[發(fā)明專利]光傳感器和光傳感器陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110294330.2
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102420237A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 宮澤敏夫;長谷川篤;齊藤輝兒;安田好三;米倉健史
• 申請（專利權）人: 株式會社日立顯示器;松下液晶顯示器株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳偉;孟祥海

技術領域

本發(fā)明涉及光傳感器和光傳感器陣列，尤其涉及作為光傳感器元件使用光依賴可變電阻元件即厚膜無定形硅膜的光傳感器陣列。

背景技術

本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)申請使用無定形硅(a-Si)膜作為光傳感器元件的光傳感器和光傳感器陣列(日本特愿2009-162612)。該已經(jīng)申請的發(fā)明中光傳感器的無定形硅(a-Si)膜作為與入射光對應地改變電阻的光控可變電阻元件而進行工作。

發(fā)明內容

本發(fā)明的發(fā)明人研發(fā)出使用無定形硅(a-Si)膜作為光傳感器元件的光傳感器，可知：通過在厚膜無定形硅(a-Si)與上部電極之間插入摻雜了磷的n型無定形硅膜(n+a-Si)，由厚膜無定形硅(a-Si)和摻雜了磷的n型無定形硅膜(n+a-Si)形成二極管，并且以正向偏置使用該二極管，從而得到大的光電流放大效果，能夠實現(xiàn)靈敏度高的光傳感器。

本發(fā)明是基于上述見解而完成的，提供如下技術：在使用厚膜無定形硅作為依賴于光的可變電阻元件的光傳感器和光傳感器陣列中，利用在厚膜無定形硅與上部電極之間插入低電阻的n型無定形硅膜而形成于連接面的二極管，從而能夠將基于光傳導的光電流放大輸出。

本發(fā)明的上述以及其他目的和新特征將通過本說明書的記載以及附圖而變得清楚。

簡單說明本申請所公開的發(fā)明中具有代表性的技術方案的概要如下。

(1)一種光傳感器，包括：由金屬膜構成的下部電極；設置在上述下部電極之上的無定形硅膜；設置在上述無定形硅膜之上的n型無定形硅膜；設置在上述n型無定形硅膜之上、且被輸入第一基準電壓的上部電極；在導通狀態(tài)時向上述下部電極輸入第一電源電壓、在截止狀態(tài)時使上述下部電極為浮置狀態(tài)的開關電路；在上述開關電路為導通狀態(tài)時，檢測向上述無定形硅膜照射預定期間的光后的上述下部電極的電壓變化的檢測電路。

(2)在(1)中，具有連接于上述下部電極與第二基準電壓之間的電容元件。

(3)在(2)中，上述第一基準電壓與上述第二基準電壓為同一電壓。

(4)在(1)～(3)的任一項中，上述第一電源電壓為比上述第一基準電壓高電位的電壓。

(5)在(1)～(4)的任一項中，上述無定形硅膜的膜厚為500nm以上。

(6)在(5)中，上述無定形硅膜的膜厚為1200nrn以下。

(7)一種光傳感器陣列，包括配置成陣列狀的m×n個光傳感器像素、n條讀出線，上述各光傳感器像素包括：由金屬膜構成的下部電極；設置在上述下部電極之上的無定形硅膜；設置在上述無定形硅膜之上的n型無定形硅膜；設置在上述n型無定形硅膜之上、且被輸入第一基準電壓的上部電極；第二電極與上述n個讀出線中的所對應的讀出線連接、第一電極與上述下部電極連接，并且控制電極被輸入第一時鐘的第一晶體管，將1水平掃描期間內的上述各讀出線的電壓變化作為上述第一晶體管導通的光傳感器像素的傳感器輸出電壓而輸出。

(8)在(7)中，上述各光傳感器像素具有連接于上述下部電極與第二基準電壓之間的電容元件。

(9)在(7)或(8)中，具有n個第二晶體管，該第二晶體管的第一電極與上述n條讀出線中的所對應的讀出線連接，并且對第二電極輸入第一電源電壓、對控制電極輸入第二時鐘。

(10)在(9)中，上述各第二晶體管在利用上述第二時鐘成為導通時，向上述各讀出線輸入上述第一電源電壓，接著在被輸入上述第二時鐘之前的截止期間，使上述各讀出線為浮置狀態(tài)。

(11)在(10)中，上述第一時鐘在上述第二時鐘之后導通，上述各光傳感器像素的上述第一晶體管在利用上述第一時鐘而成為導通時，將上述下部電極與上述各讀出線連接。