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CN112633036B - 一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置 - Google Patents

一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置 Download PDF

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CN112633036B CN201910903503.2A CN201910903503A CN112633036B CN 112633036 B CN112633036 B CN 112633036B CN 201910903503 A CN201910903503 A CN 201910903503A CN 112633036 B CN112633036 B CN 112633036B
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Abstract

本发明实施例提供了一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置。其中，指纹识别模组的制作方法包括：提供一背板；在背板的绑定区域形成绑定端子；在背板的指纹识别区域形成感应电极；在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，且在指纹识别区域形成压电材料层，压电材料层在背板上的正投影与感应电极在背板上的正投影相互重合；对压电材料层进行极化处理；剥离绝缘层。通过在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，使得后续在对压电材料层进行极化处理的过程中，可通过绝缘层来隔离极化电场与绑定端子，避免了采用相关技术中的掩膜板来隔离极化电场与绑定端子，从而可实现极化过程中的精确对位和大尺寸极化。

Description

一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置。
背景技术
随着科学技术的不断发展，指纹识别技术已经逐渐应用到人们的日常生活中。指纹识别技术可通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别，从而达到身份识别的功能。通常，指纹识别技术可分为光学式指纹识别技术、硅芯片式指纹识别技术和超声波式指纹识别技术。
目前，超声波式指纹识别技术是各大厂商热门的研究方向。超声波指纹识别模组主要为三叠层结构，包括驱动电极、感应电极以及位于两者之间的压电材料层。对驱动电极输入交流(AC)电压，压电材料层会在逆向压电效应情况下产生形变，发射第一超声波；该第一超声波传递到手指后，被手指反射回第二超声波；由于指纹包括谷和脊，所以被指纹反射回到压电材料层的第二超声波震动强度有差异，压电材料层会在正向压电效应情况下将具有差异的第二超声波转换成不同电信号，从而辨识谷脊位置。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置，用以实现极化过程中的精确对位及大尺寸极化。
因此，本发明实施例提供的一种指纹识别模组的制作方法，包括：
提供一背板；
在所述背板的绑定区域形成绑定端子；
在所述背板的指纹识别区域形成感应电极；
在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层，且在所述指纹识别区域形成压电材料层，所述压电材料层在所述背板上的正投影与所述感应电极在所述背板上的正投影相互重合；
对所述压电材料层进行极化处理；
剥离所述绝缘层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层，具体包括：
采用涂覆的方式，形成包覆所述绑定端子的有机绝缘层，所述有机绝缘层与所述感应电极之间具有间隙。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述有机绝缘层的材质为聚酰亚胺。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述剥离所述绝缘层，具体包括：
采用激光切割的方式，对所述聚酰亚胺进行剥离。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层，具体包括：
采用涂覆的方式，形成包覆所述绑定端子的有机绝缘层，所述有机绝缘层与所述感应电极之间相互接触。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述有机绝缘层的材质为光刻胶。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述剥离所述绝缘层，具体包括：
采用剥离液对所述光刻胶进行剥离。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层之前，在所述指纹识别区域形成压电材料层；或者，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层之后，在所述指纹识别区域形成压电材料层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，位于所述绑定端子之上的所述绝缘层的厚度大于4μm。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述背板还形成有位于极化区域的极化端子，在对所述压电材料层进行极化处理的同时，还包括：将所述极化端子接地。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在剥离所述绝缘层之后，还包括：
在所述压电材料层上形成驱动电极。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种指纹识别模组，所述指纹识别模组采用上述制作方法制备。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述指纹识别模组。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供了一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置。其中，指纹识别模组的制作方法包括：提供一背板；在背板的绑定区域形成绑定端子；在背板的指纹识别区域形成感应电极；在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，且在指纹识别区域形成压电材料层，压电材料层在背板上的正投影与感应电极在背板上的正投影相互重合；对压电材料层进行极化处理；剥离绝缘层。通过在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，使得后续在对压电材料层进行极化处理的过程中，可通过绝缘层来隔离极化电场与绑定端子，避免了采用相关技术中的掩膜板来隔离极化电场与绑定端子，从而可实现极化过程中的精确对位和大尺寸极化。
附图说明
图1为相关技术中对压电材料层进行极化的示意图；
图2为本发明实施例提供的指纹识别模组的制作方法的流程图；
图3和图4分别为本发明实施例提供的制作方法各步骤对应指纹识别模组的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
相关技术中，压电材料层必须经过电极化处理才能获得良好的压电效应，极化目的是让压电材料层中杂乱取向的分子偶极电矩沿着特定方向(即极化电场方向)一致取向，从而改善和提高压电材料层的压电性。电极化是利用一个非均匀电场引起空气局部击穿的电晕放电产生离子束轰击电介质，并使离子电荷沉积于电介质内，从而达到较好的极化效果。
如图1所示，相关技术中超声波指纹识别模组的背板101包括指纹识别(AA)区域和绑定(Bonding)区域；其中绑定区域的金属材质的绑定端子102(Bonding PAD)裸露，以便与芯片(IC)、柔性电路板(FPC)结合；指纹识别区域设置有感应电极103，以及位于感应电极103之上的压电材料层104。如果在对压电材料层104进行极化时，极化电场与绑定端子102直接接触，电子云(Plasma)将会沿着绑定端子102流走，甚至击穿背板101。为实现较好的极化效果，相关技术中采用掩膜板100(Shadow Mask)遮挡的方式进行极化。如图1所示，掩膜板100的镂空区与压电材料层104对应，遮挡区与绑定端子102对应，从而使得在极化过程中通过掩膜板100有效隔离极化电场和绑定端子102，同时遮挡区还与极化端子102’对应，极化端子102’在极化过程中接地，以保证压电材料层104下方与极化端子102’电连接的感应电极103处于0电位，从而使得压电材料层104接触感应电极103的表面与压电材料层104接触极化电场的表面之间形成电势差，实现对压电材料层104的极化。
然而，掩膜板100必须是非金属材料，致使无法实现大尺寸化，且加工难度大；此外，掩膜板100的镂空区域采用机械加工方式制作，无法实现其与指纹识别区域的精确对位。
为解决相关技术中的上述技术问题，本发明实施例提供了一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置。
可选地，本发明实施例提供的一种指纹识别模组的制作方法，如图2所示，具体可以包括以下步骤：
S201、提供一背板；
S202、在背板的绑定区域形成绑定端子；
S203、在背板的指纹识别区域形成感应电极；
S204、在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，且在指纹识别区域形成压电材料层，压电材料层在背板上的正投影与感应电极在背板上的正投影相互重合；
S205、对压电材料层进行极化处理；压电材料层可以为聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜等；
S206、剥离绝缘层。
在本发明实施例提供的上述指纹识别模组的制作方法中，通过在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，使得后续在对压电材料层进行极化处理的过程中，可通过绝缘层来隔离极化电场与绑定端子，避免了采用相关技术中的掩膜板来隔离极化电场与绑定端子，从而可实现极化过程中的精确对位和大尺寸极化。
可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S204在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，具体可以通过以下两种可能的方式进行实现：
其中第一种可能的实现方式为：采用涂覆的方式，形成包覆绑定端子的有机绝缘层，有机绝缘层与感应电极之间具有间隙。
可选地，有机绝缘层的材质为聚酰亚胺。相应地，为避免剥离绝缘层的过程中对压电材料层造成损伤，步骤S206剥离绝缘层，具体可以包括：
采用激光切割的方式，对聚酰亚胺进行剥离。
第二种可能的实现方式为：采用涂覆的方式，形成包覆绑定端子的有机绝缘层，有机绝缘层与感应电极之间相互接触。
可选地，有机绝缘层的材质为光刻胶。相应地，步骤S206剥离绝缘层，具体可以包括：
采用剥离液对光刻胶进行剥离。
可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S204中既可以在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层之前，在指纹识别区域形成压电材料层；也可以在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层之后，在指纹识别区域形成压电材料层，在此不做限定。
可选地，为了有效隔离极化电场，在本发明实施例提供的上述制作方法中，位于绑定端子之上的绝缘层的厚度大于4μm。受限于绝缘层的厚度因素，上述制作方法中涉及到的绝缘层均为有机绝缘层。
可选地，背板还形成有位于极化区域的极化端子，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在执行步骤S205对压电材料层进行极化处理的同时，还需要执行以下步骤：将极化端子接地，以保证压电材料层下方与极化端子电连接的感应电极处于0电位，从而使得压电材料层接触感应电极的表面与压电材料层接触极化电场的表面之间形成电势差，实现对压电材料层的极化。
可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在执行步骤S206剥离绝缘层之后，还可以执行步骤S207、在压电材料层上形成驱动电极。
可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在执行步骤S207、在压电材料层上形成驱动电极之后，还可以执行步骤S208、在驱动电极上形成平坦层。
为更好地理解本发明实施例提供的上述制作方法的技术方案，以下将通过两个可能的实施例进行说明。
实施例一
本发明实施例一提供的制作方法的各步骤对应指纹识别模组的结构示意图，如图3所示。具体而言，制作过程如下：
提供一背板101；在实际制作过程中，可在衬底基板上依次执行p-Si、P-Vth、N-Vth、PIN Vth、P-Gate、N-Gate、ILD、SD、PLN、ITO和PVX等11道掩膜制程来获得背板101；其中，位于绑定区域的绑定端子102和位于极化区域的极化端子102’与SD同时制作，ITO层为位于指纹识别区域的感应电极103所在层，极化端子102’与感应电极103电连接。
在指纹识别区域形成正投影与感应电极103相互重合的压电材料层104；采用涂覆的方式，形成包覆绑定端子102的有机绝缘层105，且在有机绝缘层105的材质为聚酰亚胺等不易被剥离的有机材料时，有机绝缘层105与感应电极103之间需设置间隙，以避免后续采用激光切割的方式，剥离有机绝缘层105的过程中对压电材料层104造成损伤；可选地，为有效隔离极化电场，位于绑定端子102之上的有机绝缘层105的厚度大于4μm。值得注意的是，在该步骤中，既可以在绑定区域形成包覆绑定端子102的有机绝缘层105之前，在指纹识别区域形成压电材料层104；也可以在绑定区域形成包覆绑定端子102的有机绝缘层105之后，在指纹识别区域形成压电材料层104，在此不做限定。
对压电材料层104进行极化处理，同时将极化端子102’接地；具体地，极化设备设置有多个位置固定的接地端子(Pad)，在进入极化阶段(Stage)后，接地端子会采用机械运动方式和背板101上的极化端子102’相连接，从而实现极化端子102’接地，以保证压电材料层104下方的感应电极103处于0电位，进而使得压电材料层104接触感应电极103的表面与压电材料层104接触极化电场的表面之间形成电势差，实现对压电材料层104的极化。
采用激光切割的方式，对聚酰亚胺材质的有机绝缘层105进行剥离。
在压电材料层104上形成驱动电极106；具体地，可通过Ag丝印的方式形成驱动电极106。
在驱动电极106上形成平坦层107。
实施例二
本发明实施例二提供的制作方法的各步骤对应指纹识别模组的结构示意图，如图4所示。具体而言，制作过程如下：
提供一背板101；在实际制作过程中，可在衬底基板上依次执行p-Si、P-Vth、N-Vth、PIN Vth、P-Gate、N-Gate、ILD、SD、PLN、ITO和PVX等11道掩膜制程来获得背板101；其中，位于绑定区域的绑定端子102和位于极化区域的极化端子102’与SD同时制作，ITO层为位于指纹识别区域的感应电极103所在层，极化端子102’与感应电极103电连接。
在指纹识别区域形成正投影与感应电极103相互重合的压电材料层104；采用涂覆的方式，形成包覆绑定端子102的有机绝缘层105，且在有机绝缘层105的材质为光刻胶等易被剥离的有机材料时，有机绝缘层105与感应电极104之间可以相互接触；如此，一方面便于制作，另一方面在后续采用剥离液对有机绝缘层105进行剥离的过程中，也不会对压电材料层104造成损坏。可选地，为有效隔离极化电场，位于绑定端子102之上的有机绝缘层105的厚度大于4μm。值得注意的是，在该步骤中，既可以在绑定区域形成包覆绑定端子102的有机绝缘层105之前，在指纹识别区域形成压电材料层104；也可以在绑定区域形成包覆绑定端子102的有机绝缘层105之后，在指纹识别区域形成压电材料层104，在此不做限定。
对压电材料层104进行极化处理，同时将极化端子102’接地；具体地，极化设备设置有多个位置固定的接地端子(Pad)，在进入极化阶段(Stage)后，接地端子会采用机械运动方式和背板101上的极化端子102’相连接，从而实现极化端子102’接地，以保证压电材料层104下方的感应电极103处于0电位，进而使得压电材料层104接触感应电极103的表面与压电材料层104接触极化电场的表面之间形成电势差，实现对压电材料层104的极化。
采用剥离液对光刻胶材质的有机绝缘层105进行剥离。
在压电材料层104上形成驱动电极106；具体地，可通过Ag丝印的方式形成驱动电极106。
在驱动电极106上形成平坦层107。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述制作方法中，形成各层结构涉及到的构图工艺，不仅可以包括沉积、光刻胶涂覆、掩模板掩模、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等部分或全部的工艺过程，还可以包括其他工艺过程，具体以实际制作过程中形成所需构图的图形为准，在此不做限定。例如，在显影之后和刻蚀之前还可以包括后烘工艺。
其中，沉积工艺可以为化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法或物理气相沉积法，在此不做限定；掩膜工艺中所用的掩膜板可以为半色调掩膜板(Half ToneMask)、单缝衍射掩模板(Single Slit Mask)或灰色调掩模板(Gray Tone Mask)，在此不做限定；刻蚀可以为干法刻蚀或者湿法刻蚀，在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种指纹识别模组，由于指纹识别模组解决问题的原理与上述制作方法解决问题的原理相似，因此，本发明实施例提供的该指纹识别模组的实施可以参见本发明实施例提供的上述制作方法的实施，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述指纹识别模组，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件。由于该显示装置解决问题的原理与上述指纹识别模组解决问题的原理相似，因此，该显示装置的实施可以参见上述指纹识别模组的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供了一种指纹识别模组的制作方法、指纹识别模组及显示装置。其中，指纹识别模组的制作方法包括：提供一背板；在背板的绑定区域形成绑定端子；在背板的指纹识别区域形成感应电极；在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，且在指纹识别区域形成压电材料层，压电材料层在背板上的正投影与感应电极在背板上的正投影相互重合；对压电材料层进行极化处理；剥离绝缘层。通过在绑定区域形成包覆绑定端子的绝缘层，使得后续在对压电材料层进行极化处理的过程中，可通过绝缘层来隔离极化电场与绑定端子，避免了采用相关技术中的掩膜板来隔离极化电场与绑定端子，从而可实现极化过程中的精确对位和大尺寸极化。
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 (13)

1.一种指纹识别模组的制作方法，其特征在于，包括：
提供一背板；
在所述背板的绑定区域形成绑定端子；
在所述背板的指纹识别区域形成感应电极；
在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层，且在所述指纹识别区域形成压电材料层，所述压电材料层在所述背板上的正投影与所述感应电极在所述背板上的正投影相互重合；
对所述压电材料层进行极化处理；
剥离所述绝缘层。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层，具体包括：
采用涂覆的方式，形成包覆所述绑定端子的有机绝缘层，所述有机绝缘层与所述感应电极之间具有间隙。
3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述有机绝缘层的材质为聚酰亚胺。
4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述剥离所述绝缘层，具体包括：
采用激光切割的方式，对所述聚酰亚胺进行剥离。
5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层，具体包括：
采用涂覆的方式，形成包覆所述绑定端子的有机绝缘层，所述有机绝缘层与所述感应电极之间相互接触。
6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述有机绝缘层的材质为光刻胶。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述剥离所述绝缘层，具体包括：
采用剥离液对所述光刻胶进行剥离。
8.如权利要求1-7任一项所述的制作方法，其特征在于，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层之前，在所述指纹识别区域形成压电材料层；或者，在所述绑定区域形成包覆所述绑定端子的绝缘层之后，在所述指纹识别区域形成压电材料层。
9.如权利要求1-7任一项所述的制作方法，其特征在于，位于所述绑定端子之上的所述绝缘层的厚度大于4μm。
10.如权利要求1-7任一项所述的制作方法，其特征在于，所述背板还形成有位于极化区域的极化端子，在对所述压电材料层进行极化处理的同时，还包括：将所述极化端子接地。
11.如权利要求1-7任一项所述的制作方法，其特征在于，在剥离所述绝缘层之后，还包括：
在所述压电材料层上形成驱动电极。
12.一种指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组采用如权利要求1-11任一项所述的制作方法制备。
13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求12所述的指纹识别模组。
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