汇顶科技CEO张帆在此前的采访中就明言:“光学和超声波相比,无论是在综合性能上还是成本上都更有优势。从技术实现角度上来看,超声波技术在成本和生产制造过程中仍有一定困难,因此有信心通过屏下光学技术在用户体验和安全性上与前者竞争。声波的成本,包括生产制造的过程都更麻烦,而且汇顶的屏下光学指纹可以适用于OLED软、硬屏,但超声波只适用软屏。”


但随着折叠屏技术的面世,显示屏技术朝着柔性可折叠方向发展。


作为安卓阵营全球指纹识别方案第一供应商的汇顶,早就在超声波屏下指纹解锁领域开始研发,并且开始在全球重要国家和地区布局相关专利。


笔者就找到了其中一名为“超声波指纹感应及传感器制造”的重要专利(专利申请号为:US20180314871A1)。


图一  电子设备与超声波指纹识别设备接合示意图


根据该专利技术,首先由超声波指纹传感器181收集指纹信息,通过指纹传感器控制电路184将该信息转化并传递给数字信号处理器186,处理之后再将该信号传输给计算机处理器控制的设备或系统。


图二  触摸感应显示组件结构示意图


如上图所示,超声波传感器模块101设置于显示模块233、显示盖板231之下,超声波数据处理模块103设置于超声波传感器模块101周边。在显示模块233下方还设置有电子模块235。


图三  超声波指纹传感器设备三维图


超声波传感器设备300包括具有用作超声波传感器设备的平台的集成电路(例如,CMOS结构等)的基底芯片305。


基底芯片305包括基底芯片表面上的导电接触点(例如,电极)阵列,称为基极325。


超声波传感器设备300包括基底芯片305上的绝缘层309。


绝缘层309(例如氧化硅(SiO2))沉积或生长在基底芯片305的顶表面上。


超声波传感器设备300包括底部电极307,该底部电极307从基底芯片305的基极325延伸并延伸出绝缘层309的表面。


超声波传感器设备300包括超声波换能器元件311,该超声波换能器元件311包括粘合到底部电极307上的声波换能器材料,例如压电材料等。


图四  超声波换能器发射器电极和接收器电极示例图


如图4所示,该电子电路包括用于控制设备的声波传输的超声波源驱动器和用于处理接收的自设备的返回的声波信号的超声波接收器。


超声波指纹传感器设备300电耦合至驱动器电路317和接收器电路321。驱动器电路317通过在驱动器电路317和顶部电极313之间延伸的连接线119连接到顶部电极313,例如图4中所示的顶部电极313e。


超声波屏下指纹解锁技术所涉及的相关技术较为广泛,该专利只是一种解决方案,该专利还提供了该模组的几种制备方法,有兴趣的读者可以检索本专利进行详细了解。


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