KR20070002280A - 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법 - Google Patents

박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070002280A
KR20070002280A KR1020050057721A KR20050057721A KR20070002280A KR 20070002280 A KR20070002280 A KR 20070002280A KR 1020050057721 A KR1020050057721 A KR 1020050057721A KR 20050057721 A KR20050057721 A KR 20050057721A KR 20070002280 A KR20070002280 A KR 20070002280A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
film transistor
optical sensor
liquid crystal
type optical
Prior art date
Application number
KR1020050057721A
Other languages
English (en)
Inventor
김웅식
송석천
맹호석
박근우
이상훈
최필모
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050057721A priority Critical patent/KR20070002280A/ko
Publication of KR20070002280A publication Critical patent/KR20070002280A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406Control of illumination source
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • G02F1/136245Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel having complementary transistors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G02F1/13685Top gates
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/06Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 백 라이트로부터 방출되는 광의 영향을 최소화하고, 외부 광에 대한 감광도를 개선하여, 외부광 변화에 따른 백 라이트의 휘도 제어의 정확성을 개선하기 위하여, 외부 광의 세기에 따라 광 전류를 발생시키는 센서 박막 트랜지스터, 센서 박막 트랜지스터로부터 발생된 전하량을 저장하기 위한 스토리지 커패시터 및 제어 신호에 따라 스토리지 커패시터에 저장된 전하량을 스위칭하기 위한 스위치 박막 트랜지스터를 포함하며, 센서 박막 트랜지스터는 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층을 포함하는 박막 트랜지스터형 광센서, 이를 포함한 액정 표시 장치 및 제조 방법이 제공된다.
박막 트랜지스터형 광센서, 광 차단층, 백 라이트, 휘도 제어

Description

박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치 및 제조 방법{Thin film transistor optical sensor, liquid crystal display device with it and method for producing the same}
도 1(a) 및 도 1(b)는 종래 기술에 따른 광 센서가 액정 표시 패널의 전면에 부착된 액정 표시 장치용 백 라이트 휘도 제어 시스템의 개략도 및 블록 구성도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 종래 기술에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광센서의 단면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 일반적인 액정 표시 패널용 블랙 매트릭스의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도이다.
도 7(a) 내지 도 7(d)는 상기 도 6의 실시예에서 이용된 블랙 매트릭스의 개 략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터형 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 백 라이트 휘도 제어 시스템의 개략 구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
31: 유리 기판 32: 실리콘 산화막
33: 활성층 34a, 34b: 소스, 드레인부
35: 게이트 절연막 36: 게이트 전극
37: 보호막 38a, 38b: 소스 전극, 드레인 전극
39: 광 차단층
본 발명은 박막트랜지스터형 광센서를 구비한 액정 표시 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 패널 내부에 박막트랜지스터형 광센서를 설치하여, 외부광에 연동하여 액정 표시 장치용 백 라이트의 휘도를 효율적으로 제어할 수 있는 액정 표시 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치용 백 라이트는 일반적으로 광원 램프, 도광판, 시트부(확산판, 프리즘판, 반사판으로 구성됨) 및 구동부로 구성된다. 이러한 백 라이트는 액정 표시 장치의 광원으로 사용되며, 액정 표시 장치에서 전원을 가장 많이 소모하는 부품이다. 이러한 백 라이트는 인버터에 의해 구동되는데, 백 라이트 구동용 인 버터는 DC/DC 변환부와 DC/AC 변환부로 구성된다.
DC/DC 변환부는 PWM 방식을 이용하여 필요한 직류전압을 발생하고, DC/AC 변환부는 DC/DC 변환부로부터 인가되는 전압을 입력하여 백 라이트를 구동하기 위한 고전압의 교류전압을 발생한다. 이러한 DC/AC 변환부는 백 라이트를 점등하기 위한 주요한 구성부로서, 푸쉬-풀(push-pull) 전압공진회로를 이용하여 백라이트를 조광하는 방식으로 다음의 2 가지가 있다.
인버터에 인가되는 입력전압을 가변시켜 출력전압이 입력전압에 따라 변동하는 것을 이용하는 전압 조광 방식과, 인버터에 인가되는 입력전압을 단속시켜 그 듀티비를 가변시켜 조광하는 듀티 조광방식이 있다.
그러나, 상기 방식들은 외부 시스템에서 임의로 원하는 밝기를 얻기 위해서 입력전압이나 듀티비를 조정해야 하는 문제점이 있었으며, 또한, 백 라이트는 액정 패널에 일정량의 광을 발생하여 항상 일정한 밝기를 유지하는데, 주변 밝기가 변하더라도 일정한 밝기를 유지하기 때문에, 많은 광을 소모함으로써 비효율적으로 전원이 사용되었으며, 액정 표시 패널의 밝기를 조절하기 위하여, 사용자가 수동으로 조절해야 하는 불편함이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1(a) 및 1(b)는 종래 기술에 따른 광 센서가 액정 표시 패널 전면에 부착된 액정 표시 장치용 백 라이트 휘도 제어 시스템의 개략도 및 블록 구성도이다.
상기 도 1(a)를 및 도 1(b)를 참조하면, 인버터(17)는 액정 모듈의 외부 즉, LCD 패널부(11)의 전면판에 장착되어, 주위 환경의 밝기를 감지하기 위한 광센서(13)와, 상기 광센서(13)로부터 출력되는 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 신호 변환부(17a)를 포함한다.
또한, 인버터(17)는 상기 신호 변환부(17a)로부터 발생되는 전기적 신호를 입력하여 듀티비가 가변되는 펄스폭변조(PWM, Pulse Width Modulation)된 신호를 발생하고, 이 PWM 신호에 따라 직류전압을 발생하는 DC/DC 변환부(17b)와, 상기 DC/DC 변환부(17b)로부터 발생된 직류전압을 입력하여 백 라이트(15) 점등용 고전압의 교류전압을 발생하는 DC/AC 변환부(17c)를 포함한다.
상기 인버터(17)는 광센서(13)로부터 주위의 밝기를 감지하면, 신호 변환부(17a)가 광센서(13)로부터 감지된 값을 전기적 신호로 변환하여 직류전압을 출력한다. 신호 변환부(17a)로부터 출력된 직류전압은 DC/DC 변환부(17b)에 인가되고, DC/DC 변환부(17b)는 신호 변환부(17a)로부터 출력되는 직류전압을 전압강하하고, 전압강하된 직류전압을 DC/AC 변환부(17c)로 제공한다.
DC/DC 변환부(17b)로부터 출력되는 펄스폭변조된 신호는 DC/AC 변환부(17c)에 인가되어 고전압의 교류전압으로 변환되고, DC/AC 변환부(17c)로부터 발생된 고전압의 교류전압에 의해 백 라이트(15)를 구동하게 되어, 백 라이트(15)는 광센서(13)에서 감지된 주위 환경의 밝기에 따라, 그 광량이 조절되어 LCD 패널의 밝기는 주위환경에 따라 조절된다.
그러나, 상술된 종래 기술은 광센서 및 광센서에서 감지된 신호를 전기적 신호로 변환시키는 신호 변환부를 인버터에 별도로 부착시켜야 하므로, LCD 모듈 조 립 공정시 추가적인 공정이 필요하며, 그에 따라 생산 비용이 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 종래 기술에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도이다.
상기 도 2(a)에는 바텀 게이트(Bottom gate) 타입의 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도가 개시되어 있으며, 상기 도 2(b)에는 탑 게이트(Top gate) 타입의 박막 트랜지스터형 광 센서의 센서 박막 트랜지스터의 단면도가 개시되어 있다.
일반적으로 박막 트랜지스터형 광 센서의 감지부는 액티브층이 비정질 실리콘인 박막 트랜지스터가 사용되는데, 이는 비정질 실리콘이 빛에 민감한 성질을 갖고 있기 때문이다. 즉, 비정질 실리콘 박막이 빛에 노출되면 전기 전도도가 크게 변함으로 인하여, 저항이 암(dark) 상태와 비교해서 작아지게 된다. 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 암상태와 광상태에서의 전기적 특성이 변화되는데, 이러한 특성을 이용한 것이 박막 트랜지스터형 광센서이다.
일반적으로, 박막트랜지스터형 광센서는 외부에서 입사된 빛의 세기에 따라 광전류를 발생시키는 센서 박막 트랜지스터와, 전달받은 전하량을 정보로서 저장하는 스토리지 커패시터와, 외부 제어신호에 따라 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하량 형태의 정보를 스위칭하는 스위치 박막 트랜지스터로 구성된다.
이러한 박막 트랜지스터형 광 센서의 어레이 제조 공정은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 어레이 제조 공정과 유사하므로, 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터 기판 어레이 형성시에, 상기 박막 트랜지스터형 광센서를 동시에 형성하여, 광센서를 액정 표시 패널의 내부에 형성시킨 액정 표시 장치가 제안되었다.
상기 도 2(a)를 참조하면, 기판(10)상의 영역을 센서 TFT 영역, 스토리지커패시터 영역, 스위치 TFT 영역으로 정의하고, 기판(10)상에 도전성 금속을 증착한다. 증착된 도전성금속을 소정의 패턴에 따라 패터닝하여 센서 TFT 영역의 기판(10)상에는 센서 게이트(12)를 형성하고, 스토리지 커패시터 영역의 기판(10)상에는 제1 스토리지 전극(14)을 형성하며, 스위치 TFT 영역의 기판(10)상에는 스위치 게이트(16)를 각각 형성한다.
상기와 같이 형성된 기판상에 실리콘산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx)과 같은 제1 절연막(18)을 전면에 걸쳐 형성한다. 상기 제1 절연막(18)상에 반도체물질을 증착하고, 소정 패턴에 따라 패터닝하여 센서 TFT 영역의 제1 절연막(18)상에 센서 반도체층(20a)을 형성하고, 스위치 TFT 영역의 제1 절연막(18)상에 스위치 반도체층(20b)을 각각 형성한다.
상기 센서 및 스위치 반도체층(20a)(20b)이 형성된 제1 절연막(18)상에 도전성 금속을 증착하고, 이를 소정 패턴에 따라 패터닝하여 센서 드레인(22a) 및 센서 소스(22b), 제2 스토리지전극(22c), 스위치 드레인(22d) 및 스위치 소스(22e)를 각각 형성한다. 여기서, 상기 센서 게이트(12), 센서 소스(22b), 센서 드레인(22a), 센서 반도체층(20a)이 센서 박막트랜지스터로서 기능한다. 또한, 상기 제1 스토리지전극(14), 제2 스토리지전극(22c)이 스토리지 커패시터로서 기능하고, 상기 스위치 게이트(16), 스위치 드레인(22d) 및 스위치 소스(22e), 스위치 반도체층(20b)이 스위치 박막트랜지스터로서 기능한다.
상기와 같이 형성된 기판(10)상에 제2 절연막(24)을 전면에 걸쳐 형성한다. 상기 제2 절연막(24)상에 도전성금속을 증착하고, 이를 소정 패턴에 따라 패터닝하여 상기 스위치 영역의 제2 절연막(24)상에 차광막(26)을 형성한다. 이때, 상기 차광막(26)은 외부의 빛이 스위치 반도체층(20b)으로 입사되지 않게 하여 외부의 빛이 스위치 박막트랜지스터의 스위칭 동작에 영향을 미치지 않도록 하는 기능을 수행한다.
상기 도 2(b)에는 탑 게이트(Top gate) 타입의 박막 트랜지스터형 광센서중 센서 박막 트랜지스터 영역만이 도시되어 있으며, 상기 도 2(b)를 참조하면, 우선 유리 기판(31)상에 실리콘 산화막(SiO2)(32)을 형성한다. 형성된 실리콘 산화막 상에 a-Si층을 적층한 후, 탈수소처리 과정을 거쳐 활성층(33)을 형성한다. 활성층의 일부 영역을 노출시킨 후, 노출된 영역에 n 타입 또는 p 타입 불순물을 도핑하여, 소스, 드레인부(34a, 34b)를 형성한다.
그리고 나서, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 이용하여 게이트 절연층(35)을 형성한다. 게이트 절연층 상에 게이트 전극(36)을 형성하고, 보호막(37)을 형성한다. 그리고 나서, 콘택홀을 형성한 후, 소스 전극(38a) 및 드레인 전극(38b)을 형성한다.
상기 도 2(a)와 같은 바텀 게이트(Bottom gate) 타입의 박막 트랜지스터형 광센서는 센서 박막 트랜지스터의 활성층이 게이트 전극의 상부에 배치되어, 백 라 이트로부터 나오는 광의 영향에 크게 영향을 받지 않고, 외부광의 변화를 감지할 수 있다.
그러나, 도 2(b)와 같은 탑 게이트(Top gate) 타입의 박막 트랜지스터형 광센서는 센서 박막 트랜지스터의 활성층이 백 라이트에 그대로 노출되어, 외부광의 변화보다는 백 라이트로부터 나오는 광의 영향에 크게 영향을 받아서, 외부광에 대한 감광도가 현저히 저하되며, 외부 광에 대한 감광도의 저하로 인하여 백 라이트의 휘도 제어의 정확성 역시 떨어지는 문제점이 발생하게 되었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 백 라이트로부터 방출되는 광의 영향을 최소화하고, 외부 광에 대한 감광도를 개선한 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치 및 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 외부 광의 세기에 따라 광 전류를 발생시키는 센서 박막 트랜지스터, 상기 센서 박막 트랜지스터로부터 발생된 전하량을 저장하기 위한 스토리지 커패시터 및 제어 신호에 따라 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하량을 스위칭하기 위한 스위치 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 센서 박막 트랜지스터는 상기 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서가 제공된다.
상기 센서 박막 트랜지스터는 소스부와 드레인부 사이에 채널부가 형성되며, 게이트 전극은 상기 채널부의 상부에 배치되는 탑 게이트(top gate) 타입의 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
상기 센서 박막 트랜지스터는 기판, 상기 기판상에 형성된 실리콘 산화막, 상기 실리콘 산화막 상에 형성된 소스부와 드레인부, 상기 소스부, 드레인부 및 채널부를 포함하는 활성층, 상기 활성층상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막 상에 형성된 보호막 및 상기 게이트 절연막과 보호막을 관통하여 형성된 소스 전극과 드레인 전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 상기 활성층 하부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 상기 기판 상에 형성되며, 상기 기판과 상기 광 차단층 상에 상기 실리콘 산화막이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 광학적으로 불투명한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 적어도 상기 활성층 보다는 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기와 같은 특징을 갖는 박막 트랜지스터형 광센서를 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.
상기 액정 표시 장치의 광원으로 사용되는 백 라이트 및 상기 박막 트랜지스터형 광센서에 의해 감지된 신호에 기초하여, 상기 백 라이트의 휘도를 제어하기 위한 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 활성 영역 둘레를 따라 형성되는 더미 픽셀에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터형 광센서가 형성되는 영역에 상응하는 상기 블랙 매트릭스는 개방되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 외부 광의 세기에 따라 광 전류를 발생시키는 센서 박막 트랜지스터; 상기 센서 박막 트랜지스터로부터 발생된 전하량을 저장하기 위한 스토리지 커패시터 및 제어 신호에 따라 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하량을 스위칭하기 위한 스위치 박막 트랜지스터로 구성되며, 상기 센서 박막 트랜지스터는 상기 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층이 형성된 박막 트랜지스터형 광센서를 포함하되, 상기 광 차단층은 액정 표시 장치용 블랙 매트릭스를 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치가 제공된다.
상기 액정 표시 장치의 광원으로 사용되는 백 라이트 및 상기 박막 트랜지스터형 광센서에 의해 감지된 신호에 기초하여, 상기 백 라이트의 휘도를 제어하기 위한 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 박막 트랜지스터는 소스부와 드레인부 사이에 채널부가 형성되며, 게이트 전극은 상기 채널부의 상부에 배치되는 탑 게이트(top gate) 타입의 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
상기 센서 박막 트랜지스터는 기판, 상기 기판상에 형성된 실리콘 산화막, 상기 실리콘 산화막 상에 형성된 소스부와 드레인부, 상기 소스부, 드레인부 및 채널부를 포함하는 활성층, 상기 활성층상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막 상에 형성된 보호막 및 상기 게이트 절연막과 보호막을 관통하여 형성된 소스 전극과 드레인 전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 상기 활성층 하부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 산화막의 두께는 약 2000 내지 4000 옹스트롬인 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 산화막의 두께는 약 4000 옹스트롬 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 활성 영역 둘레를 따라 형성되는 더미 픽셀에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터형 광센서는 상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터형 광센서가 형성되는 영역에 상응하는 상기 블랙 매트릭스는 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 표시 장치의 컬러 필터의 픽셀 사이에 블랙 매트릭스의 기능을 수행하기 위한 차광막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광막은 편광 필름과 위상 지연 필름으로 구성되는 것을 특징으로 한 다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 센서 박막 트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 스위치 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터형 광 센서의 제조 방법으로서, 상기 센서 박막 트랜지스터는 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
상기 센서 박막 트랜지스터는 기판 상에 상기 광 차단층을 형성하는 단계; 실리콘 산화막을 형성하는 단계; 활성층을 형성하는 단계; 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계 및 게이트 절연막을 형성하고, 게이트 전극을 형성하는 단계로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 광학적으로 불투명한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 적어도 상기 활성층 보다는 넓게 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단층은 액정 표시 장치용 블랙 매트릭스를 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 산화막을 약 2000 내지 4000 옹스트롬으로 형성하거나, 약 4000 옹스트롬 이상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도로서, 본 실시예는 액정 표시 장치의 백 라이트로부터의 광을 차단하기 위하여 활성층 하부에 광 차단층이 형성된 박막 트랜지스터형 광센서이다.
상기 도 3에는 박막 트랜지스터형 광센서 중 센서 박막 트랜지스터만이 도시되고, 스토리지 커패시터 및 스위치 박막 트랜지스터는 생략되었다.
상기 도 3에 도시된 센서 박막 트랜지스터는 유리 기판(31), 상기 유리 기판 상에 형성된 광 차단층(39), 상기 광 차단층과 상기 유리 기판 상에 형성된 실리콘 산화막(32), 상기 실리콘 산화막 상에 형성되며, n 타입 또는 p 타입 실리콘으로 이루어진 소스부(34a)와 드레인부(34b)를 포함하는 활성층(33), 상기 활성층(33)상에 형성되며, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 이루어진 게이트 절연막(35), 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극(36), 상기 게이트 전극과 게이트 절연막 상에 투명하게 형성된 보호막(37) 및 상기 게이트 절연막과 보호막을 관통하여 형성된 소스 전극(38a)과 드레인 전극(38b)으로 구성된다.
이 때, 광 차단층(39)은 백 라이트로부터 센서 박막 트랜지스터에 입사되는 광을 효율적으로 차단하기 위하여, 센서 박막 트랜지스터의 활성층보다 넓게, 또는 센서 박막 트랜지스터 전체 영역보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 광 차단층(39)은 광학적으로 불투명한 재료로 이루어진다. 상기와 같은 구성의 센서 박막 트랜지스터는 광학적으로 불투명한 재료로 이루어진 광 차단층(39)이 상기 활성층(33) 하부에 배치되어 있으므로, 외부광 이외의 다른 광원 특 히, 센서 박막 트랜지스터의 하부에서 조사되는 광(예를 들면, 액정 표시 장치용 백 라이트)을 차단할 수 있게 된다. 그 결과, 활성층은 외부광에 대한 감광도를 높일 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예의 박막 트랜지스터형 광센서를 액정 표시 패널의 내부에 포함하고, 이러한 박막 트랜지스터형 광센서를 이용하여 액정 표시 장치의 백 라이트 휘도를 제어하게 되면, 정확한 제어가 가능하여, 전원 사용 효율이 높아지게 된다.
상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 장치의 액정 표시 패널의 둘레를 따라 형성된다. 이때, 상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 활성영역에 인접하는 더미 픽셀에 형성될 수도 있으며, 상기 액정 표시 패널의 둘레를 따라 형성되는 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성될 수도 있다. 만약, 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성되는 경우에는, 외부광을 감지하기 위하여, 상기 박막 트랜지스터형 광센서가 형성되는 부분에 해당하는 블랙 매트릭스는 개방된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광센서의 단면도로서, 본 실시예도 상기 도 3의 실시예와 마찬가지로 액정 표시 장치의 백 라이트로부터의 광을 차단하기 위하여 활성층 하부에 광 차단층이 형성된 박막 트랜지스터형 광센서이다. 다만, 본 실시예는 제조 공정중 마스크 수를 늘리지 않기 위해서, 기존에 사용하는 메탈 레이어중 하나 예를 들면, 데이터 라인을 형성할 때, 광 차단층을 형성한다는 점이 상기 도 3의 실시예와 상이하다. 상기 도 4에서도 박막 트랜지스터형 광 센서중 센서 박막 트랜지스터만이 도시되고, 스토리지 커패시터 및 스위치 박막 트랜지스터는 생략되었다.
우선, 유리 기판(41)상에 데이터 라인(40a, 40c) 및 광 차단층(40b)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 데이터 라인 및 광 차단층 상에 실리콘 산화막을 형성한다. 상기 형성된 실리콘 산화막 상에 a-Si 층을 적층한 후, 탈수소처리 및 열경화 과정을 거쳐 활성층(43)을 형성한다. 활설층의 일부 영역을 노출시킨 후, n 또는 p 타입 불순물을 도핑하여 소스, 드레인부를 형성한다.
그리고 나서, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 이용하여 게이트 절연층(45)을 형성한다. 게이트 절연층 상에 게이트 전극(46)을 형성하고, 상기 게이틀 절연층과 게이트 전극 상에 보호막(47)을 형성한다. 콘택홀을 형성한 후, 소스 전극(48a) 및 드레인 전극(48b)을 형성한다.
상기 광 차단층(40b)은 상기 데이터 라인(40a, 40c)과 동일한 재료로 이루어진다. 상기와 같은 구성의 센서 박막 트랜지스터 역시 상기 광 차단층(40b)이 상기 활성층 하부에 배치되어 있으므로, 액정 표시 장치용 백 라이트로부터의 광의 입사를 차단할 수 있게 되어, 활성층은 외부광에 대한 감광도를 높일 수 있게 된다.
이때, 광 차단층(40b)은 백 라이트로부터 센서 박막 트랜지스터에 입사되는 광을 효율적으로 차단하기 위하여, 센서 박막 트랜지스터의 활성층보다 넓게, 또는 센서 박막 트랜지스터 전체 영역보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 일반적인 액정 표시 패널용 블랙 매트릭스의 개략도이다. 일반적으로 액정 표시 패널용 블랙 매트릭스는 컬러 필터의 픽셀 사이에 형성되는 광 차광막으로서, 상기 도 5(b)에서와 같이, 컬러 필터 기판 상에 형성되며, 크롬 옥사이드 및 크롬으로 이루어진다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널 내부에 형성된 박막 트랜지스터형 광 센서의 단면도이다.
본 실시예의 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널용 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 기판 어레이에 형성하고, 이러한 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터형 광 센서의 센서 박막 트랜지스터의 광 차단층으로 형성한다는 점이 상기 도 3의 실시예와 상이하다.
상기 도 6에 도시된 센서 박막 트랜지스터는 유리 기판(61), 상기 유리 기판 상에 형성된 광 차단층(60a, 60b), 상기 광 차단층과 상기 유리 기판 상에 형성된 실리콘 산화막(62), 상기 실리콘 산화막 상에 형성되며, n 타입 또는 p 타입 실리콘으로 이루어진 소스부(64a)와 드레인부(64b)를 포함하는 활성층(63), 상기 활성층상에 형성되며, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 이루어진 게이트 절연막(65), 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극(66), 상기 게이트 전극과 게이트 절연막 상에 투명하게 형성된 보호막(67) 및 상기 게이트 절연막과 보호막을 관통하여 형성된 소스 전극(68a)과 드레인 전극(68b)으로 구성된다.
상기 광 차단층(60a, 60b)은 액정 표시 패널의 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 기판 어레이에 형성함으로써 구성된다.
기존의 블랙 매트릭스가 형성되는 영역에는 블랙 매트릭스의 기능을 수행하기 위하여 편광 필름과 위상 지연 필름으로 구성된 차광막을 설치할 수도 있다. 상기 위상 지연 필름의 위상 지연값은 바람직하게는 π/4이다.
도 7(a) 내지 7(d)는 상기 도 5의 실시예에서 이용된 블랙 매트릭스의 개략도이다.
상기 도 7(a)와 같은 형태로 블랙 매트릭스가 박막 트랜지스터 기판 어레이에 형성되면, 센서 박막 트랜지스터는 물론이며, 액정에 전압을 인가하기 위한 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터 역시 광 차단층으로 사용되는 블랙 매트릭스 상에 형성된다. 이럴 경우, 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터의 결정화 공정시 상기 박막 트랜지스터 기판 어레이에 형성된 블랙 매트릭스로 인한 영향을 최소화하기 위하여, 상기 도 5의 실리콘 산화막(62)의 두께를 약 4000 옹스트롬 이상으로 형성하게 된다.
상기 도 7(c)와 같은 형태로 블랙 매트릭스가 박막 트랜지스터 기판 어레이에 형성되면, 센서 박막 트랜지스터만이 광 차단층으로 사용되는 블랙 매트릭스 상에 형성되며, 상기 액정에 전압을 인가하기 위한 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터는 상기 블랙 매트릭스로부터 영향을 받지 않게 된다. 그 결과, 결정화 공정시 활성층을 작은 결정으로 형성하더라도, 상기 액정에 전압을 인가하기 위한 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터에는 큰 영향이 없다. 따라서, 상기 도 6의 실리콘 산화막(62)의 두께를 약 2000 내지 4000 옹스트롬으로 형성하여, 결정화 공정을 진행하면, 활성층은 작은 결정으로 형성되며, 포토 리키지(leakage)가 증가되어, 센서 박막 트랜지스터의 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
참고로, 상기 도 7(a) 및 도 7(c)에서 점선으로 표시된 영역이 액정 표시 패널의 박막 트랜지스터가 형성되는 영역이다.
상기 도 6 및 도 7의 실시예에 도시된 상기 박막 트랜지스터형 광센서는 상기 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스 영역에 형성되거나, 액정 표시 장치의 더미 픽셀 영역에 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터형 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 백 라이트 휘도 제어 시스템의 개략 구성도이다.
상기 도 8에 도시된 시스템은 액정 표시 패널(81), 박막 트랜지스터형 광센서(82), 제어부(83), 인버터(84), 전원부(85) 및 백 라이트(86)를 포함한다.
상기 시스템의 동작을 살펴보면, 상기 액정 표시 패널(81)의 내부에 형성된 상기 박막 트랜지스터형 광센서(82)가 외부광의 세기를 감지하고, 감지 신호를 제어부(83)에 전달한다. 상기 제어부(83)는 상기 인버터(84)를 제어하여 백 라이트(86)로 공급할 전원부(85)의 전류량을 조절하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치 및 제조 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 센서 박막 트랜지스터의 활성층의 하부에 광 차단층을 형성함으로써, 활성층이 액정 표시 장치의 백 라이트에 그대로 노 출되는 것을 방지한다. 그 결과, 백 라이트로부터 방출되는 광의 영향을 최소화하고, 외부 광에 대한 감광도가 개선되어, 외부광 변화에 따른 백 라이트 휘도 제어의 정확성이 개선된다.

Claims (31)

  1. 외부 광의 세기에 따라 광 전류를 발생시키는 센서 박막 트랜지스터;
    상기 센서 박막 트랜지스터로부터 발생된 전하량을 저장하기 위한 스토리지 커패시터 및
    제어 신호에 따라 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하량을 스위칭하기 위한 스위치 박막 트랜지스터를 포함하며,
    상기 센서 박막 트랜지스터는 상기 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 박막 트랜지스터는 소스부와 드레인부 사이에 채널부가 형성되며, 게이트 전극은 상기 채널부의 상부에 배치되는 탑 게이트(top gate) 타입의 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서 박막 트랜지스터는,
    기판, 상기 기판상에 형성된 실리콘 산화막, 상기 실리콘 산화막 상에 형성된 소스부와 드레인부, 상기 소스부, 드레인부 및 채널부를 포함하는 활성층, 상기 활성층상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막 상에 형성된 보호막 및 상기 게이트 절연막과 보호막을 관통하여 형성된 소스 전극과 드레인 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광 차단층은 상기 활성층 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광 차단층은 상기 기판 상에 형성되며, 상기 기판과 상기 광 차단층 상에 상기 실리콘 산화막이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광 차단층은 광학적으로 불투명한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 광 차단층은 적어도 상기 활성층 보다는 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광센서.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 박막 트랜지스터형 광센서를 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치의 광원으로 사용되는 백 라이트 및
    상기 박막 트랜지스터형 광센서에 의해 감지된 신호에 기초하여, 상기 백 라이트의 휘도를 제어하기 위한 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 활성 영역 둘레를 따라 형성되는 더미 픽셀에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터형 광센서가 형성되는 영역에 상응하는 상기 블랙 매트릭스는 개방되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 외부 광의 세기에 따라 광 전류를 발생시키는 센서 박막 트랜지스터;
    상기 센서 박막 트랜지스터로부터 발생된 전하량을 저장하기 위한 스토리지 커패시터 및
    제어 신호에 따라 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하량을 스위칭하기 위한 스위치 박막 트랜지스터로 구성되며, 상기 센서 박막 트랜지스터는 상기 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층이 형성된 박막 트랜지스터형 광센서를 포함하되,
    상기 광 차단층은 액정 표시 장치용 블랙 매트릭스를 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치의 광원으로 사용되는 백 라이트 및
    상기 박막 트랜지스터형 광센서에 의해 감지된 신호에 기초하여, 상기 백 라이트의 휘도를 제어하기 위한 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서 박막 트랜지스터는 소스부와 드레인부 사이에 채널부가 형성되며, 게이트 전극은 상기 채널부의 상부에 배치되는 탑 게이트(top gate) 타입의 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서 박막 트랜지스터는,
    기판, 상기 기판상에 형성된 실리콘 산화막, 상기 실리콘 산화막 상에 형성된 소스부와 드레인부, 상기 소스부, 드레인부 및 채널부를 포함하는 활성층, 상기 활성층상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막 상에 형성된 보호막 및 상기 게이트 절연막과 보호막을 관통하여 형성된 소스 전극과 드레인 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광 차단층은 상기 활성층 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막의 두께는 약 2000 내지 4000 옹스트롬인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막의 두께는 약 4000 옹스트롬 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 활성 영역 둘레를 따라 형성되는 더미 픽셀에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터형 광센서가 형성되는 영역에 상응하는 상기 블랙 매트릭스는 개방되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치의 컬러 필터의 픽셀 사이에 블랙 매트릭스의 기능을 수행하기 위한 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 차광막은 편광 필름과 위상 지연 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  23. 센서 박막 트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 스위치 박막 트랜지스터를 포 함하는 박막 트랜지스터형 광 센서의 제조 방법에 있어서,
    상기 센서 박막 트랜지스터는 외부 광 이외의 다른 광원으로부터의 광을 차단하기 위한 광 차단층을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 센서 박막 트랜지스터는,
    (a) 기판 상에 상기 광 차단층을 형성하는 단계;
    (b) 실리콘 산화막을 형성하는 단계;
    (c) 활성층을 형성하는 단계;
    (d) 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계 및
    (e) 게이트 절연막을 형성하고, 게이트 전극을 형성하는 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 광 차단층은 광학적으로 불투명한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 광 차단층은 적어도 상기 활성층 보다는 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 광 차단층은 액정 표시 장치용 블랙 매트릭스를 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막을 약 2000 내지 4000 옹스트롬으로 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막을 약 4000 옹스트롬 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 활성 영역 둘레를 따라 형성되는 더미 픽셀에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터형 광센서는 액정 표시 패널의 둘레에 형성된 블랙 매트릭스의 하부 영역에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터형 광센서가 형성되는 영역 에 상응하는 상기 블랙 매트릭스는 개방되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020050057721A 2005-06-30 2005-06-30 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법 KR20070002280A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050057721A KR20070002280A (ko) 2005-06-30 2005-06-30 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050057721A KR20070002280A (ko) 2005-06-30 2005-06-30 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070002280A true KR20070002280A (ko) 2007-01-05

Family

ID=37869302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050057721A KR20070002280A (ko) 2005-06-30 2005-06-30 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070002280A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956191B1 (ko) * 2007-06-01 2010-05-04 엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤 액정 표시 장치, 전자 기기 및 상기 액정 표시 장치의 조광수단의 밝기를 제어하는 방법
US7834940B2 (en) 2007-05-10 2010-11-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Photo sensor, display panel having the same and display device having the display panel
US8698144B2 (en) 2009-07-17 2014-04-15 Samsung Display Co., Ltd. Display device with improved sensing mechanism
US8785932B2 (en) 2010-12-01 2014-07-22 Samsung Display Co., Ltd. IR sensing transistor and manufacturing method of display device including the same
US9671637B2 (en) 2010-02-02 2017-06-06 Samsung Display Co., Ltd. Touch screen substrate and method of manufacturing the same
US9691832B2 (en) 2015-02-23 2017-06-27 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display device and method of manufacturing organic light emitting display device
KR20170074310A (ko) * 2015-12-21 2017-06-30 엘지디스플레이 주식회사 포토센서, 이를 포함하는 표시장치 및 이를 이용하여 광을 센싱하는 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7834940B2 (en) 2007-05-10 2010-11-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Photo sensor, display panel having the same and display device having the display panel
KR100956191B1 (ko) * 2007-06-01 2010-05-04 엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤 액정 표시 장치, 전자 기기 및 상기 액정 표시 장치의 조광수단의 밝기를 제어하는 방법
US8698144B2 (en) 2009-07-17 2014-04-15 Samsung Display Co., Ltd. Display device with improved sensing mechanism
US9671637B2 (en) 2010-02-02 2017-06-06 Samsung Display Co., Ltd. Touch screen substrate and method of manufacturing the same
US8785932B2 (en) 2010-12-01 2014-07-22 Samsung Display Co., Ltd. IR sensing transistor and manufacturing method of display device including the same
US9054266B2 (en) 2010-12-01 2015-06-09 Samsung Display Co., Ltd. IR sensing transistor and manufacturing method of display device including the same
US9691832B2 (en) 2015-02-23 2017-06-27 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display device and method of manufacturing organic light emitting display device
KR20170074310A (ko) * 2015-12-21 2017-06-30 엘지디스플레이 주식회사 포토센서, 이를 포함하는 표시장치 및 이를 이용하여 광을 센싱하는 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5175136B2 (ja) 電気光学装置及び電子機器
KR101200444B1 (ko) 박막트랜지스터와 이를 이용한 박막트랜지스터 기판 및 그제조방법 및 액정표시장치
KR101189268B1 (ko) 액정 표시 장치용 박막 표시판 및 구동 장치와 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP4007390B2 (ja) 電気光学装置及び電子機器
JP4353224B2 (ja) 光検出装置、電気光学装置、および電子機器
TWI416484B (zh) 光檢測裝置、光電裝置與電子機器及光劣化修正方法
US20100308345A1 (en) Light sensing system
CN107422560A (zh) 一种阵列基板、其检测方法及显示装置
US8432510B2 (en) Liquid crystal display device and light detector having first and second TFT ambient light photo-sensors alternatively arranged on the same row
JP2007065243A (ja) 表示装置
KR101309174B1 (ko) 표시 장치와 그 제조 방법
WO2014153864A1 (zh) 阵列基板及其制造方法和显示装置
KR20070002280A (ko) 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법
US20200098839A1 (en) Display panel, manufacturing method thereof, and display device
KR20120014502A (ko) 광 센서, 광 센서의 제조 방법, 및 광 센서를 포함하는 액정 표시 장치
US7929085B2 (en) Liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP4033217B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
KR20070071807A (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
KR20220149404A (ko) 어레이 기판 및 디스플레이 패널
JP4656082B2 (ja) 電気光学装置及び電子機器
CN109860328B (zh) 光传感器及其制作方法和显示装置
KR20090058743A (ko) 광센서용 박막트랜지스터 및 그 제조 방법과 그를 가지는액정 표시 패널
JP4946083B2 (ja) 受光装置、電気光学装置及び電子機器
CN112394553A (zh) 一种显示面板及显示装置
KR20070042803A (ko) 감마 기준 전압 회로 및 이를 구비한 액정 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination