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TWI559185B - 兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置 - Google Patents

兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置 Download PDF

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TWI559185B
TWI559185B TW103134573A TW103134573A TWI559185B TW I559185 B TWI559185 B TW I559185B TW 103134573 A TW103134573 A TW 103134573A TW 103134573 A TW103134573 A TW 103134573A TW I559185 B TWI559185 B TW I559185B
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TW
Taiwan
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layer
thin film
film transistor
display device
sensing
Prior art date
Application number
TW103134573A
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李祥宇
金上
林丙村
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速博思股份有限公司
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Publication date
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Priority to US14/872,364 priority patent/US10048795B2/en
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Description

兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
本發明係關於一種顯示螢幕之結構，尤指一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置。
現代消費性電子裝置多配備觸控板做為其輸入裝置之一。觸控板根據感測原理的不同可分為電阻式、電容式、音波式、及光學式等多種。
習知之觸控式平面顯示器係將觸控面板與平面顯示器直接進行上下之疊合，因為疊合之觸控面板為透明之面板，因而影像可以穿透疊合在上之觸控面板顯示影像，再藉由觸控面板作為輸入之媒介或介面。然而這種習知之技藝，因為於疊合時，必須增加一個觸控面板之完整重量，使得平面顯示器重量大幅地增加，不符合現今市場對於顯示器輕、薄、短、小之要求。而且直接疊合觸控面板以及平面顯示器，不但增加觸控面板本身之厚度，且降低了光線的穿透率，還增加了反射率與霧度，使螢幕顯示的品質大打折扣。
針對前述之缺點，觸控式平面顯示器改採嵌入式觸控技術。嵌入式觸控技術目前主要的發展方向可分為On-Cell及In-Cell兩種技術。On-Cell技術是將投射電容式觸控技術的感應電極(Sensor)製作在面板彩色濾光片(Color Filter,CF)的背面(即貼附偏光板面)，整合為彩色濾光片的結構。In-Cell技術則是將感應電極(Sensor)置入LCD Cell的結構當中，目前主要利用的感應方式也可分為電阻(接觸)式、電容式與光學式三種。
由於In-Cell Touch技術是將觸控元件整合於顯示面板之內，以使得顯示面板本身就具備觸控功能，因此不需要另外進行與觸控面板貼合或是組裝的製程，這樣技術通常都是由顯示面板廠開發。
同時，生物特徵之感測與比對技術早已成熟並廣泛被應用於個人之身份辨識與確認。習知的生物辨識方式有指紋辨識、聲紋辨識、虹膜辨識、視網膜辨識等。
基於安全舒適與辨識效率等綜合考量，指紋辨識已成為生物辨識之主流方式。指紋辨識通常涉及掃描輸入一使用者之指紋特徵或影像，並儲存此影像及/或該指紋獨有之特徵，再將此掃描指紋之特徵資料與資料庫中已建立之指紋參考資訊作比對，藉以辨識或確認個人之身份。
指紋辨識之影像輸入可分為光學掃描、熱影像感應、電容式感應等方式。光學掃描方式由於裝置體積較大、耗電能之考量或製程繁複良率不佳，且普遍易受假指紋欺愚，以致難以應用於移動式電子裝置，熱影像感應之 正確性與可靠性不佳亦無法成為主流，故電容式影像感測逐漸成為移動式電子裝置應用生物辨識的主流技術。
圖1係習知指紋感應區的局部剖視輪廓圖，其顯示在一個電容式指紋辨識感測器中，一手指指紋與該電容式指紋辨識感測器之間的相互作用。如圖1所示，該指紋13的指紋峰14係位於感測元件上。該電容式指紋辨識感測器具有多個感測元件11，手指指紋13按壓在一非導電的保護層12上。在習知技術中，該保護層12的厚度約為50μm~100μm，如此感測元件11方能感測到指紋13的指紋峰14訊號。
然而，該保護層12若採用玻璃等材質且厚度約為50μm~100μm時，往往因手指施力不當的按壓，而導致破裂。圖2係習知指紋感應區的另一局部剖視輪廓圖，其中，保護層12的厚度增加至為200μm~300μm。圖2中僅為示意圖，並非實際元件的尺寸。當該保護層12的厚度增加時，指紋峰14與感測元件11-1的距離d1和指紋峰14與感測元件11-2的距離d2的差異變小，亦即d1≒d2，故感測元件11-1與感測元件11-2所量測到的訊號無甚差別，因此無法正確地進行指紋感測。亦即，先前技術面臨保護層12的厚度小時，容易導致保護層12破裂，而保護層12的厚度大時，無法正確地進行指紋感測的兩難問題。
針對前述兩難問題，蘋果公司採用藍寶石作為該保護層12的材質，以免保護層12因施力不當而導致破裂的困境；卻又因此延伸出成本大幅增加的問題。
此外，習知平面顯示器係使用薄膜電晶體製程(TFT製程)，為了減少製程及降低成本，故將In-Cell Touch觸控元件整合於顯示面板之內。然而習知之按壓型電容式指紋辨識感測器多採取積體電路製程(IC製程)，使得電容式指紋辨識感測器難以整合運用於習知平面顯示器之中。因此，習知具指紋辨識的觸控顯示裝置仍有改善的空間。
本發明之主要目的在提供一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，可於一第一薄膜電晶體及感應電極層上形成一個以上在不同位置的巨集感應電極區塊，以同時進行指紋影像偵測或觸控感應。同時由於具有一個以上在不同位置的該巨集感應電極區塊，本發明可同時辨識多個手指的指紋。由於該第一薄膜電晶體及感應電極層係位於顯示裝置的可視區，因此可直接於顯示裝置的可視區進行指紋影像偵測，無需為了指紋影像偵測而額外佔據可視區外的空間，尤其適合窄邊框的手持式裝置。
依據本發明之一特色，本發明提出一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，包括一第一基板、一第二基板、一第一薄膜電晶體及感應電極層、及一第二薄膜電晶體層。該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間。該第一薄膜電晶體及感應電極層位於該第一基板面對該顯示層之一側，該第一薄膜電晶體及感應電極層具有複數個感應電極，以進行指紋辨識感 測與觸控感測。
11‧‧‧感測元件
12‧‧‧透明保護層
12‧‧‧指紋
14‧‧‧指紋峰
11-1、11-2‧‧‧感測元件
300‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧顯示材料層
140‧‧‧第一遮光層
150‧‧‧第一薄膜電晶體及感應電極層
160‧‧‧彩色濾光層
170‧‧‧保護層
180‧‧‧第二薄膜電晶體層
190‧‧‧第一偏光層
200‧‧‧第二偏光層
141‧‧‧第一遮光線
183‧‧‧畫素電晶體
153‧‧‧資料讀出選擇元件
155‧‧‧共同訊號選擇元件
143‧‧‧透光區塊
151‧‧‧感應電極
a‧‧‧第一端點
b‧‧‧第二端點
c‧‧‧第三端點
d‧‧‧第一端點
e‧‧‧第二端點
f‧‧‧第三端點
151、151-1、151-2、151-3、151-4‧‧‧感應電極
181‧‧‧畫素區塊
183‧‧‧畫素電晶體
900‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
910‧‧‧透明電極層
1000‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
1010‧‧‧第二遮光層
1100‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
1110‧‧‧第二遮光層
1120‧‧‧透明電極層
1200‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
930‧‧‧顯示材料層
960‧‧‧陰極層
970‧‧‧陽極層
950‧‧‧第二薄膜電晶體層
951‧‧‧畫素驅動電路
9511‧‧‧閘極
9513‧‧‧汲/源極
9515‧‧‧源/汲極
971‧‧‧陽極畫素電極
931‧‧‧電洞傳輸子層
933‧‧‧發光層
935‧‧‧電子傳輸子層
1300‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
1400‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
933-1‧‧‧紅色發光層
933-2‧‧‧藍色發光層
933-3‧‧‧綠色發光層
圖1係習知指紋感應區的局部剖視輪廓圖。
圖2係習知指紋感應區的另一局部剖視輪廓圖。
圖3係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置一實施例的疊層示意圖。
圖4係本發明該第一遮光層的示意圖。
圖5係本發明第一薄膜電晶體及感應電極層的示意圖。
圖6係本發明該該第一薄膜電晶體及感應電極層之運作示意圖。
圖7係本發明該第一薄膜電晶體及感應電極層之運作的另一示意圖。
圖8係本發明第一薄膜電晶體及感應電極層的另一示意圖。
圖9係本發明感應電極、透光區塊及畫素區塊的示意圖。
圖10係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置另一實施例的疊層示意圖。
圖11係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置再一實施例的疊層示意圖。
圖12係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置又一實施例的疊層示意圖。
圖13係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置再一實施例的疊層示意圖。
圖14係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置再一實施例的疊層示意圖。
圖15係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置再一實施例的疊層示意圖。
圖3係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置一實施例的疊層示意圖，如圖3所示，該兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置300包括有一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一第一遮光層(black matrix)140、一第一薄膜電晶體及感應電極層150、一彩色濾光層(color filter)160、一保護層(overcoat layer)170、一第二薄膜電晶體層180、一第一偏光層(upper polarizer)190、及一第二偏光層(lower polarizer)200。
該第一基板110及該第二基板120較佳為玻璃基板，該第一基板110及該第二基板120以平行成對之配置將該顯示材料層130夾置於二基板110,120之間。於本實施例中，該顯示材料層130為一液晶層。
該第一遮光層(black matrix)140係位於該第一基板110之面對顯示材料層130一側的表面，該遮光層140係由複數條第一遮光線141所構成。
圖4係本發明該第一遮光層140的示意圖，其係相同於一般液晶顯示面板之遮光層。如圖4所示，該第一遮光層140係由不透光的黑色絕緣材質之線條構成複數 條第一遮光線141。該等黑色絕緣材質之複數條第一遮光線141分別設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個透光區塊143。該複數條第一遮光線條係依該第二薄膜電晶體層180的閘極驅動線與源極驅動線的相對位置而設置。該第一方向與該第二方向係互相垂直，故該遮光層140又稱為黑矩陣(black matrix)。
圖5係本發明第一薄膜電晶體及感應電極層150的示意圖。該第一薄膜電晶體及感應電極層150位於該第一遮光層140面向該顯示層130之一側。該第一薄膜電晶體及感應電極層150具有複數個感應電極151，以進行指紋辨識感測與觸控感測，其中，每一個感應電極151的大小為至少一個畫素區塊(透光區塊143)的大小。
該第一薄膜電晶體及感應電極層150更包含複數個資料讀出選擇元件153、複數個共同訊號選擇元件155、複數條資料讀出選擇走線SG1~SGn、複數條感測訊號讀出線RD1,RD2,RD3,...、複數條共同訊號選擇走線VG1~VGn。
該複數個資料讀出選擇元件153每一個資料讀出選擇元件係對應至一個感應電極151，每一個資料讀出選擇元件153具有一第一端點a、一第二端點b及一第三端點c，其中該第一端點a電氣連接至該對應的感應電極151。
每一個感應電極151係對應到至少一個共同訊號選擇元件155，每一個共同訊號選擇元件155具有一第一端點d、一第二端點e及一第三端點f，其中該第一端點d 連接至該對應的感應電極151。
複數條資料讀出選擇走線SG1~SGn的每一條資料讀出選擇走線連接到至少一個相對應之資料讀出選擇元件153的第二端點b。
複數條感測訊號讀出線RD1,RD2,RD3,...的每一條感測訊號讀出線連接至該至少一個相對應之資料讀出選擇元件153的第三端點c。
複數條共同訊號選擇走線VG1~VGn的每一條共同訊號選擇走線連接到至少一個相對應之共同訊號選擇元件155的第二端點e。
複數條共同訊號線Vcs的每一條共同訊號線連接至該至少一個相對應之共同訊號選擇元件155的第三端點f。其中，藉由該複數個資料讀出選擇元件153及該複數個共同訊號選擇元件155，將複數個感應電極分為至少一感測區域及至少一非感測區域。
該每一個資料讀出選擇元件153係一第一薄膜電晶體，該每一個共同訊號選擇元件155係一第二薄膜電晶體。該第一薄膜電晶體的一閘極係對應至該資料讀出選擇元件153的第二端點b，該第一薄膜電晶體的一源/汲極係對應至該資料讀出選擇元件153的第一端點a，該第一薄膜電晶體的另一源/汲極係對應至該資料讀出選擇元件153的第三端點c。
該複數個感應電極151的的每一個感應電極的形狀為多邊形、圓形、橢圓形、矩形或方形。該複數個感 應電極151的每一個感應電極的材質係為下列其中之一：透明導電膜ITO(Indium Tin Oxide)材質、氧化鋅錫薄膜(ZTO)材質、ETO材質、導電高分子材質、奈米銀，奈米碳管材質、及石墨烯等材質。
如圖5所示，共同訊號選擇元件155的第三端點f係連接至一共同訊號Vcs，於本實施例中，該共同訊號Vcs較佳為0伏特。於其他實施例中，每一個共同訊號選擇元件155的第三端點f可分別連接至不同的共同訊號(例如共同訊號Vcs1,Vcs2,...,Vcsn，當中，n為自然數。共同訊號Vcsn可為特定準位之固定電壓或隨時間變動的交變電壓訊號)。
圖6係本發明該該第一薄膜電晶體及感應電極層150之運作示意圖。其係顯示如何準確地讀出感應電極151-1上的感測訊號。
當進行自電容偵測時，該資料讀出選擇走線SG1、一訊號選擇線Vsel1為高電位、共同訊號選擇走線VG2,VG3,...,VGn為高電位、資料讀出選擇走線SG2,SG3,...,SGn為低電位、共同訊號選擇走線VG1為低電位、訊號選擇線Vsel2,Vsel3,...為低電位，即可讀出感應電極151-1的感應訊號。
由於感應電極151-2的資料讀出選擇元件153係導通，所以感應電極151-2的電壓為該共同訊號Vcs，同時，感應電極151-4的共同訊號選擇元件155係導通，所以感應電極151-4的電壓為該共同訊號Vcs，此可對感應電極 151-1形成屏蔽效應，避免雜訊對感應電極151-1的感應訊號造成干擾。
圖7係本發明該第一薄膜電晶體及感應電極層150之運作的另一示意圖。其係顯示如何準確地讀出感應電極151-1及感應電極151-2上的感測訊號。
當進行自電容偵測時，該資料讀出選擇走線SG1、一訊號選擇線Vsel1為高電位，一訊號選擇線Vsel2為高電位，共同訊號選擇走線VG2,VG3,...,VGn為高電位、資料讀出選擇走線SG2,SG3,...,SGn為低電位，共同訊號選擇走線VG1為低電位，訊號選擇線Vsel3,...為低電位，即可同時讀出感應電極151-1及感應電極151-2的感應訊號。
由於感應電極151-3的資料讀出選擇元件153係導通，所以感應電極151-3的電壓為該共同訊號Vcs。同時，感應電極151-4及感應電極151-5的共同訊號選擇元件155係導通，所以感應電極151-4及感應電極151-5的電壓為該考電壓Vcs，此可對感應電極151-1及感應電極151-2形成屏蔽效應，避免雜訊對感應電極151-1及感應電極151-2的感應訊號造成干擾。
如圖7所示，本發明可以組合複數個感應電極而形成一巨集(macro)感應電極區塊。其中，一個巨集(macro)感應電極區塊可以包含至少一個感應電極151。於其他實施例中，該巨集(macro)感應電極區塊可以包含二個感應電極151、3X5個感應電極151等不同數目的感應電極151。同時，對該資料讀出選擇走線SG2,SG3,...,SGn、訊號選擇線Vsel1, Vsel2,Vsel3,...、共同訊號選擇走線VG1,VG2,VG3,...,VGn進行不同的設定，也可改變該巨集(macro)感應電極區塊的位置。
同時對於前述訊號線的設定，該第一薄膜電晶體及感應電極層150可同時有一個以上在不同位置的該巨集(macro)感應電極區塊，以同時進行指紋影像偵測或觸控感應。由於具有一個以上在不同位置的該巨集(macro)感應電極區塊，本發明可同時辨識多個手指的指紋。
圖8係本發明第一薄膜電晶體及感應電極層150的另一示意圖。其係將共同訊號選擇元件155改為PMOS電晶體，其工作原理與圖5~7相同，故不再贅述。
再請參閱圖3，該彩色濾光層160位於該第一薄膜電晶體及感應電極層150面向該顯示層130之一側。該保護層170位於該彩色濾光層160面向該顯示層130之一側。
一併參閱圖3及圖9，該第二薄膜電晶體層180位於該第二基板120之面向該顯示層130一側。該第二薄膜電晶體層180具有K條閘極驅動線(G1,G2,...)及L條源極驅動線(D1,D2,D3,...)，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個畫素區塊181。每一個畫素區塊具有對應之一畫素電晶體183及一畫素電容，依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。該複數個資料讀出選擇元件153 與該複數個共同訊號選擇元件155的位置係對應於該複數個畫素電晶體183。該複數條資料讀出選擇走線SG1~SGn、該複數條共同訊號選擇走線VG1~VGn及該複數條感測訊號讀出線RD1,RD2,RD3,...的位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線的位置係依據與該第一遮光層140的複數條第一遮光線141的位置設置。亦即每一個畫素區塊181係對應於一個透光區塊143。
圖9係本發明感應電極151、透光區塊143及畫素區塊181的示意圖。如圖9所示，該感應電極151的大小為二個透光區塊143的大小，亦即該感應電極151的大小為二個畫素區塊181的大小。於本發明中，每一個感應電極151的大小為至少一個透光區塊143的大小即可，故於其他實施例中，一個感應電極151的大小可為一個透光區塊143、二個透光區塊143、三個透光區塊143等均可。
圖10係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置另一實施例的疊層示意圖，如圖10所示，該兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置900包括有一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一第一遮光層(black matrix)140、一第一薄膜電晶體及感應電極層150、一彩色濾光層(color filter)160、一保護層(overcoat layer)170、一第二薄膜電晶體層180、一第一偏光層(upper polarizer)190、一第二偏光層(lower polarizer)200、及一透明電極層910。其與圖3主要差別在於：在該顯示材料層130及該保護層170之間新 增該透明電極層910，此適用於VA型式的LCD面板中。
圖11係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置再一實施例的疊層示意圖，如圖11所示，該兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置1000包括有一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一第一遮光層(black matrix)140、一第一薄膜電晶體及感應電極層150、一彩色濾光層(color filter)160、一保護層(overcoat layer)170、一第二薄膜電晶體層180、一第一偏光層(upper polarizer)190、一第二偏光層(lower polarizer)200、及一第二遮光層1010。其與圖3主要差別在於：在該第一薄膜電晶體及感應電極層150及該彩色濾光層(color filter)160之間新增該第二遮光層1010。該第二遮光層1010係由複數條第二遮光線所構成，該複數條第二遮光線的位置係相對應於複數條第一遮光線的位置設置。
圖12係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置又一實施例的疊層示意圖，如圖12所示，該兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置1100包括有一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一第一遮光層(black matrix)140、一第一薄膜電晶體及感應電極層150、一彩色濾光層(color filter)160、一保護層(overcoat layer)170、一第二薄膜電晶體層180、一第一偏光層(upper polarizer)190、一第二偏光層(lower polarizer)200、一第二遮光層1110、及一透明電極層1120。其與圖10主要差別在於：在第一薄膜電晶體及感應電極層150與彩色濾光層160之間 新增該第二遮光層1110。
圖13係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置1200更一實施例的疊層示意圖。圖13與圖3主要差別在於該顯示材料層930、該陰極層960、該陽極層970、及該第二薄膜電晶體層950。
該第一基板110及該第二基板120較佳為玻璃基板或塑膠基板，該第一基板110及該第二基板120並以平行成對之配置將該顯示材料層930夾置於二基板110,120之間。其中，該顯示材料層930較佳為有機發光二極體所構成。
該第二薄膜電晶體層950位於該第二基板120面對於該顯示材料層930一側的表面，該第二薄膜電晶體層950具有複數條閘極驅動線(圖未示)、複數條源極驅動線(圖未示)、及複數個畫素驅動電路951。每一個畫素驅動電路951係對應至一畫素，依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號，用以驅動對應之畫素驅動電路951，進而執行顯示操作。該複數條閘極驅動線及該複數條源極驅動線定義出複數個畫素區域，每一個畫素區域係對應至一個發光區塊143。
依畫素驅動電路951設計的不同，例如2T1C係由2薄膜電晶體與1儲存電容設計而成畫素驅動電路，6T2C係由6薄膜電晶體與2儲存電容設計而成畫素驅動電路。畫素驅動電路951中最少有一薄膜電晶體的閘極9511連接至一條閘極驅動線(圖未示)，依驅動電路設計的不同，控制電路中最少有一薄膜電晶體的汲/源極9513連接至一條源極驅動線(圖未示)，畫素驅動電路951中最少有一薄膜電 晶體的源/汲極9515連接至該陽極層970中的一個對應的陽極畫素電極971。
該陰極層960位於該第一基板110面對該顯示材料層930一側的表面。同時，該陰極層960位於該第一基板110與該顯示材料層930之間。該陰極層960係由金屬導電材料所形成。較佳地，該陰極層960係由厚度小於50奈米(nm)的金屬材料所形成，該金屬材料係選自下列群組其中之一：鋁(Al)、銀(Ag)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鉀(K)、鋰(Li)、銦(In)，上述材料之合金或使用氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氧化鋰(Li2O)與Al組合而成。由於該陰極層960的厚度小於50nm，因此該顯示材料層930所產生的光仍可穿透陰極層960，於第一基板110上顯示影像。該陰極層960係整片電氣連接著，因此可作為遮罩(shielding)之用。同時，該陰極層960亦接收由陽極畫素電極971來的電流。
該陽極層970位於該第二薄膜電晶體層950面對於該顯示材料層930之一側。該陽極層970具有複數個陽極畫素電極971。該複數個陽極畫素電極971的每一個陽極畫素電極係與該第二薄膜電晶體層950的該畫素驅動電路951之一個畫素驅動電晶體對應，亦即該複數個陽極畫素電極的每一個陽極畫素電極係與對應的該畫素驅動電路951之該畫素驅動電晶體之源/汲極連接，以形成一特定顏色的畫素電極，例如紅色畫素電極、綠色畫素電極、或藍色畫素電極。
該顯示材料層930包含一電洞傳輸子層(hole transporting layer,HTL)931、一發光層(emitting layer)933、及一電子傳輸子層(electron transporting layer,ETL)935。該顯示材料層930較佳產生白光，並使用該彩色濾光層(color filter)160過濾而產生紅、藍、綠三原色。
圖14係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置1300更另一實施例的疊層示意圖。圖14與圖13主要差別在於該第一薄膜電晶體及感應電極層150與該彩色濾光層160之間設置有一第二遮光層1110。
圖15係本發明之一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置1400更再一實施例的疊層示意圖。圖15與圖13主要差別在於：在圖15中，使用紅色發光層933-1、藍色發光層933-2、綠色發光層933-3，因此無須使用一彩色濾光層(color filter)。
由前述說明可知，本發明可於該第一薄膜電晶體及感應電極層150上形成一個以上在不同位置的該巨集(macro)感應電極區塊，可同時進行指紋影像偵測或觸控感應。同時由於具有一個以上在不同位置的該巨集(macro)感應電極區塊，本發明可同時辨識多個手指的指紋。由於該第一薄膜電晶體及感應電極層150係為於顯示裝置的可視區，因此可直接於顯示裝置的可視區進行指紋影像偵測，而無需為指紋影像偵測而佔據非可視區的空間，尤其適合窄邊框的手持式裝置。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本 發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非 僅限於上述實施例。
300‧‧‧兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧顯示材料層
140‧‧‧第一遮光層
150‧‧‧第一薄膜電晶體及感應電極層
160‧‧‧彩色濾光層
170‧‧‧保護層
180‧‧‧第二薄膜電晶體層
190‧‧‧第一偏光層
200‧‧‧第二偏光層
141‧‧‧第一遮光線
183‧‧‧畫素電晶體
153‧‧‧資料讀出選擇元件
155‧‧‧共同訊號選擇元件

Claims (14)

  1. 一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，包括：一第一基板；一第二基板，該第一基板及該第二基板以平行成對之配置將一顯示層夾置於二基板之間；一第一薄膜電晶體及感應電極層，位於該第一基板面向該顯示層之一側，該第一薄膜電晶體及感應電極層具有複數個感應電極，以進行指紋辨識感測與觸控感測，其中，該第一薄膜電晶體及感應電極層更包含：複數個資料讀出選擇元件，每一個資料讀出選擇元件係對應至一個感應電極，每一個資料讀出選擇元件具有一第一端點、一第二端點及一第三端點，其中該第一端點連接至該對應的感應電極；複數個共同訊號選擇元件，每一個感應電極係對應到至少一個共同訊號選擇元件，每一個共同訊號選擇元件具有一第一端點、一第二端點及一第三端點，其中該第一端點連接至該對應的感應電極；複數條資料讀出選擇走線，每一條資料讀出選擇走線連接到至少一個相對應之資料讀出選擇元件的第二端點；複數條感測訊號讀出線，每一條感測訊號讀出線連接至該至少一個相對應之資料讀出選擇元件的第三端點；以及複數條共同訊號選擇走線，每一條共同訊號選擇走線連接到至少一個相對應之共同訊號選擇元件的第二端點； 其中，藉由該複數個資料讀出選擇元件及該複數個共同訊號選擇元件，將複數個感應電極分為至少一感測區域及至少一非感測區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該每一個資料讀出選擇元件係一第一薄膜電晶體，該每一個共同訊號選擇元件係一第二薄膜電晶體。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該第一薄膜電晶體的一閘極係對應至該資料讀出選擇元件的第二端點，該第一薄膜電晶體的一源/汲極係對應至該資料讀出選擇元件的第一端點，該第一薄膜電晶體的另一源/汲極係對應至該資料讀出選擇元件的第三端點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該複數個感應電極的的每一個感應電極為多邊形、圓形、橢圓形、矩形或方形。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該複數個感應電極的每一個感應電極係為下列其中之一：透明導電膜氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)材質、氧化鋅錫薄膜材質、氟掺二氧化锡(fuorine doped tin oxide,ETO)材質、奈米銀，導電高分子材質、奈米碳管材質、及石墨烯材質。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其更包含：一第二薄膜電晶體層，位於該第二基板面向該顯示層一側，該第二薄膜電晶體層具有K條閘極驅動線及L條源極驅動線，該K條閘極驅動線及L條源極驅動線分別設置於一第一方向及一第二方向，以形成複數個畫素區塊，每一畫素區塊具有對應之一畫素電晶體及一畫素電容，依據一顯像畫素訊號及一 顯示驅動訊號，以驅動對應之該畫素電晶體及該畫素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，該第一薄膜電晶體及感應電極層之每一個感應電極之大小為該畫素區塊之N倍，N為正整數且N大於等於1。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其更包含：一第一遮光層，位於該第一基板與該第一薄膜電晶體及感應電極層之間，該第一遮光層係由複數條第一遮光線所構成，該複數條第一遮光線分別設置於該第一方向及該第二方向，以形成複數個透光區塊；該複數條第一遮光線的位置係相對應於該第二薄膜電晶體層之該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置；一彩色濾光層，位於該第一薄膜電晶體及感應電極層面向該顯示層之一側；以及一保護層，位於該彩色濾光層面向該顯示層之一側。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其更包含：一共通電極層，位於該保護層面向該顯示層之一側。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其更包含：一第二遮光層，位於該第一薄膜電晶體及感應電極層與該彩色濾光層之間，該第二遮光層係由複數條第二遮光線所構成。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該複數個資料讀出選擇元件與該複數個共同訊號選擇元件的位置係對應於該複數個畫素電晶體。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該複數條資料讀出選擇走線、該複數條共同訊號選擇走線及該複數條感測訊號讀出線的位置係相對應於該K條閘極驅動線及該L條源極驅動線之位置。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該第二遮光層的複數條第二遮光線的位置係依據與該第一遮光層的複數條第一遮光線的位置設置。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置，其中，該顯示層為一液晶層或有機發光二極體層。
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