JP2875844B2 - 薄膜トランジスタ型光センサの駆動方法及び駆動装置 - Google Patents
薄膜トランジスタ型光センサの駆動方法及び駆動装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリ装置、デジタル複写機等の画
像読み取り装置に用いられる光センサに関わり、特に薄
膜半導体層に絶縁層を介してゲート電極を設けて構成さ
れる薄膜トランジスタ（以下TFTと言う）型光センサの
駆動方法及びその駆動装置に関する。
像読み取り装置に用いられる光センサに関わり、特に薄
膜半導体層に絶縁層を介してゲート電極を設けて構成さ
れる薄膜トランジスタ（以下TFTと言う）型光センサの
駆動方法及びその駆動装置に関する。
はじめに、TFT型光センサの構成例として、第14図に
平面図を、第15図に第14図のＸ−Ｘ′断面図を示す。図
において、１はガラス等の基板、２はゲート電極、３は
ゲート絶縁層、４は光導電性の半導体薄膜、５は半導体
薄膜４と、ソース、ドレイン電極6,7とオーミック接続
するためのオーミックコンタクト層である。
平面図を、第15図に第14図のＸ−Ｘ′断面図を示す。図
において、１はガラス等の基板、２はゲート電極、３は
ゲート絶縁層、４は光導電性の半導体薄膜、５は半導体
薄膜４と、ソース、ドレイン電極6,7とオーミック接続
するためのオーミックコンタクト層である。
この様なTFT型光センサを、通常画像読み取り装置と
して電荷蓄積モードで用いる場合、第16図に示すように
ゲート電極にバイアス電圧VBを印加して安定動作を図っ
ている。第16図において、ドレイン電極にはセンサ電源
VSが接続され、ソース電極には蓄積コンデンサＣが接続
される。蓄積コンデンサＣに蓄えられた電荷は、転送ス
イッチSWにより負荷抵抗RLに放電される。
して電荷蓄積モードで用いる場合、第16図に示すように
ゲート電極にバイアス電圧VBを印加して安定動作を図っ
ている。第16図において、ドレイン電極にはセンサ電源
VSが接続され、ソース電極には蓄積コンデンサＣが接続
される。蓄積コンデンサＣに蓄えられた電荷は、転送ス
イッチSWにより負荷抵抗RLに放電される。
ところで、この様なTFT型光センサにおいても、薄膜
半導体層の界面ないし表面状態が、作成プロセスにおけ
る成膜工程ないしエッチング工程の影響を受けることに
より、電気的特性が変化する。また、大面積の基板など
に作成した場合、これらの工程の分布により、電気的特
性にも大きな分布が生じる。
半導体層の界面ないし表面状態が、作成プロセスにおけ
る成膜工程ないしエッチング工程の影響を受けることに
より、電気的特性が変化する。また、大面積の基板など
に作成した場合、これらの工程の分布により、電気的特
性にも大きな分布が生じる。
この様な一例を示すと、第17図に示す大面積（320×2
56mm）ガラス基板に約20mmピッチでTFT型光センサを形
成した場合、第17図Ａ−Ａ′線上のTFT型光センサの光
電流Ipおよび暗電流Id（ゲート、ソース間電圧Vgs＝0V
の場合）は、第18図に示すように分布し、位置によって
はS/Nも低下してしまう。
56mm）ガラス基板に約20mmピッチでTFT型光センサを形
成した場合、第17図Ａ−Ａ′線上のTFT型光センサの光
電流Ipおよび暗電流Id（ゲート、ソース間電圧Vgs＝0V
の場合）は、第18図に示すように分布し、位置によって
はS/Nも低下してしまう。
この様に、ゲート電極にバイアス電圧を印加して安定
動作を図った駆動方法においてもS/Nの低下およびセン
サ出力の分布を生じてしまうという問題点があった。
動作を図った駆動方法においてもS/Nの低下およびセン
サ出力の分布を生じてしまうという問題点があった。
そのため、本出願人らが先に出願した特開昭63-92153
に示すようなTFT型光センサの配列位置に応じて、ゲー
トバイアス電圧を調整する方式が用いられる。この等価
回路を第22図に示す。
に示すようなTFT型光センサの配列位置に応じて、ゲー
トバイアス電圧を調整する方式が用いられる。この等価
回路を第22図に示す。
第19図において、S1,1〜Sm,nはTFT型光センサ、CS1,1
〜CSm,nは蓄積コンデンサ、U1,1〜Um,nは転送用TFT、V
1,1〜Vm,nはリセット用TFTである。
〜CSm,nは蓄積コンデンサ、U1,1〜Um,nは転送用TFT、V
1,1〜Vm,nはリセット用TFTである。
上記の素子群はｎ個ずつｍブロックに分けられ、ｍ＋
１本のゲート線とｎ本の信号線とにマトリクス接続され
ている。
１本のゲート線とｎ本の信号線とにマトリクス接続され
ている。
11はゲート線VG1〜VGm＋１に電圧を順次印加するため
のドライバー部、12は信号線S1〜Snの信号電圧を取り出
すための信号処理部、13はセンサゲート線VB1〜VBmに制
御電圧を印加するための制御部である。また、VSはセン
サバイアス電圧、VRは蓄積コンデンサのリセット電圧、
CL1〜CLmは負荷コンデンサである。
のドライバー部、12は信号線S1〜Snの信号電圧を取り出
すための信号処理部、13はセンサゲート線VB1〜VBmに制
御電圧を印加するための制御部である。また、VSはセン
サバイアス電圧、VRは蓄積コンデンサのリセット電圧、
CL1〜CLmは負荷コンデンサである。
この方式においては、上記の問題点はほぼ解決するこ
とができるが、ゲートバイアス用の引出し配線の増加、
調整可能な外部電源を必要とする等の新たな問題点が生
じ、画像読み取り装置の低廉化を阻害している。さら
に、ゲートバイアス電圧の値はその都度調整しなければ
ならないため、生産工数上においても低廉化を阻害する
ことになる。
とができるが、ゲートバイアス用の引出し配線の増加、
調整可能な外部電源を必要とする等の新たな問題点が生
じ、画像読み取り装置の低廉化を阻害している。さら
に、ゲートバイアス電圧の値はその都度調整しなければ
ならないため、生産工数上においても低廉化を阻害する
ことになる。
本発明は、かかる問題点を鑑み、ゲートバイアス電圧
を外部調整することなく、TFT型光センサの出力をS/N良
く、かつ分布を生じない駆動方式にすることにより、画
像読み取り装置ひいては、これを適用する機器の低廉化
を達成することを目的とする。
を外部調整することなく、TFT型光センサの出力をS/N良
く、かつ分布を生じない駆動方式にすることにより、画
像読み取り装置ひいては、これを適用する機器の低廉化
を達成することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の課題を解決するため、ゲート電極、
ゲート絶縁層、薄膜半導体層、オーミックコンタクト
層、ソース電極及びドレイン電極からなる薄膜トランジ
スタ型光センサの駆動方法において、 該薄膜トランジスタ型光センサのドレイン電極に、該
薄膜トランジスタ型光センサのソース電極に供給される
電位VSよりも大きくされた電位VDを供給し、 該薄膜トランジスタ型光センサのゲート電極の電位を
スレッシュホールド電位とし、該薄膜トランジスタ型光
センサのソース電極とゲート電極間の電圧が、該スレッ
シュホールド電位より低くなるように、ソース電位を該
ソース電極に印加して駆動する、ことを特徴とする薄膜
トランジスタ型光センサの駆動方法を提供するものであ
る。
ゲート絶縁層、薄膜半導体層、オーミックコンタクト
層、ソース電極及びドレイン電極からなる薄膜トランジ
スタ型光センサの駆動方法において、 該薄膜トランジスタ型光センサのドレイン電極に、該
薄膜トランジスタ型光センサのソース電極に供給される
電位VSよりも大きくされた電位VDを供給し、 該薄膜トランジスタ型光センサのゲート電極の電位を
スレッシュホールド電位とし、該薄膜トランジスタ型光
センサのソース電極とゲート電極間の電圧が、該スレッ
シュホールド電位より低くなるように、ソース電位を該
ソース電極に印加して駆動する、ことを特徴とする薄膜
トランジスタ型光センサの駆動方法を提供するものであ
る。
また、ゲート電極、ゲート絶縁層、薄膜半導体層、オ
ーミックコンタクト層、ソース電極及びドレイン電極か
らなる薄膜トランジスタ型光センサの駆動装置におい
て、 該薄膜トランジスタ型光センサの近傍に設けられた、
ゲート電極、ゲート絶縁層、薄膜半導体層、オーミック
コンタクト層、ソース電極及びドレイン電極からなる薄
膜トランジスタと、 該薄膜トランジスタのスレッシュホールド電圧より大
きい電圧を供給可能なバイアス電源VBBと、 該薄膜トランジスタ型光センサのソース電極に電位VS
を供給するためのソースバイアス電源と、 該薄膜トランジスタ型光センサのドレイン電極に前記
電位VSより大なる電位VDを供給するためのセンサ電源
と、を有し、 該薄膜トランジスタのドレイン電極とゲート電極とを
該バイアス電源VBBに、接続するとともに、該薄膜トラ
ンジスタのゲート電極の電位が、該薄膜トランジスタ型
光センサのゲート電極に供給されるように、該トランジ
スタのゲート電極と該薄膜トランジスタ型光センサのゲ
ート電極とを接続した、ことを特徴とする薄膜トランジ
スタ型光センサの駆動装置でもある。
ーミックコンタクト層、ソース電極及びドレイン電極か
らなる薄膜トランジスタ型光センサの駆動装置におい
て、 該薄膜トランジスタ型光センサの近傍に設けられた、
ゲート電極、ゲート絶縁層、薄膜半導体層、オーミック
コンタクト層、ソース電極及びドレイン電極からなる薄
膜トランジスタと、 該薄膜トランジスタのスレッシュホールド電圧より大
きい電圧を供給可能なバイアス電源VBBと、 該薄膜トランジスタ型光センサのソース電極に電位VS
を供給するためのソースバイアス電源と、 該薄膜トランジスタ型光センサのドレイン電極に前記
電位VSより大なる電位VDを供給するためのセンサ電源
と、を有し、 該薄膜トランジスタのドレイン電極とゲート電極とを
該バイアス電源VBBに、接続するとともに、該薄膜トラ
ンジスタのゲート電極の電位が、該薄膜トランジスタ型
光センサのゲート電極に供給されるように、該トランジ
スタのゲート電極と該薄膜トランジスタ型光センサのゲ
ート電極とを接続した、ことを特徴とする薄膜トランジ
スタ型光センサの駆動装置でもある。
上記により、センサ出力分布は外部調整することなく
平滑化され、また暗電流も低下させることができ、S/N
が向上し、低廉かつ高性能な画像読み取り装置を構成で
きる。
平滑化され、また暗電流も低下させることができ、S/N
が向上し、低廉かつ高性能な画像読み取り装置を構成で
きる。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
まず、第17図にしめした大面積ガラス基板内でのTFT
型光センサの光電流Ipおよび暗電流Idの分布が第18図に
示すような分布になる原因について述べる。第17図Ａ−
Ａ′線上の点，，（第18図の，，の位置に
対応）上のTFT型光センサのゲート電圧VGSと光電流Ipの
関係、ゲート電圧VGSと暗電流Idの関係を調べたとこ
ろ、第20図、第21図に示すような特性が得られた。ゲー
ト電圧がある値以下の時、TFTのチャネルが形成されな
いOFF状態のため、光電流、暗電流とも小さな値を示
す。ゲート電圧がある値を越えるとチャネルが形成さ
れ、TFTがON状態となり、大きな電流が流れるという通
常のTFTのスイッチング特性が得られた。この状態がOFF
からONに変化するゲート電圧を以後、スレッシュホール
ド電位と称する。
型光センサの光電流Ipおよび暗電流Idの分布が第18図に
示すような分布になる原因について述べる。第17図Ａ−
Ａ′線上の点，，（第18図の，，の位置に
対応）上のTFT型光センサのゲート電圧VGSと光電流Ipの
関係、ゲート電圧VGSと暗電流Idの関係を調べたとこ
ろ、第20図、第21図に示すような特性が得られた。ゲー
ト電圧がある値以下の時、TFTのチャネルが形成されな
いOFF状態のため、光電流、暗電流とも小さな値を示
す。ゲート電圧がある値を越えるとチャネルが形成さ
れ、TFTがON状態となり、大きな電流が流れるという通
常のTFTのスイッチング特性が得られた。この状態がOFF
からONに変化するゲート電圧を以後、スレッシュホール
ド電位と称する。
このTFT型光センサの位置，，とスレッシュホ
ールド電位との関係は、光電流、暗電流とも＜＜
となった。しかしながらOFF状態の時の電流−電圧特性
の傾き、ON状態の時の電流−電圧特性の傾きは、，
，の場所によらずほぼ等しい。
ールド電位との関係は、光電流、暗電流とも＜＜
となった。しかしながらOFF状態の時の電流−電圧特性
の傾き、ON状態の時の電流−電圧特性の傾きは、，
，の場所によらずほぼ等しい。
すなわち、，，の位置のTFT型光センサのゲー
ト電圧VGSと電流Ip,Idの関係は、それぞれのスレッシュ
ホールド電位がシフトしただけの形で示されることにな
る。
ト電圧VGSと電流Ip,Idの関係は、それぞれのスレッシュ
ホールド電位がシフトしただけの形で示されることにな
る。
これらの結果を整理すると第22図，第23図に示すよう
に暗電流、光電流のスレッシュホールド電位と光電流Ip
との間に相関関係があることが明らかになった。
に暗電流、光電流のスレッシュホールド電位と光電流Ip
との間に相関関係があることが明らかになった。
以上より、第18図に示すような特性分布が生じている
のは、スレッシュホールド電位がシフトしたTFT型光セ
ンサをVGS＝一定という条件で動作させているために、
実質的な動作点がそれぞれ異なってしまうためだと考え
られる。
のは、スレッシュホールド電位がシフトしたTFT型光セ
ンサをVGS＝一定という条件で動作させているために、
実質的な動作点がそれぞれ異なってしまうためだと考え
られる。
そのため、このスレッシュホールド電位のシフト分を
補正する駆動を行うことにより特性分布を均一化するこ
とができる。
補正する駆動を行うことにより特性分布を均一化するこ
とができる。
次にこの補正方法について述べる。
第１図は、本発明によるTFT型光センサの駆動方式を
用いた蓄積モードの読みだし回路を示す。本回路は、TF
T型光センサとゲートバイアス電圧を供給する部分から
なり、TFT型光センサＳのソース電極には、ソースバイ
アス電源VSが接続され、ドレイン電極には蓄積コンデン
サＣが接続される。蓄積コンデンサＣは転送SWを介して
負荷抵抗RLとセンサ電源VDに接続されている。さらに、
ゲートバイアス電圧供給用のTFT Tのゲート電極に接続
されている。ここで、センサ電源VD、ソースバイアス電
源VSの値はVD＞VSに設定する。
用いた蓄積モードの読みだし回路を示す。本回路は、TF
T型光センサとゲートバイアス電圧を供給する部分から
なり、TFT型光センサＳのソース電極には、ソースバイ
アス電源VSが接続され、ドレイン電極には蓄積コンデン
サＣが接続される。蓄積コンデンサＣは転送SWを介して
負荷抵抗RLとセンサ電源VDに接続されている。さらに、
ゲートバイアス電圧供給用のTFT Tのゲート電極に接続
されている。ここで、センサ電源VD、ソースバイアス電
源VSの値はVD＞VSに設定する。
ゲートバイアス電圧供給部においては、バイアス用抵
抗RBの一端は、バイアス電源VBBに接続され、他方はバ
イアス用TFT Tのドレイン電極に接続されている。さら
に、ドレイン電極はゲート電極にも接続され、ソース電
極は接地される。
抗RBの一端は、バイアス電源VBBに接続され、他方はバ
イアス用TFT Tのドレイン電極に接続されている。さら
に、ドレイン電極はゲート電極にも接続され、ソース電
極は接地される。
この回路のゲートバイアス電圧供給部の動作を第４図
および第５図に示す。第４図に示すようにTFTのゲート
電極とドレイン電極を接続した（いわゆるダイオード接
続）状態において、バイアス用抵抗RBの値を適切に設定
することにより、ドレイン電極の電圧VDは、第５図に示
すようにバイアス電圧VBBに対してTFTのスレッシュホー
ルド電位VTHまではほぼ傾き１で変化し、その後はTFTが
ON状態に遷移するためVDの値はVBBの大きさによらずほ
ぼVTHの値となる。
および第５図に示す。第４図に示すようにTFTのゲート
電極とドレイン電極を接続した（いわゆるダイオード接
続）状態において、バイアス用抵抗RBの値を適切に設定
することにより、ドレイン電極の電圧VDは、第５図に示
すようにバイアス電圧VBBに対してTFTのスレッシュホー
ルド電位VTHまではほぼ傾き１で変化し、その後はTFTが
ON状態に遷移するためVDの値はVBBの大きさによらずほ
ぼVTHの値となる。
すなわち、第４図の回路においてバイアス抵抗RBの値
を適切にかつバイアス電源VBBの値をTFTのスレッシュホ
ールド電位VTHの値より大きな値に設定することによりT
FTのドレイン電極はほぼVTH相当の電位となる。
を適切にかつバイアス電源VBBの値をTFTのスレッシュホ
ールド電位VTHの値より大きな値に設定することによりT
FTのドレイン電極はほぼVTH相当の電位となる。
上記のゲートバイアス電圧供給部で発生した電位を第
１図に示すようにTFT型光センサのゲート電位とするこ
とで、TFT型光センサのゲート、ソース間電圧VGSは、VG
S＝VTH−VSに設定されることになる。
１図に示すようにTFT型光センサのゲート電位とするこ
とで、TFT型光センサのゲート、ソース間電圧VGSは、VG
S＝VTH−VSに設定されることになる。
ところで、このスレッシュホールド電位VTHはバイア
ス用TFTのVTHであるが、TFT型光センサのごく近傍に配
置することは容易であるため、ほぼTFT型光センサのス
レッシュホールド電位に等しくなることが期待できる。
すなわち、TFT型光センサのゲート、ソース間電圧VGSは
常に自らのVTHからVS分だけ低い点に動作点が設定され
ることになる。
ス用TFTのVTHであるが、TFT型光センサのごく近傍に配
置することは容易であるため、ほぼTFT型光センサのス
レッシュホールド電位に等しくなることが期待できる。
すなわち、TFT型光センサのゲート、ソース間電圧VGSは
常に自らのVTHからVS分だけ低い点に動作点が設定され
ることになる。
この駆動方式により、第20図および第21図に示したよ
うなゲート電圧VGSと光電流Ipの関係、ゲート電圧VGSと
暗電流Idの関係におけるスレッシュホールド電位VTHの
シフト分が補正される。この結果、光電流Ip、暗電流Id
の分布は、第18図に示す通常の駆動を行った場合の分布
と比較して改善された。
うなゲート電圧VGSと光電流Ipの関係、ゲート電圧VGSと
暗電流Idの関係におけるスレッシュホールド電位VTHの
シフト分が補正される。この結果、光電流Ip、暗電流Id
の分布は、第18図に示す通常の駆動を行った場合の分布
と比較して改善された。
第１図に示す本発明の回路の構成例として、第２図に
平面図を、第３図に第２図のＸ−Ｘ′断面図を示す。図
においてＳはTFT型光センサ、Ｔはバイアス用TFT、RBは
バイアス用抵抗である。また、１はガラス等の基板、2,
3,4,5,6,7はそれぞれTFT型光センサのゲート電極、ゲー
ト絶縁層、光導電性の半導体薄膜、オーミックコンタク
ト層、ドレイン、ソース電極であり、8,9はバイアス用T
FTのソース、ドレイン電極、10は、バイアス用抵抗、11
はバイアス用電源配線である。本実施例では、TFT型光
センサのゲート電極とバイアス用TFTのゲート電極およ
びバイアス用抵抗同一の導電層で構成される。
平面図を、第３図に第２図のＸ−Ｘ′断面図を示す。図
においてＳはTFT型光センサ、Ｔはバイアス用TFT、RBは
バイアス用抵抗である。また、１はガラス等の基板、2,
3,4,5,6,7はそれぞれTFT型光センサのゲート電極、ゲー
ト絶縁層、光導電性の半導体薄膜、オーミックコンタク
ト層、ドレイン、ソース電極であり、8,9はバイアス用T
FTのソース、ドレイン電極、10は、バイアス用抵抗、11
はバイアス用電源配線である。本実施例では、TFT型光
センサのゲート電極とバイアス用TFTのゲート電極およ
びバイアス用抵抗同一の導電層で構成される。
第６図に第１図のバイアス用抵抗RBにかえて、ゲート
電極とソース電極を接続したTFT Rを用いた実施例の等
価回路を示す。ここでTFT Rはスレッシュホールド電位
が正であるエンハンスメント型TFTとして常にOFF状態と
しておく。このOFF状態の抵抗R OFFをTFT Rのチャネル
幅およびチャネル長を適宜設計することにより要求され
るバイアス用抵抗RBの値にすることで、第１図のゲート
バイアス電圧供給部と同じ動作が行える。
電極とソース電極を接続したTFT Rを用いた実施例の等
価回路を示す。ここでTFT Rはスレッシュホールド電位
が正であるエンハンスメント型TFTとして常にOFF状態と
しておく。このOFF状態の抵抗R OFFをTFT Rのチャネル
幅およびチャネル長を適宜設計することにより要求され
るバイアス用抵抗RBの値にすることで、第１図のゲート
バイアス電圧供給部と同じ動作が行える。
〔第２の実施例〕 第７図に、第６図に示した駆動回路をｎ×ｍ個アレー
状に配置して構成したラインセンサ型の画像読み取り装
置の等価回路を示す。
状に配置して構成したラインセンサ型の画像読み取り装
置の等価回路を示す。
第７図において、S1,1〜Sm,nはTFT型光センサ、CS1,1
〜CSm,nは蓄積コンデンサ、U1,1〜Um,nは転送用TFT、V
1,1〜Vm,nはリセット用TFTである。上記の素子群はｎ個
ずつｍブロックに分けられ、ｍ＋１本のゲート線とｎ本
の信号線とにマトリクス接続されている。
〜CSm,nは蓄積コンデンサ、U1,1〜Um,nは転送用TFT、V
1,1〜Vm,nはリセット用TFTである。上記の素子群はｎ個
ずつｍブロックに分けられ、ｍ＋１本のゲート線とｎ本
の信号線とにマトリクス接続されている。
また、T1,1〜Tm,nはバイアス用TFT、R1,1〜Rm,nはバ
イアス負荷用TFTである。
イアス負荷用TFTである。
11はゲート線VG1〜VGm＋１に電圧を順次印加するため
のドライバー部、12は信号線S1〜Snの信号電圧を取り出
すための信号処理部である。また、VSはソースバイアス
電圧、VRは蓄積コンデンサのリセット電圧、VBBはバイ
アス電圧、CL1〜CLmは読みだしコンデンサである。
のドライバー部、12は信号線S1〜Snの信号電圧を取り出
すための信号処理部である。また、VSはソースバイアス
電圧、VRは蓄積コンデンサのリセット電圧、VBBはバイ
アス電圧、CL1〜CLmは読みだしコンデンサである。
この回路では、リセットTFT Uのゲート電極は次のブ
ロックの転送用TFT Tのゲート電極と共通に接続されて
いる。ドライバー部11の電圧パルスのシフトにより、次
のブロックの信号が転送されると同時に前ブロックのリ
セットを行うことができる。
ロックの転送用TFT Tのゲート電極と共通に接続されて
いる。ドライバー部11の電圧パルスのシフトにより、次
のブロックの信号が転送されると同時に前ブロックのリ
セットを行うことができる。
上記の回路は、同一基板上にすべて構成することがで
きる。特に、光導電性半導体材料として、a-Si:H膜を用
いることにより、TFT型光センサ、蓄積コンデンサ、転
送およびリセットTFT、バイアス用および負荷用TFT、配
線等を下電極、SiNH絶縁層、a-Si:H層、ｎ層、上電極の
積層構成により同時プロセスで実現できる。以下この種
のプロセスによる画像読み取り装置のパターン例につい
て説明する。
きる。特に、光導電性半導体材料として、a-Si:H膜を用
いることにより、TFT型光センサ、蓄積コンデンサ、転
送およびリセットTFT、バイアス用および負荷用TFT、配
線等を下電極、SiNH絶縁層、a-Si:H層、ｎ層、上電極の
積層構成により同時プロセスで実現できる。以下この種
のプロセスによる画像読み取り装置のパターン例につい
て説明する。
第８図に第７図の回路の１ビット分の構成パターン図
を示す。ただし、図が煩雑になるのを避けるため上下電
極パターンとコンタクトホール部のみ示す。
を示す。ただし、図が煩雑になるのを避けるため上下電
極パターンとコンタクトホール部のみ示す。
図中14は信号線マトリックス部、15はTFT型光センサ
部、16は蓄積コンデンサ、17は転送用TFT、18はリセッ
ト用TFT、19はゲート駆動線の配線部、20はバイアス用T
FT、21はゲート、ドレイン接続用のコンタクトホール、
22はバイアス負荷用TFTである。なお、この例では第12
図に示すようにTFT型光センサの上部に耐摩耗層24を形
成してセンサの裏面から光源25により原稿26を照明する
ための窓23を設け、さらにTFT型光センサ部のゲート電
極は不透明な材料で形成し、レンズレスの完全密着読み
取りが行える構成としている。また、第13図に示すよう
な等倍結像レンズ27を用いた密着読み取り型画像読み取
り装置にも使用できる。読みだし用コンデンサCL1〜CLn
は第８図には示されていないが、その容量は信号線マト
リックス部14で生じる信号線間の浮遊容量に対して、10
〜数100倍に設定される。もちろん浮遊容量を用いずに
前記実施例のごとく、負荷抵抗を用いて直接電流の形で
読みだしてもよい。
部、16は蓄積コンデンサ、17は転送用TFT、18はリセッ
ト用TFT、19はゲート駆動線の配線部、20はバイアス用T
FT、21はゲート、ドレイン接続用のコンタクトホール、
22はバイアス負荷用TFTである。なお、この例では第12
図に示すようにTFT型光センサの上部に耐摩耗層24を形
成してセンサの裏面から光源25により原稿26を照明する
ための窓23を設け、さらにTFT型光センサ部のゲート電
極は不透明な材料で形成し、レンズレスの完全密着読み
取りが行える構成としている。また、第13図に示すよう
な等倍結像レンズ27を用いた密着読み取り型画像読み取
り装置にも使用できる。読みだし用コンデンサCL1〜CLn
は第８図には示されていないが、その容量は信号線マト
リックス部14で生じる信号線間の浮遊容量に対して、10
〜数100倍に設定される。もちろん浮遊容量を用いずに
前記実施例のごとく、負荷抵抗を用いて直接電流の形で
読みだしてもよい。
第９図に第７図のＸ−Ｘ′断面図を、第10図に第７図
のＹ−Ｙ′断面図を、第11図に第７図のＺ−Ｚ′断面図
を示す。
のＹ−Ｙ′断面図を、第11図に第７図のＺ−Ｚ′断面図
を示す。
図中、１はガラス等の基板、30は下電極で、第９図で
はTFT型光センサのゲート電極、第10図では、TFTのゲー
ト電極、第11図では、バイアス用TFTのゲート電極とな
っている。
はTFT型光センサのゲート電極、第10図では、TFTのゲー
ト電極、第11図では、バイアス用TFTのゲート電極とな
っている。
なお、上述の例ではTFT型光センサの各ビットごとに
バイアス用TFTを配置して、各ビットのTFT型光センサの
スレッシュホールド電位のシフトを補正しているが、こ
のスレッシュホールド電圧のシフト量の分布がTFT型光
センサの配列に対して緩やかな場合、TFT型光センサを
ブロックに分けて、ブロックごとにバイアス用TFTを配
置して、ブロック単位で補正を行えることは勿論であ
る。
バイアス用TFTを配置して、各ビットのTFT型光センサの
スレッシュホールド電位のシフトを補正しているが、こ
のスレッシュホールド電圧のシフト量の分布がTFT型光
センサの配列に対して緩やかな場合、TFT型光センサを
ブロックに分けて、ブロックごとにバイアス用TFTを配
置して、ブロック単位で補正を行えることは勿論であ
る。
以上説明したように、本発明によれば、TFT型光セン
サのS/Nの低下およびセンサ出力の分布を外部調整を行
うことなく補正することができるため、低廉かつ高性能
な画像読み取り装置構成することができる。
サのS/Nの低下およびセンサ出力の分布を外部調整を行
うことなく補正することができるため、低廉かつ高性能
な画像読み取り装置構成することができる。
第１図は、本発明によるTFT型光センサの駆動方式を用
いた蓄積モードの読み出し回路。 第２図は、第１図に示す本発明の回路の構成例の平面
図。 第３図は、第２図のＸ−Ｘ′断面図。 第４図は、TFTのゲート電極と、ドレイン電極を接続し
たゲートバイアス電圧供給部の回路図。 第５図は、第４図の回路におけるバイアス電圧VBBとド
レイン電極の電圧Vd、及びスレッシュホールド電位Vth
の関係を示す図。 第６図は、本発明の第１図の回路のバイアス用抵抗RBに
かえてゲート電極とソース電極を接続したTFT Rを用い
た実施例の等価回路図。 第７図は、第６図に示した駆動回路をｎ×ｍ個アレー状
に配置して構成したラインセンサ型の画像読み取り装置
の等価回路図。 第８図は、第７図の回路の１ビット分の構成パターン
図。 第９図は、第８図のＸ−Ｘ′断面図。 第10図は、第８図のＹ−Ｙ′断面図。 第11図は、第８図のＺ−Ｚ′断面図。 第12図は、レンズレス完全コンタクトセンサの一例を示
す断面図。 第13図は、レンズ付き完全コンタクトセンサの一例を示
す断面図。 第14図は、従来のTFT型光センサの構成例を示す平面
図。 第15図は、第14図のＸ−Ｘ′断面図。 第16図は、従来のTFT型光センサの駆動回路。 第17図は、ガラス基板上にTFT型光センサを大面積に形
成した装置の平面図。 第18図は、第17図の装置のＡ−Ａ′線上のTFT型光セン
サの光電流Ip及び暗電流Idの関係を示す図。 第19図は、従来例のTFT型光センサの等価回路図。 第20図は、第17図Ａ−Ａ′線上のTFT型光センサのゲー
ト電圧Vgsと、光電流Ipの関係を示す図。 第21図は、第17図Ａ−Ａ′線上のTFT型光センサのゲー
ト電圧Vgsと、暗電流Idの関係を示す図。 第22図は、暗電流のスレッシュホールド電位Vthと、光
電流Ipの関係を示す図。 第23図は、光電流のスレッシュホールド電位Vthと、光
電流Ipの関係を示す図。 第１図〜第３図において、ＳはTFT型光センサ、Ｔはバ
イアス用TFT、RBはバイアス用抵抗である。また、１は
ガラス等の基板、2,3,4,5,6,7はそれぞれTFT型光センサ
のゲート電極、ゲート絶縁層、光導電性の半導体薄膜、
オーミックコンタクト層、ドレイン、ソース電極であ
り、8,9はバイアス用TFTのソース、ドレイン電極、10
は、バイアス用抵抗、11はバイアス用電源配線である。
いた蓄積モードの読み出し回路。 第２図は、第１図に示す本発明の回路の構成例の平面
図。 第３図は、第２図のＸ−Ｘ′断面図。 第４図は、TFTのゲート電極と、ドレイン電極を接続し
たゲートバイアス電圧供給部の回路図。 第５図は、第４図の回路におけるバイアス電圧VBBとド
レイン電極の電圧Vd、及びスレッシュホールド電位Vth
の関係を示す図。 第６図は、本発明の第１図の回路のバイアス用抵抗RBに
かえてゲート電極とソース電極を接続したTFT Rを用い
た実施例の等価回路図。 第７図は、第６図に示した駆動回路をｎ×ｍ個アレー状
に配置して構成したラインセンサ型の画像読み取り装置
の等価回路図。 第８図は、第７図の回路の１ビット分の構成パターン
図。 第９図は、第８図のＸ−Ｘ′断面図。 第10図は、第８図のＹ−Ｙ′断面図。 第11図は、第８図のＺ−Ｚ′断面図。 第12図は、レンズレス完全コンタクトセンサの一例を示
す断面図。 第13図は、レンズ付き完全コンタクトセンサの一例を示
す断面図。 第14図は、従来のTFT型光センサの構成例を示す平面
図。 第15図は、第14図のＸ−Ｘ′断面図。 第16図は、従来のTFT型光センサの駆動回路。 第17図は、ガラス基板上にTFT型光センサを大面積に形
成した装置の平面図。 第18図は、第17図の装置のＡ−Ａ′線上のTFT型光セン
サの光電流Ip及び暗電流Idの関係を示す図。 第19図は、従来例のTFT型光センサの等価回路図。 第20図は、第17図Ａ−Ａ′線上のTFT型光センサのゲー
ト電圧Vgsと、光電流Ipの関係を示す図。 第21図は、第17図Ａ−Ａ′線上のTFT型光センサのゲー
ト電圧Vgsと、暗電流Idの関係を示す図。 第22図は、暗電流のスレッシュホールド電位Vthと、光
電流Ipの関係を示す図。 第23図は、光電流のスレッシュホールド電位Vthと、光
電流Ipの関係を示す図。 第１図〜第３図において、ＳはTFT型光センサ、Ｔはバ
イアス用TFT、RBはバイアス用抵抗である。また、１は
ガラス等の基板、2,3,4,5,6,7はそれぞれTFT型光センサ
のゲート電極、ゲート絶縁層、光導電性の半導体薄膜、
オーミックコンタクト層、ドレイン、ソース電極であ
り、8,9はバイアス用TFTのソース、ドレイン電極、10
は、バイアス用抵抗、11はバイアス用電源配線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 忠夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−92153（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 1/024 - 1/036 H01L 27/14
Claims (2)
- 【請求項１】ゲート電極、ゲート絶縁層、薄膜半導体
層、オーミックコンタクト層、ソース電極及びドレイン
電極からなる薄膜トランジスタ型光センサの駆動方法に
おいて、 該薄膜トランジスタ型光センサのドレイン電極に、該薄
膜トランジスタ型光センサのソース電極に供給される電
位VSよりも大きくされた電位VDを供給し、 該薄膜トランジスタ型光センサのゲート電極の電位をス
レッシュホールド電位とし、該薄膜トランジスタ型光セ
ンサのソース電極とゲート電極間の電圧が、該スレッシ
ュホールド電位より低くなるように、ソース電位を該ソ
ース電極に印加して駆動する、ことを特徴とする薄膜ト
ランジスタ型光センサの駆動方法。 - 【請求項２】ゲート電極、ゲート絶縁層、薄膜半導体
層、オーミックコンタクト層、ソース電極及びドレイン
電極からなる薄膜トランジスタ型光センサの駆動装置に
おいて、 該薄膜トランジスタ型光センサの近傍に設けられた、ゲ
ート電極、ゲート絶縁層、薄膜半導体層、オーミックコ
ンタクト層、ソース電極及びドレイン電極からなる薄膜
トランジスタと、 該薄膜トランジスタのスレッシュホールド電圧より大き
い電圧を供給可能なバイアス電源VBBと、 該薄膜トランジスタ型光センサのソース電極に電位VSを
供給するためのソースバイアス電源と、 該薄膜トランジスタ型光センサのドレイン電極に前記電
位VSより大なる電位VDを供給するためのセンサ電源と、
を有し、 該薄膜トランジスタのドレイン電極とゲート電極とを該
バイアス電源VBBに、接続するとともに、該薄膜トラン
ジスタのゲート電極の電位が、該薄膜トランジスタ型光
センサのゲート電極に供給されるように、該薄膜トラン
ジスタのゲート電極と該薄膜トランジスタ型光センサの
ゲート電極とを接続した、ことを特徴とする薄膜トラン
ジスタ型光センサの駆動装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078405A JP2875844B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 薄膜トランジスタ型光センサの駆動方法及び駆動装置 |
| DE69127920T DE69127920T2 (de) | 1990-03-27 | 1991-03-26 | Methode zum Betreiben eines optischen Sensors vom Dünnschichttransistor-Typ und seine Treibereinheit |
| US07/675,336 US5184007A (en) | 1990-03-27 | 1991-03-26 | Method of driving a thin film transistor type optical sensor and the drive unit |
| EP91302643A EP0449588B1 (en) | 1990-03-27 | 1991-03-26 | A method of driving a thin film transistor type optical sensor and the drive unit |
| AT91302643T ATE159379T1 (de) | 1990-03-27 | 1991-03-26 | Methode zum betreiben eines optischen sensors vom dünnschichttransistor-typ und seine treibereinheit |
| US07/980,975 US5324928A (en) | 1990-03-27 | 1992-11-24 | Method of driving a thin film transistor type optical sensor and the drive unit |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2078405A Expired - Fee Related JP2875844B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 薄膜トランジスタ型光センサの駆動方法及び駆動装置 |
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|---|---|
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| US5627364A (en) * | 1994-10-11 | 1997-05-06 | Tdk Corporation | Linear array image sensor with thin-film light emission element light source |
| KR100439944B1 (ko) * | 1998-12-10 | 2004-11-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막트랜지스터형광감지센서,센서박막트랜지스터와그제조방법 |
| KR100382817B1 (ko) * | 1999-01-20 | 2003-05-09 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 생체감지패턴 및 이를 이용한 박막트랜지스터형 광센서 |
| JP2004165386A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Sharp Corp | 画像読取装置および画像読取方法 |
| JP5414161B2 (ja) | 2007-08-10 | 2014-02-12 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ回路、発光表示装置と及びそれらの駆動方法 |
| EP2172977A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5772370A (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-06 | Canon Inc | Photoelectric converter |
| JPH0740711B2 (ja) * | 1986-06-20 | 1995-05-01 | キヤノン株式会社 | 光センサの駆動方法及び画像入力装置 |
| JPH0740712B2 (ja) * | 1986-10-07 | 1995-05-01 | キヤノン株式会社 | 画像読取装置 |
| US4886977A (en) * | 1986-11-11 | 1989-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter provided with voltage dividing means |
| JPS6412577A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Canon Kk | Thin film transistor |
| JPH01196165A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置 |
| FR2638286B1 (fr) * | 1988-10-25 | 1990-12-07 | Thomson Csf | Dispositif photosensible du type a amplification du signal au niveau des points photosensibles |
| JP2875844B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1999-03-31 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ型光センサの駆動方法及び駆動装置 |
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1990
- 1990-03-27 JP JP2078405A patent/JP2875844B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1991
- 1991-03-26 EP EP91302643A patent/EP0449588B1/en not_active Expired - Lifetime
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1992
- 1992-11-24 US US07/980,975 patent/US5324928A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| ATE159379T1 (de) | 1997-11-15 |
| DE69127920D1 (de) | 1997-11-20 |
| JPH03277065A (ja) | 1991-12-09 |
| DE69127920T2 (de) | 1998-03-05 |
| US5324928A (en) | 1994-06-28 |
| US5184007A (en) | 1993-02-02 |
| EP0449588B1 (en) | 1997-10-15 |
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