CN115420972A - 超声波指纹辨识测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超声波指纹辨识测试装置，包括有：一超声波指纹辨识装置、一承载装置以及一测试装置。藉由在该超声波指纹辨识装置中的薄膜晶体管非有效区上制作一极化测试垫，且在该承载装置上设置有与该极化测试垫相对应的复数个开口。当该测试装置通过该开口直接接触该极化测试垫，以测试压电材料极化效果，不至于使该测试装置接触到薄膜晶体管的有效区，可将该超声波指纹辨识装置进行全面检测。
Description
技术领域
本发明属于一种指纹辨识测试装置及测试方法，特别是指一种超声波指纹辨识测试装置及其测试方法。
背景技术
超声波指纹识别技术能够通过超声波对指纹进行扫描，与传统的指纹识别方式相比，超声波指纹识别可以对指纹进行更深入的分析，即便手指表面沾有污垢亦无碍超声波采样，甚至还能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的3D特征。即使在手上有水、汗液等情况下，依然能够准确的识别。
通常在超声波指纹识别装置的制作过程中，需要对压电层极化处理，使压电层的电畴一致化以获得最大的压电性能，且通常的步骤都是先将压电材料涂覆在形成有电路层的薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)上，然后再对压电层进行极化处理。
而目前对于压电材料极化效果的判断方式，皆是藉由测试装置直接接触压电材料，使压电材料变形后产生的机械能转换成电能来判断。由于压电材料变形为永久变形，势必得将测试的产品报废，增加生产成本。而且仅能运用抽检方式测试产品，无法有效的保证产品的出货品质。如何去开发出一种更有效的测试方式，一直是业界所努力的目标。
发明内容
本发明之目的在于提供一种超声波指纹辨识测试装置及其测试方法，其藉由在薄膜晶体管的非有效区上制作一极化测试垫，使测试装置测试时仅直接接触极化测试垫，且测试所造成的永久变形，不致影响有效区的使用，以达到减少报废测试产品及可将产品进行全面检测之功效。
为达到上述目的，本发明提供一种超声波指纹辨识测试装置，其包括有：一超声波指纹辨识装置、一承载装置以及一测试装置。该超声波指纹辨识装置更包括有：一电路基板、一压电层以及一面板层。该电路基板具有以阵列排列的复数个有效区域，该有效区域外缘周围具有一通道，且该通道上设置有一极化测试垫。该压电层以一结合方向覆盖该电路基板上。该面板层以该结合方向覆盖该压电层上。
该承载装置更包括有：一模座体以及一屏蔽体。该模座体具有一容置空间以及一基座，该基座位于该容置空间中，且与一地线相连接；该容置空间容置该超声波指纹辨识装置，且该电路基板贴靠在该基座上，使该电路基板与该地线电讯导通。该屏蔽体与该模座体相连接，封闭该容置空间，该屏蔽体具有复数个开口，该开口导通该屏蔽体二侧面，且每一该开口位置分别与该极化测试垫位置相对应。
该测试装置具有一探头，该探头连接有一电压量测装置。其中，当该探头通过该开口与该压电层直接接触时，所接触该压电层的位置上将产生一变形，使该电压量测装置检测该压电层的极化状态。
于本发明之一较佳实施例中，该变形为永久变形。
于本发明之一较佳实施例中，该电路基板为一薄膜晶体管(Thin-FilmTransistor，TFT)。
于本发明之一较佳实施例中，该面板层为一有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。
于本发明之一较佳实施例中，该电压量测装置与该地线电讯连接。
于本发明之一较佳实施例中，该探头沿该结合方向直接接触该压电层。
为达到上述目的，本发明提供一种超声波指纹辨识测试方法，其包括下列步骤：
步骤(a)：提供一超声波指纹辨识装置、一承载装置以及一测试装置，该超声波指纹辨识装置延伸平面上具有以阵列排列的复数个有效区域，该有效区域外缘周围具有一通道，且该通道上设置有一极化测试垫；该承载装置具有一模座体以及一屏蔽体，该模座体与一地线相连接，以及该屏蔽体具有复数个开口。
步骤(b)：将该超声波指纹辨识装置置于该模座体中，且使该超声波指纹辨识装置一侧进行接地。
步骤(c)：该屏蔽体封闭该模座体。
步骤(d)：判断该开口位置是否与该极化测试垫位置相对应；若否，则调整该屏蔽体位置，再判断该开口位置是否与该极化测试垫位置相对应；若是，则作动该测试装置。
步骤(e)：判断该测试装置是否直接接触该极化测试垫；若否，则调整该测试装置位置；若是，则量测该极化测试垫的一变形。
于本发明之一较佳实施例中，该步骤(d)作动该测试装置中，将该测试装置自一起始位置沿一结合方向移动。该步骤(d)之后更包括有下列步骤：
该步骤(d1)：判断该测试装置是否接触该屏蔽体；若是，将该测试装置移动回该起始位置，调整该测试装置之起始位置；若否，判断该测试装置是否直接接触该极化测试垫。
附图说明
图1是本发明超声波指纹辨识测试装置较佳实施例立体结构分解示意图。
图2是本发明超声波指纹辨识测试装置较佳实施例立体结构组合示意图。
图3是本发明超声波指纹辨识测试装置较佳实施例俯视结构示意图。
图4是本发明超声波指纹辨识装置较佳实施例侧视结构示意图。
图5A是本发明极化测试垫初始状态较佳实施例侧视结构示意图。
图5B是本发明极化测试垫压应力状态较佳实施例侧视结构示意图。
图5C是本发明极化测试垫张应力状态较佳实施例侧视结构示意图。
图6是本发明超声波指纹辨识测试方法较佳实施例流程方块示意图。
附图标记为：
1：超声波指纹辨识装置
11：电路基板
111：有效区域
112：通道
113：极化测试垫
12：压电层
13：面板层
14：盖板
15：油墨层
2：承载装置
21：模座体
211：容置空间
212：基座
213：地线
22：屏蔽体
221：开口
3：测试装置
31：探头
32：电压量测装置
91：结合方向
S81：提供一超声波指纹辨识装置、一承载装置以及一测试装置
S82：将该超声波指纹辨识装置置于该模座体中
S83：该屏蔽体封闭该模座体
S84：判断该开口位置是否与该极化测试垫位置相对应
S87：调整该屏蔽体位置
S85：判断该测试装置是否接触该屏蔽体
S88：将该测试装置移动回该起始位置
S86：判断该测试装置是否直接接触该极化测试垫
S89：量测该极化测试垫的一变形
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用之技术手段及构造，兹绘图就本创作较佳实施例详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解，但须注意的是，所述内容不构成本发明的限定。另外，本说明书中，使用“～”表示之数值范围系指将“～”前后所记载之数值作为下限值及上限值而包含之范围。又，在本说明书中阶段性记载之数值范围中，以某个数值范围记载之上限值或下限值可置换为其他阶段之记载的数值范围的上限值或下限值。又，本说明书中所记载之数值范围中，某个数值范围中所记载之上限值或下限值可置换为实施例所示之值。又，本说明书中的“步骤”这一术语不仅为独立的步骤，即使在无法与其他步骤明确地区别之情况下，只要可达成该步骤的所期望的目的，则亦包含于本术语中。此外，尽管用语「步骤」及/或「方块」在本文或附图中可用于暗指所采用的方法的不同要素，然而除非明确陈述个别步骤的次序且除明确陈述个别步骤的次序以外，该些用语不应被解释为暗示在本文中所揭露的各种步骤中或各种步骤之间的任何特定次序。
请参阅图1至图5C所示，其为本发明超声波指纹辨识测试装置较佳实施例立体结构分解、组合及俯视示意图、超声波指纹辨识装置较佳实施例侧视结构示意图以及极化测试垫初始状态、压应力、张应力较佳实施例侧视结构示意图。本发明超声波指纹辨识测试装置，其包括有：一超声波指纹辨识装置1、一承载装置2以及一测试装置3。
该超声波指纹辨识装置1更包括有：一电路基板11、一压电层12以及一面板层13。于本发明较佳实施例中，该电路基板11为一薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)，该电路基板11具有以阵列排列的复数个有效区域111，该有效区域111外缘周围具有一通道112，且该通道112上设置有一极化测试垫113。
该压电层12以一结合方向91覆盖该电路基板11上。该压电层12可以为锆钛酸铅、聚偏二氟乙烯、氮化铝或压电共聚物。该电路基板11电性连接该压电层12，在该压电层12运作指纹辨识功能时，该电路基板11用于分析接收到的讯号。
当该压电层12接收到电能时，由于压电材料的特性，该压电层12会产生形变。因此若供应特定频率的交流电，则可以使得该压电层12产生对应的频率波。当该压电层12在一时间区间内以人类可听频率振动时，该压电层12可以产生人类可辨识的声波。上述的人类可听频率的范围为20Hz至20000Hz之间的任意值。当该压电层12在另一个时间区间以超音波频率振动时，该压电层12可以具有侦测人类指纹的功能，其中上述的超音波频率大于20000Hz。
当该压电层12作为指纹辨识元件时，该压电层12同时具有发送与接收超音波的功能。在第一时间，该压电层12通电振动产生超音波，之后该压电层12断电并转为侦测模式，之后，在第二时间接收到反射之超音波，反射之超音波致使该压电层12产生电讯号，电讯号传送至该电路基板11进行分析。
该面板层13以该结合方向91覆盖该压电层12上。于本发明较佳实施例中，该面板层13能自发光为最佳，因此为一有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。在该面板层13上更有以该结合方向91覆盖一盖板14，该盖板14为玻璃盖板为最佳。当然，在该面板层13及该压电层12之间，个可以设置有一油墨层15，该油墨层15可使得使用者不易察觉到下层的该压电层12以及该电路基板11，使该超声波指纹辨识装置1更为美观。
该承载装置2更包括有：一模座体21以及一屏蔽体22。该模座体21具有一容置空间211以及一基座212，该基座212位于该容置空间211中，且与一地线213相连接；该容置空间211容置该超声波指纹辨识装置1，且该电路基板11贴靠在该基座212上，使该电路基板11与该地线213电讯导通。该屏蔽体22与该模座体21相连接，封闭该容置空间211，该屏蔽体22具有复数个开口221，该开口221导通该屏蔽体22二侧面，且每一该开口221位置分别与该极化测试垫113位置相对应。
该测试装置3具有一探头31，该探头31连接有一电压量测装置32，该电压量测装置32与该地线213电讯连接。其中，当该探头31沿该结合方向91通过该开口221与该压电层12直接接触时，所接触该压电层12的位置上将产生一变形，该变形为永久变形，使该电压量测装置32检测该压电层12的极化状态。
请加图5A至图5C所示，由于目前采用的是直接接触该压电层12，利用正压电效应是产生的机械能转换成电能来判断该压电层12极化的效果，某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。习知技术中，该测试装置3直接接触到有效区域111时，因有效区域111产生形变，必须报废该超声波指纹辨识装置1，若全部检测，势必报废全部产品，因此本发明确保该测试装置3仅能直接接触到该极化测试垫113，不致接触到有效区域111。
请参阅图6所示，是本发明超声波指纹辨识测试方法较佳实施例流程方块示意图。本发明提供一种超声波指纹辨识测试方法，其包括下列步骤：
步骤S81：提供一超声波指纹辨识装置、一承载装置以及一测试装置，该超声波指纹辨识装置延伸平面上具有以阵列排列的复数个有效区域，该有效区域外缘周围具有一通道，且该通道上设置有一极化测试垫；该承载装置具有一模座体以及一屏蔽体，该模座体与一地线相连接，以及该屏蔽体具有复数个开口。
步骤S82：将该超声波指纹辨识装置置于该模座体中，且使该超声波指纹辨识装置一侧进行接地。
步骤S83：该屏蔽体封闭该模座体。
步骤S84：判断该开口位置是否与该极化测试垫位置相对应；若否，则执行步骤S87：调整该屏蔽体位置，再判断该开口位置是否与该极化测试垫位置相对应；若是，则作动该测试装置，将该测试装置自一起始位置沿一结合方向移动。
该步骤S85：判断该测试装置是否接触该屏蔽体；若是，则执行步骤S88：将该测试装置移动回该起始位置，调整该测试装置之起始位置；若否，判断该测试装置是否直接接触该极化测试垫。
步骤S86：判断该测试装置是否直接接触该极化测试垫；若否，则调整该测试装置位置；若是，则执行步骤S89：则量测该极化测试垫的一变形。
透过上述之详细说明，即可充分显示本发明之目的及功效上均具有实施之进步性，极具产业之利用性价值，完全符合发明专利要件，爰依法提出申请。唯以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种超声波指纹辨识测试装置，其特征在于，
超声波指纹辨识装置，更包括有：
电路基板，具有以阵列排列的多个有效区域，所述有效区域外缘周围具有通道，且所述通道上设置有极化测试垫；
压电层，以结合方向覆盖所述电路基板上；
面板层，以所述结合方向覆盖所述压电层上；
承载装置，更包括有：
模座体，具有容置空间以及基座，所述基座位于所述容置空间中，且与地线相连接；所述容置空间容置所述超声波指纹辨识装置，且所述电路基板贴靠在所述基座上，使所述电路基板与所述地线电讯导通；
屏蔽体，与所述模座体相连接，封闭所述容置空间，所述屏蔽体具有多个开口，所述开口导通所述屏蔽体二侧面，且每一所述开口位置分别与所述极化测试垫位置相对应；
测试装置，具有探头，所述探头连接有电压量测装置；
其中，当所述探头通过所述开口与所述压电层直接接触时，所接触所述压电层的位置上将产生变形，使所述电压量测装置检测所述压电层的极化状态。
2.如权利要求1所述超声波指纹辨识测试装置，其特征在于，所述变形为永久变形。
3.如权利要求1所述超声波指纹辨识测试装置，其特征在于，所述电路基板为薄膜晶体管。
4.如权利要求1所述超声波指纹辨识测试装置，其特征在于，所述面板层为有机发光二极管。
5.如权利要求1所述超声波指纹辨识测试装置，其特征在于，所述电压量测装置与所述地线电讯连接。
6.如权利要求1所述超声波指纹辨识测试装置，其特征在于，所述探头沿所述结合方向直接接触所述压电层。
7.一种超声波指纹辨识测试方法，其特征在于，其包括下列步骤：
提供超声波指纹辨识装置、承载装置以及测试装置，所述超声波指纹辨识装置延伸平面上具有以阵列排列的多个有效区域，所述有效区域外缘周围具有通道，且所述通道上设置有极化测试垫；所述承载装置具有模座体以及屏蔽体，所述模座体与地线相连接，以及所述屏蔽体具有多个开口；
将所述超声波指纹辨识装置置于所述模座体中，且使所述超声波指纹辨识装置一侧进行接地；
所述屏蔽体封闭所述模座体；
判断所述开口位置是否与所述极化测试垫位置相对应；若否，则调整所述屏蔽体位置，再判断所述开口位置是否与所述极化测试垫位置相对应；若是，则作动所述测试装置；
判断所述测试装置是否直接接触所述极化测试垫；若否，则调整所述测试装置位置；若是，则量测所述极化测试垫的变形。
8.如权利要求7所述超声波指纹辨识测试方法，其特征在于，所述步骤作动所述测试装置中，将所述测试装置自一起始位置沿一结合方向移动。
9.如权利要求8所述超声波指纹辨识测试方法，其特征在于，所述步骤作动所述测试装置，更包括有下列步骤：
判断所述测试装置是否接触所述屏蔽体；若是，将所述测试装置移动回所述起始位置，调整所述测试装置的起始位置；若否，判断所述测试装置是否直接接触所述极化测试垫。
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