一种触摸面板阵列的制作方法_2

文档序号:8512356阅读:来源:国知局
极接地线进行接地,以沿感应线方向相邻的两个阵元作为一组,一组阵元共用同一根地线。
[0031]触控面板阵列中的阵元呈行列排布,如此设计可以使将两列阵元分为一组,同一组的阵元共用一条地线。对于集成度高的指纹识别,能够大大提高电容电极的有效面积,提高识别精度,具有重要意义。
[0032]本发明的触摸面板阵列中指纹识别区的每个阵元中均设有转换模块可以得到较大的感应电流,大大提高了指纹识别区的识别精度,有利于实现指纹识别区的小型化。
[0033]本发明中未作特殊说明,所有的薄膜晶体管均为N沟道的薄膜晶体管。若采用P沟道的薄膜晶体管时,只需对晶体管的连接方式进行适应性改动即可实现本发明。
[0034]与现有技术相比,本发明的触控面板阵列的每个阵元中通过设置转换模块实现对感应电流的放大作用,大大提高了触控面板的精度,且成本低廉,易于实现。
【附图说明】
[0035]图1为本实施例的阵元的结构示意图;
[0036]图2为实施例1的触摸面板阵列的电路原理示意图;
[0037]图3为实施例1的触摸面板阵列结构的横截面示意图;
[0038]图4a为手指轻触指纹识别屏检测到的指纹形状示意图;
[0039]图4b为手指重压指纹识别屏检测到的指纹形状示意图;
[0040]图5为实施例2的触摸面板阵列的电路原理示意图;
[0041]图6a为实施例1和实施例2中的触控面板阵列进行指纹识别时输出的感应电流的仿真图;
[0042]图6b为实施例1和实施例2中的触控面板阵列进行指纹识别时输出的感应电流的积分电荷仿真图。
【具体实施方式】
[0043]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0044]实施例1
[0045]一种触摸面板阵列,包括支持指纹识别模式和触控模式的指纹识别区。触摸面板阵列由若干个呈二维矩阵排列的阵元组成,本实施例中的阵元为任意相邻的两条扫描线和任意相邻的两条感应线围成的封闭区域。
[0046]本实施例中指纹识别区内的每个阵元均对应有时序在先的第一扫描线以及时序在后的第二扫描线,如图1所示,每个阵元包括:
[0047]电容电极(本实施例中为自电容电极),用于在指纹接触处形成感应电容;
[0048]充电开关,一端与电容电极连接,另一端与该阵元对应的第一扫描线相连,第一扫描线上施加高电平时充电开关导通;
[0049]转换模块,输入端连接该阵元对应的第二扫描线用以电压采样,输出端连接该阵元对应的感应线用以输出经转换放大的感应电流,控制端连接电容电极用以获取控制电压信号。
[0050]本实施例中每个阵元的大小为0.1X0.1mm2,每个阵元内的充电开关和转换模块均通过薄膜晶体管实现。
[0051]图2为本实施例的触摸面板阵列的电路原理示意图,其中,充电开关包括第一薄膜晶体管Ql,且第一薄膜晶体管Ql的栅极和源极串联后与第一扫描线LI相连,漏极与电容电极C相连。
[0052]为提高指纹识别精度,转换模块可以为具有单级放大功能,能够在较小的电压作用下输出较大的感应电流。转化模块包括第二薄膜晶体管Q2,转换模块以第二薄膜晶体管Q2的栅极作为控制端连接电容电极C用以获取控制电压信号,源极作为输入端连接对应的第二扫描线L2用以电压采样,漏极作为输出端与感应线L3连接以输出感应电流。
[0053]触控面板阵列在使用时需要外加扫描电路和电容侦测电路,通过扫描电路为扫描线施加时序脉冲,通过电容侦测电路侦测电容变化以用于指纹识别。其中每个阵元对应的时序在先的第一扫描线以及时序在后的第二扫描线根据扫描时向各个扫描线施加时序脉冲顺序确定。
[0054]本实施例的触摸面板阵列工作时以阵元作为最小功能单元,各个阵元的工作过程如下:
[0055]对于指纹接触处,以电容电极作为一个正极板、手指作为虚地形成感应电容;
[0056]当第一扫描线上施加的时序脉冲为高电平,第二扫描线上施加的时序脉冲为低电平时,此时,作为充电开关的第一薄膜晶体管Ql导通,且由于第一扫描线的电压为高电平,对形成的感应电容充电;
[0057]此后,扫描电路施加给第一扫描线的时序脉冲的电压转为低电平,第二扫描线施加的时序脉冲的电压转为高电平,此时,感应电容充电后,作为正极板的电容电极上有电荷存储,输出高电平,第二薄膜晶体管Q2工作于放大区,最终输出较大的感应电流;
[0058]外围电容侦测电路根据第二薄膜晶体管Q2输出的感应电流完成电容侦测,进而确定该阵元是否存在指纹接触。
[0059]对于触控面板阵列,根据所有阵元的侦测结果,即可完成指纹识别。
[0060]图3为本实施例的触摸面板阵列结构的横截面示意图,由下至上依次包括透明绝缘衬底1、下透明导电层2、透明半导体层3、栅绝缘层4、上透明导电层5和钝化绝缘层6,下透明导电层包括电容电极202和若干条相互平行的感应线201 ;上透明导电层包括若干条相互平行且与感应线垂直绝缘相交的第一扫描线501和第二扫描线502,第一扫描线501上设有第一栅极503,且第一栅极503与第一行扫描线电连接。第二栅极504与自电容电极202电连接。
[0061]透明半导体层设有第一沟道区301,以及位于第一沟道区两侧且与第一沟道接触的第一源极302和第一漏极303 ;
[0062]透明半导体层与栅绝缘层和上透明导体层构成第一薄膜晶体管Q1,分别以第一源极302为源极,第一漏极303为漏极,第一栅极503为栅极,源极302与扫描线501电连接,漏极303与自电容电极202电连接。
[0063]透明半导体层设有第二沟道区304,以及位于第二沟道区两侧且与第二沟道接触的第二源极305和第二漏极306 ;
[0064]透明半导体层与栅绝缘层和上透明导体层构成第二薄膜晶体管Q2,分别以第二源极305为源极,第二漏极306为漏极,第二栅极502为栅极,源极305与扫描线502电连接,漏极306与感应线201电连接。
[0065]感应线I和扫描线2的条数取决于相邻感应线之间,以及相邻扫描线之间的间距,以及触摸面板阵列的尺寸,本实施例中任意相邻两条感应线(扫描线)的间距为0.1mm,以感应线7和扫描线8交叉产生的一个个封闭区域就是一个阵元,对应形成的阵元大小为0.1X0.1mm2。
[0066]本实施例的触摸面板阵列根据图3所示的机械结构示意图,采用现有的半导体工艺(主要涉及薄膜沉积技术、光刻技术和离子注入技术等)制备得到。
[0067]该触控面板阵列应用于指纹识别屏时,在手指轻触指纹识别屏和按压指纹识别屏时的检测到的指纹形状示意图分别如图4a和图4b所示。可见,当手指轻接触和按压在指纹识别屏上时,实际感应出的接触面积有很大的区别。例如在同一面积的有源矩阵上,手指轻接触和按压屏幕产生的图形在显示器上感应出的点区域面积差别很大。利用面积大小与压力的关系可以做一个触摸屏上的压力传感器,运用到移动智能终端的应用、控制等领域。
[0068]本实施例的触摸面板阵列应用于触摸屏时,既可以作为普通的触摸屏,又能在触摸时进行指纹识别。根据指纹识别区的面积大小,可同时进行多个手指的指纹识别。根据识别的手指的个数,又可以形成组合密码,在原有指纹识别的基础上再增加一层安全性。
[0069]当本实施例的触摸面板阵列中可应用于大屏智能移动终端时,且整个屏幕都对应于触摸面板阵列的指纹识别区,由于屏幕大,相应的指纹识别区也大,因此能进行掌纹识别。
[0070]实施例2
[0071]与实施例1相同,所不同的是转换模块具有两级放大功能。
[0072]如图5所示,本实施例的转换模块包括第三薄膜晶体管Q3和第四薄膜晶体管Q4 ;转换模块以第
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