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TWI622935B - 免除干擾的指紋辨識裝置 - Google Patents

免除干擾的指紋辨識裝置 Download PDF

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TWI622935B
TWI622935B TW105122817A TW105122817A TWI622935B TW I622935 B TWI622935 B TW I622935B TW 105122817 A TW105122817 A TW 105122817A TW 105122817 A TW105122817 A TW 105122817A TW I622935 B TWI622935 B TW I622935B
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signal
layer
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金上
林丙村
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速博思股份有限公司
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Abstract

本發明提出一種免除干擾的指紋辨識裝置，包括一薄膜電晶體基板、一薄膜電晶體層、一感應電極層、一閘極線層、一資料線層、及一第一遮蔽層。該薄膜電晶體層設置於該薄膜電晶體基板的一側，包含複數個薄膜電晶體。該感應電極層包含複數個指紋感應電極，每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體，且該感應電極與所對應的複數個薄膜電晶體中至少二個薄膜電晶體的源/汲極電氣相連接。該閘極線層設置有複數條閘極線，其中，至少有二條閘極線電氣連接至與感應電極對應的複數個薄膜電晶體之閘極。該資料線層設置有複數條資料線，其中，每一資料線電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體中的一個薄膜電晶體的源/汲極。該第一遮蔽層設置於該閘極線層與該資料線層之間，該第一遮蔽層電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。

Description

免除干擾的指紋辨識裝置
本發明係關於一種指紋辨識裝置，尤指一種免除干擾的指紋辨識裝置。
由於電子商務之興起，遠端支付之發展一日千里，故而生物辨識之商業需求急速膨脹，而生物辨識技術又可區分為指紋辨識技術、虹膜辨識技術、DNA辨識技術等。考量效率、安全、與非侵入性等要求，指紋辨識已成為生物辨識之首選技術。指紋辨識技術又有光學式、熱感應式、超音波式與電容式。其中又以電容式技術在裝置體積、成本、省電、可靠、防偽等綜合考量下脫穎而出。
習知之電容式指紋辨識技術有滑動式、全指按壓式等形式。其中，又以全指按壓式在辨識度、效率及方便性中勝出。然而由於感應訊號極其微小與周遭雜訊繁雜具大等因素，全指按壓式之指紋辨識技術通常將感應電極與感應電路等一併做在一個積體電路晶片上；習知之指紋辨識晶片之封裝為免傷害導出線，因此以封膠體保護該等導出線，導致感應電極與手指間平白多出數十微米(μm)之距離，影響感測正確性至鉅，故需以昂貴之高介電係數的藍寶石膜填充保護才能解決上述之問題。另，由於多出了這數十微米(μm)之距離而 更不利於產品整合，常見的作法便是在保護玻璃開孔再將指紋辨識晶片以複雜方式作成按鈕鑲於該孔中。如此，不僅墊高材料成本與封裝製程成本，且產品良率、壽命與耐受性堪慮。所以業界莫不致力於提高感測靈敏度與訊號雜訊比，期使有效感測距離能夠儘量加大，並簡化感測積體電路之封裝結構，盼能巨幅降低成本並增進產品之壽命與耐受性，故指紋辨識裝置仍有很大的改進空間。
本發明之目的主要係在提供一免除干擾的指紋辨識裝置，其具低成本高效能，封裝簡易之特性。其利用薄膜電晶體開關之技術於基板上形成一薄膜電晶體層，並設置於該薄膜電晶體基板之一側，薄膜電晶體層包含複數個薄膜電晶體。一感測電極層包含複數個指紋感測電極，每一感應電極對應到至少三個薄膜電晶體且該感應電極與所對應之薄膜電晶體的源/汲極電氣相連接。一閘極線層設置有複數條閘極線。一資料線層，設置有複數條資料線。一第一遮蔽層，設置於該閘極線層與該資料線層之間並與複數個薄膜電晶體的源/汲極電氣相連接。該生物辨識裝置更包含一指紋辨識積體電路電氣連接至該薄膜電晶體基板，如此不僅巨幅減少晶片面積，簡化封裝工序，並可輕易加大感應面積且有利曲面感測之實現，增進生物辨識之安全性，顯著提高製造良率且大大地降低了成本。
為達成上述之目的，本發明提出一種免除干擾的指紋辨識裝置，包括一薄膜電晶體基板、一薄膜電晶體層、一感應電極層、一閘極線層、一資料線層、及一第一遮蔽層。該薄膜電晶體層設置於該薄膜電晶體基板的一側，包含複數個薄膜電晶體。該感應電極層包含複數個指紋感應電極，每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體，且該感應電極與所對應的複數個 薄膜電晶體中至少二個薄膜電晶體的源/汲極電氣相連接。該閘極線層設置有複數條閘極線，其中，至少有二條閘極線電氣連接至與感應電極對應的複數個薄膜電晶體之閘極。該資料線層設置有複數條資料線，其中，每一資料線電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體中的一個薄膜電晶體的源/汲極。該第一遮蔽層設置於該閘極線層與該資料線層之間，該第一遮蔽層電氣連接至每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。
100‧‧‧免除干擾的指紋辨識裝置
110‧‧‧薄膜電晶體基板
120‧‧‧薄膜電晶體層
130‧‧‧感應電極層
140‧‧‧閘極線層
150‧‧‧資料線層
160‧‧‧第一遮蔽層
170‧‧‧第二遮蔽層
131‧‧‧指紋感應電極
SW1、SW2、SW3、SW4‧‧‧薄膜電晶體
GL11、GL12、...、GL1n‧‧‧閘極線
GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3n‧‧‧閘極線
DL1、DL2、...、DLm‧‧‧資料線
1010‧‧‧貫孔
1110‧‧‧金屬
190‧‧‧積體電路晶片
191‧‧‧自電容偵測電路
210‧‧‧第一TFT移位暫存器
220‧‧‧第二TFT移位暫存器
230‧‧‧第三TFT移位暫存器
Gd1、Gd2、Gd3‧‧‧控制訊號
CDL、CDL1、CDL2、...、CDLn‧‧‧共通資料線
171‧‧‧電容激勵訊號源電路
172‧‧‧第一放大器
173‧‧‧電容讀取電路
174‧‧‧第二放大器
175‧‧‧第三放大器
176‧‧‧切換器
177‧‧‧參考電壓產生裝置
圖1係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的一示意圖。
圖2A、圖2B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的一剖面示意圖。
圖3A、圖3B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的另一剖面示意圖。
圖4A、圖4B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的再一剖面示意面圖。
圖5A、圖5B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的又一剖面示意圖。
圖6A、圖6B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的更一剖面示意圖。
圖7係本發明一個指紋感應電極與對應薄膜電晶體之一示意圖。
圖8係本發明一個指紋感應電極與對應薄膜電晶體之另一示意圖。
圖9係本發明圖4A的一詳細剖面圖。
圖10係本發明圖2B的一詳細剖面圖。
圖11係本發明圖4A的另一詳細剖面圖。
圖12係本發明圖4A的再一詳細剖面圖。
圖13係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的另一示意圖。
圖14係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的再一示意圖。
圖15係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的又一示意圖。
圖16A係本發明的自電容偵測電路之一電路圖。
圖16B係本發明的自電容偵測電路之另一電路圖。
圖17係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的一應用示意圖。
圖18係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的另一應用示意圖。
圖19係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的再一應用示意圖。
圖1係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的一示意圖。圖2A、圖2B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的一剖面示意圖，各導電層間的絕緣層僅以空間隔開而未分別標示。圖2B與圖2A類似，只是圖2B較圖2A多出一第二遮蔽層170。請一併參考圖1、圖2A、及圖2B，如圖所示，該免除干擾的指紋辨識裝置100包括有一薄膜電晶體基板110、一薄膜電晶體層120、一感應電極層130、一閘極線層140、一資料線層150、一第一遮蔽層160及一第二遮蔽層170。
該薄膜電晶體層120設置於該薄膜電晶體基板110的一側，其包含複數個薄膜電晶體。該薄膜電晶體基板110係一高分子薄膜基板、一玻璃基板、一藍寶石基板、一陶磁基板、或一金屬基板。
該感應電極層130包含複數個指紋感應電極131。每一感應電極131對應到複數個薄膜電晶體(圖未示)，且該感應電極131與所對應的複數個薄膜電晶體中至少二個薄膜電晶體的源/汲極電氣相連接。
該閘極線層140設置有複數條閘極線，其中，至少有二條閘極線電氣連接至與感應電極對應的複數個薄膜電晶體之閘極。
該資料線層150設置有複數條資料線，其中，每一資料線電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體中的一個薄膜電晶體的源/汲極。
該第一遮蔽層160設置於該閘極線層140與該資料線層150之間，該第一遮蔽層電160氣連接至每一感應電極對應到的複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。
該第二遮蔽層170設置於該感應電極層130與該資料線層150之間。該第二遮蔽層170是透明導電材料或不透明之金屬材料所製造，該材料係為ITO、IZO、金、銀、銅、鋁、鉬、鎢、銦、錫、鎳或上述之合金。
圖3A、圖3B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的另一剖面示意圖，各導電層間的絕緣層僅以空間隔開而未分別標示。相較於圖2A、圖2B，圖3A、圖3B係新增一黑色遮光層180。黑色遮光層180可為黑色並係位於該薄膜電晶體基板110與該感應電極層130之間。圖3A、圖3B與圖2A、圖2B差異之處在於該薄膜電晶體基板110係位於圖3A、圖3B中圖面的上方。亦即於圖3A、圖3B中，該薄膜電晶體基板110如果使用硬度足夠的玻璃材質時，該薄膜電晶體基板110可作為該感應電極層130上複數個指紋感應電極131的保護層。圖3A、圖3B實施例尤其適用於顯示螢幕的上蓋板、保護玻璃或保護膠膜。
圖4A、圖4B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的再一剖面示意圖，各導電層間的絕緣層僅以空間隔開而未分別標示。圖4A、圖4B與圖2A、圖2B差異之處在於該閘極線層140係位於該薄膜電晶體層120的上方，同時在該薄膜電晶體層120與該薄膜電晶體基板110之間增加一金屬材質之遮光層180。
圖5A、圖5B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的又一剖面示意圖，各導電層間的絕緣層僅以空間隔開而未分別標示。圖5A、圖5B與圖2A、圖2B差異之處在於薄膜電晶體基板110係一金屬基板，藉此產生一遮蔽效應並提供一曲撓或曲面指紋偵測的可能應用。
圖6A、圖6B係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的更一剖面示意圖，各導電層間的絕緣層僅以空間隔開而未分別標示。圖6A、圖6B與圖4A、圖4B差異之處在移除該遮光層180、該薄膜電晶體基板110係使用金屬基板，藉此產生一遮蔽效應，除了取代遮光層180的功能並提供一曲撓或曲面指紋偵測的可能應用。
圖7係本發明一個指紋感應電極131與對應薄膜電晶體之一示意圖。該指紋感應電極131係位於該感應電極層130，而對應薄膜電晶體位於該薄膜電晶體層120。如圖7所示，一個指紋感應電極131與三個薄膜電晶體SW1、SW2、SW3對應。其可經由閘極線GL11、GL21、GL31控制，而使該指紋感應電極131電氣連接至資料線DL1、第一遮蔽層160、或第二遮蔽層170。亦即，每一資料線電氣連接至每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體中的一個薄膜電晶體的源/汲極。該第二遮蔽層170電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。該第一遮蔽層160電氣連接至每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。
圖8係本發明一個指紋感應電極131與對應薄膜電晶體之另一示意圖。該指紋感應電極131係位於該感應電極層130，而對應薄膜電晶體位於該薄膜電晶體層120。如圖9所示，一個指紋感應電極131與四個薄膜電晶體SW1、SW2、SW3、SW4對應。其可經由閘極線GL11、GL21控制，而使該指紋感應電極131電氣連接至資料線DL1、第一遮蔽層160、或第二遮蔽層170。需注意的是， 指紋感應電極131只與二個薄膜電晶體SW1、SW2連接，並經由薄膜電晶體SW2連接至膜電晶體SW3、SW4。
圖9係本發明圖4A的一詳細剖面圖。其係繪示圖8中指紋感應電極131與對應薄膜電晶體SW1、SW2，另外與指紋感應電極131與對應的薄膜電晶體SW3、SW4則未繪示。如圖9所示，指紋感應電極131經由貫孔(via)1010，通過資料線層(Metal 4)150、第一遮蔽層(Metal 3)160而與薄膜電晶體SW1、SW2的源/汲極電氣連接。資料線層(Metal 4)150上的資料線亦經由貫孔(via)1010而與薄膜電晶體SW1、SW2的源/汲極電氣連接。
圖10係本發明圖2B的一詳細剖面圖。其係繪示圖7中指紋感應電極131與對應薄膜電晶體SW1、SW2、SW3。如圖10所示，指紋感應電極131經由貫孔(via)1010，通過第二遮蔽層(Metal 4)170、資料線層(Metal 3)150、第一遮蔽層(Metal 2)160而與薄膜電晶體SW1、SW2、SW3的源/汲極電氣連接。同時，為減少貫孔數目，薄膜電晶體SW1、SW2的源/汲極先經由閘極線層140的一金屬1110電氣連接，再經由貫孔(via)1010連接至指紋感應電極131。由於薄膜電晶體SW1、SW2可由閘極線GL11、GL21控制，使得在同一時間中，薄膜電晶體SW1、SW2只有一個開啟，故可正常工作。
圖11係本發明圖4A的另一詳細剖面圖。其與圖9主要差別在於：為減少貫孔數目，薄膜電晶體SW1、SW2的源/汲極先經由閘極線層140的一金屬1110電氣連接，再經由貫孔(via)1010連接至指紋感應電極131。
圖12係本發明圖4A的再一詳細剖面圖。其係其與圖11主要差別在於：感應電極層130、資料線層150、第一遮蔽層160可使用透明之導電材料，以取代習知之金屬材料。
敬請參考圖1，該指紋辨識裝置100包含一積體電路晶片190、一第一TFT移位暫存器210、一第二TFT移位暫存器220、及一第三TFT 移位暫存器230。該積體電路晶片190包含至少一自電容偵測電路191。且該積體電路晶片190直接或間接輸出控制訊號至該等閘極線，又輸出一電容激勵訊號至該等資料線，並自至少一條資料線輸入一指紋感應訊號至該自電容偵測電路191。
如圖1所示，閘極線GL11、GL12、...、GL1n連接至第一TFT移位暫存器210。閘極線GL11電氣連接至與第一列(row)指紋感應電極131對應的薄膜電晶體的閘極，閘極線GL12電氣連接至與第二列(row)指紋感應電極131對應的薄膜電晶體的閘極，依序類推，閘極線GL1n電氣連接至與第n列(row)指紋感應電極131對應的薄膜電晶體的閘極。同理，閘極線GL21、GL22、...、GL2n連接至第二TFT移位暫存器220及相關薄膜電晶體的閘極。閘極線GL31、GL32、...、GL3n連接至第三TFT移位暫存器230及相關薄膜電晶體的閘極。
資料線DL1電氣連接至第一行(column)每一感應電極131對應的一個薄膜電晶體的源/汲極，資料線DL2電氣連接至第二行每一感應電極131對應的一個薄膜電晶體的源/汲極，依序類推，資料線DLm電氣連接至第m行每一感應電極131對應的一個薄膜電晶體的源/汲極。該等閘極線與該等資料線大致呈垂直。
如圖1及圖7的指紋感應電極131與對應薄膜電晶體所示，積體電路晶片190分別輸出控制訊號Gd1、Gd2、Gd3至第一TFT移位暫存器210、第二TFT移位暫存器220、及第三TFT移位暫存器230。第一TFT移位暫存器210對控制訊號Gd1進行移位運算，而分別依序輸出訊號至閘極線GL11、GL12、...、GL1n及第一列至第n列指紋感應電極131所對應的薄膜電晶體的閘極，以控制該薄膜電晶體的開啟與關閉。
同理，第二TFT移位暫存器220對控制訊號Gd2進行移位運算，而分別依序輸出訊號至閘極線GL21、GL22、...、GL2n及第一列至第n列指紋感應電極131所對應的薄膜電晶體的閘極，以控制該薄膜電晶體的開啟與關閉。第三TFT移位暫存器230對控制訊號Gd3進行移位運算，而分別依序輸出訊號至閘極線GL31、GL32、...、GL3n及第一列至第n列指紋感應電極131所對應的薄膜電晶體的閘極，以控制該薄膜電晶體的開啟與關閉。
積體電路晶片190依序輸出一電容激勵訊號至該等資料線DL1、DL2、...、DLm，並自至少一條資料線輸入一指紋感應訊號至該自電容偵測電路191。積體電路晶片190更分別輸出一反射遮蔽訊號、及一收斂穩定訊號至該第一遮蔽層160、及該第二遮蔽層170。依據圖1及圖7所示，經由閘極線GL11、GL12、...、GL1n、GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3n的控制，一個指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、反射遮蔽訊號、或收斂穩定訊號。
於其他實施例中，積體電路晶片190依序輸出一電容激勵訊號至該等資料線DL1、DL2、...、DLm，並自至少一條資料線輸入一指紋感應訊號至該自電容偵測電路191。積體電路晶片190片更輸出一反射遮蔽訊號至該第一遮蔽層160、及該第二遮蔽層170。
於其他實施例中，積體電路晶片190依序輸出一電容激勵訊號至該等資料線DL1、DL2、...、DLm，並自至少一條資料線輸入一指紋感應訊號至該自電容偵測電路191。積體電路晶片190更分別輸出一反射遮蔽訊號、及一收斂穩定訊號至該第二遮蔽層170、及該第一遮蔽層160。
圖13係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的另一示意圖。其與圖1主要差異在於圖13中沒有第二遮蔽層170。而是在該閘極線層140 中又設置有複數條共通資料線(Common Data Line,CDL)CDL1、CDL2、...、CDLn、且與閘極線GL11、GL12、...、GL1n、GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3n平行。共通資料線CDL1電氣連接至第一列指紋感應電極131所對應的複數個薄膜電晶體之源/汲極，共通資料線CDL2電氣連接至第二列指紋感應電極131所對應的複數個薄膜電晶體之源/汲極，依序類推。並且該複數條共通資料線CDL1、CDL2、...、CDLn電氣連接在一起，積體電路晶片190輸出一收斂穩定訊號至該複數條共通資料線CDL1、CDL2、...、CDLn。因此一個指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、反射遮蔽訊號、或收斂穩定訊號。由於第一遮蔽層160介於閘極線層140及資料線層150之間，因此位於閘極線層140的共通資料線CDL1、CDL2、...、CDLn及閘極線GL11、GL12、...、GL1n、GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3n的訊號可被第一遮蔽層160所遮蔽，故不會影響位於資料線層150的資料線DL1、DL2、...、DLm之訊號。
圖14係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的再一示意圖。其與圖13主要差異在於圖14中沒有第一TFT移位暫存器210、第二TFT移位暫存器220、及第三TFT移位暫存器230。積體電路晶片190經由一閘極線匯流排GLBus直接輸出控制訊號至閘極線GL11、GL12、...、GL1n、GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3nCDL1、CDL2、...、CDLn。在該閘極線層140中又設置有複數條共通資料線(Common Data Line,CDL)CDL1、CDL2、...、CDLn。共通資料線CDL1電氣連接至第一列指紋感應電極131所對應的複數個薄膜電晶體之源/汲極，依序類推。並且該複數條共通資料線CDL1、CDL2、...、CDLn電氣連接在一起。積體電路晶片190輸出一反射遮蔽訊號至該複數條共通資料線CDL1、 CDL2、...、CDLn。因此一個指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、或反射遮蔽訊號。由於第一遮蔽層160介於閘極線層140及資料線層150之間，因此位於閘極線層140的共通資料線CDL1、CDL2、...、CDLn及閘極線GL11、GL12、...、GL1n、GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3n的訊號可被第一遮蔽層160所遮蔽，故不會影響位於資料線層150的資料線DL1、DL2、...、DLm之訊號。
圖15係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置100的又一示意圖。其與圖13主要差異在於圖15中移除該閘極線層140中的複數條共通資料線(Common Data Line,CDL)CDL1、CDL2、...、CDLn，而於資料線層150設置複數條共通資料線(Common Data Line,CDL)CDL1、CDL2、...、CDLn，且與資料線DL1、DL2、...、DLm平行。共通資料線CDL1電氣連接至第一行(column)指紋感應電極131所對應的複數個薄膜電晶體之源/汲極，共通資料線CDL2電氣連接至第二行(column)指紋感應電極131所對應的複數個薄膜電晶體之源/汲極，依序類推。並且積體電路晶片190輸出一反射遮蔽訊號至該複數條共通資料線CDL1、CDL2、...、CDLn。因此一個指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、或反射遮蔽訊號。由於第一遮蔽層160介於閘極線層140及資料線層150之間，因此位於閘極線層140的閘極線GL11、GL12、...、GL1n、GL21、GL22、...、GL2n、GL31、GL32、...、GL3n的訊號可被第一遮蔽層160所遮蔽，故不會影響位於資料線層150的資料線DL1、DL2、...、DLm之訊號。
由前述可知，該感應電極層130之感應電極131、該些閘極線，該些資料線、與該第一遮蔽層是透明導電材料或不透明之金屬材料所製造，該材料係可為ITO、IZO、金、銀、銅、鋁、鉬、鎢、銦、錫、鎳或上述之合金。
圖16A係本發明的自電容偵測電路191之一電路圖。如圖16A所示，自電容偵測電路191包含一電容激勵訊號源電路171、一第一放大器172、一電容讀取電路173、一第二放大器174、一第三放大器175、一切換器176、及一參考電壓產生裝置177。其中該第一放大器172的增益大於0且以等於1為較佳，以依據該電容激勵驅動電路產生該電容激勵訊號。該第二放大器174的增益大於0且以等於1為較佳，該第三放大器174的增益小於等於0，俾依據電容偵測激勵訊號分別產生該同相位的反射遮蔽訊號、及反相位的收斂穩定訊號。該收斂穩定訊號亦可為一特定的直流參考電位，例如為零電位。
該電容激勵訊號是一周期性或非周期性的交變訊號。自電容偵測電路191輸出電容激勵訊號至一指紋感應電極131，當該指紋感應電極131上有手指觸碰時，該指紋感應電極131會傳回一指紋感應訊號至該電容讀取電路，進而擷取該指紋感應電極131的感應電壓。
該反射遮蔽訊號是一與該電容激勵訊號同相位的訊號、或一與該指紋感應訊號同相位的訊號。該收斂穩定訊號是一與該電容激勵訊號反相位的訊號、一與該指紋感應訊號反相位的訊號、或一直流參考準位訊號。
圖16B係本發明的自電容偵測電路之另一電路圖。其係依據電容激勵驅動電路所輸出的訊號分別產生同相位的電容激勵訊號與反射遮蔽訊號、及反相位的收斂穩定訊號。
積體電路晶片190可將電容激勵訊號輸出至一個指紋感應電極131，以進行指紋感應。於其他實施例中，積體電路晶片190可於其內部將多個鄰近的指紋感應電極131之資料線電氣連接。當積體電路晶片190輸出電容激勵訊號時，多個鄰近的指紋感應電極131則可形成一個較大的指紋感應電極，俾進行指紋感應。
圖17係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的應用示意圖，其可為對應於圖14的一示意圖。如圖17所示，其繪示三列指紋感應電極131。指紋感應電極131經由貫孔1010連接至該第一遮蔽層160。經由閘極線GL11、GL21、及GL31的控制，指紋感應電極131可電氣連接至資料線DL4、第一遮蔽層160、或共通資料線CDL。當積體電路晶片190分別輸出電容偵測激勵訊號、反射遮蔽訊號、及收斂穩定訊號至資料線DL4、第一遮蔽層160、共通資料線CDL時，指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、反射遮蔽訊號、或收斂穩定訊號。
圖18係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的另一應用示意圖，其可為對應於圖1的一示意圖。如圖18所示，其繪示三列指紋感應電極131。指紋感應電極131經由貫孔1010分別連接至該第一遮蔽層160、該第二遮蔽層170。經由閘極線GL11、GL21、及GL31的控制，指紋感應電極131可電氣連接至資料線DL4、第一遮蔽層160、或第二遮蔽層170。當積體電路晶片190分別輸出電容偵測激勵訊號、反射遮蔽訊號、及收斂穩定訊號至資料線DL4、第一遮蔽層160、第二遮蔽層170時，指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、反射遮蔽訊號、或收斂穩定訊號。
圖19係本發明之一種免除干擾的指紋辨識裝置的再一應用示意圖，其可為對應於圖1的一示意圖。如圖19所示，其繪示三列指紋感應電極131。指紋感應電極131經由貫孔1010連接至該第一遮蔽層160。經由閘極線GL11、GL21、及GL31的控制，指紋感應電極131可電氣連接至資料線DL4、第一遮蔽層160、或共通資料線CDL。當積體電路晶片190分別輸出電容偵測激勵訊號、反射遮蔽訊號、及收斂穩定訊號至資料線DL4、第一遮蔽層160及第二遮蔽層170、共通資料線CDL時，指紋感應電極131其上可能具有電容激勵訊號、反射遮蔽訊號、或收斂穩定訊號。此時第一遮蔽層160及第二遮蔽層170具有 反射遮蔽訊號，且第一遮蔽層160及第二遮蔽層170將感應電極層130夾在中間，其遮蔽可有效地提昇。
由前述之說明可知，本發明當進行指紋辨識時，藉由閘極線以控制與指紋感應電極131對應的複數薄膜電晶體，可使指紋感應電極131其上具有電容激勵訊號、反射遮蔽訊號、或收斂穩定訊號。其可單獨使用一個指紋感應電極131，以進行指紋感應。亦可將多個鄰近的指紋感應電極131電氣連接，以可形成一個較大的指紋感應電極，俾進行指紋感應。
同時，於本發明中，當施加電容偵測激勵訊號於一指紋感應電極131時，可在該指紋感應電極131周遭的指紋感應電極施加同相位的反射遮蔽訊號，藉此消除該指紋感應電極131與周遭電極間之雜散電容並可使該電極上的電力線聚集而拱高，藉以提升感應靈敏度，加大有效感測距離，增進訊號雜訊比，提昇感測訊號之穩定性與正確性。
又，本發明可提供一種具低成本高效能，封裝簡易之免除干擾的指紋辨識裝置，利用薄膜電晶體開關之技術於基板上形成一薄膜電晶體層，包含複數個薄膜電晶體，同時更包含一指紋辨識積體電路電氣連接至該薄膜電晶體基板，如此不僅巨幅減少晶片面積，簡化封裝工序，並可輕易加大感應面積且有利曲面感測之實現，增進生物辨識之安全性，顯著提高製造良率且大大地降低了成本。
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。

Claims (16)

  1. 一種免除干擾的指紋辨識裝置，包括：一薄膜電晶體基板；一薄膜電晶體層設置於該薄膜電晶體基板的一側，包含複數個薄膜電晶體；一感應電極層，包含複數個指紋感應電極，每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體，且該感應電極與所對應的複數個薄膜電晶體中至少二個薄膜電晶體的源/汲極電氣相連接；一閘極線層，設置有複數條閘極線，其中，至少有二條閘極線電氣連接至與感應電極對應的複數個薄膜電晶體之閘極；一資料線層，設置有複數條資料線，其中，每一資料線電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體中的一個薄膜電晶體的源/汲極；及一第一遮蔽層，設置於該閘極線層與該資料線層之間，該第一遮蔽層電氣連接至每一感應電極對應到複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其更包含一第二遮蔽層設置於該感應電極層與該資料線層之間，該第二遮蔽層是透明導電材料或不透明之金屬材料所製造，該材料係為ITO、IZO、金、銀、銅、鋁、鉬、鎢、銦、錫、鎳或上述之合金。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該第二遮蔽層電氣連接至多個感應電極所各自對應到的複數個薄膜電晶體之一個薄膜電晶體的源/汲極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，在該閘極線層中又設置有複數條共通資料線，一共通資料線電氣連接至複數個薄膜電晶體之源/汲極，並且該複數條共通資料線電氣連接在一起。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該等閘極線與該等資料線大致呈垂直。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該感應電極層之感應電極，該些閘極線，該些資料線，與該第一遮蔽層是透明導電材料或不透明之金屬材料所製造，該材料係為ITO、IZO、金、銀、銅、鋁、鉬、鎢、銦、錫、鎳或上述之合金。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其更包含一積體電路晶片，該積體電路晶片包含至少一自電容偵測電路，且該積體電路晶片直接或間接輸出控制訊號至該等閘極線，又輸出一電容激勵訊號至該等資料線，並自至少一條資料線輸入一指紋感應訊號至該自電容偵測電路。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該積體電路晶片更輸出一反射遮蔽訊號、及一收斂穩定訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該電容激勵訊號是一周期性或非周期性的交變訊號，該反射遮蔽訊號是一與該電容激勵訊號同相位的訊號、或一與該指紋感應訊號同相位的訊號。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該收斂穩定訊號是一與該電容激勵訊號反相位的訊號、一與該指紋感應訊號反相位的訊號、或一直流參考準位訊號。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該積體電路晶片輸出一反射遮蔽訊號至該第一遮蔽層。
  12. 如申請專利範圍第4項或第8項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該積體電路晶片輸出一收斂穩定訊號至該複數條共通資料線。
  13. 如申請專利範圍第2項或第8項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該積體電路晶片輸出反射遮避訊號至該第二遮蔽層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該積體電路晶片更輸出一收斂穩定訊號至該第一遮蔽層。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該積體電路晶片更輸出一反射遮避訊號至該第一遮蔽層。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之免除干擾的指紋辨識裝置，其中，該薄膜電晶體基板係一高分子薄膜基板、一玻璃基板、一藍寶石基板、一陶磁基板、或一金屬基板。
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