指纹传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种指纹传感器。
【背景技术】
[0002] 近来，检测人的指纹的指纹传感器，不仅常规地广泛应用于门锁中，而且甚至已经 被广泛应用于电子设备中来确定电源的打开/关闭以及睡眠模式的解除。
[0003] 根据工作原理，指纹传感器可分为超声波指纹传感器、红外线指纹传感器、电容指 纹传感器。例如，超声波指纹传感器采用如下方案检测指纹：当从压电传感器发射的具有预 定频率的超声波信号从指纹的谷线和脊线反射时，通过使用相关的压电传感器测量谷线和 脊线的声阻抗之间的差异来检测指纹，其中，压电传感器是超声波源。特别地，根据超声波 指纹传感器的优点，除了简单地识别指纹的功能外，还可以通过检测以脉冲的形式产生的 超声波的反射波的多普勒效应来检测手指内血液的流动。因此，甚至可以利用手指内血液 的流动来确认假指纹。
[0004] 在指纹传感器中，在基板上设置压电传感器，并且在压电传感器的两个表面上设 置电极以在产生超声波时识别指纹。然而，当压电传感器直接设置在基板上时，由于压电传 感器和基板之间的连接而限制了压电传感器的振动。因此，发射或接收超声波的特性可能 会降低。
[0005] 此外，共振频带特性以及超声波产生特性根据压电传感器材料的特性而有所变 化。因此，共振频带特性以及超声波产生特性可能会根据为压电传感器选择的材料而有所 变化。
[0006] 此外，在设置了压电材料之后，压电材料的雾度值增大使得可以从外部看到压电 传感器。
[0007] 此外，当压电传感器和盖基板的声阻抗之间的差异减小时，朝向盖基板的由压电 传感器产生的超声波可以更加流畅地发射。为此，可以设置缓冲层来减小压电传感器和盖 基板的声阻抗之间的差异。
[0008] 在这种情况下，当以多层结构代替单层结构来设置缓冲层时，可能会降低加工效 率，并且可能会增加缓冲层的厚度。
[0009] 因此，需要一种具有能够解决上述问题的新结构的指纹传感器。
【发明内容】
[0010] 本实施例提供一种指纹传感器，其具有改进的可靠性和效率，且厚度薄。
[0011] 根据本实施例，提供了一种指纹传感器，包括基板、基板上的第一电极、第一电极 上的压电层、以及压电层上的第二电极。
[0012] 如上所述，根据本实施例的指纹传感器可以包括插入在基板和压电层之间的支撑 构件。
[0013] 换句话说，支撑构件可插入在基板和压电层之间以作为基板和压电层之间的缓冲 器。换句话说，当物体(例如，手指)接触或触摸压电层时，通过基板上的支撑构件可以避免 压电层与基板直接接触。
[0014] 因此，当物体接触或触摸压电层时，由于压电层不与基板直接接触，可以避免压电 层产生的振动与基板的干扰。因此，可以提高指纹传感器的传感特性。
[0015] 此外，根据本实施例的指纹传感器可以包括至少两个包含压电材料的层。详细地 说，根据本实施例的指纹传感器可以包括压电层，所述压电层包括第一和第二压电层，并且 第一和第二压电层可以包含互不相同的压电材料。
[0016]因此，由于根据本实施例的指纹传感器可以具有两种互不相同的压电材料的本质 特征，所以可以提供提升的指纹识别特性。
[0017]此外，根据本实施例的指纹传感器可以包括中间层，所述中间层包括多个突起部 分。因此，在从压电层到盖基板的方向中发射或在从盖基板到压电层的方向中接收的超声 波信号可流畅地传输。
[0018] 声阻抗可以用材料的密度和超声波在材料中的速度来定义。换句话说，插入在压 电层和盖基板之间的中间层可以减少压电层和盖基板的声阻抗之间的差异，使得在从压电 层到盖基板的方向中发射或在从盖基板到压电层的方向中接收的超声波信号可以流畅地 传输。
[0019] 此外，在中间层的一个表面和其相对表面的至少一个上形成有突出图案，使得当 具有比突出图案的波长更长的波长的超声波信号通过中间层时，声阻抗可以由于突出部分 而逐渐地变化。
[0020] 因此，即使中间层具有单层结构，当中间层逐步地改变压电层和盖基板的声阻抗 时，发射的或接收的超声波信号可以流畅地传送。因此，可以以薄的厚度实现指纹传感器， 并且可以提尚指纹传感器的效率。
[0021] 换句话说，根据本实施例的指纹传感器可以包括具有低雾度值的压电层，使得可 以提尚可视性。
[0022] 具体地说，当指纹传感器设置在显示图像的显示区域内时，并且当设置有具有高 雾度值的压电层时，可以从外部看到压电层，使得可视性可能会降低。
[0023] 相反，根据本实施例的指纹传感器，通过减少雾度值可以实现具有提升的透明度 的压电层。因此，即使当指纹传感器设置在显示图像的显示区域时，可以防止从外部看到压 电层，使得可视性能够得到提高。
[0024] 如上所述，根据一个实施例的指纹传感器可以包括:基板;在所述基板上的支撑构 件;在所述支撑构件上的第一电极;在所述第一电极上的压电层；以及，在所述压电层上的 第二电极。
[0025] 根据另一个实施例的指纹传感器可以包括:基板;在所述基板上的第一电极;在所 述第一电极上的压电层;在所述压电层上的第二电极;在所述第二电极上的中间层；以及， 在所述中间层上的盖基板，其中，所述中间层包括多个设置在所述中间层的一个表面和相 对表面中的至少一个上的突出部分。
【附图说明】
[0026] 图1是示出根据第一实施例的指纹传感器的透视图；
[0027]图2是示出根据第一实施例的指纹传感器的平面图；
[0028]图3是解释指纹传感器的工作原理的截面图；
[0029] 图4是解释支撑构件的位置的平面图；
[0030] 图5是沿图1的线A-A'截取的截面图；
[0031] 图6是解释支撑构件的位置的平面图；
[0032]图7是沿图1的线A-A'截取的截面图；
[0033]图8是示出根据第一实施例的另一个实例的指纹传感器的透视图；
[0034] 图9是沿图8的线B-B'截取的截面图；
[0035] 图10是示出根据第一实施例的又一个实例的指纹传感器的透视图；
[0036] 图11至14是示出根据第一实施例的又一个实例的指纹传感器的不同结构的截面 图；
[0037] 图15是示出根据第二实施例的指纹传感器的透视图；
[0038]图16和17是沿图15的线C-C'截取的截面图；
[0039] 图18和19是解释第二压电层的布置位置的截面图；
[0040] 图20是示出根据第二实施例的另一个实例的指纹传感器的透视图；
[00411图21是沿图20的线D-D'截取的截面图；
[0042] 图22是示出根据第二实施例的又一个实例的指纹传感器的透视图；
[0043] 图23至26是示出根据第二实施例的又一个实例的指纹传感器的不同结构的截面 图；
[0044] 图27是示出根据第三实施例的指纹传感器的透视图；
[0045]图28至30是沿图27的线E-E'截取的截面图；
[0046]图31是示出根据第三实施例的另一个实例的指纹传感器的透视图；
[0047]图32至37是沿图31的线F-F'截取的截面图；
[0048]图38至41是示出采用根据实施例的指纹传感器的各种设备的视图。
【具体实施方式】
[0049]在实施例的描述中，应当理解，当层(膜）、区域、图案或结构称作在另一个基板、另 一层(膜）、另一区域、另一衬垫或另一图案"上"或"下"时，其可以"直接地"或"间接地"在另 一个基板、另一层(膜）、另一区域、另一衬垫或另一图案上，也可以存在一个或多个中间层。 关于层的此类位置会参考附图来进行描述。
[0050] 应当理解，当一个元件被称作和另一个元件"连接"，其可以直接和其他元件连接， 或者可以存在中间元件。在以下的描述中，当预定部分"包括"预定部件时，除非另有说明， 预定部分并不排除其他部件，而是可以进一步包括其他部件。
[0051] 为了方便或清晰的目的，图中示出的每个层(膜）、区域、图案或结构的厚度和尺寸 可能被放大、省略或示意性地绘制。此外，层(膜）、区域、图案或结构的尺寸不完全反应实际 尺寸。
[0052] 以下，将参考附图描述根据实施例的指纹传感器。
[0053] 以下，将参考图1至图7,描述根据第一实施例的指纹传感器。
[0054] 参考图1至图7,根据第一实施例的指纹传感器可以包括基板100、支撑构件200、第 一电极310、第二电极320和压电层400。
[0055] 基板100可以是刚性的或柔性的。例如，基板100可以包括玻璃或塑料。具体地说， 基板100可包括:化学钢化玻璃/半钢化玻璃，如钠钙玻璃或铝硅玻璃）；增强塑料/软塑料， 如聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、丙二醇（PPG)或聚碳酸酯（PC);或者蓝宝 石。
[0056] 此外，基板100可以包括光学各向同性的膜片。例如，基板100可以包括环烯烃共聚 物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、光学各向同性的聚碳酸酯(PC)或光学各向同性的聚甲基丙 烯酸甲酯(PMM)。
[0057] 蓝宝石具有优良的电学特性，例如，电容率，可使触摸反应速度显著提升，并且可 以轻易实现诸如悬停的空间接触。此外，由于蓝宝石具有高表面硬度，所以蓝宝石适用于盖 基板。悬停指的是即使和显示器有略微距离也能识别坐标的技术。
[0058] 此外，基板100可以部分弯曲以具有弯曲的表面。也就是说，基板100可以具有部分 平面和部分曲面。详细地说，基板100的一端可以弯曲以具有弯曲的表面，或者可以弯曲或 弯折以具有包含任意曲率的表面。
[0059]此外，基板100可包括具有柔性特征的柔性基板。
[0060] 此外，基板100可包括弯曲的或弯折的基板。也就是说，甚至包括基板的指纹传感 器可形成为具有柔性、弯曲或弯折的特性。因此，根据本实施例的指纹传感器可以让用户轻 松携带或者容易结合并具有多种设计。
[0061] 支撑构件200可设置在基板100上。支撑构件200可包括多个子支撑构件210。例如， 支撑构件200可包括相互间隔的子支撑构件210。
[0062]支撑构件200会在后面详细描述。
[0063] 压电层400可设置在基板100上。压电层400可包括压电膜片。例如，压电层400可包 括透明压电膜片、半透明压电膜片或不透明压电膜片。
[0064] 压电层400可包括多种压电材料。例如，压电层400可包括单晶陶瓷、多晶陶瓷、高 分子材料、薄膜材料和多晶材料和高分子材料的复合材料。
[0065] 单晶陶瓷的压电材料可包括€[41?04、€[-5丨02、1^1^03、1^他03、3^837恥203、？匕5-663011、1132(]\111〇4)3、1^284〇7、〇(15、211〇，或者扮1231〇20或扮1266〇20。
[0066] 多晶陶瓷的压电材料可包括PZT基材料(PZT-based material)、PTSMW(PT-based material)、PZT混合f丐肽矿基材料（PZT-complex perovskite-based material)或 钛酸钡(BaTiO3)。
[0067] 此外，高分子材料的压电材料可包括PVDF、P (VDF-TrFe )、P (VDFTeFE)或TGS。
[0068]此外，薄膜材料的压电材料可包括氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)或氮化铝(AlN)。 [0069] 此外，复合材料的压电材料可包括PZT-PVDF、PZT-硅橡胶(PZT-SiIicon Rubber)、 PZT-环氧树脂（PZT-Epoxy)、PZT-泡沫高分子（PZT-foamed polymer)或PZT-泡沫聚氨酯 (PZT-foamed urethane)。
[0070] 根据第一实施例的压电层400可包括高分子压电材料。例如，根据第一实施例的压 电层400可包括PVDF、P (VDF-TrFe)和P (VDFTeFE)中的至少一种材料。
[0071] 参考图2,压电层400可包括限定在其内的有效区域AA和无效区域UA。
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