200945566 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光偵測半導體裝置、光偵測器、及影像 顯示裝置，舉例而言，係關於藉由使用光接收元件來測量 外部之明度的裝置。
I 【先前技術】 Φ 以照度計來測量外界的照度’而根據測量値來控制物 體，以使得根據外界照度來調整接於行動電話上的液晶顯 示螢幕的背照光的亮度。 在照度計中使用由例如光二極體等半導體裝置所構成 ’ 的光接收元件，而例如光二極體之半導體裝置會將接收到 " 的光之強度（光強度）轉換成對應的電流。 雖然矽（Si)是光接收元件的材料，但是，因爲矽對 紅外光具有高的靈敏度，所以，在具有不同的光譜特性之 G 光接收元件之間會產生電流差異’以取得所需的光譜特性 以便實現用於可見光至紫外光的感測器。 舉例而言，將具有不同光譜特性的光接收元件適當地 組合以偵測可見光範圍中的光，藉以能夠實現接近人眼的 光譜特性。 在JP 01_2〇7640 A中所揭示的「半導體偵測器」建 議如上所述之藉由組合二光接收元件以取得所需的光譜特 性之技術。 在此技術中，深度不同的兩個η-型層係形成於p型 -5- 200945566 基板上以形成光譜特性不同的二個光二極體，以及，使用 這些光二極體之間的電流差異以偵測紫外光區中的光。 但是，在先前技術中，偵測値會受從外界入射至光二 極體的電磁波影響。
V 【發明內容】 鑑於上述情形，本發明之目的在於提供能夠降低電磁 波影響之光偵測半導體裝置及光偵測器。 _
爲了取得上述目的，根據本發明的第一樣態，提供光 偵測半導體裝置，其包含：第一光接收元件，具有第一導 電率型的半導體基板及由第二導電率型的半導體所形成之 第一導電層，第一導電層係配置成離該半導體基板的表面 I 一給定的深度；第二光接收元件，具有半導體基板及由第 二導電率型半導體所形成的第二導電層，以及具有不同於 第一光接收元件的光譜特性的光譜特性，第二導電層係配 置於比離該半導體基板的表面之所述給定深度更深的深度 © 處；及，電磁波屏蔽層，使光透射以及具有導電率，係配 置於第一導電層的表面和第二導電層的表面上，其中，從 累積於第一光接收元件中的電荷與累積於第二光接收元件 中的電荷之間的差，偵測光強度。 根據本發明的第二樣態，提供根據本發明的第一樣態 之光偵測半導體裝置，其中，電磁波屏蔽層係由第一導電 率型半導體所形成。 根據本發明的第三樣態，提供根據本發明的第一樣態 -6- 200945566 之光偵測半導體裝置，其中，電磁波屏蔽層係由多晶矽所 形成。 根據本發明的第四樣態，提供光偵測器，其包含：累 積機構，用以將分別在光偵測半導體裝置的第一光接收元 件及第二光接收元件中所產生的電荷累積於這些光接收元 ^ 件中的每一個光接收元件中，並且被連接至根據本發明的 第一、第二、或第三樣態的光偵測半導體裝置；差値取得 II 機構，用以取得累積的電荷之間的差値；以及，差値輸出 機構，用以傳送取得的差値。 根據本發明的第五樣態，提供影像顯示裝置，其包含 :根據本發明的第四樣態之光偵測器；影像顯示機構，用 * 以顯示影像；明度決定機構，用以藉由光偵測器的輸出來 ' 決定外界的明度；及亮度調整機構，用以根據決定的明度 來調整影像顯示機構的亮度。 根據本發明，提供能夠降低電磁波影響的電磁波屏蔽 層。 【實施方式】 (1 )實施例槪述 光偵測器的實施例 光偵測器1〇(圖3)根據累積於光二極體1和2中的 電荷差異，在使陰極端處於斷開端狀態時，偵測所需波長 區的光強度，光二極體1和2在給定的時段具有不同的光 譜特性。 200945566 由於電荷係累積於光二極體1和2中’所以’即使光 電流小，仍然能夠經由光電流的累積而取得偵測所需的電 荷。因此，也能夠藉由光偵測器1和2，取得尺寸縮小及 高偵測性能的半導體裝置。 此外，藉由根據光強度以改變電荷累積時間而能夠取 得寬廣的動態範圍，在差値偵測時藉由間歇地驅動差値偵 測所需的元件而能夠抑制耗電，或藉由平均輸出而能夠降 低閃爍。 光偵測半導體裝置的實施例 在光二極體1和2的光接收表面上配置允許要被偵測 的光穿透的導電屏蔽（圖8A)，以抑制來自外界的電磁 波在光二極體1和2中感應電荷。 此外，透光率視波長而定的二種濾光器（圖10A)分 別配置於光二極體1和2的光接收表面上，藉以能夠在它 們的光譜特性之間產生差異。 屏蔽及濾光器可以由例如多晶矽或給定的導電半導體 薄膜形成’多晶矽或給定的導電半導體薄膜之製程倂入於 半導體製程中’可以無困難地製造半導體裝置。 數位輸出光偵測電路的實施例 累積於光一極體1和2中的電荷量與時計相比較，以 產生對應於電荷量的計算値’以致於將累積的電荷的量轉 換成數位値。
提供一方法以取得上述操作，其中，計數時計脈衝的 數目直到累積電荷中的變化達到給定量（圖12A及12B -8 - 200945566 ，以及，其中，在給定的參考脈衝週期內，計數光二極體 1和2中電荷的累積及重設的重複循環次數（圖14A及 1 4B )。 然後，計數光二極體1和2的數位輸出以允許數位値 ' 中結果差値輸出。 在上述方法中，藉由計數器、時計等的簡單組合，取 得數位値，而無需使用例如A/D轉換器等複雜的邏輯。 ❹ (2 )實施例的詳述 實施例由下述中依序說明的「光偵測器」、「光偵測 半導體裝置」、及「數位輸出光偵測電路」組成。 * 在下述說明中，使用光二極體作爲光接收元件以作說 ' 明，但是，也可以使用例如光電晶體等其它元件。 光偵測器的實施例 傳統的光偵測器使用光二極體中產生的電流之差値以 φ 偵測光強度。但是，爲了增進訊號對雜訊（SN)比及取 得足夠的靈敏度，需要藉由增加光接收元件的面積以增加 光接收元件中的電流。 因此，靈敏度的增進需要增加半導體裝置及有半導體 裝置形成的1C晶片的尺寸，造成難以縮小感測器尺寸等 問題。 在實施例中，結果，產生於光二極體中且已累積一段 給定時間的電荷會由放大器放大， 圖1爲顯示半導體裝置的實例之圖形，本實施例中所 -9- 200945566 使用的光二極體係形成在半導體裝置上。 舉例而言，半導體裝置6係由單晶矽所製成，以及， 包含形成爲具有P型導電率的P型基板3、及η型區的n 型層4和5。 在離Ρ型基板3的前表面給定深度處，形成η型層4 . 和5，以及，η型層4及η型層5到達更深的位置。 _ 然後，η型層4和ρ型基板3構成光二極體1，且η 型層5和ρ型基板3構成光二極體2。 當入射光落在半導體裝置6的光接收表面（前表面） 上時，藉由光能量，在P-η接面中產生電子及電洞，作爲 電壓或電流輸出。 光在進入光接收表面後穿透η型層直到光抵達ρ-η接 ‘ 面爲止，由於η型層的透光率取決於光波長及η型層的厚 度，所以，光二極體1和2呈現不同的光譜特性。 在此，「光譜特性」意指光二極體的輸出與入射光的 波長之間的對應關係（相依關係），也可稱爲「光譜靈敏 © 度」或「光譜靈敏度特性j 。 如上所述，光二極體1作爲第一光接收元件，藉由接 收到的光以產生電荷，光二極體2作爲第二光接收元件， 藉由接收到的光以產生電荷，以及，具有不同於第一光接 收元件的光譜特性。 圖2顯示光二極體1 (PD1)及光二極體2(PD2)的 光譜特性。注意，由於圖2中的圖係繪製成用以說明槪念 ，所以，無需精確的顯示。 -10- 200945566 垂直軸代表光二極體產生的輸出（電流、電壓、等等 )，水平軸代表入射光的波長。假定入射光的光強度是固 定的。 在本實例中，光二極體2的光譜特性的峰値波長係位 於光二極體1的較短波長側上，在光二極體2的峰値波長 的靈敏度大於光二極體1的峰値波長的靈敏度，以及，在 紅外線區（波長比約70 [nm]長），光二極體2的靈敏度 與光二極體1的靈敏度相同。 因此，藉由取得光二極體1與光二極體2之間的差値 以抵消紅外線區的輸出，可以取得可見光區中的靈敏度。 由於藉由η型層的厚度可以個別地調整光二極體1和 2的光譜特性，所以，藉由適當地決定光二極體1與2之 間的光譜特性以取得輸出之間的差値，可以取得所需的光 譜特性。 圖3顯示用以說明根據實施例之光偵測器10的配置 之圖形。 舉例而言，使用光偵測器1 〇用作爲照度計，以偵測 外界照度，以及’使用光偵測器以調整用於行動電話的液 晶顯示裝置的背照光的亮度。 光二極體1和2是光譜特性彼此不同的光二極體，並 且係組構成輸出之間的差異顯示的光譜特性類似於人眼的 光譜特性。 光二極體1的陽極端係接地，其陰極端係連接至放大 器13，也經由開關17而連接至DC電源19。 -11 - 200945566 開關1 7係由例如電晶體之切換元件所形成，並且根 據來自重設電路16的重設訊號，以開啓/關閉光二極體1 與DC電源19的連接。 由例如運算放大器之放大電路所組構的放大器13， 偵測光二極體1的陰極端的電壓以放大電壓及輸出電壓至 ’ 差値電路1 5。 ’ 舉例而言，放大器13具有無限大的輸入阻抗以防止 來自光二極體1的電流，並且將電流放大而不會影響光二 @ 極體1中發生的電壓。 舉例而言，DC電源19係由固定電壓電路所形成，並 且當開關17開啓時，將光二極體1的陰極端設定在參考 電壓。 另一方面，當開關17關閉時，陰極端在電氣上被置 於斷開端狀態（浮動狀態），以及，對應於光強度的電荷 累積於光二極體1中。
在此情形中，由於光二極體1藉由DC電源19而被 G 反向偏壓，所以，在陰極端的電壓會因光二極體1中所產 生的電子而降低。 如上所述，累積於光二極體1中的電荷量可以被偵測 爲電壓。然後，電壓下降率與電子產生率（亦即，光強度 )成反比。 當開關17再度開啓時，已累積於光二極體1中的電 荷被重設至初始狀態，以及，在陰極端的電壓變成參考電 壓。 -12- 200945566 開關18、光二極體2、及放大器14與開關17、光二 極體1、及放大器1 3分別具有相同的組態。 重設電路1 6以規律的時間間隔’傳送重設訊號給開 關17和18，並且同時開啓及關閉開關17和18。 然後，在開啓開關17和18時，重設電路16將光二 極體1和2的陰極端的電壓重設爲參考電壓（亦即，將已 累積於光二極體1和2中的電荷重設爲初始値），並且在 φ 關閉開關17和18時，開始在光二極體1和2中累積電荷 〇 如上所述，重設電路16和開關17及18操作爲累積 機構，將第一光接收元件及第二光接收元件的端置於斷開 端狀態以累積光接收元件中產生的電荷，也作爲重設機構 ，將第一光接收元件及第二光接收元件的給定電極（在此 情形中爲陰極端）連接至給定的固定電壓源（DC電源19 )，以將累積於光接收元件中的電荷重設。 ❹ 差値電路15接收已經從放大器13和放大器14送出 的電壓，以產生它們之間的差値，並將該差値送至照度決 定單元12。 如上所述，差値電路1 5操作爲差値取得機構，其取 得已累積於第一光接收元件（光二極體1)與第二光接收 元件（光二極體2)之電荷之間的差値，並且也操作爲差 値輸出機構，其傳送取得的差値（至照度決定單元12) 〇 此外’差値電路15取得由於第一光接收元件（光二 -13- 200945566 極體η與第二光接收元件（光二極體2)的給定電極之 間（陰極之間）的電壓差之累積電荷之間的差値。 照度決定單元12取樣及取得與重設電路16的重設訊 號同步（舉例而言，正好在重設之前）而從差値電路15 送出的電壓的差値，以及決定外界的照度。 舉例而言，照度決定單元1 2儲存差値與照度之間的 相對應性，藉以決定外界的照度。 照度決定單元1 2操作爲明度決定機構’藉由光偵測 0 器1 0 (在本實例中，照度決定單元1 2除外之光偵測器1 0 的組態）的輸出，以決定外界的照度。 此外，雖然未顯示出，但是，舉例而言，照度決定單 元12係連接至亮度調整單元’而亮度調整單元調整液晶 顯示裝置的背照光的亮度，並且被組構成根據來自照度決 定單元12的決定結果，調整液晶顯示裝置的背照光的亮 度。
在本實例中，液晶顯示裝置操作爲顯示影像的影像顯 U 示機構，亮度調整單元操作爲亮度調整機構，根據照度決 定單元12所決定的照度以調整影像顯示機構的亮度。 將說明如上所組構之光偵測器1 〇的操作。 首先，說明光二極體1的操作。 當重設電路16開啓開關17時，光二極體1的陰極端 因DC電源19而變成參考電壓，以及，已累積於光二極 體1中的電荷被重設至初始値。 接著，當重設電路16關閉開關17時，光二極體1與 -14- 200945566 DC電源19斷開，以及，因放大器13的無限大 ，而使陰極端處於斷開端狀態，其中，陰極端與 斷開。 在此情形中，如同虛線方塊所示，光二極體 ' 作爲電容器的p-n接面表面，並且累積光所產生 ' 然後，受DC電源19而被反向偏壓，在陰極端 累積在光二極體1中的電荷而以對應於光強度的 ❹ 由於重設電路16重複開關17的開/關操作 如圖13A所示，在光二極體1的陰極端之電壓 壓（電荷重設）、電壓縮減（電荷累積）所組成 複。 類似地，在光二極體2的陰極端之電壓與光 同步，以參考電壓、電壓縮減組成的循環重複。 壓下降的比率因光二極體1和2的不同光譜特性 φ 因此，在光二極體1和2的輸出已經被放大 些輸出之間的差値被差値電路1 5所取得。然後 成已累積於光二極體1和2中的電荷之間的差値 對應於照度的値。 因而，當照度決定單元12在重設之後（舉 正好在後續重設之前）以給定週期偵測差値電路 出時，照度決定單元1 2可以偵測在重設與偵測 於光二極體1和2中的電荷之間的差値，允許照 輸入阻抗 電路電地 1具有操 的電荷。 的電壓因 比率下降 ，所以， 以參考電 的循環重 二極體1 但是，電 而不同。 之後，這 ，差値變 ，亦即， 例而言， 15的輸 之間累積 度的決定 -15- 200945566 如上所述，在光偵測器10中，光譜特性不同之二光 接收元件的輸出（光二極體1和2)連接至放大器的輸入 ，並且光接收元件被置於浮動狀態。 此外，光偵測器10具有一機制，即藉由使用DC電 源1 9及重設電路1 6而以給定時間間隔來重設光接收元件 ^ 的電荷，而能夠以給定的時間間隔在光接收元件中累積電 荷，並且輸出由放大器所放大的訊號之差値。 而且，藉由取得光譜特性不同的二光接收元件的電壓 q 之間的輸出差値，能夠提供所需的光譜特性。 由於從光接收元件的總電容C及光照度產生的電荷Q ，以等式Vin = Q/C，決定放大器的輸入電壓Vin，所以， 藉由降低光接收元件的電容，可以增強感測器靈敏度。 此事實意指感測器的靈敏度隨著感測器的尺寸縮小而 增進，從縮小感測器的尺寸之觀點而言，此爲有利特性。 舉例而言，光偵測器1 〇係組構成測量室內的照度， 但是，本實施例爲一實例，且光二極體1和2的光譜特性 ❹ 被適當地決定以便被使用爲紫外光感測器。 第一修改 接收強光會造成電荷快速累積在光二極體1和2中， 因此，在由照度決定單元12偵測來自差値電路15的輸出 之前，大照度使得光二極體1和2的輸出飽合，因而造成 精確値的不正確測量。 在本修改中，接著，相對於強接收.光，重設時間間隔 -16 - 200945566 縮短以使電荷的累積週期縮短以防止光二極體1和 ，因而可加寬動態範圍。 圖4A爲用於說明重設時光二極體2的輸出飽 況的示意圖表。 首先，當在連接光二極體1及2至DC電源： '陰極端的電壓設定在參考電壓之後關閉開關17和 如圖4A所示，在陰極端的電壓開始下降。在本實 φ 假定是因爲光譜特性的差異而使得光二極體2的電 二極體1的電壓降得更快。 在圖4A中，在因大光強度而到達重設時間tl 光二極體2的輸出飽合。當假定照度決定單元12 重設之前偵測差値電路15的輸出時，雖然在光二 中偵測到對應於光強度的電壓V1，但是，因爲輸 合而在重設時間tl無法在光二極體2中取得對應 度的偵測値。 〇 在此修改中，如圖4B所示，當橫跨具有較大 的光二極體（在此情形中爲光二極體2)之電壓達 的比較參考電壓（此後稱爲「比較電壓」）時’執 〇 在圖4B的實例中，當光二極體2達到比較電 在時間t2執行重設，以及，在此情形中，跨於光二 之上的電壓變成E2。光二極體1和2因而可以輸 於光強度的電壓。 圖5爲顯示光偵測器1 〇a的組態之圖形’其實 2飽合 合之情 19以將 18時， 例中， 壓比光 之前， 正好在 極體1 出的飽 於光強 電壓降 到給定 行重設 壓時， .極體1 出對應 施上述 -17- 200945566 操作。與圖3的配置相同的配置以相同代號表示，並簡化 或省略其說明。 除了光偵測器1 0的配置之外，光偵測器1 0a又包含 直流電源2 2及比較器2 1。 DC電源22是固定電壓源，提供比較器21比較電壓 。在本實例中，直流電源22係組構成具有固定比較電壓 ’ 的輸出，或者，係組構成從可變比較電壓選取適用於光強 度的比較電壓。 Λ ❹ 舉例而言，當放大器14的輸出大於比較電壓時，比 較器21供應「1」，以及，當輸出等於或小於比較電壓時 ，供應「〇」。如此，比較器21比較由放大器14放大的 光二極體2的跨電壓，並且將其比較結果以數位訊號供應 〇 當重設電路1 6偵測到放大器1 4的跨電壓下降至比較 電壓時（在上述實施例中，重設電路1 6偵測到輸出從「1 」變至「0」） ，重設電路6監視比較器21的輸出，以 ◎ 及重設開關17和18，藉以允許光偵測器10a在光二極體 1和2的輸出飽合之前重設電壓。 此外，舉例而言，照度決定單元12記憶放大器13及 1 4之間的電壓差、重設間隔及光強度之間的對應性’以 根據來自差値電路15的輸出而決定照度。 比較器21及DC電源22操作爲改變機構，其根據光 強度而改變累積機構累積電荷的時間期間。 如上所述，在此修改中，提供根據照度以改變光接收 -18- 200945566 元件累積電荷的時間期間之功能（更具體而言，累積周期 會因大的照度而縮短）’因而能夠實現具有寬的動態範圍 之照度感測器（其能夠測量寬廣範圍的照度）。 第二修改 先偵測器10的放大器13和14以及差値電路15 (圖 3)從電源（未顯示出）接收電力供應以實施放大處理及 φ 差値處理。 在此修改中，放大器13和1 4及差値電路1 5並非一 直被驅動，而是僅當照度決定單元1 2偵測到用於決定的 光二極體1及2之間的差値時（亦即，當需要時）被間歇 地驅動，以節省耗力。 圖6爲顯示依據此修改之光偵測器1 〇 b組態的圖形。 應注意到，與圖3的配置相同的配置以相同代號表示，並 簡化或省略其說明。此外，爲了使圖式簡明，省略光二極 〇 體2'放大器14、及開關18。 除了光偵測器10的配置之外，光偵測器10b又包含 計時器31及開關32和33。 開關3 2和3 3係由例如電晶體之切換元件所構成，以 及’分別開啓/關閉放大器13及差値電路15的電源。此 外’雖然未顯示出，放大器14設有類似開關。 計時器31是時計，以給定的時間間隔，開啓/關閉開 關3 2和3 3，也供應時脈給照度決定單元1 2。 舉例而言，計時器31可以形成爲藉由分頻電路以將 -19- 200945566 內部時脈分割而產生低週期的時脈。 照度決定單元12與供應給計時器31的時脈同步地操 作，並且在開關32和33開啓時’偵測差値電路1 5的輸 出。 重設電路16與計時器31同步地操作’並且，舉例而 言，正好在藉由照度決定單元12的偵測之後’將光二極 ^ 體1和2的電荷重設。 如上所述，計時器31、開關32和33、及配置於放大 0 器14中的開關（未顯示出）作爲驅動機構，在差値輸出 機構輸出差値時，驅動差値輸出機構。 如上所述，僅當照度決定單元12偵測及決定光二極 體1和2的輸出之間的差値時，光偵測器1 Ob才間歇地操 作放大器13和14以及差値輸出電路15，因而相較於光 偵測器，可以降低耗電。 第三修改 © 此修改是降低光源閃爍的影響。 例如螢光燈之光源可以重複開啓及關閉或以50[Hz] 或60[Hz]的週期閃爍。 在光偵測器1〇(圖3)中，當測量發生閃爍的光源的 光強度時，照度的測量値會視照度決定單元1 2偵測差値 之閃爍的瞬間的位置而不同。 舉例而言，經常在由螢光燈照明的室內使用行動電話 ，因此，需要在閃燦存在下適當地光強g。 -20- 200945566 在此修改中，因而以時間平均光二極體1和 2之間 的差値以降低閃爍影響。 圖7爲顯示有反閃爍設計的光偵測器1 〇c組態的圖形 。與圖3的配置相同的配置以相同代號表示，並簡化或省 略其說明。此外，爲了使圖式簡明，省略光二極體2、放 大器14、及開關18。 光偵測器1 係組構成包含位於光偵測器1 0的配置 ❹ 中的差値電路15與照度決定單元12之間的積分電路41 ，並且以積分電路41而將差値電路15的輸出積分。 積分電路41將差値電路15的輸出對時間積分，並供 應結果取得的積分値。積分値是複數個偵測値的累積値， 因此藉由平均以降低差値的變動。 如上所述，積分電路41用作爲降低機構，將光源發 出的光強度因閃爍而改變時差値電路15的差値中發生的 變動降低。 φ 照度決定單元12與重設電路16的重設訊號相關連地 操作，以及，偵測積分電路41開始積分之後重設電路1 6 重設給定次數時的瞬間之積分値。 當照度決定單元12偵測時，實施例如積分電路41的 積分値設定爲零等初始化。 如上所述，在本實施例中，即使當差値電路1 5因閃 爍而改變時，藉由積分電路41加入複數個測量値，將輸 出的變動平均，藉以供應抑制閃爍影響的偵測値。 在本修改中，使用積分以抑制閃爍的影響。或者，可 -21 - 200945566 以應用任何降低導因於閃爍的偵側値之變動的方法。 上述實施例及修改可取得下述優點。 (1) 累積由光二極體1和2所偵測的光所產生的電 荷。 (2) 在具有不同光譜特性的二光二極體1和2中所 產生的電荷之間產生差値以取得所需的光譜特性。 (3) 藉由電壓來偵測光二極體1和2中所產生的電 荷量。 (4) 藉由累積於光二極體1和2中的電荷，測量光 強度，因而不需要大的光感應電流，允許縮減光二極體1 和2的尺寸。 (5) 縮減光二極體1和2的電容以取得大的靈敏度 ，因此，降低光二極體1和2的面積，允許實現低成本感 測器。 (6) 累積在光二極體1和2中的電荷的重設時間間 隔會依據外部光的強度而變，因而能夠實現寬廣的動態範 圍。 (7) 僅當需要時才驅動放大器13和14及差値電路 15，藉以允許縮減耗電。 (8) 藉由積分電路41，降低閃爍所造成的影響。 (9) 在包含具有不同光譜特性的二光接收元件之積 體電路（1C)中’連接至光接收元件的輸出之放大器，以 及，在進入浮動狀態之後以給定週期重設光接收元件的電 荷之機制，電荷在給定週期中累積於光接收元件中，以及 -22- 200945566 ，供應由放大器放大的訊號之間的差値，允許實現小尺寸 的照度感測器。 光偵測半導體裝置的實施例 光偵測器1 〇可以使用具有如圖1所示的結構之半導 體裝置6’或者，可以使用具有不同結構的半導體裝置。 在下述中’將說明根據另一實施例之可以應用光偵測 器10的半導體裝置。 光偵測半導體裝置的第一實施例 光偵測器10將電荷累積於光二極體1和2中以測量 照度。因此，相較於先前技術中產生電流差値的情形，恐 怕來自外界的電磁波的影響會影響測量結果， 在上述情形中，在本實施例中，具有透光性的薄膜電 極配置於光二極體上，以及，屏蔽光二極體免於來自外界 的電磁雜訊（舉例而言，商用電磁波或從電氣設備產生的 電磁雜訊）。 圖8A爲顯示根據本實施例之半導體裝置6a的結構之 圖形。 半導體裝置6a是光偵測半導體裝置，其中，如同在 半導體裝置6中一般’厚度不同的η型層4和5形成於p 型基板3中。 在本實例中，光二極體1用作爲第一光接收元件，其 係由半導體基板（ρ型基板3)及第一導電層（η型層4) -23- 200945566 所形成，半導體基板係由具有第一導電率型（在本實例中 爲P型）的半導體所形成，第一導電層係由第二導電率型 (在本實例中爲η型）半導體所形成，第一導電層係形成 在離半導體基板的表面一給定的深度處，且光二極體2用 作爲第二光接收元件，其係由半導體基板（Ρ型基板3) 及第二導電層（η型層5)所形成，第二導電層係由第二 ^ 導電率型的半導體所形成，而第二導電層係形成在比所述 給定深度更遠離半導體基板的深度處。 q 薄膜Ρ型層51係形成於η型層4和5的上表面上。 由於Ρ型層5 1相對於偵測光具有透光性且導電，所 以，每一 Ρ型層5 1允許用於照度測量的光透射，但是， 遮蔽從外界進入光接收表面的電磁波。 Ρ型層51可以由半導體裝置6a製造時的一般半導體 製程所形成，因此，可以以低成本來形成ρ型層5 1。 如上所述，使光透射且具有導電率的電磁波屏蔽層（ P型層51)係形成於第一導電層（n型層4)及第二導電 ❹ 層（η型層5)的表面上。 藉由接地，ρ型層51可以更有效地呈現屏蔽功能。 連接至η型層4和5的鋁佈線52係經由具有高濃度 的η型之η +層而分別連接至η型層4和5。 佈線通孔係設置於ρ型層51中，以及，鋁佈線形成 於通孔中。 . 此外’Ρ型基板3係經由具有高濃度ρ型的ρ +層5 6 而連接至鋁佈線，以及接地。 -24- 200945566 遮光鋁53係形成於無光二極體形成的區域中的光接 收表面上，以及，遮蔽光入射。 圖8B爲顯示光二極體l(PDl)及光二極體2(PD2 )之光譜特性的示意圖。 在紅外光的靈敏度上，具有較深的η型層4之光二極 體1比光二極體2高。 圖9Α爲顯示根據本實施例之修改的半導體裝置6b u 的結構之圖形。 半導體裝置6b包含薄膜多晶矽層57。每一個多晶矽 層5 7也使要被偵測的光透射，以及，將電磁波屏蔽。此 外，經由一般的半導體製程，可以很容易地形成多晶矽層 57 ° 其它配置與半導體裝置6a中的配置相同，如圖9B中 所示，光譜特性也與半導體裝置6a的光譜特性相同。 如上所述，在本實施例與修改中，具有透光性的薄膜 〇 電極（舉例而言，約1，〇〇〇[Α])配置於光接收元件上，以 及，屏蔽來自外界的電磁雜訊。 光偵測半導體裝置的第二實施例 在本實施例中，n型層的深度相同’以及’具有光譜 特性的濾光器係配置於光接收表面上，藉以提供光二極體 1和2之間的光譜特性。 圖10A爲顯示根據本實施例之半導體裝置6c的結構 之圖形。 -25- 200945566 以相同於η型層4的深度，形成光二極體2的η型層 7。因此，由光二極體1及光二極體2的η型層的深度所 造成的光譜特性彼此相同。 另一方面，多晶矽層61係形成於η型層4的上表面 上，比多晶矽層61厚的多晶矽層62係形成於η型層7的 上表面上。其它配置與半導體裝置6的相同。 如上所述，在半導體裝置6c中，其透光率取決於光 的波長之濾光層（多晶矽層61)係形成於第一導電層（n 型層4)的表面上，以及，具有相依性不同於所述濾光層 之濾光層（多晶矽層62)係形成於第二導電層（η型層7 )的表面上。 如圖10Β所示，多晶矽具有隨著其厚度變大而使藍光 至紫光範圍的光衰減（截除）之特徵。換言之，形成透光 率依據光的波長而不同的濾光器。 因此，相較於多晶矽層61，多晶矽層62在藍光至紫 外光的範圍內之透光率低。結果，光二極體1及2呈現不 同的光譜特性。 如上所述，膜厚不同的多晶矽可以配置在光接收元件 上，藉以提供不同的光譜特性。 圖10C爲顯示光二極體1和2的光譜特性之示意圖表 ’相較於光二極體1 ’光二極體2在光的較短波長側上的 靈敏度低。 在本實施例中’使用多晶矽薄膜作爲濾光器，但是， 舉例而言’可以使用Ρ型層的薄膜作爲濾光器。 -26- 200945566 圖11A爲顯示依據本實施例的修改之半導體裝置6d 的結構之圖形。在本實例中，多晶矽層係形成於光二極體 1的光接收表面上，以及’多晶矽層63係形成於光二極 體2的光接收表面上。 同樣地’在此情形中，在由光二極體2所接收到之光 中從藍光至紫光範圍的光會衰減，因此，如圖11B所示， 取得與半導體裝置6c相同的特徵。 U 在上述說明中，在半導體裝置6c和6d中，η型層4 和7的深度彼此相同，但是，也可以彼此不同。 可以調整濾光器與η型層二者的厚度，以便能夠實現 更多樣的光譜特性。 此外’多晶矽層具有導電率及電磁波屏蔽功能，因此 ’能夠實現光二極體的光譜特性及電磁波的屏蔽。 上述實施例及修改可以取得下述優點。 (1) 進入光接收表面的電磁波可以由具有導電率的 Q 薄膜衰減或截除。 (2) 藉由在光接收表面上設置依據光的波長而透光 率不同的濾光器，光二極體可以提供光譜特性。 (3) 濾光器具有導電率，因此，濾光器可以同時遮 蔽電磁波。 數位輸出光偵測電路的實施例 光二極體1和2的輸出是類比値，以及，使用光二極 體偵測的光強度的是例如行動電話之數位裝置。 -27- 200945566 因此，需要將由光二極體1和2所取得的偵測値轉換 成數位訊號。 在光二極體的輸出轉換成數位訊號的情形中’在習知 技術中，藉由A/D轉換器執行轉換成數位訊號的轉換。 關於上述技術，舉例而言，在JP 11-3〇4584 A揭示 的「光感測器電路（photosensor circuit)」中提出此技 術。 在此技術中，設置複數個參考電壓以偵測光二極體的 輸出，以及，根據A/D轉換器的輸入範圍而選取任一參 考電壓。 但是，使用A/D轉換器會使得邏輯電路的尺寸變大 ，造成對應地較大的電路規模。因此，造成1C晶片的尺 寸增加，無法符合尺寸縮小、及製造成本增加等問題。 在上述情形下，在本實施例中，設置數位輸出光偵測 電路，借助於光二極體1和2累積電荷的特徵，不需電路 尺寸大的A/D轉換器。 數位輸出光偵測電路的第一實施例 在本實施例中，以參考脈衝的數目，測量光二極體1 和2的電壓下降期間之時間期間，藉以數位化光強度。 圖12A爲顯示數位化光二極體1的輸出之數位化電 路77的配置之圖形。 藉由使用與圖5中所示的光偵測器1 〇a相同的元件來 組構數位化電路77。與圖5相同的元件以相同的代號表 -28- 200945566 示，並省略或簡化其說明。 舉例而言，當放大器13的輸出大於比較電壓時，比 較器21輸出「1」，以及，當輸出等於或小於比較電壓時 ，輸出「〇」。因此，比較器21比較由放大器13放大的 光二極體1的跨電壓，並且將其比較結果以數位訊號輸出 〇 當重設電路1 6偵測到放大器1 3的跨電壓下降至比較 φ 電壓時（在上述實施例中，當重設電路16偵測到輸出從 「1」變至「〇」），重設電路6監視比較器21的輸出， 以及開啓開關17以重設光二極體1的電荷。 光二極體1的跨電壓（被放大器13所放大，於下述 中相同）從參考電壓達到比較電壓的期間之時間期間隨著 光強度愈大而愈短。結果，在重設電路16執行重設期間 的時間間隔縮短。 時計72產生時脈以及將時脈輸入至計數器電路7 1， Q 時脈是具有規律間隔的脈衝訊號。 相較於光二極體1的跨電壓從參考電壓達到比較電壓 的期間之時間期間，時計脈衝的脈衝寬度設定爲充份較短 ，以致於可以測量時間期間。 時計72作爲時脈訊號產生機構，產生時脈訊號。 計數器電路71從比較器21輸入表示比較結果的數位 訊號，也從時計72輸入時脈。 然後，藉由使用這些訊號，計數器電路71計數光二 極體1的跨電壓從參考電壓下降至比較電壓之時間期間中 -29- 200945566 時脈的脈衝數目，以及輸出計數値。 由於直到光二極體1的輸出達到比較電壓的時間期間 與光強度成反比’所以’愈大的光強度使計數値愈小，因 而能夠取得對應於光強度的計數値。 如上所述’計數器電路71作爲計數値產生機構，使 累積於光二極體1中的電荷的數量與時計72產生的時脈 訊號相關聯，以產生對應於累積的電荷數量之計數値，也 作爲輸出產生的計數値之計數値輸出機構。 _ 此外，計數器電路71產生直到累積電荷從初始値變 至給定値所產生的時脈訊號的數目作爲計數値。 圖13A至13D是數位化電路77的時序圖。 光二極體1的輸出（圖13A)根據重設電路16的重 設訊號（圖13C)而重設至參考電壓，之後，隨著光強度 愈大而以愈高的比率下降直到輸出達到比較電壓爲止。 當光二極體1的跨電壓從參考電壓到達比較電壓時， 比較器21的比較結果（圖13B)輸出會輸出「0」，結果 ❹ ，重設電路16輸出重設訊號（圖13C)。 計數器電路71測量比較器2 1的比較結果爲「0」期 間（圖1 3 D的時脈測量週期）由時計72所產生的時脈， 以及，輸出測量値。 以此方式，在數位化電路77中，光強度愈大，則測 量到的時脈愈少，因此，取得對應於光強度的時脈數目。 圖1 2B爲用於說明根據本實施例之數位輸出光偵測電 路75的配置之圖形。 -30- 200945566 數位輸出光偵測電路75包含數位化電路77及數位 電路78，數位化電路77將光二極體1的輸出數位化， 位化電路78將光二極體2的輸出數位化。數位化電路 的配置與數位化電路77的配置相同。差値運算電路73 收從數位化電路77和78轉換成數位値的光二極體1和 的輸出’經由數位處理計算它們之間的差値，以及將計 出的差値以數位値輸出。 U 如上所述，差値運算單元73作爲計數値取得機構 用於取得對應於累積在第一光接收元件（光二極體1) 的電荷數量之第一計數値、以及對應於累積在第二光接 元件（光二極體2)中的電荷數量之第二計數値，第二 接收元件的光譜特性不同於第一光接收元件的光譜特性 差値運算單元73也作爲差値運算機構，用於以數位方 計算取得的第一計數値與第二計數値之間的差値，也作 差値輸出機構，將計算的差値以數位値數出。 ❹ 以上述方式，在數位輸出光偵測電路7 5中，即使 使用例如 A/D轉換器等運算邏輯，仍可藉由使用計數 電路71及時計72的簡單配置，將光二極體1和2的輸 之間的差値數位化。 數位輸出光偵測電路的第二實施例 在本實施例中，在參考脈衝的週期內測量重設光二 體1和2的數目，藉以數位化光強度。 以每一個累積量單元測量參考脈衝週期內累積的電 化 數 78 接 丨2 算 > 中 收 光 〇 式 爲 未 器 出 極 荷 -31 - 200945566 數量，藉以使累積的電荷數量與產生的時脈訊號相關聯。 圖14A爲顯示數位化光二極體1的輸出之數位化電 路77a的配置之圖形。 根據本實施例的數位化電路77a的配置與第一實施例 中所述的數位化電路77的配置相同，因此，對應的元件 ‘ 以相同的代號表示，並省略或簡化其說明。 比較器21及重設電路16的配置與圖12A相同。 時計72a產生具有規律間隔的參考脈衝，並且將參考 0 脈衝輸入至計數器電路71。 參考脈衝的脈衝寬度設定成相較於重設電路16重設 光二極體1的期間的時間期間是足夠長，以致於可以測量 當光二極體1的跨電壓從參考電壓達到比較電壓時的重設 次數。 當參考脈衝寬度設定爲比閃爍循環（在螢光燈中約 2 00[ms])長時，能夠降低閃燦造成的測量誤差。
計數器71a從比較器21輸入表示比較結果的數位訊 Q 號，也從時計72a輸入參考脈衝。 然後，藉由使用這些訊號及脈衝，計數器電路71a計 數當參考脈衝期間光二極體1的跨電壓從參考電壓降至比 較電壓時由重設電路16重設的次數，亦即，光二極體1 的輸出在參考脈衝內達到比較電壓時的次數，以及，將計 數的次數輸出。 在給定的時間期間內光二極體1的輸出達到比較電壓 時的次數與光強度成正比，因此，次數代表光強度。 -32- 200945566 在根據第一實施例的數位化電路77中，光強度愈大 ，則輸出次數愈少。另一方面，在根據本實施例的數位化 電路中，光強度愈大，則輸出次數愈多。結果，數位化電 路77a更適於使用感測器的使用者的感覺。 如上所述，數位化電路77a包含重設機構（重設電路 16、開關17、等等），每當累積於光二極體1中的電荷 數量達到給定數量時，將累積電荷重設至初始値，以及， φ 計數器71a作爲計數値產生機構，產生由時脈訊號測量的 給定時間期間期間重設機構重設的次數以作爲計數値。 圖15A至15D是根據第二實施例之數位化電路77a 的時序圖。 光二極體1的輸出（圖15A)根據重設電路16的重 設訊號（圖15C)而被重設至參考電壓，之後，隨著光強 度更大而以更高的比例降低，直到光二極體1的輸出達到 比較電壓爲止。 φ 當光二極體1的跨電壓從參考電壓達到比較電壓時比 較器21的比較結果輸出（圖15B)會輸出「0」，結果， 重設電路16輸出重設訊號（圖15C)。 計數器電路71a測量及輸出在時計72a產生的參考脈 衝爲「1」時的時段期間（圖1 5D的光二極體的電壓達到 比較電壓的次數之測量時段）光二極體1的電壓達到比較 電壓的次數，亦即，重設電路16將光二極體1重設的次 數。 以上述方式，在數位化電路7 7a中，光二極體1的重 -33- 200945566 設次數隨著光強度愈大而增加愈多，因而取得根據光強度 的脈衝數目。 圖14B爲用以說明根據本實施例之數位輸出光偵測電 路75a的配置之圖形。 數位輸出光偵測電路75a包含數位化電路77a及數位 化電路78a，數位化電路77a將光二極體1的輸出數位化 ’數位化電路78a將光二極體2的輸出數位化。數位化電 路78a的配置與數位化電路77a的配置相同。 差値運算單元73從數位化電路77a和78a接收已轉 成數位値的光二極體1和2的輸出，經由數位處理以計算 它們之間的差値、及將計算的差値以數位値輸出。 以上述方式，在數位輸出光電電路75a中，以使用計 數器電路71a及時計72a的簡單組合，即使未使用例如 A/D轉換器等運算邏輯，仍然能夠將光二極體1和2的輸 出之間的差値數位化。 此外，根據本實施例之數位化電路77a構成數位輸出 光偵測電路，數位輸出光偵測電路包含：光接收元件，根 據接收到的光以產生電荷；重設機構，用以當光接收元件 累積給定數量的電荷時，將累積於光接收元件中的電荷重 設至初始値；及次數輸出機構，用以將給定時間期間期間 重設機構重設光接收元件的次數輸出。 上述實施例取得下述優點。 (1)在光二極體1和2中所累積的電荷數量可以與 時計相關連。結果，可以產生對應於電荷的數量之計數値 -34- 200945566 ，以將累積於光二極體1和2中的電荷之數量數位化。 (2)藉由使用例如計數器電路71或時計72等簡單 元件，可以執行數位化，因此，無需使用例如A/D轉換 器等大規模的邏輯。 (3 )無需使用A/D轉換器，因此，可以縮小1C晶 片尺寸。 (4 )可以以時脈測量直到光接收元件的電壓達到參 φ 考電壓之時間期間，以及，脈衝的數目可以以數位値輸出 〇 (5 )可以測量由參考脈衝產生的給定時間期間之內 光接收元件的電壓到達參考電壓之次數，以及，將其以數 位値輸出。 在上述中，已說明不同的實施例及修改，可以提供下 述配置。 (A)光偵測器的實施例可以取得下述配置。 φ (第一配置）光偵測器包含：第一光接收元件，根據 接收光以產生電荷；第二光接收元件，根據接收光以產生 電荷，以及，具有不同於第一光接收元件的光譜特性之光 譜特性；累積機構，用以將所產生的電荷累積於第一光接 收元件及第二光接收元件中；差値取得機構，用以取得累 積於第一光接收元件中的電荷與累積於第二光接收元件中 的電荷之間的差値；以及，差値輸出機構，用以輸出取得 的差値。 (第二配置）根據第一配置的光偵測器，其中，累積 -35- 200945566 機構將第一光接收元件與第二接收元件的給定電極在電氣 上導至斷開端，以累積電荷。 (第二配置）根據第二配置的光偵測器，其中，第一 光接收元件與第二接收元件的給定電極連接至固定電壓源 ’用以將累積於第一光接收元件及第二光接收元件中的電 荷經由給定開關重設’以及，其中’累積機構關閉給定開 關以將給定電極在電氣上導至斷開端。 (第四配置）根據第二或第三配置的光偵測器，其中 ，差値取得機構藉由第一光接收元件與第二光接收元件的 給定電極之間的電壓差以取得累積電荷之間的差値。 (第五配置）根據第一配置的光偵測器又包含重設機 構’用以藉由連接第一光接收元件及第二光接收元件的給 定電極至給定的固定電壓源’以將累積於第一光接收元件 及第二光接收元件中的電荷重設。 (第六配置）根據第一至第五配置中任一配置的光偵 測器，又包含改變機構，用以改變累積機構根據光強度累 積電荷的時間期間。 (第七配置）第一至第六配置中任一配置的光偵測器 ，又包含驅動機構，用以當差値輸出機構輸出差値時驅動 差値取得機構。 (第八配置）根據第一至第七配置中任一配置的光偵 測器，又包含降低機構’用以降低導因於光源產生的光的 光強度的改變而發生於差値輸出機構輸出的差値輸出中的 變動。 -36- 200945566 (第九配置）影像顯示裝置，包含：第一 中任一配置的光偵測器；影像顯示機構，包含 至第八配置中任一配置的光偵測器；影像顯示 顯示影像；亮度決定機構，用以藉由光偵測器 定外界的亮度；及照度調整機構，用以根據決 調整顯示機構的照度。 (B)光半導體的第一實施例提供下述配§ φ (第一配置）光偵測半導體裝置包含：第 件；第二光接收元件，具有不同於第一光接收 特性之光譜特性；及電磁波屏蔽層，使光透射 率，其中，藉由使用累積在第一光接收元件中 積在第二光接收元件中的電荷之間的差値，偵 其中，第一光接收元件包含：半導體基板，係 率型半導體所形成；及第一導電層，具有第二 導體，係形成於離半導體基板的表面一給定的 〇 中，第二光接收元件包含：半導體基板；及第 具有第二導電率型半導體，係形成於比離半導 面一給定深度更深的深度處，以及，其中，電 形成於第一導電層的表面上及第二導電層的表 (第二配置）根據第一配置的光半導體裝 電磁波屏蔽層係由第一導電率型半導體所形成 (第三配置）根據第一配置的光偵測半導 中，電磁波屏蔽層係由多晶矽所形成。 (第四配置）光偵測器，包含：累積機構 至第八配置 :根據第一 機構，用以 的輸出來決 定的亮度來 一光接收元 元件的光譜 及具有導電 的電荷與累 測光強度， 由第一導電 導電率型半 深度處，其 二導電層， 體基板的表 磁波屏蔽層 面上。 置，其中， 〇 體裝置，其 ，係連接至 -37- 200945566 根據第一、第二、或第三配置的光偵測半導體裝置，用以 將第一光接收元件及第二光接收元件中所產生的電荷累積 於光偵測半導體裝置的第一光接收元件及第二光接收元件 中；差値取得機構，用以取得累積的電荷之間的差値；以 及，差値輸出機構，用以輸出取得的差値。 (第五配置）影像顯示裝置，包含：根據第四配置的 光偵測器；影像顯示機構，用以顯示影像；明度決定機構 ，藉由光偵測器的輸出來決定外界的明度；及亮度調整機 構，根據決定的亮度以調整影像顯示機構的亮度。 (C)光半導體的第二實施例提供下述配置。 (第一配置）光偵測半導體裝置包含：第一光接收元 件；第二光接收元件；第一濾光層，具有視光的波長而定 的透光率；及第二濾光層，具有不同於第一濾光層的相依 性之透光率相依性，其中，藉由使用累積於第一光接收元 件中的電荷與累積於第二光接收元件中的電荷之間的差値 ，偵測光強度，其中，第一光接收元件包含：半導體基板 ，係由第一導電率型半導體所形成；及第一導電層，具有 第二導電率型半導體，係形成於離半導體基板的表面一給 定的深度處，其中，第二光接收元件包含：半導體基板； 及第二導電層，具有第二導電率型半導體，係形成於比離 半導體基板的表面一給定深度更深的深度處，其中，第一 濾光層係形成於第一導電層的表面上，以及，其中，第二 濾光層是形成於第二導電層的表面上以及被防止形成於第 二導電層的表面上等二者之一。 -38- 200945566 (第二配置）根據第一配置的光偵測半導體裝置，其 中，第一濾光層及第二濾光層具有導電率。 (第三配置）根據第一或第二配置的光偵測半導體裝 置，其中，第一濾光層及第二濾光層係由第一導電率型半 導體所形成。 (第四配置）根據第一或第二配置的光偵測半導體裝 置，其中，第一濾光層及第二濾光層係由多晶矽所形成。 (第五配置）光偵測器，包含：累積機構，係連接至 根據第一至第四配置中任一配置的光偵測半導體裝置，用 以將產生的電荷累積於光偵測半導體裝置的第一光接收元 件及第二光接收元件中；差値取得機構，用以取得累積的 電荷之間的差値；以及，差値輸出機構，用以輸出取得的 差値。 (第六配置）影像顯示裝置，包含：根據第五配置的 光偵測器；影像顯示機構，用以顯示影像；亮度決定機構 ，藉由光偵測器的輸出來決定外界的亮度；及照度調整機 構，根據決定的亮度以調整影像顯示機構的照度。 (D)數位輸出光偵測電路的實施例提供下述配置。 (第一配置）數位輸出光偵測電路，包含：第一光接 收元件；第二光接收元件，第一光接收元件及第二光接收 元件根據接收光以產生電荷；累積機構，用於累積第一光 接收元件及第二光接收元件中產生的電荷；時脈訊號產生 機構，用以產生時脈訊號；計數値產生機構，藉由使累積 的電荷的數量與產生的時脈訊號相關聯，以產生對應於累 -39- 200945566 積電荷的數量之計數値；及’計數値輸出機構’用以輸出 產生的計數値。 (第二配置）根據第一配置的數位輸出光偵測電路’ 其中，計數値產生機構將直到累積電荷從初始値變成給定 値爲止所產生的時脈訊號的數目產生成爲計數値。 (第三配置）根據第一配置的數位輸出光偵測電路， 又包含重設機構’每當累積的電荷數量達到給定數量時’ 將累積的電荷重設至初始値’其中’計數値產生機構將時 q 脈訊號測量的給定時間期間期間重設機構重設的次數產生 成爲計數値。 (第四配置）光偵測器使用根據第一、第二、或第三 配置中任一配置的數位輸出光偵測電路’光偵測器包含： 計數値取得機構’用以取得對應於累積在第一光接收元件 中的電荷量之第一計數値、以及對應於累積在第二光接收 元件中的電荷量之第二計數値，第二光接收元件具有的光 譜特性與第一光接收元件具有的光譜特性不同；差値運算 0 機構，以數位方式，計算取得的第一計數値與取得的第二 計數値之間的差値；及差値輸出機構，用以將計算的差値 以數位値輸出。 (第五配置）影像顯示裝置，包含：根據第四配置的 光偵測器；影像顯示機構，用以顯示影像；亮度決定機構 ，藉由數位輸出偵測的輸出來決定外界的亮度；及照度調 整機構，根據決定的亮度以調整影像顯示機構的照度。 -40- 200945566 【圖式簡單說明】 在附圖中： 圖1係例舉構成光二極體的半導體裝置之結構實例的 圖形； 圖2係例舉光二極體的光譜特性之示意圖表； 圖3係用以說明光偵測器的配置之圖形； 圖4A及4B係用以說明光二極體的輸出的飽合之示 ©意圖表； 圖5係例舉根據修改的光偵測器的配置之圖形； 圖6係例舉依據另一修改的光偵測器的配置之圖形； 圖7係例舉依據又另一修改的光偵測器的配置之圖形 ， 圖8A及8B係例舉依據另一實施例之半導體裝置的 結構之圖形； 圖9A及9B係例舉依據修改的半導體裝置的結構之 ❹ 圖形； 圖10A至10C係例舉依據另一實施例的半導體裝置 的結構之圖形； 圖11A及11B係例舉依據修改的半導體裝置的結構 之圖形， 圖12A及12B係例舉數位化電路及數位輸出光偵測 電路的配置之圖形； 圖13A至13D是數位化電路的時序圖； 圖14A及14B係例舉依據另一實施例之數位化電路 200945566 及數位輸出光偵測電路的配置之圖形；及 圖15A至15D是根據另一實施例之數位化電路的時 序圖。 【主要元件符號說明】 1 :光二極體 2 :光二極體 3 : p型基板 4 : η-型層 5 : η-型層 6 :半導體裝置 6a :半導體裝置 6b :半導體裝置 6c :半導體裝置 7 : η-型層 1 〇 :光偵測器 1 0 a :光偵測器 l〇b :光偵測器 1 2 :照度決定單元 1 3 :放大器 1 4 :放大器 1 5 :差値電路 1 6 :重設電路 1 7 :開關 -42- 200945566 1 8 :開關 1 9 :參考電壓 2 1 :比較器 2 2 :比較電壓 3 1 :計時器 3 2 :開關 3 3 :開關 41 :積分電路 5 1 : p型層 5 2 :鋁佈線 5 3 :遮光鋁 5 4 :鋁佈線 5 5: η + 層 56 : ρ+層 5 7 :薄膜多晶矽 61 :多晶矽層 6 2 :多晶矽層 63 :多晶砂層 7 1 :計數器電路 7 1 a :計數器電路 72 :時計 72a :時計 73 :差値運算單元 75 :數位輸出光偵測電路 -43- 200945566 75a :數位輸出光偵測電路 77 :數位化電路 77a :數位化電路 78 :數位化電路 78a :數位化電路 -44-