专利名称：显示器和显示器制造方法
技术领域：
本发明涉及一体设有光传感器的显示器及其制造方法。
背景技术：
近来，使用a國Si:H (氢化非晶硅，hydrogenated amorphous silicon) TFT或者poly-Si (多晶硅，polycrystalline silicon) TFT的液晶显示 器设有采用光传感器的自动背光源调整功能(automatic back-light adjusting function)或者触屏功能(touch screen function)。在这禾中类型的液 晶显示器中，光传感器元件被构造为具有与设置作为像素开关元件的薄 膜晶体管(TFT)相同的结构(例如参照日本专利特开平公报 No.2007-018458)。因此，能够廉价地提供装配有光传感器的显示器，而 不会破坏诸如尺寸小型化和厚度小型化等有利特征。到目前为止，以与在作为像素开关元件的薄膜晶体管中形成 沟道层的工序相同的工序，形成光传感器元件中通过感光而起到光电转 换作用的层(下面将该层称作"光电转换层")。于是，在基板上方以相同 厚度形成了光传感器元件中的光电转换层和薄膜晶体管中的沟道层。然而，在使用a-Si:H TFT或poly-Si TFT的液晶显示器中， 通常为了得到良好的晶体管特性，使沟道层由非常薄的膜组成。在此情 况下，与沟道层一样，光电转换层由非常薄的膜组成。这样，在现有技 术的装配有光传感器的显示器中，从外部入射到光传感器元件上的大部 分光将透过光电转换层，这使得很难得到足够的传感器灵敏度。此外，poly-Si TFT中的沟道层通常被形成为50 nm 100 nm 的厚度。如果以与沟道层的膜厚度近似的膜厚度例如以约50 nm的厚度 形成光电转换层，则可见光大部分会透过光电转换层的膜部分，而不论 该膜部分是由poly-Si形成还是由a-Si形成。上述这样透射的光不会对电 子空穴对的产生有贡献作用，因此光传感器元件的灵敏度下降。
图35是在使用poly-Si形成沟道层和光电转换层的情况下， 按照横坐标轴表示光波长(X)、左纵坐标轴表示吸收系数(cx)且右纵坐标轴 表示光强变为1/e时的膜厚度而绘制的图表。类似地，图36是在使用 a-Si:H形成沟道层和光电转换层的情况下，按照横坐标轴表示光波长(X)、 左纵坐标轴表示吸收系数(a)且右纵坐标轴表示光强变为1/e时的膜厚度 而绘制的图表。从图35和图36看出，可能需要至少100 nm以上的膜厚度 来确保良好的光吸收性。为了提高光传感器的灵敏度，可以设想在对应 于沟道层和光电转换层的部分增加膜厚度。然而，在poly-Si TFT的情况 下，膜厚度的增加会引起诸如晶体管OFF(关断)电流升高、漏光增加以及 难以通过准分子激光器的激光退火处理进行结晶化等问题。此外，在 a-Si:HTFT的情况下，膜厚度的增加会引起诸如OFF电流升高、S-D (源 漏间)阻抗增加以及漏光增加等问题。
发明内容
为了解决上述问题而作出本发明。因此，本发明的目的是提 供一种显示器及其制造方法，在该显示器及其制造方法中，能够在基板 的下层上形成开关元件和光传感器元件的情况下，通过与开关元件分离 地控制光传感器元件的灵敏度特性来提高光传感器元件的灵敏度，而不 会影响开关元件的特性。本发明提供了一种显示器，所述显示器包括以矩阵状设有多 个像素的基板、第一活性层和第二活性层，所述第一活性层构成所述像 素的开关元件，所述第二活性层构成光传感器元件，所述第一活性层和 所述第二活性层形成在所述基板的下层上，其中所述第二活性层的光吸 收系数高于所述第一活性层的光吸收系数。本发明提供了一种显示器制造方法，所述制造方法包括如下 步骤在以矩阵状设有多个像素的基板的下层上形成用于构成所述像素 的开关元件的第一活性层；并且在上面形成有所述第一活性层的同一下 层上形成用于构成光传感器元件的第二活性层，并使所述第二活性层的 光吸收系数高于所述第一活性层的光吸收系数。
本发明还提供了一种显示器制造方法，所述制造方法包括如 下步骤在以矩阵状设有多个像素的基板的下层上形成用于构成所述像 素的开关元件的第一活性层；并且在上面形成有所述第一活性层的同一 下层上形成用于构成光传感器元件的第二活性层，所述第二活性层的厚 度与所述第一活性层的厚度不同或者所述第二活性层由与所述第一活性 层的材料不同的材料形成。这里所述的"光吸收系数"是指当光入射至活性层上时在每 单位面积上被活性层吸收的光的比例(被活性层吸收的光量与入射光量 的比，所述入射光量视为100%)。例如，当将单位面积定义为1 pn^大小 时，每l pm"舌性层吸收的光量Q2与入射至每1 ]Lin^活性层的光量Ql 的比(Q2/Q1)就是光吸收系数。在本发明的显示器及显示器制造方法中，通过将构成光传感 器元件的第二活性层的光吸收系数设为高于构成开关元件的第一活性层 的光吸收系数，能够与开关元件分离地控制所述光传感器元件的灵敏度 特性。因此，能够提高所述光传感器元件的灵敏度，而不会改变开关元 件的特性。此外，在本发明的显示器制造方法中，通过在上面形成有构 成开关元件的第一活性层的同一下层上形成第二活性层的结构，且所述 第二活性层的厚度与所述第一活性层的厚度不同或者所述第二活性层由 与所述第一活性层的材料不同的材料形成，能够与开关元件分离地控制 所述光传感器元件的灵敏度特性。因此，能够提高所述光传感器元件的 灵敏度，而不会改变开关元件的特性。根据本发明，在装配有光传感器的显示器中，能够在不影响 开关元件的特性的情况下，提高光传感器元件的灵敏度。
[图1]图1图示了液晶显示器的结构示例。图2是示出了液晶显示器的驱动基板的结构的平面图。图3是示出了显示面板的显示区域中的电路结构的图。[图4]图4是示出了显示面板中的驱动电路的布置示例的图。图5是示出了本发明第一实施例的液晶显示器中驱动基板的
主要部分的截面图。图6示出了用于图示本发明第一实施例的液晶显示器制造方 法的图(第一部分)。图7示出了用于图示本发明第一实施例的液晶显示器制造方 法的图(第二部分)。图8是示出了本发明第二实施例的液晶显示器中驱动基板的 主要部分的截面图。图9示出了用于图示本发明第二实施例的液晶显示器制造方 法的图(第一部分)。图10示出了用于图示本发明第二实施例的液晶显示器制造 方法的图(第二部分)。图11示出了用于图示本发明第二实施例的液晶显示器制造 方法的图(第三部分)。图12是示出了本发明第三实施例的液晶显示器中驱动基板 的主要部分的截面图。图13示出了用于图示本发明第三实施例的液晶显示器制造 方法的图(第一部分)。图14示出了用于图示本发明第三实施例的液晶显示器制造 方法的图(第二部分)。图15是示出了本发明第四实施例的液晶显示器中驱动基板 的主要部分的截面图。图16示出了用于图示本发明第四实施例的液晶显示器制造 方法的图(第一部分)。图17示出了用于图示本发明第四实施例的液晶显示器制造 方法的图(第二部分)。[图18]图18示出了用于图示本发明第四实施例的液晶显示器制造 方法的图(第三部分)。图19是示出了本发明第五实施例的液晶显示器中驱动基板 的主要部分的截面图。图20示出了用于图示本发明第五实施例的液晶显示器制造 方法的图(第一部分)。图21示出了用于图示本发明第五实施例的液晶显示器制造 方法的图(第二部分)。图22示出了用于图示本发明第五实施例的液晶显示器制造 方法的图(第三部分)。图23是示出了本发明第六实施例的液晶显示器中驱动基板 的主要部分的截面图。图24示出了用于图示本发明第六实施例的液晶显示器制造 方法的图(第一部分)。图25示出了用于图示本发明第六实施例的液晶显示器制造 方法的图(第二部分)。图26示出了用于图示本发明第六实施例的液晶显示器制造 方法的图(第三部分)。图27示出了用于图示本发明第七实施例的液晶显示器制造 方法的图(第一部分)。图28示出了用于图示本发明第七实施例的液晶显示器制造 方法的图(第二部分)。图29示出了用于图示本发明第七实施例的液晶显示器制造 方法的图(第三部分)。图30是本发明第一应用示例的电视机的立体图。图31示出了本发明第二应用示例的数码相机的图。图32是本发明第三应用示例的笔记本电脑的立体图。[图33]图33是本发明第四应用示例的摄像机的立体图。图34示出了发明第五应用示例的便携终端装置的图。图35是在本发明中使用poly-Si形成沟道层和光电转换层的 情况下，按照横坐标轴表示光波长(X)、左纵坐标轴表示吸收系数(a)且右 纵坐标轴表示光强变为1/e时的膜厚度而绘制的图表。图36是在使用a-Si:H形成沟道层和光电转换层的情况下， 按照横坐标轴表示光波长(X)、左纵坐标轴表示吸收系数(a)且右纵坐标轴 表示光强变为1/e时的膜厚度而绘制的图表。
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明的具体实施例。图l(A)是示出了液晶显示器的结构示例的平面图，图1(B) 是该液晶显示器的结构示例的侧视图，并且图l(C)是该液晶显示器的结 构示例的主要部分的截面图。这些附图所示的液晶显示器1具有显示面 板，在该显示面板的结构中，驱动基板2和对向基板3相互粘结。显示 面板被划分成显示区域El以及与显示区域El邻接的周边区域E2。周边 区域E2位于显示区域E1的周边。利用未图示的隔板和密封剂将液晶层 4密封在驱动基板2与对向基板3之间。通过使用透明玻璃基板(绝缘基板)5来构成驱动基板2。在玻 璃基板5的一侧上形成有像素电极6。在玻璃基板5的另一侧粘结有偏光 板7。通过使用透明玻璃基板(绝缘基板)8来构成对向基板3。在玻璃基 板8的一侧上形成有公共电极(对向电极)9。在玻璃基板8的另一侧粘结 有偏光板10。在像素电极6与公共电极9隔着液晶层4相互面对的条件 下布置好驱动基板2和对向基板3。如图2所示，在驱动基板2的显示区域E1中以矩阵状布置 有用于显示图像的多个像素11。在驱动基板2的周边区域E2中布置有 扫描线驱动电路12和信号线驱动电路13。扫描线驱动电路12用于选择 性地驱动在水平方向上布线的多条扫描线14。信号线驱动电路13用于选 择性地驱动在垂直方向上布线的多条信号线15。在驱动基板2的显示区域El中在扫描线14与信号线15交叉的各位置处设有像素11。在各个
像素11中设有包括像素电极6的像素电路。像素电路例如由像素电极6、薄膜晶体管Tr和保持电容Cs 构造而成。像素电极6与薄膜晶体管Tr的漏极电极连接。薄膜晶体管 Tr的栅极电极与扫描线14连接。薄膜晶体管Tr的源极电极与信号线15 连接。在上面构造出来的像素电路中，通过驱动扫描线驱动电路12 和信号线驱动电路13，从信号线15写入的图片信号经过薄膜晶体管Tr 被保持在保持电容Cs中，与保持电容Cs中所保持的信号量对应的电压 被供给至像素电极6,并通过此电压使构成液晶层4的液晶分子倾斜，从 而控制显示光的透射。顺便提及，上述像素电路的结构仅仅是一个示例。如果需要， 可在像素电路设置有电容元件，或者还可以在构造像素电路时设置多个 晶体管。此外，根据像素电路的变化，视需要，在周边区域E2中可附加 驱动电路或元件。图3是图示了显示面板的显示区域中的电路结构的图。驱动 基板2设有像素ll和传感器部100。像素ll和多个传感器部100被设在 显示区域E1中。此外，多个像素11以矩阵状布置在整个显示区域El 中，并且多个传感器部100也以矩阵状布置在整个显示区域E1中。在显 示区域E1中以对应于像素11的方式设置传感器部100。具体地，可以 设想，传感器部100被布置为与分别对应于红色(R)、绿色(G)和蓝色(B) 的子像素一一对应。可选地，也可以设想，传感器部100被布置为与各 自由RGB三个子像素的组合构成的主像素一一对应。此外，还可以设想， 传感器部100被布置为使各个传感器部100对应多个主像素。另外，代 替在整个显示区域El设置有传感器部100的是，可在显示区域El的一 部分(预定部分)中有限地设置传感器部100。在像素11和传感器部100 均被设在显示区域E1中的情况下，像素11设在有效显示部分中，而传 感器部100设在无效显示部分中。有效显示部分是那些通过使用液晶层4 来控制光的透射从而对图像显示起贡献作用的部分。无效显示部分是在 显示区域E1中除了有效显示部分之外的那些部分。
传感器部100具有光传感器元件101。在驱动基板2上通过 与制造薄膜晶体管Tr的工序同时进行的制造工序(稍后详细说明)形成光 传感器元件101。光传感器元件101被供有电源电压VDD。另外，电容 器(存储电容)103和用于复位的开关元件102与光传感器元件101连接。 光传感器元件101是可操作的并且响应于光的入射(光照射)产生电子空 穴对，从而根据所接收的光量产生光电电流。光电电流作为光传感器元 件101的光接收信号被读出至传感器的外部。另外，光传感器元件101 的光接收信号(信号电荷)被储存到电容器103中。开关元件102在预定时 刻将储存在电容器103中的光接收信号复位。在用于读取的开关元件104 的接通时刻通过缓冲放大器105将储存在电容器103中的光接收信号读 出(供给)至光接收信号线106，然后将该光接收信号输出至外部。利用通 过复位控制线107供给的复位信号来控制用于复位的开关元件102的接 通/断开(ON/OFF)操作。另外，利用通过读取控制线108供给的读取信号 来控制用于读取的开关元件104的接通/断开(ON/OFF)操作。例如，如图 4所示，通过设在用于构成显示面板的驱动基板2的周边区域E2中的传 感器读取水平驱动电路109和传感器读取垂直驱动电路110，对光传感器 元件101的光接收信号进行读取。第一实施例
图5是示出了本发明第一实施例的液晶显示器1的驱动基板2的主 要部分的截面图。如该图所示，在用作驱动基板2的基底的玻璃基板5 上方，设有用于构成像素11的开关元件(薄膜晶体管Tr)的第一元件形成 部21和用于构成传感器部100的光传感器元件101的第二元件形成部 22。在从图l所示的液晶层4侧观看的玻璃基板5的平面图中，第一元 件形成部21与像素11 一起布置在显示区域El中，并且第二元件形成部 22与传感器部100—起布置在显示区域El中。然而，这里值得注意的 是，该结构不受限制；例如，第一元件形成部21可布置在显示区域E1 和周边区域E2中。另外，第二元件形成部22可布置在周边区域E2中， 或者可以布置在显示区域E1和周边区域E2中。在图5中，为了说明方 便，并排相邻地图示出了第一元件形成部21和第二元件形成部22，但它 们的布置不具体限于这种并排布局。
第一元件形成部21包括在玻璃基板5上形成的栅极电极23、 隔着栅极绝缘膜24与栅极电极23相对的沟道层25以及分别位于沟道层 25两侧的源极26和漏极27。栅极电极23例如利用诸如铬和钼等高熔点 金属形成。栅极绝缘膜24例如是具有由氮化硅膜和氧化硅膜组成的两层 结构的高透光性膜(透明绝缘膜)。设在第一元件形成部21中的沟道层25作为"第一活性层"， 并且该沟道层25被形成为堆叠在栅极绝缘膜24上，其中该栅极绝缘膜 24用作下层。对应于上述第一元件形成部21的布局，在显示区域E1和 周边区域E2中的至少显示区域E1中布置沟道层25。也就是说，仅在显 示区域El中布置沟道层25,或者在显示区域El和周边区域E2都布置 沟道层25。当晶体管为ON时，沟道层25是可操作的从而在面对栅极电 极23的那一侧在源极26与漏极27之间形成n型沟道。沟道层5例如利 用多晶硅形成。源极26和漏极27是n+型杂质扩散区域。源极26具有高浓 度杂质区域26H和低浓度杂质区域26L，并且漏极27同样具有高浓度杂 质区域27H和低浓度杂质区域27L。源极26的低浓度杂质区域26L与沟 道层25相邻接，并且漏极27的低浓度杂质区域27L也与沟道层25相邻 接。以此方式在沟道层25的两侧设置有低浓度杂质扩散区域的结构被称 作轻掺杂漏极(Lightly Doped Drain, LDD)结构。源极26的高浓度杂质区域26H是阻抗被降低以便用于接触 的区域，并且源极电极28连接至高浓度杂质区域26H。类似地，漏极27 的高浓度杂质区域27H是阻抗被降低以便用于接触的区域，并且漏极电 极29连接至高浓度杂质区域27H。源极电极28和漏极电极29分别以穿 透层间绝缘膜30的状态形成。层间绝缘膜30是高透光性膜(透明绝缘膜)， 并且例如由氧化硅膜形成。第二元件形成部22包括在玻璃基板5上形成的栅极电极33、 隔着上述栅极绝缘膜24与栅极电极33相对的光电转换层35以及分别位 于光电转换层35两侧的源极36和漏极37。设在第二元件形成部22中的光电转换层35作为"第二活性层"。对应于上述第二元件形成部22的布局，在显示区域E1和周边区 域E2中的至少一方中布置光电转换层35。也就是说，仅在显示区域E1 中、仅在周边区域E2中或在显示区域El和周边区域E2中布置光电转 换层35。在栅极绝缘膜24上利用与沟道层25的材料不同的材料形成光 电转换层35。具体地，例如，光电转换层35利用非晶硅(a-Si)、非晶锗 (a-Ge)、非晶硅锗(a-SixGel)、硅和锗的堆叠层或者通过将材料的晶粒直 径改善成纳米级(微晶化)而得到的材料层等形成。在某些情况下，光电转 换层35可利用碳形成。光电转换层35以部分地覆盖源极36和漏极37的相面对部 分的状态形成在栅极电极33的上方。光电转换层35被形成为比沟道层 25厚。例如，当沟道层25的厚度设在大于等于50nm且小于100nm的 范围内时，考虑到晶体管的OFF电流和晶体管的串联阻抗(series resistance)等因素，将光电转换层35的厚度设为不小于100 nm，该值大 于沟道层25的厚度。源极36和漏极37是n+型杂质扩散区域。源极电极38连接 至源极36连接，并且漏极电极39连接至漏极37。源极电极38和漏极电 极39各自以穿透层间绝缘膜30的状态形成。因此，通过让光电转换层35由与沟道层25的材料不同的材 料形成的结构或者通过将光电转换层35形成为比沟道层25厚的结构， 保证了光电转换层35的光吸收系数(特别是，对于可见光和红外光的吸 收系数)高于沟道层25的光吸收系数。更具体地，当光电转换层35是利 用光吸收性能比形成沟道层25的材料的光吸收性能高的材料形成时，光 电转换层35的光吸收系数将高于沟道层25的光吸收系数。此外，当用 相同的材料形成这两层但光电转换层35被形成为比沟道层25厚时，光 电转换层35的光吸收系数将高于沟道层25的光吸收系数。换句话说， 在光电转换层35被形成为使其厚度等于或小于沟道层25的厚度的情况 下，通过用与沟道层25的材料不同的材料(具有较高光吸收性能的材料) 来形成光电转换层35就能够使光电转换层35的光吸收系数高于沟道层 25的光吸收系数。另外，在用相同材料形成光电转换层35和沟道层25 的情况下，通过将光电转换层35的厚度设为大于沟道层25的厚度就能够使光电转换层35的光吸收系数高于沟道层25的光吸收系数。另外， 当光电转换层35由光吸收性能比沟道层25的材料的光吸收性能高的材 料形成并且光电转换层35被形成为比沟道层25厚时，与沟道层25相比 能够进一步提高光电转换层35的光吸收系数。结果，在第二元件形成部22作为光传感器元件的情况下， 增加了由于光入射至光电转换层35上而产生的电子空穴对的数量。因此， 与光电转换层由与第一元件形成部21的材料相同的材料形成并且具有与 第一元件形成部21的厚度相同的厚度的情况相比，能够得到更大的光电 电流。因此，能够提高光传感器元件的灵敏度而不会影响构成像素11的 开关元件的薄膜晶体管Tr。图6和图7示出了用于图示本发明第一实施例的液晶显示器 制造方法的图。如图6(A)所示，在以矩阵状设有上述多个像素11的玻璃 基板5上方形成栅极电极23、 33和栅极绝缘膜24，然后以覆盖栅极绝缘 膜24的状态形成由非晶硅制成的半导体膜31。例如通过等离子体增强化 学气相淀禾只(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)方法等在 玻璃基板5上方依次形成氮化硅膜和氧化硅膜，由此形成栅极绝缘膜24。 半导体膜31形成在玻璃基板5上方并涵盖第一元件形成部21和第二元 件形成部22。接着，如图6(B)所示，利用激光退火将非晶半导体膜31多 晶结晶化，从而得到由多晶硅形成的半导体膜32。在此阶段，在玻璃基 板5上方形成了多晶半导体膜32。随后，如图6(C)所示，在栅极电极23上方的除了用于构成 沟道层25的多晶硅部分之外的区域内，通过例如离子掺杂、离子注入或 等离子体注入等将杂质引入到多晶半导体膜32中，从而将半导体膜32 分割成多晶硅区域32P、高浓度杂质区域32H和低浓度杂质区域32L。接着，如图6(D)所示，在对应于第一元件形成部21的部分 和对应于第二元件形成部22的部分中利用湿式蚀刻或干式蚀刻将半导体 膜32分离成岛状，从而在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成沟道 层25以及源极26和漏极27，而在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极36和漏极37。在此情况下，源极26被分割成高浓度杂质区域 26H和低浓度杂质区域26L，并且漏极27被类似地分割成高浓度杂质区 域27H和低浓度杂质区域27L。另外，在栅极电极33的上方，将相当于 活性层(光电转换层)的部分(在结构基础上，相当于晶体管的沟道层的部 分)中的半导体膜32除去，从而使栅极绝缘膜24的表面暴露于源极36 与漏极37之间。随后，如图7(A)所示，在栅极电极33上方的已除去了半导 体膜32的部分(相当于活性层的部分)中，利用选择性膜形成方法，例如 诸如喷墨式膜形成方法等印刷方法、诸如激光CVD等光CVD方法(photo CVDmethod)或压印方法(stampingmethod)等，来形成光电转换层35。在 喷墨式膜形成方法和光CVD方法中，能够任意地控制膜厚度。于是，这 里将光电转换层35形成为使其膜厚度大于半导体膜32的膜厚度。接着，如图7(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道层 25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37的 状态形成层间绝缘膜30。随后，如图7(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源 极26的高浓度杂质区域26H的接触孔和到达漏极27的高浓度杂质区域 27H的接触孔，并且用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30中 形成源极电极28和漏极电极29。此外，与之同时发生的是，在光电转换 层35两侧分别形成到达源极36的接触孔和到达漏极37的接触孔，并且 用布线材料填充这些接触孔从而形成源极电极38和漏极电极39。通过上面的制造方法，在同一玻璃基板5上方能够形成包括 沟道层25的开关元件(薄膜晶体管)和包括光电转换层35的光传感器元 件。另外，第一元件形成部21中的构成像素的开关元件(薄膜晶体管)的 沟道层25和第二元件形成部22中的构成光传感器元件的光电转换层35 能够由不同材料并以不同厚度形成。顺便提及，在利用PECVD方法或溅射方法等单独地形成构 成开关元件的沟道层25和构成光传感器元件的光电转换层35的情况下， 不仅在相当于活性层的位置发生膜形成过程，还在不需要的位置发生膜形成过程，这样，在膜形成过程之后需要利用蚀刻等工艺来除去不需要 的部分。由于这种需要，工序将会变得非常复杂。此外，蚀刻可能损坏 元件或者可能增加微粒量。另一方面，当如上所述在第二元件形成部22 内的相当于活性层的部分中形成有光电转换层35时，能够消除上面提到 的问题。第二实施例
图8是示出了本发明第二实施例的液晶显示器1中的驱动基板2的 主要部分的截面图。第二实施例与上述第一实施例不同，不同之处具体 在于，第二元件形成部22中的栅极电极33上设有光反射膜40。在与外 部光入射侧相对的那一侧，在与光电转换层35最为接近且与光电转换层 35相对布置着的栅极电极33的表面上，形成该光反射膜40。另外，光 反射膜40由反射系数至少高于栅极电极33的反射系数的金属材料形成， 例如银。利用由此形成的并覆盖着栅极电极33的光反射膜40，从外 界进入并穿过光电转换层35的光被光反射膜40有效地反射，这样的反 射光作为返回光再次进入光电转换层35。因此，外部光入射到光电转换 层35上的次数有所增加。结果，增加了在光电转换层35中产生的电子 空穴对的数量，并提高了光传感器元件的灵敏度。图9~图11示出了用于图示本发明第二实施例的液晶显示器 制造方法的图。首先，如图9(A)所示，在以矩阵状设有多个像素11的玻 璃基板5上方形成栅极电极23和33。此后，在一侧的栅极电极33上方， 利用例如喷墨式膜形成方法以覆盖栅极电极33的状态选择性地形成银 膜，从而形成光反射膜40。接着，如图9(B)所示，利用例如PECVD(等离子体增强化学 气相淀积)方法在玻璃基板5上方以覆盖栅极电极23和栅极电极33上的 光反射膜40的状态依次形成氮化硅膜和氧化硅膜，从而形成栅极绝缘膜 24。随后，如图9(C)所示，利用PECVD方法等以覆盖栅极绝缘 膜24的状态形成由非晶硅制成的半导体膜31。半导体膜31形成在玻璃基板5上方并涵盖上述第一元件形成部21和第二元件形成部22。接着，如图10(A)所示，利用激光退火将非晶半导体膜31多 晶结晶化，从而得到由多晶硅形成的半导体膜32。在此阶段，在玻璃基 板5上方形成了多晶半导体膜32。随后，如图IO(B)所示，在栅极电极23上方的除了用于构成 沟道层25的多晶硅部分之外的区域内，通过例如离子掺杂、离子注入或 等离子体注入等将杂质引入到多晶半导体膜32中，从而将半导体膜32 分割成多晶硅区域32P、高浓度杂质区域32H和低浓度杂质区域32L。 在此情况下，在进行离子注入等之前，为了保护半导体膜32可利用溅射 方法形成氧化物等。接着，如图10(C)所示，在对应于第一元件形成部21的部分 和对应于第二元件形成部22的部分中利用湿式蚀刻或干式蚀刻将半导体 膜32分离成岛状，从而在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成源极 26和漏极27，而在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极36和 漏极37。在此情况下，源极26被分割成高浓度杂质区域26H和低浓度 杂质区域26L，并且漏极27被类似地分割成高浓度杂质区域27H和低浓 度杂质区域27L。另外，在栅极电极33(光反射膜40)的上方，将相当于 活性层(光电转换层)的部分中的半导体膜32除去，从而使栅极绝缘膜24 的表面暴露于源极36与漏极37之间。随后，如图11(A)所示，在栅极电极33 (光反射膜40)上方的 已除去了半导体膜32的部分中，利用选择性膜形成方法，例如诸如喷墨 式膜形成方法等印刷方法、诸如激光CVD等光CVD方法或压印方法 (stamping method)等，来形成光电转换层35。在喷墨式膜形成方法和光 CVD方法中，能够任意地控制膜厚度。于是，这里将光电转换层35形 成为使其膜厚度大于半导体膜32的膜厚度。接着，如图ll(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道 层25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37 的状态形成层间绝缘膜30。随后，如图11(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源极26的高浓度杂质区域26H的接触孔和到达漏极27的高浓度杂质区域 27H的接触孔，并且用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30中 形成源极电极28和漏极电极29。此外，与之同时发生的是，在光电转换 层35两侧分别形成到达源极36的接触孔和到达漏极37的接触孔，并且 用布线材料填充这些接触孔从而形成源极电极38和漏极电极39。通过上面的制造方法，在同一玻璃基板5上方能够形成包括 沟道层25的开关元件(薄膜晶体管)和包括光电转换层35的光传感器元 件。另外，第一元件形成部21中的构成像素的开关元件(薄膜晶体管)的 沟道层25和第二元件形成部22中的构成光传感器元件的光电转换层35 能够由不同材料并以不同厚度形成。此外，在第二元件形成部22中，在 栅极电极33上能够设置光反射膜40。第三实施例
图12是示出了本发明第三实施例的液晶显示器1中的驱动基板2的 主要部分的截面图。第三实施例与上述第一实施例不同，不同之处具体 在于在用于实现透明LCD(液晶显示器)的第一元件形成部21中，用透 明电极作为栅极电极23;源极26、 36和漏极27、 37分别由透明导电膜 形成；用透明电极作为源极电极28、 38和漏极电极29、 39;沟道层25 由透明半导体膜形成；栅极电极33被形成为金属遮蔽电极；以及第二元 件形成部22仅布置在周边区域E2内。栅极电极23例如利用ITO等透明导电材料形成。源极26、 36和漏极27、 37各自利用诸如ITO(氧化铟锡)、ZnO (氧化锌)、FZO (含 氟的ZnO)、 GZO (含镓的ZnO)、 FGZO (含氟和镓的ZnO)或AZO (含铝 的ZnO)等透明导电材料形成。源极电极28、 38和漏极电极29、 39例如各自利用T1/A1/T1 形成。沟道层25例如利用InGaZnO和IZO形成。栅极电极33例如利用 银形成。因此，在第三实施例的液晶显示器1中，第一元件形成部21 的沟道层25由透明氧化物半导体形成，而第二元件形成部22的光电转 换层35由光吸收性能比该透明氧化物半导体的光吸收性能高的材料(非晶硅等)以较大厚度形成，因而光电转换层35的光吸收系数(具体地，对于可见光和红外光的吸收系数)被设为高于沟道层25的光吸收系数。
这保证了在第二元件形成部22作为光传感器元件的情况下， 使通过入射至光电转换层35上的光而产生的电子空穴对的数量有所增 加。因此，与光电转换层由与第一元件形成部21的材料相同的材料形成 并且具有与第一元件形成部21的厚度相同的厚度的情况相比，能够得到 更大的光电电流。因此，能够提高光传感器元件的灵敏度而不会影响作 为像素11的开关元件的薄膜晶体管Tr。
另外，由于栅极电极33被形成为金属遮蔽电极，因而栅极 电极33遮挡了从背光源(未图示)入射的光(下面将这种光称作"背光源 光")。因此，栅极电极33能够防止背光源光入射至光电转换层35上。 此外，由于形成栅极电极33的银具有高反射率，因此从外部进入并穿过 光电转换层35的光被栅极电极33反射，这样的反射光作为返回光再次 进入光电转换层35。于是，利用与上述第二实施例相同的原理提高了光 传感器元件的灵敏度。
另外，在第三实施例的液晶显示器1中，布置在显示区域E1 中的第一元件形成部21的整体将光透射过去。这样，能够使显示区域 El在非驱动时刻是透明化的，并在驱动时刻在显示区域E1中显示图像。 此外，尽管第二元件形成部22的栅极电极33遮蔽光并且光电转换层35 吸收一部分光，但利用将显示面板平面内所包含的第二元件形成部22设 置在周边区域E2的不显眼端部位置(例如，在显示面板的四个角部)处的 结构，能够避免对显示面板的透明性的破坏。
图13和图14示出了用于图示本发明第三实施例的液晶显示 器制造方法的图。首先，如图13(A)所示，在以矩阵状设有上述多个像素 11的玻璃基板5上形成透明栅极电极23。
接着，如图13(B)所示，在玻璃基板5上形成具有遮光性能 的栅极电极33。栅极电极33例如通过喷墨式膜形成方法来形成，在该墨 式膜形成方法中使用银作为膜形成材料。
随后，如图13(C)所示，例如利用PECVD方法、溅射方法或涂敷方法等，以覆盖栅极电极23和33的状态在玻璃基板5的上方依次 形成氮化硅膜和氧化硅膜，从而形成栅极绝缘膜24。
接着，如图13(D)所示，利用溅射方法或涂敷方法等，以覆 盖栅极绝缘膜24的状态在玻璃基板5的上方形成透明导电膜41。透明导 电膜41形成在玻璃基板5上方并涵盖第一元件形成部21和第二元件形 成部22。
随后，如图13(E)所示，在对应于第一元件形成部21的部分 和对应于第二元件形成部22的部分中，利用湿式蚀刻或干式蚀刻将透明 导电膜41分离成岛状，从而在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成 源极26和漏极27，而在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极 36和漏极37。另外，在栅极电极23的上方，将相当于活性层(沟道层) 的部分中所存在的透明导电膜41除去，从而使栅极绝缘膜24的表面暴 露于源极26与漏极27之间。同样地，在栅极电极33的上方，将相当于 活性层(光电转换层)的部分中所存在的透明导电膜41除去，从而使栅极 绝缘膜24的表面暴露于源极36与漏极37之间。
接着，如图14(A)所示，在栅极电极23上方的已除去了透明 导电膜41的部分中，利用例如PECVD方法、溅射方法、蒸发方法或涂 敷方法等形成包括透明半导体膜的沟道层25。该透明半导体膜例如利用透明氧化物半导体或有机半导体形成。此外，在此工序之前或者之后， 在栅极电极33上方的已除去了透明导电膜41的部分中，利用选择性膜 形成方法，例如诸如喷墨式膜形成方法等印刷方法、诸如激光CVD等光 CVD方法或压印方法等，来形成光电转换层35。为了获得光吸收作用， 利用非透明半导体膜(例如，硅膜)形成光电转换层35。在喷墨式膜形成 方法和光CVD方法中，能够任意地控制膜厚度。于是，这里将光电转换 层35形成为使其膜厚度大于沟道层25的膜厚度。
随后，如图14(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道 层25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37 的状态形成层间绝缘膜30。
接着，如图14(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源极26的高接触孔和到达漏极27的接触孔，并且用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30中形成源极电极28和漏极电极29。此外，与 之同时发生的是，在光电转换层35两侧分别形成到达源极36的接触孔 和到达漏极37的接触孔，并且用布线材料填充这些接触孔从而形成源极 电极38和漏极电极39。
通过上面的制造方法，在同一玻璃基板5上方能够形成包括 沟道层25的开关元件(薄膜晶体管)和包括光电转换层35的光传感器元 件。另外，第一元件形成部21中的构成像素的开关元件(薄膜晶体管)的 沟道层25和第二元件形成部22中的构成光传感器元件的光电转换层35 能够由不同材料并以不同厚度形成。
因此，能够任意地选择用于形成光电转换层35的材料。此 外，能利用透光的透明半导体膜来形成构成像素的开关元件的沟道层25， 并且能利用吸收光的非透明半导体膜来形成构成光传感器元件的光电转 换层35。另外，在第二元件形成部22中，能够将栅极电极33形成为同 时具有下面的功能遮挡背光源光从而防止背光源光进入光电转换层35， 并且反射外部光从而使外部光返回至光电转换层35。
第四实施例图15是示出了本发明第四实施例的液晶显示器1中的驱动基板2的 主要部分的截面图。第四实施例与上述第一实施例不同，不同之处具体 在于第二元件形成部22的结构。具体地，在第二元件形成部22中，光 电转换层35具有包括第一层35A和堆叠在第一层35A上的第二层35B 的两层堆叠结构。第一层35A和第二层35B利用相同的元素(在本实施例 中为硅)形成。虽然这里的光电转换层35具有两层堆叠结构作为示例， 但这种结构并不是限制性的，并且光电转换层35也可具有包括三层以上 的堆叠结构。形成光电转换层35的堆叠层的数量由膜形成工序的数量确 定。因此，例如当光电转换层35通过两步膜形成工序形成时，那么形成 光电转换层35的堆叠层的数量为二个。在第一元件形成部21中，以覆 盖沟道层25和源极26及漏极27的状态形成掩模层51;在第二元件形成 部22中，类似地，以覆盖源极36及漏极37的状态形成掩模层51。在稍 后说明的制造方法中形成用于使光电转换层35具有堆叠结构的掩模层51。此外，在第二元件形成部22中，源极36具有包括高浓度杂质区域 36H和低浓度杂质区域36L的LDD结构，而漏极37被形成为p+型杂质 扩散区域。
图16~图18示出了用于图示本发明第四实施例的液晶显示器 制造方法的图。首先，如图16(A)所示，在以矩阵状设有上述多个像素 11的玻璃基板5上方形成栅极电极23、 33和栅极绝缘膜24，并且此后 以覆盖栅极绝缘膜24的状态形成包含非晶硅的半导体膜31。例如利用等 离子体增强化学气相淀禾只(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)方法等，在玻璃基板5上方依次形成氮化硅膜和氧化硅膜从而形 成栅极绝缘膜24。相当于"第一半导体膜"的半导体膜31形成在玻璃基 板5上方，并涵盖第一元件形成部21和第二元件形成部22。
接着，如图16(B)所示，利用激光退火将非晶半导体膜31多 晶结晶化，从而得到含有多晶硅的半导体膜32。在此阶段，在玻璃基板 5上方形成了多晶半导体膜32。
随后，如图16(C)所示，在玻璃基板5上方以覆盖半导体膜 32的状态形成掩模层51。掩模层51例如由氧化硅膜形成。这样设置的 掩模层51在随后的工序中能保护半导体层不受光致抗蚀剂和水的影响， 并且能够通过控制离子加速电压使离子经过掩模层51而注入。
接着，如图17(A)所示，在栅极电极23上方的除了用于构成 沟道层25的多晶硅部分之外的区域以及在栅极电极33上方的除了用于 构成光电转换层35的多晶硅部分之外的区域内，分别将杂质引入到多晶 半导体膜32中。例如通过离子掺杂、离子注入或等离子体注入等进行杂 质的引入。结果是，在第一元件形成部21中，半导体膜32被分割成多 晶硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H和n+型低浓度杂质区域32L。 此外，在第二元件形成部22中，半导体膜32被分割成多晶硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H、 n+型低浓度杂质区域32L和p+型高浓度杂质 区域32M。
随后，如图17(B)所示，在第二元件形成部22中，部分地除 去掩模层51，使多晶硅区域32P的表面(上表面)暴露出来。例如通过蚀2刻来进行掩模层51的除去。
接着，如图17(C)所示，在第二元件形成部22中，在已除去 了掩模层51的部分中，利用与用于多晶硅区域32P的元素相同的元素(在 本实施例中为硅)形成半导体膜52。相当于"第二半导体膜"的半导体膜 52例如利用多晶硅、非晶硅、具有纳米级晶粒直径的纳米硅或具有微米 级晶粒直径的)i-硅(微米硅)等形成。半导体膜52例如通过热CVD方法、 反应热CVD方法、PECVD方法、反应PECVD方法、溅射方法、光CVD 方法、脉冲激光沉积(pulse laser deposition, PLD)方法或熔融印刷方法等 形成。在此情况下，作为半导体膜52的硅膜被选择性地生长在由于从其 上除去了掩模层51而暴露出来的多晶硅区域32P的表面上。因而，在由 硅形成的多晶硅区域32P上，由相同的硅形成半导体膜52。这样，将构 成多晶硅区域32P的下层多晶硅作为核，生长出构成半导体膜52的硅膜。 与没有多晶硅作为核时利用热CVD方法等形成硅膜的情况相比，这保证 了能够提高膜生长速度。另外，通过按需要控制处理条件等，不进行激 光退火等就能够形成良好质量的结晶硅膜(微晶硅膜)。
顺便提及，在形成半导体膜52之前，为了增强结晶，可进 行如下处理，即，利用氧化处理除去多晶硅区域32P的表面上的自然氧 化物膜，并且此后以能让光透过的小厚度形成诸如镍或金等催化剂的膜。
随后，如图18(A)所示，在对应于第一元件形成部21的区域 和对应于第二元件形成部22的区域中，利用湿式蚀刻或干式蚀刻将半导 体膜32和覆盖该半导体膜32的掩模层51分离成岛状。结果是，在第一 元件形成部21中形成了沟道层25，并且在第二元件形成部22中形成了 光电转换层35。另外，在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成源极 26和漏极27，而在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极36和 漏极37。在这种情况下，在第一元件形成部21中，多晶硅区域32P形 成沟道层25。另一方面，在第二元件形成部22中，多晶硅区域32P和 半导体膜52分别形成第一层35A和第二层35B，并且第一层35A和第 二层35B的堆叠部分形成光电转换层35。另外，在第一元件形成部21 中，源极26被分割成n+型的高浓度杂质区域26H和低浓度杂质区域26L， 并且漏极27被分割成n+型的高浓度杂质区域27H和低浓度杂质区域27L。此外，在第二元件形成部22中，源极36被分成n+型的高浓度杂质 区域36H和低浓度杂质区域36L，并且漏极37形成p+型的高浓度杂质区 域。
接着，如图18(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道 层25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37 的状态形成层间绝缘膜30。
随后，如图18(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源 极26的高浓度杂质区域26H的接触孔和到达漏极27的高浓度杂质区域 27H的接触孔。然后，用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30 中形成源极电极28和漏极电极29。此外，与之同时发生的是，在光电转 换层35两侧分别形成到达源极36的高浓度杂质区域36H的接触孔和到 达漏极37的接触孔。然后，用布线材料填充这些接触孔从而形成源极电 极38和漏极电极39。
通过上面的制造方法，在同一玻璃基板5上方能够形成包括 沟道层25的开关元件(薄膜晶体管)和包括光电转换层35的光传感器元 件。另外，光传感器元件的光电转换层35能够被形成为具有第一层35A 和第二层35B的堆叠结构，该第一层35A和第二层35B均包含相同的元 素硅。此外，光电转换层35的第一层35A是通过与形成沟道层25的工 序相同的工序形成的层；换句话说，第一层35A是与沟道层25具有相同 厚度的层。通过在第一层35A上方堆叠第二层35B，这样保证了光电转 换层35能够形成为比沟道层25厚。
顺便提及，虽然在上述第四实施例中，第二元件形成部22 的源极36具有LDD结构且漏极37是p+型高浓度杂质区域，但这种构造 不是限制性的，并且可采用源极36是p+型高浓度杂质区域且漏极37具 有LDD结构的构造。
第五实施例图19是示出了本发明第五实施例的液晶显示器1中的驱动基板2的 主要部分的截面图。第五实施例与上述第四实施例不同，不同之处具体 在于，第二元件形成部22的源极36不具有LDD结构而是p+型杂质扩散区域。图20 图22示出了用于图示本发明第五实施例的液晶显示器 制造方法的图。首先，如图20(A)所示，在以矩阵状设有上述多个像素 11的玻璃基板5上方形成栅极电极23、 33和栅极绝缘膜24，并且此后 以覆盖栅极绝缘膜24的状态形成由非晶硅制成的半导体膜31。半导体膜 31形成在玻璃基板5上方并涵盖第一元件形成部21和第二元件形成部 22。接着，如图20(B)所示，利用激光退火将非晶半导体膜31多 晶结晶化，从而得到由多晶硅形成的半导体膜32。随后，如图20(C)所示，在玻璃基板5上方以覆盖半导体膜 32的状态形成掩模层51。直至这一步的各个工序都与上面第四实施例的 情况相同。接着，如图21(A)所示，在栅极电极23上方的除了用于构成 沟道层25的多晶硅部分之外的区域以及在栅极电极33上方的除了用于 构成光电转换层35的多晶硅部分之外的区域内，分别将杂质引入到多晶 半导体膜32中。例如通过离子掺杂、离子注入或等离子体注入等进行杂 质的引入。结果是，在第一元件形成部21中，半导体膜32被分割成多 晶硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H和n+型低浓度杂质区域32L。 此外，在第二元件形成部22中，半导体膜32被分割成多晶硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H和p+型高浓度杂质区域32M。随后，如图21(B)所示，在第二元件形成部22中，部分地除 去掩模层51，从而使多晶硅区域32P的表面(上表面)暴露出来。接着，如图21(C)所示，在第二元件形成部22中，在已除去 了掩模层51的部分中，利用与用于形成多晶硅区域32P的元素相同的元 素(在本实施例中为硅)形成半导体膜52。用于形成半导体膜52的技术与 上面第四实施例的情况相同。随后，如图22(A)所示，在对应于第一元件形成部21的部分 和对应于第二元件形成部22的部分中，利用湿式蚀刻或干式蚀刻将半导 体膜32和覆盖该半导体膜32的掩模层51分离成岛状。据此，在第一元件形成部21中形成了沟道层25，并且在第二元件形成部22中形成了光 电转换层35。另外，在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成源极26 和漏极27，并且在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极36和漏 极37。在这种情况下，在第一元件形成部21中，多晶硅区域32P形成 沟道层25。在第二元件形成部22中，多晶硅区域32P和半导体膜52分 别形成第一层35A和第二层35B，并且第一层35A和第二层35B的堆叠 部分形成光电转换层35。另外，在第一元件形成部21中，源极26被分 割成n+型的高浓度杂质区域26H和低浓度杂质区域26L，并且漏极27 也被分割成n+型的高浓度杂质区域27H和低浓度杂质区域27L。此外， 在第二元件形成部22中，源极36形成n+型的高浓度杂质区域，并且漏 极37形成p+型的高浓度杂质区域。接着，如图22(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道 层25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37 的状态形成层间绝缘膜30。随后，如图22(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源 极26的高浓度杂质区域26H的接触孔和到达漏极27的高浓度杂质区域 27H的接触孔。然后，用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30 中形成源极电极28和漏极电极29。此外，与之同时发生的是，在光电转 换层35两侧分别形成到达源极36的接触孔和到达漏极37的接触孔。然 后，用布线材料填充这些接触孔从而形成源极电极38和漏极电极39。通过上面的制造方法，得到了如图19所示结构的驱动基板2。 顺便提及，虽然在第五实施例中，第二元件形成部22的源极36是n+型 高浓度杂质区域且漏极37是p+型高浓度杂质区域，但此结构不是限制性 的，并且可采用源极36是p+型高浓度杂质区域且漏极37是n+型高浓度 杂质区域的结构。第六实施例
图23是示出了本发明第六实施例的液晶显示器1中的驱动基板2的 主要部分的截面图。第六实施例与上述第五实施例不同，不同之处具体 在于，第二元件形成部22的源极36、漏极37均为n+型杂质扩散区域。
28
图24和图25示出了用于图示本发明第六实施例的液晶显示 器制造方法的图。首先，如图24(A)所示，在以矩阵状设有上述多个像素 11的玻璃基板5上方形成栅极电极23、 33和栅极绝缘膜24，并且此后 以覆盖栅极绝缘膜24的状态形成由非晶硅制成的半导体膜31。半导体膜 31形成在玻璃基板5的上方并涵盖第一元件形成部21和第二元件形成部 22。接着，如图24(B)所示，利用激光退火将非晶半导体膜31多 晶结晶化，从而得到由多晶硅形成的半导体膜32。随后，如图24(C)所示，在玻璃基板5上方以覆盖半导体膜 32的状态形成掩模层51。直至这一步的各个工序都与上面第四实施例的 情况相同。接着，如图25(A)所示，在栅极电极23上方的除了用于构成 沟道层25的多晶硅部分之外的区域以及在栅极电极33上方的除了用于 构成光电转换层35的多晶硅部分之外的区域内，分别将杂质引入到多晶 半导体膜32中。例如通过离子掺杂、离子注入或等离子体注入等进行杂 质的引入。结果是，在第一元件形成部21中，半导体膜32被分割成多 晶硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H和n+型低浓度杂质区域32L。 此外，在第二元件形成部22中，半导体膜32被分割成多晶硅区域32P 和n+型高浓度杂质区域32H。随后，如图25(B)所示，在第二元件形成部22中，部分地除 去掩模层51，从而使多晶硅区域32P的表面(上表面)暴露出来。接着，如图25(C)所示，在第二元件形成部22中，在已除去 了掩模层51的部分中，利用与用于形成多晶硅区域32P的元素相同的元 素(在本实施例中为硅元素)形成半导体膜52。用于形成半导体膜52的技 术与上面第四实施例的情况相同。随后，如图26(A)所示，在对应于第一元件形成部21的部分 和对应于第二元件形成部22的部分中，利用湿式蚀刻或干式蚀刻将半导 体膜32和覆盖该半导体膜32的掩模层51分离成岛状。据此，在第一元 件形成部21中形成了沟道层25，并且在第二元件形成部22中形成了光电转换层35。此外，在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成源极26 和漏极27，并且在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极36和漏 极37。在此情况下，在第一元件形成部21中，多晶硅区域32P形成沟 道层25。在第二元件形成部22中，多晶硅区域32P和半导体膜52分别 形成第一层35A和第二层35B，并且第一层35A和第二层35B的堆叠部 分形成光电转换层35。另外，在第一元件形成部21中，源极26被分割 成n+型的高浓度杂质区域26H和低浓度杂质区域26L，并且漏极27被类 似地分割成n+型的高浓度杂质区域27H和低浓度杂质区域27L。此外， 在第二元件形成部22中，源极36形成n+型的高浓度杂质区域，并且漏 极37也形成n+型的高浓度杂质区域。接着，如图26(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道 层25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37 的状态形成层间绝缘膜30。随后，如图26(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源 极26的高浓度杂质区域26H的接触孔和到达漏极27的高浓度杂质区域 27H的接触孔。然后，用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30 中形成源极电极28和漏极电极29。此外，与之同时发生的是，在光鬼转 换层35的两侧形成到达源极36的接触孔和到达漏极37的接触孔。然后， 用布线材料填充这些接触孔从而形成源极电极38和漏极电极39。通过上面的制造方法，得到了如图23所示结构的驱动基板2。 顺便提及，虽然在上述第六实施例中，第二元件形成部22的源极36、漏 极37均是n+型高浓度杂质区域，但此结构不是限制性的，并且可采用源 极36、漏极37均是p+型高浓度杂质区域的结构。第七实施例
本发明的第七实施例不同于上述第四实施例，不同之处具体在于液 晶显示器制造方法。图27 图29示出了用于图示本发明第七实施例的液晶显示器 制造方法的图。首先，如图27(A)所示，在以矩阵状设有上述多个像素 11的玻璃基板5上方形成栅极电极23、 33和栅极绝缘膜24，并且此后
30以覆盖栅极绝缘膜24的状态形成由非晶硅制成的半导体膜31。半导体膜
31形成在玻璃基板5上方并涵盖第一元件形成部21和第二元件形成部 22。接着，如图27(B)所示，利用激光退火将非晶半导体膜31多 晶结晶化，从而得到由多晶硅形成的半导体膜32。随后，如图27(C)所示，在玻璃基板5上方以覆盖半导体膜 32的状态形成掩模层51。直至这一步的各个工序都与上面第四实施例的 情况相同。接着，如图27(D)所示，在栅极电极23上方的除了用于构成 沟道层25的多晶硅部分之外的区域以及在栅极电极33上方的除了用于 构成光电转换层35的多晶硅部分之外的区域内，分别将杂质引入到多晶 半导体膜32中。例如通过离子掺杂、离子注入或等离子体注入等进行杂 质的引入。据此，在第一元件形成部21中，半导体膜32被分割成多晶 硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H和n+型低浓度杂质区域32L。此 外，在第二元件形成部22中，半导体膜32被分割成多晶硅区域32P、 n+型高浓度杂质区域32H和p+型高浓度杂质区域32M。随后，如图28(A)所示，在第二元件形成部22中，部分地除 去掩模层51，从而使多晶硅区域32P的表面(上表面)暴露出来。接着，如图28(B)所示，在包含第二元件形成部22中已除去 了掩模层51的部分的玻璃基板5上方，利用与用于形成多晶硅区域32P 的元素相同的元素(在本实施例中为硅元素)形成半导体膜52。通过例如 反应CVD方法、等离子体增强CVD方法或热CVD方法等形成上述半导 体膜52。随后，如图28(C)所示，通过蚀刻过程除去覆盖掩模层51的 半导体膜52，使得仅在第二元件形成部22中已除去了掩模层51的那部 分中留有半导体膜52。在此情况下，掩模层51用作蚀刻终止层。接着，如图29(A)所示，在对应于第一元件形成部21的部分 和对应于第二元件形成部22的部分中，利用湿式蚀刻或干式蚀刻将半导 体膜32和覆盖该半导体膜32的掩模层51分离成岛状。据此，在第一元件形成部21中形成了沟道层25，并且在第二元件形成部22中形成了光 电转换层35。此外，在第一元件形成部21的栅极电极23侧形成源极26 和漏极27，并且在第二元件形成部22的栅极电极33侧形成源极36和漏 极37。在此情况下，在第一元件形成部21中，多晶硅区域32P形成沟 道层25。在第二元件形成部22中，多晶硅区域32P和半导体膜52分别 形成第一层35A和第二层35B，并且第一层35A和第二层35B的堆叠部 分形成光电转换层35。另外，在第一元件形成部21中，源极26被分割 成n+型的高浓度杂质区域26H和低浓度杂质区域26L，并且漏极27被类 似地分割成n+型的高浓度杂质区域27H和低浓度杂质区域27L。此外， 在第二元件形成部22中，源极36被分割成n+型的高浓度杂质区域36H 和低浓度杂质区域36L，并且漏极37形成p+型的高浓度杂质区域。随后，如图29(B)所示，在玻璃基板5的上方，以覆盖沟道 层25、源极26和漏极27并且也覆盖光电转换层35、源极36和漏极37 的状态形成层间绝缘膜30。接着，如图29(C)所示，在沟道层25的两侧分别形成到达源 极26的高浓度杂质区域26H的接触孔和到达漏极27的高浓度杂质区域 27H的接触孔。然后，用布线材料填充这些接触孔从而在层间绝缘膜30 中形成源极电极28和漏极电极29。此外，与之同时发生的是，在光电转 换层35两侧分别形成到达源极36的高浓度杂质区域36H的接触孔和到 达漏极37的接触孔。然后，用布线材料填充这些接触孔从而形成源极电 极38和漏极电极39。通过上面的制造方法，得到了具有与第四实施例中相同的器 件结构的驱动基板2。在这种液晶显示器制造方法中，用于在第二元件形 成部22中形成光电转换层35的技术不仅适用于上述第四实施例，而且 同样还适用于上述第五实施例和上述第六实施例。顺便提及，在上述各实施例中，采用了底栅型薄膜晶体管作 为示例，然而，也可采用顶栅型作为薄膜晶体管的结构。另外，在上述各个实施例中，虽然光传感器元件被构造成具 有与包括沟道层的薄膜晶体管类似的结构，但也可采用其它结构；例如，光传感器元件可由pn结型或者pin结型的光电二极管形成。在pin结型 的光电二极管中，在p层与n层之间的i层中进行光电转换，因此i层相 当于"第二活性层"。另一方面，在pn结型的光电二极管中，在pn结 部的附近进行光电转换，因此在基板厚度方向上堆叠在p层上的n层或 者在基板厚度方向上堆叠在n层上的p层相当于"第二活性层"。应用示例
上述结构的液晶显示器1适用于任何领域中的如下电子装置，该电 子装置是可操作的从而显示出输入至该电子装置的图片信号或者在该电 子装置中作为图像或图片而产生的图片信号，该电子装置是诸如图30~ 图34所示的各种电子装置，例如数码相机、笔记本电脑、诸如移动电话 等便携终端装置、摄像机，等等。图30是作为第一应用示例的电视机的立体图。本应用示例 的电视机包括由前面板115和滤色玻璃116等组成的图片显示屏单元 117，并且上述液晶显示器1适用于该图片显示屏单元117。图31图示了作为第二应用示例的数码相机，其中图31(A)是 从前面看的立体图，并且图31(B)是从背面看的立体图。本应用示例的数 码相机包括闪光灯发光单元111、显示单元112、菜单开关113和快门按 钮114等，并且上述液晶显示器1适用于该显示单元112。图32是作为第三应用示例的笔记本电脑的立体图。本应用 示例的笔记本电脑包括主体121和用于显示图像的显示单元123等，主 体121上装配有在输入字符等时进行操作的键盘122，并且上述液晶显示 器1适用于该显示单元123。图33是第四应用示例的摄像机的立体图。本应用示例的摄 像机包括本体部131、设置在朝前的侧面上并用于拍摄物体的透镜132、 在拍摄时进行操作的开始/停止开关133和显示单元134等，并且上述液 晶显示器1适用于该显示单元134。图34图示了作为第五应用示例的例如移动电话等便携终端 装置，其中图34(A)是打开状态下移动电话的正视图，图34(B)是打开状 态下移动电话的侧视图，图34(C)是关闭状态下移动电话的正视图，图34(D)是左侧视图，图34(E)是右侧视图，图34(F)是俯视图，并且图34(G) 是仰视图。本应用示例的移动电话包括上壳体141、下壳体142、连接部 (这里是铰链部)143、显示器144、副显示器145、图片灯146、照相机 147等，并且上述液晶显示器1适用于该显示器144和该副显示器145。
权利要求
1.一种显示器，所述显示器包括以矩阵状设有多个像素的基板、第一活性层和第二活性层，所述第一活性层构成所述像素的开关元件，所述第二活性层构成光传感器元件，所述第一活性层和所述第二活性层形成在所述基板的下层上，其中，所述第二活性层的光吸收系数高于所述第一活性层的光吸收系数。
2. 如权利要求l所述的显示器，其中，所述第二活性层被形成为比所述第一活性层厚。
3. 如权利要求1或2所述的显示器，其中，所述第二活性层由与所述第一活性层不同的材料形成。
4. 如权利要求2所述的显示器，其中，所述第二活性层具有堆叠结构，所述堆叠结构包括第一层和堆叠在所述第一层上的第二层，所述第一层的厚度与所述第一活性层的厚度相同。
5. 如权利要求4所述的显示器，其中，所述第二层利用与用于形成所述第一层的元素相同的元素形成。
6. 如权利要求l所述的显示器，其中，所述基板具有用于布置所述多个像素的显示区域以及与所述显示区域邻接的周边区域；所述第一活性层布置在所述显示区域和所述周边区域二者中的至少所述显示区域中；并且所述第二活性层布置在所述显示区域和所述周边区域二者中的至少一者中。
7. 如权利要求l所述的显示器，其中，所述基板具有用于布置所述多个像素的显示区域以及与所述显示区域邻接的周边区域；所述第一活性层由透明半导体膜形成并布置在所述显示区域中；并且所述第二活性层由非透明半导体膜形成并布置在所述周边区域中。
8. 如权利要求l所述的显示器，其中，在与外部光入射侧相对的那一侧，在与所述第二活性层最接近且与所述第二活性层相对布置的电极的表面上形成有光反射膜。
9. 一种显示器制造方法，所述方法包括如下步骤在以矩阵状设有多个像素的基板的下层上形成用于构成所述像素的开关元件的第一活性层；并且在上面形成有所述第一活性层的同一下层上形成用于构成光传感器元件的第二活性层，并使所述第二活性层的光吸收系数高于所述第一活性层的光吸收系数。
10. 如权利要求9所述的显示器制造方法，其中，所述第二活性层被形成为比所述第一活性层厚。
11. 如权利要求9所述的显示器制造方法，其中，所述第二活性层由与所述第一活性层不同的材料形成。
12. 如权利要求10所述的显示器制造方法，所述方法包括如下步骤与所述第一活性层一起，形成与所述第一活性层相同厚度的第一层；并且将所述第一层和堆叠在所述第一层上的第二层进行堆叠，从而形成所述第二活性层。
13. —种显示器制造方法，所述方法包括如下步骤在以矩阵状设有多个像素的基板的下层上形成用于构成所述像素的开关元件的第一活性层；并且在上面形成有所述第一活性层的同一下层上形成用于构成光传感器元件的第二活性层，所述第二活性层的厚度与所述第一活性层的厚度不同或者所述第二活性层由与所述第一活性层不同的材料形成。
14. 一种显示器制造方法，所述方法包括如下步骤 在以矩阵状设有多个像素的基板的上形成半导体膜，并界定第一元件形成部和第二元件形成部，此后将杂质引入到所述半导体膜中；在所述第一元件形成部和所述第二元件形成部中分别将引入有所述杂质的所述半导体膜分离成岛状，从而在所述第一元件形成部中由所述半导体膜形成第一活性层，并且将存在于所述第二元件形成部的相当于活性层的那部分中的所述半导体膜除去；以及在所述第二元件形成部的已除去了所述半导体膜的那部分中形成第二活性层；由此，在所述基板上方形成包含所述第一活性层的开关元件和包含 所述第二活性层的光传感器元件。
15. 如权利要求14所述的显示器制造方法，其中，至少在所述第二 元件形成部的已除去了所述半导体膜的那部分中，通过用于选择性地形 成膜的选择性膜形成方法来形成所述第二活性层。
16. —种显示器制造方法，所述方法包括如下步骤 在以矩阵状设有多个像素的基板的上方形成透明导电膜，并界定第一元件形成部和第二元件形成部；在所述第一元件形成部和所述第二元件形成部中分别将所述透明导 电膜分离成岛状，将存在于所述第一元件形成部的相当于活性层的那部 分中的所述透明导电膜除去并将存在于所述第二元件形成部的相当于活 性层的那部分中的所述透明导电膜除去；以及在所述第一元件形成部的已除去了所述透明导电膜的那部分中由透 明半导体膜形成第一活性层，并且在所述第二元件形成部的已除去了所 述透明导电膜的那部分中由透明半导体膜形成第二活性层； 此，在所述基板上方形成包含所述第一活性层的开关元件和包含 所述第二活性层的光传感器元件。
17. 如权利要求16所述的显示器制造方法，其中，至少在所述第二 元件形成部的已除去了所述透明导电膜的那部分中，通过用于选择性地 形成膜的选择性膜形成方法来形成所述第二活性层。
18. —种显示器制造方法，所述方法包括如下步骤 在以矩阵状设有多个像素的基板的上方形成多晶的第一半导体膜，并界定第一元件形成部和第二元件形成部，此后将杂质引入到所述第一 半导体膜中；以覆盖所述第一半导体膜的状态形成掩模层，此后部分地除去所述 掩模层从而使所述第二元件形成部的相当于活性层的那部分中的所述半 导体膜的表面暴露出来；在已除去了所述掩模层的那部分中以堆叠状态形成第二半导体膜；以及在所述第一元件形成部和所述第二元件形成部中分别将所述第一半 导体膜分离成岛状，从而在所述第一元件形成部中由所述第一半导体膜 形成第一活性层并且在所述第二元件形成部中由所述第一半导体膜和所 述第二半导体膜形成第二活性层；由此，在所述基板上方形成包含所述第一活性层的开关元件和包含 所述第二活性层的光传感器元件。
19. 如权利要求18所述的显示器制造方法，其中，至少在已除去了 所述掩模层的那部分中，通过用于选择性地形成膜的选择性膜形成方法 来形成所述第二活性层。
全文摘要
在同一基板上方形成开关元件和光传感器元件的情况下，当为了提高光传感器元件的灵敏度而增大活性层的膜厚度时，会对开关元件(TFT)的特性产生不利影响。在本发明的显示器的结构中，在以矩阵状设有多个像素的玻璃基板(5)上方的栅极绝缘膜(24)上设有沟道层(25)和光电转换层(35)，该沟道层(25)构成用于形成像素的开关元件的薄膜晶体管，该光电转换层(35)构成光传感器元件。光电转换层(35)被形成为比沟道层(25)厚，并且/或者光电转换层(35)由与沟道层(25)的材料不同的材料形成，因而使得光电转换层(35)的光吸收系数高于沟道层(25)的光吸收系数。
文档编号G02F1/1368GK101636691SQ20088000906
公开日2010年1月27日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年9月21日
发明者田中勉, 达拉姆·帕尔·高赛因, 高德真人 申请人:索尼株式会社