[發明專利]具有感光單元的圖像感測陣列與液晶顯示器

有效

• 申請號: 200610101468.5
• 申請日: 2006-07-10
• 公開（公告）號: CN101105614A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 陳柏仰;施博盛
• 申請（專利權）人: 瀚宇彩晶股份有限公司
• 主分類號: G02F1/136
• 分類號: G02F1/136;G02F1/133;H01L29/786
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 韓宏

【技術領域】

本發明涉及一種具有感光裝置的圖像感測陣列及具有感光裝置的液晶顯示器，特別是一種非晶硅薄膜晶體管液晶顯示器。

【背景技術】

非晶硅薄膜晶體管感測陣列是根據非晶硅薄膜晶體管的感光特性而運作，非晶硅薄膜晶體管感測陣列具有兩種型態：電荷式感測陣列及電流式感測陣列。

請參閱圖1，其為已知電荷式感測陣列的感測組件的電路圖。感測組件1包括一感光裝置10、一儲存電容11及一讀取切換裝置12，該感光裝置10因應入射光而產生一光電流，該感光裝置10的柵極101與源極103皆連接于一偏壓13，該偏壓13通常連接至共同電壓，該感光裝置10的源極103與漏極102亦連接于該儲存電容11，其中該儲存電容11在該感光裝置10曝露于光線下時會放電。該儲存電容11亦連接于該讀取切換裝置12的源極121，該儲存電容11中的電荷會由該讀取切換裝置12及一讀取線14而被周期性地讀取出。如圖所示，該讀取切換裝置12的柵極122連接于一切換線15而使得該讀取切換裝置12進行切換，該讀取切換裝置12的漏極123連接于該讀取線14以讀取該電荷。

請參閱圖2，其為已知電流式感測陣列的感測組件的電路圖。感測組件2包括一感光裝置20及一讀取切換裝置22，該感光裝置20的漏極與柵極連接于一偏壓23，此外，該讀取切換裝置22的漏極連接于該感光裝置20的源極，而該讀取切換裝置22的源極連接于一讀取線24，該讀取切換裝置22的柵極連接于一切換線25，因此，該感光裝置20的電流會由該讀取線24而被周期性地讀取出。

由于與液晶顯示器的制程兼容，因此該感測組件1或2也可以制作于薄膜晶體管液晶顯示器的中以構成用以偵測光線的一種輸入型顯示器。請參閱圖3，其為已知制作有感測組件的薄膜晶體管液晶顯示器的部分剖面圖。如圖所示，薄膜晶體管液晶顯示器3包括兩基板30、31、一液晶層37、一彩色濾光片32、一黑色矩陣33、讀取切換裝置35、及感光裝置36，該感光裝置36接收通過開口34的入射光并且如前述般的方式運作。

接著，以一電流式感測陣列為例以說明其運作原理。請參閱圖4，其為已知電流式感測陣列4的部分電路圖。感測陣列4包括位于每一列上的m個感測組件2及位于每一行上的n個感測組件2，此外，還具有連接于這些感測組件的m條讀取線RO_1-m及n條切換線SW_1-n。這些切換線SW_1-n逐條地被開啟(turn?on)以決定Y-方向上的位置，接著該感光電流便會被讀取出以決定X-方向上的位置，如此即完成了二維的偵測。

請參閱圖5，其為圖4的感測陣列的運作的時序圖。如圖所示，當切換線SW₁被開啟時、讀取線RO₁上會產生一光電流，接著在選擇信號SL₁被開啟時、該光電流會被讀取出。換句話說，每個選擇信號對應于其對應的讀取線；舉例來說，選擇信號SL₂對應于讀取線RO₂，而選擇信號SL_m對應于讀取線RO_m。需要注意的是，當切換線SW₁開始被開啟時，在一短暫的瞬時時間α中會產生一突然高起的光電流，此一不穩定的光電流并非是穩定的信號，系統不能夠辨識，在過了瞬時時間α后，該光電流便會變得穩定而能夠從讀取線RO₁上由系統辨識，用來讀取出該穩定的光電流的該段期間被稱為讀取時間β。

該光電流的瞬時因為該感測組件電路本身的RC延遲以及非晶硅的深阱(deep?trap)所造成，請參閱圖6，其為圖5的不同光電流信號的變化的時序圖。在圖6中，不同的光電流信號曲線代表了因入射光量的不同所造成的曲線；換句話說，當該感測組件偵測或接收到光強度的單位為勒克斯(lux)的一光線，該感測組件上便會產生一光電流I_photo。很不幸地，該光電流I_photo并不穩定，且該光電流的量為時間的函數。

如圖所示，當SW信號開啟時，該光電流信號的一峰值出現于該瞬時時間中并接著下降至一穩態，在該穩態中，該光電流信號是可讀取的。然而，該瞬時時間及該讀取時間皆被分辨率(resolution)所影響；如果分辨率提升，該讀取時間便會減少且該瞬時時間便會增加，這意味了可能沒有足夠的效率時間以讀取該光電流。因為這個原因，分辨率便會被限制住，否則該讀取時間便無法被輕易地延長。