CN113809108A - 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置 - Google Patents

光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113809108A
CN113809108A CN202111084615.3A CN202111084615A CN113809108A CN 113809108 A CN113809108 A CN 113809108A CN 202111084615 A CN202111084615 A CN 202111084615A CN 113809108 A CN113809108 A CN 113809108A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
control
voltage
line
reset
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
CN202111084615.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113809108B (zh
Inventor
姚绮君
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.)
Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Tianma Microelectronics 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 Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd filed Critical Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority to CN202111084615.3A priority Critical patent/CN113809108B/zh
Priority to US17/513,173 priority patent/US11776299B2/en
Publication of CN113809108A publication Critical patent/CN113809108A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113809108B publication Critical patent/CN113809108B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • 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
    • 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
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置。光电传感器包括光感电路；光感电路包括光电二极管、复位晶体管、电压转换晶体管、读取控制晶体管、读取晶体管，至少读取晶体管为p型晶体管；复位晶体管、光电二极管的第一极、以及电压转换晶体管的控制极均与第一节点电连接；电压转换晶体管、读取控制晶体管、以及读取晶体管的控制极均与第二节点电连接；复位晶体管用于在其控制极的控制下开启以对第一节点进行复位；电压转换晶体管和读取控制晶体管用于分别在其各自控制极的控制下开启、以对第二节点的电压进行控制；读取晶体管用于在其控制极的控制下输出检测信号。本发明实施例能够实现光感电路具有较宽的动态范围。

Description

光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置
技术领域
本发明涉及光电传感器技术领域，尤其涉及一种光电传感器及其驱动方法、显示面板和显示装置。
背景技术
指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定。得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，指纹识别已经走入我们的日常生活，成为目前生物检测学中研究最深入，应用最广泛，发展最成熟的技术。
应用在显示领域的指纹识别技术包括压感指纹识别、超声波指纹识别、光感指纹识别等。随着全面屏概念的提出，屏下指纹识别技术成为人们追捧的热点，而这也促进了光感指纹识别技术的发展。
发明内容
本发明实施例提供一种光电传感器及其驱动方法、显示面板和显示装置，以保证在读取晶体管为p型晶体管时，光感电路仍然具有较宽的动态范围，提升指纹识别准确度。
第一方面，本发明实施例提供一种光学传感器，包括光感电路；光感电路包括光电二极管、复位晶体管、电压转换晶体管、读取控制晶体管、读取晶体管、第一节点和第二节点，至少读取晶体管为p型晶体管；其中，
复位晶体管、光电二极管的第一极、以及电压转换晶体管的控制极均与第一节点电连接；电压转换晶体管、读取控制晶体管、以及读取晶体管的控制极均与第二节点电连接；
复位晶体管用于在其控制极的控制下开启以对第一节点进行复位；
电压转换晶体管和读取控制晶体管用于分别在其各自控制极的控制下开启、以对第二节点的电压进行控制；
读取晶体管用于在其控制极的控制下输出检测信号。
第二方面，本发明实施例提供一种光电传感器的驱动方法，用于驱动本发明实施例提供的光电传感器驱动方法包括：控制光感电路的工作周期包括读取阶段；其中，在读取阶段：
第一节点将电压提供给电压转换晶体管的控制极以控制电压转换晶体管开启、同时向读取控制晶体管的控制极提供电压以控制读取控制晶体管开启，通过电压转换晶体管和读取控制晶体管共同对第二节点的电压进行控制；
在第二节点的控制下读取晶体管输出检测信号。
第三方面，本发明实施例提供一种显示模组，包括本发明任意实施例提供的光电传感器。
第四方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括本发明任意实施例提供的显示模组。
本发明实施例提供的光电传感器及其驱动方法、显示面板和显示装置，具有如下有益效果：在光感电路中设置电压转换晶体管，电压转换晶体管的控制极与第一节点连接，电压转换晶体管的开启状态直接受第一节点电压影响，电压转换晶体管的第二极与第二节点电连接，则第二节点的电压受第一节点电压影响。另外设置读取控制晶体管与第二节点电连接，在控制晶体管和电压转换晶体管同时开启时能够共同对第二节点的电压进行控制，如此设置能够实现将控制读取晶体管工作状态的电压随第一节点电压变化的变化规律进行转换。能够实现随着光电二极管受光照时间越长第一节点电位越低，而第二节点的电位越高，则提供给读取晶体管控制极的电压会越高，如此能够适应p型晶体管的工作特性，保证p型的读取晶体管能够持续工作在饱和区，确保光感电路具有较宽的动态范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种光感电路示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光感电路示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光感电路的工作时序图；
图4为p型晶体管的特性曲线示意图；
图5为本发明实施例提供的光感电路的一种版图设计示意图；
图6为图5中切线E-E′位置处一种截面示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种光感电路示意图；
图8为图7实施例提供的光感电路的一种工作时序图；
图9为本发明实施例提供的光感电路的一种版图设计示意图；
图10为图9中切线F-F′位置处一种截面示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种光感电路示意图；
图12为图11实施例提供的光感电路的一种工作时序图；
图13为本发明实施例提供的光感电路的一种版图设计示意图；
图14为图13中切线G-G′位置处一种截面示意图；
图15为本发明实施例提供的一种显示模组示意图；
图16为本发明实施例提供的另一种显示模组示意图；
图17为本发明实施例提供的显示装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
图1为现有技术中一种光感电路示意图，如图1所示，光感电路包括复位晶体管T1、读取晶体管T2、读取控制晶体管T3和光电二极管T4，其中，各晶体管均为n型晶体管。图1中还示意出了复位信号端D1、复位控制端D2、读取控制端D3、公共电压端D4、第一电压端D5和信号输出端D6。在光电二极管T4受光照后产生由节点C到公共电压端D4的漏流，节点C的电位下降，读取晶体管T2的输出端的电压跟随节点C的电压变化而变化，再通过控制读取控制晶体管T3开启后将检测信号输出给信号输出端D6。为了使读取晶体管T2的输出端的电压跟随节点C的电压变化而变化，也就是读取晶体管T2的输出端的电压与其控制极的电压具有相关性，则需要保证读取晶体管T2开启后工作在开态饱和区。读取晶体管T2为n型晶体管，则在满足条件：Vgs>Vth，且Vgs-Vds<Vth时，晶体管工作在开态饱和区，其中，Vgs为晶体管的控制极和源极的压差，Vds为晶体管的源漏极压差，Vth为晶体管的阈值电压，Vth为正值。
n型晶体管与p型晶体管相比在制作时需要至少增加一道LDD(Lightly DopedDrain，轻掺杂漏区)工艺，也就是说n型晶体管的制作工艺相对复杂。如果将图1中光感电路的各晶体管均制作成p型晶体管，则能够相对简化工艺制程，降低成本。但是，经发明人分析认为，在光感电路中光电二极管感光后N极电位下降，与光电二极管的N极连接的读取晶体管为n型晶体管才能保证工作在正常的工作范围，如果将图1中的各晶体管均制作成p型晶体管，会存在可检测动态范围窄的问题，影响指纹识别准确度。其中，动态范围理解为采集检测信号的最大信号量和最小信号量之间的范围。
在图1示意的电路中，光电二极管T4受光照强度不同，产生的漏电流大小不同，由于受光照后漏电流的存在导致节点C的电位下降，其中，光照时间越长、节点C的电压越低，则读取晶体管T2的控制极电压越低，也就是晶体管控制极电压Vg会越小，那么Vgs也会越小。如果读取晶体管T2为p型晶体管，其工作在开态饱和区需要满足的条件为：Vgs<Vth，且Vgs-Vds>Vth，Vth为负值。当Vg电压过低时，Vgs越小，那么Vgs-Vds也会越小，就不能继续满足Vgs-Vds>Vth的工作条件，此时读取晶体管T2不能够工作在开态饱和区，读取晶体管T2输出端的电压不能跟随其栅极电压而变化，最终光感电路的信号输出端D6输出的检测信号不能反应节点C的电压变化，影响了光感电路的工作。也就是说，将电路中的各晶体管设置为p型晶体管后，光感电路的动态范围变窄，应用在指纹识别检测时会影响指纹识别准确度。
基于现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种光电传感器，对其中的光感电路结构进行设计，以使得在读取晶体管为p型晶体管时，仍然能够保证光感电路具有较宽的动态范围，应用在指纹识别检测时能够保证指纹识别准确度。
本发明实施例提供一种光电传感器，能够用于光学指纹识别检测。光电传感器包括多个光感电路。图2为本发明实施例提供的一种光感电路示意图，如图2所示，光感电路包括光电二极管PD、复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4、第一节点A和第二节点B，至少读取晶体管M4为p型晶体管。在一种实施例中，光电二极管PD为PIN型光电二极管。其中，
复位晶体管M1、光电二极管PD的第一极、以及电压转换晶体管M2的控制极均与第一节点A电连接；电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、以及读取晶体管M4的控制极均与第二节点B电连接；
复位晶体管M1用于在其控制极的控制下开启以对第一节点A进行复位；
电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3用于分别在其各自控制极的控制下开启、以对第二节点B的电压进行控制；
读取晶体管M4用于在其控制极的控制下输出检测信号。读取晶体管M4的控制极与第二节点B电连接，也就是说，读取晶体管M4能够在第二节点B的电压控制下输出检测信号。
在如图1所示的现有技术中，读取晶体管T2的控制极与节点C直接连接，而随着光电二极管T4受光照时间越长节点C电位越低，提供给读取晶体管T2的控制极的电压会逐渐变小，无法使得p型的读取晶体管T2持续满足Vgs-Vds>Vth的工作条件，使得光感电路的动态范围过窄。
而在本发明实施例中，光电二极管PD的第一极与第一节点A电连接，p型读取晶体管M4的控制极并没有与第一节点A直接连接，也就是说，读取晶体管M4的控制极并没有与光电二极管PD的第一极直接连接，则在本发明中读取晶体管第一M4的开启状态不直接受到节点A的电压影响。避免了在应用中第一节点A电压下降过多，而使得读取晶体管M4的控制极电压超出其工作条件需要满足的电压范围，而影响光感电路的可检测动态范围。
在光感电路中设置电压转换晶体管M2，电压转换晶体管M2的控制极与第一节点A连接，电压转换晶体管M2的开启状态直接受第一节点A电压影响，电压转换晶体管M2的第二极与第二节点B电连接，则第二节点B的电压受第一节点A电压影响。另外设置读取控制晶体管M3与第二节点B电连接，在控制晶体管M3和电压转换晶体管M2同时开启时能够共同对第二节点B的电压进行控制，如此设置能够实现将控制读取晶体管M4工作状态的电压随第一节点A电压变化的变化规律进行转换。能够实现随着光电二极管PD受光照时间越长第一节点A电位越低，而第二节点B的电位越高，则提供给读取晶体管M4控制极的电压会越高，如此能够适应p型晶体管的工作特性，保证p型的读取晶体管M4能够持续工作在饱和区，确保光感电路具有较宽的动态范围。
本发明实施例能够实现控制第二节点B的电压变化范围在读取晶体管M4的工作条件需要满足的电压范围内，以保证光感电路具有较宽的动态范围，应用在指纹识别检测时能够保证指纹识别准确度。本发明实施例还提供一种驱动方法，能够用于驱动本发明实施例提供的光感电路，驱动方法包括：控制光感电路的工作周期包括复位阶段和读取阶段；其中，
在复位阶段：向复位晶体管M1的控制极提供信号，以控制复位晶体管M1开启对第一节点A进行复位。
在读取阶段：光电二极管PD在受光照后产生漏流，第一节点A的电压下降。第一节点A将电压提供给电压转换晶体管M2的控制极以控制电压转换晶体管M2开启、同时向读取控制晶体管M3的控制极提供电压以控制读取控制晶体管M3开启，电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3均开启后，通过电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3共同对第二节点B的电压进行控制；读取晶体管M4的控制极与第二节点B电连接，在第二节点B的控制下读取晶体管M4输出检测信号。
光电二极管PD受光照强度不同，其产生的漏流也不同，受光照强度越强，则漏流越大，相应的第一节点A的电压下降越多。电压转换晶体管M2的控制极与第一节点A电连接，则第一节点A的电压影响了电压转换晶体管M2的开启状态，进而影响了第二节点B的电压。也就是说，第二节点B的电压与第一节点A的电压具有相关性。
在读取阶段，控制读取控制晶体管M3开启，则读取控制晶体M3和电压转换晶体管M2共同对第二节点B的电压进行控制，而第二节点B的电压影响了读取晶体管M4的开启状态，进而影响了光感电路输出的检测信号。
本发明实施例中读取晶体管M4的开启状态间接受到第一节点A的电压影响，保证读取晶体管M4的开启状态与第一节点A的电压具有相关性；同时通过电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3共同对第二节点B的电压进行控制，能够实现将控制读取晶体管M4工作状态的电压随第一节点A电压变化的变化规律进行转换，控制第二节点B的电压变化范围在读取晶体管M4的工作条件需要满足的电压范围内，以保证光感电路具有较宽的动态范围，应用在指纹识别检测时能够保证指纹识别准确度。
在一种实施例中，光感电路中各晶体管均为p型晶体管，则在制作时不需要经过LDD的工艺制程，能够简化工艺，降低成本。
如图2所示，复位晶体管M1的控制极接收复位控制信号Reset，复位晶体管M1的第一极接收复位信号Vreset，复位晶体管M1的第二极与第一节点A电连接；电压转换晶体管M2的第一极接收第一电压信号Vdd，电压转换晶体管M2的第二极与第二节点B电连接；读取控制晶体管M3的控制极接收读取控制信号read，读取控制晶体管M3的第一极接收第二电压信号，读取控制晶体管M3的第二极与第二节点B电连接；读取晶体管M4的第一极接收第二电压信号Vcc，读取晶体管M4在其控制极的电压的控制下开启输出检测信号Vout。光电二极管PD的第一极与第一节点A电连接，第二极接收公共电压信号Vcom。
在一种实施例中，图3为本发明实施例提供的一种光感电路的工作时序图。如图3所示，光感电路的工作过程包括第一读取阶段t1、复位阶段t2和第二读取阶段t3。
在复位阶段t2：向复位晶体管M1的控制极提供复位控制信号Reset，其中，复位控制信号Reset为脉冲信号，复位控制信号Reset中的低电平信号为控制复位晶体管M1开启的使能信号。在该阶段复位晶体管M1的控制极接收使能信号后控制复位晶体管M1开启，复位晶体管M1的第一极和第二极导通，将复位晶体管M1第一极接收的复位信号Vreset提供给第一节点A，以对第一节点A进行复位。在一种实施例中，复位信号Vreset的电压值为-3V。
设置公共电压信号Vcom的电压值小于复位信号Vreset的电压值，则在复位阶段t2第一节点A的电位高于光电二极管PD的第二极的电位，在光电二极管PD没有受到光照时，光电二极管PD处于反偏截止状态。
在第一读取阶段t1：向复位晶体管M1的控制极提供复位控制信号Reset中的非使能信号，复位晶体管M1关闭。光电二极管PD在受光照射下产生第一极向第二极的漏流，第一节点A位置处的电位下降。电压转换晶体管M2的控制极与第一节点A电连接，则电压转换晶体管M2在第一节点A的电压信号的控制下开启。如图3中示意的读取控制信号read为脉冲信号，读取控制信号read中的低电平信号为控制读取控制晶体管M3开启的使能信号。在此阶段向读取控制晶体管M3的控制极提供使能信号，控制读取控制晶体管M3开启。也就是，在此阶段电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3共同对第二节点B的电压进行控制。进而读取晶体管M4在第二节点B的电压控制下输出检测信号。
通过电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3共同对第二节点B的电压进行控制，实现控制第二节点B的电压随第一节点A的电压变化而变化；在第二节点B的控制下读取晶体管M4开启、使得读取晶体管M4输出的检测信号随第二节点B的电压变化而变化。实现检测信号与第一节点A的电压具有相关性。
随着光电二极管PD接收光照时间的延长，第一节点A的电位持续下降。
在第二读取阶段t3：向复位晶体管M1的控制极提供复位控制信号Reset中的非使能信号，复位晶体管M1关闭。电压转换晶体管M2在第一节点A的电压信号的控制下开启，同时向读取控制晶体管M3的控制极提供读取控制信号read中的使能信号控制读取控制晶体管M3开启。电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3共同对第二节点B的电压进行控制，读取晶体管M4在第二节点B的电压控制下再次输出检测信号。
在第一读取阶段t1得到的检测信号可以认为是初始检测值。随着光电二极管PD受光照时间的延长，第一节点A位置处的电位会持续下降。在第二读取阶段t3，检测一定光照时间之后的检测信号。通过在两次读取阶段得到的检测信号能够反应出第一节点A的电位下降情况，也就能够反应出光电二极管PD接收的光照强度情况。
应用在指纹检测中，不同的指纹区域对应光电传感器中不同的光感电路。而在不用的指纹区域，光电二极管PD的受光照强度有所不同。光电传感器中多个光感电路分别执行上述工作阶段，能够得到指纹识别区的整体的光照强度情况，从而根据光照强度确定指纹图形，实现指纹识别。
在一种实施例中，如图3中示意的，复位信号Vreset为恒定电压信号。
在一种实施例中，如图3所示的，第一电压信号Vdd和第二电压信号Vcc均为恒定电压信号，且第一电压信号Vdd的电压值和第二电压信号Vcc的电压值不同。
在一种实施例中，在读取阶段：在第二节点B的控制下读取晶体管M4开启、使得读取晶体管M4输出的检测信号随第二节点B的电压变化而变化，包括在第二节点B的控制下控制读取晶体管M4工作在饱和区。根据场效应晶体管的特性，晶体管工作在饱和区时，其输出电压跟随其控制极电压的变化而变化。在驱动光感电路工作在读取阶段时，通过第二节点B的电压控制读取晶体管M4工作在饱和区，能够实现利用读取晶体管M4输出检测信号，使得检测信号和光电二极管PD的受光照强度具有相关性。
在一种实施例中，驱动光感电路工作在读取阶段时：通过电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3同时开启对第二节点B的电压进行控制，以控制第二节点B的电压随第一节点A的电压减小而增大。在读取阶段：随着光电二极管PD接受光照时间的延长，第一节点A的电压下降，而第二节点B的电压随第一节点A的电压减小而增大，也就是说，随着光电二极管PD接受光照时间的延长，第二节点B的电压会逐渐变大。而第二节点B的电压能够对读取晶体管M4的开启状态进行控制。
对于读取晶体管M4，在Vs(晶体管的源极电压，此处对应读取晶体管M4的第一极电压)和Vth固定的情况下，随着光电二极管PD接受光照时间的延长，第二节点B的电压会逐渐变大，则读取晶体管M4的Vgs会越大，能够使得读取晶体管M4持续满足Vgs-Vds>Vth的工作条件，控制读取晶体管M4工作在饱和区。本发明实施例通过电压转换晶体管和读取晶体管共同对第二节点B的电压进行控制，能够实现将控制读取晶体管M4工作状态的电压随第一节点A电压变化的变化规律进行转换，使得随着光电二极管PD受光照时间延长，提供给读取晶体管M4的控制极的电压会逐渐变大，由此能够适应p型晶体管的工作特性，保证p型晶体管的读取晶体管M4能够持续工作在饱和区，确保光感电路具有较宽的动态范围。
图4为p型晶体管的特性曲线示意图，图4仅为了对p型晶体管的工作特性进行说明，图4中示意的数值参数不作为对本发明中晶体管的特性参数的限定。图4中示意出了线性区、饱和区、截止区。其中，横坐标UDS表示晶体管的漏极和源极之间压差，UGS表示晶体管的栅极和源极之间的压差，ID表示晶体管的漏流。图4中示意的晶体管的阈值电压为-2V，也就是说，在UGS大于-2V时，晶体管为截止关闭状态。由图4可以看出，对于p型晶体管来说，在其工作在饱和区时，随着其控制极电压逐渐变大，其产生的开态漏流逐渐变小。
在本发明实施例中，读取晶体管M4为p型晶体管。驱动光感电路工作在读取阶段时：在第二节点B的控制下读取晶体管M4开启、使得读取晶体管M4输出的检测信号随第二节点B的电压增大而减小。如此实现通过第二节点B的电压控制读取晶体管M4工作在饱和区，实现读取晶体管M4输出的检测信号与第二节点B的电压具有相关性，进而实现读取晶体管M4输出的检测信号与第一节点A的电压具有相关性，使得通过输出的检测信号能够反应出光电二极管PD受光照强度情况。
在一种实施例中，在驱动光感电路工作在读取阶段时电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3同时开启、共同对第二节点B的电压进行控制，包括：控制电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3均工作在线性区。其中，
第一节点A将电压提供给电压转换晶体管M2的控制极以控制电压转换晶体管M2工作在线性区，电压转换晶体管M2的导通电阻随第一节点A的电压变化而变化；
向读取控制晶体管M3的控制极提供恒定电压信号以控制读取控制晶体管M3工作在线性区。
由图4中示意的p型晶体管的特性曲线可以知道，在晶体管工作在线性区时，晶体管的导通电阻与其控制极的电压具有相关性，其中，晶体管的导通电阻与其控制极的电压具有正相关性。而当晶体管的控制极电压恒定时，该晶体管的导通电阻也恒定，则该晶体管相当于一个固定阻值的电阻。
在本发明实施例中电压转换晶体管M2为p型晶体管，通过第一节点A的电压控制电压转换晶体管M2工作在线性区，则电压转换晶体管M2的导通电阻随第一节点A的电压减小而减小，相应的电压转换晶体管M2的导通电阻随第一节点A的电压增大而增大。在应用中第一节点A的电压随光电二极管PD受光照情况不同而变化，则在应用中，受第一节点A电压影响，电压转换晶体管M2可以认为是一个可变电阻。
同时，读取控制晶体管M3为p型晶体管，则向读取控制晶体管M3的控制极提供恒定电压信号以控制读取控制晶体管M3工作在线性区，能够使得读取控制晶体管M3的导通电阻为恒定阻值，则读取控制晶体管M3相当于一个固定阻值电阻。
再结合图2示意的电路结构图来看，电压转换晶体管M2的第二极和读取控制晶体管M3的第二极均与第二节点B电连接；第一节点A将电压提供给电压转换晶体管M2的控制极以控制电压转换晶体管M2工作在线性区，包括：第一节点A将电压提供给电压转换晶体管M2的控制极，向电压转换晶体管M2的第一极提供第一电压信号Vdd，以控制电压转换晶体管M2工作在线性区；向读取控制晶体管M3的控制极提供恒定电压信号以控制读取控制晶体管M3工作在线性区，包括：向读取控制晶体管M3的控制极提供读取控制信号，向读取控制晶体管M3的第一极提供第二电压信号Vcc，以控制读取控制晶体管M3工作在线性区。
当电压转换晶体管M2的导通电阻为可变电阻、读取控制晶体管M3的导通电阻固定阻值电阻时，设置至少在读取阶段中第一电压信号Vdd和第二电压信号Vcc均为恒定电压，则第二节点B位置处的电压会随着电压转换晶体管M2的导通电阻的变化而变化。电压转换晶体管M2的导通电阻又与第一节点A的电压具有相关性，从而能够实现第二节点B的电压与第一节点A的电压具有相关性。并且能够控制第二节点B的电压大小介于第一电压信号Vdd的电压值和第二电压信号Vcc的电压值之间，如此能够实现对读取晶体管M4控制极的电压范围的控制，进而能够对对读取晶体管M4的工作状态进行控制。
其中，当第一节点A的电压越小时，电压转换晶体管M2的导通电阻越小，则第二节点B位置处的电压值越接近于第一电压信号Vdd的电压值。
设置第一电压信号Vdd的电压值大于第二电压信号Vcc的电压值，则本发明实施例通过控制电压转换晶体管M2和读取控制晶体管M3均工作在线性区，能够实现控制第二节点B的电压随第一节点A的电压变化而变化，且第二节点B的电压随第一节点A的电压变小而增大。那么随着光电二极管PD受光照时间越长第一节点A电位越低，而第二节点B的电位越高，则提供给读取晶体管M4控制极的电压会越高，如此能够适应p型晶体管的工作特性，保证在第二节点B的控制下p型的读取晶体管M4能够持续工作在饱和区，确保光感电路具有较宽的动态范围。
在一种实施例中，第一电压信号Vdd的电压值为0V，第二电压信号Vcc的电压值为-7V。
在一种实施例中，图5为本发明实施例提供的光感电路的一种版图设计示意图，图6为图5中切线E-E′位置处一种截面示意图。
图5中示意出了一个光感电路中的四个晶体管，以及用于驱动该光感电路工作的各条信号线。如图5所示，光电传感器包括复位控制线X1、复位信号线X2、第一电压线X3、读取控制线X4、第二电压线X5和读取数据线X6。
复位晶体管M1的控制极与复位控制线X1电连接，复位控制线X1用于提供复位控制信号Reset。复位晶体管M1的第一极与复位信号线X2电连接，复位信号线X2用于提供复位信号Vreset。电压转换晶体管M2的第一极与第一电压线X3电连接，第一电压线X3用于提供第一电压信号Vdd。读取控制晶体管M3的控制极与读取控制线X4电连接，读取控制线X4用于提供读取控制信号read。读取控制晶体管M3的第一极和读取晶体管M4的第一极均与第二电压线X5电连接，第二电压线X5用于提供第二电压信号Vcc。读取晶体管M4的第二极与读取数据线X6电连接，读取数据线X6用于采集检测信号。
需要说明的是，本发明实施例中图案填充相同的结构位于光电传感器的同一膜层中。
在一种实施例中，如图5所示的，复位控制线X1、读取控制线X4和第二电压线X5沿第一方向x延伸，读取控制线X4位于复位控制线X1和第二电压线X5之间；第一电压线X3、复位信号线X2、读取数据线X6沿第二方向y延伸；第一方向x和第二方向y与交叉。需要说明的是，本发明实施例中对于各信号线延伸方向的限定只是说明各信号线的大致走线方向，而不对各信号线的线型进行限定。本发明实施例不限定各信号线为是笔直的直线，以图5中示意的读取控制线X4为例，读取控制线X4的延伸方向为第一方向y，读取控制线X4在其延伸方向上的部分线段可以为折线。
电压转换晶体管M2的控制极和读取晶体管M4的控制极位于第一虚拟直线XX；复位晶体管M1和读取控制晶体管M3分别位于第一虚拟直线XX的两侧；图5中第一虚拟直线XX仅做示意性表示，可以理解，在实际结构中电压转换晶体管M2的控制极和读取晶体管M4的控制极都不是一个点，而是均具有一定的面积大小。则在本发明实施例中，认为同时穿过电压转换晶体管M2的控制极和读取晶体管M4的直线即为第一虚拟直线XX。
本发明实施例中，光感电路包括四个晶体管，设置复位晶体管M1和读取控制晶体管M3分别位于第一虚拟直线XX的两侧，根据四个晶体管之间的相互连接关系，对四个晶体管的排布方式进行设计，实现四个晶体管相对紧密排布，能够节省光感电路占用的面积。
继续参考图5所示的，在第二方向y上，复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4均位于复位控制线X1和第二电压线X5之间；在第一方向x上，复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4均位于第一电压线X3和读取数据线X6之间。复位控制线X1和第二电压线X5的延伸方向相同、且分别与第一电压线X3和读取数据线X6绝缘交叉，如图5所示的该四条信号线限定出一个类似矩形形状的空间，光感电路中的四个晶体管位于矩形形状的空间内。如此设置，能够使光感电路的排布更加规整和紧凑，有利于进一步减小光感电路的占用面积。
本发明实施例中的版图设计能够在光电传感器尺寸固定的情况下，增加光感电路的设置个数，提升光电传感器的分辨率。应用在指纹识别检测中，能够提升指纹检测的精度。
图5中示意，对于驱动一个光感电路工作的第一电压线X3、复位信号线X2、读取数据线X6来说，读取数据线X6位于第一电压线X3和复位信号线X2之间。在另一种实施例中，对于驱动一个光感电路工作的第一电压线X3、复位信号线X2、读取数据线X6来说，复位信号线X2位于第一电压线X3和读取数据线X6之间，在此不再附图示意。
图6中示意出了光电传感器的一种膜层结构图，如图6所示，光电传感器包括基底10，以及依次远离基底10的半导体层20、第一金属层30、第二金属层40。光电二极管PD位于第二金属层40的远离衬底10的一侧。光电二极管PD包括第一极51、有源层52和第二极53。
结合图5和图6进行理解，光感电路中各晶体管的有源层(图6中未标示)位于半导体层20。可以理解，对于一个晶体管来说，半导体层20中与该晶体管的控制极交叠的区域即为该晶体管的有源层。光感电路中各晶体管的控制极(图6中未标示)、复位控制线X1、读取控制线X4和第二电压线X5位于第一金属层30；第一电压线X3、复位信号线X2和读取数据线X6位于第二金属层40。
图5和图6中还示意出了第一连接线L1、第二连接线L2、第三连接线L3和第四连接线L4。其中，第一连接线L1、第二连接线L2、第三连接线L3和第四连接线L4均位于第二金属层40。
光电二极管PD的第一极51通过第一过孔V1连接到第一连接线L1,第一连接线L1的一端通过第二过孔V2与电压转换晶体管M2的控制极电连接，第一连接线L1的另一端通过第三过孔V3与复位晶体管M1的第二极电连接。也就是说，第一连接线L1的设置，实现了光电二极管PD的第一极51、电压转换晶体管M2的控制极、以及复位晶体管M1的第二极之间的电连接。
由图5可以看出，电压转换晶体管M2的第二极和读取控制晶体管M3的第二极均位于半导体层20且直接连接。由图6可以看出第二连接线L2的一端通过过孔连接到半导体层20，第二连接线L2的另一端通过过孔连接到读取晶体管M4的控制极。通过第二连接线L2的设置，实现电压转换晶体管M2的第二极、读取控制晶体管M3的第二极与读取晶体管M4的控制极之间的电连接。
第三连接线L3的第一端通过过孔连接到第二电压线X5，另一端通过过孔连接到读取控制晶体管M3的第一极，从而实现通过第二电压线X5向读取控制晶体管M3的第一极提供第二电压信号Vcc。
第四连接线L4的第一端通过过孔连接到第二电压线X5，另一端通过过孔连接到读取晶体管M4的第一极，从而实现通过第二电压线X5向读取晶体管M4的第一极提供第二电压信号Vcc。
该实施方式中，在光电传感器制作时，在基底10之上依次制作图形化的半导体层20和图形化的第一金属层30；然后制作绝缘层的打孔工艺；然后制作图形化的第二金属层40，形成第一连接线L1至第四连接线L4、以及第一电压线X3、复位信号线X2和读取数据线X6。在光电二极管PD的工艺之前仅需要一次打孔工艺制程。
图6中还示意出了平坦化层61，平坦化层61采用有机材料制作，平坦化层61位于第二金属层40和光电二极管PD之间，在第二金属层40的工艺之后制作平坦化层61，平坦化层61能够为光电二极管PD的制作提供一个相对平坦的基底。
在另一种实施例中，图7为本发明实施例提供的另一种光感电路示意图，图8为图7实施例提供的光感电路的一种工作时序图。
如图7所示的，复位晶体管M1的控制极与复位控制线X1电连接，复位控制线X1用于提供复位控制信号Reset。如图8中示意的，复位控制信号Reset为脉冲信号，复位控制信号Reset中的低电平信号为控制复位晶体管M1开启的使能信号。
复位晶体管M1的第一极和电压转换晶体管M2的第一极均与第一电压信号线X3电连接；第一电压信号线X3用于在第一时段向复位晶体管M1的第一极提供复位信号Vreset，还用于在第二时段向电压转换晶体管M2的第一极提供第一电压信号Vdd，复位信号的电压值Vreset和第一电压信号Vdd的电压值不同。
读取控制晶体管M3的控制极与读取控制线X4电连接，读取控制线X4用于提供读取控制信号read。如图8中示意的，读取控制信号read为脉冲信号，读取控制信号read中的低电平信号为控制读取控制晶体管M3开启的使能信号。
读取控制晶体管M3的第一极和读取晶体管M4的第一极均与第二电压线X5电连接，第二电压线X5用于提供第二电压信号Vcc。其中，第二电压信号Vcc为恒定电压信号。
读取晶体管M4的第二极与读取数据线X6电连接，读取数据线X6用于采集检测信号。
本发明实施例中第一电压信号线X3在不同的时段提供具有不同电压值的不同电压信号。如图8所示，光感电路的工作过程包括复位阶段t2和两次读取阶段(第一读取阶段t1和第二读取阶段t2)。其中，复位阶段t2也即第一时段，在复位阶段t2，第一电压信号线X3向复位晶体管M1的第一极提供复位信号Vreset，同时，复位控制线X1向复位晶体管M1的控制极提供复位控制信号Reset控制复位晶体管M1开启，则复位晶体管M1通过复位信号Vreset对第一节点A进行复位。读取阶段即为第二时段，在读取阶段，第一电压信号线X3向电压转换晶体管M2的第一极提供第一电压信号Vdd，在该阶段，电压转换晶体管M2在其控制极的电压控制下开启后工作在线性区。
该实施方式中第一电压信号线X3上提供的信号为脉冲信号。脉冲信号中的低电平信号部分为复位信号Vreset，高电平部分为第一电压信号Vdd。在复位阶段t2，第一电压信号线X3向复位晶体管M1的第一极提供复位信号Vreset；在读取阶段，第一电压信号线X3向电压转换晶体管M2的第一极提供第一电压信号Vdd。
利用第一电压信号线X3分时提供不同的电压信号，能够减少光电传感器中的信号线条数，从而节省布线空间。有利于提升光电传感器的分辨率。
在一种实施例中，图9为本发明实施例提供的光感电路的一种版图设计示意图，图10为图9中切线F-F′位置处一种截面示意图。图9中为了清楚示意出电路中各晶体管与信号线的连接关系，并没有示意出光电二极管PD。
如图9所示，复位控制线X1、读取控制线X4沿第一方向x延伸；第一电压线X3、第二电压线X5、读取数据线X6沿第二方向y延伸，且读取数据线X6位于第一电压线X3和第二电压线X5之间。
电压转换晶体管M2的控制极和读取晶体管M4的控制极位于第一虚拟直线；复位晶体管M1和读取控制晶体管M3分别位于第一虚拟直线的两侧。图9中并未示意出第一虚拟直线，对于第一虚拟直线的理解可参考上述图5实施例中的说明。
在第二方向y上，复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4均位于复位控制线X1和读取控制线X4之间；在第一方向x上，复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4均位于第一电压线X3和第二电压线X5之间。
本发明实施例中，光感电路包括四个晶体管，设置复位晶体管M1和读取控制晶体管M3分别位于第一虚拟直线的两侧，根据四个晶体管之间的相互连接关系，对四个晶体管的排布方式进行设计，实现四个晶体管相对紧密排布，能够节省光感电路占用的面积。复位控制线X1和读取控制线X4的延伸方向相同、且分别与第一电压线X3和第二电压线X5绝缘交叉，如图9所示的该四条信号线限定出一个类似矩形形状的空间，光感电路中的四个晶体管位于矩形形状的空间内。如此设置，能够使光感电路的排布更加规整和紧凑，有利于进一步减小光感电路的占用面积。本发明实施例中的版图设计能够在光电传感器尺寸固定的情况下，增加光感电路的设置个数，提升光电传感器的分辨率。应用在指纹识别检测中，能够提升指纹检测的精度。
本发明实施例中，光电传感器包括基底10，以及依次远离基底的半导体层20、第一金属层30、第二金属层40。结合图9和图10进行理解，光感电路中各晶体管的有源层位于半导体层20；光感电路中各晶体管的控制极、复位控制线X1、读取控制线X4位于第一金属层30；第一电压线X3、第二电压线X5和读取数据线X6位于第二金属层40。
光电传感器还包括第一连接线L1和第二连接线L2，其中，第一连接线L1、第二连接线L2均位于第二金属层40。第一连接线L1和第二连接线L2的作用与上述图5实施例中相同，在此不再赘述。
在一些实施例方式中，读取控制信号read和第二电压信号Vcc为相同电压信号，读取控制晶体管M3的第一极与读取控制晶体管M3的控制极电连接。如此能够通过一条信号线同时为读取控制晶体管M3的第一极和读取控制晶体管M3的控制极提供信号，能够减少光电传感器中信号线的条数，有利于节省布线空间、提升光电传感器的分辨率。
可选的，读取控制信号read和第二电压信号Vcc均为脉冲信号。
图11为本发明实施例提供的另一种光感电路示意图，图12为图11实施例提供的光感电路的一种工作时序图。
如图11所示，复位晶体管M1的控制极与复位控制线X1电连接，复位控制线X1用于提供复位控制信号Reset。如图12所示的，复位控制信号Reset为脉冲信号，复位控制信号Reset中的低电平信号为控制复位晶体管M1开启的使能信号。
复位晶体管M1的第一极与复位信号线X2电连接，复位信号线X2用于提供复位信号Vreset；如图12所示的，复位信号Vreset为恒定电压信号。
电压转换晶体管M2的第一极与第一电压线X3电连接，第一电压线X3用于提供第一电压信号Vdd；其中，第一电压信号Vdd为恒定电压信号。
读取控制晶体管M3的控制极、读取控制晶体管M3的第一极和读取晶体管M4的第一极均与读取控制线X4电连接，读取控制线X4用于提供读取控制信号read和第二电压信号Vcc。
读取晶体管M4的第二极与读取数据线X6电连接，读取数据线X6用于采集检测信号。
该实施方式中，读取控制线X4提供的信号为脉冲信号，其中，在脉冲信号中的低电平信号部分为控制读取控制晶体管M3开启的使能信号。在光感电路工作在读取阶段(图12中示意的第一读取阶段t1或者第二读取阶段t3)时，读取控制线X4提供低电平信号，也就是说，在该时段读取控制信号read和第二电压信号Vcc均为低电平信号。将低电平信号提供给读取控制晶体管M3的控制极能够控制读取控制晶体管M3开启，同时将低电平信号提供给读取控制晶体管M3的第一极，能够实现控制读取控制晶体管M3工作在线性区。而且，读取晶体管M4的第一极也接受第二电压信号Vcc，当第二电压信号Vcc为脉冲信号时，在非读取阶段第二电压信号Vcc为高电平信号，能够避免在非读取阶段读取晶体管M4产生漏流而影响检测信号的输出。
在一种实施例中，图13为本发明实施例提供的光感电路的一种版图设计示意图，图14为图13中切线G-G′位置处一种截面示意图。图13中为了清楚示意出电路中各晶体管与信号线的连接关系，并没有示意出光电二极管PD。
如图13所示，复位控制线X1和读取控制线X4沿第一方向x延伸，第一电压线X3、读取数据线X6和复位信号线X2沿第二方向y延伸。
电压转换晶体管M2的控制极和读取晶体管M4的控制极位于第一虚拟直线；复位晶体管M1和读取控制晶体管M3分别位于第一虚拟直线的两侧；图13中并未示意出第一虚拟直线，对于第一虚拟直线的理解可参考上述图5实施例中的说明。
在第二方向y上，复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4均位于复位控制线X1和读取控制线X4之间；在第一方向x上，复位晶体管M1、电压转换晶体管M2、读取控制晶体管M3、读取晶体管M4均位于第一电压线X3和读取数据线X6之间。
本发明实施例中，光感电路包括四个晶体管，设置复位晶体管M1和读取控制晶体管M3分别位于第一虚拟直线的两侧，根据四个晶体管之间的相互连接关系，对四个晶体管的排布方式进行设计，实现四个晶体管相对紧密排布，能够节省光感电路占用的面积。复位控制线X1和读取控制线X4的延伸方向相同、且分别与第一电压线X3和读取数据线X6绝缘交叉，如图13所示的该四条信号线限定出一个类似矩形形状的空间，光感电路中的四个晶体管位于矩形形状的空间内。如此设置，能够使光感电路的排布更加规整和紧凑，有利于进一步减小光感电路的占用面积。本发明实施例中的版图设计能够在光电传感器尺寸固定的情况下，增加光感电路的设置个数，提升光电传感器的分辨率。应用在指纹识别检测中，能够提升指纹检测的精度。
本发明实施例中，光电传感器包括基底10，以及依次远离基底的半导体层20、第一金属层30、第二金属层40。结合图13和图14进行理解，光感电路中各晶体管的有源层位于半导体层20；光感电路中各晶体管的控制极、复位控制线X1、读取控制线X4位于第一金属层30；第一电压线X3、复位信号线X2和读取数据线X6位于第二金属层40。
光电传感器还包括第一连接线L1、第二连接线L2和第三连接线L3，其中，第一连接线L1、第二连接线L2、第三连接线L3均位于第二金属层40。第一连接线L1和第二连接线L2的作用与上述图5实施例中相同，在此不再赘述。其中，读取控制晶体管M3的第一极通过过孔连接到第三连接线L3、读取晶体管M4的第一极通过过孔连接到第三连接线L3、第三连接线L3通过过孔连接到读取控制信号read，由此实现了读取控制晶体管M3的第一极与读取控制晶体管M3的控制极电连接、且读取晶体管M4的第一极与读取控制晶体管M3的第一极电连接。
本发明实施例还提供一种显示模组，图15为本发明实施例提供的一种显示模组示意图，如图15所示，显示模组包括显示面板1和本发明任意实施例提供的光电传感器2，其中，光电传感器2贴合在显示面板1的背面、且与显示面板的1的显示区交叠。显示面板1的背面即为显示画面的背侧。其中，显示面板1为有机发光显示面板或者无机发光显示面板。光电传感器2能够用于指纹识别检测，实现显示模组的指纹识别功能。
本发明实施例还提供一种显示模组，图16为本发明实施例提供的另一种显示模组示意图，如图16所示，显示模组包括本发明任意实施例提供的光电传感器2，其中，显示模组包括堆叠的阵列层01和显示层02，光电传感器2集成在显示模组的阵列层01中。本发明实施例中光感电路内各晶体管均为p型晶体管，则光电传感器能够与阵列层01中的驱动电路在相同工艺中制作，有利于减小显示模组的厚度。
本发明实施例还提供一种显示装置，图17为本发明实施例提供的显示装置示意图，如图17所示，显示装置包括本发明任意实施例提供的显示模组100。本发明实施例中显示装置可以是例如手机、平板计算机、笔记本电脑、电纸书、电视机、智能手表等任何具有显示功能的设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (25)

1.一种光电传感器，其特征在于，包括光感电路；所述光感电路包括光电二极管、复位晶体管、电压转换晶体管、读取控制晶体管、读取晶体管、第一节点和第二节点，至少所述读取晶体管为p型晶体管；其中，
所述复位晶体管、所述光电二极管的第一极、以及所述电压转换晶体管的控制极均与所述第一节点电连接；所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、以及所述读取晶体管的控制极均与所述第二节点电连接；
所述复位晶体管用于在其控制极的控制下开启以对所述第一节点进行复位；
所述电压转换晶体管和所述读取控制晶体管用于分别在其各自控制极的控制下开启、以对所述第二节点的电压进行控制；
所述读取晶体管用于其控制极的控制下输出检测信号。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位晶体管的控制极接收复位控制信号，所述复位晶体管的第一极接收复位信号，所述复位晶体管的第二极与所述第一节点电连接；
所述电压转换晶体管的第一极接收第一电压信号，所述电压转换晶体管的第二极与所述第二节点电连接；
所述读取控制晶体管的控制极接收读取控制信号，所述读取控制晶体管的第一极接收第二电压信号，所述读取控制晶体管的第二极与所述第二节点电连接；
所述读取晶体管的第一极接收所述第二电压信号，所述读取晶体管在其控制极的电压的控制下开启输出所述检测信号。
3.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位晶体管的控制极与复位控制线电连接，所述复位控制线用于提供所述复位控制信号；
所述复位晶体管的第一极与复位信号线电连接，所述复位信号线用于提供所述复位信号；
所述电压转换晶体管的第一极与第一电压线电连接，所述第一电压线用于提供所述第一电压信号；
所述读取控制晶体管的控制极与读取控制线电连接，所述读取控制线用于提供所述读取控制信号；
所述读取控制晶体管的第一极和所述读取晶体管的第一极均与第二电压线电连接，所述第二电压线用于提供所述第二电压信号；
所述读取晶体管的第二极与读取数据线电连接，所述读取数据线用于采集所述检测信号。
4.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位控制线、所述读取控制线和所述第二电压线沿第一方向延伸，所述读取控制线位于所述复位控制线和所述第二电压线之间；所述第一电压线、所述复位信号线、所述读取数据线沿第二方向延伸；所述第一方向和所述第二方向交叉；
所述电压转换晶体管的控制极和所述读取晶体管的控制极位于第一虚拟直线；所述复位晶体管和所述读取控制晶体管分别位于所述第一虚拟直线的两侧；
在所述第二方向上，所述复位晶体管、所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、所述读取晶体管均位于所述复位控制线和所述第二电压线之间；在所述第一方向上，所述复位晶体管、所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、所述读取晶体管均位于所述第一电压线和所述读取数据线之间。
5.根据权利要求4所述的光电传感器，其特征在于，
所述光电传感器包括基底，以及依次远离所述基底的半导体层、第一金属层、第二金属层；
所述光感电路中各晶体管的有源层位于所述半导体层；所述光感电路中各晶体管的控制极、所述复位控制线、所述读取控制线和所述第二电压线位于所述第一金属层；所述第一电压线、所述复位信号线和所述读取数据线位于所述第二金属层。
6.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位晶体管的控制极与复位控制线电连接，所述复位控制线用于提供所述复位控制信号；
所述复位晶体管的第一极和所述电压转换晶体管的第一极均与第一电压信号线电连接；所述第一电压信号线用于在第一时段向所述复位晶体管的第一极提供所述复位信号，还用于在第二时段向所述电压转换晶体管的第一极提供所述第一电压信号，所述复位信号的电压值和所述第一电压信号的电压值不同；
所述读取控制晶体管的控制极与读取控制线电连接，所述读取控制线用于提供所述读取控制信号；
所述读取控制晶体管的第一极和所述读取晶体管的第一极均与所述第二电压线电连接，所述第二电压线用于提供所述第二电压信号；
所述读取晶体管的第二极与所述读取数据线电连接，所述读取数据线用于采集所述检测信号。
7.根据权利要求6所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位控制线、所述读取控制线沿第一方向延伸；所述第一电压线、所述第二电压线、所述读取数据线沿第二方向延伸，且所述读取数据线位于所述第一电压线和所述第二电压线之间；所述第一方向和所述第二方向交叉；
所述电压转换晶体管的控制极和所述读取晶体管的控制极位于第一虚拟直线；所述复位晶体管和所述读取控制晶体管分别位于所述第一虚拟直线的两侧；
在所述第二方向上，所述复位晶体管、所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、所述读取晶体管均位于所述复位控制线和所述读取控制线之间；在所述第一方向上，所述复位晶体管、所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、所述读取晶体管均位于所述第一电压线和所述第二电压线之间。
8.根据权利要求7所述的光电传感器，其特征在于，
所述光电传感器包括基底，以及依次远离所述基底的半导体层、第一金属层、第二金属层；
所述光感电路中各晶体管的有源层位于所述半导体层；所述光感电路中各晶体管的控制极、所述复位控制线、所述读取控制线位于所述第一金属层；所述第一电压线、所述第二电压线和所述读取数据线位于所述第二金属层。
9.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，
所述读取控制信号和所述第二电压信号为相同电压信号，所述读取控制晶体管的第一极与所述读取控制晶体管的控制极电连接。
10.根据权利要求9所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位晶体管的控制极与复位控制线电连接，所述复位控制线用于提供所述复位控制信号；
所述复位晶体管的第一极与复位信号线电连接，所述复位信号线用于提供所述复位信号；
所述电压转换晶体管的第一极与第一电压线电连接，所述第一电压线用于提供所述第一电压信号；
所述读取控制晶体管的控制极、所述读取控制晶体管的第一极和所述读取晶体管的第一极均与读取控制线电连接，所述读取控制线用于提供所述读取控制信号和所述第二电压信号；
所述读取晶体管的第二极与读取数据线电连接，所述读取数据线用于采集所述检测信号。
11.根据权利要求10所述的光电传感器，其特征在于，
所述复位控制线和所述读取控制线沿第一方向延伸，所述第一电压线、所述读取数据线和所述复位信号线沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向交叉；其中，
所述电压转换晶体管的控制极和所述读取晶体管的控制极位于第一虚拟直线；所述复位晶体管和所述读取控制晶体管分别位于所述第一虚拟直线的两侧；
在所述第二方向上，所述复位晶体管、所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、所述读取晶体管均位于所述复位控制线和所述读取控制线之间；
在所述第一方向上，所述复位晶体管、所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、所述读取晶体管均位于所述第一电压线和所述读取数据线之间。
12.根据权利要求11所述的光电传感器，其特征在于，
所述光电传感器包括基底，以及依次远离所述基底的半导体层、第一金属层、第二金属层；
所述光感电路中各晶体管的有源层位于所述半导体层；所述光感电路中各晶体管的控制极、所述复位控制线、所述读取控制线位于所述第一金属层；所述第一电压线、所述复位信号线和所述读取数据线位于所述第二金属层。
13.一种光电传感器的驱动方法，其特征在于，所述光电传感器包括光感电路；所述光感电路包括：光电二极管、复位晶体管、电压转换晶体管、读取控制晶体管、读取晶体管、第一节点和第二节点，至少所述读取晶体管为p型晶体管；
所述复位晶体管、所述光电二极管的第一极、以及所述电压转换晶体管的控制极均与所述第一节点电连接；
所述电压转换晶体管、所述读取控制晶体管、以及所述读取晶体管的控制极均与所述第二节点电连接；
所述驱动方法包括：控制所述光感电路的工作周期包括读取阶段；其中，在所述读取阶段：
所述第一节点将电压提供给所述电压转换晶体管的控制极以控制所述电压转换晶体管开启、同时向所述读取控制晶体管的控制极提供电压以控制所述读取控制晶体管开启，通过所述电压转换晶体管和所述读取控制晶体管共同对所述第二节点的电压进行控制；
在所述第二节点的控制下所述读取晶体管输出检测信号。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，
通过所述电压转换晶体管和所述读取控制晶体管共同对所述第二节点的电压进行控制，包括：控制所述第二节点的电压随所述第一节点的电压变化而变化；
在所述第二节点的控制下所述读取晶体管输出检测信号，包括：所述读取晶体管开启、使得所述读取晶体管输出的所述检测信号随所述第二节点的电压变化而变化。
15.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，
控制所述第二节点的电压随所述第一节点的电压变化而变化，包括：控制所述第二节点的电压随所述第一节点的电压减小而增大。
16.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，
在所述第二节点的控制下所述读取晶体管开启、使得所述读取晶体管输出的所述检测信号随所述第二节点的电压变化而变化，包括：所述读取晶体管输出的所述检测信号随所述第二节点的电压增大而减小。
17.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，
所述第一节点将电压提供给所述电压转换晶体管的控制极以控制所述电压转换晶体管开启、同时向所述读取控制晶体管的控制极提供电压以控制所述读取控制晶体管开启，包括：
所述第一节点将电压提供给所述电压转换晶体管的控制极以控制所述电压转换晶体管工作在线性区，其中，所述电压转换晶体管的导通电阻随所述第一节点的电压变化而变化；
向所述读取控制晶体管的控制极提供恒定电压信号以控制所述读取控制晶体管工作在线性区。
18.根据权利要求17所述的驱动方法，其特征在于，所述电压转换晶体管的第二极和所述读取控制晶体管的第二极均与所述第二节点电连接；
所述第一节点将电压提供给所述电压转换晶体管的控制极以控制所述电压转换晶体管工作在线性区，包括：所述第一节点将电压提供给所述电压转换晶体管的控制极，向所述电压转换晶体管的第一极提供第一电压信号，以控制所述电压转换晶体管工作在线性区；
向所述读取控制晶体管的控制极提供恒定电压信号以控制所述读取控制晶体管工作在线性区，包括：向所述读取控制晶体管的控制极提供读取控制信号，向所述读取控制晶体管的第一极提供第二电压信号，以控制所述读取控制晶体管工作在线性区。
19.根据权利要求18所述的驱动方法，其特征在于，
控制所述第二节点的电压随所述第一节点的电压变化而变化，还包括：控制所述第二节点的电压大小介于所述第一电压信号的电压值和所述第二电压信号的电压值之间。
20.根据权利要求18所述的驱动方法，其特征在于，
所述第一电压信号的电压值大于所述第二电压信号的电压值。
21.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，
在所述第二节点的控制下所述读取晶体管开启、使得所述读取晶体管输出的所述检测信号随所述第二节点的电压变化而变化，包括：在所述第二节点的控制下控制所述读取晶体管工作在饱和区。
22.根据权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，
所述驱动方法还包括：控制所述光感电路的工作周期包括复位阶段；
在所述复位阶段：
向所述复位晶体管的控制极提供复位控制信号，向所述复位晶体管的第一极提供复位信号，控制所述复位晶体管开启后通过所述复位信号对所述第一节点进行复位。
23.根据权利要求22所述的驱动方法，其特征在于，
所述光电二极管的第二极接收公共电压信号，
所述公共电压信号的电压值小于所述复位信号的电压值。
24.一种显示模组，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的光电传感器。
25.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求24所述的显示模组。
CN202111084615.3A 2021-09-16 2021-09-16 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置 Active CN113809108B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111084615.3A CN113809108B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置
US17/513,173 US11776299B2 (en) 2021-09-16 2021-10-28 Photoelectric sensor and method for driving the same, and display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111084615.3A CN113809108B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113809108A true CN113809108A (zh) 2021-12-17
CN113809108B CN113809108B (zh) 2024-03-12

Family

ID=78895489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111084615.3A Active CN113809108B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11776299B2 (zh)
CN (1) CN113809108B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114397975A (zh) * 2022-01-24 2022-04-26 武汉天马微电子有限公司 显示面板及其驱动方法和显示装置
CN114664906A (zh) * 2022-03-17 2022-06-24 上海天马微电子有限公司 一种光感模组、显示面板及显示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112532899B (zh) * 2020-11-27 2023-06-30 京东方科技集团股份有限公司 光电转换电路、驱动方法、光电检测基板、光电检测装置
CN113809108B (zh) * 2021-09-16 2024-03-12 上海天马微电子有限公司 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置
CN114694192A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 上海天马微电子有限公司 检测电路及其驱动方法和显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100289932A1 (en) * 2005-12-09 2010-11-18 Omron Corporation Solid-state imaging device
JP2010287799A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Panasonic Corp 固体撮像装置
CN105044955A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置
CN108322678A (zh) * 2018-03-01 2018-07-24 上海晔芯电子科技有限公司 支持全局曝光的tof图像传感器像素结构及tof成像系统
CN110765888A (zh) * 2019-09-29 2020-02-07 武汉华星光电技术有限公司 指纹识别显示模组及其控制方法
US20210051285A1 (en) * 2018-04-04 2021-02-18 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state image pickup element, electronic apparatus, and method of controlling solid-state image pickup element

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2853906A4 (en) * 2012-05-22 2016-10-12 Silicon Display Technology CAPACITIVE DIGITAL FOOTPRINT SENSOR
JP7029890B2 (ja) * 2017-03-02 2022-03-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子、撮像素子の制御方法、及び、電子機器
CN107314813B (zh) * 2017-08-14 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 光强检测单元、光强检测方法和显示装置
CN108537179B (zh) * 2018-04-12 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别单元、指纹识别方法和指纹识别装置
CN111209889A (zh) * 2019-05-16 2020-05-29 神盾股份有限公司 指纹传感器
CN112149474B (zh) * 2019-06-28 2024-08-02 群创光电股份有限公司 电子装置
US11417142B2 (en) * 2020-05-21 2022-08-16 Novatek Microelectronics Corp. Optical fingerprint sensing device and optical fingerprint sensing method
CN113809108B (zh) * 2021-09-16 2024-03-12 上海天马微电子有限公司 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100289932A1 (en) * 2005-12-09 2010-11-18 Omron Corporation Solid-state imaging device
JP2010287799A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Panasonic Corp 固体撮像装置
CN105044955A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置
CN108322678A (zh) * 2018-03-01 2018-07-24 上海晔芯电子科技有限公司 支持全局曝光的tof图像传感器像素结构及tof成像系统
US20210051285A1 (en) * 2018-04-04 2021-02-18 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state image pickup element, electronic apparatus, and method of controlling solid-state image pickup element
CN110765888A (zh) * 2019-09-29 2020-02-07 武汉华星光电技术有限公司 指纹识别显示模组及其控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114397975A (zh) * 2022-01-24 2022-04-26 武汉天马微电子有限公司 显示面板及其驱动方法和显示装置
CN114397975B (zh) * 2022-01-24 2024-04-09 武汉天马微电子有限公司 显示面板及其驱动方法和显示装置
CN114664906A (zh) * 2022-03-17 2022-06-24 上海天马微电子有限公司 一种光感模组、显示面板及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11776299B2 (en) 2023-10-03
CN113809108B (zh) 2024-03-12
US20220052101A1 (en) 2022-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113809108B (zh) 光电传感器及其驱动方法、显示模组和显示装置
CN110245649B (zh) 显示面板、驱动方法和显示装置
US10210373B2 (en) Fingerprint recognition sensor capable of sensing fingerprint using optical and capacitive method
CN107195264B (zh) 光探测器及其驱动方法、显示面板及显示装置
CN106952612B (zh) 像素电路、显示面板及其驱动方法
CN107526474B (zh) 集成指纹识别功能的压力感应模组、驱动方法和显示装置
CN110110691B (zh) 指纹识别驱动电路、装置、触摸屏和驱动方法
CN109935183B (zh) 阵列基板、相关电流检测方法、显示面板及显示装置
CN110728254B (zh) 光学指纹识别电路及显示装置
CN108280432A (zh) 指纹识别检测电路及其驱动方法、显示装置
CN112673414B (zh) 具有光感测功能的像素电路、驱动方法和显示设备
US11114497B2 (en) Sensor, array substrate containing sensor, display panel containing array substrate
US11620848B2 (en) Detection circuit, skin print recognition device and driving method
CN107683482B (zh) 电容式指纹传感器
KR100545977B1 (ko) 면압 분포 센서 및 그 동작 제어 방법
CN110796983B (zh) 一种显示装置及其驱动方法
CN110098248B (zh) 柔性显示面板及其制备方法、显示装置
US10935422B2 (en) Optical measurement module, optical measurement circuit, and electronic device
CN110135348B (zh) 指纹检测电路及其驱动方法、阵列基板、显示装置
CN106020533B (zh) 一种触控电路、其驱动方法、触摸屏及显示装置
CN117711037A (zh) 一种基于Micro-led的屏幕指纹识别装置和方法
CN107785403B (zh) 一种显示面板及显示装置
CN112768493B (zh) 显示面板及显示装置
US11838019B2 (en) Optical fingerprint identification circuit and display panel
CN112699853B (zh) 指纹识别电路及其驱动方法、指纹识别设备

Legal Events

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