JP4441542B2 - 受光素子及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の目的は、薄膜トランジスタアレイ基板上の受光素子は、金属ラインが少ないために、液晶表示装置の開口率を向上させる液晶表示装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は、輝度が変化しても高感度である薄膜トランジスタアレイ基板上に形成する受光素子を提供することにある。
本発明の第4の目的は、高い光感度で二つの端子を有する受光素子を提供することにある。
(第1実施形態)
図2を参照する。図2は、本発明の第1実施形態による受光素子を示す回路図である。受光素子200は、スイッチングTFT210及びフォトTFT220を含む。二つのTFTは、それぞれゲート電極及び二つの端子電極(ソース電極/ドレイン電極)を有し、二つのTFTは、二つの導電性ラインであるスイッチングライン230と読み出しライン240の間に接続される。スイッチングTFT210は、ゲート電極212によりスイッチングライン230と接続され、フォトTFT220もゲート電極222及びドレイン電極224によりスイッチングライン230と接続されている。スイッチングTFT210のドレイン電極214は、フォトTFT220のソース電極226と接続されている。また、スイッチングTFT210は、ソース電極216により読み出しライン240と接続されている。受光素子200は、電流型受光素子であることが好ましい。
図3を参照する。図3は、本発明の第1実施形態による異なる環境条件における測定データ曲線を示すグラフである。図3のグラフでは、縦軸により光電流が示され、横軸によりスイッチングTFTのソース電極とドレイン電極の間の電圧差が示されている。曲線310は、暗い環境下で測定されたスイッチングTFTのドレイン電流曲線である。曲線320は、暗い環境下で測定されたフォトTFTの負荷曲線である。また、曲線330は、明るい環境下で測定されたフォトTFTの負荷曲線である。表2は、図3のデータをまとめた表である。表2は、本実施形態による受光素子200のフォトTFT及びフォトTFT+スイッチングTFTの電流データを示す。
図7を参照する。図7は、本発明の第3実施形態による受光素子を示す回路図である。受光素子700は、スイッチングTFT710及びフォトTFT720を含む。スイッチングTFT710のソース電極716は、読み出しライン740に接続され、スイッチングTFT710のゲート電極712は、スイッチングライン730に接続されている。スイッチングTFT710のドレイン電極714は、フォトTFT720のソース電極726と接続されている。フォトTFT720のゲート電極722は、導電性ライン750と接続され、フォトTFT720のドレイン電極724は、スイッチングライン730と接続されている。受光素子700は、液晶表示装置の一部又は全部の画素の中で用いられ、スイッチングライン730は、液晶表示装置のゲートラインに対応し、導電性ライン750は、液晶表示装置のコモン線に対応してもよい。表5は、フォトTFTの電流データを示す。
110 フォトTFT
112 ゲート電極
114 ドレイン電極
116 ソース電極
120 バイアス電圧線
130 スイッチングTFT
132 ゲート電極
134 ドレイン電極
136 ソース電極
140 読み出しライン
150 スイッチングライン
200 受光素子
210 スイッチングTFT
212 ゲート電極
214 ドレイン電極
216 ソース電極
220 フォトTFT
222 ゲート電極
224 ドレイン電極
226 ソース電極
230 スイッチングライン
240 読み出しライン
310 曲線
320 曲線
330 曲線
400 受光素子
400a 受光素子
410 データライン
420 ゲートライン
420a ゲートライン
430 フォトTFT
435 スイッチングTFT
440 読み出しライン
440a 読み出しライン
450 画素TFT
450a 画素TFT
521 ゲートライン
540 読み出しライン
550A 画素TFT
550B 画素TFT
552A 読み取り画素の蓄積容量
552B 正常画素の蓄積容量
600 受光素子
610 スイッチングTFT
612 ゲート電極
614 ドレイン電極
616 ソース電極
620 フォトTFT
622 ゲート電極
624 ドレイン電極
626 ソース電極
630 スイッチングライン
640 読み出しライン
650 導電性ライン
700 受光素子
710 スイッチングTFT
712 ゲート電極
714 ドレイン電極
716 ソース電極
720 フォトTFT
722 ゲート電極
724 ドレイン電極
726 ソース電極
730 スイッチングライン
740 読み出しライン
750 導電性ライン
800 充電型受光素子
810 読み出しライン
820 スイッチングライン
830 バイアス電圧ライン
840 スイッチングTFT
850 フォトTFT
860 キャパシタ
Claims (44)
- 第1の導電性ライン、第2の導電性ライン、スイッチングTFT及びフォトTFTを備えた受光素子であって、
前記スイッチングTFTは、第1のゲート電極、第1の端子電極及び第2の端子電極を有し、
前記第1のゲート電極は、前記第1の導電性ラインに接続され、前記第1の端子電極は、前記第2の導電性ラインに接続され、
前記フォトTFTは、第2のゲート電極、第3の端子電極および第4の端子電極を有し、
前記フォトTFTは、前記第1の導電性ラインと前記第2の端子電極との間に接続され、その上で光の入射を検知し、前記スイッチングTFTの前記第1のゲート電極と前記フォトTFTの前記第2のゲート電極とは、互いに接続され、前記スイッチングTFTの前記第2の端子電極と前記フォトTFTの前記第3の端子電極とは、互いに接続されていることを特徴とする受光素子。 - 前記フォトTFTは、第2のゲート電極、第3の端子電極及び第4の端子電極を含むことを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 前記第1の導電性ライン及び前記第2の導電性ラインの各々は、前記スイッチングTFTのスイッチングライン及び読み出しラインであることを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 前記第1の端子電極及び前記第2の端子電極の各々は、前記スイッチングTFTのソース/ドレイン電極であることを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 前記第3の端子電極及び前記第4の端子電極の各々は、前記フォトTFTのソース/ドレイン電極であることを特徴とする請求項2に記載の受光素子。
- 前記受光素子は、基板上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 前記基板は、液晶表示装置のTFTアレイ基板であることを特徴とする請求項6に記載の受光素子。
- 前記第2のゲート電極及び前記第4の端子電極の各々は、前記第1の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の受光素子。 - 前記第2のゲート電極は、前記第1の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第4の端子電極は、第3の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の受光素子。 - 前記第2のゲート電極は、第3の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第4の端子電極は、前記第1の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の受光素子。 - 前記フォトTFTは、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項2に記載の受光素子。
- 前記スイッチングTFTは、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 前記フォトTFTは、フォトダイオードを含むことを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 前記フォトTFTは、感光抵抗器を含むことを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
- 画素TFT及び受光素子を備えた液晶表示装置の読み出し画素であって、
前記画素TFTは、前記液晶表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板上に配置され、
前記受光素子は、前記薄膜トランジスタアレイ基板上に配置され、第1の導電性ライン、第2の導電性ライン、スイッチングTFT及びフォトTFTを含み、
前記スイッチングTFTは、第1のゲート電極、第1の端子電極及び第2の端子電極を有し、
前記第1のゲート電極は、前記第1の導電性ラインに接続され、
前記第1の端子電極は、前記第2の導電性ラインに接続され、
前記フォトTFTは、第2のゲート電極、第3の端子電極および第4の端子電極を有し、
前記フォトTFTは、前記第1の導電性ラインと前記第2の端子電極との間に接続され、その上で光の入射を検知し、
前記スイッチングTFTの前記第1のゲート電極と前記フォトTFTの前記第2のゲート電極は、互いに接続され、
前記スイッチングTFTの前記第2の端子電極と前記フォトTFTの前記第3の端子電極は、互いに接続されていることを特徴とする読み出し画素。 - 前記フォトTFTは、第2のゲート電極、第3の端子電極及び第4の端子電極を含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 前記画素TFTは、前記薄膜トランジスタアレイ基板の第1のゲートラインと電気的に接続された第3のゲート電極を有し、
前記第1の導電性ラインは、前記第1のゲートラインと隣接する前記薄膜トランジスタアレイ基板の第2のゲートラインであることを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置の読み出し画素。 - 前記画素TFTは、前記第1の導電性ラインと電気的に接続された第3のゲート電極を有し、
前記第1の導電性ラインは、前記薄膜トランジスタアレイ基板のゲートラインであることを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置の読み出し画素。 - 前記第2のゲート電極及び前記第4の端子電極の各々は、前記第1の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の読み出し画素。 - 前記第2のゲート電極は、前記第1の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第4の端子電極は、第3の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の読み出し画素。 - 前記第3の導電性ラインは、前記薄膜トランジスタアレイ基板のコモン線であることを特徴とする請求項20に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 前記第2のゲート電極は、第3の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第4の端子電極は、前記第1の導電性ラインと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の読み出し画素。 - 前記第3の導電性ラインは、前記薄膜トランジスタアレイ基板のコモン線であることを特徴とする請求項22に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 前記フォトTFTは、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 前記スイッチングTFT及び前記画素TFTは、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 前記フォトTFTは、フォトダイオードを含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 前記フォトTFTは、感光抵抗器を含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置の読み出し画素。
- 薄膜トランジスタアレイ基板と、
前記薄膜トランジスタアレイ基板上に配置された複数のゲートラインと、
前記薄膜トランジスタアレイ基板上に配置され、前記ゲートラインと交差した複数のデータラインと、
前記薄膜トランジスタアレイ基板上に配置された複数の第1の導電性ラインと、
画素TFT及び受光素子をそれぞれ含む複数の読み出し画素とを備え、
前記受光素子は、スイッチングTFT及びフォトTFTを含み、
前記スイッチングTFTは、第1のゲート電極、第1の端子電極及び第2の端子電極を有し、前記第1のゲート電極は、前記ゲートラインの一つに接続され、前記第1の端子電極は、前記第1の導電性ラインの一つに接続され、
前記フォトTFTは、第2のゲート電極、第3の端子電極および第4の端子電極を有し、
前記フォトTFTは、前記ゲートラインの1つと前記スイッチングTFTの第2の端子電極との間に接続され、その上で光入射を検知し、
前記スイッチングTFTの前記第1のゲート電極と前記フォトTFTの前記第2のゲート電極は、互いに接続され、
前記スイッチングTFTの前記第2の端子電極と前記フォトTFTの前記第3の端子電極は、互いに接続されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記受光素子を有さない複数の正常画素をさらに含むことを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記フォトTFTは、第2のゲート電極、第3の端子電極及び第4の端子電極を有するフォトTFTを含むことを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記画素TFTは、前記ゲートラインの他方の一つと電気的に接続された第3のゲート電極を有することを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記画素TFTは、前記ゲートラインの一つと電気的に接続された第3のゲート電極を有することを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記第2のゲート電極及び前記第4の端子電極は、前記ゲートラインの一つと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項30に記載の液晶表示装置。 - 前記TFTアレイ基板上に配置された複数の第2の導電性ラインをさらに含み、
前記第2のゲート電極は、前記ゲートラインの一つと電気的に接続され、
前記第4の端子電極は、前記第2の導電性ラインの一つと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項30に記載の液晶表示装置。 - 前記第2の導電性ラインは、前記液晶表示装置のコモン線であることを特徴とする請求項34に記載の液晶表示装置。
- 前記TFTアレイ基板上に配置された複数の第2の導電性ラインをさらに含み、
前記第2のゲート電極は、前記第2の導電性ラインの一つと電気的に接続され、
前記第4の端子電極は、前記ゲートラインの一つと電気的に接続され、
前記第3の端子電極は、前記第2の端子電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項30に記載の液晶表示装置。 - 前記フォトTFTは、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項30に記載の液晶表示装置。
- 前記スイッチングTFT及び前記画素TFTは、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記フォトTFTは、フォトダイオードを含むことを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記フォトTFTは、感光抵抗器を含むことを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記読み出し画素は、前記画素TFTの端子電極の一つと、前記第1の導電性ラインの一つとの間に配置された第1の画素蓄積容量をさらに含むことを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
- 前記受光素子を有さない複数の正常画素をさらに含むことを特徴とする請求項41に記載の液晶表示装置。
- 前記正常画素は、画素TFTの端子電極の一つと、前記正常画素に隣接した前記ゲートラインの一つとの間に配置された第2の画素蓄積容量をさらに含むことを特徴とする請求項42に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の導電性ラインは、前記読み出し画素の読み出しラインであることを特徴とする請求項28に記載の液晶表示装置。
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