具有指紋識別功能的觸控屏及終端設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有指紋識別功能的觸控屏及終端設備。該具有指紋識別功能的觸控屏包括：透明蓋板；位置傳感器，其貼合于所述透明蓋板之下，包括一虛擬鏤空區域；以及，指紋識別傳感器，其形成于所述透明蓋板之上，并與所述虛擬鏤空區域關于所述透明蓋板對稱分布。本實用新型實施例的具有指紋識別功能的觸控屏，通過與帶有觸摸功能的終端設備中的位置傳感器兼容設計，可以實現在終端設備的可視區提供指紋識別區域。
【專利說明】具有指紋識別功能的觸控屏及終端設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物識別【技術領域】，尤其涉及一種具有指紋識別功能的觸控屏及包含其的終端設備。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著存儲技術的發展，終端設備如智能手機、平板電腦等存儲有大量個人信息等重要資料，其安全性變得更為重要。目前多使用口令、圖形等形式來實現對其終端設備的密碼保護。
[0003]然而，對于口令、圖形等加密方式，用戶需記住設定的口令和/或圖形；此外，在公共場合，還存在密碼泄露的危險。而為了提高安全性，往往需要增加口令和圖形的復雜度，這無疑進一步增加了用戶記憶的難度，造成安全與易用之間的沖突。
[0004]指紋是由手指表面皮膚凹凸不平的紋路組成，是人體獨一無二的特征，其復雜程度可提供用于識別的足夠特征。指紋識別即是利用指紋唯一性和穩定性的特點來實現身份識別，而無需用戶記憶。
[0005]電容式指紋識別傳感器在基材襯底上形成導電電路，當手指與傳感器接觸時，通過指紋脊的凸起和指紋谷的凹陷所產生的不同電容值來探測指紋圖案。
[0006]在通過指紋識別傳感器來進行指紋識別時，人的手指指紋面與指紋識別傳感器之間的距離不能過遠，如果距離過遠，則很難形成準確的指紋圖案。
實用新型內容
[0007]本實用新型提供了一種具有指紋識別功能的觸控屏，可于包含其的終端設備的可視區實施指紋識別。
[0008]本實用新型的額外方面和優點將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本實用新型的實踐而習得。
[0009]本實用新型一方面提供了一種具有指紋識別功能的觸控屏，包括:透明蓋板；位置傳感器，其貼合于所述透明蓋板之下，包括一虛擬鏤空區域；以及，指紋識別傳感器，其形成于所述透明蓋板之上，并與所述虛擬鏤空區域關于所述透明蓋板對稱分布。
[0010]于一個實施例中，該觸控屏還包括:處理電路，所述處理電路包括:指紋識別電路子模塊；以及，信號處理子模塊，其與所述指紋識別電路子模塊電連接，通過所述指紋識別電路子模塊設置所述指紋識別傳感器的工作模式。
[0011]于另一個實施例中，所述工作模式包括:指紋識別模式和位置識別模式；其中當所述指紋識別傳感器被設置為所述指紋識別模式時，所示指紋識別傳感器用于進行指紋識別；當所述指紋識別傳感器被設置為所述位置識別模式時，用于反饋手指觸碰區域的位置信息。
[0012]于再一個實施例中，位于所述虛擬鏤空區域的位置傳感器中的電極不用于所述虛擬鏤空區域的位置信息檢測。
[0013]于再一個實施例中，該觸控屏還包括:保護層，其形成于所述指紋識別傳感器之上。
[0014]于再一個實施例中，所述保護層的材料包括:類金剛石碳或UV膠。
[0015]于再一個實施例中，該觸控屏還包括:填充層，其位于所述指紋識別傳感器兩側，以對所述指紋識別傳感器兩側形成的落差進行填充。
[0016]于再一個實施例中，所述填充層的材料包括:二氧化硅。
[0017]于再一個實施例中，所述觸控屏的屏幕包括:可視區和非可視區；其中所述可視區包括:指紋識別提示區域，其大致對應于所述指紋識別傳感器。
[0018]本實用新型另一方面公開了一種終端設備，包括上述任一種具有指紋識別功能的觸控屏。
[0019]本實用新型實施例的具有指紋識別功能的觸控屏，通過與帶有觸摸功能的終端設備中的位置傳感器兼容設計，可以實現在終端設備的可視區提供指紋識別區域，并例如通過軟件設計在可視區相應位置提示用戶該指紋識別的區域，方便用戶的使用；此外，當其應用于終端設備時，無需破壞終端設備一體化的透明蓋板，保證了終端設備結構的原貌。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本實用新型的上述和其它特征及優點將變得更加明顯。
[0021]圖1為本實用新型實施例的具有指紋識別功能的觸控屏的橫截面示意圖。
[0022]圖2為本實用新型實施例中示例的指紋識別傳感器的結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型實施例中示例的位置傳感器的結構圖。
[0024]圖4為本實用新型實施例的指紋識別處理模塊的結構示意圖。
[0025]圖5為本實用新型實施例的包含具有指紋識別功能的觸控屏的終端設備的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本實用新型將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構。
[0027]所描述的特征或結構可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細節從而給出對本實用新型的實施方式的充分理解。然而，本領域技術人員應意識到，沒有所述特定細節中的一個或更多，或者采用其它的方法、組元等，也可以實踐本實用新型的技術方案。在其它情況下，不詳細示出或描述公知結構或者操作以避免模糊本實用新型。
[0028]圖1為本實用新型實施例的具有指紋識別功能的觸控屏的橫截面示意圖。如圖1所示，該觸控屏包括:透明蓋板11及指紋識別傳感器12。
[0029]指紋識別傳感器12，例如為電容式指紋識別傳感器。
[0030]指紋識別傳感器12形成于透明蓋板11之上，指紋識別傳感器12的結構例如為圖2所示。圖2為本實用新型實施例中示例的指紋識別傳感器的結構示意圖。如圖2所示，指紋識別傳感器12包括:第一導電層121和第二導電層122。
[0031]其中，第一導電層121包括多個相互絕緣分布的第一電極1211 ;第二導電層122，位于第一導電層121之下,包括多個相互絕緣分布的第二電極1221 ;并且第一電極1211與第二電極1221之間絕緣設置。
[0032]需要說明的是，圖2中所示的指紋識別傳感器僅為一示例性的指紋識別傳感器的結構，任何能基本實現本實用新型的功能，并能達到基本相同的技術效果的指紋識別傳感器結構都應屬于本實用新型的保護范圍。
[0033]本實用新型實施例的具有指紋識別功能的觸控屏I可應用于具有觸控功能的終端設備中，例如智能手機、平板電腦等。將指紋識別傳感器置于終端設備的蓋板上，可縮小手指與指紋識別傳感器接觸的距離，提升指紋識別的精確度。
[0034]為了使具有指紋識別功能的觸控屏I中的指紋識別傳感器13與觸控屏I中的位置傳感器(TP sensor)協同工作，指紋識別傳感器13與位置傳感器之間需進行協同設計。
[0035]繼續參考圖1，如圖1所示，觸控屏I的位置傳感器13位于透明蓋板11的下方，即位于透明蓋板11的、與指紋識別傳感器12相反的一側。
[0036]位置傳感器13包括一虛擬鏤空區域14，虛擬鏤空區域14為指紋識別傳感器12關于透明蓋板11的對稱區域，即虛擬鏤空區域14與指紋識別傳感器12的形狀、大小皆相同，且其位置與指紋識別傳感器12關于透明蓋板11對稱。
[0037]上述虛擬鏤空是指位置傳感器13在此區域并未被真正的挖空，而僅是使位于該區域的位置傳感器13不能工作，即位于該區域的位置傳感器13中的電極不用于該區域的位置信息檢測，具體方法將在下文中詳述。
[0038]位置傳感器13的結構例如為圖3所示。圖3為本實用新型實施例中示例的位置傳感器的結構圖。如圖3所示，本實用新型實施例的觸控屏I中采用的位置傳感器13包括:由多條TP的發射電極(TP Tx)組成的發射層和多條TP的接收電極(TP Rx)組成的接收層。
[0039]同樣需要說明的是，圖3中所示的位置傳感器僅為一示例性的位置傳感器的結構，任何能基本實現本實用新型的功能，并能達到基本相同的技術效果的位置傳感器結構都應屬于本實用新型的保護范圍。
[0040]指紋識別傳感器12的引線例如通過在透明蓋板上設置導電通孔的方式，將引線電連接導電通孔，再將透明蓋板下方與導電通孔電連接的引線穿插在位置傳感器13的引線中，以電連接指紋識別傳感器12的外部電路。
[0041]在一些實施例中，于透明蓋板11上形成有多個通孔，多個通孔中分別設置有導電材料，如銀、銅、金、鋁等金屬或者其組合。
[0042]每個通孔的形狀優選圓形，由于在其制程中，如果通孔的直徑制作的過大會導致基片面板容易斷裂，而如果直徑過小又無法實現填充工藝，因此通孔的直徑范圍優選在20 μ m-45 μ m，但本實用新型不以此為限。當通孔為多邊形時，其直徑是指其外接圓的直徑。
[0043]形成多個通孔于透明蓋板11上的制造工藝包括鐳射蝕刻技術、化學蝕刻技術或者深反應離子蝕刻技術。
[0044]為了使指紋識別傳感器12與位置傳感器13之間協同工作，該觸控屏I還包括:指紋識別處理模塊17。
[0045]圖4為本實用新型實施例的指紋識別處理模塊的結構示意圖。如圖4所示，指紋識別處理模塊17包括:信號處理子模塊171及指紋識別電路子模塊172。
[0046]信號處理子模塊171與指紋識別電路子模塊172電連接；指紋識別電路子模塊172與指紋識別傳感器12電連接。
[0047]指紋識別處理模塊17的工作原理如下:
[0048]信號處理子模塊171將指紋識別傳感器12的工作模式分為指紋識別模式(FP模式)及位置識別模式(TP模式)。
[0049]在需要進行指紋識別時，信號處理子模塊171通過指紋識別電路子模塊172將指紋識別傳感器12的工作模式設置為FP模式，在該模式下，指紋識別傳感器12具備指紋圖像掃描功能，用于收集用戶指紋的圖像信息，確定用戶指紋的實質性特征。
[0050]而在無需進行指紋識別時，信號處理子模塊171通過指紋識別電路子模塊172將指紋識別傳感器12的工作模式設置為TP模式，在該模式現，指紋識別傳感器12具備位置傳感器13的功能，即當感應到在指紋識別傳感器12對應位置的手指觸碰時，反饋手指按壓的位置信息，以實現位置傳感器的功能。例如，指紋識別傳感器12感受指紋脊所處的位置，并反饋該位置信息。而位置傳感器13中位于虛擬鏤空區域的發射電極和接收電極則進行工作，該操作例如由信號處理子模塊171通過軟件的方式實現，本實用新型不以此為限。
[0051]在一些實施例中，當無需進行指紋識別時，信號處理子模塊171還可以通過指紋識別電路子模塊172使指紋識別傳感器12不工作，即利用位置傳感器13來進行位置識別操作。
[0052]信號處理子模塊171例如通過相應的應用軟件來判斷何時需要進行指紋識別。例如，當需要進行指紋識別的應用軟件被啟動，且提示用戶進行指紋識別時，該提示還可以包括顯示指紋識別提示區域，該區域大體上對應于指紋識別傳感器12所在位置，信號處理子模塊171接收該應用軟件的指示，將指紋識別傳感器12設置為FP模式；而當指紋識別過程結束后，信號處理子模塊171再次接收應用軟件的指示，設置指紋識別傳感器12的模式為TP模式。
[0053]繼續參考圖1，由于在透明蓋板11上制作了指紋識別傳感器12，導致在指紋識別傳感器12的兩側形成高低落差，為了消除該高低落差，觸控屏I還包括填充層15，例如采用二氧化硅(S12)材料進行填充，使填充層15的高度與指紋識別傳感器12的高度相同，即使填充層15與指紋識別傳感器12的上表面呈一水平面。
[0054]此外，在指紋識別傳感器12上，還形成有保護層16，以對指紋識別傳感器12進行保護。
[0055]保護層16例如通過噴涂技術或印刷技術形成，保護層的材料包括:類金剛石碳(DLC)或光敏膠(UV膠)。
[0056]本實用新型實施例的具有指紋識別功能的觸控屏，通過與帶有觸摸功能的終端設備中的位置傳感器兼容設計，可以實現在終端設備的可視區提供指紋識別區域，并例如通過軟件設計在可視區相應位置提示用戶該指紋識別的區域，方便用戶的使用；此外，當其應用于終端設備時，無需破壞終端設備一體化的透明蓋板，保證了終端設備結構的原貌。
[0057]圖5為本實用新型實施例的包含具有指紋識別功能的觸控屏的終端設備的示意圖。如圖5所示，終端設備2例如為智能手機，其屏幕可分為可視區21和非可視區22。指紋識別傳感器12可設置于可視區21中，例如如圖5所示設置于可視區21的中間偏下的位置。
[0058]在需要進行指紋識別時，即指紋識別傳感器12工作于FP模式時，可通過軟件向用戶顯示指紋識別提示區域211，該區域大體上對應于指紋識別傳感器12所在區域，以通過例如按壓指紋識別傳感器12等操作進行指紋識別。該大體上對應包括:該指紋識別區域可以略大于或略小于指紋識別傳感器12，該指紋識別區域的中心與指紋識別傳感器12的中心可以略有偏移等。
[0059]指紋識別提示區域211例如可以為類似手指的橢圓形，還可以為圓形、方形、長方形等，本實用新型不以此為限。
[0060]本實用新型實施例的包含具有指紋識別功能的觸控屏的終端設備，通過與其中的位置傳感器兼容設計，可以實現在該終端設備的可視區提供指紋識別區域，并例如通過軟件設計在可視區相應位置提示用戶該指紋識別的區域，方便用戶的使用。
[0061]以上具體地示出和描述了本實用新型的示例性實施方式。應該理解，本實用新型不限于所公開的實施方式，相反，本實用新型意圖涵蓋包含在所附權利要求范圍內的各種修改和等效置換。
【權利要求】
1.一種具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，包括: 透明蓋板； 位置傳感器，其貼合于所述透明蓋板之下，包括一虛擬鏤空區域；以及， 指紋識別傳感器，其形成于所述透明蓋板之上，并與所述虛擬鏤空區域關于所述透明蓋板對稱分布。
2.根據權利要求1所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，還包括:處理電路，所述處理電路包括: 指紋識別電路子模塊；以及， 信號處理子模塊，其與所述指紋識別電路子模塊電連接，通過所述指紋識別電路子模塊設置所述指紋識別傳感器的工作模式。
3.根據權利要求2所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，所述工作模式包括:指紋識別模式和位置識別模式；其中當所述指紋識別傳感器被設置為所述指紋識別模式時，所示指紋識別傳感器用于進行指紋識別；當所述指紋識別傳感器被設置為所述位置識別模式時，用于反饋手指觸碰區域的位置信息。
4.根據權利要求1所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，位于所述虛擬鏤空區域的位置傳感器中的電極不用于所述虛擬鏤空區域的位置信息檢測。
5.根據權利要求1或2所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，還包括:保護層，其形成于所述指紋識別傳感器之上。
6.根據權利要求5所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，所述保護層的材料包括:類金剛石碳或UV膠。
7.根據權利要求1或2所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，還包括:填充層，其位于所述指紋識別傳感器兩側，以對所述指紋識別傳感器兩側形成的落差進行填充。
8.根據權利要求7所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，所述填充層的材料包括:二氧化硅。
9.根據權利要求1或2所述的具有指紋識別功能的觸控屏，其特征在于，所述觸控屏的屏幕包括:可視區和非可視區；其中所述可視區包括:指紋識別提示區域，其大致對應于所述指紋識別傳感器。
10.一種終端設備，其特征在于，包括根據權利要求1-9任一項所述的具有指紋識別功能的觸控屏。
【文檔編號】G06K9/00GK203930750SQ201420363955
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年7月2日
【發明者】楊旭, 白安鵬 申請人:南昌歐菲生物識別技術有限公司, 南昌歐菲光科技有限公司, 深圳歐菲光科技股份有限公司, 蘇州歐菲光科技有限公司