电容式指纹感应器及其面板制造技术

本发明专利技术的容式指纹感应器包含一指纹电容Ｃ↓［Ｆ］、一参考电容、一第一晶体管及一第二晶体管。该指纹电容Ｃ↓［Ｆ］的电容值为一凹部电容值Ｃ↓［ＦＶ］或一凸部电容值Ｃ↓［ＦＲ］。该参考电容具有一电容值Ｃ↓［Ｓ］，且Ｃ↓［ＦＶ］＜Ｃ↓［Ｓ］＜Ｃ↓［ＦＲ］。该第一晶体管用于在一预充电阶段时预充电该参考电容及指纹电容。该第二晶体管用于在一估算阶段时输出该指纹电容的电压至一读出线。该预充电阶段由一第一读出选择线所控制，该估算阶段由一第二读出选择线所控制，该第二读出选择线紧邻于该第一读出选择线，且存取该读出线的有效时间位于该第二读出选择线的启动期间内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容式指紋感应器及其面板，特别是涉及一种使用多个 晶体管的电容式指紋感应器及其面板。
技术介绍
指紋感应器为一种用于辨认手指紋样式及提供可靠度的个人身份识别的 感应器。该指紋感应器也广泛地使用于可携式产品，例如手机、笔记本型计 算机，用以确保个人保密数据的安全性。图1A和1B显示指紋感应器的等效电路。大体而言，指紋感应器可以被 实现在一芯片内，在图1A的编号13代表一保护层，其作为电容G的介电层。 若该指紋感应器被嵌入于一图像面板，在图1A的编号11代表一 IT0层，且 编号13代表玻璃和薄膜，例如彩色滤光片、偏光板等。以下的叙述以嵌入于 图像面板的指紋感应器为例。在图1A, —玻璃13、 一上金属层ll及一基板 12以串联方式结合，且该玻璃13是使用者手指可以碰触的地方。通常一电 容^存在于玻璃13内，且一电容q,存在于上金属层11和基板12之间。在 图1B，使用者手指的表面可分为凸部14和凹部15。该凹部15和该玻璃13 有一个距离d2，而该玻璃13的厚度为d,。基于该结构， 一额外电容。存在 于该使用者手指的凹部及该玻璃13的表面。该凸部电容值C^与CI相关，该凹部电容值C,y与CI/C2相关，CI与C2的等效电容可用以下方式表示 p 1 厂—厂=， 且f _^_""-L, 《，且L,〃L2 《 aA爿 ￡"2/1通常该凸部电容值C^远大于该凹部电容值C^ 。为了感应使用者手指， 一读出电路应可分辨该凸部电容值及凹部电容值。 然而，其并不容易得到所需的准确度，因为一些环境上的因素，例如噪声或串音都会减损该结果。
技术实现思路
5本专利技术的电容式指紋感应器的一实施例包含一第一晶体管、 一指紋电容、 一参考电容及一第二晶体管。该第一晶体管包含一栅极端、 一输入端及一输 出端，其中，该栅极端由一第一读出选择线所控制，且该输入端连接至一偏压VA。该指紋电容连接至该第一晶体管的输出端，其中，该指紋电容的电容 值为一凹部电容值C^或一凸部电容值C^。该参考电容的一端连接至该第一 晶体管的输出端，另一端连接至一第二读出选择线，其中，该第二读出选择 线紧邻于该第一读出选择线，该参考电容具有一电容值C,,且C^〈C、.〈Cw。 该第二晶体管包含一栅极端、 一输入端及一输出端，其中，该栅极端由一扫 描线所控制，该输入端连接至该参考电容，且该输出端连接至一读出线。本专利技术的电容式指紋感应器的另 一实施例包含一指紋电容cv 、 一参考电 容、 一第一晶体管及一第二晶体管。该指紋电容c,，的电容值为一凹部电容值 <:、/,/或一凸部电容值^,,。该参考电容具有一电容值《,，且c^〈c、.〈c,w。该第 一电晶体用于在一预充电阶段时预充电该参考电容及指紋电容。该第二晶体 管用于在一估算阶段时输出该指紋电容的电压至一读出线。该预充电阶段由 一第一读出选择线所控制，该估算阶段由一第二读出选择线所控制，该第二 读出选择线紧邻于该第 一读出选择线，且存取该读出线的有效时间位于该第 二读出选择线的启动期间内。本专利技术的包含电容式指紋感应器的面板系统的 一 实施例包含一具有电容 式指紋感应器的主动式矩阵区域、 一数据驱动器、 一扫描驱动器、 一读出电 路及一图像处理电路。该数据驱动器用于驱动图像像素的数据线。该扫描驱 动器用于控制连接至该电容式指紋感应器的扫描线。该读出电路用于接收该 电容式指紋感应器的读出线且辨认该指紋电容的种类。该图像处理电路连接 至该读出电路。附图说明图1A和lB显示指紋感应器的等效电^s图2显示本专利技术的面^1的一具体实施例；图3显示本专利技术的指紋感应器的一具体实施例；图4显示图3电路的时序图5A和5B显示图3电路的预充电阶段及估算阶段；及 图6显示本专利技术的一具体实施例的读出电路。6附图符号说明11上金属板12基板13保护层14指紋凸部15指紋凹部21数据驱动器22扫描驱动器23读出电路24图像处理电^各25面板31电容式指紋感应器32电容式指紋感应器33第一晶体管34第二晶体管CF指紋电容Cs参考电容61比较器62多路复用器。具体实施例方式图2显示本专利技术的面板的一具体实施例。该面板系统包含一主动式矩阵 区域25、 一数据驱动器21、 一扫描驱动器22、 一读出电路23及一图像处理 电路24。该主动式矩阵区域25包含多个电容式指紋感应器31,而每一个电 容式指紋感应器31都可以选择性地和一图像像素共存于一像素单元。该数据 驱动器21用于驱动数据。该扫描驱动器22用于控制连接至该电容式指紋感 应器31的扫描线。大体而言，当该电容式指紋感应器31被操作时，连接至 该电容式指紋感应器31的扫描线在整个操作过程被启动。该读出电路23用 于接收该电容式指紋感应器31的读出线的模拟信号，且辨认该指紋电容31 的型式，例如凹部电容值C^或凸部电容值C^。该图像处理电路24连接至该 读出电路23。图2的结构是以图像面板的嵌入式结构为例，但熟悉该项技术 者均可知悉图2的结构可以被轻易转换及应用于一芯片内。图3显示本专利技术的指紋感应器的一具体实施例。该电容式指紋感应器31 包含一第一晶体管33、 一第二晶体管34、 一指紋电容C,.及一参考电容C、。 图3显示了连接至同一扫描线的同一行的两组相邻的指紋感应器31。大体而 言，当一电容式指纹感应器31在一预充电阶段，其前级相邻的电容式指紋感 应器32则在一估算阶段。当该电容式指紋感应器31在一估算阶段，其后级 相邻的电容式指紋感应器则在一预充电阶段。该第一晶体管33包含一栅极端、一输入端及一输出端，其中，该栅极端由一第一读出选择线Cm所控制，且该输入端连接至一偏压VA。该第二晶体管34包含一栅极端、 一输入端及一输出端，其中，该栅极端由一扫描线Rn所控制，该输入端连接至该参考电容，且该输出端连接至一读出线。该指紋电容C,:.连接至该第二晶体管34的输入端，其中，该指紋电容的电容值为一凹部电容值c^或一凸部电容值c。该参考电容连接至该第一晶体管33的输出端，其中，该参考电容具有一电容值c、.，且wc『图4显示图3电路的时序图。大体而言，在同一列的指紋电容共享同一 个扫描线R。，其在该列所有指紋电容的整个操作过程被启动。连接至每一指紋感应器的该读出选择线c。至a被循序启动且彼此未重迭。该读出选择线C。至Cx被使用于启动每一指紋感应器的预充电阶段及估算阶段，以循序地由对 应于该扫描线的同 一列指紋感应器读取数据。每一读出选择线的脉沖宽度被 表示为VD。该读出电路23在对应的读出选择线被取销前读取该读出线。例 如，读取该读出线的时间开始于读出选择线被启动，而结束于 读出选择线被取销。图5A显示在预充电阶段，该指紋感应器31的等效电路。在预充电阶段， 该读出选择线"被启动，该第一晶体管33被使能，且该偏压VA分别预充电 该参考电容和该指紋电容。图5B显示在估算阶段，该指紋感应器31的等效电路。在估算阶段，该 读出选择线d被启动如VD，且存储于该参考电容和指紋电容的电荷被重新 分布。此时，扫描线仍然被启动，该第二晶体管34被使能，该读出线依据使 用者手指被检测到的部位，即指紋凸部或凹部，而输出电压^4 + ~^~xra或K4+^~~xra。很明显地，若指紋凹部被检测到，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式指纹感应器，包含：　一第一晶体管，包含一栅极端、一输入端及一输出端，其中，该栅极端由一第一读出选择线所控制，且该输入端连接至一偏压ＶＡ；　一指纹电容，连接至该第一晶体管的输出端，其中，该指纹电容的电容值为一凹部电容值Ｃ↓［ＦＶ］或一凸部电容值Ｃ↓［ＦＲ］；　一参考电容，其一端连接至该第一晶体管的输出端，另一端连接至一第二读出选择线，其中，该第二读出选择线紧邻于该第一读出选择线，该参考电容具有一电容值Ｃ↓［Ｓ］，且Ｃ↓［ＦＶ］＜Ｃ↓［Ｓ］＜Ｃ↓［ＦＲ］；以及　一第二晶体管，包含一栅极端、一输入端及一输出端，其中该栅极端由一扫描线所控制，该输入端连接至该参考电容，且该输出端连接至一读出线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄凯岚，陈英烈，
申请(专利权)人：奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]