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CN110603514A - 包括超声生物计量感测系统的显示装置和制造该显示装置的方法 - Google Patents

包括超声生物计量感测系统的显示装置和制造该显示装置的方法 Download PDF

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CN110603514A
CN110603514A CN201880027704.4A CN201880027704A CN110603514A CN 110603514 A CN110603514 A CN 110603514A CN 201880027704 A CN201880027704 A CN 201880027704A CN 110603514 A CN110603514 A CN 110603514A
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Abstract

提供了一种包括超声生物计量感测设备的显示装置。该显示装置包括：盖板(103)，其具有被配置成供手指触摸的感测表面；显示面板(102)，其包括多个子层；多个超声换能器(106)，其被布置成沿着显示装置的外围并且在显示装置的有效显示区域之外，每个超声换能器包括顶部电极和底部电极；以及超声换能器控制电路(114)，其用于控制超声换能器以确定与感测表面接触的对象的特性。显示面板中的子层之一包括突出部(206)，该突出部延伸到位于包括该突出部的子层与盖板之间的任何其它子层的区域之外，并且多个超声换能器被布置在突出部上的该突出部与盖板之间的位置处。

Description

包括超声生物计量感测系统的显示装置和制造该显示装置的 方法
技术领域
本发明涉及用于在声学生物计量成像系统中使用的包括超声换能器器件的显示装置以及用于制造这种显示装置的方法。
背景技术
生物识别系统被广泛用作增加个人电子设备(如移动电话等)的便利性和安全性的手段。现在，所有新发行的个人通信设备(如移动电话)的很大一部分中都特别包括指纹识别系统。
电容指纹传感器由于其出色的性能和相对低的成本而被用于绝大多数生物计量系统中。
在其它指纹感测技术中，超声感测还具有提供有利性能的潜力，例如从非常潮湿的手指获取指纹(或掌纹)图像的能力等。
一类特别令人关注的超声指纹系统是这样的系统，其中，沿着要被用户触摸的设备构件的表面传送声信号，并且基于接收到的由于所传送的声信号与在设备构件与用户皮肤之间的界面之间的相互作用而产生的声信号来确定指纹(掌纹)表示。
例如在US 2017/0053151中总体描述的这种超声指纹感测系统可以提供可控的分辨率，并且允许更大的感测区域，该感测区域可以是光学透明的，而且对感测区域进行缩放无需指纹感测系统成本。
尽管这种超声波指纹感测的一般原理是已知的，但似乎仍有其他挑战要克服。例如，期望提供适于在这种超声指纹感测系统中使用的超声换能器器件的容易且有成本效益的集成。
发明内容
鉴于现有技术的上述和其它缺点，本发明的目的是提供一种改进的用于生物计量感测的显示装置以及用于制造这种显示装置的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括用于显示器内生物计量感测的超声生物计量感测设备。该显示装置包括：盖板，其具有被配置成供手指触摸的感测表面；显示面板，其包括多个子层；多个超声换能器，其被布置成沿着显示装置的外围并且处于显示装置的活动显示区域之外，其中，该超声换能器不与生物计量感测设备的活动感测区域(104)交叠，每个超声换能器包括位于该换能器的第一侧上的面对盖板的导电顶部电极和位于该换能器的第二侧上的导电底部电极，第二侧与第一侧相对；以及超声换能器控制电路，其连接至超声换能器中的每个并被配置成：控制超声换能器以发射在盖板中传播的超声信号、接收已被与感测表面接触的对象干涉的超声信号、以及基于接收到的超声信号确定对象的特性；其中，显示面板中的子层之一包括突出部，该突出部延伸到位于包括该突出部的子层与盖板之间的任何其它子层的区域之外，并且其中，多个超声换能器被布置在所述突出部上处于该突出部与盖板之间，使得在换能器与盖板之间形成直接机械联接。
在本文语境中，显示面板被解释为表示包括当前已知的显示技术所需的所有层和部件的显示器。显示器还可以包括单元内(in-cell)或单元上(on-cell)触摸屏技术。
超声换能器通常包括压电材料，该压电材料响应于施加在材料上的电场而借助顶部电极和底部电极生成超声信号。原则上，也可以使用其它类型的超声换能器，例如电容式微机械超声换能器(CMUT)。
超声换能器在本文中将被描述为能够发送和接收超声信号的收发器。然而，也可以形成包括单独且分开的超声发送器和接收器的系统。
超声换能器控制电路被配置成控制超声信号的发送和接收，并且被认为包括从接收到的超声信号中提取图像所需的适当的信号处理电路。通常期望捕获与感测表面接触的手指的图像，优选的是使盖板的整个表面被超声换能器包围，从而确定用于生物计量识别和验证的指纹。
显示面板被认为包括至少两个子层，并且层的数量和性质根据所使用的显示技术或特定的显示器制造商而变化。本文所述的超声换能器的布置的关键在于将至少一个子层配置成延伸到活动显示区域之外。在实践中，所有层都可以延伸到活动显示区域之外。此外，优选地，位于突出子层与盖板之间的子层均不应突出以至于覆盖或阻挡包括超声换能器的子层，至少不处于超声换能器的位置处。为了使超声换能器有效地将超声信号注入盖板，需要换能器与盖板之间的直接机械联接。因此，显示面板的任何部分都不应位于换能器与盖板之间。
本发明基于以下认识：可以通过将超声换能器布置在显示面板的外围来实现显示器内生物计量感测布置。特别地，通过将超声换能器布置在显示面板中已经存在的结构上，可以通过对现有显示器制造工艺的最小限度的修改来将所描述的生物计量感测布置集成在显示面板中。此外，由于感测系统的部件位于活动显示区域之外，因此所描述的生物计量感测系统将不会影响显示特性。
根据本发明的一个实施方式，显示面板可以包括TFT层(薄膜晶体管)和在其上形成该TFT层的TFT衬底层，并且其中，在TFT衬底层中形成突出部。TFT衬底层可以是用于在其上形成用于控制显示像素的TFT器件的玻璃层或塑料层。因此，可以假定TFT层具有适合于超声换能器布置的机械特性。
根据本发明的一个实施方式，显示面板可以包括滤色器层，并且其中，突出部形成在滤色器层中。在LCD型显示面板中，滤色器被布置在玻璃衬底上，并且因此突出部将由玻璃衬底和滤色器形成，其中，换能器将被布置在滤色器衬底的顶部。将换能器布置在滤色器层上的潜在优势在于，换能器将被布置得更靠近显示面板的盖玻璃。
根据本发明的一个实施方式，显示面板可以包括OLED层(有机发光二极管)和在其上形成该OLED层的OLED衬底层，其中，突出部形成在OLED衬底层中。可以认为OLED层包括形成OLED显示器所需的多个层。
根据本发明的一个实施方式，显示面板可以包括LCD层(液晶显示器)和在其上形成该LCD层的LCD衬底层，其中，突出部形成在LCD衬底层中。可以认为LCD层包括形成LCD显示器所需的多个层。
OLED显示器和LCD显示器二者均可以包括TFT技术以控制显示像素，并且因此OLED衬底和LCD衬底二者都可以被视为TFT衬底。然而，在各种显示面板中也可能存在适合于放置换能器的其它层。还可以设置包括突出部的专用支承层。然后可以将这种支承层布置在显示面板的活动层上方或下方。
根据本发明的一个实施方式，显示面板还可以包括电容式触敏面板，其中，突出部形成在该触敏面板的衬底层中。触敏面板例如可以是位于活动显示层上方的电容式面板，其包括承载触敏面板的部件的至少一个透明衬底层。在LCD显示器中，触敏层可以形成在滤色器层的顶部上。
根据本发明的一个实施方式，导电顶部电极和导电底部电极中的至少一者可以有利地被布线并连接至包括突出部的层上的超声换能器控制电路。由此，可以为超声换能器设置面对突出部的表面的底部电极，使得换能器直接连接至存在于突出部上的导线。这具有以下优点：可以在包括突出部的层上单独制造导线，并且在设置与导线接触的换能器之后不需要额外的连接。为了将第一电极和第二电极二者都连接至位于突出部上的导线，将顶部电极向下布线到换能器的底部。可以通过形成特定的封装来实现这种换能器，其中封装的底部包括用于顶部电极与底部电极的连接。优选地，将从换能器的顶部到底部的布线形成在换能器的侧面。
在本发明的一个实施方式中，其中突出部形成在TFT衬底层中，导电顶部电极和导电底部电极中的至少一者可以被布线并连接至在形成有该TFT层的同一衬底上的同一传导层中的超声换能器控制电路。TFT层包括至少一个导电层，并且通过形成将换能器连接至该TFT层的导电层之一中的换能器控制电路的导线，仅需进行很小的改动就可以使用已经存在且完善的制造工艺。TFT制造工艺通常具有高准确度和分辨率，因而能够制造出细小的特征。这使得能够形成小型导线，从而使导线的区域覆盖最小化。通常，TFT制造工艺可以产生尺寸在几微米范围内的特征。然而，由于小型导线的电阻，连接换能器的导线可能必须大于能够达到的最小特征尺寸。
根据本发明的一个实施方式，在突出部形成在触摸面板层中的情况下，可以将导电顶部电极和导电底部电极中的至少一者布线并连接至触敏面板中包括的传导层中的超声换能器控制电路。以类似于以上针对TFT层描述的方式，也可以假定触敏层包括传导层，使得可以使用现有的制造工艺来形成用于将换能器连接至对应控制电路的导电线。
根据本发明的一个实施方式，超声换能器控制电路可以被集成在显示装置的显示控制电路中。这意味着显示控制电路包括控制超声换能器以发射超声信号以及从接收到的信号中获取图像的功能。因此，需要为超声换能器腾出空间并布置专用的控制电路。此外，如果换能器的电极连接至显示器中已经存在的传导层中的导电线，则换能器到控制电路的连接被简化。可以以类似的方式将超声换能器控制电路集成在显示装置的触摸面板控制电路中。
根据本发明的一个实施方式，显示装置还可以包括超声换能器，该超声换能器包括一个导电顶部电极和多个导电底部电极，使得所述多个导电底部电极限定出该换能器的活动部分。换能器的活动部分因此被限定为该换能器的位于一个底部电极与顶部电极之间的部分。因此，由于在有效地包括多个换能器的换能器结构中仅需要使用一个顶部电极，所以可以减少到换能器的所需连接的数量。以类似的方式，超声换能器可以包括一个导电底部电极和多个导电顶部电极。此外，还可以提供在顶侧和底侧上分别包括多个电极的超声换能器。因此，可以基于针对给定应用最便捷的配置来选择具体的电极配置。
根据本发明的一个实施方式，可以将导电顶部电极和导电底部电极中的至少一者经由盖板布线并连接至超声换能器控制电路。在一些应用中，仅将顶部电极与盖板上的导线连接可能较便捷，其中，到控制电路的布线同样位于盖板上。还可以经由盖板上的导线将底部电极和顶部电极电连接至控制电路。然后将底部电极布线到换能器的顶侧并且使其经由盖板上的导线连接至控制电路。
根据本发明的一个实施方式，还可以包括位于换能器与盖板之间的连接材料，以将换能器机械地联接到盖板。重要的是在换能器与盖板之间形成刚性机械联接，以避免在将超声信号从换能器传送到盖板中时的阻尼或其它损失。连接材料可以是焊接材料和粘合剂等。如果盖板包括用于将换能器连接至换能器控制电路的导线，则填充材料是导电的，以在换能器的顶部电极与盖板上的导电线之间形成电连接。也可以借助于直接接合或其它接合技术将盖板连接至换能器。
根据本发明的一个实施方式，导电底部电极可以有利地包括布置在底部电极与突出部之间的导电间隔件。突出部与盖板之间的距离可以根据该突出部形成在哪个层上以及具体的显示器设计而变化。因此，所描述的间隔件提供了一种简便的方法，以使所描述的换能器适合于装配在显示器中的子层的突出部与盖板之间而与突出部与盖板之间的距离无关。由于优选的是使换能器与盖板之间的距离最小化，因此使间隔件位于底部电极与突出部之间，从而使得在顶部电极与盖板之间布置间隔件不太优选。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造显示装置的方法。该方法包括：设置包括多个子层的显示面板，其中，显示面板中的子层之一包括延伸到任何其它子层的区域之外的突出部；在突出部上形成导电线，其中，这些导电线被配置成将每个超声换能器连接至超声换能器控制电路，该超声换能器控制电路被配置成控制超声换能器以发射在盖板中传播的超声信号、接收已被与盖板的感测表面接触的对象干涉的超声信号、以及基于接收到的超声信号确定对象的特性；以及沿着显示装置外围以及在显示装置的活动显示区域之外，在突出部上布置多个超声换能器，每个超声换能器包括位于换能器的第一侧上的导电顶部电极和在换能器的第二侧上的导电底部电极，第二侧与第一侧相对，其中，每个导电底部电极连接至突出部上的对应导电线；在显示面板上布置盖板，使得超声换能器位于盖板与突出部之间，该盖板具有被配置成供手指触摸的感测表面。
本发明的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于以上结合本发明的第一方面描述的那些效果和特征。
在研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得明显。技术人员会认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建出除了下文所述实施方式之外的实施方式。
附图说明
现在将参照示出本发明的示例实施方式的附图来更详细地描述本发明的这些和其它方面，其中：
图1A示意性地示出了根据本发明的实施方式的显示装置；
图1B是根据本发明的实施方式的显示装置的截面图；
图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的显示装置；
图3示意性地示出了根据本发明的实施方式的显示装置；
图4示意性地示出了根据本发明的实施方式的显示装置；
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的显示装置；
图6示意性地示出了根据本发明的实施方式的显示装置的换能器配置；
图7是概述了根据本发明的实施方式的制造显示装置的一般步骤的流程图；以及
图8A至图8D示意性地示出了根据本发明的实施方式的制造方法的步骤。
具体实施方式
在本详细描述中，主要参照智能电话中的显示装置来描述根据本发明的用于生物计量感测的显示装置和用于制造该显示装置的方法的各种实施方式，其中，该显示装置的超声换能器阵列使得能够对放置在显示器外表面上的手指指纹进行感测。
图1A示意性地示出了智能电话100形式的电子设备，其具有包括在根据本发明的实施方式的显示装置中的显示面板102。该显示装置包括盖玻璃103形式的盖结构，该盖结构具有被配置成供手指105触摸的外表面104。盖板103在此被示为智能电话100的显示面板102中常用的类型的透明盖玻璃。然而，盖板103同样可以是非透明盖板，只要其声学特性允许超声能量的传播即可。
该显示装置还包括连接至盖板103并且位于盖板102的外围的多个超声换能器106。因此，超声换能器106在此被示为不与由超声换能器106和盖板103形成的生物计量感测设备的活动感测区域104交叠。然而，超声换能器106也可以被布置和配置成使得其与活动感测区域交叠。图1A示出了换能器106的示例分布，其中，换能器106沿着显示面板102的所有侧面围绕盖板103的外围均匀地分布。然而，其它换能器分布也是可能的，例如将换能器106布置在显示面板102的三个侧面上，而且不规则的分布也是可能的。
图1B是盖板103的截面图，其中示出了超声换能器106被布置在盖板103的下方并且附接至盖板103的底表面118。超声换能器106是压电换能器，其包括布置在压电元件112的相对侧上的第一电极108和第二电极110，使得可以通过控制两个电极108、110的电压来生成传播到盖板103中的超声信号。超声换能器106可以根据换能器的类型并且还根据所使用的具体的换能器封装而具有不同的配置。因此，换能器的尺寸和形状以及电极构造可以变化。也可以使用其它类型的设备来生成超声信号，例如微机械超声换能器(MUT)，其包括电容型(cMUT)和压电型(pMUT)。此外，需要另外的控制电路来控制换能器以发射具有关于例如幅度、脉冲形状和定时的所需特性的声信号。然而，这种用于超声换能器的控制电路对于技术人员是公知的，因此本文将不会详细讨论。
每个超声换能器106被配置成发送在盖板103的平面中传播的声信号ST，并且接收已被与感测表面104接触的对象105(在此用手指105表示)干涉的超声信号SIN。
目前认为声相互作用信号SIN主要是由于在盖板103与使用者(手指105)的皮肤之间的接触区域处的所谓的接触散射。手指105与盖板103之间的接触点处的声相互作用还可以引起声发送信号ST的折射、衍射、扩散和耗散。因此，有利地，基于所描述的相互作用现象来分析相互作用信号SIN，从而基于接收到的超声信号来确定手指105的特性。
有利地，可以以短脉冲的脉冲序列的形式提供声发送信号ST，因此可以由不同的接收超声换能器106测量到的声相互作用信号SIN是脉冲响应。声相互作用信号SIN所携带的脉冲响应数据可以进而被用于使用与超声反射层析成像中使用的方法相似的重构过程来重构接触区域(指纹)的表示。
应当理解，用户的指纹“表示”可以是基于接收到的声交互信号SIN提取的任何信息，这可用于评估在不同时间获取的指纹表示之间的相似性。例如，该表示可以包括指纹特征的描述(例如所谓的细节)以及关于指纹特征之间的位置关系的信息。替选地，表示可以是指纹图像或者图像的压缩版本。例如，图像可以被二值化和/或骨架化。此外，指纹表示可以是上述脉冲响应表示。
因此，超声换能器106和相关联的控制电路被配置成基于接收到的超声信号SIN来确定对象的特性。多个超声换能器106连接至超声换能器控制电路114并受其控制。用于控制换能器106的控制电路114可以以许多不同的方式来实施。控制电路114例如可以是一个中央控制单元114，其负责确定要发送的声信号ST的特性，并且分析随后的相互作用信号SIN。此外，每个换能器106可以另外包括用于基于接收到的命令执行指定动作的控制电路。
控制单元114可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程器件。控制单元114还可以或者替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在控制单元114包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的可编程器件的情况下，处理器还可以包括控制该可编程器件的操作的计算机可执行代码。
也可以将控制电路114的功能集成在用于控制显示面板102的控制电路或智能电话100的其它特征中。
图2是根据本发明的实施方式的显示装置200的截面图。如上所述，生物计量感测功能由多个超声换能器106、盖板103和相关联的控制电路114提供。
图2的显示装置200包括盖板103和包括多个子层202的显示面板102。还可以看到如以上参照图1B描述的多个超声换能器106。超声换能器106被布置在盖板103下方的显示装置200的边缘。显示装置200还可以包括围绕显示面板102的框架(未示出)。
在显示面板102中的子层202中，显示面板中的子层之一204包括突出部206，该突出部206延伸到位于包括该突出部206的子层204与盖板103之间的任何其它子层206、208的区域之外。超声换能器106被布置在突出部206与盖板103之间的突出部206上。由此，超声换能器106可以被布置成与盖板103直接接触以提供生成的声信号从换能器到盖板103的最可能的耦合。
根据一个实施方式，显示面板102包括TFT层208和在其上形成该TFT层208的TFT衬底层204，并且其中，在该TFT衬底层204中形成有突出部206。
在使用TFT衬底204形成突出部206时，提供了另一优点，因为导电TFT层也可以用于形成换能器106与相关联的控制电路之间的电连接212，从而利用到已经存在的工艺步骤。
如果显示面板是OLED面板，则TFT衬底层204可以是玻璃或塑料层，并且如果显示面板是LCD面板，则TFT衬底层通常是玻璃层。此外，图2示出了TFT层208与盖板103之间的中间层210。如果显示面板是LCD面板，则中间层210可以是滤色器层。另一方面，OLED显示面板并不一定包括滤色器层。对于OLED面板，中间层210可以是封装层。然而，存在包括滤色器层的OLED实现方式。一个示例是其中所有PLED像素均为白色因而需要彩色层的实现方式。在TFT层与中间层之间还可以存在附加层，其在本文中未示出。
图3示意性地示出了显示装置的一种实施方式，其中突出部206形成在位于TFT层208和TFT衬底层210上方的滤色器层302中。位于滤色器层302与盖板302之间的层304例如可以是偏振层304。这里，在滤色器层302的衬底上形成电连接212。滤色器302的颜料层可以布置在衬底的下侧。
图4示意性地示出了显示装置的一种实施方式，其中突出部206形成在电容式触摸面板的衬底层406中。触摸面板可以是例如包括由电介质衬底层406分开的两个电极层402、404(发送Tx和接收Rx)的投射电容式多点触摸技术触摸面板。在所描述的实施方式中，可以在形成与顶部电极层402的电极的同一步骤中形成导线。在图3中，突出部206被示为突出至显示面板的所有其余层204、208、304之外。然而，位于包括突出部206的层302下面的任何层都可以延伸得与包括突出部206的层302一样远或者甚至更远，只要这是优选的。
在示例性实施方式中，换能器106具有约50μm的厚度，这给出了用于各种实施方式的显示面板中的层的所需厚度的指示。为了提供示例，触摸面板层402、404可以具有约50μm的厚度，偏振器可以具有50μm的厚度，并且滤色器210可以具有约200μm的厚度。在确定换能器的优选配置和位置时，还应考虑其它中间层(例如粘合层和导电层)的厚度。此外，各个层以及换能器106的厚度都可以被适配成期望的构造。
此外，如果无法修改所需层的厚度，则可以如图5所示在换能器106与突出部206之间布置具有适当厚度的间隔件502。因此，在突出部206与盖板103之间的距离大于换能器106的厚度的情况下，仅间隔元件502的厚度必须适于将换能器装配到任何给定的显示器构造中。
间隔件502是导电的，以便在换能器106的底部电极110与包括导电体所在的突出部的层的表面之间形成电连接。然而，也可以将所有所需的信号通路形成在盖板103下侧的电连接件中，在这种情况下，可以使用电绝缘间隔件。此外，优选地，在换能器106的顶部电极108与盖板103之间存在粘合层(未示出)，二者均能将换能器106机械地附接至盖板103并且确保换能器106与盖板103之间没有气隙，从而在换能器106与盖板103之间提供良好的机械联接。粘合层可以是胶，或者可以是焊接材料。也可以将换能器106直接接合至盖板103。
图6A至图6B示意性地示出了一种实施方式，其中换能器106包括布置在图6A所示的显示面板102的突出部206上的较大的压电换能器元件600。如在图6B的侧视图中所见，换能器106具有一个顶部电极108和多个底部电极110。因此活动换能器区域由多个底部电极110限定，其中大型换能器元件600中的所有换能器106具有公共的顶部电极108。在操作期间，顶部电极108可以接地，而底部电极110能够被单独控制以仅启用特定寻址的换能器106。
图7是概述根据本发明实施方式的制造显示装置的一般步骤的流程图。将进一步参照示意性地示出制造方法的步骤的图8A至图8D来讨论该方法。
该方法包括设置700显示面板102，该显示面板102包括多个子层202，其中，显示面板102中的子层之一204包括延伸到任何其它子层的区域之外的突出部206。在本说明书中，显示面板102是LCD面板，其包括TFT衬底层204、TFT层208和滤色器层210。在实践中，显示面板通常包括多个附加层。但是，为了避免使附图混乱，在此未示出所有需要的层。然而，所描述的方法也适用于不同的层构造和不同类型的显示面板。
接下来，在TFT衬底层204的突出部206上形成702导电线212。导电线212被布置和构造成将每个超声换能器106连接至超声换能器控制电路114。形成连接线112的步骤还包括形成用于换能器106的连接焊盘800。可以在将显示面板的后续层208、210布置在包括突出部206的层204上之前或之后执行在突出部上形成702导电线212的步骤。在所描述的在TFT衬底层204中形成突出部206的示例中，有利的是，在形成TFT层208的薄膜晶体管的相同的金属沉积与图案化步骤中形成用于连接换能器的导电线212。
如果替代地在触摸面板层中形成突出部206，则可以以与上述类似的方式在触摸面板的传导层之一中形成导线。
在形成导线112和连接焊盘800之后，沿着显示面板102的外围并且在显示装置200的活动显示区域之外，在突出部上布置704多个超声换能器106，使得每个换能器106的导电底部电极110连接至突出部206上的用于与控制电路114连接的对应导电线112。在示例实施方式中，换能器的尺寸约为500μm×500μm，并且连接线212的尺寸可以变化。
然而，应当注意，可能不需要为每个换能器106都提供一条连接线112。而是可以采用路由和寻址解决方案来使用类似于数据总线架构的较少数量的连接线112向期望的换能器106提供信号。
在最后步骤中，在显示面板102上布置706盖板103，使得超声换能器106位于盖板103与突出部206之间，盖板具有被配置成供手指105触摸的感测表面104。
该方法还可以包括围绕显示面板102或显示面板102的部分布置支承框架(未示出)，以促进包括该显示装置的电子设备的装配。
即使已经参照本发明的特定示例性实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的改变、修改等将变得明显。另外，应当注意，在该装置仍能够执行本发明的功能的情况下，可以以各种方式省略、互换或布置该装置的各部分。
另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“a”或“an”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (22)

1.一种显示装置，包括用于显示器内生物计量感测的超声生物计量感测设备，所述显示装置包括：
盖板(103)，其具有被配置成供手指触摸的感测表面；
显示面板(102)，其包括多个子层；
多个超声换能器(106)，其被布置成沿着所述显示装置的外围并且在所述显示装置的活动显示区域之外，其中，所述超声换能器不与所述生物计量感测设备的活动感测区域(104)交叠，每个超声换能器包括位于所述换能器的面对所述盖板的第一侧上的导电顶部电极(108)和位于所述换能器的第二侧上的导电底部电极(110)，所述第二侧与所述第一侧相对；以及
超声换能器控制电路(114)，其连接至所述超声换能器中的每个超声换能器并且被配置成控制所述超声换能器以发射在所述盖板中传播的超声信号、接收已被与所述感测表面接触的对象干涉的超声信号、以及基于接收到的超声信号确定所述对象的特性；
其中，所述显示面板中的所述子层之一包括突出部(206)，所述突出部延伸到位于包括所述突出部的所述子层与所述盖板之间的任何其它子层的区域之外，并且其中，所述多个超声换能器被布置在所述突出部上的所述突出部与所述盖板之间的位置处，从而形成所述换能器与所述盖板之间的直接机械联接。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板包括薄膜晶体管，即TFT层(208)和在其上形成所述TFT层的TFT衬底层(204)，并且其中，所述突出部形成在所述TFT衬底层中。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，所述显示面板包括滤色器层(302)，并且其中，所述突出部形成在所述滤色器层中。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板包括有机发光二极管，即OLED层和在其上形成所述OLED层的OLED衬底层，其中，所述突出部形成在所述OLED衬底层中。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板包括液晶显示器，即LCD层和在其上形成所述LCD层的LCD衬底层，其中，所述突出部形成在所述LCD衬底层中。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板还包括电容式触敏面板，其中，所述突出部形成在所述触敏面板的衬底层(406)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，其中，所述导电顶部电极和所述导电底部电极中的至少一者被布线并连接至包括所述突出部的层上的超声换能器控制电路。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述导电顶部电极和所述导电底部电极中的至少一者被布线并连接至位于形成有所述TFT层的同一衬底上的传导层中的超声换能器控制电路。
9.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述导电顶部电极和所述导电底部电极中的至少一者被布线并连接至所述触敏面板中包括的导电层中的超声换能器控制电路。
10.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，其中，所述超声换能器控制电路被集成在所述显示装置的显示控制电路中。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述超声换能器控制电路被集成在所述显示装置的触摸面板控制电路中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，还包括具有一个导电顶部电极和多个导电底部电极的超声换能器，使得所述换能器的活动部分由所述多个导电底部电极限定。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述导电顶部电极和所述导电底部电极被布线并经由所述盖板连接至所述超声换能器控制电路。
14.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，还包括位于所述换能器与所述盖板之间的连接材料，所述连接材料将所述换能器机械地联接至所述盖板。
15.根据前述权利要求中任一项所述的显示装置，其中，所述导电底部电极包括布置在所述底部电极与所述突出部之间的导电间隔件(502)。
16.一种用于制造包括超声生物计量感测设备的显示装置的方法，所述超声生物计量感测设备用于显示器内生物计量感测，所述方法包括：
设置(700)包括多个子层(202)的显示面板(102)，其中，所述显示面板中的所述子层之一包括突出部(206)，所述突出部延伸到位于包括所述突出部的所述子层下方的任何其它子层的区域之外；
在所述突出部上设置(702)导电线(212)，其中，所述导电线被配置成将每个超声换能器连接至超声换能器控制电路，所述超声换能器控制电路被配置成控制所述超声换能器以发射在盖板中传播的超声信号、接收已被与所述盖板的感测表面接触的对象干涉的超声信号、以及基于接收到的超声信号确定所述对象的特性；
沿着所述显示装置的外围并且在所述显示装置的活动显示区域之外，在所述突出部上布置(704)多个超声换能器(106)，其中，所述超声换能器不与所述生物计量感测设备的活动感测区域(104)交叠，每个超声换能器包括位于所述换能器的第一侧的导电顶部电极和位于所述换能器的第二侧的导电底部电极，所述第二侧与所述第一侧相对，其中，每个导电底部电极连接至所述突出部上的对应导电线；以及
在所述显示面板上布置(706)盖板，使得所述超声换能器位于所述盖板与所述突出部之间，从而形成所述换能器与所述盖板之间的直接机械联接，所述盖板具有被配置成供手指触摸的感测表面。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述突出部是TFT衬底，并且其中，在所述突出部上形成所述导电线包括在TFT制造工艺中使用的传导层中形成所述导电线。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述突出部是触敏面板，并且其中，在所述突出部上形成所述导电线包括在触敏面板制造工艺中使用的传导层中形成所述导电线。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，还包括在所述突出部上布置控制电路，以及在每个换能器与所述控制电路之间形成电连接。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，还包括布置至少部分地包围所述显示面板的刚性框架，以及在所述突出部与所述框架之间形成机械连接。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，还包括在所述盖板上形成电连接线，以及布置所述盖板使得形成至少一个换能器与超声换能器控制电路之间的电连接。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，其中，在所述突出部上布置所述多个超声换能器还包括在所述突出部与所述换能器之间设置导电间隔元件。
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