兼具指纹辨识与触控侦测的显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型是关于一种显示屏幕的结构，尤指一种兼具指纹辨识与触控侦测的显 示设备。
【背景技术】
[0002] 现代消费性电子装置多配备触摸板做为其输入设备之一。触摸板根据感测原理的 不同可分为电阻式、电容式、音波式、及光学式等多种。
[0003]已知的触控式平面显示器是将触控面板与平面显示器直接进行上下的叠合，因为 叠合的触控面板为透明的面板，因而影像可以穿透叠合在上的触控面板显示影像，再通过 触控面板作为输入的媒介或接口。然而这种已知的技术，因为于叠合时，必须增加一个触控 面板的完整重量，使得平面显示器重量大幅地增加，不符合现今市场对于显示器轻、薄、短、 小的要求。而且直接叠合触控面板以及平面显示器，不但增加触控面板本身的厚度，且降低 了光线的穿透率，还增加了反射率与雾度，使屏幕显示的质量大打折扣。
[0004]针对前述的缺点，触控式平面显示器改采嵌入式触控技术。嵌入式触控技术目前 主要的发展方向可分为On-Cell及In-Cell两种技术。On-Cell技术是将投射电容式触控 技术的感应电极（Sensor)制作在面板彩色滤光片（ColorFilter，CF)的背面（即贴附偏光 板面），整合为彩色滤光片的结构。In-Cell技术则是将感应电极（Sensor)置入IXDCell 的结构当中，目前主要利用的感应方式也可分为电阻（接触）式、电容式与光学式三种。
[0005] 由于In-Cell Touch技术是将触控元件整合于显示面板之内，以使得显示面板本 身就具备触控功能，因此不需要另外进行与触控面板贴合或是组装的工艺，这样技术通常 都是由显示面板厂开发。
[0006]同时，生物特征的感测与比对技术早已成熟并广泛被应用于个人的身份辨识与确 认。已知的生物辨识方式有指纹辨识、声纹辨识、虹膜辨识、视网膜辨识等。
[0007] 基于安全舒适与辨识效率等综合考虑，指纹辨识已成为生物辨识的主流方式。指 纹辨识通常涉及扫描输入一用户的指纹特征或影像，并储存此影像及/或该指纹独有的特 征，再将此扫描指纹的特征资料与资料库中已建立的指纹参考信息作比对，以辨识或确认 个人的身份。
[0008]指纹辨识的影像输入可分为光学扫描、热影像感应、电容式感应等方式。光学扫描 方式由于装置体积较大、耗电能的考虑或工艺繁复良率不佳，且普遍易受假指纹欺愚，以致 难以应用于移动式电子装置，热影像感应的正确性与可靠性不佳亦无法成为主流，故电容 式影像感测逐渐成为移动式电子装置应用生物辨识的主流技术。
[0009] 图1是已知指纹感应区的局部剖视轮廓图，其显示在一个电容式指纹辨识传感器 中，一手指指纹与该电容式指纹辨识传感器之间的相互作用。如图1所示，该指纹13的指 纹峰14是位于感测元件上。该电容式指纹辨识传感器具有多个感测元件11，手指指纹13 按压在一非导电的保护层12上。在已知技术中，该保护层12的厚度约为50μm-100μm，如 此感测元件11方能感测到指纹13的指纹峰14信号。
[0010] 然而，该保护层12若采用玻璃等材质且厚度约为50μm-100μm时，往往因手指施 力不当的按压，而导致破裂。图2是已知指纹感应区的另一局部剖视轮廓图，其中，保护层 12的厚度增加至为200μπι-300μπι。图2中仅为示意图，并非实际元件的尺寸。当该保护 层12的厚度增加时，指纹峰14与感测元件11-1的距离dl和指纹峰14与感测元件11-2 的距离d2的差异变小，亦即dlhd2:，故感测元件11-1与感测元件11-2所量测到的信号无 甚差别，因此无法正确地进行指纹感测。亦即，先前技术面临保护层12的厚度小时，容易导 致保护层12破裂，而保护层12的厚度大时，无法正确地进行指纹感测的两难问题。
[0011] 针对前述两难问题，苹果公司采用蓝宝石作为该保护层12的材质，以免保护层12 因施力不当而导致破裂的困境；却又因此延伸出成本大幅增加的问题。
[0012] 此外，已知平面显示器是使用薄膜晶体管工艺（TFT工艺），为了减少工艺及降低 成本，故将In-CellTouch触控元件整合于显示面板之内。然而已知的按压型电容式指纹 辨识传感器多采取集成电路工艺（1C工艺），使得电容式指纹辨识传感器难以整合运用于 已知平面显示器的中。因此，已知具指纹辨识的触控显示设备仍有改善的空间。 【实用新型内容】
[0013] 本实用新型的主要目的在提供一种兼具指纹辨识与触控侦测的显示设备，可于一 薄膜晶体管及感应电极层上形成一个以上在不同位置的巨集感应电极区块，以同时进行指 纹影像侦测或触控感应。同时由于具有一个以上在不同位置的该巨集感应电极区块，本实 用新型可同时辨识多个手指的指纹。由于该薄膜晶体管及感应电极层是位于显示设备的可 视区，因此可直接于显示设备的可视区进行指纹影像侦测，无需为了指纹影像侦测而额外 占据可视区外的空间，尤其适合窄边框的手持式装置。
[0014] 依据本实用新型的一特色，本实用新型提出一种兼具指纹辨识与触控侦测的显示 设备，包括一第一基板、一第二基板、一薄膜晶体管及感应电极层、及一薄膜晶体管层。该第 一基板及该第二基板以平行成对的配置将一显示材料层夹置于二基板之间。该薄膜晶体管 及感应电极层位于该第一基板面对该显示材料层的一侧，该薄膜晶体管及感应电极层具有 多个感应电极，以进行指纹辨识感测与触控感测。
[0015] 其中，该薄膜晶体管及感应电极层还包含：
[0016] 多个资料读出选择元件，每一个资料读出选择元件对应至一个感应电极，每一个 资料读出选择元件具有一第一端点、一第二端点及一第三端点，其中该第一端点连接至该 对应的感应电极；
[0017] 多个共同信号选择元件，每一个感应电极对应到至少一个共同信号选择元件，每 一个共同信号选择元件具有一第一端点、一第二端点及一第三端点，其中该第一端点连接 至该对应的感应电极；
[0018] 多条资料读出选择走线，每一条资料读出选择走线连接到至少一个相对应的资料 读出选择元件的第二端点；
[0019] 多条感测信号读出线，每一条感测信号读出线连接至该至少一个相对应的资料读 出选择元件的第三端点；以及
[0020] 多条共同信号选择走线，每一条共同信号选择走线连接到至少一个相对应的共同 信号选择元件的第二端点；
[0021] 其中，通过该多个资料读出选择元件及该多个共同信号选择元件，将多个感应电 极分为至少一感测区域及至少一非感测区域。
[0022] 其中，该每一个资料读出选择元件是一第一薄膜晶体管，该每一个共同信号选择 元件是一第二薄膜晶体管。
[0023]其中，该第一薄膜晶体管的一栅极对应至该资料读出选择元件的第二端点，该第 一薄膜晶体管的一源/漏极对应至该资料读出选择元件的第一端点，该第一薄膜晶体管的 另一源/漏极对应至该资料读出选择元件的第三端点。
[0024]其中，该多个感应电极的每一个感应电极为多边形、圆形、椭圆形、矩形或方形。
[0025]其中，该多个感应电极的每一个感应电极为下列其中之一：透明导电膜ΙΤ0材质、 氧化锌锡薄膜材质、ΕΤ0材质、纳米银，导电高分子材质、纳米碳管材质、及石墨稀材质。
[0026]其还包含：一薄膜晶体管层，位于该第二基板面向该显示材料层一侧，该薄膜晶体 管层具有K条栅极驱动线及L条源极驱动线，该K条栅极驱动线及L条源极驱动线分别设 置于一第一方向及一第二方向，以形成多个像素区块，每一像素区块具有对应的一像素晶 体管及一像素电容，依据一显像像素信号及一显示驱动信号，以驱动对应的该像素晶体管 及该像素电容，进而执行显示操作，其中，K、L为正整数。
[0027]该薄膜晶体管及感应电极层的每一个感应电极的大小为该像素区块的N倍，N为 正整数且N大于等于1。
[0028]其还包含：一第一遮光层，位于该第一基板与该薄膜晶体管及感应电极层之间，该 第一遮光层由多条第一遮光线所构成，该多条第一遮光线分别设置于该第一方向及该第二 方向，以形成多个透光区块；该多条第一遮光线的位置是相对应于该薄膜晶体管层的该K 条栅极驱动线及该L条源极驱动线的位置；
[0029]-彩色滤光层，位于该薄膜晶体管及感应电极层面向该显示材料层的一侧；以及
[0030]一保护层，位于该彩色滤光层面向该显示材料层的一侧。
[0031]其还包含：一透明电极层，位于该保护层面