[发明专利]光感测装置和驱动光感测装置的方法

说明书

技术领域

一些示例实施例涉及光感测装置和/或驱动光感测装置的方法，更具体地，涉及用于提高光感测装置操作可靠性的光感测装置和/或驱动光感测装置的方法，在所述光感测装置中，光感测像素中的光传感器晶体管和开关晶体管可以具有相同的氧化物半导体晶体管结构。

背景技术

氧化物半导体晶体管可以是使用氧化物半导体作为沟道材料的晶体管。例如，氧化物半导体晶体管可以包括衬底、布置在衬底上的栅极、布置在衬底和栅极上以覆盖栅极周围的栅极绝缘膜、布置在栅极绝缘膜上的氧化物半导体沟道层、以及布置在沟道层两侧上的漏极。这种氧化物半导体晶体管可以具有高的光敏度并且可以用作光感测元件。光敏度可以取决于沟道层中使用的氧化物半导体。如果在氧化物半导体晶体管中氧化物半导体被用作沟道层，则氧化物半导体晶体管的阈值电压和漏电流可以根据入射光波长和/或入射光量而变化。

可以使用氧化物半导体晶体管取代光电二极管作为光感测元件。此外，氧化物半导体晶体管可以生成比光电二极管更大的光电流。因此，如果氧化物半导体晶体管被用作光感测元件，则可以省略通常在光感测像素中使用的电容器，该电容器是为了在期望(和/或可替换地，预定)时段内积累由于光电流而产生的电荷。例如，光感测像素可以仅包括用于感测光的氧化物半导体晶体管和用于输出数据的开关晶体管。因此，氧化物半导体晶体管可以在用于感测光的各种设备中使用。例如，氧化物半导体晶体管可以在成像设备和/或光学触摸屏面板中使用。

发明内容

一些示例实施例涉及光感测装置，在该光感测装置中光传感器晶体管和开关晶体管可以具有相同的氧化物半导体晶体管结构。

一些示例实施例涉及驱动光感测装置以提高光感测装置的操作可靠性的方法。

根据示例实施例，一种光感测装置包括光感测像素的阵列。光感测像素中的每一个包括被配置为感测光的光传感器晶体管、被配置为输出来自光传感器晶体管的光感测信号的开关晶体管、以及在开关晶体管的光入射表面上的导电遮光膜。所述光感测装置还可以包括第一栅极驱动器和信号输出单元，第一栅极驱动器被配置为向光感测像素中的每一个提供栅极电压和负偏置电压，信号输出单元被配置为从光感测像素中的每一个接收光感测信号，所述信号输出单元被配置为输出数据信号。

所述第一栅极驱动器可以包括连接到所述光感测像素中的至少一个中的开关晶体管的栅电极的栅极线，所述栅极线被配置为向栅电极提供栅极电压。所述第一栅极驱动器还可以包括连接到所述光感测像素中的至少一个中的导电遮光膜的偏置线，所述偏置线被配置为向导电遮光膜施加负偏置电压。

所述光感测像素的阵列可以包括按列和行排列的多个光感测像素，所述第一栅极驱动器可以包括在行方向排列的多条栅极线，并且每一条栅极线可以被配置为向沿同一行排列的光感测像素提供栅极电压。

所述第一栅极驱动器可以包括在行方向排列的多条偏置线，并且每一条偏置线可以被配置为向沿同一行排列的光感测像素提供负偏置电压。

所述第一栅极驱动器可以被配置为向全部光感测像素同时提供相同的负偏置电压。

所述光感测装置还可以包括被配置为向光感测像素中的每一个提供复位信号的第二栅极驱动器。

所述第二栅极驱动器可以包括连接到所述光感测像素中的至少一个中的光传感器晶体管的栅电极的复位线。所述复位线可以被配置为向光感测像素中的至少一个提供复位信号。

所述光感测像素的阵列可以包括按列和行排列的多个光感测像素。所述第二栅极驱动器可以包括在行方向排列的多条复位线，并且每一条复位线可以被配置为向沿同一行排列的光感测像素提供复位信号。

所述光传感器晶体管可以包括包含氧化物半导体材料的沟道膜。所述开关晶体管可以包括包含氧化物半导体材料的沟道膜。

所述光传感器晶体管的沟道膜和开关晶体管的沟道膜包括相同的氧化物半导体材料。

所述光传感器晶体管的沟道膜和所述开关晶体管的沟道膜中的至少一个的氧化物半导体材料可以包括：ZnO、InO、SnO、InZnO、ZnSnO、InSnO及其组合中的至少一个；以及铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、钽(Ta)、镓(Ga)、铌(Nb)、钒(V)、铝(Al)和锡(Sn)中的至少一个。