本發(fā)明涉及指紋識別技術領域，特別涉及一種指紋識別傳感器、顯示屏、電子設備及功能啟動方法。

背景技術：

目前的電子設備，例如手機或平板電腦，一般都配置有觸控屏與指紋識別模塊。即，電容式觸控和指紋識別分離設置于殼體的兩個區(qū)域，表現(xiàn)為屏幕區(qū)域僅作觸控，指紋識別則通過專門的指紋識別傳感器實現(xiàn)。其中，指紋識別模塊往往設置在屏幕可視區(qū)外的下端，或在電子設備的背面。

然而，目前的這種設計方式實質上存在如下缺點：(1)需要除屏幕以外的結構空間來放置指紋識別模組，尤其對智能手表等小型電子設備的結構堆疊增加了難度；(2)現(xiàn)有指紋識別傳感器在電子設備中是局部的，立足某個小區(qū)域，表現(xiàn)為用比手指還小的一個指紋識別模塊來實現(xiàn)指紋識別。

隨著人們對電子設備外觀設計與操作便利性的要求越來越高，目前的這種設計方式限制了電子設備向更小型化、操作更便利的方向發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種指紋識別傳感器、顯示屏、電子設備及功能啟動方法，使得用戶直接在屏幕上觸摸按壓就能夠實現(xiàn)指紋識別及操作，實現(xiàn)了指紋識別和觸控一體化，提高了用戶體驗。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種指紋識別傳感器，包含：基板以及設置于基板的感應層；感應層包含多個驅動塊與多個感應塊；各驅動塊與各感應塊間隔排列以形成感應陣列；感應層還包含多條驅動信號線與多條感應信號線；感應陣列中位于同一行的各驅動塊連接于同一條驅動信號線，位于同一列的各感應塊連接于同一條感應信號線。

本發(fā)明的實施方式還提供了一種顯示屏，包含：本發(fā)明提供的另一實施方式所述的指紋識別傳感器、以及包含上偏光片與彩色濾光層的顯示模組；指紋識別傳感器設置于上偏光片與所述彩色濾光層之間，且基板為透明基板；顯示模組包含多個像素點，且各驅動塊、各感應塊及各像素點滿足預設位置關系。

本發(fā)明的實施方式還提供了一種電子設備，包含：殼體、透明蓋板、以及本發(fā)明提供的另一實施方式所述的顯示屏；顯示屏設置于殼體的容置腔；透明蓋板固定于殼體且遮蓋容置腔。

本發(fā)明的實施方式還提供了一種電子設備，包含：殼體、顯示屏以及本發(fā)明提供的另一實施方式所述的指紋識別傳感器；顯示屏設置于殼體的容置腔；指紋識別傳感器設置于殼體且遮蓋容置腔；基板為透明基板。

本發(fā)明的實施方式還提供了一種功能啟動方法，應用于本發(fā)明提供的兩種實施方式所述的的電子設備，功能啟動方法包含以下步驟：在電子設備的鎖屏界面中提供至少一指紋輸入?yún)^(qū)域；從指紋輸入?yún)^(qū)域接收輸入指紋，并生成指紋輸入信息；指紋輸入信息包含所述輸入指紋與指紋輸入?yún)^(qū)域；根據(jù)指紋輸入信息與功能項的預設對應關系，啟動指紋輸入信息對應的功能項。

本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術而言，基于透明基板上的各驅動塊與各感應塊間隔排列形成感應陣列，即將指紋識別整合到屏幕內(nèi)而不需要額外的指紋識別模組，實現(xiàn)了指紋識別和觸控一體化，使用戶直接在全屏的任意位置觸摸按壓就能夠實現(xiàn)指紋識別及操作，提高了操作便利性，提高了用戶體驗；并且，本發(fā)明中的電子設備更小型化，尤其使智能手表等小型電子設備的結構堆疊變得相對簡單，為電子設備的外觀設計和結構設計提供了更多的發(fā)展空間。

另外，指紋識別傳感器還包含多個絕緣部；各絕緣部對應于各驅動信號線與各感應信號線的各重疊區(qū)域，且各絕緣部設置于各驅動信號線與各感應信號線之間。這樣設計可以有效避免各驅動信號線與各感應信號線之間發(fā)生短路。

另外，位于各重疊區(qū)域的各驅動信號線設置于各絕緣部與基板之間。而驅動信號線比較寬，可將絕緣部設置地相對較??；相對而言較為節(jié)省成本。

另外，指紋識別傳感器還包含絕緣層；絕緣層設置于基板，且各驅動信號線與各感應信號線分別位于絕緣層的相對兩個表面。這樣設計使各驅動信號線與各感應信號線之間完全絕緣；提供了另一種避免各驅動信號線與各感應信號線之間發(fā)生短路的方式，且制造工藝較為簡單。

另外，各驅動塊與各感應塊均為矩形；各驅動塊的長度、各感應塊的長度、以及相鄰的驅動塊與感應塊的間隙寬度均小于或等于0.05毫米?；谝话闳耸质种讣y路寬度在0.1毫米以上，這樣設計滿足了人手指紋識別的需要。

另外，相鄰行的驅動塊所連接的兩條驅動信號線合并在一起。即，相鄰行的驅動塊連接在同一條驅動信號線上，從而可以進一步減少走線。

另外，預設位置關系包含以下三種情況中的任意一種：每個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊、相鄰兩個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊、依次排列的三個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊。提供了三種像素點重疊于感應塊與驅動塊的方式，可以根據(jù)電子設備的現(xiàn)有像素尺寸進行選擇和具體設置，利用現(xiàn)有條件盡最大可能實現(xiàn)精密細致的捕捉指紋輸入信息的紋路，提高指紋識別效率。

另外，各像素點包含三個色點；預設位置關系包含以下三種情況中的任意一種：每個色點重疊于相鄰的一個驅動塊與一個感應塊、每個色點重疊于一個驅動塊或一個感應塊、相鄰的兩個色點重疊于一個驅動塊或一個感應塊。以色點為單位重疊驅動塊或感應塊，提供了多種預設位置關系，為結構設計提供了多種方案。

另外，顯示模組包含液晶顯示單元、被動式有機電激發(fā)光二極管單元或主動式有機電激發(fā)光二極管單元。可應用于不同類型的顯示單元，應用范圍較廣。

另外，電子設備還包含透明膠層；透明膠層設置于透明蓋板與顯示屏之間。設置透明膠層使得透明蓋板與顯示屏可靠固定(防止有間隙)，可靠實現(xiàn)指紋識別功能。

附圖說明

圖1是根據(jù)第一實施方式的指紋識別傳感器的示意圖；

圖2是根據(jù)第一實施方式的重疊區(qū)域的剖面示意圖；

圖3是根據(jù)第一實施方式的感應層的局部示意圖；

圖4是根據(jù)第二實施方式的顯示模組的示意圖；

圖5是根據(jù)第二實施方式的各像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊的示意圖；

圖6是根據(jù)第二實施方式中各色點重疊于相鄰的一個驅動塊與一個感應塊的示意圖；

圖7是根據(jù)第二實施方式中各色點重疊于一個驅動塊或一個感應塊的示意圖；

圖8是根據(jù)第三實施方式的電子設備的示意圖；

圖9是根據(jù)第四實施方式的電子設備的示意圖；

圖10是根據(jù)第五實施方式的功能啟動方法的流程圖；

圖11是根據(jù)第五實施方式中鎖屏界面提供一個指紋輸入?yún)^(qū)域的示意圖；

圖12是根據(jù)第五實施方式中鎖屏界面提供多個指紋輸入?yún)^(qū)域的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

本發(fā)明的第一實施方式涉及一種指紋識別傳感器，應用于電子設備的屏幕，如手機的屏幕。如圖1、2所示，指紋識別傳感器包含：基板3、多個絕緣部5以及設置于基板3的感應層。

較佳的，基板3可以為透明導電材料，例如氧化銦錫、石墨烯等，以便于指紋識別傳感器與顯示屏相結合(容后詳述)；然而，本實施方式對基板的具體材料不作任何限制。

本實施方式中，感應層設置于基板3，感應層包含多個驅動塊24與多個感應塊16，采用單層互容設計，多個驅動塊24與多個感應塊16結構上處在同一層面；驅動塊24與各感應塊16間隔排列以形成感應陣列；這樣，驅動塊24的四周(即，上下左右)為感應塊16，感應塊16的四周為驅動塊24，兩兩之間形成互容電場，存在耦合電容。

進一步的，感應層還包含多條驅動信號線與多條感應信號線。在感應陣列中，位于同一行的各驅動塊24連接于同一條驅動信號線，即，同一X軸橫方向的驅動塊24接到同一驅動信號線上，驅動信號線可以分布在同一行驅動塊24的上側或者下側，并從感應層的左側或右側邊緣延伸出去。較佳的，相鄰行的驅動塊所連接的兩條驅動信號線合并在一起，即如圖1中所示，第2、3行的驅動塊連接于同一條驅動信號線21，第4、5行的驅動塊連接于同一條驅動信號線22；從而進一步減少了走線。

在感應陣列中，位于同一列的各感應塊16連接于同一條感應信號線，即，同一Y軸豎方向上的各感應塊16接到同一條感應信號線，感應信號線可以分布在同一列感應塊16的左側或者右側，并從感應層的上端或下端邊緣延伸出去；其中，多條驅動信號線與多條感應信號線之間會存在多個重疊區(qū)域4。

示例的，如圖1所示，多條驅動信號線包含驅動信號線20、21、22、23，多條驅動信號線分別橫向延伸至感應層的左側或右側邊緣接出，并沿著左側或右側邊緣在感應層的上端出線或下端出線。于實際中，可以按照奇數(shù)、偶數(shù)定義法分別從左右兩側接出(然不限于此)，多條驅動信號線一側按照0、2、4、……偶數(shù)定義走線，另一側按照1、3、5、……奇數(shù)定義走線，這樣方便控制時作為地址識別以輸送信號。多條感應信號線包含感應信號線10、11、12、13、14、15，多條感應信號線由上端出線(然也可以在下端出線，這里不作限制)。

需要說明的是，多條驅動信號線2與多條感應信號線1的數(shù)目可以根據(jù)電子設備的屏幕尺寸和分辨率，分別在Y豎軸方向上和X橫軸方向上去匹配計算得出，這里不做任何限制。

本實施方式中，如圖2所示，為重疊區(qū)域4的放大示意圖，絕緣部5對應于驅動信號線22與感應信號線10的重疊區(qū)域4，且各絕緣部5設置于驅動信號線22與感應信號線10之間；即，在驅動信號線22與感應信號線10交叉的重疊區(qū)域4設置各絕緣部5，這樣驅動信號線22與感應信號線10空間上重疊，實際上兩根信號線已經(jīng)隔絕，有效避免了短路；

其中，位于各重疊區(qū)域4的各驅動信號線設置于各絕緣部5與基板3之間，即，各驅動信號線位于絕緣部5的下表面；由于各驅動信號線的寬度比各感應信號線的寬度大，因此上述設置方式，絕緣部5的寬度可以設置地相對較小，只要比各感應信號線的寬度大即可；從而在一定程度上節(jié)省成本。

本實施方式中，還提供了另外一種各感應信號線與各驅動信號線隔絕的方式。具體而言，指紋識別傳感器還包含絕緣層；絕緣層設置于基板3，且各驅動信號線與各感應信號線分別位于絕緣層的相對兩個表面。這樣設計絕緣層填滿了各驅動塊24與各感應塊16之間的間隙，使各驅動信號線與各感應信號線完全隔絕，保證了信號線之間的接觸性好。

請參考圖3，本實施方式中，基于人手手指紋路寬度一般在0.1毫米以上，為滿足人手手指識別的需要，各感應塊16的長度A、各驅動塊24的長度B、各行間距C、各列間距E均設置為小于或等于0.05毫米。其中，各感應塊16與各驅動塊24的形狀和大小可以相同；較佳的，A與B的值均為0.0285毫米；A1與B1的值均為0.017毫米；C的值為0.015毫米；E的值為0.006毫米。需要說明的是，由于感應陣列的各行的空隙之間用于分布驅動信號線，各列的空隙之間用于分布感應信號線；而驅動信號線較感應信號線寬，因此，行間距C也比列間距E寬。然而，本實施方式對于感應塊與驅動塊的長度和寬度、以及行間距與列間距的具體數(shù)值不作任何限制。

另外，本實施方式中，由于將相鄰行的驅動塊所連接的兩條驅動信號線合并在一起(如圖1中，第2、3行的驅動塊連接于同一條驅動信號線21，第4、5行的驅動塊連接于同一條驅動信號線22)，因此，實質上有的相鄰行之間并不存在驅動信號線，如圖3所標注的行間距D(即圖1中第3、4行之間的間距或者第5、6行之間的間距)，可以將行間距D設置得比行間距C更小，例如，行間距D的值為0.006毫米；從而可以進一步節(jié)省排布區(qū)域，即，在相同大小的區(qū)域內(nèi)盡可能排列多的驅動塊和感應塊。

具體而言，當應用為指紋識別時，手指按壓上屏幕指紋識別傳感器，指紋波峰和波谷與傳感器的距離分別為近距離和遠距離；根據(jù)距離不同而引起的電容變化量不同，進而能計算出那個是波峰，哪個是波谷，最終換算識別出指紋紋路圖案，實現(xiàn)識別功能。當應用為手指觸摸時，手指按壓上屏幕指紋識別傳感器，可偵測手指觸摸范圍內(nèi)所有變化的各驅動信號線2和各感應信號線1，計算后上報一個觸摸點，實現(xiàn)觸摸功能。

本實施方式相對于現(xiàn)有技術而言，指紋識別傳感器采用單層互容設計，將置于基板上的各驅動塊24與各感應塊16間隔排列形成感應陣列且處于同一層面，即，將指紋識別整合到屏幕內(nèi)，不需要額外的指紋識別模組，實現(xiàn)了指紋識別和觸控一體化，使用戶直接在全屏的任意位置觸摸按壓就能夠實現(xiàn)指紋識別及操作，提高了用戶體驗；使電子設備向更小型化、操作更便利化的方向發(fā)展，尤其使智能手表等小型電子設備的結構堆疊變得相對簡單，為電子設備的外觀設計和結構設計提供了更多的發(fā)展空間。

本發(fā)明第二實施方式涉及一種顯示屏，應用于電子設備，例如手機。如圖4所示，顯示屏包含：第一實施方式所述的指紋識別傳感器13’、以及包含上偏光片63與彩色濾光層的顯示模組。

本實施方式中，顯示模組以主動式有機電激發(fā)光二極管為例進行說明，指紋識別傳感器13’設置于上偏光片63與彩色濾光層之間，且彩色濾光層涂布在陰極基板64下方。于實際中，顯示模組還包含：在彩色濾光層的下方依次連續(xù)設置的有機發(fā)光層65、薄膜電晶體層66、薄膜電晶體陽極基板67，最后，由前殼中框68，承載和支撐顯示模組。

其中，指紋識別傳感器13’的信號端，通過膠粘劑(如異方性導電膠，然不作任何限制)與軟性電路板的接腳端粘接導通，指紋識別傳感器13’通過分布于同一層的信號走線連接到軟性電路板上，軟性電路板上貼裝有指紋識別與觸控的控制芯片和其他電阻電容等電子元器件，最終軟性電路板的接腳端接入電子設備的主板。

其中，顯示模組包含液晶顯示單元、被動式有機電激發(fā)光二極管單元或主動式有機電激發(fā)光二極管單元?？蓱糜诓煌愋偷娘@示單元，應用范圍較廣。

本實施方式中，指紋識別傳感器設置于上偏光片與彩色濾光層之間，且基板為透明基板，顯示模組包含多個像素點，且各驅動塊、各感應塊及各像素點滿足預設位置關系。

其中，以像素點為單位，各驅動塊、各感應塊及各像素點的預設位置關系包含以下三種情況中的任意一種：每個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊、相鄰兩個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊、依次排列的三個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊。

以每個像素點重疊于一個驅動塊或一個感應塊這種情況進行舉例說明。如圖5所示，像素點7-1及7-2與7-1"及7-2"表示的區(qū)域分別對應重疊；其中，7-1"及7-2"表示的各區(qū)域中分別包含一個驅動塊24或一個感應塊16。即，像素點7-1及7-2分別重疊于一個驅動塊24或一個感應塊16。設置這樣的各驅動塊、各感應塊及各像素點的預設位置關系基準電容量較大；相當于每個驅動塊或感應塊與像素點匹配設計，實現(xiàn)了精密細致的捕捉指紋紋路，提高了指紋識別效率。

還可以是，各像素點包含三個色點，以色點為單位，各驅動塊、各感應塊及各色點的預設位置關系包含以下三種情況中的任意一種：每個色點重疊于相鄰的一個驅動塊與一個感應塊、每個色點重疊于一個驅動塊或一個感應塊、相鄰的兩個色點重疊于一個驅動塊或一個感應塊。

以每個色點重疊于相鄰的一個驅動塊與一個感應塊這種情況進行舉例說明。如圖6所示，像素點7包含71、72、73三個色點，分別代表紅色，綠色，藍色；71、72、73三個色點與71"、72"、73"表示的區(qū)域分別對應重疊；其中，71"、72"、73"表示的各區(qū)域中分別包含相鄰的一個驅動塊24與一個感應塊16。即，71、72、73三個色點分別重疊于相鄰的一個驅動塊24與一個感應塊16。由圖可知，各驅動塊與各感應塊兩兩相互交錯，兩兩之間形成互容電場，存在耦合電容。

以每個色點重疊于一個驅動塊或一個感應塊這種情況進行舉例說明。如圖7所示，像素點8包含：色點81，代表紅色，色點82，代表綠色，色點83，代表藍色；81、82、83三個色點與81"、82"、83"表示的區(qū)域分別對應重疊；其中，81"、82"、83"表示的各區(qū)域中分別包含一個驅動塊24或一個感應塊16，即，81、82、83三個色點分別重疊于一個驅動塊24或一個感應塊16。

需要說明的是，各驅動塊、各感應塊及各像素點的預設位置關系可以根據(jù)實際需要設計的，即調整驅動塊與感應塊的大小來設計；只要像素點與感應塊/驅動塊的尺寸匹配，本實施方式對此不做任何限制。

本發(fā)明第三實施方式涉及一種電子設備，例如手機。如圖8所示，電子設備包含：殼體90、透明蓋板10"、透明膠層11"、以及第二實施方式所述的顯示屏12"。

本實施方式中，如圖8所示，顯示屏12"設置于殼體的容置腔；透明蓋板10"固定于殼體90且遮蓋容置腔，透明膠層11"設置于透明蓋板10"與顯示屏12"之間。設置透明膠層11"使得透明蓋板10"與顯示屏12"可靠固定(防止有間隙)，可靠實現(xiàn)指紋識別功能；此外，透明膠層11"屬于光學透明膠層，例如OCA光學透明膠，還可以是其他光學透明膠層，本實施方式對此不作任何限制；當然，如果電子設備的結構做得十分精密，也可以不用設置透明膠層11"。

需要說明的是，透明蓋板10"也可以直接整合在第二實施方式所述的顯示模組中。

本發(fā)明第四實施方式涉及一種電子設備，例如手機。如圖9所示，電子設備包含：殼體91、顯示屏12’以及第一實施方式所述的指紋識別傳感器13’。

本實施方式中，顯示屏12’設置于殼體91的容置腔；指紋識別傳感器13’設置于殼體91且遮蓋容置腔，并且感應層面對顯示屏12’，基板為透明基板。

更佳的，電子設備還包含透明蓋板；指紋識別傳感器13’設置于透明蓋板，且與透明蓋板一同設置于殼體91，指紋識別傳感器13’面對顯示屏12’。

本發(fā)明第五實施方式涉及一種功能啟動方法，應用于第三實施方式或第四實施方式中任意一實施方式所述的電子設備，例如手機。如圖10所示，功能啟動方法包含以下步驟：

步驟501，在電子設備的鎖屏界面中提供至少一指紋輸入?yún)^(qū)域；

具體而言，當鎖屏界面呈現(xiàn)出特定的系統(tǒng)應用時，需要指紋識別進行解密或執(zhí)行某些特定操作時，顯示如圖11中編號14"虛線框所示的一個指紋輸入?yún)^(qū)域，提示輸入指紋；圖11中指紋輸入?yún)^(qū)域的位置僅為示例性說明，并不以此為限制。

步驟502，從指紋輸入?yún)^(qū)域接收輸入指紋，并生成指紋輸入信息。其中，指紋輸入信息包含輸入指紋與指紋輸入?yún)^(qū)域；

具體的，在指紋輸入?yún)^(qū)域輸入指紋后，指紋識別傳感器和主控芯片進行指紋識別，讀取指紋特征點，生成指紋輸入信息。

步驟503，根據(jù)指紋輸入信息與功能項的預設對應關系，啟動指紋輸入信息對應的功能項。

于實際上，用戶在電子設備中已自定義指紋輸入信息與指紋識別功能項的預設對應關系，此時指紋輸入信息只需與用戶先前自定義好的指紋輸入信息匹配驗證，從而啟動指紋輸入信息對應的指紋識別功能項。

需要說明的是，當鎖屏界面呈現(xiàn)出常規(guī)畫面和不需要指紋識別的操作時(即處于觸控檢測模式)，主控芯片通過指紋識別傳感器接收觸控信號，換算出一個對應系統(tǒng)圖標或任務欄的執(zhí)行指令；從而實現(xiàn)人手手指觸摸、點擊、滑動等功能。

當電子設備的鎖屏界面中提供多個指紋輸入?yún)^(qū)域時，如圖12所示，例如將鎖屏界面均分為9個區(qū)域，在應用系統(tǒng)中，該9個區(qū)域分別給用戶自定義指紋輸入信息與功能項的預設對應關系；每個區(qū)域輸入的指紋可以是統(tǒng)一手指指紋，也可以是相互不同手指指紋(本發(fā)明對此不作任何限制)。亮屏后開啟待指紋輸入及識別指令，在鎖屏界面提供9個指紋輸入?yún)^(qū)域，例如為：

在15"-1位置輸入左手食指指紋則可直接打開“某音樂播放器”

在15"-2位置輸入左手食指指紋則可直接打開“某視頻播放器”

還可以在其他指紋輸入?yún)^(qū)域自定義指紋輸入信息與功能項的預設對應關系，這里僅是示例性說明，實際中不限于此。

本實施方式相對于現(xiàn)有技術而言，在鎖屏任意位置設置指紋輸入?yún)^(qū)域及數(shù)目，在指紋輸入?yún)^(qū)域任意定義預設手指指紋，不同的指紋輸入?yún)^(qū)域對應的各指紋識別功能項可由不同的手指指紋開啟，也可以由相同的手指指紋開啟，從而實現(xiàn)更多的功能應用場景，提升了用戶體驗和指紋識別效率，并且，本實施方式可以區(qū)分指紋觸控和指紋識別，需要觸摸報點時輸入報點信號，需要指紋識別時輸入指紋信息。

需要說明的是，鎖屏界面均分區(qū)域個數(shù)，即指紋輸入?yún)^(qū)域數(shù)目可根據(jù)需要自定義，本實施方式不作任何限制；此外，實際中不局限于本實施方式設置的應用程序和應用程序順序，用戶皆可根據(jù)需要自行設置。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關系，都在本專利的保護范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護范圍內(nèi)。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。