用于显示器下应用的超声波指纹传感器的制作方法

本发明大体上涉及超声波指纹传感器系统，且更确切地说涉及并有显示器下应用的超声波指纹传感器系统。

背景技术：

1、在超声波传感器系统中，可使用超声波发射器以经由超声波发射媒体并朝向待检测的物件发送超声波。发射器可以操作方式与超声波传感器耦合，所述超声波传感器经配置以检测超声波的从物件反射的部分。举例来说，在超声波指纹成像器中，超声波脉冲可通过在极短时间间隔期间启动并停止发射器来产生。在超声波脉冲遭遇的每一材料界面处，反射超声波脉冲的一部分。

2、举例来说，在超声波指纹成像器的上下文中，超声波可行进穿过压板，人员手指可放置于所述压板上以获得指纹图像。在通过压板之后，超声波的一些部分遭遇与压板接触的皮肤，例如，指纹脊纹，而超声波的其它部分遭遇空气，例如指纹的邻接脊纹之间的谷纹，且可以不同强度朝向超声波传感器反射回。与手指相关联的经反射信号可经处理并转换为数字值，所述数字值表示经反射信号的信号强度。当在分布式区域上收集到多个此类经反射信号时，此类信号的数字值可用以例如通过将数字值转换为图像而在所述分布式区域上方产生信号强度的图形显示，由此产生指纹的图像。因此，超声波传感器系统可用作指纹成像器或其它类型的生物测定扫描仪。在一些实施方案中，所检测信号强度可映射成手指的等高线图，所述高线图表示脊纹结构细节的深度。

3、超声波传感器系统可作为指纹传感器系统并入于显示装置中以认证用户。显示装置的发展以致使柔性显示器、三维防护玻璃罩及无槽框设计。因此，越来越多的显示装置具有有限空间来并入用于指纹传感器系统或玻璃下指纹传感器系统的离散按钮，所述指纹传感器系统或玻璃下指纹传感器系统定位于显示装置的显示器的外周。玻璃下及显示器下指纹传感器系统可为显示装置提供额外功能性及空间，且可对额外认证软件应用程序开放用于改进的用户接口。

技术实现思路

1、本发明的装置、系统及方法各具有若干方面，所述方面中的单一方面皆不单独负责本文中所揭示的合乎需要的属性。

2、本发明的主题的一个方面可实施于一种设备中。所述设备包含：显示器；超声波传感器系统，其下伏于所述显示器且经配置以在通过所述显示器的声学路径中发射并接收超声波；所述超声波传感器系统与所述显示器之间的光阻断层，所述光阻断层定位于所述声学路径中；及所述显示器与所述超声波传感器系统之间的粘接层。所述粘接层定位于所述声学路径中且经配置以允许所述超声波传感器系统与所述显示器分离。

3、在一些实施方案中，所述设备进一步包含所述超声波传感器系统与所述显示器之间的电屏蔽层，所述电屏蔽层为导电的且接地，所述电屏蔽层定位于所述声学路径中。所述电屏蔽层及所述光阻断层中的每一者可为无孔的或为基本上无孔的。在一些实施方案中，所述显示器为有机发光二极管(oled)显示器。在一些实施方案中，所述显示器为形成于塑料衬底上的柔性oled显示器。在一些实施方案中，所述粘接层包含环氧树脂类粘接剂，所述环氧树脂类粘接剂包含热塑性油墨。在一些实施方案中，所述设备进一步包含在所述粘接层与所述超声波传感器系统之间的机械应力隔离层，其中所述机械应力隔离层包含塑料材料。在一些实施方案中，所述超声波传感器系统包含：传感器衬底，其上面安置有多个传感器像素电路；压电收发器层，其耦合至所述传感器衬底且包含经配置以产生所述超声波的压电材料；及电极层，其耦合至所述压电收发器层。在一些实施方案中，所述压电收发器层包含聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯三氟乙烯(pvdf-trfe)共聚物、锆钛酸铅(pzt)、氮化铝(aln)及其复合物。在一些实施方案中，所述传感器衬底包括选自由以下组成的群组的材料：玻璃、塑料、硅及不锈钢。

4、本发明中所描述的主题的另一创新方面可在一种设备中实施。所述设备包含：显示器；超声波传感器系统，其下伏于所述显示器且经配置以在通过所述显示器的声学路径中发射并接收超声波；及所述超声波传感器系统与所述显示器之间的粘接层，所述粘接层定位于所述声学路径中。

5、在一些实施方案中，所述设备进一步包含在所述粘接层与所述超声波传感器系统之间的机械应力隔离层，所述机械应力隔离层包含塑料材料且定位于所述声学路径中。在一些实施方案中，所述超声波传感器系统横跨所述显示器的整个或基本上整个作用区域。在一些实施方案中，所述显示器为有机发光二极管(oled)显示器。在一些实施方案中，所述粘接层为可修复的且经配置以允许所述超声波传感器系统与所述显示器分离，所述粘接层包含压敏式粘接剂或环氧树脂类粘接剂。在一些实施方案中，所述设备进一步包含：所述粘接层与所述显示器之间的光阻断层，所述光阻断层定位于所述声学路径中；及所述粘接层与所述显示器之间的电屏蔽层，所述电屏蔽层为导电的且接地，所述电屏蔽层定位于所述声学路径中，其中所述光阻断层及所述电屏蔽层中的每一者为无孔的或基本上无孔的。

6、本发明中所描述的主题的另一创新方面可在一种设备中实施。所述设备包含：显示器；超声波传感器系统，其下伏于所述显示器且经配置以在通过所述显示器的声学路径中发射并接收超声波；及所述超声波传感器系统与所述显示器之间的多功能膜，其中所述多功能膜包含光阻断层、电屏蔽层、粘接层、机械应力隔离层或其组合，所述多功能膜定位于所述声学路径中。

7、本发明中描述的主题的另一创新方面可实施于一种制造设备的方法中。所述方法包含：提供显示装置，其中所述显示装置包含压板及下伏于所述压板的显示器；接合光阻断层、电屏蔽层、机械应力隔离层或其组合至所述显示器，其中所述电屏蔽层为导电的且接地；及将超声波传感器系统接合至所述光阻断层、所述电屏蔽层、所述机械应力隔离层或其组合，其中所述超声波传感器系统下伏于所述显示器且经配置以在通过所述显示器及所述压板的声学路径中发射并接收超声波，其中所述光阻断层、所述电屏蔽层、所述机械应力隔离层或其组合是在所述声学路径中。

8、在一些实施方案中，接合所述光阻断层、所述电屏蔽层、所述机械应力隔离层或其组合包含层压所述光阻断层、所述电屏蔽层、所述机械应力隔离层或其组合至所述显示器。在一些实施方案中，所述方法进一步包含将粘接层接合至所述显示器以至少允许所述超声波传感器系统与所述显示器分离，其中所述粘接层定位于所述声学路径中。

9、本发明中所描述的主题的另一创新方面可在一种设备中实施。所述设备包含：显示器；及超声波传感器系统，其下伏于所述显示器且经配置以在通过所述显示器的声学路径中发射并接收超声波。所述超声波传感器系统包含：柔性衬底，其上面安置有多个传感器像素电路；及压电收发器层，其耦合至所述柔性衬底且包含经配置以产生所述超声波的压电材料。所述设备进一步包含所述压电收发器层与所述显示器之间的第一高声学阻抗层。

10、在一些实施方案中，所述第一高声学阻抗层包含光阻断层及电屏蔽层中的一者或两者。在一些实施方案中，所述第一高声学阻抗层包含邻近于所述压电收发器层的电极层。在一些实施方案中，高声学阻抗值层具有大于约5.0兆瑞利的声学阻抗值。所述设备进一步包含所述显示器与所述超声波传感器系统之间的粘接层，所述粘接层定位于所述声学路径中且经配置以允许所述超声波传感器系统与所述显示器分离。在一些实施方案中，所述柔性衬底包含聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚萘二甲酸乙二酯(pen)、聚酰亚胺、不锈钢箔、薄膜硅或其它柔性材料。在一些实施方案中，所述设备进一步包含在所述超声波传感器系统的背侧上的第二高声学阻抗层。