专利名称：光传感器和光传感器阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及光传感器和光传感器阵列，尤其涉及作为光传感器元件使用光依赖可变电阻元件即厚膜无定形硅膜的光传感器阵列。
背景技术：
本发明的发明人已经申请使用无定形硅(a-Si)膜作为光传感器元件的光传感器和光传感器阵列(日本特愿2009-16261 。该已经申请的发明中光传感器的无定形硅 (a-Si)膜作为与入射光对应地改变电阻的光控可变电阻元件而进行工作。
发明内容
本发明的发明人研发出使用无定形硅(a-Si)膜作为光传感器元件的光传感器，可知通过在厚膜无定形硅(a-Si)与上部电极之间插入掺杂了磷的η型无定形硅膜 (n+a-Si)，由厚膜无定形硅(a-Si)和掺杂了磷的η型无定形硅膜(n+a-Si)形成二极管，并且以正向偏置使用该二极管，从而得到大的光电流放大效果，能够实现灵敏度高的光传感
ο本发明是基于上述见解而完成的，提供如下技术在使用厚膜无定形硅作为依赖于光的可变电阻元件的光传感器和光传感器阵列中，利用在厚膜无定形硅与上部电极之间插入低电阻的η型无定形硅膜而形成于连接面的二极管，从而能够将基于光传导的光电流放大输出。本发明的上述以及其他目的和新特征将通过本说明书的记载以及附图而变得清林疋。简单说明本申请所公开的发明中具有代表性的技术方案的概要如下。(1) 一种光传感器，包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；在导通状态时向上述下部电极输入第一电源电压、在截止状态时使上述下部电极为浮置状态的开关电路；在上述开关电路为导通状态时， 检测向上述无定形硅膜照射预定期间的光后的上述下部电极的电压变化的检测电路。(2)在⑴中，具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。(3)在O)中，上述第一基准电压与上述第二基准电压为同一电压。(4)在(1) (3)的任一项中，上述第一电源电压为比上述第一基准电压高电位的电压。(5)在(1) (4)的任一项中，上述无定形硅膜的膜厚为500nm以上。(6)在(5)中，上述无定形硅膜的膜厚为1200nrn以下。(7) 一种光传感器阵列，包括配置成阵列状的mXn个光传感器像素、η条读出线， 上述各光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；第二电极与上述η个读出线中的所对应的读出线连接、 第一电极与上述下部电极连接，并且控制电极被输入第一时钟的第一晶体管，将1水平扫描期间内的上述各读出线的电压变化作为上述第一晶体管导通的光传感器像素的传感器输出电压而输出。(8)在(7)中，上述各光传感器像素具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。(9)在(7)或(8)中，具有η个第二晶体管，该第二晶体管的第一电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接，并且对第二电极输入第一电源电压、对控制电极输入第
二时钟。(10)在(9)中，上述各第二晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述各读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述各读出线为浮置状态。(11)在(10)中，上述第一时钟在上述第二时钟之后导通，上述各光传感器像素的上述第一晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述各读出线连接。(12) 一种光传感器阵列，包括配置成阵列状的mXn个光传感器像素、mXl个补偿用的光传感器像素、η条读出线、补偿用像素的读出线，上述各光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极； 第二电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接、第一电极与上述下部电极连接，并且向控制电极输入第一时钟的第一晶体管，上述各补偿用的光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上并被遮光的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；第二电极与上述补偿用像素的读出线连接、第一电极与上述下部电极连接，并且控制电极被输入第一时钟的第二晶体管，将基于入射到上述各光传感器像素的上述无定形硅膜的光量的电压作为传感器输出电压而输出。(13)在(1 中，上述各光传感器像素和上述各补偿用的光传感器像素具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。(14)在(1 或(1 中，还具有η个第三晶体管和第四晶体管，该第三晶体管的第一电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接，并且第二电极被输入第一电源电压、 控制电极被输入第二时钟，该第四晶体管的第一电极与上述补偿用像素的读出线连接，并且第二电极被输入第一电源电压，控制电极被输入第二时钟。(15)在(14)中，上述各第三晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述各读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述各读出线为浮置状态，上述第四晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述补偿用像素的读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述补偿用像素的读出线为浮置状态。(16)在(1 中，上述第一时钟在上述第二时钟之后导通，上述各光传感器像素的上述第一晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述η条读出线中
6的所对应的读出线连接，上述各补偿用的光传感器像素的上述第二晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述补偿用像素的读出线连接。(17)在(7) (16)的任一项中，包括供给上述第一基准电压的第一基准电压线、供给上述第二基准电压的第二基准电压线、供给上述第一电源电压的第一电源电压线、 供给上述第一时钟的m个扫描线、供给上述第二时钟的第二时钟线。(18)在(17)中，具有与上述m个扫描线连接，按每个1水平扫描期间对上述各扫描线依次供给第一时钟的扫描电路。(19)在(9)、(10)、(11)、(14)、(15) (16)的任一项中，上述第一电源电压是电位比上述第一基准电压高的电压。(20)在(8)或(13)中，上述第一基准电压与上述第二基准电压是同一电压。(21)在(8) (16)的任一项中，具有输入上述各光传感器像素的传感器输出电压和上述补偿用的光传感器像素的补偿用信号电压的信号处理电路，上述信号处理电路具有对上述各传感器输出电压和补偿用信号电压进行A/D转换的A/D转换器、从被上述A/D转换器转换的上述各传感器输出电压的数字值减去被上述A/D转换器转换的上述补偿用信号电压的数字值的减法器。简单说明本申请所公开的发明中具有代表性的技术方案所能得到的效果如下。根据本发明，在使用厚膜无定形硅作为依赖于光的可变电阻元件的光传感器和光传感器阵列中，利用在厚膜无定形硅与上部电极之间插入低电阻的η型无定形硅膜而形成于连接面的二极管，从而能够将基于光传导的光电流放大输出。
图1是表示本发明实施方式的光传感器的截面构造的剖面图。图2是表示图1所示的光传感器的等价电路的电路图。图3是表示无定形硅膜的膜厚与光传导的关系的一例的曲线图。图4是在仅设无定形硅膜(a-Si)的构造和在本发明的无定形硅膜(a_Si)上层叠 η型无定形硅膜(n+a-Si)的构造中，比较暗时及同一光量照射时的电流的曲线图。图5是用于说明本发明实施方式的光传感器的工作的图。图6是表示通常二极管的电流-电压特性的曲线图。图7是表示本发明实施方式的光传感器阵列的电路结构的一例的电路图。图8是用于说明图7所示的光传感器阵列的驱动方法的时序图。图9是表示图7所示的光传感器阵列中外部的信号处理电路的一例的框图。图10是表示本发明实施方式的光传感器阵列的电路结构的其他例的电路图。图11是表示图10所示的光传感器阵列中修正暗电流成分的外部的信号处理电路的一例的框图。图12是说明在外部电路内直接测量电流的电流输出方式的图。附图标记的说明12移位寄存器13外部电路22上部电极
23掺杂了磷的η型无定形硅膜(n+a-Si)24无定形硅膜(a-Si)25下部电极31A/D 转换器32减法器A光传感器像素AD暗电流修正用的光传感器像素MT, MTD，MTR, MTH 晶体管AS，ASD光控型可变电阻元件BA缓存电路Bl 电源Rl电阻元件D，DD 二极管G扫描线S读出线Cl，CD电容元件Cs浮置电容SVRST 复位线SVB1，SVB2 偏置线PAD 焊盘
具体实施例方式以下、参照附图详细说明本发明的实施方式。在用于说明实施方式的所有附图中，对具有同一功能的部件标以相同的标号，省略其重复的说明。另外，以下的实施方式并不用于限定本发明的权利要求书的解释。[本实施方式的光传感器]在本实施方式中，作为光传感器元件，使用无定形硅膜(a-Si)和掺杂了磷的η型无定形硅膜(n+a-Si)。图1是表示本发明实施例的光传感器阵列中使用的1个像素的光传感器的截面构造的剖面图。如图1所示，本发明的光传感器包括下部电极25 ；层叠在下部电极25之上的无定形硅膜(a-Si)M;层叠在无定形硅膜(a-Si)M之上、掺杂了磷的η型无定形硅膜 (n+a-Si) 23;以及配置在η型无定形硅膜(n+a-Si) 23之上的上部电极22。S卩，在本实施例中，在上部电极22与下部电极25之间夹持有η型无定形硅膜(n+a-Si) 23和无定形硅膜 (a-Si)24ο在此，上部电极22和下部电极25优选的是选择分别与无定形硅膜(a_Si)M、n型无定形硅膜(n+a_Si)23取为欧姆连接，或者对于后述的正向偏置方向取为欧姆连接。另外，为了用作光传感器，光入射侧的电极需要选择使所希望波长的光透过的材料。举例来说，上部电极22由ITOandium Tin Oxide)构成，下部电极25由MoW/Al-Si/MoW构成。
图2是表示图1所示的光传感器的等价电路的电路图。如图2的二极管D所示，η型无定形硅膜(n+a_Si) 23为比无定形硅膜(a_Si)M强的n型半导体，因此在n型无定形硅膜(n+a-Si)23与无定形硅膜(a-Si)M的连接面中，示出了将无定形硅膜(a-Si)M侧取为正极(阳极)，将η型无定形硅膜(n+a-Si)23侧取为负极(阴极)的二极管特性。另外，当对无定形硅膜(a-Si)射入光时，电子被激励，能够产生电子-空穴对，传导载流子增加，电流增大。即，如图2的AS所示，无定形硅膜(a-Si)作为因光而发生变化的光控型可变电阻元件而发挥作用。这是被称为光传导的现象。为了使采用这种光传导的光传感器实用化，无定形硅膜(a-Si)M的膜厚t变为重要的因素图3是表示无定形硅膜(a-Si)的膜厚t与光传导的关系的一例的曲线图。在图 3中，A表示照射了光时无定形硅膜(a-Si)的膜厚t与光传导的关系，B表示未照射光时无定形硅膜(a-Si)的膜厚t与光传导的关系。如图3所示，无定形硅膜(a-Si)的厚度为170nm较薄时，无定形硅膜(a_Si)的电阻低，在没有照射光的状态、即黑暗时流过的电流(偏置电流或暗电流)大，因此光照射时光传导引起的电阻变化导致的电流增加被埋没于偏置电流中而无法被观测到(分离)。另一方面，将无定形硅膜(a-Si)的膜厚取为较厚的500nm、1000nm、1200nm时，厚度方向(电极间的间隔)的电阻变大，偏置电流降低。因此，如图3所示，光照射时光传导引起的电阻变化导致的电流增加与偏置电流之间出现差量，这依赖于光量。通过测量该差量，能够将本构造用作光传感器。图4是比较利用仅由无定形硅膜(a-Si)构成的光传导的光传感器(图4的“无 n+a-Si")和在无定形硅膜(a-Si)上层叠η型无定形硅膜(n+a-Si)而成的光传感器(图 4的“有n+a-Si”)的实验试样的、黑暗时及照射同一光量时的电流的图。从图4可知，如本实施方式这样，流经在无定形硅膜(a-Si)上层叠η型无定形硅膜(n+a-Si)而成的光传感器的光照射时信号的电流Il及暗电流Id，与流经仅是无定形硅膜(a-Si)的光传感器的光照射时信号的电流IlP及暗电流Idp相比，是其10000倍程度，有10000倍的电流放大效^ ο这是出于以下的理由。图5是说明施加在光传感器的二极管D与光控型可变电阻部AS上的电压的图。在光传感器流过黑暗时的偏置电流的状态下，将二极管部D和无定形硅膜(a-Si)的光控型可变电阻部AS上施加的电压分别取为Vd、Vr。在此，Vd+Vr取为恒定 (VD)。在此，Vd+Vr为恒定(VD)。在该状态下照射光时，由于光传导而无定形硅膜(a-Si) 的光控可变电阻部AS的电阻值变低，Vr减小，Vd增大，从而施加在二极管上的正向电压增加。图6示出一般的二极管的电流-电压特性。如图6所示，二极管的正向电压电流特性为电流相对于电压变化急剧地增加。该电流增加与向无定形硅膜(a-Si)的光控可变电阻部AS注入传导载流子是等价的，因此，使无定形硅膜(a-Si)的光控可变电阻部AS的有效电阻进一步下降。最终，流过取得如下平衡的电流，即，施加在二极管部D上的正向电压的增加Vd’ 引起的二极管中的扩散载流子、变为低电阻的无定形硅膜(a-Si)的光控可变电阻部AS的
9电阻值、由所流过的电流确定的分压Vr’的平衡这样，在无定形硅膜(a-Si)之上层叠η型无定形硅膜(n+a-Si)，从而能够得到通过由η型无定形硅膜(n+a-Si)和无定形硅膜(a_Si)构成的二极管进行了放大的光电流。[光传感器阵列的一例]图7是表示本实施方式的光传感器阵列的电路结构的一例的电路图。图中虚线框包围的部分表示1像素的光传感器像素A。在图7中，仅图示了 4个像素的光传感器像素， 但实际配置例如100X150的光传感器像素。各光传感器像素为在上部电极22与下部电极25之间夹持有η型无定形硅膜 (n+a-Si) 23和无定形硅膜(a_si)M的构造。在图7中，各光传感器像素以图2中所示的等价电路示出。1像素的光传感器像素由薄膜晶体管MT、二极管D、光控型可变电阻元件AS和电容元件C 1构成。配置成矩阵状的光传感器的各列的光传感器像素的光控型可变电阻元件AS的一个端子经由薄膜晶体管(MT)与多个读出线S1，S2，..中的对应的读出线连接。1水平扫描期间的读出线Si，S2，..的电压变化作为信号电压被从焊盘PAD输出至外部的信号处理电路(未图示)。各薄膜晶体管MT的栅极与多个扫描线G 1，G2，..中的对应的扫描线连接，各扫描线Gl，G2，...与移位寄存器12连接。移位寄存器12在按每个1水平扫描期间将高电平 (以下，H电平)的选择扫描电压(第二时钟)依次提供给扫描线Gl，G2，...。移位寄存器12由安装在半导体芯片内的电路构成，配置在制作有光传感器阵列的基板上。或者，移位寄存器12通过配置在玻璃基板等光传感器阵列基板上的、由半导体层采用多晶硅膜而成的薄膜晶体管组成的电路构成。多个复位晶体管MTR设置在各个读出线S1，S2，...与提供复位电压VRST的布线之间，由信号RG所控制。另外，在读出线与外部的布线等之间产生浮置电容Cs。光传感器像素的二极管D的阴极与被供给偏置电压VBl的偏置线SVBl连接。一个端子与光控型可变电阻元件AS连接的电容元件Cl的另一端子与被供给偏置电压VB2的偏置线SVB2连接。在复位晶体管MTR导通时，经由复位线SVRST将复位电压VRST供给到读出线Si， S 2 9 · · · ο图8是用于说明图7所示的光传感器阵列的驱动方法的时间图。以下，使用图8说明图7所示的光传感器阵列的驱动方法。在图7中，通过移位寄存器12，光传感器像素的各行在纸面上从上到下被依次扫描。S卩，在图7中，对选通线G按照序号从小到大的顺序依次施加H电平的电压。为了便于说明，设VBl = 0V、VRST = 5V。偏置电压VB2未特别限制，可以是任意的电平，在此设为0V。在移位寄存器12的输出、即扫描线上的脉冲中，H电平是将薄膜晶体管MT导通的电压，低电平(以下，称为L电平)是使薄膜晶体管MT截止的电压。在本例中，设为10V/0V的电压。此外，各偏置电压的电压值是一例，也可以是上述值以外的电压。首先，在1水平扫描期间HSYNC的消隐期间的时刻t2，信号RG (第二时钟)变为高电平，复位晶体管TLS导通。由此，经由复位线SVRST向各读出线Si，S2，...供给复位电压VRST。由此，各读出线Si，S2，...的电位(由读出线的浮置电容Cs保持的电位)均为恒定电位(例如5V)。接着，在时刻t3，信号RG变为L电平，在时刻t4，供给到扫描线&ι的第一时钟变为H电平。由此，栅极连接于扫描线的薄膜晶体管MT导通，因此具有栅极连接于扫描线 Gn的薄膜晶体管MT的光传感器像素的二极管D、光控型可变电阻元件AS、电容元件Cl被连接于读出线Si，S2，...。此时，读出线S1，S2，...的电压由于由在电容元件Cl积蓄的电荷引起的电容分配的电压变动、及在该连接时间经由光控型可变电阻元件AS和二极管D流经偏置线SVBl的放电电流，从而使电压降低。例如，未照射光的光传感器像素由于光控型可变电阻元件AS的电阻值而流过暗电流，由此，读出线(例如，读出线Si)的电位降低至例如4. 5V。另外，照射了光的光传感器像素的光控型可变电阻元件AS的电阻值因光传导而放大了电流，由此，读出线(例如，读出线S2)的电位降低至例如2. 5V。图8的读出线Sl 的波形示出该电压变化。如此，在本实施方式中，在信号RG成为H电平的定时，使各读出线Si，S2，...的电位均为恒定电位(例如，5V)，然后通过入射光，使各读出线S1，S2，...的电位变动(图8 中是下降)。在1水平扫描期间HSYNC的消隐期间，在RG信号变为H电平之前，与焊盘(PADl) 连接的外部的信号处理电路取入该信号电压。图9是表示外部的信号处理电路的一例的框图。图9所示的信号处理电路通过开关晶体管MTH取入从光传感器阵列的各读出线 S1，S2，..读出的某行光传感器像素的信号电压(Sn-V)，并通过缓存电路BA向A/D转换器 31输入，将其转换为数字信号。在此，如图8所示，开关晶体管MTH在1水平扫描期间HSYNC的消隐期间，在RG信号成为H电平之前，利用成为H电平的采样保持电压SH而导通，取入从光传感器阵列的各读出线Si，S2，...读出的某行的光传感器像素的信号电压(Sn-V)。
以下，与上述同样地取入信号电压。对于扫描线以外的扫描线，也进行同样的处理取入信号电压。[光传感器阵列的其他例]在上述图7的光传感器阵列中，输出信号电压(或电流)必然包括较大的暗电流成分。此外，由于作为高电阻半导体的无定形硅的暗电流有温度依赖性，因此在使用环境下需要修正暗电流成分。以下说明的光传感器阵列是修正暗电流成分的结构。图10是表示本实施方式光传感器阵列的电路结构的其他例的电路图。图10所示的光传感器阵列与图7所示的光传感器阵列的差异主要是在光传感器阵列的各行设置暗电流修正用光传感器像素AD这一点。在图10中，在光传感器阵列的各行配置1个暗电流修正用光传感器像素AD。由此，1列的暗电流修正用光传感器AD设置在光传感器阵列的与移位寄存器12相反一侧的端部。在此，1像素的暗电流修正用光传感器像素AD由薄膜晶体管MTD、二极管DD、光控型可变电阻元件ASD和电容元件CD构成。
暗电流修正用光传感器像素AD的构造与图1所示的构造相同，但设有遮光膜等以避免光入射到该暗电流修正用光传感器像素AD。本实施例的光传感器阵列的驱动方法也与图8相同，暗电流修正用光传感器像素 AD的信号电压从暗电流修正用读出线SD输出。图10所示的光传感器阵列在使用环境下做成暗状态，在外部的信号处理电路中执行从光照射时的输出减去该光传感器阵列的电压这样的处理，从而对暗电流成分进行修正。图11是表示修正暗电流成分的外部的信号处理电路的一例的框图。图11所示的信号处理电路通过开关晶体管MTH取入从光传感器阵列的各读出线 S1，S2，...读出的某行的光传感器像素的信号电压(Sn-V)及从暗电流修正用读出线SD读出的暗电流修正用光传感器像素P )的信号电压(SD-V)的每一个，通过缓存电路BA输入到A/D转换器31，转换为数字信号。然后，减法器32从各行的光传感器像素的数字信号电压减去暗电流修正用的光传感器像素P )的数字信号电压，从而修正暗电流成分。在此，开关晶体管MTH在1水平扫描期间HSYNC的消隐期间且RG信号成为H电平之前，利用成为H电平的采样保持电压SH成为导通，取入从光传感器阵列的各读出线Si， S2，...读出的某行的光传感器像素的信号电压(Sn-V)。在上述各实施例中，信号处理电路不需要设置在外部，也可以与图6所示的移位寄存器12同样地安装在半导体芯片内，配置在制作有光传感器阵列的基板上。或者也可以是，信号处理电路由如下的电路构成，该电路通过配置在玻璃基板等光传感器阵列基板上的、由半导体层采用多晶硅层而成的薄膜晶体管构成。在上述各实施例中，利用光传感器像素的二极管D的放大效果，可将信号电流放大至10000倍程度，但根据情况不同，布局上可能难以形成能够积蓄该信号电流的电容元件Cl。此时，可以删除寄生效果的电容元件(浮置电容或寄生电容)以外的电容元件，仅将读出时间内的直接电流作为信号电流。复位晶体管MTR配置在光传感器阵列的与外部连接的外部电路内，图7、图10所示的复位晶体管MTR可以排除。在上述各实施例中，说明了如下的电压输出方式各读出线Si，S2，..的电位(更具体而言是读出线的浮置电容Cs的电位)被电压VRST复位，与各光传感器像素连接后，向各读出线Si，S2，...输出由于所充电电荷的释放所引起的各读出线Si，S2，...的电位变化，但也可以废除复位晶体管MTR，在外部电路内直接测量电流的电流输出方式。图12是用于说明在外部电路内直接测量电流的电流输出方式的图。在图12中仅图示了读出线Sl和1个光像素传感器A。在图12中，13是由IC等构成的外部电路。在图12所示的结构中，各读出线Si， S2，..经由电阻元件Rl与电源Bl连接。由此，经由具有导通的薄膜晶体管MT的光像素传感器的光控型可变电阻元件AS、二极管D，电流流向偏置线SVB1。该电流根据照射到光传感器像素的光而变动，因此在电阻元件Rl的两端产生的电压发生变动。因此，利用开关晶体管MTH取入电阻元件Rl的与读出线S1，S2，...连接一侧的端子的电压，经由缓存电路BA输入至A/D转换器31，转换为数字信号。在此，开关晶体管MTH在1水平扫描期间HSYNC的消隐期间且RG信号成为H电平之前，利用成为H电平的采样保持电压SH而导通，取入电阻元件Rl的与读出线Si， S2，...连接一侧的端子的电压。 虽然已经描述了当前考虑到的本发明的某些实施方式，但是能够理解可对其进行各种修改，并且意在使所附权利要求书将所有这些修改覆盖为落入本发明的实质精神和范围内。
权利要求
1.一种光传感器，其特征在于， 包括由金属膜构成的下部电极； 设置在上述下部电极之上的无定形硅膜； 设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜； 设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极； 在导通状态时向上述下部电极输入第一电源电压、在截止状态时使上述下部电极为浮置状态的开关电路；在上述开关电路为导通状态时，检测向上述无定形硅膜照射预定期间的光后的上述下部电极的电压变化的检测电路。
2.根据权利要求1所述的光传感器，其特征在于，具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。
3.根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于， 上述第一基准电压与上述第二基准电压为同一电压。
4.根据权利要求1所述的光传感器，其特征在于，上述第一电源电压为比上述第一基准电压高电位的电压。
5.根据权利要求1所述的光传感器，其特征在于， 上述无定形硅膜的膜厚为500nm以上。
6.根据权利要求5所述的光传感器，其特征在于， 上述无定形硅膜的膜厚为1200nm以下。
7.一种光传感器阵列，其特征在于，包括配置成阵列状的mXn个光传感器像素、η条读出线，上述各光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；上部电极，其设置在上述η型无定形硅膜之上，且被输入第一基准电压；以及第一晶体管，其第二电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接，其第一电极与上述下部电极连接，并且其控制电极被输入第一时钟，将1水平扫描期间内的上述各读出线的电压变化作为上述第一晶体管导通的光传感器像素的传感器输出电压而输出。
8.根据权利要求7所述的光传感器阵列，其特征在于，上述各光传感器像素具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。
9.根据权利要求7所述的光传感器阵列，其特征在于，具有η个第二晶体管，该第二晶体管的第一电极与上述η个读出线中的所对应的读出线连接，该第二晶体管的第二电极被输入第一电源电压、该第二晶体管的控制电极被输入第二时钟。
10.根据权利要求9所述的光传感器阵列，其特征在于，上述各第二晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述各读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述各读出线为浮置状态。
11.根据权利要求10所述的光传感器阵列，其特征在于，上述第一时钟在上述第二时钟之后导通，上述各光传感器像素的上述第一晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述各读出线连接。
12.—种光传感器阵列，其特征在于，包括配置成阵列状的mXn个光传感器像素、mX 1个补偿用的光传感器像素、η条读出线、补偿用像素的读出线，上述各光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；上部电极，其设置在上述η型无定形硅膜之上，且被输入第一基准电压；第一晶体管，其第二电极与上述η个读出线中的所对应的读出线连接，其第一电极与上述下部电极连接，其控制电极被输入第一时钟，上述各补偿用的光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上并被遮光的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；上部电极，其设置在上述η型无定形硅膜之上，且被输入第一基准电压；第二晶体管，其第二电极与上述补偿用像素的读出线连接，其第一电极与上述下部电极连接，其控制电极被输入第一时钟，将与入射到上述各光传感器像素的上述无定形硅膜的光量相对应的电压作为传感器输出电压而输出。
13.根据权利要求12所述的光传感器阵列，其特征在于，上述各光传感器像素和上述各补偿用的光传感器像素具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。
14.根据权利要求12所述的光传感器阵列，其特征在于，还具有η个第三晶体管和第四晶体管，该第三晶体管的第一电极与上述η个读出线中的所对应的读出线连接，并且其第二电极被输入第一电源电压、其控制电极被输入第二时钟，该第四晶体管的第一电极与上述补偿用像素的读出线连接，并且其第二电极被输入第一电源电压，其控制电极被输入第二时钟。
15.根据权利要求14所述的光传感器阵列，其特征在于，上述各第三晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述各读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述各读出线为浮置状态，上述第四晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述补偿用像素的读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述补偿用像素的读出线为浮置状态。
16.根据权利要求15所述的光传感器阵列，其特征在于，上述第一时钟在上述第二时钟之后导通，上述各光传感器像素的上述第一晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述η个读出线中的所对应的读出线连接，上述各补偿用的光传感器像素的上述第二晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时， 将上述下部电极与上述补偿用像素的读出线连接。
17.根据权利要求7所述的光传感器阵列，其特征在于，包括供给上述第一基准电压的第一基准电压线、供给上述第二基准电压的第二基准电压线、供给上述第一电源电压的第一电源电压线、供给上述第一时钟的m条扫描线、供给上述第二时钟的第二时钟线。
18.根据权利要求17所述的光传感器阵列，其特征在于，具有与上述m条扫描线连接，按每个1水平扫描期间对上述各扫描线依次供给第一时钟的扫描电路。
19.根据权利要求9所述的光传感器阵列，其特征在于， 上述第一电源电压是比上述第一基准电压高电位的电压。
20.根据权利要求8所述的光传感器阵列，其特征在于， 上述第一基准电压和上述第二基准电压是同一电压。
全文摘要
光传感器包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的n型无定形硅膜；设置在上述n型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；在导通状态时向上述下部电极输入第一电源电压、在截止状态时使上述下部电极为浮置状态的开关电路；在上述开关电路为导通状态时，检测向上述无定形硅膜照射预定期间的光后的上述下部电极的电压变化的检测电路。
文档编号H01L27/146GK102420237SQ201110294330
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月27日 优先权日2010年9月28日
发明者安田好三, 宫泽敏夫, 米仓健史, 长谷川笃, 齐藤辉儿 申请人:松下液晶显示器株式会社, 株式会社日立显示器