TWI425627B - 光感測器和顯示器 - Google Patents
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Description
此發明係關於利用以一薄膜形式之一半導體(下文中稱為"一半導體膜")的光感測器並亦係關於配備若干此類光感測器之一顯示器。
本發明包含與分別在2007年12月11日和2008年3月4日向日本專利局申請的日本專利申請案第JP 2007-319141和JP 2008-052811號有關之標的，其全部內容係以引用方式併入本文中。
現今，已知各係配備光感測器的顯示器。在一液晶顯示器中，例如，薄膜電晶體(TFT)係用作切換裝置以用於控制像素之驅動。已知一顯示器，其具備此類薄膜電晶體和藉由與該等薄膜電晶體之製程類似之一製程來形成於與該等薄膜電晶體相同的基板上的光感測器(例如，參見日本專利特許公開第2007-18458號)。
圖24係說明一既有光感測器80之構造的平面圖，圖25係說明該光感測器80之構造的斷面圖。所說明光感測器80具有與一n通道MOS(金氧半導體)電晶體類似之一結構。在此光感測器80中，一控制電極82係類似於一帶地形成於一基板81之一上表面上。覆蓋該控制電極82，一第一絕緣膜83係形成為一堆疊層。該第一絕緣膜83係由一透光絕緣材料組成。在該第一絕緣膜83之一上表面上，形成一半導體膜84。該半導體膜84係大致分成一光活性層85和一對電極區域86、87。當光進入該光活性層85時，該光活性層85作用以產生電洞對作為一光電流之一來源。該光活性層85係配置於與該控制電極82重疊之一區域內，如平面圖所示。
該成對的電極區域86、87係藉由將一雜質引入至在該光活性層85之相對側上的半導體層84中來形成。在該等成對的電極區域86、87中，其一者(即，該電極區域86)係配置為一源極區域，而另一電極區域87係配置為一汲極區域。該源極區域86和汲極區域87兩者都係形成為具有相同面積的矩形。該源極區域86係分成一低濃度區域86L(其中已以一相對較低濃度引入該雜質)和一高濃度區域86H(其中已以一相對較高濃度引入該雜質)。該低濃度區域86L係鄰近該光活性層85定位。同樣，該汲極區域87係分成一低濃度區域87L(其中已以一相對較低濃度引入該雜質)和一高濃度區域87H(其中已以一相對較高濃度引入該雜質)。該低濃度區域87L係鄰近該光活性層85定位。
在該第一絕緣膜83之上表面上，一第二絕緣膜88係形成為一堆疊層，使得該第二絕緣膜88覆蓋該半導體膜84。該第二絕緣膜88係由一透光絕緣材料組成。透過該第二絕緣膜88，形成複數個接觸孔89以曝露該源極區域86之高濃度區域86H之部分，並且此外，形成複數個接觸孔90以曝露該汲極區域87之高濃度區域87H之部分。該等源極側接觸孔89係以一第一導體91之導體材料填充，而該汲極側接觸孔90係以一第二導體92之導體材料填充。在該第二絕緣膜88之一上表面上，一平坦化膜93係形成為一堆疊層，從而覆蓋該等個別導體91、92。該平坦化膜93係由一透光絕緣材料組成。
在上面說明的構造之光感測器80中，光透過該平坦化膜93、該第二絕緣膜88等入射至該半導體膜84中之光活性層85中導致在該光活性層85中產生電洞對，使得產生一光電流。此光電流係讀取為自該光感測器至該感測器外部之一接收信號。
因為利用該半導體膜84在該光感測器80中產生的光電流一般較弱，故使光感測器80具備更高敏感度需要以較高效率讀取光電流。對於光電流之高效率讀取而言，有效的係減少該感測器內部的寄生電容。決定該感測器內部之寄生電容的主要因素係經由該第一絕緣膜83面向彼此的控制電極82與源極區域86(低濃度區域86L)之相互面對面積和經由該第一絕緣膜83面向彼此的控制電極82與汲極區域87(低濃度區域87L)之相互面對面積。為了減少該感測器內部的寄生電容，因此有必要減低該半導體膜84的面積。然而，該半導體膜84之面積的減低使該光活性層85的面積更窄，從而導致在該感測器內部欲產生之光電流的減低。
為瞭解決上面說明的問題，需要提供具有不降低在該感測器內欲產生之一光電流而係減少之一內部寄生電容的光感測器和配備若干此類光感測器的顯示器。
在本發明之一具體實施例中，因而提供一光感測器，其具備：一控制電極，其係形成於一基板上並具有兩個邊緣；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域，其中該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中，並且該等成對的電極區域之至少一者與該控制電極之邊緣之接近邊緣重疊，並且在該接近邊緣上並沿該接近邊緣，該至少一電極區域具有短於該光活性層在沿該控制電極之接近邊緣之一方向上之長度的長度。
關於分別位於該光活性層之相對側上的成對電極區域之至少一者，在依據本發明之具體實施例的光感測器中，與該控制電極之接近側邊緣重疊的電極區段之長度係設計成短於該光活性層在沿該控制電極之接近側邊緣的方向上之長度。此設計已使得可能減低至少一電極區段與控制電極之相互面對面積而不減低該光活性層之面積。
依據本具體實施例之光感測器，該感測器可具備一減少的內部寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生之一光電流。因此，可自該光感測器以高效率讀取一光電流。
依據本發明之另一具體實施例，亦提供一顯示器，其係提供於一基板上並具備如上面所定義之像素元件和光感測器。由於該等光感測器之上面說明的優點，此顯示器使得可能(例如)藉由一手指、一尖筆或類似者在一顯示區域中輸入座標，捕獲位於一顯示面板之一顯示表面(螢幕)附近之一物體，或偵測其中安裝該顯示面板之一環境的亮度。
下文中將參考圖式詳細說明本發明之特定具體實施例。然而，應注意，本發明之技術範疇不應限於下文中欲說明的具體實施例而亦可涵蓋具有在其中可帶來可自本發明之元件或其組合獲得之特定有利效應之一範圍內的各種修改或改良之具體實施例。
參考圖1，一顯示器1具備一顯示面板2、一背光3、一顯示驅動電路4、一光接收驅動電路5、一成像處理單元6及一應用程式執行單元7。
該顯示器1係由利用一液晶面板作為該顯示面板2之一LCD(液晶顯示器)構成。該顯示面板2具有用於顯示一影像之一顯示區域8。在該顯示面板2之顯示區域8中，複數個像素係以一矩陣形式配置於整個區域上。該顯示面板2在實行一線序操作時顯示一預定影像(例如一圖像或字元)。該顯示區域8亦具備用於偵測接觸或接近該顯示表面(螢幕)之一物體的光感測器。此等光感測器使得可能(例如)藉由一手指、一尖筆或類似者在該顯示區域中輸入座標，捕獲位於該顯示面板之顯示表面(螢幕)附近之一物體，或偵測其中安裝該顯示面板之環境的亮度。
該背光3用作用於在該顯示面板2上顯示一影像之一光源。該背光3係建構(例如)使得複數個發光二極體係排列於一平面中。該背光3以與該顯示面板2之操作時序同步之一預定時序來實行該等發光二極體之高速開啟/關閉控制。
該顯示驅動電路4實行該顯示面板2之各驅動(各線序操作之驅動)以依據對應的顯示資料在該顯示面板2上顯示一影像。
該光接收驅動電路5實行該顯示面板2之各驅動(各線序操作之驅動)以於該顯示面板2處獲取接收資料(偵測一物體之接觸或鄰近)。該光接收驅動電路5具有一圖框記憶體9。個別像素處的接收資料係一次累積於一記憶體中(例如)作為一記憶體中之一圖框，並接著係輸出至該影像處理單元6。
該影像處理單元6基於自該光接收驅動電路5輸出之接收資料來實行一預定影像處理(算術處理)，並偵測與獲取關於已接觸或已接近該顯示面板2之物體的資訊(位置座標資料、關於該物體之形狀與大小的資料等)。
基於藉由該影像處理單元6之偵測的結果，該應用程式執行單元7實行對應於一預定應用軟體之一處理。作為該處理，可提及(例如)包括於該影像處理單元6處所偵測的物體之位置座標及將其顯示於該顯示面板2上。於該應用程式執行單元7處產生的顯示資料係饋送至該顯示驅動電路4。
參考圖2，接下來將說明該顯示面板2之顯示區域8處的電路構造。如圖中所說明，該顯示區域8具備複數個像素元件11與複數個感測器元件12。該複數個像素元件11係以一矩陣形式配置於整個顯示區域8上，並且該複數個感測器元件12亦係以一矩陣形式配置於整個顯示區域8上。明確地說，該等像素元件11與感測器元件12係配置使得如圖2中經由範例所繪示，其在該顯示面板2之垂直掃描方向上交替地排成陣列。關於該等感測器元件12之配置，其可以一1:1關係與對應於紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之個別色彩成分的子像素或以一1:1關係與由R、G及B之三個子像素之組合構成的主像素配置或可針對複數個主像素來配置一個感測器元件12。此外，可將該等感測器元件12僅配置於該顯示區域8之一限制部分(預定位置)處而非整個顯示區域8。
該等像素元件11係配置於該顯示區域8中在水平方向上放置的複數個掃描線11a與在垂直方向上放置的複數個信號線11b之間的個別交叉處。各像素元件11皆具備一薄膜電晶體(TFT)Tr，其用作(例如)一像素驅動切換裝置。
該薄膜電晶體Tr係於其一閘極處連接至該掃描線11a，於其一源極和汲極之一者處連接至該信號線11b，並於其源極和汲極之另一者處連接至一像素電極11c。各像素元件11亦具備一共用電極11d，使得一共用電位Vcom係施加至所有該等像素元件11。
基於透過該掃描線11a饋送之一驅動信號，該薄膜電晶體Tr係開啟或關閉。當該薄膜電晶體Tr處於一ON(開啟)狀態時，一像素電壓係基於自該信號線11b饋送之一顯示信號來施加至該像素電極11c，並藉由該像素電極11c與該共用電極11d之間之一電場，驅動一液晶層。
另一方面，各感測器元件12皆具備一光感測器15。該光感測器15係藉由(例如)與上面說明的像素元件11中之薄膜電晶體Tr相同的層(相同步驟)來形成。明確地說，假定該等像素元件11係配置於(例如)一透明玻璃基板上，該等光感測器15亦與該等像素元件11一起配置於該玻璃基板上。在此情況下，該等像素元件11係使用薄膜電晶體來形成，並且此等薄膜電晶體係以陣列形式配置於該基板上。因此，該基板係稱為"一TFT陣列基板"或"一驅動基板"。該顯示面板2係藉由將一液晶層包圍並保持於該TFT陣列基板與一相對基板(例如，其上形成一濾色器層之一濾色器基板)之間來建構。
該電路係設計以將一電源電壓Vdd饋送至各光感測器15。一重設切換元件12a和一電容器(儲存電容器)12b係連接至該光感測器15。該光感測器15在入射光(曝光)之後旋即產生電洞對並產生與光量成比例之一光電流。此光電流係讀取為至該感測器外部之一接收信號。該光感測器15之接收信號(信號電荷)係累積於該電容器12b中。該切換元件12a以一預定時序來重設累積於該電容器12b中的接收信號。於一讀取切換元件12c係開啟之一時序，累積於該電容器12b中的接收信號係透過一緩衝放大器12d來饋送(讀取)至一接收信號導體12e並接著係輸出至外部。該重設切換元件12a之開啟/關閉操作係藉由透過一重設控制線12f饋送之一重設信號來控制。另一方面，該讀取切換元件12c之開啟/關閉操作係藉由透過一讀取控制線12g饋送之一讀取信號來控制。
參考圖3和4，將說明依據本發明之第一具體實施例的一光感測器15之構造。所說明光感測器15具有與一n通道MOS電晶體類似之一結構。在此光感測器15中，一控制電極22係類似於一帶地形成於一基板21之一上表面上。覆蓋該控制電極22，一第一絕緣膜23係形成為一堆疊層。該基板21係由具有透過性質之一基板(明確地說，例如，一透明玻璃基板)組成。該控制電極22對應於該MOS電晶體之閘極電極。一預定電壓係透過一未說明的控制導體來施加至該控制電極22以控制該光感測器15之驅動。該控制電極22係由一光反射導電材料(例如，鉬或一高熔點金屬)組成。該第一絕緣膜23對應於該MOS電晶體之閘極絕緣膜。
該第一絕緣膜23係由一透光絕緣材料(例如，氧化矽、氮化矽或類似者)組成。對於該第一絕緣膜23之形成，可採用CVD(化學汽相沈積)程序。在該第一絕緣膜23之一上表面上，形成一半導體膜24。該半導體膜24係由(例如)多晶矽組成之一薄膜組成，並係形成於該第一絕緣膜23上使得其在該MOS電晶體之通道長度的方向(圖中之水平方向)上在該控制電極22之上延伸。例如，可藉由在該第一絕緣膜23上形成非晶矽並接著照射一準分子雷射以多晶化該矽層來形成該半導體膜24。該半導體膜24係大致分成一光活性層25和一對電極區域26、27。
該光活性層25對應於該MOS電晶體之通道，並具有光電轉換功能。當光進入該光活性層25時，該光活性層25產生電洞對作為一光電流之一來源。如平面圖所示，該光活性層25採取在該控制電極22之長度的方向上延伸之一矩形的形式。該光活性層25係配置於與該控制電極22重疊之一區域內。在該MOS電晶體之通道長度的方向(源極至汲極方向)上，該光活性層25之尺寸係設定小於該控制電極22之尺寸，而在該MOS電晶體之通道寬度的方向(與該通道長度之方向垂直的方向)上，該光活性層25之尺寸亦係設定小於該控制電極22之尺寸。因此，該光活性層25係配置以完全包圍在該控制電極22之形成區域內。
該成對的電極區域26、27係藉由(例如)在使用一離子植入系統時將一雜質引入(植入)至在該光活性層25之相對側上的半導體層24中來形成。該等電極區域26、27兩者都係N+區域。在該等成對的電極區域26、27中，其一者(即，該電極區域26)係配置為形成一MOS電晶體之一源極區域，而另一電極區域27係配置為形成該MOS電晶體之一汲極區域。在由該多晶矽膜製成之半導體膜24中，可形成該源極區域26與汲極區域27，例如接下來所說明。在形成一氧化矽膜以覆蓋該多晶矽膜之後，藉由一微影蝕刻技術來將一光阻圖案化至該氧化矽膜上。使用一離子植入系統，接著將一雜質透過該光阻中之開口引入至該多晶矽膜中以形成該源極區域26與汲極區域27。隨後，將該基板21置放於一退火爐中以活化該雜質。在剝離該光阻之後，再次形成一光阻圖案。接著以一乾式蝕刻器來圖案化該多晶矽膜和氧化矽膜。
該源極區域26係分成一低濃度區域26L(其中已以一相對較低濃度引入該雜質)和一高濃度區域26H(其中已以一相對較高濃度引入該雜質)。該低濃度區域26L係在該通道長度之方向上鄰近該光活性層25定位。該源極區域26之低濃度區域26L係配置使得其在該通道長度之方向上在該控制電極22之一接近側邊緣之上延伸。同樣，該汲極區域27係分成一低濃度區域27L(其中已以一相對較低濃度引入該雜質)和一高濃度區域27H(其中以以一相對較高濃度引入該雜質)。該低濃度區域27L係在該通道長度之方向上鄰近該光活性層25定位。該源極區域27之低濃度區域27L係配置使得其在該通道長度之方向上在該控制電極22之一接近側邊緣之上延伸。此一電晶體結構亦係稱為LDD(輕度摻雜汲極)結構。採取該LDD結構的目的係減低該汲極電場。另一方面，該高濃度區域26H、27H係配置以將該半導體膜24之相對端部分轉換成電極(源極電極、汲極電極)。在此情況下，該控制電極22之側邊緣用作定義在該等成對的電極(一者係該源極區域26而另一者係該汲極區域27)之間的方向(該源極至汲極方向)上的控制電極22之端的邊緣。
在該第一絕緣膜23之上表面上，一第二絕緣膜28係形成為一堆疊層，使得該第二絕緣膜28覆蓋該半導體膜24。該第二絕緣膜28係由一透光絕緣材料(例如，氧化矽、氮化矽或類似者)組成。對於該第二絕緣膜28之形成。可採用CVD(化學汽相沈積)程序。透過該第二絕緣膜28，形成一單一接觸孔29以於高濃度區域之一部分曝露源極區域26之高濃度區域26H，並且此外，形成複數個(在所說明具體實施例中係五個)接觸孔30以於高濃度區域之部分曝露汲極區域27之高濃度區域27H。例如，可藉由以一微影蝕刻技術在該第二絕緣膜28上形成一光阻圖案並接著透過該光阻圖案蝕刻該第二絕緣膜28來透過該第二絕緣膜28形成該等個別接觸孔29、30。該等源極側接觸孔29係以一第一導體31之導體材料填充，而該汲極側接觸孔30係以一第二導體32之導體材料填充。作為該第一導體31與第二導體32之導體材料，(例如)可使用鋁。在該第二絕緣膜28之一上表面上，一平坦化膜33係形成為一堆疊層，從而覆蓋該等個別導體31、32。該平坦化膜33係由一透光有機絕緣材料組成。
現比較該半導體膜24之源極區域26與該半導體膜24之汲極區域27，該汲極區域27係以一矩形之形狀來形成而該源極區域26係以小於該汲極區域27的一梯形之形狀來形成。進一步詳細說明，定義該汲極區域27的矩形之更長長度具有與該光活性層25之長度(更長尺寸)相同的尺寸。另一方面，定義該源極區域26的梯形之下側具有與該光活性層25之更長尺寸相同的尺寸，但定義該源極區域26的梯形之上側具有短於該光活性層25之更長尺寸的尺寸。如本文中所使用的表達"光活性層25之長度"表示該光活性層25在沿上述的控制電極25之接近側邊緣之一方向上的長度。因為該光活性層25係以圖3中之一垂直長帶之形狀來形成，故該光活性層25之長度係藉由該光活性層25之更長尺寸來定義。然而，若該光活性層25係(例如)以一水平長帶之形狀來形成，則該光活性層25之長度係藉由該光活性層25之更短尺寸來定義。
關於該汲極區域27，與該控制電極22之接近側邊緣重疊的低濃度區域27L之長度與該光活性層25在沿該控制電極22之接近側邊緣之方向上的長度(在此具體實施例中係該低濃度區域27L與該光活性層25之間之一邊界部分的長度)兩者都係設定於相同長度L1。另一方面，關於該源極區域26，與該控制電極22之接近側邊緣重疊的低濃度區域26L之長度L2短於該光活性層25在沿該控制電極22之接近側邊緣的方向上之長度L3(L3=L1)(在此具體實施例中係在該低濃度區域26L與該光活性層25之間之一邊界部分的長度)。在圖中所說明的具體實施例中，存在L3×0.65L2的尺寸關係。
在上面說明的構造之光感測器15中，光透過該平坦化膜33、該第二絕緣膜28等入射至該半導體膜24中之光活性層25中導致在該光活性層25中產生電洞對，使得產生一光電流。此光電流係讀取為自該光感測器至該感測器外部之一接收信號。
在依據本發明之第一具體實施例的光感測器15中，藉由以梯形之形狀形成該半導體膜24之源極區域26來使與該控制電極22之接近側邊緣重疊的低濃度區域26L之長度L2短於該光活性層25在沿該控制電極22之接近側邊緣的方向上之長度L3。因此，該控制電極22與該源極區域26(低濃度區域26L)的相互面對面積小於該控制電極22與該汲極區域27(低濃度區域27L)的相互面對面積。與以類似於該汲極區域27之一矩形的形狀形成該源極區域26相比較，該控制電極22與該源極區域26之相互面對面積因此變得更小，並且該感測器內部的寄生電容係對應地減低。因為該光活性層25之更長尺寸在該源極側與該汲極側兩者上保持於相同值(L1=L3)，故作為電洞對之產生來源的光活性層25之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器15之一接收信號。
在上面說明的第一具體實施例中，藉由形成矩形之形狀的汲極區域27和梯形之形狀的源極區域26來使在該源極側上的相互面對面積小於在該汲極側上的相互面對面積。相反，可藉由形成一梯形之形狀的汲極區域27與一矩形之形狀的源極區域26來使在該汲極側上的相互面對面積小於在該源極側上的相互面對面積。
接下來參考圖5，將說明依據本發明之第二具體實施例的一光感測器15之構造。在此第二具體實施例中，一汲極區域27之形狀不同於上面說明的第一具體實施例。明確地說，在該第一具體實施例中該汲極區域27的形狀係矩形，但在此第二具體實施例中，該汲極區域27係以與一源極區域26類似之一梯形來形成。關於該汲極區域27，與一控制電極22之接近側邊緣重疊的一低濃度區域27L之長度L4短於在該低濃度區域27L與一光活性層25之間的一邊界部分之長度L1。
在上面說明的構造之光感測器15中，藉由以梯形之形狀形成該半導體膜24之源極區域26與汲極區域27之每一者來使與該控制電極22之接近側邊緣重疊的一低濃度區域26L之長度L2短於該光活性層25在沿該控制電極22之接近側邊緣的方向上之長度L3(在該低濃度區域26L與該光活性層25之間的一邊界部分之長度)。與該第一具體實施例相比較，該控制電極22與該汲極區域27(低濃度區域27L)之相互面對面積因此更小，並且該感測器內部的寄生電容係對應地減低。因為該光活性層25之更長尺寸在該源極側與該汲極側兩者上保持於相同值(L1=L3)，故作為電洞對之產生來源的光活性層25之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可更有效地讀取該光電流作為該光感測器15之一接收信號。
參考圖6，接下來將說明依據本發明之第三具體實施例的一光感測器15之構造。在此第三具體實施例中，一源極區域26之形狀不同於上面說明的第一具體實施例。明確地說，在該第一具體實施例中，該汲極區域27之形狀係矩形並且該源極區域26之形狀係梯形，但在此第三具體實施例中，一汲極區域27係以一矩形之形狀來形成並且該源極區域26係以一梳形之形狀來形成。關於該汲極區域27，與一控制電極22之接近側邊緣重疊的一低濃度區域27L之長度和在該低濃度區域27L與一光活性層25之間的一邊界部分之長度兩者因此都係設定於相同長度L1。另一方面，關於該源極區域26，與該控制電極22之接近側邊緣重疊的一低濃度區域26L之長度L5(L5=L5a+L5b+L5c)短於該光活性層25在沿該控制電極22之接近側邊緣的方向上之長度L3(在此具體實施例中係在一低濃度區域26L與該光活性層25之間之一邊界部分的長度)。
由於上面說明的構造，該控制電極22與該源極區域26(低濃度區域26L)的相互面對面積小於該控制電極22與該汲極區域27(低濃度區域27L)的相互面對面積。與以類似於該汲極區域27之一矩形的形狀形成該源極區域26相比較，該控制電極22與該源極區域26之相互面對面積因此更小，並且該感測器內部的寄生電容係對應地減低。因為該光活性層25之更長尺寸在該源極側與該汲極側兩者上保持於相同值(L1=L3)，故作為電洞對之產生來源的光活性層25之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器15之一接收信號。
在該第三具體實施例中，藉由形成矩形之形狀的汲極區域27和梳形之形狀的源極區域26來使在該源極側上的相互面對面積小於在該汲極側上的相互面對面積。相反，可藉由形成一梳形之形狀的汲極區域27與一矩形之形狀的源極區域26來使在該汲極側上的相互面對面積小於在該源極側上的相互面對面積。此外，該源極區域26與汲極區域27可各係以一梳形之形狀來形成。
接下來參考圖7和8，將說明依據本發明之第四具體實施例的一光感測器15之構造。將藉由施加類似參考符號至具有與上面結合第一至第三具體實施例說明的構造之源極類似之功能的構造之元件來說明該第四具體實施例。在所說明的光感測器15中，一控制電極22與一源極區域26、一半導體膜24之光活性層25與汲極區域27都係同心地配置。該控制電極22係以一環形來形成。一控制導體20係連接至該控制電極22。該半導體膜24係以一圓(正圓)形來形成。該半導體膜24具有該源極區域26、光活性層25及汲極區域27係按此順序在自該光感測器15之中心的徑向方向上配置的構造。因此，該光活性層25係以一環形來形成於該圓形源極區域26之外側上使得該光活性層25圍繞該源極區域26，並且該汲極區域27係以一環形來形成於該光活性層25之外側上使得該汲極區域27圍繞該光活性層25。
該光活性層25係配置於與該控制電極22重疊之一區域中。該光活性層25之內徑係設定大於該控制電極22之內徑，並且該光活性層25之外徑係設定小於該控制電極22之外徑。因此，該光活性層25係配置以完全包圍在該控制電極22之形成區域內。
該源極區域26係在其一內側上分成一高濃度區域26H並在其一外側上係分成一低濃度區域26L，並且該低濃度區域26L之一外圓周部分係鄰近該光活性層25之一內圓周部分定位。一接觸孔29係配置於該源極區域26之高濃度區域26H之一中心位置處。該接觸孔29係形成使得其透過一第二絕緣膜28延伸，並係以一第一導體31之導體材料來填充。就在該第一導體31下方，可切除除該源極區域26以外的控制電極22與半導體膜24以防止對應於一MOS電晶體之通道的光活性層25經受藉由源極信號之耦合。
該汲極區域27係在其一外側上分成一高濃度區域27H並在其一內側上係分成一低濃度區域27L，並且該低濃度區域27L之一內圓周部分係鄰近該光活性層25之一外圓周部分定位。該汲極區域27之高濃度區域27H之一部分向外延伸，並且一接觸孔30係形成於此延伸部分中。該接觸孔30係形成使得其透過該第二絕緣膜28延伸，並係以一第二導體32之導體材料來填充。
現比較該半導體膜24之源極區域26與該半導體膜24之汲極區域27，與該汲極區域27係以環形形成於該光活性層25之外側上相反，該源極區域26係以圓形形成於該光活性層25之內表面上。關於該汲極區域27，與該控制電極22之接近圓周邊緣(外圓周邊緣)重疊的低濃度區域27L之長度(圓周長度)因此長於該光活性層25在沿該控制電極22之接近圓周邊緣的方向(圓周方向)上之長度(在此具體實施例中，係在該低濃度區域27L與該光活性層25之間之一邊界部分的長度(圓周長度))。另一方面，關於該源極區域26，與該控制電極22之接近圓周邊緣(內圓周邊緣)重疊的低濃度區域26L之長度(圓周長度)短於該光活性層25在沿該控制電極22之接近圓周邊緣的方向(圓周方向)上之長度(在此具體實施例中，係在該低濃度區域26L與該光活性層25之間之一邊界部分的長度(圓周長度))。因此，該控制電極22與該源極區域26(低濃度區域26L)的相互面對面積小於該控制電極22與該汲極區域27(低濃度區域27L)的相互面對面積。假定該控制電極22與該汲極區域27的相互面對面積與上面說明的既有結構相同(在該汲極區域係以矩形來形成的情況下)，該控制電極22與源極區域26的相互面對面積小於上面說明的既有結構之相互面對面積，並且該感測器內部的寄生電容係對應地減少。
假定在該MOS電晶體結構之一光感測器中，在一源極區域之側上的一光活性層之一端部分係一"源極端"而在一汲極區域之側上的光活性層之一端係一"汲極端"，該汲極端一般比該源極端對電洞對的產生具有更高的貢獻程度，因為在光入射至該光活性層中之後，產生一光電流的電洞對主要發生於該汲極端。在依據該第四具體實施例之光感測器15中，源極區域26和汲極區域27係分別配置於內側和外側上作為該半導體膜24之配置形式。此確保使對電洞對之產生具有更高貢獻程度的汲極端之圓周長度更長。與在一外側上之源極區域26和在一內側上之汲極區域27的配置相比較，因而可產生一更高的光電流。因此，可減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器15之一接收信號。與具有相同感測器效率之既有感測器相比較，可以更小尺寸來製造依據此具體實施例的感測器。
在該第四具體實施例中，該控制電極22與半導體膜24之形狀(內圓周形狀、外圓周形狀及類似者)係圓形。然而，應注意，此等形狀並不限於此類圓形但可以係(例如)六邊形或任何更高多邊形。
該第一至第四具體實施例係藉由採取n通道MOS電晶體結構之光感測器作為範例來說明。然而，應注意，本發明至具體實施例並不限於此類光感測器而亦可應用於p通道MOS電晶體結構之光感測器。
此外，本發明之具體實施例並不限於MOS電晶體結構之光感測器，而亦可應用於PIN二極體結構的光感測器。一PIN二極體係藉由使用分成一p型電極區域、一I型光活性層及一n型電極區域之一半導體膜來建構。在此一情況下，位於該光活性層之相對側上的成對電極區域係藉由組成該PIN二極體之一陽極區域與一陰極區域來形成。下文中將關於在本發明係應用於該PIN二極體結構之光感測器的情況下的某些特定具體實施例進行說明。
參考圖9和10，將說明依據本發明之第五具體實施例的一光感測器45之構造。所說明的光感測器45具有與一PIN二極體類似之結構。在此光感測器45中，一控制電極47係類似於一帶地形成於一基板46之一上表面上。覆蓋該控制電極47，一第一絕緣膜48係形成為一堆疊層。該基板46係由具有透光性質之一基板(明確地說，例如，一透明玻璃基板)組成。該控制電極47係透過與用作一像素驅動切換元件的薄膜電晶體Tr(參見圖2)之閘極電極相同的步驟來形成於該共同基板46上。一預定電壓係透過一未說明的控制導體來施加至該控制電極47以控制該光感測器45之驅動。該控制電極47係由一光反射導電材料(例如，鉬或一高熔點金屬)組成。該第一絕緣膜48係透過與上面說明的薄膜電晶體Tr之閘極絕緣膜相同的步驟來形成。
該第一絕緣膜48係由一透光絕緣材料(例如，氧化矽、氮化矽或類似者)組成。對於該第一絕緣膜48之形成，可採用CVD(化學汽相沈積)程序。在該第一絕緣膜48之一上表面上，形成一半導體膜49。該半導體膜49係由(例如)多晶矽組成之一薄膜組成，並係形成於該第一絕緣膜48上使得其在圖中之水平方向上在該控制電極47之上延伸。例如，可藉由在該第一絕緣膜48上形成非晶矽並接著照射一準分子雷射以多晶化該矽層來形成該半導體膜49。該半導體膜49建構一PIN二極體，並係分成一光活性層50和一對電極區域51、52。該光活性層50係為具有一相對較低雜質濃度的I型，而該等成對的電極區域51、52分別係為具有相對較高雜質濃度的P型與N型。
該光活性層50具有光電轉換功能。當光進入該光活性層50時，該光活性層50產生電洞對作為一光電流之一來源。如平面圖所示，該光活性層50採取在該控制電極47之長度的方向上延伸之一矩形的形式。該光活性層50係配置於與該控制電極47重疊之一區域內。在圖中之水平方向上，該光活性層50之尺寸係設定小於該控制電極47之尺寸，並且在圖中之垂直方向的方向上，該光活性層50之尺寸亦係設定小於該控制電極47之尺寸。因此，該光活性層50係配置以完全包圍在該控制電極47之形成區域內。
該成對的電極區域51、52係藉由(例如)在使用一離子植入系統時分別將不同導電率類型之雜質引入(植入)至在該光活性層50之相對側上的半導體層49中來形成。一側係一P+區域，而另一側係一N+區域。在該等成對的電極區域51、52中，其一者(即該電極區域(P+區域)51)係配置為一陽極區域，而另一電極區域(N+區域)52係配置為一陰極區域。該陽極區域51係配置使得其在圖中之水平方向上在該控制電極47之接近側邊緣之上延伸，並且該陰極區域52係配置使得其在圖中之水平方向上在該控制電極47之接近側邊緣之上延伸。
在該第一絕緣膜48之上表面上，一第二絕緣膜53係形成為一堆疊層，使得該第二絕緣膜53覆蓋該半導體膜49。該第二絕緣膜53係由一透光絕緣材料(例如，氧化矽、氮化矽或類似者)組成。對於該第二絕緣膜53之形成，可採用CVD(化學汽相沈積)程序。透過該第二絕緣膜53，一單一接觸孔54係形成以於該陽極區域51之一部分曝露該陽極區域，並且此外，另一單一接觸孔55係形成以於該陰極區域52之一部分曝露該陰極區域。例如，可藉由以一微影蝕刻技術在該第二絕緣膜53上形成一光阻圖案並接著透過該光阻圖案蝕刻該第二絕緣膜53來透過該第二絕緣膜53形成該等個別接觸孔54、55。該陽極側接觸孔54係以一第一導體56之導體材料填充，而該陰極側接觸孔55係以一第二導體57之導體材料填充。作為該第一導體56與第二導體57之導體材料，(例如)可使用鋁。在該第二絕緣膜53之一上表面上，一平坦化膜58係形成為一堆疊層，從而覆蓋該等個別導體56、57。該平坦化膜58係由一透光有機絕緣材料組成。
應注意，該半導體膜49之陽極區域51和陰極區域52各係以一T形來形成，如平面圖所示。關於該陽極區域51，與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陽極區域51之長度L5短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L6(在此具體實施例中係在該陽極區域51與該光活性層50之間之一邊界部分的長度)。同樣，關於該陰極區域52，與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L7短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L8(L8=L6)(在此具體實施例中係在該陰極區域52與該光活性層50之間之一邊界部分的長度)。
在上面說明的構造之光感測器45中，光透過該平坦化膜58、該第二絕緣膜53等入射至該半導體膜49中之光活性層50中導致在該光活性層50中產生電洞對，使得產生一光電流。此光電流係讀取為自該光感測器至該感測器外部之一接收信號。
在依據本發明之第五具體實施例的光感測器45中，藉由以T形來形成該半導體膜49之陽極區域51與陰極區域52之每一者，使與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陽極區域51之長度L5短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L6(在此具體實施例中係在該陽極區域51與該光活性層50之間的邊界部分之長度)，並使與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L7短於該光活性層50在該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L8(在此具體實施例中係在該陰極區域52與該光活性層50之間的邊界部分之長度)。另一方面，當例如圖11所說明一半導體膜49之一陽極區域51與陰極區域52各係以一矩形來形成時，與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陽極區域51之長度L9變得等於一光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L9(在該陽極區域51與該光活性層50之間的邊界部分之長度)，並且與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L10變得等於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L10(在該陰極區域52與該光活性層50之間的邊界部分之長度)。
因此，與該陽極區域51係以一矩形來形成的情況相比較，該控制電極47與該陽極區域51之相互面對面積更小，並且該感測器內部的寄生電容對應地減少。同樣，與該陰極區域52係以一矩形來形成的情況相比較，該控制電極47與該陰極區域52之相互面對面積更小，並且該感測器內部的寄生電容對應地減少。因為該光活性層50之更長尺寸在該陽極區域51與該陰極區域52兩者上保持於相同值(L6=L8=L9=L10)，故作為電洞對之產生來源的光活性層50之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器45之一接收信號。
參考圖12，接下來將說明依據本發明之第六具體實施例的一光感測器45之構造。在此第六具體實施例中，一陽極區域51與陰極區域52之形狀不同於上面說明的第五具體實施例。明確地說，在該第五具體實施例中，該陽極區域51與陰極區域52各係以T形來形成，但在此第六具體實施例中，該陽極區域51與陰極區域52各係以終止於一矩形延伸之一梯形之形狀來形成。因此，與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陽極區域51之長度L11短於一光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L12(在此具體實施例中係在該陽極區域51與該光活性層50之間之一邊界部分的長度)，並且與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L13(L13=L11)短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L14(L14=L12)(在此具體實施例中係在該陰極區域52與該光活性層50之間之一邊界部分的長度)。
在上面說明之構造的光感測器45中，藉由以終止於矩形延伸的梯形之形狀來形成該半導體49之陽極區域51與陰極區域52之每一者，使與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陽極區域51之長度L11短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L12(在此具體實施例中係在該陽極區域51與該光活性層50之間的邊界部分之長度)，並使與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L13短於該光活性層50在該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L14(在此具體實施例中係在該陰極區域52與該光活性層50之間的邊界部分之長度)。與如上面說明的圖11所說明該陽極區域51與陰極區域52各成矩形形狀的情況相比較，該控制電極47與該陽極區域51之相互面對面積因此變得更小使得該感測器內部的寄生電容對應地減少，並且此外，該控制電極47與該陰極區域52之相互面對面積亦變得更小使得該感測器內部的寄生電容對應地減少。因為該光活性層50之更長尺寸在該陽極側與該陰極側兩者上保持於與圖11所示之感測器結構中的更長尺寸相同的值(L9=L10=L12=L14)，故作為電洞對之產生來源的光活性層50之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可進一步減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器45之一接收信號。
接下來參考圖13和14，將說明依據本發明之第七具體實施例的一光感測器45之構造。將藉由應用類似參考符號至具有與上面結合第五和第六具體實施例說明的構造之元件類似之功能的構造之元件來說明該第七具體實施例。在所說明的光感測器45中，一控制電極47與一陽極區域51、一半導體膜49之光活性層50與陰極區域52都係同心地配置。該控制電極47係以一環形來形成。一控制導體59係連接至該控制電極47。該半導體膜49係以一圓(正圓)形來形成。該半導體膜49具有該陰極區域52、光活性層50及陽極區域51係按此順序在自該光感測器45之中心的徑向方向上配置的構造。因此，該光活性層50係以一環形來形成於該圓形陰極區域52之外側上使得該光活性層50圍繞該陰極區域52，並且該陽極區域51係以一環形來形成於該光活性層50之外側上使得該陽極區域51圍繞該光活性層50。
該光活性層50係配置於與該控制電極47重疊之一區域中。該光活性層50之內徑係設定大於該控制電極47之內徑，並且該光活性層50之外徑係設定小於該控制電極47之外徑。因此，該光活性層50係配置以完全包圍在該控制電極47之形成區域內。
該陽極區域51之一內圓周部分係鄰近該光活性層50之一外圓周部分定位。該陽極區域51之一部分向外延伸，並且一接觸孔54係形成於此延伸部分中。該接觸孔54係形成使得其透過一第二絕緣膜53延伸，並係以一第一導體(陽極導體)56之導體材料來填充。
該陰極區域52之一外圓周部分係鄰近該光活性層50之一內圓周部分定位。一接觸孔55係配置於該陰極區域52之一中心位置處。該接觸孔55係形成使得其透過該第二絕緣膜53延伸，並係以一第二導體(陰極導體)57之導體材料來填充。
現比較該半導體膜49之陽極區域51與該半導體膜49之陰極區域52，與該陽極區域51係以環形形成於該光活性層50之外側上相反，該陰極區域52係以圓形形成於該光活性層50之內表面上。與該控制電極47之接近圓周邊緣(外圓周邊緣)重疊的陽極區域51之長度(圓周長度)因此長於該光活性層50在沿該控制電極47之接近圓周邊緣的方向(圓周方向)上之長度(在此具體實施例中，係在該陽極區域51與該光活性層50之間之一邊界部分的長度(圓周長度))。另一方面，與該控制電極47之接近圓周邊緣(內圓周邊緣)重疊的陰極區域52之長度(圓周長度)短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近圓周邊緣的方向上之長度(在此具體實施例中，係在該陰極區域52與該光活性層50之間之一邊界部分的長度(圓周長度))。因此，該控制電極47與該陰極區域52之相互面對面積小於該控制電極47與該陽極區域51之相互面對面積。假定該控制電極47與該陽極區域51之相互面對面積與(例如)如上面說明的圖11所說明該陽極區域51和陰極區域52各係以一矩形形狀來形成之情況中的相互面對面積相同，該控制電極47與陰極區域52之相互面對面積小於上面說明的圖11所示之感測器結構中的相互面對面積，並且該感測器內部的寄生電容係對應地減少。
假定在該PIN二極體結構之一光感測器中，在一陽極區域之側上的一光活性層之一端部分係一"陽極端"而在一陰極區域之側上的光活性層之一端係一"陰極端"，該陽極端一般比該陰極端對電洞對的產生具有更高的貢獻程度，因為在光入射至該光活性層中之後，產生一光電流的電洞對主要發生於該陽極端。在依據該第七具體實施例之光感測器45中，陰極區域52和陽極區域51係分別配置於內側和外側上作為該半導體膜49之配置形式。此確保使對電洞對之產生具有更高貢獻程度的陽極端之圓周長度更長。與在一外側上之陰極52和在一內側上之陽極區域51的配置相比較，因而可產生一更高的光電流。因此，可減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器45之一接收信號。由於該陰極區域52係藉由該光活性層50與陽極區域51圍繞的構造，可避免該光活性層50之一電場之分佈中的任何偏離。與具有相同感測器效率之既有感測器相比較，可以更小尺寸來製造依據此具體實施例的感測器。
在上面說明的第七具體實施例中，該控制電極47與半導體膜49之形狀(內圓周形狀、外圓周形狀及類似者)係圓形。然而，應注意，此等形狀並不限於此類圓形但可以係(例如)六邊形或任何更高多邊形。
參考圖J5，接下來將說明依據本發明之第八具體實施例的一光感測器45之構造。在此第八具體實施例中，一光活性層50與一陽極區域51之形狀不同於上面說明的第五具體實施例。明確地說，在該第五具體實施例中，該光活性層50係以帶形來形成並且該陽極區域51係以T形來形成，但在此第八具體實施例中，該光活性層50之一部分係設計以朝向該陽極區域51以與該陽極區域51相同之寬度延伸。在自該延伸部分繼續之一形式中，該陽極區域51係以一I形來形成，並且一陰極區域52係以一T形來形成。因此，與一控制電極47之接近側邊緣重疊的陽極區域51之長度L5短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L6。與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L7短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L8。因此，可獲得與該第五具體實施例類似的有利益處。與該第五具體實施例相比較，該控制電極47與該陽極區域51之相互面對面積更小，使得該感測器內部的寄生電容係對應地減低。同樣可將在此第八具體實施例中採取的構造應用於上述n通道MOS電晶體結構之一光感測器。在此一情況下，該陽極區域51之部分變為一源極區域之部分，並且該陰極區域52之部分變為一汲極區域之部分。作為該第八具體實施例之一修改，可以一T形來形成該陽極區域51並可以一I形來形成該陰極區域52。
參考圖16，接下來將說明依據本發明之第九具體實施例的一光感測器45之構造。在此第九具體實施例中，一光活性層50與一陰極區域52之形狀不同於上面說明的第八具體實施例。明確地說，在此第九具體實施例中，該光活性層50之一部分係設計以朝向該陰極區域52以與該陰極區域52相同的寬度延伸。在自該延伸部分繼續之一形式中，該陰極區域52係以一I形來形成。因此，與一控制電極47之接近側邊緣重疊的一陽極區域51之長度L5短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L6。與該控制電極47之接近側邊緣重疊的陰極區域52之長度L7短於該光活性層50在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上之長度L8。因此，可獲得與該第八具體實施例類似的有利益處。與該第五具體實施例和第八具體實施例相比較，該控制電極47與該陰極區域52之相互面對面積更小，使得該感測器內部的寄生電容係對應地減低。同樣可將在此第九具體實施例中採取的構造應用於上述n通道MOS電晶體結構之一光感測器。在此一情況下，該陽極區域51之部分變為一源極區域之部分，並且該陰極區域52之部分變為一汲極區域之部分。
參考圖17，接下來將說明依據本發明之第十具體實施例的一光感測器45之構造。在此第十具體實施例中，一陽極區域51與一陰極區域52之形狀不同於上面說明的圖11所示之上面說明的PIN二極體結構。明確地說，在圖11所示之PIN二極體結構的光感測器45中，一半導體層49之陽極區域51與陰極區域52各係以一矩形形狀來形成。另一方面，在此第十具體實施例中，在該陽極區域51中於其中該陽極區域51與一控制電極47重疊之一部分處形成凹痕60，並且此外在該陰極區域52中於其中該陰極區域52與該控制電極47重疊之一部分處形成凹痕。該等前者凹痕60係形成使得該陽極區域51在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上(在圖之垂直方向上)之寬度係局部地變窄。同樣，該等後者凹痕60係形成使得該陰極區域52在沿該控制電極47之接近側邊緣的方向上(在圖之垂直方向上)之寬度係局部地變窄。
在上面說明之構造的光感測器45中，由於該陽極區域51中的凹痕60之配置，該陽極區域51與該控制電極47之相互面對面積係減低，並且此外，由於該陰極區域52中的凹痕60之配置，該陰極區域52與該控制電極47之相互面對面積係減低。與圖11所示之PIN二極體結構的光感測器45相比較，該感測器內部的寄生電容係減少。因為該光活性層50之更長尺寸在該陽極側與該陰極側兩者上保持於與圖11所示之感測器結構中的更長尺寸相同的值(L9=L10=L12=L14)，故作為電洞對之產生來源的光活性層50之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可進一步減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。因此，可有效地讀取該光電流作為該光感測器45之一接收信號。在此具體實施例中，該等凹痕60、60係分別配置於該陽極區域51與陰極區域52兩者中。然而，可將此類凹痕僅配置於該陽極區域51與陰極區域52之一者中。雖然圖中未說明，但可代替此類凹痕來配置一所需形狀(例如，一圓形、橢圓形、多邊形或類似者)之至少一通孔。同樣可將在此第十具體實施例中採取的構造應用於上述n通道MOS電晶體結構之一光感測器。在此一情況下，該陽極區域51之部分變為一源極區域之部分，並且該陰極區域52之部分變為一汲極區域之部分。
參考圖18，接下來將說明依據本發明之第十一具體實施例的一光感測器45之構造。在此第十一具體實施例中，一控制電極47與一半導體膜49之間的布局關係不同於上面說明的圖9所示之PIN二極體結果。明確地說，在圖9所示之PIN二極體結構的光感測器45中，該光活性層50和在該光活性層50之相對側上的陽極區域51與陰極區域52之部分係配置使得其與該控制電極47重疊。然而，在此第十一具體實施例中，僅一光活性層50與該控制電極47重疊，並且一陽極區域51或一陰極區域52都不與該控制電極47重疊。明確地說，在垂直於沿該控制電極47之接近側邊緣的方向之一方向上(在圖之水平方向上)，該控制電極47與光活性層50之尺寸(寬度)相同。該光活性層50與該陽極區域51之間的邊界係位於與該控制電極47之接近側邊緣相同的線上，而該光活性層50與該陰極區域52之間的邊界係位於與該控制電極47之接近側邊緣相同的線上。
在上面說明之構造的光感測器45中，該陽極區域51與控制電極47之相互面對面積實質上為零，並且此外，該陰極區域52與控制電極47之相互面對面積亦實質上為零。與圖9所示之PIN二極體結構的光感測器45相比較，該感測器內部的寄生電容係減少。因為該光活性層50之更長尺寸保持於與圖9所示之感測器結構中之更長尺寸相等的值，故作為電洞對之產生來源的光活性層50之區域(面積)保持原樣。因此，在該感測器內部產生的光電流並不降低。因此，可進一步減低該感測器內部的寄生電容而不降低在該感測器內部欲產生的光電流。同樣可將在此第十一具體實施例中採取的構造應用於上述n通道MOS電晶體結構之一光感測器。在此一情況下，該陽極區域51之部分變為一源極區域之部分，並且該陰極區域52之部分變為一汲極區域之部分。
依據本發明之一具體實施例之上面說明的顯示器(液晶顯示器)1可應用於各種領域中的電子設備，其顯示在該電子設備中輸入的視訊信號或在該電子設備中產生的視訊信號作為一圖像影像或視訊影像，例如圖19至23G中繪示的各種電子設備，例如數位相機、筆記本型個人電腦、行動終端設備(例如蜂巢式電話)及攝錄影機。
圖19係作為一第一應用範例之一電視機的透視圖。依據此應用範例的電視機包括一影像顯示螢幕101，其係由一前面板102、一濾光玻璃103等來建構，並可應用上面說明的顯示器1作為該影像顯示螢幕101。
圖20A與20B係作為一第二應用範例之一數位相機的透視圖。圖20A係自前側觀看的透視圖，而圖20B係自後側觀看的透視圖。依據此應用範例的數位相機包括用於閃光燈之一發光單元111、一顯示器112、一功能表選擇器113、一快門按鈕114等，並可應用上面說明的顯示器1作為該顯示器112。
圖21係顯示作為一第四應用範例之一筆記本型個人電腦的透視圖。依據此應用範例的筆記本型個人電腦包括一主體121、在輸入字元及類似者之中欲操作之一鍵盤122、用於顯示影像之一顯示器123等，並可應用上面說明的顯示器1作為該顯示器123。
圖22係顯示作為一第四應用範例之一攝錄影機的透視圖。依據此應用範例的攝錄影機包括一主體131、在一前側之一物體拍攝透鏡132、在拍攝之中欲採用之一開始/停止開關133、一顯示器134等，並可應用上面說明的顯示器1作為該顯示器134。
圖23A至23G說明作為一第五應用範例之一行動終端設備(明確地說係一蜂巢式電話)，其中圖23A係其處於一打開狀態的正視圖，圖23B係其側視圖，圖23C係其處於一閉合狀態的正視圖，圖23D係其左側視圖，圖23E係其右側視圖，圖23F係其俯視圖，而圖23G係其仰視圖。依據此應用範例的蜂巢式電話包括一上部外殼141、一下部外殼142、一連接部分(在此範例中係鉸鏈)143、一顯示器144、一子顯示器145、一圖像燈146、一相機147等，並可應用上面說明的顯示器1作為該顯示器145。
熟習此項技術者應瞭解各種修改、組合、次組合及變更可根據設計要求及其他因素發生，只要其係在隨附申請專利範圍或其等效內容的範疇內。
1．．．顯示器
2．．．顯示面板
3．．．背光
4．．．顯示驅動電路
5．．．光接收驅動電路
6．．．成像處理單元
7．．．應用程式執行單元
8．．．顯示區域
9．．．圖框記憶體
11．．．像素元件
11a．．．掃描線
11b．．．信號線
11c．．．像素電極
11d．．．共用電極
12．．．感測器元件
12a．．．重設切換單元
12b．．．電容器(儲存電容器)
12c．．．讀取切換元件
12d．．．緩衝放大器
12e．．．接收信號導體
12f．．．重設控制線
12g．．．讀取控制線
15．．．光感測器
20．．．控制導體
21．．．基板
22．．．控制電極
23．．．第一絕緣膜
24．．．半導體膜
25．．．光活性層
26．．．源極區域
26H．．．高濃度區域
26L．．．低濃度區域
27．．．汲極區域
27H．．．高濃度區域
27L．．．低濃度區域
28．．．第二絕緣膜
29．．．接觸孔
30．．．接觸孔
31．．．第一導體
32．．．第二導體
33．．．平坦化膜
45．．．光感測器
46．．．基板
47．．．控制電極
48．．．第一絕緣膜
49．．．半導體膜
50．．．光活性層
51．．．陽極區域
52．．．陰極區域
53．．．第二絕緣膜
54．．．接觸孔
55．．．接觸孔
56．．．第一導體
57．．．第二導體
58．．．平坦化膜
60．．．壓痕
80．．．光感測器
81．．．基板
82．．．控制電極
83．．．第一絕緣膜
84．．．半導體膜
85．．．光活性層
86．．．源極區域
86H．．．高濃度區域
86L．．．低濃度區域
87．．．汲極區域
87H．．．高濃度區域
87L．．．低濃度區域
88．．．第二絕緣膜
89．．．接觸孔
90．．．接觸孔
91．．．第一導體
92．．．第二導體
93．．．平坦化膜
101．．．影像顯示螢幕
102．．．前面板
103．．．濾光玻璃
111．．．發光單元
112．．．顯示器
113．．．功能表選擇器
114．．．快門按鈕
121．．．主體
122．．．鍵盤
123．．．顯示器
131．．．主體
132．．．物體拍攝透鏡
133．．．開始/停止開關
134．．．顯示器
141．．．上部外殼
142．．．下部外殼
143．．．連接部分
144．．．顯示器
145．．．子顯示器
146．．．圖像燈
147．．．相機
Tr．．．薄膜電晶體(TFT)
圖1係說明依據本發明之一具體實施例的一顯示器之總體構造的方塊圖；
圖2係說明一顯示面板之一顯示區域中之一電路構造的圖式；
圖3係說明依據本發明之一第一具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖4係說明依據本發明之第一具體實施例的光感測器之構造的斷面圖；
圖5係說明依據本發明之一第二具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖6係說明依據本發明之一第三具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖7係說明依據本發明之一第四具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖8係說明依據本發明之第四具體實施例的光感測器之構造的斷面圖；
圖9係說明依據本發明之一第五具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖10係說明依據本發明之第五具體實施例的光感測器之構造的斷面圖；
圖11係說明本發明之一比較範例的平面圖；
圖12係說明依據本發明之一第六具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖13係說明依據本發明之一第七具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖14係說明依據本發明之第七具體實施例的光感測器之構造的斷面圖；
圖15係說明依據本發明之一第八具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖16係說明依據本發明之一第九具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖17係說明依據本發明之一第十具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖18係說明依據本發明之一第十一具體實施例的一光感測器之構造的平面圖；
圖19係說明作為一第一應用範例之一電視機的透視圖；
圖20A係說明自一前側觀看的作為一第二應用範例之一數位相機的透視圖；而圖20B係自一後側觀看的數位相機的透視圖；
圖21係繪示作為一第三應用範例之一筆記本型個人電腦的透視圖；
圖22係繪示作為一第四應用範例之一攝錄影機的透視圖；
圖23A係處於一打開狀態的作為一第五應用範例之一蜂巢式電話的正視圖，圖23B係處於該打開狀態之蜂巢式電話的側視圖，圖23C係處於一閉合狀態之蜂巢式電話的正視圖，圖23D係處於該閉合狀態之蜂巢式電話的左側視圖，圖23E係處於該閉合狀態之蜂巢式電話的右側視圖，圖23F係處於該閉合狀態之蜂巢式電話的俯視圖，而圖23G係處於該閉合狀態之蜂巢式電話的仰視圖；
圖24係說明一既有光感測器之構造的平面圖；以及
圖25係說明該既有光感測器之構造的斷面圖。
15．．．光感測器
22．．．控制電極
24．．．半導體膜
25．．．光活性層
26．．．源極區域
26H．．．高濃度區域
26L．．．低濃度區域
27．．．汲極區域
27H．．．高濃度區域
27L．．．低濃度區域
29．．．接觸孔
30．．．接觸孔
31．．．第一導體
32．．．第二導體
Claims (10)
- 一光感測器，其包含：一控制電極，其係形成於一基板上並具有兩個邊緣；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；其中該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中；以及該等成對的電極區域之至少一者與該控制電極之該等邊緣之接近邊緣重疊，並且在該接近邊緣上並沿該接近邊緣，該至少一電極區域具有兩個不同長度之邊緣，其中遠離該光活性層之一邊緣之長度較另一邊緣之長度短。
- 如請求項1之光感測器，其中該等成對的電極區域包含一源極區域與一汲極區域，其構成一MOS(金氧半導體)電晶體。
- 如請求項1之光感測器，其中該等成對的電極區域包含一陽極區域與一陰極區域，其構成一PIN(p-本質-n)二極體。
- 一種顯示器，其係提供於一具備像素元件和光感測器之基板上，其中該等光感測器各包含：一控制電極，其係形成於該基板上並具有兩個邊 緣；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中；以及該等成對的電極區域之至少一者與該控制電極之該等邊緣之接近邊緣重疊，並且在該接近邊緣上並沿該接近邊緣，該至少一電極區域具有兩個不同長度之邊緣，其中遠離該光活性層之一邊緣之長度較另一邊緣之長度短。
- 一光感測器，其包含：一控制電極，其係形成於一基板上；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；其中該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中；以及該等成對的電極區域之至少一者具有兩個邊緣，其中一邊緣係連接至該光活性層且另一邊緣具備至少一凹痕。
- 一光感測器，其包含：一控制電極，其係形成於一基板上；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕 緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；其中該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中；以及該等成對的電極區域之至少一者具有與該控制電極重疊之一部分，並且該部分具備至少一通孔。
- 一種顯示器，其係提供於一具備像素元件和光感測器之基板上，其中該等光感測器各包含：一控制電極，其係形成於該基板上；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中；以及該等成對的電極區域之至少一者具有兩個邊緣，其中一邊緣係連接至該光活性層且另一邊緣具備至少一凹痕。
- 一種顯示器，其係提供於一具備像素元件和光感測器之基板上，其中該等光感測器各包含：一控制電極，其係形成於該基板上；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於 該光活性層之相對側上的電極區域；該光活性層係配置於與該控制電極重疊之一區域中；以及該等成對的電極區域之至少一者具有與該控制電極重疊之一部分，並且該部分具備至少一通孔。
- 一光感測器，其包含：一控制電極，其係形成於一基板上並具有兩個邊緣；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；其中在該光活性層與位於該光活性層之該等相對側上的該等成對的電極區域之間的邊界分別處於與該控制電極之該等邊緣之接近邊緣相同的線上。
- 一種顯示器，其係提供於具備像素元件和光感測器之基板上，其中該等光感測器各包含：一控制電極，其係形成於該基板上並具有兩個邊緣；以及一半導體膜，其係形成於該控制電極對面並具有一絕緣膜插入於其間，並包括一光活性層與成一對地位於該光活性層之相對側上的電極區域；以及在該光活性層與位於該光活性層之該等相對側上的該等成對的電極區域之間的邊界分別處於與該控制電極之該等邊緣之接近邊緣相同的線上。
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