CN110739388B - 压电超声波传感器及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压电超声波传感器及其制备方法、显示装置，涉及超声波传感器技术领域，能够提高压电超声波传感器的散热效率和散热性能。其中的压电超声波传感器包括：柔性衬底，设置于柔性衬底一侧的压电功能层；沿柔性衬底的厚度方向，压电功能层包括层叠的第一电极层、第一压电层和第二电极层；第一压电层位于第一电极层和第二电极层之间，且相对第二电极层，第一电极层更靠近柔性衬底；第一压电层的材料为压电材料；压电超声波传感器还包括：设置于压电功能层靠近柔性衬底一侧的导热层，导热层与柔性衬底以及压电功能层接触，且导热层与第一电极层相互绝缘；导热层的材料的热导率大于柔性衬底的材料的热导率。
Description
技术领域
本发明涉及超声波传感器技术领域，尤其涉及一种压电超声波传感器及其制备方法、显示装置。
背景技术
超声波是一种具有频率高、波长短、方向性好、定向传播、穿透率高等优点的机械波。超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号，通常是电信号的传感器。超声波传感器主要材料有压电晶体及镍铁铝合金两类。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时当它接收到超声波时，也能转变成电能，所以超声波传感器可以包括发送型和接收型两类，但也存在既能发送，同时也能接收的超声波传感器。
发明内容
本发明的实施例提供一种压电超声波传感器及其制备方法、显示装置，能够提高压电超声波传感器的散热效率和散热性能。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种压电超声波传感器，包括：柔性衬底，设置于所述柔性衬底一侧的压电功能层。
沿所述柔性衬底的厚度方向，所述压电功能层包括层叠的第一电极层、第一压电层和第二电极层；所述第一压电层位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，且相对所述第二电极层，所述第一电极层更靠近所述柔性衬底；所述第一压电层的材料为压电材料。
所述压电超声波传感器还包括：设置于所述压电功能层靠近所述柔性衬底一侧的导热层，所述导热层与所述柔性衬底以及所述压电功能层接触，且所述导热层与所述第一电极层相互绝缘；所述导热层的材料的热导率大于所述柔性衬底的材料的热导率。
可选的，所述导热层包括多个相互间隔的导热柱，且所述导热柱嵌在所述柔性衬底中。
可选的，所述导热层还包括绝缘平坦子层，所述绝缘平坦子层朝向所述压电功能层的一侧表面平坦。
所述绝缘平坦子层位于所述导热柱与所述压电功能层之间，且所述导热柱与所述绝缘平坦子层为一体结构。
可选的，沿所述柔性衬底的厚度方向，所述导热柱的厚度等于所述柔性衬底的厚度，且所述导热柱的上表面与所述柔性衬底的上表面齐平，所述导热柱的下表面与所述柔性衬底的下表面齐平。
或者，所述导热柱的厚度等于所述柔性衬底厚度的一半。
可选的，所述导热层位于所述柔性衬底与所述压电功能层之间。
可选的，所述压电功能层远离所述柔性衬底的一侧还设有绝缘保护层。
可选的，所述压电功能层和所述绝缘保护层之间还设有辅助层，所述辅助层具有至少一个镂空部；
所述镂空部贯穿所述辅助层，所述压电功能层、所述辅助层和所述绝缘保护层在所述镂空部所在区域形成封闭的空腔。
或者，沿所述柔性衬底的厚度方向，所述镂空部的厚度小于所述辅助层的厚度，所述压电功能层和所述辅助层在所述镂空部所在区域形成封闭的空腔。
另一方面，提供一种显示装置，包括：柔性显示面板和压电超声波传感器，所述压电超声波传感器设置于所述柔性显示面板的与出光侧相对的另一侧。
所述压电超声波传感器为上述的压电超声波传感器。
又一方面，提供另一种显示装置，包括：柔性显示面板，所述柔性显示面板包括柔性衬底，位于所述柔性衬底上的每个亚像素区的发光器件，所述柔性衬底远离所述发光器件的一侧设有压电超声波传感器，所述压电超声波传感器为上述的压电超声波传感器。
又一方面，提供一种压电超声波传感器的制备方法，包括：
在柔性衬底上形成导热层，所述导热层的材料的热导率大于所述柔性衬底的材料的热导率。
在所述柔性衬底的形成有所述导热层的一侧形成压电功能层；沿所述柔性衬底的厚度方向，所述压电功能层包括层叠的第一电极层、第一压电层和第二电极层；所述第一压电层位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，且相对所述第二电极层，所述第一电极层更靠近所述柔性衬底；所述第一压电层的材料为压电材料；所述导热层与所述柔性衬底、以及所述第一电极层和/或所述第一压电层接触，且所述导热层与所述第一电极层相互绝缘。
可选的，所述导热层包括多个相互间隔的导热柱；在所述柔性衬底上形成所述导热层，包括：在所述柔性衬底上形成多个间隔设置的孔。
在多个所述孔中沉积形成多个所述导热柱。
本发明实施例提供了一种了压电超声波传感器及其制备方法、显示装置。在其中的压电超声波传感器中，于压电功能层靠近柔性衬底的一侧设置了导热层，且导热层的材料的热导率大于柔性衬底的材料的热导率。在压电超声波传感器的工作过程中，压电功能层所产生的热量将通过导热层和/或柔性衬底更快速的向外散发，避免了热量持续在压电功能层中积聚，提高了压电超声波传感器的散热效率和散热性能，压电超声波传感器的散热性能提高后，可以保证压电超声波传感器的工作性能和识别精度，以及可以降低压电超声波传感器的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种压电超声波传感器的结构示意图；
图2为相关技术中的压电超声波传感器的结构示意图；
图3a-图3b为本发明实施例提供的另一种压电超声波传感器的结构示意图；
图4a-图4b为本发明实施例提供的另一种压电超声波传感器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种压电超声波传感器的结构示意图；
图6a-图6d为本发明实施例提供的另一种压电超声波传感器的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种压电超声波传感器的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种压电超声波传感器的制备流程示意图；
图9a-图9c为本发明实施例提供的一种压电超声波传感器的制备过程示意图；
图10a为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图10b为本发明实施例提供的另一种显示装置的结构示意图。
附图标记：
1-压电超声波传感器；10-柔性衬底；101-孔；11-导热层；110-导热柱；111-平坦子层；12-压电功能层；120-第一电极层；1200-电极；121-第一压电层；122-第二电极层；123-第二压电层；124-第三电极层；13-绝缘保护层；14-辅助层；141-镂空部；15-空腔；2-柔性显示面板；21-发光器件；3-光学胶层；4-盖板；5-指纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
随着智能电子产品的发展，用户对于智能电子产品隐私性、安全性的关注度越来越高，如何方便、快捷和安全的解锁智能电子产品是目前解锁技术发展的趋势。指纹识别和面部识别是目前两种常见的解锁技术，但由于面部识别技术目前还存在一些技术难点，比如准确性较低，而指纹识别则具有准确率高、价格低廉等优点，因此，现有的智能电子产品一般使用的是指纹识别或者同时配置指纹识别和面部识别技术用于解锁。
其中，指纹识别技术是通过比较采集到的指纹信息和预先保存的指纹信息是否一致来进行判断的技术。指纹识别技术包括图像采集、图像处理等步骤，而在图像采集的过程中需要使用压电超声波传感器实现对指纹的初步识别。
基于上述，本发明的实施例提供一种压电超声波传感器，如图1所示，包括：柔性衬底10，设置于柔性衬底10一侧的压电功能层12。
沿柔性衬底10的厚度方向，压电功能层12包括层叠的第一电极层120、第一压电层121和第二电极层122；第一压电层121位于第一电极层120和第二电极层122之间，且相对第二电极层122，第一电极层120更靠近柔性衬底10；第一压电层121的材料为压电材料。
压电超声波传感器1还包括：设置于压电功能层12靠近柔性衬底10一侧的导热层11，导热层11与柔性衬底10以及压电功能层12接触，且导热层11与第一电极层120相互绝缘；导热层11的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率。
其中，柔性衬底10的材料例如为聚合物，该聚合物例如可以包括聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺中的至少一种。其中，PI的热导率为0.15(W.m-1).k-1。
压电功能层12用于发出超声波信号，并接收经过指纹反射的超声波信号。
压电功能层12中的第一电极层120或第二电极层122包括多个相互绝缘的电极。该多个电极呈阵列均匀分布。第一电极层120和第二电极层122材料可以为金属或透明导电材料，其中，金属例如可以为金属单质或合金，金属单质可以为铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)、铂(Pt)、钛(Ti)、金(Au)、铝(Al)中的一种，金属合金例如可以为镁银合金。透明导电材料例如可以为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等中的一种。
可选的，第一电极层120的材料为ITO，第二电极层122的材料为Ag。
压电功能层12中的第一压电层121的材料为压电材料。压电材料例如为氮化铝(AlN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅(PZT)中的一种。压电材料受电源激励后，将产生高频振动，从而发出超声波信号。
在第一压电层121产生超声波信号时，第一电极层120例如可以接地，第二电极层122与电源输入信号相连用于接收电压信号，第一压电层121中的压电材料在电压信号作用下产生高频振动。
在第一压电层121接收超声波信号时，第一电极层120中的各个电极可用于输出电压信号，第二电极层122接地。
可选的，如图1所示，第一电极层120包括多个相互绝缘的电极1200，该多个电极1200呈阵列均匀分布。
可选的，导热层11的材料为绝缘材料，该绝缘材料可以是有机物，也可以是无机物，该无机物例如可以为硅、氧化硅、氮化硅中的至少一种，其中硅的热导率为1480.15(W.m-1).k-1。基于此，导热层11可与第一电极层120直接接触。
需要说明的是，图1中压电功能层12的结构仅为示意，实际中，在第一电极层120和第一压电层121之间可能还设有其它膜层，例如薄膜晶体管层，该薄膜晶体管层包括多个开关薄膜晶体管，每个开关薄膜晶体管控制一个电极1200的开关。所以，在第一电极层120和第一压电层121之间存在其它膜层的情况下，第一压电层121并未与导热层11直接接触，仅第一电极层120与导热层11接触。
由于压电功能层12中的压电材料在被电源激励产生高频振动发出超声波信号的同时会产生热量，该热量将从压电功能层12向靠近柔性衬底10的一侧进行传输。其中，基于如图1所示的结构，热量从压电功能层12传输至导热层11中后，由于导热层11的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率，部分热量将通过导热层11的侧面(与空气接触的侧面)散发，其余部分热量将通过导热层11传输至柔性衬底10中，再通过柔性衬底10散发。
如图2所示，相关技术中的压电超声波传感器1包括：柔性衬底10，设置于柔性衬底10上的压电功能层12。由于柔性衬底10的热导率较低，例如PI的热导率为0.15(W.m-1).k-1，所以其无法及时有效的将压电功能层12所产生的热量导出，导致压电功能层12的温度随着压电功能层12工作时间的延长而增加。温度升高，压电材料的特性将受到影响，会导致压电材料所产生的振动频率降低、对指纹的识别精度降低、且压电超声波传感器1的功耗较大。
而在本发明实施例提供的压电超声波传感器1中，在压电功能层12靠近柔性衬底10的一侧设置了导热层11，且导热层11的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率。在压电超声波传感器1的工作过程中，由于导热层11的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率，相对于相关技术，本发明中的实施例可以使得压电功能层12所产生的热量能够更快速的从压电功能层12中传递至导热层11中，然后再通过导热层11和/或柔性衬底10向外散发，避免了热量持续在压电功能层12中积聚，提高了压电超声波传感器1的散热效率和散热性能，压电超声波传感器1的散热性能提高后，可以保证压电超声波传感器1的工作性能和识别精度，以及可以降低压电超声波传感器1的功耗。
可选的，如图1所示，导热层11位于第一电极层120和柔性衬底10之间，导热层11整层平铺于柔性衬底10上。在此基础上，可选的，导热层11厚度均一。
基于此结构，可知导热层11与第一电极层120和柔性衬底10接触。
将导热层11整层平铺于柔性衬底10上，制备工艺较为简单。
可选的，如图3a和图3b所示，导热层11包括多个相互间隔的导热柱110，且导热柱110嵌在柔性衬底10中。
其中，如图3a所示，导热层11中的导热柱110嵌入柔性衬底10中，沿柔性衬底10的厚度方向，导热柱110的上下表面与柔性衬底10的上下表面分别平齐。
或者，如图3b所示，导热柱110嵌入柔性衬底10中，导热柱110靠近压电功能层12的一侧表面与柔性衬底10的上表面(靠近压电功能层12的一侧表面)平齐，导热柱110远离压电功能层12的一侧表面与柔性衬底10的下表面(远离压电功能层12的一侧表面)之间具有间距。示例的，该间距可以为柔性衬底10的厚度的一半。
在如上两种情况下，当导热层11的材料为绝缘材料的情况下，导热层11与第一电极层120和柔性衬底10接触。
在如图3a所示的压电超声波传感器1中，由于导热柱110的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率，且导热柱110直接与外界接触，所以压电功能层12中产生的热量大部分将通过导热柱110直接向外散发，少部分将通过柔性衬底10向外散发。其中，在理想状态下，压电功能层12中产生的热量将全部通过导热柱110直接向外散发。所以，本发明发实施例提高了压电超声波传感器1的散热效率和散热性能。
在如图3b所示的压电超声波传感器1中，由于导热柱110的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率，且导热柱110嵌在柔性衬底10中，导热柱110的外表面与柔性衬底10的接触面积较大，所以压电功能层12中产生的热量将通过导热柱110更快、更多的传递至柔性衬底10中，再通过柔性衬底10向外散发，从而提高了压电超声波传感器1的散热效率和散热性能。
在制备如图3a和图3b所示的导热柱110结构时，可通过在柔性衬底10上先设置通孔或者盲孔，再填充通孔或者盲孔进行制备。
由于导热柱110主要起导热作用，在体积相同的条件下，其具体结构并不影响其导热性能，所以本发明中对导热柱110的具体结构不做限定。示例的，如图3a和图3b所示，导热柱110的纵截面为矩形。
如图3a和图3b所示，多个导热柱110间隔嵌入柔性衬底10中，可以使得柔性衬底10和导热层11的整体厚度较小，有利于实现压电超声波传感器1的轻薄化；同时导热柱110可以增强柔性衬底10的震动，提高压电超声传感器1的识别精度。
在此基础上，可选的，如图4a和图4b，导热层11还包括绝缘平坦子层111，绝缘平坦子层111朝向压电功能层12的一侧表面平坦。
绝缘平坦子层111位于导热柱110与压电功能层12之间，且导热柱110与绝缘平坦子层111为一体结构。
绝缘平坦子层111的材料为绝缘材料，该绝缘材料例如可以是无机物，该无机物例如可以为硅、氧化硅、氮化硅中的至少一种。示例的，绝缘平坦子层111的厚度为1μm～5μm。
如图4a所示，绝缘平坦子层111位于导热柱110与压电功能层12之间，导热柱110位于绝缘平坦子层111远离压电功能层12的一侧，其中导热柱110远离压电功能层12的一侧表面与柔性衬底10的下表面平齐。
或者，如图4b所示，绝缘平坦子层111位于导热柱110与压电功能层12之间，导热柱110位于绝缘平坦子层111远离压电功能层12的一侧，其中导热柱110远离压电功能层12的一侧表面与柔性衬底10的下表面之间存在间距，示例的，该间距等于柔性衬底10的厚度的一半。
在图4a和图4b所示的压电超声波传感器1的结构中，在制作时，通过先在柔性衬底10上制作多个间隔的通孔或者盲孔，再通过沉积形成一体结构的导热柱110和绝缘平坦子层111，其中绝缘平坦子层111起平坦化作用，以便在绝缘平坦子层111的上侧形成第一电极层120。
绝缘平坦子层111和导热柱110为一体结构，不仅增大了压电功能层12与导热层11的接触面积，较大幅度的提高压电超声波传感器1的散热性能，降低其功耗；同时便于后续在绝缘平坦子层111的上侧制作第一电极层120。
可选的，如图3a和图4a所示，沿柔性衬底10的厚度方向，导热柱110的厚度等于柔性衬底10的厚度，且导热柱110的上表面与柔性衬底10的上表面齐平，导热柱110的下表面与柔性衬底10的下表面齐平。
或者，如图3b和图4b所示，导热柱110的厚度等于柔性衬底10厚度的一半。
如图3a和图4a所示，在制备时，通过在柔性衬底10上先制备通孔，再填充通孔的方式形成导热柱110，导热层11与压电功能层12之间的接触面积较大，散热性能较好，导热层11的整体厚度较小，且制备通孔的工艺较为简单。
如图3b和图4b所示，在制备时，通过在柔性衬底10上先制备盲孔，再填充盲孔的方式形成导热柱110，导热层11与柔性衬底10之间的连接稳定性较好，且由于导热柱110的限制，导热层11整体不易产生位移，同时厚度较小，从而，压电超声波传感器1的抗摔能力较好。
可选的，如图5所示，压电功能层12远离柔性衬底10的一侧还设有绝缘保护层13。
可选的，绝缘保护层13的材料为有机物，该有机物例如可以为环氧树脂。
该绝缘保护层13主要起保护作用，避免第二电极层122损伤，以及反射压电功能层12所产生的超声波信号，增大向靠近柔性衬底10一侧传输的超声波信号。其中，压电功能层12能够产生向靠近柔性衬底10一侧传输的超声波信号，和向远离柔性衬底10一侧传输的超声波信号，而向靠近柔性衬底10一侧传输的超声波信号用于识别指纹。
可选的，如图6a所示，压电功能层12和绝缘保护层13之间还设有辅助层14，辅助层14具有至少一个镂空部141。
如图6a所示，镂空部141贯穿辅助层14，压电功能层12、辅助层14和绝缘保护层13在镂空部141所在区域形成封闭的空腔15。
或者，如图6b所示，沿柔性衬底10的厚度方向，镂空部141的厚度小于辅助层14的厚度，绝缘保护层13和辅助层14在镂空部141所在区域形成封闭的空腔15。
示例的，辅助层14的材料例如为光刻胶。在形成辅助层薄膜后可以对该辅助层薄膜进行曝光和显影得到具有至少一个镂空部141的辅助层14。辅助层14的材料例如还可以为金属或者无机物，利用金属或者无机物可以先形成金属薄膜或无机物薄膜，再通过构图工艺形成镂空部141即可。
当第一压电层121产生的超声波信号传播至空腔15时，空腔15将会对该部分超声信号进行反射和产生谐振作用，增大反射的超声波信号的强度，反射的超声波信号将向靠近柔性衬底的一侧传播，用于提高压电超声波传感器1的识别精度。也就是说空腔15的作用是反射超声波信号以及产生谐振作用，因此，空腔15的厚度可以设置为超声波信号半波长的奇数倍。
可选的，如图6c和图6d所示，辅助层14包括多个相互间隔的镂空部141。
辅助层14包括多个间隔的镂空部141时，每个镂空部141的体积较小，不仅能够对超声波信号进行反射，还可以保证多个空腔15对压电超声波传感器1整体强度的影响较小，保证压电超声波传感器1的抗摔能力。
需要说明的是，在图6a至图6d所示的压电超声波传感器1中，由于辅助层14存在镂空部141，受工艺条件限制，可能无法直接在辅助层14上制作绝缘保护层13，但可以将绝缘保护层13通过粘结层将其粘结在辅助层14上。粘结层的材料例如可以为热固化或者光固化的胶体，对于该粘结层在图6a至图6d中并未示出。
可选的，如图7所示，压电功能层12还可以包括设置在第二电极层122远离柔性衬底10一侧的第二压电层123和第三电极层124，其中，第二压电层123位于第三电极层124和第二电极层122之间。
第三电极层124的材料与第一电极层120和第二电极层122的材料相同，第三电极层124可整层平铺于第二压电层123的上侧。
在压电功能层12包括第二压电层123时，第一压电层121和第二压电层123中的一个用于产生超声波信号，另一个用于接收超声波信号，从而可以避免超声波信号之间发生串扰，提高压电超声波传感器1的识别精度。
本发明的实施例还提供一种压电超声波传感器1的制备方法，如图8所示，包括：
S10、如图1所示，在柔性衬底10上形成导热层11，导热层11的材料的热导率大于柔性衬底10的材料的热导率。
导热层11的材料例如为硅、氧化硅、氮化硅中的至少一种。
S11、如图1所示，在柔性衬底10的形成有导热层11的一侧形成压电功能层12；沿柔性衬底10的厚度方向，压电功能层12包括层叠的第一电极层120、第一压电层121和第二电极层122；第一压电层121位于第一电极层120和第二电极层122之间，且相对第二电极层122，第一电极层120更靠近柔性衬底10；第一压电层121的材料为压电材料；导热层11与柔性衬底10、以及压电功能层12接触，且导热层11与第一电极层120相互绝缘。
示例的，如图1所示，第一电极层120包括多个电极1200。在形成第一电极层120时，通过先形成导电薄膜，再通过刻蚀的方式形成多个相互绝缘的电极1200。
上述的压电超声波传感器1的制备方法与上述的压电超声波传感器1具有相同的有益效果，因此不再赘述。
可选的，如图3a、图3b、图4a和图4b所示，导热层11包括多个相互间隔的导热柱110。
在柔性衬底10上形成导热层11，包括：
S100、如图9a所示，在柔性衬底10上形成多个间隔设置的孔101。
孔101可通过构图工艺或激光刻蚀形成，孔101的深度可根据实际需要进行设置，例如，孔101的深度为柔性衬底10厚度的一半，此时，该孔101为盲孔。又例如，孔101的深度贯穿柔性衬底10，此时，该孔101为通孔。
需要说明的是，在图9a中仅以盲孔为例进行示意。
S101、如图9b所示，在多个孔101中沉积形成多个导热柱110。
在孔101是盲孔的情况下，如图9b所示，导热柱110的上表面与柔性衬底10的上表面平齐，下表面高于柔性衬底10的下表面，即导热柱110的下表面与柔性衬底10的下表面之间具有间距。
在孔101是通孔的情况下，导热柱110的上表面与柔性衬底10的上表面平齐，导热柱110的下表面与柔性衬底10的下表面平齐。
可选的，如图4a和图4b所示，导热层11包括平坦子层111和多个相互间隔的导热柱110，且平坦子层111和多个相互间隔的导热柱110为一体结构。
基于此，在柔性衬底10上形成导热层11，包括：
S102、如图9a所示，在柔性衬底10上形成多个间隔设置的孔101。
S103、如图9c所示，在多个孔101中沉积形成导热柱110，同时在柔性衬底10上形成与导热柱为一体结构的平坦子层111。
本发明的实施例通过先在柔性衬底10上设置孔101，再以在孔101中形成导热柱110、或者形成导热柱110和平坦子层111的方式制备导热层11，有利于控制压电超声波传感器1的厚度。
本发明的实施例还提供一种显示装置，如图10a所示，包括：柔性显示面板2和压电超声波传感器1，压电超声波传感器1设置于柔性显示面板2的与出光侧相对的另一侧。
压电超声波传感器1为上述的压电超声波传感器1。
可选的，如图10a所示，柔性显示面板2的出光侧设置有盖板4，压电超声波传感器1通过光学胶层3粘结在柔性显示面板2的与出光侧相对的另一侧。
示例的，上述的盖板4为玻璃盖板4。柔性显示面板2可依次包括衬底、设置于衬底上每个亚像素区的像素驱动电路以及发光器件。发光器件包括阳极、发光功能层和阴极。其中的衬底为柔性的衬底。示例的，阳极为ITO阳极、阴极为金属阴极，发光功能层至少包括发光层，发光层的材料为发光材料，发光材料在阳极和阴极的作用下发出光线。
在制作上述的显示装置时，通过分别制作柔性显示面板2和压电超声波传感器1，再通过光学胶层3粘结二者的方式进行固定。柔性显示面板2和压电超声波传感器1分别独立制作，显示装置的产品良率较高。
如图10a所示，在第二电极层122连接电源输入信号的情况下，第一压电层121的压电材料在第二电极层122提供的电压信号的作用下可以产生超声波信号，该过程为逆压电效应。当第一压电层121产生的超声波信号在遇到指纹5时，由于指纹5表面存在谷和脊，从而导致超声波信号的反射界面不同。其中，谷对应的是空气界面，对超声波信号的阻抗较大，超声波信号穿过空气界面的量较少，从而反射的超声波信号的强度较大；脊对应的是固体界面，对超声波信号的阻抗较小，超声波信号穿过固体界面的量较多，从而反射的超声波信号的强度较低。当上述经过空气界面和固体界面反射的超声波信号在被第一压电层121接收后，第一压电层121中的压电材料将产生压电效应，在第一压电层121的表面产生多个局部电荷积累，每个局部电荷积累的量与所接收的反射的超声波信号的强度正相关。局部电荷积累后将通过耦合作用，在第一电极层120中的每个电极上产生耦合电压，第一电极层120再将该耦合电压信息进行输出，从而实现了对指纹5的识别。
该显示装置具有与上述的压电超声波传感器1相同的有益效果，因此不再赘述。
本发明的实施例还提供另一种显示装置，如图10b所示，包括：柔性显示面板2，柔性显示面板2包括柔性衬底10，位于柔性衬底10上的每个亚像素区的发光器件，柔性衬底10远离发光器件的一侧设有压电超声波传感器1，压电超声波传感器1为上述的压电超声波传感器1。
如图10b所示，发光器件21的发光颜色例如可以为三基色中的一种，三基色例如可以为红色R、绿色G、蓝色B；也可以是该发光器件21发白光。
该显示装置在发光器件远离柔性衬底10的一侧还设有盖板4，超声波传感器则位于柔性衬底10远离发光器件的一侧。在制作时，例如通过先制作柔性显示面板2，再在柔性衬底10上直接制作压电超声波传感器1的方式，实现了柔性显示面板2与超声波传感器的连接，制作工艺较为简单，显示装置的整体厚度较薄，且生产效率较高。
上述的发光器件21包括阳极、阴极，以及位于阳极和阴极之间的发光功能层。发光器件21可以分为底发光型、顶发光型和双面发光型。以阳极靠近柔性衬底10，阴极位于阳极远离柔性衬底10一侧为例，当该发光器件21为底发光型时，阳极的材料可以为例如ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锡)等透明导电材料；阴极的材料为金属，该金属例如可以为银；当该发光器件21为顶发光型时，阳极的结构为包括透明导电层、不透明金属层的多层层叠结构，例如为ITO/Ag/ITO的三层层叠结构，阴极的材料为金属，在此情况下，阴极的厚度较薄呈半透明；当该发光器件21为双面发光型时，阳极的材料为透明导电材料，阴极的材料为金属，且阴极的厚度较薄呈半透明。
发光功能层至少包括发光层。发光层用于在阳极和阴极的作用下产生光线。
可选的，发光功能层除包括发光层外，还可以包括ETL(election transportinglayer，电子传输层)、EIL(election injection layer，电子注入层)、HTL(holetransporting layer，空穴传输层)以及HIL(hole injection layer，空穴注入层)。需要说明的是，发光功能层并不限于仅包括发光层和ETL、EIL、HTL、HIL的组合，其还可以包括其它功能层别。
上述的显示装置具有与上述的压电超声波传感器1相同的有益效果，因此不再赘述。
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 (7)
1.一种压电超声波传感器，其特征在于，包括：柔性衬底，设置于所述柔性衬底一侧的压电功能层；
沿所述柔性衬底的厚度方向，所述压电功能层包括层叠的第一电极层、第一压电层和第二电极层；所述第一压电层位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，且相对所述第二电极层，所述第一电极层更靠近所述柔性衬底；所述第一压电层的材料为压电材料；
所述压电超声波传感器还包括：设置于所述压电功能层靠近所述柔性衬底一侧的导热层，所述导热层与所述柔性衬底以及所述压电功能层接触，且所述导热层与所述第一电极层相互绝缘；所述导热层的材料的热导率大于所述柔性衬底的材料的热导率；其中，
所述导热层包括多个相互间隔的导热柱，且所述导热柱嵌在所述柔性衬底中；沿所述柔性衬底的厚度方向，所述导热柱的厚度等于所述柔性衬底厚度的一半；所述导热层还包括绝缘平坦子层，所述绝缘平坦子层朝向所述压电功能层的一侧表面平坦；所述绝缘平坦子层位于所述导热柱与所述压电功能层之间，且所述导热柱与所述绝缘平坦子层为一体结构。
2.根据权利要求1所述的压电超声波传感器，其特征在于，所述压电功能层远离所述柔性衬底的一侧还设有绝缘保护层。
3.根据权利要求2所述的压电超声波传感器，其特征在于，所述压电功能层和所述绝缘保护层之间还设有辅助层，所述辅助层具有至少一个镂空部；
所述镂空部贯穿所述辅助层，所述压电功能层、所述辅助层和所述绝缘保护层在所述镂空部所在区域形成封闭的空腔；
或者，
沿所述柔性衬底的厚度方向，所述镂空部的厚度小于所述辅助层的厚度，所述绝缘保护层和所述辅助层在所述镂空部所在区域形成封闭的空腔。
4.一种显示装置，其特征在于，包括：柔性显示面板和压电超声波传感器，所述压电超声波传感器设置于所述柔性显示面板的与出光侧相对的另一侧；
所述压电超声波传感器为权利要求1至3任一项所述的压电超声波传感器。
5.一种显示装置，其特征在于，包括：柔性显示面板，所述柔性显示面板包括柔性衬底，位于所述柔性衬底上的每个亚像素区的发光器件，所述柔性衬底远离所述发光器件的一侧设有压电超声波传感器，所述压电超声波传感器为权利要求1至3任一项所述的压电超声波传感器。
6.一种压电超声波传感器的制备方法，其特征在于，包括：
在柔性衬底上形成导热层，所述导热层的材料的热导率大于所述柔性衬底的材料的热导率；
在所述柔性衬底的形成有所述导热层的一侧形成压电功能层；沿所述柔性衬底的厚度方向，所述压电功能层包括层叠的第一电极层、第一压电层和第二电极层；所述第一压电层位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，且相对所述第二电极层，所述第一电极层更靠近所述柔性衬底；所述第一压电层的材料为压电材料；所述导热层与所述柔性衬底、以及所述第一电极层和/或所述第一压电层接触，且所述导热层与所述第一电极层相互绝缘；其中，
所述导热层包括多个相互间隔的导热柱，且所述导热柱嵌在所述柔性衬底中；沿所述柔性衬底的厚度方向，所述导热柱的厚度等于所述柔性衬底厚度的一半；所述导热层还包括绝缘平坦子层，所述绝缘平坦子层朝向所述压电功能层的一侧表面平坦；所述绝缘平坦子层位于所述导热柱与所述压电功能层之间，且所述导热柱与所述绝缘平坦子层为一体结构。
7.根据权利要求6所述的压电超声波传感器的制备方法，其特征在于，在所述柔性衬底上形成所述导热层，包括：
在所述柔性衬底上形成多个间隔设置的孔；
在多个所述孔中沉积形成多个所述导热柱。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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