TWI466076B - 顯示裝置及用於製造顯示裝置的方法 - Google Patents

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Description

顯示裝置及用於製造顯示裝置的方法
本發明關於設置有具有輸入功能的顯示部的顯示裝置(以下也稱為輸入裝置)及製造該輸入裝置的方法。
能夠用手指或觸控筆觸摸螢幕而輸入文字資訊的顯示面板很普遍，例如用於PDA(Personal Digital Assistant，即個人數位助理、或Personal Data Assistance，即個人資料助理)等的可擕式資訊終端、可擕式遊戲器、汽車導航系統、現金自動存取款機(ATM)等。
作為上述顯示面板，已知在螢幕上設置有光學感測器的顯示面板(參照專利文獻1至3)。當用手指等觸摸螢幕時，光學感測器的受光光量變化，因此藉由偵測出上述變化，能夠偵測出用手指觸摸的位置。
在專利文獻1中，藉由在兼用作顯示部及輸入部的像素中設置EL元件和光電轉換元件，利用在進行筆輸入時使用的觸控筆的頂端反射光，而可以實現高準確度的資訊輸入。
在專利文獻2中，藉由在圖像顯示時和光學感測器輸出時控制背光燈的開啟和關閉，提高光學感測器的偵測準確度。
在專利文獻3中，藉由在液晶顯示裝置的像素中設置光學感測器，並將圖像感測器內置於顯示裝置的螢幕中，實現個人識別系統。
[專利文獻1]日本專利申請公開2002-287900號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開2006-317682號公報
[專利文獻3]日本專利申請公開2002-33823號公報
本發明的目的之一在於提供一種輸入裝置，該輸入裝置包括在像素中設置光學感測器而具有顯示功能和輸入功能的顯示部，並能夠高準確度地進行利用光學感測器的位置偵測。
本發明的另一目的在於提供一種製造輸入裝置的方法，該輸入裝置包括在像素中設置光學感測器而具有顯示功能和輸入功能的顯示部，並能夠高準確度地進行利用光學感測器的位置偵測。
本發明之一態樣是一種輸入裝置，包括：包括複數個像素的顯示部；設置在複數個像素中且包括液晶元件和電晶體的像素電路；設置在複數個像素的全部或部分中且包括光學感測器和電晶體的感測器電路；電連接於像素電路的像素驅動電路；電連接於感測器電路的感測器驅動電路；以及電連接於感測器驅動電路及上述像素驅動電路的顯示切換電路，其中將光學感測器的偵測信號輸入到感測器驅動電路，且將偵測信號輸出到顯示切換電路，並且顯示切換電路根據從感測器驅動電路輸入的偵測信號而將切換顯示部的顯示的信號輸出到像素驅動電路，並且像素電路、感測器電路、像素驅動電路及感測器驅動電路形成在同一基板上，並且像素電路、感測器電路、像素驅動電路及感測器驅動電路的電晶體的半導體層使用單晶半導體層而形成，並且光學感測器的光電轉換層使用單晶半導體層而形成。
上述根據本發明的輸入裝置也可以包括包括複數個發光二極體而用來照明上述顯示部的背光單元。
上述根據本發明的輸入裝置也可以在像素電路中設置發光元件代替液晶元件。
本發明之另一態樣是一種製造輸入裝置的方法，該輸入裝置包括：包括複數個像素的顯示部；設置在複數個像素中且包括液晶元件和電晶體的像素電路；設置在複數個像素的全部或部分中且包括光學感測器和電晶體的感測器電路；電連接於像素電路的像素驅動電路；以及電連接於感測器電路的感測器驅動電路。本發明的製造方法包括如下步驟：製備單晶半導體基板及支撐基板；藉由將已加速的離子添加到單晶半導體基板，在離單晶半導體基板的表面有預定深度的區域中形成損傷區域；在支撐基板及單晶半導體基板中的至少一個上形成緩衝層；利用二者間的緩衝層將支撐基板和單晶半導體基板彼此密接，而將緩衝層的表面和與緩衝層表面密接的表面彼此接合，以在支撐基板上固定單晶半導體基板；藉由加熱單晶半導體基板，在損傷區域中產生裂縫而從支撐基板分離單晶半導體基板，以形成固定有從單晶半導體基板分離的單晶半導體層的支撐基板；藉由在元件之中分割單晶半導體層，形成複數個單晶半導體層；以及藉由使用已分割的單晶半導體層，形成像素電路、感測器電路、像素驅動電路、感測器驅動電路的電晶體、以及光學感測器。
在上述本發明的製造方法中，輸入裝置也可以在像素電路中設置發光元件代替液晶元件。
在本發明的輸入裝置中，電晶體及光學感測器使用單晶半導體層而形成，因此每個像素或每個元件中的特性變動低，而能夠高準確度地進行利用光學感測器的位置偵測。
在本發明的製造輸入裝置的方法中，電晶體及光學感測器由從單晶半導體基板形成的單晶半導體層構成，因此每個像素或每個元件中的特性變動低，而可以製造能夠高準確度地進行利用光學感測器的位置偵測的輸入裝置。
下面，說明本發明。本發明可以以多種不同的方式實施，所屬技術領域的技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內容可以不脫離本發明的宗旨及其範圍地變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在實施模式及實施例所記載的內容中。另外，在不同附圖之間共同使用同一附圖標記表示同一部分，而省略材料、形狀、製造方法等的反復說明。
實施模式1
本實施模式說明本發明的包括具有顯示功能及輸入功能的顯示部的輸入裝置。
首先，說明根據本發明的輸入裝置的結構。圖1是示出輸入裝置的結構例子之一的框圖。輸入裝置10具有顯示部11、以及電連接於顯示部11的掃描線驅動電路12、資料線驅動電路13。再者，輸入裝置10具有用來控制掃描線驅動電路12及資料線驅動電路13的顯示器控制電路16、控制感測器掃描線驅動電路14及感測器資料線驅動電路15的感測器控制電路17。再者，輸入裝置10具有控制顯示器控制電路16及感測器控制電路17的算術電路18、以及儲存各種資料的儲存電路19。
算術電路18是進行包括在輸入裝置10中的電路的控制及各種計算處理等的電路，它包括CPU(Central Processing Unit，即中央處理單元)和圖像處理用算術電路等。
儲存電路19是用來儲存資料的電路，它包括用來儲存算術電路18所執行的電腦程式、圖像處理用濾波器及查找表等的ROM、用來儲存算術電路18所計算出的計算結果和圖像資料等的RAM等。
顯示部11包括複數個像素21。在各像素21中，設置有具有顯示元件及電晶體的像素電路和具有光學感測器22及電晶體的感測器電路。
像素電路藉由掃描線連接到掃描線驅動電路12，並藉由資料線連接到資料線驅動電路13。作為顯示元件，可舉出如液晶元件那樣的對透過光的偏振狀態進行改變的元件、EL(電致發光)元件等的發光元件等。藉由利用像素電路控制液晶元件的液晶分子的對準來控制透過光的偏振狀態，使像素21以所希望的亮度發光。或者，像素電路控制發光元件的亮度，來使像素21以所希望的亮度發光。這樣，掃描線驅動電路12及資料線驅動電路13構成驅動像素電路的像素驅動電路23。
感測器電路藉由感測器掃描線連接到感測器掃描線驅動電路14，並藉由感測器資料線連接到感測器資料線驅動電路15。光學感測器22是將所接受的光轉換成電信號的元件，例如使用光電二極體。從感測器掃描線驅動電路14輸出的感測器選擇信號所指定的行中的各像素21將光學感測器22所偵測出的信號輸出到感測器資料線驅動電路15。這樣，感測器掃描線驅動電路14及感測器資料線驅動電路15構成驅動感測器電路的感測器驅動電路24。
顯示器控制電路16是控制像素驅動電路23(掃描線驅動電路12及資料線驅動電路13)的電路。根據從顯示器控制電路16輸入的信號，掃描線驅動電路12向掃描線輸出信號，並且資料線驅動電路13向資料線輸出圖像資料。在顯示部11中，根據輸入到掃描線及資料線的信號而顯示圖像。例如，顯示器控制電路16包括將類比圖像資料轉換成數位資料的A-D轉換電路(類比-數位轉換電路)、將數位圖像資料轉換成類比資料的D-A轉換電路(數位-類比轉換電路)、進行圖像處理如伽馬校正等的圖像處理電路等。
感測器控制電路17是控制感測器驅動電路24(感測器掃描線驅動電路14及感測器資料線驅動電路15)的電路。根據從感測器控制電路17輸入的信號，感測器掃描線驅動電路14向感測器掃描線輸出信號。感測器控制電路17從感測器資料線驅動電路15讀出從顯示部11輸入到感測器資料線驅動電路15的偵測信號。在感測器控制電路17或算術電路18中，對偵測信號進行分析，而偵測出光學感測器22的位置。
顯示器控制電路16、感測器控制電路17、以及算術電路18構成顯示切換電路29。顯示切換電路29根據從感測器驅動電路24輸入的偵測信號而將對顯示在顯示部11上的圖像進行切換的信號輸出到像素驅動電路23。就是說，根據感測器控制電路17或算術電路18所偵測出的光學感測器22的位置資訊，算術電路18確定顯示在顯示部11上的圖像，並控制顯示器控制電路16，而改變顯示在顯示部11上的圖像。
在輸入裝置10中，顯示部11的像素電路及感測器電路的電晶體、以及包括在掃描線驅動電路12、資料線驅動電路13、感測器掃描線驅動電路14及感測器資料線驅動電路15中的電晶體形成在同一基板上。
上述電晶體的半導體層使用單晶半導體層而形成，並且光學感測器22的光電轉換層也使用單晶半導體層而形成。由此，與由多晶矽等構成的元件相比，大幅度抑制了每個元件的特性變動，而可以利用光學感測器22高準確度地進行位置偵測。另外，可以抑制各像素21的亮度變動，而可以提供高可靠性輸入裝置10。
另外，由於使用單晶半導體層，所以可以製造遷移率高且能夠流過大電流的電晶體。其結果是，可以減小電晶體的尺寸，而可以減小掃描線驅動電路12、資料線驅動電路13、感測器掃描線驅動電路14及感測器資料線驅動電路15的佔有面積，因此可以實現顯示部11的大螢幕化及高精細化。
另外，在輸入裝置10中，不僅是掃描線驅動電路12等的驅動電路，其他電路也可以集成在與顯示部11相同的基板上。作為這種電路，可以是顯示器控制電路16的全部或一部分、感測器控制電路17的全部或一部分、算術電路18的全部或一部分、儲存電路19的全部或一部分等。
在輸入裝置10中，作為用來製造顯示部11的像素電路的電晶體、感測器電路的光學感測器22、以及包括在掃描線驅動電路12、資料線驅動電路13、感測器掃描線驅動電路14及感測器資料線驅動電路15中的電晶體的基板，可以使用在透光基板上隔著絕緣膜設置有單晶半導體層的半導體基板。圖2A至2C是示出上述半導體基板的結構例子的立體圖。
圖2A至2C所示的半導體基板31至33是具有SOI結構的基板，它是在絕緣層上形成有單晶半導體層的基板。如圖2A所示，半導體基板31是單晶半導體層41隔著緩衝層42固定於支撐基板40上的基板。緩衝層42的表面和支撐基板40的表面接合，使得單晶半導體層41固定於支撐基板40上。
如圖2B所示，半導體基板32是單晶半導體層41隔著緩衝層43固定於支撐基板40上的基板。緩衝層43的表面和單晶半導體層41的表面接合，使得單晶半導體層41固定於支撐基板40上。
如圖2C所示，半導體基板33是單晶半導體層41隔著緩衝層42及43固定於支撐基板40上的基板。緩衝層42的表面和單晶半導體層41的表面接合，使得單晶半導體層41固定於支撐基板40上。
作為支撐基板40，使用具有透光性的基板。具體地說，可以舉出諸如鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃之類的用於電子工業的各種玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、藍寶石基板。較佳使用玻璃基板作為支撐基板40。
作為玻璃基板，較佳使用熱膨脹係數大於等於25×10-7 /℃且小於等於50×10-7 /℃(較佳的是，大於等於30×10-7 /℃且小於等於40×10-7 /℃)，並且應變點為大於等於580℃小於等於700℃的基板。另外，較佳使用無堿玻璃基板作為玻璃基板，以抑制半導體元件的污染。作為無堿玻璃基板的材料，例如，可以舉出鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃等的玻璃材料等。
單晶半導體層41是分割單晶半導體基板而形成的層。作為上述單晶半導體基板，可以使用市售的半導體基板。例如，可以使用單晶矽基板、單晶鍺基板、單晶矽鍺基板等由第14族元素構成的單晶半導體基板。
緩衝層42及43可以具有單層結構或層疊了兩層以上的膜的多層結構。作為構成緩衝層42及43的絕緣膜，可以使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鍺膜、氮化鍺膜、氧氮化鍺膜、氮氧化鍺膜等包含矽或鍺作為其成分的絕緣膜。此外，還可以使用：由氧化鋁、氧化鉭、氧化鉿等金屬的氧化物構成的絕緣膜；由氮化鋁等金屬的氮化物構成的絕緣膜；由氧氮化鋁膜等金屬的氧氮化物構成的絕緣膜；由氮氧化鋁膜等金屬的氮氧化物構成的絕緣膜。
接著，參照圖3至圖5說明輸入裝置10的結構。圖3是用來說明將液晶元件用作顯示元件的輸入裝置10的結構的截面圖。圖4及5是用來說明將發光元件用作顯示元件的輸入裝置10的結構的截面圖。
在圖3所示的輸入裝置10中，顯示部11、像素驅動電路23及感測器驅動電路24構成主動矩陣型液晶面板。圖3所示的控制電路部50指的是形成在與顯示部11相同的基板上的電路群如像素驅動電路23及感測器驅動電路24等。在圖3中，示出兩個電晶體51作為上述控制電路部50的截面。另外，示出一個像素21作為顯示部11的截面，其中示出構成光學感測器22的光電二極體53、包括在像素電路中的液晶元件54以及電晶體55。再者，輸入裝置10具有用來照明顯示部11的背光單元56。
為了構成液晶面板，使用密封材料103以與第一基板101相對且有間隔的方式固定第二基板102。液晶分子被密封在第一基板101和第二基板102之間，而形成液晶層104。
電晶體51、光電二極體53及電晶體55由圖2A至圖2C所示的具有單晶半導體層的半導體基板構成。如圖3所示，電晶體51及55、光電二極體53隔著絕緣膜105形成在第一基板101上。電晶體51及55的半導體層106、以及光電二極體53的光電轉換層107形成在絕緣膜105上，它們分別使用單晶半導體層而形成。第一基板101對應於圖2A至圖2C所示的支撐基板40，而絕緣膜105對應於緩衝層42及43中的單方或雙方。電晶體51及55的半導體層106、以及光電二極體53的光電轉換層107由單晶半導體層41構成。
電晶體51及55具有半導體層106、由絕緣膜108構成的閘極絕緣膜、由導電膜109構成的閘電極、以及由導電膜110構成的源電極及汲電極。在半導體層106中，形成有通道形成區、源極區及汲極區。
光電二極體53具有光電轉換層107、由導電膜110構成的兩個電極。將隔著絕緣膜108形成在光電轉換層107上的導電膜109用作遮光膜。在光電轉換層107中，形成有PIN接面。
導電膜110形成在覆蓋導電膜109的絕緣膜111上。覆蓋導電膜110地形成有絕緣膜112。像素電極113形成在絕緣膜112上。像素電極113藉由導電膜110電連接於電晶體55。另外，在絕緣膜112上形成有絕緣膜114，以維持第一基板101和第二基板102的間隔。覆蓋像素電極113及絕緣膜114地形成有對準膜115。對準膜115可根據需要形成。
像素電極113是透射來自背光單元56的光的透光電極。因此，作為構成像素電極113的導電膜，可以使用在氧化銦中混合了氧化錫的氧化銦錫膜、在氧化銦錫中混合了氧化矽的氧化銦錫矽膜、在氧化銦中混合了氧化鋅的氧化銦鋅膜、氧化鋅膜、或氧化錫膜等。
在第一基板101上形成有外部連接端子58。外部連接端子58由導電膜110及116的疊層膜構成。導電膜116由與像素電極113相同的導電膜構成。外部連接端子58是用來電連接不形成在第一基板101上的電路和形成在第一基板101上的電路的端子。FPC(柔性印刷電路)118藉由各向異性導電膜117電連接於外部連接端子58。
另一方面，在第二基板102上形成有濾色片121和黑矩陣(以下稱為BM)122。在濾色片121和BM122上形成有對置電極123，並覆蓋對置電極123地形成有對準膜124。液晶元件54的結構如下：像素電極113和對置電極123夾著液晶層104。
使用者可以藉由從第一基板101一側看顯示部11而看到圖像，並可以藉由用手指59等觸摸第一基板101一側而輸入資訊。
從背光單元56的光源發射的照明光57對顯示部11進行照明。照明光57經過第二基板102，並經過濾色片121，而只有預定的波長分量被取出。照明光57經過液晶層104和像素電極113，並經過第一基板101，而發射到顯示部11的外部。如圖3所示，當用手指59等觸摸顯示部11時，經過第一基板101的照明光57被反射，而照射到光電二極體53的光電轉換層107。因而，藉由對光電二極體53所偵測出的信號進行分析，可以知道顯示部11的哪個像素21被手指59觸摸。
在圖3所示的輸入裝置10中，遮光膜(導電膜109)設置在光電二極體53上，因此可以遮擋從第二基板102一側照射的光。
作為背光單元56的光源，可以使用冷陰極管、發光二極體(以下稱為LED)等。較佳使用LED。藉由使LED間歇地發光來與其發光期間同步地讀出光電二極體53的偵測信號，可以減少由外部光線等導致的雜訊。
另外，除了以用來顯示圖像的可見光區發光的LED以外，還可以將發射入眼不能識別的紅外光的LED設置在背光單元56中。作為這種LED，可以使用發光光譜的峰值處於波長大於等於800nm小於等於1μm的LED。這是因為在將單晶矽層用於光電二極體53的光電轉換層107的情況下光電二極體53的受光靈敏度在波長大於等於800nm小於等於1μm的區域中較高的緣故。藉由利用人眼不能識別的光，容易使用背光單元56的照明光57或濾色片121以使顯示部11的圖像的顏色最優化的方式設計，並且可以利用光電二極體53高準確度地進行位置偵測。
另外，圖3中的顯示部11的顯示方式為TN(Twisted Nematic，即扭轉向列)模式，但是還可以使用其他模式。例如，可以舉出MVA(Multi-domain Vertical Alignment，即多疇垂直排列)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment，即垂直對準構型)模式、IPS(In-Plane-Switching，即平面內切換)模式、FFS(Fringe Field Switching，即邊緣場切換)模式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell，即軸線對稱排列微胞)模式、OCB(Optically Compensated Bend，即光學補償彎曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal，即鐵電性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal，即反鐵電性液晶)模式等。
在圖4所示的輸入裝置10中，顯示部11構成主動矩陣型EL面板。在圖4中，示出兩個電晶體61作為控制電路部50的截面。另外，示出一個像素21作為顯示部11的截面，並示出構成光學感測器22的光電二極體62、包括在像素電路中的電晶體63、以及發光元件64。
如圖4所示，電晶體61、光電二極體62、電晶體63及發光元件64形成在第一基板141上。為了構成EL面板，使用樹脂層143以與第一基板141相對置的方式固定第二基板142。作為樹脂層143，可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。
電晶體61及63、及光電二極體62由圖2A至圖2C所示的具有單晶半導體層的半導體基板構成。如圖4所示，電晶體61及63、及光電二極體62隔著絕緣膜145形成在第一基板141上。電晶體61及63的半導體層146、以及光電二極體62的光電轉換層147形成在絕緣膜145上，它們分別使用單晶半導體層而形成。第一基板141對應於圖2A至圖2C所示的支撐基板40，而絕緣膜145對應於緩衝層42及43中的單方或雙方。電晶體61及63的半導體層146、以及光電二極體62的光電轉換層147由單晶半導體層41構成。
電晶體61及63具有半導體層146、由絕緣膜148構成的閘極絕緣膜、由導電膜149構成的閘電極、以及由導電膜150構成的源電極及汲電極。在半導體層146中，形成有通道形成區、源極區及汲極區。另外，由與導電膜150相同的導電膜構成的像素電極151連接於電晶體63。
光電二極體62具有光電轉換層147、由導電膜150構成的兩個電極。在光電轉換層147中，形成有PIN接面。
導電膜150及像素電極151形成在覆蓋導電膜149的絕緣膜153上。覆蓋導電膜150及像素電極151地形成有絕緣膜154。在絕緣膜154中形成有暴露像素電極151的上表面的開口部。在該開口部中，EL層155和對置電極156層疊在像素電極151上。發光元件64的結構如下：像素電極151和對置電極156夾有EL層155。
EL層155是至少包括發光層的層，並且除了該發光層以外，還可以包括電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層或電子注入層。
像素電極151是反射由EL層155所發射的光65的反射電極。作為構成像素電極151的導電膜，可以使用鉭、鎢、鈦、鉬、鋁、鉻、銀等的金屬膜、該金屬的合金膜、或該金屬的導電化合物膜。
對置電極156是透射光65的透光電極。作為構成對置電極156的導電膜，可以使用在氧化銦中混合了氧化錫的氧化銦錫膜、在氧化銦錫中混合了氧化矽的氧化銦錫矽膜、在氧化銦中混合了氧化鋅的氧化銦鋅膜、氧化鋅膜、或氧化錫膜等。
在第一基板141上形成有外部連接端子66。外部連接端子66由導電膜149、150及158的疊層膜構成。導電膜158由與像素電極151相同的導電膜構成。外部連接端子66是用來電連接不形成在第一基板141上的電路和形成在第一基板141上的電路的端子。FPC 160藉由各向異性導電膜159電連接於外部連接端子66。
使用者可以藉由從第二基板142一側看顯示部11而看到圖像，並可以藉由用手指59等觸摸第二基板142一側而輸入資訊。
光65經過第二基板142而發射到顯示部11的外部。如圖4所示，當用手指59等觸摸顯示部11時，經過第二基板142的光65被反射，而照射到光電二極體62的光電轉換層147。因而，藉由對光電二極體62所偵測出的信號進行分析，可以知道顯示部11的哪個像素21被手指59觸摸。
最後，說明圖5所示的輸入裝置10。在圖5所示的輸入裝置10中，與圖4同樣，顯示部11構成主動矩陣型EL面板。與圖4不同的點如下：從第一基板141一側取出發光元件64所發射的光65。下面，說明其結構與圖4不同的部分。
覆蓋導電膜150地形成有絕緣膜170。在絕緣膜170上形成有像素電極171，它電連接於電晶體63。覆蓋像素電極171地形成有絕緣膜172。在絕緣膜172中形成有暴露像素電極171的上表面的開口部。在該開口部中，EL層155和對置電極174層疊在像素電極171上。發光元件64的結構如下：像素電極171和對置電極174夾著EL層155。
像素電極171是透射由EL層155所發射的光65的透光電極。作為構成像素電極171的導電膜，可以使用在氧化銦中混合了氧化錫的氧化銦錫膜、在氧化銦錫中混合了氧化矽的氧化銦錫矽膜、在氧化銦中混合了氧化鋅的氧化銦鋅膜、氧化鋅膜、或氧化錫膜等。
對置電極174是反射由EL層155所發射的光65的反射電極。作為構成對置電極174的導電膜，可以使用鉭、鎢、鈦、鉬、鋁、鉻、銀等的金屬膜、該金屬的合金膜、或該金屬的導電化合物膜。
外部連接端子66由導電膜149、150及175的疊層膜構成。導電膜175由與像素電極171相同的導電膜構成。
使用者可以藉由從第一基板141一側看顯示部11而看到圖像，並可以藉由用手指59等觸摸第一基板141一側而輸入資訊。
光65經過第一基板141而發射到顯示部11的外部。如圖5所示，當用手指59等觸摸顯示部11時，經過第一基板141的光65被反射，而照射到光電二極體62的光電轉換層147。因而，藉由對光電二極體62所偵測出的信號進行分析，可以知道顯示部11的哪個像素21被手指59觸摸。
另外，在圖4及圖5中，藉由使發光元件64間歇地發光來與其發光期間同步地讀出光電二極體62的偵測信號，可以減少由外部光線等導致的雜訊。
實施模式2
在本實施模式中，說明圖3所示的具有液晶元件作為顯示元件的顯示部11的結構。
圖6A是示出顯示部11的結構例子的電路圖，而圖6B是一個像素21的電路圖。
顯示部11具有排列成x行y列的像素21。像素21包括具有液晶元件的像素電路25和具有光學感測器的感測器電路26。
另外，在顯示部11中設置有x條掃描線SL1至SLx ，y條資料線DL1至DLy、x條電容線CL1至CLx、x條重設掃描線RL1至 RLx、y條感測器輸出線OL1至 OLy、以及y條感測器電源線VB。注意，在圖6B中，省略了表示各信號線的順序的附圖標記。
掃描線SL1至SLx連接於掃描線驅動電路12，而資料線DL1至DLy連接於資料線驅動電路13。另外，重設掃描線RL1至RLx連接於感測器掃描線驅動電路14，而感測器輸出線OL1至OLy連接於感測器資料線驅動電路15。感測器輸出線OL1至OLy分別連接有恆流電源200。各感測器輸出線OL1至OLy連接於恆流電源200，而流過固定電流。另外，y條感測器電源線VB連接於公共電源電路。各感測器電源線VB被保持為固定電位(基準電位)。
像素21分別具有像素電路25和感測器電路26。像素電路25具有開關電晶體201、液晶元件202及保持電容器203。開關電晶體201的閘電極連接於掃描線SL，而其源極區及汲極區中的一方連接於資料線DL，另一方連接於液晶元件202的像素電極。保持電容器203的一個電極連接於液晶元件202的像素電極，而另一個電極連接於電容線CL。
感測器電路26具有重設電晶體211、緩衝電晶體212、選擇電晶體213、以及光電二極體214。重設電晶體211的閘電極連接於重設掃描線RL，而其源極區連接於感測器電源線VB，而其汲極區連接於緩衝電晶體212的閘電極及光電二極體214。感測器電源線VB還連接有緩衝電晶體212的汲極區。
選擇電晶體213的閘電極連接於掃描線SL，而其源極區及汲極區中的一方連接於緩衝電晶體212的源極區，另一方連接於感測器輸出線OL。
下面，說明感測器電路26的工作方法。圖7是感測器電路26的時序圖。
重設電晶體211，緩衝電晶體212及選擇電晶體213分別可以為n通道型電晶體及p通道型電晶體中的某一種。這裏，為了方便起見，重設電晶體211為n通道型電晶體，緩衝電晶體212為p通道型電晶體，選擇電晶體213為n通道型電晶體。另外，重設電晶體211和緩衝電晶體212的極性較佳不相同。
首先，因為重設掃描線RL1的信號，連接於重設掃描線RL1的所有重設電晶體211處於導通狀態，而連接於其他重設掃描線RL2至RLx的所有重設電晶體211處於非導通狀態。上述狀態為重設掃描線RL1的選擇狀態。此時，在第一行的各感測器電路26中，將感測器電源線VB的電位藉由重設電晶體211提供給緩衝電晶體212的閘電極。因此，將反偏置的電壓施加到光電二極體214的電極之間。
此時，緩衝電晶體212的源極區被保持為從感測器電源線VB的電位(基準電位)減去緩衝電晶體212的源極區和閘極區的電位差的電位。而且，因為掃描線SL1的信號，連接於掃描線SL1的所有選擇電晶體213處於非導通狀態。注意、將重設掃描線RL的選擇期間稱為重設期間TR。在圖7中，“Tpd”表示對所有像素21的光電二極體214受光了的光量進行讀取的期間。
接著，藉由改變重設掃描線RL1的電位，使與此對應的行中的所有重設電晶體211處於非導通狀態。該狀態為重設掃描線RL1的非選擇狀態。同時，使重設掃描線RL2處於選擇狀態。
當重設掃描線RL1處於非選擇狀態且光照射到與此對應的行中的光電二極體214時，電流流過光電二極體214的電極間，從而在重設期間TR1中施加在光電二極體214的電極間的反偏置電壓下降。然後，因為輸入到掃描線SL1的信號，與此對應的行中的選擇電晶體213處於導通狀態。
將重設掃描線RL1處於非選擇狀態後直到同一行中的選擇電晶體213被選擇的期間稱為取樣期間TS1。這可對其他行是相同的。
在取樣期間TS1中，隨著時間的經過，光電二極體214的電極間的反偏置電壓下降。該反偏置電壓的變化量與照射到光電二極體214的光電轉換層的光的強度成比例。在感測器電路26中，光電二極體214的一個電極的電位被保持為固定的電位。因此，在光電二極體214中，與緩衝電晶體212的閘電極連接的電極的電位下降。就是說，緩衝電晶體212的閘電極的電位下降。
在感測器電路26中，緩衝電晶體212的源極區連接於恆流電源200，因此將緩衝電晶體212用作源極跟隨器。就是說，緩衝電晶體212的閘極-源極間電壓恆定。因此，藉由改變光電二極體214的電極間的電位，改變緩衝電晶體212的閘電極的電位，並且以相同的變化量改變緩衝電晶體212的源極區的電位。取樣期間TS1開始後，當掃描線SL1被選擇時，取樣期間TS1結束，而將緩衝電晶體212的源極區的電位的變化輸出到感測器輸出線OL1至OLy。
另一方面，當重設掃描線RL1變成非選擇狀態時，重設掃描線RL2變成選擇狀態，從而重設期間TR2開始，然後重設掃描線RL2變成非選擇狀態，從而取樣期間TS2開始。藉由利用重設掃描線RL1至RLx及掃描線SL1至SLx輸入上述信號，可以在一個幀期間中讀出每個像素21中的光電二極體214受光了的光量作為電壓信號。
在顯示部11中，像素電路25中的顯示元件發出具有預定亮度的光，而進行圖像顯示。與此同時，在感測器電路中，偵測出光學感測器受光了的光量，因此在進行圖像顯示的同時，能夠藉由觸摸進行資訊輸入。
另外，在感測器電路26中，也可以在每個行中設置用於選擇電晶體213的感測器掃描線，來將各行中的選擇電晶體213的閘電極連接於上述感測器掃描線，而不將選擇電晶體213的閘電極連接於掃描線SL。上述感測器掃描線連接於感測器掃描線驅動電路14。從感測器掃描線驅動電路14向重設掃描線RL及感測器掃描線提供信號，而控制重設期間TR及取樣期間TS。
本實施模式可以與其他實施模式適當地組合而實施。
實施模式3
在本實施模式中，說明圖4及圖5所示的具有發光元件作為顯示元件的顯示部11的結構。
圖8A是示出顯示部11的結構例子的電路圖，而圖8B是一個像素21的電路圖。顯示部11具有排列成x行y列的像素21。像素21包括具有發光元件的像素電路27和具有光學感測器的感測器電路28。
在顯示部11中設置有x條掃描線SL1至SLx，y條資料線DL1至DLy、y條發光元件電源線VL1至VLy、x條重設掃描線RL1至RLx、y條感測器輸出線OL1至OLy、以及y條感測器電源線VB。注意，在圖8B中，省略了表示各信號線的順序的附圖標記。
掃描線SL1至SLx連接於掃描線驅動電路12，而資料線DL1至DLy連接於資料線驅動電路13。另外，重設掃描線RL1至RLx連接於感測器掃描線驅動電路14，而感測器輸出線OL1至OLy連接於感測器資料線驅動電路15。感測器輸出線OL1至OLy分別連接有恆流電源200。各感測器輸出線OL1至OLy連接於恆流電源200，而流過固定電流。另外，y條感測器電源線VB連接於公共電源電路。各感測器電源線VB被保持為固定電位(基準電位)。
像素電路27具有選擇電晶體221、顯示控制電晶體222、發光元件223及保持電容器224。選擇電晶體221的閘電極連接於掃描線SL，而其源極區及汲極區中的一方連接於資料線DL，另一方連接於顯示控制電晶體222的閘電極。顯示控制電晶體222的源極區及汲極區中的一方連接於發光元件電源線VL，而另一方連接於發光元件223。另外，保持電容器224的一個電極連接於顯示控制電晶體的閘電極，而另一個電極連接於發光元件電源線VL。
各電晶體221及222使用單晶半導體層而形成，由此可以抑制其閾值電壓值的變動，從而像素電路27不必需閾值電壓值的校正電路。因此，可以採用圖8B所示的電晶體個數最少的電路作為像素電路27的結構。
感測器電路28的電路結構與圖6B同樣，並且同樣地動作。另外，在感測器電路28中，也可以在每個行中設置用於選擇電晶體213的感測器掃描線，來將各行中的選擇電晶體213的閘電極連接於上述感測器掃描線，而不將選擇電晶體213的閘電極連接於掃描線SL。上述感測器掃描線連接於感測器掃描線驅動電路14。從感測器掃描線驅動電路14向重設掃描線RL及感測器掃描線提供信號，而控制重設期間TR及取樣期間TS(參照圖7)。
本實施模式可以與其他實施模式適當地組合而實施。
實施模式4
本發明可以適用於具有顯示部的電子設備。作為上述電子設備，例如可以舉出影像拍攝裝置如攝像機或數位照相機等、導航系統、音頻再現裝置(可擕式數位音樂播放器、汽車音響、音響元件等)、筆記本電腦、遊戲機、可擕式資訊終端(行動電腦、行動電話、可擕式遊戲機或電子書等)、圖像再現裝置(具體地說，再現儲存在數位通用光碟(DVD)等記錄媒體中的圖像資料及音頻資料的裝置)等。
首先，說明本發明的輸入裝置適用於PDA的例子。圖9是PDA的外觀圖。圖1所示的系統內置於PDA 1000的外殼1001中。PDA 1000具有顯示部1002、操作按鈕1003、外部連接埠1004。藉由用筆或手指等觸摸顯示部1002，可以將資訊輸入於PDA 1000中。
顯示部1002的螢幕模式主要有三個模式。第一是以圖像顯示為主的顯示模式，第二是以文字等資訊的輸入為主的輸入模式，而且第三是混合了顯示模式和輸入模式的顯示+輸入模式。
圖10A至10D是用來說明顯示模式的螢幕的PDA 1000的正面圖。圖10A及10C示出PDA 1000橫放時的螢幕，而圖10B及10D示出PDA 1000豎放時的螢幕。
顯示模式是將PDA 1000用作顯示器的模式。在顯示部1002上顯示靜態圖像及動態圖像(參照圖10A和10B)。例如，對儲存在儲存電路19中的靜態圖像及動態圖像進行顯示、接收電視廣播電波而顯示電視廣播、連接於網際網路而顯示網頁、等等，可以將各種各樣的圖像資料顯示在顯示部1002上。
另外，在顯示模式中，如圖10C及10D所示，也可以在顯示部1002的螢幕的一部分中顯示能夠選擇操作功能表的圖示1020。當使用者觸摸圖示1020時，顯示部被切換成相應的功能表。例如，在聽音樂時，觸摸音符的圖示1020。在此情況下，在顯示部1002中的由虛線圍繞的螢幕1021上顯示靜態圖像及動態圖像。
圖11A是用來說明輸入模式的螢幕的PDA 1000的正面圖。如圖11A所示，在顯示部1002上顯示鍵盤1030，而在螢幕1031上顯示由鍵盤1030輸入的文字。在輸入模式中，為了優先文字的輸入操作，在顯示部1002的螢幕的大多部分中顯示鍵盤1030。根據所使用的語言改變鍵盤1030的鍵排列。
下面，說明在輸入模式中輸入文字的方法。使用者用手指或筆尖觸摸鍵盤1030中的想要輸入的文字鍵，即可。例如，當觸摸顯示“A”的鍵時，根據設置在顯示部1002中的光學感測器的偵測信號偵測出選擇了“A”的鍵，而在顯示部1031上顯示“A”。
圖11B和11D是用來說明顯示+輸入模式的螢幕的PDA的正面圖。圖11B和11C示出PDA 1000豎放時的螢幕，而圖11D示出PDA 1000橫放時的螢幕。
圖11B至11D所示，在顯示部1002上顯示鍵盤1040。另外，螢幕1041相當於輸入模式的螢幕，它是顯示由鍵盤1040輸入的文字的螢幕。文字的輸入可以與輸入模式同樣地用手指或筆尖觸摸鍵盤1040的鍵而進行。螢幕1042相當於顯示模式的螢幕，它與顯示模式同樣地顯示靜態圖像及動態圖像。可以根據所使用的語言改變鍵盤1040的鍵排列。這裏，在顯示部1002上顯示QWERTY排列的鍵盤1040。
另外，如圖11C所示，可以在螢幕1042上顯示用來選擇操作功能表的圖示1020。
另外，藉由在PDA 1000內部設置具有陀螺儀和加速度感測器等偵測傾斜度的感測器的偵測裝置，判斷PDA 1000的方向(豎向還是橫向)，而可以對顯示部1002的螢幕顯示進行自動切換。
藉由觸摸顯示部1002或對操作按鈕1003進行操作，切換螢幕模式。還可以根據顯示在顯示部1002上的圖像種類切換螢幕模式。例如，當顯示在顯示部上的圖像信號為動態圖像的資料時，將螢幕模式切換成顯示模式，而當顯示在顯示部上的圖像信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。
另外，當在輸入模式中藉由偵測出顯示部1002的光學感測器所偵測的信號得知在一定期間中沒有顯示部1002的觸摸操作輸入時，可以以將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式的方式進行控制。
還可以將顯示部1002用作圖像感測器。例如，藉由用手掌或手指觸摸顯示部1102，來拍攝掌紋、指紋或指靜脈等，而可以進行個人識別。
本發明的輸入裝置不僅應用於PDA，還可以應用於具有顯示部的各種電子設備。圖12A至12C示出上述電子設備的一個例子。
圖12A是電視裝置1100的外觀圖。電視裝置1100具有外殼1101、顯示部1102、支撐台1103等。將本發明的輸入裝置內置於外殼1101中，並將光學感測器設置在顯示部1102的像素中，從而顯示部1102具有顯示功能和資訊輸入功能。
圖12B是監視器1120的外觀圖。監視器1120具有外殼1121、顯示部1122、支撐台1123等。將本發明的輸入裝置內置於外殼1121中，並將光學感測器設置在顯示部1122的像素中，從而顯示部1122具有顯示功能和資訊輸入功能。
圖12C是可擕式電視裝置1130的外觀圖。可擕式電視裝置1130具有外殼1131、顯示部1132、天線1133等。將本發明的輸入裝置內置於外殼1131中，並將光學感測器設置在顯示部1132的像素中，從而顯示部1132具有顯示功能和資訊輸入功能。
本實施模式可以與其他實施模式適當地組合而實施。
實施模式5
雖然在圖1的結構例子中將光學感測器22設置在顯示部11的所有像素21中，但是也可以在一部分的像素中設置光學感測器22。在本實施模式中，說明上述顯示部11的結構例子。
首先，說明如圖3所示的具有液晶元件作為顯示元件的顯示部11的結構例子。圖13是示出顯示部11的結構例子的電路圖，它是圖6A和6B所示的顯示部11的變形例子。圖13示出6行8列的像素，而且省略表示信號線順序的附圖標記。
在顯示部11中，在每個列中設置有顯示紅色(R)的像素(以下稱為“R-像素”)、顯示綠色(G)的像素(以下稱為“G-像素”)、顯示藍色(B)的像素(以下稱為“B-像素”)。在本實施模式中，在R-像素中設置像素電路25及感測器電路26，而不在G-像素及B-像素中設置感測器電路26，只設置像素電路25。像素電路25及感測器電路26的結構與圖6B同樣。
下面，說明如圖4及5所示的具有發光元件作為顯示元件的顯示部11的結構例子。圖14是示出顯示部11的結構例子的電路圖，它是圖8A和8B所示的顯示部11的變形例子。圖14示出6行8列的像素，而且省略表示信號線順序的附圖標記。
在顯示部11中，在每個列中設置有R-像素、G-像素、B-像素。在本實施模式中，在R-像素中設置像素電路27及感測器電路28，而不在G-像素及B-像素中設置感測器電路28，只設置像素電路27。像素電路27及感測器電路28的結構與圖8B同樣。
在感測器電路26及28的光電二極體214的光電轉換層由單晶矽層構成的情況下，在波長大於等於600nm的波長區中光電二極體214的受光靈敏度低。就是說，即使光電二極體214接受G-像素及B-像素所發出的綠色光或藍色光，信號強度的變化也小。因此，在本實施模式中，只在發出紅色光、對該紅色光的光電二極體214的受光靈敏度高的R-像素中設置感測器電路26或感測器電路28。
藉由採用上述結構，不在配置有G-像素及B-像素的列中設置感測器輸出線OL及感測器電源線VB，而可以提高像素的集成度。因此，可以形成高清晰的顯示部11。
實施模式6
在本實施模式中，說明用來製造顯示部、像素驅動電路及感測器驅動電路的半導體基板的製造方法。在本實施模式中，說明具有與圖2A所示的半導體基板31相同的疊層結構的半導體基板的製造方法作為半導體基板的製造方法的一個例子。
圖15A至15D是用來說明半導體基板的製造方法的截面圖。
首先，製備單晶半導體基板401(參照圖15A-1)。可以使用在市場上銷售的單晶半導體基板作為單晶半導體基板401，例如，可以使用單晶矽基板或鍺基板等。作為在市場上銷售的單晶半導體基板，直徑5英寸(125mm)、直徑6英寸(150mm)、直徑8英寸(200mm)、直徑12英寸(300mm)、直徑18英寸(450mm)的圓形矽片是公知的。單晶半導體基板401的形狀不局限於圓形，而可以使用被加工為矩形狀等的單晶半導體基板。
然後，在單晶半導體基板401的表面上形成絕緣膜402(參照圖15A-1)。
作為絕緣膜402，可以藉由化學氣相沉積法(以下稱為CVD法)或濺射法等形成氧化矽膜(SiOx)、氧氮化矽膜(SiOxNy)(x>y)。另外，也可以使用使單晶半導體基板401氧化而形成的氧化物膜。作為單晶半導體基板401的氧化處理，可以進行乾式熱氧化處理，較佳在氧化氣氛中添加鹵素或鹵化合物的氣體。該氣體的典型例子為HCl，還可以舉出HF、NF3 、HBr、Cl2 、ClF3 、BCl3 、F2 、Br2 等。另外，作為單晶半導體基板401的氧化處理，可以進行利用臭氧水、過氧化氫水、或硫酸和過氧化氫以及純水的混合液簡稱SPM(sulfuric acid hydrogen peroxide mixture)等的表面處理。
另外，絕緣膜402較佳使用具有平滑面的絕緣膜。例如，絕緣膜402的表面的平均面粗糙度(Ra)小於等於0.5nm，均方根粗糙度(Rms)小於等於0.6nm，較佳地是，平均面粗糙度小於等於0.3nm，均方根粗糙度小於等於0.4nm。
另外，在使用CVD法形成絕緣膜402的情況下，例 如，可以利用有機矽烷作為原料來形成氧化矽膜。藉由使用利用有機矽烷而形成的氧化矽膜，可以使絕緣膜402的表面平坦。
作為有機矽烷，可以使用四乙氧基矽烷(簡稱TEOS，化學式為Si(OC2 H5 )4 )、四甲基矽烷(TMS，化學式為Si(CH3 )4 )、三甲基矽烷((CH3 )3 SIH)、四甲基環四矽氧烷(TMCTS)、八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三乙氧基矽烷(SiH(OC2 H5 )3 )、三二甲氨基矽烷(SiH(N(CH3 )2 )3 )等的含矽化合物。
接著，藉由隔著絕緣膜402將由被電場已加速的離子構成的離子束403照射到單晶半導體基板401，將離子引入到離單晶半導體基板401的表面有預定深度的區域中，而形成損傷區域404(參照圖15A-2)。
離子束403藉由如下方法形成：通過激發源氣體，產生源氣體的電漿，因電場的作用而從電漿中抽出該電漿所包含的離子，來形成離子束403。為了將離子引入到單晶半導體基板401中，可以使用不進行質量分離的離子摻雜法。或者，可以使用進行質量分離的離子注入法。作為源氣體，可以使用氫氣體、鹵素氣體、氦氣體等。
形成損傷區域404的區域的深度可以根據離子束403的加速能量和離子束403的入射角調節。加速能量可以根據加速電壓和劑量等調節。在與離子的平均侵入深度大致相同的深度區域中形成損傷區域404。從單晶半導體基板 401分離的半導體層的厚度取決於離子引入的深度。形成損傷區域404的深度大於等於10nm小於等於500nm，較佳為大於等於50nm小於等於200nm。
例如，在使用氫(H2 )作為源氣體並使用離子摻雜裝置引入離子的情況下，可以激發氫氣體來產生包含H+ 、H2 + 、H3 + 的電漿。可以藉由調節電漿的激發方法、產生電漿的氣氛的壓力、源氣體的供給量等改變從源氣體中產生的離子種的比例。
H3 + 的氫原子的個數比其他氫離子種(H+ 、H2 + )多，質量大，因此在以同一能量加速的情況下，H3 + 引入到單晶半導體基板401中的比H+ 、H2 + 更淺的區域中。藉由提高包含在離子束403中的H3 + 的比例，可以降低氫離子的平均侵入深度的變動，由此單晶半導體基板401的沿深度方向的氫濃度輪廓變得更陡峭，而且可以使該輪廓的峰值位置變得更淺。因此，在使用離子摻雜法的情況下，相對於包含在離子束403中的H+ 、H2 + 、H3 + 的總量，將H3 + 的比例設定為大於等於50%。較佳地是，將該H3 + 的比例設定為大於等於80%。
在使用氫氣體藉由離子摻雜法引入離子的情況下，加速電壓可以為大於等於10kV小於等於200kV，劑量可以為大於等於1×1016 ions/cm2 小於等於6×1016 ions/cm2 。藉由在這個條件下引入氫離子，雖然依靠包含在離子束403中的離子種及離子比例，但是可以在單晶半導體基板401的深度大於等於50nm小於等於500nm的區域中形成損傷 區域404。
接著，在絕緣膜402上形成絕緣膜405(參照圖15A-3)。將絕緣膜405用作與支撐基板貼合的層(接合層)。
作為絕緣膜405，可以形成氮化矽膜(SiNx)、或氮氧化矽膜(SiNxOy(x>y))、氧氮化矽膜(SiOxNy(x>y))。藉由形成氮化矽膜或氮氧化矽膜作為絕緣膜405，可以將絕緣膜405用作防止包含在支撐基板中的可動離子和水分等雜質擴散到單晶半導體層的阻擋層，因此是較佳的。
另外，氫鍵對絕緣膜405和支撐基板的接合有很大貢獻，因而將絕緣膜405形成為包含氫的形式。藉由使用包含氫的氮化矽膜或氮氧化矽膜作為絕緣膜405，可以利用Si-H、Si-OH、N-H、N-OH鍵來實現利用氫鍵的絕緣膜405和玻璃等支撐基板的牢固接合。作為包含氫的絕緣膜405的形成方法，使用電漿CVD法，並將成膜時的基板溫度設定為大於等於室溫小於等於350℃，較佳為大於等於室溫小於等於300℃，而且使用包含氫的原料氣體。藉由將成膜時的基板溫度設定為低溫，可以使要形成的絕緣膜405的表面粗糙度變低。這是因為如下緣故：成膜時的基板溫度越高，膜堆積表面上的氫基等的蝕刻反應越過多，這導致表面粗糙。
更具體地說，較佳在上述成膜溫度的條件下藉由電漿CVD法使用至少包含矽烷氣體、氨氣體及氫氣體的原料氣體形成氮化矽膜或氮氧化矽膜。在形成氮氧化矽膜的情況下，將氮氧化物氣體添加到原料氣體，即可。藉由使用氨氣體和氫氣體，可以獲得包含氫的絕緣膜405。另外，藉由將成膜時的基板溫度設定為低溫，抑制成膜中的脫氫反應，而可以增加包含在絕緣膜405中的氫量。其結果是，可以牢固地接合絕緣膜405和支撐基板。
接著，製備支撐基板400(參照圖15B)。作為支撐基板400，使用透光基板。具體地說，作為可以用作支撐基板的400的基板，有諸如鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃之類的用於電子工業的玻璃基板、在其表面上形成有氧化矽膜或氧氮化矽膜的塑膠基板等。
作為支撐基板400，使用玻璃基板，例如可以使用被稱為第六代(1500mm×1850mm)、第七代(1870mm×2200mm)、或第八代(2200mm×2400mm)的大面積母體玻璃基板。
接著，接合單晶半導體基板401和支撐基板400(參照圖15C)。將形成在單晶半導體基板401表面的絕緣膜405和支撐基板400的表面密接，而實現接合。上述接合可以利用凡德瓦力作用，藉由壓接支撐基板400和單晶半導體基板401，利用Si-H、Si-OH、N-H、N-OH鍵來實現利用氫鍵的牢固接合。
在接合單晶半導體基板401和支撐基板400之前，較佳對接合面進行兆頻超聲波清洗。或者，較佳對接合面進行兆頻超聲波清洗和臭氧水清洗雙方。這是因為可以藉由進行清洗處理去除接合面的有機物等灰塵而使接合面親水化的緣故。
在接合支撐基板400和絕緣膜405之後，可以在小於等於400℃進行加熱處理。藉由進行加熱處理，可以提高支撐基板400和單晶半導體基板401的接合強度。
另外，較佳在進行加熱處理之前進行加壓處理，或者，較佳在進行加熱處理的同時進行加壓處理。在加壓處理中，沿垂直於接合面的方向施加壓力。即使支撐基板400的表面或絕緣膜405的表面存在著凹凸，也可以藉由進行加壓處理由緻密性低的絕緣膜405吸收上述凹凸，而有效地減少單晶半導體基板401和支撐基板400的接合不良。注意，加熱處理的溫度小於等於支撐基板400的耐熱溫度即可，例如200至600℃。
接著，藉由進行加熱處理，以損傷區域404為劈開面從支撐基板400分離單晶半導體基板401的一部分(參照圖15D)。加熱處理溫度為大於等於400℃以上且小於等於支撐基板400的應變點。在使用RTA(Rapid Thermal Anneal，即快速熱退火)裝置等能夠進行急速加熱的裝置進行加熱處理的情況下，可以在高於支撐基板400的應變點的溫度下進行加熱處理。
藉由進行加熱處理，引起損傷區域404的微小空洞的體積變化，而可以在損傷區域404中產生裂縫。就是說，可以沿損傷區域404劈開單晶半導體基板401。其結果是，其結晶性與單晶半導體基板401相同的單晶半導體層406形成在支撐基板400上。
藉由上述步驟，可以製造單晶半導體層406隔著絕緣膜402及405設置在支撐基板400上的半導體基板410。絕緣膜402及絕緣膜405是緩衝層407。
在劈開單晶半導體基板401之後，較佳進行將鐳射照射到單晶半導體層406上的鐳射照射處理。這是因為如下緣故：藉由將鐳射照射到單晶半導體層406上而使它熔化，可以恢復單晶半導體層406的結晶性，並可以提高其上表面的平坦性。
半導體基板的製造方法不局限於上述步驟。例如，也可以在形成絕緣膜405之後隔著絕緣膜402及405引入離子來在離單晶半導體基板401的表面有預定深度的區域中形成損傷區域404，而不在形成絕緣膜405之前進行離子引入步驟。
作為其他的製造方法，可以在支撐基板400一側形成絕緣膜，該絕緣膜和絕緣膜405接合，而製造其疊層結構與圖2C所示的半導體基板33相同的半導體基板。
作為其他的製造方法，在形成損傷區域404之後去除絕緣膜402，而暴露單晶半導體基板401的表面。然後，在支撐基板400一側形成絕緣膜，該絕緣膜和單晶半導體基板401接合，而製造其疊層結構與圖2B所示的半導體基板32相同的半導體基板。
實施模式7
在本實施模式中，說明使用具有單晶半導體層的半導體基板製造包括具有液晶元件的顯示部的輸入裝置的方法。
在本實施模式中，說明圖6A和6B的具有像素電路25及感測器電路26的顯示部、像素驅動電路23及感測器驅動電路24形成在同一半導體基板上的面板的製造方法。
圖16是說明像素結構的佈局圖，圖16示出在像素中形成在半導體基板上的像素電路及感測器電路的佈局。圖17是說明輸入裝置的結構的截面圖。
在本實施模式的輸入裝置中，使用半導體基板的單晶半導體層形成顯示部11、像素驅動電路23及感測器驅動電路24的電晶體。另外，圖17示出輸入裝置的主要部分，其中示出開關電晶體201、液晶元件202及保持電容器203作為像素電路25，並示出重設電晶體211及光電二極體214作為感測器電路26。在本實施模式中，開關電晶體201和重設電晶體211由n通道型電晶體(以下稱為“n型電晶體”)構成。
再者，作為像素驅動電路23及感測器驅動電路24(這裏，將這些電路總稱為“驅動電路30”)，示出由n通道型電晶體231及p通道型電晶體(以下稱為“p型電晶體”)232構成的反相器電路。
在圖17中，像素電路25的截面圖是沿圖16的a1-a2線的截面圖，而感測器電路26的截面圖是沿圖16的b1-b2線的截面圖。
下面，參照圖18A至20C說明輸入裝置的製造方法。圖18A至20C是用來說明輸入裝置的製造方法的截面圖，其圖示方法與圖17相同。
首先，如圖18A所示，製備半導體基板。在本實施模式中，使用圖15A-1至15D的半導體基板410。就是說，透光基板500相當於支撐基板400，絕緣膜501相當於用作阻擋層的絕緣膜405，而且絕緣膜502相當於絕緣膜402。單晶半導體層503相當於單晶半導體層406。
較佳地是，根據n型電晶體及p型電晶體的形成區域，將硼、鋁、鎵等p型雜質元素(成為受體的雜質元素)、或磷、砷等n型雜質元素(成為施體的雜質元素)添加到單晶半導體層503中。
接著，如圖18B所示，藉由蝕刻單晶半導體層503，形成按照半導體元件的配置分離為島狀的單晶半導體層505至509。
然後，如圖18C所示，覆蓋單晶半導體層505至509地形成絕緣膜510。絕緣膜510構成電晶體的閘極絕緣膜和電容器的電介質。接著，在絕緣膜510上形成構成電極及佈線的導電膜。在本實施模式中，形成由導電膜111及導電膜512構成的兩層結構的導電膜。
絕緣膜510是藉由CVD法、濺射法、或ALE法等使用氧化矽層、氧氮化矽層、氮化矽層、或氮氧化矽層等絕緣層以單層結構或疊層結構形成的。
注意，絕緣膜510與單晶半導體層505至509形成介面，因此絕緣膜510中的與這些單晶半導體層505至509接觸的層較佳由氧化矽層或氧氮化矽層構成。這是因為如下緣故：若形成氮含量多於氧含量的膜如氮化矽層或氮氧化矽層，則會形成陷阱能級，這導致介面特性的問題。
形成電極和佈線的導電層511及512可以由金屬膜、合金膜、或金屬化合物膜構成。例如，可以舉出由鉭、氮化鉭、鎢、鈦、鉬、鋁、銅、鉻、或鈮等構成的金屬膜、由上述金屬元素的合金構成的膜或金屬化合物膜等。這些膜藉由CVD法或濺射法形成。
作為導電膜511及512的組合，例如有氮化鉭膜和鎢膜、氮化鎢膜和鎢膜、氮化鉬膜和鉬膜等。尤其是，由氮化鉭膜和鎢膜構成的疊層膜的兩者的蝕刻選擇比高，因此是較佳的。這裏，形成20nm至100nm厚的氮化鉭膜作為導電膜511，並形成100nm至400nm厚的鎢膜作為導電膜512。構成電極和佈線等的導電膜既可由一層構成，又可由三層以上的疊層膜構成。在採用三層結構的情況下，較佳採用鉬層、鋁層、鉬層的疊層結構。
接著，在導電膜512上選擇性地形成抗蝕劑遮罩。然後，藉由兩次的蝕刻處理形成具有兩層結構的導電膜515至518(參照圖18D)。導電膜515是電容線CL，導電膜156是掃描線SL，而且導電膜517是重設掃描線RL。另外，導電膜518是CMOS反相器電路的輸出佈線。
首先，藉由蝕刻導電膜511及導電膜512，在單晶半導體層505及單晶半導體層507至509上形成由導電膜511及導電膜512構成的錐形疊層膜。藉由上述蝕刻，形成導電膜515a至518a作為導電膜515至518的下層。接著，在導電膜512上殘留著抗蝕劑遮罩的狀態下只蝕刻導電膜512，使得其寬度比導電膜511小，以形成導電膜515b至518b。在形成導電膜515至518之後，去除抗蝕劑遮罩。
用來形成導電膜515至518的蝕刻處理可以適當地選擇。為了提高蝕刻速度，可以使用利用ECR(Electron Cyclotron Resonance，即電子迴旋共振)方式或ICP(Inductively Coupled Plasma，即感應耦合電漿)方式等的高密度電漿源的乾式蝕刻裝置。
接著，為了在單晶半導體層505、507及508中形成n型高電阻雜質區域521，藉由離子摻雜法或離子注入法添加磷、砷等施體雜質。在本實施模式中，形成抗蝕劑遮罩520，以不將施體雜質添加到單晶半導體層506及509中。
上述施體雜質的添加是在導電膜515至518中以上層導電膜515b至518b為遮罩而進行的。就是說，以使施體雜質經過下層導電膜515a至518a的方式添加施體雜質元素。因此，如圖19A所示，在各單晶半導體層505、507及508中以自對準方式形成n型高電阻雜質區域521。
例如，在添加磷的情況下，為了形成n型電晶體(201、211及231)的高電阻區域，使上述n型高電阻雜質區域521包含濃度約為1×1017 atoms/cm3 至5×1018 atoms/cm3 的磷。在施體雜質元素的添加步驟結束後，去除抗蝕劑遮罩520。
接著，形成n型電晶體(201、211及231)的源極區及汲極區、以及光電二極體的n型雜質區域。因此，形成覆蓋單晶半導體層506至508的一部分及單晶半導體層509的抗蝕劑遮罩522。然後，以抗蝕劑遮罩522為遮罩藉由離子摻雜法或離子注入法將施體雜質元素添加到單晶半導體層506至508中，而形成n型低電阻雜質區域523(參照圖19B)。
這裏，將磷添加到單晶半導體層506至508中，所添加的濃度約為5×1019 atoms/cm3 至5×1020 atoms/cm3 。將n型低電阻雜質區域523用作n型電晶體的源極區或汲極區。
在單晶半導體層505、507及508中，沒添加有施體雜質元素的區域為通道形成區域524至528。另外，在保持電容器203中，絕緣膜510是電介質，而且導電膜515及通道形成區域526構成一對電極。再者，開關電晶體201和保持電容器203由形成在單晶半導體層505中的n型低電阻雜質區域523之一電連接。
接著，去除抗蝕劑遮罩522之後，形成光電二極體214的p型雜質區域、以及p型電晶體的源極區及汲極區。因此，形成覆蓋單晶半導體層506及509的一部分及單晶半導體層505、507及508的抗蝕劑遮罩530。然後，以抗蝕劑遮罩530為遮罩藉由離子摻雜法或離子注入法將受體雜質元素添加到單晶半導體層506及509中，而形成p型低電阻雜質區域531(參照圖19C)。
作為受體雜質元素，使用硼、鋁、鎵等。這裏，添加硼，使得p型低電阻雜質區域531的硼濃度約為1×1020 atoms/cm3 至5×1021 atoms/cm3 。
在單晶半導體層506中，在各雜質區域521、523及531的形成步驟中沒添加有施體雜質元素及受體雜質元素的區域533(以下稱為未摻雜區域533)被用作PIN接面的i型區域。就是說，在單晶半導體層506中，PIN接面由p型低電阻雜質區域531、未摻雜區域533、及n型低電阻雜質區域523形成，而用作光電轉換層。
另外，在單晶半導體層509中，沒添加有施體雜質元素及受體雜質元素的區域為通道形成區域532。
在去除抗蝕劑遮罩530之後，進行大於等於500℃小於等於基板500的應變點的熱處理，使得被添加到單晶半導體層505至509中的施體雜質元素及受體雜質元素活化。
接著，在基板500的整個表面上形成絕緣膜535(參照圖20A)。絕緣膜535可以具有由無機材料或有機材料構成的單層結構或疊層結構。例如，作為構成絕緣膜535的膜，可以藉由CVD法或濺射法形成氧化矽膜、氧氮化矽膜、氮化矽膜、或氮氧化矽膜等。還可以藉由旋塗法等的塗敷法形成聚醯亞胺膜、聚醯胺膜、聚乙烯基苯酚膜、苯並環丁烯膜、丙烯酸膜、或環氧膜、由矽氧烷樹脂等矽氧烷材料構成的膜、噁唑樹脂膜。
例如，在絕緣膜535具有兩層結構的情況下，形成100nm厚的氮氧化矽膜作為第一層，並形成900nm厚的氧氮化矽膜作為第二層。
接著，在絕緣膜535中形成接觸孔之後，形成具有單層結構或疊層結構的導電膜。作為構成該導電膜的膜，可以使用鋁、鎢、鈦、鉭、鉬、鎳及釹等的金屬膜、包含這些金屬元素的合金膜、金屬化合物膜。例如，可以舉出包含鈦的鋁合金、包含釹的鋁合金等。在導電膜具有三層結構的情況下，可以採用由鈦膜夾著鋁膜或上述鋁合金膜的結構。
藉由對所形成的導電膜進行蝕刻處理，形成導電膜536至544(參照圖20A)。導電膜536為資料線DL，導電膜537是感測器輸出線OL，並且導電膜538是用來將開關電晶體201及保持電容器203電連接於液晶元件202的電極。
另外，導電膜539是用來將光電二極體214電連接於電容線CL的電極。導電膜540是用來電連接光電二極體214和重設電晶體211的電極，並被用作光電二極體214的遮光膜。導電膜541是感測器電源線VB。
導電膜542是n型電晶體231的源電極，導電膜543是p型電晶體232的源電極，而且導電膜544是CMOS反相器的輸出佈線。
接著，在基板500的整個表面上形成鈍化膜545及絕緣膜546。這裏，藉由電漿CVD法形成50nm至100nm厚的氮化矽膜作為鈍化膜545。絕緣膜546可以與絕緣膜535同樣地形成(參照圖20B)。
接著，在鈍化膜545及絕緣膜546中形成到達導電膜538的接觸孔，然後在絕緣膜546上形成透光導電膜。藉由蝕刻該導電膜，形成像素電極547(參照圖20B)。
藉由上述步驟，使用半導體基板製造像素電路25、感測器電路26及驅動電路30。雖然未圖示，但是還在基板500上形成外部連接端子。
像素電極547是透射來自背光單元56的光的透光電極。因此，作為構成像素電極547的導電膜，可以使用將氧化錫混合在氧化銦中的氧化銦錫膜、將氧化矽混合在銦錫氧化物中的氧化銦錫矽膜、將氧化鋅混合在氧化銦中的氧化銦鋅膜、氧化鋅膜、或氧化錫膜等。
然後，在像素內形成柱狀間隔件548。接著，在基板500的整個表面上形成對準膜549。可以使用感光樹脂膜形成間隔件548。根據需要形成對準膜549。另外，根據需要對對準膜549進行摩擦處理。
接著，參照圖20C說明對置基板的製造方法。在由玻璃構成的基板571上形成濾色片572、以及BM(黑矩陣)573。在像素電路25中，利用BM 573對開關電晶體201及保持電容器203進行遮光。另外，利用BM 573對驅動電路30進行遮光。
在濾色片572及BM 573上形成由透光導電膜構成的對置電極574。構成對置電極574的導電膜可以與像素電極547同樣地形成。接著，在基板571的整個表面上形成對準膜575。可以根據需要形成對準膜575。另外，根據需要對對準膜575進行摩擦處理。
接著，藉由在圖20B所示的基板500和圖20C所示的基板571之間形成液晶層581，完成液晶面板(參照圖17)。液晶元件202由像素電極547、對置電極574及液晶層581構成。
形成液晶層581的方法粗分為兩種：一是在基板500或基板571上以殘留注入口的方式形成未固化的密封材料，然後貼合基板500和基板571，並使密封材料固化，接著在從注入口注入液晶材料後，密封注入口的方法；另一是在基板500或基板571上以不提供注入口的方式形成未固化密封材料，接著在形成有密封材料的基板表面上滴下液晶材料後，與另一基板貼合，來使密封材料固化的方法。
藉由上述步驟，可以製造根據本實施模式的具有液晶面板的輸入裝置。另外，背光單元設置在基板571一側，來自背光單元的照明光入射到基板571，而從基板500向外部照射。基板500一側是顯示部11的螢幕，可以藉由用手指等觸摸基板500一側在顯示部11上輸入資訊。
另外，可以在基板500上形成驅動電路30以外的電路。由於可以使用單晶半導體層503形成元件，所以可以在基板500上形成構成算術電路的CPU、構成顯示器控制電路的圖像處理電路等。
實施模式8
在本實施模式中，說明使用具有單晶半導體層的半導體基板製造包括具有發光元件的顯示部的輸入裝置的方法。
在本實施模式中，說明圖8A和8B的具有像素電路27及感測器電路28的顯示部、像素驅動電路23及感測器驅動電路24形成在同一半導體基板上的面板的製造方法。
圖21是說明輸入裝置的結構的截面圖。
在本實施模式的輸入裝置中，在半導體基板上形成顯示部11、像素驅動電路23及感測器驅動電路24的電晶體。另外，圖21示出輸入裝置的主要部分，其中示出顯示控制電晶體222及發光元件223作為像素電路27，並示出重設電晶體211及光電二極體214作為感測器電路28。在本實施模式中，顯示控制電晶體222是n型電晶體，並且重設電晶體211是n型電晶體。
再者，作為驅動電路30，示出由n通道型電晶體231及p通道型電晶體232構成的反相器電路。
下面，參照圖22A和22B說明輸入裝置的製造方法。圖22A和22B是用來說明輸入裝置的製造方法的截面圖，其圖示方法與圖21相同。
首先，按照圖18A至20B所示的步驟製造顯示部的電晶體、電容元件及光電二極體、以及驅動電路30的電晶體、電容元件等。其狀態示出於圖22A。另外，在顯示控制電晶體222中，形成在絕緣膜535上的導電膜601是發光元件電源線VL，而導電膜602是構成發光元件223的像素電極，它被用作反射電極。
接著，在鈍化膜545中形成暴露導電膜602的表面的開口部。在鈍化膜545上形成覆蓋導電膜602的端部的絕緣膜603(參照圖22B)。
絕緣膜603較佳由感光樹脂構成。作為感光樹脂，有聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙烯基苯酚、苯並環丁烯、丙烯酸、或環氧等的有機材料等。將絕緣膜603用作根據每個元件分割發光元件223的EL層的隔離壁膜。
接著，在導電膜602上形成EL層604及對置電極605。作為EL層604，至少形成發光層。除了該發光層以外，還可以適當地形成電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層或電子注入層。包含有機化合物的膜可以藉由噴墨法等的塗敷法或蒸鍍法形成。
對置電極605是透光電極。作為構成對置電極605的導電膜，可以使用將氧化錫混合在氧化銦中的氧化銦錫膜、將氧化矽混合在銦錫氧化物中的氧化銦錫矽膜、將氧化鋅混合在氧化銦中的氧化銦鋅膜、氧化鋅膜、或氧化錫膜等。
藉由上述步驟，可以形成在導電膜602和對置電極605之間夾著至少具有發光層的EL層604的發光元件223(參照圖22B)。
接著，在基板500的上表面上固定基板607(參照圖21)。在本實施模式中，在基板500和基板607之間設置有作為固體的樹脂608。也可以使用密封材料將惰性氣體密封在基板500和基板607之間，而不使用樹脂608。另外，也可以覆蓋對置電極605地形成由氮化矽膜等構成的保護膜。
藉由上述步驟，可以製造根據本實施模式的具有EL面板的輸入裝置。在本實施模式中，發光元件223的光被導電膜602反射，而從基板607向外部照射。基板607一側是顯示部11的螢幕，可以藉由用手指等觸摸基板607一側在顯示部11上輸入資訊。
本說明書根據2007年12月3日向日本專利局提交的日本專利申請第2007-312533號而製作，所述申請內容包括在本說明書中。
SL．．．掃描線
DL．．．資料線
CL．．．電容線
RL．．．重設掃描線
OL．．．感測器輸出線
VB．．．感測器電源線
VL．．．發光元件電源線
10．．．輸入裝置
11．．．顯示部
12．．．掃描線驅動電路
13．．．資料線驅動電路
14．．．感測器掃描線驅動電路
15．．．感測器資料線驅動電路
16．．．顯示器控制電路
17．．．感測器控制電路
18．．．算術電路
19．．．儲存電路
21．．．像素
22．．．光學感測器
23．．．像素驅動電路
24．．．感測器驅動電路
25．．．像素電路
26．．．感測器電路
27．．．像素電路
28．．．感測器電路
29．．．顯示切換電路
30．．．驅動電路
31．．．半導體基板
32．．．半導體基板
33．．．半導體基板
40．．．支撐基板
41．．．單晶半導體層
42．．．緩衝層
43．．．緩衝層
50．．．控制電路部
51．．．電晶體
53．．．光電二極體
54．．．液晶元件
55．．．電晶體
56．．．背光單元
57．．．照明光
58．．．外部連接端子
59．．．手指
61．．．電晶體
62．．．光電二極體
63．．．電晶體
64．．．發光元件
65．．．光
66．．．外部連接端子
101．．．第一基板
102．．．第二基板
103．．．密封材料
104．．．液晶層
105．．．絕緣膜
106．．．半導體層
107．．．光電轉換層
108．．．絕緣膜
109．．．導電膜
110．．．導電膜
111．．．絕緣膜
112．．．絕緣膜
113．．．像素電極
114．．．絕緣膜
115．．．對準膜
116．．．導電膜
117．．．各向異性導電膜
118．．．FPC
121．．．濾色片
122．．．黑矩陣
123．．．對置電極
124．．．對準膜
141．．．第一基板
142．．．第二基板
143．．．樹脂層
145．．．絕緣膜
146．．．半導體層
147．．．光電轉換層
148．．．絕緣膜
149．．．導電膜
150．．．導電膜
151．．．像素電極
153．．．絕緣膜
154．．．絕緣膜
155．．．EL層
156．．．對置電極
158．．．導電膜
159．．．各向異性導電膜
160．．．FPC
170．．．絕緣膜
171．．．像素電極
172．．．絕緣膜
174．．．對置電極
175．．．導電膜
200．．．恆流電源
201．．．開關電晶體
202．．．液晶元件
203．．．保持電容器
211．．．重設電晶體
212．．．緩衝電晶體
213．．．選擇電晶體
214．．．光電二極體
221．．．選擇電晶體
222．．．顯示控制電晶體
223．．．發光元件
224．．．保持電容器
231．．．n通道型電晶體
232．．．p通道型電晶體
400．．．支撐基板
401．．．單晶半導體基板
402．．．絕緣膜
403．．．離子束
404．．．損傷區域
405．．．絕緣膜
406．．．單晶半導體層
407．．．緩衝層
410．．．半導體基板
500．．．基板
501．．．絕緣膜
502．．．絕緣膜
503．．．單晶半導體層
505至509．．．單晶半導體層
510．．．絕緣膜
511．．．導電膜
512．．．導電膜
515至518．．．導電膜
520．．．抗蝕劑遮罩
521．．．n型高電阻雜質區域
522．．．抗蝕劑遮罩
523．．．n型低電阻雜質區域
524至528．．．通道形成區域
530．．．抗蝕劑遮罩
531．．．p型低電阻雜質區域
532．．．通道形成區域
533．．．未摻雜區域
535．．．絕緣膜
536至544．．．導電膜
545．．．鈍化膜
546．．．絕緣膜
547．．．像素電極
548．．．間隔件
549．．．對準膜
571．．．基板
572．．．濾色片
573．．．黑矩陣
574．．．對置電極
575．．．對準膜
581．．．液晶層
601．．．導電膜
602．．．導電膜
603．．．絕緣膜
604．．．EL層
605．．．對置電極
607．．．基板
608．．．樹脂
1000．．．PDA
1001．．．外殼
1002．．．顯示部
1003．．．操作按鈕
1004．．．外部連接埠
1020．．．圖示
1021．．．螢幕
1030．．．鍵盤
1031．．．螢幕
1040．．．鍵盤
1041．．．螢幕
1042．．．螢幕
1100．．．電視裝置
1101．．．外殼
1102．．．顯示部
1103．．．支撐台
1120．．．監視器
1121．．．外殼
1122．．．顯示部
1123．．．支撐台
1130．．．可擕式電視裝置
1131．．．外殼
1132．．．顯示部
1133．．．天線
圖1是示出輸入裝置的結構例子的框圖；
圖2A至2C是示出半導體基板的結構例子的立體圖；
圖3是用來說明液晶元件形成於顯示部中的輸入裝置的結構的截面圖；
圖4是用來說明發光元件形成於顯示部中的輸入裝置的結構的截面圖；
圖5是用來說明發光元件形成於顯示部中的輸入裝置的結構的截面圖；
圖6A是示出形成有液晶元件的顯示部的結構例子的電路圖，而圖6B是像素電路的電路圖；
圖7是說明感測器電路的工作方法的時序圖；
圖8A是示出形成有發光元件的顯示部的結構例子的電路圖，而圖8B是像素電路的電路圖；
圖9是PDA的外觀圖；
圖10A至10D是用來說明顯示模式的螢幕的PDA的正面圖；
圖11A至11D是用來說明輸入模式及顯示+輸入模式的螢幕的PDA的正面圖；
圖12A至12C是具有輸入裝置的電子設備的外觀圖；
圖13是示出形成有液晶元件的顯示部的結構例子的電路圖；
圖14是示出形成有發光元件的顯示部的結構例子的電路圖；
圖15A-1至15A-3及圖15B至15D是說明半導體基板的製造方法的截面圖；
圖16是說明像素的結構的佈局圖；
圖17是說明輸入裝置的結構的截面圖；
圖18A至18D是說明輸入裝置的製造方法的截面圖；
圖19A至19C是說明輸入裝置的製造方法的截面圖；
圖20A至20C是說明輸入裝置的製造方法的截面圖；
圖21是說明輸入裝置的結構的截面圖；
圖22A和22B是說明輸入裝置的製造方法的截面圖。
11．．．顯示部
50．．．控制電路部
51．．．電晶體
53．．．光電二極體
54．．．液晶元件
55．．．電晶體
56．．．背光單元
57．．．照明光
58．．．外部連接端子
59．．．手指
101．．．第一基板
102．．．第二基板
103．．．密封材料
104．．．液晶層
105．．．絕緣膜
106．．．半導體層
107．．．光電轉換層
108．．．絕緣膜
109、110．．．導電膜
111、112．．．絕緣膜
113．．．像素電極
114．．．絕緣膜
115．．．對準膜
116．．．導電膜
117．．．各向異性導電膜
118．．．FPC
121．．．濾色片
122．．．黑矩陣
123．．．對置電極
124．．．對準膜

Claims (28)

  1. 一種顯示裝置，包含：包括複數個像素的顯示部；設置在該複數個像素的各個中的像素電路，該像素電路包含第一電晶體和顯示元件；設置在該複數個像素的部分中的感測器電路，該感測器電路包括光學感測器和第二電晶體；電連接於該像素電路的像素驅動電路，該像素驅動電路包含第三電晶體；電連接於該感測器電路的感測器驅動電路，該感測器驅動電路包含第四電晶體；以及包括複數個發光二極體的背光單元，該背光單元係組態以照明該顯示部，其中，該像素電路、該感測器電路、該像素驅動電路、以及該感測器驅動電路形成在基板上，其中，該第一、第二、第三、以及第四電晶體的各個包含單晶半導體層，以及其中該背光單元包括發光光譜的峰值處於波長800nm至1μm的發光二極體。
  2. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，其中該基板是透光基板。
  3. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，更包含該光學感測器的光電轉換層，該光電轉換層使用單晶半導體層而形成。
  4. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，其中該顯示元件是液晶元件。
  5. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，其中該顯示元件是發光元件。
  6. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，更包含電連接於該感測器驅動電路和該像素驅動電路的顯示切換電路。
  7. 如申請專利範圍第6項的顯示裝置，其中將該光學感測器的偵測信號輸入到該感測器驅動電路，且該感測器驅動電路將該偵測信號輸出到該顯示切換電路，並且其中該顯示切換電路根據從該感測器驅動電路輸入的該偵測信號而將切換該顯示部的顯示的信號輸出到該像素驅動電路。
  8. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，更包含顯示切換電路與記憶電路，該顯示切換電路包含：電連接於該記憶電路的算術電路；電連接於該算術電路與該像素驅動電路的顯示控制電路；以及電連接於該算術電路、該顯示控制電路與該感測器驅動電路的感測器控制電路。
  9. 如申請專利範圍第1項的顯示裝置，更包含***於該基板與該單晶半導體層間的絕緣層。
  10. 一種顯示裝置，包含： 包括複數個像素的顯示部；設置在該複數個像素的各個中的像素電路，該像素電路包含第一電晶體和顯示元件；設置在該複數個像素的各個中的感測器電路，該感測器電路包括光學感測器和第二電晶體；電連接於該像素電路的像素驅動電路，該像素驅動電路包含第三電晶體；電連接於該感測器電路的感測器驅動電路，該感測器驅動電路包含第四電晶體；以及包括複數個發光二極體的背光單元，該背光單元係組態以照明該顯示部，其中，該像素電路、該感測器電路、該像素驅動電路、以及該感測器驅動電路形成在基板上，其中，該第一、第二、第三、以及第四電晶體的各個包含單晶半導體層，以及其中該背光單元包括發光光譜的峰值處於波長800nm至1μm的發光二極體。
  11. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，其中該基板是透光基板。
  12. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，更包含該光學感測器的光電轉換層，該光電轉換層使用單晶半導體層而形成。
  13. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，其中該顯示元件是液晶元件。
  14. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，其中該顯示元件是發光元件。
  15. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，更包含電連接於該感測器驅動電路和該像素驅動電路的顯示切換電路。
  16. 如申請專利範圍第15項的顯示裝置，其中將該光學感測器的偵測信號輸入到該感測器驅動電路，且該感測器驅動電路將該偵測信號輸出到該顯示切換電路，並且其中該顯示切換電路根據從該感測器驅動電路輸入的該偵測信號而將切換該顯示部的顯示的信號輸出到該像素驅動電路。
  17. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，更包含顯示切換電路與記憶電路，該顯示切換電路包含：電連接於該記憶電路的算術電路；電連接於該算術電路與該像素驅動電路的顯示控制電路；以及電連接於該算術電路、該顯示控制電路與該感測器驅動電路的感測器控制電路。
  18. 如申請專利範圍第10項的顯示裝置，更包含***於該基板與該單晶半導體層間的絕緣層。
  19. 一種顯示裝置，包含：包括像素的顯示部；設置在該像素中的像素電路，該像素電路包含第一電 晶體和顯示元件；設置在該像素中的感測器電路，該感測器電路包括光學感測器和第二電晶體；電連接於該像素電路的像素驅動電路，該像素驅動電路包含第三電晶體；電連接於該感測器電路的感測器驅動電路，該感測器驅動電路包含第四電晶體；以及包括複數個發光二極體的背光單元，該背光單元係組態以照明該顯示部，其中，該像素電路、該感測器電路、該像素驅動電路、以及該感測器驅動電路形成在基板上，該第一、第二、第三、以及第四電晶體的各個包含單晶半導體層，以及其中該背光單元包括發光光譜的峰值處於波長800nm至1μm的發光二極體。
  20. 如申請專利範圍第19項的顯示裝置，其中該基板是透光基板。
  21. 如申請專利範圍第19項的顯示裝置，更包含該光學感測器的光電轉換層，該光電轉換層使用單晶半導體層而形成。
  22. 如申請專利範圍第19項的顯示裝置，其中該顯示元件是液晶元件。
  23. 如申請專利範圍第19項的顯示裝置，其中該顯示元件是發光元件。
  24. 如申請專利範圍第19項的顯示裝置，更包含***於該基板與該單晶半導體層間的絕緣層。
  25. 一種製造顯示裝置的方法，該顯示裝置包括：包括複數個像素的顯示部；設置在該複數個像素的各個中且包括顯示元件和第一電晶體的像素電路；設置在該複數個像素的全部或部分中且包括光學感測器和第二電晶體的感測器電路；電連接於該像素電路的像素驅動電路；以及電連接於該感測器電路的感測器驅動電路，該方法包含如下步驟：製備單晶半導體基板及支撐基板；藉由將已加速的離子添加到該單晶半導體基板，在離該單晶半導體基板的表面有預定深度的區域中形成損傷區域；在該支撐基板及該單晶半導體基板中的至少一個上形成緩衝層；利用二者間的該緩衝層將該支撐基板和該單晶半導體基板彼此密接，而將該緩衝層的表面和與該緩衝層表面密接的表面彼此接合，以將該單晶半導體基板固定在該支撐基板上；藉由加熱該單晶半導體基板，在該損傷區域中產生裂縫而從該支撐基板分離該單晶半導體基板，以形成固定有從該單晶半導體基板分離的單晶半導體層的該支撐基板；藉由在元件之中分割該單晶半導體層，形成複數個單晶半導體層；以及 藉由使用已分割的該單晶半導體層，形成該像素電路及該感測器電路中的電晶體、該像素驅動電路及該感測器驅動電路中的電晶體、以及該光學感測器。
  26. 如申請專利範圍第25項的製造顯示裝置的方法，其中該顯示裝置更包含：電連接於該像素驅動電路與該感測器驅動電路的顯示切換電路；以及電連接於該顯示切換電路的記憶電路。
  27. 如申請專利範圍第25或26項的製造顯示裝置的方法，其中該顯示元件是液晶元件。
  28. 如申請專利範圍第25或26項的製造顯示裝置的方法，其中該顯示元件是發光元件。
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