CN101512623B - 显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示面板和显示装置。液晶面板包括在玻璃基板(11)上形成的温度传感器(1)。温度传感器(1)包括2个接合体(2、5)。接合体(2)由相互不同的2个半导体膜(3、4)接合而成。接合体(5)由相互不同的2个半导体膜(6、7)接合而成。液晶面板将向接合体(2)施加的电压与向接合体(5)施加的电压的分压作为与液晶面板的温度相应的电压输出。由此，提供一种包括构造简单且性能高的温度传感器(1)的液晶面板。
Description
技术领域
本发明涉及包括温度传感器的显示面板和显示装置。
背景技术
已知液晶显示装置的显示品质根据装置的温度而变化很大。这是因为左右显示品质的液晶的特性、例如液晶的响应速度等存在一定的温度依赖性。
因此，已提出几种测定液晶显示装置的温度、特别是显示面板的温度或者液晶本身的温度，并根据结果来实施用于提高显示品质的处理的液晶显示装置。
专利文献1中公开了对于包括在具有相对电极的相对基板之间封入液晶而形成的液晶单元的液晶显示装置，在液晶单元内设置有由多晶硅电阻体构成的温度补偿传感器的液晶显示装置。根据该液晶显示装置，能够简单地构成温度补偿用的电路。
专利文献2中公开了一种液晶显示装置，其使用与驱动电路部用TFT相同的材料以相同的工艺并联形成环形振荡器，并且使用根据该环形振荡器的振荡频率来测定温度的温度传感器。根据该液晶显示装置，将因液晶面板的温度变化引起的显示不良消除，能够得到高品质的显示特性。
专利文献3中公开了一种液晶显示装置，其包括在第一基板与第二基板之间夹着液晶材料的结构的液晶显示面板，使用在上述第一基板上形成的液晶像素驱动用的第一半导体元件的制造工艺，在上述液晶显示面板内形成检测上述液晶材料的温度的第二半导体元件。不提高成本地实现液晶材料动作中的温度测定精度和基于此的液晶驱动电压的控制精度。
专利文献4公开了一种液晶显示装置，其包括直接检测出封入在液晶显示像素中的液晶的温度并输出检测信号的温度检测单元、和根据该检测信号控制对液晶显示像素的显示信号电压的信号极性的反转周期的驱动控制单元。根据该液晶显示装置，能够确保闪烁的发生被抑制的显示画质，同时也能够实现低消耗电力化。
专利文献1：日本国公开专利公报“特开平4-34519号公报(公开日：1992年2月5日)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特开2000-9547号公报(公开日：2000年1月14日)”
专利文献3：日本国公开专利公报“特开2000-338518号公报(公开日：2000年12月8日)”
专利文献4：日本国公开专利公报“特开2004-226470号公报(公开日：2004年8月12日)”
发明内容
但是，在上述的各现有技术中，难以使液晶面板所包括的温度传感器的构造简单与性能的提高两者兼得。例如在专利文献1的温度传感器中，传感器的温度系数、即电阻值相对于温度的变化而变化的程度不够高。因此，无法高精度地检测温度的变化。此外，在专利文献2中，因为由环形振荡器构成温度传感器，所以构造变得复杂，制造所需的工时增大。
本发明为解决上述课题而做出，其目的在于提供一种包括构造简单且性能高的温度传感器的显示面板和显示装置。
为了解决上述课题，本发明的显示面板的特征在于，包括温度传感器，该温度传感器包括至少1个将相互不同的多个半导体接合而成的接合体、并输出与显示面板的温度相应的电压。
根据上述结构，显示面板包括用于测定显示面板的温度的温度传感器。该温度传感器包括至少1个将多个半导体接合而成的接合体。在此，构成接合体的多个半导体相互不同。
将相互不同的多个半导体接合而成的接合体，有具有比单独的半导体或导体等电阻体高的温度系数的情况。因此，包括这样的接合体的温度传感器能够以比由单独的电阻体构成的温度传感器更高的精度测定温度。
此外，接合体是将多个半导体接合而成的单纯的构造。因此，在显示面板中制造包括接合体的温度传感器的工时少。
如以上所述，根据本结构，能得到能够提供包括构造简单且性能高的温度传感器的液晶面板的效果。
在本发明的显示面板中，进一步优选：上述温度传感器包括多个上述接合体，并将由该多个接合体分压的电压作为与显示面板的温度相应的电压输出。
根据上述结构，与温度传感器包括1个接合体的情况不同，不需要用于取出温度传感器的电压的外部电路。因此，能得到能够削减部件数量、从而能够使包括显示面板的显示装置的结构简单的效果。
在本发明的显示面板中，进一步优选上述多个接合体相互通过导体连接。
当相互直接连接时，接合体的特性会变化。在此，根据上述结构，多个接合体相互不直接连接，因此，各个接合体的特性不会从设想的特性出乎意料地变化。由此，能得到能够使显示面板包括所希望的特性的温度传感器的效果。
在本发明的显示面板中，进一步优选上述温度传感器包括与上述接合体并联连接的电容器。
根据上述结构，接合体外部的交流电压被并联连接的电容器切断，不会到达接合体。由此，能够防止接合体中噪声的产生，因此能得到能够进一步提高温度传感器的温度检测精度的效果。
在本发明的显示面板中，进一步优选上述温度传感器设置在显示面板中与显示面板内的遮光部对应的位置。
根据上述结构，温度传感器不会将通过显示面板的光遮蔽。例如如果显示面板为液晶面板，则从背光源入射的通过液晶层的光不会照射到温度传感器。
由此，首先，入射光的能量的影响不会到达温度传感器，因此，与温度传感器被光照射的情况相比，能够使与电阻相应的电压的产生更稳定。此外，当受到光的照射时，接合体的特性会变化。但是，在上述结构中，光不会到达接合体，因此，能够将接合体的特性在显示面板的动作中保持为一定，其结果，也能够使温度传感器的特性一定。
另外，温度传感器不遮蔽通过显示面板的光。由此，与温度传感器设置在与彩色滤光片对应的位置的情况等、设置在显示面板中光通过的位置的情况不同，不会使光散射、或者使光量减少。因此，不会使显示面板的性能降低。
为了解决上述课题，本发明的显示装置的特征在于，包括上述任一个显示面板。
根据上述结构，能得到能够提供包括具备构造简单且性能高的温度传感器的显示面板的显示装置的效果。
本发明的其它目的、特征和优异之处通过以下所示的记载可以充分了解。此外，本发明的优点通过参照附图的以下说明可以明白。
附图说明
图1(a)是从液晶面板的上方看本实施方式的温度传感器的图，(b)是从液晶面板的侧面看温度传感器的截面图。
图2是表示液晶面板中的温度传感器的形成位置的图。
图3是表示温度传感器的电路图。
图4是表示在对通过液晶面板的光进行遮光的位置设置有温度传感器的情形的图。
图5(a)是从液晶面板的上方看还包括其它电极的温度传感器的图，(b)是从液晶面板的侧面看还包括其它电极的温度传感器的截面图。
图6(a)是从液晶面板的上方看还包括其它电极的温度传感器的图，(b)是从液晶面板的侧面看还包括其它电极的温度传感器的截面图。
图7是表示温度传感器中能够使用的各材料的温度系数的图。
图8是表示包括由3种以上的半导体构成的接合体的温度传感器的图。
符号说明
1 温度传感器
2 接合体
3 半导体膜(半导体)
4 半导体膜(半导体)
5 接合体
6 半导体膜(半导体)
7 半导体膜(半导体)
8 电极
9 电极
10 电极
11 玻璃基板
12 底涂层
13 层间绝缘膜
15 密封材料层
16 黑矩阵
17 玻璃基板
18 电极
19 电容器
20 电极
21 电极
22 电容器
23 电容器
50 液晶面板(显示面板)
51 边缘区域
52 显示区域
具体实施方式
以下参照图1～图8对本发明的一个实施方式进行说明。
(温度传感器1的基本结构)
图1(a)是从液晶面板50的上方看本实施方式的温度传感器1的图。图1(b)是从液晶面板50的侧面看温度传感器1的截面图。具体而言，表示由图1(a)所示的虚线D分割的部分。
如图1(a)所示，本实施方式的温度传感器1包括接合体2和接合体5这2个接合体。接合体2由温度系数相互不同的半导体膜3(半导体)和半导体膜4(半导体)这2个半导体膜接合而成。另一方面，接合体5由温度系数相互不同的半导体膜6(半导体)和半导体膜7(半导体)这2个半导体膜接合而成。
温度传感器1除了接合体2和接合体5这2个接合体以外，还包括电极8、电极9和电极10。如图1(a)所示，在温度传感器1中，接合体2的一端与电极8连接，另一端与电极9连接。另一方面，接合体5的一端与电极10连接，另一端与电极9连接。
即，接合体2和接合体5通过电极9相互连接。但是，如图1(b)所示，在半导体膜4与半导体膜6之间，存在由绝缘性的材料构成的层，因此，接合体2与接合体5没有直接连接。
温度传感器1通过在构成液晶面板50的玻璃基板11上形成液晶面板内的TFT和各种配线层时的使用多晶硅的制造工艺而形成。具体而言，如图1(b)所示，在形成于玻璃基板11上的底涂层12上，通过多晶硅半导体工艺，呈层状形成有构成温度传感器1的各部件。
温度传感器1通过在由二氧化硅构成的底涂层12上依次叠层半导体膜3～半导体膜7、层间绝缘膜13、和电极8～10而形成。此时，用于在温度传感器1中设置TFT等的通常的多晶硅制造工艺也可用于温度传感器1的形成。例如半导体膜3～半导体膜7利用栅极配线层、源极配线层、N+层类、I层类等作成。因此，不特别需要用于设置温度传感器1的其它特别的工艺。
即，当在底涂层12上形成半导体膜3～7时，首先，在底涂层12上形成多晶硅层。接着，通过在多晶硅层中掺杂磷离子、硼离子等杂质，形成半导体膜。此时，根据杂质的种类和量、或者掺杂的次数，能够形成具有所希望的电性质的半导体层。例如，能够使半导体膜3～半导体膜7的电阻、温度系数(电阻的温度依赖性)分别相互不同。
通过以上工艺，在温度传感器1中，能够将接合体2和接合体5均形成为由相互不同的2个半导体接合而成的接合体。
此外，在形成各电极时，可以适当使用铝、钽、钨和银等各种金属。
(设置温度传感器1的位置)
具有以上所说明的构造的温度传感器1能够设置在液晶面板50的任意位置。作为一个例子，可以如图2所示，设置在位于液晶面板50的显示区域52外侧的边缘区域51。如果设置在该位置，则不会对设置在显示区域52的液晶层和TFT等产生影响，因此能够保持液晶面板50原本的显示品质。
(温度传感器1的等效电路)
温度传感器1具有整体的电阻根据液晶面板50的温度而变化的性质。该性质是由于接合体2和接合体5的电阻的温度依赖性。即，温度传感器1可看作与图3所示的电路等效。图3是表示温度传感器1的电路图。
当使用温度传感器1测定液晶面板50的温度时，向位于温度传感器1的两端的电极8和10分别施加相互不同的电压。在图3的例子中，向与接合体5连接的电极10施加电压V1，而向与接合体2连接的电极10施加电压V2。V1＞V2。在该情况下，施加的电压也可以相互颠倒。
所施加的电压V1和V2由接合体5的电阻R1和接合体2的电阻R2分压。因此，从电极9输出分压电压Vt作为反映液晶面板50的温度的电压。具体而言，当V1＞V2时，输出电压Vt由以下所示的式(1)确定。
Vt＝V2+(V1-V2)×(R2÷(R1+R2))……(1)
在液晶面板50的外部，设置有接收从温度传感器1输出的Vt的输入的温度测定电路。该测定电路根据所输入的Vt，导出液晶面板50的温度。此时，可以利用将Vt与温度对应的表，或者利用确定了Vt与温度的关系的函数。
如以上所述，温度传感器1根据接合体2和接合体5这2个接合体的电阻分压，输出反映液晶面板50的温度的电压Vt。即，温度传感器1能够直接求出根据液晶面板50的温度而变化的、反映自身的电阻(接合体2和接合体5的合成电阻)的模拟电压Vt，并将其输出至外部的温度测定电路。因此，能够使温度传感器1的电路结构简单。从而，能够抑制噪声的影响。
此外，在液晶面板50的外部不需要用于测定Vt的其它特别的电路。因此，能够实现液晶面板50整体的小型化。
(温度传感器1的形成位置的例子)
温度传感器1能够设置在液晶面板50的内部的任意位置。但是，优选设置在不妨碍液晶面板50的动作和功能的位置。例如如图4所示，优选设置在来自背光源的光不通过的位置。
图4是表示在对通过液晶面板50的光进行遮光的位置设置有温度传感器1的情形的图。在该图的例子中，在玻璃基板17上设置有包括黑矩阵16的彩色滤光片。另一方面，在玻璃基板11上，在与玻璃基板17上形成的黑矩阵16(遮光部)对应的位置，设置有温度传感器1。换言之，温度传感器1的形成位置是在玻璃基板11上、当从相对的玻璃基板17看时由黑矩阵16所隐蔽的位置。
因此，在通过密封材料层15贴合玻璃基板11和玻璃基板17时，黑矩阵16对入射到液晶面板50的光进行遮光，使其不到达温度传感器1。
由此，首先，入射光的能量的影响不会到达温度传感器1，因此，与温度传感器1被光照射的情况相比，能够使与电阻相应而流动的电流更稳定。另外，温度传感器1不会遮蔽通过液晶面板50的光。由此，与温度传感器1设置在与彩色滤光片对应的位置的情况等、设置在液晶面板50中通过光的位置的情况不同，不会使光散射、或者使光量减少。因此，不会使液晶面板50的性能降低。
(并联形成1个电容器)
此外，如图5(a)和图5(b)所示，通过进一步增加温度传感器1中设置的电极的数量，能够进一步提高温度传感器1的性能。
图5(a)是从液晶面板50的上方看还包括其它电极18的温度传感器1的图。图5(b)是从液晶面板50的侧面看还包括其它电极18的温度传感器1的截面图。
图5(a)的温度传感器1还包括由导电性的物质构成的电极18。更详细而言，电极18与温度传感器1中央的电极9连接，并且叠层在层间绝缘膜13上。此时，从液晶面板50的上方看，以大致覆盖接合体2和接合体5的方式叠层。
如图5(b)所示，在导电性的电极18与半导电性的接合体5(半导体膜6和7)之间，形成有绝缘性的层间绝缘膜13。因此，它们形成与接合体2并联的1个电容器19。
这样，在图5(b)的温度传感器1中，与1个接合体5并联设置有1个电容器19。因此，电容器19将来自温度传感器1外部的交流电流(噪声成分)遮断，由此，与未并联电容器的情况相比，能够使接合体5中产生的电压更稳定。
此外，在图5(b)所示的温度传感器1中，在与电极8连接的接合体2一侧，也与接合体5一侧同样，形成有与接合体2并联的1个电容器。因此，与接合体2不并联电容器的情况相比，在接合体2中产生更稳定的电压。
(并联形成2个电容器)
此外，通过进一步增加温度传感器1中设置的电极的数量，能够进一步提高温度传感器1的性能。
图6(a)是从液晶面板50的上方看还包括其它电极20和21的温度传感器1的图。图6(b)是从液晶面板50的侧面看还包括其它电极20和21的温度传感器1的截面图。
图6(a)的温度传感器1还包括由导电性的物质构成的电极20和21。如图6(b)所示，电极20形成于叠层在半导体膜3和半导体膜4上的层间绝缘膜13的内部。如图6(b)所示，电极21形成于叠层在半导体膜6和半导体膜7上的层间绝缘膜13的内部。
如图6(b)所示，在导电性的电极18与导电性的电极21之间形成有绝缘性的层间绝缘膜13。因此，它们形成与接合体2并联的1个电容器22。
另外，如图6(b)所示，在导电性的电极21与半导电性的半导体膜7之间形成有绝缘性的层间绝缘膜13。因此，它们形成与接合体26并联的1个电容器23。在此，更优选向电极21施加GND电位(接地电位)或者Vt那样的定电位。
这样，在图6(b)的温度传感器1中，与1个接合体5分别并联设置有电容器22和电容器23这2个电容器。因此，电容器22和23均将来自外部的交流电流遮断，由此，与仅并联1个电容器的情况相比，能够使接合体5中产生的电压更稳定。
在图6(b)所示的温度传感器1中，在与电极8连接的接合体2一侧，也与接合体5一侧同样，形成有与接合体2并联的2个电容器。因此，与接合体2并联1个电容器的情况相比，能够在接合体2中产生更稳定的电压。
如以上所述，在接合体2中流动的电流和在接合体5中流动的电流两者均稳定，因此，能够使用温度传感器1进行测定的温度的精度进一步提高。
(温度传感器中能够使用的各材料的温度系数)
以下，参照图7对本发明的温度传感器1的温度系数比现有技术的传感器优异之处进行说明。
图7是表示在温度传感器中能够使用的各材料的温度系数的图。在该图中，金属是铜等通常的金属。半导体A与半导体B通过相互不同的杂质掺杂而形成。接合体A和接合体B均采用使不同的2种半导体接合的构造。此外，构成接合体A的半导体的种类与构成接合体B的半导体的种类相互不同。例如，接合体A是将掺杂两次硼并且掺杂一次磷的半导体A与仅掺杂两次硼的半导体B以A-B-A的形式接合而成的接合体。
如该图所示，接合体A的温度系数、即电阻相对于温度的变化而变化的程度(变化率)最大。其次是接合体B的温度系数较大，剩下的温度系数具有半导体A＞金属(metal)＞半导体B的关系。
这样，表明接合体的温度系数比半导体单独的温度系数大。从而可知，与包括由单独的半导体构成的电阻体、或者由单独的导体构成的电阻体的现有技术的温度传感器的温度系数相比，包括使多个不同的半导体相互接合而成的接合体的温度传感器1的温度系数进一步提高。即，本发明的温度传感器1的性能比现有技术的温度传感器的性能高。
(温度传感器1中包括使3种以上半导体接合而成的接合体的情况)
此外，本发明还能够构成为具有包括3种以上半导体的接合体的温度传感器。以下参照图8对该例子进行说明。
图8是表示具有包括3种以上半导体的接合体的温度传感器1的图。如该图所示，温度传感器1包括接合体24和接合体26这2个接合体。接合体24采用半导体膜3、半导体膜4和半导体膜3依次连接的构造。另一方面，接合体26采用半导体膜6、半导体膜7、半导体膜3和半导体25依次连接的构造。
在该情况下，也能够通过将各半导体根据它们的特性相互接合而进一步提高接合体24和接合体26的温度系数。因此，能够进一步提高显示面板50内所包括的温度传感器1的性能这一点不变。
此外，通过将半导体的制造方法最优化，抑制半导体特性的偏差，其结果，能够使各接合体的特性稳定化。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，在权利要求所表示的范围内能够进行各种变更。即，将在权利要求所表示的范围内适当变更后的技术手段组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
例如温度传感器1不需要一定包括2个接合体，只要是包括至少1个接合体的结构即可。相反地，也可以是包括3个以上的接合体的结构。即，温度传感器1只要是包括至少1个将相互不同的多个半导体接合而成的接合体、且输出与液晶面板50的温度相应的电压的温度传感器1即可。
此外，本发明的显示面板并不限于液晶面板50，作为有机EL面板等其它方式的显示面板也能够实现。在该意义下，本发明的显示装置也不限于液晶显示装置，作为有机EL显示器、等离子体显示器等其它方式的显示装置也能够实现。
如以上所述，本发明的显示面板具备包括将相互不同的多个半导体接合而成的至少1个接合体、且输出与显示面板的温度相应的电压的温度传感器，因此，能得到能够提供具备构造简单且性能高的温度传感器的液晶面板的效果。
在发明的详细说明的部分中所说明的具体的实施方式或实施例，只是用于使本发明的技术内容清楚，不应该仅限定于那样的具体例子而狭义地进行解释，在本发明的精神和权利要求书的范围内，能够进行各种变更来实施。
产业上的可利用性
本发明可作为能够直接测定内部温度的各种显示面板和包括该显示面板的各种显示装置而加以利用。
Claims (7)
1.一种显示面板，其特征在于：
包括温度传感器，所述温度传感器包括至少1个将相互不同的多个半导体接合而成的接合体、并输出与显示面板的温度相应的电压，
所述多个半导体的各个通过在多晶硅层中掺杂磷离子或硼离子杂质而形成。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：
所述温度传感器包括多个所述接合体，并将由该多个接合体分压的电压作为与显示面板的温度相应的电压输出。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于：
所述多个接合体相互通过导体连接。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：
所述温度传感器包括与所述接合体并联连接的电容器。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：
所述温度传感器设置在显示面板中与显示面板内的遮光部对应的位置。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：
所述温度传感器设置在位于显示面板的显示区域外侧的边缘区域。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1所述的显示面板。
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