TWI693541B - 用於指紋偵測之電路以及包含此電路之電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用於指紋偵測的電路。所述電路包括電晶體與電容器。所述電晶體包括閘極，用以回應物件的觸控事件而感測與所述物件相關的電容。所述電容器耦接於第一節點與第二節點之間，用以回應第一控制信號而建立跨於所述第一節點與所述第二節點的電壓，以及回應第二控制信號而在所述第一節點建立補償電壓。所述電晶體用以回應第三控制信號而使電流流經其中，所述電流的強度與所述電晶體因所述補償電壓所得之所述閾值電壓無關。

Description

用於指紋偵測之電路以及包含此電路之電子裝置
本發明是有關於用於指紋偵測之電路以及包含此電路之電子裝置。
近年來，觸控裝置已廣泛運用於諸如智慧型手機與膝上型電腦等電子裝置。藉由觸控裝置，使用者能夠輕易地在操作智慧型手機或膝上型電腦。在觸控裝置帶來了使用者介面的新時代的同時，觸控靈敏度已成為開發進階觸控裝置所關注的議題。
本發明的實施例提供了一種電路，其包括電晶體與電容器。所述電晶體包括閘極，用以回應物件的觸控事件而感測與所述物件相關的電容。所述電容器耦接於第一節點與第二節點之間，其中第一節點耦接至所述電晶體的所述閘極。所述電晶體用以回應第一控制信號而建立跨於所述第一節點與所述第二節點的電壓。上述電壓等於所述電晶體的閾值電壓。此外，所述電容器還可用以回應第二控制信號而在所述第一節點建立補償電壓。所述電晶體用以回應第三控制信號而使電流流經其中。上述電流的強度與所述電晶體因所述補償電壓所得之所述閾值電壓無關。
於一實施例中，所述電晶體包括第一端，其係用以接收供應電壓，且所述補償電壓等於所述供應電壓減去所述電晶體的所述閾值電壓。
於另一實施例中，所述電流的強度為0。
於又一實施例中，所述電路還包括第一電晶體，其包括：閘極，用以接收上述第三控制信號；第一端，用以接收參考電壓；以及第二端，耦接至所述電容器的所述第二節點。
於又另一實施例中，所述電晶體包括第一端，用以接收供應電壓，且回應所述第三控制信號而在所述第一節點所產生之電壓差如以下方程式所示： ΔVA=(VDD-Vref)×[
Figure 02_image001
] 其中ΔVA表示在所述第一節點所產生之電壓差，VDD表示所述供應電壓，Vref表示所述參考電壓，C1表示所述電容器的電容，且Cfinger表示與所述物件相關之電容。
於更另一實施例中，回應上述第三控制信號而產生之電流差與ΔVA的平方成正比，且可表示如下方程式： Δ
Figure 02_image003
∝ [(VDD-Vref)×(
Figure 02_image005
]2 其中Δ
Figure 02_image007
表示所產生之電流差。
於又一實施例中，上述電晶體包括第一端，用以接收供應電壓；且所述電路還包括第二電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第三控制信號；第一端，耦接至所述電晶體的第二端；以及第二端，用以輸出流經所述電晶體的所述電流。
於一實施例中，所述電路還包括第四電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第一控制信號；第一端，用以接收供應電壓；以及第二端，耦接至所述第一節點。
於另一實施例中，所述電路還包括第五電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第一控制信號；第一端，用以接收所述第二控制信號；以及第二端，耦接至所述第二節點。
於又一實施例中，所述電路還包括第六電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第二控制信號；第一端，用以接收供應電壓；以及第二端，耦接至所述第二節點。
於又另一實施例中，所述電路還包括第六電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第二控制信號；第一端，用以接收所述第一控制信號；以及第二端，耦接至所述第二節點。
於更另一實施例中，所述電路還包括第六電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第二控制信號；第一端，用以接收所述第三控制信號；以及第二端，耦接至所述第二節點。
於又一實施例中，所述電晶體包括第一端，用以接收供應電壓；且所述電路還包括第七電晶體，其包括：閘極，用以接收所述第二控制信號；第一端，耦接至所述第一節點；以及第二端，耦接至所述電晶體的第二端。
本發明的實施例提供了包括感測單元陣列之電子裝置。所述感測單元陣列之中的每一感測單元包括電晶體與電容器。所述電晶體包括閘極，用以回應物件的觸控事件而感測與所述物件相關的電容。所述電容器耦接於第一節點與第二節點之間，其中所述第一節點耦接至所述電晶體的所述閘極。所述電晶體用以回應第一控制信號而建立跨於所述第一節點與所述第二節點的電壓。上述電壓等於所述電晶體的閾值電壓。此外，所述電容器還可用以回應第二控制信號而在所述第一節點建立補償電壓。所述電晶體用以回應第三控制信號而使電流流經其中。上述電流的強度與所述電晶體因所述補償電壓所得之所述閾值電壓無關。
以下揭示內容提供了多種不同的實施方式或例示，其能用以實現所提出之標的的不同特徵。下文所述之元件與配置的具體例子係用以簡化本揭示內容。當可想見，這些敘述僅為例示，其本意並非用於限制本揭示內容。舉例來說，在下文的描述中，將一第一特徵形成於一第二特徵上或之上，可能包含某些實施例其中所述的第一與第二特徵彼此直接接觸；且也可能包含某些實施例其中還有而外的元件形成於上述第一與第二特徵之間，而使得第一與第二特徵可能沒有直接接觸。此外，本揭示內容可能會在多個實施例中重複使用元件符號和/或標號。此種重複使用乃是基於簡潔與清楚的目的，且其本身不代表所討論的不同實施例和/或組態之間的關係。
又，當可理解，若將一部件描述為與另一部件「連接(connected to)」或「耦接(coupled to)」，則兩者可直接連接或耦接，或兩者間可能出現其他中間(intervening)部件。
在下文說明中，當一裝置屬於正緣觸發(active high)，將一信號拉高(asserted)至高邏輯值，以啟動該裝置。反之，將該信號拉低(deasserted)至低邏輯值，以停用該裝置。然而當該裝置屬於負緣觸發(active low)時，將該信號拉至低邏輯值，以啟動該裝置，並將其拉至高邏輯值，以停用該裝置。
圖1是根據一實施例，用於主動感應(active sensing)之電子裝置10的區塊圖。舉例來說，電子裝置10可以是諸如行動電話、智慧型手機、筆記型電腦、膝上型電腦、平板與iPod等運算裝置。
參照圖1，所述電子裝置10包括感測模組20、驅動器14、微控制器15、顯示器16與處理器18。在微控制器15透過驅動器14的控制下，感測模組20可用以偵測物件(以Cfinger表示)的存在，所述物件可為譬如使用者的指紋。關於物件的資訊，例如指紋的紋脊資料(ridge data)或紋溝資料(valley data)，會被傳送到處理器18以供進一步的處理。感測模組20包括感測器單元21，其係由電源23提供電力，並可用以回應信號產生器22所提供的控制信號(如圖2所示之多個控制信號SENSE、S1與S2)來偵測物件。
圖2為根據一實施例，圖1所示之電子裝置10中感測模組20的等效電路25的電路圖。
參照圖2，電路25包括電晶體T1~T7以及電容器C1。電容器C1係作為儲存電容器。於本實施例中，電晶體T1～T7的每一個均包括p-型薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)或p-型金氧半(p-type metal-oxide- semiconductor, PMOS)電晶體。
電晶體T4(或可稱作第四電晶體T4)的閘極接收第一控制信號S1。此外，電晶體T4的汲極耦接至位於電容器C1之一端的第一節點A。再者，電晶體T4的源極接收供應電壓VDD，譬如約5伏特。本發明所屬技術領域中具有通常知識者將可理解，MOS電晶體的汲極與源極端可以互換，取決於施加於該處的電壓強度。
電晶體T7(或可稱作第七電晶體T7)的閘極接收第二控制信號S2。此外，電晶體T7的汲極耦接至位於電容器C1之一端的第一節點A。電晶體T6(或可稱作第六電晶體T6)的閘極亦接收第二控制信號S2。此外，電晶體T6的源極接收供應電壓VDD。再者，電晶體T6的汲極耦接至位於電容器C1另一端的第二節點B。
電晶體T1(或可稱作第一電晶體T1)的閘極接收第三控制信號SENSE。此外，電晶體T1的汲極接收參考電壓Vref，譬如接地電壓。再者，電晶體T1的源極耦接至位於電容器C1另一端的第二節點B。
另外，電晶體T2(或可稱作第二電晶體T2)的閘極亦接收第三控制信號SENSE。電晶體T2的源極耦接至電晶體T7的源極。此外，電晶體T2的汲極提供輸出OUT。
電晶體T5(或可稱作第五電晶體T5)之閘極亦接收第一控制信號S1。此外，電晶體T5的源極接收第二控制信號S2。再者，電晶體T5的汲極耦接至位於電容器C1另一端的第二節點B。
電晶體T3(或可稱作第三電晶體T3)的閘極耦接至第一節點A，因而連接到電晶體T4與T7的汲極。此外，電晶體T3的源極接收供應電壓VDD。再者，電晶體T3的汲極耦接至電晶體T2與T7的源極端。電晶體T3用以偵測在電子裝置10上是否有物件的觸碰或接觸。在圖2的等效電路25中，物件視為接地。因此，在沒有觸控事件發生時，如圖2的虛線所示，電晶體T3的閘極與接地之間沒有電容存在。相反地，在觸控事件發生時，可偵測到電晶體T3與接地之間有一電容Cfinger。為了方便起見，Cfinger和C1等元件符號代表電容器也代表其個別的電容(電容值)。以下參照圖3A與3B、4A與4B以及5A與5B詳細說明電路25的操作。
圖3A與3B是根據某些實施例，於第一階段中操作圖2所示之電路25的方法。
參照圖3A，基於p-型電晶體T1～T7，控制信號S1、S2與SENSE係處於負緣觸發。在時間點t1，將第一控制信號S1拉至負緣(falling edge)而處於低邏輯位準VGL，而第二控制信號S2與第三控制信號感測SENSE則是保持在高邏輯位準VGH。如此一來，參照圖3B，電晶體T4、T5被開啟，而電晶體T1、T2、T6與至T7則被關閉(圖中以"×"符號標記)。由於電晶體T4是開啟的，第一節點A的電壓位準(下文標記為VA)被拉高至VDD。此外，因為電晶體T3的閘極耦接至第一節點A，VA等於電晶體T3的閘極電位。再者，由於電晶體T5被開啟且第二控制信號S2保持在VGH，第二節點B之電壓位準(下文標記為VB)被拉高至VGH。如此一來，電容器C1的跨壓(下文標記為VBA)等於VGH-VDD。於一實施例中，VGH比VDD至少多出
Figure 02_image009
，其中Vth3為電晶體T3的閾值電壓。
再次參照圖1與2，電子裝置10可包含具有多個感測單元21之一感測單元陣列，其中每一感測單元和像素區域中的一個子像素相關聯。由於製程因素，該感測單元陣列中每一個第三電晶體T3的閾值電壓Vth3彼此可能不同。正因如此，流經這些電晶體T3的電流彼此也可能不同，導致整個像素區域中各電晶體T3的感測結果也不相同。為了達到可靠的感測結果，本發明可建立一補償電壓以減輕由於製程因素導致電流不一的問題。
圖4A與4B是根據某些實施例，於第二階段中操作圖2所示之電路25的方法。
參照圖4A，在時間點t2，第一控制信號S1處為高邏輯位準，第二控制信號S2被拉至低邏輯位準，而第三控制信號SENSE則保持在高邏輯位準。如此一來，參照圖4B，電晶體T6與T7被開啟，而電晶體T4與T5被關閉，且電晶體T1與T2保持在關閉狀態。由於電晶體T6被開啟，第二節點B耦接至VDD，因而電容器C1會由供應電壓VDD來進行充電。再者，由於在第一階段中，電容器C1的兩端會建立跨壓VBA (=VGH-VDD=
Figure 02_image009
)，因此，當充電程序完成時，VB等於VDD，且透過電容器C1的耦合效應功能使VA成為VDD-
Figure 02_image009
。在第二階段中流經第三電晶體T3的電流Ids3可表示為方程式(1)。
Figure 02_image011
2 方程式(1) 其中k為常數，Vgs3表示第三電晶體T3的閘極至源極電壓。
將
Figure 02_image013
代換至方程式(1)，可發現
Figure 02_image015
等於零。藉由在電晶體T3的閘極建立補償電壓，可有效地使電流
Figure 02_image015
實質上等於0，這有助於決定感測階段中的感測結果，如下文參照圖5A與5B所述。
圖5A與5B是根據某些實施例，於第三階段中操作圖2所示之電路25的方法。
參照圖5A，在時間點t3，將第三控制信號SENSE拉至負緣，因而觸發感測操作。再者，將第一控制信號S1保持在高邏輯位準，且第二控制信號S2變為邏輯高位。如此一來，參照圖5B，電晶體T1與T2被開啟，電晶體T6與T7被關閉，而電晶體T4與T5則保持在關閉狀態。由於電晶體T1被開啟，VB從VDD拉低至參考電壓Vref。在第三階段中，VA為漂浮的(floating)，因此VA與VB為相同電位。當VB由VDD改變為Vref時，VA亦相應地改變。如此一來，在第三階段中對VA所造成的改變(以下標記為ΔVA)可用以下方程式(2)表示。 ΔVA=(VDD-Vref)×[1-
Figure 02_image017
]= (VDD-Vref)×[
Figure 02_image001
] 方程式(2) 其中在未發生觸控事件時，Cfinger等於零。
於一實施例中，電容C1相較於電容Cfinger是相當小的。此外，VDD減去Vref仍趨近於VDD。如此一來，(VDD-Vref)×(
Figure 02_image019
會是大約等於VDD的一個相當大的數值，這有助於提升電路25在偵測時的靈敏度。
再者，於第三階段中對電流
Figure 02_image021
(在第二階段已經過補償)所造成的改變(以下標記為Δ
Figure 02_image015
)可表示如下。 Δ
Figure 02_image003
∝(ΔVA)2 =[(VDD-Vref)×(
Figure 02_image005
]2
由於第二電晶體T2被開啟，因此，在第三階段中，可將電流的改變/差異Δ
Figure 02_image015
輸出以作為感測結果，且之後可由圖1的處理器18進行處理。如上文所述，(VDD-Vref)×(
Figure 02_image019
是一個相當大的數值。感測輸出Δ
Figure 02_image015
和(VDD-Vref)×(
Figure 02_image019
的平方成正比，因此就感測結果而言，感測輸出Δ
Figure 02_image015
也是一個相當大的數值。
因此，本揭示內容之實施例提出了利用主動元件如電晶體來感測物件的電路與方法。某些實施例亦提供了用以補償電晶體因為製程因素所造成之電性變異之電路與方法，因而能夠改善感測結果不一致的問題。再者，本發明的實施例亦提出了提供電流型式之感測輸出的電路與方法，這能夠提升電子裝置10的感測精確度與靈敏度。
圖6A是根據另一實施例，圖1所繪示之電子裝置10中感測模組20之等效電路65的電路圖。
參照圖6A，電路65與上文參照圖2所述之電路25相似，不同之處在於譬如電晶體T6(或可稱作第六電晶體T6)的源極接收第一控制信號S1而非供應電壓VDD。
圖6B是根據又另一實施例，圖1所繪示之電子裝置10中感測模組20之等效電路68的電路圖。
參照圖6B，電路68與上文參照圖2所述之電路25相似，不同之處在於譬如第六電晶體T6的源極接收第三控制信號SENSE而非供應電壓VDD。
圖7A是根據又一實施例，圖1所繪示之電子裝置10中感測模組20之等效電路75的電路圖。
參照圖7A，電路75與上文參照圖2所述之電路25相似，不同之處在於譬如以n-型TFT或NMOS電晶體來取代圖2中的p-型TFT或PMOS電晶體T1～T7。
具體來說，電容器C1耦接於第一節點A與第二節點B間。第一電晶體T1的閘極接收第三控制信號SENSE。電晶體T1的源極接收參考電壓Vref。電晶體T1的汲極耦接至第二節點B。此外，第二電晶體T2的閘極亦接收第三控制信號SENSE。電晶體T2的源極提供輸出OUT。再者，第三電晶體T3的閘極耦接至第一節點A。電晶體T3的汲極接收供應電壓VSS。第三電晶體T3的源極耦接至第二電晶體T2的汲極。再者，第四電晶體T4的閘極接收第一控制信號S1。第四電晶體T4的汲極接收供應電壓VSS。第四電晶體T4的源極耦接至第一節點A，因而耦接至第三電晶體T3的閘極。此外，第五電晶體T5的閘極亦接收第一控制信號S1。第五電晶體T5的汲極接收第二控制信號S2。第五電晶體T5的源極耦接至第二節點B，因而耦接至第一電晶體T1的汲極。再者，第六電晶體T6的閘極接收第二控制信號S2。第六電晶體T6的源極耦接至第二節點B，因而耦接至第五電晶體T5的源極以及第一電晶體T1的汲極。第六電晶體T6的汲極接收供應電壓VSS。再者，第七電晶體T7的閘極接收第二控制信號S2。第七電晶體T7的汲極耦接至第一節點A，因而耦接至第三電晶體T3的閘極以及第四電晶體T4的源極。第七電晶體T7的源極耦接至第二電晶體T2的汲極以及第三電晶體T3的源極。
圖7B是根據某些實施例，用以操作圖7A所示之電路75的控制信號S1、S2與SENSE之波形圖。
參照圖7B，控制信號S1、S2與SENSE和上文參照圖3A、4A或5A所述者相似，不同之處在於例如圖7B中的控制信號S1、S2與SENSE，就n-型電晶體T1～T7而言屬於正緣觸發或被於正緣生效(asserted at a rising edge)。
圖8A是根據又另一實施例，圖1所繪示之電子裝置10中感測模組20之等效電路85的電路圖。
參照圖8A，電路85與上文參照圖7所述之電路75相似，不同之處在於譬如第六電晶體T6的汲極接收第一控制信號S1而非供應電壓VSS。
圖8B是根據又另一實施例，圖1所繪示之電子裝置10中感測模組20之等效電路88的電路圖。
參照圖8B，電路88與上文參照圖7所述之電路75相似，不同之處在於譬如第六電晶體T6的汲極接收第三控制信號SENSE而非供應電壓VSS。
上文的敘述簡要地說明了本發明某些實施例之特徵，而使得本發明所屬技術領域具有通常知識者能夠更全面地理解本揭示內容的多種態樣。本發明所屬技術領域具有通常知識者當可明瞭，其可輕易地利用本揭示內容作為基礎，來設計或更動其他製程與結構，以實現與此處所述之實施方式相同的目的和/或達到相同的優點。本發明所屬技術領域具有通常知識者亦應當明白，這些均等的實施方式仍屬於本揭示內容之精神與範圍，且其可進行各種變更、替代與更動，而不會悖離本揭示內容之精神與範圍。
10‧‧‧電子裝置14‧‧‧驅動器15‧‧‧微控制器16‧‧‧顯示器18‧‧‧處理器20‧‧‧感測模組21‧‧‧感測單元22‧‧‧信號產生器23‧‧‧電源25、65、68、75、85、88‧‧‧電路A‧‧‧第一節點B‧‧‧第二節點Cfinger‧‧‧電容C1‧‧‧電容器OUT‧‧‧輸出SENSE、S1、S2‧‧‧控制信號T1~T7‧‧‧電晶體VDD‧‧‧供應電壓VGH‧‧‧高邏輯位準VGL‧‧‧低邏輯位準Vref‧‧‧參考電壓
在閱讀了下文實施方式以及附隨圖式時，能夠最佳地理解本揭露的多種態樣。應注意到，根據本領域的標準作業習慣，圖中的各種特徵並未依比例繪製。事實上，為了能夠清楚地進行描述，可能會刻意地放大或縮小某些特徵的尺寸。 圖1是根據一實施例，用於主動感應之電子裝置的區塊圖。 圖2是根據一實施例，圖1所繪示之電子裝置中感測模組之等效電路的電路圖。 圖3A與3B是根據某些實施例，於第一階段中操作圖2所示之電路的方法。 圖4A與4B是根據某些實施例，於第二階段中操作圖2所示之電路的方法。 圖5A與5B是根據某些實施例，於第三階段中操作圖2所示之電路的方法。 圖6A是根據另一實施例，圖1所繪示之電子裝置中感測模組之等效電路的電路圖。 圖6B是根據又另一實施例，圖1所繪示之電子裝置中感測模組之等效電路的電路圖。 圖7A是根據又一實施例，圖1所繪示之電子裝置中感測模組之等效電路的電路圖。 圖7B是根據某些實施例，用以操作圖7A所示之電路的控制信號之波形圖。 圖8A是根據又另一實施例，圖1所繪示之電子裝置中感測模組之等效電路的電路圖。 圖8B是根據又另一實施例，圖1所繪示之電子裝置中感測模組之等效電路的電路圖。
25‧‧‧電路
A‧‧‧第一節點
B‧‧‧第二節點
Cfinger‧‧‧電容
C1‧‧‧電容器
OUT‧‧‧輸出
SENSE、S1、S2‧‧‧控制信號
T1~T7‧‧‧電晶體
VDD‧‧‧供應電壓
Vref‧‧‧參考電壓

Claims (19)

  1. 一種電路，包含：一電晶體，包括一閘極，用以回應一物件的一觸控事件而感測與該物件相關之一電容；以及一電容器，耦接於一第一節點與一第二節點之間，該第一節點耦接至該電晶體之該閘極，該電容器用以回應一第一控制信號而建立跨於該第一節點與該第二節點的一電壓，該電壓等於該電晶體之一閾值電壓，該電容器並回應一第二控制信號而在該第一節點建立一補償電壓，其中該電晶體係用以回應一第三控制信號而使一電流流經其中，該電流的一強度與該電晶體因該補償電壓所得之該閾值電壓無關；其中該電路還包含一第四電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第一控制信號；一第一端，用以接收一供應電壓；以及一第二端，耦接至該第一節點。
  2. 如請求項1所述之電路，其中該電晶體包括一第一端，用以接收一供應電壓，且該補償電壓等於該供應電壓減去該電晶體之該閾值電壓。
  3. 如請求項2所述之電路，其中該電流的該強度為0。
  4. 如請求項1所述之電路，還包含一第一電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第三控制信號；一第一端，用以接收一參考電壓；以及一第二端，耦接至該電容器的該第二節點。
  5. 如請求項4所述之電路，其中該電晶體包括一第一端用以接收一供應電壓，且回應該第三控制信號而在該第一節點所產生之一電壓差如以下方程式所示：
    Figure 107128832-A0305-02-0018-1
     其中△VA表示在該第一節點所產生之該電壓差，VDD表示該供應電壓，Vref表示該參考電壓，C1表示該電容器的一電容，且Cfinger表示與該物件相關之該電容。
  6. 如請求項5所述之電路，其中回應該第三控制信號而產生之一電流差與△VA的平方成正比，且如以下方程式所示：
    Figure 107128832-A0305-02-0018-2
     其中△|Ids3|表示所產生之該電流差。
  7. 如請求項1所述之電路，其中該電晶體包括一第一端，用以接收一供應電壓，且該電路還包含一第二電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第三控制信號；一第一端，耦接至該電晶體之一第二端；以及一第二端，用以輸出流經該電晶體之該電流。
  8. 如請求項1所述之電路，其中當該第一控制信號具有一第一邏輯位準以開啟該第四電晶體時，該第三控制信號具有不同於該第一邏輯位準之一第二邏輯位準；其中當該第三控制信號具有該第一邏輯位準時，該第一控制信號具有該第二邏輯位準以關閉該第四電晶體。
  9. 如請求項1所述之電路，還包含一第五電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第一控制信號；一第一端，用以接收該第二控制信號；以及一第二端，耦接至該第二節點。
  10. 如請求項1所述之電路，還包含一第六電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第二控制信號；一第一端，用以接收一供應電壓；以及一第二端，耦接至該第二節點。
  11. 如請求項1所述之電路，還包含一第六電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第二控制信號；一第一端，用以接收該第一控制信號；以及一第二端，耦接至該第二節點。
  12. 如請求項1所述之電路，還包含一第六電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第二控制信號；一第一端，用以接收該第三控制信號；以及一第二端，耦接至該第二節點。
  13. 如請求項1所述之電路，其中該電晶體包括一第一端，用以接收一供應電壓，且該電路還包含一第七電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第二控制信號；一第一端，耦接至該第一節點；以及一第二端，耦接至該電晶體之一第二端。
  14. 一種電子裝置，包含： 一感測單元陣列，該感測單元陣列之中的每一感測單元包含：一電晶體，包括一閘極，用以回應一物件的一觸控事件而感測與該物件相關之一電容；以及一電容器，耦接於一第一節點與一第二節點之間，該第一節點耦接至該電晶體之該閘極，該電容器用以回應一第一控制信號而建立跨於該第一節點與該第二節點的一電壓，該電壓等於該電晶體之一閾值電壓，該電容器並回應一第二控制信號而在該第一節點建立一補償電壓，其中該電晶體係用以回應一第三控制信號而使一電流流經其中，該電流的一強度與該電晶體因該補償電壓所得之該閾值電壓無關；其中該電路還包含一第四電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第一控制信號；一第一端，用以接收一供應電壓；以及一第二端，耦接至該第一節點。
  15. 如請求項14所述之電子裝置，其中該電晶體包括一第一端，用以接收一供應電壓，且該補償電壓等於該供應電壓減去該電晶體之該閾值電壓。
  16. 如請求項15所述之電子裝置，其中該電流的該強度為0。
  17. 如請求項14所述之電子裝置，還包含一第一電晶體，其包括：一閘極，用以接收該第三控制信號；一第一端，用以接收一參考電壓；以及一第二端，耦接至該電容器之該第二節點。
  18. 如請求項17所述之電子裝置，其中該電晶體包括一第一端，用以接收一供應電壓，且回應該第三控制信號而在該第一節點所產生之一電壓差如以下方程式所示：
    Figure 107128832-A0305-02-0021-3
     其中△VA表示在該第一節點所產生之該電壓差，VDD表示該供應電壓，Vref表示該參考電壓，C1表示該電容器的一電容，且Cfinger表示與該物件相關之該電容。
  19. 如請求項18所述之電子裝置，其中回應該第三控制信號而產生之一電流差與△VA的平方成正比，且如以下方程式所示：
    Figure 107128832-A0305-02-0021-4
     其中△|Ids3|表示所產生之該電流差。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116366984A (zh) 2021-12-27 2023-06-30 群创光电股份有限公司 感测电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201503085A (zh) * 2013-05-08 2015-01-16 Samsung Display Co Ltd 有機發光顯示器
US20160253014A1 (en) * 2014-09-23 2016-09-01 Boe Technology Group Co., Ltd. Pixel circuit, its driving method, organic light-emitting diode display panel and display device
TW201706808A (zh) * 2015-08-14 2017-02-16 樂金顯示科技股份有限公司 觸控感測器積體顯示裝置及其驅動方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100624137B1 (ko) * 2005-08-22 2006-09-13 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 표시장치의 화소회로 및 그의 구동방법
JP2008164796A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Sony Corp 画素回路および表示装置とその駆動方法
KR101074795B1 (ko) * 2009-07-03 2011-10-19 삼성모바일디스플레이주식회사 광 센싱 회로, 이를 포함하는 터치 패널, 및 광 센싱 회로의 구동 방법
KR101058116B1 (ko) * 2009-12-08 2011-08-24 삼성모바일디스플레이주식회사 화소 회로 및 유기 전계 발광 표시 장치
KR20120129335A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 포함하는 표시장치, 및 그 구동방법
CN103135846B (zh) * 2012-12-18 2016-03-30 北京京东方光电科技有限公司 触控显示电路结构及其驱动方法、阵列基板和显示装置
TWI483233B (zh) * 2013-02-08 2015-05-01 Au Optronics Corp 像素結構及其驅動方法
CN103246396B (zh) * 2013-04-18 2016-03-30 北京京东方光电科技有限公司 触控显示电路结构及其驱动方法、阵列基板和显示装置
CN103310729B (zh) * 2013-05-29 2015-05-27 京东方科技集团股份有限公司 发光二极管像素单元电路和显示面板
JP6164059B2 (ja) * 2013-11-15 2017-07-19 ソニー株式会社 表示装置、電子機器、及び表示装置の駆動方法
CN104021756B (zh) * 2014-05-29 2017-04-12 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、有机发光显示面板及显示装置
CN103996377B (zh) * 2014-05-30 2016-07-06 京东方科技集团股份有限公司 像素电路和显示装置
CN104050917B (zh) * 2014-06-09 2018-02-23 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置
CN105206220B (zh) * 2014-06-13 2018-03-27 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路、驱动方法、阵列基板及显示装置
CN104091563B (zh) * 2014-06-27 2016-03-09 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、有机发光显示面板及显示装置
CN104464616B (zh) * 2014-10-28 2017-10-03 上海天马有机发光显示技术有限公司 像素电路及其驱动方法、显示面板
CN104269142B (zh) * 2014-10-28 2017-07-07 京东方科技集团股份有限公司 触摸驱动电路及其驱动方法
KR102363339B1 (ko) * 2014-11-26 2022-02-15 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 구동 방법
CN104409047B (zh) * 2014-12-18 2017-01-18 合肥鑫晟光电科技有限公司 像素驱动电路、像素驱动方法和显示装置
KR102380303B1 (ko) * 2014-12-18 2022-03-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR102265368B1 (ko) * 2015-01-13 2021-06-15 삼성디스플레이 주식회사 화소, 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동방법
CN104835449B (zh) * 2015-05-04 2017-05-17 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、阵列基板以及显示装置
CN104835454B (zh) * 2015-06-01 2017-10-10 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光触控面板、其驱动方法显示装置
CN104933991B (zh) * 2015-07-06 2018-10-23 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路、显示基板及其驱动方法、显示装置
CN104916257A (zh) * 2015-07-15 2015-09-16 京东方科技集团股份有限公司 一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置
CN105117684B (zh) * 2015-07-27 2017-04-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹检测电路及指纹辨识系统
CN105185304B (zh) * 2015-09-09 2017-09-22 京东方科技集团股份有限公司 一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置
KR102509185B1 (ko) * 2015-09-25 2023-03-13 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시 패널, 이를 구비하는 유기발광다이오드 표시 장치 및 이의 구동 방법
CN105139804B (zh) * 2015-09-28 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 一种像素驱动电路、显示面板及其驱动方法和显示装置
KR102457757B1 (ko) * 2015-10-28 2022-10-24 삼성디스플레이 주식회사 화소 회로 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
KR102474202B1 (ko) * 2016-01-08 2022-12-06 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 표시장치의 구동 방법
CN105913055B (zh) * 2016-07-04 2019-09-27 京东方科技集团股份有限公司 指纹检测单元及其驱动方法、显示器件
CN106156741B (zh) * 2016-07-04 2019-07-19 信利（惠州）智能显示有限公司 指纹识别单元电路及其控制方法以及指纹识别装置
TWI596592B (zh) * 2016-10-19 2017-08-21 創王光電股份有限公司 像素補償電路
US10535297B2 (en) * 2016-11-14 2020-01-14 Int Tech Co., Ltd. Display comprising an irregular-shape active area and method of driving the display
CN106531075B (zh) * 2017-01-10 2019-01-22 上海天马有机发光显示技术有限公司 有机发光像素驱动电路、驱动方法以及有机发光显示面板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201503085A (zh) * 2013-05-08 2015-01-16 Samsung Display Co Ltd 有機發光顯示器
US20160253014A1 (en) * 2014-09-23 2016-09-01 Boe Technology Group Co., Ltd. Pixel circuit, its driving method, organic light-emitting diode display panel and display device
TW201706808A (zh) * 2015-08-14 2017-02-16 樂金顯示科技股份有限公司 觸控感測器積體顯示裝置及其驅動方法

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