專利名稱：光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法、光電傳感器及平面顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法、光電傳感器及使 用該光電傳感器的平面顯示器。
背景技術(shù)：
由于平面顯示器(Flat Panel Display, FPD)具有輕、薄、耗電小 等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機、個人數(shù)字助理等現(xiàn)代化 信息設(shè)備。平面顯示器作為一種顯示裝置，其顯示亮度是一重要的 性能參數(shù)。通常，為滿足不同外界環(huán)境光強的顯示亮度需求，需要 對平面顯示器的顯示亮度進行調(diào)整。如，在光線較暗的室內(nèi)，將平 面顯示器調(diào)整到相對較低的顯示亮度，以避免過高亮度對觀看者眼 睛的傷害。
為達到使平面顯示器可以根據(jù)不同環(huán)境調(diào)整其顯示亮度的目 的，通常需要一光電傳感器檢測外界環(huán)境光強，并依據(jù)檢測到的代 表外界環(huán)境光強的信號適當調(diào)節(jié)液晶顯示裝置的亮度。
光電傳感器通常包括一感光元件，如光電二極管或薄膜晶體 管。傳統(tǒng)的使用薄膜晶體管作為感光元件的光電傳感器中，薄膜晶 體管的柵極懸空，然而，當外界光強較弱時，光電傳感器輸出的信 號微弱并且不穩(wěn)定，因此，在目前的應(yīng)用中，常在薄膜晶體管的柵 極加載一直流電壓，使光電傳感器輸出的信號穩(wěn)定。
請參閱圖1,其是一種現(xiàn)有技術(shù)光電傳感器的電路示意圖。該 光電傳感器10包括一薄膜晶體管11、 一分壓電阻12、 一第一電壓 輸出端13、 一第二電壓輸出端14和一信號輸出端15。該薄膜晶體 管11是非晶硅薄膜晶體管，其包括一柵極111、 一源極112和一漏 極113。該柵極111連接到該第一電壓輸出端13，該源極112連接 到該第二電壓輸出端14，該漏極113連接到信號輸出端15,并經(jīng)由該分壓電阻12接地。該薄膜晶體管11作為感光元件，也稱為光電 薄膜晶體管。
該第一電壓輸出端13和該第二電壓輸出端14分別輸出一第一 電壓和一第二電壓到該柵極111和源極112，以驅(qū)動該薄膜晶體管 11。其中，該第一電壓輸出端13和該第二電壓輸出端14均為直流 電壓輸出端。該第一電壓為5V,該第二電壓為1 V。
當該薄膜晶體管11接收不同強度的光照時，其非晶硅層感生的 參與導(dǎo)電的光電載流子的數(shù)量不同，導(dǎo)致該薄膜晶體管11的源極 112與漏極113之間的阻抗不同，進而影響該薄膜晶體管11與該分 壓電阻12的分壓比例，從而影響該信號輸出端15的信號變化，即 得到不同光強所對應(yīng)的信號。
然而，由于加載在該;敗極111的第一電壓是一直流正向電壓， 其吸引負電荷，使得多個負電荷在該非晶硅層累積并限制該光電載 流子的運動，進而部分光電載流子不能參與導(dǎo)電，使該薄膜晶體管 11的光電轉(zhuǎn)化效率降低，該信號輸出端15的信號也發(fā)生衰減。具 體而言，該光電傳感器10工作的時間越長，該薄膜晶體管ll被加 載的直流正向電壓的時間越長，該非晶硅層的負電荷積累的越多， 該薄膜晶體管11的光電轉(zhuǎn)化效率越低，該信號輸出端15的信號衰 減越大，從而該光電傳感器10的可靠度較低，根據(jù)該光電傳感器 IO調(diào)節(jié)顯示亮度的平面顯示器的可靠度也較低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)光電傳感器可靠度較低的問題，有必要提供一 種可靠度較高的光電傳感器。
為解決現(xiàn)有技術(shù)平面顯示器可靠度較低的問題，也有必要提供 一種可靠度較高的平面顯示器。
為解決現(xiàn)有技術(shù)光電薄膜晶體管的光電轉(zhuǎn)化效率較低的問題， 有必要提供一種光電轉(zhuǎn)化效率較低的光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法。
一種光電傳感器，其包括一作為感光元件的薄膜晶體管，其中， 提供到該薄膜晶體管的柵極的驅(qū)動信號是 一 交流電壓。一種平面顯示器，其包括一光電傳感器、 一處理單元和一亮度 調(diào)節(jié)單元，該光電傳感器用來檢測外界環(huán)境的光強并輸出 一代表外
界光強的信號，該處理單元用來接收該信號并對應(yīng)輸出 一亮度調(diào)節(jié) 信號，該亮度調(diào)節(jié)單元用來根據(jù)該亮度調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)該平面顯示器 的顯示亮度，其中，提供到該薄膜晶體管的柵極的驅(qū)動信號是一交 流電壓。
一種光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法，其包括如下步驟提供一交 流電壓；施加該交流電壓到該光電薄膜晶體管的4冊極。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法、光電 傳感器及平面顯示器中，該薄膜晶體管的柵極被提供一交流電壓， 使該非晶硅層在正向電壓驅(qū)動時累積的負電荷可以在接下來的負向 電壓驅(qū)動時消耗，進而負電荷不會限制光電載流子的運動，參與導(dǎo) 電的光電載流子增多，該薄膜晶體管的光電轉(zhuǎn)換效率提高，該光電 傳感器輸出的信號衰減現(xiàn)象改善，該光電傳感器的可靠度提高，該 平面顯示器的可靠度較高。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)光電傳感器的電路示意圖。
圖2是一種本發(fā)明光電傳感器第一實施方式的電路示意圖。
圖3是實驗測得的恒定光強照射下現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明第 一 實施
方式的信號輸出端的信號波形對比圖。
圖4是實驗測得的變化光強照射下現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明第一實施
方式的信號輸出端的信號波形對比圖。
圖5是本發(fā)明光電傳感器第二實施方式的電路示意圖。
圖6是本發(fā)明平面顯示器一較佳實施方式的電路方框示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2,其是本發(fā)明光電傳感器第一實施方式的電路示意 圖。該光電傳感器20包括一薄膜晶體管21、 一分壓電阻22、 一第
6一電壓輸出端23、 一第二電壓輸出端24和一信號輸出端25。該薄 膜晶體管21是非晶硅薄膜晶體管，其包括一柵極211、 一源極212 和一漏極213。該柵極211連接到該第一電壓輸出端23,該源極212 連接到該第二電壓輸出端24,該漏極213連接到信號輸出端25，并 經(jīng)由該分壓電阻2 4妄地。
該第 一 電壓輸出端23和該第二電壓輸出端24分別輸出 一第一 電壓和一第二電壓到該柵極211和源極212,以驅(qū)動該薄膜晶體管 21。
該第一電壓輸出端為一交流電壓輸出端，該第一電壓是一連續(xù) 的交流方波，其包括一頻率f、 一第一幅值Vi和一第二幅值V2。其 中，該頻率f的可選范圍為0<f^ 100Hz,優(yōu)選值為0.4Hz ;該第 一幅值Vi的可選范圍為0<V1^20V，優(yōu)選值為5V;該第二幅值 V22的可選范圍為-20V^ V2<0,優(yōu)選值為-3V。該第一幅值的加 載時間與第二幅值V2的加載時間的比例范圍為1:10到10:1，優(yōu)選 值為1:1。
該第二電壓輸出端為 一 直流電壓輸出端，該第二電壓的電壓值 的可選范圍為IV到10V，優(yōu)選值為IV。
當該薄膜晶體管21接收不同強度的光照時，其非晶硅層感生的 參與導(dǎo)電的光電載流子的數(shù)量不同，導(dǎo)致該薄膜晶體管21的源極 212與漏極213之間的阻抗不同，進而影響該薄膜晶體管21與該分 壓電阻22的分壓比例，從而該信號輸出端25的信號的變化，即得 到不同光強所對應(yīng)的信號。
該光電傳感器20中，該第 一 電壓是包括兩個幅值的交流方波， 在每一個方波周期內(nèi)，當加載在該柵極211的第一電壓是第一幅值 (為正向電壓)時，該薄膜晶體管21的非晶硅層累積多個影響光電載 流子運動的負電荷；然而，在4妄下來的時間內(nèi)，加載在該4冊才及211 的第一電壓是第二幅值，為一負向電壓，其吸引多個正電荷來中和 累積在非晶硅層的負電荷，進而負電荷不會限制光電載流子的運動， 參與導(dǎo)電的光電載流子多，該薄膜晶體管21的光電轉(zhuǎn)換效率高。經(jīng)實驗驗證，本發(fā)明的光電傳感器20長時間工作時，其薄膜晶 體管21的光電轉(zhuǎn)換效率較現(xiàn)有技術(shù)提高，該信號輸出端25的信號 的衰減現(xiàn)象有較大改善。請參閱圖3到圖4，圖3是實驗測得的恒 定光強照射下現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明第一實施方式的信號輸出端的信號 波形對比圖，圖4是實驗測得的變化光強照射下現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明 第一實施方式的信號輸出端的信號波形對比圖。其中，Ll、 L3為現(xiàn) 有技術(shù)的信號輸出端15的信號隨時間變化的曲線；L2、 L4為本發(fā) 明的信號輸出端25的信號隨時間變化的曲線。
如圖3所示，以恒定光強照射時，現(xiàn)有技術(shù)中信號輸出端15 的信號大致從光電傳感器工作5分鐘后開始不斷衰減，時間越長， 衰減越大；本發(fā)明信號輸出端25的信號在13個小時內(nèi)基本上未發(fā) 生衰減現(xiàn)象。如圖4所示，每半小時提高一次光強度，現(xiàn)有技術(shù)信 號輸出端15的信號大致在2小時后開始衰減，本發(fā)明信號輸出端 25的信號在3個小時內(nèi)基本上未發(fā)生衰減現(xiàn)象。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明光電傳感器20的薄膜晶體管21的 才冊才及211纟皮加載該交流方波，4吏該非晶石圭層在直流正向電壓驅(qū)動時 累積的負電荷在接下來的直流負向電壓驅(qū)動時消耗，進而負電荷不 會限制光電載流子的運動，參與導(dǎo)電的光電載流子增多，該薄膜晶 體管21的光電轉(zhuǎn)換效率提高，該信號輸出端的信號衰減現(xiàn)象改善， 該光電傳感器20的可靠度提高。
請參閱圖5,其是本發(fā)明光電傳感器第二實施方式的電路示意 圖。該光電傳感器30包括一第一薄膜晶體管31、 一第二薄膜晶體 管35、 一第一分壓電阻32、 一第二分壓電阻36、 一第一電壓輸出 端33、 一第二電壓輸出端34和一差動放大器37。該第一和第二薄 膜晶體管31、 35均為非晶硅薄膜晶體管，分別包括一柵極(未標示)、 一源極(未標示)和一漏極(未標示)。該差動放大器37包括兩個輸入 端371、 372和一信號輸出端373。
該第一和第二薄膜晶體管31、35的柵極都連接到該第一電壓輸 出端33;該第一和第二薄膜晶體管31、 35的源極都連接到該第二電壓輸出端34;該第一薄膜晶體管31的漏極連接到該差動放大器 37的一輸出端371，并經(jīng)由該第一分壓電阻32接地；該第二薄膜晶 體管35的漏極連接到該差動放大器37的另 一輸出端372，并經(jīng)由 該第二分壓電阻36接地。
該第 一 電壓輸出端為 一 交流電壓輸出端，其用來輸出 一 交流的 第一電壓。具體而言，該第一電壓是一連續(xù)的交流方波，其包括一 頻率f、 一第 一 幅值V,和 一 第二幅值V2。其中，該頻率f的可選范 圍為0<f^ lOOHz，優(yōu)選值為0.4Hz ;該第一幅值V！的可選范圍為 0<V1S20V，優(yōu)選值為5V;該第二幅值V22的可選范圍為-20V V2<0,優(yōu)選值為-3V。該第一幅值V,的加栽時間與第二幅值V2的 加載時間的比例范圍為1:10到10:1，優(yōu)選值為1:1。
該第二電壓輸出端為 一 直流電壓輸出端，其用來輸出 一 直流的 第二電壓。該第二電壓的電壓值的可選范圍為IV到10V,優(yōu)選值 為IV。
該第一分壓電阻32的阻值與第二分壓電阻36的阻值相等。該 第一薄膜晶體管3i作為感光元件；該第二薄膜晶體管35作為一參 考元件，其由遮蔽物(圖未示)遮蔽，不接秉光照。
該光電傳感器30工作時，由于該第一薄膜晶體管31接受光照， 該第二薄膜晶體管35不接受光照，因此該第一薄膜晶體管31的源 極與漏極之間的阻抗與該第二薄膜晶體管35的源極與漏極之間的 阻抗將隨外界光強的變化而有所差異，進而該第一薄膜晶體管31 與該第一分壓電阻32的分壓比例與該第二薄膜晶體管與該第二分 壓電阻36的分壓比例不同，該差動放大器37的兩個輸入端371、 372的電壓不同，其差值即由該第一薄膜晶體管31接受光照而產(chǎn)生 的信號，因該差值較小，該信號微弱，進而該差動放大器37進一步 將該信號放大，以便應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明光電傳感器30的第一薄膜晶體管 31的4冊才及^皮加載該交流方波，爿使該非晶石圭層在直流正向電壓驅(qū)動時 累積的負電荷在接下來的直流負向電壓驅(qū)動時消耗，參與導(dǎo)電的光電載流子增多，該第一薄膜晶體管31的光電轉(zhuǎn)換效率提高，該信號 輸出端的信號的衰減現(xiàn)象改善，該光電傳感器30的可靠度提高。
另外，該實施方式增加了該第二薄膜晶體管35和第二分壓電阻 36作為參考元件，進一步通過差動放大器37分析并放大因該第一 薄膜晶體管31接受光照而產(chǎn)生的信號，由于該信號僅是由光照而產(chǎn) 生的信號，其準確度更高。
本發(fā)明光電傳感器亦可具其它多種變更設(shè)計，如第一實施方 式中，該第一電壓輸出端23也可以由一交流電壓源代替。
請參閱圖6，其是本發(fā)明平面顯示器一較佳實施方式的電路方 框示意圖。該平面顯示器1包括一亮度調(diào)節(jié)單元2、 一微控制器3、 一光電傳感器5和一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4。該光電傳感器5可以是上 述第一實施方式或第二實施方式的光電傳感器。
該光電傳感器5輸出 一代表光強度的信號到該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器4。該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4將該信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出到該微 控制器3。該微控制器3接收該數(shù)字信號并對應(yīng)輸出 一亮度調(diào)整信 號到該亮度調(diào)節(jié)單元2，該亮度調(diào)節(jié)單元2根據(jù)該亮度調(diào)整信號調(diào) 整該平面顯示器1的顯示亮度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明平面顯示器1的亮度調(diào)節(jié)單元2根 據(jù)該光電傳感器5輸出的代表光強度的信號調(diào)節(jié)該平面顯示器1的 顯示亮度，由于該光電傳感器5的可靠度較高，因而，該平面顯示 器1的可靠度較高。
10
權(quán)利要求
1.一種光電傳感器，其包括一作為感光元件的薄膜晶體管，其特征在于提供到該薄膜晶體管的柵極的驅(qū)動信號是一交流電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于該光電傳感 器還包括一交流電壓輸出端或一交流電壓源，用來輸出該交流電壓。
3. 如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于該交流電壓 是一交流方波，其頻率大于0且小于等于100 Hz，包括一第一幅值 和第二幅值，該第 一 幅值大于0 V且小于等于20V;該第 一 幅值大 于-20 V且小于等于0V，且該交流方波的兩個幅值的加載時間的比 例范圍為1:10到10:1。
4. 如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于提供到該薄 膜晶體管的源極的驅(qū)動信號為 一 直流電壓，該直流電壓的電壓值為 IV到IOV。
5. 如權(quán)利要求4所述的光電傳感器，其特征在于該光電傳感 器還包括 一 電阻，該薄膜晶體管的漏極經(jīng)由該電阻接地。
6. 如權(quán)利要求5所述的光電傳感器，其特征在于該光電傳感 器還包括 一 信號輸出端，該信號輸出端連接到薄膜晶體管的漏極。
7. 如權(quán)利要求5所述的光電傳感器，其特征在于該光電傳感 器還包括另一薄膜晶體管、另一電阻和一差動放大器，該差動放大 器包括兩個輸入端和一信號輸出端，該另 一薄膜晶體管不接受光照； 該另 一 薄膜晶體管的柵極連接到該薄膜晶體管的柵極，源極連接到 該薄膜晶體管的源極，漏極連接到該差動放大器的一輸入端，并經(jīng) 由另 一電阻接地；該差動放大器的另 一輸入端連接到該薄膜晶體管 的漏極。
8. 如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于該薄膜晶體 管為非晶硅薄膜晶體管。
9. 一種平面顯示器，其包括一光電傳感器、 一處理單元和一亮 度調(diào)節(jié)單元，該光電傳感器用來檢測外界環(huán)境的光強并輸出 一代表外界光強的信號，該處理單元用來接收該信號并對應(yīng)輸出 一亮度調(diào) 節(jié)信號，該亮度調(diào)節(jié)單元用來根據(jù)該亮度調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)該平面顯示器的顯示亮度，其特征在于該光電傳感器使用權(quán)利要求1到權(quán)利 要求8中任意一項所述的光電傳感器。
10. —種光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法，其包括如下步驟提供一 交流電壓；施加該交流電壓到該光電薄膜晶體管的柵極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電薄膜晶體管的驅(qū)動方法、光電傳感器及使用該光電傳感器的平面顯示器。該光電傳感器包括一薄膜晶體管，其中，提供到該薄膜晶體管的柵極的驅(qū)動信號是一交流電壓。該光電傳感器的可靠度較高。
文檔編號G09G3/20GK101561990SQ20081006683
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者許福源 申請人:群康科技(深圳)有限公司;群創(chuàng)光電股份有限公司