TWI828118B

TWI828118B - 偵測裝置

Info

Publication number: TWI828118B
Application number: TW111114744A
Authority: TW
Inventors: 陳品充; 陳進吉
Original assignee: 睿生光電股份有限公司
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2024-01-01
Also published as: TW202343735A

Abstract

本揭露提供一種偵測裝置包括基板、閘極線、閘極線驅動電路以及光電元件。基板包括偵測區以及圍繞偵測區的周邊區。閘極線設置於基板上，並且從偵測區延伸至周邊區。閘極線驅動電路設置於基板的周邊區，並且包括第一電晶體及第二電晶體。第一電晶體耦接第一時脈信號以及閘極線。第二電晶體耦接第二時脈信號以及第一電晶體。光電元件設置於偵測區中，並且耦接閘極線。第二電晶體與偵測區之間的距離小於第一電晶體與偵測區之間的距離。

Description

偵測裝置

本發明是有關於一種裝置，且特別是有關於一種偵測裝置。

對於一般的X光(X-ray)偵測器而言，設置在X光偵測器中進行高速切換的電晶體(transistor)在長時間操作後，電晶體的閾值電壓(threshold voltage)容易發生電壓偏移的現象，進而使X光偵測器所產生的偵測信號也相應地容易發生异常，而無法提供有效及/或正確的光偵測功能。

本揭露是針對一種偵測裝置，可實現較好的偵測功能。

根據本揭露的實施例，本揭露的偵測裝置包括基板、閘極線、閘極線驅動電路以及光電元件。基板包括偵測區以及圍繞偵測區的周邊區。閘極線設置於基板上，並且從偵測區延伸至周邊區。閘極線驅動電路設置於基板的周邊區，並且包括第一電晶體及第二電晶體。第一電晶體耦接第一時脈信號以及閘極線。第二電晶體耦接第二時脈信號以及第一電晶體。光電元件設置於偵測區中，並且耦接閘極線。第二電晶體與偵測區之間的距離小於第一電晶體與偵測區之間的距離。

基於上述，本揭露的偵測裝置，可有效改善或克服設置在偵測裝置中的電晶體的電壓偏移效應，而可實現較好的偵測功能。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖作詳細說明如下。

現將詳細地參考本揭露的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在附圖和描述中用來表示相同或相似部分。

本揭露通篇說明書與所附的申請專利範圍中會使用某些詞匯來指稱特定元件。本領域技術人員應理解，電子裝置製造商可能會以不同的名稱來指稱相同的組件。本文並不意在區分那些功能相同但名稱不同的組件。在下文說明書與申請專利範圍中，“含有”與“包括”等詞為開放式詞語，因此其應被解釋為“含有但不限定為…”之意。

本文中所提到的方向用語，例如：“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本揭露。在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。

在本揭露一些實施例中，關於接合、連接的用語例如“連接”、“互連”等，除非特別定義，否則可指兩個結構直接接觸，或者亦可指兩個結構並非直接接觸，其中有其它結構設於此兩個結構之間。且此關於接合、連接的之用語亦可包括兩個結構都可移動，或者兩個結構都固定的情況。此外，用語“耦接”包括任何直接或間接的電性連接手段。於直接電性連接的情況下，兩電路上元件的端點直接連接或以一導體線段互相連接，而於間接電性連接的情況下，兩電路上元件的端點之間具有開關、二極體、電容、電感、電阻、其他適合的元件、或上述元件的組合，但不限於此。

術語“大約”、“等於”、“相等”或“相同”、“實質上”或“大致上”一般解釋為在所給定的值或範圍的20%以內，或解釋為在所給定的值或範圍的10%、5%、3%、2%、1%或0.5%以內。

在本揭露中，厚度、長度與寬度的量測方式可以是采用光學顯微鏡(Optical Microscope，OM)量測而得，厚度或寬度則可以由電子顯微鏡中的剖面影像量測而得，但不以此為限。另外，任兩個用來比較的數值或方向，可存在著一定的誤差。此外，用語“給定範圍為第一數值至第二數值”、“給定範圍落在第一數值至第二數值的範圍內”表示所述給定範圍包括第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。若第一方向垂直於第二方向，則第一方向與第二方向之間的角度可介於80度至100度之間；若第一方向平行於第二方向，則第一方向與第二方向之間的角度可介於0度至10度之間。

說明書與申請專利範圍中所使用的序數例如“第一”、“第二”等的用詞用以修飾元件，其本身並不意含及代表該，或該些，組件有任何之前的序數，也不代表某一元件與另一元件的順序、或是製造方法上的順序，該些序數的使用僅用來使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚區分。申請專利範圍與說明書中可不使用相同用詞，據此，說明書中的第一構件在申請專利範圍中可能為第二構件。須知悉的是，以下所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，將數個不同實施例中的技術特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。

須知悉的是，以下所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，可將數個不同實施例中的特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。各實施例間特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包含技術及科學用語)具有與本揭露所屬技術領域的技術人員通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語例如在通常使用的字典中定義用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。

在本揭露中，電子裝置可包括顯示裝置、背光裝置、天線裝置、感測/偵測裝置或拼接裝置，但不以此為限。電子裝置可為可彎折或可撓式電子裝置。顯示裝置可為非自發光型顯示裝置或自發光型顯示裝置。天線裝置可為液晶型態的天線裝置或非液晶型態的天線裝置，感測/偵測裝置可為感測電容、光線、熱能或超聲波的裝置，但不以此為限。在本揭露中，電子裝置可包括電子元件，電子元件可包括被動元件與主動元件，例如電容、電阻、電感、二極體、電晶體等。二極體可包括發光二極體或光電二極體。發光二極體可例如包括有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)、次毫米發光二極體(mini LED)、微發光二極體(micro LED)或量子點發光二極體(quantum dot LED)，但不以此為限。拼接裝置可例如是顯示器拼接裝置或天線拼接裝置，但不以此為限。需注意的是，電子裝置可為前述之任意排列組合，但不以此為限。下文將以偵測裝置做為電子裝置或拼接裝置以說明本揭露內容，但本揭露不以此為限。

圖1是本揭露的一實施例的偵測裝置的示意圖。參考圖1，偵測裝置100包括閘極(gate)線G_1~G_M、閘極線驅動電路110_1~110_M、光電元件120_1~120_N以及基板105，其中M與N分別為正整數。偵測裝置100可為一種X光偵測器，但不以此為限。從偵測裝置100的俯視方向(例如為方向Z，其中偵測裝置100的基板105平行於沿著方向X以及方向Y所形成的平面，並且方向X、方向Y以及方向Z彼此相交，例如方向X、方向Y以及方向Z彼此垂直)觀之，基板105包括偵測區101(或稱主動區(Active Area，AA))以及周邊區104。周邊區104圍繞偵測區101。偵測區101系指在此區域內的光電元件能透過主動元件(圖未示)將其偵測到的信號強度以電信號的方式傳遞到偵測裝置100的外部，例如將電信號提供其他電子裝置以供判讀，但不以此為限。另外，當偵測裝置100為X光偵測器時，基板105亦可包括X光照射區103，從方向Z觀之，X光照射區103的範圍涵蓋偵測區101的範圍，換言之，X光照射區103的面積大於偵測區101。X光照射區103包含偵測區101以及鄰近偵測區101的部分周邊區104。周邊區104為從基板105邊緣至偵測區101邊緣之間的區域。

在本實施例中，閘極線G_1~G_M設置於基板105上，並且從偵測區101延伸至周邊區104。閘極線驅動電路110_1~110_M設置於基板105的周邊區104中，並且各自包括第一電晶體111_1~111_M及第二電晶體112_1~112_M。舉例來說，閘極線驅動電路110_1包括第一電晶體111_1及第二電晶體112_1，閘極線驅動電路110_2包括第一電晶體111_2及第二電晶體112_2，以此類推。閘極線驅動電路110_1~110_M可設置於對應於偵測區101的一側邊的周邊區104中，但本揭露並不限於此。在本實施例中，閘極線驅動電路110_1耦接閘極線G_1，並且耦接閘極線驅動電路110_2。閘極線驅動電路110_2耦接閘極線G_2，並且耦接閘極線驅動電路110_3。以此類推，閘極線驅動電路110_(M-1)耦接閘極線G_(M-1)，並且耦接閘極線驅動電路110_M。閘極線驅動電路110_M耦接閘極線G_M。在另一實施例中，除了可在偵測區101的一側的周邊區104中設置閘極線驅動電路，也可同時在偵測區101的相對另一側邊的周邊區104中設置閘極線驅動電路。電晶體可包括閘極與半導體，半導體可包括汲極區、源極區與通道區，通道區設置在汲極區與源極區之間。此外，可包括汲極電極與源極電極分別耦接半導體的汲極區與源極區。

在本實施例中，閘極線驅動電路110_1~110_M內的第一電晶體111_1~111_M各別耦接對應的閘極線，例如閘極線驅動電路110_1的第一電晶體111_1耦接閘極線G_1。閘極線驅動電路110_2的第一電晶體111_2耦接閘極線G_2。以此類推，閘極線驅動電路110_M的第一電晶體111_M耦接閘極線G_M。在本實施例中，閘極線驅動電路110_1~110_M分別皆耦接第一時脈信號C1以及第二時脈信號C2。第一電晶體111_1~111_M分別耦接對應的第二電晶體112_1~112_M。在本實施例中，閘極線驅動電路110_1的第一電晶體111_1耦接第一時脈信號C1，並且第二電晶體112_1耦接第二時脈信號C2。閘極線驅動電路110_2的第一電晶體111_2耦接第二時脈信號C2，並且第二電晶體112_2耦接第一時脈信號C1。以此類推，閘極線驅動電路110_M的第一電晶體111_M耦接第一時脈信號C1，並且第二電晶體112_M耦接第二時脈信號C2。換言之，奇數行(row)的閘極線驅動電路的第一電晶體可耦接第一時脈信號C1，並且第二電晶體可耦接第二時脈信號C2。偶數行的閘極線驅動電路的第一電晶體可耦接第二時脈信號C2，並且第二電晶體可耦接第一時脈信號C1。而不論奇數行或偶數行的閘極線驅動電路，第二電晶體均耦接第一電晶體。光電元件120_1~120_N設置於偵測區101中。閘極線G_1耦接多個光電元件。閘極線G_2耦接多個光電元件。以此類推，閘極線G_M耦接多個光電元件。

在本實施例中，從偵測裝置100的俯視方向(即方向Z)觀之，第二電晶體112_1~112_M分別與偵測區101之間的距離d2小於第一電晶體111_1~111_M與偵測區101之間的距離d1。其中所述距離d1及距離d2，以閘極線驅動電路110_1為例，是指以第一電晶體111_1及第二電晶體112_1其各自的半導體沿著閘極線G_1延伸的方向(即方向X)來量測與偵測區101之間的最短距離。在本實施例中，第一電晶體111_1~111_M分別設置於X光照射區103以外的周邊區104內，並且第二電晶體112_1~112_M分別設置於偵測區101以外的X光照射區103內。

在本實施例中，光電元件120_1~120_N可陣列排列於偵測區101中，但不限於此。光電元件120_1~120_N可分別包括光電二極體(photodiode)，但不限於此。閘極線驅動電路110_1~110_M可各自通過閘極線G_1~G_M耦接光電元件120_1~120_N。在本實施例中，閘極線驅動電路110_1~110_M分別通過閘極線G_1~G_M耦接光電元件120_1~120_N的不同行的多個光電元件。閘極線驅動電路110_1~110_M可通過閘極線G_1~G_M驅動光電元件120_1~120_N，以進行光偵測功能。在本實施例中，第一電晶體111_1~111_M與第二電晶體112_1~112_M的半導體各自可包括矽(Si)或金屬氧化物，例如可為非晶矽(Amorphous silicon，a-Si)半導體、多晶矽(Polycrystalline silicon，p-Si)半導體或是氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)半導體，但不限於此。第一電晶體111_1~111_M與第二電晶體112_1~112_M的半導體的材料可相同，亦可不同。此外，第一電晶體111_1~111_M與第二電晶體112_1~112_M可以閘極驅動電路基板(Gate On Array，GOA)技術的方式設置在基板105上，但不限於此。

值得注意的是，由於不同行的第二電晶體112_1~112_M可接收第一時脈信號C1或第二時脈信號C2而其被驅動的次數及/或時間將高於同行的第一電晶體111_1~111_M，因此本實施例的第二電晶體112_1~112_M設置於X光照射區103內，以使第二電晶體112_1~112_M經由X光照射而使第二電晶體112_1~112_M的閾值電壓產生例如負偏現象，而可改善第二電晶體112_1~112_M的閾值電壓的偏移情況。

圖2是本揭露的一實施例的第一閘極線驅動電路的電路圖。參考圖1以及圖2，圖1的閘極線驅動電路110_1可包括如圖2所示的電路架構，但不以此為限。閘極線驅動電路110_1包括電晶體T11~T15。在本實施例中，電晶體T11的第一端耦接啟動信號STV以及電晶體T11的控制端。電晶體T11的第二端耦接節點P1。電晶體T12(可做為圖1的第一電晶體111_1)的第一端耦接第一時脈信號C1。電晶體T12的控制端耦接節點P1。電晶體T12的第二端耦接閘極線G_1以及電晶體T13的第一端。電晶體T13的控制端耦接閘極線G_2，以接收下一行閘極線驅動電路的輸出結果。電晶體T13的第二端耦接第一電壓VSS(例如為接地電壓)。電晶體T14(可做為圖1的第二電晶體112_1)的第一端耦接節點P1。電晶體T14的控制端耦接第二時脈信號C2。電晶體T14的第二端耦接第一電壓VSS。電晶體T15(可做為圖1的第二電晶體112_1)的第一端耦接電晶體T12的第二端以及閘極線G_1。電晶體T15的控制端耦接第二時脈信號C2。電晶體T15的第二端耦接第一電壓VSS。在一實施例中，閘極線驅動電路110_1可僅包括電晶體T14以及電晶體T15的其中之一，而不限於圖2所示。

圖3是本揭露的一實施例的第二閘極線驅動電路的電路圖。參考圖1以及圖3，圖1的閘極線驅動電路110_2可包括如圖3所示的具體電路架構。閘極線驅動電路110_2包括電晶體T21~T25。在本實施例中，電晶體T21的第一端耦接閘極線G_1以及電晶體T21的控制端，以接收前一行閘極線驅動電路的輸出結果。電晶體T21的第二端耦接節點P2。電晶體T22(可做為圖1的第一電晶體111_2)的第一端耦接第二時脈信號C2。電晶體T22的控制端耦接節點P2。電晶體T22的第二端耦接閘極線G_2以及電晶體T23的第一端。電晶體T23的控制端耦接閘極線G_3，以接收下一行驅動電路的輸出結果。電晶體T23的第二端耦接第一電壓VSS。電晶體T24(可做為圖1的第二電晶體112_2)的第一端耦接節點P2。電晶體T24的控制端耦接第一時脈信號C1。電晶體T24的第二端耦接第一電壓VSS。電晶體T25(可做為圖1的第二電晶體112_2)的第一端耦接電晶體T22的第二端以及閘極線G_2。電晶體T25的控制端耦接第一時脈信號C1。電晶體T25的第二端耦接第一電壓VSS。在一實施例中，閘極線驅動電路110_2可僅包括電晶體T24以及電晶體T25的其中之一，而不限於圖3所示。

值得注意的是，圖1的閘極線驅動電路110_3~110_M的奇數行的電路架構可由圖2所示的電路架構類推，並且閘極線驅動電路110_3~110_M的偶數行的電路架構可由圖3所示的電路架構類推，在此不多加贅述。閘極線驅動電路110_1(第一行)可接收啟動信號STV以及下一行驅動電路的輸出結果。閘極線驅動電路110_2~110_(M-1)的每一行可分別接收對應的上一行驅動電路的輸出結果以及對應的下一行驅動電路的輸出結果。閘極線驅動電路110_M(最後一行)可接收對應的上一行驅動電路的輸出結果。

圖4是本揭露的一實施例的信號時序圖。參考圖2至圖4，時間t0至時間tp為偵測裝置的一個圖框(frame)的光偵測期間，其中p為正整數。在本實施例中，閘極線驅動電路110_1可接收如圖4所示的啟動信號STV、第一時脈信號C1以及第二時脈信號C2。閘極線驅動電路110_2可接收如圖4所示的驅動信號GS1、第一時脈信號C1以及第二時脈信號C2。第一時脈信號C1與第二時脈信號C2為不同相位的時脈信號，因此第一時脈信號C1與第二時脈信號C2之間具有相位差，而使得彼此脈衝波形為交錯發生。閘極線驅動電路110_1可通過閘極線G_1輸出如圖4所示的驅動信號GS1至對應的光電元件，並且閘極線驅動電路110_2可通過閘極線G_2輸出如圖4所示的驅動信號GS2至對應的另一個光電元件，以分別驅動對應的光電元件以及另一個光電元件進行感光操作。

具體而言，在時間t0至時間t1之間，閘極線驅動電路110_1的電晶體T11的第一端可接收到具有高電壓準位的電壓波形的啟動信號STV，以啟動閘極線驅動電路110_1。啟動信號STV在時間t1至時間tp之間具有連續的低電壓準位的電壓波形，但不以此為限。在時間t1至時間t2之間，第一時脈信號C1具有高電壓準位的脈衝波形。此時，由於節點P1在時間t0至時間t1之間被具有高電壓準位的電壓波形的啟動信號STV充電，因此閘極線驅動電路110_1的電晶體T12的控制端可接收節點P1的高電壓準位的電壓信號而使得電晶體T12的半導體被導通，電晶體T12開啟(turn on)。並且，電晶體T12的第一端接收具有高電壓準位的脈衝波形的第一時脈信號C1，因此電晶體T12的第二端可同步輸出具有高電壓準位的脈衝波形的驅動信號GS1至閘極線G_1。

在時間t2至時間t3之間，第二時脈信號C2具有高電壓準位的脈衝波形。此時，閘極線驅動電路110_1的電晶體T14及電晶體T15的控制端接收具有高電壓準位的脈衝波形的第二時脈信號C2，以將節點P1以及閘極線G_1的電壓準位下拉。如此一來，閘極線驅動電路110_1的電晶體T12的半導體將處於非導通狀態，電晶體T12關閉(turn off)，以避免誤輸出驅動信號。對於閘極線驅動電路110_2而言，由於電路節點P2在時間t1至時間t2之間被具有高電壓準位的脈衝波形的驅動信號GS1充電，因此閘極線驅動電路110_2的電晶體T22的控制端可接收節點P2的高電壓準位的電壓信號而開啟。並且，電晶體T22的第一端接收具有高電壓準位的脈衝波形的第二時脈信號C2，因此電晶體T22的第二端可同步輸出具有高電壓準位的脈衝波形的驅動信號GS2至閘極線G_2。

在時間t3至時間t4之間，第一時脈信號C1具有高電壓準位的脈衝波形，並且第二時脈信號C2具有低電壓準位的脈衝波形。此時，閘極線驅動電路110_2的電晶體T24及電晶體T25的控制端接收具有高電壓準位的脈衝波形的第一時脈信號C1，以將節點P2以及閘極線G_2的電壓準位下拉。如此一來，閘極線驅動電路110_2的電晶體T22將關閉，以避免誤輸出驅動信號。並且，對於閘極線驅動電路110_1而言，由於電路節點P1的電壓準位在時間t2至時間t3之間被下拉，因此閘極線驅動電路110_1維持為非導通狀態。值得注意的是，圖1的閘極線驅動電路110_3~110_M在時間t4至時間tp之間為依序輸出驅動信號，並且具體操作時序可由上述的閘極線驅動電路110_1與閘極線驅動電路110_2的說明類推。

在本實施例中，由於閘極線驅動電路110_1中可做為圖1的第二電晶體112_1的電晶體T14、電晶體T15的控制端以及閘極線驅動電路110_2中可做為圖1的第二電晶體112_2的電晶體T24、電晶體T25的控制端分別耦接第一時脈信號C1以及第二時脈信號C2，換言之，電晶體T14及電晶體T15在第一時脈信號C1為高電壓準位時被驅動，電晶體T24及電晶體T25在第二時脈信號C2為高電壓準位時被驅動，相對來說，電晶體T12(可做為圖1的第一電晶體111_1)只有在節點P1為為高電壓準位時被驅動，電晶體T22(可做為圖1的第一電晶體111_2)只有在節點P2為為高電壓準位時被驅動。因此，電晶體T14及電晶體T15被驅動的次數及/或時間高於電晶體T12，電晶體T24及電晶體T25被驅動的次數及/或時間高於電晶體T22，因此本實施例的閘極線驅動電路110_1的電晶體T14、電晶體T15以及閘極線驅動電路110_2的電晶體T24、電晶體T25可設置於如圖1所示的X光照射區103內，以使電晶體T14、電晶體T15、電晶體T24、電晶體T25經由X光照射來調整其閾值電壓偏移情形。如此一來，電晶體T14、電晶體T15、電晶體T24、電晶體T25的閾值電壓的偏移情況可被改善，並且閘極線驅動電路110_1、閘極線驅動電路110_2也可提供較好的閘極驅動功能。

圖5是本揭露的另一實施例的偵測裝置的示意圖。參考圖5，偵測裝置500包括閘極線G_1~G_M、閘極線驅動電路510_1~510_M、530_1~530_M、光電元件520_1~520_N以及基板505。基板505包括偵測區501、閃爍體層(Scintillator)502、X光照射區503以及周邊區504。周邊區504圍繞偵測區501。閃爍體層502設置於光電元件520_1~520_N上，並且涵蓋偵測區501。X光照射區503的範圍涵蓋偵測區501以及閃爍體層502的範圍。X光照射區503的面積大於偵測區501的面積以及閃爍體層502的面積。閃爍體層502的面積大於偵測區501的面積。換言之，閃爍體層502以及X光照射區503將涵蓋部分的周邊區504。周邊區504為從基板505邊緣至偵測區501邊緣之間的區域。進一步說明的是，閃爍體層502可用以接收X光，並根據X光產生對應的可見光，以使對應的光電元件可通過偵測對應的可見光來實現X光的偵測功能。

在本實施例中，閘極線G_1~G_M設置於基板505上，並且從偵測區501延伸至周邊區504。閘極線驅動電路510_1~510_M、530_1~530_M設置於基板505的周邊區504中並分別位於偵測區501的相對兩側，並且包括第一電晶體511_1~511_M、531_1~531_M及第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M。舉例來說，閘極線驅動電路510_1~510_M設置於偵測區501的左側邊的周邊區504中，閘極線驅動電路530_1~530_M設置於偵測區501的右側邊的周邊區504中，但本揭露並不限於此。

在本實施例中，閘極線驅動電路510_1以及閘極線驅動電路530_1皆耦接閘極線G_1。閘極線驅動電路510_1還耦接閘極線驅動電路510_2，並且閘極線驅動電路530_1還耦接閘極線驅動電路530_2。閘極線驅動電路510_2以及閘極線驅動電路530_2皆耦接閘極線G_2。閘極線驅動電路510_2還耦接閘極線驅動電路510_3，並且閘極線驅動電路530_2還耦接閘極線驅動電路530_3。以此類推，閘極線驅動電路510_(M-1)以及閘極線驅動電路530_(M-1)皆耦接閘極線G_(M-1)。閘極線驅動電路510_(M-1)還耦接閘極線驅動電路510_M，並且閘極線驅動電路530_(M-1)還耦接閘極線驅動電路530_M。閘極線驅動電路510_M以及閘極線驅動電路530_M皆耦接閘極線G_M。

在本實施例中，閘極線驅動電路510_1~510_M、530_1~530_M內的第一電晶體511_1~511_M、531_1~531_M各別耦接對應的閘極線，例如閘極線驅動電路510_1的第一電晶體511_1以及閘極線驅動電路530_1的第一電晶體531_1耦接閘極線G_1。閘極線驅動電路510_2的第一電晶體511_2以及閘極線驅動電路530_2的第一電晶體531_2耦接閘極線G_2。以此類推，閘極線驅動電路510_M的第一電晶體511_M以及閘極線驅動電路530_M的第一電晶體531_M耦接閘極線G_1。閘極線驅動電路510_1~510_M的第一電晶體511_1~511_M分別耦接對應的第二電晶體512_1~512_M。閘極線驅動電路530_1~530_M的第一電晶體531_1~531_M分別耦接對應的第二電晶體532_1~532_M。

在本實施例中，閘極線驅動電路510_1的第一電晶體511_1耦接第一時脈信號C1，並且第二電晶體512_1耦接第二時脈信號C2。閘極線驅動電路510_2的第一電晶體511_2耦接第二時脈信號C2，並且第二電晶體512_2耦接第一時脈信號C1。閘極線驅動電路510_3的第一電晶體511_3耦接第一時脈信號C1，並且第二電晶體512_3耦接第二時脈信號C2。以此類推，奇數行的閘極線驅動電路510_1~510_M的第一電晶體(第一電晶體511_1~511_M中的奇數個)可耦接第一時脈信號C1，並且偶數行的閘極線驅動電路510_1~510_M的第一電晶體(第一電晶體511_1~511_M的偶數個)可耦接第二時脈信號C2。奇數行的閘極線驅動電路510_1~510_M的第二電晶體(第二電晶體512_1~512_M的奇數個)可耦接第二時脈信號C2，並且偶數行的閘極線驅動電路510_1~510_M的第二電晶體(第二電晶體512_1~512_M的偶數個)可耦接第一時脈信號C1。

在本實施例中，閘極線驅動電路530_1的第一電晶體531_1耦接第一時脈信號C3，並且第二電晶體532_1耦接第二時脈信號C4。閘極線驅動電路530_2的第一電晶體531_2耦接第二時脈信號C4，並且第二電晶體532_2耦接第一時脈信號C3。閘極線驅動電路530_3的第一電晶體531_3耦接第一時脈信號C3，並且第二電晶體532_3耦接第二時脈信號C4。以此類推，奇數行的閘極線驅動電路530_1~530_M的第一電晶體(第一電晶體531_1~531_M的奇數個)可耦接第一時脈信號C3，並且偶數行的閘極線驅動電路530_1~530_M的第一電晶體(第一電晶體531_1~531_M的偶數個)可耦接第二時脈信號C4。奇數行的閘極線驅動電路530_1~530_M的第二電晶體(第二電晶體532_1~532_M的奇數個)可耦接第二時脈信號C4，並且偶數行的閘極線驅動電路530_1~530_M的第二電晶體(第二電晶體532_1~532_M的偶數個)可耦接第一時脈信號C3。

換言之，奇數行的閘極線驅動電路的第一電晶體可分別耦接第一時脈信號C1以及第一時脈信號C3，並且第二電晶體可分別耦接第二時脈信號C2以及第二時脈信號C4。偶數行的閘極線驅動電路的第一電晶體可分別耦接第二時脈信號C2以及第二時脈信號C4，並且第二電晶體可分別耦接第一時脈信號C1以及第一時脈信號C3。而不論奇數行或偶數行的閘極線驅動電路，第二電晶體均耦接第一電晶體。光電元件520_1~520_N設置於偵測區501中。閘極線G_1耦接多個光電元件。閘極線G_2耦接多個光電元件。以此類推，閘極線G_M耦接多個光電元件。

在本實施例中，第一時脈信號C1可等於第一時脈信號C3，並且第二時脈信號C2可等於第二時脈信號C4。然而，在另一實施例中，閘極線驅動電路510_1~510_M也可與閘極線驅動電路530_1~530_M耦接不同的閘極線。舉例而言，閘極線驅動電路510_1耦接閘極線G_1，並且閘極線驅動電路530_1耦接閘極線G_2。閘極線驅動電路510_2耦接閘極線G_3，並且閘極線驅動電路530_2耦接閘極線G_4。以此類推，閘極線驅動電路510_1~510_M可耦接閘極線G_1~G_M中的奇數條閘極線，並且閘極線驅動電路530_1~530_M可耦接閘極線G_1~G_M中的偶數條閘極線。並且，在一實施例中，第一時脈信號C1可不等於第一時脈信號C3，並且第二時脈信號C2可不等於第二時脈信號C4。或者，在另一實施例中，第一時脈信號C1可等於第一時脈信號C3，並且第二時脈信號C2可等於第二時脈信號C4，本揭露不限於此。

在本實施例中，從偵測裝置500的俯視方向(即方向Z)觀之，第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M分別與閃爍體層502之間的距離d4小於第一電晶體511_1~511_M、531_1~531_M與閃爍體層502之間的距離d3。其中所述距離d3及距離d4，以閘極線驅動電路510_1為例，是指以第一電晶體511_1及第二電晶體512_1其各自的半導體沿著閘極線G_1延伸的方向(即方向X)來量測與閃爍體層502之間的最短距離。在本實施例中，第一電晶體511_1~511_M、531_1~531_M分別設置於X光照射區503以外的周邊區504內，並且第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M分別設置於閃爍體層502以外的X光照射區503內。

在本實施例中，光電元件520_1~520_N可陣列排列於偵測區501中，但不限於此。光電元件520_1~520_N可分別包括光電二極體，但不限於此。閘極線驅動電路510_1~510_M、530_1~530_M可各自通過閘極線G_1~G_M耦接光電元件520_1~520_N。在本實施例中，閘極線驅動電路510_1~510_M、530_1~530_M分別通過閘極線G_1~G_M耦接光電元件520_1~520_N的不同行的多個光電元件。閘極線驅動電路510_1~510_M、530_1~530_M可通過閘極線G_1~G_M驅動光電元件520_1~520_N，以進行光偵測功能。在本實施例中，第一電晶體111_1~111_M與第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M的半導體各自可為包括矽(Si)或金屬氧化物，例如可為非晶矽半導體、多晶矽半導體或是氧化銦鎵鋅半導體，但不限於此。第一電晶體111_1~111_M與第二電晶體112_1~112_M的半導體的材料可相同，亦可不同。此外，第一電晶體111_1~111_M與第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M可以閘極驅動電路基板技術的方式設置在基板505上，但不限於此。

值得注意的是，由於不同行的第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M可接收第一時脈信號C1、第一時脈信號C3、第二時脈信號C2以及第二時脈信號C4而其被驅動的次數及/或時間將高於同行的第一電晶體511_1~511_M、531_1~531_M，因此本實施例的第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M設置於X光照射區503內，以使第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M經由X光照射而使第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M的閾值電壓產生例如負偏現象，而可有效地改善或克服第二電晶體512_1~512_M、532_1~532_M的閾值電壓的偏移情況。

綜上所述，本揭露的偵測裝置中進行高速切換的電晶體可設置在基板上的可被X光照射的區域，以有效地補償電晶體的閾值電壓因長時間高速切換所造成的電壓偏移的現象，而使偵測裝置內所傳輸的電信號可維持正常。如此一來，本揭露的偵測裝置的可靠度以及耐用度可被有效地提升，並且可提供穩定且有效的光偵測功能。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本揭露的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本揭露進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本揭露各實施例技術方案的範圍。

100、500:偵測裝置 110_1~110_M、510_1~510_M、530_1~530_M:閘極線驅動電路 111_1~111_M、511_1~511_M、531_1~531_M:第一電晶體 112_1~112_M、512_1~512_M、532_1~532_M:第二電晶體 120_1~120_N、520_1~520_N:光電元件 101、501:偵測區 103、503:X光照射區 104、504:周邊區 105、505:基板 502:閃爍體層 C1、C3:第一時脈信號 C2、C4:第二時脈信號 d1、d2、d3、d4:距離 G_1~G_M:閘極線 T11~T15、T21~T25:電晶體 VSS:第一電壓 GS1、GS2:驅動信號 STV:啟動信號 t0~Tp:時間 X、Y、Z:方向

圖1是本揭露的一實施例的偵測裝置的示意圖。圖2是本揭露的一實施例的第一閘極線驅動電路的電路圖。圖3是本揭露的一實施例的第二閘極線驅動電路的電路圖。圖4是本揭露的一實施例的信號時序圖。圖5是本揭露的另一實施例的偵測裝置的示意圖。

100:偵測裝置 101:偵測區 103:X光照射區 104:周邊區 105:基板 110_1~110_M:閘極線驅動電路 111_1~111_M:第一電晶體 112_1~112_M:第二電晶體 120_1~120_N:光電元件 C1:第一時脈信號 C2:第二時脈信號 d1、d2:距離 G_1~G_M:閘極線 X、Y、Z:方向

Claims

一種偵測裝置，包括：一基板，包括一偵測區以及圍繞所述偵測區的一周邊區；一閘極線，設置於所述基板上，並且從所述偵測區延伸至所述周邊區；一閘極線驅動電路，設置於所述基板的所述周邊區，並且包括一第一電晶體及一第二電晶體，其中所述第一電晶體耦接一第一時脈信號以及所述閘極線，並且所述第二電晶體耦接一第二時脈信號以及所述第一電晶體；以及一光電元件，設置於所述偵測區，並且耦接所述閘極線，其中，從所述偵測裝置的一俯視方向觀之，所述第二電晶體與所述偵測區之間的距離小於所述第一電晶體與所述偵測區之間的距離。
如請求項1所述的偵測裝置，還包括：一X光照射區，其中所述X光照射區的面積大於所述偵測區，並且所述第二電晶體設置於所述偵測區以外的所述X光照射區內。
如請求項2所述的偵測裝置，其中所述第一電晶體設置於所述X光照射區以外的所述周邊區內。
如請求項1所述的偵測裝置，還包括：一閃爍體層，設置於所述光電元件上，並且從所述偵測裝置的所述俯視方向觀之，所述閃爍體層涵蓋所述偵測區，其中所述閃爍體層的面積大於所述偵測區的面積。
如請求項4所述的偵測裝置，其中所述第二電晶體與所述閃爍體層之間的距離小於所述第一電晶體與所述閃爍體層之間的距離。
如請求項4所述的偵測裝置，其中所述第二電晶體設置於所述閃爍體層以外的所述周邊區內。
如請求項1所述的偵測裝置，其中所述第一時脈信號與所述第二時脈信號為不同相位的時脈信號。
如請求項1所述的偵測裝置，其中所述第一電晶體的一第一端耦接所述第一時脈信號，並且所述第一電晶體的一第二端耦接所述閘極線，其中所述第二電晶體的一第一端耦接所述第一電晶體的所述第二端，所述第二電晶體的一第二端耦接一第一電壓，並且所述第二電晶體的一控制端耦接所述第二時脈信號。
如請求項8所述的偵測裝置，其中所述閘極線驅動電路還包括另一第二電晶體，所述另一第二電晶體的第一端耦接所述第一電晶體的一控制端，所述第二電晶體的一第二端耦接所述第一電壓，並且所述第二電晶體的一控制端耦接所述第二時脈信號。
如請求項1所述的偵測裝置，其中所述第一電晶體的一第一端耦接所述第一時脈信號，並且所述第一電晶體的一第二端耦接所述閘極線，其中所述第二電晶體的一第一端耦接所述第一電晶體的一控制端，所述第二電晶體的一第二端耦接一第一電壓，並且所述第二電晶體的一控制端耦接所述第二時脈信號。