JP2008185868A - Electro-optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光センサを備えた電気光学装置に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device including an optical sensor.
電気光学装置を表示装置として搭載したパーソナルコンピュータや携帯電話機などの電子機器は、環境光の強度が異なる様々な環境下で使用される。従って、環境光に変化に応じて、電気光学装置での駆動条件を変化させれば、画像品位の向上や低消費電力化を図ることができる。 Electronic devices such as personal computers and mobile phones equipped with an electro-optical device as a display device are used in various environments with different ambient light intensities. Accordingly, if the driving conditions in the electro-optical device are changed in accordance with changes in the ambient light, it is possible to improve image quality and reduce power consumption.
例えば、代表的な電気光学装置である透過型または反透過型の液晶装置では、液晶パネルの背面にバックライト装置が設けられており、バックライト装置からの出射光は、液晶パネルによって変調される。このような液晶装置において、バックライト装置の消費電力は大きい。そこで、液晶装置にディスクリート部品からなる光センサを搭載し、この光センサによって外光(環境光)を測定するとともに、その測定結果に応じてバックライト装置の強度を調整し、低消費電力化を図ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a transmissive or anti-transmissive liquid crystal device which is a typical electro-optical device, a backlight device is provided on the back surface of the liquid crystal panel, and light emitted from the backlight device is modulated by the liquid crystal panel. . In such a liquid crystal device, the power consumption of the backlight device is large. Therefore, an optical sensor composed of discrete components is mounted on the liquid crystal device, and external light (environmental light) is measured by this optical sensor, and the intensity of the backlight device is adjusted according to the measurement result to reduce power consumption. It has been proposed to plan (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ディスクリート部品からなる光センサをフレキシブル基板に実装しているため、工数およびコストが増大してしまうという問題点がある。
However, the technique described in
そこで、液晶パネルの素子基板に対して薄膜トランジスタ(TFT/Thin Film Transistor)を形成する工程を利用して光センサを素子基板上に形成することが考えられ、かかる構成によれば、ディスクリート部品からなる光センサを用いなくても、透光性の対向基板の側から入射した外光を検出することができる。
しかしながら、薄膜トランジスタ(TFT/Thin Film Transistor)を形成する工程を利用して光センサを透光性基板上に形成すると、透光性基板上に形成された複数層の絶縁膜の層間に光センサが形成される結果、絶縁膜を伝って光センサに光が漏れてくるおそれがある。例えば、バックライト装置から液晶パネルに向けて出射された光のうち、斜め方向に出射された光が絶縁膜の層間で反射して光センサに外乱光として入射する場合があり、かかる外乱光は光センサの感度を低下させてしまう。また、バックライト装置から液晶パネルに向けて出射された光のうち、斜め方向に出射された光がケースなどで反射した後、絶縁膜の層間で反射し、光センサに外乱光として入射する場合もある。 However, when a photosensor is formed on a translucent substrate using a process of forming a thin film transistor (TFT / Thin Film Transistor), the photosensor is interposed between a plurality of insulating films formed on the translucent substrate. As a result, light may leak through the insulating film to the optical sensor. For example, out of the light emitted from the backlight device toward the liquid crystal panel, the light emitted in an oblique direction may be reflected between the layers of the insulating film and enter the optical sensor as disturbance light. The sensitivity of the optical sensor is reduced. In addition, when light emitted from the backlight device toward the liquid crystal panel is emitted in an oblique direction, it is reflected by the case, etc., then reflected between the layers of the insulating film, and enters the optical sensor as disturbance light There is also.
また、透光性基板において光センサの下層側に、透光性基板側からの光の入射を阻止する遮光膜を形成すると、絶縁膜の層間と遮光膜との間で反射を繰り返しながら光センサに向けて外乱光が進行し、光センサに入射しやすくなることもある。 In addition, when a light shielding film that blocks light from the light transmitting substrate side is formed on the lower layer side of the light sensor in the light transmitting substrate, the light sensor is repeatedly reflected between the insulating film and the light shielding film. Disturbance light may travel toward the light and may easily enter the optical sensor.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、透光性基板上において絶縁膜の層間などで反射しながら外乱光が光センサに入射するのを防止することのできる電気光学装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electro-optical device capable of preventing ambient light from entering a photosensor while being reflected on an interlayer of an insulating film on a translucent substrate. There is.
上記課題を解決するために、本発明では、透光性基板上に画素領域と光センサとが形成された電気光学装置において、前記透光性基板上には、複数層の絶縁膜が積層されているとともに、当該複数層の絶縁膜のいずれかの層間に前記光センサが形成され、前記光センサより下層側には、当該光センサに重なる領域に第1の遮光膜が形成され、前記光センサに対して前記画素領域側で隣接する第1の領域、および前記光センサに対して前記画素領域側とは反対側で隣接する第2の領域のうちの少なくとも一方には、前記複数層の絶縁膜のうち、前記光センサにおいて光を受光する半導体層より上層側に位置するいずれかの絶縁膜から前記第1の遮光膜まで到達する貫通穴が形成され、当該貫通穴の内部には第2の遮光膜が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, according to the present invention, in an electro-optical device in which a pixel region and an optical sensor are formed on a light-transmitting substrate, a plurality of insulating films are stacked on the light-transmitting substrate. In addition, the photosensor is formed between any one of the plurality of insulating films, and a first light-shielding film is formed on a lower layer side of the photosensor in a region overlapping with the photosensor. At least one of a first region adjacent to the sensor on the pixel region side and a second region adjacent to the photosensor on the side opposite to the pixel region side is provided with the plurality of layers. In the insulating film, a through hole is formed to reach the first light shielding film from any insulating film positioned above the semiconductor layer that receives light in the photosensor. That two light-shielding films are formed. And butterflies.
本発明では、透光性基板における画素領域の外側領域に光センサが形成されており、この光センサは、透光性基板が位置する側とは反対側の方向から入射する対象光を検出する。ここで、光センサより下層側には第1の遮光膜が形成されているため、透光性基板の側から光センサに直接、外乱光が入射することが防止されている。また、光センサにおいて、光を受光する半導体層は、透光性基板上に形成された複数層の絶縁膜の層間に形成されているため、絶縁膜を伝って光センサに光が漏れてくるおそれがあるが、本発明では、光センサに隣接する位置に貫通穴が形成され、かかる貫通穴の内部には第2の遮光膜が形成されているので、絶縁膜を伝って光センサに側方から外乱光が入射することを防止することができる。例えば、前記貫通穴および前記第2の遮光膜が前記第1の領域に形成されている場合には、バックライト装置から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が絶縁膜の層間や第1の遮光膜で反射して光センサに外乱光として入射することを防止できる。これに対して、前記貫通穴および前記第2の遮光膜が前記第2の領域に形成されている場合には、バックライト装置から液晶パネルに向けて出射された光のうち、電気光学装置のケースの内面などで反射した光が絶縁膜の層間や第1の遮光膜で反射して光センサに外乱光として入射することを防止できる。それ故、本発明によれば、光センサの感度を高めることができる。 In the present invention, an optical sensor is formed in the outer region of the pixel region on the translucent substrate, and this optical sensor detects target light incident from a direction opposite to the side where the translucent substrate is located. . Here, since the first light shielding film is formed on the lower layer side from the optical sensor, disturbance light is prevented from directly entering the optical sensor from the translucent substrate side. Further, in the optical sensor, since the semiconductor layer that receives light is formed between the plurality of insulating films formed on the light-transmitting substrate, light leaks to the optical sensor through the insulating film. However, in the present invention, a through hole is formed at a position adjacent to the optical sensor, and a second light shielding film is formed inside the through hole. It is possible to prevent disturbance light from entering from the direction. For example, in the case where the through hole and the second light shielding film are formed in the first region, the light emitted from the backlight device in the oblique direction is the interlayer between the insulating films. Or being reflected by the first light shielding film and entering the optical sensor as disturbance light. On the other hand, in the case where the through hole and the second light shielding film are formed in the second region, of the light emitted from the backlight device toward the liquid crystal panel, It is possible to prevent the light reflected from the inner surface of the case from being reflected by the interlayer of the insulating film or the first light shielding film and entering the optical sensor as disturbance light. Therefore, according to the present invention, the sensitivity of the optical sensor can be increased.
本発明において、前記貫通穴および前記第2の遮光膜は、少なくとも前記第1の領域に形成されていることが好ましい。前記貫通穴および前記第2の遮光膜が前記第1の領域に形成されている場合には、バックライト装置から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が絶縁膜の層間や第1の遮光膜で反射して光センサに強い外乱光として入射することを防止できる。 In the present invention, it is preferable that the through hole and the second light shielding film are formed at least in the first region. In the case where the through hole and the second light shielding film are formed in the first region, out of the light emitted from the backlight device, the light emitted in the oblique direction is the interlayer between the insulating films and the second one. It is possible to prevent the light from being reflected by one light shielding film and entering the optical sensor as strong disturbance light.
本発明において、前記第1の遮光膜および前記第2の遮光膜は導電膜であって、前記第1の遮光膜と前記光センサとの層間には、前記複数層の絶縁膜の少なくとも一層が介在し、前記第1の遮光膜は、前記第2の遮光膜を介して定電位に保持されていることが好ましい。第1の遮光膜が導電膜である場合、第1の遮光膜と光センサとは容量結合した状態にあり、第1の遮光膜の電位が変動すると、光センサでの光検出に影響を及ぼすが、第1の遮光膜に第2の遮光膜が接続していることを利用して、第1の遮光膜を定電位に保持しておけば、第1の遮光膜の電位の変動を防止することができる。 In the present invention, the first light-shielding film and the second light-shielding film are conductive films, and at least one of the plurality of insulating films is provided between the first light-shielding film and the photosensor. It is preferable that the first light-shielding film is held at a constant potential via the second light-shielding film. When the first light-shielding film is a conductive film, the first light-shielding film and the optical sensor are in a capacitively coupled state, and fluctuations in the potential of the first light-shielding film affect the light detection by the optical sensor. However, if the first light-shielding film is held at a constant potential by utilizing the fact that the second light-shielding film is connected to the first light-shielding film, fluctuations in the potential of the first light-shielding film are prevented. can do.
本発明において、前記複数層の絶縁膜のうち、前記光センサより上方に位置するいずれかの絶縁膜上には、コンタクトホールを介して前記光センサに電気的に接続された配線が形成され、前記第2の遮光膜には、前記配線と同一層間に形成された導電膜が含まれていることが好ましい。このように構成すると、第2の遮光膜を別途、形成する工程を追加する必要がない。 In the present invention, a wiring electrically connected to the photosensor through a contact hole is formed on any of the multi-layered insulation films located above the photosensor. The second light shielding film preferably includes a conductive film formed between the same layers as the wiring. If comprised in this way, it is not necessary to add the process of forming the 2nd light shielding film separately.
本発明において、前記貫通穴は、下穴部分と、該下穴部分に連通する上穴部分とを備え、前記第2の遮光膜には、前記下穴部分を介して前記第1の遮光膜に電気的に接続する下層側導電膜と、前記配線と同一層間に形成された前記導電膜からなる上層側導電膜とを備えていることが好ましい。このように構成すると、アスペクト比の大きな貫通穴を介して第2の遮光膜を第1の遮光膜に電気的に接続する必要がないので、第1の遮光膜と第2の遮光膜との電気的な接続を確実に行なうことができる。 In the present invention, the through hole includes a pilot hole part and an upper hole part communicating with the pilot hole part, and the second light shielding film includes the first light shielding film via the pilot hole part. It is preferable to include a lower-layer conductive film electrically connected to the upper-layer conductive film and the upper-layer conductive film made of the conductive film formed in the same layer as the wiring. With this configuration, it is not necessary to electrically connect the second light shielding film to the first light shielding film through the through hole having a large aspect ratio. An electrical connection can be made reliably.
本発明において、前記貫通穴は、前記画素領域において前記光センサと対向する端部に沿う第1の方向に複数、配列されて穴列を構成し、当該穴列は、前記第1の方向に直交する第2の方向において複数列、配置され、前記複数列の貫通列において前記第2の方向で隣接する2つの穴列を前記第2の方向からみたとき、一方の穴列に含まれる前記貫通穴の間が、他方の穴列に含まれる前記貫通穴に形成された前記第2の遮光膜より塞がれている構成を採用することができる。 In the present invention, a plurality of the through holes are arranged in a first direction along the end facing the photosensor in the pixel region to form a hole row, and the hole row is arranged in the first direction. A plurality of rows are arranged in a second direction orthogonal to each other, and two hole rows adjacent in the second direction in the plurality of through-row rows are included in one hole row when viewed from the second direction. A configuration in which the space between the through holes is closed by the second light shielding film formed in the through hole included in the other hole row may be employed.
本発明において、前記貫通穴は、前記画素領域において前記光センサと対向する端部に沿う方向にスリット状に延びている構成を採用することができる。 In the present invention, it is possible to adopt a configuration in which the through hole extends in a slit shape in a direction along an end facing the optical sensor in the pixel region.
本発明に係る電気光学装置では、前記光センサによる光検出結果に基づいて前記画素領域における駆動条件が調整されることが好ましい。 In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a driving condition in the pixel region is adjusted based on a light detection result by the optical sensor.
また、前記画素領域に光を出射する光源装置を備えている場合、前記光センサによる光検出結果に基づいて前記光源装置おける出射光量を制御することが好ましい。 In addition, when the pixel region includes a light source device that emits light, it is preferable to control the amount of light emitted from the light source device based on a light detection result by the optical sensor.
本発明を適用した電気光学装置は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機、情報携帯端末等の電子機器に用いることができる。 The electro-optical device to which the present invention is applied can be used in electronic devices such as personal computers, mobile phones, and portable information terminals.
以下に、図面を参照して本発明について説明する。以下の実施形態は、代表的な電気光学装置であるTFTアクティブマトリクス駆動形式の液晶装置に本発明に係る光検出装置を構成したものである。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。 The present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, a light detection device according to the present invention is configured in a TFT active matrix driving type liquid crystal device which is a typical electro-optical device. In the drawings to be referred to in the following description, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing.
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図1に示す電気光学装置100は、全透過型の液晶装置であり、液晶パネル100p、画像処理回路202、タイミング発生回路203、電源回路201、調光回路500、バックライト装置600(光源装置)などを備えている。画像処理回路202、タイミング発生回路203および電源回路201は、液晶パネル100pに接続されたフレキシブル基板108(図2(a)、(b)参照)に実装されたICなどにより構成されている。また、調光回路500およびバックライト装置600は、液晶パネル100pの外部に構成されている。
[Embodiment 1]
(overall structure)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electro-optical device to which the present invention is applied. An electro-
タイミング発生回路203では、液晶パネル100pの各画素100aを駆動するためのドットクロックが生成され、このドットクロックに基づいて、クロック信号VCK、HCK、反転クロック信号VCKB、HCKB、転送開始パルスHSP、VSPが生成される。画像処理回路202は、外部から入力画像データが入力されると、この入力画像データに基づいて画像信号を生成し、液晶パネル100pに供給する。電源回路201は、複数の電源VDD、VSS、VHH、VLLを生成して液晶パネル100pに供給する。
In the
液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画素領域10b(画素配列領域)を備えている。かかる液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10には、画素領域10bの内側で複数本のデータ線6aおよび複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、画素スイッチング素子としての薄膜トランジスタ30および画素電極9aが形成されている。薄膜トランジスタ30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、薄膜トランジスタ30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、薄膜トランジスタ30のドレインには画素電極9aが電気的に接続されている。
The
素子基板10において、画素領域10bの外側領域には走査線駆動回路104およびデータ線駆動回路101が構成されている。データ線駆動回路101はデータ線6aに電気的に接続しており、画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
In the
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量50aと並列に保持容量60が付加されている。本形態では、保持容量60を構成するために、走査線3aと並列するように容量線3bが形成されており、かかる容量線3bは共通電位線(図示せず)に接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量60は前段の走査線3aとの間に形成される場合もある。
In each
電気光学装置100において、表示画像の見え易さは環境の明るさによって左右される。例えば、日中の自然光の下では、バックライト装置600の発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示する必要がある。一方、夜間の暗い環境の下では、バックライト装置600の発光輝度が日中ほど高くなくても鮮明な画像を表示することができる。従って、バックライト装置600の発光輝度は、環境光の照度に応じて調整することが望ましい。そこで、本形態の電気光学装置100には、光センサ310および検出回路340を備えた光検出装置300が構成されており、かかる光検出装置300は、環境光の照度を計測する。また、調光回路500は、光検出装置300により得られた照度データに応じた輝度でバックライト装置600が発光するように制御する。かかる光検出装置300の具体的な構成は後述する。なお、検出回路340は素子基板10上に構成される場合もある。
In the electro-
(液晶パネル100pの具体的構成)
図2(a)、(b)は各々、本発明を適用した電気光学装置100の液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図2(a)、(b)に示すように、電気光学装置100の液晶パネル100pでは、所定の隙間を介して素子基板10と、ガラスなどを基材とする透光性の対向基板20とがシール材107(図2(a)において右下がりの斜線を付した領域)によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の外周縁に沿うように配置されている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。対向基板20のコーナー部などにおいては、素子基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための上下導通材(図示せず)が形成されている。
(Specific configuration of the
FIGS. 2A and 2B are a plan view of the
素子基板10において、シール材107の内周縁より外側領域には、素子基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この一辺に隣接する辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。また、素子基板10には、端子102によりフレキシブル基板108が接続されている。なお、素子基板10には、画素領域10b、データ線駆動回路101および走査線駆動回路104を静電気から保護するための保護回路や検査回路が構成される場合もあるが、それらの説明は省略する。
In the
詳しくは後述するが、素子基板10には、画素電極9aがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板20には、シール材107の内側領域に額縁状の遮光膜23b(図2(a)において右上がりの斜線を付した領域)が形成され、その内側が画像表示領域10aとされている。また、対向基板20では、素子基板10の画素電極9aの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜23aが形成され、その上層側には、ITO(Indium Tin Oxide)膜からなる対向電極21が形成されている。なお、画素領域10bには、遮光膜23bと重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域10bのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域10aとして利用されることになる。本形態では、シール材107として光硬化性接着剤を用いたため、対向基板20側からの光照射が可能なように、遮光膜23bとシール材107とをずれた位置に形成したが、素子基板10側からの光照射によりシール材107を光硬化させる場合や、シール材107に熱硬化性接着剤を用いた場合には、遮光膜23bとシール材107とが重なった位置に形成されている構成を採用することもできる。
As will be described in detail later,
シール材107より囲まれた空間内には電気光学物質としての液晶50が封入されている。液晶50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で、素子基板10および対向基板に形成された配向膜16、22(図3(b)参照)により所定の配向状態をとる。液晶50は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。
A
電気光学装置100において、素子基板10の背面側にはバックライト装置600が配置されており、バックライト装置600から出射された光は、素子基板10の側から液晶パネル100pに入射して対向基板20の側から出射される間に変調され、対向基板20の側から表示光として出射される。バックライト装置600としては面光源装置を採用することができるとともに、LED素子と導光板とを用いた光源装置を採用することもできる。
In the electro-
液晶パネル100pにおいて、画像表示領域10aを挟んでデータ線駆動回路101と対向する位置には光センサ310が配置されている。本形態において、光センサ310は、素子基板10上に形成された受光素子からなる。対向基板20に形成された遮光膜23bは、一部が切り欠かれており、素子基板10において遮光膜23bの切り欠き23cと重なる領域に光センサ310が形成されている。
In the
このように形成した電気光学装置100は、例えば、図2(b)に示すケース40などに収納された状態で電子機器に搭載される。ここで、電気光学装置100が、後述するモバイルコンピュータ、携帯電話機、液晶テレビなどといった電子機器のカラー表示装置として用いられる場合、対向基板20には、カラーフィルタ(図示せず)や保護膜が形成される。また、対向基板20および素子基板10の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶50の種類、すなわち、TN(ツイステッドネマティック)モード、STN(スーパーTN)モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の向きに配置される。電気光学装置100は、透過型に限らず、半透過反射型として構成される場合がある。
The electro-
(各画素の構成)
図3(a)、(b)は各々、本発明を適用した電気光学装置100に用いた素子基板10において相隣接する画素の平面図、およびそのA−A′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図である。
(Configuration of each pixel)
3A and 3B are plan views of adjacent pixels in the
図3(a)、(b)に示すように、素子基板10には、ガラスなどからなる透光性基板10dの表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜12が形成されているとともに、その表面側において、画素電極9aに隣接する位置にNチャネル型の薄膜トランジスタ30が形成されている。薄膜トランジスタ30は、ツインゲート構造を有しており、島状の半導体膜1aには、ソース側からドレイン側に向かって、高濃度ソース領域1d、チャネル形成領域1b、高濃度N型領域1g、チャネル形成領域1c、および高濃度ドレイン領域1eがこの順に配置されている。半導体膜1aの上層にはシリコン酸化膜などからなるゲート絶縁膜2が形成され、ゲート絶縁膜2の上層には走査線3aが形成されている。走査線3aの一部は、ゲート電極としてゲート絶縁膜2を介してチャネル形成領域1b、1cに対向している。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
半導体膜1aは、透光性基板10dに対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。高濃度ソース領域1d、高濃度N型領域1g、および高濃度ドレイン領域1eは、走査線3a(ゲート電極)をマスクとして約0.1×1015/cm2〜約10×1015/cm2のドーズ量で高濃度N型の不純物(リンイオンなど)を導入することにより形成された半導体領域である。
The
薄膜トランジスタ30の上層側には、層間絶縁膜7、8が形成されている。層間絶縁膜7の表面にはデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成され、データ線6aは、層間絶縁膜7に形成されたコンタクトホール7aを介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続している。層間絶縁膜8の表面にはITO膜からなる画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、層間絶縁膜8に形成されたコンタクトホール8aを介してドレイン電極6bに電気的に接続し、このドレイン電極6bは、層間絶縁膜7およびゲート絶縁膜2に形成されたコンタクトホール7bを介して高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。画素電極9aの表面側にはポリイミド膜からなる配向膜16が形成されている。高濃度ドレイン領域1eからの延設部分1f(下電極)に対しては、ゲート絶縁膜2と同時形成された絶縁膜(誘電体膜)を介して、走査線3aと同層の容量線3bが上電極として対向することにより、保持容量60が構成されている。本形態において、走査線3aおよび容量線3bは、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。また、データ線6aおよびドレイン電極6bも、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。
On the upper layer side of the
(駆動回路の構成)
再び図2(a)において、本形態の電気光学装置100では、素子基板10の表面側のうち、画素領域10bの周辺領域を利用してデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104などの内部回路が形成されている。このようなデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104のシフトレジスタなどを構成するにあたっては、図示を省略するが、Nチャネル型の薄膜トランジスタとPチャネル型の薄膜トランジスタとを備えた相補型薄膜トランジスタが用いられる。
(Configuration of drive circuit)
Referring again to FIG. 2A, in the electro-
(光センサおよびその周辺部分の構成)
図4(a)、(b)は、本発明を適用した電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図、およびそのB−B′断面図であり、図4(b)には、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ30も示してある。
(Configuration of optical sensor and its peripheral parts)
FIGS. 4A and 4B are a plan view of the optical sensor used in the electro-optical device to which the present invention is applied and its vicinity, and a BB ′ sectional view thereof, and FIG. A
図4(a)、(b)に示すように、本形態の素子基板10において画素領域10bの外側領域には光センサ310が形成されており、光センサ310は、複数の受光素子を配線6h、6iによって並列に電気的に接続した構造を有している。本形態において、光センサ310は、下地保護膜12、ゲート絶縁膜2、層間絶縁膜7、および層間絶縁膜8の各層間のうち、下地保護膜12とゲート絶縁膜2との層間に形成されたPIN接合型ダイオードであり、半導体膜1wには高濃度N型領域1x、真性領域1yおよび高濃度P型領域1zが順に並んでいる。光センサ310に対しては、層間絶縁膜7の上層に形成された配線6h、6iが各々、コンタクトホール7h、7iを介して高濃度N型領域1xおよび高濃度P型領域1zに電気的に接続している。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the
半導体膜1wは、薄膜トランジスタ30を構成する半導体膜1aと同時形成されたポリシリコン膜である。高濃度N型領域1xは、薄膜トランジスタ30および相補型薄膜トランジスタの高濃度N型領域を形成する際、レジストマスクを用いて、約0.1×1015/cm2〜約10×1015/cm2のドーズ量で高濃度N型の不純物(リンイオンなど)を導入することにより形成された半導体領域である。高濃度P型領域1zは、相補型薄膜トランジスタの高濃度P型領域を形成する際、レジストマスクを用いて、約0.1×1015/cm2〜約10×1015/cm2のドーズ量で高濃度P型の不純物(ボロンイオンなど)を導入することにより形成された半導体領域である。配線6h、6iは、データ線6aおよびドレイン電極6bと同時形成された金属膜であり、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。
The
このように構成した光センサ310は、対向基板20に形成された遮光膜23bの切り欠き23cと重なっており、対向基板20の側から入射してくる外光(対象光/環境光/矢印Pで示す)を検出可能である。遮光膜23bは、ブラックマトリクスを構成する遮光膜23a(図2(b)、図3(b)参照)と同時形成されたモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜などからなる。ここで、遮光膜23bは、画素領域10bと光センサ310との間に重なる領域にも形成されている。
The
半導体膜1wに対して透光性基板10dが位置する側、本形態では、透光性基板10dと下地保護膜12との層間には、光センサ310を含む領域と重なるように、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜などからなる遮光膜11a(第1の遮光膜)が形成されている。このため、バックライト装置600からの光が直接、真性領域1yに入射しない。本形態において、遮光膜11aは広い領域にわたって形成されており、遮光膜11aの一部は、画素領域10bと光センサ310との間の領域まで形成されている。
On the side where the
本形態では、光センサ310に対して画素領域10b側で隣接する第1の領域10e、および光センサ310に対して画素領域10b側とは反対側で隣接する第2の領域10fのうち、第1の領域10eには、複数層の絶縁膜(下地保護膜12、ゲート絶縁膜2、層間絶縁膜7、および層間絶縁膜8)において、光センサ310の半導体膜1wより上層側に位置する層間絶縁膜7から遮光膜11aまで到達する貫通穴7kが形成されており、貫通穴7kは、層間絶縁膜7、ゲート絶縁膜2および下地保護膜12を貫通している。
In the present embodiment, the
貫通穴7kの内部には遮光膜6k(第2の遮光膜)が形成されており、遮光膜6kは、貫通穴7kの底部および側面壁を覆っている。遮光膜6kは、配線6h、6i、データ線6aおよびドレイン電極6bと同時形成された金属膜であり、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。従って、遮光膜6kと遮光膜11aとは電気的に接続している。また、遮光膜6kは、図3(b)に示す容量線3bその他の定電位線と電気的に接続しており、遮光膜11aは、遮光膜6kを介して定電位に保持されている。
A
本形態において、貫通穴7kは、画素領域10bにおいて光センサ310と対向する端部に沿う第1の方向Xに複数、配列されて穴列41、42を構成しており、穴列41、42は、第1の方向Xに直交する第2の方向Y(画素領域10bから光センサ310に向かう方向)で並列している。
In the present embodiment, a plurality of through
また、穴列41、42を第2の方向Yからみたとき、一方の穴列41に含まれる貫通穴7kの間が、他方の穴列42に含まれる貫通穴7kに形成された遮光膜6kにより塞がれ、穴列42に含まれる貫通穴7kの間が、穴列41に含まれる貫通穴7kに形成された遮光膜6kにより塞がれている。具体的には、穴列41において、貫通穴7kは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、貫通穴7kの第1の方向Xにおける寸法Lxよりも狭く、穴列42に含まれる貫通穴7kは、穴列41に含まれる貫通穴7kの間に配置されている。逆に、穴列42において、貫通穴7kは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、貫通穴7kの第1の方向Xにおける寸法Lxよりも狭く、かつ、穴列41に含まれる貫通穴7kは、穴列42に含まれる貫通穴7kの間に配置されている。
Further, when the
(電気光学装置および光検出装置の製造方法)
図3および図4に加えて、図5も参照して電気光学装置100および光検出装置300の製造方法を説明する。図5(a)〜(h)は、本発明を適用した電気光学装置100および光検出装置300の製造工程のうち、素子基板10に画素スイッチング用の薄膜トランジスタ30、および光センサ310の製造方法を示す工程断面図である。なお、図5(a)〜(h)は各々、図4(b)に対応する。
(Manufacturing method of electro-optical device and photodetector)
In addition to FIGS. 3 and 4, a method for manufacturing the electro-
まず、図5(a)に示すように、第1の遮光膜形成工程において、超音波洗浄等により清浄化したガラス製等の透光性基板10dの表面にモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、金属膜をパターニングし、遮光膜11a(第1の遮光膜)を形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a molybdenum film, an aluminum film, a titanium film, a surface of a
次に、下地保護膜形成工程では、図5(b)に示すように、基板温度が150〜450℃の温度条件下で、プラズマCVD法などの方法により、透光性基板10dの全面にシリコン酸化膜からなる下地保護膜12を形成する。
Next, in the base protective film forming step, as shown in FIG. 5B, silicon is formed on the entire surface of the
次に、半導体膜形成工程において、基板温度が150〜450℃の温度条件下で、透光性基板10dの全面に、アモルファスシリコン膜からなる半導体膜1をプラズマCVD法により、例えば、40〜50nmの厚さに形成した後、レーザアニール法などにより、半導体膜1を多結晶化させる。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体膜1をパターニングし、図5(c)に示すように、半導体膜1a、1wを島状に形成する。
Next, in the semiconductor film formation step, the
次に、ゲート絶縁膜形成工程において、図5(d)に示すように、CVD法などを用いて、半導体膜1a、1wの上層にシリコン酸化膜などからなるゲート絶縁膜2を形成する。なお、図示を省略するが、この工程の後、半導体膜1aの延設部分1fにN型の不純物(リンイオンなど)を打ち込んで、容量線3bとの間に保持容量60を構成するための下電極を形成しておく。
Next, in the gate insulating film formation step, as shown in FIG. 5D, the
次に、ゲート電極形成工程では、透光性基板10dの表面全体にモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて金属膜をパターニングし、図5(e)に示すように、走査線3a、容量線3b、ゲート電極3eを形成する。その結果、保持容量60が形成される。
Next, in the gate electrode forming step, a metal film such as a molybdenum film, an aluminum film, a titanium film, a tungsten film, a tantalum film, or a chromium film is formed on the entire surface of the light-transmitting
次に、図5(f)に示すように、半導体膜1a、1wなどに対する不純物導入工程を行なう。この不純物導入工程では、高濃度N型不純物導入工程において、ゲート絶縁膜2の上層に半導体膜1wや駆動回路側の半導体膜の表面を部分的に覆うレジストマスク(図示せず)を形成した状態で、半導体膜1a、1wや駆動回路側の半導体膜に高濃度N型の不純物(リンイオンなど)を導入して、半導体膜1aの高濃度ソース領域1d、高濃度N型領域1gおよび高濃度ドレイン領域1eなどを形成するとともに、半導体膜1wには、高濃度N型領域1xを形成する。また、高濃度P型不純物導入工程において、ゲート絶縁膜2の上層に半導体膜1aの表面全体や、半導体膜1wおよび駆動回路側の半導体膜の表面を部分的に覆うレジストマスク(図示せず)を形成した状態で、半導体膜1wや駆動回路側の半導体膜に高濃度P型の不純物(ボロンイオンなど)を導入して、半導体膜1wの高濃度P型領域1zなどを形成する。その際、不純物が導入されなかった領域がチャネル形成領域1b、1cおよび真性領域1yとなる。
Next, as shown in FIG. 5F, an impurity introduction step is performed on the
次に、第1の層間絶縁膜形成工程では、図5(g)に示すように、CVD法などを用いてシリコン酸化膜などからなる層間絶縁膜7を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、コンタクトホール7a、7b、7h、7i、および貫通穴7kを形成する。ここで、コンタクトホール7a、7b、7h、7iと貫通穴7kとでは、深さが大きく異なるので、コンタクトホール7a、7b、7h、7i、および貫通穴7kの上穴部分を形成した後、レジストマスクを形成し、貫通穴7kの下穴部分を形成する。
Next, in the first interlayer insulating film forming step, as shown in FIG. 5G, an
次に、配線形成工程では、図5(h)に示すように、透光性基板10dの表面全体にモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、あるいはそれらの積層膜などの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて金属膜をパターニングし、データ線6a、ドレイン電極6b、配線6h、6i、および遮光膜6k(第2の遮光膜)を形成する。
Next, in the wiring formation step, as shown in FIG. 5H, a metal such as a molybdenum film, an aluminum film, a titanium film, a tungsten film, a tantalum film, or a laminated film thereof is formed on the entire surface of the
それ以降の工程については図示を省略するが、第2の層間絶縁膜形成工程では、図3(b)および図4(b)に示すように、コンタクトホール8aを備えた層間絶縁膜8を形成する。次に、画素電極形成工程において、透光性基板10dの表面全体にITO膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、画素電極9aを形成する。しかる後には、図3(b)に示す配向膜16を形成する。その結果、素子基板10が完成する。
Although the illustration of the subsequent steps is omitted, in the second interlayer insulating film forming step, as shown in FIGS. 3B and 4B, the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、素子基板10において画素領域10bの外側領域に光センサ310が形成されており、この光センサ310は、対向基板20側から入射する外光を検出する。従って、検出回路340は、照度データを調光装置500に出力し、調光装置500は、外光に応じた条件でバックライト装置600が発光するように制御することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the electro-
また、本形態では、光センサ310より下層側には遮光膜11a(第1の遮光膜)が形成されているため、透光性基板10dの側から光センサ310に直接、バックライト装置600から出射された光が外乱光として入射することがない。また、光センサ310は、透光性基板10d上に形成された下地保護膜12とゲート絶縁膜2との層間に形成され、その上層には層間絶縁膜7、8が形成されているため、画像表示領域10aで表示を行なった際、図4(b)に矢印Qで示すように、バックライト装置600から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が層間絶縁膜7、8の層間や遮光膜11aで反射して光センサ310の方に進行するおそれがあるが、かかる外乱光は、貫通穴7k内部に形成された遮光膜6k(第2の遮光膜)により遮られる。それ故、光センサ310に外乱光が入射することがないので、光センサ310の感度を高めることができる。
Further, in this embodiment, since the
また、貫通穴7kは、コンタクトホール7h、7iを形成する工程を利用して形成され、遮光膜6kは、配線6h、6iを形成する工程を利用して形成される。従って、最小限の工程数の増大で光センサ310に外乱光に入射することを防止することができる。
The through
さらに、遮光膜11aと光センサ310との間には下地保護膜12が介在しており、遮光膜11aは光センサ310と容量結合しているが、遮光膜11aは、遮光膜6kを介して定電位に保持されている。このため、遮光膜11aの電位変動が光センサ310での光検出に影響を及ぼすことがないので、その点でも、光センサ310の感度を高めることができる。
Further, the base
[実施の形態2]
図6(a)、(b)は、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図、およびそのC−C′断面図であり、図6(b)には、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ30も示してある。なお、本形態および後述する実施の形態3、4は、基本的な構成が実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIGS. 6A and 6B are a plan view of the optical sensor used in the electro-optical device according to the second embodiment of the present invention and its vicinity, and a CC ′ cross-sectional view thereof, and FIG. ) Also shows a
図6(a)、(b)に示すように、本形態の素子基板10においても、実施の形態1と同様、画素領域10bの外側領域には光センサ310が形成されており、光センサ310は、下地保護膜12、ゲート絶縁膜2、層間絶縁膜7、および層間絶縁膜8の各層間のうち、下地保護膜12とゲート絶縁膜2との層間に形成されたPIN接合型ダイオードである。光センサ310は、対向基板20に形成された遮光膜23bの切り欠き23cと重なっており、対向基板20の側から入射してくる外光(対象光/環境光/矢印Pで示す)を検出可能である。透光性基板10dと下地保護膜12との層間には、光センサ310を含む領域と重なるように、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜などからなる遮光膜11a(第1の遮光膜)が形成されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, in the
本形態では、光センサ310に対して画素領域10b側で隣接する第1の領域10e、および光センサ310に対して画素領域10b側とは反対側で隣接する第2の領域10fのうち、第1の領域10eには、複数層の絶縁膜(下地保護膜12、ゲート絶縁膜2、層間絶縁膜7、および層間絶縁膜8)において光センサ310の半導体膜1wより上層側に位置する層間絶縁膜7から遮光膜11aまで到達する貫通穴7sが形成されている。本形態において、貫通穴7sは、下地保護膜12を貫通する下穴部分12tと、ゲート絶縁膜2および層間絶縁膜7を貫通して下穴部分12tに連通する上穴部分7tとからなる。
In the present embodiment, the
貫通穴7sの内部には遮光膜6s(第2の遮光膜)が形成されている。本形態において、遮光膜6sは、下穴部分12tの内部で遮光膜11aに電気的に接続された下層側遮光膜4t(下層側導電膜)と、上穴部分7tの内部で下層側遮光膜4tに電気的に接続された上層側遮光膜6t(上層側導電膜)とからなる。下層側遮光膜4tは、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜からなり、下穴部分12tの底部および側面壁を覆っている。上層側遮光膜6tは、配線6h、6i、データ線6aおよびドレイン電極6bと同時形成されたモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの単層膜あるいは積層膜からなり、上穴部分7tの側面壁を覆っている。
A
このようにして貫通穴7sの内部には遮光膜6sが形成され、遮光膜6sと遮光膜11aとは電気的に接続している。下層側遮光膜4tおよび上層側遮光膜6tのうちの少なくとも一方が、図3(b)に示す容量線3bその他の定電位線と電気的に接続しており、遮光膜11aは、遮光膜6kを介して定電位に保持されている。
In this way, the
本形態において、貫通穴7sは、画素領域10bにおいて光センサ310と対向する端部に沿う第1の方向Xに複数、配列されて穴列41、42を構成しており、穴列41、42は、第1の方向Xに直交する第2の方向Y(画素領域10bから光センサ310に向かう方向)で並列している。また、穴列41、42を第2の方向Yからみたとき、一方の穴列41に含まれる貫通穴7sの間が、他方の穴列42に含まれる貫通穴7sに形成された遮光膜6sにより塞がれ、穴列42に含まれる貫通穴7sの間が、穴列41に含まれる貫通穴7sに形成された遮光膜6sにより塞がれている。具体的には、穴列41において、貫通穴7sは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、貫通穴7sの第1の方向Xにおける寸法Lxよりも狭く、穴列42に含まれる貫通穴7sは、穴列41に含まれる貫通穴7sの間に配置されている。逆に、穴列42において、貫通穴7sは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、貫通穴7sの第1の方向Xにおける寸法Lxよりも狭く、かつ、穴列41に含まれる貫通穴7sは、穴列42に含まれる貫通穴7sの間に配置されている。
In the present embodiment, a plurality of through
このように構成するにあたっては、下地保護膜12を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、下地保護膜12に下穴部分12tを形成する。また、下穴部分12tを形成した後、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの金属膜を形成し、しかる後に、フォトリソグラフィ技術を用いて金属膜をパターニングすることにより、下層側遮光膜4tを形成する。その他の工程は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In such a configuration, after the base
以上説明したように、本形態でも、光センサ310によって、対向基板20側から入射する外光を検出することができ、外光に応じた条件でバックライト装置600が発光するように制御することができる。また、光センサ310より下層側には遮光膜11a(第1の遮光膜)が形成されているため、透光性基板10dの側から光センサ310に直接、バックライト装置600から出射された光が外乱光として入射することがない。さらに、図6(b)に矢印Qで示すように、バックライト装置600から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が層間絶縁膜7、8の層間や遮光膜11aで反射して光センサ310の方に進行するおそれがあるが、かかる外乱光は、貫通穴7s(下穴部分12t、上穴部分7t)の内部に形成された遮光膜6s(第2の遮光膜/下層側遮光膜4t、上層側遮光膜6t)により遮られる。それ故、光センサ310に外乱光が入射することがないので、光センサ310の感度を高めることができる。
As described above, also in this embodiment, the external light incident from the
[実施の形態3]
図7は、本発明の実施の形態3に係る電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図である。なお、図7のD−D′線における断面は、図4(b)に示すように表わされるので、図4(b)および図7を参照して本形態を説明する。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a plan view of an optical sensor used in the electro-optical device according to Embodiment 3 of the present invention and the vicinity thereof. 7 is represented as shown in FIG. 4B, this embodiment will be described with reference to FIG. 4B and FIG.
実施の形態1、2では、光センサ310に対して画素領域10b側で隣接する第1の領域10eに対して、複数の貫通穴7k、7sによって穴列を形成したが、本形態では、図4(b)および図7に示すように、画素領域10bにおいて光センサ310と対向する端部に沿って延びたスリット状の貫通穴7kが形成され、この貫通穴7kの内部には遮光膜6kが形成されている。その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In the first and second embodiments, the hole array is formed by the plurality of through
このように構成した本形態でも、バックライト装置600から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が層間絶縁膜7、8の層間や遮光膜11aで反射して光センサ310の方に進行するおそれがあるが、かかる外乱光は、貫通穴7kの内部に形成された遮光膜6kにより遮られるなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。なお、貫通穴をスリット状に延びた構造は、実施の形態2で採用した貫通穴7s(下穴部分12t、上穴部分7t)に適用してもよい。
Even in this embodiment configured as described above, the light emitted from the
[実施の形態4]
図8(a)、(b)は、本発明の実施の形態4に係る電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図、およびそのE−E′断面図である。
[Embodiment 4]
8A and 8B are an optical sensor used in the electro-optical device according to Embodiment 4 of the present invention, a plan view of the vicinity thereof, and a cross-sectional view taken along line EE ′ thereof.
実施の形態1〜3では、光センサ310に対して画素領域10b側で隣接する第1の領域10eに対して、内部に遮光膜6k、6sが形成された貫通穴7k、7sを形成したが、本形態では、図8(a)、(b)に示すように、光センサ310に対して画素領域10b側で隣接する第1の領域10e、および光センサ310に対して画素領域10b側とは反対側で隣接する第2の領域10fの双方に対して、内部に遮光膜6kが形成された貫通穴7kを形成されている。その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In the first to third embodiments, the through
このように構成した本形態でも、バックライト装置600から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が層間絶縁膜7、8の層間や遮光膜11aで反射して光センサ310の方に進行するおそれがあるが、かかる外乱光は、第1の領域10eの貫通穴7kの内部に形成された遮光膜6kにより遮られるなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。
Even in this embodiment configured as described above, the light emitted from the
さらに、バックライト装置600から出射された光のうち、斜め方向に出射された光が、図2(b)に示すケース40の内面で反射した後、図8(b)に矢印Rで示すように、層間絶縁膜7、8の層間や遮光膜11aで反射して光センサ310の方に進行しようとした場合でも、かかる外乱光は、第2の領域10fの貫通穴7kの内部に形成された遮光膜6kにより遮られる。よって、光センサ310に外乱光が入射することがないので、光センサ310の感度を高めることができる。なお、光センサ310に隣接する第1の領域10e、および第2の領域10fの双方に対して、内部に遮光膜が形成された貫通穴を形成するにあたっては、実施の形態2を参照して説明した構成や、実施の形態3を参照して説明した構成を採用してもよい。
Further, among the light emitted from the
[その他の電気光学装置への適用例]
上記形態では、光センサ310に対して画素領域10b側で隣接する第1の領域10eには、必ず、内部に遮光膜が形成された貫通穴を配置したが、画素領域10b側からの外乱光対策が他の構成で施されている場合には、光センサ310に対して画素領域10b側とは反対側で隣接する第2の領域10fのみに、内部に遮光膜が形成された貫通穴を配置してもよい。
[Application examples to other electro-optical devices]
In the above embodiment, the
上記形態では、光センサ310がPIN接合型ダイオードの場合を説明したが、N型の薄膜トランジスタをダイオード接続したMOS型ダイオード、あるいはP型の薄膜トランジスタをダイオード接続したMOS型ダイオードを光センサ310として用いた場合に本発明を適当してもよい。また、光センサ310を用いて光検出を行なうにあたっては、遮光膜23bの切り欠き23cに重なる領域に主センサを構成する光センサ310を配置する一方、遮光膜23bと重なる領域に副センサを構成する光センサ310を配置し、それらの検出結果の差により、外光の強度を求めてもよい。例えば、主センサと副センサとをノードを介して直列に電気的接続してセンサ回路を構成するとともに、センサ回路の両端に電圧を印加したときにノードから取り出される電流あるいは電圧に基いて外光を検出してもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、上記実施形態では、液晶装置において光検出装置300での検出結果に基づいて、バックライト装置からの出射光量を制御したが、光検出装置300での検出結果に基づいて、各画素100aに供給される信号を制御してもよい。また、上記実施形態では、電気光学装置100として液晶装置を例に説明したが、有機エレクトロルミネッセンス装置において、光検出装置300での検出結果に基づいて、各画素に供給される信号を制御してもよい。
In the above embodiment, in the above embodiment, the amount of light emitted from the backlight device is controlled based on the detection result of the
[電子機器への搭載例]
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置100を適用した電子機器について説明する。図9(a)に、電気光学装置100を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置100と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図9(b)に、電気光学装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置100に表示される画面がスクロールされる。図9(c)に、電気光学装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置100に表示される。
[Example of mounting on electronic devices]
Next, an electronic apparatus to which the electro-
なお、電気光学装置100が適用される電子機器としては、図9に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置100が適用可能である。
As an electronic apparatus to which the electro-
1w・・光センサの半導体膜、1x・・光センサの高濃度N型領域、1y・・光センサの真性領域、1z・・光センサの高濃度P型領域、2・・ゲート絶縁膜、4t・・下層側遮光膜(下層側導電膜)、6k、6s・・貫通穴内部の遮光膜(第2の遮光膜)、6t・・上層側遮光膜(上層側導電膜)、7、8・・層間絶縁膜、7k、7s・・貫通穴、7t・・貫通穴の上穴部分、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、10b・・画素領域、10d・・透光性基板、10e・・光センサに隣接する第1の領域、10f・・光センサに隣接する第2の領域、11a・・素子基板側の遮光膜(第1の遮光膜)、12・・下地保護膜、12t・・貫通穴の下穴部分、20・・対向基板、23a、23b・・対向基板側の遮光膜、30・・画素スイッチング用の薄膜トランジスタ、40・・ケース、100・・電気光学装置、100p・・液晶パネル、300・・光検出装置、310・・光センサ、600・・バックライト装置 1w..Semiconductor film of optical sensor, 1x..High-concentration N-type region of optical sensor, 1y..Intrinsic region of optical sensor, 1z..High-concentration P-type region of optical sensor. ..Lower side light shielding film (lower layer side conductive film), 6k, 6s ..Light shielding film inside through hole (second light shielding film), 6t ..Upper layer side light shielding film (upper layer side conductive film), 7, 8 Interlayer insulating film, 7k, 7s, through hole, 7t, upper hole portion of through hole, 10. element substrate, 10a, image display area, 10b, pixel area, 10d, translucent substrate, 10e ··· a first region adjacent to the optical sensor, 10f ·· a second region adjacent to the optical sensor, 11a · · a light shielding film (first light shielding film) on the element substrate side, 12 · · a base protective film, 12t..Prepared hole portion of through hole, 20..Counter substrate, 23a, 23b..Light shielding film on counter substrate side, 30..Pixel TFT for switching, 40 ... case, 100 ... electro-optical device, 100p ... liquid crystal panel, 300 ... photodetector, 310 ... photosensor, 600 ... backlight device
Claims (9)
前記透光性基板上には、複数層の絶縁膜が積層されているとともに、当該複数層の絶縁膜のいずれかの層間に前記光センサが形成され、
前記光センサより下層側には、当該光センサに重なる領域に第1の遮光膜が形成され、
前記光センサに対して前記画素領域側で隣接する第1の領域、および前記光センサに対して前記画素領域側とは反対側で隣接する第2の領域のうちの少なくとも一方には、前記複数層の絶縁膜のうち、前記光センサにおいて光を受光する半導体層より上層側に位置するいずれかの絶縁膜から前記第1の遮光膜まで到達する貫通穴が形成され、
当該貫通穴の内部には第2の遮光膜が形成されていることを特徴とする電気光学装置。 In an electro-optical device in which a pixel region and an optical sensor are formed on a translucent substrate,
A plurality of insulating films are stacked on the translucent substrate, and the photosensor is formed between any of the plurality of insulating films,
On the lower layer side of the photosensor, a first light shielding film is formed in a region overlapping the photosensor,
At least one of a first region adjacent to the photosensor on the pixel region side and a second region adjacent to the photosensor on the side opposite to the pixel region side includes the plurality of regions. A through-hole that reaches the first light-shielding film from any one of the insulating films positioned above the semiconductor layer that receives light in the photosensor is formed in the insulating film of the layer,
An electro-optical device, wherein a second light-shielding film is formed inside the through hole.
前記第1の遮光膜は、前記第2の遮光膜を介して定電位に保持されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。 The first light shielding film and the second light shielding film are conductive films, and at least one of the plurality of insulating films is interposed between the first light shielding film and the photosensor,
The electro-optical device according to claim 1, wherein the first light shielding film is held at a constant potential via the second light shielding film.
前記第2の遮光膜には、前記配線と同一層間に形成された導電膜が含まれていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の電気光学装置。 A wiring electrically connected to the photosensor through a contact hole is formed on any one of the multi-layered insulation films located above the photosensor.
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein the second light-shielding film includes a conductive film formed between the same layers as the wirings. 5.
前記第2の遮光膜には、前記下穴部分を介して前記第1の遮光膜に電気的に接続する下層側導電膜と、前記配線と同一層間に形成された前記導電膜からなる上層側導電膜とを備えていることを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 The through hole includes a pilot hole part and an upper hole part communicating with the pilot hole part,
The second light-shielding film includes a lower-layer-side conductive film electrically connected to the first light-shielding film through the pilot hole portion, and an upper-layer side composed of the conductive film formed in the same layer as the wiring The electro-optical device according to claim 4, further comprising a conductive film.
当該穴列は、前記第1の方向に直交する第2の方向において複数列、配置され、
前記複数列の貫通列において前記第2の方向で隣接する2つの穴列を前記第2の方向からみたとき、一方の穴列に含まれる前記貫通穴の間が、他方の穴列に含まれる前記貫通穴内に形成された前記第2の遮光膜より塞がれていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電気光学装置。 A plurality of the through holes are arranged in a first direction along the end facing the photosensor in the pixel region to form a hole row,
The hole rows are arranged in a plurality of rows in a second direction orthogonal to the first direction,
When two hole rows adjacent in the second direction in the plurality of through rows are viewed from the second direction, a space between the through holes included in one hole row is included in the other hole row. The electro-optical device according to claim 1, wherein the electro-optical device is closed by the second light shielding film formed in the through hole.
前記光センサによる光検出結果に基づいて前記光源に装置おける出射光量を制御することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の電気光学装置。 A light source device for emitting light to the pixel region;
The electro-optical device according to claim 1, wherein an emitted light amount in the device is controlled based on a light detection result by the optical sensor.
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KR101113421B1 (en) * | 2009-11-23 | 2012-03-13 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Liquid crystal display |
US9488521B2 (en) | 2011-12-07 | 2016-11-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for operating optical sensor circuit, and method for operating display apparatus provided with optical sensor circuit |
CN108962177A (en) * | 2018-08-28 | 2018-12-07 | Oppo(重庆)智能科技有限公司 | The driving method of a kind of electronic equipment and its liquid crystal display |
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- 2007-01-31 JP JP2007020543A patent/JP2008185868A/en not_active Withdrawn
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