CN110543855B - 一种指纹识别传感单元、传感器装置和指纹识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹识别传感单元和制作方法、指纹识别传感器装置和指纹识别方法，所述指纹识别传感单元包括压电感应单元、开关元件和读取线，其中所述压电感应单元，用于响应于外部压力而产生电荷；所述开关元件，包括控制端、与所述压电感应单元电连接的第一端和与所述读取线电连接的第二端，响应于所述控制端的控制信号将所述电荷传输至所述读取线从而形成指纹电信号。本发明提供的实施例通过基于压电效应的压电感应单元感测外部压力、与开关元件和读取线结合输出指纹电信号，能够降低因水渍、汗液和油污等对指纹识别的影响，有效改善现有技术中指纹识别存在的问题，从而提高指纹识别度。

Description

一种指纹识别传感单元、传感器装置和指纹识别方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种指纹识别传感单元和制作方法、指纹识别传感器装置和指纹识别方法。

背景技术

指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。随着计算机图像处理技术和信息技术的发展，指纹识别技术逐渐进入IT技术领域，与众多计算机信息系统结合在一起，被广泛用来解决身份认证和密码安全的问题，比如智能移动网络终端设备(手机、智能穿戴等)的指纹识别、指纹打卡机、指纹锁等。目前主要指纹获取技术有光学识别技术、半导体电容识别技术等，但基于这些技术的指纹识别传感器均受水渍、汗液、油污等的干扰影响非常大，影响指纹识别的灵敏度，严重时甚至出现触控失效的现象。

发明内容

为了解决上述问题至少之一，本发明第一方面提供一种指纹识别传感单元，包括压电感应单元、开关元件和读取线，其中

所述压电感应单元，用于响应于外部压力而产生电荷；

所述开关元件，包括控制端、与所述压电感应单元电连接的第一端和与所述读取线电连接的第二端，响应于所述控制端的控制信号将所述电荷传输至所述读取线从而形成指纹电信号。

进一步的，所述开关元件为薄膜晶体管，其中控制端为栅极、第一端为漏极以及第二端为源极。

进一步的，包括

形成在衬底上的薄膜晶体管的栅极和有源层；

与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级；

形成在所述连接金属上的压电感应单元，所述压电感应单元包括第一电极、第二电极和位于所述第一电极和第二电极之间的压电材料层，所述连接金属和第一电极电连接；

或者

形成在衬底上的薄膜晶体管的栅极和有源层；

与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级，所述漏级外的连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极；

形成在所述第一电极上的所述压电感应单元的压电材料层；

形成在所述压电材料层上的所述压电感应单元的第二电极。

进一步的，所述压电感应单元为压电陶瓷薄膜。

进一步的，所述压电陶瓷薄膜包括钛酸钡系、锆钛酸铅二元系、三元系压电陶瓷和多元系压电陶瓷中的任一种。

进一步的，所述薄膜晶体管的栅极、源极、漏极和读取线为Al、Mo、Cu、Ag和Ti中的任一种构成的单层金属或多种构成的多层金属；

和/或

所述薄膜晶体管的有源层为a-Si、LTPS和IGZO中的任一种。

本发明第二方面提供一种指纹识别传感器装置，包括控制单元和阵列排布的多个第一方面所述的指纹识别传感单元，所述控制单元接收所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号并形成待识别指纹信号，根据预存储的指纹数据识别所述待识别指纹信号。

进一步的，还包括发射单元和接收单元，其中

所述发射单元，用于发射所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号；

所述接收单元，用于接收所述指纹电信号并传输至所述控制单元。

本发明第三方面提供一种解锁装置，包括第二方面所述的指纹识别传感器装置，当所述指纹识别传感器装置识别出所述待识别指纹信号则解锁。

本发明第四方面提供一种利用第二方面所述的指纹识别传感器装置的指纹识别方法，包括：

指纹识别传感单元感测外部压力并输出指纹电信号；

控制单元接收所述指纹电信号并形成待识别指纹信号，根据预存储的指纹数据识别所述待识别指纹信号。

本发明第五方面一种指纹识别传感单元的制作方法，包括：

在衬底上形成薄膜晶体管的栅极和有源层；

形成与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级；

在所述连接金属上形成压电感应单元，所述压电感应单元包括第一电极、第二电极、位于所述第一电极和第二电极之间的压电材料层，所述第一电极与所述连接金属电连接；

形成覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层；

或者

在衬底上形成薄膜晶体管的栅极和有源层；

形成与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级，所述漏级外的连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极；

在所述第一电极上形成所述压电感应单元的压电材料层；

在所述压电材料层上形成所述压电感应单元的第二电极；

形成覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层。

本发明的有益效果如下：

本发明针对目前现有的问题，制定一种指纹识别传感单元和制作方法、指纹识别传感器装置和指纹识别方法，通过基于压电效应的压电感应单元感测外部压力、与开关元件和读取线结合输出指纹电信号，能够降低因水渍、汗液和油污等对指纹识别的影响，有效改善现有技术中指纹识别存在的问题，从而提高指纹识别度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出现有技术中指纹识别装置的示意图；

图2示出本发明的一个实施例所述指纹识别传感单元的结构框图；

图3示出本发明的一个实施例所述指纹识别传感单元的应用场景图；

图4a-4b示出本发明的一个实施例所述指纹识别传感单元的示意图；

图5a-5b示出本发明的另一个实施例所述指纹识别传感单元的示意图；

图6示出本发明的一个实施例所述指纹识别传感单元的制作方法的流程图；

图7示出本发明的一个实施例所述指纹识别传感器装置的结构框图；

图8示出本发明的一个实施例所述指纹识别方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

针对现有指纹识别技术受水渍、汗液、油污等环境干扰影响指纹识别的问题，现有技术提出使用压电传感材料将机械能转换成电能，则能够降低水渍、汗液、油污引起的干扰，有效改善因水渍、汗液、油污等干扰导致的指纹识别度低或指纹识别失效的问题。

如图1所示，现有技术采用的技术方案为先通过输出信号线向压感单元加载高频信号，产生并发射超声波，发射的超声波传播到手指纹路的“谷”和“脊”部分并进行反射，“谷”和“脊”部分反射后不同的超声波信号再作用于压感材料，通过压感材料将反射的不同的超声波信号转换成不同的电信号，再收集电信号并与指纹库信号进行对比。该发明实现的指纹识别通过超声波信号将手指指纹间接作用于压电传感单元，所需的压感材料为性能稳定的压电单晶体(例如AlN，ZnO，ZnS等)，要求机械强度高，然而制作具有极高的品质因数和极高的稳定性的谐振器的价格昂贵，因此，该发明的指纹识别装置的识别原理及制作工艺复杂，灵敏度低且制作成本相对较高，不利于大规模生产和应用。

针对上述问题，本发明的发明人经过大量测试后提出采用基于压电陶瓷的压电薄膜作为压电感应单元，压电陶瓷的压电系数高于压电单晶体两个数量级，并且利用压电薄膜制备的压电感应器件制作简单、成本低廉、应用范围广泛，同时其能量转换效率高，还能与半导体制作工艺集成，符合压电器件微型化和集成化的趋势。

如图2所示，本发明的一个实施例提供了一种指纹识别传感单元，包括压电感应单元、开关元件和读取线，其中所述压电感应单元，用于响应于外部压力而产生电荷；所述开关元件，包括控制端、与所述压电感应单元电连接的第一端和与所述读取线电连接的第二端，响应于所述控制端的控制信号将所述电荷传输至所述读取线从而形成指纹电信号。

在一个具体的示例中，如图3所示为本实施例的应用场景图，其中，所述压电感应单元2001包括第一电极、第二电极和位于第一电极和第二电极之间的压电材料层。所述压电感应单元为基于压电效应的压电陶瓷薄膜，其中，所述压电效应指的是：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而形变(包括弯曲形变和伸缩形变)时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对第一电极和第二电极表面上出现正负相反的电信号。当外力去掉后，又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电信号的极性也随之改变。具体的，所述压电陶瓷薄膜包括钛酸钡系、锆钛酸铅二元系、三元系压电陶瓷和多元系压电陶瓷中的一种。

在本实施例中，所述压电感应单元为锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)薄膜，具有高压电系数、高介电常数、低声波速度、高耦合系数等特性，能够准确表征待识别用户的指纹。

同时，所述开关单元1007为包括控制端、第一端和第二端的三端器件，例如三极管或场效应管，对此本申请不作限制，本领域技术人员应当以实际需求选择适当的开关单元，以能够实现通过控制端导通第一端和第二端的功能为设计准则，在此不再赘述。在本实施例中，所述开关元件为薄膜晶体管，其中控制端为栅极、第一端为漏极以及第二端为源极。

当待识别用户的手指3000触控在压电感应单元2001上，由于指纹中“谷”和“脊”所施加的力不同，则所述压电感应单元2001在上下两个电极聚集不同数量的正负电荷，同时压电感应单元2001与薄膜晶体管1007的漏极连接，当薄膜晶体管1007的栅极G被施加高电压时即薄膜晶体管1007响应于外部控制信号导通时，压电感应单元2001形成的电荷从薄膜晶体管1007的漏极传输至源极，经源极传输至与所述源极电性连接的读取线1003，从而形成指纹电信号。

本实施例通过压电感应单元感测外部压力聚集电荷，再通过薄膜晶体管和读取线导出并形成指纹电信号。相比于现有技术中采用光学传感技术利用指纹中“谷”和“脊”对光的反射差异进行指纹识别的识别装置，以及采用电容传感技术利用指纹中“谷”和“脊”形成的电容差异所感应的指纹识别装置，本实施例提出的基于压电效应的指纹识别传感单元能够显著改善因水渍、汗液和油污等对指纹识别的影响，从而有效提高指纹识别度。

在一个可选的实施例中，如图4a和4b所示，图4a为所述指纹识别传感单元的俯视图，图4b为所述指纹识别传感单元A-A’的截面图，所述指纹识别传感单元，包括形成在衬底1000上的所述栅极1001；覆盖在所述栅极1001上的栅极绝缘层1006；形成在所述栅极绝缘层1006上的有源层1002；形成在所述有源层1002上的读取线1005和连接金属1008，所述读取线1005和连接金属1008同层设置，所述读取线1005与所述有源层1002连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极1003，所述连接金属1008与所述有源层1002连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级1004；形成在所述连接金属1008上的压电感应单元2000，所述压电感应单元2000包括第一电极2001、第二电极2002和位于所述第一电极2001和第二电极2002之间的压电材料层2003，所述连接金属1008和第一电极2001电连接；覆盖所述读取线1005、连接金属1008和第二电极的绝缘层1007。

在本实施例中，所述压电感应单元2000为独立器件，例如采用直接采购的压电感应器，在指纹识别传感单元的制作过程中，将所述压电感应单元设置在与所述薄膜晶体管的漏极电连接的连接金属上，所述压电感应单元与所述漏极电连接。

值得说明的是，本实施例的薄膜晶体管为底栅结构，仅用于说明本申请的具体实施方式，本申请也可以采用顶栅结构的薄膜晶体管，则所述指纹识别传感单元，包括形成在衬底上的所述有源层；覆盖在所述有源层上的层间介质层；形成在所述层间介质层上的所述栅极；形成在所述栅极上的栅极绝缘层；形成在所述栅极绝缘层上的所述读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级；形成在所述连接金属上的压电感应单元，包括第一电极、形成在所述第一电极上的压电材料层以及形成在所述压电材料层上的第二电极，所述连接金属和第一电极电连接；覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层。

在另一个可选的实施例中，如图5a和5b所示，图5a为所述指纹识别传感单元的俯视图，图5b为所述指纹识别传感单元A-A’的截面图，所述指纹识别传感单元，包括形成在衬底1000上的薄膜晶体管的栅极1001和有源层1002；与所述有源层1002电连接的连接金属1008和读取线1005，所述读取线1005与所述连接金属1008同层设置，所述读取线1005与所述有源层1002连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极1003，所述连接金属1008与所述有源层1002连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级1004，所述漏级1004外的连接金属1008复用为所述压电感应单元的第一电极2001，即所述连接金属1008包括与所述薄膜晶体管的有源层连接的漏级1004、以及复用为所述压电感应单元第一电极2001的部分连接金属；形成在所述第一电极2001上的所述压电感应单元的压电材料层2003；形成在所述压电材料层2003上的所述压电感应单元的第二电极2002；覆盖所述读取线1005、连接金属1008和第二电极2002的绝缘层。

在本实施例中，结合所述薄膜晶体管的制作流程制作所述压电感应单元，将所述连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极，在所述连接金属上制作压电感应单元的压电材料层和第二电极，从而简化指纹识别传感单元的结构并降低制作成本。

在上述实施例中，考虑到压电感应单元对待识别用户的手指进行感测，所述压电感应单元位于所述漏极远离所述栅极的一侧，能够准确感测待识别用户的手指指纹。

在本实施例中，所述薄膜晶体管的栅极、源极、漏极和读取线为Al、Mo、Cu、Ag和Ti中的一种材料构成的单层金属，或者为上述多种材料构成的多层金属，所述薄膜晶体管的有源层为a-Si、LTPS和IGZO中的一种。

值得说明的是，本实施例仅用于描述本发明的技术方案，本发明的具体实施方式包括但不限于该实施例，本领域技术人员应当根据实际应用需求设置薄膜晶体管和压电感应单元的具体构造，以实现对待识别用户的指纹的感测为设计准则，在此不再赘述。

如图6所示，本发明的一个实施例还提供了一种指纹识别传感单元的制作方法，包括：在衬底上形成薄膜晶体管的栅极和有源层；形成与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级；在所述连接金属上形成压电感应单元，所述压电感应单元包括第一电极、第二电极、位于所述第一电极和第二电极之间的压电材料层，所述第一电极与所述连接金属电连接；形成覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层；

在本实施例中，如图4b所示，

首先，在衬底上形成薄膜晶体管的栅极和有源层。

在本实施例中，所述薄膜晶体管可以为顶栅结构也可以为底栅结构，本申请对此不作限定。

其次，形成与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级。

在本实施例中，在制作薄膜晶体管的过程中，在源漏金属材料层上进行图案化，形成读取线和连接金属，其中读取线与有源层连接的部分为薄膜晶体管的源极，连接金属与有源层连接的部分为薄膜晶体管的漏级。所述源极、漏极、读取线和连接金属为Al、Mo、Cu、Ag和Ti中的一种构成的单层金属，或者为Al、Mo、Cu、Ag和Ti中的多种构成的多层金属。

再次，在所述连接金属上形成压电感应单元，所述压电感应单元包括第一电极、第二电极、位于所述第一电极和第二电极之间的压电材料层，所述第一电极与所述连接金属电连接。

在本实施例中，所述压电感应单元为独立器件，例如直接采购的压电感应单元，在指纹识别传感单元的制作过程中，将所述压电感应单元设置在与所述薄膜晶体管的漏极电连接的连接金属上。当感测到待识别用户的手指的触控时在第一电极和第二电极聚集不同数量的正负电荷以区分指纹中的“谷”和“脊”，并通过电性连接的所述漏极输出所述电荷。

最后，形成覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层。

在本实施例中，在所述压电感应单元的第二电极和露出的连接金属和读取线上形成绝缘层，从而保护指纹识别传感单元。

在另一个实施例中，所述指纹识别传感单元的制作方法包括：在衬底上形成薄膜晶体管的栅极和有源层；形成与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏级，所述漏级外的连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极；在所述第一电极上形成所述压电感应单元的压电材料层；在所述压电材料层上形成所述压电感应单元的第二电极；形成覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层。

在上述指纹识别传感单元制作方法的基础上，结合所述薄膜晶体管的制作流程制作所述压电感应单元，将所述连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极，在所述连接金属上制作压电感应单元的压电材料层和第二电极，从而简化指纹识别传感单元的结构并降低制作成本。

如图7所示，本发明的一个实施例还提供了一种指纹识别传感器装置，包括控制单元和阵列排布的多个上述的指纹识别传感单元，所述控制单元接收所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号并形成待识别指纹信号，根据预存储的指纹数据识别所述待识别指纹信号。

在本实施例中，所述指纹识别传感器装置为一体结构，所述指纹识别传感单元将指纹电信号传输至所述控制单元，所述控制单元对接收的指纹电信号进行收集、处理以形成待识别指纹信号，即待识别用户的完整的指纹信号。同时，所述控制单元中预存储有大量注册用户的指纹数据，所述控制单元将待识别指纹信号与预存储的指纹数据进行比对，若所述指纹电信号与预存储的指纹数据相匹配则认为已识别出待识别用户。

考虑到所述指纹识别传感器装置可能为分体结构，在一个可选的实施例中，所述指纹识别传感器装置还包括发射单元和接收单元，其中所述发射单元，用于发射所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号；所述接收单元，用于接收所述指纹电信号并传输至所述控制单元。

具体的，所述指纹识别传感器装置包括采集端和控制端，采集端包括指纹识别传感单元和发射单元，控制端包括接收单元和控制单元。例如将所述指纹识别传感器装置应用于身份识别的门禁系统，将采集端设置在门口，用于采集待识别用户的指纹，将采集的指纹信号传输至远程的控制端，经控制端对指纹信号进行识别，即将待识别指纹信号与预存储的指纹数据进行比对，若与预存储的指纹数据相匹配则认为已识别出待识别用户，从而实现远程指纹识别功能。

在本实施例中，所述发射单元可以为设置在指纹识别传感单元上的有线或无线通信装置，包括但不限于低功耗的2.4G、蓝牙和ZigBee等装置。所述接收单元为与所述发射单元相匹配的接收装置，能够接收所述发射单元发出的信号。

值得说明的是，本领域技术人员应当理解，在一体结构的所述指纹识别传感器装置中，各所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号分别传输至控制单元，由控制单元收集、处理并形成待识别指纹信号；在分体结构的所述指纹识别传感器装置中，各所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号分别传输至发射单元，可以经发射单元传输至接收单元，经接收单元传输至控制单元，由控制单元收集、处理并形成待识别指纹信号，也可以由发射单元收集、处理并形成待识别指纹信号，经发射单元传输至接收单元，经接收单元传输至控制单元。本申请对此不作限制，本领域技术人员应当根据实际应用需求选择适当的实施方式，在此不再赘述。

与上述实施例提供的指纹识别传感器装置相对应，本申请的一个实施例还提供一种利用上述指纹识别传感器装置的指纹识别方法，由于本申请实施例提供的指纹识别方法与上述几种实施例提供的指纹识别传感器装置相对应，因此在前实施方式也适用于本实施例提供的指纹识别方法，在本实施例中不再详细描述。

如图8所示，本发明的一个实施例还提供一种利用上述指纹识别传感器装置的指纹识别方法，包括：指纹识别传感单元感测外部压力并输出指纹电信号；控制单元接收所述指纹电信号并形成待识别指纹信号，根据预存储的指纹数据识别所述待识别指纹信号。

具体的，指纹识别传感单元的压电感应单元感测外部压力聚集电荷并传输至薄膜晶体管的漏极；薄膜晶体管响应于栅极的控制信号将所述电荷传输至读取线，从而形成并输出指纹电线号；控制单元根据预存储的指纹数据识别接收的待识别指纹信号。即通过上述指纹识别传感器装置实现对待识别用户的指纹的识别。

在上述指纹识别传感器装置的基础上，本发明的一个实施例还提供了一种解锁装置，包括上述指纹识别传感器装置，当所述指纹识别传感器装置识别出所述指纹电信号则解锁。所述解锁装置可以为集成了上述指纹识别传感器装置的显示面板，例如智能手机、平板电脑等，当待识别用户的手指按压显示面板时，所述指纹识别传感器装置通过指纹识别传感单元采集指纹电信号并传输至控制单元，所述控制单元收集、处理并形成待识别指纹信号，并通过预存储的指纹数据进行识别，根据识别结果解锁显示面板的屏幕；同理，所述解锁装置还可以为其他设置有指纹识别传感器装置的安全验证装置，例如设置有指纹识别传感器装置的指纹锁、需要身份验证的门禁系统等等，通过指纹识别传感器装置识别待识别用户的指纹从而确定待识别用户的身份，根据待识别用户的权限解锁。

本发明针对目前现有的问题，制定一种指纹识别传感单元和制作方法、指纹识别传感器装置、解锁装置和指纹识别方法，通过基于压电效应的压电感应单元感测外部压力、与开关元件和读取线结合输出指纹电信号，能够降低因水渍、汗液和油污等对指纹识别的影响，有效改善现有技术中指纹识别存在的问题，从而提高指纹识别度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种指纹识别传感单元，其特征在于，包括压电感应单元、开关元件和读取线，其中

所述压电感应单元，为基于压电效应的压电陶瓷薄膜，用于响应于外部压力而产生电荷；

所述开关元件，包括控制端、与所述压电感应单元电连接的第一端和与所述读取线电连接的第二端，响应于所述控制端的控制信号将所述电荷传输至所述读取线从而形成指纹电信号；所述开关元件为薄膜晶体管，其中控制端为栅极、第一端为漏极以及第二端为源极；

所述指纹识别传感单元包括：

形成在衬底上的薄膜晶体管的栅极和有源层；

与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏极，所述漏极外的连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极；

形成在所述第一电极上的所述压电感应单元的压电材料层；

形成在所述压电材料层上的所述压电感应单元的第二电极；

覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层。

2.根据权利要求1所述的指纹识别传感单元，其特征在于，所述压电陶瓷薄膜包括钛酸钡系、锆钛酸铅二元系、三元系压电陶瓷和多元系压电陶瓷中的任一种。

3.根据权利要求1所述的指纹识别传感单元，其特征在于，

所述薄膜晶体管的栅极、源极、漏极和读取线为Al、Mo、Cu、Ag和Ti中的任一种构成的单层金属或多种构成的多层金属；

和/或

所述薄膜晶体管的有源层为a-Si、LTPS和IGZO中的任一种。

4.一种指纹识别传感器装置，其特征在于，包括控制单元和阵列排布的多个如权利要求1-3中任一项所述的指纹识别传感单元，所述控制单元接收所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号并形成待识别指纹信号，根据预存储的指纹数据识别所述待识别指纹信号。

5.根据权利要求4所述的指纹识别传感器装置，其特征在于，还包括发射单元和接收单元，其中

所述发射单元，用于发射所述指纹识别传感单元输出的指纹电信号；

所述接收单元，用于接收所述指纹电信号并传输至所述控制单元。

6.一种利用权利要求4或5所述的指纹识别传感器装置的指纹识别方法，其特征在于，包括：

指纹识别传感单元感测外部压力并输出指纹电信号；

控制单元接收所述指纹电信号并形成待识别指纹信号，根据预存储的指纹数据识别所述待识别指纹信号。

7.一种根据权利要求1所述的指纹识别传感单元的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底上形成薄膜晶体管的栅极和有源层；

形成与所述有源层电连接的读取线和连接金属，所述读取线与所述连接金属同层设置，所述读取线与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的源极，所述连接金属与所述有源层连接的部分复用为所述薄膜晶体管的漏极，所述漏极外的连接金属复用为所述压电感应单元的第一电极；

在所述第一电极上形成所述压电感应单元的压电材料层；

在所述压电材料层上形成所述压电感应单元的第二电极；

形成覆盖所述读取线、连接金属和第二电极的绝缘层。

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