TWI622302B - 光偵測器電路及成像裝置 - Google Patents

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Abstract

提供能夠在不同週期取得訊號而不受光電轉換元件的特徵影響之光偵測器電路。光偵測器電路具有n個連接至光電轉換元件的訊號輸出電路(n是2或更大的自然數)。此外，n個訊號輸出電路均包含下述：電晶體，其閘極電位根據進入光電轉換元件的光量而變；第一切換元件，固持電晶體的閘極電位；以及，第二切換元件，控制電晶體輸出的訊號。因此，在根據進入光電轉換元件的光量之資料被固持作為電晶體的閘極電位之後，第二切換元件開啟，因而可以取得在不同週期的訊號而不受光電轉換元件的特徵影響。

Description

光偵測器電路及成像裝置
本發明係關於光偵測器電路及包含光偵測器電路的半導體裝置。
在多種領域中，半導體裝置包含從外部接收光及輸出對應於被使用的入射光量之訊號的電路(於下，稱為「光偵測器電路」)。
光偵測器電路的實例是包含互補金屬氧化物半導體(CMOS)電路(於下也稱為CMOS感測器)之光偵測器電路，以及，CMOS感測器包含光電轉換元件(例如，光二極體)以及訊號輸出電路，光電轉換元件使對應於入射光量的電流能流動，訊號輸出電路根據進入光電轉換元件的光量而保持電位以及輸出對應於電位的訊號。
注意，藉由在包含MOS電晶體的訊號輸出電路中執行初始化保持在訊號輸出電路中的電位(也稱為電荷)之操作(也稱為重設操作)、產生對應於流經光電轉換元件的光電流量之電位的操作(也稱為電位產生操作)、以及 輸出對應於電位的訊號之操作(也稱為輸出操作)，CMOS感測器偵測進入光電轉換元件的光量。
關於包含光偵測器電路的半導體裝置的實例，可為影像顯示裝置，其中，光偵測器電路設置在以矩陣配置的複數個像素中的各像素中(例如，請參見專利文獻1)。
在影像顯示裝置中，在要被偵測的物件(例如，筆或手指)存在於顯示幕上的情形中，從影像顯示裝置發射的光的一部份由要被偵測的物件反射以及反射光的量由光偵測器電路偵測，因此，有要被偵測的物件存在的顯示幕上的區域被偵測。
此外，關於包含光偵測器電路的半導體裝置之實例，可為設有閃爍器的醫療診斷成像裝置及包含複數個光偵測器電路的平板偵測器(例如請參見專利文獻2)。
在醫療診斷成像裝置中，以輻射源發射的輻射線(例如，X光)照射人體，通過人體的輻射被閃爍器轉換成光(例如，可見光)，以及，以包含在平板偵測器中的光偵測器電路來偵測光，而構成成像資料，因此，能取得人體內的影像作為電子資料。
但是，在如上所述之使用設於其中的光偵測器電路以取得各式各樣的資料的半導體裝置中，從光偵測器電路輸出的訊號(也稱為偵測訊號)是複合訊號，在某些情形中，所述複合訊號不僅包含取得資料所需的訊號(也稱為必要訊號)也包含非所需訊號(也稱為雜訊)。
舉例而言，在上述影像顯示裝置中，從光偵測器電路 輸出之對應於「由要被偵測的物體反射進入光偵測器電路的光」的訊號是必要訊號；另一方面，從光偵測器電路輸出之對應於「例如陽光或螢光等從裝置外部進入之光(外部光)」的訊號是雜訊。
此外，在上述醫療診斷成像裝置中，由於在由閃爍器發射的光中，發生即使輻射發射停止後光發射仍然繼續之現象(稱為殘光)，所以，由平板偵測器接收的光可能包含「導因於輻射發射之發射光」及「由殘光發射的光」。
在此情形中，從光偵測器電路輸出之對應於「導因於輻射發射之發射光」的訊號是必要訊號；另一方面，從光偵測器電路輸出之對應於「由殘光發射的光」的訊號是雜訊。
為了解決光偵測器電路輸出的偵測訊號不僅包含必要訊號也包含雜訊的上述問題，有效的是從複合訊號中選擇性地僅移除雜訊。為達成此點，舉例而言，在非專利文獻1中提出包含以矩陣配置的光偵測器電路(CMOS感測器)之裝置以作為影像顯示裝置。
在非專利文獻1中的影像顯示裝置中(請參見非專利文獻1中的圖3)，在以矩陣配置的各光偵測器電路(在非專利文獻1中稱為光感測器)中，電晶體M1、電晶體M2、及電容器CINT作為訊號輸出電路以及元件D1作為光電轉換元件。
此外，在開啟背照燈而以光照射要被偵測的物件之期間，在奇數列中的光偵測器電路中，執行重設週期及電位 產生操作之後，在關閉背照燈而未以光照射要被偵測的物件之期間，在偶數列中的光偵測器電路中，執行重設週期及電位產生操作。
注意，背照燈閃爍的時間間隔短，將此視為要被偵測的物件難以在背照燈開啟時與背照光關閉時之間移動。
之後，在二相鄰列中的光偵測器電路中，同時執行輸出操作，以及，取得其偵測訊號之間的差異。然後，順序地執行此操作，以致於在所有列中的光偵測器電路中執行輸出操作。
在使用二相鄰列中的光偵測器電路而如此取得的偵測訊號之間的差異，由於對應於當背照燈關閉時進入光偵測器電路的光量之訊號(雜訊)從對應於當背照燈開啟時進入光偵測器電路的光量之訊號(複合訊號)移除，所以，此差異是僅包含必要訊號的準確訊號。
換言之，使用光偵測器電路取得複數個偵測訊號(至少二或更多偵測訊號)，以及，使用複數個偵測訊號而取得準確的偵測訊號。
參考文獻 [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利申請號2006-079589
[專利文獻2]日本公開專利申請號2003-250785
[非專利文獻]
[非專利文獻1]K. Tanaka, et al., “A System LCD with Optical Input Function using Infra-Red Backlight Subtraction Scheme”, SID 2010 Digest, pp. 680-683。
但是，在非專利文獻1中所述的結構中，需要至少二相鄰的光偵測器電路，以在不同週期取得偵測訊號(當背照燈開啟時及當背照燈關閉時)。
因此，在二光偵測器電路的光電轉換元件的特徵(例如，光接收靈敏度)之間有差異的情形中，從二光偵測器電路輸出的偵測訊號包含光電轉換元件的特徵之間的差異。
慮及上述問題，揭示的發明之一實施例的目的是提供能夠在不同週期取得偵測訊號而不受光電轉換元件的特徵影響之光偵測器電路。
此外，揭示的發明之一實施例的目的是提供包含上述光偵測器電路的半導體裝置。
為了解決上述問題，在揭示的發明之一實施例中，光偵測器電路具有配置，其中，n個訊號輸出電路(n是2或更大的自然數)連接至光電轉換元件。此外，n個訊號輸出電路均包含下述：電晶體，其閘極電位根據進入光電轉換元件的光量而變，以及，輸出對應於閘極電位的訊號；第一切換元件，連接在光電轉換元件與電晶體之間，以及固持電晶體的閘極電位；以及，第二切換元件，控制電晶體 輸出的訊號。
在使用上述訊號輸出電路的配置之情形中，藉由關閉第一切換元件，以固持電晶體的閘極電位；因此，根據進入光電轉換元件的光量之資料在不同週期中被固持在不同的訊號輸出電路中。在n個訊號輸出電路中，在不同週期中的資料(根據進入光電轉換元件的光量的資料)被固持，然後，第二切換元件開啟；因此，取得在不同週期中的訊號，而不受光電轉換元件的特徵影響。
換言之，根據本發明的一實施例，光偵測器電路包含光電轉換元件及連接至光電轉換元件的n個訊號輸出電路(n是2或更大的自然數)。n個訊號輸出電路均包含電晶體，電晶體的閘極電位根據進入光電轉換元件的光量而變，以及，電晶體輸出對應於閘極電位的訊號；第一切換元件，連接在光電轉換元件與電晶體之間，以及固持電晶體的閘極電位；以及，第二切換元件，控制訊號的輸出。保持於n個訊號輸出電路中的閘極電位是根據在不同週期進入光電轉換元件的光量。在閘極電位被固持於n個訊號輸出電路中之後，對應於閘極電位的訊號從n個訊號輸出電路輸出。
當光偵測器電路具有上述配置時，光偵測器電路在不同週期取得訊號，而不受光電轉換元件的特徵影響。
在上述光偵測器電路中，藉由設置連接至n個訊號輸出電路中的第二切換元件以及傳送用於控制第二切換元件的操作之訊號的佈線，用於執行訊號輸出電路中第二切換 元件的開/關操作所需的佈線數目可以降低。此外，由於訊號同時從n個訊號輸出電路輸出，所以，可以在短時間內取得訊號。
此外，在以在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為上述光偵測器電路中的第一切換元件之情形中，第一切換元件具有相當低的關閉狀態電流，以及，因而能固持電晶體的閘極電位。因此，從訊號輸出電路輸出的訊號是包含對應於進入光電轉換元件的光量之資料的相當準確的訊號。
注意，在以在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為第二切換元件以及第一切換元件之外的電晶體之情形中，可以在相同步驟中製造包含在訊號輸出電路中的元件；因此，可以降低光偵測器電路的製造時間及成本。
此外，在上述光偵測器電路用於半導體裝置的情形中，根據光偵測器電路以矩陣配置以及閘極電位保持在依矩陣配置的所有光偵測器電路中的n個訊號輸出電路中，然後對應於閘極電位的n個訊號從光偵測器電路輸出之配置，可以在短時間內，從所有光偵測器電路取得不同週期的訊號。
舉例而言，半導體裝置的特定實例包含輻射成像裝置。在上述光偵測器電路用於輻射成像裝置的情形中，輻射成像裝置包含輻射源、藉由接收輻射源輸出的輻射而輸出光之閃爍器、包含以矩陣配置的光偵測器電路以及控制光偵測器電路的操作之光偵測器電路控制部之光偵測器機構 、以及比較光偵測器電路控制部輸出的訊號之偵測訊號比較部。光偵測器機構具有一結構，其中，閘極電位固持在以矩陣配置的所有光偵測器電路中的n個訊號輸出電路中，對應於閘極電位的n個訊號從光偵測器電路輸出，然後，偵測訊號比較部比較光偵測器電路輸出的n個訊號。
舉例而言，輻射成像裝置以外的半導體裝置的實例是影像顯示裝置。在上述光偵測器電路用於影像顯示裝置的情形中，影像顯示裝置包含顯示部、顯示元件控制部、光偵測器電路控制部、及影像訊號產生部，在顯示部中，包含顯示元件及光偵測器電路的像素以矩陣配置，顯示元件控制部控制顯示元件的操作，光偵測器電路控制部控制光偵測器電路的操作，影像訊號產生部藉由使用從光偵測器電路控制部輸出的訊號以產生影像訊號。閘極電位被固持在以矩陣配置的像素中的所有光偵測器電路中的n個訊號輸出電路，然後，對應於閘極電位的n個訊號從光偵測器電路輸出，以及，影像訊號產生部從光偵測器電路輸出的n個訊號產生影像訊號。
此外，本發明的一實施例是用於操作光偵測器電路的方法，光偵測器電路包含光電轉換元件以及連接至光電轉換元件的n個訊號輸出電路(n是2或更大的自然數)。n個訊號輸出電路均包含電晶體、第一切換元件、及第二切換元件，所述電晶體的閘極電位根據進入光電轉換元件的光量而變，以及，所述電晶體輸出對應於閘極電位的訊號，第一切換元件連接在光電轉換元件與電晶體之間以及 固持閘極電位，以及，第二切換元件控制從電晶體輸出的訊號。方法包含下述步驟：藉由獨立於訊號輸出電路而在不同週期關閉n個訊號輸出電路中的第一切換元件，將根據進入光電轉換元件的光量之電位固持作為閘極電位；以及，藉由開啟第二切換元件，輸出對應於閘極電位的訊號。
以上述操作方法驅動光偵測器電路，在光偵測器電路中，能在短時間內，取得對應於在不同週期進入光電轉換元件的光量之訊號，而不受光電轉換元件的特徵影響。
注意，在上述用於操作光偵測器電路的方法中，藉由執行同時初始化n個訊號輸出電路中的閘極電位之操作，而同時重設n個訊號輸出電路中的閘極電位；因此，可以在短時間內取得訊號。
此外，在上述用於操作光偵測器電路的方法中，藉由執行開啟第二切換元件的操作以及執行同時關閉n個訊號輸出電路中的第二切換元件的操作，訊號同時從n個訊號輸出電路輸出；因此，可以在短時間內取得訊號。
根據本發明的一實施例，光偵測器電路具有配置，其中，n個輸出電路(n是2或更大的自然數)連接至光電轉換元件，以及，輸出電路包含電晶體、第一切換元件、及第二切換元件，所述電晶體的輸出訊號根據產生的電位位準而變，第一切換元件防止電位從輸出電路洩漏，以及，第二切換元件控制電晶體輸出的訊號。在n個輸出電路中，在訊號被固持在輸出電路中的不同週期(在不同時序)中之後，訊號從n個輸出電路輸出。
因此，提供能夠在不同週期中取得訊號而不受光電轉換元件的特徵影響之光偵測器電路。
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在附圖中：圖1A顯示光偵測器電路的配置，圖1B是光偵測器電路的操作流程圖；圖2是光偵測器電路的操作流程圖；圖3A顯示光偵測器電路的配置，圖3B是光偵測器電路的操作流程圖；圖4是光偵測器電路的操作流程圖；圖5顯示光偵測器電路的配置；圖6顯示光偵測器電路的配置；圖7A至7C均顯示運算放大器電路；圖8A及8B顯示光偵測器電路的佈局；圖9A及9B顯示光偵測器電路的佈局；圖10A及10B顯示輻射成像裝置的結構；圖11A至11D顯示輻射成像裝置的操作；圖12顯示影像顯示裝置的結構；圖13顯示影像顯示裝置的配置；圖14A及14B顯示影像顯示裝置的操作；以及圖15顯示光偵測器電路的配置。
將參考附圖，於下詳述實施例。注意，下述實施例可以以很多不同模式實施，以及，習於此技藝者容易瞭解，在不悖離本發明的精神及範圍之下，可以多樣地改變模式及細節。因此，本發明不應被解釋成侷限於下述實施例說明。在用於說明實施例的圖式中，相同構件或具有類似功能的構件以相同代號表示，且不重複這些構件的說明。
注意，在下述實施例中，電晶體的「一端」意指源極電極和汲極電極中之一，電晶體的「另一端」意指源極電極和汲極電極中之另一電極。亦即，當電晶體的一端是源極電極時，電晶體的另一端意指汲極電極。
注意，在本說明書中的「電極連接」相當於電流、電壓、或電位被供應或傳送的狀態。因此，電連接的狀態不僅意指直接連接狀態，也意指經由例如佈線、電阻器、二極體、或電晶體等電路元件之間接連接狀態，其中，電流、電壓、或電位被供應或傳送。
除非另外指明，否則，在n通道電晶體的情形中，在本說明書中的關閉狀態電流是當閘極電極的電位小於或等於0V時，以源極電極的電位作為參考電位而汲極電極的電位高於源極電極和閘極電極的電位時，在源極電極與汲極電極之間流動的電流。此外，在p通道電晶體的情形中，在說明書中的關閉狀態電流是當閘極電極的電位大於或等於0V時，以源極電極的電位作為參考電位而汲極電極的電位低於源極電極和閘極電極的電位時，在源極電極與汲極電極之間流動的電流。
(實施例1)
在本實施例中，參考圖1A和1B及圖2，說明光偵測器電路的配置及操作方法。
<光偵測器電路的配置>
圖1A顯示說明光偵測器電路的配置之電路圖實例。光偵測器電路包含光電轉換元件100及連接至光電轉換元件100的二訊號輸出電路(第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102)。
<光電轉換元件>
在圖1A及1B中顯示光二極體作為光電轉換元件100。光二極體因來自外部的光照射而產生電流，以及，光電流的值根據入射光的強度而變。注意，光電轉換元件100不限於光二極體。舉例而言，光電轉換元件100可為可變電阻器。可變電阻器包含成對電極以及具有設在成對電極之間的i型導電率非晶矽層。由於i型非晶矽層的電阻因光照射而變，所以，以類似於光二極體的方式使用i型非晶矽層。
光電轉換元件100的電極之一連接至佈線111(也稱為佈線PR)以及光電轉換元件100的另一電極連接至第一訊號輸出電路101以及第二訊號輸出電路102。
無需多言，光電轉換元件100的電極之一可以連接至第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102，而光電 轉換元件100的另一電極可以連接至佈線111。
訊號輸出電路(第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102)將包含作為資料之進入光電轉換元件100的光量之電位固持在電路中以及輸出對應於電位的偵測訊號至外部。
在本實施例的說明中，二訊號輸出電路(第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102)具有相同的結構；因此，包含在訊號輸出電路中的組件由相同代號表示。舉例而言，在第一訊號輸出電路101中的電晶體及在第二訊號輸出電路102中的電晶體都稱為「電晶體120」。
<偵測電路>
第一訊號輸出電路101包含下述：電晶體120，其閘極電位根據進入光電轉換元件100的光量而改變，以及，輸出對應於閘極電位的訊號；第一切換元件121，連接在光電轉換元件100與電晶體120之間，控制它們之間的連接狀態；以及，固持施加至電晶體120的閘極之電位；以及，第二切換元件122，控制電晶體120輸出的訊號。
第一訊號輸出電路101中的電晶體120的閘極連接至佈線112(也稱為佈線FD1)，在第一訊號輸出電路101中的電晶體120的源極和汲極中之一連接至佈線113(也稱為佈線VR)，以及，第一訊號輸出電路101中電晶體120的源極和汲極中之另一連接至第二切換元件122的電極之一。
由於第一訊號輸出電路101中的第一切換元件121固持施加至電晶體120的閘極的電位，較佳的是第一切換元件121在關閉狀態中具有相當低的漏電流。
關於在關閉狀態中具有低漏電流的切換元件的實例，可為在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體。
上述氧化物半導體材料較佳地含有至少銦(In)或鋅(Zn)。特別地，較佳地含有In及Zn。除了In及Zn之外，氧化物半導體材料較佳地還含有鎵(Ga)以作為降低多個包含氧化物半導體材料的電晶體之間的電特變異之穩定物。較佳地含有錫(Sn)作為穩定物。較佳地含有鉿(Hf)作為穩定物。較佳地含有鋁(Al)作為穩定物。
關於其它穩定物，可以含有例如鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、及鎦(Lu)等鑭系元素。
使用氧化物半導體材料的膜的能帶隙大於或等於3.0eV(電子伏特)，遠大於矽的能帶隙(1.1eV)。
電晶體的關閉電阻(在關閉狀態之電晶體的源極與汲極之間的電阻)與通道形成區中熱激發的載子濃度成反比。由於即使在沒有施子或受子造成的載子之狀態中(亦即，即使在本質半導體的情形中)，矽的能帶隙仍然是1.1eV，所以，在室溫(300K)時熱激發載子的濃度約為1×1011cm-3。
如上所述，使用氧化物半導體材料的膜的能帶隙通常 寬達3.0eV或更大，以及，具有3.2eV的能帶隙之膜中的熱激發載子的濃度例如約為1×10-7cm-3。當電子遷移率相同時，電阻率與載子濃度成反比，因此，具有3.2eV的能帶隙之半導體的電阻率是比矽的電阻率高出18個數量級。
因此，在通道形成區中使用此寬能帶隙氧化物半導體材料之電晶體能夠取得相當低的關閉狀態電流。
此外，電晶體作為第一切換元件121，以及，在電晶體120的閘極電位根據進入光電轉換元件100的光量而變之後，第一切換元件121關閉，因此，電晶體120的閘極電位可以長時間地被保持在佈線112中。
雖然上述說明以通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為第一切換元件121的實例，但是，可以使用具有低關閉狀態電流的另一切換元件。舉例而言，可以使用矽阻效應的電晶體(也稱為自旋電晶體等等)、以鐵電材料用於閘極絕緣膜的電晶體(也稱為鐵電電晶體等等)、等等。
對應於電晶體120的閘極電位之訊號從電晶體120的汲極(或源極)輸出。因此，訊號被視為「包含進入光電轉換元件100的光量作為資料之訊號」。
作為第一切換元件121之在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體的源極和汲極中之一連接至光電轉換元件100的另一電極，在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體的源極和汲極中之另一連接至電晶體120的 閘極，以及，在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體的閘極連接至佈線114(也稱為佈線TX1)。
雖然在本實施例等等中，在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為第一切換元件121，但是，第一切換元件121不限於電晶體，只要是能夠開啟及關閉連接狀態(導通狀態)的元件都可以作為第一切換元件121，以及，可以使用各式各樣的習知技術。
在第一訊號輸出電路101中的第二切換元件122的源極和汲極中之一連接至電晶體120的源極和汲極中之另一，在第一訊號輸出電路101中的第二切換元件122的源極和汲極中之另一連接至佈線115(也稱為佈線OUT)，以及，在第一訊號輸出電路101中的第二切換元件122的閘極連接至佈線116(也稱為佈線SE1)。
在如圖1A中所示般，電晶體作為第二切換元件122的情形中，藉由將電晶體的Vgs(當使用源極作為參考時，閘極與源極之間的電壓差)設定於比臨界電壓充份高的電壓，電晶體120輸出的訊號輸出至佈線115(OUT)。
注意，積分器電路可以連接至佈線115(OUT)。連接積分器電路至佈線115(OUT)會增加S/N，能夠偵測較弱的光。將於實施例2中說明積分器電路的特定配置實例。
第二訊號輸出電路102包含下述：電晶體120，其閘極電位根據進入光電轉換元件100的光量而改變，以及，輸出對應於閘極電位的訊號；第一切換元件121，連接在光電轉換元件100與電晶體120之間，控制它們之間的連 接狀態；以及，固持施加至電晶體120的閘極之電位；以及，第二切換元件122，控制電晶體120輸出的訊號。
第二訊號輸出電路102中的電晶體120的閘極連接至佈線132(也稱為佈線FD2)，在第二訊號輸出電路102中的電晶體120的源極和汲極中之一連接至佈線113(也稱為佈線VR)，以及，第二訊號輸出電路102中電晶體120的源極和汲極中之另一連接至第二切換元件122的電極之一。
連接至第二訊號輸出電路102中的電晶體120的源極和汲極中之一的佈線與第一訊號輸出電路101中的佈線113相同。
由於第二訊號輸出電路102中的第一切換元件121固持施加至電晶體120的閘極之電位，所以，第一切換元件121較佳地具有相當低的漏電流，舉例而言，可以使用在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體。關於在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體之說明，可以參考上述「第一訊號輸出電路101的說明」。
由於在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體具有相當低的關閉狀態電流，所以，使用電晶體作為第一切換元件121，以及，在電晶體120的閘極電位根據進入光電轉換元件100的光量而變之後，第一切換元件121關閉，因而將電晶體120的閘極電位長時間地固持在佈線132中。
此外，對應於電晶體120的閘極電位之訊號(於下， 從第二訊號輸出電路102輸出的訊號也稱為第二訊號)從電晶體120的汲極(或源極)輸出。
作為第一切換元件121之在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體的的源極和汲極中之一連接至光電轉換元件100的電極中之另一，在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體的源極和汲極中之另一連接至電晶體120的閘極，以及，在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體的閘極連接至佈線134(也稱為佈線TX2)。
雖然在本實施例等等中，在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為第一切換元件121，但是，第一切換元件121不限於電晶體，只要是能夠開啟及關閉連接狀態(導通狀態)的元件都可以作為第一切換元件121。
在第二訊號輸出電路102中的第二切換元件122的源極和汲極中之一連接至電晶體120的源極和汲極中之另一，在第二訊號輸出電路102中的第二切換元件122的源極和汲極中之另一連接至佈線115(也稱為佈線OUT)，以及，在第二訊號輸出電路102中的第二切換元件122的閘極連接至佈線136(也稱為佈線SE2)。
連接至第二訊號輸出電路102中的第二切換元件122的源極和汲極中之另一的佈線與第一訊號輸出電路101中的佈線115相同。
當光偵測器電路具有上述結構時，藉由在不同時序開啟訊號輸出電路中的第一切換元件121，可以偵測在不同時序進入光電轉換元件100的光量。藉由關閉第一切換元 件121，可以將資料固持作為閘極電位；因此，舉例而言，即使當在第一週期中進入光電轉換元件100的光是產生複合訊號的光時，包含作為資料的光之電位被固持在第一訊號輸出電路101中，在第二週期中偵測產生雜訊的光，以及，包含作為資料的光之電位被固持在第二訊號輸出電路102中，因而可以從光偵測器電路取得用於必要訊號產生所需的訊號。
在本實施例中，由於電晶體120放大光電轉換元件100產生的電訊號，所以，較佳的是電晶體120具有高遷移率。
關於具有高遷移率的電晶體120的實例，可為在通道形成區中包含非晶矽、微晶矽、多晶矽、單晶矽、等等的薄膜電晶體。
此外，電晶體120需要低的關閉狀態電流特徵，以防止不必要的電位輸出至佈線113(VR)。基於這些理由，利用在通道形成區中使用能取得高遷移率及低關閉狀態電流的氧化物半導體材料的電晶體作為電晶體120，也是有效的。
在本實施例中，由於控制來自訊號輸出電路的訊號之輸出，所以，第二切換元件122較佳地具有高遷移率。
關於具有高遷移率的第二切換元件122的實例，可為在通道形成區中包含非晶矽、微晶矽、多晶矽、單晶矽、等等的薄膜電晶體。
此外，第二切換元件122需要低的關閉狀態電流特徵 ，以防止不必要的電位輸出至佈線115(OUT)。基於這些理由，利用在通道形成區中使用能取得高遷移率及低關閉狀態電流的氧化物半導體材料的電晶體作為第二切換元件122，也是有效的。
在各訊號輸出電路中使用在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為所有組件(電晶體120、第一切換元件121、及第二切換元件122)能夠簡化訊號輸出電路的製程。
當例如多晶或單晶矽等能夠比氧化物半導體材料提供更高的遷移率之半導體材料用於電晶體120及第二切換元件122的通道形成區中時，可以從訊號輸出電路高速地讀取資料。
將電容器連接至佈線115(OUT)可以有效穩定佈線115(OUT)的電位。
在圖1A中，電晶體120及第二切換元件122在佈線113(VR)與佈線115(OUT)之間依此次序串聯；替代地，電晶體120及第二切換元件122可以相反地連接。
在圖1A中，電晶體120僅在半導體層的一側上具有閘極；但是，電晶體120可以具有配置成半導體層夾於其間的成對閘極。當電晶體120具有配置成半導體層夾於其間的成對閘極時，成對的閘極中之一作為前閘極，佈線112(或佈線132)的電位施加至前閘極，以及，成對的閘極中之另一閘極作為後閘極，後閘極控制電晶體120的臨界電壓等等。在此情形中，施加至另一閘極的電位較佳 地相對於源極電位為從-20V至+2V。假使當施加至另一閘極的電位在上述範圍中變化時電晶體120的臨界電壓的改變未不利地影響訊號輸出電路的操作時，則另一閘極可被電隔離(浮動)。
上述是光偵測器電路中電路配置的說明。在實施例4中將說明本實施例中所述之圖1A中所示的電路配置的佈局實例。
雖然在本實施例中所述的光偵測器電路包含一光電轉換元件及連接至光電轉換元件的二訊號輸出電路，但是，其可以包含n個訊號輸出電路(n是2或更大的自然數)。舉例而言，如圖15所示，可以使用設有一光電轉換元件及四個訊號輸出電路(第一訊號輸出電路101、第二訊號輸出電路102、第三訊號輸出電路103、及第四訊號輸出電路104)的結構。由於一光電轉換元件由四個訊號輸出電路共用，所以，可以取得共用佈線及大面積光電轉換元件。替代地，在光電轉換元件的面積不需增加的情形中，光偵測器電路的面積可以降低。
此外，如圖5中所示，在本實施例中所述的光偵測器電路的配置可為電晶體501加至各第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102。電晶體的閘極電連接至佈線111(PR)，電晶體的源極和汲極中之一電連接至佈線112(FD1)(或是佈線132(FD2))，以及，電晶體的源極和汲極中之另一電連接至佈線502a(或佈線502b)。光電轉換元件100的電極之一電連接至佈線503。此處，佈線503 是用於施加逆偏壓至光電轉換元件100的訊號線(低電位線)。此外，佈線502a及佈線502b是用於重設佈線112(FD1)(或佈線132(FD2))至高電位的訊號線(高電位線)。
電晶體501作為用於重設佈線112(FD1)(或佈線132(FD2))的重設電晶體。因此，與圖1A中的偵測電路不同，未執行使用光電轉換元件100的重設操作，以及，逆向偏壓總是施加至光電轉換元件100。藉由將佈線111(PR)的電位設定為高的，可以重設佈線112(FD1)及佈線132(FD2)。
使用例如非晶矽、微晶矽、多晶矽、或單晶矽等矽半導體，形成電晶體501；但是，當漏電流大時，電荷累積部無法足夠長時間地固持電荷。基於此理由，類似於電晶體120，較佳的是使用包含半導體層(至少通道形成區)的電晶體，使用取得相當低的關閉狀態電流之氧化物半導體材料，形成半導體層。
<光偵測器電路的操作流程圖>
接著，將參考圖1B，說明圖1A中所示的光偵測器電路的操作流程。
在圖1B中，114S、112S、及116S對應於第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)、佈線112(FD1)、及佈線116(SE1)的電位，134S、132S、及136S對應於第二訊號輸出電路102中的佈線134(TX2)、佈線132(FD2) 、及佈線136(SE2)的電位。此外，111S、及115S對應於第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102中共同使用的佈線111(PR)及佈線115(OUT)的電位。注意，佈線113(VR)的電位固定在低位準。
首先，在時間T1，佈線111的電位(訊號111S)設定為高，以及，在第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)的電位(訊號114S)設定為高(亦即，重設操作啟始)。
因此，順向偏壓施加至光電轉換元件100，以及，第一訊號輸出電路101中的佈線112(FD1)的電位(訊號112S)變高。注意，佈線115(OUT)的電位(訊號115S)預充電至高。
接著，在時間T2，佈線111(PR)的電位(訊號111S)設定為低，以及，在第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)的電位(訊號114S)設定為高(亦即，重設操作完成以及電位產生操作啟始)。
因此，根據進入光電轉換元件100的光量，反向電流流經光電轉換元件100，以及，在第一訊號輸出電路101中的佈線112(FD1)的電位(訊號112S)開始降低。
由於當光電轉換元件100受光照射時反向電流量增加，所以，在第一訊號輸出電路101中佈線112(FD)的電位(訊號112S)降低的速度根據入射光量而變。換言之，在第一訊號輸出電路101中的電晶體120的源極與汲極之間的通道電阻根據進入光電轉換元件100的光量而變。
然後，在時間T3，在第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)的電位(訊號114S)設定為低(亦即，電位產生操作完成)。
由於在本實施例等等中的第一切換元件121是如上所述地在通道形成區包含氧化物半導體材料並因而具有相當低的關閉狀態電流的電晶體，施加至第一訊號輸出電路101中的電晶體120的閘極之電位一直保持在佈線112(FD1)中直到稍後執行輸出操作為止。
注意，當第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)的電位(訊號114S)設定為低時，由於在第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)與佈線112(FD1)之間的寄生電容，所以，佈線112(FD)的電位有時改變。大量的電位改變造成無法取得電位產生操作期間由光電轉換元件100產生的準確電荷量。
降低電位改變量的有效措施之實例包含降低作為第一切換元件121的電晶體的閘極與源極之間(或是閘極與汲極之間)的電容，增加電晶體120的閘極電容，以及，設置儲存電容器以連接第一訊號輸出電路101中的佈線112(FD1)。注意，在圖1B中，藉由採用這些措施，可以忽略電位改變。
接著，也在第二訊號輸出電路102中，為了將包含進入光電轉換元件100的光量作為資料的電位固持在第二訊號輸出電路102中，以類似於第一訊號輸出電路101中的上述操作之方式，執行「重設操作」及「電位產生操作」 。因此，包含進入光電轉換元件100的光量作為資料之電位被固持在佈線132中，直到稍後執行輸出操作為止(從時間T4至時間T6的操作對應於重設操作以及電位產生操作)。
然後，在時間T7，當在第一訊號輸出電路101中佈線116(SE1)的電位(訊號116S)設定為高時(亦即，輸出操作啟始)，對應於電晶體120的閘極電位之電流在第二切換元件122的源極與汲極之間流動，以致於佈線115(OUT)的電位(訊號115S)降低。注意，在時間T7之前，佈線115(OUT)的預充電終止。
此處，佈線115(OUT)的電位(訊號115S)之降低速度取決於第一訊號輸出電路101中的電晶體120的源極與汲極之間的通道電阻。亦即，在佈線115(OUT)的電位(訊號115S)降低速度根據第一訊號輸出電路101中電位產生操作期間進入光電轉換元件100的光量而變。
然後，在時間T8，當在第一訊號輸出電路101中佈線116(SE1)的電位(訊號116S)設定為低時(亦即，輸出操作完成)，則在第二切換元件122的源極和汲極之間流動的電流停止且佈線115(OUT)的電位(訊號115S)變成固定值。
此處，固定值根據第一訊號輸出電路101中電位產生操作期間進入光電轉換元件100的光量而變。因此，藉由取得佈線115(OUT)的電位(訊號115S)，可以找到在第一訊號輸出電路101中電位產生操作期間進入光電轉換元 件100的光量。亦即，在輸出操作之後從第一訊號輸出電路101輸出的訊號是第一訊號輸出電路101中的偵測訊號。
更具體而言，在進入光電轉換元件100的光量大的情形中，在第一訊號輸出電路101中，佈線112(FD1)的電位(訊號112S)變得較低且電晶體120的閘極電位變得較低；因此，佈線115(OUT)的電位(訊號115S)的降低速度變得較低。結果，佈線115(OUT)的電位變得較高。
或者，在進入光電轉換元件100的光量小的情形中，在第一訊號輸出電路101中，佈線112(FD1)的電位(訊號112S)變得較高且電晶體120的閘極電位變得較高；因此，佈線115(OUT)的電位(訊號115S)的降低速度變得較高。結果，佈線115(OUT)的電位變得較低。
接著，將佈線115(OUT)預充電。
也在第二訊號輸出電路102中，以類似於第一訊號輸出電路101中的上述操作之方式，執行「輸出操作」。因此，取得第二訊號輸出電路102中的偵測訊號(在時間T9與時間T10之間的操作相當於輸出操作)。
如上所述，藉由使用電晶體120及第一切換元件121，根據不同週期(在第一訊號輸出電路101中的電位產生操作週期以及在第二訊號輸出電路102中的電位產生操作週期)進入光電轉換元件100的光量之電位(資料)被固持在訊號輸出電路中。此外，在電位被固持在所有的訊號輸出電路中之後，藉由使用訊號輸出電路中的第二切換元件， 從各訊號輸出電路取得偵測訊號；因此，可以取得在不同週期的偵測訊號，而不受光電轉換元件的特徵影響。
上述是本實施例的光偵測器電路的操作流程圖的說明。
<光偵測器電路的不同操作流程圖>
注意，圖1A中所示的光偵測器電路的操作流程圖是與使用圖1B所示的上述操作流程圖不同的操作流程圖。於下使用圖2，說明不同於上述操作流程圖的操作流程圖。
首先，在時間T1，佈線111的電位(訊號111S)設定為高，以及，在第一訊號輸出電路101中的佈線114(TX1)的電位(訊號114S)及在第二訊號輸出電路102中的佈線134(TX2)的電位(訊號134S)設定為高(亦即，重設操作啟始)。
在圖1B中所述的操作流程圖中，在不同步驟中，在第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102中，執行重設操作。藉由如圖2所示地同時執行第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102中的重設操作，可以縮短從重設操作啟始至輸出操作結束之週期(從時間T1至時間T10之週期)，以致於可以在短期內取得不同週期中的偵測訊號。
注意，由於下述操作流程圖與使用圖1B中所述的上述操作流程圖相同，但是，時間T4與時間T5之間的操作流程圖除外，下操作流程圖，可參考使用圖1B中所述的 操作流程圖。
上述是光偵測器電路的不同操作流程圖的說明。
在使用上述操作的情形中，較佳的是，在佈線112(FD1)及佈線132(FD2)中的電容大於第一訊號輸出電路101中光電轉換元件100與第一切換元件121之間的佈線電容以及第二訊號輸出電路102中光電轉換元件100與第一切換元件121之間的佈線電容。
(實施例2)
在本實施例中，參考圖3A和3B及圖4，說明結構及操作方法不同於實施例1之光偵測器電路。
<光偵測器電路的配置>
圖3A顯示說明光偵測器電路的配置之電路圖實例。如在實施例1中一般，光偵測器電路包含光電轉換元件100及連接至光電轉換元件100的二訊號輸出電路(第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302)。
<光電轉換元件>
雖然在實施例1中使用光二極體作為光電轉換元件100，但是，光電轉換元件100不限於光二極體。
光電轉換元件100的電極之一連接至佈線111(PR)以及光電轉換元件100的另一電極連接至第一訊號輸出電路301以及第二訊號輸出電路302。
訊號輸出電路(第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302)將包含作為資料之進入光電轉換元件100的光量的電位固持於電路中以及輸出對應於電位(資料)的偵測訊號至外部。
<偵測電路>
雖然本實施例與實施例1類似之處在於圖3A中所示的第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中均包含電晶體120、第一切換元件121、及第二切換元件122作為組件，而不同點如下所述：控制第二切換元件122的操作狀態之佈線由第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302共享；以及，在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中使用不同佈線以輸出偵測訊號。
具體而言，在圖1A中所示的光偵測器電路中，在第一訊號輸出電路101中第二切換元件122連接至佈線116(SE1)，以及，在第二訊號輸出電路102中第二切換元件122連接至佈線136(SE2)。
相對地，在圖3A中所示的光偵測器電路中，在第一訊號輸出電路301中第二切換元件122及在第二訊號輸出電路302中第二切換元件122都連接至佈線316(SE)。
此外，在圖1A中所示的光偵測器電路中，在第一訊號輸出電路101中的第二切換元件122及在第二訊號輸出電路102中的第二切換元件122都連接至佈線115(OUT)。
相對地，在圖3A中所示的光偵測器電路中，在第一 訊號輸出電路301中的第二切換元件122連接至佈線315(OUT1)，以及，在第二訊號輸出電路302中的第二切換元件122連接至佈線335(OUT2)。
當光偵測器電路具有上述結構時，偵測訊號同時從第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302輸出；因此，可以在短時間內取得偵測訊號。
注意，如圖6所示，在本實施例中所述的光偵測器電路配置是電晶體601加至各第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302。電晶體閘極電連接至佈線111(PR)，電晶體的源極和汲極中之一電連接至佈線112(FD1)(或是佈線132(FD2))，電晶體的源極和汲極中之另一電連接至佈線602a(或是佈線602b)，以及，光電轉換元件100的電極之一電連接至佈線603。此處，佈線603是用於總是施加逆偏壓至光電轉換元件100的訊號線(低電位線)。此外，佈線602a及佈線602b是用於重設佈線112(FD1)(或是佈線132(FD2))至高電位的訊號線(高電位線)。
電晶體601作為用於重設佈線112(FD1)(或是佈線132(FD2))的重設電晶體。因此，不似圖3A中的偵測電路，未執行使用光電轉換元件100的重設操作，以及總是施加逆偏壓至光電轉換元件100。藉由將佈線111(PR)的電位設定為高，重設佈線112(FD1)及佈線132(FD2)。
使用例如非晶矽、微晶矽、多晶矽、或單晶矽等矽半導體，形成電晶體601；但是，當漏電流大時，電荷累積 部無法足夠長時間地固持電荷。基於此理由，類似於電晶體120，較佳的是使用包含半導體層(至少通道形成區)的電晶體，使用取得相當低的關閉狀態電流之氧化物半導體材料，形成半導體層。
<光偵測器電路的操作流程圖>
接著，將參考圖3B，說明圖3A中所示的光偵測器電路的操作流程圖。
首先，如實施例1中所述的光偵測器電路的操作流程圖中一般，從時間T1至時間T6，在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中，執行重設操作及電位產生操作。
接著，在時間T7，在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中執行輸出操作。雖然在實施例1中，在第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102中，順序地執行輸出操作，在本實施例中的光偵測器電路的操作流程圖中，如圖3B所示般，在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中一次執行輸出操作(佈線316(SE)的電位(訊號316S)設定為高)。
因此，對應於電晶體120的閘極電位之電流在各第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中的第二切換元件122的源極與汲極之間流動，因此，佈線315(OUT1)的電位(訊號315S)及佈線335(OUT2)的電位(訊號335S)降低。
然後，在時間T8，當在第一訊號輸出電路301中的佈線316(SE)的電位(訊號316S)設定為低時(亦即，輸出操作完成)，在各第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中的第二切換元件122的源極與汲極之間流動的電流停止，以致於作為從第一訊號輸出電路301輸出的偵測訊號之傳輸路徑的佈線315(OUT1)的電位(訊號315S)以及作為從第二訊號輸出電路輸出的偵測訊號之傳輸路徑的佈線335(OUT2)的電位(訊號335S)均具有固定值。
如圖3A中所示，控制第二切換元件122的操作狀態之佈線(佈線316(SE))由第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302共用的，以及，在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中使用不同的佈線(佈線315(OUT1)及佈線335(OUT2))作為用於輸出偵測訊號的佈線，以致於一次執行自第一訊號輸出電路301的偵測訊號輸出以及自第二訊號輸出電路302的偵測訊號輸出；因此，可以在短時間內取得不同週期的偵測訊號。
上述是在本實施例中光偵測器電路的操作流程圖的說明。
<光偵測器電路的不同操作流程圖>
注意，圖3A中所述的光偵測器電路的操作流程圖是與使用圖3B所述的上述操作流程圖不同的操作流程圖。使用圖4，於下述中說明不同於上述操作流程圖的操作流程圖。
首先，在時間T1，佈線111的電位(訊號111S)設定為高以及在第一訊號輸出電路301中的佈線114(TX1)的電位(訊號114S)及在第二訊號輸出電路302中的佈線134(TX2)的電位(訊號134S)設定為高(亦即，重設操作開始)。
在圖3B中所述的操作流程圖中，在不同步驟中，在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302中執行重設操作。如圖4所示，藉由同時在第一訊號輸出電路301及第二訊號輸出電路302執行重設操作，能縮短從從重設操作開始至輸出操作結束之週期(從時間T1至時間T8的週期)，以致於可以在短時間內取得不同週期中的偵測訊號。
注意，由於下述操作流程圖與使用圖3B的上述操作流程圖相同，但是，在時間T4與T5之間的操作流程圖除外，所以，為了下述操作流程圖，可以參考使用圖3B所述的操作流程圖。
上述是光偵測器電路的不同操作流程圖的說明。
(實施例3)
在本實施例中，積分器電路的配置實例用以連接至實施例1中的佈線115(OUT)、以及實施例2中的佈線315(OUT1)及佈線335(OUT2)。
圖7A顯示包含運算放大器電路(也稱為op-amp)的積分器電路。運算放大器電路的反相輸入端經由電阻器R 而連接至佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)。運算放大器電路的非反相輸入端接地。運算放大器電路的輸出端經由電容器C連接至運算放大器電路的反相輸入端。
此處，假定運算放大器電路是理想的運算放大器電路。換言之，假定輸入阻抗是無限大(輸入端未汲取電流)。由於非反相輸入端的電位及反相輸入端的電位在穩態中是相等的，所以，反相輸入端的電位被視為接地電位。
滿足關係式(1)、(2)、及(3)，其中，Vi是各佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)的電位，Vo是運算放大器電路的輸出端的電位，i1是流經電阻器R的電流，i2是流經電容器C的電流。
Vi=i1．R．．．(1)
i2=C．dVo/dt．．．(2)
i1+i2=0．．．(3)
此處，當電容器C中的電荷在時間t=0放電時，在時間t=t的運算放大器電路的輸出端的電位Vo以等式(4)表示：Vo=-(1/CR)ʃVidt．．．(4)
換言之，藉由較長的時間t(積分時間)，要被讀取的電位(Vi)被升高以及輸出作為偵測訊號Vo。此外，時間t的延長相當於熱雜訊等的平均化以及增加偵測訊號Vo的S/N。
在真實的運算放大器電路中，即使當訊號未輸入至輸入端時，偏壓電流仍然流動，以致於在輸出端產生輸出電壓以及電荷累積在電容器C中。因此，將電阻器與電容器C並聯以致於電容器C放電，會是有效的。
圖7B顯示包含結構與圖7A不同的運算放大器電路之積分器電路。運算放大器電路的反相輸入端經由電阻器R及電容器C1而連接至佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)。運算放大器電路的非反相輸入端接地。運算放大器電路的輸出端經由電容器C2而連接至運算放大器電路的反相輸入端。
此處，假定運算放大器電路是理想的運算放大器電路。換言之，假定輸入阻抗是無限大(輸入端未汲取電流)。由於非反相輸入端的電位及反相輸入端的電位在穩態中是相等的，所以，反相輸入端的電位被視為接地電位。
滿足關係式(5)、(6)、及(7)，其中，Vi是各佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)的電位，Vo是運算放大器電路的輸出端的電位，i1是流經電阻器R及電容器C1的電流，i2是流經電容器C2的電流。
Vi=(1/C1)ʃi1dt+i1．R．．．(5)
i2=C2．dVo/dt．．．(6)
i1+i2=0．．．(7)
此處，假設電容器C2中的電荷在時間t=0放電，在時間t=t的運算放大器電路的輸出端的電位Vo，當(8) 符合時，以等式(9)表示，這相當於高頻成分，以及，當(10)符合時，以等式(11)表示，這相當於低頻成分。
Vo<<dVo/dt．．．(8)
Vo=-(1/C2R)ʃVidt．．．(9)
Vo>>dVo/dt．．．(10)
Vo=-C1/C2．Vi．．．(11)
換言之，藉由適當地設定電容器C1對電容器C2的電容比，要被讀取的電位(Vi)被升高以及輸出作為偵測訊號Vo。此外，輸入訊號的高頻雜訊成分由時間積分平均，以及，增加偵測訊號Vo的S/N。
在真實的運算放大器電路中，即使當訊號未輸入至輸入端時，偏壓電流仍然流動，以致於在輸出端產生輸出電壓以及電荷累積在電容器C2中。因此，將電阻器與電容器C2並聯以致於電容器C2放電，會是有效的。
圖7C顯示包含結構與圖7A及7B不同的運算放大器電路之積分器電路。運算放大器電路的非反相輸入端經由電阻器R而連接至佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)，以及經由電容器C而接地。運算放大器電路的輸出端連接至運算放大器電路的反相輸入端。電阻器R及電容器C構成CR積分器電路。運算放大器電路是單一增益緩衝器。
關係式(12)保持，其中，Vi是各佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)的電位，Vo是運算放 大器電路的輸出端的電位。雖然Vo在Vi的值飽和，但是，包含在輸入訊號Vi中的雜訊成分可以由CR積分器電路平均，結果，偵測訊號Vo的S/N增加。
Vo=(1/CR)ʃVidt．．．(12)
上述是用以連接至各佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)的積分器電路的配置實例。連接上述積分器電路至佈線115(OUT)、佈線315(OUT1)、及佈線335(OUT2)會增加偵測訊號的S/N以及使得較弱的光能被偵測；因此，在半導體裝置中能產生更準確的影像訊號。
(實施例4)
在本實施例中，將參考圖8A和8B以及圖9A和9B，說明實施例1中所述的圖1A及圖3A中的光偵測器電路的佈局實例。
<圖1A中的光偵測器電路的佈局實例>
圖8A是圖1A中所示的光偵測器電路的上視圖，圖8B是延著圖8A中的虛線A1-A2的剖面視圖。
光偵測器電路在絕緣膜861形成於上的基底860上，包含作為佈線111(PR)的導電膜811、在第一訊號輸出電路101中作為佈線112(FD1)的導電膜812、在第二訊號輸出電路102中作為佈線132(FD2)的導電膜832、作為佈線113(VR)的導電膜813、在第一訊號輸出電路101中作為 佈線114(TX1)的導電膜814、在第二訊號輸出電路102中作為佈線134(TX2)的導電膜834、作為佈線115(OUT)的導電膜815、在第一訊號輸出電路101中作為佈線116(SE1)的導電膜816、及在第二訊號輸出電路102中作為佈線136(SE2)的導電膜836。
光電轉換元件100包含以下述次序堆疊的p型半導體膜801、i型半導體膜802、及n型半導體膜803。
作為佈線111(PR)的導電膜811電連接至作為光電轉換元件100的電極之一(陽極)的p型半導體膜801。
導電膜841作為用於連接電晶體120的源極和汲極中之一至導電膜813的佈線。
導電膜842作為第一切換元件121的源極和汲極中之一。
導電膜843作為用於連接第一訊號輸出電路101中的第一切換元件121的源極和汲極中之一至第二訊號輸出電路102中的第一切換元件121的源極和汲極中之一的佈線。
導電膜844作為電晶體120的源極和汲極中之一。
導電膜845作為第一切換元件121的源極和汲極中之另一。
導電膜846作為用於連接電晶體120的源極和汲極中之另一至第二切換元件122的源極和汲極中之一的佈線。
導電膜847作為第一訊號輸出電路101中的第二切換元件122的閘極。
導電膜848作為第二訊號輸出電路102中的第二切換元件122的閘極。
導電膜849作為用於連接第一訊號輸出電路101中的第二切換元件122的閘極至導電膜816的佈線。
導電膜850作為用於連接第二訊號輸出電路中的第二切換元件122的閘極至導電膜836的佈線。
藉由將形成於絕緣表面上的一導電膜處理成所需形狀，而形成導電膜812、814、816、832、834、836、841、843、847、及848。在這些導電膜上，形成閘極絕緣膜862。此外，藉由將形成於閘極絕緣膜862上的一導電膜處理成所需形狀，而形成導電膜811、813、815、842、844、845、846、849、及850。
在導電膜811、813、815、842、844、845、846、849、及850上，形成絕緣膜863和絕緣膜864，以及，在絕緣膜863、及864上，形成導電膜870。
較佳的是，以氧化物半導體用於第一切換元件121的半導體層880。為了將進入光電轉換元件100的光產生的電荷長時間地固持在導電膜812(FD1)(或導電膜832(FD2))中，具有相當低的關閉狀態電流之電晶體較佳地作為電連接至導電膜的第一切換元件121。基於該理由，以氧化物半導體材料用於半導體層880可以增加光偵測器電路的性能。
在圖8A及8B中的光偵測器電路中，例如電晶體及光電轉換元件100等元件可以彼此重疊。此配置增加像素 密度，因而增加成像裝置的解析度。此外，光電轉換元件100的面積可以增加，以及，結果增加成像裝置的靈敏度。
<圖3A中光偵測器電路的佈局實例>
圖9A是圖3A中所示的光偵測器電路的上視圖，以及，圖9B是延著圖9A中的虛線B1-B2的剖面視圖。
光偵測器電路在絕緣膜961形成於上的基底960上包含作為佈線111(PR)的導電膜911、在第一訊號輸出電路301中作為佈線112(FD1)的導電膜912、在第二訊號輸出電路302中作為佈線132(FD2)的導電膜932、作為佈線113(VR)的導電膜913、在第一訊號輸出電路301中作為佈線114(TX1)的導電膜914、在第二訊號輸出電路302中作為佈線134(TX2)的導電膜934、在第一訊號輸出電路301中作為佈線315(OUT1)的導電膜915、在第二訊號輸出電路302中作為佈線335(OUT2)的導電膜935、及作為佈線316(SE)的導電膜916。
光電轉換元件100包含以下述次序堆疊的p型半導體膜901、i型半導體膜902、及n型半導體膜903。
作為佈線111(PR)的導電膜911電連接至作為光電轉換元件100的電極之一(陽極)的p型半導體膜901。
導電膜941連接至作為佈線113(VR)的導電膜913以及作為佈線113(VR)的一部份。
導電膜942連接至作為佈線114(TX1)的導電膜914 或是作為佈線134(TX2)的導電膜934，以及作為第一切換元件121的閘極。
導電膜943作為第一切換元件121的源極和汲極中之一。
導電膜944作為第一切換元件121的源極和汲極中之另一。
導電膜945作為電晶體120的源極和汲極中之另一以及第二切換元件122的源極和汲極中之一。
導電膜946作為用於連接導電膜911至p型半導體膜901之佈線。
藉由將形成於絕緣表面上的一導電膜處理成所需形狀，而形成導電膜911、912、916、932、941、及942。在這些導電膜上，形成閘極絕緣膜962。此外，藉由將形成於閘極絕緣膜962上的一導電膜處理成所需形狀，而形成導電膜913、914、915、934、935、943、944、945、及946。
此外，在導電膜911、912、916、932、941、及942上，形成絕緣膜963和絕緣膜964，以及，在絕緣膜963及964上，形成導電膜970。
較佳的是，以氧化物半導體用於第一切換元件121的半導體層980。為了將進入光電轉換元件100的光產生的電荷長時間地固持在導電膜912(FD1)(或導電膜932(FD2))中，具有相當低的關閉狀態電流之電晶體較佳地作為電連接至導電膜的第一切換元件121。基於該理由，以氧化物 半導體材料用於半導體層980可以增加光偵測器電路的性能。
在圖8A及8B中的光偵測器電路中，例如電晶體及光電轉換元件100等元件彼此重疊。此配置增加像素密度並因而增加成像裝置的解析度。此外，光電轉換元件100的面積增加，以及，結果增加成像裝置的靈敏度。
本實施例可以與本說明書中揭示的任何其它實施例適當地結合。
(實施例5)
任何上述實施例中所述的光偵測器電路可以設置在各式各樣的半導體裝置中。在本實施例中，關於包含光偵測器電路的半導體裝置的實例，將參考圖10A和10B及圖11A至11D，說明輻射成像裝置，其中，藉由包含任何上述實施例中所述的光偵測器電路，降低殘光的不利影響。
此外，將參考圖12、圖13、及圖14A和14B，說明藉由包含任何上述實施例中所述的光偵測器電路而取得之具有觸孔面板功能的影像顯示裝置。
<輻射成像裝置的結構實例>
將參考圖10A和10B及圖11A至11D，說明包含任何上述實施例中說明的光偵測器電路之輻射成像裝置的結構。
如圖10A所示，輻射成像裝置1000包含輻射發射部 1001、閃爍器1004、光偵測器機構1005、及影像訊號產生部1006，閃爍器1004接收從輻射發射部1001輸出的輻射1002以及輸出光1003，光偵測器機構1005輸出對應於入射光1003的量之偵測訊號，影像訊號產生部1006使用從光偵測器機構1005輸出的偵測訊號而產生影像訊號。此外，輻射成像裝置1000連接至影像顯示裝置1007及影像顯示裝置1007接收從影像訊號產生部1006輸出的影像訊號，以致於物件1008的內部資料等等顯示於影像顯示裝置1007上。
將參考圖10B，說明光偵測器機構1005的結構實例。
<光偵測器機構的結構實例>
本實施例中所述的光偵測器機構1005包含光偵測器部1010以及光偵測器電路控制部1020，在光偵測器部1010中，光偵測器電路1012以m列及n行的矩陣配置，以及，光偵測器電路控制部1020包含第一光偵測器電路驅動器1021及第二光偵測器電路驅動器1022，以用於控制光偵測器電路1012。
使用圖1A中所示的光偵測器電路作為光偵測器電路1012(無需多言，光偵測器電路1012不限於此)。
第一光偵測器電路驅動器1021具有產生訊號輸出給佈線113(VR)及佈線111(PR)的功能、以及從選取的列中的佈線115(OUT)取出從第一訊號輸出電路101及第二訊 號輸出電路102輸出的偵測訊號的功能。注意，第一光偵測器電路驅動器1021連接至產生較少受殘光影響的影像訊號之影像訊號產生部1006。
此外，第一光偵測器電路驅動器1021包含預充電電路，以及具有設定佈線115(OUT)的電位至預定電位的功能。注意，第一光偵測器電路驅動器1021具有一結構，其中，藉由使用運算放大器等等，來自光偵測器電路的類比訊號的輸出被原狀地取出至輻射成像裝置1000的外部，或是具有一結構，其中，藉由使用A/D轉換器電路而將類比訊號轉換成數位訊號，以及，類比訊號被取出至輻射成像裝置1000的外部。
第二光偵測器電路驅動器1022具有產生輸出給佈線114(TX1)、佈線134(TX2)、佈線116(SE1)、及佈線136(SE2)的訊號之功能。
上述是光偵測器機構1005的結構實例的說明。
<輻射成像裝置的操作實例>
接著，將參考圖11A至11D，說明具有上述結構的輻射成像裝置1000的操作實例。
在以輻射成像裝置取得之例如為了監視血管中的血流之移動影像或是暫時連續的靜態影像之情形中，需要增加輻射成像裝置的時間解析度以取得高清晰度影像；因此，希望的是在輻射發射停止之後在下一輻射發射開始之前的週期儘可能地短。
但是，在輻射發射停止之後在下一輻射發射開始之前的週期短的情形中，在某些情形中在下一輻射發射開始時，導因於殘光的光從閃爍器輸出。
當在此狀態中輻射發射開始時，從閃爍器輸出的光是藉由輻射發射而取得的光與導因於先前及更早的輻射發射的殘光之光的結合；因此，在由閃爍器1004收到的經過物件1008之輻射量與從光偵測器機構1005輸出之對應於光偵測器機構1005收到的輻射量之資料之間產生差異。
慮及上述，首先，如圖11A及11B所示，正好在下一輻射發射開始之前的週期1111中從閃爍器1004輸出的光1101由各光偵測器電路1012中的光電轉換元件100接收，以及，根據入射光量的電位(資料)(於下也稱為電位A)被固持在第一訊號輸出電路101中。
在週期1111中從閃爍器1004輸出的光1101被視為導因於先前及更早的輻射發射的殘光之光。
接著，如圖11C及11D中所示般，在週期1112的期間，執行下一輻射發射，在週期1112中從閃爍器1004輸出的光1102由各光偵測器電路1012中的光電轉換元件100接收，以及，根據入射光量的電位(資料)(於下，也稱為電位B)被固持在第二訊號輸出電路102中。
在週期1112中從閃爍器1004輸出的光1102被視為導因於先前及更早的輻射發射的殘光之光。
接著，在電位A及電位B固持在所有光偵測器電路1012中之後，包含電位A作為資料的偵測訊號及包含電 位B作為資料的偵測訊號從各光偵測器電路1012輸出至影像訊號產生部1006。
然後，在影像訊號產生部1006中，使用從各光偵測器電路1012輸入的二偵測訊號之間的差異，產生影像訊號(用於一像素)，以及，藉由使用影像訊號，將成像資料顯示於影像顯示裝置1007上。
此處，光偵測器電路1012具有的結構中，設置有一光電轉換元件及一訊號輸出電路。
在此結構中，當固持在訊號輸出電路中的資料在週期1111中維持時，在週期1112中的電位(資料)無法準確地取得。換言之，由於在週期1112中的電位(資料)加至週期1111中的電位(資料)，所以，對應於電位(資料)(輸出操作)的偵測訊號的輸出以及固持在訊號輸出電路中的電位(資料)的重設(重設操作)必須在週期1112開始之前執行。
由於由殘光發射的光量隨著時間過去而降低，所以，隨著從週期1111的結束至週期1112的開始之間隔增加，當如上所述地使用二偵測訊號之間的差異以產生影像訊號時，較不易取得準確的影像訊號。特別是在殘光的暫時改變量大的情形中，上述問題變得顯著。
相對地，如圖1A中所示般，在光偵測器電路1012、二訊號輸出電路(第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102)連接至光電轉換元件100的情形中，關閉第一訊號輸出電路101中的第一切換元件121使得週期1111中 的電位(資料)能夠被固持在第一訊號輸出電路101中，且在週期1111之後又僅對第二訊號輸出電路102執行重設操作將使週期1112中的電位(資料)能夠開始藉由使用光電轉換元件100及第二訊號輸出電路102而被取得。注意，在使用圖3A中所示的光偵測器電路的情形中，在週期1111之後執行的重設操作在某些情形中不一定需要。
因此，使用從各光偵測器電路1012輸入的二偵測訊號之間的差異所產生的影像訊號是較不受殘光影響的準確影像訊號。
上述是包含任何上述實施例中所述的光偵測器電路的輻射成像裝置的說明。
雖然在圖10A及10B中，影像訊號產生部1006設置在輻射成像裝置1000中以致連接至光偵測器機構1005，但是，影像訊號產生部1006可以設在光偵測器機構1005中。或者，影像訊號產生部1006可以設在輻射成像裝置1000的外部。
此外，雖然在圖10A及10B中影像顯示裝置1007設在輻射成像裝置1000之外部，但是，影像顯示裝置1007可以設在輻射成像裝置1000中。
<影像顯示裝置的結構實例>
圖12顯示包含複數個像素及用於驅動複數個像素的影像顯示裝置的結構實例。
影像顯示裝置1200包含顯示部1240、顯示元件控制 部1220、及光偵測器電路控制部1230。顯示部1240包含以矩陣配置的複數個像素1210。
圖12顯示實例，其中，像素1210包含發射紅光的一顯示元件1201R、發射綠光的一顯示元件1201G、發射藍光的一顯示元件1201B、以及一光偵測器電路1202。光偵測器電路1202的結構類似於任何上述實施例中所述的結構。
參考圖13，於下說明像素1210的配置實例。
<像素的配置實例>
本實施例中所述的像素1210包含三顯示元件(顯示元件1201R、顯示元件1201G、及顯示元件1201B)以及一光偵測器電路1202。使用像素1210作為基本配置，複數個像素1210以m列及n行的矩陣配置以及形成也作為資料輸入區的顯示螢幕。圖13顯示具有圖1A中的配置之光偵測器電路作為像素1210中的光偵測器電路1202的情形的實例。
注意，包含在各像素中的顯示元件的數目及光偵測器電路的數目不限於圖13中所示的數目。光偵測器電路的密度及顯示元件的密度可以相同或不同。亦即，一光偵測器電路可以設置成用於一顯示元件；一光偵測器電路可以設置成用於二或更多顯示元件；或是一顯示元件可以設置成用於二或更多光偵測器電路。
圖13顯示一配置，其中，顯示均包含液晶元件1250 的顯示元件1201R、顯示元件1201G、及顯示元件1201B作為實例。顯示元件1201R、顯示元件1201G、及顯示元件1201B均包含液晶元件1250、作為用於控制液晶元件1250的操作之切換元件的電晶體1252、及電容器1254。液晶元件1250包含像素電極、計數器電極、及液晶層，液晶層由像素電極及計數器電極施加電壓。
雖然未顯示，但是，紅光濾光器、綠光濾光器、及藍光濾光器分別設在顯示元件1201R中的液晶元件1250、顯示元件1201G中的液晶元件1250、顯示元件1201B中的液晶元件1250的光取出側上。
電晶體1252的閘極連接至掃描線GL(GL1或GL2)。電晶體1252的源極和汲極中之一連接至訊號線SL(SL1或SL2)、以及電晶體1252的源極和汲極中之另一連接至液晶元件1250的像素電極。電容器1254的成對電極中之一連接至液晶元件1250的像素電極，以及，電容器1254的成對電極中之另一電極連接至被供予固定電位的佈線COM。訊號線SL被供予對應於要顯示的影像之電位。當電晶體1252由掃描線GL的訊號開啟時，訊號線SL的電位供應至電容器1254的成對電極中之一及液晶元件1250的像素電極。電容器1254固持相當於施加至液晶層的電壓之電荷。藉由利用因電壓施加之液晶層的極化方向的變改，而形成通過液晶層的對比(灰階)，以及顯示影像。使用背照燈發射的光作為通過液晶層的光。
在圖13的配置中，以矩陣配置的顯示元件的操作類 似於習知的顯示裝置。
注意，使用上述任何實施例中所述之在通道形成區中包含氧化物半導體材料的電晶體作為電晶體1252。在使用電晶體的情形中，由於它的關閉狀態電流相當低，所以，電容器1254不一定要設置。
注意，於需要時，各顯示元件1201R、1201G及1201B又包含例如電晶體、二極體、電阻器、電容器、或電感器等另一電路元件。
雖然圖13顯示顯示元件1201R、顯示元件1201G、及顯示元件1201B均包含液晶元件1250的情形，但是，可以包含例如發光元件等另一元件。發光元件是亮度由電流或電壓控制的元件，以及，其特定實例是發光二極體及有機發光二極體(OLED)。
上述是像素1210的配置實例的說明。
顯示元件控制部1220包含第一顯示元件驅動器1221及第二顯示元件驅動器1222，第一顯示元件驅動器1221具有控制顯示元件1201的功能以及將訊號經由傳送影像訊號的訊號線(也稱為「源極訊號線」)輸入至顯示元件1201，第二顯示元件驅動器1222將訊號經由掃描線(也稱為「閘極訊號線」)輸入至顯示元件1201。舉例而言，第一顯示元件驅動器1221具有將預定電位給予設在選取線中的像素1210的顯示元件1201之功能。此外，第二顯示元件驅動器1222具有選取設在特定列中的像素中包含的顯示元件1201之功能。
光偵測器電路控制部1230包含用於控制光偵測器電路1202的驅動器，特別是面對第一顯示元件驅動器1221而以顯示部1240設於其間的第一光偵測器電路驅動器1231，以及，面對第二顯示元件驅動器1222而以顯示部1240設於其間的第二光偵測器電路驅動器1232。
第一光偵測器電路驅動器1231具有產生訊號輸出至佈線111(PR)及佈線113(VR)之功能以及從佈線115(OUT)取出選取列中像素1210中的光偵測器電路的輸出訊號之功能。注意，第一光偵測器電路驅動器1231連接至偵測訊號比較部1260，偵測訊號比較部1260藉由使用自各像素1210輸出的複數個偵測訊號而決定要偵測的物件是否存在於各像素1210上。
此外，第一光偵測器電路驅動器1231包含預充電電路，以及具有設定佈線115(OUT)的電位至預定電位的功能。注意，第一光偵測器電路驅動器1231具有藉由使用運算放大器等而將來自光偵測器電路之類比訊號的輸出原狀地取出至影像顯示裝置1200的外部之結構，或是具有藉由使用A/D轉換器電路而將類比訊號轉換成數位訊號以及取出至影像顯示裝置1200的外部之結構。
第二光偵測器電路驅動器1232具有產生輸出至佈線114(TX1)、佈線134(TX2)、佈線116(SE1)、及佈線136(SE2)之訊號的功能。
上述是影像顯示裝置1200的配置實例的說明。
<影像顯示裝置的操作實例>
接著，將參考圖14A及14B，說明具有上述配置的影像顯示裝置的操作實例。
如上述實施例中所述般，設在影像顯示裝置1200中的光偵測器電路1202根據包含在光偵測器電路1202中的訊號輸出電路的數目而固持包含在給定週期中進入光電轉換元件100作為資料的光量之電位(資料)。
舉例而言，在圖13中的光偵測器電路中，藉由使用第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102，而固持二週期中的電位(資料)。注意，在本實施例中，二週期以週期A及週期B表示，以及週期B跟隨在週期A之後。
如圖14A中所示，在週期A期間，例如手指等要被偵測的物件未存在於顯示元件1201上。藉由使用第一顯示元件驅動器1221及第二顯示元件驅動器1222之從顯示元件1201輸出的光(影像)，經由液晶層1401、成對對齊膜1402、成對電極1403、彩色濾光器1404、基底1405、等等而輸出至外部，液晶層1401夾在成對對齊膜1402之間，成對對齊膜1402夾在成對電極1403之間。
因此，由基底1405等等反射的輕微反射光、外部光、等等輸入至光偵測器電路1202中，以及包含作為資料的週期A中入射光量的電位(資料)(於下，也稱為電位C)被固持在第一訊號輸出電路101中。
在週期B期間，如圖14B所示，要被偵測的物件1410存在於顯示元件1201上，以及，藉由使用第一顯示 元件驅動器1221及第二顯示元件驅動器1222而從顯示元件1201輸出的光(影像)由物件1410部份地吸收，其它光進入光偵測器電路1202，以及，包含作為資料的週期B中入射光量的電位(資料)(於下，也稱為電位D)被固持在第二訊號輸出電路102中。
注意，在週期B中進入光偵測器電路1202的光量遠大於週期A中的入射光量。
之後，電位C及電位D被固持在顯示部1240中的所有像素1210中，然後，包含作為資料的電位C之偵測訊號及包含作為資料的電位D之偵測訊號從各像素1210輸出至偵測訊號比較部1260。
然後，在偵測訊號比較部1260中，比較從各像素1210輸入的二偵測訊號。在發現預定值的差異(由參與者適當地決定)或更多之情形中，判斷物件1410存在於像素1210上。
此處，說明光偵測器電路1202包含一光電轉換元件及一訊號輸出電路的情形。
在結構中，當固持在訊號輸出電路中的資料在週期A中維持時，無法準確地取得週期B中的電位(資料)。換言之，由於在週期B中的電位(資料)加至週期A中的電位(資料)，所以，對應於電位(資料)(輸出操作)的偵測訊號的輸出及固持在訊號輸出電路中的電位(資料)的重設(重設操作)必需在週期B開始前執行。
因此，在週期A結束之後及在週期B啟始之前，舉 例而言，在對週期A中取得的資料執行輸出操作以及在對週期A中取得的資料執行重設操作之週期期間物件1410通過顯示元件1201之情形中，即使使用週期A中取得的資料及週期B中取得的資料，有時仍然無法由偵測訊號比較部1260準確地判斷物件1410是否存在於各像素1210上。
相對地，在本實施例中所述的影像顯示裝置1200中，如圖13所示，二訊號輸出電路(第一訊號輸出電路101及第二訊號輸出電路102)連接至光電轉換元件100；因此，在第一訊號輸出電路101中關閉第一切換元件121使得週期A中的電位(資料)能夠被固持在第一訊號輸出電路中。此外，在週期A後僅對第二訊號輸出電路102執行重設操作使得週期B中的電位(資料)能夠開始藉由使用光電轉換元件100及第二訊號輸出電路102而被取得。
即使在物件1410移動相當快的情形中，仍然能準確地判斷物件1410是否存在於各像素1210上。
上述是包含任何上述實施例中所述的光偵測器電路之影像顯示裝置的說明。
雖然偵測訊號比較部1260設在影像顯示裝置1200中以致連接至圖12中的第一光偵測器電路驅動器1231，但是，偵測訊號比較部1260可以設在第一光偵測器電路驅動器1231中。或者，偵測訊號比較部1260可以設在影像顯示裝置1200的外部。
本申請案根據2012年9月12日向日本專利局申請之 日本專利申請序號2012-200495，其內容於此一併列入參考。

Claims (18)

  1. 一種光偵測器電路，包括：光電轉換元件；第一電晶體；及第二電晶體；其中，該第一電晶體配置成固持根據正好在輻射發射開始之前的第一週期中從閃爍器進入該光電轉換元件的光量的第一節點之第一電位，以及，其中，該第二電晶體配置成固持根據在該輻射發射期間的第二週期中從該閃爍器進入該光電轉換元件的光量的第二節點之第二電位。
  2. 如申請專利範圍第1項之光偵測器電路，其中，該第一電晶體包括包含氧化物半導體的通道形成區，以及其中，該第二電晶體包括包含氧化物半導體的通道形成區。
  3. 如申請專利範圍第2項之光偵測器電路，其中，該光電轉換元件配置成在該第一週期期間，產生對應於該第一電位之第一電荷，其中，該光電轉換元件配置成在該第二週期期間，產生對應於該第二電位之第二電荷，以及其中，該光偵測器電路配置成在該第二週期之後之第一輸出週期期間，輸出對應於該第一電位之訊號，以及，其中，該光偵測器電路配置成在該第一輸出週期之後之第二輸出週期期間，輸出對應於該第二電位之訊號。
  4. 如申請專利範圍第3項之光偵測器電路，其中，該第一電晶體配置成從該第一週期至該第一輸出週期固持該第一電位，以及其中，該第二電晶體配置成從該第二週期至該第二輸出週期固持該第二電位。
  5. 如申請專利範圍第2項之光偵測器電路，其中，該光電轉換元件配置成在該第一週期期間，產生對應於該第一電位之第一電荷，其中，該光電轉換元件配置成在該第二週期期間，產生對應於該第二電位之第二電荷，其中，該光偵測器電路配置成在該第二週期之後之輸出週期期間，輸出對應於該第一電位之訊號，以及，其中，該光偵測器電路配置成在該輸出週期期間，輸出對應於該第二電位之訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項之光偵測器電路，其中，該第一電晶體配置成從該第一週期至該輸出週期固持該第一電位，以及其中，該第二電晶體配置成從該第二週期至該輸出週期固持該第二電位。
  7. 一種成像裝置，包括：閃爍器；及光偵測器電路，包括：光電轉換元件；第一電晶體；及第二電晶體；其中，該第一電晶體配置成固持根據正好在從輻射源輻射發射開始之前的第一週期中從該閃爍器進入該光電轉換元件的光量的第一節點之第一電位，以及，其中，該第二電晶體配置成固持根據在從該輻射源輻射發射期間的第二週期中從該閃爍器進入該光電轉換元件的光量的第二節點之第二電位。
  8. 如申請專利範圍第7項之成像裝置，其中，該第一電晶體包括包含氧化物半導體的通道形成區，以及其中，該第二電晶體包括包含氧化物半導體的通道形成區。
  9. 如申請專利範圍第8項之成像裝置，其中，該光電轉換元件配置成在該第一週期期間，產生對應於該第一電位之第一電荷，其中，該光電轉換元件配置成在該第二週期期間，產生對應於該第二電位之第二電荷，以及其中，該光偵測器電路配置成在該第二週期之後之第一輸出週期期間，輸出對應於該第一電位之訊號，以及，其中，該光偵測器電路配置成在該第一輸出週期之後之第二輸出週期期間，輸出對應於該第二電位之訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項之成像裝置，其中，該第一電晶體配置成從該第一週期至該第一輸出週期固持該第一電位，以及其中，該第二電晶體配置成從該第二週期至該第二輸出週期固持該第二電位。
  11. 如申請專利範圍第8項之成像裝置，其中，該光電轉換元件配置成在該第一週期期間，產生對應於該第一電位之第一電荷，其中，該光電轉換元件配置成在該第二週期期間，產生對應於該第二電位之第二電荷，其中，該光偵測器電路配置成在該第二週期之後之輸出週期期間，輸出對應於該第一電位之訊號，以及，其中，該光偵測器電路配置成在該輸出週期期間，輸出對應於該第二電位之訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項之成像裝置，其中，該第一電晶體配置成從該第一週期至該輸出週期固持該第一電位，以及其中，該第二電晶體配置成從該第二週期至該輸出週期固持該第二電位。
  13. 一種成像裝置，包括：輻射源；閃爍器；及光偵測器電路，包括：光電轉換元件；第一電晶體；及第二電晶體；其中，該第一電晶體配置成固持根據正好在從該輻射源輻射發射開始之前的第一週期中從該閃爍器進入該光電轉換元件的光量的第一節點之第一電位，以及，其中，該第二電晶體配置成固持根據在從該輻射源輻射發射期間的第二週期中從該閃爍器進入該光電轉換元件的光量的第二節點之第二電位。
  14. 如申請專利範圍第13項之成像裝置，其中，該第一電晶體包括包含氧化物半導體的通道形成區，以及其中，該第二電晶體包括包含氧化物半導體的通道形成區。
  15. 如申請專利範圍第14項之成像裝置，其中，該光電轉換元件配置成在該第一週期期間，產生對應於該第一電位之第一電荷，其中，該光電轉換元件配置成在該第二週期期間，產生對應於該第二電位之第二電荷，以及其中，該光偵測器電路配置成在該第二週期之後之第一輸出週期期間，輸出對應於該第一電位之訊號，以及，其中，該光偵測器電路配置成在該第一輸出週期之後之第二輸出週期期間，輸出對應於該第二電位之訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項之成像裝置，其中，該第一電晶體配置成從該第一週期至該第一輸出週期固持該第一電位，以及其中，該第二電晶體配置成從該第二週期至該第二輸出週期固持該第二電位。
  17. 如申請專利範圍第14項之成像裝置，其中，該光電轉換元件配置成在該第一週期期間，產生對應於該第一電位之第一電荷，其中，該光電轉換元件配置成在該第二週期期間，產生對應於該第二電位之第二電荷，其中，該光偵測器電路配置成在該第二週期之後之輸出週期期間，輸出對應於該第一電位之訊號，以及，其中，該光偵測器電路配置成在該輸出週期期間，輸出對應於該第二電位之訊號。
  18. 如申請專利範圍第17項之成像裝置，其中，該第一電晶體配置成從該第一週期至該輸出週期固持該第一電位，以及其中，該第二電晶體配置成從該第二週期至該輸出週期固持該第二電位。
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