凹槽2311的底部，且通过所述金线235电连接至所述基板231。其中，所述指纹传感器芯片233通过所述基板231设置在所述显示屏210的下方，所述指纹传感器芯片233用于接收经由所述显示屏210上方的人体手指反射或散射而返回的指纹检测信号，并基于所述指纹检测信号检测所述手指的指纹信息。
通过将所述指纹传感器芯片233的至少一分部设置在所述第一凹槽2311内，能够有效降低所述指纹识别装置230的厚度，并且通过所述基板231将所述指纹传感器芯片233设置在所述显示屏210的下方，可以避免使用贴合胶固定连接所述指纹传感器芯片233和所述显示屏210，继而能够降低电子设备200的成本和复杂度。例如将所述基板231固定在所述电子设备的中框240。
在一些实施例中，所述指纹传感器芯片233可以包括多个芯片也可以包括一个芯片，例如所述指纹传感器芯片233可以包括多个光学指纹传感器芯片，所述多个光学指纹传感器芯片并排设置在所述第一凹槽内，以拼接成一个光学指纹传感器芯片组件。所述光学指纹传感器芯片组件可以用于同时获取多张指纹图像，所述多张指纹图像拼接后可以作为一个指纹图像进行指纹识别。请继续参见图4，所述指纹传感器芯片233可以是具有光学感应阵列2331的传感器芯片（后面也称为光学指纹传感器）。其中，光学感应阵列2331可以包括多个光学感应单元，每个光学感应单元可以具体包括光探测器或者光电传感器。或者说，所述指纹传感器芯片233可以包括光探测器（Photo detector）阵列（或称为光电探测器阵列、光电传感器阵列），其包括多个呈阵列式分布的光探测器。
请继续参见图4，所述第一凹槽2311的尺寸可以大于所述指纹传感器芯片233的尺寸，使得所述指纹传感器芯片233的侧壁和所述第一凹槽2311的侧壁之间存在用于容纳金线235的间隙，所述金线235用于电连接所述指纹传感器芯片233和所述基板231。此外，所述第一凹槽2311的尺寸大于所述指纹传感器芯片233的尺寸，也可以降低所述指纹传感器芯片233的安装复杂度和拆卸复杂度。
其中，所述第一凹槽2311的深度可以包括所述基板231的覆盖膜的厚度和位于所述覆盖膜下方的导电层的厚度。所述基板231的覆盖膜可以是绝缘层，用于保护和绝缘所述覆盖膜下方的导电层。位于所述覆盖膜下方的导电层为所述基板231的电路层或布线层，所述指纹传感器芯片233可以通过所述基板的电路层或布线层实现与外部器件的电连接。
例如，所述基板231可以包括至少两层导电层，此时，所述第一凹槽2311的深度包括位于所述基板231的覆盖膜下方的第一导电层，所述指纹传感器芯片233可以通过导电通孔（例如贯通所述第一导电层下方的绝缘层的通孔）电连接至所述绝缘层下方的第二导电层，由此，可以使得所述指纹传感器芯片233能够电连接至所述基板231。
请继续参见图4，所述指纹传感器芯片233可以通过指纹传感器芯片233固定胶232固定在所述第一凹槽2311内。
应理解，所述指纹传感器芯片233也可以固定连接至所述第一凹槽2311的侧壁，也可以通过其它方式固定在所述第一凹槽2311内，例如可以通过卡扣或螺钉将所述指纹传感器芯片233固定在所述第一凹槽2311内，本实施例对此不做具体限定。
请参见继续参见图4，所述基板231的下表面还可以设置有双面胶2313，以便将所述基板239粘贴在所述电子设备200的中框240的凹槽的底部。
应理解，所述基板231也可以固定连接至所述中框240的凹槽的侧壁，或者，所述基板231也可以通过其它方式（例如卡扣或螺钉）固定设置在所述中框240的凹槽内，本申请实施例对此不做具体限定。
请继续参见图4，所述基板231的上表面可以在所述第一凹槽2311的一侧形成所述基板231的金手指2312。换句话说，所述基板231的上表面可以在所述第一凹槽2311的一侧形成所述基板231的导电层的凸出结构，以形成所述基板231的金手指2312。
应理解，本申请对所述基板231的金手指2312的具体结构不做限定。作为示例，如图4所示，所述基板231的上表面在第一区域向下延伸形成有第二凹槽，所述基板231的上表面在第二区域与所述基板231的金手指的上表面形成第二台阶，所述第一区域为所述基板231的金手指靠近所述第一凹槽2311的一侧所在的区域，所述第二区域为所述基板231的金手指远离所述第一凹槽2311的一侧所在的区域。进一步地，所述第二凹槽的深度可以包括所述基板231的覆盖层和位于所述覆盖层下方的导电层的厚度，所述第一台阶的厚度为所述基板231的位于覆盖层下方的导电层的厚度，使得所述基板231的部分导电层形成凸面向上的凸出结构，进而形成所述基板231的金手指2312。
请继续参见图4，所述指纹识别装置230还可以包括柔性电路板239和各向异性导电胶膜241。其中，所述柔性电路板239形成有所述柔性电路板239的金手指2391；所述柔性电路板239的金手指2391通过所述各向异性导电胶膜241电连接至所述基板231的金手指2312。
例如，所述柔性电路板239的金手指2391可以位于所述柔性电路板239的一端。即所述柔性电路板239的一端可以通过压合各向异性导电胶膜241的方式电连接至所述基板231的一端。
通过金手指电连接所述基板231和所述柔性电路板239，不仅能够保证触片之间的绝缘性，还能够保证所述基板231和所述柔性电路板239之间的导电性，特别是所述指纹传感器芯片233包括多个芯片的情况下，可以通过金手指将所述基板231上的多个芯片快速电连接至所述柔性电路板239，进而能够降低安装复杂度以及拆卸复杂度。
应理解，本申请对所述柔性电路板239的金手指2391的具体结构不做限定。作为示例，如图4所示，所述柔性电路板239的下表面可以在第三区域向上延伸形成有第三凹槽，所述柔性电路板239的下表面可以在第四区域与所述柔性电路板239的金手指的下表面形成第三台阶，所述第三区域为所述柔性电路板239的金手指2391远离所述第一凹槽2311的一侧所在的区域，所述第四区域为所述柔性电路板239的金手指2391靠近所述第一凹槽2311的一侧所在的区域。
请继续参见图4，所述指纹识别装置230还可以包括各向异性导电胶膜241的保护胶238，所述保护胶238可以位于所述各向异性导电胶膜241的两端，以保护所述各向异性导电胶膜241，进而保护所述基板231的金手指2391和所述柔性电路板239的金手指2391。
请继续参见图4，所述指纹识别装置230还可以包括支架236和第一泡棉层245，所述第一泡棉层245设置在所述支架236的上方，所述第一泡棉层236设置有贯通所述第一泡棉层236的开口，所述指纹传感器芯片233可以通过所述第一泡棉层245的开口接收经由所述手指反射或散射而返回的指纹检测信号。
结合图3来说，所述第一泡棉层245可以是所述指纹识别装置230的泡棉层，也可以是电子设备200的位于所述显示屏210和所述中框240之间的泡棉层，本申请对此不做具体限定。换句话说，所述第一泡棉层245是所述指纹识别装置230的泡棉层时，所述第一泡棉层245可以直接与所述显示屏240直接接触，进一步地可以使所述第一泡棉层245处于压缩状态；所述第一泡棉层345是电子设备200的位于所述显示屏210和所述中框240之间的泡棉层时，说明所述指纹识别装置230直接贴合在所述显示屏210的下方的第二泡棉层220的下表面。
应理解，所述支架236可以是任何能够用于固定连接所述基板231和所述第一泡棉层245的材料形成。例如，所述支架236可以是由双面胶形成的支架。
请继续参见图4，所述支架236的靠近所述指纹传感器芯片233的侧壁可以对齐所述第一凹槽2311的侧壁，使得所述支架236和所述指纹传感器芯片233之间存在用于容纳所述金线235的间隙。
通过所述支架236和所述指纹传感器芯片233之间的间隙，不仅能够用于容纳所述金线235，而且能够用于容纳所述金线的保护胶237，进而保证了所述金线235的导电性和所述指纹识别装置230的性能。而且，所述基板231还可以通过所述柔性电路板239固定在所述显示屏210的下方，进而使得所述指纹传感器芯片233固定在所述显示屏210的下方。
请继续参见图4，所述指纹识别装置还可以包括金线保护胶237，所述金线保护胶237用于封装并保护所述金线235。可选地，所述金线235的弧高或封装高度小于某一阈值，例如所述金线的弧高或封装高度小于150um。例如所述金线的弧高或封装高度更具体可以小于70um。
需要说明的是，用于容纳所述金线235的空间也可以用于容纳所述金线保护胶237。
例如，如图4所示，用于容纳金线保护胶237的空间包括但不限于指纹传感器芯片233的侧壁和所述第一凹槽2311的侧壁之间形成的间隙、所述指纹传感器芯片233和所述支架236之间形成的间隙，以及所述指纹传感器芯片233和所述第一泡棉层245之间形成的间隙。
请继续参见图4，所述指纹识别装置230还可以包括光路层234，所述光路层234用于将经由所述手指反射或散射而返回的指纹检测信号传输至所述指纹传感器芯片233。所述光路层234设置于指纹传感器芯片233上方，可用于实现光路设计，指纹识别装置230 的光路设计可以参照前述指纹识别模组140的光路设计，这里不再赘述，仅仅选取采用微透镜层的光路设计作为示例性说明。作为一种可选的实施例，所述光路层234包括微透镜层、挡光层，所述微透镜层可以具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，所述挡光层具有多个微孔并设置在微透镜层的下方，并且所述微孔与所述微透镜一一对应，所述光学感应阵列2331的光学感应单元与所述微透镜一一对应。可选地，所述光路层还可以包括其他光学膜层，具体的所述微透镜层与所述指纹传感器芯片233之间还可以形成其他光学膜层，比如介质层或者钝化层。可选地，所述光路层234还可以包括滤波片，所述滤光片设置在所述微透镜层上方或者设置在所述微透镜层和所述传感器芯片233之间的光路中，具体可参照前述内容，此处不再重复。
本申请实施例中，滤光片用于来减少指纹感应中的不期望的环境光，以提高所述指纹传感器芯片233对接收到的光的光学感应。滤光片具体可以用于过滤掉特定波长的光，例如，近红外光和部分的红光等。例如，人类手指吸收波长低于580nm的光的能量中的大部分，如果一个或多个光学过滤器或光学过滤层被设计为过滤波长从580nm至红外的光，则可以大大减少环境光对指纹感应中的光学检测的影响。
例如，所述滤光片可以包括一个或多个光学过滤器，一个或多个光学过滤器可以配置为例如带通过滤器，以允许OLED屏发射的光的传输，同时阻挡太阳光中的红外光等其他光组分。当在室外使用屏下所述指纹识别装置230时，这种光学过滤可以有效地减少由太阳光造成的背景光。一个或多个光学过滤器可以实现为例如光学过滤涂层，光学过滤涂层形成在一个或多个连续界面上，或可以实现为一个或多个离散的界面上。应理解，滤光片可以制作在所述光路层234中的任何光学膜层的表面上，或者沿着到经由手指反射形成的反射光至成所述指纹传感器芯片233的光学路径上，本申请实施例对此不做具体限定。
此外，所述滤光片的进光面可以设置有光学无机镀膜或有机黑化涂层，以使得滤光片的进光面的反射率低于第一阈值，例如1%，从而能够保证所述指纹传感器芯片233能够接收到足够的光信号，进而提升指纹识别效果。
以所述滤光片通过固定装置固定在指纹传感器芯片233的上表面为例。所述滤光片和所述指纹传感器芯片233可以在所述指纹传感器芯片233的非感光区域进行点胶固定，且所述滤光片和所述指纹传感器芯片233的感光区域之间存在间隙。或者所述滤光片的下表面通过折射率低于预设折射率的胶水固定在所述指纹传感器芯片233的上表面，例如，所述预设折射率包括但不限于1.3。
需要注意的是，滤光片通过光学胶填充贴合在指纹传感器芯片233的上表面时，若指纹传感器芯片233的上表面覆盖的胶厚不均匀，会存在牛顿环现象，从而影响指纹识别效果。
与所述滤光片通过固定装置固定到指纹传感器芯片233上方的实现方式相比，所述滤光片为在所述指纹传感器芯片233或者其他光学膜层上的镀膜时，避免了采用蓝玻璃或白玻璃基材等滤光片，不仅会避免牛顿环现象，进而提高指纹识别效果，还能够有效减小所述指纹识别装置230的厚度。
请继续参见图4，所述指纹识别装置还可以包括图像处理器244，所述图像处理器244电连接至所述基板231。例如，所述图像处理器设置在所述柔性电路板239上，并通过所述柔性电路板239电连接至所述基板231。例如，图像处理器244可以为微处理器（MicroProcessing Unit，MCU），用于接收来自所述指纹传感器芯片233通过所述柔性电路板239发送的指纹检测信号（例如指纹图像），并对所述指纹检测信号进行简单的处理。
请继续参见图4，所述指纹识别装置还可以包括至少一个电容器243，所述至少一个电容器243电连接至所述基板231，所述至少一个电容器243用于优化所述指纹传感器芯片233采集的指纹检测信号。例如，所述至少一个电容器243设置在所述柔性电路板239上，并通过所述柔性电路板239电连接至所述基板231，进而电连接至所述指纹传感器芯片233，所述至少一个电容器243可以用于优化所述指纹传感器芯片233采集的指纹检测信号。例如，所述至少一个电容器243用于对所述指纹传感器芯片233采集的指纹检测信号进行滤波处理。其中，所述指纹传感器芯片233可以对应一个或者多个电容器。例如，所述指纹传感器芯片233中的每个芯片对应一个或者多个电容器。
请继续参见图4，所述指纹识别装置还可以连接器242，所述连接器242电连接至所述基板231，例如所述连接器242可以通过所述柔性电路板239电连接至所述基板231。所述连接器242可以用于与外部装置或者所述电子设备的其它部件进行连接，进而实现与所述外部装置的通信或者所述电子设备的其它部件的通信。例如，所述连接器242可以用于连接所述电子设备的处理器，以便于所述电子设备的处理器接收经过所述图像处理器244处理过的指纹检测信号，并基于所述处理过的指纹检测信号进行指纹识别。
应理解，图4仅为本申请的一种示例，不应理解为对本申请的限制。
例如，在一些可替代实施例中，所述指纹传感器芯片233可以设置有硅通孔（Through Silicon Via，TSV）和/或重新布线层（Redistribution Layer，RDL），所述TSV和/或RDL用于将所述指纹传感器芯片233的引脚从上表面引导至下表面。通过所述TSV和/或RDL，所述指纹传感器芯片233的下表面可以形成有布线层。所述指纹传感器芯片233的下表面的所述布线层通过金线235可以电连接至所述基板231的第一凹槽2311内的布线层，此时，所述指纹传感器芯片233的外壁可以贴合在所述第一凹槽2311的侧壁，所述指纹传感器芯片233的下表面和所述第一凹槽2311的底部之间可以设置有用于容纳所述金线235的间隙。进一步地，所述指纹传感器芯片233还可以在所述布线层的表面形成保护层，用于保护以及绝缘所述指纹传感器芯片233。
应当理解，所述支架236可以是由具有粘贴性质的材料形成的支架，例如所述支架236可以由双面胶形成的支架，但本申请实施例不限于此。例如，所述支架236也可以是由不具有粘贴性质的材料形成的支架，例如所述支架236的材料包括但不限于金属、树脂、玻纤复合板等，此时需要将支架236固定在所述泡棉层245和所述基板231之间。
图5是图4所示的指纹识别装置的变形结构。
请参见图5，所述支架236可以作为独立部件，即所述指纹识别装置230除了包括所述支架236之外，还可以包括双面胶247和支架固定胶246，其中所述支架236的下表面通过支架固定胶246连接至在所述基板231的上方，所述支架236上表面通过双面胶247连接至所述第一泡棉层245。作为一种可选的实施例，所述支架236和所述支架固定胶246还可以为一体式结构，所述一体式结构作为支架，例如所述支架可以为单面胶形成的支架，用于连接所述基板231，所述支架的上表面通过双面胶247连接至所述第一泡棉层245。
应理解，所述柔性电路板239的金手指2391可以位于所述柔性电路板239的一端，但本申请实施例不限于此。例如，所述柔性电路板239的金手指2391位于所述柔性电路板239的中间位置，或所述柔性电路板239的金手指2391靠近所述柔性电路板239的中间位置。
图6是图4所示的指纹识别装置的另一变形结构。
请继续参见图6，所述柔性电路板239的金手指位于所述柔性电路板239的中间位置，所述柔性电路板239的一端形成有贯通所述柔性电路板239的开口，所述柔性电路板239的开口对准所述第一凹槽2311的开口，使得所述指纹传感器芯片233设置在所述柔性电路板239的开口内。换句话说，所述柔性电路板239的一端2392和所述柔性电路板239的金手指2391之间形成有开口，所述柔性电路板239的开口对准所述第一凹槽2311的开口，使得所述指纹传感器芯片233设置在所述柔性电路板239的开口内。
这种情况下，在所述指纹传感器芯片233的周围区域，所述柔性电路板239可以通过各方异性导电胶膜241固定在所述基板231的上方。
请继续参见图6，所述柔性电路板的靠近所述指纹传感器芯片233的侧壁对齐所述第一凹槽2311的侧壁，使得所述柔性电路板239和所述指纹传感器芯片233之间存在用于容纳金线235的间隙，所述金线235用于电连接所述指纹传感器芯片233和所述基板231。
通过所述柔性电路板239和所述指纹传感器芯片233之间的间隙，不仅能够用于容纳所述金线235，而且能够用于容纳所述金线的保护胶237，进而保证了所述金线235的导电性和所述指纹识别装置230的性能。
应理解，所述基板231和所述柔性电路板239可以分别具有金手指，进而通过压合各方异性导电胶膜（Anisotropic Conductive Film，ACF）的方式使得所述基板231电连接至所述柔性电路板239，但本申请实施例不限于此。例如，可以集成设置所述基板231和所述柔性电路板239，即基板231和所述柔性电路板239仅可以作为一个部件的两个部分。
图7是图4所示的指纹识别装置的再一变形结构。
请继续参见图7，所述基板231和所述柔性电路板239可以作为软硬结合板的硬板部分和软板部分，即所述第一凹槽2311设置在所述软硬结合板的硬板部分。此时所述硬板部分的上表面可以通过支架236（例如由双面胶形成的支架）固定连接至所述第一泡棉层245的下表面。
应理解，图4至图7仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。
例如，以上结合附图详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。例如，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。又例如，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。
举例来说，图5和图7所示的指纹识别装置可以部分结合使用，例如可以将图5中的柔性电路板239和基板231替换为图7的软硬结合板。
本申请还提供了一种电子设备，其包括显示屏和上文涉及的指纹识别装置，所述指纹识别装置设置在所述显示屏下方，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
结合图3来说，所述电子设备200可以包括中框240。所述中框240用于支撑所述电子设备的显示屏。所述中框240的上表面向下延伸形成有第四凹槽，即所述中框240设置有第四凹槽，所述中框240的凹槽用于容纳所述指纹识别装置230。
进一步地，所述电子设备还可以包括第二泡棉层220。所述第二泡棉层220设置于所述显示屏210的下方，所述第二泡棉层220设置有开窗，所述指纹识别装置230通过所述开窗接收所述显示屏210发出的经由人体手指反射后形成的光信号，所述光信号用于指纹识别。
其中，所述指纹识别装置230中的指纹传感器223与所述显示屏210的下表面之间存在间隙（例如第二泡棉层220的间隙）。其间隙可以是不填充任何辅助材料的空气间隙（air gap），其可保证在当显示屏受到按压或者电子设备出现跌落或碰撞时均不会出现指纹传感器芯片223接触到显示屏的下表面，也不会影响指纹传感器芯片223的指纹识别的稳定性和性能。
显示屏210可以是采用低温多晶硅技术（Low Temperature Poly-silicon，LTPS）制成的OLED有机发光面板，其厚度超薄、重量轻、低耗电，可以用于提供较为清晰的影像。
第二泡棉层220还可以用作屏幕印刷（screen print）层或压花层，所述屏幕印刷层可以带有图文，所述图文可以用作商标图案等标识。所述第二泡棉层220可以是用于遮蔽光的黑色片状层或者印刷层。在其他实施例中，所述第二泡棉层220还可以称为缓冲（cushion）层、后面板或散热层。
以所述显示屏为OLED屏为例，所述显示屏可以是软屏也可以是硬屏。当手指放于亮屏的OLED屏上方，手指就会反射OLED屏发出的光，此反射光会穿透OLED屏直到OLED屏下方。位于OLED屏下方的光路层能够用于将漏光中的红外信号成分滤除。由于指纹是一个漫反射体，因此，经由手指反射或漫射形成的光信号在各方向都会存在。进一步地，可以在OLED屏下方和指纹传感器芯片之间设置的微透镜阵列（Micro lens Array），能够收集OLED屏上方漏下来的光信号。由此，所述指纹传感器芯片223通过接收滤除红色光的光信号，进行指纹图像的成像。
需要注意的是，OLED屏上方漏下来的光信号包括指纹信号和屏内部结构信号，而屏内结构信号会对指纹图像的成像产生影响，例如，在进行指纹图像的成像时产生摩尔条纹。本实施例中，通过控制泡棉层222及各零件的厚度，可以使得所述指纹传感器芯片223和OLED屏（例如，所述显示屏210的下表面）的距离在某一阈值（例如600um）以内，进而使的屏结构的成像模糊，但指纹的结构的成像不受影响。由于所述指纹传感器芯片223和OLED屏之间的距离越小，指纹识别性能越好，因此在可靠性和制程能力允许的前提下，可以尽量缩小所述指纹传感器芯片223和OLED屏之间的距离。
应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。
应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“所述”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的元件，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述元件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个元件或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或元件的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
上文涉及的各功能元件可以集成设置，也可以是各个元件单独物理存在。各功能元件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种指纹识别装置，其特征在于，适用于具有显示屏的电子设备，所述指纹识别装置包括：
指纹传感器芯片；
基板，所述基板的上表面向下延伸形成有第一凹槽，所述指纹传感器芯片的至少一部分设置在所述第一凹槽内，所述第一凹槽的尺寸大于所述指纹传感器芯片的尺寸，使得所述指纹传感器芯片的侧壁和所述第一凹槽的侧壁之间存在用于容纳金线的间隙，所述金线用于电连接所述指纹传感器芯片和所述基板，所述基板的上表面在所述第一凹槽的一侧形成所述基板的金手指，所述基板的上表面在第二区域与所述基板的金手指的上表面形成第二台阶，所述第二区域为所述基板的金手指远离所述第一凹槽的一侧所在的区域；
柔性电路板，所述柔性电路板形成有所述柔性电路板的金手指，所述柔性电路板的下表面在第四区域与所述柔性电路板的金手指的下表面形成第三台阶，所述第四区域为所述柔性电路板的金手指靠近所述第一凹槽的一侧所在的区域；
各向异性导电胶膜，所述柔性电路板的金手指通过所述各向异性导电胶膜电连接至所述基板的金手指；
其中，所述指纹传感器芯片通过所述基板设置在所述显示屏的下方，所述指纹传感器芯片用于接收经由所述显示屏上方的人体手指反射或散射而返回的指纹检测信号，并基于所述指纹检测信号检测所述手指的指纹信息。
2.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第一凹槽的深度包括所述基板的覆盖膜的厚度和位于所述覆盖膜下方的导电层的厚度。
3.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
支架，所述支架围绕所述指纹传感器芯片设置在所述基板的上方；
第一泡棉层，所述第一泡棉层设置在所述支架的上方，所述第一泡棉层设置有贯通所述第一泡棉层的开口，所述指纹传感器芯片通过所述第一泡棉层的开口接收经由所述手指反射或散射而返回的指纹检测信号。
4.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支架的下表面通过支架固定胶连接至在所述基板的上方，所述支架上表面通过双面胶连接至所述第一泡棉层。
5.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支架为双面胶形成的支架，用于连接所述基板和所述第一泡棉层。
6.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支架的靠近所述指纹传感器芯片的侧壁对齐所述第一凹槽的侧壁，使得所述支架和所述指纹传感器芯片之间存在用于容纳金线的间隙，所述金线用于电连接所述指纹传感器芯片和所述基板。
7.根据权利要求3所述的指纹识别装置，其特征在于，所述支架的厚度为0.05mm~0.1mm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹传感器芯片通过指纹传感器芯片固定胶固定在所述第一凹槽内。
9.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述基板的上表面在第一区域向下延伸形成有第二凹槽，所述第一区域为所述基板的金手指靠近所述第一凹槽的一侧所在的区域。
10.根据权利要求9所述的指纹识别装置，其特征在于，所述第二凹槽的深度包括所述基板的覆盖层和位于所述覆盖层下方的导电层的厚度，所述第二台阶的厚度为所述基板的位于覆盖层下方的导电层的厚度。
11.根据权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于，所述柔性电路板的下表面在第三区域向上延伸形成有第三凹槽，所述第三区域为所述柔性电路板的金手指远离所述第一凹槽的一侧所在的区域。
12.根据权利要求1或11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述柔性电路板的金手指位于所述柔性电路板的一端。
13.根据权利要求1或11所述的指纹识别装置，其特征在于，所述柔性电路板的金手指位于所述柔性电路板的中间位置，所述柔性电路板的一端形成有贯通所述柔性电路板的开口，所述柔性电路板的开口对准所述第一凹槽的开口，使得所述指纹传感器芯片设置在所述柔性电路板的开口内。
14.根据权利要求13所述的指纹识别装置，其特征在于，所述柔性电路板的靠近所述指纹传感器芯片的侧壁对齐所述第一凹槽的侧壁，使得所述柔性电路板和所述指纹传感器芯片之间存在用于容纳金线的间隙，所述金线用于电连接所述指纹传感器芯片和所述基板。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
金线，所述指纹传感器芯片通过所述金线电连接至所述基板；
金线保护胶，所述金线保护胶用于封装所述金线。
16.根据权利要求15所述的指纹识别装置，其特征在于，所述金线的弧高或封装高度小于150um。
17.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
光路层，所述光路层设置在所述指纹传感器芯片的上方，所述光路层用于将经由所述手指反射或散射而返回的指纹检测信号传输至所述指纹传感器芯片。
18.根据权利要求17所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光路层包括微透镜层和挡光层，所述微透镜层具有由多个微透镜形成的微透镜阵列，所述挡光层具有多个微孔并设置在所述微透镜层的下方，并且所述微孔与所述微透镜一一对应。
19.根据权利要求18所述的指纹识别装置，其特征在于，所述光路层还包括滤光片，所述滤光片设置在所述微透镜层上方或者设置在所述微透镜层和所述指纹传感器芯片之间的光路中。
20.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹传感器芯片包括多个光学指纹传感器芯片，所述多个光学指纹传感器芯片并排设置在所述第一凹槽内，以拼接成一个光学指纹传感器芯片组件。
21.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
图像处理器，所述图像处理器电连接至所述基板。
22.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
至少一个电容器，所述至少一个电容器电连接至所述基板，所述至少一个电容器用于优化所述指纹传感器芯片采集的指纹检测信号。
23.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置还包括：
连接器，所述连接器电连接至所述基板，所述连接器用于与外部装置或者所述电子设备的其它部件进行连接。
24.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述显示屏的发光层的下表面与所述指纹传感器芯片的上表面之间的距离小于600um。
25.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述基板的厚度的范围为0.1mm~0.4mm。
26.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，所述显示屏的下方设置有第二泡棉层，所述第二泡棉层设置有贯通所述第二泡棉层的开孔，所述指纹传感器芯片设置在所述第二泡棉层的开孔的下方。
27.根据权利要求1至7中任一项所述的指纹识别装置，其特征在于，所述电子设备的中框设置有第四凹槽，所述基板的至少一部分设置在所述第四凹槽内。
28.一种电子设备，其特征在于，包括：
显示屏；
指纹识别装置，设置在所述显示屏下方，所述指纹识别装置为如权利要求1至27中任一项所述的指纹识别装置，且其指纹采集区域至少部分位于所述显示屏的显示区域之中。
29.根据权利要求28所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
第二泡棉层，所述第二泡棉层设置在所述显示屏的下方，所述第二泡棉层设置有贯通所述第二泡棉层的开孔，所述指纹传感器芯片设置在所述第二泡棉层的开孔的下方。
30.根据权利要求28或29所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
中框，所述中框设置有第四凹槽，所述指纹识别装置的至少一部分设置在所述第四凹槽内。
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