[發(fā)明專利]一種指紋采集裝置及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710237274.6 | 申請(qǐng)日： | 2017-04-12 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108694364B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-10-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 任天令;薛濤;劉厚方;陳源泉;李宇星;楊軼 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06K9/00 | 分類號(hào)： | G06K9/00 |
| 代理公司： | 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 | 代理人： | 王慶龍 |
| 地址： | 100084 北京市海*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 指紋 采集 裝置 及其 制備 方法 | ||
1.一種指紋采集裝置，其特征在于，所述裝置包括：
由下至上依次設(shè)置的基底、二維材料陣列層及柔性保護(hù)層；
所述基底包括由下至上依次設(shè)置的襯底層、底電極層和絕緣陣列層，所述絕緣陣列層上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述底電極層條狀成型在所述襯底層的上表面，相應(yīng)的，所述絕緣陣列層上所述通孔設(shè)置在與所述底電極層對(duì)應(yīng)的位置處；所述絕緣陣列層采用薄且不易形變的硬性材質(zhì)；
所述二維材料陣列層成型在所述絕緣陣列層遠(yuǎn)離所述底電極層的一面，并通過(guò)所述通孔與所述底電極層連接，所述底電極層以及所述二維材料陣列層分別和所述裝置外部的基板電連接；
所述二維材料陣列層包括連接電極層、頂電極層和二維材料層，所述連接電極層通過(guò)所述通孔與所述底電極層連接，且所述連接電極層與所述通孔的側(cè)壁之間留有間隙，所述頂電極層條狀成型在所述絕緣陣列層的上表面，所述頂電極層與所述底電極層交叉布置；
所述二維材料層包括多個(gè)二維材料單元，多個(gè)所述二維材料單元成型在所述連接電極層和所述絕緣陣列層遠(yuǎn)離所述底電極層的一面，且所述二維材料單元一端連接所述連接電極層，另一端連接所述頂電極層，所述頂電極層與所述裝置外部的基板電連接，所述頂電極層與所述底電極層構(gòu)成多個(gè)檢測(cè)回路，其中，所述頂電極層包括多個(gè)條狀頂電極，所述底電極層包括多個(gè)條狀底電極，所述多個(gè)條狀頂電極和所述多個(gè)條狀底電極根據(jù)預(yù)設(shè)的交叉角度立體交叉設(shè)置，以構(gòu)成多條檢測(cè)回路；
所述檢測(cè)回路用于采集所述二維材料陣列層因受到壓力產(chǎn)生不同形變對(duì)應(yīng)的電阻變化，以獲取指紋紋路的灰度圖像；
其中，所述二維材料單元采用具有壓阻特性的二維材料，所述二維材料指電子僅可在兩個(gè)維度的非納米尺度上自由運(yùn)動(dòng)的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述二維材料單元覆蓋在所述通孔上方或所述連接電極層和所述絕緣陣列層的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每一條狀底電極和每一條狀頂電極均與外部基板電連接，所述基板包括控制電路，所述控制電路用于對(duì)每一個(gè)條狀底電極和條狀頂電極進(jìn)行掃描，構(gòu)成多個(gè)所述檢測(cè)回路。
4.一種指紋采集裝置的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
在選取的襯底層的上表面形成底電極層，且所述底電極層條狀成型；
在所述底電極層的上表面形成絕緣陣列層，并在所述絕緣陣列層的上表面設(shè)置多個(gè)通孔；所述絕緣陣列層上所述通孔設(shè)置在與所述底電極層對(duì)應(yīng)的位置處；所述絕緣陣列層采用薄且不易形變的硬性材質(zhì)；
在所述通孔的一側(cè)形成連接電極層，以使所述連接電極層與所述底電極層連接；
在所述連接電極層和所述絕緣陣列層的上表面形成多個(gè)二維材料單元，所述二維材料單元一端連接所述連接電極層，另一端連接頂電極層，將所述頂電極層和所述底電極層與預(yù)設(shè)的基板電連接所述頂電極層與所述底電極層構(gòu)成多個(gè)檢測(cè)回路，其中，所述頂電極層包括多個(gè)條狀頂電極，所述底電極層包括多個(gè)條狀底電極，所述多個(gè)條狀頂電極和所述多個(gè)條狀底電極根據(jù)預(yù)設(shè)的交叉角度立體交叉設(shè)置，以構(gòu)成多條檢測(cè)回路；所述檢測(cè)回路用于采集所述二維材料陣列層因受到壓力產(chǎn)生不同形變對(duì)應(yīng)的電阻變化，以獲取指紋紋路的灰度圖像；其中，所述二維材料單元采用具有壓阻特性的二維材料，所述二維材料指電子僅可在兩個(gè)維度的非納米尺度上自由運(yùn)動(dòng)的材料；
在所述二維材料單元、所述頂電極層以及所述絕緣陣列層的上表面覆蓋一層柔性保護(hù)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述在選取的襯底層表面形成底電極層包括：
在所述襯底層上以硬掩膜為模板或利用光刻技術(shù)進(jìn)行圖形化后，濺射一系列長(zhǎng)條狀電極作為所述底電極層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述絕緣陣列層表面設(shè)置通孔，包括：
通過(guò)光刻進(jìn)行圖形化或者以硬掩膜為模板，利用干法刻蝕或濕法刻蝕，在所述絕緣陣列層表面刻蝕出成陣列的微米級(jí)所述通孔，所述通孔的位置位于條狀底電極層上。
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