JP4946083B2 - Light receiving device, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、表示画面の明るさの制御を行う表示装置に好適な受光装置、電気光学装置及
び電子機器に関する。
The present invention relates to a light receiving device, an electro-optical device, and an electronic apparatus suitable for a display device that controls the brightness of a display screen.
液晶パネルは、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。
各基板には電極を設け、画像信号を電極に供給する。各基板の電極相互間の液晶は、画像
信号に応じて光学特性が変化する。即ち、各基板の電極相互間の液晶に画像信号に基づく
電圧を印加することで、液晶分子の配列を変化させる。これにより、各画素における光の
透過率が画像信号に応じて変化することになり、画像信号に応じた画像表示が行われる。
The liquid crystal panel is configured by sealing liquid crystal between two substrates such as a glass substrate and a quartz substrate.
Each substrate is provided with an electrode, and an image signal is supplied to the electrode. The optical characteristics of the liquid crystal between the electrodes of each substrate change according to the image signal. That is, the alignment of liquid crystal molecules is changed by applying a voltage based on an image signal to the liquid crystal between the electrodes of each substrate. Thereby, the light transmittance in each pixel changes according to the image signal, and the image display according to the image signal is performed.
このような液晶パネルにおいて高輝度の表示を行うために、一般的には、液晶パネルの
背面にはバックライトが設けられている。このようなバックライトとして、導光板を用い
て、照明の均一性を向上させる装置も開発されている。バックライトによって液晶パネル
の表示領域を照明することで、十分な輝度で表示領域上の表示を観察することができる。
In order to display with high brightness in such a liquid crystal panel, a backlight is generally provided on the back of the liquid crystal panel. As such a backlight, an apparatus for improving the uniformity of illumination using a light guide plate has been developed. By illuminating the display area of the liquid crystal panel with the backlight, the display on the display area can be observed with sufficient luminance.
ところで、液晶パネルの表示の見易さは、周囲の明るさに応じて変化する。例えば、周
囲光が明るいほど、表示領域の照明を明るくした方が、表示は見やすい。逆に、周囲光が
十分に暗い場合には、表示領域を必要以上に明るくする必要はない。
By the way, the visibility of the display on the liquid crystal panel changes according to the ambient brightness. For example, the brighter the ambient light, the easier it is to see the display when the illumination in the display area is brighter. Conversely, when the ambient light is sufficiently dark, it is not necessary to make the display area brighter than necessary.
周囲の明るさに拘わらず見やすい表示を実現するために、周囲の光を検知してその検知
信号によりバックライトの輝度を制御する技術が知られている。
周囲光(外光)を検出する光センサとして、従来の一般的なダイオードを用いた受光素
子では、PIN構造のダイオード(以下、PINダイオード)に逆バイアスを印加してお
き、光を照射して、これによって増加する光電流を測定することで光を検知していた。
In order to realize an easy-to-see display regardless of the ambient brightness, a technique is known in which ambient light is detected and the luminance of the backlight is controlled by the detection signal.
In a conventional light receiving element using a general diode as an optical sensor for detecting ambient light (external light), a reverse bias is applied to a diode having a PIN structure (hereinafter, PIN diode), and light is irradiated. The light was detected by measuring the photocurrent increased thereby.
特許文献1,2には、PINダイオードの例が記載されている。
特許文献1は、その構造としては、PINダイオードのp+層とn+層のアノードおよ
びカソード端子部は、コンタクトホールを介した金属層にて形成されている。
According to
特許文献2は、ゲート電極の平面形状を屈曲した構造としており、PINダイオードの
p+層とn+層のアノードおよびカソード端子部は、コンタクトホールを介した金属層に
て形成されている。
ところで、特許文献1,2においては、n+層およびp+層のアノードおよびカソード
端子部が金属層で覆われているので、受光層であるイントリンシック層への光の照射が阻
害され、受光量が低下する問題がある。
By the way, in
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、受光層への光の照射が阻害されて受光量が低下
するのを防止し、受光効率を上げることが可能な受光装置、電気光学装置及び電子機器を
提供することを目的とするものである。
Therefore, in view of the above-described problems, the present invention prevents a reduction in the amount of light received by inhibiting light irradiation on the light receiving layer, and can improve the light receiving efficiency, the light receiving device, the electro-optical device, and the electronic apparatus. Is intended to provide.
本発明による受光装置は、絶縁基板上に縦方向に延びるp+層,イントリンシック層,n+層が横方向に順に並んで形成されるPINダイオードと、PINダイオードのアノード,カソードとされるp+層,n+層に接続される金属配線とを備えた受光装置において、p+層,n+層の少なくとも一方の上部には、イントリンシック層の受光面に対して斜め方向から光が入射可能なように、金属配線の存在しない領域が設けられ、この領域は、イントリンシック層の縦方向の長さを金属配線の縦方向の長さよりも大きくすることによって形成されているものである。 The light-receiving device according to the present invention includes a PIN diode in which a p + layer, an intrinsic layer, and an n + layer extending in the vertical direction on an insulating substrate are sequentially arranged in the horizontal direction, and a p + layer that serves as an anode and a cathode of the PIN diode, In a light receiving device including a metal wiring connected to an n + layer, a metal is disposed on at least one of the p + layer and the n + layer so that light can be incident on the light receiving surface of the intrinsic layer from an oblique direction. A region where no wiring exists is provided, and this region is formed by making the length of the intrinsic layer in the vertical direction larger than the length of the metal wiring in the vertical direction .
本発明のこのような構成によれば、金属配線をなくす、もしくは金属配線の面積を低減することで、受光効率をあげることが可能となる。 According to such a configuration of the present invention, it is possible to increase the light receiving efficiency by eliminating the metal wiring or reducing the area of the metal wiring .
本発明による受光装置は、絶縁基板上に縦方向に延びるp+層,イントリンシック層,n+層が横方向に順に並んで形成されるPINダイオードが複数直列接続され、かつその接続部分は、一方のPINダイオードのn+層と他方のPINダイオードのp+層が直接接続された複数のPINダイオードと、この複数直列接続されたPINダイオードの両端のアノード,カソードとされるp+層,n+層にそれぞれ接続される金属配線と、を備え、p+層,n+層の少なくとも一方の上部には、イントリンシック層の受光面に対して斜め方向から光が入射可能なように、金属配線の存在しない領域が設けられ、領域は、イントリンシック層の縦方向の長さを金属配線の縦方向の長さよりも大きくすることによって形成されているものである。 In the light receiving device according to the present invention, a plurality of PIN diodes formed by sequentially arranging a p + layer, an intrinsic layer, and an n + layer extending in the vertical direction on the insulating substrate in the horizontal direction are connected in series. A plurality of PIN diodes in which the n + layer of the PIN diode and the p + layer of the other PIN diode are directly connected, and the p + layer and the n + layer that are anodes and cathodes at both ends of the plurality of PIN diodes connected in series are respectively connected. A region where no metal wiring exists is provided on at least one of the p + layer and the n + layer so that light can be incident on the light receiving surface of the intrinsic layer from an oblique direction. The region is formed by making the length of the intrinsic layer in the vertical direction larger than the length of the metal wiring in the vertical direction .
本発明のこのような構成によれば、複数直列接続されたPINダイオードは、その接続部分が、一方のPINダイオードのn+層と他方のPINダイオードのp+層が互いに金属配線を介することなく直接接続されるので、金属配線が無い分、受光層への光の照射が阻害されることが少なくなり、受光効率を上げることが可能となる。 According to such a configuration of the present invention, a plurality of PIN diodes connected in series are directly connected to each other without the metal layer between the n + layer of one PIN diode and the p + layer of the other PIN diode. Therefore, since there is no metal wiring, the light irradiation to the light receiving layer is less disturbed, and the light receiving efficiency can be increased .
本発明による電気光学装置は、上記の受光装置を用いたことを特徴とする。
An electro-optical device according to the present invention uses the light receiving device described above.
このような構成によれば、金属配線をなくす、もしくは金属配線の面積を低減した受光
装置を用いた電気光学装置を実現することができる。
本発明による電子機器は、上記の電気光学装置を用いたことを特徴とする。
According to such a configuration, it is possible to realize an electro-optical device using a light receiving device that eliminates the metal wiring or reduces the area of the metal wiring.
An electronic apparatus according to the present invention uses the above electro-optical device.
このような構成によれば、金属配線をなくす、もしくは金属配線の面積を低減した電気
光学装置を用いた電子機器を実現することができる。
According to such a configuration, it is possible to realize an electronic apparatus using the electro-optical device that eliminates the metal wiring or reduces the area of the metal wiring.
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の実施形態の受光装置が適用される電気光学装置の一例である液晶装置について
、図12及び図13を参照して説明する。図12はバックライト付きの液晶装置の分解し
た斜視図を示し、図13は図12の液晶装置の縦断面図を示している。
Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
A liquid crystal device, which is an example of an electro-optical device to which the light receiving device of the embodiment of the present invention is applied, will be described with reference to FIGS. 12 shows an exploded perspective view of the liquid crystal device with a backlight, and FIG. 13 shows a longitudinal sectional view of the liquid crystal device of FIG.
図12に示す液晶装置は、液晶パネル10の背面側に照明手段としてのバックライト2
0が配置される。液晶パネル10は、ガラス基板に画素毎にスイッチ素子であるTFT(
薄膜トランジスタ)が形成されかつ受光素子であるPINダイオードが配設されたTFT
基板11と、このTFT基板11に対向配置される対向基板12と、TFT基板11と対
向基板12間にシール材を用いて封入される電気光学物質としての液晶13(図示せず)
とを備え、TFT基板11の一辺部は図示手前側に張り出され、その張り出し部に図示し
ない外部回路に接続する外部接続端子14が形成されている。また、液晶パネル10のT
FT基板11又は対向基板12には、例えばパネル一辺部に上記PINダイオードを用い
た受光素子領域15が設けてある。一方、バックライト20は、図示しないLED等の光
源と、外枠21と、その枠内に保持され、光源からの光を導くバックライト導光板22と
を備えている。
そして、液晶パネル10の背面側(TFT基板11の側)にバックライト20が貼り付
けられて、バックライト20の導光板22から液晶パネル10の表示領域に対してバック
ライト光が背面照射されるようになっている。
The liquid crystal device shown in FIG. 12 has a
0 is placed. The liquid crystal panel 10 has a TFT (switch element) for each pixel on a glass substrate.
TFT formed with a thin film transistor) and a PIN diode as a light receiving element
A
One side portion of the
In the
Then, a backlight 20 is attached to the back side of the liquid crystal panel 10 (the
図13に示すように、TFT基板11には、スイッチ素子としてのTFT111が形成
されている一方、受光素子としてのPINダイオード112が形成されている。
TFT111は、ソース領域(n+/n−)とイントリンシック領域(i)とドレイン
領域(n+/n−)からなる半導体層と、この半導体層の上を覆うようにゲート絶縁膜と
して形成される酸化膜113と、酸化膜113の上に設けたゲート電極とを備え、ソース
領域(n+/n−)とドレイン領域(n+/n−)にはそれぞれコンタクトホールを介し
た金属配線によるソース端子及びドレイン端子が層間絶縁膜115上に引き出されている
。酸化膜113の上部及び下部にはそれぞれ下地絶縁膜114及び層間絶縁膜115が形
成してある。
As shown in FIG. 13, on the
The
PINダイオード112は、上記TFT111と同時プロセスで同一絶縁基板の同一層
に形成され、かつバックライト導光板22から照射される光の透過領域外に形成されてい
る。PINダイオード112は、アノードであるp+層(p型半導体層),受光層である
イントリンシック層(真性半導体層),カソードであるn+層(n型半導体層)からなる
半導体層と、この3つの半導体層の上を覆うように形成される酸化膜113とを有し、p
+層とn+層にはそれぞれコンタクトホールを介した金属配線のアノード端子及びカソー
ド端子が層間絶縁膜115上に引き出されている。
The PIN diode 112 is formed in the same layer of the same insulating substrate in the same process as the TFT 111 and is formed outside the light transmission region irradiated from the backlight
In the + layer and the n + layer, the anode terminal and the cathode terminal of the metal wiring are drawn out on the
PINダイオード112のアノード端子及びカソード端子間には、図示しない直流電源
からアノード端子が相対的に−電位、カソード端子が相対的に+電位となるように逆バイ
アス電圧が印加され、イントリンシック層に光を照射することによって増加する光電流を
測定する。
なお、TFT基板11の周辺における、符号116は画素電極、117は配向膜、11
8は偏光板、119は光学フィルムである。
また、対向基板12の周辺における、符号121は配向膜、122は対向電極、123
は遮光膜としてのブラックマトリクス、124は偏光板である。
A reverse bias voltage is applied between the anode terminal and the cathode terminal of the PIN diode 112 from a DC power source (not shown) so that the anode terminal is relatively at a negative potential and the cathode terminal is at a relatively positive potential. The photocurrent increased by irradiating with light is measured.
In the periphery of the
8 is a polarizing plate and 119 is an optical film.
In the periphery of the
Is a black matrix as a light shielding film, and 124 is a polarizing plate.
上記の構成では、受光素子としてのPINダイオード12PINダイオード112は、
画素が並んでいる表示領域の例えば横に設けられている。画素のスイッチ素子であるTF
T111と駆動回路は低温ポリシリコン技術により非晶質シリコンをレーザにより結晶化
した多結晶シリコン(以下、ポリシリコン)を活性層に使用して作製される。これと同時
プロセスで、PINダイオード112による受光素子が作製されている。この受光素子は
やはり同一の絶縁基板上に形成された図示しない検出回路に接続され、光の強弱に応じた
信号を検出信号として外部接続端子14に出力し、バックライト20の輝度を制御する。
In the above configuration, the
For example, it is provided beside the display area in which the pixels are arranged. TF, which is a pixel switch element
The T111 and the drive circuit are manufactured using polycrystalline silicon (hereinafter referred to as polysilicon) obtained by crystallizing amorphous silicon by laser using low temperature polysilicon technology as an active layer. At the same time, a light receiving element using the PIN diode 112 is manufactured. This light receiving element is also connected to a detection circuit (not shown) formed on the same insulating substrate, outputs a signal corresponding to the intensity of light to the
低温ポリシリコンのTFTと同時プロセスで、受光素子としてPINダイオードを作製
すると、TFTのゲート電極16と同じものが、PINダイオードのイントリンシック層
(i)の上に、酸化膜113を介して形成される。このPINダイオードに付随するゲー
ト電極17は、光センサとしてのPINダイオードには必要ないものであるが、PINダ
イオードのイントリンシック層にTFT作製時のn−が不純物として入らないようにカバ
ーをするために必要であり、言わばマスク用導電層と呼ぶべきものである。しかしながら
、その付随するゲート電極17は受光層であるイントリンシック層(i)を覆うために、
上から外光を取り込もうとするとそれが光の進路を遮る障害物になってしまう。ゲート電
極17を除去すると、外光をイントリンシック層(i)に多く取り込めるが、その除去工
程が別途必要になり、コスト高となる。そこで、以下の本発明の実施形態では、付随して
作製されるゲート電極17が存在していても、PINダイオード112のイントリンシッ
ク層(i)に入射する光量を増やすために、イントリンシック層(i)の周辺にあって光
を遮る要因となっているアノード端子及びカソード端子を形成する金属配線を無くす、若
しくはその金属配線の面積を低減することで、受光効率を上げるようにしている。
When a PIN diode is fabricated as a light receiving element in the same process as a low-temperature polysilicon TFT, the same TFT gate electrode 16 is formed on the intrinsic layer (i) of the PIN diode via an
If you try to capture external light from above, it becomes an obstacle that blocks the path of light. When the gate electrode 17 is removed, a large amount of external light can be taken into the intrinsic layer (i), but a separate removal step is required, resulting in an increase in cost. Therefore, in the following embodiments of the present invention, in order to increase the amount of light incident on the intrinsic layer (i) of the PIN diode 112, even if the gate electrode 17 that is produced accompanying it is present, the intrinsic layer ( The light receiving efficiency is increased by eliminating the metal wiring that forms the anode terminal and the cathode terminal that are in the periphery of i) and blocking the light, or by reducing the area of the metal wiring.
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態の受光装置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)
のA−A線側断面図を示している。図2は従来例の受光装置を示す図である。
図1において、受光装置を構成するPINダイオード30は、文字通り、p+層31、
受光層であるイントリンシック層32、n+層33の順に並んでいる。
[First Embodiment]
1A and 1B are diagrams showing a light receiving device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG.
The AA line side sectional drawing is shown. FIG. 2 is a diagram showing a conventional light receiving device.
In FIG. 1, the
The
本実施形態のPINダイオード30では、p+層31,n+層33の両方又はいずれか
一方の上部に、イントリンシック層32の受光面に対して斜め方向から光が入射可能なよ
うに、金属配線34,35の存在しない領域を所定面積以上の広さに設けたことを特徴と
する。つまり、p+層31,n+層33の長さを両側に(L方向に)延出した構成とし、
p+層31,n+層33に接続する金属配線34,35の位置をイントリンシック層32
から互いに所定距離以上(例えば、(端子部の長さL1)+α)離すことによって、イント
リンシック層32の位置を中心として金属配線34,35の存在しない領域を広げた構成
としている。L1は例えば20μmである。
In the
The positions of the
By separating them from each other by a predetermined distance or more (for example, (terminal portion length L1) + α), the region where the
p+層31,n+層33及びその延出した部分(金属配線34,35の下層)は、ポリ
シリコンのみで形成され、p+層31,n+層33のイントリンシック層32の位置から
上記所定距離(=(端子部の長さL1)+α)離れた長さ方向の両端部分には、端子部とし
て電気的接続のためのコンタクトホールを介した長さL1の金属配線34,35がそれぞ
れ形成されている。図1(b)に示すp+層31,n+層33それぞれの長さの最大は、2
×L1+αとなっている。
The p +
× L1 + α.
なお、PINダイオードを構成するイントリンシック層32の上部には、マスク用導電
層36が形成されている。このマスク用導電層36は、液晶パネルなどの電気光学パネル
の製造時に、TFT作製時と同時のプロセスで作製される。マスク用導電層36がないと
、TFT作製と同時に受光層であるイントリンシック層32にn−等の不純物が入る場合
があり、その遮蔽のために必要であるが、他の手段によりイントリンシック層32への不
純物混入を除去できる場合は無くても良い。
A mask
PINダイオードの電流値は、W=50μmで室温では最大でも0.1pA程度である
。温度上昇を考慮した場合、一桁以上あがると考えると、PINダイオードを流れる電流
の値としては1nAを見積もれば十分である。本実施形態におけるPINダイオードのよ
うに端子を全てp+ポリシリコンおよびn+ポリシリコンとした場合の抵抗値を求める。
これら膜のシート抵抗値は、最大10kΩ/□程度であるから、幅W=50μm、長さL
1=20μmの端子部であれば抵抗値は、10[kΩ/□]×20[μm]/50[μm]=4
kΩとなる。この抵抗値であれば、PINダイオードの逆バイアス電流は十分に流れるた
め、アノード端子部およびカソード端子部において、ポリシリコンから金属配線への接続
換え(乗り換え)無しでも可能であると考える。
この本実施形態の構造では、従来の構造で光の照射を阻害している金属配線が形成され
ないため、受光層領域への照射が促進され受光効率が向上する。
The current value of the PIN diode is W = 50 μm and is about 0.1 pA at the maximum at room temperature. If the temperature rise is taken into consideration, it is sufficient to estimate 1 nA as the value of the current flowing through the PIN diode, assuming that it increases by one digit or more. As in the PIN diode in this embodiment, the resistance value is obtained when all terminals are p + polysilicon and n + polysilicon.
Since the maximum sheet resistance of these films is about 10 kΩ / □, the width W = 50 μm and the length L
If the terminal portion is 1 = 20 μm, the resistance value is 10 [kΩ / □] × 20 [μm] / 50 [μm] = 4
kΩ. With this resistance value, the reverse bias current of the PIN diode flows sufficiently, so that it is possible to perform the connection without changing (switching) from polysilicon to metal wiring in the anode terminal portion and the cathode terminal portion.
In the structure of this embodiment, since the metal wiring that inhibits the light irradiation in the conventional structure is not formed, the irradiation to the light receiving layer region is promoted and the light receiving efficiency is improved.
本発明の実施形態を従来例と比較するため、図2には、従来の受光装置を構成するPI
Nダイオードの構造を示してある。図2において、(a)は平面図、(b)は(a)の縦断面図
である。この従来の構造では、イントリンシック層32の周辺位置に端子部としての金属
配線34,35が存在しており、金属配線34,35がp+層31及びn+層33を覆う
状態となっている。金属配線34,35の配線パターンの各長さL1の範囲(=L1×W
)が端子部である。従って、このような従来構造では、イントリンシック層32の受光面
に対して斜め方向から外光が入射しにくい。
In order to compare the embodiment of the present invention with a conventional example, FIG. 2 shows a PI constituting a conventional light receiving device.
The structure of the N diode is shown. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view of FIG. In this conventional structure, metal wirings 34 and 35 as terminal portions exist in the peripheral position of the
) Is a terminal portion. Therefore, in such a conventional structure, it is difficult for external light to enter the light receiving surface of the
[第2の実施形態]
図3及び図4は本発明の第2の実施形態の受光装置を示す図であり、端子部の一部分の
みを金属配線で接続する構造の例を示している。
図3では、PINダイオードを構成するp+層31、イントリンシック層32、n+層
33の領域のうち、p+層31及びn+層33の中央部分に金属配線の無い領域E,Fを
設けたものである。領域E,Fはそれぞれ、1つのコンタクトホールに対応した端子部の
領域(=L1×W)の例えば1/3とされている。
[Second Embodiment]
3 and 4 are views showing a light receiving device according to a second embodiment of the present invention, and show an example of a structure in which only a part of a terminal portion is connected by a metal wiring.
In FIG. 3, regions E and F without metal wiring are provided in the central portion of the p +
図4では、p+層31及びn+層33の四隅部分に金属配線の無い領域I,J,K,N
を設けたものである。領域I,J,K,Nもそれぞれ、1つのコンタクトホールに対応し
た端子部の領域(=L1×W)の例えば1/3とされている。
In FIG. 4, regions I, J, K, N without the metal wiring at the four corners of the p +
Is provided. Each of the regions I, J, K, and N is, for example, 1/3 of the terminal region (= L1 × W) corresponding to one contact hole.
本実施形態のPINダイオードでも、p+層31,n+層33の両方又はいずれか一方
の上部に、イントリンシック層32の受光面に対して斜め方向から光が入射可能なように
、金属配線34,35の存在しない領域を所定面積以上の広さに設けるものであり、p+
層31,n+層33の端子部の一部分のみに金属配線を接続することによって、金属配線
の存在しない領域を設け、光が入射する領域を広げることが可能となる。
Also in the PIN diode of this embodiment, the
By connecting the metal wiring to only a part of the terminal portions of the
第1の実施の形態では、従来、端子部とされていた領域をすべてポリシリコンとしたの
に対し、第2の実施の形態では、端子部の一部分のみに金属配線を設けたことによって光
の入射範囲を広げる。
この第2の実施形態の構造では、従来の構造で光の照射を阻害している金属層が形成さ
れない領域ができるため、受光層領域への照射が促進され受光効率が向上する。
In the first embodiment, polysilicon is used for all the regions that have been conventionally used as the terminal portion, whereas in the second embodiment, light is transmitted by providing metal wiring only in a part of the terminal portion. Increase the incident range.
In the structure of the second embodiment, a region where a metal layer that inhibits light irradiation in the conventional structure is not formed is formed, so that irradiation of the light receiving layer region is promoted and light receiving efficiency is improved.
[第3の実施形態]
図5は本発明の第3の実施形態の受光装置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)
のA−A線側断面図を示している。図6は従来例の受光装置を示す図である。本実施形態
は、PINダイオードを複数(図では2つ)直列接続した時の例を示している。
[Third Embodiment]
5A and 5B are diagrams showing a light receiving device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, and FIG.
The AA line side sectional drawing is shown. FIG. 6 is a view showing a conventional light receiving device. This embodiment shows an example when a plurality (two in the figure) of PIN diodes are connected in series.
本実施形態の受光装置は、絶縁基板上に形成された、p+層31,イントリンシック層
32,n+層33を有する第1のPINダイオード30と、p+層41,イントリンシッ
ク層42,n+層43を有する第2のPINダイオード40とが直列接続され、かつその
接続部分は、第1のPINダイオード30のn+層33と第2のPINダイオード40の
p+層41が直接接続された構成の複数のPINダイオード30,40と、この複数直列
接続されたPINダイオード30,40の両端のアノード,カソードである前記p+層3
1,n+層43にそれぞれ接続される金属配線34,45と、を備えたものである。
The light-receiving device of this embodiment includes a
1, metal wirings 34 and 45 connected to the n +
すなわち、本実施形態のPINダイオードでは、直列接続で隣り合うPINダイオード
30,40のカソード端子部33およびアノード端子部41において金属配線を介在した
接続(即ち金属配線への乗り換え)を行わず、n+層33とp+層41とのポリシリコン
のみで直接接続される。
この本実施形態の構造では、従来の構造で光の照射を阻害している金属配線が形成され
ない領域が大きく形成できるため、PINダイオードの受光層の領域への光照射が促進さ
れ受光効率が向上する。
That is, in the PIN diode according to the present embodiment, the connection of the
In the structure of this embodiment, since the area where the metal wiring that inhibits light irradiation in the conventional structure is not formed can be formed large, the light irradiation to the light receiving layer area of the PIN diode is promoted and the light receiving efficiency is improved. To do.
本発明の実施形態を従来例と比較するため、図6には、従来の受光装置を構成する複数
のPINダイオード30,40の直列接続構造を示してある。図6において、(a)は平面
図、(b)は(a)の縦断面図である。この従来の構造では、図6に示すようにアノード端子
部およびカソード端子部において、電気的接続のためのコンタクトホールを介した金属配
線34,35,44,45が形成されている。隣り合うアノード端子部およびカソード端
子部の接続部分においても、電気的接続のためのコンタクトホールを介した金属配線35
,44が形成されている。金属配線35,44は互いに共通接続されている。
In order to compare the embodiment of the present invention with a conventional example, FIG. 6 shows a series connection structure of a plurality of
, 44 are formed. The
[第4の実施形態]
図7及び図8は本発明の第4の実施形態の受光装置を示す図であり、p+層,イントリ
ンシック層,n+層を有するPINダイオードが複数直列接続される場合に、端子部の一
部分のみを金属配線で接続する構造の例を示している。
図7では、直列接続される2つのPINダイオード30,40において、PINダイオ
ード30を構成するp+層31、イントリンシック層32、n+層33の領域のうち、p
+層31及びn+層33の中央部分に金属配線の無い領域E,Fを設けると共に、PIN
ダイオード40を構成するp+層41、イントリンシック層42、n+層44の領域のう
ち、p+層41及びn+層43の中央部分に金属配線の無い領域G,Hを設けたものであ
る。領域E,F,G,Hはそれぞれ、1つのコンタクトホールに対応した端子部の領域(
=L1×W)の例えば1/3とされている。
[Fourth Embodiment]
7 and 8 are diagrams showing a light receiving device according to a fourth embodiment of the present invention. When a plurality of PIN diodes having p + layers, intrinsic layers, and n + layers are connected in series, only a part of the terminal portion is shown. The example of the structure which connects with metal wiring is shown.
In FIG. 7, of the two
Regions E and F having no metal wiring are provided in the central portions of the +
Among the regions of the p +
= L1 × W), for example, 1/3.
図8では、直列接続される2つのPINダイオードにおいて、p+層31及びn+層3
3の四隅部分に金属配線の無い領域I,J,K,Nを設ける一方、p+層41及びn+層
43の四隅部分に金属配線の無い領域Q,R,S,Tを設けたものである。領域I,J,
K,N,Q,R,S,Tもそれぞれ、1つのコンタクトホールに対応した端子部の領域(
=L1×W)の例えば1/3とされている。
In FIG. 8, in two PIN diodes connected in series, p +
3 are provided with regions I, J, K, and N without metal wiring at the four corners, and regions Q, R, S, and T with no metal wiring are provided at the four corners of the p +
Each of K, N, Q, R, S, and T is a terminal area corresponding to one contact hole (
= L1 × W), for example, 1/3.
[第5の実施形態]
図9及び図10は本発明の第4の実施形態の受光装置を示す図であり、図11は図9及
び図10に対応した従来例の受光装置を示す図である。本例は、受光装置の光センサ部の
幅Wが大きい場合である。
図9では、光センサとしてのPINダイオードの端子部(L1×W)をポリシリコンで
形成し、一部分のみを金属配線34,35で接続する構造の例を示している。
[Fifth Embodiment]
9 and 10 are views showing a light receiving device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a view showing a conventional light receiving device corresponding to FIGS. 9 and 10. In this example, the width W of the optical sensor unit of the light receiving device is large.
FIG. 9 shows an example of a structure in which a terminal portion (L1 × W) of a PIN diode as an optical sensor is formed of polysilicon and only a part thereof is connected by
この構造は、PINダイオードを構成する半導体層(ポリシリコン)が面積大(ポリシ
リコンが分割されずにW大、例えば幅Wが長さLの3倍以上ある)である形の場合、一部
分のみを金属配線で繋いでいるので、イントリンシック層32の受光面に対して斜め方向
から入射する光量を増加させることが可能となる。しかも、半導体層(ポリシリコン)の
幅Wが大きいので、PINダイオードを流れる電流に対して抵抗値を小さくすることがで
きる。
In this structure, when the semiconductor layer (polysilicon) constituting the PIN diode has a large area (polysilicon is not divided into a large W, for example, the width W is three times the length L or more), only a part of the structure is formed. Since these are connected by metal wiring, it is possible to increase the amount of light incident on the light receiving surface of the
図10では、光センサとしてのPINダイオードをポリシリコンで形成し、一部分のみ
を金属配線34,35で接続する構造の例を示している。
この構造は、PINダイオードを構成する半導体層(ポリシリコン)が面積大であって
、ポリシリコンの領域(=L×W)を複数個(図では3つ)に分割した場合に、3分割さ
れたポリシリコン領域の各端子部をポリシリコン配線31a,33aで接続し、かつポリ
シリコン領域(=L×W)の一部分のみを金属配線34,35で接続する構造の例を示し
ている。この構造では、3つのポリシリコン開口部50が形成されている。
FIG. 10 shows an example of a structure in which a PIN diode as an optical sensor is formed of polysilicon and only a part is connected by
This structure is divided into three when the semiconductor layer (polysilicon) constituting the PIN diode has a large area and the polysilicon region (= L × W) is divided into a plurality (three in the figure). In this example, the terminal portions of the polysilicon region are connected by polysilicon wirings 31a and 33a, and only a part of the polysilicon region (= L × W) is connected by
すなわち、図10ではポリシリコンを分割した場合、それぞれの隣り合う各端子部はポ
リシリコンで接続され、一部分のみを金属配線で繋いでいるので、ポリシリコン開口部5
0からの入射光が直接におよび反射して受光層(イントリンシック層)32に受光される
形となる。
That is, in FIG. 10, when polysilicon is divided, each adjacent terminal portion is connected by polysilicon, and only a part is connected by metal wiring.
Incident light from 0 is reflected directly and reflected by the light receiving layer (intrinsic layer) 32.
本発明の実施形態を従来例と比較するため、図11には、従来の受光装置を構成するP
INダイオードの構造を示してある。この従来の構造では、図11に示すようにアノード
端子部およびカソード端子部を全てコンタクトホールを介した金属配線34,35で形成
している。
In order to compare the embodiment of the present invention with a conventional example, FIG.
The structure of the IN diode is shown. In this conventional structure, as shown in FIG. 11, the anode terminal portion and the cathode terminal portion are all formed by
このように、本発明の第5の実施形態では、金属配線部を単にイントリンシック領域か
ら離すという構造ではなく、例えばW大の場合、端子部の殆どをポリシリコンで形成し、
一部分のみを金属配線で接続する形となっている。
As described above, in the fifth embodiment of the present invention, the metal wiring portion is not simply separated from the intrinsic region. For example, in the case of W large, most of the terminal portion is formed of polysilicon,
Only a part is connected by metal wiring.
図14は、図1,3,4,5,7,8,9,10で示したような上述の受光装置を備え
た電気光学装置による電子機器の例を示す斜視図であり、例として携帯電話機の外観を示
している。図14に示すように、電子機器として携帯電話機100の表示部101に、上
述した受光装置付きの電気光学装置(例えばPINダイオード付きのバックライト搭載型
液晶装置)が用いられる。
FIG. 14 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus using an electro-optical device including the above-described light receiving device as illustrated in FIGS. 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, and 10. Shows the appearance of the phone. As shown in FIG. 14, the above-described electro-optical device with a light receiving device (for example, a backlight-mounted liquid crystal device with a PIN diode) is used for the
電子機器としては、携帯電話機の他にも、例えば、光源と該光源から出射された光を変
調するライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光を投射するための光学系を備
えた、投射型表示装置である。さらに、電子機器としては、他にも、テレビジョンや、ビ
ューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ペ
ージャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS
端末、ディジタルスチルカメラ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして
、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る受光装置を備えた電気光学装置が適用
可能である。
In addition to the mobile phone, the electronic device includes, for example, a light source, a light valve that modulates light emitted from the light source, and an optical system that projects light modulated by the light valve. Type display device. Furthermore, other electronic devices include televisions, viewfinder type / monitor direct view type video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks, calculators, word processors, workstations, videophones, POSs.
Examples include terminals, digital still cameras, and devices equipped with touch panels. An electro-optical device including the light receiving device according to the invention can be applied to these various electronic devices.
また、本発明の電気光学装置は、アクティブマトリクス型の液晶パネル(例えば、TF
T(薄膜トランジスタ)やTFD(薄膜ダイオード)をスイッチング素子として備えた液
晶表示パネル)だけでなく、パッシブマトリクス型の液晶表示パネルにも同様に適用する
ことが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、無機エレクトロルミネッセンス装
置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプ
レイ装置、電子放出を用いた装置(Field Emission Display 及び Surface-Conduction E
lectron-Emitter Display 等)、DLP(Digital Light Processing)(別名DMD:Di
gital Micromirror Device)等の各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用する
ことが可能である。
In addition, the electro-optical device of the present invention has an active matrix type liquid crystal panel (for example, TF).
The present invention can be similarly applied not only to a liquid crystal display panel including T (thin film transistor) and TFD (thin film diode) as a switching element) but also to a passive matrix liquid crystal display panel. In addition to liquid crystal display panels, inorganic electroluminescence devices, organic electroluminescence devices, plasma display devices, electrophoretic display devices, devices using electron emission (Field Emission Display and Surface-Conduction E
lectron-Emitter Display etc.), DLP (Digital Light Processing) (aka DMD: Di)
The present invention can be similarly applied to various electro-optical devices such as a gital micromirror device.
なお、本発明は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばLCOS(Liqu
id Crysta1 On Silicon)などの反射型の電気光学装置にも適用可能である。
The present invention relates to a display device for forming an element on a semiconductor substrate, for example, LCOS (Liqu
It can also be applied to reflective electro-optical devices such as id Crysta1 On Silicon.
LCOSでは素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイ
ッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には反射
型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。
In LCOS, a single crystal silicon substrate is used as an element substrate, and a transistor is formed on a single crystal silicon substrate as a switching element used for a pixel or a peripheral circuit. In addition, a reflective pixel electrode is used for the pixel, and each element of the pixel is formed under the pixel electrode.
30…PINダイオード(受光装置)、31…p+層(p型半導体層)、32,42…
イントリンシック層(真性半導体層)、33…n+層(n型半導体層)、34,35,4
5…金属配線。
30 ... PIN diode (light receiving device), 31 ... p + layer (p-type semiconductor layer), 32, 42 ...
Intrinsic layer (intrinsic semiconductor layer), 33... N + layer (n-type semiconductor layer), 34, 35, 4
5: Metal wiring.
Claims (7)
前記p+層,n+層の少なくとも一方の上部には、前記イントリンシック層の受光面に対して斜め方向から光が入射可能なように、前記金属配線の存在しない領域が設けられ、
前記領域は、前記イントリンシック層の前記縦方向の長さを前記金属配線の前記縦方向の長さよりも大きくすることによって形成されている
ことを特徴とする受光装置。 Connected to a PIN diode in which a p + layer, an intrinsic layer, and an n + layer extending in the vertical direction on the insulating substrate are arranged in order in the horizontal direction, and the p + layer and the n + layer serving as the anode and cathode of the PIN diode. In a light receiving device equipped with a metal wiring
On at least one upper part of the p + layer and the n + layer, a region where the metal wiring does not exist is provided so that light can be incident on the light receiving surface of the intrinsic layer from an oblique direction.
The region, the light receiving device characterized by being formed by greater than the longitudinal length of the intrinsic layer the longitudinal length of the metal wiring.
前記領域は、前記金属配線の位置を前記イントリンシック層から所定距離以上離すこと
によって設けられることを特徴とする請求項1に記載の受光装置。 A conductive layer on top of the intrinsic layer;
2. The light receiving device according to claim 1, wherein the region is provided by separating a position of the metal wiring from the intrinsic layer by a predetermined distance or more.
前記領域は、前記アノード,カソードの一部分のみに前記金属配線を接続することによ
って設けられることを特徴とする請求項1に記載の受光装置。 A conductive layer on top of the intrinsic layer;
The light receiving device according to claim 1, wherein the region is provided by connecting the metal wiring to only a part of the anode and the cathode.
この複数直列接続されたPINダイオードの両端のアノード,カソードとされる前記p+層,n+層にそれぞれ接続される金属配線と、
を備え、
前記p+層,n+層の少なくとも一方の上部には、前記イントリンシック層の受光面に対して斜め方向から光が入射可能なように、前記金属配線の存在しない領域が設けられ、
前記領域は、前記イントリンシック層の前記縦方向の長さを前記金属配線の前記縦方向の長さよりも大きくすることによって形成されている
ことを特徴とする受光装置。 A plurality of PIN diodes are formed in which a p + layer, an intrinsic layer, and an n + layer extending in the vertical direction are arranged in order in the horizontal direction on the insulating substrate, and the connection portion is connected to the n + layer of one PIN diode and the other A plurality of PIN diodes in which the p + layers of the PIN diodes are directly connected;
Metal wirings connected to the p + layer and n + layer respectively serving as anodes and cathodes at both ends of the plurality of PIN diodes connected in series;
With
On at least one upper part of the p + layer and the n + layer, a region where the metal wiring does not exist is provided so that light can be incident on the light receiving surface of the intrinsic layer from an oblique direction.
The region, the light receiving device characterized by being formed by greater than the longitudinal length of the intrinsic layer the longitudinal length of the metal wiring.
請求項1乃至4に記載の受光装置。 5. The light receiving device according to claim 1, wherein the p + layer, intrinsic layer, and n + layer are made of polycrystalline silicon.
光学装置。 An electro-optical device using the light-receiving device according to claim 1.
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