專利名稱：感光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種感光組件，尤指一種設(shè)于液晶顯示器中用以感測環(huán)境光源的感光 組件。
背景技術(shù)：
液晶顯示器由于具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，所以被廣泛地 應(yīng)用在筆記型計(jì)算機(jī)(notebook)、與個(gè)人數(shù)字助理(personal digital assistant, PDA) 等可攜式信息裝置上。近來，隨著可攜式信息裝置的功能日趨復(fù)雜，其顯示質(zhì)量的要求日 益增加，如何在室內(nèi)與室外都能夠清晰的呈現(xiàn)影像，成了目前液晶顯示技術(shù)的重要課題。 在這樣的需求下，半穿透半反射式(Transflective mode)液晶顯示技術(shù)、環(huán)境光感組件 (Ambient Light Sensor, ALS)等技術(shù)因而產(chǎn)生。透過ALS技術(shù)，系統(tǒng)可以測量環(huán)境照明的強(qiáng)度并將液晶顯示器的背光亮度隨之調(diào) 整，不僅能夠降低行動顯示裝置成本并可節(jié)省其設(shè)計(jì)空間，還可因應(yīng)不同照明環(huán)境下，調(diào)整 背光模塊的亮度，節(jié)省終端使用者的電池使用時(shí)間及提供更佳的畫質(zhì)。在環(huán)境亮度高的場 合，例如陽光下，終端使用者可以提高背光強(qiáng)度來改善行動顯示設(shè)備的閱讀清晰度；反之， 在環(huán)境亮度較低的場合，則可以降低液晶顯示器的背光強(qiáng)度來取得較佳的畫質(zhì)。請參考圖1與圖2，圖1為已知液晶顯示器的ALS感光組件的上視示意圖，而圖2為 圖1沿著1-1’截線的剖面示意圖。已知液晶顯示器包含一第一基板100、一第二基板200、 介于兩者之間的絕緣層300，例如液晶層，以及一形成于第一基板100上的感光組件110。如 圖1與圖2所示，感光組件110設(shè)置于第一基板100的一基底基板101上，由閘極111、源 極113和汲極114，以及夾在閘極111與源極113、汲極114之間的閘極絕緣層102與半導(dǎo) 體層112所構(gòu)成，且感光組件110是伴隨液晶顯示器的薄膜晶體管(TFT)的各式微影暨蝕 刻(PEP)制程步驟一起形成。而半導(dǎo)體層112由一活性層(activation layer) 112a以及 一奧姆接觸層(resistive contact layer) 112b所構(gòu)成，且上述半導(dǎo)體層112是對應(yīng)源極 113與汲極114形成時(shí)，去除奧姆接觸層112b的其中一部分，以露出活性層112a的通道部 (Channel, CH)115。第二基板200包含有一基底基板201以及一遮光層210設(shè)在相對于第一基板100 的表面，且遮光層210具有一感光窗口 211，其長與寬皆大于通道部CH的長與寬，以利外界 環(huán)境光源的入射。當(dāng)光透過感光窗口 211入射至通道部CH時(shí)，光誘導(dǎo)電流(light induced current)即因光激發(fā)電子-電洞對而產(chǎn)生，光誘導(dǎo)電流的密度與入射光成正比。對應(yīng)于入 射光，電子-電洞對產(chǎn)生在源極113及汲極114中的通道部CH，所產(chǎn)生的電子及電洞對沿著 通道部CH移動，使光誘導(dǎo)電流被產(chǎn)生。然而，即便目前ALS技術(shù)可以將功能直接整合在液晶顯示器的基板上，節(jié)省額外 設(shè)置的獨(dú)立亮度傳感器的需求，但如何能在有限的空間下感測最適當(dāng)?shù)沫h(huán)境光源，減輕成 本壓力以及空間受限的問題仍須努力。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的即是提供一種感光組件與液晶顯示器的整合結(jié)構(gòu)，以解 決前述問題。依據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種用于液晶顯示器的感光組件。該感光組件包 含一間極、間極絕緣層、一半導(dǎo)體層、一源極、一汲極以及一位于該源極與該汲極間的通道 部。該間極，設(shè)于一第一基板上，而該間極絕緣層，設(shè)于該間極上與該第一基板上。該半導(dǎo) 體層，設(shè)于該間極上方的該間極絕緣層上。該源極與該汲極皆設(shè)于該半導(dǎo)體層上，且該源極 與該汲極有一沿第一方向延伸的一第一主電極與一第二主電極以及從該第一主電極與該 第二主電極往第二方向延伸出去的至少一第一長梳齒電極以及至少一第一短梳齒電極與 至少一第二長梳齒電極以及至少一第二短梳齒電極，且該第一長梳齒電極和該第一短梳齒 電極與該第二長梳齒電極和該第二短梳齒電極皆以長短交錯(cuò)的方式排列。依據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明另提供一種用于液晶顯示器的感光組件，該感光組件 包含一間極、一間極絕緣層、一半導(dǎo)體層、一源極、一汲極以及一位于該源極與該汲極間的 通道部。該間極，設(shè)于一第一基板上，而該間極絕緣層，設(shè)于該間極上與該第一基板上。該 半導(dǎo)體層，設(shè)于該間極上方的該間極絕緣層上。該源極與該汲極皆設(shè)于該半導(dǎo)體層上，其中 該源極與該汲極以同一中心且互相平行的環(huán)繞方式設(shè)置于該半導(dǎo)體層與該間極絕緣層上， 且該源極與該汲極之間具有一信道部，該信道部包含一感光區(qū)。依據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明再提供一種用于液晶顯示器的感光組件，該感光組件 包含一間極、一間極絕緣層、一半導(dǎo)體層、一源極、一汲極、一位于該源極與該汲極間的通道 部、一絕緣層以及一透明電極。該間極，設(shè)于一第一基板上，而該間極絕緣層，設(shè)于該間極上 與該第一基板上。該半導(dǎo)體層，設(shè)于該間極上方的該間極絕緣層上。該絕緣層，覆蓋該源極、 該汲極與部份該半導(dǎo)體層上，且該透明電極，可選擇性設(shè)置于該通道部、該源極或該汲極上 的該絕緣層表面。本發(fā)明提供的用于液晶顯示器的感光組件，可以在有限的感光組件空間內(nèi)增進(jìn)感 光區(qū)域面積，使得感光效率大為提升，解決目前業(yè)界面臨的困境。


圖1為已知感光組件的上視示意圖。圖2為圖1沿著1-1’截線的剖面示意圖。圖3為本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第一實(shí)施例上視示意圖。圖4為圖3沿著J-J’截線的剖面示意圖。
圖5至圖7為本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第二實(shí)施例上視示意圖。圖8為本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第三實(shí)施例上視示意圖。圖9為圖8沿著K-K’截線的剖面示意圖。圖10、圖11與圖13為本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第三實(shí)施例變化型上視示意 圖。圖12與圖14分別圖11沿著截線L-L’與圖13沿著截線M-M，的剖面示意圖。主要組件符號說明
100第一基板200第二基板300絕緣層110光調(diào)節(jié)組件101,201基底基板111閘極112半導(dǎo)體層112a活性層112b奧姆接觸層113源極114汲極115通道部210遮光層211感光窗口50液晶顯示器500第一基板600第二基板700液晶層508閘極絕緣層510感光組件511閘極層512半導(dǎo)體層513源極514汲極515奧姆接觸層516通道部518絕緣層520第一主電極522第二主電極524第一長梳齒電極526第一短梳齒電極528第二長梳齒電極530第二短梳齒電極532感光區(qū)534第一感光區(qū)536第二感光區(qū)538、540、542透明電極Wl笛_■食FHh 弟 見誤W2笛 ~‘ I=Hh 弟一見誤W3笛二食曲 弟一見茂W4第四寬度W5第五寬度W6第一通道寬度W7第二通道寬度H第一方向V第二方向
具體實(shí)施例方式請參考圖3與圖4，圖3依據(jù)本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第一實(shí)施例上視示意 圖，而圖4為圖3沿著J-J’截線的剖面示意圖。如圖3與圖4所示，本發(fā)明提供一種液晶顯 示器的感光組件。液晶顯示器50包含一第一基板500、一第二基板600、夾在第一基板500 和第二基板600之間的液晶層700以及一形成于第一基板500上的感光組件510。感光組 件510包含一閘極511、一半導(dǎo)體層512、一源極513、一汲極514、一對奧姆接觸層515、一 通道部516、一閘極絕緣層508以及一絕緣層518。其中，第一基板500可為薄膜晶體管數(shù) 組(TFT array)基板或彩色濾光片數(shù)組(Color-filter On Array, CoA)基板等，而第二基 板600可為彩色濾光片(Color Filter, CF)基板或透明基板等。此外，液晶顯示器50另 包含復(fù)數(shù)條連接其上的各薄膜晶體管(TFT)的資料線(Data line)與掃描線(Scan line) 以及配向膜等組件(皆未顯示)，此為已知技藝者所詳熟的通常知識，在此不多加贅述。如圖4所示，感光組件510各個(gè)構(gòu)造的配置如下閘極層511設(shè)于第一基板500之 上，閘極絕緣層508覆蓋于閘極層511與第一基板500之上，而半導(dǎo)體層512置于閘極絕緣 層508之上。源極513與汲極514兩兩相對設(shè)置于閘極絕緣層508上，并分別透過一奧姆 接觸層515電接觸半導(dǎo)體層512，使得源極513與汲極514兩者之間的半導(dǎo)體層512形成 一通道部516。源極513、汲極514與部份半導(dǎo)體層512之上又覆蓋一層絕緣層518。液晶 層700設(shè)置于第一基板500的絕緣層518上與第二基板之間。其中，閘極層511具有一第 一寬度W1，半導(dǎo)體層512具有一第二寬度W2，通道部516具有一第三寬度W3 (亦即通道長 度)，且第一寬度Wl大于半導(dǎo)體層512的第二寬度W2，以確保背光模塊(未顯示)的光源 不會影響感光組件510對環(huán)境光的感測。
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請參考圖3，源極513包含一沿第一方向H延伸的一第一主電極520，以及從第一 主電極520往第二方向V延伸出去的至少一第一長梳齒電極524及至少一第一短梳齒電極 526。其中，第一長梳齒電極524長度大于第一短梳齒電極526的長度，且第一長梳齒電極 524與第一短梳齒電極526以長短交錯(cuò)的方式排列。相似的，汲極514也包含一沿第一方向 H延伸的一第二主電極522，以及從第二主電極522往第二方向V延伸出去的至少一第二長 梳齒電極528及至少一第二短梳齒電極530。其中，第二長梳齒電極528的長度大于第二短 梳齒電極530的長度，且第二長梳齒電極528與第二短梳齒電極530以長短交錯(cuò)的方式排 列。此外，本發(fā)明的第一長梳齒電極524設(shè)于第二短梳齒電極530的相對應(yīng)處，而第一短梳 齒電極526則設(shè)于第二長梳齒電極528相對應(yīng)之處，如此一來，源極513的第一長梳齒電極 524、第一短梳齒電極526與汲極514的第二長梳齒電極528、第二短梳齒電極530便構(gòu)成一 鋸齒狀構(gòu)造，使得源極513與汲極514兩者之間的通道部516形成凹、凸的階梯狀排列。且 由于閘極層511沿第一方向H延伸設(shè)置，其與沿第二方向V延伸的源極513的第一長梳齒 電極524、第一短梳齒電極526與汲極514的第二長梳齒電極528、第二短梳齒電極530即 構(gòu)成同方向延伸的結(jié)構(gòu)。先前技術(shù)中已經(jīng)提及，對應(yīng)于入射光，電子-電洞對在圖2中源極113及汲極114 中的通道部CHl 15被產(chǎn)生，所產(chǎn)生的電子及電洞對沿著通道部CHl 15移動，使光誘導(dǎo)電流被 產(chǎn)生。而既然要須有源極513與汲極514兩極相對應(yīng)之處才能利用入射光產(chǎn)生光誘導(dǎo)電流 (light induced current)作為感光區(qū)。信道部516具有一第一通道寬度W6與一第二信 道寬度W7，信道部516凹凸的階梯狀排列的構(gòu)造中能感光的區(qū)域即為一感光區(qū)532。第一 通道寬度W6與第三寬度W3所包圍的范圍為第一感光區(qū)534，第二通道寬度W7與第三寬度 W3所包圍的范圍構(gòu)成一第二感光區(qū)536，第一感光區(qū)534面積與第二感光區(qū)536的面積總 和即為感光區(qū)532的面積總和。本發(fā)明第二實(shí)施例請參考圖5至圖7，圖5至圖7本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第 二實(shí)施例上視示意圖。如圖5至圖8所示，變化型的基本結(jié)構(gòu)剖面圖如圖4所示，其變化為 源極513與汲極514以同一中心兩兩互相平行向外圍環(huán)繞的環(huán)繞狀。源極513與汲極514 互相環(huán)繞的圖形，例如圖5的六邊形、圖6的矩形、圖7的三角形，其它變化型可包含圓形、 各種矩形、方形、各種多邊形等等。由于源極513與汲極514兩者互相平行，其所互相環(huán)繞 的間隔即形成一信道部516，信道部516即可作為感光區(qū)532。此外，閘極層511的布局面 積仍需大于半導(dǎo)體層512的布局面積，以確保背光模塊(未顯示)的光源不會影響感光組 件510對環(huán)境光的感測。如此設(shè)計(jì)可以有效節(jié)省配線空間，使得感光組件510有限的空間 內(nèi)，感光區(qū)面積大增，使得感光效果更好。請參考圖8至圖10，圖8依據(jù)本發(fā)明液晶顯示器的感光組件第三實(shí)施例上視示意 圖，而圖9為圖8沿著K-K’截線的剖面示意圖，圖10另為本發(fā)明第三實(shí)施例的變化形上視 示意圖。如圖8與圖9所示，本發(fā)明提供一種液晶顯示器的感光組件。圖8與圖3配置一 樣，而圖4的配置與圖9 一樣，故各對象配置結(jié)構(gòu)關(guān)系請參考前文圖3與圖4的敘述。本實(shí) 施例增加設(shè)置一透明電極538于絕緣層518之上，透明電極538可以設(shè)于感光區(qū)532內(nèi)部。 透明電極538具有一第四寬度W4，且感光區(qū)532的第三寬度W3大于第四寬度W4，第三寬 度與第四寬度相減除以二可以得到一第五寬度W5。其中，透明電極的材料可包含氧化銦錫 (Indium Tin Oxide, ΙΤ0)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide, IZO)等導(dǎo)電金屬氧化物。
本實(shí)施例的構(gòu)造與第一實(shí)施例差異點(diǎn)即在于本實(shí)施例增加感光區(qū)532中透明電 極538的設(shè)置，透明電極538對應(yīng)于通道部516設(shè)置于絕緣層518上，形成一柵欄狀構(gòu)造或 是如圖10彎曲線形構(gòu)造。藉由適當(dāng)?shù)恼{(diào)整透明電極538上的電壓，可以改變半導(dǎo)體層512 頂端的費(fèi)米能階，增加光誘導(dǎo)電流。而且，也可以藉由調(diào)整第四寬度W4與第五寬度W5的比 例，更進(jìn)一步得到最佳的光誘導(dǎo)電流。此外，利用透明電極538直接接觸液晶層700的配置 設(shè)計(jì)，本發(fā)明更可藉由調(diào)整透明電極538的電壓來控制液晶層700液晶分子的光穿透率，進(jìn) 而得到想要的光電流量，增進(jìn)感光組件510對于環(huán)境光的感測效能。透明電極的設(shè)計(jì)不只可以應(yīng)用在此實(shí)施例中，任何形式的感光組件皆可使用透明 電極設(shè)計(jì)而達(dá)到相同目的。本實(shí)施例的變化型請參考圖11至圖14，圖11與圖14為本發(fā) 明液晶顯示器的感光組件第三實(shí)施例變化型上視示意圖，圖12與圖14分別為圖11沿著截 線L-L’與圖13沿著截線M-M’的剖面示意圖。第三實(shí)施例的其中一變化型如圖12與圖13 所示，透明電極540置于絕緣層518之上，覆蓋了包含源極513、汲極514、通道部516整體。 由于藉由適當(dāng)?shù)恼{(diào)整透明電極540上的電壓，可以改變半導(dǎo)體層512頂端的費(fèi)米能階，增加 光誘導(dǎo)電流。此外，由于透明電極直接接觸液晶層700，藉由調(diào)整透明電極540的電壓可以 控制液晶層700液晶分子的光穿透率，而得到想要的光電流量，增進(jìn)感光組件對于環(huán)境光 的感測效能。第三實(shí)施例的另一變化型如圖13與圖14所示，透明電極542置于絕緣層518之 上，覆蓋了除了信道部516以外的區(qū)域，包含源極513、汲極514的部份。在此一變化型中， 透明電極直接接觸液晶層700，藉由調(diào)整透明電極542的電壓可以控制液晶層700液晶分子 的光穿透率，而得到想要的光電流量，增進(jìn)感光組件對于環(huán)境光的感測效能。除了上述變化 型外，也可以將透明電極的設(shè)置應(yīng)用于第二實(shí)施例中源極與汲極以同一中心兩兩互相平行 向外圍環(huán)繞產(chǎn)生的環(huán)繞狀感光區(qū)，其它變化型包含圓形、各種矩形、方形、各種多邊形等等。本發(fā)明感光組件設(shè)計(jì)可以有效節(jié)省配線空間，使得感光組件有限的空間內(nèi)，感光 區(qū)面積大增，同時(shí)又利用透明電極的設(shè)置，藉以直接影響設(shè)于透明電極上的液晶層液晶分 子的光穿透率，進(jìn)一步得到想要的光電流量，增進(jìn)感光組件對于環(huán)境光的感測效能，使得感 光效果更好。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種感光組件，形成于一液晶顯示器的第一基板上，其特征在于，該感光組件包含一閘極，設(shè)于該第一基板上；一閘極絕緣層，設(shè)于該閘極上與該第一基板上；一半導(dǎo)體層，設(shè)于該閘極上方的該閘極絕緣層上；一源極與一汲極，以同一中心且互相平行的環(huán)繞方式設(shè)置于該半導(dǎo)體層與該閘極絕緣層上；一通道部，設(shè)于該源極與該汲極之間，且該通道部包含一感光區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光組件，其特征在于其中該感光組件另包含一絕緣層，覆 蓋該感光區(qū)、該源極與該汲極，以及一透明電極設(shè)于該絕緣層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光組件，其特征在于其中該透明電極設(shè)置于該感光區(qū)之 上，其中該透明電極的寬度小于該通道部的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光組件，其特征在于其中該透明電極設(shè)置該源極與該汲 極之上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光組件，其特征在于其中該透明電極設(shè)置于該感光區(qū)、該 源極與該汲極之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光組件，其特征在于其中該源極與該汲極互相環(huán)繞的圖 形包含圓形、三角形、方形、多邊形，其中該透明電極包含氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO) 類透明金屬氧化物，該感光組件另包含二奧姆接觸層，分設(shè)于該源極、該汲極與該半導(dǎo)體層 之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種感光組件，其特征在于包含一閘極、閘極絕緣層、一半導(dǎo)體層、一源極、一汲極以及一位于該源極與該汲極間的通道部。該源極與該汲極皆設(shè)于該半導(dǎo)體層上，且該源極與該汲極分別具有至少一第一長梳齒電極及至少一第一短梳齒電極與至少一第二長梳齒電極及至少一第二短梳齒電極，且該第一長梳齒電極和該第一短梳齒電極與該第二長梳齒電極和該第二短梳齒電極皆以長短交錯(cuò)的方式排列。本發(fā)明可以在有限的感光組件空間內(nèi)增進(jìn)感光區(qū)域面積，使得感光效率大為提升，解決目前業(yè)界面臨的困境。
文檔編號H01L31/0224GK101958357SQ20101026166
公開日2011年1月26日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者李威龍, 王文哲 申請人:華映光電股份有限公司;中華映管股份有限公司