用于感測(cè)電子器件中的觸摸輸入的裝置的制造方法
【專利摘要】提供了一種具有指紋感測(cè)功能的觸摸屏裝置。該觸摸屏裝置包括：包括第一黑矩陣線并包括第二黑矩陣線的濾色器層，第一黑矩陣線位于每個(gè)像素或每個(gè)子像素之間并且在第一方向上布置，第二黑矩陣線在垂直于第一方向的第二方向上布置。此外，觸摸屏裝置包括包含柵線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管(TFT)層以及位于濾色器層和TFT層之間的傳感器層，傳感器層包括第一電極并包括第二電極，第一電極與第一黑矩陣線在空間上設(shè)置，第二電極與第二黑矩陣線在空間上設(shè)置。
【專利說(shuō)明】
用于感測(cè)電子器件中的觸摸輸入的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種用于感測(cè)電子器件中的觸摸輸入的裝置。更具體地，本公開涉及具有用于感測(cè)指紋的指紋感測(cè)功能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，觸摸面板是可與諸如有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)、液晶顯示器(IXD)等的顯示器件組合地配置并且能夠在用戶觀看該顯示器件的屏幕時(shí)產(chǎn)生用戶的手指或筆觸摸輸入的裝置。這樣的觸摸面板可以是使用紅外檢測(cè)的光學(xué)型觸摸面板、在將其中涂覆有銦錫氧化物(ITO)的透明導(dǎo)電膜性形成在聚酯膜上之后感測(cè)電容變化的電容型觸摸面板、或通過(guò)使用用于檢測(cè)觸摸面板的手指的壓力的壓力傳感器來(lái)感測(cè)功率分布位置的壓力型觸摸面板。具有上述配置的觸摸面板可感測(cè)手指觸摸或筆觸摸輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問(wèn)題
[0004]電子器件可以執(zhí)行多種功能，并因此，可以存儲(chǔ)用戶的安全信息。因此，當(dāng)要使用電子器件時(shí)，可以通過(guò)輸入密碼或圖形來(lái)操作電子器件。此外，可以通過(guò)在觸摸面板中安裝指紋傳感器來(lái)增強(qiáng)安全特征。在指紋傳感器中，電極應(yīng)該接觸手指，或可以以柔性印刷電路板(FPCB)安裝在屏幕外側(cè)的形式將模塊制造成，例如主頁(yè)鍵。如果要在觸摸面板中執(zhí)行指紋感測(cè)，為了不阻擋屏幕的內(nèi)容，應(yīng)使用具有高透射率的ITO膜。
[0005]如上所述，如果要在觸摸面板中配置指紋傳感器，為了不阻擋在觸摸面板的顯示器上顯示的屏幕內(nèi)容，應(yīng)使用具有高透射率的ITO膜。然而，用于指紋感測(cè)的電極的寬度顯著小于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于觸摸面板的電極寬度，并且應(yīng)該小于指紋的谷和峰之間的間隔，并因此，電極電阻相比于觸摸面板增加了幾十倍。因此，可能存在電阻器-電容器(RC)延遲以及觸摸靈敏度惡化等的問(wèn)題。此外，當(dāng)要將能夠使用ITO執(zhí)行指紋感測(cè)的傳感器布置在觸摸面板中時(shí)，應(yīng)該將該傳感器放置在觸摸屏上。因此，屏的透射率降低。并且，當(dāng)ITO指紋傳感器與觸摸屏重疊時(shí)，觸摸屏的感測(cè)操作有可能存在問(wèn)題。
[0006]上述信息作為背景信息給出，僅僅用于協(xié)助本公開的理解。對(duì)于上述任何內(nèi)容是否可能適用于關(guān)于本公開的現(xiàn)有技術(shù)，并未做出決定，也未做出判斷。
[0007]針對(duì)問(wèn)題的方案
[0008]根據(jù)本公開的一方面，提供了一種具有指紋感測(cè)功能的觸摸屏裝置。該觸摸屏裝置包括:濾色器層，該濾色器層包括位于每個(gè)像素或每個(gè)子像素之間并布置在第一方向上的第一黑矩陣線，并且包括布置在垂直于第一方向的第二方向上的第二黑矩陣線;柵線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管(TFT)層；以及位于濾色器層和TFT層之間的傳感器層，該傳感器層包括與第一黑矩陣線在空間上設(shè)置的第一電極，并且包括與第二黑矩陣線在空間上設(shè)置的第二電極。
[0009]根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種觸摸屏傳感器裝置。該觸屏傳感器裝置包括濾色器陣列和傳感器陣列，該濾色器陣列包括第一黑矩陣線，其在第一方向上布置在設(shè)置于顯示區(qū)域中的多個(gè)像素或多個(gè)子像素之間，并且包括布置在第二方向上的第二黑矩陣線，第一方向垂直于第二方向，該傳感器陣列包括設(shè)置在濾色器陣列的底部且與復(fù)數(shù)條第一黑矩陣線中的一第一黑矩陣線重疊的第一電極，包括布置在濾色器陣列的底部且與復(fù)數(shù)條第二黑矩陣線中的一第二黑矩陣線重疊的第二電極，并且包括指紋感測(cè)區(qū)，其中第一電極被部分地布置在傳感器陣列的指紋感測(cè)區(qū)，并且包括第一驅(qū)動(dòng)線和第二驅(qū)動(dòng)線，該第一驅(qū)動(dòng)線作為指紋感測(cè)區(qū)外部的驅(qū)動(dòng)線操作，并且其中第二電極包括第一感測(cè)線和第二感測(cè)線，該第一感測(cè)線作為指紋感測(cè)區(qū)外部的感測(cè)線操作。
[0010]從結(jié)合附圖公開了本公開的各種實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，本公開的其它方面、優(yōu)點(diǎn)、和顯著特征將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得顯而易見。
[0011]發(fā)明的有益效果
[0012]本公開的各方面是為了解決至少上述問(wèn)題和/或缺點(diǎn)，并提供至少以下描述的優(yōu)點(diǎn)。因此，本公開的一方面是為了提供一種觸摸面板器件，其以在顯示面板的像素之間的黑矩陣線區(qū)域中沉積金屬線的方式來(lái)形成觸摸面板的電極，由此無(wú)論像素密度如何，均實(shí)現(xiàn)高分辨率觸摸傳感器。
【附圖說(shuō)明】
[0013]從結(jié)合附圖的下面描述，本公開的某些實(shí)施方式的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，附圖中:
[0014]圖1是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的具有觸摸屏傳感器的電子器件的構(gòu)造的框圖；
[0015]圖2是根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸屏傳感器的電極結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0016]圖3是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的屏傳感器的濾色器和黑矩陣線的結(jié)構(gòu)的圖；
[0017]圖4是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的屏傳感器的電極層的結(jié)構(gòu)的圖；
[0018]圖5a、5b和5c是示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的觸摸屏傳感器中的指紋感測(cè)的位置的圖；
[0019]圖6是觸摸傳感器的電極的側(cè)視圖，示出了在根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸屏傳感器中執(zhí)行指紋感測(cè)的操作；
[0020]圖7a、7b和7c是示出在根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的觸摸屏傳感器中固定和使用指紋感測(cè)區(qū)的一實(shí)例的構(gòu)造的圖；
[0021]圖8a和Sb是示出在根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的屏幕中放大和顯示指紋感測(cè)區(qū)的圖；
[0022]圖9a、9b和圖9c是示出在根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的指紋感測(cè)區(qū)中的第一電極和第二電極的布置的一實(shí)例的圖；
[0023]圖10是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的向設(shè)置在指紋感測(cè)區(qū)中的電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及感測(cè)被驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的操作的圖；和
[0024]圖11是示出當(dāng)在根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸屏傳感器中將用于指紋感測(cè)的觸摸傳感器配置為滑擦型時(shí)，傳感器電極布線的一實(shí)例的圖。
[0025]貫穿附圖，應(yīng)注意，類似的參考數(shù)字用于描述相同或相似的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照附圖的以下描述被提供以協(xié)助對(duì)由權(quán)利要求書及其等同物所限定的本公開的各種實(shí)施方式的全面理解。它包括各種特定細(xì)節(jié)以幫助理解，但是這些將僅僅被視為示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在不脫離本公開的范圍和精神的前提下，做出在此描述的各種實(shí)施方式的各種變化和修改。此外，為了清楚和簡(jiǎn)明，可省略公知的功能和構(gòu)造的描述。
[0027]在以下的描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)和詞語(yǔ)不局限于字面含義，而是僅僅被發(fā)明人用于使本公開內(nèi)容的理解清楚且一致。因此，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)顯而易見的是，本公開的各種實(shí)施方式的以下描述僅被提供用于示出目的，而不是為了限制由權(quán)利要求書及其等同物所限定的本公開的目的。
[0028]將理解，單數(shù)形式“一”和“該”包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文另有明確指示。因此，例如，提及“一組件表面”包括指代一個(gè)或更多個(gè)這樣的表面。
[0029]例如，電子器件的觸摸屏器件是同時(shí)執(zhí)行輸入功能和顯示功能的器件，并具有其中用于感測(cè)觸摸輸入的觸摸面板和用于顯示屏幕的顯示面板集成的結(jié)構(gòu)。該電子器件的顯示面板可以顯示高分辨率(例如，對(duì)于5英寸或更小的器件為1080*1920或更大)。另一方面，觸摸面板可感測(cè)手指和/或筆觸摸，因此，感測(cè)觸摸輸入的分辨率不是那么高。然而，必須提高觸摸面板的觸摸靈敏度。例如，提出將指紋傳感器內(nèi)置在觸摸面板上并且電子器件通過(guò)指紋感測(cè)來(lái)激活。因此，指紋傳感器可以由觸摸面板獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)觸摸面板的觸摸感測(cè)分辨率增加時(shí)，可通過(guò)觸摸面板執(zhí)行指紋感測(cè)功能。
[0030]根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的電子器件提出了用于實(shí)現(xiàn)具有與在觸摸屏中的顯示分辨率相同或相似的分辨率的顯示器和觸摸面板的裝置和方法。為此，電子器件的觸摸屏傳感器具有一結(jié)構(gòu)，其中觸摸傳感器電極的圖案感測(cè)觸摸輸入而不管像素位置并且形成在像素之間的黑矩陣的下部，并且觸摸傳感器電極在整個(gè)屏幕上形成有相同的密度。即，觸摸屏傳感器可以配備有用于顯示像素的濾色器陣列以及用于感測(cè)觸摸輸入的傳感器陣列。此夕卜，濾色器陣列可以包括設(shè)置在屏幕的整個(gè)區(qū)域中的像素圖案以及黑矩陣，該黑矩陣包括在行(或列)方向上設(shè)置在像素圖案之間的第一黑矩陣線以及設(shè)置在列(或行)方向上的第二黑矩陣線。此外，行(或列)方向線垂直于列(或行)方向線。此外，傳感器陣列由設(shè)置在濾色器的下部且與第一黑矩陣線重疊的第一電極組成，以及由設(shè)置在像素濾色器的下部且與第二黑矩陣線重疊的第二電極組成。此外，第一電極和第二電極具有比黑矩陣的寬度小的尺寸。這里，黑矩陣線具有其中一結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中間隙形成在像素之間，并且黑色材料填充在這個(gè)間隙區(qū)域中。即，液晶顯示器(IXD)、發(fā)光二極管(LED)或有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器包括濾色器以通過(guò)透過(guò)白色光而形成期望的顏色，并且濾色器通過(guò)在透明基板上形成黑矩陣線并將彩色(例如，紅色(R)、綠色(G)或藍(lán)色(B))墨水填充到被黑矩陣線劃分的每個(gè)彩色像素中制造。因此，黑矩陣線可以吸收從顯示單元反射的外部光，并提高對(duì)比度。
[0031]在下面的描述中，黑矩陣線可被描述為黑色掩膜。此外，黑矩陣線可以在像素或子像素之間形成。當(dāng)通過(guò)使用傳感器陣列感測(cè)指紋時(shí)，傳感器陣列可以固定并指定屏幕的一部分上的指紋感測(cè)區(qū)，并且可以被配置為使得指紋感測(cè)在屏幕的整個(gè)區(qū)域中進(jìn)行。此外，觸摸傳感器(即，指紋傳感器)電極位于薄膜晶體管(TFT)玻璃和濾色器玻璃之間，并且觸摸傳感器電極可被劃分以在執(zhí)行指紋感測(cè)時(shí)單獨(dú)操作，并且可以當(dāng)執(zhí)行手指和/或筆觸摸感測(cè)功能時(shí)，通過(guò)結(jié)合多個(gè)觸摸傳感器電極而作為單個(gè)觸摸傳感器電極操作。
[0032]當(dāng)觸摸屏傳感器如上所述地配置時(shí)，可以獲得用于在屏幕上指紋感測(cè)的方案，并且，當(dāng)它應(yīng)用到全屏幕時(shí)，可以實(shí)施具有高觸摸感測(cè)分辨率的觸摸屏傳感器。
[0033]以下討論的圖1-11以及在本專利文檔中用于描述本公開的原理的各種實(shí)施方式僅僅是說(shuō)明的方式，而不應(yīng)以任何方式認(rèn)為限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開的原理可以在任何適當(dāng)布置的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。用于描述各種實(shí)施方式的術(shù)語(yǔ)是示范性的。應(yīng)理解，這些僅被提供來(lái)幫助對(duì)描述的理解，并且它們的使用和定義不以任何方式限制本公開的范圍。術(shù)語(yǔ)第一、第二等用于區(qū)分具有相同術(shù)語(yǔ)的對(duì)象，并且決不意圖代表時(shí)間順序，除非在這里明確地另外說(shuō)明。集合被定義為包括至少一個(gè)元素的非空集合。
[0034]圖1是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的具有觸摸屏傳感器的電子器件的構(gòu)造的框圖。
[0035]這里，電子器件可以是各種數(shù)字器件，如包括智能電話的移動(dòng)電話、照相機(jī)器件、MP3器件、平板計(jì)算機(jī)和膝上型計(jì)算機(jī)。
[0036]參照?qǐng)D1，觸摸屏傳感器120可以包括顯示單元130和輸入單元140。顯示單元130可以顯示由電子器件處理的各種信息。顯示單元130可以是諸如LCD、0LED、LED等的顯示器。輸入單元140可以產(chǎn)生與用于控制電子器件的操作的輸入相關(guān)以及與數(shù)據(jù)的輸入相關(guān)的觸摸輸入的信號(hào)。這里，觸摸輸入可以包括正常觸摸輸入，諸如手指和/或筆觸摸，以及需要高分辨率的觸摸靈敏度的精確的觸摸輸入，如指紋感測(cè)。
[0037]如圖1所示，控制器100可以控制電子器件的整體操作，并且特別地，控制觸摸屏傳感器120來(lái)執(zhí)行普通的觸摸輸入感測(cè)諸如手指和/或筆觸摸，以及精確的觸摸感測(cè)輸入諸如指紋感測(cè)等。
[0038]參照?qǐng)D1，存儲(chǔ)單元110可以包括被配置為存儲(chǔ)電子器件的操作程序和根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的程序的程序存儲(chǔ)器，并且可以包括被配置為存儲(chǔ)處理過(guò)的信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0039]如圖1所示，通信單元150可以用基站或因特網(wǎng)服務(wù)器等執(zhí)行無(wú)線通信功能。這里，通信單元150可以包括被配置為升頻轉(zhuǎn)換發(fā)送信號(hào)的頻率并放大功率的發(fā)射器，以及被配置為低噪聲放大接收信號(hào)和降頻轉(zhuǎn)換頻率的接收器。此外，通信單元150可以設(shè)有調(diào)制單元和解調(diào)制單元。因此，調(diào)制單元調(diào)制發(fā)送信號(hào)以向發(fā)射器發(fā)送，并且解調(diào)制單元將通過(guò)接收器接收的信號(hào)解調(diào)制。調(diào)制單元和解調(diào)制單元可以是長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、寬帶碼分多址(WCDMA)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)等，并且可以是WIF1、微波存取全球互通(W頂AX)等，并且可以是近場(chǎng)通信(NFC)、藍(lán)牙等。在本公開的本實(shí)施方式中，假定通信單元150配備有通信組件，諸如LTE、WIF1、藍(lán)牙、NFC等。
[0040]在具有上述構(gòu)造的電子器件中，觸摸屏傳感器可以包括顯示單元130和用于感測(cè)觸摸輸入的輸入單元140。在以下說(shuō)明中，輸入單元140被描述為觸摸傳感器，并且觸摸傳感器140可以感測(cè)手指和/或筆的觸摸(以下，它可以與術(shù)語(yǔ)“第一觸摸”互換地使用)以及感測(cè)一觸摸(以下，它可以與術(shù)語(yǔ)“第二觸摸”互換地使用)來(lái)根據(jù)觸摸感測(cè)詳細(xì)信息。這里，假定第二觸摸是用于指紋感測(cè)的觸摸。
[0041]圖2是根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸屏傳感器的電極結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，圖3是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的屏傳感器的濾色器和黑矩陣線的結(jié)構(gòu)的圖，圖4是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的屏傳感器的電極層的結(jié)構(gòu)的圖。
[0042]參照?qǐng)D2至4，使用觸摸傳感器的指紋感測(cè)方法可以由滑擦型或固定區(qū)域型來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里，滑擦型是由手指拖動(dòng)在屏幕上指定的位置的方法，以及在線性或一維設(shè)置的觸摸傳感器電極中感測(cè)被拖動(dòng)的手指(即，指紋)且然后借助處理將所感測(cè)的手指合成為二維指紋圖像的方法。此外，固定區(qū)域型是在使手指觸摸二維設(shè)置的觸摸傳感器的同時(shí)獲取二維指紋圖像的方法。因此，感測(cè)指紋的觸摸傳感器應(yīng)設(shè)置有一維或二維電極。
[0043]根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸屏傳感器可以在像素單元陣列和濾色器陣列之間設(shè)置觸摸傳感器陣列。像素單元陣列可以由LCD、0LED或LED單元組成。在本公開的該實(shí)施方式中，假定像素單元陣列是由LCD單元組成。
[0044]具體而言，圖2示出了二維設(shè)置的觸摸傳感器的電極結(jié)構(gòu)。
[0045]參照?qǐng)D2，光學(xué)透明的粘合劑(0CA)213設(shè)置在蓋玻璃211和濾色器玻璃215之間，傳感器電極231 (例如，第一電極)和235(例如，第二電極)可以設(shè)置在LCD單元241和濾色器玻璃215之間。IXD單元241是其中液晶位于LCD TFT玻璃243和濾色器玻璃215之間的部分，并且根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸傳感器的電極可以設(shè)置在LCD單元241上，并且通過(guò)利用沉積電極的方法，設(shè)置在濾色器玻璃215的下表面之下。濾色器221可以包括R、G、B濾色器，并且濾色器221可以通過(guò)黑矩陣217(例如，BM)分離。黑矩陣217可以是濾色器221R、G、B之間的間隙，當(dāng)間隙用黑色材料填充時(shí)。黑矩陣217可以吸收從屏傳感器反射的外部光，并通過(guò)去除顏色之間的色干擾來(lái)提高對(duì)比度。這里，觸摸傳感器電極231和235可以設(shè)置在濾色器221和LCD單元241之間，并且可以以相同的矩陣結(jié)構(gòu)設(shè)置在黑矩陣217的底部之下。傳感器電極231的寬度被制成為比黑矩陣217的寬度小(以便具有略微小的寬度)，使得當(dāng)用戶觀看屏幕時(shí)，看不到傳感器電極231。
[0046]參照?qǐng)D2，IXD單元241可包括像素電極、驅(qū)動(dòng)像素電極的柵線和數(shù)據(jù)線、以及液晶。此外，觸摸傳感器陣列可以包括用于感測(cè)觸摸的第一電極231和第二電極235、使第一電極231和第二電極235絕緣的第一絕緣層233、以及使第二電極235和LCD單元241絕緣的第二絕緣層237。覆蓋層219可以被提供在絕緣層233和濾色器221之間以及絕緣層233和黑矩陣217之間。此外，濾色器陣列可包括通過(guò)像素陣列來(lái)表示像素的濾色器221以及通過(guò)在濾色器之間形成間隙來(lái)表示像素的黑矩陣217。
[0047]此外，觸摸傳感器的電極231和235由兩層的金屬電極制成，以得到二維電極結(jié)構(gòu)，并且兩層的絕緣層233和237設(shè)置為使電極231和235絕緣。這里，第一絕緣層(例如，絕緣層1)233可以用于絕緣第一電極(例如，電極1)231和第二電極(例如，電極2)235，并且第二絕緣層(例如，絕緣2)237可用于分離第二電極235和LCD單元241。過(guò)孔可以形成在設(shè)置于第一電極231和第二電極235的兩個(gè)電極層之間的第一絕緣層233中，使得這兩個(gè)電極層可以在根據(jù)電極的構(gòu)造是必要的部分中連接。
[0048]具體地，圖3示出設(shè)置在觸摸屏傳感器中的觸摸傳感器的電極構(gòu)造。參照?qǐng)D3，結(jié)構(gòu)320可以通過(guò)放大顯示單元的部分屏幕310獲得。在結(jié)構(gòu)320中，附圖標(biāo)記325可以是濾色器221(參見圖2)，并且黑矩陣線321和323可以是在濾色器221之間形成的、填充有黑色材料的間隙。此外，黑矩陣線321可以是布置在列方向(垂直方向)上的黑矩陣線，而黑矩陣線323可以是布置在行方向(水平方向)上的黑矩陣線。觸摸傳感器的電極可以設(shè)置為具有與黑矩陣線的布置相同的布置。即，參照?qǐng)D3，電極331可以位于黑矩陣線321的底部之下，并且電極333可以位于黑矩陣線323的底部之下。電極331和333的寬度應(yīng)該比黑矩陣線321和323的寬度小。
[0049]如上面參照?qǐng)D2所述，在觸屏傳感器中，濾色器陣列可以包括在屏幕的整個(gè)區(qū)域中設(shè)置的濾色器221以及在行和列的方向上設(shè)置的、在濾色器221的列和行之間形成為間隙的黑矩陣線。此外，觸摸傳感器陣列可以包括電極231和235，它們被設(shè)置為與在濾色器221底部之下的列和行黑矩陣的布置交疊。假定列方向是第一方向，并且行方向是第二方向，第一電極231可以設(shè)置在第一黑矩陣線321的底部之下，而第二電極235可以設(shè)置在第二黑矩陣線323的底部之下，并且第一電極231和第二電極235的寬度可以小于黑矩陣線321和323的寬度。
[0050]參照?qǐng)D3的330，電極331 (諸如圖2的第一電極231)和電極333(諸如圖2的第二電極235)可以配置為二維結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@兩個(gè)電極331和333彼此垂直，并且圖2的第一絕緣層233可以形成在第一電極231和第二電極235之間，而圖2的第二絕緣層237可以形成在第二電極235和圖2的IXD單元241之間。此外，第一電極231和第二電極235可以通過(guò)金屬線形成，并且與圖2的黑矩陣217平行地形成，同時(shí)具有不覆蓋濾色器221的大小。
[0051]圖4是示出觸摸屏傳感器的三維結(jié)構(gòu)的圖，其中省略了LCD單元部分。
[0052]參照?qǐng)D4，像素電極421以及用于控制屏幕的TFT可以位于TFT玻璃423上。用于指紋感測(cè)的觸摸傳感器的電極結(jié)構(gòu)可以由一個(gè)或更多個(gè)電極層413以及在濾色器玻璃411的下表面上的一個(gè)或更多個(gè)絕緣層415配置。圖2示出由兩個(gè)電極層和兩個(gè)絕緣層配置的觸摸傳感器的一示例。用于指紋感測(cè)的觸摸傳感器的電極可以設(shè)置在濾色器之間的黑矩陣的底部之下，使得像素可以不被覆蓋。如在平面圖中所示，它可以與放置在TFT玻璃423的頂部上以控制像素的柵線419和數(shù)據(jù)線417設(shè)置在相同的位置。觸摸傳感器的電極的寬度可以實(shí)施為略小于在平面圖中重疊的數(shù)據(jù)線417和柵線419的寬度，使得像素可以沒(méi)有被覆蓋。
[0053]圖5a、5b和5c是示出在根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的觸屏傳感器中的指紋感測(cè)的位置的圖。
[0054]當(dāng)指紋感測(cè)通過(guò)使用觸摸傳感器執(zhí)行時(shí)，觸摸傳感器的電極可以以如圖3所示的x-y網(wǎng)格的形式配置。如果指紋感測(cè)通過(guò)使用觸摸傳感器來(lái)執(zhí)行，那么觸摸傳感器的電極應(yīng)該設(shè)置有一間隔，該間隔小于指紋的谷和峰的尺寸和寬度。這意味著，數(shù)百個(gè)電極設(shè)置成在手指的接觸區(qū)域(例如，1mmX 1mm)內(nèi)交叉的形式。隨著屏幕的像素?cái)?shù)目增加，在像素之間的間隔或在形成于BM上的電極之間的間隔小于幾十微米，使得觸摸屏傳感器具有足夠用于指紋感測(cè)的間隔。然而，隨著用于指紋感測(cè)的觸摸傳感器的電極的密度增加，用于將電極連接到圖1的控制器100(用于控制觸摸傳感器的傳感器控制器)的線(布線)的數(shù)目也應(yīng)增加以便適當(dāng)布置布線。
[0055]此外，指紋感測(cè)位置可以如圖5a和圖5b所示地被固定，并且可以是如圖5c所示的觸摸傳感器的整個(gè)區(qū)域。
[0056]參照?qǐng)D5a，當(dāng)執(zhí)行指紋感測(cè)時(shí)，觸摸傳感器的電極應(yīng)該布置有一小間隔，該小間隔小于指紋的谷和峰的間隔。因此，如圖5a所示，可以通過(guò)固定用于指紋感測(cè)的區(qū)域并且只在用于指紋感測(cè)的固定區(qū)域的位置以指紋感測(cè)所需的密度設(shè)置電極，使指紋感測(cè)所需的電極和電極布線(electrode routing)的數(shù)目的增加最小化。另外，由于指紋感測(cè)的電極可以被安裝為與BM相同，所以用于指紋感測(cè)的電極的密度可以以像素密度設(shè)置在整個(gè)屏幕上，或者可以以像素密度僅設(shè)置在固定區(qū)域中。圖5a示出一示例，其中通過(guò)前一方法，觸摸傳感器的電極以相同的密度設(shè)置在整個(gè)屏幕上并且電極的布線與之區(qū)別地僅布置在指紋感測(cè)所需的部分中，從而降低由于布線所造成的布置的負(fù)擔(dān)。
[0057]參照?qǐng)D5a，附圖標(biāo)記500的區(qū)域可以是用于指紋感測(cè)的固定區(qū)域，并且該區(qū)域500可以是在觸摸傳感器的電極被設(shè)置為具有與像素密度相同的密度的地方，并且可以是能夠在屏幕上執(zhí)行指紋感測(cè)的位置。此外，附圖標(biāo)記511可以是驅(qū)動(dòng)線(或感測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的感測(cè)線)以驅(qū)動(dòng)用于感測(cè)區(qū)域500的觸摸的信號(hào)，并且附圖標(biāo)記521可以是感測(cè)線(或驅(qū)動(dòng)線)以感測(cè)區(qū)域500的觸摸。這里，驅(qū)動(dòng)線可以被稱為驅(qū)動(dòng)通道或感測(cè)端口。此外，感測(cè)線可以被稱為感測(cè)通道或感測(cè)端口。此外，在區(qū)域500以外的區(qū)域，觸摸傳感器的電極密度與在區(qū)域500中的觸摸傳感器的電極密度相同，但是當(dāng)實(shí)施布線時(shí)，多個(gè)電極被結(jié)合以提供給傳感器控制器。
[0058]也就是說(shuō)，區(qū)域500以外的區(qū)域是用于感測(cè)手指和/或筆觸摸的區(qū)域，并且，在整個(gè)區(qū)域中，不是所有的驅(qū)動(dòng)線(或感測(cè)線)513和感測(cè)線(或驅(qū)動(dòng)線)523被使用，而是可以跳過(guò)每個(gè)單元的一定數(shù)目的電極來(lái)用作驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線。也就是說(shuō)，當(dāng)使用線513作為驅(qū)動(dòng)線時(shí)，圖1的控制器100可以向N個(gè)電極線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)錯(cuò)過(guò)(interlace)(即，不使用線)M個(gè)第一電極的單元，并可以感測(cè)用作感測(cè)線的X個(gè)第二電極線同時(shí)錯(cuò)過(guò)(即，不感測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào))在使用線523作為感測(cè)線時(shí)未被用作感測(cè)線的Y個(gè)第二電極線的單元。
[0059]因此，當(dāng)指紋感測(cè)的區(qū)域被固定以如圖5a所示地使用時(shí)，位于區(qū)域500中的電極的每條電極線可以被操作作為單獨(dú)的通道，并執(zhí)行指紋感測(cè)，并且位于其它區(qū)域中的電極可以跳過(guò)設(shè)定電極線的每個(gè)單元并用作用于感測(cè)手指和/或筆的觸摸輸入的驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線。
[0060]通常，由于指紋感測(cè)僅在對(duì)于身份驗(yàn)證、安全認(rèn)證等的步驟中使用以解鎖被鎖定的屏幕，所以它并不像手指和/或筆觸摸一樣被連續(xù)地使用，而是在有限的時(shí)間和步驟中使用，因此，可以將指紋感測(cè)配置為被限于考慮用戶界面(UI)的自然位置，如圖5a所示，并且在要使用的屏幕上指定。
[0061]圖5b是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的具有固定的指紋感測(cè)區(qū)的觸摸傳感器的另一結(jié)構(gòu)的圖。
[0062]參照?qǐng)D5b，觸摸傳感器的特定區(qū)域可以被固定為指紋感測(cè)區(qū)500。被固定為指紋感測(cè)區(qū)的區(qū)域500是觸摸傳感器的電極以與圖5a相同的方式被設(shè)置為具有與像素密度相同的密度的地方，并且可以是指紋感測(cè)區(qū)能夠在屏幕上執(zhí)行的位置。此外，附圖標(biāo)記531可以是驅(qū)動(dòng)線(或感測(cè)線)以感測(cè)區(qū)域500的觸摸，以及附圖標(biāo)記541可用作感測(cè)線(或驅(qū)動(dòng)線)以感測(cè)區(qū)域500的觸摸。此外，驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線的數(shù)目可以是存在于區(qū)域500中的第一電極和第二電極的數(shù)目。
[0063]此外，區(qū)域500以外的區(qū)域是感測(cè)手指和/或筆觸摸的區(qū)域，并且可以與區(qū)域500和觸摸傳感器的電極的密度不同地配置。因此，當(dāng)配置觸摸傳感器的電極時(shí)，第一電極和第二電極可以設(shè)置有能夠感測(cè)手指和/或筆觸摸的尺寸和間隔，但是，在其它區(qū)域中，沒(méi)有設(shè)置電極。附圖標(biāo)記551和555是在其中設(shè)置觸摸傳感器的電極的區(qū)域，并且附圖標(biāo)記553和557是在其中沒(méi)有安裝觸摸傳感器的電極的區(qū)域。即，在除了指紋感測(cè)區(qū)500之外的觸摸傳感器的區(qū)域中，第一和第二電極可以設(shè)置在區(qū)域551(例如，N個(gè)電極的間隔)和區(qū)域555(例如，X個(gè)電極的間隔)的一個(gè)區(qū)段，而錯(cuò)過(guò)區(qū)域553(例如，M個(gè)電極的間隔)和區(qū)域557(例如，Y個(gè)電極的間隔)的區(qū)段單元，并且圖1的控制器100可以施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)以感測(cè)區(qū)域551和555，并感測(cè)被驅(qū)動(dòng)的信號(hào)。當(dāng)通過(guò)區(qū)域551和區(qū)域555的線執(zhí)行驅(qū)動(dòng)和感測(cè)操作時(shí)，控制器100可使用整行，或者可以僅使用整行中的一條或更多條線。設(shè)置在區(qū)域551至557中的電極的數(shù)目可以被不同地設(shè)定:如Y，N=X或M=Y ,N=M=Y = X等。
[0064]此外，圖5b示出，在區(qū)域500以外的區(qū)域中，所有的驅(qū)動(dòng)線(或感測(cè)線)533和感測(cè)線(或驅(qū)動(dòng)線)543可以不被全部使用，而是可以在錯(cuò)過(guò)每個(gè)單元的一定數(shù)目的電極的同時(shí)用作驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線。
[0065]圖5c是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的電極布置的圖，在該電極布置中，觸摸傳感器的整個(gè)區(qū)域可以用作用于指紋感測(cè)的觸摸區(qū)域和/或手指和筆觸摸。
[0066]參照?qǐng)D5c，電極581和583可以設(shè)置在觸摸傳感器的整個(gè)區(qū)域中，并且可以設(shè)置為具有與像素的密度相同的密度。圖1的控制器100可以對(duì)設(shè)置在觸摸傳感器的整個(gè)區(qū)域中的所有電極執(zhí)行驅(qū)動(dòng)和感測(cè)操作。不同于圖5a，控制器100可任意地確定指紋感測(cè)的位置，并因此，能夠在整個(gè)屏幕上的任意位置執(zhí)行指紋感測(cè)。即，在圖5c中，在屏幕中用于指紋感測(cè)的傳感器電極可以如圖5a所示地相同地布置，并且控制器100可連接布線以驅(qū)動(dòng)并感測(cè)觸摸傳感器的整個(gè)區(qū)域。如圖5c所示，指紋感測(cè)可以在任何位置(例如，572、574、576等)執(zhí)行。
[0067]有時(shí)，可以僅當(dāng)電子器件被初始啟動(dòng)或需要安全認(rèn)證時(shí)使用指紋感測(cè)。因此，控制器100可以感測(cè)需要指紋感測(cè)的事件以及不需要指紋感測(cè)的事件。因此，當(dāng)執(zhí)行指紋感測(cè)時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)和感測(cè)觸摸傳感器的所有電極來(lái)感測(cè)指紋。此外，在不需要指紋感測(cè)的區(qū)段，驅(qū)動(dòng)和感測(cè)操作可以通過(guò)在感測(cè)大規(guī)模對(duì)象(手指和/或筆)的觸摸的位置結(jié)合多個(gè)電極線來(lái)執(zhí)行，像圖5a和圖5b的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)操作。
[0068]參照?qǐng)D5a、5b和5c，觸摸傳感器的電極可以設(shè)置為具有與像素的密度相同的密度，或者可以設(shè)置為與在部分區(qū)域中的密度相同，并且可以通過(guò)固定型或可變型來(lái)執(zhí)行指紋感測(cè)方法。
[0069]S卩，圖5a和圖5b的指紋感測(cè)方法可以在屏幕上的固定位置執(zhí)行，控制器100可根據(jù)在固定區(qū)域中的被觸摸的對(duì)象，動(dòng)態(tài)地改變開關(guān)到電極線的單個(gè)驅(qū)動(dòng)或結(jié)合驅(qū)動(dòng)，并且可以用在觸摸傳感器區(qū)域而不是指紋感測(cè)區(qū)中的結(jié)合驅(qū)動(dòng)來(lái)感測(cè)手指/筆觸摸。此外，在圖5c的指紋感測(cè)方法中，屏幕的整個(gè)電極可以總是以用于指紋感測(cè)的規(guī)模、作為單獨(dú)驅(qū)動(dòng)來(lái)操作。因此，可能沒(méi)有使用開關(guān)的動(dòng)態(tài)變化，但可以總是執(zhí)行單個(gè)驅(qū)動(dòng)。因此，可以執(zhí)行在屏幕的整個(gè)位置具有指紋感測(cè)水平的精確觸摸感測(cè)。此外，在圖5c的情況下，在感測(cè)手指/筆觸摸的操作中，可以通過(guò)結(jié)合電極來(lái)驅(qū)動(dòng)并感測(cè)電極。
[0070]圖6是觸摸傳感器的電極的側(cè)視圖，示出在根據(jù)本公開的實(shí)施方式的觸摸屏傳感器中執(zhí)行指紋感測(cè)的操作。
[0071]參照?qǐng)D6，如上面在圖2中所述，在用于電極布置的層結(jié)構(gòu)中，可以自上而下設(shè)置保護(hù)屏幕或傳感器的蓋玻璃651、貼合LCD的OCA 655、濾色器(CF)玻璃653、以及用于指紋感測(cè)的電極層。此外，為簡(jiǎn)單起見，可以省略在第一和第二電極621和623下的液晶結(jié)構(gòu)。此外，第二電極623可以在濾色器玻璃653的黑矩陣的底部在第二方向上設(shè)置，第一電極621可以在黑矩陣的底部在第一方向上設(shè)置，第二絕緣層657可形成在第一電極621和第二電極623之間，并且第一絕緣層可以設(shè)置在第二電極623和LCD單元之間。
[0072]此外，第一電極621和第二電極623的間隔應(yīng)設(shè)置得小于指紋的峰611和谷613的間隔。即，參照?qǐng)D6，電極的間隔d2應(yīng)設(shè)置為小于指紋的峰611和谷613的間隔dl。這是為了在感測(cè)指紋時(shí)精確地感測(cè)被觸摸的手指的指紋的峰和谷。
[0073]參照?qǐng)D6，第一電極621和第二電極623可以設(shè)置成彼此垂直。此外，第一電極621和第二電極623可以根據(jù)每種功能被劃分成發(fā)射電極和/或接收電極，其位置不受限制。即，如圖中所示，接收電極和發(fā)射電極可從頂部設(shè)置，或者可以以不同順序設(shè)置。此外，當(dāng)圖1的控制器100通過(guò)第一電極621輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，第二電極623可以感測(cè)在蓋玻璃651上觸摸的手指的觸摸。當(dāng)生成手指觸摸時(shí)，電容在從第一電極621到第二電極623的方向上變化，因此，控制器100可通過(guò)第二電極623感測(cè)被手指觸摸的區(qū)域。備選地，當(dāng)生成手指觸摸時(shí)，由于在觸摸部分和未被觸摸的部分之間的射頻(RF)阻抗差，可產(chǎn)生從第一電極621流入第二電極623的RF電場(chǎng)的強(qiáng)度差，并且控制器100可通過(guò)第二電極623感測(cè)被手指觸摸的區(qū)域。因此，由于第二電極623的間隔為d2，該間隔d2小于指紋的谷613和峰611之間的間隔dl，所以控制器100可以感測(cè)指紋的谷613和峰611的觸摸輸入。
[0074]圖7a、7b和7c是示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的固定并使用在觸屏傳感器中的指紋感測(cè)區(qū)的一示例的構(gòu)造的圖。
[0075]具體地，圖7a是示出設(shè)置用于指紋感測(cè)的控制器的一示例的圖，圖7b是示出在觸摸傳感器的輸入單元140中的指紋感測(cè)區(qū)的布線的圖，圖7c是示出在屏幕中所指示的指紋感測(cè)區(qū)中的UI顯示器的一示例的圖。參照?qǐng)D7a至7c，優(yōu)選地是，在觸摸傳感器中用于指紋感測(cè)的控制器710被固定在顯示單元130的邊緣(上、下、左或右側(cè))中。這是為了將用于指紋感測(cè)的控制器710設(shè)置在最靠近圖1的控制器100的位置中，或者最靠近與控制器100接口連接的傳感器接口的位置，因?yàn)檫B接到該電極的布線是復(fù)雜的。圖7a示出指紋感測(cè)區(qū)可以設(shè)置在顯示單元130的底部區(qū)域，并且控制器(例如，集成電路(IC))710可設(shè)置在顯示單元130的底部區(qū)域，該控制器710包括與控制器100和觸摸傳感器接口連接的電路。然而，圖7a只是一示例，并且，如上所述，它可以位于任何地方，例如顯示單元130的上、下、左或右側(cè)。
[0076]當(dāng)用于執(zhí)行指紋感測(cè)的指紋感測(cè)區(qū)被固定在屏幕中的指定位置時(shí)，如圖5a和圖5b所示，用于指紋感測(cè)的電極可以位于屏幕的底部的中心，如圖7b所示。此外，指紋感測(cè)區(qū)可以設(shè)定為指紋的尺寸，并且可以設(shè)定為，例如，1mmX 1mm的尺寸。當(dāng)觸摸傳感器的電極像圖5b—樣設(shè)置時(shí)，連接到控制器100的驅(qū)動(dòng)線的第一電極可以具有如圖5b所示的在其中電極沒(méi)有以規(guī)則間隔設(shè)置的區(qū)域。因此，當(dāng)指紋感測(cè)區(qū)720的電極布線被布置時(shí)，它可被劃分成與手指觸摸共同使用的區(qū)域750和僅用于指紋感測(cè)的區(qū)域730。僅用于指紋感測(cè)的電極的布線可以當(dāng)它如730中所示地被設(shè)置在第二電極的布線方向740上時(shí)有效地執(zhí)行。
[0077]圖7c示出當(dāng)指紋感測(cè)區(qū)如圖7b所示地設(shè)置在屏幕中心的底部時(shí)，用于顯示指紋感測(cè)的UI的一示例。指紋感測(cè)可以在屏幕內(nèi)部的位置實(shí)施，而不是在屏幕之外的主頁(yè)鍵、底部裝置或背面，從而順利地鏈接到軟件UI，用于直觀識(shí)別和認(rèn)證。
[0078]圖8a和圖Sb是示出在根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的屏幕中放大并顯示指紋感測(cè)區(qū)的圖，圖9a、9b和9c是示出在根據(jù)本公開的多個(gè)實(shí)施方式的指紋感測(cè)區(qū)中的第一電極和第二電極的布置的一示例的圖，圖10是示出根據(jù)本公開的多個(gè)實(shí)施方式的向設(shè)置在指紋感測(cè)區(qū)中的電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且感測(cè)被驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的操作的圖。
[0079]具體地，圖8a是示出在根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的屏幕中指紋感測(cè)區(qū)800的電極的功能的圖。如上所述，指紋感測(cè)區(qū)800應(yīng)該能感測(cè)指紋和手指/筆觸摸。然而，當(dāng)指紋感測(cè)區(qū)800被固定以使用時(shí)，觸摸傳感器區(qū)可以被配置為僅感測(cè)在除了指紋感測(cè)區(qū)800以外的其他區(qū)域中的手指/筆觸摸。因此，觸摸傳感器通過(guò)設(shè)置不被使用的區(qū)域811、垂直電極(例如，第二電極)區(qū)域813、水平電極(例如，第一電極)區(qū)域815、僅用于指紋感測(cè)的電極821、用于指紋和手指/筆感測(cè)二者的垂直電極823以及用于指紋和手指/筆二者的水平電極825來(lái)配置。
[0080]參照?qǐng)D8a，示出了一種在屏幕內(nèi)劃分指紋傳感器的電極的作用的方法。如圖8a所示，指紋感測(cè)區(qū)的傳感器電極可以基于每種功能被分成七個(gè)區(qū)域。區(qū)域811是空的空間的一部分，因?yàn)闆](méi)有電極被安裝在像素的BM中。此外，在區(qū)域813和815中，電極被設(shè)置在指紋感測(cè)區(qū)的外側(cè)。區(qū)域813是能夠通將沿著像素的BM形成的各電極聚合到一起而像單個(gè)電極一樣地操作的部分，并且是感測(cè)手指/筆觸摸的傳感器電極。此外，區(qū)域815是像區(qū)域813—樣地操作的部分，并且是水平電極。
[0081]此外，區(qū)域821是其中電極形成在水平和垂直方向上的僅感測(cè)指紋的區(qū)域，并且是各電極線被各自劃分并驅(qū)動(dòng)的部分。區(qū)域821是在其中操作可以被切換以在指紋感測(cè)區(qū)800中的指紋感測(cè)結(jié)束之后感測(cè)大的對(duì)象例如手指的區(qū)域。當(dāng)進(jìn)行指紋感測(cè)時(shí)，各電極線可以各自操作，如在區(qū)域821中所示，并且當(dāng)手指被感測(cè)時(shí)，各電極線可以因各電極線組合在一起而像單一電極一樣地操作。此外，當(dāng)操作被切換以感測(cè)指紋或手指時(shí)，可以使用圖1的控制器100的內(nèi)部的開關(guān)或傳感器控制器。區(qū)域825是執(zhí)行與區(qū)域823相同功能的區(qū)域，并且區(qū)域823可以是垂直電極，區(qū)域825可以是水平電極。
[0082]在本公開的實(shí)施方式中，指紋感測(cè)區(qū)的水平電極的布線可以被布置在其中未安裝傳感器電極的垂直方向上。在對(duì)僅感測(cè)指紋的電極進(jìn)行布線的方法中，在水平方向上設(shè)置布線后，布線在垂直方向上改變(即，在未安裝傳感器電極的區(qū)域)以連接到屏幕外部。
[0083]當(dāng)電極如圖8a所示地設(shè)置時(shí)，電極和控制器100之間的布線可以延長(zhǎng)。例如，假定在觸摸傳感器的整個(gè)區(qū)域感測(cè)手指/筆觸摸的通道的數(shù)目(即，傳感器電極的數(shù)目)是86*54，則控制器100需要140個(gè)通道以便感測(cè)觸摸傳感器的手指/筆觸摸。然而，假定用于指紋感測(cè)的區(qū)域是10.7mm*10.7mm，并且，假定指紋感測(cè)的通道數(shù)目(S卩，水平和垂直電極的數(shù)目)是160*160，控制器100需要總共320個(gè)通道來(lái)感測(cè)在指紋感測(cè)區(qū)中的指紋。因此，如果用于與設(shè)置在指紋感測(cè)區(qū)中的電極連接的通道數(shù)目增加，則用于控制器100和觸摸傳感器之間的接口連接的布線是復(fù)雜的。因此，如上所述，指紋感測(cè)區(qū)應(yīng)該被設(shè)定在鄰近于控制器100或與觸摸傳感器接口連接的傳感器接口單元的位置。此外，優(yōu)選的是，在用于接口的電極和接口單元之間的布線的長(zhǎng)度短。
[0084]具體而言，圖Sb示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的在指紋感測(cè)區(qū)800和接口電路之間的布線的一示例。
[0085]此外，由于區(qū)域861，在其中水平電極(包括電極863)布置在指紋感測(cè)區(qū)800中，是用于指紋和手指/筆觸摸二者的電極，所以水平電極863在布線區(qū)域861中的布線設(shè)置在區(qū)域853中。然而，僅用于指紋感測(cè)區(qū)800中的指紋感測(cè)的水平電極863的布線可通過(guò)延伸到未用作垂直方向上的電極的區(qū)域873而設(shè)置在垂直方向上，從而縮短水平電極863的布線。即，其中電極設(shè)置在垂直方向上的區(qū)域871是其中電極被設(shè)置以便感測(cè)手指/筆觸摸的區(qū)域。然而，由于垂直區(qū)域873是在手指/筆觸摸中未使用的區(qū)域，所以不必設(shè)置垂直電極。此外，水平區(qū)域865是在手指/筆觸摸中未使用的區(qū)域，使得不必設(shè)置水平電極。因此，專用于在指紋感測(cè)區(qū)800中的指紋感測(cè)的水平電極的布線可以通過(guò)使用水平區(qū)域865和垂直區(qū)域873來(lái)執(zhí)行并被連接到接口單元。
[0086]圖9a、9b和9c是示出根據(jù)本公開的實(shí)施方式的指紋感測(cè)區(qū)中的第一電極和第二電極的布置的一示例的圖。
[0087 ]圖9a不出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸傳感器的水平電極和布線的一不例。
[0088]參照?qǐng)D9a，指紋感測(cè)區(qū)800以及區(qū)域861和685被示出。根據(jù)圖9a，水平電極可設(shè)置在區(qū)域861中，以感測(cè)手指/筆觸摸，并且可不設(shè)置在區(qū)域865中。
[0089]圖9b不出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸傳感器的垂直電極和布線的一不例。
[0090]參照?qǐng)D％，垂直電極可設(shè)置在區(qū)域871中，以便感測(cè)手指/筆觸摸，并且可以不設(shè)置在區(qū)域873中。在指紋感測(cè)區(qū)800中，水平和垂直電極應(yīng)以與像素密度相同的密度安裝以便感測(cè)指紋。因此，當(dāng)指紋感測(cè)區(qū)被安裝在屏幕的底部中心時(shí)，垂直電極的布線可擴(kuò)展到屏幕的底部中心，并且可以連接到未示出的接口單元。然而，水平電極的布線可以具有用于連接到接口單元的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
[0091]因此，如圖9c所示，專用于指紋感測(cè)的水平電極863可轉(zhuǎn)向指紋感測(cè)區(qū)800以外的區(qū)域并在垂直方向上設(shè)置。指紋感測(cè)區(qū)800的水平電極的布線可通過(guò)使用圖9a的區(qū)域865(在其中未安裝水平電極)和圖9b的區(qū)域873(在其中未安裝垂直電極)在垂直方向上如附圖標(biāo)記863所示地連接。
[0092]圖10是示出根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的向設(shè)置在指紋感測(cè)區(qū)中的電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)并感測(cè)被驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的操作的圖。
[0093]參照?qǐng)D10，水平電極(例如，第一電極)可以連接到驅(qū)動(dòng)線，用于感測(cè)指紋和手指二者的電極可以設(shè)置在指紋感測(cè)區(qū)800的一側(cè)，而僅感測(cè)指紋的電極可通過(guò)使用未被用作垂直方向的電極的區(qū)域來(lái)設(shè)置。此外，垂直電極可以連接到感測(cè)線，并且可以在垂直方向上設(shè)置。因此，在指紋感測(cè)區(qū)的電極中，用于施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)并感測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電極的布線可以被有效地執(zhí)行。
[0094]參照?qǐng)D10，指紋傳感器可以設(shè)置在屏幕的底部中心，且指紋傳感器可以是在水平方向上具有I60個(gè)通道并且在垂直方向上具有160個(gè)通道的區(qū)域型傳感器。當(dāng)指紋傳感器由滑擦型配置時(shí)，水平電極的數(shù)目可以通過(guò)將垂直方向設(shè)定為滑動(dòng)方向而顯著減少(例如，在指紋感測(cè)區(qū)中有10個(gè)或更少)。當(dāng)電極被設(shè)置在專用于指紋傳感器電極的布線布置區(qū)域上時(shí)，在垂直方向上的所述160個(gè)電極被設(shè)為在向下方向上直接連接。此外，在水平方向上的所述160個(gè)電極可以被劃分成其中布線向下連接的部分863以及其中布線在水平方向上連接的部分861。因此，因?yàn)椴季€在兩個(gè)方向被劃分，所以被該布線占據(jù)的區(qū)域可以被劃分。
[0095]圖10示出設(shè)置在區(qū)域871中以感測(cè)手指/筆觸摸的垂直電極、在其中未設(shè)置垂直電極的區(qū)域873和作為在手指/筆觸摸中未使用的區(qū)域的水平區(qū)域865。
[0096]指紋傳感器可以功能性地劃分成發(fā)射器(Tx)或接收器(Rx)。圖10示出其中發(fā)射器(Tx)在水平方向上連接并且接收器(Rx)在垂直方向上連接的一示例。然而，發(fā)射器(Tx)和接收器(Rx)的布置僅是一示例，并且可以被顛倒設(shè)置。由于指紋傳感器具有一電極，該電極具有適于指紋規(guī)模的細(xì)線寬，所以因電極連接造成的電阻可根據(jù)布線布置的形式而改變，并且可根據(jù)通道而改變。因此，當(dāng)指紋傳感器的電極布線如圖10所示地縮短時(shí)，也可減少電阻的變化。
[0097]圖11是示出在根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的觸摸屏傳感器中當(dāng)用于指紋感測(cè)的觸摸傳感器被配置為滑擦型時(shí)的傳感器電極布線的一示例的圖。在圖11中，假定滑動(dòng)方向是垂直方向。
[0098]參照?qǐng)D11，如果滑動(dòng)的方向是垂直方向，則與圖10相比，水平電極的數(shù)目可顯著減少。即，在滑擦型的指紋傳感器的情況下，電極僅在向下方向(Y方向)設(shè)置，并且僅少數(shù)接收電極(約I或2)在X方向上設(shè)置。因此，在圖9c的指紋傳感器中，區(qū)域863的電極不是必需的。例如，圖10的固定區(qū)域的指紋傳感器在X方向上需要160個(gè)傳感器電極，而滑擦型的指紋傳感器在X方向上具有10個(gè)或更少的傳感器電極。因此，用于X方向的傳感器布線的數(shù)目也可以同樣多地減少。
[0099]因此，如上所述，當(dāng)在觸摸屏傳感器中的觸摸傳感器的電極被安裝在黑矩陣的底部區(qū)域中時(shí)，可以在不因黑矩陣而損害透射率的情況下配置觸摸傳感器，并且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的觸摸屏的透射率可以因不使用ITO膜而得到改善。此外，在LCD的情況下，在CF玻璃下的金屬線(例如，Cu線)可以被用作電極，使得與FPCB型指紋傳感器相比，電極電阻的降低不那么大。此外，屏幕的特定區(qū)域可被用作指紋感測(cè)區(qū)，或在屏幕內(nèi)的任意區(qū)域可被用于感測(cè)指紋。此外，用于指紋傳感器的操作的驅(qū)動(dòng)電路可以通過(guò)利用動(dòng)態(tài)通道切換而被應(yīng)用到屏幕的整個(gè)通道，以作為觸摸屏操作。因此，在觸摸屏傳感器中的觸摸屏可以通過(guò)能夠執(zhí)行指紋感測(cè)、屏觸摸和懸停感測(cè)的復(fù)合面板實(shí)現(xiàn)。
[0100]如上所述，當(dāng)實(shí)施電子器件的觸摸屏?xí)r，觸摸傳感器的電極形成在顯示面板的黑矩陣線的底部，從而可實(shí)現(xiàn)具有高分辨率的觸摸屏器件，而不損害屏幕的透射率。此外，當(dāng)指紋傳感器內(nèi)置于觸摸屏中時(shí)，金屬線(例如，Cu線)被用作顯示器的彩色濾色玻璃的電極，使得與可以在屏幕外部使用的FPCB型的指紋傳感器相比，電極電阻的降低不那么大。此外，觸摸屏器件可使用屏幕的特定區(qū)域作為指紋感測(cè)區(qū)，或者可以使用屏幕內(nèi)的任意區(qū)域以使得能夠執(zhí)行指紋感測(cè)。此外，當(dāng)用于指紋傳感器的操作的驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)使用動(dòng)態(tài)通道切換被應(yīng)用于屏幕的所有通道時(shí)，它可以作為觸摸屏操作。即，能夠執(zhí)行所有的指紋感測(cè)、屏幕觸摸和懸停感測(cè)的復(fù)合面板的觸摸屏器件可以被實(shí)現(xiàn)。
[0101]雖然本公開已經(jīng)參照其各種實(shí)施方式被顯示并描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種改變而不脫離由所附權(quán)利要求及其等同物所限定的本公開的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有指紋感測(cè)功能的觸摸屏裝置，所述觸摸屏裝置包括: 包括第一黑矩陣線并且包括第二黑矩陣線的濾色器層，所述第一黑矩陣線位于每個(gè)像素或每個(gè)子像素之間并且在第一方向上布置，所述第二黑矩陣線在垂直于所述第一方向的第二方向上布置； 包括柵線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管(TFT)層；以及 位于所述濾色器層和所述TFT層之間的傳感器層，所述傳感器層包括第一電極并包括第二電極，所述第一電極與所述第一黑矩陣線在空間上設(shè)置，所述第二電極與所述第二黑矩陣線在空間上設(shè)置。2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏裝置，其中所述第一電極和所述第二電極電隔離。3.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏裝置，其中所述第一電極和所述第二電極是由金屬線組成。4.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏裝置，進(jìn)一步包括顯示區(qū)域，所述顯示區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域， 其中所述顯示區(qū)域的所述第一區(qū)域被配置成識(shí)別指紋并感測(cè)對(duì)象的觸摸，和 其中所述顯示區(qū)域的所述第二區(qū)域被配置為檢測(cè)對(duì)象的觸摸。5.如權(quán)利要求4所述的觸摸屏裝置，其中所述第一電極和所述第二電極在所述第一區(qū)域中的陣列密度大于所述第一電極和所述第二電極在所述第二區(qū)域中的陣列密度。6.如權(quán)利要求4所述的觸摸屏裝置，其中M個(gè)第一電極被配置成單一驅(qū)動(dòng)線并且N個(gè)第二電極被配置成單一感測(cè)線來(lái)感測(cè)對(duì)象的觸摸。7.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏裝置，其中所述傳感器層包括: 在所述第一電極和所述第二電極之間形成的第一絕緣層;和 在所述第二電極和TFT玻璃之間形成的第二絕緣層。8.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏裝置，其中所述第一電極和所述第二電極由金屬線形成，并與所述第一黑矩陣線和所述第二黑矩陣線中的黑矩陣線平行地形成，具有不覆蓋像素圖案的大小。9.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏裝置，進(jìn)一步包括接口單元，所述接口單元被配置為當(dāng)所述第一電極是驅(qū)動(dòng)線并且所述第二電極是感測(cè)線時(shí)，向所述驅(qū)動(dòng)線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，自所述感測(cè)線接收感測(cè)信號(hào)，并向控制器輸出所述感測(cè)信號(hào)， 其中所述接口單元進(jìn)一步被配置為向用作所述驅(qū)動(dòng)線的N個(gè)第一電極的單元施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)錯(cuò)過(guò)未被用作所述驅(qū)動(dòng)線的M個(gè)第一電極的單元，并且接收用作所述感測(cè)線的X個(gè)第二電極的單元的感測(cè)信號(hào)同時(shí)錯(cuò)過(guò)未被用作所述感測(cè)線的Y個(gè)第二電極的單元。10.如權(quán)利要求9所述的觸摸屏裝置，其中所述接口單元被配置為同時(shí)輸出所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)到N條驅(qū)動(dòng)線中的一條或更多條驅(qū)動(dòng)線，并同時(shí)處理從X條感測(cè)線中的一條或更多條感測(cè)線接收到的所述感測(cè)信號(hào)。11.如權(quán)利要求9所述的觸摸屏裝置，其中所述接口單元被進(jìn)一步配置為在精確觸摸感測(cè)區(qū)域中將各驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到所有的第一電極，并當(dāng)在屏幕中的特定區(qū)域被設(shè)定為所述精確觸摸感測(cè)區(qū)域時(shí)，接收在所有的第二電極中感測(cè)到的相應(yīng)的信號(hào)。12.如權(quán)利要求11的觸摸屏裝置，其中在所述精確觸摸感測(cè)區(qū)域中的第二電極設(shè)置在所述第二方向上并連接到所述接口單元，并且一些驅(qū)動(dòng)線，其被用作所述N個(gè)第一電極中的所述驅(qū)動(dòng)線，設(shè)置于未被用作所述第二電極中的所述感測(cè)線且連接到所述接口單元的區(qū)域中。13.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏裝置，進(jìn)一步包括接口單元，所述接口單元被配置為當(dāng)所述第一電極是驅(qū)動(dòng)線并且所述第二電極是感測(cè)線時(shí)，向所述驅(qū)動(dòng)線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及自所述感測(cè)線接收感測(cè)信號(hào)以向控制器輸出， 其中，在正常感測(cè)操作中，所述接口單元被進(jìn)一步配置為向用作所述驅(qū)動(dòng)線的N個(gè)第一電極的單元施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)錯(cuò)過(guò)未被用作所述驅(qū)動(dòng)線的M個(gè)第一電極的單元，并且接收用作所述感測(cè)線的X個(gè)第二電極的單元的感測(cè)信號(hào)同時(shí)錯(cuò)過(guò)未被用作所述感測(cè)線的Y個(gè)第二電極的單元，和 其中，在精確觸摸感測(cè)操作中，所述接口單元被進(jìn)一步配置為向所有的第一電極施加各驅(qū)動(dòng)信號(hào)并接收在所有的第二電極中感測(cè)到的各信號(hào)。14.一種觸摸屏傳感器裝置，包括: 包括第一黑矩陣線并包括第二黑矩陣線的濾色器層，所述第一黑矩陣線在設(shè)置于顯示區(qū)域中的多個(gè)像素或多個(gè)子像素之間在第一方向上布置，所述第二黑矩陣線在第二方向上布置，所述第一方向垂直于所述第二方向；和 傳感器陣列，包括在所述濾色器陣列的底部設(shè)置并與復(fù)數(shù)條第一黑矩陣線中的第一黑矩陣線重疊的第一電極，包括在所述濾色器陣列的底部設(shè)置并與復(fù)數(shù)條第二黑矩陣線中的第二黑矩陣線重疊的第二電極，并且包括指紋感測(cè)區(qū)， 其中所述第一電極被部分地布置在所述傳感器陣列的所述指紋感測(cè)區(qū)中，并且包括第一驅(qū)動(dòng)線和第二驅(qū)動(dòng)線，所述第一驅(qū)動(dòng)線作為所述指紋感測(cè)區(qū)以外的驅(qū)動(dòng)線操作，和 其中所述第二電極包括第一感測(cè)線和第二感測(cè)線，所述第一感測(cè)線作為所述指紋感測(cè)區(qū)以外的感測(cè)線操作。15.如權(quán)利要求14所述的觸屏傳感器裝置，進(jìn)一步包括接口單元，所述接口單元被配置為向所述第一驅(qū)動(dòng)線和所述第二驅(qū)動(dòng)線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從所述第一感測(cè)線和所述第二感測(cè)線接收感測(cè)信號(hào)，并向控制器輸出所述感測(cè)信號(hào)， 其中，在指紋傳感的操作中，所述接口單元進(jìn)一步配置為將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到所述第一驅(qū)動(dòng)線和所述第二驅(qū)動(dòng)線，并接收從所述第一感測(cè)線和所述第二感測(cè)線感測(cè)到的信號(hào)。16.如權(quán)利要求15所述的觸屏傳感器裝置，其中在手指感測(cè)的操作中，所述接口單元進(jìn)一步配置為將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到所述第一驅(qū)動(dòng)線的所述第一電極，以及接收從所述第一感測(cè)線的所述第二電極感測(cè)到的信號(hào)。17.如權(quán)利要求16所述的觸屏傳感器裝置，其中在手指感測(cè)的操作中，所述接口單元進(jìn)一步配置為同時(shí)向第一驅(qū)動(dòng)線中的一條或更多條驅(qū)動(dòng)線輸出所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以及處理從第一感測(cè)線中的一條或更多條感測(cè)線感測(cè)到的信號(hào)。18.如權(quán)利要求16所述的觸屏傳感器裝置，其中所述傳感器陣列位于薄膜晶體管(TFT)玻璃和所述濾色器陣列之間。19.如權(quán)利要求18所述的觸屏傳感器裝置，其中所述傳感器陣列包括: 在所述第一電極和所述第二電極之間形成的第一絕緣層;和 在所述第二電極和所述TFT玻璃之間形成的第二絕緣層。20.如權(quán)利要求19所述的觸屏傳感器裝置，其中所述第一電極和所述第二電極由金屬線形成，并且具有比所述第一黑矩陣線或所述第二黑矩陣線的寬度小的寬度，以便不覆蓋像素圖案。21.如權(quán)利要求14所述的觸摸屏傳感器裝置，進(jìn)一步包括顯示區(qū)域，所述顯示區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域， 其中所述顯示區(qū)域的所述第一區(qū)域被配置成識(shí)別指紋并感測(cè)對(duì)象的觸摸，和 其中所述顯示區(qū)域的所述第二區(qū)域被配置為檢測(cè)對(duì)象的觸摸。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK106030471SQ201480076205
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日
【發(fā)明人】韓東均
【申請(qǐng)人】三星電子株式會(huì)社