CN117181569A - 超声换能器及其制作方法、显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声换能器及其制作方法、显示面板，超声换能器包括：驱动背板、第一导电层、第一无机层和第二导电层。其中，第一导电层位于驱动背板之上，第一导电层包括第一电极，第一电极与驱动背板电连接。第一无机层位于第一导电层背离驱动背板的一侧，第一无机层与第一导电层之间具有振腔，一个振腔的四周环绕设置有多个微结构。第二导电层位于第一无机层背离驱动背板的一侧，第二导电层包括第二电极。有利于提高产品良率。

Description

超声换能器及其制作方法、显示面板

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及超声换能器及其制作方法、显示面板。

背景技术

指纹识别技术在手机、平板电脑等移动终端以及门禁系统、保险柜等安全防护领域具有广泛地应用。目前指纹识别技术中指纹采集的实现方式主要有光学式、电容式和超声成像式，其中超声波指纹识别技术的指纹采集具有3D特性，并且用户手指可以不接触指纹采集设备，可以提高识别的安全性和用户的使用体验。

超声波指纹识别技术常采用压电式微机械超声换能器(PiezoelectricMicromachined Ultrasonic Transducers，简称PMUT)或者电容式微机械超声换能器(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers，简单CMUT)作为超声波的发射器件和接收器件。CMUT相较于传统的PMUT具有更大的信号带宽和穿透能力，在超声成像领域受到极大关注。目前CMUT还存在振腔制作难度大，良率低的问题。

发明内容

本发明提供一种超声换能器及其制作方法、显示面板，用以提高产品良率。

本发明的第一方面，提供一种超声换能器，包括：

驱动背板；

第一导电层，位于驱动背板之上；第一导电层包括第一电极，第一电极与驱动背板电连接；

第一无机层，位于第一导电层背离驱动背板的一侧；第一无机层与第一导电层之间具有振腔；一个振腔的四周环绕设置有多个微结构；

第二导电层，位于第一无机层背离驱动背板的一侧；第二导电层包括第二电极。

在本发明提供的超声换能器中，多个微结构包括沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的多个通孔。

在本发明提供的超声换能器中，第一无机层与第一导电层之间还具有刻蚀腔；第一无机层具有沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的刻蚀过孔；刻蚀腔分别与刻蚀过孔和振腔连接以形成刻蚀通道；

其中，环绕同一个振腔设置的多个通孔中，部分通孔复用为刻蚀过孔而与刻蚀腔连接，且至少部分通孔不与刻蚀腔连接。

在本发明提供的超声换能器中，多个微结构包括位于第一无机层背离驱动背板一侧的表面的多个凸起结构。

在本发明提供的超声换能器中，第一无机层与第一导电层之间还具有刻蚀腔；第一无机层具有沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的刻蚀过孔；刻蚀腔分别与刻蚀过孔和振腔连接以形成刻蚀通道；

其中，凸起结构在驱动背板上的正投影与刻蚀过孔在驱动背板上的正投影不重叠。

在本发明提供的超声换能器中，微结构在驱动背板上正投影的形状与振腔在驱动背板上的正投影的形状相似。

在本发明提供的超声换能器中，振腔在驱动背板上的正投影为中心对称图形；环绕同一个振腔设置的多个微结构关于该振腔的对称中心对称分布。

在本发明提供的超声换能器中，振腔在驱动背板上的正投影的形状为圆形；微结构在驱动背板上的正投影为圆形。

在本发明提供的超声换能器中，环绕同一个振腔设置的多个微结构中，任意一个微结构在驱动背板上的正投影与该振腔在驱动背板上的正投影之间的间距大小为2μm-10μm。

在本发明提供的超声换能器中，环绕同一个振腔设置的多个微结构中，各微结构在驱动背板上的正投影的面积之和小于或等于该振腔在驱动背板上的正投影的面积的1/10。

在本发明提供的超声换能器中，环绕同一个振腔设置的多个微结构中，各微结构围绕该振腔排列成多圈；位于同一圈的各微结构在驱动背板上的正投影，与被环绕的振腔在驱动背板上的正投影之间的间距相同；位于同一圈的各微结构在驱动背板上的正投影之间的间距相同。

本发明的第二方面，提供一种显示面板，包括上述任一项的超声换能器。

本发明的第三方面，提供一种显示装置，包括上述任一项的显示面板。

本发明的第四方面，提供一种超声换能器的制作方法，包括：

在驱动背板的一侧形成第一导电层；第一导电层包括第一电极，第一电极与驱动背板电连接；

在第一导电层背离驱动背板的一侧制作牺牲层，刻蚀牺牲层形成振腔图形和刻蚀腔图形；刻蚀腔图形与振腔图形相连接；

在牺牲层背离第一导电层的一侧制作第一无机层，对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构和沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的刻蚀过孔；刻蚀过孔暴露出刻蚀腔图形；

采用湿法刻蚀牺牲层，使刻蚀液通过刻蚀过孔依次刻蚀刻蚀腔图形和振腔图形，形成振腔和刻蚀腔；

在第一无机层背离驱动背板的一侧形成第二导电层；第二导电层包括第二电极。

在本发明提供的方法中，对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构，具体包括：

刻蚀第一无机层以形成多个沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的通孔。

在本发明提供的方法中，对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构，具体包括：

刻蚀第一无机层以在第一无机层背离驱动背板一侧的表面形成多个凸起结构。

本发明有益效果如下：

本发明提供了一种超声换能器及其制作方法、显示面板，超声换能器包括：驱动背板、第一导电层、第一无机层和第二导电层。其中，第一导电层位于驱动背板之上，第一导电层包括第一电极，第一电极与驱动背板电连接。第一无机层位于第一导电层背离驱动背板的一侧，第一无机层与第一导电层之间具有振腔，一个振腔的四周环绕设置有多个微结构。第二导电层位于第一无机层背离驱动背板的一侧，第二导电层包括第二电极。通过微结构释放制作振腔的过程中产生的内应力，并且在基板受到外力时可以延缓应力传递过程，当外力撤去后微结构恢复原来的形状，避免与振腔重叠区域的第一无机层发生较大程度的变形，有利于提高产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1a为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构示意图之一；

图1b为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之一；

图1c为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之二；

图1d为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之三；

图2a为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构示意图之二；

图2b为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之一；

图2c为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之二；

图2d为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之三；

图2e为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之四；

图2f为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之五；

图2g为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之六；

图3为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之四；

图4为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的超声换能器的制作方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

指纹识别技术在手机、平板电脑等移动终端以及门禁系统、保险柜等安全防护领域具有广泛地应用。目前指纹识别技术中指纹采集的实现方式主要有光学式、电容式和超声成像式，其中超声波指纹识别技术的指纹采集具有3D特性，并且用户手指可以不接触指纹采集设备，可以提高识别的安全性和用户的使用体验。

超声波指纹识别技术常采用压电式微机械超声换能器(PiezoelectricMicromachined Ultrasonic Transducers，简称PMUT)或者电容式微机械超声换能器(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers，简单CMUT)作为超声波的发射器件和接收器件。CMUT相较于传统的PMUT具有更大的信号带宽和穿透能力，在超声成像领域受到极大关注。目前CMUT还存在振腔制作难度大，良率低的问题。

有鉴于此，本发明实施例提供一种超声环换能器基板，用于改善CMUT制作难度大，良率低的问题。

图1a为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构示意图之一；图1b为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之一；图1c为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之二；图1d为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之三。

本发明实施例中，如图1a～1d所示，超声换能器包括驱动背板100、第一导电层210、第一无机层230和第二导电层240。

驱动背板100位于超声换能器的底部。驱动背板100包括由多个薄膜晶体管(ThinFilm Transisitot，简称TFT)、电容以及电阻等结构构成的驱动电路。具体实施时，可以采用玻璃基工艺制作驱动背板，以低温多晶硅(Low-Temperature Poly-Si，简称LTPS)TFT驱动背板为例，其制作工艺主要包括以下过程：

1、在玻璃基板110上制作柔性层120和阻挡层(Barrier)130，形成柔性衬底。具体实施，柔性层120和阻挡层130可以分别包括多层结构，举例来说，可以在玻璃基板100上依次形成第一柔性层、第一阻挡层、第二柔性层、缓冲层(Buffer)和第二阻挡层。其中第一柔性层和第二柔性层可以均采用聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)材料，第一柔性层和第二柔性层的厚度可以分别设置为10μm，第一阻挡层的材料可以采用厚度为的SiO_x和/>的a-Si的叠层结构，在此不做限定；

2、在玻璃基板110上制作的柔性衬底的表面沉积低温多晶硅，并进行刻蚀以制作有源层，用于形成TFT导电沟道；

3、在有源层背离玻璃基板110的一侧制作栅极绝缘层(Gate Insulator，简称GI)。栅极绝缘层的材料可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等绝缘材料，在此不做限定；

4、在栅极绝缘层背离有源层的一侧制作栅极金属层，栅极金属层包括TFT的栅极。栅极金属层还可以包括电容的下电极，在此不做限定。其材料可以采用金属等导电材料，在此不做限定；

5、在栅极金属层背离GI层的一侧制作第一层间绝缘层(Interlayer InsulatingLayer，简称ILD)140，并通过一道掩模版曝光后，对第一层间绝缘层140以及栅极绝缘层进行刻蚀，以制作同时贯穿第一层间绝缘层140以及栅极绝缘层的第一开口，第一开口暴露出有源层的源极区域和漏极区域的。第一层间绝缘层140的材料可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等绝缘材料，在此不做限定；

6、在第一层间绝缘层140背离栅极金属层的一侧制作第一源漏金属层(SD1)。第一源漏金属层包括TFT的源极和漏极，TFT的源极和漏极填充在第一层间绝缘层140的第一开口中，分别与有源层的源极区域和漏极区域电连接。第一源漏金属层还可以包括电容的上电极、用于连接各TFT的线路走线以及具有其他功能的线路走线，在此不做限定。第一源漏金属层的材料可以采用金属等导电材料，在此不做限定；

7、在第一源漏金属层背离第一层间绝缘层140的一侧制作第二层间绝缘层，并对第二层间绝缘层进行刻蚀，以制作用于暴露出部分TFT的源极或者漏极的第二开口(图中未示出)。第二层间绝缘层的材料可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等绝缘材料，在此不做限定；

8、在第二层间绝缘层背离第一源漏金属层的一侧制作第二源漏金属层，第二源漏金属层至少部分填充在第二开口中，与第二开口暴露出的源极或者漏极电连接，以将源极或者漏极引出到第二层间绝缘层的表面，便于后续连接。第二源漏金属层还可以包括具有其他功能的线路走线，在此不做限定；

9、在第二源漏金属层背离第二层间绝缘层的一侧制作第一平坦层(Plane，简称PLN)150。第一平坦层150可以采用树脂等有机材料制作，需要在加热炉中进行老化以对有机材料进行固化。第一平坦层150通过刻蚀工艺形成有暴露第二源漏金属层的第三开口(图中未示出)；

10，在第一平坦层150背离第二源漏金属层的一侧制作第一钝化层(PassivationLayer，简称PVX)160，并通过刻蚀工艺在第一钝化层160上制作贯穿第一钝化层160的第四开口(图中未示出)。第四开口在玻璃基板110上的正投影与第三开口在玻璃基板110上的正投影重合，以使第四开口与第三开口连通，便于后续第一电极与驱动背板100的连接。

上述过程以顶栅型的LTPS TFT驱动背板的制作过程进行举例说明。在一些实施例中，驱动背板100中的TFT也可以是底栅型或者双栅型结构，在此不做限定。在一些实施例中，驱动背板100也可以为氧化物TFT驱动背板或者LTPO驱动背板等，在此不做限定。具体实施时，可以根据驱动背板的具体结构，参考相关技术中的TFT驱动背板的制作方法进行制作，在此不做赘述。在一些实施例中，在制作完驱动背板100后或者在制作完成超声环能器之后，还可以去除玻璃基板110，保留柔性衬底，以实现柔性器件，在此不做限定。

第一导电层210位于驱动背板100之上，具体地第一导电层210位于第一钝化层160背离第一平坦层150的一侧。第一导电层210包括第一电极211，第一电极211通过第四开口和第三开口与驱动背板100电连接。第一导电层210可以采用金属等导电材料，在此不做限定。

第一无机层230位于第一导电层210背离驱动背板100的一侧。第一无机层230与第一导电层210之间具有振腔M。一个振腔M的四周环绕设置有多个微结构231。具体实施时，第一无机层230可以采用低温多晶硅、氮化硅(SiN)或者氧化硅(SiO₂)制作的单层或者多层结构，在此不做限定。

第二导电层240，位于第一无机层230背离驱动背板100的一侧。第二导电层240包括第二电极241。第二导电层240可以采用金属等导电材料，在此不做限定。

其中，一个振腔M与一个第一电极211和一个第二电极241对应，一个振腔M位于对应的第一电极211和对应的第二电极241之间，形成一个换能单元，一个超声换能器可以包括至少一个换能单元，在此不做限定。在发射阶段，驱动背板100向第一电极211和第二电极241同时施加直流信号和交流信号，以使振腔M上方的第一无机层230随着电场的变化而振动发出超声波；在接收阶段，只对第一电极211和第二电极241施加直流信号，以使第一无机层230保持平衡，进行超声波的接收。具体实施时，可以设置第二电极241在驱动背板100上的正投影位于对应的振腔M在驱动背板100上的正投影之内，振腔M在驱动背板100上的正投影位于对应的第一电极211在驱动背板100上的正投影之内，以提高超声换能器单元的灵敏度，在此不做限定。

本发明实施例中，超声换能器单元具体可以为CMUT，在此不做限定。

具体实施时，如图1a～图1d所示，图1a为超声换能器的局部区域的俯视结构示意图，图1b为图1a中沿剖面线A-A的截面结构示意图，图1c和图1d均为图1a沿剖面线B-B的截面结构示意图。第一无机层230与第一导电层210之间还具有刻蚀腔A。第一无机层230具有沿垂直于驱动背板100的方向贯穿第一无机层230的刻蚀过孔H。刻蚀腔A的一端与振腔M连接，另一端与刻蚀过孔H连接以形成刻蚀通道。其中，本发明实施例中，第一无机层230具有沿垂直于驱动背板100的方向贯穿第一无机层230的刻蚀过孔H，具体可以为刻蚀过孔H完全垂直于驱动背板100，或者刻蚀过孔H与垂直于驱动背板100的方向呈一定大小的锐角，在此对锐角的大小不做限定。具体实施时，本发明实施例提供的超声换能器的振腔M在制作时具体可以包括以下步骤：

1、在驱动背板100上形成第一导电层210，然后在第一导电层210背离驱动背板100的一侧形成缓冲层220，用于对第一导电层210进行绝缘保护；

2、在缓冲层220背离第一导电层210的一侧形成牺牲层S。具体实施时，牺牲层S可以采用金属材料沉积在缓冲层220的表面，然后通过刻蚀工艺刻蚀牺牲层S形成振腔图形和刻蚀腔图形；其中刻蚀腔图形与振腔图形连接；

3、在牺牲层S背离缓冲层220的一侧，制作第一无机层230，通过刻蚀工艺形成微结构231，以及沿垂直于驱动背板100的方向贯穿第一无机层230且暴露刻蚀腔图形的刻蚀过孔H；

4、通过湿法刻蚀对牺牲层S进行刻蚀，刻蚀液从刻蚀过孔H中流入，首先与刻蚀腔A的图形接触，并刻蚀刻蚀腔A的图形，刻蚀完刻蚀腔A的图形后，刻蚀液进一步与振腔M的图形接触，并开始刻蚀振腔M的图形，直到将位于第一无机层230与缓冲层220之间的牺牲层S完全刻蚀掉，形成振腔M和刻蚀腔A。

在对牺牲层S进行刻蚀的过程中，由于振腔M的图形逐步缩小直至消失，改变了刻蚀前的第一无机层230、牺牲层S与缓冲层220之间的应力平衡状态，导致刻蚀牺牲层后各膜层之间的应力不匹配，在第一无机层230内部产生较大的内应力。刻蚀过程中第一无机层230内产生的内应力无法有效释放，极大概率导致与振腔M重叠区域的第一无机层230发生扭曲变形，甚至发生塌陷而导致空腔制作失败。并且在对牺牲层S的刻蚀过程中、后续镀膜工艺中以及在超声换能器制作完成之后，超声换能器收到外力挤压也有可能使外力传递到振腔M所在的区域，导致该区域的第一无机层230发生变形或者塌陷，造成产品不良发生。

本发明实施例中，在振腔M的周围通过在第一无机层230上制作微结构231，有利于释放牺牲层S刻蚀过程中产生的内应力，并且在基板受到外力时可以延缓应力传递过程，当外力撤去后微结构231恢复原来的形状，避免与振腔M重叠区域的第一无机层230发生较大程度的变形，有利于提高产品良率。

在一些实施例中，如图1b和图1c所示，多个微结构231包括位于第一无机层230背离驱动背板100一侧的表面的多个凸起结构。具体实施时，凸起结构在驱动背板100上的正投影与刻蚀过孔H在驱动背板100上的正投影不重叠，以降低刻蚀过孔H的开孔难度。

在一些实施例中，如图1d所示，多个微结构231包括沿垂直于驱动背板100的方向贯穿第一无机层230的多个通孔C。具体实施时，可以设置环绕同一个振腔M的多个通孔C中，部分通孔C复用为刻蚀过孔H而与刻蚀腔A连接，可以减少对第一无机层230进行打孔的数量，提高膜层强度，同时至少部分通孔C不与刻蚀腔A连接，不与刻蚀腔A连接的通孔C在驱动背板100上的正投影与刻蚀过孔H在驱动背板100上的正投影不重叠，以便于将多个通孔C均匀的设置在振腔M的四周。在一些实施例中，也可以设置全部通孔C均不与刻蚀腔A连接，在此不做限定

图2a为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构示意图之二；图2b为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之一；图2c为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之二；图2d为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之三；图2e为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之四；图2f为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之五；图2g为本发明实施例提供的超声换能器的俯视结构局部放大示意图之六。

在一些实施例中，如图2a所示，环绕同一个振腔M设置的多个微结构231中，各微结构231围绕该振腔M排列成多圈。具体实施时，可以设置位于同一圈的各微结构231在驱动背板100上的正投影，与被环绕的振腔M在驱动背板100上的正投影的之间的间距相同，并且可以设置位于同一圈的各微结构231在驱动背板100上的正投影之间的间距相同，从而使多个微结构231相对均匀的设置在振腔M的四周，使多个微结构231可以均匀的释放应力，避免造成应力集中而引起第一无机层局部产生较大变形。

在一些实施例中，如图2a所示，环绕同一个振腔M设置的多个微结构中，任意一个微结构在驱动背板100上的正投影与该振腔M在驱动背板100上的正投影之间的最小间距L1为2μm，最大间距L2为10μm，避免微结构231与振腔M之间的距离过小，导致振膜(位于振腔上方，且在驱动背板上的正投影与振腔在驱动背板上的正投影完全重合的膜层结构)大小或者厚度发生变化，具体来说，当微结构为通孔时，微结构231与振腔M之间的距离过小，可能导致制作时通孔开在与振腔M重叠的区域，导致振膜面积变小；当微结构为凸起结构时，微结构231与振腔M之间的距离过小可能导致凸起结构制作在与振腔M重叠的区域，导致振膜厚度变大。同时还可以避免微结构231与振腔M之间的距离过大而无法有效地释放应力。微结构231为通孔时，还可以避免因微结构231与振腔M之间的距离过小，导致振腔四周对振膜的支撑强度降低引起的振膜塌陷。具体实施时，环绕同一个振腔M设置的多个微结构231中，各微结构231在驱动背板100上的正投影的面积之和小于或等于该振腔在驱动背板上的正投影的面积的1/10，避免微结构231的面积过大过多对膜层结构和振动效果产生影响。

在一些实施例中，微结构231在驱动背板100上的正投影的形状与振腔M在驱动背板100上的正投影的形状相似，相较于将微结构231在驱动背板100上正投影的形状设置为与振腔M在驱动背板100上的正投影的形状不相似，可以提高应力释放效果，在此不做限定。本发明实施例中所说的两个图形形状相似，具体指一个图形可以由另一个图形等比例的放大或者缩小而得到。具体实施时，如图2b～图2g所示，振腔M在驱动背板100上的正投影的形状和/或微结构231在驱动背板100上正投影的形状可为平行四边形、菱形、正六边形、圆形、正方向、正三角形等形状，在此不做限定。

在一些实施例中，振腔M在驱动背板100上的正投影为中心对称图形。环绕同一个振腔M设置的多个微结构231关于该振腔M的对称中心对称分布，可以进一步使应力均匀分布，避免造成应力集中而引起第一无机层局部产生较大变形。具体实施时，振腔M在驱动背板100上的正投影的形状与微结构231在驱动背板100上的正投影的形状可以均为圆形，可以最大程度释放应力，降低第一无机层产生较大形变的概率。

图3为本发明实施例提供的超声换能器的截面结构示意图之四。

在本发明实施例中，超声换能器还包括封装结构，封装结构整面覆盖超声换能器，并且填充在刻蚀过孔H之内以堵塞刻蚀过孔H，防止外界的水汽入侵至超声换能器内部，造成侵蚀。具体实施时，如图3所示，超声换能器还包括：

第二无机层250，位于第一无机层230与第二导电层240之间，第二无机层250整面覆盖超声换能器，并且填充在刻蚀腔A和刻蚀过孔H中以堵塞刻蚀过孔H。具体实施时，第二无机层250可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等无机材料，通过薄膜沉积工艺进行制作。通过薄膜沉积工艺制作第二无机层250，无机材料可以沉积在刻蚀腔A和刻蚀过孔H中，并且沉积过程具有较好的方向性，可以避免无机材料在刻蚀腔A中向两侧流动堵塞振腔。在一些实施例中，如图3所示，第二无机层250的厚度不足以完全填满刻蚀过孔H，从而在刻蚀过孔H所在的位置形成凹坑，第二导电层240还包括填充在凹坑中的过孔填充部，以提高对刻蚀过孔H的封装性能。具体实施时，微结构231为通孔，第二无机层250和第二导电层240还填充在通孔中，在此不做赘述。

第二平坦层260，位于第二导电层240背离第二无机层250的一侧。具体制作时，可以在第二无机层250的表面制作第二导电层240后再进行第二平坦层260的制作。第二平坦层260可以采用树脂等有机材料进行制作，可以对超声换能器表面起到平坦化作用，使超声换能器表面更加平整，从而提高发射超声波的方向性和接收超声波的灵敏度，并且有利于后续膜层的制作。第二平坦层260还可以进一步提高对刻蚀过孔的封装性能。在一些实施例中，还可以在第二平坦层260背离第一导电层210的一侧布置信号线路的走线，第二平坦层260还可以增加位于其上的信号线路与第一导电层210之间的间距，降低寄生电容。具体实施时，如图3所示，在第二无机层250在驱动背板100上的正投影与振腔M在驱动背板100上的正投影重叠的区域，第二无机层250的高度大于第二无机层250在其他区域的高度，第二平坦层260的表面与第二无机层250与振腔M重叠区域的表面齐平，从而暴露出第二无机层250在与振腔M的重叠区域的表面，可以避免第二平坦层260增加振腔M上方的膜层(振膜)厚度，进而降低驱动电压。

第二钝化层270，位于第二平坦层260背离驱动背板100的一侧。第二钝化层270整面覆盖超声换能器，以覆盖未被第二平坦层260完全覆盖的第二无机层250和第二导电层240，进一步提高封装性能。具体实施时，第二钝化层270可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等无机材料，在此不做限定。

图3所示的实施例仅用于对超声换能器的封装结构进行示例性说明，并不做为对本发明实施例的限定，具体实施时，封装结构还可以包括更多或者更少的膜层，在此不做限定。

在一些实施例中，如图1a所示，第一电极层210中的多个第一电极211通过第一连接引线212相互连接，从而可以对多个第一电极211同时施加驱动电压，且位于第二电极层240中的多个第二电极241通过第二连接引线242相互连接，从而可以对多个第二电极241同时施加驱动电压，降低走线的设计难度。具体实施时，多个第一电极211沿第一方向x和第二方向y排布成阵列，多个第二电极241沿第一方向x和第二方向y排布成阵列，其中第一连接引线212沿第一方向x延伸，以连接位于同一行的多个第一电极211，第二连接引线242沿第二方向y延伸，以连接位于同一列的多个第二电极241，从而可以减少第一连接引线212与第二连接引线242的重叠区域，减小在第一连接引线212与第二连接引线242之间产生的寄生电容，提高超声换能器的灵敏度。

图4为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种显示面板，包括上述任一实施例提供的超声换能器。具体实施时，显示面板可以为液晶显示(Liquid Crystal Display，简称LCD)面板、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)显示面板、发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)显示面板、微型发光二极管(Micro LightEmitting Diode，简称Micro LED)显示面板等，在此不做限定。超声换能器可以用于实现显示面板的指纹识别、手势识别、触控操作等功能，在此不做限定。

举例来说，本公开提供的显示面板可以为OLED显示面板，如图5所示，OLED显示面板可以包括依次层叠设置的超声换能器1、匹配层2、OLED显示基板3和保护盖板4。其中匹配层2用于超声换能器1与OLED显示基板3之间的阻抗匹配，提高超声波传输效率，并进行超声换能器1与OLED显示基板3之间的贴合。具体实施时，匹配层2可以采用光学胶(OpticallyClear Adhesive，简称OCA)，在此不做限定。OLED显示面板也可以为其他结构，在此不做限定。本公开提供的显示面板为其他类型的显示面板时，结构与OLED显示面板相似，在此不做赘述。

本发明实施例提供的显示面板具有与上述任一实施例提供的超声换能器相同或相似的技术效果，在此不做赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述任一实施例提供的显示面板。显示装置可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等，在此不做限定。本发明实施例提供的显示装置具有与上述任一实施例提供的显示面板具有相同或相似的技术效果，在此不做赘述。

图5为本发明实施例提供的超声换能器的制作方法流程图。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种超声换能器的制作方法，如图5所示，该方法包括以下步骤：

S410：在驱动背板的一侧形成第一导电层；第一导电层包括第一电极，第一电极与驱动背板电连接；

S420：在第一导电层背离驱动背板的一侧制作牺牲层，刻蚀牺牲层形成振腔图形和刻蚀腔图形；刻蚀腔图形与振腔图形相连接；

S430：在牺牲层背离第一导电层的一侧制作第一无机层，对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构和沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的刻蚀过孔；刻蚀过孔暴露出刻蚀腔图形；

S440：采用湿法刻蚀牺牲层，使刻蚀液通过刻蚀过孔依次刻蚀刻蚀腔图形和振腔图形，形成振腔和刻蚀腔；

S450：在第一无机层背离驱动背板的一侧形成第二导电层；第二导电层包括第二电极。

本发明实施例提供的超声换能器的制作方法，通过对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构，在对牺牲层进行刻蚀时可以通过微结构释放刻蚀过程中产生的内应力，并且在基板受到外力时可以延缓应力传递过程，当外力撤去后微结构恢复原来的形状，避免与振腔重叠区域的第一无机层发生较大程度的变形，有利于提高产品良率。

在一些实施例中，微结构可以为通孔。在对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构时，具体可以刻蚀第一无机层以形成多个沿垂直于驱动背板的方向贯穿第一无机层的通孔。

在一些实施例中，微结构可以为凸起结构。在对第一无机层进行刻蚀形成环绕振腔图形的微结构时，具体可以刻蚀第一无机层以在第一无机层背离驱动背板一侧的表面形成多个凸起结构。

本发明实施例已对超声换能器的具体结构进行详尽描述，具体实施时，本发明实施例提供的超声换能器的具体制作方法，可以参照前述超声换能器的具体结构，在此不做赘述。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种超声换能器，其特征在于，包括：

驱动背板；

第一导电层，位于所述驱动背板之上；所述第一导电层包括第一电极，所述第一电极与所述驱动背板电连接；

第一无机层，位于所述第一导电层背离所述驱动背板的一侧；所述第一无机层与所述第一导电层之间具有振腔；一个所述振腔的四周环绕设置有多个微结构；

第二导电层，位于所述第一无机层背离所述驱动背板的一侧；所述第二导电层包括第二电极。

2.如权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述多个微结构包括沿垂直于所述驱动背板的方向贯穿所述第一无机层的多个通孔。

3.如权利要求2所述的超声换能器，其特征在于，所述第一无机层与所述第一导电层之间还具有刻蚀腔；所述第一无机层具有沿垂直于所述驱动背板的方向贯穿所述第一无机层的刻蚀过孔；所述刻蚀腔分别与所述刻蚀过孔和所述振腔连接以形成刻蚀通道；

其中，环绕同一个所述振腔设置的多个所述通孔中，部分所述通孔复用为所述刻蚀过孔而与所述刻蚀腔连接，且至少部分所述通孔不与所述刻蚀腔连接。

4.如权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述多个微结构包括位于所述第一无机层背离所述驱动背板一侧的表面的多个凸起结构。

5.如权利要求4所述的超声换能器，其特征在于，所述第一无机层与所述第一导电层之间还具有刻蚀腔；所述第一无机层具有沿垂直于所述驱动背板的方向贯穿所述第一无机层的刻蚀过孔；所述刻蚀腔分别与所述刻蚀过孔和所述振腔连接以形成刻蚀通道；

其中，所述凸起结构在所述驱动背板上的正投影与所述刻蚀过孔在所述驱动背板上的正投影不重叠。

6.如权利要求1～5任一项所述的超声换能器，其特征在于，所述微结构在所述驱动背板上正投影的形状与所述振腔在所述驱动背板上的正投影的形状相似。

7.如权利要求6所述的超声换能器，其特征在于，所述振腔在所述驱动背板上的正投影为中心对称图形；环绕同一个所述振腔设置的多个所述微结构关于该振腔的对称中心对称分布。

8.如权利要求7所述的超声换能器，其特征在于，所述振腔在所述驱动背板上的正投影的形状为圆形；所述微结构在所述驱动背板上的正投影为圆形。

9.如权利要求1～5任一项所述的超声换能器，其特征在于，环绕同一个所述振腔设置的多个所述微结构中，任意一个所述微结构在所述驱动背板上的正投影与该振腔在所述驱动背板上的正投影之间的间距大小为2μm-10μm。

10.如权利要求9所述的超声换能器，其特征在于，环绕同一个所述振腔设置的多个所述微结构中，各所述微结构在所述驱动背板上的正投影的面积之和小于或等于该振腔在所述驱动背板上的正投影的面积的1/10。

11.如权利要求1～5任一项所述的超声换能器，其特征在于，环绕同一个所述振腔设置的多个所述微结构中，各所述微结构围绕该振腔排列成多圈；位于同一圈的各所述微结构在所述驱动背板上的正投影，与被环绕的所述振腔在所述驱动背板上的正投影之间的间距相同；位于同一圈的各所述微结构在所述驱动背板上的正投影之间的间距相同。

12.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1～11任一项所述的超声换能器。

13.一种超声换能器的制作方法，其特征在于，包括：

在驱动背板的一侧形成第一导电层；所述第一导电层包括第一电极，所述第一电极与所述驱动背板电连接；

在所述第一导电层背离所述驱动背板的一侧制作牺牲层，刻蚀所述牺牲层形成振腔图形和刻蚀腔图形；所述刻蚀腔图形与所述振腔图形相连接；

在所述牺牲层背离所述第一导电层的一侧制作第一无机层，对所述第一无机层进行刻蚀形成环绕所述振腔图形的微结构和沿垂直于所述驱动背板的方向贯穿所述第一无机层的刻蚀过孔；所述刻蚀过孔暴露出所述刻蚀腔图形；

采用湿法刻蚀所述牺牲层，使刻蚀液通过所述刻蚀过孔依次刻蚀所述刻蚀腔图形和所述振腔图形，形成振腔和刻蚀腔；

在所述第一无机层背离所述驱动背板的一侧形成第二导电层；所述第二导电层包括第二电极。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述对所述第一无机层进行刻蚀形成环绕所述振腔图形的微结构，具体包括：

刻蚀所述第一无机层以形成多个沿垂直于所述驱动背板的方向贯穿所述第一无机层的通孔。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述对所述第一无机层进行刻蚀形成环绕所述振腔图形的微结构，具体包括：

刻蚀所述第一无机层以在所述第一无机层背离所述驱动背板一侧的表面形成多个凸起结构。