TWI513302B - 半導體裝置 - Google Patents

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TWI513302B
TWI513302B TW100107560A TW100107560A TWI513302B TW I513302 B TWI513302 B TW I513302B TW 100107560 A TW100107560 A TW 100107560A TW 100107560 A TW100107560 A TW 100107560A TW I513302 B TWI513302 B TW I513302B
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Yoshiyuki Kurokawa
Takayuki Ikeda
Hikaru Tamura
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Semiconductor Energy Lab
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Description

半導體裝置
本發明關於一種半導體裝置及驅動半導體裝置之方法。特別是，本發明關於包括光感測器在內之半導體裝置及其驅動方法。
固態影像感測器(例如影像感測器)已用於擷取影像。再者，近年來，藉由令顯示裝置具有影像拾取功能而取得輸入功能之觸控面板已逐漸引人矚目。觸控面板係可在手指或類似者直接觸碰到面板時操作之顯示裝置。觸控面板也可稱之為例如觸控螢幕。
為了使顯示裝置具有影像拾取功能，光感測器係設於顯示區中。因此，顯示區也可以作為輸入區。例如，參考文件1即揭露一具有影像捕捉功能之半導體裝置。
[參考文件]
[參考文件1]日本公告專利申請案2001-292276
一使用光感測器以擷取影像之半導體裝置皆存在一項問題，其中當入射光之強度因一使用環境或類似者而呈過高或過低時，入射光即影響到半導體裝置中之影像拾取準確度。當影像拾取之準確度減低時，影像拾取缺陷即容易發生，例如一偵測位置誤認及一捕捉影像(影像資料)難以辨識。特別是，當受到來自外部之光(外光)影響時，半導體裝置容易發生問題。
有鑑於這些問題，本發明之一目的在提供一種半導體裝置，其可防止因一使用環境所致之影像拾取缺陷。另者，一物件備有一半導體裝置之驅動方法，其可防止因一使用環境所致之影像拾取缺陷。
另者，本發明之一目的在提供一種半導體裝置，其可取得高準確度之影像資料且無關於入射光之強度。另者，一物件備有一半導體裝置之驅動方法，其可取得高準確度之影像資料且無關於入射光之強度。
本發明之一實施例係一種半導體裝置，其包括一設於一像素中之第一光感測器、一設於該像素周圍之第二光感測器、及一用於依據由該第二光感測器所取得之外光之強度而設定該第一光感測器之驅動條件的控制器。影像係在該第一光感測器之敏感度依據由該控制器設定之驅動條件改變後擷取。因此，在該半導體裝置中，影像可以使用其敏感度已依據入射光之強度而最佳化的該第一光感測器擷取。
在該半導體裝置中，一驅動時序信號及驅動電壓可以設計為該第一光感測器之驅動條件。
本發明之一實施例係一種半導體裝置，其包括一設於一像素中之第一光感測器、一設於該像素周圍之第二光感測器、及一用於依據由該第二光感測器所取得之外光之強度而設定該第一光感測器之驅動條件的控制器。該控制器包括一第一暫存器、一轉譯表、一CPU、一第一記憶體、一時序控制器、及一電力供給電路。該時序控制器包括一第二暫存器。該電力供給電路包括一第三暫存器。該第一暫存器儲存由該第二光感測器取得之外光強度的資料。該轉譯表儲存資料，以供依據外光強度而指定第一光感測器的驅動條件。依據一儲存於該第一記憶體中之程式之命令，該CPU藉由使用儲存於該第一暫存器中之資料與儲存於該轉譯表中之資料而產生欲儲存於該第二暫存器中之資料及欲儲存於該第三暫存器中之資料。該時序控制器係藉由使用該儲存於該第二暫存器中之資料而產生該第一光感測器之一驅動時序信號。該電力供給電路藉由使用該儲存於該第三暫存器中之資料而產生該第一光感測器之驅動電壓。影像係在該第一光感測器之敏感度依據由該控制器設定之該驅動時序信號及該驅動電壓改變後擷取。
本發明之一實施例係一種半導體裝置，其包括一設於一像素中之第一光感測器、一設於該像素周圍之第二光感測器、及一用於依據由該第二光感測器所取得之外光之強度而設定該第一光感測器之驅動條件的控制器。該控制器包括一第一暫存器、一轉譯表、一CPU、一第一記憶體、一第二記憶體、一時序控制器、及一電力供給電路。該時序控制器包括一第二暫存器。該電力供給電路包括一第三暫存器。該第一暫存器儲存由該第二光感測器取得之外光強度的資料。該轉譯表儲存資料，以供依據外光強度而指定第一光感測器的驅動條件。依據一儲存於該第一記憶體中之程式之命令，該CPU藉由使用該第二記憶體而執行程式，並使用儲存於該第一暫存器中之資料及儲存於該轉譯表中之資料而產生欲儲存於該第二暫存器中之資料及欲儲存於該第三暫存器中之資料。該時序控制器係藉由使用該儲存於該第二暫存器中之資料而產生該第一光感測器之一驅動時序信號。該電力供給電路藉由使用該儲存於該第三暫存器中之資料而產生該第一光感測器之驅動電壓。影像係在該第一光感測器之敏感度依據由該控制器設定之該驅動時序信號及該驅動電壓改變後擷取。
在該半導體裝置中，除了該第三暫存器外，該電力供給電路尚包括一D/A轉換器及一放大器，且儲存於該第三暫存器中之資料係由D/A轉換器轉換成電壓輸出，並由該放大器放大，以使用作為該第一光感測器之驅動電壓。
在該半導體裝置中，該像素可包括一顯示元件並具有一影像拾取功能及一顯示功能
應該注意的是在本說明書中，一高電位亦簡稱為「H」或「高」。再者，一低電位亦簡稱為「L」或「低」。
此外，在本說明書及類似者中，如「電極」及「佈線」等詞並非拘限組件之功能。例如，一「電極」可以作為一「佈線」之一部分，且「佈線」可以作為「電極」之一部分。如「電極」及「佈線」等詞也可以指例如複數個「電極」及複數個「佈線」之組合。
例如當使用一相反極性之電晶體或電流方向在電路操作中改變時，一「源極」及一「汲極」之功能可能互換。因此，在本說明書中，「源極」及「汲極」等詞可以互換。
應該注意的是在本說明書及類似者中，「電氣連接」一詞包括組件透過一具有任意電氣功能之物件而連接於彼此之情形。在此，對於一具有任意電氣功能之物件上並無特別限制，只要電氣信號能在透過物件而連接於彼此的組件之間發射與接收即可。除了一電極及一佈線外，一「具有任意電氣功能之物件」的範例即一切換元件，例如一電晶體、一電阻器、一電感器、一電容器、及一多功能元件。
因一使用環境所致之影像拾取缺陷可以避免。更明確地說，半導體裝置不易受到入射光(外光)之強度影響，且高準確度之影像資料可以取得而無關於入射光之強度。
本發明之實施例將參考附圖詳細說明於後。應該注意的是這些實施例可用許多不同方式實施。習於此技者很容易瞭解到這些實施例之模式及細節可用多種方式變更，而未脫離本發明之精神及範疇。因此，本發明不應被解釋為拘限於以下實施例之說明。在用於揭露這些實施例之圖式中，相同部分或具有相似功能之部分可由相用參考編號表示，且其說明即不予以贅述。
(實施例1)
本實施例中之一半導體裝置具有一影像拾取功能。半導體裝置包括至少一設於一像素中之光感測器、一設於像素周圍之光感測器、及一控制器。控制器依據由設於像素周圍之光感測器取得之外光之強度而設定設於像素中之光感測器之驅動條件。在本實施例之半導體裝置中，影像可在設於像素中之光感測器之敏感度依據由控制器設定之驅動條件而改變後擷取。
應該注意的是在文後之說明書中，設於像素中之光感測器及設於像素周圍(外側)之光感測器亦分別稱為一第一光感測器及一第二光感測器。
一第二光感測器取得進入第二光感測器之光(外光)之強度。控制器即依據由第二光感測器取得之外光強度而改變第一光感測器之驅動條件。第一光感測器之敏感度係依據由控制器設定之驅動條件而改變。
當一驅動條件(例如一累積週期、一讀取週期、或驅動電壓)改變時，第一光感測器之敏感度即改變。當一驅動時序信號受到控制時，驅動條件(例如一累積週期或一讀取週期)改變，例如啟始脈衝之時距改變、時脈頻率改變、或一脈衝寬度控制信號改變。
當影像係在第一光感測器之敏感度依據外光之強度而改變後擷取時，高準確度之影像資料可以藉由受控制之外光影響而取得。
接著，本實施例中之半導體裝置即參考圖1明確說明。
一具有圖1中所示結構之控制器1100可用於依據由一設於一像素周圍之光感測器(第二光感測器1200)取得之外光之強度而改變一設於像素中之光感測器(第一光感測器1000)之敏感度。在圖1中，控制器1100包括一CPU 1110、一程式記憶體1120、一外光強度資料暫存器1130、一轉譯表1140、一工作記憶體1150、一時序控制器1160、及一電力供給電路1170。時序控制器1160包括一控制資料暫存器1162。電力供給電路1170包括一控制資料暫存器1172、一D/A轉換器1174、及一放大器1176。
應該注意的是儘管用來表示功能之名稱係用於圖1中之組件及組件之說明，以利於組件之間之區別，但是組件之名稱並不限於這些用來表示功能的名稱。組件之名稱可以是含有序號的名稱。在此實施例中，程式記憶體、工作記憶體、及轉譯表可以分別稱為一第一記憶體、一第二記憶體、及一第三記憶體。再者，外光強度資料暫存器、包括在時序控制器內之控制資料暫存器、及包括在電力供給電路內之控制資料暫存器可以分別稱為一第一暫存器、一第二暫存器、及一第三暫存器。
依據一儲存於程式記憶體1120中之程式之一命令，CPU 1110即利用儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料及儲存於轉譯表1140中之資料，以產生待儲存於包括在時序控制器1160內之控制資料暫存器1162中的資料，及待儲存於包括在電力供給電路1170內之控制資料暫存器1172中的資料。應該注意的是工作記憶體1150可以使用作為一執行程式命令所需之工作空間。
在CPU 1110為一馮鈕曼(von Neumann)架構CPU之情況中，程式記憶體1120、外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、及工作記憶體1150在軟體中可以是在和CPU 1110者相同之空間中。易言之，程式記憶體1120、外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、及工作記憶體1150可被視為與軟體中之特定位址相關的資料區。因此，當CPU 1110從程式記憶體1120、外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、或工作記憶體1150讀取資料時，資料即從軟體中之特定位址讀取。當CPU 1110儲存資料於程式記憶體1120、外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、或工作記憶體1150時，資料被儲存於軟體中之特定位址中。
在CPU 1110為一哈佛(Harvard)架構CPU之情況中，程式記憶體1120可以在程式位址空間中，外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、及工作記憶體1150可以在一和程式位址空間不同之資料位址空間中。當程式位址空間與資料位址空間係在軟體中彼此相異時，即可有效率進出位址空間，且CPU 1110之產量容易提升。
同樣應注意的是在此情況中，程式記憶體1120可以被視為一在軟體之程式位址空間中有一特定位址的資料區。再者，外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、及工作記憶體1150可以被視為在軟體之資料位址空間中有特定位址的資料區。
此外，當CPU 1110從程式記憶體1120讀取資料時，資料係從軟體之程式位址空間中之特定位址讀取。再者，當CPU 1110從外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、或工作記憶體1150讀取資料時，資料則是從軟體之資料位址空間中之特定位址讀取。當CPU 1110儲存資料於外光強度資料暫存器1130、轉譯表1140、控制資料暫存器1162、控制資料暫存器1172、或工作記憶體1150讀取資料時，資料儲存於軟體之資料位址空間中之特定位址。
外光強度資料暫存器1130係將與第二光感測器1200取得之外光強度相關的資料儲存。例如，外光強度資料暫存器1130將與第二光感測器1200取得之外光強度相關的數位資料儲存。
轉譯表1140所儲存之資料可用於依據外光之強度而指定第一光感測器1000之驅動條件。
時序控制器1160依據儲存於控制資料暫存器1162中之資料而產生第一光感測器1000之一驅動時序信號。依據由第二光感測器1200取得之外光強度而產生於CPU 1110中之資料係儲存於控制資料暫存器1162中。因此，時序控制器1160產生第一光感測器1000之驅動時序信號，其對應於由第二光感測器1200取得之外光強度。
應該注意的是當時序、脈衝寬度(一「高」週期)、或一時脈信號之週期、時序、脈衝寬度(一「高」週期)、或一啟始信號之週期、或時序、脈衝寬度(一「高」週期)、或一脈衝寬度控制信號之週期改變時，驅動時序信號會改變。
電力供給電路1170依據儲存於控制資料暫存器1172中之資料而產生第一光感測器1000之驅動電壓。控制資料暫存器1172依據由第二光感測器1200取得之外光強度而儲存CPU 1110中所產生之資料。因此，電力供給電路1170產生第一光感測器1000之驅動電壓，其對應於由第二光感測器1200取得之外光強度。
在此，D/A轉換器1174將儲存於控制資料暫存器1172中之資料轉換成電壓輸出，其係一類比值。一習知電路(例如電阻型電路或電容型電路)可用於D/A轉換器1174。放大器1176將從D/A轉換器1174輸出之電壓輸出之功率放大。放大後之電壓輸出被使用作為第一光感測器1000之驅動電壓。驅動電壓包括第一光感測器1000之一參考電位、一用於驅動第一光感測器1000之驅動器電路之驅動電壓、及類似者。
本實施例中之半導體裝置是在第一光感測器1000之敏感度依據驅動時序信號及驅動電壓而改變後擷取影像。因此，影像可以使用最佳化之光感測器(第一光感測器1000)擷取，使得高準確度之影像資料可以取得。
應該注意的是一最佳光感測器(第一光感測器1000)之驅動條件，亦即在不同使用環境之外光強度下可達成的敏感度，較佳為預先取得，且用於指定驅動條件之資料較佳為儲存在轉譯表1140中。資料可以藉由CPU 1110而儲存在轉譯表1140中。
一種用於將資料儲存在轉譯表1140中之第一方法係一依據儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料，而直接儲存待儲存於控制資料暫存器1162中之資料及待儲存於控制資料暫存器1172中之資料的方法。此外，一種用於將資料儲存在轉譯表1140中之第二方法係一用於儲存參數資料的方法，該參數資料指定一功能，亦即儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料係使用作為一自變數，且儲存於控制資料暫存器1162中之資料及儲存於控制資料暫存器1172中之資料係使用作為一因變數。
第一方法可以達成如下。例如，轉譯表1140包括一記憶體。記憶體(轉譯表1140)之位址係由儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料X指定。應儲存於控制資料暫存器1162及控制資料暫存器1172中之資料Y可儲存於一資料區，其對應於該位址。應該注意的是該位址可由一結構形成，其中儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料X使用作為一低位元，且一在位址空間中指定用於控制資料暫存器1162及控制資料暫存器1172中之位址Z使用作為一高位元。應該注意的是符號「X」與「Y」係為了方便說明而用於資料X及資料Y。
藉由此一結構，待儲存於控制資料暫存器1162及控制資料暫存器1172中之資料即可達成從儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料產生，其僅藉由CPU 1110在軟體中從轉譯表1140讀取一次而成。因此，資料可以方便藉由CPU 1110上之光負載產生。
第二方法可以達成如下。例如，轉譯表1140包括一記憶體。儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料係使用作為一自變數X，且儲存於控制資料暫存器1162及控制資料暫存器1172中之資料使用作為一因變數Y。若此關係可以表示成公式Y(X)=A‧X+B，參數資料(A,B)即儲存於記憶體(轉譯表1140)中。CPU 1110讀取儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料、計算公式A‧X+B、及儲存計算結果以使用作為控制資料暫存器1162及控制資料暫存器1172中之資料Y。應該注意的是儘管X與Y之間之關係在此是以一線性函數為例，X與Y之間之關係也可以表示成一較複雜之函數形式。
藉由此一結構，待儲存於控制資料暫存器1162及控制資料暫存器1172中之資料可以從儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料產生並有較高準確度。特別是，在光感測器(第一光感測器1000)之驅動條件係基於廣範圍之外光強度而以高準確度決定的情況中，在第二方法情況中一用於轉譯表1140之記憶體之電容即較小於在第一方法情況中用於轉譯表1140之記憶體之電容。
應該注意的是在第一方法與第二方法中，用於轉譯表1140之記憶體較佳使用一非揮發性記憶體裝置形成，例如一快閃記憶體。藉由一非揮發性記憶體裝置，例如，若資料在半導體裝置運送時儲存於一記憶體中一次，則每次一使用者關閉半導體裝置時其即可不需要重複儲存，此為其有利之處。
另者，用於轉譯表1140之記憶體可以使用一揮發性記憶體裝置(例如一SRAM或一DRAM)及一非揮發性記憶體裝置(例如一快閃記憶體)形成；當半導體裝置啟始時，儲存於一快閃記憶體中之資料可儲存於一SRAM或一DRAM中；及當半導體裝置操作時，資料可以從SRAM或DRAM讀取。
如上所述，在本實施例之半導體裝置中，外光之強度係由設於像素周圍之第二光感測器1200取得；控制器1100係依據由第二光感測器1200取得之外光強度而改變設於像素中之第一光感測器1000之驅動條件；及影像係在第一光感測器1000之敏感度依據由控制器1100設定之驅動條件改變後擷取。當設於像素中之光感測器之驅動條件係依據外光強度而調整時，影像可以在設於像素中之光感測器之敏感度經過最佳化後擷取。因此，影像拾取時之入射光強度之影響即可被控制，故與取決於使用環境或類似者(例如室內或室外)之入射光強度無關。因此，高準確度之影像即可取得。
應該注意的是本實施例中所述之結構可與本說明書中之其他實施例任一者中所述之結構適當地組合。
(實施例2)
在此實施例中，其揭述一與實施例1中之結構不同的控制器結構。應該注意的是與實施例1者相同之組件係以相同參考編號表示，且諸組件之詳細說明即予以省略。
在此實施例中，可以使用圖2中所示之一控制器2100之結構。在圖2中，控制器2100包括一互斥處理電路2110、外光強度資料暫存器1130、時序控制器1160、及電力供給電路1170。互斥處理電路2110包括一轉譯表2112。時序控制器1160包括控制資料暫存器1162。電力供給電路1170包括控制資料暫存器1172、D/A轉換器1174、及放大器1176。
圖2中所示結構不同於圖1中所示結構之處在於設有包括轉譯表2112在內之互斥處理電路2110，而不是CPU 1110、程式記憶體1120、轉譯表1140、及工作記憶體1150。
應該注意的是儘管用來表示功能之名稱係用於圖2中之組件及組件之說明，以利於組件之間之區別，但是組件之名稱並不限於功能之表示，如同圖1之情形及圖1中之說明。圖2中之組件之名稱可以是含有序號的名稱。在此實施例中，外光強度資料暫存器、包括在時序控制器內之控制資料暫存器、及包括在電力供給電路內之控制資料暫存器可以分別稱為一第一暫存器、一第二暫存器、及一第三暫存器。
互斥處理電路2110係一專用電路，其利用儲存於外光強度資料暫存器1130中之資料及儲存於轉譯表2112中之資料，以產生待儲存於包括在時序控制器1160內之控制資料暫存器1162中的資料，及待儲存於包括在電力供給電路1170內之控制資料暫存器1172中的資料。
轉譯表2112所儲存之資料可用於依據外光之強度而指定第一光感測器1000之驅動條件。實施例1中所述之轉譯表1140可以使用作為轉譯表2112。一種用於儲存資料之方法、及類似者係基於實施例1。
如實施例1者，時序控制器1160依據儲存於控制資料暫存器1162中之控制資料而產生第一光感測器1000之一驅動時序信號。電力供給電路1170依據儲存於控制資料暫存器1172中之資料而產生第一光感測器1000之驅動電壓。
本實施例中之半導體裝置是在第一光感測器1000之敏感度依據驅動時序信號及驅動電壓而改變後擷取影像。因此，影像可以使用最佳化之光感測器(第一光感測器1000)擷取，使得高準確度之影像資料可以取得。
如上所述，在本實施例之半導體裝置中，外光之強度係由設於像素周圍之第二光感測器1200取得；控制器2100係依據由第二光感測器1200取得之外光強度而改變設於像素中之第一光感測器1000之驅動條件；及影像係在第一光感測器1000之敏感度依據由控制器2100設定之驅動條件改變後擷取。當設於像素中之光感測器之驅動條件係依據外光強度而調整時，影像可在設於像素中之光感測器之敏感度經過最佳化後擷取。因此，影像拾取時之外光強度之影響即可被控制。因此，高準確度之影像資料即可取得。
應該注意的是本實施例中所述之結構可與本說明書中之其他實施例任一者中所述之結構適當地組合。
(實施例3)
在此實施例中，其揭述一包括實施例1或2中所述控制器之半導體裝置。在此，就半導體裝置而言，固態影像感測器(亦稱為影像感測器)之範例係參考圖3、圖4、圖5、圖6、及圖7說明於後。
一固態影像感測器之結構係參考圖3說明。一固態影像感測器300包括一像素部分301、一控制電路部分331、一控制器311、及一感測器部分371。
實施例1之圖1中所示控制器1100之結構或實施例2中所述控制器2100之結構係使用作為控制器311之結構。像素部分301包括實施例1或2中所述之至少第一光感測器1000。感測器部分371則包括實施例1或2中所述之至少第二光感測器1200。
像素部分301包括複數個在列方向與行方向中配置成一矩陣之像素333。像素333包括一第一光感測器335(相當於實施例1或2中所述之第一光感測器1000)。第一光感測器335可以偵測一與像素部分301接觸或接近之物件並可擷取影像。
第一光感測器335包括一電晶體及一具有在接收光時可產生一電氣信號功能之元件。就具有在接收光時可產生一電氣信號功能之元件之一特定範例而言，即一光二極體。
第一光感測器335藉由判斷像素部分301是否因外光受到物件遮阻而受遮蔽或者外光進入像素部分301，以偵測一物件。
控制電路部分331係一用於控制第一光感測器335之電路。控制電路部分331包括一設於信號線側上之光感測器讀取電路351及一設於掃描線側上之光感測器驅動器電路355。設於掃描線側上之光感測器驅動器電路355具有一在特定列像素中所包括之第一光感測器335上執行重置操作與選擇操作(容後詳述)的功能。再者，設於信號線側上之光感測器讀取電路351具有一擷取在選擇列像素中所包括之第一光感測器335之輸出信號的功能。應該注意的是設於信號線側上之光感測器讀取電路351可具有一結構，其中光感測器之一輸出(類比信號)係由一操作放大器以一類比信號擷取至固態影像感測器外，或者一結構，其中輸出係由一A/D轉換器轉換成一數位信號及隨後擷取至固態影像感測器外。
感測器部分371包括至少一第二光感測器(相當於實施例1或2中所述之第二光感測器1200)。感測器部分371藉由第二光感測器以取得外光強度之資料。此外，為了將外光強度之資料轉移至控制器311，感測器部分371包括許多處理電路，例如輸出處理電路。一光IC可用於感測器部分371。
應該注意的是感測器部分371中所包括之第二光感測器可包括一電晶體及一具有在接收光時可產生一電氣信號功能之元件，如同第一光感測器335之情況。就具有在接收光時可產生一電氣信號功能之元件之一特定範例而言，即一光二極體。
接著，像素部分301中之像素333之電路圖將參考圖4說明於後。像素333包括第一光感測器335，其包括一光二極體344、一電晶體341、及一電晶體342。再者，像素包括一第一佈線336及一第二佈線337，兩者連接於信號線側上之光感測器讀取電路351，及一第三佈線338及一第四佈線339，兩者連接於掃描線側上之光感測器驅動器電路355。
光二極體344之一電極連接於第三佈線338。光二極體344之另一電極連接於電晶體341之一閘極。在此，一將光二極體344與電晶體341之閘極連接於彼此的佈線係一閘極信號線343。電晶體341之源極與汲極的其中之一係電氣連接於第一佈線336。電晶體341之源極與汲極的另一者係電氣連接於電晶體342之源極與汲極的其中之一。電晶體342之一閘極電氣連接於第四佈線339。電晶體342之源極與汲極的另一者係電氣連接於第二佈線337。
接著，光感測器讀取電路351之結構係參考圖5說明於後。在圖5中，用於一行像素之光感測器讀取電路351包括一p通道電晶體352及一儲存電容器353。再者，光感測器讀取電路351包括第二佈線337及一設在行像素中之第五佈線354。第五佈線354係用於在光感測器操作之前對第二佈線337預先充電。
在像素333中之第一光感測器335操作前，第二佈線337之電位設定為光感測器讀取電路351中之一參考電位。在圖5中，第二佈線337之電位設定為一高電位，當第五佈線354之電位為「L」時其係一參考電位。在第二佈線337之寄生電容大的情況下，可以不需要設置儲存電容器353。應該注意的是參考電位可為一低電位。在此情況中，第二佈線337之電位可以設定為一低電位，當使用的是一n通道電晶體而非p通道電晶體352且第五佈線354之電位為「H」時其係一參考電位。
接著，像素部分301中之第一光感測器335之讀取操作將參考圖6中之時序圖說明於後。圖6中之一信號401係對應於圖4中之第三佈線338之電位。圖6中之一信號402係對應於圖4中之第四佈線339之電位。圖6中之一信號403係對應於圖4中供電晶體341之閘極連接的閘極信號線343之電位。圖6中之一信號404係對應於圖4及圖5中之第二佈線337之電位。圖6中之一信號405係對應於圖5中之第五佈線354之電位。
在時間A，當第三佈線338之電位(信號401)為「H」(重置操作)時，光二極體344即導通，且供電晶體341之閘極連接的閘極信號線343之電位(信號403)為「H」。再者，當第五佈線354之電位(信號405)為「L」時，第二佈線337之電位(信號404)係預先充電至「H」。
在時間B，當第三佈線338之電位(信號401)為「L」(累積操作)時，供電晶體341之閘極連接的閘極信號線343之電位(信號403)即因光二極體344之斷開(off)狀態電流而開始減低。當光傳送至此處時，光二極體344之斷開狀態電流則增加；因此，供電晶體341之閘極連接的閘極信號線343之電位(信號403)係依據傳送至光二極體204之光量而改變。亦即，電晶體341之源極與汲極之間之電流改變。
在時間C，當第四佈線339之電位(信號402)為「H」(選擇操作)時，電晶體342接通，且電氣連續性係透過電晶體341及電晶體342而建立在第一佈線336與第二佈線337之間。此時，第二佈線337之電位(信號404)減低。應該注意的是在時間C之前，第五佈線354之電位(信號405)設定為「H」且第二佈線337之預先充電完成。在此，第二佈線337之電位(信號404)減低的速度是取決於在電晶體341之源極與汲極之間流動的電流。亦即，速度是依據傳送至光二極體344之光量而改變。
在時間D，當第四佈線339之電位(信號402)為「L」時，電晶體342斷開，使得第二佈線337之電位(信號404)在時間D之後即固定不變。在此，使用作為固定值之值係依據傳送至光二極體344之光量而改變。因此，當取得第二佈線337之電位時，即可找出傳送至光二極體344之光量。
如上所述，當反覆進行重置操作、累積操作、及選擇操作時，像素333中之第一光感測器335之操作即可達成。當重置操作、累積操作、及選擇操作係執行於固態影像感測器中之所有像素之光感測器中時，一與像素部分301接觸或接近之欲偵測物件之影像即可擷取。
在進入像素部分301之光強度過高或過低之情況中，影像拾取之準確度可能減低且影像資料可能模糊。因此影像拾取之準確度可能減低且影像資料可能因取決於使用環境或類似者之外光強度的影響而難以辨別。在此，入射光強度適中的情形、入射光強度高的情形、及入射光強度低的情形係參考一欲偵測物件之影像資料之明度之柱狀圖說明於後。
圖7係一欲偵測物件之影像資料之明度之柱狀圖。垂直軸線表示像素之數量。水平軸線表示明度。明度之最低程度為0及明度之最高程度為255。
一由圖7中之一實線1301表示之柱狀圖揭示入射光強度適中的情形。實線1301具有一表示物件偵測位置之波峰1302及一表示偵測位置以外位置之波峰1303。兩個波峰之明度係彼此分隔。因此，影像資料之亮度與暗度彼此即容易區別。
一由一虛線1311表示之柱狀圖揭示入射光強度低的情形。虛線1311具有表示物件偵測位置之波峰1302及一表示偵測位置以外位置之波峰1312。兩個波峰之明度係彼此接近。當兩個波峰之明度彼此接近時，僅一波峰可以辨識出來。因此，影像資料之亮度與暗度彼此即難以區別。所以很難準確辨識物件，使得偵測位置可能難以判斷。
一由一虛線1321表示之柱狀圖揭示入射光強度高的情形。虛線1321僅有一表示偵測位置以外位置之波峰1322。因此，影像資料之亮度與暗度彼此即難以區別。所以很難準確辨識物件，使得偵測位置可能難以判斷。
如圖7中所示，在入射光強度過低或過高之情況中，難以辨識一柱狀圖中之兩個波峰。因此，影像資料之亮度與暗度彼此難以區別。所以，很難準確辨識一欲偵測之物件，使得一偵測位置可能難以判斷。
因此，為了取得圖7中由實線1301表示之柱狀圖中彼此分隔的兩個波峰之明度，本實施例中之固態影像感測器300係使用設於像素部分301周圍(外側)之感測器部分371，以取得外光之強度，並且依據外光之強度而藉由控制器311改變第一光感測器335之敏感度。當外光之強度係藉由感測器部分371而取得且第一光感測器335之敏感度係依據外光之強度而由控制器311改變時，即可執行最佳化。影像使用最佳化之第一光感測器335擷取。因此，固態影像感測器300即可達成，其可將取決於一使用環境或類似者之外光強度的影響抑制到一最小程度並可以取得高準確度之影像資料。
就用於改變光感測器之敏感度的特定方法而言，在圖4之結構中，可以使用下列方法：一第一方法，藉此使第三佈線338之電位(信號401)改變，及隨後施加於光二極體344之電壓(亦即施加於電晶體341之閘極的電壓)(信號403)改變；一第二方法，藉此使第一佈線336之電位與第六佈線356之電位之間的一差異改變，及隨後施加於電晶體341之源極與汲極的電壓改變；及一第三方法，藉此使執行第一光感測器335之累積操作所花的時間(累積時間：時間B至時間C之間的時間)改變。再者，利用這些方法的組合也可以有效改變光感測器之敏感度。各佈線之電位與第一至第三方法中執行光感測器之累積操作所花的時間係由控制器311改變。更明確地說，實施例1或2中所述之結構係使用作為控制器311之結構。
在第一方法中，施加於光二極體344之電壓增大，使得用於累積電荷之容量增加；因此，第一光感測器335之敏感度改善。在第二方法中，電晶體341之源極與汲極之間之電壓增加，使得用於累積電荷之容量增加；因此，第一光感測器335之敏感度改善。接著，在第三方法中，累積時間加長，所以累積電荷所花的時間也變長；因此，第一光感測器335之敏感度改善。藉由第一至第三方法，即使是在入射光強度低之使用環境下，光感測器之敏感度及影像拾取之準確度仍可改善。此外，在入射光強度高之使用環境下，處理操作可以反向執行，以減低第一光感測器335之敏感度，使得影像拾取之準確度可以改善。
再者，包括設於像素中之光感測器在內的固態影像感測器不僅可以在一物件與像素部分接觸時偵測物件，也可以在物件未與像素部分接觸時偵測物件。惟，在物件未與像素部分接觸之情況中，則難以區別亮度與暗度彼此，因為當物件離開像素部分時，物件之陰影變暗淡。因此，相較於與像素部分接觸之物件，未與像素部分接觸之物件較難以偵測到。因此，當設於像素中之光感測器之敏感度係藉由第一至第三方法改善時，高解析度之影像資料即可從未與像素部分接觸之物件取得。
應該注意的是本實施例中所述之結構可與本說明書中之其他實施例任一者中所述之結構適當地組合。
(實施例4)
在此實施例中，其揭述一與實施例3所述者不同之半導體裝置。在此，就半導體裝置而言，一顯示裝置之範例係參考圖8及圖9說明於後。應該注意的是與圖3中之固態影像感測器者相同之組件係以相同參考編號表示，且諸組件之詳細說明即予以省略。
顯示裝置之結構係參考圖8說明。一顯示裝置500包括一像素部分501、控制電路部分331(文後亦稱為第一控制電路部分331)、一第二控制電路部分563、控制器311、及感測器部分371。
實施例1之圖1中所示控制器1100之結構或實施例2中所述控制器2100之結構係使用作為控制器311之結構。像素部分501包括實施例1或2中所述之至少第一光感測器1000。感測器部分371則包括實施例1或2中所述之至少第二光感測器1200。
像素部分501包括複數個在列方向與行方向中配置成一矩陣之像素533。像素533包括一第一光感測器335(相當於實施例1或2中所述之第一光感測器1000)及一顯示元件537。第一光感測器335可以偵測一與像素部分501接觸或接近之物件並可擷取影像。
圖8中之結構與圖3中之結構之間的大差別在於有或無顯示元件537與第二控制電路部分563。具有圖3所示結構之固態影像感測器具有一影像拾取功能。對比之下，具有圖8所示結構之顯示裝置則除了影像拾取功能外，其另具有一顯示影像功能。因此，圖8中之顯示裝置可具有一輸入功能及一顯示功能。此一顯示裝置之範例即一觸控面板。
顯示元件537包括一電晶體、一儲存電容器、一液晶元件、及類似者。液晶元件包括一液晶層。
包括在顯示元件537內之電晶體具有一控制電荷注入至或釋出自儲存電容器之功能。儲存電容器具有一維持電荷之功能，該電荷相當於施加至液晶層之電壓。利用因電壓施加於液晶層所致之偏光方向變化，通過液晶層之光之亮度與暗度(灰階)即形成，使影像得以顯示。從一液晶顯示裝置後側一光源(例如背光)發出之光係使用作為通過液晶層之光。
應該注意的是儘管顯示元件537包括一液晶元件之情形已揭述於上，顯示元件537也可以包括一不同元件，例如一發光元件而非液晶元件。發光元件係一藉由電流或電壓控制明度之元件。更明確地說，一發光二極體、一有機發光二極體(OLED)、或類似者皆可使用。
第一光感測器335包括一電晶體及一具有在接收光時可產生一電氣信號功能之元件。就具有在接收光時可產生一電氣信號功能之元件之一特定範例而言，即一光二極體。
第一光感測器335藉由判斷像素部分501是否因外光受到物件遮阻而受遮蔽或者外光進入像素部分501，以偵測一物件。亦即，第一光感測器335可以使用外光偵測一物件。此外，第一光感測器335可以使用從一光源(例如一背光)傳送且從物件反射之光偵測一物件。再者，第一光感測器335可以使用外光及反射光偵測一物件。
第二控制電路部分563係一用於控制顯示元件537之電路。第二控制電路部分563包括一顯示元件驅動器電路555，其透過一信號線(亦稱為一源極信號線)，例如一視頻資料信號線，以輸入一信號至顯示元件537；及一顯示元件驅動器電路551，其透過一掃描線(亦稱為一閘極信號線)，以輸入一信號至顯示元件537。例如，顯示元件驅動器電路551具有一選擇設在一特定列之像素中所包括之顯示元件的功能。此外，顯示元件驅動器電路555具有一施加一給定電位於設在一選擇列之像素中所包括之顯示元件的功能。應該注意的是在一供顯示元件驅動器電路551施加一高電位(高位準電位)至此之顯示元件中，一電晶體接通，及一電荷係從顯示元件驅動器電路555供給。
第一控制電路部分331之說明係基於實施例3中之說明；因此，該說明即省略。
接著，像素533之電路圖係參考圖9說明。像素533包括顯示元件537，顯示元件包括一電晶體541、一儲存電容器542、及一液晶元件543；及第一光感測器335包括光二極體344、電晶體341、及電晶體342。
電晶體541之一閘極電氣連接於一閘極信號線561。電晶體541之一源極與一汲極的其中之一則電氣連接於一第七佈線562。電晶體541之源極與汲極的另一者係電氣連接於儲存電容器542之一電極與液晶元件543之一電極。儲存電容器542之另一電極之電位保持恆定。液晶元件543之另一電極之電位保持恆定。液晶元件543包括一對電極及一設置於該對電極之間之液晶層。
當「H」施加於閘極信號線561時，第七佈線562之電位係透過電晶體541而施加於儲存電容器542與液晶元件543。儲存電容器542維持該施加電壓。與液晶元件543則依據該施加電壓而改變透光率。
光二極體344之一電極係電氣連接於第三佈線338。光二極體344之另一電極則電氣連接於電晶體341之閘極。電晶體341之源極與汲極的其中之一係電氣連接於第一佈線336。電晶體341之源極與汲極的另一者係電氣連接於電晶體342之源極與汲極的其中之一。電晶體342之閘極係電氣連接於第四佈線339。電晶體342之源極與汲極的另一者則電氣連接於第二佈線337。
光感測器讀取電路351之結構及第一光感測器335中之讀取操作係基於實施例3中之說明。更明確地說，圖5中之結構可以作為光感測器讀取電路351之結構。再者，參考圖6之時序圖所做之說明可以作為第一光感測器335中之讀取操作之說明。
在此實施例中，如圖3中之固態影像感測器300者，在進入像素部分501之光強度過高或過低之情況中，影像拾取之準確度可能減低且影像資料可能難以辨別。
因此，為了取得圖7中由實線1301表示之柱狀圖中彼此分隔的兩個波峰之明度，本實施例中之顯示裝置500係使用設於像素部分501周圍(外側)之感測器部分371，以取得外光之強度，並且依據外光之強度而藉由控制器311改變第一光感測器335之敏感度。當外光之強度係藉由感測器部分371而取得且第一光感測器335之敏感度係依據外光之強度而由控制器311改變時，即可執行最佳化。影像使用最佳化之第一光感測器335擷取。因此，顯示裝置500即可達成，其可將取決於一使用環境或類似者之外光強度的影響抑制到一最小程度並可以取得高準確度之影像資料。
應該注意的是本實施例中所述之結構可與本說明書中之其他實施例任一者中所述之結構適當地組合。
(實施例5)
在此實施例中，可施加於光感測器之電路圖範例係參考圖12A與12B、圖13A與13B、及圖14A至14C說明於後。本實施例中所述之光感測器可用於替代圖4及圖9中所示之第一光感測器335。
圖12A揭示圖4中所示之光感測器，其進一步包括一電晶體231及一第八佈線232。電晶體231之一閘極電氣連接於第八佈線232。電晶體231之一源極與一汲極的其中之一則電氣連接於光二極體344之另一電極。電晶體231之源極與汲極的另一者係電氣連接於電晶體341之閘極。電晶體231具有一將電晶體341之閘極中所累積電荷維持恆定的功能。
圖12B揭示圖4中所示之光感測器，其進一步包括一儲存電容器233及一第九佈線234，且不包括電晶體342及第四佈線339。儲存電容器233之一電極係電氣連接於光二極體344之另一電極。儲存電容器233之另一電極則電氣連接於第九佈線234。電晶體341之源極與汲極的其中之一則電氣連接於第二佈線337。
圖13A揭示圖12A中所示之光感測器，其進一步包括一電晶體241及一第十佈線242。電晶體241之一閘極電氣連接於第十佈線242。電晶體241之一源極與一汲極的其中之一則電氣連接於電晶體231之源極與汲極的另一者與電晶體341之閘極。電晶體241之源極與汲極的另一者係電氣連接於第一佈線336與電晶體341之源極與汲極的另一者。電晶體241具有一施加一重置信號至電晶體341之閘極的功能。
圖13B揭示圖13A中所示之光感測器，其中電晶體341與電晶體342之間之連接關係改變。電晶體341之閘極係電氣連接於電晶體231之源極與汲極的另一者以及電晶體241之源極與汲極的其中之一。電晶體341之源極與汲極的其中之一則電氣連接於電晶體342之源極與汲極的其中之一。電晶體341之源極與汲極的另一者電氣連接於第二佈線337。電晶體342之源極與汲極的另一者電氣連接於第一佈線336及電晶體241之源極與汲極的另一者。
圖14A揭示圖13A中所示之光感測器且不包括電晶體342及第四佈線339。電晶體341之源極與汲極的另一者電氣連接於第二佈線337。
圖14B揭示圖14A中所示之光感測器，其中電晶體241與電晶體341之間之連接關係改變。電晶體241之源極與汲極的另一者係電氣連接於第十一佈線244。電晶體341之源極與汲極的其中之一係電氣連接於第一佈線336。電晶體341之源極與汲極的另一者係電氣連接於第二佈線337。
圖14C揭示圖14A中所示之光感測器，其中電晶體241與電晶體341之間之連接關係改變。電晶體241之源極與汲極的另一者係電氣連接於電晶體231之源極與汲極的另一者以及電晶體341之閘極。電晶體241之源極與汲極的其中之一係電氣連接於電晶體341之源極與汲極的另一者以及第二佈線337。
如上所述，光感測器可依所需之性能而具有多種電路結構。當光感測器之驅動條件係依據外光之強度而由實施例1或2中所述之控制器改變時，影像即可在光感測器之敏感度最佳化後擷取。因此，高準確度之影像資料即可取得。
應該注意的是本實施例中所述之結構可與本說明書中之其他實施例任一者中所述之結構適當地組合。
(實施例6)
在此實施例中，以上實施例中所述之顯示裝置之一範例係參考圖10說明於後。
圖10是在此實施例中顯示裝置的剖面圖。在圖10所示之顯示裝置中，一光二極體1002、一電晶體1003、一儲存電容器1004、及一液晶元件1005係設置於一具有一絕緣表面之基板1001上。
在圖10中，像素部分中之光感測器之一部分係揭示位於一沿縱向延伸之虛點線左側上，且顯示元件之一部分係揭示位於虛點線右側上。這些結構相似於實施例4(參閱圖9)中所述之像素533之結構(即第一光感測器335與顯示元件537之結構)。
在圖10中，光二極體1002及一電晶體(圖中未示)係包括在像素部分之光感測器中。再者，電晶體1003、儲存電容器1004、及液晶元件1005係包括在顯示元件中。
光二極體1002及儲存電容器1004可以在一用於形成電晶體1003之製程中和電晶體1003一起形成。
光二極體1002係一側向pin二極體。一包括在光二極體1002內之半導體膜1006具有一含雜質元素以賦予p型導電性之區域(此一區域亦稱為一p型半導體層)、一具有本質半導體特徵之區域(此一區域亦稱為一i型半導體層)、及一含雜質元素以賦予n型導電性之區域(此一區域亦稱為一n型半導體層)。
應該注意的是儘管在此實施例中光二極體1002係一側向pin二極體(pin接面)，光二極體1002也可以是一pn二極體(pn接面)。當一賦予p型導電性之雜質及一賦予n型導電性之雜質添加至半導體膜1006之特定區域時，即可形成一pin二極體或一pn二極體。
一垂直二極體可以使用作為光二極體1002，以替代側向二極體。在此情況中，當一p型半導體層、一i型半導體層、及一n型半導體層堆疊時，可以取得一pin二極體，或者當一p型半導體層及一n型半導體層依序堆疊時，可以取得一pn二極體。
電晶體1003之結構、材料、及類似者係依所想要的性能而適當地選擇。例如，可以使用一包括一半導體膜在內之電晶體，半導體膜含有非晶矽、微晶矽、多晶矽、或類似者。另者，也可以使用一包括一氧化物半導體在內之電晶體。再者，可以使用一將閘極設於一半導體膜上之頂閘極電晶體，或一將閘極設於一半導體膜下之底閘極電晶體。更有甚者，可以使用一將源極與汲極設於一半導體膜上之上接觸式電晶體，或一將源極與汲極設於一半導體膜下之下接觸式電晶體。
圖10揭示以頂閘極電晶體1003為一範例。在圖10之結構中，一半導體膜形成於基板1001上及藉由蝕刻或類似者而處理(製圖)成一所想要的形狀，使得一用於光二極體1002之凸塊狀半導體膜及一用於電晶體1003之凸塊狀半導體膜可在同一製程中形成。因此，製造成本可以減低，因為不需要在一般製造面板之過程中添加一用於形成光二極體之分開製程。
液晶元件1005包括一像素電極1007、液晶1008、及一相對電極1009。像素電極1007形成於一功能如同平坦膜之絕緣膜1032上。
像素電極1007係透過導電膜1010以電氣連接於電晶體1003及儲存電容器1004。再者，相對電極1009形成於一基板(相對基板)1013上，及液晶1008介置於像素電極1007與相對電極1009之間。
應該注意的是圖10並未揭示電晶體包括在像素部分內所設之光感測器中。包括在像素部分內所設之光感測器中的電晶體可以隨著用於形成電晶體1003之製程中的電晶體1003一起形成於基板1001上。
像素電極1007與相對電極1009之間之單元間隙可以使用一間隔件1016控制。圖10揭示一範例，其中單元間隙係使用透過微影蝕刻而選擇性形成之柱狀間隔件1016控制。應該注意的是圖10中之間隔件1016之位置僅為一範例。間隔件之位置、數量、密度、及類似者可由業者依既定方式決定。另者，若不使用柱狀間隔件1016，則當球形間隔件散布於像素電極1007與相對電極1009之間時，也可以控制單元間隙。
此外，液晶1008係由基板1001與基板1013之間之一密封劑圍繞。液晶1008可以藉由一施配器方法(液滴法)或一浸漬法(泵送法)注入。
針對像素電極1007，可以使用一透光之導電性材料，例如氧化銦錫、含有氧化矽之氧化銦錫、有機銦、有機錫、含有氧化鋅之氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅、含有鎵之氧化鋅、氧化錫、含有氧化鎢之氧化銦、含有氧化鎢之氧化銦鋅、含有氧化鈦之氧化銦、或含有氧化鈦之氧化銦錫。
此外，在液晶元件1005為透光性之情況中，相對電極1009可以使用透光之導電性材料形成，如同像素電極1007之情形。
一對準膜1011設於像素電極1007與液晶1008之間，及一對準膜1012設於相對電極1009與液晶1008之間。對準膜1011及對準膜1012可以使用一有機樹脂形成，例如聚醯亞胺或聚乙烯醇。用於將液晶分子對準於某一方向之對準處理(例如摩擦)是在對準膜1011之一表面上及對準膜1012之一表面上進行。摩擦可以藉由滾動一外纏尼龍布或類似者之滾輪進行，同時施加壓力於對準膜上，使得對準膜之表面在某一方向中摩擦。應該注意的是藉由使用一無機材料(例如氧化矽)，各具有對準性質之對準膜1011及對準膜1012可以直接藉由蒸發形成，而不需要對準處理。
再者，一可在特定波長範圍內透射光之濾色片1014係形成於基板1013上，以利於與液晶元件1005重疊。在一有機樹脂(例如一供顏料散布於其中之丙烯酸基樹脂)施加於基板1013上之後，有機樹脂即經處理成一所需之形狀，使得濾色片1014可以選擇性形成。另者，在一供顏料散布於其中之聚醯亞胺基樹脂施加於基板1013上之後，聚醯亞胺基樹脂係經處理成一所需之形狀，使得濾色片1014可以選擇性形成。另者，濾色片1014可以藉由一液滴釋出法(例如一噴墨法)選擇性形成，而不使用微影蝕刻法。
再者，一可遮阻光之遮光膜1015形成於基板1013上，以利與光二極體1002重疊。遮光膜1015可防止通過基板1013且進入像素部分之背光光線直接傳送至光二極體1002。再者，遮光膜1015可防止因像素中之液晶1008對準失序所致之旋向被看到。一含有黑色顏料(例如炭黑或低氧化鈦)之有機樹脂可用於遮光膜1015。另者，一含鉻之薄膜可用於遮光膜1015。
再者，一偏光板1017設於基板1001之一側上且相對立於供像素電極1007設置之側。再者，一偏光板1018設於相對基板1013之一側上且相對立於供相對電極1009設置之側。
液晶元件1005可包括TN(扭曲向列性)液晶、VA(垂直對準)液晶、OCB(光學補償雙折射)液晶、IPS(平面轉換)液晶、或類似者。應該注意的是儘管其中有液晶1008設於像素電極1007與相對電極1009之間的液晶元件1005係在本實施例中舉例說明，本發明之一實施例中之顯示裝置並不限於此結構。可以使用一液晶元件，其中一對電極形成於基板1001側上，像是一IPS液晶元件。
此外，儘管本實施例揭述之一範例中，一半導體薄膜形成於具有一絕緣表面之基板上且使用於光二極體1002、電晶體1003、及儲存電容器1004，但是一單晶性半導體基板、一SOI基板、或類似者也可以用於光二極體1002、電晶體1003、及儲存電容器1004。
在此實施例中，光係如一箭號1025所示從基板1001側傳送，及一欲偵測物件1021定位於基板1001側上。在此情況中，欲偵測物件1021遮阻了在箭號1025所示方向中傳送之光，使得光入射至光二極體1002時受阻。因此，光二極體1002偵測到物件之陰影。
來自背光之光係從基板1013側傳送。再者，光通過液晶元件1005而傳送至基板1001側上之欲偵測物件1021，且反射離開欲偵測物件1021之光則進入光二極體1002。光二極體1002偵測到物件1021之陰影。
此外，在圖10之結構中，假設光係從基板1013側傳送且欲偵測物件定位於基板1013側上。在此情況中，例如一開孔設於遮光膜1015中，使得光從基板1013側進入光二極體1002。再者，一遮光膜例如設置用於與基板1001側上之光二極體1002重疊。據此，光不會從基板1001側進入光二極體1002。當設有欲偵測物件時，欲偵測物件遮阻了從基板1013側傳送之光，使得光入射至光二極體1002時受阻。因此，光二極體1002偵測到物件之陰影。
再者，在圖10之結構中，在光從基板1013側傳送且欲偵測物件係定位於基板1013側之情況中，來自背光之光係從基板1001側傳送。光通過液晶元件1005而傳送至基板1013側上之欲偵測物件，且反射離開欲偵測物件之光則進入光二極體1002。光二極體1002偵測到物件之反射光。
圖11揭示一不同於圖10者之顯示裝置之截面圖的範例。在圖11所示之顯示裝置中，一光二極體1052、一電晶體1053a、一電晶體1053b、一電晶體1053c、一儲存電容器1054、及液晶元件1005係設於具有一絕緣表面之基板1001上。
在圖11中，像素部分中之光感測器之一部分係揭示於中央虛點線之左側上及顯示元件之一部分係揭示於虛點線之右側上。這些結構相似於實施例4中所述之像素533之結構(即第一光感測器335與顯示元件537之結構)(參閱圖9)。
在圖11中，光二極體1052、電晶體1053a、及電晶體1053b係包括在像素部分之光感測器內。再者，電晶體1053c、儲存電容器1054、及液晶元件1005則包括在顯示元件內。
圖11揭示的範例中電晶體1053a、電晶體1053b、及電晶體1053c係頂閘極電晶體。應該注意的是在上述實施例中，電晶體之結構、材料、及類似者可以適當地選擇，且電晶體之結構不限於圖中揭示之結構。
在此，一包括氧化物半導體在內之電晶體較佳使用作為包括在像素部分之光感測器內的電晶體。包括氧化物半導體在內之電晶體有顯著低的斷開狀態電流；因此，電荷維持功能可以改善。
一佈線1030連接於電晶體1053a之一閘極且電氣連接於光二極體1052之一陰極。佈線1030相當於圖9中所示之閘極信號線343。應該注意的是佈線1030可形成於一絕緣膜1033上而不在一絕緣膜1031上。
電晶體1053a之一源極與一汲極的其中之一係電氣連接於電晶體1053b之一源極與一汲極的其中之一。電晶體1053a之源極與汲極的另一者係電氣連接於一佈線(相當於圖9中之第一佈線336)。此外，電晶體1053b之源極與汲極的另一者係電氣連接於一佈線(相當於圖9中之第二佈線337)。
圖11揭示之一範例中光二極體1052係一垂直pin二極體。更明確地說，在光二極體1052中，一p型半導體層1041、一i型半導體層1042、及一n型半導體層1043係依序堆疊。在光二極體1052中，pin接面係使用一層狀結構形成。
就光二極體1052之一典型範例而言，目前有一光二極體，其中非晶矽係用於i型半導體層1042。在此情況中，儘管非晶矽也可以使用於p型半導體層1041及n型半導體層1043，其較佳使用具有高導電性之微晶矽。以非晶矽用於i型半導體層1042之光二極體具有在一可見光區中之光敏感度，及其可防止紅外光造成之故障。
應該注意的是儘管本實施例揭述光二極體1052為pin二極體之情形，光二極體1052亦可為一pn二極體。在光二極體1052為一pn二極體之情況中，較佳將高品質之結晶矽使用於一p型半導體層及一n型半導體層。再者，儘管本實施例揭述光二極體1052為垂直二極體之情形，其亦可使用圖10中所示之一側向二極體。
使用作為光二極體1052之一陽極的p型半導體層1041係電氣連接於一信號佈線1035。使用作為光二極體1052之陰極的n型半導體層1043則電氣連接於電晶體1053a之閘極。應該注意的是信號佈線1035相當於圖9中所示之第三佈線338。
應該注意的是一透光性導電層可設在供光進入光二極體1052之p型半導體層1041的一側上。再者，一導電層可設在與n型半導體層1043之絕緣膜1033形成之界面側上。例如，佈線1030可以延伸至覆蓋n型半導體層1043。當一導電層設在供光進入p型半導體層1041之側上或與n型半導體層1043之絕緣膜1033形成之界面側上時，因p型半導體層1041之電阻或n型半導體層1043之電阻所致的電荷損失可以減少。
電晶體1053c設置以利於驅動液晶元件。電晶體1053c之一源極與一汲極的其中之一係電氣連接於像素電極1007。電晶體1053c之源極與汲極的另一者係電氣連接於一信號佈線(圖中未示)。
儲存電容器1054可以和電晶體1053a、電晶體1053b、及電晶體1053c一起形成。儲存電容器1054之一電容器佈線及一電容器電極係在一形成電晶體1053a、1053b、1053c之閘極的步驟中，或一形成電晶體1053a、1053b、1053c之源極與汲極的步驟中形成。一使用作為介電膜之絕緣膜是在一形成一閘極絕緣膜的步驟中形成。儲存電容器1054係連接於和液晶元件1005並聯的電晶體1053c之源極與汲極的其中之一。
電氣連接於電晶體1053c與儲存電容器1054之像素電極1007係形成於功能上如同一平坦膜的絕緣膜1032上。應該注意的是從像素電極1007到上基板(相對基板)1013之組件之結構係相似於圖10中之結構；因此，這些結構之說明即予以省略。
就此一顯示裝置而言，可以使用一包括以上實施例中所述像素部分中之光感測器在內的顯示裝置。應該注意的是圖10及圖11相當於實施例4中所述之半導體裝置之截面，並進一步包含像素部分周圍之感測器部分(光感測器)及控制器。圖10及圖11中所示之顯示裝置利用設於像素部分周圍之光感測器取得外光之強度。控制器即依據外光之強度而改變設於像素部分中之光感測器之驅動條件。在設於像素部分中之光感測器之敏感度依據由控制器設定之驅動條件改變後，即可擷取影像。在顯示裝置中，當設於像素部分中之光感測器之驅動條件係依據外光之強度而改變時，即可執行最佳化，並使用最佳化之光感測器擷取影像。因此，可以取得高準確度之影像資料。
應該注意的是圖10及圖11中所示像素部分之結構可以使用作為設於像素部分周圍之感測器部分之結構。
圖10及圖11中所示之顯示裝置除了影像拾取功能外，其亦具有顯示功能。因此，圖10及圖11中所示之顯示裝置可具有輸入功能及顯示功能，使其具備高功能性顯示裝置。特別是，由於可以取得高準確度之影像資料，影像即可用較高準確性輸入。
應該注意的是本實施例中所述之結構可與本說明書中之其他實施例任一者中所述之結構適當地組合。
(實施例7)
在此實施例中，一包括以上實施例中所述設於像素部分中之光感測器與設於像素部分周圍之光感測器在內之半導體裝置之一應用範例係說明於後。
首先，一包括一顯示裝置在內且其中一光感測器設於像素部分中之觸控面板範例係說明於後。圖15揭示顯示裝置結構之透視圖。圖15中所示之顯示裝置包括一面板1601、一第一擴散板1602、一稜鏡片1603、一第二擴散板1604、一導光板1605、一反射片1606、一背光1608、及一電路板1609。面板1601具有一結構，其中一包括一液晶元件、一光二極體、一薄膜電晶體、及類似者在內之像素部分係形成於一對基板之間。背光1608包括複數個光源1607。
面板1601、第一擴散板1602、稜鏡片1603、第二擴散板1604、導光板1605、及反射片1606係依序堆疊。光源1607設於導光板1605之一端部處。來自光源1607而在導光板1605內擴散之光係藉由第一擴散板1602、稜鏡片1603、及第二擴散板1604而從相對基板側均一地傳送至面板1601。
儘管在此實施例中使用二擴散板(第一擴散板1602及第二擴散板1604)，擴散板之數量並不限於二個。擴散板之數量可以是一個，或三個以上。只要擴散板是設在導光板1605與面板1601之間都可接受。因此，在圖15之結構中，擴散板可僅設在一比稜鏡片1603接近於面板1601之側上，或者可僅設在一比稜鏡片1603接近導光板1605之側上。
再者，稜鏡片1603之截面形狀並不限於圖15中所示之鋸齒狀，其可以是一使來自於導光板1605之光可集中於面板1601側上之形狀。
電路板1609包括一用於產生或處理欲輸入至面板1601之不同類型信號的電路、一用於處理欲自面板1601輸出之不同類型信號的電路、及類似者。在圖15中，電路板1609及面板1601係透過一撓性印刷電路(FPC) 1611而連接於彼此。應該注意的是設於電路板1609上之電路可以藉由一玻璃覆晶(COG)法而連接於面板1601，或者有些電路可以藉由一薄膜覆晶(COF)法而連接於FPC 1611。
圖15揭示一範例，其中電路板1609包括一控制電路以控制光源1607之驅動，且控制電路與光源1607係透過FPC 1610而連接於彼此。應該注意的是控制電路可設於面板1601上。在此情況中，面板1601與光源1607係透過一FPC或類似者而連接於彼此。
應該注意的是儘管圖15揭示一側光式光源，其中光源1607設於面板1601之一端部處，但是本實施例並不限於此。一直射式光源也可以使用，其中光源1607設於面板1601之正下方。
例如，當一做為欲偵測物件之手指1612係從上側接近面板1601時。從背光1608通過面板1601之光之一部分反射離開手指1612並再次進入面板1601。當相當於個別顏色之光源1607依序發光且每一顏色皆擷取影像時，則做為欲偵測物件之手指1612之彩色影像資料即可取得。再者，手指1612之位置可以從影像資料與位置資料得知，且一顯示影像之資料係經組合，使得面板1601可有一觸控面板之功能。
當使用以上實施例中所述之顯示裝置時，可以取得高準確度影像而無關於一使用環境，例如一暗處或一明處。影像係在像素部分中之光感測器之敏感度依據環境改變後擷取，即使是在不同明度處；因此，其方便性即提升。
接著，圖16揭示一包括以上實施例中所述半導體裝置在內之書寫板(亦稱為黑板或白板)之範例(即固態影像感測器、顯示裝置、或類似者)。例如，一書寫板9600之一面板部分9696可包括以上實施例中所述半導體裝置。
在此，其可使用一標記筆或類似者在面板部分9696之一表面上自由寫字或類似者。一玻璃基板或一透明之合成樹脂板可附接於面板部分9696之表面。
包括在面板部分9696內之半導體裝置包括一設於一像素部分中之光感測器，故可擷取影像。因此，當書寫板9600連接於一列印機或類似者時，寫到面板部分9696之字、圖、及類似者皆可讀取及列印。毋須贅言，書寫板9600本身也可以包括一列印機。
當面板部分9696包括一顯示裝置且顯示裝置在一像素部分中包括一光感測器及一顯示元件時，其即可在影像顯示時使用一標記筆或類似者在面板部分9696之表面上寫字及類似者。當字及圖係隨著一顯示影像而寫到面板部分9696時，標記筆之路徑係透過影像拾取而讀取且影像經過合成以待顯示。面板部分9696上之顯示影像、寫入字元、及類似者皆可藉由一列印機或類似者列印。
藉由以上實施例中所述之半導體裝置，影像可在像素部分中之光感測器之敏感度經過最佳化後擷取。因此，高準確度影像得以擷取並取得所需之列印物。應該注意的是設在像素部分中之光感測器之敏感度經過最佳化後，即使在一太明亮的房內或戶外仍可擷取影像。因此，高準確度影像得以擷取並取得所需之列印物。
接著，文後揭述各包括以上實施例中所述之半導體裝置在內的電子裝置範例。
例如，半導體裝置可以包括在顯示裝置內，像是顯示器、膝上型個人電腦、及備有記錄媒體之影像再生裝置(典型裝置可將記錄媒體(例如數位多功能光碟(DVDs))之內容再生及具有顯示器可顯示再生影像)。再者，半導體裝置可以包括在行動電話、可攜式遊戲機、個人數位助理、電子書閱讀器、照相機(例如攝影機及數位靜物攝影機)、護目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、航行系統、音響再生裝置(例如汽車音響系統及數位音響播放器)、影印機、傳真機、列印機、多功能列印機、自動櫃員機(ATM)、販賣機、及類似者內。這些電子裝置之具體實例如下。圖17A至17D即揭示這些電子裝置之具體實例。
圖17A揭示一顯示器5000，其包括一殼體5001、一顯示部分5002、一支架5003、及類似者。以上實施例中所述之顯示面板可包括在顯示部分5002內。因此，影像可以藉由光感測器之最佳化敏感度而擷取，即與取決於一使用環境之外光強度無關，故可擷取高準確度之影像。據此，顯示器5000即可具備一高功能性應用(高準確度影像拾取功能)。應該注意的是顯示裝置在其領域中包括所有用於個人電腦、電視廣播接收、廣告、及類似者之資訊顯示裝置。
圖17B揭示一個人數位助理5100，其包括一殼體5101、一顯示部分5102、一開關5103、一操作鍵5104、一紅外線埠5105、及類似者。以上實施例中所述之顯示面板可包括在顯示部分5102內。因此，影像可以藉由光感測器之最佳化敏感度而擷取，即與取決於一使用環境之外光強度無關，故可擷取高準確度之影像。據此，個人數位助理5100即可具備一高功能性應用(高準確度影像拾取功能)。特別是，由於個人數位助理5100預期可攜帶於多種場所，故可有效擷取高準確度之影像，而與取決於一使用環境之外光強度無關。
圖17C揭示一自動櫃員機5200，其包括一殼體5201、一顯示部分5202、一硬幣孔5203、一紙鈔孔5204、一插卡孔5205、一存摺孔5206、及類似者。以上實施例中所述之顯示面板可包括在顯示部分5202內。因此，影像可以藉由光感測器之最佳化敏感度而擷取，即與取決於一使用環境之外光強度無關，故可擷取高準確度之影像。據此，自動櫃員機5200即可具備一高功能性應用(高準確度影像拾取功能)。包括以上實施例中所述之顯示面板在內的自動櫃員機5200可以讀取欲用於生物認證之生物資訊，例如指紋、面容、手印、掌紋、手背靜脈模型、或虹膜，及用於較高準確性生物統計學之類似者。因此，因某一人被誤認為一不同人所造成的不實之未匹配率及因一不同人被誤認為某一人所造成的不實之接收率即可降低。
圖17D揭示一可攜式遊戲機5300，其包括一殼體5301、一殼體5302、一顯示部分5303、一顯示部分5304、一麥克風5305、一揚聲器5306、一操作鍵5307、一觸控筆5308、及類似者。以上實施例中所述之顯示面板可包括在顯示部分5304內。因此，影像可以藉由光感測器之最佳化敏感度而擷取，即與取決於一使用環境之外光強度無關，故可擷取高準確度之影像。據此，可攜式遊戲機5300即可具備一高功能性應用(高準確度影像拾取功能)。如同個人數位助理5100者，由於可攜式遊戲機5300預期可攜帶於多種場所，故可有效擷取高準確度之影像，而與取決於一使用環境之外光強度無關。應該注意的是儘管圖17D中所示之可攜式遊戲機包括二顯示部分5303、5304，包括在可攜式遊戲機內之顯示部分之數量並不限於兩個。
本範例可以藉由適當地與其他實施例中所述之任一結構組合而執行。
本申請案係基於在2010年3月11日向日本專利局申請的日本專利申請案第2010-054006號，該案之全文以引用的方式併入本文中。
231．．．電晶體
232．．．第八佈線
233．．．儲存電容器
234．．．第九佈線
241．．．電晶體
242．．．第十佈線
244．．．第十一佈線
300．．．固態影像感測器
301．．．像素部分
311．．．控制器
331．．．第一控制電路部分
333．．．像素
335．．．第一光感測器
336．．．第一佈線
337．．．第二佈線
338．．．第三佈線
339．．．第四佈線
341．．．電晶體
342．．．電晶體
343．．．閘極信號線
344．．．光二極體
351．．．光感測器讀取電路
352．．．p通道電晶體
353．．．儲存電容器
354．．．第五佈線
355．．．光感測器驅動器電路
356．．．第六佈線
371．．．感測器部分
401．．．信號
402．．．信號
403．．．信號
404．．．信號
405．．．信號
500．．．顯示裝置
501．．．像素部分
533．．．像素
537．．．顯示元件
541．．．電晶體
542．．．儲存電容器
543．．．液晶元件
551．．．顯示元件驅動器電路
555．．．顯示元件驅動器電路
561．．．閘極信號線
562．．．第七佈線
1000．．．第一光感測器
1001．．．基板
1002．．．光二極體
1003．．．電晶體
1004．．．儲存電容器
1005．．．液晶元件
1006．．．半導體膜
1007．．．像素電極
1008．．．液晶
1009．．．相對電極
1010．．．導電膜
1011．．．對準膜
1012．．．對準膜
1013．．．基板
1014．．．濾色片
1015．．．遮光膜
1016．．．間隔件
1017．．．偏光板
1018．．．偏光板
1021．．．欲偵測物件
1025．．．箭號
1030．．．佈線
1031．．．絕緣膜
1032．．．絕緣膜
1033．．．絕緣膜
1035．．．信號佈線
1041．．．p型半導體層
1042．．．i型半導體層
1043．．．n型半導體層
1052．．．光二極體
1053a．．．電晶體
1053b．．．電晶體
1053c．．．電晶體
1054．．．儲存電容器
1100．．．控制器
1110．．．CPU
1120．．．程式記憶體
1130．．．外光強度資料暫存器
1140．．．轉譯表
1150．．．工作記憶體
1160．．．時序控制器
1162．．．控制資料暫存器
1170．．．電力供給電路
1172．．．控制資料暫存器
1174．．．D/A轉換器
1176．．．放大器
1200．．．第二光感測器
1301．．．實線
1302．．．波峰
1303．．．波峰
1311．．．虛線
1312．．．波峰
1321．．．虛線
1322．．．波峰
1601．．．面板
1602．．．第一擴散板
1603．．．稜鏡片
1604．．．第二擴散板
1605．．．導光板
1606．．．反射片
1607．．．光源
1608．．．背光
1609．．．電路板
1610．．．FPC
1611．．．FPC
1612．．．手指
2100．．．控制器
2110．．．互斥處理電路
2112．．．轉譯表
5000．．．顯示器
5001．．．殼體
5002．．．顯示部分
5003．．．支架
5100．．．個人數位助理
5101．．．殼體
5102．．．顯示部分
5103．．．開關
5104．．．操作鍵
5105．．．紅外線埠
5200．．．自動櫃員機
5201．．．殼體
5202．．．顯示部分
5203．．．硬幣孔
5204．．．紙鈔孔
5205．．．插卡孔
5206．．．存摺孔
5300．．．可攜式遊戲機
5301．．．殼體
5302．．．殼體
5303．．．顯示部分
5304．．．顯示部分
5305．．．麥克風
5306．．．揚聲器
5307．．．操作鍵
5308．．．觸控筆
9600．．．書寫板
9696．．．面板部分
在附圖中：
圖1係方塊圖，揭示一控制器之範例；
圖2係方塊圖，揭示一控制器之範例；
圖3揭示一半導體裝置之結構；
圖4揭示半導體裝置中之一像素之電路結構；
圖5揭示半導體裝置之結構；
圖6係時序圖，揭示一半導體裝置之操作情形；
圖7係影像資料之明度之柱狀圖；
圖8揭示一半導體裝置之結構；
圖9揭示半導體裝置中之一像素之電路結構；
圖10係一半導體裝置之概略截面圖；
圖11係一半導體裝置之概略截面圖；
圖12A及12B揭示半導體裝置中之像素之電路結構；
圖13A及13B揭示半導體裝置中之像素之電路結構；
圖14A至14C揭示半導體裝置中之像素之電路結構；
圖15揭示一包括半導體裝置在內之電子裝置之範例；
圖16揭示一包括半導體裝置在內之電子裝置之範例；及
圖17A至17D揭示多數個包括半導體裝置在內之電子裝置之範例。
1000．．．第一光感測器
1100．．．控制器
1110．．．CPU
1120．．．程式記憶體
1130．．．外光強度資料暫存器
1140．．．轉譯表
1150．．．工作記憶體
1160．．．時序控制器
1162．．．控制資料暫存器
1170．．．電力供給電路
1172．．．控制資料暫存器
1174．．．D/A轉換器
1176．．．放大器
1200．．．第二光感測器

Claims (18)

  1. 一種半導體裝置，包含：一像素中的一第一光感測器；該像素外的一第二光感測器；及一控制器，其用於依據由該第二光感測器取得之光之強度而設定該第一光感測器之一驅動條件，其中該第一光感測器之敏感度係依據該驅動條件而改變。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該驅動條件包括一驅動時序信號與驅動電壓的其中之一。
  3. 一種半導體裝置，包含：一像素中的一第一光感測器；該像素外的一第二光感測器；及一控制器，其用於依據由該第二光感測器取得之光之強度而設定該第一光感測器之一驅動條件，其中該控制器包括一第一暫存器、一轉譯表、一CPU、一第一記憶體、一包括一第二暫存器之時序控制器、及一包括一第三暫存器之電力供給電路，其中該第一暫存器係組態以儲存由該第二光感測器取得之該光之該強度的第一資料，其中該轉譯表係組態以儲存資料，以供依據光之強度而指定該驅動條件，其中該CPU係組態以依據一儲存於該第一記憶體中之程式之命令，藉由使用該第一資料與儲存於該轉譯表中 之該資料而產生一欲儲存於該第二暫存器中之第二資料及一欲儲存於該第三暫存器中之第三資料，其中該時序控制器係組態以藉由使用該第二資料而產生該第一光感測器之一驅動時序信號，其中該電力供給電路係組態以藉由使用該第三資料而產生該第一光感測器之驅動電壓，及其中該第一光感測器之敏感度係依據該驅動時序信號及該驅動電壓而改變。
  4. 一種半導體裝置，包含：一像素中的一第一光感測器；該像素外的一第二光感測器；及一控制器，其用於依據由該第二光感測器取得之光之強度而設定該第一光感測器之一驅動條件，其中該控制器包括一第一暫存器、一轉譯表、一CPU、一第一記憶體、一第二記憶體、一包括一第二暫存器之時序控制器、及一包括一第三暫存器之電力供給電路，其中該第一暫存器係組態以儲存由該第二光感測器取得之該光之該強度的第一資料，其中該轉譯表係組態以儲存資料，以供依據光之強度而指定該驅動條件，其中依據一儲存於該第一記憶體中之程式之命令，該CPU係組態以藉由使用該第二記憶體執行該程式，藉由使用該第一資料與儲存於該轉譯表中之該資料而產生一欲儲 存於該第二暫存器中之第二資料及一欲儲存於該第三暫存器中之第三資料，其中該時序控制器係組態以藉由使用該第二資料而產生該第一光感測器之一驅動時序信號，其中該電力供給電路係組態以藉由使用該第三資料而產生該第一光感測器之驅動電壓，及其中該第一光感測器之敏感度係依據該驅動時序信號及該驅動電壓而改變。
  5. 如申請專利範圍第1、3及4項中任一項之半導體裝置，其中該第一光感測器包含：一光二極體；一第一電晶體，其中該第一電晶體之閘極係電氣連接於該光二極體之第一端點；一第二電晶體，其中該第二電晶體之源極與汲極的其中之一係電氣連接於該第一電晶體之源極與汲極的其中之一；一第一佈線，其電氣連接於該第一電晶體之該源極與該汲極的另一者；及一第二佈線，其電氣連接於該光二極體之第二端點，其中該第二佈線與該第一佈線隔離。
  6. 如申請專利範圍第1、3及4項中任一項之半導體裝置，其中該第一光感測器包括一半導體層，該半導體層包 括第一區且該第一區包括一賦予n型導電性之雜質元素，及第二區且該第二區包括一賦予p型導電性之雜質元素，及其中該第一區與該第二區係在一相同表面之上且與該表面接觸。
  7. 如申請專利範圍第1、3及4項中任一項之半導體裝置，該第一光感測器與該第二光感測器係經設置以可透過一相同表面而看見。
  8. 如申請專利範圍第1、3及4項中任一項之半導體裝置，進一步包含：該像素中的一電晶體，其中該電晶體係電氣連接於一像素電極；及一遮光膜，其重疊該第一光感測器與該電晶體。
  9. 如申請專利範圍第3或4項之半導體裝置，其中該電力供給電路包括一D/A轉換器及一放大器，及其中該電力供給電路係組態以藉由該D/A轉換器將該第三資料轉換成輸出電壓，及藉由該放大器將該輸出電壓放大而產生該驅動電壓。
  10. 如申請專利範圍第1、3及4項中任一項之半導體裝置，其中該像素包括一顯示元件及其可擷取影像。
  11. 一種半導體裝置，包含：一像素中的一第一感測器；該像素外的一第二感測器； 一控制器，其係組態依據由該第二感測器取得之光之強度而設定該第一感測器之一驅動條件，其中該第一感測器包含：一元素，其係組態當接收光時產生一電氣信號；及一電晶體，該電晶體之閘極端點係電氣連接於該元素之端點的其中之一。
  12. 一種半導體裝置，包含：一像素中的一第一感測器；該像素外的一第二感測器；一控制器，其係組態依據由該第二感測器取得之光之強度而設定該第一感測器之一驅動條件；其中該第一感測器包含：一元素，其係組態當接收光時產生一電氣信號；一第一電晶體，該第一電晶體之源極端點和汲極端點的其中之一係電氣連接於該元素之端點的其中之一；及一第二電晶體，該第二電晶體之閘極端點係電氣連接於該第一電晶體的該源極端點和該汲極端點的另一者。
  13. 一種半導體裝置，包含：一像素中的一第一感測器；該像素外的一第二感測器；一控制器，其係組態依據由該第二感測器取得之光之 強度而設定該第一感測器之一驅動條件；其中該第一感測器包含：一元素，其係組態當接收光時產生一電氣信號；一第一電晶體，該第一電晶體之源極端點和汲極端點的其中之一係電氣連接於該元素之端點的其中之一；一第二電晶體，該第二電晶體之閘極端點係電氣連接於該第一電晶體的該源極端點和該汲極端點的另一者；及一第三電晶體，該第三電晶體之源極端點和汲極端點的其中之一係電氣連接於該第二電晶體的源極端點和汲極端點的其中之一。
  14. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之半導體裝置，其中該元素為一光二極體。
  15. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之半導體裝置，該第一感測器及該第二感測器係經設置以可透過一相同表面而看見。
  16. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之半導體裝置，其中該像素包括像素電極。
  17. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之半導體裝置，其中該第一感測器包括半導體層，該半導體層包括第一區且該第一區包括一賦予n型導電性之雜質元素，及第二區且該第二區包括一賦予p型導電性之雜質元素，及其中該第一區與該第二區係彼此重疊。
  18. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之半導體裝置，該控制器係組態以設定該驅動條件使得由該第一感測器所偵測之影像資料之明度之柱狀圖之兩個波峰之間的距離擴大。
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