CN104699293B - 检测器、多单元检测部件、光学光传感器、光学感测阵列和显示装置 - Google Patents

检测器、多单元检测部件、光学光传感器、光学感测阵列和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供检测器、多单元检测部件、光学光传感器、光学感测阵列以及显示装置。该检测器用于检测一波长范围和一入射角范围的光，该检测器包括：基板；多个电介质结构，在基板上，多个电介质结构中的每一个通过电介质结构的与基板相反的一侧接收光；以及多个导电结构，在基板上，多个导电结构中的连续导电结构在其间具有多个电介质结构中的相应电介质结构，其中连续导电结构和相应电介质结构形成腔体以响应于接收该波长范围的光而引起吸收谐振。

Description

检测器、多单元检测部件、光学光传感器、光学感测阵列和显 示装置
技术领域
本发明的实施方式涉及一种可嵌入在显示装置中的使用横向法布里-珀罗谐振器作为检测器的光学传感器。
背景技术
显示装置已经日益变得普及并被广泛地用于诸如蜂窝电话、计算机显示器、电视、平板电脑等中。这些显示装置可以是任何适合类型(种类)的显示器，包括有机发光显示器(OLED)、液晶显示器(LCD)等。具体地，已经开发包括光学传感器的显示装置，以例如检测用户与显示装置的交互作用(例如，经由用户的手指或经由触控笔的使用与显示装置的交互作用)、感测环境光、扫描文件、扫描指纹等。
在触控可实现的显示系统的领域中，现有技术的方法是在显示装置上物理地接合触摸面板。然而，接合触摸面板降低了显示器的性能参数(诸如对比度和光处理量)，并且增加了厚度和重量到显示系统。此外，通常在触摸面板中采用的电容式内嵌触控方案(capacitive in-cell touch solution)具有显著的产率和噪声处理问题，导致增加的制造成本。
对于嵌入光学感测阵列存在多种方案；然而，这些现有技术的方案往往遭受大量的缺点。例如，现有技术的嵌入光学传感器几乎没有给出感测波长选择，这导致在正常的环境照明条件下低的信噪比。光学传感器通常吸收宽谱的光而不是仅对窄频带的光敏感。这会迫使使用可能会非常昂贵的光学滤波器，并且在一些应用中会由于结构上的限制甚至不是可行的。此外，考虑到集成光学滤波器的困难，现有的嵌入方案提供非常有限的性能。现有技术的传感器几乎没有角度选择性，这限制它们用于感测光被准直的情形，使它们在大部分情况下不能实行。另外，现有技术的嵌入传感器表现出低的光检测效率。为了增大检测效率，光感测材料的厚度会增大，这不利地影响响应时间并会是昂贵的。
所需要的是一种便宜的嵌入光学传感器，其提供高的角度和波长选择性以及检测效率，而不需要光学透镜或滤波器。
发明内容
本发明的实施方式的方面涉及一种使用横向法布里-珀罗(TFP)谐振器作为检测器的光学传感器以及操作该光学传感器的方法。
本发明的实施方式的方面涉及一种波长和方向敏感的(以及选择性的)检测器(例如，红外检测器)，其可以被集成到显示系统中以实现与显示系统交互的各种新形式。
本发明的实施方式提供一种检测器，该检测器包括：在基板上的波长尺度的横向谐振腔的薄膜二维图案，其引起在垂直于基板的方向或者与基板成一角度的方向上入射的光的谐振吸收，并且显著地提高了对预定波长的入射光的灵敏度。在一些实施方式中，检测器是波长和取向特定的，允许无透镜成像。此外，检测器的组合可以被用于实现高度的角度选择性，该角度选择性不能通过现有技术的传感器实现。
在一些实施方式中，检测器是超薄的，允许多个检测器被构造在显示结构内部或外部，诸如在显示像素下面的TFT基板上，这可以降低(例如，最小化)检测器对显示性能的影响。检测器可以与通常用于显示系统中的线偏振器和圆偏振器对比度增强膜兼容。
根据本发明的一些实施方式，提供一种检测器，用于检测一波长范围和一入射角范围的光，该检测器包括：基板；多个电介质结构，在基板上，多个电介质结构中的每一个通过电介质结构的与基板相反的一侧接收光；以及多个导电结构，在基板上，多个导电结构中的连续导电结构在其间具有多个电介质结构中的相应电介质结构，其中连续导电结构和相应电介质结构形成腔体以响应于接收该波长范围的光而引起吸收谐振。
在一些实施方式中，多个电介质结构中的相继电介质结构的宽度逐渐地增大。
在一些实施方式中，多个导电结构中的相继导电结构的宽度逐渐增大。
在一些实施方式中，多个电介质结构包括半导体材料。
在一些实施方式中，半导体材料包括硅、多晶硅、非晶硅中的至少一种。
在一些实施方式中，多个导电结构包括金、银、铝、铜中的至少一种。
在一些实施方式中，其中连续导电结构接收差分电压，其中差分电压促使腔体响应于由导电结构和电介质结构吸收的光而产生电流。
在一些实施方式中，多个电介质结构和多个导电结构形成包括该腔体的多个腔体，多个腔体的每一个响应于所接收的具有该波长范围的光而产生信号，所产生的信号指示所接收的具有该波长范围的光的入射角(极角和方位角两者)。
在一些实施方式中，检测器还包括检测电路，该检测电路以预定相位关系结合从多个腔体中的相邻腔体所产生的信号，并在所接收的具有该波长范围的光的入射角在所述入射角范围内时产生输出信号，其中入射的极角是在入射光的传播方向和检测器平面的法线之间的角度，方位角是与检测器平面正交的预选平面和由光传播方向和检测器法线限定的入射平面之间的角度。
在一些实施方式中，腔体对可见光基本上是透明的。
根据本发明的一些实施方式，提供一种多单元检测部件，用于检测一波长范围的正交入射光，该多单元检测部件包括多个检测器，每个检测器响应于检测一波长范围的光而产生信号，该光具有垂直于检测器并且平行于检测器的腔体的纵向方向的入射平面，每个检测器包括：基板；多个电介质结构，在基板上，多个电介质结构中的每一个通过电介质结构的与基板相反的一侧接收光；以及多个导电结构，在基板上，多个导电结构中的连续导电结构在其间具有多个电介质结构中的相应电介质结构，其中连续导电结构和相应电介质结构形成腔体以响应于接收该波长范围的光而引起吸收谐振，其中多个检测器中的第一和第二检测器的腔体的纵向方向彼此成一角度。
在一些实施方式中，通过第一和第二检测器的同时检测指示该波长范围的正交入射光的检测。
在一些实施方式中，第一和第二检测器处于相同的平面，第一和第二检测器的腔体的纵向方向彼此垂直。
根据本发明的一些实施方式，提供一种光学光传感器，用于检测一波长范围的光，该光学光传感器包括：多个p型半导体和多个n型半导体，交替地布置在横向方向上；多个本征半导体，每个本征半导体在p型半导体中的相应一个和n型半导体中的相应一个之间；以及多个电极，在多个p型和n型半导体上，并且与在其间的多个本征半导体中的相应本征半导体形成多个腔体，其中多个电极中的在多个p型半导体上的电极被联接在一起，多个电极中的在多个n型半导体上的电极被联接在一起，其中多个腔体中的至少一个在纵向方向上被暴露到入射光。
在一些实施方式中，多个腔体中的至少一个响应于所接收的该波长范围的光而引起吸收谐振。
在一些实施方式中，光学光传感器还包括在多个本征半导体和多个电极上的绝缘层。
在一些实施方式中，光学光传感器还包括栅电极，该栅电极在多个腔体中的一腔体上并阻挡该波长范围的光到达该腔体。
在一些实施方式中，多个本征半导体中的相继本征半导体的宽度和/或多个电极中的相继电极的宽度逐渐地增大。
根据本发明的一些实施方式，提供一种光学感测阵列，用于检测一波长范围的光，该光学感测阵列包括：多个行导体；多个列导体，与行导体交叉；多个光学光传感器，联接到多个行导体和多个列导体，多个光学光传感器中的每一个包括：多个p型半导体和多个n型半导体，交替地布置在横向方向上；多个本征半导体，每个本征半导体在p型半导体中的相应一个和n型半导体中的相应一个之间；多个电极，在多个p型半导体和多个n型半导体上，并与在其间的多个本征半导体中的相应本征半导体形成多个腔体；以及栅电极，在多个腔体中的一腔体上并且用于阻挡该波长范围的光到达该腔体，栅电极联接到多个列导体中的一个，其中多个电极中的在多个p型半导体上的电极被联接在一起，多个电极中的在多个n型半导体上的电极被联接在一起，其中多个腔体中的至少一个被配置为在纵向方向上暴露到入射光。
在一些实施方式中，当行导体经由行驱动器被寻址时，多个光学光传感器中的每一个响应于所接收的该波长范围的光并与该光成比例地产生电流。
根据本发明的一些实施方式，提供一种包括所述光学感测阵列的显示装置。
附图说明
本发明的实施方式的以上和其他方面将通过参照附图详细地描述其示例性实施方式而变得更加明显，在附图中：
图1A是根据本发明的一些示例实施方式的横向法布里-珀罗(TFP)谐振器的透视图；
图1B是根据本发明的一些示例实施方式的TFP谐振器的截面图；
图2A是示出根据本发明的一些示例实施方式的关于特定波长的入射光、作为电介质层的宽度的函数的TFP谐振器的光吸收的图形；
图2B是示出根据本发明的一些示例实施方式的关于不同的器件宽度、作为波长的函数的TFP谐振器的模拟吸收光谱的图形；
图2C是示出根据本发明的一些示例实施方式的关于不同的器件宽度、作为波长的函数的TFP谐振器100的测量吸收光谱的图形；
图3A是根据本发明的一些示例实施方式的包括均匀间隔的TFP谐振器的检测器的一部分的截面图；
图3B是比较根据本发明的一些示例实施方式的单独TFP谐振器和具有多个均匀间隔的TFP谐振器的检测器的模拟和归一化角度灵敏度的图形；
图3C是比较根据本发明的一些示例实施方式的单个TFP谐振器的模拟角度响应和包括两个相邻TFP谐振器的检测器的差分响应的图形；
图4示出根据本发明的一些示例实施方式的包括线性调频的TFP谐振器的检测器的一部分；
图5A是根据本发明的一些示例实施方式的检测器及其灵敏度平面的透视图；
图5B是根据本发明的一些示例实施方式的包括两个正交检测器的双单元检测部件的透视图；
图5C示出根据本发明的一些示例实施方式的包括具有不同取向的检测器的多单元检测部件的俯视图；
图6A示出根据本发明的一些示例实施方式的包括对不同方向敏感的检测器的多单元检测部件的俯视图；
图6B是图6A的多单元检测部件的截面图示，示出检测器单元的沿图6A的水平截面、线I-I'的方向灵敏度；
图7示出根据本发明的一些示例实施方式的包括大量检测器的检测矩阵；
图8A是根据本发明的一些实施方式的包括晶体管和检测器的TFP光传感器的截面图；
图8B示出图8A的TFP光传感器的等效电路图；
图8C是根据本发明的一些示例实施方式的检测器的电极布局的俯视图；
图9是根据本发明的一些实施方式的光学感测阵列的示意图；
图10A和图10B示出根据本发明的一些示例实施方式的具有集成光学感测阵列的显示面板的截面图；
图11A是根据本发明的一些示例实施方式的位于检测器上的滤波器的截面图；
图11B示出根据本发明的一些示例实施方式的滤波器1100的光谱吸收、反射和透射；
图12A是示出根据本发明的一些示例实施方式的处于谐振的TFP谐振器与没有谐振腔的硅光电探测器相比光吸收的增强的图形；
图12B是示出根据本发明的一些示例实施方式的导电结构的不同材料对于TFP谐振器的Q因子的影响的图形；以及
图13是根据本发明的一些示例实施方式的用于减去检测器中的相邻的一对TFP谐振器的响应的清零构造的示意图示。
具体实施方式
在下文，将参照附图更全面地描述本发明的实施方式，附图中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将理解的，所描述的实施方式可允许各种修改和可选形式，而没有背离本发明的精神或范围。为了本发明的描述的清晰，可以省略对于本发明的全面理解不需要的某些元件或特征。
在本说明书中使用的术语被用于描述特定的实施方式，而不旨在限制本发明。例如，将理解，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件将不受这些术语的狭义解释限制。而是，这些术语仅被用于将一个部件与另一个区别开。此外，用于单数的表述涵盖复数的表述，除非它在上下文中具有明显不同的含义。在本说明书中，将理解，诸如“包括”、“包含”、“具有”等术语旨在指示在说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、部件、部分或其组合的存在，而不旨在排除一个或多个其他的特征、数字、步骤、动作、部件、部分或其组合可存在或可添加的可能性。
将理解，当称一个元件或层在另一个元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一个元件或层时，它可以直接在另一个元件或层上、直接连接到或联接到另一个元件或层，或者还可以存在一个或多个插入的元件或层。类似地，当称一个元件或层“连接在”或“联接在”另一个元件或层时，该元件或层可以直接或间接地“连接在”或“联接在”所述另一个元件或层。当称一个元件“直接在”另一个元件或层“上”、“直接连接到”、“直接联接到”、“直接连接在”或“直接联接在”另一个元件或层时，没有插入的元件或层存在。相同的附图标记始终指代相同的元件。当在这里使用时，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项目的任意和所有组合。
为了便于描述，这里可以使用诸如“在…下面”、“在...之下”、“下”、“在…之上”、“上”等空间关系术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解，空间关系术语旨在涵盖除附图所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或特征“之上”或“上方”。因此，示例性术语“在...之下”可涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，这里所使用的空间关系描述语应做相应解释。当短语“...中的至少一个”被应用到一列时，它被应用于整列，而不应用到该列中的单个构件。
除非另行定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。还将理解，诸如通用词典中所定义的术语，除非这里加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。此外，当描述本发明的实施方式时，“可以”的使用指的是“本发明的一个或多个实施方式”。
如这里所使用的，术语“基本上”、“大约”和类似术语被用作近似的术语，而不是程度的术语，并旨在解释测量值或计算值的固有偏差，如本领域的普通计算人员将理解的。此外，术语“使用”和“被使用”可以被认为分别与术语“采用”和“被采用”同义。
附图中相同的附图标记指代相同的元件，其重复描述可以被省略。
根据本发明的一些实施方式，一种检测器(例如，横向法布里-珀罗检测器)包括TFP谐振器，该TFP谐振器表现出对设计波长的光的谐振吸收，同时透射或反射其他波长的光。因此，该TFP谐振器(以及因此该检测器)表现出对可构成窄波带的设计波长的高度灵敏性。
在一些实施方式中，检测器包括根据间隔(例如，预定间隔)布置的TFP谐振器的阵列。谐振器之间的间隔和相邻谐振器之间的相对相位(例如，来自相邻谐振器的光电信号被同相位检测或不同相位(差分)检测)可以被设计使得检测器仅吸收基本上正交入射的光。由于光干涉的现象，适合的间隔构造和相对相位关系可以导致检测器表现出光吸收的强角度相关性。例如，在谐振器之间的特定间隔可以允许检测器仅对倾斜地入射的光敏感。
根据一些实施方式，方向敏感的TFP谐振器的阵列与显示系统(例如，显示矩阵)集成(例如，嵌入在该显示系统中)，该显示系统可实现(多点)触控的高信噪比检测、悬停手势、成像以及其他功能而没有聚焦光学器件。例如，本发明的实施方式可以被用于超薄的指纹扫描装置中，该指纹扫描装置可以安装在移动设备诸如智能电话中。
图1A是根据本发明的一些示例实施方式的横向法布里-珀罗谐振器100的透视图。图1B是根据本发明的一些示例实施方式的横向法布里-珀罗谐振器100a的截面图。
根据一些实施方式，TFP谐振器(例如，纳米TFP谐振器)100包括两个导电结构(例如，两个电极或金属层)102、夹在两个导电结构102之间的电介质结构(例如，半导体结构)104以及导电结构102和电介质结构104定位(例如，形成)在其上的基板106。导电结构102可以是相同的金属或者可以是不同的金属，在一些实施方式中，其具有对关注波长的最小吸收。导电结构102可以包括金属，诸如金、银、铜或铝。电介质结构104可以包括半导体，诸如硅和锗以及它们的各种晶体形态，例如晶体硅、多晶硅、非晶硅和/或类似物。基板106可以包括任何适合的绝缘材料，只要该绝缘材料的折射率低于电介质层的折射率。在一些示例中，基板106可以包括二氧化硅(SiO2)及其特定晶体形态石英以及硅氮化物(SiN)。导电结构102和电介质结构104之间的大电介质对比产生能够在表面正交光入射下激发一个或多个平面内吸收谐振(例如，在X-Y平面内的谐振，如图1所示)的腔体(例如，狭缝腔体)105。因此，导体-半导体-导体的几何结构形成横穿光传播方向(例如，Z方向，如图1所示)的法布里-珀罗谐振器。在谐振波长处可以实现接近或大约单位(1)的吸收率。
TFP谐振器100的谐振吸收可以通过改变电介质结构104(或腔体105)的宽度W来调节。例如，随着宽度W增大，谐振吸收的波长也可以增大。在一些实施方式中，宽度W可以为从约50nm至约900nm。此外，TFP谐振器100可以制造为超薄的，因为厚度t仅需要足够大以支撑在谐振器100的给定宽度W的谐振。例如，厚度t可以为约120nm，并可以在约50nm至约250nm的范围内。虽然以上提供了关于TFP谐振器的尺寸的数值和范围的示例，但是本发明的实施方式不限于此，对于期望的谐振波长可以采用任何其他适合的尺寸。
吸收的光子(例如，在谐振波长的光子)可以被转变成载流子对(其改变横向法布里-珀罗结构的电特性诸如较低的电阻)或载流子的流动(电流)，其于是可以通过各种适合的方法来检测以制成横向法布里-珀罗光敏器件。在一些实施方式中，电压V经由电压源110被施加，TFP谐振器100由于由吸收的光子产生的增加的载流子而可以具有较低的电阻。
参照图1B，在本发明的一些实施方式中，TFP谐振器100a的电介质结构104a可以具有鳍结构，该鳍结构具有在导电结构102下面延伸的翼部104c。翼部可以是非常薄的，例如，几纳米诸如约5nm厚，并且它们显著地增强导电电极和电介质结构(例如，电介质光吸收鳍)104a之间的电接触。在其他方面，TFP谐振器100a在功能和结构上类似于TFP谐振器100。
虽然这里描述的示例和实施方式的一些可以参照TFP谐振器100，但是描述的构思不取决于电介质结构的结构，并且可以同样地适用于例如TFP谐振器100a。因此，在下文中，每次参照TFP谐振器100和/或电介质结构104将被理解为也参照TFP谐振器100a和/或电介质结构104a。
图2A是示出根据本发明的一些示例实施方式的对于特定波长的入射光、作为电介质层的宽度的函数的TFP谐振器的光吸收的图形。在一些实施方式中，电介质结构104中的电介质材料是具有介电常数n2的多晶硅，入射光具有波长λ。器件表现出在λ/2n、3λ/2n、5λ/2n、7λ/2n...处的谐振吸收，并且表现出在5λ/2n处的最强谐振吸收，如图2A所示，其中n是电介质材料的折射率。
图2B是示出根据本发明的一些示例实施方式的对于TFP谐振器100的不同宽度(例如，鳍宽度)、作为波长的函数的TFP谐振器100的模拟吸收光谱的图形210。图2C是示出根据本发明的一些示例实施方式的对于TFP谐振器100的不同宽度(例如，鳍宽度)、作为波长的函数的TFP谐振器100的测量和归一化的吸收光谱的图形220。
参照图2B，曲线212、214和216表示分别具有等于约500、550和600nm的宽度W的TFP谐振器100的模拟吸收截面(为截面的一部分)。参照图2C，曲线222、224和226表示分别具有等于约500、550和600nm的宽度W的TFP谐振器100的测量吸收光谱(为截面的一部分)。曲线222、224和226的吸收截面已经被定标使得最大响应是1。如图2B和图2C所示，TFP谐振器100的谐振波长随着谐振器100的电介质结构104的宽度增大而增大。
TFP谐振器100可以是极化和角度敏感的。例如，谐振器100的腔体可以在腔体的平面内能够仅从窄范围的入射角检测光。然而，TFP谐振器的阵列可以以适合的方式布置以形成表现出改变特性的检测器，诸如比单个TFP谐振器100的检测范围窄的角度选择性和/或在单个TFP谐振器100的检测范围之外的角度选择性。
图3A是根据本发明的一些示例实施方式的包括均匀间隔的TFP谐振器100的检测器300的一部分的截面图。图3B是比较根据本发明的一些示例实施方式的单独TFP谐振器100和具有多个均匀间隔的TFP谐振器100的检测器300中的TFP谐振器的模拟角度灵敏度的图形310。图3C是比较根据本发明的一些示例实施方式的单个TFP谐振器100的模拟角度响应和具有两个均匀间隔的TFP谐振器100的检测器300的差分响应的图形320。图3C中的检测器300的差分响应(由曲线324表示)具有从单个TFP谐振器100偏移的峰值角度灵敏度。
参照图3A，检测器可以包括均匀间隔的多个TFP谐振器100(例如，相邻的TFP谐振器100的腔体302可以被同等地分离)。
如图3B所示，虽然单个TFP谐振器100可以具有窄的角度灵敏度，如曲线312所示，但是相邻的TFP谐振器100的存在可以使每个TFP谐振器100的角度选择性锐化(例如，进一步变窄)，如曲线314所示，其是两个TFP谐振器100的归一化吸收光谱并且被同相位地检测。在包括TFP谐振器100的大阵列(其可以在纳米尺度容易地实施)的检测器中，每个TFP谐振器100的角度选择性可以被进一步锐化(例如，变窄)，如曲线316所示。TFP谐振器100的角度灵敏度表现出在零度的角度θ处的峰值。(形成图3B-3C的图形310和320的横轴的角度θ相对于正交于(例如，垂直于)检测器300的上表面的线测量，如图3A所示)。在图3B的示例中，每个TFP谐振器100的腔体宽度WC可以为约575nm，邻接的(例如，相邻的)腔体302之间的间距WS可以为约370nm。对于TFP谐振器100的谐振波长表现出对腔体长度的依赖性。然而，对于约1.5μm或更大的腔体长度(例如，为腔体宽度的几倍的长度)，谐振波长可以趋近渐近线，并且对于图3A的实施方式，谐振吸收波长为约824nm。
根据一些示例实施方式，检测器300可以通过结合(例如，减去)相邻的TFP谐振器100的相应输出信号(例如，谐振响应)而实现角度选择性。如图3C所示，相邻的TFP谐振器100的响应之间的差异(由曲线324所示)可以在转移的(例如，非零的)入射角处具有峰值(此角度的偏移也被称为相位散射)。在图3C的示例中，每个TFP谐振器100的腔体宽度WC可以为约575nm，邻接的(例如，相邻的)腔体302之间的间距WS可以为约100nm。这可以导致约15度的角度灵敏度偏移。
根据一些实施方式，检测器300的吸收响应(以及因此，角度选择性)的峰值差异可以通过调整腔体宽度(例如，鳍宽度)WC和间距WS而被调节到任何期望的角度。在一些示例实施方式中，腔体宽度WC确定TFP谐振器100的谐振波长(或检测器300的谐振波长)，但是不会影响检测器300的角度灵敏度(例如，定向的角度选择性)。在一些实施方式中，角度灵敏度(例如，差分响应达到峰值的角度)通过间距WS确定。
图4示出根据本发明的一些示例实施方式的包括线性调频的TFP谐振器100的检测器400的一部分。
在一些实施方式中，连续TFP谐振器100的腔体宽度(例如，WA、WB、WC、WD和WE)可以增大(例如，逐渐地增大而使得WA<WB<WC<WD<WE)以制造具有调节的方向选择性的检测器(例如，线性调频的检测器)400。作为腔体宽度的线性调频的结果，净吸收量可以在入射光具有特定角度方向时最大化，该特定角度方向产生适当的(例如，稍有不同的)相位延迟。在一些示例实施方式中，线性调频可以是线性的，在这样的情况下，在形成检测器400的部分的连续TFP谐振器100之间可以存在以下关系：
其中Δ、γ和δ分别表示线性调频的检测器400的TFP谐振器100的腔体宽度的增量增加、谐振频率和入射光相位延迟。根据一些实施方式，线性调频可被选择使得最窄和最宽的TFP谐振器100的谐振中心波长的差异在谐振器100的吸收光谱的半峰全宽的几倍之内，例如，半峰全宽的两倍之内。
来自相邻的TFP谐振器100的响应(例如，响应信号)可以被结合以通过线性调频的检测器400实现方向选择性。结合方法可以取决于线性调频的检测器400中TFP谐振器100的数目和尺寸。在一些示例实施方式中，为了实现特定的方向选择性，来自相邻的TFP谐振器100的响应信号彼此相位延迟一个或多个预定量，然后被加和在一起(或取平均)。相位延迟可以通过硬件(例如，相位延迟元件)引入，和/或在响应信号被数字化并且输入到基于处理器的装置之后在软件中进行。
虽然图4中示出的线性调频的检测器400具有线性调频的腔体宽度，但是本发明的实施方式不限于此，在本发明的一些实施方式中，腔体宽度和腔体间距中的任一个或两者可以被线性调频。虽然电介质层的宽度的线性调频提供了中心波长吸收的偏移，但是腔体间距的线性调频由于谐振光吸收的间隔而提供了相位偏移的变化。
图5A是根据本发明的一些示例实施方式的检测器500及其灵敏度平面502的透视图。图5B是根据本发明的一些示例实施方式的包括两个正交的检测器500a和500b的双单元检测部件510的透视图。图5C示出根据本发明的一些示例实施方式的包括具有不同取向的检测器的多单元检测部件510a的俯视图。
参照图5A，检测器500包括TFP谐振器100的阵列，并且具有由二维灵敏度平面(例如，选择平面)502表示的方向灵敏度(例如，选择性)。在入射在检测器500的表面上的光线中，平行于灵敏度平面502的那些光线可以在检测器500处产生最大的响应。灵敏度平面502的灵敏度角度θ(其是相对于垂直于检测器500的表面的方向测量的)可以通过引入导电层和/或电介质层102/104的宽度的线性调频和/或以特定方式结合检测器500的TFP谐振器100的响应而被如期望地调整。
未落入灵敏度平面502内的入射光(例如，具有不同于灵敏度角度θ的入射角的入射面的光)可以禁止来自检测器500的响应，该响应小于最大值但是遵循检测器500的灵敏度分布。(图3B的曲线316和图3C的曲线324示出对于各个实施方式的灵敏度分布的示例)。入射平面可以被定义为平行于入射光的虚拟平面，其也平行于腔体105的纵向方向(例如，图1A中的Y方向)，并且入射角可以被定义为入射平面和法平面(例如，垂直于检测器500的上表面的虚拟平面，其也平行于腔体105的纵向方向)之间的最小角度。因此，检测器500可以被用于测量入射光的角度(例如，极角)。另外，检测器500可以被用于进行关于入射光是否落在入射角的窄范围内的双态确定。
在一些示例实施方式中，彼此设定成角度的两个或更多检测器500被结合以形成具有方向灵敏度(例如，方向选择性)的多单元检测部件，该方向灵敏度不仅变窄至一范围的极角θ而且变窄至一范围的方位角φ。例如，如图5B所示，结合彼此成角度(例如，具有彼此垂直的腔体长度方向)的两个检测器500a和500b的双单元检测部件510可以具有变窄至一范围的极角θ和方位角φ的方向灵敏度。因此，设定在不同角度的两个检测器可以被用于确定入射光的极角θ和方位角φ。增大多单元检测部件中的检测器(或检测器单元)的数目可以导致入射光的极角θ和方位角φ的选择范围的进一步变窄。
根据一些实施方式，多单元检测部件中的检测器(例如，检测器500a和500b)处于相同的平面(例如，图5B所示的X-Y平面)，并且在操作上基本上类似于关于图5A描述的检测器500。取决于期望选择的极角θ和方位角φ，检测器可以具有在基本上相同或不同的角度处的选择平面。
在一些示例实施方式中，两个单元的检测部件510包括两个正交对称检测器500a和500b(例如，没有线性调频的两个正交检测器)，其没有角度偏置(例如，具有垂直于检测器500a和500b的表面的灵敏度平面502)。在这样的实施方式中，入射的正交光可以激发两个传感器，而不正交的光源可以仅激发检测器中的一个或都不激发。因此，两个单元的检测部件510可以配置为检测与两个检测器500a和500b的表面基本上正交的光。然而，当存在多个光源时，对于这样的双单元检测部件510而言可能会给出错误的确定。这可以通过增加检测器取向的数目来克服。
例如，图5C所示的多单元检测部件510a(其包括设定为彼此成角度的两组正交检测器(例如，设定为彼此成45°的角度的检测器500a、500b、500c和500d))可以在存在多个光源时更少地趋向于正交入射光的错误确定检测。增大具有不同取向的检测器单元的数目还可以提高(例如，增大)多单元检测部件510a的检测稳定性。
图6A示出根据本发明的一些示例实施方式的包括对不同方向敏感的检测器600的多单元检测部件610的俯视图。图6B是图6A的多单元检测部件610的截面图示，示出检测器单元的沿(图6A的)线I-I'的方向灵敏度。每个检测器600基本上类似于图5A的检测器500，对其结构和操作的描述可以不在这里重复。
参照图6A，多单元检测部件610包括对由极角和方位角(θ，φ)所示的9个不同方向敏感的多个检测器(例如，检测器单元)600。图6A示出每个灵敏度平面(例如，选择平面)602的取向，从而它们跨过检测器600中的相应一个(其存在于X-Y平面内，如图6A所示)。图6B示出沿线I-I'的检测器600的灵敏度平面(例如，选择平面)602的取向，从而所述灵敏度平面602跨过与检测器的表面正交的平面(例如，图6B所示的Y-Z平面)。通过比较多单元检测部件610的不同检测器600的输出，可以估计可不与多单元检测部件610的表面正交的入射光的角度方向。
此外，当检测器600的灵敏度平面602会聚在多单元检测部件610之上的区域R处时，区域R中的光源可以激发(例如，最大限度地激发)多单元检测部件610中的所有检测器600，而在区域R之外的光源可以取决于其相对于多单元检测部件610的位置而仅激发(例如，最大限度地激发)检测器600中的一些或都不激发。因此，除了估计入射光的角度之外，多单元检测部件610可以被用于检测在其表面之上的区域(例如，区域R)内的光源(例如，反射光的物体)的存在。
图7示出根据本发明的一些示例实施方式的包括大量检测器700的检测矩阵710。每个检测器700基本上类似于图5A的检测器500，对其结构和操作的描述不在这里重复。
参照图7，大量(例如，多于9个)的检测器700可以被结合以形成检测矩阵710。该矩阵中的每个检测器700可以是一个或多个多单元检测部件(类似于图6A的多单元检测部件610)的部分，其能够检测入射光的角度方向和/或在多单元检测部件之上的空间中的特定区域处的光源的存在。因此，检测矩阵包括多个多单元检测部件，其可以交叠(例如，共用公共的检测器700)。通过结合检测器700的输出(例如，多个多单元检测部件的输出)，可以捕捉物体的图像和/或可以确定物体(或光源)的空间位置。因此，本发明的实施方式可以实现无透镜成像和/或悬停估计。因此，以上概述的构思给出了光场成像的可选方法。
根据本发明的一些实施方式，其中检测矩阵710用作成像器，检测器700可以不具有角度偏置(例如，具有基本上等于零的极角θ)，因此检测基本上与检测矩阵710的表面正交的光。来自物体(诸如用户手指，如图7所示)上的点的光可以在所有方向上照射(例如，反射)，并从所有方向到达成像器矩阵，然而，所述成像器可以仅检测正交入射光。通过捕捉来自物体上的各个点的正交入射光，成像器可以捕捉物体的图像。这种成像技术，如所述的，没有放大并且不使用聚焦光学器件，从而成像能力对于物体到成像器的距离不敏感。这样的成像器的分辨率可以部分地取决于在检测矩阵中使用的检测器的角度灵敏度(例如，锐度)。例如，为了分辨指纹，当角度的检测锐度是1°时，手指可以从成像器直到3mm而不需要任何聚焦光学器件。
图8A是根据本发明的一些实施方式的包括栅极晶体管812和检测器814的TFP光传感器800的截面图，检测器814为TFP谐振器。TFP谐振器在电学上可以被近似为两个背对背的肖特基二极管，因此TFP谐振器检测器可以被近似当作光电二极管探测器，如图8A所示的。图8B示出图8A的TFP光传感器800的等效电路图。图8C是根据本发明的一些示例实施方式的检测器814的电极布局的俯视图。
在本发明的一些实施方式中，TFP光传感器800包括TFP谐振器100b的阵列，其中每个谐振器100b在操作和结构上类似于图1的TFP谐振器100，除了电介质结构104b之外。根据一些实施方式，电介质结构104b包括在p型半导体区域804和n型半导体区域806之间的本征半导体区域(例如，非掺杂的半导体或i型半导体区域)802。因此，电介质结构104b可以类似于图1B的鳍形的电介质结构104b。p型(p沟道)和n型(n沟道)半导体区域804和806可以被重掺杂以用作欧姆接触，并且可以定位在导电结构102下面。电介质结构104b的区域802、804和806可以包括任何适合的半导体材料，诸如硅(Si)和/或类似物。腔体通过夹在两个导电结构(例如，电极)102之间的本征半导体区域802形成。TFP谐振器100b的顶表面被绝缘层808覆盖，绝缘层808对于期望的检测波长的光(例如，红外光)是基本上透明的，其允许光穿过到TFP谐振器100b的腔体。例如，绝缘层808可以包括玻璃(例如，SiO2)、硅酸铪、二氧化铪、二氧化锆等。在一些实施方式中，导电阻光结构810位于绝缘层808上以交叠TFP谐振器100b中的一个的本征半导体区域802(例如，覆盖其全部)。导电阻光结构810包括任何适合的材料(诸如，金、银、铝等)，其是导电的并对于期望的检测波长的光也是不透明的。因此，导电阻光结构810可以阻挡(例如，防止)期望的检测波长的光穿过或到达下面的腔体。除了阻挡光到达下面的TFP谐振器100b的腔体之外，导电阻光结构810也可以用作栅电极，其与下面的TFP谐振器100b的结构一起形成晶体管(例如，肖特基势垒场效应晶体管)812。因此，如图8A和图8B所示，TFP光传感器800包括：被导电阻光结构810覆盖的TFP谐振器100b，其用作晶体管(例如，开关)；以及暴露到外部光(并且没有被任何阻光层覆盖)的多个TFP谐振器100b，其用作检测器(例如，光电二极管)814。检测器814在结构和操作上类似于图5A的检测器500，其详细说明不在这里重复。
虽然图8A示出TFP光传感器800仅具有一个导电阻光结构810，但是本发明的实施方式不限于此。实际上，根据本发明的其他实施方式，TFP光传感器可以具有任何适合数目的导电阻光层以及对应的被阻光的TFP谐振器100b。
根据一些实施方式，检测器814的对应于(例如，交叠或覆盖)p型半导体区域804的导电结构102经由电极805联接到(例如，电连接到)彼此，类似地，检测器814的对应于n型半导体区域806的导电结构102经由电极807联接到彼此。如图8C所示，TFP谐振器100b的尺寸和数目可以被选择使得TFP光传感器800填充矩形的像素(例如，正方形的像素)。在一些实施方式中，每个TFP谐振器100b的宽度Wo可以为约60nm，由TFP光传感器800形成的像素的长度L可以为约120μm。
图9是根据本发明的一些实施方式的包括TFP光传感器800的光学感测阵列900的示意图。
在一些实施方式中，光学感测阵列900还包括第一列电极902和行电极904。第一列电极902联接到每列TFP光传感器800的场效应晶体管812的源电极，行电极904联接到场效应晶体管812的栅极(选择)。场效应晶体管812的漏极联接到作为TFP谐振器的每个光电二极管814，光电二极管814联接到一组第二列电极903。在每个交叉906处在第一列电极902和行电极904之间可以有绝缘层。
每个第一列电极902的一端联接到(例如，电连接到)列驱动器908，每个行电极904的一端联接到(例如，电连接到)行驱动器910。在每个第二列电极903的另一端，光学感测阵列900包括电流传感器912。
在一些实施方式中，行驱动器910通过将适合的电压施加到对应的行电极904以供电到一行TFP光传感器800以通过TFP光传感器800的肖特基FET的栅电极来选择，列驱动器908通过对应的第一列电极902将源电压施加到各列TFP光传感器800。因此，通过列驱动器908和行驱动器910的组合操作，单个TFP光传感器800可以被寻址。
被寻址的TFP光传感器800的电流(其表示TFP光传感器800对入射光的响应)于是可以被电流传感器912测量。电流传感器912可以采用现有技术中已知的任何适合的电路和方法用于测量TFP光传感器800的光电流。例如，电流可以流过已知值的电阻，跨过电阻的电压被测量。电流传感器912可以联接到处理单元(例如，显示装置)用于处理光学感测阵列900中的每个TFP光传感器800的响应，以例如捕捉物体的图像和/或检测/追踪物体的位置/移动。
图10A和图10B示出根据本发明的一些示例实施方式的具有集成光学感测阵列的显示面板的截面图。
在本发明的一些实施方式中，光学感测阵列900与成像装置或显示装置(例如，显示面板1000)等集成。参照图10A和图10B，光学感测阵列900可以被集成到(例如，嵌入到)显示面板(例如，OLED面板)1000中，显示面板1000包括底基板1002、顶基板1004以及在两者之间的发光层1006。发光层1006可以包括具有红、绿和蓝光发射体(可以是顶发射或底发射)的像素。检测器814可以位于发光层1006以上(例如，在光发射的方向上)或在发光层1006下面(例如，远离光发射的方向)。在一些示例中，检测器814可以在顶基板1004或底基板1002的内表面或外表面上。
在一些实施方式中，每一显示像素或更高数目的显示像素可以有一个检测器814(或TFP光传感器800)。此外，检测器814可以直接在TFT、黑矩阵或显示像素的另一区域之上。另外，在一些实施方式中，检测器814对在可见范围之外(例如，在红外线范围内)的光波长敏感(例如，在该光波长表现出谐振)，因此透射发光层1006的红、绿和蓝光。因而，光学感测阵列900可以对显示面板1000的光透射几乎没有影响。
以上描述并在图10A和图10B中示出的显示面板1000仅是为了说明的目的，根据本发明的实施方式，检测器、TFP光传感器和/或光学感测阵列可以被集成到具有本领域的普通技术人员所知晓的具有任何适合结构的显示面板中。
图11A是根据本发明的一些示例实施方式的位于TFP检测器1110之上的滤波器1100的截面图。图11B示出根据本发明的一些示例实施方式的滤波器1100的光谱吸收、反射和透射。检测器1110可以在结构和操作方面基本上类似于图5A的检测器500或图8的检测器814，其详细说明不在这里重复。
在一些实施方式中，检测器1110可以被滤波器1100覆盖，滤波器1100透射在检测器1110内引起激发的波长范围，同时基本上滤除在该范围之外的光波长。在一些示例实施方式中，滤波器1100包括彼此堆叠的透明层(例如，玻璃层)1102、非晶硅(a:Si)层1104、绝缘层(包括，例如二氧化硅)1106以及基板(包括，例如硅)1108。由于非晶硅强烈地吸收可见光谱(例如，约400nm至约600nm)并透射近红外光谱(例如，约750至约1000nm)，所以滤波器1100可以用作日光阻挡滤波器。
参照图11B，曲线1122、1124和1126表示滤波器1100的光吸收、反射和透射(作为波长的函数)，滤波器1100包括具有约110nm的厚度的非晶硅层1104和具有约330nm的厚度的二氧化硅绝缘层1106。通过增大非晶硅层1104和二氧化硅绝缘层1106的厚度和/或在滤波器1100中使用多层非晶硅和二氧化硅，可以实现更锐利的吸收/透射截止。
图12A是示出根据本发明的一些示例实施方式的处于谐振的TFP谐振器与利用相同的材料但没有谐振腔的传感器相比光吸收的增强的图形1200。
在图12A中，曲线1202和1204分别表示作为波长的函数的TFP谐振器100和使用相同的光敏电介质或半导体层制成而没有鳍结构的传感器的吸收分数。在本发明的一些实施方式中，TFP谐振器100将处于谐振的吸收提高约70的分数。此增强可以通过调整TFP谐振器100的腔体尺寸来调节。在一些示例实施方式，谐振具有约75的品质因子(Q因子)，具有约11nm的半峰全宽(FWHM)。TFP谐振器100的窄带宽允许将不期望的波长基本上排除。
图12B是示出根据本发明的一些示例实施方式的导电结构102的各种材料对TFP谐振器100的Q因子的影响的图形1210。
在图12B中，曲线1212、1214、1216和1218表示TFP谐振器的作为波长的函数的吸收功率分数(吸收因子)，每个TFP谐振器分别具有由金、银、铜和铝制成的导电结构102(即，一个由金制成，一个由银制成，等等)。如图12B所示，导电结构102的材料的选择改变TFP谐振器100的腔体的系数对比或Q因子。例如，铝的吸收增强可以为金的吸收增强的约0.34倍。
图13为根据本发明的一些示例实施方式的用于减去检测器中的相邻的一对TFP谐振器100的响应的清零构造1300的示意图示。
在一些实施方式中，成对的TFP谐振器100在清零构造1300中被联接在一起以估计入射光的非正交角度。清零构造1300可以包括两个相邻的TFP谐振器100，该两个相邻的TFP谐振器100在节点1302处在一端联接在一起(例如，直接联接在一起)并在它们的另一端通过两个电阻R1和R2联接在一起。阻挡二极管D可以联接到节点1302。跨过阻挡二极管的自由端与节点1304测量的电压(例如，V1-V2)与相邻的TFP谐振器100的输出电流之差成比例。在减法过程中每个TFP谐振器100的电流的相对权可以通过调整电阻R1和R2的电阻值而改变。
虽然清零构造1300示出结合检测器的TFP谐振器100的输出的特定方法，但是本发明的实施方式不限于此，可以使用为本领域的普通技术人员所知晓的任何其他适合的清零构造或结合输出的方法。
采用一个或多个检测器的成像装置可以利用发射在一个或多个检测器的谐振波长范围内的光的局部光源或外部光源。在触摸屏装置的示例中，光源可以与触摸屏集成或位于触摸屏的周边，并且照亮触摸屏之上的空间。
尽管已经结合特定示例实施方式描述了本发明，但是将理解，本发明不限于公开的实施方式，而是相反的，意在涵盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。
本申请要求于2013年12月3日提交的名称为“使用横向法布里-珀罗谐振器作为检测器的嵌入光学传感器”的美国临时申请序号No.61/911,426的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (19)

1.一种光学光传感器，用于检测一波长范围和一入射角范围的光，所述光学光传感器包括：
基板；
多个电介质结构，在所述基板上，光在所述电介质结构的与所述基板相反的一侧入射；
多个导电结构，在所述基板上，所述多个导电结构中的连续导电结构在其间具有所述多个电介质结构中的相应电介质结构，所述多个导电结构和所述多个电介质结构形成多个腔体，每个所述腔体通过所述连续导电结构和所述相应电介质结构形成；
在所述多个电介质结构和所述多个导电结构上的透明的绝缘层；以及
栅电极，所述栅电极位于所述绝缘层上以在所述多个腔体中的一腔体上并且阻挡所述波长范围的光到达其下面的所述腔体，
其中所述多个腔体中暴露于所述波长范围的光的腔体响应于接收所述波长范围的光而引起吸收谐振。
2.如权利要求1所述的光学光传感器，其中所述多个电介质结构中的相继电介质结构的宽度逐渐地增大。
3.如权利要求1所述的光学光传感器，其中所述多个导电结构中的相继导电结构的宽度逐渐地增大。
4.如权利要求1所述的光学光传感器，其中所述多个电介质结构包括半导体材料。
5.如权利要求4所述的光学光传感器，其中所述半导体材料包括硅、非晶硅和多晶硅中的至少一种。
6.如权利要求1所述的光学光传感器，其中所述多个导电结构包括金、银、铝和铜中的至少一种。
7.如权利要求1所述的光学光传感器，
其中所述连续导电结构接收差分电压，
其中所述差分电压促使所述腔体响应于由所述导电结构和所述电介质结构吸收的光而产生电流。
8.如权利要求1所述的光学光传感器，其中暴露于所述波长范围的光的所述腔体中的每一个响应于所接收的具有所述波长范围的光而产生信号，所产生的信号指示所接收的具有所述波长范围的光的入射角。
9.如权利要求8所述的光学光传感器，还包括检测电路，该检测电路以预定相位关系结合暴露于所述波长范围的光的所述腔体中的相邻腔体所产生的信号，并且在所接收的具有所述波长范围的光的入射角在所述入射角范围内时产生输出信号，
其中所述入射角是在入射平面和垂直于所述光学光传感器的法平面之间的角度，所述入射平面和所述法平面两者都平行于所述多个腔体中的一腔体的纵向方向。
10.如权利要求1所述的光学光传感器，其中所述腔体对可见光是基本透明的。
11.一种多单元检测部件，用于检测一波长范围的正交入射光，所述多单元检测部件包括：
多个光学光传感器，每个光学光传感器响应于检测所述波长范围的光而产生信号，所述光具有垂直于所述光学光传感器并且平行于所述光学光传感器的腔体的纵向方向的入射平面，每个光学光传感器包括：
基板；
多个电介质结构，在所述基板上，光在所述电介质结构的与所述基板相反的一侧入射；
多个导电结构，在所述基板上，所述多个导电结构中的连续导电结构在其间具有所述多个电介质结构中的相应电介质结构，所述多个导电结构和所述多个电介质结构形成多个腔体，每个所述腔体通过所述连续导电结构和所述相应电介质结构形成；
在所述多个电介质结构和所述多个导电结构上的透明的绝缘层；以及
栅电极，所述栅电极位于所述绝缘层上以在所述多个腔体中的一腔体上并且阻挡所述波长范围的光到达其下面的所述腔体，
其中所述多个腔体中暴露于所述波长范围的光的腔体响应于接收所述波长范围的光而引起吸收谐振，
其中所述多个光学光传感器中的第一和第二光学光传感器的腔体的纵向方向彼此成一角度。
12.如权利要求11所述的多单元检测部件，其中通过所述第一和第二光学光传感器的同时检测指示所述波长范围的所述正交入射光的检测。
13.如权利要求11所述的多单元检测部件，其中所述第一和第二光学光传感器处于相同的平面，所述第一和第二光学光传感器的所述腔体的纵向方向彼此垂直。
14.一种光学光传感器，用于检测一波长范围的光，所述光学光传感器包括：
多个p型半导体和多个n型半导体，交替地布置在横向方向上；
多个本征半导体，每个本征半导体在所述p型半导体中的相应一个和所述n型半导体中的相应一个之间；
多个电极，在所述多个p型半导体和所述多个n型半导体上，并且与所述多个本征半导体中的在其间的相应本征半导体形成多个腔体；
在所述多个本征半导体和所述多个电极上的透明的绝缘层；以及
栅电极，所述栅电极位于所述绝缘层上以在所述多个腔体中的一腔体上并且阻挡所述波长范围的光到达其下面的所述腔体，
其中所述多个电极中的在所述多个p型半导体上的电极被联接在一起，所述多个电极中的在所述多个n型半导体上的电极被联接在一起，
其中所述多个腔体中的至少一个在纵向方向上被暴露到入射光。
15.如权利要求14所述的光学光传感器，其中所述多个腔体中的所述至少一个响应于所接收的所述波长范围的光而引起吸收谐振。
16.如权利要求14所述的光学光传感器，其中所述多个本征半导体中的相继本征半导体的宽度和/或所述多个电极中的相继电极的宽度逐渐地增大。
17.一种光学感测阵列，用于检测一波长范围的光，所述光学感测阵列包括：
多个行导体；
多个列导体，与所述行导体交叉；
多个光学光传感器，联接到所述多个行导体和所述多个列导体，所述多个光学光传感器中的每一个包括：
多个p型半导体和多个n型半导体，交替地布置在横向方向上；
多个本征半导体，每个本征半导体在所述p型半导体中的相应一个和所述n型半导体中的相应一个之间；
多个电极，在所述多个p型半导体和所述多个n型半导体上，并且与所述多个本征半导体中的在其间的相应本征半导体形成多个腔体；以及
栅电极，在所述多个腔体中的一腔体上并且阻挡所述波长范围的光到达所述腔体，所述栅电极联接到所述多个列导体中的一个，
其中所述多个电极中的在所述多个p型半导体上的电极被联接在一起，所述多个电极中的在所述多个n型半导体上的电极被联接在一起，
其中所述多个腔体中的至少一个被配置为在纵向方向上暴露到入射光。
18.如权利要求17所述的光学感测阵列，其中当所述行导体经由行驱动器被寻址时，所述多个光学光传感器中的每一个响应于所接收的所述波长范围的光并且与所述光成比例地产生电流。
19.一种显示装置，包括权利要求17所述的光学感测阵列。
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