[发明专利]光感测电路、操作该电路的方法和包括该电路的设备

说明书

技术领域

本发明涉及光感测电路、操作光感测电路的方法和包括光感测电路的光感测设备，并且更具体地，涉及包括光敏氧化物半导体晶体管作为光感测装置的光感测电路、操作光感测电路的方法和包括光感测电路的光感测设备，如光学触摸面板或图像获取设备。

背景技术

触摸屏是允许按照如下方式在显示屏上直接对输入数据进行输入的设备，其中当例如使人的手指或笔等与显示屏的特定位置开始接触时，识别接触位置，然后由软件执行相应的处理。为此，触摸屏还包括附连到一般显示面板以执行上述功能的触摸面板。触摸面板的例子包括电阻式重叠型触摸面板、电容式重叠型触摸面板、表面声波(SAW)型触摸面板、红外光束型触摸面板和压电型触摸面板等。这样的触摸屏具有替代输入装置，如键盘或鼠标，并且在多种领域中使用。

然而，广泛使用的触摸面板仅仅在人的手指或笔开始直接与面板接触时才操作。因此，当使用触摸面板中最广泛使用的电阻式重叠型触摸面板时，会由于外压而损坏上或下导电层。此外，仅可在具有10英寸或更小的尺寸的小屏幕中使用电阻式重叠型触摸面板。大屏幕的大触摸面板由于线性电阻和寄生电阻而不能执行充分的功能。由此，目前，在例如通用桌面计算机、笔记本计算机或诸如移动电话或导航装置的便携式装置的小尺寸或中尺寸显示器中使用触摸面板。由此，当使用大显示器并且用户和显示器之间的距离增加时，触摸面板不适用。

近来，已经引入了通过感测光而非人的手指或笔的接触来执行与触摸面板相同的功能的光学触摸面板。在光学触摸面板中，使用小的光感测装置。同时，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)的图像获取设备也需要能够感测光以便获取图像的光感测装置。常用的光感测装置的例子是具有诸如硅的半导体的PN结作为基本结构的光电二极管。

然而，硅光电二极管没有足够的光生电流(light-derived current)变化。因此，当照射光时在光电二极管中生成的电荷在某一时间段中积累到电容器中，然后基于电容器中积累的电荷强度而生成对应于光强度的信号。然而，当如上所述使用电容器时，光学触摸面板或图像获取装置越大，则寄生电容越高。因此，可能难以制造大的光学触摸面板或图像获取装置。

发明内容

根据示例实施例，一种光感测电路包括：光感测晶体管，被配置为感测光；以及切换晶体管，与光感测晶体管串联，并被配置为输出数据，其中光感测晶体管是包括光敏氧化物半导体作为沟道层的光敏氧化物半导体晶体管。

根据示例实施例，光感测电路还包括：第一栅极线，连接到切换晶体管的栅极；数据线，连接到切换晶体管的源极；驱动电压线，连接到光感测晶体管的漏极；以及第二栅极线，连接到光感测晶体管的栅极。

根据示例实施例，其中，在待命时间期间，低电压被施加到所述第一栅极线，并且所述切换晶体管处于截止OFF状态，并且高电压经由第二栅极线被施加到光感测晶体管；以及，当输出数据时，高电压经由第一栅极线被施加到切换晶体管，并且低电压经由第二栅极线被施加到光感测晶体管。

根据示例实施例，其中高电压是移除光感测晶体管中捕获的电荷的正电压和导通切换晶体管的电压之中的较高电压，以及低电压是切换晶体管的阈值电压和光感测晶体管的阈值电压之中的较低电压。

根据示例实施例，光感测晶体管包括：衬底；衬底上的绝缘层；绝缘层的至少一部分上的栅极；栅极绝缘层，其至少覆盖栅极的周边并且在绝缘层和栅极之上；栅极绝缘层上的沟道层；分别覆盖沟道层的端部的源极和漏极；以及源极、漏极和沟道层上的透明绝缘层，其中沟道层包括光敏氧化物半导体。

根据示例实施例，光感测晶体管包括：衬底；衬底上的沟道层；沟道层的中心部分上的栅极绝缘层；栅极绝缘层上的栅极；在所示沟道层上的与栅极间隔开并且在栅极两侧的源极和漏极；栅极、源极和漏极上的透明绝缘层，其中沟道层包括光敏氧化物半导体。

根据示例实施例，光敏氧化物半导体包括基于ZnO的氧化物。

例如，基于ZnO的氧化物可包括ZnO或包括ZnO和从由Hf、Y、Ta、Zr、Ti、Cu、Ni、Cr、In、Ga、Al、Sn和Mg构成的群组中选择的至少一种材料的混合物。

根据示例实施例，光敏晶体管的敏感度取决于入射到光敏晶体管上的光的颜色或波长。

根据示例实施例，光敏晶体管的敏感度取决于入射到光敏晶体管上的光的强度。

根据示例实施例，光敏晶体管的敏感度取决于入射到光敏晶体管上的光的颜色和强度。