CN106557741A - 指纹识别装置、其制造方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别装置，其包括依次层叠设置的一盖片、一遮蔽层、一导电连接层、一压电材料层及一信号发送单元，所述盖片远离所述遮蔽层的表面为一触摸面，所述导电连接层夹设在所述盖板与所述压电材料层之间并将所述盖板与所述压电材料层粘合在一起，所述导电连接层与所述压电材料层构成一信号接收单元。本发明还提供一种应用所述指纹识别装置的显示装置及一种指纹识别装置的制造方法。

Description

指纹识别装置、其制造方法、显示装置

技术领域

本发明涉及一种指纹识别装置及其制造方法。

背景技术

近年来，智能手机、平板电脑等电子装置常利用指纹识别装置实现数据保护、身份认证及程序控制等功能。指纹识别装置可分为光学式、电容式、声波式等。其中，声波式指纹识别装置因其不易受环境温度、湿度的影响，且具有寿命长、解析度高等优点而广被应用。

利用声波式指纹识别装置进行指纹侦测时，手指放置在声波式指纹识别装置的侦测表面，发送至手指的超声波部分被吸收，另一部分被反射。由于手指指纹谷与脊处的介质分别为空气及手指表皮，对超声波的吸收率及反射率不同，因而可利用该差异产生对应指纹谷和脊的系列电信号，最终形成对应指纹形状的图像。

现有技术的指纹识别装置通常包括依次层叠设置的一盖片、一信号接收单元、一信号发送单元、一薄膜晶体管阵列基板及一柔性电路板，所述盖片再通过一粘胶剂与所述信号接收单元进行贴合。所述盖片上通常涂布一遮蔽油墨层及一彩色油墨层，当手指触摸盖片表面时，所述信号发送单元发射的超声波依次穿过所述薄膜晶体管阵列基板、所述信号接收单元、所述粘胶剂、所述遮蔽油墨层、所述彩色油墨层和所述盖片到达接触面并发生反射，再依次穿过所述盖片、所述遮蔽油墨层、所述彩色油墨层和所述粘胶剂被所述信号接收单元接收。目前发现，超声波传输路径过长，传输路径上的每层介质材料都会吸收所述超声波，导致超声波信号衰减过大，大大影响了声波式指纹识别装置的指纹侦测精度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有较高指纹侦测精度的指纹识别装置及其制造方法。

一种指纹识别装置，其包括依次层叠设置的一盖片、一遮蔽层、一导电连接层、一压电材料层及一信号发送单元，所述盖片远离所述遮蔽层的表面为一触摸面，所述导电连接层夹设在所述盖板与所述压电材料层之间并将所述盖板与所述压电材料层粘合在一起，所述导电连接层与所述压电材料层构成一信号接收单元。

一种指纹识别装置的制造方法，包括：

提供一盖片，所述盖片具有一触摸面，在所述盖片远离所述触摸面的表面上依次形成一遮蔽层和一层半固化态的导电连接材料，所述导电连接层的材料具有可固化性能；

提供一压电材料层，将其贴合在所述半固化态的导电连接材料上并固化所述导电连接材料形成一导电连接层。

相较于现有技术，本发明利用具有固化性能的导电连接材料固化过程中由半固化状态转变为固态的特性与压电材料层贴合构成信号接收单元，同时将所述盖片与所述压电材料层粘合在一起，使得所述导电连接材料同时充当现有技术的指纹识别装置中的彩色油墨层和信号接收单元的电极层，同时省掉了一层粘胶剂，有效缩短超声波传输的路径，进而有效减少声波信号衰减，提高声波式指纹识别装置的指纹侦测的精度；同时简化了工艺制程，降低了工艺成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的具有指纹识别装置的电子装置的示意图。

图2为本发明一较佳实施例的指纹识别装置的剖面示意图。

图3为本发明一实施例的指纹识别装置的制造方法的流程图。

主要元件符号说明

指纹识别装置	10
		盖片	110
接触面	111
		信号接收单元	120
导电连接层	121
		第一压电材料层	122
薄膜晶体管阵列基板	130
		信号发送单元	140
第一电极层	141
		第二电极层	143
第二压电材料层	142
		柔性电路板	150
粘胶剂	170
		显示装置	20
盖板	210
		显示区	211
非显示区	212
		遮蔽层	190

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

图1为应用本发明一较佳实施例的指纹识别装置10的显示装置20的示意图。该显示装置20包括一透明盖板210，所述透明盖板210具有一用于显示画面的显示区211及围绕该显示区211的非显示区212。所述指纹识别装置10设置在所述非显示区212。该显示装置20可为智能手机、平板电脑等。

请一并参阅图2，图2为指纹识别装置10沿图1中II-II线的剖视图。所述指纹识别装置10包括依次层叠的一盖片110、一遮蔽层190、一导电连接层121、一第一压电材料层122、一薄膜晶体管阵列基板130、一信号发送单元140以及一柔性电路板150。所述盖片110与所述盖板210共面。所述盖片110远离所述导电连接层121的表面即为进行指纹识别操作的接触面111。

所述盖片110的材质可以选自玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、蓝宝石、聚醚砜树脂(Polyethersulfone Resin，PES)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)等。

所述遮蔽层190的材料可为油墨或涂料等，所述遮蔽层190用于遮蔽所述第一压电材料层122以及其以下的各层结构，以实现所述指纹识别装置10的美观性。为了印制ICON（图标）需要，所述遮蔽层190为图案化结构，所述盖片110未被所述遮蔽层190覆盖的部分被所述导电连接层121覆盖。

所述导电连接层121的材料为具有可固化性能的导电材料，其方块电阻小于50mΩ/sq。所述导电连接层121将所述盖片110与所述第一压电材料层122进行粘合。同时，所述导电连接层121充当一电极层，与第一压电材料层122配合构成所述指纹识别装置的信号接收单元120。在本实施例中，所述导电连接层121的材料为导电油墨。在其它实施例中，所述导电连接层121的材料可为导电碳浆、导电银浆等。为了印制ICON需要，所述导电连接层121还可以为不同颜色的。

所述第一压电材料层122与所述薄膜晶体管阵列基板130通过粘胶剂170进行贴合，所述薄膜晶体管阵列基板130通过粘胶剂170与所述信号发送单元140的第一电极层141进行贴合，所述信号发送单元140的第二电极层143与所述柔性电路板150通过粘胶剂170进行贴合。

所述第一压电材料层122与所述第二压电材料层142的材料可为如下物质中的一种或几种的组合：聚二氟亚乙烯（Polyvinylidene Fluoride, PVDF）、钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅(PZT)、钽钪酸铅（PST）、石英及偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物。

所述信号发送单元140包括依次层叠的一第一电极层141、一第二压电材料层142及一第二电极层143。

所述柔性电路板150与所述第二电极层143的电性相连；同时所述柔性电路板150的一端延伸并沿所述指纹识别装置10的侧面环绕与所述导电连接层121及所述薄膜晶体管阵列基板130进行电性相连。

所述第一电极层141与所述第二电极层143可以由导电率较好的金属材料制成，例如，铝、铜、镍、金等高导电率材料，还可以由如透明氧化物导电材料(如氧化铟锡、氧化铟锌)、银、碳纳米管或石墨烯等导电材料制成，但不限于以上材料。

所述粘胶剂170厚度小于5微米。优选地，所述粘胶剂为环氧树脂类粘胶剂。

当所述指纹识别装置10工作时，外部电路（图未示）通过所述柔性电路板150对所述信号发送单元140的第一电极层141与第二电极层143施加电压，使二者之间形成电场，所述第二压电材料层142在电场作用下产生振动发射超声波信号，所述超声波信号穿过信号接收单元120到达所述盖片110的接触面111并经该接触面111反射形成反射信号后再被所述信号接收单元120接收。当所述接触面111上存在手指触摸时，由于指纹脊与指纹谷对超声波的反射率不同，传输到所述接触面111的超声波在指纹脊与指纹谷处反射的信号有所不同，所述反射信号被所述信号接收单元120接收，所述第一压电材料层122在所述反射超声波信号的作用下产生电荷，所述第一薄膜晶体管阵列基板130感应所述电荷并转换为电信号，再通过所述柔性电路板150传递到外部电路（图未示）。

本实施例利用具有固化性能的导电连接材料在固化过程中由半固化状态转变为固态的特性与所述压电材料层122贴合构成所述信号接收单元120，同时将所述盖片110与所述压电材料层122粘合在一起，使得所述导电连接材料同时充当现有技术的指纹识别装置中的彩色油墨层和信号接收单元的电极层，同时省掉了一层粘胶剂，有效缩短超声波传输的路径，进而有效减少声波信号的衰减，提高所述指纹识别装置10的指纹侦测的精度；同时简化了工艺制程，降低了工艺成本。

本发明提供上述实施例中指纹识别装置10的制造方法，请参阅图3，所述制造方法包括如下步骤：

步骤S301，提供一盖片110，所述盖片具有一触摸面111，在所述盖片110远离所述触摸面111的表面上依次形成一层图案化的遮蔽层190和一层半固化态的导电连接材料。所述盖片110未被所述遮蔽层190覆盖的部分被所述导电连接材料覆盖。

所述盖片110的材质可以选自玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、蓝宝石、聚醚砜树脂(Polyethersulfone Resin，PES)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)等。

所述导电连接材料为具有固化性能的导电材料。在本实施例中，所述导电连接材料为导电油墨。在其它实施例中，所述导电连接材料可为导电碳浆、导电银浆等。

步骤S302，提供一第一压电材料层122，使所述第一压电材料层122贴合在所述半固化态的导电连接材料上并固化所述导电连接材料形成导电连接层121，且所述第一压电材料层122与所述导电连接层121紧密贴合构成一信号接收单元120。所述导电连接层121的方块电阻小于50mΩ/sq。

所述压电材料层122的材料可为聚二氟亚乙烯（Polyvinylidene Fluoride,PVDF）、钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅(PZT)、钽钪酸铅（PST）、石英及偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物。

步骤S303，提供一薄膜晶体管阵列基板130，将所述薄膜晶体管阵列基板130通过粘胶层170与所述第一压电材料层122贴合。

步骤S304，提供一信号发送单元140，所述信号发送单元140包括依次层叠设置的第一电极层141、第二压电材料层142及第二电极层143。使所述第一电极层141通过粘胶层170与所述薄膜晶体管阵列基板130贴合。

步骤S305，提供一柔性电路板150，所述柔性电路板150通过粘胶层170贴合；所述柔性电路板150与所述第二电极层143电性相连，所述柔性电路板150的一端延伸并沿所述指纹识别装置10的侧面环绕与所述导电连接层121及所述薄膜晶体管阵列基板130进行电性相连。

本实施例利用具有固化性能的导电连接材料在固化过程中由半固化状态转变为固态的特性与所述压电材料层122贴合构成所述信号接收单元120，从而无需在所述导电连接层121与所述第一压电材料层122之间额外设置粘胶剂，省去了一粘胶剂层；同时所述导电连接层121充当所述信号接收单元120的电极，有效缩短超声波传输的路径，进而有效减少声波信号的衰减，提高所述指纹识别装置10的指纹侦测的精度；同时简化了工艺制程，降低了工艺成本。

Claims (10)

1.一种指纹识别装置，其包括依次层叠设置的一盖片、一遮蔽层、一导电连接层、一压电材料层及一信号发送单元，所述盖片远离所述遮蔽层的表面为一触摸面，其特征在于：所述导电连接层夹设在所述盖板与所述压电材料层之间并将所述盖板与所述压电材料层粘合在一起，所述导电连接层与所述压电材料层构成一信号接收单元。

2.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于：所述指纹识别装置应用于一显示装置的非显示区。

3.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于：形成所述导电连接层的材料具有导电性和可固化性能，为导电油墨、导电碳浆或导电银浆。

4.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于：所述导电连接层的方块电阻小于50mΩ/sq。

5.如权利要求1所述的指纹识别装置，其特征在于：所述指纹识别装置还包括一薄膜晶体管阵列基板和一柔性电路板，所述盖板、所述信号接收单元、所述薄膜晶体管阵列基板、所述信号发送单元依次层叠设置，且薄膜晶体管阵列基板与所述信号发送单元电性相连；所述柔性电路板与所述信号接收单元及所述信号发送单元均电性连接。

6.一种显示装置，其特征在于：如权利要求1~5任意一项所述的指纹识别装置应用于所述显示装置的非显示区。

7.一种指纹识别装置的制造方法，包括：

提供一盖片，所述盖片具有一触摸面，在所述盖片远离所述触摸面的表面上依次形成一遮蔽层和一层半固化态的导电连接材料，所述导电连接层的材料具有可固化性能；

提供一压电材料层，将其贴合在所述半固化态的导电连接材料上并固化所述导电连接材料形成一导电连接层。

8.如权利要求7所述的指纹识别装置的制造方法，还包括：提供一薄膜晶体管阵列基板和一信号发送单元，使所述薄膜晶体管阵列基板与所述压电材料贴合，所述信号发送单元与所述薄膜晶体管阵列基板贴合。

9.如权利要求7所述的指纹识别装置的制造方法，还包括：提供一柔性电路板，使所述柔性电路板所述信号发送单元贴合，且使所述柔性电路板分别与所述信号发送单元、所述导电连接层及所述柔性电路板电性相连。

10.如权利要7所述的指纹识别装置的制造方法，其特征在于：所述导电连接材料为导电油墨、导电碳或导电银浆。