CN114216963A - 超声检测基板和超声检测装置 - Google Patents

超声检测基板和超声检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114216963A
CN114216963A CN202111533810.XA CN202111533810A CN114216963A CN 114216963 A CN114216963 A CN 114216963A CN 202111533810 A CN202111533810 A CN 202111533810A CN 114216963 A CN114216963 A CN 114216963A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bias voltage
ultrasonic
ultrasonic detection
circuit
electrically connected
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.)
Pending
Application number
CN202111533810.XA
Other languages
English (en)
Inventor
崔亮
王雷
李扬冰
王玉波
赵宇鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN202111533810.XA priority Critical patent/CN114216963A/zh
Publication of CN114216963A publication Critical patent/CN114216963A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2437—Piezoelectric probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本公开实施例提供了一种超声检测基板，包括：功能区和位于所述功能区周边的周边区；所述周边区内设置有偏置电压连接端子；所述功能区包括呈阵列排布的多个功能子区，所述功能子区内设置有偏置电压写入端和与所述偏置电压写入端电连接的至少一个超声检测单元；所述功能子区配置有对应的第一连接走线，所述功能子区与所述第一连接走线一一对应，所述第一连接走线的一端与对应的所述功能子区内的所述偏置电压写入端相连，所述第一连接走线的另一端与所述偏置电压连接端子相连；任意两个所述功能子区所配置的所述第一连接走线的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。本公开实施例还提供了一种超声检测装置。

Description

超声检测基板和超声检测装置
技术领域
本公开涉及检测技术领域，特别涉及一种超声检测基板和超声检测装置。
背景技术
基于超声波检测的成像技术是一种新型成像技术，超声成像的主要远离为：利用超声声束扫描检测对象(例如指纹、体内器官等)，通过对反射信号的接收、处理，以获目标对象的图像。
发明内容
第一方面，本公开实施例提供了一种超声检测基板，包括：功能区和位于所述功能区周边的周边区；
所述周边区内设置有偏置电压连接端子；
所述功能区包括呈阵列排布的多个功能子区，所述功能子区内设置有偏置电压写入端和与所述偏置电压写入端电连接的至少一个超声检测单元；
所述功能子区配置有对应的第一连接走线，所述功能子区与所述第一连接走线一一对应，所述第一连接走线的一端与对应的所述功能子区内的所述偏置电压写入端相连，所述第一连接走线的另一端与所述偏置电压连接端子相连；
任意两个所述功能子区所配置的所述第一连接走线的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。
在一些实施例中，任意两个所述功能子区所配置的所述第一连接走线的长度之差的绝对值小于或等于2cm。
在一些实施例中，所述功能子区内的所述超声检测单元的数量为多个，所述超声检测单元包括偏置电压接收端；
所述功能子区域内设置有导电结构，所述导电结构具有一个第一端和与所述超声检测单元一一对应的多个第二端，所述导电结构的第一端为所述偏置电压写入端，所述导电结构的各第二端分别与对应的所述超声检测单元的所述偏置电压接收端相连；
在所述超声检测基板中，任意两个所述偏置电压接收端与对应所述偏置电压写入端之间的电阻之差的绝对值小于或等于240Ω。
在一些实施例中，在所述导电结构中，任意两个所述第二端与所述第一端之间的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。
在一些实施例中，在所述导电结构中，任意两个所述第二端与所述第一端之间的连接走线的长度之差的绝对值小于或等于2cm。
在一些实施例中，所述功能子区内的多个所述超声检测单元的数量划分为沿第一方向排布的多个超声检测单元组，所述超声检测单元组包括沿第二方向排布的多个超声检测单元；
所述导电结构包括与所述超声检测单元组一一对应的多个第二连接走线和与所述超声检测单元一一对应的多条第三连接走线；
所述第二连接走线沿所述第二方向延伸且与所述偏置电压写入端电连接；
所述第三连接走线的一端与对应的所述超声检测单元的所述偏置电压接收端相连，所述第三连接走线的另一端与对应的所述第二连接走线相连；
所述第三连接走线上与对应的所述超声检测单元的所述偏置电压接收端相连的一端为所述导电结构的第二端。
在一些实施例中，所述导电结构还包括第四连接走线，所述第四连接走线沿所述第二方向延伸且与所述偏置电压写入端电连接；
所述第三连接走线靠近所述第四连接走线的一端与所述第四连接走线相连。
在一些实施例中，所述第二连接走线在所述第二方向上的长度小于或等于1cm；
所述第四连接走线在所述第一方向上的长度小于或等于1cm。
在一些实施例中，所述超声检测单元包括超声波传感器和超声检测电路，超声检测电路包括：检测电路和源跟随电路；
所述超声波传感器的发射电极与驱动信号端电连接，所述超声波传感器的接收电极与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述偏置电压接收端电连接，所述检测电路的输出端与所述源跟随电路的输入端连接于采样节点，所述源跟随电路的输出端与信号读取线电连接；
所述检测电路配置为根据所述接收电极输出的电信号向所述采样节点输出积分电压；
所述源跟随电路配置为根据所述积分电压向所述信号读取线输出相应的源跟随电压。
在一些实施例中，所述检测电路包括：输入电路和降噪电路；
所述输入电路，与所述偏置电压接收端、输入控制信号线和所述接收电极电连接，配置为响应于所述输入控制信号线的控制将所述偏置电压接收端提供的第一偏振电压写入至所述接收电极；
所述降噪电路，与所述偏置电压接收端电连接，配置为将所述偏置电压接收端提供的第二偏置电压写入至所述采样节点，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压。
在一些实施例中，所述输入电路包括：输入晶体管；
所述输入晶体管的控制极与所述输入控制信号线电连接，所述输入晶体管的第一极与所述偏置电压接收端电连接，所述输入晶体管的第二极与所述超声波传感器的接收电极电连接；
所述降噪电路包括：供压二极管；
所述供压二极管的一端与所述偏置电压接收端电连接，所述供压二极管的另一端与所述采样节点电连接。
在一些实施例中，所述超声检测基板内的连接走线的线宽为1μm～5μm；
所述超声检测基板内的连接走线的线厚度为20nm～30nm。
在一些实施例中，所述功能子区在所述第一方向上的长度小于或等于1cm；
所述功能子区在所述第二方向上的长度小于或等于1cm。
第二方面，本公开实施例提供了一种检测装置，包括：如上述第一方面中提供的所述超声检测基板。
附图说明
图1为相关技术所涉及的一种超声检测基板的结构示意图；
图2为本公开实施例所提供的一种超声检测基板的结构示意图；
图3为本公开实施例中超声检测单元的一种电路结构示意图；
图4为指纹对超声波进行反射时的示意图；
图5为本公开实施例中超声检测单元的一种电路结构示意图；
图6为图5所示超声检测单元的一种工作时序图；
图7A为本公开实施例中一个功能子区的电路结构示意图；
图7B为本公开实施例中位于功能子区内导电结构的结构示意图；
图8为超声检测单元通过外挂方式设置于显示面板的外表面时的示意图；
图9为超声检测单元通过内嵌方式设置于显示面板内时的示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种超声检测基板和超声检测装置进行详细描述。
图1为相关技术所涉及的一种超声检测基板的结构示意图，如图1所示，超声检测基板包括功能区1a和位于功能区1a周边的周边区1b；周边区1b内设置有偏置电压连接端子2(例如，焊盘Pad)，偏置电压连接端子2用于接收偏置电压供给芯片(未示出)提供的偏置电压信号；一般地，偏置电压供给芯片通过柔性线路板(未示出)与偏置电压连接端子2相连。功能区1a内设置有呈阵列排布的超声检测单元3和多条偏置电压传输走线4，每一列超声检测单元3对应一条偏置电压传输走线4，超声检测单元3的偏置电压接收端与对应的偏置电压传输走线4电连接，偏置电压传输走线4的一端延伸至周边区1b且与偏置电压连接端子2相连；通过偏置电压传输走线4可将偏置电压连接端子2处的偏置电压信号传递给与该偏置电压传输走线4相连的超声检测单元3。
在实际应用中发现，当功能区1a尺寸较小时，偏置电压传输走线4的整体长度较短，偏置电压传输走线4上各处的电阻电容承载(RC Loading)差异较小，偏置电压传输走线4上各处实际加载的偏置电压信号的差异相对较小；即，偏置电压传输走线4提供给与其相连的各超声检测单元3的偏置电压信号的差异也相对较小。然而，当功能区1a尺寸较大时，偏置电压传输走线4的整体长度较长，偏置电压传输走线4上靠近偏置电压连接端子2部分与远离偏置电压连接端子2部分的RC Loading差异较大，偏置电压传输走线4上靠近偏置电压连接端子2部分与远离偏置电压连接端子2部分的实际加载的偏置电压信号的差异也较大；即，偏置电压传输走线4提供给靠近偏置电压连接端子2的超声检测单元3的偏置电压信号与提供给远离电压连接端子2的超声检测单元3的偏置电压信号存在较大的差异(靠近偏置电压连接端子2的超声检测单元3所接收到的偏置电压明显大于远离偏置电压连接端子2的超声检测单元3所接收到的偏置电压)。
在进行超声检测过程中，由于偏置电压作为对回波信号进行积分处理的基准电压(也称作初始电压)，因此偏置电压的较大差异会导致靠近偏置电压连接端子2的超声检测单元3与远离电压连接端子2的超声检测单元3对同一回波信号的积分电压存在较大差异，从而造成回波信号还原出现较大差异；由此可见，超声检测基板上超声检测单元3对回波信号的还原均一性较差，这会影响到最终的检测精准度。
在本公开实施例中，为有效改善超声检测基板上各超声检测单元偏置电压接收端所接收到的偏置电压信号的均一性，本公开实施例提供了相应的解决方案。
图2为本公开实施例所提供的一种超声检测基板的结构示意图，如图2所示，超声检测基板包括功能区1a和位于功能区1a周边的周边区1b，周边区1b内设置有偏置电压连接端子2；功能区1a包括呈阵列排布的多个功能子区3a，功能子区3a内设置有偏置电压写入端Q1和与偏置电压写入端Q1电连接的至少一个超声检测单元3；功能子区3a配置有对应的第一连接走线401，功能子区3a与第一连接走线401一一对应，第一连接走线401的一端与对应的功能子区3a内的偏置电压写入端Q1相连，第一连接走线401的另一端与偏置电压连接端子2相连；任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。
在本公开实施例中，通过将功能区1a划分为多个小尺寸的功能子区3a且为每个功能子区3a配置一条对应的第一连接走线401，同时任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω，可使得各功能子区3a的偏置电压写入端Q1所接收到的偏置电压信号相同或基本相同。也就是说，靠近偏置电压连接端子2的超声检测单元3所接收到的偏置电压与远离偏置电压连接端子2的超声检测单元3所接收到的偏置电压能够相同或基本相同；因此，与相关技术中靠近偏置电压连接端子2的超声检测单元3所接收到的偏置电压明显大于远离偏置电压连接端子2的超声检测单元3所接收到的偏置电压的情况相比，本公开的技术方案可有效改善超声检测基板上各超声检测单元3偏置电压接收端所接收到的偏置电压信号的均一性，从而能够提升各超声检测单元3对回波信号的还原均一性，有利于提升超声检测装置的检测精准度。
需要说明的是，在实际应用中偏置电压连接端子2的数量可以为1个，也可以为多个(未给出相应附图)。在偏置电压连接端子2的数量为多个时，各偏置电压连接端子2上所加载的偏置电压信号相同。
图3为本公开实施例中超声检测单元的一种电路结构示意图，如图3所示，在一些实施例中，超声检测单元包括超声波传感器5和超声检测电路1，超声检测电路1包括检测电路101和源跟随电路102；超声波传感器5的发射电极501与驱动信号端Tx电连接，超声波传感器5的接收电极502与检测电路101电连接，检测电路101与偏置电压接收端Q2电连接，检测电路101的输出端与源跟随电路102的输入端连接于采样节点N1，源跟随电路102的输出端与信号读取线RL电连接；检测电路101配置为根据接收电极502输出的电信号向采样节点N1输出积分电压；源跟随电路102配置为根据积分电压向信号读取线RL输出相应的源跟随电压。
在本公开实施例中，超声波传感器5包括：发射电极501、接收电极502和位于发射电极501与接收电极502之间的压电组件503。在一些实施例中，压电组件503的材料可以包括：聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，简称PVDF)、氮化铝(AlN)、锆钛酸铅(PZT)和氧化锌(ZnO)中的至少一种；发射电极501的材料可以为银等金属材料；接收电极502的材料可以为氧化铟锡(ITO)等导电材料，本公开实施例对此不作具体限定。
图4为指纹对超声波进行反射时的示意图，如图4所示，以检测对象对指纹为例，进行超声波检测的过程如下：在发射阶段，可向发射电极501施加驱动信号(例如，正弦波信号)，同时向接收电极502施加恒定电压，则压电组件503由于受到电压激发产生逆压电效应，向外发射超声波，在发射出的超声波接触到物体(例如手指)时发生反射，产生超声波回波；由于手指指纹有谷脊之分，所以回波的震动强度有差异。在采样阶段，停止给发射电极501施加驱动信号而变为施加恒定电压，并停止向接收电极502施加前述的恒定电压，压电组件503受到经手指反馈的超声波回波作用，因正压电效应，在接收电极502上产生交流回波信号(为正弦波电信号或近似为正弦波电信号)，该交流回波信号可对采样节点N1进行充电，采样节点N1处的电压为积分电压(初始电压为偏置电压)，基于该积分电压可以确定出手指的谷脊。一般地，可通过对采样节点N1处信号的幅值(积分电压的最大值，也称为最大波峰电压)进行测量，即可确定出手指的谷脊位置，进而实现超声波检测。
一般地，若超声波在手指谷部发生反射，则由于超声波运动距离相对(与超声波在手指脊部发生反射的情况相比)较远，因此到达超声波传感器5时的强度相对较弱，此时超声波传感器5所输出的交流回波信号的电流相对较小，采样节点N1处的电压变化幅度相对较小，在基准电压一定的情况下，采样节点N1处的最大电压相对较小；若超声波在手指脊部发生反射，则由于其运动距离相对(与超声波在手指谷部发生反射的情况相比)较近，则到达超声波传感器5时的强度相对较强，此时超声波传感器所输出的电流相对较大，采样节点N1处的电压变化幅度相对较大，在基准电压一定的情况下，采样节点N1处的最大电压相对较大。基于该采样节点N1处电压变化幅度，即可确定出指纹的谷脊。
在源跟随电路102的输出端的电流一定的情况下，源跟随电路的输出端的电压Vout与源跟随电路的输入端电压Vin呈线型正相关，可表示为：
Vout＝Vin+m
其中，m为常数，由源跟随电路内的电学器件的电学特性、源跟随电路的输出端的电流大小所决定。通过检测源跟随电路的输出端所输出的电压，来确定出采样过程中采样节点N1处积分电压的变化，并能够确定出采样过程中采样节点N1处的最大电压。
下面结合具体电路来对超声检测单元3的工作过程进行详细描述。图5为本公开实施例中超声检测单元的一种电路结构示意图，图6为图5所示超声检测单元的一种工作时序图，如图5和图6所示，在一些实施例中，检测电路101包括：输入电路1011和降噪电路；输入电路1011与偏置电压接收端Q2、输入控制信号线Cin和接收电极502电连接，输入电路1011配置为响应于输入控制信号线Cin的控制将偏置电压接收端Q2提供的第一偏振电压Vb1写入至接收电极502；降噪电路1012与偏置电压接收端Q2电连接，降噪电路1012配置为将偏置电压接收端Q2提供的第二偏置电压Vb2写入至采样节点N1；其中，第一偏置电压Vb1小于第二偏置电压Vb2。
在一些实施例中，源跟随电路102包括：源跟随晶体管Msf；源跟随晶体管Msf的栅极与源跟随电路102的输入端电连接，源跟随晶体管Msf的第一端与第一电压供给端(提供第一电压Vdd)电连接，源跟随晶体管Msf的第二端与源跟随电路的输出端电连接。
在一些实施例中，输入电路1011包括：输入晶体管Min；输入晶体管Min的控制极与输入控制信号线Cin电连接，输入晶体管Min的第一极与偏置电压接收端Q2电连接，输入晶体管Min的第二极与超声波传感5器的接收电极502电连接；降噪电路1012包括：供压二极管D1；供压二极管D1的一端与偏置电压接收端Q2电连接，供压二极管D1的另一端与采样节点N1电连接。
在一些实施例中，超声检测电路1还包括：开关电路103，源跟随电路102的输出端通过开关电路103与信号读取线RL相连，开关电路103配置为响应于扫描控制信号端Scan所提供的扫描控制信号的控制以控制源跟随电路102的输出端与读取信号线RL之间的通断。
在一些实施例中，开关电路103包括开关晶体管Md，开关晶体管Md的栅极与扫描控制信号端Scan电连接，开关晶体管Md的第一极与源跟随电路102的输出端电连接，开关晶体管Md的第二极与信号读取线RL电连接。
以输入晶体管Min、源跟随晶体管Msf、开关晶体管Md均为N型晶体管为例，参见图6所示，图5所示超声检测单元的工作过程包括如下阶段：
在发射阶段ta，驱动信号端Tx向发射电极501提供驱动信号(例如，正弦波信号)，输入控制信号线Cin提供高电平控制信号，扫描控制信号端Scan提供低电平控制信号，偏置电压接收端Vbias提供偏置电压信号处于第一偏置电压Vb1。此时，输入晶体管Min导通，第一偏置电压Vb1通过输入晶体管Min写入至接收电极502，压电组件503基于逆压电效应发射出超声波。
在采样阶段tb，驱动信号端Tx向发射电极501提供恒定电压，输入控制信号线Cin提供低电平控制信号，扫描控制信号端Scan提供高电平控制信号，偏置电压接收端Vbias提供偏置电压信号处于第二偏置电压Vb1。此时，输入晶体管Min截止且开关晶体管Md导通。超声波传感器5接收指纹所反射的超声波回波，并通过接收电极502输出交流回波信号，该交流回波信号可对采样节点N1进行充电。需要说明的是，由于接收电极502所输出的电信号为交流信号，包括正向电流部分和负向电流部分，其中正向电流部分可使得采样节点N1处的电压上升，负向电流部分可使得采样节点N1处的电压下降。其中，在不考虑供压二极管D1处所产生的压降的情况下，当采样节点N1处的电压为Vb2时，若采样节点N1处接收到负向电流，则采样节点N1处电压不会继续下降，而是维持于Vb2，这是因为一旦采样节点N1处的电压小于Vb2，供压二极管D1中会产生电流并将采样节点N1处的电压上拉至Vb2。
在采样阶段tb中，采样节点N1处的积分电压会发生变化，源跟随电路4的输出端所输出的电压也会相应变化。在源跟随电路4的输出端处的电流一定的情况下，由于源跟随电路4的输出端所输出的电压与输入端的电压(即采样节点N1处的电压)呈线性正相关，因此源跟随电路4的输出端在采样阶段tc输出最大电压的时刻为采样节点N1处为最大电压的时刻，采样节点N1处的最大电压Vmax即为“最大积分电压”。
在复位阶段tc，驱动信号端Tx向发射电极501提供恒定电压，输入控制信号线Cin提供高电平控制信号，扫描控制信号端Scan提供低电平控制信号，偏置电压接收端Vbias提供偏置电压信号处于第一偏置电压Vb1。输入晶体管Min截止再次导通，并将第一偏置电压Vb1写入至采样节点N1。
需要说明的是，在一些实施例中也可以无需设置上述开关电路103，即源跟随电路102的输出端直接与信号读取线RL相连。此外，本公开实施例中的超声检测单元也不限于采用图3或图5中所示电路结构(工作时序也不限于图6中所示情况)的情况，该情况仅起到示例性作用，其不会对本公开的技术方案产生限制，本公开的技术方案对超声检测单元的具体电路结构不作限定。
在本公开实施例中，实现任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω的方式有多种。例如，调节第一连接走线401的长度(长度越短电阻越小)、调整第一连接走线401的线宽(线宽越宽电阻越小)、调整第一连接走线401的线厚度(线厚度越厚电阻越小)、调整第一连接走线401的材料电阻率等，通过这些方式均可对各第一连接走线401的电阻进行精准调整。
在本公开实施例中，可通过对各第一连接走线401的长度进行设计，来实现任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。长度调节的处理方式，简单且方便实施。
表1为偏置电压连接端子提供的偏置电压为7V时不同长度的第一连接走线所连接的偏置电压写入端处实际输出偏置电压的对应关系表，参见表1所示。
Figure BDA0003412409170000111
表1
基于上述表1可见，以长度为1cm的第一连接走线401所连接的偏置电压写入端Q1处实际输出偏置电压作为参照，随着第一连接走线401的长度增加，第一连接走线401的电阻相应增大，第一连接走线401所连接的偏置电压写入端Q1处实际输出偏置电压逐渐减小，实际输出偏置电压的误差也越大。此外，两条第一连接走线401的长度越接近，则该两条第一连接走线401的电阻越接近，该两条第一连接线所连接的偏置电压写入端Q1处实际输出偏置电压越接近。
在一些实施例中，任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的长度之差的绝对值小于或等于2cm，通过该设计可任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻比较接近；通过表1数据可见，在任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的长度之差的绝对值小于或等于2cm时，任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻之差的绝对值小于或等于160Ω，任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401所连接的偏置电压写入端Q1处实际输出偏置电压之差的绝对值小于0.6V。
在一些实施例中，优选地，任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的电阻相等；在不考虑第一连接走线401与其他电气结构之间形成的电容影响的情况下，此时任意两个功能子区3a所配置的第一连接走线401的所连接的偏置电压写入端Q1处实际输出偏置电压相等。在线宽、线厚度、材料均相同的情况下，此时可将所有第一连接走线401的长度均设置相同，以实现所有第一连接走线401的电阻相等。
图7A为本公开实施例中一个功能子区的电路结构示意图，图7B为本公开实施例中位于功能子区内导电结构的结构示意图，如图7A和图7B所示，在一些实施例中功能子区3a内的超声检测单元3的数量为多个，超声检测单元3包括偏置电压接收端Q2；功能子区3a域内设置有导电结构6，导电结构6具有一个第一端和与超声检测单元3一一对应的多个第二端，导电结构6的第一端为偏置电压写入端Q1，导电结构6的各第二端分别与对应的超声检测单元的偏置电压接收端Q2相连；在超声检测基板中，任意两个偏置电压接收端Q2与对应偏置电压写入端Q1的电阻之差的绝对值小于或等于240Ω。
通过表1数据可见，在任意两个偏置电压接收端Q2与对应偏置电压写入端Q1的电阻之差的绝对值小于或等于240Ω时，则任意两个偏置电压接收端处接收到的偏置电压之差的绝对值小于或等于0.8V，也可以满足实际应用中的偏置电压最大差异限制(一般要求任意两个偏置电压接收端处接收到的偏置电压之差的绝对值小于或等于1V)。优选地，任意两个偏置电压接收端Q2与对应偏置电压写入端Q1之间的电阻均相等。
在一些实施例中，在导电结构6中任意两个第二端(即，偏置电压接收端Q2所处位置)与第一端(即，偏置电压写入端Q1所处位置)之间的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。在一些实施例中，在导电结构6中任意两个第二端与第一端之间的连接走线的长度之差的绝对值小于或等于2cm。通过上述设计，可使得各第二端(偏置电压接收端)处的实际偏置电压基本保持一致，即写入至各超声检测单元的偏置电压信号基本保持一致。
继续参见图7A和图7B所示，在一些实施例中，功能子区3a内的多个超声检测单元3的数量划分为沿第一方向X排布的多个超声检测单元组3b，超声检测单元组3b包括沿第二方向Y排布的多个超声检测单元3；导电结构6包括与超声检测单元组3b一一对应的多个第二连接走线402和与超声检测单元一一对应的多条第三连接走线403；第二连接走线402沿第二方向Y延伸且与偏置电压写入端Q1电连接；第三连接走线403的一端与对应的超声检测单元3的偏置电压接收端Q2相连，第三连接走线403的另一端与对应的第二连接走线402相连；第三连接走线403上与对应的超声检测单元的偏置电压接收端Q2相连的一端为导电结构的第二端。
在本公开实施例中，通过将位于同一超声检测单元组3a内的超声检测单元6共用同一第二连接走线402，可有效减少布线长度。
在一些实施例中，导电结构6还包括第四连接走线404，第四连接走线404沿第二方向Y延伸且与偏置电压写入端Q1电连接；第三连接走线403靠近第四连接走线404的一端与第四连接走线404相连。
需要说明的是，第一连接走线401与导电结构6内第四连接走线404相连的位置为导电结构6的第一端，也为功能子区3a内的偏置电压写入端Q1。
在一些实施例中，第二连接走线402在第二方向Y上的长度L4小于或等于1cm；第四连接走线404在第一方向X上的长度L3小于或等于1cm。通过该设计，可使得在同一导电结构6内任意两个第二端与第一端之间的连接走线的长度之差的绝对值小于或等于2cm，以保证写入至各超声检测单元3的偏置电压信号基本保持一致。
在一些实施例中，超声检测基板内的连接走线(例如，第一连接走线401～第四连接走线404)的线宽为1μm～5μm；超声检测基板内的连接走线(例如，第一连接走线401～第四连接走线404)的线厚度为20nm～30nm。
在一些实施例中，功能子区3a在第一方向X上的长度L1小于或等于1cm；功能子区3a在第二方向Y上的长度L2小于或等于1cm。通过该设计，可有效提升写入至各超声检测单元3的偏置电压信号的均一性。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种超声检测装置，该超声检测装置包括超声检测基板，其中该超声检测基板采用上面任一实施例所提供的超声检测基板，对于超声检测基板的具体描述可参见前面实施例中的内容，此处不再赘述。
在一些实施例中，超声检测装置还包括：显示面板，此时超声检测装置为具有超声检测功能的显示装置(例如，具有进行指纹检测功能的显示装置)超声检测单元通过外挂方式设置固定于显示面板的外表面,或者超声检测单元通过内嵌方式集成于显示面板内部。
图8为超声检测单元通过外挂方式设置于显示面板的外表面时的示意图，如图8所示，作为一个示例，该显示面板为有机发光显示面板(Organic Light Emitting Display，简称OLED)，显示面板在图8中由上至下依次包括：上衬底7、阴极8、发光层9、显示像素阵列层10和下衬底11，其中显示像素阵列层10包括用于驱动有机发光二极管发光的显示像素驱动电路，显示像素驱动电路一般包括栅线、数据线、薄膜晶体管、电容、阳极等结构。在一些实施例中，上衬底7背向下衬底11的一侧还设置有触控层13和盖板12。
在将超声检测单元外挂于显示面板的表面之前，可先在衬底15上形成超声波传感器5阵列和超声检测电路1阵列，以得到超声检测基板，然后再将超声检测基板外挂于显示面板的表面。其中，图8内检测像素阵列层14表示超声检测电路1以及超声波传感器5中的接收电极502。
图9为超声检测单元通过内嵌方式设置于显示面板内时的示意图，如图9所示，与图8中不同的是，图9中的检测像素阵列层14(包括：超声检测电路1和超声波传感器5中的接收电极502)集成设置在显示面板内的显示像素阵列层10中，压电组件503位于检测像素阵列层14/显示像素阵列层10和下衬底11之间，发射电极501位于压电组件503与下衬底11之间。此时，可大大提升检测装置的集成度，以及减小检测装置的整体厚度。
在一些实施例中，超声检测装置还可以为超声医疗探测装置。在一些实施例中，用于承载超声检测单元的衬底为柔性衬底，此时超声检测基板为大面积一体化柔性检测基板，该超声检测基板可覆盖在目标对象的组织表面，例如肚子、胳膊、大腿等大面积区域，实现高精度、大面积、多维实时成像。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种超声检测基板，其特征在于，包括：功能区和位于所述功能区周边的周边区；
所述周边区内设置有偏置电压连接端子；
所述功能区包括呈阵列排布的多个功能子区，所述功能子区内设置有偏置电压写入端和与所述偏置电压写入端电连接的至少一个超声检测单元；
所述功能子区配置有对应的第一连接走线，所述功能子区与所述第一连接走线一一对应，所述第一连接走线的一端与对应的所述功能子区内的所述偏置电压写入端相连，所述第一连接走线的另一端与所述偏置电压连接端子相连；
任意两个所述功能子区所配置的所述第一连接走线的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。
2.根据权利要求1所述的超声检测基板，其特征在于，任意两个所述功能子区所配置的所述第一连接走线的长度之差的绝对值小于或等于2cm。
3.根据权利要求1所述的超声检测基板，其特征在于，所述功能子区内的所述超声检测单元的数量为多个，所述超声检测单元包括偏置电压接收端；
所述功能子区域内设置有导电结构，所述导电结构具有一个第一端和与所述超声检测单元一一对应的多个第二端，所述导电结构的第一端为所述偏置电压写入端，所述导电结构的各第二端分别与对应的所述超声检测单元的所述偏置电压接收端相连；
在所述超声检测基板中，任意两个所述偏置电压接收端与对应所述偏置电压写入端之间的电阻之差的绝对值小于或等于240Ω。
4.根据权利要求3所述的超声检测基板，其特征在于，在所述导电结构中，任意两个所述第二端与所述第一端之间的电阻之差的绝对值小于或等于200Ω。
5.根据权利要求4所述的超声检测基板，其特征在于，在所述导电结构中，任意两个所述第二端与所述第一端之间的连接走线的长度之差的绝对值小于或等于2cm。
6.根据权利要求1所述的超声检测基板，其特征在于，所述功能子区内的多个所述超声检测单元的数量划分为沿第一方向排布的多个超声检测单元组，所述超声检测单元组包括沿第二方向排布的多个超声检测单元；
所述导电结构包括与所述超声检测单元组一一对应的多个第二连接走线和与所述超声检测单元一一对应的多条第三连接走线；
所述第二连接走线沿所述第二方向延伸且与所述偏置电压写入端电连接；
所述第三连接走线的一端与对应的所述超声检测单元的所述偏置电压接收端相连，所述第三连接走线的另一端与对应的所述第二连接走线相连；
所述第三连接走线上与对应的所述超声检测单元的所述偏置电压接收端相连的一端为所述导电结构的第二端。
7.根据权利要求6所述的超声检测基板，其特征在于，所述导电结构还包括第四连接走线，所述第四连接走线沿所述第二方向延伸且与所述偏置电压写入端电连接；
所述第三连接走线靠近所述第四连接走线的一端与所述第四连接走线相连。
8.根据权利要求7所述的超声检测基板，其特征在于，所述第二连接走线在所述第二方向上的长度小于或等于1cm；
所述第四连接走线在所述第一方向上的长度小于或等于1cm。
9.根据权利要求1所述的超声检测基板，其特征在于，所述超声检测单元包括超声波传感器和超声检测电路，超声检测电路包括：检测电路和源跟随电路；
所述超声波传感器的发射电极与驱动信号端电连接，所述超声波传感器的接收电极与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述偏置电压接收端电连接，所述检测电路的输出端与所述源跟随电路的输入端连接于采样节点，所述源跟随电路的输出端与信号读取线电连接；
所述检测电路配置为根据所述接收电极输出的电信号向所述采样节点输出积分电压；
所述源跟随电路配置为根据所述积分电压向所述信号读取线输出相应的源跟随电压。
10.根据权利要求9所述的超声检测基板，其特征在于，所述检测电路包括：输入电路和降噪电路；
所述输入电路，与所述偏置电压接收端、输入控制信号线和所述接收电极电连接，配置为响应于所述输入控制信号线的控制将所述偏置电压接收端提供的第一偏振电压写入至所述接收电极；
所述降噪电路，与所述偏置电压接收端电连接，配置为将所述偏置电压接收端提供的第二偏置电压写入至所述采样节点，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压。
11.根据权利要求10所述的超声检测基板，其特征在于，所述输入电路包括：输入晶体管；
所述输入晶体管的控制极与所述输入控制信号线电连接，所述输入晶体管的第一极与所述偏置电压接收端电连接，所述输入晶体管的第二极与所述超声波传感器的接收电极电连接；
所述降噪电路包括：供压二极管；
所述供压二极管的一端与所述偏置电压接收端电连接，所述供压二极管的另一端与所述采样节点电连接。
12.根据权利要求1至11中任一所述的超声检测基板，其特征在于，所述超声检测基板内的连接走线的线宽为1μm～5μm；
所述超声检测基板内的连接走线的线厚度为20nm～30nm。
13.根据权利要求1至11中任一所述的超声检测基板，其特征在于，所述功能子区在所述第一方向上的长度小于或等于1cm；
所述功能子区在所述第二方向上的长度小于或等于1cm。
14.一种超声检测装置，其特征在于，包括：如上述权利要求1至13中任一所述超声检测基板。
CN202111533810.XA 2021-12-15 2021-12-15 超声检测基板和超声检测装置 Pending CN114216963A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111533810.XA CN114216963A (zh) 2021-12-15 2021-12-15 超声检测基板和超声检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111533810.XA CN114216963A (zh) 2021-12-15 2021-12-15 超声检测基板和超声检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114216963A true CN114216963A (zh) 2022-03-22

Family

ID=80702290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111533810.XA Pending CN114216963A (zh) 2021-12-15 2021-12-15 超声检测基板和超声检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114216963A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776526A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 精工爱普生株式会社 超声波测量装置、探头单元、探测器及诊断装置
US20140211592A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Seiko Epson Corporation Ultrasonic measurement device, ultrasonic head unit, ultrasonic probe, and ultrasonic image device
CN107491206A (zh) * 2017-08-01 2017-12-19 上海天马微电子有限公司 显示面板及显示装置
CN107491217A (zh) * 2017-08-30 2017-12-19 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板和显示装置
CN110888565A (zh) * 2019-12-20 2020-03-17 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示面板及显示装置
CN111665769A (zh) * 2020-06-30 2020-09-15 京东方科技集团股份有限公司 触控面板、触控识别方法和触控装置
US20200410199A1 (en) * 2020-06-18 2020-12-31 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Ultrasonic fingerprint identification circuit, driving method thereof, and display device
CN112563303A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 上海和辉光电有限公司 一种显示面板及显示装置
CN112733790A (zh) * 2021-01-21 2021-04-30 厦门天马微电子有限公司 指纹识别模组、显示面板及其驱动方法、显示装置
CN113471225A (zh) * 2021-09-03 2021-10-01 北京京东方技术开发有限公司 显示基板和显示面板

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776526A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 精工爱普生株式会社 超声波测量装置、探头单元、探测器及诊断装置
US20140211592A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Seiko Epson Corporation Ultrasonic measurement device, ultrasonic head unit, ultrasonic probe, and ultrasonic image device
CN107491206A (zh) * 2017-08-01 2017-12-19 上海天马微电子有限公司 显示面板及显示装置
CN107491217A (zh) * 2017-08-30 2017-12-19 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板和显示装置
CN112563303A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 上海和辉光电有限公司 一种显示面板及显示装置
CN110888565A (zh) * 2019-12-20 2020-03-17 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示面板及显示装置
US20200410199A1 (en) * 2020-06-18 2020-12-31 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Ultrasonic fingerprint identification circuit, driving method thereof, and display device
CN111665769A (zh) * 2020-06-30 2020-09-15 京东方科技集团股份有限公司 触控面板、触控识别方法和触控装置
CN112733790A (zh) * 2021-01-21 2021-04-30 厦门天马微电子有限公司 指纹识别模组、显示面板及其驱动方法、显示装置
CN113471225A (zh) * 2021-09-03 2021-10-01 北京京东方技术开发有限公司 显示基板和显示面板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108806587B (zh) 像素驱动电路、内嵌式触摸屏、显示装置及驱动方法
US20210305487A1 (en) Piezoelectric sensor and manufacturing method thereof, method for recognizing fingerprint, and electronic device
CN110110691B (zh) 指纹识别驱动电路、装置、触摸屏和驱动方法
US7856883B2 (en) Capacitive ultrasonic sensors and display devices using the same
US10942600B2 (en) Sensor pixel, ultrasonic sensor, OLED display panel, and OLED display device
US11263426B2 (en) Fingerprint identification device and driving method thereof, display device
CN110275577B (zh) 超声模组及显示屏
US11537241B2 (en) Ultrasonic induction circuit, driving method thereof, display device and storage medium
TW201804960A (zh) 超聲波感測裝置及其感測方法
CN113597612B (zh) 超声指纹识别单元、指纹识别装置和指纹识别驱动方法
CN114216963A (zh) 超声检测基板和超声检测装置
CN111508413B (zh) 像素驱动电路及其驱动方法、显示面板
US11151937B2 (en) Driving circuit, array substrate, display device and driving method
CN112987005B (zh) 超声波传感器和显示装置
CN110135348A (zh) 指纹检测电路及其驱动方法、阵列基板、显示装置
CN111339916B (zh) 一种像素电路及其驱动方法、显示面板
CN114120878A (zh) 一种显示面板、其驱动方法及显示装置
CN111834517B (zh) 基于阵列晶体管传感器的柔性数位板
US11361576B2 (en) Sensor circuit for generating and detecting ultrasonic sensing signal, an ultrasonic sensing display apparatus
US20230283236A1 (en) Sensor weak signal reading circuit
US20200403140A1 (en) Display device and piezoelectric sensor
TWI811931B (zh) 檢測裝置及發光元件的檢測方法
CN111968575B (zh) 一种像素驱动电路及其驱动方法、显示装置
CN116448386A (zh) 检测装置及发光组件的检测方法
CN114531921A (zh) 显示基板及其制备方法、显示装置

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