兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型是關于一種顯示屏幕的結構，尤指一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯 示設備。
【背景技術】
[0002] 現代消費性電子裝置多配備觸摸板做為其輸入設備之一。觸摸板根據感測原理的 不同可分為電阻式、電容式、音波式、及光學式等多種。
[0003]已知的觸控式平面顯示器是將觸控面板與平面顯示器直接進行上下的疊合，因為 疊合的觸控面板為透明的面板，因而影像可以穿透疊合在上的觸控面板顯示影像，再通過 觸控面板作為輸入的媒介或接口。然而這種已知的技術，因為于疊合時，必須增加一個觸控 面板的完整重量，使得平面顯示器重量大幅地增加，不符合現今市場對于顯示器輕、薄、短、 小的要求。而且直接疊合觸控面板以及平面顯示器，不但增加觸控面板本身的厚度，且降低 了光線的穿透率，還增加了反射率與霧度，使屏幕顯示的質量大打折扣。
[0004]針對前述的缺點，觸控式平面顯示器改采嵌入式觸控技術。嵌入式觸控技術目前 主要的發展方向可分為On-Cell及In-Cell兩種技術。On-Cell技術是將投射電容式觸控 技術的感應電極（Sensor)制作在面板彩色濾光片（ColorFilter，CF)的背面（即貼附偏光 板面），整合為彩色濾光片的結構。In-Cell技術則是將感應電極（Sensor)置入IXDCell 的結構當中，目前主要利用的感應方式也可分為電阻（接觸）式、電容式與光學式三種。
[0005] 由于In-Cell Touch技術是將觸控元件整合于顯示面板之內，以使得顯示面板本 身就具備觸控功能，因此不需要另外進行與觸控面板貼合或是組裝的工藝，這樣技術通常 都是由顯示面板廠開發。
[0006]同時，生物特征的感測與比對技術早已成熟并廣泛被應用于個人的身份辨識與確 認。已知的生物辨識方式有指紋辨識、聲紋辨識、虹膜辨識、視網膜辨識等。
[0007] 基于安全舒適與辨識效率等綜合考慮，指紋辨識已成為生物辨識的主流方式。指 紋辨識通常涉及掃描輸入一用戶的指紋特征或影像，并儲存此影像及/或該指紋獨有的特 征，再將此掃描指紋的特征資料與資料庫中已建立的指紋參考信息作比對，以辨識或確認 個人的身份。
[0008]指紋辨識的影像輸入可分為光學掃描、熱影像感應、電容式感應等方式。光學掃描 方式由于裝置體積較大、耗電能的考慮或工藝繁復良率不佳，且普遍易受假指紋欺愚，以致 難以應用于移動式電子裝置，熱影像感應的正確性與可靠性不佳亦無法成為主流，故電容 式影像感測逐漸成為移動式電子裝置應用生物辨識的主流技術。
[0009] 圖1是已知指紋感應區的局部剖視輪廓圖，其顯示在一個電容式指紋辨識傳感器 中，一手指指紋與該電容式指紋辨識傳感器之間的相互作用。如圖1所示，該指紋13的指 紋峰14是位于感測元件上。該電容式指紋辨識傳感器具有多個感測元件11，手指指紋13 按壓在一非導電的保護層12上。在已知技術中，該保護層12的厚度約為50μm-100μm，如 此感測元件11方能感測到指紋13的指紋峰14信號。
[0010] 然而，該保護層12若采用玻璃等材質且厚度約為50μm-100μm時，往往因手指施 力不當的按壓，而導致破裂。圖2是已知指紋感應區的另一局部剖視輪廓圖，其中，保護層 12的厚度增加至為200μπι-300μπι。圖2中僅為示意圖，并非實際元件的尺寸。當該保護 層12的厚度增加時，指紋峰14與感測元件11-1的距離dl和指紋峰14與感測元件11-2 的距離d2的差異變小，亦即dlhd2:，故感測元件11-1與感測元件11-2所量測到的信號無 甚差別，因此無法正確地進行指紋感測。亦即，先前技術面臨保護層12的厚度小時，容易導 致保護層12破裂，而保護層12的厚度大時，無法正確地進行指紋感測的兩難問題。
[0011] 針對前述兩難問題，蘋果公司采用藍寶石作為該保護層12的材質，以免保護層12 因施力不當而導致破裂的困境；卻又因此延伸出成本大幅增加的問題。
[0012] 此外，已知平面顯示器是使用薄膜晶體管工藝（TFT工藝），為了減少工藝及降低 成本，故將In-CellTouch觸控元件整合于顯示面板之內。然而已知的按壓型電容式指紋 辨識傳感器多采取集成電路工藝（1C工藝），使得電容式指紋辨識傳感器難以整合運用于 已知平面顯示器的中。因此，已知具指紋辨識的觸控顯示設備仍有改善的空間。 【實用新型內容】
[0013] 本實用新型的主要目的在提供一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示設備，可于一 薄膜晶體管及感應電極層上形成一個以上在不同位置的巨集感應電極區塊，以同時進行指 紋影像偵測或觸控感應。同時由于具有一個以上在不同位置的該巨集感應電極區塊，本實 用新型可同時辨識多個手指的指紋。由于該薄膜晶體管及感應電極層是位于顯示設備的可 視區，因此可直接于顯示設備的可視區進行指紋影像偵測，無需為了指紋影像偵測而額外 占據可視區外的空間，尤其適合窄邊框的手持式裝置。
[0014] 依據本實用新型的一特色，本實用新型提出一種兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示 設備，包括一第一基板、一第二基板、一薄膜晶體管及感應電極層、及一薄膜晶體管層。該第 一基板及該第二基板以平行成對的配置將一顯示材料層夾置于二基板之間。該薄膜晶體管 及感應電極層位于該第一基板面對該顯示材料層的一側，該薄膜晶體管及感應電極層具有 多個感應電極，以進行指紋辨識感測與觸控感測。
[0015] 其中，該薄膜晶體管及感應電極層還包含：
[0016] 多個資料讀出選擇元件，每一個資料讀出選擇元件對應至一個感應電極，每一個 資料讀出選擇元件具有一第一端點、一第二端點及一第三端點，其中該第一端點連接至該 對應的感應電極；
[0017] 多個共同信號選擇元件，每一個感應電極對應到至少一個共同信號選擇元件，每 一個共同信號選擇元件具有一第一端點、一第二端點及一第三端點，其中該第一端點連接 至該對應的感應電極；
[0018] 多條資料讀出選擇走線，每一條資料讀出選擇走線連接到至少一個相對應的資料 讀出選擇元件的第二端點；
[0019] 多條感測信號讀出線，每一條感測信號讀出線連接至該至少一個相對應的資料讀 出選擇元件的第三端點；以及
[0020] 多條共同信號選擇走線，每一條共同信號選擇走線連接到至少一個相對應的共同 信號選擇元件的第二端點；
[0021] 其中，通過該多個資料讀出選擇元件及該多個共同信號選擇元件，將多個感應電 極分為至少一感測區域及至少一非感測區域。
[0022] 其中，該每一個資料讀出選擇元件是一第一薄膜晶體管，該每一個共同信號選擇 元件是一第二薄膜晶體管。
[0023]其中，該第一薄膜晶體管的一柵極對應至該資料讀出選擇元件的第二端點，該第 一薄膜晶體管的一源/漏極對應至該資料讀出選擇元件的第一端點，該第一薄膜晶體管的 另一源/漏極對應至該資料讀出選擇元件的第三端點。
[0024]其中，該多個感應電極的每一個感應電極為多邊形、圓形、橢圓形、矩形或方形。
[0025]其中，該多個感應電極的每一個感應電極為下列其中之一：透明導電膜ΙΤ0材質、 氧化鋅錫薄膜材質、ΕΤ0材質、納米銀，導電高分子材質、納米碳管材質、及石墨稀材質。
[0026]其還包含：一薄膜晶體管層，位于該第二基板面向該顯示材料層一側，該薄膜晶體 管層具有K條柵極驅動線及L條源極驅動線，該K條柵極驅動線及L條源極驅動線分別設 置于一第一方向及一第二方向，以形成多個像素區塊，每一像素區塊具有對應的一像素晶 體管及一像素電容，依據一顯像像素信號及一顯示驅動信號，以驅動對應的該像素晶體管 及該像素電容，進而執行顯示操作，其中，K、L為正整數。
[0027]該薄膜晶體管及感應電極層的每一個感應電極的大小為該像素區塊的N倍，N為 正整數且N大于等于1。
[0028]其還包含：一第一遮光層，位于該第一基板與該薄膜晶體管及感應電極層之間，該 第一遮光層由多條第一遮光線所構成，該多條第一遮光線分別設置于該第一方向及該第二 方向，以形成多個透光區塊；該多條第一遮光線的位置是相對應于該薄膜晶體管層的該K 條柵極驅動線及該L條源極驅動線的位置；
[0029]-彩色濾光層，位于該薄膜晶體管及感應電極層面向該顯示材料層的一側；以及
[0030]一保護層，位于該彩色濾光層面向該顯示材料層的一側。
[0031]其還包含：一透明電極層，位于該保護層面