CN101958358A

CN101958358A - 感光组件

Info

Publication number: CN101958358A
Application number: CN2010102625926A
Authority: CN
Inventors: 李威龙; 王文哲
Original assignee: CPTF Optronics Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2029-04-21
Also published as: CN101958358B

Abstract

本发明涉及一种感光组件，其特征在于：包含一闸极、闸极绝缘层、一半导体层、一源极、一汲极以及一位于该源极与该汲极间的通道部。该源极与该汲极皆设于该半导体层上，且该源极与该汲极分别具有至少一第一长梳齿电极及至少一第一短梳齿电极与至少一第二长梳齿电极及至少一第二短梳齿电极，且该第一长梳齿电极和该第一短梳齿电极与该第二长梳齿电极和该第二短梳齿电极皆以长短交错的方式排列。本发明可以在有限的感光组件空间内增进感光区域面积，使得感光效率大为提升，解决目前业界面临的困境。

Description

感光组件

技术领域

本发明提供一种感光组件，尤指一种设于液晶显示器中用以感测环境光源的感光组件。

背景技术

液晶显示器由于具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，所以被广泛地应用在笔记型计算机(notebook)、与个人数字助理(personal digital assistant, PDA)等可携式信息装置上。近来，随着可携式信息装置的功能日趋复杂，其显示质量的要求日益增加，如何在室内与室外都能够清晰的呈现影像，成了目前液晶显示技术的重要课题。在这样的需求下，半穿透半反射式(Transflective mode)液晶显示技术、环境光感组件(Ambient Light Sensor, ALS)等技术因而产生。

透过ALS技术，系统可以测量环境照明的强度并将液晶显示器的背光亮度随之调整，不仅能够降低行动显示装置成本并可节省其设计空间，还可因应不同照明环境下，调整背光模块的亮度，节省终端使用者的电池使用时间及提供更佳的画质。在环境亮度高的场合，例如阳光下，终端使用者可以提高背光强度来改善行动显示设备的阅读清晰度；反之，在环境亮度较低的场合，则可以降低液晶显示器的背光强度来取得较佳的画质。

请参考图1与图2，图1为已知液晶显示器的ALS感光组件的上视示意图，而图2为图1沿着I-I’截线的剖面示意图。已知液晶显示器包含一第一基板100、一第二基板200、介于两者之间的绝缘层300，例如液晶层，以及一形成于第一基板100上的感光组件110。如图1与图2所示，感光组件110设置于第一基板100的一基底基板101上，由闸极111、源极113和汲极114，以及夹在闸极111与源极113、汲极114之间的闸极绝缘层102与半导体层112所构成，且感光组件110是伴随液晶显示器的薄膜晶体管(TFT)的各式微影暨蚀刻(PEP)制程步骤一起形成。而半导体层112由一活性层(activation layer)112a以及一奥姆接触层(resistive contact layer)112b所构成，且上述半导体层112是对应源极113与汲极114形成时，去除奥姆接触层112b的其中一部分，以露出活性层112a的通道部(Channel, CH)115。

第二基板200包含有一基底基板201以及一遮光层210设在相对于第一基板100的表面，且遮光层210具有一感光窗口211，其长与宽皆大于通道部CH的长与宽，以利外界环境光源的入射。当光透过感光窗口211入射至通道部CH时，光诱导电流(light induced current)即因光激发电子-电洞对而产生，光诱导电流的密度与入射光成正比。对应于入射光，电子-电洞对产生在源极113及汲极114中的通道部CH，所产生的电子及电洞对沿着通道部CH移动，使光诱导电流被产生。

然而，即便目前ALS技术可以将功能直接整合在液晶显示器的基板上，节省额外设置的独立亮度传感器的需求，但如何能在有限的空间下感测最适当的环境光源，减轻成本压力以及空间受限的问题仍须努力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的即是提供一种感光组件与液晶显示器的整合结构，以解决前述问题。

依据本发明的目的，本发明提供一种用于液晶显示器的感光组件。该感光组件包含一闸极、闸极绝缘层、一半导体层、一源极、一汲极以及一位于该源极与该汲极间的通道部。该闸极，设于一第一基板上，而该闸极绝缘层，设于该闸极上与该第一基板上。该半导体层，设于该闸极上方的该闸极绝缘层上。该源极与该汲极皆设于该半导体层上，且该源极与该汲极有一沿第一方向延伸的一第一主电极与一第二主电极以及从该第一主电极与该第二主电极往第二方向延伸出去的至少一第一长梳齿电极以及至少一第一短梳齿电极与至少一第二长梳齿电极以及至少一第二短梳齿电极，且该第一长梳齿电极和该第一短梳齿电极与该第二长梳齿电极和该第二短梳齿电极皆以长短交错的方式排列。

依据本发明的目的，本发明另提供一种用于液晶显示器的感光组件，该感光组件包含一闸极、一闸极绝缘层、一半导体层、一源极、一汲极以及一位于该源极与该汲极间的通道部。该闸极，设于一第一基板上，而该闸极绝缘层，设于该闸极上与该第一基板上。该半导体层，设于该闸极上方的该闸极绝缘层上。该源极与该汲极皆设于该半导体层上，其中该源极与该汲极以同一中心且互相平行的环绕方式设置于该半导体层与该闸极绝缘层上，且该源极与该汲极之间具有一信道部，该信道部包含一感光区。

依据本发明的目的，本发明再提供一种用于液晶显示器的感光组件，该感光组件包含一闸极、一闸极绝缘层、一半导体层、一源极、一汲极、一位于该源极与该汲极间的通道部、一绝缘层以及一透明电极。该闸极，设于一第一基板上，而该闸极绝缘层，设于该闸极上与该第一基板上。该半导体层，设于该闸极上方的该闸极绝缘层上。该绝缘层，覆盖该源极、该汲极与部份该半导体层上，且该透明电极，可选择性设置于该通道部、该源极或该汲极上的该绝缘层表面。

本发明提供的用于液晶显示器的感光组件，可以在有限的感光组件空间内增进感光区域面积，使得感光效率大为提升，解决目前业界面临的困境。

附图说明

图1为已知感光组件的上视示意图。

图2为图1沿着I-I’截线的剖面示意图。

图3为本发明液晶显示器的感光组件第一实施例上视示意图。

图4为图3沿着J-J’截线的剖面示意图。

图5至图7为本发明液晶显示器的感光组件第二实施例上视示意图。

图8为本发明液晶显示器的感光组件第三实施例上视示意图。

图9为图8沿着K-K’截线的剖面示意图。

图10、图11与图13为本发明液晶显示器的感光组件第三实施例变化型上视示意图。

图12与图14分别图11沿着截线L-L’与图13沿着截线M-M’的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

100	第一基板	200	第二基板
				300	绝缘层	110	光调节组件
101、201	基底基板	111	闸极
				112	半导体层	112a	活性层
112b	奥姆接触层	113	源极
				114	汲极	115	通道部
210	遮光层	211	感光窗口
				50	液晶显示器	500	第一基板
600	第二基板	700	液晶层
				508	闸极绝缘层	510	感光组件
511	闸极层	512	半导体层
				513	源极	514	汲极
515	奥姆接触层	516	通道部
				518	绝缘层	520	第一主电极
522	第二主电极	524	第一长梳齿电极
				526	第一短梳齿电极	528	第二长梳齿电极
530	第二短梳齿电极	532	感光区
				534	第一感光区	536	第二感光区
538、540、542	透明电极	W1	第一宽度
				W2	第二宽度	W3	第三宽度
W4	第四宽度	W5	第五宽度
				W6	第一通道宽度	W7	第二通道宽度
H	第一方向	V	第二方向

具体实施方式

请参考图3与图4，图3依据本发明液晶显示器的感光组件第一实施例上视示意图，而图4为图3沿着J-J’截线的剖面示意图。如图3与图4所示，本发明提供一种液晶显示器的感光组件。液晶显示器50包含一第一基板500、一第二基板600、夹在第一基板500和第二基板600之间的液晶层700以及一形成于第一基板500上的感光组件510。感光组件510包含一闸极511、一半导体层512、一源极513、一汲极514、一对奥姆接触层515、一通道部516、一闸极绝缘层508以及一绝缘层518。其中，第一基板500可为薄膜晶体管数组(TFT array)基板或彩色滤光片数组(Color-filter On Array, CoA)基板等，而第二基板600可为彩色滤光片(Color Filter, CF)基板或透明基板等。此外，液晶显示器50另包含复数条连接其上的各薄膜晶体管(TFT)的资料线(Data line)与扫描线(Scan line)以及配向膜等组件(皆未显示)，此为已知技艺者所详熟的通常知识，在此不多加赘述。

如图4所示，感光组件510各个构造的配置如下：闸极层511设于第一基板500之上，闸极绝缘层508覆盖于闸极层511与第一基板500之上，而半导体层512置于闸极绝缘层508之上。源极513与汲极514两两相对设置于闸极绝缘层508上，并分别透过一奥姆接触层515电接触半导体层512，使得源极513与汲极514两者之间的半导体层512形成一通道部516。源极513、汲极514与部份半导体层512之上又覆盖一层绝缘层518。液晶层700设置于第一基板500的绝缘层518上与第二基板之间。其中，闸极层511具有一第一宽度W1，半导体层512具有一第二宽度W2，通道部516具有一第三宽度W3(亦即通道长度)，且第一宽度W1大于半导体层512的第二宽度W2，以确保背光模块(未显示)的光源不会影响感光组件510对环境光的感测。

请参考图3，源极513包含一沿第一方向H延伸的一第一主电极520，以及从第一主电极520往第二方向V延伸出去的至少一第一长梳齿电极524及至少一第一短梳齿电极526。其中，第一长梳齿电极524长度大于第一短梳齿电极526的长度，且第一长梳齿电极524与第一短梳齿电极526以长短交错的方式排列。相似的，汲极514也包含一沿第一方向H延伸的一第二主电极522，以及从第二主电极522往第二方向V延伸出去的至少一第二长梳齿电极528及至少一第二短梳齿电极530。其中，第二长梳齿电极528的长度大于第二短梳齿电极530的长度，且第二长梳齿电极528与第二短梳齿电极530以长短交错的方式排列。此外，本发明的第一长梳齿电极524设于第二短梳齿电极530的相对应处，而第一短梳齿电极526则设于第二长梳齿电极528相对应之处，如此一来，源极513的第一长梳齿电极524、第一短梳齿电极526与汲极514的第二长梳齿电极528、第二短梳齿电极530便构成一锯齿状构造，使得源极513与汲极514两者之间的通道部516形成凹、凸的阶梯状排列。且由于闸极层511沿第一方向H延伸设置，其与沿第二方向V延伸的源极513的第一长梳齿电极524、第一短梳齿电极526与汲极514的第二长梳齿电极528、第二短梳齿电极530即构成同方向延伸的结构。

先前技术中已经提及，对应于入射光，电子-电洞对在图2中源极113及汲极114中的通道部CH115被产生，所产生的电子及电洞对沿着通道部CH115移动，使光诱导电流被产生。而既然要须有源极513与汲极514两极相对应之处才能利用入射光产生光诱导电流(light induced current)作为感光区。信道部516具有一第一通道宽度W6与一第二信道宽度W7，信道部516凹凸的阶梯状排列的构造中能感光的区域即为一感光区532。第一通道宽度W6与第三宽度W3所包围的范围为第一感光区534，第二通道宽度W7与第三宽度W3所包围的范围构成一第二感光区536，第一感光区534面积与第二感光区536的面积总和即为感光区532的面积总和。

本发明第二实施例请参考图5至图7，图5至图7本发明液晶显示器的感光组件第二实施例上视示意图。如图5至图8所示，变化型的基本结构剖面图如图4所示，其变化为源极513与汲极514以同一中心两两互相平行向外围环绕的环绕状。源极513与汲极514互相环绕的图形，例如图5的六边形、图6的矩形、图7的三角形，其它变化型可包含圆形、各种矩形、方形、各种多边形等等。由于源极513与汲极514两者互相平行，其所互相环绕的间隔即形成一信道部516，信道部516即可作为感光区532。此外，闸极层511的布局面积仍需大于半导体层512的布局面积，以确保背光模块(未显示)的光源不会影响感光组件510对环境光的感测。如此设计可以有效节省配线空间，使得感光组件510有限的空间内，感光区面积大增，使得感光效果更好。

请参考图8至图10，图8依据本发明液晶显示器的感光组件第三实施例上视示意图，而图9为图8沿着K-K’截线的剖面示意图，图10另为本发明第三实施例的变化形上视示意图。如图8与图9所示，本发明提供一种液晶显示器的感光组件。图8与图3配置一样，而图4的配置与图9一样，故各对象配置结构关系请参考前文图3与图4的叙述。本实施例增加设置一透明电极538于绝缘层518之上，透明电极538可以设于感光区532内部。透明电极538具有一第四宽度W4，且感光区532的第三宽度W3大于第四宽度W4，第三宽度与第四宽度相减除以二可以得到一第五宽度W5。其中，透明电极的材料可包含氧化铟锡（Indium Tin Oxide, ITO）、氧化铟锌（Indium Zinc Oxide, IZO）等导电金属氧化物。

本实施例的构造与第一实施例差异点即在于本实施例增加感光区532中透明电极538的设置，透明电极538对应于通道部516设置于绝缘层518上，形成一栅栏状构造或是如图10弯曲线形构造。藉由适当的调整透明电极538上的电压，可以改变半导体层512顶端的费米能阶，增加光诱导电流。而且，也可以藉由调整第四宽度W4与第五宽度W5的比例，更进一步得到最佳的光诱导电流。此外，利用透明电极538直接接触液晶层700的配置设计，本发明更可藉由调整透明电极538的电压来控制液晶层700液晶分子的光穿透率，进而得到想要的光电流量，增进感光组件510对于环境光的感测效能。

透明电极的设计不只可以应用在此实施例中，任何形式的感光组件皆可使用透明电极设计而达到相同目的。本实施例的变化型请参考图11至图14，图11与图14为本发明液晶显示器的感光组件第三实施例变化型上视示意图，图12与图14分别为图11沿着截线L-L’与图13沿着截线M-M’的剖面示意图。第三实施例的其中一变化型如图12与图13所示，透明电极540置于绝缘层518之上，覆盖了包含源极513、汲极514、通道部516整体。由于藉由适当的调整透明电极540上的电压，可以改变半导体层512顶端的费米能阶，增加光诱导电流。此外，由于透明电极直接接触液晶层700，藉由调整透明电极540的电压可以控制液晶层700液晶分子的光穿透率，而得到想要的光电流量，增进感光组件对于环境光的感测效能。

第三实施例的另一变化型如图13与图14所示，透明电极542置于绝缘层518之上，覆盖了除了信道部516以外的区域，包含源极513、汲极514的部份。在此一变化型中，透明电极直接接触液晶层700，藉由调整透明电极542的电压可以控制液晶层700液晶分子的光穿透率，而得到想要的光电流量，增进感光组件对于环境光的感测效能。除了上述变化型外，也可以将透明电极的设置应用于第二实施例中源极与汲极以同一中心两两互相平行向外围环绕产生的环绕状感光区，其它变化型包含圆形、各种矩形、方形、各种多边形等等。

本发明感光组件设计可以有效节省配线空间，使得感光组件有限的空间内，感光区面积大增，同时又利用透明电极的设置，藉以直接影响设于透明电极上的液晶层液晶分子的光穿透率，进一步得到想要的光电流量，增进感光组件对于环境光的感测效能，使得感光效果更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种感光组件，形成于一液晶显示器的第一基板上，其特征在于，该感光组件包含：

一闸极，设于该第一基板上；

一闸极绝缘层，设于该闸极上与该第一基板上；

一半导体层，设于该闸极上方的该闸极绝缘层上；

一源极与一汲极，设于该半导体层与该闸极绝缘层上；

一通道部，设于该源极与该汲极之间，且该通道部包含一感光区；

一绝缘层，覆盖该源极、该汲极与部份该半导体层上；以及

一透明电极，设置该通道部之上的该绝缘层表面。

2.根据权利要求1所述的感光组件，其特征在于：其中该源极有一沿第一方向延伸的一第一主电极以及从该第一主电极往第二方向延伸出去的至少一第一长梳齿电极以及至少一第一短梳齿电极，且该第一长梳齿电极与该第一短梳齿电极以长短交错的方式排列；汲极有一沿第一方向延伸的一第二主电极以及从该第二主电极往第二方向延伸出去的至少一第二长梳齿电极以及至少一第二短梳齿电极，且该第二长梳齿电极与该第二短梳齿电极以长短交错的方式排列；其中该源极的各该第一长梳齿电极分别与该汲极的各该第二短梳齿电极成相对设置，且该源极的各该第一短梳齿电极分别与该汲极的各该第二长梳齿电极成相对设置；其中设置于各该长梳齿电极与各该短梳齿电极之间的该等通道部呈一阶梯状排列。

3.根据权利要求1所述的感光组件，其特征在于：其中该闸极层的宽度大于该半导体层的宽度。

4.根据权利要求1所述的感光组件，其特征在于：其中该源极与该汲极以同一中心且互相平行的环绕方式设置于该半导体层与该闸极绝缘层上。