TW201804363A - 感測元件以及包含該感測元件之指紋感測器 - Google Patents

Abstract

一種指紋感測器，其包含一基板；一第一感測電極，在該基板上方；一第二感測電極，在該基板上方且與該第一感測電極間隔開；一第一導電板；以及一第二導電板。該第一感測電極係用以偵測回應於在該指紋感測器上的一觸碰事件的一電容，以及用以接收來自一訊號源的一輸入訊號。該第二感測電極係用以偵測回應於該觸碰事件的一電容。該第一導電板係用以使該第一感測電極以及該第二感測電極之各者的至少一部分屏蔽於該基板。該第二導電板係位於該基板與該第二感測電極之間。該指紋感測器的靈敏度係與在該第二感測電極以及該第二導電板之間的一電容成反比。

Description

感測元件以及包含該感測元件之指紋感測器

本揭露係關於感測元件，尤其是包含感測元件之指紋感測器。

觸控裝置或觸控屏已廣泛使用在電子裝置，諸如智慧型手機、個人電腦、及遊戲機中。一些觸控裝置不僅提供使用者親和介面及帶給使用者方便，還為了數據安全性而與指紋感測器搭配工作。例如，指紋感測器可藉由核實以指紋方式呈現的使用者身分來判定是否該使用者被授權使用電子裝置。因此，觸碰靈敏度在開發先進觸控裝置中一直是令人感興趣的主題。

本發明之實施例提供一種指紋感測器，其包含一基板、一第一感測電極、一第二感測電極、一第一導電板以及一第二導電板。該第一感測電極係位於該基板上方，且係用以偵測回應於在該指紋感測器上的一觸碰事件的一電容，以及用以接收來自一訊號源的一輸入訊號。該第二感測電極係在該基板上方且與該第一感測電極間隔開且用以偵測回應於該觸碰事件的一電容。該第一導電板係用以使該第一感測電極以及該第二感測電極之各者的至少一部分屏蔽於該基板。該第二導電板係位於該基板與該第二感測電極之間。該指紋感測器的靈敏度係與在該第二感測電極以及該第二導電板之間的一電容成反比。 該指紋感測器進一步包含一放大器。該放大器包括一反相端，耦合至該第二感測電極；以及一輸出，耦合至該第二導電板且經由一開關耦合至該第二感測電極。 在一實施例中，在該第一感測電極與該第二感測電極之間的一寄生電容，以及在該第一導電板與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者之間的一電容形成在該訊號源與該放大器的該反向端之間的一電容器網絡。 該指紋感測器的該靈敏度與該寄生電容無關。再者，該指紋感測器的該靈敏度與在第一導電板與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者之間的該電容無關。此外，該放大器包括一非反相端，用以接收一參考電壓，以及該指紋感測器的該靈敏度與該參考電壓無關。 在一實施例中，該指紋感測器的該靈敏度(ΔVout)係由下列方程式定義：

其中Vin表示該輸入訊號，CF表示回應於該觸碰事件的該電容，以及C2表示在該第二感測電極與該第二導電板之間的該電容。 本發明實施例提供一種在一指紋感測器中之感測元件。該感測元件包含一第一感測電極、一第二感測電極、一第一導電板、一第二導電板、以及一放大器。該第一感測電極係接收來自一訊號源的一輸入訊號。該第二感測電極係與該第一感測電極間隔開。該第二感測電極以及該第一感測電極係作用以偵測回應於在該指紋感測器上的一觸碰事件的一電容。該第一導電板係與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者的至少一部分重疊。該第二導電板係界定相對於第二感測電極的一電容。該放大器包括一輸入端，耦合至該第二感測電極；以及一輸出，耦合至該第二導電板且經由一開關耦合至該第二感測電極。 該指紋感測器的靈敏度係與在該第二感測電極以及該第二導電板之間的該電容成反比。 根據本發明之實施例的該指紋感測器係減輕或消除寄生電容對該指紋感測器的該靈敏度的不利效果。有效地，該靈敏度與在該第一感測電極與該第二感測電極之間的一非所欲寄生電容無關。再者，以ΔVout表示之該指紋感測器的該靈敏度係與在該第二感測電極以及該第二導電板之間的該電容C2成反比。結果，為了增進該指紋感測器的該靈敏度，該電容C2可藉由例如增加在第二感測電極與第二導電板之間的距離、減少在第二感測電極與第二導電板之間的重疊面積、或在第二感測電極與第二導電板之間使用低k絕緣材料而調整。可在例如該指紋感測器的配置設計階段判定該第二感測電極以及該第二導電板的尺寸、其等之間的距離、以及該絕緣材料。 前文廣泛地概述本發明的特徵及技術優點，以使後續之本發明詳細說明能更好理解。下文中將描述本發明額外的特徵及優點。所屬技術領域中具有通常知識者應了解，可輕易地利用所揭示之概念及特定實施例為基礎，在不悖離如所附申請專利範圍中陳述之本發明的精神及範疇下，用以修改或設計其它結構或製程以實現本發明之相同目的。

為了使本揭露可被理解，詳細的步驟以及結構係提供在下面說明中。明顯地，本揭露的實施方案不去限制所屬技術領域中具有通常知識者已知的專門細節。此外，未對已知結構以及步驟加以詳述，以免不必要地限制本揭露。將於下面詳細描述本揭露的較佳實施例。然而，除了該詳細說明外，本揭露也可廣泛地實施在其它實施例中。本揭露的範疇不限於該詳細說明，而是被申請專利範圍所定義。 圖1係根據本發明實施例之指紋感測器1的俯視圖。指紋感測器1係適合於與電子裝置(未顯示)一起工作，諸如智慧型手機、個人電腦、及個人數位助理。參考圖1，指紋感測器1包括感測元件10的陣列，其可被保護層12覆蓋。感測元件10係用以偵測當物體11，諸如觸控尖、筆、或一或更多根手指敲擊或移動橫跨保護層12的表面時的觸碰事件。 圖2A係根據本發明實施例之圖1所顯示指紋感測器1的例示性感測元件10的示意圖。參考圖2A，例示性感測元件10包括第一感測電極21、第二感測電極22、第一導電板31、第二導電板32、放大器28、以及開關SW，其等都位於基板20上方或中，如將於後面討論者。 位於靠近保護層12之第一感測電極21係用以偵測與物體11相關之回應於在該指紋感測器1上的觸碰事件的電容CF。在說明書全文中，為了方便，用於電容器的相同參考符號或標籤也用於其電容，且反之亦然。例如，當如上所述之參考標籤"CF"係指稱電容時，其可表示具有該電容的電容器。再者，第一感測電極21係用以接收來自訊號源(未顯示)的輸入訊號Vin。訊號源可位於指紋感測器1的外部且施加訊號Vin至第一感測電極21。替代地，訊號源係在指紋感測器1中內部地形成且經由金屬環激發。又，由於訊號源的驅動能力，在基板20與第一感測電極21、第二感測電極22、以及第一導電板31之各者之間的該等寄生電容係可忽略。 位於靠近保護層12且與第一感測電極21間隔開之第二感測電極22也用以偵測與物體11相關之回應於在該指紋感測器1上的觸碰事件的電容。第二感測電極22以及第一感測電極21係並列在相同導電層，例如在基板20上方的金屬-4(M4)層中。再者，第一感測電極21與第二感測電極22彼此分開距離"d"。結果，在第一感測電極21與第二感測電極22之間有寄生電容Ckp。在本實施例中，為了方便，第二感測電極22具有實質上相同於第一感測電極21之大小，且因此當觸碰事件發生時可偵測到相同之與物體11相關的電容CF。然而，在另一實施例中，第二感測電極22可具有不同於第一感測電極21之大小。儘管如此，可預先判定第二感測電極22的不同大小，以便所偵測到之電容與電容CF成反比。 在指紋感測器中，電容CF的值係取決於觸碰事件期間物體之接觸表面的幾何性質。例如，物體的凸脊部分較凹谷部分產生較大電容。然而，電容差可能不會大到足以使指紋感測器將凸脊與凹谷區分，或反之亦然。再者，寄生電容諸如Ckp甚至可減低該差並惡化感測結果。在本揭露中，寄生電容Ckp可不利地影響指紋感測器1的靈敏度。想要可減輕或甚至消除Ckp的效果，如將進一步詳細討論者。 位於基板20與第一及第二感測電極21、22的導電層之間的第一導電板31係用以使第一感測電極21以及第二感測電極22之各者的至少一部份屏蔽於基板20。具體地，第一導電板31係延伸在導電層，例如在基板20上方的金屬-3(M3)層中且與第一感測電極21以及與第二感測電極22重疊。在本實施例中，為了方便，第一導電板31與第一感測電極21以及與第二感測電極22係重疊實質上相等面積。結果，在第一導電板31與第一感測電極21以及第二感測電極22之各者之間有電容Ck。然而，在另一實施例中，第一導電板31可具有不同之與第一感測電極21以及與第二感測電極22重疊之面積。據此，在第一導電板31與第一感測電極21以及第二感測電極22之各者之間之電容可不同。儘管如此，可預先判定在第二感測電極22與第一導電板31之間的不同重疊面積，以便其等之間地電容與在第一感測電極21與第一導電板31之間的電容Ck成正比。 位於基板20與第二感測電極22之間的第二導電板32係用以經由第一感測電極21、第二感測電極22、以及第一導電板31傳輸訊號Vin至放大器28的輸出。在一實施例中，第二導電板32係延伸在導電層，例如在基板20上方的金屬-2(M2)層中且與第二感測電極22重疊。結果，在第二感測電極22與第二導電板32之間有寄生電容C2。 放大器28係用以基於電容CF來促進指紋圖案的判定。在本實施例中，放大器28包括運算(operational，OP)放大器，如圖2A中所繪示。再者，放大器28係位於基板20的主動區或主動層中，即便為了說明，所顯示之放大器28似乎是在基板20的外部。放大器28的非反相端接收第一參考電壓Vref。放大器28的反相端係連接至第二感測電極22。又，放大器28的輸出係連接至第二導電板32且經由開關SW連接至第二感測電極22。 由於OP放大器的輸入阻抗理想上係無限大，在輸入阻抗的壓降係零，且因此二輸入端都在相同電位。換句話說，放大器28的兩個輸入端彼此幾乎是短路，稱作"虛短路"之特性。若放大器28的非反相端接地，則由於兩個輸入端之間的"虛短路"，反相端也連接至接地電位，其係稱作"虛接地"。又，由於放大器28的相對高電容負載驅動能力，在第二導電板32(其係連接至放大器28的輸出)與基板20之間的寄生電容係可忽略。 開關SW可包括電晶體，形成在基板20的主動區中。係使用控制器或微處理器(未顯示)來控制開關SW的打開或關上狀態。又，開關SW係連接在第二感測電極22與第二導電板32之間，以及在第二感測電極22與放大器28的輸出之間。於操作時，當開關SW關上時，第二感測電極22以及第二導電板32短路，而旁路掉在第二感測電極22與第二導電板32之間的電容C2。結果，訊號Vin經由第一感測電極21、第一導電板31、第二感測電極22朝放大器28的輸出送出。相反地，當開關SW打開時，訊號Vin經由第一感測電極21、第一導電板31、第二感測電極22、以及第二導電板32朝放大器28的輸出送出。 圖2B係根據本發明實施例之圖2A所顯示例示性感測元件10的等效電路的電路圖。參考圖2B，電容器CF串聯連接在接收輸入訊號Vin的節點A與放大器28的反相端(節點B)之間。亦，電容器Ck串聯連接在節點A與節點B之間。此外，串聯連接之電容器CF、串聯連接之電容器Ck、以及寄生電容器Ckp平行連接在節點A與節點B之間。又，電容器C2以及開關SW平行連接在節點B與放大器28的輸出之間。電容器Ck以及Ckp形成在Vin的訊號源與放大器28之間的電容器網絡。電容器網絡進一步包括電容器CF(當有偵測到它們時)。 圖3A係根據本發明實施例，在無觸碰事件下，圖2A所顯示例示性感測元件10操作於第一階段的電路圖。參考圖3A，在第一階段期間，開關SW關上，旁通掉電容器C2。結果，反相端被短路到放大器28的輸出。放大器28因此具有單位增益。此外，因為沒有偵測到觸碰事件，CF係實質上等於零且在圖3A中省略。在第一階段中，感測元件10以"重置"模式操作。輸入電壓Vin係多電壓域(multiple voltage domain，VDD)。此外，藉由虛短路之運作，放大器28的反相端被重置成Vref。 係施加促進指紋偵測之訊號Vin至節點A。在實施例中，如顯示在圖3A之本實例中，訊號Vin被上升邊緣觸發且具有VDD大小，例如其係大約3.3伏特(V)。在其它實施例中，如將進一步討論者，訊號Vin被下降邊緣觸發。在任一情況中，具有根據本發明之發明性指紋感測器1，係增進觸碰靈敏度。 參考電壓Vref理想地係接地電位。於實施時，參考電壓Vref具有接近接地電位的電壓位準，例如在大約0.2伏特(V)與0.3V之間之範圍。 圖3B係在無觸碰事件下，圖3A所顯示例示性感測元件10操作於第一階段的等效電路的電路圖。參考圖3B，因為開關SW關上，電容器C2被旁通掉且在圖3B中省略。串聯連接之電容器Ck與寄生電容器Ckp的組合(其等係平行連接)具有等效電容CA，如下面方程式(1)所表示。

於操作時，回應於訊號Vin的第一狀態(VDD)，電荷被儲存在電容器CA中。儲存在反相端側之電容器CA中的電荷大小QCA1可以下面方程式(2)表示。

圖4A係根據本發明實施例，在無觸碰事件下，圖2A所顯示例示性感測元件10操作於第二階段的電路圖。參考圖4A，在第二階段期間，開關SW打開，且反相端係經由電容器C2連接至放大器28的輸出。此外，因為沒有偵測到觸碰事件，CF係實質上等於零。在第二階段中，感測元件10以"放大"模式操作。輸入電壓Vin大約是零。 圖4B係在無觸碰事件下，圖4A所顯示例示性感測元件10操作於第二階段的等效電路的電路圖。參考圖4B，於操作時，回應於訊號Vin的第二狀態(零)，根據方程式(2)儲存在電容器CA中之電荷被分佈在電容器CA與C2之間。儲存在反相端側之電容器CA以及C2中的電荷大小QCA2可以下面方程式(3)表示。

根據電荷守恆定律，於第一階段所儲存的電荷大小係等於在無觸碰事件下於第二階段所儲存者。也就說，QCA1= QCA2，如進一步於方程式(4)中表示者：

藉由重排方程式(4)，Vout可如下於方程式(5)中判定。

在無觸碰事件下(其已在參考圖3A、3B、4A以及4B下描述與說明)所判定之Vout的值將與在觸碰事件出現時 (其將在參考圖5A、5B、6A以及6B下描述與說明)其之對應者(Voutf)相比。Vout與Voutf之間的差被定義成指紋感測器1的靈敏度。 圖5A係根據本發明實施例，在觸碰事件出現時，圖2A所顯示例示性感測元件10操作於第一階段的電路圖。圖5A中所顯示的電路結構係相似於圖3B中所具者，除了例如，因為偵測到觸碰事件電容器CF係出現在圖5A中之外。 圖5B係在觸碰事件出現時，圖5A所顯示例示性感測元件10操作於第一階段的等效電路的電路圖。參考圖5B，因為開關SW關上，電容器C2被旁通掉且在圖3B中省略。串聯連接之電容器CF、串聯連接之電容器Ck與寄生電容器Ckp的組合(其等係平行連接)具有等效電容CB，如下面方程式(6)所表示。

於操作時，回應於訊號Vin的第一狀態(VDD)，電荷被儲存在電容器CB中。儲存在反相端側之電容器CB中的電荷大小QCB1可以下面方程式(7)表示。

圖6A係根據本發明實施例，在觸碰事件出現時，圖2A所顯示例示性感測元件10操作於第二階段的電路圖。圖6A中所顯示的電路結構係相似於圖4A中所具者，除了例如，因為偵測到觸碰事件電容器CF係出現在圖6A中之外。 圖6B係在觸碰事件出現時，圖6A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的等效電路的電路圖。參考圖6B，於操作時，回應於訊號Vin的第二狀態(零)，根據方程式(7)儲存在電容器CB中之電荷被分佈在電容器CB與C2之間。儲存在反相端側之電容器CB以及C2中的電荷大小QCB2可以下面方程式(8)表示。

根據電荷守恆定律，於第一階段所儲存的電荷大小係等於在觸碰事件出現時於第二階段所儲存者。也就說，QCB1= QCB2，如進一步於方程式(9)中表示者：

藉由重排方程式(9)，Voutf可如下於方程式(10)中判定。

Vout與Voutf之間的差，以ΔVout表示者，係藉由如方程式(11)所顯示般從Voutf減去Vout而獲得：

鑒於方程式(11)，以ΔVout表示之指紋感測器1的靈敏度係與在第二感測電極22以及第二導電板32之間的電容C2成反比。結果，藉由調整電容C2，可判定指紋感測器1的所欲靈敏度。具體地，為了增進指紋感測器1的靈敏度，在一實施例中，在第二感測電極22以及第二導電板32之間的距離被增加，而得到較小電容C2。在另一實施例中，在第二感測電極22與第二導電板32之間的重疊面積被減少，也得到較小C2。在又另一實施例中，低k絕緣材料係位於第二感測電極22與第二導電板32之間，以幫助降低介電常數且因此降低電容C2。例如，介電常數k係小於3。 再者，靈敏度與在第一感測電極21與第二感測電極22之間的非所欲寄生電容Ckp無關。亦，靈敏度與在第一導電板31與第一感測電極21以及第二感測電極22之各者之間的電容Ck無關。此外，靈敏度與參考電壓Vref無關。 圖7A係根據本發明的另一實施例，在無觸碰事件下，圖3A所顯示例示性感測元件10操作於第一階段的等效電路的電路圖。圖7A中所顯示的電路結構係相似於圖3B中所具者，除了例如輸入訊號Vin係被下降邊緣觸發之外。於操作時，回應於訊號Vin的第一狀態(零)，在反相端側之電容器CA中的電荷大小QCA1'可以下面方程式(12)表示。

圖7B係根據本發明的另一實施例，在無觸碰事件下，圖4A所顯示例示性感測元件10操作於第二階段的等效電路的電路圖。圖7B中所顯示的電路結構係相似於圖4B中所具者，除了例如輸入訊號Vin係被下降邊緣觸發之外。於操作時，回應於訊號Vin的第二狀態(VDD)，根據方程式(12)儲存在電容器CA中之電荷被分佈在電容器CA與C2之間。儲存在反相端側之電容器CA以及C2中的電荷大小QCA2'可以下面方程式(13)表示。

根據電荷守恆定律，於第一階段所儲存的電荷大小係等於在無觸碰事件下於第二階段所儲存者。也就說，QCA1'= QCA2'，如進一步於方程式(14)中表示者：

藉由重排方程式(14)，Vout可如下於方程式(15)中判定。

圖8A係根據本發明的另一實施例，在觸碰事件出現時，圖5A所顯示例示性感測元件10操作於第一階段的等效電路的電路圖。圖8A中所顯示的電路結構係相似於圖5B中所具者，除了例如輸入訊號Vin係被下降邊緣觸發之外。於操作時，回應於訊號Vin的第一狀態(零)，儲存在反相端側之電容器CB中的電荷大小QCB1'可以下面方程式(16)表示。

圖8B係根據本發明的另一實施例，在觸碰事件出現時，圖6A所顯示例示性感測元件10操作於第二階段的等效電路的電路圖。圖8B中所顯示的電路結構係相似於圖6B中所具者，除了例如輸入訊號Vin係被下降邊緣觸發之外。於操作時，回應於訊號Vin的第二狀態(VDD)，根據方程式(16)儲存在電容器CB中之電荷被分佈在電容器CB與C2之間。儲存在反相端側之電容器CB以及C2中的電荷大小QCB2'可以下面方程式(17)表示。

根據電荷守恆定律，於第一階段所儲存的電荷大小係等於在觸碰事件出現時於第二階段所儲存者。也就說，QCB1'= QCB2'，如進一步於方程式(18)中表示者：

藉由重排方程式(18)，Voutf可如下於方程式(19)中判定。

Vout與Voutf之間的差，以ΔVout表示者，係藉由如方程式(20)所顯示般從Voutf減去Vout而獲得：

方程式(20)係相似於方程式(11)，除了標誌以外。結果，不論輸入訊號是被上升邊緣或下降邊緣觸發，以ΔVout表示之指紋感測器1的靈敏度係與在第二感測電極22以及第二導電板32之間的電容C2成反比。再者，靈敏度與在第一感測電極21與第二感測電極22之間的非所欲寄生電容Ckp無關。亦，靈敏度與在第一導電板31與第一感測電極21以及第二感測電極22之各者之間的電容Ck無關。 雖然係關於一個或多個實施方案顯示並描述本揭露，所屬技術領域中具有通常知識者基於閱讀及理解本說明書與附圖將能想到等效替代以及修改。本揭露包括所有此等修改及替代且僅受下面申請專利範圍所限制。

1‧‧‧指紋感測器
10‧‧‧感測元件
11‧‧‧物體
12‧‧‧保護層
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一感測電極
22‧‧‧第二感測電極
28‧‧‧放大器
31‧‧‧第一導電板
32‧‧‧第二導電板
A、B‧‧‧節點
CA、CB‧‧‧等效電容/電容器
CF、Ck、C2‧‧‧電容/電容器
Ckp‧‧‧寄生電容/寄生電容器
d‧‧‧距離
SW‧‧‧開關
Vin‧‧‧輸入電壓/輸入訊號/訊號
Vout‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧第一參考電壓/參考電壓

本揭露的一或多個實施例的詳情係陳述於隨附圖式及下文說明中。本揭露的其他特徵與優點可由說明書、圖式及申請專利範圍明顯得知。在不同的視圖及說明性實施例中，類似的參考編號係用於表示類似的元件。現在將詳細參考隨附圖式中所繪示的例示性實施例。 圖1係根據本發明實施例之指紋感測器的俯視圖。 圖2A係根據本發明實施例之圖1所顯示指紋感測器的例示性感測元件的示意圖。 圖2B係根據本發明實施例之圖2A所顯示例示性感測元件的等效電路的電路圖。 圖3A係根據本發明實施例，在無觸碰事件下，圖2A所顯示例示性感測元件操作於第一階段的電路圖。 圖3B係在無觸碰事件下，圖3A所顯示例示性感測元件操作於第一階段的等效電路的電路圖。 圖4A係根據本發明實施例，在無觸碰事件下，圖2A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的電路圖。 圖4B係在無觸碰事件下，圖4A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的等效電路的電路圖。 圖5A係根據本發明實施例，在觸碰事件出現時，圖2A所顯示例示性感測元件操作於第一階段的電路圖。 圖5B係在觸碰事件出現時，圖5A所顯示例示性感測元件操作於第一階段的等效電路的電路圖。 圖6A係根據本發明實施例，在觸碰事件出現時，圖2A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的電路圖。 圖6B係在觸碰事件出現時，圖6A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的等效電路的電路圖。 圖7A係根據本發明的另一實施例，在無觸碰事件下，圖3A所顯示例示性感測元件操作於第一階段的等效電路的電路圖。 圖7B係根據本發明的另一實施例，在無觸碰事件下，圖4A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的等效電路的電路圖。 圖8A係根據本發明的另一實施例，在觸碰事件出現時，圖5A所顯示例示性感測元件操作於第一階段的等效電路的電路圖。 圖8B係根據本發明的另一實施例，在觸碰事件出現時，圖6A所顯示例示性感測元件操作於第二階段的等效電路的電路圖。

10‧‧‧感測元件

11‧‧‧物體

12‧‧‧保護層

20‧‧‧基板

21‧‧‧第一感測電極

22‧‧‧第二感測電極

28‧‧‧放大器

31‧‧‧第一導電板

32‧‧‧第二導電板

CF、Ck、C2‧‧‧電容/電容器

Ckp‧‧‧寄生電容/寄生電容器

d‧‧‧距離

SW‧‧‧開關

Vin‧‧‧輸入電壓/輸入訊號/訊號

Vout‧‧‧輸出電壓

Vref‧‧‧第一參考電壓/參考電壓

Claims (14)

1. 一種指紋感測器，其包含： 一基板； 一第一感測電極，在該基板上方且用以偵測回應於在該指紋感測器上的一觸碰事件的一電容，以及用以接收來自一訊號源的一輸入訊號； 一第二感測電極，在該基板上方且與該第一感測電極間隔開，用以偵測回應於該觸碰事件的一電容； 一第一導電板，用以使該第一感測電極以及該第二感測電極之各者的至少一部分屏蔽於該基板；以及 一第二導電板，在該基板與該第二感測電極之間， 其中該指紋感測器的靈敏度係與在該第二感測電極以及該第二導電板之間的一電容成反比。
2. 如請求項1之指紋感測器，其進一步包含一放大器，該放大器包括： 一反相端，耦合至該第二感測電極；以及 一輸出，耦合至該第二導電板且經由一開關耦合至該第二感測電極。
3. 如請求項2之指紋感測器，其中在該第一感測電極與該第二感測電極之間的一寄生電容，以及在該第一導電板與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者之間的一電容形成在該訊號源與該放大器的該反向端之間的一電容器網絡。
4. 如請求項3之指紋感測器，其中該指紋感測器的該靈敏度與該寄生電容無關。
5. 如請求項3之指紋感測器，其中該指紋感測器的該靈敏度與在該第一導電板與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者之間的該電容無關。
6. 如請求項3之指紋感測器，其中該放大器包括一非反相端，用以接收一參考電壓，以及該指紋感測器的該靈敏度與該參考電壓無關。
7. 如請求項3之指紋感測器，其中該電容器網絡進一步包括該第一感測電極以及該第二感測電極所偵測之電容。
8. 如請求項1之指紋感測器，其中該指紋感測器的該靈敏度(ΔVout)係由下列方程式定義：其中Vin表示該輸入訊號，CF表示回應於該觸碰事件的該電容，以及C2表示在該第二感測電極與該第二導電板之間的該電容。
9. 如請求項1之指紋感測器，其進一步包含一低k絕緣層，在該第二感測電極與該第二導電板之間。
10. 一種在一指紋感測器中之感測元件，該感測元件包含： 一第一感測電極，用以接收來自一訊號源的一輸入訊號； 一第二感測電極，與該第一感測電極間隔開，該第二感測電極以及該第一感測電極係用以偵測回應於在該指紋感測器上的一觸碰事件的一電容； 一第一導電板，用以與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者的至少一部分重疊； 一第二導電板，用以界定相對於第二感測電極的一電容；以及 一放大器，包括一輸入端，耦合至該第二感測電極；以及一輸出，耦合至該第二導電板且經由一開關耦合至該第二感測電極。
11. 如請求項10之感測元件，其中該指紋感測器的靈敏度係與該第二感測電極以及該第二導電板之間的該電容成反比。
12. 如請求項10之感測元件，其中該指紋感測器的靈敏度與在該第一感測電極與該第二感測電極之間的一寄生電容無關。
13. 如請求項10之指紋感測器，其中該指紋感測器的靈敏度與在第一導電板與該第一感測電極以及該第二感測電極之各者之間的一電容無關。
14. 如請求項11之感測元件，其中該指紋感測器的靈敏度(ΔVout)係由下列方程式定義：其中Vin表示該輸入訊號，CF表示回應於該觸碰事件的該電容，以及C2表示在該第二感測電極與該第二導電板之間的該電容。