CN106997448A - 指纹辨识电极结构 - Google Patents

Abstract

一种指纹辨识电极结构包括一第一导电层、一第二导电层以及设置于第一导电层与第二导电层之间的一绝缘层。第一导电层包括多条第一触控电极条。第二导电层包括多条第二触控电极条以及多个浮置电极，且第一触控电极条与第二触控电极条相交错，其中第二触控电极条与浮置电极彼此分隔，且各第一触控电极条位于任两相邻的第二触控电极条之间的一部分与浮置电极中的至少一者重叠。

Description

指纹辨识电极结构

技术领域

本发明系关于一种指纹辨识电极结构，尤指一种电容式指纹辨识器的指纹辨识电极结构。

背景技术

随着科技日新月异，可携式电子装置，例如：智能型手机(smart phone)、平板计算机(tablet PC)或是笔记型计算机(laptop PC)等，已成为了人们生活中必备的工具。随着其功能越来越多元，其中通常储存有个人数据，例如电话簿、相片、个人信息，具有一定的隐密性。虽然目前已有利用密码保护的方式来避免电子装置为他人所使用，但密码容易泄露或遭到破解，安全性较低。并且，使用者需记住密码才能使用电子装置，带给使用者许多不便。因此，目前另发展出利用辨识个人指纹的方式来达到身份认证的目的。

传统电容式指纹辨识器透过多条驱动电极以及多条感应电极所形成的格子状结构侦测指纹上的波峰与波谷，藉此辨识出指纹的图案。当传统电容式指纹辨识器组合至可携式电子装置中时，指纹辨识器通常设置于玻璃板下方，必须隔着玻璃板侦测指纹。尽管指纹辨识器仍可侦测到手指的触摸，但相较于手指整体造成的电容变化，可侦测到的波峰与波谷的信号差异非常微弱，如此容易造成指纹辨识器对指纹辨识的不正确，进而产生误判。有鉴于此，设计出可提升鉴别率的指纹辨识器实为业界努力的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指纹辨识电极结构，以提升指纹辨识器的鉴别率。

为达上述的目的，本发明提供一种指纹辨识电极结构，设置于一基板上，并用于侦测一手指的指纹。指纹辨识电极结构包括一第一导电层、一第二导电层以及一绝缘层。第一导电层包括多条第一触控电极条，彼此分隔并分别沿着一第一方向延伸。第二导电层包括多条第二触控电极条以及多个浮置电极，第二触控电极条彼此分隔且分别沿着不同于第一方向的一第二方向延伸，且第一触控电极与第二触控电极条相交错，其中第二触控电极条与浮置电极彼此分隔，第二导电层与手指之间的间距小于第一导电层与手指之间的间距，且各第一触控电极条位于任两相邻的第二触控电极条之间的一部分与浮置电极中的至少一者重叠。绝缘层设置于第一导电层与第二导电层之间。

为达上述的目的，本发明另提供一种指纹辨识电极结构，设置于一基板上，并用于侦测一手指的指纹。指纹辨识电极结构包括一第一导电层、一第二导电层以及一绝缘层。第一导电层包括多条第一触控电极条，彼此分隔且分别沿着一第一方向延伸，其中各第一触控电极条包括一第一条状部、多个第一分支部以及多个第二分支部，且各第一分支部与各第二分支部沿着不同于第一方向的一第二方向分别从第一条状部的两侧延伸出。第二导电层包括多条第二触控电极条，彼此分隔并分别沿着第二方向延伸，第一触控电极条与第二触控电极条相交错并绝缘，且第二导电层与手指之间的间距小于第一导电层与手指之间的间距，其中各第二触控电极条包括一第二条状部、多个第一主分支部、多个第二主分支部、多个第一次分支部以及多个第二次分支部，各第一主分支部与各第二主分支部沿着第一方向分别从第二条状部的两侧延伸出，且各第一次分支部与各第二分支部分别从各第一主分支部的两侧延伸出，各第一次分支部延伸至与各第一主分支部相邻的各第一分支部与第二条状部之间，各第二次分支部延伸至与各第一主分支部相邻的各第二分支部与第二条状部之间，其中第一主分支部、第二主分支部、第一次分支部与第二次分支部不与第一分支部以及第二分支部重叠。绝缘层设置于第一导电层与第二导电层之间。

为达上述的目的，本发明又提供一种指纹辨识电极结构，设置于一基板上，并用于侦测一手指的指纹。指纹辨识电极结构包括一第一导电层、一绝缘层以及一第二导电层。第一导电层包括多条第一触控电极条，彼此分隔且分别沿着一第一方向延伸，其中各第一触控电极条包括一第一条状部以及多个第一凸出部，且各第一凸出部从第一条状部的上表面突出。绝缘层设置于第一条状部上，且绝缘层包括多个开口，其中各第一凸出部穿越各开口，且各第一凸出部的厚度大于绝缘层的厚度。第二导电层设置于绝缘层上，第二导电层包括多条第二触控电极条，彼此分隔并分别沿着不同于第一方向的一第二方向延伸，且第一触控电极条与第二触控电极条相交错并绝缘，其中第二导电层与手指之间的间距小于第一导电层与手指之间的间距。

于本发明的指纹辨识电极结构中，透过设置与各第一触控电极条重叠的浮置电极、设置额外的分支部、主分支部以及次分支部或设置穿越绝缘层的开口的凸出部，可增加各第一触控电极条与各第二触控电极条之间的耦合电容，进而增加指纹的波峰与指纹辨识电极结构之间的总耦合电容值以及指纹的波谷与指纹辨识电极结构之间的总耦合电容值的差异，进而提升鉴别率。

附图说明

图1绘示了为本发明第一实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图2绘示了沿着图1的剖面线A-A’的剖面示意图。

图3绘示了本发明第二实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图4绘示了本发明第三实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图5绘示了本发明第三实施例的各第一触控电极条的上视示意图。

图6绘示了本发明第三实施例的各第二触控电极条的上视示意图。

图7绘示了本发明第四实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图8绘示了本发明第四实施例的各第一触控电极条的上视示意图。

图9绘示了本发明第四实施例的各第二触控电极条的上视示意图。

图10绘示了为本发明第五实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图11绘示了沿着图10的剖面线B-B’的剖面示意图。

图12绘示了本发明第六实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图13绘示了本发明第七实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图14绘示了本发明第八实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图15绘示了沿着图14的剖面线C-C’的剖面示意图。

图16绘示了本发明第九实施例的指纹辨识器的上视示意图。

图17绘示了本发明第十实施例的指纹辨识器的上视示意图。

符号说明

10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J 指纹辨识器

12 基板

14A、14B、14C、14D、14E、14H、14I、14J 指纹辨识电极结构

16A、16C、16E 第一导电层

18A、18E、18H 绝缘层

20A、20C、20F、20J 第二导电层

22A、22C、22D、22H、22I 第一触控电极条

24A、24C、24D 第二触控电极条

26A、26B、26F、26G、26J 浮置电极

28 保护层

30C、30E 第一条状部

32C 第二条状部

34C 第一分支部

36C 第二分支部

38C 第一主分支部

40C 第二主分支部

42C、42D 第一次分支部

44C、44D 第二次分支部

46C、46D 第三分支部

48C、48D 第四分支部

50C、50D 第五分支部

52C、52D 第六分支部

54C、54D 第三次分支部

56C、56D 第四次分支部

58C、58D 第五次分支部

60C、60D 第六次分支部

62C、62D 第七次分支部

64C、64D 第八次分支部

66E、66H、66I 第一凸出部

68E 第一开口

70H、70I 第二凸出部

72H 第二开口

D1 第一方向

D2 第二方向

G1 第一间距

G2 第二间距

具体实施方式

请参考图1与图2，图1绘示了为本发明第一实施例的指纹辨识器的上视示意图，图2绘示了沿着图1的剖面线A-A’的剖面示意图。如图1与图2所示，本实施例提供一种指纹辨识器10A，包括一基板12以及一指纹辨识电极结构14A。指纹辨识电极结构14A设置于基板12上，并用于侦测一手指的指纹。于本实施例中，基板12可为透明基板。举例来说，透明基板可为玻璃基板、强化玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板、塑料基板或印刷电路板(printedcircuit board，PCB)，但不限于此。指纹辨识电极结构14A包括一第一导电层16A、一绝缘层18A以及一第二导电层20A，且第一导电层16A、绝缘层18A与第二导电层20A系依序形成于基板12上。本实施例的指纹辨识器10A可进一步黏贴于一覆盖板上，当指纹辨识器10A进行指纹侦测时，手指即触摸在覆盖板上。此时覆盖板介于手指与指纹辨识电极结构之间，使第二导电层20A与手指之间距小于第一导电层16A与手指之间的间距。举例来说，覆盖板可为玻璃基板、强化玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板或塑料基板，但不限于此。于另一实施例中，基板可直接为覆盖板，为使第二导电层与手指之的间距小于第一导电层与手指之间的间距，第一导电层、绝缘层与第二导电层必须以反向次序堆栈，也就是以第二导电层、绝缘层与第一导电层的次序形成于基板上。

进一步而言，第一导电层16A包括多条第一触控电极条22A，彼此分隔并分别沿着一第一方向D1延伸。第二导电层20A包括多条第二触控电极条24A以及多个浮置电极26A。第二触控电极条24A彼此分隔且分别沿着不同于第一方向D1的一第二方向D2延伸，因此第一触控电极条22A与第二触控电极条24A相交错。并且，绝缘层18A设置于第一导电层16A与第二导电层20A之间，以电性绝缘第一触控电极条22A与第二触控电极条24A。于本实施例中，两相邻的第一触控电极条22A的中央之间的第一间距G1，也就是任一第一触控电极条的中央以及与其相邻的另一第一触控电极条的中央的间隔(pitch)，小于或等于50微米。由于此范围小于手指指纹的波峰与波谷之间的间距，不同的第一触控电极条22A可分别与手指指纹的波峰与波谷产生不同的耦合电容。同理，两相邻的第二触控电极条24A的中央之间的第二间距G2，也就是任一第二触控电极条24A的中央以及与其相邻的另一第二触控电极条24A的中央的间隔，小于或等于50微米。因此，不同的第二触控电极条24A亦可与手指指纹的波峰与波谷产生不同的耦合电容，藉此指纹辨识电极结构14A可侦测出手指的指纹。于本实施例中，第一触控电极条22A与第二触控电极条24A分别为长条状，但不限于此。于另一实施例中，第一触控电极条与第二触控电极条可分别另包括分支部，以增加彼此相交错的第一触控电极条与第二触控电极条之间的耦合电容。

此外，浮置电极26A彼此分隔并与第二触控电极条24A彼此分隔，且各第一触控电极条22A位于任两相邻的第二触控电极条24A之间的一部分与浮置电极26A中的至少一者交错并重叠。于本实施例中，各第一触控电极条22A位于任两相邻的第二触控电极条24A之间的部分系与两浮置电极26A交错并重叠，但本发明并不限于此。如前所述，浮置电极26A与第二触控电极条24A分隔而电性绝缘，并且处于浮接状态。与不同第一触控电极条22A重叠的浮置电极26A系彼此分隔，以避免相邻的第一触控电极条22A的信号相互干扰。由于任两相邻的第二触控电极条24A之间的间距需小于或等于50微米，因此本实施例的各浮置电极26A于第一方向D1上的宽度系小于任两相邻的第二触控电极条24A之间的间距的二分之一，以避免浮置电极26A与第二触控电极条24A相接触。本发明与各第一触控电极条位于任两相邻的第二触控电极条之间的部分重叠的浮置电极的数量与宽度并不限于上述，且在有限的任两相邻的第二触控电极条之间的间距下，浮置电极的数量可依据其在第一方向上的宽度来做相对应调整。举例而言，相邻的第二触控电极条24A之间可插入二至三个浮置电极。于另一实施例中，当各浮置电极在第一方向上的宽度接近任两相邻的第二触控电极条之间的间距时，位于两相邻的第二触控电极条之间并与同一第一触控电极条重叠的浮置电极26A的数量为单一个。或者，当各浮置电极在第一方向上的宽度的数倍仍小于任两相邻的第二触控电极条之间的间距时，位于两相邻的第二触控电极条之间并与同一第一触控电极条重叠的浮置电极的数量为多个。

一般为判断指纹辨识电极结构辨识指纹的能力，使用一鉴别率(SNR)参数。鉴别率公式如下：SNR＝△C/CR，其中△C为指纹的波峰与指纹辨识电极结构间总耦合电容值以及指纹的波谷与指纹辨识电极结构间总耦合电容值的差异，且CR为感应电极条与手指的耦合电容值。由于本实施例的指纹辨识电极结构14A中设计有浮置电极26A与位于任两相邻的第二触控电极条24A之间的第一触控电极条22A重叠，相较于习知未具有浮置电极的指纹辨识电极结构，本实施例的指纹辨识电极结构14A与指纹的波峰间的总耦合电容以及指纹辨识电极结构14A与指纹的波谷间的总耦合电容的差异可有效地增加，进而提升指纹辨识电极结构14A的鉴别率，理由详述如下。

于本实施例中，绝缘层18A并不具有开口，且覆盖于第一触控电极条22A与基板12上。并且，绝缘层18A的厚度可介于2000埃至3000埃之间或者大于10微米，其中绝缘层18A的厚度系取决于指纹辨识电极结构14A所使用的工艺。举例来说，当指纹辨识电极结构14A系透过网板印刷(Screen printing)制作时，绝缘层18A的厚度大于10微米。当指纹辨识电极结构14A系透过微影与蚀刻工艺制作时，绝缘层18A的厚度介于2000埃至3000埃之间。本发明的绝缘层厚度并不限于此。值得说明的是，当绝缘层18A的厚度介于2000埃至3000埃之间时，由于第一触控电极条22A与浮置电极26A重叠，因此第一触控电极条22A与浮置电极26A之间可具有较高的耦合电容，进而提高第一触控电极条22A与第二触控电极条24A之间的耦合电容。除此之外，当手指触摸覆盖板时，第一触控电极条22A与手指之间的耦合电容还可透过浮置电极26A增加，以提升所侦测到波峰与波谷的耦合电容值。

于本实施例中，各第一触控电极条22A可为一驱动电极条，分别用以传送一驱动信号，且各第二触控电极条24A可为一感应电极条，分别用以感应指纹的波峰或波谷所产生的电容变化，进而产生一感应信号。但本发明不限于此。于另一实施例中，各第一触控电极条亦可为一感应电极条，分别用以感应指纹的波峰或波谷所产生的电容变化，进而产生一感应信号，且各第二触控电极条为一驱动电极条，分别用以传送一驱动信号。假设在本实施例以各第二触控电极条24A作为感应电极条时，感应电极条与手指之间可产生一第一耦合电容值。在另一实施例以各第一触控电极条作为感应电极条时，感应电极条会透过浮置电极与手指耦合，因此感应电极条与手指之间所产生的第二耦合电容值会大于前述第一耦合电容值。特别是，当绝缘层的厚度介于2000埃至3000埃之间时，在以各第一触控电极条作为感应电极条的另一实施例中，浮置电极与感应电极条之间会有明显的耦合效应，且浮置电极的电位会接近感应电极条的电位，进而增加第二耦合电容值。所以，本实施例的指纹辨识电极结构14A以各第二触控电极条24A作为感应电极条的鉴别率较另一实施例以各第一触控电极条作为感应电极条的鉴别率为佳。

值得一提的是，由于第二触控电极条24A会直接与手指产生耦合，而较少透过浮置电极26A与手指产生耦合；因此，以各第二触控电极条24A作为感应电极条时，相较于未具有浮置电极的指纹辨识电极结构，本实施例的感应电极条与手指之间的耦合电容值CR几乎不会增加。由此可知，以各第二触控电极24A条作为感应电极条的指纹辨识电极结构14A可在不提升感应电极条与手指之间的耦合电容值CR的情况下有效地增加与指纹的波峰之间的总耦合电容以及与指纹的波谷之间的总耦合电容的差异△C，进而提高鉴别率SNR。经实验得知，相较于习知未具有浮置电极的指纹辨识电极结构，本实施例的指纹辨识电极结构14A的鉴别率可有效提升约略68％。

于本实施例中，指纹辨识器10A可另包括一保护层28，覆盖于第二导电层20A与绝缘层18A上，用以保护第二触控电极条24A以及浮置电极26A。于另一实施例中，以基板直接作为覆盖板并以反向次序堆栈时，保护层系覆盖于第一导电层上，用以保护第一触控电极条。

本发明的指纹辨识器并不限于上述实施例。下文将继续揭示本实施例的指纹辨识器的其它实施例，然为了简化说明并突显实施例之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。

请参考图3，其绘示了本发明第二实施例的指纹辨识器的上视示意图。如图3所示，本实施例的指纹辨识器10B与第一实施例的差异在于，本实施例的各第一触控电极条22A位于任两相邻的第二触控电极条24A之间的部分与浮置电极26B中的单一者交错并重叠，因此各浮置电极26B在第一方向D1上的宽度接近任两相邻的第二触控电极条24A之间的间距。举例来说，相较于习知未具有浮置电极的指纹辨识电极结构，本实施例的指纹辨识电极结构14B的鉴别率可有效提升约略35％。

请参考第4至6图，图4绘示了本发明第三实施例的指纹辨识器的上视示意图，图5绘示了本发明第三实施例的各第一触控电极条的上视示意图，图6绘示了本发明第三实施例的各第二触控电极条的上视示意图。如图4所示，本实施例的指纹辨识器10C与第一实施例的差异在于，本实施例的第二导电层20C并不包括浮置电极，而仅包括第二触控电极条24C，且第一导电层16C的各第一触控电极条22C包括一第一条状部30C以及多个分支部，且各第二触控电极条24C包括一第二条状部32C、多个主分支部以及多个次分支部。各第一触控电极条的第一条状部30C沿着第一方向D1延伸，各第二触控电极条24C的第二条状部32C沿着第二方向D2延伸，因此第一条状部30C与第二条状部32C彼此相交错。分支部系从第一条状部30C延伸出，且在垂直基板12的方向上不与第二触控电极条24C重叠。主分支部从第二条状部32C延伸出，且次分支部从主分支部延伸出。并且，主分支部与次分支部在垂直基板12的方向上不与第一触控电极条22C重叠。

具体来说，如图5所示，各第一触控电极条22C的分支部可包括多个第一分支部34C以及多个第二分支部36C。各第一分支部34C与各第二分支部36C沿着第二方向D2以及第二方向D2的反方向分别从第一条状部30C的两侧延伸出。并且，各第二触控电极条24C的主分支部可包括多个第一主分支部38C以及多个第二主分支部40C，且次分支部可包括多个第一次分支部42C以及多个第二次分支部44C。各第二主分支部40C与各第一主分支部38C沿着第一方向D1以及第一方向D1的反方向分别从第二条状部32C的两侧延伸出，各第一次分支部42C延伸至与各第一主分支部38C相邻的各第一分支部34C与第二条状部32C之间，各第二次分支部44C延伸至与各第一主分支部38C相邻的各第二分支部36C与第二条状部32C之间，其中第一主分支部38C、第二主分支部40C、第一次分支部42C与第二次分支部44C在垂直基板12的方向上不与第一分支部34C以及第二分支部36C重叠。

于本实施例中，各第一触控电极条22C的各第一分支部34C与各第二分支部36C分别位于任两相邻的第二条状部32C之间，各第一分支部34C与各第二分支部36C以第一条状部30C为对称轴彼此对称。再者，各第一触控电极条22C的分支部另包括多个第三分支部46C、多个第四分支部48C、多个第五分支部50C与多个第六分支部52C。各第一触控电极条22C的各第三分支部46C与各第四分支部48C位于任两相邻的第二条状部32C之间，且分别从位于各第一分支部34C两侧的第一条状部30C延伸出并与各第一分支部34C相接触，使各第一触控电极条22C位于两相邻的第二条状部32C之间的各第一分支部34C、各第三分支部46C与各第四分支部48C可构成一第一三叉状(trident-shaped)结构。各第一触控电极条22C的各第五分支部50C与各第六分支部52C位于任两相邻的第二条状部32C之间，且分别从位于各第二分支部36C两侧的第一条状部30C延伸出并与各第二分支部36C相接触，且各第一触控电极条22C位于两相邻的第二条状部之间的各第二分支部36C、各第五分支部50C与各第六分支部56C可构成一第二三叉状结构。于一实施例中，各第一三叉状结构对称于各第二三叉状结构，因此各第一三叉状结构与各第二三叉状结构可形成星号状(asterisk-shaped)结构。

另外，如图6所示，各第二触控电极条24C的各第一主分支部38C与各第二主分支部40C位于任两相邻的第一条状部30C之间，各第一主分支部38C与各第二主分支部40C以第二条状部32C为对称轴彼此对称。进一步来说，各第一次分支部42C延伸至各第一分支部34C与各第三分支部46C之间，且各第二次分支部44C延伸至各第二分支部36C与各第五分支部50C之间，其中位于两相邻的第一条状部30C之间的各第一主分支部38C、各第一次分支部42C与各第二次分支部44C构成一第三三叉状结构。并且，各第二触控电极条24C的次分支部可另包括多个第三次分支部54C以及多个第四次分支部56C，各第三次分支部54C与各第四分支部56C分别从各第二主分支部40C的两侧延伸出，各第三次分支部54C延伸至各第一分支部34C与各第四分支部48C之间，各第四次分支部56C延伸至各第二分支部36C与各第六分支部52C之间，其中位于两相邻的第一条状部30C之间的各第二主分支部40C、各第三次分支部54C与各第四次分支部56C构成一第四三叉状结构。

此外，各第二触控电极条24C的次分支部可另包括多个第五次分支部58C、多个第六次分支部60C、多个第七次分支部62C以及多个第八次分支部64C，且各第五次分支部58C、各第六次分支部60C、各第七次分支部62C以及各第八次分支部64C位于任两相邻的第一条状部30C之间。具体来说，各第五次分支部58C与各第六次分支部60C分别从第二条状部32C的两侧延伸出，并分别延伸至各第三分支部46C与第二条状部32C之间以及各第四分支部48C与第二条状部32C之间。各第七次分支部62C与各第八次分支部64C分别从第二条状部32C的两侧延伸出，并分别延伸至各第五分支部50C与第二条状部32C之间以及各第六分支部52C与第二条状部32C之间。并且，各第一触控电极条22C的星号状结构以及第一条状部30C于垂直基板12的方向上与各第二触控电极条24C的各第三三叉状结构、各第四三叉状结构、各第五次分支部58C、各第六次分支部60C、各第七次分支部62C以及各第八次分支部64C不相交错与重叠。

值得说明的是，本实施例的指纹辨识电极结构14C透过各第一触控电极条22C的分支部以及各第二触控电极条24C的主分支部以及次分支部的设计可提高相交错的各第一触控电极条与各第二触控电极条之间的耦合电容，进而增加指纹的波峰与指纹辨识电极结构14C之间的总耦合电容值以及指纹的波谷与指纹辨识电极结构14C之间的总耦合电容值的差异。举例来说，相较于习知格子状结构的指纹辨识电极结构，本实施例的指纹辨识电极结构14C的鉴别率可有效增加约略26％。

于另一实施例中，第二导电层可另包括浮置电极，在垂直基板的方向上与第一触控电极条重叠。举例来说，浮置电极可与第一、第二、第三、第四、第五与第六分支部以及第一条状部的至少一者重叠。或者，浮置电极在垂直基板的方向上不与第一触控电极条以及第二触控电极条重叠。

请参考图7至图9，图7绘示了本发明第四实施例的指纹辨识器的上视示意图，图8绘示了本发明第四实施例的各第一触控电极条的上视示意图，图9绘示了本发明第四实施例的各第二触控电极条的上视示意图。如图7至图9所示，本实施例的指纹辨识器10D与第三实施例的差异在于，本实施例的各第一触控电极条22D的各第三分支部46D与各第四分支部48D系分别从第一条状部30C连接各第一分支部34C的一侧沿着第二方向D2的反方向延伸出，且各第五分支部50D与各第六分支部52D分别从第一条状部30C连接各第二分支部36C的一侧沿着第二方向D2延伸出。各第三分支部46D与各第五分支部50D以第一条状部30C为对称轴彼此对称，且各第四分支部48D与各第六分支部52D以第一条状部30C为对称轴彼此对称，因此各第一触控电极条22D可为一第一栅状结构。

另外，本实施例的各第一次分支部42D系沿着第二方向D2延伸至各第一分支部34C与各第三分支部46D之间，且各第二次分支部44D沿着第二方向D2的反方向延伸至各第二分支部36C与各第五分支部50D之间。各第三次分支部54D沿着第二方向D2延伸至各第一分支部34C与各第四分支部48D之间，各第四次分支部56D沿着第二方向D2的反方向延伸至各第二分支部36C与各第六分支部52D之间。各第一次分支部42D与各第二次分支部以第一主分支部38C为对称轴彼此对称，且各第三次分支部54D与各第四次分支部56D以第二主分支部40C为对称轴彼此对称。

再者，于本实施例的各第二触控电极条24D中，各第五次分支部58D设置于各第一次分支部42D与第二条状部32C之间，并从第一主分支部38C连接各第一次分支部42D的一侧沿着第二方向D2延伸至各第三分支部46D与第二条状部32C之间；各第六次分支部60D设置于各第二次分支部44D与第二条状部32C之间，并从第一主分支部38C连接各第二次分支部44D的一侧沿着第二方向D2的反方向延伸至各第五分支部50D与第二条状部32C之间；各第七次分支部62D设置于各第三次分支部54D与第二条状部32C之间，并从第二主分支部40C连接各第三次分支部54D的一侧沿着第二方向D2延伸至各第四分支部48D与第二条状部32C之间；以及各第八次分支部64D设置于各第四次分支部56D与第二条状部32C之间，并从第二主分支部40C连接各第四次分支部56D的一侧沿着第二方向D2的反方向延伸至各第六分支部52D与第二条状部32C之间。各第五次分支部58D与各第六次分支部60D以第一主分支部38C为对称轴彼此对称，且各第七次分支部62D与各第八次分支部64D以第二主分支部40C为对称轴彼此对称。因此，位于任两相邻的第一条状部30C之间的各第一主分支部38C、各第二主分支部40C、各第一次分支部42D、各第二次分支部44D、各第三次分支部54D、各第四次分支部56D、各第五次分支部58D、各第六次分支部60D、各第七次分支部62D与各第八次分支部以及第二条状部的一部分可形成一第二栅状结构。并且，第一栅状结构与第二栅状结构彼此错开且不相交错与重叠。

值得说明的是，本实施例的指纹辨识电极结构14D可透过各第一触控电极条22D的第一栅状结构以及各第二触控电极条24D的各第二栅状结构提高相交错的各第一触控电极条22D与各第二触控电极条24D之间的耦合电容，进而增加指纹的波峰与指纹辨识电极结构14D之间的总耦合电容值以及指纹的波谷与指纹辨识电极结构14D之间的总耦合电容值的差异。举例来说，相较于习知格子状结构的指纹辨识电极结构，本实施例的指纹辨识电极结构14D的鉴别率可有效增加约略66％。

于另一实施例中，第二导电层可另包括浮置电极，在垂直基板的方向上与第一触控电极条重叠。举例来说，浮置电极可与第一、第二、第三、第四、第五与第六分支部以及第一条状部的至少一者重叠。或者，浮置电极在垂直基板的方向上不与第一触控电极条以及第二触控电极条重叠。

请参考图10与图11，图10绘示了为本发明第五实施例的指纹辨识器的上视示意图，图11绘示了沿着图10的剖面线B-B’的剖面示意图。如图10与图11所示，本实施例的指纹辨识器10E与第一实施例的差异在于，本实施例的指纹辨识电极结构14E并不包括浮置电极。并且，各第一触控电极条22E包括一第一条状部30E以及多个第一凸出部66E，且各第一凸出部66E从第一条状部30E的上表面突出。绝缘层18E包括多个第一开口68E，其中各第一凸出部66E穿越各第一开口68E，且各第一凸出部66E的厚度大于绝缘层18E的厚度。具体来说，各第一触控电极条22E的各第一凸出部66E系位于任两相邻的第二触控电极条24A之间，且各第一凸出部66E穿越各第一开口68E，使各第一凸出部66E可在平行基板12上表面的方向上与相邻的第二触控电极条24A产生电容耦合，进而提高指纹的波峰与指纹辨识电极结构14E之间的总耦合电容值以及指纹的波谷与指纹辨识电极结构14E之间的总耦合电容值的差异。于本实施例中，绝缘层18E的厚度系大于10微米，但不限于此。于一实施例中，第二导电层20A的上表面与各第一凸出部66E的上表面可位于同一平面上。

于本实施例中，各第一触控电极条22E为一感应电极条，分别用以感应指纹的波峰或波谷所产生的电容变化，进而产生一感应信号，且各第二触控电极条24A为一驱动电极条，分别用以传送一驱动信号，但本发明不限于此。于另一实施例中，各第一触控电极条亦可为一驱动电极条，且各第二触控电极条为一感应电极条。

请参考图12，其绘示了本发明第六实施例的指纹辨识器的上视示意图。如图12所示，本实施例的指纹辨识器10F与第五实施例的差异在于，本实施例的第二导电层20F另包括多个浮置电极26F，且浮置电极26F不与第一触控电极条22E以及第二触控电极条24A重叠。具体来说，本实施例的浮置电极26F与第二触控电极条24A以及第一触控电极条22E的第一凸出部66E彼此分隔且绝缘，使浮置电极26F处于浮接状态。于本实施例中，任两相邻的第一触控电极条22E与任两相邻的第二触控电极条24A所围绕出的区域中设置有四个浮置电极26F，且呈矩阵排列，但本发明并不以此为限，任两相邻的第一触控电极条与任两相邻的第二触控电极条所围绕出的区域中设置的浮置电极的数量可为至少一个，且浮置电极的数量可随其宽度来调整。

请参考图13，其绘示了本发明第七实施例的指纹辨识器的上视示意图。如图13所示，本实施例的指纹辨识器10G与第六实施例的差异在于，本实施例的各第一触控电极条22E位于任两相邻的第二触控电极条24A之间的一部分在垂直基板12的方向上与浮置电极26G中的至少一者重叠。具体来说，各第一触控电极条22E位于任两相邻的第二触控电极条24A之间的部分系与两浮置电极26G交错并重叠，且浮置电极26G系与第二触控电极条24A以及第一触控电极条22E的第一凸出部66E彼此分隔，使浮置电极26G与第一触控电极条22E以及第二触控电极条24A电性绝缘。进一步而言，本实施例的各浮置电极26G分别设置于各第一凸出部66E与相邻的第二触控电极条24A之间。本发明与各第一触控电极条位于任两相邻的第二触控电极条之间的部分重叠的浮置电极的数量与宽度并不限为上述，且在有限的任两相邻的第二触控电极条之间的间距下，浮置电极的数量可依据其在第一方向上的宽度来做相对应调整。

请参考图14与图15，图14绘示了本发明第八实施例的指纹辨识器的上视示意图，图15绘示了沿着图14的剖面线C-C’的剖面示意图。如图14与图15所示，本实施例的指纹辨识器10H与第五实施例的差异在于，本实施例的各第一触控电极条22H的上视图案系与上述第三实施例的各第一触控电极条相同，且各第二触控电极条24C的结构与上述第三实施例的各第二触控电极条相同。也就是说，本实施例的各第一触控电极条22H相较于第三实施例另包括多个第一凸出部66H以及多个第二凸出部70H，各第一凸出部66H从第一条状部30C的上表面突出。为简化说明，本实施例的各第一触控电极条22H与各第二触控电极条24C与上述第三实施例以及第五实施例相同的部分不多赘述。

于本实施例中，除了第一开口68E之外，绝缘层18H可另包括多个第二开口72H，对应分支部设置。各第二凸出部70H分别从任一分支部的上表面突出，并分别穿越各第二开口72H。具体来说，各第二凸出部70H可分别设置于各第一分支部34C与各第二分支部36C上，并分别从各第一分支部34C与各第二分支部36C的上表面突出。于一实施例中，第二导电层20C的上表面与各第二凸出部70H的上表面亦可位于同一平面上。举例来说，第一凸出部66H与第二凸出部70H均为矩形，但本发明不限于此。于另一实施例中，一部分的第二凸出部亦可设置于各第一触控电极条的第三、第四、第五与第六分支部上。或者，第二凸出部中的一者覆盖由第一分支部、第三分支部与第四分支部构成的第一三叉状结构或由第二分支部、第五分支部与第六分支部构成的第二三叉状结构，使第二凸出部亦具有三叉状结构。

于另一实施例中，第二导电层可另包括浮置电极，在垂直基板的方向上与第一触控电极条重叠。举例来说，浮置电极可与第一、第二、第三、第四、第五与第六分支部以及第一条状部的至少一者重叠。或者，浮置电极在垂直基板的方向上不与第一触控电极条以及第二触控电极条重叠。

请参考图16，其绘示了本发明第九实施例的指纹辨识器的上视示意图。如图16所示，本实施例的指纹辨识器10I与第八实施例的差异在于，本实施例的各第一触控电极条22I的上视图案系与上述第四实施例的各第一触控电极条相同，且各第二触控电极条24D的结构与上述第四实施例的各第二触控电极条相同，也就是说，本实施例的各第一触控电极条22I相较于第四实施例另包括多个第一凸出部66I以及多个第二凸出部70I。因此，本实施例的各第一触控电极条22I与各第二触控电极条24D与上述第四实施例以及第八实施例相同的部分不多赘述。

于本实施例中，位于各第一分支部34C与各第二分支部36C之间、各第三分支部46D与各第五分支部50D之间、各第四分支部48D与各第六分支部52D之间的第一条状部30C上分别设置有第一凸出部66I。各第二凸出部70I系分别设置于各第一分支部34C、各第二分支部36C、各第三分支部46D、各第四分支部48D、各第五分支部50D与各第六分支部52D上，并分别从各第一分支部34C、各第二分支部36C、各第三分支部46D、各第四分支部48D、各第五分支部50D与各第六分支部52D的上表面突出。

于另一实施例中，第二凸出部中的一者可覆盖各第一分支部34C、各第二分支部36C、各第三分支部46D、各第四分支部48D、各第五分支部50D与各第六分支部52D。或者，第一凸出部与第二凸出部可形成一栅状结构。

请参考图17，其绘示了本发明第十实施例的指纹辨识器的上视示意图。如图17所示，本实施例的指纹辨识器10J与第八实施例的差异在于，本实施例的第二导电层20J另包括多个浮置电极26J，且浮置电极26J设置于第一触控电极条22H与第二触控电极条24D之间。具体来说，浮置电极26J中的一者可设置于第一分支部34C与第一次分支部42C之间、第一分支部34C与第三次分支部54C之间、第三分支部46C与第一次分支部42C之间、第三分支部46C与第五次分支部58C之间、第四分支部48C与第三次分支部54C之间、第四分支部48C与第六次分支部60C之间、第一条状部30C与第五次分支部58C之间、第一条状部30C与第六次分支部60C之间、第一条状部30C与第七次分支部62C之间、第一条状部30C与第八次分支部64C之间、第二分支部36C与第二次分支部44C之间、第二分支部36C与第四次分支部56C之间、第五分支部50C与第二次分支部44C之间、第五分支部50C与第七次分支部62C之间、第六分支部52C与第四次分支部56C之间或第六分支部52C与第八次分支部64C之间。于本实施例中，各第一触控电极条22H的分支部与第一条状部30C与各第二触控电极条24C的次分支部之间均设置有浮置电极26J。

综上所述，本发明的指纹辨识电极结构可透过设置与各第一触控电极条重叠的浮置电极、设置额外的分支部、主分支部以及次分支部或设置穿越绝缘层的开口的凸出部，增加各第一触控电极条与各第二触控电极条之间的耦合电容，以增加指纹的波峰与指纹辨识电极结构之间的总耦合电容值以及指纹的波谷与指纹辨识电极结构之间的总耦合电容值的差异，进而提升鉴别率。

以上所述仅为本发明的实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (30)

1.一种指纹辨识电极结构，设置于一基板上，该指纹辨识电极结构包括：

一第一导电层，包括多条第一触控电极条，彼此分隔并分别沿着一第一方向延伸；

一第二导电层，包括多条第二触控电极条以及多个浮置电极，该等第二触控电极条彼此分隔且分别沿着不同于该第一方向的一第二方向延伸，且该等第一触控电极条与该等第二触控电极条相交错，其中该等第二触控电极条与该等浮置电极彼此分隔，该第二导电层与该手指之间的间距小于该第一导电层与该手指之间的间距，且各该第一触控电极条位于任两相邻的该等第二触控电极条之间的一部分与该等浮置电极中的至少一者重叠；

以及

一绝缘层，设置于该第一导电层与该第二导电层之间。

2.如权利要求1所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，两相邻的该等第一触控电极条的中央之间的间距以及两相邻的该等第二触控电极条的中央之间的间距小于或等于50微米。

3.如权利要求1所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条位于任两相邻的该等第二触控电极条之间的该部分与该等浮置电极中的多者重叠。

4.如权利要求1所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条为一驱动电极条，分别用以传送一驱动信号，且各该第二触控电极条为一感应电极条，分别用以产生一感应信号。

5.如权利要求1所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条为一感应电极条，分别用以产生一感应信号，且各该第二触控电极条为一驱动电极条，分别用以传送一驱动信号。

6.如权利要求1所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，该绝缘层的厚度介于2000埃至3000埃之间。

7.如权利要求1所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，该绝缘层的厚度大于10微米。

8.一种指纹辨识电极结构，设置于一基板上，该指纹辨识电极结构包括：

一第一导电层，包括多条第一触控电极条，彼此分隔且分别沿着一第一方向延伸，其中各该第一触控电极条包括一第一条状部、多个第一分支部以及多个第二分支部，且各该第一分支部与各该第二分支部分别沿着不同于该第一方向的一第二方向以及该第二方向的反方向从该第一条状部的两侧延伸出；

一第二导电层，包括多条第二触控电极条，彼此分隔并分别沿着该第二方向延伸，该等第一触控电极条与该等第二触控电极条相交错并绝缘，且该第二导电层与该手指之间的间距小于该第一导电层与该手指之间的间距，其中各该第二触控电极条包括一第二条状部、多个第一主分支部以及多个第二主分支部，各该第一主分支部与各该第二主分支部分别沿着该第一方向以及该第一方向的反方向从该第二条状部的两侧延伸出；以及

一绝缘层，设置于该第一导电层与该第二导电层之间。

9.如权利要求8所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第二触控电极条更包括多个第一次分支部以及多个第二次分支部，各该第一次分支部与各该第二次分支部分别从各该第一主分支部的两侧延伸出，各该第一次分支部延伸至与各该第一主分支部相邻的各该第一分支部与该第二条状部之间，各该第二次分支部延伸至与各该第一主分支部相邻的各该第二分支部与该第二条状部之间，其中该等第一主分支部、该等第二主分支部、该等第一次分支部与该等第二次分支部不与该等第一分支部以及该等第二分支部重叠。

10.如权利要求9所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条另包括多个第三分支部、多个第四分支部、多个第五分支部与多个第六分支部，各该第一触控电极条的各该第三分支部与各该第四分支部分别从位于各该第一分支部两侧的该第一条状部延伸出并与各该第一分支部相接触，且各该第一触控电极条的各该第一分支部、各该第三分支部与各该第四分支部构成一三叉状结构，其中各该第一触控电极条的各该第五分支部与各该第六分支部分别从位于各该第二分支部两侧的该第一条状部延伸出并与各该第二分支部相接触，且各该第一触控电极条的各该第二分支部、各该第五分支部与各该第六分支部构成另一三叉状结构。

11.如权利要求10所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一次分支部延伸至各该第一分支部与各该第三分支部之间，且各该第二次分支部延伸至各该第二分支部与各该第五分支部之间，其中各该第一主分支部、各该第一次分支部与各该第二次分支部构成另一三叉状结构。

12.如权利要求10所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第二触控电极条另包括多个第三次分支部以及多个第四次分支部，各该第三次分支部与各该第四分支部分别从各该第二主分支部的两侧延伸出，各该第三次分支部延伸至各该第一分支部与各该第四分支部之间，各该第四次分支部延伸至各该第二分支部与各该第六分支部之间，其中各该第二主分支部、各该第三次分支部与各该第四次分支部构成另一三叉状结构。

13.如权利要求9所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条另包括多个第三分支部、多个第四分支部、多个第五分支部与多个第六分支部，各该第一触控电极条的各该第三分支部与各该第四分支部分别从该第一条状部连接各该第一分支部的该侧沿着该第二方向的反方向延伸出，且各该第一触控电极条的各该第五分支部与各该第六分支部分别从该第一条状部连接各该第二分支部的该侧沿着该第二方向延伸出。

14.如权利要求13所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一次分支部沿着该第二方向延伸至各该第一分支部与各该第三分支部之间，且各该第二次分支部沿着该第二方向的反方向延伸至各该第二分支部与各该第五分支部之间。

15.如权利要求13所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第二触控电极条另包括多个第三次分支部以及多个第四次分支部，各该第三次分支部与各该第四分支部分别从各该第二主分支部的两侧延伸出，各该第三次分支部沿着该第二方向延伸至各该第一分支部与各该第四分支部之间，各该第四次分支部沿着该第二方向的反方向延伸至各该第二分支部与各该第六分支部之间。

16.一种指纹辨识电极结构，设置于一基板上，并用于侦测一手指的指纹，该指纹辨识电极结构包括：

一第一导电层，包括多条第一触控电极条，彼此分隔且分别沿着一第一方向延伸，其中各该第一触控电极条包括一第一条状部以及多个第一凸出部，且各该第一凸出部从该第一条状部的上表面突出；

一绝缘层，设置于该第一条状部上，且该绝缘层包括多个开口，其中各该第一凸出部穿越各该开口，且各该第一凸出部的厚度大于该绝缘层的厚度；以及

一第二导电层，设置于该绝缘层上，该第二导电层包括多条第二触控电极条，彼此分隔并分别沿着不同于该第一方向的一第二方向延伸，且该等第一触控电极与该等第二触控电极条相交错并绝缘，其中该第二导电层与该手指之间的间距小于该第一导电层与该手指之间的间距。

17.如权利要求16所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，该第二导电层的上表面与各该第一凸出部的上表面位于同一平面上。

18.如权利要求16所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，两相邻的该等第一触控电极条的中央之间的间距以及两相邻的该等第二触控电极条的中央之间的间距小于或等于50微米，以及该绝缘层的厚度大于10微米。

19.如权利要求16所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条为一感应电极条，分别用以产生一感应信号，且各该第二触控电极条为一驱动电极条，分别用以传送一驱动信号。

20.如权利要求16所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，该第二导电层另包括多个浮置电极，与该等第二触控电极条以及该等第一凸出部彼此分隔且绝缘。

21.如权利要求20所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，任两相邻的该等第一触控电极条与任两相邻的该等第二触控电极条所围绕出的一区域中设置有至少一该浮置电极。

22.如权利要求20所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条位于任两相邻的该等第二触控电极条之间的一部分与该等浮置电极中的至少一者重叠。

23.如权利要求16所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条另包括多个第一分支部以及多个第二分支部，且各该第一分支部与各该第二分支部分别沿着该第二方向以及该第二方向的反方向从该第一条状部的两侧延伸出，且各该第二触控电极条包括一第二条状部、多个第一主分支部、多个第二主分支部、多个第一次分支部以及多个第二次分支部，各该第一主分支部与各该第二主分支部分别沿着该第一方向以及该第一方向的反方向从该第二条状部的两侧延伸出，且各该第一次分支部与各该第二分支部分别从各该第一主分支部的两侧延伸出，各该第一次分支部延伸至与各该第一主分支部相邻的各该第一分支部与该第二条状部之间，各该第二次分支部延伸至与各该第一主分支部相邻的各该第二分支部与该第二条状部之间，其中该等第一主分支部、该等第二主分支部、该等第一次分支部与该等第二次分支部不与该等第一分支部以及该等第二分支部重叠。

24.如权利要求23所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条另包括多个第三分支部、多个第四分支部、多个第五分支部与多个第六分支部，各该第一触控电极条的各该第三分支部与各该第四分支部分别从位于各该第一分支部两侧的该第一条状部延伸出并与各该第一分支部相接触，且各该第一触控电极条的各该第一分支部、各该第三分支部与各该第四分支部构成一三叉状结构，其中各该第一触控电极条的各该第五分支部与各该第六分支部分别从位于各该第二分支部两侧的该第一条状部延伸出并与各该第二分支部相接触，且各该第一触控电极条的各该第二分支部、各该第五分支部与各该第六分支部构成另一三叉状结构。

25.如权利要求24所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一次分支部延伸至各该第一分支部与各该第三分支部之间，且各该第二次分支部延伸至各该第二分支部与各该第五分支部之间，其中各该第一主分支部、各该第一次分支部与各该第二次分支部构成另一三叉状结构。

26.如权利要求24所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第二触控电极条另包括多个第三次分支部以及多个第四次分支部，各该第三次分支部与各该第四分支部分别从各该第二主分支部的两侧延伸出，各该第三次分支部延伸至各该第一分支部与各该第四分支部之间，各该第四次分支部延伸至各该第二分支部与各该第六分支部之间，其中各该第二主分支部、各该第三次分支部与各该第四次分支部构成另一三叉状结构。

27.如权利要求23所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条另包括多个第三分支部、多个第四分支部、多个第五分支部与多个第六分支部，各该第一触控电极条的各该第三分支部与各该第四分支部分别从该第一条状部连接各该第一分支部的该侧沿着该第二方向的反方向延伸出，且各该第一触控电极条的各该第五分支部与各该第六分支部分别从该第一条状部连接各该第二分支部的该侧沿着该第二方向延伸出。

28.如权利要求27所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一次分支部沿着该第二方向延伸至各该第一分支部与各该第三分支部之间，且各该第二次分支部沿着该第二方向的反方向延伸至各该第二分支部与各该第五分支部之间。

29.如权利要求27所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第二触控电极条另包括多个第三次分支部以及多个第四次分支部，各该第三次分支部与各该第四分支部分别从各该第二主分支部的两侧延伸出，各该第三次分支部沿着该第二方向延伸至各该第一分支部与各该第四分支部之间，各该第四次分支部沿着该第二方向的反方向延伸至各该第二分支部与各该第六分支部之间。

30.如权利要求23所述的指纹辨识电极结构，其特征在于，各该第一触控电极条另包括多个第二凸出部，从该等第一分支部与该等第二分支部的上表面上突出。