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KR20080064412A - Photosensor - Google Patents

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KR20080064412A
KR20080064412A KR1020070001280A KR20070001280A KR20080064412A KR 20080064412 A KR20080064412 A KR 20080064412A KR 1020070001280 A KR1020070001280 A KR 1020070001280A KR 20070001280 A KR20070001280 A KR 20070001280A KR 20080064412 A KR20080064412 A KR 20080064412A
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KR
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liquid crystal
semiconductor
signal
sensing
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KR1020070001280A
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Korean (ko)
Inventor
심승환
최재범
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

An optical sensor is provided to form an etch stopper without additional masks and to provide an optical sensor with low voltage high output by using an amorphous silicon thin film transistor. An optical sensor includes a gate electrode(120), a gate insulation layer(140), a semiconductor(150), an oxide layer(160), a resistive contact member(170), and a passivation layer(180). The gate electrode is formed on a substrate. The gate insulation layer is formed on the gate electrode. The semiconductor is formed on the gate insulation layer. The oxide layer is formed on the semiconductor. The resistive contact member is formed on the oxide layer. The passivation layer is formed on the resistive contact member. The semiconductor is formed by a hydro-amorphous silicon.

Description

광센서{PHOTOSENSOR}Optical sensor {PHOTOSENSOR}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display including an optical sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display including an optical sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a liquid crystal display including an optical sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광센서의 감지 소자의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a sensing element of an optical sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 광센서에 관한 것이다.The present invention relates to an optical sensor.

표시 장치에는 스스로 발광하는 음극선관(cathode ray tube), 유기 발광 표시 장치(organic electro-luminescence display) 및 플라즈마 표시장치(PDP, plasma display)등과 스스로 발광하지 못하고 별도의 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(liquid crystal display) 등이 있다.The display device includes a cathode ray tube, an organic electro-luminescence display, a plasma display, and a liquid crystal display that do not emit light by themselves and require a separate light source. (liquid crystal display).

일반적인 액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT)등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.A general liquid crystal display device includes two display panels including a pixel electrode and a common electrode and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The pixel electrodes are arranged in a matrix form and connected to a switching element such as a thin film transistor (TFT) to receive data voltages one by one in sequence. The common electrode is formed over the entire surface of the display panel and receives a common voltage. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal layer therebetween form a liquid crystal capacitor, and the liquid crystal capacitor becomes a basic unit that forms a pixel together with a switching element connected thereto.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 화소별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.In such a liquid crystal display, a voltage is applied to two electrodes to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is adjusted to adjust the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image. In this case, in order to prevent deterioration caused by the application of an electric field in one direction for a long time, the polarity of the data voltage with respect to the common voltage is inverted frame by frame, row by pixel, or pixel by pixel.

최근 이러한 액정 표시 장치에 광센서를 구비한 제품이 개발되어 왔다. 광센서는 손 또는 터치 펜(touch pen) 등이 액정 표시 장치의 화면에 접촉하면 이에 따라 광의 변화를 감지하고 이에 기초한 감지 신호를 액정 표시 장치에 제공한다. 액정 표시 장치는 광센서로부터 감지 신호를 받아 적절히 처리하여 외부 장치로 전송하며, 외부 장치는 처리된 감지 신호로부터 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 판단하여 이에 기초한 영상 신호를 액정 표시 장치에 전송한다.Recently, a product having an optical sensor in such a liquid crystal display has been developed. The optical sensor detects a change in light according to the touch of a hand, a touch pen, or the like on the screen of the liquid crystal display, and provides the sensing signal to the liquid crystal display. The liquid crystal display receives a detection signal from an optical sensor, processes the signal appropriately, and transmits the detected signal to an external device. do.

본 발명에 의한 기술적 과제는 비정질 규소 박막 트랜지스터를 이용한 저전압 고출력 광센서를 제공하고, 추가적인 마스크 없이 에치 스톱퍼(etch stopper)를 형성할 수 있는 광센서를 제공하는 데 있다.The present invention provides a low voltage high output optical sensor using an amorphous silicon thin film transistor and provides an optical sensor capable of forming an etch stopper without an additional mask.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 광센서는 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체, 상기 반도체 위에 형성되어 있는 산화막, 상기 산화막 위에 형성되어 있는 저항성 접촉 부재, 그리고 상기 저항성 접촉 부재 위에 형성되어 있는 보호막을 포함한다.The optical sensor according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem is a gate electrode formed on a substrate, a gate insulating film formed on the gate electrode, a semiconductor formed on the gate insulating film, is formed on the semiconductor An oxide film, an ohmic contact member formed on the oxide film, and a protective film formed on the ohmic contact member.

상기 반도체는 수소화 비정질 규소로 이루어질 수 있다.The semiconductor may be made of hydrogenated amorphous silicon.

상기 반도체는 300Å 내지 1000Å일 수 있다.The semiconductor may be 300 kW to 1000 kW.

상기 산화막은 1nm 내지 3nm일 수 있다.The oxide layer may be 1 nm to 3 nm.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.

이제 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 내장하는 표시 장치에 대하여 도면 을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A display device incorporating an optical sensor according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 개략도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display including an optical sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display including an optical sensor according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic diagram of a liquid crystal display including an optical sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 영상 주사부(400), 데이터 구동부(500), 감지 주사부(700), 신호 판독부(800), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(550), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, an image scanning unit 400, a data driver 500, and a sensing scan connected thereto. The unit 700 includes a signal reader 800, a gray voltage generator 550 connected to the data driver 500, and a signal controller 600 for controlling the gray voltage generator 550.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm, S1-Sn, P1-Pm, PSG, PSD)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.The liquid crystal panel assembly 300 is connected to a plurality of signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , S 1 -S n , P 1 -P m , P SG , and P SD in an equivalent circuit. It includes a plurality of pixels arranged in a substantially matrix form.

신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 영상 주사 신호를 전달하는 복수의 영상 주사선(G1-Gn)과 영상 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 영상 주사선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The signal lines G 1 -G n and D 1 -D m include a plurality of image scanning lines G 1 -G n for transmitting an image scanning signal and data lines D 1 -D m for transmitting an image data signal. do. The image scanning lines G 1 -G n extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines D 1 -D m extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.

신호선(S1-Sn, P1-Pm)은 감지 주사 신호를 전달하는 복수의 감지 주사선(S1- Sn)과 감지 신호를 전달하는 감지 신호선(P1-Pm)을 포함한다. 감지 주사선(S1-Sn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 감지 신호선(P1-Pm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.Includes a detection signal (P 1 -P m) to pass - (S n S 1) and the detection signal lines (S 1 -S n, P 1 -P m) comprises a plurality of scan lines for transmitting a detection signal detected injection . The sensing scan lines S 1 -S n extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the sensing signal lines P 1 -P m extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.

신호선(PSG, PSD)은 제어 전압(VSG)을 전달하는 제어 전압선(PSG)과 입력 전압(VSD)을 전달하는 입력 전압선(PSD)을 포함하며, 행 또는 열 방향으로 뻗어 있다.The signal lines P SG and P SD include a control voltage line P SG for transmitting the control voltage V SG and an input voltage line P SD for transferring the input voltage V SD , and extend in the row or column direction. have.

각 화소는 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(QS1)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.Each pixel includes a switching element Q S1 connected to a signal line G 1 -G n , D 1 -D m , and a liquid crystal capacitor C LC and a storage capacitor C ST connected thereto. It includes. The holding capacitor C ST can be omitted as necessary.

박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(QS1)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 영상 주사선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.The switching element Q S1 , such as a thin film transistor, is a three-terminal element whose control terminal and input terminal are connected to the image scanning line G 1 -G n and the data line D 1 -D m, respectively, and the output terminal is a liquid crystal. It is connected to a capacitor (C LC ) and a holding capacitor (C ST ).

액정 축전기(CLC)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 화소 전극(도시하지 않음)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(도시하지 않음)을 두 단자로 하며 두 전극 사이의 액정층은 유전체로서 기능한다. 화소 전극은 스위칭 소자(Qs1)에 연결되며 공통 전극은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다.The liquid crystal capacitor C LC has two terminals, a pixel electrode (not shown) of the lower panel 100 of the liquid crystal panel assembly 300 and a common electrode (not shown) of the upper panel 200. The liquid crystal layer functions as a dielectric. The pixel electrode is connected to the switching element Q s1 , and the common electrode is formed on the front surface of the upper panel 200 and receives the common voltage V com .

액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C ST , which serves as an auxiliary part of the liquid crystal capacitor C LC , is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and a pixel electrode of the lower panel 100 with an insulator interposed therebetween. A predetermined voltage such as the common voltage V com is applied to the signal line of. However, the storage capacitor C ST may be formed such that the pixel electrode overlaps the front gate line directly above the insulator.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색필터(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.On the other hand, to implement color display, each pixel uniquely displays one of the three primary colors (spatial division) or each pixel alternately displays the three primary colors over time (time division) so that the desired color can be selected by the spatial and temporal sum of these three primary colors. To be recognized. As an example of spatial division, each pixel may include a red, green, or blue color filter (not shown) in a region corresponding to the pixel electrode.

또한 화소는 광센서를 포함하는데, 이는 신호선(PSG, PSD)에 연결된 감지 소자(QP), 신호선(S1-Sn, P1-Pm)에 연결된 스위칭 소자(QS2)와 이들에 연결된 감지 신호 축전기(CP)를 포함한다. 그러나 모든 화소가 이러한 광센서를 포함할 필요는 없고, 예를 들면, 복수의 화소 중 하나의 화소가 광센서를 포함하거나, 소정 간격으로 놓인 화소마다 광센서를 포함할 수도 있다. 즉, 광센서의 형성 밀도는 필요에 따라 조정될 수 있으며, 이에 따라 감지 주사선(S1-Sn) 및 감지 신호선(P1-Pm)의 수효도 조정될 수 있다.The pixel also includes an optical sensor, which includes a sensing element Q P connected to the signal lines P SG , P SD , and a switching element Q S2 connected to the signal lines S 1 -S n , P 1 -P m . And a sense signal capacitor C P connected thereto. However, not all pixels need to include such an optical sensor, and for example, one pixel of the plurality of pixels may include an optical sensor or an optical sensor for each pixel spaced at predetermined intervals. That is, the formation density of the photosensor may be adjusted as needed, and accordingly, the number of sensing scan lines S 1 -S n and sensing signal lines P 1 -P m may be adjusted.

감지 소자(QP)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 제어 전압선(PSG)과 입력 전압선(PSD)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 감지 신호 축전기(CP) 및 스위칭 소자(QS2)에 연결되어 있다. 감지 소자(QP)는 그 채널부 반도체에 빛이 조사되면 비정질 규소 또는 다결정 규소로 이루어진 채널부 반도체가 광전류를 형성하고, 입력 전압선(PSD)에 인가된 입력 전압(VSD)에 의해 광전류가 감지 신호 축전기(CP) 및 스위칭 소자(QS2) 방향으로 흐른다.The sensing element Q P is a three-terminal element whose control terminal and input terminal are connected to the control voltage line P SG and the input voltage line P SD, respectively, and the output terminal is a sensing signal capacitor C P and a switching element. Is connected to (Q S2 ). In the sensing element Q P , when the channel semiconductor is irradiated with light, the channel semiconductor consisting of amorphous silicon or polycrystalline silicon forms a photo current, and the photo current is generated by the input voltage V SD applied to the input voltage line P SD . Flows in the direction of the sense signal capacitor C P and the switching element Q S2 .

감지 신호 축전기(CP)는 감지 소자(QP)와 제어 전압선(PSG) 사이에 연결되어 있고, 감지 소자(QP)로부터의 광전류에 따른 전하를 축적하여 소정 전압을 유지한다. 감지 신호 축전기(CP)는 필요에 따라 생략할 수 있다.The sensing signal capacitor C P is connected between the sensing element Q P and the control voltage line P SG , and accumulates charges according to the photocurrent from the sensing element Q P to maintain a predetermined voltage. The sensing signal capacitor C P may be omitted as necessary.

스위칭 소자(QS2) 역시 삼단자 소자로서 그 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자는 각각 감지 주사선(S1-Sn), 감지 신호선(P1-Pm) 및 감지 소자(QP)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(QS2)는 감지 주사선(S1-Sn)에 스위칭 소자(QS2)를 턴 온시키는 전압이 인가되면 감지 신호 축전기(CP)에 저장되어 있는 전압 또는 감지 소자(QP)로부터의 광전류를 감지 신호(VP)로서 감지 신호선(P1-Pm)으로 출력한다.The switching element Q S2 is also a three-terminal element whose control terminal, output terminal and input terminal are connected to the sensing scan lines S 1 -S n , the sensing signal lines P 1 -P m and the sensing elements Q P, respectively. It is. The switching element Q S2 is a voltage stored in the sensing signal capacitor C P or the sensing element Q P when a voltage for turning on the switching element Q S2 is applied to the sensing scan lines S 1 -S n . The photocurrent from is output to the sensing signal lines P 1 -P m as sensing signals V P.

여기서 스위칭 소자(QS1, QS2) 및 감지 소자(QP)는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon) 박막 트랜지스터로 이루어질 수 있다.The switching elements Q S1 and Q S2 and the sensing element Q P may be formed of amorphous silicon or poly crystalline silicon thin film transistors.

한편 광센서가 화소에 포함되어 있는 것으로 설명하였으나 광센서는 화소 사이 또는 화소 밖의 별도의 영역에 배치될 수도 있다.Meanwhile, although the optical sensor is described as being included in the pixel, the optical sensor may be disposed in a separate area between the pixels or outside the pixel.

도 3에 도시한 바와 같이, 액정 표시판 조립체(300)는 표시 영역(31)을 정의하는 블랙 매트릭스(32)를 포함하며, 화소와 신호선(G1-Gn, D1-Dm, S1-Sn, P1-Pm, PSG, PSD)의 대부분은 표시 영역(31) 내에 위치한다. 상부 표시판(200)은 하부 표시판(100)보다 크기가 작아서 하부 표시판(100)의 일부 영역이 노출되며, 이 영역은 데이터선(D1-Dm)이 연장되어 데이터 구동부(500)와 연결된다. 주사선(G1-Gn, S1-Sn)은 또한 블랙 매트릭스(32)로 가려진 영역으로 연장되어 영상 주사부(400) 및 감지 주사부(700)와 각각 연결된다.As shown in FIG. 3, the liquid crystal panel assembly 300 includes a black matrix 32 defining a display area 31, and includes pixels and signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , S 1. Most of -S n , P 1 -P m , P SG , and P SD are located in the display area 31. Since the upper panel 200 is smaller than the lower panel 100, a portion of the lower panel 100 is exposed, and the data line D 1 -D m extends to be connected to the data driver 500. . The scan lines G 1 -G n and S 1 -S n also extend into regions obscured by the black matrix 32 to connect with the image scanning unit 400 and the sensing scanning unit 700, respectively.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(550)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.Referring back to FIG. 1, the gray voltage generator 550 generates two sets of gray voltages related to the transmittance of the pixel. One of the two sets has a positive value for the common voltage (V com ) and the other set has a negative value.

영상 주사부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 주사선(G1-Gn)에 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 영상 주사 신호를 영상 주사선(G1-Gn)에 인가한다.The image scanning unit 400 is connected to the image scanning lines G 1 -G n of the liquid crystal panel assembly 300 to display an image scanning signal formed by a combination of a gate on voltage V on and a gate off voltage V off . It is applied to the scan line G 1 -G n .

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(550)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가한다.The data driver 500 is connected to the data lines D 1 -D m of the liquid crystal panel assembly 300 to select the gray voltage from the gray voltage generator 550 and apply the gray voltage to the pixel as a data signal.

감지 주사부(700)는 액정 표시판 조립체(300)의 감지 주사선(S1-Sn)에 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 감지 주사 신호를 감지 주사선(S1-SN)에 인가한다.The sensing scan unit 700 is connected to the sensing scan lines S 1 -S n of the liquid crystal panel assembly 300 to sense a sensing scan signal formed by a combination of a gate on voltage V on and a gate off voltage V off . It is applied to the scanning lines S 1 -S N.

영상 주사부(400) 및 감지 주사부(700)는 실질적으로 시프트 레지스터(shift register)로서 일렬로 배열된 복수의 스테이지(stage)를 포함한다. 도 3에서 영상 주사부(400) 및 감지 주사부(700)는 블랙 매트릭스(32)로 가려진 영역에 위치하여 스위칭 소자(QS1, QS2) 및 감지 소자(QP)와 동일한 공정으로 형성되어 집적되어 있다. 그러나 집적 회로(IC)의 형태로 실장될 수도 있다.The image scanning unit 400 and the sensing scanning unit 700 include a plurality of stages arranged substantially in a row as a shift register. In FIG. 3, the image scanning unit 400 and the sensing scanning unit 700 are positioned in the region covered by the black matrix 32 and are formed in the same process as the switching elements Q S1 and Q S2 and the sensing element Q P. Are integrated. However, it may be mounted in the form of an integrated circuit (IC).

신호 판독부(800)는 액정 표시판 조립체(300)의 감지 신호선(P1-Pm)에 연결되어 감지 신호선(P1-Pm)을 통하여 출력되는 감지 신호(VP)를 입력받아 소정의 신호 처리를 행한다.Signal reading unit 800 receives the predetermined detection signal (V P) output is connected to the detection signal of the liquid crystal panel assembly (300) (P 1 -P m ) detected through the signal line (P 1 -P m) Signal processing is performed.

신호 제어부(600)는 영상 주사부(400), 데이터 구동부(500), 감지 주사부(700), 신호 판독부(800) 등의 동작을 제어한다.The signal controller 600 controls operations of the image scanner 400, the data driver 500, the sensing scanner 700, and the signal reader 800.

계조 전압 생성부(550), 데이터 구동부(500), 신호 판독부(800) 및 신호 제어부(600)는 도 3에 도시한 것처럼 하나의 칩(33)으로 구현되어 COG(chip on glass) 방식으로 액정 표시판 조립체(300)에 장착되어 있다. 그러나 개별적인 복수의 칩으로 COF(chip on film) 등의 방식으로 장착될 수도 있다.The gray voltage generator 550, the data driver 500, the signal reader 800, and the signal controller 600 are implemented as a single chip 33 as illustrated in FIG. 3 to form a chip on glass (COG) method. The liquid crystal panel assembly 300 is mounted on the liquid crystal panel assembly 300. However, the plurality of individual chips may be mounted in a COF (chip on film) method.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 광센서의 감지 소자의 단면도를 나타낸 도면이다.도 4에 도시된 바와 같이, 하부 표시판(100) 위에 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.4 is a cross-sectional view illustrating a sensing element of an optical sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, a gate electrode 120 is formed on a lower display panel 100.

게이트 전극은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 전극(120)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.The gate electrode is made of aluminum-based metal such as aluminum (Al) or aluminum alloy, silver-based metal such as silver (Ag) or silver alloy, copper-based metal such as copper (Cu) or copper alloy, and molybdenum-based metal such as molybdenum (Mo) or molybdenum alloy , Chromium (Cr), tantalum (Ta) and titanium (Ti). However, they may have a multilayer structure including two conductive films (not shown) having different physical properties. One of the conductive films is made of a metal having low resistivity, such as aluminum-based metal, silver-based metal, or copper-based metal, so as to reduce signal delay or voltage drop. In contrast, other conductive films are made of other materials, particularly materials having excellent physical, chemical, and electrical contact properties with indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO), such as molybdenum-based metals, chromium, tantalum, and titanium. Good examples of such a combination include a chromium bottom film, an aluminum (alloy) top film, and an aluminum (alloy) bottom film and a molybdenum (alloy) top film. However, the gate electrode 120 may be made of various other metals or conductors.

게이트전극(120) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.A gate insulating layer 140 made of silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is formed on the gate electrode 120.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀)로 만들어진 반도체(150)가 형성되어 있다. 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)는 300Å 내지 1000Å으로 증 착되어 있다.On the gate insulating layer 140, a semiconductor 150 made of hydrogenated amorphous silicon (amorphous silicon is abbreviated a-Si) is formed. Amorphous amorphous silicon (hydrogenated amorphous silicon) is deposited at 300 kPa to 1000 kPa.

반도체(150) 위에는 산화막(160)이 형성되어 있다.An oxide film 160 is formed on the semiconductor 150.

여기서 산화막(160)은 1 내지 3nm로 형성되어 있으며, 이후 형성될 저항성 접촉 부재(170)를 형성하기 위한 공정의 식각 정지막의 역할을 한다.The oxide layer 160 is formed to have a thickness of 1 to 3 nm, and serves as an etch stop layer of a process for forming the ohmic contact member 170 to be formed later.

산화막(160) 위에는 저항성 접촉 부재(170)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(170)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진다.An ohmic contact 170 is formed on the oxide film 160. The ohmic contact 170 is made of a material such as n + hydrogenated amorphous silicon in which n-type impurities such as phosphorus are heavily doped.

저항성 접촉 부재(170) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.The passivation layer 180 is formed on the ohmic contact 170.

이와 같은 광센서를 형성하는 공정은 게이트 전극(120), 게이트 절연막(140), 반도체(150)를 차례로 형성하고, O2플라즈마로 반도체(150) 표면 위에 산화막(160)을 1 내지 3nm 로 형성한다.In the process of forming the optical sensor, the gate electrode 120, the gate insulating layer 140, and the semiconductor 150 are sequentially formed, and the oxide film 160 is formed on the surface of the semiconductor 150 in an amount of 1 to 3 nm by using O 2 plasma. do.

이후 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질층을 형성하고 건식 식각하여 저항성 접촉 부재(170)를 형성한다. 여기서 식각은 플라즈마 식각을 이용하며, 식각 가스로는 SF6+Cl2+He를 이용하여 Si만을 선택적으로 식각한다.Thereafter, a material layer such as n + hydrogenated amorphous silicon in which n-type impurities are heavily doped is formed and dry-etched to form an ohmic contact 170. Here, etching is performed using plasma etching, and only Si is selectively etched using SF 6 + Cl 2 + He as an etching gas.

이와 같이 형성한 광센서의 감지 소자에서 산화막(160)은 수소화 비정질 규소로 만들어진 반도체(150)와 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉 부재(170) 사이에서 최초 외부광에 의한 반도체(150)의 페르미 레벨(Fermi level)의 이동으로 채널부 전압을 낮추어서 소스(source)에서 캐리어(carrier)가 유입될 때 낮은 전압차를 유지하는 영역에서는 전하의 유입을 막는다. 결과적으로 광학 센서의 오프(off) 전류를 더욱 낮추는 효과를 가져오며 베리어(barrier)를 터널링(tunneling) 할 수 있는 임계 전압차를 넘어서면 아발란치 프로세스(avalanche process)에 의해 캐리어의 유입이 폭발적으로 일어나게 된다.In the sensing element of the optical sensor formed as described above, the oxide layer 160 is formed by the first external semiconductor light between the semiconductor 150 made of hydrogenated amorphous silicon and the ohmic contact member 170 made of a material such as n + hydrogenated amorphous silicon. As the Fermi level moves, the channel voltage is lowered to prevent the inflow of charge in a region where a low voltage difference is maintained when a carrier is introduced from a source. As a result, the effect of lowering the off current of the optical sensor is further reduced, and the inflow of carriers is exploded by the avalanche process when the threshold voltage difference that can tunnel the barrier is exceeded. Will happen.

또한 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질층의 식각 시 산화막이 채널 영역을 보호하여 후속 공정 시 플라즈마에 노출되어 발생할 수 있는 채널의 손상 및 오염을 최소화 할수 있는 동시에 채널의 두께를 감소시킬 수 있다.In addition, the oxide layer protects the channel region during the etching of the material layer such as the n + hydrogenated amorphous silicon, thereby minimizing the damage and contamination of the channel that may occur due to exposure to the plasma during the subsequent process and at the same time reducing the thickness of the channel.

이와 같이, 본 발명에 의하면 저전압 고출력 광센서를 제공할 수 있다.Thus, according to this invention, a low voltage high output optical sensor can be provided.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (4)

기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극,A gate electrode formed on the substrate, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,A gate insulating film formed on the gate electrode, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체,A semiconductor formed on the gate insulating film, 상기 반도체 위에 형성되어 있는 산화막,An oxide film formed on the semiconductor, 상기 산화막 위에 형성되어 있는 저항성 접촉 부재, 그리고An ohmic contact formed on the oxide film, and 상기 저항성 접촉 부재 위에 형성되어 있는 보호막A protective film formed on the ohmic contact member 을 포함하는 광센서.Optical sensor comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 반도체는 수소화 비정질 규소로 이루어진 광센서.The semiconductor is an optical sensor consisting of hydrogenated amorphous silicon. 제1항에서,In claim 1, 상기 반도체는 300Å 내지 1000Å인 광센서.The semiconductor is an optical sensor of 300Å to 1000Å. 제1항에서,In claim 1, 상기 산화막은 1nm 내지 3nm인 광센서.The oxide film is an optical sensor of 1nm to 3nm.
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