CN111242095B - 一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置 - Google Patents
一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111242095B CN111242095B CN202010118979.8A CN202010118979A CN111242095B CN 111242095 B CN111242095 B CN 111242095B CN 202010118979 A CN202010118979 A CN 202010118979A CN 111242095 B CN111242095 B CN 111242095B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- substrate
- ultrasonic
- forming
- 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.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 121
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 claims abstract description 65
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 74
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 22
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 8
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 22
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 8
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 8
- -1 Polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 6
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 6
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 5
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本申请公开了一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置，用以实现在衬底基板上直接制备超声波指纹识别模组并改善超声纹路识别模组的超声波振动性能。本申请提供超声纹路识别模组包括：第一衬底基板和第二衬底基板，位于第一衬底基板面向第二衬底基板一侧的驱动电路，位于第二衬底基板面向所第一衬底基板一侧的压电器件，位于驱动电路和压电器件之间的多个电极引线部件；压电器件、第一衬底基板以及电极引线部件之间形成多个空腔；电极引线部件与驱动电路电连接；压电器件包括：第一电极层、第二电极层，以及压电层，第一电极层和第二电极层均与电极引线部件电连接；第二衬底基板包括：弹性层和耦合层；弹性层具有多个凹槽，耦合层填充凹槽。
Description
技术领域
本申请涉及纹路识别技术领域，尤其涉及一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置。
背景技术
超声波指纹识别比现有的其他电容式和光电指纹识别具有以下3方面优势：(1)使用便利，不易受水/污渍/外部光源影响；(2)整合方式多样，可穿透玻璃、金属、OLED屏；(3)安全防欺诈，3D表皮和真皮指征。
目前常见的超声波指纹识别模式为压电薄膜(PVDF)模式，该模式的超声指纹识别器件结构包括整面平铺的两层电极以及两层电极之间的压电薄膜，没有涉及打孔等技术，实现起来比较简单。但是PVDF模式的超声波振动特性不佳，影响指纹识别的效果。
发明内容
本申请实施例提供了一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置，用以实现在衬底基板上直接制备超声波指纹识别模组并改善超声纹路识别模组的超声波振动性能。
本申请实施例提供的一种超声纹路识别模组，所述超声纹路识别模组包括：相对设置的第一衬底基板和第二衬底基板，位于所述第一衬底基板面向所述第二衬底基板一侧的驱动电路，位于所述第二衬底基板面向所述第一衬底基板一侧的压电器件，位于所述驱动电路和所述压电器件之间的多个电极引线部件；
所述压电器件、所述第一衬底基板以及所述电极引线部件之间形成多个空腔；
所述电极引线部件与所述驱动电路电连接；
所述压电器件包括：第一电极层、所述第一电极层和所述第二衬底基板之间的第二电极层，以及位于所述第一电极层和所述第二电极层之间的压电层，所述第一电极层和所述第二电极层均与所述电极引线部件电连接；
所述第二衬底基板包括：弹性层和耦合层；
所述弹性层具有多个凹槽，所述耦合层填充所述凹槽。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组，由于具有空腔，压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度，提升用户体验。由于超声纹路识别模组还设置有耦合层，纹路反射的超声波可以通过耦合层传播并到达压电器件转化成电信号，从而可以进行纹路识别。并且，本申请实施例提供的超声纹路识别模组，可以在第一衬底基板上直接制备超声纹路识别的电路以及电极引线部件，当超声纹路识别模组应用于显示产品时，超声纹路识别模组的驱动电路以及电极可以与像素电路一同在第一衬底基板上制备，即超声纹路识别模组可以和薄膜晶体管等显示区域的器件一起集成，从而省掉单独把超声纹路识别模组集成到显示面板的过程，简化了具有超声纹路识别功能的显示产品的制备工艺，降低了制备成本。
可选地，所述耦合层的材料的声阻抗与皮肤的声阻抗相等。
从而可以减少超声波在不同界面之间传播过程中出现的反射或折射，提高超声纹路识别器件进行纹路识别的效果以及准确度。
可选地，每一所述凹槽覆盖5～10个所述空腔。
可选地，所述超声纹路识别模组还包括位于所述弹性层和所述耦合层之上的封装层。
可选地，所述电极引线部件包括：垫高层，覆盖所述垫高层且与所述驱动电路电连接的引线电极；所述超声纹路识别模组还包括：在所述垫高层覆盖的区域位于所述引线电极上且与所述第一电极层接触的键合电极。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组，在电极引线部件中的引线电极和第一衬底基板之间设置有垫高层，从而可以形成空腔，从而使得压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度。
可选地，所述电极引线部件包括位于所述第一衬底基板之上且与所述驱动电路电连接的引线电极；
所述压电器件还包括：位于所述第一电极层和所述压电层之间的垫高层；
所述超声纹路识别模组还包括：在所述垫高层覆盖的区域位于所述第一电极层面向所述引线电极一侧且与所述引线电极接触的键合电极。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组，在压电层和第一电极层之间设置有垫高层，从而可以形成空腔，从而使得压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度。
可选地，所述第一电极层包括相互断开的第一电极部和第二电极部；所述压电层具有过孔，所述第二电极部通过所述过孔与所述第二电极层连接。
可选地，所述压电层的材料包括氮化铝。
本申请实施例提供的一种超声纹路识别模组的制备方法，所述方法包括：
提供第一衬底基板，并在第一衬底基板上形成驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个电极引线部；
提供弹性层作为第二衬底基板，并在第二衬底基板之上依次形成包括第二电极层、压电层以及第一电极层的压电器件；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合；其中，所述压电器件、所述第一衬底基板以及相邻的所述电极引线部件之间形成空腔；所述第一电极层和所述第二电极层均与所述电极引线部件电连接；
在所述弹性层上形成凹槽；
在所述凹槽填充耦合材料形成耦合层。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组制备方法，由于形成有空腔，压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度，提升用户体验。由于超声纹路识别模组还在弹性层衬底形成凹槽并填充耦合层，纹路反射的超声波可以通过耦合层传播并到达压电器件转化成电信号，从而可以进行纹路识别。并且，本申请实施例提供的超声纹路识别模组的制备方法，在第一衬底基板上直接制备超声纹路识别的电路以及电极引线部件，当超声纹路识别模组应用于显示产品时，超声纹路识别模组的驱动电路以及电极可以与像素电路一同在第一衬底基板上制备，即超声纹路识别模组可以和薄膜晶体管等显示区域的器件一起集成，从而省掉单独把超声纹路识别模组集成到显示面板的过程，简化了具有超声纹路识别功能的显示产品的制备工艺，降低了制备成本。
可选地，提供弹性层作为第二衬底基板具体包括：在第三衬底基板上形成弹性层；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合之前，所述方法还包括：剥离所述第三衬底基板。
可选地，在第一衬底基板上形成多个电极引线部，具体包括：
在所述第一衬底基板上形成垫高层；
形成覆盖所述垫高层和所述第一衬底基板的引线电极的图案；
形成第一电极层之后所述方法还包括：
在所述第一电极层上形成键合电极的图案；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合，具体包括：
将所述键合电极与所述引线电极键合。
可选地，在第一衬底基板上形成多个电极引线部，具体包括：
在第一衬底基板上形成与所述驱动引线电连接的引线电极的图案；
形成第一电极层之前所述方法还包括：
在所述压电层上形成垫高层；
形成第一电极层之后所述方法还包括：
在所述垫高层覆盖的区域且在所述第一电极层上形成键合电极的图案；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合，具体包括：
将所述键合电极与所述引线电极键合。
本申请实施例提供的一种显示装置，包括本申请实施例提供的上述超声纹路识别模组。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的一种超声纹路识别模组的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种超声纹路识别模组的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种超声纹路识别模组的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的在PI衬底之上形成PVDF的超声纹路识别模组和在PI衬底之上形成AlN的超声纹路识别模组的压电特性震动模拟对比图；
图5为本申请实施例提供的在Si基之上形成PVDF的超声纹路识别模组和在Si基之上形成AlN的超声纹路识别模组的压电特性震动模拟对比图；
图6为本申请实施例提供的一种超声纹路识别模组的制备方法的示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种超声纹路识别模组的制备方法的示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种超声纹路识别模组的制备方法的示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种超声纹路识别模组，如图1所示，所述超声纹路识别模组包括：所述超声纹路识别模组包括：相对设置的第一衬底基板1和第二衬底基板2，位于所述第一衬底基板1面向所述第二衬底基板2一侧的驱动电路3，位于所述第二衬底基板2面向所述第一衬底基板1一侧的压电器件5，位于所述驱动电路3和所述压电器件5之间的多个电极引线部件4；
所述压电器件5、所述第一衬底基板1以及所述电极引线部件4之间形成多个空腔6；
所述电极引线部件4与所述驱动电路3电连接；
所述压电器件5包括：第一电极层7、所述第一电极层7和所述第二衬底基板2之间的第二电极层8，以及位于所述第一电极层7和所述第二电极层8之间的压电层9，所述第一电极层7和所述第二电极层8均与所述电极引线部件4电连接；
所述第二衬底基板2包括：弹性层10和耦合层11；
所述弹性层10具有多个凹槽12，所述耦合层11填充所述凹槽12。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组，由于具有空腔，压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度，提升用户体验。由于超声纹路识别模组还设置有耦合层，纹路反射的超声波可以通过耦合层传播并到达压电器件转化成电信号，从而可以进行纹路识别。并且，本申请实施例提供的超声纹路识别模组，可以在第一衬底基板上直接制备超声纹路识别的电路以及电极引线部件，当超声纹路识别模组应用于显示产品时，超声纹路识别模组的驱动电路以及电极可以与像素电路一同在第一衬底基板上制备，即超声纹路识别模组可以和薄膜晶体管等显示区域的器件一起集成，从而省掉单独把超声纹路识别模组集成到显示面板的过程，简化了具有超声纹路识别功能的显示产品的制备工艺，降低了制备成本。
需要说明的是，本申请实施例提供的超声纹路识别模组，手指压覆引起空腔震动，从而使压电材料产生压电特性而产生超声波，纹路上的脊线和谷线与超声纹路识别模组界面接触时造成不同声阻抗，从而超声纹路识别模组可以通过接收不同的电信号来成像。本申请实施例提供的超声纹路识别模组为超声换能器(P-MUT)模式，P-MUT模式的超声纹路识别模组具有驱动电压低、耗能低以及适合移动应用等优点。
可选地，所述耦合层的材料的声阻抗与皮肤的声阻抗相等。
从而可以减少超声波在不同界面之间传播过程中出现的反射或折射，提高超声纹路识别器件进行纹路识别的效果以及准确度。
可选地，每一所述凹槽覆盖5～10个所述空腔。
可选地，如图2所示，所述超声纹路识别模组还包括位于所述弹性层10和所述耦合层11之上的封装层13。
可选地，如图1～2所示，所述电极引线部件4包括：垫高层14，覆盖所述垫高层14且与所述驱动电路3电连接的引线电极15；所述超声纹路识别模组还包括：在所述垫高层14覆盖的区域位于所述引线电极15上且与所述第一电极层7接触的键合电极16。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组，在电极引线部件中的引线电极和第一衬底基板之间设置有垫高层，从而可以形成空腔，从而使得压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度。
当然垫高层还可以设置在其他位置以形成空腔。
可选地，如图3所示，所述电极引线部件4包括位于所述第一衬底基板1之上且与所述驱动电路3电连接的引线电极15；
所述压电器件5还包括：位于所述第一电极层7和所述压电层9之间的垫高层14；
所述超声纹路识别模组还包括：在所述垫高层14覆盖的区域位于所述第一电极层7面向所述引线电极15一侧且与所述引线电极15接触的键合电极16。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组，在压电层和第一电极层之间设置有垫高层，从而可以形成空腔，从而使得压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度。
可选地，如图1～3所示，所述第一电极层7包括相互断开的第一电极部17和第二电极部18；所述压电层9具有过孔19，所述第二电极部18通过所述过孔19与所述第二电极层8连接。
在具体实施时，所述压电层的材料例如可以选择氮化铝(AlN)；所述弹性层的材料例如可以选择聚酰亚胺(PI|)。PI衬底上PVDF和AlN压电特性震动模拟对比如图4所示，Si基上PVDF和AlN压电特性震动模拟对比如图5所示。相比于聚偏氟乙烯(PVDF)材料，AlN振动特性更好。而相比于硅基衬底，在PI衬底之上形成压电器件中的AlN膜还可以进一步提高AlN的震动特性。
在具体实施时，所述耦合层的材料例如可以是惰性氟碳化合物(FC-70)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
在具体实施时，所述封装层的材料例如可以是氯乙烯聚(PVC)、聚乙烯、聚苯乙烯。
在具体实施时，所述垫高层的材料例如可以是氧化硅(SiO2)或树脂。
在具体实施时，所述第一电极层和所述第二电极层、引线电极的材料例如可以是：铝(Al)，钼(Mo)，铜(Cu)，MO合金等材料。驱动引线的材料例如可以是：Cu、氧化铟锡/银/氧化铟锡(ITO/Ag/ITO)的叠层，Al，Mo；键合电极的材料例如可以是锗(Ge)。
在具体实施时，本申请实施例提供的超声纹路识别模组，驱动引线与放大器和地线电连接，在进行纹路识别时，例如可以通过放大器接收纹路识别信号，并通过IC来对接收的信号进行纹路识别。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种超声纹路识别模组的制备方法，如图6所示，所述方法包括：
S101、提供第一衬底基板，并在第一衬底基板上形成驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个电极引线部；
S102、提供弹性层作为第二衬底基板，并在第二衬底基板之上依次形成包括第二电极层、压电层以及第一电极层的压电器件；
S103、采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合；其中，所述压电器件、所述第一衬底基板以及相邻的所述电极引线部件之间形成空腔；所述第一电极层和所述第二电极层均与所述电极引线部件电连接；
S104、在所述弹性层上形成凹槽；
S105、在所述凹槽填充耦合材料形成耦合层。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组制备方法，由于形成有空腔，压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度，提升用户体验。由于超声纹路识别模组还在弹性层衬底形成凹槽并填充耦合层，纹路反射的超声波可以通过耦合层传播并到达压电器件转化成电信号，从而可以进行纹路识别。并且，本申请实施例提供的超声纹路识别模组的制备方法，在第一衬底基板上直接制备超声纹路识别的电路以及电极引线部件，当超声纹路识别模组应用于显示产品时，超声纹路识别模组的驱动电路以及电极可以与像素电路一同在第一衬底基板上制备，即超声纹路识别模组可以和薄膜晶体管等显示区域的器件一起集成，从而省掉单独把超声纹路识别模组集成到显示面板的过程，简化了具有超声纹路识别功能的显示产品的制备工艺，降低了制备成本。
需要说明的是，本申请实施例提供的超声纹路识别模组的制备方法中，是在两个基板上分别单独制作各部件，后续通过键合工艺键合形成超声纹路识别模组。在具体实施时，可以先进行第一衬底基板上各器件的制作，也可以先进行第二衬底基板上的器件的制作，本申请不进行限制。
可选地，步骤S102中，提供弹性层作为第二衬底基板具体包括：在第三衬底基板上形成弹性层；
步骤S103采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合之前，所述方法还包括：剥离所述第三衬底基板。
本申请实施例提供的超声纹路识别模组的制备方法，第一衬底基板和第三衬底基板例如可以是玻璃基板。
可选地，步骤S105之后所述方法还包括，在所述弹性层和耦合层上形成封装层。
可选地，步骤S101在第一衬底基板上形成多个电极引线部，具体包括：
在所述第一衬底基板上形成垫高层；
形成覆盖所述垫高层和所述第一衬底基板的引线电极的图案；
步骤S102形成第一电极层之后所述方法还包括：
在所述第一电极层上形成键合电极的图案；
步骤S103采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合，具体包括：
将所述键合电极与所述引线电极键合。
或者，可选地，步骤S101在第一衬底基板上形成多个电极引线部，具体包括：
在第一衬底基板上形成与所述驱动引线电连接的引线电极的图案；
步骤S102形成第一电极层之前所述方法还包括：
在所述压电层上形成垫高层；
步骤S103形成第一电极层之后所述方法还包括：
在所述垫高层覆盖的区域且在所述第一电极层上形成键合电极的图案；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合，具体包括：
将所述键合电极与所述引线电极键合。
具体实施时，形成压电层例如可以在常规温度230℃以下沉积的AlN，通过调节PI衬底的温度，调节沉积设备加载偏压大小、调节溅射功率和溅射时间、调节AlN靶材与PI衬底的距离、调节氮气(N2)与氩气(Ar)的比例等方式，使AlN膜层具有(002)晶面特性，具有压电特性。PI衬底的温度例如可以≥300℃。
接下来，以电极引线部包括垫高层为例，对本申请实施例提供的超声纹路识别模组的制备方法进行举例说明。
如图7所示，超声纹路识别模组的制备方法例如可以包括如下步骤：
S201、在第一衬底基板1上形成驱动引线3的图案；
S202、在第一衬底基板1上形成垫高层14的图案；
S203、形成引线电极15的图案；
S204、在第三衬底基板20上形成弹性层10；
S205、弹性层10上依次形成第二电极层8、压电层9，并在压电层9形成暴露第二电极层8的过孔；
S206、在压电层9上形成第一电极层7的图案，其中，第一电极层7包括第一部分17以及通过过孔与第二电极层电连接的第二部分18；
S207、第一电极层7上形成键合电极16的图案，剥离第三基板20，并将弹性层10上的压电器件与第一衬底基板上的引线部件通过键合电极16键合；
S208、在弹性层10上形成凹槽并在凹槽中填充耦合层11；
S209、在弹性层10和耦合层11上形成封装层13。
接下来，仍以电极引线部包括垫高层为例，对本申请实施例提供的超声纹路识别模组制备方法中涉及的具体材料以及工艺进行举例说明。
实施例一，超声纹路识别模组的制备方法包括如下步骤：
S301、在玻璃背板上采用溅射(Sputter)工艺制备驱动电路；
驱动电路的材料例如可以选择Cu、ITO/Ag/ITO等材料；
S302、通过化学气相沉积(CVD)工艺沉积SiO2并采用图案化工艺形成垫高层；
具体实施时，垫高层的厚度例如可以是1.5微米(μm)～3.5μm；
S303、沉积Al膜层，厚度例如可以是100纳米(nm)～300nm，并通过图案化工艺形成引线电极的图案；
S304、在另一片玻璃背板上制备PI，作为弹性层；
PI的厚度例如可以是15μm～20μm；
S305、在PI上采用Sputter工艺沉积MO，作为压电器件的第二电极层；
MO的厚度例如可以是100nm～300nm；
S306、在MO上采用Sputter工艺沉积AlN，形成压电层，并采用图案化工艺形成过孔；
AlN的厚度例如可以是700～900nm；AlN沉积需要制备出(002)晶面的膜层；
S307、在AlN上面沉积Al，作为压电器件的第一电极层；
S308、在Al上面制备Ge，作为键合电极；
S309、将PI从玻璃背板上剥离下来，并通过微加工工艺(Micro-fabricationProcess，MENS)的常规的键合工艺将压电器件与电极引线部键合；
S310、在PI上挖孔，并填充耦合层材料；
充耦合层的材料可以是FC-70或PDMS；
S311、用PVC或者其他聚乙烯、聚苯乙烯材料封装形成封装层。
实施例二，超声纹路识别模组的制备方法包括如下步骤：
S401、在玻璃背板上采用sputter工艺制备驱动电路；
驱动电路的材料例如可以是Al、Mo等材料；
S402、通过CVD沉积SiO2并进行图案化工艺形成垫高层；
垫高层的厚度例如可以是1.5μm～3.5μm；
S403、沉积Cu膜层并采用图案化工艺形成引线电极；
Cu膜层的厚度例如可以是100nm～300nm；
S404、在另一片玻璃背板上制备PI，作为弹性层；
PI的厚度例如可以是15μm～20μm；
S405、在PI上通过Sputter沉积MTD或Cu，形成第二电极层；
第二电极层的厚度例如可以是100～300nm；
S406、在第二电极层上Sputter沉积AlN，作为压电层；
AlN的厚度例如可以是700～900nm；AlN沉积需要制备出(002)晶面的膜层；
S407、在AlN上面沉积Al作为第一电极层；
S408、在Al上面制备Ge作为键合电极；
S409、将PI从玻璃背板上剥离下来，并通过微加工工艺(Micro-fabricationProcess，MENS)的常规的键合工艺将压电器件与电极引线部键合；
S410、在PI上挖孔，并填充耦合层材料；
充耦合层的材料可以是FC-70或PDMS；
S411、用PVC或者其他聚乙烯、聚苯乙烯材料封装形成封装层。
实施例三，超声纹路识别模组的制备方法包括如下步骤：
S501、在玻璃背板上采用Sputter工艺制备驱动电路；
驱动电路的材料例如可以选择Cu、ITO/Ag/ITO等材料；
S502、通过涂覆resin并同曝光显影等图案化工艺形成垫高层；
垫高层的厚度例如可以是1.5μm～3.5μm；
S503、沉积Al膜层，并采用图案化工艺形成引线电极；
Al膜层的厚度例如可以是100nm～300nm；
S504、在另一片玻璃背板上制备PI，作为弹性层；
PI的厚度例如可以是15μm～20μm；
S505、在PI上Sputter沉积MO作为第二电极层；
第二电极层的厚度例如可以是100nm～300nm；
S506、在第二电极层上Sputter沉积AlN，作为压电层；
AlN的厚度例如可以是700～900nm；AlN沉积需要制备出(002)晶面的膜层；
S507、在AlN上面沉积Al作为第一电极层；
S508、在Al上面制备Ge作为键合电极；
S509、将PI从玻璃背板上剥离下来，并通过MENS的常规的键合工艺将压电器件与电极引线部键合；
S510、在PI上挖孔，并填充耦合层材料；
充耦合层的材料可以是FC-70或PDMS；
S511、用PVC或者其他聚乙烯、聚苯乙烯材料封装形成封装层。
接下来，以压电器件包括垫高层为例，对本申请实施例提供的超声纹路识别模组的制备方法进行举例说明。
如图8所示，超声纹路识别模组的制备方法例如可以包括如下步骤：
S601、在第一衬底基板1上形成驱动引线3的图案；
S602、在第一衬底基板1上形成与驱动引线3电连接的引线电极15的图案；
S603、在第三衬底基板20上形成弹性层10；
S604、弹性层10上依次形成第二电极层8、压电层9，并在压电层9形成暴露第二电极层8的过孔；
S605、在压电层9上形成垫高层14的图案；
S606、在压电层9上形成第一电极层7的图案，其中，第一电极层7包括第一部分17以及通过过孔与第二电极层电连接的第二部分18；
S607、在垫高层14之上的区域形成键合电极16的图案；
S608、剥离第三基板20，并将弹性层10上的压电器件与第一衬底基板上的引线部件通过键合电极16键合；
S609、在弹性层10上形成凹槽并在凹槽中填充耦合层11；
S610、在弹性层10和耦合层11上形成封装层13。
接下来，仍以压电器件包括垫高层为例，对本申请实施例提供的超声纹路识别模组制备方法中涉及的具体材料以及工艺进行举例说明。
实施例四，超声纹路识别模组的制备方法包括如下步骤：
S701、在玻璃背板上采用sputter工艺制备驱动电路；
驱动电路的材料例如可以是Al、Mo等材料；
S702、沉积Cu膜层并采用图案化工艺形成引线电极；
Cu膜层的厚度例如可以是100nm～300nm；
S703、在另一片玻璃背板上制备PI，作为弹性层；
PI的厚度例如可以是15μm～20μm；
S704、在PI上沉积MO，形成第二电极层；
第二电极层的厚度例如可以是100～300nm；
S705、在第二电极层上Sputter沉积AlN，作为压电层；
AlN的厚度例如可以是700～900nm；AlN沉积需要制备出(002)晶面的膜层；
S706、通过CVD沉积SiO2并进行图案化工艺形成垫高层；
垫高层的厚度例如可以是1.5μm～3.5μm；
S707、在AlN上面沉积Al作为第一电极层；
第一电极层的厚度例如可以是100nm～300nm；
S708、在Al上面制备Ge作为键合电极；
S709、将PI从玻璃背板上剥离下来，并通MENS的常规的键合工艺将压电器件与电极引线部键合；
S710、在PI上挖孔，并填充耦合层材料；
充耦合层的材料可以是FC-70或PDMS；
S711、用PVC或者其他聚乙烯、聚苯乙烯材料封装形成封装层。
本申请实施例提供的一种显示装置，包括本申请实施例提供的上述超声纹路识别模组。
本申请实施例提供的显示装置，还包括位于第一衬底基板之上的像素电路。
本申请实施例提供的显示装置，例如可以是手机、平板电脑等装置。
综上所述，本申请实施例提供的超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置，由于超声纹路识别模组具有空腔，压电器件中的压电层起振后产生超声波可以持续振动，从而提升了超声纹路识别模组超声波振动性能，提高超声纹路识别的成像效果以及准确度，提升用户体验。由于超声纹路识别模组还设置有耦合层，纹路反射的超声波可以通过耦合层传播并到达压电器件转化成电信号，从而可以进行纹路识别。并且，本申请实施例提供的超声纹路识别模组，可以在第一衬底基板上直接制备超声纹路识别的电路以及电极引线部件，当超声纹路识别模组应用于显示产品时，超声纹路识别模组的驱动电路以及电极可以与像素电路一同在第一衬底基板上制备，即超声纹路识别模组可以和薄膜晶体管等显示区域的器件一起集成，从而省掉单独把超声纹路识别模组集成到显示面板的过程，简化了具有超声纹路识别功能的显示产品的制备工艺，降低了制备成本。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种超声纹路识别模组，其特征在于，所述超声纹路识别模组包括：相对设置的第一衬底基板和第二衬底基板，位于所述第一衬底基板面向所述第二衬底基板一侧的驱动电路，位于所述第二衬底基板面向所述第一衬底基板一侧的压电器件，位于所述驱动电路和所述压电器件之间的多个电极引线部件；
所述压电器件、所述第一衬底基板以及所述电极引线部件之间形成多个空腔；
所述电极引线部件与所述驱动电路电连接；
所述压电器件包括：第一电极层、所述第一电极层和所述第二衬底基板之间的第二电极层，以及位于所述第一电极层和所述第二电极层之间的压电层，所述第一电极层和所述第二电极层均与所述电极引线部件电连接；
所述第二衬底基板包括：弹性层和耦合层；
所述弹性层具有多个凹槽，所述耦合层填充所述凹槽；
其中，每一所述凹槽覆盖5～10个所述空腔；
其中，所述超声纹路识别模组还包括位于所述弹性层和所述耦合层之上的封装层。
2.根据权利要求1所述的超声纹路识别模组，其特征在于，所述耦合层的材料的声阻抗与皮肤的声阻抗相等。
3.根据权利要求1所述的超声纹路识别模组，其特征在于，所述电极引线部件包括：垫高层，覆盖所述垫高层且与所述驱动电路电连接的引线电极；所述超声纹路识别模组还包括：在所述垫高层覆盖的区域位于所述引线电极上且与所述第一电极层接触的键合电极。
4.根据权利要求1所述的超声纹路识别模组，其特征在于，所述电极引线部件包括位于所述第一衬底基板之上且与所述驱动电路电连接的引线电极；
所述压电器件还包括：位于所述第一电极层和所述压电层之间的垫高层；
所述超声纹路识别模组还包括：在所述垫高层覆盖的区域位于所述第一电极层面向所述引线电极一侧且与所述引线电极接触的键合电极。
5.根据权利要求1所述的超声纹路识别模组，其特征在于，所述第一电极层包括相互断开的第一电极部和第二电极部；所述压电层具有过孔，所述第二电极部通过所述过孔与所述第二电极层连接。
6.根据权利要求1所述的超声纹路识别模组，其特征在于，所述压电层的材料包括氮化铝。
7.一种超声纹路识别模组的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供第一衬底基板，并在第一衬底基板上形成驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个电极引线部；
提供弹性层作为第二衬底基板，并在第二衬底基板之上依次形成包括第二电极层、压电层以及第一电极层的压电器件；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合；其中，所述压电器件、所述第一衬底基板以及相邻的所述电极引线部件之间形成空腔；所述第一电极层和所述第二电极层均与所述电极引线部件电连接；
在所述弹性层上形成凹槽；
在所述凹槽填充耦合材料形成耦合层；
其中，每一所述凹槽覆盖5～10个所述空腔；
在所述弹性层和耦合层上形成封装层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，提供弹性层作为第二衬底基板具体包括：在第三衬底基板上形成弹性层；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合之前，所述方法还包括：剥离所述第三衬底基板。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在第一衬底基板上形成多个电极引线部，具体包括：
在所述第一衬底基板上形成垫高层；
形成覆盖所述垫高层和所述第一衬底基板的引线电极的图案；
形成第一电极层之后所述方法还包括：
在所述第一电极层上形成键合电极的图案；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合，具体包括：
将所述键合电极与所述引线电极键合。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在第一衬底基板上形成多个电极引线部，具体包括：
在第一衬底基板上形成与所述驱动电路电连接的引线电极的图案；
形成第一电极层之前所述方法还包括：
在所述压电层上形成垫高层；
形成第一电极层之后所述方法还包括：
在所述垫高层覆盖的区域且在所述第一电极层上形成键合电极的图案；
采用键合工艺将所述压电器件与所述电极引线部键合，具体包括：
将所述键合电极与所述引线电极键合。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的超声纹路识别模组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010118979.8A CN111242095B (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010118979.8A CN111242095B (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111242095A CN111242095A (zh) | 2020-06-05 |
| CN111242095B true CN111242095B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=70873365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010118979.8A Active CN111242095B (zh) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111242095B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106711320A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-05-24 | 清华大学 | 一种超声波指纹采集器件及其制备方法 |
| CN109449260A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 微发光二极管转移基板及转移方法、显示面板及制备方法 |
| CN110168735A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-08-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板及其驱动方法和显示装置 |
| CN110232363A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 超声波指纹识别传感器及其制备方法、显示装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105893985B (zh) * | 2016-05-05 | 2018-04-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置及其制造方法 |
-
2020
- 2020-02-26 CN CN202010118979.8A patent/CN111242095B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106711320A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-05-24 | 清华大学 | 一种超声波指纹采集器件及其制备方法 |
| CN109449260A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 微发光二极管转移基板及转移方法、显示面板及制备方法 |
| CN110168735A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-08-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板及其驱动方法和显示装置 |
| CN110232363A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 超声波指纹识别传感器及其制备方法、显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111242095A (zh) | 2020-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111758099B (zh) | 指纹识别模组及其驱动方法、制作方法、显示装置 | |
| US20200125815A1 (en) | Ultrasonic fingerprint sensor with flexible substrate | |
| US10569302B2 (en) | Biometric sensor with force detection and ultrasonic imaging capability | |
| TWI843794B (zh) | 具有電性非導電聲學層之超音波指紋感測器 | |
| US20170368574A1 (en) | Piezoelectric Transducers and Methods of Making and Using the Same | |
| EP3990197B1 (en) | Ultrasonic sensor array | |
| CN108871389B (zh) | 超声波传感单元及制作方法、超声波传感器及显示装置 | |
| CN110458135B (zh) | 一种超声波传感器及其制备方法、显示装置 | |
| CN111242095B (zh) | 一种超声纹路识别模组及其制备方法、显示装置 | |
| US11061519B2 (en) | Pseudo-piezoelectric d33 vibration device and display integrating the same | |
| CN112016458A (zh) | 超声波收发结构、指纹识别模组、显示面板及显示模组 | |
| US11972679B2 (en) | Haptic interface with flexible hinges | |
| US11650668B2 (en) | Flexible haptic interface | |
| US20220035503A1 (en) | Fingerprint recognition unit and fabrication method thereof, fingerprint recognition module and display device | |
| CN115562518A (zh) | 类压电d33装置及使用其的电子设备 | |
| CN111950324B (zh) | 一种超声波传感器及其制作方法和显示面板 | |
| US20230122511A1 (en) | Ultrasonic sensor, display panel and display apparatus | |
| US11545612B2 (en) | Pseudo-piezoelectric D33 device and electronic device using the same | |
| US20220312115A1 (en) | Segmented transducers for acoustic applications | |
| TW202301086A (zh) | 類壓電d33裝置及使用其的電子設備 | |
| CN117935321A (zh) | 一种指纹识别模组及其制作方法 | |
| CN117548321A (zh) | 具有双承载层的微机械超声换能器结构及其制造方法 | |
| TWM642391U (zh) | 超聲波指紋識別模組和裝置 | |
| CN117548318A (zh) | 具有支护层的pmut结构及其制造方法 | |
| CN115019354A (zh) | 纹路识别模组、显示装置、电子产品及制作方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |