一种指纹识别装置的制作方法

1.本技术涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别装置。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，越来越多的电子设备集成了指纹识别功能，以提高电子设备的安全性。目前的指纹识别装置包括光学指纹识别装置和超声波指纹识别装置，其中，超声波指纹识别装置由于无需显示器的光源，而且超声波穿透能力强，不受光线影响，抗污渍的能力高，手指湿了、脏了都能识别，且能识别出复制指纹，安全性较高，逐渐成为电子设备中指纹识别装置的主流趋势。因此，如何进一步提高超声波指纹识别装置的指纹识别精度，成为本领域技术人员的研究热点。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种指纹识别装置，以提高超声波指纹识别装置的指纹识别精度。
4.为解决上述问题，本技术实施例提供了如下技术方案：
5.一种指纹识别装置，包括：
6.第一基板，所述第一基板上具有第一控制电路；
7.压电层，所述压电层位于所述第一基板第一侧表面；
8.电极层，所述电极层覆盖所述压电层，电连接所述第一控制电路和所述压电层；
9.背衬，所述背衬位于所述电极层背离所述压电层一侧；
10.封装层，所述封装层覆盖所述背衬侧壁，且所述封装层、所述背衬以及所述电极层形成一密封腔；
11.粘接结构，所述粘接结构位于所述密封腔内，所述粘接结构包括至少一层粘接层，所述粘接层包括多个粘接单元，且相邻所述粘接单元之间具有空隙。
12.与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
13.本技术实施例所提供的技术方案，所述封装层、所述背衬以及所述电极层形成的密封腔内设置有至少一层粘接层，所述粘接层包括多个粘接单元，且相邻粘接单元之间具有空隙，以使得所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输到所述至少一层粘接层中的各粘接单元内部时，在所述粘接单元与所述空隙的交界面来回反射，从而使得所述粘接单元对所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分具有较强的吸收作用，进而大大减少所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中形成的反射超声波信号量，以显著降低所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中形成的反射超声波信号量对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响，提高指纹识别精度。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为目前指纹识别装置的结构示意图；
16.图2为本技术一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
17.图3为本技术另一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
18.图4为本技术一个实施例所提供的指纹识别装置中粘接层中多个粘接单元的俯视图；
19.图5为本技术又一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
20.图6为本技术再一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
21.图7为本技术一个实施例所提供的指纹识别装置中粘接结构中多个粘接单元的俯视图；
22.图8为本技术另一个实施例所提供的指纹识别装置中粘接结构中多个粘接单元的俯视图；
23.图9为本技术又一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
24.图10为本技术再一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
25.图11为本技术另一个实施例所提供的指纹识别装置中粘接结构的俯视图；
26.图12为本技术又一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图；
27.图13为本技术一个实施例所提供的指纹识别装置中，电极层和封装层的相对位置示意图；
28.图14为本技术一个实施例所提供的指纹识别装置的俯视图；
29.图15为本技术再一个实施例所提供的指纹识别装置的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
32.正如背景技术部分所述，如何进一步提高超声波指纹识别装置的指纹识别精度，成为本领域技术人员的研究热点。
33.如图1所示，现有超声波指纹识别装置包括：控制基板01、位于控制基板01表面的压电层(pvdf)02、位于所述压电层02远离所述控制基板01一侧，覆盖所述压电层02的银浆电极03以及位于所述银浆电极03背离所述压电层02一侧的背衬04。具体工作时，所述控制基板驱动所述压电层产生超声波，该超声波向所述控制基板一侧传输，在指纹识别装置表
面反射，形成反射波，该反射波用于形成指纹图像，用于指纹识别。
34.但是，上述超声波指纹识别装置在工作时，继续如图1所示，所述控制基板01驱动所述压电层02产生的超声波不仅会向控制基板01一侧传输，还会向背衬04一侧传输，而银浆电极03的厚度较大，导致所述压电层02向所述控制基板01一侧传输，在指纹识别装置上表面遇到手指反射形成的第一反射波会和所述压电层向所述背衬一侧传输形成的第二反射波干涉叠加，造成用于形成指纹图像的反射波的波形与第一反射波的波形差异较大，影响指纹识别精度。
35.有鉴于此，本技术实施例提供了一种指纹识别装置，所述指纹识别装置为超声波指纹识别装置，如图2所示，该指纹识别装置包括：
36.第一基板10，所述第一基板10上具有第一控制电路；
37.压电层(pvdf层，即聚偏氟乙烯压电层)20，所述压电层20位于所述第一基板10的第一侧表面；
38.电极层30，所述电极层30覆盖所述压电层20，电连接所述第一控制电路和所述压电层20，以使得所述压电层20可以在所述第一控制电路的驱动下产生超声波；
39.背衬40，所述背衬40位于所述电极层30背离所述压电层20一侧，以便于从所述电极层30背离所述压电层20一侧进行封装，避免所述压电层20受到外界环境中水分和氧气的影响；
40.封装层50，所述封装层50覆盖所述背衬40侧壁，且所述封装层50、所述背衬40以及所述电极层30形成一密封腔；
41.粘接结构60，所述粘接结构60位于所述密封腔内，所述粘接结构60包括至少一个层粘接层，所述粘接层包括多个粘接单元，且相邻所述粘接单元之间具有空隙。
42.需要说明的是，在本技术实施例中，所述封装层、所述背衬以及所述电极层形成的密封腔内设置有至少一层粘接层，所述粘接层包括多个粘接单元，且相邻粘接单元之间具有空隙，以使得所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输到所述至少一层粘接层中的各粘接单元内部时，在所述粘接单元与所述空隙的交界面来回反射，从而使得所述粘接单元对所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分具有较强的吸收作用，进而大大减少所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中形成的反射超声波信号量，以显著降低所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中形成的反射超声波信号量对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响。
43.可选的，在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图3和图4所示，相邻所述粘接单元之间的空隙的宽度w1取值范围为1微米～100微米，包括端点值，以在保证工艺能力允许的情况下，增加所述封装腔内所述粘接单元的密度，从而提高所述粘接层对超声波的吸声效果，从而进一步减少所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中产生的反射超声波信号量，以显著降低该反射超声波信号对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响。
44.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，继续如图3和图4所示，在所述粘接结构所在平面内，所述粘接单元w2的尺寸取值范围为1微米～100微米，包括端点值，以在保证工艺能力允许的情况下，增加所述封装腔内所述粘接单元的密度，从而提高所
述粘接层对超声波的吸声效果，进而进一步减少所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中产生的反射超声波信号量，以显著降低该反射超声波信号对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响。
45.需要说明的是，图3和图4中虽然示出了两个w1和w2，但w1只代表相邻粘接单元之间的间隙尺寸，并不代表任意相邻两个粘接单元之间的间隙尺寸相同，同理，w2只代表粘接单元的尺寸，并不代表各粘接单元之间的尺寸相同，在实际应用上，任意相邻两个粘接单元之间的间隙尺寸可以相同，也可以不同，只要位于w1的取值范围内即可，同理，各粘接单元之间的尺寸可以相同，也可以不同，只要位于w2的取值范围内即可。
46.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，波在所述粘接单元中的波长为λ，所述粘接单元在平行于所述第一基板所在平面内的尺寸w2满足λ/10≤w2≤λ，以使得所述粘接层对超声波的吸声效果，从而进一步减少所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中产生的反射超声波信号量，以显著降低该反射超声波信号对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响。需要说明的是，超声波在不同介质中的波长不同，具体跟介质的材料特性有关，如超声波在塑胶中的波长取值范围为200微米～300微米。
47.在上述任一实施例中的基础上，在本技术的一个实施例中，所述粘接层中的粘接单元为经过发泡处理的粘接单元，从而使得所述粘接单元内部具有多个孔洞，进而在所述超声波传输到所述粘接单元内部时，可以提高所述粘接单元对超声波的吸收效果，但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
48.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，相邻所述粘接单元之间填充有氮气，以在保证相邻粘接单元之间具有间隙的基础上，利用氮气对相邻所述粘接单元之间的空隙进行填充，从而降低所述密封腔内存在水分和氧气的概率，从而进一步避免所述压电层受到外界环境中水分和氧气的影响。但本技术对此并不做限定，在本技术的其他实施例中，相邻所述粘接单元之间的空隙还可以填充其他可以隔绝水分和氧气的气体，具体视情况而定。
49.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图5所示，相邻所述粘接单元之间的空隙内填充有干燥材料，以进一步保证所述封装腔内没有水分和氧气，从而避免封装腔内的水氧通过所述电极层对所述压电层造成影响的现象出现。可选的，在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，所述干燥材料为硅胶，但本技术对此并不做限定，在本技术的其他实施例中，所述干燥材料还可以为其他材料，具体视情况而定。
50.需要说明的是，发明人研究发现，当超声波传输路径长度小于超声波波长的1/10时，该超声波传输到所述指纹识别装置的下表面形成的反射波可以忽略不计，因此，在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，继续如图3所示，所述电极层30位于所述粘接结构60和所述压电层20之间的部分的厚度d小于20微米，以使得所述电极层30对所述压电层20产生的超声波向电极层30一侧传输部分的反射作用忽略不计。可选的，所述电极层位于所述粘接结构和所述压电层之间的部分的厚度小于1微米，以进一步减小所述电极层的厚度，从而进一步减小所述电极层对超声波的反射作用，进而进一步降低指纹识别装置下表面反射的第二反射波对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响，提高所述指纹识别装置的指纹识别精度。
51.在上述实施例中，由于所述电极层的厚度较小，因此，在本技术的一个可选实施例中，所述电极层的形成工艺为溅射工艺或蒸镀工艺，以在保证可以形成具有较小厚度的电极层的基础上，降低所述电极层形成时的工艺难度，但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
52.需要说明的是，由于压电层的材料在高温环境下会变质，如聚偏氟乙烯的变质点在100℃
‑
150℃范围内，因此，在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，所述电极层形成时的工艺温度小于100℃，以保证所述电极层的形成过程中，所述压电层不会发生变质，工作性能发生变化。
53.还需要说明的是，在本技术任一实施例中，所述粘接结构可以包括一层粘接层，也可以包括至少两层粘接层，本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
54.可选的，在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图6和图7所示，所述粘接结构60包括第一粘接层和第二粘接层，所述第一粘接层包括多个第一粘接单元61，相邻所述第一粘接单元61之间具有空隙，所述第二粘接层包括多个第二粘接单元62，相邻所述第二粘接单元62具有空隙，以通过在所述粘接结构60中设置多层粘接层，提高所述粘接结构对所述压电层发出的超声波的吸收效果。
55.在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，继续如图7所示，所述第一粘接单元61在第一方向x上的投影和所述第二粘接单元62在所述第一方向x上的投影交错排布，所述第一粘接单元61在第二方向y上的投影和所述第二粘接单元62在第二方向y上的投影交错排布，以在垂直于所述背衬所在平面的方向上，利用所述第一粘接单元对相邻第二粘接单元之间的至少部分空隙进行遮挡，同时利用第二粘接单元对相邻第一粘接单元之间的至少部分空隙进行遮挡，从而进一步提高所述粘接结构的吸声效果，同时减少所述粘接结构中的水氧路径，提高所述粘接结构阻隔水氧和氧气的能力。其中，所述第一方向和所述第二方向均平行于所述粘接结构所在平面，且所述第一方向和所述第二方向交叉。
56.可选的，在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图8所示，在垂直于所述背衬所在平面的方向上，所述多个第一粘接单元61完全覆盖所述多个第二粘接单元62中相邻第二粘接单元62之间的空隙，所述多个第二粘接单元62完全覆盖所述多个第一粘接单元61中相邻第一粘接单元61之间的空隙，以进一步提高所述粘接结构的吸声效果和所述粘接结构阻隔水氧和氧气的能力，但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
57.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，当所述粘接结构包括多层粘接层中，如图9所示，沿所述压电层20远离所述第一基板10的方向z，所述多层粘接层中相邻粘接单元之间的间隙宽度逐渐减小，如w22小于w21，从而减小所述粘接结构中的水氧路径宽度，提高所述压电层被封装的效果，但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
58.需要说明的是，在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，所述封装层的形成需要在氮气环境中进行，以保证所述封装腔内低水氧浓度，从而降低所述压电层由于受到水氧影响而无法正常工作的概率。
59.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图10和图11所示，所述粘接结构60还包括粘接框63，所述粘接框63环设在所述至少一个粘接层四周。需要说明的是，由于所述粘接框可以在所述电极层表面形成一闭合空间，因此，在本技术实施例中，当所述粘接框、所述粘接层以及所述背衬在氮气环境中形成后即可保证所述密封腔内的低水
氧浓度，从而使得本技术实施例中，所述封装层的形成可以在自然环境中进行，从而降低所述封装层的工艺难度，但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
60.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图12所示，所述电极层30具有多个侧边，所述多个侧边包括相对的第一侧边和第二侧边，所述第一控制电路至少与所述电极层30的第一侧边电连接，以保证所述第一控制电路与所述电极层30的电连接；所述封装层50至少覆盖所述电极层30的第二侧边，以对所述电极层的第二侧边进行保护。
61.可选的，在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图13所示，所述电极层的多个侧边还包括连接所述第一侧边31和第二侧边32的第三侧边33、第四侧边34，在本实施例中，所述封装层50还延伸至覆盖所述第三侧边33和第四侧边部分区域，以对所述电极层的第三侧边和第四侧边进行保护。
62.需要说明的是，由于所述电极层眼y方向的尺寸较小，因此，在本技术的一个可选实施例中，所述第一控制电路与所述电极层30的电连接区域还延伸至所述第三侧边33和所述第四侧边34部分区域，以保证所述第一控制电路和所述电极层30的电连接性能，且降低实现所述第一控制电路与所述电极层30电连接的工艺难度。但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
63.还需要说明的是，在本技术实施例中，由于所述电极层的厚度较小，因此，所述电极层位于所述第一基板上的部分与所述第一基板之间的段差较小，从而在使得所述封装层还覆盖所述电极层的侧面时，使得所述封装层形成时的工艺难度较小，封装质量较好。
64.可选的，在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，所述封装层为柔性材料层，从而利用所述封装层的柔性配合所述粘接结构的柔性，使得所述密封腔具有良好的机械冲击性，进而保证所述密封腔不会受到机械冲击的破坏，同时避免所述背衬以及所述电极层、所述压电层等结构在制程中受到机械冲击而损害，提高所述指纹识别装置的良率。
65.需要说明的是，在本技术的一个可选实施例中，所述封装层和/或所述粘接结构的形成工艺为涂覆工艺，因此，在本技术实施例中，所述密封腔的厚度可以做到百微米量级以下，且工艺难度较低。
66.具体的，在本技术的一个实施例中，所述封装层包括层叠的塑胶层和隔水氧层，其中，所述塑胶层可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)层，也可以为聚酰亚胺薄(pi)等柔性层，所述隔水氧层可以为有机层，也可以为无机层，如二氧化硅层等，本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
67.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图14所示，所述背衬40在所述第一基板10上的投影完全覆盖所述压电层20在所述第一基板10上的投影和所述第一控制电路11中有源器件在所述第一基板10上的投影，其中，所述第一控制电路11位于所述第一基板10上，以使得所述背衬可以从所述背衬远离所述压电层的一侧覆盖所述压电层和所述第一控制电路中的有源器件，从而为所述压电层和所述第一控制电路中的有源器件提供较好的隔水氧环境。
68.具体的，在本技术的一个实施例中，所述第一控制电路包括扫描电路和选通电路，其中，所述扫描电路用于扫描所述压电层对应的各行存储器，所述选通电路用于读取各存储器中的数据信号，以用于形成指纹图像。需要说明的是，在本技术实施例中，所述第一控
制电路中的有源器件至少包括所述扫描电路和所述选通电路中的薄膜晶体管(tft)。
69.需要说明的是，由于所述第一控制电路中的外围走线抗水氧能力较强，因此，在本技术实施例中，所述背衬在所述第一基板上的投影可以覆盖所述第一控制电路中的外围走线在所述第一基板上的投影，也可以不覆盖第一控制电路中的外围走线在所述第一基板上的投影，具体视情况而定。
70.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，继续如图14所示，所述指纹识别装置还包括：电路板70，所述电路板70绑定在所述第一基板10上，与所述第一控制电路11直接电连接，即所述电路板70与所述第一控制电路11直接相连，中间不再设置其他电连接元件，以降低所述电路板70与所述第一控制电路11之间的连线阻抗损失，减小信号传输损耗。但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
71.在上述任一实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，如图15所示，所述指纹识别装置还包括：显示面板80，以使得所述指纹识别装置集成有显示功能。可选的，在本技术实施例中，所述显示面板80位于所述第一基板10的第二侧表面，所述第二侧与所述第一侧相对，以使得所述指纹识别装置为屏下指纹识别装置，但本技术对此并不做限定，具体视情况而定。
72.具体的，在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，所述显示面板为oled显示面板，但本技术对此并不做限定，在本技术的其他实施例中，所述显示面板还可以为其他类型的显示面板，具体视情况而定。
73.综上，本技术实施例所提供的指纹识别装置中，所述封装层、所述背衬以及所述电极层形成的密封腔内设置有至少一层粘接层，所述粘接层包括多个粘接单元，且相邻粘接单元之间具有空隙，以使得所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输到所述至少一层粘接层中的各粘接单元内部时，在所述粘接单元与所述空隙的交界面来回反射，从而使得所述粘接单元对所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分具有较强的吸收作用，进而大大减少所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中形成的反射超声波信号量，以显著降低所述压电层产生的超声波中向所述背衬一侧传输的部分在传输过程中形成的反射超声波信号量对所述指纹识别装置指纹识别精度的影响，提高指纹识别精度。
74.本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
75.对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。