光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光感测电路、装置及方法、图像获取装置及光触摸屏装置。在简化的光感测电路、包括光感测电路的光感测装置、驱动光感测装置的方法、以及包括光感测装置的光触摸屏装置和图像获取装置中，光感测电路包括针对每个像素包括沟道层的氧化物半导体晶体管，该沟道层包含氧化物半导体材料。氧化物半导体晶体管作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作。

【技术实现步骤摘要】
本公开涉及具有使用作为光感测器件的能够感测光的氧化物半导体晶体管的简化结构的光感测电路、包括光感测电路的光感测装置、驱动光感测装置的方法、和包括光感测装置的图像获取装置及光触摸屏装置。
技术介绍
触摸屏设备是这样的设备，其可以通过识别例如手指或铁笔等的位置，触摸屏幕和由软件程序执行特定处理来直接经过屏幕接收输入数据。为此，触摸屏设备可以配备有触摸板来执行以上功能。此类触摸板可以包括电阻覆盖层类型触摸板、电容覆盖层类型触摸板、表面声波(SAW)类型触摸板、红外线波束类型触摸板，压电类型触摸板等。触摸屏设备作为替代键盘或鼠标的输入设备被广泛地在各种领域中使用。 已经广泛使用的触摸屏设备采用使用手指或铁笔直接触摸显示设备的屏幕的方法。可是，随着显示设备的尺寸增加，在显示设备和用户之间的距离可能增加。在这种情况下，直接触摸方法的使用可能较难采用。因此，光触摸屏设备已被提出，其可以通过感测光而非感测手指或铁笔的接触来执行和现有触摸屏相同的功能。光触摸屏设备可以不仅促进在用户和终端之间的通信而且促进在用户和用户之间的通信。为了实现此类光触摸板，可能要求用于感测光的相对小尺寸的光感测器件。非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)是通常使用的光感测器件之一。可是，a-Si TFT可能不呈现依据光的充分的电流改变。因此，当光入射时，在光电二极管中产生的电荷在电容器中累积达预定的时间段然后与光强度有关的信号可能依据在电容器中累积的电荷的数量而产生。当如上使用电容器时，感测时间会延迟与电容器中累积电荷的时间一样长的时间。同样，随着光触摸屏设备的尺寸的增加，寄生电容也会增加。
技术实现思路
提供一种使用氧化物半导体晶体管作为光感测器件的光感测电路、包括光感测电路的光感测装置、驱动光感测装置的方法、和包括光感测装置的图像获取装置和光触摸屏>J-U ρ α装直。另外的各方面将部分在随后的描述中阐述，部分将从描述中明了，或可以通过示例实施例的实践来领会。根据示例实施例，光感测电路可以包括氧化物半导体晶体管，该氧化物半导体晶体管包括包含氧化物半导体材料的沟道层。该氧化物半导体晶体管可以被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关来操作。光感测电路可以还包括连接到氧化物半导体晶体管的栅极并被配置为提供栅极电压的栅极线、连接到氧化物半导体晶体管的漏极并被配置为提供驱动电压的驱动电压线、以及连接到氧化物半导体晶体管的源极并被配置为提供数据的数据线。光感测电路还可以包括被配置为经由栅级线向氧化物半导体晶体管的栅极提供栅极电压的栅级驱动器。可以配置该栅级驱动器使得栅级电压是以下任意之一第一电压，低于第一门限电压；第二电压，介于第一门限电压和第二门限电压之间；及正的第三电压，第一门限电压是当光入射到在氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。光感测电路可以还包 括栅级线，连接到氧化物半导体晶体管的栅级和漏极两者并被配置为提供栅级电压；和数据线，连接到氧化物半导体晶体管的源级并被配置为提供数据。氧化物半导体晶体管可以包括衬底；布置在至少部分衬底上的栅极；在衬底和栅极上以至少覆盖栅极的栅极绝缘薄膜；布置在栅极绝缘薄膜上、面对栅极的沟道层；布置来覆盖沟道层的相对侧的源极和漏极；以及布置来覆盖源极、漏极和沟道层的透明绝缘层，其中沟道层在栅级绝缘薄膜上形成并面对栅级。其中氧化物半导体晶体管可还包括第一导电插头，经过透明绝缘层并电连接到源级；在透明绝缘层上的第一触头，电接触第一导电插头；第二导电插头，经过透明绝缘层并电连接到漏级；及在透明绝缘层上的第二触头，电接触第二导电插头。其中氧化物半导体晶体管可以包括衬底；在沟道层的至少中央部分上的栅级绝缘薄膜；栅级绝缘薄膜上面对沟道层的栅级；沟道层上栅级相对侧的源级和漏级，该源级和漏级每一个都与栅级分离；及覆盖栅级、源级和漏级的透明绝缘层，沟道层在衬底上。氧化物半导体材料可以包括ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO或InSnO、或通过添加Hf、Zr、Ti、Ta、Ga、Nb、V、Al 和 Sn 的至少一个到上述 ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO 或 InSnO 之一形成的材料中的一种或多种。根据本专利技术的另一方面，一种光感测装置可以包括光感测像素阵列，包括在多个行和多个列中排列的多个光感测像素；以及栅极驱动器，包括在行方向中排列的多个栅极线，该栅级驱动器被配置为经由所述多条栅级线提供栅极电压和重置信号到多个光感测像素的每个，其中多个光感测像素的每个可以包括被配置作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作的氧化物半导体晶体管。栅极驱动器可以被配置为在行方向中顺序地施加栅级电压到氧化物半导体晶体管，并在行方向中顺序地施加栅极电压到氧化物半导体晶体管之后的时刻向全部氧化物半导体晶体管施加重置信号。栅极驱动器可以对每个氧化物半导体晶体管提供第一电压、第二电压和正的第三电压，其中第一电压低于第一门限电压，第二电压介于第一门限电压和第二门限电压之间，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。栅极驱动器可以被配置为对每个氧化物半导体晶体管按照第一电压、第二电压、第一电压和第三电压的顺序提供栅极电压，并且第三电压是用于重置氧化物半导体晶体管的重置信号。每条栅极线可以连接来自相同行中的多个光感测像素中的光感测像素。在行中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的栅极可以连接到相同行的栅极线。光感测装置可以还包括信号输出单元，其包括在列方向中排列的多个数据线，该信号输出单元被配置为从多个光感测像素的每个中接收光感测信号并输出数据信号。在列中的多个光感测像素的氧化物半导体晶体管的源极可以连接到相同列的数据线。信号输出单元可以包括被配置为将多个光感测像素的模拟信号输出转换为数字信号的A/D转换器；被配置为临时存储数字信号的缓冲器；和列扫描器，被配置为选择来自列中多个光感测像素之一的输出。根据本专利技术的再一方面，图像获取装置在像素中包括上述的光感测电路。根据本专利技术的再一方面，图像获取装置包括上述的光感测装置。根据本专利技术的再一方面，光触摸屏装置包括显示装置，被配置为显示图像；光触摸板，附着到该显示装置的屏幕并且在像素中包括上述的光感测电路；和光源装置，被配置 为向光触摸板提供光信号。根据本专利技术的再一方面，光触摸屏装置包括显示装置，被配置为显示图像；光触摸板，附着到该显示装置的屏幕并且包括上述的光感测装置；和光源装置，被配置为向光触摸板提供光信号。根据本专利技术的再一方面，一种驱动光感测装置的方法包括顺序地施加负(_)的第一电压、比第一电压高的负(_)的第二电压和正的第三电压到氧化物半导体晶体管的栅极，该氧化物半导体晶体管作为用于感测光的光感测器件和用于输出光感测数据的开关两者来操作。第一电压可以低于第一门限电压，而第二电压可以介于第一门限电压和第二门限电压之间，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管时氧化物半导体晶体管的门限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光感测电路，包括：包括沟道层的氧化物半导体晶体管，其中沟道层包含氧化物半导体材料，其中氧化物半导体晶体管被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关来操作。

【技术特征摘要】
2011.07.25 KR 10-2011-00737791.一种光感测电路，包括 包括沟道层的氧化物半导体晶体管，其中沟道层包含氧化物半导体材料， 其中氧化物半导体晶体管被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关来操作。2.根据权利要求I所述的光感测电路，还包括 栅极线，连接到氧化物半导体晶体管的栅极并被配置为提供栅极电压； 驱动电压线，连接到氧化物半导体晶体管的漏极并被配置为提供驱动电压；和 数据线，连接到氧化物半导体晶体管的源极并被配置为提供数据。3.根据权利要求2所述的光感测电路，还包括 栅极驱动器，被配置为经由栅极线向氧化物半导体晶体管的栅极提供栅极电压，其中这样配置栅极驱动器使得栅极电压是低于第一门限电压的第一电压、处于第一门限电压和第二门限电压之间的第二电压和正的第三电压中的任意一个，，，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。4.根据权利要求I所述的光感测电路，还包括 栅极线，连接到氧化物半导体晶体管的栅极和漏极，并被配置为提供栅极电压；和 数据线，连接到氧化物半导体晶体管的源极并被配置为提供数据。5.根据权利要求4所述的光感测电路，还包括 栅极驱动器，被配置为经由栅极线向氧化物半导体晶体管的栅极提供栅极电压， 其中这样配置栅极驱动器使得栅极电压是低于第一门限电压的第一电压、处于第一门限电压和第二门限电压之间的第二电压和正的第三电压中的任意一个，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管时氧化物半导体晶体管的门限电压。6.根据权利要求I所述的光感测电路，其中氧化物半导体晶体管还包括 衬底； 在至少部分衬底上的栅极； 在衬底和栅极上以至少覆盖栅极的栅极绝缘薄膜； 在沟道层的相对侧的源极和漏极；以及 覆盖源极、漏极和沟道层的透明绝缘层， 其中沟道层在栅极绝缘薄膜上并面向栅极。7.根据权利要求6所述的光感测电路，其中氧化物半导体晶体管还包括 经过透明绝缘层并电连接到源极的第一导电插头； 在透明绝缘层上的第一触头，电接触第一导电插头； 经过透明绝缘层并电连接到漏极的第二导电插头；以及 在透明绝缘层上的第二触头，电接触第二导电插头。8.根据权利要求I所述的光感测电路，其中氧化物半导体晶体管包括 衬底； 在沟道层的至少中央部分上的栅极绝缘薄膜； 在栅极绝缘薄膜上、面对沟道层的栅极；在沟道层上、位于栅极的相对侧的源极和漏极，源极和漏极每一个都与栅极分离；以及 覆盖栅极、源极和漏极的透明绝缘层， 其中沟道层在衬底上。9.根据权利要求I所述的光感测电路，其中氧化物半导体材料包括ZnO、InO、SnO,InZnO、ZnSnO或InSnO，或通过添加Hf、Zr、Ti、Ta、Ga、Nb、V、Al和Sn中的至少一个到上述ZnO> InO、SnO> InZnO、ZnSnO或InSnO之一而形成的材料中一种或多种。10.一种光感测装置，包括 光感测像素阵列，包括在多个行和多个列中的多个光感测像素；以及栅极驱动器，包括在行方向中的多个栅极线，该栅极驱动器被配置为经由该多个栅极线提供栅极电压和重置信号到多个光感测像素的每个， 其中多个光感测像素的每个包括氧化物半导体晶体管，氧化物半导体晶体管被配置为作为感测光的光感测器件和输出光感测数据的开关两者来操作。11.根据权利要求10所述的光感测装置，其中栅极驱动器被配置为在行方向中顺序地施加栅极电压到氧化物半导体晶体管，并在行方向中顺序地施加栅极电压到氧化物半导体晶体管之后的时刻向全部氧化物半导体晶体管施加重置信号。12.根据权利要求10所述的光感测装置，其中栅极驱动器被配置为对每个氧化物半导体晶体管提供低于第一门限电压的第一电压、处于第一门限电压和第二门限电压之间的第二电压和正的第三电压，第一门限电压是当光入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压，第二门限电压是当光没有入射到氧化物半导体晶体管上时氧化物半导体晶体管的门限电压。13.根据权利要求12所述的光感测装置，其中栅极驱动器被配置为对每个氧化物半导体晶体管按照第一电压、第二电压、第一电压和第三电压的顺序提供栅极电压，并且第三电压是用于重置氧化物半导体晶体管的重置信号。14.根据权利要求10所述的光感测装置，其中每条栅极线连接到来自在相同行中的多个光感测像素的光感测像素。15.根据权利要求14所述的光感测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：金暎，宋利宪，田尚勋，安承彦，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：