一种超声波传感器及其制备方法、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超声波传感器及其制备方法、显示装置，涉及传感器技术领域，能够提高指纹识别的准确率。其中的超声波传感器包括：依次层叠设置的压电功能层、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层；第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极；压电功能层至少包括第一压电层和第二电极层，第一压电层设置于第二电极层与第一绝缘层之间，第一压电层的材料为压电材料；超声波传感器还包括设置于第二绝缘层上的多个检测电路，检测电路与第一电极一一对应；检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的第一电极电连接；薄膜晶体管还包括有源层、源极和漏极，有源层设置于源极和漏极与第二绝缘层之间。

An ultrasonic sensor and its preparation method and display device

The invention provides an ultrasonic sensor, a preparation method and a display device thereof, which relate to the technical field of the sensor and can improve the accuracy of fingerprint identification. The ultrasonic sensor comprises a piezoelectric functional layer, a first insulating layer, a first electrode layer and a second insulating layer arranged in turn; the first electrode layer comprises a plurality of first electrodes which are mutually insulated; the piezoelectric functional layer at least comprises a first piezoelectric layer and a second electrode layer, the first piezoelectric layer is arranged between the second electrode layer and the first insulating layer, and the material of the first piezoelectric layer is piezoelectric Material: the ultrasonic sensor also includes a plurality of detection circuits arranged on the second insulating layer, and the detection circuit corresponds to the first electrode one by one; the detection circuit includes at least two thin film transistors, and the gate of one thin film transistor is electrically connected with the first electrode corresponding to the detection circuit; the thin film transistor also includes an active layer, a source and a drain, and the active layer is arranged on the source and a drain Between the drain and the second insulating layer.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波传感器及其制备方法、显示装置
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种超声波传感器及其制备方法、显示装置。
技术介绍
超声波是一种具有频率高、波长短、方向性好、定向传播、穿透率高等优点的机械波。超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号，通常是电信号的传感器。超声波传感器主要材料有压电晶体及镍铁铝合金两类。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时当它接收到超声波时，也能转变成电能，所以超声波传感器可以包括发送型和接收型两类，但也存在既能发送，同时也能接收的超声波传感器。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种超声波传感器及其制备方法、显示装置，能够提高指纹识别的准确率。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一方面，提供一种超声波传感器，包括：依次层叠设置的压电功能层、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层；所述第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极。所述压电功能层至少包括第一压电层和第二电极层，所述第一压电层设置于所述第二电极层与所述第一绝缘层之间，所述第一压电层的材料为压电材料。所述超声波传感器还包括设置于所述第二绝缘层上的多个检测电路，所述检测电路与所述第一电极一一对应；所述检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的所述第一电极电连接。所述薄膜晶体管还包括有源层、源极和漏极，所述有源层设置于所述源极和漏极与所述第二绝缘层之间。可选的，所述压电功能层还包括设置于第二电极层远离第一压电层一侧的第二压电层，所述第二压电层的材料为压电材料。可选的，超声波传感器还包括第一衬底，所述第二电极层、所述第一压电层、所述第一绝缘层、所述第一电极层、所述第二绝缘层和所述检测电路均设置在所述第一衬底的同一侧。相对所述检测电路，所述压电功能层更靠近所述第一衬底。其中，所述第一压电层的材料为氮化铝。在此基础上，可选的，超声波传感器还包括依次设置于检测电路远离所述第二绝缘层一侧的第三绝缘层、第一辅助层和第二衬底；所述第一辅助层包括多个第一镂空区，所述第一镂空区沿所述第一辅助层的厚度方向贯穿所述第一辅助层。每个所述第一镂空区与正对的所述第三绝缘层和第二衬底构成一个封闭的空腔。可选的，超声波传感器还包括设置于检测电路远离所述第二绝缘层一侧的第三绝缘层、以及设置于所述第三绝缘层远离所述第二绝缘层一侧的第二衬底。可选的，超声波传感器还包括依次设置于所述压电功能层远离所述第一绝缘层一侧的第二辅助层和第三衬底；所述第二辅助层包括多个第二镂空区，所述第二镂空区沿所述第二辅助层的厚度方向贯穿所述第二辅助层。每个所述第二镂空区与正对的所述压电功能层和所述第三衬底构成一个封闭的空腔。另一方面，提供一种显示装置，包括上述的超声波传感器。又一方面，提供一种超声波传感器的制备方法，在第一衬底的一侧依次形成压电功能层、第一绝缘层、第一电极层和第二绝缘层；所述第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极；所述压电功能层包括：依次形成在所述第一衬底上的第二电极层和第一压电层；所述第一压电层的材料为氮化铝。在所述第二绝缘层远离所述第一衬底的一侧形成多个检测电路；所述检测电路与所述第一电极一一对应。每个所述检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的所述第一电极电连接。在此基础上，可选的，上述制备方法还包括：在所述检测电路远离所述第一衬底的一侧，依次形成第三绝缘层、第一辅助层；所述第一辅助层包括多个第一镂空区，所述第一镂空区沿所述第一辅助层的厚度方向贯穿所述第一辅助层。将第二衬底与所述第一辅助层贴合，使每个所述第一镂空区与正对的所述第三绝缘层和第二衬底构成一个封闭的空腔。可选的，在形成所述压电功能层之前，所述超声波传感器的制备方法还包括：在所述第一衬底上形成牺牲层，其中，所述压电功能层形成在所述牺牲层上。在贴合第二衬底之后，所述超声波传感器的制备方法还包括：去除所述牺牲层，分离所述第一衬底。又一方面，提供另一种超声波传感器的制备方法，在第一衬底的一侧依次形成牺牲层、第一绝缘层、第一电极层和第二绝缘层；所述第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极。在所述第二绝缘层远离所述第一衬底的一侧形成多个检测电路；所述检测电路与所述第一电极一一对应；每个所述检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的所述第一电极电连接；在所述检测电路远离所述第一衬底的一侧形成第三绝缘层。在第三绝缘层远离所述第一衬底的一侧贴合第二衬底。去除所述牺牲层，分离所述第一衬底。在所述第一绝缘层远离所述第一电极层的一侧形成压电功能层；所述压电功能层包括：依次形成在所述第一绝缘层上的第一压电层和第二电极层；所述第一压电层的材料为压电材料。可选的，在形成所述第三绝缘层之后，贴合所述第二衬底之前，所述超声波传感器的制备方法还包括：在所述第三绝缘层远离所述第一衬底的一侧形成第一辅助层；所述第一辅助层包括多个第一镂空区，所述第一镂空区沿所述第一辅助层的厚度方向贯穿所述第一辅助层。在所述第三绝缘层远离所述第一衬底的一侧贴合第二衬底，包括：将所述第二衬底与所述第一辅助层贴合，使每个所述第一镂空区与正对的所述第三绝缘层和第二衬底构成一个封闭的空腔。可选的，在所述第三绝缘层远离所述第一衬底的一侧贴合第二衬底，包括：将所述第二衬底与所述第三绝缘层贴合。在形成所述压电功能层之后，所述超声波传感器的制备方法还包括：在所述压电功能层远离所述第一绝缘层一侧形成第二辅助层；所述第二辅助层包括多个第二镂空区，所述第二镂空区沿所述第二辅助层的厚度方向贯穿所述第二辅助层。将第三衬底与所述第二辅助层贴合，使每个所述第二镂空区与正对的所述压电功能层和所述第三衬底构成一个封闭的空腔。可选的，所述压电功能层还包括形成在所述第二电极层远离所述第一压电层的一侧形成第二压电层。本专利技术的实施例提供了一种超声波传感器及其制备方法、显示装置。其中的超声波传感器，包括压电功能层、第一电极层和以及位于第一电极层远离压电功能层一侧的检测电路，检测电路包括薄膜晶体管。一方面，第一电极层与压电功能层之间的距离较小，使得第一电极层与压电功能层之间耦合作用更强，产生的电压更大，对于指纹的识别更为准确。另一方面，第一电极层与薄膜晶体管的栅极之间的距离也更小，使得栅极上根据第一电极层上的电压所产生的电压二者之间的大小更接近，进一步保证对指纹的识别更为准确。再一方面，本专利技术中的超声波传感器应用在显示装置中时，有利于实现显示装置的轻薄化。因此，本专利技术的中超声波传感器的厚度更小、工作性能更好，对于指纹识别的准确率更高。附图说明为了更清楚地说明本专利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，显而易见地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波传感器，其特征在于，包括：依次层叠设置的压电功能层、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层；所述第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极；/n所述压电功能层至少包括第一压电层和第二电极层，所述第一压电层设置于所述第二电极层与所述第一绝缘层之间，所述第一压电层的材料为压电材料；/n所述超声波传感器还包括设置于所述第二绝缘层上的多个检测电路，所述检测电路与所述第一电极一一对应；所述检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的所述第一电极电连接；/n所述薄膜晶体管还包括有源层、源极和漏极，所述有源层设置于所述源极和漏极与所述第二绝缘层之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波传感器，其特征在于，包括：依次层叠设置的压电功能层、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层；所述第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极；
所述压电功能层至少包括第一压电层和第二电极层，所述第一压电层设置于所述第二电极层与所述第一绝缘层之间，所述第一压电层的材料为压电材料；
所述超声波传感器还包括设置于所述第二绝缘层上的多个检测电路，所述检测电路与所述第一电极一一对应；所述检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的所述第一电极电连接；
所述薄膜晶体管还包括有源层、源极和漏极，所述有源层设置于所述源极和漏极与所述第二绝缘层之间。


2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述压电功能层还包括设置于第二电极层远离第一压电层一侧的第二压电层，所述第二压电层的材料为压电材料。


3.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，还包括第一衬底，所述第二电极层、所述第一压电层、所述第一绝缘层、所述第一电极层、所述第二绝缘层和所述检测电路均设置在所述第一衬底的同一侧；
相对所述检测电路，所述压电功能层更靠近所述第一衬底；
其中，所述第一压电层的材料为氮化铝。


4.根据权利要求1-3任一项所述的超声波传感器，其特征在于，还包括依次设置于检测电路远离所述第二绝缘层一侧的第三绝缘层、第一辅助层和第二衬底；所述第一辅助层包括多个第一镂空区，所述第一镂空区沿所述第一辅助层的厚度方向贯穿所述第一辅助层；
每个所述第一镂空区与正对的所述第三绝缘层和第二衬底构成一个封闭的空腔。


5.根据权利要求1或2所述的超声波传感器，其特征在于，还包括设置于检测电路远离所述第二绝缘层一侧的第三绝缘层、以及设置于所述第三绝缘层远离所述第二绝缘层一侧的第二衬底。


6.根据权利要求5所述的超声波传感器，其特征在于，还包括依次设置于所述压电功能层远离所述第一绝缘层一侧的第二辅助层和第三衬底；所述第二辅助层包括多个第二镂空区，所述第二镂空区沿所述第二辅助层的厚度方向贯穿所述第二辅助层；
每个所述第二镂空区与正对的所述压电功能层和所述第三衬底构成一个封闭的空腔。


7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的超声波传感器。


8.一种超声波传感器的制备方法，其特征在于：
在第一衬底的一侧依次形成压电功能层、第一绝缘层、第一电极层和第二绝缘层；所述第一电极层包括多个相互绝缘的第一电极；所述压电功能层包括：依次形成在所述第一衬底上的第二电极层和第一压电层；所述第一压电层的材料为氮化铝；
在所述第二绝缘层远离所述第一衬底的一侧形成多个检测电路；所述检测电路与所述第一电极一一对应；
每个所述检测电路包括至少两个薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极与该检测电路对应的所述第一电极电连接。


9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，邸云萍，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11