(57)【要約】【課題】信頼性が向上された光センサーと、これを具備した表示パネル及び表示装置を提供する。【解決手段】光センサーは、スイッチング素子及び第２基板を含む。スイッチング素子は、第１基板に形成され、制御電極、第１電流電極及び第２電流電極によって画定され、第１長さを有し外部光が入射されるチャンネル部を有する。第２基板は、チャンネル部に対応して第１長さより長く制御電極の第３長さより短い第２長さを有する入光部が形成される。これにより、光センサーの第１基板と第２基板と間のミスアラインによる漏洩電流を減少させ信頼性を向上することができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板に形成され、制御電極、第１電流電極及び第２電流電極によって画定され、第１長さを有し外部光が入射するチャンネル部を有するスイッチング素子と、
前記チャンネル部に対応して前記第１長さより長く前記制御電極の第３長さより短い第２長さを有する入光部が形成された第２基板と、
を含むことを特徴とする光センサー。
【請求項２】
前記チャンネル部は、アモルファスシリコン層からなることを特徴とする請求項１記載の光センサー。
【請求項３】
前記入光部の第２長さは、前記第１基板と前記第２基板とのミスアラインによるマージンを含む長さであることを特徴とする請求項１記載の光センサー。
【請求項４】
前記入光部の第２長さは、前記チャンネル部の第１長さを基準として前記第１及び第２電流電極側にそれぞれ第１マージン分だけ拡張された長さであることを特徴とする請求項３記載の光センサー。
【請求項５】
前記制御電極の第３長さは、前記入光部の第２長さを基準として前記第１及び第２電流電極側にそれぞれ前記第１マージンより大きい第２マージン分だけ拡張された長さであることを特徴とする請求項４記載の光センサー。
【請求項６】
前記チャンネル部の第１長さが約４μｍ程度の場合、前記第１マージンは約７μｍ程度であることを特徴とする請求項４記載の光センサー。
【請求項７】
前記第１マージンが約７μｍ程度の場合、前記第２マージンは約１０μｍ程度であることを特徴とする請求項５記載の光センサー。
【請求項８】
前記入光部は、前記チャンネル部のチャンネル幅方向に配列された複数のサブ入光部からなることを特徴とする請求項１記載の光センサー。
【請求項９】
前記サブ窓は、前記第２長さを長辺とする矩形形状であることを特徴とする請求項８記載の光センサー。
【請求項１０】
前記サブ窓は、前記第２長さを高さとする二等辺三角形状であることを特徴とする請求項８記載の光センサー。
【請求項１１】
前記サブ窓は、前記第２長さを高さとする直角三角形状であることを特徴とする請求項８記載の光センサー。
【請求項１２】
前記入光部は、前記チャンネル部のチャンネル長さ方向に配列された複数のサブ窓からなることを特徴とする請求項１記載の光センサー。
【請求項１３】
前記サブ窓は、前記チャンネル部のチャンネル幅を長辺とする矩形形状であることを特徴とする請求項１２記載の光センサー。
【請求項１４】
前記入光部は、ドット状に配置された複数のサブ窓からなることを特徴とする請求項１記載の光センサー。
【請求項１５】
前記第１電流電極と第２電流電極は、互いの方向に向けて延設される複数の電極片が交互に組み合わされた櫛歯形状であることを特徴とする請求項１記載の光センサー。
【請求項１６】
アクティブ領域には第１スイッチング素子が形成され、センサー領域には第１長さを有するチャンネル部を有する第２スイッチング素子が形成されたアレイ基板と、
液晶層と、
前記アレイ基板と結合され前記液晶層を収容し、前記センシング領域に対応して前記第１長さより長く前記第２スイッチング素子の制御電極の第３長さより短い第２長さを有するセンサー窓が形成された対向基板と、
を含む表示パネル。
【請求項１７】
前記センサー窓の第２長さは、前記チャンネル部の第１長さを基準にして前記第２スイッチング素子の第１及び第２電流電極側にそれぞれ第１マージン分だけ拡張された長さであることを特徴とする請求項１６記載の表示パネル。
【請求項１８】
前記制御電極の第３長さは、前記センサー窓の第２長さを基準にして前記第１及び第２電流電極側にそれぞれ前記第１マージンより大きい第２マージン分だけ拡張された長さであることを特徴とする請求項１７記載の表示パネル。
【請求項１９】
前記チャンネル部の第１長さが約４μｍ程度の場合、前記第１マージンは約７μｍ程度であることを特徴とする請求項１８記載の光センサー。
【請求項２０】
前記第１マージンが約７μｍ程度の場合、前記第２マージンは約１０μｍ程度であることを特徴とする請求項１９記載の光センサー。
【請求項２１】
第１基板に複数の画素電極が形成され第２基板に前記画素電極に対応してカラーフィルターが形成され、画像を表示する表示部と、
前記第１基板に第１長さのチャンネル部を有するスイッチング素子が形成され前記第２基板に前記第１長さより長い第２長さを有するセンサー窓が形成され、外部光の光量を感知する光感知部と、
前記光感知部から感知された光量に基づいて駆動制御信号を出力する駆動制御部と、
前記駆動制御信号に基づいて制御された内部光を前記表示部に出射する光発生部と、
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
前記第２長さは、前記スイッチング素子の制御電極の第３長さより短いことを特徴とする請求項２１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光センサーに関し、より詳細には、信頼性を向上させた光センサーと、これを具備する表示パネル及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置には、内部光を透過して画像を表示する透過型液晶表示装置、内部光を透過したり外部光を反射することにより画像を表示する反射−透過型液晶表示装置などがある。
【０００３】
このような液晶表示装置は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたアレイ基板とカラーフィルター基板との間に液晶が介在する表示パネルを含む。最近では、外部光を感知する光センサーが形成された表示パネルも開発されつつある。
【０００４】
このような光センサーは、アレイ基板にセンシング素子が形成され、カラーフィルター基板にはセンシング素子に対応してセンシング窓が形成される。
光センサーが形成された表示パネルでは、アレイ基板とカラーフィルター基板との間のミスアラインによって光センサーの信頼性が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は信頼性を有する光センサーを提供することにある。
本発明の他の目的は、信頼性を有する光センサーが形成された表示パネルを提供することにある。
【０００６】
本発明のさらに他の目的は、信頼性を有する表示パネルを具備する表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した本発明の目的を実現するための実施形態による光センサーは、スイッチング素子及び第２基板を含む。前記スイッチング素子は、第１基板に形成され、制御電極、第１電流電極及び第２電流電極によって画定され、第１長さを有し外部光が入射するチャンネル部を有する。前記第２基板は、前記チャンネル部に対応して前記第１長さより長くて前記制御電極の第３長さより短い第２長さを有する入光部が形成される。
【０００８】
前記入光部の第２長さは、前記第１基板と前記第２基板と間のミスアラインによるマージンを含む長さであり、具体的に、前記入光部の第２長さは前記チャンネル部の第１長さを基準にして前記第１及び第２電流電極側にそれぞれ第１マージン分だけ拡張された長さである。
【０００９】
前記制御電極の第３長さは、前記入光部の第２長さを基準にして前記第１及び第２電流電極側にそれぞれ前記第１マージンより大きい第２マージン分だけ拡張された長さである。
【００１０】
前記チャンネル部の第１長さが約４μｍ程度の場合、前記第１マージンは約７μｍ程度であり、前記第１マージンが約７μｍ程度である場合、前記第２マージンは約１０μｍ程度である。
【００１１】
前記入光部は、前記チャンネル部のチャンネル幅の方向に配列された複数のサブ入光部からなる。望ましく、前記サブ窓は前記第２長さを長辺とする矩形形状であったり、前記サブ窓は、前記第２長さを高さとする二等辺三角形状であったり、前記第２長さを高さとする直角三角形状である。
【００１２】
または、前記入光部は前記チャンネル部の長さ方向に配列された複数のサブ窓からなる。望ましく、前記サブ窓は前記チャンネル部のチャンネル幅を長辺とする矩形形状である。
【００１３】
また、前記入光部はドット形状の複数のサブ窓からなる。
前記した本発明の他の目的を実現するための実施形態による表示パネルは、アレイ基板、液晶層及び対向基板を含む。
【００１４】
前記アレイ基板は、アクティブ領域には第１スイッチング素子が形成され、センシング領域には第１長さを有するチャンネル部を有する第２スイッチング素子が形成される。前記対向基板は、前記アレイ基板と結合され前記液晶層を収容し、前記センシング領域に対応して前記第１長さより長くて前記第２スイッチング素子の制御電極の第３長さより短い第２長さを有するセンサー窓が形成される。
【００１５】
前記センサー窓の第２長さは、前記チャンネル部の第１長さを基準にして前記第２スイッチング素子の第１及び第２電流電極側のそれぞれ第１マージン分だけ拡張された拡張された長さである。
【００１６】
前記制御電極の第３長さは、前記センサー窓の第２長さを基準にして前記第１及び第２電流電極側にそれぞれ前記第１マージンより大きい第２マージン分だけ拡張された長さである。
【００１７】
前記チャンネル部の第１長さが約４μｍ程度の場合、前記第１マージンは約７μｍ程度であり、前記第２マージンは約１０μｍ程度である。
前記した本発明の他の目的を実現するための実施形態による表示装置は、表示部、光感知部、駆動制御部及び光発生部を含む。
【００１８】
前記表示部は、第１基板に複数の画素電極が形成され第２基板に前記画素電極に対応してカラーフィルターが形成され、画像を表示する。前記光感知部は、前記第１基板に第１長さのチャンネル部を有するスイッチング素子が形成され前記第２基板に前記第１長さより長い第２長さを有するセンサー窓が形成され、外部光の光量を感知する。前記駆動制御部は、前記光感知部から感知された光量に基づいて駆動制御信号を出力する。前記光発生部は、前記駆動制御信号に基づいて制御された内部光を前記表示部に出射する。
【００１９】
このような光センサーと、これを具備した表示パネル及び表示装置によると、光センサーの第１基板と第２基板と間のミスアラインによる漏洩電流を減少させ前記光センサーの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の望ましい１実施形態をより詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態による光センサーの平面図であり、図２は図１のI−I’線
に沿って切断した断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、光センサーは第１基板１００、第１基板１００に対向する第２基板２００、第１及び第２基板１００、２００の間に介在する絶縁層３００を含む。
第１基板１００は、ベース基板１０１上に形成された光スイッチング素子ａ−ＳｉＴＦＴ１１０を含む。
【００２２】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されたゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に半導体層１１２とを含む。半導体層１１２は活性層１１２ａ及び抵抗性接触層１１２ｂで構成される。半導体層１１２にはソース及びドレイン電極１１３、１１４の間に位置して抵抗性接触層１１２ｂの一部分が除去され活性層１１２ａが露出されたチャンネル部ＣＨが形成される。チャンネル部ＣＨは第１長さＬ１と第１幅Ｗ１を有する。チャンネル部ＣＨに入射する外部光のエネルギーに対応してチャンネル部ＣＨの抵抗が変化し、これによりチャンネル部ＣＨに流れる電流量が変化することで外部光量を感知することができる。
【００２３】
ゲート電極１１１上にはゲート絶縁層１０２が形成され、ソース及びドレイン電極１１３、１１４上にはパッシベーション層１０３が形成される。
第２基板２００は、第２ベース基板２０１及び第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してセンサー窓２１１が形成される。センサー窓２１１は第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する。
【００２４】
光スイッチング素子１１０とセンサー窓２１１との関係は次のようである。センサー窓２１１の第２長さＬ２はチャンネル部ＣＨの第１長さＬ１より長く形成する。センサー窓２１１の第２幅Ｗ２はチャンネル部ＣＨの第１幅Ｗ１を含むように形成する。
【００２５】
具体的に、センサー窓２１１の第２長さＬ２は、第１基板１００と第２基板２００と間のミスアライン（ｍｉｓｓ−Ａｌｉｇｎ）を考慮して第１長さＬ１を基準にしてソース電極及びドレイン電極１１３、１１４側にそれぞれ拡張された第１マージンΔＬ１を含む。
【００２６】
センサー窓２１１の長さ方向のサイズを、第１マージンΔＬ１を含む第２長さＬ２とすることによって、第１基板１００と第２基板２００のミスアラインが発生した場合であっても、チャンネル部ＣＨへの外部光の入射が妨げられることがなくなる。第１長さＬ１が約４μｍの場合、第１マージンΔＬ１は約７μｍ以上とすることが望ましく、これに伴ってセンサー窓２１１の第２長さＬ２は約１８μｍ以上とすることが望ましい。
【００２７】
光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、センサー窓２１１を通じて入射する光が第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、センサー窓２１１の大きさより大きく形成する。望ましくはゲート電極１１１はセンサー窓２１１の端部位から第２マージンΔＬ２分だけ拡張された第３長さＬ３に形成することが好ましい。センサー窓２１１の第２長さＬ２が約１８μｍの場合、ゲート電極１１１の第３長さＬ３は約３８μｍ以上であることが望ましい。
【００２８】
図３は本発明の第２実施形態による光センサーの平面図である。
図３に示すように、第１基板１００には光スイッチング素子１２０が形成される。光スイッチング素子１２０は、第１金属層から形成されたゲート電極１２１と、第２金属層から形成されたソース電極１２３及びドレイン電極１２４と、ゲート電極１２１とソース及びドレイン電極１２３、１２４との間に半導体層１２２とが形成される。半導体層１２２にはソース及びドレイン電極１２３、１２４の間に位置して抵抗性接触層の一部分が除去され活性層が露出されたチャンネル部ＣＨが形成される。
【００２９】
ソース電極１２３とドレイン電極１２４は、それぞれ図左右方向に延設された複数の電極片を備える櫛歯形状で構成されており、各電極片が交互に配列するように配置されている。
【００３０】
このようにソース及びドレイン電極１２３、１２４をジグザグ形状に構成することによって、このソース及びドレイン電極１２３、１２４によって画定されるチャンネル部ＣＨの図上下方向の長さは、長さＬ１’の間で拡大される。従って、ソース及びドレイン電極１２３、１２４間の距離であるチャンネル部ＣＨの長さＬ１に対する、図上下方向の長さの比が大きくなることによって光スイッチング素子１２０の特性が向上する。光スイッチング素子１２０は、チャンネル部ＣＨに入射する外部光のエネルギーに対応してチャンネル部ＣＨの抵抗が変化し、これによりチャンネル部ＣＨに流れる電流量が変化することによって外部光量を感知する。
【００３１】
第２基板２００には、光スイッチング素子１２０に対応するセンサー窓２１１が遮光層２１０によって画定される。センサー窓２１１は第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する。
光スイッチング素子１２０とセンサー窓２１１との関係は次のようである。センサー窓２１１の第２幅Ｗ２は、光スイッチング素子１２０のチャンネル部ＣＨの第１幅Ｗ１に対応して形成される。また、センサー窓２１１の第２長さＬ２は、チャンネル部ＣＨが形成される部分の長さＬ１’に、第１基板１００と第２基板２００とのミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含むサイズに設定される。
【００３２】
具体的に、センサー窓２１１の第２長さＬ２は、第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮して長さＬ１’を基準にしてソース電極及びドレイン電極１２３、１２４側にそれぞれ第１マージンΔＬ１を含む。
【００３３】
センサー窓２１１の長さを、第１マージンΔＬ１を含む第２長さＬ２とすることによってミスアラインが発生しても、チャンネル部ＣＨへの外部光の入射を妨げることがなくなる。第１及び第２基板１００、２００間のミスアラインが約７μｍの場合、第１マージンΔＬ１は約７μｍ以上であることが望ましい。
【００３４】
光スイッチング素子１２０のゲート電極１２１の大きさは、センサー窓２１１を通じて入射する光が漏洩することを防止するために、センサー窓２１１の大きさより大きく形成する。望ましくは、ゲート電極１２１はセンサー窓２１１の端部位から第２マージンΔＬ２分だけ拡張された第３長さＬ３に形成することが好ましい。望ましくは第２マージンΔＬ２を第１マージンΔＬ１より大きくすることが好ましい。例えば、センサー窓２１１の第２長さＬ２が約１８μｍ以上の場合、ゲート電極１２１の第３長さＬ３は約３８μｍ以上であることが望ましい。
【００３５】
図４〜図１３は図１の光センサーを基準にして多様な光センサーの実施形態に対する平面図である。図４〜図１３に示された光センサーは図１の光センサーと同一の構成要素については同一の図面符号を付与する。
【００３６】
図４は本発明の第３実施形態による光センサーの平面図である。
図４に示すように、光センサーは、光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓２１２が形成された第２基板２００を含む。
【００３７】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されたゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成された半導体層１１２とを含む。半導体層１１２は、ソース及びドレイン電極１１３、１１４の間に位置して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００３８】
第２基板２００は第２ベース基板２０１及び第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してセンサー窓２１２が形成される。
【００３９】
センサー窓２１２は、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する。図示するように、センサー窓２１２の第２幅Ｗ２はチャンネル部ＣＨの第１幅Ｗ１より小さい。
センサー窓２１２の第２長さＬ２は第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮して、チャンネル部ＣＨの第１長さＬ１を基準にしてソース電極及びドレイン電極１１３、１１４側にそれぞれ拡張された第１マージンΔＬ１を含む。
【００４０】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、センサー窓２１２を通じて入射する光が第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、センサー窓２１２の大きさより大きく形成することが好ましい。
【００４１】
図５は本発明の第４実施形態による光センサーの平面図である。図５に示すように、光センサーは、光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００４２】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されたゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成される半導体層１１２とを含む。半導体層１１２はソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００４３】
第２基板２００は第２ベース基板２０１と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してサブセンサー窓２１３ａが形成される。
【００４４】
図示するように、サブセンサー窓２１３ａは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域にチャンネル部ＣＨの長さ方向に複数個が配列される。サブセンサー窓２１３ａは第２幅Ｗ２を長辺とする矩形形状である。基準領域の第２長さＬ２は第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮して第１マージンΔＬ１を含む。
【００４５】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１３ａを通じて入射する光が第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１３ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００４６】
図６は本発明の第５実施形態による光センサーの平面図である。
図６に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００４７】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されたゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成される半導体層１１２とを含む。半導体層１１２はソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００４８】
第２基板２００は第２ベース基板２０１と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応して第１及び第２サブセンサー窓２１４ａ、２１４ｂが形成される。
【００４９】
第１及び第２サブセンサー窓２１４ａ、２１４ｂは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域内に左右に分離して形成される。第１及び第２サブセンサー窓２１４ａ、２１４ｂは第２長さＬ２を長辺とする矩形形状である。第２長さＬ２は、チャンネル部ＣＨの図上下方向長さＬ１に、第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含むサイズに設定される。
【００５０】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１４ａ、２１４ｂを通じて入射する光が第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１４ａ、２１４ｂが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００５１】
図７は本発明の第６実施形態による光センサーの平面図である。
図７に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００５２】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成される半導体層１１２とを含む。半導体層１１２はソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００５３】
第２基板２００は、第２ベース基板２０１と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応して複数のサブセンサー窓２１５ａが形成される。
【００５４】
図示するように、サブセンサー窓２１５ａは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域に、チャンネル部ＣＨの幅方向に複数個が配列された構造である。サブセンサー窓２１５ａは第２長さＬ２を長辺とする矩形形状である。第２長さＬ２は、チャンネル部ＣＨの図上下方向長さＬ１に、第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮して第１マージンΔＬ１を含むサイズに設定される。
【００５５】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１５ａを通じて入射する光が第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１５ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００５６】
図８は本発明の第７実施形態による光センサーの平面図である。図７に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００５７】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されたゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成される半導体層１１２とを含む。半導体層１１２は、ソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００５８】
第２基板２００は第２ベース基板２０１と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応して複数のサブセンサー窓２１６ａがドット状に形成される。サブセンサー窓２１６ａは矩形形状である。
【００５９】
図示するように、サブセンサー窓２１６ａは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域に、均一の間隔で配列される。第２長さＬ２は、チャンネル部ＣＨの図上下方向長さＬ１に、第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含むサイズに設定される。
【００６０】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１６ａを通じて入射する光が、第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１６ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００６１】
図９は本発明の第８実施形態による光センサーの平面図である。
図９に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、センサー窓２１７が形成された第２基板２００を含む。
【００６２】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層から形成されたゲート電極１１１と、第２金属層から形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレインで１１３、１１４との間に形成される半導体層１１２とを含む。半導体層１１２は、ソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００６３】
第２基板２００は、第２ベース基板２１０と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には、光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応して複数のサブセンサー窓２１７ａがドット状に形成される。サブセンサー窓２１７ａは矩形形状である。
【００６４】
図示するように、サブセンサー窓２１７ａは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域にジグザグに配列される。第２長さＬ２は、チャンネル部ＣＨの図上下方向長さＬ１に、第１基板１００と第２基板２００と間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含む。
【００６５】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１７ａを通じて入射する光が、第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１７ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００６６】
図１０は本発明の第９実施形態による光センサーの平面図である。
図１０に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００６７】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層で形成されたゲート電極１１１と、第２金属層で形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成された半導体層１１２とを含む。半導体層１１２はソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されるチャンネル部ＣＨを含む。
【００６８】
第２基板２００は、第２ベース基板２０１と第２ベース基板２１０上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には、光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してサブセンサー窓２１８ａが形成される。
【００６９】
図示するように、サブセンサー窓２１８ａは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域に複数個が配列される。各サブセンサー窓２１８ａは、第２長さＬ２を高さとする二等辺三角形状であり、図１０において正立状態及び倒立状態のものが交互に配列される。第２長さＬ２は、第１基板１００と第２基板２００との間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含む。
【００７０】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１８ａを通じて入射する光が、第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１８ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００７１】
図１１は本発明の第１０実施形態による光センサーの平面図である。
図１１に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００７２】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層で形成されたゲート電極１１１と、第２金属層で形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成された半導体層１１２とを含む。半導体層１１２はソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００７３】
第２基板２００は、第２ベース基板２０１と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には、光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してサブセンサー窓２１９ａが形成される。
【００７４】
図示するように、セブセンサー窓２１９ａは第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域に複数個配列される。各サブセンサー窓２１９ａは、第２長さＬ２を高さにする直角三角形状に形成され、図１１において正立状態及び倒立状態のものが交互に配列される。第２長さＬ２は、第１基板１００と第２基板２００との間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含む。
【００７５】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２１９ａを通じて入射する光が、第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２１９ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００７６】
図１２は本発明の第１１実施形態による光センサーの平面図である。
図１２に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００、及びセンサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００７７】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層で形成されたゲート電極１１１と、第２金属層で形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成された半導体層１１２とを含む。半導体層１１２は、ソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００７８】
第２基板２００は、第２ベース基板２０１と第ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には、光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してドット状にサブセンサー窓２２０ａが形成される。サブセンサー窓２２０ａは円形状である。
【００７９】
図示するように、サブセンサー窓２２０ａは第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域に均一に配列される。第２長さＬ２は、第１基板１００と第２基板２００との間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含む。
【００８０】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２２０ａを通じて入射する光が、第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２２０ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００８１】
図１３は本発明の第１２実施形態による光センサーの平面図である。
図１３に示すように、光センサーは光スイッチング素子１１０が形成された第１基板１００と、センサー窓が形成された第２基板２００を含む。
【００８２】
光スイッチング素子１１０は、第１金属層で形成されたゲート電極１１１と、第２金属層で形成されたソース電極１１３及びドレイン電極１１４と、ゲート電極１１１とソース及びドレイン電極１１３、１１４との間に形成された半導体層１１２とを含む。半導体層１１２は、ソース及びドレイン電極１１３、１１４に対応して形成されたチャンネル部ＣＨを含む。
【００８３】
第２基板２００は、第２ベース基板２０１と第２ベース基板２０１上に形成された遮光層２１０を含む。遮光層２１０には、光スイッチング素子１１０のチャンネル部ＣＨに対応してドット状にサブセンサー窓２２１ａが形成される。サブセンサー窓２２１ａが円形状である。
【００８４】
図示するように、サブセンサー窓２２１ａは、第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する基準領域にジグザグ形態で配列される。第２長さＬ２は、第１基板１００と第２基板２００との間のミスアラインを考慮した第１マージンΔＬ１を含む。
【００８５】
一方、光スイッチング素子１１０のゲート電極１１１の大きさは、サブセンサー窓２２１ａを通じて入射する光が、第１ベース基板１０１の下方に漏洩することを防止するために、サブセンサー窓２２１ａが形成された基準領域より大きく形成することが好ましい。
【００８６】
図１４は本発明の実施形態による表示パネルの部分平面図であり、図１５は図１４のII-II'ラインで切断した断面図である。
図示するように、表示パネルはアレイ基板４００、カラーフィルター基板５００を含む。
【００８７】
アレイ基板４００は、アクティブ領域ＡＡと光センシング領域ＳＡを含む。アクティブ領域ＡＡには、複数のデータラインＤＬと、複数のゲートラインＧＬと、データラインＤＬとゲートラインＧＬに接続された複数のスイッチング素子４１０と、スイッチング素子４１０に接続された画素電極４３０とが形成される。
【００８８】
センシング領域ＳＡには、複数のセンシングデータラインＳＤＬとセンシングゲートラインＳＧＬに連結された複数の光スイッチング素子４５０が形成される。
カラーフィルター基板５００は、アクティブ領域ＡＡに対応する第１領域にカラーフィルター５２０が形成され、光センシング領域ＳＡに対応する第２領域にセンサー窓５１１が形成される。カラーフィルター５２０は、遮光層５１０によって画定される画素空間に充填される。カラーフィルター５２０は、入射する光に応答して固有の色を発現するために、Ｒ（ＲＥＤ）、Ｇ（ＧＲＥＥＮ）、Ｂ（ＢＬＵＥ）カラーフィルターを含む。
【００８９】
図１４及び図１５に示すように、表示パネルはアレイ基板４００、アレイ基板に対向するカラーフィルター基板５００、及びアレイ基板４００とカラーフィルター基板５００間に介在する液晶層６００を含む。
【００９０】
アレイ基板４００は、透明基板４０１、スイッチング素子４１０、液晶キャパシタＣＬＣ用画素電極４３０及び光スイッチング素子４５０を含む。
スイッチング素子４１０は、第１ゲート電極４１１、第１半導体層４１２、第１ソース電極４１３及び第１ドレイン電極４１４を有する。第１ゲート電極４１１は、透明基板４０１上に形成され、第１ゲート電極４１１上にはゲート絶縁層４０３が形成される。第１半導体層４１２は、第１ゲート電極４１１が形成された領域に対応してゲート絶縁層４０３上に形成される。
【００９１】
第１半導体層４１２は、ゲート絶縁層４０３上に形成された第１活性層４１２ａ、及び第１活性層４１２ａ上に形成された第１抵抗性接触層４１２ｂを含む。第１半導体層４１２は、第１ソース電極及び第１ドレイン電極４１３、４１４に対応して第１抵抗性接触層４１２ｂの一定部分が除去された第１チャンネル部ＣＨ１が形成される。第１ソース電極及び第１ドレイン電極４１３、４１４上にはパッシベーション層４０５が形成される。
【００９２】
液晶キャパシタ用画素電極４３０は、第１ドレイン電極４１４の一定領域上に形成されたパッシベーション層４０５を除去したコンタクトホール４１６を通じてドレイン電極４１４と電気的に接続される。
【００９３】
光スイッチング素子４５０は、第２ゲート電極４５１、第２半導体層４５２、第２ソース電極４５３及び第２ドレイン電極４５４を有する。第２ゲート電極４５１は、透明基板４０１上に形成され、第２ゲート電極４５１上にはゲート絶縁層４０３が形成される。第２半導体層４５２は第２ゲート電極４５１が形成された領域に対応してゲート絶縁層４０３上に形成される。
【００９４】
第２半導体層４５２は、ゲート絶縁層４０３上に形成された第２活性層４５２ａ、及び第２活性層４５２ａ上に形成された第２抵抗性接触層４５２ｂを含む。第２半導体層４５２は、第２抵抗層接触層４５２ｂの一定部分が除去された第１長さＬ１を有する第２チャンネル部ＣＨ２が形成される。第２ソース電極及び第２ドレイン電極４５３、４５４上にはパッシベーション層４０５が形成される。
【００９５】
ここで、ゲート電極４１１、４５１、ソース及びドレイン電極４１３、４１４、４５３、４５４は単一金属層で形成することができ、多重金属層により形成することも可能である。金属層はアルミニウムＡｌまたはアルミニウム合金などアルミニウム系列の金属、銀や銀合金系列の金属、銅や銅合金などの銅系列の金属、モリブデンやモリブデン合金などのモリブデン系列の金属、クロムＣｒ、タンタルＴａまたはチタンＴｉを含む金属を含む。
【００９６】
カラーフィルター５００は、透明基板５０１、遮光層５１０、カラーフィルター層５２０、保護層５３０及び共通電極層５４０が形成される。
具体的に、遮光層５１０は光を遮断するための層で、画素電極４３０に対応する単位画素領域の内部空間を画定し、センサー窓５１１の領域を画定する。センサー窓５１１は第２長さＬ２と第２幅Ｗ２を有する。
【００９７】
具体的に、センサー窓５１１の第２長さＬ２は、アレイ基板とカラーフィルター基板４００、５００と間のミスアラインを考慮して、第１長さＬ１の両側にそれぞれ第１マージンΔＬ１分だけ拡張された長さを有する。望ましく、第１長さＬ１が４μｍであり第１マージンΔＬ１が７μｍ以上の場合、第２長さＬ２は１８μｍ以上にすることが好ましい。
【００９８】
一方、光スイッチング素子４５０の第２ゲート電極４５１の第３長さＬ３は、センサー窓５１１の第２長さＬ２より大きく形成される。このことは、センサー窓５１１を通じて入射する光が第１ベース基板４０１の下方に漏洩することを防止するためである。望ましくは、第２ゲート電極４５１の第３長さＬ３を、第２長さＬ２の両側にそれぞれ第１マージンΔＬ１より大きい第２マージンΔＬ２分だけ拡張された長さとすることが好ましい。たとえば、センサー窓２１１の第２長さＬ２が１８μｍ以上の場合、第３長さＬ３は３８μｍ以上にすることが好ましい。
【００９９】
カラーフィルター層２１０は、レッド、グリーン及びブルーカラーフィルターを含み、遮光層２１０によって画定された内部空間に充填される。
保護層２３０は、遮光層２１０とカラーフィルター層２１０上に形成され、平坦化膜及び保護膜の役割をする。共通電極層２４０は、透明導電層で、液晶キャパシタＣＬＣの第２電極に共通電圧が印加される。
【０１００】
図１６は本発明の実施形態による表示装置に対する概略的な平面図である。
図１６に示すように、液晶表示パネル１００は、画像を表示する表示領域ＤＡ及び表示領域ＤＡに隣接する第１及び第２周辺領域ＰＡ１、ＰＡ２を含む。表示領域ＤＡには画像を表示するアクティブ領域ＡＡ、及び外部光の強度を感知する光センシング領域ＳＡを含む。
【０１０１】
アクティブ領域ＡＡには、複数のゲートライン（ＧＬ１、ＧＬ２、...．．、ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）と複数のデータライン（ＤＬ１、ＤＬ２、．．．．、ＤＬｍ−１、ＤＬｍ）に接続される複数のスイッチング素子ＴＲ１が形成される。光センシング領域ＳＡには、外部光ＥＬの強度によって第１電圧Ｖ１を出力する光スイッチング素子ＴＲ２を含む光感知部７３０と、光感知部７３０をリセットするためのリセット部７４０が形成される。
【０１０２】
第１周辺領域ＰＡ１には、複数のゲートライン（ＧＬ１、ＧＬ２、．．．、Ｇｎ−１、ＧＬｎ）にゲート信号を出力するゲート駆動回路７４０が形成される。ゲート駆動回路７４０は、複数のステージＳＲＣ１、ＳＲＣ２、．．．ＳＲＣｎ、ＳＲＣｎ＋１が従属的に接続された１つのシフトレジスタから形成される。複数のステージＳＲＣ１、ＳＲＣ２、．．．．ＳＲＣｎは、複数のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎにそれぞれ連結され対応するゲートラインにゲート信号を出力する。一方、最後のステージＳＲＣｎ＋１はｎ番目のステージＳＲＣｎを駆動するために設けられた第１ダミステージである。
【０１０３】
ゲート駆動回路７１０に隣接する第１周辺領域ＰＡ１には、第１駆動電圧ＶＯＮが印加される第１駆動電圧配線ＶＯＮＬ、及び第１駆動電圧ＶＯＮと反転した位相を有する第２駆動電圧ＶＯＦＦが印加される第２駆動電圧配線ＶＯＦＦＬが設けられる。また、第１駆動電圧配線ＶＯＮＬに隣接し、１番目のステージＳＲＣ１に開始信号ＳＴを提供する開始信号配線ＳＴＬがさらに設けられる。
【０１０４】
第２周辺領域ＰＡ２には、複数のデータラインＤＬ１、ＤＬ２、．．．．ＤＬｍ−１、ＤＬｍにデータ信号を出力するデータ駆動回路７２０が配置される。また、光感知部７３０から第１電圧Ｖ１を第２電圧Ｖ２に変換して出力するリードアウト部７５０が形成される。
【０１０５】
図１７は図１６に示された光感知部の動作を説明するための回路図である。
図１６及び図１７に示すように、表示装置７００は光感知部７３０、リセット部７４０、リードアウト部７５０、駆動制御部７６０及び光発生部８００を含む。
【０１０６】
光感知部７３０は、複数の光スイッチング素子ＴＲ２、複数の第１ストレージキャパシタＣＳ１を含む。光スイッチング素子ＴＲ２は、それぞれ第１駆動電圧配線ＶＯＮＬに接続されたドレイン電極ＤＥ２、第１ストレージキャパシタＣＳ１に接続されたソース電極ＳＥ２、及び第２駆動電圧ＶＯＦＦが提供される第２駆動電圧配線に接続されたゲート電極ＧＥ２で構成される。
【０１０７】
第１ストレージキャパシタＣＳ１は、それぞれ第２駆動電圧配線ＶＯＦＦＬに接続された第１電極ＬＥ１及び第１リードアウト配線ＲＬ１に接続され、絶縁層を介して第１電極に対向する第２電極ＵＥ１からなる。第１ストレージキャパシタＣＳ１は、対応する光スイッチング素子ＴＲ２から出力された光電流ＩＰＨに対応する第１電圧Ｖ１を充填する。
【０１０８】
第１リードアウト配線ＲＬ１は、第１ストレージキャパシタＣＳ１に共通に接続され、第１ストレージキャパシタＣＳ１に充電された第１電圧Ｖ１はリードアウト配線ＲＬ１を通じて出力される。
【０１０９】
リードアウト部７５０は、リードアウトスイッチング素子ＴＲ３と第２ストレージキャパシタＣＳを含む。リードアウトスイッチング素子ＴＲ３は、リードアウト信号を受信するゲート電極ＧＥ３、第１リードアウト配線ＲＬ１に接続されたドレイン電極ＤＥ３及び第２ストレージキャパシタＣＳ２に接続されたソース電極ＳＥ３で構成される。リードアウト信号に応答してリードアウトスイッチング素子ＴＲ３がターンオンすると、第１リードアウト配線ＲＬ１から提供された第１電圧Ｖ１はリードアウトスイッチング素子ＴＲ３を通じて第２電圧Ｖ２に変換される。
【０１１０】
第２ストレージキャパシタＣＳ２の第１電極ＬＥ２は、第２駆動電圧配線ＶＯＦＦＬに接続され、第２電極ＵＥ２は絶縁層を介して第１電極ＬＥ２に対向して第２リードアウト配線ＲＬ２に接続される。第２ストレージキャパシタＣＳ２には、リードアウトスイッチング素子ＴＲ３を通過した第２電圧Ｖ２が充電される。
【０１１１】
リセット部７４０は、所定の時間間隔で光感知部４００を初期化する。リセット部７４０は、リセット信号を受信するゲート電極ＧＥ４、第１リードアウト配線ＲＬ１に接続されたドレイン電極ＤＥ４及び第２駆動電圧配線ＶＯＦＦＬに接続されたソース電極ＳＥ４からなるリセットスイッチング素子ＴＲ４を含む。
【０１１２】
リセットスイッチング素子ＴＲ４は、リセット信号に応答して第１ストレージキャパシタＣＳ１に充電された電荷を、第２駆動電圧配線ＶＯＦＦＬを通じて第２駆動電圧ＶＯＦＦに放電する。従って、リセットスイッチング素子ＴＲ４は、第１ストレージキャパシタＣＳ１を周期的に初期化することができる。
【０１１３】
駆動制御部７６０は、リードアウト部７５０と電気的に接続された１つのオペアンプ（以下、比較器）７６１で構成される。比較器７６１は予め設定された基準電圧ＶＲＦＦと第２リードアウト配線ＲＬ２から出力された第２電圧Ｖ２とを比較する。比較器７６１は基準電圧ＶＲＦＦと第２電圧Ｖ２との比較結果によって第１制御電圧Ｖ＋または第２制御電圧Ｖ−を出力する。
【０１１４】
駆動制御部７６０の出力電圧ＶＯＵＴに対応して光発生部８００の動作を制御する。具体的に、出力電圧ＶＯＵＴが第１制御電圧Ｖ＋の場合、光発生部８００は内部光１Ｌを遮断する。また、出力電圧ＶＯＵＴが第２制御電圧Ｖ−の場合、光発生部８００は内部光ＩＬを出射する。従って、表示装置７００は外部光ＥＬに対応して内部光ＩＬの出射の要否または明るさの程度を制御して消費電力を減少させる。
【０１１５】
以上、説明したように、本発明によると光センサーの第１基板と第２基板と間のミスアラインによる漏洩電流を減少させ、光センサーの信頼性を向上することができる。
以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１実施形態による光センサーの平面図である。
【図２】図１のI−I’線に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による光センサーの平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態による光センサーの平面図である。
【図５】本発明の第４実施形態による光センサーの平面図である。
【図６】本発明の第５実施形態による光センサーの平面図である。
【図７】本発明の第６実施形態による光センサーの平面図である。
【図８】本発明の第７実施形態による光センサーの平面図である。
【図９】本発明の第８実施形態による光センサーの平面図である。
【図１０】本発明の第９実施形態による光センサーの平面図である。
【図１１】本発明の第１０実施形態による光センサーの平面図である。
【図１２】本発明の第１１実施形態による光センサーの平面図である。
【図１３】本発明の第１２実施形態による光センサーの平面図である。
【図１４】本発明の実施形態による表示パネルの部分平面図である。
【図１５】図１１のII-II'線に沿って切断した断面図である。
【図１６】本発明の実施形態による表示装置に対する概略的な平面図である。
【図１７】図１６に示された光感知部の動作を説明するための回路図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００      第１基板
１１０      光スイッチング素子
１１１      ゲート電極
２００      第２基板
２１０      遮光層
２１１      センサー窓
【図１】
2006171669.tif 000003
【図２】
2006171669.tif 000004
【図３】
2006171669.tif 000005
【図４】
2006171669.tif 000006
【図５】
2006171669.tif 000007
【図６】
2006171669.tif 000008
【図７】
2006171669.tif 000009
【図８】
2006171669.tif 000010
【図９】
2006171669.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006171669.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006171669.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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