JP2009145716A - Liquid crystal display and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置及びこの表示装置を備えた電子機器に関するものである。詳しく
は光センサを液晶表示パネルに組み込み、この光センサで環境光を検知して照光手段を制
御するようにした液晶表示装置及びこの表示装置を備えた電子機器に関するものである。
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus including the display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device in which an optical sensor is incorporated in a liquid crystal display panel, ambient light is detected by the optical sensor, and an illuminating means is controlled, and an electronic apparatus including the display device.
携帯電話機などのモバイル機器は、文字或いは画像など表示する表示装置を備えており
、その表示装置として透過型或いは半透過型の液晶表示パネルが使用されている。これら
のモバイル機器は、太陽光の下から薄暗い室内までさまざまな環境下で使用されるので、
液晶表示パネルに光センサを組み込み、この光センサで環境光を検知してバックライトな
どの照明手段が制御されている(例えば、下記特許文献1参照)。
A mobile device such as a cellular phone includes a display device that displays characters or images, and a transmissive or transflective liquid crystal display panel is used as the display device. These mobile devices are used in a variety of environments, from sunlight to dimly lit rooms,
An optical sensor is incorporated in a liquid crystal display panel, and ambient light is detected by this optical sensor to control illumination means such as a backlight (for example, see
図10は下記特許文献1に開示された光センサを示し、図10Aは光センサの平面図、
図10Bは図10AのXB−XB線の断面図である。
下記特許文献1に開示された光センサ100は、図10に示すように、薄膜トランジス
タ(以下、TFT(Thin Film Transistor)という)で構成されて、不図示の液晶表示パ
ネルに組み込まれている。この光センサ100は、第1基板101とこの第1基板に対向
配設される第2基板109とを有している。第1基板101は、第1ベース基板102上
にゲート電極105が設けられて、このゲート電極105がゲート絶縁層103で覆われ
ている。このゲート絶縁層103の上には、ソース及びドレイン電極107、108とこ
れらの電極間に形成した半導体層106とが設けられて、この半導体層106は活性層1
06aと抵抗接触層106bとで構成されている。半導体層106は、ソース及びドレイ
ン電極107、108間に位置して抵抗性接触層106bの一部が除去されてその除去部
分に活性層106aが露出されてチャンネル部CHが形成されている。
10 shows an optical sensor disclosed in
10B is a cross-sectional view taken along line XB-XB in FIG. 10A.
As shown in FIG. 10, an
06a and the resistance contact layer 106b. The
第2基板109は、第2ベース基板110を有し、この第2ベース基板110上に遮光
層111が形成されている。この遮光層111は、チャンネル部CHに対応した箇所に光
センサ窓112が形成されている。これらの第1、第2基板101、109は互いに対向
させて貼り合わされて、この貼り合わされた基板の一部に光センサが形成されている。
The
この光センサ100を用いた環境光の検知は、環境光がチャネル部CHに入射されると
、外部光のエネルギーに対応してチャネル部CHの抵抗が変化し、このチャネル部CHに
流れる電流量が変化する。この変化量により環境光の光量が検知される。この検知出力は
、不図示の制御装置に入力されて、バックライトなどの照度がコントロールされる。
上記特許文献1に開示された光センサは、ゲート電極105を構成するゲートメタルが
第1ベース基板102上に光受光部より大きく形成されて、バックライトからの光がセン
サ内に入り込んで誤動作することのない構造となっている。しかしながら、この構造では
、第1ベース基板102上に形成されたゲートメタルの面積が大きくなる。したがって、
このゲートメタルと絶縁部材を介して対向する電極との間、すなわちゲート・ソース間及
びゲート・ドレイン間に形成される容量が大きくなる。この容量が大きくなると、光セン
サから導出される出力配線の時定数が増大して環境光を検知してから出力するまでの検出
時間が長く掛かり、素早い検出結果が得られず応答性の課題が発生する恐れがある。
In the optical sensor disclosed in
The capacitance formed between the gate metal and the electrode facing through the insulating member, that is, between the gate and the source and between the gate and the drain is increased. When this capacity increases, the time constant of the output wiring derived from the optical sensor increases, and it takes a long time to detect the ambient light until it is output. May occur.
図11AはTFT光センサの電圧−電流曲線の一例を示す特性図、図11BはTFT光
センサの等価回路図、図11Cは明るさが異なる場合の図11Bに示した等価回路におけ
るコンデンサ両端の電圧−時間曲線を示す特性図である。
11A is a characteristic diagram showing an example of a voltage-current curve of the TFT photosensor, FIG. 11B is an equivalent circuit diagram of the TFT photosensor, and FIG. 11C is a voltage across the capacitor in the equivalent circuit shown in FIG. 11B when the brightness is different. -It is a characteristic view which shows a time curve.
TFT光センサの動作原理及び上記課題を説明する。TFT光センサLSは、図11A
に示すように、受光部が遮光されているとゲートオフ領域で非常に僅かな暗電流が流れて
いるが、受光部に光が当たるとその光の強さに応じて漏れ電流が大きくなるという特性を
有している。そこで、図11Bに示すように、受光部のTFTのゲート電極GLにゲート
オフ領域となる一定の逆バイアス電圧(例えば−10V)を印加し、ドレイン電極DLと
ソース電極SLとの間にコンデンサCを並列に接続すると共に、ドレイン電極DLとコン
デンサCの一端をアース電位に接続する。この状態でスイッチ素子S1をオンにして一定
の基準電圧Vs(例えば+2V)をコンデンサCに印加した後、スイッチ素子S1をオフ
にすると、コンデンサCの両端の電圧はTFT光センサLSの周囲の明るさに応じて図1
1Cに示すように時間とともに低下する。
The operation principle of the TFT photosensor and the above problems will be described. The TFT photosensor LS is shown in FIG.
As shown in the figure, when the light receiving part is shielded from light, a very small dark current flows in the gate-off region, but when the light hits the light receiving part, the leakage current increases according to the intensity of the light. have. Therefore, as shown in FIG. 11B, by applying a constant reverse bias voltage as a gate-off region to the gate electrode G L of the TFT of the light receiving portion (e.g. -10 V), between the drain electrode D L and the source electrode S L The capacitor C is connected in parallel, and the drain electrode DL and one end of the capacitor C are connected to the ground potential. In this state, when the switch element S1 is turned on and a constant reference voltage Vs (for example, + 2V) is applied to the capacitor C, and then the switch element S1 is turned off, the voltage at both ends of the capacitor C becomes bright around the TFT photosensor LS. In response to FIG.
It decreases with time as shown in 1C.
したがって、このTFT光センサLSでは、スイッチ素子S1をオフにしてから予め定
めた所定電圧V0になるまでの時間が環境光の強さと反比例し、予め定めた所定時間t0
後のコンデンサCの両端電圧と環境光の強さとが反比例する。そのため、これらのスイッ
チ素子S1をオフにしてから予め定めた所定電圧V0になるまでの時間、或いは予め定め
た所定時間t0後のコンデンサCの電圧を測定すれば、環境光の強さを求めることができ
る。ところが、この時間t0は、ゲート・ソース間及びゲート・ドレイン間の容量によっ
て影響を受けてしまうことがある。すなわち、上記特許文献1の光センサのように、ゲー
トメタルの面積が大きいと、すなわちゲート・ソース間及びゲート・ドレイン間に容量C
SG、CDGが形成されて、これらの容量が大きくなる。これらの容量が大きくなると、
光センサから導出される出力配線の時定数が大きくなって、上記の応答性の課題が顕在化
する恐れがある。
Therefore, in this TFT photosensor LS, the time from when the switch element S1 is turned off until the predetermined voltage V 0 is reached is inversely proportional to the intensity of the ambient light, and the predetermined time t 0 is predetermined.
The voltage across the capacitor C later is in inverse proportion to the intensity of ambient light. Therefore, if the time from when these switch elements S1 are turned off until the predetermined voltage V 0 is reached, or the voltage of the capacitor C after the predetermined time t 0 is measured, the intensity of the ambient light can be increased. Can be sought. However, this time t 0 may be affected by the capacitance between the gate and the source and between the gate and the drain. That is, when the area of the gate metal is large, that is, between the gate and the source and between the gate and the drain, as in the photosensor of the above-mentioned
SG and CDG are formed, and their capacitance increases. As these capacities increase,
There is a possibility that the time constant of the output wiring derived from the optical sensor becomes large, and the above responsiveness problem becomes apparent.
本発明は、従来技術が抱える潜在的な課題を解決するためになされたもので、本発明の
目的は、環境光の検出遅延をなくし応答性を改善した光センサを搭載した液晶表示装置及
びこの液晶表示装置を備えた電気機器を提供することにある。
The present invention has been made to solve the potential problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device equipped with an optical sensor that eliminates the detection delay of ambient light and improves responsiveness, and this An object of the present invention is to provide an electric device including a liquid crystal display device.
本発明の他の目的は、上記目的に加え、照明手段からの光によって誤動作を防止した光
センサを搭載した液晶表示装置及びこの液晶表示装置を備えた電気機器を提供することに
ある。
In addition to the above object, another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device equipped with an optical sensor in which malfunction is prevented by light from an illuminating means, and an electrical apparatus including the liquid crystal display device.
本発明のまた他の目的は、上記目的に加え、複数系統の光センサを搭載した液晶表示装
置であっても、この光センサに接続される各種配線を形成する領域を小さくし抑えて額縁
領域の大型化を抑制した液晶表示装置及びこの液晶表示装置を備えた電気機器を提供する
ことにある。
Still another object of the present invention is to provide a frame area with a small area for forming various wirings connected to the optical sensor even in a liquid crystal display device equipped with a plurality of optical sensors in addition to the above-described object. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which an increase in the size of the liquid crystal display device is suppressed and an electric apparatus including the liquid crystal display device.
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の第1、第2基板の基板間
に液晶層を介在して貼り合わせた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの基板に組み込
まれて外光を検出する薄膜トランジスタ(以下、TFTという)からなるTFT光センサ
を有する光検出部と、前記液晶表示パネルを照光する照光手段と、前記光検出部に接続さ
れた検出回路と、該検出回路の出力に基づいて前記照光手段の明るさを制御する制御手段
と、を備えた液晶表示装置において、
前記TFT光センサのゲート電極とソース電極及びドレイン電極から導出されたソース
配線及びドレイン配線とは並列に配設されているとともに、前記ゲート電極とソース配線
及びドレイン配線との間に隙間が生じないように、前記ゲート電極の外縁部が平面視で前
記絶縁部材を介して前記ソース配線及びドレイン配線により覆われていることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention is incorporated in a liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is interposed between a pair of first and second substrates, and the liquid crystal display panel substrate. A light detection unit having a TFT photosensor composed of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) that detects external light, an illumination means for illuminating the liquid crystal display panel, a detection circuit connected to the light detection unit, In a liquid crystal display device comprising: control means for controlling the brightness of the illumination means based on the output of the detection circuit;
The gate electrode of the TFT photosensor and the source wiring and drain wiring derived from the source electrode and drain electrode are arranged in parallel, and no gap is generated between the gate electrode and the source wiring and drain wiring. As described above, the outer edge of the gate electrode is covered with the source wiring and the drain wiring through the insulating member in plan view.
上記液晶表示装置の発明によれば、例えばゲート電極の面積をソース配線及びドレイン
配線によって平面視でその外縁部のみが覆われる大きさに設定することにより、ゲート電
極とソース配線及びドレイン配線との間で形成される容量が低減できる。また、ゲート電
極とソース・ドレイン配線の重なり部分の面積が小さくなり、ゲート電極と重ならない部
分のソース・ドレイン配線の面積が大きくなり、電気抵抗が小さくなって、光センサの応
答性が改善される。その結果、光センサから導出される出力配線の時定数が大きくならず
、環境光を検知してから出力するまでの検出時間が速くなり応答性が良好になる。さらに
は、ゲート電極とソース配線及びドレイン配線との間には隙間が形成されないので光漏れ
を抑えることも可能となる。なお、ゲート電極とソース配線及びドレイン配線との重畳幅
は、小さいほどこれらの間に形成される容量が小さくなり好ましい。また、この幅につい
ては光漏れがない範囲であれば適宜調整することができる。
According to the above-described liquid crystal display device, for example, by setting the area of the gate electrode to a size that covers only the outer edge portion in plan view by the source wiring and the drain wiring, The capacity formed between them can be reduced. In addition, the area where the gate electrode and source / drain wiring overlap is reduced, the area of the source / drain wiring where it does not overlap with the gate electrode is increased, the electrical resistance is reduced, and the response of the photosensor is improved. The As a result, the time constant of the output wiring derived from the optical sensor does not increase, and the detection time from the detection of the ambient light to the output becomes faster and the responsiveness is improved. Further, since no gap is formed between the gate electrode and the source and drain wirings, light leakage can be suppressed. Note that it is preferable that the overlapping width of the gate electrode, the source wiring, and the drain wiring is smaller because a capacitance formed between them is smaller. In addition, the width can be adjusted as appropriate as long as there is no light leakage.
また、上記発明において、前記ゲート電極の平面視で前記絶縁部材を介して前記ソース
配線及びドレイン配線により覆われている箇所には、所定大きさの穴又は切欠きが形成さ
れていると好ましい。
In the above invention, it is preferable that a hole or a notch having a predetermined size is formed at a portion covered with the source wiring and the drain wiring through the insulating member in a plan view of the gate electrode.
上記好ましい態様によれば、光検出部を構成するTFT光センサは、この光センサを構
成するTFTのゲート電極とソース配線及びドレイン配線とが絶縁部材を介して重なる箇
所に所定大きさの穴又は切欠きを形成し、これらの穴又は切欠きを絶縁部材を介してソー
ス配線及びドレイン配線で覆っている。したがって、ゲート電極とソース配線及びドレイ
ン配線とが重畳する面積を削減することができ、ゲート電極とソース配線及びドレイン配
線との間で形成される容量が低減される。また、ゲート電極に設けた穴及び切欠きはソー
ス配線及びドレイン配線で覆われているので、照光手段からの光が受光部に入り込み誤動
作させることもない。
According to the preferable aspect, the TFT photosensor that constitutes the photodetecting portion has a hole or a predetermined size at a location where the gate electrode, the source wiring, and the drain wiring of the TFT that constitutes the photosensor overlap via the insulating member. Notches are formed, and these holes or notches are covered with source wirings and drain wirings via insulating members. Accordingly, an area where the gate electrode overlaps with the source wiring and the drain wiring can be reduced, and a capacitance formed between the gate electrode, the source wiring, and the drain wiring is reduced. Further, since the hole and the notch provided in the gate electrode are covered with the source wiring and the drain wiring, the light from the illuminating means does not enter the light receiving portion and cause a malfunction.
また、上記発明において、前記光検出部は、前記TFT光センサを複数個備え、これら
複数個のTFT光センサは、異なる系統の光を検出する第1、第2TFT光センサに区分
されて、前記第1TFT光センサ及び第2TFT光センサのソース配線又はドレイン配線
のうち、前記検出回路に接続されていない配線同士が単一の配線により形成されていると
好ましい。
In the above invention, the photodetection unit includes a plurality of the TFT photosensors, and the plurality of TFT photosensors are divided into first and second TFT photosensors that detect light of different systems, and Of the source wiring or drain wiring of the first TFT photosensor and the second TFT photosensor, it is preferable that the wirings not connected to the detection circuit are formed by a single wiring.
上記好ましい態様によれば、上記効果を奏することができると共に、複数の系統の光を
検出する光検出部において、系統の異なる第1、第2TFT光センサの検出回路に接続さ
れていない配線を、単一の引回し配線によって形成するので、複数の系統の光を検出する
際に、従来のように系統毎に別々の引回し配線を配線する必要がなくなる。したがって、
光検出部に配線される引回し配線の本数を削減することが可能となり、この引回し配線を
設けるためのスペースを小さくすることが可能となる。また、液晶表示パネルを狭額縁化
することが可能となり、小型の電子機器に好適な液晶表示装置を提供することが可能とな
る。
According to the preferred aspect, the above-described effects can be achieved, and in the light detection unit that detects light of a plurality of systems, wiring that is not connected to the detection circuits of the first and second TFT photosensors having different systems, Since it is formed by a single routed wiring, there is no need to route a separate routed wiring for each system as in the prior art when detecting multiple systems of light. Therefore,
It is possible to reduce the number of routing wires wired to the light detection unit, and it is possible to reduce the space for providing the routing wires. In addition, the liquid crystal display panel can be narrowed, and a liquid crystal display device suitable for a small electronic device can be provided.
また、上記発明において、前記第1、第2TFT光センサの複数個の光センサは、前記
第1TFT光センサと前記第2TFT光センサとが互いに隣接して平行に配列されている
と好ましい。
In the above invention, the plurality of photosensors of the first and second TFT photosensors are preferably such that the first TFT photosensor and the second TFT photosensor are arranged adjacent to each other in parallel.
上記好ましい態様によれば、第1、第2TFT光センサが隣接して配置されるので、両
者間の感度差が小さくなり、ほとんど同一の環境下で光検出を行うことができる。また、
これらの第1、第2TFT光センサを隣接して形成するので、同特性のTFTから形成す
ることが可能となる。
According to the preferable aspect, since the first and second TFT photosensors are disposed adjacent to each other, the difference in sensitivity between the two becomes small, and light detection can be performed in almost the same environment. Also,
Since the first and second TFT photosensors are formed adjacent to each other, it is possible to form the TFTs having the same characteristics.
また、上記発明において、前記第1、第2TFT光センサの複数個の光センサは、前記
第1TFT光センサと前記第2TFT光センサとは同列上に交互に配列されていると好ま
しい。
In the above invention, it is preferable that the plurality of photosensors of the first and second TFT photosensors are alternately arranged in the same row with the first TFT photosensor and the second TFT photosensor.
上記好ましい態様によれば、第1TFT光センサを構成する複数の光センサと第2TF
T光センサを構成する複数の光センサとが一列に且つ交互に配設されるので、第1、第2
TFT光センサを広範囲に配置することができ、障害物によって部分的に環境光が遮られ
たとしても誤認識され難くなる。また、光センサを一列に配設できるため、光検知部の額
縁領域の幅方向に対応する長さを短くできるので、液晶表示パネルの第1、第2TFT光
センサが形成される辺の幅も小さくでき、より液晶表示装置の小型化が可能となる。
According to the preferable aspect, the plurality of photosensors constituting the first TFT photosensor and the second TF
Since the plurality of photosensors constituting the T photosensor are arranged in a row and alternately, the first and second
TFT photosensors can be arranged in a wide range, and even if ambient light is partially blocked by an obstacle, it is difficult to be erroneously recognized. In addition, since the photosensors can be arranged in a row, the length corresponding to the width direction of the frame region of the photodetecting portion can be shortened, so the width of the side where the first and second TFT photosensors of the liquid crystal display panel are formed is also reduced. The liquid crystal display device can be further reduced in size.
また、上記発明において、前記第1、第2TFT光センサの少なくとも一方は遮光層又
は所定色のカラーフィルタ層で覆われていると好ましい。
In the above invention, it is preferable that at least one of the first and second TFT photosensors is covered with a light shielding layer or a color filter layer of a predetermined color.
上記好ましい態様によれば、例えば第2TFT光センサを遮光層で被覆すれば、第2T
FT光センサの出力は暗基準電圧として使用することができるので、より高精度の制御が
可能となる。また、例えば第1TFT光センサを特定の色のカラーフィルタ層、例えばユ
ーザの視感度に近い分光感度特性を備えたカラーフィルタ層で被覆すれば、よりユーザフ
レンドリーな制御を実現することが可能となる。
According to the preferable aspect, for example, if the second TFT photosensor is covered with the light shielding layer, the second T
Since the output of the FT optical sensor can be used as a dark reference voltage, more accurate control is possible. For example, if the first TFT photosensor is covered with a color filter layer of a specific color, for example, a color filter layer having a spectral sensitivity characteristic close to the user's visibility, more user-friendly control can be realized. .
また、上記発明において、前記TFT光センサは、前記液晶表示パネルの製造工程にお
いてスイッチング素子として形成されるTFTと同時に形成されていると好ましい。
In the above invention, the TFT photosensor is preferably formed simultaneously with the TFT formed as a switching element in the manufacturing process of the liquid crystal display panel.
上記好ましい態様によれば、光センサを形成するために別途製造工程を増加させる必要
がないので、安価且つ簡単に製造することが可能となる。
According to the above preferred embodiment, it is not necessary to increase the number of manufacturing steps separately for forming the optical sensor, so that it can be manufactured inexpensively and easily.
本発明の電子機器は、上述の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。 An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal display device.
上記電子機器の発明によれば、額縁領域を小さくすることが可能な液晶表示装置を備え
ているので、特に小型の携帯端末に好適な電子機器を提供することが可能となる。
According to the above-described electronic device invention, since the liquid crystal display device capable of reducing the frame area is provided, it is possible to provide an electronic device particularly suitable for a small portable terminal.
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の液晶表示装置及びこの液晶表示装置を備えた電子機器の技術思想を具体化す
るために半透過型液晶表示装置を例示したものであって、本発明をこの半透過型液晶表示
装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形
態のもの、例えば透過型あるいは反射型の液晶表示装置であっても等しく適応し得るもの
である。加えて、下記実施例1及び2においては、光検出部として、2つの系統の光を検
出する第1、第2TFT光センサを用いた例について説明するが、本発明はこれに限定さ
れることなく、例えば1つの系統の光のみを検出する光検出部にも同様に適応可能である
ことは明白である。
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a transflective liquid crystal display device in order to embody the technical idea of the liquid crystal display device of the present invention and an electronic apparatus including the liquid crystal display device. Is not intended to be specified as a transflective liquid crystal display device, and is equally applicable to other embodiments included in the claims, for example, a transmissive or reflective liquid crystal display device. To get. In addition, in Examples 1 and 2 below, an example in which the first and second TFT photosensors that detect two systems of light are used as the light detection unit will be described, but the present invention is limited to this. For example, it is obvious that the present invention can be similarly applied to a light detection unit that detects only one system of light.
図1は本発明の実施例1に係る半透過型液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して
表しAR基板を模式的に示した平面図である。図2は図1のAR基板の1画素分を示し、
図2Aは平面図、図2Bは図2AのIIB−IIB線の断面図である。図3は図1の光検出部
を示し、図3Aは検出部を拡大した平面図、図3B光検出部の等価回路図である。図4は
図3Aの光検知部を所定方向で切断したもので、図4AはIVA−IVA線の断面図、図4B
はIVB−IVB線の断面図、図4CはIVC−IVC線の断面図、図4DはIVD−IVD線の断面
図である。図5は、図1の光検出部の変形例を示し、図5Aは光検出部を拡大した平面図
、図5Bは図5AのVB−VB線の断面図である。図6は本発明の実施例2に係る半透過
型液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表しAR基板を模式的に示した平面図、
図7は図6の光検出部を示し、図7Aは光検出部を拡大した平面図、図7Bは図7AのVI
IB−VIIB線の断面図である。図8は図7の光検出部の変形例を示し、図8Aは検出部を
拡大した平面図、図8Bは図8AのVIIIB−VIIIB線の断面図である。図9Aは液晶表示
装置を搭載したパーソナルコンピュータを示す図であり、図9Bは液晶表示装置を搭載し
た携帯電話機を示す図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing an AR substrate as seen through a color filter substrate of a transflective liquid crystal display device according to
2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIB-IIB in FIG. 2A. FIG. 3 shows the light detection unit of FIG. 1, FIG. 3A is an enlarged plan view of the detection unit, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram of the light detection unit. 4 is a cross-sectional view taken along the line IVA-IVA of FIG.
Is a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB, FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line IVC-IVC, and FIG. 4D is a cross-sectional view taken along the line IVD-IVD. FIG. 5 shows a modification of the light detection unit of FIG. 1, FIG. 5A is an enlarged plan view of the light detection unit, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of FIG. FIG. 6 is a plan view schematically showing an AR substrate as seen through a color filter substrate of a transflective liquid crystal display device according to
7 shows the photodetection unit of FIG. 6, FIG. 7A is an enlarged plan view of the photodetection unit, and FIG.
It is sectional drawing of a IB-VIIB line. 8 shows a modification of the light detection unit in FIG. 7, FIG. 8A is an enlarged plan view of the detection unit, and FIG. 8B is a sectional view taken along line VIIIB-VIIIB in FIG. 8A. FIG. 9A is a diagram showing a personal computer equipped with a liquid crystal display device, and FIG. 9B is a diagram showing a mobile phone equipped with a liquid crystal display device.
図1を参照して、本発明の実施例1に係る液晶表示装置1の概要を説明する。
本実施例に係る液晶表示装置1は半透過型液晶表示装置からなり、互いに対向配置され
る矩形状の光透過性電気絶縁材料、例えばガラス板からなる基板上に種々の配線等を施し
てなるTFTアレイ基板(以下、AR基板という)2と、同様に矩形状の光透過性電気絶
縁材料からなる基板上に種々の配線等を施してなるカラーフィルタ基板(以下、CF基板
という)10とを有する。このうち、AR基板2はCF基板10と対向配置させたときに
所定スペースの張出し部2Aが形成されるようにCF基板10よりサイズが大きいものが
使用される。また、これらAR基板2及びCF基板10の外周囲にシール材(図示省略)
が貼付されて、内部に液晶14及びスペーサ(図示省略)が封入された構成となっている
。
With reference to FIG. 1, the outline | summary of the liquid
The liquid
Is attached, and the
AR基板2は、それぞれ対向する短辺2a、2b及び長辺2c、2dを有する。このう
ち、一方の短辺2b側が張出し部2Aとなっており、この張出し部2Aにソース及びゲー
ト駆動用の半導体チップからなるドライバDrが搭載されている。また、他方の短辺2a
側には光検出部LD1が配設されている。加えて、AR基板2の背面には照明手段として
のバックライト(図示省略)が設けられている。このバックライトは光検出部LD1の出
力に基づいて、図示しない外部制御回路(制御手段)によって制御されるようになってい
る。
The
Light detector LD 1 is disposed on the side. In addition, a backlight (not shown) is provided on the back surface of the
このAR基板2は、その対向面、すなわち液晶14と接触する面に、図1の行方向(横
方向)に所定間隔をあけて配列された複数本のゲート配線GWと、これらのゲート配線G
Wと絶縁され列方向(縦方向)に配列された複数本のソース配線SWとを有する。これら
のソース配線SWとゲート配線GWとはマトリクス状に配線されており、互いに交差する
ゲート配線GWとソース配線SWとで囲まれる各領域に、ゲート配線GWからの走査信号
によってオン状態となるスイッチング素子としてのTFT(図2A参照)及びソース配線
SWからの映像信号がスイッチング素子を介して供給される画素電極26(図2B参照)
が形成されている。
The
And a plurality of source lines SW insulated from W and arranged in the column direction (vertical direction). The source wiring SW and the gate wiring GW are wired in a matrix, and switching that is turned on by a scanning signal from the gate wiring GW in each region surrounded by the gate wiring GW and the source wiring SW intersecting each other. A pixel electrode 26 (see FIG. 2B) to which a TFT as an element (see FIG. 2A) and a video signal from the source wiring SW are supplied via a switching element.
Is formed.
これらのゲート配線GWとソース配線SWとで囲まれる各領域は、いわゆる画素領域P
Aを構成し、これらの画素領域PAが複数個形成されたエリアが表示領域DAとなってい
る。なお、この画素領域PAは外光を反射して表示を行う反射部22と、バックライトか
らの光を透過させて表示を行う透過部23とに分かれている。
Each region surrounded by the gate wiring GW and the source wiring SW is a so-called pixel region P.
An area in which a plurality of these pixel areas PA are formed is a display area DA. Note that the pixel area PA is divided into a
各ゲート配線GW及び各ソース配線SWは表示領域DAの外周囲、すなわち額縁領域へ
延出されこの額縁領域を引回されてドライバDrに接続されている。また、AR基板2の
一方の長辺2d側には光検出部LD1の第1、第2TFT光センサLS1、LS2から導
出された複数本の引回し配線L1〜L4が配線されて外部制御回路が接続される端子T1
〜T4に接続されている。各端子T1〜T4には外部制御回路が接続されており、この制
御回路から光検出部LD1へ基準電圧、ゲート電圧等が供給され、さらに光検出部LD1
からの出力が送出される。なお、各第1、第2TFT光センサLS1、LS2とこれらの
光センサから導出される各引回し配線L1〜L4との関係については後述する。
Each gate line GW and each source line SW extend to the outer periphery of the display area DA, that is, to the frame area, and are routed around the frame area and connected to the driver Dr. Further, the first light detector LD 1, the 2TFT
It is connected to the through T 4. An external control circuit is connected to each of the terminals T 1 to T 4 , and a reference voltage, a gate voltage, and the like are supplied from the control circuit to the light detection unit LD 1. Further, the light detection unit LD 1
The output from is sent. The relationship between the first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 and the routing wires L 1 to L 4 derived from these photosensors will be described later.
次に、主に図2A及び図2Bを参照して、各画素領域PAの具体的構成について説明す
る。
AR基板2の表示領域DAには、ゲート配線GWが等間隔に平行になるように形成され
、更にこのゲート配線GWからTFTのゲート電極Gが延設されている。また、この隣り
合うゲート配線GW間の略中央にはゲート配線GWと平行に補助容量線16が形成されて
いる。補助容量線16にはこの補助容量線16が拡幅されて形成された補助容量電極17
が設けられている。
Next, a specific configuration of each pixel area PA will be described mainly with reference to FIGS. 2A and 2B.
In the display area DA of the
Is provided.
AR基板2の全面には、ゲート配線GW、補助容量線16、補助容量電極17及びゲー
ト電極Gを覆うようにして窒化ケイ素や酸化ケイ素などの透明絶縁材料からなるゲート絶
縁膜18が積層されている。ゲート電極Gは、その上にゲート絶縁膜18を介してアモル
ファスシリコン(a−Si)等からなる半導体層19が形成されている。また、ゲート絶
縁膜18上には、複数のソース配線SWがゲート配線GWと交差するようにして形成され
、このソース配線SWから半導体層19と接触するようにTFTのソース電極Sが延設さ
れている。更には、ソース配線SW及びソース電極Sと同一の材料からなるドレイン電極
Dが同じく半導体層19と接触するようにゲート絶縁膜18上に設けられている。
A
ここで、ゲート配線GWとソース配線SWとに囲まれた領域が1画素に相当している。
このように形成されたゲート電極G、ゲート絶縁膜18、半導体層19、ソース電極S及
びドレイン電極DによってTFTが構成される。また、ドレイン電極Dと補助容量電極1
7によって各画素領域PAの補助容量を形成することになる。
Here, a region surrounded by the gate wiring GW and the source wiring SW corresponds to one pixel.
The gate electrode G, the
7 forms an auxiliary capacitance of each pixel area PA.
これらのソース配線SW、TFT及びゲート絶縁膜18を覆うようにAR基板2の全面
にわたり例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜(パッシベーション膜ともいう)20が
積層され、この保護絶縁膜20上に例えばネガ型の感光材料を含むアクリル樹脂等からな
る層間膜(平坦化膜ともいわれる)21がAR基板2全体にわたり積層されている。この
層間膜21の表面は、反射部22においては微細な凹凸が形成されており、透過部23に
おいては平らになされている。なお、図2においては反射部22における凹凸は図示を省
略している。また、この保護絶縁膜20及び層間膜21のドレイン電極Dに対応する位置
には、コンタクトホール25が形成されている。
A protective insulating film (also referred to as a passivation film) 20 made of, for example, an inorganic insulating material is laminated over the entire surface of the
そして、反射部22の層間膜21の表面にはスパッタリング法等によって例えばアルミ
ニウムないしアルミニウム合金製の反射板24が形成されている。更に、それぞれの画素
において、反射板24の表面、コンタクトホール25内及び透過部23の層間膜21の表
面には、例えばITO(Indium Tin Oxide)ないしIZO(Indium Zinc Oxide)からな
る画素電極26が形成されている。また、この画素電極26の更に上層には、全ての画素
領域PAを覆うように配向膜(図示せず)が積層されている。
A reflecting
CF基板10は、その表面にAR基板2のゲート配線GW及びソース配線SWに対向す
るように遮光層BM(図4A或は図4C参照)が形成されており、この遮光層BMに囲ま
れたそれぞれの画素に対応して例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)からなるカラ
ーフィルタ層27が設けられている。更に、反射部22に対応する位置のカラーフィルタ
層27の表面にはトップコート層28が形成されており、このトップコート層28の表面
及び透過部23に対応する位置のカラーフィルタ層27の表面には共通電極29及び配向
膜(図示せず)が積層されている。
A light shielding layer BM (see FIG. 4A or 4C) is formed on the surface of the
そして、上述した構成を備えるAR基板2及びCF基板10がシール材を介して貼り合
わされ、最後にこの両基板とシール材とによって囲まれた領域に液晶14が封入されるこ
とにより、半透過型の液晶表示装置1を得ることができる。なお、両基板の外面には偏光
板(図示省略)が設けられており、更に、AR基板2の下方には、図示しない周知の光源
、導光板、拡散シート等を有するバックライトないしはサイドライトを配置される。
Then, the
なお、上記液晶表示装置1において、反射板24を画素電極26の下部全体に亘って設
けると反射型液晶表示パネルが得られる。この反射型液晶表示パネルを使用した反射型液
晶表示装置の場合は、バックライトないしはサイドライトに代えてフロントライトが使用
される。これらのバックライト、サイドライト及びフロントライトは照光手段を構成して
いる。
In the liquid
次に、図1及び図3A及び図3Bを参照して、光検出部LD1の構成を説明する。なお
、図3では光センサ301〜306を合計6個示しているが、この光センサ301〜30
6の数は6個に限定されることなく、2つ以上であれば適宜その数を変更することが可能
である。
Next, the configuration of the light detection unit LD 1 will be described with reference to FIGS. 1, 3A, and 3B. Although shown total of six
The number of 6 is not limited to six, it is possible to appropriately change the number as long as it is two or more.
光検出部LD1は、2つの系統からなる第1、第2TFT光センサLS1、LS2で構
成されている。これらの第1、第2TFT光センサLS1、LS2は、それぞれ複数個(
図3ではそれぞれ3個)の光センサ301〜303及び304〜306を備えている。第
1TFT光センサLS1を構成する光センサ301〜303と第2TFT光センサLS2
を構成する光センサ304〜306は、互いに隣接しかつ平行な状態で、それぞれ一列に
設けられている。
The light detection unit LD 1 is composed of first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 composed of two systems. Each of the first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 includes a plurality of (
In FIG. 3, three
The
図3Bを参照して、第1、第2TFT光センサLS1、LS2の回路構成を説明する。
複数個の光センサ301〜306は、ドレイン電極DL1〜DL6とソース電極SL1
〜SL6の間にそれぞれコンデンサC1〜C6が並列接続されている。また、これらのソ
ース電極SL1〜SL6とコンデンサC1〜C6の一方の端子は引回し配線L1、L2を
介して端子T1、T2に接続されており、さらに、この端子T1、T2はスイッチング素
子SW1及びSW2を介して第1基準電圧源Vsに接続されている。さらに、光センサ3
01〜306のドレイン電極DL1〜DL6及びコンデンサC1〜C6の他方の端子は単
一の引回し配線L3を介して端子T3に接続されており、この端子T3には所定の直流電
圧を供給する第2基準電圧源Vrefが接続されている。さらに、端子T1、T2には出
力線がそれぞれ接続されており、この出力線から所定の出力電圧SS及びSRが出力され
るようになっている。さらに、光センサ301〜306のゲート電極GL1〜GL6は引
回し配線L4を介して端子T4に接続されており、この端子T4は所定の電圧供給源GV
に接続されている。
The circuit configuration of the first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 will be described with reference to FIG. 3B.
The plurality of
Capacitors C 1 to C 6 are connected in parallel between ˜S L6 , respectively. Further, one terminal of the source electrodes S L1 to S L6 and the capacitors C 1 to C 6 is connected to the terminals T 1 and T 2 through the lead wirings L 1 and L 2 , and this terminal T 1 and T 2 are connected to the first reference voltage source Vs via the switching elements SW1 and SW2. Furthermore, the optical sensor 3
The other terminals of the drain electrodes D L1 to D L6 and the capacitors C 1 to C 6 of 0 1 to 30 6 are connected to the terminal T 3 via a single lead wiring L 3 , and this terminal T 3 Is connected to a second reference voltage source Vref for supplying a predetermined DC voltage. Furthermore, output lines are connected to the terminals T 1 and T 2 , respectively, and predetermined output voltages S S and S R are output from the output lines. Furthermore, the gate electrodes G L1 to G L6 of the
It is connected to the.
なお、検出された出力電圧は、図示しない検出回路で環境光の強度の検出に用いられ、
この検出された環境光の強度に基づいて、図示しない制御手段によりバックライト(照光
手段)の制御がされる。この検出回路としては、例えばスイッチ素子SW1、SW2のオ
ン/オフに同期した公知のサンプリングホールド回路によってアナログ出力電圧に変換し
、このアナログ出力電圧をA/D変換器によってデジタル変換した後にデジタル演算処理
するものを用いる。
The detected output voltage is used for detection of ambient light intensity by a detection circuit (not shown).
Based on the detected intensity of ambient light, the backlight (illuminating means) is controlled by a control means (not shown). As this detection circuit, for example, it is converted into an analog output voltage by a known sampling and holding circuit synchronized with on / off of the switch elements SW1 and SW2, and this analog output voltage is digitally converted by an A / D converter and then digital arithmetic processing is performed. Use what you want.
複数個の光センサ301〜303及び301〜306は、いずれも同じ構成のTFTか
らなり、これらのTFTは上記液晶表示パネルの製造工程においてスイッチング素子とし
て形成されるTFTと同時に形成されている。これにより、光センサを形成するために別
途製造工程を増加させる必要がないので、安価且つ簡単に製造することが可能となる。
The plurality of
以下、これらの光センサうち、それぞれ1つの光センサ301及び光センサ304の構
成を図3及び図4を参照して説明する。
第1TFT光センサLS1を構成する光センサ301は、図3A及び図4Aに示すよう
に、AR基板2上に、先ずゲート電極GL1が形成される。このゲート電極GL1は、こ
のゲート電極GL1と並列に配設された引回し配線L1の外側まで延設されており、バッ
クライトからの光が受光部に入り込むことを防止する遮光部材としての機能も備えている
。このゲート電極GL1は、その上に透明絶縁材料からなるゲート絶縁膜18が形成され
る。ゲート絶縁膜18上の平面視でゲート電極GL1に重なる領域には、非晶質シリコン
又は多結晶シリコンから構成され環境光の受光部となる半導体層31が形成されている。
この半導体層31上には、この半導体層31の一側、詳しくは第1TFT光センサLS1
の第2TFT光センサLS2に隣接した側部の反対側に位置する側部から半導体層31を
横切るように複数本のソース電極SL1が形成されている。同時に、この半導体層31の
他側、すなわち第1TFT光センサLS1の第2TFT光センサLS2に隣接した側部か
ら同じく半導体層31を横切るように複数本のドレイン電極DL1が形成されている。ま
た、ソース電極SL1は、複数本に分割・分岐されて引回し配線L1に接続されている。
すなわち、このソース電極SL1は平面視でほぼくし歯状に分割・分岐されて外側の引回
し配線L1に接続されている。同様に、ドレイン電極DL1も複数本に分割されて、分割
された電極がソース電極間に配置されるようにして、端部が内側の引回し配線L3に接続
されている。また、ソース電極SL1及びドレイン電極DL1の更に上層には、保護絶縁
膜20が形成されている。
Hereinafter, these among optical sensors, the configuration of the respective one of the
On the
A plurality of source electrodes S L1 so as to cross the
That is, the source electrode S L1 is divided and branched in a substantially comb shape in plan view, and is connected to the outer routing wiring L 1 . Similarly, the drain electrode D L1 be divided into a plurality of, divided electrodes so as to be disposed between the source electrode, the end portion is connected to the inside of the lead wire L 3. Further, a protective insulating
図4Bに示すように、ゲート電極GL1には、このゲート電極GL1とソース電極SL
1から導出された引回し配線L1とがゲート絶縁膜18を介して重なる箇所に所定の大き
さの穴H1が形成されている。そして、この穴H1はゲート絶縁膜18を介して引回し配
線L1で覆われる。
As shown in FIG. 4B, the gate electrode G L1 includes the gate electrode G L1 and the source electrode S L.
A hole H 1 having a predetermined size is formed at a location where the routing wiring L 1 derived from 1 overlaps with the
このようにゲート電極GL1と引回し配線L1とが重なる箇所においてゲート電極GL
1に穴H1を形成すると、このゲート電極GL1とソース電極SL1から導出された引回
し配線L1との重畳面積が削減できるので、これらの間に形成される容量が低減される。
また、このゲート電極GL1の穴H1と同様に他の光センサ302、303のゲート電極
GL1にも穴H2、H3が形成されている。したがって、第1TFT光センサLS1のゲ
ート電極GL1と引回し配線L1、すなわちソース配線との間で形成される容量が低減さ
れる。引回し配線L1は、ゲート電極GL1に設けた穴H1〜H3を完全に覆い且つ光漏
れが発生しない幅長を有し、他の穴H2、H3も同じ構成になっている。なお、このゲー
ト電極には、穴H1〜H3に代えて切欠きを形成することも可能である。
The gate electrode G L in place in this manner to overlap with the gate electrode G L1 and the lead wirings L 1 is
When forming a hole H 1 to 1, since it reduces the overlapping area between the lead wirings L 1 derived from the gate electrode G L1 and the source electrode S L1, capacitance formed between them is reduced.
Further, the
図4Aに示すように、光センサ301はCF基板10の対向する領域に透明樹脂からな
るオーバーコート層(平坦化膜)32が配設された窓部Wを介して環境光が照射される。
また、この窓部Wの周囲は遮光層BMによって遮光されている。なお、他の光センサ30
2、303も同じ構成になっている。このように窓部Wの周囲を遮光層BMで遮光するこ
とで、環境光以外が半導体層31に照射されることがほとんどなく、より正確に環境光を
受光することが可能となる。
As shown in FIG. 4A, the overcoat layer
Further, the periphery of the window W is shielded from light by the light shielding layer BM. Other
2 and 30 3 have the same configuration. By shielding the periphery of the window W with the light shielding layer BM in this manner, the
また、同様にして引回し配線L3と重なるゲート電極GL1〜GL3にも穴Ha〜Hc
が設けられている。また、これらの穴Ha〜Hcはドレイン電極DL1〜DL3から導出
されたドレイン配線としての引回し配線L3によって完全に覆われている。
Further, similarly to the lead wirings L 3 and overlaps the hole to the gate electrode G L1 ~G L3 Ha~Hc
Is provided. Further, these holes Ha to Hc are completely covered by the routing wiring L 3 as the drain wiring derived from the drain electrodes D L1 to D L3 .
図4C及び図4Dは、第2TFT光センサLS2を構成する光センサ304を示してい
る。この光センサ304は上記の光センサ301と略同じ構成を有しているがCF基板1
0に窓部Wが形成されていない点が異なっている。すなわち、光センサ304は引回し配
線L2の外側まで延設されたゲート電極GL4を覆うように透明絶縁材料からなるゲート
絶縁膜18が形成され、このゲート絶縁膜GL4上には、非晶質シリコン又は多結晶シリ
コンから構成され環境光の受光部となる半導体層31が形成されている。また、この半導
体層31上には、この半導体層31の一側、詳しくは第2TFT光センサLS2の第1T
FT光センサLS1に隣接した側部の反対に位置する側部から半導体層31を横切るよう
に複数本のソース電極SL4が形成されている。同時に、この半導体層31の他側、詳し
くは第2TFT光センサLS2の第1TFT光センサLS1に隣接した側部から同じく半
導体層31を横切るように複数本のドレイン電極DL4が形成されている。ソース電極S
L4は第2TFT光センサLS2の外側にゲート電極GL4と並列に引回された引回し配
線L2から延設するように複数本形成されているので、このソース電極SL4は平面視で
ほぼくし歯状となっている。同様に、ドレイン電極DL4は第2TFT光センサLS2の
内側に引回された引回し配線L3から延設するように複数本形成されており、ソース電極
SL4と同様に平面視でくし歯状となっている。そして、ソース電極SL4及びドレイン
電極DL4の更に上層には、保護絶縁膜20が形成されている。
4C and 4D show an
The difference is that the window portion W is not formed at zero. That is, the
A plurality of source electrodes S L4 are formed so as to cross the
Since L4 is a plurality of formed so as to extend from the lead wirings L 2 which are routed in parallel with the gate electrode G L4 outside the second 2TFT light sensor LS 2, the source electrode S L4 in a plan view It is almost comb-shaped. Similarly, a plurality of drain electrodes D L4 are formed so as to extend from the lead wiring L 3 routed inside the second TFT photosensor LS 2 , and the combs are seen in a plan view like the source electrode S L4. It has a tooth shape. A protective insulating
この光センサ304は、CF基板10の対向する領域に形成された遮光層BMによって
遮光されている。したがって、この光センサ304にはほとんど環境光が受光されること
がなく、この光センサ304の出力は暗基準電圧として用いられる。さらに、上述したよ
うに、第2TFT光センサLS2のドレイン電極DL4〜DL6と第1TFT光センサL
S1のドレイン電極DL1〜DL3とは単一の引回し配線L3により端子T3に接続され
ている。しかし、この引回し配線L3を介して供給される電圧は、第2基準電圧源Vre
fからの電圧であるので、第1、第2TFT光センサLS1、LS2のいずれも正常に動
作することが可能となる。なお、本実施例においては、光センサ304は遮光層BMによ
り遮光されたものとして説明したが、この遮光層BMに代えて所定色のカラーフィルタに
より受講する光を限定するようにしてもよい。
The
The drain electrodes D L1 to D L3 of S 1 are connected to the terminal T 3 by a single lead wiring L 3 . However, the voltage supplied via the lead wire L 3, the second reference voltage source Vre
Since the voltage is from f, both the first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 can operate normally. In the present embodiment, the
この光センサ304のゲート電極GL4にも、TFTのソース電極SL4から導出され
て形成された引回し配線L2とゲート絶縁膜18を介して重なる箇所に所定の大きさの穴
H4が形成されている。このようにゲート電極GL4とソース配線としての引回し配線L
2とが重なる箇所のゲート電極GL4に穴H4をあけることによって、ゲート電極GL4
と引回し配線L2との間に形成される容量が低減される。また、このゲート電極GL4と
同様に他の光センサ305、306のゲート電極GL5、GL6にも穴H5、H6が形成
されている。したがって、第2TFT光センサLS2のゲート電極GL4〜GL6と引回
し配線L2との間で形成される容量が顕著に低減される。なお、引回し配線L3は穴H4
〜H6を完全に覆い且つ光漏れが発生しない幅長を有している。
To the gate electrode G L4 of the
By drilling holes H 4 to the gate electrodes G L4 of a portion 2 and overlap, the gate electrode G L4
Capacitance formed between the lead wirings L 2 and is reduced. Similarly to the gate electrode G L4 , holes H 5 and H 6 are formed in the gate electrodes G L5 and G L6 of the other
To H 6 completely covers and light leakage has a width dimension that does not generate.
更に、同様にして引回し配線L3と重なるゲート電極GL4〜GL6にも穴Ha〜Hc
が設けられている。また、これらの穴Ha〜Hcはドレイン電極DL4〜DL6から導出
されたドレイン配線としての引回し配線L3によって完全に覆われている。
Further, similarly, the holes Ha to Hc are formed in the gate electrodes G L4 to G L6 that overlap with the routing wiring L 3.
Is provided. Further, these holes Ha to Hc are completely covered by the routing wiring L 3 as the drain wiring derived from the drain electrodes D L4 to D L6 .
上述のような構成を備える光検出部LD1は、以下の方法で光検出を行う。すなわち、
先ず、第1、第2TFT光センサLS1、LS2のそれぞれの光センサ301〜306の
ゲート電極GL1〜GL6に電圧供給源GVから端子T4及び引回し配線L4を介してゲ
ートオフ領域となる一定の逆バイアス電圧(例えば−10V)を印加すると共にドレイン
電極DL1〜DL6に第2基準電圧源Vrefからの所定の電圧を印加する。次いで、ド
レイン電極DL1〜DL6とソース電極SL1〜SL6との間にコンデンサC1〜C6を
接続する。そして、スイッチ素子SW1、SW2の何れか又は双方をオンにして第1基準
電圧源Vsから所定の電圧(例えば+2V)をコンデンサC1〜C3及び/又はC4〜C
6の両端に印加し、所定時間後にスイッチ素子SW1及び/又はSW2をオフする。その
後所定時間経過した段階でコンデンサC1〜C3及び/又はC4〜C6の充電電圧を出力
線に出力して、この充電電圧を検出回路に供給することにより環境光の強度を検出するこ
とができる。
The light detection unit LD 1 having the above-described configuration performs light detection by the following method. That is,
First, first, through a terminal T 4 and lead wire L 4 from the 2TFT
6 is applied to both ends, and the switch elements SW1 and / or SW2 are turned off after a predetermined time. After that, when a predetermined time has elapsed, the charging voltage of the capacitors C 1 to C 3 and / or C 4 to C 6 is output to the output line, and the charging voltage is supplied to the detection circuit to detect the intensity of the ambient light. be able to.
以上説明したように、本発明の実施例1に係る液晶表示装置1によれば、ゲート電極G
L1〜GL6は、引回し配線L1〜L3と重なる箇所において複数個の穴H1〜H3、H
a〜Hc及びH4〜H6が形成されているので、これらの引回し配線L1〜L3とゲート
電極GL1〜GL6の間でゲート絶縁膜18を介して形成される容量が低減される。この
容量が大きくなると、光センサ301〜306から導出される出力配線の時定数が増大し
て環境光を検知してから出力するまでの検出時間が長く掛かり、素早い検出結果が得られ
ず応答性が悪くなる恐れがある。しかしながら、上述のように引回し配線L1〜L3とゲ
ート電極GL1〜GL6の間に形成される容量を削減することで検出時間を短縮すること
が可能となる。
As described above, according to the liquid
L1 to G L6 are a plurality of holes H 1 to H 3 , H at locations where they overlap with the routing lines L 1 to L 3.
Since a to Hc and H 4 to H 6 are formed, the capacitance formed between the routing wirings L 1 to L 3 and the gate electrodes G L1 to G L6 via the
(変形例)
図5を参照して、実施例1の液晶表示装置における光検出部の変形例を説明する。
本変形例に係る光検出部LD1Aは、図5Aに示すように、上述した光検出部LD1と
略同じ構成を有し、異なる構成は、光検出部LD1Aのゲート電極GL1〜GL6が上述
の光検出部LD1のゲート電極GL1〜GL6より縮幅されている点にある。
(Modification)
With reference to FIG. 5, a modification of the light detection unit in the liquid crystal display device of
As illustrated in FIG. 5A, the light detection unit LD 1A according to the present modification has substantially the same configuration as the above-described light detection unit LD 1, and the different configurations are the gate electrodes G L1 to G G of the light detection unit LD 1A. L6 is in a point that is narrower than the gate electrodes G L1 to G L6 of the light detection unit LD 1 described above.
光検出部LD1Aは、2つの系統からなる第1、第2TFT光センサLS1、LS2で
構成されている。これらの第1、第2TFT光センサLS1、LS2は、それぞれ3個の
光センサ301〜303及び光センサ304〜306を備えている。そして、図5Bに示
すように、ゲート電極GL1とソース電極SL1から導出された引回し配線L1及びドレ
イン電極DL1から導出された引回し配線L3とが重なる箇所は、ゲート電極GL1が縮
幅されている分だけその重畳面積が小さくなっている。このとき、ゲート電極GL1と引
回し配線L1、L3とは間に隙間が形成されないように一部が積層されている。ちなみに
、図5Bにおいては光センサ301について要部を拡大して示しているが、他のゲート電
極GL2、GL3も同様の構成を備えている。
The light detection unit LD 1A is composed of first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 composed of two systems. Each of the first and second TFT photosensors LS 1 and LS 2 includes three
また、同様にしてゲート電極GL4〜GL6とソース電極SL4〜SL6に接続された
引回し配線L2とが重なる箇所も、ゲート電極GL4〜GL6の面積が縮小されている分
だけその重畳面積が小さくなっている。
Further, similarly to the gate electrode G L4 ~G L6 and lead wirings L 2 and overlap portions which are connected to the source electrode S L4 to S L6 also divided the area of the gate electrode G L4 ~G L6 is reduced Only its overlapping area is small.
さらにまた、同様にしてゲート電極GL4〜GL6とドレイン電極DL4〜DL6に接
続された引回し配線L3とが重なる箇所も、ゲート電極GL4〜GL6の面積が縮小され
ている分だけその重畳面積が小さくなっている。
Furthermore, similarly to the lead wirings L 3 which is connected to the gate electrode G L4 ~G L6 and the drain electrode D L4 to D L6 and overlap portions also, the area of the gate electrode G L4 ~G L6 is reduced The overlapping area is reduced by the amount.
この構成により、ゲート電極GL1〜GL6と引回し配線L1〜L3との間で形成され
る容量が顕著に低減される。また、このゲート電極GL1〜GL6の端縁が引回し配線L
1〜L3で覆われ間に隙間が生じないように積層されているので、バックライトからの光
は良好に遮光される。さらに、ソース配線及びドレイン配線の面積を拡大、すなわち引回
し配線L1、L2を拡幅すれば、配線抵抗が低減されるのでさらに好ましい。すなわち、
本変形例に係るゲート電極GL4〜GL6は、その外縁部のみが引回し配線L1〜L3に
平面視で重畳されるように、つまり、引回し配線L1〜L3の最も第1、第2TFT光セ
ンサLS1、LS2に近接する部分まで延在した構成となっている。なお、このときの重
畳幅については光漏れが生じない範囲で適宜調整することができる。
With this configuration, the capacitance formed between the gate electrodes G L1 to G L6 and the routing wirings L 1 to L 3 is significantly reduced. Further, the edges of the gate electrodes G L1 to G L6 are routed to the lead wiring L.
The gap between covered with 1 ~L 3 are stacked so as not to cause the light from the backlight is well shielded. Furthermore, it is more preferable to increase the area of the source wiring and the drain wiring, that is, to widen the routing wirings L 1 and L 2 , because the wiring resistance is reduced. That is,
The gate electrodes G L4 to G L6 according to the present modification are arranged so that only the outer edge portions thereof are superimposed on the routing wirings L 1 to L 3 in plan view, that is, the most of the routing wirings L 1 to L 3 . 1, has a configuration extending to a portion adjacent to the 2TFT
次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施例2に係る半透過型の液晶表示装置を説
明する。
実施例2に係る液晶表示装置1Aは、実施例1の液晶表示装置1と光検出部を構成する
光センサの配列構造が異なり他の構成は同じになっている。この液晶表示装置1Aは、実
施例1の液晶表示装置1と、光検出部LD1を構成する光センサの配列構造が、後者が図
1に示すように上下2列に配列されているのに対して、前者は図6に示すように一列に配
列した点に特徴がある。すなわち、この光検出部LD2は、光センサ401〜404及び
引回し配線L1〜L3の配設構造が異なるのみで、他の構成については実施例1のものと
同様であるので、同一の構成を備えるものについては実施例1の符号を参照して説明する
ものとする。
Next, a transflective liquid crystal display device according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
The liquid
液晶表示装置1Aの光検出部LD2は、複数の光センサ(例えば4個)401〜404
が一列に配列されている。これら複数の光センサ401〜404のうち、光センサ401
及び403が実施例1の第1TFT光センサLS1の光センサ301〜303と同じ構成
を有し、光センサ402及び404が実施例1の第2TFT光センサLS2の光センサ3
04〜306と同じ構成を有している。すなわち、第1TFT光センサLS1としての光
センサ401及び403と第2TFT光センサLS2としての光センサ402及び404
とが同一直線状に交互に配設されている。
Light detector LD 2 of the liquid
Are arranged in a row. Among these plural
And 40 3 have the same structure as the optical sensor 301 to 303 of the 1TFT light sensor LS 1 of Example 1, an optical sensor of the
It has the same configuration as 0 4 to 30 6 . That is, the
Are alternately arranged in the same straight line.
また、第1TFT光センサLS1の光センサ401及び403は、上記実施例1の図4
に示した構造と同様であって、ゲート電極GL1、GL3はソース電極SL1、SL3に
接続された引回し配線L1の外側まで延設されている。また、第2TFT光センサLS2
の光センサ402及び404も、上記実施例1の図4に示した構造と同様であって、ゲー
ト電極GL2、GL4はソース電極SL2、SL4に接続された引回し配線L2の外側ま
で延設されている。これらのソース電極SL1〜SL4に接続された引回し配線L1及び
L2は、互いに平行に設けられており、これらの引回し配線L1及びL2が途中で分岐し
て各光センサ401〜404のソース電極SL1〜SL4を形成している。
Further, the
The gate electrodes G L1 and G L3 are extended to the outside of the lead wiring L 1 connected to the source electrodes S L1 and S L3 . The second TFT photosensor LS 2
The
さらに、光センサ401〜404は、ソース電極SL1〜SL4に対向するように配線
されたドレイン電極DL1〜DL4を有している。このドレイン電極DL1〜DL4は光
センサ401〜404のそれぞれの間を蛇行するように配線された引回し配線L3に接続
されている。また、ゲート電極GL1〜GL4には、このゲート電極GL1〜GL4と引
回し配線L1、L2とが重なる箇所に、実施例1と同様に穴H1〜H4が形成されている
。なお、図7ではゲート電極GL1〜GL4の引回し配線L3と重なる箇所には穴を形成
していないが、適宜形成することはもちろん可能である。
Furthermore, the
以上のように、本実施例2においても、実施例1に示したものと同様に、ゲート電極G
L1〜GL4と引回し配線L1〜L3との間で形成される容量が顕著に低減される。また
、本実施例2の光センサの数を実施例1と同数にした場合、光センサの配置が実施例1の
ものに比して広範囲に配置されるので、障害物等によって部分的に環境光が遮られたとし
ても、安定した検出を維持することが可能となる。
As described above, also in the second embodiment, the gate electrode G is the same as that shown in the first embodiment.
Capacitance formed between the L1 ~G L4 and
(変形例)
図8を参照して、実施例2の液晶表示装置における光検出部の変形例を説明する。
変形例に係る光検出部LD2Aは、上記光検出部LD2と略同じ構成を有し、異なる構
成は、ゲート電極GL1〜GL4を光検出部LD2のゲート電極GL1〜GL4より縮幅
した点にある。
(Modification)
With reference to FIG. 8, a modification of the light detection unit in the liquid crystal display device according to the second embodiment will be described.
Light detection unit LD 2A according to the modified example has substantially the same structure as the light detector LD 2, different configurations, the gate electrode of the gate electrode G L1 ~G L4 light detector LD 2 G L1 ~G L4 It is at a more narrow point.
光検出部LD2Aは、2つの系統からなる第1TFT光センサLS1及び第2TFT光
センサLS2で構成されている。これらの第1、第2TFT光センサLS1、LS2は、
2個の光センサ501、503及び502、504をそれぞれ備えている。このうち、第
1TFT光センサLS1を構成する光センサ501、503において、ゲート電極GL1
と引回し配線L1とが重なる箇所は、図7Bに示すように、ゲート電極GL1が縮幅され
ている分だけその重畳面積が小さくなっている。このとき、ゲート電極GL1と引回し配
線L1とは間に隙間が形成されないように一部が積層されていると好ましい。ちなみに、
図7Bにおいては光センサ501について要部を拡大して示しているが、他のゲート電極
GL3も同様の構成を備えている。また、第2TFT光センサをLS2構成する光センサ
502、504においても、ゲート電極GL2、GL4と引回し配線L2とが重なる箇所
は、ゲート電極GL2、GL4が縮幅されている分だけその重畳面積が小さくなっている
。
Light detection unit LD 2A is composed of a first 1TFT light sensor LS 1 consists of two lines and the 2TFT light sensor LS 2. These first and second TFT photosensors LS 1 , LS 2 are
Two
Lead wirings L 1 and is a part overlapping with, as shown in FIG. 7B, an amount corresponding to the gate electrode G L1 is reduced width is the overlapping area is smaller. At this time, it is preferable that a part of the gate electrode G L1 and the routing wiring L 1 are laminated so that no gap is formed between them. By the way,
Are shown an enlarged main part for the
この構成により、ゲート電極GL1〜GL4と引回し配線L1、L2との間で形成され
る容量が顕著に低減される。また、このゲート電極GL1〜GL4の端縁が引回し配線L
1、L2で覆われ間に隙間が生じないように積層されているので、バックライトからの光
は良好に遮光される。さらに、ソース配線及びドレイン配線の面積を拡大、すなわち引回
し配線L1、L2を拡幅すれば、配線抵抗が低減されるのでさらに好ましい。すなわち、
本変形例に係るゲート電極GL4〜GL6は、その外縁部のみが引回し配線L1〜L3に
平面視で重畳されるように、つまり、引回し配線L1〜L3の最も第1、第2TFT光セ
ンサLS1、LS2に近接する部分まで延在した構成となっている。なお、このときの重
畳幅については光漏れが生じない範囲で適宜調整することができる。
With this configuration, the capacitance formed between the gate electrodes G L1 to G L4 and the routing wirings L 1 and L 2 is significantly reduced. Further, the edges of the gate electrodes G L1 to G L4 are routed to the lead wiring L.
1 and L 2 are laminated so that no gaps are formed between them, so that light from the backlight is well shielded. Furthermore, it is more preferable to increase the area of the source wiring and the drain wiring, that is, to widen the routing wirings L 1 and L 2 , because the wiring resistance is reduced. That is,
The gate electrodes G L4 to G L6 according to the present modification are arranged so that only the outer edge portions thereof are superimposed on the routing wirings L 1 to L 3 in plan view, that is, the most of the routing wirings L 1 to L 3 . 1, has a configuration extending to a portion adjacent to the 2TFT
上述のような本発明の半透過型液晶表示装置1、1Aは、パーソナルコンピュータ、携
帯電話機、携帯情報端末などの電子機器に使用することができる。図9Aは液晶表示装置
71を搭載したパーソナルコンピュータ70を示す図であり、図9Bは液晶表示装置76
を搭載した携帯電話機75を示す図である。これらのパーソナルコンピュータ70及び携
帯電話機75の基本的構成は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する。
The transflective liquid
It is a figure which shows the
1、1A、:半透過型液晶表示装置 2:AR基板、10:CF基板 14:液晶 18
:ゲート絶縁膜 19、31:半導体層 20:保護絶縁膜 21:層間膜 22:反射
部 23:透過部 24:反射板 25:コンタクトホール 26:画素電極 27:カ
ラーフィルタ層 28:トップコート層 301〜306、401〜404、501〜5
04:光センサ GW:ゲート配線 SW:ソース配線 DA:表示領域 PA:画素領
域 LD1、LD1A、L2、LD2A:光検出部 LS1:第1TFT光センサ LS
2:第2TFT光センサ SL1〜SL6:ソース電極 DL1〜DL6:ドレイン電極
GL1〜GL6:ゲート電極 C1〜C6:コンデンサ Vs:第1基準電圧源 Vr
ef:第2基準電圧源 SW1、SW2:スイッチ素子 Dr:ドライバ L1〜L4:
引回し配線 T1〜T4:端子 BM:遮光層 W:窓部
1, 1A: Transflective liquid crystal display device 2: AR substrate 10: CF substrate 14:
:
0 4 : Optical sensor GW: Gate wiring SW: Source wiring DA: Display area PA: Pixel area LD 1 , LD 1A , L 2 , LD 2A : Photodetector LS 1 : First TFT optical sensor LS
2 : Second TFT optical sensor S L1 to S L6 : Source electrodes D L1 to D L6 : Drain electrodes G L1 to G L6 : Gate electrodes C 1 to C 6 : Capacitor Vs: First reference voltage source Vr
ef: second reference voltage source SW1, SW2: switch elements Dr: Driver L 1 ~L 4:
Lead wirings T 1 through T 4: Terminal BM: shielding layer W: window
Claims (8)
記液晶表示パネルの基板に組み込まれて外光を検出する薄膜トランジスタ(以下、TFT
という)からなるTFT光センサを有する光検出部と、前記液晶表示パネルを照光する照
光手段と、前記光検出部に接続された検出回路と、該検出回路の出力に基づいて前記照光
手段の明るさを制御する制御手段と、を備えた液晶表示装置において、
前記TFT光センサのゲート電極とソース電極及びドレイン電極から導出されたソース
配線及びドレイン配線とは並列に配設されているとともに、前記ゲート電極とソース配線
及びドレイン配線との間に隙間が生じないように、前記ゲート電極の外縁部が平面視で前
記絶縁部材を介して前記ソース配線及びドレイン配線により覆われていることを特徴とす
る液晶表示装置。 A liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is interposed between a pair of first and second substrates, and a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) that is incorporated in the substrate of the liquid crystal display panel and detects external light
A light detection unit having a TFT photosensor, an illumination unit for illuminating the liquid crystal display panel, a detection circuit connected to the light detection unit, and the brightness of the illumination unit based on the output of the detection circuit A liquid crystal display device comprising: control means for controlling the thickness;
The gate electrode of the TFT photosensor and the source wiring and drain wiring derived from the source electrode and drain electrode are arranged in parallel, and no gap is generated between the gate electrode and the source wiring and drain wiring. As described above, the outer edge portion of the gate electrode is covered with the source wiring and the drain wiring through the insulating member in a plan view.
り覆われている箇所には、所定大きさの穴又は切欠きが形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の液晶表示装置。 The hole or the notch of predetermined size is formed in the location covered with the said source wiring and drain wiring via the said insulating member by planar view of the said gate electrode. The liquid crystal display device described.
、異なる系統の光を検出する第1、第2TFT光センサに区分されて、前記第1TFT光
センサ及び第2TFT光センサのソース配線又はドレイン配線のうち、前記検出回路に接
続されていない配線同士が単一の配線により形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の液晶表示装置。 The photodetecting unit includes a plurality of TFT photosensors, and the plurality of TFT photosensors are divided into first and second TFT photosensors that detect light of different systems, and the first TFT photosensor and the first TFT photosensor 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein among the source wiring or drain wiring of the 2 TFT photosensor, wirings not connected to the detection circuit are formed by a single wiring.
第2TFT光センサとが互いに隣接して平行に配列されていることを特徴とする請求項3
に記載の液晶表示装置。 4. The plurality of photosensors of the first and second TFT photosensors, wherein the first TFT photosensor and the second TFT photosensor are arranged adjacent to each other in parallel.
A liquid crystal display device according to 1.
第2TFT光センサとは同列上に交互に配列されていることを特徴とする請求項3に記載
の液晶表示装置。 4. The liquid crystal according to claim 3, wherein in the plurality of photosensors of the first and second TFT photosensors, the first TFT photosensor and the second TFT photosensor are alternately arranged in the same row. Display device.
層で覆われていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein at least one of the first and second TFT photosensors is covered with a light shielding layer or a color filter layer of a predetermined color.
て形成されるTFTと同時に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the TFT photosensor is formed simultaneously with a TFT formed as a switching element in a manufacturing process of the liquid crystal display panel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007324316A JP2009145716A (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Liquid crystal display and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007324316A JP2009145716A (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Liquid crystal display and electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009145716A true JP2009145716A (en) | 2009-07-02 |
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ID=40916354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007324316A Pending JP2009145716A (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Liquid crystal display and electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009145716A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011180198A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Sony Corp | Liquid crystal display panel and electronic apparatus |
US8742424B2 (en) | 2009-11-25 | 2014-06-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Shift register and display apparatus |
-
2007
- 2007-12-17 JP JP2007324316A patent/JP2009145716A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011180198A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Sony Corp | Liquid crystal display panel and electronic apparatus |
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