光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置。所述光学检测像素单元包括光感元件和检测晶体管，其中，所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接。本发明专利技术采用的晶体管数目少，利于大阵列集成。

Optical Detection Pixel Unit, Circuit, Optical Detection Method and Display Device

The invention provides an optical detection pixel unit, a circuit, an optical detection method and a display device. The optical detection pixel unit comprises a photosensitive element and a detection transistor, in which the first pole of the photosensitive element is connected with the optical voltage terminal, the second pole of the photosensitive element is connected with the gate of the detection transistor, the photosensitive element is used to detect the optical signal under the control of the photovoltage terminal, and the detection crystal. The first pole of the body tube is connected with the detection voltage line, and the second pole of the detection transistor is connected with the reading line. The number of transistors adopted by the invention is small, which is beneficial to large array integration.

【技术实现步骤摘要】
光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置
本专利技术涉及光学检测
，尤其涉及一种光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置。
技术介绍
现有的被动式光学检测像素电路由于采用电荷读出的方式，所以读取线上不能有干扰，否则会极大的影响读出结果。而现有的主动式光学检测像素电路采用源跟随器原理，能够克服受干扰的情况，极大的提升信噪比，但由于需要采用重置晶体管和选通晶体管，导致现有的主动式光学像素电路的结构复杂，占用的面积大，不利于大阵列集成。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置，解决现有的主动式光学检测像素电路采用的晶体管数目多，不利于大阵列集成的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种光学检测像素单元，包括光感元件和检测晶体管，其中，所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接。实施时，本专利技术所述的光学检测像素单元还包括控制模块；所述控制模块用于在重置阶段重置所述检测晶体管的栅极的电位，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第一光电压，以使得所述光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。实施时，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述控制模块具体用于在重置阶段向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述光敏二极管反向偏置。实施例时，本专利技术所述的光学检测像素单元还包括控制模块；所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述控制模块用于在重置阶段向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述光敏二极管导通，从而将所述检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp，在第一读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以使得所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流；所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。本专利技术还提供了一种光学检测方法，应用于上述的光学检测像素单元，一检测周期包括依次设置的重置阶段、积分阶段和读取阶段；所述光学检测方法包括：在重置阶段，重置检测晶体管的栅极的电位；在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第一光电压，以使得光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在读取阶段，向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。实施时，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：在重置阶段，向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位；在积分阶段，控制所述光敏二极管反向偏置，以使得所述光敏二极管能够检测光信号。本专利技术还提供了一种光学检测方法，应用于上述的光学检测像素单元，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；一检测周期包括依次设置的重置阶段、第一读取阶段、积分阶段和第二读取阶段；所述光学检测方法包括：在重置阶段，向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得光敏二极管导通，从而将检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp；在第一读取阶段，向检测电压线提供第二检测电压，以使得检测晶体管工作于饱和区，以使得读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流；在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。本专利技术还提供了一种光学检测像素电路，包括N行检测电压线、M列读取线和N行M列光学检测像素单元；第n行第m列光学检测单元包括第n行第m列光感元件和第n行第m列检测晶体管，其中，所述第n行第m列光感元件的第一极与第n光电压端连接，所述第n行第m列光感元件的第二极与所述第n行第m列检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述第n光电压端的控制下，检测光信号；所述第n行第m列检测晶体管的第一极与第n行检测电压线连接，所述第n行第m列检测晶体管的第二极与第m列读取线连接；第m电流源与所述第m列读取线连接，用于向所述第m列读取线提供第m恒定电流；N和M都为正整数，n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数。实施时，本专利技术所述的光学检测像素电路还包括采样单元；所述采样单元分别与所述M列读取线连接，用于采集所述读取线上的光电流。实施时，所述采样单元包括M个采样模块；所述采样模块与所述读取线对应；所述采样模块包括跨导运算放大器、电阻模块和数模转换器；所述跨导运算放大器的反相输入端与所述读取线连接，所述跨导运算放大器的正相输入端接入基准电压，所述跨导运算放大器的输出端通过所述电阻模块与所述数模转换器的输入端连接，所述跨导运算放大器用于将所述读取线输出的光电流转换为相应的模拟光电压信号；所述数模转换器用于对所述模拟光电压信号进行模数转换，得到相应的数字光电压信号。实施时，第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学检测像素单元，其特征在于，包括光感元件和检测晶体管，其中，所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接。

【技术特征摘要】
1.一种光学检测像素单元，其特征在于，包括光感元件和检测晶体管，其中，所述光感元件的第一极与光电压端连接，所述光感元件的第二极与所述检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述光电压端的控制下，检测光信号；所述检测晶体管的第一极与检测电压线连接，所述检测晶体管的第二极与读取线连接。2.如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，还包括控制模块；所述控制模块用于在重置阶段重置所述检测晶体管的栅极的电位，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第一光电压，以使得所述光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。3.如权利要求2所述的光学检测像素单元，其特征在于，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述控制模块具体用于在重置阶段向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位，还用于在积分阶段控制所述光敏二极管反向偏置。4.如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，还包括控制模块；所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述控制模块用于在重置阶段向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得所述光敏二极管导通，从而将所述检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp，在第一读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以使得所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流，并在积分阶段向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，在所述积分阶段向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位，并在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流；所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。5.一种光学检测方法，应用于如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，一检测周期包括依次设置的重置阶段、积分阶段和读取阶段；所述光学检测方法包括：在重置阶段，重置检测晶体管的栅极的电位；在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，以使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第一光电压，以使得光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在读取阶段，向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出光电流，所述光电流与在所述读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应。6.如权利要求5所述的光学检测方法，其特征在于，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；所述光学检测方法还包括：在重置阶段，向所述光电压端提供第二光电压，以使得所述光敏二极管导通，以重置所述检测晶体管的栅极的电位；在积分阶段，控制所述光敏二极管反向偏置，以使得所述光敏二极管能够检测光信号。7.一种光学检测方法，应用于如权利要求1所述的光学检测像素单元，其特征在于，所述光感元件为光敏二极管；所述光敏二极管的阳极为所述光感元件的第一极，所述光敏二极管的阴极为所述光感元件的第二极；一检测周期包括依次设置的重置阶段、第一读取阶段、积分阶段和第二读取阶段；所述光学检测方法包括：在重置阶段，向所述光电压端提供第三光电压VD3，以使得光敏二极管导通，从而将检测晶体管的栅极的电位重置为重置电压，所述重置电压等于VD3-Vp；在第一读取阶段，向检测电压线提供第二检测电压，以使得检测晶体管工作于饱和区，以使得读取线输出与所述重置电压对应的第一光电流；在积分阶段，向所述检测电压线提供第一检测电压，使得所述检测晶体管关闭，向所述光电压端提供第四光电压，以使得所述光敏二极管反向偏置以将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，通过该电流信号对所述检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，以相应改变所述检测晶体管的栅极的电位；在第二读取阶段向所述检测电压线提供第二检测电压，以控制所述检测晶体管工作于饱和区，以使得所述读取线输出第二光电流，所述第二光电流与在所述第二读取阶段所述检测晶体管的栅极的电位对应；Vp为所述光敏二极管的导通电压。8.一种光学检测像素电路，其特征在于，包括N行检测电压线、M列读取线和N行M列光学检测像素单元；第n行第m列光学检测单元包括第n行第m列光感元件和第n行第m列检测晶体管，其中，所述第n行第m列光感元件的第一极与第n光电压端连接，所述第n行第m列光感元件的第二极与所述第n行第m列检测晶体管的栅极连接；所述光感元件用于在所述第n光电压端的控制下，检测光信号；所述第n行第m列检测晶体管的第一极与第n行检测电压线连接，所述第n行第m列检测晶体管的第二极与第m列读取线连接；第m电流源与所述第m列读取线连接，用于向所述第m列读取线提供第m恒定电流；N和M都为正整数，n为小于或等于N的正整数，m为小于或等于M的正整数。9.如权利要求8所述的光学检测像素电路，其特征在于，还包括采样单元；所述采样单元分别与所述M列读取线连接，用于采集所述读取线上的光电流。10.如权利要求9所述的光学检测像素电路，其特征在于，所述采样单元包括M个采样模块；所述采样模块与所述读取线对应；所述采样模块包括跨导运算放大器、电阻模块和数模转换器；所述跨导运算放大器的反相输入端与所述读取线连接，所述跨导运算放大器的正相输入端接入基准电压，所述跨导运算放大器的输出端通过所述电阻模块与所述数模转换器的输入端连接，所述跨导运算放大器用于将所述读取线输出的光电流转换为相应的模拟光电压信号；所述数模转换器用于对所述模拟光电压信号进行模数转换，得到相应的数字光电压信号。11.如权利要求8至10中任一权利要求所述的光学检测像素电路，其特征在于，第n行第m列光学检测单元还包括第n行第m列控制模块；所述第n行第m列控制模块用于在第n重置阶段重置所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n积分阶段向所述第n行检测电压线提供第一检测电压，以使得所述第n行第m列检测晶体管关闭，在所述第n积分阶段向所述第n光电压端提供第一光电压，以使得所述第n行第m列光感元件将其接收到的光信号转换为相应的电流信号，并通过该电流信号对所述第n行第m列检测晶体管的栅极的寄生电容进行充电，相应改变所述第n行第m列检测晶体管的栅极的电位，并在第n读取阶段向所述第n行检测电压线提供第二检测电压，以控制所述第n行第m列检测晶体管工作于饱和区，以使得所述第m列读取线输出第m光电流，所述第m光电流与在所述第n读取阶段所述第n行...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁小梁，董学，王海生，刘英明，郑智仁，王鹏鹏，韩艳玲，刘伟，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11