电容指纹传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电容指纹传感器，更具体地涉及一种能够增强感测灵敏度并且抵 抗ESD损害或物理冲击的电容指纹传感器。
【背景技术】
[0002] 图1至图4是图示根据传统技术的一些示例性实施例的、使用薄膜晶体管的电容 型指纹传感器的等同电路图。
[0003] 如图1中所示，使用薄膜晶体管的传统电容型指纹传感器使用有源像素结构，以 由此包括在像素内的诸如T2的源极跟随器，并且因此是能够通过经由数据读出线将基于 指纹的电容的改变识别为在ADC (模数转换器）中的电压的改变而在没有前置放大器的情 况下被驱动的传感器。在像素内使用VDD电压来执行复位。
[0004] 传统的电容指纹传感器使用下述方式，其中，通过使用扫描信号或应用提供独立 的电容耦合脉冲电压Vpulse，根据指纹，彼此不同的电压在一个帧期间被施加到T2的栅极 一次，使得彼此不同的电流可以流经T2。此时，当通过指纹的电容是Cfp并且扫描信号的幅 度是AV pulsJt，向栅极施加的电压可以被表达为下面的数学公式1。
[0005] {:数学公式1}
[0006]
【主权项】
1. 一种电容指纹传感器，包括： 指纹感测电极Cfp，用于感测人的指纹； 第一晶体管T1，其中，流过所述第一晶体管T1的电流量根据所述指纹感测电极的输出 电压而改变； 第二晶体管T2，其中，流过所述第二晶体管T2的电流量根据流过所述第一晶体管T1的 电流之间的差而改变；以及， 第三晶体管T3,所述第三晶体管T3复位所述第一晶体管T1的栅极电极，并且经由脉冲 信号提供与所述第一晶体管T1的所述栅极电极的电容耦合。
2. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，像素电容Cs连接到所述第一晶体管 T1的漏极电极和电源电压，或连接在所述第一晶体管T1的漏极电极和电源电压之间。
3. 根据权利要求2所述的电容指纹传感器，进一步包括第四晶体管T4,所述第四晶体 管T4连接在所述电源电压和所述第一晶体管T1的所述漏极电极之间，并且通过扫描信号 Scan n+1或扫描信号Scan n-1被切换，以由此使用所述电源电压来将所述第二晶体管T2 复位。
4. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述第三晶体管T3以二极管形状形 成。
5. 根据权利要求4所述的电容指纹传感器，其中，所述第三晶体管T3被配置为使得当 所述第一晶体管T1是PMOS时，所述漏极电极和所述栅极电极共同地连接到所述第一晶体 管T1的栅极。
6. 根据权利要求4所述的电容指纹传感器，其中，当所述第一晶体管T1是NMOS时，所 述第三晶体管T3通过所述栅极电极和源极电极共同地输入所述脉冲信号。
7. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述第三晶体管T3使用所述第一晶 体管T1的栅极来切换所述脉冲信号。
8. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述第二晶体管T2连接在所述电源 电压和驱动电路单元1之间。
9. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述脉冲信号被形成为重复高压和 低压的时钟信号，所述时钟信号在一个帧期间被连续地施加。
10. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述脉冲信号在一个帧期间被保持 为高压，并且然后当向对应的像素施加扫描信号Scan n时，所述脉冲信号被转换为低压一 次，或者，所述脉冲信号被在一个帧期间被保持为低压，并且然后当向对应的像素施加扫描 信号Scan n时，所述脉冲信号被转换为高压一次。
11. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述第一晶体管T1在所述脉冲信号 的高压处被复位，并且在所述脉冲信号的低压处被耦合，或者，所述第一晶体管T1在所述 脉冲信号的低压处被耦合，并且在所述脉冲信号的高压处被复位。
12. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述指纹感测电极Cfp由指纹电容 Cfp电极2和保护膜3形成，并且感测在所述指纹电容Cfp电极和根据在所述保护膜3中感 测到的指纹的脊和谷之间的在高度上的差别形成的电容之间的差别。
13. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所述脉冲信号的电压电平被控制， 以由此控制流过所述感测晶体管2的电流量。
14. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，进一步包括第五晶体管，所述第五晶体管 根据所述扫描信号Scan n而切换流过所述第二晶体管T2的电流，以便流入所述驱动电路 单元1。
15. 根据权利要求13所述的电容指纹传感器，进一步包括第六晶体管，所述第六晶 体管连接在所述第二晶体管T2的所述栅极电极和所述电源电压之间，并且通过扫描信号 Scan n+1或扫描信号Scan n-1而切换以由此复位所述第二晶体管的栅极电压。
16. 根据权利要求13所述的电容指纹传感器，进一步包括另一个第六晶体管，所述另 一个第六晶体管连接在所述第二晶体管T2的所述栅极电极和所述漏极电极之间，并且通 过扫描信号Scan n+1或扫描信号Scan n-1被切换以由此复位所述第二晶体管T2的所述 栅极电压，并且同时补偿阈值电压之间的差。
17. 根据权利要求1所述的电容指纹传感器，其中，所应用的晶体管由PMOS或NMOS形 成。
【专利摘要】本发明涉及一种电容指纹传感器。该电容指纹传感器可以首先感测在电容上的差，并且放大与所感测的差值对应的信号，然后其次在像素中再一次放大该放大的信号，以改善感测灵敏度。因此，可以因为感测灵敏度的改善而在厚度上增大传感器的上保护膜，以由此具有静电放电(ESD)和物理冲击的强的耐受性。该电容指纹传感器包括：指纹感测电极Cfp，用于感测人的指纹；第一晶体管T1，其中，流过其中的电流量根据指纹感测电极的输出电压而改变；第二晶体管T2，其中，流过其中的电流量根据流过第一晶体管T1的电流的差而改变；以及第三晶体管T3，通过其复位第一晶体管T1的栅极电极，并且经由脉冲信号电容耦合第一晶体管T1的栅极电极。
【IPC分类】G06K9-46, G06K9-20, G01R27-26
【公开号】CN104662430
【申请号】CN201280074852
【发明人】姜汶孝, 许智镐
【申请人】硅显示技术有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2012年5月22日
【公告号】EP2853906A1, US8766651, US20130314148, WO2013176302A1