JPH0764114A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0764114A JPH0764114A JP23721293A JP23721293A JPH0764114A JP H0764114 A JPH0764114 A JP H0764114A JP 23721293 A JP23721293 A JP 23721293A JP 23721293 A JP23721293 A JP 23721293A JP H0764114 A JPH0764114 A JP H0764114A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- liquid crystal
- crystal display
- substrate
- display device
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B2213/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B2213/02—Viewfinders
- G03B2213/025—Sightline detection
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 信号電荷量の損失を減じてＳ／Ｎを向上さ
せ、同時に放熱性を改良して温度上昇の影響を防止した
光電変換装置を搭載した液晶表示装置を提供する。 【構成】 基板１０９の上に金属層１２１を形成し、そ
の上にバイポーラ型トランジスタを形成し、該トランジ
スタのベース領域を深いベース１１８ａ及び浅いベース
１１８ｂからなる構成とし、上記深いベース１１８ａと
上記金属層１２１をショットキー接合させてなる光電変
換素子を液晶パネルのＴＦＴ基板上に形成する。
せ、同時に放熱性を改良して温度上昇の影響を防止した
光電変換装置を搭載した液晶表示装置を提供する。 【構成】 基板１０９の上に金属層１２１を形成し、そ
の上にバイポーラ型トランジスタを形成し、該トランジ
スタのベース領域を深いベース１１８ａ及び浅いベース
１１８ｂからなる構成とし、上記深いベース１１８ａと
上記金属層１２１をショットキー接合させてなる光電変
換素子を液晶パネルのＴＦＴ基板上に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、同一基板上に液晶表示
部と光電変換部を有するアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に関するものである。
部と光電変換部を有するアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶物質を２枚の電極基板間に挟持して
電圧を印加することにより該液晶の光学的性質を変化さ
せ、画像表示を行なう液晶素子は、ＣＲＴよりもコンパ
クトで高精細な表示装置として広く普及している。
電圧を印加することにより該液晶の光学的性質を変化さ
せ、画像表示を行なう液晶素子は、ＣＲＴよりもコンパ
クトで高精細な表示装置として広く普及している。
【０００３】この液晶表示装置の一部に光電変換装置を
集積することで、より多様な機能を有する装置が提案さ
れている。例えば、観察者の眼球に赤外光を照射し、そ
の赤外光を検知することにより、観察者の視線方向を検
知することができる。
集積することで、より多様な機能を有する装置が提案さ
れている。例えば、観察者の眼球に赤外光を照射し、そ
の赤外光を検知することにより、観察者の視線方向を検
知することができる。
【０００４】この様なシステムは従来、別個に配置され
ていた液晶表示装置と検出装置を一体化したものであ
り、カメラやビデオ装置の小型化に大きく寄与する。
ていた液晶表示装置と検出装置を一体化したものであ
り、カメラやビデオ装置の小型化に大きく寄与する。
【０００５】従来の光電変換装置を搭載した液晶表示装
置の構造を図７及び図８に示す。図中、１０１は光電変
換部、１０２は液晶表示部、１０３は基板、１０４は薄
膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と記す）、１０５は画
素電極、１０６はＴＦＴのチャネル領域、１０７はソー
ス拡散層、１０８はドレイン拡散層、１０９は基板、１
１０はゲート絶縁層、１１１はゲート電極、１１２、１
１４〜１１６は絶縁層、１１３は電極、８０９は基板、
８１３は電極、８１２、８１４〜８１６は絶縁層、８１
７はコレクタ、８１８はベース、８１９はエミッタであ
る。
置の構造を図７及び図８に示す。図中、１０１は光電変
換部、１０２は液晶表示部、１０３は基板、１０４は薄
膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と記す）、１０５は画
素電極、１０６はＴＦＴのチャネル領域、１０７はソー
ス拡散層、１０８はドレイン拡散層、１０９は基板、１
１０はゲート絶縁層、１１１はゲート電極、１１２、１
１４〜１１６は絶縁層、１１３は電極、８０９は基板、
８１３は電極、８１２、８１４〜８１６は絶縁層、８１
７はコレクタ、８１８はベース、８１９はエミッタであ
る。
【０００６】図７（ａ）は光電変換部を有する液晶表示
パネルの平面模式図である。液晶表示パネルは、１枚の
半導体又はガラス等透明素材からなる基板１０３上に液
晶表示部１０２及び光電変換部１０１を有している。図
７に示したように、光電変換部を左右に一対配置してい
るが、必要に応じて一方のみ、或いは上下を含めた２対
配置される。各光電変換部は多数の光電変換素子を一列
配置したラインセンサー構造、又は２次元アレイ状に配
置したエリアセンサー構造が可能である。
パネルの平面模式図である。液晶表示パネルは、１枚の
半導体又はガラス等透明素材からなる基板１０３上に液
晶表示部１０２及び光電変換部１０１を有している。図
７に示したように、光電変換部を左右に一対配置してい
るが、必要に応じて一方のみ、或いは上下を含めた２対
配置される。各光電変換部は多数の光電変換素子を一列
配置したラインセンサー構造、又は２次元アレイ状に配
置したエリアセンサー構造が可能である。
【０００７】図７（ｂ）は液晶表示部の断面図であり、
表面が絶縁された半導体基板或いはガラス等透明絶縁素
材からなる基板１０９上に薄膜単結晶半導体をチャネル
領域１０６とするＴＦＴ１０４、ＴＦＴ１０４のドレイ
ン拡散層１０８に接続されたＩＴＯ等透明導電材からな
る画素電極１０５、ＴＦＴ１０４のソース拡散層１０７
に接続され、画像信号が入力されるソース電極１１３、
ＴＦＴのゲート電極１１１よりなる。隣接するＴＦＴ間
は厚い絶縁層１１６で分離され、ＴＦＴの表面は多層の
絶縁層１１２、１１４、１１５で絶縁されている。本図
に示した基板と対向電極を有する基板（不図示）との間
に液晶を挟持し、液晶表示パネルが構成される。また、
階調性、画質を向上させるために、画素電極１０５の下
に接地された別の電極を設け、画素電極１０５との間に
保持容量を形成することもある。
表面が絶縁された半導体基板或いはガラス等透明絶縁素
材からなる基板１０９上に薄膜単結晶半導体をチャネル
領域１０６とするＴＦＴ１０４、ＴＦＴ１０４のドレイ
ン拡散層１０８に接続されたＩＴＯ等透明導電材からな
る画素電極１０５、ＴＦＴ１０４のソース拡散層１０７
に接続され、画像信号が入力されるソース電極１１３、
ＴＦＴのゲート電極１１１よりなる。隣接するＴＦＴ間
は厚い絶縁層１１６で分離され、ＴＦＴの表面は多層の
絶縁層１１２、１１４、１１５で絶縁されている。本図
に示した基板と対向電極を有する基板（不図示）との間
に液晶を挟持し、液晶表示パネルが構成される。また、
階調性、画質を向上させるために、画素電極１０５の下
に接地された別の電極を設け、画素電極１０５との間に
保持容量を形成することもある。
【０００８】実際の液晶表示装置では、画素ＴＦＴ１０
４が２次元アレイ状に配置され、ゲート電極１１１間及
びソース電極１１３間を水平・垂直方向に接続してい
る。ゲート電極が接続された配線は走査線と呼ばれ、所
定のタイミングでＴＦＴのチャネルをオン・オフする。
また画像信号はソース電極が接続された信号線に入力さ
れ、ＴＦＴがオンされると所定の画像信号が画素電極に
書き込まれる。この時の画素電位ともう一方の基板上の
対向電極の電位との差が液晶に印加される。液晶は印加
された電圧に応じて光透過率を変え、画像情報を表示す
る。
４が２次元アレイ状に配置され、ゲート電極１１１間及
びソース電極１１３間を水平・垂直方向に接続してい
る。ゲート電極が接続された配線は走査線と呼ばれ、所
定のタイミングでＴＦＴのチャネルをオン・オフする。
また画像信号はソース電極が接続された信号線に入力さ
れ、ＴＦＴがオンされると所定の画像信号が画素電極に
書き込まれる。この時の画素電位ともう一方の基板上の
対向電極の電位との差が液晶に印加される。液晶は印加
された電圧に応じて光透過率を変え、画像情報を表示す
る。
【０００９】図８は上記の光電変換部の断面図である。
表面が絶縁された半導体基板又はガラス等絶縁性透明素
材からなる基板８０９上にはバイポーラ型トランジスタ
のコレクタ８１７、ベース８１８、エミッタ８１９が配
置され、エミッタは電極８１３により引き出され信号出
力を与える。隣接する光電変換素子間は厚い絶縁層８１
６で分離され、表面は多層の絶縁層８１２、８１４、８
１５により絶縁されている。この型の光電変換素子はＢ
ＡＳＩＳ（Ｂａｓｅ−Ｓｔｏｒｅ ＴｙｐｅＩｍａｇｅ
Ｓｅｎｓｏｒ）型と呼ばれ、入射光により発生した正
孔をベース８１８に蓄積し、その正孔数に比例した電子
電流をバイポーラトランジスタの増幅作用により出力す
るものである。ＢＡＳＩＳの動作原理の詳細は、例えば
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｖｏｌ．３６， Ｎｏ．
１， Ｊａｎｕａｒｙ １９８９ ｐｐ．３１−３８
”Ａ Ｎｏｖｅｌ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ
Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈＳｅｌｆ−Ｎｏｉｓｅ Ｒｅ
ｄｕｃｔｉｏｎ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ” Ｎ．Ｔａｎ
ａｋａ， Ｔ． Ｏｈｍｉ， Ｙ． Ｎａｋａｍｕｒａ
に記載されている。
表面が絶縁された半導体基板又はガラス等絶縁性透明素
材からなる基板８０９上にはバイポーラ型トランジスタ
のコレクタ８１７、ベース８１８、エミッタ８１９が配
置され、エミッタは電極８１３により引き出され信号出
力を与える。隣接する光電変換素子間は厚い絶縁層８１
６で分離され、表面は多層の絶縁層８１２、８１４、８
１５により絶縁されている。この型の光電変換素子はＢ
ＡＳＩＳ（Ｂａｓｅ−Ｓｔｏｒｅ ＴｙｐｅＩｍａｇｅ
Ｓｅｎｓｏｒ）型と呼ばれ、入射光により発生した正
孔をベース８１８に蓄積し、その正孔数に比例した電子
電流をバイポーラトランジスタの増幅作用により出力す
るものである。ＢＡＳＩＳの動作原理の詳細は、例えば
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｖｏｌ．３６， Ｎｏ．
１， Ｊａｎｕａｒｙ １９８９ ｐｐ．３１−３８
”Ａ Ｎｏｖｅｌ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ
Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈＳｅｌｆ−Ｎｏｉｓｅ Ｒｅ
ｄｕｃｔｉｏｎ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ” Ｎ．Ｔａｎ
ａｋａ， Ｔ． Ｏｈｍｉ， Ｙ． Ｎａｋａｍｕｒａ
に記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の光電変換装置を
搭載した液晶表示装置は、 薄膜シリコンの厚さを十分厚くできないため、入射光
の一部が薄膜シリコンを通過し、信号電荷量に損失を生
じてＳ／Ｎが低下してしまう。特に視線検知用センサー
の様に、検知すべき光の波長が長い場合、損失は大とな
る。 光電変換装置が絶縁層の上に形成されているために、
放熱性が著しく悪く、熱による温度上昇によって （１）光電変換装置の暗電流が増大し、Ｓ／Ｎが劣化す
る （２）トランジスタのオン抵抗が変化し、出力電圧が変
動する 等の問題があった。
搭載した液晶表示装置は、 薄膜シリコンの厚さを十分厚くできないため、入射光
の一部が薄膜シリコンを通過し、信号電荷量に損失を生
じてＳ／Ｎが低下してしまう。特に視線検知用センサー
の様に、検知すべき光の波長が長い場合、損失は大とな
る。 光電変換装置が絶縁層の上に形成されているために、
放熱性が著しく悪く、熱による温度上昇によって （１）光電変換装置の暗電流が増大し、Ｓ／Ｎが劣化す
る （２）トランジスタのオン抵抗が変化し、出力電圧が変
動する 等の問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した表示装置であり、具体的には各画素毎にスイッチ
ング素子として薄膜トランジスタを設けた第１の基板
と、第２の基板との間に液晶を挟持し、該第１の基板上
の表示部近傍に光電変換部を有するアクティブマトリク
ス型の液晶表示装置であって、上記第１の基板と光電変
換部との間に、該光電変換部の少なくとも一部と重なる
金属層を設け、該光電変換部の半導体層と該金属層をシ
ョットキー結合したことを特徴とする液晶表示装置であ
る。
決した表示装置であり、具体的には各画素毎にスイッチ
ング素子として薄膜トランジスタを設けた第１の基板
と、第２の基板との間に液晶を挟持し、該第１の基板上
の表示部近傍に光電変換部を有するアクティブマトリク
ス型の液晶表示装置であって、上記第１の基板と光電変
換部との間に、該光電変換部の少なくとも一部と重なる
金属層を設け、該光電変換部の半導体層と該金属層をシ
ョットキー結合したことを特徴とする液晶表示装置であ
る。
【００１２】本発明において、上記光電変換部として
は、ベース蓄積型イメージセンサー（Ｂａｓｅ−Ｓｔｏ
ｒｅ Ｔｙｐｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）や、電荷
結合素子（Ｃｈａｎｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）が好ましく用いられる。又、上記イメージセンサー
を用いた場合には、光電変換部は深さの異なる第１，第
２のベース領域を有し、深い方のベース領域が金属層と
接触した構成が好ましい。
は、ベース蓄積型イメージセンサー（Ｂａｓｅ−Ｓｔｏ
ｒｅ Ｔｙｐｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）や、電荷
結合素子（Ｃｈａｎｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）が好ましく用いられる。又、上記イメージセンサー
を用いた場合には、光電変換部は深さの異なる第１，第
２のベース領域を有し、深い方のベース領域が金属層と
接触した構成が好ましい。
【００１３】
【実施例及び作用】以下、実施例により本発明を詳細に
説明する。
説明する。
【００１４】（実施例１）本発明の液晶表示装置は従来
の液晶表示装置と液晶表示部の構成及び画像の動作方法
は同じである。よって、図７に示される液晶表示パネル
を有している。本実施例の光電変換部の断面を図１
（ａ）に示す。図中１０９は基板、１１２、１１４〜１
１６は絶縁層、１１３は電極、１１７はコレクタ、１１
８ａ、１１８ｂはベース、１１９はエミッタ、１２１は
金属層である。本実施例において、表面が絶縁された半
導体基板或いは透明絶縁素材からなる基板１０９上に
は、光電変換部のシリコンとショットキー接合を形成す
る金属層１２１が存在する。本実施例ではＰｔ又はＰｔ
Ｓｉを用いた。バイポーラ型トランジスタのベース領域
は、金属層１２１と接する深いベース１１８ａ及び深い
ベース１１８ａと接し、金属層１２１には達していない
浅いベース１１８ｂよりなり、１０16〜１０18ｃｍ-3の
不純物濃度を有する。ｎ型コレクタ１１７はベースを取
り囲み、金属層１２１と接する。浅いベース１１８ｂ内
にはシリコン層表面に位置するｎ+ 型エミッタ１１９が
有り、エミッタ電極１１３が接続されている。隣接する
画素間はＳｉＯ2 の絶縁層１１６により絶縁され、シリ
コン層表面は酸化シリコンの層間絶縁層１１２、ＳｉＮ
の層間絶縁層１１４、１１５により順次覆われ保護され
ている。
の液晶表示装置と液晶表示部の構成及び画像の動作方法
は同じである。よって、図７に示される液晶表示パネル
を有している。本実施例の光電変換部の断面を図１
（ａ）に示す。図中１０９は基板、１１２、１１４〜１
１６は絶縁層、１１３は電極、１１７はコレクタ、１１
８ａ、１１８ｂはベース、１１９はエミッタ、１２１は
金属層である。本実施例において、表面が絶縁された半
導体基板或いは透明絶縁素材からなる基板１０９上に
は、光電変換部のシリコンとショットキー接合を形成す
る金属層１２１が存在する。本実施例ではＰｔ又はＰｔ
Ｓｉを用いた。バイポーラ型トランジスタのベース領域
は、金属層１２１と接する深いベース１１８ａ及び深い
ベース１１８ａと接し、金属層１２１には達していない
浅いベース１１８ｂよりなり、１０16〜１０18ｃｍ-3の
不純物濃度を有する。ｎ型コレクタ１１７はベースを取
り囲み、金属層１２１と接する。浅いベース１１８ｂ内
にはシリコン層表面に位置するｎ+ 型エミッタ１１９が
有り、エミッタ電極１１３が接続されている。隣接する
画素間はＳｉＯ2 の絶縁層１１６により絶縁され、シリ
コン層表面は酸化シリコンの層間絶縁層１１２、ＳｉＮ
の層間絶縁層１１４、１１５により順次覆われ保護され
ている。
【００１５】本実施例の光電変換原理は前述の従来例と
全く同じである。但し、金属層１２１と深いベース１１
８ａの存在により、以下の特徴を有する。
全く同じである。但し、金属層１２１と深いベース１１
８ａの存在により、以下の特徴を有する。
【００１６】シリコン層が金属層と接しているため、
光電変換装置の発熱が金属層を通じて外部端子に放出さ
れるため、温度上昇が抑制される。
光電変換装置の発熱が金属層を通じて外部端子に放出さ
れるため、温度上昇が抑制される。
【００１７】数ミクロンのシリコン層厚さを通過した
赤外光が金属層で反射され、再度光電変換信号に寄与す
る機会を得る。
赤外光が金属層で反射され、再度光電変換信号に寄与す
る機会を得る。
【００１８】金属層によりシリコンに伸びた空乏層に
より、基板に近い領域の電荷がより効率良くベース領域
に集まる。
より、基板に近い領域の電荷がより効率良くベース領域
に集まる。
【００１９】上記について図２を用いて説明する。図
２（ａ）はＰｔの電位をベース１１８ａの電位をほぼ等
しくした場合の空乏層の広がり、図２（ｂ）はＰｔの電
位をコレクタ１１７の電位とほぼ等しくした場合の空乏
層の広がりを示す。本発明に係る空乏層の広がりは図２
（ｂ）であり、Ｐｔをベース領域に対して正方向にバイ
アスすることにより、深いベース１１８ａのうち、金属
層１２１に近い領域を空乏化させている。この領域に発
生した正孔は空乏層中の電界により、ベース領域に集ま
り易い構造になっている。従来構造では、この領域に発
生したキャリアの一部は隣接素子に拡散し、Ｓ／Ｎ劣化
の一因となっていた。本実施例では、電子・正孔対を発
生する機会を得るため、光電変換効率が向上する。
２（ａ）はＰｔの電位をベース１１８ａの電位をほぼ等
しくした場合の空乏層の広がり、図２（ｂ）はＰｔの電
位をコレクタ１１７の電位とほぼ等しくした場合の空乏
層の広がりを示す。本発明に係る空乏層の広がりは図２
（ｂ）であり、Ｐｔをベース領域に対して正方向にバイ
アスすることにより、深いベース１１８ａのうち、金属
層１２１に近い領域を空乏化させている。この領域に発
生した正孔は空乏層中の電界により、ベース領域に集ま
り易い構造になっている。従来構造では、この領域に発
生したキャリアの一部は隣接素子に拡散し、Ｓ／Ｎ劣化
の一因となっていた。本実施例では、電子・正孔対を発
生する機会を得るため、光電変換効率が向上する。
【００２０】また、基板側から入射した迷光・外光は金
属層１２１により完全に反射され、ノイズを生じさせな
い。
属層１２１により完全に反射され、ノイズを生じさせな
い。
【００２１】次に本実施例の液晶表示装置の製造工程を
述べる。
述べる。
【００２２】金属層を有する第１の基板の製造工程を図
３に示す。先ず表面を５０００〜１００００Å酸化した
シリコン基板３０２を用意する（ａ）。金属層の必要な
部分の酸化膜を３０００〜８０００Å程度除去した後、
Ｐｔ，Ｃｏ，Ａｌなどｎ型シリコンとショットキー接合
を形成する金属を１０００〜５０００Å程度、スパッタ
法、ＣＶＤ法などにより堆積する（ｂ）。次に研磨によ
り厚い酸化膜３０１ａ上の金属層３０３を除去し、表面
を平坦にする（ｃ）。酸化膜は研磨の際のストッパーと
なる。次にもう１枚のシリコン基板３０４を用意し、上
記研磨後のウエハと貼り合わせる（ｄ）。貼り合わせた
後、金属層３０３の融点を越えない温度で熱処理を行な
うことで、貼り合わせ強度を向上させる。最後に研磨に
より、シリコン層を所望の厚さにまで薄膜化する。
３に示す。先ず表面を５０００〜１００００Å酸化した
シリコン基板３０２を用意する（ａ）。金属層の必要な
部分の酸化膜を３０００〜８０００Å程度除去した後、
Ｐｔ，Ｃｏ，Ａｌなどｎ型シリコンとショットキー接合
を形成する金属を１０００〜５０００Å程度、スパッタ
法、ＣＶＤ法などにより堆積する（ｂ）。次に研磨によ
り厚い酸化膜３０１ａ上の金属層３０３を除去し、表面
を平坦にする（ｃ）。酸化膜は研磨の際のストッパーと
なる。次にもう１枚のシリコン基板３０４を用意し、上
記研磨後のウエハと貼り合わせる（ｄ）。貼り合わせた
後、金属層３０３の融点を越えない温度で熱処理を行な
うことで、貼り合わせ強度を向上させる。最後に研磨に
より、シリコン層を所望の厚さにまで薄膜化する。
【００２３】この後の工程は図１及び図７を用いて説明
する。表示部と光電変換部はシリコン層の厚さが異なる
ため、一旦薄い状態にしてから、エピタキシャル成長に
より光電変換部に必要な３〜５μｍの厚さにしても、ま
た最初の厚みを３〜５μｍにしてその後に表示部のみを
３０００Å〜１μｍまで薄膜化しても良い。
する。表示部と光電変換部はシリコン層の厚さが異なる
ため、一旦薄い状態にしてから、エピタキシャル成長に
より光電変換部に必要な３〜５μｍの厚さにしても、ま
た最初の厚みを３〜５μｍにしてその後に表示部のみを
３０００Å〜１μｍまで薄膜化しても良い。
【００２４】本実施例ではシリコン層は１Ｅ１３〜１５
ｃｍ-3のｎ型シリコンとした。このシリコン層に初めに
深いベース領域１１８ａをイオン注入及び熱拡散により
形成する。次に表示部のｐ型層（チャネル領域１０６）
及び浅いベース層１１８ｂをイオン注入及び熱拡散によ
り形成した。本実施例では表示部のｐ型層及び深いベー
ス層の濃度を１Ｅ１６ｃｍ-3とし、浅いベース層濃度を
１Ｅ１７ｃｍ-3としたが、それぞれ目的に応じ、１Ｅ１
５〜１Ｅ１７ｃｍ-3、１Ｅ１６〜１Ｅ１８ｃｍ-3程度が
可能である。
ｃｍ-3のｎ型シリコンとした。このシリコン層に初めに
深いベース領域１１８ａをイオン注入及び熱拡散により
形成する。次に表示部のｐ型層（チャネル領域１０６）
及び浅いベース層１１８ｂをイオン注入及び熱拡散によ
り形成した。本実施例では表示部のｐ型層及び深いベー
ス層の濃度を１Ｅ１６ｃｍ-3とし、浅いベース層濃度を
１Ｅ１７ｃｍ-3としたが、それぞれ目的に応じ、１Ｅ１
５〜１Ｅ１７ｃｍ-3、１Ｅ１６〜１Ｅ１８ｃｍ-3程度が
可能である。
【００２５】次にＬＯＣＯＳ法により分離のための絶縁
膜１１６、を形成する。厚さは１００００Åとした。次
にＭＯＳＦＥＴのソース拡散層１０７、ドレイン拡散層
１０８のｎ+ 領域及びエミッタ１１９をイオン注入、熱
処理により形成した。注入ドーパントはＰｈ+ 、注入量
は５Ｅ１５ｃｍ-2としたが、ドーパントとしてＡｓ+、
注入量は１Ｅ１５〜１Ｅ１６ｃｍ-2程度が可能である。
断面図ではソース、ドレインのｎ+ 層は基板１０９に達
しているが、必ずしもその必要はない。
膜１１６、を形成する。厚さは１００００Åとした。次
にＭＯＳＦＥＴのソース拡散層１０７、ドレイン拡散層
１０８のｎ+ 領域及びエミッタ１１９をイオン注入、熱
処理により形成した。注入ドーパントはＰｈ+ 、注入量
は５Ｅ１５ｃｍ-2としたが、ドーパントとしてＡｓ+、
注入量は１Ｅ１５〜１Ｅ１６ｃｍ-2程度が可能である。
断面図ではソース、ドレインのｎ+ 層は基板１０９に達
しているが、必ずしもその必要はない。
【００２６】予め形成された２００〜１０００Åのゲー
ト酸化膜上にはポリシリコン電極を形成しておく。ソー
ス、ドレインのイオン注入は通常、ポリシリコンゲート
をセルフアラインにして注入される。ＣＶＤ法でＢＰＳ
Ｇ膜（絶縁膜１１２）を７０００Å程度堆積した後、コ
ンタクトホールを形成し、アルミ電極１１３を堆積、パ
ターニングする。
ト酸化膜上にはポリシリコン電極を形成しておく。ソー
ス、ドレインのイオン注入は通常、ポリシリコンゲート
をセルフアラインにして注入される。ＣＶＤ法でＢＰＳ
Ｇ膜（絶縁膜１１２）を７０００Å程度堆積した後、コ
ンタクトホールを形成し、アルミ電極１１３を堆積、パ
ターニングする。
【００２７】その後、第１の層間絶縁層１１４を堆積
し、表示部には透明画素電極１０５を形成する。画素電
極１０５はドレイン１０８と直接コンタクトをとり、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を使用して
形成した。最後にパッシベーション膜となるシリコン窒
化膜（絶縁層１１５）を形成する。
し、表示部には透明画素電極１０５を形成する。画素電
極１０５はドレイン１０８と直接コンタクトをとり、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を使用して
形成した。最後にパッシベーション膜となるシリコン窒
化膜（絶縁層１１５）を形成する。
【００２８】尚、第１の基板（ＴＦＴ基板）の他の製法
として、ＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｙｅ
ｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｎ Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉ
ｃｏｎ）法がある。本方法では、図３（ｄ）における第
２のシリコンウエハの代わりに、表面を５〜５０μｍ多
孔質化したシリコンウエハ上にエピタキシャル層を形成
した基板（図４）が用いられる。本ウエハは、エピタキ
シャル層４０３側を貼り合わせた後、シリコン基板４０
１、多孔質シリコン４０２を引き続きＨＦとＨ2 Ｏ2 の
混合液でエッチング除去して、膜厚が均一で品質の良い
エピタキシャル層を用いたＳＯＩ基板が得られる。ＴＦ
Ｔ及び光電変換部の製法は、前記第１の基板の場合と全
く同じである。
として、ＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｙｅ
ｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｎ Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉ
ｃｏｎ）法がある。本方法では、図３（ｄ）における第
２のシリコンウエハの代わりに、表面を５〜５０μｍ多
孔質化したシリコンウエハ上にエピタキシャル層を形成
した基板（図４）が用いられる。本ウエハは、エピタキ
シャル層４０３側を貼り合わせた後、シリコン基板４０
１、多孔質シリコン４０２を引き続きＨＦとＨ2 Ｏ2 の
混合液でエッチング除去して、膜厚が均一で品質の良い
エピタキシャル層を用いたＳＯＩ基板が得られる。ＴＦ
Ｔ及び光電変換部の製法は、前記第１の基板の場合と全
く同じである。
【００２９】また、ＴＦＴ構造として、ポリシリコンを
チャネルとするもの、ポリシリコンを再結晶化すること
で単結晶とするもの、或いはアモルファスシリコンをチ
ャネルとするもの等も効果は全く変わらない。
チャネルとするもの、ポリシリコンを再結晶化すること
で単結晶とするもの、或いはアモルファスシリコンをチ
ャネルとするもの等も効果は全く変わらない。
【００３０】更に、ＭＯＳトランジスタの導電型とし
て、ｐチャネル型のもの、バイポーラトランジスタの導
電型として、ｐｎｐ型のものも簡単な電圧の変更が必要
なだけで本発明の効果を何ら損なうことはない。
て、ｐチャネル型のもの、バイポーラトランジスタの導
電型として、ｐｎｐ型のものも簡単な電圧の変更が必要
なだけで本発明の効果を何ら損なうことはない。
【００３１】（実施例２）図５に本発明第２の実施例の
光電変換部の断面を示す。本実施例では、実施例１で形
成した深いベースを省いた構造になっている。本実施例
では、金属層によるベース領域への空乏層広がりがない
ため、クロストークは従来並みであるが、放熱効果、赤
外光の反射効果、裏面からの可視光に対する遮光効果は
実施例１と同様に得られる。また、深いベースを形成す
る工程が不要となり、トランジスタの構造は従来と同じ
ものが用いられるという利点がある。
光電変換部の断面を示す。本実施例では、実施例１で形
成した深いベースを省いた構造になっている。本実施例
では、金属層によるベース領域への空乏層広がりがない
ため、クロストークは従来並みであるが、放熱効果、赤
外光の反射効果、裏面からの可視光に対する遮光効果は
実施例１と同様に得られる。また、深いベースを形成す
る工程が不要となり、トランジスタの構造は従来と同じ
ものが用いられるという利点がある。
【００３２】（実施例３）図６は本発明第３の実施例の
光電変換部の断面図である。本実施例は光電変換部をＣ
ＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）
とした。本ＣＣＤの基本構成及びその動作は例えば、
Ｍ．Ｙａｍａｇｉｓｈｉ他によるＩＥＥＥＴｒａｎｓ，
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｅｄ−３８，ｐ
ｐ．９７６（１９９１）に記載されている。本実施例で
は図６中のｐ−ウエルａに対し負バイアスを印加し、空
乏層が伸びないようにしておく。ＣＣＤの場合でも、金
属膜によりシリコンを通過する赤外光を反射し、再び光
電変換することができる。
光電変換部の断面図である。本実施例は光電変換部をＣ
ＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）
とした。本ＣＣＤの基本構成及びその動作は例えば、
Ｍ．Ｙａｍａｇｉｓｈｉ他によるＩＥＥＥＴｒａｎｓ，
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｅｄ−３８，ｐ
ｐ．９７６（１９９１）に記載されている。本実施例で
は図６中のｐ−ウエルａに対し負バイアスを印加し、空
乏層が伸びないようにしておく。ＣＣＤの場合でも、金
属膜によりシリコンを通過する赤外光を反射し、再び光
電変換することができる。
【００３３】また、裏面より入射する可視光に対する理
想的な遮光膜を得ることができる。更に、ＣＣＤの発熱
はＢＡＳＩＳ型光電変換装置に比べて１０〜１００倍大
きいが、この発熱を金属膜を介して外部に排出すること
ができた。本実施例では光電変換装置のＳ／Ｎ向上、出
力電圧の安定化が図れた。
想的な遮光膜を得ることができる。更に、ＣＣＤの発熱
はＢＡＳＩＳ型光電変換装置に比べて１０〜１００倍大
きいが、この発熱を金属膜を介して外部に排出すること
ができた。本実施例では光電変換装置のＳ／Ｎ向上、出
力電圧の安定化が図れた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置においては、 光電変換部での発熱を排出し、温度上昇による暗電流
増大を防止し、 赤外光を反射し、再度シリコン層に入射させることに
より、光電変換効率をあげることができ、 ベース領域へのキャリアの収束を促し、クロストーク
を防止し、 金属層が裏面側からの外光、迷光となる可視光の理想
的な遮光膜を兼ねることができる。
装置においては、 光電変換部での発熱を排出し、温度上昇による暗電流
増大を防止し、 赤外光を反射し、再度シリコン層に入射させることに
より、光電変換効率をあげることができ、 ベース領域へのキャリアの収束を促し、クロストーク
を防止し、 金属層が裏面側からの外光、迷光となる可視光の理想
的な遮光膜を兼ねることができる。
【００３５】従って、本発明によれば、薄膜上に光電変
換装置が形成され、しかもバックライト等で比較的高温
化に晒され易く且つ赤外光等の比較的長波長の光に対し
て高い検出感度を必要とする視線検知機能を具備する液
晶表示装置であっても上記視線検知機能を低下させるこ
となく安定して使用することができる。
換装置が形成され、しかもバックライト等で比較的高温
化に晒され易く且つ赤外光等の比較的長波長の光に対し
て高い検出感度を必要とする視線検知機能を具備する液
晶表示装置であっても上記視線検知機能を低下させるこ
となく安定して使用することができる。
【図１】本発明の一実施例の光電変換部の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る光電変換部の空乏層の説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例の光電変換部の製造工程図で
ある。
ある。
【図４】本発明の一実施例の光電変換部の他の製造工程
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明第２の実施例の光電変換部の断面図であ
る。
る。
【図６】本発明第３の実施例の光電変換部の断面図であ
る。
る。
【図７】従来の液晶表示パネルを示す図である。
【図８】従来の光電変換部の断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 この様な液晶表示装置と検出装置を一体
化したシステムは、カメラやビデオ装置の小型化に大き
く寄与するものである。
化したシステムは、カメラやビデオ装置の小型化に大き
く寄与するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 光電変換装置を搭載した液晶表示装置の
構造例を図７及び図８に示す。図中、１０１は光電変換
部、１０２は液晶表示部、１０３は基板、１０４は薄膜
トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と記す）、１０５は画素
電極、１０６はＴＦＴのチャネル領域、１０７はソース
拡散層、１０８はドレイン拡散層、１０９は基板、１１
０はゲート絶縁層、１１１はゲート電極、１１２、１１
４〜１１６は絶縁層、１１３は電極、８０９は基板、８
１３は電極、８１２、８１４〜８１６は絶縁層、８１７
はコレクタ、８１８はベース、８１９はエミッタであ
る。
構造例を図７及び図８に示す。図中、１０１は光電変換
部、１０２は液晶表示部、１０３は基板、１０４は薄膜
トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と記す）、１０５は画素
電極、１０６はＴＦＴのチャネル領域、１０７はソース
拡散層、１０８はドレイン拡散層、１０９は基板、１１
０はゲート絶縁層、１１１はゲート電極、１１２、１１
４〜１１６は絶縁層、１１３は電極、８０９は基板、８
１３は電極、８１２、８１４〜８１６は絶縁層、８１７
はコレクタ、８１８はベース、８１９はエミッタであ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 光電変換装置を搭載した液晶表示装置に
おいては、例えば、 薄膜シリコンの厚さを十分厚くできないため、入射光
の一部が薄膜シリコンを通過し、信号電荷量に損失を生
じてＳ／Ｎが低下してしまう。特に視線検知用センサー
の様に、検知すべき光の波長が長い場合、損失は大とな
る。 光電変換装置が絶縁層の上に形成されているために、
放熱性が著しく悪く、熱による温度上昇によって （１）光電変換装置の暗電流が増大し、Ｓ／Ｎが劣化す
る。 （２）トランジスタのオン抵抗が変化し、出力電圧が変
動する。 等の問題を生じる場合があった。
おいては、例えば、 薄膜シリコンの厚さを十分厚くできないため、入射光
の一部が薄膜シリコンを通過し、信号電荷量に損失を生
じてＳ／Ｎが低下してしまう。特に視線検知用センサー
の様に、検知すべき光の波長が長い場合、損失は大とな
る。 光電変換装置が絶縁層の上に形成されているために、
放熱性が著しく悪く、熱による温度上昇によって （１）光電変換装置の暗電流が増大し、Ｓ／Ｎが劣化す
る。 （２）トランジスタのオン抵抗が変化し、出力電圧が変
動する。 等の問題を生じる場合があった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/108 Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ Ａ Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 各画素毎にスイッチング素子として薄膜
トランジスタを設けた第１の基板と、第２の基板との間
に液晶を挟持し、該第１の基板上の表示部近傍に光電変
換部を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置で
あって、上記第１の基板と光電変換部との間に、該光電
変換部の少なくとも一部と重なる金属層を設け、該光電
変換部の半導体層と該金属層をショットキー結合したこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 上記光電変換部はベース蓄積型イメージ
センサーであることを特徴とする請求項１に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項３】 上記光電変換部は深さの異なる第１，第
２のベース領域を有し、深い方のベース領域は金属層と
接触していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表
示装置。 - 【請求項４】 上記光電変換部は電荷結合素子であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23721293A JP3347423B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 液晶表示装置 |
| DE69330709T DE69330709T2 (de) | 1992-12-28 | 1993-12-24 | Blickrichtungsdetektor und Kamera mit diesem Detektor |
| EP93310577A EP0605246B1 (en) | 1992-12-28 | 1993-12-24 | Sight line detector and camera with the detector |
| US08/955,279 US5873003A (en) | 1992-12-28 | 1997-10-21 | Sight line detector, display unit, view finder and unit and camera with the same display unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23721293A JP3347423B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0764114A true JPH0764114A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3347423B2 JP3347423B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17012051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23721293A Expired - Fee Related JP3347423B2 (ja) | 1992-12-28 | 1993-08-31 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3347423B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1197690A (ja) * | 1997-09-20 | 1999-04-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | イメージセンサおよびイメージセンサ一体型アクティブマトリクス型表示装置 |
| KR20030037541A (ko) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법 |
| JP2009016855A (ja) * | 2008-08-20 | 2009-01-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | イメージセンサおよびイメージセンサ一体型アクティブマトリクス型表示装置 |
| US7510917B2 (en) | 1997-07-01 | 2009-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Active matrix display device and method of manufacturing the same |
| US7943968B1 (en) | 1996-12-24 | 2011-05-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Charge transfer semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP23721293A patent/JP3347423B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7943968B1 (en) | 1996-12-24 | 2011-05-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Charge transfer semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US7510917B2 (en) | 1997-07-01 | 2009-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Active matrix display device and method of manufacturing the same |
| JPH1197690A (ja) * | 1997-09-20 | 1999-04-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | イメージセンサおよびイメージセンサ一体型アクティブマトリクス型表示装置 |
| US7791117B2 (en) | 1997-09-20 | 2010-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Image sensor and image sensor integrated type active matrix type display device |
| US8564035B2 (en) | 1997-09-20 | 2013-10-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Image sensor and image sensor integrated type active matrix type display device |
| KR20030037541A (ko) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법 |
| JP2009016855A (ja) * | 2008-08-20 | 2009-01-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | イメージセンサおよびイメージセンサ一体型アクティブマトリクス型表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3347423B2 (ja) | 2002-11-20 |
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