CN109492483A - 超声波传感器及电子装置 - Google Patents

超声波传感器及电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109492483A
CN109492483A CN201710819373.5A CN201710819373A CN109492483A CN 109492483 A CN109492483 A CN 109492483A CN 201710819373 A CN201710819373 A CN 201710819373A CN 109492483 A CN109492483 A CN 109492483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic sensor
electrode
conductive electrode
piezoelectric layer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710819373.5A
Other languages
English (en)
Inventor
骆剑锋
朱晃亿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang OFilm Biometric Identification Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanchang OFilm Biometric Identification Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang OFilm Biometric Identification Technology Co Ltd filed Critical Nanchang OFilm Biometric Identification Technology Co Ltd
Priority to CN201710819373.5A priority Critical patent/CN109492483A/zh
Publication of CN109492483A publication Critical patent/CN109492483A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1656—Details related to functional adaptations of the enclosure, e.g. to provide protection against EMI, shock, water, or to host detachable peripherals like a mouse or removable expansions units like PCMCIA cards, or to provide access to internal components for maintenance or to removable storage supports like CDs or DVDs, or to mechanically mount accessories
    • G06F1/1658—Details related to functional adaptations of the enclosure, e.g. to provide protection against EMI, shock, water, or to host detachable peripherals like a mouse or removable expansions units like PCMCIA cards, or to provide access to internal components for maintenance or to removable storage supports like CDs or DVDs, or to mechanically mount accessories related to the mounting of internal components, e.g. disc drive or any other functional module
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/94—Hardware or software architectures specially adapted for image or video understanding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

本发明公开的超声波传感器包括基材、多个像素电极、压电层、导电电极及处理芯片。多个像素电极制作在基材上并呈阵列分布。压电层包括多个压电柱，多个压电柱设置在基材上并呈阵列分布，多个压电柱与多个像素电极对应，压电层用于发射超声波并在接收到待检测物反射的超声波后产生电信号，多个像素电极用于接收电信号。导电电极设置在压电层上，压电层位于像素电极与导电电极之间。处理芯片与多个像素电极连接，处理芯片用于处理电信号以形成待检测物的超声波影像。每个像素电极均能够确定超声波传感器的一个位置及在该位置产生的电信号，减小了处理芯片处理数据的量、提升了超声波传感器的识别效率。本发明还公开了一种电子装置。

Description

超声波传感器及电子装置
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种超声波传感器及电子装置。
背景技术
现有的超声波传感器的发射电极与接收电极一般呈纵横交错的结构，当需要确定某一点的位置时需要发射电极和接收电极共同确认，因此超声波传感器工作比较复杂而且超声波传感器所需要处理的数据也比较复杂，进而影响超声波传感器的识别效率。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种超声波传感器及电子装置。
本发明实施方式的超声波传感器包括：
基材；
多个像素电极，多个所述像素电极制作在所述基材上并呈阵列分布；
压电层，所述压电层包括多个压电柱，多个所述压电柱设置在所述基材上并呈阵列分布，多个所述压电柱与多个所述像素电极对应，每个所述压电柱覆盖对应的所述像素电极，所述压电层用于发射超声波并在接收到待检测物反射的超声波后产生电信号，多个所述像素电极用于接收所述电信号；
导电电极，所述导电电极设置在所述压电层上，所述压电层位于所述像素电极与所述导电电极之间；及
与多个所述像素电极连接的处理芯片，所述处理芯片用于处理所述电信号以形成所述待检测物的超声波影像。
本发明实施方式的超声波传感器的每个像素电极能够根据接收到的电信号确定手指按压在超声波传感器上的位置及压电层在该位置上产生的电信号，从而减少了处理芯片需要处理的数据量、提升了超声波传感器的识别效率；另一方面，由于压电层上的多个压电柱阵列设置，因此每个压电柱受到相邻的压电柱产生的电性干扰及振动干扰较小，从而相较于由压电材料制成的整体的片状结构，本发明实施方式的压电层在超声波作用下产生的电信号更准确，进而处理芯片处理该信号形成的超声波影像更准确。
在某些实施方式中，所述基材上形成有呈阵列分布的多个像素电路及与多个所述像素电路对应的多条导线，多个所述像素电路与多个所述像素电极对应，每个所述像素电路与对应的所述像素电极连接，每条所述导线用于连接对应的所述像素电路及所述处理芯片。本实施方式通过设置像素电路及导线，便于像素电极与处理芯片电连接。
在某些实施方式中，所述超声波传感器还包括：
连接电极，所述连接电极设置在所述基材的远离多个所述像素电极的一侧并与所述处理芯片连接；及
引线，所述像素电极通过所述引线连接至所述连接电极，所述导电电极通过所述引线连接至所述连接电极。本实施方式通过设置引线及连接电极，便于像素电极与导电电极分别与电路板电连接。
在某些实施方式中，所述导电电极为整体的层状结构。如此，便于处理芯片控制导电电极的通断电，同时使导电电极容易制造并且制作成本较低。
在某些实施方式中，所述导电电极包括层状结构及自所述层状结构的两端分别延伸的延伸结构，所述层状结构与所述延伸结构共同包裹住所述压电层。如此，通过设置延伸结构便于处理芯片与导电电极电连接。
在某些实施方式中，所述导电电极包括多个间隔设置的条状结构，每个条状结构的所述导电电极与一行或一列上的所述像素电极对应。像素电极与条状结构的导电电极对应便于像素电极与导电电极在压电层上施加高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)，同时便于像素电极及导电电极将压电层在压电效应下产生的电信号传递到其他元件上。相对于层状结构的导电电极，条状结构的导电电极更便于处理芯片控制导电电极的信号输入及输出，从而提升了超声波传感器识别指纹的精度。
在某些实施方式中，所述导电电极的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。如此，由上述材料制成的导电电极具有较好的韧性及透光性，从而由该导电电极制成的超声波传感器具有较好的韧性；当超声波传感器设置在显示屏的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示，同时设置在显示屏下方的超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中，所述导电电极的透光率大于90％。如此，当超声波传感器设置在显示屏的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示，同时设置在显示屏下方的超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中，所述基材的材料为玻璃或聚酰亚胺薄膜。如此，基材的成本较低、透光性较好，由该基材制成的超声波传感器的成本较低；当超声波传感器设置在显示屏的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示，同时设置在显示屏下方的超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中，所述像素电极的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。如此，由上述材料制成的像素电极具有较好的韧性及透光性，从而由该像素电极制成的超声波传感器具有较好的韧性；当超声波传感器设置在显示屏的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器不会遮挡显示屏的显示，同时设置在显示屏下方的超声波传感器能够保持显示屏的整体颜色一致而使显示屏更加美观。
在某些实施方式中，所述超声波传感器还包括电路板，多个所述像素电极、所述导电电极、及所述处理芯片均与所述电路板电性连接。如此，便于超声波传感器通过电路板上的连接器与其他电子元件电连接。
本发明实施方式的电子装置包括：
壳体；
上述任意一项实施方式所述的超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述壳体上或收容在所述壳体内。
本发明实施方式的电子装置及超声波传感器的每个像素电极能够根据接收到的电信号确定手指按压在超声波传感器上的位置及压电层在该位置上产生的电信号，从而减少了处理芯片需要处理的数据量、提升了超声波传感器的识别效率；另一方面，由于压电层上的多个压电柱阵列设置，因此每个压电柱受到相邻的压电柱产生的电性干扰及振动干扰较小，从而相较于由压电材料制成的整体的片状结构，本发明实施方式的压电层在超声波作用下产生的电信号更准确，进而处理芯片处理该信号形成的超声波影像更准确。
在某些实施方式中，所述电子装置还包括显示屏，所述超声波传感器设置在所述壳体内时，所述超声波传感器与所述显示屏对应。如此，超声波传感器设置在壳体内，使超声波传感器不占用显示屏的面积，从而提升了电子装置的屏占比。
在某些实施方式中，所述电子装置还包括显示屏、后盖及侧边框，所述显示屏与所述后盖位于所述电子装置的相背两侧，所述侧边框连接所述显示屏及所述后盖，所述超声波传感器设置在所述壳体内并位于所述侧边框上或所述后盖上。如此，一方面，超声波传感器设置在壳体内，使超声波传感器不占用显示屏的面积，从而提升了电子装置的屏占比；另一方面，超声波传感器可以制作成侧边指纹识别模组或背面指纹识别模组，提供了更多样化的用户体验。
本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：新增附图修改、说明书中的图示说明
图1是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图；
图2是本发明某些实施方式的超声波传感器的分解示意图；
图3是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图；
图4是本发明某些实施方式的超声波传感器的分解示意图；
图5是本发明某些实施方式的电子装置的平面示意图；
图6是本发明某些实施方式的电子装置的平面示意图；
图7是本发明某些实施方式的超声波传感器的分解示意图；
图8是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图；
图9是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图；和
图10是本发明某些实施方式的超声波传感器的剖视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1及图2，本发明实施方式的超声波传感器100包括基材10、多个像素电极20、压电层30、导电电极40及处理芯片50。多个像素电极20制作在基材10上并呈阵列分布。压电层30包括多个压电柱32，多个压电柱32设置在基材10上并呈阵列分布，多个压电柱32与多个像素电极20对应，每个压电柱32覆盖对应的像素电极20，压电层30用于发射超声波并在接收到待检测物反射的超声波后产生电信号，多个像素电极20用于接收该电信号。导电电极40设置在压电层30上，压电层30位于像素电极20与导电电极40之间。处理芯片50与多个像素电极20连接，处理芯片50用于处理该电信号以形成待检测物的超声波影像。
请参阅图1及图3，待检测物可以为手指、测试模板等。像素电极20在基材10上的密度与超声波传感器100的采集精度正相关，本实施方式的像素电极20的密度能够使超声波传感器100检测到待检测物的指纹影像。导电电极40可以为整体的层状结构(如图1及图2所示)也可以为间隔设置的多个条状结构的导电电极40(如图3及图4所示)。处理芯片50还可以用于控制导电电极40及像素电极20的通断电。当处理芯片50控制导电电极40与像素电极20通电以使导电电极40与像素电极20上施加有高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)时，其中导电电极40施加高频电压而像素电极20接地，压电层30(压电柱32)在高频电压的作用下产生超声波并向外发射超声波；若手指放置在超声波传感100上，则手指会反射压电层30(压电柱32)发射的超声波并传递回给压电层30(压电柱32)，由于手指上存在指纹，因而压电层30上各个位置(也即是多个压电柱32)接收到的手指反射超声波不完全相同，从而压电层30各个位置(也即是多个压电柱32)在超声波作用下产生的电信号(或压电信号)也不完全相同，压电层30上各个位置(也即是多个压电柱32)产生的电信号能够共同形成手指的指纹图案；处理芯片50控制多个像素电极20接收压电层30的各个位置上产生的该电信号，多个像素电极20将该电信号传递到处理芯片50上，处理芯片50处理该电信号以形成待检测物的超声波影像(包括手指的指纹图案)。
本发明实施方式的超声波传感器100的每个像素电极20能够根据接收到的电信号确定手指按压在超声波传感器100上的位置及压电层30在该位置上产生的电信号，从而减少了处理芯片50需要处理的数据量、提升了超声波传感器100的识别效率；另一方面，由于压电层30上的多个压电柱32阵列设置，因此每个压电柱32受到相邻的压电柱32产生的电性干扰及振动干扰较小，从而相较于由压电材料制成的整体的片状结构，本发明实施方式的压电层30在超声波作用下产生的电信号更准确，进而处理芯片50处理该信号形成的超声波影像更准确。
请参阅图5，本发明实施方式的电子装置200包括壳体202及本发明任意一实施方式的超声波传感器100。超声波传感器100可以设置在壳体202上。
请参阅图6，在其他实施方式中，超声波传感器100也可以设置在壳体202内。例如，电子装置200还包括显示屏201，超声波传感器100位于显示屏201的下方并与显示屏201的显示区域对应。如此，超声波传感器100设置在壳体202内，使超声波传感器100不占用显示屏201的面积，从而提升了电子装置200的屏占比。
请继续参阅图6，在某些实施方式中，电子装置200还包括后盖(图未示)及侧边框203，显示屏201与后盖位于电子装置200的相背两侧上，侧边框203连接显示屏201与后盖，超声波传感器100设置在壳体202内并位于侧边框203上或设置在壳体202内并位于后盖上。如此，一方面，超声波传感器100设置在壳体202内，使超声波传感器100不占用显示屏201的面积，从而提升了电子装置200的屏占比；另一方面，超声波传感器100可以制作成侧边指纹识别模组或背面指纹识别模组，提供了更多样化的用户体验。电子装置200包括手机、平板电脑、智能手环、智能头盔、智能手表、遥控器、车载导航仪、电子书锁、门禁等装置中的任意一种。
请再次参阅图1及图2，本发明实施方式的超声波传感器100包括基材10、多个像素电极20、压电层30、导电电极40处理芯片50。
基材10的材料为玻璃或聚酰亚胺薄膜。基材10可以呈矩形、圆形、椭圆形、三角形、多边形的片状结构(即层状结构)。
多个像素电极20制作在基材10上并呈阵列分布，也就是说，多个像素电极20包括多行间隔设置的像素电极20及多列间隔设置的像素电极20。像素电极20的材料为氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)、纳米银线(Agnanowire)、金属网格(metal mesh)、纳米碳管以及石墨烯(Graphene)中的任意一种，由上述材料制成的像素电极20具有较好的韧性及透光性，从而由该像素电极20制成的超声波传感器100具有较好的韧性及透光性；当超声波传感器100设置在显示屏201的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器100不会遮挡显示屏201的显示，同时设置在显示屏201下方的超声波传感器100能够保持显示屏201的整体颜色一致而使显示屏201更加美观。在某些实施方式中，像素电极20的透光率大于90％，当超声波传感器100设置在显示屏201的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器100不会遮挡显示屏201的显示，同时设置在显示屏201下方的超声波传感器100能够保持显示屏201的整体颜色一致而使显示屏201更加美观。像素电极20可用于接收电信号，每个像素电极20能够根据接收到的电信号确定超声波传感器100的一个位置，像素电极20在基材10上的密度与超声波传感器100的采集精度正相关，本发明的像素电极20的密度能够使超声波传感器100检测到待检测物的指纹影像。
压电层30包括多个压电柱32及填充在多个压电柱32之间的绝缘层34。多个压电柱32设置在基材10上并呈阵列分布，多个压电柱32与多个像素电极20对应，每个压电柱32覆盖对应的像素电极20。压电层30的形状与基材10的形状相匹配。压电柱32的材料可以为压电陶瓷或聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)，当压电柱32的材料为聚偏氟乙烯时，压电层30具有较好的柔韧性，此时超声波传感器100的柔韧性也较好。绝缘层34的材料可以为环氧树脂。由于环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定等特点。因此，绝缘层34使用环氧树脂作为填充介质，便于封装压电柱32并使得压电层30的结构更加稳定。压电层30在高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)作用下能够产生并向显示屏90的发光方向发射超声波。当压电层30接收到待检测物反射的超声波后，压电层30在超声波作用下会产生电信号(或压电信号)，待检测物可以为手指、测试模板等。
导电电极40设置在压电层30的远离像素电极20的一侧，也就是说，压电层30位于像素电极20与导电电极40之间。导电电极40为导电材料制成的整体的层状结构，导电电极40的形状与压电层30的形状相匹配。导电电极40的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。在某些实施方式中，导电电极40的透光率大于90％。导电电极40与像素电极20通高频电压后能够给压电层30施加高频电压，从而使压电层30产生超声波。导电电极40与像素电极20还能够接收压电层30产生的电信号。
处理芯片50与多个像素电极20及导电电极40均连接。处理芯片50可以用于控制导电电极40及像素电极20的通断电。例如，处理芯片50可以控制导电电极40连通高频电压并控制像素电极20接地，以使压电层30被施加高频电压，从而使压电层30产生并向外发射超声波。处理芯片50还可控制像素电极20及导电电极40将压电层30产生的压电信号传输到处理芯片50上。处理芯片50还用于处理压电层30产生的电信号以形成待检测物的超声波影像。处理芯片50可以设置在基材10上也可以设置在基材10外。
当处理芯片50控制导电电极40与像素电极20通电以使导电电极40与像素电极20上施加有高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)时，压电层30在高频电压的作用下产生超声波并向外发射超声波；若手指放置在超声波传感器100上，则手指会反射压电层30发射的超声波并传递回给压电层30，由于手指上存在指纹，因而压电层30上各个位置接收到的手指反射超声波不完全相同，从而压电层30各个位置在超声波作用下产生的电信号(或压电信号)也不完全相同，压电层30上各个位置产生的电信号能够共同形成手指的指纹图案；处理芯片50控制多个像素电极20接收压电层30的各个位置上产生的该电信号，多个像素电极20将该电信号传递到处理芯片50上，处理芯片50处理该电信号以形成手指的指纹图案。
本发明实施方式的超声波传感器100的每个像素电极20能够根据接收到的电信号确定手指按压在超声波传感器100上的位置及压电层30在该位置上产生的电信号，从而减少了处理芯片50需要处理的数据量、提升了超声波传感器100的识别效率；另一方面，由于压电层30上的多个压电柱32阵列设置，因此每个压电柱32受到相邻的压电柱32产生的电性干扰及振动干扰较小，从而相较于由压电材料制成的整体的片状结构，本发明实施方式的压电层30在超声波作用下产生的电信号更准确，进而处理芯片50处理该信号形成的超声波影像更准确。
本发明实施方式的超声波传感器100还具有以下有益效果：第一，多个像素电极20形成在基材10上，便于制作精度较高的像素电极20，从而提升超声波传感器100识别指纹的精度。
第二，像素电极20及导电电极40的透光率均大于90％，当超声波传感器100设置在显示屏201的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器100不会遮挡显示屏201的显示，同时设置在显示屏201下方的超声波传感器100能够保持显示屏201的整体颜色一致而使显示屏201更加美观。
第三，导电电极40呈整体的片状结构，便于处理芯片50控制导电电极40的通断电，同时使导电电极40容易制造并且制作成本较低。
第四，像素电极20及导电电极40的材料均为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种，由上述材料制成的像素电极20及导电电极40均具有较好的韧性及透光性，从而由该像素电极20及导电电极40制成的超声波传感器100具有较好的韧性；当超声波传感器100设置在显示屏201的下方时，具有较好的透光性的超声波传感器100不会遮挡显示屏201的显示，同时设置在显示屏201下方的超声波传感器100能够保持显示屏201的整体颜色一致而使显示屏201更加美观。
第五，超声波传感器100设置在壳体202内，使超声波传感器100不占用显示屏201的面积，从而提升了电子装置200的屏占比。
请参阅图7，在某些实施方式中，基材10上形成有呈阵列分布的多个像素电路12及与多个像素电路12对应的多条导线14，多个像素电路12与多个像素电极20对应，每个像素电路12与对应的像素电极20连接，每条导线14用于连接对应的像素电路12及处理芯片50。像素电路12设置在基材10与像素电极20之间，导线14可以设置在基材10的与像素电路12的同一侧上(如图7所示)。如此，便于像素电路12及导线14的制作，并便于像素电极20与处理芯片50连接。在其他实施方式中，导线14也可以设置在基材10的与像素电路12的相背一侧上。
请参阅图8，在某些实施方式中，上述实施方式的超声波传感器100还包括连接电极60及引线70。连接电极60设置在基材10的远离多个像素电极20的一侧并与处理芯片50连接。像素电极20通过引线70连接至连接电极60，导电电极40通过引线70连接至连接电极60。引线70包括与像素电极20连接的多条像素电极引线72，每条像素电极引线72分别与一个像素电极20连接。引线70还包括与导电电极40对应连接的导电电极引线74，当导电电极40为整体的层状结构时，导电电极引线74为一条；当导电电极40为多条间隔设置的条状结构的导电电极40时，导电电极引线74的数量与条状结构的导电电极40的数量一致。本实施方式通过设置引线70及连接电极60，便于像素电极20与导电电极40分别与处理芯片50电连接。
请参阅图9，在某些实施方式中，上述实施方式的导电电极40包括层状结构42及自层状结构42的两端分别延伸的延伸结构44，层状结构42与延伸结构44共同包裹住压电层30。延伸结构44可以为层状结构42的边缘整体向外延伸形成，延伸结构44可以为层状结构42的边缘的一部分向外延伸形成。处理芯片50通过延伸结构44与导电电极40电连接。如此，通过设置延伸结构44便于处理芯片50与导电电极40电连接。
请参阅图3及图4，在某些实施方式中，上述实施方式的导电电极40包括多个间隔设置的条状结构的导电电极40，每个条状结构的导电电极40与同一列上的像素电极20对应。在其他实施方式中，每个条状结构的导电电极40与同一行上的像素电极20对应。像素电极20与条状结构的导电电极40对应便于像素电极20与导电电极40在压电层30上施加高频电压(例如：频率大于20KHZ的电压)，同时便于像素电极20及导电电极40用于将压电层30(压电柱32)在压电效应下产生的电信号传递到其他元件上。相对于层状结构的导电电极40，条状结构的导电电极40更便于处理芯片50控制导电电极40的信号输入及输出，从而提升了超声波传感器100识别指纹的精度。
请参阅图10，在某些实施方式中，上述实施方式的超声波传感器100还包括电路板80，多个像素电极20、导电电极40、及处理芯片50均与电路板80电性连接。处理芯片50可以设置在电路板80上。具体地，电路板80可以为柔性电路板，电路板80可以设置在基材10的远离像素电极20的一侧上。电路板80设置有连接器以便于超声波传感器100通过电路板80上的连接器与其他电子元件电连接。
需要说明的是，本发明中提到的“多个像素电极20制作在基材10上”中的制作包括通过镀膜、光阻涂布/显影/曝光、蚀刻、去除光阻、退火等工艺将像素电极20直接制作在基材10上。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种超声波传感器，其特征在于，包括：
基材；
多个像素电极，多个所述像素电极制作在所述基材上并呈阵列分布；
压电层，所述压电层包括多个压电柱，多个所述压电柱设置在所述基材上并呈阵列分布，多个所述压电柱与多个所述像素电极对应，每个所述压电柱覆盖对应的所述像素电极，所述压电层用于发射超声波并在接收到待检测物反射的超声波后产生电信号，多个所述像素电极用于接收所述电信号；
导电电极，所述导电电极设置在所述压电层上，所述压电层位于所述像素电极与所述导电电极之间；及
与多个所述像素电极连接的处理芯片，所述处理芯片用于处理所述电信号以形成所述待检测物的超声波影像。
2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述基材上形成有呈阵列分布的多个像素电路及与多个所述像素电路对应的多条导线，多个所述像素电路与多个所述像素电极对应，每个所述像素电路与对应的所述像素电极连接，每条所述导线用于连接对应的所述像素电路及所述处理芯片。
3.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述超声波传感器还包括：
连接电极，所述连接电极设置在所述基材的远离多个所述像素电极的一侧并与所述处理芯片连接；及
引线，所述像素电极通过所述引线连接至所述连接电极，所述导电电极通过所述引线连接至所述连接电极。
4.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述导电电极为整体的层状结构；或
所述导电电极包括层状结构及自所述层状结构的两端分别延伸的延伸结构，所述层状结构与所述延伸结构共同包裹住所述压电层；或
所述导电电极包括多个间隔设置的条状结构，每个条状结构的所述导电电极与一行或一列上的所述像素电极对应。
5.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述导电电极的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述导电电极的透光率大于90％。
7.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述基材的材料为玻璃或聚酰亚胺薄膜。
8.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述像素电极的材料为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述超声波传感器还包括电路板，多个所述像素电极、所述导电电极、及所述处理芯片均与所述电路板电性连接。
10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
壳体；
权利要求1-9任意一项所述的超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述壳体上或收容在所述壳体内。
11.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括显示屏，所述超声波传感器设置在所述壳体内时，所述超声波传感器与所述显示屏对应。
12.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括显示屏、后盖及侧边框，所述显示屏与所述后盖位于所述电子装置的相背两侧，所述侧边框连接所述显示屏及所述后盖，所述超声波传感器设置在所述壳体内并位于所述侧边框上或所述后盖上。
CN201710819373.5A 2017-09-12 2017-09-12 超声波传感器及电子装置 Withdrawn CN109492483A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710819373.5A CN109492483A (zh) 2017-09-12 2017-09-12 超声波传感器及电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710819373.5A CN109492483A (zh) 2017-09-12 2017-09-12 超声波传感器及电子装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109492483A true CN109492483A (zh) 2019-03-19

Family

ID=65687866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710819373.5A Withdrawn CN109492483A (zh) 2017-09-12 2017-09-12 超声波传感器及电子装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109492483A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111289022A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 京东方科技集团股份有限公司 一种传感器及其驱动方法和制备方法
CN112099020A (zh) * 2019-06-17 2020-12-18 乐金显示有限公司 超声传感器和显示装置
CN113900105A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 北京钛方科技有限责任公司 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112099020A (zh) * 2019-06-17 2020-12-18 乐金显示有限公司 超声传感器和显示装置
CN111289022A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 京东方科技集团股份有限公司 一种传感器及其驱动方法和制备方法
CN113900105A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 北京钛方科技有限责任公司 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109492456A (zh) 超声波传感器及电子装置
CN109492483A (zh) 超声波传感器及电子装置
CN207182314U (zh) 显示模组及电子装置
CN109492457A (zh) 显示模组及其制造方法与电子装置
JP2021159917A (ja) 振動発生装置及びこれを備えたディスプレイ装置
CN207182324U (zh) 超声波传感器及电子装置
CN109492468A (zh) 显示模组及其制造方法与电子装置
CN109492470B (zh) 超声波传感器及电子装置
CN109492459A (zh) 显示模组及电子装置
CN109492462A (zh) 显示模组及电子装置
CN109492481A (zh) 超声波传感器及电子装置
CN109492458A (zh) 显示模组及其制造方法与电子装置
CN109492461A (zh) 超声波传感器及电子装置
CN207557959U (zh) 显示模组及电子装置
CN207516966U (zh) 显示模组和电子设备
CN207182326U (zh) 显示模组及电子装置
CN109496085A (zh) 盖板组件及其制造方法与电子装置
CN109492460A (zh) 显示模组及电子装置
CN207182323U (zh) 显示模组及电子装置
CN207182321U (zh) 超声波传感器及电子装置
CN207182315U (zh) 显示模组及电子装置
CN207557966U (zh) 显示模组及电子装置
CN207557967U (zh) 显示模组及电子装置
CN109494295A (zh) 压电元件、超声波传感器及电子装置
CN109492469A (zh) 显示模组及其制造方法与电子装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 330096 No.699 Tianxiang North Avenue, Nanchang hi tech Industrial Development Zone, Nanchang City, Jiangxi Province

Applicant after: Jiangxi OMS Microelectronics Co.,Ltd.

Address before: 330013 No.698 Tianxiang Avenue, high tech Zone, Nanchang City, Jiangxi Province

Applicant before: OFilm Microelectronics Technology Co.,Ltd.

Address after: 330013 No.698 Tianxiang Avenue, high tech Zone, Nanchang City, Jiangxi Province

Applicant after: OFilm Microelectronics Technology Co.,Ltd.

Address before: 330013 No.698 Tianxiang Avenue, high tech Zone, Nanchang City, Jiangxi Province

Applicant before: NANCHANG OFILM BIO-IDENTIFICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190319

WW01 Invention patent application withdrawn after publication