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光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置

阅读：77发布：2021-02-02

IPRDB可以提供光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置，该光电传感器包括：光电晶体管、放大晶体管、读出晶体管、复位晶体管和电容，并具有若干输入端；其中，光电晶体管的漏极、放大晶体管的栅极和复位晶体管的源极连接电容的第一端，光电晶体管的源极、读出晶体管的源极、放大晶体管的源极连接高电压输入端；复位晶体管的漏极、放大晶体管的漏极连接低电压输入端；光电晶体管的栅极、读出晶体管的栅极和复位晶体管的栅极各自连接一个输入端。本发明中，设置放大晶体管对写入到电容的电信号进行放大，这样能够在读出阶段，放大所读出的信号的强度，从而提高读取到的信号的信噪比，有助于提高光电检测精度。，下面是光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光电传感器，其特征在于，包括：光电晶体管、放大晶体管、读出晶体管、复位晶体管和电容，并具有若干输入端；其中，所述光电晶体管的漏极、所述放大晶体管的栅极和所述复位晶体管的源极连接所述电容的第一端；所述光电晶体管的源极、所述读出晶体管的源极和所述放大晶体管的源极连接高电压输入端；所述复位晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极连接低电压输入端；所述电容的第二端连接所述低电压输入端；所述光电晶体管的栅极、所述读出晶体管的栅极和所述复位晶体管的栅极各自连接一个输入端。

2.如权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述读出晶体管和所述复位晶体管的导通电平相同。

3.如权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，各个晶体管均为N型晶体管。

4.如权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述光电晶体管的栅极连接所述低电压输入端。

5.如权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述光电晶体管替换为光电二极管，所述光电二极管的阳极连接所述电容的第一端，阴极连接所述高电平输入端。

6.一种阵列基板，其特征在于，包括基底以及形成在基底上的多条栅极和多条数据线，所述多条栅线和所述多条数据线将阵列基板划分为多个像素区域；还包括：形成在所述基底上的光电传感器，所述光电传感器为如权利要求1-5任一项所述的光电传感器。

7.如权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述光电传感器为如权利要求2所述的光电传感器，每一个光电传感器设置在相邻两行的栅线之间；其中的读出晶体管的栅极所连接的输入端连接相邻两行栅线的上一行栅线，适于在该栅线上施加栅极扫描脉冲时导通；复位晶体管的栅极所连接的输入端连接相邻两行栅线的下一行栅线，适于在该栅线上施加栅极扫描脉冲时导通。

8.一种用于驱动如权利要求1-5任一项所述的光电传感器的方法，其特征在于，包括：在读出阶段，在所述读出晶体管的栅极所连接的输入端施加控制信号使所述读出晶体管导通；

在复位阶段，在所述复位晶体管的栅极所连接的输入端施加控制信号使所述复位晶体管导通。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6或7所述的阵列基板。

说明书全文

光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置。

背景技术

[0002] 当a-Si TFT(薄膜晶体管)暴露在可见光时，会产生较大的光电流。在TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)中，为了保证较低的漏电流，a-Si TFT的沟道需要尽可能遮光，如在背光一侧有金属遮挡背光，在另一侧彩膜玻璃基板有黑矩阵遮挡环境光。实际上，a-Si TFT受不同光强的照射，其漏电流会产生相应的变化，当光照越强，漏电流越大，此电流被称为光电流。

[0003] 利用a-Si TFT的光电流的特点，可实现光电转换和光学输入。进而可在TFT-LCD上实现集成光学触摸屏，实现显示和触摸一体化制作。

[0004] 现有技术中的光学触摸屏中的光电传感器如图1所示，由光电TFT T1、读出TFT T3和电容C1构成，光电TFT T1用于将光信号转换为电信号；电容C1用于维持电信号的稳定；读出TFT T3用于将电信号读取到外电路以便下一步处理。实际应用中，读出TFT的漏极连接到一根读取线上，该读取线一般还会连接其他读出TFT，在对当前的光电传感器进行电信号读出时，其他读出TFT虽然被导通时实际上也会产生一定的漏电流，这样会产生噪声，这样可能会导致无法正确检测到对应位置是否有触控。

发明内容

[0005] 本发明的一个目的是提高读取线检测到的电信号的信噪比。

[0006] 第一方面，本发明提供了一种光电传感器，包括：光电晶体管、放大晶体管、读出晶体管、复位晶体管和电容，并具有若干输入端；其中，所述光电晶体管的漏极、所述放大晶体管的栅极和所述复位晶体管的源极连接所述电容的第一端；所述光电晶体管的源极、所述读出晶体管的源极连接高电压输入端；所述复位晶体管的漏极、所述放大晶体管的漏极连接低电压输入端；所述光电晶体管的栅极、所述读出晶体管的栅极和所述复位晶体管的栅极各自连接一个输入端。

[0007] 进一步的，所述读出晶体管和所述复位晶体管的导通电平相同。

[0008] 进一步的，各个晶体管均为N型晶体管。

[0009] 进一步的，所述光电晶体管的栅极连接所述低电压输入端。

[0010] 进一步的，所述电容的第二端连接所述低电压输入端。

[0011] 进一步的，所述光电晶体管替换为光电二极管，所述光电二极管的阳极连接所述电容的第一端，阴极连接所述高电平输入端。

[0012] 第二方面，本发明提供了一种阵列基板，包括基底以及形成在基底上的多条栅极和多条数据线，所述多条栅线和所述多条数据线将阵列基板划分为多个像素区域；还包括：

[0013] 形成在基底上的光电传感器，所述光电晶体管为上述任一项所述的光电传感器。

[0014] 进一步的，所述读出晶体管和所述复位晶体管的导通电平相同，每一个光电传感器设置在相邻两行的栅线之间；其中的读出晶体管的栅极所连接的输入端连接相邻两行栅线的上一行栅线，适于在该栅线上施加栅极扫描脉冲时导通；复位晶体管的栅极所连接的输入端连接相邻两行栅线的下一行栅线，适于在该栅线上施加栅极扫描脉冲时导通。

[0015] 第三方面，本发明提供了一种用于驱动上述任一项所述的光电传感器的方法，包括：

[0016] 在读出阶段，在所述读出晶体管的栅极所连接的输入端施加控制信号使所述读出晶体管导通；

[0017] 在复位阶段，在所述复位晶体管的栅极所连接的输入端施加控制信号使所述复位晶体管导通。

[0018] 第四方面，本发明提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的阵列基板。

[0019] 本发明提供的光电传感器中，设置放大晶体管对写入到电容的电信号进行放大，这样能够在读出阶段，放大所读出的信号的强度，从而提高读取到的信号的信噪比，有助于提高光电检测精度。

附图说明

[0020] 图1为现有技术中一种光电传感器的结构示意图；

[0021] 图2为本发明实施例一提供的一种光电传感器的结构示意图；

[0022] 图3为对本发明实施例一提供的光电传感器进行驱动时关键信号的时序图；

[0023] 图4为本发明实施例二提供的光电传感器的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0025] 实施例一

[0026] 本发明提供了一种光电传感器，参见图2，该光电传感器包括同为N型晶体管的光电晶体管T1、放大晶体管T2、读出晶体管T3、复位晶体管T4和电容C1；其中，光电晶体管T1的漏极、放大晶体管T2的栅极和复位晶体管T4的源极连接电容C1的第一端，读出晶体管T3的源极连接放大晶体管T2的源极；光电晶体管T1的源极、放大晶体管T2、读出晶体管T3的源极连接高电压输入端Vbias；复位晶体管T4的漏极、放大晶体管T2的漏极连接低电压输入端Vss；光电晶体管T1的栅极、读出晶体管T3的栅极和复位晶体管T4的栅极也各自连接到一个输入端上，具体来说，这里的光电晶体管T1的栅极连接低电压输入端Vss，读出晶体管T3的栅极连接一个控制信号输入端Gn，复位晶体管T4的栅极连接另一个控制信号输入端Gn+1，另外电容C1的第二端也连接低电压输入端Vss。

[0027] 对图3中的光电晶体管的驱动方法可以参考图3，包括：

[0028] 在读出阶段S1，在控制信号输入端Gn施加控制信号使读出晶体管T3导通；

[0029] 在复位阶段S2，在控制信号输入端Gn+1施加控制信号使电容C1的第一端复位。

[0030] 在具体实施时，由于读出晶体管T3和复位晶体管T4均为N型晶体管，这里的控制信号可以是指同一个高电平脉冲。

[0031] 在上述的实施例中，由于放大晶体管T2的作用，经读出晶体管T3读出的电流相比于直接从电容C1的第一端读出的电流放大了若干倍(放大的倍数为放大晶体管本身的结构相关的常数)，即经读取线读取到的信号中有用信号被放大，相应的信噪比也增大，从而能够提高光电检测的精度。

[0032] 同时本发明实施例中，读出晶体管T3和复位晶体管T4的导通电平相同，这样做的好处是，可以采用相邻两行栅线中的上一行栅线将读出晶体管T3导通，完成对信号读出过程，之后利用下一行的栅极将复位晶体管T4导通，完成对电容C1的第一端的复位过程。当然在实际应用中，上述的读出晶体管T3和复位晶体管T4的导通电平也可以不同，并采用其他信号线进行驱动，相应的技术方案也能够达到本发明的基本目的，也应该落入本发明的保护范围。

[0033] 在本发明实施例中，各个晶体管均为N型晶体管，这样做的好处是能够采用同一的工艺制作，降低制作难度。当然就为了达到本发明的基本目的而言，上述的各个晶体管中的部分晶体管也可以替换为P型晶体管，相应的技术方案也应该落入本发明的保护范围。当上述的读出晶体管T3为P型的晶体管时，在读出阶段施加到读出晶体管T3的栅极的控制信号可以为低电平脉冲，相应的当上述的复位晶体管T4为P型的晶体管时，在复位阶段施加到复位晶体管T4的栅极的控制信号可以为低电平脉冲。

[0034] 在本发明实施例中，上述的光电晶体管T1的栅极也连接低电压输入端Vss，这样就通过共用低电压输入端的方式将光电晶体管T1处于关断状态，以使光电晶体管T1能够感应光照变化产生相应的电流。

[0035] 在本发明实施例中，电容C1的第二端也连接低电压输入端Vss，这样能够使电容C1的第二端的电压保持稳定，避免受到静电或者其他因素影响而发生电压变化，从而避免因为电容C1的第二端的电压变化导致电容C1的第一端的电压变化。

[0036] 实施例二

[0037] 本发明实施例二提供的光电传感器的结构可以参考图4，与图2中的光电传感器的结构不同的是，采用光电二极管L替换光电晶体管T1，该光电二极管L的阳极连接电容C1的第一端，阴极连接高电压输入端Vbias。实施例二提供的结构同样可以完成相应的光电检测的过程，并且同样能够增加通过读取线检测到的信号的信噪比。

[0038] 对实施例二提供的光电传感器的驱动方法可以与对实施例一中的驱动方法一致，在此不再详细说明。

[0039] 另一方面，本发明还提供了一种阵列基板，该阵列基板包括：基底以及形成在基底上的多条栅极和多条数据线，所述多条栅线和所述多条数据线将阵列基板划分为多个像素区域；还包括：

[0040] 形成在基底上的光电传感器，所述光电晶体管可以为实施例一或二任一项所述的光电传感器。

[0041] 在具体实施时，上述的阵列基板中，每一个光电传感器设置在相邻两行的栅线之间；其中的读出晶体管的栅极所连接的输入端连接相邻两行栅线的上一行栅线，适于在该栅线上施加栅极扫描脉冲时导通；复位晶体管的栅极所连接的输入端连接相邻两行栅线的下一行栅线，适于在该栅线上施加栅极扫描脉冲时导通。具体来说，当为实施例一或二中的光电传感器时，上述的栅极扫描脉冲可以为图3中所示的高电平脉冲。

[0042] 这样就借助于现有的信号线完成了对光电传感器的驱动过程，降低了显示基板的结构复杂度。

[0043] 这里的显示基板可以为液晶显示装置中的显示基板，也可以为有机电致发光显示装置中的显示基板。

[0044] 再一方面，本发明还提供了一种显示装置，包括上述所述的显示基板。

[0045] 这里的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

[0046] 不难理解的是，本发明提供的显示装置可以为液晶显示装置，也可以为其他类型的显示装置。

[0047] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
光电传感器-专利编号CN109596151A	2020-05-11	811
光电传感器-专利编号CN107430955B	2020-05-12	463
光电传感器-专利编号CN108917798A	2020-05-13	199
光电传感器-专利编号CN110275216A	2020-05-11	886
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