(57)【要約】  本開示は、超音波受信機であって、その第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための超音波受信機に関連するシステム、方法および装置を提供する。超音波受信機は、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、アレイ内の各ピクセル回路は、少なくとも１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を含み、かつ、ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有している。超音波受信機は、ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成することによって製造される。圧電層を形成するステップは、ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップと、結晶化したポリマー層を形成するためにポリマーを結晶化させるステップと、結晶化したポリマー層を分極処理（ポーリング）するステップとを含む。
2016526165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための前記超音波受信機
を備える装置であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記超音波受信機が、
前記ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップ
によって製造され、前記圧電層を形成するステップが、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマー層を分極処理するステップと
を含む、装置。
【請求項２】
前記ピクセル入力電極が導電膜から形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記圧電層を形成するステップが、ピクセル回路の前記アレイの上に接着促進剤をコーティングするステップを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ポリマーを含んだ前記溶液をコーティングするステップが、スピンコーティング、スロットコーティング、ディッピング、ディスペンシング、噴霧または別のコーティングプロセスによって実施される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ポリマーが強誘電性ポリマーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ポリマーが特性キュリー温度および融点を有し、前記ポリマーを結晶化させるステップが、少なくとも１時間の間、前記キュリー温度と前記融点との間の温度で前記ポリマーをベーキングするステップを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記分極処理するステップに先立って前記ピクセル回路の端子を接地に電気的に短絡するために導電材料が加えられる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記導電材料が導電性ゴムまたは導電性インクである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記圧電層の上に堆積した受信機バイアス電極をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記受信機バイアス電極が、銅の第１の副層およびニッケルの第２の副層を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の副層の厚さが約１５０オングストロームであり、ニッケルの前記第２の副層の厚さが約８５０オングストロームである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
受信される超音波エネルギーを検出するための手段
を備える装置であって、
ピクセル回路のアレイが基板の上に配置され、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、
圧電層が、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマー層を分極処理するステップと
によって前記ピクセル入力電極と電気接触するように形成される、装置。
【請求項１３】
前記ポリマーを含んだ前記溶液をコーティングするステップが、スピンコーティング、スロットコーティング、ディッピング、ディスペンシング、噴霧または別のコーティングプロセスによって実施される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ポリマーが強誘電性ポリマーを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するように構成された前記超音波受信機を製造するための方法であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記方法が、
前記ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップ
を含み、前記圧電層を形成するステップが、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマー層を分極処理するステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ピクセル入力電極が導電膜から形成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記分極処理するステップが、前記ポリマー層を通して１マイクロメートル当たり１５０ボルトと２００ボルトとの間の電界強度を有する電界を印加するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムが、超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するように構成された前記超音波受信機を製造するための操作を実施することになる命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記操作が、
前記ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップ
を含み、前記圧電層を形成するステップが、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマー層を分極処理するステップと
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
前記圧電層を形成するステップが、接着促進剤をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップを含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
前記分極処理するステップに先立って前記ピクセル回路の端子を接地に電気的に短絡するために導電材料が加えられる、請求項１８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２１】
超音波送信機と、
プラテンと、
前記超音波送信機と前記プラテンとの間に配置された超音波受信機と
を備える装置であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記超音波受信機が、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、前記反射した音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものであり、前記超音波受信機が、ピクセル回路の前記アレイと前記プラテンとの間に配置された圧電層を含み、
前記圧電層が前記ピクセル入力電極と電気接触し、
前記圧電層が、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマーコーティングを分極処理するステップと
によって形成される、装置。
【請求項２２】
超音波送信機と、
プラテンと、
前記超音波送信機と前記プラテンとの間に配置された、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するための手段であって、前記反射した音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものである、手段と
を備える装置であって、
ピクセル回路のアレイが基板の上に配置され、前記アレイ内の各ピクセル回路が薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、
圧電層が、ピクセル回路の前記アレイと前記プラテンとの間に、前記ピクセル入力電極と電気接触するように配置され、また、前記圧電層が、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマーコーティングを分極処理するステップと
によって形成される、装置。
【請求項２３】
圧電層を形成するステップであって、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマーコーティングを分極処理するステップと
によって形成するステップと、
超音波送信機とプラテンとの間に超音波受信機を配置するステップであって、前記超音波受信機が、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、前記反射した音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものであり、前記超音波受信機が、
基板の上に配置されたピクセル回路のアレイと、
ピクセル回路の前記アレイと前記プラテンとの間に配置された前記圧電層と
を含み、
前記アレイ内の各ピクセル回路が薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、
前記圧電層が前記ピクセル入力電極と電気接触する、ステップと
を含む方法。
【請求項２４】
命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムが、
圧電層を形成するステップであって、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記結晶化したポリマーコーティングを分極処理するステップと
によって形成するステップと、
超音波送信機とプラテンとの間に超音波受信機を配置するステップであって、前記超音波受信機が、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、前記反射した音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものであり、前記超音波受信機が、
基板の上に配置されたピクセル回路のアレイと、
ピクセル回路の前記アレイと前記プラテンとの間に配置された前記圧電層と
を含み、
前記アレイ内の各ピクセル回路が薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、
前記圧電層が前記ピクセル入力電極と電気接触する、ステップと
を含む操作を実施することになる、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２５】
超音波センサの第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための超音波受信機
を備える装置であって、前記超音波センサが、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極、および前記ピクセル入力電極と電気接触している圧電層を有し、前記圧電層が分極処理された結晶化ポリマー層を含む、装置。
【請求項２６】
超音波センサの第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための手段を備える装置であって、前記超音波センサが、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極、および前記ピクセル入力電極と電気接触している圧電層を有し、前記圧電層が分極処理された結晶化ポリマー層を含む、装置。
【請求項２７】
超音波センサの第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するステップ
を含む方法であって、前記超音波センサが、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極、および前記ピクセル入力電極と電気接触している圧電層を有し、前記圧電層が分極処理された結晶化ポリマー層を含む、方法。
【請求項２８】
命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムが、
超音波センサの第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するステップ
を含む操作を実施することになり、前記超音波センサが、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極、および前記ピクセル入力電極と電気接触している圧電層を有し、前記圧電層が分極処理された結晶化ポリマー層を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年６月３日に出願した、「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＷＩＴＨ  ＣＯＡＴＥＤ  ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＬＡＹＥＲ」という名称の米国仮出願第６１／８３０５７２号（整理番号ＱＵＡＬＰ１９８Ｐ／１３３１２０Ｐ１）、および２０１４年２月２６日に出願した、「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＷＩＴＨ  ＣＯＡＴＥＤ  ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＬＡＹＥＲ」という名称の米国特許出願第１４／１７５８７６号（整理番号ＱＵＡＬＰ１９８／１３３１２０）の優先権を主張するものであり、これらの特許出願の各々は、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本開示は、一般に、超音波受信機に関する。
【背景技術】
【０００３】
超音波センサシステムでは、超音波送信機を使用して、１つまたは複数の超音波透過媒体を介して、検出すべき物体に向かって超音波を送ることができる。送信機は、物体で反射する超音波部分を検出するように構成された超音波センサに動作結合することができる。たとえば超音波指紋撮像素子の場合、極めて短い時間間隔の間に送信機を始動および停止することによって超音波パルスを生成することができる。超音波パルスが遭遇する各材料界面において超音波パルスの一部が反射する。
【０００４】
たとえば超音波指紋撮像素子の文脈では、超音波は、指紋画像を得るために人の指を置くことができるプラテンを介して移動することができる。プラテンを通過すると、超音波の一部が、プラテンと接触している皮膚、たとえば指紋隆線に遭遇し、一方、超音波の他の部分は、空気、たとえば指紋の隣接する隆線間の窪みに遭遇し、超音波センサに向かって異なる強度で反射することになる。指に関連する反射信号を処理して、反射信号の信号強度を表すデジタル値に変換することができる。分散した領域全体にわたって複数のそのような反射信号が収集されると、そのような信号のデジタル値を使用して、たとえばこのデジタル値を画像に変換することにより、その分散した領域全体にわたる信号強度の図形表示を生成することができ、それにより指紋の画像を生成することができる。したがって超音波センサシステムは、指紋撮像素子または他のタイプの生物測定スキャナとして使用することができる。いくつかの実装形態では、検出された信号強度を、隆線構造細部の深さを表す指の輪郭マップにマッピングすることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法、およびデバイスは、それぞれ、複数の革新的態様を有し、それらの態様のうちのどれ１つ本明細書に開示されている望ましい属性に単独で関与することはない。
【０００６】
本開示において説明される主題の一革新的態様は、超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための超音波受信機を含む装置の中で実現することができる。超音波受信機は、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、アレイ内の各ピクセル回路は、少なくとも１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ，ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を含み、かつ、ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有している。超音波受信機は、ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成することによって製造される。圧電層を形成するステップは、ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップと、結晶化したポリマー層を形成するためにポリマーを結晶化させるステップと、結晶化したポリマー層を分極処理（ポーリング）するステップとを含む。
【０００７】
一実装形態では、ピクセル入力電極は、導電膜から形成することができる。
【０００８】
別の実装形態では、圧電層を形成するステップは、ピクセル回路のアレイの上に接着促進剤をコーティングするステップを含むことができる。
【０００９】
さらに別の実装形態では、ポリマーを含んだ溶液をコーティングするステップは、スピンコーティング、スロットコーティング、ディッピング、ディスペンシング、噴霧または別のコーティングプロセスによって実施することができる。
【００１０】
さらに別の実装形態では、ポリマーは強誘電性ポリマーを含むことができる。ポリマーは、特性キュリー温度および融点を有することができ、また、ポリマーを結晶化させるステップは、少なくとも１時間の間、キュリー温度と融点との間の温度でポリマーをベーキングするステップを含むことができる。
【００１１】
別の実装形態では、分極処理（ポーリング）に先立ってピクセル回路の端子を接地に電気的に短絡するために導電材料を加えることができる。導電材料は、導電性ゴムまたは導電性インクであってもよい。
【００１２】
さらに別の実装形態では、装置は、圧電層の上に堆積した受信機バイアス電極を含むことができる。受信機バイアス電極は、銅の第１の副層およびニッケルの第２の副層を含むことができる。第１の副層の厚さは約１５０オングストロームにすることができ、また、ニッケルの第２の副層の厚さは約８５０オングストロームにすることができる。
【００１３】
一実装形態では、超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するように構成された超音波受信機を製造するための方法は、ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップを含み、超音波受信機は、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、アレイ内の各ピクセル回路は、少なくとも１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を含み、かつ、ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有している。圧電層を形成するステップは、ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップと、結晶化したポリマー層を形成するためにポリマーを結晶化させるステップと、結晶化したポリマー層を分極処理（ポーリング）するステップとを含む。分極処理（ポーリング）するステップは、ポリマー層を通して１マイクロメートル当たり１５０ボルトと２００ボルトとの間の電界強度を有する電界を印加するステップを含むことができる。
【００１４】
一実装形態では、装置は、超音波送信機と、プラテンと、超音波送信機とプラテンとの間に配置された超音波受信機とを含み、超音波受信機は、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、アレイ内の各ピクセル回路は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を含み、かつ、ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、超音波受信機は、プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、反射する超音波エネルギーは、超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと物体との相互作用によるものであり、超音波受信機は、ピクセル回路のアレイとプラテンとの間に配置された圧電層を含む。圧電層はピクセル入力電極と電気接触している。圧電層は、ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップと、結晶化したポリマー層を形成するためにポリマーを結晶化させるステップと、結晶化したポリマーコーティングを分極処理（ポーリング）するステップとによって形成される。
【００１５】
一実装形態では、装置は、超音波センサの第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための超音波受信機を含む。超音波センサは、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、アレイ内の各ピクセル回路は、少なくとも１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を含み、かつ、ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極、およびピクセル入力電極と電気接触している圧電層を有している。圧電層は、分極処理（ポーリング）された結晶化ポリマー層を含む。
【００１６】
添付の図面および以下の説明は、本明細書において説明される主題の１つまたは複数の実装形態の詳細を示したものである。他の特徴、態様および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は、場合によってはスケール通りには描かれていないことに留意されたい。
【００１７】
添付の図面および以下の説明は、本明細書において説明される主題の１つまたは複数の実装形態の詳細を示したものである。他の特徴、態様および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は、場合によってはスケール通りには描かれていないことに留意されたい。
【００１８】
様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】超音波センサシステムの略図の一例を示す図である。
【図１Ｂ】超音波センサシステムの略図の一例を示す図である。
【図１Ｃ】超音波センサシステムの略図の一例を示す図である。
【図２】超音波センサシステムの分解図の一例を示す図である。
【図３Ａ】超音波センサのためのピクセルの４×４ピクセルアレイの一例を示す図である。
【図３Ｂ】超音波センサシステムの高水準ブロック図の一例を示す図である。
【図４】一実装形態による超音波センサシステムの一例のいくつかの図である。
【図５】一実装形態による、超音波受信機を製造するためのプロセスフローの一例を示す図である。
【図６】接着促進剤添加プロセスの一実装形態例を示す図である。
【図７】コーティングおよび結晶化プロセスの一実装形態例を示す図である。
【図８】分極処理（ポーリング）プロセスの一実装形態例を示す図である。
【図９】メタライゼーションプロセスの一実装形態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
【００２１】
以下の説明は、本開示の革新的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。しかしながら本明細書における教示は、多くの異なる方法で適用することができることは当業者には容易に認識されよう。説明されている実装形態は、超音波を知覚するための任意のデバイス、装置またはシステムの中で実装することができる。さらに、説明されている実装形態は、それらに限定されないが、モバイル電話、マルチメディアインターネットイネーブルセルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ，ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄａｔａ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドすなわち携帯型コンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、複写機、スキャナ、ファクシミリデバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ，ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）受信機／ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ（ＭＰ３プレーヤなど）、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、時計、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子読取りデバイス（たとえば電子リーダ）、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ（走行距離計および速度計ディスプレイ、等々を含む）、コックピットコントールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両内のリアービューカメラのディスプレイなど）、電子写真、電子ビルボードまたはサイン、プロジェクタ、建築構造物、電子レンジ、冷凍機、ステレオシステム、カセットレコーダまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、携帯型メモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメータ、パッケージング（微小電気機械システム（ＭＥＭＳ，ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）アプリケーションを始めとする電気機械システム（ＥＭＳ，ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）アプリケーションならびに非ＥＭＳアプリケーションなどにおけるパッケージング）、美的構造物（宝石片または衣服上への画像の表示など）、および様々なＥＭＳデバイスなどの様々な電子デバイスの中に含めることができ、あるいはそれらと結合することができることが企図されている。また、本明細書における教示は、それらに限定されないが、電子スイッチングデバイス、無線周波数フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、運動知覚デバイス、磁力計、家庭用電子機器のための慣性コンポーネント、家庭用電子機器製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動スキーム、製造プロセスおよび電子試験機器などのアプリケーションに使用することも可能である。したがってこれらの教示には、単に図に示されている実装形態に限定されることは意図されておらず、その代わりに、当業者には容易に明らかであるように、広範囲にわたる適用性を有している。
【００２２】
本開示において説明される主題の特定の実装形態を実装することにより、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現することができる。電気機械アクチュエータ電動機によって位置決めされ、それにより画像を生成する集束変換器を有する超音波指紋センサと比較すると、本明細書において開示される技法は、たとえばモバイルアプリケーションに有利に使用することができる広範囲指紋センサを提供する。電気機械アクチュエータ電動機を回避することにより、指紋センサの費用マスおよびボリュームを低減することができる。
【００２３】
その代わりに、エリアアレイ超音波センサを生成するために、アドレス指定可能知覚素子を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板が圧電膜でコーティングされる。より詳細には、ＴＦＴ基板の素子と電気接触するように圧電層が形成される。ＴＦＴ基板の感応素子に対する損傷を回避するための特定の圧電層形成技法が説明される。
【００２４】
本明細書において説明される実装形態は、圧電層に電気接続され、さもなければ電気結合されたピクセル回路のアレイを含む超音波センサに関する。圧電層は、コポリマーを含んだ溶液をアレイの第１の面にコーティングすることによって形成することができる。このコポリマーを結晶化し、結晶化したコポリマー層を形成することができる。次いで、圧電層を生成するためにこの結晶化したコポリマー層を分極処理（ポーリング）することができる。有利には圧電層は、ピクセル回路のアレイ上に製造され、かつ、ピクセル回路のアレイと直接電気接触して配置される。たとえば各ピクセル回路が１つまたは複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を含んでいるところでは、ピクセル回路のピクセル入力電極は圧電層に電気結合される。
【００２５】
図１Ａ〜図１Ｃは、超音波センサシステムの略図の一例を示したものである。図１Ａに示されているように、超音波センサシステム１０は、プラテン４０の下に超音波送信機２０および超音波受信機３０を含む。超音波送信機２０は、超音波２１（図１Ｂ参照）を生成することができる圧電送信機であってもよい。超音波受信機３０は、圧電材料および基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含む。動作中、超音波送信機２０は、超音波受信機３０を介してプラテン４０の露出表面４２へ移動する超音波２１を生成する。プラテン４０の露出表面４２では、超音波エネルギーは、プラテン４０と接触している、指紋隆線２８の皮膚などの物体２５によって吸収されることになるか、または物体２５によって散乱することになるか、あるいは反射して戻ることになるかのいずれかである。空気とプラテン４０の露出表面４２が接触する位置、たとえば指紋隆線２８間の窪み２７では、超音波２１の大部分が反射し、検出のために超音波受信機３０に向かって戻ることになる（図１Ｃ参照）。制御電子機器５０は、超音波送信機２０および超音波受信機３０に結合することができ、また、超音波送信機２０に１つまたは複数の超音波２１を発生させるタイミング信号を供給することができる。制御電子機器５０は、次いで、超音波受信機３０から、反射超音波エネルギー２３を表す信号を受信することができる。制御電子機器５０は、超音波受信機３０から受信した出力信号を使用して、物体２５のデジタル画像を構築することができる。また、いくつかの実装形態では、制御電子機器５０は、物体２５の運動を検出するために、出力信号を常に連続的にサンプリングすることも可能である。
【００２６】
図２は、プラテン４０の下に超音波送信機２０および超音波受信機３０を含む超音波センサシステム１０の分解図の一例を示したものである。超音波送信機２０は、実質的に平らな圧電送信機層２２を含んだ平面波発生器であってもよい。超音波は、圧電層に電圧を印加し、印加される信号に応じて層を膨張または収縮させ、それにより平面波を生成することによって生成することができる。電圧は、第１の送信機電極２４および第２の送信機電極２６を介して圧電送信機層２２に印加することができる。この方法によれば、層の厚さを変えることによって超音波を生成することができる。この超音波は、プラテン４０を通過して指（または検出すべき他の物体）に向かって移動する。検出すべき物体によって吸収されない超音波の一部は、反射して、プラテン４０を通過して戻り、超音波受信機３０によって受信されることになる。第１の送信機電極２４および第２の送信機電極２６は、金属化された電極、たとえば圧電送信機層２２の反対側の面をコーティングする金属層であってもよい。
【００２７】
超音波受信機３０は、バックプレーンと呼ぶこともできる基板３４の上に配置されたピクセル回路３２のアレイ、および圧電受信機層３６を含むことができる。いくつかの実装形態では、各ピクセル回路３２は、１つまたは複数のＴＦＴ素子を含むことができ、また、いくつかの実装形態では、ダイオード、コンデンサ、等々などの１つまたは複数の追加回路素子を含むことができる。各ピクセル回路３２は、ピクセル回路に最も近い圧電受信機層３６の中に生成される電荷を電気信号に変換するように構成することができる。各ピクセル回路３２は、圧電受信機層３６をピクセル回路３２に電気結合するピクセル入力電極３８を含むことができる。図に示されている実装形態では、受信機バイアス電極３９は、プラテン４０に最も近い圧電受信機層３６の片側に配置されている。受信機バイアス電極３９は、金属化された電極であってもよく、また、ＴＦＴアレイに引き渡される信号を制御するために接地またはバイアスすることができる。プラテン４０の露出（頂部）表面で反射する超音波エネルギーは、圧電受信機層３６によって局部電荷に変換される。これらの局部電荷は、ピクセル入力電極３８によって集められ、その下方に位置しているピクセル回路３２上に引き渡される。電荷はピクセル回路３２によって増幅され、次いで、増幅された信号を処理する制御電子機器に提供される。図３Ａは、一ピクセル回路３２例の単純化された略図を示したものであるが、この単純化された略図に示されているピクセル回路３２例には多くの変形形態および変更態様が企図されていることは当業者には理解されよう。
【００２８】
制御電子機器５０は、第１の送信機電極２４および第２の送信機電極２６に電気接続することができ、また、受信機バイアス電極３９および基板３４上のピクセル回路３２に同じく電気接続することができる。制御電子機器５０は、実質的に、図１Ａ〜図１Ｃに関連してすでに説明したように動作させることができる。
【００２９】
プラテン４０は、受信機に音響結合することができる任意の適切な材料であってもよく、その例にはプラスチック、セラミックおよびガラスがある。いくつかの実装形態では、プラテン４０はカバープレートであってもよく、たとえば表示のためのカバーガラスまたはレンズガラスであってもよい。検出および画像化は、必要に応じて比較的分厚いプラテン、たとえば３ｍｍ以上のプラテンを介して実施することができる。
【００３０】
様々な実装形態に従って使用することができる圧電材料の例には、適切な音響特性、たとえば約２．５ＭＲａｙｌと５ＭＲａｙｌとの間の音響インピーダンスを有する圧電ポリマーがある。使用することができる圧電材料の特定の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）コポリマーおよびポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）コポリマーなどの強誘電性ポリマーがある。ＰＶＤＦコポリマーの例には、６０：４０（モルパーセント）ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ、７０：３０ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ、８０：２０ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥおよび９０：１０ＰＶＤＲ−ＴｒＦＥがある。使用することができる圧電材料の他の例には、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）ホモポリマーおよびコポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ，ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）ホモポリマーおよびコポリマー、およびジイソプロピル臭化アンモニウム（ＤＩＰＡＢ，ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ）がある。
【００３１】
圧電送信機層２２および圧電受信機層３６の各々の厚さは、超音波の発生および受信に適した厚さになるように選択することができる。一例では、ＰＶＤＦ圧電送信機層２２の厚さは約２８μｍであり、また、ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ受信機層３６の厚さは約１２μｍである。超音波の周波数の例は、５ＭＨｚから３０ＭＨｚの範囲であり、波長の例は、１／４ミリメートル程度以下である。
【００３２】
図１Ａ〜図１Ｃおよび図２は、超音波センサシステム内の超音波送信機および受信機の配置例を示したものであるが、他の配置も可能である。たとえばいくつかの実装形態では、超音波送信機２０は、超音波受信機３０の上、すなわち検出の物体のより近くに配置することができる。いくつかの実装形態では、超音波センサシステムは音響遅延層を含むことができる。たとえば音響遅延層は、超音波センサシステム１０内の超音波送信機２０と超音波受信機３０との間に組み込むことができる。音響遅延層を使用して、超音波パルスタイミングを調整することができ、また、それと同時に超音波受信機３０を超音波送信機２０から電気的に絶縁することができる。遅延層は、実質的に一様な厚さを有することができ、また、遅延層のために使用される材料および／または遅延層の厚さは、反射した超音波エネルギーが超音波受信機３０に到達するまでの間、所望の遅延時間を提供するように選択することができる。そうすることにより、その時間範囲の間に、超音波センサシステム１０の他の部分で反射したエネルギーが超音波受信機３０に到達することがなさそうな時間範囲の間に、物体で反射することによってその物体に関する情報を運ぶエネルギーパルスを超音波受信機３０に到達させることができる。いくつかの実装形態では、ＴＦＴ基板３４および／またはプラテン４０は、音響遅延層として働くことができる。
【００３３】
図３Ａは、超音波受信機のためのピクセルの４×４ピクセルアレイを示したものである。各ピクセルは、たとえば圧電センサ材料の局部領域、ピーク検出ダイオードおよび読出しトランジスタに結合することができ、これらの要素の多くまたはすべては、ピクセル回路を形成するためにバックプレーンの上または中に形成することができる。実際には、各ピクセルの圧電センサ材料の局所領域は、受信した超音波エネルギーを電荷に変換することができる。ピーク検出ダイオードは、圧電センサ材料の局部領域によって検出された電荷の最大量を記録することができる。次いで、たとえば行選択機構、ゲートドライバまたはシフトレジスタを介してピクセルアレイの各行を走査することができ、また、各列のための読出しトランジスタをトリガして、追加回路機構、たとえばマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器によって各ピクセルのピーク電荷の大きさを読み取ることができる。ピクセル回路は、ピクセルのゲーティング、アドレス指定およびリセットを可能にする１つまたは複数のＴＦＴを含むことができる。
【００３４】
各ピクセル回路３２は、超音波センサシステム１０によって検出された物体の微小部分に関する情報を提供することができる。図解の便宜上、図３Ａに示されている例は、比較的大まかな分解能で示されているが、図２に示されている構造と実質的に同様の層状構造で構成されるピクセルを、１インチ当たり５００個程度以上の分解能で有する超音波センサシステムが本発明者らによって立証されている。超音波センサシステム１０の検出面積は、意図される検出の物体に応じて選択することができる。たとえば検出面積は、１本の指の５ｍｍ×５ｍｍから４本の指の３インチ×３インチまでの範囲であってもよい。その物体に対して適切である場合、もっと狭い面積およびもっと広い面積を使用することも可能である。
【００３５】
図３Ｂは、超音波センサシステムの高水準ブロック図の一例を示したものである。図に示されている要素の多くは、制御電子機器５０の部分を形成することができる（図２参照）。センサコントローラは、センサシステムの様々な状況、たとえば超音波送信機タイミングおよび励起波形、超音波受信機およびピクセル回路機構のためのバイアス電圧、ピクセルアドレス指定、信号フィルタリングおよび変換、読出しフレーム速度、等々を制御するように構成される制御ユニットを含むことができる。また、センサコントローラは、超音波センサ回路ピクセルアレイからデータを受け取るデータプロセッサを含むことも可能である。データプロセッサは、計数化されたデータを指紋の画像データに変換することができ、あるいはさらなる処理のためにデータをフォーマット化することができる。いくつかの実施形態では、計数化されたデータは、指以外の１つまたは複数の物体の画像データに変換され、あるいは指紋を得るため以外の目的で１つまたは複数の物体の画像データに変換される。たとえば掌、耳、顔、無生物、または１つまたは複数の他の物体の画像を獲得し、および／または処理することができる。
【００３６】
たとえば制御ユニットは、送信機（Ｔｘ）ドライバに一定の時間間隔でＴｘ励起信号を送り、Ｔｘドライバに超音波送信機を励起させて平面超音波を生成することができる。制御ユニットは、受信機（Ｒｘ）バイアスドライバを介してレベル選択入力信号を送り、それにより受信機バイアス電極をバイアスして、ピクセル回路機構による音響信号検出のゲーティングを可能にすることができる。デマルチプレクサを使用してゲートドライバをターンオンおよびターンオフし、それによりセンサピクセル回路の特定の行または列に出力信号を提供させることができる。ピクセルからの出力信号は、電荷増幅器、ＲＣフィルタまたはアンチエイリアスフィルタなどのフィルタ、およびデジタイザを介してデータプロセッサに送ることができる。システムの一部は、ＴＦＴバックプレーンの上に含めることができ、また、他の部分は、関連する集積回路の中に含めることができることに留意されたい。
【００３７】
本明細書において説明されるいくつかの実装形態は、圧電層を含む超音波受信機に関している。図４は、一実装形態による超音波受信機の一例のいくつかの図を示したものである。超音波受信機４３０は、受信機の近位（入力）表面において受信される超音波エネルギーを検出するように構成することができる。受信機４３０は、基板４３４の上に配置されたピクセル回路４３２のアレイを含むことができる。図に示されている実装形態では、「平面図」に示されているように、受信機４３０は長方形のフォームファクタを有しており、他の実装形態では、正方形または卵形のフォームファクタを企図することも可能である。一実装形態では、ピクセルのアレイは、１５００×１６００ピクセルアレイとして構成することができ、また、センサの対応する横方向の寸法は、約３．０×３．２インチにすることができる。
【００３８】
ピクセル回路４３２のアレイは、基板４３４の頂部表面の上に配置することができる。各ピクセル回路４３２は、１つまたは複数のＴＦＴ素子を含むことができ、また、ピクセル回路４３２への入力と電気接触しているピクセル入力電極４３８を含むことができる。ピクセル入力電極４３８は、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ，ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ，ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）でできた透明導電膜を含むことができる。
【００３９】
一実装形態では、超音波受信機４３０は、ピクセル回路４３２のアレイおよび基板４３４の頂部表面の上に圧電層４３６を形成することによって製造することができる。以下でより詳細に説明されるように、圧電層４３６は、コポリマーを含んだ溶液をピクセル回路４３２の上にコーティングし、結晶化したコポリマー層を形成するためにコポリマーを結晶化し、かつ、結果として得られる結晶化したコポリマー層を分極処理（ポーリング）して圧電層４３６を形成することによって形成することができる。
【００４０】
図解を明確にするために、一般的に存在するであろう超音波受信機４３０の特定の特徴は省略されていることは理解されよう。たとえば圧電層４３６の頂部表面４０１に堆積されるか、さもなければ貼り付けられる導電層などの受信機バイアス電極、ならびにピクセル回路４３２の細部は省略されている。
【００４１】
図５は、一実装形態による、超音波受信機を製造するためのプロセスフローの一例を示したものである。プロセス５００は、ブロック５０１で開始することができ、コポリマーを含んだ溶液がピクセル回路のアレイ、たとえばピクセル回路アレイ４３２の上にコーティングされる。コーティング剤は、スピンコーティング、スロットコーティング、ディッピング、ディスペンシング、噴霧または任意の他の適切なコーティングプロセスによって加えることができることは理解されよう。以下でより詳細に説明されるように、コーティングプロセスは、ピクセル回路のアレイに接着促進剤を加えるステップを含むか、あるいはコーティングプロセスに先立って、ピクセル回路のアレイに接着促進剤を加えるステップを実施することができる。さらに、コーティングプロセスは、乾燥プロセスを含むか、あるいはコーティングプロセスに引き続いて乾燥プロセスを実施することができる。いくつかの実装形態では、コーティングプロセスは、コポリマーを含んだ溶液をＴＦＴバックプレーンの上にコーティングするステップを含むことができる。
【００４２】
ブロック５０２でコポリマーを結晶化させることができる。以下でより詳細に説明されるように、結晶化プロセスはベーキング手順を含むことができる。たとえばいくつかの実装形態では、ピクセル回路アレイ４３２および基板４３８は、コポリマーがコーティングされると、その温度がコポリマーのキュリー温度より高く、かつ、コポリマーの融点より低い温度に高められる。コポリマーが十分に長い時間にわたってそのような温度に保持されると、コポリマーが結晶化することになることは当業者には理解されよう。
【００４３】
ブロック５０３で、結晶化したコポリマーを分極処理（ポーリング）して圧電層を形成することができる。以下でより詳細に説明されるように、分極処理（ポーリング）プロセスは、コポリマーの双極子を所望の配向で整列させるために、材料全体にわたって強い電界を印加するステップを含むことができる。電界の所望の強度は、結晶化したコポリマーコーティングの厚さに応じて変えることができる。たとえばいくつかの実装形態では、圧電層の形成には、１マイクロメートルのコーティング厚さに対して約１５０〜２００ボルトの電界強度が有効であることが分かっている。
【００４４】
ブロック５０４で、任意選択で圧電層の表面を金属化し、受信機バイアス電極を形成することができる。以下でより詳細に説明されるように、受信機バイアス電極は、ニッケルの第２の副層がその上に堆積される銅の第１の副層などの金属化された層を含むことができる。別法としては、シルバーインクの層を圧電層の表面に配置することも可能である。
【００４５】
本明細書において開示されている技法の特定の利点および特徴についてのより良好な理解を提供するために、特定の製造プロセスのいくつかの実装形態の詳細を説明する。開示されている特定の実装形態は例であること、また、それらの多くの可能変形形態および変更態様は、本開示の企図の範囲内であることは理解されよう。
【００４６】
図６は、コポリマーをピクセル回路アレイおよび基板の上にコーティングするためのプロセス５０１に先立って実施することができ、あるいはプロセス５０１に含めることができる接着促進剤添加プロセスの一実装形態例を示したものである。接着促進剤添加プロセス６００の場合、本開示によって企図されている多くのコポリマーなどのフッ化化合物は、その接着特性が劣悪であることを考慮することが場合によっては賢明である。ピクセル回路アレイおよび基板を含むアセンブリ６０１は、ベーキング操作６０２を介してプロセス６００に入ることができる。ベーキング操作６０２を実施することにより、先行する処理によって残された、コーティング操作６０５における良好な結果の妨げとなり得る油または水分が存在しないことを確実に保証することができる。ベーキング操作６０２は、部分的または実質的に総真空の下で実施することができる。
【００４７】
ベーキング操作６０２に引き続いて、コーティング操作６０５を実施することができる。コーティング操作６０５により、アセンブリ６０１の選択された表面に接着促進剤６０３が加えられることになる。接着促進剤６０３は、いくつかの実装形態では、シランの溶液またはメタノール６０４中のヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ，ｈｙｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）であってもよい。たとえばＨＭＤＳの０．２５％溶液は、アセンブリ６０１の表面とコポリマーとの間の結合強度を強くするのに有効であることが分かっている。接着促進剤６０３は、スピンコーティングまたは他の手段によって加えることができる。
【００４８】
コーティング操作６０５に引き続いて、乾燥操作６０６でプロセス６００を継続し、それによりメタノール６０４を蒸発させるか、さもなければ後続するプロセスのための準備をアセンブリ６０１に施すことができる。いくつかの実装形態では、接着促進剤のための硬化剤は水であり、また、乾燥操作は、湿気の多い環境、たとえば６０％を超える相対湿度で実施することができる。
【００４９】
図７は、コーティングおよび結晶化プロセスの一実装形態例を示したものである。プロセス７００は、たとえばコーティングプロセス５０１および結晶化プロセス５０２に関連して実施することができ、あるいはコーティングプロセス５０１および結晶化プロセス５０２の代わりに実施することができる。コーティング操作７０１の間にコポリマー層をアセンブリ６０１に加える。コポリマーは、モルパーセント比が約８０−２０、７０−３０または９０−１０のＰＶＤＦ−ＴｒＦＥを含むことができる。
【００５０】
コーティング操作７０１に引き続いて、コポリマーコーティングの厚さの測定を実施することができる。たとえばコーティング操作７０１によって堆積される副層の厚さは、たとえば３〜４μｍにすることができ、一方、総コーティング厚さは、場合によっては約１０〜１２μｍであることが望ましい。したがって結晶化プロセス７００には、決定ブロック７０２でなされる決定によって、コーティング操作７０１が１回または複数回にわたって繰り返されることになることが企図されている。各副層を堆積させている間、部分結晶化操作７０３を実施することができる。部分結晶化操作７０３は、アセンブリ６０１の温度をコポリマーのキュリー温度より高く、かつ、コポリマーの融点より低い温度に高めるステップを含むことができる。いくつかの実装形態では、コポリマーのキュリー温度は１３５℃にすることができ、また、融点は１５０℃にすることができる。したがって一プロセス例では、アセンブリ６０１は、完全な結晶化ではなく、部分的な結晶化を達成するための十分な時間期間の間、１３５℃の温度で保持することができる。望ましいことには、この部分結晶化により、コーティング操作７０１によって堆積した先行する副層が、後続するコーティング操作７０１の間、比較的不溶性になる。部分結晶化のための十分な時間期間は、とりわけコポリマーの組成に依存することは理解されよう。いくつかの実装形態では、モルパーセント比がたとえば７０−３０の場合、３０分で十分であることが分かっており、一方、モルパーセント比が８０−２０の場合、恐らく１時間が好ましい。
【００５１】
決定ブロック７０２で、所望の総コーティング厚さが得られたことが決定されると、プロセス７００はブロック７０４に進行し、コポリマーが圧電材料になることができる点に到達するまで結晶化を許容するのに十分な時間期間の間、アセンブリ６０１の温度をコポリマーのキュリー温度より高く、かつ、コポリマーの融点より低い温度に高めることによってコポリマーの結晶化を終了することができる。操作７０４は、コポリマーを非晶質材料から、ブロック７０３で開始された結晶質材料に変換する操作を完了することができる。操作７０４の詳細は、使用されるまさにそのコポリマー（たとえばＰＶＤＦ対ＴｒＦＥのモル比）によって決定することができる。７０−３０コポリマーの場合、３時間にわたる１３５℃が有効であることが分かっており、一方、８０−２０コポリマーの場合、１２時間にわたる１３５℃が有効であることが分かっている。
【００５２】
一実装形態では、操作７０４によって、平均結晶サイズが双極子領域長より大きく、かつ、電界中に配向し得ないサイズ未満になるような結晶化状態が達成される。最適時間および温度条件は、たとえば一定の温度上昇（または下降）に対する位相変化対時間をプロットするために示差走査熱分析を使用して研究室で決定することができることは理解されよう。
【００５３】
図８は、コポリマーに適用して圧電層を形成することができる分極処理（ポーリング）プロセス８００の一実装形態例を示したものである。プロセス８００は、たとえばプロセス５０３に関連して実施することができ、あるいはプロセス５０３の代わりに実施することができる。上で言及したように、分極処理（ポーリング）プロセスは、コポリマーの双極子を所望の配向で整列させるために、材料全体にわたって強い電界を印加するステップを含むことができる。ＴＦＴを含む多数の電圧感応コンポーネントを含むことができるピクセル回路のアレイを保護するために、分極処理（ポーリング）プロセス８００は、電圧感応コンポーネントを保護する予防手段を含むことができる。たとえば導電材料８０１を加えて、ピクセル回路の入力端子および出力端子を接地に電気的に短絡することができる。導電材料８０１は、たとえば導電性ゴムまたはシルバーインク化合物であってもよい。いくつかの実装形態では、導電材料は、ピクセル回路アレイ４３２と概ね共面にすることができ、また、ピクセル回路アレイ４３２の周囲を円周状に延在することができる。たとえばブロック８０２で、導電性ゴムまたはシルバーインクのガードリングおよび／または短絡バーを提供することができる。
【００５４】
ブロック８０３で分極処理（ポーリング）工程が実行される。いくつかの実装形態では、ニードルのアレイおよび銅格子を使用して、１マイクロメートルのコーティング厚さに対して約１５０〜２００ボルトの電界強度が乾燥部分真空中で印加される。分極処理（ポーリング）に引き続いて、ガードリングおよび／または短絡バーを除去することができる。たとえばシルバーインク化合物は、イソプロピルアルコールなどの試薬、またはシルバーインクを溶かすことができる他の試薬を加えることによって除去することができる。ガードリングを利用しているいくつかの実施形態では、ガードリングは、たとえばＴＦＴガラスを切断する際のリングの切断によるダイシングプロセスの間に除去される。
【００５５】
図９は、圧電層に適用して受信機バイアス電極を形成することができるメタライゼーションプロセス９００の一実装形態例を示したものである。プロセス９００は、たとえばプロセス５０４に関連して実施することができ、あるいはプロセス５０４の代わりに実施することができる。ブロック９０１で、マスキング操作を実行して望ましくない領域にメタライゼーションが生じるのを防止することができる。たとえばブロック９０３で、ピクセル回路アレイおよび／または基板の一部を塞ぎ、塞がれた部分に金属が堆積するのを回避するシャドーマスクを介してスパッタ金属９０２を堆積させることにより、圧電層の能動領域を金属化することができる。結果として得られる受信機バイアス電極は、銅の第１の副層を含むことができ、その上にニッケルの第２の副層が堆積される。いくつかの実装形態では、銅副層は約１５０Åの厚さを有することができ、一方、ニッケル副層は約８５０Åの厚さを有することができる。他の実装形態では、銅／ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム／ニッケル、クロム／モリブデンおよび金の１つまたは複数の副層が様々な厚さで組み合わされている。
【００５６】
本開示において説明されている製造方法の１つまたは複数の操作は、１つまたは複数の構成要素を置き、２つまたはそれ以上の構成要素を一体に結合し、コーティング剤を準備し、かつ、加え、および／または導電性インクまたはエポキシをディスペンスするための１つまたは複数のステーションまたはモジュールと、製造方法を実施するためのプログラム命令を含んだコントローラとを含む装置の中で実装することができる。いくつかの実装形態では、コントローラは、１つまたは複数のメモリデバイス、および装置が開示されている実装形態に従って方法を実施することができるよう、プログラム命令を実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、中央処理装置（ＣＰＵ，ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）またはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、電動機コントローラボードおよび他の同様の構成要素を含むことができる。適切なプロセス操作を実装するためのプログラム命令は、プロセッサ上で、またはプロセッサによって実行することができる。これらのプログラム命令は、コントローラに結合されたメモリデバイスまたは他の機械可読媒体上に記憶することができ、あるいはネットワークを介してそれらを提供することができる。
【００５７】
いくつかの実装形態では、コントローラは、装置の動作のすべて、ほとんど、または部分集合を制御することができる。たとえばコントローラは、導電性インクのディスペンスまたは接着剤の積層に関連する操作のすべてまたはほとんどを制御することができる。コントローラは、プロセス操作のタイミング、圧力レベル、温度レベル、および図５〜図９に関連してさらに説明されている特定の製造プロセスの他のパラメータを制御するための命令のセットを含むシステム制御ソフトウェアを実行することができる。いくつかの実装形態では、コントローラに結合されたメモリデバイス上に記憶された他のコンピュータプログラム、スクリプトまたはルーチンを使用することができる。
【００５８】
いくつかの実装形態では、ユーザインターフェースをコントローラに結合することができる。ユーザインターフェースは、ディスプレイスクリーン、プロセス状態を示すための図形ソフトウェア、および位置決めデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクロホンなどのユーザ入力デバイス、および他の同様の構成要素を含むことができる。
【００５９】
いくつかの実装形態では、装置の動作を制御するためのプログラム命令は、たとえばアセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ、ＦＯＲＴＲＡＮ、等々などの任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語で書かれたコンピュータプログラムコードを含むことができる。コンパイル済みオブジェクトコードまたはスクリプトは、コントローラのプロセッサが実行して、プログラム命令の中で識別されるタスクを実施することができる。
【００６０】
いくつかの実装形態では、製造プロセスを監視するための信号は、コントローラのアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供することができる。製造プロセスを制御するための信号は、コントローラのアナログおよび／またはデジタル出力接続上に出力することができる。
【００６１】
本明細書において開示されている実装形態に関連して説明されている様々な実例論理、論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両方の組合せとして実装することができる。ハードウェアおよびソフトウェアの互換性は、概ね機能の点で説明されており、また、上で説明した様々な実例構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップの中に示されている。そのような機能がハードウェアの中で実装されるか、あるいはソフトウェアの中で実装されるかどうかは、全体的なシステムに課される特定のアプリケーションおよび設計制約で決まる。
【００６２】
本明細書において開示されている態様に関連して説明されている様々な実例論理、論理ブロック、モジュールおよび回路を実装するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、本明細書において説明されている機能を実施するために設計された、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ，ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ，ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、または他のプログラマブル論理デバイス、離散ゲートまたはトランジスタ論理、離散ハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せを使用して実装または実施することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであっても、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態マシンであってもよい。プロセッサはまた、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または、任意の他のそのような構成など、コンピューティングデバイスの組合せとして実装することができる。いくつかの実装形態では、特定のステップおよび方法は、所与の機能に固有の回路機構によって実施することができる。
【００６３】
１つまたは複数の態様では、前述の機能は、本明細書において開示された構造およびそれらの構造等価物を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せの中で実装することができる。本明細書において説明されている主題の実装形態は、１つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわちコンピュータ記憶媒体上に符号化された、装置によって実行するため、あるいは装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして実装することも可能である。
【００６４】
ソフトウェアの中で実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上の１つまたは複数の命令あるいはコードとして記憶し、あるいは送信することができる。本明細書において開示されている方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体上に常駐させることができるプロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールの中で実装することができる。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にすることができる任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用することができ、かつ、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ぶことができる。本明細書において使用されているディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル汎用ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ｄｉｓｋは、通常、データを磁気的に再生し、一方、ｄｉｓｃは、レーザを使用してデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含むことができる。さらに、方法またはアルゴリズムの操作は、コンピュータプログラム製品に組み込むことができる、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上のコードおよび命令の１つまたは任意の組合せまたはセットとして常駐させることができる。
【００６５】
したがって重合圧電層でコーティングされたピクセル回路のアレイを有する超音波受信機が開示されている。本明細書においては様々な実施形態が説明されているが、それらは単なる例として提供されたものにすぎず、本発明を制限するものではないことを理解されたい。したがって、当業者は、本明細書においては明確に示されていない、あるいは説明されていないが、前記本発明の原理を具体化し、したがって以下の特許請求の範囲によって定義されている本発明の精神および範囲の範疇である多くのシステムおよび方法を工夫することができることは理解されよう。
【００６６】
本明細書において使用されているように、リストに挙げられている項目「のうちの少なくとも１つ」を意味する語句は、単一の部材を含むこれらの項目の任意の組合せを意味している。一例として、「ａ、ｂまたはｃのうちの少なくとも１つ」には、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃおよびａ−ｂ−ｃを網羅することが意図されている。
【００６７】
当業者には、本開示において説明されている実装形態に対する様々な変更態様が容易に明らかであり、また、本明細書において定義されている一般原理は、本開示の精神または範囲を逸脱することなく他の実装形態に適用することができる。したがって特許請求の範囲は、本明細書において示されている実装形態に限定されることは意図されておらず、本開示、本明細書において開示されている原理および新規な特徴と無矛盾の最も広義の範囲と一致するものとする。さらに、「上部」および「下部」という用語は、図の記述を容易にするために使用され、また、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すために使用されることがあり、実装される構成要素の正しい配向を必ずしも反映していないことは当業者には容易に理解されよう。
【００６８】
また、本明細書において、個別の実装形態の文脈で説明されている特定の特徴は、単一の実装形態の中で組み合わせて実装することも可能である。それとは逆に、単一の実装形態の文脈で説明されている様々な特徴は、複数の実装形態の中で、個別に、あるいは任意の適切な副組合せで実装することも可能である。さらに、特徴は、上では、場合によっては特定の組合せで作用するものとして説明されており、さらには最初はそのようなものとして特許請求することも可能であるが、特許請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、いくつかのケースでは、組合せから削除することができ、また、特許請求される組合せは、副組合せまたは副組合せの変形形態を対象とすることも可能である。
【００６９】
同様に、操作は、図には特定の順序で示されているが、望ましい結果を達成するためにそのような操作を図に示されている特定の順序または逐次順序で実施する必要はないこと、あるいは図に示されているすべての操作を実施する必要はないことは当業者には容易に認識されよう。さらに、図面は、１つまたは複数のプロセス例を流れ図の形態で概略的に示すことができる。しかしながら、概略的に示されているプロセス例には、図に示されていない他の操作を組み込むことも可能である。たとえば図に示されている任意の操作の前、後、同時、またはこれらの操作と操作の間に、１つまたは複数の追加操作を実施することができる。特定の状況では、場合によっては多重タスキングおよび並列処理が有利である。さらに、上で説明した実装形態における様々なシステム構成要素の分類は、そのような分類がすべての実装形態に必要であるものとして理解してはならず、説明されているプログラムコンポーネントおよびシステムは、通常、単一のソフトウェア製品の中にまとめて統合することができ、あるいは複数のソフトウェア製品の中にパッケージすることができることを理解すべきである。さらに、他の実装形態も以下の特許請求の範囲内である。いくつかのケースでは、特許請求に記載されているアクションは、異なる順序で実施し、依然として望ましい結果を達成することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  超音波センサシステム
２０  超音波送信機
２１  超音波
２２  圧電送信機層
２３  反射超音波エネルギー
２４  第１の送信機電極
２６  第２の送信機電極
２５  物体
２７  指紋隆線間の窪み
２８  指紋隆線
３０、４３０  超音波受信機
３２、４３２  ピクセル回路
３４、４３４  基板
３６  圧電受信機層
３８、４３８  ピクセル入力電極
３９  受信機バイアス電極
４０  プラテン
４２  露出表面
５０  制御電子機器
４０１  圧電層の頂部表面
４３６  圧電層
５００  プロセス
６００  接着促進剤添加プロセス
６０１  ピクセル回路アレイおよび基板を含むアセンブリ
６０２  ベーキング操作
６０３  接着促進剤
６０４  メタノール
６０５  コーティング操作
６０６  乾燥操作
７００  コーティングおよび結晶化プロセス
７０１  コーティング操作
７０２  決定ブロック
７０３  部分結晶化操作
８００  分極処理プロセス
８０１  導電材料
９００  メタライゼーションプロセス
９０２  スパッタ金属
【図１Ａ】
2016526165.tif 000003
【図１Ｂ】
2016526165.tif 000004
【図１Ｃ】
2016526165.tif 000005
【図２】
2016526165.tif 000006
【図３Ａ】
2016526165.tif 000007
【図３Ｂ】
2016526165.tif 000008
【図４】
2016526165.tif 000009
【図５】
2016526165.tif 000010
【図６】
2016526165.tif 000011
【図７】
2016526165.tif 000012
【図８】
2016526165.tif 000013
【図９】
2016526165.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月7日(2015.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するための前記超音波受信機
を備える装置であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記超音波受信機が、
前記ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップ
によって製造され、前記圧電層を形成するステップが、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマー層全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップと
を含む、装置。
【請求項２】
前記ピクセル入力電極が導電膜から形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記圧電層を形成するステップが、ピクセル回路の前記アレイの上に接着促進剤をコーティングするステップを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ポリマーを含んだ前記溶液をコーティングするステップが、スピンコーティング、スロットコーティング、ディッピング、ディスペンシング、噴霧または別のコーティングプロセスによって実施される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ポリマーが強誘電性ポリマーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ポリマーが特性キュリー温度および融点を有し、前記ポリマーを結晶化させるステップが、少なくとも１時間の間、前記キュリー温度と前記融点との間の温度で前記ポリマーをベーキングするステップを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記分極処理プロセスを実行するステップに先立って前記ピクセル回路の端子を接地に電気的に短絡するために導電材料が加えられる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記導電材料が導電性ゴムまたは導電性インクである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記圧電層の上に堆積した受信機バイアス電極をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記受信機バイアス電極が、銅の第１の副層およびニッケルの第２の副層を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の副層の厚さが約１５０オングストロームであり、ニッケルの前記第２の副層の厚さが約８５０オングストロームである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
受信される超音波エネルギーを検出するための手段
を備える装置であって、
ピクセル回路のアレイが基板の上に配置され、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、
圧電層が、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマー層全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップと
によって前記ピクセル入力電極と電気接触するように形成される、装置。
【請求項１３】
前記ポリマーを含んだ前記溶液をコーティングするステップが、スピンコーティング、スロットコーティング、ディッピング、ディスペンシング、噴霧または別のコーティングプロセスによって実施される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ポリマーが強誘電性ポリマーを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するように構成された前記超音波受信機を製造するための方法であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記方法が、
前記ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップ
を含み、前記圧電層を形成するステップが、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマー層全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ピクセル入力電極が導電膜から形成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記電界が、前記結晶化したポリマー層を通して１マイクロメートル当たり１５０ボルトと２００ボルトとの間の電界強度を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムが、超音波受信機の第１の表面において受信される超音波エネルギーを検出するように構成された前記超音波受信機を製造するための操作を実施することになる命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記操作が、
前記ピクセル入力電極と電気接触するように圧電層を形成するステップ
を含み、前記圧電層を形成するステップが、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマー層全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップと
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
前記圧電層を形成するステップが、接着促進剤をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップを含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
前記分極処理プロセスを実行するステップに先立って前記ピクセル回路の端子を接地に電気的に短絡するために導電材料が加えられる、請求項１８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２１】
超音波送信機と、
プラテンと、
前記超音波送信機と前記プラテンとの間に配置された超音波受信機と
を備える装置であって、前記超音波受信機が、基板の上に配置されたピクセル回路のアレイを含み、前記アレイ内の各ピクセル回路が薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、前記超音波受信機が、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、前記反射した超音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものであり、前記超音波受信機が、ピクセル回路の前記アレイと前記プラテンとの間に配置された圧電層を含み、
前記圧電層が前記ピクセル入力電極と電気接触し、
前記圧電層が、
ポリマー含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマーコーティング全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップと
によって形成される、装置。
【請求項２２】
超音波送信機と、
プラテンと、
前記超音波送信機と前記プラテンとの間に配置された、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するための手段であって、前記反射した超音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものである、手段と
を備える装置であって、
ピクセル回路のアレイが基板の上に配置され、前記アレイ内の各ピクセル回路が薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、
圧電層が、ピクセル回路の前記アレイと前記プラテンとの間に、前記ピクセル入力電極と電気接触するように配置され、また、前記圧電層が、
ポリマーを含んだ溶液をピクセル回路の前記アレイの上にコーティングするステップと、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップと、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマーコーティング全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップと
によって形成される、装置。
【請求項２３】
圧電層を形成するステップであって、
ポリマーを含んだ溶液を基板の上に配置されたピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップであって、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも一つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、形成される圧電層が前記ピクセル入力電極と電気接触する、ステップ、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップ、及び、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマーコーティング全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップ
によって圧電層を形成するステップと、
超音波送信機とプラテンとの間に超音波受信機を配置するステップであって、前記超音波受信機が、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、前記反射した超音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものであり、前記超音波受信機が、前記ピクセル回路のアレイと、前記ピクセル回路のアレイと前記プラテンとの間に配置される前記圧電層とを含む、ステップと
を含む方法。
【請求項２４】
命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムが、
圧電層を形成するステップであって、
ポリマーを含んだ溶液を基板の上に配置されたピクセル回路のアレイの上にコーティングするステップであって、前記アレイ内の各ピクセル回路が少なくとも一つの薄膜トランジスタ素子を含み、かつ、前記ピクセル回路に電気結合されたピクセル入力電極を有し、形成される圧電層が前記ピクセル入力電極と電気接触する、ステップ、
結晶化したポリマー層を形成するために前記ポリマーを結晶化させるステップ、及び、
前記圧電層を形成するために前記結晶化したポリマーコーティング全体に電界を印加するステップを含む分極処理プロセスを実行するステップ
によって圧電層を形成するステップと、
超音波送信機とプラテンとの間に超音波受信機を配置するステップであって、前記超音波受信機が、前記プラテンと接触している物体で反射した超音波エネルギーを検出するように構成され、前記反射した超音波エネルギーが、前記超音波送信機によって放出される超音波エネルギーと前記物体との相互作用によるものであり、前記超音波受信機が、前記ピクセル回路のアレイと、前記ピクセル回路のアレイとプラテンとの間に配置される前記圧電層とを含む、ステップと
を含む操作を実施することになる、コンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2016526165.tif 000015
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2016526165.tif 000017
2016526165.tif 000018
2016526165.tif 000019
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