觸控模塊的感光像素電路的制作方法
【專利摘要】一種觸控模塊的感光像素電路，包括一輸出晶體管及一光線檢測單元。輸出晶體管接收一參考信號且受控于一光檢測電壓提供一觸控電壓。光線檢測單元電性連接輸出晶體管，且接收一觸控掃描信號，以依據(jù)觸控掃描信號檢測一光線的強(qiáng)度且對應(yīng)地提供光檢測電壓。根據(jù)本申請?zhí)峁┑碾娐?，可提高觸控模塊的感測速度及感測敏感度。
【專利說明】觸控模塊的感光像素電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種像素電路，尤其涉及一種觸控模塊的感光像素電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著信息技術(shù)、無線移動通信和信息家電的快速發(fā)展與應(yīng)用，為了達(dá)到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多信息產(chǎn)品已由傳統(tǒng)的鍵盤或鼠標(biāo)等輸入裝置，轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂糜|控模塊(Touch Module)作為輸入裝置。觸控模塊依照感測形式的不同可大致上區(qū)分為電阻式觸控模塊、電容式觸控模塊、光學(xué)式觸控模塊、聲波式觸控模塊以及電磁式觸控模塊。
[0003]在內(nèi)建于顯示面板的光學(xué)式觸控模塊中，其透過配置感光元件(如光敏二極管或光敏晶體管)于像素中而形成感光像素。一般而言，感光元件的電流會對應(yīng)光線的強(qiáng)弱而不同，因此可通過電容充電方式來檢測感光元件是否被遮住(亦即被觸控)，進(jìn)而判斷出觸控點(diǎn)。然而，若使用的電容值過大，則感光像素的檢測時間會被拉長；若使用的電容值過小，則感光像素的檢測結(jié)果會受感光元件的漏電流所影響。因此，為了提升觸控效能，感光像素電路的改善則成為一個重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種觸控模塊的感光像素電路，可提高觸控模塊的感測速度及感測敏感度。
[0005]本發(fā)明的觸控模塊的感光像素電路，包括一輸出晶體管及一光線檢測單兀。輸出晶體管具有一第一源/漏極端、一第二源/漏極端及一第一控制端，其中第一源/漏極端接收一參考信號，第一控制端接收一光檢測電壓，并且第二源/漏極端提供一觸控電壓。光線檢測單元電性連接輸出晶體管的第一控制端，且接收一觸控掃描信號，以依據(jù)觸控掃描信號檢測一第一光線的強(qiáng)度且對應(yīng)地提供光檢測電壓。
[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光線檢測單元包括一第一光敏晶體管及一分壓晶體管。第一光敏晶體管具有一第三源/漏極端、一第四源/漏極端及一第二控制端，用以感測第一光線，其中第三源/漏極端接收觸控掃描信號，第二控制端電性連接第四源/漏極端，并且第四源/漏極端提供光檢測電壓。分壓晶體管具有一第五源/漏極端、一第六源/漏極端及一第三控制端，其中第五源/漏極端電性連接第四源/漏極端，第三控制端電性連接第六源/漏極端，并且第六源/漏極端接收一第一系統(tǒng)電壓。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，分壓晶體管為一第二光敏晶體管，用以感測一第二光線，其中第二光線不同于第一光線。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝还饩€為一紅外線光及一紫外線光的其中之一時，第二光線為一環(huán)境光。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝还饩€為一綠色光線、一紅色光線及一藍(lán)色光線的其中之一時，第二光線為綠色光線、紅色光線及藍(lán)色光線的其中另一光線或其余光線。[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,觸控模塊的感光像素電路,還包括一第一開關(guān)晶體管。第一開關(guān)晶體管具有一第七源/漏極端、一第八源/漏極端及一第四控制端，其中第七源/漏極端電性連接第二源/漏極端以接收觸控電壓，第四控制端接收一柵極控制信號，并且第八源/漏極端電性連接一觸控數(shù)據(jù)線。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，觸控模塊的感光像素電路，還包括一第二開關(guān)晶體管。第二開關(guān)晶體管具有一第九源/漏極端、一第十源/漏極端及一第五控制端，其中第九源/漏極端電性連接第二源/漏極端以接收觸控電壓，第五控制端接收觸控掃描信號，并且第十源/漏極端電性連接一觸控數(shù)據(jù)線。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，參考信號具有一固定電壓。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，參考信號為觸控掃描信號。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，觸控掃描信號為一脈沖信號。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一光線為一紅外線光、一綠色光線、一紅色光線、一藍(lán)色光線及一紫外線光的其中之一。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路，其光線檢測單元依據(jù)特定波長的光線的強(qiáng)度提供光檢測電壓，以控制輸出晶體管所提供的觸控電壓的充電速度。因此，可提高觸控模塊的感測速度及感測敏感度。并且，光線檢測單元可利用兩個光敏晶體管分別檢測不同波長的光線，并且通過這兩個光敏晶體管進(jìn)行分壓而產(chǎn)生光檢測電壓，借此可對環(huán)境光的部分進(jìn)行補(bǔ)償。
[0017]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附的圖作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1A為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。
[0019]圖1B為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光像素電路的驅(qū)動波形示意圖。
[0020]圖2為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。
[0021]圖3A為依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。
[0022]圖3B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的感光像素電路的驅(qū)動波形示意圖。
[0023]圖4為依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。
[0024]圖5為依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。
[0025]圖6為依據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。
[0026][主要元件附圖標(biāo)記說明]
[0027]Gn:柵極控制信號
[0028]LSR:光線檢測單元
[0029]MO、MOa:輸出晶體管
[0030]MS、MSa:開關(guān)晶體管
[0031]SDT:觸控數(shù)據(jù)線
[0032]Sn:觸控掃描信號
[0033]SPXl?SPX6:感光像素電路
[0034]TOP:光敏晶體管[0035]TS、TE:時間
[0036]TVD:分壓晶體管
[0037]VA:觸控電壓
[0038]VH、VHa、VHb:系統(tǒng)高電壓
[0039]VL、VLa、VLb:系統(tǒng)低電壓
[0040]VLS:光檢測電壓
[0041]VLT、VAM、VDK:電壓
【具體實(shí)施方式】
[0042]圖1A為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。請參照圖1A，在本實(shí)施例中，感光像素電路SPXl包括輸出晶體管MO及光線檢測單元LSR，并且光線檢測單元LSR例如包括光敏晶體管TOP及分壓晶體管TVD，其中分壓晶體管TVD可以是具有感光性的晶體管(如光敏晶體管)或不具有感光性的晶體管。
[0043]輸出晶體管MO的漏極(對應(yīng)第一源/漏極端)接收第二系統(tǒng)電壓，例如，該第二系統(tǒng)電壓可以是系統(tǒng)高電壓VH (對應(yīng)具有固定電壓的參考信號)，輸出晶體管MO的源極(對應(yīng)第二源/漏極端)電性連接觸控數(shù)據(jù)線SDT以提供觸控電壓VA，輸出晶體管MO的柵極(對應(yīng)第一控制端)接收光檢測電壓VLS。
[0044]光敏晶體管TOP的漏極(對應(yīng)第三源/漏極端)接收觸控掃描信號Sn，光敏晶體管TOP的源極(對應(yīng)第四源/漏極端)電性連接光敏晶體管TOP的柵極(對應(yīng)第二控制端)且提供光檢測電壓VLS，其中光敏晶體管TOP用以感測具有特定波長的光線(對應(yīng)第一光線)，例如紅外線光、綠色光線、紅色光線、藍(lán)色光線或紫外線光，并且光線的濾除可透過彩色濾光片(color filter)來達(dá)成。
[0045]分壓晶體管TVD的漏極(對應(yīng)第五源/漏極端)電性連接光敏晶體管TOP的源極，分壓晶體管TVD的源極(對應(yīng)第六源/漏極端)電性連接分壓晶體管TVD的柵極(對應(yīng)第三控制端)且接收第一系統(tǒng)電壓，該第一系統(tǒng)電壓的電壓值可以小于第二系統(tǒng)電壓的電壓值，例如該第一系統(tǒng)電壓可以是系統(tǒng)低電壓VL。
[0046]依據(jù)上述，光線檢測單元LSR電性連接輸出晶體管MO的柵極，且接收觸控掃描信號Sn，以依據(jù)觸控掃描信號Sn檢測特定波長的光線的強(qiáng)度且對應(yīng)地提供光檢測電壓VLS。
[0047]圖1B為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的感光像素電路的驅(qū)動波形示意圖。請參照圖1A及圖1B，在本實(shí)施例中，觸控電壓VA的實(shí)線所示波形為對應(yīng)接收到環(huán)境光的狀況，觸控電壓VA的上方虛線所示波形為對應(yīng)接收到較多特定波長光線的狀況，觸控電壓VA的下方虛線所示波形為對應(yīng)未接收到光線的狀況。其中，觸控掃描信號Sn例如為脈沖信號，并且系統(tǒng)高電壓VHa可以相同于系統(tǒng)高電壓VH，系統(tǒng)低電壓VLa可以相同于系統(tǒng)低電壓VL，但本發(fā)明實(shí)施例不以此為限。
[0048]當(dāng)觸控掃描信號Sn為使能時(即觸控掃描信號Sn為系統(tǒng)高電壓VHa)，光檢測電壓VLS會因?yàn)楣饷艟w管TOP與分壓晶體管TVD的分壓而提升，以致于輸出晶體管MO會導(dǎo)通。此時，系統(tǒng)高電壓VH會對輸出晶體管MO的源極進(jìn)行充電，以致于觸控電壓VA會上升。并且，感光像素電路SPXl可視為處于掃描狀態(tài)。
[0049]當(dāng)光敏晶體管TOP接收到環(huán)境光中特定波長的光線時，光敏晶體管TOP會產(chǎn)生電流(在此為漏電流)，亦即光敏晶體管TOP會產(chǎn)生跨壓(即漏極與源極之間的電壓)，而分壓晶體管TVD的跨壓會作為光檢測電壓VLS，以使觸控電壓VA會逐漸上升。當(dāng)光敏晶體管TOP接收到較多的特定波長的光線時(如被光筆所照射)，光敏晶體管TOP的電流(在此為漏電流)會增加，亦即光敏晶體管TOP的跨壓(即漏極與源極之間的電壓)會降低，并且分壓晶體管TVD的跨壓會增加，以致于光檢測電壓VLS會較高，亦即觸控電壓VA的上升速度較快。再者，當(dāng)光敏晶體管TOP未接收到特定波長的光線或接收的光量較低時，光敏晶體管TOP的電流(在此為漏電流)會減少，亦即光敏晶體管TOP的跨壓(即漏極與源極之間的電壓)會增力口，并且分壓晶體管TVD的跨壓會減少，以致于光檢測電壓VLS會較低，亦即觸控電壓VA的上升速度較慢。
[0050]在本實(shí)施例中，觸控掃描信號Sn為禁能的期間(亦即觸控掃描信號Sn為系統(tǒng)低電壓VLa的期間)，光檢測電壓VLS會接近系統(tǒng)低電壓VL，以致于輸出晶體管MO不會導(dǎo)通。此時，感光像素電路SPXl可視為處于閑置狀態(tài)。因此，觸控電壓VA的充電是執(zhí)行于觸控掃描信號Sn為使能的期間(亦即觸控掃描信號Sn為系統(tǒng)高電壓VHa的期間)，亦即時間TS至?xí)r間TE之間。依據(jù)圖1B所示，當(dāng)觸控電壓VA結(jié)束充電時，觸控電路(未繪示)可檢測到電壓VLT、VAM或VDK，以判斷感光像素電路SPXl是否被觸控。由此，可提高觸控模塊(未繪示)的感測速度及感測敏感度。
[0051]在上述實(shí)施例中，若分壓晶體管TVD是不具有感光性的晶體管，則可通過黑矩陣(BM)來遮罩分壓晶體管TVD，以使分壓晶體管TVD不受任何光線所影響。反之，若分壓晶體管TVD是具有感光性的晶體管(如光敏晶體管)，則可通過彩色濾光片(color filter)來進(jìn)行光線的濾除，以致于分壓晶體管TVD可用以感測具有另一特定波長的光線(對應(yīng)第二光線)，亦即不同于光敏晶體管TOP所感測的光線。進(jìn)一步來說，當(dāng)光敏晶體管TOP感測的光線為綠色光線、紅色光線及藍(lán)色光線的其中之一時，分壓晶體管TVD感測的光線可以是綠色光線、紅色光線及藍(lán)色光線的其中另一光線或其余光線；當(dāng)光敏晶體管TOP感測的光線為紅外線光及紫外線光的其中之一時，分壓晶體管TVD感測的光線可以環(huán)境光(如白光)。由此，可對環(huán)境光的部分進(jìn)行補(bǔ)償。
[0052]圖2為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。請參照圖1A及圖2，在本實(shí)施例中，感光像素電路SPX2大致相同于感光像素電路SPXl，其不同之處在于輸出晶體管MOa的柵極接收觸控掃描信號Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似標(biāo)號。并且,感光像素電路SPX2的電路運(yùn)作亦大致相同于感光像素電路SPXl的電路運(yùn)作，在此則不再贅述。
[0053]圖3A為依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。請參照圖1A及圖3A，在本實(shí)施例中，感光像素電路SPX3大致相同于感光像素電路SPXl，其不同之處在于感光像素電路SPX3還包括開關(guān)晶體管MS，其中相同或相似元件使用相同或相似標(biāo)號。開關(guān)晶體管MS的漏極(對應(yīng)第七源/漏極)端)電性連接輸出晶體管MO的源極以接收觸控電壓VA，開關(guān)晶體管MS的源極(對應(yīng)第八源/漏極端)電性連接觸控數(shù)據(jù)線SDT，開關(guān)晶體管MS的柵極(對應(yīng)第四控制端)接收柵極控制信號Gn，其中輸出晶體管MO提供的觸控電壓VA會通過開關(guān)晶體管MS傳送至觸控數(shù)據(jù)線SDT。
[0054]圖3B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的感光像素電路的驅(qū)動波形示意圖。請參照圖3A及圖3B，在本實(shí)施例中，柵極控制信號Gn例如為脈沖信號，并且柵極控制信號Gn的時序相同于觸控掃描信號Sn,其中系統(tǒng)高電壓VHb及系統(tǒng)低電壓VLb分別相同于系統(tǒng)高電壓VHa及系統(tǒng)低電壓VLa，但本發(fā)明實(shí)施例不以此為限。
[0055]依據(jù)上述，當(dāng)系統(tǒng)高電壓VH對輸出晶體管MO的源極進(jìn)行充電時，觸控電壓VA會同時輸出至觸控數(shù)據(jù)線SDT。當(dāng)觸控電壓VA結(jié)束充電時，觸控電路(未繪示)可通過觸控數(shù)據(jù)線SDT接收到電壓電平為電壓VLT、VAM或VDK的觸控電壓VA，以判斷感光像素電路SPX3是否被觸控。
[0056]圖4為依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。請參照圖3A及圖4，在本實(shí)施例中，感光像素電路SPX4大致相同于感光像素電路SPX3，其不同之處在于輸出晶體管MOa的柵極接收觸控掃描信號Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似標(biāo)號。并且,感光像素電路SPX4的電路運(yùn)作亦大致相同于感光像素電路SPX3的電路運(yùn)作，在此則不再贅述。
[0057]圖5為依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。請參照圖3A及圖5，在本實(shí)施例中，感光像素電路SPX5大致相同于感光像素電路SPX3，其不同之處在于開關(guān)晶體管MSa (對應(yīng)第二開關(guān)晶體管)的柵極接收觸控掃描信號Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似標(biāo)號。并且，感光像素電路SPX5的電路運(yùn)作也大致相同于感光像素電路SPX3的電路運(yùn)作，在此則不再贅述。
[0058]圖6為依據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路的電路示意圖。請參照圖3A及圖6，在本實(shí)施例中，感光像素電路SPX6大致相同于感光像素電路SPX3，其不同之處在于輸出晶體管MOa的柵極接收觸控掃描信號Sn，以及開關(guān)晶體管MSa (對應(yīng)第二開關(guān)晶體管)的柵極接收觸控掃描信號Sn，其中相同或相似元件使用相同或相似標(biāo)號。并且，感光像素電路SPX6的電路運(yùn)作亦大致相同于感光像素電路SPX3的電路運(yùn)作，在此則不再贅述。
[0059]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的觸控模塊的感光像素電路，其光線檢測單元依據(jù)特定波長的光線的強(qiáng)度提供光檢測電壓，以控制輸出晶體管所提供的觸控電壓的充電速度。因此，可提高觸控模塊的感測速度及感測敏感度。并且，光線檢測單元可利用兩個光敏晶體管分別檢測不同波長的光線，并且通過這兩個光敏晶體管進(jìn)行分壓而產(chǎn)生光檢測電壓，借此可對環(huán)境光的部分進(jìn)行補(bǔ)償。
[0060]雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸控模塊的感光像素電路，包括: 一輸出晶體管，具有一第一源/漏極端、一第二源/漏極端及一第一控制端，該第一源/漏極端接收一參考信號，該第一控制端接收一光檢測電壓，并且該第二源/漏極端提供一觸控電壓；以及 一光線檢測單元，電性連接該輸出晶體管的該第一控制端，且接收一觸控掃描信號，以依據(jù)該觸控掃描信號檢測一第一光線的強(qiáng)度且對應(yīng)地提供該光檢測電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，其中該光線檢測單元包括: 一第一光敏晶體管，具有一第三源/漏極端、一第四源/漏極端及一第二控制端，用以感測該第一光線，其中該第三源/漏極端接收該觸控掃描信號，該第二控制端電性連接該第四源/漏極端，并且該第四源/漏極端提供該光檢測電壓；以及 一分壓晶體管，具有一第五源/漏極端、一第六源/漏極端及一第三控制端，其中該第五源/漏極端電性連接該第四源/漏極端，該第三控制端電性連接該第六源/漏極端，并且該第六源/漏極端接收一第一系統(tǒng)電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控模塊的感光像素電路，其中該分壓晶體管為一第二光敏晶體管，用以感測一第二光線，其中該第二光線不同于該第一光線。
4.如權(quán)利要求3所述的觸控模塊的感光像素電路，其中當(dāng)該第一光線為一紅外線光及一紫外線光的其中之一時，該第二光線為一環(huán)境光。
5.如權(quán)利要求3所述的觸控模塊的感光像素電路，其中當(dāng)該第一光線為一綠色光線、一紅色光線及一藍(lán)色光線的其中之一時，該第二光線為該綠色光線、該紅色光線及該藍(lán)色光線的其中另一光線或其余光線。
6.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，還包括: 一第一開關(guān)晶體管，具有一第七源/漏極端、一第八源/漏極端及一第四控制端，其中該第七源/漏極端電性連接該第二源/漏極端以接收該觸控電壓，該第四控制端接收一柵極控制信號，并且該第八源/漏極端電性連接一觸控數(shù)據(jù)線。
7.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，還包括: 一第二開關(guān)晶體管，具有一第九源/漏極端、一第十源/漏極端及一第五控制端，其中該第九源/漏極端電性連接該第二源/漏極端以接收該觸控電壓，該第五控制端接收該觸控掃描信號，并且該第十源/漏極端電性連接一觸控數(shù)據(jù)線。
8.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，其中該參考信號具有一固定電壓。
9.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，其中該參考信號為該觸控掃描信號。
10.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，其中該觸控掃描信號為一脈沖信號。
11.如權(quán)利要求1所述的觸控模塊的感光像素電路，其中該第一光線為一紅外線光、一綠色光線、一紅色光線、一藍(lán)色光線及一紫外線光的其中之一。
【文檔編號】G06F3/041GK103645821SQ201310727473
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】連崇閔, 徐雅玲, 林剛毅 申請人:友達(dá)光電股份有限公司