指纹识别模组及显示装置的制作方法

本发明涉及显示领域，特别涉及一种指纹识别模组及显示装置。

背景技术：

目前，超声波指纹识别技术由于不受水和油污干扰，具有更强的环境适应能力，可以用于更加复杂的环境。从而超声波指纹识别逐渐得到广泛的重视，被越来越多地被用于各个领域，如提升手机、电脑、平板和门禁系统等电子产品的安全性，相比于传统的数字密码，由于指纹解锁的快速性，给人们的生活带来很多的便利。

但是当前超声波指纹传感器的性能并不尽如人意。给压电薄膜层输入电能，使其转换成机械能发生高频振动，从而发生超声波；当超声波发射回来，也会引起压电薄膜层的振动，再转换成电能，这个能量转换的效率很低，通常低于10％。在能量的转换过程中会有大量的能量损失，转换成热能。所产生的热能会破坏指纹模组的性能，使其逐渐失效。

技术实现要素：

本发明的目的在于，解决现有的超声波指纹识别模组多余的热量扩散到压电薄膜层，破坏指纹模组发射和接收超声波的性能；多余的热量会产生热电流，增大指纹识别的噪声，从而影响指纹识别的精度等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种指纹识别模组，包括：阵列基板；压电薄膜层，设于所述阵列基板一侧的表面；以及触控显示层，设于所述压电薄膜层远离所述阵列基板一侧的表面；其中，所述压电薄膜层包括：隔热层，设于所述阵列基板一侧的表面；绝缘层，设于所述隔热层远离所述阵列基板一侧的边缘处；第一电极层，设于所述绝缘层远离所述隔热层一侧的表面；压电材料层，设于所述第一电极层远离所述绝缘层一侧的表面；以及第二电极层，设于所述压电材料层远离所述第一电极层一侧的表面。

进一步地，所述隔热层的材质包括硅胶或液态金属。

进一步地，所述触控显示层包括：第一偏光片，设于所述压电薄膜层远离所述阵列基板一侧的表面；第一衬底层，设于所述第一偏光片远离所述压电薄膜层一侧的表面；第一液晶层，设于所述第一衬底层远离所述第一偏光片一侧的表面；第二衬底层，设于所述第一液晶层远离所述第一衬底层一侧的表面；第一触控层，设于所述第二衬底层远离所述第一液晶层一侧的表面；以及第一偏光板，设于所述第一触控层远离所述第二衬底层一侧的表面。

进一步地，所述触控显示层包括：第二偏光片，设于所述压电薄膜层远离所述阵列基板一侧的表面；第三衬底层，设于所述第二偏光片远离所述压电薄膜层一侧的表面；第二液晶层，设于所述第三衬底层远离所述第二偏光片一侧的表面；第二触控层，设于所述第二液晶层远离所述第三衬底层一侧的表面；第四衬底层，设于所述第二触控层远离所述第二液晶层一侧的表面；以及第二偏光板，设于所述第四衬底层远离所述第二触控层一侧的表面。

进一步地，所述触控显示层包括：显示层，设于所述压电薄膜层远离所述阵列基板一侧的表面；第二胶层，设于所述显示层远离所述压电薄膜层一侧的表面；以及第三触控层，设于所述第二胶层远离所述显示层一侧的表面。

进一步地，所述指纹识别模组还包括：第一胶层，设于偏光板远离所述触控层一侧的表面；以及保护层，设于所述第一胶层远离所述触控层一侧的表面。

进一步地，所述第一电极层及所述第二电极层的材质包括银、铝、钼、金、铬、镍、铜、铂中的至少一种。

进一步地，所述压电材料层的材质包括氮化铝、锆钛酸铅、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯－三氟乙烯共聚物中的至少一种。

进一步地，所述保护层的材质包括玻璃、蓝宝石、透明高分子材料中的任一种。

为实现上述目的，本发明还提供一种显示装置，包括上述指纹识别模组。

本发明的技术效果在于，在压电薄膜层靠近阵列基板一侧的表面增加隔热层，吸收多余的热量，提高指纹识别模组的散热性，保护指纹模组，提高指纹模组的使用寿命以及器件的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的指纹识别模组的示意图；

图2为本发明实施例1所述的压电薄膜层的示意图；

图3为本发明实施例2所述的另一种指纹识别模组的示意图；

图4为本发明实施例3所述的指纹识别模组的示意图。

部分组件标识如下：

1、阵列基板；2、压电薄膜层；3、触控显示层；4、第一胶层；5、保护层；

21、隔热层；22、绝缘层；23、第一电极层；24、压电材料层；25、第二电极层；

301、第一偏光片；302、第一衬底层；303、第一液晶层；304、第二衬底层；

305、第一触控层；306、第一偏光板；

311、第二偏光片；312、第三衬底层；313、第二液晶层；314、第二触控层；

315、第四衬底层；316、第二偏光板；

321、显示层；322、第二胶层；323、第三触控层。

具体实施方式

以下结合说明书附图详细说明本发明的优选实施例，以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，以举例证明本发明可以实施，使得本发明公开的技术内容更加清楚，使得本领域的技术人员更容易理解如何实施本发明。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例，下文实施例的说明并非用来限制本发明的范围。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，本文所使用的方向用语是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。此外，为了便于理解和描述，附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。

当某些组件，被描述为“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接置于所述另一组件上；也可以存在一中间组件，所述组件置于所述中间组件上，且所述中间组件置于另一组件上。当一个组件被描述为“安装至”或“连接至”另一组件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个组件通过一中间组件“安装至”或“连接至”另一个组件。

实施例1

本实施例提供第一种显示装置，所述显示装置包括第一指纹识别模组。

如图1所示，所述第一指纹识别模组包括阵列基板1、压电薄膜层2、触控显示层3、第一胶层4及保护层5。

阵列基板1为显示面板的电路层，包括栅极及源漏极，给显示面板提供电路支持，用以控制像素区的开启和关闭。

压电薄膜层2设于阵列基板1的上表面，当压电薄膜层1感应到来自阵列基板1的电压后，压电薄膜层2发生高频振动，产生超声波，在这个过程中，电能转换成机械能，有90％以上的能量损失，转换成热能。

如图2所示，压电薄膜层2包括隔热层21、绝缘层22、第一电极层23、压电材料层24及第二电极层25。

隔热层21设于阵列基板1的上表面，可直接在阵列基板1的上表面成膜，隔热层21可为散热硅胶或液态金属导热散热片，所述硅胶与所述散热片具有优良的散热能力，可将多余的能量吸收和扩散出去。隔热层21很薄，不占据额外的空间，因此不会对所述第一指纹识别模组产生影响。

在本实施例中，隔热层21优选为硅胶，硅胶可直接购买或自制，硅胶自制方法具体包括步骤s1～s5。

s1第一反应液制备步骤，将100份乙烯基硅油，3～8份甲基硅油，7～15份含氢硅油，500～800份氧化锌及40～100份氧化铝加入到搅拌釜中，在温度为60～80℃，转速为300r～500rpm下搅拌1.5～2小时，形成第一反应液。s2第二反应液制备步骤，搅拌均匀后在所述第一反应液中加入3～8份气相二氧化硅与2～5份硅烷偶联剂，在温度为60～80℃，转速为300r～500rpm下搅拌30～50分钟，得到第二反应液。s3催化步骤，将所述第二反应液冷却到室温，加入0.5～1.2份催化剂，在转速150r～180rpm下搅拌30～45分钟。s4抽真空步骤，其中真空度小于-0.09mpa，脱去气泡，得到膏状料。s5固化步骤，将所述膏状料在pet膜中间压延成0.5～5.0毫米厚度的片状，裁切成所需大小，在140～150℃的温度条件下，固化1～1.5小时，得到硅胶。

隔热层21用以隔绝阵列基板1与压电薄膜层2，隔热层21隔绝多余的热量，提高指纹识别模组的散热性，防止热量扩散后进入压电薄膜层2内，若热量扩散进入压电薄膜层2，则会影响压电薄膜层2的性能，从而破坏指纹识别模组发射和接收超声波的性能，且压电材料都为热电材料，多余的热量会增加所述第一指纹识别模组的噪声，从而影响指纹识别的精准性。所以在本实施例中增加隔热层21来保护压电薄膜层2，进而改善所述第一指纹识别模组的识别效果，提高所述第一指纹识别模组的稳定性，延长所述第一指纹识别模组的使用寿命。

绝缘层22设于隔热层21的上表面，且设于隔热层21的边缘处，中间留有空腔，所述空腔为压电薄膜层2的振动提供空间，防止在振动过程中造成膜层间的脱离等问题，同时绝缘层22起到绝缘作用，防止后续的电极层与阵列基板1产生短路问题。绝缘层22的材质包括丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等绝缘材料。上述各种材料的使用温度范围很宽，可以满足-50～200℃范围内的使用要求。并且绝缘材料价格便宜，成型加工工艺简单，使用制造成本低廉。

第一电极层23设于绝缘层22的上表面，第一电极层23的材质包括银(ag)、铝(al)、钼(mo)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)、铂(pt)中的至少一种。

压电材料层24设于第一电极层23的上表面，压电材料层24的材质包括氮化铝(aln)，锆钛酸铅(pzt)，聚偏氟乙烯(pvdf)、共聚物为聚偏氟乙烯－三氟乙烯共聚物(p(vdf-trfe))中的至少一种。

第二电极层25设于压电材料层24的上表面，第二电极层25的材质包括银(ag)、铝(al)、钼(mo)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)、铂(pt)中的至少一种。

触控显示层3设于压电薄膜层2的上表面，触控显示层3用以触控及显示，本实施例中的触控层为incell触控。

在本实施例中，触控显示层3包括第一偏光片301、第一衬底层302、第一液晶层303、第二衬底层304、第一触控层305及第一偏光板306。

第一偏光片301设于压电薄膜层2的上表面，第一偏光片301具有良好的偏光性。

第一衬底层302设于第一偏光片301的上表面，第一衬底层302的材质为玻璃，用作后续膜层的成膜。

第一液晶层303设于第一衬底层302的上表面，液晶层303用以显示，可直接在第一衬底层302上成膜。

第二衬底层304设于第一液晶层303的上表面，第二衬底层304的材质为玻璃，用作后续膜层的成膜。

第一触控层305设于第一衬底层304的上表面，第一触控层305用以触控，可直接在第二衬底层304上成膜。

第一偏光板305设于第一触控层304的上表面，第一偏光板305起到偏光作用，保证良好的显示效果。

保护层5通过第一胶层4粘合至第一偏光板305。保护层5的材质为透光材料，包括玻璃、蓝宝石、透明高分子材料中的任一种，保护层5用以保护触控显示层3。

本实施例所述第一指纹显示模组的技术效果在于，在压电薄膜层发生高频振动形成超声波，在电能转换为机械能的过程中会产生大量热量，在压电薄膜层的下表面增加隔热层，所述隔热层能隔绝多余的热量，防止热量进入压电薄膜层，提高所述第一指纹识别模组的散热性，避免影响所述第一指纹显示模组发射和接收超声波的性能，保护所述第一指纹识别模组，进而提高所述第一指纹识别模组的使用寿命以及稳定性。

实施例2

本实施例提供第二种显示装置，所述显示装置包括第二指纹识别模组。

如图3所示，所述第二指纹识别模组包括阵列基板1、压电薄膜层2、触控显示层3、第一胶层4及保护层5。

阵列基板1为显示面板的电路层，包括栅极及源漏极，给显示面板提供电路支持，用以控制像素区的开启和关闭。

压电薄膜层2设于阵列基板1的上表面，当压电薄膜层1感应到来自阵列基板1的电压后，压电薄膜层2发生高频振动，产生超声波，在这个过程中，电能转换成机械能，有90％以上的能量损失，转换成热能。

如图2所示，压电薄膜层2包括隔热层21、绝缘层22、第一电极层23、压电材料层24及第二电极层25。

隔热层21设于阵列基板1的上表面，可直接在阵列基板1的上表面成膜，隔热层21可为散热硅胶或液态金属导热散热片，所述硅胶与所述散热片具有优良的散热能力，可将多余的能量吸收和扩散出去。隔热层21很薄，不占据额外的空间，因此不会对所述第一指纹识别模组产生影响。

在本实施例中，隔热层21优选为硅胶，硅胶可直接购买或自制，硅胶自制方法具体包括步骤s1～s5。

s1第一反应液制备步骤，将100份乙烯基硅油，3～8份甲基硅油，7～15份含氢硅油，500～800份氧化锌及40～100份氧化铝加入到搅拌釜中，在温度为60～80℃，转速为300r～500rpm下搅拌1.5～2小时，形成第一反应液。s2第二反应液制备步骤，搅拌均匀后在所述第一反应液中加入3～8份气相二氧化硅与2～5份硅烷偶联剂，在温度为60～80℃，转速为300r～500rpm下搅拌30～50分钟，得到第二反应液。s3催化步骤，将所述第二反应液冷却到室温，加入0.5～1.2份催化剂，在转速150r～180rpm下搅拌30～45分钟。s4抽真空步骤，其中真空度小于-0.09mpa，脱去气泡，得到膏状料。s5固化步骤，将所述膏状料在pet膜中间压延成0.5～5.0毫米厚度的片状，裁切成所需大小，在140～150℃的温度条件下，固化1～1.5小时，得到硅胶。

隔热层21用以隔绝阵列基板1与压电薄膜层2，隔热层21隔绝多余的热量，提高所述第二指纹识别模组的散热性，防止热量扩散后进入压电薄膜层2内，若热量扩散进入压电薄膜层2，则会影响压电薄膜层2的性能，从而破坏指纹识别模组发射和接收超声波的性能，且压电材料都为热电材料，多余的热量会增加指纹识别模组的噪声，从而影响指纹识别的精准性。所以在本实施例中增加隔热层21来保护压电薄膜层2，进而改善指纹识别模组的识别效果，提高指纹识别模组的稳定性，延长指纹识别模组的使用寿命。

绝缘层22设于隔热层21的上表面，且设于隔热层21的边缘处，中间留有空腔，所述空腔为压电薄膜层2的振动提供空间，防止在振动过程中造成膜层间的脱离等问题，同时绝缘层22起到绝缘作用，防止后续的电极层与阵列基板1产生短路问题。绝缘层22的材质包括丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等绝缘材料。上述各种材料的使用温度范围很宽，可以满足-50～200℃范围内的使用要求。并且绝缘材料价格便宜，成型加工工艺简单，使用制造成本低廉。

第一电极层23设于绝缘层22的上表面，第一电极层23的材质包括银(ag)、铝(al)、钼(mo)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)、铂(pt)中的至少一种。

压电材料层24设于第一电极层23的上表面，压电材料层24的材质包括氮化铝(aln)，锆钛酸铅(pzt)，聚偏氟乙烯(pvdf)、共聚物为聚偏氟乙烯－三氟乙烯共聚物(p(vdf-trfe))中的至少一种。

第二电极层25设于压电材料层24的上表面，第二电极层25的材质包括银(ag)、铝(al)、钼(mo)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)、铂(pt)中的至少一种。

触控显示层3设于压电薄膜层2的上表面，触控显示层3用以触控及显示，本实施例中的触控层为oncell触控。

在本实施例中，触控显示层3包括第二偏光片311、第三衬底层312、第二液晶层313、第二触控层314、第四衬底层315及第二偏光板316。

第二偏光片311设于压电薄膜层2的上表面，第二偏光片311具有良好的偏光性。

第三衬底层312设于第二偏光片311的上表面，第三衬底层312的材质为玻璃，用作后续膜层的成膜。

第二液晶层313设于第三衬底层312的上表面，第二液晶层313用以显示，可直接在第三衬底层312上成膜。

第二触控层314设于第二液晶层313的上表面，第二触控层314用以触控，可直接在第二液晶层313上成膜。

第四衬底层315设于第二触控层314的上表面，第四衬底层315的材质为玻璃，用作后续膜层的成膜。

第二偏光板316设于第四衬底层315的上表面，第二偏光板316起到偏光作用，保证良好的显示效果。

保护层5通过第一胶层4粘合至第二偏光板316。保护层5的材质为透光材料，包括玻璃、蓝宝石、透明高分子材料中的任一种，保护层5用以保护触控显示层3。

本实施例所述第一指纹显示模组的技术效果在于，在压电薄膜层发生高频振动形成超声波，在电能转换为机械能的过程中会产生大量热量，在压电薄膜层的下表面增加隔热层，所述隔热层能隔绝多余的热量，防止热量进入压电薄膜层，提高所述第一指纹识别模组的散热性，避免影响所述第一指纹显示模组发射和接收超声波的性能，保护所述第一指纹识别模组，进而提高所述第一指纹识别模组的使用寿命以及稳定性。

实施例3

本实施例提供第三种显示装置，所述显示装置包括第三指纹识别模组。

如图4所示，所述第三指纹识别模组包括阵列基板1、压电薄膜层2、触控显示层3、第一胶层4及保护层5。

阵列基板1为显示面板的电路层，包括栅极及源漏极，给显示面板提供电路支持，用以控制像素区的开启和关闭。

压电薄膜层2设于阵列基板1的上表面，当压电薄膜层1感应到来自阵列基板1的电压后，压电薄膜层2发生高频振动，产生超声波，在这个过程中，电能转换成机械能，有90％以上的能量损失，转换成热能。

如图2所示，压电薄膜层2包括隔热层21、绝缘层22、第一电极层23、压电材料层24及第二电极层25。

隔热层21设于阵列基板1的上表面，可直接在阵列基板1的上表面成膜，隔热层21可为散热硅胶或液态金属导热散热片，所述硅胶与所述散热片具有优良的散热能力，可将多余的能量吸收和扩散出去。隔热层21很薄，不占据额外的空间，因此不会对所述第一指纹识别模组产生影响。

在本实施例中，隔热层21优选为硅胶，硅胶可直接购买或自制，硅胶自制方法具体包括步骤s1～s5。

s1第一反应液制备步骤，将100份乙烯基硅油，3～8份甲基硅油，7～15份含氢硅油，500～800份氧化锌及40～100份氧化铝加入到搅拌釜中，在温度为60～80℃，转速为300r～500rpm下搅拌1.5～2小时，形成第一反应液。s2第二反应液制备步骤，搅拌均匀后在所述第一反应液中加入3～8份气相二氧化硅与2～5份硅烷偶联剂，在温度为60～80℃，转速为300r～500rpm下搅拌30～50分钟，得到第二反应液。s3催化步骤，将所述第二反应液冷却到室温，加入0.5～1.2份催化剂，在转速150r～180rpm下搅拌30～45分钟。s4抽真空步骤，其中真空度小于-0.09mpa，脱去气泡，得到膏状料。s5固化步骤，将所述膏状料在pet膜中间压延成0.5～5.0毫米厚度的片状，裁切成所需大小，在140～150℃的温度条件下，固化1～1.5小时，得到硅胶。

隔热层21用以吸收多余的热量，提高所述第三指纹识别模组的散热性，防止热量扩散后进入压电薄膜层2内，若热量扩散进入压电薄膜层2，则会影响压电薄膜层2的性能，从而破坏所述第三指纹识别模组发射和接收超声波的性能，且压电材料都为热电材料，多余的热量会增加所述第三指纹识别模组的噪声，从而影响所述第三指纹识别的精准性。所以在本实施例中增加隔热层21来保护压电薄膜层2，进而改善所述第三指纹识别模组的识别效果，提高所述第三指纹识别模组的稳定性，延长所述第三指纹识别模组的使用寿命。

绝缘层22设于隔热层21的上表面，且设于隔热层21的边缘处，中间留有空腔，所述空腔为压电薄膜层2的振动提供空间，防止在振动过程中造成膜层间的脱离等问题，同时绝缘层22起到绝缘作用，防止后续的电极层与阵列基板1产生短路问题。绝缘层22的材质包括丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等绝缘材料。上述各种材料的使用温度范围很宽，可以满足-50～200℃范围内的使用要求。并且绝缘材料价格便宜，成型加工工艺简单，使用制造成本低廉。

第一电极层23设于绝缘层22的上表面，第一电极层23的材质包括银(ag)、铝(al)、钼(mo)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)、铂(pt)中的至少一种。

压电材料层24设于第一电极层23的上表面，压电材料层24的材质包括氮化铝(aln)，锆钛酸铅(pzt)，聚偏氟乙烯(pvdf)、共聚物为聚偏氟乙烯－三氟乙烯共聚物(p(vdf-trfe))中的至少一种。

第二电极层25设于压电材料层24的上表面，第二电极层25的材质包括银(ag)、铝(al)、钼(mo)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)、铂(pt)中的至少一种。

触控显示层3设于压电薄膜层2的上表面，触控显示层3用以触控及显示，本实施例中的触控层为oncell触控。

在本实施例中，触控显示层3包括显示层321、第二胶层322及第三触控层323，本实施例中的触控模式为一体化触控结构(ogs)。

显示层321设于压电薄膜层2的上表面，显示层321用以显示，包括像素区、数据线、扫描线等，都为现有技术，在此不作具体阐述。

第三触控层323通过第二胶层322粘合至显示层321，第三触控层323用以触控。

保护层5通过第一胶层4粘合至第三触控层323。保护层5的材质为透光材料，包括玻璃、蓝宝石、透明高分子材料中的任一种，保护层5用以保护触控显示层3。

本实施例所述第一指纹显示模组的技术效果在于，在压电薄膜层发生高频振动形成超声波，在电能转换为机械能的过程中会产生大量热量，在压电薄膜层的下表面增加隔热层，所述隔热层能隔绝多余的热量，防止热量进入压电薄膜层，提高所述第一指纹识别模组的散热性，避免影响所述第一指纹显示模组发射和接收超声波的性能，保护所述第一指纹识别模组，进而提高所述第一指纹识别模组的使用寿命以及稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。