KR100831134B1 - 촬상 기능 일체형 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 화상 표시 장치는, 투명 기판 상에 박막 광 다이오드로 이루어지는 광 센서와 TFT로 구성되는 판독 기능을 2차원적으로 배치한 에리어 센서에 표시 기능을 부가한다. 판독 기능을 갖는 화소에는, 광 투과 영역이 형성되어 있으며, 또한, 박막 광 다이오드 및 TFT는, 거의 투명한 재료로 형성되기 때문에 장치 자체가 투명하다. 이 때문에, 이용자는 에리어 센서를 인쇄물 상에 둔 상태에서, 인쇄물의 내용을 직접 열람할 수 있다. 또한, 이용자가 필요한 화상을 장치 상으로부터 지정하는 등의 방법에 의해, 필요할 때에만 화상을 판독할 수 있다. 이 때문에, 장치의 소비 전력을 작게 할 수 있다.
투명 기판, 박막 광 다이오드, 광 투과 영역, 발광 소자, 에리어 센서
Description
본 발명은, 촬상 기능을 갖는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 특히 2차원 화상 정보를 판독하고, 용도에 맞추어 데이터 처리를 행하는 것이 가능한 촬상 기능 일체형 표시 장치에 관한 것이다.
2차원 정보를 판독하고, 그것을 다른 방법으로 표시하는 장치로서, 스캐너, 복사기, 팩시밀리 등의 장치가 널리 알려져 있다. 이들 장치는, 우선 종이나 사진 등을 광원으로 조명하고, 그 반사 혹은 투과광을, 광학계를 통하여 이미지 센서에서 판독함으로써, 종이나 사진의 2차원 정보를 취득한다. 이 후, 각종 신호 처리를 하여 디지털 정보로서 컴퓨터나 프린터 등에 보냄으로써, 취득한 2차원 정보를 모니터에 표시하거나, 인쇄하거나 할 수 있다.
금후, 네트워크망이나 전기적 정보 처리 기술의 발달에 수반하여, 종이나 인쇄물, 사진 등의 2차원 정보를 다양한 형태로 전기적으로 처리하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면 판독 데이터의 인식, 변환 등의 처리를 행하고, 필요에 따라서 검색, 번역, 사전 정보 표시, 설명 표시, 관련 정보 표시, 확대 표시 등을 함으로써, 보다 편리하고, 쾌적하게 판독 정보를 이용하는 것이 가능하게 된다. 이 경 우, 화상 판독 장치에서는, 2차원 정보를 판독하는 기능, 취득한 정보를 인식하여 처리하는 기능, 및 이들 정보를 표시하는 기능이 일체화되어, 편리성과 박형 경량성을 겸비하는 것이 필요하게 된다.
이 화상 판독 장치와 표시 장치를 일체화한 종래 기술이, 예를 들면 일본 특개 2001-292276호 공보에 개시되어 있다. 이 장치는, 동일 기판 주면 상에 에리어 센서와 표시 소자의 쌍방을 겸비하고 있기 때문에, 에리어 센서에 의해 판독한 화상 정보를 표시함으로써, 그 내용을 확인할 수 있다. 그러나, 이 구조에서는, 판독하고 있는 동안에는 인쇄물을 볼 수 없으며, 또한 판독하면서 병행하여 동시에 표시를 하는 편리성이 없었다.
이 문제를 해결하는 종래 기술이, 예를 들면 일본 특개평 5-89230호 공보에 개시되어 있다. 이 장치는, 수광 소자를 갖는 액정 표시 장치와, 면발광 소자를 접합한 구조로서, 화상 판독을 행하는 경우에는, 장치에 인쇄물을 밀착시키고, 면발광 소자를 발광시킨다. 판독한 화상은, 판독면과 반대측의 액정 표시 장치를 이용하여 표시할 수 있다.
그런데 상기 종래 기술에서는, 장치를 움직인 경우, 표시에 타임 불균일이 발생하기 때문에, 인쇄물의 내용을 열람할 수 있을 때까지, 얼마간의 시간이 걸리게 되는 문제가 있다. 또한, 마찬가지의 원인으로, 차내에서 사용하는 경우, 손떨림 때문에 화상이 희미하게 되는 문제가 있다. 또한, 상기 종래 기술에서는, 항상 인쇄물을 판독하여, 표시를 행하기 때문에 소비 전력이 높아, 휴대성에 적합하지 않은 문제가 있다.
<발명의 개시>
본 발명은, 투명 기판 상에 박막 광 다이오드로 이루어지는 광 센서와 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;이하, TFT로 칭함)로 구성되는 판독 기능을 2차원적으로 배치한 에리어 센서에, 발광 소자와 TFT로 구성되는 표시 기능을 부가한다. 이 표시 기능을 가진 에리어 센서를, 예를 들면 서적 등의 인쇄물 상에 놓음으로써, 2차원 화상 정보를 판독한다. 판독 기능을 갖는 화소에는, 광 투과 영역이 형성되어 있고, 또한, 박막 광 다이오드 및 TFT는, 거의 투명한 재료로 형성되기 때문에 장치 자체가 투명하여, 이용자는 에리어 센서를 인쇄물 상에 놓아둔 상태에서, 인쇄물의 내용을 직접 열람할 수 있다. 이 때문에, 장치를 움직인 경우에도, 이용자는 바로 인쇄물의 내용을 열람할 수 있다. 또한, 이용자가 필요한 화상을 장치 상으로부터 지정하는 등의 방법에 의해, 필요할 때에만 화상을 판독하기 때문에, 소비 전력을 적게 할 수 있어, 상기 과제를 해결할 수 있다. 또한, 본 장치는 투명한 장치로서, 예를 들면 문자나 도면 등의 확대 표시나, 사전 정보, 번역, 설명 문장, 관련 정보 등의 표시를 행하면, 종래의 확대경과 같은 사용 신에서, 확대 표시뿐만 아니라, 정보의 확대를 행하는 정보 렌즈와 같은 사용 방법이 가능하게 된다.
본 발명의 구체적인 기본 구성은 다음과 같다. 즉, 본 발명의 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 투광성 기판과, 상기 투광성 기판의 제1 표면에 배치된 복수의 화소와, 표시부를 적어도 갖고, 상기 화소의 각각은 적어도 광전 변환 소자부 및 광 투과 영역을 갖고, 판독 대상물이 상기 투광성 기판의 제2 표면측에 배치되도록 구성되며, 상기 광전 변환 소자부의 상기 투광성 기판과 반대측에는 차광막을 갖고, 상기 투광성 기판의 제2 표면측으로부터의 광을 상기 광전 변환 소자부가 검출하고, 또한 해당 장치에 의해 판독 대상물의 판독 중에도, 상기 투광성 기판의 제1 표면측으로부터 판독 대상물을 눈으로 확인하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상기 표시부의 각 표시 영역이 상기 각 화소 내에 형성되는 형태, 혹은 상기 표시부의 각 표시 영역이, 상기 화소와는 다른 영역에 형성되는 형태도 취할 수 있다. 본 발명에서는, 어떠한 형태라도, 장치가 옵티컬 시 스루를 특징으로 하지만, 각 표시 영역이 상기 각 화소 내에 형성되는 형태에서는, 표시와 촬상 소자는 일체로 형성되어 있어, 조작성이 우수하다. 한편, 표시부가 상기 화소를 갖는 촬상 영역과는 다른 영역에 형성되는 형태에서는, 표시 에리어가 분리되므로, 고선명 표시에 유리하다.
도 1은 실시예 1의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 사시도.
도 2는 실시예 1의 촬상 기능 일체형 표시 장치에서의 화소의 평면 레이아웃도.
도 3은 판독 화상과 화소의 개념도.
도 4는 판독 화상을 인식한 화소의 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 촬상 기능 일체형 표시 장치의 사용예를 도시하는 사시도.
도 6은 실시예 1의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면도.
도 7은 실시예 1의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 동작을 설명하는 플로우차트.
도 8A는 실시예 1의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 8B는 실시예 1의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 8C는 실시예 1의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 8D는 실시예 1의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 9는 실시예 2의 촬상 기능 일체형 표시 장치에서의 화소의 평면 레이아웃도.
도 10은 실시예 2의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면도.
도 11A는 실시예 2의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 11B는 실시예 2의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 11C는 실시예 2의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 12는 실시예 3의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면도.
도 13은 실시예 3의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 동작을 설명하는 플로우차트.
도 14A는 실시예 3의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 14B는 실시예 3의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 14C는 실시예 3의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 14D는 실시예 3의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 15는 실시예 4의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 사시도.
도 16은 실시예 4의 촬상 기능 일체형 표시 장치에서의 화소의 평면 레이아웃도.
도 17은 실시예 4의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면도.
도 18A는 실시예 4의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 18B는 실시예 4의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 18C는 실시예 4의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 19는 실시예 5의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면도.
도 20은 실시예 6의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 개략적인 구조도.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
(제1 실시예)
도 1 내지 도 4를 이용하여, 본 발명의 제1 실시예인 촬상 기능 일체형 표시 장치를 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 기능 일체형 표시 장치의 개략의 사시도이다. 대각 길이가 약 20㎝ 전후, 두께가 2㎜ 전후인 투명 기판(1)에, 촬상 기능과 표시 기능을 겸비한 화소(2)가, 평면 형상으로 배열되어 있다. 도 1에는 모식적으로 64화소를 도시하고 있지만, 실제로는 약 40㎛ 전후의 반복 피치로, 다수의 화소가 배열되어 있다. 또한, 터치 펜을 이용한 위치 설정에 관한 부재는 도 1에는, 도면이 복잡하게 되므로 터치 펜 이외에는 도시하고 있지 않다. 도 5에 이 부분을 도시하였다． 다른 실시예에 관해서도, 터치 펜을 이용한 위치 설정에 관해서는 마찬가지의 구성을 이용한다. 도 2는 화소(2)의 구성을 도시하는 평면도이다. 복수의 게이트선 GL과 그것에 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선 SL에 의해 둘러싸인 영역에, 박막 광 다이오드(광 센서) SNR과, 차광막 M1, 신호 변환 및 증폭 회로 AMP, 발광 소자 LED, 그리고 광 투과 영역 OPN을 갖는다. 일반적으로, 박막 광 다이오드(광 센서) SNR은 다결정 실리콘막으로 이루어지며, 차광막 M1은 알루미늄(Al)막이 이용된다. 신호 변환 및 증폭 회로 AMP는, 다결정 실리콘 TFT를 이용하여 구성된다. 또한, 본 예에서는, 발광 소자 LED는 유기 발광 다이오드가 이용되었다.
이 장치를 이용하여, 타원 모양을 판독할 때의 모습을 도 3에 도시한다. 모식적으로 도시한 64개의 화소(2) 내에는, 전술한 바와 같이, 각각 광 센서, 차광막 M1, 증폭 회로 AMP, 발광 소자 LED가 배치되어 있다. 지금, 광 센서 및 증폭 회로를 구성하는 다결정 실리콘막과 배선은 거의 투명하기 때문에, 차광막 M1 및 발광 소자 LED를 제외한 영역을 통하여 인쇄물을 볼 수 있다. 화상을 판독할 때에는, 타원 모양(6)과 차광막 M1이 겹쳐져 있는 부분에서 화상을 인식하기 때문에, 실제로 타원 모양(6)을 인식하는 화소는 도 4에 도시하는 영역(6')(굵은 선으로 둘러싸인 영역)과 같이 된다.
도 5는, 터치 펜을 이용하여 화상을 판독하는 방법의 개략을 설명하는 사시도이다. 화소(2)가 배열된 투명 기판(1)이 준비된다. 도 1 및 도 2에 예시한 것과 마찬가지이다. 판독하기 위한 인쇄물(4)의 상부에 투명 기판(1)이 배치된다. 투명 기판(1)의 표면에는 터치 패널(10)이 배치되어 있다. 이 터치 패널(10)은 스 페이서에 의해 띄운 상부 투명 전극과 하부 투명 전극을 갖고 있다. 터치 펜의 누름에 의해 접촉한 접점의 저항값의 변화를 측정함으로써, 터치 패널 내의 위치를 검출할 수 있다. 이 검출된 위치 정보는, 집적 회로(3)의 회로에 의해서 전기 신호 처리되어, 화소 센서를 구동시킨다. 이렇게 하여, 터치 펜을 이용하여 화상 정보가 판독된다. 또한, 이러한 터치 패널, 터치 펜을 이용한 위치 설정 및 이것에 기초하는 화상 판독을 위한 기본적 구성, 동작은 통례의 것을 배치함으로써 충분하다. 따라서, 그 상세 내용을 생략한다.
본 예에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 터치 펜(5)을 이용하여 화상을 판독하는 영역(7)을 지정함으로써, 필요한 화상만을 판독할 수 있다. 판독의 구체적인 동작은 후술한다. 본 예에서는, 필요할 때에만 화상을 판독하기 때문에, 항상 화상을 판독할 필요가 없어, 소비 전력을 낮게 할 수 있다.
도 6을 이용하여, 이 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면 구조를 설명한다. 도 6은, 도 2에 도시한 화소의 선 A-A' 단면에서의 단면도이다. 또한, 도 6은, 박막 광 다이오드 SNR, 다결정 실리콘 TFT로 이루어지는 신호 변환 및 증폭 회로 AMP, 다결정 실리콘 TFT 회로 SW1, 차광막 M1, 유기 발광 다이오드 LED 등의 공간 배치의 예를 개괄적으로 도시하는 것이다. 도 10, 도 12, 도 17, 및 도 19도 마찬가지로 이러한 개괄적 단면도이다. 그의 적층 상세 내용은 다른 도면에서 이루어진다.
투명 기판 SUB에, 다결정 실리콘막으로 이루어지는 박막 광 다이오드 SNR, 다결정 실리콘 TFT로 이루어지는 신호 변환 및 증폭 회로 AMP, 및 유기 발광 다이 오드를 구동하는 다결정 실리콘 TFT 회로 SW1이 형성된다. 이 상부에 절연막 L1이 형성되며, 이 절연막 L1 상에, 차광막 M1 및 유기 발광 다이오드 LED가 배치된다. 그리고, 이들 여러 부재를 제2 절연막인 보호막 L2가 피복하고 있다. 이렇게 하여, 각 화소가 형성되지만, 각 화소의 광 투과 영역 OPN에서는, 층간 절연막 L1이 제거되어 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 이용하여, 이 촬상 기능 일체형 표시 장치의 동작을 설명한다. 우선, 기판 SUB를 인쇄물(4)에 밀착시킨다. 외광이 보호막 L2측으로부터 입사한다. 이 입사광이 인쇄물 표면에서 반사된 후, 광 다이오드 SNR에 도달한다(도 7의 스텝100). 차광막 M1은, 보호막 L2측으로부터, 직접 광 다이오드 SNR에 입사하는 광을 차광한다. 이 때문에, 인쇄물로부터의 반사광의 강약에 대응하여, 광 다이오드 SNR 내에 광 캐리어가 발생한다(도 7의 스텝101). 다음으로, 화소의 게이트선 GL과 신호선 SL에 전압을 인가함으로써, 화상을 판독하는 화소를 선택한다(도 7의 스텝102). 선택된 화소에서는, 증폭 회로 AMP에 의해 광 다이오드 SNR에 발생한 광 캐리어가 증폭된다(도 7의 스텝103).
마찬가지의 동작을, 인접하는 화소에 대해서 각각 반복함으로써, 선택된 화상의 2차원 정보를 전기 신호의 형태로 판독할 수 있다(도 7의 스텝104). 또한, 매트릭스 형상의 화소의 구동에 대해서는, 매트릭스 구동의 통례의 방법에 따르면 충분하다. 따라서, 그 상세한 설명은 생략한다. 이하의 여러 실시 형태에서도 마찬가지이다.
다음으로 집적 회로(3)에 의해, 필요에 따라서 데이터 인식, 변환 등의 처리 를 행한다(도 7의 스텝105). 표시를 행할 때에는, 다결정 실리콘 TFT 회로 SW1에 의해 유기 발광 다이오드 LED에 인가하는 전압을 변화시킴으로써 발광량을 화소마다 변경하고, 임의의 장소에 검색, 번역, 사전 정보 표시, 설명 표시, 관련 정보 표시, 확대 표시 등을 행한다(도 7의 스텝106).
다음으로, 도 8A 내지 도 8D를 이용하여, 이 촬상 기능 일체형 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 우선, 투명한 글래스 기판 SUB에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 버퍼층 L3을 퇴적한다. 다음으로, 다결정 실리콘막 PS를 형성한다. 즉, 이 공정은, 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 퇴적하고, 엑시머레이저에 의한 레이저 어닐링 결정화법에 의해, 이 아몰퍼스 실리콘막을 결정화한다. 본 예에서는, 전계 효과 이동도가 200㎠/Vs 전후인 다결정 실리콘막 PS를 형성하였다. 또한, 이 다결정 실리콘막 PS를, 원하는 형상의 섬 형상 PS1, PS2로 가공하였다. 그리고, 이 섬 형상 다결정 실리콘막 PS1, PS2를 피복하고, 실리콘 산화막을 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적하여, 게이트 절연막 L4를 형성하였다. 다음으로, 스퍼터링법에 의해 ITO(Indium Thin Oxide)를 퇴적하고, 통례의 에칭 공정에 의해, 원하는 형상의 투명한 게이트 전극막 GE를 형성하였다(도 8A).
다음으로, 이온 주입법에 의해, 섬 형상 다결정 실리콘막 PS1, PS2에, TFT의 소스 R1, 드레인 R2, 및 광 다이오드의 캐소드층 R3 및 애노드층 R4로 되는 영역에, 불순물 이온을 도입한다. 그리고, 이렇게 하여 준비한 기판의 상부에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 층간 절연막 L5를 퇴적한다. 또한, 반도체층에서의 불순 물 영역의 설정은, 예를 들면 게이트 전극 영역 자체를 마스크 영역으로 하여 이온 주입을 하는 방법, 혹은 원하는 영역에 제한한 국소적인 이온 주입 방법 등 통례의 여러 방법을 이용할 수 있다.
이 후, 상기 도입한 불순물의 활성화를 위한 열 처리를 행하여, TFT의 소스 확산층 R1 및 드레인 확산층 R2, 광 다이오드의 캐소드층 R3 및 애노드층 R4를 형성하였다. 이 때, 광 다이오드의 수광 효율을 높이기 위하여, 불순물 이온이 도입되지 않는 진성 영역 R5를 남겼다(도 8B). 또한, 여기서는, 기본 예로서, n형 채널 TFT만 도시하고 있지만, 실제의 회로 구성에 따라서, p형 채널 TFT나, LDD(Lightly Doped Drain) 구조의 TFT를 형성하였다.
다음으로, 각 절연막 L4, L5에, 원하는 컨택트홀(110)을 개구한 후, 스퍼터링법에 의해 ITO를 퇴적한다. 그리고, 통례의 에칭 공정에 의해, 투명한 소스 및 드레인 전극 SD를 형성하였다. 그 후, 실리콘 질화막으로 이루어지는 층간 절연막 L6을 퇴적하고, 플라즈마 처리에 의한 수소화를 행하였다.
또한, 층간 절연막 L6에 컨택트홀(111)을 개구한 후, Al을 퇴적한다. 그리고, 통례의 에칭에 의해, 유기 발광 다이오드의 하부 전극 M2를 형성함과 동시에, 차광막 M1을 형성하였다(도 8C). 또한, 여기서는 도시하고 있지 않지만, 컨택트홀 개구와 동시에 광 투과 영역의 층간 절연막 L5, L6을 제거하였다.
통례의 증착법에 의해 유기 발광 재료 L7을 적층한 후, 상부 전극 M3으로 되는 투명 전극을 형성하고, 발광 소자를 형성하였다(도 8D). 다음으로, 유기 재료로 이루어지는 저유전율의 투명한 보호 절연막 L2를 퇴적하여, 투명한 에리어 센서 를 완성시켰다.
본 실시예에서는, 유기 발광 다이오드의 하부 전극 M2와 차광막 M1을, 동일층의 전극으로 형성함으로써, 게이트 전극 GE 및 소스 및 드레인 전극 SD를 투명 전극으로 형성할 수 있기 때문에, 박막 광 다이오드 및 다결정 실리콘 TFT 회로를 거의 투명하게 할 수 있다. 또한, 광 투과 영역의 층간 절연막 L1을 제거함으로써, 광의 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 게이트선 GL, 신호선 SL도, ITO 등의 투명 전극에 의해 형성함으로써, 투과율을 향상시킬 수 있다. 투과율이 향상됨으로써, 이용자가 인쇄물을 열람하기 쉽게 될 뿐만 아니라, 광 다이오드에 입사하는 광을 강하게 할 수 있어, S/N비가 향상된다. 그 결과, 판독 속도가 향상된다. 또한, 예를 들면, 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 투명, 투광성으로 이루면, 광 조사에 의해 오프 리크 전류가 증가한다. 그러나, 통례적으로 행하여지고 있는 바와 같이, 예를 들면 해당 부재에 대하여 축적 용량을 형성함으로써, 리그에 의한 신호 열화는 방지할 수 있다.
또한, 집적 회로(3)의 기능을, 다결정 실리콘 TFT 회로에 의해 구성함으로써, 이 영역도 투명하게 할 수 있다.
(제2 실시예)
제2 실시 형태인 촬상 기능 일체형 표시 장치의 개략적인 구조는 도 1과 마찬가지이다. 본 예의 화소(2)의 평면도를 도 9에 도시한다. 도 10에, 도 9에 도시하는 화소(2)에서의, 선 B-B' 단면의 단면도를 도시한다.
본 예는, 촬상 기능을 갖는 투명 기판 SUB1과 표시 기능을 갖는 투명 기판 SUB2를 접합한 구조이다. 즉, 투명 기판 SUB1 상에는, 다결정 실리콘막으로 이루어지는 박막 광 다이오드 SNR, 및 다결정 실리콘 TFT로 이루어지는 신호 변환 및 증폭 회로 AMP가 형성되며, 상기 박막 광 다이오드 SNR 상에는, 층간 절연막 L1을 개재하여 차광막 M1이 배치되어 있다. 최상부에 보호 절연막 L2가 형성되어 있다. 한편, 투명 기판 SUB2 상에는, 유기 발광 다이오드를 구동하는 다결정 실리콘 TFT 회로 SW1, 및 이 상부에 유기 발광 다이오드 LED가, 층간 절연막 L1을 개재하여 형성된다. 이 유기 발광 다이오드 LED를 피복하여, 보호 절연막 L2가 형성되어 있다. 그리고, 양 보호 절연막 L2를 마주보게 하여, 양 기판 SUB1, SUB2가 접합되어 있다.
본 예에서는, 박막 광 다이오드 SNR 및 차광막 M1과, 유기 발광 다이오드 LED가 상하로 겹쳐져 있다. 제1 실시예와 마찬가지로, 보호막 L2측으로부터 입사한 외광의 반사광을 광 센서 SNR에 의해 검출하여, 인쇄물의 화상 정보를 전기 신호의 형태로 판독할 수 있다.
다음으로, 도 11A 내지 도 11C를 이용하여, 촬상 기능을 갖는 투명 기판의 제조 방법을 설명한다. 우선, 투명한 글래스 기판 SUB에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 버퍼층 L3을 퇴적한다. 이 버퍼층 L3 상에 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적하고, 엑시머레이저에 의한 레이저 어닐링 결정화법에 의해, 이 아몰퍼스 실리콘막을 결정화한다. 이렇게 하여, 전계 효과 이동도가 200㎠/Vs 전후인 다결정 실리콘막 PS를 형성하였다. 이 다결정 실리콘막 PS를 원하는 형상의 섬 형상(PS1, PS2)으로 가공한 후, 이 섬 형상 다결정 실리콘막 PS1 및 PS2를 피복 하고, 실리콘 산화막을 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적하여, 게이트 절연막 L4를 형성하였다.
다음으로, 스퍼터링법에 의해 Mo를 주성분으로 한 게이트 전극막을 퇴적하고, 통례의 에칭 공정에 의해 원하는 형상의 게이트 전극 GE를 형성하였다(도 11A).
다음으로, 이온 주입법에 의해, 섬 형상 다결정 실리콘막 PS1, PS2에, TFT의 소스 R1, 드레인 R2, 및 광 다이오드의 캐소드층 R3 및 애노드층 R4로 되는 영역에, 불순물 이온을 도입한다. 그리고, 이렇게 하여 준비한 기판의 상부에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 층간 절연막 L5를 퇴적한다. 그리고, 활성화를 위한 열 처리를 행하여, TFT의 소스 확산층 R1 및 드레인 확산층 R2, 광 다이오드의 캐소드층 R3 및 애노드층 R4를 형성하였다. 이 때, 광 다이오드의 수광 효율을 높이기 위하여, 불순물 이온이 도입되지 않은 진성 영역 R5를 남겼다(도 11B).
또한, 여기서는, n형 채널 TFT만 도시하고 있지만, 실제의 회로 구성의 필요에 따라서, p형 채널 TFT나, LDD 구조의 TFT를 형성하였다.
다음으로, 상기 게이트 절연막 L4 및 층간 절연막 L5에 컨택트홀(110)을 개구한 후, 스퍼터링법에 의해 Al과 TiN의 적층막을 퇴적한다. 그리고, 통례의 에칭 공정에 의해 상기 적층막을 원하는 형상으로 가공하여, 소스 및 드레인 전극 SD 및 차광막 M1을 형성하였다. 그 후, 실리콘 질화막으로 이루어지는 층간 절연막 L6을 퇴적하고, 플라즈마 처리에 의한 수소화를 행하였다. 그 후, 유기 재료로 이루어지는 저유전율의 투명한 보호 절연막 L2를 퇴적하였다(도 11C).
본 실시예에 따르면, 광 센서 SNR 및 차광막 M1과, 유기 발광 다이오드 LED를 상하로 겹침으로써, 광 투과 영역 OPN의 면적을 크게 할 수 있어, 투과율이 향상된다. 또한, 소스·드레인 전극 SD와 차광막 M1을 동일층의 전극에서 형성하기 때문에, 마스크 정합 어긋남에 의해, 소스·드레인 전극과 차광막과의 간격이 줄어들거나, 양 전극이 겹치거나 하지 않는다. 따라서, 이러한 것에 기초하는 기생 용량의 증가를 억제할 수 있다.
(제3 실시예)
제3 실시 형태는, 본 표시 장치에 액정층을 이용한 예이다. 본 예의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 개략적인 구조도는 도 1과 마찬가지이다. 또한, 화소(2)의 평면도는 도 2와 마찬가지이다. 도 12에 화소(2)에서의 선 A-A' 단면의 단면도를 도시한다.
액정층 LC는, 광원이 탑재된 제1 투명 기판 SUB1과, 박막 광 다이오드 SNR이나 유기 발광 다이오드 LED, 원하는 집적 회로 등이 탑재된 제2 투명 기판 SUB2 사이에 끼워져 설치되어 있다.
투명 기판 SUB1에는, 도파판 LT2가 형성되며, 적어도 그 일단에 광원 LT1이 배치되어 있다. 또한, 한편, 투명 기판 SUB1의 반대측의 제2 표면에는, 액정 구동용의 전극(20)이 형성되어 있다. 투명 기판 SUB2에는, 차광막 M1을 개재해서 박막 광 다이오드 SNR, 신호 변환 및 증폭 회로 AMP, 유기 발광 다이오드를 구동하는 다결정 실리콘 TFT 회로 SW1, 액정층 LC를 구동하는 TFT 회로 SW2 등이 탑재된다. 이들을 피복하여, 층간 절연막 L1이 형성된다. 그리고, 이 상부에 유기 발광 다이 오드 LED가 형성된다. 또한, 이것을 피복하여, 보호 절연막 L2가 형성된다. 그리고, 이 상부에 액정 구동용의 전극(21)이 형성된다. 상기 박막 광 다이오드 SNR, 상기 신호 변환 및 증폭 회로 AMP, 및 액정층 LC를 구동하는 TFT 회로 SW2 등은 다결정 실리콘막으로 구성된다. 또한, 도파판 LT2, 및 광원 LT1은, 액정 표시의 분야에서 이용되고 있는 프론트 라이트 기술을 이용하면 충분하다.
전술한 바와 같이, 액정층 LC는 2매의 투명 기판 SUB 사이에 끼워져 있지만, 다결정 실리콘 TFT 회로 SW2에 의해 액정에 전압이 인가되지 않을 때에는 광이 투과한다.
또한, 전술한 바와 같이, 인쇄물의 조명 및 화상을 표시하기 위한 광원 LT1과, 도광판 LT2가 최하층에 형성되어 있다.
다음으로, 도 12 및 도 13을 이용하여, 이 촬상 기능 일체형 표시 장치의 동작을 설명한다. 우선, 도광판 LT2를 인쇄물에 밀착시키고, 인쇄물을 균일하게 조명할 수 있도록 광원 LT1을 점등한다. 도광판 LT2는 광원으로부터의 광을 인쇄물 측에 산란시킴과 동시에, 인쇄물로부터의 반사광을 투과시켜, 반사광이 광 다이오드 SNR에 도달한다(도 13의 스텝110). 차광막 M1은, 기판측으로부터 광 다이오드에 입사하는 외광을 차광하기 때문에, 인쇄물로부터의 반사광의 강약에 대응하여, 광 다이오드 내에 광 캐리어가 발생한다(도 13의 스텝111). 다음으로, 게이트선 GL과 신호선 SL에 전압을 인가함으로써 화상을 판독하는 화소를 선택한다(도 13의 스텝112). 선택된 화소에서는, 증폭 회로 AMP에 의해 광 다이오드에 발생한 광 캐리어가 증폭된다(도 13의 스텝113). 마찬가지의 동작을, 인접하는 화소에 대하여 각각 반복함으로써, 선택된 화상의 2차원 정보를 전기 신호의 형태로 판독할 수 있다(도 13의 스텝114). 다음으로 집적 회로(3)에 의해, 필요에 따라서 데이터 인식, 변환 등의 처리를 행한다(도 13의 스텝115).
표시를 행할 때에는, 다결정 실리콘 TFT 회로 SW2에 의해, 전극(20, 21)을 통하여 액정층에, 전압을 인가하고, 인쇄물로부터의 반사광을 차광한다(도 13의 스텝116). 이 후, 다결정 실리콘 TFT 회로 SW1에 의해 유기 발광 다이오드에 인가하는 전압을 변화시킴으로써 발광량을 화소마다 변경하고, 임의의 장소에 검색, 번역, 사전 정보 표시, 설명 표시, 관련 정보 표시, 확대 표시 등을 행한다(도 13의 스텝117).
다음으로, 도 14A 내지 도 14D를 이용하여, 이 촬상 기능 일체형 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 우선, 투명한 글래스 기판 SUB에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 버퍼층 L3을 형성한다. 그리고, 이 버퍼층 L3에 차광막 M1을 원하는 형상으로 형성한다. 이렇게 하여 준비한 기판 상에, 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적하였다. 엑시머레이저에 의한 레이저 어닐링 결정화법에 의해, 이 아몰퍼스 실리콘막을 결정화하여, 전계 효과 이동도가 200㎠/Vs 전후인 다결정 실리콘막 PS를 형성하였다. 이 다결정 실리콘막 PS를, 원하는 형상의 섬 형상으로 가공한다. 그리고, 이 섬 형상의 다결정 실리콘막 PS3, PS4를 피복하고, 실리콘 산화막을 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적하여, 게이트 절연막 L4를 형성하였다. 다음으로, 스퍼터링법에 의해 ITO를 퇴적하고, 통례의 에칭 공정에 의해 투명한 게이트 전극막 GE를 형성하였다(도 14A).
다음으로, 상기 다결정 실리콘막 PS1, PS2에, 이온 주입법에 의한 불순물 이온의 도입을 행한다. 그 상부에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 층간 절연막 L5를 퇴적한다. 그리고, 상기 도입한 불순물의 활성화를 위한 열 처리를 행하여, TFT의 소스 확산층 R1 및 드레인 확산층 R2, 광 다이오드의 캐소드층 R3 및 애노드층 R4를 형성하였다. 이 때, 광 다이오드의 수광 효율을 높이기 위하여, 불순물 이온이 도입되지 않은 진성 영역 R5를 남겼다(도 14B). 또한, 여기서는, n형 채널 TFT만 도시하고 있지만, 실제로는, 이용하는 회로에서의 필요성에 따라서, p형 채널 TFT나, LDD 구조의 TFT도 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 절연막 L4 및 층간 절연막 L5에, 컨택트홀(110)을 개구한 후, 스퍼터링법에 의해 ITO막을 퇴적한다. 그리고, 이 ITO막을, 통례의 에칭 공정에 의해, 원하는 형상으로 가공하여, 투명한 소스·드레인 전극 SD를 형성하였다(도 14C). 그 후, 이 상부에, 실리콘 질화막 L6을 퇴적하고, 플라즈마 처리에 의한 수소화를 행하였다. 이 실리콘 질화막 L6에 컨택트홀(112)을 개구한 후, ITO막을 퇴적한다. ITO막을 원하는 형상으로 가공함으로써, 유기 발광 다이오드의 하부 전극 M2를 형성하였다. 또한, 유기 발광 다이오드의 하부 전극 M2 상에, 증착법에 의해 유기 발광 재료 L7 및 상부 전극 M3으로 되는 Al 전극을 적층한다. 이렇게 하여, 발광 소자가 형성된다(도 14D).
다음으로, 유기 재료로 이루어지는 저유전율의 투명한 보호 절연막 L2를 퇴적하였다. 그 후, 액정 분야에서 통례적으로 이용되고 있는 방법에 의해, 상기 2매의 기판을 이용하여, 그 사이에 액정을 봉입하여, 투명한 에리어 센서를 완성시 켰다.
본 실시예에 따르면, 광원에 백 라이트를 사용하고 있기 때문에, 광 다이오드에 입사하는 광을 강하게 할 수 있어, S/N비가 향상된다. 그 결과, 판독 속도가 향상된다. 또한, 표시를 행할 때에는, 액정에 의해 인쇄물로부터의 반사광을 차광하기 때문에, 표시 콘트라스트가 향상된다.
(제4 실시예)
제4 실시예는 촬상 영역과 표시 영역을 분리한 구조의 예이다. 도 15는, 본 예에 따른 촬상 기능 일체형 표시 장치의 개략적인 구조를 도시하는 경사도이다. 대각 길이가 약 20㎝ 전후, 두께가 2㎜ 전후인 투명 기판(1) 상에, 촬상 장치(8)와 표시 장치(9), 그리고 신호 처리를 행하는 집적 회로(3)가 형성되어 있다. 표시 장치(9)는, 예를 들면 액정 표시 장치나 유기 발광 다이오드를 이용한 화상 표시 장치를 이용할 수 있으며, 투명할 필요는 없다. 이 촬상 장치의 화소(2)의 평면도를 도 16에 도시한다. 복수의 게이트선 GL과 그것에 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선 SL에 의해 둘러싸인 영역에, 다결정 실리콘막으로 이루어지는 박막 광 다이오드 SNR, 차광막 M1, 다결정 실리콘 TFT로 이루어지는 신호 변환 및 증폭 회로 AMP, 광 투과 영역 OPN을 갖는다.
다음으로, 도 17을 이용하여, 이 촬상 기능 일체형 표시 장치의 단면 구조를 설명한다. 도 17은, 도 16에서의 선 C-C' 단면에서의 단면도를 도시한다. 투명 기판 SUB에, 다결정 실리콘막으로 이루어지는 박막 광 다이오드 SNR, 다결정 실리콘 TFT로 이루어지는 신호 변환 및 증폭 회로 AMP가 배치된다. 그리고, 원하는 영 역에 층간 절연막 L1을 개재해서 차광막 M1이 형성된다. 이렇게 하여 준비된 기판의 상부에 보호 절연막 L2가 형성된다. 또한, 광 투과 영역 OPN의 층간 절연막 L1은 제거되어 있다. 광 투과 영역 OPN의 투광성을 증가시키기 위해서이다.
제1 실시예와 마찬가지로, 보호 절연막 L2측으로부터 입사한 외광의 반사광을 광 다이오드 SNR 및 증폭 회로 AMP에 의해 검출하여, 인쇄물의 화상 정보를 전기 신호의 형태로 판독할 수 있다.
다음으로, 도 18A 내지 도 18C를 이용하여, 이 촬상 장치의 제조 방법을 설명한다. 우선, 투명한 글래스 기판 SUB에, 산화 실리콘막으로 이루어지는 버퍼층 L3을 퇴적한다. 이 상부에, 아몰퍼스 실리콘막을 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적하고, 엑시머레이저에 의한 레이저 어닐링 결정화법에 의해, 이 아몰퍼스 실리콘막을 결정화하였다. 이렇게 하여, 전계 효과 이동도가 200㎠/Vs 전후인 다결정 실리콘막 PS를 형성하였다. 이 다결정 실리콘막 PS를 원하는 형상의 섬 형상 PS1, PS2로 가공한 후, 이들을 피복하여 실리콘 산화막 L4를 플라즈마 CVD법에 의해 퇴적한다. 그리고, 실리콘 산화막을 원하는 형상으로 가공하여, 게이트 절연막 L4를 형성하였다. 다음으로, 스퍼터링법에 의해 Mo를 주성분으로 한 게이트 전극막을 퇴적하고, 통례의 에칭 방법에 의해 게이트 전극 GE 및 차광막 M1을 형성하였다(도 18A).
다음으로, 상기 다결정 실리콘막 PS1, PS2에, 이온 주입법에 의한 불순물 이온의 도입을 행한다. 그리고, 게이트 전극 GE 및 차광막 M1을 피복하고, 산화 실리콘막으로 이루어지는 층간 절연막 L5를 퇴적한다. 그리고, 상기 도입한 불순물의 활성화를 위한 열 처리를 행하여, TFT의 소스 확산층 R1 및 드레인 확산층 R2, 광 다이오드의 캐소드층 R3 및 애노드층 R4를 형성하였다. 이 때, 광 다이오드의 수광 효율을 높이기 위하여, 불순물 이온이 도입되지 않은 진성 영역 R5를 남겼다(도 18B). 또한, 여기서는, n형 채널 TFT만 도시하고 있지만, 구체적으로는 회로 구성 상의 필요에 따라서, p형 채널 TFT나, LDD 구조의 TFT를 형성한다.
다음으로, 게이트 절연막 L4 및 층간 절연막 L5에 컨택트홀(110)을 개구한 후, 스퍼터링법에 의해 ITO막을 퇴적한다. 이 ITO막을 에칭법에 의해 원하는 형상으로 가공하여, 투명한 소스·드레인 전극 SD를 형성하였다. 그 후, 이렇게 하여 준비한 기판에, 실리콘 질화막으로 이루어지는 층간 절연막 L6을 퇴적하고, 플라즈마 처리에 의한 수소화를 행하였다(도 18C). 또한, 여기서는 도시되어 있지 않지만, 컨택트홀 개구와 동시에 광 투과 영역의 층간 절연막 L5, L6을 제거하였다. 역시, 광 투과 영역의 투광성을 증가시키기 위해서이다. 그 후, 유기 재료로 이루어지는 저유전율의 투명한 보호 절연막 L2를 퇴적하였다.
본 실시예에 따르면, 촬상 영역과 표시 영역을 분리한 구조이기 때문에, 촬상 영역의 화소 내에 발광 소자를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 광 투과 영역 OPN의 면적을 크게 할 수 있어, 투과율이 향상된다. 또한, 게이트 전극 GE와 동일층의 금속막을 차광막 M1로서 이용하고 있기 때문에, 광 다이오드와 차광막과의 간격을 작게 할 수 있어, 차광 효율이 향상된다. 그 결과, S/N비가 향상되어, 판독 속도가 향상된다. 또한, 표시 영역을 분리하고 있기 때문에, 고선명이며 또한 고콘트라스트의 화상 표시가 가능하다.
(제5 실시예)
제5 실시 형태는 프론트 라이트를 갖는 예이다. 본 예의 촬상 기능 일체형 표시 장치의 개략적인 구조는 도 15와 마찬가지이다. 본 예의 화소(2)의 평면도는 도 16과 마찬가지이다. 도 19에 이 화소(2)에서의, 선 C-C' 단면의 단면도를 도시한다. 도 19는, 실시예 4와 거의 마찬가지의 구조이지만, 프론트 라이트(20)를 구비하고 있는 점이 실시예 4와 다르다. 또한, 프론트 라이트는, 액정 분야에서의 기술을 이용하면 충분하다.
본 실시예에 따르면, 에리어 센서가 프론트 라이트를 갖고 있기 때문에, 광 다이오드에 입사하는 광을 강하게 할 수 있어, S/N비가 향상된다. 그 결과, 판독 속도가 향상된다.
(제6 실시예)
제6 실시 형태는, 장치 전체가 볼록 렌즈의 형상을 가진 투명 정보 렌즈로 되어 있는 예이다. 이하, 도 20을 이용하여, 본 발명의 제6 실시예를 설명한다.
본 실시예의 형태는, 상기 제1 내지 제3 실시예에서 설명된 촬상 기능 일체형 표시 장치 중 어느 하나를 이용하여 구성하는 장치(30)이다. 예를 들면, 구체적으로는, 장치(30)가 볼록 렌즈의 형상을 가진, 직경이 약 15㎝ 전후인 투명 정보 렌즈라고 할 수 있다. 하면은 평면 형상인 투명 기판(33)에, 판독 기능과 표시 기능을 가진 화소(31)가 평면 형상으로 배치되어 있다. 투명 기판(33)의 두께는, 이용 시의 안정감을 갖게 하기 때문에, 약 5㎜ 전후로 두껍게 하였다. 이 표시 기능을 가진 투명 에리어 센서에 볼록 렌즈(32)가 설치되어 있다. 도 20의 화소(31)의 배치는 모식적으로 도시되어 있지만, 실제로는 약 20㎛~40㎛ 전후의 반복 피치로, 다수 배치되어 있다. 이용자는 인쇄물이나 전기적으로 표시된 화상을, 볼록 렌즈로 확대하여 보는 구조로 되어 있어, 종래의 광학식 볼록 렌즈를 사용하는 감각으로, 본 발명의 장치를 투명 센서나 정보 렌즈로서 이용할 수 있다. 또한, 볼록 렌즈 기능을 갖게 한 것 이외를 지금까지의 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있으므로, 그 상세 설명은 생략한다.
이상, 실시예 1 내지 실시예 6에 예시한 촬상 기능 일체형 표시 장치에서, 광 다이오드는, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 비정질 실리콘막으로 형성해도 된다. 또한, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 다결정 실리콘 TFT를 유기 반도체 TFT로 치환하는 것도 가능하다. 또한, 실시예에서는, 인쇄물로부터의 반사광을 판독하는 소자로서 광 다이오드를 이용하였지만, 다른 광을 감지하는 소자이어도 가능하다. 예를 들면 광 트랜지스터를 이용하여 광 감지 소자 자체에 증폭 기능을 갖게 함으로써, 보다 효율적으로 인쇄물로부터의 반사광을 판독할 수 있다.
투명 기판은, 글래스 이외에 석영 글래스나 플라스틱과 같은 다른 절연성 기판이어도 된다.
아몰퍼스 실리콘막의 결정화는 고상 성장법이어도 되며, 열 CVD법에 의해 다결정 실리콘막을 성막해도 된다. 또한, 그 밖의 방법으로도 다결정 실리콘막을 형성할 수 있다. 예를 들면, 연속 발진의 고체 레이저를 펄스 변조하여 아몰퍼스 실리콘막에 조사하면서 스캔하고, 스캔 방향으로 결정 성장을 일으켜, 예를 들면 결정 성장 거리가 10㎛ 이상이며, 전계 효과 이동도가 500㎠/Vs 전후인 결정성이 우 수한 다결정 Si막을 형성함으로써, 높은 성능을 갖는 다결정 실리콘 박막 광 다이오드나, 다결정 실리콘 TFT를 형성할 수 있다. 이들 소자를 이용하여, 에리어 센서나 표시에 필요한 회로를 형성함으로써, 효율적이며 또한 고속으로 인쇄물의 화상 정보의 판독, 화상 데이터의 인식, 변환이 가능하게 된다. 또한, 보다 많은 기능을 내장하는 것도 가능하게 된다. 따라서, 예를 들면 판독한 데이터의 인식, 변환 표시 기능뿐만 아니라, 프로세서, 통신, 메모리 등의 정보 단말기 기능의 내장도 가능하다.
실시예 1 내지 실시예 6에 예시한 촬상 기능 일체형 표시 장치에서, 게이트 전극은, Al, Mo, Ti, Ta, W 등, 공지의 전극 재료, 또는 그들 합금이어도 된다. 이 경우, 게이트 전극과 동일층의 금속막을 차광막으로서 이용할 수 있어, 광 다이오드와 차광막과의 간격을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 차광 효율이 향상되어, S/N비가 향상된다. 또한, 소스·드레인 전극은, 투과율을 저하시키지 않는 범위에서, Al, Mo, W 등, 다른 알려진 전극 재료이어도 된다.
본 발명의 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 화소 내에 광 투과 영역이 형성되어 있으며, 또한 박막 광 다이오드 및 TFT는, 거의 투명한 재료로 형성되기 때문에 장치 자체가 투명하다. 따라서, 이용자는 에리어 센서를 인쇄물 상에 놓은 상태에서, 인쇄물의 내용을 직접 열람할 수 있다. 이용자가 인쇄물의 내용을 열람하기 위해서, 광 투과 영역의 면적은, 화소 면적의 40% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명은, 이용자가 필요한 화상을 장치 상으로부터 지정하는 등의 방법에 의해, 필요할 때에만 화상을 판독하기 때문에, 소비 전력을 낮게 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명은 휴대성이 우수한 촬상 기능 일체형 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이용자가 장치를 인쇄물 상에 놓은 상태에서, 인쇄물의 내용을 직접 열람할 수 있다. 또한, 이용자가 필요한 화상을 장치 상으로부터 지정하는 등의 방법에 의해, 필요할 때에만 화상을 판독하기 때문에, 소비 전력을 낮게 할 수 있다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은, 화상 판독 중에도, 판독 대상물의 열람이 가능한 촬상 기능 일체형 표시 장치, 혹은 장치를 움직인 경우에도, 바로 인쇄물의 내용을 열람할 수 있어, 휴대성이 우수한 촬상 기능 일체형 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하에, 본 발명의 주된 여러 형태를 열거한다.
(1) 투명 기판 상에 복수의 광 센서를 평면 형상으로 배열한 촬상 기능 일체형 표시 장치로서, 그 촬상 기능 일체형 표시 장치는 투명하기 때문에, 화상 판독 중에도, 동시에 판독 대상물의 내용의 열람이 가능한 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(2) 상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 상기 투명 기판 상에 복수의 게이트선과, 그 복수의 게이트선과 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선을 갖고, 상기 게이트선과 상기 신호선에 의해 둘러싸인 화소 영역에 상기 광 센서 및 박막 트랜지스터를 갖고 있으며, 상기 광 센서의 차광막은, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일층의 전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(1)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(3) 상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 상기 투명 기판 상에 복수의 게이트선과, 그 복수의 게이트선과 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선을 갖고, 상기 게이트선과 상기 신호선에 의해 둘러싸인 화소 영역에 상기 광 센서 및 박막 트랜지스터를 갖고 있으며, 상기 광 센서의 차광막은, 상기 박막 트랜지스터의 소스·드레인 전극과 동일층의 전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(1)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(4) 상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 상기 투명 기판 상에 복수의 게이트선과, 그 복수의 게이트선과 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선을 갖고, 상기 게이트선과 상기 신호선에 의해 둘러싸인 화소 영역에 상기 광 센서 및 박막 트랜지스터를 갖고 있으며, 상기 박막 트랜지스터를 구성하는 게이트 전극 및 소스·드레인 전극이 투명 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 항목(1)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(5) 상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 상기 투명 기판 상에 복수의 게이트선과, 그 복수의 게이트선과 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선을 갖고, 상기 게이트선과 상기 신호선에 의해 둘러싸인 화소 영역에 상기 광 센서 및 박막 트랜지스터를 갖고 있으며, 상기 게이트선 및 상기 신호선이 투명 전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(1)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(6) 상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 상기 투명 기판 상에 복수의 게이트선과, 그 복수의 게이트선과 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선을 갖고, 상기 게이트선과 상기 신호선에 의해 둘러싸인 화소 영역에 상기 광 센서 및 박박 트랜지스터 및 발광 소자를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(1)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(7) 상기 광 센서의 차광막은, 상기 발광 소자를 구성하는 전극과 동일층의 전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(6)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(8) 상기 광 센서와 상기 발광 소자는, 상하로 겹쳐 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(6)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(9) 상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 화상을 판독할 때에 상기 판독 대상물을 조사하는 광원과, 화상을 표시할 때에 상기 판독 대상물의 반사광을 차광하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 항목(6)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(10) 상기 광원은 백 라이트이며, 상기 차광하는 수단은 액정에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 항목(9)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(11) 투명 기판 상에 복수의 광 센서를 평면 형상으로 배열한 촬상 기능 일체형 표시 장치로서, 그 장치는 투명하기 때문에, 판독 대상물과 상기 장치를 겹친 상태에서, 상기 판독 대상물의 열람이 가능하며, 상기 장치는 촬상 영역을 지정하는 수단을 포함하고 있어, 필요에 따라, 상기 수단에 의해 지정된 영역의 화상을 판독하는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(12) 투명 기판 상에 복수의 광 센서를 평면 형상으로 배열한 촬상 기능 일 체형 표시 장치로서, 그 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 상기 투명 기판 상에 복수의 게이트선과, 그 복수의 게이트선과 매트릭스 형상으로 교차하는 복수의 신호선을 갖고, 상기 게이트선과 상기 신호선에 의해 둘러싸인 화소 영역에 상기 광 센서 및 광 투과 영역을 갖고 있으며, 화상 판독 중에도, 동시에 상기 광 투과 영역을 통하여 판독 대상물의 내용의 열람이 가능한 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(13) 상기 광 센서는, 기판측으로부터 순서대로 게이트 절연막, 층간 절연막, 표면을 피복하는 보호 절연막을 갖고 있으며, 상기 광 투과 영역에서는 적어도 상기 층간 절연막이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 항목(12)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(14) 투명 기판 상에 복수의 광 센서를 평면 형상으로 배열한 촬상 장치와 화상 표시 장치를 각각의 영역에 형성한 촬상 기능 일체형 표시 장치로서, 상기 촬상 장치는 투명하기 때문에, 화상 판독 중에도, 동시에 판독 대상물의 내용의 열람이 가능한 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
(15) 상기 촬상 장치는, 화상 판독 시의 광원으로서 프론트 라이트를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 항목(14)에 기재된 촬상 기능 일체형 표시 장치.
주된 부호를 설명한다.
1 : 투명 기판
2 : 화소
3 : 집적 회로
4 : 인쇄물
5 : 터치 펜
6 : 판독 화상
7 : 화상 판독 영역
8 : 촬상 영역
9 : 표시 영역
SUB : 투명 기판
SNR : 광 다이오드
AMP : 신호 변환·증폭 회로
LED : 발광 소자
OPN : 광 투과 영역
SW1 : 유기 발광 다이오드 구동용 TFT 회로
SW2 : 액정 구동용 TFT 회로
L1 : 층간 절연막
L2 : 보호 절연막
L3 : 버퍼층
L4 : 게이트 절연막
L5 : 산화 실리콘으로 이루어지는 층간 절연막
L6 : 질화 실리콘으로 이루어지는 층간 절연막
L7 : 유기 발광 재료
M1 : 차광막
M2 : 발광 소자의 하부 전극
M3 : 발광 소자의 상부 전극
GE : 게이트 전극
SD : 소스·드레인 전극
PS : 다결정 실리콘막
R1 : 소스 확산층
R2 : 드레인 확산층
R3 : 캐소드층
R4 : 애노드층
R5 : 진성 영역
LT1 : 광원
LT2 : 도광판
LC : 액정
20 : 프론트 라이트
30 : 투명 기판
31 : 화소
32 : 볼록 렌즈
100 : 반사광이 광 다이오드 도달
101 : 광 캐리어 발생
102 : 판독 화소 선택
103 : 광 캐리어 증폭
104 : 2차원 화상 정보 취득
105 : 데이터 인식·변환
106 : 화상 표시
삭제
본 발명은, 촬상 및 화상 표시를 함께 행할 수 있는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
Claims (17)
- 투광성 기판과, 표시부와, 상기 투광성 기판의 제1 표면에 배치된 복수의 화소를 적어도 갖고,상기 화소의 각각은 적어도 광전 변환 소자부 및 광 투과 영역을 갖고,판독 대상물이 상기 투광성 기판의 제2 표면측에 배치되도록 구성되며,상기 광전 변환 소자부의 상기 투광성 기판과 반대측에는 차광막을 갖고,상기 투광성 기판의 제2 표면측으로부터의 광을 상기 광전 변환 소자부가 검출하며,또한,판독 대상물의 판독 중에도, 상기 투광성 기판의 제1 표면측으로부터, 상기 광 투과 영역을 통해 상기 판독 대상물을 눈으로 확인하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 표시부의 각 표시 영역이 상기 각 화소 내에 형성된 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 표시부의 각 표시 영역이, 상기 화소와는 다른 영역에 형성된 것을 특 징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 투광성 기판의 제1 표면에, 복수의 게이트선과, 상기 게이트선과 교차하도록 배치된 복수의 신호선을 갖고,상기 게이트선의 한 쌍과 상기 신호선의 한 쌍에 의해 둘러싸인 영역이 상기 화소의 영역이며,상기 화소의 영역 내에 형성된 상기 광전 변환 소자부는, 상기 투광성 기판의 제1 표면에 형성된 박막 광전 변환 소자이고, 또한상기 투광성 기판의 제1 표면에 박막 트랜지스터를 갖고 구성되는 전자 회로부를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 차광막은, 상기 투광성 기판의 제1 표면에 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일층의 도체층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제2항에 있어서,상기 차광막은, 상기 투광성 기판의 제1 표면에 형성된 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극과 동일층의 도체층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬 상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 투광성 기판의 제1 표면에 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 소스 및 드레인 전극이 투명 전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제4항에 있어서,상기 게이트선 및 상기 신호선이 투명 전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 표시부가 발광 소자인 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제9항에 있어서,상기 차광막은, 상기 발광 소자가 갖는 한쪽의 전극과 동일층의 도체층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 투광성 기판의 제1 표면에, 적어도 상기 광전 변환 소자부와, 박막 트랜지스터를 갖고 구성되는 전자 회로부를 갖고,상기 차광막의, 상기 투광성 기판과 반대측의 상부에, 표시부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제11항에 있어서,상기 표시부의 상부에 제2 투광성 기판이 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는,화상을 판독할 때에 상기 판독 대상물을 조사하는 광원과,화상을 판독할 때에 상기 판독 대상물의 반사광을 투과하고, 화상을 표시할 때에 상기 판독 대상물의 반사광을 차광하는 전기 광학 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제13항에 있어서,상기 광원은 백 라이트이며, 상기 전기 광학 소자는 액정에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는, 터치 펜 또는 그 등가물에 의해 촬상 영역을 지정하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 광 투과 영역에서는 적어도 층간 절연막이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
- 제3항에 있어서,상기 촬상 기능 일체형 표시 장치는 프론트 라이트를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 기능 일체형 표시 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020067021626A KR100831134B1 (ko) | 2006-10-18 | 2004-04-19 | 촬상 기능 일체형 표시 장치 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101045744B1 (ko) * | 2008-11-11 | 2011-06-30 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서의 제조 방법 |
| KR20190018407A (ko) * | 2017-07-10 | 2019-02-22 | 보에 테크놀로지 그룹 컴퍼니 리미티드 | 어레이 기판 및 그 제조 방법, 디스플레이 장치 |
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| KR970022424A (ko) * | 1995-10-12 | 1997-05-28 | 김광호 | 콘택 이미지 센서가 내장된 액정 표시 장치 |
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2004
- 2004-04-19 KR KR1020067021626A patent/KR100831134B1/ko not_active IP Right Cessation
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