JPH1124105A - アクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法

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JPH1124105A
JPH1124105A JP19177597A JP19177597A JPH1124105A JP H1124105 A JPH1124105 A JP H1124105A JP 19177597 A JP19177597 A JP 19177597A JP 19177597 A JP19177597 A JP 19177597A JP H1124105 A JPH1124105 A JP H1124105A
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宏勇 張
Masayuki Sakakura
真之 坂倉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺駆動回路一体型のアクティブマトリクス
表示装置において、画素マトリクス、周辺駆動回路と同
一基板上に、イメージセンサを設ける。 【解決手段】 画素電極２２３と、画素電極２２３に接
続された画素ＴＦＴ２００と、画素ＴＦＴ２００を駆動
するためのＣＭＯＳ−ＴＦＴ４００とが形成された基板
１００上にイメージセンサを作製する。イメージセンサ
の受光部は光電変換層３２２を有する受光素子３２０と
受光部ＴＦＴとを有する。ＴＦＴ２００、３００、４０
０は同一の工程で作製される。また、受光素子３２０の
下側電極３２１、透明電極３２３はそれぞれ、画素マト
リクスに配置された遮光膜２２１、画素電極２２３と同
じ出発膜をパターニングすることによって作製される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画素マトリクス
と、周辺駆動回路を同一基板上に設けたアクティブマト
リクス型の表示装置およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポリシリコンＴＦＴと呼ばれる多
結晶シリコンを用いたＴＦＴする技術が鋭意研究されて
いる。その成果として、ポリシリコンＴＦＴによって、
シフトレジスタ回路等の駆動回路を作製することが可能
になり、画素部と、画素部を駆動する周辺駆動回路とを
同一基板上に集積したアクティブマトリクス型の液晶パ
ネルが実用化に至っている。そのため、液晶パネルが低
コスト化、小型化、軽量化され、パーソナルコンピュー
タ、携帯電話、ビデオカメラやデジタルカメラ等の各種
情報機器、携帯機器の表示部に用いられている。
【０００３】また近年、ノート型パソコンよりも携帯性
に優れ、安価なポケットサイズの小型携帯用情報処理端
末装置が実用化されており、その表示部にはアクティブ
マトリクス型液晶パネルが用いられている。このような
情報処理端末装置は表示部からタッチペン方式でデータ
を入力可能となっているが、紙面上の文字・図画情報
や、映像情報を入力するには、スキャナーやデジタルカ
メラ等の周辺機器が必要である。そのため、情報処理端
末装置の携帯性が損なわれてしまっている。また、使用
者に周辺機器を購入するための経済的な負担をかけてし
まっている。
【０００４】また、アクティブマトリクス型表示装置
は、ＴＶ会議システム、ＴＶ電話、インターネット用端
末等の表示部にも用いられている。これらシステムや端
末では、対話者や使用者の映像を撮影するカメラを備え
ているが、表示部とカメラ部は個別に製造されてモジュ
ール化されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した問題点を解消し、画素マトリクス、周辺駆動回路が
形成される基板上に、イメージセンサを設けることによ
り、撮像機能と表示機能とを兼ね備えたインテリジェン
ト化された表示装置を提供することにある。
【０００６】更に本発明の目的は、イメージセンサ又は
／および太陽電池を画素マトリクス、周辺駆動回路と構
造・製造プロセスに整合性のあるものとすることによ
り、インテリジェント化された表示装置を安価に作製す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のアクティブマトリクス型表示装置の構
成は、マトリクス状に配置された画素電極と、前記画素
電極に接続された第１のアクティブ素子を有する画素マ
トリクスと、前記第１のアクティブ素子駆動する周辺駆
動回路とが同一基板上に設けられたアクティブマトリク
ス型表示装置において、前記基板上には、光電変換素子
と、前記光電変換素子に接続された第２のアクティブ素
子とを有する受光部と、前記第２のアクティブ素子を駆
動する駆動回路とを有するイメージセンサが設けられ、
前記光電変換素子は、第１の電極と、第１の電極上に形
成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された
第２の電極とを有し、前記第１の電極および前記第２の
電極は、前記画素マトリクスに形成された導電膜と同じ
出発膜でなることを特徴とする。
【０００８】更に、本発明のアクティブマトリクス型表
示装置の他の構成は、マトリクス状に配置された画素電
極と、前記画素電極に接続された第１のアクティブ素子
を有する画素マトリクスと、前記第１のアクティブ素子
を駆動する周辺駆動回路とが同一基板上に設けられたア
クティブマトリクス型表示装置において、前記基板上に
は光起電力装置が設けられ、前記光起電力装置は、第１
の電極と、第１の電極上に形成された光電変換層と、前
記光電変換層上に形成された第２の電極とを有し、前記
第１の電極および前記第２の電極は、前記画素マトリク
スに形成された導電膜と同じ出発膜でなることを特徴と
するアクティブマトリクス型表示装置。
【０００９】更に、本発明のアクティブマトリクス型表
示装置の他の構成は、マトリクス状に配置された画素電
極と、前記画素電極に接続されたアクティブ素子を有す
る画素マトリクスと、前記画素マトリクスを駆動する周
辺駆動回路とが同一基板上に設けられたアクティブマト
リクス型表示装置であって、前記基板上には、光電変換
素子と、前記光電変換素子に接続された第２のアクティ
ブ素子とを有する受光部と、前記第２のアクティブ素子
を駆動する駆動回路とを有するイメージセンサが設けら
れ、前記画素マトリクスは、前記基板上に形成された第
１のアクティブ素子と、前記第１のアクティブ素子を覆
う第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上に形成された遮
光膜と、前記遮光膜上に形成された第２の絶縁膜と、前
記第２の絶縁膜上に形成され、前記第１、第２の絶縁膜
に設けられたコンタクトホールを介して前記第１のアク
ティブ素子に電気的に接続された画素電極とを有し、前
記受光部は、前記基板上に形成された第２のアクティブ
素子と、前記第２のアクティブ素子を覆う前記第１の絶
縁膜と、前記第１の絶縁膜上に形成され、前記遮光膜と
同じ出発膜でなる下側電極と、前記下側電極上に形成さ
れた光電変換層と、前記光電変換層上に形成され、前記
画素電極と同じ出発膜でなる透明電極とを有することを
特徴とする。
【００１０】更に、本発明に係るアクティブマトリクス
型表示装置の作製方法の構成は、マトリクス状に配置さ
れた画素電極と、前記画素電極に接続された第１のアク
ティブ素子を有する画素マトリクスと、前記第１のアク
ティブ素子を駆動する周辺駆動回路と、光電変換素子
と、前記光電変換素子に接続された第２のアクティブ素
子とを有する受光部と、前記第２のアクティブ素子を駆
動する駆動回路とでなるイメージセンサと、が同一基板
上に設けられたアクティブマトリクス型表示装置の製造
方法であって、前記基板上に、前記第１のアクティブ素
子、前記第２のアクティブ素子、前記周辺駆動回路、お
よび前記駆動回路とを作製する第１の工程と、前記第１
のアクティブ素子と前記第２のアクティブ素子とを少な
くとも覆う第１の絶縁膜を形成する第２の工程と、前記
第１の絶縁膜上に導電膜を形成する第３の工程と、前記
導電膜をパターニングして、前記第１のアクティブ素子
を遮光するための遮光膜と、前記第２のアクティブ素子
に接続された下部電極とを形成する第４の工程と、前記
下部電極上に光電変換層を形成する第５の工程と、前記
遮光膜上に第２の絶縁膜を形成する第６の工程と、前記
光電変換層と、前記第２の絶縁膜とを少なくとも覆う透
明導電膜を形成する第７の工程と、前記透明導電膜をパ
ターニングして、前記第１のアクティブ素子に接続され
た画素電極と、前記光電変換層に接する透明電極とを形
成する第８の工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施形態】図１、図２を用いて、本実施形態の
密着型のイメージセンサを一体的に設けた周辺回路一体
型のアクティブマトリクス型表示装置を説明する。図１
は本実施形態の素子基板１０の正面図であり、図２は素
子基板１０の概略の断面構成図である。
【００１２】図１に示すように、マトリクス状に配置さ
れた画素電極と、前記画素電極に接続されたアクティブ
素子を有する画素マトリクス２１と、画素マトリクス２
１を駆動する周辺駆動回路２３とが同一基板上に設けら
れている。さらに、素子基板１０上には、光電変換素子
と、光電変換素子に接続された第２のアクティブ素子と
を有する受光部３１と、受光部３１を駆動する駆動回路
３２とでなるイメージセンサ３３が設けられている。
【００１３】そして、図２に示すように、画素マトリク
ス２１は、基板１００上に形成された第１のアクティブ
素子２００と、第１のアクティブ素子２００を覆う第１
の絶縁膜１４０と、第１の絶縁膜１４０上に形成された
遮光膜２２１と、遮光膜２２１上に形成された第２の絶
縁膜１５０と、第２の絶縁膜１５０上に形成され、第１
のアクティブ素子２００に電気的に接続された画素電極
２２３とでなる。
【００１４】イメージセンサ３０の受光部３１は、基板
１００上に形成された第２のアクティブ素子３００と、
第２のアクティブ素子３００を覆う第１の絶縁膜１４０
と、第１の絶縁膜１４０上に形成され、第２のアクティ
ブ素子３００に接続された光電変換素子３２０を有し、
変換素子３２０は、下側電極３２１、光電変換層３２
２、透明電極３２３で構成される。
【００１５】本発明において、画素マトリクス２１のア
クティブ素子２００と受光部３１のアクティブ素子３０
０、駆動回路２２、３２に配置されるアクティブ素子４
００はＴＦＴで構成可能である。
【００１６】これらのアクティブ素子２００、３００、
４００は同一の作製工程を経て同時に完成される。そし
てアクティブ素子２００、３００、４００を完成させた
後、遮光膜２２１、画素電極２２３と、光電変換素子３
２０とが作製される。変換素子３２０の下側電極３２１
は遮光膜２２１と同じ出発膜でなり、遮光膜２２１と同
時に形成される。透明電極３２３は画素電極２２３と同
じ出発膜でなり、画素電極と同時に形成される。
【００１７】従って、本発明の素子基板１０の製造プロ
セスは、光電変換層３２２の作製工程以外、従来のアク
ティブマトリクス型表示装置の製造プロセスと同じであ
る。よって、本発明アクティブマトリクス型表示装置は
新たな設備投資をしないで製造することが可能である。
その結果製造コストを安価におさえることができる。ま
た、表示部とイメージセンサ部とを同一基板上に設けた
ため、小型化、軽量化することができる。
【００１８】
【実施例】
［実施例１］ 本実施例では、周辺回路一体型のアクテ
ィブマトリクス型表示装置において、素子基板に密着型
のイメージセンサを一体的に設けた表示装置を説明す
る。
【００１９】図１は、本実施例の素子基板１０の正面図
である。図１に示すように素子基板１０には、表示部２
０とリニアセンサ部３０、制御回路４０、引出端子部５
０が設けられている。また、図２は素子基板１０の概略
の断面構成を示す。本実施例では、素子基板１０に配置
されるアクティブ素子をＴＦＴで作製する。
【００２０】図１、図２に示すように、表示部２０はマ
トリクス状に配置された画素電極２２３と、画素電極２
２３に接続された画素ＴＦＴ２００でなる画素マトリク
ス２１と、画素マトリクス２１配置された画素ＴＦＴ２
００を駆動するための周辺駆動回路２２とが設けられて
おり、素子基板１０は周辺回路一体型のアクティブマト
リクス型の基板構造となっている。また、画素マトリク
ス２１には、画素ＴＦＴ２００を遮光するための遮光膜
２２１が設けられている。
【００２１】リニアセンサ部３０は、光電変換素子３２
０と、光電変換素子３２０に接続された受光部ＴＦＴ３
００が１列に配置された受光部３１と、受光部ＴＦＴ３
００を駆動するための受光部駆動回路３２とで構成され
ている。
【００２２】光電変換素子３２０は、受光部ＴＦＴ３０
０に接続された下側電極３２１と、下側電極３２１上に
形成された光電変換層３２２と、光電変換層３２２上に
形成された透明電極３２３でなる。
【００２３】制御回路４０は、表示部の周辺駆動回路２
２と受光部駆動回路３２を制御するためのものである。
周辺駆動回路２２、受光部駆動回路３２、制御回路４０
には、シフトレジスタ等を構成するためのＣＭＯＳ−Ｔ
ＦＴ４００で構成される。
【００２４】また、引出端子部５０は、表示部２０およ
び、リニアセンサ部３０の配線を外部配線と接続するた
めの端子である。
【００２５】本実施例のアクティブマトリクス表示装置
は、リニアセンサ部３０で読みとった画像データを、素
子基板１０外部の回路で処理することなく表示可能とな
っている。制御回路４０は受光部駆動回路３１にタイミ
ング信号等の制御信号を出力する。この制御信号に従っ
て受光部駆動回路３１は受光部ＴＦＴ３００をスイッチ
ング動作させる。このスイッチング動作に伴って、光電
変換素子３２０で発生した電荷が画像信号としてリニア
センサ部３０から制御回路４０に出力される。制御回路
４０は、この画像信号を表示部で表示するため、周辺駆
動回路２２の制御信号（ゲイト線駆動信号、データ線駆
動信号）を作成する。この制御信号に従って、周辺駆動
回路２２は画素マトリクス２１を駆動し、リニアセンサ
部３０で読みとった画像データを表示させる。
【００２６】次に、図３〜５を用いて、素子基板１０の
作製方法を説明する。先ず、図３（Ａ）に示すように、
透明基板１００全面に下地膜１１０を形成する。透明基
板１００としてガラス基板や石英基板を用いることがで
きる。下地膜１１０として、プラズマＣＶＤ法によっ
て、酸化珪素膜を２００ｎｍの厚さに形成した。
【００２７】次に、プラズマＣＶＤ法によって非晶質珪
素膜を５５ｎｍの厚さに成膜し、エキシマレーザ光を照
射して、多結晶珪素膜６１を形成した。この結晶化工程
は、特にＣＭＯＳ−ＴＦＴ４００の移動度を高くするの
に重要な工程となる。なお、非晶質珪素膜の結晶化方法
として、ＳＰＣと呼ばれる熱結晶化法、赤外線を照射す
るＲＴＡ法、熱結晶化とレーザアニールとの用いる方法
等を用いることができる（図３（Ａ））。
【００２８】次に、多結晶珪素膜６１をパターニングし
て、ＴＦＴ２００、３００、４００のソース領域、ドレ
イン領域、チャネル形成領域を構成する島状の半導体層
３０１、２０１、４０１、４０２を形成する。次に、こ
れら半導体層３０１、２０１、４０１、４０２を覆うゲ
イト絶縁膜１１０を形成する。ゲイト絶縁膜１１０はシ
ラン（ＳｉＨ4）とＮ2Ｏを原料ガスに用いて、プラズマ
ＣＶＤ法で１２０ｎｍの厚さに形成する。
【００２９】次に、スッパタ法でアルミニウム膜６１を
３００ｎｍの厚さに形成する。ヒロックやウィスカーの
発生を抑制するために、アルミニウム膜６１にはスカン
ジウム（Ｓｃ）やイットリウム（Ｙ）を０．１〜０．２
重量％含有させる（図３（Ｂ））。
【００３０】次に、アルミニウム膜６１の表面に、図示
しない緻密な膜質を有する陽極酸化膜を形成する。陽極
酸化膜を形成するには、３％の酒石酸を含んだエチレン
グリコール溶液中で、アルミニウム膜６１を陽極にし白
金を陰極にして、この電極間に電流を流せばよい。陽極
酸化膜の膜厚は印加電圧によって制御する。本実施例で
は、陽極酸化膜の膜厚を１０ｎｍとする。
【００３１】次に、レジストマスク６２を形成し、アル
ミニウム膜６１をパターニングして、電極パターン２０
２、３０２、４０３、４０４を形成する。先に形成され
た、図示しない緻密な陽極酸化膜は、アルミニウム膜６
１とレジストマスク６２の密着性を高めるためのもので
ある（図３（Ｃ））。
【００３２】そして、再び陽極酸化を行い、図４（Ａ）
に示すように、電極パターン２０２、３０２、４０３、
４０４の側面に多孔質状の陽極酸化膜２０３、３０３、
４０５、４０６をそれぞれ形成する。この場合の陽極酸
化工程は、電極パターン２０２、３０２、４０３、４０
４を陽極にし、白金を陰極にして、濃度３％のシュウ酸
水溶液中で、この電極間に電流を流せばよい。陽極酸化
膜２０３、３０３、４０５、４０６の膜厚は電圧の印加
時間によってを制御できる。陽極酸化膜２０３、３０
３、４０５、４０６は、半導体層に低濃度不純物領域を
自己整合的に形成するために利用される（図４
（Ａ））。
【００３３】そして、レジストマスク６２を専用の剥離
液によって除去した後、再び陽極酸化工程を行い、電極
パターン２０２、３０２、４０３、４０４の周囲に、緻
密な膜質を有する陽極酸化膜２０４、３０４、４０７、
４０８をそれぞれ形成する。以上の陽極酸化工程におい
て陽極酸化されなかった電極パターン２０２、３０２、
４０３、４０４が、実質的なゲイト電極２０５、３０
５、４０９、４１０として機能する。これらゲイト電極
２０５、３０５、４０９、４１０の周囲に形成された緻
密な膜質を有する陽極酸化膜２０４、３０４、４０７、
４０８は、ゲイト電極を電気的、物理的に保護する機能
を果たす。更に、これらの陽極酸化膜によって、オフセ
ット構造を自己整合的に形成することができる（図４
（Ｂ））。
【００３４】図４（Ｂ）に示す状態が得られたら、半導
体にＮ型の導電性を付与するために、Ｐイオンをドープ
する。本実施例では、イオンドーピング法を用いる。条
件はドーズ量１×１０15／cm2、加速電圧８０ｋｖとす
る。この結果、ゲイト電極および陽極酸化膜がマスクと
して機能し、半導体層２０１、３０１、４０１、４０２
にそれぞれ、Ｎ型不純物領域２０６、３０６、４１１、
４１２が自己整合的に形成される（図４（Ｃ））。
【００３５】次に、多孔質状の陽極酸化膜２０３、３０
３、４０５、４０６を除去した後、再び、イオンドーピ
ング法でＰイオンをドープする。ドーピング条件はドー
ズ量１×１０14／cm2、加速電圧７０ｋｖとする。この
結果、２回のドーピング工程ともＰイオンが注入された
領域２０７、３０７、４１３、４１４はＮ型の高濃度不
純物領域となり、図４（Ｄ）に示した２度目のドーピン
グ工程のみ、Ｐイオンが注入された領域２０８、３０
８、４１５、４１６はＮ型の低濃度不純物領域となる。
また、２回のドーピング工程ともＰイオンが注入されな
かった領域２０９、３０９、４１７、４１８はチャネル
形成領域となる（図４（Ｄ））。
【００３６】次に、図５（Ａ）に示すように、ＣＭＯＳ
−ＴＦＴ４００の半導体層４０２のＮ型の不純物領域を
Ｐ型に反転するため、他の半導体層をレジストマスク６
３で覆う。この状態で、Ｐ型の導電性を付与するＢイオ
ンをイオンドーピング法で注入する。条件はドーズ量２
×１０15／cm2、加速電圧６５ｋｖとする。この結果、
Ｎ型の不純物領域４１４、４１６の導電型が反転し、Ｐ
型の不純物領域４１９、４２０となる。そしてレーザア
ニールを行い、ドーピングされたＰイオン、Ｂイオンを
活性化する（図５（Ａ））。
【００３７】そして、図５（Ｂ）に示すように、第１の
層間絶縁膜１３０を形成し、Ｎ型高濃度不純物領域２０
７、３０７、４１３およびＰ型不純物領域４１９に達す
るコンタクトホールを形成する。しかる後、金属膜を形
成し、パターニングして、配線２１０、２１１、３１
０、３１１、４２１、４２２、４２３を形成する。な
お、ＴＦＴ４００をＣＭＯＳ構造とするために、配線４
２２でＮ型高濃度不純物領域４１４とＰ型不純物領域４
１９とが接続される。
【００３８】本実施例では、第１の層間絶縁膜１３０を
厚さ５００ｎｍの窒化珪素膜で形成する。第１の層間絶
縁膜１３０として、窒化珪素膜の他に、酸化珪素膜、窒
化珪素膜を用いることができる。また、これらの絶縁膜
の多層膜としても良い。
【００３９】また、配線２１０、２１１、３１０、３１
１、４２１、４２２、４２３の出発膜となる金属膜とし
て、本実施例では、スパッタ法で、チタン膜、アルミニ
ウム膜、チタン膜でなる積層膜を形成する。これらの膜
厚はそれぞれ１００ｎｍ、３００ｎｍ、１００ｎｍとす
る。
【００４０】以上のＣＭＯＳプロセスを経て、画素ＴＦ
Ｔ２００、受光部ＴＦＴ３００、ＣＭＯＳ−ＴＦＴ４０
０が同時に完成する（図５（Ｂ））。
【００４１】次に図５（Ｃ）に示すように、ＴＦＴ２０
０、３００、４００を覆う、第２の層間絶縁膜１４０を
形成する。第２の層間絶縁膜１４０としては、下層の凹
凸を相殺して、平坦な表面が得られる樹脂膜が好まし
い。このような樹脂膜として、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリイミドアミド、アクリルを用いることができ
る。また、第２の層間絶縁膜１４０の表面層は平坦な表
面を得るため樹脂膜とし、下層は酸化珪素、窒化珪素、
酸化窒化珪素等の無機絶縁材料の単層、多層としても良
い。本実施例では、第２の層間絶縁膜１４０としてポリ
イミド膜を１．５μｍの厚さに形成する。
【００４２】次に、第２の層間絶縁膜１４０に受光部Ｔ
ＦＴ３００の配線３１０に達するコンタクトホールを形
成した後、導電膜を形成する。本実施例では導電膜とし
て厚さ２００ｎｍのチタン膜をスッパタ法で成膜する。
【００４３】次に、導電膜をパターニングし、画素ＴＦ
Ｔ２００の遮光膜２２１と、受光部ＴＦＴ３００に接続
された下側電極３１２とをそれぞれ形成する。この導電
膜としてチタン、クロムを用いることができる。
【００４４】次に、光電変換層３２２として機能する、
水素が添加された非晶質珪素膜（以下、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
と表記する）を基板全面に成膜する。そして、受光部３
１だけにａ−Ｓｉ：Ｈ膜が残存するようにパターニング
をし、光電変換層３２２とする（図５（Ｃ））。
【００４５】そして、図２に示すように第３の層間絶縁
膜１５０を形成する。第３の層間絶縁膜１５０を構成す
る絶縁被膜として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミ
ドアミド、アクリル等のを樹脂膜を形成すると平坦な表
面を得ることができるため、好ましい。あるいは第３の
層間絶縁膜１５０の表面層は上記の樹脂膜とし、下層は
酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等の無機絶縁材料の
単層、多層膜を成膜してもよい。本実施例では、絶縁被
膜として厚さ０．５μｍのポリイミド膜を基板全面に形
成した。
【００４６】ポリイミド膜を成膜した後パターニングす
る。このパターニングにより、光電変換層３２２上のポ
リイミド膜を除去して、残存したポリイミド膜を第３の
層間絶縁膜１５０とする。
【００４７】更に、第３、第２の層間絶縁膜に配線２１
１に達するコンタクトホールを形成する。本実施例で
は、パターニングにドライエッチング法を用いる。ａ−
Ｓｉ：Ｈ膜（光電変換層３２２）とポリイミド膜（第
２、第３層間絶縁膜１４０、１５０）とのエッチング選
択比をとるために、エッチングガスに、Ｏ2とＣＦ4の混
合ガスを用い、その混合比をＯ2：ＣＦ4＝９５％：５％
とする。なお、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜とポリイミド膜との選択
比が十分でなく、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜がエッチングされてし
まう場合には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜のエッチング量を見越し
て、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を厚めに成膜すればよい。
【００４８】なお、上記のパターニングの手段はドライ
エッチング法に限定するものでなく、光電変換層３２２
に影響を与えずに、第２、第３の層間絶縁膜１４０、１
５０とのパターニング、コンタクト形成が行える手段で
あればよい。
【００４９】次に、基板全面に透明導電膜を成膜しパタ
ーニングして、画素ＴＦＴ２００に接続された画素電極
２２３、光電変換素子３２０の透明電極３２３を形成す
る。透明導電膜にはＩＴＯやＳｎＯ2を用いることがで
きる。本実施例では、透明導電膜として厚さ１２０ｎｍ
のＩＴＯ膜を形成する（図２）。
【００５０】以上の工程を経て、図１、２に示すような
素子基板１０が完成する。本実施例では、密着型のリニ
アセンサ部３０および、リニアセンサ部３０で読みとら
れた画像データを表示するための制御を行う制御回路４
０を同一基板上に設けたため、多機能化しても装置が大
型化することがない。
【００５１】また、リニアセンサ部３０を作製するに
は、従来アクティブマトリクス型表示装置の製造方法、
製造装置を運用できるため、新たな設備投資が不要であ
り、多機能の表示装置を安価に提供することができる。
【００５２】例えば、画像の表示部と、紙面上の文字情
報、画像情報を読みとる密着型イメージセンサを同一基
板上に設けられているので、本実施例の表示装置はワー
ドプロセッサや、ノート型パソコン等のＯＡ機器や、モ
バイルコンピュータ等の携帯型の情報処理装置の表示装
置に好適である。
【００５３】また、本実施例において、ＴＦＴ２００、
３００、４００と光電変換素子３２０の作製順序はＴＦ
Ｔの特性、光電変換素子の特性を大きく左右する。ＴＦ
Ｔの移動度等の電気特性を高めるには、半導体層に対し
て、結晶化工程やアニール工程、更に水素化処理が必要
である。しかし、これらの処理は、光電変換層３２２の
ａ−Ｓｉ：Ｈを結晶化したり、水素を脱気させてしま
い、変換効率を低下してしまう。
【００５４】そのため、本実施例では、ＴＦＴ２００、
３００、４００をを完成させた後、光電変換素子３２０
を作製することによって、ＴＦＴ、光電変換素子のそれ
ぞれの特性を最善のものとする。またこのような作製順
序とすることで、リニアセンサ部３０では、受光部ＴＦ
Ｔ３００と光電変換素子３２０とを積層した構成にでき
るため、省スペース化が図れる。
【００５５】［実施例２］ 実施例１では、画素ＴＦＴ
２００、受光素子３００、駆動回路、制御回路を構成す
るＣＭＯＳ−ＴＦＴ４００をトップゲイト型ＴＦＴで作
製した例を示した。本実施例では、これらのＴＦＴをボ
トムゲイト型のＴＦＴで構成する例を示す。図６に本実
施例の素子基板の断面構成図を示す。図６において、図
１と同じ符号は同じ部材を示す。また、煩雑さをさける
ため、ＴＦＴの構成を示す符号はＣＭＯＳ−ＴＦＴ４０
０にのみ付したが、他のＴＦＴも同じ構成要素を有す
る。
【００５６】本実施例のボトムゲイト型のＴＦＴは、下
地膜１１０上に形成されたゲイト電極５０１と、ゲイト
絶縁膜１２０上に形成された半導体層５０２、半導体層
５０２のチャネル形成領域上に形成されたチャネルスト
ッパー５０３と、半導体層に接続された配線５０４を有
する。
【００５７】本実施例のボトムゲイト型のＴＦＴの作製
工程は、公知の製造方法を採用すればよく、実施例１と
同様、全てのＴＦＴ２００、３００、４００を同時に完
成するようにする。
【００５８】［実施例３］ 実施例１では、素子基板１
０上に、密着型のラインセンサを設ける例を示したが、
本実施例では、光電変換素子をマトリクス状に配置した
エリアセンサを設けた例を説明する。本実施例の素子基
板１０の上面図を図７に示す。図７において、図１と同
じ符号は同じ部材を示す。
【００５９】図７に示すように、実施例１と同様に、素
子基板１０には、表示部２０と、制御回路４０、引出端
子部５０が設けられ、更にエリアセンサ部７０が設けら
れている。本実施例の素子基板の断面構成は図１または
図６と同様である。
【００６０】エリアセンサ部３０は、受光マトリクス７
１と、受光部駆動回路７２とを有する。受光マトリクス
７１において、実施例１で示す光電変換素子３２０がマ
トリクス状に２次元的に配置され、光電変換素子３２０
それぞれに接続された受光部ＴＦＴ３００が配置されて
いる。２つの受光部駆動回路７２は共同して受光マトリ
クス７１を走査し、画像データを作成するものである。
【００６１】また、本実施例の素子基板１０をモジュー
ル化した場合、エリアセンサ部７０に対向して、レンズ
等の光学系が設けられる。この光学系で縮小された画像
がエリアセンサ７０に投影されて、検出されるため、動
画像が撮像可能となっている。
【００６２】本実施例において、画素マトリクス２１の
画素電極２２３の配列と、受光マトリクス７１の光電変
換素子３２０の配列を同じにすると良い。この場合、画
素電極２２３のアドレスと受光セルのアドレスが１対１
に対応するため、表示部２０で表示するために、制御回
路４０におけるエリアセンサ部で検知された画像データ
の加工が簡単化、高速化される。
【００６３】例えば、画素マトリクス２１の画素数を６
４０×４８０のＶＧＡ規格とした場合、画素電極の占有
面積は１０μｍ×１０μｍ程度である。受光マトリクス
７１のセル数も６４０×４８０とすると、その占有面積
は６．４ｍｍ×４．８ｍｍ程度となる。よって、アクテ
ィブマトリクス型表示装置の素子基板１０にエリアセン
サ部７１を集積化することができる。
【００６４】このように、本実施例では、表示部とエリ
アセンサ部７０でなる撮像素子が一体的に設けられてい
るため、ＴＶ会議システム、ＴＶ電話、インターネット
用端末等の通信機能を備えた表示部に好適である。例え
ば、表示部で対話者の端末から送信された映像を見なが
ら、エリアセンサ部７０で自信の姿を撮影し、対話者の
端末に転送することでき、動画像を双方向通信すること
ができる。
【００６５】［実施例４］ 実施例１〜３においては、
素子基板にイメージセンサを設ける例を説明したが、本
実施例ではイメージセンサの替わりに、太陽電池を設け
る例を説明する。図８に本実施例の素子基板の断面構成
図を示す。図８において、図２と同じ符号は同じ部材を
示し、実施例１と同じ工程で作製されたものであり、受
光部ＴＦＴ３００、光電変換素子３２０の替わりに、太
陽電池６００を設けている。
【００６６】先ず、実施例１に示す工程によって、画素
ＴＦＴ２００とＣＭＯＳ−ＴＦＴ４００を完成する。こ
の際、パターニングを不要とする膜は太陽電池６００部
分にも形成されており、下地膜１１０、ゲイト絶縁膜１
２０、第１の層間絶縁膜１３０が形成されている。
【００６７】次に、第２の層間絶縁膜１４０を基板１０
０全面に形成する。第２の層間絶縁膜状に導電膜を形成
する。本実施例では導電膜として厚さ２００ｎｍのチタ
ン膜をスッパタ法で成膜する次に、導電膜をパターニン
グし、画素ＴＦＴ２００の遮光膜２２１、太陽電池の裏
面電極６０１を形成する。裏面電極６０１は帯状にパタ
ーニングされている。遮光膜２２１、裏面電極６０１の
出発膜として、チタン膜やクロム膜を用いることができ
る。
【００６８】次に、光電変換層６０２を形成する。光電
変換層６０２には、真性のａ−Ｓｉ：Ｈや、ＰＩＮ接合
を有するＳｉや、ＳｉＧｅ等の半導体を用いることがで
きる。本実施例では、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を成膜した。この
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜をパターニングして、太陽電池６００に
のみに残存させて、光電変換層６０２を形成する。
【００６９】次に、層間絶縁膜１５０を形成する。ま
ず、ポリイミド膜を基板全面に形成し、パターニングを
施して、光電変換層３２２上のポリイミド膜を除去し
て、残存したポリイミド膜を第３の層間絶縁膜１５０と
する。更に、第３、第２の層間絶縁膜に配線２１１に達
するコンタクトホールを形成する。
【００７０】本実施例では、パターニングにドライエッ
チング法を用いる。ａ−Ｓｉ：Ｈ膜（光電変換層６０
２）とポリイミド膜（第２、第３層間絶縁膜１４０、１
５０）とのエッチング選択比をとるために、エッチング
ガスに、Ｏ2とＣＦ4の混合ガスを用い、その混合比をＯ
2：ＣＦ4＝９５％：５％とする。なお、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
とポリイミド膜との選択比が十分でなく、ａ−Ｓｉ：Ｈ
膜がエッチングされてしまう場合には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
がエッチング量を見越して、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を厚めに成
膜すればよい。
【００７１】なお、上記のパターニングの手段はドライ
エッチング法に限定するものでなく、光電変換層３２２
に影響を与えず、第２、第３の層間絶縁膜１４０、１５
０のパターニング、コンタクト形成が行える手段であれ
ばよい。
【００７２】次に、基板全面に透明導電膜を成膜しパタ
ーニングして、画素ＴＦＴ２００に接続された画素電極
２２３、太陽電池の透明電極６０３を形成する。透明導
電膜にはＩＴＯやＳｎＯ2を用いることができる。本実
施例では、透明導電膜として厚さ１２０ｎｍのＩＴＯ膜
を形成する。
【００７３】なお、太陽電池６００の端子部透明電極６
０３は隣の裏面電極６０２に接続されている。また、本
実施例では光電変換層６０２に導電率の低いａ−Ｓｉ：
Ｈ膜を用いたので、セル毎に光電変換層６０２を分断し
なかったが、導電率が高い場合には光電変換層６０２の
分断工程が必要となる。
【００７４】以上の工程を経て、図８に示すような素子
基板が完成する。本実施例の太陽電池６００は、光電変
換層６０２の作製工程を除いて、画素マトリクスとプロ
セス整合性のあるため、従来のアクティブマトリクス型
表示装置の製造方法、製造装置を運用できるため、新た
な設備投資が不要である。よって、多機能の表示装置を
安価に提供することができる。
【００７５】また、本実施例では、太陽電池６００のみ
を新たに設ける例を示したが、太陽電池６００と共に、
実施例１のリニアセンサ部３０や、実施例３のエリアセ
ンサ部７０を設けることができる。この場合には、太陽
電池６００の光電変換層６０２と、受光部の光電変換素
子３２０の光電変換層３２２を同じ工程で作製すると工
程が簡略化される。また、この場合、太陽電池６００の
裏面電極６０１と、光電変換素子３２０の下側電極３２
１は、画素ＴＦＴ２００の遮光膜２２１と同じ工程で作
製され、太陽電池６００の透明電極６０３と、光電変換
素子３２０の透明電極３２３は、画素電極２２３とと同
じ工程で作製される。
【００７６】
【発明の効果】本発明では、イメージセンサあるいは光
起電力装置を、画素マトリクスおよび周辺駆動回路と同
一基板上に設けたため、表示機能と撮像機能を兼ね備え
た表示装置を小型化、軽量化することができる。
【００７７】また、本発明において、イメージセンサ、
あるいは光起電力装置を作製するには、従来のアクティ
ブマトリクス型表示装置の製造方法、製造装置を運用で
きるため、新たな設備投資が不要であるため、製造コス
トを抑えることができる。よって、多機能の表示装置を
安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の素子基板の正面図である。
【図２】実施例１の素子基板の断面図である。
【図３】実施例１の素子基板の作製工程の説明図であ
る。
【図４】実施例１の素子基板の作製工程の説明図であ
る。
【図５】実施例１の素子基板の作製工程の説明図であ
る。
【図６】実施例２の素子基板の断面図である。
【図７】実施例３の素子基板の正面図である。
【図８】実施例４の素子基板の断面図である。
【符号の説明】
１００ 透明基板 １１０ 下地膜 １２０ ゲイト絶縁膜 １３０ 第１の層間絶縁膜 １４０ 第２の層間絶縁膜 １５０ 第３の層間絶縁膜 ２００ 画素ＴＦＴ ２２１ 遮光膜 ２２３ 画素電極 ３００ 受光部ＴＦＴ ３２０ 光電変換素子 ３２１ 下側電極 ３２２ 光電変換層 ３２３ 透明電極 ４００ ＣＭＯＳ−ＴＦＴ ６０１ 裏面電極 ６０２ 光電変換層 ６０３ 透明電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された画素電極と、
    前記画素電極に接続された第１のアクティブ素子を有す
    る画素マトリクスと、前記第１のアクティブ素子を駆動
    する周辺駆動回路とが同一基板上に設けられたアクティ
    ブマトリクス型表示装置において、 前記基板上には、光電変換素子と、前記光電変換素子に
    接続された第２のアクティブ素子とを有する受光部と、
    前記第２のアクティブ素子を駆動する駆動回路とを有す
    るイメージセンサが設けられ、 前記光電変換素子は、第１の電極と、第１の電極上に形
    成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された
    第２の電極とを有し、前記第１の電極および前記第２の
    電極は、前記画素マトリクスに形成された導電膜と同じ
    出発膜でなることを特徴とするアクティブマトリクス型
    表示装置。
  2. 【請求項２】 マトリクス状に配置された画素電極と、
    前記画素電極に接続された第１のアクティブ素子を有す
    る画素マトリクスと、前記第１のアクティブ素子を駆動
    する周辺駆動回路とが同一基板上に設けられたアクティ
    ブマトリクス型表示装置において、 前記基板上には光起電力装置が設けられ、 前記光起電力装置は、第１の電極と、第１の電極上に形
    成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された
    第２の電極とを有し、前記第１の電極および前記第２の
    電極は、前記画素マトリクスに形成された導電膜と同じ
    出発膜でなることを特徴とするアクティブマトリクス型
    表示装置。
  3. 【請求項３】 マトリクス状に配置された画素電極と、
    前記画素電極に接続されたアクティブ素子を有する画素
    マトリクスと、前記第１のアクティブ素子を駆動する周
    辺駆動回路とが同一基板上に設けられたアクティブマト
    リクス型表示装置であって、 前記基板上には、光電変換素子と、前記光電変換素子に
    接続された第２のアクティブ素子とを有する受光部と、
    前記第２のアクティブ素子を駆動する駆動回路とを有す
    るイメージセンサが設けられ、 前記画素マトリクスは、 前記基板上に形成された第１のアクティブ素子と、 前記第１のアクティブ素子を覆う第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜上に形成された遮光膜と、 前記遮光膜上に形成された第２の絶縁膜と、 前記第２の絶縁膜上に形成され、前記第１、第２の絶縁
    膜に設けられたコンタクトホールを介して前記第１のア
    クティブ素子に電気的に接続された画素電極とを有し、 前記受光部は、 前記第１の基板上に形成された第２のアクティブ素子
    と、 前記第２のアクティブ素子を覆う前記第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜上に形成され、前記遮光膜と同じ出発
    膜でなる下側電極と、前記下側電極上に形成された光電
    変換層と、 前記光電変換層上に形成され、前記画素電極と同じ出発
    膜でなる透明電極とを有することを特徴とするアクティ
    ブマトリクス型表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項３において、前記第１および第２
    のアクティブ素子は薄膜トランジスタであり、前記周辺
    駆動回路と前記駆動回路は薄膜トランジスタで構成され
    ていることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  5. 【請求項５】 マトリクス状に配置された画素電極と、
    前記画素電極に接続された第１のアクティブ素子を有す
    る画素マトリクスと、 前記第１のアクティブ素子を駆動する周辺駆動回路と、 光電変換素子と、前記光電変換素子に接続された第２の
    アクティブ素子とを有する受光部と、前記第２のアクテ
    ィブ素子を駆動する駆動回路とでなるイメージセンサ
    と、が同一基板上に設けられたアクティブマトリクス型
    表示装置の製造方法であって、 前記基板上に、前記第１のアクティブ素子、前記第２の
    アクティブ素子、前記周辺駆動回路、および前記駆動回
    路とを作製する第１の工程と、 前記第１のアクティブ素子と前記第２のアクティブ素子
    とを少なくとも覆う第１の絶縁膜を形成する第２の工程
    と、 前記第１の絶縁膜上に導電膜を形成する第３の工程と、 前記導電膜をパターニングして、前記第１のアクティブ
    素子を遮光するための遮光膜と、前記第２のアクティブ
    素子に接続された下部電極とを形成する第４の工程と、 前記下部電極上に光電変換層を形成する第５の工程と、 前記遮光膜上に第２の絶縁膜を形成する第６の工程と、 前記光電変換層と、前記第２の絶縁膜とを少なくとも覆
    う透明導電膜を形成する第７の工程と、 前記透明導電膜をパターニングして、前記第１のアクテ
    ィブ素子に接続された画素電極と、前記光電変換層に接
    する透明電極とを形成する第８の工程と、を有すること
    を特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の作製方
    法。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記第１および第２
    のアクティブ素子は薄膜トランジスタであり、前記周辺
    駆動回路と前記駆動回路とは薄膜トランジスタで構成さ
    れていることを特徴とするアクティブマトリクス型表示
    装置の製造方法。
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