CN108227993B - 压电检测电路、阵列、触摸面板和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种压电检测电路、阵列、触摸面板和方法。该压电检测电路包括：恒流电路，被配置为向双栅晶体管提供恒定电流；双栅晶体管，其第一栅极和第二栅极分别被配置为接收第一电压信号和偏置电压，其第一电极连接第一电压端，其第二电极被配置为接收恒定电流，其第二栅极还被配置为接收压力；以及开关晶体管，该开关晶体管的栅极被配置为接收选通信号，该开关晶体管的第一电极连接该双栅晶体管的第二电极，该开关晶体管的第二电极被配置为在该开关晶体管导通的情况下输出第二电压信号；其中，根据第二电压信号的幅值获得该压力的大小。本公开实现了对作用在双栅晶体管的第二栅极上的压力大小的检测。

Description

压电检测电路、阵列、触摸面板和方法

技术领域

本公开涉及触摸感应技术领域，特别涉及一种压电检测电路、阵列、触摸面板和方法。

背景技术

目前，可以将压力传感器集成在显示器内，从而使得显示器实现触摸功能。例如，可以在TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)的栅极上再放置一个栅极并沉积压力材料，从而形成双栅晶体管。该双栅晶体管可以用作压力传感器。

发明内容

本公开实施例解决的一个技术问题是：提供一种利用双栅晶体管形成的压电检测电路，以实现对压力的检测。

连接根据本公开实施例的一个方面，提供了一种压电检测电路，包括：恒流电路，被配置为向双栅晶体管提供恒定电流；所述双栅晶体管，所述双栅晶体管的第一栅极和第二栅极分别被配置为接收第一电压信号和偏置电压，所述双栅晶体管的第一电极连接第一电压端，所述双栅晶体管的第二电极被配置为接收所述恒定电流，所述双栅晶体管的第二栅极还被配置为接收压力；以及开关晶体管，所述开关晶体管的栅极被配置为接收选通信号，所述开关晶体管的第一电极连接所述双栅晶体管的第二电极，所述开关晶体管的第二电极被配置为在所述开关晶体管导通的情况下输出第二电压信号；其中，根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

可选地，所述恒流电路的输出端连接所述双栅晶体管的第二电极。

可选地，所述恒流电路的输出端连接所述开关晶体管的第二电极。

可选地，所述恒流电路包括第二电压端和PMOS晶体管，所述PMOS晶体管的第一电极连接所述第二电压端，所述PMOS晶体管的第二电极连接所述双栅晶体管的第二电极。

可选地，所述第一电压端为接地端，所述第二电压端为电源电压端。

可选地，所述恒流电路为共源共栅架构的恒流电路。

可选地，根据所述第二电压信号的幅值、以及压力与第二电压信号的幅值的对应关系获得所述压力的大小。

可选地，所述压力与第二电压信号的幅值的对应关系为正相关的对应关系。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种压电检测电路阵列，包括：多个如前所述的压电检测电路；输入信号线，所述输入信号线连接所述多个压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极，所述输入信号线被配置为向所述多个压电检测电路提供第一电压信号；多条选通信号线，每条所述选通信号线连接同一行的压电检测电路的开关晶体管的栅极，所述选通信号线被配置为向同一行的压电检测电路提供选通信号；以及多条输出信号线，每条所述输出信号线连接同一列的压电检测电路的开关晶体管的第二电极，所述输出信号线被配置为从被选通的压电检测电路的开关晶体管接收并输出第二电压信号。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种压电检测电路阵列，包括：多个压电检测电路，每个所述压电检测电路包括双栅晶体管和开关晶体管，其中，所述双栅晶体管的第一栅极连接输入信号线，所述双栅晶体管的第二栅极被配置为接收偏置电压和压力，所述双栅晶体管的第一电极和第二电极分别连接第一电压端和所述开关晶体管的第一电极；所述输入信号线，被配置为向所述多个压电检测电路提供第一电压信号；多个恒流电路，每个所述恒流电路被配置为通过所连接到的输出信号线向同一列的压电检测电路提供恒定电流；多条选通信号线，每条所述选通信号线连接同一行的所述压电检测电路的开关晶体管的栅极，所述选通信号线被配置为向同一行的压电检测电路提供选通信号；以及多条所述输出信号线，每条所述输出信号线连接同一列的压电检测电路的开关晶体管的第二电极，所述输出信号线被配置为从被选通的压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收并输出第二电压信号，通过检测所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种压力检测装置，包括：如前所述的压电检测电路，或者如前所述的压电检测电路阵列。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种利用如前所述的压电检测电路检测压力的方法，包括：向所述压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向所述双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；从所述压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收第二电压信号；以及根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种利用如前所述的压电检测电路阵列检测压力的方法，所述压电检测电路阵列包括n×m个压电检测电路，n和m均为正整数，所述方法包括：使第i行第j列的压电检测电路的恒流电路向对应的双栅晶体管提供恒定电流，其中，1≤i≤n，1≤j≤m，i和j均为正整数；向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；利用第i行的选通信号线向第i行的压电检测电路提供选通信号以使得第i行的压电检测电路的开关晶体管导通，并利用第j列的输出信号线接收并输出第二电压信号；以及根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种利用如前所述的压电检测电路阵列检测压力的方法，所述压电检测电路阵列包括n×m个压电检测电路，n和m均为正整数，所述方法包括：利用第i行的选通信号线向第i行的压电检测电路提供选通信号以使得第i行的压电检测电路的开关晶体管导通，其中，1≤i≤n，i为正整数；使第j列的恒流电路利用第j列的输出信号线向第i行第j列的压电检测电路提供恒定电流，其中，1≤j≤m，j均为正整数；向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；利用第j列的输出信号线接收并输出第二电压信号；以及根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

在上述实施例的压电检测电路中，恒流电路可以向双栅晶体管提供恒定电流；双栅晶体管的第一栅极和第二栅极分别接收第一电压信号和偏置电压，而且该第二栅极还接收压力；与双栅晶体管连接的开关晶体管在导通的情况下输出第二电压信号；其中，根据该第二电压信号的幅值获得压力的大小。本公开实施例的上述压电检测电路实现了对作用在双栅晶体管的第二栅极上的压力大小的检测。本公开实施例的电路比较简单，易于实施，而且抗噪性能也比较好。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示意性地示出根据一些实施例的双栅晶体管的结构的截面图；

图2A是示意性地示出根据本公开一些实施例的压电检测电路的结构连接图；

图2B是示意性地示出根据本公开另一些实施例的压电检测电路的结构连接图；

图3是示意性地示出根据本公开另一些实施例的压电检测电路的结构连接图；

图4是示意性地示出根据本公开一些实施例的恒流电路的结构连接图；

图5是示意性地示出根据本公开一些实施例的压电检测电路阵列的结构连接图；

图6是示意性地示出根据本公开另一些实施例的压电检测电路阵列的结构连接图；

图7是示出利用根据本公开一些实施例的压电检测电路检测压力的方法的流程图。

图8是示出利用根据本公开一些实施例的压电检测电路阵列检测压力的方法的流程图。

图9是示出利用根据本公开另一些实施例的压电检测电路阵列检测压力的方法的流程图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是示意性地示出根据一些实施例的双栅晶体管的结构的截面图。如图1所示，该双栅晶体管可以包括：衬底(例如玻璃衬底)100、在该衬底100上的第一栅极101、覆盖该第一栅极101的栅极绝缘物层(例如二氧化硅)110、在该栅极绝缘物层110上的IGZO(indiumgallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)层112、在该IGZO层112上的源极114和漏极116、覆盖该源极114和漏极116的钝化层118、在该钝化层118上的第二栅极(或者称为顶部栅极)102、在该第二栅极102上的压力材料(例如P(VDF-TrFE))层120以及在该压力材料层120上的顶部金属层124。

可以利用双栅晶体管组成电路，将压力作用在双栅晶体管的顶部金属层124上，通过检测该电路的输出电流来确定压力的大小。

图2A是示意性地示出根据本公开一些实施例的压电检测电路的结构连接图。如图2A所示，该压电检测电路可以包括恒流电路210、双栅晶体管T₁和开关晶体管T₂。

该恒流电路210可以被配置为向双栅晶体管T₁提供恒定电流。例如，该恒流电路可以为恒流源。

该双栅晶体管T₁的第一栅极和第二栅极分别被配置为接收第一电压信号V_IN和偏置电压V_TG。该双栅晶体管T₁的第一电极连接第一电压端(例如该第一电压端可以为接地端)，该双栅晶体管T₁的第二电极被配置为接收恒定电流。该双栅晶体管T₁的第二栅极还被配置为接收压力。

该开关晶体管T₂的栅极被配置为接收选通信号V_SEL。该开关晶体管T₂的第一电极连接双栅晶体管T₁的第二电极。该开关晶体管T₂的第二电极被配置为在该开关晶体管导通的情况下输出第二电压信号V_OUT。其中，根据该第二电压信号V_OUT的幅值获得压力的大小。例如，双栅晶体管T₁的第二电极可以输出第二电压信号，开关晶体管T₁在导通的情况下可以将该第二电压信号输出。

在上述实施例的压电检测电路中，恒流电路可以向双栅晶体管提供恒定电流；双栅晶体管的第一栅极和第二栅极分别接收第一电压信号和偏置电压，而且该第二栅极还接收压力；与双栅晶体管连接的开关晶体管在导通的情况下输出第二电压信号；其中，根据该第二电压信号的幅值获得压力的大小。本公开实施例的上述压电检测电路实现了对作用在双栅晶体管的第二栅极上的压力大小的检测。相比已知技术的电路，本公开实施例的电路所用的晶体管数目更少，因此电路更加简单，易于实施。此外，相比已知技术中利用电路的输出电流来确定压力的大小的方案，本公开实施例的电路利用输出的电压信号(即第二电压信号)的幅值来获得压力的大小，抗噪性能更好。

在一些实施例中，如图2A所示，该恒流电路210的输出端连接该双栅晶体管T₁的第二电极。

在一些实施例中，该双栅晶体管可以为N型沟道的双栅晶体管。在这样的情况下，该栅极晶体管T₁的第一栅极和第二栅极可以分别为图1中所示双栅晶体管的第一栅极101和第二栅极102，该双栅晶体管的第一电极和第二电极可以分别为图1中所示双栅晶体管的源极114和漏极116。

在另一些实施例中，该双栅晶体管可以为P型沟道的双栅晶体管。在这样的情况下，该栅极晶体管T₁的第一栅极和第二栅极可以分别为图1中所示双栅晶体管的第一栅极101和第二栅极102，该双栅晶体管的第一电极和第二电极可以分别为图1中所示双栅晶体管的漏极116和源极114。

图2B是示意性地示出根据本公开另一些实施例的压电检测电路的结构连接图。与图2A相比，该图2B所示的压电检测电路的不同点是：该恒流电路210的输出端连接开关晶体管T₂的第二电极。这样可以经过该开关晶体管T₂间接地连接该双栅晶体管T₁的第二电极。例如，双栅晶体管T₁的第二电极与开关晶体管T₂的第一电极连接在A点，而恒流电路210的输出端连接到开关晶体管T₂的第二电极，这样在开关晶体管导通的情况下，恒流电路向双栅晶体管提供恒定电流。

图3是示意性地示出根据本公开另一些实施例的压电检测电路的结构连接图。图3中的双栅晶体管T₁和开关晶体管T₂分别与图2A中的双栅晶体管T₁和开关晶体管T₂相同或相似，这里不再赘述。

图3中所示的恒流电路310是图2A中所示的恒流电路210的一个具体实现方式。

在一些实施例中，如图3所示，该恒流电路310可以包括第二电压端和PMOS晶体管T₃。该第二电压端可以为电源电压端V_DD。该PMOS晶体管T₃的第一电极(例如源极S)连接该第二电压端，该PMOS晶体管T₃的第二电极(例如，漏极D，可以作为输出端)连接双栅晶体管T₁的第二电极。例如如图3所示，该PMOS晶体管T₃的第二电极连接双栅晶体管T₁的第二电极。又例如，该PMOS晶体管的第二电极可以连接开关晶体管T₂的第二电极，从而经过该开关晶体管T₂间接地连接该双栅晶体管T₁的第二电极。

该PMOS晶体管T₃在导通的情况下向双栅晶体管的第二电极输出恒定电流。例如可以向PMOS晶体管的栅极施加栅极电压V_G，使得该PMOS晶体管导通，从而从电源电压端V_DD向双栅晶体管输出恒定电流。例如，该恒定电流的大小可以由该PMOS晶体管T₃的电流电压特性来确定。该恒流电路结构简单，易于实现，而且成本较低。

在一些实施例中，在双栅晶体管为N型沟道的双栅晶体管的情况下，该第一电压信号可以为弦波信号(例如正弦波信号)。利用弦波信号作为第一电压信号比较方便检测。如图3所示，双栅晶体管T₁的第二栅极接收偏置电压V_TG。该偏置电压V_TG可以使得双栅晶体管工作稳定。向该双栅晶体管T₁的第一栅极输入弦波信号(作为第一电压信号)V_IN，因此在A点得到一个与输入的弦波信号反向的输出信号(即该输出信号的波形与输入信号的波形正好相反)。该输出信号与V_IN的增益关系为

V_A＝V_IN×g_m×r_O， (1)

这里，跨导g_m为

g_m＝μC_ox(W/L)(V_IN-V_TH) (2)

其中，V_A为A点输出的电压信号，μ为有效载流子迁移率，C_OX为双栅晶体管的氧化层电容，W/L为双栅晶体管的宽长比，μ、C_OX和W/L均为已知参数，V_TH为双栅晶体管的阈值电压。r_O为双栅晶体管T₁的输出阻抗与PMOS晶体管T₃的输出阻抗这二者的并联阻抗。

当双栅晶体管的第二栅极受到压力作用时，该双栅晶体管的阈值电压V_TH随着压力而变化，由上述公式(2)可知，g_m与V_TH线性相关，因此g_m随着压力而变化，从而使得增益V_A随着压力而变化。所以当压力变化时，A点的输出信号的幅值也随着压力而变化。将A点的输出信号经过开关晶体管输出，即可以在开关晶体管的第二电极得到输出的第二电压信号。通过检测该第二电压信号V_OUT的幅值获得压力的大小。

而且，由于双栅晶体管的第二栅极所受的压力与阈值电压V_TH是反相关的关系，而且g_m与阈值电压V_TH也是反相关的关系，因此压力与输出的第二电压信号的幅值的对应关系为正相关的对应关系。

在一些实施例中，在双栅晶体管为P型沟道的双栅晶体管的情况下，该第一电压信号可以为恒定的电压信号。利用恒定的电压信号作为第一电压信号比较方便检测。例如，双栅晶体管的第二栅极接收偏置电压V_TG。该偏置电压V_TG可以使得双栅晶体管工作稳定。向该双栅晶体管的第一栅极输入恒定的电压信号(作为第一电压信号)V_IN，则在双栅晶体管中存在电流电压关系式

I＝K(V_IN-V_A-V_TH)² (3)

其中，K为已知参数，电流I为恒流电路提供的恒定电流，V_A为A点输出的电压信号，该电压信号与输入的电压信号V_IN同向。而由于V_IN为恒定的电压信号，因此A点的输出信号V_A与V_TH线性相关。由于双栅晶体管的阈值电压V_TH随着压力而变化，因此，A点的输出信号V_A随着压力而变化，A点的输出信号的幅值也随着压力而变化。通过检测A点的输出信号(即第二电压信号)V_OUT的幅值获得压力的大小。

从上面公式(3)可以看出，A点的输出信号V_A与V_TH是反相关的关系，又由于双栅晶体管的第二栅极所受的压力与阈值电压V_TH也是反相关的关系，因此压力与输出的第二电压信号的幅值的对应关系为正相关的对应关系。

在一些实施例中，根据第二电压信号的幅值、以及压力与第二电压信号的幅值的对应关系获得该压力的大小。例如可以根据公式(1)、(2)以及已知的压力与阈值电压的对应关系得到压力与第二电压信号的幅值的对应关系，从而根据第二电压信号的幅值、以及压力与第二电压信号的幅值的对应关系获得该压力的大小。

在另一些实施例中，可以预先获得压力与第二电压信号的幅值的对应关系表，然后根据输出的第二电压信号的幅值查询该对应关系表，从而得到对应的压力大小。

图4是示意性地示出根据本公开一些实施例的恒流电路的结构连接图。如图4所示，该恒流电路可以为共源共栅架构的恒流电路(例如共源共栅电流镜)。

如图4所示，该恒流电路可以包括第一晶体管M₁、第二晶体管M₂、第三晶体管M₃和第四晶体管M₄。例如，这四个晶体管可以均为NMOS晶体管。第四晶体管M₄的漏极可以被配置为接收第一电压V_in0和第一电流I_in0。该第四晶体管M₄的源极连接第一晶体管M₁的漏极。该第一晶体管M₁的源极接地。该第三晶体管M₃的源极连接第二晶体管M₂的漏极。该第二晶体管M₂的源极接地。第三晶体管M₃的栅极和第四晶体管M₄的栅极连接，被配置为接收偏置电压V_bias0。第二晶体管M₂的栅极和第一晶体管M₁的栅极连接。第四晶体管M₄的漏极与第一晶体管M₁的栅极连接。在该恒流电路中，第二晶体管M₂和第三晶体管M₃作为第一晶体管M₁和第四晶体管M₄的镜像电路，可以在第三晶体管M₃的漏极产生镜像的第二电压V_out0和第二电流I_out0。该第二电流I_out0可以经过第三晶体管M₃和第二晶体管M₂流出，例如可以流出到本公开实施例的双栅晶体管。

在该实施例中，该恒流电路采用共源共栅架构的恒流电路，这样的恒流电路输出阻抗比较大，从而使得在前面的压电检测电路中，阻抗r_O主要由双栅晶体管的输出阻抗决定，因此该阻抗r_O受恒流电路内阻的影响很小，这样利用输出的第二电压信号的幅值能够更加准确地检测的压力大小。

需要说明的是，图4示出了由四个NMOS晶体管形成的恒流电路，但是本领域技术人员应该明白，也可以由四个PMOS晶体管形成恒流电路，例如可以将图4中的四个NMOS晶体管换成四个PMOS晶体管，并将接地端换成电源电压端，从而形成另一个实施例的恒流电路。

还需要说明的是，虽然图4中示出了4个晶体管组成共源共栅架构的恒流电路，但是本领域技术人员应该明白，还可以采用其他数量的晶体管组成共源共栅架构的恒流电路，例如可以采用2个、6个或更多个晶体管组成共源共栅架构的恒流电路，因此，本公开实施例的范围并不仅限于图4所示的恒流电路结构。

图5是示意性地示出根据本公开一些实施例的压电检测电路阵列的结构连接图。

如图5所示，该压电检测电路阵列可以包括：多个如前所述的压电检测电路500。例如，该压电检测电路500可以采用如图2A或图3所示的压电检测电路。例如，该阵列可以包括n×m(即n行×m列)个压电检测电路，n和m均为正整数。这里，图5中示出了2×2的压电检测电路阵列。但是本领域技术人员应该明白，图5所示出的压电检测电路阵列仅是示例性的，本公开实施例的范围并不仅限于此，例如，该压电检测电路阵列还可以是2×4、8×8、16×32，等等。

如图5所示，该压电检测电路阵列还可以包括输入信号线L_IN。该输入信号线L_IN连接所述多个压电检测电路的双栅晶体管T₁的第一栅极。该输入信号线L_IN可以被配置为向所述多个压电检测电路提供第一电压信号。

如图5所示，该压电检测电路阵列还可以包括多条选通信号线。例如，第一选通信号线SEL₁和第二选通信号线SEL₂。对于n×m的压电检测电路阵列，可以有n条选通信号线SEL₁～SEL_n。每条选通信号线连接同一行的压电检测电路的开关晶体管T₂的栅极。该选通信号线可以被配置为向同一行的压电检测电路提供选通信号，从而可以使得该行的开关晶体管T₂导通。

如图5所示，该压电检测电路阵列还可以包括多条输出信号线。例如，第一输出信号线L_OUT1和第二输出信号线L_OUT2。对于n×m的压电检测电路阵列，可以有m条输出信号线L_OUT1～L_OUTm。每条输出信号线连接同一列的压电检测电路的开关晶体管T₂的第二电极。该输出信号线可以被配置为从被选通的压电检测电路的开关晶体管接收并输出第二电压信号。例如，通过检测到第1行第1列的压电检测电路输出的第二电压信号的幅值获得施加到该压电检测电路的双栅晶体管上的压力的大小。

在本公开的上述实施例中，可以通过检测上述阵列的对应的压电检测电路输出的第二电压信号的幅值来获得施加到该压电检测电路的双栅晶体管上的压力大小，电路比较简单，易于实施，而且抗噪性能比较好。

图6是示意性地示出根据本公开另一些实施例的压电检测电路阵列的结构连接图。

如图6所示，该压电检测电路阵列可以包括多个压电检测电路600。例如该阵列可以包括n×m个压电检测电路600，n和m均为正整数。例如，图6示出了2×2的压电检测电路阵列。每个压电检测电路600可以包括双栅晶体管T₁和开关晶体管T₂。该双栅晶体管T₁的第一栅极连接输入信号线L_IN。该双栅晶体管T₁的第二栅极可以被配置为接收偏置电压V_TG和压力。该双栅晶体管T₁的第一电极和第二电极分别连接第一电压端V₁(例如该第一电压端可以为接地端)和开关晶体管T₂的第一电极。

如图6所示，该压电检测电路阵列还可以包括输入信号线L_IN。该输入信号线L_IN可以被配置为向所述多个压电检测电路提供第一电压信号。

如图6所示，该压电检测电路阵列还可以包括多个恒流电路。例如第一恒流电路610和第二恒流电路620。对于n×m的压电检测电路阵列，可以有m个恒流电路。每个恒流电路可以被配置为通过所连接到的输出信号线向同一列的压电检测电路提供恒定电流I_B。例如，第一恒流电路610通过第一输出信号线L_OUT1向第一列的压电检测电路提供恒定电流，第二恒流电路620通过第二输出信号线L_OUT2向第二列的压电检测电路提供恒定电流。

如图6所示，该压电检测电路阵列还可以包括多条选通信号线。例如，第一选通信号线SEL₁和第二选通信号线SEL₂。对于n×m的压电检测电路阵列，可以有n条选通信号线SEL₁～SEL_n。每条选通信号线连接同一行的压电检测电路600的开关晶体管T₂的栅极。该选通信号线可以被配置为向同一行的压电检测电路提供选通信号，从而可以使得该行的开关晶体管T₂导通。

如图6所示，该压电检测电路阵列还可以包括多条输出信号线。例如，第一输出信号线L_OUT1和第二输出信号线L_OUT2。对于n×m的压电检测电路阵列，可以有m条输出信号线L_OUT1～L_OUTm。每条输出信号线连接同一列的压电检测电路600的开关晶体管T₂的第二电极。该输出信号线可以被配置为从被选通的压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收并输出第二电压信号，例如可以在第一读取端V_OUT1端或第二读取端V_OUT2读出该第二电压信号，通过检测该第二电压信号的幅值获得压力的大小。

在上述实施例的压电检测电路阵列中，利用每列一个恒流电路为每行像素的一个压电检测电路提供电流，当选通信号线选通某行时，输入的第一电压信号V_IN便可由相应的双栅晶体管经过处理(例如放大)后输出到相应的输出信号线上，并由相应的读取端(例如V_OUT1端或V_OUT2端)读出，通过检测输出的第二电压信号的幅值获得压力的大小。

在上述实施例中，可以将恒流电路设置在阵列外部(例如可以在显示屏上或者IC(Integrated Circuit，集成电路)上制造恒流电路)，方便制造。而且由于在外部提供电流源，因此电流受影响较小，这可以使得检测更加精准。此外，由于同一列的压电检测电路共用一个恒流电路，可以减少恒流电路的个数，降低成本。

在一些实施例中，双栅晶体管可以为N型沟道的双栅晶体管，所述第一电压信号可以为弦波信号。

在另一些实施例中，双栅晶体管可以为P型沟道的双栅晶体管，所述第一电压信号可以为恒定的电压信号。

在一些实施例中，与图3所示类似地，图6中所示的恒流电路可以包括第二电压端(例如电源电压端V_DD)和PMOS晶体管。该PMOS晶体管的第一电极(例如源极)和第二电极(例如漏极)分别连接该第二电压端和输出信号线。该PMOS晶体管在导通的情况下通过该输出信号线向同一列的压电检测电路输出恒定电流。这样的恒流电路结构简单，易于实现，而且成本较低。

在另一些实施例中，图6中所示的恒流电路可以为共源共栅架构的恒流电路。在上述压电检测电路阵列中采用共源共栅架构的恒流电路，可以更加准确地检测的压力大小。

在本公开的实施例中，还提供了一种触摸面板。该触摸面板可以包括：如前所述的压电检测电路(例如，如图2A或图3所示的压电检测电路)，或者如前所述的压电检测电路阵列(例如，如图5或图6所示的压电检测电路阵列)。

图7是示出利用根据本公开一些实施例的压电检测电路检测压力的方法的流程图。

在步骤S702，向压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力。

在步骤S704，从压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收第二电压信号。

在步骤S706，根据第二电压信号的幅值获得压力的大小。

在一些实施例中，根据第二电压信号的幅值、以及压力与第二电压信号的幅值的对应关系获得该压力的大小。例如，该压力与第二电压信号的幅值的对应关系可以为正相关的对应关系。

在另一些实施例中，可以预先获得压力与第二电压信号的幅值的对应关系表，然后根据输出的第二电压信号的幅值查询该对应关系表，从而得到对应的压力大小。

在上述实施例的方法中，向压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；从压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收第二电压信号；以及根据第二电压信号的幅值获得压力的大小，从而实现了对作用在双栅晶体管的第二栅极上的压力大小的检测，电路比较简单，易于实施，而且抗噪性能比较好。

图8是示出利用根据本公开一些实施例的压电检测电路阵列检测压力的方法的流程图。该压电检测电路阵列可以包括n×m个压电检测电路，n和m均为正整数。例如利用如图5所示的压电检测电路阵列检测压力。

在步骤S802，使第i行第j列的压电检测电路的恒流电路向对应的双栅晶体管提供恒定电流，其中，1≤i≤n，1≤j≤m，i和j均为正整数。

在步骤S804，向第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力。

在步骤S806，利用第i行的选通信号线向第i行的压电检测电路提供选通信号以使得第i行的压电检测电路的开关晶体管导通，并利用第j列的输出信号线接收并输出第二电压信号。即，利用第j列的输出信号线从第i行第j列的压电检测电路接收并输出第二电压信号。

在步骤S808，根据第二电压信号的幅值获得压力的大小。即，根据第二电压信号的幅值获得施加在第i行第j列的压电检测电路上的压力的大小。

在上述实施例中，提供了利用根据本公开一些实施例的压电检测电路阵列检测压力的方法。通过利用该阵列的某个或某些压电检测电路检测压力，从而实现了对作用在阵列的双栅晶体管的第二栅极上的压力大小的检测，电路比较简单，易于实施，而且抗噪性能比较好。

图9是示出利用根据本公开另一些实施例的压电检测电路阵列检测压力的方法的流程图。该压电检测电路阵列可以包括n×m个压电检测电路，n和m均为正整数。例如利用如图6所示的压电检测电路阵列检测压力。

在步骤S902，利用第i行的选通信号线向第i行的压电检测电路提供选通信号以使得第i行的压电检测电路的开关晶体管导通，其中，1≤i≤n，i为正整数。

在步骤S904，使第j列的恒流电路利用第j列的输出信号线向第i行第j列的压电检测电路提供恒定电流，其中，1≤j≤m，j为正整数。

在步骤S906，向第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向该第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力。

在步骤S908，利用第j列的输出信号线接收并输出第二电压信号。即，利用第j列的输出信号线从第i行第j列的压电检测电路接收并输出第二电压信号。

在步骤S910，根据第二电压信号的幅值获得压力的大小。即，根据第二电压信号的幅值获得施加在第i行第j列的压电检测电路上的压力的大小。

在上述实施例中，提供了利用根据本公开另一些实施例的压电检测电路阵列检测压力的方法。通过利用该阵列的某个或某些压电检测电路检测压力，从而实现了对作用在阵列的双栅晶体管的第二栅极上的压力大小的检测，电路比较简单，易于实施，而且抗噪性能比较好。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种压电检测电路，包括：

恒流电路，被配置为向双栅晶体管提供恒定电流，其中，所述恒流电路的输出端连接所述双栅晶体管的第二电极；

所述双栅晶体管，所述双栅晶体管的第一栅极和第二栅极分别被配置为接收第一电压信号和偏置电压，所述双栅晶体管的第一电极连接第一电压端，所述双栅晶体管的第二电极被配置为接收所述恒定电流，所述双栅晶体管的第二栅极还被配置为接收压力；以及

开关晶体管，所述开关晶体管的栅极被配置为接收选通信号，所述开关晶体管的第一电极连接所述双栅晶体管的第二电极，所述开关晶体管的第二电极被配置为在所述开关晶体管导通的情况下输出第二电压信号；

其中，根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

2.根据权利要求1所述的压电检测电路，其中，

所述恒流电路的输出端连接所述开关晶体管的第二电极。

3.根据权利要求1所述的压电检测电路，其中，

所述恒流电路包括第二电压端和PMOS晶体管，

所述PMOS晶体管的第一电极连接所述第二电压端，所述PMOS晶体管的第二电极连接所述双栅晶体管的第二电极。

4.根据权利要求3所述的压电检测电路，其中，

所述第一电压端为接地端，所述第二电压端为电源电压端。

5.根据权利要求1所述的压电检测电路，其中，

所述恒流电路为共源共栅架构的恒流电路。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的压电检测电路，其中，

根据所述第二电压信号的幅值、以及压力与第二电压信号的幅值的对应关系获得所述压力的大小。

7.根据权利要求6所述的压电检测电路，其中，

所述压力与第二电压信号的幅值的对应关系为正相关的对应关系。

8.一种压电检测电路阵列，包括：

多个如权利要求1至7任意一项所述的压电检测电路；

输入信号线，所述输入信号线连接所述多个压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极，所述输入信号线被配置为向所述多个压电检测电路提供第一电压信号；

多条选通信号线，每条所述选通信号线连接同一行的压电检测电路的开关晶体管的栅极，所述选通信号线被配置为向同一行的压电检测电路提供选通信号；以及

多条输出信号线，每条所述输出信号线连接同一列的压电检测电路的开关晶体管的第二电极，所述输出信号线被配置为从被选通的压电检测电路的开关晶体管接收并输出第二电压信号。

9.一种压电检测电路阵列，包括：

多个压电检测电路，每个所述压电检测电路包括双栅晶体管和开关晶体管，其中，所述双栅晶体管的第一栅极连接输入信号线，所述双栅晶体管的第二栅极被配置为接收偏置电压和压力，所述双栅晶体管的第一电极和第二电极分别连接第一电压端和所述开关晶体管的第一电极；

所述输入信号线，被配置为向所述多个压电检测电路提供第一电压信号；

多个恒流电路，每个所述恒流电路被配置为通过所连接到的输出信号线向同一列的压电检测电路提供恒定电流；

多条选通信号线，每条所述选通信号线连接同一行的所述压电检测电路的开关晶体管的栅极，所述选通信号线被配置为向同一行的压电检测电路提供选通信号；以及

多条所述输出信号线，每条所述输出信号线连接同一列的压电检测电路的开关晶体管的第二电极，所述输出信号线被配置为从被选通的压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收并输出第二电压信号，通过检测所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

10.一种压力检测装置，包括：如权利要求1至7任意一项所述的压电检测电路，或者如权利要求8至9任意一项所述的压电检测电路阵列。

11.一种利用如权利要求1至7任意一项所述的压电检测电路检测压力的方法，包括：

向所述压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向所述双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；

从所述压电检测电路的开关晶体管的第二电极接收第二电压信号；以及

根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

12.一种利用如权利要求8所述的压电检测电路阵列检测压力的方法，所述压电检测电路阵列包括n×m个压电检测电路，n和m均为正整数，所述方法包括：

使第i行第j列的压电检测电路的恒流电路向对应的双栅晶体管提供恒定电流，其中，1≤i≤n，1≤j≤m，i和j均为正整数；

向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；

利用第i行的选通信号线向第i行的压电检测电路提供选通信号以使得第i行的压电检测电路的开关晶体管导通，并利用第j列的输出信号线接收并输出第二电压信号；以及

根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

13.一种利用如权利要求9所述的压电检测电路阵列检测压力的方法，所述压电检测电路阵列包括n×m个压电检测电路，n和m均为正整数，所述方法包括：

利用第i行的选通信号线向第i行的压电检测电路提供选通信号以使得第i行的压电检测电路的开关晶体管导通，其中，1≤i≤n，i为正整数；

使第j列的恒流电路利用第j列的输出信号线向第i行第j列的压电检测电路提供恒定电流，其中，1≤j≤m，j为正整数；

向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第一栅极输入第一电压信号，以及向所述第i行第j列的压电检测电路的双栅晶体管的第二栅极输入偏置电压并提供压力；

利用第j列的输出信号线接收并输出第二电压信号；以及

根据所述第二电压信号的幅值获得所述压力的大小。

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