识别装置的制作方法

本发明涉及本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种识别装置。

背景技术：

随着科技的进步和社会的发展，识别技术的到越来越广泛的应用，尤其是生物信息识别技术，目前已广泛应用于各种领域，例如门禁、考勤、电子设备解锁等。

但是，目前识别装置在经触发，由睡眠状态切换至工作状态时，普遍存在误触发率较高和触发速度较慢的问题。

同时，在传感器进行识别时，由被识别对象产生的寄生电容会对传感器工作造成干扰。

技术实现要素：

本发明实施例解决的问题是如何准确快速的切换识别装置状态，提高识别的准确性。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种识别装置，所述识别装置包括：触碰单元、触碰信号处理单元、传感器单元；

所述触碰单元相对于所述传感器单元设置，包括导电层、绝缘层，所述导电层位于所述绝缘层和所述传感器单元之间；

所述触碰信号处理单元耦接至所述触碰单元的导电层，所述触碰单元包括至少一个触碰区域，所述触碰信号处理单元适于根据所述触碰区域的的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化，控制所述传感器单元的工作状态。

可选的，所述触碰信号处理单元适于根据所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态包括：

在所述触碰单元仅包括一个所述触碰区域时，所述触碰区域的的电容或 感应电荷数量发生阈值以上变化时为所述传感器单元供电。

可选的，所述根据所述触碰单元的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态包括：

在所述触碰单元包括至少两个所述触发区域时，所述触碰单元中电容或感

应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目大于预设值时，为所述传

感器单元供电。

可选的，所述触碰信号处理单元包括：触碰信号接收电路、数目判断电路、控制电路；

所述触碰信号接收电路连接至所述至少一个触碰区域，适于检测所述触碰区域的电容或感应电荷数量变化，将所述触碰区域的触碰信号送至所述触碰信号处理电路；

所述数目判断电路适于对所述触碰区域的信号进行处理，判断所述触发区域的电容发生阈值以上变化的数目；

所述控制电路适于根据述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的数目，控制所述传感器单元的工作状态。

可选的，所述传感器单元包括光学传感器；

所述触碰单元覆盖所述传感器单元的像素区域；

所述触碰单元是透明的触碰单元。

可选的，所述透明的触碰单元中导电层材料是ITO。

可选的，所述透明的触碰单元中绝缘层材料包括以下任一种：氮化硅、陶瓷、蓝宝石、玻璃、氧化锆微晶体、PET。

可选的，所述传感器单元包括：像素阵列、背光源、读出电路以及驱动电路；

所述像素阵列位于所述背光源与被识别物体之间，所述背光源适于透过所述像素阵列照射至被识别物体；

所述像素阵列适于将所述被识别物体的反射光转换为电信号；

所述读出电路适于读出所述电信号。

可选的，所述像素阵列包括晶体管和光电二极管；

所述像素阵列中，每个光电二极管的阴极连接至与其对应的所述晶体管的源极；

每行所述光电二极管的阳极相连接，适于接入第一电压；

每行所述晶体管的栅极相连接，形成行扫描线，连接至所述驱动电路；

每列所述晶体管的漏极相连接，形成数据线，连接至所述读出电路。

可选的，所述导电层包括若干间隔分布的导电层单元，所述导电层单元的间隔位置对应所述光电二极管上极板膜的位置，所有导电层单元电连接。

可选的，所述电连接方式包括：在非像素区域电连接或者通过分布在像素区域的连接线电连接。

可选的，所述光电二极管是非晶硅光电二极管，所述晶体管是非晶硅薄膜晶体管，所述驱动电路是非晶硅栅极驱动电路。

可选的，所述触碰单元还覆盖所述非晶硅栅极驱动电路。

可选的，所述光学传感器包括以下至少一种：指纹传感器，指静脉传感器。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

通过设置相对于所述传感器单元的触碰单元，根据所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态，位于所述传感器单元和所述绝缘层之间的导电层对干扰传感器单元正常工作的寄生电容进行屏蔽，从而提高识别的准确性。另外，由于触碰单元相对于传感器单元设置，面积较大，经触碰后电容或感应电荷数量变化大，反馈至触碰信号处理单元的触碰信号大，从而可以更加准确快速的切换识别装置的状态。

进一步，在触碰单元包括至少两个触碰区域时，利用触碰信号处理单元检测所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的数目，在仅有 一个所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化时保持状态不变，而误触一般仅碰到一个触碰区域，从而降低识别装置的误触发率。

进一步，由于所述触碰单元覆盖范围包括所述栅极驱动电路，从而可以在为更加准确快速的切换识别装置的状态提供触碰信号的同时，对栅极驱动电路进行保护。

进一步，所述导电层包括若干间隔分布的导电层单元，所述导电层单元的间隔位置对应所述光电二极管上极板膜的位置，从而避免二者形成寄生电容，影响触碰功能的灵敏性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种识别装置结构示意图；

图2是本发明实施例中另一种识别装置结构示意图；

图3是本发明实施例中一种传感器单元的示意图；

图4是本发明实施例中另一种传感器单元的电路图；

图5是本发明实施例中一种识别装置中各部分的位置关系图；

图6是沿图5所示的识别装置的AA方向剖面图；

图7是本发明实施例中一种识别装置的示意图；

图8是本发明实施例中一种识别装置的触碰区域示意图；

图9是本发明实施例中另一种识别装置的触碰区域示意图。

具体实施方式

如前所述，目前识别装置在经触发，由睡眠状态切换至工作状态时，普遍存在误触发率较高和触发速度较慢的问题。

同时，在传感器进行识别时，用户手指与识别传感器之间形成的寄生电容会对传感器工作造成干扰。

本发明实施例通过设置相对于所述传感器单元的触碰单元，根据所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态，位于所述传感器单元和所述绝缘层之间的导电层 对干扰传感器单元正常工作的寄生电容进行屏蔽，从而提高识别的准确性。另外，由于触碰单元相对于传感器单元设置，面积较大，经触碰后电容或感应电荷数量变化大，从而可以更加准确快速的切换状态。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明实施例中一种识别装置结构示意图。如图1所示的识别装置10包括：触碰单元11、触碰信号处理单元13、传感器单元12；

其中触碰单元11相对于传感器单元12设置，包括绝缘层111、导电层112，导电层112位于绝缘层111和所述传感器单元12之间；

触碰信号处理单元13耦接至所述触碰单元11的导电层112，所述触碰单元包括至少一个触碰区域(图中未示出)，所述触碰信号处理单元13适于根据所述触碰单元11中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元12的工作状态。

在具体实施中，传感器单元12包括绝缘层121，绝缘层121的材料可以为SiNx或SiO₂。

本发明实施例通过设置相对于所述传感器单元12的触碰单元11，根据所述触碰单元11中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元12的工作状态，位于所述传感器单元12和所述绝缘层111之间的导电层112，可以对干扰传感器单元正常工作的寄生电容，也就是来源于手指与传感器数据线、扫描线之间形成的电容进行屏蔽，从而提高识别的准确性。另外，由于触碰单元11相对于传感器单元12设置，面积较大，经触碰后电容或感应电荷数量变化大，从而可以更加准确快速的切换识别装置的状态。

在具体实施中，所述触碰信号处理单元根据所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态，可以是在所述触碰单元仅包括一个所述触碰区域时，所述触碰区域的的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化时为所述传感器单元供电。

在本发明另一实施例中，所述根据所述触碰单元的电容或感应电荷数量 发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态，是在所述触碰单元包括至少两个所述触发区域时，所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目大于预设值时，为所述传感器单元供电。所述预设值由用户设定，可以是一个或者多个。

在本发明一实施例中，通过在触碰单元中设置至少两个触碰区域，将所述预设值设为两个，利用触碰信号处理单元检测所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的数目，在仅有一个所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化时保持状态不变，而误触一般仅碰到一个触碰区域，从而降低识别装置的误触发率。

图2是本发明实施例中另一种识别装置结构示意图。识别装置20包括触控单元21、传感器单元22与触碰信号处理单元23，三者间的连接关系可以参照图1中触控单元11、传感器单元12与触碰信号处理单元13，在此不再赘述。

在具体实施中，触碰信号处理单元23包括触碰信号接收电路231、数目判断电路232以及控制电路233。

其中，所述触碰信号接收电路231分别连接至所述至少两个触碰区域：第一触碰区域211和第二触碰区域212，检测第一触碰区域211和第二触碰区域212的电容或感应电荷数量变化，将与电容或感应电荷数量变化相对应的触碰信号送至所述触碰信号接收电路231，数目判断电路232适于对触碰区域电容或感应电荷数量变化信号进行处理，判断所述触发区域的电容发生阈值以上变化的数目；控制电路233适于根据述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的数目，控制所述传感器单元22的工作状态。

在具体实施中，判断电容或感应电荷数量发生变化的阈值可以由用户根据触碰区域材料、大小、使用场景等因素自行设定。

在本发具体实施中，传感器单元可以是光学传感器，触碰单元由透明材料制作。

在本发明一实施例中，导电层材料为氧化铟锡(Indium-Tin Oxide，ITO)。ITO作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，使用ITO作为 导电层，经触碰后电容或感应电荷数量变化大，从而可以更加准确快速的切换识别装置的状态。

可以理解的是，在实际应用中，导电层材料并不仅限于ITO，任何透明导电材料均可作为本发明中导电层材料。

在具体实施中，触碰单元中绝缘层材料可以是氮化硅、陶瓷、蓝宝石、玻璃或氧化锆微晶体或者PET中的任一种。

在具体实施中，光学传感器可以是指纹传感器、静脉传感器等。指纹由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，目前应用较广。指纹识别即指通过比较不同指纹的特征点来进行鉴别，由于每个人的指纹具有明显的区别，因此可以用来进行身份鉴别。

目前指纹传感器从分类上主要分为光学指纹传感器和半导体指纹传感器。光学指纹传感器主要是利用光的折射和反射原理。

在具体实施中，用户将手指放置在光学镜片上，光从传感器的背部发射，穿过指纹传感器射到手指，被手指反射回去，由于手指凹凸不平，所以对光的折射角度不同，反射回去的光不一样多。反射回去的光投射到传感器的光电二极管上，形成光电流，这些光电流再被外部电路读出，最终形成相应的数字信号，形成与指纹相应的灰阶图像。

本发明实施例中识别装置不同于传统的光学式识别装置：因为基于非晶硅工艺，所以传感器基板可以玻璃之类的透明基板，这样可以在传感器底部放置背光。因此结构简单、小巧，成本低：传统光学式指纹识别传感器是基于单晶硅工艺，基板是晶圆，这样光源不能是背光式，而是利用棱镜折射，这样机构复杂，体积大，成本高。

在本发明一实施例中，传感器单元包括：像素阵列、背光源、读出电路以及驱动电路；所述像素阵列位于所述背光源与被识别物体之间，所述背光源透过所述像素阵列照射至被识别物体；所述光电二极管将所述被识别物体的反射光转换为电信号；所述读出电路读出所述电信号。

图3是本发明实施例中一种传感器单元的示意图。传感器单元30包括像素阵列、背光源31、读出电路以及驱动电路(图中未示出)。其中像素阵列为 图中在基板34上形成的像素单元阵列，图中示出像素单元321至323。本发明实施例以玻璃或者其它透明基材作为基板34，然后在其上集成光电二极管为探测器件；像素阵列位于所述背光源31与被识别物体33之间，所述背光源31透过所述像素阵列照射至被识别物体33。

在具体实施中，被识别物体33可以是手指，背光源31透过所述像素阵列照射在手指上，通过手指凹凸不平的纹路反射到传感器上，传感器的光电二极管将入射光转换为相应量的电子信号，并最终形成与指纹信息相应的电子信号。

目前指纹识别传感器主要应用在电子产品上，特别是智能手机上，用于屏幕解锁或者电子支付。对于屏幕解锁功能，首先要唤醒屏幕或按一下电源键等亮屏之后再按上指纹才能解锁，或者需要按住HOME键不松手才能识别指纹传感器，会延迟指纹传感器的感应时间，从而增加电子设备的解锁或者其它应用时间以及功耗。

而有些指纹传感器也有休眠唤醒功能，指纹解锁可以在息屏状态下进行，只要在开机状态下，无需唤醒手机，只需要按上指纹便可解锁，直接跳到桌面。但是其指纹传感器的唤醒触点很小，只是分布在像素阵列以外的且没有线路的地方，所以容易误触发。

本发明实施例通过设置相对于所述传感器单元的触碰单元，根据所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态，位于所述传感器单元和所述绝缘层之间的导电层对干扰传感器单元正常工作的寄生电容进行屏蔽，从而提高识别的准确性。另外，由于触碰单元相对于传感器单元设置，面积较大，经触碰后电容或感应电荷数量变化大，反馈至触碰信号处理单元的触碰信号大，从而可以更加准确快速的切换识别装置的状态。

在本发明一实施例中，所述像素阵列包括晶体管和光电二极管，每个光电二极管的阴极连接至与其对应的所述晶体管的源极；每行所述光电二极管的阳极相连接，适于接入第一电压；每行所述晶体管的栅极相连接，形成行扫描线，连接至所述驱动电路；每列所述晶体管的漏极相连接，形成数据线， 连接至所述读出电路。

在具体实施中，所述光电二极管可以是非晶硅光电二极管，所述晶体管可以是非晶硅薄膜晶体管，所述驱动电路可以是非晶硅栅极驱动电路。

在具体实施中，触碰单元可以覆盖所述栅极驱动电路。由于所述触碰单元覆盖范围包括所述栅极驱动电路，从而对栅极驱动电路进行保护。

图4是本发明实施例中另一种传感器单元的电路图。传感器单元40包括像素阵列、背光源(未示出)、读出电路42以及驱动电路41。其中晶体管是晶体管，图中示出了四行四列的像素阵列，每个光电二极管的阴极连接至与其对应的所述晶体管的源极，以第一行第一列的光电二极管43和晶体管44为例，光电二极管43的阴极连接至与其对应的晶体管44的源极；每行所述光电二极管的阳极相连接，适于通过端口P41接入第一电压；每行所述晶体管的栅极相连接，形成行扫描线，图中示出四条扫描线411-414，分别连接至所述驱动电路41；每列所述晶体管的漏极相连接，形成数据线，图中示出四条数据线421-424，分别连接至所述读出电路42。可以理解的是，虽然图中示出了四行四列的像素阵列，但阵列的大小可以根据需要自行设定。

下面结合图3对如图4所示的传感器单元工作原理进行介绍。扫描线和数据线按照X轴和Y轴交错排列形成一个像素阵列，也就是如图3所示的像素单元321-323组成的像素阵列。像素阵列的每一个像素单元包括一个光电二极管和一个晶体管，如第一行第一列的光电二极管43和晶体管44，光电二极管用于将可见光转化成电荷，晶体管控制像素单元的开与关。扫描线由驱动电路41(Gate Driver circuit)控制，数据线由读出电路42(Read Out IC)控制，其可以将每个像素的信号读出并转换成数字信号，并最终形成反映指纹信息的灰阶图像。

在具体实施中，所述导电层可以包括若干间隔分布的导电层单元，所述导电层单元的间隔位置对应所述光电二极管上极板膜的位置。图5是本发明实施例中一种识别装置中各部分的位置关系图。图5为识别装置顶视图，示出了六行六列的像素单元。

导电层51包括六列间隔分布的导电层单元510，六列导电层单元510在 非像素区域(图中未示出)相连接。相邻两导电层单元510之间的区域52的位置对应像素阵列中光电二极管上极板膜的位置。

下面结合图6对识别装置中各部分的位置关系进行进一步说明，图6是沿图5所示的识别装置的AA方向剖面图。传感器单元62包括绝缘层621、光电二极管上极板膜622、非晶硅薄膜晶体管623、玻璃基板624。可以看出，导电膜61与光电二极管上极板膜622的位置在AA方向上并不存在重合部分，从而避免了寄生电容的产生。

在本发明一实施例中，导电层单元通过分布在像素区域连接线进行电连接。图7是本发明实施例中一种识别装置的示意图。连接线73对导电层单元710进行电连接，使得导电层71呈网状排布。图中使出了两条连接线73，但可以理解的是，连接线的分布可以调整，可以对连接线的间隔进行设置。

在本发明一实施例中，所述光电二极管是非晶硅光电二极管，所述晶体管是非晶硅薄膜晶体管，所述驱动电路是非晶硅栅极驱动电路。驱动电路与像素阵列区通过同一工艺过程一起形成。

图8是本发明实施例中一种识别装置的触碰区域示意图。其中，触碰区域分为81和82两块，触碰区域同时覆盖了像素阵列区、扫描线以及驱动电路区。触碰区域分别连接到触碰信号处理单元(图中未示出)上，如果手指与触碰区域接触，二者之间会形成电容，手指作为电容的一个极板，触碰区域作为另外一个极板。在手指与触碰区域接触前后，触碰区域上的电容或感应电荷数量会有变化，被外围电路检测到，判断发生变化的个数，进而决定何时外围电路给指纹传感器供电，在供电时，传感器被触发工作，然后电子设备工作。

利用触碰信号处理单元检测所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的数目，可以设定在仅有一个所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化时保持状态不变，而误触一般仅碰到一个触碰区域，从而可以通过此种设定降低识别装置的误触发率。用户也可以根据需要进行其他设定。

图9是本发明实施例中另一种识别装置的触碰区域示意图。其中触碰区 域分为91-94四块，利用触碰信号处理单元检测所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的数目，在仅有一个所述触碰区域的电容或感应电荷数量发生阈值以上变化时保持状态不变，而误触一般仅碰到一个触碰区域，从而降低识别装置的误触发率。用户可根据需要设定启动识别单元时，电容或感应电荷数量发生变化的触碰区域数目。可以理解的是，触碰区域的形状及个数也可以根据用户需要进行设定。

可以理解的是，图5、图6、图7是本发明实施例中传感器单元的微观图示，图中间隔区域是微米级别。图8、9是宏观图示，因为间隔区域是微米级，一般不超过10微米，所以在宏观上就是表现为触碰区域铺成一片，其实微观下是图6、7或图8的形状。

本发明实施例通过设置相对于所述传感器单元的触碰单元，根据所述触碰单元中电容或感应电荷数量发生阈值以上变化的触碰区域的数目，控制所述传感器单元的工作状态，位于所述传感器单元和所述绝缘层之间的导电层对干扰传感器单元正常工作的寄生电容进行屏蔽，从而提高识别的准确性。另外，由于触碰单元相对于传感器单元设置，面积较大，经触碰后电容或感应电荷数量变化大，反馈至触碰信号处理单元的触碰信号大，从而可以更加准确快速的切换识别装置的状态。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。