[发明专利]光感测装置、驱动方法、以及光学触摸屏装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种光感测装置、驱动光感测装置的方法以及包含光感测装置的光学触摸屏装置，更特定地，涉及一种包含能够感测光的氧化物半导体晶体管作为光感测装置的光感测像素中的光感测器件的光感测装置、驱动光感测装置的方法以及包含光感测装置的光学触摸屏装置。

背景技术

触摸屏设备是通过识别例如手指、触笔等的位置，触摸屏幕，以及利用软件执行特定处理，经由屏幕直接接收输入数据的设备。为此目的，触摸屏设备配备有执行此功能的触摸板。在触摸屏设备中所包含的触摸板可以包括电阻覆盖型触摸板、电容覆盖型触摸板、声表面波（SAW）型触摸板、红外波束型触摸板、压电型触摸板，等等。触摸屏设备被广泛用于各种领域作为替代键盘或鼠标的输入设备。

已经被广泛应用的触摸屏设备采用使用手指和触笔直接触摸显示设备的屏幕的方法。然而，随着显示设备尺寸的增加，显示设备和用户之间的距离增加了。在这种情况中，难以采用直接触摸方法。因此，提出了可以通过感测光而不是感测手指或触笔的接触来执行与现有触摸屏相同功能的光学触摸屏设备。光学触摸设备被期望不仅促进用户和终端之间的通信而且也促进用户之间的通信。

为了实现光学触摸屏，需要一个相对小尺寸的用于感测光的光感测设备。非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT）是常用的光感测设备之一。然而，a-Si TFT不能根据光展示足够的电流变化。因此，当光入射时，在光电二极管中产生的电荷在电容器中被积累预设的时间段，然后根据在电容器中所积累的电荷量来产生与光强度有关的信号。当电容器被如上所述使用时，感测时间可能延迟在电容中积累电荷所用的时间。另外，较大尺寸的光学触摸屏设备可能导致较高的寄生电容。

发明内容

提供一种使用氧化物半导体晶体管来作为光感测器件的光感测装置、驱动光感测装置的方法以及包含光感测装置的光学触摸屏装置。

其他方面将在下面的描述中部分被阐述，其部分将是从描述中显而易见的，或者可以通过对所给出的实施例的实践而学习到。

根据本发明的方面，一种光感测装置包括：光传感器晶体管，用于感测光；开关晶体管，用于输出来自光传感器晶体管的光感测信号；栅极线，被连接到开关晶体管的栅极；复位线，被连接到光传感器晶体管的栅极；以及相位反转器，被连接在复位线和栅极线之间，其中，将具有反转相位的信号同时分别施加于开关晶体管和光传感器晶体管。

在一些实施例中，相位反转器的输入端可以被连接到栅极线，而它的输出端可以被连接到复位线。

在一些实施例中，开关晶体管和光传感器晶体管可以被串行连接。

在一些实施例中，光传感器晶体管可以包括包含氧化物半导体作为沟道层材料的氧化物半导体晶体管。

在一些实施例中，氧化物半导体晶体管可以包括：基板；栅极，被部分布置在基板上；栅极绝缘薄膜，被布置在基板和栅极上以覆盖至少栅极；沟道层，被布置在栅极绝缘薄膜上以面向栅极并且由氧化物半导体材料组成；源极和漏极，被布置为覆盖沟道层的相反侧；以及透明绝缘层，被布置以覆盖源极、漏极和沟道层。

氧化物半导体材料可以包括ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO、或InSnO，或者这些氧化物半导体材料与包含铪（Hf）、锆（Zr）、钛（Ti）、钽（Ta）、镓（Ga）、铌（Nb）、钒（V）、铝（Al）和锡（Sn）的组中的至少之一的混合材料。

根据本发明的另一方面，光感测装置包括：光感测像素阵列，包括按照行和列排列的多个光感测像素；栅极驱动器，用于向光感测像素提供具有反转相位的栅极电压和复位信号；信号输出单元，用于从光感测像素接收光感测信号并输出数据信号，其中，光感测像素中的每一个包括用于感测光的光传感器晶体管以及用于输出来自光传感器晶体管的光感测信号的开关晶体管，其中，栅极驱动器包括：多条栅极线，被连接到开关晶体管的栅极；多条复位线，被连接到光传感器晶体管的栅极；以及多个相位反转器，每个被连接在相应的复位线和栅极线之间。

在一些实施例中，相位反转器的输入端可以被连接到相应的栅极线，而它的输出端可以被连接到相应的复位线。

在一些实施例中，具有反转相位的栅极电压和复位信号可以同时分别被施加于同一行内的开关晶体管和光传感器晶体管。

在一些实施例中，栅极线可以被直接连接到栅极驱动器，而复位线可以经由相位反转器和栅极线被间接连接到栅极驱动器。

在一些实施例中，栅极线中的每一条和复位线中的每一条可以被连接到同一行内的光感测像素。