CN109492502A - 盖板、超声波生物识别装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盖板、超声波生物识别装置和电子设备。该盖板包括玻璃基板及依次层叠在玻璃基板上的纹理图案层、调色层和油墨层，纹理图案层的材质为环氧树脂，调色层选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种。该盖板具有高光效果和具有纹理图案。

Description

盖板、超声波生物识别装置和电子设备

技术领域

本发明涉及触摸显示屏领域，特别涉及一种盖板、超声波生物识别装置和电子设备。

背景技术

超声波指纹识别技术能够通过超声波对指纹进行扫描，与传统的指纹识别方式相比，超声波指纹识别可以对指纹进行更深入的分析，即便手指表面沾有污垢亦无碍超声波采样，甚至还能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的3D特征。即使在手上有水、汗液等情况下，依然能够准确的识别。然而，目前的超声波指纹识别装置的盖板的色彩暗淡且图案单调，不能满足人们对超声波指纹识别装置外观的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有高光效果和纹理图案的盖板。

此外，还提供一种超声波生物识别装置和电子设备。

一种盖板，包括玻璃基板及依次层叠在所述玻璃基板上的纹理图案层、调色层和油墨层，所述纹理图案层的材质为环氧树脂，所述调色层选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种。

上述盖板的调色层选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种，这些调色层能够对盖板起到调色的作用，并使盖板具有高光效果，而材质为环氧树脂的纹理图案层不仅能够使盖板具有一定的纹理图案，而且还能够传导超声波，对超声波的信号强度造成的衰减较弱，以使其能够作为超声波生物识别装置的盖板使用。

在其中一个实施例中，还包括聚对苯二甲酸乙二酯层和粘结层，所述聚对苯二甲酸乙二酯层与所述纹理图案层远离所述调色层的一侧层叠，所述粘结层位于所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板之间，并且所述粘结层固定粘结所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板。设置聚对苯二甲酸乙二酯层，以便于纹理图案层直接制作在聚对苯二甲酸乙二酯层上。

在其中一个实施例中，所述调色层的厚度为0.01微米～1微米；所述纹理图案层的厚度为2微米～6微米。控制调色层和纹理图案层为上述厚度，不仅能够起到调色作用，达到高光效果，使盖板具有不同纹理的效果，还能够尽可能减少调色层和纹理图案层对超声波信号的衰减效果。

一种超声波生物识别装置，包括：

能够发射超声波和接收所述超声波反射回的超声波的超声波传感组件，具有检测区域；

盖设于所述检测区域上的盖板，所述盖板包括玻璃基板及依次层叠在所述玻璃基板上的纹理图案层、调色层和油墨层，所述纹理图案层的材质为环氧树脂，所述调色层选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种，所述油墨层远离所述调色层的一侧与所述超声波传感组件层叠；及

胶粘层，层叠在所述油墨层和所述超声波传感组件之间，并固定粘结所述超声波传感组件和所述盖板。

由于上述超声波生物识别装置使用上述盖板设置在超声波传感组件上，使得超声波生物识别装置的盖板能够具有高光效果和具有纹理图案，且同时保证了其信号强度。

在其中一个实施例中，所述盖板还包括聚对苯二甲酸乙二酯层和粘结层，所述聚对苯二甲酸乙二酯层与所述纹理图案层远离所述调色层的一侧层叠，所述粘结层位于在所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板之间，并且所述粘结层固定粘结所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板。设置聚对苯二甲酸乙二酯层，以便于纹理图案层直接制作在聚对苯二甲酸乙二酯层上。

在其中一个实施例中，所述超声波传感组件包括薄膜晶体管及依次层叠于所述薄膜晶体管上的压电层、导电层和声匹配层，所述声匹配层远离所述导电层的一侧为所述检测区域，所述胶粘层远离所述油墨层的一侧与所述声匹配层固定粘结。该结构的超声波传感组件不仅能够实现超声波的发射，还能够实现超声波的接收，并实现图像的转换，有利于超声波生物识别装置的小型化。

在其中一个实施例中，所述声匹配层的厚度为20微米～100微米，所述压电层的厚度为8微米～10微米。该厚度的声匹配层能够与该厚度的压电层很好地匹配，以增强超声波的信号，提高超声波生物识别装置的识别功能的精准性。

在其中一个实施例中，还包括屏蔽件，所述屏蔽件层叠在所述超声波传感组件上，并使所述检测区域露出，所述屏蔽件能够使所述超声波发生衰减，并且能够屏蔽电磁波和阻止光线穿过。屏蔽件不仅能够屏蔽电磁波和阻止光线穿过，以阻止外部电磁波和光线对超声波生物识别装置造成的干扰而对超声波生物识别装置的识别的精准度造成的影响，而且还能够对与其接触的超声波起到衰减的作用，以避免压电层发出的超声波遇到非检测区域的污物发生反射形成影像而对超声波生物识别装置的精准度造成的影响。

在其中一个实施例中，所述屏蔽件包括层叠的OCA光学胶层和屏蔽层，所述屏蔽层选自黑色导电胶膜及黑色导电泡棉层中的一种，所述OCA光学胶层远离所述屏蔽层的一侧与所述超声波传感组件层叠。OCA光学胶层能够吸收超声波，从而对与其接触的超声波起到衰减的效果；黑色导电胶膜及黑色导电泡棉层均具有导电性，能够屏蔽外部电磁波，以防止外部电磁波对超声波生物识别装置的干扰，且黑色导电胶膜和黑色导电泡棉层本身为黑色，能够起到阻止光线穿过的作用，以防止外部光线对超声波生物识别装置的干扰，有利于提高超声波生物识别装置的识别的精准性。同时，OCA光学胶层为双面胶，可以直接通过粘附的方式固定，制作更加简单，有利于提高生产效率；且使用黑色导电胶膜能够使屏蔽层具有一个较薄的厚度，有利于超声波生物识别装置的小型化。

在其中一个实施例中，所述屏蔽件为黑色导电泡棉层。黑色导电泡棉能够起到衰减超声波的同时，屏蔽外部电磁波和阻止外部光线穿过的效果。

一种电子设备，包括上述超声波生物识别装置。该电子设备的盖板具有高光效果和纹理图案，且识别功能较为精确。

附图说明

图1为一实施方式的超声波生物识别装置的剖面图；

图2为图1所示的超声波生物识别装置的薄膜晶体管、压电层和导电层的剖面图；

图3为另一实施方式的超声波生物识别装置的剖面图；

图4为另一实施方式的盖板的剖面图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一实施方式的电子设备，例如手机、电脑等，包括超声波生物识别装置100，该超声波生物识别装置100例如可以用于指纹的识别。其中，该超声波生物识别装置100包括超声波传感组件110、盖板120、胶粘层130、屏蔽件140和电路板150。

超声波传感组件110能够发射超声波，并能够接收反射回的超声波，而将反射回的超声波转换成电信号。超声波传感组件110具有用于检测待检测物的检测区域111。其中，超声波传感组件110包括薄膜晶体管112及依次层叠于薄膜晶体管112上的压电层114、导电层116和声匹配层118。

薄膜晶体管112上设置有电路层(图未示)。

压电层114层叠在薄膜晶体管112上。压电层114能够发射超声波，并能够接收反射回的超声波。

具体地，压电层114的材料为铁电聚合物；更具体地，压电层114的材料为P(VDF-TrFE)(聚偏氟乙烯和三氟乙烯的共聚物)。其中，P(VDF-TrFE)中，聚偏氟乙烯和三氟乙烯的摩尔比为60:40、70:30、80:20或90:10。可以理解，压电层114的材料不限于为上述材料，例如，压电层114的材料还可以为聚偏二氯乙烯(PVDC)的均聚物、聚偏二氯乙烯的共聚物、聚四氟乙烯的均聚物、聚四氟乙烯的共聚物或二异丙胺溴化物(DTPAB)、聚偏氟乙烯等。

导电层116层叠在压电层114远离薄膜晶体管112上。具体地，导电层116的材料为银。导电层116可通过在压电层114和薄膜晶体管112上丝网印刷银浆，然后再经过烧结制备得到。

请一并参阅图2，进一步地，导电层116包括板状本体116a和侧壁116b，板状本体116a与压电层114层叠，侧壁116b环绕板状本体116a的边缘设置一周，以形成一容置腔(图未标)，侧壁116b远离板状本体116a的一侧与薄膜晶体管112固定连接，以使导电层116和薄膜晶体管112共同配合收容压电层114。通过将导电层116设置成上述结构，有利于压电层114发射出信号强度一致的超声波，改善影像的均匀性。

声匹配层118层叠在导电层116上。声匹配层118远离导电层116的一侧为检测区域111。具体地，声匹配层118层叠在板状本体116a远离压电层114的一侧上。声匹配层118用于将待检测物(例如手指的脊线)的声学阻抗进行匹配。其中，声匹配层118为芯片贴附膜(Dieattach film，DAF)。

进一步地，声匹配层118的厚度为20微米～100微米，压电层114的厚度为8微米～10微米。该厚度的声匹配层118能够与该厚度的压电层114很好地匹配，以增强超声波的信号，提高超声波生物识别装置100识别的精准性。

盖板120盖设在检测区域111上。盖板120可以镶嵌在电子设备的外壳内部，也可以与电子设备的外壳层叠，或者，盖板120也可以直接作为电子设备的盖板120。盖板120包括玻璃基板121及依次层叠在玻璃基板121上的粘结层123、聚对苯二甲酸乙二酯层124、纹理图案层125、调色层126和油墨层127。

玻璃基板121镶嵌在电子设备的外壳中，也可以与电子设备的外壳层叠设置，或者，玻璃基板121也可以直接作为电子设备的显示屏盖板。

粘结层123的材质为环氧树脂类的热压胶，例如NCA3285胶。

聚对苯二甲酸乙二酯层124作为纹理图案层125的制作基材，以便于纹理图案层125的制作。其中，粘结层123固定粘结聚对苯二甲酸乙二酯层124和玻璃基板121。具体地，粘结层123的厚度控制在20微米～50微米，以保其粘结强度的同时，厚度越小越好。

纹理图案层125的材质为环氧树脂。具体地，纹理图案层125的材料为紫外线固化型环氧树脂，例如，汉高公司的UV压印胶。其中，纹理图案层125可通过压印、转印的方式形成在聚对苯二甲酸乙二酯层124上；纹理图案层125的图案可根据具体地需求进行设置。

调色层126选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种。调色层126对盖板120起到调色的作用，并使盖板120具有高光效果。其中，调色层126通过镀膜方式形成在纹理图案层125上，例如，蒸镀、磁控溅射镀膜等。

进一步地，调色层126的厚度为0.01微米～1微米；纹理图案层125的厚度为2微米～6微米。控制调色层126和纹理图案层125为上述厚度，不仅能够起到调色作用，达到高光效果，使盖板120具有不同纹理的的效果，还能够尽可能减少调色层126和纹理图案层125对超声波信号的衰减效果。

油墨层127为黑色油墨层或白色油墨层，油墨层127起到遮光的作用。油墨层127可通过丝网印刷等方式形成在调色层126远离纹理图案层125的一侧上。

需要说明的是，粘结层123和聚对苯二甲酸乙二酯层124均可以省略，此时，可以直接将纹理图案层125通过压印、转印的方式形成在玻璃基板121上。

胶粘层130层叠在油墨层127和超声波传感组件110之间，并固定粘结超声波传感组件110和盖板120。具体地，胶粘层130位于油墨层127和声匹配层118。其中，胶粘层130的材料为环氧树脂类的热压胶，例如NCA3285胶。

屏蔽件140层叠在超声波传感组件110上，并使检测区域111露出，屏蔽件140能够使超声波发生衰减，并且能够屏蔽电磁波和阻止光线穿过。以阻止外部电磁波和光线对超声波生物识别装置100造成的干扰而影响超声波生物识别装置100的识别功能的精准性，并且还能够对朝薄膜晶体管112远离压电层114的一侧的方向传导的超声波起到衰减的作用，以避免薄膜晶体管112远离压电层114的一侧的污物遇到超声波发生反射形成影像而对超声波生物识别装置的精准度造成的影响。

具体地，屏蔽件140包括层叠的OCA光学胶层142和屏蔽层144，屏蔽层144选自黑色导电胶膜及黑色导电泡棉层中的一种，OCA光学胶层142远离屏蔽层144的一侧与超声波传感组件110层叠。更具体地，OCA光学胶层142远离屏蔽层144的一侧与薄膜晶体管112远离压电层114的一侧层叠。

OCA光学胶层142能够吸收超声波，以对与其接触的超声波起到衰减的效果；黑色导电胶膜及黑色导电泡棉层均具有导电性，能够屏蔽外部电磁波，以防止外部电磁波对超声波生物识别装置100的干扰，且黑色导电胶膜和黑色导电泡棉层为黑色，能够起到阻止光线穿过的作用，以防止外部光线对超声波生物识别装置100的干扰，从而提高超声波生物识别装置100的识别的精准性。同时，OCA光学胶层142为双面胶，可以直接通过粘附的方式固定，制作更加简单，有利于提高生产效率；且使用黑色导电胶膜能够使屏蔽层144具有一个较薄的厚度，有利于超声波生物识别装置100的小型化。

另外，由于压电层114发射的超声波不仅能够向检测区域111的方向传导，还能够向薄膜晶体管112的方向传导，若向薄膜晶体管112的方向传导的超声波遇到附着在薄膜晶体管112远离压电层114的一侧上的污物，也会发生反射而成像而影响超声波生物识别装置100的影像的清晰度，而OCA光学胶层142直接附着在薄膜晶体管112远离压电层114的一侧上，能够避免污物附着在薄膜晶体管112远离压电层114的一侧而对超声波生物识别装置100的精准性造成影响。

需要说明的是，OCA光学胶层142不限于与薄膜晶体管112远离压电层114的一侧层叠，OCA光学胶层142还可以直接包裹住整个超声波传感组件110，仅使检测区域111露出。可以理解，屏蔽件140不限于为上述结构，例如屏蔽件140还可以为黑色导电泡棉层，黑色导电泡棉也能够起到衰减超声波的同时，屏蔽外部电磁波和阻止外部光线穿过的效果。

电路板150为柔性电路板。电路板150分别与导电层116和薄膜晶体管112上的电路层邦定(bonding)。

进一步地，侧壁116b远离板状本体116a的一侧的外表面上形成有台阶部116c，电路板150在台阶部116c处于电路板150邦定。通过设置台阶部116c能够方便电路板150和导电层116的邦定。

由于上述盖板120的调色层126选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种，这些调色层126能够对盖板120起到调色的作用，并使盖板120具有高光效果，而材质为环氧树脂的纹理图案层125不仅能够使盖板120具有一定的纹理图案，而且还能够传导超声波，对超声波的信号强度造成的衰减较弱，以使其能够作为超声波生物识别装置100的盖板120使用。同时，上述盖板120还能够起到给超声波生物识别装置100遮光的效果，起到屏蔽检测区域111处光线的作用，以减少外部光线的干扰。

而由于上述超声波生物识别装置100使用上述盖板120设置在超声波传感组件110上，使得超声波生物识别装置100的盖板120能够具有高光效果和具有纹理图案，且同时保证了其信号强度。

且通过在屏蔽件140层叠在超声波传感组件110上，并使检测区域111露出，屏蔽件140能够使超声波发生衰减，并且能够屏蔽电磁波和阻止光线穿过，以阻止外部电磁波和光线对超声波生物识别装置100造成的干扰而影响超声波生物识别装置100的精准度，并且能够还能够对朝薄膜晶体管112远离压电层114的一侧传导的超声波起到衰减的作用，同时能够避免薄膜晶体管112远离压电层114的一侧的污物发生反射超声波形成的影像对超声波生物识别装置100的精准度的影响。

由于上述超声波生物识别装置100的识别功能较为精确，使得使用该超声波生物识别装置100的电子设备也具有较好的识别性能。

如图3所示，另一实施方式的超声波生物识别装置200与超声波生物识别装置100的结构大致相同，区别在于，本实施方式的超声波生物识别装置200的屏蔽件210为一层结构，即屏蔽件210为黑色导电泡棉层，屏蔽件210层叠在薄膜晶体管220远离压电层230的一侧上。黑色导电泡棉也能够起到衰减超声波的同时，屏蔽外部电磁波和阻止外部光线穿过的效果。此时，屏蔽件210可通过胶水层固定在薄膜晶体管220上，也可以直接通过加热熔融的方式粘结在薄膜晶体管220上。

需要说明的是，屏蔽件210不限于层叠在薄膜晶体管220远离压电层230的一侧上，还可以包裹超声波传感组件(图未标)，而仅使检测区域(图未标)露出。

由于本实施方式的超声波生物识别装置200的结构与超声波生物识别装置100的结构大致相同，因此，超声波生物识别装置200也具有超声波生物识别装置100相似的效果。

如图4所示，另一实施方式的盖板300与盖板120的结构大致相同，区别在于，玻璃基板310和纹理图案层320之间没有粘结层和聚对苯二甲酸乙二酯层。

由于本实施方式的盖板300的结构与盖板120的结构大致相同，因此，盖板300也具有盖板120相似的效果。

具体实施例部分：

实施例1～实施例5的盖板的结构均与盖板120的结构相同。其中，实施例1～3的盖板的调色层的厚度和纹理图案层的厚度具体见表1。

实施例4和实施例5的盖板的调色层和纹理图案层的厚度均与实施例1相同，区别在于实施例4和实施例5的调色层的不同，具体见表1。

实施例6的盖板的结构与实施例1大致相同，区别在于，没有粘结层和聚对苯二甲酸乙二酯层，即实施例6的盖板的结构与盖板300的结构相同。

分别将实施例1～6的盖板按照上述超声波生物识别装置100的结构制作成相同结构的超声波生物识别装置，并分别使用实施例1～6的盖板制作成的超声波生物识别装置进行指纹识别，以观察其是否能够得到清晰的指纹影像，若得到指纹影像清晰可见，说明盖板对超声波的衰减较弱，能够作为超声波生物识别装置的盖板使用。其中，实施例1～6的盖板制作成的超声波生物识别装置形成的指纹影像情况见表1。

表1

从表1中可以看出，实施例1～实施例6的盖板制作成的超声波生物识别装置形成的指纹影像纹理清晰可见，说明实施例1～6的盖板对超声波的衰减较弱，能够作为超声波生物识别装置的盖板使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种盖板，其特征在于，包括玻璃基板及依次层叠在所述玻璃基板上的纹理图案层、调色层和油墨层，所述纹理图案层的材质为环氧树脂，所述调色层选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种。

2.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，还包括聚对苯二甲酸乙二酯层和粘结层，所述聚对苯二甲酸乙二酯层与所述纹理图案层远离所述调色层的一侧层叠，所述粘结层位于在所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板之间，并且所述粘结层固定粘结所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板。

3.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述调色层的厚度为0.01微米～1微米；所述纹理图案层的厚度为2微米～6微米。

4.一种超声波生物识别装置，其特征在，包括：

能够发射超声波和接收反射回的超声波的超声波传感组件，具有检测区域；

盖设于所述检测区域上的盖板，所述盖板包括玻璃基板及依次层叠在所述玻璃基板上的纹理图案层、调色层和油墨层，所述纹理图案层的材质为环氧树脂，所述调色层选自铟层、五氧化三钛层及二氧化钛层中的一种，所述油墨层远离所述调色层的一侧与所述超声波传感组件层叠；及

胶粘层，层叠在所述油墨层和所述超声波传感组件之间，并固定粘结所述超声波传感组件和所述盖板。

5.根据权利要求4所述的超声波生物识别装置，其特征在于，所述盖板还包括聚对苯二甲酸乙二酯层和粘结层，所述聚对苯二甲酸乙二酯层与所述纹理图案层远离所述调色层的一侧层叠，所述粘结层位于在所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板之间，并且所述粘结层固定粘结所述聚对苯二甲酸乙二酯层和所述玻璃基板。

6.根据权利要求4所述的超声波生物识别装置，其特征在于，所述超声波传感组件包括薄膜晶体管及依次层叠于所述薄膜晶体管上的压电层、导电层和声匹配层，所述声匹配层远离所述导电层的一侧为所述检测区域，所述胶粘层远离所述油墨层的一侧与所述声匹配层固定粘结。

7.根据权利要求6所述的超声波生物识别装置，其特征在于，所述声匹配层的厚度为20微米～100微米，所述压电层的厚度为8微米～10微米。

8.根据权利要求4所述的超声波生物识别装置，其特征在于，还包括屏蔽件，所述屏蔽件层叠在所述超声波传感组件上，并使所述检测区域露出，所述屏蔽件能够使所述超声波发生衰减，并且能够屏蔽电磁波和阻止光线穿过。

9.根据权利要求8所述的超声波生物识别装置，其特征在于，所述屏蔽件包括层叠的OCA光学胶层和屏蔽层，所述屏蔽层选自黑色导电胶膜及黑色导电泡棉层中的一种，所述OCA光学胶层远离所述屏蔽层的一侧与所述超声波传感组件层叠。

10.根据权利要求8所述的超声波生物识别装置，其特征在于，所述屏蔽件为黑色导电泡棉层。

11.一种电子设备，包括如权利要求1～10任意一项所述的超声波生物识别装置。