具体实施方式
请参阅图1,为本发明第一实施方式所提供的指纹识别装置200的俯视图。所述指纹识别装置200包括指纹识别元件210以及连接垫220。所述连接垫220与所述指纹识别元件210电性连接。所述指纹识别元件210用于识别放置在所述指纹识别元件210之上的指纹。所述连接垫220用于将所述指纹识别元件210连接至外部电路。
图2为所述指纹识别元件210的分解示意图,图3为沿图1中III-III切割线所做的剖面示意图。请一并参阅图2与图3,所述指纹识别元件210包括依次层叠的第一电极层211、信号接收层212、第一胶体层213、基板214、第二胶体层215、第二电极层216、信号发送层217以及第三电极层218。所述信号接收层212通过所述第一胶体层213粘贴在所述基板214的一侧。所述第二电极层216通过所述第二胶体层215粘贴在所述基板214相对的另一侧。所述基板214包括薄膜晶体管阵列214a。
所述第二电极层216与所述第三电极层218设置在所述信号发送层217的上下两侧。所述信号发送层217为压电材料层。在本实施方式中,所述信号发送层217的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述第二电极层216与所述第三电极层218用于对所述信号发送层217施加电压。所述信号发送层217在所述第二电极层216与第三电极层218共同施加电压时产生振动从而发出声波。在本实施方式中,所述发出的声波为超声波。
所述第一电极层211形成在所述信号接收层212上。所述信号接收层212为压电材料层。在本实施方式中,所述信号接收层212的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述信号接收层212用于接收被放置在所述指纹识别元件210之上的手指反射回的声波,并将所述声波转化为电信号。所述第一电极层211用于将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列214a。
所述薄膜晶体管阵列214a用于接收所述第一电极层211所传导的电信号,并将所述电信号转化成指纹的灰度图像。
在所述指纹识别元件210工作时,所述第二电极层216与所述第三电极层218对所述信号发送层217施加电压,所述信号发送层217在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述指纹识别元件210上面时,所述超声波被手指反射至所述信号接收层212,受手指指纹上凹与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,所述信号接收层212将接收到的超声波转化为电信号,并将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列214a,所述通过所述薄膜晶体管阵列214a将所述电信号转化为指纹的灰度图像,从而获得指纹。
在本实施方式中,所述第一电极层211为透明导电层。具体地,所述第一电极层211的材质为单层透明导电材料或多层复合透明导电材料。所述单层透明导电材料包括但不限于氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化锌(ZnO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、银纳米线(AgNW)以及石墨烯。所述多层复合透明导电材料包括但不限于由依次层叠的氧化铟锡、银、氧化铟锡组成的三层复合结构导电材料。所述第一电极层211涂布于所述信号接收层212上。所述第二电极层216与第三电极层218的材质为不透明导电材料,如银。所述第二电极层216与第三电极层218分别涂布于所述信号发送层217的两侧。
由于所述第一电极层211是透明的,当所述指纹识别元件210组装好后,能够通过目视或影像检测的方式从所述第一电极层211的一侧检测所述指纹识别元件210中是否存在颗粒或气泡等不良状况,从而提升所述指纹识别元件210与指纹识别装置200的良率。
在本实施方式中,所述第一电极层211的阻抗低于150欧姆,以使该第一电极层211具有更佳的传导率。同时,所述第一电极层211的可见光穿透率介于10%至99%之间,以使得在检测时能够方便地观察到所述指纹识别元件210中是否存在颗粒或气泡等不良状况。优选地,所述第一电极层的可见光穿透率大于70%。
请参阅图4,为本发明第二实施方式所提供的指纹识别装置300的俯视图。所述指纹识别装置300包括指纹识别元件310以及连接垫320。所述连接垫320与所述指纹识别元件310电性连接。所述指纹识别元件310用于识别放置在所述指纹识别元件310之上的指纹。所述连接垫320用于将所述指纹识别元件310连接至外部电路。
图5为所述指纹识别元件310的分解示意图,图6为沿图4中VI-VI切割线所做的剖面示意图。请一并参阅图5与图6,所述指纹识别元件310包括依次层叠的第一电极层311、信号接收层312、第一胶体层313、基板314、第二胶体层315、第二电极层316、信号发送层317以及第三电极层318。所述信号接收层312通过所述第一胶体层313粘贴在所述基板314的一侧。所述第二电极层316通过所述第二胶体层315粘贴在所述基板314相对的另一侧。所述基板314包括薄膜晶体管阵列314a。
所述第二电极层316与所述第三电极层318设置在所述信号发送层317的上下两侧。所述信号发送层317为压电材料层。在本实施方式中,所述信号发送层317的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述第二电极层316与所述第三电极层318用于对所述信号发送层317施加电压。所述信号发送层317在所述第二电极层316与第三电极层318共同施加电压时产生振动从而发出声波。在本实施方式中,所述发出的声波为超声波。
所述第一电极层311形成在所述信号接收层312上。所述信号接收层312为压电材料层。在本实施方式中,所述信号接收层312的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述信号接收层312用于接收被放置在所述指纹识别元件310之上的手指反射回的声波,并将所述声波转化为电信号。所述第一电极层311用于将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列314a。
所述薄膜晶体管阵列314a用于接收所述第一电极层311所传导的电信号,并将所述电信号转化成指纹的灰度图像。
在所述指纹识别元件310工作时,所述第二电极层316与所述第三电极层318对所述信号发送层317施加电压,所述信号发送层317在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述指纹识别元件310上面时,所述超声波被手指反射至所述信号接收层312,受手指指纹上凹与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,所述信号接收层312将接收到的超声波转化为电信号,并将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列314a,所述通过所述薄膜晶体管阵列214a将所述电信号转化为指纹的灰度图像,从而获得指纹。
在本实施方式中,所述第一电极层311的材质为不透明导电材料,如银。所述第一电极层311涂布于所述信号接收层312上。所述第二电极层316与第三电极层318为透明导电层。具体地,所述第二电极层316与第三电极层318的材质为单层透明导电材料或多层复合透明导电材料。所述单层透明导电材料包括但不限于氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化锌(ZnO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、银纳米线(AgNW)以及石墨烯。所述多层复合透明导电材料包括但不限于由依次层叠的氧化铟锡、银、氧化铟锡组成的三层复合结构导电材料。所述第二电极层316与第三电极层318分别涂布于所述信号发送层317的两侧。
由于所述第二电极层316与第三电极层318是透明的,当所述指纹识别元件310组装好后,能够通过目视或影像检测的方式从所述第三电极层318的一侧检测所述指纹识别元件310中是否存在颗粒或气泡等不良状况,从而提升所述指纹识别元件310与指纹识别装置300的良率。
在本实施方式中,所述第二电极层316与第三电极层318的阻抗均低于150欧姆,以使该第二电极层316与第三电极层318具有更佳的传导率。。同时,所述第二电极层316与第三电极层318的可见光穿透率均介于10%至99%之间,以使得在检测时能够方便地观察到所述指纹识别元件310中是否存在颗粒或气泡等不良状况。优选地,所述第二电极层316与第三电极层318的可见光穿透率大于70%。
请参阅图7,为本发明第三实施方式所提供的指纹识别装置400的俯视图。所述指纹识别装置400包括指纹识别元件410以及连接垫420。所述连接垫420与所述指纹识别元件410电性连接。所述指纹识别元件410用于识别放置在所述指纹识别元件410之上的指纹。所述连接垫420用于将所述指纹识别元件410连接至外部电路。
图8为所述指纹识别元件410的分解示意图,图9为沿图7中IX-IX切割线所做的剖面示意图。请一并参阅图8与图9,所述指纹识别元件,410包括依次层叠的第一电极层411、信号接收层412、第一胶体层413、基板414、第二胶体层415、第二电极层416、信号发送层417以及第三电极层418。所述信号接收层412通过所述第一胶体层413粘贴在所述基板414的一侧。所述第二电极层416通过所述第二胶体层415粘贴在所述基板414相对的另一侧。所述基板414包括薄膜晶体管阵列414a。
所述第二电极层416与所述第三电极层418设置在所述信号发送层417的上下两侧。所述信号发送层417为压电材料层。在本实施方式中,所述信号发送层417的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述第二电极层416与所述第三电极层418用于对所述信号发送层417施加电压。所述信号发送层417在所述第二电极层416与第三电极层418共同施加电压时产生振动从而发出声波。在本实施方式中,所述发出的声波为超声波。
所述第一电极层411形成在所述信号接收层412上。所述信号接收层412为压电材料层。在本实施方式中,所述信号接收层412的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述信号接收层412用于接收被放置在所述指纹识别元件410之上的手指反射回的声波,并将所述声波转化为电信号。所述第一电极层411用于将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列414a。
所述薄膜晶体管阵列414a用于接收所述第一电极层411所传导的电信号,并将所述电信号转化成指纹的灰度图像。
在所述指纹识别元件410工作时,所述第二电极层416与所述第三电极层418对所述信号发送层417施加电压,所述信号发送层417在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述指纹识别元件410上面时,所述超声波被手指反射至所述信号接收层412,受手指指纹上凹与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,所述信号接收层412将接收到的超声波转化为电信号,并将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列414a,所述通过所述薄膜晶体管阵列414a将所述电信号转化为指纹的灰度图像,从而获得指纹。
在本实施方式中,所述第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418为透明导电层。具体地,所述第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418的材质为单层透明导电材料或多层复合透明导电材料。所述单层透明导电材料包括但不限于氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化锌(ZnO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、银纳米线(AgNW)以及石墨烯。所述多层复合透明导电材料包括但不限于由依次层叠的氧化铟锡、银、氧化铟锡组成的三层复合结构导电材料。所述第一电极层411涂布于所述信号接收层412上。所述第二电极层416与第三电极层418分别涂布于所述信号发送层417的两侧。
由于所述第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418是透明的,当所述指纹识别元件410组装好后,能够通过目视或影像检测的方式从所述第一电极层411的一侧以及所述第三电极层418的一侧检测所述指纹识别元件410中是否存在颗粒或气泡等不良状况,从而提升所述指纹识别元件410与指纹识别装置400的良率。
在本实施方式中,所述第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418的阻抗均低于150欧姆,以使该第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418具有更佳的传导率。同时,所述第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418的可见光穿透率均介于10%至99%之间,以使得在检测时能够方便地观察到所述指纹识别元件410中是否存在颗粒或气泡等不良状况。优选地,所述第一电极层411、第二电极层416以及第三电极层418的可见光穿透率大于70%。
请参阅图10,为本发明第四实施方式所提供的指纹识别装置500的俯视图。所述指纹识别装置500包括指纹识别元件510以及连接垫520。所述连接垫520与所述指纹识别元件510电性连接。所述指纹识别元件510用于识别放置在所述指纹识别元件510之上的指纹。所述连接垫520用于将所述指纹识别元件510连接至外部电路。
图11为所述指纹识别元件510的分解示意图,图12为沿图10中XII-XII切割线所做的剖面示意图。请一并参阅图11与图12,所述指纹识别元件510包括依次层叠的第一电极层511、信号接收层512、第一胶体层513、基板514、第二胶体层515、第二电极层516、信号发送层517以及第三电极层518。所述信号接收层512通过所述第一胶体层513粘贴在所述基板514的一侧。所述第二电极层516通过所述第二胶体层515粘贴在所述基板514相对的另一侧。所述基板514包括薄膜晶体管阵列514a。
所述第二电极层516与所述第三电极层518设置在所述信号发送层517的上下两侧。所述信号发送层517为压电材料层。在本实施方式中,所述信号发送层517的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述第二电极层516与所述第三电极层518用于对所述信号发送层517施加电压。所述信号发送层517在所述第二电极层516与第三电极层518共同施加电压时产生振动从而发出声波。在本实施方式中,所述发出的声波为超声波。
所述第一电极层511形成在所述信号接收层512上。所述信号接收层512为压电材料层。在本实施方式中,所述信号接收层512的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述信号接收层512用于接收被放置在所述指纹识别元件510之上的手指反射回的声波,并将所述声波转化为电信号。所述第一电极层511用于将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列514a。
所述薄膜晶体管阵列514a用于接收所述第一电极层511所传导的电信号,并将所述电信号转化成指纹的灰度图像。
在所述指纹识别元件510工作时,所述第二电极层516与所述第三电极层518对所述信号发送层517施加电压,所述信号发送层517在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述指纹识别元件510上面时,所述超声波被手指反射至所述信号接收层512,受手指指纹上凹与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,所述信号接收层512将接收到的超声波转化为电信号,并将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列514a,所述通过所述薄膜晶体管阵列514a将所述电信号转化为指纹的灰度图像,从而获得指纹。
在本实施方式中,所述第一电极层511与第二电极层516的材质为不透明导电材料,如银。所述第一电极层511涂布于所述信号接收层512上。所述第三电极层518为透明导电层。具体地,所述第三电极层518的材质为单层透明导电材料或多层复合透明导电材料。所述单层透明导电材料包括但不限于氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化锌(ZnO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、银纳米线(AgNW)以及石墨烯。所述多层复合透明导电材料包括但不限于由依次层叠的氧化铟锡、银、氧化铟锡组成的三层复合结构导电材料。所述第二电极层516与第三电极层518分别涂布于所述信号发送层517的两侧。其中,所述第二电极层516设置于所述信号发送层517靠近基板514的一侧,所述第三电极层518设置于所述信号发送层518远离基板514的一侧。
由于所述第三电极层518是透明的,当所述指纹识别元件510组装好后,能够通过目视或影像检测的方式从所述第三电极层518的一侧检测所述指纹识别元件510中从第三电极层518至第二电极层516之间是否存在颗粒或气泡等不良状况,从而提升所述指纹识别元件510与指纹识别装置500的良率。
在本实施方式中,所述第三电极层518的阻抗低于150欧姆,以使该第三电极层518具有更佳的传导率。同时,所述第三电极层518的可见光穿透率介于10%至99%之间,以使得在检测时能够方便地观察到所述指纹识别元件510中是否存在颗粒或气泡等不良状况。优选地,所述第三电极层518的可见光穿透率大于70%。
请参阅图13,为本发明第五实施方式所提供的指纹识别装置600的俯视图。所述指纹识别装置600包括指纹识别元件610以及连接垫620。所述连接垫620与所述指纹识别元件610电性连接。所述指纹识别元件610用于识别放置在所述指纹识别元件610之上的指纹。所述连接垫620用于将所述指纹识别元件610连接至外部电路。
图14为所述指纹识别元件610的分解示意图,图15为沿图13中XV-XV切割线所做的剖面示意图。请一并参阅图14与图15,所述指纹识别元件610包括依次层叠的第一电极层611、信号接收层612、第一胶体层613、基板614、第二胶体层615、第二电极层616、信号发送层617以及第三电极层618。所述信号接收层612通过所述第一胶体层613粘贴在所述基板614的一侧。所述第二电极层616通过所述第二胶体层615粘贴在所述基板614相对的另一侧。所述基板614包括薄膜晶体管阵列614a。
所述第二电极层616与所述第三电极层618设置在所述信号发送层617的上下两侧。所述信号发送层617为压电材料层。在本实施方式中,所述信号发送层617的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述第二电极层616与所述第三电极层618用于对所述信号发送层617施加电压。所述信号发送层617在所述第二电极层616与第三电极层618共同施加电压时产生振动从而发出声波。在本实施方式中,所述发出的声波为超声波。
所述第一电极层611形成在所述信号接收层612上。所述信号接收层612为压电材料层。在本实施方式中,所述信号接收层612的材质为聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)。所述信号接收层612用于接收被放置在所述指纹识别元件610之上的手指反射回的声波,并将所述声波转化为电信号。所述第一电极层611用于将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列614a。
所述薄膜晶体管阵列614a用于接收所述第一电极层611所传导的电信号,并将所述电信号转化成指纹的灰度图像。
在所述指纹识别元件610工作时,所述第二电极层616与所述第三电极层618对所述信号发送层617施加电压,所述信号发送层617在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当手指放置在所述指纹识别元件610上面时,所述超声波被手指反射至所述信号接收层612,受手指指纹上凹与脊的形状影响,被反射的超声波发生相应的变化,所述信号接收层612将接收到的超声波转化为电信号,并将所述电信号传递至所述薄膜晶体管阵列614a,所述通过所述薄膜晶体管阵列614a将所述电信号转化为指纹的灰度图像,从而获得指纹。
在本实施方式中,所述第一电极层611与第三电极层618为透明导电层。具体地,所述第一电极层611与第三电极层618的材质为单层透明导电材料或多层复合透明导电材料。所述单层透明导电材料包括但不限于氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化锌(ZnO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、银纳米线(AgNW)以及石墨烯。所述多层复合透明导电材料包括但不限于由依次层叠的氧化铟锡、银、氧化铟锡组成的三层复合结构导电材料。所述第一电极层611涂布于所述信号接收层612上。所述第二电极层616的材质为不透明导电材料,如银。所述第三电极层618所述第二电极层616与第三电极层618分别涂布于所述信号发送层617的两侧。其中,所述第二电极层616设置于所述信号发送层617靠近基板614的一侧,所述第三电极层618设置于所述信号发送层618远离基板614的一侧。
由于所述第一电极层611与第三电极层618是透明的,当所述指纹识别元件610组装好后,能够通过目视或影像检测的方式从所述第一电极层611的一侧以及所述第三电极层618的一侧检测所述指纹识别元件610中是否存在颗粒或气泡等不良状况,从而提升所述指纹识别元件610与指纹识别装置600的良率。
在本实施方式中,所述第一电极层611与第三电极层618的阻抗低于150欧姆,以使该第一电极层611与第三电极层618具有更佳的传导率。同时,所述第一电极层611与第三电极层618的可见光穿透率介于10%至99%之间,以使得在检测时能够方便地观察到所述指纹识别元件210中是否存在颗粒或气泡等不良状况。优选地,所述第一电极层611与第三电极层618的可见光穿透率大于70%。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。