压电传感器组件及其制作方法以及显示面板
阅读：1012发布：2020-05-30
专利汇可以提供压电传感器组件及其制作方法以及显示面板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开的 实施例 提供了一种压电 传感器 组件及其制作方法以及一种包括该 压电传感器 组件的 显示面板 。所述压电传感器组件包括：衬底 基板 ；多个超 声换能器 ，两个相邻的超声换能器之间设有间隔区域； 和声 学匹配层，所述声学匹配层包括多个声学匹配区域，每个声学匹配区域在衬底基板上的正投影落入到与该声学匹配区域对应的超声换能器在衬底基板上的正投影中，其中，在两个相邻的声学匹配区域之间设置有隔绝腔。，下面是压电传感器组件及其制作方法以及显示面板专利的具体信息内容。
1.一种压电传感器组件，包括：
衬底基板；
多个超声换能器，两个相邻的超声换能器之间设有间隔区域；和
声学匹配层，所述声学匹配层包括多个声学匹配区域，每个声学匹配区域在衬底基板上的正投影落入到与该声学匹配区域对应的超声换能器在衬底基板上的正投影中，其中，在两个相邻的声学匹配区域之间设置有隔绝腔。
2.根据权利要求1所述的压电传感器组件，其中，所述隔绝腔为真空腔或填充有空气。
3.根据权利要求1所述的压电传感器组件，还包括：
孔隙层，所述孔隙层位于所述声学匹配层背对所述衬底基板的一侧。
4.根据权利要求3所述的压电传感器组件，其中，所述孔隙层包括多孔硅层。
5.根据权利要求1所述的压电传感器组件，其中，每个超声换能器包括第一电极层、第二电极层以及位于第一电极层和第二电极层之间的压电材料层。
6.根据权利要求5所述的压电传感器组件，其中，所述间隔区域包括设置在两个相邻的超声换能器的第一电极层之间的电介质层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压电传感器组件，其中，所述衬底基板位于所述声学匹配层背对所述超声换能器的一侧。
8.根据权利要求7所述的压电传感器组件，其中，所述声学匹配层的声阻抗在衬底基板的声阻抗和压电材料层的声阻抗之间。
9.根据权利要求8所述的压电传感器组件，其中，所述声学匹配层的声阻抗为衬底基板的声阻抗和压电材料层的声阻抗的几何平均值。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的压电传感器组件，其中，所述衬底基板位于所述声学匹配层和所述超声换能器之间。
11.根据权利要求10所述的压电传感器组件，还包括绝缘层，所述声学匹配层位于所述衬底基板和所述绝缘层之间。
12.根据权利要求11所述的压电传感器组件，其中，所述声学匹配层的声阻抗在衬底基板的声阻抗和所述绝缘层的声阻抗之间。
13.根据权利要求12所述的压电传感器组件，其中，所述声学匹配层的声阻抗为衬底基板的声阻抗和绝缘层的声阻抗的几何平均值。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的压电传感器组件，其中，所述声学匹配层的厚度为超声换能器发射的超声波的波长的四分之一。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的压电传感器组件，还包括保护层，所述保护层位于所述超声换能器背对所述衬底基板的一侧上。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的压电传感器组件，其中，所述多个超声换能器在所述衬底基板的一侧上阵列布置。
17.一种显示面板，包括：
根据权利要求1至16中任一项所述的压电传感器组件。
18.一种压电传感器组件的制作方法，包括：
在衬底基板上制作声学匹配层；
在声学匹配层的背对衬底基板的一侧上沉积孔隙层；
在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成图案化的掩模层以将隔绝腔的形成位置暴露出来；
进行干蚀刻使蚀刻气体在所述隔绝腔的形成位置透过孔隙层而在声学匹配层中形成隔绝腔；
将图案化的掩模层去除；以及
在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成多个超声换能器。
19.根据权利要求18所述的压电传感器组件的制作方法，其中，所述在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成多个超声换能器包括：
在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成第一电极层并对第一电极层进行图案化以形成彼此间隔开的多个第一电极部；
在相邻的第一电极部之间形成电介质层，所述电介质层在衬底基板上的正投影落入到所述隔绝腔在衬底基板上的正投影中；
在所述第一电极部和所述电介质层背对衬底基板的一侧上形成压电材料层；以及在压电材料层的背对所述衬底基板的一侧上沉积第二电极层。
20.一种压电传感器组件的制作方法，包括：
在衬底基板上形成多个超声换能器；
在衬底基板的背对所述多个超声换能器的一侧上制作声学匹配层；
在声学匹配层的背对衬底基板的一侧上沉积孔隙层；
在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成图案化的掩模层以将隔绝腔的形成位置暴露出来；
进行干蚀刻使蚀刻气体在所述隔绝腔的形成位置透过孔隙层而在匹配层中形成隔绝腔；
将图案化的掩模层去除；以及
在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成绝缘层。
21.根据权利要求20所述的压电传感器组件的制作方法，其中，所述在衬底基板上形成多个超声换能器包括：
在衬底基板的一侧上形成第一电极层并对第一电极层进行图案化以形成彼此间隔开的多个第一电极部；
在相邻的第一电极部之间形成电介质层，所述电介质层在衬底基板上的正投影落入到所述隔绝腔在衬底基板上的正投影中；
在所述第一电极部和所述电介质层背对衬底基板的一侧上形成压电材料层；以及在压电材料层的背对所述衬底基板的一侧上沉积第二电极层。
压电传感器组件及其制作方法以及显示面板
技术领域
[0001] 本公开涉及压电技术领域，尤其涉及一种压电传感器组件及其制作方法以及一种包括该压电传感器组件的显示面板。
背景技术
[0002] 压电传感器可以通过超声波来检测接触压力，可应用于触摸屏、指纹识别等方面。超声波的生成和检测可以通过超声换能器来实现。超声波检测为了实现多路信息传输，往往设置有多个换能器同时进行收发。在多个超声换能器之间存在超声串扰现象。一个超声换能器接收到的信号不是来自于与它匹配的超声换能器，而是其他超声换能器所发射的波。
[0003] 在压电传感器工作的时候，由超声换能器向外辐射超声波，它所辐射出去的超声波都会产生一个波束角，并且这个波束角是以圆锥形状的轮廓向外辐射的，用于超声检测的换能器阵列因为需要分辨的目标物之间的间距很小，因此换能器之间的间距也很小，这就导致换能器很容易接收到来自相邻换能器的信号，从而产生信号串扰。发明内容
[0004] 本公开的实施例提供了一种压电传感器组件，包括：衬底基板；多个超声换能器，两个相邻的超声换能器之间设有间隔区域；和声学匹配层，所述声学匹配层包括多个声学匹配区域，每个声学匹配区域在衬底基板上的正投影落入到与该声学匹配区域对应的超声换能器在衬底基板上的正投影中，其中，在两个相邻的声学匹配区域之间设置有隔绝腔。
[0005] 在一些实施例中，所述隔绝腔为真空腔或填充有空气。
[0006] 在一些实施例中，所述压电传感器组件还包括：孔隙层，所述孔隙层位于所述声学匹配层背对所述衬底基板的一侧。
[0010] 在一些实施例中，所述衬底基板位于所述声学匹配层背对所述超声换能器的一侧。
[0011] 在一些实施例中，所述声学匹配层的声阻抗在衬底基板的声阻抗和压电材料层的声阻抗之间。
[0012] 在一些实施例中，所述声学匹配层的声阻抗为衬底基板的声阻抗和压电材料层的声阻抗的几何平均值。
[0013] 在一些实施例中，所述衬底基板位于所述声学匹配层和所述超声换能器之间。
[0014] 在一些实施例中，所述压电传感器组件还包括绝缘层，所述声学匹配层位于所述衬底基板和所述绝缘层之间。
[0015] 在一些实施例中，所述声学匹配层的声阻抗在衬底基板的声阻抗和所述绝缘层的声阻抗之间。
[0016] 在一些实施例中，所述声学匹配层的声阻抗为衬底基板的声阻抗和绝缘层的声阻抗的几何平均值。
[0017] 在一些实施例中，所述声学匹配层的厚度为超声换能器发射的超声波的波长的四分之一。
[0018] 在一些实施例中，所述压电传感器组件还包括保护层，所述保护层位于所述超声换能器背对所述衬底基板的一侧上。
[0019] 在一些实施例中，所述多个超声换能器在所述衬底基板的一侧上阵列布置。
[0020] 本公开的实施例还提供了一种显示面板，包括：如前述任一实施例所述的压电传感器组件。
[0021] 本公开的实施例还提供了一种压电传感器组件的制作方法，所述制作方法包括：在衬底基板上制作声学匹配层；在声学匹配层的背对衬底基板的一侧上沉积孔隙层；在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成图案化的掩模层以将隔绝腔的形成位置暴露出来；进行干蚀刻使蚀刻气体在所述隔绝腔的形成位置透过孔隙层而在声学匹配层中形成隔绝腔；将图案化的掩模层去除；以及在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成多个超声换能器。
[0022] 在一些实施例中，所述在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成多个超声换能器包括：在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成第一电极层并对第一电极层进行图案化以形成彼此间隔开的多个第一电极部；在相邻的第一电极部之间形成电介质层，所述电介质层在衬底基板上的正投影落入到所述隔绝腔在衬底基板上的正投影中；在所述第一电极部和所述电介质层背对衬底基板的一侧上形成压电材料层；以及在压电材料层的背对所述衬底基板的一侧上沉积第二电极层。
[0023] 本公开的实施例还提供了一种压电传感器组件的制作方法，所述制作方法包括：在衬底基板上形成多个超声换能器；在衬底基板的背对所述多个超声换能器的一侧上制作声学匹配层；在声学匹配层的背对衬底基板的一侧上沉积孔隙层；在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成图案化的掩模层以将隔绝腔的形成位置暴露出来；进行干蚀刻使蚀刻气体在所述隔绝腔的形成位置透过孔隙层而在匹配层中形成隔绝腔；将图案化的掩模层去除；
以及在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成绝缘层。
以及在孔隙层的背对衬底基板的一侧上形成绝缘层。
[0024] 在一些实施例中，所述在衬底基板上形成多个超声换能器包括：在衬底基板的一侧上形成第一电极层并对第一电极层进行图案化以形成彼此间隔开的多个第一电极部；在相邻的第一电极部之间形成电介质层，所述电介质层在衬底基板上的正投影落入到所述隔绝腔在衬底基板上的正投影中；在所述第一电极部和所述电介质层背对衬底基板的一侧上形成压电材料层；以及在压电材料层的背对所述衬底基板的一侧上沉积第二电极层。附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本公开文本的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开文本的一些实施例，而非对本公开文本的限制，其中：
[0026] 图1示出根据本公开的实施例的一种压电传感器组件的结构的示意图；
[0027] 图2示出根据本公开的实施例的另一种压电传感器组件的结构的示意图；
[0028] 图3示意性地示出根据本公开的实施例的一种显示面板的结构的示意图；
[0029] 图4示意性地示出根据本公开的实施例的一种显示面板的结构的示意图；
[0030] 图5示意性地示出根据本公开的实施例的压电传感器组件的超声波换能器的超声发射阶段的声波传输路径；
[0031] 图6示意性地示出根据本公开的实施例的压电传感器组件的超声波换能器的超声接收阶段的声波传输路径；
[0032] 图7A示出根据本公开的实施例的一种压电传感器组件的制作方法的流程图；
[0033] 图7B示出图7A中的步骤S60的示例性子步骤；
[0034] 图8A至图8G示意性地示出根据本公开的实施例的一种压电传感器组件的制作方法的各个步骤获得的结构；
[0035] 图9A示出根据本公开的实施例的另一种压电传感器组件的制作方法的流程图；
[0036] 图9B示出图9A中的步骤S10’的示例性子步骤；以及
[0037] 图10A至图10H示意性地示出根据本公开的实施例的另一种压电传感器组件的制作方法的各个步骤获得的结构。
具体实施方式
[0038] 为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。
[0039] 除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“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。措词“一”或“一个”不排除多个。“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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等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。当诸如层、膜、区域或衬底基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
[0040] 图1示意性地示出了根据本公开的实施例的一种压电传感器组件 100。该压电传感器组件100包括衬底基板10、多个超声换能器20和声学匹配层30。在两个相邻的超声换能器20之间设有间隔区域40，以将相邻的超声换能器20间隔开。该声学匹配层30可包括多个声学匹配区域31。多个声学匹配区域31与多个超声换能器20对应设置。每个声学匹配区域31在衬底基板10上的正投影落入到与该声学匹配区域31对应的超声换能器20在衬底基板
10上的正投影中。在两个相邻的声学匹配区域31之间设置有隔绝腔50。在一些实施例中，隔绝腔50可以为真空腔或填充有空气。该隔绝腔50可以用于抑制超声换能器20之间的信号干扰以提高信噪比。下面结合图5和图6对于隔绝腔50的工作原理进行介绍。
10上的正投影中。在两个相邻的声学匹配区域31之间设置有隔绝腔50。在一些实施例中，隔绝腔50可以为真空腔或填充有空气。该隔绝腔50可以用于抑制超声换能器20之间的信号干扰以提高信噪比。下面结合图5和图6对于隔绝腔50的工作原理进行介绍。
[0041] 超声波换能器20可以用于发射超声波并接收和处理被物体反射的超声波从而实现对物体的检测。图5示意性地示出根据本公开的实施例的压电传感器组件100的超声波换能器20的超声发射阶段的声波传输路径。为了表示清晰起见，在图5和图6中均没有详细示出超声换能器20的具体结构。超声换能器20发射超声波60，该超声波60进入声学匹配层30 中的声学匹配区域31之后，可以在声学匹配区域31与隔绝腔50之间的界面上发生反射。由于隔绝腔50中的介质(例如真空或空气)中的声阻抗远小于声学匹配层30(声学匹配区域31)的声阻抗，因此，根据声学原理，超声波在声学匹配区域31与隔绝腔50之间的界面处的反射率接近1。也就是说，绝大部分的超声波60将不会透过声学匹配区域31与隔绝腔50之间的界面进入到隔绝腔50中。这可以防止从一个超声换能器 20发射的超声波60被传递到其它的超声换能器20而产生信号干扰。
[0042] 图6示意性地示出根据本公开的实施例的压电传感器组件100的超声波换能器20的超声接收阶段的声波传输路径。与图5所示的超声发射阶段的声波传输路径类似，超声波60在被物体反射后可以回到原来的声学匹配区域31中，又可以被声学匹配区域31与隔绝腔
50之间的界面处再次反射，从而被发射该超声波60的超声换能器20所接收。
50之间的界面处再次反射，从而被发射该超声波60的超声换能器20所接收。
[0043] 在本公开的实施例中，由于隔绝腔50的存在，从一个超声换能器 20发出的绝大部分超声波60将难以进入到其他的超声换能器20，因此，可以防止超声换能器20之间的信号干扰。
[0044] 对于在声学匹配区域31与隔绝腔50之间的界面，超声波的反射率 r可以根据下式(1)进行计算：
[0045]
[0046] 其中，R1是声学匹配层30(声学匹配区域31)的声阻抗，R2是隔绝腔50中的介质的声阻抗。当R1和R2的差别很大时，超声波在声学匹配区域31与隔绝腔50之间的界面的反射率r可趋近于1。作为示例，声学匹配层30的材料的声阻抗可以为4×106Pa*s/m到15×106Pa*s/m，而隔绝腔50中的介质(如空气)的声阻抗例如可为0.0004×106Pa*s/m，两者差别很大。
[0047] 在一些实施例中，为了更好地形成和支撑隔绝腔50，所述压电传感器组件100还可以包括孔隙层70，例如多孔硅层。所述孔隙层70可位于所述声学匹配层30背对所述衬底基板10的一侧。在压电传感器组件100 的制作过程中，孔隙层70中的孔隙可以允许蚀刻气体进入到被孔隙层70 所覆盖的结构(例如声学匹配层30)中对该结构进行蚀刻。这样，就可以将被孔隙层70所覆盖声学匹配层30蚀刻出多个空腔，从而用作隔绝腔。如图1所示，衬底基板10、孔隙层70以及相邻的声学匹配区域31 一起限定了隔绝腔50。因此，孔隙层70对于形成隔绝腔50很有帮助。
[0048] 在一些实施例中，每个超声换能器20可以包括第一电极层21、第二电极层22以及位于第一电极层21和第二电极层22之间的压电材料层 23。例如，第一电极层21可以比第二电极层22更靠近衬底基板10。在一些实施例中，压电材料层23主要由易于加工的高分子薄膜形成，包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE) 等。压电材料层23的厚度例如大约5～15μm。作为示例，该第一电极层 21可以是透明电极，如由氧化锡铟(ITO)制成，第二电极层22可以是金属电极。但本公开的实施例不限于此，第一电极层21和第二电极层22 也可以由本领域已知的任何其他材料制成。
[0049] 在本公开的一些实施例中，在相邻的两个超声换能器20之间具有间隔区域40，但并不意味着这两个超声换能器20中的所有的层都必须在物理上隔开。例如在图1所示的实施例中，仅仅相邻的超声换能器20中的第一电极层21被间隔开，而相邻的超声换能器20中的压电材料层23和第二电极层22都是连成一体的。由于超声换能器20必须要第一电极层 21、第二电极层22和压电材料层23一起协作才能正常工作，所以将第一电极层21间隔开就已经实现了将相邻的超声换能器20间隔开的效果。图1中所示出的被间隔开的每个超声换能器20均包括第一电极层21、压电材料层23和第二电极层22这样的夹层结构(或称为压电三明治结构)，如虚线框所示。
[0050] 在一些实施例中，两个相邻的超声换能器20之间的间隔区域40包括设置在两个相邻的超声换能器20的第一电极层21之间的电介质层41。该电介质层41例如可以由SiNx、SiO等材料制成。该电介质层41用于分隔在两个相邻的超声换能器20的第一电极层21，从而实现将两个相邻的超声换能器20间隔开的目的。在一些实施例中，电介质层41与隔绝腔50是逐一对应的。为了使得隔绝腔50具有更好的抑制超声换能器20 的相互信号干扰的效果，隔绝腔50可以覆盖与之对应的电介质层41，即电介质层41在衬底基板10上的正投影落入到隔绝腔50在衬底基板10 上的正投影中。在一些实施例中，在两个相邻的超声换能器20的第一电极层21之间的电介质层41(沿着图1中的左右方向)的宽度(或者说是两个相邻的超声换能器20的第一电极层21之间的距离)可在为10至20um范围内，每个超声换能器20中的第一电极层21(沿着图1中的左右方向)的宽度可在60至70μm范围内。
[0051] 在一些实施例中，所述多个超声换能器20在所述衬底基板10的一侧上成阵列布置。每个超声换能器20可以称为一个换能器像素。两个相邻的超声换能器20之间的间距通常小于待分辨的物体(例如人的指纹等) 的尺寸，从而保证识别物体的分辨率。这可以根据实际的工作需要来设计。
[0052] 在本公开的实施例中，衬底基板10例如可以包括玻璃基板或由塑料或树脂等材料制成背板等。在图1的实施例中，衬底基板10位于所述声学匹配层30背对所述超声换能器20的一侧。采用这种方式，声学匹配层30和超声换能器20位于衬底基板10的同一侧，因此，声学匹配层30 可以更靠近超声换能器20，这有利于提高超声波的利用效率。
[0053] 在一些实施例中，如图1所示，声学匹配层30的声阻抗可以在衬底基板10的声阻抗和压电材料层23的声阻抗之间，这可以获得良好的超声波传播效率。为了进一步提高超声波传播效率，声学匹配层30的声阻抗可以设置成在衬底基板10的声阻抗和压电材料层23的声阻抗的几何平均值。虽然在图1的示例中在声学匹配层30和压电材料层23之间还设置有孔隙层70和第一电极层21，但通常孔隙层70和第一电极层21的厚度都比较小(例如孔隙层70是厚度为0.5μm-5μm的多孔硅层，第一电极层)，因此，在考虑声学效应时可以忽略。根据声学原理，当超声波垂直入射到两侧介质声阻抗不同的薄层(在图1的示例中，声学匹配层
30 可看成这样的薄层，其两侧的介质分别为衬底基板10和压电材料层23 (忽略了很薄的孔隙层70和第一电极层21))时，若厚度等于通过其中的超声波波长的四分之一的奇数倍，则透射率等于1，此时超声波全透射。在本公开的一些实施例中，声学匹配层30的厚度取通过其中的超声波波长的四分之一，以保证整体结构厚度不会过大。且选取的声学匹配层材料的声阻抗例如可以为背板玻璃和压电材料声阻抗的几何平均值，一般在4×106Pa*s/m到
15×106Pa*s/m之间。而隔绝腔50中的空气由于声阻抗约为0.0004×106Pa*s/m(如果是真空声阻抗更低)，其远远小于一般的声学匹配层材料声阻抗。
30 可看成这样的薄层，其两侧的介质分别为衬底基板10和压电材料层23 (忽略了很薄的孔隙层70和第一电极层21))时，若厚度等于通过其中的超声波波长的四分之一的奇数倍，则透射率等于1，此时超声波全透射。在本公开的一些实施例中，声学匹配层30的厚度取通过其中的超声波波长的四分之一，以保证整体结构厚度不会过大。且选取的声学匹配层材料的声阻抗例如可以为背板玻璃和压电材料声阻抗的几何平均值，一般在4×106Pa*s/m到
15×106Pa*s/m之间。而隔绝腔50中的空气由于声阻抗约为0.0004×106Pa*s/m(如果是真空声阻抗更低)，其远远小于一般的声学匹配层材料声阻抗。
[0054] 上述这种结构既可以保证超声波在声学匹配层30中传播时具有很高的传输效率，又可以避免不同的超声换能器发出的超声波穿过隔绝腔产生相互干扰。
[0055] 图3示意性地示出根据本公开的实施例的一种显示面板200的结构的示意图。该显示面板200包括如图1所示的压电传感器组件100。该显示面板200可以为有机发光二极管(OLED)显示面板。在此情况下，该显示面板200还可以包括位于衬底基板10的背对超声换能器20一侧的有机发光二极管组件91以及位于有机发光二极管组件91的背对衬底基板10一侧的盖板玻璃92。
[0056] 图2示出根据本公开的实施例的另一种压电传感器组件100’的结构的示意图。图2所示的实施例与图1所示的实施例的不同之处主要在于，所述衬底基板10位于所述声学匹配层30和所述超声换能器20之间。或者说，在图2所示的实施例中，声学匹配层30和超声换能器20分别位于衬底基板10的相反的两侧，而不是同一侧。在一些实施例中，该压电传感器组件100’还包括绝缘层80，所述声学匹配层30位于所述衬底基板 10和所述绝缘层80之间。相应地，孔隙层70可以位于绝缘层80和声学匹配层30之间。采用这种结构，超声换能器20(包括第一电极层21以及薄膜晶体管(如果需要)等结构)可以直接形成在衬底基板(例如背板玻璃)10上，这有利于简化工艺。在一些实施例中，该绝缘层80例如可以是粘接层、基底(例如OLED的基底)或封装层等等。
[0057] 在图2所示的实施例中，所述声学匹配层30的声阻抗可以在衬底基板10的声阻抗和所述绝缘层80的声阻抗之间。为了进一步提高超声波在声学匹配层30中的传播效率，所述声学匹配层30的声阻抗可以为衬底基板10的声阻抗和绝缘层80的声阻抗的几何平均值。与图1所示的实施例类似，在图2所示的实施例中，声学匹配层30的厚度也可以取通过其中的超声波波长的四分之一，以保证整体结构厚度不会过大。
[0058] 在一些实施例中，所述压电传感器组件100’还可以包括保护层90。所述保护层90可以位于所述超声换能器20背对所述衬底基板10的一侧上。该保护层90可以用于保护超声换能器20免受外界环境(例如溶液等)的污染。
[0059] 图4示意性地示出根据本公开的实施例的一种显示面板200’的结构的示意图。该显示面板200’包括如图2所示的压电传感器组件100’。该显示面板200’可以为有机发光二极管(OLED)显示面板。在此情况下，该显示面板200’还可以包括位于绝缘层80的背对超声换能器20一侧的有机发光二极管组件91以及位于有机发光二极管组件91的背对绝缘层 80一侧的盖板玻璃92。
[0061] 在本公开的实施例中，有机发光二极管组件91例如可以包括有机发光二极管器件。该器件例如可以包括阳极、阴极以及位于阳极和阴极之间的有机发光材料层。作为示例，该器件中还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等，以提高发光效率。然而本公开的实施例不限于此，其他的已知的有机发光二极管器件也可采用。
[0062] 在本公开的实施例中，显示面板200、200’不限于OLED显示面板，也可以是其他已知类型的显示面板。
[0063] 本公开的实施例还提供了一种压电传感器组件的制作方法S100。图 7A示出该制作方法S100的流程图。图8A至图8G示意性地示出该制作方法的各个步骤获得的结构。该制作方法S100包括：
[0064] 步骤S10：在衬底基板10上制作声学匹配层30；
[0065] 步骤S20：在声学匹配层30的背对衬底基板10的一侧上沉积孔隙层70；
[0066] 步骤S30：在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上形成图案化的掩模层71以将隔绝腔的形成位置72暴露出来；
[0067] 步骤S40：进行干蚀刻使蚀刻气体在该隔绝腔的形成位置72透过孔隙层70而在声学匹配层30中形成隔绝腔50；
[0068] 步骤S50：将图案化的掩模层71去除；以及
[0069] 步骤S60：在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上形成多个超声换能器20。
[0070] 在一些实施例中，在步骤S10中，如图8A所示，可以在衬底基板10(例如背板玻璃)上旋涂厚度为例如将使用的超声波的四分之一波长的声学匹配层材料，该声学匹配层30的材料例如可以为包括用来调节声阻抗的填料的环氧树脂。该填料包括但不限于掺杂钨、氧化钨、氧化铁、二氧化钛、二氧化硅、滑石粉等。在步骤S20中，如图8B所示，孔隙层 70可以为具有0.5微米至5微米之间的厚度的多孔硅层，这可以保证多孔硅层的厚度不影响超声波的传输。在步骤S30中，如图8C所示，图案化的掩模层71可以通过将光敏抗蚀剂(光刻胶)层设置(例如涂覆)在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上并对该光敏抗蚀剂层图案化来制成。其中，隔绝腔的形成位置72是孔隙层70上与将要形成的隔绝腔50 对应的位置。在步骤S40中，如图8D所示，蚀刻气体可以从孔隙层70 上的该位置穿过孔隙层70对声学匹配层30进行蚀刻(例如通过与声学匹配层30发生反应)以形成隔绝腔50。在步骤S50中，如图8E所示，可以通过本领域已知的剥离工艺将图案化的掩模层(例如光敏抗蚀剂 (光刻胶))层71去除。
[0071] 在一些实施例中，如图7B所示上述步骤S60可包括：
[0072] 子步骤S61：在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上形成第一电极层21并对第一电极层21进行图案化以形成彼此间隔开的多个第一电极部；
[0073] 子步骤S62：在相邻的第一电极部之间形成电介质层41，所述电介质层41在衬底基板10上的正投影落入到所述隔绝腔50在衬底基板10 上的正投影中；
[0074] 子步骤S63：在所述第一电极部和电介质层41背对衬底基板10的一侧上形成压电材料层23；以及
[0075] 子步骤S64：在压电材料层23的背对所述衬底基板10的一侧上沉积第二电极层22。
[0076] 在子步骤S61中，如图8F所示，第一电极层21例如可以为ITO层，可通过蒸镀等方式沉积在孔隙层70上。在上述子步骤S63中，如图8G 所示，可以在第一电极层21表面上旋涂压电材料(压电材料包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE)等薄膜) 并对该压电材料进行极化，使其具备压电特性，压电材料层23的厚度例如可为5至15μm。而在子步骤S64中，可以在压电材料层23的表面上沉积第二电极层22，该第二电极层22例如为金属电极层(如钼、铂、铜或银等金属)。该第二电极层22的厚度例如可为15至20μm。
[0077] 除去上述步骤和子步骤之外，在一些实施例中，该制作方法还可以包括：在第二电极层22的背对衬底基板10的一侧上设置保护层，以对超声换能器20进行密封和保护。该保护层的材料可以是环氧树脂，该保护层可以通过在第二电极层22的背对衬底基板10的一侧的表面上贴合或旋涂环氧树脂来形成。
[0078] 本公开的实施例还提供了另一种压电传感器组件的制作方法S100’。图9A示出该制作方法S100’的流程图。图10A至图10H示意性地示出该制作方法S100’的各个步骤获得的结构。该制作方法S100’可以包括：
[0079] 步骤S10’：在衬底基板10上形成多个超声换能器20；
[0080] 步骤S20’：在衬底基板10的背对所述多个超声换能器20的一侧上制作声学匹配层30；
[0081] 步骤S30’：在声学匹配层30的背对衬底基板10的一侧上沉积孔隙层70；
[0082] 步骤S40’：在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上形成图案化的掩模层71以将隔绝腔的形成位置72暴露出来；
[0083] 步骤S50’：进行干蚀刻使蚀刻气体在隔绝腔的形成位置72透过孔隙层70而在声学匹配层30中形成隔绝腔50；
[0084] 步骤S60’：将图案化的掩模层71去除；以及
[0085] 步骤S70’：在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上形成绝缘层80。
[0086] 在步骤S10’中，如图10A所示，可以在衬底基板10(例如背板玻璃)上形成多个超声换能器20。具体地，在一些实施例中，如图9B所示，步骤S10’可以包括：
[0087] 子步骤S11’：在衬底基板10的一侧上形成第一电极层21并对第一电极层21进行图案化以形成彼此间隔开的多个第一电极部；
[0088] 子步骤S12’：在相邻的第一电极部之间形成电介质层41，所述电介质层41在衬底基板10上的正投影落入到所述隔绝腔50在衬底基板10 上的正投影中；
[0089] 子步骤S13’：在所述第一电极部和电介质层41背对衬底基板10的一侧上形成压电材料层23；以及
[0090] 子步骤S14’：在压电材料层23的背对所述衬底基板10的一侧上沉积第二电极层22。
[0091] 在子步骤S11’中，如图10A所示，第一电极层21例如可以为ITO 层，可通过蒸镀等方式沉积在衬底基板10上。在上述子步骤S13’中，如图10B所示，可以在第一电极层21表面上旋涂压电材料(压电材料包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE) 等薄膜)并对该压电材料进行极化，使其具备压电特性，压电材料层23 的厚度例如可为5至15μm。而在子步骤S14’中，可以在压电材料层23 的表面上沉积第二电极层22，该第二电极层22例如为金属电极层(如钼、铂、铜或银等金属)。该第二电极层22的厚度例如可为15至20μm。
[0092] 在上述步骤S20’中，如图10C所示，可以在衬底基板10(例如背板玻璃)的背对超声换能器20的一侧上旋涂厚度为例如将使用的超声波的四分之一波长的声学匹配层材料，该声学匹配层30的材料例如可以为包括用来调节声阻抗的填料的环氧树脂。该填料包括但不限于掺杂钨、氧化钨、氧化铁、二氧化钛、二氧化硅、滑石粉等。在步骤S30’中，如图 10D所示，孔隙层70可以为具有0.5微米至5微米之间的厚度的多孔硅层，这可以保证多孔硅层的厚度不影响超声波的传输。在步骤S40’中，如图10E所示，图案化的掩模层71可以通过将光敏抗蚀剂(光刻胶)层设置(例如涂覆)在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上并对该光敏抗蚀剂层图案化来制成。其中，隔绝腔的形成位置72是孔隙层70上与将要形成的隔绝腔50对应的位置。在步骤S50’中，如图10F所示，蚀刻气体可以从孔隙层70上的该位置穿过孔隙层70对声学匹配层30进行蚀刻(例如通过与声学匹配层30发生反应)以形成隔绝腔50。在步骤S60’中，如图10G所示，可以通过本领域已知的剥离工艺将图案化的掩模层 (例如光敏抗蚀剂(光刻胶))层71去除。在步骤S70’中，如图10H所示，该绝缘层80例如可以通过涂布、粘合等方式形成在孔隙层70的背对衬底基板10的一侧上。
[0093] 类似地，除去上述步骤和子步骤之外，在一些实施例中，该制作方法还可以包括：在第二电极层22的背对衬底基板10的一侧上设置保护层，以对超声换能器20进行密封和保护。该保护层的材料可以是环氧树脂，该保护层可以通过在第二电极层22的背对衬底基板
10的一侧的表面上贴合或旋涂环氧树脂来形成。作为示例，上述设置保护层的步骤可以在步骤S10’和步骤S20’之间进行，以简化工艺，可参见图10B。
10的一侧的表面上贴合或旋涂环氧树脂来形成。作为示例，上述设置保护层的步骤可以在步骤S10’和步骤S20’之间进行，以简化工艺，可参见图10B。
[0094] 上述压电传感器组件的制作方法仅仅是示例性的，本公开的实施例不限于此。在本公开的实施例中，还可以通过在压电传感器组件100的衬底基板10的背对超声换能器20的一侧上或者在压电传感器组件100’的绝缘层80的背对衬底基板10的一侧上粘合有机发光二极管组件91来形成显示面板。
[0095] 虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开的实施例进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本公开的限制。
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