光感测器阵列

摘要

本发明系一种光感测器阵列，可单独存在亦可加入一电脑或电视等电器的液晶显示器的薄膜电晶体阵列中，光感测器阵列由开关电晶体及闸极与汲极短路之光敏电晶体组合而成，亦可由闸极与汲极短路之光敏电晶体单独组合而成。当光感测器阵列加入液晶显示器薄膜电晶体阵列时，并不增加液晶显示器薄膜电晶体阵列的制程，可在薄膜电晶体阵列制程中一体完成。又可在一光感测器阵列后端加入一第一放大器模组、一第二放大器模组、一第三放大器模组，第一放大器模组可将背景光之光电流扣除掉，提高系统灵敏度并扩大感测器阵列的动态范围，亦可随背景光的变化或对各个感测器之光电特性的差异进行自动位准补偿，令讯号反应灵敏而可轻易判断输入讯号为光或阴影；第二放大器模组可处理来自一般光笔、一般普通笔、手电筒、手指或筷子等所产生之直流讯号，将其中之高频之杂讯滤掉；第三放大器模组用以处理来自提供输出规格之特定光笔之交流讯号，将特定光笔输出之调变光(光笔笔尖之压力转换为频率)讯号感测出来。本发明光感测器阵列更提供具有高面积效益光敏电晶体结构之一光感测器阵列，以闸极与汲极短路的薄膜电晶体(TFT)当做光敏电晶体(photo TFT)，既可防止闸极与汲极间累积寄生电容，增加光感测元件的反应速度，又可改变光敏电晶体之形状，使之能以较小的薄膜电晶体面积产生相同之光电流。

主权项

1.一种用于一显示器之光感测器阵列,包括: 复数条相互平行之闸极线; 复数条相互平行之资料线,该等复数条资料线与该 等复数条闸极线相交叉;及 复数个光敏电晶体,分别设置以毗邻于阵列之交叉 点,每一光敏电晶体包括一汲极、一源极及一闸极 ,每一源极与通过与该光敏电晶体间距离最小之交 叉点之资料线电连,闸极与汲极皆电连于与该光敏 电晶体间距离最小之交叉点之闸极线,该闸极线接 收一控制讯号以控制该光敏电晶体之开关状态。 2.如申请专利范围第1项所述之光感测器阵列,其中 当控制讯号自一闸极线将一光敏电晶体导通至开 状态时,光敏电晶体产生之讯号可自电连于光敏电 晶体源极之资料线之输出端输出。 3.如申请专利范围第2项所述之光感测器阵列,其中 当光敏电晶体受一入射光照射时所产生之光电流 可自电连于光敏电晶体源极之资料线之输出端输 出。 4.如申请专利范围第1项所述之光感测器阵列,更包 括复数个第一放大器模组,该第一放大器模组包含 一电阻、一第一可变电阻、一第二可变电阻、一 电容、一第一运算放大器,分别电连于复数个光敏 电晶体之资料线上。 5.如申请专利范围第4项所述之光感测器阵列,其中 该第一可变电阻之一端电连至该电阻、该第二可 变电阻、该电容及该第一运算放大器之一输入端, 且该第一可变电阻之另一端电连至一电压源。 6.如申请专利范围第4项所述之光感测器阵列,其中 该第二可变电阻与该电容并联,且该第二可变电阻 之一端电连至该电阻、该第一可变电阻及该第一 运算放大器之一输入端,且该第二可变电阻之另一 端电连至该第一运算放大器之输出端。 7.如申请专利范围第4项所述之光感测器阵列,更包 括复数个第二放大器模组,该第二放大器模组包含 一第一电阻、一第二电阻、一电容器、一第二运 算放大器,其中该第一电阻之一端电连于该第一放 大器模组之输出端,且该第一电阻之另一端电连于 该第二运算放大器之一输入端。 8.如申请专利范围第7项所述之光感测器阵列,更包 括复数个检波器,该检波器系电连于第二运算放大 器之输出端。 9.如申请专利范围第7项所述之光感测器阵列,更包 括复数个第三放大器模组,该第三放大器模组包括 一第一电阻、一第二电阻、一第一电容器、一第 二电容器、一运算放大器、一检波器,该第三放大 器模组之输入端电连于该第一放大器模组之输出 端,且该第三放大器模组与该第二放大器模组并联 。 10.如申请专利范围第1项所述之光感测器阵列,其 中该光敏电晶体系为一第一高面积效益光敏电晶 体结构,包括一源极、一闸极、一汲极、一非晶矽 层、一氧化层,闸极系位于汲极下方并水平延展至 源极边缘之下方,且系与汲极电连。 11.一种用于一显示器之光感测器阵列,包括: 复数条相互平行之闸极线; 复数条相互平行之资料线,该等复数条资料线与该 等复数条闸极线相交叉; 复数个开关电晶体,分别设置以毗邻于阵列之交叉 点,每一开关电晶体包括一汲极、一源极及一闸极 ,每一源极与通过与该开关电晶体间距离最小之交 叉点之资料线电连,闸极与通过与该开关电晶体间 距离最小之交叉点之闸极线电连,该闸极线接收一 控制讯号以控制开关电晶体之开关状态;及 复数个光敏电晶体,分别设置以毗邻于阵列之交叉 点,每一光敏电晶体包括一汲极、一源极及一闸极 ,每一源极与位于与该光敏电晶体间距离最小之交 叉点间距离最小之开关电晶体之汲极电连,每一闸 极与汲极皆电连于一偏压电压源。 12.如申请专利范围第11项所述之光感测器阵列,其 中当控制讯号自一闸极线将一开关电晶体导通至 开状态时,与该开关电晶体汲极电连之光敏电晶体 产生之讯号可自电连于开关电晶体源极之资料线 之输出端输出。 13.如申请专利范围第12项所述之光感测器阵列,其 中当光敏电晶体受一入射光照射时所产生之光电 流可自电连于开关电晶体源极之资料线之输出端 输出。 14.如申请专利范围第11项所述之光感测器阵列,更 包括复数个第一放大器模组,该第一放大器模组包 含一电阻、一第一可变电阻、一第二可变电阻、 一电容、一第一运算放大器,分别电连于复数个光 敏电晶体之资料线上。 15.如申请专利范围第14项所述之光感测器阵列,其 中第一可变电阻之一端电连至该电阻、该第二可 变电阻、该电容及该第一运算放大器之一输入端, 且该第一可变电阻之另一端电连至一电压源。 16.如申请专利范围第14项所述之光感测器阵列,其 中第二可变电阻与该电容并联,且该第二可变电阻 之一端电连至该电阻、该第一可变电阻及该第一 运算放大器之一输入端,且该第二可变电阻之另一 端电连至该第一运算放大器之输出端。如申请专 利范围第4项所述之光感测器阵列,更包括复数个 第二放大器模组,该第二放大器模组包含包括一第 一电阻、一第二电阻、一电容器、一第二运算放 大器,其中该第一电阻之一端电连于该第一放大器 模组之输出端,且该第一电阻之另一端电连于该第 二运算放大器之一输入端。 17.如申请专利范围第14项所述之光感测器阵列,更 包括复数个第二放大器模组,该第二放大器模组包 含一第一电阻、一第二电阻、一电容器、一第二 运算放大器,其中第一电阻电连于第一放大器模组 之输出端,且该第一电阻之另一端电连于该第二运 算放大器之一输入端。 18.如申请专利范围第17项所述之光感测器阵列,更 包括复数个检波器,该检波器系电连于第二运算放 大器之输出端。 19.如申请专利范围第17项所述之光感测器阵列,更 包括复数个第三放大器模组,该第三放大器模组包 括一第一电阻、一第二电阻、一第一电容器、一 第二电容器、一运算放大器、一检波器,该第三放 大器模组该第三放大器模组之输入端电连于该第 一放大器模组之输出端,且该第三放大器模组与该 第二放大器模组并联。 20.如申请专利范围第11项所述之光感测器阵列,其 中该光敏电晶体系为一第二高面积效益光敏电晶 体结构,包括一第一源极、一第一闸极、一第一汲 极、一第二汲极、一第二闸极、一第二源极,第一 闸极系位于第一汲极下方并水平延展至第二汲极 之边缘之下方,且系与第一汲极电连,第二闸极之 左侧与右侧分别延展至第二汲极及第二源极边缘 之下方。 图式简单说明: 图一左侧系本发明第一实施例光感测器阵列1示意 图; 图一中央系本发明第三实施例第一放大器模组3示 意图; 图一右侧系本发明第五实施例第二放大器模组51 及第三放大器模组52示意图; 图二左侧系本发明第二实施例光感测器阵列2示意 图; 图三A系本发明第六实施例第一高面积效益光敏电 晶体结构61剖面图; 图三B系本发明第六实施例第一高面积效益光敏电 晶体结构61上视图; 图三C系先前技术低面积效益光感测元件结构62上 视图; 图四A系本发明第七实施例第二高面积效益光敏电 晶体结构71剖面图; 图四B系本发明第七实施例第二高面积效益光敏电 晶体结构71上视图; 图四C系先前技术低面积效益光感测元件结构72上 视图。