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TWI291237B

Photo detector array

Abstract

The present invention is a light sensor array, which can exist alone or can be added to a thin film transistor array of a liquid crystal display of a computer or television. A combination of transistors, or a single combination of photosensitive transistors with gate and drain short-circuited. When the photo sensor array is added to the thin film transistor array of the liquid crystal display, the manufacturing process of the thin film transistor array of the liquid crystal display is not increased, and it can be integrated in the manufacturing process of the thin film transistor array. It is also possible to add a first amplifier module, a second amplifier module, and a third amplifier module at the back end of a photo sensor array. The first amplifier module can subtract the photocurrent of the background light to improve the system Sensitivity and expansion of the dynamic range of the sensor array, and automatic level compensation according to the change of the background light or the difference of the photoelectric characteristics of each sensor, so that the signal response is sensitive and the input signal can be easily judged as light or shadow; The second amplifier module can process the DC signals generated by ordinary light pens, ordinary pens, flashlights, fingers or chopsticks, etc., and filter out high-frequency noise; the third amplifier module is used to process the output specifications from The AC signal of the specific light pen is sensed by the modulated light output by the specific light pen (the pressure of the light pen tip is converted to frequency). The photo sensor array of the present invention further provides a photo sensor array with a high area efficiency photo transistor structure. The thin film transistor (TFT) whose gate and drain are short-circuited is used as the photo transistor. TFT), which can prevent the accumulation of parasitic capacitance between the gate and the drain, increase the reaction speed of the light sensing element, and change the shape of the photosensitive transistor so that it can generate the same photocurrent with a smaller area of the thin film transistor .

TWI291237B, drawing sheet 1
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  1. 1
    一種用於一顯示器之光感測器陣列,包括:複數條相互平行之閘極線;複數條相互平行之資料線,該等複數條資料線與該等複數條閘極線相交叉;及複數個光敏電晶體,分別設置以毗鄰於陣列之交叉點,每一光敏電晶體包括一汲極、一源極及一閘極,每一源極與通過與該光敏電晶體間距離最小之交叉點之資料線電連,閘極與汲極皆電連於與該光敏電晶體間距離最小之交叉點之閘極線,該閘極線接收一控制訊號以控制該光敏電晶體之開關狀態。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項所述之光感測器陣列,其中當控制訊號自一閘極線將一光敏電晶體導通至開狀態時,光敏電晶體產生之訊號可自電連於光敏電晶體源極之資料線之輸出端輸出。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項所述之光感測器陣列,其中當光敏電晶體受一入射光照射時所產生之光電流可自電連於光敏電晶體源極之資料線之輸出端輸出。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項所述之光感測器陣列,更包括複數個第一放大器模組,該第一放大器模組包含一電阻、一第一可變電阻、一第二可變電阻、一電容、一第一運算放大器,分別電連於複數個光敏電晶體之資料線上。
  5. 5
    如申請專利範圍第4項所述之光感測器陣列,其中該第一可變電阻之一端電連至該電阻、該第二可變電阻、該電容及該第一運算放大器之一輸入端,且該第一可變電阻之另一端電連至一電壓源。
  6. 6
    如申請專利範圍第4項所述之光感測器陣列,其中該第二可變電阻與該電容並聯,且該第二可變電阻之一端電連至該電阻、該第一可變電阻及該第一運算放大器之一輸入端,且該第二可變電阻之另一端電連至該第一運算放大器之輸出端。
  7. 7
    如申請專利範圍第4項所述之光感測器陣列,更包括複數個第二放大器模組,該第二放大器模組包含一第一電阻、一第二電阻、一電容器、一第二運算放大器,其中該第一電阻之一端電連於該第一放大器模組之輸出端,且該第一電阻之另一端電連於該第二運算放大器之一輸入端。
  8. 8
    如申請專利範圍第7項所述之光感測器陣列,更包括複數個檢波器,該檢波器係電連於第二運算放大器之輸出端。
  9. 9
    如申請專利範圍第7項所述之光感測器陣列,更包括複數個第三放大器模組,該第三放大器模組包括一第一電阻、一第二電阻、一第一電容器、一第二電容器、一運算放大器、一檢波器,該第三放大器模組之輸入端電連於該第一放大器模組之輸出端,且該第三放大器模組與該第二放大器模組並聯。
  10. 10
    如申請專利範圍第1項所述之光感測器陣列,其中該光敏電晶體係為一第一高面積效益光敏電晶體結構,包括一源極、一閘極、一汲極、一非晶矽層、一氧化層,閘極係位於汲極下方並水平延展至源極邊緣之下方,且係與汲極電連。
  11. 11
    一種用於一顯示器之光感測器陣列,包括:複數條相互平行之閘極線;複數條相互平行之資料線,該等複數條資料線與該等複數條閘極線相交叉;複數個開關電晶體,分別設置以毗鄰於陣列之交叉點,每一開關電晶體包括一汲極、一源極及一閘極,每一源極與通過與該開關電晶體間距離最小之交叉點之資料線電連,閘極與通過與該開關電晶體間距離最小之交叉點之閘極線電連,該閘極線接收一控制訊號以控制開關電晶體之開關狀態;及複數個光敏電晶體,分別設置以毗鄰於陣列之交叉點,每一光敏電晶體包括一汲極、一源極及一閘極,每一源極與位於與該光敏電晶體間距離最小之交叉點間距離最小之開關電晶體之汲極電連,每一閘極與汲極皆電連於一偏壓電壓源。
  12. 12
    如申請專利範圍第11項所述之光感測器陣列,其中當控制訊號自一閘極線將一開關電晶體導通至開狀態時,與該開關電晶體汲極電連之光敏電晶體產生之訊號可自電連於開關電晶體源極之資料線之輸出端輸出。
  13. 13
    如申請專利範圍第12項所述之光感測器陣列,其中當光敏電晶體受一入射光照射時所產生之光電流可自電連於開關電晶體源極之資料線之輸出端輸出。
  14. 14
    如申請專利範圍第11項所述之光感測器陣列,更包括複數個第一放大器模組,該第一放大器模組包含一電阻、一第一可變電阻、一第二可變電阻、一電容、一第一運算放大器,分別電連於複數個光敏電晶體之資料線上。
  15. 15
    如申請專利範圍第14項所述之光感測器陣列,其中第一可變電阻之一端電連至該電阻、該第二可變電阻、該電容及該第一運算放大器之一輸入端,且該第一可變電阻之另一端電連至一電壓源。
  16. 16
    如申請專利範圍第14項所述之光感測器陣列,其中第二可變電阻與該電容並聯,且該第二可變電阻之一端電連至該電阻、該第一可變電阻及該第一運算放大器之一輸入端,且該第二可變電阻之另一端電連至該第一運算放大器之輸出端。如申請專利範圍第4項所述之光感測器陣列,更包括複數個第二放大器模組,該第二放大器模組包含包括一第一電阻、一第二電阻、一電容器、一第二運算放大器,其中該第一電阻之一端電連於該第一放大器模組之輸出端,且該第一電阻之另一端電連於該第二運算放大器之一輸入端。
  17. 17
    如申請專利範圍第14項所述之光感測器陣列,更包括複數個第二放大器模組,該第二放大器模組包含一第一電阻、一第二電阻、一電容器、一第二運算放大器,其中第一電阻電連於第一放大器模組之輸出端,且該第一電阻之另一端電連於該第二運算放大器之一輸入端。
  18. 18
    如申請專利範圍第17項所述之光感測器陣列,更包括複數個檢波器,該檢波器係電連於第二運算放大器之輸出端。
  19. 19
    如申請專利範圍第17項所述之光感測器陣列,更包括複數個第三放大器模組,該第三放大器模組包括一第一電阻、一第二電阻、一第一電容器、一第二電容器、一運算放大器、一檢波器,該第三放大器模組該第三放大器模組之輸入端電連於該第一放大器模組之輸出端,且該第三放大器模組與該第二放大器模組並聯。
  20. 20
    如申請專利範圍第11項所述之光感測器陣列,其中該光敏電晶體係為一第二高面積效益光敏電晶體結構,包括一第一源極、一第一閘極、一第一汲極、一第二汲極、一第二閘極、一第二源極,第一閘極係位於第一汲極下方並水平延展至第二汲極之邊緣之下方,且係與第一汲極電連,第二閘極之左側與右側分別延展至第二汲極及第二源極邊緣之下方。
Independent claims20