一种触摸面板阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电子技术领域，具体涉及一种触摸面板阵列。
【背景技术】
[0002]指纹识别技术把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的，并且终生不变。依据人类指纹的唯一性与稳定性特征，通过对待测人员指纹图案的采集，特征信息的提取，以及与预先存储的指纹样本数据进行比对，来实现身份鉴别。数字化的指纹识别是集生物技术、传感器技术、数字图像处理、模式匹配，以及其他电子技术于一身的高新技术。随着社会的发展，指纹识别的应用已经从传统的门禁，刑事侦查，个人信息备案等扩展到了更加宽泛的领域。
[0003]目前主流市场上流行的为电容感应型传感器，指纹识别传感器根据信号采集方式可分为划擦式(Swipe)和按压式(Area)。在iPhoen5S推出之前，之前应用在笔记本电脑、手机上的指纹识别基本上采用划擦式采集方式。
[0004]划擦式指纹识别，需要手指从传感器上方划过，系统对手指划过时采集到的每一块指纹进行检测，再进行拼接，才能形成完整的指纹。划擦式采集方式的优点是传感器可以做的小，降低成本，但是缺点也非常明显，在识别过程中手指滑动的速度、力度都会影响指纹的采集，甚至手指的偏左或偏右都会对识别造成困难。所以划擦式指纹识别传感器的用户体验性一般。
[0005]按压式指纹识别，只需轻轻放置一次手指，传感器会采集多次图像，与HOME按键的整合更显自然。iPhone5S以及新推出的6、6plus、iPadair2/mini3等苹果产品应用的都是按压式指纹识别传感器，并通过其增强算法，达到360度的效果，不需要用户把手指摆正，只需把手指随意放上去，几乎都可以被识别。按压式指纹识别非常符合人的行为习惯，有很好的用户体验，且通常识别率也较高，非常适合在手机、平板等对指纹识别使用频繁的终端应用。将指纹传感器集成到智能手机中，用于屏幕解锁以及替代传统的密码输入来进行无线支付等功能。由此可见，按压式指纹识别方案会是智能移动终端应用主流。
[0006]目前，带指纹识别的手机中，有置于正面与HOME键结合的，也有置于背面的。比如苹果移动市场的产品是将指纹识别模块与HOME键结合，而很多Android系统手机并没有HOME实体键，所以对于Android手机来说，指纹识别传感器置于正面是有难度的。一是为了搭配正面指纹识别，即使会破坏手机美观，但是不得不要在正面开孔做实体HOME键，这使得手机ID设计面临难题；二是使用类似汇顶新推出的IFS方案，将指纹识别传感器做在手机盖板玻璃下面，其实这样做来说跟开孔的区别不大，只不过能跟玻璃屏连在一起，无法起到实质的改进。不论是IFS还是实体HOME键，不透明的实体按键就只能占据整个手机面板的额外区域，限制手机的有效显示面积。这样的缺陷显然与当今智能手机大屏化的趋势格格不入。特别是对于即将普及的可穿戴式设备，如智能手表，由于无法放置非透明的指纹识别模块，将影响在智能手表上进行移动支付的体验性和安全性。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供了一种触摸面板阵列。
[0008]—种触摸面板阵列，包括支持指纹识别模式和触控模式的指纹识别区；所述指纹识别区内的每个阵元均对应有时序在先的第一扫描线以及时序在后的第二扫描线，每个阵元包括:
[0009]电容电极，用于在指纹接触处形成感应电容；
[0010]充电开关，一端与电容电极连接，另一端与该阵元对应的第一扫描线相连，第一扫描线上施加高电平时充电开关导通；
[0011]转换模块，输入端连接该阵元对应的第二扫描线用以电压采样，输出端连接该阵元对应的感应线用以输出经转换放大的感应电流，控制端连接电容电极用以获取控制电压信号。
[0012]本发明的触控面板阵列(即触摸面板阵列)除指纹识别区外，还可以设有仅支持触控的触控区。
[0013]在实际使用时，触控面板阵列需要外加扫描电路和电容侦测电路，通过扫描电路为扫描线施加时序脉冲，通过电容侦测电路侦测电容变化以用于指纹识别。
[0014]对于某一扫描线而言，对于一个阵元而言其为第一扫描线，对于另一阵元而言其可能为第二扫描线。针对所有阵元呈行、列规则的矩阵排列触控面板阵列，按行进行扫描时，对于任意相邻的两行阵元，上一行阵元的第二扫描线同时作为下一行阵元的第二扫描线。
[0015]本发明的触控面板阵列在工作时以阵元作为最小功能单元，各个阵元的工作原理如下:
[0016]对于指纹接触处，电容电极与手指之间形成感应电容。当第一扫描线上施加的电压为高电平时，充电开关导通，通过第一扫描线对形成的感应电容进行充电。
[0017]此后，第一扫描线上施加的电压转为低电平，第二扫描线施加的电压为高电平，此时感应电容经过充电后，电容电极上有电荷存储，输出高电平，通过转移模块对第二扫描线和电容电极之间的压差进行转移放大，通过输出端输出转移放大后的感应电流，以供外围电容侦测电路进行侦测。
[0018]通过转移放大输出的感应电流与现有技术中直接通过侦测电容放电电流的方式进行比较，能够大大提高指纹识别的精度。
[0019]该触摸屏阵列中的阵元排列形成一个二维阵元阵列，每个阵元实际上为相邻两条感应线和扫描线所围成的封闭区域。感应线和扫描线均为透明导线，在触控面板阵列中可通过光刻转移图案工艺得到。通常分为两组，一组横向分布，一组纵向分布，选定一组为感应线，另一组则为扫描线。
[0020]作为优选，所述的阵元的大小为0.05X0.05?0.1X0.1mm2。
[0021]阵元的尺寸直接影响到识别精度，尺寸越小识别精度越高。本发明通过设定该指纹识别区相邻两条感应线、相邻两条扫描线之间的间距均小于或等于0.1_，使指纹识别区的识别精度达到0.1mm (或小于0.1mm)。
[0022]所述的充电开关包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极和源极串联后与第一扫描线相连，漏极与电容电极相连。所述的转换模块包括第二薄膜晶体管，所述转换模块以第二薄膜晶体管的栅极作为控制端，源极作为输入端，漏极作为输出端。
[0023]在第二薄膜晶体管栅极和源极间的电压很小的情况下，即可得到较大的感应电流，大大提高了指纹识别精度。
[0024]为进一步提尚的指纹识别精度，转换t旲块可以为具有多级放大的功能。由于本实施例中转换模块基于晶体管实现，通常放大的级数越高，转换模块实现该放大功能所需要的晶体管的数量越多。
[0025]考虑到阵元的尺寸有限和现有的薄膜晶体管制备工艺，作为优选，所述的转换模块包括第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管；所述转换模块以第三薄膜晶体管的栅极作为控制端，以第四薄膜晶体管的源极作为输入端，漏极作为输出端；
[0026]其中，第三薄膜晶体管的漏极接地，源极与第四薄膜晶体管的栅极连接，且第三薄膜晶体管的源极通过一电阻与第四薄膜晶体管的源极连接。
[0027]由于第四薄膜晶体管的源极与第二扫描线连接，因此，具体实现时，可使第三薄膜晶体管的源极通过一电阻同时与第四薄膜晶体管的源极和第二扫描线连接。
[0028]使第三薄膜晶体管的源极通过一电阻与第四薄膜晶体管的源极，主要是利用过该电阻将第三薄膜晶体管的源漏电流转换为第四薄膜晶体管的栅极电压。此电压的最佳值在扫描电压的中间值附近，这样第三薄膜晶体管栅极电压变化引起的源漏电流浮动就会很好地体现出来，有利于提高触控面板阵列的识别精度。
[0029]作为优选，所述电阻的阻值为0.1?5ΜΩ。进一步优选，所述电阻的阻值为1ΜΩ?5ΜΩ。
[0030]所述阵元对应设有地线，所述第三薄膜晶体管的漏