本發(fā)明關(guān)于一種影像感測(cè)裝置及其使用的光學(xué)膜片；具體而言，本發(fā)明關(guān)于一種應(yīng)用于指紋辨識(shí)的影像感測(cè)裝置及其使用的光學(xué)膜片。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)、無(wú)線移動(dòng)通信和信息家電的快速發(fā)展與應(yīng)用，為了達(dá)到操作更人性化的目的，許多信息產(chǎn)品，如智能手機(jī)、筆記本電腦等，多配有供指紋辨識(shí)的影像感測(cè)裝置。在現(xiàn)有的影像感測(cè)裝置中，光源所發(fā)出的光線經(jīng)基板投射至使用者的手指上，通過(guò)基板上的電路擷取手指影像，以判斷手指移動(dòng)的方向和距離或是辨識(shí)出手指的紋路。

然而，在現(xiàn)有的影像感測(cè)裝置中，通常需搭配多層光學(xué)膜，以優(yōu)化擷取到的手指影像。此外，基板的背側(cè)通常設(shè)有防爆膜，以提供基板保護(hù)及使用上的安全。多層光學(xué)膜及防爆膜的設(shè)置使得現(xiàn)有的影像感測(cè)裝置具有一定的厚度，不易于超薄化。此外，現(xiàn)有的影像感測(cè)裝置中，多半采用特殊的發(fā)光二極管作為光源，例如紅光發(fā)光二極管，使用特殊的發(fā)光二極管有發(fā)光效率不佳及成本較高的問(wèn)題。因此，現(xiàn)有影像感測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)仍有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一種影像感測(cè)裝置，具有整體厚度減少的設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種光學(xué)膜片，具有提高影像清晰度的效果。

本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種影像感測(cè)裝置，包含基板、光感應(yīng)電路、光學(xué)膜片和光源?；寰哂邢鄬?duì)的第一表面和第二表面。光感應(yīng)電路設(shè)置于第一表面。光學(xué)膜片設(shè)置于第二表面。光源設(shè)置于光學(xué)膜片背向基板的一面。光學(xué)膜片包含透光膜體以及光柵結(jié)構(gòu)。透光膜體具有相對(duì)的第一面及第二面。透光膜體對(duì)于紅光波段的光穿透率大于對(duì)于藍(lán)光波段的光穿透率。光柵結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一面及第二面至少其一上，光柵結(jié)構(gòu)的光穿透率小于透光膜體的光穿透率。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種光學(xué)膜片，供用于一背光模塊，光學(xué)膜片包含透光膜體以及光柵結(jié)構(gòu)。透光膜體具有相對(duì)的第一面及第二面。透光膜體對(duì)于紅光波段的光穿透率大于對(duì)于藍(lán)光波段的光穿透率。光柵結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一面及第二面至少其一上，光柵結(jié)構(gòu)的光穿透率小于透光膜體的光穿透率。

基于上述實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

通過(guò)光學(xué)膜片提高長(zhǎng)波長(zhǎng)可見(jiàn)光波段的穿透率可提高影像清晰度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明影像感測(cè)裝置的一實(shí)施例剖視圖；

圖2為透光膜體于可見(jiàn)光波段穿透率示意圖；

圖3為基板的實(shí)施例上視圖；

圖4為光柵結(jié)構(gòu)自第二面的上視圖；

圖5為光學(xué)膜片與光柵結(jié)構(gòu)的放大剖視圖；

圖6為本發(fā)明影像感測(cè)裝置的另一實(shí)施例剖視圖；

圖7為透光膜體于藍(lán)光波段及紫外光波段的穿透率示意圖；

圖8為光柵結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一面及第二面的實(shí)施例剖視圖；

圖9為光學(xué)膜片與光柵結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)圖8的實(shí)施例放大剖視圖；

圖10A及圖10B為光柵結(jié)構(gòu)自第二面及第一面的上視圖；以及

圖11為光柵結(jié)構(gòu)設(shè)置保護(hù)層的實(shí)施例剖視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種影像感測(cè)裝置，具有整體厚度減少的設(shè)計(jì)，其利用光學(xué)膜片中的光柵結(jié)構(gòu)來(lái)減少背光模塊入射光線至基板后產(chǎn)生的雜散光，以改善影像感測(cè)裝置的光學(xué)表現(xiàn)。本發(fā)明的影像感測(cè)裝置較佳可用于具有觸控的液晶顯示器，或可用于指紋辨識(shí)裝置。

圖1為本發(fā)明影像感測(cè)裝置10的一實(shí)施例剖視圖。如圖1所示，影像感測(cè)裝置10包含基板100、光感應(yīng)電路110以及背光模塊200?；?00具有相對(duì)的第一表面102和第二表面104。光感應(yīng)電路110設(shè)置于第一表面102(參考圖3)。背光模塊200設(shè)置于鄰近第二表面104，且背光模塊200包含光學(xué)膜片210、光學(xué)膜組件220以及光源230。光學(xué)膜片210設(shè)置于鄰近第二表面104。光學(xué)膜組件220與光源230設(shè)置于光學(xué)膜片210遠(yuǎn)離基板100的一側(cè)。

如圖1所示，光源230包含導(dǎo)光板232及發(fā)光模塊234以形成側(cè)入光式的背光結(jié)構(gòu)。導(dǎo)光板232設(shè)置于光學(xué)膜片210遠(yuǎn)離基板100的一側(cè)。光學(xué)膜組件220設(shè)置于導(dǎo)光板232與光學(xué)膜片210之間。光學(xué)膜組件220可由多層不同光學(xué)片材所組成，例如增亮膜及擴(kuò)散膜，借此可引導(dǎo)發(fā)光模塊234發(fā)出的光線并使光線均勻分布。發(fā)光模塊234設(shè)置于導(dǎo)光板232的一端，并沿導(dǎo)光板232的側(cè)緣211分布。發(fā)光模塊234產(chǎn)生光線進(jìn)入導(dǎo)光板232，并經(jīng)導(dǎo)光板232導(dǎo)引抵達(dá)光學(xué)膜片210。圖1的實(shí)施例中繪示發(fā)光模塊234分布沿導(dǎo)光板232的一側(cè)，但不以此為限。發(fā)光模塊234可視需求沿導(dǎo)光板232的不同側(cè)設(shè)置，形成多側(cè)設(shè)有發(fā)光模塊的影像感測(cè)裝置。于本實(shí)施例的變形例中，光源230可以是直下式的背光結(jié)構(gòu)，也就是光源230僅包含發(fā)光模塊234，而無(wú)須配置導(dǎo)光板，發(fā)光模塊234直接均勻配置于光學(xué)膜組件220下方，以提供均勻的光線。

如圖1所示，光學(xué)膜片210具有透光膜體212以及光柵結(jié)構(gòu)218。透光膜體212具有相對(duì)的第一面214及第二面216。在圖1所示的實(shí)施例，光柵結(jié)構(gòu)218設(shè)置于第二面216(朝向光源的一面)上，包含多條第一格線與多條第二格線并分別沿第一方向X(例如水平方向)及第二方向Y(例如進(jìn)出紙面方向)排列。第一方向X及第二方向Y均平行第一面214延伸且彼此相交。如圖1所示，透光膜體212的第一面214未設(shè)有其他微結(jié)構(gòu)而與基板100的第二表面104緊密貼合，以增加基板100的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；然而在不同實(shí)施例中，光柵結(jié)構(gòu)218亦可設(shè)置于第一面214上。

光學(xué)膜片較佳采用對(duì)于紅光波段的光穿透率大于對(duì)于藍(lán)光波段的光穿透率的透光膜體。如圖2繪示的穿透率示意圖，光學(xué)膜片在波長(zhǎng)大于600nm的區(qū)域的穿透率相較于波長(zhǎng)小于450nm的區(qū)域的穿透率來(lái)得高。例如，采用聚酰亞胺(Polyimide,PI)制成的透光膜體在長(zhǎng)波長(zhǎng)波段具有良好的穿透率。由于可見(jiàn)光中長(zhǎng)波長(zhǎng)波段對(duì)于指紋紋路的波峰波谷有較佳的識(shí)別效果，因此借此設(shè)計(jì)，可使光源發(fā)出的可見(jiàn)光線中長(zhǎng)波長(zhǎng)波段的穿透率大于短波長(zhǎng)波段的穿透率，以提高影像的清晰度。在其它實(shí)施例，較佳可采用在波長(zhǎng)大于600nm的區(qū)域的穿透率大于60％，在波長(zhǎng)小于450nm的區(qū)域的穿透率小于40％的透光材質(zhì)作為透光膜體。此外，采用長(zhǎng)波長(zhǎng)波段具有良好穿透率的光學(xué)膜片可搭配白光發(fā)光二極管，亦可避免因使用特殊發(fā)光二極管而造成的發(fā)光效率的問(wèn)題，也可節(jié)省光源的使用成本。

相較于透光膜體，光柵結(jié)構(gòu)的光穿透率小于透光膜體的光穿透率。例如，以金屬材質(zhì)(如銅)形成光柵結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，亦可以絕緣遮光材質(zhì)(例如油墨)形成光柵結(jié)構(gòu)。采用絕緣遮光材質(zhì)形成的光柵結(jié)構(gòu)利用吸收光的方式，使部分光線(方向偏斜的光線)被吸收，部分光線通過(guò)光柵結(jié)構(gòu)后保持準(zhǔn)直。采用金屬或其他具高反射性材質(zhì)形成的光柵結(jié)構(gòu)則是將方向偏斜的光線反射，使光線經(jīng)重復(fù)反射后可保持準(zhǔn)直出射，且相較吸光方式可進(jìn)一步提高整體亮度。借此光柵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可使光線經(jīng)光柵結(jié)構(gòu)后減少雜散光線并保持準(zhǔn)直。

圖3為基板100的實(shí)施例上視圖。如圖3所示，光感應(yīng)電路110設(shè)置于基板100的第一表面102。舉例而言，光感應(yīng)電路110為光學(xué)式影像感測(cè)電路。光感應(yīng)電路110包含薄膜晶體管、光感測(cè)器等，當(dāng)手指觸碰基板100時(shí)，觸碰位置反射的光線由光感應(yīng)電路110接收以進(jìn)行位置確認(rèn)及指紋辨識(shí)。

圖4為光柵結(jié)構(gòu)218自第二面216的上視圖。如圖4所示，光柵結(jié)構(gòu)218形成網(wǎng)格。網(wǎng)格由多條第一格線218a及多條第二格線218b交錯(cuò)形成。第一格線218a沿前述第一方向X排列，如圖4所示，多條第一格線218a彼此平行且間隔排列。類似地，第二格線218b沿前述第二方向Y排列，多條第二格線218b彼此平行且間隔排列。

如前所述，光線經(jīng)光柵結(jié)構(gòu)后可使光線保持準(zhǔn)直。具體而言，相鄰兩條第一格線218a的間距B與第一格線218a的寬度C的比較佳介于1:1至1:5之間(即B：C＝1:1至1:5)。在較佳實(shí)施例中，將第一格線218a的寬度C加大并將相鄰第一格線218a的間距B縮小可減少偏斜光線穿過(guò)的機(jī)會(huì)，提供良好的光線準(zhǔn)直效果。相鄰兩第一方向格線218a的間距B較佳介于10μm至50μm之間。類似地，相鄰兩條第二格線218b的間距B與第二格線218b的寬度C的比較佳介于1:1至1:5之間，且相鄰兩條第二格線218b的間距B較佳介于10μm至50μm之間。因此，使光線經(jīng)網(wǎng)格狀的光柵結(jié)構(gòu)可保持準(zhǔn)直。此外，采用本發(fā)明的光學(xué)膜片，可省去現(xiàn)有影像感測(cè)裝置中光學(xué)膜組件220的部分光學(xué)膜，以減少整體厚度。需補(bǔ)充的是，網(wǎng)格可由金屬材質(zhì)或絕緣遮光材質(zhì)形成，其影響光線的效果已如上說(shuō)明，在此不另贅述。

就光柵結(jié)構(gòu)高度而言，其亦可提供光線準(zhǔn)直的效果。圖5為光學(xué)膜片210的放大剖視圖。如圖5所示，光柵結(jié)構(gòu)218在第一方向X上的截面(例如沿圖4的剖切位置AA’)上具有彼此相間隔的多個(gè)突出的第二格線218b，相鄰兩條第二格線218b間具有間距B。如前所述，間距B與第二格線218b寬度C的比較佳介于1:1至1:5之間。就間距B與第二格線218b高度A而言，間距B與第二格線218b高度A的比較佳介于1:2至1:10之間(即B：A＝1:2至1:10)。換言之，相鄰兩第二格線218b的間距B與第二格線218b的高度A的比介于1:2至1:10之間。因此，使光線經(jīng)網(wǎng)格狀的光柵結(jié)構(gòu)可保持準(zhǔn)直。

需注意的是，上述網(wǎng)格狀的形式并不限于如圖4所示的正方形。網(wǎng)格形狀可視需求改變。換言之，不同方向格線于交會(huì)處的形狀可以改變。例如配合光柵結(jié)構(gòu)的制作方式，將網(wǎng)格形狀調(diào)整為圓孔狀或是六角形。

圖6為本發(fā)明影像感測(cè)裝置10的另一實(shí)施例剖視圖。在圖6所示的實(shí)施例，影像感測(cè)裝置10的光學(xué)膜片210采用經(jīng)染色透光膜體212a。例如，采用聚酰亞胺作為透光膜體，并進(jìn)一步將聚酰亞胺染色。染色可為黃色或是紅色，借此使長(zhǎng)波長(zhǎng)波段的光線通過(guò)，并濾除短波長(zhǎng)波段的光線，以增加長(zhǎng)波長(zhǎng)波段的光線的穿透率。在其它實(shí)施例中，透光膜體212a可采用如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)進(jìn)行染色。

需補(bǔ)充的是，若考量紫外光波段對(duì)光學(xué)膜片210及光學(xué)膜組件220可能造成的變質(zhì)影響，則較佳采用藍(lán)光波段的光穿透率大于對(duì)于紫外光波段的光穿透率的透光膜體212。如圖7繪示的穿透率示意圖，光學(xué)膜片在波長(zhǎng)450nm附近的區(qū)域的穿透率相較于波長(zhǎng)小于400nm的區(qū)域的穿透率來(lái)得高。例如，采用聚酰亞胺作為透光膜體212，其具有紫外光低穿透率的特性，可減少光學(xué)膜片及光學(xué)膜組件受紫外光影響，提高使用壽命。在其它實(shí)施例，可選擇在光學(xué)膜片210加上紫外線吸收膜，以減少光學(xué)膜片210及光學(xué)膜組件220受紫外光影響。

圖8為光柵結(jié)構(gòu)218設(shè)置于第一面214及第二面216的實(shí)施例剖視圖。與前述實(shí)施例的差異在于，光學(xué)膜片210a具有雙層的光柵結(jié)構(gòu)218。如圖8所示，網(wǎng)格狀的光柵結(jié)構(gòu)218分別分布于第一面214及第二面216上。此外，分布于第一面214及第二面216上的網(wǎng)格于透光膜體212a上的投影范圍彼此實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。換言之，第一面214及第二面216上的光柵結(jié)構(gòu)218的位置對(duì)應(yīng)重疊，當(dāng)正視于第一面214的光柵結(jié)構(gòu)218時(shí)，另一面上的光柵結(jié)構(gòu)218完全被遮擋。

相較于單面形成網(wǎng)格狀的光柵結(jié)構(gòu)，圖8所采用的雙層網(wǎng)格光柵結(jié)構(gòu)可減少制作時(shí)等待光柵結(jié)構(gòu)高度累積的時(shí)間(約節(jié)省一半時(shí)間)，以提高生產(chǎn)速率。另由于一面上的光柵結(jié)構(gòu)高度可以降低，因此可減少制造上的困難度，增加產(chǎn)品良率。此外，光學(xué)膜片采用金屬材質(zhì)的光柵結(jié)構(gòu)，可增加基板剛性，以達(dá)到整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及使用安全性提高的效果。

圖9為對(duì)應(yīng)圖8實(shí)施例的光學(xué)膜片210放大剖視圖。如圖9所示，間距B與第二格線218b寬度C的比介于1:1至1:5之間。就第二格線218b高度A與兩相鄰第二格線218b的間距B而言，間距B與第二格線218b高度A的比較佳介于1:2至1:10之間。須說(shuō)明的是，對(duì)于雙層光柵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，高度指上下兩層光柵結(jié)構(gòu)的總合，即A＝A1+A2。因此，使光線經(jīng)網(wǎng)格狀的光柵結(jié)構(gòu)可保持準(zhǔn)直。

圖10A及圖10B為光柵結(jié)構(gòu)218分別自第二面216及第一面214的上視圖。如圖10A及圖10B所示，與前述實(shí)施例的差異在于，在透光膜體212相反兩面上的光柵結(jié)構(gòu)218沿單一方向分布，其中一層的光柵結(jié)構(gòu)沿第一方向(或第二方向)延伸，另一層的光柵結(jié)構(gòu)沿第二方向(或第一方向)延伸。如圖10A所示，第二格線218b設(shè)置于第二面216上。第二格線218b沿第二方向Y排列，多條第二方向格線218b彼此平行且間隔排列。第一格線218a設(shè)置于第一面214上。類似地，第一格線218a沿第一方向X排列，多條第一格線218a彼此平行且間隔排列。自上視圖觀之，位于不同面上的單向光柵結(jié)構(gòu)218a/218b共同形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。相較于兩面都形成網(wǎng)格狀的光柵結(jié)構(gòu)218，圖10A及圖10B所采用的雙層單向排列結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步減少制作時(shí)間，提高生產(chǎn)速率。

圖11為光柵結(jié)構(gòu)218設(shè)置保護(hù)層250的實(shí)施例剖視圖。在圖11的實(shí)施例，影像感測(cè)裝置10另包含粘著層240與保護(hù)層250。如圖11所示，粘著層240設(shè)置于光學(xué)膜片210和基板100之間。藉粘著層240可避免基板100破損時(shí)的碎片四散，進(jìn)一步提高使用的安全性。保護(hù)層250覆蓋于光柵結(jié)構(gòu)218上。藉保護(hù)層250的設(shè)置，可避免光柵結(jié)構(gòu)218刮傷受損的情形。

綜上所述，本發(fā)明的影像感測(cè)裝置利用可見(jiàn)光長(zhǎng)/短波長(zhǎng)波段不同穿透率的光學(xué)膜片提高影像清晰度。光學(xué)膜片中的光柵結(jié)構(gòu)可使出射光準(zhǔn)直，避免雜散光線降低影像品質(zhì)。此外，調(diào)整光柵結(jié)構(gòu)的間距與寬度的比、間距與高度的比可進(jìn)一步提高影像清晰度。另外，采用本發(fā)明具光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)膜片可省去過(guò)多的光學(xué)膜，使整體裝置的厚度減少。

本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已公開(kāi)的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。