(57)【要約】【課題】同一の画素内に薄膜トランジスタと受光素子を設けた場合に開口率が低下することを防止する。【解決手段】透明基板１５上にマトリクス状に配置された各画素において、透明電極４の電圧を制御する薄膜トランジスタの活性層１０に対する遮光層を兼用するように、薄膜トランジスタの活性層１０に絶縁膜１７を介して受光素子の活性層１１を重ねて配置する。具体的には、薄膜トランジスタの活性層１０を挟んで薄膜トランジスタのゲート電極８と受光素子の活性層１１とを対向配置する。さらに具体的には、薄膜トランジスタの活性層１０の直下に受光素子の活性層１１を配置し、あるいは、薄膜トランジスタの活性層１０の直上に受光素子の活性層１１を配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にマトリクス状に配置された複数の画素にそれぞれ設けられた多結晶シリコン膜による活性層を有する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタに対する遮光層を兼用するように前記薄膜トランジスタに絶縁膜を介して重ねて設けられた受光素子を備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対して表示層を介して対向配置された対向基板と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタの活性層を挟んで前記薄膜トランジスタのゲート電極と前記受光素子の活性層とが対向配置されたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記薄膜トランジスタの活性層の直下に前記受光素子の活性層が配置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記薄膜トランジスタの活性層の直上に前記受光素子の活性層が配置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記受光素子の活性層は、非晶質シリコン膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記非晶質シリコン膜は、膜厚が５００Åから１０００Åの範囲にあることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記受光素子の活性層は、非晶質シリコン膜の片端にｐ型非晶質シリコン膜を積層すると共に、当該非晶質シリコン膜のもう一方の片端にｎ型非晶質シリコン膜を積層してｐｎ接合を形成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記非晶質シリコン膜をｉ型とし、ｐｉｎ接合を形成したことを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記受光素子の活性層は、ｐ型非晶質シリコン膜とｎ型非晶質シリコン膜とを積層してｐｎ接合を形成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記ｐ型非晶質シリコン膜と前記ｎ型非晶質シリコン膜との間にｉ型非晶質シリコン膜を配置してｐｉｎ接合を形成したことを特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記受光素子をダイオードとしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記薄膜トランジスタの活性層におけるソース電極・ドレイン電極と、前記受光素子の活性層におけるソース電極・ドレイン電極を同層に配置したことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記薄膜トランジスタの活性層におけるソース電極・ドレイン電極間の部分と前記受光素子の活性層におけるソース電極・ドレイン電極間の部分とが略直交するように前記薄膜トランジスタと前記受光素子を配置したことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
対向基板に対して表示層を介して対向配置されるアレイ基板の製造に際して、
透明基板上に絶縁膜を介して薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記薄膜トランジスタの直上に絶縁膜を介して受光素子を形成する工程と、
を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１５】
対向基板に対して表示層を介して対向配置されるアレイ基板の製造に際して、
透明基板上に絶縁膜を介して受光素子を形成する工程と、
前記受光素子の直上に絶縁膜を介して薄膜トランジスタを形成する工程と、
を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記受光素子を形成する工程では、非晶質シリコン膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン膜の片端にｎ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン膜のもう一方の片端にｐ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１４又は１５記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記受光素子を形成する工程では、ｎ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、
前記ｎ型非晶質シリコン膜の上にｐ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１４又は１５記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ｎ型非晶質シリコン膜を形成する工程では、ＳｉＨ４、ＰＨ３、Ｈ２の混合ガスを用いてＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜することを特徴とする請求項１６又は１７記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記ｐ型非晶質シリコン膜を形成する工程では、ＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６、Ｈ２の混合ガスを用いてＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶シリコン膜による活性層を有する薄膜トランジスタと光入力機能のための受光素子とを画素毎に備えた画像表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶を用いた表示装置は、薄型、低消費電力、高画質の画像表示装置として需要が活発化している。各画素毎に設けられた透明電極を制御するためのスイッチング素子や、液晶を駆動する駆動回路を構成するために用いられるスイッチング素子としては、多結晶シリコン膜による活性層を備えた薄膜トランジスタが、非晶質シリコン膜による薄膜トランジスタに比べて電子の移動度が高く画素を高精細にでき、さらに画素部と駆動回路を絶縁性の透明基板上に一体的に形成できることから、注目されている。
【０００３】
この多結晶シリコン膜による活性層を備えた薄膜トランジスタを用いた画像表示装置では、透明基板の背面側に配置されたバックライト装置からの光により、各画素に配置された薄膜トランジスタに光リーク電流が生じて表示性能が低下するという問題がある。この問題を解決するために、例えば特許文献１に記載の画像表示装置が知られている。この画像表示装置は、透明基板上において薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜による活性層の下に絶縁膜を介して非晶質シリコン膜を形成した構成である。そして、非晶質シリコン膜により薄膜トランジスタへのバックライト装置からの光を遮光して、薄膜トランジスタの活性層に光が照射される量を抑え、光リーク電流による表示品位の劣化を防止するものである。
【０００４】
ところで、画像表示装置としては、光ペン入力機能、スキャナー読取機能、指紋センサー機能などの光入力機能を備えるために、各画素に受光素子を備えたものが開発されている。この場合、各画素内に透明電極を制御するための薄膜トランジスタと受光素子が配置されることとなるが、薄膜トランジスタは光リーク電流を防止するためにバックライト装置からの光を遮光することが望ましいのに対し、受光素子は光電流を多く発生した方が良いため遮光するのは望ましくない。このように、遮光に対する要求の異なる２つの素子が１つの画素内に並存することとなるので、この点を考慮した適切な構成とする必要がある。
【０００５】
このような構成として、例えば特許文献２に記載の画像表示装置が知られている。この画像表示装置は、透明電極の電圧を制御するための薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜による活性層の下に遮光層として非晶質シリコン膜を設け、この非晶質シリコン膜の層と同層に受光素子を形成するための薄膜トランジスタの非晶質シリコン膜を設け、かつ多結晶シリコン膜による薄膜トランジスタのゲート電極と非晶質シリコン膜による薄膜トランジスタのゲート電極とを同層に設けた構成である。この画像表示装置は、非晶質シリコン膜の方が多結晶シリコン膜に比べて光吸収係数値が大きいので、受光素子を非晶質シリコン膜で形成することにより受光素子の受光性能を向上させるとともに、多結晶シリコン膜による活性層の下に遮光用として非晶質シリコン膜を配置することにより、透明電極の電圧を制御する薄膜トランジスタの駆動能力を向上させたものである。
【特許文献１】特開平７−１７６７４８号公報
【特許文献２】特開平１０−９０６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献２の画像表示装置のように、遮光層としての非晶質シリコン膜と受光素子の非晶質シリコン膜とを同一層上で並列に配置した場合には、受光素子を設けた分だけ透明電極の光透過部分の面積が減少し、光透過の開口率が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、同一の画素内に薄膜トランジスタと受光素子を設けた場合に開口率の低下を防止し得る画像表示装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、上記画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明に係る画像表示装置は、透明基板上にマトリクス状に配置された複数の画素にそれぞれ設けられた多結晶シリコン膜による活性層を有する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタに対する遮光層を兼用するように前記薄膜トランジスタに絶縁膜を介して重ねて設けられた受光素子を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板に対して表示層を介して対向配置された対向基板と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、薄膜トランジスタに対する遮光層を兼用するように、薄膜トランジスタに絶縁膜を介して重ねて受光素子を設けたことで、受光素子により入射光を遮光して薄膜トランジスタに照射されないようにするとともに、各画素で受光素子を設けることによる透明電極の面積の減少を防ぐようにしている。
【００１１】
第２の本発明に係る画像表示装置は、前記薄膜トランジスタの活性層を挟んで前記薄膜トランジスタのゲート電極と前記受光素子の活性層とが対向配置されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、受光素子の活性層によって、薄膜トランジスタの活性層への入射光を遮光するようにしている。
【００１３】
第３の本発明に係る画像表示装置は、前記薄膜トランジスタの活性層の直下に前記受光素子の活性層が配置されたことを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、薄膜トランジスタの活性層の直下に配置した受光素子の活性層によって、アレイ基板側から表示層へ入射しようとする光を薄膜トランジスタに対して遮光するとともに、ゲート電極により、反対側から入射する光を遮光するようにしている。
【００１５】
第４の本発明に係る画像表示装置は、前記薄膜トランジスタの活性層の直上に前記受光素子の活性層が配置されたことを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、薄膜トランジスタの活性層の直上に配置した受光素子の活性層によて、対向基板側から表示層へ入射した光を薄膜トランジスタに対して遮光するようにしている。
【００１７】
第５の本発明に係る画像表示装置では、前記受光素子の活性層は、非晶質シリコン膜であることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、受光素子の活性層を非晶質シリコン膜としたことで、光の吸収率を多結晶シリコン膜の約１０倍にすることができる。
【００１９】
第６の本発明に係る画像表示装置では、前記非晶質シリコン膜は、膜厚が５００Åから１０００Åの範囲にあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、非晶質シリコン膜の膜厚を５００Åから１０００Åの範囲としたことで、その光学的濃度を可視光領域で１程度にでき、これによって、入射する光量を約１０の１程度に抑えることができ、受光素子を遮光層として十分に機能させることができる。
【００２１】
第７の本発明に係る画像表示装置では、前記受光素子の活性層は、非晶質シリコン膜の片端にｐ型非晶質シリコン膜を積層すると共に、当該非晶質シリコン膜のもう一方の片端にｎ型非晶質シリコン膜を積層してｐｎ接合を形成したことを特徴とする。
【００２２】
第８の本発明に係る画像表示装置では、第７の本発明において前記非晶質シリコン膜をｉ型とし、ｐｉｎ接合を形成したことを特徴とする。
【００２３】
第９の本発明に係る画像表示装置では、前記受光素子の活性層は、ｐ型非晶質シリコン膜とｎ型非晶質シリコン膜とを積層してｐｎ接合を形成したことを特徴とする。
【００２４】
第１０の本発明に係る画像表示装置では、第９の本発明において前記ｐ型非晶質シリコン膜と前記ｎ型非晶質シリコン膜との間にｉ型非晶質シリコン膜を配置してｐｉｎ接合を形成したことを特徴とする。
【００２５】
第７乃至第１０の本発明にあっては、受光素子の活性層を非晶質シリコン膜による積層型のｐｉｎ接合あるいはｐｎ接合としたことで、非晶質シリコン膜の接合面積が積層型でないものと比べて数百倍に増加するので、結果として非晶質シリコン膜は、多結晶シリコン膜の約１０００倍の光電流を発生させることができる。
【００２６】
第１１の本発明に係る画像表示装置は、前記受光素子をダイオードとしたことを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、受光素子をダイオードとしたとで、薄膜トランジスタに比べて光電流が多く流れるようになるので、受光素子としての性能をさらに向上させることができる。
【００２８】
第１２の本発明に係る画像表示装置は、前記薄膜トランジスタの活性層におけるソース電極・ドレイン電極と、前記受光素子の活性層におけるソース電極・ドレイン電極を同層に配置したことを特徴とする。
【００２９】
第１３の本発明に係る画像表示装置は、前記薄膜トランジスタの活性層におけるソース電極・ドレイン電極間の部分と前記受光素子の活性層におけるソース電極・ドレイン電極間の部分とが略直交するように前記薄膜トランジスタと前記受光素子を配置したことを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、薄膜トランジスタの活性層におけるソース電極・ドレイン電極間の部分と受光素子の活性層におけるソース電極・ドレイン電極間の部分とが略直交するように配置することで、薄膜トランジスタと受光素子のそれぞれのソース電極が重ならないようにすると共に、薄膜トランジスタと受光素子のそれぞれのドレイン電極が重ならないようにして、下側に配置される方の活性層の面積を大きくすることを不要にしている。
【００３１】
第１４の本発明に係る画像表示装置の製造方法は、対向基板に対して表示層を介して対向配置されるアレイ基板の製造に際して、透明基板上に絶縁膜を介して薄膜トランジスタを形成する工程と、前記薄膜トランジスタの直上に絶縁膜を介して受光素子を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３２】
第１５の本発明に係る画像表示装置の製造方法は、対向基板に対して表示層を介して対向配置されるアレイ基板の製造に際して、透明基板上に絶縁膜を介して受光素子を形成する工程と、前記受光素子の直上に絶縁膜を介して薄膜トランジスタを形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３３】
第１６の本発明に係る画像表示装置の製造方法は、前記受光素子を形成する工程では、非晶質シリコン膜を形成する工程と、前記非晶質シリコン膜の片端にｎ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、前記非晶質シリコン膜のもう一方の片端にｐ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３４】
第１７の本発明に係る画像表示装置の製造方法は、前記受光素子を形成する工程では、ｎ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、前記ｎ型非晶質シリコン膜の上にｐ型非晶質シリコン膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３５】
第１８の本発明に係る画像表示装置の製造方法は、前記ｎ型非晶質シリコン膜を形成する工程では、ＳｉＨ４、ＰＨ３、Ｈ２の混合ガスを用いてＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜することを特徴とする。
【００３６】
第１９の本発明に係る画像表示装置の製造方法は、前記ｐ型非晶質シリコン膜を形成する工程では、ＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６、Ｈ２の混合ガスを用いてＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る画像表示装置および製造方法によれば、同一の画素内に薄膜トランジスタと受光素子を設けた場合の開口率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態の画像表示装置について図面を用いて説明する。
【００３９】
［第１の実施の形態］
本実施の形態の画像表示装置は、アレイ基板とこれに対向して配置された対向基板との間隙に表示層として液晶層を設けて構成される。
【００４０】
アレイ基板上の表示領域には、複数の信号線と走査線が交差するように配線され、マトリクス状となるように各交差部に画素が配置される。
【００４１】
このアレイ基板における各画素の構成について、図１の平面図および図２の断面図を用いて説明する。ガラス製の透明基板１５上に第１の絶縁膜１６が形成され、その上に受光素子の活性層となる非晶質シリコン膜１１が形成される。非晶質シリコン膜１１は、ｐ領域、ｉ領域、ｎ領域を備える。
【００４２】
絶縁膜１６と非晶質シリコン膜１１の上に第２の絶縁膜１７が形成される。絶縁膜１７の上には非晶質シリコン膜１１の直上に薄膜トランジスタの活性層となるｎ型の多結晶シリコン膜１０が形成される。
【００４３】
これら絶縁膜１７、多結晶シリコン膜１０の上にゲート絶縁膜１８が形成される。ゲート絶縁膜１８の上には多結晶シリコン膜１０の直上に薄膜トランジスタのゲート電極８が形成され、同層に第１補助容量の電極５、第２補助容量の下側電極１４が形成される。
【００４４】
これらゲート絶縁膜１８、電極５、ゲート電極８、下側電極１４の上に層間絶縁膜１９が形成される。層間絶縁膜１９の上に透明電極４、第２補助容量の上側電極１３が形成される。また、受光素子のソース電極６が、層間絶縁膜１９、ゲート絶縁膜１８、絶縁膜１７に空けられたコンタクトホールを通じて非晶質シリコン膜１１のｐ領域に接続するように形成される。受光素子のドレイン電極１２は、層間絶縁膜１９、ゲート絶縁膜１８、絶縁膜１７に空けられたコンタクトホールを通じて非晶質シリコン膜１１のｎ領域に接続するとともに、第２補助容量の上側電極１３に接続するように形成される。また、薄膜トランジスタのソース電極７とドレイン電極９が、層間絶縁膜１９、ゲート絶縁膜１８に空けられたコンタクトホールを通じて多結晶シリコン膜１０のソース領域とドレイン領域にそれぞれ接続するように形成される。受光素子のソース電極６、ドレイン電極１２、薄膜トランジスタのソース電極７、ドレイン電極９は同層に形成される。なお、バックライト装置は、透明基板１５の背面側に配置される。
【００４５】
このように、本画像表示装置では、透明電極４の電圧を制御するための薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜１０による活性層の直下に絶縁膜１７を介して非晶質シリコン膜１１による活性層を備えた受光素子が形成された構成である。すなわち、バックライト装置からの光を薄膜トランジスタに対して遮光する遮光層と受光素子の活性層とを兼用するように非晶質シリコン膜１１が形成される。
【００４６】
受光素子の非晶質シリコン膜１１は、膜厚が５００Åから１０００Åの範囲にあることが望ましい。例えば、水素を脱離した非晶質シリコン膜１１は、膜厚が１０００Å程度あれば、光学的濃度値ＯＤについて可視光領域で１．０を達成することができる。この値であれば、薄膜トランジスタの光リーク電流を抑制する遮光膜として使用することが可能である。なお、光学的濃度値ＯＤは、次式で表される。
【００４７】
ＯＤ＝−ｌｏｇ１０Ｔ  （１）
ここで、Ｔはバックライト装置からの光の各波長λにおける透過率Ｔ（λ）をスペクトルの全波長領域について平均したものである。
【００４８】
受光素子は、ｐｎ接合型あるいはｐｉｎ接合型のダイオードで構成される。例えば、非晶質シリコン膜１１の半分の領域にｎ型のイオンドープを行い、残りの半分の領域にｐ型のイオンドープを行う。ｎ型領域とｐ型領域の間にイオンドープしない領域を設けない場合にはｐｎ接合となり、イオンドープしない領域を設けた場合にはｐｉｎ接合となる。
【００４９】
受光素子をダイオードで構成するのは、従来の技術の欄で説明したように、受光素子を非晶質シリコン膜による薄膜トランジスタで構成すると、ゲート電極を多結晶シリコン膜による薄膜トランジスタのゲート電極とは別に形成しなければならなくなり、構造が複雑化して製造工程が増加するので、これを防ぐためである。また、受光素子としての性能を向上させるためでもある。すなわち、電解効果型である薄膜トランジスタの場合は、ソース電極からドレイン電極に至るまでの電圧勾配に、必ず逆バイアス電圧と順バイアス電圧が混在するが、ダイオードの場合には順バイアス電圧か逆バイアス電圧のどちらか一方だけが存在する。このため、光により発生した電荷はダイオードの方が流れ易く、同じ厚さと面積の非晶質シリコン膜で受光素子を形成した場合には、ダイオードの方が光電流が多く流れ、受光素子としての性能が向上するからである。また、非晶質シリコン膜の透過率は、イオンドープによってはほとんど変わることがないので、ダイオードで構成した受光素子は遮光膜としても十分に機能するからである。
【００５０】
次に、比較例の画像表示装置の構成について説明する。図３の平面図に示すように、比較例の画像表示装置は、透明電極の電圧を制御する薄膜トランジスタに対する遮光層としての非晶質シリコン膜２１と、受光素子の非晶質シリコン膜１１を同一層上に並列に設けた構成である。このため、受光素子を設けた分だけ透明電極２４の光透過部分の面積が減少している。なお、図３においては、図１と同一物および同一物とはいえなくとも同一の名称として扱える物については、図１と同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。
【００５１】
このような構成の比較例に対し、図１，図２に示した本画像表示装置では、薄膜トランジスタに対する遮光層および受光素子の活性層を兼用するように非晶質シリコン膜１１を形成したことで、受光素子を設けることによる透明電極４の面積の減少を防ぎ、光透過の開口率の低下を防止することができる。
【００５２】
次に、本画像表示装置におけるアレイ基板の製造方法について図１および図２を参酌しながら説明する。
【００５３】
まず、透明基板１５上に第１の絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６は窒化珪素膜であり、その膜厚は５００Åとする。絶縁膜１６の表面上に非晶質シリコン膜をＰＥ−ＣＶＤ（プラズマケミカルベーパディポジション）法を用いて真空中で形成する。５００℃で熱処理を行うことで非晶質シリコン膜から水素を脱離する。非晶質シリコン膜の膜厚は１０００Åとする。また、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ（ケミカルドライエッチング）法で連続加工することにより、図２に示すように非晶質シリコン膜１１を島状に形成する。
【００５４】
続いて、絶縁膜１６上に第２の絶縁膜１７を形成し、レジストで非晶質シリコン膜１１の半分に相当する領域を覆い、レジストで覆われていない領域にリンＰをイオンドープする。このレジストを剥離した後、残りの半分に相当する領域をレジストで覆い、レジストで覆われていない領域にボロンＢをイオンドープする。このとき、１回目と２回目のレジストの位置をオーバーラップさせずに、十分な間隔をあけイオンドープをしない領域を設けなかった場合には、ｐｎ接合型の受光素子の活性層が形成される。一方、１回目と２回目のレジストの位置をオーバーラップさせ、イオンドープしない領域を設けた場合には、ｐｉｎ接合型の受光素子の活性層が形成される。
【００５５】
続いて、薄膜トランジスタの活性層となる非晶質シリコン膜をＰＥ−ＣＶＤ法を用いて真空中において連続成膜する。その膜厚は５００Åとする。その後、５００℃で熱処理を行うことで水素を脱離する。ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で連続加工することにより、非晶質シリコン膜を島状に形成する。この非晶質シリコン膜を、ＥＬＡ（エキシマレーザーアニール）法により多結晶化することにより、多結晶シリコン膜１０を形成する。ここで、レーザーの照射パワーは、絶縁膜１７上の非晶質シリコン膜に対してはアブレーションを起こすことなく多結晶化することができ、絶縁膜１６上の非晶質シリコン膜１１に対しては悪影響を及ぼすこともないような範囲とする。
【００５６】
続いて、絶縁膜１７の上にゲート絶縁膜１８を形成する。続いて、ＭｏＷ（モリブデンタングテン合金）を用いてスパッタ法によりゲート絶縁膜１８上に成膜した後、ＣＤＥ法を用いてＭｏＷを加工することにより、ゲート電極８、第１補助容量の電極５、走査線３、第２補助容量の下側電極１４を形成する。ＭｏＷの膜厚は２５００Åとする。
【００５７】
次に、イオンドーピング法を用いて多結晶シリコン膜１０にドナーとなるリンＰを注入する。注入条件は、加速電圧７０ＫｅＶ、ドーズ量１Ｅ１６／ｃｍ２とする。ここで、多結晶シリコン膜１０の全領域のうち、ゲート電極８の直下に位置する領域にはゲート電極８がセルフアライメントマスクとなるためリンＰは注入されない。なお、第１の絶縁膜１６上の非晶質シリコン膜１１に対してはリンＰが届かないので影響を及ぼすことはない。
【００５８】
続いて、層間絶縁膜１９を成膜温度４００℃で形成する。このとき、多結晶シリコン膜１０に注入した不純物が活性化され、薄膜トランジスタのドレイン領域及びソース領域が形成される。なお、層間絶縁膜１９は酸化膜であり、その膜厚は５０００Åとする。
【００５９】
続いて、層間絶縁膜１９、ゲート絶縁膜１８、絶縁膜１７について、非晶質シリコン膜１１のｐ領域およびｎ領域に通じる部分に、ＢＨＦ（バッファードふっ酸）を用いてコンタクトホールを空けると共に、多結晶シリコン膜１０のドレイン領域とソース領域に通じる部分にコンタクトホールを空ける。次に、層間絶縁膜１９上にスパッタ法を用いて成膜し、ウエット法を用いて加工することにより、透明電極４、薄膜トランジスタのソース電極７およびドレイン電極９、受光素子のソース電極６およびドレイン電極１２、第２の補助容量の上側電極１３、第１の信号線１、第２の信号線２を形成する。このとき、ソース電極６が信号線２に接続されるようにする。また、薄膜トランジスタのドレイン電極９と透明電極４とが配線２０で接続されるようにすると共に、ソース電極７と信号線１とが接続されるようにする。また、受光素子のドレイン電極１２と第２補助容量の上側電極１３とが接続されるようにする。ここで形成する電極および配線は、Ｍｏ（上層）とＡｌ（下層）の２層構造からなり、Ｍｏの膜厚は１５００Å、Ａｌの膜厚は４５００Åとする。
【００６０】
続いて、層間絶縁膜１９の上に保護膜２２をＰＥ−ＣＶＤ法により成膜し、外部端子接続用のコンタクトホール（図示せず）を空ける。保護膜２２は、窒化珪素膜であり、その膜厚は２０００Åとする。以上の工程により、アレイ基板が製造される。
【００６１】
したがって、本実施の形態によれば、薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜１０による活性層の直下に、薄膜トランジスタに対する遮光層および受光素子の活性層を兼用するように非晶質シリコン膜１１を形成したことで、各画素で受光素子を設けることによる透明電極４の面積の減少を防ぐことができ、もって光透過の開口率の低下を防止することができる。
【００６２】
本実施の形態によれば、非晶質シリコン膜１１の膜厚を５００Åから１０００Åの範囲とし、その光学的濃度を可視光領域で１程度としたことで、受光素子を遮光層として十分に機能させることができる。
【００６３】
本実施の形態によれば、受光素子をｐｎ接合型あるいはｐｉｎ接合型のダイオードとしたことで、トランジスタとした場合に比べて光電流が多く流れるので、受光素子としての性能を向上させることができる。
【００６４】
また、バックライトの光がｐ−Ｓｉの活性層１１に入射するのはゲート電極８によって遮光される。
【００６５】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、薄膜トランジスタの活性層１０（多結晶シリコン膜）の直下に受光素子の活性層１１（非晶質シリコン膜）を形成した。この場合、図４に示すように、受光素子が光を受け易いようにするために、アレイ基板３１の透明基板１５側にライトペン３５等の光入力装置を配置することで、受光素子の活性層１１により、アレイ基板３１側から液晶層３３へ入射しようとする光を効率良く吸収するとともに、薄膜トランジスタの活性層１０に対する光を遮光することができる。
【００６６】
ところが、この場合は、外光がアレイ基板３１における配線で反射して表示性能を低下させるという問題がある。
【００６７】
そこで、第２の実施の形態では、図５に示すように、アレイ基板の透明基板１６上に絶縁膜１６を介して配置された薄膜トランジスタの活性層１０の直上に受光素子の活性層１１を形成した構成とする。この場合、対向基板３２側にライトペン３５を配置することで、受光素子の活性層１１により、対向基板３２側から液晶層３３へ入射した光を効率良く吸収するとともに薄膜トランジスタの活性層１０に対する光を遮光することができる。このような構成とすることで、アレイ基板３１の配線の反射による表示性能の低下を防止する。
【００６８】
また、第１の実施の形態では、図４に示すように、薄膜トランジスタをゲート電極８が活性層１０の上に配置されるトップゲート型としたが、第２の実施の形態では、図５に示すようにゲート電極８が活性層１０の下に配置されるボトムゲート型とする。
【００６９】
第１，第２の実施の形態に示すように、本画像表示装置は、薄膜トランジスタに絶縁膜１６を介して重ねて受光素子を設けた構成である。特に、図４、図５に示すように、薄膜トランジスタの活性層１０を挟んで薄膜トランジスタのゲート電極８と受光素子の活性層１１とが対向配置された構成である。
【００７０】
次に、第２の実施の形態における画像表示装置について具体的に説明する。
【００７１】
図６の平面図に示すように、本画像表示装置は、薄膜トランジスタの活性層１０と受光素子の活性層１１とが重なるように配置され、受光素子を設けたことによる透明電極４の面積の減少を防ぐようにした構成である。
【００７２】
図７の断面図に示すように、薄膜トランジスタの活性層１０の直上に受光素子の活性層１１が配置される。受光素子の活性層１１は、ｉ型の非晶質シリコン膜であり、非晶質シリコン膜の片端にｎ型の非晶質シリコン膜２５を積層すると共に、もう一方の端にｐ型の非晶質シリコン膜２６を積層してｐｉｎ接合とする。受光素子の非晶質シリコン膜の膜厚は５００Åから１０００Åの範囲とする。そして、ｎ型非晶質シリコン膜２５にアルミニウム（Ａｌ）製のソース電極６を接続し、ｐ型非晶質シリコン膜２６に同じくＡｌ製のドレイン電極１２を接続することで、ｐｉｎ接合型ダイオードを形成する。また、薄膜トランジスタのソース電極７およびドレイン電極９、受光素子のソース電極６およびドレイン電極１２は、同層に形成する。
【００７３】
このように、ｐｉｎ接合を積層型としたことで、積層型としなかった場合に比べて非晶質シリコン膜の接合面積を数百倍に増やすことができる。また、光の吸収率については非晶質シリコン膜の方が多結晶シリコン膜の約１０倍であるので、結果として非晶質シリコン膜１１は、多結晶シリコン膜に比べて約１０００倍の光電流を発生させることができる。
【００７４】
なお、図６、図７においては、図１、図２と同一物および同一物とはいえなくとも同一の名称として扱える物については、図１と同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。
【００７５】
次に、本実施の形態におけるアレイ基板の製造方法について図６、図７を用いて説明する。まず、透明基板１５上に第１の絶縁膜１６を１０００〜４０００Å程度の膜厚で成膜する。その上に、スパッタ法等を用いてＭｏ−Ｔａ、Ｍｏ−Ｗ等による金属膜を２０００〜４０００Å程度の膜厚で積層し、これをパターニングしてゲート電極８及び第１補助容量の電極５を形成する。その上に、例えばＳｉＯｘあるいはＳｉＮｘを用いて３０００〜４５００Åの膜厚でゲート絶縁膜１８を形成する。
【００７６】
続いて、薄膜トランジスタの活性層１０となる非晶質シリコン膜を、ＰＥ−ＣＶＤ法を用いて真空中において連続成膜する。膜厚は５００Åとする。その後、５００℃で熱処理を行うことで非晶質シリコン膜から水素を脱離する。そして、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で加工することにより非晶質シリコン膜を島状とし、ＥＬＡ法により多結晶化して多結晶シリコン膜１０を形成する。
【００７７】
続いて、第２の絶縁膜１７を形成し、イオンドーピング法を用いてドナーとなるリンＰを多結晶シリコン膜１０に注入する。注入条件は、加速電圧７０ＫｅＶ、ドーズ量１Ｅ１６／ｃｍ２程度とする。ただし、ゲート電極８の上の領域にはリンＰが注入されないようにする。
【００７８】
続いて、第２の絶縁膜１７の上に受光素子となる非晶質シリコン膜１１をＰＥ−ＣＶＤ法を用いて真空中で成膜する。膜厚は２０００〜３０００Å程度とする。その後、５００℃で熱処理を行うことで非晶質シリコン膜１１から水素を脱離する。そして、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で加工することにより非晶質シリコン膜１１を島状にする。
【００７９】
引き続き、受光素子の製造工程について図８を用いて説明する。受光素子の非晶質シリコン膜１１はイオンドープされない領域であり、ｉ層とも呼ばれるものである。
【００８０】
図８（ａ）に示すように、まずこの非晶質シリコン膜１１の上に、ＳｉＨ４（シラン）、ＰＨ３（ホスフィン）、Ｈ２の混合ガスを用いてｎ型の非晶質シリコン膜２５をＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜する。
【００８１】
続いて、図８（ｂ）に示すように、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で加工することにより、ｎ型の非晶質シリコン膜２５をパターニングして非晶質シリコン膜２５が非晶質シリコン膜１１の片端上にだけ積層されるようにする。このとき、非晶質シリコン膜１１の表面も多少削れることがあり得るが、この場合は削れた部分の膜厚が薄くなる。
【００８２】
続いて、図８（ｃ）に示すように、その上にＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６（ジボラン）、Ｈ２の混合ガスを用いてｐ型の非晶質シリコン膜２６をＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で連続成膜する。
【００８３】
続いて、図８（ｄ）に示すように、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で連続加工することにより、ｐ型の非晶質シリコン膜２６をパターニングして非晶質シリコン膜２６が非晶質シリコン膜１１のもう一方の片端上にだけ積層されるようにする。このとき、非晶質シリコン膜１１の表面も多少削れることがあり得るが、この場合は削れた部分の膜厚がさらに薄くなる。
【００８４】
こうして、ｐｉｎ接合型の非晶質シリコン膜が形成される。非晶質シリコン膜は多少薄くなることがあり得るが、最初から厚めのものを形成しておくなど、条件を最適化すれば問題はない。
【００８５】
引き続き、アレイ基板の製造方法の説明に戻る。
【００８６】
図７に示すように、ＢＨＦを用いて薄膜トランジスタのｎ型領域に対応する位置の絶縁膜１７にコンタクトホールを空ける。次にＭｏ（上層）とＡｌ（下層）の２層構造からなる配線、電極をスパッタ法により成膜した後、ウエット法によりこれを加工する。なお成膜するときの膜厚は、Ｍｏ膜を１５００Å、Ａｌ膜を４５００Åとする。配線や電極は、具体的には薄膜トランジスタのソース電極７、ドレイン電極９、薄膜トランジスタのソース電極７と接続される第２の信号線２、薄膜トランジスタのドレイン電極９とＩＴＯ等を材料とする透明電極４とを接続する配線等である。
【００８７】
また、受光素子のｎ型の非晶質シリコン膜２５の上には、第１の信号線１に接続される受光素子のソース電極６が形成され、ｐ型の非晶質シリコン膜２６の上に、第２補助容量の上側電極１３に接続される受光素子のドレイン電極１２が形成される。受光素子のソース電極６とドレイン電極１２は同層に形成される。
【００８８】
続いて、層間絶縁膜１９をＰＥ−ＣＶＤ法により絶縁膜１７の上に成膜する。層間絶縁膜１９の材質はＳｉＮｘとし、その膜厚は２０００Åとする。
【００８９】
続いて、薄膜トランジスタのドレイン領域に対応する位置の絶縁膜にコンタクトホールを空け、画素電極となる透明電極４をスパッタ法を用いて成膜し、ウエット法を用いてこれを加工する。以上の工程により、アレイ基板が製造される。
【００９０】
したがって、本実施の形態によれば、薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜１０による活性層の直上に受光素子の活性層１１を形成したことで、受光素子の活性層１１により、対向基板３２側から液晶層３３へ入射した光を効率良く吸収するとともに、この光を薄膜トランジスタの活性層１０に対しては遮光することができ、また、アレイ基板３１の配線による光反射に起因する表示性能の低下を防止することができる。
【００９１】
本実施の形態によれば、受光素子の活性層１１を非晶質シリコン膜としたことで、光の吸収率を多結晶シリコン膜の約１０倍にすることができる。また、受光素子の非晶質シリコン膜の膜厚を５００Åから１０００Åの範囲としたことで、その光学的濃度を可視光領域で１程度にでき、これによって、入射する光量を約１０の１程度に抑えることができ、受光素子を遮光層として十分に機能させることができる。
【００９２】
本実施の形態によれば、受光素子について、非晶質シリコン膜１１の片端にｎ型の非晶質シリコン膜２５を積層するとともに、もう一方の片端にｐ型の非晶質シリコン膜２６を積層してｐｉｎ接合を形成したことで、非晶質シリコン膜１１の接合面積が積層型でないものと比べて数百倍に増加するので、結果として非晶質シリコン膜１１に多結晶シリコン膜と比べて約１０００倍の光電流を発生させることができる。
【００９３】
本実施の形態によれば、受光素子をｐｉｎ接合型のダイオードとしたことで、薄膜トランジスタに比べて光電流が多く流れるようになるので、受光素子としての性能をさらに向上させることができる。また、受光素子を薄膜トランジスタにしようとすると、そのゲート電極を、多結晶シリコン膜を活性層とする薄膜トランジスタのそれとは独立に形成する必要があり、構造の複雑化、製造工程の増加といった問題が生じることになるが、受光素子をダイオードとしたことで、このような問題の発生を防止できる。
【００９４】
なお、本実施の形態においては、受光素子を積層型のｐｉｎ接合としたが、非晶質シリコン膜１１をｉ型とせずに、ｐｎ接合を形成するようにしてもよい。
【００９５】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態では、受光素子の製造において、ｎ型の非晶質シリコン膜２５、ｐ型の非晶質シリコン膜２６をパターニングする際に、非晶質シリコン膜１１の表面までも削れてしまう可能性がある。そこで、第３の実施の形態においては、図９の断面図に示すように、受光素子の非晶質シリコン膜１１の上にＳｉＮによる保護層２７を形成することで、非晶質シリコン膜１１が削れてしまうことを防止し、所望の厚さの非晶質シリコン膜１１が得られるようにする。なお、その他、図７と同一物あるいは同一物でなくとも同一の名称として扱える物については、図７と同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。
【００９６】
次に、本実施の形態の受光素子の製造方法について図１０および図１１を用いて説明する。
【００９７】
図１０（ａ）に示すように、まず絶縁膜１７の上に非晶質シリコン膜１１を島状に形成する。続いて、図１０（ｂ）に示すように、非晶質シリコン膜１１の上にＳｉＮｘを用いて膜厚２０００Åの保護層２７を形成し、ｎ型の非晶質シリコン膜２５が形成される領域には残らないように保護層２７をパターニングする。次に、ＳｉＨ４、ＰＨ３、Ｈ２の混合ガスを用いてｎ型の非晶質シリコン膜２５をＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜する。
【００９８】
続いて、図１０（ｃ）に示すように、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で加工することにより、ｎ型の非晶質シリコン膜２５をパターニングして非晶質シリコン膜１１の片端に積層されるように形成する。このとき、非晶質シリコン膜１１の表面は保護層２７により保護されているので、削れて膜厚が薄くなることはない。
【００９９】
続いて、図１０（ｄ）に示すように、保護層２７をｐ型の非晶質シリコン膜２６が形成される領域には残らないようにパターニングする。
【０１００】
続いて、図１０（ｅ）に示すように、その上にＳｉＮｘによる保護層２８を成膜する。そして、図１０（ｆ）に示すように、保護層２８を、ｐ型の非晶質シリコン膜２６が形成される領域には残らないようにパターニングする。こうして、ｎ型の非晶質シリコン膜２５の領域だけを保護層２８で覆うようにする。
【０１０１】
続いて、図１１（ａ）に示すように、その上に、ＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６、Ｈ２の混合ガスを用いてｐ型の非晶質シリコン膜２６をＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で連続成膜する。
【０１０２】
続いて、図１１（ｂ）に示すように、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で連続加工することにより、ｐ型の非晶質シリコン膜２６をパターニングして非晶質シリコン膜１１のもう一方の片端に積層されるように形成する。このとき、非晶質シリコン膜１１は保護層２７によって保護されており、またｎ型の非晶質シリコン膜２５は保護層２８によって保護されているので、各々が削れて膜厚が薄くなることはない。
【０１０３】
続いて、図１１（ｃ）に示すように、保護層２８を除去し、図１１（ｄ）に示すように、Ａｌによりｎ型の非晶質シリコン膜２５の上にソース電極６を形成するとともに、ｐ型の非晶質シリコン膜２６の上にドレイン電極１２を形成する。
【０１０４】
こうして、ｐｉｎ接合型の非晶質シリコン膜を形成する。この後の配線、電極の形成、保護膜の形成、透明電極の形成方法は第２の実施の形態と同様である。
【０１０５】
したがって、本実施の形態によれば、受光素子の非晶質シリコン膜１１の上に保護層２７を形成したことで、非晶質シリコン膜１１の上でｎ型の非晶質シリコン膜２５、ｐ型の非晶質シリコン膜２６をパターニングする際に、非晶質シリコン膜１１の表面が削れてしまうことを防止でき、もって所望の厚さの非晶質シリコン膜１１を得ることができる。
【０１０６】
［第４の実施の形態］
第２、第３実施の形態では、受光素子の活性層を積層型のｐｉｎ接合により形成したが、第４の実施の形態では、積層型のｐｎ接合により形成する。
【０１０７】
本実施の形態の画像表示装置の構成は、受光素子の構成を除いては、図６、図７と同様であるので、ここでは重複した説明は省略し、受光素子の製造方法についてだけ説明する。
【０１０８】
図１２（ａ）に示すように、絶縁膜１７の上に、ＳｉＨ４、ＰＨ３、Ｈ２の混合ガスを用いてｎ型の非晶質シリコン膜２５をＰＥ−ＣＶＤ法により真空中で成膜し、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いてＣＤＥ法により加工することにより、ｎ型の非晶質シリコン膜２５を島状にパターニングする。次に、非晶質シリコン膜２５の上に、ＳｉＨ４、Ｂ２Ｈ６、Ｈ２の混合ガスを用いてＰＥ−ＣＶＤ法によりｐ型の非晶質シリコン膜２６を真空中で連続成膜する。
【０１０９】
続いて、図１２（ｂ）に示すように、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたＣＤＥ法で連続加工することにより、ｐ型の非晶質シリコン膜２６をパターニングしてｎ型非晶質シリコン膜２５の片端にだけ積層されるようにする。この場合、ｎ型の非晶質シリコン膜２５の表面が削れて膜厚が多少薄くなる可能性があるが、あらかじめ厚めの膜を形成しておけば問題はない。こうして、ｐｎ接合型の非晶質シリコン膜を形成する。
【０１１０】
続いて、図１２（ｃ）に示すように、アルミニウムを用いてｎ型の非晶質シリコン膜２５の上にソース電極６を形成するとともに、ｐ型の非晶質シリコン膜２６の上にドレイン電極１２を形成し、ｐｎ接合型のダイオードを形成する。その他の配線、電極の形成、保護膜の形成、透明電極の形成方法は第２，第３の実施形態と同様である。
【０１１１】
したがって、本実施の形態によれば、受光素子についてｐ型の非晶質シリコン膜とｎ型の非晶質シリコン膜とを積層してｐｎ接合を形成したことで、非晶質シリコン膜の接合面積を積層型でないものと比べて数百倍に増加でき、また非晶質シリコン膜は多結晶シリコン膜の約１０倍の光電流を流すことができるので、結果として多結晶シリコン膜の約１０００倍の光電流を発生させることができる。
【０１１２】
本実施の形態によれば、受光素子をｐｎ接合型のダイオードとしたことで、薄膜トランジスタに比べて光電流が多く流れるようになるので、受光素子としての性能をさらに向上させることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態においても、受光素子の非晶質シリコン膜の膜厚を５００Åから１０００Åの範囲とし、その光学的濃度を可視光領域で１程度にすることで、入射する光量を約１０の１程度に抑え、受光素子を遮光層として十分に機能させることについては、上記各実施の形態と同様である。
【０１１４】
また、ｐ型の非晶質シリコン膜とｎ型の非晶質シリコン膜との間にｉ型の非晶質シリコン膜を配置してｐｉｎ接合を形成するようにしてもよい。
【０１１５】
［第５の実施の形態］
第１の実施の形態では、薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜１０による活性層の直下に遮光層を兼用するように受光素子の非晶質シリコン膜１１を形成したが、第５の実施の形態では、これを基本構成とした上で、図１３に示すように、非晶質シリコン膜１１の片端にｎ型の非晶質シリコン膜２５を積層するとともに、非晶質シリコン膜１１のもう一方の片端にｐ型の非晶質シリコン膜２６を積層してｐｉｎ接合を形成した構成とする。図１３において、図２と同一物あるいは同一物でなくとも同一の名称として扱える物については、図２と同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。
【０１１６】
図１３に示すように、本画像表示装置の受光素子は、ｎ型の非晶質シリコン膜２５にソース電極６が接続されると共に、ｐ型の非晶質シリコン膜２６にドレイン電極１２が接続されたｐｉｎ接合型のダイオードである。
【０１１７】
本画像表示装置の製造方法は、受光素子の製造工程を除いて第１の実施の形態で説明したものと同様である。そして、受光素子の製造工程については第２の実施の形態で図８を用いて説明したものと同様である。
【０１１８】
図８を用いて説明したように、受光素子の製造工程においては、ｎ型の非晶質シリコン膜２５、ｐ型の非晶質シリコン膜２６をパターニングする際に、非晶質シリコン膜１１の表面までも削れてしまう可能性がある。そこで、第３の実施の形態において図９を用いて説明したように、本実施の形態においても、図１４に示すように受光素子の非晶質シリコン膜１１の上にＳｉＮｘによる保護層２７を設けることで、非晶質シリコン膜１１の表面が削れてしまうことを防止する。この場合の受光素子の製造方法については、図１０および図１１を用いて説明したものと同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。
【０１１９】
したがって、本実施の形態によれば、薄膜トランジスタの多結晶シリコン膜１０による活性層の直下に遮光層を兼用するように受光素子の非晶質シリコン膜１１を形成した場合においても、非晶質シリコン膜１１の片端にｎ型の非晶質シリコン膜２５を積層するとともに、もう一方の片端にｐ型の非晶質シリコン膜２６を積層してｐｉｎ接合を形成したことで、非晶質シリコン膜１１の接合面積が積層型でないものと比べて数百倍に増加するので、結果として多結晶シリコン膜と比べて約１０００倍の光電流を発生させることができる。
【０１２０】
本実施の形態によれば、受光素子をｐｉｎ接合型のダイオードとしたことで、薄膜トランジスタに比べて光電流が多く流れるようになるので、受光素子としての性能をさらに向上させることができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、受光素子をｐｉｎ接合型のダイオードとしたが、第４の実施の形態で説明したように、ｐｎ接合型のダイオードとしてもよい。この場合の構成および製造工程については、図１２を用いて説明したものと同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。
【０１２２】
また、本実施の形態においても、光素子の非晶質シリコン膜の膜厚を５００Åから１０００Åの範囲とし、その光学的濃度を可視光領域で１程度にすることで、入射する光量を約１０の１程度に抑え、受光素子を遮光層として十分に機能させることについては、上記各実施の形態と同様である。
【０１２３】
［第６の実施の形態］
上記各実施の形態で説明したように薄膜トランジスタの活性層１０と受光素子の活性層１１とが絶縁膜１７を介して重なるように配置するためには、下側に配置される活性層に接続されるソース電極およびドレイン電極を上側に配置される活性層に接続されるソース電極およびドレイン電極の外側に配置できるように、下側に配置される方の活性層の面積を上側に配置される活性層の面積よりも大きくする必要があり、その分だけアレイ基板の大型化を招くことになる。
【０１２４】
そこで、第６の実施の形態では、図１５に示すように、薄膜トランジスタの活性層１０におけるソース電極７・ドレイン電極９間の部分と、受光素子の活性層１１におけるソース電極６・ドレイン電極１２間の部分とが略直交するように、薄膜トランジスタと受光素子を配置した構成とする。
【０１２５】
このような構成とすることで、下側に配置される方の活性層の面積を上側の活性層の面積よりも大きくしなくとも、各活性層に接続されるソース電極、ドレイン電極をそれぞれ重ならないように形成することができ、アレイ基板の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１実施形態の画像表示装置における一画素の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ部の断面図である。
【図３】比較例の画像表示装置における一画素の構成を示す平面図である。
【図４】第１実施形態の画像表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】第２実施形態の画像表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】第２実施形態の画像表示装置における一画素の構成を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ｂ部の断面図である。
【図８】第２実施形態の画像表示装置における受光素子の製造工程を示す図である。
【図９】第３実施形態の画像表示装置における一画素の構成を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態の画像表示装置における受光素子の製造工程を示す図である。
【図１１】図１０に続く製造工程を示す図である。
【図１２】第４実施形態の画像表示装置における受光素子の製造工程を示す図である。
【図１３】第５実施形態の画像表示装置における一画素の構成を示す断面図である。
【図１４】第５実施形態の画像表示装置における一画素の別の構成を示す断面図である。
【図１５】第６実施形態の画像表示装置における一画素の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１…第１の信号線，２…第２の信号線
３…走査線，４…透明電極
５…第１補助容量電極
６…受光素子のソース電極
７…薄膜トランジスタのソース電極
８…薄膜トランジスタのゲート電極
９…薄膜トランジスタのドレイン電極
１０…薄膜トランジスタの活性層（多結晶シリコン膜）
１１…受光素子の活性層（非晶質シリコン膜）
１２…受光素子のドレイン電極
１３…第２補助容量の上側電極
１４…第２補助容量の下側電極
１５…透明基板
１６…第１の絶縁膜，１７…第２の絶縁膜
１８…ゲート絶縁膜，１９…層間絶縁膜
２１…非晶質シリコン膜，２２…保護膜
２４…透明電極
２５…ｎ型非晶質シリコン膜
２６…ｐ型非晶質シリコン膜
２７，２８…保護層
３１…アレイ基板，３２…対向基板
３３…液晶層，３５…ライトペン
【図１】
2004318067.tif 000003
【図２】
2004318067.tif 000004
【図３】
2004318067.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004318067.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004318067.tif 000012
【図１１】
2004318067.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004318067.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004318067.tif 000017