TWI850045B - 感測面板 - Google Patents
感測面板 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI850045B TWI850045B TW112128880A TW112128880A TWI850045B TW I850045 B TWI850045 B TW I850045B TW 112128880 A TW112128880 A TW 112128880A TW 112128880 A TW112128880 A TW 112128880A TW I850045 B TWI850045 B TW I850045B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- sensing
- electrode layer
- layer
- sensing element
- transparent electrode
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 51
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 165
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 101100004188 Arabidopsis thaliana BARD1 gene Proteins 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- -1 region Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N octafluorocyclobutane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019407 octafluorocyclobutane Nutrition 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- NQBRDZOHGALQCB-UHFFFAOYSA-N oxoindium Chemical compound [O].[In] NQBRDZOHGALQCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
一種感測面板包括基材、第一感測元件、第二感測元件、第一開關元件以及第二開關元件。第一感測元件與第二感測元件位於基材上方。第一感測元件包括第一金屬電極層、光感測層以及第一透明電極層。第一感測元件配置以接收光線並對應產生第一感測訊號。第二感測元件包括第二金屬電極層、絕緣層以及第二透明電極層。第二感測元件配置以接觸物體，並基於物體與第二金屬電極層之間的電容值產生第二感測訊號。第一金屬電極層與第二金屬電極層電性連接，並電性連接於第一開關元件與第二開關元件。第一透明電極層與第二透明電極層電性連接。
Description
本揭露是有關於一種感測面板，特別是有關於一種同時應用光學感測與電容感測的感測面板。
目前常見海關用以掃描護照資訊與辨識指紋的裝置皆使用光學式感測進行掃描。透過採集護照或指紋的影像，並利用辨識軟體抽取、比對影像的特徵資訊，可以獲取護照資訊或確定指紋所有人，作為辨識使用者身分的安全機制。然而，光學式感測裝置受限於電路佈局與電路元件之間的差異，在指紋辨識的解析度與防偽效果較電容式感測裝置差。
因此，如何提出一種可解決上述問題的感測面板，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。
有鑑於此，本揭露之一目的在於提出一種可有解決上述問題的感測面板。
本揭露的一方面是有關於一種感測面板包括基材、第一感測元件、第二感測元件、第一開關元件以及第二開關元件。第一感測元件位於基材上方。第一感測元件包括第一金屬電極層、光感測層以及第一透明電極層。第一感測元件配置以接收光線並對應產生第一感測訊號。光感測層位於第一金屬電極層上。第一透明電極層位於光感測層上。第二感測元件位於基材上方。第二感測元件包括第二金屬電極層、絕緣層以及第二透明電極層。第二感測元件配置以接觸物體，並基於物體與第二金屬電極層之間的電容值產生第二感測訊號。絕緣層位於第二金屬電極層上。第二透明電極層位於絕緣層上。第一金屬電極層與第二金屬電極層電性連接，並進一步電性連接於第一開關元件與第二開關元件，且第一透明電極層與第二透明電極層電性連接。
在一些實施方式中，光感測層包括富矽氧化物。
在一些實施方式中，第一透明電極層與第二透明電極層相互接觸。
在一些實施方式中，第一透明電極層與第二透明電極層連接形成透明導電層。透明導電層覆蓋第一感測元件的光感測層與第二感測元件的絕緣層。
在一些實施方式中，第一感測元件的光感測層與第二感測元件的絕緣層共同覆蓋第一金屬電極層與第二金屬電極層。
在一些實施方式中，第一開關元件與第二開關元件為薄膜電晶體且分別包括源極、汲極以及閘極。第一感測元件與第二感測元件電性連接於第一開關元件的汲極與第二開關元件的閘極。
在一些實施方式中，感測面板還包括光源模組。第一透明電極層與第二透明電極層遠離基材的一側為感測區。物體位於感測區內。光源模組配置以朝向感測區發射光線，使得光線由物體反射通過第一透明電極層至光感測層。
在一些實施方式中，光源模組設置於基材遠離感測區的一側。
在一些實施方式中，第二感測元件的絕緣層側向地圍繞第一感測元件的光感測層。
本揭露的另一方面是有關於一種感測面板包括基材與像素陣列。像素陣列包括呈陣列排列的多個像素電路單元。每個像素電路單元包括金屬層、透明導電層、光感測層、絕緣層、第一薄膜電晶體以及第二薄膜電晶體。金屬層位於基材上方。透明導電層位於金屬層上方。光感測層位於金屬層與透明導電層之間且配置以接收光線。絕緣層位於金屬層與透明導電層之間且側向地圍繞光感測層。第一薄膜電晶體與第二薄膜電晶體分別包括源極、汲極以及閘極。透明導電層電性連接於第一薄膜電晶體的汲極與第二薄膜電晶體的閘極。
在一些實施方式中，光感測層包括富矽氧化物。
在一些實施方式中，第一薄膜電晶體的閘極配置以接收驅動訊號。
在一些實施方式中，第一薄膜電晶體的源極配置以接收系統電壓。
在一些實施方式中，第二薄膜電晶體的汲極配置以接收系統電壓。
在一些實施方式中，感測面板還包括光源模組。透明導電層遠離基材的一側為感測區。光源模組配置以朝向感測區發射光線，使得光線由位於感測區內的物體反射通過透明導電層至光感測層。
在一些實施方式中，光源模組設置於基材遠離感測區的一側。
在一些實施方式中，光感測層與絕緣層共同覆蓋金屬層。
綜上所述，於本揭露的一些實施方式的感測面板中，透過將光感測元件與電容感測元件耦合於像素電路單元中，可以使感測面板同時具有光感測與電容感測的功能，以在掃描紙本如護照的影像時，開啟光源模組並使用光感測元件進行掃描，並在辨識指紋時，切換成使用解析度與防偽效果較佳的電容感測。相對於常見的僅具有光感測功能的感測面板，可以達到提升解析度與防偽效果的目標。
本揭露的這些與其他方面通過結合圖式對優選實施例進行以下的描述，本揭露的實施例將變得顯而易見，但在不脫離本揭露的新穎概念的精神和範圍的情況下，可以進行其中的變化和修改。
以下揭露內容在此將透過圖式及參考資料被更完整描述，一些示例性的實施例被繪示在圖式中。本揭露可以被以不同形式實施並且不應被以下提及的實施例所限制。但是，這些實施例被提供以幫助更完整的理解本揭露之內容並且向本領域之技術人員充分傳達本揭露的範圍。
在圖式中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的參考標號會貫穿全文指代相似元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本揭露所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。
應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本揭露中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本揭露的教導。
這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本揭露所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式「一」、「一個」和「該」旨在包括複數形式，包括「至少一個」。「或」表示「及/或」。如本揭露所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」及/或「包括」指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。
此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本揭露中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個圖式中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於圖式的特定取向。類似地，如果一個圖式中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
除非另有定義，本揭露使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本領域之技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本揭露的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本揭露中明確地這樣定義。
本揭露參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本揭露所述的實施例不應被解釋為限於如本揭露所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。
請參照第1圖，其為根據本揭露的一些實施方式的像素電路單元PU的示意圖。如第1圖中所示，像素電路單元PU配置以接收驅動訊號SR_R、寫入訊號SR_W、系統電壓訊號VSS以及系統電壓訊號VDD。
像素電路單元PU包括第一開關元件與第二開關元件。在一些實施方式中，如第1圖中所示，第一開關元件為第一薄膜電晶體T1且第二開關元件為第二薄膜電晶體T2。第一薄膜電晶體T1與第二薄膜電晶體T2分別包括源極（source）、汲極（drain）以及閘極（gate）。
在一些實施方式中，如第1圖中所示，第一薄膜電晶體T1的閘極配置以接收驅動訊號SR_R。在一些實施方式中，第一薄膜電晶體T1的源極配置以接收系統電壓訊號VSS。在一些實施方式中，第二薄膜電晶體T2的汲極配置以接收系統電壓訊號VDD。
像素電路單元PU還包括第一感測元件S1與第二感測元件S2。舉例來說，如第2圖中所示，第一感測元件S1為光感測元件，第二感測元件S2為電容感測元件。在一些實施方式中，第二感測元件S2配置以接觸待測物如手指F。在一些實施方式中，第一感測元件S1的陽極配置以接收寫入訊號SR_W。在一些實施方式中，第二薄膜電晶體T2的源極配置以產生感測結果SOUT。
如第1圖中所示，第一薄膜電晶體T1、第二薄膜電晶體T2、第一感測元件S1以及第二感測元件S2通過節點P1彼此耦接。進一步來說，第一感測元件S1的陰極配置以耦接於節點P1。第一薄膜電晶體T1的汲極配置以通過節點P1耦接於第一感測元件S1的陰極。第二薄膜電晶體T2的閘極配置以通過節點P1耦接於第一感測元件S1的陰極與第一薄膜電晶體T1的汲極。
相似地，如第1圖中所示，第二感測元件S2通過節點P1耦接於第一感測元件S1的陰極、第一薄膜電晶體T1的汲極以及第二薄膜電晶體T2的閘極。
請參照第2圖，其為根據本揭露的一些實施方式的感測面板10的像素陣列PA的示意圖。如第2圖中所示，感測面板10包括像素陣列PA。像素陣列PA包括呈陣列排列的多個像素電路單元PU。
應當理解，儘管第2圖中僅繪示4個像素電路單元PU，感測面板10可以包括任意數量的像素電路單元PU，而不脫離本揭露的範圍。
在像素陣列PA中，像素電路單元PU分成多列平行排列。例如第2圖中的第一列ROW1與第二列ROW2所示。感測面板10根據掃描頻率依序掃描第一列ROW1與第二列ROW2，以進行感測。
在一些實施方式中，設置在同一列的像素電路單元PU的第一薄膜電晶體T1的閘極接收同一閘極驅動器（gate driver）的驅動訊號SR_R。
應當理解，其他列（未示出）可以與第一列ROW1、第二列ROW2的像素電路單元PU具有相同的配置，並接續第一列ROW1、第二列ROW2排列而形成像素陣列PA。
如第2圖中所示，第一列ROW1中左側的像素電路單元PU與第二列ROW2中左側的像素電路單元PU（即設置在同一行的像素電路單元PU）共用相同的系統電壓訊號VSS與系統電壓訊號VDD。
進一步來說，設置在同一行的像素電路單元PU的第一薄膜電晶體T1的源極接收同一系統電壓訊號VSS。在一些實施方式中，系統電壓訊號VSS可為相對低的電壓信號或接地信號。相似地，設置在同一行的第二薄膜電晶體T2的汲極接收同一系統電壓訊號VDD。
如前所述，像素電路單元PU的第一薄膜電晶體T1、第二薄膜電晶體T2、第一感測元件S1以及第二感測元件S2通過節點（如第2圖中的節點P1與節點P2）彼此耦接。
應當理解，不同的像素電路單元PU中的寄生電容和/或連接電阻可能具有些微差異，因此在讀取過程中，節點P1的電壓與節點P2的電壓可能有所不同。
第3圖與第4圖分別為根據本揭露的一些實施方式的感測面板10的第一感測元件S1與第二感測元件S2操作的時序圖。在第3圖與第4圖中，橫軸為第一感測元件S1與第二感測元件S2的操作時間，縱軸為訊號的電壓值。
如前所述，節點P1與節點P2的電壓有所不同，因此在第3圖與第4圖中，節點P1的電壓以實線繪示，節點P2的電壓以虛線繪示。
請參照第3圖。如第3圖中所示，在時序RT1時，重置像素電路單元PU。在這個過程中，驅動訊號SR_R為高準位電壓，以導通第一薄膜電晶體T1，寫入訊號SR_W為相對低的電壓，以截止第一感測元件S1運作，並關斷第二薄膜電晶體T2。如此一來，第一感測元件S1的殘留電荷與節點P1的電壓可通過第一薄膜電晶體T1重置至系統電壓訊號VSS的電壓值。
接著，在時序SN1時，第一感測元件S1感測光訊號。在這個過程中，驅動訊號SR_R為低準位電壓，以關斷第一薄膜電晶體T1，同時寫入訊號SR_W維持為低準位電壓，第一感測元件S1感測外部光訊號。在一些實施方式中，待測物為護照（例如第5圖中的護照P）等文件。護照上印刷的影像隨著顔色深淺、材質（例如第5圖中的護照P的網底區塊與空白區塊）而對光具有不同的吸收率與反射率，因此各個像素電路單元PU的第一感測元件S1透過其光感測層（例如第5圖中的光感測層116）可以感測到不同的光訊號，進而達成護照的掃描辨識。進一步來說，光感測層因照光開始放電，因此下拉節點P1的電壓值，如第3圖中所示。護照上的影像對光具有不同的吸收率與反射率，使得各個像素電路單元PU的光感測層的放電程度不同，而輸出不同的電壓訊號。
在時序RD1時，像素電路單元PU讀取第一感測元件S1感測到的訊號。在這個過程中，驅動訊號SR_R維持為低準位電壓，以關斷第一薄膜電晶體T1，而寫入訊號SR_W則拉高為高準位電壓，以導通第一感測元件S1，並使第一感測元件S1拉高節點P1的電壓準位、提供系統電壓訊號VDD至第二薄膜電晶體T2。第二薄膜電晶體T2根據在節點P1的感測訊號被導通，並基於系統電壓訊號VDD產生感測結果SOUT。
接下來，像素電路單元PU分別在時序RT2、時序SN2以及時序RD2重複執行前述的重置、感測以及讀取的操作，在此不贅述。
應當注意，節點P2的電壓與節點P1的電壓隨著操作時間具有相似的走勢，且在電壓值大小有所差異。在一些實施方式中，節點P1對應低反射訊號，節點P2對應高反射訊號。
請參照第4圖。如第4圖中所示，在時序RT1時，對像素電路單元PU的第二感測元件S2的感測電容充電。在這個過程中，驅動訊號SR_R為高準位電壓，以導通第一薄膜電晶體T1，並將第二感測元件S2充電，而寫入訊號SR_W為相對低的電壓，以關斷第二薄膜電晶體T2。
在時序SN1時，第二感測元件S2因接觸待測物，電容值產生變化。在這個過程中，驅動訊號SR_R為低準位電壓，以關斷第一薄膜電晶體T1，而寫入訊號SR_W則拉高為高準位電壓，以導通第二感測元件S2，並使第二感測元件S2拉高節點P1的電壓準位、提供系統電壓訊號VDD至第二薄膜電晶體T2。第二薄膜電晶體T2根據在節點P1的感測訊號被導通，並基於系統電壓訊號VDD產生感測結果SOUT。
在一些實施方式中，待測物為例如手指（如第1圖與第6圖中的手指F）。在電容感測的過程中，手指可以等效於一電極，相當於在電路中並聯另一電容，而由於手指指紋凸起（紋峰）與凹下（紋谷）的電容值不同，導致在時序SN1時各個像素電路單元PU的放電率不同，而輸出不同的電壓訊號。如此一來，可以根據紋峰與紋谷形成指紋影像，進而與例如資料庫中的指紋比對特徵。
相似地，像素電路單元PU接著分別在時序RT2與時序SN2、時序RT3與時序SN3、時序RT4與時序SN4重複執行前述的充放電，在此不贅述。
請參照第5圖與第6圖，其為根據本揭露的一些實施方式的感測面板10的局部剖面圖。感測面板10包括陣列基板100。在一些實施方式中，感測面板10還包括保護層200。如第5圖與第6圖中所示，保護層200位於陣列基板100上方。在一些實施方式中，保護層200的材料可以為玻璃或其他適合的透明材料。
在一些實施方式中，感測面板10還包括光源模組300。如第5圖與第6圖中所示，光源模組300設置於陣列基板100相對於保護層200的一側。換言之，陣列基板100位於保護層200與光源模組300之間。
陣列基板100包括基材110。在一些實施方式中，基材110包括玻璃、石英、塑膠、高分子基材或其它合適的透光材料。
陣列基板100還包括第一開關元件與第二開關元件（第5圖與第6圖中未示出）。如前所述，在一些實施方式中，第一開關元件為第一薄膜電晶體T1且第二開關元件為第二薄膜電晶體T2。第一薄膜電晶體T1與第二薄膜電晶體T2分別包括源極、汲極以及閘極。
如第5圖與第6圖中所示，陣列基板100還包括第一感測元件S1與第二感測元件S2。
如第5圖中所示，在一些實施方式中，第一感測元件S1設置於基材110上方。在一些實施方式中，第一感測元件S1包括金屬電極層112、光感測層116以及透明電極層118。如前所述，第一感測元件S1為光感測元件，配置以接收光線並對應產生感測訊號。如第5圖中所示，光感測層116設置於金屬電極層112上且透明電極層118設置於光感測層116上。
進一步來説，透明電極層118用作第一感測元件S1的陰極。節點P1的示例位置如第5圖中所示。金屬電極層112用作第一感測元件S1的陽極，配置以接收寫入訊號SR_W（如第1圖中所示）。
如第6圖中所示，在一些實施方式中，第二感測元件S2設置於基材110上方。在一些實施方式中，第二感測元件S2包括金屬電極層112、第一絕緣層114、透明電極層118以及第二絕緣層120。如前所述，第二感測元件S2為電容感測元件，配置以接觸待測物例如手指F，並基於待測物與金屬電極層112之間的電容值產生感測訊號。
進一步來說，當手指F接觸保護層200時，相當於通過節點P1引進手指F的電容、保護層200的電容以及第二絕緣層120的電容至電路中。同時，節點P1與金屬電極層112之間存在另一電容（例如第一絕緣層114的電容）。指紋的紋峰與紋谷的電容值不同，因而可以產生不同的感測訊號。在這個過程中，光源模組300可以為開啟或關閉狀態。
如第6圖中所示，第一絕緣層114設置於金屬電極層112上，透明電極層118設置於第一絕緣層114上，第二絕緣層120設置於透明電極層118上。
相似地，節點P1的示例位置如第6圖中所示。如此一來，第二感測元件S2通過節點P1耦接於第一感測元件S1的陰極。
為了使第二感測元件S2耦接於第一感測元件S1，第二感測元件S2的金屬電極層112與第一感測元件S1的金屬電極層112等電位連接。舉例來說，在一些實施方式中，第二感測元件S2的金屬電極層112與第一感測元件S1的金屬電極層112可以相互接觸。同理，在一些實施方式中，第二感測元件S2的透明電極層118與第一感測元件S1的透明電極層118可以相互接觸。
再者，在一些實施方式中，第二感測元件S2的金屬電極層112與第一感測元件S1的金屬電極層112可以為連續結構。同理，在一些實施方式中，第二感測元件S2的透明電極層118與第一感測元件S1的透明電極層118可以為連續結構。舉例來說，如第5圖與第6圖中所示，第一感測元件S1的金屬電極層112與第二感測元件S2的金屬電極層112通過虛線所示的陰影區塊相連。
值得注意的是，如第5圖與第6圖中所示，設置金屬電極層112的高度大於虛線陰影區塊的高度，以將金屬電極層112用作感測部位。此外，在入紙面方向，金屬電極層112與虛線陰影區塊可以具有不同的特徵長度，例如虛線陰影區塊的長度小於金屬電極層112的長度，以保留第5圖中所示的透光區122。關於透光區122的特徵將在後續段落中詳述。
在這種實施方式中，透明電極層118覆蓋第一感測元件S1的光感測層116與第二感測元件S2的第一絕緣層114。在一些實施方式中，第二感測元件S2的第一絕緣層114側向地圍繞第一感測元件S1的光感測層116。在一些實施方式中，第一感測元件S1的光感測層116與第二感測元件S2的第一絕緣層114共同覆蓋金屬電極層112。
此外，在一些實施方式中，第二感測元件S2的金屬電極層112與第一感測元件S1的金屬電極層112可以透過走線層（未示出）電性連接。同理，在一些實施方式中，第二感測元件S2的透明電極層118與第一感測元件S1的透明電極層118可以透過走線層（未示出）電性連接。
如第5圖與第6圖中所示，透明電極層118遠離基材110的一側為感測區SA。待測物（例如護照P或手指F）位於感測區SA内。光源模組300進一步配置以朝向感測區SA發射光線，使得光線由位於感測區SA內的待測物反射通過透明電極層118至光感測層116。換言之，光源模組300可以設置於基材110遠離感測區SA的一側。
在一些實施方式中，金屬電極層112包括資料線（data line）、第一薄膜電晶體T1與第二薄膜電晶體T2的源極、汲極以及閘極。金屬電極層112的材料可以包括鈦（titanium, Ti）、鋁（aluminum, Al）、鎢（tungsten, W）、鉬（molybdenum, Mo）、鉭（tantalum, Ta）、銅（copper, Cu）、金（gold, Au）、銀（silver, As）或其合金，但本揭露並不以此為限。
如第5圖與第6圖中所示，第一絕緣層114具有開口。光感測層116通過開口設置於金屬電極層112上並與金屬電極層112電性連接。一般來說，光感測層116的大小界定了第一感測元件S1的區域。此外，在一些實施方式中，如第5圖與第6圖中所示，光感測層116的面積小於金屬電極層112的面積。在一些實施方式中，光感測層116的材質為富矽氧化層（silicon-rich oxide, SRO），但本揭露並不以此為限。
如第5圖與第6圖中所示，透明電極層118形成於第一絕緣層114上方並覆蓋光感測層116。光感測層116與透明電極層118電性連接。在一些實施方式中，透明電極層118包括金屬氧化物例如氧化銦錫（indium tin oxide, ITO）、氧化銦鋅（indium zinc oxide, IZO）、氧化鋁鋅（aluminum zinc oxide, AZO）、氧化銦（indium oxide, InO）、氧化鎵（gallium oxide, GaO）、有機透明導電材料或其它適合的透明導電材料。
第二絕緣層120設置於基材110上方。第二絕緣層120可以用作平坦層，以消除下方各層之間的高低落差並保護下方各層的結構。在一些實施方式中，第二絕緣層120可以為單層或多層結構。
在一些實施方式中，第一絕緣層114與第二絕緣層120可以為透明絕緣材料。舉例來說，無機材料如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合、有機材料如光阻、聚醯亞胺（polyimide, PI）、聚酯、苯並環丁烯（benzocyclobutene, BCB）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate, PMMA）、聚乙烯苯酚（poly(4-vinylphenol), PVP）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethene, PTFE）、環氧樹脂（Epoxy）、過氟環丁烷（PFCB）、壓克力（acrylic）、矽氧烷（siloxane）或其組合。
此外，如第5圖與第6圖中所示，第一感測元件S1的周邊具有透光區122。具體來說，當待測物為護照P時，藉由光源模組300朝向感測區SA發射入射光I1，入射光I1通過透光區122朝向護照P傳輸，護照P吸收入射光I1的一部分光，並朝向第一感測元件S1的光感測層116反射出反射光R1。當光感測層116接收到反射光R1時，因光感測材料受反射光R1激發而形成光電流，即光感測訊號。
在一些實施方式中，光源模組300可以為直下式背光模組或側光式背光模組，但本揭露並不以此為限。在一些實施方式中，光源模組300也可以是整合在陣列基板100內部的多個發光元件，例如微發光二極體（micro LED, µLED）或其他適當種類的光源。
在一些實施方式中，在基材110的法線方向上，透光區122正上方的保護層200與第二絕緣層120之間緊密結合而不具有間隙，使得自透光區122朝向感測區SA傳輸的入射光I1不會因傳播介質變化而改變傳播路徑。
以上對於本揭露的具體實施方式的詳述，可以明顯地看出，於本揭露的一些實施方式的感測面板中，透過將光感測元件與電容感測元件耦合於像素電路單元中，可以使感測面板同時具有光感測與電容感測的功能，以在掃描紙本如護照的影像時，開啟光源模組並使用光感測元件進行掃描，並在辨識指紋時，切換成使用解析度與防偽效果較佳的電容感測。相對於常見的僅具有光感測功能的感測面板，可以達到提升解析度與防偽效果的目標。
前面描述內容僅對於本揭露之示例性實施例給予說明和描述，並無意窮舉或限制本揭露所公開之發明的精確形式。以上教示可以被修改或者進行變化。
被選擇並說明的實施例是用以解釋本揭露之內容以及他們的實際應用從而激發本領域之技術人員利用本揭露及各種實施例，並且進行各種修改以符合預期的特定用途。在不脫離本揭露之精神和範圍的前提下，替代性實施例將對於本領域之技術人員來說為顯而易見者。因此，本揭露的範圍是根據所附發明申請專利範圍而定，而不是被前述說明書和其中所描述之示例性實施例所限定。
10:感測面板
100:陣列基板
110:基材
112:金屬電極層
114:第一絕緣層
116:光感測層
118:透明電極層
120:第二絕緣層
122:透光區
200:保護層
300:光源模組
F:手指
I1:入射光
P:護照
P1,P2:節點
PA:像素陣列
PU:像素電路單元
R1:反射光
RD1,RD2,RT1,RT2,RT3,RT4,SN1,SN2,SN3,SN4:時序
ROW1:第一列
ROW2:第二列
S1:第一感測元件
S2:第二感測元件
SA:感測區
SOUT:感測結果
SR_R:驅動訊號
SR_W:寫入訊號
T1:第一薄膜電晶體
T2:第二薄膜電晶體
VDD,VSS:系統電壓訊號
圖式繪示了本揭露的一個或多個實施例，並且與書面描述一起用於解釋本揭露之原理。在所有圖式中，儘可能使用相同的圖式標記指代實施例的相似或相同元件，其中：
第1圖為根據本揭露的一些實施方式的像素電路單元的示意圖。
第2圖為根據本揭露的一些實施方式的感測面板的像素陣列的示意圖。
第3圖為根據本揭露的一些實施方式的感測面板操作的時序圖。
第4圖為根據本揭露的一些實施方式的感測面板操作的時序圖。
第5圖為根據本揭露的一些實施方式的感測面板的局部剖面圖。
第6圖為根據本揭露的一些實施方式的感測面板的局部剖面圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:感測面板
100:陣列基板
110:基材
112:金屬電極層
114:第一絕緣層
116:光感測層
118:透明電極層
120:第二絕緣層
122:透光區
200:保護層
300:光源模組
I1:入射光
P:護照
P1:節點
R1:反射光
S1:第一感測元件
SA:感測區
Claims (9)
- 一種感測面板，包含：一基材；一第一感測元件，位於該基材上方，包含一第一金屬電極層、一光感測層以及一第一透明電極層，該第一感測元件配置以接收一光線並對應產生一第一感測訊號，其中該光感測層位於該第一金屬電極層上，該第一透明電極層位於該光感測層上；一第二感測元件，位於該基材上方，包含一第二金屬電極層、一絕緣層以及一第二透明電極層，該第二感測元件配置以接觸一物體，並基於該物體與該第二金屬電極層之間的一電容值產生一第二感測訊號，其中該絕緣層位於該第二金屬電極層上，該第二透明電極層位於該絕緣層上；以及一第一開關元件與一第二開關元件，其中該第一金屬電極層與該第二金屬電極層電性連接，並進一步電性連接於該第一開關元件與該第二開關元件，且該第一透明電極層與該第二透明電極層電性連接。
- 如請求項1所述之感測面板，其中該光感測層包含富矽氧化物。
- 如請求項1所述之感測面板，其中該第一透明電極層與該第二透明電極層相互接觸。
- 如請求項1所述之感測面板，其中該第一透明電極層與該第二透明電極層連接形成一透明導電層，該透明導電層覆蓋該第一感測元件的該光感測層與該第二感測元件的該絕緣層。
- 如請求項1所述之感測面板，其中該第一感測元件的該光感測層與該第二感測元件的該絕緣層共同覆蓋該第一金屬電極層與該第二金屬電極層。
- 如請求項1所述之感測面板，其中該第一開關元件與該第二開關元件為薄膜電晶體，分別包含一源極、一汲極以及一閘極，其中該第一感測元件與該第二感測元件電性連接於該第一開關元件的該汲極與該第二開關元件的該閘極。
- 如請求項1所述之感測面板，還包含一光源模組，其中該第一透明電極層與該第二透明電極層遠離該基材的一側為一感測區，該物體位於該感測區內，該光源模組配置以朝向該感測區發射該光線，使得該光線由該物體反射通過該第一透明電極層至該光感測層。
- 如請求項7所述之感測面板，其中該光源模組設置於該基材遠離該感測區的一側。
- 如請求項1所述之感測面板，其中該第二感測元件的該絕緣層側向地圍繞該第一感測元件的該光感測層。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112128880A TWI850045B (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 感測面板 |
| CN202410048281.1A CN117908709A (zh) | 2023-08-01 | 2024-01-12 | 感测面板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112128880A TWI850045B (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 感測面板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI850045B true TWI850045B (zh) | 2024-07-21 |
Family
ID=90690467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112128880A TWI850045B (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 感測面板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117908709A (zh) |
| TW (1) | TWI850045B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105243361A (zh) * | 2015-07-31 | 2016-01-13 | 友达光电股份有限公司 | 光学检测装置及其制作方法 |
| TW201612596A (en) * | 2014-09-22 | 2016-04-01 | Toppan Printing Co Ltd | Liquid crystal display device and display device substrate |
| TW202102985A (zh) * | 2019-07-11 | 2021-01-16 | 友達光電股份有限公司 | 具有光學掃描功能的觸控板 |
| US20210158751A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Samsung Display Co., Ltd. | Display panel having an input sensing function and a display device |
-
2023
- 2023-08-01 TW TW112128880A patent/TWI850045B/zh active
-
2024
- 2024-01-12 CN CN202410048281.1A patent/CN117908709A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201612596A (en) * | 2014-09-22 | 2016-04-01 | Toppan Printing Co Ltd | Liquid crystal display device and display device substrate |
| CN105243361A (zh) * | 2015-07-31 | 2016-01-13 | 友达光电股份有限公司 | 光学检测装置及其制作方法 |
| TW202102985A (zh) * | 2019-07-11 | 2021-01-16 | 友達光電股份有限公司 | 具有光學掃描功能的觸控板 |
| US20210158751A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Samsung Display Co., Ltd. | Display panel having an input sensing function and a display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117908709A (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11386691B2 (en) | Optical device, module, apparatus, and system for fingerprint identification | |
| JP5044094B2 (ja) | 光感知素子と、これを有するアレイ基板及び液晶表示装置 | |
| US6688186B2 (en) | Slim type fingerprint recognition device using contact light emitting device and thin film transistor fingerprint input device | |
| US9419162B2 (en) | Array sensor apparatus and forming method thereof | |
| TWI652837B (zh) | 感測裝置 | |
| US9081446B2 (en) | Touch display panels and manufacture methods thereof | |
| CN1877401A (zh) | 具有图像感应功能的液晶显示器件 | |
| CN109891487A (zh) | 显示基板、显示面板、显示基板的制备方法及驱动方法 | |
| TWI756056B (zh) | 感測裝置 | |
| JP2009223896A (ja) | 表示装置 | |
| US6828805B2 (en) | Uneven pattern sensing device | |
| TWI850045B (zh) | 感測面板 | |
| US8134662B2 (en) | Pixel structure of transflective liquid crystal display array substrate and method for fabricating the same | |
| US10803279B2 (en) | Photosensitive component, display device and fingerprint identification method | |
| CN111258448A (zh) | 触控面板 | |
| TWI812095B (zh) | 感測裝置、感測裝置的製作方法以及電子裝置 | |
| CN113642396B (zh) | 感测装置 | |
| TWI789673B (zh) | 感測元件基板及包含其之顯示裝置 | |
| CN115705743A (zh) | 感测装置与电子装置 | |
| TWI764361B (zh) | 觸控辨識裝置、顯示裝置及其製造方法 | |
| US6657175B2 (en) | TFT type optical detecting sensor implementing small-sized drive IC | |
| CN113435382B (zh) | 感测装置 | |
| US10777603B1 (en) | Optical sensor | |
| US10763297B1 (en) | Optical sensor | |
| CN113591694B (zh) | 感测元件基板及包含其的显示装置 |