JP2008170460A - Active matrix substrate, display device, and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent sensitivity failure and characteristic deterioration with time, due to deterioration of a surface protection film provided on an upper layer of the environmental sensor in a display device provided with the environmental sensor formed in the peripheral region of the active matrix substrate. <P>SOLUTION: In the active matrix substrate having a pixel arrangement region wherein a plurality of pixels is arranged and the peripheral region around the pixel arrangement region on the same substrate and the surface protection film arranged on the upper layer of the arrangement layer of the environmental sensor in the peripheral region, the surface protection film is provided with an opening section at a portion equivalent to an upper portion of the arrangement position of the environmental sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置、EL(Electronic Luminescent)表示装置などの表示装置に関する。また、これら表示装置に使用するアクティブマトリクス基板に関する。   The present invention relates to a display device such as a liquid crystal display device and an EL (Electronic Luminescent) display device. The present invention also relates to an active matrix substrate used for these display devices.

液晶表示装置に代表されるフラットパネル型の表示装置は、薄型軽量、低消費電力といった特徴を有し、さらに、カラー化、高精細化、動画対応といった表示性能の向上に向けた技術開発が進んでいることから、現在では、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants)、DVDプレイヤー、モバイルゲーム機器、ノートPC、PCモニター、TV等、幅広い情報機器、TV機器、アミューズメント機器等の電子機器に組み込まれている。   Flat panel display devices, typified by liquid crystal display devices, have features such as thin and light weight and low power consumption. Furthermore, technological development is progressing to improve display performance such as colorization, high definition, and video compatibility. Therefore, it is currently incorporated into a wide range of information devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), DVD players, mobile game devices, notebook PCs, PC monitors, TVs, and other electronic devices such as TV devices and amusement devices. ing.

このような背景の中、表示装置に周辺環境を検知する環境センサを取り付ける技術が用いられ始めている。この環境センサの代表例として、周辺環境の明るさを検知する光センサがある。近年、表示装置の更なる視認性向上や低消費電力化を目的として、使用環境の明るさに応じて表示装置の輝度を自動的に制御する自動調光機能付きの表示システムが提案されている。   In such a background, a technique for attaching an environmental sensor for detecting a surrounding environment to a display device has begun to be used. A typical example of this environmental sensor is an optical sensor that detects the brightness of the surrounding environment. In recent years, display systems with an automatic dimming function that automatically control the brightness of the display device according to the brightness of the use environment have been proposed for the purpose of further improving the visibility of the display device and reducing power consumption. .

このような光センサを備える表示システムは、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている。特許文献1や特許文献2では、表示装置の近傍にディスクリート部品である光センサを配設し、該光センサで検知した使用環境照度を基に、表示装置の輝度を自動的に制御する方法が開示されている。この結果、昼間や屋外など明るい環境下では表示輝度を高くし、夜間や室内など比較的暗い環境下では表示輝度を下げるといったように、周囲環境の明るさに応じて自動的に輝度調整(調光)を行うことができる。この場合、表示装置の観察者が、暗い環境下で画面をまぶしく感じることがなくなり、視認性の向上を図ることができる。また、使用環境の明/暗にかかわらず、表示輝度を常に高く保つ使用方法に比べると、表示装置の低消費電力化や長寿命化を実現することができる。さらに、光センサの検知情報を基に自動的に輝度調整(調光)を行うために、使用者の手を煩わせることもない。   A display system including such an optical sensor is disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2. In Patent Document 1 and Patent Document 2, there is a method in which an optical sensor, which is a discrete component, is disposed in the vicinity of a display device, and the brightness of the display device is automatically controlled based on the use environment illuminance detected by the optical sensor. It is disclosed. As a result, the brightness is automatically adjusted (adjusted) according to the brightness of the surrounding environment, such as increasing the display brightness in a bright environment such as daytime or outdoors, and decreasing the display brightness in a relatively dark environment such as nighttime or indoors. Light). In this case, an observer of the display device does not feel the screen dazzling in a dark environment, and the visibility can be improved. In addition, it is possible to realize lower power consumption and longer life of the display device as compared with the usage method in which the display luminance is always kept high regardless of the brightness / darkness of the usage environment. Furthermore, since the brightness adjustment (dimming) is automatically performed based on the detection information of the optical sensor, the user's hand is not bothered.

このように、自動調光機能を備えた表示システムは、使用環境の明るさの変化に対して良好な視認性と低消費電力化を両立することができることから、屋外に持ち出して使用する機会が多くバッテリー駆動を必要とするモバイル機器(携帯電話、PDA、モバイルゲーム機器等)に対して特に有用である。   In this way, a display system equipped with an automatic light control function can achieve both good visibility and low power consumption against changes in the brightness of the usage environment, so there is an opportunity to take it outdoors and use it. This is particularly useful for mobile devices (cell phones, PDAs, mobile game devices, etc.) that require many battery drives.

一方、特許文献3には、環境センサを表示装置内に組み込んだ構造の一例として、ディスクリート部品である光センサを、表示装置内に組み込む構造が開示されている。図13は、特許文献3に開示されている液晶表示装置の筐体を除く概略構成図であり、図14は、その光センサ実装部の断面図である。   On the other hand, Patent Document 3 discloses a structure in which an optical sensor, which is a discrete component, is incorporated in a display device as an example of a structure in which an environmental sensor is incorporated in a display device. FIG. 13 is a schematic configuration diagram excluding the casing of the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 3, and FIG. 14 is a cross-sectional view of the photosensor mounting portion.

この液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(TFT)などのアクティブ素子が形成される基板(アクティブマトリクス基板)901と対向基板902が貼り合わされ、両者の間隙に液晶層903が挟持された構造となっている。ここで、アクティブマトリクス基板901の周辺部、すなわち対向基板が存在しない周辺領域S(額縁領域)に、ディスクリート部品である光センサ907が配設されている。また、アクティブマトリクス基板901の対向基板902配置側とは相対する側にはバックライトシステム914が設けられる。そして、バックライトシステム914のアクティブマトリクス基板901配置側とは相対する側と、周辺領域Sの周囲とを覆うように、筐体915が配置される。筐体915の光センサ907と対向する位置には、開孔部916が設けられ、光センサ907への光は開孔部916から入射する仕組みになっている。   This liquid crystal display device has a structure in which a substrate (active matrix substrate) 901 on which an active element such as a thin film transistor (TFT) is formed and a counter substrate 902 are bonded together, and a liquid crystal layer 903 is sandwiched between the substrates. Here, an optical sensor 907, which is a discrete component, is disposed in the peripheral portion of the active matrix substrate 901, that is, in the peripheral region S (frame region) where the counter substrate does not exist. Further, a backlight system 914 is provided on the side of the active matrix substrate 901 opposite to the side on which the counter substrate 902 is disposed. A housing 915 is disposed so as to cover the side of the backlight system 914 that faces the active matrix substrate 901 and the periphery of the peripheral region S. An opening 916 is provided at a position facing the optical sensor 907 of the housing 915, and light to the optical sensor 907 enters from the opening 916.

このように、光センサ907を上記周辺領域Sに配設する構造は、以下の特徴を備えている。すなわち、液晶表示装置の表示モードが透過型や半透過型の場合には、アクティブマトリクス基板901の裏面にバックライトシステムを備える必要があるが、光センサ907が上記の周辺領域Sに配設されているので、該バックライトシステム914から発せられる光が直接光センサ907に到達することがなく、バックライトシステムから発せられる光に起因する光センサ907の誤動作を最小限に留めることが可能である。また、通常の液晶表示装置では、対向基板902の表側には偏光板(図示せず)が貼られているが、光センサ907が上記の周辺領域に配設されているので、光センサ907に入射する外光が対向基板902上の偏光板によって遮られることが無く、十分な光量の外光を光センサに導くことが可能である。この結果、光センサ907は、高いS/Nを得ることが可能である。   Thus, the structure in which the optical sensor 907 is disposed in the peripheral region S has the following characteristics. That is, when the display mode of the liquid crystal display device is a transmissive type or a transflective type, it is necessary to provide a backlight system on the back surface of the active matrix substrate 901, but the optical sensor 907 is disposed in the peripheral region S. Therefore, the light emitted from the backlight system 914 does not directly reach the light sensor 907, and the malfunction of the light sensor 907 due to the light emitted from the backlight system can be minimized. . In a normal liquid crystal display device, a polarizing plate (not shown) is attached to the front side of the counter substrate 902. However, since the optical sensor 907 is disposed in the peripheral region, the optical sensor 907 Incident external light is not blocked by the polarizing plate on the counter substrate 902, and a sufficient amount of external light can be guided to the photosensor. As a result, the optical sensor 907 can obtain a high S / N.

一方、近年、表示装置の製造技術が急速に進展し、従来はディスクリート部品として表示装置の周辺部に実装していたICチップや各種回路素子を、表示装置の構成回路・素子の形成時に、表示装置内(具体的には表示装置を構成するガラス基板上)に同一プロセスでモノリシックに形成する技術が確立されてきている。   On the other hand, in recent years, display device manufacturing technology has rapidly advanced, and IC chips and various circuit elements that have been mounted as discrete components in the periphery of the display device in the past can be displayed when forming the constituent circuits and elements of the display device. There has been established a technique for forming monolithically by the same process in an apparatus (specifically, on a glass substrate constituting a display device).

例えば、特許文献4では、基板上に表示領域部を形成する際、表示領域部の周辺の領域に、垂直駆動回路、水平駆動回路、電圧変換回路、タイミング発生回路、光センサ回路などを、同一プロセスでモノリシックに形成する例が開示されている。このようなディスクリート部品の表示装置内へのモノリシック形成は、部品点数や部品実装プロセスの削減を可能にし、表示装置を組み込んだ電子機器の小型化とコストダウンを実現することができる。もちろん、上述した表示装置の輝度調節(調光)に用いる光センサや、光センサ用の専用回路(光量検出回路)などを、表示装置内にモノリシックに形成することも可能である。なお、特許文献3にも、ディスクリート部品の光センサの代わりに、基板上に周辺回路と光センサを同一プロセスでモノリシックに形成する技術が記載されている。   For example, in Patent Document 4, when forming a display area portion on a substrate, a vertical drive circuit, a horizontal drive circuit, a voltage conversion circuit, a timing generation circuit, an optical sensor circuit, and the like are the same in an area around the display area portion. An example of forming a monolithic process is disclosed. Such monolithic formation of discrete components in the display device enables the number of components and the component mounting process to be reduced, and downsizing and cost reduction of an electronic device incorporating the display device can be realized. Needless to say, the above-described optical sensor used for luminance adjustment (dimming) of the display device, a dedicated circuit for the optical sensor (light amount detection circuit), and the like can be monolithically formed in the display device. Patent Document 3 also describes a technique in which a peripheral circuit and an optical sensor are monolithically formed on a substrate in the same process instead of a discrete component optical sensor.

ところで、アクティブマトリクス型の表示装置に使用されるアクティブ素子としては、非晶質Si膜や多結晶Si膜を用いた薄膜トランジスタ(TFT)が一般的である。上述のようにアクティブ素子と各種回路素子を同一基板上にモノリシックに形成する場合は、主として多結晶Si膜を利用したTFTが用いられる。   Incidentally, as an active element used in an active matrix display device, a thin film transistor (TFT) using an amorphous Si film or a polycrystalline Si film is generally used. As described above, when an active element and various circuit elements are formed monolithically on the same substrate, a TFT using a polycrystalline Si film is mainly used.

そこで、図15を参照しながら、画素配列領域(表示領域)の各画素に形成される多結晶Si膜を半導体層として備えるTFTの構造を説明する。ここで説明するTFTの構造は、「トップゲート構造」、または「正スタガ構造」と呼ばれるもので、チャネルとなる半導体膜(多結晶Si膜)の上層にゲート電極を備えるものである。   A structure of a TFT including a polycrystalline Si film formed in each pixel in the pixel array region (display region) as a semiconductor layer will be described with reference to FIG. The TFT structure described here is called a “top gate structure” or “positive stagger structure”, and includes a gate electrode on a semiconductor film (polycrystalline Si film) serving as a channel.

TFT500は、ガラス基板510上に形成された多結晶Si膜511と、多結晶Si膜511を覆うように形成されたゲート絶縁膜512と、ゲート絶縁膜512上に形成されたゲート電極513と、ゲート電極513及びゲート酸化膜512を覆うように形成された第1層間絶縁膜514とを有している。第1層間絶縁膜514上に形成されているソース電極517は、第1層間絶縁膜514およびゲート絶縁膜512を貫通するコンタクトホールを介して半導体膜のソース領域511cに電気的に接続されている。同様に、第1層間絶縁膜514上に形成されているドレイン電極515は、第1層間絶縁膜514およびゲート絶縁膜512を貫通するコンタクトホールを介して半導体膜のドレイン領域511bに電気的に接続されている。さらに、これらを覆うように第2層間絶縁膜518が形成されている。   The TFT 500 includes a polycrystalline Si film 511 formed on the glass substrate 510, a gate insulating film 512 formed so as to cover the polycrystalline Si film 511, a gate electrode 513 formed on the gate insulating film 512, A first interlayer insulating film 514 formed to cover the gate electrode 513 and the gate oxide film 512. The source electrode 517 formed on the first interlayer insulating film 514 is electrically connected to the source region 511c of the semiconductor film through a contact hole that penetrates the first interlayer insulating film 514 and the gate insulating film 512. . Similarly, the drain electrode 515 formed on the first interlayer insulating film 514 is electrically connected to the drain region 511b of the semiconductor film through a contact hole that penetrates the first interlayer insulating film 514 and the gate insulating film 512. Has been. Further, a second interlayer insulating film 518 is formed so as to cover them.

このような構造において、ゲート電極513と対向する半導体膜の領域がチャネル領域511aとして機能する。また、半導体膜のチャネル領域511a以外の領域は、不純物が高濃度にドープされており、ソース領域511cおよびドレイン領域511bとして機能する。   In such a structure, a region of the semiconductor film facing the gate electrode 513 functions as the channel region 511a. The regions other than the channel region 511a of the semiconductor film are doped with impurities at a high concentration, and function as the source region 511c and the drain region 511b.

なお、ここでは図示しないが、ホットキャリアによる電気特性の劣化を防ぐために、ソース領域511cのチャネル領域側およびドレイン領域511bのチャネル領域側に、不純物が低濃度にドープされたLDD(Lightly Doped Drain)領域が形成されている。   Although not shown here, LDD (Lightly Doped Drain) in which impurities are doped at a low concentration on the channel region side of the source region 511c and the channel region side of the drain region 511b in order to prevent deterioration of electrical characteristics due to hot carriers. A region is formed.

さらに、第2層間絶縁膜518の上層には、駆動される表示媒体に電気信号を供給するための画素電極519が形成される。画素電極519は、第2層間絶縁膜518に設けられたコンタクトホールを介して、ドレイン電極515に電気的に接続される。この画素電極519は、一般に平坦性が求められることが多く、画素電極519の下層に存在する第2層間絶縁膜518は平坦化膜としての機能が要求される。このため第2層間絶縁膜には、アクリル樹脂などの有機膜(厚み2〜3μm)を用いることが好ましい。また、TFT500におけるコンタクトホールの形成や、周辺領域での電極取り出しのために、第2層間絶縁膜518はパターニング性能が求められ、通常、感光性を有する有機膜を用いることが多い。   Further, a pixel electrode 519 for supplying an electric signal to the driven display medium is formed on the second interlayer insulating film 518. The pixel electrode 519 is electrically connected to the drain electrode 515 through a contact hole provided in the second interlayer insulating film 518. In general, the pixel electrode 519 is often required to have flatness, and the second interlayer insulating film 518 existing below the pixel electrode 519 is required to function as a flattening film. Therefore, it is preferable to use an organic film (thickness: 2 to 3 μm) such as an acrylic resin for the second interlayer insulating film. Further, in order to form a contact hole in the TFT 500 and to take out an electrode in the peripheral region, the second interlayer insulating film 518 is required to have a patterning performance, and usually a photosensitive organic film is often used.

一方、表示領域に上述の構造を有するTFTを備えた表示装置において、外光の明るさを検知するための光センサを、表示装置の周辺領域にモノリシック形成しようとした場合、製造プロセスの増加を最小限に抑えようとすると、光センサの素子構造が限定されることになる。   On the other hand, in a display device having a TFT having the above-described structure in the display region, when an optical sensor for detecting the brightness of external light is to be monolithically formed in the peripheral region of the display device, the manufacturing process is increased. If it tries to suppress to the minimum, the element structure of an optical sensor will be limited.

図16は、これら条件を満たす光センサ400の素子構造断面を示す断面模式図である。ガラス基板410上に、光センサを構成する半導体膜411が形成され、該半導体膜411のドーピング領域(p領域411c又はn領域411b)が、ノンドーピング領域(i領域411a)に対して縦方向(積層方向)ではなく横方向(面方向)に形成される。一般に、形成面に対して平行な横方向(面方向)にPIN接合を有する構造は、ラテラル構造のPIN型光ダイオードと呼ばれている。   FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a cross-section of the element structure of the optical sensor 400 that satisfies these conditions. A semiconductor film 411 that forms an optical sensor is formed over a glass substrate 410, and a doping region (p region 411c or n region 411b) of the semiconductor film 411 is formed in a vertical direction with respect to a non-doping region (i region 411a) ( It is formed not in the stacking direction) but in the lateral direction (plane direction). In general, a structure having a PIN junction in a lateral direction (plane direction) parallel to the formation surface is called a lateral type PIN photodiode.

また、光センサ400を構成する各部材は、図15のTFTを構成する各部材と、同じプロセスで形成されている。例えば、半導体膜411の上層には、ゲート絶縁膜512と同材料・同プロセスで形成される絶縁膜412が形成され、第1層間絶縁膜414の上層には、ソース電極517と同材料・同プロセスで形成されるp側電極417と、ドレイン電極515と同材料・同プロセスで形成されるn側電極415が形成される。   Each member constituting the optical sensor 400 is formed by the same process as each member constituting the TFT of FIG. For example, an insulating film 412 formed of the same material and the same process as the gate insulating film 512 is formed on the upper layer of the semiconductor film 411, and the same material and the same as that of the source electrode 517 are formed on the upper layer of the first interlayer insulating film 414. A p-side electrode 417 formed by the process and an n-side electrode 415 formed by the same material and the same process as the drain electrode 515 are formed.

さらにその上層には、第2層間絶縁膜518と同材料・同プロセスで形成される表面保護膜418が形成される。この場合、第2層間絶縁膜518は、画素配列領域(表示領域)においては、TFT500形成層と画素電極519形成層の層間を電気的に絶縁するとともに、画素電極519の形成面の平坦性を向上させる役割を果たし、画素配列領域外(表示領域外)の周辺領域(額縁領域)では、アクティブマトリクス基板の表面保護膜418として光センサ400や光センサ400に接続される電極を外気から保護する役割を果たす。このように、表面保護膜418は、第2層間絶縁膜518と同プロセスで形成され、また、表示領域から周辺領域に渡って略全面に形成されることが望ましい。   Furthermore, a surface protective film 418 formed by the same material and the same process as the second interlayer insulating film 518 is formed thereon. In this case, in the pixel arrangement region (display region), the second interlayer insulating film 518 electrically insulates the interlayer between the TFT 500 formation layer and the pixel electrode 519 formation layer, and improves the flatness of the formation surface of the pixel electrode 519. In the peripheral region (frame region) outside the pixel array region (outside the display region), the optical sensor 400 and the electrodes connected to the optical sensor 400 are protected from the outside air as the surface protective film 418 of the active matrix substrate. Play a role. Thus, it is desirable that the surface protective film 418 is formed by the same process as the second interlayer insulating film 518 and is formed on substantially the entire surface from the display region to the peripheral region.

このような図16に示した光センサ400は、図13に示した従来の表示装置の光センサ(周辺領域に設けられたディスクリート部品)の代わりに使用することができ、かつ、図13に示した表示装置を電子機器に組み込む際に、部品点数の削減や部品実装プロセスの削減を可能にする。   Such an optical sensor 400 shown in FIG. 16 can be used in place of the optical sensor (discrete component provided in the peripheral area) of the conventional display device shown in FIG. 13, and shown in FIG. When incorporating a display device into an electronic device, it is possible to reduce the number of components and the component mounting process.

なお、特許文献5には、光センサ400の構造の他の例として、非結晶Si膜を用いたボトムゲート構造(逆スタガ構造)のTFTと、MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)型接合を有する光ダイオードを同一基板上にモノリシックに形成したものが記載されている。
特開平4−174819号公報(公開日;1992年6月23日) 特開平5−241512号公報(公開日;1993年9月21日) 特開2002−62856号公報(公開日;2002年2月28日) 特開2002−175026号公報(公開日;2002年6月21日) 特開平6−188400号公報(公開日;1994年7月8日)
In Patent Document 5, as another example of the structure of the optical sensor 400, a TFT having a bottom gate structure (reverse stagger structure) using an amorphous Si film and a MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) type junction are provided. A photodiode formed monolithically on the same substrate is described.
JP-A-4-174819 (Publication Date; June 23, 1992) JP-A-5-241512 (Publication Date; September 21, 1993) JP 2002-62856 A (publication date; February 28, 2002) JP 2002-175026 A (publication date: June 21, 2002) Japanese Patent Laid-Open No. 6-188400 (Publication Date: July 8, 1994)

しかしながら、上述した図16に示す光センサを、アクティブマトリクス基板上の周辺領域に形成して表示装置を実現しようとすると、以下の問題が生じることが明らかになった。   However, it has been clarified that the following problems occur when an optical sensor shown in FIG. 16 is formed in a peripheral region on an active matrix substrate to realize a display device.

表示装置を構成するアクティブマトリクス基板は、図14に示すように、表示領域(H)と周辺領域(額縁領域)(S)に大別されるが、後者の周辺領域(S)は、さらに筐体で遮光された遮光領域(S1)と、筐体に設けられた開孔部(例えば図14の開孔部916に相当)に位置し外光の入射を受ける非遮光領域(S2)に分けることができる。上述した光センサは、外光を受光する必要があることから、当然、アクティブマトリクス基板上の非遮光領域(S2)に配置される必要がある。   As shown in FIG. 14, the active matrix substrate constituting the display device is roughly divided into a display area (H) and a peripheral area (frame area) (S). The latter peripheral area (S) is further divided into a housing. It is divided into a light shielding region (S1) shielded by the body and a non-light shielding region (S2) that is located in an opening (for example, corresponding to the opening 916 in FIG. 14) provided in the housing and receives external light. be able to. Since the above-described optical sensor needs to receive external light, it is naturally necessary to be disposed in the non-shielding region (S2) on the active matrix substrate.

第2層間絶縁膜は、表示領域から周辺領域に亘って略全面に形成される旨を前段で説明したが、この第2層間絶縁膜に到達する外光(屋外太陽光下での使用を想定)が第2層間絶縁膜に如何に到達するかについて考えてみると、以下のようになる。   As described above, the second interlayer insulating film is formed on the substantially entire surface from the display region to the peripheral region. However, external light reaching the second interlayer insulating film (assuming use under outdoor sunlight) Considering how the) reaches the second interlayer insulating film, it is as follows.

表示領域(H):対向基板に備えられた偏光板(図示せず)やカラーフィルタによって、外光の一部が吸収されるため、アクティブマトリクス基板上の第2層間絶縁膜に到達する外光は、特定の波長領域の光に限定される。特に偏光板やカラーフィルタで紫外線は略100%吸収されるために、第2層間絶縁膜に到達する紫外線は皆無である。   Display area (H): Since a part of external light is absorbed by a polarizing plate (not shown) and a color filter provided on the counter substrate, external light reaching the second interlayer insulating film on the active matrix substrate Is limited to light in a specific wavelength region. In particular, since almost 100% of ultraviolet rays are absorbed by the polarizing plate and the color filter, no ultraviolet rays reach the second interlayer insulating film.

遮光領域(S1):筐体によって外光が全て遮光される。もちろん、アクティブマトリクス基板上の第2層間絶縁膜に到達する紫外線は皆無である。   Light shielding area (S1): All external light is shielded by the housing. Of course, no ultraviolet rays reach the second interlayer insulating film on the active matrix substrate.

非遮光領域(S2):外光が直接入射するため、アクティブマトリクス基板上の第2層間絶縁膜に、外光に含まれる全波長の光(紫外線含む)が到達する。   Non-shielding region (S2): Since external light is directly incident, light of all wavelengths (including ultraviolet rays) included in the external light reaches the second interlayer insulating film on the active matrix substrate.

つまり、表示装置を屋外で使用する場合を考えると、太陽光に含まれる紫外線は、周辺領域の非遮光領域(S2)のみにおいて、アクティブマトリクス基板上の第2層間絶縁膜に到達し得ることになる。   That is, considering the case where the display device is used outdoors, ultraviolet rays contained in sunlight can reach the second interlayer insulating film on the active matrix substrate only in the non-light-shielding region (S2) in the peripheral region. Become.

前述したように、第2層間絶縁膜は、アクリル樹脂などの感光性を有する有機膜によって形成されているが、ここで用いる有機膜は、これまで、紫外線に対する耐性は考慮されていなかった。そこで、非遮光領域(S2)に位置する第2層間絶縁膜の耐光試験を実施してみると、長期間の紫外線照射によって膜が劣化する現象、すなわち当初透明であった膜が茶褐色化又は白濁化する現象が生じることが判明した。さらに、この結果、第2層間絶縁膜の透明性が損なわれ、その下に位置する光センサに到達する外光が減少して、光センサの感度不良および特性の経時変化をもたらすことが判明した。この現象は光センサを備えた表示装置の信頼性に関わる問題であり、解決を図る必要がある。   As described above, the second interlayer insulating film is formed of an organic film having photosensitivity such as an acrylic resin, but the organic film used here has not been considered for resistance to ultraviolet rays. Therefore, when the light resistance test of the second interlayer insulating film located in the non-light-shielding region (S2) is carried out, the phenomenon that the film deteriorates due to the ultraviolet irradiation for a long period of time, that is, the initially transparent film turns brownish or clouded. It became clear that the phenomenon to become. Further, as a result, it has been found that the transparency of the second interlayer insulating film is impaired, the external light reaching the optical sensor located thereunder is reduced, and the sensitivity of the optical sensor is deteriorated and the characteristics are changed over time. . This phenomenon is a problem related to the reliability of a display device including an optical sensor, and needs to be solved.

また、光センサの代わりに他の環境センサ(温度センサ、湿度センサなど)を用いる場合であっても、第2層間絶縁膜の膜質が劣化すると、その配下に存在する環境センサの信頼性が損なわれることから、解決を図る必要がある。   Even when another environmental sensor (such as a temperature sensor or a humidity sensor) is used instead of the optical sensor, if the film quality of the second interlayer insulating film deteriorates, the reliability of the environmental sensor existing thereunder is impaired. Therefore, it is necessary to try to solve it.

このような問題を解決する方法としては、第2層間絶縁膜の耐紫外線を高めることが有効である。しかしながら、大面積塗布性能、パターニング性、平坦化性、プロセス温度に対する耐熱性など、他の要求仕様に対して既に最適化されている既存の第2層間絶縁膜の樹脂材料を更に改良することは、性能のトレードオフの発生が懸念される。したがって、現状の第2層間絶縁膜の使用を前提とした、他の方法による対策が望まれている。   As a method for solving such a problem, it is effective to increase the ultraviolet resistance of the second interlayer insulating film. However, further improvement of the resin material of the existing second interlayer insulating film that is already optimized for other required specifications such as large area coating performance, patternability, flatness, heat resistance to process temperature, etc. There is concern about the performance trade-off. Therefore, there is a demand for a countermeasure by another method on the premise that the current second interlayer insulating film is used.

そこで本発明は、アクティブマトリクス基板の周辺領域に形成された環境センサ(例えば、光センサ)を備えたアクティブマトリクス基板および表示装置において、該環境センサの配置層より上層に表面保護膜を形成しつつ、かつ該表面保護膜の変質に起因する環境センサの感度不良および特性の経時劣化を防ぐことが可能なアクティブマトリクス基板および表示装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an active matrix substrate and a display device having an environmental sensor (for example, an optical sensor) formed in a peripheral region of the active matrix substrate, while forming a surface protective film above the arrangement layer of the environmental sensor. It is another object of the present invention to provide an active matrix substrate and a display device that can prevent poor sensitivity of environmental sensors and deterioration of characteristics over time due to alteration of the surface protective film.

本発明のアクティブマトリクス基板は、複数の画素が配列された画素配列領域と、該画素配列領域以外の領域である周辺領域を同一基板上に有するアクティブマトリクス基板において、前記画素配列領域には、前記複数の画素の夫々に対応して設けられ夫々の画素をスイッチングする複数のアクティブ素子と、前記複数のアクティブ素子より上層に設けられた層間絶縁膜と、この層間絶縁膜より上層に形成された複数の画素電極とが配設されており、前記周辺領域には、環境センサと、前記環境センサの配置層より上層に設けられた表面保護膜とが配設されており、前記表面保護膜は、前記環境センサ配置位置の上方に相当する部分に開口部を備えていることを特徴としている。   The active matrix substrate of the present invention is an active matrix substrate having a pixel array region in which a plurality of pixels are arrayed and a peripheral region other than the pixel array region on the same substrate. A plurality of active elements provided corresponding to each of the plurality of pixels and switching each pixel, an interlayer insulating film provided above the plurality of active elements, and a plurality of layers formed above the interlayer insulating film In the peripheral region, an environmental sensor and a surface protective film provided above the environmental sensor arrangement layer are disposed, and the surface protective film is An opening is provided in a portion corresponding to the position above the environmental sensor arrangement position.

また、本発明の表示装置は、前記アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の前記アクティブ素子が形成されている面に対向するように配設される対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板の間隙に配設される表示媒体とを備えたことを特徴としている。   Further, the display device of the present invention includes the active matrix substrate, a counter substrate disposed so as to face the surface of the active matrix substrate on which the active element is formed, the active matrix substrate, and the counter substrate. And a display medium disposed in the gap.

本発明のアクティブマトリクス基板は、環境センサの上層に配置される表面保護膜の環境センサ配置位置の上方に相当する部分に開口部が備えられているために、外光に含まれる紫外線により表面保護膜が変質する現象を回避することができる。この結果、感度が良く、特性の経時変化の小さい環境センサを実現することができ、信頼性の優れたアクティブマトリクス基板および表示装置を実現することができる。   The active matrix substrate of the present invention is provided with an opening in a portion corresponding to the upper part of the environmental sensor arrangement position of the surface protective film arranged in the upper layer of the environmental sensor, so that the surface protection is performed by ultraviolet rays contained in external light. The phenomenon that the film is altered can be avoided. As a result, it is possible to realize an environmental sensor with good sensitivity and small change in characteristics over time, and an active matrix substrate and a display device with excellent reliability can be realized.

〔実施の形態1〕
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態1に係る表示装置および該表示装置に用いるアクティブマトリクス基板について、液晶表示装置を例に概略を説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, with reference to the drawings, an outline of a display device according to Embodiment 1 of the present invention and an active matrix substrate used in the display device will be described taking a liquid crystal display device as an example.

図1は、本発明に係る表示装置1の全体構成図である。また、図2は、表示装置1を筐体に組み込んだ状態を示す断面図である。この表示装置1は、多数の画素5がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板2と、これに対向するように配置された対向基板3を備えており、さらに両者の間隙には表示媒体4である液晶が挟持された構造をしている。そして、アクティブマトリクス基板2と対向基板3は、対向基板3の外周に沿った枠状のシール樹脂25によって接着されている。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a display device 1 according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the display device 1 is incorporated in a housing. The display device 1 includes an active matrix substrate 2 in which a large number of pixels 5 are arranged in a matrix, and a counter substrate 3 disposed so as to face the active matrix substrate 2. A certain liquid crystal is sandwiched. The active matrix substrate 2 and the counter substrate 3 are bonded together by a frame-shaped seal resin 25 along the outer periphery of the counter substrate 3.

アクティブマトリクス基板2の各画素5には、表示媒体4を駆動するための薄膜トランジスタ(TFT)6や画素電極7が形成されており、対向基板3には、対向電極(図示せず)やカラーフィルタ(図示せず)が形成されている。   Each pixel 5 of the active matrix substrate 2 is provided with a thin film transistor (TFT) 6 and a pixel electrode 7 for driving the display medium 4, and the counter substrate 3 is provided with a counter electrode (not shown) and a color filter. (Not shown) is formed.

アクティブマトリクス基板2は、画素5が配列された領域(画素配列領域)8と、画素配列領域に近接する周辺領域9を有し、対向基板3は、上記画素配列領域8を覆うとともに、周辺領域9の一部が露出するように配設されている。   The active matrix substrate 2 has an area (pixel arrangement area) 8 in which the pixels 5 are arranged and a peripheral area 9 close to the pixel arrangement area, and the counter substrate 3 covers the pixel arrangement area 8 and the peripheral area. It arrange | positions so that a part of 9 may be exposed.

また、アクティブマトリクス基板2の上記周辺領域9には、表示装置1に外部の駆動回路30を接続するためのFPC(Flexible Printed Circuit)10が端子38に実装され、さらに、環境センサの一例である外光の明るさを検出するための光センサ11が配設されている。また、その他に周辺回路(外部の駆動回路からの入力信号に基づいて画素配列領域8のTFT6を駆動するための駆動回路(図示せず)、光センサ11や駆動回路に接続される配線(36)、画素配列領域8からの引き出し配線(図示せず)など)も配設されている。   Further, in the peripheral region 9 of the active matrix substrate 2, an FPC (Flexible Printed Circuit) 10 for connecting an external drive circuit 30 to the display device 1 is mounted on a terminal 38, and is an example of an environmental sensor. An optical sensor 11 is provided for detecting the brightness of outside light. In addition, peripheral circuits (a driving circuit (not shown) for driving the TFTs 6 in the pixel array region 8 based on an input signal from an external driving circuit), wirings connected to the optical sensor 11 and the driving circuit (36 ), A lead-out wiring (not shown) from the pixel array region 8 is also provided.

上記画素配列領域8に形成されるTFT6と、周辺領域9に形成される光センサ11とは、同一基板上に、同一プロセスによってモノリシックに形成されている。   The TFT 6 formed in the pixel array region 8 and the optical sensor 11 formed in the peripheral region 9 are monolithically formed on the same substrate by the same process.

そして、図1に示す表示装置1は、図2に示したような開孔部付き筐体35に組み込まれる。筐体35の開孔部37は光センサ11の配置位置に対向するように配置されており、その開孔部37を介して外光が上記光センサ11に到達する仕組みになっている。   The display device 1 shown in FIG. 1 is incorporated into a casing 35 with an opening as shown in FIG. The opening 37 of the housing 35 is disposed so as to face the position where the optical sensor 11 is disposed, and external light reaches the optical sensor 11 through the opening 37.

また、表示装置1は、その表示モードとして、透過光を利用する透過型モードを用いている。従って、筐体35内のアクティブマトリクス基板2の対向基板配置側とは相対する側(裏面側)にはバックライト12が備えられている。なお、表示モードとして外光の反射を利用する反射表示モードを用いる場合や、表示媒体としてELなどの自発光素子を用いる場合には、バックライト12は不要である。   The display device 1 uses a transmissive mode that uses transmitted light as its display mode. Therefore, the backlight 12 is provided on the side (back side) of the active matrix substrate 2 in the housing 35 opposite to the counter substrate arrangement side. Note that the backlight 12 is not necessary when a reflective display mode using reflection of external light is used as the display mode, or when a self-luminous element such as an EL is used as the display medium.

また、上述の光センサ11は、外光を検知することを目的としているため、バックライト12の光が該光センサ11に入射すると、光センサ11が誤動作するといった問題が生じる。したがって、アクティブマトリクス基板2の光センサ11配設部の下側(アクティブマトリクス基板2の光センサ11配置側とは反対側)にバックライト12が配置されないようにするか、或いは、アクティブマトリクス基板2の光センサ配設部の裏面に遮光部材(アルミテープなど)を具備して、バックライト12の光が光センサ11に入射しないように配慮が必要である。   In addition, since the above-described optical sensor 11 is intended to detect external light, when the light from the backlight 12 enters the optical sensor 11, there arises a problem that the optical sensor 11 malfunctions. Therefore, the backlight 12 is not disposed below the portion where the photosensors 11 are disposed on the active matrix substrate 2 (the side opposite to the side where the photosensors 11 are disposed on the active matrix substrate 2), or the active matrix substrate 2 It is necessary to consider that the light from the backlight 12 does not enter the optical sensor 11 by providing a light shielding member (aluminum tape or the like) on the back surface of the optical sensor arrangement portion.

上述した本発明の表示装置1は、光センサ11を用いて外光の照度を検出し、それに合わせて表示輝度を自動的に制御する自動調光機能付きの表示システムに適用することができる。つまり、上記アクティブマトリクス基板2の周辺領域9に設けられた光センサ11が出力する外光の明るさ情報を基に、バックライト12の輝度、又は表示信号の輝度信号を制御する制御回路を備えておくことで、表示装置1の表示輝度を自動的に制御することが可能になる。   The display device 1 of the present invention described above can be applied to a display system with an automatic light control function that detects the illuminance of external light using the optical sensor 11 and automatically controls the display luminance in accordance with the detected illuminance. That is, a control circuit for controlling the luminance of the backlight 12 or the luminance signal of the display signal based on the brightness information of the external light output from the optical sensor 11 provided in the peripheral region 9 of the active matrix substrate 2 is provided. Thus, the display brightness of the display device 1 can be automatically controlled.

この制御回路は、表示装置1と一体的に形成されていても、表示装置1と別体に形成されていても良い。表示装置1と一体的に形成されている場合の例としては、アクティブマトリクス基板2内にモノリシックに形成する場合や、アクティブマトリクス基板2とは別に制御回路を形成してCOG(Chip On Grass)方式等によりアクティブマトリクス基板2上に搭載する場合が挙げられる。また、表示装置1と別体に形成さえている場合の例としては、アクティブマトリクス基板2とは別に制御回路を形成してFPC等を介してアクティブマトリクス基板2に接続する場合や、表示装置1を備える電子機器に制御回路を配置してアクティブマトリックス基板2に制御回路から信号を送信する場合が挙げられる。   The control circuit may be formed integrally with the display device 1 or may be formed separately from the display device 1. Examples of the case where the display device 1 is integrally formed include a case where the active matrix substrate 2 is monolithically formed, or a control circuit is formed separately from the active matrix substrate 2 to form a COG (Chip On Grass) system. The case where it mounts on the active matrix substrate 2 by the above etc. is mentioned. Further, as an example in which the display device 1 is separately formed, a control circuit is formed separately from the active matrix substrate 2 and connected to the active matrix substrate 2 via an FPC or the like, or the display device 1 There is a case where a control circuit is arranged in an electronic device including the above and a signal is transmitted from the control circuit to the active matrix substrate 2.

この制御回路を用いて、屋外など明るい環境下では表示輝度を高くし、夜間や室内など比較的暗い環境下では表示輝度を下げるように輝度調整(調光)を自動的に行うように制御させると、表示装置の低消費電力化や長寿命化を実現することができる。   This control circuit is used to automatically adjust the brightness (dimming) so that the display brightness is increased in bright environments such as outdoors, and the display brightness is decreased in relatively dark environments such as at night or indoors. Thus, low power consumption and long life of the display device can be realized.

次に、本発明の表示装置1の詳細な構造について、図3、図4、図5を用いて説明する。図3は、図1の表示装置1における画素配列領域(表示領域)8の画素5当たりの断面構造を概略的に示す略断面図である。アクティブマトリクス基板2と対向基板3の間隙に表示媒体(本実施の形態では液晶)4が挟持されている。アクティブマトリクス基板2には、液晶4を駆動するための薄膜トランジスタ(TFT)6や画素電極7が形成されている。   Next, the detailed structure of the display device 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 3, FIG. 4, and FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of the pixel array region (display region) 8 per pixel 5 in the display device 1 of FIG. A display medium (liquid crystal in the present embodiment) 4 is sandwiched between the active matrix substrate 2 and the counter substrate 3. A thin film transistor (TFT) 6 and a pixel electrode 7 for driving the liquid crystal 4 are formed on the active matrix substrate 2.

以下、図1および図3を参照しながら、本実施の形態で用いる多結晶Si膜を用いたTFT6と、このTFT6を含む画素5の構造について説明する。ここで使用するTFT6の構造は、「トップゲート構造」または「正スタガ構造」と呼ばれるもので、チャネルとなる半導体膜(多結晶Si膜)13の上層にゲート電極16を備えるものでる。なお、このように、基板に対して複数の層を積層する場合に、基板側を下側とし、基板から層までの距離が離れる方向を上側として記載している。   Hereinafter, the structure of the TFT 6 using the polycrystalline Si film used in this embodiment and the pixel 5 including the TFT 6 will be described with reference to FIGS. 1 and 3. The structure of the TFT 6 used here is called a “top gate structure” or “positive stagger structure”, and includes a gate electrode 16 on the upper layer of a semiconductor film (polycrystalline Si film) 13 to be a channel. In addition, when laminating | stacking a some layer with respect to a board | substrate in this way, the board | substrate side is described as the lower side, and the direction where the distance from a board | substrate to a layer leaves is described as the upper side.

ベース基材となる基板14には、主にガラス基板が使用でき、例えば無アルカリのバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどが使用される。TFT6は、基板14上に形成された多結晶Si膜13と、多結晶Si膜13を覆うように形成されたゲート絶縁膜15(例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などが使用できる)と、ゲート絶縁膜15上に形成されたゲート電極16(例えば、Al、Mo、Tiまたはそれらの合金などが使用できる)と、ゲート電極16を覆うように形成された第1層間絶縁膜17(例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜が使用できる)とを有している。   As the substrate 14 serving as the base substrate, a glass substrate can be mainly used. For example, non-alkali barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass is used. The TFT 6 includes a polycrystalline Si film 13 formed on the substrate 14, a gate insulating film 15 formed so as to cover the polycrystalline Si film 13 (for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used), A gate electrode 16 formed on the gate insulating film 15 (for example, Al, Mo, Ti, or an alloy thereof can be used), and a first interlayer insulating film 17 formed to cover the gate electrode 16 (for example, A silicon oxide film or a silicon nitride film can be used).

ここで、ゲート絶縁膜15を介してゲート電極16と対向する半導体膜の領域はチャネル領域13(a)として機能する。また、半導体膜のチャネル領域以外の領域は、不純物が高濃度にドープされたn+層であり、ソース領域13(b)およびドレイン領域13(c)として機能する。また、ここでは図示しないが、ホットキャリアによる電気特性の劣化を防ぐために、ソース領域のチャネル領域側およびドレイン領域のチャネル領域側に、不純物が低濃度にドープされたLDD(Lightly Doped Drain)領域が形成されている。   Here, the region of the semiconductor film facing the gate electrode 16 through the gate insulating film 15 functions as the channel region 13 (a). In addition, the region other than the channel region of the semiconductor film is an n + layer doped with impurities at a high concentration, and functions as a source region 13 (b) and a drain region 13 (c). Although not shown here, LDD (Lightly Doped Drain) regions doped with impurities at a low concentration are formed on the channel region side of the source region and the channel region side of the drain region in order to prevent deterioration of electrical characteristics due to hot carriers. Is formed.

なお、ガラス基板の表面(多結晶Si膜13の下)に、ベースコート膜(例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などが使用できる)を備えても良い。また、多結晶Si膜13は、非晶質構造を有する半導体膜(非結晶Si膜)を、レーザーアニールやRTA(Rapid Thermal Annealing)などの熱処理により結晶化することで得ることができる。   Note that a base coat film (for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used) may be provided on the surface of the glass substrate (under the polycrystalline Si film 13). The polycrystalline Si film 13 can be obtained by crystallizing a semiconductor film (non-crystalline Si film) having an amorphous structure by heat treatment such as laser annealing or RTA (Rapid Thermal Annealing).

第1層間絶縁膜17上にはソース電極18(例えば、Al、Mo、Tiまたはそれらの合金が使用できる)が形成されていて、第1層間絶縁膜17およびゲート絶縁膜15を貫通するコンタクトホールを介して半導体膜のソース領域13(b)に電気的に接続されている。同様に、第1層間絶縁膜17上に形成されているドレイン電極19(例えば、Al、Mo、Tiまたはそれらの合金が使用できる)は、第1層間絶縁膜17およびゲート絶縁膜15を貫通するコンタクトホールを介して半導体膜のドレイン領域13(c)に電気的に接続されている。   A source electrode 18 (for example, Al, Mo, Ti, or an alloy thereof can be used) is formed on the first interlayer insulating film 17, and a contact hole that penetrates the first interlayer insulating film 17 and the gate insulating film 15. Is electrically connected to the source region 13 (b) of the semiconductor film. Similarly, the drain electrode 19 (for example, Al, Mo, Ti, or an alloy thereof can be used) formed on the first interlayer insulating film 17 penetrates the first interlayer insulating film 17 and the gate insulating film 15. It is electrically connected to the drain region 13 (c) of the semiconductor film through the contact hole.

以上が、ここで使用するTFT6の基本的な構造である。そして、画素配列領域(表示領域)8においては、上述のTFT6を覆うように、さらに第2層間絶縁膜20が形成されている。ここで、第2層間絶縁膜20は、層間の絶縁性に加えて下層の凹凸を平坦化する役割が要求されるので、塗布や印刷よって形成が可能な有機膜が主に使用される。   The above is the basic structure of the TFT 6 used here. In the pixel array region (display region) 8, a second interlayer insulating film 20 is further formed so as to cover the TFT 6 described above. Here, since the second interlayer insulating film 20 is required to flatten the unevenness of the lower layer in addition to the insulation between the layers, an organic film that can be formed by coating or printing is mainly used.

更に、第2層間絶縁膜20の上層には、画素電極7(例えば、ITO(Indium-Tin-Oxide)、IZO(Indium-Zinc-Oxide)、Alなどが使用できる)が形成される。画素電極7は、第2層間絶縁膜20に形成されたコンタクトホールを介して、ドレイン電極19に電気的に接続されている。この、第2層間絶縁膜20としては、感光性を有する有機絶縁膜を用いることが好ましく、これにより、マスク露光と現像処理によって、簡便に第2層間絶縁膜にコンタクトホールを形成することができる。このように感光性を有する有機絶縁膜としては、例えば、アクリル、ポリイミド、BCB(Benzo-Cyclo-Butene)などが例示できる。   Further, a pixel electrode 7 (for example, ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide), Al, etc. can be used) is formed on the second interlayer insulating film 20. The pixel electrode 7 is electrically connected to the drain electrode 19 through a contact hole formed in the second interlayer insulating film 20. As the second interlayer insulating film 20, a photosensitive organic insulating film is preferably used, whereby a contact hole can be easily formed in the second interlayer insulating film by mask exposure and development processing. . Examples of such an organic insulating film having photosensitivity include acrylic, polyimide, BCB (Benzo-Cyclo-Butene), and the like.

図4は、図1の表示装置1における周辺領域9の断面模式図であり、図5(a)は、周辺領域9に形成されている光センサ11の断面構造図である。   4 is a schematic cross-sectional view of the peripheral region 9 in the display device 1 of FIG. 1, and FIG. 5A is a cross-sectional structure diagram of the optical sensor 11 formed in the peripheral region 9.

以下、図4、図5(a)を参照しながら、光センサ11の構造について説明する。ここで使用する光センサ11の構造は、「ラテラル構造の光ダイオード」と呼ばれるものであり、半導体のPIN接合が基板の面方向(横方向)に形成されたダイオードを備えるものである。   Hereinafter, the structure of the optical sensor 11 will be described with reference to FIGS. 4 and 5A. The structure of the optical sensor 11 used here is called a “lateral structure photodiode”, and includes a diode in which a semiconductor PIN junction is formed in the surface direction (lateral direction) of the substrate.

ベース基材となるガラス基板14(TFTが形成されている基板と共通の基板)上に、多結晶Si膜21によるPINダイオードが形成されている。このPINダイオードの多結晶Si膜21の膜厚と、画素配列領域8(表示領域)のTFT6の多結晶Si膜13の膜厚とは同じ膜厚を備えている。PIN接合は、不純物が高濃度にドープされたp+層とn+層、及び不純物がドープされないi層によって形成されている。なお、i層の代わりに、低濃度にドープされたp−層やn−層を単独、又は併設して用いることも可能である。   A PIN diode made of a polycrystalline Si film 21 is formed on a glass substrate 14 (substrate common to the substrate on which the TFT is formed) serving as a base material. The film thickness of the polycrystalline Si film 21 of the PIN diode and the film thickness of the polycrystalline Si film 13 of the TFT 6 in the pixel array region 8 (display region) are the same. The PIN junction is formed by a p + layer and an n + layer that are highly doped with impurities, and an i layer that is not doped with impurities. Instead of the i layer, it is also possible to use a p-layer or an n-layer doped at a low concentration alone or in combination.

さらに、PIN接合を有する多結晶Si膜21を覆うように、画素配列領域8の構成部材と共通のゲート絶縁膜15(例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などが使用できる)と第1層間絶縁膜17(例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜が使用できる)が形成される。第1層間絶縁膜17上に形成されているp側電極33(例えば、Al、Mo、Tiまたはそれらの合金が使用できる)は、第1層間絶縁膜17およびゲート絶縁膜15を貫通するコンタクトホールを介して半導体膜のp+領域に電気的に接続されている。同様に、第1層間絶縁膜17上に形成されているn側電極34(例えば、Al、Mo、Tiまたはそれらの合金が使用できる。)は、第1層間絶縁膜17およびゲート絶縁膜15を貫通するコンタクトホールを介して半導体膜のn+領域に電気的に接続されている。   Further, a gate insulating film 15 (for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used) common to the constituent members of the pixel array region 8 and the first interlayer insulation so as to cover the polycrystalline Si film 21 having the PIN junction. A film 17 (for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used) is formed. A p-side electrode 33 (for example, Al, Mo, Ti, or an alloy thereof can be used) formed on the first interlayer insulating film 17 is a contact hole that penetrates the first interlayer insulating film 17 and the gate insulating film 15. Is electrically connected to the p + region of the semiconductor film. Similarly, the n-side electrode 34 (for example, Al, Mo, Ti, or an alloy thereof can be used) formed on the first interlayer insulating film 17 includes the first interlayer insulating film 17 and the gate insulating film 15. It is electrically connected to the n + region of the semiconductor film through a penetrating contact hole.

以上が、基本的な光センサ11の構造である。上記のとおり、光センサ11の構成部材は、前述の画素配列領域のTFT6の構成部材と基本的に同じである。従って、両者の製造プロセスを共通にすることができる。このようにして、アクティブマトリクス基板2には、画素配列領域8のTFT6と周辺領域9の光センサ11がモノリシックに形成されている。   The above is the basic structure of the optical sensor 11. As described above, the constituent members of the optical sensor 11 are basically the same as the constituent members of the TFT 6 in the pixel array region described above. Therefore, both manufacturing processes can be made common. In this way, the TFT 6 in the pixel array region 8 and the photosensor 11 in the peripheral region 9 are monolithically formed on the active matrix substrate 2.

なお、周辺領域9には、上記光センサ11の他に、周辺回路(外部の駆動回路からの入力信号に基づいて画素配列領域8のTFT6を駆動するための駆動回路(図示せず)、光センサ11や駆動回路に接続される配線36、画素配列領域8からの引き出し配線(図示せず)など)も形成されている。そしてこれらを保護する目的で、周辺領域の光センサ11、駆動回路、各種配線を覆うように、これらの上層には画素配列領域8の構成部材と共通の第2層間絶縁膜20(アクリル、ポリイミド、BCBなどの有機絶縁膜)が形成されている。   In addition to the photosensor 11, the peripheral region 9 includes a peripheral circuit (a drive circuit (not shown) for driving the TFT 6 in the pixel array region 8 based on an input signal from an external drive circuit), a light A wiring 36 connected to the sensor 11 and the driving circuit, a lead-out wiring (not shown) from the pixel array region 8 and the like are also formed. For the purpose of protecting these, the second interlayer insulating film 20 (acrylic, polyimide, common to the constituent members of the pixel array region 8 is formed on the upper layer so as to cover the optical sensor 11, the drive circuit, and various wirings in the peripheral region. , An organic insulating film such as BCB).

そして、第2層間絶縁膜20は、周辺領域9においては表面保護膜としての役割を果たす。ただし、この第2層間絶縁膜20は、光センサ11の上部において、本実施の形態の特徴となる開口部22が意図的に形成されている。この開口部22は、画素配列領域8において、第2層間絶縁膜20にコンタクトホールを形成する際に同時に形成することができる。すなわち、第2層間絶縁膜20は、画素配列領域8では層間絶縁膜として機能し、周辺領域9では表面保護膜として機能する。   The second interlayer insulating film 20 serves as a surface protective film in the peripheral region 9. However, the second interlayer insulating film 20 is intentionally formed with an opening 22 that is a feature of the present embodiment above the optical sensor 11. The opening 22 can be formed at the same time when a contact hole is formed in the second interlayer insulating film 20 in the pixel array region 8. That is, the second interlayer insulating film 20 functions as an interlayer insulating film in the pixel array region 8 and functions as a surface protective film in the peripheral region 9.

つまり、本実施の形態の表示装置1の構造上の特徴は、アクティブマトリクス基板2が画素配列領域8(表示領域)と周辺領域9を備えている点、周辺領域に外光の明るさを検出する光センサ11が形成されている点、画素配列領域8で使用する第2層間絶縁膜20が周辺領域にも形成されている点、第2層間絶縁膜(表面保護膜)20の光センサ11の上方に相当する部分に開口部を有する点にある。   That is, the structural features of the display device 1 according to the present embodiment are that the active matrix substrate 2 includes the pixel array region 8 (display region) and the peripheral region 9, and the brightness of external light is detected in the peripheral region. The optical sensor 11 is formed, the second interlayer insulating film 20 used in the pixel array region 8 is also formed in the peripheral region, and the optical sensor 11 of the second interlayer insulating film (surface protective film) 20. It has the point which has an opening part in the part corresponded above.

この結果、光センサ11は、外光に紫外線が含まれていたとしても、光センサ11の上部に第2層間絶縁膜20が存在しないので、紫外線に起因する第2層間絶縁膜20の変色の影響を受けることがない。したがって、長時間にわたり安定して外光の明るさの変化を正確に検出することができる。また、従来では、紫外線による第2層間絶縁膜20の劣化(透過率の低下)を見越して、光センサ11を過剰スペックで設計しておく必要があったが、本実施の形態では第2層間絶縁膜20の透過率の低下を懸念する必要がなく、光センサ11を最適設計することが可能になる。このため、光センサ11自身を従来より小さくすることが可能になる。これによって、光センサ11が配置される周辺領域9を最小限に小さくでき、表示装置の狭額縁化に寄与することが可能になる。   As a result, even if the external light includes ultraviolet rays, the optical sensor 11 does not have the second interlayer insulating film 20 above the optical sensor 11, and thus the discoloration of the second interlayer insulating film 20 caused by the ultraviolet rays is caused. Not affected. Accordingly, it is possible to accurately detect a change in the brightness of external light stably over a long period of time. Conventionally, it has been necessary to design the optical sensor 11 with excessive specifications in anticipation of deterioration of the second interlayer insulating film 20 due to ultraviolet rays (decrease in transmittance). There is no need to worry about a decrease in the transmittance of the insulating film 20, and the optical sensor 11 can be optimally designed. For this reason, it becomes possible to make optical sensor 11 itself smaller than before. As a result, the peripheral region 9 in which the optical sensor 11 is arranged can be reduced to a minimum, and it is possible to contribute to a narrow frame of the display device.

なお、上述の実施形態では、画素配列領域8に形成されている第2層間絶縁膜と、周辺領域9に形成されている表面保護膜とが同じ材料、及び同じプロセスで形成された例について説明したが、これに限るものではない。両者が別材料や別プロセスで形成された場合であっても、表面保護膜の紫外線耐性が十分でない場合には、上記構造(表面保護膜に開口部22を設ける構造)を採用することで本発明の効果を得ることが可能である。特に、表面保護膜が感光性を有する場合、フォトリソグラフィによって開口部22を形成しやすい点で有効である。   In the above-described embodiment, an example is described in which the second interlayer insulating film formed in the pixel array region 8 and the surface protective film formed in the peripheral region 9 are formed by the same material and the same process. However, it is not limited to this. Even if both are formed by different materials or different processes, if the surface protection film is not sufficiently resistant to ultraviolet rays, the above structure (structure in which the opening 22 is provided in the surface protection film) is used to implement the present invention. It is possible to obtain the effects of the invention. In particular, when the surface protective film has photosensitivity, it is effective in that the opening 22 can be easily formed by photolithography.

ところで、上述のように、光センサ11の上部において、第2層間絶縁膜20に開口部22を形成すると、金属からなるp側電極33とn側電極34が露出される。そこで、これら両電極が外気に触れることによる酸化や腐食が懸念される場合には、図5(b)に示すように、両電極上に保護部材42を積層形成しておくことが好ましい。保護部材42としては、外気(酸素、水分)に対して安定で、紫外線に対する耐性も優れている酸化膜が適しており、例えば画素電極7と同じ導電性酸化膜(例えば、ITO、IZO等)を使用することができる。また、保護部材42を画素電極7と同じプロセスで形成すると、プロセスの追加が必要ないために好適である。なお、このように開口部22に導電性を有する保護部材42を設ける場合には、p側電極33とn側電極34が保護部材42を介して短絡しないように、それぞれの電極のパターン形状に応じて保護部材42もパターニングしておく必要がある。   By the way, as described above, when the opening 22 is formed in the second interlayer insulating film 20 above the photosensor 11, the p-side electrode 33 and the n-side electrode 34 made of metal are exposed. Therefore, when there is a concern about oxidation or corrosion due to the contact of both electrodes with the outside air, it is preferable to form a protective member 42 on both electrodes as shown in FIG. As the protective member 42, an oxide film that is stable against the outside air (oxygen, moisture) and excellent in resistance to ultraviolet rays is suitable. For example, the same conductive oxide film as the pixel electrode 7 (for example, ITO, IZO, etc.) Can be used. In addition, it is preferable to form the protective member 42 by the same process as that for the pixel electrode 7 because no additional process is required. When the protective member 42 having conductivity is provided in the opening 22 as described above, the pattern shape of each electrode is set so that the p-side electrode 33 and the n-side electrode 34 are not short-circuited via the protective member 42. Accordingly, the protection member 42 needs to be patterned.

〔実施の形態2〕
本発明の実施の形態2として、上述の光センサ11に対し、導電性酸化膜以外からなる保護部材を具備させるものについて説明する。なお、光センサ11に保護部材42を用いる事無く保護部材24を具備させている点を除いては実施の形態1に説明したものと同じであるので、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
As a second embodiment of the present invention, a description will be given of an optical sensor 11 provided with a protective member other than a conductive oxide film. Since the optical sensor 11 is the same as that described in the first embodiment except that the protective member 24 is provided without using the protective member 42, the same components are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description is omitted.

図6(a)は、上述の光センサ11に保護部材24を追加した場合の断面構造図である。すなわち光センサ11上の、第2層間絶縁膜20に形成された開口部22に保護部材24が備えられている。この結果、周辺領域9で露出していた光センサ11の上面を保護することが可能になり、紫外線だけでなく外気に対しても高い信頼性を確保することが可能になる。   FIG. 6A is a cross-sectional structure diagram in the case where a protective member 24 is added to the optical sensor 11 described above. That is, the protective member 24 is provided in the opening 22 formed in the second interlayer insulating film 20 on the optical sensor 11. As a result, it is possible to protect the upper surface of the photosensor 11 exposed in the peripheral region 9, and it is possible to ensure high reliability against not only ultraviolet rays but also outside air.

ここで用いる保護部材24は、光センサ11が受光する光の波長域に対する透明性と、紫外線に対する耐性を有していれば良く、第2層間絶縁膜20のように大面積塗布性能、パターニング性、平坦化性、プロセス温度に対する耐熱性といった厳しいスペックは要求されない。したがって、保護部材24として幅広い材料を適用することが可能である。例えば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの材料を使用することが可能である。具体的には、東レダウコーニング社製のシリコーンポッティング材(例えばSE1880など)、旭硝子社製のアフレックス(登録商標)、サイトップ(登録商標)などが使用できる。なお、透過率を高く保つためには、光散乱要因となるフィラーを含まない樹脂を採用することが好ましい。また、保護部材形成のプロセスの簡略化を考慮すると、硬化用のオーブンを必要としない常温硬化型の樹脂(常温硬化型シリコーン樹脂など)を採用することが好ましい。   The protective member 24 used here only needs to have transparency with respect to the wavelength range of light received by the optical sensor 11 and resistance to ultraviolet rays, and, like the second interlayer insulating film 20, has a large area coating performance and patterning property. Strict specifications such as flatness and heat resistance against process temperature are not required. Therefore, a wide range of materials can be applied as the protective member 24. For example, a material such as a fluorine-based resin, a silicone resin, an epoxy resin, or an acrylic resin can be used. Specifically, silicone potting materials manufactured by Toray Dow Corning (for example, SE1880), Aflex (registered trademark), Cytop (registered trademark) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and the like can be used. In order to keep the transmittance high, it is preferable to employ a resin that does not contain a filler that causes light scattering. In consideration of simplification of the process of forming the protective member, it is preferable to employ a room temperature curable resin (such as a room temperature curable silicone resin) that does not require a curing oven.

なお、図6(a)では、保護部材24が、第2層間絶縁膜20の開口部22を全て覆うような形態を示したが、特にその必要はなく、図6(b)に示すように例えば開口部22が光センサ11のサイズに比べて広い場合には、開口部全体を覆うのではなく、少なくとも光センサ11を覆うように開口部22内の一部に保護部材24を配置しても良い。また、図6(c)に示すように例えば光センサ11に対して光が入射する位置を少なくとも覆うように開口部22内の一部に保護部材24を配置しても良い。また、開口部22内で露出する電極(p側電極33とn側電極34)の酸化や腐食を懸念する場合には、少なくともこれら両電極を覆うように開口部22内の一部に保護部材24を配置しても良い。また、実施の形態1の図5(b)で説明した保護部材42を保護部材24と併用することも可能である。   6A shows a form in which the protective member 24 covers the entire opening 22 of the second interlayer insulating film 20, but this is not particularly necessary, as shown in FIG. 6B. For example, when the opening 22 is wider than the size of the optical sensor 11, the protective member 24 is disposed in a part of the opening 22 so as to cover at least the optical sensor 11 instead of covering the entire opening. Also good. Further, as shown in FIG. 6C, for example, the protective member 24 may be disposed in a part of the opening 22 so as to cover at least a position where light enters the optical sensor 11. Further, when there is concern about oxidation or corrosion of the electrodes exposed in the opening 22 (p-side electrode 33 and n-side electrode 34), at least a part of the opening 22 covers the protective member so as to cover both electrodes. 24 may be arranged. Further, the protective member 42 described in FIG. 5B of the first embodiment can be used in combination with the protective member 24.

また、図7は、光センサ11上に保護部材24を追加した場合の周辺領域9の断面模式図である。図7に示すように、アクティブマトリクス基板2のTFT形成面の法線方向(図7中、矢印の方向)における保護部材24の高さXは、前記対向基板3と前記表示媒体4の厚さの合計Y以下であることが望ましい。これにより、表示装置1を筐体に組み込む際に、保護部材24と筐体との間のクリアランスを確保することが容易になる。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the peripheral region 9 when the protective member 24 is added on the optical sensor 11. As shown in FIG. 7, the height X of the protective member 24 in the normal direction of the TFT formation surface of the active matrix substrate 2 (the direction of the arrow in FIG. 7) is the thickness of the counter substrate 3 and the display medium 4. It is desirable that the total Y is not more than Thereby, when the display device 1 is incorporated in the housing, it becomes easy to secure a clearance between the protective member 24 and the housing.

〔実施の形態3〕
図8は、実施の形態3にかかる表示装置26の概略平面図と、そのA1−A2線断面図である。なお、説明していない構成については実施の形態2の表示装置と同じである。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a schematic plan view of the display device 26 according to the third embodiment and a cross-sectional view taken along line A1-A2. In addition, about the structure which is not demonstrated, it is the same as the display apparatus of Embodiment 2. FIG.

シール樹脂25は、対向基板3の略外周に沿って形成されていて、アクティブマトリクス基板2の周辺領域9に面する辺の一部に開口部が形成されている。この開口部は、アクティブマトリクス基板2と対向基板3の間隙に表示媒体4である液晶を注入するための注入口27である。この注入口27から液晶を注入した後、樹脂性の封止部材28で封止することによって液晶がアクティブマトリクス基板2と対向基板3の間に封止される。   The seal resin 25 is formed along substantially the outer periphery of the counter substrate 3, and an opening is formed in a part of the side facing the peripheral region 9 of the active matrix substrate 2. This opening is an injection port 27 for injecting liquid crystal as the display medium 4 into the gap between the active matrix substrate 2 and the counter substrate 3. After injecting liquid crystal from the injection port 27, the liquid crystal is sealed between the active matrix substrate 2 and the counter substrate 3 by sealing with a resin sealing member 28.

ここで、実施の形態3の表示装置26では、液晶を注入する注入口27の近傍(距離5mm以内が好ましい)に光センサ11が配置されている。さらに、液晶を注入する注入口27の封止部材28が、光センサ11の保護部材24を兼用した構造になっている。   Here, in the display device 26 according to the third embodiment, the optical sensor 11 is arranged in the vicinity of the injection port 27 for injecting liquid crystal (preferably within a distance of 5 mm). Further, the sealing member 28 of the injection port 27 for injecting liquid crystal has a structure that also serves as the protective member 24 of the optical sensor 11.

このように、注入口27の封止部材28と光センサ11の保護部材24が同一材料であるために、別々の材料にする場合に比べると、同一工程での作業が可能となる。また、光センサ11の保護部材配置工程と、注入口27の封止部材配置工程を兼用して行い、封止部材28と保護部材24とを一体的に形成することで、工数の増加を防ぐことができる。   Thus, since the sealing member 28 of the injection port 27 and the protective member 24 of the optical sensor 11 are made of the same material, it is possible to work in the same process as compared with the case of using different materials. In addition, the protective member arranging step of the optical sensor 11 and the sealing member arranging step of the injection port 27 are combined to form the sealing member 28 and the protective member 24 integrally, thereby preventing an increase in man-hours. be able to.

〔実施の形態4〕
図9は、実施の形態4にかかわる表示装置40の概略平面図と、そのB−B’線断面図である。なお、説明していない構成については実施の形態2の表示装置と同じである。
[Embodiment 4]
FIG. 9 is a schematic plan view of a display device 40 according to the fourth embodiment and a cross-sectional view taken along the line BB ′. In addition, about the structure which is not demonstrated, it is the same as the display apparatus of Embodiment 2. FIG.

ここで、表示装置40では、上記周辺領域にFPC10が実装されており、そのFPC10の実装部周辺にFPC10の接続を補強(機械的補強、又は、防湿・防塵による実装部の信頼性補強)する補強部材39(補強樹脂)が配設されている。   Here, in the display device 40, the FPC 10 is mounted in the peripheral region, and the connection of the FPC 10 is reinforced around the mounting portion of the FPC 10 (mechanical reinforcement or reliability enhancement of the mounting portion by moisture / dust prevention). A reinforcing member 39 (reinforcing resin) is provided.

また、光センサ11は、FPC10の実装部近傍に配置されており、上記補強部材39が、光センサ11の保護部材24を一体的に形成した構造になっている。   The optical sensor 11 is disposed in the vicinity of the mounting portion of the FPC 10, and the reinforcing member 39 has a structure in which the protective member 24 of the optical sensor 11 is integrally formed.

このように、FPC10の補強部材39と光センサ11の保護部材24が同一材料であるために、別々の材料にする場合に比べると、同一工程での作業が可能となる。また、光センサ11の保護部材配置工程と、FPC10の補強部材配置工程を兼用して行うことで、工数の増加を防ぐことができる。   Thus, since the reinforcing member 39 of the FPC 10 and the protective member 24 of the optical sensor 11 are made of the same material, it is possible to work in the same process as compared with the case of using different materials. Moreover, the increase in a man-hour can be prevented by carrying out combining the protection member arrangement | positioning process of the optical sensor 11, and the reinforcement member arrangement | positioning process of FPC10.

もちろん、FPC10の代わりにTCP(Tape Carrier Package)やLSIが周辺領域9に実装されている場合であっても、これら回路部材を補強する補強部材39と光センサ11の保護部材24を一体的に形成することで、同様の効果を得ることができる。   Of course, even when a TCP (Tape Carrier Package) or LSI is mounted in the peripheral area 9 instead of the FPC 10, the reinforcing member 39 that reinforces these circuit members and the protective member 24 of the optical sensor 11 are integrated. By forming, the same effect can be obtained.

〔実施の形態5〕
図10は、実施の形態5にかかる表示装置29の全体構成図である。また図11は、その周辺領域9のうち光センサ11が配置されている部分の断面模式図である。本実施の形態5では、対向基板3が周辺領域9の光センサ11を覆うのに十分な大きさとなっており、かつ、光センサ11の保護部材24がアクティブマトリクス基板2と対向基板3との隙間に存在する構造となっている。なお、実施の形態1から実施の形態4と同一の構成に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 5]
FIG. 10 is an overall configuration diagram of the display device 29 according to the fifth embodiment. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a portion of the peripheral region 9 where the optical sensor 11 is disposed. In the fifth embodiment, the counter substrate 3 is large enough to cover the photosensor 11 in the peripheral region 9, and the protective member 24 of the photosensor 11 is formed between the active matrix substrate 2 and the counter substrate 3. It has a structure that exists in the gap. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Embodiment 1 to Embodiment 4, and description is abbreviate | omitted.

通常、保護部材24に硬度の小さい樹脂材料を用いる場合には、表面傷の発生など保護部材の機械的強度が問題になる場合があるが、保護部材24が対向基板3に覆われることで、保護部材24の機械的(物理的)保護を行うことが可能となる。   Usually, when a resin material with low hardness is used for the protective member 24, the mechanical strength of the protective member, such as the occurrence of surface scratches, may be a problem, but the protective member 24 is covered with the counter substrate 3, It is possible to perform mechanical (physical) protection of the protection member 24.

なおこのとき、対抗基板3の周辺領域9を覆う部分には、光センサ11への外光の進入を妨げないように、偏光板やカラーフィルタを形成しないことが望ましい。また、バックライトシステム12は、光センサ11の直下に位置しないよう配慮する必要がある。   At this time, it is desirable not to form a polarizing plate or a color filter in the portion covering the peripheral region 9 of the counter substrate 3 so as not to prevent the outside light from entering the optical sensor 11. Further, it is necessary to consider that the backlight system 12 is not located directly below the optical sensor 11.

さらに、図12に示すように、光センサ11と対向基板3の間隙を、保護部材24で完全に充填するようにすると、光センサ11の保護部材24が、側面を除き外気に触れない構造を実現することができ、外気の湿気などの影響を更に軽減することができる。また、光センサ11と対向基板3の間に屈折率が小さい空気層が介在しないために、空気層と保護部材24の界面における光の反射ロスが少なくなり、光センサ11のS/Nを向上させることも可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 12, when the gap between the optical sensor 11 and the counter substrate 3 is completely filled with the protective member 24, the protective member 24 of the optical sensor 11 does not touch outside air except for the side surface. This can be realized and the influence of the humidity of the outside air can be further reduced. In addition, since an air layer having a low refractive index is not interposed between the optical sensor 11 and the counter substrate 3, light reflection loss at the interface between the air layer and the protective member 24 is reduced, and the S / N of the optical sensor 11 is improved. It is also possible to make it.

上述の実施の形態1〜5では、多結晶Si膜を用いてTFT6と光センサ11を形成した例を示したが、両者を非結晶Si膜で形成することも可能である。また、トップゲート構造(正スタガ構造)のTFTに限らず、ボトムゲート構造(逆スタガ構造)のTFTを用いても構わない。また、TFT6の代わりに、MIM(Metal-Insulator-Metal)などの他のアクティブ素子を使用することも可能である。   In the above-described first to fifth embodiments, an example in which the TFT 6 and the optical sensor 11 are formed using a polycrystalline Si film has been described. However, it is also possible to form both with an amorphous Si film. In addition, a TFT having a bottom gate structure (reverse stagger structure) may be used instead of a TFT having a top gate structure (forward stagger structure). In addition, other active elements such as MIM (Metal-Insulator-Metal) can be used instead of the TFT 6.

さらに、光センサは、PIN接合を利用したものだけでなく、ショットキー接合やMIS型接合を有する光ダイオードを利用することもできる。例えば、非結晶Si膜を用いたボトムゲート構造(逆スタガ構造)のTFTと、MIS型接合を有する光ダイオードを同一基板上にモノリシックに形成する例としては、特許文献5を参照すると良い。   Further, the optical sensor can use not only a PIN junction but also a photodiode having a Schottky junction or a MIS type junction. For example, as an example in which a TFT having a bottom gate structure (inverted stagger structure) using an amorphous Si film and a photodiode having a MIS type junction are formed monolithically on the same substrate, Patent Document 5 may be referred to.

また、上述の実施の形態1〜5では、環境センサの代表として光センサを周辺領域9に形成した表示装置について説明したが、光センサの代わりに、温度センサ、湿度センサ、バックライトの色センサや明るさセンサなど、各種センサを形成する場合であっても、本願の構成を採用することで、センサの上方の表面保護膜の劣化に基づくセンサ特性の劣化を低減することができる。   In the first to fifth embodiments, the display device in which the optical sensor is formed in the peripheral region 9 as a representative of the environmental sensor has been described. However, a temperature sensor, a humidity sensor, and a backlight color sensor are used instead of the optical sensor. Even when various sensors such as a brightness sensor are formed, by adopting the configuration of the present application, it is possible to reduce deterioration of sensor characteristics due to deterioration of a surface protective film above the sensor.

本発明は、アクティブ素子を備えたフラットパネル型表示装置に広く適用することができ、液晶表示装置以外にも、EL表示装置、電気泳動表示装置などの各種表示装置に適用することができる。その結果、表示装置を使用する電子機器(例えば、携帯電話、PDA、DVDプレイヤー、モバイルゲーム機器、ノートPC、PCモニター、テレビジョン受像機など)にも利用可能である。   The present invention can be widely applied to flat panel display devices including active elements, and can be applied to various display devices such as EL display devices and electrophoretic display devices in addition to liquid crystal display devices. As a result, the present invention can also be used for electronic devices that use display devices (for example, mobile phones, PDAs, DVD players, mobile game devices, notebook PCs, PC monitors, television receivers, etc.).

実施の形態1に係る表示装置の概略を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an outline of a display device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る表示装置を筐体に組み込んだ状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state where the display device according to Embodiment 1 is incorporated in a housing. 実施の形態1に係る表示装置の画素配列領域(表示領域)の画素の構造を示す断面模式図である。4 is a schematic cross-sectional view illustrating a pixel structure of a pixel array region (display region) of the display device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る表示装置の周辺領域の断面模式図である。3 is a schematic cross-sectional view of a peripheral region of the display device according to Embodiment 1. FIG. (a)は実施の形態1に係る光センサの構造を示す断面模式図である。(b)は実施の形態1に係る光センサの構造の変形例示す断面模式図である。(A) is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the optical sensor which concerns on Embodiment 1. FIG. (B) is a cross-sectional schematic diagram which shows the modification of the structure of the optical sensor which concerns on Embodiment 1. FIG. (a)は実施の形態2に係る表示装置の概略を示す断面模式図である。(b)は実施の形態2に係る表示装置の変形例を示す断面模式図である。(c)は実施の形態2に係る表示装置の変形例を示す断面模式図である。(A) is a cross-sectional schematic diagram which shows the outline of the display apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. (B) is a cross-sectional schematic diagram which shows the modification of the display apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. (C) is a cross-sectional schematic diagram which shows the modification of the display apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る表示装置の周辺領域の断面模式図である。6 is a schematic cross-sectional view of a peripheral region of a display device according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態3に係る表示装置の概略平面図と、そのA1−A2線における断面図である。It is the schematic plan view of the display apparatus which concerns on Embodiment 3, and sectional drawing in the A1-A2 line. 実施の形態4に係る表示装置の概略平面図と、そのB1−B2線における断面図である。It is the schematic plan view of the display apparatus which concerns on Embodiment 4, and sectional drawing in the B1-B2 line | wire. 実施の形態5に係る表示装置の周辺領域の概略を示す全体構成図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram illustrating an outline of a peripheral region of a display device according to a fifth embodiment. 実施の形態5に係る表示装置の周辺領域の断面模式図(変形例)である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view (modification example) of a peripheral region of a display device according to Embodiment 5. 実施の形態5に係る表示装置の周辺領域の断面模式図(変形例)である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view (modification example) of a peripheral region of a display device according to Embodiment 5. 従来の液晶表示装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional liquid crystal display device. 従来の液晶表示装置の光センサ実装部の断面摸式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the optical sensor mounting part of the conventional liquid crystal display device. アクティブマトリクス基板の画素配列領域に形成される従来のTFTの断面摸式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a conventional TFT formed in a pixel array region of an active matrix substrate. アクティブマトリクス基板の周辺領域に形成される従来の光センサの断面摸式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a conventional photosensor formed in a peripheral region of an active matrix substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1 表示装置
2 アクティブマトリクス基板
3 対向基板
4 表示媒体
5 画素
6 アクティブ素子(TFT)
7 画素電極
8 画素配列領域(表示領域)
9 周辺領域
10 FPC
11 環境センサ(光センサ)
12 バックライト
13 多結晶Si膜(半導体膜)
14 基板
15 ゲート絶縁膜
16 ゲート電極
17 第1層間絶縁膜
18 ソース電極
19 ドレイン電極
20 第2層間絶縁膜、表面保護膜
21 多結晶Si膜(半導体膜)
22 開口部
31 カラーフィルタ
32 対向電極(共通電極)
33 p側電極
34 n側電極
41 ガラス基板

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus 2 Active matrix substrate 3 Opposite substrate 4 Display medium 5 Pixel 6 Active element (TFT)
7 Pixel electrode 8 Pixel array area (display area)
9 Peripheral area 10 FPC
11 Environmental sensor (light sensor)
12 Backlight 13 Polycrystalline Si film (semiconductor film)
14 Substrate 15 Gate insulating film 16 Gate electrode 17 First interlayer insulating film 18 Source electrode 19 Drain electrode 20 Second interlayer insulating film, surface protective film 21 Polycrystalline Si film (semiconductor film)
22 Opening 31 Color filter 32 Counter electrode (common electrode)
33 p-side electrode 34 n-side electrode 41 glass substrate

Claims (19)

複数の画素が配列された画素配列領域と、該画素配列領域以外の領域である周辺領域とを同一の基板上に有するアクティブマトリクス基板において、
前記画素配列領域には、前記複数の画素の夫々に対応して設けられ夫々の画素をスイッチングするアクティブ素子と、前記アクティブ素子より上層に設けられた層間絶縁膜と、この層間絶縁膜より上層に形成された複数の画素電極とが配設されており、
前記周辺領域には、環境センサと、前記環境センサの配置層より上層に設けられた表面保護膜とが配設されており、
前記表面保護膜は、前記環境センサ配置位置の上方に相当する部分に開口部を備えていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
In an active matrix substrate having a pixel array region in which a plurality of pixels are arrayed and a peripheral region other than the pixel array region on the same substrate,
In the pixel array region, an active element provided corresponding to each of the plurality of pixels, an interlayer insulating film provided above the active element, and an upper layer above the interlayer insulating film are provided. A plurality of formed pixel electrodes are disposed;
In the peripheral region, an environmental sensor and a surface protective film provided in a layer above the arrangement layer of the environmental sensor are arranged,
The active matrix substrate, wherein the surface protective film has an opening in a portion corresponding to the position above the environmental sensor placement position.
前記層間絶縁膜と、前記表面保護膜が同一材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。   The active matrix substrate according to claim 1, wherein the interlayer insulating film and the surface protective film are formed of the same material. 前記表面保護膜が、感光性材料から形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアクティブマトリクス基板。   The active matrix substrate according to claim 1, wherein the surface protective film is made of a photosensitive material. 前記表面保護膜の開口部の少なくとも一部を覆うように、保護部材を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板。   The active matrix substrate according to any one of claims 1 to 3, further comprising a protective member so as to cover at least a part of the opening of the surface protective film. 前記保護部材は、前記表面保護膜より、紫外線に対する耐性が優れている材料にて形成されていることを特徴とする請求項4に記載のアクティブマトリクス基板。   The active matrix substrate according to claim 4, wherein the protective member is made of a material that is more resistant to ultraviolet rays than the surface protective film. 前記表面保護膜の開口部に、前記環境センサに接続された金属電極が配設されており、前記保護部材は、前記金属電極上に前記画素電極と同一材料にて形成されていることを特徴とする請求項4に記載のアクティブマトリクス基板。   A metal electrode connected to the environmental sensor is disposed in the opening of the surface protective film, and the protective member is formed of the same material as the pixel electrode on the metal electrode. The active matrix substrate according to claim 4. 前記アクティブ素子と前記環境センサが、同一プロセスで形成されるとともに、前記層間絶縁膜と前記表面保護膜が、同一プロセスで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板。   7. The active element and the environmental sensor are formed by the same process, and the interlayer insulating film and the surface protective film are formed by the same process. The active matrix substrate according to one item. 前記アクティブ素子が薄膜トランジスタであり、前記環境センサがラテラル構造を有するフォトダイオードであることを特徴とする請求項7に記載のアクティブマトリクス基板。   The active matrix substrate according to claim 7, wherein the active element is a thin film transistor, and the environmental sensor is a photodiode having a lateral structure. 請求項1〜請求項8の何れかに記載のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の前記アクティブ素子が形成されている面に対向するように配設される対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板の間隙に配設される表示媒体とを備えたことを特徴とする表示装置。   The active matrix substrate according to any one of claims 1 to 8, a counter substrate disposed so as to face a surface of the active matrix substrate on which the active element is formed, and the active matrix substrate; And a display medium disposed in a gap between the counter substrates. 請求項4または請求項5に記載のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の前記アクティブ素子が形成されている面に対向するように配設される対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板の間隙に配設される表示媒体とを備え、
前記対向基板が、前記画素配列領域の全領域を覆うように、かつ、前記周辺領域のうち少なくとも前記環境センサが形成されている領域が露出するように配設されていることを特徴とする表示装置。
6. The active matrix substrate according to claim 4 or 5, a counter substrate disposed so as to face a surface of the active matrix substrate on which the active element is formed, the active matrix substrate, and the counter substrate A display medium disposed in the gap of
The display is characterized in that the counter substrate is arranged so as to cover the entire area of the pixel array area and to expose at least the area where the environmental sensor is formed in the peripheral area. apparatus.
前記アクティブ素子形成面の法線方向における前記保護部材の高さが、前記対向基板と前記表示媒体の厚さの合計以下であることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。   The display device according to claim 10, wherein a height of the protection member in a normal direction of the active element formation surface is equal to or less than a total thickness of the counter substrate and the display medium. 請求項4または請求項5に記載のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の前記アクティブ素子が形成されている面に対向するように配設される対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板の間隙に配設される表示媒体とを備え、
前記対向基板が、前記画素配列領域の全領域を覆うように、かつ、前記周辺領域のうち少なくとも前記環境センサが形成されている領域を覆うように配設されていることを特徴とする表示装置。
6. The active matrix substrate according to claim 4 or 5, a counter substrate disposed so as to face a surface of the active matrix substrate on which the active element is formed, the active matrix substrate, and the counter substrate A display medium disposed in the gap of
The display device, wherein the counter substrate is disposed so as to cover the entire region of the pixel arrangement region and to cover at least the region where the environmental sensor is formed in the peripheral region. .
前記保護部材が、前記アクティブマトリクス基板と対向基板の間隙に配設されていることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。   The display device according to claim 12, wherein the protective member is disposed in a gap between the active matrix substrate and the counter substrate. 請求項4または請求項5に記載のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の前記アクティブ素子が形成されている面に対向するように配設される対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板の間隙に配設される表示媒体とを備え、
前記表示媒体の注入を行うための注入口と、前記注入口とを封止する封止部材が備えられており、
前記保護部材と前記封止部材とは同一の材料により形成されていることを特徴とする表示装置。
6. The active matrix substrate according to claim 4 or 5, a counter substrate disposed so as to face a surface of the active matrix substrate on which the active element is formed, the active matrix substrate, and the counter substrate A display medium disposed in the gap of
A sealing member for sealing the injection port for injecting the display medium and the injection port is provided,
The display device, wherein the protection member and the sealing member are made of the same material.
前記注入口が前記光センサの近傍に位置し、前記封止部材と前記保護部材が、一体的に形成されていることを特徴とする請求項14に記載の表示装置。   The display device according to claim 14, wherein the injection port is located in the vicinity of the optical sensor, and the sealing member and the protection member are integrally formed. 請求項4または請求項5に記載のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板の前記アクティブ素子が形成されている面に対向するように配設される対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板の間隙に配設される表示媒体とを備え、
前記アクティブマトリクス基板の周辺領域に回路部材が実装されており、前記保護部材と同一の材料からなる補強部材が、前記回路部材の実装部に配設されていることを特徴とする表示装置。
6. The active matrix substrate according to claim 4 or 5, a counter substrate disposed so as to face a surface of the active matrix substrate on which the active element is formed, the active matrix substrate, and the counter substrate A display medium disposed in the gap of
A display device, wherein a circuit member is mounted in a peripheral region of the active matrix substrate, and a reinforcing member made of the same material as the protective member is disposed in a mounting portion of the circuit member.
前記補強部材と前記保護部材が、一体的に形成されていることを特徴とする請求項16に記載の表示装置。   The display device according to claim 16, wherein the reinforcing member and the protective member are integrally formed. 前記環境センサは光センサであり、前記光センサによって検出された外光の明るさ情報に基づき、表示輝度を自動で制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項9〜請求項17の何れかに記載の表示装置。   The environment sensor is an optical sensor, and includes a control circuit that automatically controls display luminance based on brightness information of external light detected by the optical sensor. The display apparatus in any one. 請求項9から請求項18のいずれか一項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

An electronic apparatus comprising the display device according to any one of claims 9 to 18.

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