辨识传感结构、指纹识别组件及终端

技术领域

本申请涉及识别传感领域，特别是涉及辨识传感结构、指纹识别组件及终端。

背景技术

指纹识别组件的结构是在无碱玻璃的薄膜晶体管基板上利用湿式制程将压电层共聚物涂布成膜，后续再利用网印制程涂布银浆及热压保护膜，上述三种成膜制程皆需要靠升温退火来达到成型固化。

因此这种组件结构可以主要分成基板为二氧化硅(SiO

为了解决不同材料的不同热膨胀系数导致附着力不佳问题及边缘位置翘曲问题，申请人进行了多种尝试。对于指纹识别组件上的各层结构，通过改变膜层的厚度或是减少膜层以确认此层结构的热膨胀系数所造成的压张应力，发现降低膜层的厚度能改善此层结构的材料热收缩形变的影响，在一次实验中，采用共聚物形成的压电层从11μm下降到7μm或更薄后，可以将边缘位置原本达到244.4μm的翘曲问题改善至205.3μm；在另一次实验中，若省略导电层例如银涂层，则可以将边缘位置原本达到261μm的翘曲问题改善至225μm。但由于实际在指纹识别组件，每层结构及其材料都有其对应的功能考虑，故无法舍弃或减薄各层结构或其材料，即无法舍弃或减薄功能涂层。且在指纹识别传感器声波传导的路径上，因受限集成电路的设计考虑，其声、电转换讯号的时间受到限制，导致薄膜晶体管基板上的指纹识别组件各层总厚度亦被固定，因此无法调降各层材料的厚度来改善指纹识别组件翘曲问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种辨识传感结构、指纹识别组件及终端。

一种辨识传感结构，其包括：

基板；

压电层，设置在所述基板上；

导电层，部分设置在所述压电层上且部分设置在所述基板上；

保护层，设置在所述导电层上；

所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力。

上述辨识传感结构，通过巧妙地设计了辅助材料以辅助释放热应力，提升了导电层的热应力释放能力，减轻了压张应力，一方面有利于保证薄膜表面的附着力，避免发生剥落问题；另一方面有利于减轻乃至于克服热应力对于底层的基板影响，避免出现边缘位置的翘曲问题；再一方面亦有利于提升辨识传感结构的安装性能，易于与显示模块等结构进行贴合；又一方面还有利于避免过大改变当前产线，降低技术更变迭代成本，同时又确保产品的设计寿命。

在其中一个实施例中，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的70％。

在其中一个实施例中，所述辅助材料的导热率低于所述导电层的导电物质。

在其中一个实施例中，所述辅助材料的布氏硬度低于所述导电层的导电物质。

在其中一个实施例中，所述辅助材料的延展性高于所述导电层的导电物质。

在其中一个实施例中，所述辅助材料与所述导电层的导电物质相互溶。

在其中一个实施例中，所述辅助材料包括至少二种金属。

在其中一个实施例中，所述导电层包括至少二种金属。

在其中一个实施例中，所述辅助材料包括高分子聚合物。

在其中一个实施例中，所述辅助材料包括至少一种金属及至少一种高分子聚合物。

在其中一个实施例中，所述辨识传感结构还包括附着层，所述附着层设置在基板上；

所述压电层设置在所述附着层上；

所述导电部分设置在所述压电层上且部分设置在所述附着层上。

在其中一个实施例中，一种指纹识别组件，其包括辨识传感结构；所述辨识传感结构包括：

基板；

压电层，设置在所述基板上；

导电层，部分设置在所述压电层上且部分设置在所述基板上；

保护层，设置在所述导电层上；

所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力。

在其中一个实施例中，一种终端，其包括指纹识别组件，所述指纹识别组件包括辨识传感结构；

所述辨识传感结构包括：

基板；

压电层，设置在所述基板上；

导电层，部分设置在所述压电层上且部分设置在所述基板上；

保护层，设置在所述导电层上；

所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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1为本申请一实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的一方向剖视示意图。

图3为图2所示实施例的部分结构分解示意图。

图4为图3所示实施例的部分结构标注示意图。

图5为图1所示实施例的另一方向剖视示意图。

附图标记：

基板100、导电层200、连接位300、压电层400、保护层500、连接线路600；

第一连接区210、阶梯位220、第二连接区230、台阶位240、上表面250、第一端260、第二端270、阶梯结构410；

第一高度a、第二高度b、第三高度c。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决不同材料的不同热膨胀系数导致附着力不佳问题及边缘位置翘曲问题，为此，在本申请一个实施例中，一种辨识传感结构，其包括：基板、压电层、导电层及保护层；所述压电层设置在所述基板上；所述导电层部分设置在所述压电层上且部分设置在所述基板上；所述保护层设置在所述导电层上；所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力。上述辨识传感结构，通过巧妙地设计了辅助材料以辅助释放热应力，提升了导电层的热应力释放能力，减轻了压张应力，一方面有利于保证薄膜表面的附着力，避免发生剥落问题；另一方面有利于减轻乃至于克服热应力对于底层的基板影响，避免出现边缘位置的翘曲问题；再一方面亦有利于提升辨识传感结构的安装性能，易于与显示模块等结构进行贴合；又一方面还有利于避免过大改变当前产线，降低技术更变迭代成本，同时又确保产品的设计寿命。

在其中一个实施例中，一种辨识传感结构，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述辨识传感结构包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在其中一个实施例中，如图1所示，所述辨识传感结构设有基板100，且于基板100上设有导电层200及连接位300，各实施例中，基板100包括但不限于玻璃基板、薄膜晶体管基板等。在其中一个实施例中，基板为薄膜晶体管结构的玻璃层。

请一并参阅图2，所述辨识传感结构还包括压电层400及保护层500，压电层400设置在基板100上；保护层500设置在导电层200上。

为了便于连接线路，进一步地，在其中一个实施例中，如图2所示，所述辨识传感结构设有高度相异的连接位300，其中部分连接位300与导电层200连接，部分连接位300与基板100连接，以形成台阶形状的具有高度差异的相异连接区域。在其中一个实施例中，连接线路600连接于连接位300上。连接线路600包括但不限于柔性线路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)。这样的设计，一方面有利于实现连接作用，另一方面有利于在实现功能设计的同时节省空间，以适用于紧凑应用环境例如移动终端中。

为了提升结构强度且避免连接线路例如柔性线路板在邦定(Bonding)后增加厚度，进一步地，在其中一个实施例中，请一并参阅图3，压电层400设有阶梯结构410，在形成导电层200时相匹配地形成有阶梯位220，阶梯位220相对于导电层200在外形上呈凹陷状，即所述导电层部分设置在所述压电层上；导电层200还设有第一连接区210及第二连接区230，第一连接区210用于设置在所述基板上，即所述导电层部分设置在所述基板上；与导电层200连接的连接位300设置在第二连接区230上，即导电层200于第二连接区230上与部分连接位300连接。导电层200还设有上表面250，保护层500设置在导电层200的上表面250上；上表面250与第二连接区230之间形成了台阶位240，即上表面250高于第二连接区230。这样的设计，有利于为连接线路例如柔性线路板预留一定的邦定厚度位置，以使柔性线路板在邦定后不会增加厚度。

为了在不影响设计功能的前提下确保实现辨识传感作用，在其中一个实施例中，请一并参阅图4，导电层200的第一端260及第二端270具有相同的第一高度a，第一高度a大于压电层400阶梯结构410所凸起的第三高度c，第三高度c亦即阶梯位220的深度，亦大于压电层400的第二高度b，进一步地，在其中一个实施例中，第一高度a大于第二高度b与第三高度c之和。在其中一个实施例中，第一高度a为16μm，第二高度b为9μm。在其中一个实施例中，第三高度c为3μm至5μm。可以理解的是，各实施例中，导电层、压电层及保护层等，其高度采用传统辨识传感结构的高度设计，以减少测试对比次数且提升设计效率。

进一步地，在其中一个实施例中，所述保护层设置在所述导电层上且仅覆盖部分所述导电层。在其中一个实施例中，如图2所示，保护层500部分覆盖导电层200的上表面250。或者，在其中一个实施例中，如图5所示，保护层500完全覆盖导电层200的上表面250。

在其中一个实施例中，所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力，即所述辅助材料用于增强所述导电层的热应力释放能力；各实施例中，如无特殊说明，则所述比例均为质量比例；即，在其中一个实施例中，所述导电层于其导电物质中按质量比例均匀掺杂有辅助材料。进一步地，辅助材料可以导电亦可不导电，导电物质是一个名称，用于与辅助材料形成差异，以免混淆。进一步地，在其中一个实施例中，相对于传统的导电层，本申请的所述导电层高度不变，即本申请的所述导电层高度与传统的导电层高度相同。进一步地，在其中一个实施例中，所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，包括所述导电层适当减少所述导电物质的用量，且按比例均匀掺杂有辅助材料，以保持所述导电层的厚度及/或导电性能。保持所述导电层的厚度即未掺杂辅助材料之前的所述导电层，与掺杂辅助材料之后的所述导电层，两者具有相同厚度，亦即保持所述导电层的传统厚度，以减少测试对比次数且提升设计效率。但由于辅助材料的添加，提升了导电层的热应力释放能力，因此减轻了压张应力，还有利于避免过大改变当前产线，降低技术更变迭代成本，尤其适用于紧凑结构，确保产品的设计寿命。

为了避免掺杂辅助材料后影响导电层的导电能力及物理性能，在其中一个实施例中，所述辅助材料与所述导电层的导电物质相互溶。进一步地，在其中一个实施例中，所述辅助材料用于与所述导电物质均匀互溶，形成均匀的复合材料即合金；进一步地，在其中一个实施例中，采用金元素掺杂入银浆或掺杂入银元素而形成银合金，降低导电层的硬度，具有更高的延展性，能作为上下迭层应力释放的缓冲区，藉以改善玻璃的翘曲。

可以理解的是，辅助材料按比例均匀掺杂于导电层的导电物质中，令辅助材料的加入能维持原本导电层例如银的导电率或者使原本导电层的导电率归于有限预期范围内，且制程依然为网印方法来实施。辅助材料具有较高的金属延展性，可改善所形成的银合金(Ag Alloy)的物理特性，如导电率、延展性、硬度、热传导等。在其中一个实施例中，辅助材料均匀掺杂于薄膜晶体管组件的导电材料层中，导电层同样适用于湿式印刷制程，在不影响薄膜晶体管组件的形状、功能作用下，且有助于上下膜层间的热应力释放，来改善湿式涂布膜层因热膨胀系数差异所导致的玻璃翘曲变形，有利于提升辨识传感结构的安装性能，易于与显示模块等结构进行贴合。

在其中一个实施例中，所述辅助材料包括至少二种金属。在其中一个实施例中，所述导电层包括至少二种金属。在其中一个实施例中，所述辅助材料包括高分子聚合物。在其中一个实施例中，所述辅助材料包括至少一种金属及至少一种高分子聚合物。为了避免掺杂辅助材料后影响导电层的导电率即物质导通电流的能力，在其中一个实施例中，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的70％。可以理解的是，所述辅助材料可以是单质亦可为化合物或混合物；所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的70％，即作为所述辅助材料的单质、化合物或混合物的导电率高于所述导电层的导电物质的70％，这样的设计是为了确保掺杂辅助材料后的导电层的导电能力。在其中一个实施例中，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的70％，即所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的导电率的70％，亦即所述辅助材料的导电率不低于所述导电层的导电物质的导电率的70％，例如，所述辅助材料的导电率为所述导电层的导电物质的导电率的70％或者所述辅助材料的导电率为所述导电层的导电物质的导电率的90％、100％或120％等。所述导电层的导电物质通常为银，传统的导电层为银浆层例如银浆涂层；导电率亦称电导率或导电率，其定义为在介质中该物理量与电场强度之积等于传导电流密度。对于各向同性介质，电导率是标量；对于各向异性介质，电导率是张量；单位以西门子每米(S/m)表示。进一步地，在其中一个实施例中，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的80％。在其中一个实施例中，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质，即所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的导电率。当所述导电层的导电物质为银时，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的导电率比较难做到，但不排除有这种可能性；此时可以采用铜或金等作为所述辅助材料，两者的导电率高于所述导电层的导电物质的70％。进一步地，在其中一个实施例中，当所述导电层的导电物质为银时，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的导电率的70％；当所述导电层的导电物质为铜时，所述辅助材料的导电率高于所述导电层的导电物质的导电率。部分物质的导电率如下表1所示。

表1

由表1可见，当所述导电层的导电物质为铜或铝时，可以采用金或银作为所述辅助材料。可以理解的是，本申请所述辅助材料包括但不限于表1所示物质，其可以为单质，亦可为化合物。

辅助材料的选用可依据导电率高低来决定，在其中一个实施例中，以铜的电导率水平以作为参考基准，如表1所示，银是导电率最高的金属，由于本申请各实施例采取掺杂方式，假设某一掺杂元素的掺杂质量比例是A

为了进一步降低热应力的传递，辅助材料的选用可依据导热率高低来决定，导热率又称导热系数或热导率，是表示材料热传导能力大小的物理量，材料的导热率随组成成分、物理结构、物质状态、温度、压力等而变化，导热率越高则导热效果越好，且热应力传递越快。在其中一个实施例中，所述辅助材料的导热率低于所述导电层的导电物质。可以理解的是，所述辅助材料的导热率低于所述导电层的导电物质，即作为所述辅助材料的单质、化合物或混合物的导热率低于所述导电层的导电物质，这样的设计是为了降低热应力传递。部分物质的导热率如下表2所示。

表2

由表2可见，在其中一个实施例中，当所述导电层的导电物质为银时，所述辅助材料可选为铜或金等；当所述导电层的导电物质为铜时，所述辅助材料可选为铝或金等。进一步地，在其中一个实施例中，根据所述导电层的目标导电率选用所述辅助材料及其比例即相对于所述导电物质的掺杂比例或相对于所述导电层的整体比例，且在满足所述目标导电率的前提下降低所述导电层的整体导热率；其中，目标导电率依据所述辨识传感结构的设计需求而设置，整体导热率X采用以下方式计算：

X＝X1+X2+X3……+X

其中，Xi为第i种物质的导热率及质量比例之积，i＝1至n。

银是导热率最高的金属，在其中一个实施例中，当所述导电层的导电物质为银时，由于本申请各实施例采取掺杂方式，假设某一掺杂元素的掺杂质量比例是A

为了确保导电层与辨识传感结构其余结构的结合强度，在其中一个实施例中，所述辅助材料的布氏硬度低于所述导电层的导电物质。同样地，所述辅助材料的布氏硬度低于所述导电层的导电物质，即作为所述辅助材料的单质、化合物或混合物的布氏硬度低于所述导电层的导电物质，下面不再重复，这样的设计是为了保障导电层与辨识传感结构其余结构的结合强度。即，所述辅助材料的选用可依据硬度高低来决定，布氏硬度是表示材料硬度的一种标准，其由布氏硬度计测定，采用一定大小的载荷P把直径为D的淬火钢球压入被测金属材料表面，保持一段时间后卸除载荷。载荷P与压痕表面积F的比值即为布氏硬度值，记作HB，单位为N/mm

表3

由表3可见，由于本申请各实施例采取掺杂方式，在其中一个实施例中，当所述导电层的导电物质为铜时，可以适当掺杂银及金等布氏硬度低于铜的物质，可以理解的是，本申请所述辅助材料包括但不限于表3所示物质，其可以为单质，亦可为化合物，还可为混合物。例如所述辅助材料为镉(Cd)或铯(Cs)等。其余实施例以此类推，不做赘述。

在其中一个实施例中，当所述导电层的导电物质为银时，采用硬度较低的金属例如金、铋及/或铅等，透过此金属的掺杂去形成松软的结构，让银原子具有较高的缓冲变型区域，用于降低所述辨识传感结构的各层结构因热膨胀系数差异所形成的上下表面的压张应力。各层结构包括基板、压电层、导电层及保护层；还可包括附着层。

在其中一个实施例中，如表3所示，当所述导电层的导电物质为银时，银是硬度稍软的金属，由于本申请各实施例采取掺杂方式，假设某一掺杂元素的掺杂质量比例是A

假设采取金作为掺杂元素，则所述导电层的布氏硬度可预估为A

假设采取铋作为掺杂元素，则所述导电层的布氏硬度可预估为A

由此可见，相同比例下，相对于金，铋能明显降低导电层的合金硬度。且无论是采用金或铋，还是采用其他低硬度的辅助材料，均可有效地形成应力释放区来改善上下的应力差异。

为了提升释放热应力的能力，在其中一个实施例中，所述辅助材料的延展性高于所述导电层的导电物质延展性(ductility and malleability)是一种机械性质，用于表示材料在受力而产生破裂(fracture)之前，其塑性变形的能力。在其中一个实施例中，当所述导电层的导电物质为铜时，所述辅助材料包括金或银等；当所述导电层的导电物质为银时，所述辅助材料包括金或其他延展性高于所述导电层的导电物质的延展性的单质、化合物或混合物。这样的设计，有利于保证薄膜表面的附着力，避免发生剥落问题，亦有利于减轻乃至于克服热应力对于底层的基板影响，避免出现边缘位置的翘曲问题

在其中一个实施例中，所述辨识传感结构还包括附着层，所述附着层设置在基板上；所述压电层设置在所述附着层上；所述导电部分设置在所述压电层上且部分设置在所述附着层上。在其中一个实施例中，所述辨识传感结构包括薄膜晶体管基板、共聚物压电层、银导电层、保护膜层及聚碳酸酯附着层。

在其中一个实施例中，一种指纹识别组件，其包括任一实施例所述辨识传感结构；在其中一个实施例中，一种指纹识别组件，其包括辨识传感结构；所述辨识传感结构包括：基板；压电层，设置在所述基板上；导电层，部分设置在所述压电层上且部分设置在所述基板上；保护层，设置在所述导电层上；所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力。其余实施例以此类推，不做赘述。所述指纹识别组件解决了边缘位置的翘曲问题，易于安装贴合，且对于产线改动较小，节省了技术改进的成本，便于推广应用。

在其中一个实施例中，一种终端，其包括任一实施例所述指纹识别组件；在其中一个实施例中，一种终端，其包括指纹识别组件，所述指纹识别组件包括辨识传感结构；所述辨识传感结构包括：基板；压电层，设置在所述基板上；导电层，部分设置在所述压电层上且部分设置在所述基板上；保护层，设置在所述导电层上；所述导电层于其导电物质中按比例均匀掺杂有辅助材料，所述辅助材料用于相对所述导电层的导电物质辅助释放热应力。所述终端包括手机、平板、笔记本电脑等，还可以包括键盘、鼠标、电话等，还可以包括其他智能产品例如智能家居产品等；通过巧妙地设计了辅助材料以辅助释放热应力，提升了导电层的热应力释放能力，减轻了压张应力，避免出现边缘位置的翘曲问题，易于安装所述辨识传感结构。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的辨识传感结构、指纹识别组件及终端。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。