CN101467443A - 图像传感器以及显示器 - Google Patents

图像传感器以及显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN101467443A
CN101467443A CNA2007800216150A CN200780021615A CN101467443A CN 101467443 A CN101467443 A CN 101467443A CN A2007800216150 A CNA2007800216150 A CN A2007800216150A CN 200780021615 A CN200780021615 A CN 200780021615A CN 101467443 A CN101467443 A CN 101467443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
transducer
row
photodiode
sensor element
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800216150A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101467443B (zh
Inventor
克里斯托弗·詹姆斯·布朗
本·詹姆斯·海德文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN101467443A publication Critical patent/CN101467443A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101467443B publication Critical patent/CN101467443B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14678—Contact-type imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
    • H04N3/155—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor
    • 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
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

一种例如并入有源矩阵显示器内的图像传感器，包括传感器元件(10)的阵列。每个传感器元件(10)包括放大晶体管(M1)，其栅极与积分节点(11)连接。积分节点(11)与积分电容器(C1)的一个极板连接，且与光电二极管(D1)的一个电极连接，光电二极管(D1)的另一电极与复位线(RST)连接。传感器元件(10)执行重复的感测循环，所述感测循环包括复位阶段、积分阶段以及读取阶段。在复位阶段期间，复位线(RST)接收将光电二极管(D1)正向偏置的电压，以将积分节点(11)充电至预定电压。然后复位线(RST)返回用于将光电二极管(D1)反向偏置的电压，以便执行积分和读取阶段。

Description

图像传感器以及显示器
技术领域
本发明涉及图像传感器以及包括这种图像传感器的显示器。
背景技术
期望以薄膜多晶硅工艺来制作图像传感器，这与在为有源矩阵液晶显示器(AMLCD)制造薄膜晶体管基板时使用的工艺相兼容。通过使用这样的制作工艺，可以将这样的图像传感器单片地集成在AMLCD内，以提供例如对触摸或笔输入进行检测的输入功能。在这样的结构中，每个像素可以包括图像感测和显示元件，以提供图像感测和显示的相似空间分辨率。然而，与其中并未提供图像感测功能的显示器相比，像素内图像感测功能的存在减小了这种显示设备的孔径比。
现有若干类型的半导体图像传感器，包括基于电荷耦合器件(CCD)技术的半导体图像传感器以及基于互补金属氧化物硅(CMOS)技术的半导体图像传感器。在过去CCD提供了比CMOS图像传感器高的性能，这是因为专门的加工技术使光生电荷(photo-generated charge)的传输效率最大化。然而，CMOS图像传感器的优点在于，可以将图像阵列和信号处理电子器件集成到相同的芯片中，然而CCD工艺的专用特性禁止这样的集成。从而CMOS图像传感器对于许多应用(例如在消费电子器件中)具有成本较低的优点。
现有2种主要类型的CMOS图像传感器，即无源像素传感器(PPS)和有源像素传感器(APS)。无源像素传感器在图像传感器的每个像素内包括：光电二极管或类似的光敏器件，以及“选择”晶体管。按行对图像传感器阵列进行寻址，利用典型位于每列底部的积分器对每一光电二极管产生的电流在一行周期的持续时间上进行积分。因为每个像素仅包含2个有源器件，所以无源像素结构允许提供高分辨率阵列。然而，对每行进行连续积分所需要的时间限制了这种阵列的尺寸，且输出信号遭受到与积分期间列电流的波动相关的相对大强度噪声。
APS设备包括处于每个像素中的放大器，从而不会受到PPS结构的限制。例如，如US 5,471,515中公开的，附图的图1示出了采用基于光电门的(photogate-based)像素电路的APS的示例。在操作中，在积分时段期间，电子与入射在光电门电极下面的基板上的光子通量成比例地聚集到光电门30下面的势阱中。在每个积分时段的末尾，通过施加复位信号脉冲RST将浮扩散区(floating diffusion region)40的电势复位到初始电平。然后在由脉冲TX控制的传输步骤期间将聚集在光电门上的电荷传输至浮扩散区40。从而浮扩散区40的电势表示在积分时段期间聚集的电荷。
在对像素行进行采样时，利用行扫描脉冲(ROW)将行选择晶体管60导通。连接晶体管55，作为与位于像素阵列的列末尾的偏置晶体管65协作的源极跟随器(source-follower)。晶体管55的栅极与浮扩散节点连接，使得源极跟随器的输出提供对晶体管55的栅极处的电压的指示，以及从而提供对积分时段期间聚集在像素中的电荷的指示。
如图1中70处所示，图像传感器芯片还包括用于读出采样像素信号的电路。在选择了包含感测元件在内的行时，经由晶体管200将表示入射光强度的源极跟随器输出电压存储在电容器205中。晶体管210、215以及200针对包含感测元件在内的列组成另一源极跟随器。在脉冲产生(pluse)列选择信号COL时，经由输出OUT将列源极跟随器的输出提供给芯片放大器。依次使能列源极跟随器，使得图像传感器输出电压是对入射在阵列的每个像素上的光强度的时序(time sequential)表示。
图1所示的结构还包括器件116、225、230、235、240以及245，这些器件用于为芯片放大器产生基准电压，以减小偏移误差。这种结构的操作是现有的并且将不对其进一步描述。
附图的图2示出了APS型传感器元件，该传感器元件包括“体(bulk)”或垂直型的光电二极管1，例如，如在“128x128 CMOSphotodiode-type active pixel sensor with on-chip timing，control，andsignal chain electronics”，E Fossum et al，Charge-Coupled Devices andSolid-State Optical Sensors V，Proc.SPIE，Vol 2415，pp 117-123，1995中公开的。感测元件包括连接在电源线VDD与光电二极管1的阴极3之间的复位晶体管2。晶体管2的栅极接收复位信号RST，并且将光电二极管1反向偏置以便将其电容充电至预定的电压。在复位阶段之后是感测阶段，在所述感测阶段期间执行积分，从而光电二极管电流以与入射在光电二极管1上的光子通量成比例的速率对所述光电二极管的电容进行放电。作为源极跟随器连接晶体管4，其中将所述晶体管4的源极-漏极或“主传导”路径与选择晶体管5的源极-漏极或“主传导”路径串联在电源线VDD与感测元件阵列的列总线COL BUS 6之间。在对像素行进行采样时，利用脉冲RS将行选择晶体管5导通。列总线与例如图1中晶体管65和电路70所示类型的列读取结构连接，以允许将来自像素行的输出电压从传感器读出。
如附图的图3所示，US 2006/0033729 A1公开了一种设备，包括集成在AMLCD内的图像传感器。每个像素包括显示部分和图像感测部分，其中后者的类型与附图的图2所示的相类似。在该设备中，每个光电二极管包括与制造AMLCD薄膜晶体管(TFT)基板使用相同加工技术制作的薄膜光电二极管。在该情况下需要分立的积分电容器，这是因为，与体CMOS器件相比，薄膜光电二极管的光电流与自电容(self-capacitance)之比较大。因此，在不存在积分电容的情况下，像素放电速率对于实际使用而言将过高。
可以采用阴影模式或反射模式来操作这样的设备。在阴影模式下，AMLCD之上的对象阻断环境光的路径并且在显示器的表面上投下阴影，由图像传感器阵列检测所述阴影。例如，该模式可用于触摸、笔或手势输入。如附图的图4所示，在反射模式下，来自显示器背光23的光通过相对基板24、液晶层25以及TFT基板21，以便入射到设备前面的对象22上。自对象22反射的光返回图像传感器阵列以转换成相应的信号。反射模式的应用示例包括接触型图像扫描以及指纹识别和鉴定。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种图像传感器，包括至少一个传感器元件，每一个所述传感器元件包括半导体放大元件、积分电容器、以及光电二极管，所述光电二极管具有：第一电极，与放大元件的第一控制电极和电容器的第一端子连接；以及第二电极，与第一控制输入连接，其中将所述第一控制输入设置为：在感测阶段期间接收第一电压，以将光电二极管反向偏置；以及在复位阶段期间接收第二电压，以将光电二极管正向偏置，从而将电容器充电至预定电压。
可以循环地重复复位和感测阶段。
光电二极管可以是横向光电二极管。
光电二极管可以是薄膜二极管。
放大元件可以包括电压跟随器结构。
放大元件包括可以第一晶体管。第一晶体管可以是薄膜晶体管。第一晶体管可以是场效应晶体管。可以连接第一晶体管作为源极跟随器，以及第一控制电极可以包括晶体管栅极。
传感器可以包括半导体选择元件，半导体选择元件具有：主传导路径，所述主传导路径与放大元件的主传导路径串联；以及第二控制电极，所述第二控制电极与第二输入连接以在读取阶段期间对传感器元件的选择加以控制。选择元件可以包括第二晶体管。第二晶体管可以是薄膜晶体管。
电容器可以具有与第二控制输入连接的第二端子，将所述第二控制输入设置为：在感测阶段期间接收第三电压，以禁用放大元件，并允许利用电容器对来自光电二极管的光电流进行积分；以及在读取阶段期间接收第四电压，以使能放大元件。
所述至少一个传感器元件可以包括多个传感器元件，将所述多个传感器元件设置为包括行和列的第一阵列。传感器可以包括第一行控制输入，所述第一行控制输入中的每个与相应行的传感器元件的第一控制输入连接。传感器可以包括第二行控制输入，所述第二行控制输入中的每个与相应行的传感器元件的第二控制输入连接。传感器可以包括列输出，所述列输出中的每个与相应列的传感器元件的输出连接。每列输出可以与相应的偏置元件连接。每个偏置元件可以包括第三晶体管。每个第三晶体管可以是薄膜晶体管。
传感器可以包括有源矩阵寻址结构，用于对传感器元件进行寻址。
根据本发明的第四方面，提供了一种显示器，包括根据本发明第一方面的传感器以及至少一个显示像素。
所述至少一个像素可以包括多个像素，将所述多个像素设置为包括多行和多列的第二阵列。传感器元件中的每个可以构成至少一个像素的一部分。显示器可以包括像素列数据线，所述像素列数据线中的至少两条将列输出连接到相应传感器元件列的传感器元件输出。
像素可以是液晶像素。
有源矩阵寻址结构可以被设置为对每行传感器元件在相应像素行的行消隐期期间进行寻址。
从而可以提供一种图像传感器，在所述图像传感器中，与现有结构相比每个传感器元件占用更小的面积。例如，这可以用于提供更大的感测元件“封装密度”，以提供更大空间分辨率的传感器。在组合传感器和显示器的情况下，传感器元件具有更小的面积，使得对于给定的空间分辨率，像素面积的更大部分可用于显示目的，例如以提供具有改进外观的更亮的显示器。例如，这种结构可用于使用薄膜半导体加工或绝缘体上硅(SOI)半导体加工技术的设备中。在传感器与显示器相结合的情况下，例如采用积分图像感测的AMLCD的孔径比可以充分增大。
附图说明
图1是现有类型图像传感器的一部分的示意图；
图2是现有类型图像感测元件的电路图；
图3是并入图像传感器的现有显示器的一部分的电路图；
图4是包括以反射模式操作的图像传感器在内的现有显示器的示意性横截面图；
图5是根据本发明实施例的图像传感器的一部分的电路图；
图6是示出了对图5所示实施例的可能修改的电路图；
图7是示出了对图5所示实施例的另一可能修改的电路图；
图8是根据本发明另一实施例的图像传感器的一部分的电路图；
图9是示出了在图8所示实施例中出现的波形的时序图；
图10是示出了根据本发明实施例的、包括图像传感器在内的显示器的示意图；
图11是示出了图10所示实施例的示例细节的图；
图12是示出了根据图10所示实施例的另一示例细节的图；
图13是示出了根据图10所示实施例的又一示例细节的图；
图14是示出了图10所示实施例的操作的时序图。
在图中相同的参考数字表示相同的部分。
具体实施方式
图像传感器包括由传感器元件的行和列组成的阵列，每个传感器元件如图5中的10所示。将传感器元件10与寻址和输出电路一起集成在公共基板上，例如，使用薄膜晶体管或绝缘体上硅(silicon-on-insulator)技术。传感器包括有源矩阵器件，所述有源矩阵器件可以与如下描述的液晶型有源矩阵显示器相结合。
传感器元件10包括横向(lateral)薄膜光电二极管D1形式的光电检测器。光电二极管D1的阳极与复位线RST连接，所述复位线RST对于相同行的所有传感器元件是公共的。光电二极管D1的阴极与积分节点11连接，所述积分节点11与积分电容器C1的第一电极或极板连接，积分电容器C1的另一电极或极板与电源线VDD连接。
感测元件10包括薄膜绝缘栅场效应晶体管M1形式的半导体放大元件，将M1设置为源极跟随器，其中M1的栅极与光电二极管D1的阴极和电容器C1的第一电极连接，M1的漏极与电源线VDD连接，M1的源极提供输出信号。晶体管M1的源极-漏极路径与另一绝缘栅场效应晶体管M2的源极-漏极路径串联在电源线VDD与列输出线6之间。晶体管M2的栅极与行选择线RS连接，所述行选择线RS对于相同行的传感器元件是公共的。晶体管M2的源极形成感测元件10的输出，其中相同列的感测元件的输出与相同的列输出线6连接。
列输出线6的末尾与绝缘栅场效应晶体管M3的漏极连接，所述绝缘栅场效应晶体管M3的源极与另一电源线VSS连接，绝缘栅场效应晶体管M3的栅极经由基准电压线VB与基准电压发生器连接。晶体管M3用作偏置元件，所述偏置元件针对当前为读取而选择的列的每个传感器元件10的晶体管M1形成有源源极负载。晶体管M3的漏极包括列输出，并且与任何合适类型(例如以上参考图1描述的类型)的输出读取电路连接。
每个传感器元件10执行对具有多个阶段的操作的重复循环。在包括积分时段在内的感测阶段的开始，将脉冲提供给复位线RTS以正向偏置光电二极管D1。从而光电二极管D1导通以将电容器C1两端的电压设置成预定的初始值。例如，正常地复位线RST的电压处于VSS，其中VSS是电源线VSS的电压并且典型地是0伏。脉冲具有等于VDD的幅度，使得电容器C1两端的初始电压等于电源电压VDD减去光电二极管D1两端的正向电压降。在复位之后，复位线RST的电压返回值VSS以便将光电二极管D1反向偏置。
在积分时段期间，光电二极管电流以与入射在光电二极管上的光子通量成比例的速率对积分电容器C1进行放电。在积分时段的末尾，电容器C1两端的电压下降的量等于：光电二极管电流与积分时段时间的乘积除以电容器C1的电容(与光电二极管D1的电容和晶体管M1的栅极电容并联)。
在积分时段的末尾，将行选择脉冲提供给行选择线RS。从而提供给晶体管M2栅极的电压从晶体管阈值电压以下升高到晶体管阈值电压以上，以便接通晶体管M2。从而晶体管M1的源极经由控制线6与偏置晶体管M3的漏极连接以形成源极跟随器，所述源极跟随器用作电压跟随器结构。源极跟随器的输出电压提供了对在积分时段期间积分的光电二极管电流的度量，从而提供了对入射在光电二极管D1上的光强度的度量。
传感器元件10允许使用薄膜或绝缘体上硅技术形成整个元件，但是比现有结构占用的面积小。例如，与图3所示的现有结构中所需要的3个晶体管相比，图5的传感器元件10仅需要2个晶体管。这允许制造低成本的图像传感器，其中每单元面积具有更多的传感器元件，以提供增大的图像感测空间分辨率。可选地，在传感器构成显示器的一部分时，减小了传感器元件所占用的面积，使得例如与图3所示的结构相比可以增大显示器的孔径比。因此，与现有结构相比可以实现对显示器的亮度和质量的改进。
图6所示的传感器元件10与图5所示的传感器元件的不同之处在于，将光电二极管D1的极性反转，使得阴极与复位线RST连接而阳极与积分节点11连接。此外，通常复位线RST承载电源线VDD的电压VDD，复位脉冲使该电压下降到电源线VSS的电压VSS。传感器元件10的操作与图5所示元件的操作相类似。然而，在复位阶段期间，将由电容器C1的第一极板形成的积分节点的电势设置成电压VSS加上光电二极管D1两端的正向电压降，并且所述积分节点的电势在积分时段期间以这样的速率升高：该速率是由出现在积分节点11处的电容以及由通过光电二极管D1的光电流确定的。
图7示出了对图5的传感器元件的修改，该修改还可以用于图6的传感器元件。具体地，在光电二极管D1之上提供遮光器(light shield)11a，并且所述遮光器11a与传感器元件10的积分节点11连接。
例如，在传感器元件10是诸如AMLCD之类的显示器的一部分时，这种遮光器11a的使用是必要的。在这种情况下，显示器基板是透明的，并且除了将要感测的环境光以外，还暴露给背光。例如，可以在TFT加工的任何合适层中制作遮光器11a，并且可以将遮光器11a设置为阻止来自背光的光进入光电二极管D1的光敏区，使得基本上仅入射环境光为光电二极管电流做贡献。
图8示出了图像传感器的传感器元件，所述图像传感器仅需要1个晶体管M1，从而占用甚至更小的基板面积，允许甚至更大的图像感测空间分辨率和/或显示器孔径比。源跟随晶体管M1和偏置晶体管M3如以上所述。光电二极管D1的阴极和积分电容器C1的第一电极(端子)与积分节点11连接以及与晶体管M1的栅极连接。光电二极管D1的阳极与复位线RST连接。电容器C1的第二电极(端子)与行选择线RS连接，省略了晶体管M2。图9所示的上面和下面的波形示出了复位线RST和行选择线RS上的波形。
如以上所述，传感器元件执行对复位、积分以及读取阶段的重复循环。例如根据现有的有源矩阵寻址技术，对于相同行传感器元件10的循环彼此同步，对于不同行的循环在时间上是参差的或偏移的。
在复位阶段开始时，复位线RST上的信号升高到它的高电平VDDR。从而光电二极管D1变成正向偏置并且导通，以便将积分节点11充电至电势(VDDR-VD)，其中VD是光电二极管的正向电压。电压VDDR小于晶体管M1的阈值电压，使得在复位阶段期间以及在随后的积分阶段期间该晶体管保持切断。
在复位信号返回其低值时积分阶段开始。在该阶段期间，光电二极管电流以与入射在光电二极管上的光子通量成比例的速率对积分电容器C1进行放电。在积分阶段的末尾(在选择行以进行读取时)，由以下公式给出了积分节点11处的电压VINT：
VINT＝VDDR-VD-IPHOTO.tINT/CT
其中IPHOTO是通过光电二极管D1的电流，tINT是积分时段，以及CT是积分节点11处的总电容。总电容CT是电容器C1的电容、光电二极管D1的自电容、以及晶体管M1的栅极电容的总计。
在读取阶段的开始，线RS上的行选择信号升高至其高值。在积分电容器C1两端出现电荷注入，使得积分节点11处的电势增大到：
VINT＝VDDR-VD-IPHOTO.tINT/CT+(VRS.H-VRS.L).CINT/CT
其中VRS.H和VRS.L分别是行选择信号的高和低电势，并且可以分别等于VDD和VSS。
从而积分节点11处的电势升高到源跟随晶体管M1的阈值电压以上，使得源跟随晶体管M1与列末尾的偏置晶体管M3一起作为源跟随放大器进行操作。提供给列输出的输出电压表示在积分阶段期间积分的光电二极管电流，从而表示入射在光电二极管D1上的光的强度。
在读取阶段的末尾，线RS上的行选择信号返回其低值。通过电容器C1两端的电荷注入将电荷从积分节点11去除。从而积分节点11的电势下降到晶体管M1的阈值电压以下，从而截止晶体管M1。
如以上提到的，电容器C1的第二端子与行选择线RS形式的电源线(第二控制输入)VDD连接。在感测或积分阶段，行选择线RS接收电压(第三电压)VDDR/VSS，从而将放大元件M1禁用并且允许对光电流的积分。在积分阶段末尾的读取阶段期间，如图9的下面的图所示，行选择线RS接收电压(第四电压)VDD，从而通过利用电荷注入使晶体管M1的栅极升高这样的电压来使能晶体管M1：该电压在晶体管阈值电压以上，并且是在积分时段期间至少部分地由入射在光电二极管D1上的光确定的。
如以上提到的，通过忽略行选晶体管M2，图8的传感器元件10占用的基板面积比前述实施例中的传感器元件所占用的基板面积甚至更小。
如以上提到的，可以将传感器元件10的阵列以及列底部的输出电路并入显示器内，以便为这样的显示器提供例如“触摸屏”形式的输入设施。图10示出了这种设备在公共基板上的布局图，例如利用薄膜技术或绝缘体上硅技术将所有部件集成在所述公共基板上。例如由玻璃制成的透明基板12承载像素矩阵13，所述像素矩阵13包括显示图像元件(像素)的阵列或矩阵，其中包括传感器元件，且具有以行和列方向延伸的适当电极。显示器从任何合适的图像源接收图像数据以及定时信号和功率，并且显示器包括显示器源极驱动器14和显示器栅极驱动器15。在有源矩阵器件领域中这样的驱动器是现有的，并且将不对其进行进一步描述。设备还包括传感器行驱动器16和传感器读出驱动器17。驱动器16和17从用于处理传感器数据的设备接收定时和功率信号。传感器读出驱动器17可以是如以上描述的传统类型，传感器行驱动器16可以与显示器栅极驱动器15相类似。
图11以包括图像感测功能的有源矩阵液晶显示器(AMLCD)形式示出了图10中组合显示器和传感器结构的示例。详细示出了形成阵列的像素电路18之一的电路图。显示像素是现有类型的并且包括薄膜绝缘栅场效应晶体管M4，薄膜绝缘栅场效应晶体管M4的栅极经由行栅极线GL与显示器栅极驱动器15连接，薄膜绝缘栅场效应晶体管M4的源极经由列源极线SL与显示器源极驱动器14连接。晶体管M4的漏极与电容器C2的一个电极和液晶像素CLC的一个电极连接。电容器C2的另一电极经由公共线TFTCOM与驱动器15连接。另一像素电极由相对设备基板上的相对电极构成，其中该相对设备基板被连接以接收公共相对电极电压VCOM。
传感器元件10是图8所示类型的，传感器元件10包括单个晶体管M1、薄膜横向光电二极管D1、以及积分电容器C1。电源线VDD和列输出线6与传感器读出驱动器17连接。行选择线RS和复位线RST与传感器行驱动器16连接。
在这样的AMLCD中图像显示像素的操作是公知的，这里将不对其进行进一步描述。包括传感器元件10以及驱动器16和17在内的图像传感器的操作如以上所述。尽管可以独立地执行对显示像素和传感器元件的寻址，然而通常以逐行为基础来将这样的寻址同步，以下将描述这种寻址的定时示例。
在图11的显示器中，每个传感器元件10位于每个像素电路18内，使得图像感测空间分辨率与图像显示空间分辨率相同。然而，感测和显示分辨率不需要相同，并且分别是可以根据任何具体应用的需要来选择的。例如，图12示出了这样的显示器，在该显示器中，为每组提供一个传感器元件10，其中所述组包括3个颜色分量像素，这3个颜色分量像素形成合成的全色(full-colour)像素。为合成像素每列的RGB分量像素提供分立的源极线SLr、SLg以及SLb。光电二极管D1和积分电容器C1位于颜色分量像素之一内，在该情况下位于红色像素内，而晶体管M1位于绿色分量像素内。这减小了每个颜色分量像素内传感器元件电路占用的面积，从而增大了最低像素孔径比。将光电二极管D1置于一个颜色的颜色分量像素下面将使得图像传感器对于该颜色的单色光敏感。这可以通过以下方式来避免：例如如图4所示，将光电二极管置于设备上的不同滤色器颜色下面，或以有源矩阵基板置于最上的方式来操作设备。在图4的结构中，环境光在入射到光电二极管上之后才通过显示器滤色。
图13示出了显示器，该显示器与图12的显示器的不同之处在于，源极线还用作图像传感器的列输出线6，以进一步提高最低像素孔径比。由于将线共享为源极线和列输出线，使得有必要以适当的定时来执行对图像显示像素和传感器元件的寻址或扫描，在图14的波形图中示出了这种定时的示例。仅需要在每行的整行寻址时间的相对小部分中来执行对每个传感器元件行的读取阶段，这可以设置为与显示功能的水平消隐期(horizontal blanking period)相一致，通常在所述水平消隐期期间将源极线从显示器源极驱动器14断开。
如图14所示，每个显示行周期以水平同步脉冲HSYNC开始，在这之后以合适的电压驱动源极线SLr、SLg以及SLb以对所选择的行的颜色分量像素的光学状态加以控制，以便按照现有寻址方案来逐行刷新图像。
在将信号传递至行的图像显示像素之后，在消隐期的开始将源极线从显示器源极驱动器14断开，这一般用于现有的AMLCD中以将相对电极的极性反转，以便防止液晶材料的退化。在消隐期期间，在线RS上产生传感器元件行选择信号，将偏置电压VB施加到晶体管M3，其中列输出线6与晶体管M3连接以在当前选择的行的图像元件中使能源极跟随器结构。从而经由列线SLg将传感器数据输出至传感器读出驱动器17，所述传感器读出驱动器17用作传感器元件10与设备的传感器输出之间的接口。
在所选择的传感器元件行的读取阶段的末尾，行选择和偏置信号返回它们的低电势。针对所选择的行的传感器元件将复位信号施加到复位线RST，以便将积分节点复位成预定的电压。然后在行寻址期tROW的末尾将复位信号去除，然后针对下一像素行来重复该过程。
图13所示的结构给出了以下示例：传感器元件部件分散在多个像素中以增大最低像素孔径比，以及共享公共线以减小传感器元件所占用的面积从而提高显示器的孔径比。然而，可以采用任何其它合适的方式在显示像素中设置传感器元件的部件。此外，其它公共线共享结构也是可能的。

Claims (27)

1、一种图像传感器，包括至少一个传感器元件，每一个所述传感器元件包括半导体放大元件、积分电容器、以及光电二极管，
所述光电二极管具有：第一电极，与放大元件的第一控制电极和电容器的第一端子连接；以及第二电极，与第一控制输入连接，
其中将所述第一控制输入设置为：在感测阶段期间接收第一电压，以将光电二极管反向偏置；以及在复位阶段期间接收第二电压，以将光电二极管正向偏置，从而将电容器充电至预定电压。
2、根据权利要求1所述的传感器，其中，循环地重复所述复位和感测阶段。
3、根据权利要求1或2所述的传感器，其中，所述光电二极管是横向光电二极管。
4、根据前述任一权利要求所述的传感器，其中，所述光电二极管是薄膜二极管。
5、根据前述任一权利要求所述的传感器，其中，所述放大元件包括电压跟随器结构。
6、根据前述任一权利要求所述的传感器，其中，所述放大元件包括第一晶体管。
7、根据权利要求6所述的传感器，其中，所述第一晶体管是薄膜晶体管。
8、根据权利要求6或7所述的传感器，其中，所述第一晶体管是场效应晶体管。
9、根据从属于权利要求5的权利要求8所述的传感器，其中，连接所述第一晶体管作为源极跟随器，以及第一控制电极包括晶体管栅极。
10、根据前述任一权利要求所述的传感器，包括半导体选择元件，所述半导体选择元件具有：主传导路径，所述主传导路径与放大元件的主传导路径串联；以及第二控制电极，所述第二控制电极与第二输入连接，以在读取阶段期间对传感器元件的选择加以控制。
11、根据权利要求10所述的传感器，其中，所述选择元件包括第二晶体管。
12、根据权利要求11所述的传感器，其中，所述第二晶体管是薄膜晶体管。
13、根据权利要求1至9中任一项所述的传感器，其中，所述电容器具有与第二控制输入连接的第二端子，将所述第二控制输入设置为：在感测阶段期间接收第三电压，以禁用放大元件，并允许利用电容器对来自光电二极管的光电流进行积分；以及在读取阶段期间接收第四电压，以使能放大元件。
14、根据前述任一权利要求所述的传感器，其中，所述至少一个传感器元件包括多个传感器元件，将所述多个传感器元件设置为包括行和列的第一阵列。
15、根据权利要求14所述的传感器，包括第一行控制输入，所述第一行控制输入中的每个与相应行的传感器元件的第一控制输入连接。
16、根据从属于权利要求10至13中任一项的权利要求14或15所述的传感器，包括第二行控制输入，所述第二行控制输入中的每个与相应行的传感器元件的第二控制输入连接。
17、根据权利要求14至16中任一项所述的传感器，包括列输出，所述列输出中的每个与相应列的传感器元件的输出连接。
18、根据权利要求17所述的传感器，其中，每列与相应的偏置元件连接。
19、根据权利要求18所述的传感器，其中，每个偏置元件包括第三晶体管。
20、根据权利要求19所述的传感器，其中，每个第三晶体管是薄膜晶体管。
21、根据权利要求14至20中任一项所述的传感器，包括有源矩阵寻址结构，用于对传感器元件进行寻址。
22、一种显示器，包括如前述任一权利要求所述的传感器以及至少一个显示像素。
23、根据从属于权利要求14至21中任一项的权利要求22所述的显示器，其中，所述至少一个像素包括多个像素，将所述多个像素设置为包括多行和多列的第二阵列。
24、根据权利要求23所述的显示器，其中，所述传感器元件中的每个构成至少一个像素的一部分。
25、根据直接或间接从属于权利要求17的权利要求23或24所述的显示器，包括像素列数据线，所述像素列数据线中的至少两条将列输出连接到相应传感器元件列的传感器元件输出。
26、根据权利要求23至25中任一项所述的显示器，其中，所述像素是液晶像素。
27、根据从属于权利要求21的权利要求23至26中任一项所述的显示器，其中，所述有源矩阵寻址结构被设置为对每行传感器元件在相应像素行的行消隐期期间进行寻址。
CN2007800216150A 2006-06-12 2007-06-11 图像传感器以及显示器 Expired - Fee Related CN101467443B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0611537A GB2439118A (en) 2006-06-12 2006-06-12 Image sensor and display
GB0611537.2 2006-06-12
PCT/JP2007/062184 WO2007145346A1 (en) 2006-06-12 2007-06-11 Image sensor and display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101467443A true CN101467443A (zh) 2009-06-24
CN101467443B CN101467443B (zh) 2012-01-18

Family

ID=36745683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800216150A Expired - Fee Related CN101467443B (zh) 2006-06-12 2007-06-11 图像传感器以及显示器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9123613B2 (zh)
EP (1) EP2027717B1 (zh)
JP (1) JP5085566B2 (zh)
KR (1) KR101014019B1 (zh)
CN (1) CN101467443B (zh)
GB (1) GB2439118A (zh)
WO (1) WO2007145346A1 (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101995994A (zh) * 2009-08-19 2011-03-30 索尼公司 传感装置、驱动传感元件的方法以及电子单元
CN102004581A (zh) * 2009-09-02 2011-04-06 三星移动显示器株式会社 光敏元件电路、其驱动方法及触摸屏面板
CN102576273A (zh) * 2009-11-03 2012-07-11 夏普株式会社 包含具有压敏电容器的传感器电路阵列的液晶装置
CN102667905A (zh) * 2009-11-30 2012-09-12 夏普株式会社 显示装置
US9066035B2 (en) 2010-03-12 2015-06-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including photosensor and transistor having oxide semiconductor active layer
CN105556538A (zh) * 2013-07-17 2016-05-04 硅显示技术有限公司 能够使用光学的和电容的方法感测指纹的指纹识别传感器
CN108958533A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 三星显示有限公司 触摸传感器和包括该触摸传感器的显示装置
CN109798923A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 艾普凌科有限公司 传感器装置
CN110097038A (zh) * 2019-05-28 2019-08-06 武汉华星光电技术有限公司 光学指纹识别电路及阵列
CN110532987A (zh) * 2019-09-04 2019-12-03 上海天马有机发光显示技术有限公司 指纹识别电路、指纹识别方法和显示面板
CN110675837A (zh) * 2019-09-23 2020-01-10 Oppo广东移动通信有限公司 一种显示屏组件及电子设备
CN112149474A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 群创光电股份有限公司 电子装置
CN112333404A (zh) * 2020-11-17 2021-02-05 京东方科技集团股份有限公司 感光单元、感光装置、驱动方法及显示装置
CN113489923A (zh) * 2020-03-17 2021-10-08 夏普株式会社 使用tft像素电路的光学有源像素传感器
TWI748806B (zh) * 2020-06-30 2021-12-01 敦泰電子股份有限公司 指紋顯示裝置及驅動其之整合積體電路及方法
US11475701B2 (en) 2020-06-30 2022-10-18 Focaltech Systems Co., Ltd. Fingerprint display device and integration integrated circuit and method for driving the same

Families Citing this family (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003073159A1 (en) 2002-02-20 2003-09-04 Planar Systems, Inc. Light sensitive display
US7009663B2 (en) 2003-12-17 2006-03-07 Planar Systems, Inc. Integrated optical light sensitive active matrix liquid crystal display
US7053967B2 (en) 2002-05-23 2006-05-30 Planar Systems, Inc. Light sensitive display
US20080084374A1 (en) 2003-02-20 2008-04-10 Planar Systems, Inc. Light sensitive display
US7773139B2 (en) 2004-04-16 2010-08-10 Apple Inc. Image sensor with photosensitive thin film transistors
JP2008017288A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Rohm Co Ltd 光電変換回路及びこれを用いた固体撮像装置
GB2448869A (en) * 2007-04-20 2008-11-05 Sharp Kk Stray light compensation in ambient light sensor
US8248081B2 (en) 2007-09-06 2012-08-21 Cypress Semiconductor Corporation Calibration of single-layer touch-sensor device
US8629927B2 (en) * 2008-04-09 2014-01-14 Gentex Corporation Imaging device
WO2009133716A1 (ja) 2008-04-28 2009-11-05 シャープ株式会社 ダイオードおよびそれを備えた光センサ回路並びに表示装置
KR101286543B1 (ko) * 2008-05-21 2013-07-17 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
BRPI0913393A2 (pt) * 2008-06-03 2015-11-24 Sharp Kk dispositivo de vídeo
WO2009147992A1 (ja) 2008-06-03 2009-12-10 シャープ株式会社 表示装置
WO2010007890A1 (ja) 2008-07-16 2010-01-21 シャープ株式会社 表示装置
RU2449345C1 (ru) 2008-09-02 2012-04-27 Шарп Кабусики Кайся Дисплейное устройство
JP5116851B2 (ja) 2008-09-02 2013-01-09 シャープ株式会社 表示装置
RU2473110C2 (ru) * 2008-09-30 2013-01-20 Шарп Кабусики Кайся Дисплей
WO2010058631A1 (ja) * 2008-11-21 2010-05-27 シャープ株式会社 ２次元センサアレイ、表示装置、電子機器
EP2392964A4 (en) * 2009-03-02 2013-06-05 Sharp Kk DISPLAY DEVICE
US20120019496A1 (en) * 2009-03-30 2012-01-26 Sharp Kabushiki Kaisha Optical sensor circuit, display device and method for driving optical sensor circuit
CN102388339A (zh) * 2009-03-30 2012-03-21 夏普株式会社 显示装置和显示装置的驱动方法
JP2012160772A (ja) 2009-06-04 2012-08-23 Sharp Corp 光センサおよび表示装置
US8624875B2 (en) * 2009-08-24 2014-01-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving touch panel
WO2011024571A1 (ja) 2009-08-26 2011-03-03 シャープ株式会社 光センサおよび表示装置
CN102612677B (zh) * 2009-10-26 2015-09-02 株式会社半导体能源研究所 显示装置和半导体器件
WO2011055637A1 (en) * 2009-11-06 2011-05-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Touch panel and driving method of touch panel
JP2011123876A (ja) * 2009-11-12 2011-06-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP5284487B2 (ja) * 2009-11-30 2013-09-11 シャープ株式会社 表示装置
WO2011089848A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device and electronic system
WO2011111490A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and driving method thereof
CN104979369B (zh) * 2010-03-08 2018-04-06 株式会社半导体能源研究所 半导体器件及其制造方法
EP2555088A1 (en) 2010-03-29 2013-02-06 Sharp Kabushiki Kaisha Display device having touch panel functionality
CN102906807B (zh) 2010-05-20 2015-06-17 夏普株式会社 带有触摸传感器的显示装置
CN102906674B (zh) 2010-05-20 2015-10-21 夏普株式会社 带有触摸传感器的显示装置
JP5823740B2 (ja) 2010-06-16 2015-11-25 株式会社半導体エネルギー研究所 入出力装置
JP5797471B2 (ja) * 2010-06-16 2015-10-21 株式会社半導体エネルギー研究所 入出力装置
US9286848B2 (en) * 2010-07-01 2016-03-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving liquid crystal display device
US8653832B2 (en) * 2010-07-06 2014-02-18 Sharp Kabushiki Kaisha Array element circuit and active matrix device
WO2012014861A1 (ja) * 2010-07-27 2012-02-02 シャープ株式会社 表示装置
US9252171B2 (en) * 2010-09-06 2016-02-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
US9310923B2 (en) 2010-12-03 2016-04-12 Apple Inc. Input device for touch sensitive devices
JP5856826B2 (ja) * 2010-12-10 2016-02-10 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
JP5743066B2 (ja) * 2011-03-04 2015-07-01 株式会社Ｊｏｌｅｄ 光検出回路、光検出方法、表示パネルおよび表示装置
KR101804316B1 (ko) 2011-04-13 2017-12-05 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
US8928635B2 (en) 2011-06-22 2015-01-06 Apple Inc. Active stylus
US8638320B2 (en) 2011-06-22 2014-01-28 Apple Inc. Stylus orientation detection
US9329703B2 (en) 2011-06-22 2016-05-03 Apple Inc. Intelligent stylus
JP2013069201A (ja) * 2011-09-26 2013-04-18 Seiko Epson Corp 光センサーとその駆動方法、及び静脈センサー、指紋センサー
KR101874034B1 (ko) 2012-02-10 2018-07-06 삼성디스플레이 주식회사 광 센서, 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방법
US8432170B1 (en) * 2012-03-14 2013-04-30 Cypress Semiconductor Corporation Integrated capacitance model circuit
US9176604B2 (en) 2012-07-27 2015-11-03 Apple Inc. Stylus device
US9652090B2 (en) 2012-07-27 2017-05-16 Apple Inc. Device for digital communication through capacitive coupling
US9557845B2 (en) 2012-07-27 2017-01-31 Apple Inc. Input device for and method of communication with capacitive devices through frequency variation
GB2506631A (en) * 2012-10-04 2014-04-09 Sony Comp Entertainment Europe Combined image display and sensing device
CN102916085A (zh) * 2012-10-30 2013-02-06 上海奕瑞光电子科技有限公司 氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用
US10048775B2 (en) 2013-03-14 2018-08-14 Apple Inc. Stylus detection and demodulation
CN103354082B (zh) * 2013-06-26 2015-09-09 京东方科技集团股份有限公司 一种触摸驱动电路、液晶面板及其驱动方法
CN103411635B (zh) * 2013-07-26 2016-06-22 广东工业大学 一种绝对光栅尺编码宏微复合采集方法
US10845901B2 (en) 2013-07-31 2020-11-24 Apple Inc. Touch controller architecture
JP2014116608A (ja) * 2013-12-23 2014-06-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び表示装置
JP6459271B2 (ja) 2014-07-23 2019-01-30 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 イメージセンサ及びその駆動方法
CN104318205A (zh) 2014-09-29 2015-01-28 上海箩箕技术有限公司 信息检测显示装置及其检测方法和显示方法
KR102323762B1 (ko) * 2014-11-10 2021-11-10 엘지디스플레이 주식회사 포토 센서를 갖는 어레이 기판 및 이를 이용한 표시 장치
US10067618B2 (en) 2014-12-04 2018-09-04 Apple Inc. Coarse scan and targeted active mode scan for touch
CN104867431B (zh) * 2015-06-12 2019-06-21 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、探测器
CN105487312B (zh) * 2015-12-31 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板、显示装置及其驱动方法
US10474277B2 (en) 2016-05-31 2019-11-12 Apple Inc. Position-based stylus communication
CN106940602B (zh) * 2017-03-14 2020-04-03 合肥鑫晟光电科技有限公司 显示面板、感光触控电路及其控制方法
US10775500B2 (en) 2017-09-14 2020-09-15 Qualcomm Incorporated Ultrasonic transducer pixel readout circuitry and methods for ultrasonic phase imaging
CN108922940B (zh) * 2018-07-17 2020-03-06 京东方科技集团股份有限公司 光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置
JP2022114328A (ja) * 2021-01-26 2022-08-05 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置
KR20230046388A (ko) * 2021-09-29 2023-04-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2593319B1 (fr) * 1986-01-17 1988-03-25 Thomson Csf Procede de lecture d'element photosensible constitue d'une photodiode et d'une capacite
US4746804A (en) * 1986-09-16 1988-05-24 Ovonic Imaging Systems, Inc. Photosensitive pixel with exposed blocking element
JP2599726B2 (ja) 1987-08-20 1997-04-16 キヤノン株式会社 受光装置
AU609508B2 (en) 1987-08-20 1991-05-02 Canon Kabushiki Kaisha Photosensor device
US5204661A (en) 1990-12-13 1993-04-20 Xerox Corporation Input/output pixel circuit and array of such circuits
US5376782A (en) * 1992-03-04 1994-12-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Image pickup device providing decreased image lag
JPH05276442A (ja) * 1992-03-30 1993-10-22 Hamamatsu Photonics Kk 残像積分固体撮像デバイス
US5471515A (en) 1994-01-28 1995-11-28 California Institute Of Technology Active pixel sensor with intra-pixel charge transfer
JP3275579B2 (ja) * 1994-10-24 2002-04-15 日産自動車株式会社 イメージセンサ
US5705807A (en) 1994-10-24 1998-01-06 Nissan Motor Co., Ltd. Photo detecting apparatus for detecting reflected light from an object and excluding an external light componet from the reflected light
US5719626A (en) 1994-12-16 1998-02-17 Nikon Corporation Solid-state image pickup device
JP3697769B2 (ja) 1995-02-24 2005-09-21 株式会社ニコン 光電変換素子及び光電変換装置
JPH09247536A (ja) 1996-03-13 1997-09-19 Toshiba Corp Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法
JP3579194B2 (ja) 1996-09-17 2004-10-20 株式会社東芝 固体撮像装置の駆動方法
JP3383523B2 (ja) 1996-09-19 2003-03-04 株式会社東芝 固体撮像装置及びその駆動方法
US5952686A (en) * 1997-12-03 1999-09-14 Hewlett-Packard Company Salient integration mode active pixel sensor
JP4178571B2 (ja) 1997-12-09 2008-11-12 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法、並びにカメラ
JP3546985B2 (ja) 1997-12-15 2004-07-28 シャープ株式会社 増幅型光電変換素子、増幅型固体撮像装置及びその駆動方法
US6384413B1 (en) 1998-10-13 2002-05-07 California Institute Of Technology Focal plane infrared readout circuit
JP4651785B2 (ja) 1999-07-23 2011-03-16 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
US7242449B1 (en) 1999-07-23 2007-07-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and integral image recognition/display apparatus
JP3774597B2 (ja) 1999-09-13 2006-05-17 キヤノン株式会社 撮像装置
GB0014961D0 (en) * 2000-06-20 2000-08-09 Koninkl Philips Electronics Nv Light-emitting matrix array display devices with light sensing elements
GB0108309D0 (en) 2001-04-03 2001-05-23 Koninkl Philips Electronics Nv Matrix array devices with flexible substrates
JP2002314756A (ja) * 2001-04-13 2002-10-25 Sharp Corp 表示装置
US7224389B2 (en) * 2001-07-16 2007-05-29 Cypress Semiconductor Corporation (Belgium) Bvba Method to adjust the signal level of an active pixel and corresponding active pixel
EP1301028A1 (en) 2001-10-05 2003-04-09 STMicroelectronics Limited Improvements in or relating to CMOS Image sensors
US6794627B2 (en) 2001-10-24 2004-09-21 Foveon, Inc. Aggregation of active pixel sensor signals
CN1331347C (zh) 2002-07-12 2007-08-08 东芝松下显示技术有限公司 显示装置
JP4145587B2 (ja) * 2002-07-12 2008-09-03 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 表示装置
JP4364553B2 (ja) * 2002-08-30 2009-11-18 シャープ株式会社 光電変換装置及びその製造方法
EP1547057A1 (en) * 2002-09-23 2005-06-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Matrix display device with photosensitive element
GB2398916A (en) * 2003-02-28 2004-09-01 Sharp Kk Display and sensor apparatus
US20040191687A1 (en) 2003-03-28 2004-09-30 Tdk Corporation Optical recording medium
JP2004319067A (ja) 2003-03-28 2004-11-11 Tdk Corp 光記録媒体
JP2004318067A (ja) * 2003-03-31 2004-11-11 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 画像表示装置およびその製造方法
JP4257221B2 (ja) * 2003-03-31 2009-04-22 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 表示装置および情報端末装置
JP4434618B2 (ja) 2003-04-25 2010-03-17 東芝モバイルディスプレイ株式会社 表示装置
GB0313460D0 (en) 2003-06-11 2003-07-16 Koninkl Philips Electronics Nv Colour electroluminescent display devices
JP4383833B2 (ja) * 2003-11-17 2009-12-16 東芝モバイルディスプレイ株式会社 表示装置
KR100983524B1 (ko) 2003-12-01 2010-09-24 삼성전자주식회사 광감지 패널과, 이를 갖는 광감지 장치 및 이의 구동 방법
US7612818B2 (en) 2004-03-29 2009-11-03 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Input sensor containing display device and method for driving the same
US7342256B2 (en) 2004-07-16 2008-03-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device mounted with read function and electric appliance
JP5364227B2 (ja) 2004-07-16 2013-12-11 株式会社半導体エネルギー研究所 読み取り機能付き表示装置及びそれを用いた電子機器
US7602380B2 (en) 2004-08-10 2009-10-13 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Display device with optical input function
KR101061849B1 (ko) * 2004-09-21 2011-09-02 삼성전자주식회사 정보 인식 장치 및 정보 인식 표시 장치
KR101097920B1 (ko) * 2004-12-10 2011-12-23 삼성전자주식회사 광 센서와, 이를 구비한 표시 패널 및 표시 장치
JP4834482B2 (ja) * 2006-07-24 2011-12-14 東芝モバイルディスプレイ株式会社 表示装置
CN101281916B (zh) * 2007-04-06 2010-05-26 群康科技(深圳)有限公司 光感测器和显示装置

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101995994A (zh) * 2009-08-19 2011-03-30 索尼公司 传感装置、驱动传感元件的方法以及电子单元
CN101995994B (zh) * 2009-08-19 2013-07-24 株式会社日本显示器西 传感装置、驱动传感元件的方法以及电子单元
CN102004581A (zh) * 2009-09-02 2011-04-06 三星移动显示器株式会社 光敏元件电路、其驱动方法及触摸屏面板
CN102004581B (zh) * 2009-09-02 2013-12-11 三星显示有限公司 光敏元件电路、其驱动方法及触摸屏面板
CN102576273A (zh) * 2009-11-03 2012-07-11 夏普株式会社 包含具有压敏电容器的传感器电路阵列的液晶装置
CN102667905A (zh) * 2009-11-30 2012-09-12 夏普株式会社 显示装置
US9066035B2 (en) 2010-03-12 2015-06-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including photosensor and transistor having oxide semiconductor active layer
US9985069B2 (en) 2010-03-12 2018-05-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN105556538A (zh) * 2013-07-17 2016-05-04 硅显示技术有限公司 能够使用光学的和电容的方法感测指纹的指纹识别传感器
US10210373B2 (en) 2013-07-17 2019-02-19 Silicon Display Technology Fingerprint recognition sensor capable of sensing fingerprint using optical and capacitive method
CN108958533A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 三星显示有限公司 触摸传感器和包括该触摸传感器的显示装置
CN108958533B (zh) * 2017-05-24 2023-03-31 三星显示有限公司 触摸传感器和包括该触摸传感器的显示装置
CN109798923A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 艾普凌科有限公司 传感器装置
CN109798923B (zh) * 2017-11-17 2022-02-18 艾普凌科有限公司 传感器装置
CN110097038A (zh) * 2019-05-28 2019-08-06 武汉华星光电技术有限公司 光学指纹识别电路及阵列
CN112149474A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 群创光电股份有限公司 电子装置
CN112149474B (zh) * 2019-06-28 2024-08-02 群创光电股份有限公司 电子装置
CN110532987B (zh) * 2019-09-04 2022-04-22 武汉天马微电子有限公司 指纹识别电路、指纹识别方法和显示面板
CN110532987A (zh) * 2019-09-04 2019-12-03 上海天马有机发光显示技术有限公司 指纹识别电路、指纹识别方法和显示面板
CN110675837A (zh) * 2019-09-23 2020-01-10 Oppo广东移动通信有限公司 一种显示屏组件及电子设备
CN113489923A (zh) * 2020-03-17 2021-10-08 夏普株式会社 使用tft像素电路的光学有源像素传感器
CN113489923B (zh) * 2020-03-17 2024-04-05 夏普株式会社 使用tft像素电路的光学有源像素传感器
TWI748806B (zh) * 2020-06-30 2021-12-01 敦泰電子股份有限公司 指紋顯示裝置及驅動其之整合積體電路及方法
TWI764448B (zh) * 2020-06-30 2022-05-11 敦泰電子股份有限公司 指紋顯示裝置及驅動其之整合積體電路及方法
US11475701B2 (en) 2020-06-30 2022-10-18 Focaltech Systems Co., Ltd. Fingerprint display device and integration integrated circuit and method for driving the same
CN112333404A (zh) * 2020-11-17 2021-02-05 京东方科技集团股份有限公司 感光单元、感光装置、驱动方法及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2027717A4 (en) 2009-08-05
US9123613B2 (en) 2015-09-01
KR20090018159A (ko) 2009-02-19
EP2027717B1 (en) 2012-11-14
CN101467443B (zh) 2012-01-18
KR101014019B1 (ko) 2011-02-14
JP5085566B2 (ja) 2012-11-28
US20100238135A1 (en) 2010-09-23
GB0611537D0 (en) 2006-07-19
JP2009540628A (ja) 2009-11-19
EP2027717A1 (en) 2009-02-25
GB2439118A (en) 2007-12-19
WO2007145346A1 (en) 2007-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101467443B (zh) 图像传感器以及显示器
JP4604121B2 (ja) イメージセンサと組み合わされた表示デバイス
CN112911173B (zh) 图像传感器
CN102158663B (zh) Cmos图像传感器像素及其控制时序
CN104822034A (zh) 固态成像装置和成像系统
CN102917185A (zh) 固态成像装置和成像装置
CN104243865B (zh) Ad转换器、信号处理方法、固态成像装置和电子设备
WO2010007890A1 (ja) 表示装置
JP2008083950A (ja) 表示装置、入力装置、入力方法、および受光回路
WO2010092709A1 (ja) 表示装置
JP5289583B2 (ja) 表示装置
CN104270582B (zh) 图像传感器
US7851738B2 (en) Driver circuit, related drive control method and image reading apparatus
US8513760B2 (en) Image sensor
CN113920915B (zh) 一种光感驱动电路、驱动方法及显示面板
WO2022054512A1 (ja) 検出装置
CN117976679A (zh) 显示面板及其显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120118

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee