[发明专利]光传感器、半导体器件和液晶面板

说明书

技术领域

本发明涉及包括薄膜二极管(Thin Film Diode：TFD)的光传感器，该薄膜二极管具有至少包含n型区域和p型区域的半导体层。另外，本发明还涉及包括薄膜二极管和薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)的半导体器件。而且，本发明还涉及包括该半导体器件的液晶面板。

背景技术

通过在显示装置中安装包括薄膜二极管的光传感器，能够实现触摸传感器功能。在这样的显示装置中，用手指、触控笔触碰显示装置的观察者侧的面(即，显示面)会使从显示面侧入射的光发生变化，通过用光传感器来检测出该入射光的变化，能够进行信息的输入。

在这样的显示装置中，由于周围的明亮度等的环境，用手指等接触显示面而引起的光的变化少。因此，存在有用光传感器不能够检测出该光的变化的问题。

在日本特开2008-287061号公报中，公开有在液晶显示装置中使用的半导体器件中，提高光传感器的光检测灵敏度的技术。对此，使用图7进行说明。

该半导体器件包括：在基板(有源矩阵基板)910上依次形成的绝缘层941、942、943、944；薄膜二极管920；和薄膜晶体管930。薄膜二极管920是具有包括n型区域921n、p型区域921p和低电阻区域921i的半导体层921的PIN型二极管。薄膜晶体管930具有包括沟道区域931c、作为源极区域的n型区域931a、作为漏极区域的n型区域931b的半导体层931。在隔着绝缘层943与沟道区域931c相对的位置设置有栅极电极932。n型区域931b与像素电极(未图示)连接。

薄膜二极管920受到从显示面侧(图7的纸面上侧)入射的光的光照。另一方面，对基板910在与显示面相反的一侧(图7的纸面下侧)配置有背光源(未图示)，为了不使来自该背光源的光入射到薄膜二极管920，在薄膜二极管920与基板910之间设置有遮光层990。遮光层990形成为沿着部分地除去绝缘层941而形成的凹部992的表面延伸。由于将凹部992形成为向上逐渐变宽的锥状，因此在遮光层990形成沿着凹部992的倾斜面延伸的倾斜面991。

遮光层990也具有作为反射层的功能。因此，从显示面侧入射、未入射到薄膜二极管920而是入射到薄膜二极管920与遮光层990之间的光，在遮光层990被反射而入射到薄膜二极管920。在遮光层990形成的倾斜面991，将入射到倾斜面991的光反射向薄膜二极管920。

在如图7所示的半导体器件中，通过设置如上所述的遮光层990，能够使从显示面侧入射的光更多地入射到薄膜二极管920。因此，能够提高光检测灵敏度。

发明内容

即使是图7所示的半导体器件，也不能够得到充分的光检测灵敏度。其理由如以下所述。

薄膜二极管920的半导体层921与薄膜晶体管930的半导体层931同时形成。由此，半导体层921的膜厚度非常薄。因此，导致入射到半导体层921的光的一部分未被半导体层921吸收而通过。因此，在通过倾斜面991而使入射到薄膜二极管920与遮光层990之间的光反射向半导体层921时，反射向半导体层921的光的一部分有可能未被半导体层921吸收而通过半导体层921。而且，倾斜面991只形成在遮光层990的端缘部附近。因此，在倾斜面991反射的光的大部分入射到薄膜二极管920的周边部分。其结果是，入射到作为受光区域的低电阻区域921i的光很少。

本发明是为了解决上述现有技术问题而完成的，其目的在于：即使薄膜二极管的半导体层的厚度薄，也能够提高光利用效率并提高薄膜二极管的光检测灵敏度。

本发明的光传感器包括：基板；设置在上述基板的一侧且具有至少包含n型区域和p型区域的第一半导体层的薄膜二极管；和设置在上述基板与上述第一半导体层之间的遮光层。在上述遮光层的与上述第一半导体层相对的一侧的面形成有凹凸。上述第一半导体层具有与上述遮光层的上述凹凸大致相同的形状。

根据本发明，在遮光层形成有凹凸。由此，入射到遮光层的光，因遮光层的凹凸而发生漫反射后，入射到第一半导体层。第一半导体层具有与遮光层的凹凸大致相同的形状。由此，入射到第一半导体层内的光在第一半导体层内前进的距离变长。其结果是，被第一半导体层吸收的光增加。因此，即使第一半导体层的厚度薄，也能够提高光利用效率，提高光检测灵敏度。

附图说明

图1是表示涉及本发明的实施方式1的半导体器件的概略结构的截面图。

图2是图1的部分II的放大截面图，是用于说明在涉及本发明的实施方式1的半导体器件中的薄膜二极管的光检测灵敏度上升的原因的附图。