用以检测使用者碰触的感应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种感应装置，包含一基板、形成于该基板上的N组感应元件、一感应电路与一开关控制模块。每一组感应元件各自包含多个感应元件。每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关以及一感应电极。该感应电路用以驱动该N组感应元件，以依序产生N组感应信号。藉由控制这些薄膜晶体管开关，该开关控制模块每次令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与用以检测使用者碰触的感应装置相关。
技术介绍
为了提升资料安全性，近年来有许多电子产品提供了指纹辨识的功能。最典型的指纹辨识装置包含一个面积约一厘米见方的感应区域，供使用者于其上按压手指前端。该感应区域下方设有以矩阵形式排列的多个感应元件。配合一般人两指纹凸处的间距，感应元件的数量至少要100*100(也就是约略一万个)左右始能提供足够的感应解析度。若采用自容式(self-capacitance)感应元件，指纹辨识装置中通常设有与感应元件同等数量的感应电路，分别驱动这些感应元件并接收这些感应元件产生的信号。由于指纹凹处与指纹凸处对感应元件会产生程度不等的影响，后端的控制器能根据这些感应电路输出的信号大小判断指纹图样。上述感应电路通常是利用集成电路实现。如本专利技术所属
中具有通常知识者所知，集成电路的成本与晶片面积成正比。典型指纹辨识装置的缺点之一在于，为了配合感应区域的大小并达到足够高的感应解析度，感应电路的数量十分庞大，因而造成硬件成本的负担。在降低硬件成本的考量下，目前有一种使用较小面积感应区域的指纹辨识装置，藉此缩减感应元件和感应电路的数量。使用者必须在该感应区域上滑过指尖，让该感应区域逐步扫描指纹的不同部位。这种指纹辨识装置虽然较为便宜，但对使用者来说便利性较低。此外，倘若使用者滑动指尖的速度不恰当，甚至偶尔会出现无法辨识或误判指纹图样的情况。另一方面，在典型的指纹辨识装置中，每一个感应元件及其相对应的感应电路间系以独立的连接线相连，因而使得感应区域与后端电路间的连接线数量无可避免地相当庞大。在这个情况下，若将感应元件与后端电路封装在不同的硬件模块中，其间数量众多的连接线迫使这两个模块都必须设置大量的外部接脚，造成硬件成本升高。因此，目前的感应区域与后端电路通常被设计为封装在同一个硬件模块中。然而，这种不得不而为之的封装方式相当程度地限缩了硬件配置与制程选择的弹性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种新的感应装置、指纹扫描装置与指纹扫描方法。藉由采用以同一组电路轮流接收不同感应元件产生的信号来达到减少后端电路数量的效果，进而得以降低指纹辨识装置的硬件成本。根据本专利技术的感应装置不需减少感应元件的数量，亦不需缩减感应区域的面积，因此能避免先前技术中小面积感应区域造成的不便。此外，根据本专利技术的感应电路可使用较少的连接线连接感应元件与后端电路，因而能提高将感应元件与后端电路封装在不同的硬件模块中的可能性与硬件配置弹性。根据本专利技术的一具体实施例为一种感应装置，其中包含一基板、形成于该基板上的N组感应元件(N为大于一的整数)、一感应电路与一开关控制模块。每一组感应元件各自包含多个感应元件；每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关与一感应电极。该感应电路用以驱动该N组感应元件中的每一组感应元件，以依序产生N组感应信号。该开关控制模块电性耦接至该N组感应元件中的多个薄膜晶体管开关。藉由控制这些薄膜晶体管开关，该开关控制模块每次令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路。根据本专利技术的一具体实施例为一种指纹扫描装置，用以配合N组感应元件(N为大于一的整数)。每一组该感应元件各自包含多个感应元件；每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关以及一感应电极。该指纹扫描装置包含一感应电路与一开关控制模块。该感应电路用以驱动该N组感应元件，以依序产生N组感应信号。该开关控制模块电性耦接至该N组感应元件中的多个薄膜晶体管开关。藉由控制这些薄膜晶体管开关，该开关控制模块每次令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路。该N组感应信号对应于该多个感应电极的一实体位置分布被用以判断一指纹图样。根据本专利技术的一具体实施例为一种指纹扫描方法，用以配合一感应电路与N组感应元件(N为大于一的整数)。每一组该感应元件各自包含多个感应元件。每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关以及一感应电极。该指纹扫描方法包含：(a)控制该感应电路驱动该N组感应元件以依序产生N组感应信号；(b)控制这些薄膜晶体管开关，每次令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路；以及(c)根据该N组感应信号对应于该多个感应电极的一实体位置分布，判断一指纹图样。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下专利技术详述及附图得到进一步的了解。附图说明图1(A)为根据本专利技术的一实施例中的感应装置的功能方块图。图1(B)呈现根据本专利技术的一实施例中的感应单元与感应元件的对应关系示意图。图2(A)和图2(B)为根据本专利技术的另一实施例中的感应装置的功能方块图。图3为根据本专利技术的又一实施例中的感应装置的功能方块图。图4为根据本专利技术的一实施例中的指纹扫描方法的流程图。符号说明100：基板120：薄膜晶体管结构12A：控制开关12B：感应电极12C：防护开关200：开关控制模块211～215：导线231～234：导线300：集成电路311～314：导线32：感应电路25：控制器261～263：移位暂存器271：控制信号线272：时脉信号线291～294：反相器S41～S45：流程步骤须说明的是，本专利技术的附图包含呈现多种彼此关联的功能性模块的功能方块图。这些附图并非细部电路图，且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性元件及/或程序间的多种互动关系不一定要透过直接的电性连结始能达成。此外，个别元件的功能不一定要如附图中绘示的方式分配，且分散式的区块不一定要以分散式的电子元件实现。具体实施方式根据本专利技术的一具体实施例为一种感应装置，其功能方块图请参阅图1(A)。此感应装置包含一基板100、一开关控制模块200与一集成电路300。于实际应用中，该感应装置可独立存在，亦可被整合在行动电话、笔记型电脑、平板电脑等各种需要感应使用者碰触的功能的电子产品中。须说明的是，根据本专利技术的感应装置可用于指纹辨识，但本专利技术的范畴不以此为限。一薄膜晶体管(thinfilmtransistor,TFT)结构120形成于基板100上。该结构中包含多个薄膜晶体管开关12A与多个感应电极12B(被绘示为以斜纹涂布)。实务上，感应电极12B可由薄膜晶体管结构120中的一金属层或一金属合金层实现。每一个感应电极12B各自对应于一个薄膜晶体管开关12A，共同构成一感应元件。举例而言，薄膜晶体管结构120可被设计为包含100*100个以矩阵形式排列的感应元件。感应元件的大小、数量和排列方式，可由电路制作者依感应区域大小和需要的感应精细度决定。为避免图面过于混乱，图1(A)仅呈现4*4个感应元件做为说明范例。根据本专利技术，这些感应元件被分为N组(N为大于一的整数)，每一组感应元件又各自包含多个感应元件。于此实施例中，位于同一横列的感应元件被定义为同一组感应元件。由图1(A)可见做为范例由上到下依序排列的第一组感应元件～第四组感应元件。需特别注意的是，每一组感应元件可能包含不只一横列的感应元件，而可能为相邻或分开的多横列的感应元件。开关控制模块200电性耦接至各个薄膜晶体管开关12A(以下称控制开关)，并且负责控制这些控制开关12A的状态为导通或不导通。于此范例中，同一组感应元件所包含的控制开关12A皆耦接至同一控制线，因此开关控制模块200是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应装置，包含：一基板；N组感应元件，形成于该基板上，每一组感应元件各自包含多个感应元件，每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关以及一感应电极，N为大于一的整数；一感应电路，用以驱动该N组感应元件中的每一组感应元件，以依序产生N组感应信号；以及一开关控制模块，电性耦接至该N组感应元件中的这些薄膜晶体管开关，用以控制这些薄膜晶体管开关，该开关控制模块令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路。

【技术特征摘要】
1.一种感应装置，包含：一基板；N组感应元件，形成于该基板上，每一组感应元件各自包含多个感应元件，每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关以及一感应电极，N为大于一的整数；一感应电路，用以驱动该N组感应元件中的每一组感应元件，以依序产生N组感应信号；以及一开关控制模块，电性耦接至该N组感应元件中的这些薄膜晶体管开关，用以控制这些薄膜晶体管开关，该开关控制模块令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路。2.如权利要求1所述的感应装置，其特征大于，该多个感应电极由一薄膜晶体管结构中的一金属层或一金属合金层实现。3.如权利要求1所述的感应装置，其特征大于，该开关控制模块透过N条控制线电性耦接至该多个薄膜晶体管开关，同一组感应元件所包含的薄膜晶体管开关皆耦接至同一控制线。4.如权利要求1所述的感应装置，其特征在于，该N组感应元件中共有M*N个感应元件，每一组感应元件各自包含M个感应元件，M为大于一的整数；该感应电路包含M个感应单元，各自对应于一个感应元件。5.如权利要求1所述的感应装置，其特征在于，每一个感应元件进一步包含一防护开关，该开关控制模块藉由控制这些防护开关，令一固定电压被提供至未被连接至该感应电路的这些感应元件中的感应电极。6.如权利要求1所述的感应装置，其特征在于，该薄膜晶体管基板上进一步形成有串联的(N-1)个移位暂存器，该(N-1)个移位暂存器中的一第i移位暂存器系耦接至该N组感应元件中的一第i组感应元件所包含的该多个薄膜晶体管开关，该(N-1)个移位暂存器分别受到该开关控制模块提供的一时脉信号控制，该开关控制模块将一开启脉波提供至其中的一移位暂存器，且该(N-1)个移位暂存器根据该时脉信号依序将该开启脉波传递至下一个移位暂存器；接收到该开启脉波的一移位暂存器将该移位暂存器所耦接的该多个薄膜晶体管开关设定为导通。7.一种指纹扫描装置，用以配合N组感应元件，每一组该感应元件各自包含多个感应元件，每一个感应元件包含一薄膜晶体管开关以及一感应电极，N为大于一的整数，该指纹扫描装置包含：一感应电路，用以驱动该N组感应元件以依序产生N组感应信号；以及一开关控制模块，电性耦接至该N组感应元件中的多个薄膜晶体管开关，用以控制这些薄膜晶体管开关，该开关控制模块令该N组感应元件中的一组感应元件所包含的多个感应电极被连接至该感应电路；其中，该N组感应信号对应于该多个感应电极的一实体位置分布，用以判断一指纹图样。8.如权利要求7所述的指纹扫描装置，其特征在于，该开关控制模块透过N条控制线电性耦接至该多个薄膜晶体管开关，同一组感应元...

【专利技术属性】
技术研发人员：何闿廷，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71