专利名称：传感器及包括该传感器的薄膜晶体管阵列面板和显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器、包括该传感器的薄膜晶体管阵列面板以及包括该传感器的显示面板。更具体而言，本发明涉及一种改进的温度传感器、包括该温度传感器的薄膜晶体管阵列面板以及包括该温度传感器的显示面板。
背景技术：
用于计算机监视器和电视机的显示装置通常包括自发光显示装置和非发光显示装置，自发光显示装置比如是有机发光显示器(“OLED”)、真空荧光显示器(“VFD”)、场发射显示器(“FED”)和等离子体面板显示器(“PDP”)，而非发光显示装置比如是需要外部光源的液晶显示器(“LCD”)。
LCD包括设置有场发生电极的两个面板和置于其间的具有介电各向异性的液晶(“LC”)层。被供以电压的场发生电极跨过LC层产生电场，LC层的光透射率依据所施加的场的强度而变化，而所施加的场的强度可以通过所施加的电压来控制。因此，通过调整所施加的电压来显示预期图像。
用于LCD的光可以通过配备于LCD的灯来提供，或者用自然光来代替。
由于LC层内部的液晶的光学特性基于温度而改变，所以必须考虑LCD的温度变化以用于改善其可靠性。
也就是说，由于诸如折射率、介电常数、弹性系数和液晶粘度的光学特性与LC层内的液晶分子的热化能量(thermalization energy)成反比，所以光学特性的值随着液晶的温度变高而降低。因此，为了优化液晶的状态以用于LCD的良好驱动，必须探测由于内热和周围环境内的温度所致的LCD的温度变化。
在安装有多个驱动电路的印刷电路板(“PCB”)上设置温度传感器以探测LCD的温度变化。然而，PCB通常设置在其上设置有产生热的灯和电子元件的LCD的后侧，而不是与外部相邻的其上安装有LC层的LCD的前侧。因此，温度传感器在具有由热所引起的大温度偏差的后侧探测温度。结果，由于温度传感器所探测的温度相对于LC层的温度具有大的差异，所以不能精确地实现基于LC层温度的LCD的温度补偿。此外，由于温度传感器分立地安装在PCB上，增大了LCD的设计冗余度和制造成本。
发明内容
本发明解决了传统技术的问题。
在本发明的一示例性实施例中，提供了一种传感器，其包括形成在基板上的传感器控制电极；形成在所述传感器控制电极上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触；形成在所述欧姆接触上的传感器输入电极和传感器输出电极；以及，形成在所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。
所述绝缘层可以进一步形成在没有被所述传感器控制电极覆盖的基板的部分上。所述钝化层可以进一步形成在没有被所述欧姆接触、传感器输入电极或传感器输出电极覆盖的所述半导体的部分上以及没有被所述半导体、欧姆接触、传感器输入电极和传感器输出电极覆盖的所述绝缘层的部分上。
所述传感器输入电极可以包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合(engaged)。所述第一分支可以相对于所述第二分支交替地排布。
所述传感器可以包括连接到所述传感器控制电极的第一信号线，连接到所述传感器输入电极的第二信号线，以及连接到所述传感器输出电极的第三信号线。所述钝化层可以进一步形成在所述传感器控制电极上并且可以包括暴露部分所述第一信号线的第一接触孔、暴露部分所述第二信号线的第二接触孔，以及暴露部分所述第三信号线的第三接触孔。
所述传感器可以进一步包括分别通过所述第一和第二接触孔连接所述第一信号线和所述第二信号线的接触辅助物(contact assistant)，并且所述接触辅助物可以由氧化铟锡(“ITO”)或氧化铟锌(“IZO”)制成。所述第二信号线可以通过所述第二接触孔连接到一电压，所述电压可以是地电压。所述第三信号线可以输出感测信号，并且所述半导体可以由非晶硅制成。由此，所述传感器可以是二极管型温度传感器。
在本发明的另一实施例中，提供了一种传感器，其包括形成在基板上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触；形成在所述欧姆接触上的传感器输入电极和传感器输出电极；以及，形成在所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。
所述绝缘层可以进一步形成在没有被所述传感器控制电极覆盖的所述基板的部分上。所述钝化层可以进一步形成在没有被所述欧姆接触、传感器输入电极或传感器输出电极覆盖的所述半导体的部分上以及没有被所述半导体、欧姆接触、传感器输入电极和传感器输出电极覆盖的所述绝缘层的部分上。
所述传感器输入电极可以包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。所述第一分支可以相对于所述第二分支交替地排布。
所述传感器可以进一步包括连接到所述传感器输入电极的传感器输入线线，以及连接到所述传感器输出电极的传感器输出线，并且所述钝化层可以包括暴露部分所述传感器输入线的第一接触孔和暴露部分所述传感器输出线的第二接触孔。
所述传感器输入线可以通过所述第一接触孔连接到一电压，所述电压可以是地。所述传感器输出线可以输出感测信号。由此，所述传感器可以是电阻器型温度传感器。
在本发明的又一实施例中，提供了一种薄膜晶体管阵列面板，其包括形成在基板上的栅极线和传感器控制电极；形成在所述栅极线和所述传感器控制电极上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触。在所述欧姆接触上形成有数据线、漏电极、传感器输入电极和传感器输出电极，并且在所述数据线、所述漏电极、所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上形成有钝化层。
所述传感器输入电极可以包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极可以包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。
所述面板可以进一步包括连接到所述传感器控制电极的传感器控制线，连接到所述传感器输入电极的传感器输入线，以及连接到所述传感器输出电极的传感器输出线。所述钝化层可以进一步形成在所述传感器控制电极上并且可以包括暴露部分所述传感器控制线的第一接触孔、暴露部分所述传感器输入线的第二接触孔，以及暴露部分所述传感器输出线的第三接触孔，并且所述钝化层可以进一步包括暴露部分所述漏电极的第四接触孔。
所述面板可以进一步包括通过所述第四接触孔连接到所述漏电极的像素电极，以及分别通过所述第一、第二和第三接触孔连接到所述传感器控制线、所述传感器输入线和所述传感器输出线的接触辅助物。所述接触辅助物可以形成在与所述像素电极相同的层上。
所述传感器控制电极、所述传感器输入电极和所述传感器输出电极可以形成在所述面板的边缘上。所述传感器控制电极、传感器输入电极和传感器输出电极形成了二极管型温度传感器的一部分。
在本发明的又一实施例中，提供了一种薄膜晶体管阵列面板，其包括形成在基板上的栅极线；形成在所述栅极线上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触。在所述欧姆接触上形成有数据线、漏电极、传感器输入电极和传感器输出电极，并且在所述数据线、所述漏电极、所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上形成有钝化层。
所述传感器输入电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。
所述面板可以进一步包括连接到所述传感器输入电极的传感器输入线以及连接到所述传感器输出电极的传感器输出线，其中所述钝化层包括暴露部分所述传感器输入线的第一接触孔以及暴露部分所述传感器输出线的第二接触孔。所述钝化层可以进一步包括暴露部分所述漏电极的第三接触孔。
所述面板可以进一步包括通过所述第三接触孔连接到所述漏电极的像素电极。所述面板可以进一步包括分别通过所述第一和第二接触孔连接到所述传感器输入线和所述传感器输出线的接触辅助物，所述接触辅助物可以形成在与所述像素电极相同的层上。
所述传感器输入电极和所述传感器输出电极可以形成在所述面板的边缘上。所述传感器输入电极和所述传感器输出电极形成了电阻器型温度传感器的一部分。
在本发明的又一实施例中，一种液晶显示面板包括第一面板；第二面板；设置在所述第一面板与所述第二面板之间的液晶层；以及，形成在所述第一面板的第一表面上的温度传感器，所述第一面板的第一表面面对所述液晶层。
所述第一面板可以是薄膜晶体管阵列面板。所述温度传感器可以形成在所述第一面板的非显示区域上。所述第一面板的第一表面上可以形成有多个温度传感器。
所述第一面板可以包括至少一条数据线，并且所述温度传感器可以包括形成在与所述数据线相同的所述第一面板的层内的传感器输入电极和传感器输出电极。所述第一面板可以包括基板和形成在所述基板上的至少一条栅极线，并且所述温度传感器可以包括形成在所述基板上与所述栅极线相同的所述第一面板的层内的传感器控制电极。
通过参考附图对其优选实施例的详细描述，本发明将变得更加明了，其中图1是根据本发明LCD的一示例性实施例的框图；图2是根据本发明LCD的像素的一示例性实施例的等效电路图；图3是根据本发明LCD的一示例性实施例的平面图；图4是根据本发明LCD的一示例性实施例的布局图；图5A是沿着线VA-VA’得到的图4所示的LCD的截面图；图5B是沿着线VB-VB’得到的图4所示的LCD的截面图；图6A是可用于本发明一实施例的二极管型温度传感器的一个示例性实施例的等效电路图；图6B是相对于图6A所示的二极管型温度传感器的温度变化的输出电压特性曲线；图7A是可用于本发明一实施例的电阻器型温度传感器的一个示例性图7B是相对于图7A所示的电阻器型温度传感器的温度变化的输出电压特性曲线；图8A是根据本发明的电阻器型温度传感器的另一示例性实施例的布局图；图8B是沿着线VIIIB-VIIIB’得到的图8A所示的电阻器型温度传感器的截面图；图9是示出了在根据本发明的二极管型温度传感器的一示例性实施例中相对于温度变化的输出电压的曲线图；以及图10是示出了在根据本发明的电阻器型温度传感器的一示例性实施例中相对于温度变化的输出电压的曲线图。
具体实施例方式
以下将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以多种不同形式实施，而不应解释为仅限于在此阐述的实施例。
在附图中，为清楚起见，夸大了层和区域的厚度。通篇用相同的附图标记表示相同的元件。应理解的是，当诸如层、膜、区域、基板或面板的一个元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上，或者也可以存在插入元件。相反，当一个元件被称为“直接”在另一元件“上”时，则不存在插入元件。
现将参照附图描述根据本发明实施例的传感器以及具有传感器的薄膜晶体管(“TFT”)阵列面板。
图1是根据本发明LCD的一示例性实施例的框图，图2是根据本发明LCD的像素的一示例性实施例的等效电路图，图3是根据本发明LCD的一示例性实施例的平面图。
参照图1，LCD包括LC面板组件300、连接到该LC面板组件的栅极驱动器400和数据驱动器500、连接到数据驱动器500的灰度电压发生器800、温度感测单元50、以及控制上述元件的信号控制器600。
另外参考图1和2的电路图，LC面板组件300包括作为薄膜晶体管(“TFT”)面板的下面板100、作为滤色器面板的上面板200、以及置于下面板100与上面板200之间的液晶层3，其中面板100和200彼此面对。LC面板组件300还包括多条显示信号线G1-Gn和D1-Dm以及与其连接并基本设置为矩阵的多个像素。
显示信号线G1-Gn和D1-Dm设置在下面板100上，并包括传输栅极信号(也称为“扫描信号”)的多条栅极线G1-Gn和传输数据信号的多条数据线D1-Dm。栅极线G1-Gn基本在行方向上延伸并基本上彼此平行，而数据线D1-Dm基本在列方向上延伸并基本上彼此平行。
每个像素包括开关元件Q，其连接到显示信号线G1-Gn和D1-Dm；LC电容器CLC和存储电容器CST，连接到开关元件Q。在另一实施例中，如果不需要，也可以省略存储电容器CST。
诸如TFT的开关元件Q设置在下面板100上并具有三个端子，所述三个端子包括连接到栅极线G1-Gn之一的控制端子；连接到数据线D1-Dm之一的输入端子；以及连接到LC电容器CLC和存储电容器CST的输出端子。
LC电容器CLC包括设置在下面板100上的像素电极190和设置在上面板200上的公共电极270以作为两个端子。置于两个电极190与270之间的LC层3用作LC电容器CLC的电介质。像素电极190连接到开关元件Q，公共电极270覆盖上面板200的整个表面或基本上整个表面，并被供以公共电压Vcom。可选择地，可以将像素电极190和公共电极270两者设置在下面板100上，并且像素电极190和公共电极270中的至少一个可以具有条状或条纹状。
存储电容器CST是用于LC电容器CLC的辅助电容器。存储电容器CST包括像素电极190和分立的信号线(未示出)，所述分立的信号线设置在下面板100上并且经由绝缘体与像素电极190交叠。所述分立的信号线被供以预定电压，例如公共电压Vcom。可选择地，存储电容器CST包括像素电极190和经由绝缘体与像素电极190交叠的所谓在前栅极线的相邻的栅极线。
对于彩色显示器，每个像素唯一地表达比如红色、绿色和蓝色的三种颜色中的一种，或者在时间上顺序表达三种颜色，由此获得预期的颜色。所述三种颜色可以是原色，或者是此处没有具体说明的其他颜色。图2表示了一个实例，其中每个像素包括在面对相关像素电极190的上面板200的区域中表达三种颜色之一的滤色器230。可选择地，可以将滤色器230设置在下面板100的像素电极190上或其下面。
如图2所示，用于防止光损失的比如黑矩阵的光阻挡膜220形成在上面板200上并在对应于像素电极190或滤色器230的区域中具有开口。
使从光源单元(未示出)发出的光偏振的一对偏振器(未示出)分别附着在面板组件200的面板100和200的外表面上。可选择地，可以设置一个或多个偏振器。
灰度电压发生器800产生与LCD的亮度相关的多个灰度级电压。灰度电压发生器800产生与像素的透射率相关的两组多个灰度电压，并将灰度电压提供给数据驱动器500。数据驱动器500通过信号控制器600的控制将对每条数据线D1-Dm而选择的灰度电压分别施加到各数据线作为数据信号。一组灰度电压相对于公共电压Vcom具有正极性，而另一组灰度电压相对于公共电压Vcom具有负极性。
栅极驱动器400连接到LC面板组件300的栅极线G1-Gn，将从外部装置输入的栅极导通电压Von和栅极关断电压Voff合成，从而产生具有栅极导通电压Von和栅极关断电压Voff的组合的栅极信号，用于施加到栅极线G1-Gn。栅极驱动器400可以包括多个集成电路(“IC”)。
数据驱动器500连接到LC面板组件300的数据线D1-Dm，将从灰度电压发生器800提供的灰度电压中选择的数据电压施加到数据线D1-Dm，并且也可以包括多个IC。
栅极驱动器400的栅极驱动电路或数据驱动器500的数据驱动电路可以实施为安装在LC面板组件300上的集成电路(“IC”)芯片，比如在附着到LC面板组件300上的“玻璃上芯片”(“COG”)型安装中或在带载封装(“TCP”)型的柔性印刷电路(“FPC”)膜上。可选择地，驱动器400和500可以与显示信号线G1-Gn和D1-Dm以及TFT开关元件Q一起集成到LC面板组件300中。
温度感测单元50包括至少一个温度传感器51。该温度传感器51产生对应于由温度传感器51所感测的温度的温度感测信号Vs并将感测信号Vs输出到信号控制器600。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500。
参照图3，LC面板组件300被划分为其上形成有LC层3的显示区域DR和非显示区域B。非显示区域B主要对应于与LC面板组件300的最外围相邻的LC面板组件300的边缘，并且被比如黑矩阵的光阻挡膜220所覆盖。温度感测单元50的温度传感器51安装在非显示区域B上。如图3所示，温度传感器51分别两两安装在LC面板组件300的上部和下部。换言之，两个温度传感器51安装在LC面板组件300的第一边缘部分上，两个温度传感器51安装在LC面板组件300的第二边缘部分上，其中第一边缘部分与第二边缘部分相对。然而，温度传感器51的数目和安装部分不限于所示的实施例。例如，温度传感器51可以安装在LC面板组件300的左侧和右侧，并且温度传感器51的其他可选设置和数量也在这些实施例的范围内。
现在，将详细描述LCD的工作。
从外部图像控制器(未示出)向信号控制器600提供RGB图像信号R、G、B以及用于控制其显示的输入控制信号，所述输入控制信号例如是垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE等。响应于输入图像信号R、G、B和输入控制信号，信号控制器600在输入控制信号和温度感测信号Vs的基础上适当处理图像信号R、G、B以用于LC面板组件300的操作，并产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2。然后信号控制器600将栅极控制信号CONT1提供给栅极驱动器400，并将处理过的图像信号R’、G’和B’以及数据控制信号CONT2提供给数据驱动器500。
栅极控制信号CONT1包括垂直同步起始信号、用于通知帧的起始并含有开始扫描的指令的扫描起始信号STV以及用于控制栅极导通电压Von的输出时间的至少一个栅极时钟信号。栅极控制信号CONT1可以进一步包括用于限定栅极导通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
数据控制信号CONT2包括用于通知数据驱动器500对于一组像素的数据传输起始的水平同步起始信号STH，含有指令从而将数据电压施加到数据线D1-Dm的加载信号LOAD，以及数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2可以进一步包括用于使数据电压(相对于公共电压Vcom)的极性反向的反向信号RVS。
响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动器500从信号控制器600接收用于该组像素的处理过的图像信号和图像数据DAT的数据包，将图像数据DAT转换成从灰度电压发生器800提供的灰度电压中选取的模拟数据电压，然后将该数据电压施加到数据线D1-Dm。
栅极驱动器400响应于来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1将栅极导通电压Von施加给栅极线G1-Gn，由此使连接到其上的开关元件Q导通。施加到数据线D1-Dm的数据电压通过导通的开关元件Q而被施加到相应的像素。
施加到像素的数据电压与公共电压Vcom之间的差由横跨LC电容器CLC的充电电压代表，其也称为像素电压。LC电容器CLC中的LC分子具有依赖于像素电压大小的取向，并且所述分子取向决定了通过LC层3的光的偏振。偏振器将光偏振转化为光的透射率。
通过以水平周期(该水平周期由“1H”表示并等于水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和栅极时钟CPV的一个周期)的单位重复这一过程，所有的栅极线G1-Gn在一帧期间被顺序供以栅极导通电压Von，由此将数据电压施加到所有像素。当在完成一帧之后下一帧开始时，控制施加到数据驱动器500上的反向控制信号RVS，即部分数据控制信号CONT2，使得数据电压的极性反向(这称为“帧反转”)。也可以控制反向控制信号RVS使得在一帧中经过数据线的数据电压的极性反向(例如，线反转和点反转)，或者使在一个数据包中的数据电压的极性反向(例如，列反转和点反转)。
现在，将参照图4至5B描述根据本发明的传感器的一示例性实施例以及具有该传感器的LCD的示例性实施例的结构。
图4是根据本发明LCD的一示例性实施例的布局图，图5A是沿着线VA-VA’得到的图4所示的LCD的截面图，图5B是沿着线VB-VB’得到的图4所示的LCD的截面图。
在绝缘基板110上形成有多条栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和多条存储电极线131，所述绝缘基板比如是透明玻璃或其他适合的透明绝缘材料。
栅极线121基本上在横向方向上延伸并彼此分开，并且传输栅极信号。栅极线121可以基本上彼此平行地延伸。每条栅极线121包括形成多个栅电极124的多个突出体以及具有较大的面积以用于与另一层或外部驱动电路接触的端部129。栅极线121可以延伸至连接到驱动电路，该驱动电路可以集成在绝缘基板110上。
传感器控制电极126具有基本为矩形的形状，该矩形具有长于竖直边的水平边，其中传感器控制电极126的水平边可以沿着绝缘基板110的横向方向延伸，并且控制电极126的竖直边可以沿着跨越绝缘基板110的纵向方向延伸。相对于传感器控制电极126，传感器控制线128可以在纵向方向上延伸。尽管示出了传感器控制电极126的特定排布，但传感器控制电极126也可以位于如前面参照图3所描述的绝缘基板110的可选周边区域中。传感器控制线128包括端部，该端部具有大的面积以用于与另一层或外部驱动电路接触。
与栅极线121分开的存储电极线131中的每一条也基本上在横向方向上延伸并且设置在两条相邻的栅极线121之间。存储电极线131被供以预定的电压，比如另一面板(未示出)的公共电压。
栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和存储电极线131优选由比如Al和Al合金的含铝Al金属、比如Ag和Ag合金的含银Ag金属、比如Cu和Cu合金的含铜Cu金属、比如Mo和Mo合金的含钼Mo金属、铬Cr、钛Ti或钽Ta制成。栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和存储电极线131可以具有多层结构，该多层结构包括具有不同物理特性的两层膜。如果使用了两层膜结构，则所述两层膜中的一层膜优选由包括含Al金属的低电阻率金属制成，以用于降低栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和存储电极线131中的信号延迟或电压降。而另一层膜优选由比如Cr、Mo、Mo合金、Ta或Ti的材料制成，所述材料具有良好的物理、化学特性以及与比如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的其他材料的良好的电接触特性。提供了优选特性的适当组合的两层膜的一些实例包括下部Cr膜和上部Al(Al-Nd合金)膜，以及下部Al(Al合金)膜和上部Mo膜。
此外，栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和存储电极线131的横向侧面是锥形的，并且所述横向侧面相对于基板110表面的倾角在约30度至约80度的范围内。
优选由氮化硅(SiNx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和存储电极线131上，栅极绝缘层140还形成在未被栅极线121、传感器控制电极126、传感器控制线128和存储电极线131覆盖的绝缘基板110的部分上。
在栅极绝缘层140上形成有优选由氢化非晶硅(缩写为“a-Si”)制成的多个半导体条151、多个半导体岛和半导体矩形155。每个半导体条151基本上在纵向方向上延伸，并具有朝向栅电极124分支出来的多个突出体154和设置在存储电极线131上的多个突起(protrusion)，其中所述纵向方向大致垂直于存储电极线131和栅极线121延伸。半导体矩形155与半导体条151分开并具有与传感器控制电极126的形状基本类似的形状。
在半导体条151上形成有多个欧姆接触条161和多个欧姆接触岛165，并且在半导体矩形155上形成有多个欧姆接触岛162和164。欧姆接触条161和岛165、162和164优选由硅化物或者用n型杂质重掺杂的n+氢化a-Si制成。每个欧姆接触条161具有多个突出体163，并且突出体163和欧姆接触岛165在半导体条151的突出体154上成对设置。
欧姆接触岛162和164分别位于半导体矩形155上，并且彼此分离。
半导体条151、半导体矩形155以及欧姆接触条161和岛165、162、164的横向侧面呈锥形，并且所述横向侧面相对于绝缘基板110的倾角优选处于约30至约80度之间的范围内。
在欧姆接触条161和岛165以及栅极绝缘层140上形成有多条数据线171、多个漏电极175、传感器输入电极172、传感器输入线176、传感器输出电极174以及传感器输出线178。
用于传输数据电压的数据线171基本上在纵向方向上延伸并且与栅极线121和存储电极线131交叉。每条数据线171具有端部179，该端部具有大的面积以用于与另一层或外部装置接触。朝向漏电极175突出的每条数据线171的多个分支形成了多个源电极173。
传感器输入线176基本在纵向方向上延伸，比如平行于传感器控制线128，并且传感器输入电极172包括连接到传感器输入线176的连接部，在基本垂直于所述纵向方向的横向方向上延伸并连接到所述连接部的横向部，以及经由所述横向部从所述连接部延伸的多个分支，所述分支在纵向方向上延伸，像梳子一样。
传感器输出线178基本在纵向方向上延伸，比如平行于传感器输入线176和传感器控制线128，并且传感器输出电极174包括连接到传感器输出线178的连接部，在基本垂直于所述纵向方向的横向方向上延伸并连接到所述连接部的横向部，以及经由所述横向部从所述连接部延伸的多个分支，所述分支在纵向方向上延伸，像梳子一样。
传感器输入电极172和传感器输出电极174的分支通过半导体矩形155而交替地配合。
每组栅电极G 124、源电极S 173和漏电极D 175与半导体条151的突出体154一起形成了TFT，该TFT具有形成于设置在源电极S 173与漏电极D 175之间的半导体突出体154中的沟道。
传感器控制电极126、传感器输入电极172和传感器输出电极174与半导体矩形155一起形成了用于温度传感器51的传感器晶体管。该传感器晶体管的规格通过电极126和172的宽度W和长度L以及半导体矩形155的厚度T而限定。
数据线171、源电极173、漏电极175、传感器输入线176、传感器输入电极172、传感器输出线178和传感器输出电极174优选由包括Cr、Mo、Ti、Ta或其合金的难熔金属制成。它们可以具有多层结构，该多层结构优选包括低电阻率膜和良好接触膜。
根据本实施例的TFT阵列面板的半导体条151具有与数据线171和漏电极175以及下部欧姆接触161和165基本相同的平面形状。然而，半导体条151的突出体154包括未被数据线171和漏电极175覆盖的某些暴露的部分，比如位于源电极173与漏电极175之间的部分。
类似于栅极线121，数据线171、源电极173、漏电极175、传感器输入线176、传感器输入电极172、传感器输出线178和传感器输出电极174具有锥形的横向侧面，并且所述横向侧面相对于绝缘基板110的倾角在约30度至约80度的范围内。
在数据线171、源电极173、漏电极175、传感器输入线176、传感器输入电极172、传感器输出线178和传感器输出电极174上，以及半导体条151和半导体矩形155的暴露部分和栅极绝缘层140的任何其他暴露部分上，形成有钝化层180。
钝化层180优选由以下材料形成，即具有良好平面度特性的感光有机材料，通过等离子体增强化学气相沉积(“PECVD”)形成的低介电绝缘材料、比如a-Si:C:O和a-Si:O:F，或者比如氮化硅和氧化硅的无机材料。钝化层180可以具有包括下部无机膜和上部有机膜的双层结构。
钝化层180具有多个接触孔182、185、186和187，其分别暴露出数据线171的端部179、漏电极175、以及传感器输入线176和传感器输出线178的端部。钝化层180和栅极绝缘层140还具有多个接触孔181和189，其分别暴露出栅极线121的端部129和传感器控制线128的端部。
在钝化层180上形成有优选由IZO或ITO制成的多个接触辅助物(contact assistants)81、82、86、87、89和多个像素电极190。接触辅助物81、82、86、87、89相对于形成在钝化层180中的接触孔而形成。
像素电极190通过接触孔185与漏电极175物理地并且电气性地连接起来，使得像素电极190从漏电极175接收数据电压。
被供以所述数据电压的像素电极190与上面板200上的公共电极270一起产生电场，该电场使置于其间的液晶层3中的液晶分子重新定向。
像素电极190可选地与栅极线121和数据线171重叠以增大开口率。
接触辅助物81、82、86、87和89通过接触孔181、182、186、187和189分别连接至栅极线121的暴露的端部129、数据线171的暴露的端部179、传感器输入线176的暴露的端部、传感器输出线178的暴露的端部和传感器控制线128的暴露的端部。尽管不是必须的，但接触辅助物81、82、86、87和89优选用于保护暴露的端部并补充暴露的端部与外部装置的粘附力。
接触辅助物81在提供栅极信号的栅极驱动器400集成在绝缘基板110上时起到连接栅极线121的端部129与栅极驱动器400的作用，可选择地，可以省略接触辅助物81。
根据本发明的另一实施例，像素电极190由透明导电聚合物制成。对于反射型LCD，像素电极190由不透明反射金属制成。在这些情况下，接触辅助物81和82可以由与像素电极190不同的比如IZO或ITO的材料制成。
与栅极线121和数据线171一起集成在绝缘基板110上并基于所感测的温度改变其工作状态或电阻值的温度传感器51的尺寸可以约为2mm×2mm或更小。此外，形成在基板110上的传感器控制电极126用于阻挡来自光源(未示出)的光，所述光源设置在LC面板组件300的下部之下。这样的特征并不限制LC面板组件300的光透射率，然而，温度传感器51的定位通常被限制于非显示区域B。
根据以下将进一步描述的传感器控制线128、传感器输入线176和传感器输出线178的连接，与栅极线121和数据线171一起形成在LC面板组件300的非显示区域B上的温度传感器51的示例性实施例包括二极管型温度传感器和电阻器型温度传感器，如图6A至7B所示。
图6A是当根据本发明一示例性实施例的温度传感器为二极管型温度传感器时，二极管型温度传感器的一示例性实施例的等效电路图，图6B是相对于图6A所示的二极管型温度传感器的温度变化的输出电压特性曲线。图7A是当根据本发明一示例性实施例的温度传感器为电阻器型温度传感器时，电阻器型温度传感器的一示例性实施例的等效电路图，图7B是相对于图7A所示的电阻器型温度传感器的温度变化的输出电压特性曲线。
现将参照图6A和6B描述当温度传感器51的线128、176和178连接为二极管型温度传感器时的一示例性实施例。
参照图6A，温度传感器51的传感器控制线G 128连接到传感器输出线D 178，并且温度传感器51的传感器输入线S 176连接到地GND，使得传感器晶体管、即温度传感器51用作二极管。
此时，来自传感器输出线D 178的输出电压VD表示为[等式1]VD＝Vdd-RID此处，ID是流过传感器输出线D 178的电流，R是连接到温度传感器51外部的电阻，Vdd是输入电压。
此时，对于通过传感器控制线G 128与传感器输出线D 178之间的连接的传感器控制线G 128与传感器输入线S 176之间的电压以及传感器输出线D 178与传感器输入线S 176之间的电压，ID表示为[等式2]ID=μnCgWL(VD22-VTHVD)]]>此处，μn是依赖于温度变化的电子迁移率，Cg是传感器输入电极172的电容，W是沟道宽度，L是沟道长度，其中W和L比如图4所示那样被测量，VTH是阈值电压。
电子迁移率μn表示为[等式3]μn=μ0NCkTne-Ea/kT]]>
此处，μ0是广延态(extended state)电子迁移率，NC是在迁移率边缘处的态密度，k是玻尔兹曼常数，T是温度(K)，n是总电子密度，Ea是激活能。在一个实施例中，μ0是～6[cm2/vs]，NC是～2×1021[cm3/eV]，k是1.3805×10-23[J/K]，Ea是0.13[eV]。
结果，参照[等式1]至[等式3]，输出电压VD基于温度变化而变化。
具有图6A所示等效电路的温度传感器51的输出电压VD随着温度的变化而线性地变化，如图6B所示。
现将参照图7A和7B描述当温度传感器51的线128、176和178连接为电阻器型温度传感器时的一示例性实施例。
如图7A所示，传感器控制线G 128未被供以任何信号，传感器输入线S 176通过电阻器RC连接至地GND，并且传感器输出线D 178被供以外部施加的驱动电压Vdd。在本实施例中，由于传感器控制线G 128未被供以任何信号，温度传感器51、即传感器晶体管用作电阻器Rs。
来自温度传感器51、即传感器晶体管的输出电压Vout表示为[等式4]Vout=RcRs+RcVdd]]>Rs表示为Rs=ρLWD]]>并且σ表示为σ=neμn=1ρ]]>此处，e是载流子电容量。
如上所述，由于电子迁移率μn表示为[等式3]，所以输出电压Vout基于温度变化而变化。
相对于温度变化的输出电压Vout如图7B所示变化。如图7B所示，尽管电阻器型温度传感器的输出电压Vout非线性地变化，但基于电阻器特性的温度传感器51的灵敏度是良好的。
在电阻器型温度传感器中，由于传感器控制线G 128未被供以任何信号，所以传感器控制线G 176和传感器控制电极126可以是不必要的。
现将参照图8A和8B描述根据本发明的另一示例性实施例的电阻器型温度传感器。包括该电阻器型温度传感器的LCD的结构可以与图4和5A所示的结构相同，因此被省略。
图8A是根据本发明的电阻器型温度传感器的一示例性实施例的布局图，图8B是沿着线VIIIB-VIIIB’得到的图8A所示的电阻器型温度传感器的截面图。
如图8A和8B所示，根据本发明的电阻器型温度传感器的另一示例性实施例的结构与图4和5A所示的结构类似，除了没有形成传感器控制电极126和传感器控制线128。
也就是说，栅极绝缘层140形成在绝缘基板110(不存在传感器控制电极126和传感器控制线128)上，并且具有长于竖直边的水平边的半导体矩形155形成在栅极绝缘层140上。多个欧姆接触162和164形成在半导体矩形155上。此外，传感器输入线176、传感器输入电极172、传感器输出电极174、传感器输出线178形成在欧姆接触162和164以及栅极绝缘层140上。
钝化层180形成在传感器输入线176、传感器输入电极172、传感器输出电极174、传感器输出线178上以及半导体矩形155和栅极绝缘层140的任何暴露的部分上。钝化层180具有多个接触孔186和187，其分别暴露传感器输入线176和传感器输出线178的端部。
接触辅助物86和87可以形成在钝化层180上，分别与接触孔186和187结合。
如上所述，由于传感器控制线128和传感器控制电极126不被供以信号，所以将电阻器型温度传感器设计成没有传感器控制线128和传感器控制电极126。
对于根据本发明实施例的二极管型温度传感器和电阻器型温度传感器，从其实际输出的相对于温度变化的输出电压的示例性曲线分别表示于图9和10中。
仅用于示范的目的，在图9和10中，驱动电压Vdd约为5V，并且W/L为3200/4.5。在图9中，电阻器R的电阻值约为620kΩ，并且在图10中，电阻器Rc的电阻值约为2kΩ。
如图9和10所示，LCD的被感测温度的范围在约-20℃至约80℃。在图9中，以约10℃为单位来感测温度，在图10中，以约2.5℃为单位来感测温度。在图9中，电压变化差ΔVD约为1.31V，并且在图10中，电压变化差ΔVout约为4.37V。因此，由于来自温度传感器的输出电压的动态灵敏度大，所以直接使用该输出电压而没有独立的信号处理，比如滤波、放大等。
由于温度传感器与栅极线和数据线一起直接集成在LC面板组件中，所以根据本发明的示例性实施例的温度传感器感测对应于LC层温度变化的精确的温度。
根据本发明，将温度传感器直接集成在LCD中用于感测LCD的温度，由此精确地感测温度而没有制造成本的大量增加。此外，基于精确感测的显示装置的温度来实现对于该显示装置的控制，由此改善该显示装置的图像质量。由于不需要在外部安装于LCD上的独立的温度传感器，所以改善了设计并降低了制造成本。
此外，由于通过改变温度传感器的线的连接来改变温度传感器的驱动特性，并且实现了具有适于显示装置的特性的温度传感器及其周围环境，所以改善了温度传感器和显示装置的驱动效率。
此外，因为接触LCD表面的温度传感器区域的大小由于梳形而增大，同时保持了温度传感器的小尺寸，所以改善了感测的可靠性并且不需要附加的电路。
尽管已参照优选实施例详细描述了本发明，但应理解的是，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明意于覆盖包括在权利要求范围内的各种变化和等效设置。并且，术语第一、第二等的使用不代表任何次序或重要性，而是用术语第一、第二等将一个元件与另一元件相区分。此外，术语一、一个等的使用不代表对于数量的限制，而是表示至少一个所提及项目的存在。
本申请要求于2005年1月19日提交的韩国专利申请No.10-2005-0004879的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
权利要求
1.一种传感器，包括形成在基板上的传感器控制电极；形成在所述传感器控制电极上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触；形成在所述欧姆接触上的传感器输入电极和传感器输出电极；以及形成在所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述绝缘层进一步形成在没有被所述传感器控制电极覆盖的基板的部分上。
3.根据权利要求2所述的传感器，其中所述钝化层进一步形成在没有被所述欧姆接触、传感器输入电极或传感器输出电极覆盖的所述半导体的部分上以及没有被所述半导体、欧姆接触、传感器输入电极和传感器输出电极覆盖的所述绝缘层的部分上。
4.根据权利要求1所述的传感器，其中所述传感器输入电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。
5.根据权利要求4所述的传感器，其中所述第一分支相对于所述第二分支交替地排布。
6.根据权利要求1所述的传感器，还包括连接到所述传感器控制电极的第一信号线；连接到所述传感器输入电极的第二信号线；以及连接到所述传感器输出电极的第三信号线，其中所述钝化层进一步形成在所述传感器控制电极上并且包括暴露部分所述第一信号线的第一接触孔，暴露部分所述第二信号线的第二接触孔，以及暴露部分所述第三信号线的第三接触孔。
7.根据权利要求6所述的传感器，还包括分别通过所述第一和第二接触孔连接所述第一信号线和所述第二信号线的接触辅助物。
8.根据权利要求7所述的传感器，其中所述接触辅助物由氧化铟锡或氧化铟锌制成。
9.根据权利要求6所述的传感器，其中所述第二信号线通过所述第二接触孔连接到一电压。
10.根据权利要求9所述的传感器，其中所述电压是地电压。
11.根据权利要求9所述的传感器，其中所述第三信号线输出感测信号。
12.根据权利要求1所述的传感器，其中所述半导体由非晶硅制成
13.根据权利要求1所述的传感器，其中所述传感器是二极管型温度传感器。
14.一种传感器，包括形成在基板上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触；形成在所述欧姆接触上的传感器输入电极和传感器输出电极；以及，形成在所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。
15.根据权利要求14所述的传感器，其中所述绝缘层进一步形成在没有被所述传感器控制电极覆盖的所述基板的部分上。
16.根据权利要求15所述的传感器，其中所述钝化层进一步形成在没有被所述欧姆接触、传感器输入电极或传感器输出电极覆盖的所述半导体的部分上以及没有被所述半导体、欧姆接触、传感器输入电极和传感器输出电极覆盖的所述绝缘层的部分上。
17.根据权利要求14所述的传感器，其中所述传感器输入电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。
18.根据权利要求17所述的传感器，其中所述第一分支相对于所述第二分支交替地排布。
19.根据权利要求14所述的传感器，还包括连接到所述传感器输入电极的传感器输入线以及连接到所述传感器输出电极的传感器输出线，其中所述钝化层包括暴露部分所述传感器输入线的第一接触孔和暴露部分所述传感器输出线的第二接触孔。
20.根据权利要求19所述的传感器，其中所述传感器输入线通过所述第一接触孔连接到一电压。
21.根据权利要求20所述的传感器，其中所述电压是地电压。
22.根据权利要求20所述的传感器，其中所述传感器输出线输出感测信号。
23.根据权利要求14所述的传感器，其中所述传感器是电阻器型温度传感器。
24.一种薄膜晶体管阵列面板，包括形成在基板上的栅极线和传感器控制电极；形成在所述栅极线和所述传感器控制电极上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触；形成在所述欧姆接触上的数据线、漏电极、传感器输入电极和传感器输出电极；以及形成在所述数据线、所述漏电极、所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。
25.根据权利要求24所述的面板，其中所述传感器输入电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。
26.根据权利要求25所述的面板，还包括连接到所述传感器控制电极的传感器控制线；连接到所述传感器输入电极的传感器输入线；以及连接到所述传感器输出电极的传感器输出线，其中所述钝化层进一步形成在所述传感器控制电极上并且包括暴露部分所述传感器控制线的第一接触孔，暴露部分所述传感器输入线的第二接触孔，以及暴露部分所述传感器输出线的第三接触孔。
27.根据权利要求26所述的面板，其中所述钝化层进一步包括暴露部分所述漏电极的第四接触孔。
28.根据权利要求27所述的面板，还包括通过所述第四接触孔连接到所述漏电极的像素电极。
29.根据权利要求28所述的面板，还包括分别通过所述第一、第二和第三接触孔连接到所述传感器控制线、所述传感器输入线和所述传感器输出线的接触辅助物。
30.根据权利要求29所述的面板，其中所述接触辅助物形成在与所述像素电极相同的层上。
31.根据权利要求24所述的面板，其中所述传感器控制电极、所述传感器输入电极和所述传感器输出电极形成在所述面板的边缘上。
32.根据权利要求24所述的面板，其中所述传感器控制电极、传感器输入电极和传感器输出电极形成二极管型温度传感器的一部分。
33.一种薄膜晶体管阵列面板，包括形成在基板上的栅极线；形成在所述栅极线上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触。形成在所述欧姆接触上的数据线、漏电极、传感器输入电极和传感器输出电极；以及形成在所述数据线、所述漏电极、所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。
34.根据权利要求33所述的面板，其中所述传感器输入电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第一分支，所述传感器输出电极包括间隔预定距离并形成为梳状的多个第二分支，其中所述第一分支通过所述半导体分别与所述第二分支配合。
35.根据权利要求34所述的面板，还包括连接到所述传感器输入电极的传感器输入线以及连接到所述传感器输出电极的传感器输出线，其中所述钝化层包括暴露部分所述传感器输入线的第一接触孔以及暴露部分所述传感器输出线的第二接触孔。
36.根据权利要求35所述的面板，其中所述钝化层还包括暴露部分所述漏电极的第三接触孔。
37.根据权利要求36所述的面板，还包括通过所述第三接触孔连接到所述漏电极的像素电极。
38.根据权利要求37所述的面板，还包括分别通过所述第一和第二接触孔连接到所述传感器输入线和所述传感器输出线的接触辅助物。
39.根据权利要求38所述的面板，其中所述接触辅助物形成在与所述像素电极相同的层上。
40.根据权利要求33所述的面板，其中所述传感器输入电极和所述传感器输出电极形成在所述面板的边缘上。
41.根据权利要求33所述的面板，其中所述传感器输入电极和所述传感器输出电极形成电阻器型温度传感器的一部分。
42.一种液晶显示面板，包括第一面板；第二面板；设置在所述第一面板与所述第二面板之间的液晶层；以及形成在所述第一面板的第一表面上的温度传感器，所述第一面板的所述第一表面面对所述液晶层。
43.根据权利要求42所述的液晶显示面板，其中所述第一面板是薄膜晶体管阵列面板。
44.根据权利要求42所述的液晶显示面板，其中所述温度传感器形成在所述第一面板的非显示区域上。
45.根据权利要求42所述的液晶显示面板，还包括形成在所述第一面板的所述第一表面上的多个温度传感器。
46.根据权利要求42所述的液晶显示面板，其中所述第一面板包括至少一条数据线，并且所述温度传感器包括形成在与所述数据线相同的所述第一面板的层内的传感器输入电极和传感器输出电极。
47.根据权利要求46所述的液晶显示面板，其中所述第一面板包括基板和形成在所述基板上的至少一条栅极线，并且所述温度传感器包括形成在所述基板上与所述栅极线相同的所述第一面板的层内的传感器控制电极。
全文摘要
提供了一种传感器，其包括基板，形成在所述基板上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的半导体；形成在所述半导体上的欧姆接触；形成在所述欧姆接触上的传感器输入电极和传感器输出电极；以及，形成在所述传感器输入电极和所述传感器输出电极上的钝化层。还可以在所述基板与所述绝缘层之间形成传感器控制电极。此外，还提供了一种包括该传感器的薄膜晶体管阵列面板以及包括该传感器的液晶显示面板。
文档编号G02F1/13GK1819214SQ20051013689
公开日2006年8月16日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年1月19日
发明者李起讚, 高贤锡, 朴允载, 文胜焕 申请人:三星电子株式会社