[發明專利]光感測裝置、驅動方法、以及光學觸摸屏裝置

有效

• 申請號: 201210186006.3
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102997993A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 安承彥;宋利憲;田尚勛;金暎;全镕宇;金昌楨
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G06F3/042;G09G3/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邵亞麗

技術領域

本公開涉及一種光感測裝置、驅動光感測裝置的方法以及包含光感測裝置的光學觸摸屏裝置，更特定地，涉及一種包含能夠感測光的氧化物半導體晶體管作為光感測裝置的光感測像素中的光感測器件的光感測裝置、驅動光感測裝置的方法以及包含光感測裝置的光學觸摸屏裝置。

背景技術

觸摸屏設備是通過識別例如手指、觸筆等的位置，觸摸屏幕，以及利用軟件執行特定處理，經由屏幕直接接收輸入數據的設備。為此目的，觸摸屏設備配備有執行此功能的觸摸板。在觸摸屏設備中所包含的觸摸板可以包括電阻覆蓋型觸摸板、電容覆蓋型觸摸板、聲表面波（SAW）型觸摸板、紅外波束型觸摸板、壓電型觸摸板，等等。觸摸屏設備被廣泛用于各種領域作為替代鍵盤或鼠標的輸入設備。

已經被廣泛應用的觸摸屏設備采用使用手指和觸筆直接觸摸顯示設備的屏幕的方法。然而，隨著顯示設備尺寸的增加，顯示設備和用戶之間的距離增加了。在這種情況中，難以采用直接觸摸方法。因此，提出了可以通過感測光而不是感測手指或觸筆的接觸來執行與現有觸摸屏相同功能的光學觸摸屏設備。光學觸摸設備被期望不僅促進用戶和終端之間的通信而且也促進用戶之間的通信。

為了實現光學觸摸屏，需要一個相對小尺寸的用于感測光的光感測設備。非晶硅薄膜晶體管（a-Si?TFT）是常用的光感測設備之一。然而，a-Si?TFT不能根據光展示足夠的電流變化。因此，當光入射時，在光電二極管中產生的電荷在電容器中被積累預設的時間段，然后根據在電容器中所積累的電荷量來產生與光強度有關的信號。當電容器被如上所述使用時，感測時間可能延遲在電容中積累電荷所用的時間。另外，較大尺寸的光學觸摸屏設備可能導致較高的寄生電容。

發明內容

提供一種使用氧化物半導體晶體管來作為光感測器件的光感測裝置、驅動光感測裝置的方法以及包含光感測裝置的光學觸摸屏裝置。

其他方面將在下面的描述中部分被闡述，其部分將是從描述中顯而易見的，或者可以通過對所給出的實施例的實踐而學習到。

根據本發明的方面，一種光感測裝置包括：光傳感器晶體管，用于感測光；開關晶體管，用于輸出來自光傳感器晶體管的光感測信號；柵極線，被連接到開關晶體管的柵極；復位線，被連接到光傳感器晶體管的柵極；以及相位反轉器，被連接在復位線和柵極線之間，其中，將具有反轉相位的信號同時分別施加于開關晶體管和光傳感器晶體管。

在一些實施例中，相位反轉器的輸入端可以被連接到柵極線，而它的輸出端可以被連接到復位線。

在一些實施例中，開關晶體管和光傳感器晶體管可以被串行連接。

在一些實施例中，光傳感器晶體管可以包括包含氧化物半導體作為溝道層材料的氧化物半導體晶體管。

在一些實施例中，氧化物半導體晶體管可以包括：基板；柵極，被部分布置在基板上；柵極絕緣薄膜，被布置在基板和柵極上以覆蓋至少柵極；溝道層，被布置在柵極絕緣薄膜上以面向柵極并且由氧化物半導體材料組成；源極和漏極，被布置為覆蓋溝道層的相反側；以及透明絕緣層，被布置以覆蓋源極、漏極和溝道層。

氧化物半導體材料可以包括ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO、或InSnO，或者這些氧化物半導體材料與包含鉿（Hf）、鋯（Zr）、鈦（Ti）、鉭（Ta）、鎵（Ga）、鈮（Nb）、釩（V）、鋁（Al）和錫（Sn）的組中的至少之一的混合材料。

根據本發明的另一方面，光感測裝置包括：光感測像素陣列，包括按照行和列排列的多個光感測像素；柵極驅動器，用于向光感測像素提供具有反轉相位的柵極電壓和復位信號；信號輸出單元，用于從光感測像素接收光感測信號并輸出數據信號，其中，光感測像素中的每一個包括用于感測光的光傳感器晶體管以及用于輸出來自光傳感器晶體管的光感測信號的開關晶體管，其中，柵極驅動器包括：多條柵極線，被連接到開關晶體管的柵極；多條復位線，被連接到光傳感器晶體管的柵極；以及多個相位反轉器，每個被連接在相應的復位線和柵極線之間。

在一些實施例中，相位反轉器的輸入端可以被連接到相應的柵極線，而它的輸出端可以被連接到相應的復位線。

在一些實施例中，具有反轉相位的柵極電壓和復位信號可以同時分別被施加于同一行內的開關晶體管和光傳感器晶體管。

在一些實施例中，柵極線可以被直接連接到柵極驅動器，而復位線可以經由相位反轉器和柵極線被間接連接到柵極驅動器。

在一些實施例中，柵極線中的每一條和復位線中的每一條可以被連接到同一行內的光感測像素。