專(zhuān)利名稱(chēng)：指壓板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指壓板，尤其涉及一種用于指紋辨識(shí)裝置的指壓板。
背景技術(shù)：
如美國(guó)專(zhuān)利第5177802號(hào)的專(zhuān)利案，現(xiàn)有技術(shù)的指壓板裝置主要包含有一取像元件、設(shè)置在取像元件上方的ー導(dǎo)光板、及設(shè)置在導(dǎo)光板ニ側(cè)的ニ發(fā)光元件。當(dāng)發(fā)光元件發(fā)光時(shí)，導(dǎo)光板可以依據(jù)全反射原理，導(dǎo)引入射光投射至手指，再反射至取像元件，達(dá)到指紋辨識(shí)的效果。然而，由于導(dǎo)光板是依據(jù)全反射原理導(dǎo)引入射光行迸。因此，在組裝的過(guò)程中，必須精確調(diào)整發(fā)光元件與導(dǎo)光板的入射角度，才能有效導(dǎo)引入射光投射至手指的各個(gè)部位，不但在組裝上較困難，且組裝成本較高，相當(dāng)不符合經(jīng)濟(jì)效益。此外，導(dǎo)光板上具有多個(gè)微結(jié)構(gòu)，光線經(jīng)由微結(jié)構(gòu)的折射或散射而得以均勻的分布于導(dǎo)光板。然而，由于導(dǎo)光板是以模具射出成形的方式所制造，因此在射出成形的過(guò)程中，導(dǎo)光板上的微結(jié)構(gòu)將較不易成形。并且，不同的指紋辨識(shí)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)光板上的微結(jié)構(gòu)排列分布也都不同，如此將使得具有不同排列態(tài)樣的微結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板需要重新開(kāi)模制作，造成生廣成本的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種指壓板，借以解決現(xiàn)有導(dǎo)光板是依據(jù)全反射原理導(dǎo)引入射光行進(jìn)，使得發(fā)光元件于組裝上較為困難的問(wèn)題。本發(fā)明所揭露的指壓板，適用于供一手指按壓。指壓板包含一壓板層及一微結(jié)構(gòu)層。壓板層具有一第一材料折射率，壓板層具有相對(duì)的ー第一板面及一第二板面，第一板面用以供手指按壓。微結(jié)構(gòu)層具有相異于第一材料折射率的一第二材料折射率，微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于第二板面。其中，一光線由微結(jié)構(gòu)層射入，且于微結(jié)構(gòu)層與壓板層之間產(chǎn)生折射后，光線并于第一板面產(chǎn)生反射及散射，并再次于微結(jié)構(gòu)層與壓板層之間產(chǎn)生折射后，再由微結(jié)構(gòu)層射出。本發(fā)明所揭露的指壓板，適用于供一手指按壓。指壓板包含一壓板層、一微結(jié)構(gòu)層、一介質(zhì)層及一黏著層。壓板層具有一第一材料折射率，壓板層具有相対的一第一板面及一第二板面，第一板面用以供手指按壓。微結(jié)構(gòu)層具有相異于第一材料折射率的一第二材料折射率，微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于壓板層具有第二板面的ー側(cè)。介質(zhì)層具有相異于第一材料折射率與第二材料折射率的一第三材料折射率，介質(zhì)層介于微結(jié)構(gòu)層與壓板層之間。黏著層具有相異于第一材料折射率、第二材料折射率與第三材料折射率的一第四材料折射率，黏著層介于介質(zhì)層與壓板層之間。其中，一光線由微結(jié)構(gòu)層射入，且依序于微結(jié)構(gòu)層與介質(zhì)層之間、介質(zhì)層與黏著層之間以及黏著層與壓板層之間產(chǎn)生折射后，光線并于第一板面產(chǎn)生反射及散射，并再次依序于壓板層與黏著層之間、黏著層與介質(zhì)層之間以及介質(zhì)層與微結(jié)構(gòu)層之間產(chǎn)生折射后，再由微結(jié)構(gòu)層射出。
根據(jù)上述本發(fā)明所揭露的指壓板，利用多個(gè)微結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使光線均布于指壓板，以照射于手指光線均勻、密集，進(jìn)而有效提升指紋辨識(shí)率。并且，由于本發(fā)明的指壓板包含不同折射率的材質(zhì)層，使得光線進(jìn)入指壓板時(shí)可具有半反射及半散射的效果。因此，采用本發(fā)明的指壓板的指紋辨識(shí)裝置，并不需要限制其他元件的安裝位置及角度，因而簡(jiǎn)化了指紋辨識(shí)裝置的組裝程序、組裝成本、以及使指紋辨識(shí)裝置的厚度能夠更加薄化。此外，本發(fā)明的指壓板的微結(jié)構(gòu)層可利用滾壓成型或是采用網(wǎng)版印刷的方式形成，因此可省下額外的模具費(fèi)用。有關(guān)本發(fā)明的特征、實(shí)作與功效，以下配合附圖作最佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖I所示為本發(fā)明一實(shí)施例的指紋辨識(shí)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例的指壓板的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例的光線進(jìn)入微結(jié)構(gòu)層的傳輸路徑圖。圖4所示為本發(fā)明一實(shí)施例的光線于指壓板內(nèi)的傳輸路徑圖。圖5A所不為本發(fā)明一實(shí)施例的光線于第一板面的傳輸路徑圖。圖5B所不為本發(fā)明一實(shí)施例的光線于第一板面的傳輸路徑圖。圖6所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的指壓板的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖7所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的光線于指壓板內(nèi)的傳輸路徑圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下10指壓板11壓板層111 第一板面112 第二板面12黏著層13介質(zhì)層14微結(jié)構(gòu)層141微結(jié)構(gòu)1411 第一錐面1412 第二錐面20取像元件30發(fā)光元件
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)DI及圖2,圖I所示為一實(shí)施例的指紋辨識(shí)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2所示為一實(shí)施例的指壓板的結(jié)構(gòu)剖視圖。本發(fā)明一實(shí)施例的指壓板10運(yùn)用于一指紋辨識(shí)裝置，指紋辨識(shí)裝置包括一指壓板10 (Finger Board)、一取像元件20及至少一發(fā)光元件30。當(dāng)一手指C放置在指壓板10上時(shí)，可驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件30朝向指壓板10發(fā)出一光線A。光線A進(jìn)入到指壓板10而照射至手指C，并產(chǎn)生明暗對(duì)比的指紋圖樣，使取像元件20達(dá)到擷取及辨識(shí)指紋的效果。其中，附圖里的光線A的路徑僅是舉其中ー實(shí)施例為例，但非用以限定本發(fā)明。其中，指壓板10包含一壓板層11、ー微結(jié)構(gòu)層14、一介質(zhì)層13及一黏著層12。壓板層11的材質(zhì)可為玻璃或是壓克力，但不以此為限。就本實(shí)施例而言，壓板層11的材質(zhì)以壓克カ為例，其具有一第一材料折射率(約為I. 49)。微結(jié)構(gòu)層14的材質(zhì)可為ー紫外線固化劑，其具有一第二材料折射率(約為I. 53)。介質(zhì)層13的材質(zhì)可為ー對(duì)苯ニ甲酸こニ酯(Polyethylene terephthalate, PET),其具有一第三材料折射率(約為1.57)。黏著層12的材質(zhì)可為一光學(xué)膠(optically clear Adhesive,OCA膠)，其具有一第四材料折射率(約為1.48)。換句話說(shuō)，壓板層11、微結(jié)構(gòu)層14、介質(zhì)層13及黏著層12具有不同的材料折射率。此外，壓板層11具有相対的一第一板面111及一第二板面112，第一板面111用以供手指C按壓。微結(jié)構(gòu)層14設(shè)置于壓板層11具有第二板面112的ー側(cè)，且微結(jié)構(gòu)層14相對(duì)于壓板層11的ー側(cè)具有多個(gè)微結(jié)構(gòu)141。介質(zhì)層13設(shè)置于微結(jié)構(gòu)層14與壓板層11之間，而黏著層12設(shè)置于介質(zhì)層13與壓板層11之間。就實(shí)際制造而言，先于介質(zhì)層13的一側(cè)面上涂布有紫外線固化劑層，并借由模具、滾輪壓印或平板壓印于紫外線固化劑層上而形成多個(gè)微結(jié)構(gòu)141 (Micro-structure),再借由對(duì)紫外線固化劑層施以光照而固化，以形成微結(jié)構(gòu)層14。接著，將光學(xué)膠涂布于第ニ板面112上，并將介質(zhì)層13貼覆于第二板面112，使介質(zhì)層13介于微結(jié)構(gòu)層14與壓板層11之間。待光學(xué)膠固化形成黏著層12后，介質(zhì)層13便可牢固地結(jié)合于壓板層11的第ニ板面112上。換句話說(shuō)，介質(zhì)層13借由黏著層12而黏附于壓板層11。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D3，圖3所示為ー實(shí)施例的光線進(jìn)入微結(jié)構(gòu)層的傳輸路徑圖。本實(shí)施例的多個(gè)微結(jié)構(gòu)141由微結(jié)構(gòu)層14相對(duì)于介質(zhì)層13的ー側(cè)所突出的錐狀體。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，這些微結(jié)構(gòu)141的橫斷截面形狀可由一第一錐面1411及一第二錐面1412構(gòu)成ー錐形結(jié)構(gòu)。借由上述的錐形結(jié)構(gòu)配置，當(dāng)手指C放置在壓板層11的第一板面111時(shí)，可驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件30朝向指壓板10發(fā)出一光線，使得光線由微結(jié)構(gòu)層14的多個(gè)微結(jié)構(gòu)141進(jìn)入到指壓板10。由于這些微結(jié)構(gòu)141分布在微結(jié)構(gòu)層14，使得指壓板10面向發(fā)光元件30的一側(cè)具有多個(gè)錐形結(jié)構(gòu)的表面性質(zhì)。如此ー來(lái)，發(fā)光元件30所發(fā)出的入射光線，可通過(guò)多個(gè)微結(jié)構(gòu)14的設(shè)計(jì)，改變?nèi)肷涔饩€的穿透路徑及產(chǎn)生散射的現(xiàn)象，亦即讓入射光線進(jìn)入微結(jié)構(gòu)14后讓入射光線均勻布滿于指壓板10之中。詳言之，如圖3所示，舉例以一入射光線Al由空氣射入到微結(jié)構(gòu)14時(shí)，會(huì)產(chǎn)生ー靠近法線M的透射光線BI及多個(gè)散射光線B2，并使透射光線BI與這些散射光線B2分別進(jìn)入到指壓板10的微結(jié)構(gòu)層14之中。此外，入射光線Al亦有部分的光線會(huì)由微結(jié)構(gòu)14表面處形成一反射光線A2。如此ー來(lái)，當(dāng)有多道入射光線Al分別進(jìn)入到多個(gè)微結(jié)構(gòu)141時(shí)，可借由這些微結(jié)構(gòu)141設(shè)計(jì)，將多道入射光線Al分成數(shù)量更多、更密集的透射光線BI及散射光線B2，使得指壓板10整面均勻受光，并使得第一板面111相對(duì)于手指C的區(qū)域，都能具有足夠的亮度。值得ー提的是，微結(jié)構(gòu)層14的多個(gè)微結(jié)構(gòu)141的深度、折射面夾角的變化，及配置的疏、密變化，都會(huì)改變光折射的效果，而能依據(jù)實(shí)際需求，對(duì)這些微結(jié)構(gòu)141做適當(dāng)?shù)呐渲?，以獲得最佳的亮度及光輝度。請(qǐng)接著參照?qǐng)D4，圖4所示為ー實(shí)施例的光線于指壓板內(nèi)的傳輸路徑圖。
如圖4所示，當(dāng)光線Cl由微結(jié)構(gòu)層14射入至介質(zhì)層13時(shí)，由于微結(jié)構(gòu)層14與介質(zhì)層13具有相異的材料折射率，因此光線Cl于微結(jié)構(gòu)層14與介質(zhì)層13之間產(chǎn)生折射而以光線C2的路徑進(jìn)入介質(zhì)層13。接著當(dāng)光線C2由介質(zhì)層13射入至黏著層12時(shí)，由于介質(zhì)層13與黏著層12具有相異的材料折射率，因此光線C2于介質(zhì)層13與黏著層12之間再次產(chǎn)生折射而以光線C3的路徑進(jìn)入黏著層12。當(dāng)光線C3由黏著層12射入至壓板層11時(shí)，由于黏著層12與壓板層11具有相異的材料折射率，因此光線C3于黏著層12與壓板層11之間再次產(chǎn)生折射而以光線C4的路徑進(jìn)入壓板層11。換句話說(shuō)，當(dāng)光線于指壓板10內(nèi)而由微結(jié)構(gòu)層14至壓板層11時(shí)，會(huì)歷經(jīng)有三次的折射現(xiàn)象。請(qǐng)接著參照?qǐng)D5A及圖5B,圖5A所不為一實(shí)施例的光線于第一板面的傳輸路徑圖，圖5B所不為一實(shí)施例的光線于第一板面的傳輸路徑圖。如圖5A所示，當(dāng)光線Dl由壓板層11射至手指皮紋的波峰時(shí)，有部分的光線Dl會(huì)穿透指紋波峰而產(chǎn)生一靠近法線M的透射光線F1。又因其指紋波峰表面凹凸不平，所以另 有部分的光線Dl會(huì)在接觸波峰的區(qū)塊上產(chǎn)生一反射光線El及多個(gè)散射光線E2。由于光線Dl由壓板層11進(jìn)入到手指，所以并不會(huì)產(chǎn)生全反射的光線。如此，光線Dl作用在指紋波峰處，會(huì)形成一光亮度較微弱的暗區(qū)。如圖5B所示，當(dāng)光線Gl由壓板層11射至手指皮紋的波谷時(shí)，因其指紋波谷在壓板層11上形成一凹陷，亦即光線Gl由壓板層11進(jìn)入到空氣。并且，再加上壓板10表面平整，所以當(dāng)光線Gl的入射角度大于臨界角度Θ時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生一全反射的光線H1。如此，光線G4作用在指紋波谷處，會(huì)形成一光亮度較明顯的亮區(qū)。進(jìn)而形成明暗對(duì)比明顯的指紋圖樣，使取像元件20能夠擷取清晰的指紋影像。綜上所述，本實(shí)施例的指壓板10并非以全反射的原理來(lái)令取像元件20擷取經(jīng)由發(fā)光元件30照射后所呈現(xiàn)的指紋影像，如此將使得發(fā)光元件30與取像元件20的配置位置更具有彈性。相較于現(xiàn)有采用全反射原理的指壓板的指紋辨識(shí)裝置，由于全反射角度的條件限制，使得發(fā)光元件、取像元件以及指壓板之間需有特定的相對(duì)位置、角度以及距離。如此，將不利現(xiàn)有的指紋辨識(shí)裝置朝向薄型化的趨勢(shì)發(fā)展。以實(shí)際尺寸相比較，現(xiàn)有的指紋辨識(shí)裝置的厚度大約為11_，而采用本實(shí)施例的指壓板10的指紋辨識(shí)裝置的厚度可薄化至5mm,如此更可驗(yàn)證出本實(shí)施例的指壓板10的優(yōu)點(diǎn)。請(qǐng)參照?qǐng)D6及圖7，圖6所示為另一實(shí)施例的指壓板的結(jié)構(gòu)剖視圖，圖7所示為另一實(shí)施例的光線于指壓板內(nèi)的傳輸路徑圖。由于本實(shí)施例與圖2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相似，因此針對(duì)相同處的結(jié)構(gòu)以及光的傳輸路徑便不再贅述。本實(shí)施例與圖2實(shí)施例的差異在于，本實(shí)施例的指壓板10并不具介質(zhì)層13以及黏著層12。本實(shí)施例的微結(jié)構(gòu)層14直接形成于壓板層11的第二板面112上。并且，如圖7所示，當(dāng)光線Kl由微結(jié)構(gòu)層14射入至壓板層11時(shí)，由于微結(jié)構(gòu)層14與壓板層11具有相異的材料折射率，因此光線Kl于微結(jié)構(gòu)層14與壓板層11之間產(chǎn)生折射而以光線K2的路徑進(jìn)入壓板層11。換句話說(shuō)，當(dāng)光線于指壓板10內(nèi)而由微結(jié)構(gòu)層14至壓板層11時(shí)，會(huì)歷經(jīng)有一次的折射現(xiàn)象。根據(jù)上述本實(shí)施例所揭露的指壓板，利用多個(gè)微結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使光線均布于指壓板，以照射于手指光線均勻、密集，進(jìn)而有效提升指紋辨識(shí)率。并且，由于本實(shí)施例的指壓板包含不同折射率的材質(zhì)層，使得光線進(jìn)入指壓板時(shí)可具有半反射及半散射的效果。因此，采用本實(shí)施例的指壓板的指紋辨識(shí)裝置，并不需要限制其他元件(如發(fā)光元件)的安裝位置及角度。所以，本實(shí)施例的指壓板可簡(jiǎn)化指紋辨識(shí)裝置的組裝程序、降低組裝成本、提升安裝時(shí)的方便性以及使指紋辨識(shí)裝置的厚度能夠更加薄化。此外，本實(shí)施例的指壓板的微結(jié)構(gòu)層可利用滾壓成型或是采用網(wǎng)版印刷的方式形成，因此可省下額外的模具費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種指壓板，適用于供一手指按壓，其特征在于，包含 一壓板層，具有一第一材料折射率，該壓板層具有相對(duì)的一第一板面及一第二板面，該第一板面用以供該手指按壓；以及 一微結(jié)構(gòu)層，具有相異于該第一材料折射率的一第二材料折射率，該微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于該第二板面； 其中，一光線由該微結(jié)構(gòu)層射入，且于該微結(jié)構(gòu)層與該壓板層之間產(chǎn)生折射后，該光線并于該第一板面產(chǎn)生反射及散射，并再次于該微結(jié)構(gòu)層與該壓板層之間產(chǎn)生折射后，再由該微結(jié)構(gòu)層射出。
2.如權(quán)利要求I所述的指壓板，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)層相對(duì)于該壓板層的一側(cè)具有多個(gè)突出的微結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的指壓板，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)為一紫外線固化劑。
4.如權(quán)利要求I所述的指壓板，其特征在于，該壓板層的材質(zhì)為一壓克力或一玻璃。
5.—種指壓板,適用于供一手指按壓,其特征在于,包含 一壓板層，具有一第一材料折射率，該壓板層具有相對(duì)的一第一板面及一第二板面，該第一板面用以供該手指按壓； 一微結(jié)構(gòu)層，具有相異于該第一材料折射率的一第二材料折射率，該微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于該壓板層具有該第二板面的一側(cè)； 一介質(zhì)層，具有相異于該第一材料折射率與該第二材料折射率的一第三材料折射率，該介質(zhì)層介于該微結(jié)構(gòu)層與該壓板層之間；以及 一黏著層，具有相異于該第一材料折射率、該第二材料折射率與該第三材料折射率的一第四材料折射率，該黏著層介于該介質(zhì)層與該壓板層之間； 其中，一光線由該微結(jié)構(gòu)層射入，且依序于該微結(jié)構(gòu)層與該介質(zhì)層之間、該介質(zhì)層與該黏著層之間以及該黏著層與該壓板層之間產(chǎn)生折射后，該光線并于該第一板面產(chǎn)生反射及散射，并再次依序于該壓板層與該黏著層之間、該黏著層與該介質(zhì)層之間以及該介質(zhì)層與該微結(jié)構(gòu)層之間產(chǎn)生折射后，再由該微結(jié)構(gòu)層射出。
6.如權(quán)利要求5所述的指壓板，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)層相對(duì)于該介質(zhì)層的一側(cè)具有多個(gè)突出的微結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的指壓板，其特征在于，該微結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)為一紫外線固化劑。
8.如權(quán)利要求5所述的指壓板，其特征在于，該壓板層的材質(zhì)為一壓克力或一玻璃。
9.如權(quán)利要求5所述的指壓板，其特征在于，該介質(zhì)層的材質(zhì)為一對(duì)苯二甲酸乙二酯。
10.如權(quán)利要求5所述的指壓板，其特征在于，該黏著層的材質(zhì)為一光學(xué)膠。
全文摘要
本發(fā)明提出一種指壓板，適用于供一手指按壓。指壓板包含一壓板層及一微結(jié)構(gòu)層。壓板層具有一第一材料折射率，壓板層具有相對(duì)的一第一板面及一第二板面，第一板面用以供手指按壓。微結(jié)構(gòu)層具有相異于第一材料折射率的一第二材料折射率，微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于第二板面。借此，令一由微結(jié)構(gòu)層射入至第一板面的光線能夠于第一板面產(chǎn)生反射及散射以均勻發(fā)散能量。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102915430SQ20111023419
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者吳建興, 周榮宗 申請(qǐng)人:金佶科技股份有限公司