JP2007304519A - 液晶表示装置 - Google Patents

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JP2007304519A
JP2007304519A JP2006135654A JP2006135654A JP2007304519A JP 2007304519 A JP2007304519 A JP 2007304519A JP 2006135654 A JP2006135654 A JP 2006135654A JP 2006135654 A JP2006135654 A JP 2006135654A JP 2007304519 A JP2007304519 A JP 2007304519A
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crystal display
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Masanori Yasumori
正憲 安森
Hiroshi Sano
寛 佐野
Toshihiko Tanaka
俊彦 田中
Takashi Kunimori
隆志 國森
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Abstract

【課題】液晶の劣化を誘発しないようにして光センサを有する光検出部を液晶表示パネル
に組み込んだ液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】TFT基板2とCF基板25とをシール材6を介して貼り合せ、この貼り合
せで形成された空間に液晶14を封入した液晶パネルと、TFT基板の背面に配設して液
晶パネルを照明するバックライトBLと、外光を検知する光センサを有する光検出部LS
とを備え、光検出部の出力により液晶パネルを照明する照光手段を制御するようにした液
晶表示装置において、TFT基板は、シール枠内の表面に光検出部の光センサを設け、光
センサの表面を絶縁層18を介して透明電極22で覆い、透明電極をCF基板の対向電極
26に電気的に接続して、透明電極と対向電極とが同電位となるようにした。
【選択図】図9

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特にバックライトやフロントライト等の光源を有する液
晶表示装置において、外光の明るさに応じて自動的に光源の明るさを変えることのできる
液晶表示装置に関するものである。
近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示装置の使用が急速に
普及している。特に、携帯型のものは、消費電力を減少させるために、透過型液晶表示装
置のようなバックライトないしはサイドライト(以下、両者を纏めて「バックライト等」
という)を必要としない反射型の液晶表示装置が多く用いられている。しかし、この反射
型液晶表示装置は、外光を光源として利用するので暗い室内などでは見え難くなってしま
うために、フロントライトを使用したものや、透過型と反射型の性質を併せ持つ半透過型
の液晶表示装置の開発が進められてきている。例えば、フロントライトを使用した反射型
液晶表示装置は、暗い場所においてはフロントライトを点灯して画像を表示し、明るい場
所ではフロントライトを点灯することなく外光を利用して画像を表示することができるの
で、常時フロントライトを点灯する必要がなく、消費電力を大幅に削減することができる
。また、半透過型液晶表示装置は、一つの画素内に透明電極を備えた透過部と反射電極を
備えた反射部を有しており、暗い場所においてはバックライト等を点灯して画素領域の透
過部を利用して画像を表示し、明るい場所においてはバックライト等を点灯することなく
反射部において外光を利用して画像を表示しているため、この場合も常時バックライト等
を点灯する必要がなくなるので、消費電力を大幅に低減させることができるという利点を
有している。
このような反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置においては、外光の強さにより
液晶表示画面の見えやすさが異なる。このため、エンドユーザは、液晶表示画面を見やす
くするために、外光の強さに応じてバックライト等を点灯すべきレベルであるか否かを自
ら判断してバックライト等を点灯、減灯ないしは消灯するという煩雑な操作を行う必要が
あった。更に、外光の明るさが十分である時にも、不必要にバックライト等を点灯してし
まう場合もあり、このような場合には、無駄な消費電力が増大するため、携帯電話機等の
携帯型の機器においては電池の消耗が早くなるという問題点が顕在している。
このような問題点に対処するために、液晶表示装置に光センサを設けて、この光センサ
によって外光の明暗を検知し、光センサの検知結果に基づいてバックライト等のオン/オ
フを制御する技術が開発されている(例えば、下記特許文献1、2参照)。
例えば、下記特許文献1に記載された液晶表示装置は、液晶表示パネルの基板に光セン
サを有する光検出部を配置したもので、光センサとして薄膜トランジスタ(TFT)を用
い、このTFT光センサを液晶表示パネルのスイッチング素子として用いられるTFTと
同時に作成し、このTFT光センサの光リーク電流を検知することにより、周囲の明るさ
に応じてバックライトを自動的にオン/オフさせるようにしたものである。
また、下記特許文献2に記載された液晶表示装置は、外光照度検出センサ及びバックラ
イト照度検出センサを設けたものである。なお、図11は下記特許文献2に記載された液
晶表示装置の一部の縦断面図である。
液晶表示装置50は、大判のガラス基板53の上にこの基板より小型サイズのガラス基
板52をシール枠を介して貼り合わせ、この貼り合せで形成された空間に液晶を封入し、
ガラス基板53の一端部に外光照度検出センサ55およびバックライト照度検出センサ5
4が設けられ、ガラス基板53の下方にバックライト51が設けられた構成を有している
。これらのセンサのうち、外光照度検出センサ55は、一対のガラス基板を重ねてできた
張り出し部に設けられ、また、バックライト照度検出センサ54は、不図示のシール枠の
外側に設けられている。また、このバックライト照度検出センサ54と対向するガラス基
板52の対向面には、クロム等の金属からなるブラックマスク(反射層)52aが設けら
れ、このブラックマスク52aによって外光を遮光するとともにバックライト光をバック
ライト照度検出センサ54に入射するようになっている。
この構成によると、バックライト51からの光は、ガラス基板53を通過して、反射層
52aで反射されてバックライト照度検出センサ54に入射されるので、この入射光を検
出することにより、バックライトの光源の経時変化による光量の変化を検出することがで
きる。また、外光は、外光照度検出センサ55で検出することができる。
特開2002−131719号公報(特許請求の範囲、段落[0010]〜[0013]、図1) 特開2000−122575号公報(段落[0013]〜[0016]、図4)
液晶パネルへの光センサの組み込みは、通常上記特許文献2の液晶表示パネルのように
、液晶が封入されたシール枠の外側に組み込まれる。このようにシール枠外に光センサが
設けられると、光センサと液晶とが接触しないので、液晶の劣化および表示画面に悪影響
を与えることがない。しかしながら、液晶パネルの小型化或いはパネル設計等の理由によ
り、光センサをシール枠内に設けなければならない場合がある。シール枠内に光センサを
設けると、シール枠内には液晶が封入されているので、この光センサが液晶と接触し、光
検出部の作動時に液晶に直流電圧が印加され、この直流電圧により液晶が劣化し、この劣
化により光検出部へ到達する光量が減少するという問題があり、液晶劣化が表示部にまで
波及すると表示品質を低下させてしまうことにもなる。さらには、この光センサはバック
ライト等の影響を受けて誤動作或いは感度の低下が起こる恐れがある。
そこで、本発明は、このような不都合を解消するためになされたもので、本発明の目的
は、液晶の劣化を誘発しないように光センサを有する光検出部を液晶表示パネルのシール
枠内に組み込んだ液晶表示装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、光センサがバックライト等の光によって誤動作或いは検知感度が
低下しないようにした液晶表示装置を提供することにある。
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項1に記載の液晶表
示装置の発明は、アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ、
この貼り合せで形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマトリク
ス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する光センサ
を有する光検出部とを備え、前記光検出部の出力により前記液晶パネルを照明する前記照
光手段を制御するようにした液晶表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを
設け、該光センサの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の
対向電極に電気的に接続して、前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにした
ことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記アクティブマトリクス基板の
製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと同時に
形成されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、前記薄膜トランジスタの半導体層と前記透明電極間の絶縁層の層厚を前記半導体層と
ゲート電極間の絶縁層の層厚より厚くしたことを特徴とする。
請求項4に記載の液晶表示装置の発明は、光透過性を有するアクティブマトリクス基板
と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ、この貼り合せにより形成された空間に液晶を
封入した液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に配設して前記液晶パネル
を照明する照光手段と、外光を検知する半導体光センサを有する光検出部とを備え、前記
光検出部の出力により前記照光手段を制御するようにした液晶表示装置において、前記ア
クティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを設け、該
光センサの半導体層とその近傍を除いた表面を遮光層で覆い、さらに該遮光層を透明電極
で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気的に接続して、前記透明電極と前記
対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記アクティブマトリクス基板の
製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと同時に
形成されていることを特徴とする。
請求項6の液晶表示装置の発明は、光透過性を有するアクティブマトリクス基板と対向
基板とをシール枠を介して貼り合せ、この貼り合せにより形成された空間に液晶を封入し
た液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明
する照光手段と、外光を検知する半導体光センサを有する光検出部とを備え、前記光検出
部の出力により前記照光手段を制御するようにした液晶表示装置において、前記アクティ
ブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記照光手段からの光を遮光する遮光層を
設け、該遮光層の上に前記光検出部の光センサを配設し、さらに該光センサの表面を絶縁
層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気的に接続して、
前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項6に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記アクティブマトリクス基板の
製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと同時に
形成されていることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項1〜7の何れかに記載の液晶表示装置において、前記液晶パ
ネルは、透過型又は半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする。
本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する
。すなわち、請求項1の発明によれば、光検出部の光センサをシール枠内のアクティブマ
トリクス基板の表面に設け、この光センサの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、この
透明電極を対向基板の対向電極に電気的に接続したことにより、透明電極と対向電極間の
電位差がなくなり、光センサが設けられた透明電極と対向電極間に存在する液晶に電圧が
かかることがないので液晶の劣化を防止できる。さらに、液晶に電圧がかからないので、
光の透過率が最大になり、光検知の感度が向上する。
請求項2の発明によれば、光センサとしての薄膜トランジスタは、アクティブマトリク
ス基板のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ製造時に同時に製造することができ
るので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
請求項3の発明によれば、光検出部の光センサは、薄膜トランジスタの半導体層と透明
電極間の絶縁層の層厚が半導体層とゲート電極間の絶縁層の層厚より厚くなっているので
、透明電極にかかる電圧によって半導体層への影響、すなわち光センサが誤動作し感度の
低下を招くことがなくなる。
請求項4の発明によれば、請求項1の効果を奏するとともに、照光手段としてのバック
ライトからの影響をなくすることが可能になる。すなわち、光センサの半導体層とその近
傍を除いた表面を遮光層で覆われているので、バックライトからの光がアクティブマトリ
クス基板を通過して対向電極等で反射し、光センサに入射することを防止できるので、光
センサの誤動作や感度の低下を防止できる。
請求項5の発明によれば、光センサとしての薄膜トランジスタは、アクティブマトリク
ス基板のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ製造時に同時に製造することができ
るので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
請求項6の発明によれば、請求項4と同じ効果を奏することができる。
請求項7の発明によれば、光センサとしての薄膜トランジスタは、アクティブマトリク
ス基板のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ製造時に同時に製造することができ
るので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
請求項8発明によれば、液晶表示装置が透過型液晶表示装置ないしは半透過型液晶表示
装置の場合に好適に請求項1〜7に係る発明の効果を奏することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下に述
べる実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置として半透過型液晶表
示装置を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものでは
なく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行った
ものにも均しく適用し得るものである。
最初に、光センサとしてのTFT(以下、TFT光センサという)の公知の動作原理及
び駆動回路について図1〜図3を用いて説明する。なお、図1はTFT光センサの電圧−
電流曲線の一例を示す図であり、図2はTFT光センサを使用した光検出部の回路図であ
り、また、図3は明るさが異なる場合の図2に示した回路図におけるコンデンサCの両端
の電圧−時間曲線を示す図である。
TFT光センサは、実質的にアクティブマトリクス型液晶表示パネルのスイッチング素
子として用いられているTFTと同一の構成を備えている。このTFT光センサは、図1
に示したように、遮光されているときはゲートオフ領域で非常に僅かな暗電流が流れてい
るが、チャネル部に光が当たるとその光の強さ(明るさ)に応じて漏れ電流が大きくなる
という特性を有している。したがって、図2の光検出部LSの回路図に示したように、T
FT光センサのゲート電極Gにゲートオフ領域となる一定の逆バイアス電圧(例えば−
10V)を印加し、ドレイン電極Dとソース電極Sとの間にコンデンサCを並列に接
続し、一定の基準電圧Vs(例えば+2V)をスイッチ素子SWをオンにしてコンデンサ
Cの両端に印加した後、スイッチ素子SWをオフにすると、コンデンサCの両端の電圧は
TFT光センサの周囲の明るさに応じて図3に示したように時間とともに低下する。した
がって、スイッチ素子SWをオフにしてから所定時間t後にコンデンサCの両端の電圧
を測定すれば、その電圧とTFT光センサの周囲の明るさとの間に反比例関係が成立する
ので、TFT光センサの周囲の明るさを求めることができる。
次に、本発明の実施形態に係る光センサを組み込んだ半透過型液晶表示装置を図4およ
び図5を用いて説明する。なお、図4は液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表
したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図であり、図5は図4のX−X線で
切断した断面図である。
液晶表示装置1は、図4及び図5に示すように、表面に薄膜トランジスタ(TFT)等
を搭載した透明な絶縁性を有する材料、例えばガラス基板からなるアクティブマトリクス
基板(以下、TFT基板という)2と、表面にカラーフィルタ等が形成されたカラーフィ
ルタ基板(以下、CF基板という)25との間に液晶層14が形成された構成を有してい
る。
このうちTFT基板2は、その表示領域DAにゲート線4及びソース線5がマトリクス
状に形成されており、ゲート線4とソース線5で囲まれる部分に画素電極12が形成され
、ゲート線4とソース線5の交差部にスイッチング素子としてのTFTが形成され接続さ
れている(図7参照)。光検出部LSは表示領域DA内(シール枠内)の外周縁部に設け
られている。これらの配線、TFT及び画素電極は、図5においてこれらを模式的に第1
構造物3として示し、具体的な構成は、図6〜図8に示し後述する。
TFT基板2は、図4に示すように、その短辺部に液晶表示装置1を駆動するための画
像供給装置(図示せず)と接続するためのフレキシブル配線基板FPCが設けられ、この
フレキシブル配線基板FPCは画像供給装置からのデータ線及び制御線をドライバICに
接続している。液晶を駆動するVCOM信号、ソース信号、ゲート信号等はドライバIC
内で生成され、それぞれTFT基板2上のコモン線11、ソース線5、ゲート線4に接続
される。
また、TFT基板2の四隅には、複数のトランスファ電極10〜10が設けられて
いる。これらのトランスファ電極10〜10はコモン線11を介して互いに直接接続
ないしはドライバIC内で互いに接続されて同電位となっている。各トランスファ電極1
〜10は後述する対向電極26と電気的に接続され、ドライバICから出力される
対向電極電圧が対向電極26に印加される。
CF基板25は、ガラス基板の表面にR(赤)、G(緑)、B(青)等の複数色からな
るカラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。このCF基板25はTFT
基板2に対向配置されるとともに、ブラックマトリクスが少なくともTFT基板2のゲー
ト線やソース線に対応する位置に配置され、このブラックマトリクスによって区画された
領域にカラーフィルタが設けられている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は図示
しないが、図5ではこれらを模式的に第2構造物27として示してある。また、CF基板
25には、更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる対向電極26
が設けられており、この対向電極26はTFT基板2に形成された光検出部LSと対向す
る箇所まで延設されている(図5参照)。
TFT基板2とCF基板25は、貼り合わされ、両者の間に液晶14を封入するスペー
スが形成されるが、その際にシール材6を用いて液晶が両基板間から抜け出ないようにす
る。
シール材6は、TFT基板2の表示領域DAの周囲に注入口(図示せず)を除いて塗布
されている。このシール材6は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に絶縁性粒体のフ
ィラを混入したものである。また、両基板を接続するコンタクト材10aは例えば表面に
金属メッキが施された導電性粒子と熱硬化性樹脂とから構成される。
両基板2、25の貼り合せは以下の手順で行なわれる。まず、TFT基板2を第1のデ
ィスペンサ装置にセットしてシール材6を所定パターンで塗布し、次にTFT基板2を第
2のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材10aを各トランスファ電極10〜1
上に塗布する。その後、TFT基板2の表示領域DAにスペーサ15を均一に散布し
、CF基板25のシール材6やコンタクト材10aが当接する部分に仮止め用接着剤を塗
布する。その後、TFT基板2とCF基板25を貼り合わせ、仮止め用接着剤を硬化させ
て仮止めが完了する。そして仮止めされた両基板2、25を加圧しながら加熱処理すると
シール材6及びコンタクト材10aの熱硬化性樹脂が硬化し、空の液晶表示パネルが完成
する。この空の液晶表示パネル内に注入口(図示せず)から液晶14を注入し、この注入
口を封止剤で塞ぐと半透過型の液晶表示パネルが完成する。また、この装置の組み立て時
には、表示パネルの下方(後方)、すなわちTFT基板2の下方(後方)に照光手段とし
てのバックライトBLが配置される。
次に、この液晶表示装置の画素構成を図6〜図8を参照して説明する。なお、図6は液
晶表示装置のCF基板を透視して表した1画素分の平面図、図7はCF基板を含む図6の
A−A断面図である。また、図8はTFT基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図で
ある。
TFT基板2の表示領域DA上には、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数
のゲート線4が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合うゲート線4間の略中央に
はゲート線4と同時に補助容量線16が平行に形成され、ゲート線4からはTFTのゲー
ト電極Gが延設されている。更に、TFT基板2上には、ゲート線4、補助容量線16、
ゲート電極Gを覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜1
7が積層されている。ゲート電極Gの上にはゲート絶縁膜17を介して非晶質シリコンや
多結晶シリコンなどからなる半導体層19が形成され、またゲート絶縁膜17上にはアル
ミニウムやモリブデン等の金属からなる複数のソース線5がゲート線4と直交するように
して形成されており、このソース線5からはTFTのソース電極Sが延設され、このソー
ス電極Sは半導体層19と接触している。更にまた、ソース線5及びソース電極Sと同一
の材料でかつ同時形成されたドレイン電極Dがゲート絶縁膜17上に設けられており、こ
のドレイン電極Dも半導体層19と接触している。
ここで、ゲート線4とソース線5とで囲まれた領域が1画素に相当する。そしてゲート
電極G、ゲート絶縁膜17、半導体層19、ソース電極S、ドレイン電極Dによってスイ
ッチング素子となるTFTが構成され、それぞれの画素にこのTFTが形成される。この
場合、ドレイン電極Dと補助容量線16によって各画素の補助容量を形成することになる
これらのソース線5、TFT、ゲート絶縁膜17を覆うようにして例えば無機絶縁材料
からなる保護絶縁膜18が積層され、この保護絶縁膜18上に、有機絶縁膜からなる層間
膜20が積層されている。この層間膜20の表面を、微細な凹凸部が形成される反射部R
と、平坦な透過部Tから構成することにより、反射部RにおいてはCF基板25を通して
入ってくる外光を反射し、透過部TにおいてはバックライトBLからの光を透過できるよ
うにする。なお、図7においては反射部Rにおける層間膜20の凹凸部は省略してある。
そして保護絶縁膜18と層間膜20には、TFTのドレイン電極Dに対応する位置にコン
タクトホール13が形成されている。また、それぞれの画素において、コンタクトホール
13上及び層間膜20の表面の一部分には、反射部Rに例えばアルミニウム金属からなる
反射電極Rが設けられ、この反射電極Rの表面及び透過部Tにおける層間膜20の表
面には例えばITOからなる画素電極12が形成されている。
TFT光センサ及びスイッチ素子SW1は、いずれもTFTで構成され、TFT基板2
上に形成される。すなわち、図8に示すように、TFT基板2上には、TFT光センサの
ゲート電極G、コンデンサCwの一方の端子C及び一方のスイッチ素子SW1を構成
するTFTのゲート電極Gが形成され、これらの表面を覆うようにして窒化シリコンや
酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜17が積層されている。TFT光センサのゲート
電極Gの上及びスイッチ素子SW1を構成するTFTのゲート電極Gの上には、それ
ぞれゲート絶縁膜17を介して非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層1
及び19が形成され、またゲート絶縁膜17上にアルミニウムやモリブデン等の金
属からなるTFT光センサのソース電極S及びドレイン電極D、一方のスイッチ素子
SW1を構成するTFTのソース電極S及びドレイン電極Dがそれぞれの半導体層1
及び19と接触するように設けられている。このうち、TFT光センサのソース電
極S及びスイッチ素子SW1を構成するTFTのドレイン電極Dは、互いに延長され
て接続されてコンデンサCwの他方の端子Cを形成している。TFT光センサ、コンデ
ンサCw及びTFTからなるスイッチ素子SW1の表面を覆うようにして例えば無機絶縁
材料からなる保護絶縁膜18が積層されている。
この保護絶縁膜18等からなる保護層は、肉薄にすると後述するCF基板25と透明電
極22間に印加される電圧によって半導体層に影響を及ぼす恐れがあるので、肉厚にする
のが好ましい。
すなわち、図9に示すように、保護層の層厚(d1)をゲート絶縁膜17の層厚(d3
)より厚くする。この層厚の保護層は、先ず、第1保護層として所定層厚(d2)の保護
絶縁膜18を形成する。通常この保護絶縁膜18はスピンコート等により形成されるため
、半導体層は構造上その頂部が凹む。そこで、この凹み部分に同じ材料からなる第2保護
層を設けて形成する。この構成により、透明電極22にかかる電圧によって半導体層への
影響、すなわち光センサが誤動作し感度の低下を招くことがなくなる。
また、TFTからなるスイッチ素子SW1の表面には、外部光の影響を受けないように
するために、ブラックマスク21が被覆されている。更に、TFT光センサには、この保
護絶縁膜の18に透明電極22が設けられている。この透明電極はITOで形成される。
更にまた、この光検出部LSが配設された向かい側のCF基板25上には、この光検出
部LSと対向する位置まで対向電極26が延設されて、この電極はTFT光センサ上の透
明電極22に接続される。この接続は、トランスファ電極10〜10により行なわれ
る。
この構成によると、透明電極22と対向電極26間の電位差がなくなり、光センサが設
けられた透明電極22と対向電極26間に存在する液晶に電圧がかかることがなく、液晶
の劣化を防止できる。さらに、液晶に電圧が掛らないので、光の透過率が最大になり、光
検知の感度が向上する。
次に、本発明の実施例2に係る液晶表示装置を図10を参照して説明する。なお、図1
0は本発明の実施例2に係る半透過型液晶表示装置の縦断面であり、この図は実施例1の
図8に対応したものである。
実施例2に係る液晶表示装置は、光検出部LSの保護絶縁膜と透明電極との間に遮光層
が設けられた点のみが実施例1の液晶表示装置と異なり、他の構成は共通しているので、
この共通する構成の説明は省略する。
TFT光センサ、コンデンサCw及びTFTからなるスイッチ素子SW1の表面を覆う
保護絶縁膜18上には、TFT光センサの受光部、すなわち半導体層19及びその近傍
を除いて表面にバックライトBLからの光を遮光する遮光膜21aで覆われる。この遮光
膜を設けることにより、実施例1のブラックマスクが不要になる。
この遮光膜21aは、ブラックマトリクス材に使用される金属クロム、或いは金属クロ
ムに代えて、カーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラック、或いはニッケ
ルなどの金属材料が使用される。
このようにTFT光センサの半導体層19及びその近傍を除いた表面が遮光膜(層)
21aで覆われることにより、TFT光センサにバックライトBLからの光が入射される
ことがなくなる。その結果、光センサの誤動作或いは感度の低下を防止できる。また、光
検出部を覆うだけでよいので簡単に遮光できる。
図1はTFT光センサの電圧−電流曲線の一例を示す図である。 図2はTFT光センサを使用した光検出部の回路図である。 図3は明るさが異なる場合の図2に示した回路図におけるコンデンサの両端の電圧−時間曲線を示す図である。 図4は本発明の実施例1に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図である。 図5は図4のX−X線で切断した断面図である。 図6は半透過型液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した1画素分の平面図である。 図7はカラーフィルタ基板を含む図6のA−A断面図である。 図8はTFT基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図である。 図9は図8の光センサの変形例を示す断面図である。 図10は本発明の実施例2に係る液晶表示装置の光センサ及びスイッチ素子の断面図である。 図11は従来技術の液晶表示装置の断面図である。
符号の説明
1 (半透過型)液晶表示装置
2 アクティブマトリクス基板(TFT基板)
4 ゲート線
5 ソース線
10〜10 トランスファ電極
10a コンタクト材
11 コモン線
12 画素電極
19 半導体層
21 遮光層(ブラックマスク)
22 透明電極
25 カラーフィルタ基板(CF基板)
26 対向電極
BL バックライト
LS 光検出部
S、S、S ソース電極
G、G、G ゲート電極
D、D、D ドレイン電極

Claims (8)

  1. アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ、この貼り合せで
    形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に
    配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する光センサを有する光検出
    部とを備え、前記光検出部の出力により前記液晶パネルを照明する前記照光手段を制御す
    るようにした液晶表示装置において、
    前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを
    設け、該光センサの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の
    対向電極に電気的に接続して、前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにした
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記光検出部の光センサは、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記ア
    クティブマトリクス基板の製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての
    薄膜トランジスタと同時に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装
    置。
  3. 前記光検出部の光センサは、前記薄膜トランジスタの半導体層と前記透明電極間の絶縁
    層の層厚を前記半導体層とゲート電極間の絶縁層の層厚より厚くしたことを特徴とする請
    求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 光透過性を有するアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ
    、この貼り合せにより形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマ
    トリクス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する半
    導体光センサを有する光検出部とを備え、前記光検出部の出力により前記照光手段を制御
    するようにした液晶表示装置において、
    前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを
    設け、該光センサの半導体層とその近傍を除いた表面を遮光層で覆い、さらに該遮光層を
    透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気的に接続して、前記透明電
    極と前記対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 前記光検出部の光センサは、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記ア
    クティブマトリクス基板の製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての
    薄膜トランジスタと同時に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装
    置。
  6. 光透過性を有するアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ
    、この貼り合せにより形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマ
    トリクス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する半
    導体光センサを有する光検出部とを備え、前記光検出部の出力により前記照光手段を制御
    するようにした液晶表示装置において、
    前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記照光手段からの光を遮
    光する遮光層を設け、該遮光層の上に前記光検出部の光センサを配設し、さらに該光セン
    サの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気
    的に接続して、前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とす
    る液晶表示装置。
  7. 前記光検出部の光センサは、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記ア
    クティブマトリクス基板の製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての
    薄膜トランジスタと同時に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装
    置。
  8. 前記液晶パネルは、透過型又は半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項
    1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。
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