JP3988918B2 - 薄膜トランジスタ型光センサー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ型光センサーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的にファクシミリまたはデジタル複写機などの映像処理装置で映像判読機として用いられる光センサーは、内部光源から光を受けた被写体から反射された光の強さによって電荷を蓄積して、蓄積された電荷を駆動回路を通して外部に出力する装置である。情報化時代の発展によって光センサーは個人を識別する認識装置である指紋感知器にも適用されている。
【0003】
最近薄膜トランジスタを利用した光センサーに対する研究が活発に行われている。
薄膜トランジスタ型光センサーは光を発生させる光源と感知しようとする被写体に光を透過させるウィンドウ、ウィンドウを通して光源から光を受けた被写体から反射された光の強さによって光電流を発生させるセンサ薄膜トランジスタ、伝達を受けた電荷量を情報として蓄積するストレージキャパシタ及び外部制御信号によってストレージキャパシタに蓄積された電荷量情報をスイッチングするスイッチ薄膜トランジスタで構成される。
【0004】
以下、添付した図面を参照して従来の薄膜トランジスタ型光センサーについて説明する。
図1は従来の薄膜トランジスタ型光センサーを示す図面であり、図1に図示したように薄膜トランジスタ型光センサーは外部からの情報を感知してこれを蓄積及び伝達するアレー基板1と、光を発生させてアレー基板1に伝達するバックライト2で構成され、アレー基板1がバックライト2上部に配置されている。
【0005】
ここで、薄膜トランジスタ型光センサーのアレー基板1にはセンサ薄膜トランジスタとストレージキャパシタ及びスイッチ薄膜トランジスタで構成された単位画素が繰り返して型成されている。
【0006】
図2はこのような薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板に対する配置図として単位画素を示し、図3は図2におけるIII−III線に沿って切断した断面図である。
【0007】
図2及び図3に図示したように、薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板では透明基板10上の単位画素領域を感光領域A、蓄積領域B及びスイッチング領域Cに定義でき、各領域には金属のような導電物質で構成されたセンサゲート電極22、第1ストレージ電極24、スイッチゲート電極26が各々型成されている。図示したように、センサゲート電極22とスイッチゲート電極26は各々センサゲート配線21及びスイッチゲート配線25の一部である場合もあり、または分枝の場合もある。第1ストレージ電極24はセンサゲート配線21と接続されている。
【0008】
センサゲート電極22と第1ストレージ電極24、そしてスイッチゲート電極26上部には第1絶縁膜30が型成されてこれらを覆っている。
【0009】
第1絶縁膜30上には各々センサ半導体層41とスイッチ半導体層42が型成されており、その上にセンサオーミックコンタクト層51、52とスイッチオーミックコンタクト層53、54が各々型成されている。
【0010】
その上に導電物質で構成されたセンサソース電極62とセンサドレーン電極63、第2ストレージ電極64、そしてスイッチソース電極66及びスイッチドレーン電極67が型成されている。センサソース電極62はセンサデータ配線61と接続されていてセンサゲート電極62を中心にセンサドレーン電極63と向かい合っており、スイッチソース電極66はスイッチデータ配線65と接続されていてスイッチゲート電極26を中心にスイッチドレーン電極67と向かい合っている。また、第2ストレージ電極64は第1ストレージ電極24と重畳されていてセンサドレーン電極63及びスイッチドレーン電極67と接続されている。前記第1及び第2ストレージ電極24、64とその間の第1絶縁膜30はストレージキャパシタCを構成する。
【0011】
次に、第2絶縁膜70がセンサソース電極62及びセンサドレーン電極63、第2ストレージ電極64、そしてスイッチソース電極66及びスイッチドレーン電極67を覆っている。
【0012】
続いて、スイッチ半導体層42上部の第2絶縁膜70上には不透明物質で構成された遮光幕パターン80が型成されている。前記センサソース電極62とセンサドレーン電極63及びセンサゲート電極22はセンサTFT(T1)を構成し、前記スイッチソース電極66とスイッチドレーン電極67及びスイッチゲート電極26はスイッチTFT(T2)を構成する。
【0013】
図4は従来の薄膜トランジスタ型光センサーの平面図である。
スイッチ薄膜トランジスタによってスイッチングされた情報は図4に図示したようにアレー基板91の片側端でスイッチデータ配線(図2の65)と接続されているリード線すなわち、出力線パッド92を通してリードアウトIC93に伝達されて情報を読出す。
【0014】
すなわち、バックライト(図1の2)がオンされた時、各センサ薄膜トランジスタで生成した情報はストレージキャパシタに蓄積されて、続いて外部信号によってスイッチ薄膜トランジスタを通してスイッチングされた後、スイッチデータ配線65及びリード線92によってリードアウトIC93に伝達される。
【0015】
ここで、リード線92はスイッチデータ配線65と各々一対一対応して接続されており、リードアウトIC93はリード線92からの情報を各々引き出すためにリード線92に該当する数ほどの回路で構成される。ところで、このような場合リードアウトICはリード線92と同じ数の回路で構成されるのでその体積が非常に大きくなって、回路の数が多いので収率も落ちる問題がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、製造費用を低減して収率を向上させることができるようにリードアウトIC面積を減少させた薄膜トランジスタ型光センサーを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明による薄膜トランジスタ型光センサーは、複数個の領域が定義されて、入射光の強さによって電荷量を発生させる多数の感知素子と、前記感知素子の電荷量形態の情報を蓄積する多数のストレージ部と、前記ストレージ部の情報を外部制御信号によって出力する多数のスイッチング素子及び前記スイッチング素子と接続されている複数のリード線を含むアレー基板と、
前記アレー基板下部に配置されていて前記アレー基板の各領域に独立に光を提供するバックライト、および、
複数個の回路で構成されて、前記各回路は前記アレー基板の各領域のn番目対応する位置に配設されたリード線を共通に接続したリードアウトICを含む。
【0018】
ここで、回路の数は各領域に各々配設されたリード線の数より多いのが望ましい。
また、バックライトは複数個の領域に各々対応して独立に光を提供する複数個のバックライトでありうる。
【0019】
本発明による薄膜トランジスタ型光センサーでは前記アレー基板と前記バックライト間に、前記基板に垂直な方向に入射される光のみ通過させるフィルムをさらに含むこともできる。
【0020】
このように本発明による薄膜トランジスタ型光センサーでは複数の領域に分けて各領域別に情報を引き出すことによってリードアウトICの回路数を減少させることができるので製造費用が減って収率を向上させることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施例による薄膜トランジスタ型光センサーに対して詳細に説明する。
【0022】
図5は本発明による薄膜トランジスタ型光センサー100の平面図を図示したものである。
【0023】
図5に図示したように本発明による薄膜トランジスタ型光センサー100ではアレー基板110上の領域を第1、第2、第3の三領域111、112、113に分けてアレー基板110下部に位置するバックライト(図6の170)が各領域で独立にオン/オフする。ここではアレー基板110上の領域を三部分に分けて説明しているが、領域の数は可変であるが、少なくとも二つ以上の領域に分けられなければならない。この時、バックライト(図6の170)は三領域111、112、113に各々対応して独立に光を提供する三個のバックライト領域(図6の170a及び170b、170c)で構成され、バックライトの数は領域の数によって変化しても良い。
【0024】
アレー基板110上のスイッチデータ配線(図示せず)はリード線121、122、131、132、141、142を通してリードアウトIC150の各回路151、152と接続されているが、第1回路151には第1領域111の第1リード線121と第2領域112の第1リード線131、そして第3領域113の第1リード線141が接続されている。続いて、第2回路152には第1領域111の第2リード線122と第2領域112の第2リード線132、そして第3領域113の第2リード線142が接続されている。このように各回路151、152はアレー基板110上の各領域のn(nは定数)番目対応する位置に配設されたリード線を共通で接続する。
【0025】
したがって、第1領域111に該当するバックライトをオンさせて感知されたデータをリードアウトIC150を通してまず出力した後バックライトをオフさせて、再び第2領域112に該当するバックライトをオンさせてデータを感知した後リードアウトIC150を通して出力した後バックライトをオフした次に、第3領域113に該当するバックライトをオンさせてデータを感知してこれを出力する。
【0026】
換言すれば、第1領域111に該当するバックライトをオンさせて第1領域111で情報を生成して、生成した情報を第1領域111の第1リード線121と第2リード線122を通して各々リードアウトIC150の第1回路151と第2回路152に伝達する。次に、第1領域111のバックライトをオフした後、第2領域112に該当するバックライトをオンさせて第2領域112で情報を生成して、生成した情報を第2領域112の第1リード線131と第2リード線132を通して各々リードアウトIC150の第1回路151と第2回路152に伝達する。続いて、第2領域112のバックライトをオフして第3領域113に該当するバックライトをオンさせて第3領域113で情報を生成した後、生成した情報を第3領域113の第1リード線141と第2リード線142を通して各々リードアウトIC150の第1回路151と第2回路152に伝達する。
【0027】
ここで、第1領域111に該当するバックライトがオンされた時、第1領域111に位置するセンサ薄膜トランジスタ(図示せず)に光が入射されて情報が生成するが、第2領域112及び第3領域113に該当するバックライトはオフ状態であるために第2領域112及び第3領域113に位置するセンサ薄膜トランジスタ(図示せず)には光が入射されないので作動しない。したがって、各領域の対応する位置に型成されているリード線121、131、141、122、132、142が一つの回路151、152と接続されても所望する領域の情報のみを引き出すことができる。
【0028】
このように本発明ではリードアウトIC150の回路151、152が各領域の対応する位置に型成されているリード線121、131、141、122、132、142と接続されていて各領域別にデータを出力することによって総リード線121、122、131、132、141、142の数に比べてリードアウトIC150の回路151、152数は領域の数に反比例して減少する。また、リードアウトIC150の回路数を各領域のリード線の数より多くして、誤動作する回路が発生する場合に、他の回路を利用することによって不良を防止できる。
【0029】
図6は本発明の実施例による薄膜トランジスタ型光センサーの断面図を図示したものである。
【0030】
本発明のように選択された領域のデータを出力する過程で該領域のバックライトによって隣接する領域に光が入って誤ったデータを発生させる場合もあるが、これを防止するために図6に図示したようにアレー基板110とバックライト170間に光遮断フィルム160を用いることができる。このフィルム160はフィルムに垂直な方向に入射される光は通過させてそれ以外の光は遮断する性質を有するものであり最近3M社で製造しており、このような特性を有するフィルムをノートブックに適用した例が知られている。
【0031】
したがって、光遮断フィルム160を利用していずれか一領域170a、170b、または170cのバックライト170がオンされた時このバックライト170からの光は該バックライト領域170a、170b、または170c上部に位置するアレー基板110上の領域に入射されて、該バックライト領域170a、170b、または170cからの光が隣接する領域に入射される場合この光は一定角を有して入るようになって光遮断フィルム160によって遮断されるのでアレー基板110上に到達できないために所望する領域の情報のみを得ることができる。
【0032】
このように本発明では薄膜トランジスタ型光センサーをm(mは1より大きな定数)個の領域に分けて各領域のスイッチデータ配線を一つのリードアウトICに接続することによってリードアウトICの数が1/mに減少する。
【0033】
したがって、ボンディングパッドの数も減少し、回路の数が少なくなるので製造費用を減少させることが可能になり、収率も増大する。
【0034】
【発明の効果】
本発明による薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板では次のような効果がある。
本発明では薄膜トランジスタ型光センサーの情報を引き出すリードアウトICで回路の数を減少させるのでリードアウトICの体積が小さくなり製造費用を減少させることができる。また、リードアウトICの収率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的な薄膜トランジスタ型光センサーの配置図。
【図2】 従来の薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板の一部平面図。
【図3】 図2でIII−III線を沿って切った断面図。
【図4】 従来の薄膜トランジスタ型光センサーの平面図。
【図5】 本発明による薄膜トランジスタ型光センサーの平面図。
【図6】 本発明による薄膜トランジスタ型光センサーの断面図。
【符号の説明】
110:アレー基板
121、122:第1領域リード線
131、132:第2領域リード線
141、142:第3領域リード線
150:リードアウトIC
Claims (3)
- 複数個の領域が定義されて、前記各領域は入射光の強さによって電荷量を発生させる多数の感知素子と、前記感知素子の電荷量情報を蓄積する多数のストレージ部と、前記ストレージ部の情報を外部制御信号によって出力する多数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子と接続されている複数のリード線を含むアレー基板と、前記アレー基板下部に配置されて前記アレー基板の各領域に独立に光を提供するバックライトと、複数個の回路で構成されて、前記各回路は前記アレー基板の各領域のn番目に対応する位置に配設されたリード線を共通に接続したリードアウトICと、前記アレー基板と前記バックライト間に、前記基板に垂直な方向に入射される光のみを通過させるフィルムとを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ型光センサー。
- 前記回路の数は各領域に各々配設されたリード線の数より多いことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ型光センサー。
- 前記バックライトは前記複数個の領域に各々対応して独立に光を提供する複数個のバックライトであることをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ型光センサー。
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