光敏元件电路、其驱动方法及触摸屏面板的制作方法

专利名称：光敏元件电路、其驱动方法及触摸屏面板的制作方法
技术领域：
实施例涉及光敏元件电路、其驱动方法以及采用光敏元件电路作为光敏单元的光 敏型触摸屏面板。
背景技术：
平板显示装置包括例如有机发光显示装置、液晶显示装置、等离子体显示装置、场 致发射显示装置等。一般来说，平板显示装置较传统阴极射线管(CRT)装置具有优势。更具体地说，一般平板显示装置厚度薄、重量轻，并且比传统CRT装置消耗的功率 少。由于例如有机发光显示装置或液晶显示装置的平板显示装置容易被制造为较小的尺 寸，和/或利用电池功率也可以使用相对较长的时间，因此这种平板显示装置也可以用于 便携式电子设备。更具体地说，诸多装置可以采用触摸屏面板，用户可以通过触摸屏面板使用例如 人手或物体选择平板显示装置的屏幕上显示的指令内容来输入他或她的指令。触摸屏面板 可以提供在平板显示装置的前面，并且可以用于将人手或物体直接接触的接触位置转换为 电信号，从而使得在接触位置处所选择的指令内容作为输入信号被接受。通常被连接至面板显示装置的诸如键盘和/或鼠标之类的独立的输入设备可以 由适于实施额外功能的触摸屏面板代替。存在多种类型的触摸屏面板，例如电阻型面板、电 容型面板、光敏型面板。电阻型面板可以基于布置在两个基板之间的透明导电膜之间的电阻连接来操作。 这种电阻型面板的优势在于相对较容易实现，但是缺点在于机械和环境可靠性可能相对较 低。电容型面板可以通过依据电容变化检测感应电极与手指之间流动的精细电流来 确定接触位置。这种电容型技术的缺点在于更易于受到噪声信号的影响。光敏型面板不采用薄膜等，而是基本上可以基于例如高透光率来识别触摸。进一 步地，显示装置的透光率和亮度的维护是提供高质量装置的重要因素。然而，为了实现以上所述的光敏型触摸屏面板，适用于更精确的检测光的更多装 置和/或方法可能是有利地和/或被期望的。

发明内容
因此，实施例致力于基本上能克服由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或多 个问题的光敏元件电路、其驱动方法以及采用这种光敏元件电路的光敏型触摸屏面板。因此，实施例的特征提供一种光敏元件电路，通过在实现光敏元件电路时最大化 受光元件的受光区域并最小化电源线和信号线的数目，该光敏元件电路能够更确切地感知 光的改变程度。因此，实施例的一独立特征提供一种用于包括光敏元件电路的触摸屏面板的驱动 方法，通过在实现光敏元件电路时最大化受光元件的受光区域并最小化电源线和信号线的
4数目，该光敏元件电路能够更精确地感知光的改变程度。因此，实施例的一独立特征提供一种包括光敏元件电路的触摸屏面板，通过最大 化在每个光敏单元中提供的受光元件的受光区域，可以提高触摸屏面板的灵敏度。以上和其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种光敏元件电路来实现，该 光敏元件电路包括受光元件，连接至第一电源；电容器，连接在所述受光元件与第二电源 之间；第一晶体管，包括连接至所述电容器的第一电极的栅极；以及第二晶体管，包括连接 至选择信号线的栅极，其中所述第一晶体管连接在所述选择信号线与所述第二晶体管的第 一电极之间，并且所述第二晶体管连接在所述第一晶体管的第二电极与输出信号线之间。所述光敏元件电路可以包括第三晶体管，所述第三晶体管包括连接至初始化电源 的栅极，所述第三晶体管可以连接在所述第二电源与所述输出信号线之间。所述受光元件可以是具有连接至所述电容器的所述第一电极的阴极和连接至所 述第一电源的阳极的PIN 二极管、PN 二极管或光耦合器。所述电容器可以包括连接至所述第二电源的第二电极，并且所述电容器的所述第 一电极可以连接至所述受光元件的阴极和所述第一晶体管的所述栅极。所述第二晶体管可以包括连接至与输出端子相对应的所述输出信号线的第二电 极。所述第二晶体管可以是N型晶体管，并且所述第二晶体管的所述第一电极可以对 应于源极，所述第二晶体管的所述第二电极可以对应于漏极。所述第三晶体管可以包括连接至所述第二电源的第一电极以及连接至与输出端 子相对应的所述输出信号线的第二电极。所述第三晶体管可以是N型晶体管，并且所述第三晶体管的所述第一电极可以对 应于源极，且所述第三晶体管的所述第二电极可以对应于漏极。所述第二电源可以适于供应低电平电压或地电压。所述第一晶体管可以包括连接至所述选择信号线的第一电极。所述第一晶体管可以是N型晶体管，并且所述第一晶体管的所述第一电极可以对 应于漏极，且所述第一晶体管的所述第二电极可以对应于源极。所述第一晶体管可以是P型晶体管，并且所述第一晶体管的所述第一电极可以对 应于源极，且所述第一晶体管的所述第二电极可以对应于漏极。所述第一晶体管可以包括连接至所述选择信号线和所述第二晶体管的所述栅极 的第一电极，其中施加至所述选择信号线的选择信号可以适于同时是施加至所述第一晶体 管的所述第一电极的电源电压和施加至所述第二晶体管的所述栅极以控制所述第二晶体 管的导通/关断状态的控制信号。所述第一电源可以适于交替施加高电平电压和低电平电压，其中当所述高电平电 压被施加时，所述受光元件可以处于正向偏置状态，并且当所述低电平电压被施加时，所述 受光元件可以处于反向偏置状态。以上和其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种驱动光敏元件电路的驱 动方法来实现，该方法包括在帧周期的第一时段期间，向受光元件的阳极施加处于高电平 电压状态的第一电源信号，以在电容器中储存与所施加的第一电源信号相对应的电压，并 基于所施加的第一电源信号的所述电压初始化第一晶体管的栅极；在所述帧周期的第二时段期间，向所述受光元件的所述阳极施加处于低电平电压状态的所述第一电源信号，并基 于根据入射至所述受光元件的光量而产生的光泄漏电流对基于施加至所述第一晶体管的 栅极的电压而存储在所述电容器中的电压进行释放；在所述帧周期的第三时段期间，向选 择信号线施加具有高电平电压的选择信号，所述选择信号线连接至所述第一晶体管的第一 电极和第二晶体管的栅极，所述第二晶体管连接在所述第一晶体管的第二电极与输出信号 线之间，并且最终输出具有基于入射到所述受光元件的光量的电压值的输出信号。该方法可以进一步包括在第K帧的第一时段期间，维持第K-I帧的第三时段的输 出信号的最终电压，并基于所述最终电压执行采样过程。在一帧的所述第一时段、所述第二时段和所述第三时段中，该帧的所述第二时段 可以被实现为在时间上最长。该方法可以进一步包括在所述第二时段的特定时段期间，向第三晶体管的栅极 施加高电平初始化电源，以导通所述第三晶体管，并基于所述第二电源的电压初始化输出 端子的电压。所述第一晶体管的第一电极可以连接至所述选择信号线和所述第二晶体管的栅 极，其中施加至所述选择信号线的选择信号可以适于同时是施加至所述第一晶体管的所述 第一电极的电源电压和施加至所述第二晶体管的所述栅极以控制所述第二晶体管的导通/ 关断状态的控制信号。以上和其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种触摸屏面板来实现，该触 摸屏面板包括沿第一方向延伸的多条选择信号线；沿第二方向延伸的多条输出信号线， 所述第一方向与所述第二方向交叉；以及被布置在所述选择信号线和所述输出信号线中的 相应部分所限定的相应区域中的多个光敏单元，所述光敏单元中的每一个连接至所述选择 信号线和所述输出信号线中的相应选择信号线和输出信号线；其中所述光敏单元中的每一 个可以包括受光元件，连接至第一电源；电容器，连接在所述受光元件与第二电源之间； 第一晶体管，包括连接至所述电容器的第一电极的栅极；以及第二晶体管，包括连接至选 择信号线的栅极，其中所述第一晶体管可以连接在所述选择信号线与所述第二晶体管的第 一电极之间，并且所述第二晶体管可以连接在所述第一晶体管的第二电极与输出信号线之 间。


对于本领域技术人员来说，以上及其它特征和优点将通过结合附图对具体示例性 实施例进行的详细描述而变得更加明显，附图中图1示出光敏元件电路的示例性实施例的电路图；图2示出用于操作图1的光敏元件电路的示例性信号的时序图；图3示出光敏元件电路的另一示例性实施例的电路图；图4示出用于操作图3的光敏元件电路的示例性信号的时序图；并且图5A和图5B示出触摸屏面板的示例性实施例的电路图。
具体实施例方式通过引用将2009年9月2日递交至韩国知识产权局、名称为“LightSensorCircuit and Driving Method Thereof and Touch Screen Panel Having the Same(光敏元件电路、其驱动方法及具有光敏元件电路的触摸屏面板)”的韩国专利申请 No. 10-2009-0082447的全部内容合并于此。以下结合附图更充分地描述示例实施例，然而，这些实施例可以不同的形式实例 化，而不应当被理解为仅限于这里所记载的实施例。相反，提供这些实施例的目的在于使该 公开内容全面完整，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中，当一元件被称为连接至另一元件时，除非特别指明，否则该元件可以直 接连接至另一元件，也可以通过一个或多个其它中间元件间接连接至另一元件。另外，也可 以理解，当一元件被称作为位于两个元件“之间”时，可以是在这两个元件之间只有该元件， 也可以存在一个或多个中间元件。相同的附图标记始终表示相同的元件。图1示出光敏元件电路的示例性实施例的电路图。参见图1，光敏元件电路可以包 括受光元件PD、电容器C、第一晶体管Tl、第二晶体管T2和第三晶体管T3。受光元件PD可以连接在第一电源和电容器C的第一电极之间。与受光元件PD所 接收的光的变化相对应的电流可以流经受光元件PD，从而可以允许电容器C被放电到预定 的电压。更具体地说，受光元件PD的阴极可以连接至电容器C的第一电极，并且受光元件 PD的阳极可以连接至第一电源。受光元件PD可以是例如PIN 二极管(ρ型半导体-本征半 导体_n型半导体二极管)、PN 二极管(ρ型半导体-η型半导体二极管)、光耦合器等。应 当理解，受光元件PD的实施例不限于这些类型和/或材料。参见图1，电容器C的第一电极可以连接至受光元件PD的阴极和第一晶体管Tl的 栅极。电容器C的第二电极可以连接至第二电源。因而，电容器C可以用于存储施加至第 一晶体管Tl栅极的电压。第二电源可以供应低电平电压，例如地电压GND。第一晶体管Tl的第一电极和第二电极可以分别连接至选择信号线和第二晶体管 Τ2的第一电极。如上所述，第一晶体管Tl的栅极可以连接至受光元件PD的阴极和电容器 C的第一电极。第一晶体管Tl可以是N型晶体管。在这种实施例中，第一晶体管Tl可以以源极 跟随器的方案操作。第一晶体管Tl的连接至选择信号线的第一电极可以对应于漏极，连接 至第二晶体管Τ2的第一电极的第二电极可以对应于源极。第二晶体管Τ2可以包括栅极，第二晶体管Τ2的栅极可以连接至选择信号线。如 上所述，第二晶体管Τ2的第一电极可以连接至第一晶体管Tl的第二电极。第二晶体管Τ2 的第二电极可以连接至输出信号线和输出端子Sout。第二晶体管T2可以是N型晶体管。第二晶体管T2的第一电极可以对应于源极， 并且第二晶体管T2的第二电极可以对应于漏极。第二晶体管T2可以充当开关元件。第三晶体管T3可以包括栅极、第一电极和第二电极。第三晶体管T3的栅极可以 连接至初始化电源，第三晶体管T3的第一电极可以连接至第二电源，并且第三晶体管T3的 第二电极可以连接至输出信号线和输出端子Sout。第三晶体管T3可以是N型晶体管。第三晶体管T3的第一电极可以对应于源极， 并且第三晶体管T3的第二电极可以对应于漏极。第三晶体管T3可以充当开关元件。
在实施例中，第一晶体管Tl、第二晶体管T2和第三晶体管T3中的每一个都可以 是例如单晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、有机薄膜晶体管等。应当理解，第一晶体管 Tl、第二晶体管T2和第三晶体管T3的实施例不限于这些晶体管类型和/或材料。例如，虽 然图1中所示的第一晶体管Tl、第二晶体管T2和第三晶体管T3是N型晶体管，但在某些实 施例中，这些晶体管中的一些或全部可以被实现为P型晶体管。图2示出用于操作图1的光敏元件电路的示例性信号的时序图。参考图1和图2描述光敏元件电路的示例性操作。如图2所示，图1的光敏元件 电路的示例性操作时段可以包括第一时段tl、第二时段t2和第三时段t3。参见图1和图2，在第一时段tl期间，可以对第一晶体管Tl的栅电压Ve.n进行初 始化。在第二时段t2期间，对受光元件PD所接收的光量的变化进行检测。在第三时段t3 期间，可以通过输出端子Sout输出与受光元件PD所检测的光的变化相对应的电压值。参见图2，在一帧，例如第K-I帧的第三时段t3期间输出的最终电压值可以在下 一帧，例如第K帧的第一时段tl期间被维持。这样，在下一帧(第K帧)的第二时段t2期 间，就可以执行基于前一帧(第K-I帧)的第三时段t3期间输出的最终电压值的采样过程。 基于前一帧(第K-I帧)第二时段t2期间所检测的光量的电压值变化可以通过输出端子 Sout被传送到模数转换器ADC(未示出)，并且可以被转换为数字值。参见图2，为了执行以上所述的操作，第一电源、初始化电源和选择信号可以分别 在第一时段tl、第二时段t2和第三时段t3期间施加到光敏元件电路，例如图1的示例性光 敏元件电路。在实施例中，相应帧的第一时段tl、第二时段t2和第三时段t3中，第二时段t2可 以被实现为最长。通过增大和/或最大化检测时段，例如第二时段t2，和/或减小和/或最 小化非检测时段，例如初始化时段tl和/或输出时段t3，可以提高光检测的效率和/或准确度。参见图1和图2，在例如一帧如第K帧期间，在第一时段tl期间，第一电源可以是 高电平Vl状态。如上所述，第一电源可以施加于受光元件PD的阳极。如果如上所述施加具 有高电平Vl的第一电源，则受光元件PD可以以正向偏置状态操作，使得电压Vl-Vfro(受光 元件PD的前向阈值电压)可以被施加到连接至受光元件的阴极的第一晶体管Tl的栅极。 电容器C可以提供在受光元件PD的阴极与第二电源(例如GND)之间，并且可以被充有与 施加至第一晶体管Tl栅极的电压Vl-Vfro相对应的电压。更具体地说，在第一时段tl期间，高电平第一电源Vl可以用于对连接至受光元件 PD的阴极的第一晶体管Tl的栅极进行初始化。第一晶体管Tl的栅电压Ve.T1可以在第一 时段tl期间逐渐升高。参见图2，在第一时段tl后半部分和/或结束时，第一晶体管Tl的 栅电压可以具有与电压Vl-Vfro相等和/或相对应的电压。仍然参见图1和图2，在第一时段tl期间，施加至选择信号线的选择信号可以处于 低电平状态。更具体地说，在第二晶体管T2是N型晶体管的实施例中，第一时段tl期间， 如果所施加的选择信号处于低电平状态，则第二晶体管T2可以处于关断(OFF)状态。在第二时段t2期间，第一电源可以处于低电平状态，并且受光元件PD可以以反向 偏置状态操作。在这种实施例中，基于入射到受光元件PD的光量而产生的光泄漏电流使得第一晶体管Tl的栅电压Ve.T1，即电容器C中充有的电压，可以基于光泄漏电流而被释放。在示 例性实施例的描述中，与光泄漏电流相对应的释放电压被称作ΔV。更具体地说，例如电容器C可以与入射到受光元件PD的光量成比例而被放电。因 此，恒定电流可以从电容器C通过受光元件PD流到处于低电平状态的第一电源。一般而言， 当入射光相对较亮时，通过受光元件PD的电流量可能相对较大，而当入射光相对较暗和/ 或低时，流经受光元件PD的电流量可能相对较小。参见图1和图2，在第二时段t2期间，第一晶体管Tl的栅电压Ve.T1即电容器C中 存储的电压，可以逐渐降低。在第二时段t2的后半部分，例如在第二时段t2结束时，第一 晶体管Tl的栅电压Ve.n的电压，即电容器C中存储的电压，可以对应于Vl-Vf.PD-AV。在第二时段t2期间，初始化电源信号可以包括高电平脉冲，即在预定阶段处于高 电平。初始化电源信号可以被施加于第三晶体管T3的栅极。在第三晶体管T3是N型晶体 管的实施例中，如果处于高电平的初始化电源信号被施加于第三晶体管T3的栅极，则第三 晶体管T3可以被导通。结果，输出端子Sout的电压可以被初始化为第二电源的电压，即地 电压。更具体地说，输出端子Sout可以经由第二电源通过第三晶体管T3到第三晶体管T3 的与输出端子Sout相对应的第一电极之间的电流路径而被初始化。在图2的示例性实施例中，初始化电源信号在第二时段t2接近结束时具有高电平 状态。然而，实施例不限于此。也就是说，例如输出端子Sout可以在第二时段的开始或中 间处被初始化。参见图1和图2，在第三时段T3期间，可以向选择信号线施加处于高电平状态的选 择信号。也就是说，例如某些实施例中，在第二时段t2期间对输出端子Sout的电压进行初 始化之后，可以向选择信号线施加处于高电平状态的选择信号。在第二晶体管T2是N型晶 体管的实施例中，如果选择信号处于高电平，则第二晶体管T2可以被导通。更具体地说，对于可以被实现为N型晶体管并且可以作为源极跟随器操作的第一 晶体管Tl，第一晶体管Tl的可以连接至被施加以处于高电平的选择信号的选择信号线的 第一电极可以对应于漏极，而第一晶体管Tl的可以连接至第二晶体管T2的第一电极的第 二电极可以对应于源极。当第二晶体管T2在第三时段t3期间被导通时，第一晶体管Tl的源极，例如第二 电极，可以通过第二晶体管T2连接至输出端子Sout，其中输出端子Sout在例如第二时段 t2期间已经被事先初始化为第二电源的电压，例如地电压。结果，第一晶体管Tl可以被导 通。在这种实施例中，例如施加到第一晶体管Tl栅极的电压，例如Vl-Vf.PD-AV，可以高于 第一晶体管Tl的源极，例如第二电极处的电压，例如地电压。更具体地说，施加到选择信号 线的选择信号也可以被施加至第一晶体管Tl的第一电极。因此，实施例可以消除对用于向 例如第一晶体管Tl的第一电极供应电压的独立线路的需求。更具体地说，第一晶体管Tl可以以源极跟随器的模式操作，并且第一晶体管Tl的 源极处的电压可以被栅极的电压逐渐升高，即被电压Vl-Vf.PD_AV_VT1.th(第一晶体管Tl的 阈电压)逐渐升高。当源极的电压达到Vl-Vf.PD-AV_VT1.thW，第一晶体管Tl可以被关断。因此，如图2中所示，连接至第一晶体管Tl的源极的输出端子Sout的电压可以从 地电压逐渐升高到Vl-Vf. PD-Δ V-Vn. th。此后，如果选择信号从高电平状态变到低电平状态，则第二晶体管T2可以被关
9断。如果第二晶体管T2被关断，则第一晶体管Tl的源极与输出端子Sout之间的路径会被 断开。结果，在前一帧，即第K-I帧的第三时段t3期间被逐渐升高的输出端子Sout的电压 可以被维持在Vl-Vf. pD- Δ V-Vtl th。更具体地说，例如某些实施例中，在前一帧，例如第K-I帧的第三时段t3期间输出 的最终电压Vl-Vf.PD-AV_VT1.th可以在当前帧即第K帧的第一时段tl期间被维持。这样就 可以执行基于先前帧即第K-I帧的最终电压值的采样过程。更具体地说，在实施例中，与相 对于先前帧即第K-I帧的第二时段t2而检测的光量变化相对应的电压变化量，可以通过输 出端子Sout被传送至模数转换器ADC (未示出)，并可以被转换为数字值。一般而言，当相对较小的光量入射到受光元件PD时，电容器C的放电量相对较小， 并且ΔΥ会相对较小。在这种实施例中，通过输出端子Sout输出的最终电压值的幅度可以 相对较大。当相对较大的光量入射到受光元件PD时，电容器C的放电量相对较大，并且AV 会相对较大。在这种实施例中，通过输出端子Sout输出的最终电压值的幅度可以相对较 小。实施例可以提供光敏元件电路，例如以上参见图1和图2描述的光敏元件电路，其 中从光敏元件电路的输出端子，例如Sout输出的最终电压值可以基于入射到受光元件PD 的光量而变化，从而可以检测到入射光量的变化。在某些实施例中，施加至选择信号线的选择信号可以被用作对第二晶体管Τ2的 接通/关断(0N/0FF)状态进行控制并且向第一晶体管Tl的第一电极供应电压的信号。这 样，通过采用可以被用于供应选择信号同时向第一晶体管Tl的第一电极供电的选择信号 线，实施例可以减小电源线的数目。结果，实施例还可以使得受光元件的受光区域增大和/ 或最大化。通过增大和/或最大化受光区域，实施例可以能够更精确地检测入射光量的变 化。图3示出光敏元件电路的另一示例性实施例的电路图。图4示出可用于操作图3 的光敏元件电路的示例性信号的时序图。图3的示例性光敏元件电路和图4的示例性信号 基本上分别对应于图1的示例性光敏元件电路和图2的示例性信号。因此，一般来说，以下 仅描述图1与图3的示例性光敏元件电路之间以及图2与图4的示例性信号之间的区别。更具体地说，参见图3，图3的光敏元件电路基本上对应于图1的光敏元件电路，不 同之处在于图3的光敏元件电路的第一晶体管Tl’被实现为P型，而图1的光敏元件电路 的第一晶体管Tl被实现为N型。在图3所示的实施例中，第一晶体管Tl’可以操作为电流源。更具体地说，第一晶 体管Tl’的第一电极可以连接至选择信号线，并且可以对应于第一晶体管Tl’的源极。第 一晶体管Tl’的第二电极可以连接至第二晶体管T2的第一电极，并且可以对应于第一晶体 管Tl’的漏极。参见图2和图4，在第一时段tl和第二时段t2期间，图3的示例性光敏元件电路 的操作与图1的示例性光敏元件电路的操作可以相同。随着第一晶体管Tl’被实现为P型 晶体管，图3的示例性光敏元件电路的操作在例如第三时段t3’期间会不同。参见图4，并且如以上关于图2所讨论的，在第二时段t2期间，初始化电源信号可 以包括可以使第三晶体管T3导通的高电平脉冲。结果，输出端子Sout可以被初始化为第二电源的电压，例如地电压。然后，在第三时段t3期间，例如在输出端子Sout被初始化之 后，第二晶体管T2，例如N型晶体管可以在具有高电平V2的选择信号被施加于第二晶体管 T2的栅极时导通。参见图4，当高于施加于P型第一晶体管Tl’的栅极的电压的电压被施加于P型 第一晶体管Tl’的源极时，P型第一晶体管Tl’可以导通。例如，当施加于P型第一晶体管 Tl’的源极的电压高于施加于P型第一晶体管Tl’的栅极的电压Vl-Vf.PD-(-AV)时，第一 晶体管Tl，可以导通。选择信号的高电平电压V2可以大于或等于第一电源信号的高电平电压Vl。当第二晶体管T2处于导通(ON)状态时，第一晶体管Tl’的漏极可以通过第二晶 体管T2连接至输出端子Sout和输出信号线。更具体地说，随着第一晶体管Tl’和第二晶 体管T2处于导通(ON)状态，从第一晶体管Tl’的源极通过第一晶体管Tl’的漏极和第二 晶体管T2到输出端子Sout和输出信号线可以形成电流路径。结果，与第一晶体管Tl’的 源极和栅极之间的电压相对应的电流可以流到输出端子Sout。当这种电流流动时，输出端 子处的最终电压会逐渐升高，如图4所示。在这种实施例中，例如流到输出端子Sout的电流可以具有与第一晶体管Tl’的源 极和栅极之间的电压相对应的幅度。当相对较小的光量入射到受光元件PD时，电容器C的 放电量会相对较小，并且会相对较小。这样，源与栅之间的电压相对较小。因此，流到 输出端子Sout的电流的幅度也相对较小。在这种实施例中，通过输出端子Sout输出的最 终电压值的幅度可以相对较小。当相对较大的光量入射到受光元件PD时，电容器C的放电量会相对较大，并且AV 会相对较大。因此，源与栅之间的电压相对较大，并且流到输出端子Sout的电流的幅度也 相对较大。在这种实施例中，通过输出端子Sout输出的最终电压值的幅度可以相对较大。参见图4，在前一帧，例如第K-I帧的第三时段t3期间输出的最终电压值在当前 帧，例如第K帧的第一时段tl期间可以被维持。这样就可以执行基于先前帧即第K-I帧的 最终电压值的采样过程。更具体地说，在实施例中，与相对于先前帧即第K-I帧的第二时段 t2而检测的光量变化相对应的电压变化量，可以通过输出端子Sout被传送至模数转换器 ADC (未示出)，并被转换为数字值。如上所述，将图3和图4的实施例与图1和图2的实施例进行比较，它们在操作原 理方面类似，但在从输出端子输出的最终电压值与入射到受光元件PD的光成比例变化方 面有所不同。图5A和图5B示出触摸屏面板50、50’的示例性实施例的电路图。参见图5A和5B，触摸屏面板50、50’可以包括以第一方向布置的η条选择信号线、 以第二方向布置的m条输出信号线以及多个光敏单元60、60’。第二方向可以与第一方向交 叉。光敏单元60、60’中的每一个可以对应于选择信号线和输出线的相应部分所定义的区 域。更具体地说，光敏单元60、60’中的每一个可以连接至选择信号线和输出信号线中的相 应选择信号线和输出信号线。在实施例中，光敏单元60、60’可以分别被实现为图1和图3的光敏元件电路。更 具体地说，在图5A和图5B所示的示例性实施例中，图5A的触摸屏面板50的光敏单元60 可以对应于图1的示例性光敏元件电路，而图5B的触摸屏面板50’的光敏单元60’可以对
11应于图3的示例性光敏元件电路。相应地，这种示例性光敏单元60、60’的示例性光检测操 作已经参考图1-4进行了解释。更具体地说，光敏单元60、60’中的每一个可以包括连接至第一电源的受光元件 PD，连接在受光元件与第二电源之间的电容器，第一晶体管Tl、Tl’，第二晶体管T2以及第 三晶体管T3。第一晶体管Τ1、ΤΓ可以连接在相应的一条选择信号线与第二晶体管T2的第一电 极之间。第一晶体管Tl、Tl’的栅极可以连接至电容器C的第一电极。第二晶体管Τ2可以连接在第一晶体管Τ1、ΤΓ的第二电极与相应的一条输出信号 线之间。第二晶体管Τ2的栅极可以连接至相应的一条选择信号线。第三晶体管Τ3可以连接在第二电源与相应的一条输出信号线之间。第三晶体管 Τ3的栅极可以连接至初始化电源。在某些实施例中，例如在图1和图5Α的示例性实施例中，第一晶体管Tl可以是N 型，第一晶体管Tl的第一电极可以对应于漏极，第一晶体管Tl的第二电极可以对应于源 极。在这种实施例中，漏极可以连接至相应的选择信号线，源极可以连接至第二晶体管Τ2 的第一电极。在某些实施例中，例如在图3和图5Β的示例性实施例中，第一晶体管Tl’可以是 P型，第一晶体管Tl’的第一电极可以对应于源极，第一晶体管Tl’的第二电极可以对应于 漏极。在这种实施例中，源极可以连接至相应的选择信号线，漏极可以连接至第二晶体管Τ2 的第一电极。采用这些所述的一个或多个特征的触摸屏面板的实施例，例如图5Α和图5Β的触 摸屏面板，可以在每个感光区域中包括与光敏单元相对应的光敏元件电路。在实施例中，感 光区域可以被布置为矩阵形式。感光区域可以由η条选择信号线和m条输出信号线中的相 应部分来限定，其中η条选择信号线与m条输出信号线交叉。如果用户使用例如手指触摸布置有例如矩阵形式的光敏单元的面板，则入射到被 触摸区域上布置的光敏单元的光强就会改变，并且从光敏单元输出的电压值可以基于光的 变化而被检测到，从而可以确定用户触摸的位置。更具体地说，例如在某些实施例中，如果用户触摸面板上的特定区域，则位于被触 摸区域处的光敏单元可以输出与位于没有被用户触摸的面板的另一位置处的光敏单元不 同的电压。这样，实施例就可以使得面板的触摸位置被确定。在实施例中，高电平选择信号可以分别被施加至η条选择信号线。更具体地说，在 实施例中，这种高电平选择信号可以在一个帧周期期间顺序施加至第一至第η条选择信号 线。初始化电源也可以根据高电平选择信号在一个帧周期期间顺序施加至例如相应的第三 晶体管Τ3的栅极。这样，例如在一个帧周期期间，高电平第一电源和初始化电源可以顺序 施加至与第三晶体管Τ3和η条选择信号线中的相应第三晶体管Τ3和选择信号线相关联的 光敏单元的光敏元件电路。因此，采用这里所描述的特征中一个或多个特征的触摸屏面板可以适于确定每一 个帧周期的触摸位置。实施例可以提供安装到平板显示装置的面板的前表面的触摸屏面板。采用这里所 述的一个或多个特征的光敏元件电路的实施例还可以被应用于与平板显示面板整体形成的屏幕面板。在某些实施例中，选择信号可以在一个帧周期期间顺序施加至多个选择信号线， 使得选择信号线和选择信号处于可以分别对应于平板显示面板的扫描线和扫描信号的方 式。在这种实施例中，例如，当驱动触摸屏面板的一帧的周期与用于驱动平板显示面板的一 帧的周期相同时，施加至触摸屏面板的选择信号可以与施加至平板显示面板的扫描信号一 致。例如，当例如以120Hz驱动触摸屏面板和平板显示面板时，一帧的周期可以相同， 使得可以以相同的方式施加在一个帧周期期间施加的选择信号和扫描信号。实施例可以提 供包括触摸屏面板的平板显示器，其中触摸屏面板的选择信号线可以对应于，例如被连接 至显示器的扫描线，并且可以使得平板显示面板和触摸屏面板更简单地整体形成。这里已经公开了示例性实施例，并且尽管采用了特定术语，但这些术语仅以广义 和描述的意义使用并解释，而并不用于限定的目的。因此，本领域普通技术人员会理解，可 以在不超出所附权利要求记载的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式上和细 节上的改变。
权利要求
1.一种光敏元件电路，包括受光元件，连接至第一电源；电容器，连接在所述受光元件与第二电源之间；第一晶体管，包括连接至所述电容器的第一电极的栅极；以及第二晶体管，包括连接至选择信号线的栅极，其中所述第一晶体管连接在所述选择信号线与所述第二晶体管的第一电极之间，并且所述第二晶体管连接在所述第一晶体管的第二电极与输出信号线之间。
2.如权利要求1所述的光敏元件电路，进一步包括第三晶体管，所述第三晶体管包括 连接至初始化电源的栅极，所述第三晶体管连接在所述第二电源与所述输出信号线之间。
3.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述受光元件是具有连接至所述电容器的 所述第一电极的阴极和连接至所述第一电源的阳极的PIN 二极管、PN 二极管或光耦合器。
4.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述电容器包括连接至所述第二电源的第 二电极，并且所述电容器的所述第一电极连接至所述受光元件的极和所述第一晶体管的所 述栅极。
5.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述第二晶体管包括连接至与输出端子相 对应的所述输出信号线的第二电极。
6.如权利要求5所述的光敏元件电路，其中所述第二晶体管是N型晶体管，并且所述第 二晶体管的所述第一电极对应于源极，且所述第二晶体管的所述第二电极对应于漏极。
7.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述第三晶体管包括连接至所述第二电源 的第一电极以及连接至与输出端子相对应的所述输出信号线的第二电极。
8.如权利要求7所述的光敏元件电路，其中所述第三晶体管是N型晶体管，并且所述第 三晶体管的所述第一电极对应于源极，且所述第三晶体管的所述第二电极对应于漏极。
9.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述第二电源适于供应低电平电压或地电压。
10.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述第一晶体管包括连接至所述选择信 号线的第一电极。
11.如权利要求10所述的光敏元件电路，其中所述第一晶体管是N型晶体管，并且所述 第一晶体管的所述第一电极对应于漏极，且所述第一晶体管的所述第二电极对应于源极。
12.如权利要求10所述的光敏元件电路，其中所述第一晶体管是P型晶体管，并且所述 第一晶体管的所述第一电极对应于源极，且所述第一晶体管的所述第二电极对应于漏极。
13.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述第一晶体管包括连接至所述选择信 号线和所述第二晶体管的所述栅极的第一电极，其中施加至所述选择信号线的选择信号适 于同时是施加至所述第一晶体管的所述第一电极的电源电压和施加至所述第二晶体管的 所述栅极以控制所述第二晶体管的导通/关断状态的控制信号。
14.如权利要求1所述的光敏元件电路，其中所述第一电源适于交替施加高电平电压 和低电平电压，其中当所述高电平电压被施加时，所述受光元件处于正向偏置状态，并且当 所述低电平电压被施加时，所述受光元件处于反向偏置状态。
15.一种用于驱动光敏元件电路的驱动方法，该方法包括在帧周期的第一时段期间，向受光元件的阳极施加处于高电平电压状态的第一电源信号，以在电容器中储存与所施加的第一电源信号相对应的电压，并基于所施加的第一电源 信号的所述电压初始化第一晶体管的栅极；在所述帧周期的第二时段期间，向所述受光元件的所述阳极施加处于低电平电压状态 的所述第一电源信号，并基于根据入射至所述受光元件的光量而产生的光泄漏电流对基于 施加至所述第一晶体管的栅极的电压而存储在所述电容器中的电压进行释放；在所述帧周期的第三时段期间，向选择信号线施加具有高电平电压的选择信号，所述 选择信号线连接至所述第一晶体管的第一电极和第二晶体管的栅极，所述第二晶体管连接 在所述第一晶体管的第二电极与输出信号线之间，并且最终输出具有基于入射到所述受光 元件的光量的电压值的输出信号。
16.如权利要求15所述的用于驱动光敏元件电路的驱动方法，进一步包括在第K帧的第一时段期间，维持第K-I帧的第三时段的输出信号的最终电压，并基于所 述最终电压执行采样过程。
17.如权利要求15所述的用于驱动光敏元件电路的驱动方法，其中在一帧的所述第一 时段、所述第二时段和所述第三时段中，该帧的所述第二时段被实现为在时间上最长。
18.如权利要求15所述的用于驱动光敏元件电路的驱动方法，进一步包括 在所述第二时段的特定时段期间，向第三晶体管的栅极施加高电平初始化电源，以导通所述第三晶体管，并基于所述第二电源的电压初始化输出端子的电压。
19.如权利要求15所述的用于驱动光敏元件电路的驱动方法，其中所述第一晶体管的 第一电极连接至所述选择信号线和所述第二晶体管的栅极，其中施加至所述选择信号线的 选择信号适于同时是施加至所述第一晶体管的所述第一电极的电源电压和施加至所述第 二晶体管的所述栅极以控制所述第二晶体管的导通/关断状态的控制信号。
20.一种触摸屏面板，包括 沿第一方向延伸的多条选择信号线；沿第二方向延伸的多条输出信号线，所述第一方向与所述第二方向交叉；以及 被布置在所述选择信号线和所述输出信号线中的相应部分所限定的相应区域中的多 个光敏单元，所述光敏单元中的每一个连接至所述选择信号线和所述输出信号线中的相应 选择信号线和输出信号线；其中所述光敏单元中的每一个包括受光元件，连接至第一电源；电容器，连接在所述受光元件与第二电源之间；第一晶体管，包括连接至所述电容器的第一电极的栅极；以及第二晶体管，包括连接至选择信号线的栅极，其中所述第一晶体管连接在所述选择信号线与所述第二晶体管的第一电极之间，并且 所述第二晶体管连接在所述第一晶体管的第二电极与输出信号线之间。
全文摘要
本发明公开光敏元件电路、其驱动方法及触摸屏面板。所述光敏元件电路包括受光元件，连接至第一电源；电容器，连接在所述受光元件与第二电源之间；第一晶体管，包括连接至所述电容器的第一电极的栅极；以及第二晶体管，包括连接至选择信号线的栅极，其中所述第一晶体管连接在所述选择信号线与所述第二晶体管的第一电极之间，并且所述第二晶体管连接在所述第一晶体管的第二电极与输出信号线之间。
文档编号G02F1/133GK102004581SQ20101017843
公开日2011年4月6日 申请日期2010年5月13日 优先权日2009年9月2日
发明者安淳晟, 崔仁豪, 崔德永, 张亨旭, 朴镕盛, 林基主, 郑柱炫, 金兑珍, 金度晔 申请人:三星移动显示器株式会社