区块；
[0115]220?初始信号；
[0116]222?时脉信号；
[0117]224 ?脉冲；
[0118]226?高频信号；
[0119]228?输入信号；
[0120]232 ?与门；
[0121]252?解码器；
[0122]258、266、268 ?多工器；
[0123]310,502?触控显示面板；
[0124]414,416?差动放大器；
[0125]420?输出信号；
[0126]500?指纹感测区域；
[0127]504-520?低密度像素；
[0128]522、540-546?低虚拟低密度像素；
[0129]702?触控板；
[0130]503-506,704,706 ?触控板像素；
[0131]600 ?按钮；
[0132]604?保护层；
[0133]608?印刷电路板；
[0134]609?胶黏剂；以及
[0135]610?可挠性电子连接器。
【具体实施方式】
[0136]为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
[0137]图1A与IB为显示传统指纹传感器30，其是使用硅芯片32来做为接收器，以得到来自使用者指尖34的信号。各种方法描述了在硅芯片内部以及从硅芯片外部可传送信号至使用者的手指。在任何情况下，用来接收来自于使用者指尖的信号的像素40会直接形成于娃芯片。信号会由娃芯片内的各像素所接收。根据电压振幅、信号相移或其他方法，可进行信号检测，以便对通过指尖34的波峰(ridge) 36的信号以及通过指尖34的波谷(valley) 38的信号之间的差异进行检测。由于硅芯片32所需要的尺寸与复杂度，由这种方法所带来的主要缺点为制造成本高。由于接收器像素40是设置在硅芯片32内，其将占用到相对大的硅面积，而像素数量的任何增加将会直接增加了硅芯片32所需的尺寸大小。当硅芯片32的尺寸增加时，缺陷的可能性也会随之增加。在某些情况下，单一的缺陷甚至会导致整个硅芯片32失效。此外，由于需要对硅芯片32的表面(类似于易碎的玻璃)进行保护，这种方法在封装方式上会缺乏弹性。
[0138]图2A与2B是显示另一传统指纹传感器50，其中金属线是安排在X行(row) 52以及Y列(column) 54的阵列上。多条的X行52是作为接收线(Rx)，而多条的Y列54是作为传送线(Tx)。每个传输线与接收线的交叉点会形成单一像素区域，如图2B的标号56所显示。通常，每一接收线52在每个位置被扩大，且与一传送线54相交而形成接收板。理论上，来自传送线的信号会传送至使用者的指尖34，再回到在相同位置的接收线上。独立的集成电路芯片58是使用额外的金属线60与62分别与传送线54以及接收线52相互连接，以处理由指纹传感器所接收到的影像。
[0139]图2A与2B的传统方法会遭受到许多原因的各种信号杂讯问题，其将描述于后。传送线54以及由传送线54与接收线52的每一交叉点所提供的接收板形成于图样化金属层内。由于在像素阵列中相对紧的间距，每个传送线54也相对较窄，而形成于接收线52上的接收板亦会很小。传送线54的有效宽度会被相邻像素之间的间距所限制。此外，因为传送线54和接收线52必须形成在独立的金属层内(以避免电短路)，所以每一接收板的尺寸亦会被限制。于是，传送线54与接收线52的接收板会无法包围整个像素区域。否则，形成传输线54的金属会对欲传送到位于传输线54下方的接收板的信号进行阻挡。再者，若接收板是由上层金属层所形成而传送线54是由下层金属层所形成，则接收板将会对欲传送到使用者指尖的信号进行阻挡。因此，该方法将会导致所传送的信号会有大规模的信号损失，于是影像品质会不佳。再者，集成电路芯片58需要相对大量的输入/输出接合垫(I/Opad)，其是直接相关于所需的传送线以及接收线的数量。在集成电路芯片58与像素阵列之间的这些信号的绕线会占用到很大的面积。
[0140]此外，从传送线54至指尖34的信号以及返回到由接收线52所形成的接收板的信号会无法有效地隔绝于由传送线54与接收线52所相交的准确的像素区域。这是因为在任何特定的时间，整个传送线54会被启动，而整个接收线会正在感测。这可能会导致不必要的信号，而这些不必要的信号会根据所得到的影像而有变化。例如，假如大的手指波峰36是位于整个传送线54或整个接收线52上，在仅有一波峰位于一像素的准确区域的情况下，虽然希望能从像素上检测到相同的信号，然而该像素所接收到的信号将会不同于别处相似像素所接收到的信号。这将会导致大量的影像失真问题，并使试图重建正确影像的后置处理需求变得更为复杂。
[0141]图3A与3B是显示本发明第一实施例所述指纹传感器70。像素阵列72包括薄膜晶体管(thin-film transistor, TFT)或是类似的低成本开关元件的阵列，以取代娃集成电路元件。薄膜晶体管可形成在可挠性(flexible)基底73上。像素阵列72将详细描述于图3B、图4A-4C与图5。像素阵列72中的每一像素包括一薄膜晶体管元件。此外，相对大的金属电容，或更准确地称为电容板，是形成在像素阵列72中的每一像素内。保护介电层78是形成在像素阵列72的上方，并包括最高表面80以接收使用者的指尖34。电容板形成于可挠性基底73内且在介电层78下方，但越靠近使用者的指尖越好(通常邻近于使用者放置其指尖的最上表面)。图3A所显示的相对宽的传送线74和76是沿着像素阵列72的两侦诞伸，以传送来自指纹传感器70的高频信号到使用者指尖34，分别如箭头82和84所表示。传送线74和76实际上可以是环绕着像素阵列72的单一传送环的一部分，其将更详细地描述于后。传送线74和76可以形成在可挠性基底73的最低表面上。单独的集成电路娃芯片86被安装至可挠性基底73的最低表面,且导电线可沿着可挠性基板73延伸和/或通过可挠性基板73而相互连接于集成电路芯片86以及像素阵列72。虽然是以可挠性基板73作为说明，然而所描述的结构亦可根据需要而轻易地制造在玻璃或是其他更坚硬的基底上。
[0142]如图4A与图5所显示，薄膜晶体管90具有耦接于行寻址线94的基极92。图5是显示像素阵列72的前三条行线以及前四条列线的示意图。在图5中，薄膜晶体管90是设置在像素阵列的第一行线，且其基极92耦接于像素阵列72的第一行线(Row I)的行寻址线94。如图5所显示，像素阵列72的每一行线(例如Row 1、Row 2、Row 3等)可被分别寻址，且一次寻址一条行线。在像素阵列72中，在每个像素的位置上具有薄膜晶体管(例如薄膜晶体管90)。除了基极92之外，薄膜晶体管90亦包括由半导体区域100彼此分离的漏极96以及源极98。此外，基极92是通过基极介电层102而隔离于半导体区域100以及隔离于漏极96与源极98。当基极92所耦接的行寻址线94被选择时，基极92会使半导体区域100导通，而漏极96以及源极98会电性耦接于彼此。另一方面，当行寻址线94没有被选择时，半导体区域100会将漏极96以及源极98电性隔离。薄膜晶体管90的上述结构是完全符合于目前用来在可挠性基底上生产薄膜晶体管的已知方法。
[0143]参考图4A与图5，像素电极或电容板104形成在薄膜晶体管90上。像素电极104大体上平行于可挠性基底73延伸，并平行于使用者最后按压其指尖的表面。像素电极104是由层间(interlayer)介电层106的最上表面所支撑，其中层间介电层106可将像素电极104电性绝缘于基极92以及行寻址线94。导通孔(via) 108会通过基极介电层102以及层间(interlayer)介电层106，以便将像素电极104电性耦接于薄膜晶体管90的漏极96。如图3B所显示，当指纹传感器70的结构完成时，像素阵列72的像素电极104、110、112、114与116设置在使用者指尖的下方且由保护层所隔离。值得注意的是，薄膜晶体管90的源极线与漏极线设置在远低于像素电极104，且不会构成耦合于使用者指尖34的直接电容，因此可减少通过行线或列线的干扰信号的任何影响。如先前所描述，行线耦接于薄膜晶体管的基极，而列线耦接于薄膜晶体管的源极。每个像素电极104会在每一薄膜晶体管的漏极以及使用者的指尖之间形成一电容。
[0144]图3B是显示像素电极104、110、112、114与116都设置在像素阵列的共同行线的示意图。在实际中，像素电极具有许多行线。参考图4B，像素电极104与110在第一行线Row I中彼此相邻，而薄膜晶体管90以及薄膜晶体管124的基极皆耦接于行寻址线94。在图4B中，两个额外的像素电极118与120设置在随后的行线。薄膜晶体管126与128分别相关联于像素电极118与120，其中薄膜晶体管126与128的每一基极耦接于对应于像素阵列的第二行线Row 2的行线130。每个像素电极基本上与使用者指尖以及保护介电层形成了电容，其中保护介电层是将像素电极电性绝缘于使用者指尖。传送至使用者指尖的信号经由每一电容耦合至像素阵列72。当使用者指尖的波峰直接放置在像素上时，有效电容的极板彼此接近，而当使用者指尖的波谷直接放置在像素上时，有效电容的极板彼此远离。由于像素之间电容值的变化，耦合经过每一像素的薄膜晶体管的传送信号也将跟着改变，而这些变化可用来形成指纹的影像。此外，通过在接近材料堆迭的顶端来形成大金属电容或是像素电极以及将列线设置在更下方，来自阵列中其他地址的无关信号会更有效地隔离于将被列线所检测的数据。同时地，集成电路芯片86可以被安装于可挠性基底73的下面，用以驱动行线，并处理由列线所提供的数据信号。
[0145]图4C是显示指纹传感器70的上视图。像素阵列72包括设置在X条行线以及Y条列线上的多个像素，其中每一像素是以图4A、4B与图5所描述的方式所构成。像素阵列72的周围是由传送环74’所环绕，其中传送环74’用以传送高频信号至使用者指尖。传送环74’设置在像素阵列72的区域之外。传送环74’会有效地传送高频信号至使用者指尖34的部分。所发送的信号会由使用者指尖所传导，而通过指尖表面的波峰与波谷，且经由在使用者系统的保护性中间材料(例如行动电话的覆盖玻璃)而由像素阵列72内的电容性金属板或是像素电极所接收。
[0146]解多工器140沿着像素阵列72的一侧而延伸。解多工器140会接收来自集成电路86的控制信号，其中控制信号用以指示在给定的时间里像素阵列中的哪些行线被选择。解多工器140会对控制信号进行解码，并驱动行线(94、130、...、142)，以在任何给定时间内仅致能一行线。解多工器140可减少在集成电路86以及像素阵列72之间所需要延伸的导电线的数量。例如，像素阵列72包括256行的像素，则像素阵列72包括256条行线。另一方面，为了选择256条行线之中的一条，只需要使用到8条二进位的控制线。
[0147]再次参考图4B与图5，多条的列电极(包括列电极146、148、150与152)会延伸通过像素阵列72，以检测来自位于所选择的行线的所对应的列线上的像素的信号。举例来说，假如选择了行寻址线94，则耦接于薄膜晶体管90的源极的列电极146会对由像素电极104所提供的信号进行感测。相似地，耦接于薄膜晶体管124的源极的列电极148会对由像素电极110所提供的信号进行感测。于是，每个薄膜晶体管的基极耦接于所对应的行驱动器(rowdriver)、每个薄膜晶体管的漏极耦接于像素电极(其与使用者指尖形成电容)，以及每个薄膜晶体管的源极耦接于列线或数据线至集成电路86，以进行信号处理。所显示的行寻址线94、130以及列线146、148、150与152可由任何导电金属所形成，包括氧化铟锡(ITO)，其中氧化铟锡是生产液晶显示器所使用的透明金属。当不需要透明性时，也可以使用如铝或铜的其他金属。
[0148]参考图4C，列解码电路区块144是电性耦合于全部的列电极，其包括图5所显示的列电极146、148、150与152。因此，列解码电路区块144可检测在所选择的行线上每个像素的信号电平。通过依序通过像素阵列的X条列线，可得到具有XXY个像素的使用者指尖的影像。只要所检测的信号的特性是根据所传送的信号是否通过使用者指尖的波峰或波谷而改变，则电容板或是像素电极可依信号振幅、信号相移或其他方法而接收到来自使用者指尖的信号能量。如果需要的话，所传送的信号的特性(频率、振幅等)可经由像素阵列从一个检测改变至下一个，并可将多个取样进行平均以产生更准确的影像。
[0149]在使用中，将开启一行驱动器(row driver)，以启动像素中的特定行。使用传送环74’来传送一预定频率的已知信号。在所选择的行线中，像素的信号内容将被传递到列线，以便在集成电路芯片86内进行检测、感测以及处理。这方式允许集成电路86可从像素阵列中被完全地移出，并通过使用解多工/多工机制而允许在集成电路芯片86以及像素阵列之间的行选择线以及感测信号数据线的数量可以减少。每一像素电极(104、110等)会与指尖形成一电容，以及根据每个像素位置上手指的表面(波峰或波谷)将决定电容值。各像素电极会接收来自指尖的信号，以及假如所关联的薄膜晶体管导通时(即特定行线的行驱动器被致能以导通该薄膜晶体管的基极)，则电容耦合信号将通过薄膜晶体管传导并出现在像素阵列的数据线或列线上。
[0150]列解码电路区块144电性耦接于集成电路86，其中列解码电路区块144会对阵列中在每个像素所检测到的信号进行处理，以形成指尖的影像。为了将列解码电路区块144以及集成电路芯片86之间的导电线数量最小化，所检测的信号可使用区块(block)方式从列解码电路区块144传送至集成电路芯片86。例如，假如像素阵列72包括256列的像素，则列解码电路区块144能同时传送16个信号的区块，即对阵列中的每一行线要求16个区块传输。除了在列解码电路区块144与集成电路芯片86之间用来传送信号数据区块的16条导电线之外，仅需要4条额外的控制线来指示16个数据区块中的哪些区块需要被传送。使用多工技术可减少在列解码电路区块144以及集成电路芯片86之间延伸的金属走线的数量。
[0151]图6是显示一示意图，用于说明使用解多工器140以及列解码电路区块144来减少需要在集成电路86以及像素阵列72之间延伸的导电线的数量。行寻址线94、130等是由解多工器140所驱动。解多工器140输出端的数量相同于行线的数量，以及在任何时间内，只有一条行线会被选择。相反地，延伸于集成电路86以及解多工器140之间的选择线154的数量以指数方式减少。再者，假如在阵列中有256条行线的像素，则选择线154仅需要8条导电线来对256条行线的一条进行识别。于是，解多工器140可通过简单数字逻辑而得到选择线的数量(X)以及对2X条的行线进行寻址。此外，解多工器140可简化成一数字移位寄存器(shift register)，其中输出信号“1〃会从第一行线Row I的输出端持续地传递至第二行线Row 2的输出端等，以便一次能致能一条行线，直到全部的行线都被致能了。
[0152]相似地，假如像素阵列包括256个列电极(包括列电极146、148、150与1