[发明专利]光传感器和光传感器阵列

说明书

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2009-162612)。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n型无定形硅膜(n+a-Si)，由厚膜无定形硅(a-Si)和掺杂了磷的n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器。

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n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楚。

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。

(2)在(1)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(2)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m×n个光传感器像素、n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；第二电极与上述n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n个第二晶体管，该第二晶体管的第一电极与上述n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。