[发明专利]包括显示功能的电容式指纹感测装置

说明书

提供了一种用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置(20)，该电容式指纹感测装置包括多个感测元件(22)。每个感测元件包括：由手指触摸的保护性电介质顶层(30)；第一电极(34)，其包括被布置在顶层下面的光学透明导电感测结构；指纹感测电路，其被连接至第一电极，并被配置成提供指示手指和感测结构之间距离的模拟感测信号；被布置在第一电极下面的第二电极(36)；有机发光层(38)，其被布置在第一电极和第二电极之间；显示元件控制电路(42)，其被连接至第二电极，并被配置成控制包括第一电极和第二电极以及有机发光层的显示元件；切换机构，其被配置成在指纹感测模式和显示模式之间切换感测元件。

技术领域

本发明涉及一种电容式指纹感测装置，其包括集成在电容式感测元件中的显示元件。

背景技术

在显示面板中集成指纹传感器是移动指纹感测行业非常期望的。解决这一挑战的传统方法是将指纹传感器集成在诸如LCD面板或OLED面板的公共显示面板中。在这种方法中，优先考虑显示属性和视觉质量。因此，最终需要的产品是能够检测指纹的显示面板。

在具有指纹感测能力的显示器中，显示器中的像素也充当电容式感测元件。触摸显示器通常基于以ITO实现的TFT技术，使得电路基本上透明。然而，TFT技术的局限性在于，显示器通常包括每像素1-6个晶体管，而指纹传感器通常需要明显更多的晶体管，这对于TFT显示器来说难以实现。

因此，用于高分辨率电容式指纹感测的电路不能容易地在TFT技术中实现。特别地，对于玻璃下的感测，由于手指和传感器之间的距离增加，因此需要指纹传感器的更高灵敏度，这又需要额外的电路。

因此，需要一种具有集成显示功能的改进的指纹感测装置。

发明内容

鉴于现有技术的上述和其它缺点，本发明的目的是提供一种高分辨率指纹感测装置，该指纹感测装置还包括显示功能。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置，所述电容式指纹感测装置包括多个感测元件。每个感测元件包括：由所述手指触摸的保护性电介质顶层；第一电极，其包括被布置在所述顶层下面的光学透明导电感测结构；指纹感测电路，其被连接至所述第一电极，并被配置成提供指示所述手指和所述感测结构之间的距离的模拟感测信号；布置在所述第一电极下面的第二电极；有机发光层，其被布置在所述第一电极和第二电极之间；显示元件控制电路，其被连接至所述第二电极，并被配置成控制包括所述第一电极和第二电极以及所述有机发光层的显示元件；以及切换机构，其被配置成在指纹感测模式和显示模式之间切换所述感测元件。

在本文中，感测元件可以被认为代表像素，即独立可控元件，取决于感测元件的所选模式，该独立可控元件对应于显示像素或指纹感测像素。也可以使用术语显示元件。

指纹感测元件基于放置在感测表面(即外表面)上的手指与第一电极之间的电容式耦合。在这里描述的实施方式中，感测表面是保护性电介质顶层的外表面。保护性电介质顶层通常包括电介质保护板，以提供弹性机械保护，以及提供放置在板上的手指与感测装置的感测元件之间的良好电容式耦合。特别地，保护板可以有利地包括玻璃或陶瓷材料，例如化学强化玻璃，ZrO₂或蓝宝石。上述材料都提供了有利的性能，因为它们坚硬且耐磨损，并且它们是电介质，从而提供良好的电容式耦合。然而，也可以使用其它合适的材料。

此外，保护性电介质顶层至少部分地光学透明，以允许发射在发光层中生成的光。产生的效果是从指纹感测装置的感测表面发射光。优选地，保护性电介质顶层是完全透明的，以增强从发光层的光提取。