(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の領域が定義されて、前記各領域は入射光の強さによって電荷量を発生させる多数の感知素子と、前記感知素子の電荷量情報を蓄積する多数のストレージ部と、前記ストレージ部の情報を外部制御信号によって出力する多数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子と接続されている複数のリード線を含むアレー基板と、前記アレー基板下部に配置されて前記アレー基板の各領域に独立に光を提供するバックライトと、複数個の回路で構成されて、前記各回路は前記アレー基板の各領域のｎ番目に対応する位置に配設されたリード線を共通に接続したリードアウトＩＣと、前記アレー基板と前記バックライト間に、前記基板に垂直な方向に入射される光のみを通過させるフィルムとを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ型光センサー。
【請求項２】
前記回路の数は各領域に各々配設されたリード線の数より多いことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ型光センサー。
【請求項３】
前記バックライトは前記複数個の領域に各々対応して独立に光を提供する複数個のバックライトであることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ型光センサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ型光センサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にファクシミリまたはデジタル複写機などの映像処理装置で映像判読機として用いられる光センサーは、内部光源から光を受けた被写体から反射された光の強さによって電荷を蓄積して、蓄積された電荷を駆動回路を通して外部に出力する装置である。情報化時代の発展によって光センサーは個人を識別する認識装置である指紋感知器にも適用されている。
【０００３】
最近薄膜トランジスタを利用した光センサーに対する研究が活発に行われている。
薄膜トランジスタ型光センサーは光を発生させる光源と感知しようとする被写体に光を透過させるウィンドウ、ウィンドウを通して光源から光を受けた被写体から反射された光の強さによって光電流を発生させるセンサ薄膜トランジスタ、伝達を受けた電荷量を情報として蓄積するストレージキャパシタ及び外部制御信号によってストレージキャパシタに蓄積された電荷量情報をスイッチングするスイッチ薄膜トランジスタで構成される。
【０００４】
以下、添付した図面を参照して従来の薄膜トランジスタ型光センサーについて説明する。
図１は従来の薄膜トランジスタ型光センサーを示す図面であり、図１に図示したように薄膜トランジスタ型光センサーは外部からの情報を感知してこれを蓄積及び伝達するアレー基板１と、光を発生させてアレー基板１に伝達するバックライト２で構成され、アレー基板１がバックライト２上部に配置されている。
【０００５】
ここで、薄膜トランジスタ型光センサーのアレー基板１にはセンサ薄膜トランジスタとストレージキャパシタ及びスイッチ薄膜トランジスタで構成された単位画素が繰り返して型成されている。
【０００６】
図２はこのような薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板に対する配置図として単位画素を示し、図３は図２におけるIII−III線に沿って切断した断面図である。
【０００７】
図２及び図３に図示したように、薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板では透明基板１０上の単位画素領域を感光領域Ａ、蓄積領域Ｂ及びスイッチング領域Ｃに定義でき、各領域には金属のような導電物質で構成されたセンサゲート電極２２、第１ストレージ電極２４、スイッチゲート電極２６が各々型成されている。図示したように、センサゲート電極２２とスイッチゲート電極２６は各々センサゲート配線２１及びスイッチゲート配線２５の一部である場合もあり、または分枝の場合もある。第１ストレージ電極２４はセンサゲート配線２１と接続されている。
【０００８】
センサゲート電極２２と第１ストレージ電極２４、そしてスイッチゲート電極２６上部には第１絶縁膜３０が型成されてこれらを覆っている。
【０００９】
第１絶縁膜３０上には各々センサ半導体層４１とスイッチ半導体層４２が型成されており、その上にセンサオーミックコンタクト層５１、５２とスイッチオーミックコンタクト層５３、５４が各々型成されている。
【００１０】
その上に導電物質で構成されたセンサソース電極６２とセンサドレーン電極６３、第２ストレージ電極６４、そしてスイッチソース電極６６及びスイッチドレーン電極６７が型成されている。センサソース電極６２はセンサデータ配線６１と接続されていてセンサゲート電極６２を中心にセンサドレーン電極６３と向かい合っており、スイッチソース電極６６はスイッチデータ配線６５と接続されていてスイッチゲート電極２６を中心にスイッチドレーン電極６７と向かい合っている。また、第２ストレージ電極６４は第１ストレージ電極２４と重畳されていてセンサドレーン電極６３及びスイッチドレーン電極６７と接続されている。前記第１及び第２ストレージ電極２４、６４とその間の第１絶縁膜３０はストレージキャパシタＣを構成する。
【００１１】
次に、第２絶縁膜７０がセンサソース電極６２及びセンサドレーン電極６３、第２ストレージ電極６４、そしてスイッチソース電極６６及びスイッチドレーン電極６７を覆っている。
【００１２】
続いて、スイッチ半導体層４２上部の第２絶縁膜７０上には不透明物質で構成された遮光幕パターン８０が型成されている。前記センサソース電極６２とセンサドレーン電極６３及びセンサゲート電極２２はセンサＴＦＴ（Ｔ１）を構成し、前記スイッチソース電極６６とスイッチドレーン電極６７及びスイッチゲート電極２６はスイッチＴＦＴ（Ｔ２）を構成する。
【００１３】
図４は従来の薄膜トランジスタ型光センサーの平面図である。
スイッチ薄膜トランジスタによってスイッチングされた情報は図４に図示したようにアレー基板９１の片側端でスイッチデータ配線（図２の６５）と接続されているリード線すなわち、出力線パッド９２を通してリードアウトＩＣ９３に伝達されて情報を読出す。
【００１４】
すなわち、バックライト（図１の２）がオンされた時、各センサ薄膜トランジスタで生成した情報はストレージキャパシタに蓄積されて、続いて外部信号によってスイッチ薄膜トランジスタを通してスイッチングされた後、スイッチデータ配線６５及びリード線９２によってリードアウトＩＣ９３に伝達される。
【００１５】
ここで、リード線９２はスイッチデータ配線６５と各々一対一対応して接続されており、リードアウトＩＣ９３はリード線９２からの情報を各々引き出すためにリード線９２に該当する数ほどの回路で構成される。ところで、このような場合リードアウトＩＣはリード線９２と同じ数の回路で構成されるのでその体積が非常に大きくなって、回路の数が多いので収率も落ちる問題がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、製造費用を低減して収率を向上させることができるようにリードアウトＩＣ面積を減少させた薄膜トランジスタ型光センサーを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明による薄膜トランジスタ型光センサーは、複数個の領域が定義されて、入射光の強さによって電荷量を発生させる多数の感知素子と、前記感知素子の電荷量形態の情報を蓄積する多数のストレージ部と、前記ストレージ部の情報を外部制御信号によって出力する多数のスイッチング素子及び前記スイッチング素子と接続されている複数のリード線を含むアレー基板と、
前記アレー基板下部に配置されていて前記アレー基板の各領域に独立に光を提供するバックライト、および、
複数個の回路で構成されて、前記各回路は前記アレー基板の各領域のｎ番目対応する位置に配設されたリード線を共通に接続したリードアウトＩＣを含む。
【００１８】
ここで、回路の数は各領域に各々配設されたリード線の数より多いのが望ましい。
また、バックライトは複数個の領域に各々対応して独立に光を提供する複数個のバックライトでありうる。
【００１９】
本発明による薄膜トランジスタ型光センサーでは前記アレー基板と前記バックライト間に、前記基板に垂直な方向に入射される光のみ通過させるフィルムをさらに含むこともできる。
【００２０】
このように本発明による薄膜トランジスタ型光センサーでは複数の領域に分けて各領域別に情報を引き出すことによってリードアウトＩＣの回路数を減少させることができるので製造費用が減って収率を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施例による薄膜トランジスタ型光センサーに対して詳細に説明する。
【００２２】
図５は本発明による薄膜トランジスタ型光センサー１００の平面図を図示したものである。
【００２３】
図５に図示したように本発明による薄膜トランジスタ型光センサー１００ではアレー基板１１０上の領域を第１、第２、第３の三領域１１１、１１２、１１３に分けてアレー基板１１０下部に位置するバックライト（図６の１７０）が各領域で独立にオン／オフする。ここではアレー基板１１０上の領域を三部分に分けて説明しているが、領域の数は可変であるが、少なくとも二つ以上の領域に分けられなければならない。この時、バックライト（図６の１７０）は三領域１１１、１１２、１１３に各々対応して独立に光を提供する三個のバックライト領域（図６の１７０ａ及び１７０ｂ、１７０ｃ）で構成され、バックライトの数は領域の数によって変化しても良い。
【００２４】
アレー基板１１０上のスイッチデータ配線（図示せず）はリード線１２１、１２２、１３１、１３２、１４１、１４２を通してリードアウトＩＣ１５０の各回路１５１、１５２と接続されているが、第１回路１５１には第１領域１１１の第１リード線１２１と第２領域１１２の第１リード線１３１、そして第３領域１１３の第１リード線１４１が接続されている。続いて、第２回路１５２には第１領域１１１の第２リード線１２２と第２領域１１２の第２リード線１３２、そして第３領域１１３の第２リード線１４２が接続されている。このように各回路１５１、１５２はアレー基板１１０上の各領域のｎ（ｎは定数）番目対応する位置に配設されたリード線を共通で接続する。
【００２５】
したがって、第１領域１１１に該当するバックライトをオンさせて感知されたデータをリードアウトＩＣ１５０を通してまず出力した後バックライトをオフさせて、再び第２領域１１２に該当するバックライトをオンさせてデータを感知した後リードアウトＩＣ１５０を通して出力した後バックライトをオフした次に、第３領域１１３に該当するバックライトをオンさせてデータを感知してこれを出力する。
【００２６】
換言すれば、第１領域１１１に該当するバックライトをオンさせて第１領域１１１で情報を生成して、生成した情報を第１領域１１１の第１リード線１２１と第２リード線１２２を通して各々リードアウトＩＣ１５０の第１回路１５１と第２回路１５２に伝達する。次に、第１領域１１１のバックライトをオフした後、第２領域１１２に該当するバックライトをオンさせて第２領域１１２で情報を生成して、生成した情報を第２領域１１２の第１リード線１３１と第２リード線１３２を通して各々リードアウトＩＣ１５０の第１回路１５１と第２回路１５２に伝達する。続いて、第２領域１１２のバックライトをオフして第３領域１１３に該当するバックライトをオンさせて第３領域１１３で情報を生成した後、生成した情報を第３領域１１３の第１リード線１４１と第２リード線１４２を通して各々リードアウトＩＣ１５０の第１回路１５１と第２回路１５２に伝達する。
【００２７】
ここで、第１領域１１１に該当するバックライトがオンされた時、第１領域１１１に位置するセンサ薄膜トランジスタ（図示せず）に光が入射されて情報が生成するが、第２領域１１２及び第３領域１１３に該当するバックライトはオフ状態であるために第２領域１１２及び第３領域１１３に位置するセンサ薄膜トランジスタ（図示せず）には光が入射されないので作動しない。したがって、各領域の対応する位置に型成されているリード線１２１、１３１、１４１、１２２、１３２、１４２が一つの回路１５１、１５２と接続されても所望する領域の情報のみを引き出すことができる。
【００２８】
このように本発明ではリードアウトＩＣ１５０の回路１５１、１５２が各領域の対応する位置に型成されているリード線１２１、１３１、１４１、１２２、１３２、１４２と接続されていて各領域別にデータを出力することによって総リード線１２１、１２２、１３１、１３２、１４１、１４２の数に比べてリードアウトＩＣ１５０の回路１５１、１５２数は領域の数に反比例して減少する。また、リードアウトＩＣ１５０の回路数を各領域のリード線の数より多くして、誤動作する回路が発生する場合に、他の回路を利用することによって不良を防止できる。
【００２９】
図６は本発明の実施例による薄膜トランジスタ型光センサーの断面図を図示したものである。
【００３０】
本発明のように選択された領域のデータを出力する過程で該領域のバックライトによって隣接する領域に光が入って誤ったデータを発生させる場合もあるが、これを防止するために図６に図示したようにアレー基板１１０とバックライト１７０間に光遮断フィルム１６０を用いることができる。このフィルム１６０はフィルムに垂直な方向に入射される光は通過させてそれ以外の光は遮断する性質を有するものであり最近３Ｍ社で製造しており、このような特性を有するフィルムをノートブックに適用した例が知られている。
【００３１】
したがって、光遮断フィルム１６０を利用していずれか一領域１７０ａ、１７０ｂ、または１７０ｃのバックライト１７０がオンされた時このバックライト１７０からの光は該バックライト領域１７０ａ、１７０ｂ、または１７０ｃ上部に位置するアレー基板１１０上の領域に入射されて、該バックライト領域１７０ａ、１７０ｂ、または１７０ｃからの光が隣接する領域に入射される場合この光は一定角を有して入るようになって光遮断フィルム１６０によって遮断されるのでアレー基板１１０上に到達できないために所望する領域の情報のみを得ることができる。
【００３２】
このように本発明では薄膜トランジスタ型光センサーをｍ（ｍは１より大きな定数）個の領域に分けて各領域のスイッチデータ配線を一つのリードアウトＩＣに接続することによってリードアウトＩＣの数が１/ｍに減少する。
【００３３】
したがって、ボンディングパッドの数も減少し、回路の数が少なくなるので製造費用を減少させることが可能になり、収率も増大する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板では次のような効果がある。
本発明では薄膜トランジスタ型光センサーの情報を引き出すリードアウトＩＣで回路の数を減少させるのでリードアウトＩＣの体積が小さくなり製造費用を減少させることができる。また、リードアウトＩＣの収率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般的な薄膜トランジスタ型光センサーの配置図。
【図２】  従来の薄膜トランジスタ型光センサーアレー基板の一部平面図。
【図３】  図２でIII−III線を沿って切った断面図。
【図４】  従来の薄膜トランジスタ型光センサーの平面図。
【図５】  本発明による薄膜トランジスタ型光センサーの平面図。
【図６】  本発明による薄膜トランジスタ型光センサーの断面図。
【符号の説明】
１１０：アレー基板
１２１、１２２：第１領域リード線
１３１、１３２：第２領域リード線
１４１、１４２：第３領域リード線
１５０：リードアウトＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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