CN110175586A - 一种指纹识别模组及其指纹识别方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种指纹识别模组及其指纹识别方法、显示装置，涉及指纹识别技术领域，为解决在利用超声波指纹识别技术进行指纹识别时，发射和接收的超声波的能量较低，影响指纹识别的质量的问题。所述指纹识别模组包括：相对设置的发射电极层和接收电极层，以及设置在所述发射电极层和所述接收电极层之间的压电材料层，还包括：与所述发射电极层相对设置的补偿电极层；以及，设置在所述发射电极层和所述补偿电极层之间的补偿压电材料层，所述补偿电极层与所述发射电极层之间形成补偿发射区域。本发明提供的指纹识别模组用于指纹识别。

Description

一种指纹识别模组及其指纹识别方法、显示装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别模组及其指纹识别方法、显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，具有指纹识别功能的显示面板的应用范围越来越广泛。目前，指纹识别显示面板一般采用超声式指纹识别技术实现识别指纹的功能，通过这种技术实现指纹识别功能，识别结构不受触控指纹的清洁程度影响，而且指纹识别过程中所产生的超声波能够穿透多种类型的材料，使得指纹识别的准确度不受应用产品的材质影响，从而更有利于提升指纹识别的准确度。

但是现有采用超声指纹识别技术的显示面板在进行指纹识别时，发射和接收的超声波的能量较低，容易对指纹识别的质量产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指纹识别模组及其指纹识别方法、显示装置，用于解决在利用超声波指纹识别技术进行指纹识别时，发射和接收的超声波的能量较低，影响指纹识别的质量的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种指纹识别模组，包括：相对设置的发射电极层和接收电极层，以及设置在所述发射电极层和所述接收电极层之间的压电材料层，其特征在于，还包括：

与所述发射电极层相对设置的补偿电极层；以及，

设置在所述发射电极层和所述补偿电极层之间的补偿压电材料层，所述补偿电极层与所述发射电极层之间形成补偿发射区域。

可选的，所述接收电极层包括相互独立的多个接收电极图形，相邻的所述接收电极图形之间具有间隔区域；

所述补偿电极层位于所述压电材料层背向所述发射电极层的一侧，且与所述接收电极图形绝缘，所述压电材料层复用为所述补偿压电材料层，所述补偿电极层在所述接收电极层上的正投影与所述间隔区域至少部分重叠。

可选的，所述补偿电极层与所述接收电极图形同层设置，且所述补偿电极层位于所述间隔区域内。

可选的，所述补偿电极层和所述接收电极图形采用不同的导电材料，所述补偿电极层与其相邻的所述接收电极图形之间的最小距离小于或等于2μm。

可选的，所述补偿电极层与所述接收电极图形异层设置，所述补偿电极层在所述接收电极层上的正投影覆盖所述间隔区域和至少部分所述接收电极图形。

可选的，所述补偿电极层为一整层，所述补偿电极层位于所述发射电极层背向所述接收电极层的一侧；或者，所述补偿电极层位于所述发射电极层面向所述接收电极层的一侧。

可选的，当所述补偿电极层位于所述发射电极层面向所述接收电极层的一侧时，所述指纹识别模组还包括：

设置在所述补偿电极层背向所述接收电极层的表面的多个第一导电块状凸起，所述多个第一导电块状凸起相互独立，且每个所述第一导电块状凸起与所述补偿电极层接触的表面的面积，均大于该第一导电块状凸起背向所述补偿电极层的表面的面积；

所述补偿压电材料层与所述多个第一导电块状凸起背向所述补偿电极层的表面，以及所述多个第一导电块状凸起的侧面完全接触。

可选的，所述接收电极图形呈凹槽结构，所述凹槽结构的开口背向所述压电材料层，且所述凹槽结构的开口的面积大于所述凹槽结构的槽底的面积；

所述指纹识别模组还包括：相互独立的多个第二块状凸起，所述第二块状凸起一一对应填充在所述凹槽结构中，所述第二块状凸起能够在所述凹槽结构的开口处形成平坦的表面，且该平坦的表面与所述压电材料层背向所述发射电极层的表面位于同一平面。

基于上述指纹识别模组的技术方案，本发明的第二方面提供一种显示装置，包括上述指纹识别模组，还包括与所述指纹识别模组层叠设置的显示面板，所述指纹识别模组位于所述显示面板的非出光侧。

可选的，所述指纹识别模组的指纹识别区域在所述显示面板上的正投影与所述显示面板的显示区域重合。

可选的，所述显示装置还包括包覆所述指纹识别模组和所述显示面板的外壳，所述指纹识别模组和所述外壳之间具有空气腔。

基于上述指纹识别模组的技术方案，本发明的第三方面提供一种指纹识别模组的指纹识别方法，应用于上述指纹识别模组，所述指纹识别方法包括：

在发射阶段，向指纹识别模组中的发射电极层加载驱动信号；

向所述指纹识别模组的补偿电极层加载具有预设电位的基准信号，并控制所述指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态；或，同时向所述补偿电极层和所述接收电极层加载所述基准信号；

在接收阶段，控制所述接收电极层处于不加载信号的悬空状态；

向所述发射电极层加载所述基准信号，并控制所述补偿电极层处于不加载信号的悬空状态；或，同时向所述发射电极层和所述补偿电极层加载所述基准信号。

本发明提供的技术方案中，通过设置与发射电极层相对设置的补偿电极层，以及设置在发射电极层和补偿电极层之间的补偿压电材料层，使得补偿电极层和发射电极层之间形成了补偿发射区域，因此通过控制补偿电极层与发射电极层之间形成的正对面积的大小，即可控制该补偿发射区域发射的发射信号的能量的大小，从而可控制发射电极层产生的发射信号强度增强。

因此，本发明提供的技术方案可实现发射具有较高能量的发射信号，而发射信号能量较高，使得经指纹反射后接收到的信号的能量较高，从而更有利于对指纹识别准确性的提升，更好的保证了指纹识别的质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中超声波发射结构示意图；

图2为相关技术中超声波接收结构示意图；

图3为相关技术中一种指纹识别模块示意图；

图4为相关技术中另一种指纹识别模块示意图；

图5为相关技术中指纹识别模块产生发射信号示意图；

图6为相关技术中指纹识别模块接收的超声信号产生串扰示意图；

图7为本发明实施例提供的第一种指纹识别模块的示意图；

图8为本发明实施例中接收电极图形和补偿电极层的俯视示意图；

图9为本发明实施例提供的第二种指纹识别模块的示意图；

图10为本发明实施例提供的第一种指纹识别模块接收超声信号的示意图；

图11为本发明实施例提供的第三种指纹识别模块的示意图；

图12为本发明实施例提供的第四种指纹识别模块的示意图；

图13为本发明实施例提供的第五种指纹识别模块的示意图；

图14为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。

附图标记：

10-上电极， 11-下电极，

12-压电材料层， 12'-补偿压电材料层，

13-电压源， 14-补偿电极层，

15-第一导电块状凸起， 16-第二块状凸起，

20-显示面板， 21-盖板，

22-胶层， 23-基底，

24-保护层， TX-发射电极层，

RX-接收电极图形。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的指纹识别模组及其指纹识别方法、显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。

相关技术中，超声波发射/接收结构主要包括：相对设置的上电极和下电极，以及位于上电极和下电极之间的压电材料层。

如图1所示，超声波发射的原理为：将上电极10和下电极11分别与电压源13连接，在上电极10和下电极11之间加载交流电压，示例性的，可加载交流的方波电压，从而使得在上电极10和下电极11之间产生交变电场，在交变电场的作用下，位于上电极10和下电极11之间的压电材料层12发生形变(或者压电材料层12带动位于其上方、下方的膜层的基底一起振动)进而产生超声波，并传递出去。

如图2所示，超声波接收的原理为：示例性的，控制上电极10接地，同时控制下电极11处于不加载信号的悬空状态，当超声信号反射到位于上电极10和下电极11之间的压电材料层12时，能够被转化为交流电压，并通过下电极11将交流电压输出。需要说明，图1和图2中的A部分代表指纹谷，B部分代表指纹脊。

实际应用时，也可将超声波发射/接收结构结合在一起，如图3所示，将超声波发射结构和超声波接收结构分别设置在基底23(可选为玻璃基底)相对的两侧，在超声发射阶段，由超声波发射结构发射超声波，在超声接收阶段，由超声波接收结构接收被指纹反射的超声波，并转化为交流电压信号后输出。

进一步地，如图4所示，可将超声波发射结构TX'和超声波接收结构RX'层叠设置在基底23的同一侧，并使超声波发射结构和超声波接收结构分时复用，实现超声波发射和接收功能。

本发明的发明人经研究发现，超声波发射结构所发射的超声波的能量与上电极10和下电极11之间的正对面积相关，即正对面积越大，发射的超声波能量越大，正对面积越小，发射的超声波能量越小，因此，可通过设置补偿电极层，来增加其与发射电极层之间的正对面积，从而实现提升发射能量。

本发明实施例提供了一种指纹识别模组，包括：相对设置的发射电极层和接收电极层，以及设置在发射电极层和接收电极层之间的压电材料层，该指纹识别模组还包括：与发射电极层相对设置的补偿电极层；以及，设置在发射电极层和补偿电极层之间的补偿压电材料层，补偿电极层与发射电极层之间形成补偿发射区域。

具体地，上述发射电极层和接收电极层均采用导电材料制作，例如：银；上述压电材料层可采用的压电材料多种多样，示例性的，可选用PVDF(聚偏氟乙烯)，也可选用氮化铝、压电陶瓷和氧化锌等其它无机或有机的压电材料。

上述指纹识别模组在实际进行指纹识别时，包括发射阶段和接收阶段，具体识别过程如下：

在发射阶段，向指纹识别模组中的发射电极层加载交流的驱动电压信号；向指纹识别模组的补偿电极层加载具有预设电位的基准信号，并控制指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态；或者，同时向补偿电极层和接收电极层加载基准信号。

更详细地说，当向指纹识别模组中的发射电极层加载交流的驱动电压信号，向指纹识别模组的补偿电极层加载具有预设电位的基准信号，并控制指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态时，在发射电极层和补偿电极层之间的正对区域产生超声波，并实现超声波发射，因此发射电极层和补偿电极层之间的正对面积决定了发射电极层产生的发射信号的强度。

当向指纹识别模组中的发射电极层加载交流的驱动电压信号，并同时向补偿电极层和接收电极层加载基准信号时，在发射电极层和补偿电极层之间的正对区域，以及发射电极层和接收电极层之间的正对区域均产生超声波，并实现超声波发射，因此，发射电极层和补偿电极层之间的正对面积，以及发射电极层和接收电极层之间的正对面积共同决定了发射电极层产生的发射信号的强度。

因此，对于上述两种情况，均可以通过设置补偿电极层的尺寸和位置，增加补偿电极层与发射电极层之间形成的正对面积，从而增大补偿电极层和发射电极层之间形成的补偿发射区域的面积，增强了发射电极层产生的发射信号的强度。

在接收阶段，控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态；向发射电极层加载基准信号，并控制补偿电极层处于不加载信号的悬空状态；或者，同时向发射电极层和补偿电极层加载基准信号。

更详细地说，当控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，向发射电极层加载基准信号，并控制补偿电极层处于不加载信号的悬空状态时，指纹识别模组通过接收电极层和发射电极层实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出，且接收的超声信号不会受到补偿电极层的影响。

当控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，并同时向发射电极层和补偿电极层加载基准信号时，指纹识别模组通过接收电极层、发射电极层和补偿电极层实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出。

需要说明，当发射信号射向指纹时，指纹谷和指纹脊对应反射的超声信号的能量不同(指纹谷反射的超声信号的能量较强，指纹脊反射的超声信号的能量较弱)，因此，接收电极层受到的超声信号的能量不同，相应的对应转化的电信号不同，因此，通过对接收电极层输出的电信号进行判断，即可确定当前接收电极层接收到的超声信号是由指纹谷还是由指纹脊反射，进而实现指纹识别功能。另外值得注意，上述基准信号可为具有固定电位的基准信号，该固定电位可包括正电位、负电位或地电位(即0V)。

根据上述指纹识别模组的具体结构和指纹识别过程可知，本发明实施例提供的指纹识别模组中，通过设置与发射电极层相对设置的补偿电极层，以及设置在发射电极层和补偿电极层之间的补偿压电材料层，使得补偿电极层和发射电极层之间形成了补偿发射区域，因此通过控制补偿电极层与发射电极层之间形成的正对面积的大小，即可控制该补偿发射区域发射的发射信号的能量的大小，从而可控制发射电极层产生的发射信号强度增强。

因此，本发明实施例提供的指纹识别模组在进行指纹识别时，可实现发射具有较高能量的发射信号，而发射信号能量较高，使得经指纹反射后接收到的信号的能量较高，从而更有利于对指纹识别准确性的提升，更好的保证了指纹识别的质量。

上述发射电极层、接收电极层、补偿电极层、压电材料层和补偿压电材料层的具体结构和彼此之间的位置关系多种多样，下面对各膜层的具体结构和位置关系举例说明。

如图7和图9所示，在一些实施例中，上述实施例提供的接收电极层包括相互独立的多个接收电极图形RX，相邻的接收电极图形RX之间具有间隔区域；补偿电极层14位于压电材料层12背向发射电极层TX的一侧，且与接收电极图形RX绝缘，压电材料层12复用为补偿压电材料层，补偿电极层14在接收电极层上的正投影与间隔区域至少部分重叠。

上述结构的指纹识别模组在进行指纹识别时，具体识别过程如下：

在发射阶段，向指纹识别模组中的发射电极层TX加载交流的驱动电压信号，并同时向补偿电极层14和接收电极层加载基准信号时，在发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对区域，以及发射电极层TX和接收电极层之间的正对区域均产生超声波，并实现超声波发射。

在接收阶段，控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，向发射电极层TX加载基准信号，并控制补偿电极层14处于不加载信号的悬空状态，使得指纹识别模组通过接收电极层和发射电极层TX实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出，且接收的超声信号不会受到补偿电极层14的影响；或者，同时向发射电极层TX和补偿电极层14加载基准信号，使得指纹识别模组通过接收电极层、发射电极层TX和补偿电极层14实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出。

上述设置接收电极层包括相互独立的多个接收电极图形RX，使得各接收电极图形RX可分别接收由指纹谷和指纹脊分别反射的不同强度的超声信号，从而实现精确的指纹识别。上述补偿电极层14的具体结构多种多样，例如：如图8所示，可形成为网格状，但不仅限于此。

上述通过设置补偿电极层14在接收电极层上的正投影与间隔区域至少部分重叠，以及设置补偿电极层14与接收电极图形RX绝缘，使得在间隔区域增加了由补偿电极层14和发射电极层TX形成的补偿发射区域，因此，上述实施例提供的指纹识别模组中，除了保证了发射电极层TX与接收电极层之间形成的原有发射区域外，还增加了在补偿电极层14和发射电极层TX之间形成补偿发射区域，从而使得发射电极层TX能够产生具有较大能量的发射信号，相应的接收电极层所接收到的由指纹反射的超声信号也具有较高的能量，进而有效提升了指纹识别模组的指纹识别质量。而且，由于设置了补偿电极层14与接收电极图形RX绝缘，使得在接收阶段，补偿电极层14不会对接收电极层接收超声信号产生影响。

另外，上述将补偿电极层14设置在压电材料层12背向发射电极层TX的一侧，可使得压电材料层12复用为补偿压电材料层，从而实现了在补偿电极层14和发射电极层TX之间形成补偿发射区域的同时，更好的降低了指纹识别模组厚度。

如图5所示，由于发射信号的能量取决于发射区域的面积(即接收电极图形RX和发射电极层TX之间的正对面积，如图5中的D)，因此，在发射电极层TX为整面电极层时，一般会考虑将接收电极图形的面积最大化，以此实现发射信号能量的最大化。基于上述接收电极层包括多个接收电极图形RX的结构，为了实现接收电极层面积的最大化，就需要设置接收电极图形RX的面积最大化，并设置相邻接收电极图形RX之间的间距h最小化，但是由于这种设置方式使得相邻的接收电极图形RX之间距离太近，在接收阶段，相邻的接收电极图形RX所接收到的超声信号容易产生串扰，具体参见图6，相邻的接收电极图形RX中，其中一个接收电极图形RX接收的超声信号(如图6中左侧信号)应是由指纹谷反射，另一个接收电极图形RX接收的超声信号(如图6中右侧信号)应是由指纹脊反射，但由于这两个接收电极图形RX之间的距离太近，导致每个接收电极图形RX均可能同时接收到分别由指纹谷和指纹脊反射的超声信号，从而产生信号的串扰，影响指纹谷和指纹脊位置的判断，降低指纹识别的准确率。

基于上述问题的存在，在一些实施例中，如图7所示，可将上述实施例提供的补偿电极层14与接收电极图形RX同层设置，且补偿电极层14位于间隔区域内。

具体地，当补偿电极层14与接收电极图形RX同层设置时，要将补偿电极层14设置在位于相邻接收电极图形RX之间的间隔区域内，且要保证补偿电极层14与接收电极图形RX之间具有一定间隙，以避免补偿电极层14与接收电极图形RX之间发生短路。

上述将补偿电极层14与接收电极图形RX同层设置，不仅实现了增加补偿发射区域，有效提升了指纹识别模组的指纹识别质量，而且更好的降低了指纹识别模组的厚度。

另外，将补偿电极层14与接收电极图形RX同层设置时，可根据实际需要设置接收电极图形RX与补偿电极层14的面积之间的比例关系，例如：减小接收电极图形RX的面积，增加补偿电极层14的面积，这样虽然接收电极图形RX的面积减小，使得接收电极图形RX与发射电极层TX之间形成的发射区域的面积减小，但是可通过增加补偿电极层14的面积，实现增加补偿电极层14与发射电极层TX之间的补偿发射区域的面积，从而实现发射电极发出的发射信号的能量的提升；而且，可设置接收电极图形RX的面积较小，相邻的接收电极图形RX之间的间隔空间变大，这样相邻的接收电极图形RX在接收由指纹反射的超声信号时，彼此之间不容易产生串扰，具体可参见图10。

而且，在接收阶段，可通过设置补偿电极层14加载具有预设电位的基准信号，使得补偿电极层14能够隔绝相邻的接收电极图形RX之间的形成的互电容的影响，从而进一步减少了相邻的接收电极图形RX之间产生的信号串扰现象，保证超声信号的接收质量。

进一步地，可设置上述实施例提供的补偿电极层14和接收电极图形RX采用不同的导电材料，补偿电极层14与其相邻的接收电极图形RX之间的最小距离小于或等于2μm。

具体地，在制作补偿电极层14和接收电极图形RX时，可设置二者采用不同的导电材料，示例性的，接收电极图形RX采用ITO(氧化铟锡)制作，补偿电极层14采用金属材料制作。更详细地说，若接收电极图形RX与补偿电极层14均采用ITO制作，由于受到刻蚀工艺的限制，相邻的接收电极图形RX之间的最小距离仅能够达到5μm～6μm，而当接收电极图形RX采用ITO，补偿电极层14采用金属材料时，由于接收电极图形RX和补偿电极层14材料不同，相应的采用的刻蚀液体不同，因此，在刻蚀形成接收电极图形RX和补偿电极层14时，互相不会产生影响，从而可实现控制补偿电极层14与其相邻的接收电极图形RX之间的最小距离小于或等于2μm。

可见，相比于设置补偿电极层14和接收电极图形RX采用相同的导电材料，设置补偿电极层14和接收电极图形RX采用不同的导电材料能够实现更大的发射区域和补偿发射区域，因此，设置补偿电极层14和接收电极图形RX采用不同的导电材料，能够更好的控制接收电极图形RX与发射电极层TX之间形成的发射区域的面积，以及补偿电极层14与发射电极层TX之间形成的补偿发射区域的面积，从而可实现发射区域面积和补偿发射区域面积的最大化，更好的提升发射信号的能量，保证指纹识别的质量。

如图9所示，在一些实施例中，还可以设置上述补偿电极层14与接收电极图形RX异层设置，补偿电极层14在接收电极层上的正投影覆盖间隔区域和至少部分接收电极图形RX。

具体地，将补偿电极层14与接收电极图形RX异层设置，并设置补偿电极层14在接收电极层上的正投影覆盖间隔区域和至少部分接收电极图形RX，使得在垂直于指纹识别模组的基底23的方向上，补偿电极层14与接收电极图形RX之间存在交叠区域(如图9中的E)，这样在发射阶段，由发射电极层TX与接收电极图形RX形成的发射区域和由发射电极层TX与补偿电极层14形成的补偿发射区域部分重叠，从而使得发射电极层TX得到最大化的利用，实现最高的发射率。

如图11所示，在一些实施例中，还可设置补偿电极层14为一整层，补偿电极层14位于发射电极层TX背向接收电极层的一侧；或者，补偿电极层14位于发射电极层TX面向接收电极层的一侧。

具体地，在将补偿电极层14设置在发射电极层TX面向接收电极层的一侧时，可具体将补偿电极层14设置在发射电极层TX和压电材料层12之间，或者也可将补偿电极层14设置在接收电极层背向发射电极层TX的一侧，并将补偿压电材料层12’设置补偿电极层14和接收电极层之间。

在将补偿电极层14设置为一整层时，指纹识别模块的指纹识别过程具体包括：

在发射阶段，向指纹识别模组中的发射电极层TX加载交流的驱动电压信号，向指纹识别模组的补偿电极层14加载具有预设电位的基准信号，并控制指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态，在发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对区域产生超声波，并实现超声波发射，因此发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对面积决定了发射电极层TX产生的发射信号的强度。

在接收阶段，可控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，向发射电极层TX加载基准信号，并控制补偿电极层14处于不加载信号的悬空状态，此时指纹识别模组通过接收电极层和发射电极层TX实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出，且接收的超声信号不会受到补偿电极层14的影响；或者，可控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，并同时向发射电极层TX和补偿电极层14加载基准信号时，此时指纹识别模组可通过接收电极层和发射电极层TX，也可以通过接收电极层和补偿电极层14实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出。

上述实施例提供的指纹识别模组中，当设置补偿电极层14为一整层时，使得补偿电极层14与发射电极层TX之间能够形成整面的补偿发射区域，这样在发射阶段可仅通过该补偿发射区域即可产生高强度的发射信号；而且，上述结构的指纹识别模组中，还可以在发射阶段，由发射电极层TX和补偿电极层14配合实现发射信号，在接收阶段，由接收电极层和发射电极层TX配合实现接收由指纹反射的超声信号，或者由接收电极层和补偿电极层14配合实现接收由指纹反射的超声信号，可见，上述结构的指纹识别模组将发射过程和接收过程通过不同的结构实现。

进一步地，如图12所示，当补偿电极层14位于发射电极层TX面向接收电极层的一侧时，指纹识别模组还包括：

设置在补偿电极层14背向接收电极层的表面的多个第一导电块状凸起15，多个第一导电块状凸起15相互独立，且每个第一导电块状凸起15与补偿电极层14接触的表面的面积，均大于该第一导电块状凸起15背向补偿电极层14的表面的面积；

补偿压电材料层12’与多个第一导电块状凸起15背向补偿电极层14的表面，以及多个第一导电块状凸起15的侧面完全接触。

具体地，在制作上述结构的指纹识别模组时，在形成接收电极层、压电材料层12和补偿电极层14之后，可在补偿电极层14背向接收电极层的一侧形成多个第一导电块状凸起15，然后继续在补偿电极层14背向接收电极层的一侧形成覆盖多个第一导电块状凸起15的补偿压电材料层12’，然后继续在补偿压电材料层12’背向第一导电块状凸起15的一侧依次形成发射电极层TX和保护层24。

值得注意，上述第一导电块状凸起15的具体结构多种多样，示例性的，第一导电块状凸起15为棱台或圆台结构。上述第一导电块状凸起15可采多种材料制作，例如：用金属材料，但不仅限于此。

上述通过在补偿电极层14背向接收电极层的表面设置上述结构的多个第一导电块状凸起15，并将补偿压电材料层12’与多个第一导电块状凸起15背向补偿电极层14的表面，以及多个第一导电块状凸起15的侧面完全接触，相当于增加了补偿电极层14与补偿压电材料层12’之间的接触面积，从而使得在发射阶段，能够有效提升发射信号的能量，进而保证指纹识别的质量。

如图13所示，在一些实施例中，可设置上述实施例提供的接收电极图形RX呈凹槽结构，凹槽结构的开口背向压电材料层12，且凹槽结构的开口的面积大于凹槽结构的槽底的面积；

指纹识别模组还包括：相互独立的多个第二块状凸起16，第二块状凸起16一一对应填充在凹槽结构中，第二块状凸起16能够在凹槽结构的开口处形成平坦的表面，且该平坦的表面与压电材料层12背向发射电极层TX的表面位于同一平面。

具体地，在制作上述结构的指纹识别模组时，可先形成多个第二块状凸起16，每个第二块状凸起16均可形成为棱台或圆台结构，然后形成覆盖多个第二块状凸起16的接收电极层，该接收电极层可包括与第二块状凸起16一一对应的接收电极图形RX，每个接收电极图形RX完全覆盖对应的第二块状凸起16(即使得接收电极图形RX形成为开口的面积大于槽底的面积的凹槽结构)，然后在接收电极层背向第二块状凸起16的一侧制作压电材料层12，并继续在压电材料层12背向第二块状凸起16的一侧制作其它膜层。

值得注意，由于接收电极图形RX自身能够与压电材料层12完全接触，即不需要通过第二块状凸起16实现与压电材料层12接触，因此，第二块状凸起16可采导电材料或非导电材料制作。另外，以多个第二块状凸起16形成在基底23上为例，在基底23上形成的多个第二块状凸起16中，与基底23接触的表面均为平坦的表面，且由于多个第二块状凸起16相互独立，能够在相邻的第二块状凸起16之间形成间隔空间，该间隔空间的尺寸可根据实际需要设置，示例性的，在制作完接收电极图形RX后，接收电极图形RX能够与基底23接触，且在相邻的接收电极图形RX之间仍然能够暴露出基底23；这样在制作压电材料层12时，压电材料层12能够与基底23接触，从而实现了第二块状凸起16能够在凹槽结构的开口处形成平坦的表面，且该平坦的表面与压电材料层12背向发射电极层TX的表面位于同一平面。

上述通过设置接收电极图形RX呈凹槽结构，凹槽结构的开口背向压电材料层12，且凹槽结构的开口的面积大于凹槽结构的槽底的面积，并设置第二块状凸起16一一对应填充在凹槽结构中，第二块状凸起16在凹槽结构的开口处的表面与压电材料层12背向发射电极层TX的表面位于同一平面，使得接收电极图形RX与压电材料层12之间的接触面积增大，从而使得在接收阶段，有效提升了接收到的超声信号的能量，进而保证了指纹识别的质量。

如图14所示，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例提供的指纹识别模组，还包括与指纹识别模组层叠设置的显示面板20，指纹识别模组位于显示面板20的非出光侧。

具体地，上述显示面板20的类型可根据实际需要选择，示例性的，可包括有机发光二极管显示面板20。

在制作上述显示装置时，可先分制作显示面板20和指纹识别模组，然后利用胶层22将指纹识别模组的基底23粘贴在显示面板20的基底23上。

在利用上述显示装置进行指纹识别时，在发射阶段，指纹识别模组发射发射信号，手指在显示面板20的盖板21侧发生触控，发射信号传输至触控的指纹后，经指纹反射，射向指纹识别模块，在接收阶段，指纹识别模块接收到由指纹反射的超声信号，并根据该反射的超声信号确定识别的指纹。

需要说明的是，所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能、指纹识别功能的产品或部件。

由于上述实施例提供的指纹识别模组在进行指纹识别时，可实现发射具有较高能量的发射信号，而发射信号能量较高，使得经指纹反射后接收到的信号的能量较高，从而更有利于对指纹识别准确性的提升，更好的保证了指纹识别的质量；因此，本发明实施例提供的显示装置在包括上述指纹识别模组时，同样具有上述有益效果，此处不再赘述。

在一些实施例中可设置上述指纹识别模组的指纹识别区域在显示面板20上的正投影与显示面板20的显示区域重合。

具体地，上述指纹识别模组的尺寸和显示面板20的尺寸可根据实际需要设置，示例性的，可设置指纹识别模组的尺寸和显示面板20的尺寸相同，并使得在将指纹识别模组和显示面板20贴合在一起时，指纹识别模组的指纹识别区域能够与显示面板20的显示区域重合，这样就使得显示装置能够实现全屏的指纹识别功能和触控功能。

需要说明，上述指纹识别区域应包括指纹识别模组中在发射阶段形成的发射区域和补偿发射区域，以及接收电极层分布的区域。

在一些实施例中，上述实施例提供的显示装置还包括包覆指纹识别模组和显示面板20的外壳，指纹识别模组和外壳之间具有空气腔。

具体地，当上述实施例提供的显示装置还包括外壳时，可设置指纹识别模组和外壳之间具有空隙，这样就使得在指纹识别模组和外壳之间能够形成空气腔，以便于对产生的发射信号(即超超声信号)进行加强，使得发射信号能够更好的传递至手指触控的位置。

本发明实施例还提供了一种指纹识别模组的指纹识别方法，应用于上述实施例提供的指纹识别模组，所述指纹识别方法包括：

在发射阶段，向指纹识别模组中的发射电极层TX加载驱动信号；

向指纹识别模组的补偿电极层14加载具有预设电位的基准信号，并控制指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态；或，同时向补偿电极层14和接收电极层加载基准信号；

在接收阶段，控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态；

向发射电极层TX加载基准信号，并控制补偿电极层14处于不加载信号的悬空状态；或，同时向发射电极层TX和补偿电极层14加载基准信号。

更详细地说，所述指纹识别方法具体包括：

在发射阶段，当向指纹识别模组中的发射电极层TX加载交流的驱动电压信号，向指纹识别模组的补偿电极层14加载具有预设电位的基准信号，并控制指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态时，在发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对区域产生超声波，并实现超声波发射，因此发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对面积决定了发射电极层TX产生的发射信号的强度。

当向指纹识别模组中的发射电极层TX加载交流的驱动电压信号，并同时向补偿电极层14和接收电极层加载基准信号时，在发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对区域，以及发射电极层TX和接收电极层之间的正对区域均产生超声波，并实现超声波发射，因此，发射电极层TX和补偿电极层14之间的正对面积，以及发射电极层TX和接收电极层之间的正对面积共同决定了发射电极层TX产生的发射信号的强度。

在接收阶段，当控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，向发射电极层TX加载基准信号，并控制补偿电极层14处于不加载信号的悬空状态时，指纹识别模组通过接收电极层和发射电极层TX实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出，且接收的超声信号不会受到补偿电极层14的影响。

当控制接收电极层处于不加载信号的悬空状态，并同时向发射电极层TX和补偿电极层14加载基准信号时，指纹识别模组通过接收电极层、发射电极层TX和补偿电极层14实现接收指纹反射的超声信号，并能够通过接收电极层将接收到的超声信号以电信号形式输出。

由于本发明实施例提供的指纹识别方法应用于上述实施例提供的指纹识别模组，因此采用本发明实施例提供的指纹识别方法进行指纹识别时，可实现发射具有较高能量的发射信号，而发射信号能量较高，使得经指纹反射后接收到的信号的能量较高，从而更有利于对指纹识别准确性的提升，更好的保证了指纹识别的质量。

需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上″或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

在上述实施方式的描述中，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例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种指纹识别模组，包括：相对设置的发射电极层和接收电极层，以及设置在所述发射电极层和所述接收电极层之间的压电材料层，其特征在于，还包括：

与所述发射电极层相对设置的补偿电极层；以及，

设置在所述发射电极层和所述补偿电极层之间的补偿压电材料层，所述补偿电极层与所述发射电极层之间形成补偿发射区域。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，

所述接收电极层包括相互独立的多个接收电极图形，相邻的所述接收电极图形之间具有间隔区域；

所述补偿电极层位于所述压电材料层背向所述发射电极层的一侧，且与所述接收电极图形绝缘，所述压电材料层复用为所述补偿压电材料层，所述补偿电极层在所述接收电极层上的正投影与所述间隔区域至少部分重叠。

3.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述补偿电极层与所述接收电极图形同层设置，且所述补偿电极层位于所述间隔区域内。

4.根据权利要求3所述的指纹识别模组，其特征在于，所述补偿电极层和所述接收电极图形采用不同的导电材料，所述补偿电极层与其相邻的所述接收电极图形之间的最小距离小于或等于2μm。

5.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述补偿电极层与所述接收电极图形异层设置，所述补偿电极层在所述接收电极层上的正投影覆盖所述间隔区域和至少部分所述接收电极图形。

6.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述补偿电极层为一整层，所述补偿电极层位于所述发射电极层背向所述接收电极层的一侧；或者，所述补偿电极层位于所述发射电极层面向所述接收电极层的一侧。

7.根据权利要求6所述的指纹识别模组，其特征在于，当所述补偿电极层位于所述发射电极层面向所述接收电极层的一侧时，所述指纹识别模组还包括：

设置在所述补偿电极层背向所述接收电极层的表面的多个第一导电块状凸起，所述多个第一导电块状凸起相互独立，且每个所述第一导电块状凸起与所述补偿电极层接触的表面的面积，均大于该第一导电块状凸起背向所述补偿电极层的表面的面积；

所述补偿压电材料层与所述多个第一导电块状凸起背向所述补偿电极层的表面，以及所述多个第一导电块状凸起的侧面完全接触。

8.根据权利要求2～6中一项所述的指纹识别模组，其特征在于，所述接收电极图形呈凹槽结构，所述凹槽结构的开口背向所述压电材料层，且所述凹槽结构的开口的面积大于所述凹槽结构的槽底的面积；

所述指纹识别模组还包括：相互独立的多个第二块状凸起，所述第二块状凸起一一对应填充在所述凹槽结构中，所述第二块状凸起能够在所述凹槽结构的开口处形成平坦的表面，且该平坦的表面与所述压电材料层背向所述发射电极层的表面位于同一平面。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的指纹识别模组，还包括与所述指纹识别模组层叠设置的显示面板，所述指纹识别模组位于所述显示面板的非出光侧。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述指纹识别模组的指纹识别区域在所述显示面板上的正投影与所述显示面板的显示区域重合。

11.根据权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括包覆所述指纹识别模组和所述显示面板的外壳，所述指纹识别模组和所述外壳之间具有空气腔。

12.一种指纹识别模组的指纹识别方法，其特征在于，应用于如权利要求1～8中任一项所述的指纹识别模组，所述指纹识别方法包括：

在发射阶段，向指纹识别模组中的发射电极层加载驱动信号；

向所述指纹识别模组的补偿电极层加载具有预设电位的基准信号，并控制所述指纹识别模块中的接收电极层处于不加载信号的悬空状态；或，同时向所述补偿电极层和所述接收电极层加载所述基准信号；

在接收阶段，控制所述接收电极层处于不加载信号的悬空状态；

向所述发射电极层加载所述基准信号，并控制所述补偿电极层处于不加载信号的悬空状态；或，同时向所述发射电极层和所述补偿电极层加载所述基准信号。