KR101264708B1 - Light quantity detecting circuit for liquid crystal display device and a method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광량 검출신호가 왜곡되는 것을 방지하여 광량 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치의 광량 검출회로 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 다수의 클럭신호에 따라 외부로부터 입사되는 광량에 대응되는 광량 검출신호를 발생하는 광 검출 소자, 상기 다수의 클럭신호를 공급하는 공급라인, 상기 광량 검출신호를 외부로 출력하는 검출신호 출력라인, 상기 공급라인 및 검출신호 출력라인 중 적어도 하나의 라인과 제 1 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된 제 1 더미 금속패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
광량 검출회로, 광 검출 소자, 제 1 및 제 2 더미 금속패턴,
The present invention relates to a light amount detection circuit of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can prevent the light amount detection signal from being distorted to improve reliability of light amount detection. A light detecting element for generating a light quantity detection signal, a supply line for supplying the plurality of clock signals, a detection signal output line for outputting the light quantity detection signal to the outside, and at least one line of the supply line and the detection signal output line; And a first dummy metal pattern formed by overlapping the first insulating layer therebetween.
A light amount detecting circuit, a light detecting element, first and second dummy metal patterns,
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 광량 검출회로를 나타낸 등가 회로도.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the light quantity detecting circuit shown in FIG.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광량 검출회로의 제조방법을 나타낸 공정 단면도.3 is a process sectional view showing the manufacturing method of the light quantity detecting circuit according to the first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광량 검출회로의 제조방법을 나타낸 공정 단면도. 4 is a process sectional view showing the manufacturing method of the light quantity detecting circuit according to the second embodiment of the present invention;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of symbols for main parts of the drawings *
12 : 광량 검출회로 32,42 : 게이트 전극12: light
40,51 : 제 1 더미 금속패턴 35,45 : 소스 전극40, 51: first dummy metal pattern 35, 45: source electrode
50b: 제 2 더미 금속패턴 32,46 :드레인 전극50b: second
33,43 : 제 1 절연막 39,49 : 제 2 절연막33,43: first insulating film 39,49: second insulating film
CLK1,CLK2 : 제 1 및 제 2 클럭신호 VS : 광량 검출신호CLK1, CLK2: first and second clock signals VS: light quantity detection signal
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 광량 검출신호가 왜곡되는 것을 방지하여 광량 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치의 광량 검출회로 및 이의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다. Recently, various flat panel display devices that can reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes, have emerged. Examples of such flat panel display devices include a liquid crystal display, a field emission display, a plasma display panel, and a light emitting display.
평판 표시장치 중 액정 표시장치는 비디오 신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정셀마다 스위칭 소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시장치는 동영상을 표시하기에 적합하다. 이때, 스위칭 소자로는 주로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 이용되고 있다. 이러한, 액정 표시장치는 화상을 표시하기 위하여 액정셀에 항상 일정한 밝기의 광을 조사하는 백 라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함한다. Among the flat panel display devices, the liquid crystal display device displays an image by adjusting light transmittance of the liquid crystal cells according to a video signal. An active matrix type liquid crystal display device in which switching elements are formed for each liquid crystal cell is suitable for displaying moving images. In this case, a thin film transistor is mainly used as the switching element. Such a liquid crystal display includes a back light unit that irradiates light of constant brightness to a liquid crystal cell in order to display an image.
이와 같은 종래의 액정 표시장치는 항상 일정한 밝기의 광을 발생하는 백 라이트로 인하여 소비전력이 증가하게 된다. 다시 말하여, 액정 표시장치는 주위환경의 밝기에 상관없이 액정셀의 밝기를 일정하게 유지시키므로 백 라이트의 소비전력이 증가하게 된다. 이에 따라, 백 라이트의 소비전력을 감소시키기 위해 광량 검출회로를 구비하여 광량 검출신호에 따라 백라이트의 밝기를 조절하기도 한다. In the conventional liquid crystal display, power consumption is increased due to the backlight which generates light having a constant brightness. In other words, the liquid crystal display maintains the brightness of the liquid crystal cell constant regardless of the brightness of the surrounding environment, thereby increasing the power consumption of the backlight. Accordingly, in order to reduce the power consumption of the backlight, a light amount detection circuit may be provided to adjust brightness of the backlight according to the light amount detection signal.
하지만, 광량 검출회로에서 발생된 광량 검출신호가 백 라이트 유닛 등으로 전송되는 과정에서 주변의 다른 신호들에 의해 왜곡되는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 광량 검출회로가 액정셀들이 형성된 액정패널에 구비된 경우 광량 검출신호가 전송되는 과정에서 게이트 신호, 데이터 신호 또는 공통전압 등에 의한 간섭으로 왜곡되기 때문에 광량 검출의 신뢰성이 떨어진다. However, a problem arises in that the light quantity detection signal generated by the light quantity detection circuit is distorted by other signals in the vicinity in the process of being transmitted to the backlight unit. For example, when the light amount detection circuit is provided in the liquid crystal panel in which the liquid crystal cells are formed, the light amount detection reliability is deteriorated because the light amount detection signal is distorted by interference due to a gate signal, a data signal, or a common voltage.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 광량 검출신호가 왜곡되는 것을 방지하여 광량 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치의 광량 검출회로 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a light amount detection circuit of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can improve the reliability of light amount detection by preventing the light amount detection signal from being distorted.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 광량 검출회로는 다수의 클럭신호에 따라 외부로부터 입사되는 광량에 대응되는 광량 검출신호를 발생하는 광 검출 소자, 상기 다수의 클럭신호를 공급하는 공급라인, 상기 광량 검출신호를 외부로 출력하는 검출신호 출력라인, 상기 공급라인 및 검출신호 출력라인 중 적어도 하나의 라인과 제 1 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된 제 1 더미 금속패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. The light amount detecting circuit of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention for achieving the above object is a light detecting element for generating a light amount detection signal corresponding to the amount of light incident from the outside in accordance with a plurality of clock signals, A first dummy metal formed by overlapping a supply line for supplying a clock signal, a detection signal output line for outputting the light quantity detection signal to the outside, and at least one of the supply line and the detection signal output line with a first insulating film interposed therebetween It characterized in that it comprises a pattern.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 광량 검출회로 제조방법은 다수의 클럭신호에 따라 외부로부터 입사되는 광량에 대응되는 광량 검출신호를 발생하는 광 검출 소자를 형성하는 단계, 상기 다수의 클럭신호를 공급하는 공급라인을 형성하는 단계, 상기 광량 검출신호를 외 부로 출력하는 검출신호 출력라인을 형성하는 단계, 및 상기 공급라인 및 검출신호 출력라인 중 적어도 하나의 라인과 제 1 절연막을 사이에 두고 중첩되도록 제 1 더미 금속패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method for manufacturing a light amount detection circuit of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a light detection element for generating a light amount detection signal corresponding to the amount of light incident from the outside in accordance with a plurality of clock signals Forming a plurality of clock signals; forming a supply line for supplying the plurality of clock signals; forming a detection signal output line for externally outputting the light quantity detection signal; and at least one of the supply line and the detection signal output line. And forming a first dummy metal pattern such that the first dummy metal pattern overlaps with the line of the first insulating film.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 광량 검출회로 및 이의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a light amount detecting circuit of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치를 나타낸 구성도이다. 1 is a configuration diagram illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 액정 표시장치는 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 영역마다 형성된 액정셀을 포함하는 액정패널(2)과, 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버(4)와, 스캔 펄스에 동기되도록 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 화상 신호를 공급하는 데이터 드라이버(6)와, 외부로부터의 입력 데이터(RGB)를 정렬하여 데이터 드라이버(6)에 공급함과 아울러 게이트 및 데이터 드라이버(4,6)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8)와, 액정패널(2)에 광을 조사하는 백 라이트(10)와, 액정패널(2)의 외부 밝기에 대응되는 광량 검출신호(VS)를 생성하는 광량 검출회로(12)와, 광량 검출신호(VS)에 따라 백 라이트(10)를 구동하여 액정패널(2)에 조사되는 광의 휘도를 조절하는 백 라이트 구동부(14)를 포함한다. The liquid crystal display shown in FIG. 1 includes a
액정패널(2)은 서로 대향하여 합착된 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판과, 두 어레이 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 액정공간에 채워진 액정층을 구비한다. The
컬러필터 어레이 기판은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등을 포함하여 구성된다. 여기서, 공통전극은 트랜지스터 어레이 기판에 형성될 수도 있다. The color filter array substrate includes a color filter, a common electrode, a black matrix, and the like. Here, the common electrode may be formed on the transistor array substrate.
트랜지스터 어레이 기판은 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)과 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 의해 정의되는 영역에 형성되어 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터에 접속된 액정셀을 포함한다. The transistor array substrate is formed in a region defined by m data lines DL1 through DLm and n gate lines GL1 through GLn, and is connected to a gate line and a data line, and a liquid crystal cell connected to the thin film transistor. It includes.
박막 트랜지스터는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터의 화상 신호를 액정셀로 공급한다. The thin film transistor supplies an image signal from the data line DL to the liquid crystal cell in response to a scan pulse from the gate lines GL1 to GLn.
액정셀은 공통전극과 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 캐패시터(Clc)로 표현될 수 있다. 또한, 액정셀은 액정 캐패시터(Clc)에 충전된 화상 신호를 다음 화상 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다. Since the liquid crystal cell is composed of a common electrode and a pixel electrode connected to the thin film transistor, the liquid crystal cell may be equivalently represented as a liquid crystal capacitor Clc. In addition, the liquid crystal cell includes a storage capacitor Cst for maintaining the image signal charged in the liquid crystal capacitor Clc until the next image signal is charged.
타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터의 입력 데이터(RGB)를 액정패널(2)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(6)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GCS, DCS)를 생성하여 게이트 및 데이터 드라이버(4,6) 각각의 구동 타이밍을 제어한다. The
게이트 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 따라 스캔 펄스를 순차적으로 발생하여 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 공급한다. The
데이터 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(8)로부터 공급되는 데이터(Data)를 화상 신호로 변환하여 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔 펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수 평 라인분의 화상 신호를 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 극성 제어신호에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급되는 화상 신호의 극성을 반전시키게 된다. The
광량 검출회로(12)는 각 액정셀의 박막 트랜지스터(TFT)의 형성시 이와 함께 액정패널(2)에 형성되어 액정패널(2)의 외부 밝기에 대응되는 광량 검출신호(VS)를 발생한다. 그리고 발생된 광량 검출신호(VS)를 백 라이트 구동부(14)에 공급한다. 이때, 광량 검출회로(12)의 모든 구성요소들이 액정패널(2)에 형성되거나 일부 구성요소만이 액정패널(2)에 형성될 수도 있다. 또한, 광량 검출회로(12)는 액정패널(2)의 주변부에 따로 부착될 수도 있다. The light
백 라이트 구동부(14)는 광량 검출회로(12)로부터의 광량 검출신호(VS)에 따라 백 라이트(10)를 구동한다. 좀 더 구체적으로, 백 라이트 구동부(14)는 광량 검출신호(VS)에 따른 백 라이트 구동전압(VL)을 생성하고, 이를 이용하여 백 라이트(10)를 구동한다. 따라서, 백 라이트 구동부(14)에는 백 라이트 구동전압(VL)을 생성하는 백 라이트 구동전압 생성부가 더 포함되기도 한다. The
백 라이트(10)는 백 라이트 구동부(14)로부터 공급되는 백 라이트 구동전압(VL)에 따라 광을 발생하여 액정패널(2)에 조사한다. 이를 위해, 백 라이트(10)는 백 라이트 구동전압(VL)에 의해 점등되어 광을 발생하는 적어도 하나의 램프를 포함하거나, 백 라이트 구동전압(VL)에 의해 발광하여 광을 발생하는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다. The
도 2는 도 1에 도시된 광량 검출회로를 나타낸 등가 회로도이다. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram illustrating the light amount detecting circuit shown in FIG. 1.
도 2에 도시된 광량 검출회로(12)는 제 1 클럭신호(CLK1)와 제 2 클럭신호(CLK2)에 따라 외부로부터의 광량에 대응하는 광량 검출신호(VS)를 발생하는 광 검출 소자(Tr), 제 1 클럭신호(CLK1)를 광 검출 소자(Tr)의 소스 전극에 공급하기 위한 제 1 공급라인(CL1), 제 2 클럭신호(CLK2)를 광 검출 소자(Tr)의 게이트 전극에 공급하기 위한 제 2 공급라인(CL2) 및 광 검출 소자(Tr)로부터의 광량 검출신호(VS)를 외부로 전송하기 위한 검출신호 출력라인(VSL)을 포함한다. The light
제 1 클럭신호(CLK1)는 광량을 검출하기 위한 기준신호로서 광 검출 소자(Tr)의 소스 전극에 일정한 기준전압 및 전류를 공급한다. 예를 들어, 제 1 클럭신호(CLK1)로는 광 검출 소자(Tr)의 채널크기 등에 따라 전압크기를 다르게 설정하여 공급하겠지만, 5V 내지 25V 중 어느 한 전압크기를 갖도록 설정하여 공급할 수 있다. 또한, 제 1 클럭신호(CLK1)로는 광 검출 소자(Tr)의 열화를 방지하거나 캡(Cap)이 형성되는 것을 방지하기 위해 하이레벨의 전압과 로우레벨의 전압이 주기적으로 반전되도록 공급할 수 있다. 예를 들어, 20V의 하이레벨 전압이 공급되는 하이기간과 0V의 로우레벨 전압이 공급되는 로우기간이 동일하도록 동일한 펄스 폭으로 반복하여 공급할 수도 있다. 이때, 하이기간과 로우기간은 서로 다른 기간을 갖도록 주기적으로 공급할 수 있다. The first clock signal CLK1 is a reference signal for detecting the amount of light and supplies a constant reference voltage and current to the source electrode of the photodetecting element Tr. For example, the first clock signal CLK1 may be supplied with a different voltage size depending on the channel size of the photodetecting device Tr, but may be set to have a voltage size of 5V to 25V. In addition, the first clock signal CLK1 may be supplied such that the high level voltage and the low level voltage are periodically inverted to prevent deterioration of the photodetector Tr or to prevent the formation of a cap. For example, it may be repeatedly supplied with the same pulse width so that the high period for supplying the high level voltage of 20V and the low period for supplying the low level voltage of 0V are the same. In this case, the high period and the low period may be periodically supplied to have different periods.
제 2 클럭신호(CLK2)는 광량 검출기간을 설정하여 광량 검출기간에 광 검출 소자(Tr)를 스위칭시키기 위한 스위칭신호이다. 제 2 클럭신호(CLK2)는 하이레벨의 전압과 로우레벨의 전압이 광량 검출기간에 따라 반전되도록 광 검출 소자(Tr)의 게이트 전극에 공급된다. 예를 들어, 광량 검출기간 즉, 광량 검출신호(VS) 발생기 간에 5V 내지 25V 중 어느 한 전압으로 설정된 레벨의 전압을 공급하여 광 검출 소자(Tr)를 턴-온 시킴으로써 광 검출 소자(Tr)로부터 광량 검출신호(VS)를 출력하도록 한다. 제 2 클럭신호(CLK2)는 하이기간과 로우기간이 동일한 펄스 폭을 갖도록 주기적으로 공급될 수도 있고, 하이기간과 로우기간이 서로 다른 펄스 폭을 갖도록 공급될 수도 있다. The second clock signal CLK2 is a switching signal for setting the light amount detection period to switch the light detection element Tr in the light amount detection period. The second clock signal CLK2 is supplied to the gate electrode of the light detecting element Tr such that the high level voltage and the low level voltage are inverted in accordance with the light amount detection period. For example, the light detection element Tr is turned on by supplying a voltage having a level set to any one of 5V to 25V between the light quantity detection period, that is, the light quantity detection signal VS generator, to turn on the photodetecting element Tr. The light quantity detection signal VS is outputted. The second clock signal CLK2 may be supplied periodically so that the high period and the low period have the same pulse width, or may be supplied such that the high period and the low period have different pulse widths.
광 검출 소자(Tr)는 광량을 검출하기 위한 소자이다. 구체적으로, 광 검출 소자(Tr)는 소스 전극으로 기준전압을 의미하는 제 1 클럭신호(CLK1)가 입력되면 외부의 광량에 대응하는 광 전압 또는 광 전류를 발생한다. 그리고 제 2 클럭신호(CLK2)에 따른 턴-온 기간에 광량에 대응하여 발생 된 광 전압 또는 광 전류를 광량 검출신호(VS)로써 드레인 전극으로 출력한다. 여기서, 광 검출 소자(Tr)로는 채널부를 넓게 갖는 N-MOS 또는 PMOS의 박막 트랜지스터로 형성될 수 있지만 이하에서는 N-MOS 박막 트랜지스터로 형성된 경우만을 설명하기로 한다. 만일, 박막 트랜지스터가 P-MOS로 형성될 경우에는 제 1 및 제 2 클럭신호(CLK1,CLK2)를 N-MOS의 경우와 반전되도록 공급하여 광량을 검출할 수도 있다. 또한, 광 검출 소자(Tr)의 구동 특성에 따라 전류량 또는 전압크기로 광량을 검출할 수도 있다. The photodetecting element Tr is an element for detecting the amount of light. Specifically, when the first clock signal CLK1, which means a reference voltage, is input to the source electrode, the photodetector Tr generates an optical voltage or a photocurrent corresponding to an external light amount. The light voltage or the light current generated corresponding to the light amount during the turn-on period according to the second clock signal CLK2 is output to the drain electrode as the light amount detection signal VS. Here, the light detecting element Tr may be formed of a thin film transistor of N-MOS or PMOS having a wide channel portion, but only a case of forming the thin film transistor of the N-MOS thin film transistor will be described below. If the thin film transistor is formed of a P-MOS, the light amount may be detected by supplying the first and second clock signals CLK1 and CLK2 to be inverted from the case of the N-MOS. In addition, the amount of light may be detected by the amount of current or voltage depending on the driving characteristics of the photodetecting element Tr.
광 검출 소자(Tr)의 채널부에는 외부로부터 인가되는 광량에 따라 활성화 정도가 변화하는 반도체 층이 구비된다. 이러한 반도체 층의 활성화 정도에 따라 기준전압 또는 전류 공급시 광 전류량 또는 광 전압의 크기가 변한다. 이에 따라, 광량 검출은 반도체 층 활성화 정도에 따라 다르게 발생되는 광 전압 또는 광 전류의 변화 폭을 감지하여 이루어진다. 다시 말하여, 소스 전극으로 입력된 제 1 클럭신 호(CLK1)를 이용하여 외부 광량에 대응하는 광 전압 또는 광 전류를 발생하고, 제 2 클럭신호(CLK2)에 따라 광 검출 소자(Tr)가 턴-온 되면 광 전압 또는 광 전류를 출력한다. 따라서, 광량 검출신호(VS)는 광 검출 소자(Tr)의 턴-온시 출력된 광 전압 또는 광 전류를 나타낸다. The channel portion of the photodetecting device Tr is provided with a semiconductor layer whose activation degree changes depending on the amount of light applied from the outside. Depending on the degree of activation of the semiconductor layer, the amount of light current or the amount of light voltage changes when a reference voltage or current is supplied. Accordingly, the amount of light is detected by detecting a change in the light voltage or the light current generated differently according to the degree of activation of the semiconductor layer. In other words, the first clock signal CLK1 input to the source electrode is used to generate an optical voltage or a photocurrent corresponding to the external light amount, and the photodetecting device Tr is generated according to the second clock signal CLK2. When turned on, it outputs an optical voltage or photocurrent. Therefore, the light amount detection signal VS represents the light voltage or the light current output at the turn-on of the light detection element Tr.
상술한 바와 같은 광량 검출회로(12)는 액정패널(2)에 형성되어 광량 검출신호(VS)를 출력하기 때문에 광량 검출신호(VS)가 왜곡되는 것을 방지하기 위한 더미 금속패턴이 구비된다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 공급라인(CL1,CL2)과 검출신호 출력라인(VSL) 상에는 더미 금속패턴이 더 형성되어있다. 이는, 광량 검출회로(12)가 다수의 액정셀과 함께 액정패널(2)의 주변부 또는 비표시 영역에 형성되는 경우, 광량 검출신호(VS)가 게이트 및 데이터 신호, 공통전압 등의 신호들에 의한 간섭으로 왜곡되는 것을 방지하기 위한 것이다. 더미 금속패턴에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다. Since the light
광량 검출회로(12)에는 광량 검출신호(VS)를 증폭하기 위한 도시되지 않은 증폭회로가 더 구비될 수도 있다. 구체적으로, 광량 검출신호(VS)의 출력단자 또는 출력라인(VSL)에 연산 증폭기 등을 이용한 증폭회로가 구비되어 광량 검출신호(VS)를 증폭시켜서 백라이트 구동부(14)에 공급할 수도 있다. The light
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광량 검출회로의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. 3 is a process sectional view showing the manufacturing method of the light quantity detecting circuit according to the first embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 광량 검출회로의 광 검출 소자(Tr)는 절연기판(31) 상에 게이트 전극(32), 제 1 절연막(33), 반도체 층(34), 소스 및 드레인 전극(35,36) 등이 증착되어 형성되고, 제 1 공급라인(CL1)은 광 검출 소자(Tr)의 소스 전극(35) 및 반도체 층(34)과 일체로 제 1 절연막(33)과 제 2 절연막(39) 사이에 형성된다. 그리고, 검출신호 출력라인(VSL)은 광 검출 소자(Tr)의 드레인 전극(36) 및 반도체 층(34)과 일체로 제 1 절연막(33)과 제 2 절연막(39)의 사이에 형성되고, 더미 금속 패턴(40)은 검출신호 공급라인(VSL)과 중첩되도록 제 2 절연막(39)을 사이에 두고 형성된다. 여기서, 제 1 절연막(33)은 게이트 절연막을 의미하고, 제 2 절연막(39)은 보호막을 의미하기도 한다. The photodetecting element Tr of the light amount detecting circuit shown in FIG. 3 is formed on the insulating
광 검출 소자(Tr)의 반도체 층(34)은 외부의 광량에 따라 활성화 정도가 변하기 때문에 제 1 공급라인(CL1)과 소스 전극(35)을 통해 공급된 제 1 클럭신호(CLK1)에 응답하여 광 전압 또는 광 전류를 생성한다. 그리고, 제 2 클럭신호(CLK2)가 제 2 공급라인(CL2)을 통해 게이트 전극(32)에 공급되면 광 전압 또는 광 전류를 드레인 전극(36)과 반도체 층(34)을 통해 검출신호 출력라인(VSL)으로 출력한다. Since the degree of activation of the
검출신호 출력라인(VSL)은 반도체 층(34) 및 드레인 전극(36)과 일체로 형성되며, 더미 금속패턴(40)은 보호막(39)을 사이에 두고 검출신호 출력라인(VSL) 및 소스 전극(36)과 중첩되도록 형성된다. 여기서, 더미 금속패턴(40)은 검출신호 출력라인(VSL)을 통해 출력되는 광량 검출신호(VS)가 외부 신호들로부터의 간섭에 의해 왜곡되는 것을 방지하기 위한 것으로 전압 및 전류가 공급되지 않는다. 그리고, 플로팅 상태를 유지하기도 한다. 이러한 더미 금속패턴(40)은 소스 전극(36)을 제외한 검출신호 출력라인(VSL)과 중첩되도록 형성되기도 한다. The detection signal output line VSL is integrally formed with the
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광량 검출회로의 제조 방법을 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of manufacturing the light amount detection circuit according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.
먼저, 절연기판(31) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 이용하여 게이트 금속층을 형성하고 패터닝 하여 제 2 공급라인(CL2) 및 게이트 전극(32)을 형성한다. 즉, 게이트 전극(32)은 제 2 공급라인(CL2)과 일체로 형성되며, 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄계 금속 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다. First, the gate metal layer is formed and patterned on the insulating
이 후, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposion), 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 제 1 절연막(33), 반도체 층(34), n+ 활성층(37), 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 적층된다. 여기서, 게이트 절연막으로 제 1 절연막(33)은 유전상수가 작은 아크릴계(acryl) 유기 화합물, 실리콘 질화막(SiN), 실리콘 산화막(SiO2) 등의 무기절연물질 또는 유기절연물질로 형성된다. 반도체 층(34)은 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 등의 물질이 사용된다. Thereafter, the first insulating
이어, 소스/드레인 금속층 위에 마스크를 이용한 포토 리쏘그래피 공정으로 포토 레지스트 패턴을 형성한다. 여기서, 마스크로는 광 검출 소자(Tr)의 채널부 즉, 광이 인가되는 영역에 대응하도록 회절부를 갖는 회절노광 마스크 등을 이용한다. 그리고 포토 레지스트 패턴을 이용한 식각공정으로 n+ 활성층(37)과 반도체 층(34)이 동시에 패터닝 됨으로써 광 검출 소자(Tr)영역에 n+ 활성층(37)과 반도체 층(34)이 형성된다. 여기서, 광 검출 소자(Tr)의 채널부에서 상대적으로 낮은 높이 를 갖는 포토 레지스트 패턴이 애싱(Ashing) 공정에 의해 제거된 후 식각공정에 의해 소스/드레인 패턴 및 n+ 활성층(37)의 일부가 식각된다. 이에 따라, 광 검출 소자(Tr)의 반도체 층(34) 일부가 노출되어 소스 전극(35)과 드레인 전극(36)이 분리된다. 여기서, 게이트 절연막(33)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 또는 유기 절연물질이 이용된다. 그리고 소스/드레인 전극으로는 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등이 이용된다. Subsequently, a photoresist pattern is formed on the source / drain metal layer by a photolithography process using a mask. Here, a diffraction exposure mask or the like having a diffraction section is used as the mask so as to correspond to the channel section of the photodetecting element Tr, that is, the region to which light is applied. In addition, the n +
다음으로, 소스/드레인 전극(35,36) 및 반도체 층(34)이 노출된 전면에 PECVD 등의 증착방법으로 제 2 절연막(39)이 형성된다. 보호막으로서의 제 2 절연막(39) 재료로는 제 1 절연막(33)과 같은 무기 또는 유기 절연물질 등이 사용될 수도있다. Next, a second insulating film 39 is formed on the entire surface where the source /
이 후, ITO(Imdium-Tin-Oxide), IZO, ITZO, TO 등의 도전성 물질을 증착한 후 패터닝 하여 더미 금속패턴(40)을 형성한다. 이때, 더미 금속패턴(40)은 광 검출 소자(Tr)의 소스 전극(36) 및 검출신호 출력라인(VSL)과 중첩되도록 형성된다. Thereafter, a conductive metal such as ITO (Imdium-Tin-Oxide), IZO, ITZO, TO, or the like is deposited and patterned to form a
여기서, 더미 금속패턴(40)은 소스 전극(36)을 제외한 검출신호 출력라인(VSL)과만 중첩되도록 형성하기도 한다. 또한, 도면으로 도시되지 않았지만 검출신호 출력라인(VSL)보다 더 넓은 폭으로 형성되어 검출신호 출력라인(VSL)을 포함한 검출신호 출력라인(VSL)의 주변 영역을 모두 덮도록 형성할 수도 있다. The
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광량 검출회로는 보호막(39)을 사이에 두고 검출신호 출력라인(VSL)과 중첩되는 더미 금속패턴(40)을 구비한다. 여기서, 더미 금속패턴(40)은 검출신호 출력라인(VSL) 뿐만 아니라 제 1 공급라인(CL1)과 제 2 공급라인(CL2) 각각에 모두 중첩되도록 형성할 수도 있고, 검출신호 출력라인(VSL), 제 1 공급라인(CL1) 및 제 2 공급라인(CL2) 중 하나 이상의 라인 상에 형성할 수도 있다. 물론, 더미 금속패턴(40)의 폭은 검출신호 출력라인(VSL), 제 1 공급라인(CL1) 및 제 2 공급라인(CL2) 각각의 폭보다 더 넓은 폭을 갖고 형성될 수도 있다. As described above, the light quantity detecting circuit according to the first embodiment of the present invention includes a
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광량 검출회로의 제조 방법을 도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Next, a method of manufacturing the light quantity detecting circuit according to the second embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 4 as follows.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 절연기판(41) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 이용하여 게이트 금속층을 형성하고 포토 레지스트를 이용한 패터닝 공정을 수행하여 제 2 공급라인(CL2), 게이트 전극(42) 및 검출신호 출력라인(VSL)을 형성한다. 즉, 게이트 전극(42)은 제 2 공급라인(CL2)과 일체로 형성되며, 검출신호 출력라인(VSL) 또한 게이트 전극(42)과 동시에 게이트 금속을 이용하여 형성된다. 여기서, 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄계 금속 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다. First, as shown in FIG. 4, a gate metal layer is formed on the insulating
이 후, PECVD, 스퍼터링 등의 증착방법을 통해 제 1 절연막(43), 반도체 층(44), n+ 활성층(47), 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 적층된다. 여기서 여기서, 게이트 절연막으로서의 제 1 절연막(43)은 유전상수가 작은 아크릴계(acryl) 유기 화합물, 실리콘 질화막(SiN), 실리콘 산화막(SiO2) 등의 무기절연물질 또는 유기 절연물질로 형성된다. 반도체 층(44)은 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 등의 물질이 사용된다. Thereafter, the first insulating
이어, 소스/드레인 금속층 위에 마스크를 이용한 포토 리쏘그래피 공정으로 포토 레지스트 패턴을 형성한다. 여기서, 마스크로는 광 검출 소자(Tr)의 채널부 즉, 광이 인가되는 영역에 회절부를 갖는 회절노광 마스크 등을 이용한다. 그리고 포토 레지스트 패턴을 이용한 식각공정으로 n+ 활성층(47)과 반도체 층(44)이 동시에 패터닝 됨으로써 광 검출 소자(Tr)영역에 n+ 활성층(47)과 반도체 층(44)이 형성된다. Subsequently, a photoresist pattern is formed on the source / drain metal layer by a photolithography process using a mask. As the mask, a diffraction exposure mask having a diffraction portion in the channel portion of the photodetecting element Tr, that is, the region to which light is applied, is used. The n +
다음으로, 광 검출 소자(Tr)의 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토 레지스트 패턴이 애싱(Ashing)공정에 의해 제거된 후 식각공정에 의해 소스/드레인 패턴 및 n+ 활성층(47)의 일부가 식각된다. 이에 따라, 광 검출 소자(Tr)의 반도체 층(44) 일부가 노출되어 소스 전극(45)과 드레인 전극(46)이 분리된다. Next, after the photoresist pattern having a relatively low height in the channel portion of the photodetecting device Tr is removed by an ashing process, a portion of the source / drain pattern and the n +
이때, 검출신호 출력라인(VSL)과 중첩되는 제 1 더미 금속패턴(51)이 형성된다. 구체적으로, 제 1 더미 금속패턴(51)은 소스 및 드레인 전극(45,46) 형성시 이와 동시에 형성된다. 다시 말해서, 반도체 층(44), n+ 활성층(47), 그리고 소스/드레인 금속층이 게이트 절연막(43)을 사이에 두고 검출신호 출력라인(VSL)과 중첩되도록 패터닝 함으로써 형성된다. 여기서, 소스/드레인 전극으로는 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등이 이용된다. In this case, a first
다음으로, 소스/드레인 전극(45,46), 제 1 더미 금속패턴(51) 및 반도체 층(44)이 노출된 전면에 PECVD 등의 증착방법에 의해 제 2 절연막(49)이 형성된다. 보호막으로서의 제 2 절연막(49) 재료로는 제 1 절연막(43)과 같은 유전상수가 작 은 아크릴계(acryl) 유기 화합물, 실리콘 질화막(SiN), 실리콘 산화막(SiO2) 등의 무기 또는 유기 절연물질로 형성될 수 있다. Next, the second insulating
이 후, 소스 전극(45)과 검출신호 출력라인(VSL)을 일부 노출시키도록 제 1 및 제 2 컨택홀(52,53)을 형성한다. 제 1 및 제 2 컨택홀(52,53)은 포토 리쏘그래피 공정과 식각공정을 통해 형성될 수 있다. Thereafter, first and second contact holes 52 and 53 are formed to partially expose the
그리고, 제 1 및 제 2 컨택홀(52,53)을 포함한 전면에 ITO(Imdium-Tin-Oxide), IZO, ITZO, TO 등의 도전성 물질을 증착한 후 패터닝하여 컨택전극(50a)과 제 2 더미 금속패턴(50b)을 형성한다. 여기서, 컨택전극(50a)은 제 1 및 제 2 컨택홀(52,53)을 통해 드레인 전극(46)과 검출신호 출력라인(VSL)을 전기적으로 연결시킨다. 그리고 제 2 더미 금속패턴(50b)은 컨택전극(50a)과 분리되어 제 1 더미 금속패턴(51)과 중첩되도록 형성될 수 있다. In addition, after depositing a conductive material such as ITO (Imdium-Tin-Oxide), IZO, ITZO, TO, etc. on the entire surface including the first and second contact holes 52 and 53, the
제 1 더미 금속패턴(51)과 제 2 더미 금속패턴(50b)은 보호막(49)을 사이두고 서로 중첩된다. 물론, 제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)는 플로팅 상태를 유지하기도 하며, 전압 또는 전류가 공급되지 않도록 하기 때문에 도 4와 같이, 일부 중첩되지 않기도 한다. The first
본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)은 게이트 금속으로 형성된 검출전압 출력라인(VSL)과 최대한 중첩되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)은 도면으로 도시되지 않았지만 검출신호 출력라인(VSL)보다 더 넓은 폭으로 형성되어 검출신호 출력라인(VSL)을 포함한 검출신호 출력라인(VSL)의 주변 영역을 모두 덮도록 형성할 수도 있다. The first and second
제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)은 검출신호 출력라인(VSL) 뿐만 아니라 제 1 공급라인(CL1)과 제 2 공급라인(CL2) 각각에 모두 중첩되도록 형성할 수도 있고, 검출신호 출력라인(VSL), 제 1 공급라인(CL1) 및 제 2 공급라인(CL2) 중 어느 하나 이상의 라인 상에 형성할 수도 있다. 물론, 제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)의 폭은 검출신호 출력라인(VSL), 제 1 공급라인(CL1) 및 제 2 공급라인(CL2) 각각의 폭보다 더 넓은 폭을 갖고 형성될 수도 있다. The first and second
또한, 제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)은 각각 다른 라인과 중첩되도록 형성 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 더미 금속패턴(51)이 검출신호 출력라인(VSL)과 제 1 절연막(33)을 사이에 두고 중첩되도록 형성되면, 제 2 더미 금속패턴(50b)은 제 1 및 제 2 공급라인(CL1,CL2) 각각과 제 1 및 제 2 절연막(43,49)을 사이에 두고 중첩되도록 형성될 수 있다. In addition, the first and second
상술한 바와 같은, 본 발명의 제 1 및 2 실시예에 따른 광량 검출회로(12)의 신호라인 즉, 검출신호 출력라인(VSL), 제 1 및 제 2 공급라인(CL1,CL2) 상에는 제 1 및 제 2 더미 금속패턴(51,50b)이 구비된다. 이에 따라, 외부로부터의 신호 예를 들어, 게이트 및 데이터 신호, 공통전압 등으로부터의 간섭을 방지하여 광량 검출신호(VS)가 왜곡되는 것을 방지한다. As described above, the signal lines of the light
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
본 발명에 따른 액정 표시장치의 광량 검출회로에는 외부 신호들로부터의 간섭을 방지하기 위한 제 1 및 제 2 더미 금속패턴이 구비된다. 이에 따라, 광량 검출신호가 왜곡되는 것을 방지하여 광량 검출회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. The light amount detecting circuit of the liquid crystal display according to the present invention includes first and second dummy metal patterns for preventing interference from external signals. Accordingly, the light quantity detection signal can be prevented from being distorted, thereby improving the reliability of the light quantity detection circuit.
또한, 본 발명은 광량 검출회로를 이용하여 액정패널의 외부 광량을 검출하고 외부 광량에 따라 백 라이트를 구동하여 액정패널의 휘도를 조절함으로써 백 라이트의 소비전력을 감소시킬 수 있다. In addition, the present invention can reduce the power consumption of the backlight by detecting the external light amount of the liquid crystal panel by using the light amount detection circuit and by driving the backlight according to the external light amount to adjust the brightness of the liquid crystal panel.
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