CN100521253C - 光感测元件及其制造方法及使用该光感测元件的显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光感测元件，该光感测元件包括一基板、一半导体层、一第一层间介电层、一第二层间介电层以及两个电极；半导体层位于基板上，并且包括第一掺杂区与第二掺杂区以及位于两个掺杂区之间的本征区；第一层间介电层形成于半导体层上方，并且包含一第一氧化物层及一第一氮化物层；第二层间介电层形成于第一间层介电层上方，并且包括一第二氧化物层及一第二氮化物层；两个电极设置于第二层间介电层上，并且分别连接至第一掺杂区及第二掺杂区。该光感测元件可降低光感测元件的暗电流并且增加其光灵敏度。

Description

光感测元件及其制造方法及使用该光感测元件的显示面板

技术领域

本发明涉及一种光感测元件，特别涉及一种能够降低光感测元件的暗电流，并增加其光灵敏度的光感测元件。

背景技术

如今各种消费类电子产品，无论是计算机的液晶显示器、液晶电视、等离子电视或是手机、个人数字助理(PDA)、数码相机及掌上游戏机的显示屏幕，甚至于自动提款机(ATM)的触控屏幕，都广泛运用平面显示器的技术。因此，消费者对于平面显示器画面的色彩及亮度敏锐度的要求大幅提升。

基于上述的需求，目前的显示器大多组装了可感应外部光线的光感测元件，使平面显示器在外在环境光线变化时可适当变化画面的亮度与色彩，让消费者无论在何种情况下均可获得更佳的视觉效果。

请参阅图1，图1是公知光感测元件的结构剖面图。如图所示，公知的一光感测元件10是在玻璃材料所构成的绝缘基板11上设置有一缓冲层(buffer layer)12，缓冲层12上具有由多晶硅所构成的一半导体层13，该半导体层13包括两个极性相反的第一掺杂区13a与第二掺杂区13b以及位于二者之间的一本征区13c。

在半导体层13上依次堆叠一绝缘层14及一层间介电层15。其中绝缘层14直接覆盖于半导体层13之上，其材料通常为氮化硅，绝缘层14的厚度一般为1000埃左右；在绝缘层14上形成该层间介电层15，依次包括一氧化硅层15a及一氮化硅层15b，其中氧化硅层15a的厚度为3000埃，而氮化硅层15b的厚度则为1000埃。

最后形成两个电极16a及16b，所述两个电极穿过层间介电层15及绝缘层14，并且分别连接至半导体层13的第一掺杂区13a与第二掺杂区13b。

请参阅图2，图2为根据上述公知的光感测元件的制作技术及结构经测试后所得的光电流及暗电流(dark current)特性曲线图，其中实验条件为光感测元件的本征区的宽度及长度分别为5微米(μm)。粗实线A1为给予不同的反向偏压的情况下光感测元件10的暗电流大小的暗电流变化曲线，细实线B1则为光电流的变化曲线；衡量光感测元件10的光灵敏度的方式，就是在相同的反向偏压情况下光电流除以暗电流所得值的大小，所得值越大表示对光的灵敏度越高。如图中所示，若提供反向偏压的绝对值为5V时，经测试得知公知的光感测元件10计算所得的光灵敏度仅为480。

针对目前消费者对于平面显示器画面的色彩细致度及亮度敏锐度的的高度要求，以公知光感测元件作为检测外部环境的光线明暗变化的控制元件，来调整平面显示器画面亮度及色彩变化，实际已不足以满足消费者日益严格的需求，有必要提出一种具有较佳的光灵敏度的新的光感测元件，以满足市场需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光感测元件，特别是提供一种可降低光感测元件的暗电流并且增加其光灵敏度的光感测元件。

本发明的另一目的是提供一种具有较佳光灵敏度的光感测元件，该光感测元件应用于显示器上并且提升显示器对环境光线明暗变化的敏感程度，以增加显示器画面的色彩细致度及亮度敏锐度。

本发明公开一种光感测元件，该光感测元件包括一基板、一半导体层、一第一层间介电层、一第二层间介电层以及两个电极。其中该半导体层设置于基板上，并且包括一第一掺杂区、一第二掺杂区及一位于第一掺杂区与第二掺杂区之间的本征区；而第一层间介电层覆盖于该半导体层上，并且包含有一第一氧化物层以及一第一氮化物层；第二层间介电层则形成在第一层间层介电层上，并且包含一第二氧化物层以及一第二氮化物层；以及两个电极设置于第二层间介电层上，并分别连接于该半导体层的该第一掺杂区及该第二掺杂区。

本发明所述的光感测元件还包含一缓冲层，该缓冲层设置于该基板上。

本发明所述的光感测元件，其中该第一氧化物层的厚度实质上为500埃。

本发明所述的光感测元件，其中该第一氮化物层的厚度实质上介于200埃至500埃之间。

本发明所述的光感测元件，其中该第二氧化物层的厚度实质上为3000埃。

本发明所述的光感测元件，其中该第二氮化物层的厚度实质上介于500埃至3000埃之间。

本发明所述的光感测元件，其中该第一掺杂区的极性与该第二掺杂区的极性不同。

本发明还公开一种形成光感测元件的方法，该方法包含：提供一基板；在基板上形成一半导体层，使半导体层具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于第一掺杂区与第二掺杂区之间的本征区；形成一第一层间介电层覆盖于半导体层上，并且该第一层间介电层包括一第一氧化物层以及一第一氮化物层；在第一层间介电层上形成一第二层间介电层，并且该第二层间介电层包括一第二氧化物层以及一第二氮化物层；形成两个开口并且分别穿越第一层间介电层及第二层间介电层，以暴露出半导体层至少一部分的第一掺杂区及至少一部分的第二掺杂区；在第二层间介电层上形成两个电极，并通过所述两个开口分别连接至少一部分的第一掺杂区及至少一部分的第二掺杂区。

本发明所述的方法，还包含在该基板上形成一缓冲层。

本发明所述的方法，还包含进行气体处理程序以处理该半导体层的表面。

本发明所述的光感测元件，其中该第一掺杂区的极性与该第二掺杂区的极性相反。

本发明还公开一种显示面板，具有显示区及与该显示区相邻的非显示区，该显示面板包括：多个像素，设置于该显示区；至少一驱动电路，电性连接于所述多个像素；以及至少一光感测区域，具有电性连接于该驱动电路的至少一光感测元件，该光感测元件包括：一半导体层，包含一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区；一第一层间介电层，形成于该半导体层上，并且该第一层间介电层包括一第一氧化物层及一第一氮化物层；一第二层间介电层，形成于该第一层间介电层上，并且该第二层间介电层包括一第二氧化物层及一第二氮化物层；以及两个电极，设置于该第二层间介电层上，并且分别连接于该第一掺杂区及该第二掺杂区。

本发明所述的显示面板，其中该光感测区域的该光感测元件的该第一掺杂区的极性与该第二掺杂区的极性相反。

本发明所述的显示面板，其中还包含缓冲层，该缓冲层设置于至少一部分的该非显示区。

本发明所述的显示面板，其中该驱动电路还包括一信号驱动电路、一光源驱动电路、一信号处理电路、或上述电路的组合。

本发明所述的显示面板，其中该光感测区域设置于该非显示区中并且与该显示面板邻近的角落处。

本发明所述的显示面板，其中该光感测区域设置于该非显示区中，该光感测区域相邻并且环绕于该显示区。

本发明所述的显示面板，其中该感测区域与该显示区邻近的侧边至与该面板边缘邻近的另一侧边的宽度实质上为0.4毫米。

本发明所述的显示面板，其中还包含与该驱动电路电性连接的发光源。

本发明所述的显示面板，还包含：一感测电路，连接于该光感测区域中的光感测元件的两个电极其中之一、一第一信号源、一第二信号源及一第一电压源；一放大器，具有两个输入端与一个输出端，所述两个输入端分别连接至该光感测区域中的光感测元件的两个电极的其中之一及参考电位源，并且该输出端连接至该驱动电路；以及一第一晶体管，包括连接至该放大器的两个输入端其中之一的一源极/漏极，连接至该驱动电路的另一漏极/源极以及连接至重置信号源的一栅极。

本发明的显示面板，其中该感测电路包含：一第二晶体管，具有连接该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极，连接至第一信号源的栅极以及连接至该第一电压源的另一漏极/源极；以及一第三晶体管，具有分别连接至该放大器的两个输入端其中之一的一源极/漏极以及连接至第二信号源的一栅极。

本发明所述的面板，其中该第一信号源与该第二信号源不相同。

本发明所述的显示面板，其中该光感测区域设置于该显示区内的至少一部分的像素中。

本发明所述的显示面板，还包含：一感测电路，设置于部分所述像素中，并且电性连接于第一选择线、第二选择线、一第一电压源、至少一放大器以及该感测区域中的光感测元件的所述两个电极的其中之一；一第一晶体管，设置于所述像素中，并且具有一源极、连接于至少一扫描线的一栅极、以及连接于一数据线的一漏极；以及至少一电容，电性连接于该第一晶体管。

本发明所述的显示面板，其中该感测电路包含：一第二晶体管，具有连接于该第一选择线的一栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该第一电压源的另一源极/漏极；以及一第三晶体管，具有连接于该第二选择线的一栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该放大器的另一源极/漏极。

本发明所述的显示面板，其中该光感测区分别设置在该显示区以及该非显示区上。

本发明所述的显示面板，还包含：一感测电路，设置于部分所述像素中，并且电性连接于一选择线、一第一电压源、至少一放大器以及该感测区域中的该光感测元件的所述两个电极的其中之一；一第一晶体管，设置于所述像素中，并且具有一源极、连接于至少一扫描线的一栅极、以及连接于一数据线的一漏极；以及至少一电容，电性连接于该第一晶体管。

本发明所述的显示面板，其中该感测电路包含：一第二晶体管，具有连接于该选择线的一栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该放大器的另一源极/漏极。

附图说明

关于本发明的优点与精神，可通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解，然而附图仅供参考与说明，并非对本发明加以限制。

图1是公知光感测元件的结构剖面图。

图2是公知光感测元件的光电流及暗电流特性曲线图。

图3是本发明光感测元件第一实施例的结构剖面图。

图4A～图4E是本发明光感测元件的第一实施例工艺的结构剖面图。

图5是本发明光感测元件光电流与暗电流特性曲线图。

图6是显示面板上的光感测区域所在位置的第一实施例的示意图。

图7是显示面板上的光感测区域所在位置的第二实施例的示意图。

图8是显示面板上的光感测区域所在位置的第三实施例的示意图。

图9是显示面板的光感测区域与感测电路连接的第一实施例的电路图。

图10是显示面板的光感测区域与感测电路连接的第二实施例的电路图。

其中，附图标记说明如下：

10                  光感测元件

11                  绝缘基板

12                  缓冲层

13                  半导体层

13a                 第一掺杂区

13b                 第二掺杂区

13c                 本征区

14                  绝缘层

15                  层间介电层

15a                 氧化物层

15b                 氮化物层

300                 光感测元件

310                 基板

320                 缓冲层

330                 半导体层

331                 第一掺杂区

332                 第二掺杂区

333                 本征区

340                 第二层间介电层

341                 第一氧化物层

342                 第一氮化物层

350                 第二层间介电层

351                 第二氧化物层

352                 第二氮化物层

361、362            电极

371、372            开口

500                显示面板

501                显示区

502                非显示区

510                驱动电路

511                信号驱动电路

512                光源驱动电路

530                发光源

540                光感测区域

541                光感测元件

550                像素

560                感测电路

561                第一信号源

562                第二信号源

563                第一电压源

564                第二晶体管

565                第三晶体管

570                放大器

571                参考电位源

580                第一晶体管

581                重置信号源

610                感测电路

611                第二晶体管

612                第三晶体管

620                第一选择线

621                第二选择线

630                第一电压源

640                放大器

650                第一晶体管

690                电容

660                扫描线

670                     共享电极线

680                     数据线

具体实施方式

本发明在于提供一种光感测元件，特别是一种可降低光感测元件暗电流并且增加其光灵敏度的光感测元件。并使其应用于显示器上，以提升显示器对环境光线明暗变化的敏感程度，并且增加平面显示器画面的色彩细致度及亮度敏锐度。

配合附图，如下将详细说明本发明的优选实施例。请参阅图3，其为本发明一种光感测元件第一实施例的结构剖面图。本实施例的光感测元件300设置于一基板310上，该光感测元件包含一半导体层330、一第二层间介电层340、一第二层间介电层350以及两个电极361、362。其中半导体层330形成于基板310上，并且该半导体层330包含一第一掺杂区331、一第二掺杂区332及一位于该第一掺杂区331及该第二掺杂区332之间的本征区333。

基板310的材料包含透明材料(如：玻璃、石英、或其它材料、或上述材料的组合)、不透光材料(如：陶瓷、硅片、或其它材料、或上述材料的组合)、挠性材料(如：聚烯类、聚类、聚醇类、聚酯类、橡胶、热塑性聚合物、热固性聚合物、聚芳香烃类、聚甲基丙酰酸甲酯类、聚碳酸酯类、或其它、或上述材料的衍生物、或上述材料的组合)。本发明的实施例是以玻璃为实施范例，但不限于此。

半导体层300的材料包含含硅的单晶材料、含硅的微晶材料、含硅的多晶材料、含硅的非晶材料、或上述材料的组合。其中第一掺杂区331及第二掺杂区332可同时形成或依次形成，并且第一掺杂区331及第二掺杂区332的极性实质上相同或实质上不同，而第一掺杂区331及第二掺杂区332中至少一个的掺杂子包含N型、P型、或上述类型的组合。本发明的实施例是以第一掺杂区331及该第二掺杂区332的极性实质上不相同为实施范例，但不限于此。

第一层间介电层340形成于半导体层330上。第一层间介电层340包含一第一氧化物层341及一第一氮化物层342，在本实施例中，为了降低后续工艺所产生的缺陷，第一氧化物层341及第一氮化物层342的堆叠方式，优选地，以第一氧化物层341形成于半导体层330上，然后，在该第一氧化物层341上形成第一氮化物层342，但不限于此，也可选择性地在第一氮化物层342上形成第一氧化物层341。

第二层间介电层350形成于第一层间介电层340上。该第二层间介电层350包含一第二氧化物层351及一第二氮化物层352，在本实施例中，为了降低后续工艺所产生的缺陷，第二氧化物层351及第二氮化物层352的堆叠方式，优选地，以第二氧化物层351形成于第一氮化物层342上，然后，在第二氧化物层351上形成第二氮化物层352，但不限于此，也可选择性地在第二氮化物层352上形成第二氧化物层351。其中第一氧化物层341及第二氧化物层351至少其中之一的材料包含无机材料、有机材料、或上述材料的组合。无机材料包含硅的氧化物(如：由硅甲烷所形成的二氧化硅、由四乙烷基氧硅甲烷所形成的二氧化硅)、含硅的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。有机材料包括含硅、碳及氢的氧化物、含硅、碳及氢的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。

在本实施例中，优选地，由四乙烷基氧硅甲烷形成二氧化硅，以厚度约500埃以及厚度约3000埃的二氧化硅作为第一氧化物层341，并且以厚度约500埃以及厚度约3000埃的二氧化硅作为第二氧化物层351为实施范例，但不限于该实施例所述的材料及厚度。

而第一氮化物层342及第二氮化物层352的至少一个的材料，包含无机材料、有机材料、或上述材料的组合。无机材料包含硅的氮化物(如：氮化硅)、含硅的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。有机材料包括含硅、碳及氢的氮化物、含硅、碳及氢的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。在本实施例中，举例而言，以厚度约200埃至500埃的氮化硅来作为第一氮化物层342以及以厚度约500埃至3000埃的氮化硅来作为第二氮化物层352为实施范例，但不限于该实施例的材料及厚度。优选地，第一氮化物层342为厚度约200埃的氮化硅。第二氮化物层352为厚度约1000埃并且富含氢的氮化硅，其化合物简式为SiNx，x约等于1.33。此外，第一氮化物层342的沉积速率可选择性地实质上低于第二氮化物层352的沉积速率。也就是说，第一氮化物层342的材料实质上比第二氮化物层352的材料较为致密。

两个电极361、362形成于第二层间介电层350上，优选地，可选择性地形成于第二氮化物层352上，并且经由第一层间介电层340及第二层间介电层350所具有的孔洞(未标注)连接于半导体层330中的第一掺杂区331及第二掺杂区332。

另外，在该实施例中，为了降低光感测元件300与基板310的亲合性，优选地，缓冲层320先形成于基板310上，也就是说，缓冲层320位于基板310与半导体层330之间，但不限于此。

图4A至图4E为本发明第一实施例的工艺的结构剖面图。

请参阅图4A所示，本发明的光感测元件结构形成于基板(例如：玻璃或其它材料)310之上。在基板310上形成半导体层330，之后，再以离子注入法或其它方法在半导体层330内同时形成或依次形成第一掺杂区331、第二掺杂区332以及位于第一掺杂区331与第二掺杂区332之间的本征区333。优选地，在半导体层330的表面，利用氢气、重氢、含氮的气体(如：一氧化氮、二氧化氮或其它气体)、其它处理半导体表面的气体(如：氧气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气、氡气或其它气体)、或上述气体的组合进行气体处理的程序，以修补半导体层330表面上的悬挂键(dangling bond)为完整键结，以增加半导体层的电压耐受能力。其中第一掺杂区331及第二掺杂区332的至少一个的掺杂子包含N型、P型或上述类型的组合。而本发明的实施例是以第一掺杂区331及该第二掺杂区332的极性实质上不相同为实施范例，但不限于此，所述两个掺杂区的极性也可相同。半导体层300的材料包括含硅的单晶材料、含硅的微晶材料、含硅的多晶材料、含硅的非晶材料或上述材料的组合。

另外，在本实施例的工艺中，为了降低光感测元件300与基板310的亲合性，优选地，以在基板310上先形成缓冲层320为实施范例。也就是说，以缓冲层320位于基板310与半导体层330之间为实施范例，但不限于此。

请参阅图4B所示，形成第一层间介电层340覆盖于半导体层330上。第一层间介电层340包括第一氧化物层341及第一氮化物层342；在本实施例中，为了降低后续工艺所产生的缺陷，第一氧化物层341及第一氮化物层342的堆叠方式，优选地，以第一氧化物层341形成于半导体层330上，然后，在该第一氧化物层341上形成第一氮化物层342，但不限于此，也可选择性地在第一氮化物层342上形成第一氧化物层341。

请参阅图4C所示，在第一层间介电层340上继而形成第二层间介电层350。第二层间介电层350包括第二氧化物层351及第二氮化物层352，在本实施例中，为了降低后续工艺所产生的缺陷，第二氧化物层351及第二氮化物层352的堆叠方式，优选地，以第二氧化物层351形成于第一氮化物层342上，然后，在第二氧化物层351上形成第二氮化物层352，但不限于此，也可选择性地在第二氮化物层352上形成第二氧化物层351。其中第一氧化物层341及第二氧化物层351至少其中之一的的材料包含无机材料、有机材料、或上述材料的组合。无机材料包含硅的氧化物(如：由硅甲烷所形成的二氧化硅、由四乙烷基氧硅甲烷所形成的二氧化硅)、含硅的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。有机材料包括含硅、碳及氢的氧化物、含硅、碳及氢的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。

在本实施例中，优选地，由四乙烷基氧硅甲烷形成二氧化硅，以厚度约500埃以及厚度约3000埃的二氧化硅作为第一氧化物层341，并且以厚度约500埃以及厚度约3000埃的二氧化硅作为第二氧化物层351为实施范例，但不限于该实施例的材料及厚度。

而第一氮化物层342及第二氮化物层352的至少一个的材料，包含无机材料、有机材料、或上述材料的组合。无机材料包含硅的氮化物(如：氮化硅)、含硅的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。有机材料包括含硅、碳及氢的氮化物、含硅、碳及氢的氮氧化物、或其它材料、或上述材料的组合。在本实施例中，举例而言，分别以厚度约200埃至500埃的氮化硅作为第一氮化物层342，并且以厚度约500埃至3000埃的氮化硅作为第二氮化物层352为实施范例，但不限于该实施例的材料及厚度。优选地，第一氮化物层342为厚度约200埃的氮化硅。第二氮化物层352为厚度约1000埃且富含氢的氮化硅，其化合物简式为SiNx，x约等于1.33。此外，第一氮化物层342的沉积速率可选择性地实质上低于第二氮化物层352的沉积速率。也就是说，第一氮化物层342的材料实质上比第二氮化物层352的材料较为致密。

请参阅图4D所示，形成第二层间介电层350之后再形成两个开口371、372，并使两个开口371、372穿越第一间层介电层340以及第二层间介电层350，到达半导体层330的第一掺杂区331与第二掺杂区332处，以暴露出半导体层330一部分的第一掺杂区331与一部分的第二掺杂区332。

最后，请参阅图4E所示，在第二层间介电层350上形成两个电极361、362，优选地，可选择性地在第二氮化物层352上形成，并且经由第一层间介电层340及第二层间介电层350所具有的孔洞371、372连接于半导体层330中的第一掺杂区331及第二掺杂区332。

请参阅图5，图5为本发明上述光感测元件300经测试后所得的光电流与暗电流(dark current)的特性曲线图，其中光感测元件的本征区的宽度及长度分别为5微米(μm)。粗虚线A1及细实线B1为公知技术制作的光感测元件10的暗电流变化曲线与其光电流变化曲线；粗实线A2与细虚线B2则为本发明上述结构的光感测元件300在相同反向偏压变化下的暗电流与光电流大小变化的曲线，其中实验条件为光感测元件的本征区的宽度及长度分别为5微米(μm)。

如图所示，可明显得知若提供反向偏压的绝对值约为5V时，本发明的光感测元件300的暗电流值A2比公知技术制作的光感测元件10的暗电流值A1下降约为1pA，并且本发明的光感测元件300的光电流值B2也比公知技术制作的光感测元件10的光电流值B1增加。因此，在相同反向偏压的绝对值(如5V)下，本发明的光感测元件300的光灵敏度(光电流值/暗电流值)计算得知为3558，增加的程度为原有公知技术制作的光感测元件10的光灵敏度480的7.4倍左右。因此，可清楚地知道本发明的光感测元件300的结构通过降低暗电流的方式已大幅提升其光灵敏度。

请参阅图6、图7及图8的实施例，所述附图均为本发明上述光感测元件应用于一显示面板500上的示意图。请参阅图6的第一实施例，如图所示，一显示面板500具有一显示区501及相邻并且环绕于该显示区501的非显示区502。显示面板500还包括至少一驱动电路510、一发光源530、一光感测区域540以及设置于显示区内的多个像素550；本发明上述的光感测区域540可设置在显示面板500的显示区501及非显示区502的其中至少之一上。

驱动电路510电性连接于上述多个像素550以及上述的光感测区域540内的至少一光感测元件(未示出)。

如图6所示，驱动电路510电性连接于发光源530以及显示区501的多个像素550，以在显示面板500的显示区501内显示出图像及色彩，而光感测区域540设于非显示区502中的至少一处，而本实施例是与显示面板500邻近的角落处，但不限于此，而光感测区域540包括本发明的实施例所述的至少一光感测元件(未示出)，并且电性连接于驱动电路510。因此，光感测区域540的光感测元件所传递的信号可选择性地协助显示面板显示较佳的画面。发光源530包含点光源(如：无机发光二极管、有机发光二极管、或上述的组合)、荧光灯管(如：冷阴极荧光灯管、热阴极荧光灯管、外部电极荧光灯管、平面荧光灯管、或其它、或上述的组合)、表面发射光源(如：纳米碳管发光源、等离子体发光源、或其它、或上述的组合)。此外，本发明的驱动电路510可选择性地包括信号驱动电路511、光源驱动电路512、电源提供电路、信号处理电路、或其它功能电路、或上述电路的组合。

请参阅图7，图7为本发明的实施例所述的光感测区域540的设置处的第二实施例，是以光感测区域540设置于非显示区502上，相邻并且环绕于显示区501为实施范例。光感测区域540与显示区501邻近的一侧边至与显示面板500边缘邻近的另一侧边的宽度，优选地，实质上宽度为0.4毫米，但不限于此。本实施例的光感测区域540的光感测元件所传递的信号可选择性地协助显示面板显示较佳的画面。发光源530包含点光源(如：无机发光二极管、有机发光二极管、或上述的组合)、荧光灯管(如：冷阴极荧光灯管、热阴极荧光灯管、外部电极荧光灯管、平面荧光灯管、或其它、或上述的组合)、表面发射光源(如：纳米碳管发光源、等离子体发光源、或其它、或上述的组合)。此外，本发明的驱动电路510可选择性地包括信号驱动电路511、光源驱动电路512、电源提供电路、信号处理电路、或其它功能电路、或上述的组合。也可如图8，图8为光感测区域540的设置处的第三实施例，是以光感测区域540设置于显示区501内的至少一部分或全部的像素550中为实施范例。上述的光感测区域540的设置处，仅为本发明的优选实施例而已，并非限定光感测区域540于显示面板500上的其它设置位置以及并非限定光感测区域540设置于非显示区或显示区上，也可选择性地依设计所需设置于非显示区及显示区的至少一个上以及其它位置上。

根据上述显示装置的实施例得到通过光感测区域540内的光感测元件(未示出)对外界环境光线及明暗的变化，经由感测电路(未示出)传递信号至上述实施例中所述的驱动电路510，使其可选择性地协助及/或调整显示区501内多个像素550的色彩细致度及亮度敏锐程度，让显示面板500能够提供最佳化的图像质量。

请参阅图9，图9为本发明的光感测区域540与感测电路560电性连接的第一实施例电路图。如图所示，感测电路560连接于光感测区域540的光感测元件541的两个电极的其中之一，并且感测电路560包括有一第一信号源561、一第二信号源562及一第一电压源563，优选地，第一信号源561与第二信号源562的信号实质上不相同。而光感测元件541的两个电极中的另一个可选择性地连接于另一个电压源(未标示)，并与第一电压源563实质上不相同。

此外，可选择性地使用一放大器570以及一第一晶体管580，其中放大器570具有两个输入端与一个输出端，其中所述两个输入端分别连接至光感测区域540中的光感测元件541的两个电极的其中之一以及一参考电位源571，并且该输出端连接至驱动电路(未示出)；第一晶体管580具有连接至放大器570的两个输入端其中之一的一源极/漏极，连接至驱动电路(未示出)的另一漏极/源极以及连接至重置信号源581的一栅极。

对于本实施例所述的感测电路560，举例而言，包含一第二晶体管564以及一第三晶体管565；其中第二晶体管564具有连接光感测区域540中的光感测元件541的两个电极其中之一的一源极/漏极，连接至第一信号源561的一栅极及连接至第一电压源563的另一漏极/源极；第三晶体管565则具有连接至放大器570的两个输入端其中之一的一源极/漏极，连接于光感测区域540中的光感测元件541两个电极其中之一的另一源极/漏极以及连接至第二信号源562的一栅极。此外，本实施例所述的晶体管是以P型晶体管为实施范例，也可选择性地使用N型晶体管或上述型态晶体管的组合。

请参阅图10，图10为光感测区域540设置于显示区501内的像素550时，光感测区域540与感测电路610电性连接的第二实施例的电路示意图。如图所示，感测电路610设置于显示区的至少一部分的像素或全部的像素(未示出)中，并且连接于光感测区域中540的光感测元件541的两个电极其中之一。其中感测电路610是以电性连接于一第一选择线620、一第二选择线621、一第一电压源630以及至少一放大器640为实施范例，也可选择性地电性连接于第一选择线620及第二选择线621的其中一条、一第一电压源630及至少一放大器640或是三条以上的选择线。

显示区像素(未示出)中，优选地，包含一第一晶体管650以及至少一电容690，其中该第一晶体管650具有一源极、连接于至少一扫描线660的一栅极、以及连接于数据线680的一漏极，并且电容690连接于第一晶体管650，并可选择性地电性连接于至少一共享电极线670及部分栅极线的其中至少一个。

对于本实施例所述的感测电路610，举例而言，包含第二晶体管611以及第三晶体管612，其中第二晶体管611具有连接于第一选择线620的栅极、连接于光感测区域540中的光感测元件541的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于第一电压源630的另一源极/漏极；第三晶体管612具有连接于第二选择线621的一栅极、连接于光感测区域540中的光感测元件541的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于放大器640的另一源极?漏极，但不限于此，也可使用一晶体管电性连接于一选择线来运作、或是三个以上的晶体管连接至少两条的选择线。其中晶体管具有连接于该选择线的栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该放大器640的另一源极/漏极。此外，本实施例所述的晶体管是以N型晶体管为实施范例，也可选择性地使用P型的晶体管、或上述型态晶体管的组合。

除上述显示面板的实施例之外，其它光/电检测器上的运用，例如太阳能电池、电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)、触控功能等也可为本发明的一种光感测元件的应用范围或是显示面板包含上述光/电检测器上的运用的至少一个功能。此外，根据显示面板的两个相对的基板所夹置的具有介电系数的层来分类，显示面板包含液晶显示面板、有机电激发光显示面板，或上述的组合。此外，显示面板可运用于可携式产品(如手机、摄影机、照相机、笔记本电脑、游戏机、手表、音乐播放器、电子信件收发器、电子相片、地图导航器或类似的产品)、影音产品(如影音放映器或类似的产品)、屏幕、电视、室内及/或室外广告牌、引导装置、投影仪内的面板等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限定本发明实施的范围。凡是在本发明权利要求书的范围内所做的均等变化与修改，均为本发明权利要求书的范围所涵盖。

Claims (28)

1.一种光感测元件，包括：

一基板；

一半导体层，设置于该基板上，包括一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区；

一第一层间介电层，形成于该半导体层上，该第一层间介电层包括一第一氧化物层以及一第一氮化物层；

一第二层间介电层，形成于该第一层间介电层上，该第二层间介电层包括一第二氧化物层以及一第二氮化物层；以及

两个电极，设置于该第二层间介电层上，并且分别连接于该第一掺杂区及该第二掺杂区。

2.如权利要求1所述的光感测元件，还包含一缓冲层，该缓冲层设置于该基板上。

3.如权利要求1所述的光感测元件，其中该第一氧化物层的厚度为500埃。

4.如权利要求1所述的光感测元件，其中该第一氮化物层的厚度介于200埃至500埃之间。

5.如权利要求1所述的光感测元件，其中该第二氧化物层的厚度为3000埃。

6.如权利要求1所述的光感测元件，其中该第二氮化物层的厚度介于500埃至3000埃之间。

7.如权利要求1所述的光感测元件，其中该第一掺杂区的极性与该第二掺杂区的极性不同。

8.一种形成光感测元件方法，其包括以下步骤：

提供基板；

在该基板上形成一半导体层，该半导体层具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区；

在该半导体层上形成一第一层间介电层，并且该第一层间介电层包括一第一氧化物层以及一第一氮化物层；

在该第一层间介电层上形成一第二层间介电层，并且该第二层间介电层包括一第二氧化物层以及一第二氮化物层；

形成两个开口并且分别穿越该第一层间介电层及该第二层间介电层，以暴露出至少一部分的该第一掺杂区及至少一部分的该第二掺杂区；以及

在该第二层间介电层上形成两个电极，并通过所述两个开口分别连接至少一部分的该第一掺杂区及至少一部分的该第二掺杂区。

9.如权利要求8所述的方法，还包含在该基板上形成一缓冲层。

10.如权利要求8所述的方法，还包含进行气体处理程序以处理该半导体层的表面。

11.如权利要求8所述的光感测元件，其中该第一掺杂区的极性与该第二掺杂区的极性相反。

12.一种显示面板，具有一显示区及与该显示区相邻的一非显示区，该显示面板包括：

多个像素，设置于该显示区；

至少一驱动电路，电性连接于所述多个像素；以及

至少一光感测区域，具有电性连接于该驱动电路的至少一光感测元件，所述光感测元件包括：

一半导体层，包含一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区；

一第一层间介电层，形成于该半导体层上，并且该第一层间介电层包括一第一氧化物层及一第一氮化物层；

一第二层间介电层，形成于该第一层间介电层上，并且该第二层间介电层包括一第二氧化物层及一第二氮化物层；以及

两个电极，设置于该第二层间介电层上，并且分别连接于该第一掺杂区及该第二掺杂区。

13.如权利要求12所述的显示面板，其中该光感测区域的该光感测元件的该第一掺杂区的极性与该第二掺杂区的极性相反。

14.如权利要求12所述的显示面板，其中还包含一缓冲层，该缓冲层设置于至少一部分的该非显示区。

15.如权利要求12所述的显示面板，其中该驱动电路还包括一信号驱动电路、一光源驱动电路、一信号处理电路、或上述电路的组合。

16.如权利要求12所述的显示面板，其中该光感测区域设置于该非显示区中并且与该显示面板邻近的角落处。

17.如权利要求12所述的显示面板，其中该光感测区域设置于该非显示区中，该光感测区域相邻并且环绕于该显示区。

18.如权利要求17所述的显示面板，其中该感测区域与该显示区邻近的侧边至与该面板边缘邻近的另一侧边的宽度为0.4毫米。

19.如权利要求12所述的显示面板，其中还包含与该驱动电路电性连接的一发光源。

20.如权利要求16或17所述的显示面板，还包含：

一感测电路，连接于该光感测区域中的光感测元件的两个电极其中之一、一第一信号源、一第二信号源以及一第一电压源；

一放大器，具有两个输入端与一个输出端，所述两个输入端分别连接至该光感测区域中的光感测元件的两个电极的其中之一及一参考电位源，并且该输出端连接至该驱动电路；以及

第一晶体管，包括连接至该放大器的两个输入端其中之一的一源极/漏极，连接至该驱动电路的另一漏极/源极以及连接至重置信号源的一栅极。

21.如权利要求20所述的显示面板，其中该感测电路包含：

一第二晶体管，具有连接该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极，连接至第一信号源的一栅极以及连接至该第一电压源的另一漏极/源极；以及

一第三晶体管，具有分别连接至该放大器的两个输入端其中之一的一源极/漏极以及连接至第二信号源的一栅极。

22.如权利要求20所述的面板，其中该第一信号源与该第二信号源不相同。

23.如权利要求12所述的显示面板，其中该光感测区域设置于该显示区内的至少一部分的像素中。

24.如权利要求23所述的显示面板，还包含：

一感测电路，设置于部分所述像素中，并且电性连接于第一选择线、一第二选择线、一第一电压源、至少一放大器以及该感测区域中的光感测元件的所述两个电极的其中之一；

一第一晶体管，设置于所述像素中，并且具有一源极、连接于至少一扫描线的一栅极、以及连接于一数据线的一漏极；以及

至少一电容，电性连接于该第一晶体管。

25.如权利要求24所述的显示面板，其中该感测电路包含：

一第二晶体管，具有连接于该第一选择线的一栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该第一电压源的另一源极/漏极；以及

一第三晶体管，具有连接于该第二选择线的一栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该放大器的另一源极/漏极。

26.如权利要求12所述的显示面板，其中该光感测区分别设置在该显示区以及该非显示区上。

27.如权利要求23所述的显示面板，还包含：

一感测电路，设置于部分所述像素中，并且电性连接于一选择线、一第一电压源、至少一放大器以及该感测区域中的该光感测元件的所述两个电极的其中之一；

一第一晶体管，设置于所述像素中，并且具有一源极、连接于至少一扫描线的一栅极、以及连接于一数据线的一漏极；以及

至少一电容，电性连接于该第一晶体管。

28.如权利要求27所述的显示面板，其中该感测电路包含：

一第二晶体管，具有连接于该选择线的一栅极、连接于该光感测区域中的该光感测元件的所述两个电极其中之一的一源极/漏极以及连接于该放大器的另一源极/漏极。

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