TW200404998A - Surface pressure distribution sensor and method for control of its operation - Google Patents

Description

200404998 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於表面壓力分佈感測器及其動作控制方 法，尤其是關於可降低消耗功率的表面壓力分佈感測器及 其動作控制方法。y 【先前技術】 就檢測如指紋圖案之微細凹凸圖案的檢測裝置來說， 有使用可撓性導電薄膜及薄膜電晶體（Thin FUm Transi°st^) 的表面壓力分佈感測器（例如參照專利文獻丨）。 第1 0圖是表示用來檢測指紋圖案的主動矩陣型表面 壓力分佈感測器之一例。第丨0圖⑷是俯視圖，第i 〇圖（b)、 (C)是第1 〇圖（a)的C-C線剖視圖。 以往的表面壓力分佈感測器2〇〇是包括··構成多數個 單位k測元件之TFT204a所形成的玻璃或陶瓷等的基板 201、以及相對電極薄膜202。 單位檢測元件204具有TFT204a以及與丁FT204a連接 的接觸電極。.單位檢測元件2〇4是在玻璃等的基板2〇丨上 配置成矩陣狀’構成單位檢測元件2〇4的TFT的活性層是 非結晶矽膜’而接觸電極2〇仆是由氧化銦錫，IT〇(indium Tin Oxide)所形成。 相對電極薄膜202是與基板201相對向而設置，且是 在可& ί!、纟巴緣薄膜2〇2a的背面（tft側）蒸鍍有導電膜2〇2b 的結構。此相對電極薄膜2〇2是以塗布於基板2〇1周圍的 在封劍203而黏合，並且與基板201分開配置。 6 314901 200404998 以下顯示此表面壓力分佈感測器的製造方法之一例。 為了在基板201形成TFT之後貼上相對電極薄膜2〇2，在 基板201的周圍塗布低溫之熱固性樹脂所構成的密封劑 2〇3。然後，貼上基板2〇1的相對電極薄膜2〇2，並且進行

熱處理。藉此即可使基板2〇1與相對電極薄膜2〇2黏合T 第W圖⑷是使用&表面壓力分佈^則器檢測出 圖案的例子。 '' ^將手指F放在表面壓力分佈感測器200上之後輕輕按 壓時’整個相對電極薄膜2〇2會被往下壓，但若仔細觀疚， 由於指紋的突出部分.及凹陷部分的按壓力不同，因此：於 突出部分正下方或其最近的單位檢測元件2〇4的接觸電極 胸會與相對電極薄膜2〇2電性接觸。但是，位於指咬之 凹陷部分正下方或其最近的單位檢測元件的接觸電極 亚不會與相對電極薄膜202電性接觸。以上述方式取 出相對電極薄膜20?纺？, 、—”早位檢測元件204接觸之部分作梦 以檢測指紋圖案。 观 [專利文獻1 ] 曰本專利特開平6_288845號 【發明内容】 [發明所欲解決之課題] 如上所述的習知矣 表面壓力分佈感測器，是經常施加來 自及極線、閘極線的播 ^ ^ 付‘ ^號，並且掃描著感測區域。例

如在LCD等之顯示护里 1 J m L 、、置的情況下，由於是以顯示為目的， 因此也必然經常在進行浐 丁如撝，但如果是用來檢測出指咬的 314901 200404998 表面壓力分佈感測器，實際上σ ^ _ /、要在進行指紋檢測時進行 最低限度的動作即可，不檢測 — 、、、文日守若繼續掃描，將會造 成電力的浪費。 TFT 由於經常掃描，就會經常持續驅動，所以 TFT的錢也較快，而成為妨礙長壽命化的原因。 因此’本案之目的在於描批 八名^ 隹方、一種消耗功率更低，且壽 印長的表面壓力分佈感測器。

[用以解決課題之手段] j =鑑於上述課題而研創者，本發…態樣之 件而：二“疋在感測區域配置複數個單位檢測元 件而構成者，其解決問 佈的動你^ 4 嗖之方式疋切換為測定表面壓力分 • S ’、以及使消耗功率減少的等待模式。 本發明第2態樣之表面壓力分㈣測 配置複數個單位檢測元件而 域内具有開關，以切換為依序選擇4^在則述感測區 ^ ^ v . 序、擇刚述早位檢測元件而測 疋表面壓力分佈的動作模式、以及停 之選擇動作而削減消耗+ T U早位檢測兀件 π刖减洎耗電力的等待模式， 的輸出從前述箄待楛々+ k 卫错由刖述開關 砍寻待杈式切換至前述動作模式。 而且本發明配置有複數個前述開關。 本發明之所述開關是設在前述單位檢測元件之間。 而且本發明是在等 於、、目彳-# u 旲式中持績廷擇預定的前述單位 才双測7L件以作為前述開關。 ^ ^早1 本赉明弟J樣態之表面壓力分佈感測器是 置在絕緣基板上之複數個 /、有·由配 個表面壓力分㈣單位檢測元件以 31490] 8 200404998 、…亥單位榀測兀件相對向而設置的可撓性導電薄膜所構

成的感測區域；連接於益，，A 、，. 逯按於則述早位檢測元件的兩個端子，並 且^前述基板上配置成矩陣狀的及極線及閉極線；依序選 擇前述汲極線的水平方向捃^ _ 匀知拮電路；以及將掃描信號送到 前述問極線的垂直方向掃描電路，並且檢測出前述單位檢 測元件與前述可撓性導電薄膜之接觸者，盆中，又1有· 連接於前述水平方向掃描電路及垂直方向掃的 器控制電路，·以及連接於針、+、#、，a別 ^ ^ ^ ^ ώ .…处感測斋控制電路的感測器動 1 乍…’亚糟由施加於前述感測器動作信號線的残測哭 動作信號來控制前述感測區域的啟動及等待。 本發明弟4樣態之表面壓力分佈感測 置在絕緣基板上之複數個表面：有.由配 及與該單位檢測元件相二佈的早位檢測元件以 、 向而设置的可撓性導電薄膜所嫉 成的感測區域丨連接於前述 ’、 且在前、+，^ 早位铋測兀件的兩個端子，並 上配置成矩陣狀的汲極線及閘極線 述則錢的水平方㈣描電路；以及將掃抑號逆；; 刖述：極線的垂直方向掃描電路，並且檢測出前心位二 測兀件與前述可撓性導電薄膜之接觸者，Μ，又呈古 連接於前述水平方向掃描電路及垂直方向掃描電路的：： 器控制電路；連接於前述感測器控制電路的减測 唬線，以及配置在前述感測區域内，並控制 4 啟動及等待的開關，並藉 κ “丨品域之 號來控制前述感測區域的啟動及等待。…。。動作信 而且本發明配置有複數個前述開關。 3)4901 9 200404998 間而，本.發明之前述開關是設在前述單位檢測元件之 述可挣2感測器動作信號線連接’並因應前述開關與前 化。'¥電缚膜的接觸使前述感測器動作信號產生變 而且，-4r ^ 件當中前述開關是使多數個前述單位檢測元 °刀的该單位檢測元件在等待中觉叙、’㈤广从 為前述開關沾7 于甲驅動，亚因應作 # ^ 、早立檢測元件與前述可撓性導f I ^ 0 ^ 使Μ述4、、目^ ^ ，今包潯朕的接觸 動作信號產生變化。 本‘明第5樣態之表面壓< 有：感測區域之㈣…制方法是具 Α之k數個早位檢測元株 單值檢測元# Μ ^ 、 用來選擇前述 J凡件的掃描電路，其中， 描電路停止，n p士· 在寺待拉式下使前述掃 彳T止，问時經常持續選擇前述 乂 一部分，並且變成@廡二+ 早彳铋測7G件之至少 使前述掃描電路動作^ U所選擇的單位檢測元件之輸出 包路動作的動作模式。 本發明第6離、；π广， 法是Μ由 ^ ^髮力分佈感挪器的動作栌制方 次疋猎由來自垂直方向 7勒作包制方 絕緣基板上的複數欠 、,描信號依序掃描設在 夂數ίΤ'閘極線，然德 前述閘極線的表面壓力八 ^ ，甲”仏號送到連接於 位檢測元件，並且葬^ 早位檢測元件並驅動前述 I几猎由來自水平方 依序掃描與前述閘極線交又 :〜电路的掃描信號 域的前述單位檢洌 ，…以檢測出作為感測區 你而7C件與相對向於 性導電薄膜是否接觸者，其：早心測元件的可撓 與前述垂直方向掃描 '感則°。動作信號施加於 器控制電路’然後以 罗“路連接的感測 卜通别述感測器控制電路的方 314901 10 200404998 式來控制前述感測區域的等待及驅動。 本發明第7態樣之表

法是藉由來自垂直方向掃描電^^測器的動作控制方 絕緣基板上的複數條閉極線，：= 信號依序掃描設在 前述問極線的表面塵力分佈之開極信號送到連接於 位檢測元件，並且藉由來自水早立欢/則兀件並驅動前述單 依序掃描與前述閉極線交7、千方向掃描電路的掃描信號 域的前述單位檢測元件與相對檢測出作為感測區 性導電薄膜是否接觸者，其护、Μ早位檢測兀件的可撓 產生的感測器動作信號施：：：t將從前述感測區域所 以切斷及導通前述心⑴”則迹感測器控制電路，然後 區域的等待及驅動。 式來控制前述感測 亚且，將設在前述單位 測，信號線的開關與前述=二：連接於前述感 無6又疋為丽述感測器動作信號。70 兒潯膜之接觸的有 而且，經常使多數個前 單位檢測元件驅動，並二早位檢測元件當中少數的該 述可撓性導電薄膜之 沾^/數的單位檢測元件與前 牧月蜀的有I巧$去、， 號。 …又疋為珂述感測器動作信 再者’藉由前述感測 分佈感測器之週邊㊉i ' σ L唬來控制前述表面壓力 【實施方式】 路的啟動及等待。 以下說明本發明的實施形態。 利用第1圖至證ς m θ來說明本發明的第1實施形態。 s: 11 314901 200404998 、 第1圖係顯示表面壓力分佈感測器的結構。第i圖（a) …是俯視圖’第i圖⑻是第丨圖⑷的A_A線剖視圖。如圖 . δ所示，表面麼力分佈感測器1G0是以密封劑3使基板】 • 與可撓性導電薄膜所構成的相對電極薄膜2黏合的結構。 / 基板1是玻璃等的絕緣性基板，在基板丨上由密封劑3包 - ®的内側有多數個單位檢測元件4配置成矩陣狀。在密封 劑3的内側設置接觸部6。與單位檢測元件4連接，並且 # 帛來傳送對於閘極信號線8及汲極線9等所輸人的各種信 號的未圖示I線是集中在基板⑽緣的外部連接端子7， 用來連接經由軟性印刷電路板Fpc(Fiexible恤㈣

Circuit Board)等（未圖示）外接於基板ι的控制電路。 >相對電極薄膜2之結構，是在pET(聚對笨二曱酸乙二 西予西曰，Polyethylene terephthalate)或 PEN(聚萘二曱酸乙二 西旨’ P〇iyethylene naphthaIate)等的可撓性絕緣薄膜2a之背 面（TFT側）蒸鍍有例如金之類之金屬導電膜。 • _"在硬化前為液狀’是可藉由加熱而硬化的熱 固性樹脂。 單位檢測元件4具有本身為開關元件的τ]ρτ4&、以及 - 與該丁打心連接的接觸電極4^丁他的活性層是石夕膜， 又最好是多晶㈣。接觸電極4b是形成在覆蓋_3之 絕緣膜上的導電膜，例如由IT〇(Indium Τη⑽叫形成。 •接觸。P (contact)6疋為了將GND電位供應至相對電極 薄膜-而„又置並且由包含鋁A1所構成的接觸墊以及設置 於其上的熱固性導電粒子的接觸樹脂所構成。 314901 12 200404998 第2圖是表面壓力分佈感測器的分解斜視圖。如圖戶斤 不，在基板1上有閘極線8及汲極線9配置成矩陣狀。後 文將有所敘述，但在閘極線8施加有閘極信號，在汲極線 9施加有掃描信號。在閘極線8與汲極線9的交點分別對 應配置有TFT4a，且TFT4a的閘極是連接於閘極線8，沒 極端子是連接於汲極線9，而源極端子是連接於接觸電極 仆。用來將輸入至閘極線8及汲極線9等的各種信號加以 傳送的未圖示配線，是集中在基板丨的側緣，並且連接於 外部連接端子7。 ' 繼之利用第3圖來說明表面壓力分佈感測器ι〇〇的動 作。第3圖⑷是將手指F放在表面壓力分佈感測器工⑽上 的狀悲，第3圖（b)是表面壓力分佈感測器丨〇〇的電路概念 圖。 心 單位檢測元件4的丁FT4a是在基板工上形成多晶矽層 所構成的活性層U，並藉由已知的方法導入雜質而形成有 源極區域S以及汲極區域D。覆蓋活性層u之全面形成有 閘極、、’巴，，彖膜1 2，且在閘極絕緣膜上方形成有閘極。閘極 疋^、問極、、泉8 —體形成。在閘極8 a上設有層間絕緣膜 13’並且經由接觸孔使活性層n的沒極端子μ没極線9 連接，使源極端子S與^電極9&連接。該引出電極％ 是由與沒極線9同層的例如A1所構成。在其上方又積層有 平坦化膜14 ’可使下層的凹凸平坦化。在平坦化膜14上 配置有、、工由接觸孔與引出電極^接觸的所構成的接 觸電極4b。 11 13 314901 200404998 〜指？放在表面壓力分佈感測器i〇。上之後輕輕按 \”如第3圖⑷所示，整個相對電極薄膜2會往τ壓。 :::，由於指紋的突出部分及凹陷部分的按壓力不同，因 ;大二部分正下方或其最近的相對電極薄膜2會深為凹 :置;陷部分則不太凹陷。因此，對應於指紋突出 = …立檢測元件4的接觸電極-會與相對電極薄膜2

的接接觸，對應於指紋凹陷位置的單位檢測元件4 、妾觸电極4b則不會與導電膜2b接觸。 :對電極薄膜2的導電膜以是經由電阻^而接地。 7:，二:測器1〇°的汲極線9是連接Μ掃描器 預定二4疋連接於¥掃描器8〇。從V掃描器8〇是以 預:的¥序依序切換掃描信號而輸出至閘極線8。現 h對於某閘極線8施加有某電位（「η」位準) 連接於施加有閘極信號的閘極線8的π%，二都 :V通狀態(ON)。在導通期間從h掃描器7〇以 —

序依序切換掃描信號而施加於汲極線9。 T 利用手指F的突出部分使相對電極薄膜2彎 =極4b接觸時，就掃描信號來說，即使電壓 =

也會經由TFT4a、電阻丨$而、由、F 门 L 斜干4 — 而洩漏，因此電壓會下降。去相 接二缚膜2由於手指F的凹陷部分而 : 接觸時’掃描信號的電麼並不會降低而得以唯持：“b 測…掃目“言號的電厂…乍„信號讀出= 的表面壓力分佈。然後，可依序切 = 極線8而施權信號，並且讀出來自表面塵力分::： 31490] 14 200404998 器1 0 0之所有I / 、 壓力分佈 欢測元件4的信號，以計測整面的表面

檢測器1 6可兔4 L 馬如上所述從汲極線9分歧而連接的電壓 5f測态，亦可么由_ , ·、' ^插入汲極線9的電流計測器，但以電 L at測益較可單吨爐 電壓計測器。、、成電路結構’因此本實施形態是採用 第4圖是本發日月+ t ^ 、 域2。的-概要::圖表面壓力分佈感測請之感測區 將“ 分佈感測器100是在玻璃等的絕緣基板1上 將表面昼力分佈的複數個單位檢 並且相對向於罝A认 。置风矩卩皁狀， 未m ㈣元件4^置相對電極薄膜（第4圖中 ί二:？複數個單位檢測元件4及相對電極薄膜2所: 、亚秦區域就是感測區〇。 ' 朝縱列方向延伸❹^ 在基板丨上是配置 的複數停閘極及極線9、以及朝橫排方向延伸 歎仏閘極線8 ’並且對應 個交點配置單位檢測元件4。單位檢測元；：=:各 及接觸電極一構成，％的汲 是連接於㈣8，源極s則是=== 兀件4的接觸電極仆。 关方、早位杈測 在感測區域20側邊配置有朝縱列 的水平方而户 t k擇/及極線9 6知锸笔路（以下稱為fi掃描器）7〇 ’ 棱排側將閘極俨沪逆 且配置有朝 下稱為v掃描器)8〇。 V “路(以 將用來控制感測區域2 〇之^ ^ ^ ^ ^ ^ J a,杰控制電路 314901 15 200404998 9〇連接力Η知描器7〇卩v掃描器8〇。關於感㈣器控制電 路90則容後敘述。 另外在此雖省略圖示，但表面壓力分佈感測器連接 有外部控制電路。外部連接電路是供應用以使表面壓力分 佈感測器動作所需的各種控制信號及電源電壓侧等。 外部控制電路是一般的CM〇s電路，例如以Μ的低電壓 動作，輸出的控制信號也是3V的振幅。 接下來。兒明表面壓力分佈感測器的動作。v掃描哭 :二是鳩條閉極線8依序選擇預定的間極線8而施加： 極电壓VG，並且使連接於該閘極、線 =:;。广直開始信號―⑽:：: :。且口應垂直時脈咖依序切換而選擇下—條閉極線 Η掃描器70是從複數條汲 線9,並且將俨轳徂座s 斤、擇預定的汲極 私^ 虎供應至TFT4a°H掃描器70是由水平門 始信號HS丁撰摆畀“从 疋田水十開

依序切換二：Γ 線9,並且因應水平時脈hCLK 斤切換而廷擇下一條汲極線9。 上迭垂直時脈VCLK及水平時脈▲ 電路使外部控制電路所& 电位變換 而產生。 所輸出的，振幅的低電壓時脈昇壓 弟4圖(b)是表示H掃描器7〇的電路圖 :有：複數個移位暫存器71;以及使：:描器7。 出Q連接於間極的複數個沒極線選擇電晶體之輸 換電路，使外丨 〜以電位變 "為路所供應的控制信號昇壓之水平時 314901 16 200404998 脈HCLK輪入至各段的 奴的私位暫存器71。 72是使移位暫存器71的鈐屮$ 4 果込擇私日日體 ° 纟輻出乂接於閘極，各汲極線選擇 電晶體的汲極是連捲 、k擇 疋運接方、貝枓讀出線73，各 電晶體的源極是連接於汲極線9。 、.泉k擇 在第1段的移位暫存器7 1 入。移位暫存器nHST^水千開始化號咖輸 -调期之期時，在水平時脈hclk

匕/月之J間，輸出端子Q 新存哭7〗.…山 V ’輸出冒變成「H」。藉由移位 曰存口口 7 1的輸出使汲極線 日祐m 士、1 、禪电日日體72之一個導通，並 ίΓ=::Γ件4配置在所選擇之閘極線…極 ” TFT4的丁4a形成驅動狀態(可感測狀態)。此時， 田该TFT4a的接觸電極 流合铖由接妯β /、相對电極缚膜2接觸時，電 -一由接地的相對電極薄膜· 屢）的變化會輸出至資料讀以7，β 〇此以沁或電 出部分。 十貝出、、泉7j，且可檢測出指紋的突 移位暫存器7丨的輪出 器7!，移位暫存哭/Λ㈣輸入至第2段的移位暫存 週期之心合" ^出在下一個水平時脈HCLK - 週期之期間會蠻成「W 、， 」亚且使單位檢測元件4的TFT4a ¥通而形成可感測的驅動狀能繼 # ψ „ ^ 勤狀恶。繼之藉由移位暫存器71 的輸出使下一個移位暫存哭 暫存器7!成為「Η而Γΐ 以下同樣依序使移位 驭马 」而依序選擇汲極線9，並且酽動所；^ 單位檢測元件4。 I 1且IS動所有 “.Π: —橫排的所有沒極線9之後，垂直時脈VCLK ^ ,㈤週期’V掃描器8G會將閘極電壓VG供應至 麵入水平開始信號HST，使移位暫存 314901 17 200404998 器7 1的輪出變成「H」。 在此雖省略圖示，但V掃描器80也是由複數個移位 暫存器所構成，並且進行與Η掃描器相同的動作。 如第5圖所不，本發明貫施形態又設置與Η掃描器 及V掃描n 80連接的感满！器控制電路％。若要說明感測 器控制電路90之-例，則是感測器動作信號線91、以及

施加VCLK、VST、HCLK、HST的控制信號線6〇的邏輯 積電路（以下稱為AND問）。本發明係採取將控制感測區域 Μ之啟動及等待的感測器動作信號se，施加在感測器動 Μ號線91並且進行八仙閘92的切斷及導通，以控制h 知描器70及v掃描器8〇之 生 万式而控制表面壓力分佈感 測裔2的動作模式及等待模式之切換。 在弟1實施形態當中是從外部1C110對感測器動作作 就線W施加感測器動作信號s E。例如，如果感測區域2 0 的才文下（感測）不到一定日车p q r 2ft要以 守間（例如3分鐘），則將感測區域 置方；寺待模式’外MC11G會使感測器動作信號s L」位準。因此，不管vclk、vst'hclk、hst的 位準如何，AND閘都合「τ 厂甲J笔丨日輸出「L」位準。亦即，ν 80' H掃描器7〇會停止 ^田口口 TPT/1二丄、、 口此不會知描感測區域20的 a 成為夺待模式。如Ji ϋί pfe π σσ ^ n 的選擇動作γ μ , 上述精由使早位檢測元件4 、擇動作停止，彳降低消耗功率。 如果要再使其成為動 9 ^ 力作杈式，則是按下例如設在碑測

&域20外的開關1 〇丨。 ^ /MJ w 心下外部開關]0]時，合從外邱 心】〇對感測器動作 “… 罕刖出H」位準，並且使and 314901 18 200404998 開進行對應VCLK、VST、HCLK、HST的仏， #, 的輪出，因此Η掃 描态70、V掃描器80會啟動，而形 y」感測的狀態。 在此，於一定時間内沒有感測時亦 , 」不置於等待模 式，而是利用外部開關101來控制所有 、

θ A，則态的導通/不導 通（on/off)。要驅動感測器時按下〇N ΛΑ , j即日守就會施加「H i 的感測器動作信號SE，結束残測之德 合^「 之後扣下OFF開關時就 曰轭加「L」的感測器動作信號se。 「再「：，亦可利用-個開關，在每次按下時，交互施加 j L」。 此外，感測器控制電路僅為一 外邮啻^ a t /、要疋可糟由來自 ^ ° 動作信號SE控制各時脈之等待模式的 -电路結構’則不限於圖式所示的例子。 、 ㈣不只是各掃描器切換至等待模式，也可停止對 緩衝态等週邊電路的電源 路所供應的3V信號，在/ 1如上所述將外部電 表面壓力分佈感測器2内部昇壓 而作為各驅動信號的情況 消耗功率的效果會更大。士。果使升堡電路也停止，低 接下來，利用第6圖乃笛，门+ 施形態。 弟7圖來說明本發明的第2實 第6圖（a)是俯視圖 的㈣線剖視圖。另;，弟。6圖㈨是第6圖⑷之開關⑽ 佈感測器2的結構盘第i :位檢測元件4以及表面壓力分 的結構與第4圖相同，因：施形態相同’各掃描器Μ 構元件是使用同一符於。“略詳細的說明’而且同一結 31490] ]9 200404998 施力二如第6圖所示，在感測區域2。設置用來 動作信號SE的開關1〇2。感測器控制電路9。 。構14第1貫施形態同樣 器動作Q1 H AND閘92，而且對感測 虎”泉9 1施加來自開關1 02的信號。 開W 102亦可在感測區4 20内僅配置 6圖⑷所示，在感測區域均勺配…口仁疋如弟 以進行感測時，即使^ 開關’俾 Φ 杯A ㈠吏手私的接觸區域分散，也可按τ至少 任-個開關1〇2。例如 …/ 邊部即可。 口所不/、要叹置在中心部及週 而且，開關102之結構是 ㈣及配線心。開M i ()=具有接觸電極 的區域，而且是你罝你认、_/早铋測元件4之間 1〇2 欢〉則兀件4的汲取電極9a盥開關 1〇2的配線102a，接 ”開關 ^ π昆^ 極4b與接觸電極l〇2b分別形成 在同-層。當手指按 刀料成 薄膜2與開關102的接觸，/:-〇的任-處時’相對電極 利用第7圖來―兒明: b就會接觸並導通。 图r明感測器控制電路90的動作。第7 圖（幻疋笔路概要圖，第7圖 弟 圖。 ）疋開關102部分的等效電路 感測器控制電路90的处 and閉92,如果―定日士 構疋與第1實施形態同樣的 作信號線91施加「L位^有感測’就會對感測器動 ㈣的各控制㈣^感H是V⑽、雷、HCLK、 因此Η掃描器70、v掃描、虎一一 2, 模式。 ^ ^止掃描，而成為等待 31490} 20 200404998 、、要進仃感測時，必須按下相對電極薄膜2。為了進行 =列而&下等待模式的感測區域2()時，會按下分散在感測 區，20的複數個開關1〇2的任一個。當開關ι〇2與相對二 極缚膜2接觸時’開關1〇2之接觸電極ι〇2 位： =可由外部IC11"晴知。外部IC110是對應開關 -由出而將「H」位準的感測器動作信號SE 測器動作信號線9bVCLK、VST、HCLK、HST^ = 經由AND閘92而輸出，並且使Η掃描器7〇及v ^田為8G開始進行選擇動作，使感測區域Μ成為動作模 二亦即’貫際上開關1G2導通的同時會驅動掃描而進 忍測。另外，如果非感測狀態經過一定時間時，外 會輸出「L」位準’兩個掃描器將會停止。 另外，第8圖是第3實施形態，且是不經由外部Μ 而藉由電流的茂漏自動形成等待模式的電路之—者 施形怨在具有開關1〇2，並且利用感測器見 這點則是與H施形態相同。動作USE切換 ，感測器動作信號線91又設置放電用電晶體93,並 作配線不經由外部IC而連接於感測器動 與控制信號線6。的AND閉。首先，要進行感 感測區域20’則相對電極薄膜2會與開關J 。

對電極薄膜2是施加例如3V電厂堅，由於接觸，在目 器動作信號線91施加「《」位準。獅間會進行對Γ 一㈣―的輸出，並且使Η掃描;V 314901 21 1描器⑽行選擇料 模式。 馬τ進竹指紋檢測的動作 放開手指時，開關102 “ 號線91的電流會因為放電用電二I感測器動作信 器動作信號SE就會燃成「l '…3而慢慢放電’感測 信號SE變成「L」位;時，

位準，Η掃描器7〇、 巧92的輪出會固定在「L 式。也就是說，只有在手二8〇就會停止而成為等待模 可提供不會徒然消 ；：下期間才能進行掃描’因而 感測區域20的等待模&的了表面壓力分佈感測器。另夕卜， 手指離開感測區域2〇時，藉由 二，，而-當 電流而成為等待模式。 电用电晶體93的漏 二二Γ力需要對外部IC11°輸出感測器動作信號 -，因=佈感測器2内輸入感測器動作信號 數/了減少與外部1⑶0連接的接觸聊（contact Pin) 動作則器控制電路僅為一例’只要是可以感心 社構二制感測器控制電路90之等待模式的電路 、，·。構，則不限於圖式所示的例子。 路 不只是各掃描器切換至等待模式，& η亭止對 ，’友衝益等週邊電路的電源供應。 視圖第二的第4實施形態。第 ‘圖（b)疋电路概要圖。此外，單位檢洌元件 及表面虔力分佈感測器2的各掃描器的結構與第4圖相以 3】49〇] 22 200404998 同，因此省略詳細的說明，而且同一結構元件是使用同— 符號。 本實施形態也是在感測區域20設置用來施加感” 動作信號SE的開關103。感測器控制電路9〇的結構是感 測器動作信號線91之反轉與控制信號線的AND閘92，並 對感測器動作信號線91施加來自開關1〇3的信號。 開關103是如圖式所示’將多數個單位檢測元件4去 中的幾個用來作為開關⑻。在作為開關⑻的單位檢琪; 元件4並不會受到㈣描器7〇、V掃描器80之驅動的， 響二:從掃描器以外的路徑供應信冑，並且在等待模二 /月間經常持績選擇，並成為听处〜 貝、俘1风马驅動狀怨。要進行感測時，開 關1 0 〇的早位檢測元件4盘盆他置彳# |人 ，、/、他早位檢測凡件4皆依序選 ’亚且依序形成驅動狀態。另夕卜，在等待模式時，其他 早位檢測元件4的TFT4a會因為掃描器的停止而〇〜曰 開關丨〇 3的單位檢測元件4是即使H掃描器及V掃描器停 止，開關1 03的橫排（R0w)TFT4a也 丁 下稱為〇R_的信號，而在等待；=輯和電路(以 隹寻倚杈式期間經常導通。 另外，作為開關丨〇3的單位檢測元件4是在感測區域 二等配置複數個’俾以在進行感測時，_使手指的接觸 ::…也可按下任-個開關⑻。例如，只要如圖設 i在中心部及週邊部即可。 以下利用第9圖(b)的電路概略圖來說明1動作。 ::開關版的單位檢測元件4所連接的 …而連接開關檢測電晶體94。圖式中僅顯示出開關 314901 23 200404998 連接的 >及極線9，但是如第9圖（a)所示，開關1 〇3有複數 们 因此各開關1 〇 3所連接的 >及極線9同樣是分岔而連接 其他開關檢測電晶體94。另外，開關檢測電晶體94的閘 極是連接於感測器動作信號線9 1。

感測器控制電路90的結構是與第丨實施形態相同的 AND閘92，當非感測狀態經過一定時間時，與上述實施 $心相反’對感測斋動作信號線9 1施加r η」位準的感測 器動作信號SE。由於是VCLK、VST、HCLK、HST的各 控制信號與感測器動作信號SE之反轉的AND閘92，因1 她閘92的輸出會固定在「L」位準，而且㈣描器凡、 V掃描器80會停止掃描，而成為等待模式。 J:卜，在連接於開10 3的閑極線8是設置與感測器 彳5諕線91的〇尺閘95。本實施形態是當感測器動 ^虎把為「H」位準時，㈣描器7〇、v|f描器8〇為「^ 形成等待模式，且感測區域⑼除了開關⑼」 :成為不導通（〇FF)的狀態。在作為開關1()3的單 :的閘極是經由閘極線8而施加有來自感測器動：二 二之0…的輸出，因此即使V掃描器8。停止： 作心唬SE遥是「H」’所以開關103的TFT志 測益動作信號SE為「H」的期間是 a在感 感測區扒M A 1 ㊉成為動作模式。去 、則£域20為導通（0N)狀態（感測時）之 飞田 出會因為閘極信號而變化，因此同樣也會掃閑95的輸 TFT4a與其他單位檢測元件4 〇 幵』103的 接下來，用手指按下感測區域時， 、工田例如施 314901 24 200404998 加有3V的相對電極薄膜2 … 由來自汲極線的分歧線9b ；，L ，亚且藉由該變化，經 藉此使1C變成感測器動作竹開關檢測電晶體94而輸出， 閘92供應驅動信號，H掃描^魂印「L」位準。經由AND 當V掃描器8 0選擇—伙V掃描态8 0就會驅動， 擇所有的汲極線’使單、Ί , H知描器70會依序選 作模式。此時，藉由0R間：則=件4依序驅動，而成為動 也是對應零器8。輸出的:二= ^ ^ A、丨 询k唬而依序選擇，並成 為驅動狀怨。感測器動作 曰麵0/1 α σ就SE也會供應至開關檢測電 曰:體94的閉極’而且開關檢測電晶體94會在「L」位： 形成OFF狀態。此時，即使作 『便作為開關1 03的單位檢測元件 4輸出，開關檢測電晶體94也不會開放，開^ ι〇3並不會 動作。也就是會變成一般的單位檢測元件4，而在動作模曰 式中若與指紋之凸出部分接觸則會成為檢測出該指紋之元 件而且也會掃描感測區域2 〇 ,因此指紋可經由資料讀出 線73而輸出，並加以測定。 作為開關1 03而動作的單位檢測元件4是在感測區域 20内設置複數個，並且從各自連接的汲極線分歧，然後分 別連接開關檢測電晶體94。開關檢測電晶體94的一個端 子是與其他部位的開關檢測電晶體94的一個端子合併。這 是採取使複數個開關1 〇3當中的任何一個導通之方 、、 、’用 以心測感測區域20是否受到按壓。 經過某一定時間時，從外部1C將「Η」位準施力 測器動作信號線9 1。因此AND閘92全‘部都會變成r τ ^ I ， 3Μ9〇ι 25 200404998 掃^田成為等待模式。而且，開關檢測電晶體94的閘極 合_成「w γ 、往 勺閘極 曰又成 」位準，並開始監視開關1 03。要再開始進行感 測時，若按下開關103，開關就會導通，並且對輸出端（〇υτ) 輸出開關受到按壓的資訊。藉由此信號，1C會輸出「L， Η掃描器、乂掃描器會再度啟動。 」 如上述用手指按下時’即可進行掃描，只要經 動開關103的單位柊：目丨丨一从/ 馬 早位松測7L件4，即可提供未感測時 然消耗電流的表面壓力分佈感測器。 曰徒 *於可將少數的單位檢測元件4用來作為開 關，因此不雲。 〜及第3實施形態另外設置開關，而 J致供一種感測區域 功率& # a r* ^ 一仍、准持以彺的結構，卻可降低消耗 力羊的表面壓力分佈感測器。 器動制電，僅為一例，只要是可㈣ 不限於Η :所〃工制各時脈之等待模式的電路結構，則 民方；圖式所示的例子。 ”：二不：是各掃描器切換至等待模式，也可停止對 欸衝益等週邊電路的電源供應。 [發明之效果] 根據本發明，在表 間，i 土力为佈感測器的非成測狀鲅期 間’由於可以等待模式使 α ^ 消耗功圭如 彳田°°寻停止，因此可大幅減少 η粍功率。在一定期 區域的掃# Μ 未彳"測感測區域時.，則停止感測 X曰〕U田，使感測區域成 按下外部開關，藉此再心、 式。要進行感測時則 測的# 汗σ進行掃描，並且形成可進行残 巧的動作狀態。藉此，尸 /成』κ 丁 Jc 在進灯感測時掃描各單位檢測 314901 26 200404998 元件即可’因此比起瘦堂雜 t、、’吊、准锊在知描狀態的習知技術，可 大幅減少消耗功率。 可提供-種表面壓力分佈感測器，以採取未感 測時即停止掃描感測區域之方式，來抑制tft之劣化。 在感測區域另外設置開關，並且與相對電極薄膜接觸 使開關導通，gp可僅於感測期間掃描單位檢測元件。比起 經過-定時間後使感測區域不導通（off)的方法更可減少 消耗功率。 ，只要將多數個單位檢測元件當中一部分的單位 檢測元件用來作為„，即可僅於進㈣測時掃描單位檢 測凡件，比起經過一定時間後使感測區域形成〇ff狀態的 方法更可減少消耗功率。而且…經常使開關的單位檢 :::驅動’ ”會產生功率的消耗，但是將單位檢測元 、/作為開關時便不需另外設置開關，而可實施在習知 構上’對空間有限的情況相當有效。 【圖式簡單說明】 第1圖是用來說明本發明的（a)俯視圖，（13)剖視圖。 第2圖是用來說明本發明的分解斜視圖。 第3圖是用來說明本發明的0)剖視圖，化）動作概要 圖 第4圖是用來說明本發明的（a)俯視圖，（b)電路概要 第5圖是用來說明本發明的電路概要圖。 第6圖是用來說明本發明的（a)俯視圖，（b)剖視圖 314901 27 200404998 第7圖是用來說明本發明的（a)電路概要圖，（b)等效電 路圖。 第8圖是用來說明本發明的電路概要圖。 第9圖是用來說明本發明的（a)俯視圖，（b)電路概要

圖。 第10圖是用來說明習知技術的（a)俯視圖，（b)剖視 圖，（c)剖視圖。

1、201基板 2a、202a可撓性絕緣薄膜 3、203密封劑

4a、204a薄膜電晶體，TFT 6 接觸件 8 閘極線 9 汲極線 9b 分歧線 12 閘極絕緣膜 14 平坦化膜 16 檢測器 60 控制信號線 7 0 水平方向掃描電路、 71 移位暫存器 7 3 資料讀出線 8 0 垂直方向掃描電路、 2、202相對電極薄膜 2b 金屬導電膜 4、204單位檢測元件 4b、102b、204b接觸電極 7 外部連接端子 8a 閘極 9a 汲取電極 11 活性層 13 層間絕緣膜 15 電阻 2 0 感測區域 Η掃描器 72 汲極線選擇電晶體 V掃描器 28 314901 200404998

90 感測器控制電路 91 感測器動作信號線 92 邏輯積電路，AND閘 93 放電用電晶體 94 開關檢測電晶體 95 邏輯和電路，OR閘 100、 200表面壓力分佈感測器 101 外部開關 102、 103開關 102a 配線 110 外部1C D 汲極區域、汲極端子 F 手指 HCLK 水平時脈 HST 水平開始信號 S 源極區域、源極端子 SE 感測器動作信號 VCLK 垂直時脈 VDD 電源電壓 VG 閘極電壓 VST 垂直開始信號

29 314901

Claims (1)

1. 200404998 拾、申請專利範圍： & ^ I力刀佈感/則器，是在感測區域配置複數個單 位才欢測凡件而成；其特徵為具有·· 測定表面壓力分你μ & 等待模弋 、動作模式、及減少消耗功率的 2· 一種表面壓力分佈感 ^ ^ . L 。疋在感測區域配置複數個單

   位心測凡件而成；其特徵為： 在前述感測區域内具有開關， 八你=依t選擇前述單位檢測元件而測定表面壓力 以咸,ά作杈式、及停止前述單位檢測元件之選擇動作 將前，f ~ ^羊的寻待杈式；並依據前述開關的輸出而 將則逑寺待模式切換至前述動作模式。 3 ·如申請專利範圍第 、表面壓力分佈感測器，其中， -置有後數個前述開關。 4.::凊專利範圍第2項之表面壓力分佈 刖迷開關是設在前述單位檢測元件之間。 申請專利範㈣2項之表面壓力分佈感測器，並中， J寺待模式中持續選擇預定的前述單位檢測元件以作 為耵述開關。 ^ 6· 一種表面壓力分佈感測器， 上之访鉍加士 疋/、有·由配置在絕緣基板 ，夂數個表面壓力分佈的單位檢測元件以及與 :立檢測元件相對向而設置的可撓性導電薄膜所構成的 u區域；連接於前述單位檢測元件的兩個端子，並真 在前述基板上配置成矩陣狀的沒極線及閘極線；依序遂 314901 30 擇前述汲極線的水平方向播 不丨、， 幹杬電路；以及將掃描作觫7 到W述閘極線的垂直方向 、， L唬廷 细兒路，亚且檢測屮 口口 位檢測元件與前述可撓性 处早 具有： I潯胰之接觸者，其中，又 連接於前述水平方向掃 、 兒路及垂直方向播； 路的感測器控制電路；以及 田电 連接於前述感測器控制㊉ 、，_ 制电路的感測器動作信妒 、、泉，並藉由施加於前述感哭丄U ° 〜' σσ動作信號線的感測哭私你 k號，來控制前述减測 σσ 乍 — ^ 4成域的啟動及等待。 種表面壓力分佈感測哭 u 、 疋具有：由配置在絕缓其k 上之複數個表面壓力分佑沾。0 土反 布勺早位檢測元件以及盥兮罝 位檢測元件相對向而号罟 /、Μ早 置的可撓性導電薄膜所構成的 感測區域；連接於前沭s1 吓稱成的 逆按於則述早位檢測元件的兩個端 在前述基板上配置成矩陳 亚且 视 珉矩陣狀的汲極線及閘極線；依庠、 擇前述汲極線的水平方62 依序廷 5t 十方向掃描電路；以及將掃描作號.矣 到前述閘極線的垂直方 、， 。娩达 丨J坪細電路，亚且檢測屮命 口口 位檢測元件與前述可持性 以早 j &性導電薄膜之接觸者，复Φ ^ 具有： /、γ，又 連接於前述水早t A p i ,、 κ +方向知描電路及垂直方向掃描雷 路的感測器控制電路； 連接於前述感測器控制電路的感測 線；以及 # K 配置在則遂感測區域内，以控制該感測區域之 及等待的開關，並且根據前述開關的感測器動作信號來 314901 31 控制兩述感測區域的啟動及等待。 8·如申請專利範圍第7項之表 双囬&力刀佈感測器，其中， 配置有複數個前述開關。 9.如申請專利範圍第7項之 二、丄、 T田&力为佈感測器，立中， 則ϋ開闕是設在前述單位檢 ” 哭# 於上 欢而兀件之間而與前述感測 口口動作化號線連接，並因廁合 薄胺一 述開闕與前述可撓性導電 10的接觸使前述感測11動作信號產生變化。 •如申請專利範圍第7項之表 土刀刀佈感測器，立中， 月，J述開關是使多數個前述單 ’、 σσ y t 早位檢測兀件當中一部分的 Μ早位檢測元件在等待中 單仿扒⑴Α 勤亚因應作為前述開關的 m ^ ^ . 性v毛溥膜的接觸使前述感 ㊇裔動作信號產生變化。 11 · 一種表面壓力分佈感測哭 分係；=¾、目^ °。的動作控制方法，該表面壓力 刀佈感測态具有感測區域 用决n、， Λi數個早位檢測元件，以及 用耒選擇W述單位檢測元 干 之特徵為· 1干的知描電路，其此控作方法 在等待模式下使前诚彳 選釋前、+τ桮電路停止，同時經常持續 、擇則述早位檢測元件之至少—部分， 並且對應前述所選擇 轉為前述掃描#政立檢測元件之輸出而移 12… 動作的動作模式。 種表面壓力分佈感❹ 方向掃描| si Μ γ 4 動作乜制方法，係根據垂直 中细兒路的掃描信號佑 複數條Η K a, Τ彳田设在絕緣基板上的 複數ί卞閘極線’然後 表面壓力八沈 00 咸达至連接前述閘極線的 刀1布之早位檢測元株、， …口 並*驅動前述早位檢測元 314901 32 200404998 件’並且根據水平方 前述問極線交又的、及路的掃描信號依序掃描與 述早位檢測几件是否接觸哕 ^ 性導電薄膜，其中，早位檢測元件對向的可撓 將感測器動作信號 及水平方向掃描電路所連接=速垂直方向掃描電路 切斷及導通前述感測器 =1感測器控制電路，然後以 測區域的等待及驅動。$路的方式來控制前述感 13· —種表面麗力公/士 a、t ^ ^ 4 布感測器的動作控制方法，係藉由來自 上的複數停問：：知描信號依序掃描設在絕緣基板 依序掃描與前述水千方向知描電路的掃描信號 測區域的前辻〜父又的汲極線以檢測出作為感 對向的二 =檢測元件是否接觸該單位檢測元件 」視性導電薄膜，其中， 將前述感測區域所產生的感 ，測器控制電路，块後 作““加於 制電路的方式Α^刀断及蛉通前述感測器控 14·如申請專二ί圍;？— 控制方法，发由 感測器的動作 於前述残測=作將設在前述單位檢測元件間，且連接 膜之接觸的；號線的開關與前逃可撓性導電薄 J5.如申这 热。又疋為耵述感測器動作信號。 T W專利範圍第 項之表面壓力分佈感測器的動作 314901 33 200404998

   控制方法，其中，經常使多數個前述單位檢測元件當中 少數的該單位檢測元件驅動，並且將前述少數的單位檢 測元件與前述可撓性導電薄膜之接觸的有無設定為前 述感測器動作信號。

   16.如申請專利範圍第12項或第13項之表面壓力分佈感測 器的動作控制方法，其中，藉由前述感測器動作信號來 控制前述表面壓力分佈感測器之週邊電路的啟動及等 待。

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