CN102904560A - 光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置 - Google Patents

光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102904560A
CN102904560A CN2012102014955A CN201210201495A CN102904560A CN 102904560 A CN102904560 A CN 102904560A CN 2012102014955 A CN2012102014955 A CN 2012102014955A CN 201210201495 A CN201210201495 A CN 201210201495A CN 102904560 A CN102904560 A CN 102904560A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light sensing
semi conductor
oxide semi
voltage
conductor transistor
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
CN2012102014955A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102904560B (zh
Inventor
金暎
宋利宪
田尚勋
安承彦
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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 Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN102904560A publication Critical patent/CN102904560A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102904560B publication Critical patent/CN102904560B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • 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
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H01L27/14616—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor characterised by the channel of the transistor, e.g. channel having a doping gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
    • H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
    • H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本发明涉及光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置。在简化的光感测电路、包括光感测电路的光感测装置、驱动光感测装置的方法、以及包括光感测装置的光触摸屏装置和图像获取装置中，光感测电路包括针对每个像素包括沟道层的氧化物半导体晶体管，该沟道层包含氧化物半导体材料。氧化物半导体晶体管作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作。

Description

光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置
技术领域
本公开涉及具有使用作为光感测器件的能够感测光的氧化物半导体晶体管的简化结构的光感测电路、包括光感测电路的光感测装置、驱动光感测装置的方法、和包括光感测装置的图像获取装置及光触摸屏装置。
背景技术
触摸屏设备是这样的设备，其可以通过识别例如手指或铁笔等的位置，触摸屏幕和由软件程序执行特定处理来直接经过屏幕接收输入数据。为此，触摸屏设备可以配备有触摸板来执行以上功能。此类触摸板可以包括电阻覆盖层类型触摸板、电容覆盖层类型触摸板、表面声波（SAW）类型触摸板、红外线波束类型触摸板，压电类型触摸板等。触摸屏设备作为替代键盘或鼠标的输入设备被广泛地在各种领域中使用。
已经广泛使用的触摸屏设备采用使用手指或铁笔直接触摸显示设备的屏幕的方法。可是，随着显示设备的尺寸增加，在显示设备和用户之间的距离可能增加。在这种情况下，直接触摸方法的使用可能较难采用。因此，光触摸屏设备已被提出，其可以通过感测光而非感测手指或铁笔的接触来执行和现有触摸屏相同的功能。光触摸屏设备可以不仅促进在用户和终端之间的通信而且促进在用户和用户之间的通信。
为了实现此类光触摸板，可能要求用于感测光的相对小尺寸的光感测器件。非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT）是通常使用的光感测器件之一。可是，a-SiTFT可能不呈现依据光的充分的电流改变。因此，当光入射时，在光电二极管中产生的电荷在电容器中累积达预定的时间段然后与光强度有关的信号可能依据在电容器中累积的电荷的数量而产生。当如上使用电容器时，感测时间会延迟与电容器中累积电荷的时间一样长的时间。同样，随着光触摸屏设备的尺寸的增加，寄生电容也会增加。
发明内容
提供一种使用氧化物半导体晶体管作为光感测器件的光感测电路、包括光感测电路的光感测装置、驱动光感测装置的方法、和包括光感测装置的图像获取装置和光触摸屏装置。
另外的各方面将部分在随后的描述中阐述，部分将从描述中明了，或可以通过示例实施例的实践来领会。
根据示例实施例，光感测电路可以包括氧化物半导体晶体管，该氧化物半导体晶体管包括包含氧化物半导体材料的沟道层。该氧化物半导体晶体管可以被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关来操作。
光感测电路可以还包括连接到氧化物半导体晶体管的栅极并被配置为提供栅极电压的栅极线、连接到氧化物半导体晶体管的漏极并被配置为提供驱动电压的驱动电压线、以及连接到氧化物半导体晶体管的源极并被配置为提供数据的数据线。
光感测电路还可以包括被配置为经由栅级线向氧化物半导体晶体管的栅极提供栅极电压的栅级驱动器。可以配置该栅级驱动器使得栅级电压是以下任意之一：第一电压，低于第一门限电压；第二电压，介于第一门限电压和第二门限电压之间；及正的第三电压，第一门限电压是当光入射到在氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。
光感测电路可以还包括：栅级线，连接到氧化物半导体晶体管的栅级和漏极两者并被配置为提供栅级电压；和数据线，连接到氧化物半导体晶体管的源级并被配置为提供数据。
氧化物半导体晶体管可以包括：衬底；布置在至少部分衬底上的栅极；在衬底和栅极上以至少覆盖栅极的栅极绝缘薄膜；布置在栅极绝缘薄膜上、面对栅极的沟道层；布置来覆盖沟道层的相对侧的源极和漏极；以及布置来覆盖源极、漏极和沟道层的透明绝缘层，其中沟道层在栅级绝缘薄膜上形成并面对栅级。
其中氧化物半导体晶体管可还包括：第一导电插头，经过透明绝缘层并电连接到源级；在透明绝缘层上的第一触头，电接触第一导电插头；第二导电插头，经过透明绝缘层并电连接到漏级；及在透明绝缘层上的第二触头，电接触第二导电插头。
其中氧化物半导体晶体管可以包括：衬底；在沟道层的至少中央部分上的栅级绝缘薄膜；栅级绝缘薄膜上面对沟道层的栅级；沟道层上栅级相对侧的源级和漏级，该源级和漏级每一个都与栅级分离；及覆盖栅级、源级和漏级的透明绝缘层，沟道层在衬底上。
氧化物半导体材料可以包括ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO、或通过添加Hf、Zr、Ti、Ta、Ga、Nb、V、Al和Sn的至少一个到上述ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO之一形成的材料中的一种或多种。
根据本发明的另一方面，一种光感测装置可以包括：光感测像素阵列，包括在多个行和多个列中排列的多个光感测像素；以及栅极驱动器，包括在行方向中排列的多个栅极线，该栅级驱动器被配置为经由所述多条栅级线提供栅极电压和重置信号到多个光感测像素的每个，其中多个光感测像素的每个可以包括被配置作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作的氧化物半导体晶体管。
栅极驱动器可以被配置为在行方向中顺序地施加栅级电压到氧化物半导体晶体管，并在行方向中顺序地施加栅极电压到氧化物半导体晶体管之后的时刻向全部氧化物半导体晶体管施加重置信号。
栅极驱动器可以对每个氧化物半导体晶体管提供第一电压、第二电压和正的第三电压，其中第一电压低于第一门限电压，第二电压介于第一门限电压和第二门限电压之间，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。
栅极驱动器可以被配置为对每个氧化物半导体晶体管按照第一电压、第二电压、第一电压和第三电压的顺序提供栅极电压，并且第三电压是用于重置氧化物半导体晶体管的重置信号。
每条栅极线可以连接来自相同行中的多个光感测像素中的光感测像素。
在行中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极可以连接到相同行的栅极线。
光感测装置可以还包括信号输出单元，其包括在列方向中排列的多个数据线，该信号输出单元被配置为从多个光感测像素的每个中接收光感测信号并输出数据信号。
在列中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的源极可以连接到相同列的数据线。
信号输出单元可以包括：被配置为将多个光感测像素的模拟信号输出转换为数字信号的A/D转换器；被配置为临时存储数字信号的缓冲器；和列扫描器，被配置为选择来自列中多个光感测像素之一的输出。
根据本发明的再一方面，图像获取装置在像素中包括上述的光感测电路。
根据本发明的再一方面，图像获取装置包括上述的光感测装置。
根据本发明的再一方面，光触摸屏装置包括：显示装置，被配置为显示图像；光触摸板，附着到该显示装置的屏幕并且在像素中包括上述的光感测电路；和光源装置，被配置为向光触摸板提供光信号。
根据本发明的再一方面，光触摸屏装置包括：显示装置，被配置为显示图像；光触摸板，附着到该显示装置的屏幕并且包括上述的光感测装置；和光源装置，被配置为向光触摸板提供光信号。
根据本发明的再一方面，一种驱动光感测装置的方法包括：顺序地施加负（-）的第一电压、比第一电压高的负（-）的第二电压和正的第三电压到氧化物半导体晶体管的栅极，该氧化物半导体晶体管作为用于感测光的光感测器件和用于输出光感测数据的开关两者来操作。
第一电压可以低于第一门限电压，而第二电压可以介于第一门限电压和第二门限电压之间，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管时氧化物半导体晶体管的门限电压。
第三电压可以是重置氧化物半导体晶体管的重置信号。
该方法可以还包括在施加第二电压到氧化物半导体晶体管的栅极期间测量在氧化物半导体晶体管的漏极和源极之间流动的电流。
根据本发明的再一方面，一种驱动光感测装置的方法，该光感测装置包括在多个行和多个列中排列的多个光感测像素，光感测像素的每个包括氧化物半导体晶体管，其作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作，该方法包括：施加负（-）的第二电压到来自多行中的一行中排列的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极，以及施加比第二电压低的负（-）的第一电压到在来自多行中的其他行中排列的氧化物半导体晶体管的栅极；顺序施加第二电压到来自多行中的下一行中排列的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极，以及施加第一电压到在来自多行中的除了下一行之外的行中排列的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极；以及在完成顺序地施加第二电压到全部行之后，同时施加正的第三电压到在全部行中排列的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极。
附图说明
通过参考附图详细描述示例实施例，示例实施例的上述及其它特征和优点将变得更加明了。附图旨在描绘示例实施例，而不应该被解释为限制权利要求意在的范围。不要认为附图按比例绘制除非明确注释。
图1是示意说明根据示例实施例的用作光感测器件的氧化物半导体晶体管的结构的截面图。
图2是示意说明根据示例实施例的用作光感测器件的氧化物半导体晶体管的结构的截面图。
图3和图4是示出图1和2的氧化物半导体晶体管的工作特征的图。
图5是说明根据示例实施例的光感测电路的结构的电路图。
图6是示意说明图5的光感测电路中氧化物半导体晶体管的工作特征和驱动方法。
图7是示意说明根据示例实施例的包括图5的光感测电路的光感测装置的结构的框图。
图8示意说明图7的光感测装置的光感测像素阵列的结构。
图9是示意驱动图7的光感测装置的方法的时序图。
图10是说明根据示例实施例的光感测电路的结构的电路图。
图11示意说明图10的光感测电路中氧化物半导体晶体管的工作特征和驱动方法；和
图12是根据示例实施例的其中图7的光感测装置用作光触摸板的光触摸屏装置的透视图。
具体实施方式
详细的示例实施例公开于此。但是，出于描述示例实施例的目的，在此公开的特定的结构的和功能的细节仅仅是有代表性的。不管怎样，示例实施例可以很多替代的形式来实现，而不应该被解释成仅限于这里阐述的实施例。
所以，当示例实施例可以有各种修改和替代的形式时，以示例的方式在图上展示了其实施例，并将在此详细描述。但是，应该理解，不是意在将示例实施例限制于所公开的特定形式，而是相反，示例实施例将覆盖落于示例实施例范围之内的所有修改、等同和替代。在附图描述全篇中，相似的数字表示相似的部件。
将要理解，虽然在这里可以使用术语第一、第二等来描述各种部件，但是这些部件不应该被这些术语限制。这些术语只是用于将一个部件区分于另一个。例如，在不脱离示例实施例的范围下，第一部件可以被称为第二部件，且类似地，第二部件可以被称为第一部件。如在此所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何及所有组合。
将要理解，当一个部件被指为被“连接到”或“耦接到”另一部件时，它可以被直接连接到或耦接到另一部件或者可以存在中间部件。相反，当一个部件被指为被“直接连接到”或“直接耦接到”另一部件时，没有中间部件存在。用于描述元件间关系的其它词语应该被解释成类似的方式（例如，“介于……之间”对“直接介于……之间”，“相邻的”对“直接相邻的”等）。
这里使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，而不是意在限制示例实施例。如在此所使用的，单数形式“一”、“一个”和“此”意在同样包括复数形式，附非上下文清楚地指出除外。还将理解，当在此使用术语“包含了”、“包含”、“包括了”和/或“包括”时，指定所述特征、整数、步骤、操作、部件和/或元件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
还应该注意到，在一些替代的实现中，所述功能/动作可以不按附图中记录的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续展示的两幅图可能事实上被顺序地执行或可能有时候按相反的顺序执行。
氧化物半导体晶体管是，例如，其中氧化物半导体被用作用于沟道的材料的晶体管。氧化物半导体晶体管可以具有根据被用作沟道层的用于氧化物半导体的材料的对光敏感的特征。当具有此类特征的氧化物半导体材料被用作沟道层时，氧化物半导体晶体管可以以门限电压和漏极电流根据入射光的波长或光数量改变为特征。因此，氧化物半导体晶体管可以被用作光感测器件。
图1是示意说明根据示例实施例的用作光感测器件的氧化物半导体晶体管10的结构的截面图。参考图1，氧化物半导体晶体管10可以包括衬底11、布置在衬底11上的绝缘层12、例如部分布置在绝缘层12上的栅极13、布置在绝缘层12和栅极13上以至少覆盖栅极13的栅极绝缘薄膜14、布置在栅极绝缘薄膜14上以面对栅极13的沟道层15、布置来覆盖沟道层15的相对侧的源极16和漏极17、以及布置来覆盖源极16、漏极17和沟道层15的透明绝缘层18。同样，氧化物半导体晶体管10可以包括：第一导电插头21，通过经过透明绝缘层18电连接到源极16，以电连接该源极16；第一触头23，在透明绝缘层18上形成以电接触第一导电插头21；第二导电插头22，通过经过透明绝缘层18电连接到漏极17，以电连接漏极17；以及第二触头24，在透明绝缘层18上形成以电接触第二导电插头22。
衬底11可以使用常规的衬底材料，例如玻璃、硅等。绝缘层12、栅极绝缘薄膜14和透明绝缘层18可以使用诸如SiO2的材料。当衬底11由绝缘材料形成时，可以省去在衬底11上的绝缘层12。同样，栅极13、源极16和漏极17可以使用导电金属或导电金属氧化物。例如，对光敏感的氧化物半导体晶体管10可以被用于附着于显示面板的光触摸板，栅极13、源极16和漏极17可以由诸如氧化铟锡（ITO）的透明导电材料形成。可是，当氧化物半导体晶体管10不透明时，用于衬底11、绝缘层12、栅极13、栅极绝缘薄膜14、源极16和漏极17的材料可以不是透明的。根据示例实施例，仅在上部分的透明绝缘层18可以是透明的以便引导光到沟道层15。
沟道层15如上所述可以由氧化物半导体材料形成。氧化物半导体晶体管10可以具有根据用于沟道层15的氧化物半导体材料的光敏感的特征。例如，ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO和InSnO的氧化物半导体材料可被用作氧化物半导体沟道材料，或通过添加Hf、Zr、Ti、Ta、Ga、Nb、V、Al和Sn（铪、锆、钛、钽、镓、铌、钒、铝和锡）的至少一个到上述的氧化物半导体材料而形成的材料可被用作氧化物半导体沟道材料。当上述材料是用于沟道层15时，图1的氧化物半导体晶体管10可以呈现根据入射光的波长或光数量改变的门限电压和漏极电流并且可用作光感测器件。沟道层15可由单个氧化物半导体层形成或可具有多层结构。
图1说明了具有其中栅极安置在沟道下的底部栅极结构的氧化物半导体晶体管10。可是，根据示例实施例，光感测器件可以包括具有顶部栅极结构的氧化物半导体晶体管。例如，图2是示意说明根据示例实施例的具有顶部栅极结构的氧化物半导体晶体管30的结构的截面图。
参考图2，根据示例实施例，氧化物半导体晶体管30可以包括衬底31、布置在衬底31上的沟道层32、例如部分布置在沟道层32的中央区域的栅极绝缘薄膜33、布置在栅极绝缘薄膜33上以面对沟道层32的栅极34、布置在沟道层32上以与栅极34的相对侧分离的源极35和漏极36，以及布置来覆盖栅极34、源极35、和漏极36的透明绝缘层37。根据示例实施例，在具有图2的顶部栅极结构的氧化物半导体晶体管30中，为了让光在沟道层32上入射，栅极34、源极35、和漏极36可以由诸如ITO的透明导电材料形成。同样，图2的氧化物半导体晶体管30可以进一步包括第一导电插头21、第一触头23、第二导电插头22和第二触头24。
图3和图4是示出依据示例实施例的、图1的氧化物半导体晶体管10和图2的氧化物半导体晶体管30的工作特征的图。首先，图3示出图1中所示的氧化物半导体晶体管10或图2中所示的氧化物半导体晶体管30的漏极电流Ids相对于栅极电压Vgs的特征。针对0.1、5.1和10.1的漏源电压Vds示出该特征。
图3示出了第一和第二门限电压Vth1和Vth2。图3还示出了第一到第三电压V1、V2和V3。图3示出了当光没有入射或入射光的量处于或低于参考标准（由图3中的标签“暗”指示）和当光入射或入射光的量处于或高于第二参考标准（由图3中的标签“亮”指示）时氧化物半导体晶体管10或30的漏极电流比对栅极电压的特征（Ids-Vgs）。参考图3，当光入射在氧化物半导体晶体管10或30上时，能够看到例如基于入射光的量，门限电压一般可以在负方向移动。例如，在图3所示的例子中，例如基于入射光的量，当光没有入射在氧化物半导体晶体管10或30上或入射光的量处于或低于第一参考标准时，氧化物半导体晶体管10或30的门限电压等于第二门限电压Vth2并当光入射时改变到第一门限电压Vth1。因此，当在第一门限电压Vth1和第二门限电压Vth2之间的、等于第二电压V2的栅极电压施加到氧化物半导体晶体管10或30时，在“暗”的情况下，氧化物半导体晶体管10或30可能处于OFF（截止）状态因此相对低的漏极电流可以流过，并且在“亮”的情况下，氧化物半导体晶体管10或30可以处于ON（导通）状态因此相对高的漏极电流可以流过。另外，当等于第一电压V1的栅极电压施加到氧化物半导体晶体管10或30时，氧化物半导体晶体管10或30可以总是处于OFF状态而不管光的入射。同样，当比第一和第二门限电压Vth1和Vth2高的、等于第三电压V3的栅极电压施加到氧化物半导体晶体管10或30时，氧化物半导体晶体管10或30可以总是处于ON状态而不管光的入射。
因此，在其中等于第二电压V2的栅极电压施加到氧化物半导体晶体管10或30的状态中，可以通过测量漏极电流确定光的入射。具体地，在氧化物半导体晶体管10或30的情况下，能够看到在光入射时的漏极电流和光没有入射或低于参考标准时的漏极电流之间的电流比率(ION/IOFF)可以是大约5.2(log10(10-7.2/10-12))，与传统的硅半导体光电二极管相比这可能是大的。当具有此类特征的氧化物半导体晶体管10或30被用作光感测器件时，会有各种优点。例如，由于氧化物半导体晶体管10或30的光敏感度很高，当氧化物半导体晶体管10或30被用作光感测器件时，光感测像素的电路结构可以大大简化。
对于一般的硅光电二极管，因为电流比率比较低，当光施加时从光电二极管产生的电荷可以在电容器中积累预定的时间，然后从在电容器中积累的电荷的数量中可以产生代表光强度的信号。因此，可能需要一个单独的数据输出和开关驱动电路来将在电容器中积累的电荷转换为光强度信号并输出。为此，可以安置一个光电二极管、一个电容、和至少一个薄膜晶体管用于每个光感测像素。通常，3至5个薄膜晶体管可以被用于一个光感测像素以便无噪音地放大和输出信号。
可是，由于图1的氧化物半导体晶体管10和图2的氧化物半导体晶体管30的光敏感度关于传统光电二极管可能相比更高或非常高，故可以无需在电容器中积累电荷达预定时间。同样，由于氧化物半导体晶体管10或30不同于光电二极管而可以能够通过自身执行开关功能，故单独的数据输出和开关驱动电路可以不是必需的。因此，使用开关功能的光感测装置的尺寸可以增加，驱动速度可以提高，并且可以减少功耗。
图4是示出在光入射氧化物半导体晶体管10或氧化物半导体晶体管30上之后根据时间的推移在漏极电流中的变化的图，其中在第一和第二门限电压Vth1和Vth2之间的栅极电压Vg（例如-5V）被施加于氧化物半导体晶体管10或30。在图4中所示的例子中，从40秒的点到大约55秒的点光入射在氧化物半导体10上。在图4所示的例子中，当光入射在氧化物半导体晶体管10或30上时该漏极电流增加。不过，即使光的入射在约55秒处不继续时，漏极电流也几乎不减少，而维持和光入射状态的类似的状态。根据示例实施例，氧化物半导体晶体管10或30具有一类与入射光有关的记忆功能。这种现象可以理解为电荷被在氧化物半导体晶体管10的沟道层15或氧化物半导体晶体管（30）的沟道层32的边界表面中或边界表面上捕获。例如，当一负栅极电压随光施加到氧化物半导体晶体管10或30时，由沟道层15或32中的光产生的空穴被转移到在栅极绝缘薄膜14或33和沟道层15或32之间的边界表面且可被在其中捕获。被捕获的电荷可以不被移除，直到一足够大的正电压施加到栅极13或34。因此，一旦电荷被捕获，漏电流即使在光的入射不连续之后也可以不降低。当通过施加足够大的栅极电压到氧化物半导体晶体管10或30来移除捕获的电荷时这种现象可以消失。
图5是说明根据示例实施例的光感测电路50的结构的电路图。参考图5，光感测电路50可包括具有光敏感度的单个氧化物半导体晶体管10（30）、连接氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34的栅极线GATE、连接氧化物半导体晶体管10或30的漏极17或36的驱动电压线Vdd、以及连接氧化物半导体晶体管10或30的源极16或35的数据线DATA。配置如上的光感测电路50可以能够仅利用单个氧化物半导体晶体管10或30执行光感测操作和开关操作，如下所述。为了方便解释，图5说明光感测电路50仅有一个像素。然而，如下所述，用于多个像素的多个光感测电路50可以沿多个栅极线GATE和多个数据线DATA排列。
图6示意说明图5的光感测电路50中氧化物半导体晶体管10或30的工作特征和驱动方法。参考图6，在准备状态，作为负的并且在光入射时低于第一门限电压Vth1的第一电压V1经过栅极线GATE施加到氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34。然后，氧化物半导体晶体管10或30总是处于OFF状态而不管光的入射。结果，电流不会从氧化物半导体晶体管10或30的漏极17或36向源极16或35流动。因此，在中间时期，电流几乎不会流到数据线DATA。
接下来，在图6中所示的转变“1”期间，对于光感测信号的输出，在第一门限电压Vth1和第二门限电压Vth2之间的负（-）的第二电压V2经过栅极线GATE施加到氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34，第一门限电压Vth1是基于入射光的量的光入射期间的门限电压，第二门限电压Vth2是光未入射或入射光低于第一参考量期间的门限电压。第二电压V2高于第一电压V1。如图6所示，氧化物半导体晶体管10或30当光入射时处于ON状态并且当光未入射时处于OFF状态。因此，当光入射氧化物半导体晶体管10或30时，电流从漏极17或36流向源极16或35。根据示例实施例，电流可从光感测电路50的驱动电压线Vdd流向数据线DATA。在数据线DATA中流动的电流量可和入射光的数量或强度成正比。因此，在当第二电压V2施加到氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34的期间可识别入射光的存在并通过测量流向数据线DATA的电流来计算入射光的数量/强度。特别是，为了提高光灵敏度，第二电压V2可在第一门限电压Vth1和第二门限电压Vth2之间选择以更接近于第二门限电压Vth2。当光感测信号输出完成后，在图6中所示的转变“2”期间，第一电压V1再次经由栅极线GATE施加到氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34。然后，氧化物半导体晶体管10或30处于OFF状态而不管入射光的存在。
参考图4如上所述，一旦光入射，在氧化物半导体晶体管10或30的漏极电流即使在入射光不连续时也不降低。因此，在光感测信号的输出后，对于下一个光感测操作，通过对氧化物半导体晶体管10或30施加足够大数量的栅极电压执行重置氧化物半导体晶体管10或30的操作。例如，参考图6，在图6所示的转变“3”期间，足够大数量的第三电压V3经由栅极线GATE施加到氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34。然后，重置氧化物半导体晶体管10或30，因此可以执行下一光感测操作。之后，在图6所示的转变“4”期间，在第一电压V1再次施加到氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34时氧化物半导体晶体管10或30处于就绪状态直到执行下一光感测操作。
当第二电压V2使用以上原理依次施加到栅极线GATE时，可以在多个像素中识别光在哪个或哪些像素上入射。如上所述，在根据示例实施例的光感测电路50中，一个氧化物半导体晶体管10或30可以执行光感测和数据输出两者。根据示例实施例，氧化物半导体晶体管10或30可以同时充当光感测器件和驱动电路。因此，可以提供具有如图5所示的非常简化的结构的光感测电路50。
光感测电路50可以用于诸如光触摸屏装置或图像获取装置的光感测装置的每个像素结构。图7是示意说明根据示例实施例的包括图5的光感测电路50的光感测装置100的结构的框图。参考图7，根据示例实施例的光感测装置100可以包括：具有用于感测入射光的多个光感测像素121的光感测像素阵列120；选择地提供栅极电压和重置信号到光感测像素121的每个的栅极驱动器110；以及信号输出单元130，其从光感测像素121的每个中接收光感测信号并且输出数据信号。如图7所示，光感测像素阵列120的光感测像素121可以在多个行和多个列中排列。例如，光感测像素121可以在n个编号的行和m个编号的列的阵列中排列。光感测像素121的每个可以由如图5所示的单个氧化物半导体晶体管10或30形成。同样，信号输出单元130可以包括：用于将光感测像素121的模拟输出信号转换为数字信号的模拟到数字（A/D）转换器131；用于临时存储数字输出信号的数据缓冲器132；和列扫描器133，用于选择来自特定列的光感测像素121的输出。
图8示意说明图7的光感测装置100的光感测像素阵列120的结构。例如，参考图8，图5的光感测电路50示出为被排列在光感测像素121的每个中。可是，替换图5的光感测电路50，图10的光感测电路60可以被排列在光感测像素121的每个中。
参考图7和8，栅极驱动器110可以选择地激活光感测像素121的每个以控制光感测像素121的每个来输出光感测信号。为此，栅极驱动器110可以包括多个栅极线GATE1、GATE2，…，它们在行方向排列。每个栅极线可以连接到在相同行中排列的全部光感测像素121中的氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34。例如，第一栅极线GATE1可以连接到在第一行中排列的全部光感测像素121中的氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34，而第二栅极线GATE2可以连接到在第二行中排列的全部光感测像素121中的氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34。
信号输出单元130可以接收从光感测像素121的每个中产生的光感测信号并且输出数据信号。为此，信号输出单元130可以包括多个数据线Data1、Data2，…，它们在列方向排列。每个数据线Data1、Data2，…，可以连接到在相同列中排列的全部光感测像素121中的氧化物半导体晶体管10或30的源极16或35。例如，第一数据线Data1可以连接到在第一列中排列的全部光感测像素121中的氧化物半导体晶体管10或30的源极16或35，而第二数据线Data2可以连接到在第二列中排列的全部光感测像素121中的氧化物半导体晶体管10或30的源极16或35。
在上述结构中，信号输出单元130可以经过数据线Data1、Data2，…同时接收在相同行排列的光感测像素121中产生的全部光感测信号。例如，当栅极电压V2施加到第一栅极线GATE1时，在第一行排列的光感测像素121中产生的全部光感测信号可以同时输入到信号输出单元130。
信号输出单元130可以被配置来将光感测信号转换为数字数据信号并且逐列地顺序输出该数字数据信号。例如，每个光感测像素121的输出经由可以连接至信号输出单元130的对应的数据线DATA提供给A/D转换器131。来自每个光感测像素121的信号在光入射期间可以具有高的幅度以及在无光入射期间具有例如接近于0的低的幅度。由于此时的信号是模拟信号，故信号由A/D转换器131转换为数字信号。由A/D转换器131转换的数字输出可以提供给数据缓冲器132并存储在其中。然后，列扫描器133可以选择特定的列使得根据列扫描器133的选择仅输出所选列的数字信号。例如，图7说明位于第三行和第四列的光感测像素121的信号可以被选择并从缓冲器132中输出。
以下说明探讨上述依据示例实施例的光感测装置100的操作。图9是示意驱动图7的光感测装置100的方法的时序图。参考图9的时序图，首先，栅极驱动器110可以将在氧化物半导体晶体管10或30的第一和第二门限电压Vth1和Vth2之间的等于第二电压V2的栅极电压施加到第一栅极线GATE1从而光感测信号从第一行的光感测像素121中输出。等于第一电压V1的较低电压可以施加到其他栅极线GATE2，…。因此，光感测信号可以不在其他行的光感测像素121中产生。然后，栅极驱动器110可以施加栅极电压V2到第二栅极线GATE2从而光感测信号从第二行的光感测像素121中输出。较低电压V1可以施加到其他栅极线GATE1，GATE3，…。因此，以此方式，光感测信号可以按照从光感测像素阵列120的第一行到最后一行的顺序从光感测像素121中输出。
然后，栅极驱动器110可以将正的等于第三电压V3的重置信号施加到全部栅极线GATE1、GATE2，…以重置在光感测像素阵列120的全部光感测像素121的氧化物半导体晶体管10或30。因此，氧化物半导体晶体管10或30被初始化从而可以执行下一光感测操作。结果，一帧的光感测操作完成。当完成一帧的光感测操作时，可以如上所述按相同顺序重复下一帧的光感测操作。
图10是说明根据示例实施例的光感测电路60的结构的电路图。图11示意说明依据示例实施例的、图10的光感测电路60中的氧化物半导体晶体管的工作特征和驱动方法。正如从图11所示的例子中的的特征曲线看到的，在图10的光感测电路60中使用的氧化物半导体晶体管10或30中，在光入射期间的第一门限电压Vth1是负电压而在无光入射或入射光低于参考量期间的第二门限电压Vth2是正电压。此类门限电压特征可以根据例如沟道层15或32的材料而选择。当第二门限电压Vth2是正电压时，经由栅极线GATE提供给氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34的第二电压V2可以是正电压。在这种情况下，无需施加单独的驱动电压Vdd到氧化物半导体晶体管10或30的漏极17或36，施加到栅极13或34的第二电压V2可以被用作驱动电压。因此，图10的光感测电路60可以不单独包括驱动电压Vdd线。栅极线GATE可以同时连接氧化物半导体晶体管10或30的栅极13或34和漏极17或36。图10的光感测电路60的其他结构和操作可以与图5的光感测电路50的那些相同。
如上所述，根据示例实施例的光感测装置100的每个光感测像素121可以简单地仅包括一个氧化物半导体晶体管10或30。在光感测装置100中，氧化物半导体晶体管10或30不仅可以充当光传感器而且可以作为输出光感测信号的开关。因此，与可以具有更加复杂电路结构（其中多个晶体管和电容器安装在一个像素中）的传统光感测装置比较，依据示例实施例的光感测装置100的结构和操作可以被大大简化。因此，光感测装置100可以按大尺寸制造，克服由于寄生电阻和寄生电容带来的设计局限。同样，由于简化的像素结构可以提高孔径比从而可以提高光感测装置100的敏感度和分辨率。
图12是根据示例实施例的其中图7的光感测装置100用作例如光触摸板的光触摸屏装置200的透视图。参考图12，光触摸屏装置200可以包括显示装置210，其中由上述光感测装置100形成的光触摸板附着到屏幕。在光触摸屏装置200中，当使用诸如激光指示器的光源装置220将光照射到显示装置210时，在光感测装置100中排列的光感测像素121识别该光。因此，可以获得和诸如人们利用手指或铁笔触摸触摸屏的相同效果。
上述描述关注于包括使用氧化物半导体晶体管10或30的光感测电路50或60的光感测装置100针对光触摸屏装置200的应用。可是，上述光感测装置100可以不仅应用于光触摸屏装置200而且可以应用于包括例如用于感测光的任何或全部装置的其它装置。例如，上述光感测装置100可以应用于诸如CMOS图像传感器或CCD的图像获取装置。
如上所述，根据示例实施例，描述和示出了具有简化结构的光感测电路，包括该光感测电路的光感测装置，驱动该光感测装置的方法，以及包括该光感测装置的光触摸屏装置和图像获取装置。应理解这里描述的示例实施例应仅考虑为描述的含义而非限制的意图。在示例实施例中各特征或各方面的描述通常应考虑为可用于在其他示例实施例的其他类似的特征或方面。
已经如此描述了示例实施例，很明显，示例实施例可以变化成很多方式。将不认为这些变化脱离示例实施例意在的精神和范围，且对本领域技术人员来显而易见的所有这些修改旨在包含于下面权利要求书的范围之内。

Claims (33)

1.一种光感测电路，包括：
包括沟道层的氧化物半导体晶体管，其中沟道层包含氧化物半导体材料，
其中氧化物半导体晶体管被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关来操作。
2.根据权利要求1所述的光感测电路，还包括：
栅极线，连接到氧化物半导体晶体管的栅极并被配置为提供栅极电压；
驱动电压线，连接到氧化物半导体晶体管的漏极并被配置为提供驱动电压；和
数据线，连接到氧化物半导体晶体管的源极并被配置为提供数据。
3.根据权利要求2所述的光感测电路，还包括：
栅极驱动器，被配置为经由栅极线向氧化物半导体晶体管的栅极提供栅极电压，
其中这样配置栅极驱动器使得栅极电压是低于第一门限电压的第一电压、处于第一门限电压和第二门限电压之间的第二电压和正的第三电压中的任意一个，，，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。
4.根据权利要求1所述的光感测电路，还包括：
栅极线，连接到氧化物半导体晶体管的栅极和漏极，并被配置为提供栅极电压；和
数据线，连接到氧化物半导体晶体管的源极并被配置为提供数据。
5.根据权利要求4所述的光感测电路，还包括：
栅极驱动器，被配置为经由栅极线向氧化物半导体晶体管的栅极提供栅极电压，
其中这样配置栅极驱动器使得栅极电压是低于第一门限电压的第一电压、处于第一门限电压和第二门限电压之间的第二电压和正的第三电压中的任意一个，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管时氧化物半导体晶体管的门限电压。
6.根据权利要求1所述的光感测电路，其中氧化物半导体晶体管还包括：
衬底；
在至少部分衬底上的栅极；
在衬底和栅极上以至少覆盖栅极的栅极绝缘薄膜；
在沟道层的相对侧的源极和漏极；以及
覆盖源极、漏极和沟道层的透明绝缘层，
其中沟道层在栅极绝缘薄膜上并面向栅极。
7.根据权利要求6所述的光感测电路，其中氧化物半导体晶体管还包括：
经过透明绝缘层并电连接到源极的第一导电插头；
在透明绝缘层上的第一触头，电接触第一导电插头；
经过透明绝缘层并电连接到漏极的第二导电插头；以及
在透明绝缘层上的第二触头，电接触第二导电插头。
8.根据权利要求1所述的光感测电路，其中氧化物半导体晶体管包括：
衬底；
在沟道层的至少中央部分上的栅极绝缘薄膜；
在栅极绝缘薄膜上、面对沟道层的栅极；
在沟道层上、位于栅极的相对侧的源极和漏极，源极和漏极每一个都与栅极分离；以及
覆盖栅极、源极和漏极的透明绝缘层，
其中沟道层在衬底上。
9.根据权利要求1所述的光感测电路，其中氧化物半导体材料包括ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO，或通过添加Hf、Zr、Ti、Ta、Ga、Nb、V、Al和Sn中的至少一个到上述ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO之一而形成的材料中一种或多种。
10.一种光感测装置，包括：
光感测像素阵列，包括在多个行和多个列中的多个光感测像素；以及
栅极驱动器，包括在行方向中的多个栅极线，该栅极驱动器被配置为经由该多个栅极线提供栅极电压和重置信号到多个光感测像素的每个，
其中多个光感测像素的每个包括氧化物半导体晶体管，氧化物半导体晶体管被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作。
11.根据权利要求10所述的光感测装置，其中栅极驱动器被配置为在行方向中顺序地施加栅极电压到氧化物半导体晶体管，并在行方向中顺序地施加栅极电压到氧化物半导体晶体管之后的时刻向全部氧化物半导体晶体管施加重置信号。
12.根据权利要求10所述的光感测装置，其中栅极驱动器被配置为对每个氧化物半导体晶体管提供低于第一门限电压的第一电压、处于第一门限电压和第二门限电压之间的第二电压和正的第三电压，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。
13.根据权利要求12所述的光感测装置，其中栅极驱动器被配置为对每个氧化物半导体晶体管按照第一电压、第二电压、第一电压和第三电压的顺序提供栅极电压，并且第三电压是用于重置氧化物半导体晶体管的重置信号。
14.根据权利要求10所述的光感测装置，其中每条栅极线连接到来自在相同行中的多个光感测像素的光感测像素。
15.根据权利要求14所述的光感测装置，其中在行中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极连接到相同行的栅极线。
16.根据权利要求10所述的光感测装置，还包括：
信号输出单元，其包括在列方向中的多个数据线，该信号输出单元被配置为从多个光感测像素的每个中接收光感测信号并输出数据信号。
17.根据权利要求16所述的光感测装置，其中在列中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的源极连接到相同列的数据线。
18.根据权利要求16所述的光感测装置，其中信号输出单元包括：
被配置为将从多个光感测像素输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器；
被配置为临时存储数字信号的缓冲器；和
列扫描器，被配置为选择来自列中多个光感测像素之一的输出。
19.根据权利要求10所述的光感测装置，其中氧化物半导体晶体管包括：
衬底；
在至少部分衬底上的栅极；
在衬底和栅极上的、至少覆盖栅极的栅极绝缘薄膜；
在栅极绝缘薄膜上并面对栅极的沟道层；
分别在沟道层的相对侧的源极和漏极；以及
覆盖源极、漏极和沟道层的透明绝缘层，
其中沟道层由氧化物半导体材料形成。
20.根据权利要求19所述的光感测装置，其中氧化物半导体材料包括ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO，或通过添加Hf、Zr、Ti、Ta、Ga、Nb、V、Al和Sn中的至少一个到上述ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO之一而形成的材料中的一种或多种。
21.根据权利要求10所述的光感测装置，其中氧化物半导体晶体管包括：
衬底；
在衬底上的沟道层；
在沟道层的至少中央部分上的栅极绝缘薄膜；
在栅极绝缘薄膜上、面对沟道层的栅极；
在沟道层上、位于栅极的相对侧的源极和漏极，源极和漏极每一个都与栅极分离；以及
覆盖栅极、源极和漏极的透明绝缘层，
其中沟道层由氧化物半导体材料形成。
22.一种图像获取装置，在像素中包括权利要求1所述的光感测电路。
23.一种图像获取装置，包括权利要求10所述的光感测装置。
24.一种光触摸屏装置，包括
显示装置，被配置为显示图像；
光触摸板，附着到该显示装置的屏幕上，该光触摸板在像素中包括权利要求1所述的光感测电路；和
光源装置，被配置为向光触摸板提供光信号。
25.一种光触摸屏装置，包括
显示装置，被配置为显示图像；
光触摸板，附着到该显示装置的屏幕上，该光触摸板包括权利要求10所述的光感测装置；和
光源装置，被配置为向光触摸板提供光信号。
26.一种驱动光感测装置的方法，该方法包括：顺序地施加负的第一电压、比第一电压高的负的第二电压、和正的第三电压到氧化物半导体晶体管的栅极，该氧化物半导体晶体管作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作。
27.根据权利要求26所述的方法，其中第一电压低于第一门限电压，第二电压处于第一门限电压和第二门限电压之间，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。
28.根据权利要求27所述的方法，其中第三电压是重置氧化物半导体晶体管的重置信号。
29.根据权利要求27所述的方法，还包括在施加第二电压到氧化物半导体晶体管的栅极期间测量在氧化物半导体晶体管的漏极和源极之间流动的电流。
30.一种驱动光感测装置的方法，该光感测装置包括在多个行和多个列中的多个光感测像素，光感测像素的每个包括氧化物半导体晶体管，氧化物半导体晶体管作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作，该方法包括：
施加负的第二电压到来自多行中一行的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极，以及施加比第二电压低的负的第一电压到在来自多行中其他行中的氧化物半导体晶体管的栅极；
顺序施加第二电压到来自多行中下一行中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极，以及顺序施加第一电压到在来自多行中除了下一行的行中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极；以及
在完成顺序地施加第二电压到全部行之后，同时施加正的第三电压到在全部行中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极。
31.根据权利要求30所述的方法，其中第一电压低于第一门限电压，第二电压处于第一门限电压和第二门限电压之间，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。
32.根据权利要求31所述的方法，其中第三电压是重置氧化物半导体晶体管的重置信号。
33.根据权利要求31所述的方法，还包括在施加第二电压到氧化物半导体晶体管的栅极期间测量在氧化物半导体晶体管的漏极和源极之间流动的电流。
CN201210201495.5A 2011-07-25 2012-06-15 光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置 Active CN102904560B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0073779 2011-07-25
KR1020110073779A KR102056905B1 (ko) 2011-07-25 2011-07-25 광센싱 장치 및 그 구동 방법, 광센싱 장치를 포함하는 광터치 스크린 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102904560A true CN102904560A (zh) 2013-01-30
CN102904560B CN102904560B (zh) 2018-02-13

Family

ID=46548334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210201495.5A Active CN102904560B (zh) 2011-07-25 2012-06-15 光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2551909B1 (zh)
JP (1) JP6180712B2 (zh)
KR (1) KR102056905B1 (zh)
CN (1) CN102904560B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109545845A (zh) * 2018-10-29 2019-03-29 佛山科学技术学院 一种薄膜晶体管的氧化物半导体材料、薄膜晶体管及其制备方法
WO2020151336A1 (zh) * 2019-01-22 2020-07-30 咸阳彩虹光电科技有限公司 一种用于显示面板的驱动方法和驱动装置
CN112286383A (zh) * 2020-03-30 2021-01-29 友达光电股份有限公司 感测装置与感测方法
CN113611236A (zh) * 2020-05-05 2021-11-05 矽创电子股份有限公司 光感测电路
WO2022233203A1 (zh) * 2021-05-07 2022-11-10 Oppo广东移动通信有限公司 驱动基板及其制备方法、显示面板及电子设备
US11800729B2 (en) 2018-09-04 2023-10-24 Sony Corporation Imaging element, stacked imaging element, and solid-state imaging device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870150B (zh) 2015-02-09 2020-09-25 三星显示有限公司 顶部发光装置和有机发光二极管显示装置
KR102393567B1 (ko) * 2016-10-21 2022-05-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 그 동작 방법
KR102552845B1 (ko) * 2017-12-19 2023-07-06 엘지디스플레이 주식회사 엑스레이 영상감지소자

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060267948A1 (en) * 2005-05-30 2006-11-30 Nec Lcd Technologies, Ltd. Liquid crystal display device with tablet function
US7504616B2 (en) * 2006-04-10 2009-03-17 Panasonic Corporation Exposure device and image forming apparatus using the same
KR20090066227A (ko) * 2007-12-18 2009-06-23 소니 가부시끼 가이샤 고체 촬상 장치 및 카메라
CN101473444A (zh) * 2006-04-17 2009-07-01 三星电子株式会社 半导体器件及该半导体器件的制作方法
CN101499498A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 索尼株式会社 光学传感器元件、成像装置、电子设备和存储元件
CN101552278A (zh) * 2008-03-31 2009-10-07 爱普生映像元器件有限公司 光检测装置、电光装置及电子设备以及光劣化修正方法
CN101916765A (zh) * 2009-02-05 2010-12-15 索尼公司 固态成像装置、其制造方法、其驱动方法和电子设备
US7863611B2 (en) * 2004-11-10 2011-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Integrated circuits utilizing amorphous oxides
US20110141060A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical touch panels and methods of driving the same
CN102110701A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 佳能株式会社 固态成像装置和成像系统
EP2341542A2 (en) * 2009-12-29 2011-07-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor using light-sensitive transparent oxide semiconductor material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100923025B1 (ko) * 2003-10-23 2009-10-22 삼성전자주식회사 광감지 소자와, 이를 갖는 어레이 기판 및 액정 표시 장치
JP4865512B2 (ja) * 2006-11-27 2012-02-01 株式会社 日立ディスプレイズ 画面入力機能付き画像表示装置
JP4932526B2 (ja) * 2007-02-20 2012-05-16 株式会社 日立ディスプレイズ 画面入力機能付き画像表示装置
JP2009146100A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Sony Corp 表示装置および光センサ素子
JP5584103B2 (ja) * 2009-12-04 2014-09-03 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP2011139052A (ja) * 2009-12-04 2011-07-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体記憶装置
KR101652786B1 (ko) * 2010-04-22 2016-09-12 삼성전자주식회사 단순화된 광센싱 회로 및 상기 광센싱 회로를 채용한 리모트 광터치 패널 및 영상 획득 장치

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7863611B2 (en) * 2004-11-10 2011-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Integrated circuits utilizing amorphous oxides
JP2006330649A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Nec Lcd Technologies Ltd タブレット機能を備えた液晶表示装置
US20060267948A1 (en) * 2005-05-30 2006-11-30 Nec Lcd Technologies, Ltd. Liquid crystal display device with tablet function
US7504616B2 (en) * 2006-04-10 2009-03-17 Panasonic Corporation Exposure device and image forming apparatus using the same
CN101473444A (zh) * 2006-04-17 2009-07-01 三星电子株式会社 半导体器件及该半导体器件的制作方法
KR20090066227A (ko) * 2007-12-18 2009-06-23 소니 가부시끼 가이샤 고체 촬상 장치 및 카메라
CN101465364A (zh) * 2007-12-18 2009-06-24 索尼株式会社 固态成像装置和相机
CN101499498A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 索尼株式会社 光学传感器元件、成像装置、电子设备和存储元件
CN101552278A (zh) * 2008-03-31 2009-10-07 爱普生映像元器件有限公司 光检测装置、电光装置及电子设备以及光劣化修正方法
CN101916765A (zh) * 2009-02-05 2010-12-15 索尼公司 固态成像装置、其制造方法、其驱动方法和电子设备
US20110141060A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical touch panels and methods of driving the same
CN102110701A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 佳能株式会社 固态成像装置和成像系统
EP2341542A2 (en) * 2009-12-29 2011-07-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor using light-sensitive transparent oxide semiconductor material

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11800729B2 (en) 2018-09-04 2023-10-24 Sony Corporation Imaging element, stacked imaging element, and solid-state imaging device
CN109545845A (zh) * 2018-10-29 2019-03-29 佛山科学技术学院 一种薄膜晶体管的氧化物半导体材料、薄膜晶体管及其制备方法
WO2020151336A1 (zh) * 2019-01-22 2020-07-30 咸阳彩虹光电科技有限公司 一种用于显示面板的驱动方法和驱动装置
CN112286383A (zh) * 2020-03-30 2021-01-29 友达光电股份有限公司 感测装置与感测方法
CN112286383B (zh) * 2020-03-30 2023-04-11 友达光电股份有限公司 感测装置与感测方法
CN113611236A (zh) * 2020-05-05 2021-11-05 矽创电子股份有限公司 光感测电路
CN113611236B (zh) * 2020-05-05 2024-03-15 矽创电子股份有限公司 光感测电路
WO2022233203A1 (zh) * 2021-05-07 2022-11-10 Oppo广东移动通信有限公司 驱动基板及其制备方法、显示面板及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP2551909B1 (en) 2015-03-25
JP6180712B2 (ja) 2017-08-16
EP2551909A1 (en) 2013-01-30
KR102056905B1 (ko) 2019-12-18
KR20130012507A (ko) 2013-02-04
JP2013025803A (ja) 2013-02-04
CN102904560B (zh) 2018-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102904560A (zh) 光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置
KR101819980B1 (ko) 광센싱 장치 및 그 구동 방법, 광센싱 장치를 포함하는 광터치 스크린 장치
US9419610B2 (en) Light-sensing circuit, method of operating the light-sensing circuit, and light-sensing apparatus employing the light-sensing circuit
KR102021908B1 (ko) 광터치 스크린 장치 및 그 구동 방법
KR101854187B1 (ko) 광센싱 장치 및 그 구동 방법, 광센싱 장치를 포함하는 광터치 스크린 장치
US9035910B2 (en) Touch sensing and remote sensing optical touch screen apparatuses
KR101652786B1 (ko) 단순화된 광센싱 회로 및 상기 광센싱 회로를 채용한 리모트 광터치 패널 및 영상 획득 장치
WO2010150573A1 (ja) 表示装置
KR20130000220A (ko) 광센싱 장치 및 그 구동 방법, 광센싱 장치를 포함하는 광터치 스크린 장치
US9891102B2 (en) Simplified light sensing circuit, light sensing apparatus including the light sensing circuit, method of driving the light sensing apparatus, and image acquisition apparatus and optical touch screen apparatus including the light sensing apparatus
US20140184570A1 (en) Hybrid sensing touchscreen apparatus and method of driving the same
CN101714566B (zh) 传感器元件、驱动其的方法、输入装置、显示装置和通信装置
KR101951322B1 (ko) 광센싱 장치 및 그 구동 방법, 광센싱 장치를 포함하는 광터치 스크린 장치
KR101912714B1 (ko) 광터치 스크린 장치 및 그 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant