專利名稱：指紋讀取器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及指紋讀取器件，特別是靜電電容型的指紋讀取器件。
至今一些為了機(jī)密性等目的而識(shí)別個(gè)人的系統(tǒng)使用ID號(hào)和密碼等，然而，用它保持機(jī)密并不完美，因?yàn)镮D號(hào)和密碼可能泄露。另一方面，因?yàn)槟軌虮３指呒?jí)別的安全性，指紋讀取器件被建議使用。
靜電電容型指紋讀取器件(日本待審專利申請(qǐng)No.Hei4-231803，等)被提出用來(lái)探測(cè)指紋圖樣，通過(guò)利用下面的事實(shí)，即一組布置成二維陣列的電極之間產(chǎn)生靜電電容，手指通過(guò)絕緣材料層與電極組的接觸變化相當(dāng)于指紋的皺紋。一些這種類型的指紋讀取器件已經(jīng)被利用。
然而關(guān)于什么樣的裝置來(lái)結(jié)合這種類型的指紋讀取器件，和指紋讀取器件如何使用還沒(méi)有良好設(shè)計(jì)的應(yīng)用，因而很少的指紋讀取器件被采用。
在這樣的條件下，本發(fā)明的基本目標(biāo)是提供能夠在實(shí)際使用時(shí)增強(qiáng)靈活性、提高生產(chǎn)率和減少成本的指紋讀取器件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，按照本發(fā)明的第一方面，指紋讀取器件包含提供在液晶面板上的靜電電容型指紋讀取傳感器，和它的驅(qū)動(dòng)電路。指紋讀取傳感器包括預(yù)先定位的探測(cè)電極，分別連接到探測(cè)電極的有源元件，和其表面上的保護(hù)膜。
按照本發(fā)明的第一方面，指紋讀取傳感器提供在液晶面板的鄰近區(qū)內(nèi)，由此，指紋讀取器件容易應(yīng)用到安裝有液晶面板的電子裝置中。
按照本發(fā)明的第二方面，按照本發(fā)明的第一方面的指紋讀取器件，特征在于探測(cè)電極和有源元件可以排列為二維陣列。
按照本發(fā)明的第二方面，指紋的圖像能被排列為二維陣列的探測(cè)電極讀取。
按照本發(fā)明的第三方面，按照本發(fā)明的第一或第二方面的指紋讀取器件，特征在于液晶板可以有一對(duì)透明基底，透明基底中的一個(gè)可以有突起的部分突出在顯示區(qū)域的外部，并且指紋讀取傳感器可以提供于突出的部分上。
按照本發(fā)明的第三方面，指紋讀取傳感器能與液晶板合并為一體，裝入電子裝置中，等等，節(jié)省安裝空間。
按照本發(fā)明的第四方面，按照本發(fā)明的第三方面的指紋讀取器件，特征在于指紋讀取傳感器可以與液晶板的透明電極和有源元件一起形成，通過(guò)同樣的工藝制作于一個(gè)透明基底上面。
按照本發(fā)明的第四方面，指紋讀取傳感器在形成液晶板的透明電極和薄膜有源元件的過(guò)程中同時(shí)形成，由此制造成本能相當(dāng)大地降低。
按照本發(fā)明的第五方面，在按照本發(fā)明的第三或第四方面的指紋讀取器件中，指紋讀取傳感器的有源元件可以是薄膜晶體管。
按照本發(fā)明的第五方面，指紋讀取傳感器的薄膜晶體管能用與液晶板的薄膜晶體管相同的加工工藝形成。
按照本發(fā)明的第六方面，在按照本發(fā)明的第一或第二方面的指紋讀取器件中，指紋讀取傳感器的探測(cè)電極可以是透明電極，而且指紋讀取傳感器可以提供于液晶板的至少一部分顯示區(qū)域中。
按照本發(fā)明的第六方面，指紋讀取傳感器重疊于液晶板的顯示區(qū)域上，因此把指紋讀取傳感器和液晶板一起裝入電子裝置等是可行的，并節(jié)省指紋讀取傳感器的安裝空間。
按照本發(fā)明的第七方面，按照本發(fā)明的第六方面的指紋讀取傳感器，可以提供于透明基底的表面上，或液晶板的偏振片的表面上。
按照本發(fā)明的第七方面，指紋讀取傳感器提供于透明基底或偏振片上，從而與液晶板成為一整體。
按照本發(fā)明的第八方面，在按照本發(fā)明的第六或第七方面的指紋讀取器件中，指紋讀取傳感器的有源元件可以是薄膜晶體管。
按照本發(fā)明的第八方面，由透明電極和薄膜晶體管組成的指紋讀取傳感器，能容易地用與液晶板相同的加工工藝制造。


圖1是一個(gè)視圖，表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，裝有指紋讀取器件的液晶顯示器件的外部輪廓；圖2是一個(gè)截面圖，表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，裝有指紋讀取器件的液晶顯示器件；圖3(a)是一個(gè)俯視圖，示意表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，裝有指紋讀取器件的液晶顯示器件的基本元件；圖3(b)是它的截面圖；圖4(a)和4(b)是視圖，表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，指紋讀取器件的指紋讀取傳感器的探測(cè)電極如何排列和指紋如何被識(shí)別；圖5(a)和5(b)是截面圖，示意表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例中，裝有指紋讀取器件的液晶板。
本發(fā)明的實(shí)例將在下文中描述。
圖1示意地表示一個(gè)實(shí)例中裝有指紋讀取器件的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)。
如圖1所描述，一個(gè)液晶顯示器件10包括指紋讀取傳感器12，接近于液晶顯示單元11，盡管未表示出來(lái)，也有驅(qū)動(dòng)這些元件的驅(qū)動(dòng)電路。
在這里，構(gòu)成液晶顯示單元11和指紋讀取傳感器12的液晶板的結(jié)構(gòu)略圖將在圖2中解釋，示意地表示它的截面圖。
如圖1和圖2所示，液晶板單元20的液晶顯示單元11構(gòu)成方式，是通過(guò)隔離物23結(jié)合第一透明基底21和第二透明基底22，并在它們之間插入液晶層24。此外，透明電極25和有源元件26被排列在第一透明基底21上，以二維陣列的形式相當(dāng)于象素，面對(duì)面與液晶層24相聯(lián)系，并且提供定向的薄膜27覆蓋這些電極25和元件26。另一方面，在第二透明基底22的下面，在液晶層24上面提供共用電極28和定向的薄膜29。注意偏振片31和32提供于第一和第二透明基底21，22的外部。
在這里，第一透明基底21在它的一邊末端有一個(gè)突出的部分，突出于第二透明基底22。突出的部分上提供有指紋讀取傳感器12和與液晶顯示單元11的連線。
指紋讀取傳感器12包括探測(cè)電極35和有源元件36，排列成二維陣列，并覆蓋有說(shuō)明為絕緣薄膜的保護(hù)薄膜37。
圖3(a)一個(gè)俯視圖，示意表示第一透明基底21。液晶顯示單元11的透明電極25和有源元件26，指紋讀取傳感器12的探測(cè)電極35和有源元件36，排列成如圖3(a)所示的幾何形狀。圖3(b)表示一個(gè)在顯示或探測(cè)基底上的結(jié)構(gòu)。注意液晶顯示單元11和指紋讀取傳感器12的電極和有源元件，被排列成二維陣列，與實(shí)際結(jié)構(gòu)不同。
此外，上面討論的實(shí)例給出一個(gè)例子，其中透明基底21的突出部分包含驅(qū)動(dòng)電路。也可以采用一個(gè)結(jié)構(gòu)，其中基底的突出部分至少連線的接線端，而驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)軟電纜等連接。
在這里，有源元件26和36的每一個(gè)由薄膜晶體管(TFT)構(gòu)成，如場(chǎng)效應(yīng)型的絕緣柵晶體管。下文中將以液晶顯示單元11為例進(jìn)行討論。后面也將提到，指紋讀取傳感器12基本采用同樣的結(jié)構(gòu)。
連接到充當(dāng)有源元件26的晶體管的源區(qū)41的源電極42，被連接到透明電極25。在柵極氧化物層43上的柵電極44連接到掃描線51。連接到漏區(qū)45的漏電極46被連接到信號(hào)線52。多條信號(hào)線52排列成使各個(gè)晶體管的漏電極46在Y軸方向上串聯(lián)連接。信號(hào)線52連接到X軸驅(qū)動(dòng)器53上。此外多條掃描線51排列成使各個(gè)晶體管的柵電極44在X軸方向上串聯(lián)連接。掃描線51連接到Y(jié)軸驅(qū)動(dòng)器54上。
此外，有源元件36的源電極被連接到透明電極35上，柵電極被串聯(lián)連接到掃描線61上。此外，漏電極被串聯(lián)連接到信號(hào)線62上，信號(hào)線被連接到X軸驅(qū)動(dòng)器63上。掃描線61被連接到Y(jié)軸驅(qū)動(dòng)器64上。
這樣，構(gòu)成液晶顯示單元11的透明電極25和有源元件26，和指紋讀取傳感器12的探測(cè)電極35和有源元件36，能夠通過(guò)常規(guī)所知的典型薄膜加工工藝同時(shí)制造。為了更明確，液晶顯示單元11和指紋讀取傳感器12采用相當(dāng)大程度相同的結(jié)構(gòu)，除了尺寸和元件之間的行距不同，并且指紋讀取傳感器12的制造過(guò)程能與液晶板的顯示單元的制造同時(shí)進(jìn)行。制造成本因此能被降低相當(dāng)大的水平。注意如果用相同的工藝制造，探測(cè)電極35和透明電極25的組成材料相同，然而，探測(cè)電極35本身不必須是透明電極，并且可以由另外的材料組成。
液晶顯示單元11的分辨率取決于所用的應(yīng)用，并沒(méi)有特別的限制，然而，指紋讀取傳感器12的分辨率大約300dpi，就是行距大約50μm的標(biāo)準(zhǔn)值。而且，有源元件25，35不被限定為上面描述的薄膜晶體管，也可以是薄膜二極管。
接下來(lái)，指紋讀取傳感器12讀取指紋的步驟將被簡(jiǎn)要解釋。
圖4(a)表示指紋讀取傳感器12的探測(cè)電極35的陣列。圖4(b)示意地表示正在讀取指紋的狀態(tài)。
如圖4(a)所示，探測(cè)電極35處于通過(guò)有源元件36激活尋址的狀態(tài)。探測(cè)電極35被連接到連接于X軸驅(qū)動(dòng)器63的信號(hào)線62的x部分，和連接到連接于Y軸驅(qū)動(dòng)器64的掃描線62的y部分，并具有地址(1,)～(x,y)。
當(dāng)檢測(cè)指紋時(shí)，首先，X軸驅(qū)動(dòng)器63選擇預(yù)先決定的信號(hào)線62，并在柵電極上應(yīng)用預(yù)定的電壓，在這個(gè)狀態(tài)時(shí)，一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷豪?0V通過(guò)全部的掃描線61加到所有有源元件36上。在柵電極上應(yīng)用了預(yù)定電壓后選定有源元件36，這個(gè)適當(dāng)電壓因此被應(yīng)用到連接于選定的有源元件36的探測(cè)電極35上。圖4(b)表示這種情況時(shí)的狀態(tài)。在這個(gè)時(shí)刻，由虛線表示的電容C[(x,y-1),(x,y),(x,y+1)]在手指70和探測(cè)電極35之間形成。這些電容C的電容值取決于探測(cè)電極和手指之間的距離。較大的電容值發(fā)生在指紋的較大凸出的部分，相反較小的電容值發(fā)生在指紋的較深的凹進(jìn)部分。
上面描述的電容值能被X軸驅(qū)動(dòng)器63通過(guò)每一條線62檢測(cè)到。然后，這個(gè)操作為每一條掃描線61進(jìn)行，由此在每一個(gè)探測(cè)電極35和手指之間產(chǎn)生的電容值能被檢測(cè)。指紋的圖像從而能夠形成。
按照上面討論的實(shí)例，指紋讀取器件可以是用被附加到液晶板上的方式提供。此外，指紋讀取傳感器能通過(guò)液晶板的薄膜制造過(guò)程制造，因此在合并器件到各種電子裝置中時(shí)可能節(jié)省空間，而且也減少成本。
此外，上面描述的指紋讀取器件可以容易地合并到多種具有液晶顯示器件的電子裝置中，如各種個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端、移動(dòng)電話、個(gè)人手持電話系統(tǒng)(PHS)和附加顯示的卡片。在這個(gè)場(chǎng)合，根據(jù)上面描述的結(jié)構(gòu)，指紋讀取傳感器12的表面比液晶板的表面更加凹進(jìn)，從而其優(yōu)點(diǎn)是凹進(jìn)部分的外圍邊能作為放置手指的引導(dǎo)，和能容易實(shí)現(xiàn)手指的對(duì)齊。
這樣，依據(jù)增強(qiáng)可操作性，當(dāng)合并指紋讀取器件與液晶板的整體到電子裝置中和節(jié)省安裝空間時(shí)，指紋探測(cè)傳感器可以重疊在液晶板的顯示區(qū)上。
這樣的例子在圖5(a)和5(b)中描述。圖5(a)表示一個(gè)例子是指紋探測(cè)傳感器12位于第二透明基底22的外部。圖5(b)表示一個(gè)例子是指紋探測(cè)傳感器12位于偏振片32的上面。注意執(zhí)行相同功能的部件在上面討論的實(shí)例中用同樣的數(shù)字標(biāo)注，重復(fù)的解釋被省略了。
指紋讀取傳感器能與液晶板的薄膜制造過(guò)程分開(kāi)制造，但也可以用同樣的薄膜制造過(guò)程制造。在這種情況下，要求指紋讀取傳感器12的探測(cè)電極實(shí)際上是透明電極。
此外，這種構(gòu)造的指紋讀取傳感器12能布置在顯示區(qū)的一角或中心部分，甚至整個(gè)顯示區(qū)也可以用作指紋讀取傳感器，沒(méi)有被限制在液晶顯示區(qū)的平面方向的特定部分。
此外，上面討論的每一個(gè)實(shí)例都以指紋讀取傳感器的每一個(gè)探測(cè)電極布置為二維陣列的幾何形狀為例，但其實(shí)并不限定在這種布局。探測(cè)電極也可以布置為一維，而指紋也能用在這些探測(cè)電極上滑動(dòng)手指時(shí)掃描的方法探測(cè)。注意指紋讀取傳感器的結(jié)構(gòu)與上面描述的相同，除了一維的布局，因此其詳細(xì)解釋在這里被省略。
帶有一維布置的電極的指紋讀取傳感器優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)安裝在小型移動(dòng)終端上使用的時(shí)候，能節(jié)省空間。
綜上所述，按照本發(fā)明，靜電電容型指紋讀取傳感器及其驅(qū)動(dòng)電路提供于液晶板上，從而顯示出能在實(shí)際使用時(shí)增強(qiáng)靈活性的效果，提高生產(chǎn)率和降低成本。
權(quán)利要求
1．一種指紋讀取器件，包括提供于液晶板上的靜電電容型指紋讀取傳感器；和它的驅(qū)動(dòng)電路，其中指紋讀取傳感器包括在預(yù)定位置布置的探測(cè)電極，分別連接到探測(cè)電極的有源元件，和在它們的表面的保護(hù)薄膜。
2．按照權(quán)利要求1的指紋讀取器件，其中探測(cè)電極和有源元件以二維陣列方式排列。
3．按照權(quán)利要求1或2的指紋讀取器件，其中液晶板有一對(duì)透明基底，透明基底中的一個(gè)有伸出的部分突出在顯示區(qū)外部，而且指紋讀取傳感器位于突出的部分上。
4．按照權(quán)利要求3的指紋讀取器件，其中指紋讀取傳感器與一個(gè)透明基底上液晶板的透明電極和有源元件一起用同樣的過(guò)程制作。
5．按照權(quán)利要求3或4的指紋讀取器件，其中指紋讀取傳感器的有源元件是薄膜晶體管。
6．按照權(quán)利要求1或2的指紋讀取器件，其中指紋讀取傳感器的探測(cè)電極是透明電極，而且指紋讀取傳感器至少位于液晶板的一部分顯示區(qū)域內(nèi)。
7．按照權(quán)利要求6的指紋讀取器件，其中指紋讀取傳感器位于透明基底的表面或液晶板的偏振片的表面。
8．按照權(quán)利要求6或7的指紋讀取器件，其中指紋讀取傳感器的有源元件是薄膜晶體管。
全文摘要
提供一種指紋讀取器件,能在實(shí)際使用時(shí)增強(qiáng)靈活性,提高生產(chǎn)率和降低成本。指紋讀取器件包括液晶板上的靜電電容型指紋讀取傳感器和它的驅(qū)動(dòng)電路。指紋讀取傳感器包括在預(yù)定位置布置的探測(cè)電極,分別連接到探測(cè)電極的有源元件,和它們的表面保護(hù)薄膜。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1283833SQ0012275
公開(kāi)日2001年2月14日 申請(qǐng)日期2000年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月9日
發(fā)明者河原行人, 藤田宏之, 松平努 申請(qǐng)人:精工電子有限公司