于獲得指紋之外的其它用途。舉例來(lái)說(shuō),可以獲得和/或 處理手掌、耳朵、面部、無(wú)生命對(duì)象或一或多個(gè)其它對(duì)象的圖像。
[0046] 舉例來(lái)說(shuō),控制單元可以用規(guī)則間隔向Tx驅(qū)動(dòng)器發(fā)送發(fā)射器(Tx)激勵(lì)信號(hào),以便 使Tx驅(qū)動(dòng)器激勵(lì)超聲波發(fā)射器并且產(chǎn)生平面超聲波??刂茊卧梢酝ㄟ^(guò)接收器(Rx)偏置 驅(qū)動(dòng)器發(fā)送電平選擇輸入信號(hào)以便偏置接收器偏置電極,并且允許選通像素電路的聲學(xué)信 號(hào)檢測(cè)??梢允褂枚嗦贩钟闷鞔蜷_和關(guān)閉柵極驅(qū)動(dòng)器,其使得傳感器像素電路的特定行或 列提供輸出信號(hào)??梢酝ㄟ^(guò)電荷放大器、例如RC濾波器或抗混疊濾波器的濾波器和數(shù)字化 器將來(lái)自像素的輸出信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理器。應(yīng)注意,系統(tǒng)的一些部分可以包含在TFT背 板上,并且其它部分可以包含于相關(guān)聯(lián)的集成電路中。
[0047] 本文所述的一些實(shí)施方案涉及包含壓電層的超聲波接收器。圖4展示根據(jù)一實(shí)施 方案的超聲波接收器的實(shí)例的幾個(gè)視圖。超聲波接收器430可被配置成檢測(cè)在接收器的近 端(輸入)表面接收到的超聲波能量。接收器430可以包含安置在襯底434上的像素電路 陣列432。在所說(shuō)明的實(shí)施方案中,如"平面圖"中所示,接收器430具有矩形外觀造型;在 其它實(shí)施方案中,可以設(shè)想正方形或橢圓形的外觀造型。在一個(gè)實(shí)施方案中,像素陣列可以 配置成1500 X 1600像素陣列,并且傳感器的對(duì)應(yīng)橫向尺寸可以是大約3. 0X3. 2英寸。
[0048] 像素電路陣列432可以安置在襯底434的頂表面上。每一像素電路432可以包含 一或多個(gè)TFT元件,并且可以包含像素輸入電極438,像素輸入電極438與像素電路432的 輸入端電接觸。像素輸入電極438可以包含透明導(dǎo)電薄膜,其例如由氧化銦錫(ITO)或氧 化銦鋅(IZO)制成。
[0049] 在一個(gè)實(shí)施方案中,可以通過(guò)在像素電路陣列432和襯底434的頂表面上形成壓 電層436來(lái)制造超聲波接收器430。如下文中將更詳細(xì)描述,可以通過(guò)如下方式形成壓電 層436 :將含有共聚物的溶液涂布到像素電路432上,使共聚物結(jié)晶以形成結(jié)晶共聚物層, 并且使所得的結(jié)晶共聚物層成極以形成壓電層436。
[0050] 應(yīng)了解,為了說(shuō)明的清楚起見(jiàn),已經(jīng)省略了通常存在的超聲波接收器430的某些 特征。舉例來(lái)說(shuō),已經(jīng)省略了接收器偏置電極(例如沉積或以其它方式附著到壓電層436 的頂表面401上的導(dǎo)電層),以及像素電路432的細(xì)節(jié)。
[0051] 圖5展示根據(jù)一實(shí)施方案的制造超聲波接收器的工藝流程的實(shí)例。工藝500可以 在框501處開始,其中將含有共聚物的溶液涂布到像素電路陣列(例如,像素電路陣列432) 上。應(yīng)了解,可以通過(guò)旋涂、槽縫式涂布、浸漬、施配、噴射或任何其他合適的涂布工藝來(lái)施 加涂布。如下文中更詳細(xì)描述的,涂布工藝可以包含將助粘劑涂覆到像素電路陣列,或者在 涂布工藝前面可以將助粘劑涂覆到像素電路陣列。此外,涂布工藝可以包含干燥工藝,或者 在涂布工藝之后可以是干燥工藝。在一些實(shí)施方案中,涂布工藝可以包含將含有共聚物的 溶液涂布到TFT背板上。
[0052] 在框502處,共聚物可以結(jié)晶。如下文中更詳細(xì)描述的,結(jié)晶工藝可以包含焙烤程 序。舉例來(lái)說(shuō),在一些實(shí)施方案中,像素電路陣列432和襯底438在涂布上共聚物之后,升 高到高于共聚物居里溫度但是低于共聚物熔點(diǎn)的一個(gè)溫度。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解, 當(dāng)共聚物保持在此溫度足夠時(shí)長(zhǎng)時(shí),共聚物將發(fā)生結(jié)晶。
[0053] 在框503處,結(jié)晶共聚物可以極化,以便形成壓電層。如下文中更詳細(xì)描述的,成 極工藝可以包含跨越材料施加強(qiáng)電場(chǎng),以便使共聚物的偶極以期望取向?qū)?zhǔn)。電場(chǎng)的期望 強(qiáng)度可以隨結(jié)晶共聚物涂層的厚度變化。舉例來(lái)說(shuō),在一些實(shí)施方案中,已發(fā)現(xiàn),每微米涂 布厚度大約150-200伏的電場(chǎng)強(qiáng)度能有效地形成壓電層。
[0054] 在框504處,可以任選地將壓電層的表面金屬化以便形成接收器偏置電極。如下 文中更詳細(xì)描述的,接收器偏置電極可以包含金屬化層,例如第一銅子層,第一銅子層上沉 積著第二鎳子層。替代地,銀墨層可以安置在壓電層的表面上。
[0055] 為了便于更好地理解本發(fā)明所揭示的技術(shù)的某些益處和特征,將描述特定制造工 藝的一些實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。應(yīng)了解,所揭示的具體實(shí)施方案是實(shí)例,并且對(duì)這些具體實(shí)施方 案的許多可能的變化和修改在本發(fā)明的預(yù)期內(nèi)。
[0056] 圖6圖解說(shuō)明可以在工藝501之前或者包含于工藝501中的用于將共聚物涂布到 像素電路陣列和襯底上的助粘劑涂覆工藝的實(shí)例實(shí)施方案??紤]到例如本發(fā)明設(shè)想的許多 共聚物的氟化化合物的粘合特性非常不良,助粘劑涂覆工藝600可能是可取的。包含像素 電路陣列和襯底的組合件601可以借助于焙烤操作602進(jìn)入工藝600??梢詧?zhí)行焙烤操作 602以幫助確保先前處理未留下可能會(huì)在涂布操作605中妨礙良好結(jié)果的油或濕氣。可以 在部分或基本上完全的真空下執(zhí)行焙烤操作602。
[0057] 在焙烤操作602之后,可以執(zhí)行涂布操作605。涂布操作605可以使得助粘劑603 被涂覆到組合件601的所選表面。在一些實(shí)施方案中,助粘劑603可以是甲醇604中的硅 烷或六甲基二硅氮烷(HMDS)溶液。舉例來(lái)說(shuō),已發(fā)現(xiàn)0.25%的HMDS溶液能有效地增加組 合件601和共聚物的表面之間的結(jié)合強(qiáng)度??梢酝ㄟ^(guò)旋涂或其它手段涂覆助粘劑603。
[0058] 在涂布操作605之后,工藝600可以繼續(xù)執(zhí)行干燥操作606,以便使甲醇604蒸發(fā), 并且以其它方式準(zhǔn)備組合件601以便執(zhí)行后續(xù)工藝。在一些實(shí)施方案中,水是助粘劑的固 化劑,并且可以在潮濕環(huán)境中執(zhí)行干燥操作,例如在高于60%的相對(duì)濕度下。
[0059] 圖7圖解說(shuō)明涂布和結(jié)晶工藝的實(shí)例實(shí)施方案。舉例來(lái)說(shuō),可以結(jié)合或者替代涂 布工藝501和結(jié)晶工藝502執(zhí)行工藝700。在涂布操作701期間,將共聚物層涂覆到組合件 601。共聚物可以包含大約80-20、70-30或90-10的摩爾百分比的PVDF-TrFE。
[0060] 在涂布操作701之后,可以對(duì)共聚物涂層的厚度執(zhí)行測(cè)量。舉例來(lái)說(shuō),涂布 操作701沉積的子層的厚度可以例如是3 μm-4 μm,而可能期望的總涂布厚度大約是 10 μ m-12 μ m。因此,結(jié)晶工藝700預(yù)期在決策框702處作出的確定將使得涂布操作701重 復(fù)一或多次。在沉積每一子層之間,可以執(zhí)行部分結(jié)晶操作703。部分結(jié)晶操作703可以包 含將組合件601的溫度升高到高于共聚物的居里溫度但是低于共聚物的熔點(diǎn)的一個(gè)溫度。 在一些實(shí)施方案中,共聚物的居里溫度可以是135°C,并且熔點(diǎn)可以是150°C。因此,在實(shí)例 工藝中,組合件601可以在足以實(shí)現(xiàn)部分而不是完整結(jié)晶的時(shí)間段中保持在135°C的溫度 下。合意的是,部分結(jié)晶使得涂布操作701沉積的先前子層在后續(xù)涂布操作701期間相對(duì) 不可溶解。應(yīng)了解,用于部分結(jié)晶的足夠時(shí)間段將尤其取決于共聚物的組合物。在一些實(shí) 施方案中,例如,針對(duì)70-30的摩爾百分比,已發(fā)現(xiàn)三十分鐘就夠了,而針對(duì)80-20的摩爾百 分比,可能一小時(shí)是優(yōu)選的。
[0061] 當(dāng)在決策框702處確定已獲得期望的總涂布厚度時(shí),工藝700可以繼續(xù)到框704, 并且完成共聚物的結(jié)晶,方法是通過(guò)將組合件601的溫度升高到高于共聚物的居里溫度但 是低于共聚物的熔點(diǎn)的一個(gè)溫度,保持的時(shí)間段足以允許結(jié)晶到達(dá)共聚物能夠變成壓電材 料的一個(gè)點(diǎn)。操作704可以完成共聚物從非晶形材料到結(jié)晶材料的變換,這個(gè)變換起始于 框703處。操作704的細(xì)節(jié)可以取決于所使用的確切共聚物(舉例來(lái)說(shuō),PVDF與TrFE的 摩爾比)。針對(duì)70-30共聚物,已發(fā)現(xiàn)135°C下保持3小時(shí)是有效的,而針對(duì)80-20共聚物, 已發(fā)現(xiàn)135°C下保持12小時(shí)是有效的。
[0062] 在一個(gè)實(shí)施方案中,操作704的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)一種結(jié)晶狀態(tài),使得平均晶體大小大 于偶極域長(zhǎng)度,并且小于將不能在電場(chǎng)中取向的大小。應(yīng)了解,可以使用例如差示掃描熱量 測(cè)定在實(shí)驗(yàn)室里確定最佳時(shí)間和溫度條件,以便描繪溫度不斷升高(或降低)時(shí),相位變化 相對(duì)于時(shí)間的曲線圖。
[0063] 圖8圖解說(shuō)明可以應(yīng)用于共聚物以便形成壓電層的成極工藝800的實(shí)例實(shí)施方 案。舉例來(lái)說(shuō),可以結(jié)合或者替代工藝503執(zhí)行工藝800。如上所述,成極工藝可以包含跨越 材料施加強(qiáng)電場(chǎng)以便使共聚物的偶極在期望取向中對(duì)準(zhǔn)。為了保護(hù)可以包含多個(gè)電壓敏感 組件(包含TFT)的像素電路陣列,成極工藝800可以包含保護(hù)電壓敏感組件的防護(hù)措施。 舉例來(lái)說(shuō),可以施加導(dǎo)電材料801,以便使像素電路的輸入和輸出端子電短路到接地。舉例 來(lái)說(shuō),導(dǎo)電材料801可以是導(dǎo)電橡膠或銀墨化合物。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)電材料可以大概 與像素電路陣列432共面,并且在像素電路陣列432周圍沿圓周延伸。舉例來(lái)說(shuō),在框802 處,可以提供導(dǎo)電橡膠或銀墨的護(hù)圈和/或短路棒。
[0064] 在框803處,執(zhí)行成極操作。在一些實(shí)施方案中,在干燥的部分真空中使用針陣列 和銅網(wǎng)施加每微米涂布厚度大約150-200伏的場(chǎng)強(qiáng)度。在成極之后,可以去除護(hù)圈和/或短 路棒。舉例來(lái)說(shuō),可以通過(guò)施加例如異丙醇或其它特定反應(yīng)劑的反應(yīng)劑