超声波感测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声波感测装置，特别是涉及一种超声波指纹感测装置。
【背景技术】
[0002]现有感测装置，如指纹感测装置，按照技术分为红外式、电容式及超声波式等，其中超声波式感测装置通常包括声波发送单元、声波接收单元及用于侦测物体特征(如指纹)的薄膜晶体管阵列。然而，薄膜晶体管阵列因结构较复杂，可能导致整个感测装置的布线复杂、成本较高。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，有必要提供一种布线较为复杂简单的超声波感测装置。
[0004]一种超声波感测装置，其包括发送单元与接收单元。该发送单元包括发送元件、第一导电结构及第二导电结构，该第一与该第二导电结构用于产生压差使得该发送元件发出超声波，该接收单元包括接收元件、第三导电结构及第四导电结构，该第三与该第四导电结构用于将接收元件接收到的超声波转换为电信号，该第三导电结构包括多条依序间隔设置且沿第一方向延伸的第一感测电极，该第一、第二及第四导电结构其中之一包括多条沿不同于第一方向的第二方向延伸且与该多条第一感测电极绝缘交叠的第二感测电极，该超声波感测装置通过该多条第一感测电极及该多条第二感测电极侦测该超声波感测装置上的物体。
[0005]一种超声波感测装置，其包括发送单元与接收单元，该发送单元包括发送元件、第一导电结构及第二导电结构，该第一与该第二导电结构用于产生压差使得该发送元件发出超声波，该接收单元包括接收元件、第三导电结构及第四导电结构，该第三与该第四导电结构用于将接收元件接收到的超声波转换为电信号，该第三导电结构包括第一感测电极，该第一、第二及第四导电结构其中之一包括第二感测电极，该第一感测电极与该第二感测电极相互绝缘且定义多个感测点，该超声波感测装置通过该第一感测电极与该第二感测电极侦测该多个感测点上的物体。
[0006]相较于现有技术，上述超声波感测装置通过相互绝缘的第一及第二感测电极侦测该超声波感测装置的物体特征，无需设置TFT阵列，结构较为简单。
【附图说明】
[0007]图1是本发明第一实施方式的超声波感测装置的立体分解示意图。
[0008]图2是图1所示超声波感测装置的立体组装示意图。
[0009]图3是图2沿线II1-1II的剖面示意图。
[0010]图4是该第一实施方式一优选实施例的超声波感测装置的剖面示意图。
[0011]图5是图1所示超声波感测装置的平面示意图。
[0012]图6是图1所示超声波感测装置的使用状态示意图。
[0013]图7是图1所示超声波感测装置的等效电路示意图。
[0014]图8是图1所示超声波感测装置的驱动波形图。
[0015]图9是本发明第二实施方式的超声波感测装置的立体分解示意图。
[0016]图10是图9所示超声波感测装置的立体组装示意图。
[0017]图11是图10沿线II1-1II的剖面示意图。
[0018]图12是第二实施方式一优选实施例的超声波感测装置的剖面示意图。
[0019]图13是图9所示超声波感测装置的平面示意图。
[0020]图14是图9所示超声波感测装置的使用状态示意图。
[0021]图15是图9所不超声波感测装置的等效电路不意图。
[0022]图16是图9所示超声波感测装置的驱动波形图。
[0023]主要元件符号说明
超声波感测装置 100、200 发送单元110、210
接收单元120、220
第一绝缘层130、230
第二绝缘层140、240
第三绝缘层150、250
发送元件111、211
第一导电结构113、213
第二导电结构115、215
接收元件121、221
第三导电结构123、223
第四导电结构125、225
胶体层112、114、122、124、212、214、222、224
第一感测电极1231、2231
第一方向X
第二方向Y
第二感测电极1151、2251
感测点P
发送部1111
接收部1211
扫描电路160、260
读取电路170、270
输出端161、261
待测物体180、280
扫描信号K
感测周期S
复位时段SI
声波发送时段S2 声波传送与接收时段S3 读取时段S4
第一时段S4-1
第二时段S4-2
超声波U
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0024]请参阅图1，图1是本发明第一实施方式的超声波感测装置100的立体分解示意图。该超声波感测装置100可以用于手指指纹，其包括发送单元110、接收单元120、第一绝缘层130、第二绝缘层140、及第三绝缘层150。该接收单元120设置于该发送单元110上方，该第一绝缘层130位于该发送单元110与该接收单元120之间，该第二绝缘层140位于该发送单元110远离该接收单元120的一侧，该第三绝缘层150设置于该接收单元120远离该发送单元I1的一侧。
[0025]具体地，该发送单元110包括发送元件111、第一导电结构113及第二导电结构115，该第一及该第二导电结构113及115用于产生压差使得该发送元件111发出超声波。本实施方式中，该发送元件111位于该第一导电结构113与该第二导电结构115之间。该第一导电结构113位于该第二绝缘层140与该发送元件111之间，该第二导电结构115位于该发送元件111与该第一绝缘层130之间。
[0026]该接收单元120包括接收元件121、第三导电结构123及第四导电结构125。该第三及该第四导电结构123及125用于将接收元件接收到的超声波转换为电信号，使得该超声波感测装置100通过电信号侦测该超声波感测装置100上的物体(如手指)以获得物体特征(如指纹)。该第三导电结构123位于该第一绝缘层130与该接收元件121之间，该第四导电结构125位于该接收元件121与该第三绝缘层150之间。
[0027]优选地，该发送元件111及该接收元件121均为压电材料，例如聚二氟亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)。该第一、该第二及该第三绝缘层 130、140 及 150 可以为PET等塑料材料。该第一、第二、第三及第四导电结构113、115、123及125的材料为导电材料，如透明导电材料(如氧化铟锡、氧化铟锌)、银、碳纳米管或石墨烯等导电材料，但不限于以上材料。
[0028]请参阅图2及图3，图2是图1所示超声波感测装置100的立体组装示意图，图3是图2沿线II1-1II的剖面示意图。该第二绝缘层140、该第一导电结构113、该发送元件111、该第二导电结构115、该第一绝缘层130、该第三导电结构123、该接收元件121、该第四导电结构125及该第三绝缘层150按照上述顺序自下而上层叠设置。其中，该第一导电结构113可以通过胶体层粘接在该第二绝缘层140上，也可以直接形成在该第二绝缘层140上。该第二导电结构115与该第三导电结构123可以通过胶体层分别粘接在该第一绝缘层130的两侧，也可以分别形成于该第一绝缘层130的两侧。该第四导电结构125可以通过胶体层粘接在该第三绝缘层150上，也可以直接形成在该第三绝缘层150上。
[0029]请参阅图4，图4是本实施方式一优选实施例的超声波感测装置100的剖面示意图。该优选实施例中，该发送元件111通过胶体层112与114粘接于该第一导电结构113与该第二导电结构115之间，该接收元件121也通过胶体层122与124粘接于该第三导电结构123与该第四导电结构125之间。特别地，该胶体层112、114、122与124可以为导电胶体。
[0030]请参阅图5，图5是图1所示超声波感测装置100的平面示意图。具体地，本实施方式中，该第一导电结构113与该第四导电结构125为连续的面状导电层，该第三导电结构123包括多条依序间隔设置且沿第一方向X延伸的第一感测电极1231，该第二导电结构115包括多条沿不同于第一方向X的第二方向Y延伸且与该多条第一感测电极1231绝缘交叠的第二感测电极1151。本实施方式中，该第一方向X与该第二方向Y垂直。该第一感测电极1231与该第二感测电极1151相互绝缘且定义多个位于相交处的感测点P，该超声波感测装置100通过该第一感测电极1231与该第二感测电极1151侦