式信号指示细间距像素当作触控板的传统感测像素时，控制电路同时地致能在多个相邻的细间距列线上的细间距像素，并对在已致能的细间距行线上的细间距像素所提供的信号进行感测，以模拟触控板的传统感测像素的操作。
[0035]本发明另一实施例关于一指纹传感器，其包括解多工器，用于减少必须在像素阵列以及相关的集成电路之间延伸的导线的数量。在此实施例中，指纹传感器包括第一基底，其可以是坚硬或是相对弹性，并由安排在二维阵列的R条行线和N条列线的像素所形成。每一像素包括一开关元件(例如薄膜晶体管)，其较佳为薄膜晶体管，以及一电容板。R个行寻址电极延伸遍及于像素阵列，其中每一行寻址电极耦接于像素阵列中所对应的行线的开关元件，用以选择性地致能所对应的行线的开关元件。同样地，本发明提供了 N个数据电极，其中每一数据电极耦接于像素阵列中所对应的列线的像素的开关元件。每一数据电极对位于像素阵列中所选择的行线与所对应的列线的一交叉点上的像素的电容板所提供的一信号进行感测。一覆盖层覆盖于第一基底面，用以接收一使用者的一指尖。如果需要的话，第一基底与覆盖层可为一体成形。
[0036]此实施例的指纹传感器亦包括不同于第一基底的第二基底，其包括半导体材料以形成集成电路。集成电路产生S个行寻址信号，以对R个行寻址电极的一个进行寻址。解多工器耦接于集成电路以及像素阵列之间。解多工器包括用于接收S个行寻址信号的至少S个输入端，以及至少R个输出端。解多工器的每一输出端耦接于R个行寻址电极的一个。解多工器根据所接收的S个行寻址信号而选择R个行寻址电极的一个。集成电路亦选择性地耦接于N个数据电极，以接收由像素阵列的电容板所提供的信号。较佳地，解多工器由相似于像素阵列所提供的开关元件的多个开关元件所形成。形成解多工器的的开关元件形成在第一基底上的薄膜晶体管。
[0037]除了结合了行地址解多工器，先前所描述的指纹传感器亦可包括多工器，其耦接于集成电路以及像素阵列的列电极之间。在此实施例中，集成电路产生M个列选择信号，以对N个数据电极的一个进行寻址。多工器包括第一组的N个输入端，其中每一输入端耦接于N个数据电极的一个，以接收在像素阵列中多个电容板所提供的信号。多工器亦包括第二组的M个输入端，用以接收由集成电路所提供的M个列选择信号。
[0038]根据M个列选择信号的状态，多工器选择N个数据电极的至少一个，以对像素阵列中所选择的行线与列线的交叉点上的电容板所提供的信号进行检测。较佳地，多工器亦包括耦接于集成电路的输出端，用于提供所选择的数据信号至集成电路。在先前所描述的行地址解多工器的实施例中，列地址多工器可由形成在第一基底上方的开关元件(例如薄膜晶体管)所形成。
[0039]理想地，具有行地址解多工器(如先前所描述)的指纹传感器，亦包括由第一基底所支撑的至少一传送电极，用于传送预定频率与振幅的信号至像素阵列。所传送的信号会通过位于像素阵列的覆盖层，并至使用者的指尖，以通过使用者指尖的波峰与波谷而耦合于像素阵列的电容板。如先前所描述，传送电极可由环绕像素阵列周围的一环状物所形成。
[0040]再者，本发明另一实施例提供一种指纹传感器，其中从使用者手指电容性耦合于像素阵列的信号是用差动方式所感测，以助于阻挡杂讯信号。如先前较佳实施例所描述，指纹传感器包括第一基底，其具有安排在R条行线和N条列线的二维阵列的像素。每一像素包括一开关元件(例如薄膜晶体管)以及一电容板。再次，本发明提供了 R个行寻址电极，其中每一行寻址电极耦接于像素阵列中的行线内的开关元件，用以选择性致能在所对应的行线上的开关元件。同样地，本发明提供了 N个数据电极，其中每一数据电极耦接于像素阵列中所对应的列线的开关元件，用以对由位于像素阵列中所选择的行线与所对应的列线的一交叉点上的像素的电容板所提供的一信号进行感测。一覆盖层覆盖于第一基底，用以接收一使用者的一指尖。
[0041]在第一实施例中，本发明提供了一共同电极。共同电极延伸至少部分地通过位于第一基底的像素阵列。本发明提供了多个差动放大器，用于差动地感测通过像素阵列的电容板的信号。每一差动放大器包括耦接于数据电极的一个的第一输入端，以及耦接于共同电极的第二输入端。此外，每一差动放大器具有输出端，用于提供输出信号，以表不由数据电极所提供的信号以及由共同电极所提供的信号之间的差异。
[0042]在第二实施例中，可省略独立的共同电极，而数据电极的一个会提供两种用途，以作为参考电极。每一差动放大器具有稱接于数据电极的一个的第一输入端，以及稱接于参考电极的第二输入端。每一差动放大器具有输出端，用于提供输出信号，以表不由所对应的数据电极所提供的数据信号以及由参考电极所提供的信号两者之间的差异。
[0043]无论差动式指纹传感器是使用共同电极或是参考电极，其较佳地包括半导体材料的第二基底。第二基底不同于第一基底，以及一集成电路较佳地形成在第二基底内，以提供控制逻辑。
[0044]如先前所描述，指纹传感器的较佳形式包括具有一或多条金属走线的传送电极，用于高频信号的传送。传送电极可以是单一走线或是各种图样的多个走线，包括，并非用以限制于此，一环状物。然而，在任何时间，用来传送信号的走线最好横向隔离于在相同时间点正被感测的像素阵列的电容板，以避免从传送电极直接信号耦合至被感测的电容板。传送电极发送信号至使用者的身体。于是，传送电极的位置最好足够接近于手指，以允许信号穿透手指，但足够远离于像素阵列中被启动的电容板，以防止没有经过手指的不想要的接收。至少在理论上，这些不想要的接收可通过高频信号的第一次传送进行校准，而不需要手指存在，以及若在第一实施例中避免了这些不想要的接收，则纪录基线(baseline)接收能量以及指纹的成像是简单且更准确的。因为信号被传播到整个手指，且所产生的传送能量会通过整个手指而发送至接收阵列，其中信号是离开手指的波峰和波谷，并穿过相对厚的覆盖板材料而到达像素阵列的电容板。
[0045]可在指纹感测区域中使用任何可得的金属层来形成传送电极，或者其可以是一个额外层或元件。传送电极可以是液晶显示器(LCD)的一部分，或在其外部。由传送电极所发送的信号的振幅和频率可以改变以较佳地适合一特定环境。传送器驱动电路可以设置在集成电路内或在外部。
[0046]如先前所描述，如果需要的话，先前描述的指纹传感器可使用薄膜晶体管的技术并入至触控灵敏液晶显示面板内，或在可挠性塑料基底内，其中薄膜晶体管是以二维阵列的形式所设置。薄膜晶体管/电容板阵列用来最初得到来自使用者指尖所传送的信号，且这些信号随后被传送到独立的集成电路进行处理，以形成使用者指纹的影像。像素阵列可以以各种尺寸和配置而提供，其包括圆形，正方形和长方形，但不限于此。
[0047]本发明的另一实施例是一种触控板的操作方法，用于模拟一指纹传感器，以感测在一触控板的任何位置上的一使用者的指纹。在此实施例中，提供了具有上表面的基底。一阵列的细间距像素形成在基底上，并安排在沿着相交的多条行线与多条列线。每一细间距像素包括一开关元件以及一电容板，以及每一细间距像素与相邻的细间距像素彼此间隔一第一预定距离。本发明提供多条细间距行寻址线以对细间距像素的行线进行寻址，其中每一细间距行寻址线关联于阵列内细间距像素的一行线。每一细间距行寻址线可被使用来选择性地寻址关联于每一细间距行寻址线的细间距像素。本发明亦提供多条细间距列感测线，其中每一细间距列感测线关联于细间距像素的一列线，用以对在细间距像素的阵列的已致能的行线上的细间距像素的电容板所提供的一信号进行感测。
[0048]上述方法还包括将细间距像素划分为较小阵列的触控板像素。触控板像素的阵列是较小的，其具有较少的行线与列线，虽然其占有相同的二维空间。较小阵列的触控板像素亦安排在行线与列线。每一触控板像素包括位于不同行的至少两个细间距像素，以及亦包括位于不同列的至少两个细间距像素。每一触控板像素与相邻的触控板像素彼此间隔一第二预定距离，其中第二预定距离至少为第一预定距离的两倍大。
[0049]在第一模式的操作中，上述方法包括同时地致能被划分成共同触控板像素的细间距像素以共同操作，并共同地对分组于相同触控板像素中细间距像素的电容板所提供的信号进行感测。在此方法中，每一触控板像素作为传统触控板的传统感测像素使用。通过使用由触控板像素所提供的感测信号，执行一检测步骤以检测是否有尖端(例如使用者指尖)正被施加于基板的上表面。如果是这样的话，亦可检测尖端被施加的对应于基板的大致位置。
[0050]在对应于指纹传感器的第二模式的操作中，上述方法包括判断触控板像素是否靠近所检测到的尖端的位置。在位于靠近尖端位置的每个触控板像素内的细间距像素选择性地从共同操作模式切换成个别操作模式。在独立操作的期间，在每一细间距行的细间距像素会分别致能，而不是同时地致能，以及当每一细间距行被所对应的细间距行寻址线所致能时，由每一细间距像素的电容板所提供的信号会分别被感测。在此方法中，在靠近尖端位置的触控板像素内的细间距像素会形成指纹感测区域，用于感测使用者之间的指纹影像。
[0051]本发明所述的装置可用于相对小的集成电路芯片，独立于像素阵列的尺寸，于是可降低制造成本。
【附图说明】
[0052]图1A是显示第一类型的传统指纹传感器的剖面图，其中像素阵列形成在硅半导体芯片的表面上，于是会使用到大的硅面积；
[0053]图1B是显示的图1A的传统指纹传感器的剖面图与上视图，并说明像素数量的增加会直接使硅芯片尺寸增加；
[0054]图2A是显示另一类型的传统指纹传感器的剖面图，其中信号传送电极以及信号接收板是由紧邻于彼此的窄金属走线所形成；
[0055]图2B是显示的图2A的传统指纹传感器的上视图，其说明远离于像素阵列的集成电路需要大量的内连接金属走线使用在集成电路以及像素阵列之间，其中金属走线会占用相对大的面积；
[0056]图3A是显示本发明一较佳实施例的剖面图，其包括围绕于形成在可挠性基底的二维薄膜晶体管/电容板阵列周围的传送电极环，以及独立的集成电路进行信号处理；
[0057]图3B是显示图3A的结构的较大的局部图；
[0058]图4A是显示一剖面图以说明在像素阵列内的薄膜晶体管/电容板像素的一个的剖面图；
[0059]图4B是显示像素阵列内四个像素的上视图；
[0060]图4C是显示整体像素阵列的上视图，更说明了传送电极环、行寻址解多工器以及列解码多工器的位置；
[0061]图5是显示三行与四列的指纹感测像素阵列的示意图；
[0062]图6是显示图5的感测元件与相关的指纹传感器的元件，并说明了至集成电路的外部信号路径数量是如何减少的；
[0063]图7A是显示指纹传感器的上视图，用于说明金属传送环是放置在感测像素阵列的周围并沿着在像素阵列、传送电极以及集成电路之间的金属路径；
[0064]图7B是显示图7A的左上角的局部上视图，并包括了在集成电路以及指纹感测阵列之间的可分离连接器；
[0065]图8是显示相似于图3A的放大剖面图，并说明由传送电极所发送的信号是如何耦合通过使用者手指而返回使用者指尖的波峰与波谷再进到像素阵列内；
[0066]图9是显示本发明的另一实施例的方块图，其中传送电极是设置在像素阵列的行寻址电极之间；
[0067]图10是显示相似于图9的更详细的方块图，更描述了用于驱动行寻址电极的解多工技术；
[0068]图11是显示部分的行寻址电极解多工器与列解码多工器的方块图；
[0069]图12是显示图9-11的信号的波形时序图；
[0070]图13是显示由传送电极环所围绕的指纹感测区域的上视图，且适合被包含成触控灵敏液晶显示器面板的一部分；
[0071]图14是显示矩形触控灵敏液晶显示面板的上视图，其中图13的指纹感测区域是并入于触控灵敏液晶显示面板的左下角；
[0072]图15A是显示相似于图14的触控灵敏液晶显示面板的上视图，其中触控灵敏液晶显示面板是完全地由高密度像素划分成低密度触控板像素；
[0073]图15B是显不图15A中触控灵敏液晶显不面板的局部放大图，其中使用者手指所触碰的区域会重新配置成高密度像素的指纹感测区域；
[0074]图16是显示由像素阵列的薄膜晶体管/电容板所接收的信号是由差动放大器所差动感测的方式；
[0075]图17A是显示图14中触控灵敏液晶显示面板中指纹感测区域内的高密度像素，其相邻于低密度像素单元；
[0076]图17B是显示图17A的近似图，其描述高密度像素如何能联结在一起，以模拟相邻的低密度像素单元的功能；
[0077]图18是显示一放大图描述沿着所对应的金属电极上方的四个传统像素单元，以及下方的由高密度像素单元所形成的四个联结的像素单元；
[0078]图19是显示图18中由电极所传送的信号的时序波形图；
[0079]图20A是显示依照本发明实施成为按钮的指纹传感器的上视图；以及
[0080]图20B是显示图20A的指纹感测按钮的侧视图。
[0081]其中，附图标记说明如下:
[0082]30、50、70、300 ?指纹传感器；
[0083]32?娃芯片；
[0084]34、170?使用者指尖；
[0085]36?波峰；
[0086]38?波谷；
[0087]40、56 ?像素；
[0088]52?接收线；
[0089]54、74、76、204、206、207、208 ?传送线；
[0090]58、86、686?集成电路芯片；
[0091]60、62?金属线；
[0092]72、304、602 ?像素阵列；
[0093]73、606?可挠性基底；
[0094]74’、302 ?传送环；
[0095]78?保护介电层；
[0096]80?最闻表面；
[0097]90、124、126、128、400、402、404 ?薄膜晶体管；
[0098]92?基极；
[0099]94、130、142、192、194、196、406、408、530、532、548 ?行寻址线；
[0100]96?漏极；
[0101]98?源极；
[0102]100?半导体区域；
[0103]104、110、112、114、116、118、120、401、403、405 ?像素电极；
[0104]106?层间介电层；
[0105]108?导通孔；
[0106]140?解多工器；
[0107]144?列解码电路区块；
[0108]146、148、150、152、198、200、202、410、412、418、534、536、550 ?列电极；
[0109]156、250 ?汇流排；
[0110]158?选择线；
[0111]160?连接器；
[0112]172?指尖的外部层；
[0113]174 ?组织；
[0114]190?行逻辑