專利名稱：光檢測(cè)裝置和具備它的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光檢測(cè)裝置和具備它的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在以液晶顯示裝置為代表的顯示裝置中，存在為了根據(jù) 顯示裝置周圍的光的強(qiáng)度自動(dòng)地進(jìn)行顯示畫面的亮度的調(diào)整而裝載光 傳感器的方式。此外，己知有以矩陣狀配置有多個(gè)光傳感器的顯示裝 置。在該顯示裝置中，多個(gè)光傳感器作為一個(gè)區(qū)域傳感器發(fā)揮作用， 獲取觀察者一側(cè)的圖像。
在顯示裝置上進(jìn)行的光傳感器的裝載能夠通過在顯示面板上安裝 分立部件的光傳感器而進(jìn)行。此外，光傳感器還能夠利用有源元件
(TFT)、周邊電路的形成工藝，與有源矩陣基板一體化形成。
其中，特別是在便攜式終端裝置用的顯示裝置的領(lǐng)域中，從部件 數(shù)的削減、顯示裝置的小型化的觀點(diǎn)出發(fā)，要求光傳感器與有源矩陣 基板一體化形成。作為一體化形成的光傳感器，例如，已知有由硅膜 形成的光電二極管(例如，參照日本特開2006-3857號(hào)公報(bào)的圖2、圖 3)。
此處，關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)中的光電二極管(光傳感器)，使用圖12進(jìn) 行說明。圖12是表示現(xiàn)有技術(shù)中具備光電二極管的液晶顯示面板的結(jié) 構(gòu)的截面圖。如圖12所示，光電二極管51是具有橫向結(jié)構(gòu)的PIN二 極管，與構(gòu)成液晶顯示面板的有源矩陣基板52—體化形成。
如圖12所示，光電二極管51具有硅膜60。硅膜60在成為有源矩 陣基板50的基底基板的玻璃基板52上，利用作為有源元件發(fā)揮作用 的薄膜晶體管(TFT (ThinFilmTransistor))的形成工序，與之同時(shí)形 成。此外，硅膜60沿面方向依次設(shè)置有n型半導(dǎo)體區(qū)域(n層)51a、 本征半導(dǎo)體區(qū)域(i層)51b和p型半導(dǎo)體區(qū)域(p層)51c。 i層51b 成為光電二極管51的光檢測(cè)區(qū)域。
此外，在光電二極管51的下層設(shè)置有用于遮蔽來自背光源裝置(未圖示)的照明光的遮光膜53。遮光膜53被絕緣性的基底涂層54覆蓋。 遮光膜53通常由金屬材料形成。此外，遮光膜53與周圍絕緣，處于 電浮游狀態(tài)。光電二極管51還被層間絕緣膜55和56覆蓋。
另外，在圖12中，57表示與n層51a連接的配線，58表示與p 層51c連接的配線。此外，59表示平坦化膜，61表示保護(hù)膜。62是液 晶層。濾光片基板63僅圖示外形。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在圖12所示的例子中，因?yàn)樵诠怆姸O管51的下層配置 有金屬制的遮光膜53，所以光電二極管51的輸出特性隨著遮光膜53 的電位變動(dòng)而變動(dòng)。此外，遮光膜53的電位與光電二極管的p層51c 的電位聯(lián)動(dòng)。
但是，遮光膜53、光電二極管51、以及位于光電二極管51的附 近的其它膜均包含在形成工序中獲得的固定電荷。此外，固定電荷的 量在每個(gè)光電二極管或每個(gè)有源矩陣基板中不同，如果固定電荷不同， 則遮光膜53的電位和光電二極管的輸出特性之間的關(guān)系也不同。艮P， 在設(shè)置有多個(gè)相同規(guī)格的光電二極管51的情況下，發(fā)生如下情況，即 使在各個(gè)的p層51c上施加相同的電壓，各個(gè)的遮光膜的電位相同， 但光電二極管之間的輸出特性也不同。
此外，遮光膜53的電位和光電二極管的輸出特性之間的關(guān)系不僅 與固定電荷相關(guān)，還根據(jù)光電二極管51的半導(dǎo)體區(qū)域中的雜質(zhì)的擴(kuò)散 濃度的偏差而不同。在這種情況下，也與上面所述的一樣，發(fā)生如下 情況，即使在各個(gè)的p層51c上麵加相同的電壓，但光電二極管之間 的輸出特性也不同。
這樣，在圖12所示的例子中，存在每個(gè)光電二極管的輸出特性產(chǎn) 生偏差的問題。具體而言，會(huì)發(fā)生如下的情況，即，雖然是相同規(guī)格 的光電二極管，但每個(gè)產(chǎn)品的輸出特性不同；雖然是裝載在相同的有 源矩陣基板上的相同規(guī)格的光電二極管，但每個(gè)光電二極管的輸出特 性不同。在這樣的情況下，利用光傳感器進(jìn)行顯示畫面的亮度調(diào)整、 高畫質(zhì)的圖像的獲得變得困難。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決上述問題，抑制光電二極管之間的輸出特性的偏差的光檢測(cè)裝置和具備它的顯示裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光檢測(cè)裝置的特征在于包括光透過 性的基底基板、設(shè)置在上述基底基板的一個(gè)主面上的金屬膜、配置在 上述金屬膜的上層的光電二極管、和配置在上述金屬膜的上層的上述 光電二極管周邊的電極，上述光電二極管具備具有半導(dǎo)體區(qū)域的硅膜， 上述硅膜相對(duì)于上述金屬膜電絕緣，上述電極相對(duì)于上述金屬膜和上 述硅膜電絕緣，上述金屬膜形成為，在上述基底基板的厚度方向上， 其一部分與上述硅膜重疊，上述一部分以外的部分與上述電極重疊。
此外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的顯示裝置是具有有源矩陣基板 的顯示裝置，其特征在于上述有源矩陣基板具備光透過性的基底基 板、形成在上述基底基板的一個(gè)主面上的多個(gè)有源元件、和光檢測(cè)裝 置，上述光檢測(cè)裝置包括設(shè)置在上述基底基板的一個(gè)主面上的金屬膜、 配置在上述金屬膜的上層的光電二極管、和配置在上述金屬膜的上層 的上述光電二極管周邊的電極，上述光電二極管具備具有半導(dǎo)體區(qū)域 的硅膜，上述硅膜相對(duì)于上述金屬膜電絕緣，上述電極相對(duì)于上述金 屬膜和上述硅膜電絕緣，上述金屬膜形成為，在上述基底基板的厚度 方向上，其一部分與上述硅膜重疊，上述一部分以外的部分與上述電 極重疊。
如上所述，在本發(fā)明中，成為光電二極管的遮光膜的金屬膜擴(kuò)展 至配置在光電二極管周邊的電極的下層，通過向該電極施加電壓，能 夠調(diào)整遮光膜(金屬膜)的電位。此外，通過調(diào)整遮光膜的電位，能 夠控制遮光膜的電位和光電二極管的輸出特性之間的關(guān)系，并能夠避 免即使在各光電二極管上施加的電壓相同，但光電二極管之間的輸出 特性不同的情況。由此，采用本發(fā)明，能夠抑制光電二極管之間的輸 出特性的偏差。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的光檢測(cè)裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是表示從上方看圖1所示的光檢測(cè)裝置時(shí)的狀態(tài)的平面圖。 圖3是概略地表示具備圖1所示的光檢測(cè)裝置的顯示裝置的一部分的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖4是表示遮光膜的電位和光電二極管的狀態(tài)的圖，圖4(a)表 示光電二極管中的自由電子和空穴的流動(dòng)，圖4 (b)表示光電二極管 中的能帶，圖4 (c)表示等效電路。
圖5是表示遮光膜的電位和光電二極管的狀態(tài)的圖。在遮光膜的 電位的大小這方面與圖4不同。圖5 (a)表示光電二極管中的自由電 子和空穴的流動(dòng)，圖5 (b)表示光電二極管中的能帶，圖5 (c)表示 等效電路。
圖6是表示遮光膜的電位和光電二極管的狀態(tài)的圖。在遮光膜的 電位的大小這方面與圖4和圖5不同。圖6 (a)表示光電二極管中的 自由電子和空穴的流動(dòng)，圖6 (b)表示光電二極管中的能帶，圖6(c) 表示等效電路。
圖7是表示光電二極管中的光電流和遮光膜的電位之間的關(guān)系的圖。
圖8是表示模式A 模式C各自的范圍的圖。
圖9是表示模式A 模式C各自的范圍的圖，是表示與圖8的例 子相比遮光膜的電位和光電二極管的輸出特性之間的關(guān)系不同的例 子。
圖10是表示模式A 模式C各自的范圍的圖，是表示與圖8和圖 9的例子相比遮光膜的電位和光電二極管的輸出特性之間的關(guān)系不同 的例子。
圖ll是表示遮光膜、光電二極管和電極的關(guān)系的說明圖。 圖12是表示現(xiàn)有技術(shù)中的具備光電二極管的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu) 的截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的光檢測(cè)裝置的特征在于包括光透過性的基底基板、設(shè) 置在上述基底基板的一個(gè)主面上的金屬膜、配置在上述金屬膜的上層 的光電二極管、和配置在上述金屬膜的上層的上述光電二極管周邊的 電極，上述光電二極管具備具有半導(dǎo)體區(qū)域的硅膜，上述硅膜相對(duì)于 上述金屬膜電絕緣，上述電極相對(duì)于上述金屬膜和上述硅膜電絕緣，
7上述金屬膜形成為，在上述基底基板的厚度方向上，其一部分與整個(gè) 上述硅膜重疊，上述一部分以外的部分與上述電極重疊。
本發(fā)明的顯示裝置是具有有源矩陣基板的顯示裝置，其特征在于 上述有源矩陣基板包括光透過性的基底基板、形成在上述基底基板的 一個(gè)主面上的多個(gè)有源元件、和光檢測(cè)裝置，上述光檢測(cè)裝置包括設(shè) 置在上述基底基板的一個(gè)主面上的金屬膜、配置在上述金屬膜的上層 的光電二極管、和配置在上述金屬膜的上層的上述光電二極管周邊的 電極，上述光電二極管具備具有半導(dǎo)體區(qū)域的硅膜，上述硅膜相對(duì)于 上述金屬膜電絕緣，上述電極相對(duì)于上述金屬膜和上述硅膜電絕緣， 上述金屬膜形成為，在上述基底基板的厚度方向上，其一部分與整個(gè) 上述硅膜重疊，上述一部分以外的部分與上述電極重疊。
在上述本發(fā)明的光檢測(cè)裝置和顯示裝置中，上述硅膜具有p型半 導(dǎo)體區(qū)域、本征半導(dǎo)體區(qū)域和n型半導(dǎo)體區(qū)域，優(yōu)選上述p型半導(dǎo)體 區(qū)域、上述本征半導(dǎo)體區(qū)域和上述n型半導(dǎo)體區(qū)域在上述硅膜的面方 向上鄰接。
此外，在上述本發(fā)明的顯示裝置中，上述電極也可以是與上述多 個(gè)有源元件的任一個(gè)連接的配線的一部分。具體而言，在上述有源元 件為晶體管元件的情況下，上述電極也可以是與上述晶體管元件的柵 極電極連接的柵極配線或源極配線的一部分。 (實(shí)施方式)
以下，參照?qǐng)D1 圖11，說明本發(fā)明的實(shí)施方式的光檢測(cè)裝置和 顯示裝置。首先，說明本發(fā)明的實(shí)施方式的光檢測(cè)裝置和顯示裝置的 概略結(jié)構(gòu)。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的光檢測(cè)裝置的概略結(jié)構(gòu)的 截面圖。圖2是表示從上方看圖1所示的光檢測(cè)裝置時(shí)的狀態(tài)的平面 圖。圖3是概略地表示具備圖1所示的光檢測(cè)裝置的顯示裝置的一部 分的結(jié)構(gòu)的平面圖。另外，在圖1中，僅對(duì)構(gòu)成后面說明的有源矩陣 基板20的導(dǎo)體和半導(dǎo)體的部件施加陰影。此外，在圖2和圖3中，僅 圖示主要的構(gòu)成要素。
如圖1所示，本實(shí)施方式的光檢測(cè)裝置具備有源矩陣基板20。有 源矩陣基板20構(gòu)成本實(shí)施方式的顯示裝置的一部分。本實(shí)施方式的顯 示裝置是液晶顯示裝置，將液晶層21夾在有源矩陣基板20和濾光片基板22之間而形成。在圖1中，濾光片基板22僅圖示外形。在濾光 片基板22上，具有未圖示的相對(duì)電極、彩色濾光片。
在本實(shí)施方式中，如圖3所示，在有源矩陣基板20上形成有多個(gè) 薄膜晶體管(TFT: Thin Film Transistor) 15。 TFT15與光透過性的像 素電極16—起，在基底基板2 (參照?qǐng)D1)的一個(gè)主面上配置為矩陣 狀。TFT15作為用于導(dǎo)通、斷開像素電極16的有源元件發(fā)揮作用。由 一個(gè)TFT15和一個(gè)像素電極16構(gòu)成一個(gè)子像素，進(jìn)一步，以三個(gè)子像 素為一組構(gòu)成一個(gè)像素。構(gòu)成同一個(gè)像素的三個(gè)子像素各自對(duì)應(yīng)的彩 色濾光片的顏色不同。
進(jìn)一步，TFT15具備形成有源極區(qū)域和漏極區(qū)域的硅膜15a、和柵 極電極15b。柵極電極15b與沿畫面的水平方向配置的柵極配線13形 成為一體。此外，在源極區(qū)域中連接有源極電極17，在漏極區(qū)域中連 接有漏極電極18。源極電極17與沿畫面的垂直方向配置的源極配線 14形成為一體。漏極電極18與像素電極16連接。
如圖1和圖2所示，光檢測(cè)裝置具備光透過性的基底基板2、設(shè)置 在基底基板2的一個(gè)主面上的金屬膜3、配置在金屬膜3的上層的光電 二極管l、和同樣配置在金屬膜3的上層的電極12。在本實(shí)施方式中， 基底基板2是有源矩陣基板1的一部分。金屬膜3是為了防止來自背 光源裝置的照明光射入光電二極管1而設(shè)置的遮光膜(以下稱為"遮光 膜3")。遮光膜3的周圍全部電絕緣，處于電浮游狀態(tài)。
此外，如圖1和圖2所示，光電二極管1具備具有半導(dǎo)體區(qū)域的 硅膜ll。硅膜11在覆蓋遮光膜3的絕緣膜4之上形成，并相對(duì)于遮光 膜3電絕緣。在本實(shí)施方式中，光電二極管1是具有橫向結(jié)構(gòu)的PIN 二極管。硅膜ll沿面方向依次設(shè)置有n型半導(dǎo)體區(qū)域(n層)lla、本 征半導(dǎo)體區(qū)域(i層)llb和p型半導(dǎo)體區(qū)域(p層)llc。其中，i層 llb成為光電二極管1的光檢測(cè)區(qū)域。此夕卜，n層lla、 i層llb和p層 llc以在硅膜11的面方向上鄰接的方式形成。
i層lib是比鄰接的n層lla和p層llc更接近電中性的區(qū)域即可。 i層llb優(yōu)選為完全不含雜質(zhì)的區(qū)域、或傳導(dǎo)電子密度與空穴密度相等 的區(qū)域。但是，i層llb也可以是n型雜質(zhì)的擴(kuò)散濃度比n層lla低的 n一區(qū)域、或p型雜質(zhì)的擴(kuò)散濃度比p層llc低的p—區(qū)域。在本實(shí)施方式中，構(gòu)成硅膜11的硅的種類并不被特別限定。但是， 就電荷的移動(dòng)速度而言，硅膜11優(yōu)選由連續(xù)晶界硅、低溫多晶硅形成。
此外，硅膜11優(yōu)選利用TFT15 (參照?qǐng)D3)的形成工序形成。
此外，如圖1和圖2所示，電極12在光電二極管1的周邊的區(qū)域 形成為，相對(duì)于遮光膜3和硅膜11雙方電絕緣。在本實(shí)施方式中，電 極12形成于覆蓋硅膜11的層間絕緣膜5之上。電極12相對(duì)于硅膜11 被層間絕緣膜5電絕緣，相對(duì)于遮光膜3被絕緣膜4和層間絕緣膜5 電絕緣。此外，如圖2所示，從上方看時(shí)，電極12與硅膜11相鄰。 在電極12之上，以覆蓋它的方式還形成有層間絕緣膜6。
進(jìn)一步，如圖2所示，遮光膜3在基底基板2的厚度方向上形成 為，其一部分與硅膜11重疊，該一部分以外的部分與電極12重疊。 即，遮光膜3形成為，不僅覆蓋硅膜ll的正下方的區(qū)域，而且還覆蓋 電極12的正下方的區(qū)域。另外，在本實(shí)施方式中，僅硅膜11中的i 層llb為光檢測(cè)區(qū)域。由此，相對(duì)于硅膜ll，遮光膜3只要能夠至少 對(duì)i層llb進(jìn)行遮光即可。
這樣，在本實(shí)施方式中，與背景技術(shù)中圖12所示的例子不同，遮 光膜3超出光電二極管1的正下方的區(qū)域而形成，而且，在其之上配 置有電極12。由此，通過向電極12施加電壓，能夠調(diào)整遮光膜(金屬 膜)3的電位，其結(jié)果是，還能夠控制遮光膜3的電位和光電二極管1 的輸出特性之間的關(guān)系。
因此，如圖3所示，例如，在一個(gè)有源矩陣基板20上形成有多個(gè) 相同規(guī)格的光電二極管1的情況下，調(diào)整與之分別對(duì)應(yīng)的電極12的電 壓。而且，在逆偏置電壓均等的情況下，各光電二極管1的輸出特性 也均等，能夠抑制光電二極管1間的輸出特性的偏差的產(chǎn)生。關(guān)于這 一點(diǎn)在后面進(jìn)一步說明。
此外，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，電極12為柵極配線13的 一部分。對(duì)電極12的電壓的施加在對(duì)應(yīng)的柵極配線13未被選擇時(shí)進(jìn) 行。而且，為了防止TFT15 (參照?qǐng)D3)不必要地被導(dǎo)通，此時(shí)向電極 12施加的電壓的大小被設(shè)定為低于TFT 15的閾值電壓的值。
在本實(shí)施方式中，電極12不僅限于上述的例子，只要是與任一個(gè) TFT (有源元件)15連接的配線的一部分即可，例如，也可以是與TFT15
10連接的源極配線的一部分。在這種情況下，估計(jì)源極配線不被用于顯
示用信號(hào)的發(fā)送的定時(shí)，向電極12施加電壓信號(hào)。
此外，在圖1中，9表示平坦化膜，10表示保護(hù)膜。7表示與n 層lla連接的配線，8表示與p層llc連接的配線。配線7和8以貫通 層間絕緣膜5、 6與平坦化膜9的方式形成。此外，在圖3中省略配線 7和8的圖示。
接著，使用圖4 圖11說明向電極12 (參照?qǐng)D1 圖3)施加的 電壓VcTRL的設(shè)定。首先，使用圖4 圖6，對(duì)在未向電極12施加電壓 的狀態(tài)(電極12不存在)下，遮光膜3的電位V(3對(duì)光電二極管1產(chǎn) 生的影響進(jìn)行說明。
圖4 圖6分別是表示遮光膜的電位和光電二極管的狀態(tài)的圖。各 圖(a)表示光電二極管中的自由電子和空穴的流動(dòng)，各圖(b)表示 光電二極管中的能帶，各圖(c)表示等效電路。此外，遮光膜3的電 位Vc在圖4中滿足下述式(1)，在圖5中滿足下述式(2)，在圖6中 滿足下述式(3)。
此外，在圖4 圖6中，Vc表示光電二極管1的n層lla的電位， VA表示光電二極管1的p層llc的電位。V^表示假定以n層lla為 源極/漏極區(qū)域，以遮光膜3為柵極電極，以絕緣膜4為柵極絕緣膜的 n溝道MOS晶體管的情況下的閾值電壓。同樣，V^p表示假定以p層 11c為源極/漏極區(qū)域，以遮光膜3為柵極電極，以絕緣膜4為柵極絕 緣膜的p溝道MOS晶體管的情況下的閾值電壓。此外，Ec表示傳導(dǎo) 帶的能級(jí)，EF表示禁帶的能級(jí)，Ev表示價(jià)電子帶的能級(jí)。
傲l]
(VA+VtM) <VG < (Vc+Vj……(1)
徵2]
VG < (Va+V") < (Vc+V")……(2)
徵3]
(Va+V^p) < (Vc+V") <VG ……(3)
如圖4 (a)和(b)所示，在遮光膜3的電位Vc滿足上述式(1) 的情況(以下將這樣的情況作為"模式A")下，成為在i層llb的兩 界面附近，自由電子和空穴容易發(fā)生移動(dòng)的狀態(tài)。如圖4 (c)所示，在模式A下，電流能夠在光電二極管1的內(nèi)部順暢地流動(dòng)。
另一方面，如圖5 (a)和(b)所示，在遮光膜3的電位Vc滿足 上述式(2)的情況(以下將這樣的情況作為"模式B")下，成為僅 在i層lib的在n層lla —側(cè)的界面附近，自由電子和空穴容易發(fā)生移 動(dòng)的狀態(tài)。如圖5 (c)所示，在模式B下，電流的流動(dòng)被i層llb阻 礙。
此外，如圖6 (a)和(b)所示，在遮光膜3的電位Vc滿足上述 式(3)的情況(以下將這樣的情況作為"模式C")下，成為僅在i 層lib的p層lla—側(cè)的界面附近，自由電子和空穴容易發(fā)生移動(dòng)的狀 態(tài)。如圖6 (c)所示，在模式C下也與模式B的情況一樣，電流的流 動(dòng)被i層llb阻礙。
此處，利用圖7說明各模式與光電流之間的關(guān)系。圖7是表示光 電二極管中的光電流和遮光膜的電位之間的關(guān)系的圖。在圖7中，縱 軸表示從光電二極管1輸出的電流的電流值[A^m]，橫軸表示遮光膜3 的電位Vc[V〗。
如圖7所示，光電二極管1的光電流和暗電流根據(jù)遮光膜3的電 位VG進(jìn)行變動(dòng)。而且，在圖4所示的模式A時(shí)，存在光電流最為增加， 暗電流最為降低的傾向。即，在光電二極管1為模式A的情況下，光 電流對(duì)暗電流的比例(S/N比)提高，光電二極管1的輸出特性處于良 好的狀態(tài)。即，如圖4 圖7所示，光電二極管1的輸出特性隨著遮光 膜3的電位變動(dòng)而變動(dòng)。而且，在發(fā)生模式間的切換時(shí)，光電流和暗 電流大幅度變動(dòng)。因此，優(yōu)選不發(fā)生模式間的切換。
但是，圖7不過是一個(gè)例子，實(shí)際上，模式A的范圍在每個(gè)光電 二極管中不一樣。即，遮光膜3的電位Vc和光電二極管1的輸出特性 之間的關(guān)系在每個(gè)光電二極管1中不一樣。這是因?yàn)榧词乖谙嗤?guī)格 的光電二極管之間，n層lla、 p層lib的擴(kuò)散濃度也不同，從而在閾 值電壓Vth和V^上存在偏差。此外，還因?yàn)樵诠怆姸O管1、遮光 膜3等之中含有的固定電荷的電荷量在光電二極管之間不一樣。利用 圖8 圖10說明每個(gè)光電二極管的模式A的范圍的差異。
圖8 圖10是表示模式A 模式C各自的范圍的圖，各圖中的遮 光膜的電位和光電二極管的輸出特性之間的關(guān)系不同。在各圖中，縱
12軸表示遮光膜的電位V(i，橫軸表示p層llc的電位VA。
此處，對(duì)遮光膜3的電位Vc進(jìn)行探討。首先，在遮光膜3與光電 二極管1之間，通過絕緣膜4形成電容。如果令n層lla和遮光膜3 之間的電容為Cge,令p層11c和遮光膜3之間的電容為Cga (參照?qǐng)D 11)，則如下述式(4)所示，遮光膜3的電位Vc能夠利用p層llc的
電位VA進(jìn)行近似。
<formula>formula see original document page 13</formula>
在上述式(4)中，如果(Cga/CgE + Cga) =a，則遮光膜3的電位 Vc3還能夠利用下述式(5)進(jìn)行近似。在圖8 圖10中，遮光膜3的 電位Ve由下述式(5)表示。
<formula>formula see original document page 13</formula>
例如，在p層llc的正向的長(zhǎng)度Lp和n層lla的正向的長(zhǎng)度Ln相 等的情況下，a的值為(1/2)。但是實(shí)際上，在上述式(5)中，a并不 總為一定的值，而是在每個(gè)模式中為不同的值。由此，在圖9和圖10 的例子中，表示上述式(5)的直線的傾斜度以每個(gè)模式變化。
例如，關(guān)于模式B，如圖5所示，實(shí)質(zhì)上p層llc的區(qū)域擴(kuò)大，與 模式A時(shí)相比，Cga的值變大。因此，在模式B下，a的值變大，從而 表示上述式(5)的直線的傾斜度變大。另一方面，在模式C中，如圖 6所示，實(shí)質(zhì)上n層lla的區(qū)域擴(kuò)大，與模式A時(shí)相比，Cge的值變大。 因此，在模式C下，a的值變小，從而表示上述式(5)的直線的傾斜 度變小。但是，實(shí)際的a的變動(dòng)幅度很微小，因此在圖8 圖10中省 略關(guān)于a的變動(dòng)的圖示。
對(duì)圖8 圖10進(jìn)行探討。在圖8所示的閾值電壓Vt^為正、閾值 電壓V^p為負(fù)的例子中，與p層llc的電位VA無(wú)關(guān)，表示上述式(5) 的直線總存在于模式A的范圍內(nèi)。由此，在這種情況下，光電二極管 1也總處于模式A的狀態(tài)。
另一方面，在圖9所示的閾值電壓Vth和Vtp均為正的例子中， 當(dāng)p層llc的電位VA接近O (零)時(shí)，表示上述式(5)的直線與模式A和模式B之間的邊界線相交。此時(shí)，光電二極管1的模式從模式A 變換為模式B，其輸出特性大幅變動(dòng)。
此外，在圖10所示的閾值電壓Vin和Vtp均為負(fù)的例子中，當(dāng)p
層llc的電位Va接近0 (零)時(shí)，表示上述式(5)的直線與模式A 和模式C之間的邊界線相交。此時(shí)，光電二極管l的模式從模式A變 換為模式C，其輸出特性大幅變動(dòng)。
如圖8 圖10所示，即使施加在各光電二極管1的p層llc的電 壓VA相同，也存在各光電二極管l的模式不同，各自的輸出特性不同 的情況。
接著，使用圖11說明遮光膜3的電位Vc的調(diào)整。圖ll是表示遮 光膜、光電二極管和電極之間的關(guān)系的說明圖。如圖11所示，在本實(shí) 施方式中，電極12配置在光電二極管周邊。由此，當(dāng)向電極12施加 電壓VcTRL時(shí)，從電極12向遮光膜3施加電場(chǎng)，因此，遮光膜3的電 位Vc變動(dòng)。在這種情況下，能夠以下述式(6)表示遮光膜3的電位 VG。<formula>formula see original document page 14</formula>
在上述式(6)中，電容CcTRL表示在電極12和遮光膜3之間形成 的電容。電容Cdi。de是光電二極管l的全體和遮光膜3之間的電容，并
且是電容Cgc、電容Cgi和電容Cga的總和(cdi。de=cge+cgi+cga)。電容 Cgi表示在i層lib和遮光膜3之間形成的電容(參照?qǐng)D11 )。
此夕卜，在上述式(6)中，Vgo表示因向電極12施加電壓而上升的 電位。Vg。能夠以下述式(7)表示。此外，通過將下述式(7)代入上 述式(6)，能夠以下述式(8)表示遮光膜的電位Vc。
<formula>formula see original document page 14</formula>
這樣，在本實(shí)施方式中，能夠通過調(diào)整向電極12施加的電壓Vctrl調(diào)整遮光膜3的電位Ve。因此，例如在圖9和圖10所示的例子中，
只要調(diào)整電壓VcTRL，便如這些圖中以虛線的箭頭表示的那樣，Vgo成
為直線的截距，能夠使直線平行移動(dòng)。在這種情況下，即使p層llc 的電位VA接近0 (零)，光電二極管l的模式也保持模式A不變。
采用本實(shí)施方式的光檢測(cè)裝置和顯示裝置，通過控制與各光電二 極管1對(duì)應(yīng)的遮光膜3的電位Ve，能夠抑制在各光電二極管1間輸出 特性不同的情況發(fā)生。即，在向相同規(guī)格的多個(gè)光電二極管1分別施 加同電位的逆偏置電壓的情況下，能夠避免一部分為模式A，其余部 分為模式B或模式C那樣的情況。
本實(shí)施方式以顯示裝置為液晶顯示裝置的情況為例進(jìn)行說明，但 是本實(shí)施方式的顯示裝置并不僅限于此。顯示裝置還可以是液晶顯示 裝置以外的顯示裝置，例如有機(jī)EL顯示裝置、無(wú)機(jī)EL顯示裝置。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明的光檢測(cè)裝置能夠裝載于液晶顯示裝置、EL顯 示裝置等顯示裝置。此外，本發(fā)明的顯示裝置能夠作為液晶顯示裝置、 EL顯示裝置等使用。本發(fā)明的光檢測(cè)裝置和顯示裝置在產(chǎn)業(yè)上具有可 利用性。
1權(quán)利要求
1.一種光檢測(cè)裝置，其特征在于其包括光透過性的基底基板、設(shè)置在所述基底基板的一個(gè)主面上的金屬膜、配置在所述金屬膜的上層的光電二極管、和配置在所述金屬膜的上層的所述光電二極管周邊的電極，所述光電二極管具備具有半導(dǎo)體區(qū)域的硅膜，所述硅膜相對(duì)于所述金屬膜電絕緣，所述電極相對(duì)于所述金屬膜和所述硅膜電絕緣，所述金屬膜形成為，在所述基底基板的厚度方向上，其一部分與所述硅膜重疊，所述一部分以外的部分與所述電極重疊。
2. 如權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)裝置，其特征在于-所述硅膜具有p型半導(dǎo)體區(qū)域、本征半導(dǎo)體區(qū)域、和n型半導(dǎo)體區(qū)域，所述p型半導(dǎo)體區(qū)域、所述本征半導(dǎo)體區(qū)域、和所述n型半導(dǎo)體 區(qū)域在所述硅膜的面方向上鄰接。
3. —種顯示裝置，其包括有源矩陣基板，該顯示裝置的特征在于 所述有源矩陣基板包括光透過性的基底基板、形成在所述基底基板的一個(gè)主面上的多個(gè)有源元件、和光檢測(cè)裝置，所述光檢測(cè)裝置包括設(shè)置在所述基底基板的一個(gè)主面上的金屬 膜、配置在所述金屬膜的上層的光電二極管"和配置在所述金屬膜的 上層的所述光電二極管周邊的電極，所述光電二極管具備具有半導(dǎo)體區(qū)域的硅膜，所述硅膜相對(duì)于所 述金屬膜電絕緣，所述電極相對(duì)于所述金屬膜和所述硅膜電絕緣，所述金屬膜形成為，在所述基底基板的厚度方向上，其一部分與 所述硅膜重疊，所述一部分以外的部分與所述電極重疊。
4. 如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于 所述硅膜具有p型半導(dǎo)體區(qū)域、本征半導(dǎo)體區(qū)域、和n型半導(dǎo)體區(qū)域，所述p型半導(dǎo)體區(qū)域、所述本征半導(dǎo)體區(qū)域、和所述n型半導(dǎo)體 區(qū)域在所述硅膜的面方向上鄰接。
5.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于 所述電極是與所述多個(gè)有源元件的任一個(gè)連接的配線的一部分。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠抑制光電二極管間的輸出特性的偏差的光檢測(cè)裝置和具備它的顯示裝置。使用具有有源矩陣基板(20)的顯示裝置，該有源矩陣基板(20)具有光透過性的基底基板(2)、多個(gè)有源元件和光檢測(cè)裝置。光檢測(cè)裝置具有設(shè)置在基底基板(2)的一個(gè)主面上的遮光膜(3)、配置在遮光膜(3)的上層的光電二極管(1)和配置在遮光膜(3)的上層的光電二極管(1)周邊的電極(12)。光電二極管(1)具有硅膜(11)，硅膜(11)相對(duì)于遮光膜(3)電絕緣。電極(12)相對(duì)于遮光膜(3)和硅膜(11)電絕緣。遮光膜(3)被形成為，在基底基板(2)的厚度方向上，其一部分與整個(gè)硅膜(11)重疊，這一部分以外的部分與電極(12)重疊。
文檔編號(hào)H01L31/10GK101669217SQ20088001395
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者C·布朗, 加藤浩巳 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社