CN112329672A - 指纹识别模组及其制备方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种指纹识别模组及其制备方法、显示面板、显示装置。该指纹识别模组，包括：基底，以及依次层叠于基底一侧的驱动器件层、第一导电结构、压电结构和第二导电结构；第一导电结构与驱动器件层电连接；压电结构包括至少一个聚焦单元，聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得第一部发射的至少部分超声波与第二部发射的至少部分超声波聚焦于基底远离驱动器件结构的一侧的设计位置。本申请实施例实现了压电结构中的每一个聚焦单元可以等效于一个声透镜，通过声透镜使压电结构发出的超声波聚焦，即采用物理方式使得指纹谷、脊声阻抗差异更加明显，进而有效提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率。

Description

指纹识别模组及其制备方法、显示面板、显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体而言，本申请涉及一种指纹识别模组及其制备方法、显示面板、显示装置。

背景技术

指纹识别作为一种识别人的生物特征的技术近年来被越来越多的应用到更多的显示产品中，为人机交互(使用者与显示产品)功能的实现提供了更多的便利，同时也更大程度地保护了用户的隐私。

在现有的指纹识别技术中，超声波指纹识别作为一种无损检测手段，在一些特定场合，例如当使用者的手指上含有油渍或污渍时，比基于光学、电磁波等技术的传感器更有独特的优势。

但是现有的超声波指纹识别产品存在灵敏度或准确率较低的缺陷。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种指纹识别模组及其制备方法、显示面板、显示装置，用以解决现有技术存在超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率较低的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种指纹识别模组，包括：基底，以及依次层叠于基底一侧的驱动器件层、第一导电结构、压电结构和第二导电结构；

第一导电结构与驱动器件层电连接；

压电结构包括至少一个聚焦单元，聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得第一部发射的至少部分超声波与第二部发射的至少部分超声波聚焦于基底远离驱动器件结构的一侧的设计位置。

第二个方面，本申请实施例提供了一种显示面板，包括：显示模组和如第一个方面提供的指纹识别模组；

显示模组的一侧与指纹识别模组的基底远离驱动器件结构的一侧相贴合。

第三个方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：如第一个方面提供的指纹识别模组；

或，如第二个方面提供的显示面板。

第四个方面，本申请实施例提供一种指纹识别模组的制备方法，包括：

在基底的一侧，制备包括至少一个驱动器件结构的驱动器件层；

在驱动器件层远离基底的一侧，制备包括至少一个凸起的支撑结构的支撑层，使得支撑结构与驱动器件结构对应；支撑结构包括呈第一夹角的第一子表面和第二子表面；

在支撑层远离基底的一侧制备第一导电结构，使得第一导电结构与驱动器件结构电连接；

在支撑层和第一导电结构远离基底的一侧，制备包括至少一个聚焦单元的压电结构，聚焦单元与支撑结构一一对应，聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得第一部发射的至少部分超声波与第二部发射的至少部分超声波聚焦于基底远离驱动器件结构的一侧的设计位置；

在压电结构远离基底的一侧制备第二导电结构。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：压电结构中聚焦单元的第一部和第二部呈第一夹角，使得由第一部发射的至少部分超声波与由第二部发射的至少部分超声波可以聚焦，即压电结构中的每一个聚焦单元可以等效于一个声透镜，通过声透镜使压电结构发出的超声波聚焦，可以在超声波发射功率一定的情况下，提高焦点处超声波的强度，从而加大测得的指纹谷、脊声阻抗差异，即采用物理方式使得指纹谷、脊声阻抗差异更加明显，进而有效提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率。

相对于平面波而言，超声波聚焦可以更好的集中检测区域的声压幅值，并且可以改善空间内的声场混叠，增加指纹识别的精度。

另外，多个聚焦单元相互配合，可以产生多焦点聚焦，从而实现指纹识别的阵列式检测。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种指纹识别模组中，省略了第一导电结构和第二导电结构后，压电结构的超声波聚焦原理示意图；

图3为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的基底、驱动器件层和第一导电结构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的超声波聚焦原理示意图；

图5为超声波的辐射状态示意图；

图6为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的制备方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的制备方法的展开方法的流程示意图。

图8为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的制备方法的展开方法中，在基底的一侧，制备包括至少一个驱动器件结构的驱动器件层后的膜层结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的制备方法的展开方法中，在驱动器件层远离基底的一侧，制备包括至少一个凸起的支撑结构的支撑层，使得支撑结构与驱动器件结构对应。支撑结构包括呈第一夹角的第一子表面和第二子表面后的膜层结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的制备方法的展开方法中，在支撑结构上、通孔内壁以及露出的部分驱动器件结构上沉积第一导电层后的膜层结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种指纹识别模组的制备方法的展开方法中，在支撑层和第一导电结构远离基底的一侧，制备包括至少一个聚焦单元的压电结构，聚焦单元与支撑结构一一对应，聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得第一部发射的至少部分超声波与第二部发射的至少部分超声波聚焦于基底远离驱动器件结构的一侧的设计位置后的膜层结构示意图；

图中：

10-基底；11-显示区；

20-驱动器件层；21-驱动器件结构；

30-支撑层；31-支撑结构；31a-第一子表面；31b-第二子表面；32-过孔；

40-第一导电结构；41-导电单元；

50-压电结构；51-聚焦单元；51a-第一部；51b-第二部；

60-第二导电结构；

A-聚焦方向；B-串联方向；

1-超声波主瓣；2-超声波旁瓣；3-空值。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例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部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：

超声波：人耳能听到的声音的频率范围在20Hz(赫兹)-20KHz(千赫兹)，频率低于20Hz的波称为次声波，频率大于20KHz的波称为超声波，频率为1s(秒)内完成的振动的次数。

压电材料：是一种可以实现机械信号和电信号之间相互转换的功能材料，主要有石英晶体、压电陶瓷、有机PVDF(聚偏氟乙烯)压电薄膜和氮化铝等材料，具有正压电效应和逆压电效应。当在压电材料上施加一定的力时，材料表面将出现与施加的力的大小成正比的正负电荷，此现象为材料的正压电效应；当在压电材料的上施加一定的电压时，压电材料将发生形变产生振动等，此现象为压电材料的逆压电效应。

本申请的发明人进行研究发现，基于超声波指纹识别技术可以利用指纹谷、脊声阻抗差异的原理。具体地，超声波发射组件激发出的超声波在经过传播媒介达到指纹表面时，由于指纹谷位置为空气，在此界面处声阻抗严重失配，造成超声波能量发生几乎100％反射，而指纹脊位置的声阻抗匹配情况较好，只有少量超声波能量发生反射；反射回来的超声波再经传播媒介被超声波接收组件接收并转换为电信号，将该电信号经处理后可得到指纹谷、脊分布的图像。

现有的超声波指纹识别产品中，发出的超声波的发射角度基本呈同向或平行的状态，在超声波发射功率一定的情况下，存在测得的指纹谷、脊声阻抗差异不明显的现象，这会导致超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率较低的技术问题。

本申请提供的指纹识别模组及其制备方法、显示面板、显示装置，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种指纹识别模组，该指纹识别模组的结构示意图如图1和图2所示，包括：基底10，以及依次层叠于基底10一侧的驱动器件层20、第一导电结构40、压电结构50和第二导电结构60。

第一导电结构40与驱动器件层20电连接。

压电结构50包括至少一个聚焦单元51，聚焦单元51包括呈第一夹角的第一部51a和第二部51b，使得第一部51a发射的至少部分超声波与第二部51b发射的至少部分超声波聚焦于基底10远离驱动器件结构21的一侧的设计位置。

在本实施例中，压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b呈第一夹角，使得由第一部51a发射的至少部分超声波与由第二部51b发射的至少部分超声波可以聚焦，即压电结构50中的每一个聚焦单元51可以等效于一个声透镜。

光学透镜对光的聚焦原理广为人知，声透镜对声波的聚焦也基于同样的原理。根据斯奈尔定律，声波在通过不同媒介分界面时会产生折射，因此入射波在通过曲率适当的透镜后可聚焦于一点，即焦点。声波在媒介中的传播通常使用射线声学和波动声学理论，在高频情况下，可以把声波在媒介中的传播看成声线在媒介中的传播。斯奈尔定律是射线声学中的经典理论，声波遇媒介分界面会产生折射，折射角与媒介密度有关，如公式

其中θ1是入射角，θ2是出射角，C1是透镜材料中的声速，C2是媒介中的声速，即如果声波垂直分界面入射，则依旧垂直出射。

在本实施例中，通过由聚焦单元51形成的声透镜使压电结构50发出的超声波聚焦，可以在超声波发射功率一定的情况下，提高焦点处超声波的强度，从而加大测得的指纹谷、脊声阻抗差异，即采用物理方式使得指纹谷、脊声阻抗差异更加明显，进而有效提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率。

相对于平面波而言，超声波聚焦可以更好的集中检测区域的声压幅值，并且可以改善空间内的声场混叠，增加指纹识别的精度。

可选地，聚焦单元51中第一部51a和第二部51b分别视为一个超声波发射阵元，所有阵元发射出的超声波均为同一频率且同一相位的线源，声线方向垂直于阵元方向，而且相邻阵元之间呈第一夹角，因此由各阵元射出的超声波可以形成多个焦点，并使焦点可以聚焦在基底10远离驱动器件层20一侧的手指谷或脊上。即，多个聚焦单元51相互配合，可以产生多焦点聚焦，从而实现指纹识别的阵列式检测。

可选地，基底10远离驱动器件层20的一侧可以靠近盖板，基底10也可以包括盖板或就是盖板本身。

可选地，设计位置可以与指纹识别时手指所处的检测位置相匹配。

可选地，第二导电结构60可以用于驱动通道(Tx)，即第二导电结构60接收电信号后激励压电结构50发生形变从而发出超声波。第一导电结构40可以用于感测通道(Rx)，即反射后的超声波再次激励压电材料将机械信号转变为第一导电结构40内的电信号，进而被驱动器件层20(例如TFT阵列)感知后成像从而实现指纹识别。

可选地，第二导电结构60采用银质材料。

在一些可能的实施方式中，第一部51a和第二部51b的靠近第一导电结构40一侧的表面与第一平面的交线为波浪线或锯齿线，第一平面同时垂直于基底10、第一部51a和第二部51b。

在本实施例中，压电结构50的聚焦单元51处可以形成波浪状或锯齿状的压电结构50，以形成入射方向不同的超声波发射阵列，进而产生多焦点聚焦。

需要说明的是，波浪状或锯齿状的聚焦单元51为有限长度阵元，而且指纹识别的焦点位置在声源近场位置，因此由聚焦单元51发射处的超声波不可被视为平面波，而应视为柱面波，如图5所示，柱面波具有较高的指向性，有利于聚焦，进而提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率。

在一些可能的实施方式中，如图2所示，第一部51a的中垂线与第二部51b的中垂线的交点位于设计位置。这样，一方面有利于选取垂直于聚焦单元51中第一部51a和第二部51b发射出来的超声波用作指纹识别；另一方面，选取的这部分超声波能量较大，利于提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率；再一方面，可以利于控制超声波的发射方向，使得聚焦更精准。

在一些可能的实施方式中，如图2所示，超声波的主波瓣的方向与垂直于基底10的方向之间的第二夹角，与第一夹角的二分之一的和为90°；第二夹角对应于超声波的波长与线声源的长度之比的反正弦函数，线声源的长度为第一部51a或第二部51b的长度。

可选地，第一夹角满足以下公式：

其中θ为第一夹角，λ为超声波的波长，a为第一部51a或第二部51b的长度(即线声源的长度)。

在本实施例中，令λ为超声波的波长，a为线源的长度，α为焦点到线源端部之间的连线、与声线方向之间的夹角(即第二夹角)，θ为相邻两线源之间的夹角(即第一夹角)。

α与a的关系满足式一：

为选取能量较大的部分超声波用作指纹识别，即声线方向与线源垂直，因此，α与θ的关系满足式二：

由式一和式二可得式三：

若玻璃厚度为500μm(微米)，发射频率为10MHz(兆赫兹)，可以理论计算得到线源尺寸a≈1340μm，α≈33度，θ≈114度，因此相邻两焦点的间距近似为d＝2248μm。

若固定频率的情况下，相邻两焦点之间的间距固定为d。可以理解的是，相邻两焦点之间的间距对应指纹识别时的成像分辨率，即是指纹识别的检测精度。可以通过改变发射波频率，改变声线方向(即指向性)从而改变焦点位置，进而调节相邻两焦点之间的间距、调节指纹识别的检测精度；也可以通过设定聚焦单元51的第一部51a和第二部51b之间的第一夹角，实现对相邻两焦点之间的间距的设定，进而对指纹识别产品的检测精度进行设定。

本申请的发明人考虑到，压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b需要呈第一夹角，该结构在半导体的制备工艺中，可以基于全面成膜工艺实现。为此，本申请为指纹识别模组提供如下一种可能的实现方式：

如图1和图2所示，本申请实施例的指纹识别模组还包括：支撑层30。

支撑层30位于驱动器件层20与第一导电结构40之间。

支撑层30包括至少一个由驱动器件层20向第一导电结构40凸起的支撑结构31，支撑结构31与聚焦单元51一一对应。

在本实施例中，支撑层30可以为压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b提供支撑，以帮助聚焦单元51的第一部51a和第二部51b呈第一夹角的状态。具体地，支撑层30中每一个由驱动器件层20向第一导电结构40凸起的支撑结构31，分别对压电结构50中的一个聚焦单元51提供支撑。并且，在半导体的制备工艺中，更容易对支撑层30远离基底10的一侧表面进行刻蚀塑形，便于压电结构50通过全面成膜工艺形成第一部51a和第二部51b呈第一夹角的聚焦单元51。

可选地，支撑层30中每一个支撑结构31远离基底10的一侧表面，可以包括呈第一夹角的第一子表面31a和第二子表面31b，第一子表面31a和第二子表面31b分别与压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b对应。

在一些可能的实施方式中，支撑结构31具有过孔32，过孔32的一端与第一导电结构40电连接，过孔32的另一端和驱动器件结构21电连接。

在一些可能的实施方式中，支撑结构31的声阻抗不大于基底10的声阻抗，且支撑结构31的声阻抗不小于压电结构50的声阻抗。即，声阻抗由大到小的顺序依次为：基底10≥支撑结构31≥压电结构50。这样，有利于超声波的传播。

可选地，基底10采用玻璃材料，压电结构50采用PVDF(聚偏氟乙烯)材料，支撑结构31采用PET(Polyethylene terephthalate，涤纶树脂)材料。

在一些可能的实施方式中，聚焦单元51阵列布置。

在本实施例中，压电结构50中的聚焦单元51阵列布置，可以获得焦点阵列，从而实现指纹识别的阵列式检测。

在一些可能的实施方式中，如图3所示，驱动器件层20包括至少一个驱动器件结构21，驱动器件结构21与聚焦单元51对应。

在本实施例中，驱动器件层20中的驱动器件结构21与聚焦单元51对应，可以利于控制每一个聚焦单元51的工作。

可选地，驱动器件结构21与聚焦单元51一一对应，可实现每一聚焦单元51的独立控制，有效提高指纹识别的精度。

在一些可能的实施方式中，如图3和图4所示，第一导电结构40包括与聚焦单元51对应的至少一个导电单元41，位于同一行或同一列的第一导电单元41相串连，串连方向与第一方向相垂直，第一方向为聚焦单元51与设计位置之间的连线在基底10所在平面的投影方向。

在本实施例中，导电单元41的串联方向与声线方向垂直，导电单元41的串联方向与超声波聚焦检测的方向垂直，即导电单元41的串联方向与声线方向垂直，这样有利于降低第一导电结构40中的电流对超声波聚焦可能产生的影响，保证指纹识别的精度。

可选地，导电单元41与聚焦单元51一一对应。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种显示面板，包括：显示模组和前述实施例提供的任一种指纹识别模组。

显示模组的一侧与指纹识别模组的基底10远离驱动器件结构21的一侧相贴合。

在本实施例中，由于显示面板采用了前述各实施例提供的任一种指纹识别模组，其原理和技术效果请参阅前述各实施例，在此不再赘述。

在一些可能的实施方式中，显示面板包括依次层叠设置的阳极层、发光层和阴极层。

在本实施例中，显示面板采用LED(发光二极管)或者Micro-LED(微发光二极管)或者OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)等显示结构。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：如前述实施例提供的任一种指纹识别模组。或，如前述实施例提供的任一种显示面板。

在本实施例中，显示装置可以为电视、数码相框、手机、智能手表、平板电脑等任何具有指纹识别功能和显示功能的产品或部件中至少一种。

由于显示装置采用了前述各实施例提供的任一种指纹识别模组、或前述各实施例提供的任一种显示面板，其原理和技术效果请参阅前述各实施例，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种指纹识别模组的制备方法，该方法的流程示意图如图6所示，该方法包括步骤S101-S105：

S101：在基底的一侧，制备包括至少一个驱动器件结构的驱动器件层。

S102：在驱动器件层远离基底的一侧，制备包括至少一个凸起的支撑结构的支撑层，使得支撑结构与驱动器件结构对应。支撑结构包括呈第一夹角的第一子表面和第二子表面。

S103：在支撑层远离基底的一侧制备第一导电结构，使得第一导电结构40与驱动器件结构电连接。

S104：在支撑层和第一导电结构远离基底的一侧，制备包括至少一个聚焦单元的压电结构，聚焦单元与支撑结构一一对应，聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得第一部发射的至少部分超声波与第二部发射的至少部分超声波聚焦于基底远离驱动器件结构的一侧的设计位置。

S105：在压电结构远离基底的一侧制备第二导电结构。

在本实施例中，可以基于全面成膜工艺制备得到压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b呈现第一夹角的结构。具体地，通过引入支撑层30，并对支撑层30远离基底10的一侧表面进行刻蚀塑形，在得到呈第一夹角的第一子表面31a和第二子表面31b，这样可以使得包括但不限于第一导电结构40和压电结构50的后续膜层仍然基于全面成膜工艺即可形成与支撑结构31的第一子表面31a和第二子表面31b相对应的呈第一夹角的结构。就压电结构50而言，可以基于全面成膜工艺制备得到包括呈第一夹角的第一部51a和第二部51b的聚焦单元51。

这样制备得到的指纹识别模组，压电结构50中的每一个聚焦单元51可以等效于一个声透镜，将聚焦单元51中第一部51a发射的至少部分超声波与第二部51b发射的至少部分超声波可以聚焦，可以在超声波发射功率一定的情况下，提高焦点处超声波的强度，从而加大测得的指纹谷、脊声阻抗差异，即采用物理方式使得指纹谷、脊声阻抗差异更加明显，进而有效提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率。

本申请实施例提供了一种指纹识别模组的制备方法的展开方法，该方法的流程示意图如图7所示，包括如下步骤S201-S207：

S201：在基底的一侧，制备包括至少一个驱动器件结构的驱动器件层。

经过本步骤得到的膜层结构如图8所示。

在本步骤中，在基底10的一侧表面制作驱动器件层20，并使得驱动器件层20中的至少部分驱动器件结构21可以与后续制备的压电结构50中的聚焦单元51对应，相邻两驱动器件结构21之间的间距可以与指纹识别时的成像分辨率相对应。

可选地，基底10可以采用玻璃材质。

可选地，相邻两驱动器件结构21之间的间距可以为2248μm左右。

S202：在驱动器件层远离基底的一侧，制备包括至少一个凸起的支撑结构的支撑层，使得支撑结构与驱动器件结构对应。支撑结构包括呈第一夹角的第一子表面和第二子表面。

经过本步骤得到的膜层结构如图9所示。

在本步骤中，可在驱动器件层20上基于全面成膜工艺制作支撑层30，再通过控制刻蚀或者曝光，使支撑层30的表面形成至少一个凸起状的支撑结构31，该支撑结构31的呈第一夹角的第一子表面31a和第二子表面31b与后续制备的压电结构50中的聚焦单元51的角度相适应。

需要说明的是，在光刻蚀的强度一定的情况下，若目标刻蚀宽度小于目标刻蚀深度的二分之一时，刻蚀得到的侧壁与凌锥的侧壁相近似，即刻蚀得到的侧壁为斜面(刻蚀得到的侧壁与刻蚀方向易形成夹角)，并且实际刻蚀深度往往小余目标刻蚀深度；若目标刻蚀宽度大于目标刻蚀深度的二分之一时，刻蚀得到的侧壁与六面体的侧壁相近似，即刻蚀得到的侧壁与刻蚀方向基本平行，并且实际刻蚀深度基本可以达到目标刻蚀深度。因此通过控制刻蚀或者曝光可以控制被刻蚀膜层的形状或长度，即可以在支撑结构31的一侧制得呈第一夹角的第一子表面31a和第二子表面31b。

可选地，支撑层30的厚度可以为730μm左右。

可选地，支撑层30可以采用声阻抗介于压电结构50与玻璃基底10之间的材料，例如PET(Polyethylene terephthalate，涤纶树脂)材料等。

S203：对支撑结构进行刻蚀，使得支撑结构具有露出部分驱动器件结构的通孔。

经过本步骤，在支撑结构31上刻蚀得到的通孔，可便于后续制备的第一导电结构40能够与驱动器件结构21电连接。

S204：在支撑结构上、通孔内壁以及露出的部分驱动器件结构上沉积第一导电层。

经过本步骤得到的膜层结构如图10所示。

经过本步骤，在支撑结构31上制备得到了第一导电层，并且支撑结构31上的通孔成为了可以电连接第一导电层和驱动器件结构21的过孔32。

S205：将第一导电层图案化，得到第一导电结构。

在本步骤中，可以采用图案化的光刻胶配合刻蚀的方式实现第一导电层的图案化，以形成包括若干第一导电单元41的第一导电结构40。

S206：在支撑层和第一导电结构远离基底的一侧，制备包括至少一个聚焦单元的压电结构，聚焦单元与支撑结构一一对应，聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得第一部发射的至少部分超声波与第二部发射的至少部分超声波聚焦于基底远离驱动器件结构的一侧的设计位置。

经过本步骤得到的膜层结构如图11所示。

在本步骤中，压电结构50的制备可以利用以成型的支撑结构31的表面形态，基于全面成膜工艺即可形成包括呈第一夹角的第一部51a和第二部51b的聚焦单元51。

可选地，超声波的主波瓣的方向与垂直于基底10的方向之间的第二夹角，与第一夹角的二分之一的和为90°；第二夹角对应于超声波的波长与线声源的长度之比的反正弦函数，线声源的长度为第一部51a或第二部51b的长度。

可选地，第一夹角满足以下公式：

其中θ为第一夹角，λ为入射声波的波长，a为第一部51a或第二部51b的长度。

S207：在压电结构远离基底的一侧制备第二导电结构。

经过本步骤得到的膜层结构如图1所示。

经过本步骤，在指纹识别模组中形成了包括第一导电结构40、压电结构50以及第二导电结构60的三明治状超声波收发结构，以实现基于超声波检测的指纹识别。

需要说明的是，在步骤S207之后，可以进行膜层平坦化工艺，以利于后续膜层的制备。

可选地，在第二导电结构60远离压电结构50的一侧制备平坦层。

可选地，直接对第二导电结构60远离压电结构50的一侧表面进行平坦化。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1、压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b呈第一夹角，使得由第一部51a发射的至少部分超声波与由第二部51b发射的至少部分超声波可以聚焦，即压电结构50中的每一个聚焦单元51可以等效于一个声透镜。

2、通过由聚焦单元51形成的声透镜使压电结构50发出的超声波聚焦，可以在超声波发射功率一定的情况下，提高焦点处超声波的强度，从而加大测得的指纹谷、脊声阻抗差异，即采用物理方式使得指纹谷、脊声阻抗差异更加明显，进而有效提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率。

3、超声波聚焦可以更好的集中检测区域的声压幅值，并且可以改善空间内的声场混叠，增加指纹识别的精度。

4、多个聚焦单元51相互配合，可以产生多焦点聚焦，从而实现指纹识别的阵列式检测。

5、压电结构50的聚焦单元51处可以形成波浪状或锯齿状的压电结构50，以形成入射方向不同的超声波发射阵列，进而产生多焦点聚焦。压电结构50中的聚焦单元51阵列布置，可以获得焦点阵列，从而实现指纹识别的阵列式检测。

6、第一部51a的中垂线与第二部51b的中垂线的交点位于设计位置。这样，一方面有利于选取垂直于聚焦单元51中第一部51a和第二部51b发射出来的超声波用作指纹识别；另一方面，选取的这部分超声波能量较大，利于提高超声波指纹识别产品的灵敏度或准确率；再一方面，可以利于控制超声波的发射方向，使得聚焦更精准。

7、支撑层30可以为压电结构50中聚焦单元51的第一部51a和第二部51b提供支撑，以帮助聚焦单元51的第一部51a和第二部51b呈第一夹角的状态。具体地，支撑层30中每一个由驱动器件层20向第一导电结构40凸起的支撑结构31，分别对压电结构50中的一个聚焦单元51提供支撑。并且，在半导体的制备工艺中，更容易对支撑层30远离基底10的一侧表面进行刻蚀塑形，便于压电结构50通过全面成膜工艺形成第一部51a和第二部51b呈第一夹角的聚焦单元51。

8、支撑结构31的声阻抗不大于基底10的声阻抗，且支撑结构31的声阻抗不小于压电结构50的声阻抗。这样，有利于超声波的传播。

9、驱动器件层20中的驱动器件结构21与聚焦单元51对应，可以利于控制每一个聚焦单元51的工作。

10、导电单元41的串联方向与声线方向垂直，导电单元41的串联方向与超声波聚焦检测的方向垂直，即导电单元41的串联方向与声线方向垂直，这样有利于降低第一导电结构40中的电流对超声波聚焦可能产生的影响，保证指纹识别的精度。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

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该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，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。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括：基底，以及依次层叠于所述基底一侧的驱动器件层、第一导电结构、压电结构和第二导电结构；

所述第一导电结构与所述驱动器件层电连接；

所述压电结构包括至少一个聚焦单元，所述聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得所述第一部发射的至少部分超声波与所述第二部发射的至少部分超声波聚焦于所述基底远离所述驱动器件结构的一侧的设计位置。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一部和所述第二部的靠近所述第一导电结构一侧的表面与第一平面的交线为波浪线或锯齿线，所述第一平面同时垂直于所述基底、所述第一部和所述第二部。

3.根据权利要求1或2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述第一部的中垂线与所述第二部的中垂线的交点位于所述设计位置。

4.根据权利要求3所述的指纹识别模组，其特征在于，所述超声波的主波瓣的方向与垂直于所述基底的方向之间的第二夹角，与所述第一夹角的二分之一的和为90°；所述第二夹角对应于所述超声波的波长与线声源的长度之比的反正弦函数，所述线声源的长度为所述第一部或第二部的长度。

5.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组还包括：支撑层；

所述支撑层位于所述驱动器件层与所述第一导电结构之间；

所述支撑层包括至少一个由所述驱动器件层向所述第一导电结构凸起的支撑结构，所述支撑结构与所述聚焦单元一一对应。

6.根据权利要求5所述的指纹识别模组，其特征在于，所述支撑结构的声阻抗不大于所述基底的声阻抗，且所述支撑结构的声阻抗不小于所述压电结构的声阻抗。

7.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述聚焦单元阵列布置；

所述驱动器件层包括至少一个驱动器件结构，所述驱动器件结构与所述聚焦单元对应；

所述第一导电结构包括与所述聚焦单元对应的至少一个导电单元，位于同一行或同一列的所述第一导电单元相串连，串连方向与第一方向相垂直，所述第一方向为所述聚焦单元与所述设计位置之间的连线在所述基底所在平面的投影方向。

8.一种显示面板，其特征在于，包括：显示模组和如权利要求1-7中任一项所述的指纹识别模组；

所述显示模组的一侧与所述指纹识别模组的基底远离驱动器件结构的一侧相贴合。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-7中任一项所述的指纹识别模组；

或，如权利要求8所述的显示面板。

10.一种指纹识别模组的制备方法，其特征在于，包括：

在基底的一侧，制备包括至少一个驱动器件结构的驱动器件层；

在所述驱动器件层远离所述基底的一侧，制备包括至少一个凸起的支撑结构的支撑层，使得所述支撑结构与所述驱动器件结构对应；所述支撑结构包括呈第一夹角的第一子表面和第二子表面；

在所述支撑层远离所述基底的一侧制备第一导电结构，使得所述第一导电结构与所述驱动器件结构电连接；

在所述支撑层和所述第一导电结构远离所述基底的一侧，制备包括至少一个聚焦单元的压电结构，所述聚焦单元与所述支撑结构一一对应，所述聚焦单元包括呈第一夹角的第一部和第二部，使得所述第一部发射的至少部分超声波与所述第二部发射的至少部分超声波聚焦于所述基底远离所述驱动器件结构的一侧的设计位置；

在所述压电结构远离所述基底的一侧制备第二导电结构。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述在所述支撑层远离所述基底的一侧制备第一导电结构，使得所述第一导电结构与所述驱动器件结构电连接，包括：

对所述支撑结构进行刻蚀，使得所述支撑结构具有露出部分所述驱动器件结构的通孔；

在所述支撑结构上、所述通孔内壁以及露出的部分所述驱动器件结构上沉积第一导电层；

将所述第一导电层图案化，得到所述第一导电结构。

12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，所述超声波的主波瓣的方向与垂直于所述基底的方向之间的第二夹角，与所述第一夹角的二分之一的和为90°；所述第二夹角对应于所述超声波的波长与线声源的长度之比的反正弦函数，所述线声源的长度为所述第一部或第二部的长度。

Images