本申请提供一种超声换能器件及电子装置，该超声换能器件包括：感测介质层、可接收超声波的超声波接收层和可发射超声波的超声波发射层，其中，超声波发射层和所述超声波接收层层叠设置于所述感测介质层之下，本申请提供的超声换能器件，实现了超声换能器件具有较强的超声波发射能力以及较好的接收效果的目的，解决了现有超声换能器超声波发生能力较差而对超声换能器性能造成影响的问题。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声换能器件及电子装置
本申请涉及超声成像
，尤其涉及一种超声换能器件及电子装置。
技术介绍
随着生物识别技术的发展，越来越多的终端上配备了生物识别芯片。而微机械超声换能器件(capacitivemicromachinedurtrosonictransducer，CMUT)是较为常见的生物识别传感器，其通过主动发射高频声波穿过屏幕到达生物体的表面，然后收集超声波在按压区域的回波形成到皮肤特征图像，最后将皮肤特征图像和存储的图像进行对比，完成指纹识别、活体检测等功能。目前，CMUT通常包括依次设置的基底、下电极、刻蚀牺牲层、支撑层、振膜层以及上电极，然后通过对下电极的阵列化控制来实现对超声换能器件阵元的独立控制，具体的，当在上电极和下电极之间施加直流电压时，强静电场将振膜层拉向衬底，然后再在上电极和下电极之间施加交流电压，此时振膜层就会发生振动而产生超声波并向外发射；相反，振膜层在超声波作用下发生振动，两电极板之间的电容发生变化，通过检测这种变化实现超声波的接收，即超声波的发射以及接收均由下电极、振膜层和上电极配合完成。然而，上述超声换能器件中，超声波的发射是通过振膜层振动产生超声波向外发射，但是振膜层振动发射超声波时，发射能力往往较差，这样大大降低了超声换能器件的性能。
技术实现思路
本申请提供一种超声换能器件及电子装置，实现了超声换能器件具有较强的超声波发射能力的目的，解决了现有CMUT的超声波发射能力较差而造成超声换能器件的性能降低的问题第一方面，本申请提供一种超声换能器件，包括：感测介质层、可接收超声波的超声波接收层和可发射超声波的超声波发射层，其中，所述超声波发射层和所述超声波接收层层叠设置于所述感测介质层之下。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述超声波发射层包括第一电极层、压电层和第二电极层，其中，所述第一电极层和所述第二电极层分别覆盖所述压电层的上下两个面，所述压电层用于在所述第一电极层和所述第二电极层之间施加交流电压时整个面发射超声波。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述压电层为采用下述任一材料制成的膜层：压电陶瓷、压电单晶或者压电聚合物材料；所述第一电极层和所述第二电极层为采用铝、铜、银、镍中的任一种材料制成的膜层。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述第一电极层和所述第二电极层在所述压电层上的投影区域分别与所述压电层的正反两面完全重叠。在本申请的具体实施方式中，具体的，还包括：背衬，且所述超声波发射层和所述超声波接收层层叠设置于所述背衬和所述感测介质层之间。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述超声波发射层位于所述超声波接收层和所述背衬之间，或者，所述超声波发射层位于所述感测介质层和所述超声波接收层之间。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述超声波接收层由具有至少一个振元的换能器组成，且所述换能器为下述任意一种换能器：电容式微机械超声换能器(CMUT)、压电微机械超声换能器(PMUT)或压电聚合物超声换能器。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述振元包括设在衬底上且相互隔离的多个第三电极层、振膜层以及设置在所述振膜层上的第四电极层，其中，每个所述第三电极与所述振膜层之间形成空腔，且相邻所述空腔之间相互隔离。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述超声波接收层还包括：衬底，其中，所述衬底上设有多个用于安装所述第三电极层的凹槽；所述衬底上设置多个隔块，且所述隔块将所述衬底与所述振膜层之间的间隙分隔成多个与所述第三电极层一一对应的所述空腔。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述隔块与所述衬底一体成型，或者所述隔块通过键合方式设置在所述衬底上。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述衬底上还设有控制电路，其中，所述控制电路与所述第三电极层电性相连。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述第四电极层在所述振膜层上的投影区域完全覆盖所述振膜层，或者所述第四电极层为多个相互分离且与所述第三电极层对应的电极层。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述振膜层的材料为多晶硅或者氮化硅；所述第三电极层和所述第四电极层为采用铝、铜、银、镍中的任一种材料制成膜层。在本申请的具体实施方式中，具体的，还包括：过渡层，其中所述过渡层位于所述感测介质层和所述超声波接收层之间，或者位于所述感测介质层和所述超声波发射层之间。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述感测介质层为屏幕、玻璃或者金属层。在本申请的具体实施方式中，具体的，还包括：胶层，所述胶层覆盖在所述超声换能器件外表面上各个膜层的连接处。第二方面，本申请提供一种电子装置，包括：上述任一所述的超声换能器件，且所述电子装置上具有与所述超声换能器件对应的超声扫描区域。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述超声扫描区域位于所述电子装置的显示屏幕的的显示区域或者位于所述电子装置的非显示区域。在本申请的具体实施方式中，具体的，所述超声扫描区域的形状为圆形、方形、椭圆形或者不规则图形。本申请提供的超声换能器件及电子装置，通过分离的超声波发射层和超声波接收层，这样超声波发射层和超声波接收层选用材料时可以不用同时兼顾发射和接收双重目的，选用发射能力较强的压电材料以及接收效果较好的材料，即超声波发射层可以选用在电压作用下振幅较大的压电材料，这样超声波发射层的超声波发射能力较强，作用距离较大，使得超声换能器件的性能更优，与现有技术相比，避免了选用振幅较小的材料而导致超声波发射能力较差的问题，相应的，由于现有的超声换能器中接收效果较好，所以本实施例中，超声波接收层可以选用与现有技术中振膜层相同的材料，所以，本实施例提供的超声换能器件，实现了超声换能器件具有较强的超声波发射能力以及较好的接收效果的目的，使得超声换能器件的工作性能更好，从而解决了现有超声换能器超声波发射能力较差而对超声换能器性能造成影响的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一提供的超声换能器件的剖面结构示意图；图2为本申请实施例一提供的超声换能器件中各层的剖面结构示意图；图3为本申请实施例一提供的超声换能器件中超声波接收层中振元的排列示意图；图4为本申请实施例二提供的超声换能器件中各个层的剖面结构的结构示意图；图5为本申请实施例三提供的电子装置的结构示意图。通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。附图标记说明：10-超声波发射层；11-第一电极层；12-第二电极层；13-压电层；101-脉冲声波；102-聚焦波束；103-反射波束；104-生物体结构；105-谷；106-脊；20-超声波接收层；21-振元；22-隔离件；23-衬底；211-振膜层；212-隔块；213-第三电极层；214-第四电极层；215-空腔；30-过渡层；40-感测介质层；50-背衬；100-电子装置；110-显示屏幕；120-超声扫描区域。具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声换能器件，其特征在于，包括：感测介质层(40)、可接收超声波的超声波接收层(20)和可发射超声波的超声波发射层(10)，其中，所述超声波发射层(10)和所述超声波接收层(20)层叠设置于所述感测介质层(40)之下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声换能器件，其特征在于，包括：感测介质层(40)、可接收超声波的超声波接收层(20)和可发射超声波的超声波发射层(10)，其中，所述超声波发射层(10)和所述超声波接收层(20)层叠设置于所述感测介质层(40)之下。2.根据权利要求1所述的超声换能器件，其特征在于，所述超声波发射层(10)包括第一电极层(11)、压电层(13)和第二电极层(12)，其中，所述第一电极层(11)和所述第二电极层(12)分别覆盖所述压电层(13)的上下两个面，所述压电层(13)用于在所述第一电极层(11)和所述第二电极层(12)之间施加交流电压时整个面发射超声波。3.根据权利要求2所述的超声换能器件，其特征在于，所述压电层(13)为采用下述任一材料制成的膜层：压电陶瓷、压电单晶或者压电聚合物材料；所述第一电极层(11)和所述第二电极层(12)为采用铝、铜、银、镍中的任一种材料制成的膜层。4.根据权利要求2所述的超声换能器件，其特征在于，所述第一电极层(11)和所述第二电极层(12)在所述压电层(13)上的投影区域分别与所述压电层(13)的正反两面完全重叠。5.根据权利要求2所述的超声换能器件，其特征在于，还包括：背衬(50)，且所述超声波发射层(10)和所述超声波接收层(20)层叠设置于所述背衬(50)和所述感测介质层(40)之间。6.根据权利要求5所述的超声换能器件，其特征在于，所述超声波发射层(10)位于所述超声波接收层(20)和所述背衬(50)之间，或者，所述超声波发射层(10)位于所述感测介质层(40)和所述超声波接收层(20)之间。7.根据权利要求1-6任一所述的超声换能器件，其特征在于，所述超声波接收层(20)由具有至少一个振元(21)的换能器组成，且所述换能器为下述任意一种换能器：电容式微机械超声换能器CMUT、压电微机械超声换能器PMUT或压电聚合物超声换能器。8.根据权利要求7所述的超声换能器件，其特征在于，所述振元(21)包括设在衬底上且相互隔离的多个第三电极层(213)、振膜层(211)以及设置在所述振膜层(211)上的第四电极层(214)，其中，每个所述第三电极与所述振膜层(211)之间形成空腔(215)，且相邻所述空腔(215)之间相互隔离。9.根据权利要求8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王红超，沈健，李运宁，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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