Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

TWI753610B - 具備偵測物體之功能的顯示面板、以及用來在顯示面板上偵測物體的方法 - Google Patents

具備偵測物體之功能的顯示面板、以及用來在顯示面板上偵測物體的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI753610B
TWI753610B TW109135853A TW109135853A TWI753610B TW I753610 B TWI753610 B TW I753610B TW 109135853 A TW109135853 A TW 109135853A TW 109135853 A TW109135853 A TW 109135853A TW I753610 B TWI753610 B TW I753610B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
display panel
circuit
light
input terminal
Prior art date
Application number
TW109135853A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202141450A (zh
Inventor
張耀光
何嘉銘
Original Assignee
奇景光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 奇景光電股份有限公司 filed Critical 奇景光電股份有限公司
Publication of TW202141450A publication Critical patent/TW202141450A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI753610B publication Critical patent/TWI753610B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G02F1/13318—Circuits comprising a photodetector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

本發明提供一種具備偵測一物體之功能的顯示面板及相關方法。該顯示面板包含第一光感測電路、第二光感測電路、偵測電路、第一開關及第二開關，該第一光感測電路及該第二光感測電路分別因應第一入射光及第二入射光產生第一電荷及第二電荷以產生第一訊號及第二訊號，其中該物體反射自該顯示面板發射的光以產生該第二入射光。該偵測電路排放掉該第一電荷以在該偵測電路之第一輸入端子上將該第一訊號轉換為參考訊號，而該第二訊號被傳送至該偵測電路之第二輸入端子，以使該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。

Description

具備偵測物體之功能的顯示面板、以及用來在顯示面板上偵 測物體的方法
本發明係關於指紋偵測，尤指一種具備偵測一物體(例如手指、指尖、指紋等)之功能的顯示面板(例如觸控螢幕)、以及用來在該顯示面板上偵測一物體(例如手指、指尖、指紋等)的方法。
指紋辨識應用在現今的電子產品中相當熱門，其中指紋辨識積體電路(integrated circuit,IC)可被採用來辨識一特定使用者。以行動電話為例，一預定感測區域(例如在行動電話的顯示面板下方的區域)可被配置來進行指紋偵測。為了讓使用者體驗更好，指紋偵測相關的電路可被放置在行動電話的顯示面板(尤指觸控螢幕)中，其中光學指紋偵測機制可被採用來實現這個配置。
第1圖繪示一顯示面板的例子。該顯示面板可包含一背光源、顯示單元諸如紅色(簡稱「R」)、綠色(簡稱「G」)以及藍色(簡稱「B」)顯示單元、閘極線、資料線諸如R、G及B資料線、光偵測器(photo detector，可簡稱「PD」)、以及光偵測器感測線，其中圖例諸如R、G及B可指出這些顯示單元之各自的色彩。指紋偵測的一個例子可由第2圖所示來說明，該背光源的各個部分可透過R、G及B顯示單元提供光，手指(例如其指尖)的表面可反射一部分的光，並且這些光偵測器可接收到被反射的光以產生訊號。如此一來，偵測電路即可偵測到這些訊號，以取得指紋的分佈。
第3圖繪示一光學指紋感測器中之一行(column)光感測器的等效電路的例子，其中該行光感測器可耦接至一偵測電路。在光學指紋感測器與偵測電路之間的路徑/繞線是相當長的，而無法避免地會存在寄生電容。尤其，光偵測器產生的電流通常相當微弱(例如1微微安培(pico-ampere,pA))，而且通常存在著各種雜訊源，導致訊號偵測的困難。因此，偵測電路的輸出訊號OUT_SE無法準確地指出指紋對應的部分。
例如，開關的開啟/關閉(在第3圖中標示為「on」及「off」以求簡明)切換所產生的雜訊會通過寄生電容諸如Cg1、Cg2等，並且會影響到偵測電路接收的訊號。另外，為了光偵測器的正常運作，通常會需要一個偏置(bias)電壓VCM，而這個電壓的任何抖動也會影響偵測電路接收到的訊號。此外，寄生電容諸如Cload會存在於這些上述路徑/繞線上，而若其另一側有雜訊時，這些雜訊會透過它被耦合過去。因此，需要一種新穎的架構來提升整體效能。
本發明之一目的在於提供一種具備偵測一物體(例如手指、指尖、指紋等)之功能的顯示面板(例如觸控螢幕)、以及用來在該顯示面板上偵測一物體(例如手指、指尖、指紋等)的方法，以在沒有副作用或較不會帶來副作用的情況下實施光學指紋偵測。
本發明至少一實施例提供一種具備偵測一物體(例如手指、指尖、指紋等)之功能的顯示面板。該顯示面板可包含複數個顯示單元，其中該顯示面板的一預定感測區域包含複數個光感測電路。該複數個光感測電路包含一第一光感測電路以及一第二光感測電路，其中該第一光感測電路以及該第二光感測電路分別屬於該複數個顯示單元中之一第一顯示單元以及一第二顯示單元。該顯示面板可另包含一偵測電路、一第一開關以及一第二開關，其中該第一開 關耦接於該第一光感測電路與該偵測電路之一第一輸入端子之間，以及該第二開關耦接於該第二光感測電路與該偵測電路之一第二輸入端子之間。例如，該第一光感測電路可用來因應第一入射光累積第一電荷以產生一第一訊號，以及該第二光感測電路可用來因應第二入射光累積第二電荷以產生一第二訊號，其中該物體反射自該顯示面板發射的光以產生該第二入射光。在該第一訊號以及該第二訊號已被產生後，該偵測電路透過該第一開關排放掉(discharge)該第一電荷以在該第一輸入端子上將該第一訊號轉換為一參考訊號，而該第二訊號接著透過該第二開關被傳送至該第二輸入端子，以使該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。
本發明至少一實施例提供一種用來在一顯示面板上偵測一物體的方法，其中該顯示面板可包含複數個顯示單元。該方法可包含：利用屬於該複數個顯示單元中之一第一顯示單元的一第一光感測電路來因應第一入射光累積第一電荷以產生一第一訊號；利用屬於該複數個顯示單元中之一第二顯示單元的一第二光感測電路來因應第二入射光累積第二電荷以產生一第二訊號，其中該物體反射自該顯示面板發射的光以產生該第二入射光；在該第一訊號以及該第二訊號已被產生後，透過耦接於該第一光感測電路與該顯示面板的一偵測電路之一第一輸入端子之間的一第一開關排放掉(discharge)該第一電荷，以在該顯示面板之該偵測電路之該第一輸入端子上將該第一訊號轉換為一參考訊號；以及透過耦接於該第二光感測電路與該偵測電路之一第二輸入端子之間的一第二開關將該第二訊號傳送至該偵測電路之該第二輸入端子，並且利用該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。
本發明之實施例提供的顯示面板以及相關方法能以差動(differential)讀出架構來實施光學指紋偵測，其中被用來進行差動讀出運作的一參考訊號能在不使用任何額外遮蔽層的情況下被產生，所以能節省製造該遮 蔽層的成本。相較於相關技術，雜訊能被該差動讀出運作消除，且本發明的實施例不會大幅增加額外成本。因此，本發明能在沒有副作用或較不會帶來副作用的情況下提升整體效能。
VCM:偏置電壓
Cg0,Cg1,Cg2,CgN,Cload:寄生電容
OUT_SE:輸出訊號
40:顯示面板
410:偵測電路
INN,INP:輸入端子
OUT:輸出端子
PD10,PD11,PD12,PD1N,PD20,PD21,PD22,PD2N:光電二極體
50:顯示面板
610:偵測電路
610B:緩衝電路
DIN1,DIN2,IN1,IN2:輸入端子
DOUT1,DOUT2,OUT1,OUT2:輸出端子
SWS,SW1,SW2,SWR1,SWR2:開關
N1,N2:節點
PSC10,PSC11,PSC1M,PSC20,PSC21,PSC2M:光感測電路
C0,C1,C2:電容器
PD0:光電二極體
φ1,φ2,φ3,φ4,φ5:訊號
810,820,830,840:步驟
第1圖繪示一顯示面板的例子。
第2圖繪示指紋偵測的例子。
第3圖繪示一光學指紋感測器中之一行光感測器的等效電路的例子。
第4圖為依據本發明一實施例之一顯示面板的電路實施方式。
第5圖為依據本發明一實施例繪示之安裝於一電子裝置內的一顯示面板。
第6圖為依據本發明一實施例繪示之第5圖所示之顯示面板的預定感測區域的某些實施細節。
第7圖為依據本發明一實施例之第6圖所示之某些訊號的時序圖。
第8圖為依據本發明一實施例之一種用來在一顯示面板上偵測一物體的方法的工作流程。
第4圖為依據本發明一實施例之顯示面板40的電路實施方式，其中顯示面板40包含多個行(column)的光偵測器諸如第一行光電二極體{PD10,PD11,PD12,PD13,...,PD1N}以及第二行光電二極體{PD20,PD21,PD22,PD23,...,PD2N}，而N為正整數。顯示面板40另包含具有一對輸入端子INP及INN以及至少一輸出端子諸如輸出端子OUT的偵測電路410。如第4圖所示，光電二極體{PD10,PD11,PD12,PD13,...,PD1N}的每一者是被一開關控制以選擇性地耦接 至偵測電路410的輸入端子INP，而光電二極體{PD20,PD21,PD22,PD23,...,PD2N}的每一者是被一開關控制以選擇性地耦接至偵測電路410的輸入端子INN。例如，被開啟的開關可用「on」標示而被關閉的開關可用「off」標示以求簡明。在本實施例中，第一行光電二極體{PD10,PD11,PD12,PD13,...,PD1N}以及第二行光電二極體{PD20,PD21,PD22,PD23,...,PD2N}的某些光電二極體，諸如一列(row)光電二極體，可包含在一遮蔽(shielding)區域中，其被一遮蔽層遮蔽。例如，光電二極體PD10及PD20被該遮蔽層阻擋了入射光。其餘光電二極體諸如{PD11,PD12,PD13,...,PD1N}及{PD21,PD22,PD23,...,PD2N}包含在一偵測區域中，其並未被任何遮蔽層遮蔽。雖然偏置電壓VCM的抖動以及寄生電容諸如Cload、Cg0、Cg1、Cg2、...及CgN會導致雜訊被注入傳送給偵測電路410的訊號，偵測電路410可輸出在端子INP的訊號與在端子INN的訊號之間的差值以作為一偵測訊號來消除這些雜訊。例如，在一手指反射自顯示面板40發射的光以後，在該偵測區域中的光電二極體{PD11,PD12,PD13,...,PD1N}及{PD21,PD22,PD23,...,PD2N}可因應來自該手指的反射光產生電荷。當偵測電路410要輸出用來指出光電二極體PD11產生的電荷的偵測訊號時，光電二極體PD11可被耦接至輸入端子INP而光電二極體PD20可被耦接至輸入端子INN。由於光電二極體PD20是被該遮蔽層遮蔽，因此來自光電二極體PD20的訊號可被視為一參考訊號，而偵測電路410可輸出對應於光電二極體PD11產生的電荷的一偵測訊號而不受雜訊影響。
第5圖為依據本發明一實施例繪示之安裝於一電子裝置(例如行動電話)內的一顯示面板50，其中顯示面板50可包含複數個顯示單元。在本實施例中，一活性(active)顯示區域可代表能顯示影像的一第一區域(其可由該複數個顯示單元的全部所形成)，以及該活性顯示區域中之一預定感測區域可代表包含有能偵測物件的一第二區域(其可由該複數個顯示單元中之包含有複數個光 偵測電路的部分(例如1000×600)所形成)，其中一目標感測區域可代表被一物體諸如一使用者的手指碰觸的一第三區域(其可由該複數個顯示單元中之包含有一部分的光偵測電路的部分(例如200×200)所形成)。需注意的是，該預定感測區域是固定的，但當該使用者將手指放在不同位置時該目標感測區域可予以變化。顯示面板50可為能偵測該手指的位置之一觸控螢幕，而該手指在該預定感測區域內的位置可代表該目標感測區域的位置。由於偵測該手指之位置的運作為本發明所屬領域具通常知識者熟知，在此即不詳細贅述。
為了實現在第5圖的實施例中說明之可變化位置的目標感測區域的功能，第4圖的實施例中所使用的遮蔽層應被移除。第6圖為依據本發明一實施例繪示之第5圖所示之顯示面板50的該預定感測區域的某些實施細節。如第6圖所示，該預定感測區域可包含複數個光感測電路諸如第一組光感測電路{PSC10,PSC11,...,PSC1M}以及第二組光感測電路{PSC20,PSC21,...,PSC2M}，其中M為正整數。例如，光感測電路PSC10、PSC11、...及PSC1M可分別屬於在該預定區域內之一行顯示單元中的M個顯示單元，而光感測電路PSC20、PSC21、...及PSC2M可分別屬於在該預定感測區域內之另一行顯示單元中(例如一相鄰的行)的M個顯示單元，但本發明不限於此。光感測電路PSC10、PSC11、...、PSC1M、PSC20、PSC21、...及PSC2M中之每一者可因應入射光累積電荷以產生一對應的訊號。如第6圖所示，光感測電路PSC10、PSC11、...及PSC1M的每一者均耦接至一節點N1，而PSC20、PSC21、...及PSC2M的每一者均耦接至一節點N2。在本實施例中，顯示面板50可另包含一偵測電路610以及開關SW1及SW2，其中開關SW1耦接於節點N與偵測電路610的輸入端子DIN1之間，而開關SW2耦接於節點N2與偵測電路610的輸入端子DIN2之間。
如第6圖所示，光感測電路PSC10、PSC11、...、PSC1M、PSC20、PSC21、...及PSC2M中之任一光感測電路(例如每一光感測電路)可包含一光 電二極體PD0、一電容器C0以及一開關SWS，其中開關SWS可用至少一電晶體來實施，但本發明不限於此。另外，在本實施例中，於這個光電二極體中，電容器C0可耦接至光電二極體PD0(例如耦接於光電二極體PD0的陰極(cathode)與陽極(anode)之間)，而開關SWS可耦接至電容器C0以及光電二極體PD0(例如耦接至光電二極體PD0的陰極)，其中光電二極體PD0可用來因應入射光產生電荷，而開關SWS可用來控制將這些電荷自電容器C0輸出至這個光感測電路的外部(例如將這些電荷輸出至節點N1或N2)的時序。
如第6圖所示，偵測電路610可包含一緩衝電路610B(例如帶有差動輸入端子以及差動輸出端子的放大器)、電容器C1及C2、以及開關SWR1及SWR2。在本實施例中，緩衝電路610B的輸入端子IN1及IN2(例如該放大器的差動輸入端子)分別耦接至偵測電路610的輸入端子DIN1及DIN2，以及緩衝電路610B的輸出端子OUT1及OUT2(例如該放大器的差動輸出端子)分別耦接至偵測電路610的輸出端子DOUT1及DOUT2，但本發明不限於此。在本實施例中，電容器C1耦接於緩衝電路610B的輸入端子IN1及輸出端子OUT1之間，以及電容器C2耦接於緩衝電路610B的輸入端子IN2及輸出端子OUT2之間。此外，開關SWR1耦接於緩衝電路610B的輸入端子IN1及輸出端子OUT1之間，以及開關SWR2耦接於緩衝電路610B的輸入端子IN2及輸出端子OUT2之間。
當顯示面板50偵測到一物體(例如一使用者的手指)碰觸到顯示面板50，顯示面板50可在一特定時期內發射光，而該手指會反射這個光並且因應該手指的指紋產生反射光。需注意的是，只有位於該目標感測區域內的光感測電路接收到與指紋資訊相關的反射光，而由於並未設置遮蔽層來阻擋不想要的光，因此位於該目標感測區域外的光感測電路會從其他光源(例如環境光)接收到與指紋資訊無關之不想要的光。藉助於開關SWS、開關SW1/SW2以及開關SWR1/SWR2的時序控制，顯示面板50能將基於上述不想要的光產生的訊號 轉換為一參考訊號(其可具有在未曝光的情況下所具有的初始電壓位準)，並且從而達到與使用該遮蔽層所達到之類似的效果。
為便於理解，假設光感測電路PSC10是位於該目標感測區域的外部且光感測電路PSC20是位於該目標感測區域的內部。光感測電路PSC10可因應第一入射光(例如上述不想要的光諸如環境光)累積第一電荷以產生一第一訊號，並且光感測電路PCS20可因應第二入射光累積第二電荷以產生一第二訊號，其中該手指(例如其指紋)反射自顯示面板50發射出的光以產生該第二入射光。於讀出載有與指紋相關之資訊的該第二訊號的階段的期間，光感測電路PSC10及PSC20是由訊號φ1控制，而其餘光感測電路PSC11、...、PSC1M、PSC21、...及PSC2M的開關SWS如第6圖所示是被關閉的(在第6圖中標示為「Off」以求簡明)；此外，開關SWR1、SWR2、SW1及SW2分別是由訊號φ2、φ3、φ4及φ5控制。
第7圖為依據本發明一實施例之訊號φ1、φ2、φ3、φ4及φ5的時序圖，其中訊號φ1、φ2、φ3、φ4及φ5可由內建於顯示面板50的一時序控制電路(未顯示)來產生，但本發明不限於此。為便於理解，請連同第6圖一併參考第7圖。在一重設時期，由於訊號φ1為低(例如在邏輯位準「0」)且訊號φ2、φ3、φ4及φ5為高(例如在邏輯位準「1」)，光感測電路PSC10/PSC20的開關SWS被關閉而開關SWR1、SWR2、SW1及SW2被開啟以在節點N1及N2的電壓位準重設至一參考位準(例如在未曝光的情況下的初始電壓位準)。於一放電時期，由於訊號φ5為低(例如在邏輯位準「0」)而訊號φ1、φ2、φ3及φ4為高(例如在邏輯位準「1」)，開關SW2被關閉而光感測電路PSC10/PSC20的開關SWS以及開關SWR1、SWR2及SW1被開啟，以排放掉(discharge)該第一電荷以供在偵測電路610的輸入端子DIN1上將該第一訊號轉換為該參考訊號。在一感測時期，由於訊號φ2及φ3為低(例如在邏輯位準「0」)而訊號φ1、φ4及φ5為高(例如在邏輯位準「1」)， 開關SWR1及SWR2被關閉而光感測電路PSC10/PSC20的開關SWS以及開關SW1及SW2被開啟，以將該第二訊號傳送至輸入端子DIN2以使偵測電路610產生指出該第一訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。
需注意的是，若該使用者將其手指放置在不同的位置，該目標感測區域可以不同，且本發明之實施例不限於利用特定的光感測電路來產生該第一訊號以供被轉換成該參考訊號。例如，光感測電路PSC10、PSC11、...、PSC1M中之位於該目標感測區域外部的任一光感測電路(例如光感測電路PSC1x，其中x為區間[0,M]內的整數)可被利用來產生該第一訊號以供被轉換成該參考訊號，以使偵測電路610針對光感測電路PSC20、PSC21、...、PSC2M中之位於該目標感測區域內部的任一光感測電路(例如光感測電路PSC2y，其中y為區間[0,M]內的整數)輸出該偵測訊號。又例如，PSC20、PSC21、...、PSC2M中之位於該目標感測區域外部的任一光感測電路(例如光感測電路PSC2y)可被利用來產生該第一訊號以供被轉換成該參考訊號，以使偵測電路610針對光感測電路PSC10、PSC11、...、PSC1M中之位於該目標感測區域內部的任一光感測電路(例如光感測電路PSC1x)輸出該感測訊號。
在某些實施例中，第5圖所示之顯示面板50可為一液晶顯示(liquid crystal display,LCD)面板，而該物體(例如該手指)可反射自該液晶顯示面板的一背光源透過該液晶顯示面板之該複數個顯示單元中之一或多者發射的光，以產生該第二入射光，但本發明不限於此。在另一實施例中，第5圖所示之顯示面板50可為一有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)面板或一微型有機發光二極體(Micro OLED)面板，而該物體(例如該手指)可反射自該有機發光二極體面板或該微型有機發光二極體面板中之至少一有機發光二極體發射的光，以產生該第二入射光，但本發明不限於此。
在第5圖至第7圖的實施例中所說明的運作下，顯示面板50能具有與 第4圖之實施例類似之藉助於差動讀出運作之雜訊消除的好處。此外，顯示面板50並不需要使用在第4圖的實施例中所使用的遮蔽層，從而在不大幅增加成本的情況下提升整體效能。
第8圖為依據本發明一實施例之一種用來在一顯示面板諸如顯示面板50上偵測一物體諸如一手指(例如其上的指紋)的方法的工作流程。需注意的是，第8圖所示之工作流程只是為了說明之目的，並非對本發明的限制。一或多個步驟可在第8圖所示之工作流程中被新增、刪除或修改。另外，若可得到相同的結果，這些步驟不一定要完全依照第8圖所示之順序來執行。
在步驟810中，顯示面板50可利用屬於顯示面板50的複數個顯示單元中之一第一顯示單元的一第一光感測電路來因應第一入射光累積第一電荷以產生一第一訊號。
在步驟820中，顯示面板50可利用屬於顯示面板50的該複數個顯示單元中之一第二顯示單元的一第二光感測電路來因應第二入射光累積第二電荷以產生一第二訊號，其中該物體反射自顯示面板50發射的光以產生該第二入射光。
在步驟830中，在該第一訊號以及該第二訊號已被產生後，顯示面板50可透過耦接於該第一光感測電路與顯示面板50的一偵測電路(例如第6圖所示之偵測電路610)之一第一輸入端子之間的一第一開關排放掉該第一電荷，以在顯示面板50之該偵測電路之該第一輸入端子上將該第一訊號轉換為一參考訊號。
在步驟840中，顯示面板50可透過耦接於該第二光感測電路與該偵測電路之一第二輸入端子之間的一第二開關將該第二訊號傳送至該偵測電路之該第二輸入端子，並且利用該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。
本發明之實施例提供的顯示面板以及相關方法能在不使用任何遮蔽 層來產生參考訊號的情況下容許指紋資訊藉由差動架構來讀出。相較於相關技術，本發明能在沒有副作用或較不會帶來副作用的情況下提升指紋偵測的整體效能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
610:偵測電路
610B:緩衝電路
DIN1,DIN2,IN1,IN2:輸入端子
DOUT1,DOUT2,OUT1,OUT2:輸出端子
SWS,SW1,SW2,SWR1,SWR2:開關
N1,N2:節點
PSC10,PSC11,PSC1M,PSC20,PSC21,PSC2M:光感測電路
C0,C1,C2:電容器
PD0:光電二極體
φ1,φ2,φ3,φ4,φ5:訊號

Claims (18)

  1. 一種具備偵測一物體之功能的顯示面板，包含：複數個顯示單元，其中該顯示面板的一預定感測區域包含複數個光感測電路，以及該複數個光感測電路包含：一第一光感測電路，屬於該複數個顯示單元中之一第一顯示單元，用來因應第一入射光累積第一電荷以產生一第一訊號；以及一第二光感測電路，屬於該複數個顯示單元中之一第二顯示單元，用來因應第二入射光累積第二電荷以產生一第二訊號，其中該物體反射自該顯示面板發射的光以產生該第二入射光；一偵測電路，具有一第一輸入端子以及一第二輸入端子；一第一開關，耦接於該第一光感測電路與該偵測電路之該第一輸入端子之間；以及一第二開關，耦接於該第二光感測電路與該偵測電路之該第二輸入端子之間；其中在該第一訊號以及該第二訊號已被產生後，該偵測電路透過該第一開關排放掉(discharge)該第一電荷以在該第一輸入端子上將該第一訊號轉換為一參考訊號，而該第二訊號接著透過該第二開關被傳送至該第二輸入端子，以使該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該顯示面板係為一液晶顯示(liquid crystal display,LCD)面板，以及該物體反射自該液晶顯示面板的一背光源透過該液晶顯示面板之該複數個顯示單元中之一或多者發射的光，以產生該第二入射光。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該顯示面板係為一有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)面板或一微型有機發光二極體(Micro OLED)面板，以及該物體反射自該有機發光二極體面板或該微型有機發光二極體面板中之至少一有機發光二極體發射的光，以產生該第二入射光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第二光感測電路位於在該預定感測區域中之被該物體碰觸之一目標感測區域的內部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該第一光感測電路位於該目標感測區域的外部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該偵測電路包含：一緩衝電路，其中該偵測電路之該第一輸入端子以及該第二輸入端子耦接至該緩衝電路的差動輸入端子；一第一重設開關，耦接於該緩衝電路之一第一輸出端子與該偵測電路之該第一輸入端子之間；以及一第二重設開關，耦接於該緩衝電路之一第二輸出端子與該偵測電路之該第二輸入端子之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該第一開關、該第一重設開關以及該第二重設開關被開啟並且該第二開關被關閉，以排放掉該第一電荷以將該第一訊號轉換為該參考訊號。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該第一開關以及該第二開關被開啟並且該第一重設開關以及該第二重設開關被關閉，以將該第二訊號傳送至該偵測電路之該第二輸入端子以在該第一輸出端子以及該第二輸出端子上產生該偵測訊號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一光感測電路以及該第二光感測電路中之每一者包含：一光電二極體(photodiode)，用來因應入射光產生電荷；一電容器，耦接至該光電二極體，用來儲存該光電二極體產生的該電荷；以及一選擇開關，耦接至該電容器以及該光電二極體，用來控制將該電荷自該電容器輸出至該第一光感測電路以及該第二光感測電路中之每一者的外部的時序。
  10. 一種用來在一顯示面板上偵測一物體的方法，該顯示面板包含複數個顯示單元，該方法包含：利用屬於該複數個顯示單元中之一第一顯示單元的一第一光感測電路來因應第一入射光累積第一電荷以產生一第一訊號；利用屬於該複數個顯示單元中之一第二顯示單元的一第二光感測電路來因應第二入射光累積第二電荷以產生一第二訊號，其中該物體反射自該顯示面板發射的光以產生該第二入射光；在該第一訊號以及該第二訊號已被產生後，透過耦接於該第一光感測電路與該顯示面板的一偵測電路之一第一輸入端子之間的一第一開關排放掉 (discharge)該第一電荷，以在該顯示面板之該偵測電路之該第一輸入端子上將該第一訊號轉換為一參考訊號；以及透過耦接於該第二光感測電路與該偵測電路之一第二輸入端子之間的一第二開關將該第二訊號傳送至該偵測電路之該第二輸入端子，並且利用該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的一偵測訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該顯示面板係為一液晶顯示(liquid crystal display,LCD)面板，以及該物體反射自該液晶顯示面板的一背光源透過該液晶顯示面板之該複數個顯示單元中之一或多者發射的光，以產生該第二入射光。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該顯示面板係為一有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)面板或一微型有機發光二極體(Micro OLED)面板，以及該物體反射自該有機發光二極體面板或該微型有機發光二極體面板中之至少一有機發光二極體發射的光，以產生該第二入射光。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該顯示面板之一預定感測區域包含複數個光感測電路，該複數個光感測電路包含該第一光感測電路以及該第二光感測電路，以及該第二光感測電路位於在該預定感測區域中之被該物體碰觸之一目標感測區域的內部。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第一光感測電路位於該目標感測區域的外部。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該感測電路包含：一緩衝電路，其中該偵測電路之該第一輸入端子以及該第二輸入端子耦接至該緩衝電路的差動輸入端子；一第一重設開關，耦接於該緩衝電路之一第一輸出端子與該偵測電路之該第一輸入端子之間；以及一第二重設開關，耦接於該緩衝電路之一第二輸出端子與該偵測電路之該第二輸入端子之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中排放掉該第一電荷以在該顯示面板之該偵測電路之該第一輸入端子上將該第一訊號轉換為該參考訊號之步驟包含：開啟該第一開關、該第一重設開關以及該第二重設開關並且關閉該第二開關，以排放掉該第一電荷以將該第一訊號轉換為該參考訊號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中將該第二訊號傳送至該偵測電路之該第二輸入端子並且利用該偵測電路產生指出該第二訊號與該參考訊號之間的差值的該偵測訊號之步驟包含：開啟該第一開關以及該第二開關並且關閉該第一重設開關以及該第二重設開關，以將該第二訊號傳送至該偵測電路之該第二輸入端子並且在該第一輸出端子以及該第二輸出端子上產生該偵測訊號。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第一光感測電路以及該第二光感測電路中之每一者包含： 一光電二極體(photodiode)，用來因應入射光產生電荷；一電容器，耦接至該光電二極體，用來儲存該光電二極體產生的該電荷；以及一選擇開關，耦接至該電容器以及該光電二極體，用來控制將該電荷自該電容器輸出至該第一光感測電路以及該第二光感測電路中之每一者的外部的時序。
TW109135853A 2020-04-28 2020-10-16 具備偵測物體之功能的顯示面板、以及用來在顯示面板上偵測物體的方法 TWI753610B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/860,085 US11222933B2 (en) 2020-04-28 2020-04-28 Display panel equipped with function of detecting an object, and method for detecting an object on a display panel
US16/860,085 2020-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202141450A TW202141450A (zh) 2021-11-01
TWI753610B true TWI753610B (zh) 2022-01-21

Family

ID=78158760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109135853A TWI753610B (zh) 2020-04-28 2020-10-16 具備偵測物體之功能的顯示面板、以及用來在顯示面板上偵測物體的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11222933B2 (zh)
CN (1) CN113568204B (zh)
TW (1) TWI753610B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110115767A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Sony Corporation Sensor device, method of driving sensor element, display device with input function and electronic apparatus
US20170220838A1 (en) * 2015-06-18 2017-08-03 Shenzhen Huiding Technology Co., Ltd. Under-screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
TW201737157A (zh) * 2016-04-12 2017-10-16 友達光電股份有限公司 指紋感測器
TW201843617A (zh) * 2017-05-03 2018-12-16 大陸商廣東歐珀移動通信有限公司 光學指紋驗證方法及行動終端
TW201946038A (zh) * 2017-12-28 2019-12-01 日商富士金股份有限公司 畫像取得裝置及具備其之顯示裝置
CN111027516A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 北京集创北方科技股份有限公司 生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8264431B2 (en) * 2003-10-23 2012-09-11 Massachusetts Institute Of Technology LED array with photodetector
JP4867766B2 (ja) * 2007-04-05 2012-02-01 セイコーエプソン株式会社 液晶装置、イメージセンサ、及び電子機器
KR101535894B1 (ko) * 2008-08-20 2015-07-13 삼성디스플레이 주식회사 광 감지회로, 이를 구비한 액정표시장치 및 이의 구동방법
US10732771B2 (en) * 2014-11-12 2020-08-04 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Fingerprint sensors having in-pixel optical sensors
US10380397B2 (en) * 2015-09-09 2019-08-13 Cypress Semiconductor Corporation Half-bridge fingeprint sensing method
CN106557724B (zh) * 2015-09-25 2019-07-09 上海思立微电子科技有限公司 指纹传感电路及控制方法
US10713458B2 (en) * 2016-05-23 2020-07-14 InSyte Systems Integrated light emitting display and sensors for detecting biologic characteristics
CN106055174B (zh) * 2016-05-23 2019-03-29 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示装置
EP3416030B1 (en) * 2017-01-24 2020-06-10 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Fingerprint recognition system and electronic device
KR101855648B1 (ko) * 2017-03-28 2018-05-09 주식회사 센소니아 향상된 지문 인식 센서 및 이에 포함되는 전하 누적 감지 회로
TWI679571B (zh) * 2017-05-31 2019-12-11 聯詠科技股份有限公司 電容式影像感測器
US10901552B2 (en) * 2018-01-10 2021-01-26 Novatek Microelectronics Corp. Signal processing circuit and related method of processing sensing signal

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110115767A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Sony Corporation Sensor device, method of driving sensor element, display device with input function and electronic apparatus
US20170220838A1 (en) * 2015-06-18 2017-08-03 Shenzhen Huiding Technology Co., Ltd. Under-screen optical sensor module for on-screen fingerprint sensing
TW201737157A (zh) * 2016-04-12 2017-10-16 友達光電股份有限公司 指紋感測器
TW201843617A (zh) * 2017-05-03 2018-12-16 大陸商廣東歐珀移動通信有限公司 光學指紋驗證方法及行動終端
TW201946038A (zh) * 2017-12-28 2019-12-01 日商富士金股份有限公司 畫像取得裝置及具備其之顯示裝置
CN111027516A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 北京集创北方科技股份有限公司 生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备

Also Published As

Publication number Publication date
US11222933B2 (en) 2022-01-11
CN113568204B (zh) 2024-07-23
US20210335897A1 (en) 2021-10-28
CN113568204A (zh) 2021-10-29
TW202141450A (zh) 2021-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108073912B (zh) 指纹识别装置和指纹识别设备
JP3581031B2 (ja) 光検出装置
JP2019009768A (ja) 固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法
US10622493B2 (en) Light detecting device, light detecting method and display device
CN107480650B (zh) 指纹检测单元、指纹检测电路及其驱动方法、显示装置
TWI773328B (zh) 光學指紋感測裝置以及光學指紋感測方法
JP2019016615A (ja) 光センサおよびそれを備えた電子機器
JP2019161551A (ja) 撮像素子およびそれを有する電子機器
KR20130009657A (ko) 광 검출 장치
US20150122973A1 (en) Sensing pixel and image sensor including the same
JP2023153177A (ja) 光センサ、光センサの出力回路、受光素子のバイアス電圧の調整方法
TWI753610B (zh) 具備偵測物體之功能的顯示面板、以及用來在顯示面板上偵測物體的方法
JP2011004230A (ja) 物体検出装置および電子機器
TW202116056A (zh) 影像感測電路及方法
US7256379B2 (en) Optical sensing device
JP2006337366A (ja) 光センサを動作させる方法及び装置
TWI764161B (zh) 光偵測裝置
Ko A mutual-capacitance 3-D gesture sensing system based on 2-D orthogonal encoding and an un-folding coordinate interpolation schemes
JP2020024228A (ja) 光検出装置および電子機器
US12093483B2 (en) Circuit for performing display driving function and fingerprint and touch detecting function
JP3351946B2 (ja) 受光位置検出回路及びこれを用いた距離検出装置
US20060109361A1 (en) Photodetection apparatus
CN115147881A (zh) 光学指纹传感器、光学指纹模组、显示屏和终端设备
JP2005121398A (ja) 光検出装置及びそれを用いた測距装置
US20110141020A1 (en) Optical navigation device