ФОТОТРАНЗИСТОР И ОСНАЩЕННОЕ ИМ ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2013 года по МПК H01L31/10 H01L27/146 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к фототранзистору и к дисплейному устройству, содержащему этот фототранзистор.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы особое внимание уделяется сенсорным панельным устройствам как средствам ввода данных для различных устройств. Обычно общепринятыми известными типами сенсорных панельных устройств являются слои резистивного типа, оптического типа и т.д. Например, известно расположение сенсорных панельных устройств на жидкокристаллической панели воспроизведения изображения для получения жидкокристаллического дисплейного устройства с сенсорной панелью. Однако такая техника имела тот недостаток, что при этом толщина дисплейного устройства увеличивалась. Для уменьшения толщины устройства в целом известно введение в жидкокристаллическую панель воспроизведения изображения множества оптических датчиков, с тем, чтобы сама жидкокристаллическая панель обладала функцией сенсорной панели. Оптическими датчиками являются, например, фототранзисторы.

В жидкокристаллической панели воспроизведения изображения, которая обладает функцией сенсорной панели, в оптических датчиках той ее области, в которой свет не блокирован, протекает ток, а в оптических датчиках той области панели воспроизведения изображения, в которой свет блокирован, никакого тока не протекает. Таким образом производится детекция касания (то есть, определение места касания).

Однако, характеристики оптических датчиков, таких как фототранзисторы, могут со временем и в результате их использования ухудшаться, что может привести к снижению чувствительности датчиков.

Патентный документ 1 раскрывает жидкокристаллическое дисплейное устройство, которое включает в себя устройство задней подсветки и источник света для регулировки яркости. Яркость света, излученного устройством задней подсветки, и яркость света, излученного источником света для регулировки яркости, регистрируются раздельно, и получаются отношения между яркостями этих источников света. На основании сравнения отношений яркостей производится регулировка (коррекция) текущей величины тока управления, который должен быть подан в устройство задней подсветки, что позволяет управлять яркостью света. Поэтому даже если произойдет ухудшение характеристик светового излучения устройства задней подсветки или характеристик приема светового излучения оптических датчиков, яркость света дисплея сохранится на должном уровне. Патентный документ 1 раскрывает устройство считывания изображения, имеющее так называемый двухзатворный фототранзистор, в котором при операции переустановки к верхнему электроду затвора приложено импульсное напряжение, а к нижнему электроду затвора при операции считывания приложено напряжение смещения высокого уровня.

ПЕРЕЧЕНЬ ЦИТИРУЕМЫХ ДОКУМЕНТОВ

Патентный документ

Патентный документ 1: Патентная публикация Японии № 2007-250252

Патентный документ 2: Патентная публикация Японии № 2002-259955

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Однако в патентных документах 1 и 2 не предпринято никаких мер по уменьшению ухудшения характеристик приема светового излучения оптических датчиков по мере их старения.

Таким образом, раскрытое в патентном документе 1 жидкокристаллическое дисплейное устройство имеет проблему, заключающуюся в том, что для должного поддержания яркости света дисплея необходим другой источник света для регулировки яркости. Кроме того, в фототранзисторе, раскрытом в патентном документе 2, неизбежно уменьшение точности детекции.

Настоящее изобретение было сделано, имея в виду вышеуказанные проблемы, и задачей настоящего изобретения является добиться благоприятного сохранения светоприемных характеристик фототранзистора.

Решение проблемы

Для решения вышеуказанной задачи в настоящее изобретение введены прозрачный электрод и контроллер регенерации для уменьшения заряда, накапливаемого на участке канала, участке, который направлен в сторону прозрачного электрода.

Более конкретно, первый аспект настоящего изобретения относится к фототранзистору, содержащему электрод затвора, сформированный на изолирующей подложке; изолирующую пленку затвора, которая покрывает электрод затвора; полупроводниковый слой, который сформирован на поверхности изолирующей пленки затвора и имеет область канала, противоположную электроду затвора; электрод истока и электрод стока, которые покрывают соответствующие участки полупроводникового слоя, и междуслойную изолирующую пленку, которая покрывает область канала полупроводникового слоя, электрод истока и электрод стока. Электрод истока и электрод стока имеют один и тот же электрический потенциал, а фототранзистор включает в себя прозрачный электрод, сформированный на поверхности междуслойной изолирующей пленки таким образом, чтобы он перекрывал область канала, и контроллер регенерации, предназначенный для уменьшения заряда, накопленного на участке области канала, области, направленной в сторону прозрачного электрода, приложением напряжения между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, когда свет, пройдя через прозрачный электрод, входит в область канала полупроводникового слоя, этот полупроводниковый слой приобретает обратное напряжение смещения, и начинает течь ток. Детекцией тока можно определить количество света, полученное при предопределенных светоприемных характеристиках. Однако со временем и в результате использования светоприемные характеристики ухудшаются. Это может быть следствием заряда, накапливающегося на участке области канала, участке, направленном в сторону прозрачного электрода. Таким образом, в настоящем изобретении заряд, накопленный на участке области канала, участке, направленном в сторону прозрачного электрода, уменьшается приложением контроллером регенерации напряжения между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока. В результате светоприемные характеристики фототранзистора могут благоприятно поддерживаться неизменными.

Второй аспект настоящего изобретения состоит в том, что для уменьшения заряда в первом объекте настоящего изобретения контроллер регенерации прикладывает напряжение между прозрачным электродом и электродом затвора, электродом истока и электродом стока.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения напряжение прикладывается контроллером регенерации не только между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока, но также и между прозрачным электродом и электродом стока. Таким образом, заряд, накопленный на участке области канала, участке, направленном в сторону прозрачного электрода, может быть уменьшен более эффективно.

Третий аспект настоящего изобретения состоит в том, что в фототранзисторе по первому и по второму объектам настоящего изобретения контроллер регенерации прикладывает напряжение в каждый предопределенный момент времени.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения напряжение прикладывается контроллером регенерации в каждый предопределенный момент времени. Таким образом, светоприемные характеристики фототранзистора могут поддерживаться неизменными более благоприятно.

Четвертый аспект настоящего изобретения относится к дисплейному устройству, содержащему множество фототранзисторов, посредством которых определяется место касания каким-либо объектом экрана дисплея. Каждый из фототранзисторов включает в себя: электрод затвора, сформированный на изолирующей подложке; изолирующую пленку затвора, которая покрывает электрод затвора; полупроводниковый слой, который сформирован на поверхности изолирующей пленки затвора и имеет область канала, противоположную электроду затвора; электрод истока и электрод стока, которые покрывают соответствующие участки полупроводникового слоя, и междуслойную изолирующую пленку, которая покрывает область канала полупроводникового слоя, электрод истока и электрод стока. Электрод истока и электрод затвора имеют один и тот же электрический потенциал, а каждый из фототранзисторов включает в себя прозрачный электрод, сформированный на поверхности междуслойной изолирующей пленки таким образом, чтобы он покрывал область канала, и контроллер регенерации, предназначенный для уменьшения заряда, накопленного на участке области канала, области, направленной в сторону прозрачного электрода, приложением напряжения между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, когда какой-либо объект приходит в соприкосновение с экраном дисплея, внешний свет в месте касания (то есть, в месте контакта) этим объектом блокируется, и через фототранзистор, расположенный в месте касания, протекает ток. Детекцией этого тока можно определить количество света, полученное при предопределенных светоприемных характеристиках. Как описано выше, со временем светоприемные характеристики фототранзистора ухудшаются. Однако в настоящем изобретении между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока посредством контроллера регенерации приложено напряжение, предназначенное для уменьшения заряда, накапливающегося на участке области канала, участке, направленном в сторону прозрачного электрода. В результате светоприемные характеристики фототранзистора могут благоприятно поддерживаться неизменными.

Пятый аспект настоящего изобретения состоит в том, что для уменьшения заряда в четвертом аспекте настоящего изобретения контроллер регенерации прикладывает напряжение между прозрачным электродом и электродом затвора, электродом истока и электродом стока.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения посредством контроллера регенерации напряжение прикладывается не только между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока, но и между прозрачным электродом и электродом стока. Таким образом, заряд, накопленный на участке области канала, участке, направленном в сторону прозрачного электрода, может быть уменьшен более эффективно.

Шестой аспект настоящего изобретения состоит в том, что в четвертом или в пятом аспекте настоящего изобретения контроллер регенерации прикладывает напряжение в каждый предопределенный момент времени.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения посредством контроллера регенерации напряжение прикладывается в каждый предопределенный момент времени. Таким образом, светоприемные характеристики фототранзистора могут поддерживаться неизменными более благоприятно.

Седьмой аспект настоящего изобретения состоит в том, что в шестом аспекте настоящего изобретения контроллер регенерации прикладывает напряжение в каждый вертикальный период.

В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения посредством контроллера регенерации напряжение прикладывается в каждый вертикальный период. Таким образом, светоприемные характеристики фототранзистора могут поддерживаться неизменными для каждого периода воспроизведения изображения.

ОБЕСПЕЧИВАЕМЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

В соответствии с настоящим изобретением между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока посредством контроллера регенерации приложено напряжение, тем самым уменьшающее заряд, накапливаемый на участке канальной зоны, участке, направленном в сторону прозрачного электрода. Таким образом, светоприемные характеристики фототранзистора могут благоприятно поддерживаться неизменными.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения конструкции фототранзистора по настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой электрическую схему, показывающую пиксели жидкокристаллического дисплейного устройства по настоящему изобретению.

Фиг.3А представляет собой циклограмму, показывающую сигнал сканирования на входе цепи затвора. Фиг.3В представляет собой циклограмму, показывающую упрощенный сигнал изображения, поданный на вход цепи истока. Фиг.3С представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения сигнала на вход линии конденсатора. Фиг.3D представляет собой циклограмму, показывающую подачу добавочного напряжения V_rw на вход второй линии. Фиг.3Е представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения переустановки V_rst на вход первой линии. Фиг.3F представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения истока V_s на вход цепи истока, соединенной с каскадом усилителя. Фиг.3G представляет собой циклограмму, показывающую вычисленную величину напряжения V_NetA, генерируемого в секции NetA. Фиг.3Н представляет собой циклограмму, показывающую выходное напряжение V_O на выходе каскада усилителя. Фиг.3I представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения регенерации V_refresh на вход третьей линии.

Фиг.4 представляет собой циклограмму, показывающую работу фототранзистора по настоящему изобретению.

Фиг.5 представляет собой вид поперечного сечения, условно показывающий конструкцию жидкокристаллического дисплейного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.6 представляет собой график, показывающий пороговые характеристики фототранзистора, который получил свет и со временем ухудшил свои характеристики.

Фиг.7 представляет собой график, показывающий пороговые характеристики фототранзистора после управления регенерации.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ

Далее со ссылками на иллюстрации будет описан вариант исполнения настоящего изобретения настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничено приведенным ниже вариантом исполнения.

Вариант исполнения настоящего изобретения

Фиг.1-7 показывают вариант исполнения настоящего изобретения.

Фиг.1 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения конструкции фототранзистора 31 по настоящему изобретению. Фиг.2 представляет собой электрическую схему, показывающую пиксели 17 жидкокристаллического дисплейного устройства 1 по настоящему изобретению. Фиг.3 представляет собой циклограмму для пояснения работы детектора 30 места касания. Фиг.4 представляет собой циклограмму, показывающую работу фототранзистора 31 по настоящему изобретению. Фиг.5 представляет собой вид поперечного сечения, условно показывающий конструкцию жидкокристаллического дисплейного устройства 1 в соответствии с настоящим вариантом исполнения.

В настоящем варианте исполнения жидкокристаллическое дисплейное устройство 1 будет описано в качестве иллюстративного дисплейного устройства.

Конструкция жидкокристаллического дисплейного устройства

Жидкокристаллическое дисплейное устройство 1 включает в себя жидкокристаллическую панель 10 воспроизведения изображения и блок 15 задней подсветки, расположенный на задней стороне жидкокристаллической панели 10 воспроизведения изображения (то есть, на стороне, противоположной стороне, направленной в сторону наблюдателя), как показано на Фиг.5.

Жидкокристаллическая панель 10 воспроизведения изображения включает в себя подложку 11 из тонкопленочных транзисторов (TFT) в качестве первой подложки и контрподложку 12 в качестве второй подложки, противоположной подложке 11 из тонкопленочных транзисторов. Между подложкой 11 из тонкопленочных транзисторов и контрподложкой 12 организован жидкокристаллический слой 13, окруженный и загерметизированный герметизирующим материалом 14, имеющим форму рамки. Этот жидкокристаллический слой состоит, например, из нематического жидкокристаллического материала. Герметизирующий материал 14 изготовлен из эпоксидной смолы, которая отверждается, например, ультрафиолетовым излучением или теплом.

Контрподложка 12 включает в себя цветовой фильтр (не показан), имеющий слои R-, G-, B-красителя, общий электрод (не показан), выполненный из прозрачной электропроводящей пленки, такой как пленка на основе индия и олова (ITO), и черная матрица (не показана), служащая в качестве светоэкранирующего слоя, и т.д.

Жидкокристаллическая панель 10 воспроизведения изображения содержит зону воспроизведения изображения (не показана) и имеющую форму рамки зону, окружающую зону воспроизведения изображения. В зоне воспроизведения изображения на матрице выполнено множество пикселей 17. Как показано на Фиг.2, каждый из пикселей 17 включает в себя три элемента 18r, 18g, 18b изображения. Элемент изображения 18r показывает красный цвет (R), элемент изображения 18g показывает зеленый цвет (G), а элемент изображения 18b показывает синий цвет (В). Здесь элемент изображения есть минимальная единица для воспроизведения каждого цвета, он называется также точкой.

TFT-подложка 11 является так называемой активной матричной подложкой. На TFT-подложке 11 выполнено множество дорожек 21 затворов, которые продолжаются параллельно одна другой, как показано на Фиг.2. Кроме того, на TFT-подложке 11 выполнено также множество дорожек 22 истока, которые продолжаются параллельно одна другой, и которые пересекают дорожки 21 затворов под прямыми углами. Более того, на TFT-подложке 11 выполнено также множество емкостных дорожек 23, каждая из которых расположена между соседними дорожками 21 затворов, и которые продолжаются параллельно одна другой.

Каждый из элементов 18r, 18g, 18b изображения, например, образован в зоне, окруженной соседними дорожками 22 истоков и емкостных дорожек 23. Каждый из элементов 18r, 18g, 18b изображения включает в себя электрод элемента изображения (не показан) для возбуждения жидкокристаллического слоя 13, а также тонкопленочный транзистор 24 для возбуждения электрода элемента изображения его включением. Электрод истока (не показан) тонкопленочного транзистора 24 соединен с дорожкой 22 истоков. Электрод затвора (не показан) тонкопленочного транзистора 24 соединен с дорожкой 21 затворов. Электрод стока (не показан) тонкопленочного транзистора 24 соединен с электродом элемента изображения.

Каждый из элементов 18r, 18g, 18b изображения включает в себя жидкокристаллический конденсатор 25, образованный между электродом элемента изображения и общим электродом контрподложки 12, и вспомогательный конденсатор 26, предназначенный для поддержания постоянной емкости жидкого кристалла. Вспомогательный конденсатор 26 расположен между электродом стока тонкопленочного транзистора 24 и емкостной дорожкой 23.

В жидкокристаллическом дисплейном устройстве 1 тонкопленочный транзистор 24 включается посредством сигнала сканирования, поданным на тонкопленочный транзистор 24 по дорожке 21 затворов, и в этом его состоянии на электрод элемента изображения по дорожке 22 истоков через этот тонкопленочный транзистор 24 посылается сигнал изображения. В результате воспроизводится нужное изображение.

Конструкция детектора места касания

Жидкокристаллическое дисплейное устройство 1, дополнительно, включает в себя множество фототранзисторов 31, и сконфигурировано для детекции - посредством этих фототранзисторов 31 - места касания объектом 20, таким как палец пользователя, экрана дисплея (области дисплея).

Более конкретно, - в жидкокристаллической панели 1 воспроизведения изображения в каждом пикселе 17 имеется детектор 30 места касания, предназначенный для детекции места касания панели объектом 20. Детектор 30 места касания включает в себя фототранзистор 31, секцию 32 конденсатора и усилительную секцию 33, как показано на Фиг.2.

Первая дорожка 41, которая продолжается вдоль емкостной дорожки 23, а также вторая дорожка 42 и третья дорожка 43, которые продолжаются вдоль дорожки 21 затворов, нанесены на TFT-подложку 11 таким образом, что первая дорожка 41, вторая дорожка 42 и третья дорожка 43 проходят через каждый из пикселей 17.

Усилительная секция 33 выполнена, например, на тонкопленочном транзисторе 24. Электрод 37 затвора усилительной секции 33 соединен с выходной частью секции 32 конденсатора. Электрод 38 истока усилительной секции 33 соединен с одной дорожкой 22а (то есть, дорожка 22а истока расположена на границе между соседними элементами 18 и, 18g изображения, как показано на Фиг.2). Возбуждающий электрод 39 усилительной секции 33 соединен с дорожкой 22b истока, которая расположена следующей за дорожкой 22a истока, и посредством которой элемент 18r изображения отделен. Детектирующая секция 35, предназначенная для детекции выходного сигнала усилительной секции 33, подсоединена к дорожке 22b истока.

Выходная часть секции 32 конденсатора соединена со второй дорожкой 42 и с электродом стока 50 фототранзистора 31.

Таким образом, в каждом из пикселей 17 детектирующей секцией 35 воспринимается выходной сигнал детектора 30 места касания, который соответствует количеству поступившего света. При такой конструкции жидкокристаллическое дисплейное устройство 1 может детектировать место касания экрана дисплея.

Конструкция фототранзистора

Далее со ссылками на Фиг.1 и 2 будет более подробно описана конструкция фототранзистора 31.

Фототранзистор 31 выполнен на стеклянной подложке 45, которая представляет собой изолирующее основание, образующее TFT-подложку 11. Фототранзистор 31 имеет конструкцию с нижним затвором. То есть, фототранзистор 31 включает в себя выполненный на стеклянной подложке 45 электрод 46 затвора, изолирующую пленку 47 затвора, которая перекрывает электрод 46 затвора, полупроводниковый слой 48, нанесенный на поверхность изолирующей пленки 47 затвора и имеющий область 55 канала, противоположную электроду 46 затвора, электрод 49 истока и электрод 50 стока, которые перекрывают соответствующие участки полупроводникового слоя 48, а также междуслойную изолирующую пленку 51, которая перекрывает область 55 канала полупроводникового слоя 48, электрод 49 истока и электрод 50 стока.

Электрод 46 затвора выполнен, например, из светоэкранирующего слоя металла, такого как алюминиевый сплав или сплав хрома. Область 55 канала полупроводникового слоя 48 выполнена из аморфного кремния (а-Si). Примесные области, состоящие из n+-кремния 54, образованы в полупроводниковом слое 48 по обеим боковым сторонам области 55 канала.

Участок 56 области 55 канала, участок 56, который направлен в сторону прозрачного электрода 52 (то есть, участок области 55 канала, указанный на Фиг.1 штрих-пунктирной линией с двумя точками) называется также задним каналом 56. Задний канал 56 представляет собой зону области 55 канала, которая не находится в контакте с изолирующей пленкой 47 затвора, и которая также не находится в контакте с электродом 49 истока и электродом 50 стока.

Междуслойная изолирующая пленка 51 представляет собой, например, пленку типа PAS (то есть, пассивирующая пленка), пленку типа JAS (то есть, пленка из акриловой органической смолы), и т.д. Кроме того, каждый из электродов 49 истока и электродов 50 стока выполнен, например, из светоэкранирующего слоя металла, такого как алюминиевый сплав или сплав хрома. Электрод 49 истока, и электрод 46 затвора имеют один и тот же электрический потенциал. И электрод 49 истока, и электрод 46 затвора соединены с первой дорожкой 41. Электрод 49 истока и электрод 46 затвора могут быть соединены друг с другом или могут быть выполнены таким образом, что имеют один и тот же электрический потенциал посредством напряжения, приложенного через другую дорожку.

Фототранзистор 31 включает в себя, далее, прозрачный электрод 52, выполненный на поверхности междуслойной изолирующей пленки 51, так что он расположен над областью 55 канала и содержит контроллер регенерации 34.

Прозрачный электрод 52 выполнен, например, из прозрачной электропроводящей пленки, такой как пленка на основе индия и олова (ITO), и поэтому пропускает свет возбуждения (в данном случае внешний свет, который является видимым светом). Этот прозрачный электрод 52 соединен с третьей дорожкой 43. Междуслойная изолирующая пленка 51, предпочтительно, тонкая, чтобы уменьшить расстояние между прозрачным электродом 52 и задним каналом 56 и увеличить влияние электрического поля. Для покрытия прозрачного электрода 52 можно нанести прозрачную органическую изолирующую пленку и т.д.

Контроллер регенерации 34, как показано на Фиг.2, соединен с первой дорожкой 41, со второй дорожкой 42 и с третьей дорожкой 43. Как показано на Фиг.1, контроллер регенерации 34 сконфигурирован для уменьшения заряда на участке 56 области 55 канала, - участок 56, который направлен в сторону прозрачного электрода 52 (то есть, задний канал 56) - приложением напряжения между прозрачным электродом 52 и электродом 46 затвора, электродом 49 истока и электродом 50 стока.

Для уменьшения заряда в заднем канале 56 между прозрачным электродом 52, электродом 46 затвора и электродом 49 истока может быть приложено напряжение. Однако для того чтобы уменьшить упомянутый заряд более эффективно, предпочтительно, приложить напряжение не только к электроду 46 затвора и к электроду 49 истока, но также и к электроду стока 50, как описано выше.

Далее, контроллер регенерации 34 сконфигурирован для приложения вышеуказанного напряжения в каждый предопределенный момент времени. Например, предпочтительно, чтобы напряжение прикладывалось в каждый вертикальный период.

Здесь 1 вертикальный период (1 период кадра) есть период, который необходим для того чтобы напряжение приложилось к слою 13 жидких кристаллов всех пикселей 17 жидкокристаллического дисплейного устройства 1, и при этом на экране дисплея было бы воспроизведено одно экранное изображение.

Способ детекции места касания

Теперь со ссылками на Фиг.3 и 4 будет описана работа детектора 30 места касания жидкокристаллического дисплейного устройства 1.

Фиг.3А представляет собой циклограмму, показывающую сигнал сканирования на входе дорожки 21 затвора. Фиг.3В представляет собой циклограмму, показывающую упрощенный сигнал изображения, поданный на вход дорожки 22 истока. Фиг.3С представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения сигнала на вход дорожки 23 конденсатора. Фиг.3D представляет собой циклограмму, показывающую подачу добавочного напряжения V_rw на вход второй дорожки 42. Фиг.3Е представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения переустановки V_rst на вход первой линии 41.

Фиг.3F представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения истока V_s на вход дорожки 22а истока, соединенной с каскадом 33 усилителя. Фиг.3G представляет собой циклограмму, показывающую вычисленную величину напряжения V_NetA, генерируемого в секции 36 NetA. Фиг.3Н представляет собой циклограмму, показывающую выходное напряжение V_O на выходе каскада 33 усилителя. Фиг.3I представляет собой циклограмму, показывающую подачу напряжения регенерации V_refresh на вход третьей линии 43.

В каждый предопределенный момент времени производится последовательность операции по определению места касания, посредством детектора 30 места касания. В настоящем варианте исполнения будет описан случай, при котором последовательность операции по определению места касания выполняется в каждом вертикальном периоде.

Сначала, на этапе S1 контроллер регенерации 34 через первую дорожку 41 прикладывает напряжение переустановки V_rst, например, -4 В, к электроду 46 затвора и к электроду 49 истока фототранзистора 31, как показано на Фиг.3Е. Напряжение переустановки V_rst есть напряжение прямого смещения относительно фототранзистора 31. Таким образом, затвор фототранзистора 31 включается, и напряжение переустановки V_rst через электрод 50 стока подается в секцию 32 конденсатора. В результате, как показано на Фиг.3G, производится переустановка напряжения V_NetA, секции 36 NetA, которая находится с выходной стороны секции 32 конденсатора.

Затем, на этапе S2 определяется, прошло или нет предопределенное время (1 вертикальный период). Если фототранзистор в течение этого 1 вертикального периода получает свет, при том, что он не касается объектом 20, то по фототранзистору 31 течет обратный ток в соответствии с количеством полученного света, и напряжение V_NetA, секции 36 NetA, как показано на Фиг.3G, падает. Другими словами, если свет касанием объекта 20 закрыт, то никакого обратного тока по фототранзистору 31 не течет, и поэтому напряжение V_NetA, секции 36 NetA не падает, а сохраняется.

После того, как 1 вертикальный период прошел, операция переходит к этапу S3. На этапе S3 контроллер регенерации 34 через вторую дорожку 42 подает в секцию 32 конденсатора добавочное напряжение V_rw, например, +24 В. Таким образом, как показано на Фиг.3D и Фиг.3G, напряжение V_NetA секции 36 NetA получило добавку и увеличилось. Далее, в этот момент открылся затвор каскада 33 усилителя. Как показано на Фиг.3Н, выходное напряжение V_O, соответствующее величине добавочного напряжения V_NetA секции 36 NetA, прошло через каскад 33 усилителя и детектировано детектирующей секцией 35. На основании детектированного выходного напряжения V_O производится определение состояния пикселя 17, который включает в себя фототранзистор 31 - что его кто-то касается или, определение состояния, что его никто не касается.

Затем на этапе S4, как показано на Фиг.3I, контроллер регенерации 34 через третью дорожку 43 подает на прозрачный электрод 52 напряжение регенерации V_refresh, например, -20 В. Как показано на Фиг.3D, в этот момент на электрод 50 стока фототранзистора 31 через вторую дорожку 42 подано добавочное напряжение V_rw, например, +24 В. Далее, как показано на Фиг.3Е, на электрод 46 затвора и электрод 49 истока фототранзистора 31 через первую дорожку 41 подано напряжение переустановки V_rst, например, величиной -4 В. Кроме того, в этот момент величина напряжения дорожки 22а истока, как показано на Фиг.3F, установлена на 0.

В результате между прозрачным электродом 52, имеющим отрицательный электрический потенциал, и электродом 46 затвора, электродом 49 истока и электродом 50 стока, каждый из которых имеет положительный электрический потенциал, создано электрическое поле. Таким образом, в заднем канале 56 собираются дырки, что означает, что накопленный в заднем канале 56 заряд (электроны) уменьшается.

Фиг.6 представляет собой график, показывающий пороговые характеристики фототранзистора 31, который получил свет и со временем ухудшил свои характеристики. Фиг.7 представляет собой график, показывающий пороговые характеристики фототранзистора 31 после управления регенерации.

График 60 на Фиг.6 показывает характеристику начального состояния до приема света. С другой стороны график 61 на Фиг.6 показывает характеристику фототранзистора, который непрерывно получает освещение в окружении порядка 10 клк. Как показано на Фиг.6, если фототранзистор непрерывно облучается светом, то со временем его характеристика ухудшается, и пороговая величина V_th смещается в направлении положительных значений (то есть, на Фиг.6 - вправо).

Это может происходить из-за того, что аморфный кремний в канальной области получает интенсивный свет, который увеличивает количество разорванных связей и дефектов плотности, и в результате носители свободно перемещаться не могут.

График 61 на Фиг.7 показывает характеристику фототранзистора 31 данного примера после получения света. График 62 на Фиг.7 показывает характеристику фототранзистора 31 сразу после управления регенерации. Как показано на Фиг.7, пороговая величина V_th смещается в направлении отрицательных значений (то есть, на Фиг.7 - влево). Это означает, что фототранзистор 31 может быть переключен почти в исходное состояние.

Эффект первого варианта исполнения

В соответствии с этим вариантом исполнения фототранзистор 31 оснащен прозрачным электродом 52 и контроллером регенерации 34. Между прозрачным электродом 52, электродом 46 затвора, электродом 49 истока посредством контроллера регенерации 34 приложено напряжение, тем самым создавая возможность для образования в заднем канале 56 электрического поля. Заряд, накопленный в заднем канале 56 вследствие непрерывного получения света, этим электрическим полем может быть уменьшен. В результате в зоне канала 55 носители могут перемещаться свободно, и светоприемные характеристики фототранзистора 31 могут вернуться к характеристикам, близким к характеристикам исходного состояния. Таким образом, генерацией этим контроллером регенерации 34 в каждый предопределенный момент времени электрическое поле (то есть, осуществляя управление регенерации) можно сохранять благоприятные светоприемные характеристики фототранзистора 31 и высокую точность датчика.

Далее, управление регенерации выполняется этим контроллером регенерации 34 в каждый вертикальный период. Таким образом, благоприятные светоприемные характеристики фототранзистора 31 могут поддерживаться для каждого периода воспроизведения изображения.

Далее, электрод, выполненный над задним каналом 56, является прозрачным электродом 52, который пропускает внешний свет (свет возбуждения). Таким образом, в заднем канале 56 можно создавать электрическое поле, не влияя на функционирование фототранзистора 31 как оптического датчика.

Далее, поскольку напряжение приложено не только между прозрачным электродом 52, электрод 46 затвора и электродом 49 истока, но и между прозрачным электродом 52 и электродом 50 стока, то накопленный заднем канале 56 заряд может уменьшаться более эффективно.

Далее, поскольку величина напряжения дорожки 22а истока при управлении регенерации, как показано на Фиг.3F, установлена на 0 В, то можно избежать приложения к детектирующей секции 35 или к другим цепям управления по дорожке истока 22b значительно повышенного добавочного напряжения. В результате цепи, такие как детектирующая секция 35 могут быть защищены.

Другой вариант исполнения

Жидкокристаллическое дисплейное устройство 1 было описано в приведенном варианте исполнения. Однако настоящее изобретение не ограничено жидкокристаллическим дисплейным устройством 1 и может быть применимо также устройствам воспроизведения изображения, таким как органическое электролюминесцентное устройство воспроизведения изображения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как описано выше, настоящее изобретение полезно как фототранзистор, а также в качестве устройства воспроизведения изображения, имеющее фототранзистор.

Позиционные обозначения

1 - жидкокристаллическое дисплейное устройство 1

20 - объект

30 - детектор

31 - фототранзистор

32 - секция конденсатора

33 - усилительный каскад

34 - контроллер регенерации

35 - детектирующая секция

36 - секция NetA

41 - первая дорожка

42 - вторая дорожка

43 - третья дорожка

45 - стеклянная подложка (изолирующая подложка)

46 - электрод затвора

47 - пленка изоляции затвора

48 - полупроводниковый слой

49 - электрод истока

50 - электрод стока

51 - междуслойная изолирующая пленка

52 - прозрачный электрод

55 - область канала

56 - задний канал (участок области канала; участок, направленный в сторону прозрачного электрода)

Изобретение относится к фототранзистору и к дисплейному устройству, содержащему этот фототранзистор. Фототранзистор согласно изобретению содержит электрод затвора, сформированный на изолирующей подложке; изолирующую пленку затвора, которая покрывает электрод затвора; полупроводниковый слой, который сформирован на поверхности изолирующей пленки затвора и имеет область канала, противоположную электроду затвора; электрод истока и электрод стока, которые покрывают соответствующие участки полупроводникового слоя, и межслойную изолирующую пленку, которая покрывает область канала полупроводникового слоя, электрод истока и электрод стока, при этом электрод истока и электрод стока имеют один и тот же электрический потенциал, а фототранзистор включает в себя прозрачный электрод, сформированный на поверхности межслойной изолирующей пленки таким образом, чтобы он перекрывал область канала, и контроллер регенерации, предназначенный для уменьшения заряда, накопленного на участке области канала, области, направленной в сторону прозрачного электрода, посредством приложения напряжения между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока. Настоящее изобретение направлено на снижение ухудшения характеристик приема светового излучения оптических датчиков по мере их старения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Фототранзистор, содержащий:
- электрод затвора, сформированный на изолирующей подложке;
- изолирующую пленку затвора, которая покрывает электрод затвора;
- полупроводниковый слой, который сформирован на поверхности изолирующей пленки затвора и имеет область канала, противоположную электроду затвора;
- электрод истока и электрод стока, которые покрывают соответствующие участки полупроводникового слоя, и
- междуслойную изолирующую пленку, которая покрывает область канала полупроводникового слоя, электрод истока и электрод стока, при этом
электрод истока и электрод стока имеют один и тот же электрический потенциал, а
фототранзистор включает в себя
- прозрачный электрод, сформированный на поверхности междуслойной изолирующей пленки таким образом, что бы он перекрывал область канала, и
- контроллер регенерации, предназначенный для уменьшения заряда, накопленного на участке области канала, области, направленной в сторону прозрачного электрода, посредством приложения напряжения между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока.

2. Фототранзистор по п.1, в котором для уменьшения заряда контроллер регенерации прикладывает напряжение между прозрачным электродом и электродом затвора, электродом истока и электродом стока.

3. Фототранзистор по п.1 или 2, в котором контроллер регенерации прикладывает напряжение в каждый предопределенный момент времени.

4. Дисплейное устройство, содержащее
- множество фототранзисторов, посредством которых определяется место касания каким-либо объектом экрана дисплея, в которых
каждый из фототранзисторов включает в себя:
- электрод затвора, сформированный на изолирующей подложке;
- изолирующую пленку затвора, которая покрывает электрод затвора;
- полупроводниковый слой, который сформирован на поверхности изолирующей пленки затвора и имеет область канала, противоположную электроду затвора;
- электрод истока и электрод стока, которые покрывают соответствующие участки полупроводникового слоя, и
- междуслойную изолирующую пленку, которая покрывает область канала полупроводникового слоя, электрод истока и электрод стока,
электрод истока и электрод затвора имеют один и тот же электрический потенциал,
каждый из фототранзисторов включает в себя:
- прозрачный электрод, сформированный на поверхности междуслойной изолирующей пленки таким образом, чтобы он покрывал область канала, и
- контроллер регенерации, предназначенный для уменьшения заряда, накопленного на участке области канала, области, направленной в сторону прозрачного электрода, приложением напряжения между прозрачным электродом, электродом затвора и электродом истока.

5. Дисплейное устройство по п.4, в котором
для уменьшения заряда контроллер регенерации прикладывает напряжение между прозрачным электродом и электродом затвора, электродом истока и электродом стока.

6. Дисплейное устройство по п.4 или 5, в котором
контроллер регенерации прикладывает напряжение в каждый предопределенный момент времени.

7. Дисплейное устройство по п.6, в котором
контроллер регенерации прикладывает напряжение в каждый вертикальный период.