KR20010103661A - 본인 인증 시스템과 본인 인증 방법 및 휴대 전화 장치 - Google Patents

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KR20010103661A
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Abstract

본 발명의 목적은 인터넷 및 휴대형 통신정보장치를 사용하는 본인 인증 시스템 및 본인 인증 방법을 제공하는 것이다. 상기 휴대형 통신정보장치는 이미지 센서가 내장된 액정표시장치를 포함한다. 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 이 개체 정보를 기초로 사용자의 신원을 인증한다. 인증 결과는 인터넷을 통해 송신한다. 또는, 휴대형 통신정보장치 또는 상대방 통신단말기에 사전 설정된 조건 등급에 따라 인증 결과의 송신이 필요한지 여부를 판단하고, 그 결과를 필요할 때만 인터넷을 통해 송신한다.

Description

본인 인증 시스템과 본인 인증 방법 및 휴대 전화 장치{User identity authentication system and user identity authentication method and mobile telephonic device}
본 발명은 일반적으로 본인 인증 시스템 및 본인 인증 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 본인 인증 시스템 및 휴대형 통신정보장치에 합체된 이미지 센서 내장형 액정표시장치를 사용하여 사용자의 신원을 인증하는 본인 인증 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화, 휴대형 정보 단말기와 같은 휴대형 정보통신장치를 사용하는 인터넷에 기반을 둔 통신 기술이 급속히 개발되고 있다. 인터넷에서 양식화된 주요 통신 시스템은 사무실이나 가정에서 탁상용 개인 컴퓨터에 전화선을 연결하여 실행한다. 그러나, 최근들어 휴대 전화를 인터넷에 연결하여 다양한 정보들을 쉽게 교환할 수 있는 시스템이 널리 보급되고 있다.
도 18은 통상적인 휴대 전화 장치의 일례를 도시하고 있다. 도 18에 도시된 휴대 전화 장치는 본체(1801), 음성 출력 유닛(1802), 음성 입력 유닛(1803), 표시 유닛(1804), 조작 스위치(1805) 및 안테나(1806)으로 구성되어 있다. 통상적으로 전화를 걸때, 상대방 단말기 전화 번호와 전기 라디오파의 수신 상태가 액정표시장치에 표시된다. 또한, 인터넷을 사용할 경우에는 필요한 정보 항목이 표시된다.
도 18에 도시된 통상적인 휴대 전화 장치를 사용하여 인터넷 상으로 돈을 전달하고 받으려면, 사용자의 신원이 인증되어야 한다. 이 경우, 상대방 단말기에 사전에 등록된 패스워드를 입력하고 상대방 단말기에 데이터를 전달하거나 공급하고 데이터를 수신하여 인증을 수행한다.
도 19는 통상적인 본인 인증 순서를 도시하고 있다. 먼저 사용자는 인터넷을 통해 원하는 상대방 단말기에 접속한다. 이어서, 상대방 단말기에 명시된 조건 하에, 휴대 전화 장치로부터 인증 번호(패스워드)를 입력한다. 번호를 수신한 상대방 단말기는 사전에 등록된 번호와 수신된 값을 대조 확인하고, 두 번호들이 서로 합치하는지를 검사한다. 합치한다면, 사용자의 신원은 인증될 수 있고 원하는 서비스를 수신할 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같이, 휴대 전화를 사용하는 종래의 인증 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다. 첫번째 문제점은 사용자의 신원을 인증하는 것이 어렵고, 사용자 이외의 제3자에게 패스워드가 유출되었을 때 남용될 수 있다는 것이다. 두번째 문제점은 사용자의 신원을 매번 상대방 단말기와의 통신을 통해 인증해야하기 때문에 통신료가 발생하고, 만일 통신이 끊어지면 재확인이 필요하다는 것이다. 세번째 문제점은 키보드를 통해 입력하기 때문에 시간이 걸린다는 것이다.
본 발명의 일차적인 목적은 상기 문제점들을 미연에 방지하기 위해 본인 인증 시스템 및 인터넷 및 휴대형 통신정보장치를 사용하는 사용자 신원 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 이미지 센서, 이미지 표시 방법 및 이미지 판독 시스템을 포함하는 반사형 액정표시장치의 구조를 도시하는 설명도.
도 2는 본 발명의 본인 인증 시스템에서 인증 순서를 도시하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 휴대형 통신정보장치의 외부 구성을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 휴대형 통신정보장치가 사용되는 방법을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 휴대형 통신정보장치가 사용되는 방법을 도시하는 도면.
도 6은 이미지 센서 내장형 표시장치의 구조를 도시하는 블록도.
도 7은 이미지 센서 내장형 표시장치의 구조를 도시하는 블록도.
도 8은 화소/센서부의 회로를 도시하는 도면.
도 9는 화소의 회로를 도시하는 도면.
도 10은 화소/센서부의 회로를 도시하는 도면.
도 11은 이미지 센서 내장형 표시장치의 구조를 도시하는 블록도.
도 12는 이미지 센서 내장형 표시장치의 제조공정을 도시하는 도면.
도 13는 이미지 센서 내장형 표시장치의 제조공정을 도시하는 도면.
도 14는 이미지 센서 내장형 표시장치의 제조공정을 도시하는 도면.
도 15는 이미지 센서가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치에서 화소의 기하학적 형상을 도시하는 상면도.
도 16은 비정질 규소 핀 다이오드를 사용하여 광센서를 형성하는 공정을 도시하는 도면.
도 17은 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 도시하는 단면도.
도 18은 통상적인 휴대 전화를 도시하는 도면.
도 19는 사용자의 신원을 인증하는 순서를 도시하는 흐름도.
도 20은 판독될 손바닥 지문 영역을 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
301:기판 302: 대향 기판
312: 편광판 303: 제1 전면광
304: 제2 전면광 310: 액정층
313: 밀봉 부재 2701: 표시 패널
2702:조작 패널 2703: 연결 부재
2704: 표시부 2706: 조작키
2707: 전원 스위치 2708: 음성 출력 유닛
2709: 안테나
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 액정표시장치를 포함하는 휴대형 통신정보장치를 갖는 본인 인증 시스템은 이미지 센서가 액정표시장치에 장착되어 있고, 이 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 판독된 개체 정보를 기초로 사용자의 신원을 인증하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본인 인증 시스템은 이미지 센서가 내장된 액정표시장치, 기억 장치 및 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 기억장치에 저장된 개체 정보를 비교하는 모듈을 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 본인 인증 시스템은 이미지 센서가 내장된 액정표시장치, 기억 장치 및 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 기억장치에 저장된 개체 정보를 비교하여 사용자의 신원을 확인할 수 있는지 여부를 판단하는 모듈을 포함한다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 본인 인증 시스템은 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 사용자의 신원을 인증하고, 인증 결과를 인터넷을 통해 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 본인 인증 시스템은 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 사용자의 신원을 인증하고, 인증 결과의 송신 필요성을 휴대형 통신정보장치에 설정된 조건 등급에 기초하여 판단하고, 필요할 때만 인증 결과를 인터넷을 통해 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 이미지 센서가 내장된 액정표시장치가 구비된 휴대형 통신정보장치를 사용하는 본인 인증 방법이 장착된 이미지 센서를 사용하여 사용자의 개체 정보를 판독하는 단계, 개체 정보를 기초로 사용자의 신원을 인증하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 개체 정보를 기초로 사용자의 신원을 인증하는 본인 인증 방법이 제공된다.
본 발명의 제8 양태에 따르면, 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 개체 정보의 송신 필요성을 휴대형 통신정보장치 또는 통신의 상대방 단말기에 설정된 조건 등급에 기초하여 판단하고, 필요할 때만 개체 정보를 인터넷을 통해 송신하는 본인 인증 방법이 제공된다.
사용자의 신원을 인증하는 작업은 휴대형 통신정보장치 상의 조작키를 조종하여 실행할 수 있다. 조작키는 사용자의 우세한 손만으로 또는 사용자의 집게 손가락만으로 또는 사용자의 엄지 손가락만으로 조작될 수 있다.
사용자의 신원 인증은 휴대형 통신정보장치의 전원을 켜는 것과 동시에 행해질 수 있다. 개체 정보로는 손바닥 지문(손금) 또는 손가락 지문을 사용할 수 있다. 손바닥 전체 또는 부분의 손금을 사용할 수 있다. 인터넷을 통해 송신되는 것은 인증 결과만일 수 있으며, 인증 데이터는 송신되지 않을 수 있다. 이미지 센서는 맞춤형 이미지 센서일 수 있다.
본 발명의 제9 양태에 따르면, 상기한 본인 인증 시스템에 적용된 휴대 전화 장치가 이미지 센서가 내장된 액정표시장치, 비휘발성 메모리 또는 재기록가능한 비휘발성 메모리(플래시 메모리) 및 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 비휘발성 메모리에 저장된 사용자의 개체 정보를 대조 확인하는 수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 이미지 센서가 내장된 액정표시장치에서 문자 및 이미지와 같은 정보를 표시하는 표시부와 이미지 센서가 같은 위치에 제공되어 있어 휴대형 통신정보장치를 소형화할 수 있다.
본 발명의 상기 특징 및 잇점은 첨부된 도면을 참조하여 하기 설명으로 부터쉽게 이해될 것이다.
이후, 본 발명의 본인 인증 시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 기재할 것이다.
[실시형태 1]
도 1은 본 발명의 본인 인증 시스템에 사용되는 액정표시장치의 구조를 도시하는 도면이다. 액정표시장치는 TFT(박막트랜지스터)가 형성된 화소부와 구동회로가 형성된 기판(301)(이후 TFT 어레이 기판이라 부름), 대향 기판(302), 편광판(312), 제1 전면광(303) 및 제2 전면광(304)으로 구성되어 있다. 액정층(310)이 TFT 어레이 기판(301)과 대향 기판(302) 사이에 배치되어 있고, 밀봉 부재(313)으로 밀봉되어 있다.
휴대형 통신정보장치에서는 낮은 전력 소모가 요구되며, 따라서, 외부 광을 사용하여 표시하는 반사형 액정표시장치가 적용되어 있고, 어두운 곳에서 시각 인식을 촉진하기 위해 보조 광원으로 전면광을 사용한다. 도 1에서, 전면에 제공된 제1 전면광(303)이 보조 광원에 해당한다. 제1 보조 광원(303)은 냉음극관 또는 발광 다이오드(LED)로 이루어진 광원(315), 확산판(316), 광가이드판(317) 등으로 구성되어 있다. 광가이드판(317)으로부터 액정층(310)을 향해 조사된 광은 화소 전극(309)에 의해 사용자측으로 반사되어 사용된다.
TFT 어레이 기판(301)에는, 화소부(306), 구동회로부(305) 및 외부 입력 단자(314)가 형성되어 있다. 화소부(306)는 매트릭스로 배열된 복수개의 화소로 이루어져 있다. 각각의 화소에는 화소 전극(309)에 연결된 화소 TFT(307) 및 광 다이오드(308)가 제공된다. 광 다이오드(308)는 2차원으로 배치되어 이미지 센서를 구성한다. 또한, 대향 기판(302)에는 대향 전극(311)이 형성되어 있다.
사용자의 신원은 사용자의 개체 정보로서 손바닥 지문(손금) 또는 손가락 지문을 확인하여 인증한다. 손바닥 지문 전체 또는 일부의 정보를 각각의 화소에 제공된 광 다이오드(308)로 구성된 이미지 센서로부터 얻는다. 제2 전면광(304)은 이 이미지 센서를 위한 광원이다. 냉음극관 또는 발광 다이오드(LED)로 이루어진 광원(318)으로부터 조사된 광은 확산판(319)을 통해 광가이드판(320)을 가로질러 진행한다. 광중 일부는 확인할 개체 표면(321)을 향해 발산되고, 개체 표면(321)으로부터 반사된 빔은 광다이오드(308)에 들어간다.
상기한 바와 같이, 두개의 전면광을 사용하는 반사형 액정표시장치로 도시된 이 실시형태의 액정표시장치는 이미지 센서에 의해 이미지를 표시하고 개체 정보를 판독할 수 있다. 실제, 제1 전면광(303) 및 제2 전면광(304)은 동시에 점등되지 않으며, 이미지를 표시하는 경우와 이미지를 판독하는 경우에 따라 번갈아 작동한다.
[실시형태 2]
사용자에 대해 절대적으로 특별한 개체 정보(개인에게 있어서 고유한 지문 및 손금과 같은 육체적 특징)를 휴대형 통신정보장치 자체로 확인하여 시스템을 보다 단순화한다.
도 2는 본 발명의 본인 인증 시스템에 의한 인증 순서를 도시하고 있다. 먼저, 개체 정보 수집을 키보드로부터 표시한다. 미리 프로그래밍하면, 간단히 키하나를 눌러 개체 정보 수집을 쉽게 시작할 수 있다. 또한, 휴대형 통신정보장치의 전원을 투입하면 개체 정보 수집을 자동적으로 시작할 수도 있다.
얻어진 개체 정보를 휴대형 통신정보장치내 기억장치로서 비휘발성 메모리 또는 재기록가능한 비휘발성 메모리(플래시 메모리)에 미리 저장된 사용자의 개체 정보와 비교한다. 이때, 두 항목의 개체 정보가 서로 일치한다고 판단되면, 사용자는 휴대형 통신정보장치의 인증된 소유자로 판정된다. 사용자의 신원이 맞는지에 대해 판단한 후, 사용자 인증 결과를 통신의 상대방 단말기(인증을 요구한 단말기)에 송신한다. 사용자 인증 결과는 인터넷 또는 무선 통신선을 통해 송신한다. 이 경우, 인증 작업은 이미 완료되었으며, 상대방 단말기와의 인증 작업을 다시 실행할 필요는 없다. 상대방 단말기는 인증이 완료되었다는 정보를 휴대형 통신정보장치로부터 간단히 수신할 수 있다.
본 발명의 본인 인증 시스템에 사용되는 휴대형 통신정보장치는 액정표시장치 내에 이미지 센서를 갖는다. 이미지 센서는 사용자의 개체 정보를 판독하기 위해 사용된다. 본원의 범주에 포함되는 개체 정보로는 구체적으로 손가락 지문, 손바닥 지문(손금) 등이 포함된다.
다음으로, 본 발명의 휴대형 통신정보장치를 설명할 것이다. 도 3이 본 발명의 휴대형 통신정보장치를 도시하고 있다. 이 휴대형 통신정보장치는 표시 패널(2701), 조작 패널(2702) 및 안테나(2709)로 구성되어 있다. 표시 패널(2701)과 조작 패널(2702)은 연결 부재(2703)에 의해 서로 연결되어 있다. 표시 패널(2701)의 센서 내장 표시장치(2704)가 제공된 표면과 조작 패널(2702)의 조작키(2706)가 제공된 표면에 의해 형성되는 각 θ는 임의로 변화시킬 수 있다.
표시 패널(2701)은 센서 내장 표시장치(2704)를 포함한다. 또한, 도 3에 도시된 휴대형 통신정보장치는 전화기로서의 기능을 갖는다. 표시 패널(2701)은 음성을 출력하는 음성 출력 유닛(2705)을 포함한다. 센서 내장 표시장치(2704)는 반사형 액정표시장치를 사용한다.
조작 패널(2702)은 조작키(2706), 전원 스위치(2707) 및 음성 출력 유닛(2708)을 갖는다. 도 3에는 조작키(2706)와 전원 스위치(2707)가 분리되어 제공되어 있지만, 조작키(2706)가 전원 스위치(2707)와 합체된 구성도 가능하다. 음성은 음성 입력 유닛(2708)에 입력된다.
도 3에는 표시 패널(2701)이 음성 출력 유닛(2705)을 갖고, 조작 패널(2702)이 음성 입력 유닛(2708)을 갖고 있지만, 실시형태 2가 이러한 구성에만 제한되지 않는다. 표시 패널(2701)이 음성 입력 유닛(2708)을 갖고, 조작 패널(2702)이 음성 출력 유닛(2705)을 가질 수 있다. 또한, 음성 출력 유닛(2705)과 음성 입력 유닛(2708)이 모두 표시 패널(2701) 또는 조작 패널(2702)에 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 휴대형 통신정보장치를 사용하는 방법을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 휴대형 통신정보장치를 사용하여 사용자를 인증할 때, 이 장치는 손바닥으로 감싸지며 손에 쥐어진다. 인증 작업은 키보드 상의 키를 조종하고, 이미지 센서 내장 표시장치로 개체 정보인 사용자의 손금을 판독하여 수행한다. 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 플래시 메모리와 같은 장착된 비휘발성 메모리에 저장된 개체 정보를 대조 확인하여 인증을 받는다. 이때, 이동 장치를 손바닥으로 감싸기 때문에, 판독에 사용되는 광은 표시부측으로부터 얻어야만 한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 이미지 센서가 손바닥 지문(손금)을 판독한다.
도 4는 집게 손가락으로 조작키(2706)를 조작하는 예를 도시하였지만, 도 5에서와 같이 엄지 손가락으로 조작키(2706)를 조작할 수도 있다. 또한, 조작 패널(2702)의 측면에 조작키(2706)를 제공할 수도 있다. 우세한 손의 집게 손가락 또는 엄지손가락 만으로 조작할 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 도 3에 도시된 휴대형 통신정보장치는 휴대 전화 장치로 사용될 수 있으며, 정보는 이미지 센서 내장형 표시장치를 통해 밖으로부터 수집되는 특징을 갖는다.
[실시예 1]
본 발명에 따른 센서 내장형 표시장치를 포함하는 휴대형 통신정보장치의 구성 및 작동을 실시예 1 내지 8에서 설명한다.
도 6은 실시예 1의 휴대형 통신정보장치를 도시하는 블록도이다. 이 휴대형 통신정보장치는 종래의 장치와 같은 구성으로서, 안테나(601), 송신/수신 회로(602), 신호를 압축/확장하고 코드화하는 신호 처리 회로(603), 제어 마이크로컴퓨터(604), 플래시 메모리(605), 키보드(606), 음성 입력 회로(607), 음성 출력 회로(608), 마이크로폰(609) 및 확성기(610)를 포함한다. 상기 외에, 본 발명의 휴대형 통신정보장치는 이미지 센서 내장 표시장치(611) 및 대조 확인 회로(612)를 포함한다.
대조 확인 작업을 수행할 때, 표시부에 합체된 센서로부터 얻은 아날로그 이미지 데이터는 A/D 변환기(613)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는 DSP(디지털 신호 처리기)(614)로 전달되어 처리된다. 신호 처리는 차동 필터를 사용하여 이미지의 밀도 영역 변화를 촉진함으로써 보다 뚜렷한 손바닥 지문을 효과적으로 얻을 수 있다. 얻어진 손바닥 지문 데이터를 DSP(614)에서 숫자값으로 변환하고 비교 회로(615)로 전달한다. 비교 회로(615)에는 플래시 메모리(605)에 저장된 참조 데이터가 주어져 있으며 참조 데이터와 손금 지문의 숫자 데이터를 대조 확인한다.
개체 정보를 판단하는 방법은 수집된 데이터의 특징과 참조 데이터의 특징을 대조 확인하는 특징 대조 확인 방법과 이들 수 셋트의 데이터를 서로 직접 비교하는 이미지 조합 방법으로 분류될 수 있다. 또한, 사용자의 신원은 한 개의 참조 데이터 보다는 손의 방향을 약간 변화시켜 얻어지는 여러 개의 인증 데이터를 제공하여 보다 확실히 인증할 수 있다.
이때, 일치한다는 것이 확인되면, 제어 마이크로컴퓨터(604)는 인증 신호를 출력한다. 인증 신호는 신호 처리 유닛(603), 송신/수신 회로(602) 및 안테나(601)을 통해 전달되어 인터넷 등을 통해 호스트 컴퓨터 또는 서버에 다다른다.
[실시예 2]
도 7은 본 발명에 사용된 센서 내장형 표시장치의 구조를 도시하는 블록도이다. 이 표시장치는 소스 신호선 구동회로(120)와, 게이트 신호선 구동회로(122)를포함한다. 이 표시장치는 또한 각각의 화소에 제공된 리셋 TFT, 버퍼 TFT 및 선택 TFT의 구동을 제어하는 센서 소스 신호선 구동회로(121) 및 센서 게이트 신호선 구동회로(123)를 포함한다. 소스 신호선 구동회로(120), 게이트 신호선 구동회로(122), 센서 소스 신호선 구동회로(121), 센서 게이트 신호선 구동회로(123)를 본 명세서에서는 총칭하여 구동회로부로 부른다.
소스 신호선 구동회로(120)는 시프트 레지스터(120a), 래치 (A)(120b) 및 래치 (B)(120c)를 갖는다. 클럭 신호(CLK) 및 출발 펄스(SP)가 소스 신호선 구동회로(120)의 시프트 레지스터(120a)에 입력된다. 시프트 레지스터(120a)는 클럭 신호(CLK) 및 출발 펄스(SP)에 근거하여 순차적으로 타이밍 신호를 발생시키고 뒤에 이어지는 회로에 순차적으로 타이밍 신호를 공급한다.
시프트 레지스터(120a)로부터 주어진 타이밍 신호를 버퍼 등(예시되지 않음)이 버퍼 증폭시킬 수 있으며, 버퍼 증폭된 타이밍 신호는 순차적으로 뒤에 이어지는 회로에 공급된다. 타이밍 신호가 공급되는 배선은 많은 회로 또는 소자에 접속되어 있기 때문에, 큰 부하 용량(기생 용량)를 갖는다. 버퍼는 큰 부하 용량으로 인해 발생되는 타이밍 신호의 등락에 따른 둔감화를 예방하기 위해 제공된다.
도 8은 화소/센서부(101)의 회로들의 일례를 도시하는 도면이다. 화소/센서부(101)에는, 소스 신호선(S1-Sx), 게이트 신호선(G1-Gy), 용량선(CS1-CSy), 리셋 게이트 신호선(RG1-RGy), 센서 게이트 신호선(SG1-SGy), 센서 출력 배선(SS1-SSx) 및 센서 전원선(VB)이 제공되어 있다.
화소/센서부(101)는 복수개의 화소(102)로 구성되어 있다. 화소(102)는 소스 신호선(S1-Sx)중 임의의 하나, 게이트 신호선(G1-Gy)중 임의의 하나, 용량선(CS1-CSy)중 임의의 하나, 리셋 게이트 신호선(RG1-RGy)중 임의의 하나, 센서 게이트 신호선(SG1-SGy)중 임의의 하나, 센서 출력 배선(SS1-SSx)중 임의의 하나 및 센서 전원선(VB)을 포함한다. 다음으로, 센서 출력 배선(SS1-SSx)은 각각 정전류 전원(103-1-103-x)에 연결된다.
도 9는 화소(102)의 상세한 구조를 도시한다. 화소(102)의 영역이 점선으로 표시되어 있다. 소스 신호선 S는 소스 신호선(S1-Sx)중 임의의 하나를 나타낸다. 또한, 게이트 신호선 G는 게이트 신호선(G1-Gy)중 임의의 하나를 나타낸다. 용량선 CS는 용량선(CS1-CSy)중 임의의 하나를 나타낸다. 리셋 게이트 신호선 RG는 리셋 게이트 신호선(RG1-RGy)중 임의의 하나를 나타낸다. 센서 게이트 신호선 SG는 센서 게이트 신호선(SG1-SGy)중 임의의 하나를 나타낸다. 센서 출력 배선 SS는 센서 출력 배선(SS1-SSx)중 임의의 하나를 나타낸다.
화소(102)는 액정을 구동시키는 화소 TFT(104), 액정 소자(106) 및 축적 용량(107)을 갖는다. 액정 소자(106)는 화소 전극, 대향 전극 및 이들 전극 사이에 개재된 액정층으로 구성되어 있다. 화소 TFT(104)의 게이트 전극은 게이트 신호선 G에 접속되어 있다. 이어서, 화소 TFT(104)의 소스 영역 및 드레인 영역 중 하나가 소스 신호선에 접속되고 나머지 하나는 액정 소자(106)와 축적 용량(107)에 접속된다.
또한, 화소(102)는 리셋 TFT(110), 버퍼 TFT(111), 선택 TFT(112) 및 광다이오드(113)를 포함한다. 리셋 TFT(110)의 게이트 전극은 리셋 게이트 신호선 RG에접속된다. 리셋 TFT(110)의 소스 영역은 센서 전원선 VB에 접속된다. 센서 전원선 VB는 언제나 고정 전위(기준 전위)에 유지된다. 또한, 리셋 TFT(110)의 드레인 영역은 광다이오드(113) 및 버퍼 TFT(111)의 게이트 전극에 접속된다.
예시되지는 않았지만, 광다이오드(113)는 캐소드 전극, 애노드 전극 및 이들 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 제공된 광전자 변환층을 포함한다. 구체적으로, 리셋 TFT(110)의 드레인 영역은 광다이오드(113)의 애노드 전극 또는 캐소드 전극에 접속된다. 버퍼 TFT(111)의 드레인 영역은 센서 전원선 VB에 접속되고 언제나 고정된 기준 전위에 유지된다. 다음으로, 버퍼 TFT(111)의 소스 영역은 선택 TFT(112)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 접속된다.
선택 TFT(112)의 게이트 전극은 센서 게이트 신호선 SG에 접속된다. 이어서, 선택 TFT(112)의 소스 영역과 드레인 영역 중 하나가 상기한 바와 같이, 버퍼 TFT(111)의 소스 영역에 접속되고, 나머지 하나는 센서 출력 배선 SS에 접속된다. 센서 출력 배선 SS는 정전류 전원(103)(정전류 전원(103-1∼103-x)중 임의의 하나)에 접속되어 변하지 않는 정전류가 흐르게 된다.
도 7에 도시된 시프트 레지스터(120a)로부터의 타이밍 신호는 복수개의 단계에 배치된, 디지털 신호를 처리하는 래치를 포함하는 래치 (A)(120b)에 공급된다. 래치 (A)(120b)는 타이밍 신호가 입력됨과 동시에 디지털 신호를 순차적으로 기록한다.
래치 (A)(120b)가 디지털 신호들을 수집할 때, 이들 디지털 신호들은 복수개의 단계에 제공된, 래치 (A)(120b)의 래치들에 순차적으로 입력될 수 있다. 그러나, 본 출원서의 발명은 이 구성에 제한되지 않는다. 복수개의 단계에 제공된 래치 (A)(120b)의 래치들을 몇몇 군으로 분할하여 디지털 신호들을 각각의 군에 병렬로 입력하는 소위 분할 구동 양식을 수행할 수 있다. 이때, 군의 수는 분할 수를 나타낸다. 예를 들어, 래치를 각각 4 단계로 구성된 군으로 분할한다면, 4 분할 구동 방식으로 부를 수 있다.
래치 (A)(120b)의 모든 단계 래치들에 대한 디지털 신호의 기록 과정이 실질적으로 완료될 때까지의 기간을 라인 기간이라 부른다. 즉, 라인 기간은 래치 (A)(120b)의 가장 왼쪽 단계에 제공된 래치에 디지털 신호 기록이 개시된 때부터 시작하여 가장 오른쪽에 제공된 래치에 디지털 신호 기록이 완료된 때에 끝난다. 그러나, 실제로, 라인 기간은 수평 회귀 라인 기간을 포함한다.
하나의 라인 기간이 완료되면, 래치 신호가 래치 (B)(120c)에 공급된다. 이 순간에, 래치 (A)(120b)에 기록되고 저장된 디지털 신호들은 동시에 래치 (B)(120c)에 보내져 래치 (B)(120c)의 모든 단계 래치들에 기록되고 저장된다.
디지털 신호들을 래치 (B)(120c)에 보내는 것을 끝낸 래치 (A)(120b)는 시프트 레지스터(120a)로부터 주어진 타이밍 신호에 따라 다시 디지털 신호를 순차적으로 기록한다. 이 두번째 주기에서 한 라인 기간 중에 래치 (B) (120c)에 기록되고 저장되는 디지털 신호들은 소스 신호선 S1-Sx에 입력된다.
한편, 게이트 신호측 구동회로(122)는 시프트 레지스터 및 버퍼 (둘다 도시안됨)를 갖는다. 또한, 게이트 신호측 구동회로(122)는 경우에 따라 시프트 레지스터와 버퍼 이외에 레벨 시프트를 포함할 수 있다.
게이트 신호측 구동회로(122)에서, 시프트 레지스터(도시안됨)로부터 주어진 게이트 신호는 버퍼(도시안됨)에 공급될 뿐만 아니라 대응하는 게이트 신호선에도 공급된다. 한개의 선을 위한 화소의 화소 TFT(104)의 게이트 전극들은 각각의 게이트 신호선 G1-Gy에 접속되고, 한개의 선을 위한 모든 화소의 화소 TFT(104)들은 동시에 ON-상태가 되어야만 한다. 따라서, 다량의 전류를 흘러보낼 수 있는 버퍼를 사용한다.
소스 신호선 구동회로 및 게이트 신호선 구동회로의 수, 구성 및 작동이 이 실시예에 서술된 것들에 제한되지 않음을 유의해야 한다. 본 발명에 따른 센서 내장형 표시장치에 사용된 영역 센서로는 공지된 소스 및 게이트 신호선 구동회로를 사용할 수 있다. 실시예 2의 구성을 실시예 1과 조합하여 응용할 수 있다.
[실시예 3]
도 10은 실시예 2의 센서부와 다른 구성을 갖는 센서부의 회로를 도시하는 다이아그램이다. 화소/센서부(1001)에는, 소스 신호선(S1-Sx), 게이트 신호선(G1-Gy), 용량선(CS1-CSy), 리셋 게이트 신호선(RG1-RGy), 센서 출력 배선(SS1-SSx) 및 센서 전원선(VB)가 제공되어 있다.
화소/센서부(1001)는 복수개의 화소(1002)로 구성되어 있다. 화소(1002)는 소스 신호선 (S1-Sx) 중 임의의 하나, 게이트 신호선(G1-Gy)중 임의의 하나, 용량선(CS1-CSy)중 임의의 하나, 리셋 게이트 신호선(RG1-RGy)중 임의의 하나, 센서 출력 배선(SS1-SSx)중 임의의 하나 및 센서 전원선(VB)을 포함한다. 센서 출력 배선(SS1-SSx)은 각각 정전류 전원(1003-1∼1003-x)에 접속된다.
화소(1002)는 화소 TFT(1004), 액정 소자(1006) 및 축적 용량(107)을 가지고 있다. 또한, 화소(1002)는 리셋 TFT(1010), 버퍼 TFT(1011), 선택 TFT(1012) 및 광다이오드(1013)를 포함한다.
액정 소자(1006)는 화소 전극, 대향 전극 및 이들 전극 사이에 개재된 액정층으로 구성되어 있다. 화소 TFT(1004)의 게이트 전극은 게이트 신호선(G1-Gy)에 접속된다. 이어서, 화소 TFT(1004)의 소스 영역 및 드레인 영역 중 하나가 소스 신호선 S에 접속되고 나머지 하나는 액정 소자(1006)와 축적 용량(1007)에 접속된다.
리셋 TFT(1010)의 게이트 전극은 리셋 게이트 신호선(RG1-RGx)에 접속된다. 리셋 TFT(1010)의 소스 영역은 센서 전원선(VB)에 접속된다. 센서 전원선(VB)은 언제나 고정 전위(기준 전위)에 유지된다. 또한, 리셋 TFT(1010)의 드레인 영역은 광다이오드(1013) 및 버퍼 TFT(1011)의 게이트 전극에 접속된다.
예시되지는 않았지만, 광다이오드(1013)는 캐소드 전극, 애노드 전극 및 이들 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 제공된 광전자 변환층을 포함한다. 구체적으로, 리셋 TFT(1010)의 드레인 영역은 광다이오드(1013)의 애노드 전극 또는 캐소드 전극에 접속된다.
버퍼 TFT(1011)의 드레인 영역은 센서 전원선(VB)에 접속되고 언제나 고정된 기준 전위에 유지된다. 다음으로, 버퍼 TFT(1011)의 소스 영역은 선택 TFT(1012)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 접속된다.
선택 TFT(1012)의 게이트 전극은 게이트 신호선(G1-Gx)에 접속된다. 이어서, 선택 TFT(1012)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나가 상기한 바와 같이, 버퍼 TFT(1011)의 소스 영역에 접속되고, 나머지 하나는 센서 출력 배선 SS에 접속된다. 센서 출력 배선(SS1-SSx)는 정전류 전원(1003)(정전류 전원(1003-1∼1003-x)중 임의의 하나)에 접속되어 변하지 않는 일정 전류가 흐르게 된다.
실시예 3에서, 화소 TFT(1004)의 극성은 선택 TFT(1012)의 것과 동일하다. 즉, 화소 TFT(1004)가 n채널형 TFT이면, 선택 TFT(1012) 역시 n채널형 TFT이다. 또한, 화소 TFT(1004)가 p채널형 TFT이면, 선택 TFT(1012) 역시 p채널형 TFT이다.
실시예 3의 이미지 센서의 센서부는 도 8에 도시된 이미지 센서와 달리 화소 TFT(1004)와 선택 TFT(1012)의 두 게이트 전극이 모두 게이트 신호선(G1-Gx)에 접속되어 있다. 따라서, 실시예 3의 이미지 센서의 경우, 각각의 화소의 액정 소자(1006)가 광을 방출하는 기간이 샘플링 기간(ST1-STn)과 같다. 상기와 같은 구성으로 인해, 실시예 3의 이미지 센서의 배선 수는 도 8에 경우 보다 작아질 수 있다. 상기 논의된 실시예 3의 구성은 계획에 따라 실시예 1과 조합되어 수행될 수 있다.
[실시예 4]
도 11은 실시예 4의 센서 내장형 표시장치의 구조를 도시하는 블록도이다. 소스 신호선 구동회로(130), 게이트 신호선 구동회로(132), 센서 소스 신호선 구동회로(131) 및 센서 게이트 신호선 구동회로(133)가 제공되어 있다. 실시예 4에서는 하나의 소스 신호선 구동회로와 하나의 게이트 신호선 구동회로가 제공되었지만, 본 출원서의 발명이 이 구성에 제한되지는 않는다. 2개의 소스 신호선 구동회로가 제공될 수 있다. 또한, 2개의 게이트 신호선 구동회로가 제공될 수도 있다.
소스 신호선 구동회로(130)는 시프트 레지스터(130a), 레벨 시프트(130b) 및 샘플링 회로(130c)를 갖는다. 레벨 시프트는 필요할 때 사용될 수 있지만 반드시 사용할 필요는 없다. 또한, 실시예 4는 시프트 레지스터(130a)와 샘플링 회로(130c) 사이에 레벨 시프트가 제공된 구성을 갖지만, 본 출원서의 발명이 이 구성에 제한되지 않는다. 또한, 시프트 레지스터(130a)가 레벨 시프트(130b)에 합체된 구성을 취할 수도 있다.
클럭 신호(CLK) 및 출발 펄스(SP)가 시프트 레지스터(130a)에 입력된다. 아날로그 신호를 샘플링하는 샘플링 신호가 시프트 레지스터(130a)로부터 출력된다. 출력된 샘플링 신호는 레벨 시프트(130b)에 입력된 후 그의 전위 폭이 증가되어 출력된다.
레벨 시프트(130b)로부터 출력된 샘플링 신호가 샘플링 회로(130c)에 입력된다. 이어서, 샘플링 회로(130c)에 입력된 아날로그 신호가 샘플링 신호에 따라 각각 샘플링되고, 소스 신호선(S1-Sx)에 입력된다.
한편, 게이트 신호측 구동회로(132)는 시프트 레지스터 및 버퍼(둘다 도시되지 않음)를 갖는다. 또한, 게이트 신호측 구동회로(132)는 경우에 따라 시프트 레지스터와 버퍼 이외에 레벨 시프트를 포함할 수 있다.
게이트 신호측 구동회로(132)에서, 시프트 레지스터(도시안됨)로부터 주어진 게이트 신호는 버퍼(도시안됨)에 공급될 뿐만 아니라 대응하는 게이트 신호선에도 공급된다. 한개의 선을 위한 화소의 화소 TFT(104)의 게이트 전극들은 각각의 게이트 신호선(G1-Gy)에 접속되고, 한개의 선을 위한 모든 화소의 화소 TFT(104)들은 동시에 ON-상태가 되어야만 하며, 따라서, 다량의 전류를 흘러보낼 수 있는 버퍼를 사용한다.
소스 신호선 구동회로 및 게이트 신호선 구동회로의 수, 구성 및 작동이 이 실시예에 서술된 것들에 제한되지 않음을 유의해야 한다. 본 발명에 따른 센서 내장형 표시장치에 사용된 이미지 센서로는 공지된 소스 및 게이트 신호선 구동회로를 사용할 수 있다.
실시예 4의 화소/센서부(101)는 도 8 또는 도 10에 도시된 구성을 가질 수 있다. 실시예 4의 구성을 실시예 1 또는 3과 조합하여 응용할 수 있다.
[실시예 5]
이 실시예에서는 기판 상에 화소과 센서부를 각각 구성하는 TFT를 제조하는 방법을 상세히 설명한다.
먼저 도 12(A)에 도시된 바와 같이, 코닝 #7059 유리 또는 #1737 유리와 같은 붕규산 바륨 유리 또는 붕규산 알루미늄 유리로 제조된 유리 기판 상에 산화규소막, 질화규소막 또는 산화질화규소막과 같은 절연막으로 된 블록킹층(702)을 형성한다. 예를 들어, 플라즈마 CVD법에 의해 SiH4, NH3및 N2O로부터 두께 10 내지 200 ㎚의 질화산화규소막(702a)을 제조하고, SiH4및 N2O로부터 유사하게 제조한 수소화 질화산화규소막(702b)을 적층하여 두께 50 내지 200 ㎚(바람직하게는 100 내지 150 ㎚)를 형성한다. 이 실시예에서는 블록킹층(702)이 2층 구조로 도시되었지만, 단일층 막 또는 2층 이상의 절연막의 적층 구조로 형성될 수도 있다.
레이저 어닐법 또는 퍼니스 어닐 오븐을 사용하여 비정질 구조를 갖는 반도체막을 처리함으로써 얻어지는 결정 구조를 갖는 반도체막(이후, 결정성 반도체막으로 부름)으로 섬형상으로 분할된 반도체층(703-707)을 형성한다. 이 섬형상 반도체층(703-703)은 두께 25 내지 80 ㎚(바람직하게는 30 내지 60 ㎚)으로 형성한다. 비정질 반도체막의 재료에 대해 제한은 없지만, 규소 또는 규소 게르마늄 (SiGe) 합금 등으로 형성하는 것이 바람직하다.
레이저 어닐법으로 결정성 반도체막을 제조할 경우, 펄스 발진형 또는 연속파형 엑시머 레이저, YAG 레이저 또는 YVO4레이저를 사용한다. 이러한 레이저를 사용할 때, 레이저 발진기로부터 조사되는 레이저광을 광학계에 의해 선형 빔으로 집광하여 반도체 막에 조사하는 것이 적당하다. 결정화 조건은 작동기에 의해 적절히 선택해야 하지만, 엑시머 레이저를 사용할 때, 펄스 발진 주파수는 30 ㎐으로 하고, 레이저 에너지 밀도는 100 내지 400 mJ/㎠(전형적으로 200 내지 300 mJ/㎠)으로 한다. YAG 레이저를 사용할 때는 제2 고조파를 사용하고, 펄스 발진 주파수를 1 내지 10 ㎑로 하고, 레이저 에너지 밀도를 300 내지 600 mJ/㎠(전형적으로 350 내지 500 mJ/㎠)으로 한다. 다음으로 폭이 100 내지 1000 ㎛, 예를 들어, 400 ㎛인 선형으로 집광된 레이저광을 기판 전면에 조사하며, 이 때 선형 레이저광의 오버랩률은 80 내지 98%로 한다.
다음으로, 섬형상 반도체층(703-707)을 덮는 게이트 절연막(708)을 형성한다. 규소를 포함하는 절연막을 사용하여 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 두께 40 내지 150 ㎚의 게이트 절연막(708)을 형성한다. 이 실시예에서, 게이트 절연막은 두께 120 ㎚의 질화산화규소막으로 형성한다. 물론, 게이트 절연막(708)이 질화산화규소막에만 제한되지 않으며, 단일층 또는 적층 구조와 같은 규소를 포함하는 다른 절연막일 수도 있다.
게이트 전극을 위해 게이트 절연막(708) 상에 제1 도전막(709a) 및 제2 도전막(709b)을 형성한다. 이 실시예에서는 50 내지 100 ㎚의 두께를 갖는 제1 도전막(709a)은 질화탄탈 또는 티탄으로 형성하고, 100 내지 300 ㎚의 두께를 갖는 제2 도전막(709b)은 텅스텐으로 형성한다. 이들 재료들은 질소 분위기 하에 400 내지 600℃에서 열처리하는 경우에도 안정하며, 저항이 크게 증가되지 않는다.
다음으로, 도 12(B)에 도시된 바와 같이, 레지스트 마스크(710-715)를 형성하고, 게이트 전극을 형성하기 위해 제1 에칭 처리를 수행한다. 에칭법에 대해 제한은 없지만, ICP(유도 결합 플라즈마) 에칭법을 사용하는 것이 바람직하며, 이 때, 에칭 가스로는 CF4및 Cl2를 혼합하고, 500 W의 RF(13.56 ㎒)를 바람직하게는 1 ㎩의 압력하에 코일형 전극에 인가하여 플라즈마를 발생시킨다. 또한, 100 W의 RF(13.56 ㎒)를 기판(샘플 스테이지)의 측면에 인가하고, 실질적으로 부의 셀프바이어스 전압을 인가한다. CF4와 Cl2를 서로 혼합할 때, 텅스텐막, 질화탄탈막 및 티탄막은 같은 정도로 에칭한다.
상기 에칭 조건을 사용하면, 레지스트 마스크의 모양의 효과와 기판 측면에인가된 바이어스 전압으로 인해 모서리가 테이퍼진 형상이 된다. 테이퍼부의 각이 15 내지 45°가 된다. 게이트 절연막 상에 잔류물을 남기지 않으면서 에칭을 수행하기 위해, 에칭 시간을 약 10 내지 20%의 속도로 증가시키는 것이 적당하다. 텅스텐 막에 대한 질화산화규소막의 선택율이 2 내지 4 (전형적으로는 3)이기 때문에, 질화산화규소막이 노출된 표면을 오버에칭 처리에 의해 약 20 내지 50 ㎚ 만큼 에칭한다. 이러한 방식으로, 제1 에칭 처리에 의해 제1 도전층(716a-721a) 및 제2 도전층(716b-721b)로 이루어진 제1 형태 도전층(716-721)을 형성한다. 도면 부호 722는 게이트 절연막을 나타내며, 제1 형태 도전층으로 덮히지 않은 영역은 약 60 내지 50 ㎚ 에칭하여 얇게 한다.
이어서, 도 12(C)에 도시된 바와 같이, 제1 도핑 처리를 수행하여 불순물 원소 (도너)를 도핑하므로써 n형 도전성을 부여한다. 도핑은 이온 도핑법 또는 이온 주입법으로 수행한다. 이온 도핑법의 조건으로는 사용량을 1 x 1013내지 5 x 1014원자/㎠로 한다. n형 도전성을 부여하는 불순물 원소로는 15족에 속하는 원소, 전형적으로는 인(P) 또는 비소(As)를 사용한다. 이 때, 가속 전압을 조절하고 (예를 들면, 20 내지 60 keV) 제1 형태 전도층을 마스크로 사용한다. 그리하여, 제1 불순물 영역(723-727)을 형성한다. 제1 불순물 영역(723-720)에서 n형 도전성을 부여하는 불순물의 농도는 1 x 1020내지 1 x 1021원자/㎤ 범위이다.
다음으로, 도 12(D)에 도시된 바와 같이, 제2 에칭 처리를 수행한다. 마찬가지로 ICP 에칭 장치를 사용하고, 에칭 가스로 CF4, Cl2및 O2를 혼합하고, 500 W의RF 전력(13.56 ㎒)을 1 ㎩의 압력 하에 코일형 전극에 인가한다. 50 W의 RF(13.56 ㎒) 전력을 기판(샘플 스테이지)의 측면에 인가하고 제1 에칭 처리에 비해 낮은 바이어스 전압을 인가한다. 텅스텐 막을 상기 조건 하에 이방성으로 에칭하고, 제1 도전층의 질화탄탈막 또는 티탄막을 남겨 잔류시킨다. 이러한 방식으로 제2 형태 도전층(728-733)(제1 도전층(728a-733a) 및 제2 도전층(728b-733b))을 형성한다. 도면 부호 739는 게이트 절연막을 나타내며, 제2 형태 도전층(728-733)으로 덮히지 않은 영역은 약 20 내지 50 ㎚ 에칭하여 얇게 한다.
CF4및 Cl2의 혼합 가스를 사용한 W 막 또는 TaN 막에 대한 에칭 반응은 반응 후 발생된 라디칼 또는 이온의 종류 및 생성물의 증기압으로 추정할 수 있다. W와 TaN의 불화물 및 염화물의 증기압을 비교하면, W의 불화물인 WF6은 매우 높고 나머지 WCl5, TaF5및 TaCl5는 거의 같다. 따라서, W 막과 TaN 막이 모두 CF4및 Cl2의 혼합 가스로 에칭된다. 그러나, 적당량의 O2를 이 혼합 가스에 첨가하며 CF4와 O2가 반응하여 CO와 F가 됨으로써 다량의 F 라디칼 또는 F 이온이 발생된다. 그 결과, 불화물의 증기압이 높기 때문에 W 막의 에칭 속도가 증가된다. 한편, TaN의 에칭 속도는 F가 증가되어도 비교적 작다. 그 밖에, TaN이 W에 비해 보다 쉽게 산화되기 때문에, O2를 첨가하면, TaN의 표면이 약간 산화된다. TaN의 산화물은 불화물 또는 염화물과 반응하지 않으므로, TaN 막의 에칭 속도는 더이상 감소되지 않는다. 따라서, W 막과 TaN 막의 에칭 속도를 다르게 할 수 있고, W 막의 에칭 속도를 TaN막의 에칭 속도 보다 크게 할 수 있다.
이어서, 제2 도핑 처리를 수행한다. 이때, 도즈량은 제1 도핑 처리에서 보다 낮게 하고, n형 도전성을 부여하는 불순물(도너)는 높은 촉진 전압 조건 하에 도핑한다. 예를 들면, 가속 전압을 70 내지 120 keV로 하고, 도즈량은 1 x 1013원자/㎠로 하여 처리를 수행함으로써 도 12(C)의 섬형상 반도체층에 형성된 제1 불순물 영역의 안쪽에 제2 불순물 영역(734-739)을 형성한다. 도핑은 제2 형태 도전층(728b-733b)을 불순물 원소에 대한 마스크로 사용하여, 불순물 원소는 제2 형태 도전층(728a-733a)하에 첨가되는 방식으로 수행한다. 제2 형태 도전층(728a-733a)이 실질적으로 같은 막 두께로 남겨져 있기 때문에, 제2 도전층(728a-733a)에 나란한 방향으로 농도 분포의 차는 작고, n형 불순물 (도너)는 1 x 1017내지 1 x 1019원자/㎤의 농도로 포함된다.
다음으로, 도 13(A)에 도시된 바와 같이, 제3 에칭 처리를 수행하고, 게이트 절연막의 에칭 처리를 수행한다. 그 결과, 제2 형태 도전층(728a-733a)이 또한 에칭되어 모서리가 들어가면서 작아지고, 제3 형태 도전층(740-745)(제1 도전층(740a-745a) 및 제2 도전층(740b-745b))이 형성된다. 도면 부호 746은 뒤에 남겨진 게이트 절연막을 나타내며, 반도체 막의 표면은 추가 에칭을 수행하여 노출시킬 수 있다.
p채널형 TFT를 형성하기 위해, 도 13(B)에 도시된 바와 같이 레지스트 마스크(758-769) 및 p형 불순물(수용체)를 p채널형 TFT를 형성하는 섬형상 반도체층에도핑한다. p형 불순물(수용체)는 13족에 속하는 원소로부터 선택하며, 대개 붕소(B)를 사용한다. 제3 불순물 영역(767a, 767b, 767c, 768a, 768b, 768c)의 불순물 농도는 2 X 1020내지 2 X 1021원자/㎤ 범위 내이다. 제3 불순물 영역이 인을 포함하기 때문에, 도전형을 전환하기 위해, 붕소를 1.5 배 내지 3 배 첨가한다.
상기 단계로 반도체 층에 불순물 영역을 형성한다. 이후, 도 13(C)에 도시된 단계에서, 레지스트 마스크(769, 770)를 형성하고, 광다이오드를 위한 반도체 층(706) 상의 제3 형태 도전층(743)을 제거한다. 제3 형태 도전층(740, 741, 742, 744)이 게이트 전극이 되고, 제3 형태 도전층(745)이 용량 배선이 된다.
다음으로, 도 14(A)에 도시된 바와 같이, 플라즈마 CVD법에 의해 질화규소막 또는 질화산화규소막으로부터 제1 층간절연막(771)을 형성한다. 이어서, 도전성을 조절하기 위해 각각의 섬형상 반도체층에 첨가된 불순물 원소를 활성화하는 단계를 수행한다. 활성화는 퍼니스 어닐 오븐을 사용하는 열 어닐법에 의해 수행하는 것이 바람직하다. 그 밖에, 레이저 어닐법 또는 급속 열 어닐법(RTA법)을 사용할 수 있다. 열 어닐법으로는 산소 농도를 1 ppm 이하, 바람직하게는, 0.1 ppm 이하로 하고, 활성화는 400 내지 700℃, 전형적으로는 500 내지 600℃의 질소 분위기 하에서 수행한다. 이 실시예에서는 500℃에서 4 시간 동안 열처리를 수행한다. 그 결과, 제1 층간절연막(771) 내의 수소가 배출되어 섬형상 반도체막 내부에 분산됨으로써 수소화가 동시에 수행될 수 있다.
수소화는 3 내지 100%의 수소를 포함하는 분위기 하에서 수행하며, 열처리는300 내지 450℃에서 1 내지 12 시간 동안 수행할 수 있다. 어떤 경우에도 이것은 수소에 의해 반도체층의 댕글링 본드를 종결하는 단계이다. 다른 수소화 수단으로, 플라즈마 수소화(플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용)를 수행하는 것이 가능하다.
다음으로, 층간절연막(771)에 콘택트 홀을 형성하고, 센서 출력 배선(772), 접속 배선(773), 센서 출력 소스선(775), 접속 배선(777), 공통 접속선(779), 소스 신호선(780) 및 드레인 배선(781)을 형성한다.
다음으로, 이들 배선 상에 패시베이션막(782)을 형성하고, 제2 층간절연막(783)을 형셩한다. 패시제이션막(782)은 질화규소막으로 50 ㎚의 두게로 형성한다. 또한, 유기 수지로 이루어진 제2 층간절연막(783)을 약 100 ㎚의 두께로 형성한다. 유기 수지막으로는, 폴리이미드, 아크릴, 폴리이미드아미드 등을 사용할 수 있다. 유기 수지막을 사용하는 잇점은 막 형성방법이 쉽고 비유전상수가 낮아 기생 용량을 줄일 수 있고, 레벨링이 뛰어나다는 것이다. 다른 유기 수지막을 또한 사용할 수 있다. 이때, 기판에 적용한 후, 열중합형 폴리이미드를 사용하여 300℃에서 소성하여 형성한다.
다음으로, 제2 층간절연막(783)과 패시베이션막(782)에, 드레인 배선(781)에 이르는 콘택트 홀을 형성하고, 화소 전극(784)을 400 내지 1000 ㎚의 두께로 형성한다. 화소 전극은 알루미늄 또는 은과 같은 고 반사율 도전성 재료로 형성한다. 화소 전극의 표면 상에 미세한 요철부를 갖는 반사형 액정표시장치를 형성하고, 이 표면에 반사된 광을 분산시키는 것이 바람직하다. 또한, 개구(785)를광다이오드(804) 상에 형성하여 광이 유입되도록 한다.
이러한 방식으로, 버퍼 TFT(801), 선택 TFT(802), 리셋 TFT(803), 광다이오드(804), 화소 TFT(805) 및 축적 용량(806)을 형성한다.
버퍼 TFT(801)는 n채널형 TFT로, 채널 형성 영역(810), 제3 형태 도전층(740)으로 형성된 게이트 전극과 오버랩되는 제2 불순물 영역(811)(게이트가 드레인에 오버랩됨: GOLD 영역), 게이트 전극 밖에 형성된 제2 불순물 영역(812)(약간 도핑된 드레인) 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로서의 기능을 수행하는 제1 불순물 영역(813)을 갖는다.
선택 TFT(802)는 또한 n채널형 TFT로, 채널 형성 영역(814), 제3 형태 도전층(741)을 포함하는 게이트 전극에 오버랩되는 제2 불순물 영역(815), 게이트 전극 밖에 형성된 제2 불순물 영역(816) 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로서의 기능을 수행하는 제1 불순물 영역(817)을 갖는다.
리셋 TFT(803)는 p채널형 TFT로, 채널 형성 영역(818), 소스 영역 또는 드레인 영역으로서의 기능을 수행하는 제3 불순물 영역(819-821)을 갖는다.
광 다이오드(804)는 p형 불순물이 도핑된 제3 영역(826-828), n형 불순물이 도핑된 제1 불순물 영역(825) 및 제2 불순물 영역(823, 834), 및 불순물이 도핑되지 않은, 즉, 핀형 구조를 갖는 진성 영역(822)를 포함한다. 이어서, 제1 불순물 영역(825)을 연결 배선(777)에 접촉하고, 리셋 TFT(803)의 드레인 측에 접속되도록 한다. 다른 제3 불순물 영역(828)이 공통 배선(779)과의 콘택트를 형성한다.
화소 TFT(805)는 채널 형성 영역(829), 게이트 전극을 형성하는 제3 형태 도전층(744)과 오버랩되는 제2 불순물 영역(830)(GOLD 영역), 게이트 전극 밖에 형성된 제2 불순물 영역(831)(LED 영역), 및 소스 영역 또는 드레인 영역으로서의 기능을 수행하는 제1 불순물 영역(832, 833, 834)을 갖는다. 한편, 축적 용량(806)의 전극들 중 하나로서의 기능을 수행하는 반도체층(835)은 제1 불순물 영역으로부터 연속적으로 형성하며, 말단부의 제2 불순물 영역과 같은 농도의 불순물로 도핑된 영역(836 및 837)으로 이루어진다.
도 15는 화소의 상면도를 도시하고 있다. 도 15에서, A-A'선과 B-B'선은 각각 도 14(B)에 도시된 A-A'선과 B-B'선에 해당한다. 본 발명에 사용된 액정표시장치는 반사형으로 TFT가 화소 전극 아래에 형성되어도 개구율이 감소되지 않는다. 또한, 화소 전극(784)은 소스 배선(780)과 오버랩되어 차광 특성을 갖도록 형성한다. 화소 전극의 면적을 확대하고 이러한 구조로 개구율을 증가시키는 것이 가능하다.
본 발명이 상기 제조 방법에 제한되지 않고, 다른 공지된 제조 방법을 사용할 수 있음을 유의해야 한다. 또한, 이 실시예를 실시예 1-4 중 임의의 하나와 자유롭게 조합하여 실행할 수 있다.
[실시예 6]
각각의 화소에 제공된 광센서는 비정질 반도체로 형성할 수 있다. 실시예 6에서는 도 16(A) 및 도 16(B)를 참조하여 이 경우의 여러 지점을 설명할 것이다.
도 16(A)에서, 실시예 5의 도 13(C)에서 설명한 과정 후, 질화규소막으로 이루어진 제1 베시베이션막(840)이 50 내지 100 ㎚의 두께로 형성된다. 광전자 변환층의 하부 전극(841)이 제1 베시베이션막에 제공되어 있다. 하부 전극(841)은 알루미늄 또는티탄으로 구성될 수 있다. 광전자 변환층은 플라즈마 CVD법에 의해 두께 20 내지 50 ㎚의 n-형 비정질 규소막(842), 두께 500 내지 1000 ㎚의 고유 (i-형) 비정질 규소막(843), 및 두께 10 내지 20 ㎚의 p-형 비정질 규소막(844)이 순차적으로 적층된 3층 구조로 형성된다. 또한, 산화인듐, 산화아연 등으로 이루어진 투명 도전성막(845)이 제공된다. 그리하여, 하부 전극을 패턴화하기 위한 것 1개, 광전자 변환층 및 투명 도전성막을 패턴화하기 위한 것 1개로 이루어진 2개의 포토 마스크를 사용하여 광다이오드를 형성할 수 있다.
이어서, 제1 층간절연막(846), 센서 출력 배선(851), 접속 배선(852), 센서 출력 소스선(854), 접속 배선(856), 공통 접속선(857), 소스 신호선(858) 및 드레인 배선(859)이 제공된다. 도 16(B)를 살펴보면, 이들 배선의 상부층에는 제2 베시베이션막(860) 및 제2 층간절연막(861)이 제공된다. 제2 베시베이션막(860)은 두께 50 ㎚의 질화규소막으로 형성된다. 유기 수지로 구성된 제2 층간절연막(861)의 두께는 대략 1000 ㎚이다.
제2 층간절연막(861) 상에는 두께 400 내지 1000 ㎚의 화소 전극(862)이 제공된다. 개구(863)가 상기 광다이오드(864) 위에 형성되어 광 입사를 가능하게 한다. 비정질 규소를 사용한 핀형 구조를 갖는 광다이오드(864)는 높은 감광도와 넓은 다이나믹 레인지(명암비)를 얻을 수 있으며, 따라서, 본 발명의 광센서에 사용하는데 바람직하다. 실시예 6은 구성에 따라 실시예 1 내지 4와 조합되어 수행할 수 있다.
[실시예 7]
실시예 7의 설명은 실시예 5에서 제조된 TFT 어레이 기판으로부터 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 제조하는 방법에 초점을 맞춘 것이다. 먼저, 실시예 5에 따라 도 14(B)의 단계에서 TFT 어레이 기판을 얻은 후, 도 17에 도시된 바와 같이, 컬럼형 스페이서(870)를 형성한다. 이 유형의 컬럼형 스페이서는 감광성 수지막을 노광 공정 및 현상 공정을 거쳐 예정된 위치에 형성한다. 감광성 수지막의 재료는 제한되지 않는다. 그러나, 예를 들면, 제이에스알 코프(JSR Corp.)가 제조한 NN700을 사용한다. 이 감광성 수지를 스피너로 코팅하고 150 내지 200℃의 깨끗한 오븐에서 가열하여 경화시킨다. 이렇게 제조되는 스페이서는 노광 및 현상 공정의 조건에 따라 그 형상을 다르게할 수 있다. 컬럼형 스페이서(870)의 높이는 바람직하게는 2 내지 7 ㎛, 보다 바람직하게는 4 내지 6 ㎛이다. 만일 컬럼형 스페이서(870)의 상면이 편평하다면, 대향측 기판을 결합시킬 때 액정 표시 패널로서의 기계적 강도를 획득하기 쉽다. 그 위에 배향막(873)을 형성하고 러빙 공정을 거친다.
대향 전극(875)을 대향 기판(874) 상에 형성하고, 배향막(876)을 형성한 후 러빙 공정을 수행한다. 이어서, TFT 어레이 기판과 대향 기판을 밀봉재(도시안됨)으로 한데 결합시킨다. 이후, 액정 물질을 두 기판 사이에 주입하여 액정층(877)을 형성한다. 액정층(877)에는 공지된 액정 물질을 사용할 수 있다. 보통 구동 전압이 인가되지 않았을 때 백색 표시를 수행하는 백색형 액정을 사용하면 광이 화소 전극에 형성된 개구를 통해 항상 유입될 수 있다. 이로써, 도 17에 도시된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 완성된다. 또한, 본원에서 제조된 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 실시형태 1에 기재된 액정표시장치에도 적용될 수 있다.
[실시예 8]
실시예 8에 기재된 것은 본 발명을 사용하는 방법이다. 사용자의 신원 인증이 개체 정보 처럼 독특한 데이터를 필요로하지 않는다면, 본 발명이 사용되지 않을 수도 있다. 따라서, 인증을 수행할지 말지를 선택할 수 있다. 예를 들어, 다량의 돈이 이동될 때 인증을 선택적으로 수행할 수 있다. 본 발명은 소비자의 상황에 따라, 휴대형 정보장치의 제어 마이크로컴퓨터 상에 판단 기준을 사전에 설정한 경우 수치가 고정된 값을 초과하는 경우에만 사용할 수 있다. 또한, 인증 결과를 요구할 때만 인터넷을 통해 송신할 수 있다.
본 발명에 따른 휴대형 통신정보장치는 휴대형 정보단말기 장치에 합체된 이미지 센서를 사용하여 사용자의 신원을 인증할 수 있고, 선행 기술에서 숫자값(패스워드)를 입력하는 것보다 신뢰할 수 있고 보다 간단하게 인증을 수행할 수 있다.

Claims (41)

  1. 휴대형 통신정보장치와;
    상기 휴대형 통신정보장치에 제공된 액정표시장치; 및
    상기 액정표시장치에 내장된 이미지 센서를 포함하며,
    상기 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 그 개체 정보를 기초로 사용자의 신원이 인증되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  2. 휴대형 통신정보장치와;
    상기 휴대형 통신정보장치에 제공된 액정표시장치; 및
    상기 액정표시장치에 제공되고, 각각의 화소에 대해 제공된 광다이오드로 구성된 이미지 센서를 포함하며,
    상기 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 그 개체 정보를 기초로 사용자의 신원이 인증되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  3. 내장형 이미지 센서를 포함하는 액정표시장치와;
    기억 장치; 및
    상기 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 상기 기억장치에 저장된 개체 정보를 비교하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  4. 내장형 이미지 센서를 포함하는 액정표시장치와;
    기억 장치; 및
    상기 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 기억장치에 저장된 개체 정보를 비교하여 사용자의 신원을 확인할 수 있는지 여부를 판단하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서, 사용자의 신원 인증 작업이 상기 휴대형 통신정보장치 상의 조작키를 조작하여 수행되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 휴대형 통신정보장치 상의 조작키가 사용자의 우성 손 만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 조작키가 상기 사용자의 집게 손가락만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 조작키가 상기 사용자의 엄지 손가락만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  11. 제 4 항에 있어서, 사용자의 신원 인증 작업이 상기 휴대형 통신정보장치 상의 조작키를 조작하여 수행되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 휴대형 통신정보장치 상의 조작키가 사용자의 우성 손 만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 조작키가 상기 사용자의 집게 손가락만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 조작키가 상기 사용자의 엄지 손가락만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 사용자의 신원 인증이 상기 휴대형 통신정보장치의 전원 스위치를 켬과 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  16. 제 4 항에 있어서, 상기 사용자의 신원 인증이 상기 휴대형 통신정보장치의전원 스위치를 켬과 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  17. 제 2 항에 있어서, 상기 개체 정보로서 손바닥 지문(손금) 또는 손가락 지문이 사용되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  18. 제 4 항에 있어서, 상기 개체 정보로서 손바닥 지문(손금) 또는 손가락 지문이 사용되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  19. 제 2 항에 있어서, 손바닥 전체 또는 일부의 손바닥 지문이 사용되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  20. 제 4 항에 있어서, 손바닥 전체 또는 일부의 손바닥 지문이 사용되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  21. 휴대형 통신정보장치와;
    상기 휴대형 통신정보장치에 제공된 액정표시장치; 및
    상기 액정표시장치에 내장된 이미지 센서를 포함하며,
    상기 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 그 개체 정보가 인터넷을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  22. 휴대형 통신정보장치와;
    상기 휴대형 통신정보장치에 제공된 액정표시장치; 및
    상기 액정표시장치에 내장된 이미지 센서를 포함하며,
    상기 이미지 센서가 사용자의 개체 정보를 판독하고, 그 개체 정보가, 상기 휴대형 통신정보장치 또는 상대방 통신단말기에 설정된 조건 등급을 기초로 판단된 송신 필요성에 따라 필요할 때만 인터넷을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  23. 내장형 이미지 센서를 포함하는 액정표시장치와;
    기억 장치와;
    상기 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보와 상기 기억장치에 저장된 개체 정보를 비교하여 사용자의 신원을 확인할 수 있는지 여부를 판단하는 모듈; 및
    인증 결과를 인터넷을 통해 송신하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 본인 인증 시스템.
  26. 내장형 이미지 센서를 포함하는 액정표시장치가 구비된 휴대형 통신정보장치를 사용하는 본인 인증 방법으로서,
    이미지 센서를 사용하여 사용자의 개체 정보를 판독하는 단계; 및
    상기 개체 정보를 기초로 하여 사용자의 신원을 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  27. 각각의 화소에 대해 제공된 광다이오드로 구성된 이미지 센서를 갖춘 액정표시장치가 제공된 휴대형 통신정보장치를 사용하는 본인 인증 방법으로서,
    이미지 센서를 사용하여 사용자의 개체 정보를 판독하는 단계; 및
    상기 개체 정보를 기초로 하여 사용자의 신원을 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  29. 제 27 항에 있어서, 사용자의 신원 인증 작업이 상기 휴대형 통신정보장치 상의 조작키를 조작하여 수행되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 휴대형 통신정보장치 상의 조작키가 사용자의 우성손 만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 조작키가 상기 사용자의 집게 손가락만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  32. 제 27 항에 있어서, 상기 조작키가 상기 사용자의 엄지 손가락만으로 조작될 수 있는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  33. 제 27 항에 있어서, 상기 사용자의 신원 인증이 상기 휴대형 통신정보장치의 전원 스위치를 켬과 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  34. 제 27 항에 있어서, 상기 개체 정보로서 손바닥 지문(손금) 또는 손가락 지문이 사용되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  35. 제 27 항에 있어서, 손바닥 전체 또는 일부의 손바닥 지문이 사용되는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  36. 내장형 이미지 센서를 포함하는 액정표시장치가 구비된 휴대형 통신정보장치를 사용하는 본인 인증 방법으로서,
    이미지 센서를 사용하여 사용자의 개체 정보를 판독하는 단계; 및
    상기 개체 정보를 인터넷을 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  37. 내장형 이미지 센서를 포함하는 액정표시장치가 구비된 휴대형 통신정보장치를 사용하는 본인 인증 방법으로서,
    이미지 센서를 사용하여 사용자의 개체 정보를 판독하는 단계;
    상기 휴대형 통신정보장치 또는 상대방 통신단말기에 설정된 조건 등급에 따라 상기 개체 정보를 송신할 필요가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 개체 정보를 필요할 때만 인터넷을 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 본인 인증 방법.
  39. 액정표시장치; 및
    플래시 메모리를 포함하며,
    상기 액정표시장치가 각각의 화소에 대해 제공된 광다이오드를 포함하고, 상기 플래시 메모리에 사용자의 개체 정보가 저장되는 것을 특징으로 하는 휴대 전화 장치.
  40. 각각의 화소에 대해 제공된 광다이오드를 포함하는 액정표시장치와;
    플래시 메모리와;
    상기 광다이오드로 구성된 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서에 의해 판독된 개체 정보를 상기 플래시 메모리에 저장된 사용자의 개체 정보와 대조 확인하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 전화 장치.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 액정표시장치가 반사형 액정표시장치인 것을 특징으로 하는 휴대 전화 장치.
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