专利名称：显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示器，该显示器包括具有其中形成像素的像素区域和其中 形成光接收元件的传感器区域的基板(显示部分)。更具体地讲，本发明涉 及在由接触或接近基板(显示部分)的被检测物反射的光被多个光接收元件 接收的过程中提高光利用效率的技术。
背景技术：
作为用于移动电话、个人数字助理(PDA)、数字照相机、PC (个人计 算机)监视器、电视机等的显示装置，已知的有液晶显示器、有机EL(电 致发光)显示器、采用电泳法的显示器，等等。
随着显示器厚度的减少，已经开始要求显示器具有功能的多样性，即除 了显示图片和字符信息等的原始功能外，具有例如输入使用者指示等的输入 装置的功能。作为满足该需要的装置，已知的有检测接触或者接近显示屏的 使用者手指或者记录笔(所谓的触摸笔)的显示器。
例如可以由基于电阻膜系统或者电容(静电电容)系统的触摸面板进行 接触的检测。已知这样的显示器，其中触摸面板添加到诸如液晶面板的显示 面板的显示表面侧。
然而，从减薄显示面板的角度看，触摸面板的添加是不利的，并且导致 成本的增加。特别是，电阻膜系统触摸面板具有这样的问题，仅当用一定程 度的力按压屏幕时才能检测出电阻值的变化，这导致显示屏幕的变形。此外， 电阻膜系统触摸面板在原理上为一点检测型，并且因此而在使用上受限。
近年来，关于液晶显示器，朝着通过采用这样的构造来提供触摸面板的 功能发展，在该构造中，光敏传感器也形成在用于控制液晶的驱动电压的晶 体管阵列基板上。
关于晶体管阵列基板上具有光敏传感器的显示器，已经知晓几种检测方 法，例如，其中通过在外部光下检测手指或者记录笔的阴影而对其识别的方 法，以及其中手指或者记录笔反射背光的光(来自背光的光)并且检测所反射的光的方法。
然而，在外部光下检测手指或者记录笔的阴影而对其识别的方法存在在 黑暗中不能实现功能的问题。另一方面，由手指或者记录笔反射背光的光再 检测该反射的光的方法存在在全黑显示的情况下不能检测的问题。
在此情况下，日本专利申请公开No. 2005-275644 (在下文称为专利文 件1 )提出了这样的液晶显示器，其中从背光发射红外光，并且检测反射的 红外光。
另一方面，日本专利申请公开No. 2007-241303(在下文称为专利文件2 ) 提出了这样的液晶显示器，其中反射器提供在由构成PIN型(p-本征-n型) 二极管的多晶硅形成的半导体层下，并且该半导体层反射光，从而增加了光 吸收长度。
发明内容
然而，在专利文件l中描述的液晶显示器中，在试图用多晶硅薄膜实现 红外传感器的情况下存在材料基础问题，其中如图l所示与可见光区域的吸 收率相比红外区域的吸光率降低，从而难于实现所要进行的检测。此外，因 为可见光源用作背光光源，所以存在对应于较高光敏性的可见光入射在光敏 二极管上时，要检测的红外信号会淹没在噪声中的问题。
另一方面，在专利文件2中所描述的液晶显示器中，存在这样的问题， 尽管增加了光输出，但是并不会增加敏感性，除非对检测侧的电容采取特殊 的办法。
此外，需要改进传感器的饱和特性以及增加传感器的敏感性。 另外，这些问题不限于专利文件1和2中描述的液晶显示器的情况，而 是也涉及其它显示器，例如有机EL显示器和采用电泳的显示器。
因此，存在增加上述传感器检测敏感性和改善传感器饱和特性的需求。 根据本发明的一个实施例，所提供的显示器包括基板，具有形成像素 的像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域；照明部分，用于从基板的 一个表面侧照明基板；薄膜光敏二极管，设置在传感器区域中，至少具有P 型半导体区域和N型半导体区域，并且用于接收从基板的另 一个表面侧入射 的光；以及金属膜，形成在基板的一个表面侧上，以便通过其间的绝缘膜面 对薄膜光敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入射在薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中，在薄膜光敏二极管中， p型半导体区域在垂直于与N型半导体区域的连接方向的方向上的宽度与N 型半导体区域在垂直于与P型半导体区域的连接方向的方向上的宽度彼此 不同。
根据本发明一个实施例的显示器具有基板、照明部分、薄膜光敏二极管 和金属膜。
基板具有形成像素的像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域。 照明部分从基板的 一 个表面侧照明基板。
薄膜光敏二极管设置在传感器区域中，至少具有P型半导体区域和N 型半导体区域，并且用于接收从基板的另 一个表面侧入射的光。
金属膜形成在基板的 一个表面侧上，以便通过其间的绝缘膜面对薄膜光 敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入射在薄膜光 敏二极管上，并且固定到预定的电位。
这里，在薄膜光敏二极管中，采用这样的布置，P型半导体区域在垂直
于与N型半导体区域的连接方向的方向上的宽度不同于N型半导体区域在
垂直于与p型半导体区域的连接方向的方向上的宽度。
根据本发明的另一个实施例，所提供的显示器包括基板，具有形成像 素的像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域；照明部分，用于从基板 的一个表面侧照明基板；薄膜光敏二极管，设置在传感器区域中，至少具有 P型半导体区域和N型半导体区域，并且用于接收从基板的另 一个表面侧入 射的光；以及金属膜，形成在基板的一个表面侧上，以便通过其间的绝缘膜 面对薄膜光敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入 射在薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中在薄膜光敏二极管和 金属膜中，包括通过其间的绝缘膜彼此面对的P型半导体区域和金属膜的寄 生电容的电容值不同于包括通过其间的绝缘膜彼此面对的N型半导体区域 和金属膜的寄生电容的电容值。
根据本发明另一个实施例的显示器具有基板、照明部分、薄膜光敏二极 管和金属膜。
基板具有形成像素的像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域。 照明部分从基板的 一个表面侧照明基板。
薄膜光敏二极管设置在传感器区域中，至少具有P型半导体区域和N型半导体区域，并且用于接收从基板的另 一个表面侧入射的光。
金属膜形成在基板的一个表面侧上，以便通过其间的绝缘膜面对薄膜光
敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入射在薄膜光
敏二极管上，并且固定到预定的电位。
这里，在薄膜光敏二极管和金属膜中，包括通过其间的绝缘膜彼此面对
的P型半导体区域和金属膜的寄生电容的电容值不同于包括通过其间的绝
缘膜彼此面对的N型半导体区域和金属膜的寄生电容的电容值。
根据本发明的再一个实施例，所提供的显示器包括基板，具有形成像 素的像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域；照明部分，用于从基板 的一个表面侧照明基板；薄膜光敏二极管，设置在传感器区域中，至少具有 P型半导体区域和N型半导体区域，并且用于接收从基板的另一个表面侧入 射的光；以及金属膜，形成在基板的一个表面侧上，以便通过其间的绝缘膜 面对薄膜光敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入 射在薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中在薄膜光敏二极管中， 从一个表面侧和另一个表面侧之一来看，P型半导体区域和金属膜的重叠区 域的面积不同于N型半导体区域和金属膜的重叠区域的面积。
根据本发明再一个实施例的显示器具有基板、照明部分、薄膜光敏二极 管和金属膜。
基板具有形成像素的像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域。 照明部分从基板的 一个表面侧照明基板。
薄膜光敏二极管设置在传感器区域中，至少具有P型半导体区域和N 型半导体区域，并且用于接收从基板的另一个表面侧入射的光。
金属膜形成在基板的一个表面侧上，以便通过其间的绝缘膜面对薄膜光 敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入射在薄膜光 敏二极管上，并且固定到预定的电位。
这里，在薄膜光敏二极管中，从一个表面侧和另一个表面侧之一来看， P型半导体区域和金属膜的重叠区域的面积不同于N型半导体区域和金属膜 的重叠区域的面积。
根据属于本发明一个实施例的显示器，在基板的传感器区域中形成的薄 膜光敏二极管中，P型半导体区域的宽度和N型半导体区域的宽度彼此不同。 这使得能够减少薄膜光敏二极管和金属膜之间的寄生电容，以提高传感器的
9检测敏感性，并且改善传感器的饱和特性。
另外，根据属于本发明另一个实施例的显示器，包括通过其间的绝缘膜彼此面对的P型半导体区域和金属膜的寄生电容的电容值不同于包括通过其间的绝缘膜彼此面对的N型半导体区域和金属膜的寄生电容的电容值。这使得能够减少薄膜光敏二极管和金属膜之间的寄生电容，以提高传感器的检测每文感性，并且改善传感器的饱和特性。
此外，根据属于本发明的再一个实施例的显示器，从一个表面侧和另一个表面侧之一来看，P型半导体区域和金属膜的重叠区域的面积不同于N型半导体区域和金属膜的重叠区域的面积。这产生了这样的构造，其中包括通过其间的绝缘膜彼此面对的P型半导体区域和金属膜的寄生电容的电容值
不同于包括通过其间的绝缘膜彼此面对的N型半导体区域和金属膜的寄生
电容的电容值，由此，能够减少薄膜光敏二极管和金属膜之间的寄生电容，以提高传感器的一金测每文感性，并且改善传感器的饱和特性。
图1是根据本发明第一实施例的液晶显示器总体构造的示意图2是展示根据本发明第一实施例的液晶显示器中驱动电路构造的框
图3A是设置在根据本发明第一实施例的液晶显示器中的光敏传感器部件的平面图，而图3B是光敏传感器部件对应于图3A中图案的等效电路图4是示意性地展示设置在根据本发明第一实施例的液晶显示器中的光敏传感器部件和FFS (边缘场切换，FFS-FieldFringe Switching)系统的液晶中的像素的一部分的截面图5A是设置在根据本发明第一实施例的液晶显示器中的PIN结构的光敏二极管的平面图，而图5B是沿着图5A的X-X，线剖取的截面图，其中36A为P型半导体区域，36K为N型半导体区域，Wp为P型半导体区域的宽度，Wn为N型半导体区域的宽度，38为金属膜；
图6A和6B是展示根据本发明第一实施例的薄膜光敏二极管和控制栅存在的寄生电容的电路图7A是图解形成设置在根据本发明第 一实施例的液晶显示器中的薄膜光敏二极管的工艺步骤的平面图，而图7B是沿着图7A的X-X，线剖取的截面图8A是图解图7A和7B所示步骤的随后步骤的平面图，而图8B是沿
10着图8A的X-X，线剖取的截面图9A是图解图8A和8B所示步骤的随后步骤的平面图，而图9B是沿着图9A的X-X，线剖取的截面图IOA是图解图9A和9B所示步骤的随后步骤的平面图，而图IOB是沿着图10A的X-X，线剖取的截面图IIA是图解图IOA和10B所示步骤的随后步骤的平面图，而图11B是沿着图IIA的X-X，线剖取的截面图12A是设置在根据本发明实施例的修改实例的液晶显示器中的PIN结构的光敏二极管的平面图，而图12B是沿着图12A的X-X，线剖取的截面
图13是展示根据实例1的从栅极端看的栅极电容对施加在控制栅极上的电压的依赖关系的示意图14是通过绘制图13的结果获得的图表；
图15是展示根据实例2的寄生电容对阳极区域宽度的依赖关系的示意
图16是展示根据实例3的光电流对阳极区域宽度的依赖关系的示意图；图17是展示根据实例4的相对敏感性对阳极区域宽度的依赖关系的示意图18是展示根据实例5的对应于噪声成分的相对光量对阳极区域的端部和控制栅极的端部之间的距离的依赖关系的示意图19是展示根据实例6的相对敏感性对阳极区域的端部和控制栅极的端部之间的距离的依赖关系的示意图20是展示根据实例7的光敏传感器件上信号饱和的光量对阳极区域的端部和控制栅极的端部之间的距离的依赖关系的示意图21A是设置在根据本发明第二实施例的液晶显示器中的PIN结构的光敏二极管的平面图，而图21B是沿着图21A的X-X，线剖取的截面图22是展示根据实例8从阳极区域(P+区域)看的寄生电容对阳极区域(P+区域)的宽度的依赖关系的示意图23A是设置在根据本发明第三实施例的液晶显示器中的PIN结构的光敏二极管的平面图，而图23B是沿着图23A的X-X，线剖取的截面图24A是设置在根据本发明第四实施例的液晶显示器中的PIN结构的光敏二极管的平面图，而图24B是沿着图24A的X-X，线剖取的截面图；图25是展示根据实例9的寄生电容对W长度的依赖关系的图表；图26是作为根据本发明第五实施例的第 一应用实例的电视机的透视图；图27A和27B图解了作为根据本发明第五实施例的第二应用实例的数
字相机，其中图27A是从正面侧看的透视图，而图27B是从背面侧看的透
视图28是作为根据本发明第五实施例的第三应用实例的笔记本个人计算机的透视图2 9是作为根据本发明第五实施例的第四应用实例的摄像机的透视和
图30A至30G图解了作为根据本发明第五实施例的第五应用实例的移动电话，其中图30A是移动电话打开状态下的主视图，图30B是其侧视图，图30C是移动电话关闭状态下的主视图，图30D是其左视图，图30E是其右视图，图30F是其俯视图，而图30G是其仰视图。
具体实施例方式
现在，将参考附图来描述根据本发明实施例的显示器。附带地，说明将按着下面的顺序进行。
(1) 第一实施例(其构造为阳极区域在垂直于与阴极区域连接的方向的方向上的宽度不同于阴极区域在垂直于与阳极区域连接的方向的方向上的宽度)
(2) 修改实例
(3) 第二实施例(其构造为与控制栅极的重叠区域的外部设置有沿垂
(4) 第三实施例(其构造为在阳极区域的端部，I区域设置有与阳极区域的宽度具有相同宽度的I区域部分)
(5) 第四实施例(其构造为P+区域与控制栅极重叠的宽度小于W区域与控制栅极重叠的宽度)
(6) 第五实施例(应用显示器的产品实例)<第一实施例>
现在，将以液晶显示器为实例并且参考附图，在下面描述根据本发明第一实施例的显示器。
本实施例的显示器优选应用于所谓"透射型"液晶显示器，其中光乂人背侧表面侧(其上用于显示图像的前侧表面的相对侧的表面侧)投射。因此，下面的描述基于液晶显示器为透射型的假设。(总体构造)
图1是透射型液晶显示器的总体构造的示意图。
图1所示的液晶显示器100具有例如液晶面板200、背光300和数据处理部分400，液晶面板200是作为"基板"的显示部分，背光300作为"照明部分"。
例如，如图1所示，液晶面板200具有TFT(薄膜晶体管)阵列基板201、作为所谓的"相对(对向)基板"的滤色器基板202和液晶层203。在下文，以液晶层203为中心(或者基准)，在液晶面板200的厚度方向上背光300侧将称为"一个表面侧"或者"背侧表面侧"，而相对于该一个表面侧的一侧将称为"另一个表面侧"或者"前侧表面侧"。
例如，TFT阵列基板201和滤色器基板202以其间的间隔彼此相对，并且液晶层203形成为夹置在TFT阵列基板201和滤色器基板202之间。另夕卜，尽管图中没有特别展示，但是用于将液晶层203中的液晶分子取向为配向方向上的配向膜成对形成，以便其间夹设液晶层203。滤色器204形成在滤色器基板202在液晶层203侧的表面。
例如，第一偏振片206和第二偏振片207分别设置在液晶面板200的两侧，以便彼此相对。具体地讲，第一偏振片206设置在TFT阵列基板201的背侧表面侧上，而第二偏振片207设置在滤色器基板202的前侧表面侧上。
例如，光敏传感器部件1设置在TFT阵列基板201面对液晶层203的另一个表面侧，如图l所示。光敏传感器件1稍后将详细描述，其每一个都包括作为光接收元件的薄膜光敏二极管及其读取电路。
光敏传感器件1形成在液晶面板200中，以便提供所谓的触摸面板的功能。例如，当从显示表面(前侧表面)侧看液晶面板200时，光敏传感器部件1规则地设置在有效显示区域PA内。
图l展示了液晶面板200的一截面，其中光敏传感器部件1在有效显示区域PA内设置为矩阵图案。在图l中，例如，多个(图中为四个)光敏传感器部件l以等间隔设置。尽管为了方便起见，图l展示了四个光壽文传感器
13部件1，但是该构造是非限定的。
在位置检测功能限定为有效显示区域PA的一部分的情况下，例如，光敏传感器部件1规则地设置在该限定的显示区域中。
在显示平面(前侧表面)的有效显示区域PA中，如图l所示，液晶面
板200形成有光敏传感器部件1的那些区域都定义为"传感器区域(PA2)",而液晶面板200的其它区域都定义为"像素区域(PA1)"。像素区域(PA1)是像素的设置区域，以像素为基础为像素分配例如红(R)、绿(G)和蓝(B)的多种颜色。颜色的分配分别由面对像素的滤色器的透射波长特性确定。
例如，尽管图1中省略了，但是像素电极和公共电极(也称为对向电极)形成在像素设置区域(像素区域(PA1 ))中。像素电极和公共电极都由透明电极材料形成。在TFT阵列基板201的另一个表面侧(液晶层侧)并且在像素电极的液晶侧的相反侧，所有像素公用的公共电极在某些情况下形成为相对于像素电极。或者，作为选择，某些情况下可以采用这样的构造，其中像素电极形成在TFT阵列基板201的另一个表面侧上，而所有像素公用的公共电极形成在滤色器基板201侧的位置，相对于像素电极且其间设有液晶层203。
在像素设置区域中，尽管图1中没有示出，但是根据像素构造在像素电极和对向电极之间也形成有辅助液晶电容的辅助电容，以及根据输入图片信号的电位控制给像素电极施加的电位的开关元件等。
例如，当由以——对应方式分别对应于多种颜色的多个像素所组成的单元定义为"像素单元"，光敏传感器部件1的设置密度在光敏传感器部件1的数量与像素单元的数量之比为1: 1的情况下被最大化。在本实施例中，光敏传感器部件1的设置密度可以等于或者小于最大值。
背光300例如设置在TFT阵列基板201的背侧表面侧。背光300面对液晶面板200的背侧表面，并且向液晶面板200的有效显示区域PA发出照明光。
如图1示范性所示的背光300具有光源301,以及用于散射从光源301发出的光以将该光转换成平面光的导光片302。背光300根据光源301相对于导光片302的设置位置分成侧光型和下置型(underneath type)等；这里
示例了侧光型。
例如，在液晶面板200的背侧， 一个或者多个光源301设置在沿着液晶面板200的背侧表面的方向上的一个边或者两个边。换言之， 一个或者多个
光源301从显示表面200A (前侧表面)看沿着液晶面板200的一个边或者 两个相对的边设置。然而，这里应当注意的是，沿着液晶面板200的三个或 者多个边可以设置多个光源301。
光源301例如由冷阴极管灯组成，其中玻璃管中低压汞蒸气中的弧光放 电产生的UV线由荧光材料转换成可见光，并且发出可见光，或者光源301 由LED (发光二极管)、EL元件或类似物组成。图1展示了作为光源301的 诸如白色LED的可见光源301a和IR (红外)光源301b分别沿着两个相对 边设置的情况。
导光片302例如由透光丙烯酸树脂片组成，并且沿着其平面引导来自每 个光源301的光同时实现全反射(沿着液晶面板200的背侧表面从一侧到另 一侧,。导光片302在其背侧表面上设置有点图案(多个凸起)(未示出)， 例如该点图案形成为导光片302的部分或者由与导光片302区分的构件组 成。所引导的光由点图案散射，以被投射在液晶面板200上。附带地，用于 反射光的反射片可以设置在导光片302的背侧表面侧，并且散射片或者棱镜 片可以设置在导光片302的前侧表面侧。
例如，背光300构造如上，并且照射在液晶面板200的有效显示区域PA 的整个区域上基本均匀的平面光。
另外，例如，数据处理部分400具有控制块(control block) 401和位置 检测块402，如图1所示。数据处理部分400包括计算机，并且通过程序操 作，其中计算机根据程序控制各种部件或者部分。因此，控制块401和位置 检测块402的功能通过采用预先存储在一个或多个存储器(未示出)中或者 外部输入的程序任务和数据来实现。
数据处理部分400可以具有其以液晶显示面板200的内部和外部为基础 分区安装的功能。图1展示了在液晶面板200的外部中处理部分400设置为 例如单个IC (集成电路)或者多个IC的情况。
例如，控制块401进行图像显示的控制、用于位置检测的IR传感器的 控制(光接收的数据收集)和背光的控制。
关于图像显示，例如，控制块401对液晶面板200中的显示驱动电路监 视性地给出指示，由此控制液晶面板200中的图像显示。关于IR传感器的 控制，例如，控制块401对液晶面板200中的传感器驱动电路监视性地给出指示，由此控制被检测物的位置(和大小)的检测。稍后将描述显示驱动电 路和传感器驱动电路的实例。
关于背光的控制，控制块401给背光300的电源部分(未示出)提供控 制信号，由此控制从背光3 00等输出的照明光的亮度。
例如，当从控制块401接收指示时，位置片企测块402根据通过液晶面板 200中的传感器驱动电路发送的光接收数据,检测诸如使用者的手指或者记 录笔的被检测物的接触或接近位置。该检测相对于液晶面板200的有效显示 区域PA进行。
(液晶面板的示意性构造)
图2的框图展示了液晶面板中驱动电路的构造实例。 如图2所示，例如，液晶面板200具有显示部分10,其中像素(PIX) 设置成矩阵图案。
还如图l所示，外围区域CA存在于有效显示区域PA的外围。外围区 域CA是指TFT阵列基板201的有效显示区域PA之外的区域。如图2所示， 由包括与有效显示区域PA中的TFT共同形成的TFT的几个功能块代表的驱 动电路形成在外围区域CA中。
液晶面板200例如具有垂直驱动器(V.DRV.) 11 、显示驱动器(D-DRV.) 12、传感器驱动器(S-DRV.) 13、选择开关阵列(SEL.SW.) 14和DC-DC 转换器(DC/DC.CNV.) 15。
例如，垂直驱动器11是具有移位寄存器等功能的电路，用于在垂直方 向上扫描设置在水平方向上的多种控制线，以便选择一条或者多条像素线。
显示驱动器12是这样的电路，其具有例如通过取样图片信号的数据电 位以产生数据信号振幅并且将数据信号振幅释放给列方向上的像素公用的 信号线的功能。
与垂直驱动器ll相似，传感器驱动器13是这样的电路，对以预定密度 分散设置在像素设置区域的光敏传感器部件1的控制线实施扫描，并且与控 制线的扫描同步进行传感器输出(检测数据)的收集。
开关阵列14是控制电路，其包括多个TFT开关，并且其进行对由显示 驱动器12释放的数据信号振幅的控制和对来自显示部分10的传感器输出的 控制。
DC-DC转换器15是这样的电路，从输入的电源电压产生驱动液晶面板200所必需的电位的多种DC (直流)电压。
例如，通过为液晶面板200设置的柔性基板16进行到或从显示驱动器 12和传感器驱动器13的输入/输出信号以及液晶面板200的内部和外部之间 的其它信号转移。
除了图2所示的部件，例如，用于产生或者外部输入时钟信号等的构造 也包括在驱动电路中。
(像素与光敏传感器部件的结合的实例)
如上所述，例如，像素和光敏传感器部件规则地设置在有效显示区域PA 中。设置规律是任意的；例如，每个都由多个像素和一个光敏传感器部件组 成的多个组可以在有效显示区域PA内设置为矩阵。例如，每一组都由三个 像素(R、 G和B像素)和一个光敏传感器部件组成。
如图1所示的滤色器204例如具有滤光片和黑矩阵，滤光片的每一个都 基本上对应于像素的平面图中的尺寸，并且选择性地透射R、 G和B波长区 域的每一个中的光，而黑矩阵以固定的宽度屏蔽滤光片的外围(所有的边界 部分)用于避免颜色混合(color mixture )。
(像素部分和光敏传感器部件的图案和截面结构)
图3A展示了光敏传感器部件1的平面图的实例，而图3B展示了光敏 传感器部件1对应于图3A所示图案的等效电路的实例。
例如，如图3B所示，光敏传感器部件1包括由N沟道型薄膜晶体管 (TFT)组成的三个晶体管和作为光接收元件的薄膜光敏二极管PD。
三个晶体管是复位晶体管TS、放大晶体管TA和读取晶体管TR。
薄膜光敏二极管PD例如形成为对不可见光例如红外(IR)光和紫外 (UV )光具有敏感性的光接收元件。在本实施例中，薄膜光敏二极管PD是 对红外光具有敏感性的光接收元件，该红外光由构成上述背光300的IR光 源301b发射。在背光发射紫外光的情况下，薄膜光敏二极管PD设计为对紫 外光具有敏感性。
关于薄膜光敏二极管PD,例如，阳极连接到存储节点SN,而阴极连接 到电源电压VDD的供给线(在下文称为"VDD线")31。
薄膜光敏二极管PD如稍后所描述具有PIN结构或者PDN结构，并且 具有控制栅极CG用于通过绝缘膜给I (本征)区域(PIN结构的本征半导 体区域)或者D (掺杂)区域(PDN结构的N-区域)施加电场。薄膜光敏
17二极管PD具有这样的结构，其在反向偏置的状态中使用，并且通过在该场 合由控制栅极CG的耗尽程度的控制可以优化(通常为最大化)敏感性。
关于复位晶体管TS,例如，漏极连接到存储节点SN,源极连接到参考 电压VSS的供给线(在下文称为"VSS线")32，而栅极连接到复位信号 (RESET)的供给线(在下文称为"复位线")33。复位晶体管TS将存储节 点SN从浮置状态切换为连接到VSS线32的状态，以使存储节点SN放电， 由此使存储在其中的电荷量复位。
关于放大晶体管TA,例如，漏极连接到VDD线31、源极通过读取晶 体管TR连接到检测电位Vdet (或者检测电流Idet)的输出线(在下文称为 "检测线")，而栅极连接到存储节点SN。
关于读取晶体管TR,例如，漏极连接到放大晶体管TA的源极，源极 连接到检测线35,而栅极连接到读取控制信号(READ)的供给线(在下文 称为"读取控制线")。
放大晶体管TA例如具有这样的功能，当薄膜光敏二极管PD中产生的 正电荷存储在复位后再次处于浮置状态的存储节点SN中时，放大晶体管TA 放大这样的存储电荷(光接收电位)。读取晶体管TR是用于控制计时的晶体 管，以该计时将放大晶体管TA放大的光接收电位放电到检测线35。当经过 预定的存储时间时，读取控制信号(READ)被激活，并且读取晶体管TR 导通ON,从而在放大晶体管TA的源极和漏极上施加电压，根据此时的栅 极电位而通过电流。结果，根据光接收电位的幅度而增加的电位改变呈现在 检测线35上，并且该电位改变输出为从检测线35到光敏传感器部件1的检 测电位Vdet。或者，作为选择，根据光接收电位而变化的检测电流Idet值从 检测线35输出到光敏传感器部件1的外部。
图3A展示了 TFT阵列基板201在粘合到如图1所示的滤色器基板202 以密封其间的液晶前的俯视图。
在图3A所示的图案示意图中，图3A所示的元件和节点由图3B中使用 的相同的符号表示，从而元件之间的电连接清楚可见。
例如，VDD线31、 VSS线32和检测线35每个都由铝(Al)配线层形 成，而复位线33和读取控制线34每个都由栅极金属(GM)如钼(Mo )形 成。栅极金属(GM)形成在铝(Al)配线层之下。诸如多晶硅(PS)层的 四个半导体层隔离地设置在栅极金属(GM)层的上侧和铝(Al)的层的下侧。复位晶体管TS、读取晶体管TR、放大晶体管TA和薄膜光敏二极管PD 的每一个都具有诸如PS层的半导体层。
在晶体管中，例如，形成这样的晶体管结构，其中N型杂质引入例如由 PS层组成的薄膜半导体层与栅极金属(GM)相交部分的一侧和另一侧，以 便形成源极和漏极。
另一方面，在薄膜光敏二极管PD中，相反导电类型的P型和N型杂质 引入由例如PS层组成的薄膜半导体层36的一侧和另 一侧，由此形成二极管 结构。P型杂质区域(P+区域)形成阳极区域(A区域)，例如，其构成存储 节点SN。另一方面，N型杂质区域(N+区域)形成薄膜光敏二极管PD的 阴极区域(K区域)，例如，其在上侧通过接触连接到VDD线31。
图4的截面图示意性地展示了 FFS系统的液晶中的光敏传感器部件1 和像素(PIX)的部分。图4表示了沿着图3A的S1-S1线剖取的截面并示出 了光敏传感器部件1的一部分，和像素(PIX)(未示出)的一部分的截面。
例如，本实施例中的液晶中的像素是FFS(边缘场切换，FFS-Field Fringe Switching )系统。FFS系统的液晶也称为"平面内切换(IPS ， in plane switching) -Pro"系统的液晶。
如图4所示，用作开关元件SW的晶体管以埋入多个多层绝缘膜中的状 态形成在TFT阵列基板201上。图4所示的绝缘膜从下侧开始依次包括两层 栅极绝缘膜50、两层第一层间绝缘膜51、第二层间绝缘膜(平坦膜)52和 第三层间绝缘膜53。
例如，由钼(Mo )等形成并且要成为垂直扫描线44的栅极金属GM形 成在栅极绝缘膜50的下面，并且包括多晶硅(PS)层等的薄膜半导体层43 形成在栅极绝缘膜50的上面。
半导体层43的结构为要成为沟道形成区域的p-区域设置在栅极金属 GM的上侧，并且要成为源极/漏极区域的W区域形成在p-区域的两侧，由 此构造了薄膜晶体管。
例如，在半导体层43中形成的源极和漏极区域之一上形成像素电极40， 该像素电极40包括通过内部配线42和接触41以像素为基础分段的透明电 极层。
另外，在像素电极40下侧的第二层间绝缘膜52和第三层间绝缘膜53 之间的交界面上形成公共电极55,以^更面对像素电极40。公共电极55由透明电极层组成，为所有的像素公用。
此外，由铝等形成的信号线45A连接到在半导体层43中形成的源极和 漏极区域的另一个。
另外，例如，滤色器基板202堆叠在TFT阵列基板201的上侧，并且液 晶层203、配向(取向)膜56和滤色器204从下侧开始按着这样的顺序形成 在两个基板之间。
这里，液晶层203具有向列型液晶(nematic liquid crystal )。
电位固定为公共电位的公共电极，通过施加在其自身和像素电极40之 间的电压来变化施加给液晶的电场。
如图l所示，第一偏振片206和第二偏振片207以通过粘合剂的稳固接 触状态设置在TFT阵列基板201和滤色器基板202的外侧表面上，并且为正 交尼科耳(crossed-Nicol)状态。
另外，可以用作信号线45A和垂直扫描线44 (栅极金属(GM))的材 料实例包括铝(A1)、钼(Mo)、铬(Cr)、钨(W)、钛(Ti)、铅(Pb)、它 们的复合层(例如，Ti/Al)和它们的合金层。
现在，将在下面描述光敏传感器部件1的截面结构。
如图4所示，薄膜光敏二极管PD以埋入多个多层绝缘膜的状态形成在 TFT阵列基板201的上侧，该多个多层绝缘膜包括两个栅极绝缘膜50、两个 第一层间绝缘膜51、第二层间绝缘膜(平坦膜)52和第三层间绝缘膜53。
例如，作为"金属膜"的控制栅极CG恰好形成在栅极绝缘膜50的下 面，并且具有多晶硅等的薄膜半导体层36形成在栅极绝缘膜50之上。
半导体层36具有这样的结构，I区域(本征半导体区域)36I设置在控 制栅极CG之上，并且具有P+区域(P型半导体区域)的阳极区域36A和具 有N+区域(N型半导体区域)的阴极区域36K设置在I区域361的两侧。此 外，在本实施例中，包含低浓度的N型杂质的低浓度半导体区域(N-区域) 36N形成在I区域36I和阴极区域36K之间。以这样的方式，构造具有低浓 度半导体区域的pin结构的薄膜光敏二极管。
另外，在PDN结构中形成D区域(N-区域)来替代I区域。
阴极区域36K通过形成在层间绝缘膜51中的接触塞(contact plug) 54 例如连接到形成在第一层间绝缘膜51上面的VDD线31。阳极区域36A在 一个部分(未示出)连接到配线39,并且连接到放大晶体管TA的栅极电极。另外，在第一层间绝缘膜51上面，检测线35和VSS线32并排设置在 远离VDD线31的位置。
例如，因为所有的VDD线31、 VSS线32和检测线35都由铝等形成， 并且它们具有很大的台阶，所以形成用于平坦台阶的第二层间绝缘膜(平坦 膜)52。
电位固定在公共电位的公共电极55形成在第二层间绝缘膜52的上面， 因为光敏传感器件1没有像素电极，所以在此不能控制施加给液晶的电场， 而是获得了由公共电极55固定液晶的功能。公共电极55由透明电极层组成， 并且因此可以透射光。
在图4中，滤色器204在光敏传感器部件1和像素(PIX )之间的边界 部分设置有黑矩阵21K,而传感器开口 SA开在两个黑矩阵21K之间。另一 方面，在像素(PIX)中示出了 R、 G和B滤光片。
(薄膜光敏二极管的结构和光接收特性)
图5A是PIN结构的薄膜光敏二极管PD的平面图，而图5B是沿着图 5A的X-X，线剖取的截面图。在图5B中，省略了诸如VDD线31的配线和 第二层间绝缘膜52及上层的构造。
例如，具有"金属膜"的控制栅极38形成在TFT阵列基板201之上， 两个栅极绝缘膜50形成在其上侧，并且半导体层36形成在栅极绝缘膜50 的上侧。
半导体层36具有如图5A所示的图案形状。具体地讲，设置了具有？+ 区域(P型半导体区域)的阳极区域36A、 I区域(本征半导体区域)361、 低浓度半导体区域(N-区域)36N和具有N+区域(N型半导体区域)的阴极 区域36K。以此方式，构造了具有低浓度半导体区域PIN结构的薄膜光敏二 极管。
附带地，在PND结构的情况下，形成D区域(N-区域)来代替I区域。
另外，涉及上述区域的控制栅极38如图5A所示。
第 一层间绝缘膜51形成为覆盖光敏二极管，并且通过到达阳极区域36A 和阴极区域36K的接触孔CT连接到接触塞54。
在上述的光敏二极管中，当施加反向偏压时，在I区域(或者D区域) 内产生(扩展)耗尽层。为了促进耗尽过程(depletion process),实施背栅 极控制(由控制栅极CG对电场的控制)。这里应当理解的是，在PIN结构
21中，从P+区域耗尽进行到约10 另 一方面，在PDN结构中，基本上D 区域的整个区域被耗尽，其优点在于，相应地拓宽了具有光接收敏感性的区 域。在本实施例中，可以采用PIN结构和PDN结构的每一个。
作为具有这样结构的位置传感器的薄膜光敏二极管设计为对不可见光 具有敏感性、所希望的敏感性峰值。
不可见光例如包括红外光或者紫外光。附带地，根据CIE ( Commission International de l，Eclaiage )，紫外光(也是不可见光的实例)和可见光之间的 波长分界为360至400nm,而可见光和红外光之间的波长分界为760至830 nm。然而，应当注意的是，实际上可以解释为波长不大于350nm的光为紫 外光，而波长不小于700nm的光为红外光。这里，不可见光的波长范围是不 大于350nm的范围和不小于700nm的范围。然而，这里应当注意的是，在 本实施例中，不可见光的波长分界可以任意地规定在上述的360至400 nm 和760至830 nm的范围内。
在采用红外光(IT光)作为不可见光的情况下，构成在IR光的波长范 围内具有敏感性峰值的薄膜光敏二极管PD的薄膜半导体层36,优选其能带 隙小于用于可见光的光接收元件的能带隙(例如，1.6eV)。例如，这样的薄 膜光敏二极管PD可以由价带和导带之间的能带隙为1.1 eV的多晶硅或者晶 体硅制造，其能带隙小于用于可见光的光接收元件的能带隙(例如，1.6 eV)。
关于能带隙Eg,由公式Eg^hv(这里，h是普朗克常数，并且v二l/X U是光的波长))来计算优化值。
另一方面，当薄膜半导体层36由非晶硅或者微晶硅形成时，光接收能 力(敏感性)对于红外光和紫外光二者都能获得，这是因为这些半导体材料 具有能带隙水平的分布。因此，采用这些半导体材料的任何一种所形成的薄 膜光敏二极管PD不仅对可见光具有光接收能力，而且对包含红外光和紫外 光的不可见光也有光接收能力，并且可用作可见光和不可见光的光接收元 件。
由上可知，本实施例中可以优选使用的薄膜光敏二极管PD优选具有由 多晶硅、微晶硅、非晶硅或者晶体硅形成的半导体层36。
以任何方式，通过选择和设计半导体材料来制造本实施例中的薄膜光敏 二极管PD,从而对诸如红外光和紫外光的不可见光的吸收将高于设计为接 收可见光的光敏二极管。这里，参考图3，将讨论具有上述薄膜光敏二极管的光敏传感器部件的 光检测操作。
在用光辐射薄膜光敏二极管时所产生的电流存储在像素中的存储电容 中且转换成电压后，该信号由放大晶体管TA放大，由此实现信号的读取，
当采用这样的方法时，传感器的信号敏感性(电压)可以表示为(光电流)
x (曝光时间)/ (电流存储电容)。
因此，为了在此增加传感器信号敏感性可以考虑下面的方法(l)增加 光电流，(2)延长曝光时间(exposure time ),以及(3 )减少电流存储电容。
特别是在利用元件的寄生电容作为电流存储电容的情况下，传感器信号 敏感性电压可以通过减少整个装置结构的寄生电容而得以改善。
(薄膜光敏二极管的布置实例)
采用这样的布置，其中阳极区域(P+区域)36A在垂直于连接到阴极区 域(N+区域)36K的方向的方向上的宽度Wp不同于阴极区域(N+区域)36K 在垂直于连接到阳极区域(P+区域)36A的方向的方向上的宽度Wn。
上述构造可以制造为这样的构造，其中从一个表面侧或者另一个表面侧 来看，阳极区域(P+区域)36A和控制栅极38的重叠区域的面积不同于阴 极区域(N+区域)36K和控制栅极38的重叠区域的面积。
具体地讲，阳极区域(P+区域)36A或者阴极区域(N+区域)36K减少 了宽度，以便减少其与控制栅极38重叠的面积，这能减少阳极区域(P+区 域)36A或者阴极区域(N+区域)36K与控制栅极38之间的寄生电容。
这里，考虑到刚刚所述的重叠区域的情况，低浓度半导体区域(N-区域) 36N可以制造为阴极区域36K的一部分。在低浓度半导体区域(N-区域)36N 占据的区域非常小的情况下，以及在N型杂质浓度很低的情况下，该区域可 以不予考虑。这在下文也适用。
在本实施例中，例如，控制栅极38处于连接到阴极区域(N+区域)36K 的状态。这里，阳极区域(P+区域)36A在垂直于连接到阴极区域(N+区域) 36K的方向的方向上的宽度Wp小于阴极区域(N+区域)36K在垂直于连接 到阳极区域(P+区域)36A的方向的方向上的宽度Wn。
通过刚刚所述的构造，可以获得这样的构造，其中从一个表面侧或者另 一个表面侧来看，阳极区域(P+区域)36A和控制栅极38的重叠区域的面 积小于阴极区域(>T区域)36K和控制栅极38的重叠区域的面积。这保证
23了可以减少控制栅极38和阳极区域(P+区域)36A之间的寄生电容Cgp。
特别是，在薄膜光敏二极管PD中，阳极区域(P+区域)36A的宽度 Wp与阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn的比率Rl的优选范围为0.3 S Rl
< 1。
在稍后的实例中将描述将比率Rl设定在刚刚所述的范围内是优选的原因。
或者，在控制栅极38连接到阳极区域(P+区域)36A的构造的情况下， 与所示的光敏二极管的情况不同，采用下面的构造。所采用的构造为使得阳 极区域(P+区域)36A在垂直于连接到阴极区域(N+区域)36K的方向的方 向上的宽度Wp大于阴极区域(N+区域)36K在垂直于连接到阳极区域(P+ 区域)36A的方向的方向上的宽度Wn。
作为刚刚所述构造的结果，从一个表面侧或者另一个表面侧来看，阳极 区域(P+区域)36A和控制栅极38的重叠区域的面积大于阴极区域(N+区 域)36K和控制栅极38的重叠区域的面积。与上面的情况相类似，这保证 了可以减少控制栅极38和阴极区域(N+区域)36K之间的寄生电容Cgn。
特别是，在薄膜光敏二极管PD中，阴极区域(N+区域)36K的宽度 Wn与阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的比率R2的优选范围为0.3 ^R2
< 1。
在稍后的实例中将描述将比率R2设定在刚刚所述的范围内为优选的原因。
(阴极区域和栅极电极的连接)
图6A的电路图展示了存在于薄膜光敏二极管和控制栅极的寄生电容。 在薄膜光敏二极管和控制栅极，存在下面的寄生电容。
(1) 控制栅极38和阳极区域(P+区域)36A之间的寄生电容Cgp
(2) 控制栅极38和阴极区域(N+区域)36K之间的寄生电容Cgn
(3) 阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K之间的结 (junction)的寄生电容Cjnc
在控制栅极38连接到阴极区域(N+区域)36K的情况下，如上所述， 图6A的电路图变为如图6B所示。
换言之，控制栅极38和阴极区域(N+区域)36K之间的寄生电容Cgn 明显地变得不存在。因此，上述电流存储电容由控制栅极38和阳极区域(？+
24区域)36A之间的寄生电容Cgp以及阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+ 区域)36K之间的结的寄生电容Qjnc之和表示。
相反，在控制栅极38连接到阳极区域(P+区域)36A的情况下，控制 栅极38和阳极区域(P+区域)36A之间的寄生电容Cgp明显地变得不存在。 因此，电流存储电容由控制栅极38和阴极区域(N+区域)36K之间的寄生 电容Cgn以及阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K之间的结 的寄生电容Cjnc之和表示。
对于控制栅极38连接到阴极区域(N+区域)36K或者阳极区域(P+区 域)36A的上述构造，寄生电容Cgn或者寄生电容Cgp制作为明显不存在。 这减少了寄生电容，由此可以改善传感器信号敏感性电压。
这里，阳极区域(P+区域)36A自身或阴极区域(N+区域)36K自身与 控制栅极38之间形成寄生电容，优选控制栅极38连接到阳极区域(P+区域) 36A和阴极区域(N+区域)36K中寄生电容较大的一个，即上述的寄生电容 Cgp、 Cgn的电容值较高的。寄生电容Cgp和Cgn的较大的一个因此被制作 为明显不存在，由此可以提高寄生电容减少的效应。
如上的薄膜光敏二极管pd具有通过其间的绝缘膜(栅极绝缘膜50 )彼 此相对的P型半导体区域(阳极区域(P+区域)36A)和金属膜(控制栅极 38)组成的寄生电容Cgp。另外，薄膜光敏二极管PD具有由通过其间的绝 缘膜(栅极绝缘膜50)彼此相对的N型半导体区域(阴极区域(N+区域) 36K)和金属膜(控制栅极38)组成的寄生电容Cgn。
在本实施例中，从一个表面侧或者另一个表面侧来看，阳极区域(P+区 域)36A和控制栅极38的重叠区域的面积不同于阴极区域(N+区域)36K 和控制栅极38的重叠区域的面积。这导致寄生电容Cgp的电容值和寄生电 容Cgn的电容值彼此不同。
结果，在该构造中，与根据现有技术的构造的薄膜光敏二极管相比，减 少了寄生电容，即减少了电流存储电容。
此外，阳极区域(P+区域)36A自身或阴极区域(W区域)36K自身与 控制栅极38之间通过其间的栅极绝缘膜50构成寄生电容，控制栅极38连 接到阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K中寄生电容较大的 一个，即寄生电容Cgp和Cgn中的较大的一个。
这保证了能使寄生电容Cgp和Cgn中的较大的一个显然不存在，由此
25可以进一步减少寄生电容，即可以进一步减少电流存储电容。
根据包括光敏传感器部件的液晶显示器，每一个光敏传感器部件都具有 属于本实施例的薄膜光敏二极管，通过如上所述减少电流存储电容即寄生电 容，可以增加传感器的信号敏感性。
在上述构造中，阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的变化可以产生对 敏感性的影响，因此，重要的是以充分的研究来设计该因素。 (传感器敏感性的改进以及饱和特性的改进)
同样，在通过上述减少薄膜光敏二极管的寄生电容来增加光敏传感器部 件的敏感性的情况下，会影响传感器的饱和特性。
在本实施例中，以下面的方式，精确地检测入射在薄膜光敏二极管PD 上的光的成分，并且使从薄膜光敏二极管运行的角度来看希望检测的光尽可 能多地入射在薄膜光敏二极管上，以便设计为同时取得传感器的敏感性的改 进及其饱和特性的改进。
如上所述，对不可见光具有敏感性的薄膜光敏二极管PD倾向于由"杂 散光(stray light)"产生的S/N (信号对噪声)很低，"杂散光"没有到达被 检测物而重复地在液晶面板200内部反射，由此回绕(going round)到薄膜 光敏二极管PD的一侧。
例如，入射在薄膜光敏二极管上的光分类如下(l)在偏振片和空气之 间的界面反射后进入薄膜光敏二极管的光噪声；(2 )在背光的光由金属配线 反射后进入薄膜光敏二极管的光噪声；(3 )直接进入薄膜光敏二极管的背光 的光组成的光噪声；以及(4)从使用者的手指反射的背光的光组成的光信
如上所述，当从背光发射的不可见光撞击在诸如VDD线31、VSS线32、 检测线35等的配线、控制栅极38和类似物上以及由其反射时，减少了到达 面板的前侧的不可见光的数量。除此之外，不可见光的一部分在到达面板的 前侧之前作为杂散光返回到薄膜光敏二极管PD的 一侧，以由薄膜光敏二极 管PD作为噪声成分接收。
这里，来考虑薄膜光敏二极管的运行。在控制栅极38连接到阴极区域 (N+区域)36K的情况下，耗尽层邻近阳极区域(P+区域)36A和I区域361 之间的边界形成，从而在该区域提高了光学敏感性。
因此，防止来自背光的杂散光进入I区域361,可导致抑制杂散光入射在薄膜光敏二极管PD的较高光学敏感性的部分上，改进S/N,并且加宽动
态范围(dynamic range )。
设置在本实施例中的薄膜光敏二极管中的控制栅极38是金属膜，由此 能够防止来自背光的杂散光的入射。
更具体地讲，对于控制栅极38设置在较高光学敏感性的部分下的构造， 可以抑制杂散光的入射。
特别是，阳极区域(P+区域)36A在阴极区域(W区域)36K侧的端部 和控制栅极38在阳极区域(P+区域)36A侧的端部之间的距离D的优选范 围为1.5至3.0 )im。
此外，阴极区域(N+区域)36K在阳极区域(P+区域)36A侧的端部和 控制栅极38在阴极区域(N+区域)36K侧的端部之间的距离的优选范围为 1.5至3.0,。
在稍后的实例中将描述设定刚刚所述范围内的距离为优选的原因。 (运行)
现在，将在下面描述液晶显示器IOO的示例性运行实例。 在像素区域中，背光300设置在液晶面板200的背侧表面侧上。来自背 光300的照明光透射通过第一偏振片206、 TFT阵列基板201、液晶层203、 滤色器204、滤色器基板202和第二偏振片207，以从前侧表面发射来显示 图像。
在该透射过程中，透射的光在透射通过第一偏振片206时偏振为第一方 向。当该光透射通过液晶层203时，透射的光的偏振方向沿着由液晶分子的
二偏振片207时，透射的光偏振为与第一方向偏离预定角度的第二方向。
在三次偏振作用的过程中，通过根据输入图片信号的电位来控制施加给 液晶层203的电场强度，在像素的基础上独立地变化透射通过液晶层203期 间的偏振角度。因此，通过每个像素的光在从液晶面板200发出而实现预定 图像显示前都经受了调制，以获得根据图片信号的电位的亮度。
另一方面，与透射通过像素的光不同，通过传感器区域中的光敏传感器 部件的光由于电信号而没有经受调制，并且完整地(intact)从液晶面板200 发出。
在图像显示期间，存在使用者的指示提示在例如根据应用的显示内容中的情况。在此情况下，使用者轻轻地用手指或者用纪录笔等触摸显示屏。
当使用者的手指或者用纪录笔等作为被检测物进行与显示屏接触或者 接近显示屏时，从液晶面板200发出的光由该被检测物反射，并且返回进入
液晶面板200。这样返回的光(反射光)经受液晶面板200中的层界面和诸
如配线的反射物体的重复折射和反射，从而反射光通常继续行进而散射在液
晶面板200中。因此，根据被检测物的大小，反射的光最终到达多个光敏传 感器部件1中的至少一个。
当到达光敏传感器部件l的部分反射光入射在施加了预定反向偏压的薄 膜光敏二极管PD上时，该薄膜光敏二极管PD执行光电转换，以产生光电 电荷(photoelectric charge )。光电电荷存储(聚集)在作为由阳极区域(P+ 区域)36A等组成的电流存储电容的存储节点SN中，并且通过连接到存储 节点SN的放大晶体管TA输出。在此时的电荷量代表与接收的光量成比例 的光接收数据。光接收数据(电荷量)作为检测电位Vdet或者检测电流Idet 从如图3B所示的读取电路中的检测线35输出。
检测电位Vdet或者检测电流Idet由图2所示的开关阵列(SEL.SW.) 14 传送到传感器驱动器13侧，在这里收集为光接收数据，并且如此收集的光 接收数据输入到如图1所示的数据处理部分400中的位置检测块402。位置 检测块402或者控制块401在来自液晶面板200侧的4全测电位Vdet或者4全 测电流Idet的基础上以实时方式(real-time manner )连续地提供有成对的行 和列地址。因此，在数据处理部分400中，^皮^:测物的面内位置信息(检测 电位Vdet或者4企测电流Idet )以与行方向和列方向地址信息相关的状态存储 在存储器(未示出)中。
根据存储器中的信息，液晶面板IOO将被检测物的位置信息与显示的信 息彼此叠加，由此它能够确定"使用者根据显示的信息通过用他的手指或者 记录笔等已经给出指示"。作为选择，可以确定"使用者通过在显示屏上移 动记录笔等已经输入预定信息"。因此，在液晶面板100中，类似于通过给 液晶面板200增加触摸面板所获得的功能可以用薄型显示面板来实现，而不 用在其上增加任何触摸面板。这样的显示面板称为"单元内触摸面板(in-cell touch panel )，，。
(形成薄膜光敏二极管的方法)
现在，将在下面描述在根据本实施例的液晶显示器中的光敏传感器部件中设置的薄膜光敏二极管的形成方法。
图7A的平面解了形成液晶显示器中设置的薄膜光敏二极管的工艺
步骤，而图7B是沿着图7A的X-X，线剖取的截面图。
例如，钼等的金属膜通过溅射等形成在TFT阵列基板201上，并且图案 化为控制栅极图案，以形成控制栅极38。
接下来，例如通过CVD (化学气相沉积)等，层叠氮化硅和氧化硅， 以形成栅极绝缘膜50。
随后，例如通过CVD等，沉积诸如多晶硅的半导体，并且图案化为薄 膜光敏二极管图案，以形成半导体层36。半导体层36具有直接形成PIN二 极管的本征半导体区域的半导体，除非通过离子注入将导电杂质引入其中。
图8A的平面解了图7A和7B所示步骤的后续步骤，而图8B是沿 着图8A的X-X，线剖取的截面图。
接下来，例如通过涂覆等，在半导体层36的上侧的整个区域上形成光 致抗蚀剂膜。随后，用光从一个表面(背侧表面)侧在整个区域上辐射TFT 阵列基板201,以采用控制栅极38作为掩模曝光光致抗蚀剂膜，由此图案化 来形成这样图案的抗蚀剂掩模Ml,以保护要成为本征半导体区域的半导体 部分。
通过采用控制栅极38作为掩模的曝光，抗蚀剂掩模Ml可以是关于控 制栅极38以自对准方式被图案化。
图9A的平面解了图8A和8B所示步骤的后续步骤，而图9B是沿 着图9A的X-X，线剖取的截面图。
随后，例如，采用抗蚀剂掩模M1为掩模进行低浓度N型导电杂质的离
在此时，由抗蚀剂掩模M1保护的部分变为I区域(本征半导体区域)
361。
图IOA的平面解了图9A和9B所示步骤的后续步骤，而图IOB是 沿着图IOA的X-X，线剖取的截面图。
接下来，例如，尽管抗蚀剂掩模M1保持不变，但是通过光刻步骤来图 案化抗蚀剂掩模M2为露出要成为阳极区域(P+区域)36A的区域的图案。 这里，抗蚀剂掩模M2设定为部分地与抗蚀剂掩模M1重叠，从而抗蚀剂掩 模Ml和抗蚀剂掩模M2结合为图案，来保护阳极区域(P+区域)36A之外
29的其它部分。
随后，例如，采用抗蚀剂掩模M1和抗蚀剂掩模M2作为掩模，通过离
子注入在暴露的部分中以高浓度将p型导电杂质引入低浓度半导体区域
36N,以形成包含高浓度P型导电杂质的阳极区域(P+区域)36A。
阳极区域(P+区域)36A的端部位置由抗蚀剂掩才莫M1来确定，并且因
此以关于控制栅极38以自对准的方式形成阳极区域(P+区域)36A。
图IIA的平面解了图IOA和10B所示步骤的后续步骤，而图11B
是沿着图IIA的X-X，线剖取的截面图。
接下来，例如，剥离抗蚀剂掩模M1和抗蚀剂掩模M2，并且通过光刻
步骤图案化抗蚀剂掩模M3为露出要成为阴极区域(N+区域)36K的部分的
图案。这里，为了保证低浓度半导体区域36N将留在阴极区域(N+区域)
36K和I区域361之间，抗蚀剂掩模M3形成为以预定的宽度保护低浓度半
导体区域36N。
随后，例如，采用抗蚀剂掩模M3作为掩模，通过离子注入在暴露部分 中以高浓度将N型导电杂质引入低浓度半导体区域36N中，以形成包含高 浓度N型导电杂质的阴极区域(N+区域)36K。
在随后的步骤中，例如，剥离抗蚀剂掩模M3。接下来，例如，通过CVD， 在包含阳极区域(P+区域)36A、 I区域(本征半导体区域)361、低浓度半 导体区域36N和阴极区域(N+区域)36K的半导体层36的上侧的整个区域 上形成第一绝缘膜51。随后，分别打开到达阳极区域(P+区域)36A和阴极 区域(N+区域)36K的接触孔，并且接触孔的每一个都填充有导电层，以形 成接触塞54。
在上述方式中，可以形成在图5A和5B所示的根据本实施例的液晶显 示器中的光敏传感器部件中设置的薄膜光敏二极管。 <修改实例>
图12A是PIN结构的薄膜光敏二极管PD的平面图，而图12B是沿着图 12A的X-X，线剖取的截面图。
该薄膜光敏二极管PD是这样的光敏二极管，其构造基本上与图5A和 5B所示的相同。在该构造中,阳极区域(P+区域)36A在垂直于连接到阴 极区域(N+区域)36K的方向的方向上的宽度Wp小于阴极区域(N+区域) 36K在垂直于连接到阳极区域(P+区域)36A的方向的方向上的宽度Wn。在阳极区域(P+区域)36A于阴极区域(N+区域)36K侧的端部附近，设置 具有与阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn (或者I区域(本征半导体区域) 的宽度)相等的宽度的阳极区域(P+区域)部分36AW。
这使其能够抑制在阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K 之间流动的光电流因阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp狭窄而减少。另夕卜， 它还能够抑制敏感性增加效应因阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp狹窄而 降低。
此外，具有这样的优点，在制造步骤中界面位置的匹配或者对准的错误 的影响少于图5A和5B所示构造的情况。 <实例1>
关于图5A和5B所示的薄膜光敏二极管，制造了根据现有实例的薄膜 光敏二极管，其中阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp和阴极区域(N+区域) 36K的宽度Wn都等于100 (im。
这里，通过短路阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K, 来测试从纟册极端来看的栅极电容Cg对施加在控制栅极上的电压Vg的依赖 关系。这里，设置在阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K之 间的I区域361的宽度分别变化为4.5 (im ( a )、 5.5 pm ( b )、 6.5 pm ( c )、 7.5 (im(d)、 8.5 nm ( e )和9.5 pm ( f )。在此情况下，控制栅极与阴极区域(>1+ 区域)36K之间的重叠以及控制栅极与阳极区域(P+区域)36A之间的重叠 保持不变。
上述测试的结巣如图13所示。
在一定程度的电压施加在控制栅极的情况下，栅极电容Cg随着I区域 361的宽度的变大而变大。然而，当控制栅极上的电压设定到0V时，栅极 电容Cg为常数(约150 ff)，不依赖于I区域36I的宽度。
图14的示意图展示了针对I区域361的宽度L由上述结果通过绘制(a) 施加10V的栅极电压时的栅极电容Cg和(b )施加0V的栅极电压时的栅极 电容Cg。
当施加10V的栅极电压时，栅极电容Cg随着I区域361的变大而变大。 当栅极电压为OV时，栅极电容Cg为常数(约150 fF)，不依赖于I区 域361的宽度。
在上述结果中，随着I区域361的宽度而增加的栅极电容对应于沟道电容。另一方面，独立于I区域361的宽度而是常数的栅极电容Cg被认为是由于控制栅极与阴极区域(N+区域)36K之间的重叠以及控制栅极与阳极区域(P+区域)36A之间的重叠所确定的寄生电容。<实例2>
基于图5A和5B所示的薄膜光敏二极管的构造，通过设定阴极区域(忖+区域)36K的宽度Wn为100 )im，而变化阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp,来制造薄膜光敏二极管，并且测量寄生电容Cp随着宽度Wp的变化的变化。
结果如图15所示，其中(a)代表从控制栅极38来看的寄生电容，以及(b)代表从阳极区域(P+区域)36A来看的寄生电容。
由图可见，在控制栅极38与阴极区域(N+区域)36K彼此连接的情况下，从控制栅极38来看的寄生电容成分和从阳极区域(P+区域)36A来看的寄生电容成分都随着阳极区域(P+区域)36A的宽度的减少而减少。因此，证实了减少控制栅极38与阳极区域(P+区域)36A之间的重叠量和控制栅极38与阴极区域(N+区域)36K之间的重叠量是减少寄生电容的有效技术。
在此情况下，因为如上所述传感器信号敏感性(电压)由(光电流)x(曝光时间)/ (电流存储电容)表示，所以如果在恒定光电流下能够实现电容的减少，则可以提高传感器敏感性。
<实例3>
以与实例2相同的方式，基于图5A和5B所示的薄膜光敏二极管的构造，通过变化阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp而保持阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn为100 pm的常数值，来制造薄膜光敏二极管。采用这样获得的薄膜光敏二极管，测量光电流Inp随着宽度Wp的变化。
结果如图16所示。光电流Inp与阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp成比例的地方，数据一定绘制在通过图中原点(origin)的虚线上。然而，实际上发现即使在阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp很窄时也流过大于所期望的比例(线性)的光电流。
具体地讲，在阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn和阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp中的一个窄的情况下，光电流虽然没有保持常数却也不显示极度降低。因此，已经表明阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn和阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的减少可以有助于敏感性的提高。<实例4>
如上所述，传感器信号敏感性(电压)可以表示为(光电流)x (曝光时间)/ (电流存储电容)。考虑到这一点，对于通过变化阳极区域(P+区域)
36A的宽度Wp而保持阴极区域(]ST区域)36K的宽度Wn为100 pm所获得的薄膜光敏二极管，相对敏感性RS (相对值)在恒定曝光时间下进行了评估。
结果如图17所示。可以看出随着阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的变窄相对敏感性大大增加。
然而，当阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp变为太小时，发生这样的问题，敏感性将根据实际形成的阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp大大变化。
考虑到这一点，为了保证传感器敏感性的增加而不增大敏感性的分散，阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的优选范围为30|im以上并小于100 )im，这里阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn为100 ^m。
换言之，在薄膜光敏二极管PD中，阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp与阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn的比率Rl的优选范围为0.3 S Rl< 1。
<实例5>
对通过变化距离D制造的薄膜光敏二极管进行模拟，距离D是阳极区域(P+区域)36A在阴极区域(N+区域)36K侧的端部和控制栅极38在阳极区域(P+区域)36A侧的端部之间的距离。这里，模拟所获得的是相对光量RL (相对值)，对应于背光的光在配线等上的反射后入射在薄膜光敏二极管上的噪声成分。
结果如图18所示。已经发现相对光量RL随着距离D的增加而减少。这里，实际的光信号水平SIG如图所示。已经发现当距离D设定为不小于0.5 |im时光信号水平的幅度大于噪声成分。<实例6>
关于如图5A和5B所示的薄膜光敏二极管，假设阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn为100 并且阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp为30
进行下面的评估。
这里，变化阳极区域(P+区域)36A在阴极区域(N+区域)36K侧的端部和控制栅极38在阳极区域(P+区域)36A侧的端部之间的距离D。对于薄膜光敏二极管，在恒定曝光时间下来评估相对敏感性RS (相对值)。
结果如图19所示。已经发现相对敏感性RS随着距离D的增加而减少。由图可见，优选设定阳极区域(P+区域)36A在阴极区域(N+区域)36K侧的端部和控制栅极38在阳极区域(P+区域)36A侧的端部之间的距离D在1.5至3.0 pm的范围内。这使其能够实现传感器敏感性分散的稳定性。<实例7>
关于图5A和5B的薄膜光敏二极管，假设阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn为100pm,并且阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp为30(im,进
4亍下面的^H古。
这里，变化阳极区域(P+区域)36A在阴极区域(N+区域)36K侧的端部和控制栅极38在阳极区域(P+区域)36A侧的端部之间的距离D。对于薄膜光敏二极管，评估光敏传感器部件的信号饱和时的光量LSAT (相对值)。
结果如图20所示。由图可见，优选设定阳极区域(P+区域)36A在阴极区域(N+区域)36K侧的端部和控制栅极38在阳极区域(P+区域)36A侧的端部之间的距离D在1.5至3.0 (im的范围内。已经发现该设定与D = -0.2pm的情况相比饱和特性改善2.5倍。
因此，已经发现除了传感器的敏感性特性外还改进了动态范围。
根据本实施例及其修改实例，在形成于显示部分(基板)的传感器区域中的薄膜光敏二极管的每一个中，P型半导体区域的宽度和N型半导体区域的宽度彼此不同。这使其能够减少薄膜光敏二极管和金属膜之间的寄生电容，由此提高传感器的检测敏感性，并且改善传感器的饱和特性。
<第二实施例>
图21A是根据本实施例的PIN结构的薄膜光敏二极管PD的平面图，而图21B是沿着图21A的X-X，剖取的截面图。在图21B中，省略了诸如VDD线31的配线以及第二层间绝缘膜52和上层的构造。除了薄膜光敏二极管PD的构造外，本实施例中的显示器具有与第一实施例相同的构造。
例如，具有"金属膜"的控制栅极38形成在TFT阵列基板201上，两个栅极绝缘膜50形成在其上侧，并且半导体层36形成在栅极绝缘膜50的上侧。
半导体层36具有图21A所示的图案形状。具体地讲，分别设置具有？+
34区域(P型半导体区域)的阳极区域36A、 I区域(本征半导体区域)361 、低浓度半导体区域(N-区域)36N和具有N+区域(N型半导体区域)的阴极区域36K。因此而构造了具有低浓度半导体区域的PIN结构的薄膜光敏二极管。
在此布置中，阳极区域(P+区域)36A在垂直于连接到阴极区域(N+区域)36K的方向的方向上的宽度Wp和阴极区域(N+区域)36K在垂直于连接到阳极区域(P+区域)36A的方向的方向上的宽度Wn彼此不同。另外，控制栅极38相对于这些区域的布置如图21A所示。这里，阳极区域(P+区域)36A在其与控制栅极38重叠的区域的外部设置有延伸部分36AL,沿垂直于连接到阴极区域(N+区域)36K的方向的方向延伸。
另外，第一层间绝缘膜51形成为覆盖光敏二极管，并且通过到达阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K的接触孔CT连接到接触塞54。到达阳极区域(P+区域)36A的接触孔设置在延伸部分36AL中。
在本实施例中，采用这样的构造，其中从一个表面侧或者另一个表面侧来看，阳极区域(P+区域)36A和控制栅极38重叠的面积不同于阴极区域(N+区域)36K和控制栅极38重叠的面积。这导致寄生电容Cgp的电容值不同于寄生电容Cgn的电容值。
因此，获得这样的构造，其中减少了寄生电容，即与具有根据现有技术的构造的薄膜光敏二极管相比，减少了电流存储电容。
此外，在通过其间的栅极绝缘膜50彼此相对的阳极区域(P+区域)36A自身或阴极区域(W区域)36K自身与控制栅极38之间形成寄生电容，优选控制栅极38连接到阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K中寄生电容较大的一个，也就是连接到上述寄生电容Cgp和Cgn的4交大的一个。在本实施例中，控制栅极38连接到阴极区域(N+区域)36K。
这保证了可以使得寄生电容Cgp和Cgn的较大的一个显然不存在，并且可以进一步减少寄生电容，即可以进一步减少电流存储电容。
根据包括光敏传感器部件的液晶显示器，该光敏传感器件的每一个都具有属于本实施例的薄膜光敏二极管，如上所述，通过减少电流存储电容即寄生电容，可以提高传感器的信号敏感性。
在本实施例中的薄膜光敏二极管中，阳极区域(P+区域)36A在与控制
35栅极38重叠的区域的外部的结构基本上是任意的。
另一方面，出于稍后将要描述的原因，优选不设置延伸部分36AL,或者延伸部分36AL尽可能短，并且这可应用于例如在接触孔的开口区域上施加某些限定的情况。
<实例8>
制造根据第 一 实施例的显示器的薄膜光敏二极管和根据第二实施例的显示器的薄膜光敏二极管。这里，通过变化阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp而保持阴极区域(N+区域)36K的宽度Wn为100 jim的固定值来进行制造。对于这些薄膜光敏二极管，测量寄生电容随着宽度Wp的变化。
结果如图22所示，其中(a)是在根据第一实施例构造的薄膜光敏二极管中从阳极区域(P+区域)36A来看的寄生电容，而(b)是在根据第二实施例构造的薄膜光敏二极管中从阳极区域(P+区域)36A来看的寄生电容。
在根据第一实施例构造的薄膜光敏二极管中，通过变窄阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp而使寄生电容减小的量较大。因此，考虑到通过减少电流存储电容增加传感器信号敏感性，优选根据第一实施例的构造。
<第三实施例>
图23A是本实施例中PIN结构的薄膜光敏二极管PD的平面图，而图23B是沿着图23A的X-X，剖取的截面图。在图23B中，省略了诸如VDD线31的配线以及第二层间绝缘膜52和上层的构造。除了薄膜光敏二极管PD的构造外，本实施例中的显示器具有与第一实施例相同的构造。
例如，具有"金属膜"的控制栅极38形成在TFT阵列基板201上，栅极绝缘膜50形成在其上侧，并且半导体层36形成在栅^SJ色缘膜50的上侧。
半导体层36具有如图23A所示的图案形状。具体地讲，设置具有P+区域(P型半导体区域)的阳极区域36A、 I区域(本征半导体区域)361 、低浓度半导体区域(N-区域)36N和具有N+区域(N型半导体区域)的阴极区域36K。因此而构造了具有低浓度半导体区域的PIN结构的薄膜光敏二极管。
在此布置中，阳极区域(P+区域)36A在垂直于连接到阴极区域(N+区域)36K的方向的方向上的宽度Wp和阴极区域(N+区域)36K在垂直于连接到阳极区域(P+区域)36A的方向的方向上的宽度Wn彼此不同。
另外，控制栅极38相对于这些区域的布置如图23A所示。
此外，第一层间绝缘膜51形成为覆盖光敏二极管，并且通过到达阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K的接触孔CT连接到接触塞54。
这里，在I区域36I在阳极区域(P+区域)36A侧的端部附近，设置宽度等于阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的I区域部分36IW。
在本实施例中，与第一实施例类似，从一个表面侧或者另一个表面侧来看，阳极区域(P+区域)36A和控制栅极38的重叠区域的面积与阴极区域(N+区域)36K和控制栅极38的重叠面积彼此不同。这导致寄生电容Cgp的电容值不同于寄生电容Cgn的电容值的构造。
因此，获得这样的构造，其中减少了寄生电容，即与根据现有技术构造的薄膜光敏二极管相比，减少了电流存储电容。
此外，在通过其间的栅极绝缘膜50彼此相对的阳极区域(P+区域)36A自身或阴极区域(#区域)36K自身与控制栅极38之间形成寄生电容，优选控制栅极38连接到阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K中寄生电容较大的 一个，也就是连接到寄生电容Cgp和Cgn的较大的 一个。在本实施例中，控制栅极38连接到阴极区域(N+区域)36K。
这保证了可以使得寄生电容Cgp和Cgn的较大的一个显然不存在，并且可以进一步减少寄生电容，即可以进一步减少电流存储电容。
根据包括光敏传感器件的液晶显示器，该光敏传感器件的每一个都具有属于本实施例的薄膜光敏二极管，如上所述，通过减少电流存储电容即寄生电容，可以提高传感器的信号敏感性。
特别是，在根据本实施例的薄膜光敏二极管中，与第一实施例中的薄膜光敏二极管相比，阳极区域(P+区域)36A与控制栅极38之间重叠的面积变窄，从而本实施例比第 一实施例更多地减少了寄生电容Cgp。
另外，因为I区域36I和阳极区域(P+区域)36A之间的界面设置在宽度Wp的部分中，所以具有这样的优点，在制造步骤中界面位置的匹配或者对准的错误的影响比第 一 实施例更小。
在上面的构造中，阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的变化可以对敏感性产生影响，并且因此重要的是以充分的研究来设计该因素。
另外，以设置有具有宽度Wp的部分的I区域361,由于复合产生的损失会变得大于第一实施例。尽管损失大，但是重要的是减少了 I区域部分36IW的面积，并且对产生小的影响的范围进行研究。<第四实施例>
图24A是本实施例中PIN结构的薄膜光敏二极管PD的平面图，而图 24B是沿着图24A的X-X，线剖取的截面图。在图24B中，省略了诸如VDD 线31的配线以及第二层间绝缘膜52和上层的构造。除了薄膜光敏二极管 PD的构造外，本实施例中的显示器具有与第一实施例相同的构造。
例如，具有"金属膜"的控制栅极38形成在TFT阵列基板201上，两 个栅极绝缘膜50形成在其上侧，并且半导体层36形成在栅极绝缘膜50的 上侧。
半导体层36具有如图24A所示的图案形状。具体地讲，分别设置具有 P+区域(P型半导体区域)的阳极区域36A、 I区域(本征半导体区域)361 、 低浓度半导体区域(N-区域)36N和具有N+区域(N型半导体区域)的阴极 管: 、" '又"'/ ' "' "
另外，第一层间绝缘膜51形成为覆盖光敏二极管，并且通过到达阳极 区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K的接触孔CT连接到接触塞 54。
这里，从一个表面侧或者另一个表面侧来看，阳极区域(P+区域)36A 和控制栅极38之间重叠的宽度Lp设定为小于阴极区域(W区域)36K和控 制栅极38之间重叠的宽度Ln。
与第一实施例相类似，这导致从一个表面侧或者另一个表面侧来看，阳 极区域(P+区域)36A和控制栅极38的重叠区域的面积与阴极区域(N+区 域)36K和控制栅极38的重叠区域的面积彼此不同。结果，寄生电容Cgp 的电容值不同于寄生电容Cgn的电容值。
因此，获得这样的构造，其中减少了寄生电容，即与根据现有技术构造 的薄膜光敏二极管相比，减少了电流存储电容。
此外，在通过其间的栅极绝缘膜50彼此相对的阳极区域(P+区域)36A 自身或阴极区域(N+区域)36K自身与控制栅极38之间形成寄生电容，优 选控制栅极38连接到阳极区域(P+区域)36A和阴极区域(N+区域)36K 中寄生电容较大的一个。简而言之，控制栅极38优选连接到上述寄生电容 Cgp和Cgn的较大的一个。在本实施例中，控制栅极38连接到阴极区域(>^+ 区域)36K。
38这保证了可以使得寄生电容Cgp和Cgn的较大的一个显然不存在，并 且可以进一步减少寄生电容，即可以进一步减少电流存储电容。
根据包括光敏传感器部件的液晶显示器，该光敏传感器件的每一个都具 有属于本实施例的薄膜光敏二极管，如上所述，通过减少电流存储电容即寄 生电容，可以提高传感器的信号敏感性。
特别是，根据本实施例的薄膜光敏二极管的优点在于，由复合产生的损 失小于第一实施例。
阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的变化对敏感性的影响也小于第一
实施例。
另外，因为I区域36I和阳极区域(P+区域)36A之间的界面设置在宽 度Wp的部分中，所以具有这样的优点，在制造步骤中界面位置的匹配或者 对准的错误的影响比第 一 实施例更小。
<实例9〉
基于根据第四实施例的显示器的薄膜光敏二极管的构造，其中阴极区域 (N+区域)36K的宽度Wn和阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp彼此相等， 通过变化宽度(W-长度)来制造薄膜光敏二极管。这里，阳极区域(P+区域) 36A和控制栅极38之间重叠的宽度Lp与阴极区域(N+区域)36K和控制栅 极38之间重叠的宽度Ln分别设定为0.5 (im和1.5 (im。
采用该薄膜光敏二极管，测量了随着变化的W-长度的控制栅极38与阳 极区域(P+区域)36A之间的寄生电容Cgp和控制栅极38与阴极区域(N+ 区域)36K之间的寄生电容Cgn的变化。
结果如图25所示。
由图可见，Cgp和Cgn 二者都随着W-长度的增加而增加。然而，Cgn 对W-长度的倾斜更大，并且W-长度越大，Cgn大于Cgp的量越大。
这里，如第四实施例所示，控制栅极38与阴极区域(N+区域)36K之 间的连接导致仅存Cgp (寄生电容Cgp和Cgn中较小的一个)的条件。这使 其能够进一步减少寄生电容，并且通过电流存储电容的减少来实现传感器信 号敏感性的增加。
<第五实施例>
(通过显示器的应用获得的产品实例)
各实施例及其修改实例可应用为下述各种产品中的符号/图像显示部分。例如，它们可应用到电视机、个人计算机等的监视器、诸如移动电话、 游戏机、PDA等具有视频再现功能的移动设备、诸如照相机、摄像机等的成 像设备、诸如汽车导航单元的车载设备，等等。
另外，如果红外线用作该不可见光，则人的体温分布可以检测为红外线 图案。因此，本发明的实施例可应用于人类手指的静脉鉴别中的红外线的有 效使用。
在此情况下，取代液晶面板200而设置静脉鉴别单元，其包括静脉鉴别
面板，能够通过面板透射来自背光的光，并且其才艮据从背光发出且由触摸静 脉鉴别面板的表面的人类手指反射的红外线来进行静脉鉴别。 <第一应用实例>
图26是作为第一应用实例的电视机的透视图。根据该应用实例的电视 机包括具有前面板102、滤光片玻璃103和类似物的图片显示屏部分101, 并且上述的显示器可应用于该图片显示屏部分101。
<第二应用实例>
图27A和27B图解了作为第二应用实例的数字相机，其中图27A是从 正面侧看的透视图，而图27B是从背面侧看的透视图。根据该应用实例的数 字相机包括闪光发射部分111、显示部分112、菜单开关113、快门按钮ll4 等，并且上述的显示器可应用于显示部分112。
<第三应用实例>
图28是作为第三应用实例的笔记本大小的个人计算机的透视图。根据 该应用实例的笔记本大小的个人计算机具有包括输入符号等时操作的键盘 122的主体121,和用于显示图像的显示部分123等，并且上述的显示器可 应用于显示部分123。
<第四应用实例>
图29是作为第四应用实例的摄像机的透视图。根据该应用实例的摄像 机包括主体部分131、位于指向前方的侧表面用于捕获目标的透镜132、摄 像时使用的开始/停止开关133、显示部分134等，并且上述的显示器可应用 于显示部分134。
<第五应用实例>
图30A至30G图解了作为第五应用实例的例如移动电话的移动终端设 备。其中，图30A是移动电话在打开状态下的正视图，图30B是其侧视图，图30C是移动电话在关闭状态下的正视图，图30D是其左视图，图30E是 其右视图，图30F是其俯视图，而图30G是其仰视图。根据该应用实例的移 动电话包括上壳体141、下壳体142、连接部分(这里，铰链部分)143、显 示器144、副显示器145、图片灯146、照相机147等，并且上述的显示器可 应用于显示器144和副显示器145。
根据本发明实施例的显示器不限于上面的描述。
例如，在上面的实施例中，控制栅极连接到阴极区域(W区域)36K侧， 并且阳极区域(P+区域)36A的宽度设定为小于阴极区域(N+区域)36K的 宽度，这样的构造不是限定性的。例如，可以是这样的构造，其中控制栅极 连接到阳极区域(P+区域)36A侧，并且阴极区域(N+区城)36K的宽度设 定为小于阳极区域(P+区域)36A的宽度。
在此情况下，在薄膜光敏二极管PD中阴极区域(N+区域)36K的宽度 Wn与阳极区域(P+区域)36A的宽度Wp的比率R2的优选范围为0.3兰R2 <1,理由与上述的相同。
此外，阴极区域(W区域)36K在阳极区域(P+区域)36A侧的端部和 控制栅极38在阴极区域(N+区域)36K侧的端部之间的距离的优选范围为 1.5至3.0 jam,理由与上述的相同。
另外，尽管在上面的实施例中对液晶显示器进行了描述，但是这不是限 定性的，而是根据本发明实施例的显示器也可应用于其它显示器，如有机 EL显示器和基于电子纸(E-paper)的显示器。
除了以上所述，在不脱离本发明的范围和宗旨的情况下，可以进行各种 修改。
本发明包含分别于2007年12月19日和2008年10月24日提交日本专 利局的日本专利申请JP 2007-328065和2008-274546相关的主题,将其全部
内容引用参考于此。
本发明包含与分别于2007年12月19日和2008、年10月24日提交曰本 专利局的日本专利申请JP2007-328065和2008-274546相关的主题，将其全 部内容引用结合于此。
权利要求
1、一种显示器，包括基板，具有像素区域，其中形成像素，以及传感器区域，其中形成光敏传感器部件；照明部分，构造为从所述基板的一个表面侧照明所述基板；薄膜光敏二极管，设置在所述传感器区域中，至少具有正型半导体区域，和负型半导体区域，并且构造为接收从所述基板的另一个表面侧入射的光；以及金属膜，形成在所述基板的所述一个表面侧上，以便通过居间的绝缘膜面对所述薄膜光敏二极管，构造为限制由所述照明部分产生的光从所述一个表面侧直接入射在所述薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中，在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域在与连接到所述负型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度与所述负型半导体区域在连接到所述正型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度彼此不同。
2、 如权利要求1所述的显示器，其中，在所述薄膜光敏二极管中，从所述一个表面侧和所述另一个表面 侧之一来看，所述正型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积不同于所 述负型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积。
3、 如权利要求1所述的显示器， 其中所述金属膜连接到所述负型半导体区域，并且 在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域在与连接到所述负型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度小于所述负型半导体区域在与连接到 所述正型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度。
4、 如权利要求3所述的显示器，其中，在所述薄膜光^:二极管中，从所述一个表面侧和所述另一个表面 侧之一来看，所述正型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积小于所述 负型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积。
5、 如权利要求3所述的显示器，其中，在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域的所述宽度与所 述负型半导体区域的所述宽度的比率R1的范围为0.3 SRI < 1。
6、如权利要求1所述的显示器，其中，所述金属膜连接到所述正型半导体区域，并且 在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域在与连接到所述负型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度大于所述负型半导体区域在与连接到 所述正型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度。
7、 如权利要求6所述的显示器，其中，在所述薄膜光敏二极管中，从所述一个表面侧和所述另一个表面 侧之一来看，所述正型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积大于所述 负型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积。
8、 如权利要求6所述的显示器，其中，在所述薄膜光敏二极管中，所述负型半导体区域的所述宽度与所 述正型半导体区域的所述宽度的比率R2的范围为0.3 ^ R2 < 1 。
9、 如权利要求1所述的显示器，其中，所述薄膜光敏二极管在所述负型半导体区域与所述正型半导体区 域之间具有本征半导体区域和/或低浓度半导体区域，所述低浓度半导体区域 的导电杂质浓度低于所述负型半导体区域和所述正型半导体区域的导电杂 质浓度。
10、 如权利要求1所述的显示器，其中，包括构成所述薄膜光敏二极管的所述正型半导体区域和所述负型 半导体区域的半导体区域由多晶硅、微晶硅、非晶硅或者晶体硅形成。
11、 如权利要求1所述的显示器， 其中所述照明部分发射不可见光，并且 所述薄膜光敏二极管对所述不可见光具有^:感性。
12、 如权利要求1所述的显示器，其中所述正型半导体区域在所述负型半导体区域侧的端部与所述金属 膜在所述正型半导体区域侧的端部之间的距离的范围为1.5至3.0 |im。
13、 如权利要求1所述的显示器，膜在所述负型半导体区域侧的端部之间的距离的范围为1.5至3.0 |am。
14、 一种显示器，包括 基板，具有像素区域，其中形成像素，和 传感器区域，其中形成光敏传感器部件； 照明部分，构造为从所述基板的一个表面侧照明所述基板； 薄膜光敏二极管，设置在所述传感器区域中，至少具有 正型半导体区域，和 负型半导体区域，并且 构造为接收从所述基板的另一个表面侧入射的光；以及 金属膜，形成在所述基板的所述一个表面侧上，以便通过居间的绝缘膜 面对所述薄膜光敏二极管，构造为限制由所述照明部分产生的光从所述一个 表面侧直接入射在所述薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中，在所述薄膜光敏二极管和所述金属膜中，包括通过居间的所述绝 缘膜彼此面对的所述正型半导体区域和所述金属膜的寄生电容的电容值不 同于包括通过居间的所述绝缘膜彼此面对的所述负型半导体区域和所述金 属膜的寄生电容的电容值。
15、 一种显示器，包括 基板，具有像素区域，其中形成像素，和 传感器区域，其中形成光敏传感器部件； 照明部分，构造为从所述基板的一个表面侧照明所述基板； 薄膜光敏二极管，设置在所述传感器区域中，至少具有 正型半导体区域，和 负型半导体区域，并且 构造为接收从所述基板的另一个表面侧入射的光；以及 金属膜，形成在所述基板的所述一个表面侧上，以便通过居间的绝缘膜 面对所述薄膜光电二极管，构造为限制由所述照明部分产生的光从所述一个 表面侧直接入射在所述薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中，在所述薄膜光敏二极管中，从所述一个表面侧和所述另一个表面 侧之一来看，所述正型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积不同于所 述负型半导体区域与所述金属膜的重叠区域的面积。
16、如权利要求14所述的显示器，其中，寄生电容包括通过居间的所述绝缘膜而彼此面对的所述正型半导
17、 如权利要求15所述的显示器，其中，在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域在与连接到所述 负型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度不同于所述负型半导体区域在 与连接到所述正型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度。
18、 如权利要求16所述的显示器，其中，所述金属膜连接到所述负型半导体区域，并且在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域在与连接到所述负型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度小于所述负型半导体区域在与连接到所述正型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度。
19、 如权利要求15所述的显示器，其中，所述金属膜连接到所述正型半导体区域，并且 在所述薄膜光敏二极管中，所述正型半导体区域在与连接到所述负型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度大于所述负型半导体区域在与连接到所述正型半导体区域的方向垂直的方向上的宽度。
20、 如权利要求15所述的显示器，其中，所述薄膜光敏二极管在所述负型半导体区域与所述正型半导体区 的导电杂质浓度低于所述负型半导体区域和所述正型半导体区域的导电杂属膜，所述金属膜连接至'、所述正型半导体区域禾质浓度。
全文摘要
一种显示器，包括基板，具有像素区域和形成光敏传感器部件的传感器区域；照明部分，用于从基板的一个表面侧照明基板；薄膜光敏二极管，设置在传感器区域中，至少具有P型半导体区域和N型半导体区域，并且用于接收从基板的另一个表面侧入射的光；以及金属膜，形成在基板的该一个表面侧，以便通过绝缘膜面对薄膜光敏二极管，用于限制由照明部分产生的光从该一个表面侧直接入射在薄膜光敏二极管上，并且固定到预定的电位，其中，在薄膜光敏二极管中，P型半导体区域的宽度和N型半导体区域的宽度彼此不同。
文档编号G02F1/13GK101464579SQ20081018418
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者伊藤良一, 关健太, 大谷夏树, 池田雅延, 高间大辅 申请人:索尼株式会社