KR20080062932A - Liquid crystal display device having image sensing function - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 TFT 어레이기판의 일부를 도시한 평면도.1 is a plan view showing a part of a TFT array substrate according to the prior art;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
도 3은 종래기술에 따른 포토 센싱소자를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a photo sensing device according to the prior art.
도 4는 종래기술에 따른 R, G, B 화소부 각각에 구비된 포토 박막트랜지스터의 채널폭을 비교한 개략도.Figure 4 is a schematic diagram comparing the channel width of the photo thin film transistor provided in each of the R, G, B pixel portion according to the prior art.
도 5는 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.5 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device having an image sensing function according to the present invention;
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 제1박막트랜지스터부의 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view of the first thin film transistor portion taken along line VI-VI of FIG. 5.
도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 포토 박막트랜지스터와 제1박막트랜지스터의 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of the photo thin film transistor and the first thin film transistor according to the X-ray line of FIG.
도 8은 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치의 R, G, B 화소부 각각에 구비된 포토 박막트랜지스터의 채널폭을 비교한 개략도.8 is a schematic diagram comparing the channel widths of the photo thin film transistors provided in each of the R, G, and B pixel portions of a liquid crystal display having an image sensing function according to the present invention;
- 도면의 주요부분에 대한 부호설명 --Code description of main parts of drawing-
102 : 게이트라인 104 : 데이터라인102: gate line 104: data line
106 : 제1TFT 108 : 게이트전극106: first TFT 108: gate electrode
110 : 소스전극 112 : 드레인전극110: source electrode 112: drain electrode
114 : 활성층 116 : 접촉홀114: active layer 116: contact hole
118 : 화소전극 180 : 제1 스토리지 캐패시터118: pixel electrode 180: first storage capacitor
120 : 제2 스토리지 캐패시터 144 : 게이트절연막 150 : 보호막 140 : 포토 TFT 170 : 제1TFT 152 : 제 구동전압 공급라인 172 : 제2 스토리지 하부전극 174 : 제2 스토리지 상부전극120: second storage capacitor 144: gate insulating film 150: protective film 140: photo TFT 170: first TFT 152: first driving voltage supply line 172: second storage lower electrode 174: second storage upper electrode
155 : 제2 접촉홀 200 : 포토 센싱소자155: second contact hole 200: photo sensing element
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 화소영역 각각에 서로 다른 크기의 센서를 갖는 이미지 센싱 기능을 가지는 액정표시자장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having an image sensing function having sensors of different sizes in each of red (R), green (G), and blue (B) pixel areas. It is about.
통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절하므로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널과 상기 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.Conventional liquid crystal display devices display an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. To this end, the liquid crystal display includes a liquid crystal display panel in which liquid crystal cells are arranged in a matrix, and a driving circuit for driving the liquid crystal display panel.
액정표시패널은 서로 대향하는 박막트랜지스터 어레이기판 및 칼라필터 어레이기판과, 두 기판사이에 일정한 셀갭을 유지하기 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.The liquid crystal display panel includes a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate facing each other, a spacer positioned to maintain a constant cell gap between the two substrates, and a liquid crystal filled in the cell gap.
박막트랜트랜지스터 어레이기판은 게이트라인들 및 데이터라인들과, 그 게이트라인들과 데이터라인들의 교차부마다 스위치소자로 형성된 박막트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막트랜지스터에 접속된 화소전극등과, 그들위에 도포된 배향막으로 구성된다.The thin film transistor array substrate includes gate lines and data lines, a thin film transistor formed of a switch element at each intersection of the gate lines and data lines, a pixel electrode formed in a liquid crystal cell unit, and connected to the thin film transistor; It consists of the orientation film apply | coated on them.
게이트라인들과 데이터라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받는다.The gate lines and the data lines receive signals from the driving circuits through the respective pad parts.
박막트랜지스터는 게이트라인에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터라인에 공급되는 화소전압신호를 화소전극에 공급한다.The thin film transistor supplies the pixel voltage signal supplied to the data line to the pixel electrode in response to the scan signal supplied to the gate line.
칼라필터 어레이기판은 액정셀 단위로 형성된 칼라필터들과, 칼라필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통전극 등과, 그들위에 도포되는 배향막으로 구성된다.The color filter array substrate includes color filters formed in units of liquid crystal cells, a black matrix for distinguishing between color filters and reflecting external light, a common electrode for supplying a reference voltage to the liquid crystal cells in common, and an alignment layer applied thereon. It consists of.
액정표시패널은 박막트랜지스터 어레이기판과 칼라필터 어레이기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입 봉입하므로써 완성하게 된다.The liquid crystal display panel is completed by separately manufacturing a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate, and bonding the liquid crystal.
이러한 종래기술에 따른 액정표시장치에 대해 도 1 및 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The liquid crystal display according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
도 1은 종래기술에 따른 TFT 어레이기판의 일부를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.1 is a plan view showing a part of a TFT array substrate according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
도 1 및 2를 참조하면, 박막트랜지스터 어레이기판은 하부기판(42)위에 게이트절연막(44)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트라인(2) 및 데이터라인(4)과, 그 교차부마다 형성된 박막트랜지스터와, 그 교차구조로 마련된 셀영역에 형성된 화소전극(19)을 구비한다.1 and 2, a thin film transistor array substrate includes a
그리고, TFT 어레이기판은 화소전극(18)과 이전단 게이트라인(2)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(20)을 구비한다.The TFT array substrate includes a
TFT(6)은 게이트라인(2)에 접속된 게이트전극(8)과, 데이터라인(4)에 접속된 소스전극(10)과, 화소전극(18)에 접속된 드레인전극(12)과, 게이트전극(8)과 중첩되고 소스전극(10)과 드레인전극(12)사이에 채널을 형성하는 활성층(14)을 구비한다.The TFT 6 includes a
활성층(14)은 데이터라인(4), 소스전극(10) 및 드레인전극(12)과 중첩되게 형성되고 소스전극(10)과 드레인전극(12)사이의 채널부를 더 포함한다.The
활성층(14)위에는 데이터라인(4), 소스전극(10) 및 드레인전극(12)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(48)이 더 형성된다.An
여기서, 상기 활성층(14) 및 오믹접촉층(48)을 반도체패턴(45)이라 명명한다.The
이러한 TFT(6)은 게이트라인(2)에 공급되는 게이트신호에 응답하여 데이터라인(4)에 공급되는 화소전압 신호가 화소전극(18)에 충전되어 유지되게 한다.The TFT 6 causes the pixel voltage signal supplied to the data line 4 to be charged and held in the
상기 화소전극(18)은 보호막(50)을 관통하는 접촉홀(16)을 통해 TFT(6)의 드레인전극(12)과 접촉된다.The
화소전극(18)은 충전된 화소전압에 의해 도시하지 않은 상부기판에 형성되는 공통전극과 전위차를 발생시키게 된다.The
이 전위차에 의해 TFT 어레이기판과 컬러필터 어레이기판사이에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며, 도시하지 않은 광원으로부터 화소 ㄱu을경유하여 입사되는 광을 상부기판쪽으로 투과시키게 된다.Due to this potential difference, the liquid crystal positioned between the TFT array substrate and the color filter array substrate is rotated by the dielectric anisotropy, and the light incident through the pixel au from the light source (not shown) is transmitted to the upper substrate.
스토리지 캐패시터(20)는 전단 게이트전극(2)과 화소전극(18)에 의해 형성된다. 게이트라인(2)과 화소전극(18)사이에는 게이트절연막(44) 및 보호막(50)이 위치하게 된다.The
이러한 스토리지 캐패시터(20)는 화소전극(18)에 충전된 화소전압이 다음 화소전압이 충전될때까지 유지되도록 도움을 주게 된다.The
이러한 종래기술에 따른 액정표시장치는 디스플레이 기능만을 가질뿐 외부 문서 또는 이미지 등의 내용 화상으로 구현할 수 있는 등의 외부 이미지를 센싱하여 디스플레이할 수 있는 기능을 가지고 있지 않다.The liquid crystal display device according to the related art has only a display function and does not have a function of sensing and displaying an external image such as a content image such as an external document or an image.
이러한 외부 이미지를 센싱할 수 있는 종래의 이미지 센싱소자에 대해 도 3및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A conventional image sensing device capable of sensing such an external image will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as follows.
도 3은 종래기술에 따른 포토 센싱소자를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a photo sensing device according to the prior art.
도 4는 종래기술에 따른 포토 센싱소자의 R, G, B 화소의 배열상태를 도시한 평면도이다.4 is a plan view illustrating an arrangement state of R, G, and B pixels of a photo sensing device according to the related art.
도 3을 참조하면, 종래기술에 따른 이미지 센싱소자는 포토 TFT(40), 포토TFT(40)과 접속된 스토리지 캐패시터(80), 스토리지 캐패시터(80)을 사이에 두고 포토TFT(40)와 반대방향에 위치하는 스위치TFT(60)을 구비한다.Referring to FIG. 3, the image sensing device according to the related art is opposite to the
포토TFT(50)은 기판(42)상에 형성된 게이트전극(8)과, 게이트절연막(44)을 사이에 두고 게이트전극(8)과 중첩되는 활성층(14), 활성층(14)과 전기적으로 접속되는 구동 소스전극(60), 구동 소스전극(60)과 마주 보는 구동 드레인전극(62)을 구비한다.The photo TFT 50 is electrically connected to the
활성층(14)은 구동소스전극(60) 및 구동 드레인전극(62)과 중첩되게 형성되고 구동 소스전극(60)과 구동드레인전극(62)사이의 채널부를 더 포함한다.The
활성층(14)위에는 구동소스전극(60) 및 구동 드레인전극(62)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(48)이 더 형성된다.An
이러한 포토 TFT(40)은 문서 또는 사람의 지문 등 소정의 이미지에 의해 입사되는 광을 센싱하는 역할을 한다.The photo TFT 40 serves to sense light incident by a predetermined image such as a document or a fingerprint of a person.
스토리지 캐패시터(80)는 포토 TFT(40)의 게이트전극(8)과 접속된 스토리지 하부전극(72), 절연막(44)을 사이에 두고 스토리지 하부전극(72)과 중첩되게 형성되며, 포토 TFT(40)의 구동드레인전극(62)과 접속된 스토리지 상부전극(74)을 구비한다.The
이러한, 스토리지 캐패시터(80)는 포토TFT(40)에 발생된 광전류에 의한 전하를 저장하는 역할을 한다.The
스위칭 TFT(6)는 기판(42)상에 형성된 게이트전극(8)과, 스토리지 상부전극 (74)과 접속된 소스전극(10), 소스전극(10)과 마주보는 드레인전극(12)과, 게이트전극(8)과 중첩되고 소스전극910)과 드레인전극(12)사이에 채널을 형성하는 활성층 (14)을 구비한다.The switching TFT 6 includes a
상기 활성층(14)은 소스전극(10) 및 드레인전극(12)과 중첩되게 형성되고 소 스전극(10)과 드레인전극(12)사이의 채널부를 더 포함한다.The
활성층(14)위에는 소스전극(10) 및 드레인전극(12)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(48)이 더 형성된다.An
상기한 바와같이, 종래기술에 따른 이미지 센싱소자에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.As described above, the image sensing device according to the related art has the following problems.
종래기술에 따른 이미지 센싱소자는 R, G, B 화소에 해당하는 센서 TFT와 스토리지 캐패시턴스의 크기가 모두 동일하게 유지하였다. 특히, 도 4에 도시된 바와같이, R, G, B 화소 각각에 구비된 센서 TFT(40)들의 채널폭(W1, W2, W3)은 동일한 크기를 갖는다.In the image sensing device according to the related art, the size of the sensor TFT and the storage capacitance corresponding to the R, G, and B pixels are kept the same. In particular, as shown in FIG. 4, the channel widths W1, W2, and W3 of the
이 경우에 가장 투과율이 높은 G 화소의 센서는 짧은 시간에도 센싱광량이 높지만, 상대적으로 투광율이 낮은 R, G 화소의 센서는 스캔 시간이 짧으면 센싱량이 크지 않아 스캐닝한후 컬러 이미지는 녹색을 띠면서 전체적으로 어두운 이미지를 보이게 된다.In this case, the sensor of the G pixel, which has the highest transmittance, has a high amount of sensing light even in a short time, but the sensor of the R and G pixels, which have a relatively low transmittance, does not have a large amount of sensing when the scan time is short. You will see a dark image as a whole.
즉, 종래의 스캐너 일체형 액정표시장치, 특히 컬러 스캐너 일체형 액정표시장치에서는 R, G, B 서브 화소 당 각각 1개의 포토센서가 형성되어 있어서, 각각의 센싱광량을 조합하면 컬러 스캔 이미지를 얻을 수 있다.That is, in the conventional LCD integrated liquid crystal display device, especially a color scanner integrated liquid crystal display device, one photo sensor is formed for each of the R, G, and B sub-pixels, and the combined amount of sensing light can be used to obtain a color scan image. .
단, 이 경우에 스캔 시간이 짧아지면, 광투과율이 높은 녹색부 센서는 충분한 센싱이 가능하나 상대적으로 광투과율이 낮은 R, B화소부 센서는 센싱하기에 시간이 불충분하여 센싱된 이미지는 녹색을 띠면서 화질이 전체적으로 어두워진다.In this case, however, if the scan time is short, the green sensor with high light transmittance can sense enough, but the R and B pixel sensors with low light transmittance have insufficient time to sense, so that the sensed image has a green color. The picture quality is dark overall.
예를들어, 스캔시간이 T2인 경우는 R, G, B 센서의 충전전압 차이가 크지 않 아 스캔 이미지의 색상 차이가 크지 않으나 스캔 시간이 T1처럼 짧은 경우는 G 센서의 충전은 잘되는 반면에 R, B 센서의 충전은 충분하지 않다.For example, if the scan time is T2, the difference in charging voltage of the R, G, and B sensors is not large, and the color difference of the scanned image is not large. However, if the scan time is as short as T1, the G sensor is well charged. , Charging of B sensor is not enough.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 투과율이 낮은 컬러필터부의 센서의 크기를 투과율이 높은 컬러필터부의 센서크기보다 크게 하므로써 짧은 스캔시간동안에도 충전이 이루어져 스캔 이미지를 개선시킬 수 있는 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to charge even during a short scan time by increasing the size of the sensor of the color filter unit having a low transmittance than the sensor size of the color filter unit having a high transmittance The present invention provides a liquid crystal display having an image sensing function capable of improving a scanned image.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치는, 적색, 청색, 녹색 서브화소를 포함하는 화소로 이루어진 화소영역; 상기 적색, 청색, 녹색 서브화소 각각에 구비된 제1 스위칭 TFT와 제2 스위칭 TFT; 상기 적색, 청색, 녹색 서브화소내에 각각 구비된 제1, 2, 3 포토 TFT; 및 상기 적색, 청색 서브화소내에 위치하는 제1, 2 포토 TFT소자 크기가 상기 녹색 서브화소내에 위치하는 제3 포토 TFT 소자 크기보다 큰 것을 특징으로한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device having an image sensing function, the pixel area including pixels including red, blue, and green subpixels; A first switching TFT and a second switching TFT in each of the red, blue, and green subpixels; First, second, and third photo TFTs respectively provided in the red, blue, and green subpixels; And the size of the first and second photo TFT elements located in the red and blue subpixels is larger than the size of the third photo TFT elements located in the green subpixels.
이하, 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display having an image sensing function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.6 is a plan view schematically illustrating a liquid crystal display having an image sensing function according to the present invention.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 제1박막트랜지스터부의 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of the first thin film transistor unit taken along the line VII-VII of FIG. 6.
도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 포토 박막트랜지스터부와 제1박막트랜지스터부의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the photo thin film transistor unit and the first thin film transistor unit along the line VII-VII of FIG. 6.
도 9는 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치의 R, G, B 화소의 배열상태를 도시한 평면도이다.9 is a plan view illustrating an arrangement state of R, G, and B pixels of a liquid crystal display having an image sensing function according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치의 R, G, B 화소부 각각에 구비된 박막트랜지스터의 채널폭을 비교한 평면도이다.10 is a plan view comparing the channel widths of the thin film transistors provided in each of the R, G, and B pixel parts of the liquid crystal display having the image sensing function according to the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 센싱 기능을 가지는 TFT 어레이기판은 하부기판(142)위에 게이트절연막(144)을 사이에 두고 게이트라인(102) 및 데이터라인(104)과, 그 교차부마다 형성된 화소 스위칭소자(이하, 제1TFT"라 한다.)(106)와, 그 교차구조로 마련된 셀영역에 형성된 화소전극(118), 화소전극(118)을 사이에 두고 데이터라인(104)과 나란하게 형성된 리드아웃라인(read-out line) (204), 게이트라인(102)과 나란하게 위치되게 형성되어 포토TFT(140)에 제1 및 제 2 구동전압을 공급하는 제1 및 제2 구동전압공급라인(152, 171), 제1 구동전압공급라인(152)과 리드아웃라인(204)의 교차영역에 형성된 포토TFT(140), 게이트라인(102)과 리드아웃라인(204)의 교차영역에 형성된 스위칭 TFT(이하 "제2 TFT"라 한다.) (170)을 구비한다.6 and 7, a TFT array substrate having an image sensing function according to the present invention includes a
그리고, 상기 포토 TFT(140)와 제2 TFT(170)사이에 위치하는 포토 센싱용 스토리지 캐패시터(이하, "제1 스토리지 캐패시터"라 한다) (180), 화소전극(118)과 이전단 게이트라인(102)의 중첩부에 형성된 화소용 스토리지 캐패시터(이하, "제2 스토리지 캐패시터"라 한다.) (120)을 구비한다.A photo sensing storage capacitor (hereinafter referred to as a “first storage capacitor”) 180 positioned between the
도면에서의 제2 스토리지 캐패시터(120)는 편의상 다음 화소의 제2 스토리지 캐패시터(120)을 나타낸 것이다.The
상기 제1 TFT(106)는 게이트라인(102)에 접속된 게이트전극(108)과, 데이터라인(104)에 접속된 소스전극(110)과, 화소전극(118)에 접속된 드레인전극(112)과, 게이트전극(108)과 중첩되고 소스전극(110)과 드레인전극(112)사이에 채널을 형성하는 활성층(114)을 구비한다.The
상기 활성층(114)은 데이터라인(104), 소스전극(110) 및 드레인전극(112)과중첩되게 형성되고 소스전극(110)과 드레인전극(112)사이의 채널부를 더 포함한다.The
활성층(114)위에는 데이터라인(104), 소스전극(110) 및 드레인전극(112)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(148)이 더 형성된다.An
여기서, 통상적으로 활성층(114) 및 오믹접촉층(148)을 반도체패턴(145)이라 명명한다.Here, the
이러한 제1 TFT(106)는 게이트라인(102)에 공급되는 게이트 신호에 응답하여 데이터라인(104)에 공급되는 화소전압 신호가 화소전극(118)에 충전되어 유지되게 한다.The
상기 화소전극(118)은 보호막(150)을 관통하는 제1접촉홀(116)을 통해 TFT(106)의 드레인전극(112)과 접속된다.The
화소전극(118)은 충전된 화소전압에 의해 도시하지 않은 상부기판(예를들어, 컬러필터 어레이기판)에 형성되는 공통전극과 전위차를 발생시키게 된다.The
이 전위차에 의해 TFT 어레이기판과 컬러필터 어레이기판사이에 위치하는 액 정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 도시하지 않은 광원으로부터 화소전극(118)을 경유하여 입사되는 광을 상부기판쪽으로 투과시키게 된다.This potential difference causes the liquid crystal located between the TFT array substrate and the color filter array substrate to rotate due to dielectric anisotropy, and transmits light incident through the
제2 스토리지 캐패시터(120)는 전단 게이트라인(102)과 화소전극(118)에 의해 형성된다. 게이트라인(102)과 화소전극(118)사이에는 게이트절연막(144) 및 보호막(150)이 위치하게 된다.The
이러한 제2 스토리지 캐패시터(120)는 화소전극(118)에 충전된 화소전압이 다음 화소전압이 충전될 때까지 유지되도록 도움을 주게 된다.The
상기 포토TFT(140) (이하, TFT의 각 구성요소들중 상술한 제1TFT의 구성요소와 동일한 기능을 가지는 구성요소들은 제1TFT의 구성요소와 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.)는 제2 구동전압 공급라인(171)이 접속되는 게이트전극(108)과, 게이트절연막(144)을 사이에 두고 게이트전극(108)과 중첩되는 활성층(114), 활성층(114)과 전기적으로 접속됨과 아울러 제1 구동전압 공급라인(152)과 접속된 구동소스전극(160), 구동소스전극(160)과 마주 보는 구동 드레인전극(162)을 구비한다.The photo TFT 140 (hereinafter, the components having the same functions as those of the first TFT among the components of the TFT will be denoted by the same reference numerals as the components of the first TFT). The
여기서, 상기 포토TFT(140)은 보호막(150) 및 게이트절연막(144)을 관통하여 제1구동전압 공급라인(152)을 일부 노출시키는 제2 접촉홀(155)을 구비하고, 구동 소스전극(160)은 제2 접촉홀(155)상에 형성된 투명전극패턴(154)에 의해 제1구동전압공급라인(152)과 접속된다.Here, the
상기 활성층(114)은 구동소스전극(160) 및 구동 드레인전극(162)과 중첩되게 형성되고 구동 소스전극(160)과 구동드레인전극(162)사이의 채널부를 더 포함한다.The
상기 활성층(114)위에는 구동 소스전극(160) 및 구동드레인전극(162)과 오믹 접촉을 위한 오믹접촉층(148)이 더 형성된다.An
이러한 포토TFT(140)는 문서 또는 사람의 지문 등 소정의 이미지에 의한 입사되는 광을 센싱하는 역할을 한다.The
제1 스토리지캐패시터(180)는 포토 TFT(140)의 게이트전극(108)과 일체화된 제1스토리지 하부전극(172), 절연막(144)을 사이에 두고 제1 스토리지 하부전극(172)과 중첩되게 형성되며, 포토TFT(140)의 구동드레인전극(162)과 접속된 스토리지 상부전극(174)을 구비한다.The
이러한 제1 스토리지 캐패시터(180)는 포토TFT(140)에서 발생된 광전류에 의한 전하를 저장하는 역할을 한다.The
제1 TFT(170)는 기판(142)상에 형성된 게이트전극(108)과, 제2 스토리지 상부전극(174)과 접속된 소스전극(110), 소스전극(110)가 마주 보는 드레인전극(112)과, 게이트전극(108)과 중첩되고 소스전극(110)과 드레인전극(112)사이에 채널을 형성하는 활성층(114)을 구비한다.The
활성층(114)은 소스전극(110) 및 드레인전극(112)과 중첩되게 형성되고 소스전극(110)과 드레인전극(112)사이의 채널부를 더 포함한다.The
활성층(114)위에는 소스전극(110) 및 드레인전극(112)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(148)이 더 형성된다.An
이러한 구조를 가지는 본 발명에 따른 이미지 센싱소자의 동작과정에 대해 설명하며 다음과 같다.The operation process of the image sensing device according to the present invention having such a structure will be described as follows.
먼저, 포토 TFT(140)의 구동 소스전극(160)에 제1 구동전압이 인가됨과 아울 러 게이트전극(108)으로 제2구동전압이 인가되고 활성층(114)에 소정의 광이 센싱되면 센싱된 광량에 따라 구동소스전극(160)에 채널을 경유하여 구동드레인전극(162)으로 흐르는 광전류 패스가 발생된다.First, when the first driving voltage is applied to the driving
광전류 패스는 구동 드레인전극(160)에서 제1 스토리지 상부전극(174)으로 흐르게 됨과 동시에 제1 스토리지 하부전극(172)은 포토 TFT(140)의 게이트전극(108)과 접속되어 있으므로 제1스토리지 캐패시터(180)(photo TFT)에는 광전류에 의한 전하가 충전되게 된다.The photocurrent path flows from the driving
이와 같이, 제1 스토리지 캐패시터(180)에 충전된 전하는 제2 TFT(170) 및 리드아웃 라인(204)을 경유하여 리드아웃 집적회로(Read out IC)에서 읽혀지게 된다. 즉, 상기 포토 TFT(140)에서 센싱된 광량에 따른 리드아웃 집적회로에서 검출되는 신호가 달라지게 되므로써 문서, 이미지 스캔, 터치 입력 등의 이미지를 센싱할 수 있게 된다. 센싱된 이미지는 제어부 등에 전달되거나 사용자의 조절에 따라 액정표시패널의 화상에 구현될 수도 있다.As such, the charge charged in the
한편, 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치에 있어서의 각 화소부에 구비된 포토 TFT에 대해 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the photo TFT provided in each pixel portion in the liquid crystal display having the image sensing function according to the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치는 복수개의 R, G, B 서브화소들이 구비되어져 단위화소를 구성하고 있다.In the liquid crystal display having the image sensing function according to the present invention, a plurality of R, G, and B subpixels are provided to constitute a unit pixel.
상기 각 R, G, B 서브화소들 각각에는 이미지를 센싱하는 기능을 하는 포토TFT(140)가 구비되어 있다.Each of the R, G, and B subpixels is provided with a
이들 R, G, B 서브화소들중에서 가장 투과율이 높은 G화소의 포토 TFT(140) 은 짧은 시간에도 센싱광량이 높지만, 상대적으로 투과율이 낮은 R, G 화소의 포토 TFT(140)는 스캔시간이 짧으면 센싱량이 크지 않아 스캐닝한후 컬러이미지는 녹색을 띠면서 전체적으로 어두운 이미지를 보인다.Among the R, G, and B subpixels, the
따라서, 본 발명에서는 G화소에 비해 투과율이 떨어지는 R, B 화소부에 구비된 포토TFT의 크기를 상기 G화소부에 구비된 포토 TFT의 크기보다 크게 형성한다. 즉, 포토 TFT 의 크기 조절은 채널 폭(W)을 조절하므로써 가능하게 된다. 즉, 도 8에 도시된 바와같이, R, G, B 화소 각각에 구비된 센서 TFT(140)들의 채널폭(W1, W2, W3)중 R, B 화소 각각에 구비된 센서 TFT(140)의 채널폭(W1, W3)은 B화소에 구비된 센서TFT(140)의 채널폭(W2)보다 더 큰 값을 갖는다.Therefore, in the present invention, the size of the photo TFT provided in the R and B pixel portions having a lower transmittance than that of the G pixels is formed larger than that of the photo TFT provided in the G pixel portion. That is, the size adjustment of the photo TFT is made possible by adjusting the channel width W. FIG. That is, as shown in FIG. 8, of the
반면에, 상기 포토 TFT의 크기는 서로 다르게 형성하지만 나머지 R, G, B 화소부에 구비된 스위칭 TFT와 디스플레이용 TFT의 크기는 동일하게 유지한다.On the other hand, the size of the photo TFT is formed differently, but the size of the switching TFT and the display TFT provided in the remaining R, G, and B pixel portions are kept the same.
이렇게 G화소에 비해 투과율이 떨어지는 R, B 화소부에 구비된 포토TFT의 크기를 상기 G화소부에 구비된 포토 TFT의 크기보다 크게 형성하므로 인해 짧은 시간동안에도 균일한 광센싱이 가능케 하여 전체적으로 균일한 화상을 얻을 수 있다.Since the size of the photo TFT provided in the R and B pixel parts having a lower transmittance than the G pixel is formed larger than the size of the photo TFT provided in the G pixel part, uniform light sensing is possible even for a short time, thereby making the overall uniformity. One image can be obtained.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, while described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below And can be changed.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정 표시장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display having the image sensing function according to the present invention has the following effects.
본 발명에 따른 이미지 센싱기능을 가지는 액정표시장치는 G화소에 비해 투과율이 떨어지는 R, B 화소부에 구비된 포토TFT의 크기를 상기 G화소부에 구비된 포토 TFT의 크기보다 크게 형성하므로 인해 짧은 시간동안에도 균일한 광센싱이 가능케 하여 전체적으로 균일한 화상을 얻을 수 있다.The liquid crystal display having an image sensing function according to the present invention forms a photo TFT having a transmittance lower than that of a G pixel because the size of the photo TFT provided in the R and B pixel portions is larger than that of the photo TFT provided in the G pixel portion. Even light can be sensed even during time, so that an overall uniform image can be obtained.
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